hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
NOS完全欠損マウスを用いたCOPD・喘息の病態と増悪におけるNOの役割の解明

我々は、NO合成酵素(NOS)完全欠失マウスを用いて検討を行った。まず、オボアルブミンを用いて気管支喘息マウスモデルを作成した。その結果、NOS完全欠失マウスでは、好酸球性炎症や気管支壁肥厚、ムチン産生が減少すること、また、肺組織中のIL-4、IL-5、IL-13といったTh2サイトカインが減少することを明らかにした。次に、豚膵エラスターゼを用いて慢性閉塞性肺疾患マウスモデルを作成した。その結果、NOS完全欠失マウスでは、肺胞間隔壁距離の有意な増大、また、炎症細胞の増加が認められた。このように、NOは気管支喘息、慢性閉塞性肺疾患の病態に深く関与していることが示唆された。一酸化窒素の呼吸器系の恒常性維持に重要な役割を果たしていることが知られている。本研究では、気管支喘息、COPDにおける血清一酸化窒素の意義を解明するために、n/i/eの3種類の一酸化窒素合成酵素を欠失させた一酸化窒素合成酵素完全欠失マウスを用いて検討を行った。まず、気管支喘息における一酸化窒素の働きを評価するために、卵白アルブミンの投与にて気管支喘息モデルを作成し、検討を行った。その結果、一酸化窒素合成酵素完全欠失マウスでは、通常マウスと比較し、気道上皮、特に杯細胞における気道分泌の軽減や炎症細胞浸潤、気道壁肥厚、気道リモデリングの軽減を認めた。また、IL-4、IL-5、IL-13といった気道炎症に関わるサイトカインの明らかな軽減を認めた。これらの結果より、一酸化窒素は、好酸球性炎症、気道分泌の亢進において増悪因子としての役割を果たすことを証明した。次に、COPDにおける一酸化窒素の働きを評価するために、豚膵エラスターゼの投与にてCOPDモデルを作成し、検討を行った。その結果、一酸化窒素合成酵素完全欠失マウスでは、通常マウスと比較し、平均肺胞間隔壁距離の増加を認め、気腫性変化の増悪を認めた。また、この現象は、一酸化窒素を補充することで改善した。いっぽうで、一酸化窒素シングル欠失マウスではこの現象は見られなかった。以上の結果より、一酸化窒素は気管支喘息にておいては増悪因子として、COPDにおいては保護的因子として作用する可能性が示唆された。これまでの研究報告においても、一酸化窒素の二面的な役割が報告されており、今後これら呼吸器疾患における機序の解明を含め、さらなる検討を進めていく予定である。上述したように、一酸化窒素合成酵素完全欠失マウスを用いることで、気管支喘息やCOPDにおける一酸化窒素の役割についての結果を得た。本研究の第一の目標として、一酸化窒素が欠失することによる肺の現象の変化を明らかにすることであり、当初の目的を達成することができたものと考える。一酸化窒素は呼吸器系の恒常性維持に重要な役割を果たしていることが知られている。本研究では気管支喘息、COPDにおける血清一酸化窒素の意義を解明するために、n/i/eの3種類の一酸化窒素合成酵素を欠損させた一酸化窒素合成酵素完全欠損マウスを用いて検討を行った。気管支喘息における一酸化窒素の働きを評価するために、卵白アルブミンを投与し気管支喘息モデルを作成した。一酸化窒素合成酵素酵素完全欠損マウスでは通常のマウスと比較して気道上皮における気道分泌の軽減や炎症細胞浸潤、気道壁肥厚、気道リモデリングの軽減を認めた。気道炎症に関わるIL4,5,13なども軽減し、一酸化窒素は好酸球性炎症や気道分泌の亢進に関して増悪因子の作用があることを証明した。次に、COPDにおける一酸化窒素の働きを評価するために豚膵エラスターゼを投与し、COPDモデルを作成した。一酸化窒素合成酵素欠損マウスでは通常のマウスと比較し、平均肺胞間隔壁距離が増加しており、気腫性変化が増悪した。また、この現象は一酸化窒素を補充することで軽快した。一方で一酸化窒素シングル欠損マウスではこの傾向は見られなかった。上記結果より、一酸化窒素は気管支喘息に対しては増悪因子として、COPDに関しては保護因子として作用する可能性が示唆された。一酸化窒素の役割の二面性はこれまでも報告があるが呼吸器領域に関してはまだまだ報告が少なく、今後これらの呼吸器疾患における機序の解明することが必要である。今後は間質性肺炎モデルを作成し、更なる検討を行う予定である。上記に記した通り、気管支喘息、COPDについては一酸化窒素の役割に関して当初の目標を達成したと考える。間質性肺炎については今後も検討していく予定である。我々は、まずオボアルブミンを用いて気管支喘息マウスモデルを作成し、一酸化窒素(NO)と気管支喘息の関係について検討を行った。その結果、NO合成酵素(NOS)完全欠失マウスでは、wild-typeマウスと比較し、好酸球性炎症や気管支壁肥厚、ムチン産生が減少することを明らかにした。また、気管支喘息の病態としてはTh2サイトカインが重要であるが、NOS完全欠失マウスでは肺組織中のIL-4、IL-5、IL-13といったTh2サイトカインが減少することを明らかにし、気管支喘息形成において、NOは重要な役割を果たすことを報告した(Akata K, Yatera K, et al. Lung 194:121-4, 2016)。次に、NOと慢性閉塞性肺疾患(COPD)との関係を明らかにするために、豚膵エラスターゼを用いてCOPDマウスモデルを作成し、検討を行った。

その結果、病理学的評価にて、NOS完全欠失マウスでは、wild-typeマウスと比較し肺胞間隔壁距離の有意な増大、また、炎症細胞の増加が認められ、このことから気腫性変化が悪化していることが示された。また、この現象がNOによる真の影響であるかどうかを明らかにするために、無機NOによるNO補充療法を行ったところ、NOS完全欠失マウスCOPDモデルで確認された気腫性変化の悪化は、無機NO補充にて改善することが明らかになった。これらの結果より、COPDにおいては、NOは保護的な役割を果たすことが示された。その後、我々は、NOがこれら呼吸器疾患に与える機序として、マクロファージに注目し、感染免疫における各種NOSやNOの検討を行うこととした。現在検討中であるが、NOS完全欠失マウスでは、肺障害に伴い、マクロファージの誘導因子である、CCL-2がタンパク・mRNAレベルで有意に増加することを明らかにしており、現在、マクロファージのサブタイプであるM1マクロファージ、M2マクロファージとCOPD、気管支喘息、そして感染免疫との関係について検討中である。我々は、NO合成酵素(NOS)完全欠失マウスを用いて検討を行った。まず、オボアルブミンを用いて気管支喘息マウスモデルを作成した。その結果、NOS完全欠失マウスでは、好酸球性炎症や気管支壁肥厚、ムチン産生が減少すること、また、肺組織中のIL-4、IL-5、IL-13といったTh2サイトカインが減少することを明らかにした。次に、豚膵エラスターゼを用いて慢性閉塞性肺疾患マウスモデルを作成した。その結果、NOS完全欠失マウスでは、肺胞間隔壁距離の有意な増大、また、炎症細胞の増加が認められた。このように、NOは気管支喘息、慢性閉塞性肺疾患の病態に深く関与していることが示唆された。今回得られた結果をもとにした今後の目標としては、一酸化窒素欠失によるこれら現象の機序を明らかにすることである。今後の検討要因としては、病理所見では一酸化窒素合成酵素完全欠失マウスでより多くのマクロファージが出現していたことから、マクロファージの役割を中心に、炎症、活性酸素、血管系などのサイトカインの評価を行っていく予定である。また、近年呼吸器疾患における骨髄由来細胞の役割が報告されており、さらなる病態解明のため、これら骨髄由来細胞の一酸化窒素との関連を検討することは極めて興味深い点であると考えている。そのため、骨髄移植マウスを用いて、骨髄由来細胞がいかに肺の気腫化に影響を与えるかを評価中である。さらに、今後当院では動物用CTの使用が可能であることから気腫性変化の経時的推移を評価し、さらなる理解に努めることを目的としている。今後の更なる一酸化窒素と呼吸器領域の関わりを解明するために、骨髄由来の細胞の役割の報告もされており、骨髄移植マウスを用いることで骨髄由来の細胞がどのように肺の機種かに関与しているかを評価していく。また、間質性肺炎についても解明を進めていく予定である。呼吸器内科学、アレルギー、間質性肺炎次年度使用額の発生要因として、当初、実験自体はおおむね予定通りに進行していたため、次過程での検査試薬の購入を予定していた。しかし、病院内の業務、実験データの解析に時間を要し、本年度中に追加実験への過程への移行ができなかった。また、当院では動物用CT撮影機械の導入がされたが、年度内の使用ができなかった。そのため、今回次年度への繰り越しが発生したものと考える。
マイクロシミュレーションによる税と社会保障の実証分析

本研究の目的は複数のマイクロデータを用いて,さまざまな税・社会保障改革のシミュレーション分析を行うことで定量的に,かつ従来の集計データを用いた分析よりも精緻に制度改革の影響を明らかにすることで,税・社会保障に関する政策的な課題と政策を考察することである。研究期間内に分析に必要となる日本のマイクロデータをすべて入手し,1所得税と住民税における税率と控除の所得再分配効果の分析,2要介護者を抱える世帯の生涯にわたる消費の平準化についての分析,3タイのマイクロデータを用いた個人所得税改革による夫婦世帯の税負担,労働供給および経済厚生の変化についての分析を行った。本研究の目的は、複数のマイクロデータを用いて、さまざまな税・社会保障改革のシミュレーション分析を行うことで定量的に、かつ従来の集計データを用いた分析よりも精緻に制度改革の影響を明らかにすることで、税・社会保障に関する政策的な課題と政策を考察することである。平成28年度においては分析に必要となる日本のマイクロデータ(厚生労働省『国民生活基礎調査』、総務省『全国消費実態調査』、『就業構造基本調査』)の申請を行うとともに、タイのマイクロデータを用いて、タイの個人所得税改革が労働供給に与える影響を研究した。本研究により、1本の論文が掲載される予定である。本研究の主たる目的は日本のマイクロデータを用いて税・社会保障制度を分析することにあるが、マイクロデータの入手に想定よりも時間がかかっており、平成28年度末の時点で厚生労働省『国民生活基礎調査』の個票データの入手のみに留まっている。また、データ量が膨大であり、データの整備にも時間がかかるため。平成29年度においては分析に必要となる日本のマイクロデータ(厚生労働省『国民生活基礎調査』、総務省『全国消費実態調査』、『就業構造基本調査』)をすべて入手し,主に以下の3つの研究を行った.1所得課税の所得再分配効果を税率による効果と各種の控除(給与所得控除,公的年金等控除および所得控除)に分解し,所得階級,年齢階級ならびに収入別グループごとに推計を行った.近年では税制の所得再分配効果の回復が議論されており,税率と控除に分けて所得再分配効果の推計を行うことは今後の議論の一つの指標を示すものである.2要介護者を抱える世帯の生涯消費の平準化に焦点を当て,マイクロデータを用いて消費関数の推計を行った.介護を要する世帯員を抱える世帯は他の世帯と比較すると消費の平準化を行うことができておらず,現行の制度では不十分であることを示した.3タイのマイクロデータを用いて、タイの個人所得税改革が夫婦世帯の労働供給に与える影響をdiscrete choiceモデルをもちいて分析し,現行のタイの個人所得課税制は高所得者のみに負担を強いるいびつな構造となっていることを示し,いくつかの改革案では家計の効用をほとんど減少させずに大幅に税収を増加させることができることを明らかにした。本研究により、1本は査読付き雑誌への掲載に至り,2本の論文が紀要論文の掲載に至った。今年度は入手した『国民生活基礎調査』のデータの整備を速やかに行うとともに、dynamicモデルの構築を行う。dynamicモデルを用いて、将来の人口の推計のみならず、少子高齢化の影響を含めた上で、生涯の税・社会保険料の受給と負担の推計を行う。そのほか、基礎的なシミュレーション分析を行うことで税・社会保障制度改革が日本の家計に与える影響について考察する。29年度が最終年度であるため、記入しない。財政学29年度が最終年度であるため、記入しない。
複素解析学における等角写像論の研究

報告者は、単位円板上で解析的で、原点で値が0微分係数が1に正規化されたBloch及び局所単葉Bloch函数族について、zを固定したときのf′(z),f′′(z)の値の範囲を求めるという、いわゆる歪曲評価を試みた。論文[1]は、Bloch函数族についてのsharpな結果を含む様々な歪曲評価について、suboridinationという考え方を用いて、ある程度統一的に導くことができることを示した。これはM.BonkとD.Mindaとの共同によるもので、ほぼ同時期に独立に行った研究が極めて近いものであったので、連名で発表を行ったものである。本論文ではf′(z)についての評価は、満足のいくものができたが、f′′(z)については不完全で、よりよい評価ができると考えているが、これはさらなる研究を行い完全なものにしたい。論文[2]は、局所単葉Bloch函数族に関する歪曲評価を行っている。これは論文[1]の研究を行った後に、同様な方法で局所単葉Bloch函数族に応用できないかを研究したものである。局所単葉性という条件が増えるとBloch条件のみよりは、f′(z),f′′(z)の値の範囲が狭まるはずであるが、これが実際どの程度まで狭まるかについて、sharpな評価を含む様々な歪曲評価を得ることができた。
米国独立取締役制度を支える歴史および思想

米国における独立取締役制度の展開を研究し、同制度が今日に至るまでの歴史的経緯およびその背後にある思想的背景を明らかにした。同制度が維持・強化され今日の米国コーポレート・ガバナンスの中心的制度となっているのは、独立取締役を大規模公開会社・投資会社の取締役会構成員とすることにより取締役会を民主的な機構にしようとの考えがあり、そのような考えの背後には、少人数の人間が株式会社制度を濫用することにより、大多数の人間が少数の人間に従属する事態が生ずることに対する危惧感があるように思われる。本年度は1930年代米国において独立取締役制度の必要性が唱えられた背景および1940年米国投資会社法の制定経緯につき研究を行った。独立取締役制度の必要性が唱えられた背景には州会社法の規制緩和競争により認められるようになった様々な金融手法に対する当時の主要論者による警戒感が存在する。すなわち、会社経営者および支配株主である投資ファンドが州会社法で認められた権限を濫用することにより一般投資家の投資価値が一方的に大きく侵害され、その結果、多数の一般投資家が少数の人間に従属する事態が恐れられたのである。このような状況は米国資本主義を支える理念である個人の創意工夫・競争・機会の平等に反するものであることから、これらの権限行使を適正ならしめるため、一般投資家を代表して独立の立場から監督する機関の必要性が唱えられた。そのような考え方が1940年投資会社法の独立取締役制度として投資会社のガバナンスに導入されたのである。1940年投資会社法においては独立取締役制度が導入されたのみならず、一連の行為規制の制定により、州会社法で認められている金融手法の多くが否定されているという点にも注目しなければならない。これらの行為規制と独立取締役制度が相互に連携することにより、投資会社へ出資を行う一般投資家の利益が確保され、さらには投資ファンドによる会社支配が防止されているのである。これらの行為規制の意義と独立取締役制度との関連についてはさらに研究を進めていきたい。わが国においても一連の商法改正・新会社法制定・新信託法制定により当時の米国と同様の金融手法が可能となっている。そこでこれらの権限濫用に如何に歯止めをかけていくかがわが国でも同様に問題となるものと思われる。そこで米国における独立取締役制度の展開をさらに研究することにより、これからのわが国の資本市場法制・企業法制のあリ方を考えていきたい。本年度は、1970年代からの米国独立取締役制度の歴史的展開について研究を行った。米国において大規模公開会社の独立取締役制度が確立していくのは1970年代からであることから、それらの経緯について可能な限り詳細に検討を行った。具体的には、ペン・セントラルの破綻に関するSECの調査報告書、アイゼンバーグ、コフィー等の当時の主要論者による大規模公開会社取締役会改革論、法と経済学者による独立取締役制度導入への反論、NYSE上場規則による独立取締役制度導入の強制、1970年台から80年代にかけての判例の動向、アメリカ法律協会によるコーポレート・ガバナンス原則の策定、サーベンス・オクスリー法による独立取締役制度の強化等について、これらの制度改革を支える思想的背景まで掘り下げて検討を行った。また、米国投資会社法の独立取締役制度についても制度改革が行われていることから、その動向についても検討を行い、1970年投資会社法改正による独立取締役制度の強化、1970年80年代における判例の動向、1992年のSEC報告書による独立取締役制度強化の勧告、1999年のSEC規則改正による独立取締役制度の強化および同時期に行われた投信業界による独立取締役制度強化の提案、2003年投信不祥事を受けての独立取締役制度強化の動向についてそれぞれ検討を行った。以上の結果、独立取締役制度の要否を巡って様々な議論が交わされたものの、独立取締役制度を維持・強化する方向で一貫して制度改革がなされており、その背景には金融不祥事が生じる都度、経営者、投資銀行家、弁護士等の少数の人間が資本市場・株式会社を支配することにより、個人の尊厳、機会の平等、民主主義といった米国市民社会を支える理念が脅かされ、それに対し一般市民の代表者としての独立取締役制度を維持・強化していると十分に考えることができる、との結論に至った。
検査デ-タベ-スを活用した検査計画・診療支援に関する研究

臨床検査のデ-タは疾病の診断、治療の監視、予後の推定などに利用されている。しかし、その利用については経験的な原理に基づいているのが大部分である。本研究は、蓄積されている検査デ-タの資源を日常臨床の場での検査計画および診療の支援に再活用することを目的とした。すなわち、医師の経験および主観にたよった検査計画をより客観的なものとし、確実な病態の把握を可能とする支援システムを作り上げることを目的とした。このために以下の3つの観点より取り組みがなされ、研究が遂行された。1)検査デ-タの信頼性の保証であり、病態解析の基本となるための客観的な医療情報を如何に提供するかである。このような観点から、検査計画立案の時点から含めて、検査情報の管理を次の3点で解析した。それは、検査依頼とその管理、個別患者デ-タの管理、病態別患者デ-タの管理などであり、これらの充実を如何に図るかということであり、具体的な方法が示された。2)オンラインデ-タ検索機能の充実は診断・検査計画支援システムの一端である。それらは検査システムとの関連で充実された。とくに、付加再検機能を持った分析システムは、診断支援に於いても独自の役割を示した。また、これに付随し、検査結果の判定支援・コメントの付加端末での結果照会画面から、依頼画面への即時変換も開発され実用化の試みがなされた。3)病態の類型化などに対しては十分な成果は挙げられなかったが、採用すべき方法についての見通しが立てられた。この研究の発展は、さらに拡大された共同開発が必要であることが明かとなった。今年度は研究用検査デ-タベ-スの構築を第一歩とした。即ち、浜松医科大学附属病院・医療情報システムの検歴デ-タファイルより、研究用検査デ-タベ-スを作成する手法を確立すること、患者IDと病名を付しに解析用デ-タベ-スの作成を行なった。続いてこのデ-タベ-スのデ-タを個人の検査デ-タとして監視、保存する手法を確立した。(臨床病理特83号)一方、蛋白分画の検査デ-タは、パタ-ンによるアナログの情報であり、このデ-タを整理し、解析する手法を検討した。その第一歩は、蛋白分画パタ-ンの特徴点を認識し、それを解析していくアルゴリズムの構築であり、この点については特徴点の検出論理は確立し(第9回医療情報連合大会、J.clin.chem.and clin.Biochem.)この応用に取り組んでいる。検査デ-タを収納、集収に関する問題も研究用検査デ-タベ-スを40MBのハ-ドディスク上に保管し解析を容易としている。しかし今後は光ディスク装置などでの管理を考慮する必要があると思われる。今年度は、肝疾患を中心に、蛋白異常症も加えてデ-タの蓄積を行ない類型比を試みている。次年度にその成果を報告したい。臨床検査デ-タは疾病の診断、治療の監視、予後の推定などに利用されている。しかし、その利用については経験的な原理に基づていてるのが大部分である。

それは、検査依頼とその管理、個別患者デ-タの管理、病態別患者デ-タの管理などであり、これらの充実を如何に図るかということであり、具体的な方法が示された。2)オンラインデ-タ検索機能の充実は診断・検査計画支援システムの一端である。それらは検査システムとの関連で充実された。とくに、付加再検機能を持った分析システムは、診断支援に於いても再自の役割を示した。また、これに付随し、検査結果の判定支援・コメントの付加、端末での結果照会画面から、依頼画面への即時変換も開発され実用化の試みがなされた。3)病態の類型化などに対しては十分な成果は挙げられなかったが、採用すべき方法についての見通しが立てられた。この研究の発展は、さらに拡大された共同開発が必要であることが明かとなった。
認知症看護実践力向上のための教育・相談援助プログラムの開発

本研究は「認知症看護実践力向上のための教育・相談援助プログラム」を開発することを目的に実施した。平成28年度は認知症看護実践力向上のための教育・相談援助プログラム案(以下、プログラム)を作成し、平成29年度および平成30年度にはプログラムを用いた教育・相談援助を実践し、平成30年度はプログラムの妥当性評価を行った。平成30年度はまず前年度に続き、医療機関2施設目においてプログラムを用いた教育・相談援助の実践及びデータ収集を行った。本プログラムは集合研修と個別相談で構成される。集合研修1回(1回あたり約6075分)と個別相談1回(1回あたり約6075分)を1組として、1か月に1回の頻度で計5回実施するものである。看護師9名(女性9名、看護師経験年数5年以上20年未満)から研究協力を得て実施し、プログラム最終回終了後、研究協力者へ聞き取り調査を行った。医療機関計2施設にて収集したデータについて、内容分析法を用いて分析を行った。その結果、本プログラムを受けた看護師が自身の変化を通して動機づけられているという良好な結果が得られた。このことからプログラムに一定の有用性が確認できたと考えている。しかし、認知症をもつ当事者のニーズ発見にとどまらず、そのニーズに応える力を養う必要があるという課題も明らかとなった。今後、この点を強化することによって、認知症看護実践力向上につながるプログラムとして発展が期待できると考える。本研究の目的は「認知症看護実践力向上のための教育・相談援助プログラム」を開発することである。平成28年度は第一段階として1プログラム案の作成、2認知症看護の高い専門性をもち、認知症看護実践や現任教育に携わる看護師(以下、認知症看護のエキスパート)を対象とするインタビュー調査を行った。1プログラム案の作成:文献検討と先行研究「看護師が臨床における認知症看護の質向上に取り組むプロセス(平成27年度実施)」の結果分析から、本プログラムの枠組みを作成した。これに基づいて「認知症看護実践力向上のための教育・相談援助プログラム案」を作成した。2認知症看護のエキスパートを対象とするインタビュー調査:認知症看護に関する現任教育上の課題やニーズを把握し、プログラム案の有用性と実行可能性を検討するため、認知症看護のエキスパートを対象としてフォーカスグループインタビューを実施した。平成28年度末までに全てのデータ収集を終了した。インタビュー結果の分析から、認知症看護の現任教育上の課題やニーズとして「認知症者本人の視点から考える力」「実践とつながる知識」「倫理的感受性」「生活者として捉える力」を養う重要性、組織風土が認知症看護実践へ及ぼす影響力が明らかとなった。プログラム案については、プログラム案の教育内容、教育方法、相談援助方法が適当であること、臨床現場で実行可能なプログラムであることが語られた。本調査により、第2段階の研究「プログラムを用いた教育・相談援助の実践」につながる有用な示唆を得ることができた。当初の計画通り、平成28年度はプログラム案を作成し、認知症看護の高い専門性をもち、認知症看護実践や現任教育に携わる看護師を対象とするインタビュー調査を年度末までに終了した。引き続き、平成29年度に計画している「プログラム案を用いた教育・相談援助の実践」に向けて、プログラム案の精錬を進めている段階にあるため、計画通りに進行できていると判断する。平成29年度は研究計画の第2段階にあたる「認知症看護実践力向上のための教育・相談援助プログラム案(以下、プログラム)を用いた教育・相談援助の実践」を行った。第1段階の研究で得た知見をもとにプログラムを精錬し、プログラム実践に必要な教材を作成した。また、第1段階の取り組みを学会で発表すると共に、研究者間での情報交換を行い、プログラムの精錬を進めた。プログラムは集合研修と個別相談で構成し、集合研修1回(1回約6075分)と個別相談1回(1回約2030分)を1組として、1ヶ月に1回の頻度で計5回実施することとした。研究協力者は看護師2030名、1地域の中核の役割を担う総合病院に所属し、2看護師経験年数が5年以上の者とした。ただし、1施設あたり10名程度として、総合病院2施設へ協力を依頼することとした。まず1施設でプログラムを用いた教育・相談援助を実践した。研究協力者は看護師8名であった。研究協力者8名は約4か月間にわたり、計5回の集合研修・個別相談に参加した。最終回終了後、この8名へ聞き取り調査を行い、得られたデータを内容分析法で分析した。その結果、「自身の行動や考え方を振り返り、認知症や認知症者に対する誤解や偏見に気づいた」、「“その人"が気になるようになった」、「本人の考えや心情、言動の理由を確かめたり、探ったりしながらかかわるようになった」、「より多く、具体的に看護の方法を考え、実践するようになった」ことを示す語りが確認された。今後データをさらに蓄積してプログラムの有用性を検証するために、2施設目での実践・協力依頼に向けて、現在準備を進めている。本研究は、看護師の認知症看護実践力向上を目的とする教育・相談援助プログラムを作成し、実践・評価を行うことで、有用性の高いプログラムを開発することを目的としている。当初の計画通り、平成29年度はプログラム案の精錬と、総合病院での実践を進め、データ収集予定

2施設のうち、年度末までに1施設での実践と聞き取り調査を終了した。現在は、2施設目のフィールド調整を進めている段階にあることから、おおむね計画通りに進行できていると考えている。本研究は「認知症看護実践力向上のための教育・相談援助プログラム」を開発することを目的に実施した。平成28年度は認知症看護実践力向上のための教育・相談援助プログラム案(以下、プログラム)を作成し、平成29年度および平成30年度にはプログラムを用いた教育・相談援助を実践し、平成30年度はプログラムの妥当性評価を行った。平成30年度はまず前年度に続き、医療機関2施設目においてプログラムを用いた教育・相談援助の実践及びデータ収集を行った。本プログラムは集合研修と個別相談で構成される。集合研修1回(1回あたり約6075分)と個別相談1回(1回あたり約6075分)を1組として、1か月に1回の頻度で計5回実施するものである。看護師9名(女性9名、看護師経験年数5年以上20年未満)から研究協力を得て実施し、プログラム最終回終了後、研究協力者へ聞き取り調査を行った。医療機関計2施設にて収集したデータについて、内容分析法を用いて分析を行った。その結果、本プログラムを受けた看護師が自身の変化を通して動機づけられているという良好な結果が得られた。このことからプログラムに一定の有用性が確認できたと考えている。しかし、認知症をもつ当事者のニーズ発見にとどまらず、そのニーズに応える力を養う必要があるという課題も明らかとなった。今後、この点を強化することによって、認知症看護実践力向上につながるプログラムとして発展が期待できると考える。平成29年度は第2段階である「プログラム案を用いた教育・相談援助の実践」を行う。まずは第1段階の研究で得た知見をもとにプログラム案の洗練を進め、教育・相談援助の実践に必要な教材等を準備する。これと並行して研究フィールド(医療施設12施設)の調整を進め、介入スケジュールを検討する。研究フィールドについては、研究者が既に看護実践・現任教育のフィールドとしている施設があることに加え、平成28年度の研究協力者の所属施設から協力を得られる可能性があるため、研究計画の遂行にあたり必要な環境は整っている。平成30年度は2施設目でプログラム案を用いた教育・相談援助の実践を行い、蓄積したデータを分析して、プログラムの有用性を検証する予定である。研究フィールドについては、平成28年度の研究協力者の所属施設から協力を得られる可能性があるため、研究計画の遂行にあたり必要な環境は整っている。認知症看護のエキスパートを対象としたインタビュー調査において、有用な資料が得られたため、結果分析およびプログラム案の精錬と教材作成に当初計画した以上の時間を充てることとした。これに伴い、プログラム実践時に必要となる資料は平成29年度に印刷することとし、教材や消耗品の購入も一部にとどめたため、未使用額が生じた。平成30年度は前年度に続けて、総合病院1施設でプログラム案を用いた教育・相談援助を実践し、データ収集を行う予定である。そのため、プログラム実践に必要な印刷費、文具等消耗品の購入費、データ収集施設への移動にかかる旅費が必要となる。
性ホルモンとその標的因子が骨代謝調節と幹細胞ニッチに果たす役割の解明

骨代謝および幹細胞ニッチにおけるエストロゲンの役割を明らかにするために、昨年度に引き続き鳥類の骨髄骨を用いて、以下の実験を行った。1)成熟雄ウズラにエストロゲン(E2)を単回投与し、骨髄骨の形成期(投与後3,2,1日)における骨髄細胞を培養した。破骨細胞の誘導因子(RANKLおよびM-CSF)存在下の細胞では、破骨細胞の分化関連因子であるNFATclなどの遺伝子は投与後3日の細胞で発現が高かった。また誘導因子無投与の各E2投与群の細胞では、それらの遺伝子の発現は低い、あるいは認められなかった。以上の結果から、E2投与3日の骨髄細胞は破骨細胞により分化した前駆細胞を多く含むことが示唆された。2)上記の実験モデルを用い、同様に骨髄細胞を培養した。各骨髄細胞を前培養した後、接着細胞を採取し再播種した。その結果、各接着細胞は誘導因子存在下で、破骨細胞の指標である酒石酸抵抗性酸ボスファターゼ(TRAP)陽性の多核細胞を形成した。しかし、TRAP陽性の多核細胞の数および大きさは各E2投与群で差違はなかった。以上の結果から、培養初期の各E2投与群の接着細胞に破骨細胞の分化能に差違がないことが示唆された。3)上記の2)において、骨吸収能を検討した結果、誘導因子存在下の細胞に吸収窩が見られたが、各E2投与群に差はなかった。また分化関連因子の遺伝子発現にも差は認められかった。以上の結果から、各E2投与群の接着細胞には破骨細胞の機能に差違はないことが推察された。以上の結果から、浮遊細胞に破骨細胞の前駆細胞が含まれ、投与後3日に多く含まれることが推察された。これらのことから、E2投与による骨髄骨形成が進むに連れ、骨髄細胞中に破骨細胞の前駆細胞が増加することが示唆された。また、破骨細胞の分化誘導因子が必須なことから、骨芽細胞と造血幹細胞との相互関係であるニッチにE2が何らかの影響を与え、破骨細胞の前駆細胞の分化を促進させることが考えられる。骨代謝および幹細胞ニッチにおけるエストロゲンの役割を明らかにするために、まず鳥類の骨髄骨を用いて、以下の実験を行った。1)成熟雄ウズラにエストロゲン(E2)を単回投与し、骨髄骨の形成期(投与後3,2,1)における骨髄細胞を培養した。その結果、投与後3日、すなわち骨形成が非常に盛んである時期に破骨細胞の指標である酒石酸抵抗性酸ホスファターゼ(TRAP)陽性の多核(3核以上)の破骨細胞様細胞が形成された。このことから、骨形成が進むに連れ、破骨細胞の前駆細胞が骨髄中で増加することが示唆された。2)上記の実験において、培地中に破骨細胞の誘導因子であるRANKLおよびM-CSFを添加すると、同様に投与後3日の破骨細胞様細胞では、TRAP強陽性の多核の細胞が形成された。投与後0,1および2日の骨髄細胞においても同様の細胞は多数見られたが、細胞の大きさは投与後3日の細胞に比べ、非常に小さいものであった。以上のことから、破骨細胞の分化には骨芽細胞および他の骨髄細胞の関与があると示唆された。3)上記の実験モデルを用い、これらの細胞に骨吸収能を検討した結果、RANKLおよびM-CSFの無添加の細胞には、ほとんど吸収窩は見られなかった。しかしながら、RANKLおよびM-CSFを添加した細胞では吸収窩が認められた。さらに、投与後3日の細胞は、他の細胞に比べ、非常に多数の吸収窩が認められた。このことから、骨形成が進むに連れ、骨吸収能を持つ細胞が増加することが示唆された。以上の結果から、エストロゲン投与により、骨髄骨が盛んに形成されている中で、破骨細胞の前駆細胞あるいはその幹細胞が分化し、骨吸収を始める準備をしていることが示唆された。また、骨形成を始めた骨芽細胞と造血系幹細胞との相互関係であるニッチの存在が考えられる。来年後は以上のことをさらに追求し、哺乳動物の骨代謝についても同様に検討する。

3)上記の2)において、骨吸収能を検討した結果、誘導因子存在下の細胞に吸収窩が見られたが、各E2投与群に差はなかった。また分化関連因子の遺伝子発現にも差は認められかった。以上の結果から、各E2投与群の接着細胞には破骨細胞の機能に差違はないことが推察された。以上の結果から、浮遊細胞に破骨細胞の前駆細胞が含まれ、投与後3日に多く含まれることが推察された。これらのことから、E2投与による骨髄骨形成が進むに連れ、骨髄細胞中に破骨細胞の前駆細胞が増加することが示唆された。また、破骨細胞の分化誘導因子が必須なことから、骨芽細胞と造血幹細胞との相互関係であるニッチにE2が何らかの影響を与え、破骨細胞の前駆細胞の分化を促進させることが考えられる。
木材形態像のフーリエ変換・自己相関法によるキャラクタリゼーションと樹種の自動識別

フーリエ変換画像処理法におけるPre-FFTとPost-FFTの諸問題を解決し,木材形態の精密な定性および定量法を実用段階に到達させた。(1)木材形態の円柱座標解析:木材は円筒状の形成層で生産されるので,木部の組織は円柱状に配置することになる。そこで通常の直交座標系に加えて円柱座標系を導入し,精密な定量解析に際しての両者の影響を検定し,相互に変換できるシステムを考察した。(2)パワースペクトルパターンの視覚的解読による樹種の特徴抽出:日本産を中心とする多数の木材の木口断面について,まず基本組織である仮道管と木部繊維の分布の特徴抽出に成功した。さらに広葉樹を特徴付ける道管の分布の樹種的特徴抽出にも成功した。そして天然生産物である木材の組織が,多くの,意外に整然とした周期構造を内包していることを明かとした。(3)パワースペクトルパターンの特徴抽出法:周波数倍率の考案により,パワースペクトルパターンに現われる多数のスポットの方位と距離を迅速に読みとることに成功し,樹種的特徴を数値的に解読した。さらに,道管や木部繊維を抽出すると,逆の意味で,それらから排除された放射組織や軸方法放射組織などの分布を,検出できることが明かとなった。この方法の活用で,今後非常に多数の形態的特徴の抽出が期待される。(4)パワースペクトルパターンの極座標解析:天然生産物に必然的な曖昧な周期性について,その定量解析と,樹種的特徴抽出に成功した。またこの手法を,X線回折や電子回折法で得られた回折パターンの定量解折に導入し、細胞壁の高次構造解析に活用した。(5)相関法の導入による特徴抽出と3次元解析:パワースペクトルパターンでは形態情報は周波数表現されて,解読に訓練を要する。そこで自己相関関数を導入して,木材の特徴の解読を容易にした。また連続切片間の類似性の検定に相互相関関数などを導入することで,木材の形態要素の3次元解析法を模索した。フーリエ変換法を画像処理に活用して、木材の基本組織である仮道管・木部繊維の配列の特徴と、広葉樹材を特徴づける道管分布の特異性を、以下に述べるように定量的に解析し、樹種的な特徴を明らかにする端緒を得た(1)針葉樹の仮道管および広葉樹木部繊維の配列の数量的評価:日本産の主要50種類の横断画像から、申請者らが開発したドットマップ法によって、仮道管と木部細胞の配列情報を抽出した。そしてこれらを2次元フーリエ変換して得たパワースペクトルパターンの極座標解析により、従来評価が非常に困難であったこれら細胞の配列について高精度の数量的特徴抽出に成功した。これを樹種の自動識別に活用するために、検出精度に加えて、安定性を重視したデータ処理法を検討中である。(2)広葉樹横断面における道管分布の特徴抽出:極低倍率画像処理法を改善し、これに前述したドップ法を組み合わせた。そして日本産32種の熱帯材広葉樹における道管分布を抽出し、これらから樹種に特徴的な興味深いパワースペクトルパターンを得ることができた。そして周波数と方位の特徴から解読することにより、従来の方法とは別に、道管分布の均一性や他の組織との関係、さらには斜方配列といった従来曖昧にされてきた広葉樹材の隠れた特徴を読みとることが可能となった。これを樹種の自動識別に発展させるために、数量化の方策を検討中である。

上記とは別に、細胞壁の高次構造のキャラクタリゼーションのために、各種のセルロース試料を用いて、フーリエ変換に基礎を持つX線回折法と電子回折法を適用した。そして精度の高いパワースペクトルパターンを得ることができるようになった。これらの成果をふまえて、木材細胞壁中におけるミクロフィブリルの存在状態(配向の乱れ、面配向、幅および間隔など)の検討に着手した。フーリエ変換画像処理法におけるPre-FFTとPost-FFTの諸問題を解決し,木材形態の精密な定性および定量法を実用段階に到達させた.(1)木材形態の円柱座標解析:木材は円筒状の形成層で生産されるので,木部の組織は円柱状に配置することになる.そこで通常の直交座標系に加えて円柱座標系を導入し,精密な定量解析に際しての両者の影響を検定し,相互に変換できるシステムを考案した.(2)パワースペクトルパターンの視覚的解読による樹種の特徴抽出:日本産を中心とする多数の木材の木口断面について,まず基本組織である仮道管と木部繊維の分布の特徴抽出に成功した.さらに広葉樹を特徴付ける道管の分布の樹種的特徴抽出にも成功した.そして天然生産物である木材の組織が,多くの,意外に整然とした周期構造を内包していることを明かとした.(3)パワースペクトルパターンの特徴抽出法:周波数倍率の考案により,パワースペクトルパターンに現われる多数のスポットの方位と距離を迅速に読みとることに成功し,樹種的特徴を数値的に解読した.さらに,道管や木部繊維を抽出すると,逆の意味で,それらから排除された放射組織や軸方法放射組織などの分布を,検出できることが明かとなった.この方法の活用で,今後非常に多数の形態的特徴の抽出が期待される.(4)パワースペクトルパターンの極座標解析:天然生産物に必然的な曖昧な周期性について,その定量解析と,樹種的特徴抽出に成功した.またこの手法を,X線回折や電子回折法で得られた回折パターンの定量解析に導入し,細胞壁の高次構造解析に活用した.(5)相関法の導入による特徴抽出と3次元解析:パワースペクトルパターンでは形態情報は周波数表現されて,解読に訓練を要する.そこで自己相関関数を導入して,木材の特徴の解読を容易にした.また連続切片間の類似性の検定に相互相関関数などを導入することで,木材の形態要素の3次元解析法を模索した.
微生物多糖生産のための効率的なバイオリアクターの開発

微生物菌体の中には多糖などの高分子物質を分泌するものが少なくない。これらの培養液は粘性が高いために,通常除菌は極めて困難であり,工業的に利用する場合の問題点の一つになっている。本研究では高粘性発酵液の例として,Aureobasidium pullulansによる高分子多糖プルランの発酵生産を取り上げ,上述の問題点を解決するために,膜分離法を併用した連続生産システムの開発を最終目的として研究を行った。先ず,プルラン培養液のクロスフロー膜濾過を行い,膜透過流束とプルランの膜透過率に及ぼす操作条件,培養条件や膜の種類の影響などを詳細に調べた。これらの中で最も重要な因子は基質スクロース濃度,pHなどの培養条件であった。初発スクロース濃度が10%の培養液をクロスフロー濾過した場合の膜透過流束は10^<-6>m/sのオーダーであったが,これは菌糸状の形態を示す菌体や胞子,顆粒状色素の割合の増加による菌体ケーク層の比抵抗の増加によることが明らかにされた。スクロース濃度を低下させると,酵母状の形態を示す菌体の割合が増え,その結果比抵抗が顕著に低下した。1%スクロース濃度で培養を行った場合のケーク層の比抵抗は,10%の場合の約1/200であった。培養液のpHを4以上にコントロールすると,比抵抗はさらに1/5に低下した。本条件で得られた培養液のクロスフロー濾過に,周期的濾口開閉方式を適用したところ膜透過流束は10^<-4>m/sのオーダーまで増加した。この結果に基づいて,菌体分離装置を備えた菌体保持型バイオリアクターによるプルランンの連続生産を試みた。菌体分離法としては,培養槽内底部に直接膜を装着する方法と,培養槽の外部にモジュールを連結し,ポンプで培養液を循環する方式の2つの装置を試作した。後者の方法によりある程度の期間の連続反応が可能であることが示された。本年度(平成3年度)は、Aureobasidium pullulansによる高分子多糖であるブルランを効率的に生産する菌体保持型バイオリアクタ-の開発を最終目的として、(1)培養条件の最適化、(2)菌体懸濁液から菌体分離のために使用するクロスフロ-濾過に及ぼす因子に関して検討した。1.培養条件の検討種々培養条件を検討した結果、培地中のスクロ-ス濃度がプルランの生成収率に最も大きな影響を及ぼすことが判明した。スクロ-ス濃度が低いほど、プルランの対糖収出率だけではなく、クロスフロ-膜濾過における膜透過流束、プルランの透過率などの膜濾特性も改善された。これは、スクロ-ル濃度は低い条件では、プルラン生産を主として司る酵母状の菌体が増加するためであることが示唆された。2.クロスフロ-濾過特性膜型バイオリアクタ-を構築するためには、培養液の膜濾過特性に付いて詳細に検討しておく必要がある。種々の条件で培養したプルラン培養液を用いてクロスフロ-膜濾過を行い、膜透過流束、膜透過率などを測定した。同一の培養液を用いた場合は、これらの濾過特性は膜の孔径に著しく依存した。最適な孔径は約2ミクロンであった。これよりも大きくなると菌体の漏れが生じた。また、濾過特性は培養液のpHにも依存した。pHを2に調整した場合が最も高い膜透過率が獲られた。

さらに、申請者らが以前から提案している濾口を周期的に閉じる濾過方式が濾過速度とプルランの回収率を改善するのに極めて効果的であることが示された。スクロ-ス濃度を低下させることにより濾過特性が改善されこの場合は膜孔径が5ミクロンでも菌体の漏れはみられなかった。以上の結果より、本研究の目的である徴生物多糖生成に適した膜分離装置を連結したバイオリアクタ-を構築できる見通しが得られた。微生物菌体の中には多糖などの高分子物質を分泌するものが少なくない。これらの培養液は粘性が高いために、通常除菌は極めて因難であり、工業的に利用する場合の問題点の一つになっている。本研究では高粘性発酵液の例として、Aureobasidium pullulansによる高分子多糖プルランの発酵生産を取り上げ、上述の問題点を解決するために、膜分離法を併用した連続生産システムの開発を最終目的として研究を行った。先ず、プルラン培養液のクロスフロー膜濾過を行い、膜透過流束とプルランの膜透過率に及ぼす操作条件、培養条件や膜の種類の影響などを詳細に調べた。これらの中で最も重要な因子は基質スクロース濃度、pHなどの培養条件であった。初発スクロース濃度が10%の培養液をクロスフロー濾過した場合の膜透過流束は10^<-6>m/sのオーダーであったが、これは菌糸状の形態を示す菌体や胞子、顆粒状色素の割合の増加により菌体ケーク層の比抵抗の増加によることが明らかにされた。スクロース濃度を低下させると、酵母状の形態を示す菌体の割合が増え、その結果比抵抗が顕著に低下した。1%スクロース濃度で培養を行った場合のケーク層の比抵抗は、10%の場合の約1/200であった。培養液のpHを4以上にコントロールすると、比抵抗はさらに1/5に低下した。本条件で得られた培養液のクロスフロー濾過に、周期的濾口開閉方式を適用したところ膜透過流束は10^<-4>m/sのオーダーまで増加した。この結果に基づいて、菌体分離装置を備えた菌体保持形バイオリアクターによるプルランンの連続生産を試みた。菌体分離法としては、培養槽内底部に直接膜を装着する方法と、培養槽の外部にモジュールを連結し、ポンプで培養液を循環する方式の2つの装置を試作した。後者の方法によりある程度の期間の連続反応が可能であることが示された。
「準結晶の構造の物性」の総括

重点領域研究「準結晶の構造と物性」は昭和63年度から3年間の予定で発足した。本総括班の役割は、A01準結晶の構造と成長機構(計画研究代表者平林真、公募研究4)、A02準結晶の物性(計画研究代表者竹内伸、公募研究3)、A03準結晶の構造とその秩序化過程の理論(代表者小川泰)、および、A04準結晶の電子状態と物性の理論(代表者上村〓)の4班の研究の間の緊密な連絡とその推進をはかることである。総括班の会議は10月18日に東大理学部で開催され、これからの進め方についての各班の考え方を検討し、全体としてのまとまりをはかった。総括班が主催する研究会としては、A0104の合同の研究会を12月58日に開催した(網代-松風苑)。研究会の講演数は48であった。次いで、この研究会での発表と討論にもとづいて、特定のテーマについて、小人数の研究会を2月9、10日に開催した(東大、工学部)。今回とり上げた問題は次のとおりであった。a)バルクで安定な準結晶の生成条件:特にAl-Cu-TM系について、TM元素の周期律表上の位置と安定さの相関が実験的に明らかにされた。b)準結晶の成長の問題:2種のサイズの異なる原子の系の成長について、計算機シミュレーションなどが試みられているが、原子を次々につけていくときの局所的な条件がなぜ準周期的な長距離秩序を発生させることになるのかなどが討論された。c)準周期格子上の電子状態:スペクトルや波動関数などの特徴を表わすパラメターは何かなどが、理論それ自身の問題として、また、計算機シミュレーションを、2あるいは3次元系について行ったとき、充分には大きく出来ない有限サイズの系についての結果から物理的意味を引き出す量は何かなどが議論された。A0104班の63年度の成果は研究会報告の形でまとめられた。
光誘起液相プラズマ反応場を利用したナノダイヤモンドの合成

液相中で形成される超高密度・高圧なプラズマ状態を反応場として活用し、爆轟法では直接合成が困難であった数ナノメートルサイズのナノダイヤモンドの合成技術を開発することを目的に、(1)高効率ナノ粒子合成技術を開発し、(2)合成ナノダイヤモンドの光学的特性の評価、(3)形成メカニズムの解明を試みた。偏光制御したフェムト秒ダブルパルス列による液相レーザーアブレーションにより、シングルパルス列の場合に比べて生成量が約2.5倍となった。立方晶ダイヤモンド構造に加えて六方晶ダイヤモンド構造(ロンズデライト)から成る直径数nmのナノダイヤモンドの高効率合成に成功した。超短パルスレーザー光を液体内部に集光照射すると、その集光部近傍はプラズマが形成される。このプラズマ領域は周囲の液体によって閉じ込められるため、膨張が抑制される。本研究では、液相中で形成される超高密度・高圧なプラズマ状態を反応場として活用し、これまで爆轟法では直接合成が困難であった数ナノメートルサイズのナノダイヤモンドの合成技術を開発する。特に、アモルファスカーボン、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブなどの各種炭素材料を固体ターゲットとして、各種溶媒分子中で液相レーザーアブレーションさせる。液相レーザーアブレーションのメカニズム解明を行うとともに、合成されるダイヤモンド構造にホウ素や窒素などの不純物ドーピング技術を確立する。本年度は、酸化グラフェンを各種溶媒(水、エタノール、シクロヘキサン)に分散させた懸濁液にフェムト秒レーザーを集光照射させ、ナノダイヤモンド粒子を合成した。合成されたナノダイヤモンド粒子の構造は立方晶もしくは六方晶ダイヤモンド構造を持つことを確認した。特に、酸化グラフェン/水系で合成されたナノダイヤモンド粒子の発光スペクトルは、他の溶媒で合成されたものと異なり、ナノダイヤモンド本来の発光であると示唆された。さらに興味深いことに、固体の炭素源(酸化グラフェン)を含まない有機溶媒(エタノール、シクロヘキサン)のみにフェムト秒レーザーを集光した場合においても、同様のナノダイヤモンド粒子が生成されることをTEM観察により明らかにした。また、反応中間体と考えられるカーボンオニオンの生成も確認した。本年度は(1)高効率ナノ粒子合成技術の開発、(2)ナノ粒子形成メカニズムの解明、の研究課題に取り組む予定であった。本年度までに研究課題(1)については、偏光方向を制御したフェムト秒ダブルパルス列の利用がナノ粒子生成に効果的であることを見出した。さらに研究課題(2)については、酸化グラフェンを固体炭素原料として利用することによって、溶媒分子に炭素を含まない水中でナノダイヤモンドを合成することに成功した。レーザー照射により溶媒分子も変質し、ダイヤモンド構造を含む蛍光性ナノカーボン粒子の生成が示唆されたが、本年度明らかにしたナノダイヤモンド本来の発光スペクトルの性質によって、ナノダイヤモンドの発光メカニズムを明らかにできた。次年度は本年度明らかにした発光スペクトルにより、ナノダイヤモンドの形成メカニズム解明に取り組む。液相中で形成される超高密度・高圧なプラズマ状態を反応場として活用し、これまで爆轟法では直接合成が困難であった数ナノメートルサイズのナノダイヤモンドの合成技術を開発する。本研究では、高効率ナノ粒子合成技術を開発し、液相レーザーアブレーションにより合成されるナノ粒子の形成メカニズムを解明する。さらに合成したナノダイヤモンドの光学的特性を評価し、最終的に光誘起液相プラズマ反応場を利用したナノダイヤモンドの合成技術を確立することを目標としている。本年度は、レーザーの集光照射により液相中で形成される超高密度・高圧なプラズマ状態を反応場として利用してナノダイヤモンドを合成する際に課題となる溶媒の影響を明らかにするため、ラジカル反応を起こしやすいシクロヘキサン、還元作用が期待されるエタノール、純水を溶媒とし、それらに酸化グラフェンを懸濁させた溶液にフェムト秒レーザーを照射して合成されるナノ粒子の構造を透過型電子顕微鏡による直接観察と発光スペクトルの変化の2つのアプローチで解析した。純水で合成されたナノ粒子は、通常の立方晶ダイヤモンド構造に加えて六方晶ダイヤモンド構造(ロンズデライト)から成るナノダイヤモンドであることが分かった。一方、溶媒にシクロヘキサンやエタノールを使用すると、立方晶および六方晶ダイヤモンド構造のナノダイヤモンドに加え、溶媒分子の分解によるものと考えられる炭素が直鎖状に連なったカルビンまたはポリインのような分子が生成していると考えられた。さらにシクロヘキサンやエタノール中で合成されたナノダイヤモンド粒子表面はOH基、C=O基、COOH基等の官能基でおおわれており、このために純水中で合成されたナノダイヤモンドに比べて発光スペクトルが長波長側にシフトすることを明らかにした。溶媒分子として、ラジカル反応を起こしやすいシクロヘキサン、還元作用のあるプロパノール等のアルコール、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒、水などの溶媒分子がフェムト秒レーザー照射により、どのように解離するのかを明らかにする。溶媒分子自体の光誘起構造変化は、FTIRやラマン分光により評価する。さらに生成したナノダイヤモンド表面に吸着した官能基は、ナノテクノロジープラットフォーム事業の装置群(XPS、IPES、PYS)を活用して評価する。

さらに合成したナノダイヤモンドの発光スペクトルを制御するため、ヘキサメチレンテトラミンやアダマンタンなどの有機分子を溶媒に分散した溶媒をターゲットとして液相レーザーアブレーションを行い、合成されるナノダイヤモンドにBやNなどの不純物ドープを目指す。無機材料化学