hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト乳児の前言語発声にみる身体的発達と言語特異的発達

昨年度まで解析を行った乳児の音声解析の結果とこれまで得られた鳥類の音声発達の結果を合わせた比較論文を執筆した。発声は呼気を利用しており、発声と呼吸制御は密接に結びついている。社会的経験を通して新しい音声レパートリーを獲得する「発声学習」は、呼吸制御と発声の協調を学ぶことで実現されると考えられる。ヒト乳児は発話を学び、ジュウシマツの幼鳥は求愛の歌を学ぶ。両種の初期発声を解析したところ、呼吸制御と発声の協調が進む現象が共通してみられた。初期の発声音の長さ(ND)は前後の無音区間(INI)よりも短いが、徐々にこれらの平均長は収束する。収束する時期は、ヒトの場合6ヶ月齢前後、ジュウシマツの場合は60日齢前後と推定された。収束パターンには種差がみられ、ヒト乳児ではNDが徐々に長くなり、ジュウシマツではINIが徐々に短くなることで、NDとINIの収束が起きていた。また、ヒト乳児では、2ヶ月以前の泣き声ではすでにNDとINIの収束がみられることがわかった。ヒト乳児は6ヶ月以降から喃語という母音と子音が明瞭な発声をするようになる。ジュウシマツにおいても、NDとINIが収束する60日齢から歌の音韻構造が明瞭になる。両種の時間間隔の発達が収束する時期と構音の出現期について考えると、構音が発達する前に随意的な呼吸制御が発達することが、発声学習の共通機構といえる。一方、NDとINIのどちらが発達変化するかは、換気の仕組みが両種で異なることが影響を与えていると予測される。ヒトの換気は、吸気の後におこる。トリでは、換気を行う肺が二つの気嚢の間に位置し、吸気に続く呼気によって気嚢から肺に空気が流入し換気が起こる。発達変化がみられる時間間隔の種差は、両種の換気機構の違いを反映しているという仮説をえた。現在はこれらの結果と仮説についてまとめた論文の投稿準備中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、既存の乳幼児音声データベースを利用して発声間隔の発達変化を記述することと発声時の脳活動計測のために手技の習得と予備的解析をおこなった。NTTからすでに公開されているヒト乳幼児音声データに収録されている音声の解析を行った。収録されている5名中4名まで終了した。解析では、録音データをすべて聞き、自発的発声を見つけて発声間隔を計測した。このデータに関しては、夏に横浜で開催されたICP2016でポスター発表を行った。並行して新規にヒト乳児の前言語発声の収集も始めた。5名に録音の協力を得られ、すでに1歳を迎えた1名を除く4名で継続して録音をお願いしている。録音内容をみると初期発声のデータ数が少ないため、次年度も引き続き被験者を集める予定である。当初の計画では次年度からであった発声時の神経活動計測にも取り組み始めた。受入研究室の研究プロジェクトとして満9ヶ月児と満5ヶ月児を対象とした音声聴取児の近赤外分光法による脳活動計測調査が行われ、これに参加した。調査の補助として関わりながら、近赤外分光法の手技を習得した。また、音声聴取時に多くの被験者で自発的発声が誘発されたことから、自発的発声の開始に合わせた脳活動の解析を行った。その結果、9ヶ月児において左下前頭回付近で脳活動がみられることがわかった。仮説に合う結果が得られたが、条件のコントロールが必要であること、また低月齢児(5ヶ月児)における発声が少ないことから、さらに調査を継続していく予定である。今年度は特別研究員に採用される以前の研究をまとめながら、自分自身の研究課題も平行して行わねばならず、時間の制約を感じたが、着実に研究を進めることができたと思う。本研究課題では、一人のお子さんの発声発達を追いかけるために、高頻度で録音可能な手法として、ICレコーダーを被験者宅に郵送し継続的にデータ収集することを導入した。受入研究室のスタッフと相談しながら、この手法を軌道に乗せることができた。次年度に予定していた脳活動の計測も初年度から始めることができた。受入研究室で行われた9ヶ月児と5ヶ月児を対象とした近赤外分光法による脳活動計測で、実験補助として関わる機会を得て、経験を積みながら手技を習得することができた。手技だけでなく、このときのデータを利用して予備的な解析を行い、予想通りの結果が得られている。本実験に向けて、条件の統制など検討しつつ準備を進めている。「NTT乳幼児音声データベース(INFANT)」を用いて、ヒト乳児の前言語発声の時間間隔を計測し、解析を行った。5名の乳児の0ヶ月齢から12ヶ月齢までの自発的な連続発声と、泣き声(0ヶ月齢から1ヶ月齢まで)を対象に、音の長さ(Note Duration; ND)と二つの音に挟まれる無音区間(Inter-Note-Interval; INI)、先行音の立ち上がりから後続音の立ち上がりまでの長さ(Inter-Onset-Interval; IOI)、これら3つの時間変数を計測した。自発発声では、初期の平均NDが平均INIよりも短かった。その後徐々に平均NDが長くなり、6ヶ月齢で平均NDと平均INIがほぼ同じ長さに落ち着く。INIは初期から11ヶ月齢まで変動が少なかった。

NDと隣接するINIの比から局所的に比べても、NDとINIの長さが均衡していくことがわかった。泣き声のNDは同じ月齢の自発発声時よりも長く、NDとINIの比をみるとNDがINIよりやや長い傾向がみられた。これらの結果を二つの学会で発表し、論文としてまとめている。新規の音声収集は、これまでに11名の乳児から初期の音声を収集した。音声聴取時の脳活動は、昨年度にえられた9ヶ月齢児のデータを解析した。刺激聴取時に発声がみられたのは、母語に含まれる子音対立条件下で25名中22名、非母語の子音対立条件下で25名中20名であった(被験者の重複あり)。発声のオンセットで脳血流量の変化をそろえると、母語に含まれる音声を聴取している条件下において、左下前頭回付近で脳血流の増加がみられた。しかし、非常に弱い有意傾向であること、他のチャンネルでも同じような動態がみられることから、解析方法をさらに検討する必要がある。ヒト乳児の言語獲得研究では、言語音が出現する喃語期から構音のパターン変化が注目されてきたが、私はもっと初期の段階に呼吸の随意的発声が可能になる運動学習期が始まっているのではないか、という仮説を立てヒトの乳児の新生児期の発声から連続的に発声する時間間隔に着目した研究を行っている。乳児の初期の音声の収集を進めるともに、公開済みの発達音声データベースを用いて乳児の自発的発声から時間要素の発達過程を調べ、鳥の歌との比較をしている。自身で収集した音声については、これからの解析を待たなければならないが、データベースに収録されている音声については、鳥の歌発達とヒト乳児の初期発声の発達において時間要素の変化に共通点と相違点がみられている。学会発表もおこない、結果に対して有益なコメントをもらうことができた。現在は論文としてまとめているところである。発声時の脳活動計測については、解析方法の検討など課題が残るものの、おおむね順調である。昨年度まで解析を行った乳児の音声解析の結果とこれまで得られた鳥類の音声発達の結果を合わせた比較論文を執筆した。発声は呼気を利用しており、発声と呼吸制御は密接に結びついている。社会的経験を通して新しい音声レパートリーを獲得する「発声学習」は、呼吸制御と発声の協調を学ぶことで実現されると考えられる。ヒト乳児は発話を学び、ジュウシマツの幼鳥は求愛の歌を学ぶ。両種の初期発声を解析したところ、呼吸制御と発声の協調が進む現象が共通してみられた。初期の発声音の長さ(ND)は前後の無音区間(INI)よりも短いが、徐々にこれらの平均長は収束する。収束する時期は、ヒトの場合6ヶ月齢前後、ジュウシマツの場合は60日齢前後と推定された。収束パターンには種差がみられ、ヒト乳児ではNDが徐々に長くなり、ジュウシマツではINIが徐々に短くなることで、NDとINIの収束が起きていた。また、ヒト乳児では、2ヶ月以前の泣き声ではすでにNDとINIの収束がみられることがわかった。ヒト乳児は6ヶ月以降から喃語という母音と子音が明瞭な発声をするようになる。ジュウシマツにおいても、NDとINIが収束する60日齢から歌の音韻構造が明瞭になる。両種の時間間隔の発達が収束する時期と構音の出現期について考えると、構音が発達する前に随意的な呼吸制御が発達することが、発声学習の共通機構といえる。一方、NDとINIのどちらが発達変化するかは、換気の仕組みが両種で異なることが影響を与えていると予測される。
カーボンナノチューブを用いた射出成形による高機能樹脂成形品の開発

本研究では,カーボンナノチューブをフィラーとして樹脂材料に混合した複合材料を射出成形により成形し,その成形性と成形品の機械的・電気的特性について検討することを目的とする.まず,超多層CNTである気相成長炭素繊維(VGCF)を充填したポリスチレンの射出成形実験を行い,その成形性について検討した.そして,この成形品の機械的・電気的特性を従来から導電性フィラーとして使われているピッチ系炭素繊維およびカーボンブラックを充填した場合と比較し,繊維の配向状態がこれらの特性に及ぼす影響について考察した.VGCF含有樹脂の成形性は,VGCFの添加量が増加すると樹脂の溶融粘度が増加するために低下するが,12vol.%以下の添加量であれば一般の射出成形の場合には問題なく成形が可能であることがわかった.また,二軸混練機でフィラーと樹脂とを混練してから射出成形を行うことで,フィラーの凝集を抑制し,成形品中にほぼ均一にフィラーを分散させるとともに,フィラーを流動方向に配向させることができることを明らかにした.引張試験を行った結果,引張弾性率はVGCFの充填量の増加とともに改善されたが,実験を行った12vol.%以下の充填量では引張強さはほとんど変化しなかった.一方,体積抵抗率測定の結果,カーボンブラックを充填した場合には体積抵抗率がほぼ直線的に低下するのに対し,VGCFを充填した場合にはある濃度しきい値(3vol.%)を越えると急激に体積抵抗率が低下した.そして,VGCFを充填することにより11.6vol.%で10^2Ω・cmと低い抵抗率の成形品が得られたが,MWCNTを充填するとさらに少ない添加量で電気的特性に優れた成形品(3vol.%で10^7Ω・cm)が得られることを明らかにした.またVGCFを0.2vol.%充填することにより静電気散逸性に優れた成形品が得られることを示した.成形品の断面観察により,これらの電気的特性は成形時に形成される繊維の配向状態に依存しており,成形時に材料に加わるせん断ひずみを小さくすることで,体積抵抗率が低く静電気特性に優れた成形品が得られることを明らかにした.カーボンナノチューブ(Carbon Nanotube:CNT)のモデル材料として長さおよび直径がCNTの10倍(長さ200nm,直径10μm)である気相成長炭素繊維(Vapor Grown Carbon Fiber:VGCF)を汎用ポリスチレン樹脂に混ぜ,射出成形することにより成形品の電気的・機械的特性の向上についての検討を行った.成形用材料は2軸の混練機によってポリスチレンにVGCFを0.4,2.0,6.0,10wt%混ぜたものを細かく砕いて作製した.成形には汎用の射出成形機(型締め力35tf)を用い,成形品のサイズは厚さ0.3,0.5mm,長さ80mm,幅20mmである.抵抗値測定,静電電圧測定により電気的特性を,曲げ試験により機械的特性を実験的に調べた.結果を以下に要約する.・2軸の混練機により10分の混練をすることによりVGCFはポリスチレン内にほぼ一様に分散した.・射出成形を行うにあたりVGCF含有ポリスチレンの粘度を測定した結果,10wt%の材料では粘度が約5%増加した.・成形品の断面を観察した結果,ほぼ全域でVGCFが流動方向に配向していた.・低い射出速度で成形した場合,VGCFの体積充填率が3%6%の間で抵抗率が5×10^51.5×10^2_Ωまで急激に低下することがわかった.また,帯電量も充填量の増加とともに減少することがわかった.・射出速度が高くなると表面近傍の繊維が流動方向に向いてしまいVGCFが表面に突出しないため電気的特性の向上は見られなかった.・充填材であるVGCFが微細なため機械的特性が低下することが予想されたが,10wt%以下の充填量では機械的特性はほとんど変化がなかった.・VGCFを用いることにより従来よりも少量の充填材で導電性を付与することができた.本研究では,カーボンナノチューブをフィラーとして樹脂材料に混合した複合材料を射出成形により成形し,その成形性と成形品の機械的・電気的特性について検討することを目的とする.まず,超多層CNTである気相成長炭素繊維(VGCF)を充填したポリスチレンの射出成形実験を行い,その成形性について検討した.そして,この成形品の機械的・電気的特性を従来から導電性フィラーとして使われているピッチ系炭素繊維およびカーボンブラックを充填した場合と比較し,繊維の配向状態がこれらの特性に及ぼす影響について考察した.VGCF含有樹脂の成形性は,VGCFの添加量が増加すると樹脂の溶融粘度が増加するために低下するが,12vol.%以下の添加量であれば一般の射出成形の場合には問題なく成形が可能であることがわかった.また,二軸混練機でフィラーと樹脂とを混練してから射出成形を行うことで,フィラーの凝集を抑制し,成形品中にほぼ均一にフィラーを分散させるとともに,フィラーを流動方向に配向させることができることを明らかにした.引張試験を行った結果,引張弾性率はVGCFの充填量の増加とともに改善されたが,実験を行った12vol.%以下の充填量では引張強さはほとんど変化しなかった.

一方,体積抵抗率測定の結果,カーボンブラックを充填した場合には体積抵抗率がほぼ直線的に低下するのに対し,VGCFを充填した場合にはある濃度しきい値(3vol.%)を越えると急激に体積抵抗率が低下した.そして,VGCFを充填することにより11.6vol.%で10^2Ω・cmと低い抵抗率の成形品が得られたが,MWCNTを充填するとさらに少ない添加量で電気的特性に優れた成形品(3vol.%で10^7Ω・cm)が得られることを明らかにした.またVGCFを0.2vol.%充填することにより静電気散逸性に優れた成形品が得られることを示した.成形品の断面観察により,これらの電気的特性は成形時に形成される繊維の配向状態に依存しており,成形時に材料に加わるせん断ひずみを小さくすることで,体積抵抗率が低く静電気特性に優れた成形品が得られることを明らかにした.
液滴乾燥による微粒子配列および薄膜パターニングのマルチスケール解析

インクジェット技術を用いた電子デバイスなどの製造プロセスでは、任意形状の微粒子薄膜をパターニングすることが重要な課題である.本研究課題は,実験とともに巨視的な液滴内流動と微視的な微粒子輸送現象を連成したマルチスケール解析により液滴乾燥による薄膜形成機構を明らかにし,任意形状の薄膜パターニング形成手法の確立を目的とする.平成25年度はライン状親水面を有するパターニング基板上における微粒子分散液滴の乾燥実験を行い,液滴乾燥および微粒子薄膜形成に及ぼす粒子径と粒子濃度の影響を検討した.本実験では,幅100μmのライン状親水面を施したパターン基板の親水ライン面上にポリスチレン微粒子分散液滴を着液させ,液滴乾燥挙動および乾燥後の微粒子薄膜形状を観察した.微粒子平均粒子径は0.1または1.0μm,微粒子濃度は0.01, 0.1および1.0wt.%とし,初期液滴堆積は2μlとした.液滴は基板上に着液直後より親水ライン面上にメニスカスを形成し、親水ライン面上の接触線が固定されたまま微粒子がメニスカス先端へと輸送されて基板に堆積する挙動が観察された.粒子径1.0μm,粒子濃度1.0および0.1wt%の場合,疎水面上の接触線は後退せず着液直後の液滴形状を保ったまま微粒子は堆積した.一方,粒子濃度0.01wt%あるいは粒子径0.1μmの場合,疎水面上の接触線が後退して親水ラインに沿って微粒子は堆積した.乾燥後に得られたライン上薄膜の幅は200-300μm程度であり,基板の親水ライン面幅よりも大きかった。以上の結果より,微粒子分散液滴の粒子径または微粒子濃度によりライン状の薄膜を形成することが可能であることが示された.今後,親水ライン面上のメニスカス形状および液滴蒸発によるメニスカス内における流動および微粒子輸送挙動を数値解析により明らかにすることが望まれる.インクジェット技術を用いた電子デバイスなどの製造プロセスでは、任意形状の微粒子薄膜をパターニングすることが重要な課題である.本研究課題は,実験とともに巨視的な液滴内流動と微視的な微粒子輸送現象を連成したマルチスケール解析により液滴乾燥による薄膜形成機構を明らかにし,任意形状の薄膜パターニング形成手法の確立を目的とする.平成25年度はライン状親水面を有するパターニング基板上における微粒子分散液滴の乾燥実験を行い,液滴乾燥および微粒子薄膜形成に及ぼす粒子径と粒子濃度の影響を検討した.本実験では,幅100μmのライン状親水面を施したパターン基板の親水ライン面上にポリスチレン微粒子分散液滴を着液させ,液滴乾燥挙動および乾燥後の微粒子薄膜形状を観察した.微粒子平均粒子径は0.1または1.0μm,微粒子濃度は0.01, 0.1および1.0wt.%とし,初期液滴堆積は2μlとした.液滴は基板上に着液直後より親水ライン面上にメニスカスを形成し、親水ライン面上の接触線が固定されたまま微粒子がメニスカス先端へと輸送されて基板に堆積する挙動が観察された.粒子径1.0μm,粒子濃度1.0および0.1wt%の場合,疎水面上の接触線は後退せず着液直後の液滴形状を保ったまま微粒子は堆積した.一方,粒子濃度0.01wt%あるいは粒子径0.1μmの場合,疎水面上の接触線が後退して親水ラインに沿って微粒子は堆積した.乾燥後に得られたライン上薄膜の幅は200-300μm程度であり,基板の親水ライン面幅よりも大きかった。以上の結果より,微粒子分散液滴の粒子径または微粒子濃度によりライン状の薄膜を形成することが可能であることが示された.今後,親水ライン面上のメニスカス形状および液滴蒸発によるメニスカス内における流動および微粒子輸送挙動を数値解析により明らかにすることが望まれる.
コンテンツツーリズムを通した北海道の地域振興に関する比較研究

本研究の目的は、北海道の地域振興、とりわけ外国人旅行者誘致において、コンテンツツーリズムがどのような可能性と課題を有しているのかを明らかにすることであり、そうした目的を達成するために、国内外の類似事例、先駆的事例の広範な情報収集・分析、コンテンツ製作関係者へのヒアリング調査を実施した。なお、これら調査においては、具体的に以下のような共通の視座を有しつつ実地調査(文化人類学的手法に基づく参与観察、エスノグラフィーの作成)、ヒアリング、アンケート等を実施した。すなわち、旅行目的地イメージの形成と消費のプロセス(tourism imaginaryの構築プロセス)を把握し、とりわけコンテンツ自体の越境や旅行者の国際的移動(外国人旅行者の動態)に着目することで、国際化するコンテンツツーリズムが地域に及ぼす影響を浮き彫りにする、という視座である。その結果、コンテンツツーリズムの目的地として比較的長い期間人気を維持している場所・地域においては、共通する事象として、フィクションの物語世界の諸要素が場所と結びつくことによって、それまでにはなかった場所の意味がフィクションとしてではなく、あたかも事実であるかのように固定化されていくプロセスが確認された。そして外国人に対してこうしたコンテンツと場所との結びつきを理解してもらうためには、戦略的なブランド化とプロモーションが必要であることが明らかとなった。北海道の地域振興においても、こうしたプロセスが製作サイドと地域側の十分な協力関係のもと進行し、地域のブランドイメージとして定着した事例が、いわゆる成功事例として外国人旅行者や地域にも認識されていることが明らかとなった。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、北海道におけるコンテンツツーリズム目的地の成立プロセスの特性を、複数事例の比較から明らかにしたうえで、北海道におけるコンテンツツーリズムを通した地域振興の可能性と課題について考察することである。この目的に基づき、平成27年度は、本研究における4つの重要な概念、すなわち、(1)contents tourism、(2) tourism imaginary、(3) regional branding and promotion、(4) touristificationという4点に関して、関連する国内外の書籍、論文等を収集し、分析を行った。また、洞爺湖町や札幌市など、北海道内における主要なコンテンツツーリズム目的地のアンケート調査、実地調査を通して、コンテンツツーリズム目的地としての成立経緯に関する関連資料の収集を行うとともに、国内先駆事例として、東京都秋葉原、富山県南砺市など複数地域の実地基礎調査を行った。さらに、北海道に来訪する外国人旅行者の主要マーケットである台湾を取り上げ、日本のコンテンツがどのように訪日動機を形成しているのか、実地調査ならびに関係者へのヒアリングを行った。また、2016年4月28日から5月1日かけて、平成27年度補助金からの繰り越し事業として、当初平成27年度実施予定であったが研究協力者・機関の事情により実施できなかった現地ワークショップ形式のヒアリング調査を、富山県南砺市にて開催した。同調査では、南砺市職員や同市・近隣の実務家から、コンテンツツーリズムを通した地域振興の可能性と課題について意見を収集した。富山県南砺市は日本の地方部において積極的にコンテンツツーリズム振興を展開している先駆事例であり、北海道の事例との比較においても、有用な知見が得られた。当初計画からやや遅れている。当初予定していた現地ワークショップ形式のヒアリング調査について、研究協力者・機関の事情により年度内に実施できなかった。この計画については、年度を繰越、平成28年4月から5月にかけて実施し、当初予定より2か月遅れで完了した。その他の計画については順調に進んでいる。こうした目的に基づき、平成28年度は、北海道内における主要なコンテンツツーリズム目的地(札幌市、小樽市、洞爺湖町、浜中町など)において、フィールドワークを実施し、地域資源プロデューサー、旅行者に対するヒアリング調査を実施するとともに、道内外において関連するコンテンツの製作者・プロデューサーへのヒアリングも併せて実施することで、道内当該地域のコンテンツツーリズム目的地としての成立経緯を明らかにする作業を行った。また、東京(秋葉原)における外国人旅行者へのアンケート調査や、フランスでの日本イベント参加者へのヒアリング調査等も実施し、日本のポップカルチャーコンテンツを通して日本および北海道のイメージがどのように形成され、旅行動機を生んでいるのかについても、分析を行った。これら研究成果を基に、The European Association for Japanese Studies second conference in Japanといった国際学会で口頭発表を行ったり、International Journal of Contents Tourismといった学術雑誌へ投稿を行ったりした。平成28年度は、研究成果に基づき、国際学会等で積極的に発表を行い、一定の成果を収めることができた。文献調査、アンケート調査、現地調査についても、概ね順調に進展している。なお、コンテンツ製作者に対する調査が若干遅れ気味であるため、次年度は同調査を積極的に推進する予定である。

すなわち、旅行目的地イメージの形成と消費のプロセス(tourism imaginaryの構築プロセス)を把握し、とりわけコンテンツ自体の越境や旅行者の国際的移動(外国人旅行者の動態)に着目することで、国際化するコンテンツツーリズムが地域に及ぼす影響を浮き彫りにする、という視座である。その結果、コンテンツツーリズムの目的地として比較的長い期間人気を維持している場所・地域においては、共通する事象として、フィクションの物語世界の諸要素が場所と結びつくことによって、それまでにはなかった場所の意味がフィクションとしてではなく、あたかも事実であるかのように固定化されていくプロセスが確認された。そして外国人に対してこうしたコンテンツと場所との結びつきを理解してもらうためには、戦略的なブランド化とプロモーションが必要であることが明らかとなった。北海道の地域振興においても、こうしたプロセスが製作サイドと地域側の十分な協力関係のもと進行し、地域のブランドイメージとして定着した事例が、いわゆる成功事例として外国人旅行者や地域にも認識されていることが明らかとなった。今後は、当初計画に基づき、以下の三点に注力して研究を進めていく。(1)研究協力者とのネットワークを構築し、北海道内外のフィールドワークを推進すること。(2)研究成果をとりまとめ、論文・調査報告等の形で刊行すること。(3)国内外の学会で研究成果の発表を行うこと。若干遅れ気味であるコンテンツ製作者に対する調査を積極的に推進する。今後も継続して、地域資源プロデューサー、旅行者、コンテンツプロデューサーに対するヒアリング調査を実施し、とりわけキーパーソンへの重点的なヒアリングを行うことで、データの充実を図りたい。また、北海道内自治体の行政担当者や国内外の旅行会社に対し、ポップカルチャーコンテンツのインバウンド誘致に果たす役割、観光振興と地域振興が抱える課題について聞き取り調査を行う予定である。以上を踏まえ、コンテンツツーリズムを通した北海道へのインバウンド誘致ならびに地域振興の可能性と課題について総合的な考察を行う。これら研究成果については、引き続き、学会等での口頭発表、学術雑誌への投稿などを通して、公開していくことを目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
近代都市空間の秩序化過程の研究〜風俗取締の変遷と展開

本年度の研究では、計画時よりも作業課題を限定し、(1)明治後期から昭和初期にかけての警察における犯罪捜査・風俗統制に関する諸資料を収集・整理するとともに、(2)これらの資料から再構成できるかぎりの範囲において、当時の警察の活動を記述・分析した。明治末に、警察は犯罪捜査のありかたを一新した。そのおもな方途は、法医学・理化学鑑識などの導入による捜査の科学化、幹部教育の徹底・教科書の発刊などによる捜査技術の体系化、調査要員としていた掏摸・博徒らとの訣別による組織の近代化といった点に集約できる。このような理念が示す方向性は大正期から昭和戦前期までに全国の警察で実現していき、社会統制を支える力となった。医学や化学のみならず、法律学や心理学などの学術も、警察のあり方に大いに影響をあたえた。また他方、警察の近代化は、大衆文化のなかの探偵ブームとも緊密な関連をもった。それは、警察の捜査技術が小説や映画に反映するといった流れにとどまらない。むしろ、大衆が抱く猟奇的趣味や、市民生活を守るための知恵が、警察のもつノウハウを洗練させていった側面に注意が向けられるべきである。以上のような歴史的経緯について研究の成果をまとめ、別記のとおり単著『探偵の社会史1尾行者たちの街角』(世織書房)を上梓した。
聴覚障害者の平衡機能評価と機能低下改善プログラムの開発

成人聴覚障害者は成人健常者と比べて、片脚立ちテスト、重心動揺検査において、平衡機能が劣っている。近年、高齢者が直立姿勢保持中に静止面へ指先で軽く触れることによって、姿勢動揺が減少することがわかっている(体性感覚入力)。そこで、この手法を用いて聴覚障害者もバランス機能を改善することができるのかを検討した。その結果、聴覚障害者は視覚を遮断された状態だと、健常者よりも体性感覚入力の依存度が高いことがわかった。また、聴覚障害者にこの手法を用いて2か月間の片脚立ちトレーニングを行ったところ、閉眼片脚立ち時間が延長した。聴覚障害者の平衡機能低下はトレーニングで改善できることが示唆された。本研究は聴覚障害者の平衡機能の評価方法について検討するとともに、平衡機能の代償として体性感覚入力に着目し、平衡機能改善の運動プログラムの作成とその介入による効果の検証を行うことを目的とする。25年度の計画は、1.平衡機能評価の実施、2.運動能力テストの実施、3.運動プログラムの作成であった。当初の計画では被験者30名の予定であったが、1.2.については100名以上のデータを得ることができた。健常者については予定通り30名のデータが得られた。平衡機能の評価として重心動揺検査、片足立ちテスト、ファンクショナルリーチテストを行った。3者間の相関については有意な関係はみられなかった。全データの内20名について、体性感覚入力としてのlight touch(指尖接触)の理論に基づいて重心動揺検査を行った。その結果、開眼では指尖接触の有り無しで単位軌跡長、外周面積に有意な差はみられなかったが、閉眼時には単位軌跡長、外周面積ともに有意な差がみられた。片足立ちテストについては、これまでの研究結果と同様に、閉眼において健常者よりも有意に低い値を示した。ファンクショナルリーチテストについては聴覚障害者と健常者の間に有意な差はみられなかった。運動能力テストについては、文部科学省の新体力テスト(握力・上体おこし・長座体前屈・反復横とび・立ち幅跳び・20mシャトルラン)を実施した。聴覚障害者と健常者の比較を行った結果、全ての測定項目で有意な差は見られなかった。運動プログラムの作成については、11.2.の測定実施が予定よりも遅くなってしまったため、25年度内に開始することが出来なかったが、26年度には行う予定である。本研究は聴覚障害者の平衡機能の評価方法について検討するとともに、平衡機能の代償として体性感覚入力に着目し、平衡機能改善の運動プログラムの作成とその介入による効果の検証を行うことを目的とした。26年度の計画は、25年度に収集した基礎データをもとに作成した運動プログラムで3カ月間実施する。運動プログラムの実施方法については、基本的には非監視下で行うが、2週に1回監視下で行い、正しく行われていることを確認する。そして、聴覚障害者の平衡機能について、基礎的データをまとめ、26年度までの結果を学会等で発表し、論文としてまとめるという計画であった。実際の26年度実施内容と結果は以下の通りである。運動プログラム開始前に、平衡機能測定を行った。通常行われる重心動揺測定に加え、light touchによる測定も実施した。また、動的平衡機能の評価として行ったファンクショナルリーチテストに代えて、耳鼻科領域で多く用いられている、動的平衡機能測定を行った。その他にも、運動プログラムの効果を評価するために、大腿四頭筋筋力測定も行い、プログラム前後のデータを比較した。運動プログラムの介入ができたのは12名であった。その結果、開眼では指尖接触の有無で単位軌跡長、外周面積に有意な差はみられなかったが、閉眼時には単位軌跡長、外周面積ともに有意な差がみられた。運動プログラムの前後に実施した閉眼片足立ちテストでは、立位時間が明らかに延長した者もいた。27年度の計画は、1プログラム修正及び基礎調査の継続、2聴覚障害児に用いるためのプログラム開発検討であった。基礎調査として当初から行ってきた、平衡機能テスト、運動能力テストについては、27年度も継続して行うことができたので、のべ100件以上の基礎データを蓄積することができた。平衡機能の評価については、閉眼片脚立ちテスト、重心動揺測定を継続して行ってきたが、27年度には、1近年、スポーツ界で注目されているスポーツ脳震盪評価テストとして用いられている「直列立ちテスト」、2平均台を用いた動的な平衡機能評価に関するデータ収集も行った。この平均台を用いた評価は、継ぎ足で接地面積の狭い部分を歩き、方向転換の際に回転、垂直ストレスをかけたテストであるため、動的な平衡機能の測定としては、意味のある測定だと考えている。試行錯誤を繰り返す中で、これらの評価方法の有用性を感じたため、今後の聴覚障害者の平衡機能について研究を進めていきたいと考えている。また、26年度行った機能改善プログラムを実施した結果については、日本体力医学会にて報告をした。当初はプログラム修正も検討することを計画に入れていたが、聴覚障害児に対して導入するためには、より簡単なプログラムが良いと考え、26年度に使用したプログラムを今後も継続的に用いて研究を進めていくこととする。

成人聴覚障害者は成人健常者と比べて、片脚立ちテスト、重心動揺検査において、平衡機能が劣っている。近年、高齢者が直立姿勢保持中に静止面へ指先で軽く触れることによって、姿勢動揺が減少することがわかっている(体性感覚入力)。そこで、この手法を用いて聴覚障害者もバランス機能を改善することができるのかを検討した。その結果、聴覚障害者は視覚を遮断された状態だと、健常者よりも体性感覚入力の依存度が高いことがわかった。また、聴覚障害者にこの手法を用いて2か月間の片脚立ちトレーニングを行ったところ、閉眼片脚立ち時間が延長した。聴覚障害者の平衡機能低下はトレーニングで改善できることが示唆された。26年度の計画は、25年度に収集した基礎データをもとに作成した運動プログラムで3カ月間実施することであったが、計画通り進めることができた。また、一部データをもとに、学会発表を行った。しかし、論文としてまとめるという段階までは進むことができなかった。これらの理由により、上記のとおり達成度を判断した。スポーツ医学27年度は、本研究において26年度に得た成果を学会発表するとともに、教育機関等に情報発信していく予定である。当初の計画では、25年度に平衡機能評価と、運動能力テストを実施し、運動プログラムを作成する予定であったが、平衡機能評価と運動能力テストの実施が予定よりも遅くなってしまったため、運動プログラムの作成はできなかった。しかしながら、十分なデータの収集ができたため、おおむね順調に進展していると言える。26年度には、聾学校への調査を予定していたが、学校との日程が合わず行くことができなかった。そのために、当該調整に要する旅費が未使用額として残った。26年度は、25年度に実施した平衡機能評価、運動能力テストのデータを増やすとともに、データ分析を進める。また、25年度の研究成果を、学会や教育機関に情報発信していく予定である。27年度は、26年度に出来なかった聾学校への調査に行く予定であり、その未使用額をあてる。当初の計画では、学会参加を考えていたが、業務の都合上参加出来なかったことが次年度使用額が生じた主な理由である。26年度は、25年度に計画していた学会に参加する予定であり、主にその旅費に次年度使用額を充てる予定である。また、26年度支払支給分については、主に人件費、謝金として使用する予定である。
色素細胞と表皮細胞間のメラニン輸送に関与する膜分子の網羅的探索

色素細胞の自然免疫機構によるメラノソーム・メラニン合成機構輸送の影響を確認した。自然免疫機構活性化因子(TLRs刺激因子)で培養メラノサイトを刺激し、メラニン/メラノソームの放出を測定したところ、TLR3リガンドでメラノソームの放出が増加することが確認された。TLR3リガンドの刺激はメラニン産生関連遺伝子を増加させずに、メラノソーム・メラニン輸送経路を活性化させること、この輸送経路の活性化には膜関連GTPaseであるRabの産生誘導特にRAB27Aが主体的に働いており、論文報告した(Pigment Cell and Melanoma Research 2018 e-published)。色素細胞の自然免疫機構によるメラノソーム・メラニン合成機構輸送の影響を確認する実験を計画した。まずは、細菌要素分子を主体とした自然免疫機構活性化因子(TLRs刺激因子)で、培養正常ヒト・メラノサイトを刺激し、メラニン産生関連遺伝子の発現、メラニン分泌能、角化細胞のメラニン取り込み能を検討した。培養正常ヒト・メラノサイトをTLRs刺激因子(TLR1-9リガンド)で刺激し、24・48時間後の培養液中へのメラニン/メラノソームの放出を測定(OD400-450 nmの計測)したところ、TLR3リガンドでメラノソームの放出が増加することが確認された。興味深いことに、TLR3リガンドの刺激はメラニン産生関連遺伝子を増加させずに、細胞外のメラニン放出を促進していた。また、表皮角化細胞との共培養下において、メラノソームを抗gp100抗体で、角化細胞の形状を抗ケラチン抗体で、細胞核をDAPIで染色することにより、メラノソームの移譲を免疫染色法で経時的に観察すると、TLR3リガンドは、角化細胞へのメラノソーム輸送を促進した。これらの結果は、TLR3リガンドはメラニン産生・合成能に直接働くのでは無く、メラノソーム・メラニン輸送経路を活性化させることに作用することを示唆した。また、この輸送経路の活性化には膜関連GTPaseであるRabの産生誘導や活性化が複数関連することが示唆されつつあり、現在、その詳細を検証中である。TLR3リガンドと膜関連GTPaseであるRabのメラノソームの放出への関連や角化細胞へのメラノソーム輸送・移譲に関連することが再現性をもって検証することが出来たことは大きな進歩である。今後、膜形態の変化や膜状での分子移動を検証することにより、メラノソームや胞体形成の分子機構を検証出来る基盤が出来た。また、この輸送経路の活性化には膜関連GTPaseであるRabの産生誘導や活性化が複数関連することが示唆された。特にRAB27Aが主体的に働いており、この内容について論文報告した(Pigment Cell and Melanoma Research 2018 e-published)。またその他に複数のRAB分子群の関与を確認し、論文投稿準備中である。小胞体輸送の経時的変化の可視化小胞体輸送には複数の低分子量GTPaseとともにマイクロフィブリルやアクチン中間径フィラメントなどの細胞構造体が関与し、経時的に変化している。さらに、胞体移送はゴルジ小体から細胞膜辺縁への一方通行だけではなく、細胞辺縁から中心部への双方向移送や細胞膜から細胞質への取り込み(エンドサイトーシス)に依存する。これらの経時的変化を可視化させるために細胞内動態を確認する必要があり、遺伝子改変細胞による分子動態観察を計画している。
フリーラジカルによる筋肉タンパク質の分解促進機構

ラット後肢筋に対する電気刺激による運動を2ないし4週間負荷したところ、後肢筋(腓腹筋、ヒラメ筋)は肥大し、脂質の過酸化、タンパク質の酸化修飾が亢進した。さらにビタミンE欠乏飼料で4週間飼育したラットにおいて後半の2週間電気刺激による運転を負荷したが、ビタミンE欠乏による電気刺激の効果の増加は認められなかった。このとき筋肉タンパク質はビタミンE欠乏で酸化修飾が進み、メチオニン残基が酸化されメチオニンスルホキシドが生成した。この傾向は白筋で強く認められ、筋肉の種類により酸化修飾の抵抗性があることが推定された。しかしジチロシン、2-オキソヒスチジンの生成あるいは蓄積は認められず、筋肉内ではこれらの修飾アミノ酸は生成しないか、あるいは速やかに除去されるもと考えられた。また、血清中のトランスフェリンの鉄飽和率が増加し、鉄過剰状態に近いことが示された。ビタミンE欠乏の筋肉タンパク質の分解速度は増加したが、これは筋原線維タンパク質に特異的なものではなかった。また分離筋原線維を用いて酸化修飾タンパク質の分解に関与するプロテアーゼを検索したところ、プロテアソームにより顕著に分解された。これらの機構をより明確にするためにL6筋細胞の培養系において、鉄を加えて酸化還元状態を変化させたところ、タンパク質のカルボニル基の増加が認められた。以上より運動による筋肉タンパク質の酸化修飾はわずかであるが起こっており、筋肉の種類が重要であること、および筋肉タンパク質の酸化修飾に鉄が関与しており、酸化修飾されたタンパク質は分解されやすくなる可能性が示唆された。
各種漂白処理後のエナメル質におけるフッ素取り込み量と歯質の結晶性について

抜去後のヒト第三大臼歯のエナメル質を32μm以下に粉砕し粉末試料とした。この粉末試料200mgを、OPPmF,225ppmF,450ppmFのフッ化ナトリウム溶液に、H_2O_2濃度が0%,15%,30%となるよう調整した溶液2mlに37°Cで48時間浸漬した。浸漬後、粉末試料を1Mの過塩素酸に溶解し、フッ素イオン電極を用いてフッ素濃度を測定した。また、浸漬後の試料を乾燥し、FTIRで分析した。FTIRスペクトルより有機物の存在を示す1650cm^<-1>のアミドIの吸収スペクトルと、浸漬前後で変化しないものと考えられるPO_4の吸収スペクトルの比を求め、エナメル質中の有機物の相対量とした。結果は二元配置分散分析およびシェフの多重比較を行った。フッ素の取込量および有機物の相対量は、浸漬溶液のフッ素濃度とが有意に関与していた(P<0.01)。フッ素の取込量は、フッ素濃度とH_2O_2濃度が高いと有意に高い値を示した(P<0.01)。有機物の相対量は、H_2O_2濃度が高いほど減少し、またフッ素濃度が高くなるほど増加した。以上の結果より、歯牙漂白に用いられているH_2O_2はエナメル質の有機物を溶解し、その濃度に対応して有機物が溶解されるため、機械的にフッ化物の取り込み量が増加すると考えられた。この結果についてH16.6.31に第51回齲蝕研究ヨーロッパ会議(ORCA)で発表した。また、この粉末試料200mgを15%過酸化水素にフッ化物濃度が0,225,450ppmFになるようにNaFを溶解した溶液に、それぞれ37°Cで、10min,2h,48hの条件で浸漬し、浸漬時間とフッ素の取込量および有機物の相対量について比較検討した。フッ素の取り込み量はフッ化物濃度が高いほど、また浸漬時間が長いほど増加した(P<0.01)。また、FTIRの結果よりエナメル質中の有機物の相対量はフッ化物濃度が高いほど、また浸漬時間が長いほど増加した(p<0.01)。しかし浸漬時間が48hのサンプルは有機物の相対量が10min、2hのサンプルと有意差がなく、ブリーチング時間は有機質の溶解という点では最適時間があると考えられた。以上の結果はH16.9.18第53回日本口腔衛生学会で発表した。過去にフッ素の人為的な供給の履歴のなかった第3大臼歯の抜去歯20本をメノウ乳鉢を用いて粉砕し、32μmのふるいを通過させた。この粉末試料を200mgずつ2mlの次の4種の溶液に37°Cの環境下で浸漬した。溶液は、900ppmおよび450ppmのフッ化ナトリウム溶液および31%の過酸化水素水、10%の過酸化尿素水を用いた。それぞれの溶液の浸漬時間は現在臨床で適用されている時間を考慮して、フッ化ナトリウム溶液に浸漬した両者とも浸漬時間を1時間および10分に設定した。また、過酸化水素水は15分、過酸化尿素は2時間浸漬した。それぞれの試料を浸漬後蒸留水で十分洗浄したのち、37°Cで乾燥し、X線回折およびFE-SEMを用いて分析した。さらにX線回折図形の(300)面、(002)面からa軸およびc軸の格子定数を求めた。a軸は900ppmのフッ化ナトリウム溶液に1時間浸漬後の試料が浸漬前と比較して有意に減少した。(p<0.05)c軸は900ppmおよび450ppmのフッ化ナトリウムに浸漬した試料が浸漬前と比較した有意に減少した。(p<0.01、p<0.05)しかし、漂白溶液である過酸化水素水や過酸化尿素水に浸漬したものは格子定数に有意な差が認められなかった。粉末試料のFE-SEMからは各溶液の浸漬による大きな変化は認められなかった。以上の結果よりエナメル質の結晶はフッ化ナトリウム溶液に浸漬するとその濃度に依存してその格子定数に影響を与えることからフッ素の置換が行われていると考えられるが、一般に用いられている漂白溶液はエナメル質の格子定数には影響を与えないものと考えられた。歯牙漂白の目的で臨床応用されている材料のヒトエナメル質のフッ素の取り込みと有機質への影響について検討した。付着物を除去し清掃したヒト第3大臼歯20歯のエナメル質を削りだし、32μmメッシュが通過するようにメノウ乳鉢および撹拌器で粉砕し粉末試料を作成した。粉末試料200mgを0、7.5、15%の過酸化水素と0、225、450ppmフッ化ナトリウム溶液をそれぞれ混合した溶液に37°Cで48時間浸漬した。浸漬した試料は、遠心分離機を用いて蒸留水で3回水洗し、1Mの過塩素酸で溶解し、フッ素電極を用いてエナメル質のフッ素の取り込み量を測定した。また、試料はFTIRを用いて有機物の存在を示すアミドIの1650cm^<-1>とP04基の600cm^<-1>の比のより、エナメル質中の有機物の量を相対的に測定した。ただし、1650cm^<-1>は1620

cm^<-1>のOH基の影響を受けていると考えられるが、エナメル質中のOHは、フッ化物溶液および過酸化水素の影響を受けず、一定であるということを前堤に行った。結果はシェフのt-testおよび二元配置分散分析を用いて評価した。フッ化物の取り込みは過酸化水素の濃度が高いほど、またフッ素濃度が高いほど高くなった。(P<0.001)また、FTIRの結果より、有機物の相対量は過酸化水素の濃度が高いほど減少した。(P<0.05)しかし、有機物はフッ化物の濃度の違いによる有意差は認められなかった。以上の結果より、過酸化水素により、エナメル質中の有機物が溶解し、その間隙からフッ化物が取り込まれていると考えられた。以上の結果により、エナメル質中の有機物が溶解し、その間隙からフッ化物が取り込まれていると考えられた。以上の結果について51st Meeting of European Organization for Caries Researchに発表する予定である。抜去後のヒト第三大臼歯のエナメル質を32μm以下に粉砕し粉末試料とした。この粉末試料200mgを、OPPmF,225ppmF,450ppmFのフッ化ナトリウム溶液に、H_2O_2濃度が0%,15%,30%となるよう調整した溶液2mlに37°Cで48時間浸漬した。浸漬後、粉末試料を1Mの過塩素酸に溶解し、フッ素イオン電極を用いてフッ素濃度を測定した。また、浸漬後の試料を乾燥し、FTIRで分析した。FTIRスペクトルより有機物の存在を示す1650cm^<-1>のアミドIの吸収スペクトルと、浸漬前後で変化しないものと考えられるPO_4の吸収スペクトルの比を求め、エナメル質中の有機物の相対量とした。結果は二元配置分散分析およびシェフの多重比較を行った。フッ素の取込量および有機物の相対量は、浸漬溶液のフッ素濃度とが有意に関与していた(P<0.01)。フッ素の取込量は、フッ素濃度とH_2O_2濃度が高いと有意に高い値を示した(P<0.01)。有機物の相対量は、H_2O_2濃度が高いほど減少し、またフッ素濃度が高くなるほど増加した。以上の結果より、歯牙漂白に用いられているH_2O_2はエナメル質の有機物を溶解し、その濃度に対応して有機物が溶解されるため、機械的にフッ化物の取り込み量が増加すると考えられた。この結果についてH16.6.31に第51回齲蝕研究ヨーロッパ会議(ORCA)で発表した。また、この粉末試料200mgを15%過酸化水素にフッ化物濃度が0,225,450ppmFになるようにNaFを溶解した溶液に、それぞれ37°Cで、10min,2h,48hの条件で浸漬し、浸漬時間とフッ素の取込量および有機物の相対量について比較検討した。フッ素の取り込み量はフッ化物濃度が高いほど、また浸漬時間が長いほど増加した(P<0.01)。また、FTIRの結果よりエナメル質中の有機物の相対量はフッ化物濃度が高いほど、また浸漬時間が長いほど増加した(p<0.01)。しかし浸漬時間が48hのサンプルは有機物の相対量が10min、2hのサンプルと有意差がなく、ブリーチング時間は有機質の溶解という点では最適時間があると考えられた。以上の結果はH16.9.18第53回日本口腔衛生学会で発表した。
生体細胞内の無染色分子イメージング技術の探索研究

ポリクロメーターのスリットを利用した共焦点顕微光学系を構築し、エンドサイトーシスにより取り込まれた金ナノ粒子からのラマン散乱スペクトルを時系列に計測する分光システムの開発を行った。マクロファージ細胞が取り込んだ50nm径の金ナノ粒子からの表面増強ラマン散乱光は取り込み直後から観察され、原形質流動、タンパク質輸送などの細胞活性やブラウン運動に起因した金ナノ粒子のランダムな動きに合わせて、位置、時間に強く依存したスペクトルが計測された。それらスペクトルでは、チロシン、アラニン、フェニルアラニンなどのアミノ酸、グアニン、アデニンなどDNA塩基分子、リン脂質など数多くの生体分子由来のラマンバンドが観察された。さらに、ナノ粒子の動きをナノスケールで常時計測し、ナノ粒子からの散乱光を常に分光器内へと導く、フィードバック機構の装置化を行った。これにより、ナノ粒子を細胞内でトラッキングしながら、各位置でのスペクトルをリアルタイムで計測することを可能とし、細胞活性に関連する分子の動態をナノスケールの空間分解能で観察する技術を確立した。また、細胞深部での観察を容易にする銅ナノ粒子による長波長領域でのプラズモン共鳴についての検討を行った。まず、硝酸銅にアスコルビン酸、ポリビニルピロリドンを加えて銅イオンの還元を行い、銅ナノ粒子の合成を行った。動的光散乱法により8nm程度のナノ粒子が作製されていることを確認した。さらに、原子間力顕微鏡による観察でも同様のサイズのナノ構造体を観察した。しかしながら、570nmから600nmに見られるはずの銅ナノ粒子の吸収ピークは合成したナノ粒子の濃度が低いため観察されなかった。一方、150nmの比較的大きな銅ナノ粒子による吸収ピークが800nm近傍に観察された。今後は、合成法との最適化を行い収率を上げる必要があると考えている。本研究では、細胞内部に金属ナノ構造を直接インジェクションし、細胞内にある分子からの表面増強ラマン散乱光を検出し分光分析することで、生体分子を染色することなく直接観察・分析し、細胞の生命機能を可視化することを目的としている。本年度は、金属ナノ構造を細胞内にインジェクションする技術の確立と細胞内からの表面増強ラマン散乱光を検出する光学系を構築した。インジェクション法には細胞の貪食作用とマイクロインジェクターによる強制注入について検討を行い、どちらの方法でも細胞にダメージを与えることなく金属ナノ粒子をインジェクトできることを示した。また光学顕微鏡をベースに暗視野観察とラマン観察を行える光学系を開発し、金属ナノ粒子による生体分子からの表面増強ラマンスペクトルが測定できることや分子固有のラマンバンドに観察波数を設定することで分子イメージングが行えることを確認した。照明光学系の最適化も行い、偏光選択的に散乱光を検出することを可能とした。さらに、形状や大きさ、金属種がそれぞれ異なる金属ナノ粒子を細胞内にインジェクトしたのちラマン散乱光を測定し、細胞内への取込み収率、励起光源(532nm,780nm)に対する非蛍光性、ラマン散乱能等を精査した結果、50nm径の金ナノ粒子が適しているとの結論を得ることができた。これら実験を通して、金ナノ粒子に誘起されるプラズモンの局在性により、金ナノ粒子近傍の分子からだけラマン散乱光を検出することができることで、集光スポットよりもはるかに微小な領域だけを空間選択的に観察できることを明らかした。この結果はナノイメージングの可能性を示唆するものである。さらに、細胞内のcytochrome cの共鳴ラマン散乱光を検出し、特異値分解を利用したノイズ除去と多項式フィッティングによる背景光除去を施すことで、cytochrome cの細胞内空間分布をイメージングすることにも成功した。本年度は、赤外活性を有するハイパーラマン散乱の金属ナノ粒子による表面増強効果に関する検討を行った。とくに、ハイパーラマン散乱は非線形ラマン散乱現象のため、光学遷移の確率が自発ラマン散乱よりも小さく、散乱光自体が微弱であることから、ハロゲン化物イオンの添加によるハイパーラマン散乱の化学的な増強効果について実験により明らかにした。化学的還元反応により作製した銀ナノ粒子(直径65nm)に色素分子を吸着させ、昨年度開発した顕微ラマン分光装置を用いて測定を行った。光源には近赤外パルスレーザー(波長=860nm、繰返し周波数80MHz、パルス幅5ピコ秒)を用いた。Br^-、Cl^-イオンなどのハロゲン化物イオンがないときには銀ナノ粒子に吸着した色素イオンからの明瞭なハイパーラマン散乱スペクトルを観察することができなかったが、0.1mmol/lのBr^-、Cl^-イオンを添加することでハイパーラマン散乱光が増強されて観察され、1184cm^<-1>、1371cm^<-1>、1592cm^<-1>等の振動バンドを計測することが可能となった。また、Br^-イオンの方がCl^-イオンよりも高い増強度を与えることも明らかにした。以上の検討から、可視・近赤外光を用いながらも赤外の振動モードも観察することができることを示すことができた。また、細胞内を移動する金属ナノ粒子をトラッキングする光学系の設計も行った。

マクロファージ細胞が取り込んだ50nm径の金ナノ粒子からの表面増強ラマン散乱光は取り込み直後から観察され、原形質流動、タンパク質輸送などの細胞活性やブラウン運動に起因した金ナノ粒子のランダムな動きに合わせて、位置、時間に強く依存したスペクトルが計測された。それらスペクトルでは、チロシン、アラニン、フェニルアラニンなどのアミノ酸、グアニン、アデニンなどDNA塩基分子、リン脂質など数多くの生体分子由来のラマンバンドが観察された。さらに、ナノ粒子の動きをナノスケールで常時計測し、ナノ粒子からの散乱光を常に分光器内へと導く、フィードバック機構の装置化を行った。これにより、ナノ粒子を細胞内でトラッキングしながら、各位置でのスペクトルをリアルタイムで計測することを可能とし、細胞活性に関連する分子の動態をナノスケールの空間分解能で観察する技術を確立した。また、細胞深部での観察を容易にする銅ナノ粒子による長波長領域でのプラズモン共鳴についての検討を行った。まず、硝酸銅にアスコルビン酸、ポリビニルピロリドンを加えて銅イオンの還元を行い、銅ナノ粒子の合成を行った。動的光散乱法により8nm程度のナノ粒子が作製されていることを確認した。さらに、原子間力顕微鏡による観察でも同様のサイズのナノ構造体を観察した。しかしながら、570nmから600nmに見られるはずの銅ナノ粒子の吸収ピークは合成したナノ粒子の濃度が低いため観察されなかった。一方、150nmの比較的大きな銅ナノ粒子による吸収ピークが800nm近傍に観察された。今後は、合成法との最適化を行い収率を上げる必要があると考えている。
環状イミンの触媒的不斉水素化反応の開発とその応用

従来優れた方法の無かった環状イミンの触媒的不斉水素化を高いエナンチオ選択性で行う方法を開発し,光学活性なテトラヒドロイソキノリン類の効率的合成法を確立することができた。すなわち、1置換3, 4-ジヒドロイソキノリン類を基質とする触媒的不斉水素化を効率よく行う方法を開発する事を目的として、この反応触媒系に適用できる優れた不斉配位子と遷移金属、助触媒の種類および最適な反応条件を検討し、その結果、遷移金属としてはイリジウムを用い、助触媒としてはフタルイミド類(各種置換基をもつものを含む)を添加する研究者のオリジナルな方法を用い、また配位子としてはビスホスフィン配位子BINAPやBCPMを用いる触媒系においてエナンチオ選択性と触媒活性が非常に優れていることを明らかにした。基質としては各種の1-arylmethy1-3, 4-dihydroisoquinoline類をはじめ他のいくつかの1位置換ジヒドロイソキノリン類の不斉水素化に適用しその適用範囲を検討した。その結果、一般に1mol%の触媒量で還元反応は進行し、対応する光学活性テトラヒドロイソキノリン類を高選択的、高収率で与えることを明らかにした。例えば、天然のS型の光学活性テトラヒドロイソキノリンアルカロイド類nor laudanosineやtetrahydrohomopapaverineが86-88%eeの高い選択性で得られた。一方、1-ary1-3, 4-dihydroisoquinolineの不斉水素化によるcryptostyline IIの生成は立体的原因のため高い選択性を得ることができなかった。本研究によって、一般の1置換テトラヒドロイソキノリン類を効率的に不斉合成する方法を開発することができたが、これを利用することによって他の光学活性アルカロイド類の全合成へ応用する道が開かれた。