hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メタボロミクスを基盤とする機能性食品因子の高解像度生体応答解析

本研究では、マトリックスレーザー脱離イオン化質量分析(MALDI-MS)を基盤とした微量細胞から高感度に代謝物を検出する手法の先鋭化、すなわち、高解像度代謝物解析に向けて必要不可欠な計測可能な分子種や測定感度を向上させる技術開発(MALDIイオン化機構の理解と新規合成マトリックス評価)を行った。その結果、MALDIイオン化の計算的に予測可能な方法論(QSPR:定量的構造物性相関解析)や代謝物の高感度検出可能なマトリックスの創出に成功した。また、食品成分の生体応答で最も注目される酸化ストレス応答の新たな分子機構(ミトコンドリア制御機構)の存在を明らかにすることにも成功した。本研究では、申請者独自の技術であるマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析(MALDI-MS)を基盤とする微量細胞から高感度に代謝物を検出する手法を先鋭化し、技術的ボトルネックとなっていた計測可能な(イオン化可能な)分子種の網羅性、測定感度や精度を向上させた代謝物解析法を開発することを目的としている。前年度に続き、MALDI法の「計算的に予測可能な」理解を目指し、イオン化の可否やイオン収率に影響を与える代謝物構造の要因を定量的構造物性相関(QSPR)の手法により調査した。主要な生体内代謝物200種について9-aminoacridine(9-AA)をマトリックスとしてMALDI-MS分析を行い、そのイオン化の可否および検出限界濃度を評価した。また、各代謝物の構造情報から分子記述子を算出し、実験結果を予測するモデルをランダムフォレスト法により構築した。その結果、代謝物のイオン化の可否やイオン収率に関与する有用な構造情報の抽出が可能となった。このようなQSPR法は従来にない理論的なマトリックス開発戦略の新たなアプローチとなることが示唆された。本研究で見出された有用なマトリックスを用いて、微量細胞からの高感度かつハイスループットに食品因子応答性代謝プロファイルの取得にも成功した。興味深いことに、本研究のメタボローム解析から、食品因子が標的とし得る動物細胞内の新たな酸化ストレス応答機構(新規ミトコンドリア制御機構)の存在を明らかにすることにも成功した。表現型に最も近い代謝物は、“今何が起きたか?"を最も反映した生体情報であることから、微細な生体応答解析での重要性が強く指摘されている。これを達成するために、まず、検出代謝物のカバレッジを拡げる必要があり、標準品レベルで主要な生体内代謝物(200種類)に対する各種マトリックスの適合性を検証した。9-アミノアクリジン(9-AA:我々が見出した現在最も代謝物検出能が高いマトリックス)およびこれを基盤とした30種類以上の新規合成マトリックスを用いた検討により、複数の合成マトリックスが9-AAでは検出不可能な様々な代謝物を検出(イオン化)できることが明らかとなった。有用なマトリックスの創出に必要不可欠な代謝物のMALDIイオン化機構はほとんど分かっていないため、現在、本研究で取得したデータをもとに、代謝物の構造情報とイオン化能およびイオン化効率の詳細な相互関係についての検証(定量的構造活性相関分析)を進めている。また、標準品レベルで有用性が確認された複数のマトリックスを用いて、微量の培養細胞レベルでの各種代謝物のイオン化の有無についても同時に検討を試みている。当初の予定通りに、標準品レベルでの各種マトリックス適合性の評価が完了し、微量細胞レベルでの検討段階に進んだため。本年度開発された基盤技術をさらに先鋭化するとともに、微量の培養細胞および動物組織由来の細胞レベルでの一連の代謝物の検出能の評価ならびにMALDI法による幅広い代謝物解析(同定およびプロファイリング等)を可能とするプラットホームの構築を目指す。該当なし
日本人の腎結石から分離した新種ナノバクテリアに関する多面的解析

岡山大学泌尿器科で採取された日本人の尿路結石47検体、パラグアイで採取された尿路結石18検体、岡山大学一般歯科診療室で採取された歯石14検体を対象としてNanobacteria-like organism(NLO)の電子顕微鏡による観察、ならびに、分離培養を試みた。日本人の尿路結石とパラグアイ人の尿路結石でのNLOの検出率は、それぞれ61.7%(29/47)、66.7%(12/18)とほぼ同率であった。分離培養はそれぞれ7例と3例に可能であった。結石成分分析において、リン酸カルシウム含有率はNLO検出例約70%、分離培養例約78%と高率であったが、分析上でリン酸カルシウムを含有しないものからも検出・分離された。なお、歯石からは検出されなかった。SPring-8での解析では、NLOの大きさが分解能以下のサイズであったにもかかわらず、アパタイト層の構築様式の三次元的解析が可能であり、個々のアパタイの外皮で被われたNLOが集簇的に融合、その集合体全体を包み込むように最外層にアパタイト層が構築されて成長することが明らかとなった。増殖培地の工夫により増殖様式はアパタイト型のほかに浮遊型が存在すること、その増殖速度も培養条件に左右されること、ならびにOD650でモニタリング可能であることが判明した。モノクローナル抗体で特異的に染色可能であることも明らかとなったが、Nanobacteriaに特異的であるとされたプライマー(フィンランドのグループのオリジナル文献:(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,95:8274,1998)ならびに細菌属に共通のユニバーサルプライマーを用いるPCRでは特異的な反応は得られなかった。NLOの増殖のメカニズムに未だ不明な点が少なくないが、尿路結石等の異所性石灰化にNLOが関与することが強く示唆された。岡山大学泌尿器科で採取された日本人の尿路結石47検体、パラグアイで採取された尿路結石18検体、岡山大学一般歯科診療室で採取された歯石14検体を対象として、新たに走査電子顕微鏡(SEM)にてNanobacteria-like organism (NLO)に特徴的な粒子を観察、判定した。同時に、フィンランド・グループの原法(PNAS,95:8274,1998)に従い組織培養用DMEMで分離培養を試みた。尿路結石割面のSEMによる解析の結果、フィンランド・グループの報告したアパタイトを外皮とする極めて特徴的粒子としてのNLOが同定可能であり、このNLOの形態は分離培養後における増殖粒子の形態と同一のものと考えられた。分離培養はそれぞれ7例と3例に可能であったが、その増殖性には検体ごとに差が見られた。一方、今回解析した歯石ではNLOに相当する特徴的粒子は観察されなかった。分離培養したNLOはフィンランド・グループが作成したNanobacteriaに対するモノクローナル抗体で特異的に染色され、尿路結石の原因が新規微生物と関連する異所性石灰化である可能性が示唆された。分離培養した日本株を抗原として作成したモノクローナル抗体を用いての解析、SPringでの解析、分子生物学的解析を含めて、その性状について多面的にアプローチを続けている。
脳リンクプロテインによる脳実質ヒアルロン酸-CSPG複合体の機能制御

1.Bral2/Haln4ノックアウトマウスの神経周囲網マトリックス分子発現への影響:まず、Northern blottingと免疫組織学的方法でBral2/Hapln4遺伝子発現がないことを確認した。我々は先に発表した論文(Bekku et al.,Mol.Cell.Neurosci.,2003)で、Bral2/Hapln4の神経周囲網(PNN)へのタンパク質局在を報告し、ヒアルロン酸結合型コンドロイチン硫酸プロテオグリカンであるbrevicanとの共局在を示した。Bral2/Hapln4ノックアウトマウスでは抗brevican抗体の神経核でのPNN様の染色性が大きく低下し、diffuseになっていることが確認できた。しかしながら、reticulotegmental nucleus of the pons (RtTg)ではBral2欠損マウスでbrevicanのPNN様の発現パターンが一部のみdiffuseになっていたことから、RtTgにおいてはBral2以外のLPが補償している可能性も考えられる。2.PNN形成におけるBral2/Haln4の役割:我々はBral2/Hapln4ノックアウトマウスのBral2/Hapln4遺伝子のエキソンにtauLacZ遺伝子をノックインしている。すなわち、+/-マウスではBral2/Hapln4遺伝子の転写活性に従い、Bral2発現神経軸索をX-gal染色でき、同時にBral2タンパク質は免疫染色できる。脳の神経回路の中でも単純な回路を持つ小脳に焦点を当て発現細胞とタンパク質局在の関係についての情報収集を行った。X-galの染色はtauの発現に依存しており、本来軸索に染まるはずであるが、プルキンエ細胞においては樹状突起もX-galで染色されてしまい、関係を可視化することはできなかった。これは、もともとプルキンエ細胞では樹状突起でもtauが発現しているためであると考えられる。しかしながら、小脳核においてBral2タンパクのみの発現が見られる細胞と、Bral2mRNAとBral2タンパクの両方の発現が見られる神経細胞が存在していた。これはBral2発現神経細胞とBral2タンパクの局在が必ずしも一致していないことを示す。このことから、Bral2mRNAの発現部位とタンパク発現部位が異なっていることがわかり、Bral2mRNA発現細胞の終末でタンパクが発現することが更に強く示唆された。またBral2/Hapln4欠損マウスにおいてはbrevicanのPNN様の発現パターンがdiffuseになるという結果を得ている。Bral2/Hapln4は一部の神経回路の神経核に特異的に発現している。Bral2の欠損により、brevican以外のプロテオグリカンのPNNの局在に影響する結果も観察できたが、その度合いは神経核ごとにより異なる。Bral2の欠損により各々の会合体破壊がおこることから、ランビエ絞輪周囲あるいは神経周囲膜の細胞外微小環境において特異的会合体形成に必須であることがわかった。1.Bral2/Hapln4ノックアウトマウスの神経周囲網マトリックス分子発現への影響:まず、Northern blottingと免疫組織学的方法でBral2/Hapln4遺伝子発現がないことを確認した。2.PNN形成におけるBral2/Hapln4の役割:我々はBral2/Hapln4ノックアウトマウスのBral2/Hapln4遺伝子のエキソンにtauLacZ遺伝子をノックインしている。すなわち、+/-マウスではBral2/Haplh4遺伝子の転写活性に従い、Bral2発現神経軸索をX-gal染色でき、同時にBral2タンパク質は免疫染色できる。

我々は先に発表した論文(Bekku et al.,Mol.Cell.Neurosci.,2003)で、Bral2/Hapln4の神経周囲網(PNN)へのタンパク質局在を報告し、ヒアルロン酸結合型コンドロイチン硫酸プロテオグリカンであるbrevicanとの共局在を示した。Bral2/Hapln4ノックアウトマウスでは抗brevican抗体の神経核でのPNN様の染色性が大きく低下し、diffuseになっていることが確認できた。しかしながら、reticulotegmental nucleus of the pons (RtTg)ではBral2欠損マウスでbrevicanのPNN様の発現パターンが一部のみdiffuseになっていたことから、RtTgにおいてはBral2以外のLPが補償している可能性も考えられる。2.PNN形成におけるBral2/Haln4の役割:我々はBral2/Hapln4ノックアウトマウスのBral2/Hapln4遺伝子のエキソンにtauLacZ遺伝子をノックインしている。すなわち、+/-マウスではBral2/Hapln4遺伝子の転写活性に従い、Bral2発現神経軸索をX-gal染色でき、同時にBral2タンパク質は免疫染色できる。脳の神経回路の中でも単純な回路を持つ小脳に焦点を当て発現細胞とタンパク質局在の関係についての情報収集を行った。X-galの染色はtauの発現に依存しており、本来軸索に染まるはずであるが、プルキンエ細胞においては樹状突起もX-galで染色されてしまい、関係を可視化することはできなかった。これは、もともとプルキンエ細胞では樹状突起でもtauが発現しているためであると考えられる。しかしながら、小脳核においてBral2タンパクのみの発現が見られる細胞と、Bral2mRNAとBral2タンパクの両方の発現が見られる神経細胞が存在していた。これはBral2発現神経細胞とBral2タンパクの局在が必ずしも一致していないことを示す。このことから、Bral2mRNAの発現部位とタンパク発現部位が異なっていることがわかり、Bral2mRNA発現細胞の終末でタンパクが発現することが更に強く示唆された。またBral2/Hapln4欠損マウスにおいてはbrevicanのPNN様の発現パターンがdiffuseになるという結果を得ている。Bral2/Hapln4は一部の神経回路の神経核に特異的に発現している。Bral2の欠損により、brevican以外のプロテオグリカンのPNNの局在に影響する結果も観察できたが、その度合いは神経核ごとにより異なる。Bral2の欠損により各々の会合体破壊がおこることから、ランビエ絞輪周囲あるいは神経周囲膜の細胞外微小環境において特異的会合体形成に必須であることがわかった。
ビールホップ由来humuloneによる血管新生の制御とその応用に関する研究

ビールホップの苦味成分humuloneは、鶏卵漿尿膜の測定系で濃度依存的に強く血管新生を阻害した。我々はhumuloneがシクロオキゲナーゼ-2(COX-2)の強い酵素活性の阻害と核内転写因子NF kappaBを介する最強の転写活性の阻害(IC50:30nM)を同時に持つことを既に明らかにしていたので、血管新生阻害に対しどちらの活性がより強く担っているかを検討した。その結果、humuloneの血管新生阻害活性は両方の阻害活性に依存するが、COX-2の転写活性の阻害がより強く寄与していることが明らかになった。次に、動物種あるいは由来器官が異なる種種の血管内皮細胞に対する増殖阻害効果について詳細に検討し、bFGFとVEGFの血管新生促進因子および血清によって誘導される全ての内皮細胞の増殖に対し、Humuloneが強い抑制効果を示すことを明らかにした。管腔形成に対しても同様の結果が得られた。一方、さらに強力な阻害物質の探索のため、ビールホップから精製したhumuloneの関連物質、合成したhumuloneの誘導体を用いて、in vivoのassay系である鶏卵漿尿膜法によって血管新生阻害作用を確認した結果、humuloneに最も強い阻害効果が認められた。このため、humuloneを大量に合成し、腫瘍細胞が誘導する血管新生に対する阻害作用を検討した結果、humuloneは比較的少量の腹腔内投与によって、Lewis lung carcinoma(LLC)細胞がマウスの背部皮下に誘発する血管新生を強く阻害した。この実験によりin vivoの効果が確認されたので、次に抗腫瘍作用を検討した。LLC細胞の皮下移植によるマウス肺への自然転移に対し、腹腔内に投与したhumuloneは弱いながらも阻害活性を示した。これらより、humuloneは血管新生阻害を機序とするがん治療剤への応用の可能性が示唆された。血管新生は、固形癌、関節リウマチ、糖尿病性網膜症を代表とする眼科的疾患、乾癬等の多くの難治性疾患に必須な過程であり、その病因、病態の悪化に密接に関連している。これらの疾病では効果的な治療法が少なく、強力で特異的な血管新生阻害物質は有力な治療薬や予防薬となる可能性が期待できる。申請者は、シクロオキゲナーゼ-2(COX-2)の強い酵素活性の阻害と核内転写因子NF kappaBを介する最強の転写活性の阻害(IC50:30nM)を同時に持つビールホップの苦味成分humuloneが、鶏卵漿尿膜および血管内皮細胞の測定系で濃度依存的に強く血管新生を阻害することを見出した。本研究ではhumuloneとその関連物質および誘導体を用いて、COX-2の酵素活性および転写活性を同時に制御する、天然物由来で強力かつ経口投与の有効な血管新生阻害物質の探索を行う。今年度は、はじめに血管内皮細胞に対する増殖阻害効果について詳細に検討した。Humulonは、ラット、マウス、ウシのいずれの内皮細胞に対し増殖抑制効果を示した。また、増殖の誘導を血清やbFGFおよびVEGFのような血管新生促進因子のいずれによって行っても同様な抑制効果を示した。一方、in vivoのassay系である鶏卵漿尿膜法によってhumuloneの誘導体の血管新生阻害作用を確認したが、humuloneに最も強い阻害効果が認められた。このため、humuloneを大量に合成し、mouse dorsal air sac法で腫瘍細胞が誘導する血管新生に対する阻害作用を検討した。Humuloneは比較的少量の腹腔内投与によって、Lewis lungcarcinoma細胞がマウスの背部皮下に誘発する血管新生を強く阻害した。この実験によってin vivoの効果が確認されたので抗腫瘍効果の検討を予定している。

血管新生は、固形癌、関節リウマチ、糖尿病性網膜症を代表とする眼科的疾患、乾癬等の多くの難治性疾患に必須な過程であり、その病因、病態の悪化に密接に関連している。これらの疾病では効果的な治療法が少なく、強力で特異的な血管新生阻害物質は有力な治療薬や予防薬となる可能性が期待できる。申請者は、シクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)の強い酵素活性の阻害と核内転写因子NFkappaBを介する最強の転写活性の阻害(IC50:30nM)を同時に持つビールホップの苦味成分humuloneが、鶏卵漿尿膜および血管内皮細胞の測定系で濃度依存的に強く血管新生を阻害することを見出し、本研究でhumuloneとその関連物質および誘導体を用いて、COX-2の酵素活性および転写活性を同時に制御する、天然物由来で強力かつ経口投与の有効な血管新生阻害物質の探索を行った。昨年度は、各動物種の血管内皮細胞に対する増殖阻害効果について詳細に検討し、bFGFとVEGFの血管新生促進因子および血清によって誘導される内皮細胞の増殖に対し、Humuloneが全て強い抑制効果を示すことを明らかにした。一方、in vivoのassay系である鶏卵漿尿膜法によってhumuloneの誘導体の血管新生阻害作用を確認したが、humuloneに最も強い阻害効果が認められた。このためhumuloneを大量に合成し、腫瘍細胞が誘導する血管新生に対する阻害作用を検討した結果、humuloneは比較的少量の腹腔内投与によって、Lewis lung carcinoma(LLC)細胞がマウスの背部皮下に誘発する血管新生を強く阻害した。この実験によりin vivoの効果が確認されたので今年度は抗腫瘍作用を検討した。LLC細胞の皮下移植によるマウスの肺への自然転移に対し、経口あるいは腹腔内に投与したhumuloneは阻害活性を示した。一方、がん細胞を静脈内投与した実験転移では阻害活性は認められなかった。これらより、humuloneは血管新生阻害を機序とするがん治療剤への応用の可能性が示唆された。
自動車フランチャイズ・システムの国際比較と改革方向

日本,中国,韓国,英国,米国などの自動車フランチャイズ・システムの実態を調査し,その国際比較をおこなった。日本の自動車フランチャイズ・システムにおいては,自動車メーカーによる直営店化が進んでいることが判明した。中国では,ディーラーグル-プ化が進展するとともに、ディ-モール化が進み,世界で最もディーラーグループ化とディーラーモール化が進んだ国となった。韓国では輸入車ディーラーではフランチャイズシステムが進展したが,国産車メーカーではなおも直営営業所方式と代理店方式に依存している。英国では,ブロックエグゼンプションの影響を受けて,大規模ディーラーの海外進出が見られた。米国では,リーマンショック以降,国産メーカーのフランチャイズにおいてディーラー数が激減した。当初の研究実施計画に基づいて,以下の実績をおさめた。第一に,自動車メーカー,ディーラー,インポーター,業界団体等に対して,総計約200箇所の集中的なインタビュー調査および資料収集をおこなった。メーカーとしてはトヨタ自動車,日産自動車,ダイハツ工業,三菱自動車工業,ディーラーとしてはトヨタ,トヨペット,日産,ホンダ,三菱等の各チャネルおよび整備会社,業界団体等としては日本自動車工業会,日本自動車販売協会連合会,自動車流通関連企業としては,住友商事,豊田商事,ガリバー,東京海上火災,等でインタビュー調査および資料調査をおこなった。第二に,国内調査と並行して,中国では北京旧機動車交易市場等,計約30箇所,韓国で現代自動車等,計約25社での調査をおこなった。加えてロシアとインドネシア,フィンランドを訪問し,ロシアトヨタ,アストラモーター,豊田通商のディーラーを取材調査し,集中的な情報収集をおこなった。この結果,従来積み重ねてきたデータを豊富化することができ,流通系列問題における国際比較をおこなう上での比較の座標軸を豊富化,立体化するための基礎データ収集に成果をおさめた。とくにインドネシアを新たに調査した結果,日本国内の企業が東南アジア地域に展開しているディーラー経営を詳細に把握することが可能となった。さらに中国の調査によって,後発国における流通系列形成の歴史的過程とその論理,独立系の政府大手流通企業とメーカー系の流通ネットワークとの対抗関係等の現状がリアルに把握できることとなった。加えて国内調査では,従来の調査ではおこなえていなかった中古車輸出についても調査した。第一に,自動車メーカー,ディーラー,インポーター,業界団体等に対して,総計約250箇所の集中的なインタビュー調査および資料収集をおこなった。メーカーとしてはトヨタ自動車,日産自動車,本田技研工業,ダイハツ工業,三菱自動車工業,ディーラーとしてはトヨタ,トヨペット,日産,ホンダ,三菱等の各チャネルおよび整備会社,業界団体等としては日本自動車工業会,日本自動車販売協会連合会,自動車流通関連企業としては,フォーイン,ATカーニー,豊田商事,ガリバー,東京海上火災,等でインタビュー調査および資料調査をおこなった。第二に,国内調査と並行して,中国では山東省で低速電気自動車メーカーや販売店を調査する等,計約30箇所,韓国では韓国トヨタ自動車等,計約50社での調査をおこなった。加えてロシアとハンガリー,ドイツ,デンマーク,スウェーデン,トルコにおける自動車流通関連企業を取材し,ロシア日産,ハンガリートヨタ,北欧トヨタ,等のディストリビューターとディーラーを取材調査し,集中的な情報収集をおこなった。とくにトルコを新たに調査した結果,日本国内の企業が新興国で展開しているディーラー経営を詳細に把握することが可能となった。さらに韓国や中国の追加調査によって,後発国における流通系列形成の歴史的過程とその論理,独立系の政府大手流通企業とメーカー系の流通ネットワークとの対抗関係等の現状がリアルに把握できることとなった。加えて国内調査では,従来の調査ではおこなえていなかった北海道地域における中古車オークション,ディーラーの経営についても調査した。

とくにトルコを新たに調査した結果,日本国内の企業が新興国で展開しているディーラー経営を詳細に把握することが可能となった。さらに韓国や中国の追加調査によって,後発国における流通系列形成の歴史的過程とその論理,独立系の政府大手流通企業とメーカー系の流通ネットワークとの対抗関係等の現状がリアルに把握できることとなった。加えて国内調査では,従来の調査ではおこなえていなかった北海道地域における中古車オークション,ディーラーの経営についても調査した。
広域連携による産業集積地域の事業継続計画とイノベーション創出に関する実証研究

中小製造企業が集積する地域において、地域としてのBCPを遠隔地域との連携により構築することは重要であり、統計情報等を用いて適切な連携地域を定量的に探索する手法を提案した。遠隔地域間のBC連携ネットワークは、同時にイノベーションネットワーク、あるいは擬似的クラスターとしても有効と考えられ、地方の2地域間を対象としたネットワーク構築と効果を、参与観察手法によりに調査した。その結果、短い研究期間においても新規事業が開始されるなど、地域間ネットワークがイノベーション創出の基盤となる可能性が示された。ただし、ネットワーク化には適切なコーディネート機能の存在が重要であることも同時に明らかとなった。経済センサス、工業統計、国勢調査等の統計データを用い、抽出した項目に主成分分析を適用し、さらに得られた主成分得点の変動パターンから相互相関係数により2地域間の産業類似性を求めた。特に製造業に経済を大きく依存する各地域において、遠隔地同士であっても似た産業構造を有する場合には、非常時における早期経済活動の復旧に地域間相互支援の枠組みが大きな役割を果たしうると考えられる(結果は学術論文として掲載予定)。このように、客観的な手法による好適な地域間パートーナーシップの形成可能性は示唆できたものの、距離の壁は連携主体となる企業経営者、自治体、ほか商工会議所等の公的支援機関にとって乗り越えることは容易ではない。これまでに実施した各企業、自治体等への聞き取り調査によっても、さらには企業グループ同士の「超域」連携に関する事例調査においても、いわゆる「お互い様BCP」に関して必ずしも積極的、肯定的な結果は得られていない。一方、本研究のもう一つの側面には、「似て非なる地域同士」の平時からの連携が、これまでに得難かった技術や情報、知識の面的交流を促し、言わば超域イノベーションへの発展につながる可能性を検証することにある。新潟県内の中小企業経営者らに実施した聞き取り調査によれば、イノベーション探索のための地域間連携に対しては大いに関心を示すことが明らかとなりつつある。しかしながら、県境を越えての連携、中間支援機能(機関)の介在、大学等高等教育研究機関の関与、短期的連携テーマ設定の要否、継続連携のための長期ビジョンの適否など、地域間連携の成否に寄与する要因は判然としない。今後は、あるケースを試行することにより、これらの要因を精査し、さらに「超域クラスター」成立への一般化を模索する。公的に実施,公開されている各種統計データ(国勢調査,事業所企業統計調査,工業統計等)を用い,製造業に注目した際の地域の産業構造を表わす項目を抽出し,主成分分析により地域の類型化を行い,さらに主成分得点の相関係数を求めることで,二地域間の産業類似性を求めた。この結果と,GISによる到達圏解析による時間距離とともに考慮することによる,好適なパートナー地域探索手法を提案した。鉄工,電子・電気機器,食品等の製造業が盛んな新潟県小千谷市を例にとると,相関係数が大きな地域としては長野県安曇野市,同上田市,山形県東根市が該当した。相関係数によるパートナー地域探索手法の妥当性を検証するため,相関係数に応じた地域間の企業取引状況を,市販の企業情報を用いて調査したところ,直接取引関係は必ずしも多くはなかったが,概ね相関係数に応じて大きくなる傾向が見られた。さらに,信用調査会社が有する企業相関情報により,二次的な取引関係(同じ販売先,同じ仕入先)の有無をネットワーク分析により調査した結果,定性的ではあるが,相関係数の大きな地域ほどネットワークによるつながりが大きいことが示され,本手法は概ね妥当であるとの結論が得られた。この結果は,平成24年度日本地域学会にて報告し,学術論文として投稿済みである。ただし,特に高速道路で直接つながらない東根市での聞き取り調査では,小千谷市との連携については距離感が障害となる様子が強く窺われている。本研究で提案する地域間連携は,非常時における相互支援も大きな目的の一つであり,今後はこの距離感の克服が課題と考えられる。また,本研究は一部の製造業にのみ注目しており,その他の産業が優勢な地域にも適用できるかは検証が必要である。小千谷地域と燕三条地域の企業をそれぞれ地域の産業群と考えた場合の地域間・産業間ネットワーク構築について実証研究を行った。手法としては、研究者自身がコーディネート役であり、かつ県内の産官学連携ネットワークにおける活動主体として関わりながら、参与観察的に上記ネットワーク構築を試みた。具体的には、それぞれの地域におけるリーダー的なポジションにあると考えられる数社の企業経営トップ層に対して本研究の趣旨と重要性を十分に説明し、賛同を得た上で2回のグループミーティング、相互企業訪問(工場見学)を実施することにより、お互いの有する技術や企業経営、地域産業等の強み、弱みに関する気付きを促し、ネットワークの自律、拡大、活性化を図った。研究者はコーディネートに徹するだけではなく、論文等の文献調査、学会参加によって得た情報を解釈とともに随時情報発信し、参画者の意識啓発を継続した。地域の境界を越えた産業間ネットワークの構築がイノベーションの要因となり得るかは必ずしも明らかでは無い。本研究は、その因果関係を確認することが第一目的である。短期間の研究ではあるものの、既に地域を越えた企業間連携による新事業提案の報告があり、ネットワークの有効性が示されつつある。第二の目的は、ネットワーク化した各主体が相互に長所、短所を指摘し合うことで、「学習するネットワーク」へ発展するかという点にある。ミーティング後の調査から、「気付き」があったことが確認されたが、第三の目的であるネットワークの自律、域内外への拡大、新規参画者の呼び込みは困難が見られる。

地域内の「濃いネットワーク」がロックイン効果を引き起こしている様子も見て取れる。ネットワーク化には相互の信頼が欠かせないが、ロックイン効果の克服を含め、地域を越えた社会関係性資本としての相互信頼感の醸成に寄与する要因解明と実証が、先ずは当面の課題である。小規模ながら自治体の境界を越えた地域産業間ネットワークの構築を比較的近隣の地域間で試み、ネットワークの自律、拡大、進化(深化)の可能性、そのための要因を明らかにすることを目的とした。いくつかの知見とともに、将来研究に向けた課題を示す。[1]ハブレス・ネットワークの可能性:従来、行政主導のネットワーク化が成功した事例は極めて少数である。本研究では、アクターである企業等が自らハブの機能を発揮するハブレスモデルの可能性を模索したが、地理的距離の克服にハブの機能は欠かせないことが顕著に表れた。一方で、ネットワーク参画者からは中間機関によるハブ機能発揮への期待が表された。行政体を含む中間機関と地域産業間の密な対話の促進、いずれもがイコール・パートナーであるという自覚を堅持する仕組みを実装することが一つの解と言える。[2]学習するネットワーク:研究期間を通じ、わずかな相対距離であってもお互いを知らないこと、ネットワークを通じた第三者の視点により自らの長短所に気付くことの有用性が示された。気付きを経て自身の長所を一層強化し、短所を克服する「自ら学習しあうネットワーク」は、ネットワークの自律化と継続に大きく寄与する。[3]高度人財の活用:特に地方においては若手人材の確保、活用が困難であり、地域の中核大学からの採用意欲は強いものの、彼らを人財として活用する困難さも現存する。産官学は長期的視点に立って連携し、若手人材育成とともに地方中小企業のレベルアップに取り組まねばならないが、短期的な成果が見えにくく、行政体にとっては活動の評価方法構築が課題である。[4]ロックイン効果:地方のコミュニティにおける強力な域内ネットワークが明らかに外部との新規関係性構築に対して障壁となる。この克服のためにも、階層が上の中間機関によるブリッジングが良好なネットワーク構築の鍵である。中小製造企業が集積する地域において、地域としてのBCPを遠隔地域との連携により構築することは重要であり、統計情報等を用いて適切な連携地域を定量的に探索する手法を提案した。遠隔地域間のBC連携ネットワークは、同時にイノベーションネットワーク、あるいは擬似的クラスターとしても有効と考えられ、地方の2地域間を対象としたネットワーク構築と効果を、参与観察手法によりに調査した。その結果、短い研究期間においても新規事業が開始されるなど、地域間ネットワークがイノベーション創出の基盤となる可能性が示された。ただし、ネットワーク化には適切なコーディネート機能の存在が重要であることも同時に明らかとなった。地域間ネットワークミーティングは当初予定のとおりに実施し、途中経過は国際会議において発表済みである。
サキシトキシン骨格の新規構築法の開発とそれを基盤としたゼテキトキシンの全合成研究

本研究では、電位依存性ナトリウムチャネルを阻害する天然物サキシトキシン(STX)の中心骨格の効率的構築法の開発とそれを基盤としたパナマ産矢毒ガエル毒ゼテキトキシン(ZTX)の全合成を目的として研究を行った。ゼテキトキシンはサキシトキシンと共通の骨格を持ち、C6位からアミド結合を介しさらに高度に官能基化された置換基を持つことに加え、その構造は推定構造のままである。そこで、完全化学合成によるゼテキトキシンの構造の確認が必要である。まず、前年度に確立したSTX骨格構築法を用いて合成したサキシトキシン天然類縁体であるdecarbamoyl-α-saxitoxinolの精製法を確立し、本手法を報文にて報告した(S. Ueno, A. Nakazaki, T. Nishikawa, Org. Lett. 2016, 18, 6368.)。次に、ゼテキトキシンの合成へと展開する目的で、新たなC6位の修飾法の確立を試みた。種々検討した結果、C6位のN,O-アセタールをアセテートへと変換した後、Hosomi-Sakurai反応によるアリル基やアルキル亜鉛試薬を用いたアルキル基の導入が可能であることを見出した。特に、これまでに導入したニトリルとアリル基はゼテキトキシンの持つアミドだけでなく様々な官能基へと変換可能であるため、これらの中間体を利用し天然・非天然型の多様なアナログ合成が期待できる。なお、これまでに報告されているSTX骨格構築法ではC6位にあらかじめヒドロキシメチル基が導入されているのに対し、本研究で開発した手法は、合成終盤でC6位の官能基化ができるため、C6位に異なる置換基を持つアナログ合成を効率的に行うことが期待できる。今後は、C6位におけるアミド結合の形成によるゼテキトキシンに特徴的な大員環を合成しゼテキトキシンの全合成研究を進める計画である。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究者は、電位依存性Naイオンチャネルを阻害する天然物サキシトキシン(STX)の骨格の効率的構築法の開発とそれを基盤としたゼテキトキシン(ZTX)の全合成を目的として研究を行ってきた。前年度までに、本研究者が独自に設計した連続型ブロモ環化反応により合成した中間体からは、二つ目のグアニジンの導入が困難であることがわかった。そこで、あらかじめグアニジンと合成的に等価であるウレアを導入した基質を用いて連続型ブロモ環化反応を試みた。その結果、反応条件の再検討を必要としたが、望みの連続環化反応が進行し、スピロアミナール構造を一挙に合成することに成功した。その後、1,2-ジオールの酸化的開裂、生成したアルデヒドに対する分子内のウレアの付加を行うことで三環性ヘミアミナールを合成した。最後に、ヘミアミナールの水酸基をニトリルに置換することでSTXの炭素骨格の構築を完了した。STX骨格の合成まで、残る課題はニトリルの還元とウレアのグアニジンへの変換のみである。この課題を解決するために、ニトリルおよび環状ウレア構造を持つ単純なモデル基質を合成し、それらの官能基の変換を試みた。まず、ニトリルを段階的な還元により水酸基へと変換した。続いて、ウレアをアルキル化によりイソウレアへと変換した後、アンモニアによるグアニジノ化を行うことでグアニジンへの変換に成功した。このモデル実験で開発した変換法を本基質へ適用すれば、STX骨格の合成が達成できると期待できる。本研究では、電位依存性ナトリウムチャネルを阻害する天然物サキシトキシン(STX)の骨格の効率的構築法の開発とそれを基盤としたゼテキトキシン(ZTX)の全合成を目的として研究を行ってきた。前年度までにモデル化合物を用いて確立した環状ウレアのグアニジンへの変換法を本基質へ適用したところ、中間体のウレアの保護基であるBn基が脱保護できないことが判明した。ウレア上の保護基の脱保護は、ウレアのグアニジンへの変換に必須であると考えられたため、ウレアの保護基をBn基からPMB基へと変更した環化前駆体を新たに調製した。これを用いて、これまでに独自に開発したカスケードブロモ環化反応とラジカル的なgem-ジブロモメチレンの酸素官能基化反応を利用して環状ウレアを合成した。続いて、得られた環状ウレアに塩酸を作用させたところ、ニトリルのカルボン酸への加水分解とPMB基の脱保護に成功した。次に、カルボン酸をメチルエステルへと変換後、ウレアの選択的なアルキル化を行った。最後に、水素化ホウ素リチウムによるエステルの還元と脱保護、アンモニアによるイソウレアのグアニジノ化を行うことでSTX骨格の構築に成功した。また、これを用いて、STXの天然類縁体であるdecarbamoyl α-saxitoxinolの不斉全合成を達成した。本合成法は、これまでに報告されたSTX骨格の合成法の中でも、最も効率の良いものの一つであると言える(現在、論文投稿準備中)。サキシトキシン骨格の効率的合成法の確立に成功したため。また、それを用いてサキシトキシンの天然類縁体であるdecarbamoylα-saxitoxinolの不斉全合成を達成したため。

本研究では、電位依存性ナトリウムチャネルを阻害する天然物サキシトキシン(STX)の中心骨格の効率的構築法の開発とそれを基盤としたパナマ産矢毒ガエル毒ゼテキトキシン(ZTX)の全合成を目的として研究を行った。ゼテキトキシンはサキシトキシンと共通の骨格を持ち、C6位からアミド結合を介しさらに高度に官能基化された置換基を持つことに加え、その構造は推定構造のままである。そこで、完全化学合成によるゼテキトキシンの構造の確認が必要である。まず、前年度に確立したSTX骨格構築法を用いて合成したサキシトキシン天然類縁体であるdecarbamoyl-α-saxitoxinolの精製法を確立し、本手法を報文にて報告した(S. Ueno, A. Nakazaki, T. Nishikawa, Org. Lett. 2016, 18, 6368.)。次に、ゼテキトキシンの合成へと展開する目的で、新たなC6位の修飾法の確立を試みた。種々検討した結果、C6位のN,O-アセタールをアセテートへと変換した後、Hosomi-Sakurai反応によるアリル基やアルキル亜鉛試薬を用いたアルキル基の導入が可能であることを見出した。特に、これまでに導入したニトリルとアリル基はゼテキトキシンの持つアミドだけでなく様々な官能基へと変換可能であるため、これらの中間体を利用し天然・非天然型の多様なアナログ合成が期待できる。なお、これまでに報告されているSTX骨格構築法ではC6位にあらかじめヒドロキシメチル基が導入されているのに対し、本研究で開発した手法は、合成終盤でC6位の官能基化ができるため、C6位に異なる置換基を持つアナログ合成を効率的に行うことが期待できる。今後は、C6位におけるアミド結合の形成によるゼテキトキシンに特徴的な大員環を合成しゼテキトキシンの全合成研究を進める計画である。サキシトキシン骨格の合成が達成目前であるため。サキシトキシン骨格に修飾を行うことで、ゼテキトキシンの部分構造の妥当性を検討し、その全合成研究に着手する。28年度が最終年度であるため、記入しない。ニトリルの還元と環状ウレアのグアニジンへの変換によりサキシトキシン骨格の合成を達成する。また、サキシトキシン骨格を基盤としてゼテキトキシンの全合成研究に着手する。
海洋表層変動が中深層性生物に及ぼす影響：中深層観測ツールとしての高次捕食者の利用

昨年度は、二度にわたってカリフォルニア大学と共同で国外フィールドで調査を行い、以下の3つのテーマに重点をおいて研究を進めた;(1)「中深層性餌生物の特定・現存量の継続的モニタリング」:中深層性餌生物の特定、及びアザラシの採餌回数を記録することを目的とし、雌キタゾウアザラシの頭に小型ビデオカメラ、及び下顎に顎加速度計を装着した。これらの記録計から得られる採餌行動データは、本研究計画の目標である「アザラシの採餌記録から、彼らの餌種である中深層性餌生物の現存量の季節・年・地域間変動を捉える」ために必要不可欠である。(2)「キタゾウアザラシの遊泳コストの変動に関する研究」:海棲哺乳類のエネルギー獲得効率(i.e.遊泳コストと餌獲得量のバランス)は本研究課題で扱う餌生物の種類・現存量と大きく関わってくる。そこで、昨年度、これまでに取得したアザラシの遊泳・採餌行動データを併せて解析することで「キタゾウアザラシの遊泳コストは大きく変動し、中性浮力で最小となる」ことを明記した研究論文を英国王立協会紀要に投稿し、受理された。(3)「アザラシの採餌行動を三次元的に再構築アザラシは空間を階層的に使用する」:海棲哺乳類は水中を三次元的に移動して採餌する。しかし、これまでは彼らがどのようなスケールで水中で採餌しているかは分かっていなかった。そこで、昨年度、これまでに取得したアザラシの遊泳・採餌行動データを使用し、彼らの潜水中の三次元的な採餌行動の再構築に成功した。そして、アザラシはおよそ201000m間隔で餌パッチに遭遇し、餌パッチ内では階層的に行動していること(9mの行動範囲が18mの行動範囲内に収まっていること)を明らかにした。これらの結果は、中心層性生物の分布様式を反映していると思われ、本研究課題において重要な知見となる。また、本研究成果は国際学会で発表し、最優秀口頭発表賞を受賞した。26年度が最終年度であるため、記入しない。特別研究員として一年目となる昨年度は、二度にわたってカリフォルニア大学と共同で国外フィールドで調査を行い、自らの研究課題達成に必要なデータセットを着実に集積していった。そして、昨年度は以下の3つのテーマに重点をおいて研究を進めていった。1.「動物装着型小型カメラによる餌生物の特定」雌キタゾウアザラシの頭に小型カメラを装着し、中深層性餌生物の撮影・特定を試みた結果、Myctophidae(ハダカイワシの仲間)及びBathyagidae(ソコイワシの仲間)の撮影に成功した。両種とも中深層に生息する生物であり、雌キタゾウアザラシの主な餌種として考えることができる。本手法で撮影した餌種の情報を含む学術論文は共著として国際誌に受理された。今後も、その他の餌種を特定するために、小型カメラの装着を予定している。2.「中深層性餌生物の分布、及びその現存量の継続的モニタリング」本研究計画の目標の一つである「アザラシの採餌記録から、中深層性餌生物の現存量の季節・年・地域間変動を捉える」ために、雌キタゾウアザラシに顎加速度記録計を装着した。現在、研究課題達成のため取得したデータの解析を適宜進めており、時空間的変動を捉えるために、来年度も同様に顎加速度記録計を装着し、中深層性餌生物の分布、及びその現存量の継続的モニタリングを行う予定である。3.「回遊中キタゾウアザラシの遊泳コストの算出」海棲哺乳類にとって効率よくエネルギーを獲得するためには、遊泳コストと餌獲得量のバランスを如何にして調整するかが重要となってくる。エネルギー獲得効率は中深層性餌生物の種類・分布(i.e.餌環境の指標)、及びその現存量(i.e.アザラシが獲得し得るポテンシャル餌量の指標)と大きく関わってくるため、上記した2つのテーマと併せて採択者の研究テーマとして重要である。現在、「効率よくエネルギーを獲得するための遊泳行動」に関する論文二本を近日中に国際誌に投稿するため、解析・論文執筆を進めている。特別研究員として二年目となる昨年度は、二度にわたってカリフォルニア大学と共同で国外フィールドで調査を行い、以下の3つのテーマに重点をおいて研究を進めていった。1.「動物装着型小型ビデオカメラによる餌生物の特定」雌キタゾウアザラシの頭に小型ビデオカメラ(一年目の静止画カメラから機器を改良・発展)を装着し、中深層性餌生物の動画撮影を試みた結果、ハダカイワシ等の小型魚類、頭足類、クラゲ類がキタゾウアザラシに捕食されるまさにその瞬間の動画撮影に成功した。これらの種は中深層に生息する生物であり、雌キタゾウアザラシの主な餌種として考えることができる。今後は、動画の解析を進め、種の詳細な同定を行っていく。2.「中深層性餌生物の分布・現存量の継続的モニタリングー海洋表層変動との統合」本研究計画の目標の一つである「アザラシの採餌記録から、中深層性餌生物の現存量の季節・年・地域間変動を捉える」ために、雌キタゾウアザラシに顎加速度記録計を装着した。現在、本記録計から得られた採餌行動に関するデータと、海洋表層の衛星観測データ(e.g.水温、クロロフィル濃度など)とを併せ、適宜解析を進めている。

3.「回遊中キタゾウアザラシの遊泳コストの変動に関する研究」海棲哺乳類にとって効率よくエネルギーを獲得するためには、遊泳コストと餌獲得量のバランスを如何にして調整するかが重要となってくる。エネルギー獲得効率は中深層性餌生物の種類・分布・現存量(i.e.アザラシが獲得し得るポテンシャル餌量の指標)と大きく関わってくるため、上記した2つのテーマと併せて本研究は採択者の研究テーマとして重要である。そこで昨年度、採択者は「回遊中キタゾウアザラシの遊泳コストは大きく変動し、中性浮力(i.e.アザラシの体密度が海水と同等の状態)で最小となる」ことを野外で実証した。本研究は、2014年2月に国際誌に投稿し、現在査読段階にある。昨年度は、二度にわたってカリフォルニア大学と共同で国外フィールドで調査を行い、以下の3つのテーマに重点をおいて研究を進めた;(1)「中深層性餌生物の特定・現存量の継続的モニタリング」:中深層性餌生物の特定、及びアザラシの採餌回数を記録することを目的とし、雌キタゾウアザラシの頭に小型ビデオカメラ、及び下顎に顎加速度計を装着した。これらの記録計から得られる採餌行動データは、本研究計画の目標である「アザラシの採餌記録から、彼らの餌種である中深層性餌生物の現存量の季節・年・地域間変動を捉える」ために必要不可欠である。(2)「キタゾウアザラシの遊泳コストの変動に関する研究」:海棲哺乳類のエネルギー獲得効率(i.e.遊泳コストと餌獲得量のバランス)は本研究課題で扱う餌生物の種類・現存量と大きく関わってくる。そこで、昨年度、これまでに取得したアザラシの遊泳・採餌行動データを併せて解析することで「キタゾウアザラシの遊泳コストは大きく変動し、中性浮力で最小となる」ことを明記した研究論文を英国王立協会紀要に投稿し、受理された。(3)「アザラシの採餌行動を三次元的に再構築アザラシは空間を階層的に使用する」:海棲哺乳類は水中を三次元的に移動して採餌する。しかし、これまでは彼らがどのようなスケールで水中で採餌しているかは分かっていなかった。そこで、昨年度、これまでに取得したアザラシの遊泳・採餌行動データを使用し、彼らの潜水中の三次元的な採餌行動の再構築に成功した。そして、アザラシはおよそ201000m間隔で餌パッチに遭遇し、餌パッチ内では階層的に行動していること(9mの行動範囲が18mの行動範囲内に収まっていること)を明らかにした。これらの結果は、中心層性生物の分布様式を反映していると思われ、本研究課題において重要な知見となる。また、本研究成果は国際学会で発表し、最優秀口頭発表賞を受賞した。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、研究課題達成に必要なデータセットを着実に集積していったと共に、アザラシの頭に装着した小型カメラで彼らの餌種を特定することに成功し、その成果が共著論文として国際誌に受理されている。昨年度は残念ながら筆頭著者での論文投稿には至らなかったが、現在、アザラシの採餌行動の継続的モニタリングとバランスを取りつつ、アザラシの採餌行動と遊泳行動を併せたアザラシのエネルギー獲得効率に関する論文を執筆中であり、近日中に国際誌への投稿を予定している。当初の予定通り、研究課題達成に必要なデータセットを着実に集積していったと共に、アザラシの頭に装着した小型ビデオカメラで彼らの餌種の動画撮影に成功した。さらに、昨年度は「回遊中キタゾウアザラシの遊泳コストの変動に関する研究」を国際誌に投稿した。
ガリウムセレン系層状半導体の結晶成長と高効率テラヘルツ波光源開発

本研究ではTHz波光源として優れた特性を有するGaSe結晶の光源実用化を目的として、高品位なGaSe結晶の成長方法の確立と成長した結晶へのデバイス化を行っている。成長方法の確立に向けて、GaSe結晶の溶液成長における成長速度を高速化する必要があり、GaSeの溶解度が高い溶媒の検討を行った。結果として780°CにおいてIn溶媒中にはGaSeが57at%溶解することがわかり、濃度勾配も0.23at%/°Cと、大きな値を取ることがDTAにより確認された。In溶媒を使用した温度差法によりGaSe結晶を成長することで、先行研究でGa溶媒から成長したGaSe結晶の厚さと比較して18倍厚い5.4mmの厚さの結晶を種結晶なしで成長することに成功した。温度差法で成長するにあたり、線形の温度勾配では溶質の拡散距離が長い場合に拡散途中の核生成が問題となることから、底部ほど拡散速度が速くなるような急峻な温度勾配を用いた。また、層状材料であるGaSeは層水平方向の成長速度が速く、層が別々の方向に成長することで多結晶となりやすいため、水平方向の温度勾配により層の成長方向を揃えるとともに温度勾配に沿って成長した結晶面が優先的に成長するように直径4 mmの細い坩堝を底部に取り付けた。ヴェガード則から、In溶媒を用いて780°C付近で成長したGaSe結晶中にはInが2.2at%含まれていることが確認された。Inは補償効果によりGaSeの主要キャリアであるホールを削減し、THz波の自由キャリア吸収を抑制すると期待できる。坩堝構造を決定したことで、印加Se蒸気圧制御のための成長容器も設計することができた。結晶のデバイス化については市販のGaSe結晶に対し、SiO2膜を230nm成膜し、透過測定を行った結果、励起光の波長(1230nm)において成膜後のGaSe結晶の透過率は成膜前の結晶と比較して11.4%増加した。本研究ではGaSe結晶のTHz波光源実用化に向けて、溶液成長におけるGaSe結晶の成長速度高速化と最適な印加Se蒸気圧条件の決定、不純物添加条件の最適化、結晶のデバイス化の4つを進める計画となっている。これに対し、溶液成長における成長速度の高速化では計画の中で候補に挙げていた溶媒元素の中から、成長速度を高速化することのできる元素を見つけることができ、結晶を安定して成長できる温度条件や組成についても予想を立てることができた。当初は種結晶を用いて成長位置を底部に固定する計画であったが、結晶の加工が難しいことやコストも高いことから種結晶を設置しての試行実験が難しく、種結晶を用いずに成長を進めることとした。結果として坩堝の構造と温度勾配を調整し、種結晶を用いずに底部に成長位置を固定し、層の方向の揃った5.4mmの厚さのGaSe結晶を成長することができた。一方で、印加Se蒸気圧と添加不純物の条件最適化については単結晶育成条件を確立することができておらず、進行が遅れている。しかし、溶媒として選択したInは自由キャリア吸収抑制に向けた添加物の候補の一つであり、In溶媒から成長したGaSe結晶にはInが2.2at%取り込まれていることを確認していることから、今後はInが添加されたGaSe結晶の電気的、光学的特性についても評価を進める。また、種結晶を用いずに成長を行うための坩堝の構造も決定することができたことから、印加Se蒸気圧を制御するための成長容器の設計も行うことができ、設計した成長容器を用いて印加Se蒸気圧の条件最適化についても行っていく。結晶のデバイス化では励起光及びTHz波の反射を低減できる膜材料としてSiO2とパリレンを選択し、その厚さについても設計をすることができた。SiO2膜に関しては実際に成膜を行い、励起光波長帯において反射を抑制し、透過率を向上することに成功した。現段階においてIn溶媒から成長するGaSe結晶をTHz波発生に使用するための課題は成長容器底部の径の細い坩堝内でしか層の成長方向を揃えられていないことと結晶内部に溶媒が塊として取り込まれていることである。径の太い坩堝内でGaSe結晶が成長していない原因としては原料が足りないことや最大温度勾配の方向が径の細い坩堝内と太い坩堝内で大きく違うことが考えられることから溶媒に対する原料の比率を増加させ、水平方向の温度勾配を大きくすることで坩堝上下の最大温度勾配の方向を揃える。また、溶媒が塊として取り込まれる原因は成長速度が速いことであると考えられるため、垂直方向の急峻な温度勾配を利用することで、原料がなくなる前に温度差成長が止まるように成長位置を設定し、その位置から自動ステージを用いて低速で成長容器を底部に移動することにより結晶の成長速度を調整する。溶媒の塊を含まない直径5mm以上の口径の単結晶成長条件決定後、成長温度ごとの結晶内のIn組成をXRD測定により確認し、ホール効果測定、透過測定、SHG、THz波発生を行うことでその電気的、光学的特性を確かめる。次に印加するSe蒸気圧を変えて、In溶媒からGaSe結晶を成長し、結晶内のSe組成をEDSにより評価する。さらにSe蒸気圧一定の下、自由キャリア吸収の低減を目的としてFe、Ge、Teを複数の添加濃度でIn溶媒中に添加し、成長する。成長した結晶についてはXRD測定、PL測定を行い、GaSe結晶構造内における添加元素の状態を考察する。