hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
加齢及び虚血に伴う下部尿路機能の変化

閉塞膀胱における膀胱機能変化に対して虚血がどのように影響するかを観察した。ラットをコントロール、部分閉塞、部分閉塞+虚血の3グループに分類した。尿道の部分閉塞は尿道と1.7mmのカテーテルを同時に結紮し、カテーテルのみを取り除くことで作成した。一方虚血は両側の内腸骨動脈を結紮切断して作成した。各種手術後7日めに実験浴槽内に各群の筋切片を懸垂して膀胱機能を評価した。膀胱重量は部分閉塞のみでも部分閉塞+虚血でも有意に増大した。部分閉塞+虚血群の方が重量増大程度がより大きかった。筋切片の張力長さ関係を受動的、能動的の二種類観察したところ、部分閉塞+虚血群では組織の弾力性が低下し、同時にカリウムに対する最大収縮力がより短い組織長において観察された。コントロールと部分閉塞群では張力長さ関係に有意差は認められなかった。次に電気刺激、ベサネコール、ATP,KClなどの各種刺激に対して各群から摘出した筋切片を使用して比較検討したところ、部分閉塞群においては、これらの刺激に対する反応性が亢進していた。逆に部分閉塞+虚血群では反応性が低下した。以上の所見から尿道の部分閉塞のみではその閉塞に伴う尿道抵抗の増大に代償しようと膀胱の収縮力は増大する。しかし、この代償性の機能亢進には十分な血流が不可欠で虚血が発生すると、膀胱の弾力性がなくなると同時に収縮力も減退することが判明した。
作物の蒸散量に基づく土壌水分管理に関する研究

1.研究目的:本研究では,ヒートパルス法により測定した蒸散量の実測値が,気象条件から算定した蒸散位に基づく設定値以下に低下した場合に灌漑を行うシステムを構築し,ピーマン等を試験作物として各測定データを精査し,蒸散量が自動灌水の決定要因としての妥当性を評価することを目的とする.2.研究の特徴:本研究は作物体の蒸散量を直接灌漑の指標に適用するもので,リアルタイムで土壌-作物-大気系の水分移動を解明し,作物の環境に対する瞬時の応答を精査することに特徴があり,灌漑・施肥管理の効率化・自動化がより明確なものになることが期待できる.3.研究成果の概要(1)土壌水分計に基づく自動灌漑システム:水分一定(θ=8%,pF2.2)の水管理を行った場合においても高蒸散能時にピーマンは水ストレス状態となり,蒸散量の低下が見られ,水分計の設置位置とともに点滴灌漑特有の限定された湿潤域が問題であることがわかった.ここでは,水分計の設置位置に関する検討も合わせて行った.水分計を株元近傍に設置した場合が,最も良好な結果となった.さらに,水分量一定管理のプログラムに,水分減少量の積算値を根群域拡大用の補助灌漑の指標として組み込むことにより,点滴灌漑の問題点であった湿潤域の拡大や高蒸散能時の蒸散量の低下を防ぐことが可能となると考えられた.(2)茎内流測定に基づく自動灌漑システム:ここで検討したシステムは,その作動性については問題がないものの,結果的に過剰灌漑となり,節水効果については問題を残した.これは灌漑に指標に,茎内流量とポテンシャル蒸散量に積算値を用いたことによるもので,規定の水量が灌漑された場合には,灌漑を停止する機能を付け加える必要があることを指摘した.また,この過剰灌漑に伴なう下方浸透水が,根群域の拡大を生起する要因であることが明らかとなった.現在はこれらの結果を整理し,論文化の段階である。1.研究目的:本研究では,ヒートパルス法により蒸散量を測定し,規定の積算流量が測定された場合に,その流量を適正な灌水強度により自動灌水を行うシステムを構築し,ピーマン等を試験作物として各測定データを精査し,蒸散量が自動灌水の決定要因としての妥当性を評価することを目的とする.2.研究の特徴:本研究は作物体の蒸散量を直接灌漑の指標に適用するもので,リアルタイムで土壌-作物-大気系の水分移動を解明し,作物の環境に対する瞬時の応答を精査すること特徴があり,灌漑・施肥管理の効率化・自動化がより明確なものになることが期待できる.また,茎内流測定法を介在した作物側の反応も即座に情報としてフィードバック可能な土壌-植物-大気系のシミュレーションモデルの構築により,得られた知見の一般化が実現できる.3.研究成果の概要(1)リアルタイムのポテンシャル蒸散量の算定:ポテンシャル蒸散量は設計基準に記載されているペンマン式により蒸発散位を算定し,蒸散係数を用いることでポテンシャル蒸散量をロガー内で算定するシステムを構築した.ハウス内のピーマンを対象に検証したところ,良好な結果を得た.(2)自動灌水システムの構築:規定の積算流量(1l,3l,4.5l)が測定された場合に,その流量を適切な灌水強度により自動灌水を行うシステムを構築し,ピーマンによる実証試験に供した結果,システムは問題無く作動し,3lの実験区が最も水利用効率の良い結果となった.(3)土壌水分にもとづく自動灌水との比較:補助金にて購入したTDR式土壌水分計を用いて,点滴灌漑下の湿潤域の算定を行った.現在はこれらの結果を整理し,論文化の段階である.1.研究目的:本研究では,ヒートパルス法により測定した蒸散量の実測値が,気象条件から算定した蒸散位に基づく設定値以下に低下した場合に灌漑を行うシステムを構築し,ピーマン等を試験作物として各測定データを精査し,蒸散量が自動灌水の決定要因としての妥当性を評価することを目的とする.2.研究の特徴:本研究は作物体の蒸散量を直接灌漑の指標に適用するもので,リアルタイムで土壌-作物-大気系の水分移動を解明し,作物の環境に対する瞬時の応答を精査することに特徴があり,灌漑・施肥管理の効率化・自動化がより明確なものになることが期待できる.3.研究成果の概要(1)土壌水分計に基づく自動灌漑システム:水分一定(θ=8%,pF2.2)の水管理を行った場合においても高蒸散能時にピーマンは水ストレス状態となり,蒸散量の低下が見られ,水分計の設置位置とともに点滴灌漑特有の限定された湿潤域が問題であることがわかった.ここでは,水分計の設置位置に関する検討も合わせて行った.水分計を株元近傍に設置した場合が,最も良好な結果となった.さらに,水分量一定管理のプログラムに,水分減少量の積算値を根群域拡大用の補助灌漑の指標として組み込むことにより,点滴灌漑の問題点であった湿潤域の拡大や高蒸散能時の蒸散量の低下を防ぐことが可能となると考えられた.(2)茎内流測定に基づく自動灌漑システム:ここで検討したシステムは,その作動性については問題がないものの,結果的に過剰灌漑となり,節水効果については問題を残した.

これは灌漑に指標に,茎内流量とポテンシャル蒸散量に積算値を用いたことによるもので,規定の水量が灌漑された場合には,灌漑を停止する機能を付け加える必要があることを指摘した.また,この過剰灌漑に伴なう下方浸透水が,根群域の拡大を生起する要因であることが明らかとなった.現在はこれらの結果を整理し,論文化の段階である。
包括的な相談支援体制での独立型社会福祉士によるコーディネートの有効性

本研究は、包括的な相談支援体制での独立型社会福祉士によるコーディネートの有効性を検証することを目的としている。2年目は、独立型社会福祉士のコーディネートに関する実態調査のアンケート票を先行研究のレビューおよび独立型社会福祉士へのプレ調査から作成した。そして、所属機関の倫理審査委員会の承認をうけ、日本社会福祉士会へ調査を依頼しアンケート票を発送した。次に、インタビュー調査におけるコーディネートに関する活動の分析枠組みについて先行研究のレビューを行い、コーディネートの基盤となる概念として権利擁護に着目することとした。権利擁護概念はこれまで十分に検討されていないことから、社会福祉および司法領域における権利擁護概念に関する先行研究から権利擁護の操作的定義を作成した。系統的文献レビューの手法を用いて先行研究の選定しレビューの対象文献として40件を抽出した。既存定義の分析を行った結果、権利擁護の操作的定義を「判断能力が不十分であるために権利の侵害やその恐れのある人に対して、ソーシャルワーカーはその人が本来ならば得られる権利の実現にむけて本人のエンパワメントによってニーズの充足を図ること」とした。操作的定義は、権利擁護を権利侵害からの回復・救済に限定せず、生活支援によるニーズ充足と本人のエンパワメントによる自己実現を含むソーシャルワークアドボカシーに近い概念とした。インタビュー調査では、この権利擁護の概念を操作的定義として用いてコーディネートを分析することとした。研究期間は4年とし、1年目に独立型社会福祉士による制度の狭間にある課題解決に向けたコーディネートの実態把握、2年目に独立型社会福祉士による多機関協働を基盤としたコーディネート実践プロセスの抽出、3年目に独立型社会福祉士がコーディネート人材として有効に機能している実践事例の類型化、4年目に研究の総括としている。2年目にあたる2018年度は、独立型社会福祉士のコーディネート実践プロセスの抽出を予定していたが、1先行研究のレビューから予定していたアンケート内容の修正が必要になったこと、2アンケートのプレ調査によるアンケート票の修正を複数回行ったこと、3所属機関の倫理審査委員会の承認や日本社会福祉士会への調査依頼に時間がかかったことから予定よりも遅れが生じた。そのため、2018年度はアンケート票の作成およびアンケートの発送を行いアンケートデータの分析・まとめ、アンケート結果を踏まえたインタビューガイドの作成およびインタビューの実施ができなかった。しかし、アンケートについては発送を終えており、インタビュー調査に必要なインタビューガイドの作成および分析枠組みについても検討も終えたことから、2019年度はアンケートの分析およびインタビュー調査をスムーズに開始できる。2019年度は、まず独立型社会福祉士によるコーディネートの実態把握に関するアンケートデータの分析からコーディネートに影響を与える関連要因の抽出を行う。そして、アンケートデータの分析およびまとめが終了次第、アンケート結果を踏まえたインタビューガイドを作成し、所属機関の倫理審査委員会の承認をうけた後、インタビュー調査を実施する。インタビュー調査は、コーディネートの実践プロセスを抽出し有効に機能する環境条件を明らかにすることを目的とする。具体的には、インタビューデータの分析から独立型社会福祉士による権利擁護支援に関する実践事例におえるコーディネート実践プロセスを抽出し、コーディネートが有効に機能する成功要因と阻害要因を明らかにする。対象は独立型社会福祉士10名とし半構造化インタビューを用い、インタビューは1回約2時間とする。依頼に際して事前に調査目的およびインタビュー内容の提示し、再度インタビュー時にインタビュー対象者の権利や保護等を伝える。インタビュー内容は、1基本属性、2独立理由、3活動地域の特性、4活動内容、5コーディネートの成功要因および阻害要因を予定している。分析方法は、修正版グラウンデッド・セオリーアプローチを用いて分析を行う。2019年度における具体的な研究の流れは、5月6月:アンケートの回収、6月8月:アンケートの集計および分析、9月10月:アンケートのまとめ・インタビューガイドの作成・インタビューの依頼、11月3月:インタビュー調査の実施・データの分析を予定している。2018年度に行う予定であったアンケートの実施および分析が2019年度に持ち越されたことで、2019年度に予定していた事例調査が2020年度に持ち越されることが予想されるが、最終年度となる2021年度は研究の総括にあてていることから現在の遅れには対応が可能である。既存の福祉関連サービスでは対応が困難な制度の狭間の課題の解決には、地域における包括的な相談支援体制を構築し、多機関・多職種をコーディネートできる人材が求められている。本研究では、制度の狭間の課題解決に向けて、既存の組織から独立し地域特性に応じたソーシャルワークをとおして、多機関・多職種をコーディネートする独立型社会福祉士の実践に着目し、包括的な相談支援体制での独立型社会福祉士によるコーディネートの有効性を検証することを目的としている。1年目は、独立型社会福祉士によるコーディネートの実態把握に関するアンケート調査にむけ先行研究のレビューおよびアンケート調査票の作成を行った。先行研究のレビューでは、地域包括支援センターおよび社会福祉協議会に所属する社会福祉士、独立型社会福祉士による日々の実践において地域への働きかけが十分ではない状況がわかった。また、社会福祉士が所属する組織機関で地域への働きかけに違いがみられなかったことから、独立型社会福祉士によるコーディネートの有用性を明らかにする上で、他専門職との比較検討が可能な実践場面を検討した。結果、成年後見制度利用促進計画において包括的な権利擁護支援体制の構築を目指す成年後見制度における社会福祉士の後見活動に焦点をあてることとした。

新たな権利擁護支援体制における成年後見制度の運用において社会福祉士には、社会福祉専門職として参加するチームおよびネットワークのメンバーと専門職後見人の2つの立場から権利擁護支援が必要な人を発見し、問題解決に向けてニーズと資源をコーディネートする役割が期待される。具体的には、1後見人等として資源をコーディネートする役割、2チームメンバーとして資源をコーディネートする役割、3地域連携ネットワークメンバーとして資源をコーディネートする役割が考えられる。本研究は、包括的な相談支援体制での独立型社会福祉士によるコーディネートの有効性を検証することを目的としている。研究期間は4年とし、1年目に独立型社会福祉士による制度の狭間にある課題解決に向けたコーディネートの実態把握、2年目に独立型社会福祉士による多機関協働を基盤としたコーディネート実践プロセスの抽出、3年目に独立型社会福祉士がコーディネート人材として有効に機能している実践事例の類型化、4年目に研究の総括としている。1年目にあたる平成29年度は、独立型社会福祉士のコーディネートの実態把握を予定していたが、日本社会福祉士養成校協会(2017)による『地域における包括的な相談支援体制を担う社会福祉士養成のあり方及び人材活用のあり方に関する調査研究事業〈実地報告〉』の調査結果をうけ予定を変更することにした。この調査では、本研究で調査対象としていた地域包括支援センター、社会福祉協議会、独立型社会福祉士の地域への働きかけに関する調査が行われ、結果、独立型社会福祉士をはじめ地域包括支援センター、社会福祉協議会のすべてで地域への働きかけは低い水準であり、社会福祉士が地域の社会資源のコーディネートを十分に担えていない実態がみられた。しかし、独立型社会福祉士は勤務型社会福祉士よりも地域への働きかけに関する力量についてはかなり高い水準であったことから、独立型社会福祉士におけるコーディネートの有効性を明らかにするには、具体的な活動場面の設定が必要と考えた。そこで、平成29年度内に独立型社会福祉士のコーディネートに関する実態把握を目的としたアンケート調査を実施し分析を行う予定であったが、独立型社会福祉士によるコーディネートの有効性を明らかにすることができる実践場面を選定するため、社会福祉士、専門性、多職種連携に関する文献研究を再度行ったことから当初の予定より遅れが生じた。2年目は、独立型社会福祉士のコーディネートに関する実態調査のアンケート票を先行研究のレビューおよび独立型社会福祉士へのプレ調査から作成した。そして、所属機関の倫理審査委員会の承認をうけ、日本社会福祉士会へ調査を依頼しアンケート票を発送した。
エレクトロマイグレーションを用いた原子移動機構による強磁性単電子帯電構造の集積化

本研究では、単電子トランジスタ(SET)の簡便な作製手法として、ナノギャップ構造でのエレクトロマイグレーションを応用した電界放射電流誘起型エレクトロマイグレーション法(アクティベーション法)を提案している。これは、ギャップ間隔が数十nmのナノギャップに対する通電により、ギャップ電極先端近傍の原子が活性化されることで原子の移動が誘起され、SETの作製を行う手法である。研究成果として、アクティベーション法を適用するナノギャップ間隔や通電電流量を適切に設定することで、室温動作可能なSETの作製、SETの特性制御、およびSETの集積化を達成した。本研究では、エレクトロマイグレーション(EM)現象を巧みに制御・利用することで、単電子トランジスタの至極簡便な作製および集積化技術の開発を行う。今回、本課題で提案する電界放射電流誘起型EM法とは、ナノギャップ電極に対して高電界Fowler-Nordheimトンネル電流を誘起することでナノギャップ間での原子のEMを発現させ、原子移動に伴うナノギャップ間隔の変動を素子のコンダクタンス変化としてモニターしながら所望のデバイス特性を「その場」制御しつつ単電子トランジスタを形成する技術である。これより、"通電処理のみ"という非常に簡単な手法にて単電子トランジスタの簡易作製技法とその集積化技術の開拓を行い、単電子機能発現・制御手法の確立を目指す。初年度(平成24年度)では、これまでに我々が提案してきた、数十nm程度のナノギャップを有する電極間に強制的に通電を行うことでナノギャップ電極でのマイグレーションを発現させる「アクティベーション法」の高度化を図った。今回は、多数のナノギャップを直列に接続した状態でアクティベーション法を適用し、各々のナノギャップの電気的特性や構造制御について詳細に検討を行った。はじめに、電子線リソグラフィーとリフトオフプロセスにより、100nm程度の初期ギャップ幅を有するNiナノギャップを、同一基板上に複数個直列に接続した状態で作製した。次に、これらのナノギャップに対し、100nA程度の電流を通電することによりアクティベーション法を実行した。その後、アクティベーション前後における8個の直列接続型ナノギャップのSEM像から、直列に接続された8個のナノギャップが、アクティベーション後において一様に一括して狭窄化されている様子が明瞭に確認できた。この結果は、これまで報告してきた単一ナノギャップの構造制御の検討結果と同様の傾向であることから、本手法によりさらに多数のナノギャップを同時且つself-regulatedに制御することが可能であるものと示唆される。今回、本課題で提案する電界放射電流誘起型EM法(アクティベーション法)とは、ナノギャップ電極に対して高電界Fowler-Nordheimトンネル電流を誘起することでナノギャップ間での原子のEMを発現させ、原子移動に伴うナノギャップ間隔の変動を素子のコンダクタンス変化としてモニターしながら所望のデバイス特性を「その場」制御しつつ単電子トランジスタを形成する技術である。これより、“通電処理のみ"という非常に簡単な手法にて単電子トランジスタの簡易作製技法とその集積化技術の開拓を行い、単電子機能発現・制御手法の確立を目指す。第2年度(平成25年度)では、アクティベーション法を用い、ナノギャップの集積化と単電子トランジスタの検討を行った。はじめに、電子線リソグラフィーとリフトオフプロセスにより、数10nm程度の初期ギャップ幅を有する直列接続型Niナノギャップを作製した。これらのナノギャップに対し、100-300nAの電流を通電することによりアクティベーション法を実行した。その結果、30個のナノギャップの電気的特性やナノギャップ構造を一括して集積化制御することに成功した。更に、アクティベーション法によりNiナノギャップ系強磁性単電子トランジスタを作製した。室温での素子の電気・磁気特性の評価から、クーロンブロッケード領域において素子の磁気抵抗(MR)が100%以上に増大していることが確認された。これは、Niで予想されているMR(11 %)よりもはるかに大きく、アクティベーション法によって作製されたNi系強磁性単電子トランジスタにおいてMRの増強現象が室温で発現したものと考えられる。本手法により、単電子トランジスタの簡易な作製および集積化技術の可能性が示された。

最終年度(平成26年度)では、単電子トランジスタ(SET)の更なる集積化を目指し、直列接続された複数のナノギャップに対し本手法を適用し、5素子のSETの集積化と電気的特性の同時制御について検討を行った。電子線リソグラフィーにより直列に接続されたNiナノギャップを作製した。これに対して同一電流を通電することで、各ナノギャップの一括した電気的特性制御を行った。設定電流を100nA、300nA、500nAと順次増加させながら本手法を適用し、その都度、5個のナノギャップの電流-電圧特性を測定した。これより、全てのナノギャップが室温において単電子帯電効果を発現していることが確認できた。以上から、直列に接続した複数個のナノギャップに対して本手法を適用することで、各ナノギャップの電気的特性を同時に制御しながら、アイランド構造を有するナノギャップ(SET構造)が同時に作製されたものと考えられる。本手法により、単電子トランジスタの簡易な作製および集積化技術の可能性が示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノエレクトロニクス、ナノテクノロジー26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題では、"通電処理のみ"という非常に簡単な手法にて単電子トランジスタの簡易作製技法とその集積化技術の確立を目指している。初年度(平成24年度)では、集積化技術の開発を集中的に行い、良好な成果を得ることに成功した。本研究課題では、“通電処理のみ"という非常に簡単な手法にて単電子トランジスタの簡易作製技法とその集積化技術の確立を目指している。第2年度(平成25年度)では、ナノギャップの集積化と単電子トランジスタの検討を集中的に行い、良好な成果を得ることに成功した。第2年度(平成25年度)では、これまでに開発してきた単電子トランジスタの簡易作製技法を、初年度(平成24年度)の成果である集積化技術と融合させ、単電子トランジスタの集積化を図る。最終年度(平成26年度)では、これまでに開発してきたアクティベーション法により、ナノギャップ集積化技術と強磁性単電子トランジスタ作製技術を融合させ、「強磁性単電子デバイスの集積化によるユニバーサルメモリー機能の発現」を目指す。今年度は、助成財団からの研究費助成がなされたため、学術研究助成基金助成金を使用せずに研究の実施が可能であった。来年度には、集積度向上のための大出力電源を整備する必要があり、来年度研究費と併せて当該助成金を使用予定である。平成25年度は、政府の補正予算措置により、本学に整備されている電子線露光装置の更新が行われた。当該装置は本研究課題の遂行に必須の装置であるが、今回の更新措置作業により、平成25年11月から翌年3月にわたり当該装置を使用することが出来
半導体超格子を用いたコヒーレントフォノン共鳴トンネルデバイスの設計

フォノンを制御するデバイスを設計するための基礎を与えることを目標に、フォノンの共鳴トンネル効果が生じる2重障壁系(2つの超格子でバルク層を挟んだ系)を取り上げ、透過率、反射率の計算をはじめとする理論的な解析を行った。まず、界面に垂直方向の波数ベクトルを持つフォノンの共鳴周波数および局在定数のexplicitな表式を導出することに成功した。この公式はフォノンデバイスを設計する際に有用だけでなく、電子フォノン相互作用を取り扱う際にも役に立つことが期待される。さらに、界面に対して斜めの波数ベクトルをもつフォノンの解析を数値計算的手法により行った。この場合、周波数ギャップは、対応するブラッグ反射の型(すなわち、モード変換を伴うブラッグ反射がおきるか、モード変換を伴わないブラッグ反射が起きるか)に応じて分類できる。本研究では、定性的に異なる型の周波数ギャップ中に生じる局在モードの違いを調べ、それぞれの局在モードを介して生じるコヒーレントフォノンの共鳴トンネル効果の特徴を明らかにした。特に、表面を有する超格子系において特異な完全共鳴反射が生じることを理論的に示し、その物理的な説明を与えた。また、基板や検出層と有限周期超格子との界面に生じる局在振動モードの特徴を表面局在モードとの関連性に注意して調べ、接合された固体の音響インピーダンスと超格子の周期数がある関係を満たす場合、表面局在モードが界面局在モードとして生き残り、そのモードを介した興味深い共鳴透過が生じることが示された。本年の研究では、フォノンを制御するデバイスを設計するための基礎を与えることを目標に、フォノンの共鳴トンネル効果が生じる2重障壁系(2つの超格子でバルク層を挟んだ系)を取り上げ、透過率の計算をはじめとする理論的な解析を行った。その結果、この系における共鳴周波数および局在定数のexplicitな表式を導出することに成功した。共鳴周波数と局在定数は井戸幅に関して周期的に変化するが、その物理的な説明はこれまで与えられていなかった。今回我々の導出した解析解を用いることによって、この周期性の明確な説明も与えられた。また、透過率は考えている2重障壁系の弾性的性質のみならず、系の接している基板や検出層の性質にも依存する。今回の研究では、これらと有限周期超格子との界面に生じる局在振動モードの特徴を、特に表面局在モードとの関連性に注意して詳細に調べた。真空に接する超格子系の場合、表面層の音響インピーダンスが内側のそれよりも小さい場合に表面局在モードが出現することが知られている。表面に局在振動が存在する超格子に固体を接合すると、境界条件の変化によってこの局在モードは一般には消滅してしまう。しかしながら、今回の解析計算の結果によると、接合された固体の音響インピーダンスと超格子の周期数Nがある関係を満たす場合、表面局在モードが界面局在モードとして生き残ることがわかった。また、このような界面局在モードが存在すると、基板側から入射したフォノンはこの局在モードと共鳴相互作用をおこすことによって透過率1で固体側に透過することが示された。昨年度は、界面に垂直方向の波数ベクトルを持つフォノンの共鳴周波数および局在定数のexplicitな表式を導出したが、今年度は、界面に対して斜めの波数ベクトルをもつフォノンの解析を数値計算的手法を用いて行った。本研究では、定性的に異なる型の周波数ギャップ中に生じる局在モードの違いを明らかにし、それぞれの局在モードを介して生じるコヒーレントフォノンの共鳴トンネル効果の様子を調べた。

さらに、今年度は、cap layerを有する超格子に対しても同様な計算を行い、cap layerに局在する振動モードの固有振動数および局在定数の表式(界面に垂直方向の波数ベクトルを持つフォノンに対するもの)を導出することにも成功した(cap layerを有する超格子に基板側からフォノンを入射する場合を考えると、この系も、フォノンに対する2重障壁系と見なすことができる。)。固有振動数(共鳴周波数)と局在定数はcap layerの厚さに関して周期的に変化するが、今回我々の導出した解析解を用いることによって、この周期性の明確な説明も与えられた。この結果は、Japanese Journal of Applied Physicsに掲載予定である。フォノンを制御するデバイスを設計するための基礎を与えることを目標に、種々の超格子構造中のフォノン伝播について理論的な基礎研究を行った。今年度は昨年度に引き続き、界面に対して斜めの波数ベクトルをもつフォノンの解析を数値計算的手法により行った。周期多層構造中を伝播するフォノンに生じるブラッグ反射としては、同じモード間で生じるもの("intramode"Bragg Reflection)の他に、異なるモード間で起こるもの("intermode"Bragg Reflection)が存在する。これらの定性的に異なるブラッグ反射に対応して、周波数ギャップも分類される。一方、表面や欠陥層などによって超格子の周期性が壊されている場合、周波数ギャップ中に局在振動モードが生じることはよく知られている。本研究では、定性的に異なる3種類の周波数ギャップ内に生じた局在振動モードが、共鳴相互作用によって超格子中を伝播するフォノンに及ぼす影響を明らかにした。特に表面を有する超格子に対して、1つのモードのみが確率1で反射され他のモードが消滅する、いわゆる完全共鳴反射が生じることを示した。この完全共鳴反射は、モード変換を伴うブラッグ反射がおきる周波数ギャップ内でのみ生じる。さらに、この完全共鳴反射は1チャンネルの対称2重トンネル接合における共鳴トンネルとして解釈できることを明らかにした。また、これまで1次元超格子に対して行ってきた解析を、周期的な構造を持つ量子細線(ナノワイヤー超格子)に拡張する試みを行った。第一段階として数学的にもっとも取り扱いやすいtorsionalモードと呼ばれる横波に対して分散関係と透過率・反射率の定式化を行った。
色素細胞系幹細胞の増殖・分化・移動過程におけるSteel因子の機能

我々は色素細胞の分化・増殖機構を明らかにするためにその前駆細胞(色素芽細胞)の胎児での同定を行い、免疫組織染色によりc-Kit受容体型チロシンキナーゼのほかチロシナーゼ関連分子TRP2およびα4-integrinが新たな色素芽細胞マーカーとして使えることが判明した。次に胎児の皮膚をdisperse処理することにより細胞表面のタンパクを失うことなくsingle cellに解離させうることがわかり、その中から色素芽細胞の検出を試みた。c-Kit及び皮膚に混在すると思われる血液細胞に特異的な分子CD45により細胞を染色後folw cytometryで解析しc-Kit+CD45-細胞を12.5日胎児から選別するとすべての細胞は色素細胞マーカーTRP2陽性でありこの細胞集団は色素芽細胞であると結論した。分離されたc-kit+CD45-色素芽細胞のin vitroでの増殖要求性をdefined mediumと様々な増殖・分化因子を用いて調べたところSteel因子(c-Kitのリガンド)にbFGF,LIFを加えたときに細胞はTRP2の発現を維持しながらある程度増殖した。これは、同じくc-Kitを機能的に必要とする始原生殖細胞と共通の増殖様式である。今回の研究でこれまで神経管を培養することでしか得られなかった色素芽細胞を12.5日胚から分離することができた。この細胞を用いて前述し増殖要求性をさらに詳しく調べることに加え様々な細胞外マトリクス成分に対する反応、胎児への移植による分化能力・環境との相互作用、神経堤細胞から色素細胞への決定し関与する遺伝子を調べたい。
がん細胞における染色体ホモ欠失領域からの新規がん抑制遺伝子の単離

本研究の目的は、がん細胞に生じた両相同染色体完全欠失(ホモ欠失)の領域を解析することにより、新しいがん抑制遺伝子を同定するとともに、がん化における染色体欠失の意義・分子機構を追求することである。今年度は、Array-CGH解析によって同定した肺がんにおける16p13ホモ欠失の標的がん抑制遺伝子CBPの同定、肺がん22q12ホモ欠失領域から以前単離した候補がん抑制遺伝子MYO18Bの卵巣がん、大腸がんにおける遺伝子異常の解析を行った。Array-CGH解析により、肺がん細胞株3例における染色体16p13領域のホモ欠失を見い出した。共通欠失領域は、転写活性化因子をコードするCBP遺伝子座内にマップされた。肺がん細胞株59例と手術材料95例の解析の結果、肺がんの約10%において、CBP遺伝子のホモ欠失、変異等のゲノム異常が生じていることが明らかになった。ホモ欠失がみられたこと、Histon acetyltransferase domain変異体3例が転写活性化能の低下を示したことから考え、CBP遺伝子は肺がん抑制遺伝子として機能していることが予想された。また、CBP異常とp53遺伝子変異は同一症例にみられたことから、CBPはp53とは別の経路で、肺がんの発生・進展を抑制していると考えられた。次に、肺がんにおける22q12ホモ欠失領域より以前単離したがん抑制遺伝子MYO18Bの、大腸がん、卵巣がんにおける異常の検索を行った。両がん種共にmRNA発現の低下が約70%において生じており、プロモーター領域の過メチル化、ヒストン脱アセチル化が、その原因であることが示された。この結果は、同遺伝子が、複数のがん種に亘り、がん抑制遺伝子として機能していることを示すものである。
Ge半導体・NaIシンチレータ複合型高エネルギーガンマ線検出器系の開発

本研究の目的は、エネルギー分解能の優れたゲルマニウム半導体検出器と検出効率に秀でたNaIシンチレータの複合により、両者の特徴を活かした高エネルギーガンマ線検出器系の実用化を計ることにある。そのための最も重要な開発要素は、検出器系から一部洩れ出すガンマ線成分を効率良く除去する、雑音除去用検出器の開発である。既存のものでは不十分であった雑音除去能力を、この検出器系に最適化した除去用検出器を加え、大幅に向上することを目指す。本年度においては、この雑音除去用検出器の設計、製作を行なった。雑音除去用検出器の設計においては、本検出器系が複合型であり、配置が複雑であることから、安易にお行なわず、慎重を期した。具体的は、次の二通りの設計を行ない、比較検討を行なった。一つは、安価ではあるが、ガンマ線に対する吸収効率が悪く、大容量化が必然であるプラスチック・シンチレータを用いて、広く覆う設計である。もう一方は、逆に高価ではあるがガンマ線に対する吸収効率に秀でたBGOシンチレータを用いて、小容量の検出器を雑音除去に最も効果的な場所に配置するというものである。後者は非常に魅力的なアイデアであり、これに重点をおいて設計作業を行なったが、結局、大容量化を免れず、前者の設計を採択することとした。現在、この検出器の製作を終え、検出器自身の性能テストも終了している。本年度に行なう予定であった九州大学タンデム加速器を用いた本検出器系の性能テストに関しては、上述の通り設計作業に大きな時間を割いたため現時点ではまだ行なえていないが、間もなく実施する予定である。
内因性Del-1分子に着目した炎症制御のメカニズム解析と応用研究

本申請研究では,歯と歯の周りを構成する組織の破壊と骨の吸収を特徴とする歯周炎に対し,内因性の抗炎症分子Del-1(Developmental endothelial locus-1)を応用するために,Del-1の生体作用機構を明らかにし,歯周炎の病態憎悪への影響を検索した.3カ年の最終年度研究計画推進により,Del-1はドメイン依存的に抗炎症作用と骨吸収抑制作用をもつことを明らかにした.すなわち,血管内皮細胞から産生されたDel-1は骨を溶かす機能を持つ細胞である破骨細胞の表面に存在するインテグリン受容体Mac-1とavb3以外にもチロシンキナーゼ受容体であるRor2に拮抗的に作用することが解明された.次に,Del-1を生体内で調節が可能かどうかを検索した.Del-1は加齢とともに減少する.さらに性差が存在し,男性に多く,女性に少ない傾向が認められる.これは,女性に多く認められるリウマチ性関節炎や骨粗鬆症にDel-1が関連している可能性が考えられる.Del-1を自律的に生体に誘導できることができれば,自然におきる炎症(自然炎症)や骨疾患,ロコモへの対策の一つをなり得る.そこで,様々な薬剤を試したところ,ホルモン剤(DHEA:デヒドロエピアンドステロン)の他にマクロライド系抗菌薬においてDel-1が誘導されることを新規に明らかにした.さらに同抗菌薬は,炎症によって発現が減少したDel-1を補完する働きがあることも明らかになった.つまり,マクロライド系抗菌薬が持つとされていた免疫調節作用の一つの作用機序としてDel-1の存在が考えられる.さらに,本申請研究によりDel-1誘導に対して血管内皮細胞の表面作用受容体が同定された(Trka受容体).以上のことから,抗炎症と骨吸収抑制機能をもつDel-1を,減少した生体内で安全な薬剤によって誘導することで治療へ行かせる可能性を見出した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は歯周病を対象として,内因性抗炎症分子であるDel-1の機能を利用し,炎症・細菌叢・骨破壊を制御することを目的としている.平成28年度は,Del-1をタンパク質構成ドメインごとに欠損させた,未知の機能をもついくつかの変異Del-1の作製に成功した.新しい歯周病モデルを用いて,ドメイン欠損型Del-1の炎症・細菌叢・骨吸収に与える影響を解析したところ,ドメイン依存的に,好中球遊走阻止による炎症抑制効果と破骨細胞の分化と活性の抑制効果があること,さらに異常となった細菌構成バランスの改善が認められた.Del-1と炎症性の骨吸収の関係性をさらに詳細に解明するために,Del-1と骨吸収に重要な因子であるWnt5aとの相互作用(競合的拮抗)に関しての裏付けのための研究を行った.歯周病患者の歯肉組織からの病態解析をおこなったところ,罹患患者の歯肉組織にて健常な歯肉と比較してWnt5aの産生は上昇しており,Wnt5aと骨吸収に関連するレセプターへの結合を制御することが,歯周病を抑制するのに重要であることを明らかにした.また,Del-1のWnt5aと相互作用を明らかにするために,Wnt5aと親和性のある破骨細胞表面レセプターRor2とDel-1との関連性に着目した.Del-1は,Ror2と親和性があり,Wnt5aと競合的に作用する可能性があることが示唆された.事実,Del-1は,Wnt5aによる破骨細胞への分化を抑制し,炎症も同時に抑制していることが明らになった.さらにDel-1を構成しているドメインごとに,Wnt5a競合部位とインテグリン結合部位が新規に認められた.この結果を再検討した上で,次年度からはDel-1の炎症性骨吸収の制御機構のさらなる詳細な解明が期待できる.本研究は引き続き次年度にも推進していく予定である.平成28年度当初に予定されていたドメイン欠損型のDel-1の作成は終了しており,その他に本研究計画の遂行時に新しく知見を得たDel-1と新しい分子と受容体との機能解析がスタートした.その結果,いくつかの国際英文雑誌への投稿が1カ年目で可能となり,いくつかの学会発表にいたった.また,同内容は,学会や研究会でのシンポジウム発表にもつながった。動物実験においては新たに同定し,作成したドメイン欠損型のDel-1の投与により,ドメインごとのDel-1の細菌・炎症・骨破壊における制御機構と有効性に関する結果が得られていることから,概ね順調に進歩していると判断した.本研究では,内因性抗炎症分子であるDel-1を応用した,歯周病やリウマチを含めた炎症性骨吸収や細菌叢,骨破壊を制御することを目的としている.平成28年度,29年度の研究により,Del-1の新規の機能として,βカテニンを介さない非古典経路で重要な役割を果たしていることが明らかとなってきた.特に,骨芽細胞系細胞と破骨細胞前駆細胞との間のWnt5a-Ror2シグナル伝達系が,非古典経路の活性化と破骨細胞の分化において重要な因子の一つであることに着目し,Del-1が骨吸収制御にどのように関わっているかを分子レベルで検索した.野生型マウスとDel-1KOマウスおよびRor2KOマウスより採取した破骨前駆細胞を用い,Wnt5aとDel-1刺激による破骨細胞分化関連分子の変動をウエスタンブロット法とqPCR法にて比較したところ,Del-1はWnt5aによるRANKの発現を制御していた.

さらに,Del-1とWnt5a,Ror2との相互作用を,プルダウンアッセイにて結合能を判定したところ,Del-1は,Wnt5aと競合的にRor2に結合することが認められたため,Del-1はWnt5aの競合的拮抗剤として働くと推察された.Wnt5aのデコイ受容体とDel-1接種による破骨細胞の制御に関しては,野生型マウスとDel-1KOマウスを用いたin vivo歯牙結紮モデルとコラーゲン誘導関節炎を用いて解析したところ,炎症と骨吸収が抑制されていた.以上より,Del-1は,既知のインテグリンを介する破骨細胞分化抑制能と,白血球の遊走抑制による局所炎症の抑制能に加え,新たにWnt5a競合的かつβカテニン非依存的な非古典経路の阻害能を有する可能性が示された.平成29年度の当初に予定されていたBiacoreによるプラズモン解析では,Del-1とWnt5aとRor2の3者のそれぞれのタンパク質の作成と精製が成功したことで,新しい知見が得られた.すなわち,Del-1がRor2とWnt5aとの活性化に関わる古典的経路を阻害することで骨吸収,骨免疫を抑制する知見が得られた.この結果から,Ror2KOマウスとDel-1KOマウスを用いた炎症性骨吸収抑制の詳細なメカニズムの解明が推進できた.また,前年度に同定された高効率のDel-1を歯牙結紮による歯周炎モデルマウスの歯周炎患部局所に接種し,Del-1の歯周炎へ治療効果を評価したところ、Del-1の炎症性骨吸収抑制が認められた.さらに、研究開始当初には予定していなかったリウマチ関節炎モデルを利用することで,Del-1の適応範囲を全身的に拡大できる可能性を見出した.またDel-1の発現制御メカニズムの一旦を解明することができたことで,加齢によりDel-1の発現が減少しているマウスへの自律的なDel-1の誘導をおこなう新しい戦略を見いだすことができた.加えて,歯周炎モデルマウスに対するDel-1による治療効果の評価において,細菌の構成バランスの変化と組織浸出液(歯肉溝浸出液)の分子生物学的解析により,Del-1接種法の利点を示すことができた.本申請研究では,歯と歯の周りを構成する組織の破壊と骨の吸収を特徴とする歯周炎に対し,内因性の抗炎症分子Del-1(Developmental endothelial locus-1)を応用するために,Del-1の生体作用機構を明らかにし,歯周炎の病態憎悪への影響を検索した.3カ年の最終年度研究計画推進により,Del-1はドメイン依存的に抗炎症作用と骨吸収抑制作用をもつことを明らかにした.すなわち,血管内皮細胞から産生されたDel-1は骨を溶かす機能を持つ細胞である破骨細胞の表面に存在するインテグリン受容体Mac-1とavb3以外にもチロシンキナーゼ受容体であるRor2に拮抗的に作用することが解明された.次に,Del-1を生体内で調節が可能かどうかを検索した.Del-1は加齢とともに減少する.さらに性差が存在し,男性に多く,女性に少ない傾向が認められる.これは,女性に多く認められるリウマチ性関節炎や骨粗鬆症にDel-1が関連している可能性が考えられる.Del-1を自律的に生体に誘導できることができれば,自然におきる炎症(自然炎症)や骨疾患,ロコモへの対策の一つをなり得る.そこで,様々な薬剤を試したところ,ホルモン剤(DHEA:デヒドロエピアンドステロン)の他にマクロライド系抗菌薬においてDel-1が誘導されることを新規に明らかにした.さらに同抗菌薬は,炎症によって発現が減少したDel-1を補完する働きがあることも明らかになった.
成長ホルモン作用異常の分子機構

1.不活性型GHの病態解析臨床的に不活性型GHが疑われた症例のGH遺伝子にヘテロのミスセンス変異(D112G)を認め、蛋白レベルでは変異型GHが優位に発現していた。GST融合蛋白として大腸菌で作成した変異GHとGH結合蛋白(GHBP)とのcomplexの分子量はHPLCの結果1:1で野性型GH-GHBPの1:2と比較してダイマー化の障害が示唆された。変異GHではIM9細胞でのGH受容体(GHR),JAK2,STAT5のリン酸化の低下と、GHR細胞外ドメイン、thrombopoietin受容体細胞質ドメインのキメラcDNAを導入したBaF/3-GM細胞での代謝反応の低下を認めた。2.GHR異常症の病態解析(B)GH不応性とGHBP高値(896,871 pmol/l)を呈した低身長(-3.0,-3.5 SD)兄妹例でGHRイントロン9のsplicedonor siteにGからAへのヘテロの変異を認めた。母と兄妹のリンパ球GHR mRNAはRT-PCR,direct sequenceよりexon9のskipとframe shiftによりexon10では3アミノ酸が置換された後、終止コドンとなった。今後本例ではヘテロでの発症とGHBP高値の原因解明のため変異GHRを作成し、in vitroでの検討が必要である。
新規熱電材料のための磁性-半導体微粒子ハイブリッドの開発

大きな熱電能と低い熱伝導率が要求される次世代の熱電変換材料に供するため,熱電半導体微粒子と磁性微粒子の新規ハイブリッド材料を開発した.低温熱電材料のBi-Sbと高い保持力を有するFe-Nd-Bからなるハイブリッド材料では,微粒子が磁化することにより熱電能αが最大5%増加することを実験的に確かめた.この増強効果により, ZT=(α^2T)/(ρκ)で定義される熱電性能指数が4%の増大を示すことを世界に先駆けて見いだした.大きな熱電能と低い熱伝導率が要求される次世代の熱電変換材料に供するため,熱電半導体微粒子と磁性微粒子の新規ハイブリッド材料を開発した.低温熱電材料のBi-Sbと高い保持力を有するFe-Nd-Bからなるハイブリッド材料では,微粒子が磁化することにより熱電能αが最大5%増加することを実験的に確かめた.この増強効果により, ZT=(α^2T)/(ρκ)で定義される熱電性能指数が4%の増大を示すことを世界に先駆けて見いだした.本研究課題では,大きな熱起電力と低い熱伝導率が要求される次世代の熱電変換材料に供するため,熱電半導体微粒子と磁性微粒子のハイブリッド材料を開発することを目的とする。平成22年度は以下の内容を遂行した。1.室温から673K(400°C)までの温度領域で,電気抵抗率ρおよび熱起電力αを測定できる「高温域熱電測定システム」を設計製作した。真空断熱容器中に独立に温度制御できる銅ブロックを設置し,その上に試料を取り付ける。銅ブロックの加熱にはセラミックヒーターを用い,PID温度制御を行った。試料に温度勾配ΔTを付け,誘起された熱起電力ΔVから熱電能α=ΔV/ΔTを算出する。電気抵抗率は四端子法で測定する。現在,標準試料を用いて装置の絶対値校正を行っている。2.磁性ハイブリッド熱電材料の母体の候補として,(1)低温熱電材料ビスマス-アンチモン合金(Bi-Sb),(2)実用熱電材料Bi-Sb-Te化合物単結晶,および(3)強相関熱電材料FeSb_2多結晶の合成を行い,その熱電物性を調べた。このうち(1),(2)はハイブリッドの母体として有望であることが分かった。(3)のFeSb_2多結晶は基礎科学的には興味深い性質を示すが,本研究の母体としては不適当であった。これらの結果は論文・学会等で報告された。3.母体Bi_<0.88>Sb_<0.12>を粉砕した原材料末に,Feおよびバリウムフェライト微粒子を添加し,現有のマッフル炉で加熱し,Bi-Sb合金を母相とするハイブリッド熱電材料を合成した。Fe添加ハイブリッドでは,Feが母相のSbと反応しFeSb強磁性微粒子が母相中に分散するという目的の構造が得られた。目的どおり外部磁場の印加による磁気熱電能の増強も観測された。しかしながらFeSbが軟磁性体であり自発磁化が零磁場で消失するため,保持力の大きいバリウムフェライト微粒子とのハイブリッドを合成し,現在その磁性と熱電特性を調べている。本研究課題では,大きな熱起電力と低い熱伝導率が要求される次世代の熱電変換材料に供するため,熱電半導体微粒子と磁性微粒子のハイブリッド材料を開発することを目的とする。平成23年度は以下の内容を遂行した。1.前年度に作製した「高温域熱電測定システム」(室温から573K(300°C)までの温度領域で,電気抵抗率ρおよび熱電能αを測定できる)の詳細な装置校正を行った。標準試料としてコンスタンタンを用いた結果,上記の温度範囲で,系統誤差2μV/K,相対誤差7%で熱電能の絶対値が測定できることを確かめた。このシステムの完成は本研究の成果のひとつであり,応用物理学会にて成果発表を行った。2.磁性ハイブリッド熱電材料の母体の候補として,(1)低温熱電材料ビスマス-アンチモン合金(Bi-Sb)および(2)実用熱電材料Bi-Sb-Te化合物単結晶の合成を行い,その熱電物性を調べた。このうち(2)の単結晶育成は,化学気相法により行った。設定温度や化学輸送剤を最適化することにより,熱電能αが大きな良質の単結晶を得ることができたが,結晶が要求されるサイズまで大きくならずハイブリッドの母体としは不適当であった。3.以上の結果を踏まえ,ハイブリッドの母体としてBi-sbを選択した。Bi-sb(Bi_<0.88>sb_<0.12>)を粉砕した原材料末に,バリウムフェライト微粒子を添加し,現有のマッフル炉で加熱し,Bi-Sb合金を母相とするハイブリッド熱電材料を合成した。このハイブリッドの熱電能αは母体と比較してほとんど変化しないのに対して,電気抵抗率ρはバリウムフェライト微粒子による散乱の増加により,大きく増大した。熱伝導率κは低下した。これらの熱電特性の変化は,サイトパーコレーションモデルにより理解できることを明らかにした。

本研究課題では,大きな熱起電力と低い熱伝導率が要求される次世代の熱電変換材料に供するため,熱電半導体微粒子と磁性微粒子のハイブリッド材料を開発することを目的とする.平成24年度は最終年度として以下の内容を遂行した.1.前年度に合成に成功した熱電半導体微粒子と磁性微粒子のハイブリッド材料(Bi-Sb合金・バリウムフェライト系)の伝導機構を詳細に解析した.熱電能αおよび電気抵抗率ρの振る舞いをパーコレーションモデルで定量的に説明できることを明らかにし,この結果を刊行論文に報告した.2.微粒子系ハイブリッド材料の熱伝導率をより精密に測定するため,3ω法を用いた熱伝導率測定装置を開発した.この装置を用いることにより,上記の実験で理解が難しかった微粒子系での熱伝導メカニズムの解明につながることが期待できる.3.以上の結果を踏まえて,Bi-Sbハイブリッド熱電材料の原料となる強磁性体ナノ粒子として,より高い保持力を有するFe-Nd-Bを用いた.母体Bi0.88Sb0.12インゴットを粉砕した原材料末にFe-Nd-B微粒子を添加し,現有のマッフル炉で加熱して試料を作製した.Bi-Sbに対するFe-Nd-B微粒子のモル比は,0から9%とした.このハイブリッド試料を磁化させ,その前後での熱電性能を比較した.この実験より,Bi-Sb合金・Fe-Nd-B系ハイブリッド材料では,微粒子が磁化することにより熱電能αが最大5%増加することを実験的に見いだした.この増加率は,|α|が最大となる125 Kで最も高くなる.この効果は外部磁場を取り去っても保持される.この効果によりZT =α2T/(ρκ)で定義される熱電性能指数は4%の増大することが明らかとなった.この増強効果の磁気異方性が小さいことから,ハイブリッド中の内部磁場は強磁性微粒子のランダム分布を反映していることがわかった.既に目的に記載した磁性-半導体微粒子ハイブリッドの合成に成功しており,期待される効果として,磁性微粒子の添加による熱伝導率の低下も実験的に確かめた。現時点では,磁性による熱電能の増強は観測されていないが,これは微粒子が発生する内部磁場が弱いためであることが分かっている。23年度は,より自発磁化の大きいFe-Nd-B微粒子を用いることにより,この問題を解決することができるものと考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,Bi-Sbハイブリッド熱電材料の原料となる強磁性体ナノ粒子として,より高い保持力を有するFe-Nd-Bを用いる。母体Bi_<0.88>Sb_<0.12>インゴットを粉砕した原材料末にFe-Nd-B微粒子を添加し,現有のマッフル炉で加熱して試料を作成する。Bi-Sbに対するFe-Nd-B微粒子のモル比は,0から38%までを予定している。得られた試料の構造や組成は,学内共通設備のXRDやEDSによって評価する。熱電性能は,本研究で開発した熱電測定システムおよび現有のPPMS(QUANTUM DESIGN社)を用いて測定する。さらに,ハイブリッド試料を磁化させ,その前後での熱電特性を比較することにより,磁性微粒子の内部磁場が熱電性能に与える効果を明らかにする。
食素材たんぱく質の全網羅ペプチドアレイを用いた新規苦味マスキング剤探索法の開発

食品には様々な機能成分が含まれ、それらの継続的な摂取により健康維持や増進が期待できる。我が国における食品機能成分の利用は特定保健用食品(トクホ)や機能性表示食品のような国の制度によっても後押しされ、市場規模は拡大し続けている。しかしその一方、「良薬口に苦し」と言われるように、ポリフェノール等の多くの食品機能成分は好ましくない苦味を呈する。いかに健康に良いことが分かっていても、ヒトはおいしくない食品を日々の生活の中で食べ続けることはできないことから、実生活の中で食品機能成分を有効に利用するためには、苦味の抑制(マスキング)が重要な課題である。苦味は、舌上に存在するヒト苦味受容体(hTAS2Rs)に苦味物質が結合することで生じる。すなわち、あらかじめ苦味成分に他の物質を結合させておけば、苦味成分は受容体と結合できず、苦味はマスキングされる。そのため苦味成分と結合する物質は苦味マスキング剤として利用できる可能性がある。そこで本研究では、ペプチドアレイを用いた苦味成分結合ペプチドの探索とそのマスキング効果の解析を目的としている。今年度の研究では、代表的な食品機能成分であるポルフェノール類をモデルに、主要食品に含まれるたんぱく質のアミノ酸配列から、結合ペプチドを探索した。具体的には食品たんぱく質のアミノ酸配列を網羅するペプチドをセルロース膜上で化学合成し、ペプチドアレイを作製した。続いてアレイ膜を食品機能成分の溶液に浸し、レドックスサイクリング染色(BBB 2010)によりポリフェノール結合ペプチドを検出した。今年度の研究では、代表的な食品機能成分であるポルフェノール類をモデルに主要食品たんぱく質に由来する結合成分を探索した。各食品機能成分に結合するペプチドが複数見出されていることから、研究進捗は概ね順調である。当初の計画通り、2018年度に見出した食品機能性成分に結合するペプチドの苦味マスキング効果を検証していく。仮にマスキング効果が見られない場合には、結合性の有無にかかわらずアミノ酸、ペプチドの苦味マスキング効果を網羅的に解析する予定である。