hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高対象性有機結晶の合成設計とその機能制御に関する研究

次に、これらの化合物に対して、種々の入手可能な無機イオンのアクセプター(ClO_4^-,BF_4^-,PF_6^-,I_3^-,IBr_2^-,ReO_4^-,Aul_2^-,NO_2^-など)とラジカルカチオン塩を合成し,アニオンの形によるラジカルカチオン塩の電導性について加圧成型試料を用いて比較検討した。また,様々な有機アクセプター(テトラシアノキノジメタン(TCNQ),テトラシアノエチレン(TCNE)など)とも電荷移動錯体を合成し,同様の検討を行なった。以上のように、設計・合成したカルコゲン原子修飾縮合多環化合物のラジカルカチオン塩及び電荷移動錯体について,電導度測定及び吸収スペクトルの測定結果から,固体構造の評価を行った。さらに,単結晶が得られたものについては,X線構造解析を行い,固体構造の解析を行った。また,ESR測定による電子状態の考察を行い,得られた塩や錯体の構造上の物性評価も併せて行った。
身近な環境における原始地球の食物網動態の解明

嫌気環境の微生物ループは、地球上に誕生した最初の食物連鎖と考えられ、その特性解明は食物連鎖の進化の研究において重要である。しかしながら、嫌気環境における微生物ループの研究は未だ限られている。本研究では、好気・嫌気の対照的な環境を有する福井県・水月湖において、嫌気環境における微生物ループの特性を解明し、原始地球に最初に発達した食物連鎖を推測した。水月湖の物理・化学的環境項目の鉛直的構造は、研究期間を通じて安定しており、水深5mから7mにかけて溶存酸素濃度が急激に低下し、水深7mでは硫化水素濃度の顕著な増加が見られ、それ以深では完全な嫌気状態であった。水深5mまでの好気層では、細菌とその摂食者である鞭毛虫が豊富に存在し、繊毛虫は好気環境に典型的な種組成を示した。好気・嫌気境界層は最も細菌が豊富に存在する傾向があり、鞭毛虫は活発な細菌摂食活動を示し、また繊毛虫は大型の細菌食者が優占した。この大型繊毛虫は、通常の固定剤では細胞が破壊され現存量評価が著しく低くなるため、従来の研究ではこれら繊毛虫の生態学的役割を過小評価している可能性がある。嫌気層では、繊毛虫はほとんど生存せず、細菌数はさらに低下し、糸状の巨大細胞の細菌数が増大し、鞭毛虫は好気層とは全く異なる種が観察された。嫌気層における鞭毛虫の細菌摂食活性は比較的高く、鞭毛虫は球菌や樟菌等小型の細菌を摂食しているものと考えられた。嫌気層での生物生産は、好気層の光合成に由来する有機物の沈降により支えられており、細菌生産は高くないが生産された細菌バイオマスを鞭毛虫が消費することにより、両者の現存量は年間を通じて安定に保たれていると思われる。以上により、原始地球に最初に発達した食物連鎖は、嫌気環境に固有の細菌と鞭毛虫により成立したものであり、生産と消費が釣り合ったバランスの取れた系であったと考えられた。水月湖の表層水(水深7,8mまで)とそれ以深の水(底層水)について、各種微生物の現存量と組成を鉛直的に測定し、各生物の現存量と組成の鉛直分布を、物理化学測定項目の鉛直分布から考察した。また、測定を行った各水深において、それぞれにおける各生物の現存量と組成から、各水深の微生物ループの特性を考察した。平成20年度は、合計6回、福井県・水月湖の東経135°52.959'、北緯35°35.329'地点において、調査を行った。調査の最初に、透明度の測定および水質プロファイラーによる水温、塩分濃度、濁度、溶存酸素濃度の鉛直測定を行い、微生物学的測定を行うために適当な水深の特定を行った。その結果、すべての調査において、水深1, 5, 6, 7, 10mの層が適当であり、これら各層より微生物学的測定用サンプルを得た。細菌の現存量は、酸素が豊富な表層と、硫化水素濃度が高い水深7mで高い傾向が見られた。酸素濃度が急激に低下し、硫化水素濃度が顕著に増加する水深6m以深では、大型の糸状細菌の現存量が大きく増加した。細菌摂食者として重要な鞭毛虫についても同様の傾向が認められたが、細菌ほどには明確なパターンは得られなかった。より大型の原生生物である繊毛虫は、表層で検出される種属(Strobilidium, Strombidium, Cyclidium, Urotrichaの各属)と、嫌気層でのみ検出される種属(Spirostomum, Tiarina, Metopus, Colpidium, Euplotesの各属)がいたが、完全嫌気となる水深10m層では繊毛虫はほとんど検出されなかった。以上の結果より、最も原始地球環境的な微生物ループは水深10mにおいて発達し、より浅い水深になるほど新しい(好気的)微生物ループの構造・機能を有した生態系が発達していると示唆された。

嫌気層における鞭毛虫の細菌摂食活性は比較的高く、鞭毛虫は球菌や樟菌等小型の細菌を摂食しているものと考えられた。嫌気層での生物生産は、好気層の光合成に由来する有機物の沈降により支えられており、細菌生産は高くないが生産された細菌バイオマスを鞭毛虫が消費することにより、両者の現存量は年間を通じて安定に保たれていると思われる。以上により、原始地球に最初に発達した食物連鎖は、嫌気環境に固有の細菌と鞭毛虫により成立したものであり、生産と消費が釣り合ったバランスの取れた系であったと考えられた。
角膜におけるRSPO1の恒常性維持機構

生体において、発生・細胞増殖・細胞分化に大きな役割を果たしているWntシグナル伝達経路のリガンドであるR-spondin1(RSPO1)が角膜において、どのような役割を果たしているかについて研究した。その結果、RSPO1ノックアウトマウスにおいて、角膜上皮下混濁、角膜上皮創傷治癒遅延、角膜上皮分化異常をおこすことが確認され、RSPO1が角膜恒常性維持において大きな役割を果たしている可能性が高いと考えられた。RSPO1遺伝子欠損マウスモデルを用いた角膜における機能解析1.形態学的・組織学的検討KOマウスの形態学的特徴を継時的に観察した結果、生後6か月で角膜混濁を生じ徐々に増強することが確認された。この角膜にフルオレセイン染色を行うとdelayed stainingが生じ、角膜上皮の透過性亢進が明らかとなった。2.細胞生物学的検討生後1年のマウス角膜を組織学的検討した結果、混濁の原因は角膜上皮下の沈着物であり、さらにカルシウム染色により、沈着部にカルシウム塩を含むことが判明した。細胞骨格マーカー(ケラチン等)、細胞間接着分子(ZO1等)、基底膜構成分子(ラミニン等)の発現を免疫組織化学的に調べた結果、細胞骨格マーカーの異常は認めず、角膜上皮としてのキャラクターを維持していると考えられた。角膜上皮透過性亢進所見から、細胞間接着分子の異常が予想されたが、やはり発現低下していた。基底膜は肥厚し、基底膜が沈着部位であると考える。角膜混濁発生の機序として、角膜上皮接着分子が破綻し、涙液が基底膜まで移行して涙液中のカルシウムがpH変化などによりハイドロキシアパタイトのような結晶構造となり沈着したことが考えられる。3.角膜創傷モデルによるRSPO1のin vivo機能解析WTマウスとKOマウスに角膜創傷を作成し創傷治癒を比較したところ、KOマウスで有意に角膜創傷治癒が遅延し、RSPO1が創傷治癒に寄与している可能性が示唆された。WTマウスの角膜創傷モデルで経時的に組織を採取し、免疫組織化学的手法でRSPO1、細胞増殖マーカーの発現を確認した。その結果、RSPO1は創傷へmigrateしている上皮では発現低下し、細胞増殖・再構築の段階で再発現することが確認された。RSPO1は上皮再構築に関与している可能性が示唆され、これが創傷治癒促進作用の理由のひとつであると考えられた。1角膜混濁発生の機序RSPO1-KOマウスでは、生後2-6か月から角膜混濁と新生血管を認め、組織学的には角膜上皮下沈着物や炎症所見とともに、角膜上皮細胞の形態異常が顕著である。細隙灯顕微鏡所見では点状表層角膜症(SPK)と角膜透過性亢進、電子顕微鏡所見では、角膜上皮最表層の形状変化がみられ、免疫染色では細胞間接着関連蛋白の発現が低下していた。角膜混濁の一成分はカルシウム(Ca)であった。これらを考え合わせると、RSPO1-KOマウスでは、角膜上皮細胞の分化異常があり、細胞間接着が減弱する結果、涙液の一成分であるCaが角膜上皮下に浸透・沈着し、角膜混濁を生じている可能性が示唆された。SPKや角膜混濁を起こす他の原因について(マイボーム腺、涙液量、血液中Ca濃度等)比較検討したが、有意差は認めず、全身の影響や眼瞼の刺激等ではなく、角膜上皮分化異常がこれらの異常をおこしていると考えられた。RSPO1-KOマウスで生じる角膜混濁は、新生血管などの炎症所見を伴うこと、加齢や同ケージ複数飼いによって増加すること、RSPO1がWntシグナル伝達関連因子であることから、RSPO1遺伝子欠損マウスでは炎症をより惹起しやすいと考察される。まとめるとRSPO1-KOマウスでの角膜混濁の原因は、角膜分化異常と炎症の惹起であると思われた。2RSPO1の角膜上皮創傷における役割RSPO1-KOマウスを用いて角膜上皮創傷モデルを作成し、創傷治癒過程でのRSPO1の役割について検討した結果、創傷後早期に有意に創傷治癒遅延があり、RSPO1が創傷治癒早期に創傷治癒を促進する働きがある可能性が示唆された。3発生への関与RSPO1-KOマウスでは、正常マウスよりも有意に眼球が小さく、眼球発生にも関与していることが示唆された。以上よりRSPO1は角膜分化に必須で角膜恒常性維持に大きく関与することが示された。RSPO1はメスの性腺形成に必須であり、KOメスは妊娠不可能、ヘテロメスは乳腺発達障害のため授乳不能で育児放棄する。そのため譲り受けたヘテロマウスにより系統維持とKOマウス産出を行う。

KO仔マウスを得るためには、ヘテロ同志を交配し1/4の確率でKO仔マウスを得るが、出産したメスはその後育児しない。そのため、WTマウスを同時期に交配し、産後すぐにヘテロマウスの仔をWTマウスケージに移しWTマウスに育児させた。しかし、出産時期がずれることも多く、同時期に出産しても産後すぐにタイミングよく仔マウスを移動することが困難で、タイミングよく移動してもなかなか別マウスの仔を育児するに至らない。また、WTマウスが出産した仔マウスと区別不能でgenotype PCRが非効率である。そこで、多産系統(ICR)マウスを同時期に交配し、同ケージで同時期に出産させ、両系統の仔マウスをICRマウスに育児させた。この方法により、ICRマウスが匂いの違いで育児放棄することも減り、ヘテロの出産後すぐにICRマウスから授乳可能となった。仔マウスの色とサイズの違いが明らかであり、同ケージ中でもヘテロマウスから産まれた仔マウスのみを選別しgenotype PCRを行うことができ、効率よくKOマウスを選出することが可能となった。現在は順調にKOマウスを得ている。このような事情から、当初KOマウス数の確保が困難だったが、その間は少ないKOマウスについての種々の実験や、KOマウス以外の実験(WTマウスの創傷実験等)を行うことで、順調に実験結果を出し学会発表も行うことができた。また、KOマウスの長期経過観察と組織学的実験の中で数々の発見があり、RSPO1の機能がさらに明らかとなってきた。新たな知見が蓄積されるにつれ、今後行うべき実験や課題がわかってきた。総合すると、順調に進展していると判断する。眼科学当初RSPO1は種々の組織幹細胞マーカーであるLGR5のリガンドであることから、幹細胞関連の役割を想定し実験開始した。昨年度の結果では、RSPO1の創傷治癒促進効果が明らかとなり、とくに再構築期の増殖・分化への関連が示唆された。一方、KOマウスの長期経過観察では徐々に角膜混濁が増強し、細胞間接着分子の破綻によるカルシウム沈着が観察され、RSPO1が角膜上皮分化過程での細胞間接着構成に関与すると考えられた。したがって、今年度の課題は、RSPO1の角膜における増殖・分化に関する機能解析となる。1.形態学的・組織学的検討RSPO1-KOマウスの組織を採取し、微細構造(細胞間接着等)について電子顕微鏡を用いて検討する。2.分子生物学的検討RSPO1-KOマウス角膜上皮の細胞間接着関連分子(ZO-1、クローディン、オクルーディン、デスモプラキン等)について免疫組織化学的検討を行い、どの細胞間接着が破綻しているのかを調べる。RSPO1の創傷治癒促進作用に関連して、増殖、アポトーシス、炎症関連の分子についても免疫組織化学的検討をすすめる。3.角膜創傷モデルによるRSPO1のin vivo機能解析KOマウスの角膜に創傷を作成し、継時的に組織を採取し、組織修復過程におけるWTマウスとの違いについて検討する。具体的には、増殖、アポトーシス、炎症関連分子について免疫組織化学的検討をすすめる。4.RSPO1のin vitro機能解析RSPO1-KOマウスより採取した角膜上皮細胞を培養、重層化させ、角膜上皮層上/下の電気抵抗を測定し、WTマウスと比較することで、培養角膜上皮の透過性を調べる。同様に3次元構築したマウスおよびヒト角膜上皮にレトロウイルスベクターを用いてRSPO1を遺伝子導入し、マウスおよびヒト角膜上皮のin vitroにおける機能解析を行う。
siRNAの細胞内トラフィッキングの分子メカニズムの解析

RNAi(RNA干渉)は線虫で初めて発見された現象で、細胞に外来性の二本鎖RNA(siRNAなど)を投与することにより、同じ配列を持つ内在性のmRNAを阻害できるというものであり、多くの生物で同様の現象が知られるようになった。線虫では、siRNAが組織や細胞を越えて広がる現象が知られている。本研究では、siRNA小胞輸送に関わる分子の線虫変異体などを用いて、siRNAが細胞間を伝播するのに必要なマシーナリーを絞り込むことを目的にした。その結果、エンドサイトーシスに関わる分子の一部が伝播に必要なことを見出したRNAi(RNA干渉)は線虫で初めて発見された現象で、細胞に外来性の二本鎖RNA(siRNAなど)を投与することにより、同じ配列を持つ内在性のmRNAを阻害できるというものであり、多くの生物で同様の現象が知られるようになった。その結果、エンドサイトーシスに関わる分子の一部が伝播に必要なことを見出したRNAi(RNA干渉)という現象は、最初に線虫で発見され、2本鎖RNAを投与することで、同一配列を持つmRNAを分解するなど、ゲノム配列に変異を加えなくても、遺伝子発現制御(抑制)を行うことができる画期的な技術として注目されている。RNAiに関わる酵素などが次々と同定されつつある。RNAiに関して、線虫では、大変興味深い現象が知られている。すなわち、ある細胞でRNAiが働いた場合、分解されたsiRNAが他の細胞にも移動して、その細胞でもRNAi現象を引き起こすというsystmic RNAという性質である。これに関わる分子として、SID-1という膜蛋白質が線虫の遺伝学で見出されたが、この分子が本来、どのような機能を持っていて、細胞間のsiRNAの運搬に関わっているのかは謎である。また、この分子のヒトホモログが存在することが知られている。そこで、我々は、SID-1の線虫での機能を解析し、これが、ヒトでのRNAi現象の際に、siRNAの取り込み機能として重要な役割をしているのではないかとの仮説によって、哺乳類への応用を試みることが重要であると考えている。線虫で、sid-1遺伝子のノックアウト株を取得した。さらに、線虫で、もう一つ存在する、sid-1遺伝子ホモログ(ZK721.1)のノックアウト株も取得した。これらの変異体の中で、細胞間の分子移動に関わる可能性をエンドサイトーシスをアッセイすることで、検索した。これらの単独変異体および二重変異体では、エンドサイトーシスは受容体依存性エンドサイトーシスおよび受容体非依存性エンドサイトーシスのいずれも正常に起こっていた。SID-1がsiRNAを取込む際に働く様式は、別の方法であると推定し、さらなる実験を進めている。RNAi(RNA干渉)という現象は、最初に線虫で発見され、2本鎖RNAを投与することで、同一配列持つmRNAを分解するなど、ゲノム配列に変異を加えなくても、遺伝子発現制御(抑御)を行うことができる画期的な技術として注目されている。すなわち、ある細胞でRNAiが働いた場合、分解されたsiRNAが他の細胞にも移働して、その細胞でもRNAi現象を引き起こすというsystmic RNAという性質である。これに関わる分子として、SID-1という膜蛋白質が線虫の遺伝で見出されたが、こし分子が本来、どのような機能を持っていて、細胞間のsiRNAの運搬に関わっているのかは謎である。また、この分子のヒトホモログが存在することがしられている。我々は、SID-1の線虫での機能を解析し、これが、ヒトでのRNAi現象の際に、siRNAの取り込み機能として重要な役割をしているのではないかとの仮説によって、哺乳類への応用を試みることが重要であると考えている。これらの変異体の中で、細胞間の分子移働に関わる可能性をエンドサイトーシスのいずれも正常に起こっていた。一方、エンドサイトーシス異常を呈するvps-45および、vps-33.1遺伝子変異体では、systemic RNAiに異常があった。
信号処理回路内蔵のPSDを用いた小型・高精度の下顎運動記録システムの開発

新たに開発した信号処理回路内蔵のPSDを用いた下顎運動記録装置の有用性を明らかにする目的で,以下の2つの実験を行った.実験I:咬合器の上弓と下弓に3つのLEDで構成するトライアングルをそれぞれ前頭面と平行に付着した.次いで,上弓を矢状面上で回転させた時の各LEDの位置座標を新たに開発した下顎運動記録装置(装置A)で記録後,トライアングルの重心点の運動を定性的に観察した.その結果,咬合器の上弓に付着したトライアングルの重心点は,顆頭球間軸を中心に正確な円弧を描くことが確認できた.実験II:20歳代の健常者10名(男性5名,女性5名)に主咀嚼側で軟化したチューインガムを咀嚼させた時の下顎運動を装置Aと東京歯材社製トライメット(装置B)で同時記録した.分析は,咀嚼開始後の第5サイクルからの10サイクルについて,各サイクルとその重ね合わせ表示,ならびに平均経路の表示を行い,定性的に観察した.次いで,平均経路から開口量と咀嚼幅を算出し,両装置間で比較した.その結果,咀嚼運動経路は,いずれの被験者でも,装置Aと装置Bとが近似していることが確認できた.さらに,開口量と咀嚼幅は,装置Aと装置Bとが近似し,両装置間に有意差が認められなかった.これらの結果から,新しく開発した下顎運動記録装置は,高精度の下顎運動記録装置と同程度の咀嚼運動を記録・分析できることが確認でき,臨床応用できることが示唆された.信号処理回路内蔵のPSDを用いた小型・高精度の下顎運動記録装置を開発する目的で,はじめに市販の6自由度顎運動記録装置K3DMS2【○!R】のカメラ部分に2003年に欧州で発売された信号処理回路内蔵の高精度PSDを用いることにより,K3DMS2【○!R】をより小型化した.次いで,3次元読み取り顕微鏡に付着したLEDを上下,左右,前後方向に移動させた時の位置座標を信号処理回路を内蔵しないPSDを用いた従来の下顎運動記録装置と新たに製作した下顎運動記録装置を用いてsampling time10msecで1秒間計測後,得られた100個のデータから変動係数を算出し,装置間で比較した.その結果、信号処理回路内臓のPSDを用いることにより,6自由度顎運動記録装置K3DMS2【○!R】から増幅回路,加減算回路,除算回路を省くことができ,また新たに開発した下顎運動記録装置の出力信号は,信号処理回路を内蔵しないPSDを用いた従来の下顎運動装置の出力信号よりも有意に安定していた.そこで,20歳代の男性健常者5名に主咀嚼側でチューインガムを咀嚼させた時の運動を新たに製作した下顎運動記録装置(装置A)と東京歯材社製トライメット(装置B)で同時記録後,咀嚼運動経路を観察し,開口量と咀嚼幅について,両装置間で比較した.その結果,咀嚼運動経路は,いずれの被験者でも,装置Aと装置Bとが近似していること,また開口量と咀嚼幅は,装置Aと装置Bとが近似し,両装置間に有意差が認められなかった.これらのことから,新しく開発した信号処理回路内蔵のPSDを用いた簡便な3次元下顎運動記録装置は,トライメットと同程度の咀嚼運動を記録・分析できることが確認でき,臨床応用できることが示唆された.新たに開発した信号処理回路内蔵のPSDを用いた下顎運動記録装置の有用性を明らかにする目的で,以下の2つの実験を行った.実験I:咬合器の上弓と下弓に3つのLEDで構成するトライアングルをそれぞれ前頭面と平行に付着した.次いで,上弓を矢状面上で回転させた時の各LEDの位置座標を新たに開発した下顎運動記録装置(装置A)で記録後,トライアングルの重心点の運動を定性的に観察した.その結果,咬合器の上弓に付着したトライアングルの重心点は,顆頭球間軸を中心に正確な円弧を描くことが確認できた.実験II:20歳代の健常者10名(男性5名,女性5名)に主咀嚼側で軟化したチューインガムを咀嚼させた時の下顎運動を装置Aと東京歯材社製トライメット(装置B)で同時記録した.分析は,咀嚼開始後の第5サイクルからの10サイクルについて,各サイクルとその重ね合わせ表示,ならびに平均経路の表示を行い,定性的に観察した.次いで,平均経路から開口量と咀嚼幅を算出し,両装置間で比較した.その結果,咀嚼運動経路は,いずれの被験者でも,装置Aと装置Bとが近似していることが確認できた.さらに,開口量と咀嚼幅は,装置Aと装置Bとが近似し,両装置間に有意差が認められなかった.これらの結果から,新しく開発した下顎運動記録装置は,高精度の下顎運動記録装置と同程度の咀嚼運動を記録・分析できることが確認でき,臨床応用できることが示唆された.
実践共同体における知識移転プロセスに関する理論的・経験的研究

平成30年度の実施計画は、(1)理論的検討においては、平成29年度に引き続き、文献サーベイを行い経験的調査に必要な概念枠組みについて精緻化する作業を行うこと、そして(2)経験的検討においては、調査協力を行う企業や業界団体の資料収集を行い、調査設計を行うことであった。研究実績としては、(1)に関して、実践共同体に関する先行研究のレビューを行い、主に次の点が明らかになった。これまでの先行研究は、実践共同体を組織のパフォーマンスを高めるためのナレッジマネジメントのツールとして捉え、その構築や管理について検討するアプローチと、組織の現場で生じる学習を理解するための分析枠組として用いて検討するアプローチとに大別できる。前者のアプローチについては、実践共同体概念の定義が曖昧である故、それぞれの先行研究が実践共同体として同定する経験的対象の間で共通点が乏しいといった課題が挙げられる。また後者のアプローチについては、最近の研究トピックとしては、「(境界)オブジェクト」や「物質性」の概念に注目が集まっていることなどが明らかになった。これらをまとめた成果については、平成31年度(令和元年度)中に論文として公刊することを予定している。(2)に関して、地方自治体をリサーチサイトとして、主に人材育成の観点から管理職員と一般行政職員に対して、ヒアリング調査を実施した。成果としては、管理職員の育成に注目し、当該地方自治体にて実施されている管理職研修、目標管理制度、多面評価制度を通じた育成の取り組みを紀要論文と公刊した。また一般行政職員を対象として、育児休業取得を通じたアイデンティティの変化とそれがもたらす効果について、学会(部会)報告を行った。(1)理論的検討については、適切に進行している。平成30年度は主に実践共同体概念と学習論の領域で近年注目されている物質性の概念について文献サーベイを実施し、平成31年度も継続する予定である。(2)経験的調査については、適切に進行している。平成30年度は、地方自治体をリサーチサイトとして、フィールドワークを実施した。成果については、調査対象となった地方自治体による管理職員育成の取り組みについて紀要論文として公刊した。また一般行政職員(男性)による育児休業取得を通じたアイデンティティの変化とその効果(学習)については、学会(部会)にて報告を行い、当該報告を発展させた成果について、平成31年度に同学会の全国大会にて報告することが決定している。さらに平成30年度に、他の企業に対し、研究対象として協力依頼を行い、パイロット調査を実施している。平成31年度(令和元年度)は、理論的検討については、前年度まで実施してきた文献レビューを継続し、その成果について論文として公刊することを予定している。また経験的調査については、すでに実施した地方自治体の調査結果について、平成30年度に実施した報告を発展させた内容について学会報告を行うとともに、学会誌への投稿を行う。また、前年度に実施したパイロット調査に基づいて、職場の学習構造を明らかにするための具体的な調査計画を策定し、協力先と協議することを予定している。調査協力の許可が下り次第、本調査を実施し、その成果について学会報告や論文等で発信していくことにする。平成29年度は、理論的研究に重点を置いた研究計画に沿った上で、包括的な文献サーベイを行い、知識移転や学習に関する論点整理や概念枠組の構築を実施してきた。特に、状況的学習論の既存研究の再検討を通じ、実践共同体への参加という観点から組織成員の学習を捉えるための論点整理を行った。また経験的調査に向けたリサーチサイトの探索も実施している。現在のところ、新たに行政機関から調査の内諾を得ている。その機関では主に管理職の学習プロセスを調査対象とする予定であり、パイロット調査として、人事担当者に人事制度や管理職研修に関して事前ヒアリングを一部実施している。今後、調査計画を詰めて共同研究者とともに本調査を実施する予定である。実施予定であった文献サーベイも適切に進行しており、その研究成果も論文として既に公表済みである。しかし文献サーベイの範囲としては、計画していた領域全てで実施できたわけではないため、その点は平成30年度に集中的に実施予定である。またリサーチサイトの探索においては、当初の計画にはなかったリサーチサイトの獲得とパイロット調査まで進んでいることから、現時点で順調に進展していると判断できる。

これらをまとめた成果については、平成31年度(令和元年度)中に論文として公刊することを予定している。(2)に関して、地方自治体をリサーチサイトとして、主に人材育成の観点から管理職員と一般行政職員に対して、ヒアリング調査を実施した。成果としては、管理職員の育成に注目し、当該地方自治体にて実施されている管理職研修、目標管理制度、多面評価制度を通じた育成の取り組みを紀要論文と公刊した。また一般行政職員を対象として、育児休業取得を通じたアイデンティティの変化とそれがもたらす効果について、学会(部会)報告を行った。平成30年度の実施計画は、(1)理論的検討においては、平成29年度に引き続き、文献サーベイを行い経験的調査に必要な概念枠組みについて精緻化する作業を行うこと、そして(2)経験的検討においては、調査協力を行う企業や業界団体の資料収集を行い、調査設計を行うことであった。(1)理論的検討については、適切に進行している。平成30年度は主に実践共同体概念と学習論の領域で近年注目されている物質性の概念について文献サーベイを実施し、平成31年度も継続する予定である。(2)経験的調査については、適切に進行している。平成30年度は、地方自治体をリサーチサイトとして、フィールドワークを実施した。成果については、調査対象となった地方自治体による管理職員育成の取り組みについて紀要論文として公刊した。また一般行政職員(男性)による育児休業取得を通じたアイデンティティの変化とその効果(学習)については、学会(部会)にて報告を行い、当該報告を発展させた成果について、平成31年度に同学会の全国大会にて報告することが決定している。さらに平成30年度に、他の企業に対し、研究対象として協力依頼を行い、パイロット調査を実施している。平成30年度は、計画通り、理論的研究に加え経験的研究を進めていく。理論的研究に関しては、平成29年度に検討した組織成員の学習を捉える概念枠組は、実践共同体への参加の観点から、主に人に焦点を当てたものであった。従って本年度は、学習現象を構成する人工物ないしは物象化の概念、また学習に関わる人と人工物との関係性に焦点をあてて先行研究のレビューを行い、概念枠組のさらなる精緻化を図っていく。経験的研究は、以前より計画していた調査協力企業と平成29年度に新しく調査協力の許可を得た行政機関に対して引き続きヒアリング調査に向けた交渉を行い、調査計画の策定とパイロット調査を中心に実施していくことにする。平成31年度(令和元年度)は、理論的検討については、前年度まで実施してきた文献レビューを継続し、その成果について論文として公刊することを予定している。また経験的調査については、すでに実施した地方自治体の調査結果について、平成30年度に実施した報告を発展させた内容について学会報告を行うとともに、学会誌への投稿を行う。
古代日本語文体の計量的研究

平安鎌倉時代の文学作品の文体類型の体系を計量的な手法を用い、総合的に把握するため、(1)和文体の類型について考察する。そのなかで、(a)平安時代和文のさらなる分類、(b)鎌倉時代和文の類型についてさらなる考察を行う。また、(2)和漢混淆体の類型について、(a)和漢混淆体のさらなる分類をおこない、(b)和文体との比較を通して(3)平安鎌倉時代の文学作品の文体の体系的記述をめざす。
漸近的中心性質を用いたC*力学系および付随するC*接合積の構造解析

接合積構成法は具体的・詳細な解析が可能な面白い作用素環を構成するもっとも有用な方法である.構成に関わる材料自体が数学的に興味深く重厚な研究がなされているため,原材料との関連性も相まって,もっとも活発に研究されている対象である.本研究の目的は,ヒルベルト双加群の漸近的中心の性質を用いて,接合積構成から産まれる作用素環とそれにまつわる現象をより深く解析するためのあらたな技術を確立することである.とくにC*環上の群作用に対する従順性,自由性に関しては,先行研究で確立されていた概念では拾いきれない重要な例が見逃されていたことを筆者は過去の研究で明らかにしており,これについては今後の発展が期待できる.接合積構成法は具体的・詳細な解析が可能な面白い作用素環を構成するもっとも有用な方法である.構成に関わる材料自体が数学的に興味深く重厚な研究がなされているため,原材料との関連性も相まって,もっとも活発に研究されている対象である.本研究の目的は,ヒルベルト双加群の漸近的中心の性質を用いて,接合積構成から産まれる作用素環とそれにまつわる現象をより深く解析するためのあらたな技術を確立することである.とくにC*環上の群作用に対する従順性,自由性に関しては,先行研究で確立されていた概念では拾いきれない重要な例が見逃されていたことを筆者は過去の研究で明らかにしており,これについては今後の発展が期待できる.
ウナギ種苗の量産に備えた仔稚魚期の感染症の予測

ウナギ資源の減少に伴い、ウナギの完全養殖の実用化への期待が急速に高まっている。安定した完全養殖が実現するには感染症の管理が必要であるが、ウナギの完全養殖に関する魚病学的知見は乏しい。特に減耗の激しいウナギ仔魚の感染症の原因には飼育水、餌料、親魚が考えられる。本研究では親魚由来の魚病学的知見を収集し、検出法を開発することを目的とした。2018年度は初年度に分離できた細菌を用いてウナギに対する病原性試験を行う。病原性試験ではウナギを用いた最適な条件を検討し、ウナギに対する病原性の有無を確認する。また、初年度に引き続きウイルスの分離・検出に取り組むとともに、平成30年度は親魚の生殖巣を用いて寄生虫の分離・検出に取り組む。本年度はウナギ親魚の生殖叢から分離された細菌がウナギに病原性を持つことを確認した。具体的には、ウナギ親魚の病魚の生殖巣から分離された細菌Aeromonas salmonicidaについてウナギを用いた病原性試験を行った。A. salmonicidaについては接種菌量および接種方法を変えた病原性試験を行ったところ、筋肉内接種および腹腔内接種のいずれの区においても、1.0×100 CFU接種区のウナギは83100%の死亡率を示し、1.0×100 CFU/尾の菌量を接種した区においても33%の死亡率を示した。これより本株のLD50は1.0×100 CFU以下にあると判断された。寄生虫の分離・検出については、ウナギに病原性がある寄生虫を対象に、ウナギの生殖叢から抽出したDNAを用いてPCR検査を行ったが、全て陰性であった。これより、当初の目標に掲げたウナギ親魚の生殖巣から分離された細菌について、ウナギに対する病原性が有ることを確認でき、一定の成果を挙げることができた。感染実験の最適な条件検討に時間を要したためである。主な原因として、Aeromonas salmonicidaは継代すると病原性が弱くなることが挙げられる。そのため、初代株と継代株を用いた病原性試験を追加するなど、当初の計画になかった感染実験を追加することになり、実験スケジュールが少し遅れている。2019年度はウナギに病原性が有ることが確認されたA. salmonicidaについて、性状試験を行い、他のA. salmonicidaの株と性状を比較する。また、ウナギ親魚の生殖叢から分離・検出された病原体候補についてプライマーを作製し、検出系を確立する。ウナギ資源の減少に伴い、ウナギの人工種苗の量産化に向けた技術開発が急務となっている。将来、種苗の大量生産技術が確立すると魚病が発生し、種苗の著しい減耗を起こすことが想定される。しかし、ウナギの人工種苗生産に関する魚病学的知見は乏しい。種苗への感染源として飼育水、餌料、親魚が考えられるため、本研究では親魚由来の魚病に焦点を当て、魚病学的知見の収集および検出法を開発することを目的とした。親魚では卵や精液が主な感染源となることから、2017年度は親魚の卵巣および精巣に感染する病原体候補を明らかにするため、健常魚および病魚を含む40尾の親魚から細菌およびウイルスの分離・検出を試みた。細菌では培養検査を行って細菌を分離し、真正細菌16SrRNAを増幅するためのユニバーサルプライマーを用いたPCRを行った。得られた増幅産物の塩基配列を決定し、BLASTを用いて決定した塩基配列と相同性の高い既知種を検索した。その結果、健常魚の生殖巣から9属の細菌が分離され、病魚の生殖巣からはウナギに病原性があると考えられるAeromonas salmonicidaが分離された。一方、ウイルスでは培養検査を行って分離を試みるとともに、親魚の生殖巣から抽出したゲノムDNAおよびRNAを鋳型としてウナギの病原体である各ウイルス(JEECV、AngHV-1、EVEX、EVE)に特異的なPCRおよびRT-PCRを行った。その結果、ウイルスは分離ができなかったものの、PCRではウイルス性血管内皮壊死症の原因ウイルスであるJEECVの遺伝子が検出され、その増幅産物はJEECV(Accession no. AB543063)と100%一致した。以上のことから、当初の目標に掲げた親魚の生殖巣に感染する病原体候補を発見することができ、一定の成果を上げることができた。当初に予定した研究計画のとおり、ウナギの親魚の生殖巣から種苗に感染する可能性のある細菌の分離およびウイルスの検出に成功した。一方で、ウイルスの分離はできておらず、その原因として培養検査に用いた細胞が不適であると考えられた。すでに新たな細胞の作製には着手しており、ウイルス培養検査を再試験する準備を進めている。

本年度はウナギ親魚の生殖叢から分離された細菌がウナギに病原性を持つことを確認した。具体的には、ウナギ親魚の病魚の生殖巣から分離された細菌Aeromonas salmonicidaについてウナギを用いた病原性試験を行った。A. salmonicidaについては接種菌量および接種方法を変えた病原性試験を行ったところ、筋肉内接種および腹腔内接種のいずれの区においても、1.0×100 CFU接種区のウナギは83100%の死亡率を示し、1.0×100 CFU/尾の菌量を接種した区においても33%の死亡率を示した。これより本株のLD50は1.0×100 CFU以下にあると判断された。寄生虫の分離・検出については、ウナギに病原性がある寄生虫を対象に、ウナギの生殖叢から抽出したDNAを用いてPCR検査を行ったが、全て陰性であった。これより、当初の目標に掲げたウナギ親魚の生殖巣から分離された細菌について、ウナギに対する病原性が有ることを確認でき、一定の成果を挙げることができた。感染実験の最適な条件検討に時間を要したためである。主な原因として、Aeromonas salmonicidaは継代すると病原性が弱くなることが挙げられる。そのため、初代株と継代株を用いた病原性試験を追加するなど、当初の計画になかった感染実験を追加することになり、実験スケジュールが少し遅れている。平成30年度は初年度に分離できた細菌を用いてウナギに対する病原性試験を行う。病原性試験ではウナギを用いた最適な条件を検討し、ウナギに対する病原性の有無を確認する。また、初年度に引き続きウイルスの分離・検出に取り組むとともに、平成30年度は親魚の生殖巣を用いて寄生虫の分離・検出に取り組む。2019年度はウナギに病原性が有ることが確認されたA. salmonicidaについて、性状試験を行い、他のA. salmonicidaの株と性状を比較する。また、ウナギ親魚の生殖叢から分離・検出された病原体候補についてプライマーを作製し、検出系を確立する。
複数手法の適用による森林炭素循環における根呼吸の役割に関する定量評価

本研究の目的は、土壌圏からの植物由来の呼吸量を正確に把握し,森林炭素循環における根呼吸の定義の明瞭化と定量化を目指すことであり,本年度は主にフランスにおける森林で安定同位体を用いてのパルスラベリング実験および測定を行った。2008年10月よりひきつづき、フランス国ボルドー市、国立農業研究所ボルドー支所において炭素安定同位体13Cを樹木にラベリングし、そのシグナルを得ることで樹木の炭素の流れを解明する「CATS(Carbon Allocation of Tree and Soil)」プロジェクトに参加し、光合成産物が根へ到達する速度を測定するための土壌呼吸連続測定とサンプリングによる根中の13C炭素含有量測定を担当するとともに、土壌呼吸における根呼吸の役割を評価するために、日本において開発した根呼吸を非破壊に測定する手法を13C測定に応用し測定を行った。パリ・ナンシーでの実験にも参加し、これらの結果より主要な3樹種であるブナ・カシ・マツにおいて、光合成産物の地下への到達スピードにおおきな違いがみられることを明らかにした。被子植物であるブナ・カシではラベリング後およそ10-32時間で光合成産物は地下部に到達するが、裸子植物であるマツでは40-120時間と4倍以上の違いがみられた。またマツの根での炭素の移動速度は0.09m/hであった。これらの結果は2009年9月、ウィーンにて行われた国際学会で発表するとともに、2010年3月にヨーロッパCOSTミーティングのワーキンググループでの発表を行った。本研究の目的は、土壌圏からの植物由来の呼吸量を正確に把握し、森林炭素循環における根呼吸の定義の明瞭化と定量化を目指すことであり、本年度はいくつかのタイプの異なる森林で測定を行った。2008年6月マレーシア・パソ試験林において、7月滋賀県・桐生試験地において、フラックスの観測に加えて、炭素安定同位体を用いての森林炭素循環の解明に関する調査を行った。2008年4月-8月、滋賀県・山城試験地において呼吸量測定装置・スキャナを設置し、継続調査をおこなった。2008年8月末より渡仏、国際会議JECIUM(ヨーロッパ安定同位体利用会議)に参加、情報収集をおこなった。その後フランス国ナンシー大学において、炭素安定同位体13Cを樹木にラベリングし、そのシグナルを得ることで樹木の炭素の流れを解明するプロジェクト「CATS(Carbon Allocation of Tree and Soil)」おいてCATSプロジェクト実験に参加。これはフランス国内で安定同位体を連続測定できるTDLS(Tunable Diode Laser Spectrometer)をもち、異なる樹種からなるナンシー・パリ・ボルドーの3地点の森林でおこなわれている。10月よりフランス国ボルドー市、国立農業研究所ボルドー支所においで、同プロジェクトに参加している。光合成産物が根へ到達する速度を測定するための土壌呼吸連続測定とサンプリングによる根中の13C炭素含有量測定を担当するとともに、土壌呼吸における根呼吸の役割を評価するために、日本において開発した根呼吸を非破壊に測定する手法を13C測定に応用し、測定を開始している。
甲状腺分化癌における新規分子標的薬の超早期適応決定

平成30年度の研究では、前年度に検討した転移を有する分化型甲状腺癌患者について、I-131内用療法前の遺伝子組み換えヒト型TSH(rhTSH)を用いた診断シンチグラフィ(rhTSH診断シンチグラフィ)とI-131内用療法の効果との関係について調べた。I-131内用療法前のrhTSH診断シンチグラフィで転移病変への集積を認めた1例については、I-131内用療法後シンチグラフィでも転移病変への集積を認め、かつI-131内用療法の効果も得られた。一方、I-131内用療法前のrhTSH診断シンチグラフィで転移病変への集積を認めなかった2例では、1例はI-131治療後シンチグラフィでも転移病変への集積を認めず、かつI-131内用療法の効果も得られなかったが、もう1例はI-131内用療法後シンチで転移病変への集積を認め、かつI-131内用療法の効果も得られた。rhTSH診断シンチグラフィによる治療効果予測と治療効果が一致した2例は転移病変のサイズが大きく、乖離を生じた1例は転移病変のサイズが小さかった。以上から、転移病変サイズが大きい分化型甲状腺癌患者においては、I-131内用療法前のrhTSH診断シンチグラフィによって、早期に治療効果予測が可能であることが示唆された。また、本研究で用いるrhTSHの利点として、甲状腺ホルモン休薬が不要であることが挙げられるため、I-131治療時の甲状腺ホルモン休薬によるeGFRの変化についても検討を加えた。38名の症例での検討では、I-131治療時の甲状腺ホルモン休薬によりeGFRは平均24%低下し、特に腎機能低下例においてはrhTSH利用の優位性が示された。平成28-30年度にわたる本研究全体を通じて、I-131内用療法前のrhTSH診断シンチグラフィは、分子標的薬の導入を超早期に判断する材料の一助になり得る可能性が示唆された。本年度は、本研究の主目的で行われる診断的I-131シンチグラフィの基礎的データ収集をおこなった。残存甲状腺組織を有しかつ転移を有する分化型甲状腺癌患者に対して、初回のI-131内用療法の直前に診断的I-123シンチグラフィを行い、その直後に行われるI-131内用療法の治療後画像と比較し、I-131治療の早期効果予測が可能かどうかを検討した。なお、本研究では、診断的I-131シンチグラフィの直後にI-131内用療法を施行すると病変へのI-131集積が低下することによる治療効果低下が危惧されるため、診断的I-131シンチグラフィの代わりに同等の病変検出能を有する診断的I-123シンチグラフィを用いた。4名の患者に対して、甲状腺ホルモンを休薬した状態で診断的I-123シンチグラフィを施行し、その3日後にI-131内用療法を施行しI-131内用療法の3日後にI-131内用療法後画像を取得し、診断的I-123シンチグラフィとの比較を行った。診断的I-123シンチグラフィでは4名中1名で病変への集積を認め、一方、I-131内用療法後画像では4名中2名で病変への集積を認めた。診断的I-123シンチグラフィのみで病変集積を認めた例はなかったが、診断的I-123シンチグラフィでは病変集積がないにもかかわらずI-131内用療法後画像で病変集積を認めたものが1例あった。また、I-123シンチグラフィで病変集積を認めた1例は、I-131内用療法後画像ではさらに多数の病変集積を認めた。今回の結果からは、症例数が少ないものの、残存甲状腺組織を有する分化型甲状腺癌患者において、I-131内用療法前の診断的I-123シンチグラフィでI-131内用療法の治療効果予測がある程度可能であることが示唆された。残存甲状腺組織を有する分化型甲状腺癌患者において、I-131内用療法前の診断的シンチグラフィでI-131内用療法の治療効果予測が可能であることが示唆された。I-131内用療法前の診断的シンチグラフィでI-131内用療法の効果が期待できないと判定できることは、本研究の主目的である分子標的薬の早期適応決定に有用な可能性があることが示唆された。平成28年度の研究によって、残存甲状腺組織を有しかつ転移病変を有する分化型甲状腺癌患者において、I-131内用療法前の診断的シンチグラフィでI-131内用療法の治療効果予測がある程度可能であることを示した。分化型甲状腺癌患者において転移病変の検索目的に行われるI-131シンチグラフィおよびI-123シンチグラフィといった診断的シンチグラフィでは、甲状腺癌病巣へ十分に放射性ヨウ素を取り込ませるようにするため、甲状腺刺激ホルモン(TSH)を十分に上昇させる必要がある(一般的には30μIU/mL以上)。I-131内用療法の対象となる甲状腺全摘後の患者では甲状腺ホルモンを休薬することにより内因性TSHの上昇を図ることが可能であるが、超早期の分子標的薬の適応決定を目的とする本研究の対象患者は甲状腺組織が残存するため甲状腺ホルモン休薬による内因性TSHの上昇を図ることは不可能である。

このため、診断的シンチグラフィを施行する際は、遺伝子組み換えヒト型TSH(rhTSH)を用いて外因性TSHを上昇させた上で検査をおこなう必要がある。本年度(平成29年度)の研究では、分化型甲状腺癌の転移病変の検出にrhTSHが有用かどうか検討した。転移病変を有する分化型甲状腺癌患者3名において、rhTSHを用いたシンチグラフィでの転移病変の検出能について調べた。3例中1例では肺転移およびリンパ節転移への放射性ヨウ素集積を認め病変検出が可能であった。残りの2例ではいずれも残存甲状腺組織への放射性ヨウ素の明瞭な集積は認めたものの、肺転移、骨転移、リンパ節転移といった転移病変への集積は認めなかった。今回の結果からは、rhTSHを用いたシンチグラフィでも、転移病変の検出が可能である一方、ホルモン休薬法と比較して病変検出が劣る可能性も示唆された。残存甲状腺組織を有しかつ転移病変を有する分化型甲状腺癌患者において、I-131内用療法前の診断的シンチグラフィでI-131内用療法の効果予測が可能であることが示唆され(平成28年度)、また、rhTSHを用いることによって転移病変の検出がある程度可能であることが示唆された(平成29年度)。本研究の主目的である分子標的薬の超早期適応決定を判断する検査の1つとして診断的シンチグラフィが有用な可能性が示唆されつつあり、研究はおおむね順調に進展している。平成30年度の研究では、前年度に検討した転移を有する分化型甲状腺癌患者について、I-131内用療法前の遺伝子組み換えヒト型TSH(rhTSH)を用いた診断シンチグラフィ(rhTSH診断シンチグラフィ)とI-131内用療法の効果との関係について調べた。I-131内用療法前のrhTSH診断シンチグラフィで転移病変への集積を認めた1例については、I-131内用療法後シンチグラフィでも転移病変への集積を認め、かつI-131内用療法の効果も得られた。一方、I-131内用療法前のrhTSH診断シンチグラフィで転移病変への集積を認めなかった2例では、1例はI-131治療後シンチグラフィでも転移病変への集積を認めず、かつI-131内用療法の効果も得られなかったが、もう1例はI-131内用療法後シンチで転移病変への集積を認め、かつI-131内用療法の効果も得られた。rhTSH診断シンチグラフィによる治療効果予測と治療効果が一致した2例は転移病変のサイズが大きく、乖離を生じた1例は転移病変のサイズが小さかった。以上から、転移病変サイズが大きい分化型甲状腺癌患者においては、I-131内用療法前のrhTSH診断シンチグラフィによって、早期に治療効果予測が可能であることが示唆された。また、本研究で用いるrhTSHの利点として、甲状腺ホルモン休薬が不要であることが挙げられるため、I-131治療時の甲状腺ホルモン休薬によるeGFRの変化についても検討を加えた。38名の症例での検討では、I-131治療時の甲状腺ホルモン休薬によりeGFRは平均24%低下し、特に腎機能低下例においてはrhTSH利用の優位性が示された。平成28-30年度にわたる本研究全体を通じて、I-131内用療法前のrhTSH診断シンチグラフィは、分子標的薬の導入を超早期に判断する材料の一助になり得る可能性が示唆された。平成28年度の研究では、甲状腺全摘後のI-131内用療法前の患者、すなわち残存甲状腺組織を有する患者において、I-131内用療法前の診断的シンチグラフィでI-131内用療法の治療効果予測がある程度可能であることを示した。
低ドースイオン注入によるバイオイメージング用ナノダイヤモンドの創成

ナノダイヤモンド粒子は低細胞毒性および高生体適合性を示すことから,医学・生物学の分野に応用性が追求されている。本研究では蛍光プローブの開発を目的として、ナノダイヤモンドにイオン注入の手法を用いて不純物、あるいは損傷(空孔)を効率よく導入して発光センターを形成する研究をおこなった。はじめ市販ナノダイヤモンドにSiVセンター形成を目指してSi+Heの共注入をおこなったが、SiVセンターの作製には至らなかった。そこで、高純度の単結晶および多結晶のダイヤモンドにSiを始め様々な元素のイオン注入、アニールをおこなった結果、シャープな発光分布を持ちかつ強い発光強度を持つ発光センターの形成が確認された。ナノダイヤモンドは物理的・化学的に極めて安定な材料であり、生体イメージングプローブの母材として生体に適合する最適な材料である。ナノダイヤモンドが持つこの特性に注目し、化学的な手法では内部あるいは表面に導入することが困難な元素を、イオン注入技術を用いて導入する試みをおこなってきた。その結果、一定の検出感度を有する磁性材料、蛍光材料としての性能をナノダイヤモンドに付与することに成功し、生体プローブ試作への応用を試みるに至っている。しかし、イオン注入の条件としてはこれまでは高ドーズ量に偏っており、ダイヤモンド骨格の構造を破壊することなくナノダイヤモンドとしての性能をできるだけ維持するという観点から、より低ドーズ側にも感度的に有利でありかつ生産性の高い条件が存在する可能性がある判断されるようになった。当該研究では、低ドーズ領域における磁性や蛍光ナノダイヤモンドを作製するためのイオン注入条件や、その後の熱処理条件を探索し、同時にその原理について明らかにしようとしている。これまでに実験において、注入イオンを幅広く探索するとともに、イオン注入後の熱処理に関わる条件、すなわち、焼成温度と加温時間を幅広く探索し、次の点を明らかにしてきた。すなわち、ナノダイヤモンドに対する遷移金属やヘリウム、窒素のイオン注入技術を確立するとともに、ナノダイヤモンドのシリコンウェハ上に均一な膜厚で塗布する技術を確立し、再現性のよい定量的なイオン注入を可能にした。イオン注入は損傷を分散させると同時に注入元素がナノダイヤモンドに均一に分布するような手法を編み出した。さらに、最大の蛍光強度を得るための焼成温度と焼成時間を見出した。これらの基盤技術をもとにさらに高機能の磁性や蛍光を持つナノダイヤモンドの創製を目指し、シリコンなどの新しいイオンの注入を開始している。ナノダイヤモンドは化学的に安定な材料であり、生体イメージングプローブの母材として最適な材料であることに注目し、化学的な手法では内部あるいは表面に導入することが困難な元素を、イオン注入技術を用いて導入する試みをおこなってきた。しかし、イオン注入の条件としてはこれまでは高ドーズ量に偏っており、ダイヤモンド骨格の構造を保持してナノダイヤモンドとしての性能をできるだけ維持するという観点から、より低ドーズ側にも感度的に有利でありかつ生産性の良い条件が存在する可能性があると期待される。当研究では、低ドーズ領域における磁性・蛍光ナノダイヤモンドを作製するためのイオン注入条件や、その後の熱処理条件を探索し、同時にその原理について明らかにしようとしている。これまでに実験的手法を探索し、次の点を明らかにした。すなわち、ナノダイヤモンドに対するイオン注入技術を確立した。ナノダイヤモンドを純水中に分散し、スピンコーターを用いて均一な膜厚に塗布する技術を確立し、再現性のよい定量的なイオン注入が可能となった。イオン注入は多段注入法を応用し、損傷を分散させると同時に注入元素がナノダイヤモンドに均一に分布するような手法を編み出した。注入後のナノダイヤモンドの剥離法を確立し、一定の収量で確実に塗布したナノダイヤモンドが回収できるようになった。これらの基盤技術をもとにさらに高機能の磁性や蛍光を持つナノダイヤモンドの創製を目指している。生体計測に用いることの出来る蛍光プローブの開発を目的として、ナノダイヤモンドにイオン注入の手法を用いて不純物、あるいは損傷(空孔)を効率よく導入して発光センターを形成する研究をおこなった。はじめ数種類のナノダイヤモンド(製法は高温高圧法、爆発法、天然材料、サイズは平均25nm50nm)を材料として損傷を導入するためのHe注入、NVセンターの形成を意識してN+Heの共注入、生体計測に有利な赤外領域にシャープな発光特性を持つSiVセンター形成を目指してSi+Heの共注入をおこない、アニールの条件を変えながら最適なイオン注入条件、アニール条件の探索をおこなった。その結果、形成される発光センターは天然ダイヤモンド由来のナノダイヤモンドを除きすべてNVセンターに限られ、材料の種類、サイズにより発光強度が影響されること、N、Siの注入は発光センター形成には影響がないこと、損傷導入のイオン注入には損傷濃度(計算による推定値)において1×1020/cm3くらい(注入量としては1×1014/cm2程度)に最適値があること、アニール温度としては700°C800°Cに最適値があることが見出された。