hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高感度胎児心電図の開発に関する研究

平成5年度、6年度は、(1)電極接触部位での抵抗の減らし方、(2)筋電図の少ない誘導およびフィルターの選択、(3)胎児の心電図と母体の心電図の分離方法、(4)双極誘導における誘導の選択、(5)単極誘導では両下肢の不関電極の差を電気的ゼロとしたリファレンスなどを検討した。その結果、(1)電極が胎児に接着していないために、電位が充分記録できない、(2)胎児が母体の中で大きく動きドリフトする、(3)母親の心電図が混入する、(4)母親の腹壁の呼吸運動および骨格筋の電気信号が雑音として影響する、(5)単に感度を上げただけでは筋電図、静電位、他の生体電位などがノイズとして顕著になり、胎児心電図との判別ができない、などの問題点が明らかになった。これらの問題点を解決するためには、従来と異なる増幅方法が必要であり、フィルターの選択では雑音の分離が不十分である。今後、さらに目的とする高感度胎児心電計を作製するために、新しい方法論を見い出すつもりである。胎児心電図を母親の腹壁から記録するために、胎児の生体電気信号を高感度に増幅し、シグナルプロセッサーで検出する。これより得られた電気信号は母親および胎児由来の心電図、筋電図および雑音を含むので、筋電図および雑音を減らすために、まず最初に電極接着部位の抵抗の減らし方および筋電図の混入の少ない誘導の研究をした。さらに、心電図、筋電図、雑音を分離するためにそれぞれの周波数を研究し、胎児心電図が最も分離できる帯域フィルターを研究した。さらに、妊婦の心拍をテンプレートし、加算平均することによって、母親由来の心電図のみを取り出すことを検討した。この際、必要な加算回数およびトリガー点を研究した。その結果、雑音を最も減弱しかつ胎児心電図の電位を減らさないための電極および誘導法はAg/AgCl電極を用いた双極誘導で母体の脊柱と腸骨上窩間であった。またフィルター条件は低周波帯域フィルターを0.5,1.0,2.0,3.0Hzおよび20Hzで検討し、2.0Hzが胎動や呼吸によるドリフトが少なくかつ生体電位の減衰が少ないフィルター条件であった。高周波帯域フィルターは30,60,100Hzおよび200Hzで検討し、30Hzが胎児心電図の電位をそこなわず、雑音を減弱させるのに適していた。なお、母親のQRS波にトリガーした加算平均心電図の利用は母親の心電図を削除するのに有用であった。しかし、全症例で、明瞭な胎児心電図を記録するためには新しい増幅機と雑音との分別装置がさらに必要である。
消化器癌における新規癌関連遺伝子ＲＥＩＣの機能解析と臨床応用に関する研究

REIC/Dkk-3遺伝子(以下REIC)は、様々な固形癌において、その発現が低下している。今回我々は消化器癌の中でも難治である膵臓癌におけるREIC遺伝子治療の有効性について検証した。膵癌においても他の癌腫同様、REICの発現低下が認められた。また膵癌細胞に対するREIC遺伝子導入により、著明な細胞死が誘導され、動物実験においても有意な腫瘍縮小効果を認めた。REIC遺伝子治療は膵癌に対する有効な補助療法となる可能性がある。膵癌臨床検体についてREIC発現を免疫組織染色により検討したところ、66.7%(14/21)において発現低下が認められた。また膵癌細胞株ASPC1,MIAPaCa2,Panc1,BxPC3,SUIT2,KLM1,T3M4を用い、REIC発現をウエスタンブロット法により確認した。いずれの膵癌細胞株においてもREIC発現は低下していた。アデノウィルスベクター(Ad-REIC)を用いてREICを強制発現させ、細胞数をMTT assayで、細胞死をHoechst染色により評価した。細胞数は減少し(ASPC1;33.5±7.8%, MIAPaCa2;48.9±26.6%)、アポトーシスが亢進した(ASPC1;292.8±54.6%, MIAPaCa2;365±110.2%)。ヌードマウス皮下に膵癌細胞株ASPC1を2×106/100μL接種し、翌週Ad-REICを局所投与し、腫瘍のサイズを経時的に評価した。Ad-REIC投与群ではコントロール群と比較して70.6±16.6%の有意な腫瘍縮小を認めた。また膵臓癌細胞株へのREIC導入により、c-Jun N-terminal kinase pathwayの亢進が認められ、アポトーシス亢進に関与しているものと考えられた。さらに、mTOR pathwayへのfeedbackにより、autophagyを抑制している可能性が示唆された。膵癌細胞株ASPC1,MIAPaCa2,Panc1,BxPC3,SUIT2,KLM1,T3M4を用い、REIC発現をウエスタンブロット法により確認した。また膵癌臨床検体についてREIC発現を免疫組織染色で確認した。膵癌臨床検体においても、66.7%(14/21)において発現低下が認められた。コントロール遺伝子にはLacZ遺伝子を用いた。膵癌細胞株へのREIC導入により細胞数は減少し(ASPC1;33.5±7.8%, MIAPaCa2;48.9±26.6%)、アポトーシスが亢進した(ASPC1;292.8±54.6%, MIAPaCa2;365±110.2%)。このデータをもとに動物実験を開始した。15匹のヌードマウスをcontrol群、Ad-LacZ投与群、Ad-REIC投与群の3群に分け、全てのマウス皮下に膵癌細胞株ASPC1を2×106/100&#61549;L接種した。翌週形成された腫瘍に対してAd-LacZ群、Ad-REIC群に対してはベクターを1.0×10*9pfu局所投与、contorol群にはPBSを投与したのち、腫瘍のサイズを経時的に評価した。Ad-REIC投与群では、Ad-LacZ群に比べてやや腫瘍縮小の傾向(80.3±16.0%)であったが、有意な差としては認められなかった。がん抑制遺伝子REICの難治性消化器癌(肝細胞癌、膵癌、胆管癌)における発癌に関わる機能を解明すること、および遺伝子治療の標的分子となりえるか否かを明らかにすること、さらに、これらの結果をもとに臨床応用可能な治療法を開発するための基盤を確立するために本研究を行った。膵癌細胞株に対してはWestern Blotting行い、ヒト膵癌組織検体に対しては免疫染色を行い、ともにREIC発現の低下を認めた。REIC遺伝子の抗腫瘍効果に関する検討では、膵癌細胞株に対するREIC遺伝子導入により著明なアポトーシスが誘導され、その機序として、Western Blottingによる解析では、REIC遺伝子導入によりc-JunN-terminal kinase経路の活性化に伴う癌特異的アポトーシス誘導を引き起こしていることが証明された。膵癌細胞株を移植したxenograftマウスモデルにおいて、REIC遺伝子導入治療は有意な腫瘍縮小効果を示した。さらにはautophagyを介して、化学療法との併用がさらなる抗腫瘍効果をもたらす可能性が示された。この効果発現の機序としてはREIC導入によりmTORシグナルが活性化され、autophagyを抑制することで薬剤耐性獲得阻害に働く可能性があると考えられた。

これらの研究成果は、REIC遺伝子治療が膵癌に対して有効な補助療法となる可能性を示しており、さらに遺伝子導入効率を高めた新たなアデノウィルスベクター(SGE-REIC)の開発により、さらなる効果が期待される。消化器内科in vitroにおいて、難治癌である膵臓癌に対する治療効果が証明された。Ad-REICの投与量、投与回数の検討や、immunocompetentマウスを用いて、免疫学的機序に伴う癌ワクチンとしての治療効果も検討していく。現在はREIC蛋白による免疫学的抗腫瘍効果をin vitro、in vivoにおいて検証中である。また新規ベクターの開発も進んでおり、より導入効率の高いベクターを用いた実験も推進中である。動物実験を継続して行っていく。また膵臓癌に限らず、肝細胞癌、胆管癌においての実験も推進予定である。当該施設内での組換えDNA実験計画書や動物実験計画書の認可に時間を要し、実験計画が年度を跨いだため。実験動物の購入、実験に用いる試薬(抗体など)の購入、また学会発表のための出張費に用いる予定である。一部試薬などの未購入の物品があるため前年度からの繰越金が生じた。次年度はこれらの試薬に加え、実験動物の購入、各種ウェスタンブロットや免疫染色に用いる試薬、抗体の購入に使用する予定である。
ランダム行列による物性論の位相的問題の研究

外場があるガウシアンランダム行列模型で、外場を調節することにより、リーマン面のモジュライ空間のトポロジカル普遍量が得られる生成関数を見いだし、具体的にこのトポロジカル普遍量を計算した。これらのトポロジカル普遍量は結晶成長で見られる分岐にともなう特異性と関係していることを見いだした。外場の変化は、特異点においてパラメーターpで特徴づけられ、この調整パラメーターpを負の値(p=-1,-2,...)に解析接続することにより、SL(2, R)/U(1)でのレベルkのWess-Zumino-Witten項と等価である事を示した。特にp=-2のときに、それがunitary matrix modelを等価である事を証明し、強結合および弱結合両方でunitary matrix modelでの展開を与える事を確認した。この模型での強結合.弱結合転移をランダム行列理論の観点から議論し、物性論での位相的問題との関連を議論した。外場があるマトリックス模型の時間依存性を2-matrix modelに帰着させ、その代数的構造がW代数である事を見いだし、その構造をN=2超対称minimal modelからのづれとして、Ramond-Ramond項への依存性を研究した。当研究はランダム行列理論の位相的研究を進め、物性論への応用を考えるものである。ランダム行列はその階数Nにより、位相的なリーマン面のオイラー数に関係しているが、さらにランダム行列の相関関数を考えることにより、リーマン面上のスピン曲線の交点数が得られることが判明している。従ってランダム行列理論はトポロジーの研究で強力な道具となっている。物性論では、超伝導や金属・絶縁体転移など相転移の問題が重要である。特に、弱結合と強結合領域が相転移で別れている問題は大きな興味があり、その基本的理論模型となる、ユニタリ行列模型でのBrezin-Gross-Wittenn模型とその拡張を、本年度は研究した。外場があるランダム行列模型で成り立つ双対定理とレプリカ法により、Brezin-Gross-Wittenn模型が外場があるエルミート行列と同等であることを示し、また強結合展開が外場があるエルミート行列の相関関数から得られることを発見した。外場があるエルミート行列模型と外場があるユニタリ行列模型との関係を明らかにすることが出来た。この関係はさらに、高次の特異性を持つ行列模型に拡張することが出来て、興味ある相転移現象に適用出来ることが予想され、共形場理論が適応出来る量子ホール効果などいくつかの物性論の問題を考察した。ランダム行列理論で特性多項式間で成り立つ双対定理について研究を進めた。外場のパラメータを調節することにより特性多項式のランダム行列平均は特異点を持つ形に変形される。この特異点は状態密度の特異点としてあらわれるが、その点近傍でのn-点密度相関関数のフーリエ変換がリーマン面のn-点付きモジュライ空間のスピン曲線の交点数(intersection number)の生成関数となっていることが見いだされた。このスピン曲線はpというパラメータを持ち、p-スピン曲線と呼ばれる。pが2の場合が、古典的なランダム行列理論での端点特異性の対応し、Airy関数で固有値の相関関数が表される。pが-1の場合はPenner模型とよばれる対数型の行列模系になり、Harer-Zagierのオイラー特性類にあたる。p=-1のときのこのHarer-Zagierの結果をこの新しい方法で導出する事が出来た。さらにpが負の場合、すなわちp=-2,-3,...の場合の研究を行った。p=-2の場合は、n-点密度相関関数のフーリエ変換はユニタリ行列の弱結合と強結合展開の結果をあたえる生成関数であることが判明した。pが負の場合の解析接続はSU(2)_k/U(1)(k=p-2)をSL(2,R)/U(1)レベルk=|p+2|のWess-Zumino-Wittenにすることがわかり、AdS/CFT対応の観点から興味深い結果が得られた。またN=2超対称ミニマル模系であることから、量子ホール効果の特異性との関連を研究した。

外場があるガウシアンランダム行列模型で、外場を調節することによりリーマン面のモジュライ空間のトポロジカル普遍量を得られることが判明し、それらが結晶成長で見られる分岐にともなう特異性と関係していることを見た。外場の行列をある値に選ぶことにより、ランダム行列の固有値分布が普遍性を持った特異性を示し、その特異性はN=2超対称共形場理論でのミニマル模型が示すものと同じであることが判明した。その特異性はさらに特異性を特徴づけるパラメーターpを用いると、SU(2)/U(1)のWess-Zumino-Witten項と等価であることが分かった。調整パラメーターpをさらに負の値(p=-1,-2,...)に解析接続することにより、レベルk(|p|=2+k)のSL(2,R)/U(1)でのWess-Zumion-Witten項と等価である事を示し、特にp=-2のときに、それがunitary matrix modelを等価である事を強結合および弱結合両方で展開を与える物である事を確認し、この模型での相転移をランダム行列理論の観点からさらに議論した。物性論でのトポロジカルな特異性との関係を研究し、ゲージ化したWess-Zumino-Witten項との関係から、広く非線形シグマ模型やCP(N-1)模型での非摂動項との関係を調べ、トポロジカル絶縁体や量子ホール効果での金属・絶縁体転移で見られる特異性との関係を研究した。また外場があるマトリックス模型の時間依存性を詳しくしらべ、そのW代数構造の研究を行った。時間依存の外場があるランダム行列模型が2matrix modelに帰着できることを示し、外場を調節して、Airy行列模型に対数ポテンシャルがある模型を得た。この解析により、端点近くの異なる時間の相関関数を得る事が出来た。また、種数(genus)展開により、そのトポロジカル普遍量と内蔵する代数的構造(W代数)を明らかにする事が出来た。結晶成長の分岐過程をランダム行列で考察し、珊瑚などの成長、酵母の分裂成長などの生物系への応用研究を試みた。
太陽熱と太陽光を利用した冷暖房システムの開発

1.太陽熱冷暖房設備に付け加えて、太陽電池面積10.5m^1、最大出力1.1kwの太陽電池アレイを今年度完成した。このシステムではアレイからの発生電力はバッテリ-は用いず直交流変換器を通して電力系統と連係されている。この設備を完成した後、1989年7月5日9月4日の冷房期間の太陽熱、太陽光の同時計測運転を行った。2.冷暖房設備で消費する電力をできるだけ少なくするため気象予測を取り入れた各ポンプのインバ-タによる流量制御を試みたが、有効な制御方法を見いだすことはできなかった。3.太陽電池からの直流出力は日射量とアレイ温度に付け加えて、日射量とアレイ温度の積の変数を入れることによりほぼ正確に予測できることがわかった。またアレイ温度は気象デ-タの日射量、気温、風速のデ-タがあれば予測できることを示した。さらに直交流変換器の特性を明らかにして、太陽光発電による系統への年間帰還電力の推定を、八代における過去10年間の平均気象デ-タを用いて行った。その結果年間帰還電力が最大になるのはアレイが方位真南、傾斜角25°の時で、4.85GJ/y(=154W×365日)が帰還できることがわかった。4.太陽熱冷暖房システムの運転に必要な有償で消費のエネルギ-はポンプ等を駆動するための電力と補助ボイラにおける化石燃料であり、太陽熱自体は無償で消費エネルギ-にはならない。そこで、それらの最初の化石燃料エネルギ-を規準として、化石エネルギ-換算システム成績係数(COP)sfを定義し、これを用いて複合システムの評価を行った。その結果、補助ボイラを用いない太陽熱冷暖房では集熱器面積の67%の太陽電池面積があればほとんど自然エネルギ-のみで駆動する冷暖房システムが可能であり、また補助ボイラを用いるシステムでは集熱器面積の約17%の太陽電池面積が必要となることがわかった。
表面電離検出ガスクロマトグラフィーによるコカインの定量分析

当初の計画の約半分遂行する事ができた。未遂行の研究に関しては現在実験継続中である。まず塩酸コカインを入手し、コカインが表面電離検出(SID)ガスクロマトグラフィー(GC)により高感度に検出されるか否か検討を行った。内部標準なしで絶体検量線を作成したところ、オンカラム量で100pgから5ngまで良好な直線性が得られ、標準品での検出限界は20pg程度と良好であった。次に全血と尿各1mlに100ngの塩酸コカインを添加し、固相抽出法の詳細の設定を試みた。種々の固相カラムやカートリッジを検討したところ、Bond Elut Certifyカラムが最適ある事が判明し、抽出法を次のとおりに設定した。コカインを含むとされる1mlの全血に5mlの蒸留水を加え完全に溶血させ、6mlの0.1Mリン酸緩衝液(pH6.0)を加える。3、000回転5分遠沈し、上清をBond Elutカラムにかけ、6mlの蒸留水で洗浄、十分に吸引して、水を取り除き、3mlの0.1M HC1さらに9mlのメタノールを流してカラムを洗浄する。最後に2%アンモニアを含む塩化メチレン/イソプロパノール(8:2)2mlにてコカインを溶出させ、窒素気流下にて蒸発乾固させ、残査を50ulのメタノールに溶解し、2ulをガスクロマトグラフに注入する。尿の場合は上記方法に順ずるが、遠沈操作は省略してよい。その結果血液と尿からのコカインの回収率は55.8ならびに93.9%であった。GC-SIDクロマトグラム上、全血サンプルにおいては不純ピークが殆ど見られず、ベースラインも安定していた。尿サンプルに関しては保持時間早期に多くの不純ピークが出現したが、コカインピークを妨害するものはなかった。上記全血、尿サンプルにつき、同時にGC-窒素リン検出(NPD)を行い比較したところ、GC-NPDはGC-SIDに比べて感度が数10分の1と低く、しかもコカインピークに近接した大きな不純ピークが出現した。
粥状硬化巣における泡沫細胞の性質と泡沫化の抑制に関する研究

動脈中膜平滑筋細胞の内膜への遊走とそこでの増殖とともに、泡沫細胞の集簇は粥状硬化の主要な病理組織学的所見を成している。この泡沫細胞の起源や性質については種々の議論がなされてきた。そこで、当研究室では高コレステロ-ル食負荷により実験的に作成した家兎大動脈粥状硬化巣の細胞を酵素的に分散し、プラスチック壁への付着能の差を利用して単球・マクロファ-ジ系を平滑筋細胞と分離する方法を開発した。これにより、(1)粥状硬化巣中の泡沫細胞にはマクロファ-ジ由来と平滑筋細胞由来の両方が存在すること、(2)両者は培養下においては形態学的にもある程度区別が可能で、非特異的エステラ-ゼ染色により、組織細胞化学的に容易に区別されることを示した。これらの結果を基礎として当研究室ではさらにマクロファ-ジ由来泡沫細胞および平滑筋細胞の性質の検討を進めてきた。現在までに、マクロファ-ジ由来泡沫細胞に関して、(1)β-グルクロニダ-ゼ活性は血液単球と同レベルであるが、リゾチ-ム活性は極端に低下していること、(2)ス-パ-オキサイド・アニオン産生能も低下していること、(3)HDLなどのコレステロ-ル・アクセプタ-の十分な存在下においても細胞内コレステロ-ル含量の減少はゆっくりで、完全には可逆的ではないことを明らかにした。また、マウスおよび家兎の血液単球由来のマクロファ-ジのin vitroでの泡沫化について(1)アセチルLDL、酸化LDL、β-VLDLによる泡沫化には有意な種差は認めなかった。(2)HDL添加により、マウス由来のものでは約60%、家兎由来のものでは約30%コレステロ-ル含量が低下し、種差が認められた。(3)HDLの作用はヒト由来のものと家兎由来のものでは有意な差は認めなかった。我々は既にコレステロール負荷による家兎の実験的粥状硬化巣の細胞を酵素的に分散し、付着能の差を利用して、マクロファージ系と平滑筋細胞を分離する方法を確立した。この方法により、粥状硬化巣内には少なくとも2種類の細胞ーマクロファージ系と平滑筋細胞ーが存在し、両者とも多量の脂肪滴を含むもの(いわゆる泡沫細胞)が存在したが、マクロファージ由来の泡沫細胞と平滑筋細胞由来のそれとは形態学的(透過型電子顕鐘鏡を含む)及び細胞化学的に容易に区別されることを示した。さらに、この方法によりほぼ純粋に分離されたマクロファージ由来泡沫細胞の性質を生化学的に検討し、血液単球と比較した。それにより、泡沫細胞のβーグルクロニダーゼ活性、スーパーオキサイド産生能は血液単球のそれと同程度であるのに対して、リゾチーム活性は極端に低下していることが明らかになった。また、分離されたマクロファージ由来泡沫細胞の可逆性、すなわち、一旦取り込んだ脂肪を放出して元のマクロフィージにもどり得るか否かを検討した。その結果、高比重リポ蛋白の充分存在する環境においても泡沫細胞は容易には脂肪を放出して、元のマクロファージにはもどり得ないことが示された。この結果は、アセチル化低比重リポ蛋白などによって培養下に作成された泡沫細胞における結果とは異なっており、今後、動物の種差、泡沫化の条件等について検討を行う予定である。これらの成果を手掛りとして、家兎の実験的粥状硬化を実際に抑制あるいは退縮させる方法を試みる。マクロファ-ジ

由来泡沫細胞は、動脈硬化初期病変の重要な一因子である。高比重リポ蛋白(HDL)の泡沫細胞に対する作用は、その抗動脈硬化作用の機構を解明する意味で注目されている。マクロファ-ジ由来泡沫細胞は従来マウス腹腔マクロファ-ジを用いて検討されることが多かったが、今回は実験的動脈硬化モデルとして常用される家兎の腹腔マクロファ-ジの成績と比較し、種差の面からHDLの作用を検討した。(方法)雄性DDY系マウス(M)、雄性日本白色種家兎(JR)、雄性ニュ-ジ-ランド白色種家兎(NR)を用い、各々の腹腔マクロファ-ジをアセトアセチルLDL(aLDL)、酸化LDL(oLDL)またはBVLDLと24時間培養し、泡沫細胞を作成した。これにヒトまたは家兎由来のHDLを加え、24時間後の細胞内総コレステロ-ル(TC)及び遊離コレステロ-ル(FC)をHeider法にて測定した。エステル型コレステロ-ル(EC)はTC-FCとして求めた。(結果)(1)各リポ蛋白(aLDL,oLDL,BVLDL)によるマクロファ-ジの泡沫化には有意な種差は認められなかった(各リポ蛋白添加によるTC,ECの増加度に有意差はなかった)。(2)HDL添加によりMは約60%,JR,NRでは約30%TCが減少した。FCには有意は減少は認められなかった。(3)HDLの作用はヒト由来のものと家兎由来のもので有意な差は認めなかった。(結論)マクロファ-ジ由来泡沫細胞からのHDLによるコレステロ-ル引き抜き現象にはマウスと家兎の間で種差が認められ、動物種による易動脈硬化発症性の観点から興味ある知見を得たが、現在さらに、高脂肪食負荷家兎のマクロファ-ジについて検討中である。
水温の南北非対称分布と非線形状態方程式に注目した地球規模海洋循環の研究

近年の研究によれば、状態方程式の非線形性に起因する大規模な水塊変質(沈み込み)が南極大陸を取り巻く海域で生じていると見られ、底・深層水形成との関わりが注目されている。本研究は、この沈み込みに対して北大西洋と南極海域の間に見られる水温の南北非対称分布が主たる役割を果たすことを理想化数値モデル実験によって示すことである。さらに、この沈み込みの特性が両海域間の水温差に依存してどのように変化するのか、地球規模での底・深層水形成やその循環・分布をどのように特徴づけているのか、また過去から未来にわたる地球気候の変動・変遷とどのような関わりを持ち得るのかを明らかにする。
「自分のための」司法参加～パブリックリーガルエデュケーション導入を手がかりとして

一般市民が日常生活のトラブルを未然に防ぐためや法的な問題に直面した際に適切な対応を自らとるために、その行動を支援するカナダや英国のPublic Legal Education(以下、PLE)の制度と実態について調査を行った。その結果、PLEとして多種多様な機関による活動が行われていること、カナダと英国では異なること、活動資金獲得などの問題を抱えていること等がわかった。国民が「自分のため」に司法参加する手段としてPLEは有効であり、既存のPLE活動類似の機関に考慮し、グローバル化する社会に対応するため外国人居住者や社会的弱者をも射程にいれて、日本独自のPLEを促進する必要があると思われる。2012年度は、前年度に実施した英国ロンドン市及びカナダ・アルバータ州エドモントン市でのPublic Legal Education(以下PLE、一般市民が法的な問題解決の手段・方法や情報を得るための教育及び啓蒙活動を指す)に関する訪問調査の結果をまとめる作業に着手した。また、2012年9月に英国オクスフォード大学で開催された第9回Legal Services Research Centre国際研究学会に参加し、PLEに関連する司法アクセスの発展と課題についての各報告を聞き、多数の研究者・実務家と意見交換を行った。また、家族問題に関する司法アクセスの実態を調査するため、ロンドン市内の家庭裁判所を訪問したり面会交流の現場に同席したりした。さらに、カナダにおけるPLE研究の第一人者であるアルバータ大学公開講座学部L.Gandar教授(前年度の訪問調査の際のホスト役)を基調報告者として迎えた国際研究集会(新潟大学法学部第三回ジョイント国際セミナー)を企画し、2013年3月1日に開催した。これは、本研究課題に掲げているところのPLEの日本における紹介を兼ね、PLE及び司法アクセスの制度や問題などについて、カナダの他にドイツ・英国・韓国・ベトナム・日本の現状について比較法的観点から情報共有・交換を行う趣旨で実施したものである。その際、これまでの本研究課題の調査研究をふまえ、日本については本研究代表者(田巻)が「Participation in the Judicial Procedure for One's Own Good」と題して報告を行った。同国際セミナーの後半に行われたパネル・ディスカッションでは、各国に共通する課題などを確認することができた。Gander教授の基調講演の内容について、翻訳をして2013年度中に発表することにし、打ち合わせを継続しているところである。最終年度は、まず5月の日本法社会学会年次学術大会において、前年度までに得た知見をもとに「『自分のため』の司法参加英・加のPublic Legal Educationの実態を手掛かりとして」と題して個別報告を行った。報告の内容として、日本ではまだ知られていないPublic Legal Education(以下、PLE)について、1960年代後半から国内各地においてPLEを実践しているカナダの中でも特にアルバータ州の実例をもとに紹介し、2006年頃から国家レベルの取組みを行っている英国の状況も参照しながら、日本における国民の能動的な司法参加への手がかりを提示した。その結果、出席者から複数の質問を寄せられたものの、PLEについてのコンセプトや具体的なイメージの共有にいたらず、情報知識の提供方法について再検討する必要があると思われた。その反省をもふまえ、PLE研究の第一人者であるカナダ・アルバータ大学のL. Gander教授の受け入れのもと、2013年9月末から2014年2月上旬にわたりアルバータ州の州都エドモントンを拠点にPLEの理論と実践に関する研究調査を行った。カナダでは、PLE活動機関のパイオニア的存在であるアルバータPLEセンターのスタッフへの面談調査や意見交換、Gander教授とスタッフ弁護士による研究プロジェクトへのオブザーバー参加等を行い、また、10月初旬にバンクーバーで開催された全カナダPLE連合会年次総会に参加し、プログラムの総括コメントを行った(同連合会理事会にもオブザーバー参加)。11月には、英国のPLE活動の面談調査のため渡英した。さらに2014年1月には、Gander教授、アルバータPLEセンター所長やオンタリオ州コミュニティリーガルクリニック所長らと3日間に及ぶPLE研究セミナーで意見交換を行い、今後も研究協力体制を継続することを確認した。2011年度は、Public Legal Education(以下PLE、一般市民が法的な問題解決の手段・方法や情報を得るための教育や啓蒙活動等を指す)に関する全般的な資料収集及び各国の実態に関する文献資料を収集・整理することを主眼とし、調査対象国の英国及びカナダのPLEについて基本的な情報を得た。その方法は、PLEに直接関係する刊行物が少ないため、PLE活動の団体が発信する情報をもとに調べた上で、英国ロンドン市を9月に、カナダ国アルバータ州エドモントン市を3月にそれぞれ訪問し、現地においてPLE活動の関係者へのインタビュー調査と資料収集という形で行った。

英国はPLENETの開発普及マネージャーのL.Wintersteiger氏らを訪ね、同機関がLaw for Lifeに改組・改名のタイミングと重なったため、英国社会におけるPLE活動が、政府機関や他の関係機関との連携が必ずしも「うまくいっていない」こと、経費削減でひっ迫状況にあることなど、スムーズに進められていないことがわかった。これは、発信されている情報だけではまったく伺い知れないことであり、英国のPLEがわかりにくいことを説明する理由の一つとして、有意義であった。カナダはPLE研究・活動の第一人者であるアルバータ大学公開講座学部L.Gander教授と主たるPLE団体、その他関係の各種政府機関及び民間機関、アルバータ大学法学部内研究所、学生団体組織を訪ね、70年代から続いているPLEの歴史、事業内容や連携の実態など基本的な調査を行った。多数の関係者と面談することで、今後の調査継続に重要なネットワークの構築をすることができた。同時に、日本の「PLEに相当する活動」として、近年学習指導要領に取り入れられて実施されつつある「法教育」について、既に刊行されている一般的な理論書や実践の教材等の文献・資料収集を行った。2年目となる2012年度は、上記の研究実績で報告したようにPLE及び司法アクセスをテーマにPLE研究の第一人者を含めて6カ国の報告者(全員が法学の研究者)による国際研究集会を開催できたことは大きな収穫であった。特に、基調講演の内容を日本語に訳して公刊することになり、国民に身近な司法を実現する一つの方法としてのPLEを紹介するという本研究課題の目的に照らして、有意義な成果が期待できると思われる。さらに、前年度に計画していたとおりに、第9回LSRC国際学会にも参加して、ネットワークを広げることができたことから、着実に研究を進めているといえる。ただ、当初予定していた作業(たとえば日本の司法制度改革における一般市民向けの「法教育」(新学習指導要領に反映された学校教育における法教育ではなく)についての議論がどのようになされていたか・いないかなどについての調査・検討)は、年度が代わってようやく着手したところであり、その意味で「やや遅れている」と言わざるを得ない。この遅延についての理由としては、2012年度に担当したその他の業務(特に学内行政)に時間をとられることが多く、年度後半に採択されたグローバル人材育成の特別プロジェクトにおける実行部隊として急遽様々な業務が発生したことも一因であると思われる。初年度は、PLEについて全般的な情報収集と調査対象国の英国とカナダにおける活動の概要を知ることを主眼としており、そのすべてにおいて目標として設定したレベルを達成できている。特に、現地訪問調査を行ったことで、英国は活動の実態がみえてこない理由が、また逆にカナダは多様な活動主体が存在する理由が、それぞれわかるような調査を行うことができ、今後の調査継続に必要な人的ネットワークも構築することができ、その意味で順調な進行状況にあると言える。最終年度ということもあり、まずは5月に予定されている日本法社会学会での本研究テーマについてのこれまでの研究成果の報告を行う。
高品質・省電力を目指した次世代ピアツーピア型動画配信システム基盤

ネットワーク上の通信,計算,記憶資源を配分するための分散協調型システムを対象として,基本問題についての検討と分析を行った.そして,具体的な基本問題の一つとして,分散協調問題解決の枠組みで,次数制約付き最小生成木生成問題を形式化した.解法として分散制約最適化手法を適用し,提案手法の効果を実験により評価したネットワーク上の通信,計算,記憶資源を配分するための分散協調型システムを対象として,基本問題についての検討と分析を行った.そして,具体的な基本問題の一つとして,分散協調問題解決の枠組みで,次数制約付き最小生成木生成問題を形式化した.解法として分散制約最適化手法を適用し,提案手法の効果を実験により評価したまず、確率的分散制約最適化手法であるDSTS(Distributed Stochastic Taboo Search)を、分散リソス割当て問題に用い、形式化を行った。特に現実の観測システムの実装による検証を重視し,比較的小規模な部分問題への適用を前提として,センサ間の合意を得るための形式化や合意を得る問題を簡略した形式化を提案した。提案手法を計算機シミュレーションにより評価するとともに、実際に複数のカメラを用いた制御・追跡実験を行った。その結果、6台のカメラを制御し、実時間で移動物体を追跡できることを確認するとともに、環境が動的に変動する状況に於いても、DSTSが適用可能であることを示した。次に、帯域変動時の画像配信の負荷を制御するために、プログラマが明示的にプログラム中に解像度変化手法を記述すること無しに、画像の解像度を自動的に変更・制御する枠組みである解像度調整機能を備える並列動画画像処理ライブラリRaVioliを開発するとともに、通常のCPUおよびGPGPUを用いた評価を行った。その結果、RaVioliが解像度透過性を有することを確認するとともに、約50%のオーバーヘッドがあることを確認した。さらに本ライブラリで、動画圧縮、再生を含むさまざまな画像処理アプリケーションを実装することにより、記述能力の検証も行った。さらにソースコードを変更することなく、通常CPUでの並列化、およびGPGPUによる並列化を行うことができ、さらに速度向上も可能であることを確認した。膨大なノードからなる分散制約最適化問題を解く場合、ダイナミックプログラミングによる解法が提案されている。しかし、木の探索時には、再帰的な処理が必要となり、メッセージ通信量が膨大となっていた。またメッセージ通信量を削減するためには、各ノードに大量のメモリが必要となり、トレードオフの関係が存在していた。そこで、必要なメモリ量およびメッセージ通信量ともに削減できる複数の手法の提案を行った。その結果、必要メモリを制限した環境で、ノード数が多い環境では、従来手法に比べて1/10から1/100のメッセージ数の削減が可能となった。また、P2P配信において、分散探索のコストを下げることも必須である。そこで、我々は疑似木を基本とする新しい分散探索問題の記述方法の提案を行った。現時点ではまだ基礎検討のみであるが、さらに改良を進めることにより、従来手法に比べて、柔軟な表現が可能となるとともに、さらに解の精度の向上も期待できる。さらに我々は、画像配信に於いて必要となるネットワークバンド幅の変動に対応するための新しい画像処理の枠組みとして、解像度透過性を有する画像処理記述環境Ravioiを開発しているが、演算量が多いことが問題であった。そこで従来汎用CPU上で実行していた変換処理を、近年計算機上にも標準に実装されるようになったGPU上で実行可能とするライブラリの開発を行い、CPU上で実行する際に比べて10倍から100倍程度の演算速度で実行可能なことを確かめた。従来アドホック的に行われてきた分散配送スケジューリング問題に対して、理論的な枠組みを構築することを目的とした。確率的分散制約最適化による資源割り当て手法を基本とし、動的問題に拡張することにより、理論に裏打ちされたピアツーピア型動画配信アルゴリズムを開発した。まず、配信経路を、最小生成木として構築した後、次数制約付き最小生成木の最適化問題に定式化した。さらにこの定式化に基づき、厳密解放dd-mstを提案した。この解法は,各エージェントがメッセージ交換を伴う協調計算により,大域的に最適な厳密解を得る手法である.この解法は,関連研究で提案された電力網におけるフィーダツリー生成手法の基本的な枠組みを,分散DCMSTに一般化して適用するものといえる.厳密解放では、最悪の場合、探索すべき最大の組み合わせはエージェント数に対して指数関数的に増加する欠点がある。そこで近似解法としてdd-mstの探索空間を削減する手法についても提案した。評価実験では,各エージェントの解探索において,ある程度の部分木を切り捨てて,組み合わせを削減する近似解法を用いて,探索空間を削減しつつ,ある程度の解の質を得ることができた.特に,部分木の辺の総コストと,次数の余剰数の最小値の両方に基づく優先探索を用いる手法の有効性が示された.
神経終末におけるウワバインの作用とガングリオシド

シナプス膜におけるガングリオシドの役割は重要であり,特に諸種の神経伝達物質の遊離に関連していると考えられる。ウワバインは神経終末に働いてこれら伝達物質の遊離を引起す。そこでこの機作に関与するNa^+,K^+ーATPaseの阻害,シナプス膜でのNa^+ーpump阻害と伝達物質遊離との関連にガングリオシドが如何に影響するか検討した。ラット(WKY)を用い,定位脳固定を行いケタラ-に麻酔下,線条体にmicrodialysis probeを挿入する。Ringer液を還流して透折液を一定時間間隔で採取し,その中のdopamine(DA),セロトニン(5HT)及びその代謝物を定量する。ウワバインの5×10^<ー5>M以上の適用(Ringer液中)で用量依存的に,又適用時間依存的に最大遊離量が増大した。ウワバイン10^<ー4>Mの適用によって(10分),基礎遊離量(無処置)の20倍値以上の増加が示された。ガングリオシドの前処置(probe側管より510pmol/2μl)によってウワバインによるDA及び5HT遊離効果を減少せしめた。しかし完全には抑制しなかった。前処置時間及び条件(遊離制激下又は無制激下)で異ると考えられる。Ca^<2+>freeGEDTA添加Ringerの還流透折にてのウワバイン適用ではこれら伝達物質の遊離がみられなかったが4mTGEDTA添加Ringerではウワバイン(10^<ー4>M)の適用で遊離がみられた。正常のCa^<2+>含有RingerでのDA遊離に比べ著明に減少した。しかしガングリオシド(GM1)の前処置ではこの残部DA遊離に著明な影響を示さなかった。ガングリオシドはウワバインのNa^+,K^+ーATPase阻害による神経終末での伝達物質遊離機構に作用し,主としてexocytotic過程を修飾すると考えられるがCa^<2+>非依存性過程の防御的効果にも作用する可能性を見出した。
卵子の減数分裂特異的な細胞内温度変化の機能的意義の解明

生殖技術の精度向上には、正確な細胞診断により優良卵子を選別する必要があるが、それを実現させるためには、科学的根拠に基づく診断マーカーの確立が急務である。研究代表者によるこれまでの研究から、診断マーカーになり得る有力候補として「細胞内温度」を提案する。本研究では、その有効性を科学的に証明するために、卵子内温度の機能的意義を解明する。
ナノバブルの安定化および崩壊メカニズムの解明に関する研究

ナノバブルは直径が100nm以下の超微細気泡であり、マイクロバブルを若干の電解質の存在下で圧壊することにより作成することができる。現在、酸素とオゾンの2種類のナノバブルの製造に成功しており、それぞれ優れた工学的応用の可能性がある。すなわち、オゾンナノバブルには殺菌能力、酸素ナノバブルには生理的な活性効果である。通常、気泡は微小になるほど水に溶けやすいため、不安定な存在である。これに対してこれらのナノバブルは極めて長期にわたって水中で存在できる。研究ではその安定性のメカニズムについて検討すると共に、これを工学的に応用するための基礎的な物性を把握した。その結果、以下のことが明らかになった。・マイクロバブルの圧壊過程では表面電荷(イオン類)の濃縮が確認された。・圧壊が完全に進んでしまうとフリーラジカルを発生することが確認できた。・圧壊過程は一時的な小休止を伴う現象であり、これが微小気泡の安定化につながる。・電解質の存在下で強制的に圧壊をした場合には、ナノバブルとして長期に安定化する。・安定化のメカニズムとしては、表面でのイオン濃縮に伴うsalting-out現象が主体と考えられる。・pHを急激に変化させると安定化したナノバブルが不安定となることが起こりえる。工学的な応用については、酸素ナノバブルによるカイワレダイコンなどの種子の発芽と初期成長に大きな影響が認められた。特に塩分の弊害を強力に抑える効果があった。オゾンナノバブルについては、噴霧上にしても酸化能力が8割程度維持されており、環境殺菌に利用できる可能性がある。また、除臭効果が強力であった。これらの成果は順次にJournal of Physical Chemistryなどに投稿すると共に、実用化を念頭に置いて特許出願につなげている。今年度は主に酸素及びオゾンナノバブルの安定化のメカニズムについて検討を行った。また、ナノバブルを工学的に利用するための基礎研究を実施した。ナノバブルの安定化は、その生成において利用したマイクロバブルの特性から推測することが可能である。マイクロバブルの大きな特徴の一つは電位を帯びている点である。これは気液界面における水の水素結合ネットワークの構成に大きく依存している。すなわち、気液界面における構造の形成因子として水酸基イオンやプロトンがバルクに比べてより多く関与しており、特にその傾向は水酸基イオンに著しいため、通常のpH条件下では界面がマイナスに帯電している。また、静電気的な作用によって、水中の電解質イオンがその界面に引き寄せられて電気二重層を形成している。これらのイオン類の水中における動きはさほど早くはないため、ナノバブルの生成において、マイクロバブルを圧壊(強制収縮)させたときにイオン類が界面に極めて高濃度に濃縮する。これらのイオン類が殻のように気液界面を取り巻くことにより、Salting out現象が作用して内部の気体が周囲の水中に溶解できなくなり、その結果として気泡が安定化する。これがナノバブルの安定化メカニズムである。ただし、過剰に界面に濃縮したイオン類自体がどうして数ヶ月以上の長期にわたって安定化しいるかについては不明である。また、酸素ナノバブルには生物を活性化させる効果があることが分かり、医療やバイオ分野においての応用研究をスタートしている。その効果のメカニズムとして、内部に含まれていると考えられる気体状の酸素が関与しているのではなく、気液界面に極めて高濃度に濃縮したイオン類が重要な役割を担っている可能性が高い。一方、オゾンナノバブルについては界面に濃縮した電解質イオンがオゾンや生成時の圧壊の影響を受けて過酸化体として存在しいることが明らかになった。気泡内部のオゾン自体を確認することは現状では困難であるが、過酸化体としてのイオンと気泡内のオゾンとの相互保持効果が作用している可能性が考えられる。また、この様な特異な構造がオゾンナノバブルの持つ安定性と強力な殺菌効果に影響している可能性が高い。

ナノバブルの安定化メカニズムについて検討したとともに、酸素ナノバブルの定量評価法としてフリーラジカルによる手法を検討した。マイクロバブルの研究から、ナノバブルの安定化メカニズムとしては気泡周囲にイオン類が濃縮するモデルが考えられる。マイクロバブルの縮小時において、気泡のゼータ電位を測定したときに、気泡がゆっくり縮小しているときには電位の顕著な変化は認められないが、縮小速度が上がるとゼータ電位の急激な増加が確認される。気泡の帯電の原因としては気液界面にイオン類が集合している状況が考えられる。ゆっくりした縮小では過剰となった電荷(イオン類)は周囲に拡散するが、縮小速度が大きい場合には電荷が濃縮する。この現象は水中における電荷の移動が十分に遅いことを示している。ナノバブルはマイクロバブルを圧壊させて作るが、この時にはほぼ瞬時に気泡を極小化しているため、電荷は拡散する時間が無く微小な気泡の周囲に極めて高濃度に集まる。ところで、水の気体溶解量はイオン濃度に反比例する(Salting out現象)特徴を持っている。このためナノバブルサイズの気泡に縮小された場合、気泡の周囲にイオンが極めて高濃度に濃縮して一種の殻を形成し、気泡内部から周囲の水への気体の移動(溶解)が抑制される。その結果、気泡は長期に安定して存在するモデルが考えられる。また、オゾンナノバブルのみでなく、酸素ナノバブルからもフリーラジカルの発生を確認した。測定はスピントラップ剤としてDMPOを利用して、電子スピン共鳴法で行った。通常、酸素ナノバブルからフリーラジカルが発生することはないが、塩酸などの強酸により刺激を与えることによりこれをDMPOのスピンアダプトとして観測することができた。観測されたスピンアダプトはDMPO-OHであり、水酸基ラジカルの発生が予測される。また、その強度は酸素ナノバブルの分量に相当していると思われるため、定量評価法として利用できる可能性がある。なお、ラジカル発生メカニズムとしては、酸素ナノバブルが崩壊したときに、周囲に濃縮したイオン群の構造が不安低化するためと考えられる。
ナノシート液晶を用いた角度依存がなく色可変な構造色材料の開発

本研究の目的は、無機層状結晶を剥離させたナノシートが形成するナノシート液晶に、角度依存がなくかつ色変調可能な構造色を発現させることである。本研究では、ナノシート液晶の相分離を利用して、構造色を発現する液晶相を等方相に内包した構造を形成させ、角度依存のない構造色の実現をめざした。平成30年度は、前年度に構造色発現を確認した、リン酸アンチモンー粘土2成分系ナノシート液晶の構造色制御因子と角度依存性を調査した。まず、構造色の再現性と安定性を調べたところ、試料調製直後の構造色は再現性を欠き、いずれの試料も経時的な色調変化を示すことがわかった。これは、粘土ナノシート添加による影響ではなく、リン酸アンチモンナノシート液晶自体のもつ性質であった。そこで、単成分系のリン酸アンチモンナノシート液晶の色調安定性を調べたところ、調製直後から数ヶ月程度の時間をかけて、ゆっくりと色調が変化することがわかった。変化の程度は、試料濃度にもよるが、反射スペクトルで見ると50-80 nmの短波長側へのシフトであった。この結果は、リン酸アンチモンナノシートが形成するラメラ液晶の底面間隔が経時的に狭くなることを示しており、長い時間スケールでの相分離が示唆される。一方、構造色の角度依存性は観察されなかった。これは、ナノシート液晶の流動性が高く、液晶ドメインが系内でランダム配向するためであると考えられる。以上を合わせて、3年間の結果をまとめると、リン酸アンチモンナノシート液晶に、角度依存がなくかつ色変調可能な構造色を発現させることに成功した。特に、粘土ナノシートを混合させる単純な方法により、液晶の基本構造を変えずに周期性のみを変化させ、以て構造色を任意に変調することが可能であった。しかし、長い時間スケールで構造色が安定しない問題が残っており、今後の解明が必要である。本研究では、ナノシート液晶の相分離を利用して、構造色を発現する液晶相を等方相に内包した構造を形成させ、角度依存のない構造色の実現をめざす。平成28年度は、種々のナノシート液晶を調製し、それらの構造色発現を調査するとともに、系の相挙動を調査した。その結果、ニオブ酸ナノシート液晶が液晶相ー等方相2相共存状態で構造色を示すことを初めて見出した。また、リン酸アンチモンのナノシート液晶が、Gabrielらの報告どおり構造色を示すことも確認した。このナノシート液晶は、有機の剥離剤を含まないため、今後予定している粘土など他の成分と混合させた多相共存系構築に適している。ニオブ酸、リン酸アンチモンのナノシート液晶とも、構造色発現にはある程度以上のナノシート濃度が必要であった。これは、構造色の原因となる液晶相がある程度以上の体積分率を占めないと、系全体として明確な色を示さないことを意味する。反射スペクトル測定では、肉眼で観察される色に対応する波長に反射ピークが観察され、構造色がBragg反射に由来することを示している。ただし、X線小角散乱から求められる底面間隔との対応がまだついていない。また、2種類のナノシート液晶を比較すると、リン酸アンチモンナノシート液晶の方が反射ピークが狭かった。これは、構造色が肉眼でより明確に観察されることと対応し、小角散乱でより規則性の高いラメラ相の形成が認められることと一致する。複数のナノシート液晶において構造色を確認できた(初めて構造色を観察できた系も含む)ため、順調に推移している。平成29年度は、前年度に構造色を確認したリン酸アンチモンのナノシート液晶に、粘土ナノシートを混合させ、構造色の変化を調べた。リン酸アンチモンのナノシート液晶に粘土を添加しても、粒子の沈降はみられず、肉眼レベルの相分離も起こらなかった。しかし構造色は、粘土ナノシートの添加によって変化した。液晶の反射スペクトルから、粘土の添加はピークを短波長シフトさせることがわかった。このシフトは粘土量の関数で、添加量が多いほどピークシフトも大きくなった。リン酸アンチモン10 g/Lに粘土を1 g/L程度添加するだけでピークは550 nmから400 nmへシフトし、色合いも大きく変化した。同レベルのピークシフトはリン酸アンチモンの濃度が10 g/Lから15 g/Lへ増大させることでも起こった。これらは、粘土がリン酸アンチモンの構造色を鋭敏に変化させることを意味する。粘土の添加による反射ピークの短波長シフトは、リン酸アンチモンの底面間隔が粘土の共存によって減少することを意味する。これらより、2種類のナノシートがミクロスケールで相分離しており、そのためリン酸アンチモン相の占有体積が減少して構造色が変化したと考えられる。平成28年度にリン酸アンチモンナノシート液晶の構造色を確認した。平成29年度は、リン酸アンチモンに粘土を加えることで、予想どおり、ミクロスケール相分離を生じさせ、構造色を変化させることに成功した。これらより、順調に推移していると判断する。

本研究の目的は、無機層状結晶を剥離させたナノシートが形成するナノシート液晶に、角度依存がなくかつ色変調可能な構造色を発現させることである。本研究では、ナノシート液晶の相分離を利用して、構造色を発現する液晶相を等方相に内包した構造を形成させ、角度依存のない構造色の実現をめざした。平成30年度は、前年度に構造色発現を確認した、リン酸アンチモンー粘土2成分系ナノシート液晶の構造色制御因子と角度依存性を調査した。まず、構造色の再現性と安定性を調べたところ、試料調製直後の構造色は再現性を欠き、いずれの試料も経時的な色調変化を示すことがわかった。これは、粘土ナノシート添加による影響ではなく、リン酸アンチモンナノシート液晶自体のもつ性質であった。そこで、単成分系のリン酸アンチモンナノシート液晶の色調安定性を調べたところ、調製直後から数ヶ月程度の時間をかけて、ゆっくりと色調が変化することがわかった。変化の程度は、試料濃度にもよるが、反射スペクトルで見ると50-80 nmの短波長側へのシフトであった。この結果は、リン酸アンチモンナノシートが形成するラメラ液晶の底面間隔が経時的に狭くなることを示しており、長い時間スケールでの相分離が示唆される。一方、構造色の角度依存性は観察されなかった。これは、ナノシート液晶の流動性が高く、液晶ドメインが系内でランダム配向するためであると考えられる。以上を合わせて、3年間の結果をまとめると、リン酸アンチモンナノシート液晶に、角度依存がなくかつ色変調可能な構造色を発現させることに成功した。特に、粘土ナノシートを混合させる単純な方法により、液晶の基本構造を変えずに周期性のみを変化させ、以て構造色を任意に変調することが可能であった。しかし、長い時間スケールで構造色が安定しない問題が残っており、今後の解明が必要である。平成28年度に、ニオブ酸やリン酸アンチモンのナノシート液晶において、構造色を発現する条件を見出した。平成29年度は、この状況を承けて、ナノシート液晶の構造色スクリーニングを継続するとともに、液晶の相挙動との関連を調査する。さらに、液晶相を形成するナノシート種に他のナノシート種を混合した2成分系を調製し、相分離様式を確認するとともに、構造色の発現を観察する。平成30年度は、液晶への電場印加による色変調を実現する。液晶に交流電場を印加し、シート面間隔(Bragg反射)の変化を誘起し、色を変調する。液晶の電場応答の際に生じるナノシートの粗密の変化を利用して、シート面間隔も変化させ、構造色の電場によるスイッチングの実現をめざす。最終年度の平成30年度は、光学顕微鏡やX線小角散乱などを用いてリン酸アンチモンー粘土成分系の構造評価を行い、相分離構造を確認し、構造色の可変性の原理を明らかにする。色の角度依存性も調べる。また、液晶への外場印加による色変調を試み、構造色スイッチングの実現をめざす。この年度の目的は構造色発現のスクリーニングでその目的はほぼ達した。一方で、当初予算では、構造色評価用の光学部品類を購入する予定であったが、最適な評価法の検討に時間を要し、次年度に繰り越した。また、旅費については、成果発表として他の研究課題と合わせての招待講演が多く、関連する他の研究費を使用するなどしたため、予定より少額となった。