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エコロジー調理は食品の機能性と嗜好性にどのような影響を与えるのか？

環境に優しい食生活を実現するため、機能性および嗜好性を維持できる、正しい「エコロジー調理」を提言することを目的として研究を遂行した。水系において、加熱調理が機能性および嗜好性に与える影響について検討するため、物性を同じ状態にした調理品を試作し、調理法の違いによるCO2排出量を算出するとともに、調理操作の違いによる機能性の差異を解析した。電子レンジを用いた場合、ガスコンロを用いた場合よりもCO2排出量が少なくなる傾向が見られ、さらに蒸らし操作を加えるとより効果的であることが認められた。調味料を加えた調理では、食塩や醤油を加えた調理で、電子レンジの使用がCO2排出量を増大させる傾向にあった。環境問題に対する意識の高まる中、環境に優しい食生活を目指す動きが盛んになっている。しかし、食品の「栄養性」「嗜好性」「機能性」が損なわれるようでは意味がない。本研究では、環境に優しい食生活を実現するため、機能性および嗜好性を維持できる、正しい「エコロジー調理」を提言することを目的として研究を遂行した。平成23年度は、水を用いる調理が機能性および嗜好性に与える影響について検討するため、物性を同じ状態にした水煮調理品を試作し、調理法の違いによる消費エネルギー量を算出するとともに、調理操作の違いによる機能性の差異を解析した。試料として、ジャガイモ、ダイコンを用い、調味料を用いない湿式加熱である「ゆでる」、「蒸す」操作を選定し、ガスコンロ及び電子レンジを用い、調理器具と蒸らし操作の有無を組み合わせた8種類の調理法について比較した。アルミ鍋水煮における破断応力値を基準とし、他の調理法における調理時間を決定した。物性をクリープメーターにて測定し、消費ガス量・電力量から、CO2排出量及び消費一次エネルギー量を算出するとともに、抗酸化性、アスコルビン酸量、ダイコンのみグルコシノレート量をそれぞれ測定し、比較検討した。ジャガイモ、ダイコン共に、8種類の調理法で破断応力がほぼ同様の試料を得た。CO2排出量と消費一次エネルギー量は、電子レンジを用いた場合、ガスコンロを用いた場合よりも少なくなる傾向が見られ、さらに蒸らし操作を加えるとより効果的であることが認められた。しかし、蒸らし操作は調理時間の増加により、機能性成分の煮汁への溶出が増加することから、煮汁ごと摂取する調理に用いることが有効と考えられる。また、調理に用いる水を削減しても機能性への影響は小さかったことから、適量の水を用いることが機能性を保持したままCO2排出量を削減することにつながると考えられる。本研究では、環境に優しい食生活を実現するため、機能性および嗜好性を維持できる、正しい「エコロジー調理」を提言することを目的として、研究を遂行した。平成25年度は、調理に使用する「省エネルギー調理」のうち、水を用いる調理(湿式調理)において、実際の調理を踏まえ、発酵調味料である「醤油」および「みりん」を用いて、物性が同じになるような調理品を調製し、調理法の違いによる消費エネルギー量を算出するとともに、調理法の違いによる機能性の差異を検討した。試料として、「煮る」調理によく用いられるジャガイモ(北海道産)を用い、部位を揃え3cm角に調製した。ガス、電子レンジあるいはそれらを組み合わせ、鍋や圧力鍋を用いた5種類の加熱調理操作を行い、それぞれにおいて、調味料として「醤油」もしくは「みりん」を加えて調理した。調理後、破断強度を測定し、同程度の破断強度となるよう、調理時間を調節した。破断強度を揃えた試料について、抗酸化活性(ORAC)の測定、アスコルビン酸量の測定を行った。また、各調理法について、CO2排出量の算出を行った。その結果、醤油添加の場合、食塩添加と同様、電子レンジ調理においてCO2排出量が増加した。ORACについては、0%、食塩添加、ショ糖添加、みりん添加では、どの調理法においても溶出が抑えられた。アスコルビン酸量については、食塩添加では、どの調理法においても溶出が抑えられ、ショ糖添加・みりん添加の調理では、電子レンジを用いた調理で溶出が抑えられた。平成24年度は、調味料を用いる調理が機能性および嗜好性に与える影響について検討するため、物性を同じ状態にした調理品を試作し、調理法の違いによる消費エネルギー量を算出するとともに、調理操作の違いによる機能性の差異を解析した。

試料として、ジャガイモを用い、調味料として食塩もしくはショ糖を用いた湿式調理である「煮る」操作を選定し、ガスコンロおよび電子レンジを用い、調理器具と蒸らし操作の有無を組み合わせた8種類の調理法について比較した。アルミ鍋水煮における破断応力値を基準とし、他の調理法における調理時間を決定した。物性をクリープメーターにて測定し、消費ガス量・電力量から、二酸化炭素排出量及び消費一次エネルギー量を算出するとともに、抗酸化性、アスコルビン酸量をそれぞれ測定し、比較・検討した。8種類の調理法で破断応力がほぼ同様の試料を得た。二酸化炭素排出量と消費一次エネルギー量は、食塩を用いた場合、電子レンジを用いた調理で増加する傾向にあった。また、蒸らし操作や電子レンジ予備加熱は二酸化炭素排出量の削減に効果的であった。また、抗酸化成分およびアスコルビン酸は、食塩を添加した場合、圧力鍋を用いた調理、電子レンジを併用した調理で残存率が増加する傾向にあり、二酸化炭素排出量を考慮すると、電子レンジを併用した調理が望ましいと考えられる。ショ糖を添加した場合、アスコルビン酸の残存率が低下する傾向にあったが、電子レンジ内でスチームバッグを用いて加熱した後、蒸らす調理が望ましいと考えられる。当初の計画のうち、調味料を用いた「煮る」調理に関する研究を遂行することができなかった。これは、調理品の物性を再現性よく測定することや物性を揃えた調理品を得ることが困難であったためである。25年度が最終年度であるため、記入しない。調味料を用いた調理について、基本調味料である「食塩」および「ショ糖」については研究を遂行することができたが、当初予定していた「醤油」および「みりん」まで進めることができなかった。平成24年度は、平成23年度に遂行できなった、調味料を用いた「煮る」調理について、平成23年度と同様の研究を行う。ただし、ジャガイモとダイコン両方について研究を遂行することは、試料調製が大変困難なため、まず、ジャガイモについて、先に研究を進めることとする。平成25年度は、調理に使用するエネルギーを削減する「省エネルギー調理」のうち、水を用いる調理(湿式調理)において、実際の調理を踏まえ、発酵調味料である「醤油」や「みりん」などを用いた場合に、調理方法が機能性および嗜好性に与える影響について検討する。(1)まず、湿式調理のうち、「醤油」や「みりん」などを用いた「煮る調理」について、以下の検討を行い、基礎的なデータを得る。1加熱方法として、慣行加熱(鍋などによる加熱)、電子レンジ加熱、余熱加熱(加熱時間を短縮し、余熱を利用)などを行う。加熱機器については、ガスレンジなどを用いて比較する。また、電子レンジによる予備加熱の利用、余熱利用における保温機器の利用などについても検討する。2試料として、均質なものを入手しやすい「ジャガイモ」を用い、それぞれの加熱法における標準的な加熱条件を求める。標準的な加熱条件は物性測定と官能検査によって、最適な物性および食感が得られた時間とする。3それぞれの標準加熱条件における所要時間と所要エネルギーを算出する。
多自由度人間型ロボットのための生物学的模倣学習に関する研究

3つの体節を直列に配置したロボットの背骨部の開発を行った.それぞれの関節はサーボモータによって駆動されている.制御方式に関しては,脊椎動物の原型であるヤツメウナギの神経回路網を参考とし,CPG(Central Pattern Generator)によりそれを再現することにより,各サーボモータの指令とした.このCPGは100個の要素で構成され,各要素は8種類の神経振動子からなる神経回路によって構成されている.そして,その動きは人間の行動に見られるような屈曲と伸長を確認でき,その成果は"Artificial Life Journal"に掲載予定である.しかしながら,人問の背骨を機械的に実現することは非常に困難であり,少ない自由度によって人間の背骨部の運動を生成可能な機構を開発するため,柔軟な胴体の運動が必要不可欠であり,上肢や体幹をなめらかに流れるように曲げる必要があるベリーダンスを参考とした.そして,世界初の柔軟な背骨運動が可能なベリーダンス・ヒューマノイドロボットWBD-1(Waseda Belly Dancer No.1)を開発した.上記のCPGによる制御方式を利用し,ベリーダンスで見られるうねりの背骨運動(屈曲,伸張,側方運動,そしてねじり)を再現可能とした.他の背骨型ロボットと違い,倒れることなく背骨運動を行った.本研究は,世界で最も権威のある雑誌の"Nature"のホームページにても紹介され,世界的にも大きく評価されている.3つの体節を直列に配置したロボットの背骨部の開発を行った.それぞれの関節はサーボモータによって駆動されている.制御方式に関しては,脊椎動物の原型であるヤツメウナギの神経回路網を参考とし,CPG(Central Pattern Generator)によりそれを再現することにより,各サーボモータの指令とした.このCPGは100個の要素で構成され,各要素は8種類の神経振動子からなる神経回路によって構成されている.そして,その動きは人間の行動に見られるような屈曲と伸長を確認でき,その成果は"Artificial Life Journal"に掲載予定である.しかしながら,人問の背骨を機械的に実現することは非常に困難であり,少ない自由度によって人間の背骨部の運動を生成可能な機構を開発するため,柔軟な胴体の運動が必要不可欠であり,上肢や体幹をなめらかに流れるように曲げる必要があるベリーダンスを参考とした.そして,世界初の柔軟な背骨運動が可能なベリーダンス・ヒューマノイドロボットWBD-1(Waseda Belly Dancer No.1)を開発した.上記のCPGによる制御方式を利用し,ベリーダンスで見られるうねりの背骨運動(屈曲,伸張,側方運動,そしてねじり)を再現可能とした.他の背骨型ロボットと違い,倒れることなく背骨運動を行った.本研究は,世界で最も権威のある雑誌の"Nature"のホームページにても紹介され,世界的にも大きく評価されている.
量子ビームで生成するトラックポテンシャルの階層構造と飛跡構造の関係を探る

トラックポテンシャル(量子ビーム照射で生じるイオンの集まりが作る電場)と飛跡構造(エネルギー付与の空間分布)との関係の解明は重粒子線が高い癌治療効果を持つ理由の解明に繋がると共に量子ビームの種類とエネルギーの効果を予測できるようになる。そこで、本研究では、複数の量子ビームで生じる(i)トラックポテンシャルを分類し、(ii)トラックポテンシャルと飛跡構造との関係を探る理論・シミュレーション研究を、さらに、(iii)飛跡構造とクラスターDNA損傷の生成量や細胞の変異・死との関係を探るための実験を提案することを行う。本年度は、我々の新規シミュレーションモデルで計算した重イオン照射による動径線量分布を再現する簡便式の導出に成功した。動径線量分布のシミュレーションは、計算時間が数週間掛かるが、これを用いれば、だれでも数秒で動径線量分布を計算でき、重粒子線がん治療の治療計画や重粒子線の細胞照射の解析に使用する際は、非常に有用である。この導出は、将来、複雑なトラックポテンシャルの飛跡構造の簡便式にも有用であることが期待できる。さらに、トラックポテンシャルが簡便式で記述できることが以前の研究で分かったが、この簡便式をコードに導入して二次電子の運動や動径線量のシミュレーションコードを開発した。このコードを用いた計算結果は簡便式を使わずにシミュレーションした結果をほぼ再現することに成功した。これは、シミュレーション時間を大幅に削減でき、クラスターイオンやFELの飛跡構造シミュレーションにも役に立つことが期待できる。動径線量分布の簡便式の導出及びトラックポテンシャルの簡便式を用いたモデル開発に成功したが、これらは、今後行う予定の複雑なトラックポテンシャルを作るクラスターイオンなど様々な量子ビーム照射で生成する二次電子の運動、飛跡構造シミュレーションのモデル開発に役に立つことが期待できる。複雑なトラックポテンシャルを作るクラスターイオンなど様々な量子ビーム照射で生成する二次電子の運動、飛跡構造シミュレーションを行う予定である。当初、コンピューターの購入を予定し、仕様の検討を行ったが、モデルチェンジの可能性を考え、次年度購入した方が良いと判断した。次年度はコンピューターの購入に使用する予定である。
認知症高齢者介護家族支援プログラム開発と地域ケアシステム構築に関する国際比較研究

認知症高齢者の介護問題に柔軟に対応することが可能な地域ケアシステムを住民との協働により可能にしていく方法の開発を行うことにある。今回の研究の成果としては、デンマーク・スベンボー市の「協力モデル」のシステム分析ならびにそれを運営している専門職ならびに介護家族と近隣の協働システムについて分析を行うことができ、これらからの知見をもとに、日本におけるモデル構築にむけて準備を進めることができた。今年度の研究経過は以下のようである。1.デンマークの認知症ケアことに在宅での生活を継続さするためのプログラム実践の情報収集とその分析、2.認知症ケアに対する地域包括支援の実践分析、3.2の一環としてデンマークの自治体による認知症ケア"協力モデル"の実態分析とその評価、4.さらに、2の一環としてデンマークにおけるハンデキャプ福祉行政の実態とその評価、5.認知症高齢者介護家族への継続的ヒアリング調査を行なってきた。1については、デンマーク市郊外にあるデイホームをフィールドとして、そこを利用する認知症の高齢者の状況調査と家族へのヒアリング調査を実施し、「日中ケア」プログラムの効果と、利用者と職員の関係のあり方などについて分析を行っている。2については、わが国の認知症ケアの先進自治体を精査し、認知症ケアの取り組みの実態と政策評価分析を行っている。また3については、デンマークのスベンボー市(認知症ケアの先進自治体)へのヒアリング調査を実施し、そこで取り組まれている医療・保健・福祉の包括ケア(協力モデル)の実際について分析を行っている。さらに、その協力モデルを日本に応用する場合の適合性と差異性について、愛知県のI市をフィールドにして検討を行なってきている。I市では市行政との共同で、市民向けの認知症啓発活動や住民アンケート調査を実施し、デンマークのスベンボー市における協力モデル導入にあたっての課題整理とその有効性についての分析を行なっている。4については、デンマークのオーフス市で実践されている在宅生活維持継続のための福祉行政についてのヒアリングを行い、その改策評価を行なっている。さらに5については、継続して行なってきている調査であるが、認知症高齢者介護家族への半構成的調査を実施し、介護家族関係の変化、医療・福祉サービス利用の経年変化とその要因分析を個々の事例を通して行っている。本研究のねらいは、認知症高齢者を介護している家族への適切な支援体制について地域をベースに展開していくための包括的ケアシステムめ開発にある。そこで、すでにその実践において優れた実績を示してきているデンマークの「協力モデル」についての分析を行い、日本への適応への可能性についての検討を行ってきた。平成20年9月に再度の実地調査を行い、その検証を行った。デンマーク・スヴェンボー市は人口6万人余りの地方都市であるが、認知症高齢者に関しては独自の政策目標を掲げ、その実践を進めてきた。その目標は、(1)高齢者の生活スタイルの重視、(2)ケア専門職の教育の重視、(3)ショートステイ事業の充実、(4)認知症デイセンターの整備、(5)グループホームへの入所に関する周到な準備と了解、(6)権利代行業務の適正化、(7)家族ケアを大切にしつつ、サポート体制を整備する、(8)認知症ケアに関する知識の共有化などである。こうした目標に基づき、住民、自治体、医療者(家庭医、クリニック、病院)、援助機関(専門職と組織)が、「診断」「判定」「サービス提供(利用)」「評価」を一体的に運営している。そのための基礎作業として、75歳以上の高齢者に対し、年2回の訪問を行っている。この訪問は法律で定められており、高齢者自身が拒否しない限り、認知症に関する知識と対応への技術の研修を受けた職員が高齢者宅を訪問し、認知症の疑いがある場合には、専門職である認知症コーディネーターへ連絡し、家庭訪問による経過観察が行われる。もちろん、高齢者がこれを拒否することはできるが、ほとんどの高齢者や家族は、早期発見・早期対応による効果を理解しており、認知症コーディネーターとともに、早期のうちに専門医の診断を受けている。こうした早期発見のしくみを確立しすいくととが、在宅での認知症高齢者とその家族が納得いくライフスタイルを形成していくことを可能にさせているという事実を確認することができた。本研究のねらいは、認知症高齢者ケアを地域ケアレベルにおいて継続可能なシステムを構築していくことにある。本年は、デンマーク・スヴェンボー市の「協力モデル」を参考としながら、愛知県下のI市において、応用・検証のためのモデル事業に取り組んだ。まず、認知症に関する知識の共有化を図るため、「認知症サポーター養成講座」を市とめ共同で実施し、養成講座を受講したボランティアによる巡回型講座を市内で実施し、市民への啓発活動を実施した。それと並行して、地域包括支援センター、在宅介護支援センター、保健センター、介護保険担当部局の専門職による「要支援者」の発掘、定期的訪問活動を実施し、早期発見・早期対応のしくみづくりに関する事例研究を実施した。この結果、介護保険制度の対象であるにも関わらず介護認定を受けていないなど、制度から漏れてしまっている認知症高齢者の存在を発掘し、サービス利用に繋けることができた。

このようなケースは、高齢美婦での暮らしが長く続き、お互いの状態把握の客観性が欠けてしまうということや、息子とは家旗との同居ゆえに対象となりにくいという特徴がある。また、開業医など地域医療に携わっている医療関係者の認知症に関する関心の低さから、初期の段階での発見を困難にしていることも明らかとなった。デンマークの「協力モデル」は、医療と行政、福祉サービスとの連携がその特徴であり、そのキーパーソンとなっているのが「認知症コーディネーター」であることから、わが国の場合、医療と行政(保健・福祉)と福祉サービスとの連携システムを構築するためにも、地坂で甲核となる謎知症ケアの専門職化が不可欠である。
沖縄県におけるがん患者の在宅療養支援ネットワーク構築に向けた包括的調査研究

本研究は、沖縄県における終末期がん患者の在宅緩和ケアを促進するための課題を明らかにすることを目的とした。がん診療を担う病院医師、病院看護師、医療ソーシャルワーカー、及び在宅がん患者への療養支援を担う在宅医、訪問看護師を対象とし、郵送法による質問紙調査を行った。その結果、沖縄県におけるがん患者への在宅緩和ケアを推進するためには、在宅療養を希望するがん患者がより適切な時期に移行できるような病院-在宅間のネットワークの構築、家族の介護体制を支援する環境整備、在宅医療を担う人材確保や在宅医をサポートする体制整備等の課題が明らかとなった。さらに、今後は、医療関係者だけでなく、行政、議会、県民を巻き込んだがん対策の推進に向けた普及啓発の必要性が示唆された。目的】がん患者の在宅療養を促進するための課題について検討することを目的とした。【方法】沖縄県内200床以上の施設に所属し、がん医療に携わる医師、並びにがん患者の在宅移行支援に関わる看護師、MSWを対象とし、同意を得た上で質問紙調査を行った。調査内容は、基本的属性、がん患者の在宅移行支援の現状、在宅移行支援で困難と感じる事柄等である。対象者のうち医師84名(56.0%)、看護師144名(80.4%)、MSW29名(78.4%)より有効回答が得られ、分析を行った。【結果】1)がん患者の在宅移行にあたり、約6割以上の医師が、「緩和ケアに関する情報提供」や「最期に希望する療養についての考えを聴く」、「在宅移行に向け試験的に外出・外泊を勧める」等の支援を行っていた。また在宅移行にあたって困難を感じることとして、「家族の介護体制・介護負担」や「地域における診療所・訪問看護ステーションの不足」を挙げていた。2)がん患者の在宅移行にあたり、約7割の看護師は、「速やかに退院調整を行う」、「病状や治療の理解度の把握」等の支援を行っていた。また在宅移行にあたって困難を感じることとして、「患者・家族関係の調整」や「家族の介護体制・介護負担」「地域における診療所・訪問看護ステーションの不足」を挙げていた。3)がん患者の在宅に移行にあたり、約7割のMSWは、「緩和ケアに関する情報提供」、「病状や治療の理解度の把握」、「最期に希望する療養についての考えを聴く」等の支援を行っていた。また在宅移行にあたって困難を感じることとして、「家族の介護体制・介護負担」「退院を促すタイミングを計る」を挙げていた。【結論】がん患者の在宅療養の促進にあたっては、地域療養体制の整備、並びに家族の介護負担を軽減し介護体制を強化するための対策を立てる必要性が示唆された。【目的】在宅がん患者の療養を支援する側からみた支援の現状を把握し、在宅療養を促進するための課題について検討することを目的とした。【方法】沖縄県内の33訪問看護ステーションに所属する訪問看護師96名、及び51診療所の所長51名を対象とし、同意を得た上で質問紙調査を行った。調査内容は、基本的属性、在宅療養における支援内容及び困難と感じる事柄、在宅療養を促進する上で必要な環境等である。対象のうち有効回答が得られた訪問看護師74名(77.1%)、医師24名(51.0%)の分析を行った。【結果】(1)患者の療養支援にあたり、約7割以上の訪問看護師が、患者・家族に「病状の理解度確認」や「最期まで自宅で過ごす意思の確認」、「受入れ前の面談」等を行っており、約7割が「患者・家族の関係調整が困難」と回答し、同様に7割が「患者を受け入れた際、全身状態が悪く在宅移行の時期が遅い」、「介護力が得られず在宅療養が困難なことがある」と回答していた。(2)患者の療養支援にあたり、約8割以上の在宅医が、患者・家族に「病状の理解度確認」や「受入れ前の面談」、「家族へ最期を看取る意思の確認」等を行っていた。(3)がん患者の在宅療養を促進するにあたっては、訪問看護師、在宅医のいずれも「病院-在宅間のネットワーク作り」、「がん患者に対応できる通所介護施設」、「緩和ケア病床」の拡充を求めており、在宅医療スタッフのみならず、介護スタッフ・ボランティア等の人材の必要性を挙げていた。【結論】がん患者の在宅療養の促進にあたっては、在宅療養を希望するがん末期患者が、より適切な時期に、かつ早期に移行できるような病院-在宅間のネットワーク作り、及び家族の介護体制を支援する環境整備の必要性が示唆された。【目的】沖縄県内在宅がん患者の在宅看取り率が高い2か所の訪問看護ステーションにおける看護実践の現状を明らかにすることにより、在宅緩和ケア推進に向けた看護支援の連携モデル構築への示唆を得ることを目的とした。【方法】

年間平均約20例にわたるがん患者の在宅での看取りを行っている訪問看護ステーション2か所に所属する訪問看護師16名を対象とし、半構成的面接調査と終末期がん患者6例の訪問看護同行による参加観察を実施した。倫理的配慮として、当大学の臨床倫理審査委員会の承認を得た上で、施設長と対象者へ研究主旨と方法を文書で説明し、署名による同意を得た。また、訪問看護の同行においては、所長より訪問看護の利用者へ本研究の主旨を説明し、同意を得て行った。面接内容は対象者の承諾を得て録音した。逐語録、参加観察記録から看護支援内容や心がけている事柄、並びに在宅緩和ケア推進に関連した環境要因等を示す文脈を抽出し、コード化、カテゴリー化を行った。【結果】対象の平均年齢は44.1歳、看護経験年数は平均19.7年、平均面接調査時間は50.7分であった。逐語録、参加観察記録より看護支援内容を示す220コード、ケア時心がけている事柄74コード、在宅緩和ケア推進に関連した環境要因34コード、今後の課題を示す42コードが抽出された。看護支援内容には<本人・家族の病状理解の確認><予測される病状変化の説明><在宅療養継続・看取りに対する要望・覚悟の確認><在宅医療へのアレンジ><細やかな症状観察と苦痛緩和><看取り支援>等が含まれ、また往診医との連携では<病状アセスメントの報告><事前の指示確認や往診依頼>等が含まれていた。ケア時心がけている事柄には<本人・家族の力を信じる><他者の意見を取り入れる><ユーモアを交えた対応>等があり、看取りまでの在宅緩和ケア推進に関連した要因には<往診医との連携体制><家族の病状理解し受け止めている>等がみられた。今後の課題では<病院スタッフが在宅医療に関心をもつ><往診医のサポート体制><訪問看護師に対する評価・保証>等が含まれていた。【結論】訪問看護師は、最期まで在宅療養を希望する利用者やその家族に対し、予測される病状変化を説明しつつ在宅療養の継続や看取りに対する要望の確認を行っていた。また常に病態予測をしながら往診医と連携して苦痛緩和を行っており、これらの支援が家族の病状理解を促し、在宅での看取りを促進する結果につながっていた。今後、さらに沖縄県内でがん患者の在宅緩和ケアを推進するためには、在宅医療を担う往診医のサポート体制の整備や、人員拡充に向けた訪問看護師に対する評価の改善、経済的な保証についても検討していく必要性が示唆された。
高品質Bi-2223単結晶薄膜の作製と固有ジョセフソン接合THz発振素子への応用

テラヘルツ波はガン細胞の検出やX線に替わる非破壊検査法として、「安全で安心な」デバイスへの応用が期待されている。固有ジョセフソン接合によるテラヘルツ発振の理論を提唱し、最近、Bi-2212超伝導体のバルク結晶で実証されたが、その発振強度は実用には小さい。この「低強度問題」を解決するため、薄膜を用いた新しいデバイス構造を提案し、そのアイデアを実証するため、高品質な非c軸配向のBi-2223薄膜を有機金属化学気相成長法により作製した。固有ジョセフソン接合をもつ高温超伝導体BSCCOに電流を流すと、テラヘルツの周波数をもつ電磁波の発振が起る。最近、高いバイアス電流のある範囲で、安定で強い発振が観測された。この発振機構を固有ジョセフソン接合がLCR共振回路にはめこまれたというモデルを用いて理論的に解明することに成功した。この理論をつかって、テラヘルツ波の発振、増幅デバイスを設計し、良質のBSCCO膜を使ってデバイスの製作ができることが期待される。テラヘルツ波発振を目指して薄膜を最適化するためには、誘電損失の少ない単結晶基板上に高品質なBi-2223薄膜を作製する必要がある。そこで、さまざまな配向を持つ低誘電率基板上にBi-2223薄膜を成長し、それらの超電導特性を調べた。その結果、薄膜と結晶基板の格子ミスマッチの異方性比(lattice mismatch anisotropy ratio)という新しいコンセプトを提案し、この異方性の比が1に近いほど、薄膜の超伝導特性が優れていることを見出した。このコンセプトは、目的とする薄膜の作製を可能にする格子エンジニアリング法の開発に資するだけでなく、それを使って実現したBi-2223薄膜の高い超伝導臨界電流密度や転移温度は、より高い周波数において、高出力かつ高温で作動するテラヘルツ波発振を可能にするものとして、その意義は大きい作製された高品質なBi系酸化物超伝導薄膜を用いて、テラヘルツ波発振素子を実現するために、いくつかの膜厚の試料に対するテラヘルツ波放射特性を数値シミュレーションにより調べた。これより、膜厚に制限があるものの、厚さの2乗で放射出力が増加する傾向が示された。この結果は同薄膜からのテラヘルツ放射を実験で観測する上で重要な知見である。BSCCO結晶に高いバイアス電流をかけると、低い電流をかけたときとは違う、安定した強い強度のテラヘルツ波の発振が起る。BSCC0の熱伝導率は低いので、高い電流をかけた時、BSCCO結晶の温度は上がり、常伝導率が高くなるので電極間の電圧は急激に減少する。この減少した電圧に対応するジョセフソン振動数が、BSCCO結晶を含む発振装置全体のLCR共鳴周波数と一致するとき、動的に安定な状態が実現し、強い安定なテラヘルツ波の発振がおこることが予測される。この理論はテラヘルツ波発振素子の設計に有用である。昨年度に見出した「格子ミスマッチの異方性比」という新しいコンセプトを駆使して、よりいっそう高品質なc軸配向Bi-2223膜の作製を進めた。一方、立木昌の最近の理論から、非c軸配向の膜は、簡単なデバイス構造で、テラヘルツ波の照射された数百1万もの接合が同期し、大きなACおよびDC出力がとれることが予測された。この画期的な性能の実現の可能性を調べるため、ビスマス系2223超伝導膜の配向制御を行った。高品質なビスマス系酸化物超伝導薄膜を用いたテラヘルツ波発振素子を実現するために、同素子から放射されるテラヘルツ波の発振スペクトルを数値シミュレーションにより調べた。具体的には、熱雑音により発振スペクトルの線幅は増加するものの、膜厚を増加させると、その影響を低減できることがわかった。超伝導体の薄膜について、走査スクイド顕微鏡を用い、薄膜中の欠陥に生じる磁場を計測し、電流密度の評価法の開発を行ってきた。本年度は詳細な計算により、その様子のシミュレーションを行い、理論的裏付けを試みた。本研究では<結晶基板と薄膜との格子の整合性>に着目して薄膜を作製する<格子エンジニアリング>の手法により、(110)SrTiO_3基板を用いて、(119)Bi-2223の非c軸配向膜を作製することを見出した。この膜は成長機構が2次元核成長であるため、基板に対しc面が反対の2つの方向に傾いた双晶ができる。しかし、双晶であるため、面内でc面が繋がっており、表面に印加電極を持つ新しい構造のテラヘルツ素子には使うことができない。この問題の解決のためには、双晶のない薄膜を作製する必要がある。

本研究では、表面が(110)面に対し傾斜したSrTiO_3基板を用いる<傾斜基板法>により、ステップフロー成長を行い、双晶のない(119)Bi-2223の非c軸配向膜の作製に成功した。これに<テンプレート2温度法>を併用することでさらに高いTcを持つ非c軸配向膜を得た。一方、デバイス設計の理論計算では、これらの非c軸配向膜を用いると、今までにない全く新しいデバイス構造が可能になり、従来のテラヘルツ波の「強度問題」を解決する、画期的なテラヘルツ素子ができることを明らかにした。すなわち、現在行なわれているBi系高温超伝導体のc軸配向の単一メサを使ったテラヘルツ電磁波発振の実験結果は、連続発振という長所はあるものの、発振強度が非常に弱い。そこで、発振強度を上げる有力な方法は、非c軸配向膜の試料を作製し、薄膜の表面上に印加電圧の電極を設ければ、電極間のすべての固有ジョセフソン接合からの発振電磁波の位相同期が起るので、強い強度をもつテラヘルツ電磁波発振を得ることができる。この試料はテラヘルツ電磁波の増幅デバイスとしても用いられる。さらに、テラヘルツ波放射現象の中でも低バイアスでの発振は、一般に素子内部のキャビティ共振に起因していると考えられ、連続体近似を用いて素子内部の電磁界分布を計算し、具体的なモードや発振周波数を求めた。以上により、コンパクトかつ簡単な素子構造で、実用化に向け最大の壁となっている「強度問題」をクリアーできる途を開いた。
グラフェンを材料とした新規超低消費電力デバイス制御機構の創出

グラフェンを材料とし、歪み、光照射、交流電界、スピン等を素子制御機構として用いた新規素子を提案し、そのシミュレーションによる特性解析を行った。中でも代表的成果として、グラフェンに局所歪みを印加した事によって歪み/無歪み界面に発生する擬似的な磁場を電界効果トランジスタ(FET)の制御に応用した素子を提案し、その特性の理論的予測を行った。その結果、実験的に印加可能な10%以下の小さな歪み印加によって、バンドギャップが存在しないにも関わらず従来のFETを超える急峻なスイッチング性能が得られ、それによる低消費電力化が可能である事を明らかにした。当初計画のうち、「1.歪み印加グラフェンを利用した新規素子」については、昨年度の実績概要において今後の課題として言及していた「歪みによって誘起される擬似磁場を利用した素子制御」について研究を行った。具体的には、グラフェンのアームチェア方向にそって有限長のチャネル部分にのみ局所的に引っ張り歪みを与え、そのチャネル領域にゲート電圧を印加、その左右の無歪み領域はn型あるいはp型にドーピングされていると仮定した場合の電流のゲート電圧依存性を、強束縛近似法とグリーン関数法を用いて調べた。その結果、10%以下の小さな歪み印加によって理想的なFET特性が得られる事、また、ソース、ドレイン領域を両方共p型にした場合にはゲート電圧の正負に対し非対称な電流電圧特性が得られ、逆にソース、ドレイン領域のドーピングがそれぞれp型、n型と異なる場合には対称な電流電圧特性が得られる事などが明らかになった。応用上の重要な結果として、FETのスイッチング性能の指標の一つであるサブスレッショールド係数(閾値電圧以下のゲート電圧において電流を一桁上昇させるのに必要な電圧幅)が、通常のFETの場合60mV/decadeであるのに対し、提案構造の場合、20mV/decade程度の値が実現され、通常のFETと比較して優れたスイッチング性能を示す事も明らかとなった(論文投稿中)。「2.光照射下のグラフェンの電気伝導の研究」については、昨年度までの結果を、フロケの定理を用いる事でより系統的に理解し、また、光照射領域の動的スペクトル密度に応じた伝導特性が得られる事を明らかにした(論文投稿準備中)。「3.グラフェンナノリボンにおける純粋スピン流生成に関する研究」については、断熱的量子ポンプ効果に起因するスピン依存電気伝導特性を明らかにした結果を論文にまとめ、Applied PhysicsLettersに掲載された。研究計画で言及している項目のうち、1.歪みを印加したグラフェンの電気伝導特性については、新たなバンドギャップ誘起の方法として、グラフェンに面内歪みを印加する方法に注目した。グラフェンに対してzigzag方向への引っ張り歪みやせん断歪みを印加した場合、現実的な歪みの範囲内でフェルミ面においてバンドギャップを誘起出来る事が既に指摘されていたが、本研究ではこのような歪み印加のもとでの電気伝導特性を非平衡グリーン関数法を用いて計算し、歪み率の増加とともに電流が増加する領域があり、その後急激に電流が減少する振る舞いが得られる事を見出した。2.光照射下のグラフェンの電気伝導の研究については、円偏光をもった光を照射する事でグラフェンに擬似的なバンドギャップを誘起する事が可能である事を簡便な方法によってシミュレーション可能である事を示すとともに、任意の偏光の光をグラフェンに照射した時の動的バンド構造を調べ,それが偏光方向,光の強度などによってどのように異なるかを明らかにした。3.グラフェンナノリボンにおける純粋スピン流生成に関する研究については、ジグザグ端グラフェンナノリボン(ZGNR)におけるエッジスピン偏極と量子ポンプ効果を利用する事でスピン偏極電流を得るという着想のもと、それを実現する新規素子の提案と理論計算を行った。具体的には、一般に位相の異なる二種類の振動電場を印加した場合に引き起こされる量子ポンプ効果に着目して、ZGNRに対して時間変化する電場を与えた場合の量子ポンプ効果に起因するスピン依存電気伝導特性を、スピン密度汎関数タイトバインディング法と非平衡グリーン関数法を用いる事により理論的に調べた。その結果、ZGNRの対向する端に位相の正負が逆の振動ゲート電圧を与える事により、電荷の流れを伴わないスピンの流れ(純粋スピン流)の生成が可能である事を示唆する結果を得た。グラフェンを用いた新規素子の提案という目的に沿って、主に次の成果が得られた。(i)歪みグラフェンを用いた新規FET制御機構:グラフェンのアームチェア方向にそって有限長のチャネル部分にのみ引っ張り歪みを与えた電界効果型トランジスタの特性を、強束縛近似法とグリーン関数法を用いて調べた。その結果、10%以下の小さな歪み印加によって、バンドギャップが無いにも関わらず、歪み誘起擬似磁場効果によって、電流のオンオフ比7桁を超える理想的なスイッチング特性が得られる事が明らかになった。

更に、FETのスイッチング性能の指標の一つであるサブスレッショールド係数が、通常のFETの場合60mV/decadeであるのに対し、提案構造の場合、20mV/decade程度の値が実現され、通常の半導体FETと比較して優れたスイッチング性能を示す事も明らかにした。(ii)光誘起電気伝導を用いたグラフェンの歪み検出:歪みグラフェン素子の応用には、印加された歪みの大きさ、方向の効率的な検出方法の確立が重要であるが、グラフェンに直線偏光を照射した時の光誘起電気伝導度の偏光方向依存性より、歪みの方向、大きさの同時検出が可能である事を明らかにした。(iii)グラフェンナノリボンを用いた純粋スピン生成素子:グラフェンを用いた新規素子の別の事例として、一般に位相の異なる二種類の振動電場を印加した場合に引き起こされる量子ポンプ効果に着目して、ジグザグ端グラフェンナノリボン(ZGNR)に対して時間変化する電場を与えた場合の量子ポンプ効果に起因するスピン依存電気伝導特性を、スピン密度汎関数タイトバインディング法と非平衡グリーン関数法を用いる事により理論的に調べた。その結果、ZGNRの対向する端に位相の正負が逆の振動ゲート電圧を与える事により、電荷の流れを伴わないスピンの流れ(純粋スピン流)の生成が可能である事を示唆する結果を得た。物性理論交付申請書に記載した計画のうち、1.歪み印加グラフェン素子については、昨年度課題としていた擬似磁場効果を利用した素子の提案、性能予測を行い、計画通りに進んでいる。今後、分子動力学法を用いた歪み印加下の安定構造の解明については更に検討を続ける必要がある。2.グラフェンにおける光照射の効果については、論文の形にまとめる事が出来、計画通りに研究が進んでいる。3.グラフェンを用いた新規スピン流生成素子の創出に向けても、論文が採択、出版され、順調に進んでいるといえる。交付申請書に記載した計画のうち、1.歪み印加グラフェンにおけるバンド構造の解明については概ね計画通りに進んでいるが、分子動力学法を用いた歪み印加下の安定構造の解明については更に検討を続ける必要がある。その一方で、局所的な歪み印加下において重要となる擬似磁場効果の解明やそれを用いた電気伝導制御について、当初の想定以上にそのデバイス応用上の可能性が認識され、これについての予備研究を行った事で、今後の研究につながる布石とする事が出来た。2.グラフェンにおける光照射の効果については、種々の偏光を持った光をグラフェンに照射した際の動的バンド構造を明らかにする事が出来、計画通りに研究が進んでいる。3.グラフェンを用いた新規スピン流生成素子の創出に向けては、時間依存ゲート電圧印加の手法によりこれが可能となるとの着想を得、詳細な検討を続けているところであり、これについても概ね計画通り研究を進める事が出来たと言える。25年度に注力した、「歪みグラフェンを利用した新しい電気伝導制御機構の探索」について、理想的な状況を仮定した上で第一段階としての結果を得、論文を投稿するに至ったが、非理想的状況、たとえば端構造が問題になる場合や格子欠陥の影響、更にはフォノン散乱の影響など、更に検討しなければならない課題も見えてきたため、今後はこれらに注力をする。
捩れた群作用に関する同変指数定理と非可換幾何学

非可換幾何の枠組の下に、葉層構造が関与する指数定理と境界付多様体上での指数定理の一般化を行った.とくに「捩れK理論」や「コサイクルで捩ったC*群環」をとりあげ,この概念が関与する指数定理の導出を探った.とくに「K-aspherical」という条件の下で捩ったC*群環のK群に値をとる指数定理を確立し、複素多様体の算術種数に関するいくつかの不等式評価を導いた.またAtiyah-Patodi-Singer指数定理を非可換幾何の枠組で定式化し、無限次被覆空間や境界付多様体上の葉層構造に対する拡張を行った.これよりエータ不変量のみならず高次エータ不変量も相対巡回コホモロジーと相対K群のペアリングとして解釈することが可能となり、エータ不変量の幾何学的意義がより明確になった.非可換幾何の枠組の下に、葉層構造が関与する指数定理と境界付多様体上での指数定理の一般化を行った.とくに「捩れK理論」や「コサイクルで捩ったC*群環」をとりあげ,この概念が関与する指数定理の導出を探った.とくに「K-aspherical」という条件の下で捩ったC*群環のK群に値をとる指数定理を確立し、複素多様体の算術種数に関するいくつかの不等式評価を導いた.またAtiyah-Patodi-Singer指数定理を非可換幾何の枠組で定式化し、無限次被覆空間や境界付多様体上の葉層構造に対する拡張を行った.これよりエータ不変量のみならず高次エータ不変量も相対巡回コホモロジーと相対K群のペアリングとして解釈することが可能となり、エータ不変量の幾何学的意義がより明確になった.本研究では,非可換幾何の枠組の下に「捩れK理論」「コサイクルで捩ったC^*群環」「コサイクルで捩った亜群C^*環」をとりあげ,この概念が関与する指数定理の導出を探った.振れK理論やコサイクルで捩ったC^*群環などは,基本群の大きい多様体に対して興味深い振舞いをするので,とくに3次元双曲多様体に対して上記の指数定理を検証することも関心ある目標となる.具体的には以下の結果を得た.(M,ω)をsymplectic manifoldとする.普遍被覆でωの引き戻しが完全の時,これをω-asphericalmanifoldという.さらに(M,ω)がclosed Kahlerの場合、これをK-aspherical manifoldという.●シンプレクティック多様体Nがω-asphericalのとき、Mがclosed symplectic spin manifoldでかつ正スカラー曲率を許容するならば、MからNへのシンプレクティック写像は存在しない.●ケーラー多様体NがK-asphericalと仮定する.このとき閉ケーラー部分多様体に関して(-1)^nTodd種数は0以上となることが成り立つ.ただしdim M=nである.●シンプレクティック閉多様体$M$がaspherical,即ちその普遍被覆空間が可縮ならば,Mは正スカラー曲率をもつリーマン計量を許容しない.本研究では非可換幾何の枠組の下に、葉層構造が関与する指数定理と境界付多様体上での指数定理の一般化を行った.とくに「捩れK理論」や「コサイクルで捩ったC^*群環」をとりあげ,この概念が関与する指数定理の導出を探った.捩れK理論やコサイクルで捩ったC^*群環などは,基本群の大きい多様体に対して興味深い振舞いをする.従ってこのような指数定理を無限次被覆空間や葉層多様上で研究することが重要となる.今年度は具体的に以下の2つの結果を得た.1)コンパクト葉層多様体において横断的不変測度を有しないものを考える.一般にこのような葉層構造はIII型の作用素環を与える.従ってトレイスが存在しないため、Connes指数定理を適用することができない.ここで葉層の二次特性類に現れるh_1類が局所的には横断方向へ定数となるサイクルで与えられると仮定する.このときh_1類が定める二次特性類が定義され、対応するコサイクルで捩った葉層C^*環を考えることができる.このコホモロジー類の関与する葉層多様体上の指数定理を確立し、その幾何公式を導いた.2)境界付多様体上で知られているAtiyah-Patodi-Singer指数定理を非可換幾何の枠組で定式化し、さらに無限次被覆空問や境界付多様体上の葉層構造に対する拡張を行った.これにより解析的二次不変量であるエータ不変量が相対巡回コホモロジーと相対K群のペアリングとして解釈され、エータ不変量のの幾何学的意義が明確になった.本研究では非可換幾何の枠組の下に、葉層構造が関与する指数定理と境界付多様体上での指数定理の一般化を行った.とくに「捩れK理論」や「コサイクルで捩ったC^*群環」をとりあげ,この概念が関与する指数定理の導出を探った.捩れK理論やコサイクルで振ったC^*群環などは,基本群の大きい多様体に対して興味深い振舞いをする.従ってこのような指数定理を無限次被覆空間や葉層多様上で研究することが重要となる.今年度は具体的に以下の2つの結果を得た.1)コンパクト複素多様体において、Gromovにより導入された「ケーラー双曲的」という概念がある.

この概念を緩めた「K-aspherical」という条件の下では、ケーラー型式を普遍被覆空間上に引き戻すと完全型式であり、従って対応する基本群の2-コサイクルで捩ったC^*群環を考えることができる.このC^*群環のK群に値をとる指数定理を確立し、代数幾何におけるGreen-Lazarsfeldの消滅定理に関連して、複素多様体の算術種数に関するいくつかの不等式評価を導いた.2)既に昨年度Atiyah-Patodi-Singer指数定理を非可換幾何の枠組で定式化し、さらに無限次被覆空間や境界付多様体上の葉層構造に対する拡張を行ったが、この定理を高次元の葉を持つ葉層多様体に拡張した(P.Piazzaとの共同研究).これよりエータ不変量のみならず高次エータ不変量も相対巡回コホモロジーと相対K群のペアリングとして解釈することが可能となり、エータ不変量の幾何学的意義がより明確になった.
Ablation耐性MCF-7細胞に認められる細胞内高エストラジオールの機序

1.細胞・組織内estradiol濃度に影響を与える腫瘍内酵素であるaromatase,17beta-HSD(type1,2,4,7,8)を特異的に認識するPCR Primerを作成し、タンパクレベルでは、酵素活性を測定、m-RNAレベルでは、real time RT-PCRにて定量を行っている。測定に関しては、過去の手術時に冷凍保存されている閉経後の乳癌患者組織約50検体を使用している。2.Ablation耐性MCF-7においては、当初親株に比べ約10倍高濃度の細胞内estradiolが認められたが、その後の追加実験では再現性に乏しく(25倍)、また別のablation耐性クローンでは、親株との間に細胞内estradiol濃度の明らかな相違が認められず、現在追試実験を行っている。一方、ablation耐性MCF-7をaromatase inhibitorで処理しても、細胞内estradiol濃度、細胞増殖に影響は認められなかった。また、sulfatase inhibitorを用いると細胞増殖を抑制したが、この際、細胞内estradiolが著しく高濃度になっていたこと、親株では増殖が亢進したこと、sulfatase inhibitorの構造が、estrogenに類似していることから、高濃度のsulfatase inhibitorが、estradiolに分解されることで、細胞に高濃度のestradiol(10-6M)を添加した際と類似の機序で細胞増殖抑制をしたものと考えられ,ablation耐性MCF-7におけるsulfataseの役割は確認できなかった。3.細胞内estradiol濃度が一定しないため、放射能標識した前駆物質を用いてのtracer実験および取り込み実験は、現在見合わせている。3.細胞内estradiol濃度の差異が一定しないため、放射能標識した前駆物質を用いてのtracer実験および取り込み実験は、現在見合わせている。
新規化学増幅反応に基づく生体物質の超微量計測法の開発

本研究の目的は、特徴的なL字形あるいはS字形反応曲線を示す新規化学増幅反応を指示反応として用い、高性能な超微量計測法を構築することにある。分析対象物は、特に分析ニ一ズの高い生体物質をターゲットとする。更に、計測可能な生体物質をプローブとして免疫反応への応用を行なう。二ヵ年の研究期間で得られた成果は、次のようである。1.触媒および指示薬の同時分解反応に基づくL字形曲線の利用ヘモグロビンの分析:今回確立した方法では、ヘモグロビンが12-258μg/lの範囲で定量でき、検出限界は、8.13μg/lであった。また、変動係数は、2.05%(10回測定)であり、L宇形曲線による計測法が分析精度の向上を助長していることを証明した。本法は、既存のヘモグロビン分析法の中では、最高の感度を有する方法である。2.自己触煤反応に基づくS字形曲線の利用(1)コバルト-アゾ色素のペルオキソー硫酸塩による自己触媒反応を利用して、ペルオキシダーゼの簡易目視計測法を開発した。高価な分析機器を必要とせず、ストップウオッチと人間の目で生体成分の定量ができる可能性を示した。また、ペルオキシダーゼを標識とするエンザイムイムノアッセイヘと応用し、微量のヒトインターロイキン8を計測した。(2)亜硫酸塩の過酸化水素による自己触媒反応を利用してペルオキシダーゼの計測法を開発した。この反応のpHシグナルは、pH指示薬(プロモチモールブルー:BTB)やリトマス試験紙などで視認化が可能である。また、エンザイムイムノアッセイヘと応用し、微量の腫瘍壊死因子を計測した。以上、当初計画していた新規化学増幅反応を指示反応として用い、超微量生体物質を定量できることが実証され、十分な成果を挙げることができた。分析対象物は、特に分析ニーズの高い生体物質をターゲットとする。本年度は、分析対象物としてヘモグロビンおよび抗原-抗体反応の標識物質の一つであるパーオキシダーゼ酵素(POD)を選定し、L字形曲線による吸光光度法を開発した。両者の分析には、指示反応としては銅(II)-フタロシアニン錯体のオキソンによる酸化分解反応を用いた。ヘモグロビンの分析:本法における各因子(酸化剤の種類と濃度、pH、塩濃度、温度、試薬の安定性など)の最適化を行なった。確立された方法では、ヘモグロビンが12258μg/lの範囲で定量でき、検出限界は、8.13μg/lであった。また、変動係数は、2.05%(10回測定)であり、L字形曲線による計測法が分析精度の向上を助長していることを証明した。本法は、既存のヘモグロビン分析法の中では、最高の感度を有する本法である。PODの分析:上記と同様に各因子の最適化を行なった。確立された方法では、PODが、130μg/mlの範囲で定量でき、検出限界は、PODが0.02μg/mlであった。また、変動係数は、3.7%(10回測定)であった。更に本法をPODを標識剤として用いる抗原-抗体反応に応用したところ、臨床検査上その超微量分析が強く望まれているヒト血清中のインターロイキン-8の定量に成功した。

次年度は、S字形反応曲線に適合した指示反応の検討を行い、PODの超微量計測法の開発を行なう予定である。本研究の目的は、特徴的なL字形あるいはS字形反応曲線を示す新規化学増幅反応を指示反応として用い、高性能な超微量計測法を構築することにある。分析対象物は、特に分析ニーズの高い生体物質をターゲットとする。更に、計測可能な生体物質をプローブとして免疫反応への応用を行なう。昨年度に引き続き本年度は、分析対象物としてペルオキシダーゼを選定し、S字形反応曲線による簡易目視計測法の開発を行なった。本年度の成果を以下に記す。1.コバルト-アゾ色素のペルオキソ-硫酸塩による自己触媒反応を利用するペルオキシダーゼの簡易目視定量法.高価な分析機器を必要とせず、ストップウオッチと人間の目で生体成分の定量ができる可能性を示唆した。分光光度計によって指示薬の半減期(t_<1/2>)から得られた検量線の定量範囲は0.5-50μg/ml,検出限界(3σ)は0.04μg/mlの計測が可能であった。また、ぺルオキシダーゼを標識とするエンザイムイムノアッセイヘと応用し、微量のヒトインターロイキン8を計測した。2.亜硫酸塩の過酸化水素による自己触媒反応を利用するペルオキシダーゼの計測法.この反応のpHシグナルは、pH指示薬やリトマス試験紙などで視認化が可能であり、ストップウオッチと人間の目で生体成分の定量ができることを示唆した。pHメータを利用して得られた検量線の定量範囲は、0.2-50μg/ml,検出限界(3σ)は0.2μg/mlであった。また、pH指示薬(ブロモチモールブルー:BTB))およびリトマス試験紙を用いて目視計測できることを確認した。さらに、エンザイムイムノアッセイヘと応用し、微量の腫瘍壊死因子を計測した。