hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超弦の場の理論における数値的手法に基づく古典解の解析

ボゾニック弦・超弦の場の理論において、単位弦場に基づく古典解の物理的性質を、数値的・解析的に明らかにした。Erler-Maccaferriの方法を応用し、ボゾニック弦の場の理論の新たな古典解を構成した。修正された3弦型超開弦の場の理論において、レベル切断による数値計算の新たな手法を具体的に提案した。WZW型超開弦の場の理論では、10次元時空のフェルミオン部分を含めて成分場展開を最低レベルまで行った。開弦の場の理論の枠組みにおいて、単位弦場に基づくマージナル解まわりの理論を考え、そのジーゲルゲージおよびランダウゲージの数値解を構成し、それらのゲージ不変量(真空エネルギーとゲージ不変オーバーラップ)を評価した。その結果、KBc代数のマージナル変形を用いて構成した別ゲージの「解析解」のゲージ不変量と同一の値であった。このことにより、タキオン真空のゲージ非依存性が確かめられた。ただし、ランダウゲージの数値解の場合は、弦場のトランケーションレベルを上げていくと、解への収束の振る舞いが数値的に不安定になることがわかった。そこで、特にジーゲルゲージの数値解に着目し、このマージナル変形された背景でのMブランチおよびVブランチの数値的な振る舞いも調べて、ゼロ質量の成分場の定数モードの値に有限な上限があることが判明した。この数値的な傾向は、従来知られていたマージナル変形していない背景でのMブランチ、Vブランチの場合と定性的に似ている。単位弦場に基づくマージナル解自体のゲージ不変量(真空エネルギーとゲージ不変オーバーラップ)は、従来より単位弦場自体の特異性のため、直接的な計算はできていなかったが、解自体を「KBc代数とそのマージナル変形を用いて構成したウェッジ状態に基づく解析解の差」とBRST-exactな項の和に書き直すことにより、この度、解析的な計算が可能になった。その結果は上記の数値計算の結果とも整合している。この単位弦場に基づくマージナル解の新たな表式については、超弦の場の理論への拡張も同様にでき、従来計算できていなかったゲージ不変オーバーラップの評価もボゾニック弦の場合と同様に可能になった。前年度までの研究成果であるボゾニック弦の場の理論でのKBc代数を応用する計算手法を超弦へ拡張した。これによりBerkovitsのWess-Zumino-Witten型超弦の場の理論の枠組みにおいて、単位弦場に基づくマージナル解に対するゲージ不変量(真空エネルギーとゲージ不変オーバーラップ)を解析的に評価した。特にゲージ不変オーバーラップについては、単位弦場自体の特異性により従来計算が困難であったが、今回の研究で予想されていた表式を導出できた。ボゾニック弦の場の理論の枠組みにおいて、単位弦場に基づくタキオン凝縮解に対するゲージ不変量を解析的手法により直接的に評価した。この結果は従来別の手法で得られていたものと整合するものである。この計算は、マージナル解の場合の手法をタキオン凝縮解に対してもうまく応用したことにより可能になった。さらに、ボゾニック弦の場の理論において、Erler-Maccaferriによって提案された古典解の構成法を応用することで、複数枚のDブレーンが重なった状況を表す解を構成した。実際、この解の周りの理論を調べることで、開弦にChan-Paton因子を導入して行列構造を持たせた状況を再現していることがわかった。また、cubic型超弦の場の理論の枠組みにおいて、(フェルミオン化・ボゾン化しない元の)超ゴーストに基づき、かつ、新しいゲージ対称性を活用することにより、レベルトランケーション近似を用いる数値解析をより効果的に行う方法を提案した。修正されたcubic型超弦の場の理論の枠組みで、(フェルミオン化・ボゾン化しない)ベータ-ガンマ超ゴースト場のモード展開に基づいて、レベルトランケーション近似による数値計算を実行するためのMathematicaプログラムの開発を進めた。特に、高力-九後-国友の文献による、超弦場のNSセクターでの逆描像変換演算子の取り扱いを適用し、「新ゲージ」対称性で超弦場を8成分に帰着させて計算する方針で整備した。このプログラムの応用の一つとして、超弦の場の理論のタキオン凝縮を表す古典解として2007年に提唱されたErler解の解析的結果の整合性を数値的に調べた。具体的には、Erler解を8成分へ変換し、そのエネルギーを評価した。その際、簡単のため運動方程式を用いて、超弦場について2次の形に帰着させたものを数値的に計算した。レベルトランケーション近似をする際、レベルの切断の具体的方法に任意性が生じるが、ここでは、新ゲージへの変換前後でそれぞれ同じレベルで切断する方法で評価した。最大レベル16まで評価したところ、レベルを上げていくにしたがって、期待される有限値から離れ発散する傾向がみられた。Pade近似およびPade-Borel近似を行ったり、BRSTexactな項を差っ引いて評価しても、数値的な振る舞いはあまり改善されなかった。これは、ボゾニックな弦の場の理論のSchnabl解(2005)の数値的な収束性や、Erler-Schnabl解(2009)のPade/Pade-Borel近似の数値的振る舞いとは異なるものである。また、cubicな相互作用項の評価のために、8成分表示を介した同様なレベル切断法による数値計算を行うと、(レベル9程度まででは)対称性があまり尊重されないこともわかった。modified

cubic超弦の場の理論のErler解は、その形がボゾニックな弦の場の理論のSchnabl解によく似ているため、そのエネルギーの数値的振る舞いも同様な良い収束性を示すと期待したが、調べた範囲内では、収束性が想定外に悪かった。今回の数値計算法はレベル切断の処方箋にも依存するもので、これは従来から扱いが容易でない逆描像変換演算子の中点挿入の近似に関係しているはずであり、単により高いレベルを目指すだけでなく、有効な近似法を再度模索する必要がでてきたため。修正されたcubic型超開弦の場の理論の枠組みで、ベータ-ガンマ超ゴースト場のモード展開に基づいて、レベルトランケーション近似による数値計算のためのプログラムの開発を進めた。最初の応用として、超弦の場の理論のタキオン凝縮を表す古典解として2007年に提唱されたErler解の解析的結果との整合性を調べた。運動方程式を用いて作用の運動項のみの計算に帰着させ、できる限り高いレベルを取り入れた数値計算を遂行したが、エネルギーの値の数値的振る舞いは安定していなかった。本結果をサンパウロ(ブラジル)で開催された弦の場の理論の国際会議で発表したところ、同じ量を別の手法で数値計算すると収束に向かうという情報を得たので、こちらのプログラム全般の正当性を再確認する必要があると考えている。特に符号の扱いに気を付けて、全般的に数式とそのプログラミングを再検討している。ボゾニックなcubic型開弦の場の理論の枠組みで、Erler-Maccaferriの一般的な解の構成法の応用として、定数磁場背景のあるDブレーンに対応する古典解の構成をおこなった。実際、この解におけるエネルギーを計算することにより、Born-Infeld作用の形が得られることを示した。2015年に提唱された国友-大川の超開弦の場の理論において、超弦場のNSセクター(時空のボゾン場)だけでなくRセクター(時空のフェルミオン場)についても、最低次、つまり零質量レベルまで、レベルトランケーションによる具体的な計算を行った。その結果、特にフェルミオン部分において、この超開弦の場の理論の作用から、その成分場で表された超対称ヤン・ミルズ理論の作用が出てくることがわかった。ボゾニック弦・超弦の場の理論において、単位弦場に基づく古典解の物理的性質を、数値的・解析的に明らかにした。Erler-Maccaferriの方法を応用し、ボゾニック弦の場の理論の新たな古典解を構成した。修正された3弦型超開弦の場の理論において、レベル切断による数値計算の新たな手法を具体的に提案した。WZW型超開弦の場の理論では、10次元時空のフェルミオン部分を含めて成分場展開を最低レベルまで行った。ボゾニック弦の場の理論およびcubic型、Wess-Zumino-Witten型超弦の場の理論の古典解に関する新たな知見が得られた。特にcubic型超弦の場の理論のレベルトランケーション近似を効率よく行う方法に基づいて、特に超ゴースト部分について、新たにMathematicaプログラムの開発を遂行することができた。modifiedcubic超弦の場の理論のレベルトランケーション近似による数値計算をさらに進めるには、高レベルまで含めて、逆描像変換演算子の中点挿入の近似に関連したレベル切断処方依存性を詳しく調べる必要がある。
高度情報社会を支えるソフトウェア技術者のワ-クストレスと行動変容に関する研究

ソフトウェア技術者の働き方、開発管理、職場環境などと職業性ストレスの関連を明らかにするために、一般技術者1997人、管理職300人の調査票を回収し、分析を行った。主な結果は、以下の通りである。1.対象者の女性比率は、技術者では15.0%、管理職では1.3%であった。また、年齢構成は、技術者では2529歳をピ-クとする山形の分布であった。一方、管理職は、30歳代、40歳代が中心で、役職は課長代理・課長クラスが多かった。2.企業の規模は、100999人が24.1%、1000人以上が75.1%を占め、比較的大規模の企業でソフトウェア開発に携わっている者が大半であった。3.残業時間数では、40時間以上の割合が44.1%を占め、かなり大きな割合であった。また、仕事の忙しさは、「平均的」の35.1%をピ-クに山形の分布を示していた。4.主な仕事場所や主に使うマシ-ンの場所が、自社内である者が8割前後を占めており、開発環境としては恵まれているサンプルであることが示考された。5.ソフトウェア開発中のトラブルの原因として、技術者、管理職とも「仕様の変更」を指摘した者が多かった。6.技術者の職場環境評価を検討した結果、納期の時間的切迫、技術が標準化されていないため共通理解が困難なことに加えて、専門技術者としてふさわしい教育訓練やキャリア形成が職場で準備されていないことが,ストレス因子となる可能性が高いことが示唆された。7.抑うつ状態、疲労蓄積などからみると、技術者では、ストレスの影響を受けながらかなり無理をして働いている者が2割程度は存在することが推察された。他方、管理職では、その割合が技術者よりはやや少なく、1割強と推測された。8.今回の調査サンプルが中規模や大規模企業に偏っていたため、より一般的な結論を導くためには、今後、小・零細規模のソフトウェア技術者と管理職を対象にした調査研究を行う必要がある。
情報学的手法に基づく受容体に対するリガンド機能の包括的解析

GPCRに関してアゴニスト/アンタゴニスト/非リガンドの階層多クラス判別モデルの構築を行った。モデルはGPCRのリガンド結合部位を含む膜貫通領域の物理化学的特性に基づき構築することでこれまでのCGBVS法よりも予測精度の高い予測器の構築を行うことができた。また、本モデルは相互作用部位の特徴抽出が可能な記述子を用いているが、β2アドレナリン結晶構造中で結合の見られた化合物部分構造とアミノ酸残基はいずれも相互作用部位として本手法で抽出することができた。以上の成果については現在Journal of Chemical Informatics And Modellingに投稿中である。また、GPCRと内因性リガンドに着目し、GPCR-内因性リガンド間の相互作用を網羅的に予測、検証実験を行い、15を超える新規アゴニスト/アンタゴニストを同定した。上記の成果は現在論文を執筆しており、発表予定である。1.Gタンパク共役型受容体(GPCR)の膜貫通(TM)配列を基にしたアゴニスト/アンタゴニストの予測モデルの構築・2.相互作用部位の特徴抽出・3.負例生成手法の開発・4.開発モデルによるGPCR-リガンド間の多対多の相互作用の解明の4点を行った。(1)予測モデルは、リガンド予測とアゴニスト/アンタゴニスト予測の二段階構造を有するモデルを構築した。それぞれの段階の予測精度をクロスバリデーションにより評価を行った結果、本研究により開発したタンパクの比較手法は、既存のタンパク質比較手法より良い予測精度を持つことを確認した。(2)また、特徴抽出は化合物の構造特徴とタンパク質の配列特徴のすべての組み合わせに対して、ベイズ統計を基にした抽出法を行った。この抽出法が既知の相互作用残基を有意に相互作用部位として抽出していることも確認した。(3)機械学習を行うに当たり、正例学習データと負例学習データが必要であるが、既存のデータベースには十分な相互作用しないタンパク質と化合物の組のデータが存在しない。そこで、リガンド相互作用部位の特徴抽出法を用い、「相互作用に関与すると予測された特徴を持つが相互作用の知られていない組み合わせ」を負例から排除し、負例を生成した。その結果、特徴抽出に基づく排除を行った不例で学習したモデルの予測精度はランダムに負例を生成したモデルの予測精度に比べて有意に高いことを確認した。(4)近年のオミクス研究の進展とともに、タンパク質と化合物との相互作用は、いわゆる鍵と鍵穴の関係のような1分子対1分子の単純な関係ではなく、多分子対多分子の複雑な相互作用をしていることが明らかになり、注目されつつある。GPCRと内因性リガンドに着目し、GPCR-リガンド間の多対多の相互作用の解明を目指し、上記予測モデルによる多対多相互作用の網羅的探索とその検証実験を行っている。現在、提案手法により、数十μM数十nMのEC50、IC50を持つ11の新規アゴニスト活性と5の新規アンタゴニスト活性を同定している。本年度、申請者はアゴニスト/アンタゴニスト予測モデルの構築を行ってきた。モデル構築に当たり新規タンパク質比較手法、及び学習データの選択手法を開発してきた。中でも、構築した予測モデルを用いて内因性リガンドとターゲットタンパク質の多対多の相互作用の解明に取り組み、検証実験から新規の多対多相互作用を複数発見している。このことからも開発した予測モデルが精度の高いモデルであることが伺える。現在、開発した予測モデルを用いて、生物学的に興味深い相互作用を見出している、今後、見出した相互作用の生物学的意義を見出すことにより、開発したモデルが生物学において非常に有用なツールであることを証明していく計画である。また、開発手法に大量データ解析を加えることによってゲノム規模、多様な生物種規模に統計的解析を行っていくことを計画している。
CPUの機能拡張とOS連携によるバッファオーバフロー攻撃検出方式

ソフトウェアの脆弱性には,(1)Webアプリケーション,(2)バッファチェックの不備,(3)仕様上の不備,(4)文字列チェックの不備,(5)アクセス制御の不備などがある.本研究課題は(2)を対象としてその解決を試みるものである.(2)は広く使われるアプリケーションやライブラリに含まれている脆弱性のため影響範囲は広い.また,十分充実した開発体制で臨んでも減少しておらず,新たな技術をもって解決する必要がある.以上より,本研究では,このバッファチェックの不備に起因するバッファオーバフロー攻撃を,CPUの機能拡張とそれを支援するOSを開発することで根本的に解決できることを示した.本研究課題は,ソフトウェアの脆弱性の中でも影響範囲の広いバッファオーバフロー攻撃に着目し,それを完全に防止する新たな方式を提案することを目的とする.具体的には,CPUにバッファオーバフロー攻撃を検出する機能を追加し,OSがその機能を用いてセキュアコンピューティング環境を実現するものである.平成26年度は,研究のスタートアップ段階として,次の3点について調査・研究を進める計画であった.(1) QEMUの内部構成について調査する.具体的には,後述の(2)を実現するための手法を調査する.(2)上記(1)に基づいて,プロセスIDとスレッドIDを格納する専用レジスタを追加し,それらの操作をするための命令群を拡張する.(3) OSによるプロセス・スレッドの生成・消滅時,スケジューラによる切替え時に,OSが上記(2)のレジスタに値をセットするようOSを拡張する.1年目は上記のように,バッファオーバフロー攻撃を検知する機能を実現するための礎となる部分についての研究を進めた.進捗としてはこれらを十分達成したと判断している.具体的な成果については下記の論文で公表している.柴田達也,奥野航平,大月勇人,瀧本栄二,毛利公一,"QEMUを用いた命令拡張によるリターンアドレス書換え攻撃検知手法",情報処理学会研究報告,Vol. 2015-CSEC-68,No. 33,pp. 1-8,2015.本研究課題は,ソフトウェアの脆弱性の中でも影響範囲の広いバッファオーバフロー攻撃に着目し,それを完全に防止する新たな方式を提案することを目的とする.具体的には,CPUにバッファオーバフロー攻撃を検出する機能を追加し,OSがその機能を用いてセキュアコンピューティング環境を実現するものである.平成27年度は,本研究の中心となる年度として次の5点について進める計画であった.(1) call命令とret命令の拡張を行う.この拡張では,call命令実行時には戻り先アドレスをスタックに積むと同時に,CPU内の保護されたメモリ領域(保護領域)に戻り先アドレスをコピーする.ret命令実行時には,保護領域内の戻り先アドレスとスタック内の戻りアドレスを比較する.なお,このような処理をスレッド単位で保護領域を切り替えながら比較したり,OSのような信頼できるプログラムの場合は比較を省略するなどの機能なども同時に検討・開発する.(2)前述(1)の処理でアドレスを比較して異なる値であった場合は,バッファオーバフロー攻撃を受けていることが検出できるため,割込を発生させる処理をエミュレートしなければならない.(3)前述(2)で発生した割込を受けて,OSは当該プロセスを終了させる等の処理を行う必要がある.そのための割り込みハンドラの実装を行う.(4)前述(1)(3)を一連の動作として実現する必要があるが,OSの起動前後にはCPUが16ビットモードになったり,ユーザレベルでは用いない特殊なプログラミングテクニックを用いていることが多いため,その対処が必要となると予想している.(5)以上で基本的な実装が完了するため,オープンソースのOSを利用した評価実験を実施する.平成27年度の実績としては,上記の(1)(5)は達成できた.上述の研究実績の概要で述べたとおり,平成27年度は,本研究の中心となる年度として次の計画5点について達成できた.(1) call命令とret命令の拡張を行った.(2)前述(1)の処理でアドレスを比較して異なる値であった場合は,バッファオーバフロー攻撃を受けていることが検出できるため,割込を発生させる処理をエミュレートする機能を実現した.(3)前述(2)で発生した割込を受けて,OSは当該プロセスを終了させる等の処理を行う割り込みハンドラを実現した.(4)前述(1)(3)を一連の動作として実現すべく,OSの起動も含めた動作を確認した.(5)いくつかのオープンソースのOSを利用した評価実験を実施した.サイバー攻撃は現代社会において大きな問題である.これに対して既に幅広い対策が講じられているが,ソフトウェアの脆弱性を軽減できれば根本的で直接的な対策となる.本研究は,ソフトウェアの脆弱性の中でも影響範囲の広いバッファオーバフロー攻撃に着目し,それを完全に防止する新たな方式を提案することを目的とする.具体的には,CPUにバッファオーバフロー攻撃を検出する機能を追加し,OSがその機能を用いてセキュアコンピューティング環境を実現する.アプリケーションやライブラリなど,ユーザレベルのプログラムを変更したり再コンパイルしたりする必要は無い.本研究によって,バッファオーバフロー攻撃に対して直接的な解を与えることができるため,社会が抱える問題点を解決可能である点で意義がある.本研究課題では,昨年度までに,提案手法をCPUエミュレータQEMU上で実現し,かつLinux OSを拡張して提案手法の基本的有効性を示した.ただし,同時に,一般的に利用されているプログラミングテクニックの中に提案手法の誤検出を誘発させるものがあることが判明した.

具体的には,1.シグナルハンドラ,2.C++などの言語で用いられる例外ハンドラ(DWARF2 EH方式),3.動的リンカの遅延バインド,4.zero length call,5.大域ジャンプ(setjmp/longjmp)である.本年度の成果は,上記の5点について,提案手法で(CPUとして)改善可能なもの,ライブラリ等共通的なソフトウェアの処理方法を変更することで改善可能なもの,ユーザアプリケーションが代替技術を使うことで改善可能なものに分類をしたうえで,その対策技術を示した点にある.また,それらを実現し,複数の実在のマルウェアを用いてバッファオーバフロー攻撃を検出できることを実証した点にある.ソフトウェアの脆弱性には,(1)Webアプリケーション,(2)バッファチェックの不備,(3)仕様上の不備,(4)文字列チェックの不備,(5)アクセス制御の不備などがある.本研究課題は(2)を対象としてその解決を試みるものである.(2)は広く使われるアプリケーションやライブラリに含まれている脆弱性のため影響範囲は広い.また,十分充実した開発体制で臨んでも減少しておらず,新たな技術をもって解決する必要がある.以上より,本研究では,このバッファチェックの不備に起因するバッファオーバフロー攻撃を,CPUの機能拡張とそれを支援するOSを開発することで根本的に解決できることを示した.上述の研究実績の概要で述べたとおり,平成26年度は,研究のスタートアップ段階として,次の3点について調査・研究を進める計画であった.(1) QEMUの内部構成について調査する.具体的には,後述の(2)を実現するための手法を調査する.(2)上記(1)に基づいて,プロセスIDとスレッドIDを格納する専用レジスタを追加し,それらの操作をするための命令群を拡張する.(3) OSによるプロセス・スレッドの生成・消滅時,スケジューラによる切替え時に,OSが上記(2)のレジスタに値をセットするようOSを拡張する.1年目は上記のように,バッファオーバフロー攻撃を検知する機能を実現するための礎となる部分についての研究を進め,(1)(3)で示された事項について実現できた.また,具体的な成果については下記の論文で公表している.よって,進捗としてはこれらを十分達成したと判断した.柴田達也,奥野航平,大月勇人,瀧本栄二,毛利公一,"QEMUを用いた命令拡張によるリターンアドレス書換え攻撃検知手法",情報処理学会研究報告,Vol. 2015-CSEC-68,No. 33,pp. 1-8,2015.最終年度である平成28年度は,より広い適用分野へ本研究が適用できることを証明するために,次の2点を実施する計画とする.(1) Windowsに代表されるプロプライエタリなOSにおいて提案機能が利用可能であることを示す.(2)最後にプロプライエタリなOSにおいて,様々なアプリケーションやライブラリを用い,機能評価・性能評価のための実験を行う.以上で,本研究で得られる知見を,新規性・実用性ともに確立する.オペレーティングシステム平成27年度は,本研究課題の中心となる技術の確立を行う.
Laves相型水素吸蔵合金を用いたニッケル-水素化物二次電池の充放電特性

Laves相型水素吸蔵合金を用いたニッケル-金属水素化物二次電池の基礎研究として、1)Co-Mo系合金を負極に用いたアルカリ蓄電池の充放電特性を調べた。次に2)ZrTiNiM(M=Cr,Mn,V)合金を負極に用いた電池の電気化学的充放電特性と結晶構造との関係を調べた。以下にその成果の要約を記す。1.CO_3Mo合金を負極に用いた電池は充放電性を示した。特に初期12サイクルには充電容量以上の放電容量を示し、急速充放電性能についても従来の金属水素化物電極より優れていた。しかし、サイクル数の増加と共に放電容量は減少し、10サイクル後には約240mAhg^<-1>であった。2.充放電試験後の電極のX線回折およびSEM-EDX観察を行った結果、電極表面にCo(OH)_2およびCoの生成が確認されたことから、本電池はニッケル-金属水素化物二次電池ではなく、Coの溶解-析出反応が関与する一種のアルカリ蓄電池であることが分かった。3.一連のZrTiNiM水素吸蔵合金の結晶構造を調べた結果、ZrCr_<0.8>Ni_<1.2>合金はC15型立方晶構造が主であったが、他の合金は全てC14型六方晶合金が優勢であることが分かった。また、ZrCr_<1-X>Ni_<1+X>合金においてはx=00.2、すなわちZrCrNiZrCr_<0.8>Ni_<1.2>の間の組成でC14→C15型へ結晶構造が変化していることが示唆された。4.Zr(CrNi)_<1±x>合金のB/A値を化学量論比からどちらにずらしても格子の収縮がみられたが、最大放電容量はB/A<2になるほど増加する傾向がみられた。5.Zr_<1-x>Ti_xCrNi合金において、Zrの一部をTiで置換することで格子が収縮するが、置換量が増すにつれて最大放電容量は増加する傾向があった。しかし、放電容量のサイクルによる劣化は若干大きくなった。
口腔癌におけるPDTの革新的治療法・基礎的研究

口腔領域における白板症、扁平苔癬等の疾患は前癌病変であり、再発率が高く、確立した治療法がない。再発率の高さは血管新生物質の関与が示唆され、新生血管物質産生を抑制することにより、根治的なPDTによる治療法の確立にむけての基礎研究を行った。その結果、再発につながる血管新生因子の遺伝子、タンパク質の発現を同定し、細胞増殖能、遊走能、管腔形成過程を抑制できることを確認した。光線力学的治療法(PDT)は肺癌、皮膚癌、子宮頸部癌、口腔扁平上皮癌など広範囲に適応を持つ治療法である。外科的浸襲の少ない、患者のQOLに配慮した治療で注目を浴びる。しかし、その治療効果をみると、術後、短期間の治療成績は良好であるが、長期間の追跡調査では再発率が高いという報告があり、問題となっている。今回の研究目的は、舌癌細胞株、歯肉癌細胞株にNpe6を使用したPDTを施行し、血管新生因子、サイトカインの発現を網羅的に検索、遺伝子レベル、タンパク質レベルで証明し、その発現経路において抑制を行うことにより、血管新生抑制、再発率軽減の可能性を明らかにすることである。今年度は、各癌細胞に対しVEGF発現を指標としたNPe6濃度、レーザー出力の至適条件を求めた。また、遺伝子・タンパク質レベルでの発現を確認した。同一条件でcDNAアレイを行い、血管新生増殖因子の発現を網羅的に検索した。結果、IL-8、EREG、VEGF等の優位な上昇及び関連するサイトカインを確認した。今年度は、研究実施計画どうりに、血管新生増殖因子の発現機序を解明するともに、各種抑制剤・抗体による血管新生増殖因子の発現抑制の検討を行う予定である。また、細胞増殖アッセイ、細胞浸潤アッセイにより血管新生増殖因子の抑制剤を添加した場合の各口腔癌細胞の抗腫瘍効果、再増殖抑制率(再発率)の検討を行う予定である。今年度の研究で明らかになる、癌細胞の再増殖へのプロセス、血管新生増殖抑制剤添加による再増殖抑制率等、Npe6-PDTの治療効果を減弱させない治療法開発へ、次年度以降の動物実験モデルヘステップアップできるよう基礎的データの蓄積を行うものである。昨年度は、各癌細胞に対しVEGF発現を指標としたNPe6濃度、レーザー出力の至適条件を求めた。今年度は、研究実施計画どうりに、血管新生増殖因子の発現機序の一部を解明し、各種抑制剤・抗体による血管新生増殖因子の発現抑制の効果(dose/time dependent共に)を図ることが可能であった。また、細胞増殖アッセイ、細胞浸潤アッセイにより血管新生増殖因子の抑制剤を添加した場合の各口腔癌細胞の抗腫瘍効果、再増殖抑制率(再発率)についても有意差のあるデータの収集が可能であった。今年度の研究で明らかになった、癌細胞の再増殖へのプロセス、血管新生増殖抑制剤添加による再増殖抑制率等によりNpe6-PDTの治療効果を減弱させない治療法開発へ、次年度以降の動物実験モデルへステップアップできるよう基礎的データの蓄積を行うものである。
糖質を認識する生物活性発現機構の生物有機化学的研究と有用物質の合成

生物活性物質における糖質およびその類縁物質の存在意義については未知の部分が多く解明が待たれている。本研究は,まず,最高発見されたβーグルコシダ-ゼの強い阻害剤である天然物シクロフェリト-ル(1)に注目し,その活性発現機構を生物有機化学的に考察した。この1の構造はDーグルコ-スの環上の酸素原子が炭素原子に置換されたαーDーグルコ-スのカルバ聖である。本研究者らは既にム-グルコ-スから1の全合成を完了している。今年度は,1の効率のよい全合成法の開発と種々の類縁体の全合成を行い,それらの構造一活性相関を明らかにした。すなわち,ム-グルコ-スを原料にして得られる鍵中間体においてニトリルオキシドとオレフィンの分子内〔3+2〕環状付加反応を行うと,イソキサゾリンが得られた。これを弱酸性で還元して得られるアルコ-ルに我々が開発した新しいシリル系保護基,ジエチルイソプロピルシリル基を用いることにより、最終工程における脱保護が還元条件下で効率よく進行し1の全合成法が改良された。同様の合成法を用い,Dーガラクトシドを原料にして,1とエポキシ環の立体配置の異なる1,6ーエピ-シクロフェリト-ル(2)が合成された。また,同一の中間体を用い,エピ化させることなく還元した後,同様して,Cー2位の立体配置が異なるαーマンノ型の類縁体(3)を合成した。一方,2からアジド体を経て,1のエポキシ環がエビミノ環であるアジリジン体(4)を合成した。これらのうち,1と4はβーグルコシダ-ゼを強く阻害し,2と3はそれぞれαーグルコシダ-ゼとαーマンノシダ-ゼを特量的に阻害した。このことから,αとβーグリコシダ-ゼはCー1位の立体配置を認識していること,そして14のすべての化合物は,相当する各種グリコシドのの拮抗剤として作用していることが明らかになった。
嚢胞性線維症原因遺伝子(CFTR)の分子複合体形成による唾液腺機能制御

腺腔側Cl^-チャネルとして機能するCFTRの細胞内での生成は、非効率的であるが、CFTR蛋白を機能的コンフォメーションに遷移させる分子シャペロン複合体の構築要素、CFTRをユビキチン化修飾する酵素群、形質膜移行を制御する分子機構等に、未知の部分が多く、現時点では、嚢胞性線維症の治療法を開発するための分子標的を選出することが困難である。本研究において、ButyrateはCFTRのRドメインを介して、成熟型CFTRの生成および形質膜移行を促進し、その促進にはERK/MAPKの活性化が関与すること、さらにButyrateにより発現制御・機能制御される未知分子がその促進に関与することが示唆された。CFTRのRドメインがCFTRの成熟化と形質膜移行に重要な役割を果たすことが示唆されたため、yeast two-hybrid systemによりRドメイン(アミノ酸590-820)に接着する分子を検出し、新規遺伝子ファミリーに属する3種類の遺伝子(the CFTR R-domain Interacting Protein(CRIP) : CRIP1, CRIP2, CRIP3)をクローニングした。CRIP遺伝子ファミリーのC末端領域は、非常に相同性が高く、Zinc Ring Fingerを有するとともに、CFTRに結合した。細胞内で、CRIP1は主に核に、CRIP2はER・Golgi・分泌顆粒に、CRIP3はERに局在し、3遺伝子ともに、MAPKによりリン酸化修飾されることが示唆された。またMAPKによるリン酸化修飾によって、CRIP1・CRIP2の安定性と、CRIP1の細胞内局在が変化した。CRIP遺伝子ファミリーの遺伝子導入による過剰発現や、siRNAによる内在性CRIP遺伝子の発現抑制による結果から、CRIP1は成熟型CFTRの生成に促進的に、逆にCRIP2とCRIP3は抑制的に働くことが示唆された。またCRIP遺伝子ファミリーはそれぞれ、複数種のシャペロン分子と分子複合体を形成していることが、CRIPとともに免疫沈降される分子の解析により明らかになった。以上より、CRIP遺伝子ファミリーは、分子シャペロン複合体を形成することにより、成熟型CFTRの生成を制御することが示唆された。CFTRの遺伝的機能不全症(嚢胞性線維症)は、外分泌腺機能障害・呼吸器感染を誘発する致死率の高い疾患である。本研究では、CFTRの分子複合体の形成様式と、分子間の機能制御機構を解明し、嚢胞性線維症の誘因となる分子基盤を明らかにすることを目的とした。成熟型CFTRの生成を制御する分子機構を解明するために、Cos7細胞にGFP-CFTRおよびその変異体を遺伝子導入し、発現させ、細胞内情報伝達系阻害剤の投与時や目的遺伝子導入時における、成熟型CFTRの生成量変化および形質膜移行動態を観察した。Butyrateの培養液への添加は、Cos7細胞での成熟型GFP-CFTRの生成と形質膜移行を顕著に促進したが、Rドメインを欠損するCFTRにおいては、その効果は微弱であった。Butyrateによる成熟型CFTRの生成と形質膜移行の促進はMAPKK/MEK阻害剤であるPD98059により抑制され、活性型MAPKKの遺伝子導入により増強された。ButyrateはCFTRのRドメインを介して、成熟型CFTRの生成および形質膜移行を促進し、その促進にはERK/MAPKの活性化が関与するが、さらにButyrateにより発現制御・機能制御される未知分子の関与が示唆された。従来の研究でyeast two-hybridsystemによりCFTR R-domainに接着する分子を検出し、新規遺伝子ファミリーに属する3種類の遺伝子(CRIP1、CRIP2、CRIP3)をクローニングしていたが、本研究では、さらにその分子機能の解明を試み、上述の結果との関連を精査した。CRIP1は核と細胞質に存在し、CRIP3はGolgi及びERに局在した。CRIP1、CRIP3においては、Zinc Ring Fingerを有し相同性の高いC末端領域で、CFTR R-domainに結合し、N末端領域がそれぞれの細胞内局在を決定した。Cos7細胞へのCRIP1の強発現は、成熟型CFTRの生成量を増加させた。以上より、成熟型CFTRの生成および形質膜移行が、CFTRR-domainを介する分子複合体の形成により、制御される可能性が示唆された。

細胞内で、CRIP1は主に核に、CRIP2はER・Golgi・分泌顆粒に、CRIP3はERに局在し、3遺伝子ともに、MAPKによりリン酸化修飾されることが示唆された。またMAPKによるリン酸化修飾によって、CRIP1・CRIP2の安定性と、CRIP1の細胞内局在が変化した。CRIP遺伝子ファミリーの遺伝子導入による過剰発現や、siRNAによる内在性CRIP遺伝子の発現抑制による結果から、CRIP1は成熟型CFTRの生成に促進的に、逆にCRIP2とCRIP3は抑制的に働くことが示唆された。またCRIP遺伝子ファミリーはそれぞれ、複数種のシャペロン分子と分子複合体を形成していることが、CRIPとともに免疫沈降される分子の解析により明らかになった。以上より、CRIP遺伝子ファミリーは、分子シャペロン複合体を形成することにより、成熟型CFTRの生成を制御することが示唆された。
日本統治下の旧植民地・占領地社会経済文化の変容

平成10年度に開始された早稲田大学旧社会科学研究所所蔵の植民地関連資料の整理、分類作業によって、それまで存在が知られていなかった貴重な資料が発見された。これらをマイクロ化し、研究の資とすることが可能となったことにより、その後の旧植民地・占領地におけるさまざまな活動の実態や政策決定過程の背景に関する研究の推進に大きく役立てることができただけでなく、研究資料を所蔵する国内外の図書館、資料館、公文書館等を含む多くの研究機関と情報の交換、共有を実現することができ、研究成果の導出にあたっては多くの貴重な示唆を得ることができたことは、予期せざる収穫であったといえる。具体的には、満鉄関係資料をはじめとして、華北地域の日本占領地の経済活動、東南アジアにおける占領地行政等の資料整理や聞き取り調査を実施した。また、その他の植民地関係資料の分類と整理も完成し、文献の検索が非常に容易なものとなった。こうした作業を通じて得られた学術情報は、国内外の研究者を交えての研究発表会を通じてさまざまな方面に公表することができ、また中国の各档案館など、大学、資料館、図書館などの研究機関と交流を行うことで、それぞれの植民地、占領地におけるさまざまな状況ないし実態をより実証的に検証することが可能となった。こうした研究成果の発表にあたっては、できるだけ多くの国と地域から研究者を招いて、それぞれの研究成果を踏まえた上での意見交換を行うなどして、植民地研究について多方面からの視座を設定することが可能となった。これらを踏まえて、平成12年に『近代日本と満鉄』と題する著書にまとめたほか、雑誌『世界』に研究成果を連載した。また、今後日本人の海外活動に関する歴史的調査の結果をもとに著書の刊行を予定している。本年度の研究実績は、早稲田大学旧社会科学研究所所蔵の植民地関係史料を中央図書館へ搬送し、地域・発行機関別に整理及び分類の上、データ化する前段階としてのカード化作業を行い、旧満州地域のカード化を終了した。その作業過程で、満鉄関係史料中約300点が国内でも珍しいものであり、内72点が国内では早稲田大学にしかない貴重なものであることが判明した。また、東南アジア関係史料に関しても3点の貴重史料を発見した。上記の作業の他に、小田原市立図書館所蔵の山崎元幹(元満鉄総裁)の文書をマイクロ化する作業を行った。山崎文書は現在のところ国内4ヶ所の機関に散在しており、今年度の小田原市立図書館所蔵分を手始めとして順次他機関の所蔵分をマイクロ化し、最終的に一体化した史料としたい。その他、南郷龍音(元満鉄調査部員)の日記を中心とした史料を御遺族の好意により閲覧する機会を得たが、これらは次年度で詳細な報告を行う予定である。なお、旧社会科学研究所所蔵史料を整理する中で、満州移民関係の現物史料を発見した。この史料は満州移民研究にとって極めて重要なものであるため、次年度にマイクロ化する予定である。今年度は基本的に史料整理及び発掘に重点を置いたため、いくつかの貴重史料を発見することが出来たが、詳細な分析は次年度以降とする予定である。第一に、本年度は、旧社会科学研究所所蔵の旧植民地関係の史料の整理と分類・補修、データー・ベース化を前提としたカード化の作業をおこなった。これらの史料を補充するため中国の遼寧省档案館所蔵の旧満鉄調査部関連史料、臨時経済調査会史料、ユダヤ人問題調査史料および旧社会科学研究所には所蔵されていなかった『満鉄部報』に関するマイクロフィルム化をおこなった。また吉林省档案館では関東憲兵隊司令部『郵便検閲月報』のマイクロフィルム化を実施した。この一環として、大連市档案館、天津市档案館の旧植民地関係の档案目録の作成をおこなった。

第二に昨年度に引き続き「山崎元幹関係目録」の完成をめざし、今年度は早稲田大学所蔵の山崎史料の整理、国立国会図書館所蔵の山崎文書の目録作り、ジェトロアジア経済研究所所蔵の山崎文書の調査を実施し、マイクロ化に必要な経費の見積もりを実施した。第三には大蔵省管理局編『日本人の海外活動に関する歴史的調査』に関する史料整理を実施した。これらの史料は2000年度にゆまに書房より全冊復刻される予定である。また故南郷龍音日記に関してはワープロに打ち込む作業を開始した。第四に2000年3月18日21日まで早稲田大学でワークショップを実施し、韓国、アメリカ、中国の研究者を招待し旧植民地社会の経済、社会、文化の変容に関する討論会を実施した。3年にわたる調査研究の結果について。まず、史料調査と整理については、早稲田大学旧社会科学研究所が所蔵していた旧植民地関係文書の整理およびデータ入カを終えた。内容的には満鉄および旧満洲国が全体のなかでも大半を占めていた。また、満鉄総裁であった山崎元幹文書の所在調査と目録化を完成した。さらに、満鉄経済調査会員であり満洲国金融政策の立案者でもあった南郷龍音文書を御遺族の協力を得て整理し、日記を中心とした文書の翻刻を行った。その他、現地調査により吉林省档案館に所蔵されていた関東憲兵隊文書を発見し、マイクロフィルムにて入手した。朝鮮に関しては政府記録保存庁所蔵の総督府文書の閲覧、旧朝鮮銀行資料室の図書目録の検討を行った。台湾に関しては、台湾省文献委員会において台湾総督府文書の調査研究をおこなった。東南アジアに関しては、タイで公文書館の戦時資料の調査を実施し、シンガポール、インドネシア、マレーシアでも同様の調査をおこなった。以上のような史料調査を踏まえて、いくつかの学術的成果を発表した。まず、2000年4月に『近代日本と満鉄』(吉川弘文館)を出版、さらには新発見の関東憲兵隊史料を使った「欺かれた『王道楽土』」(『世界』13月号、岩波書店発行)を発表した。その他、南郷龍音文書は社会評論社より今春には翻刻出版する予定である。また今春ゆまに書房から『日本人の海外活動に関する歴史的調査』に関する研究書を出版する予定である。
植物の香りと食害誘導応答が節足動物の群集形成過程に与える影響

群集形成において初期移入者、移入者による環境改変作用の程度や質が重要な要素となる。本研究では、植物を環境とした植物と節足動物群集の相互作用系を新たなモデル系とすることで、植物の揮発性物質(香り)の情報性、食害誘導応答、履歴効果の視点から共存する近縁な植物上に、異なる節足動物群集が形成される過程と機構を明らかにすることを目的としている。ヤナギ属植物6種のポット植えを用意し、植食者が移入する前の状況として、未食害植物の香りを捕集して分析・同定を行った。捕集した翌日に、ヤナギ林に隣接した圃場にポット植えの健全植物を置き、節足動物の初期侵入過程を1週間記録した。また、イヌコリヤナギ6個体を対象に、節足動物の種と個体数の記録を行うと同時に香りの組成についても2日に1度、25回という高頻度の時系列観測を行った。植物個体が放出する香りの複数成分の量を多変量と考えて、各個体間の香りブレンドの類似度をBray-Curtis距離を用いて計算し植物種間に違いがあるかどうか比較した。また、香りブレンドの類似度と節足動物群集組成の類似度の間に相関があるかどうかも解析した。その結果、植物の香り物質の組成・定着節足動物群集組成ともに、ヤナギ種間で差がみられた。しかし、両者の組成の間には有意な相関は見られなかった。また、最初に植物に移入してくる種(第一移入種)と香り物質の組成の間に関連がみられないことから、第一移入種の移入機構は植物の香り物質の組成ではない可能性が示された。その一方で、第一移入種の違いは定着群種組成の差には貢献していることから何らかの履歴効果の存在が示唆された。この履歴効果を生み出す機構の一つとして、第一移入種に食害を受けた誘導反応が、節足動物の移入及び群集形成に影響を及ぼしている可能性があることを考慮し、昆虫群集と香りの時系列データを組み合わせた時系列解析を行う予定である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
絶対零度核物質状態方程式計算のための変分法の改良

現実的核力から出発して絶対零度核物質の状態方程式(EOS)を計算するための、エネルギー汎関数を用いた変分法とクラスター変分法の改良を行った。エネルギー汎関数を用いた変分法については、中心力とテンソル力までを考慮したv6'ポテンシャルでの計算法を改良した。前年度に論じたようなMayer条件を考慮する新たな方法として、healing distanceを導入する方法を提案し、またエネルギー汎関数に含まれない3体クラスター補正項の寄与を摂動論的に評価した。それを踏まえ、エネルギー汎関数に取り入れられていないopen-diagramの寄与を取り扱うように理論を拡張したところ、懸案であった対称核物質に対して大幅な改善が見られ、変分法の改良に成功した。さらにKirkwoodの近似に基づく3体力の取り扱い方法を提唱し、中性子物質に対してv6'に加えUIXポテンシャルの斥力部分を考慮した場合について変分計算を行ったところ、Monte Carlo計算結果と良い一致を示した。さらに高密度状態も容易に計算が出来ることを利用して、中性子物質EOSにより中性子星構造を計算したところ、その最大質量は太陽質量の約2.4倍となった。また前年度に引き続きスピン・軌道力を考慮するような理論の拡張も行い、現象論的3体力の寄与を考慮したEOSにおける対称エネルギーの密度依存性を論じた。クラスター変分法については、従来我々が提案してきた方法において3体力の取り扱いの精度を上げるため、UIXポテンシャルの場合に、その3体クラスター項の粒子間相関について最低次の直接項の効果を含むような有効2体力を作成し、それを考慮した核物質EOSを作成した。ここで、核物質飽和点での経験値を再現するようにパラメターを調整した場合、改良したEOSは従来の方法によるEOSと殆ど変わらないことが確認された。現実的核力から出発して絶対零度の核物質状態方程式を計算するために、主にエネルギー汎関数を用いた変分法の改良を行なった。エネルギー汎関数を用いた変分法は、2体核力のテンソル力成分から生じるテンソル相関に関するエネルギー汎関数の改良を踏まえ、中心力成分とテンソルカ成分だけから成るv6'型核力ポテンシャルを用いた場合のエネルギー計算を、中性子物質と対称核物質に対して行なった。しかしこれらは期待される値に比べ低いエネルギー値を与えたため、より現実的な値を得るため、粒子数保存則であるMayer条件を拡張した条件を緩く課す、条件付き変分法(Moderately Constrainod Variational Method:MCVM)を提唱し、その有効性を調べた。Mayer条件は2体分布関数に関する、粒子間距離rについて無限遠までの積分に対する条件であるが、MCVMではこのMayer条件を修正し、rの積分範囲を有限とした、より厳しい条件を用いる。ただし任意の積分領域でこれらの条件が満たされる必要がないため、積分領域が大きくなるにつれて条件をより厳しく課すこととする。すると2体分布関数の尾が緩やかに抑えられ、Mayer条件の大きな破れや、エネルギー計算値が低くなる困難が解消された。さらに、より現実的な核力を用いた場合の改良を目指し、スピン軌道力を考慮した場合の、スピン軌道力相関から生じる運動エネルギーに関するエネルギー汎関数の改良に着手した。
1998年長江大洪水の水文・気候モデルによる数値シミュレーションと検証

本年度は、昨年度までに導入,改良,検証された気候モデルによる降水シミュレーション結果を,やはり昨年度までに研究の進められた大河川広域水文モデルへの入力として用いることによる1998年のアジア大洪水のシミュレーションを試みた.まず最初に一般的な年のアジアの大河川の河川流出に関して、構築されたアジア大河川広域水文モデルを用いて数値シミュレーションを行った結果、多くの大河川において流量が妥当に再現されることが確認された。豪雨を与えた場合の洪水に相当する大流量も再現された。次に、気候モデルによる1998年豪雨のシミュレーションを開始した。しかしながら、現在の解像度および降水スキームでは、1998年夏季当時の大気の循環を表現することは可能でも、豪雨そのものの再現に至らないことが再確認された。そこで、このようなアジアモンスーンの季節予報精度を向上させるために、一般的にアジアモンスーンの降水は何によって生起され、何によって支配されているかについて、数値実験を用いた解明を開始した。その結果、長江流域を含むインドシナ半島から東アジア南方にいたる領域に関しては、4月にインドシナ半島周辺に中心を置き、その後フィリピン周辺から西太平洋へと移動する温海水域が、主たるモンスーン降水の支配要因であることが判明した。その年々の変動や大雨のような極値へ与える影響に関しても研究が進められた。本年度はまず、東アジアの梅雨前線の活動とその年々変動を全球気候モデルを用いて再現し、特に1998年の長江流域の大雨を再現することを目指し、全球気候モデルのセットアップを行った。まず、1998年の特徴的な海面水温データをNCEP(アメリカ気象局)より取得し気候モデルの形式に変換した。次に、気候モデルを所属研究室のワークステーションおよび東大大型計算機センターの両方で利用可能であるように展開・セットアップを行った。東アジアモンスーンの雨季の年々変動はユーラシア大陸の陸面水文状態と強い関連が想像されていながら、多くのことがいまだ未解明である。そのため、次に、ユーラシア大陸の水文状態と東アジア降水の年々変動との関係を明確にするための数値実験を行った。しかしながら、現段階では明確な関係は見出せなかった。その原因の一つが、現在利用している気候モデルの陸面過程が簡単なものであると考え、複雑な陸面植物過程を陽に組み込んだSiB2というモデルを全球気候モデルと結合した。来年度は、この結合モデルを用いて研究を進める。また気候モデルで計算された水文量を河川流出量として解釈し、洪水を再現するために、気候モデルと結合可能な形式をもった大陸スケール水文モデルの第一バージョンを開発した。これによる河川流量算定値と観測値の比較を行い、良好な関係を確認した。長江大洪水は流域から排出される土砂による河底の上昇と関係が深いともされている。そのため、全地球を0.5度で区切り、アメリカ農業省により開発された土壌侵食モデル(RUSLE)を適用することによって、土壌浸食量の全球分布の算定を行った。
単一分子光デバイスを指向した新規量子ドットナノ複合体の創製

半導体及び金属ナノ粒子はナノテクノロジー、バイオ医療、環境・エネルギーなどの研究分野におけるキーマテリアルの一つであり、これらの領域への応用の可能性を探り実用化を検討することは、安全で豊かな社会の創成とその持続的発展を目指す上で重要である。太陽電池の有力な増感剤として期待されている半導体量子ドット(QD)の電気化学及び発光特性はその粒径に著しく依存するため、QDバルク系での機能評価には限界があった。そこで本研究では、QDをベースとする新規ナノ複合体を構築し、異種物質間の相互作用及び電子・エネルギー移動反応過程を単一粒子レベルで明らかにし、高効率光電変換デバイス開発への指針を得ることを目的とする。今年度は、Cucurbit[6]uril(CB[6])を利用して、CdTe QDと、電子受容体であるnitrobenzene amine (NBzA)との複合体を合成した。この三成分のホスト-ゲスト複合体において、QDsと吸着したNBzA間の電子移動を調べた。CB[6]は筒状分子で、内部に小さな化合物を取り込む性質があり、近年超分子化学の素材としてよく使われている。CB[6]を修飾したQDでは安定性が高いことがわかり、QD/CB[6]/NBzA三成分複合体を構築することができた。まず、多分子系での過渡吸収、時間分解蛍光測定より、QDsとNBzAとの間の電子移動を観測した。さらに、蛍光相関分光法測定により、単一複合体の蛍光blinkingを調べた。その結果、蛍光相関分光法測定によって、界面電子移動を解明できることがわかった。半導体および金属ナノ粒子は、ナノテクノロジー、バイオ医療、環境・エネルギーなどの研究分野におけるキーマテリアルのひとつであり、これらの領域への応用の可能性を探り実用化を検討することは、安全で豊かな社会の創成とその持続的発展を目指す上で重要な研究課題である。本研究では、発光性の半導体量子ドットをベースとする新規ナノ複合体を構築し、異種物質間の相互作用および電子・エネルギー移動反応過程を単一粒子レベルで観測することで、光電変換デバイス開発への指針を得ることを目的とした。電子受容体としてピロメリットイミド誘導体を合成し、CdSe/ZnS量子ドット表面にカルボン酸を介して修飾することで、CdSe/ZnS量子ドット-ピロメリットイミドナノ複合体を形成させた。アンサンブルレベルでのフェムト秒過渡吸収測定により、ナノ複合体における光誘起電荷分離状態を直接観測した。また、蛍光寿命測定から、ナノ複合体における電子移動速度の溶媒極性依存性を詳細に検討し、電子移動反応速度が溶媒極性の減少に伴い増大することを見出した。さらに、全反射蛍光顕微鏡を用いてCdSe/ZnS量子ドットの単一粒子発光観測を行った。ナノ複合体の発光明滅現象における溶媒極性依存性の解析から、電子移動反応の効率が溶媒極性の減少によって増大することを明らかにした。以上の結果はバルク系から得られた実験結果と定性的に一致していることから、単一分子分光測定により界面電子移動反応の観測が可能であることが示された。