hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高時空間光学計測によるメタンハイドレート界面現象解明と天然ガス高効率生産への応用

本研究では、海洋メタンハイドレート貯留層からの天然ガス高効率生産および増産に向けた、メタンハイドレート解離メカニズムの解明と、高確度なメタン生産量の推定を実現する解離現象のモデル化を最終目標としている。前述の最終目標を達成するためには、メタンハイドレート生成および解離手法の確立、および界面近傍での非定常密度変化の定量計測や反応速度の評価が不可欠となる。そこで本研究では、気体の高精度温度圧力制御によるメタンハイドレート生成および解離手法の構築、高速位相シフト干渉計を用いたメタンハイドレート界面近傍での非定常密度変化の定量計測、また化学反応モデルを用いた解離現象の律速過程の評価を行った。気体の高精度温度圧力制御については、ペルチェモジュールおよびシリンジポンプを用いた実験装置を構築することにより、反応容器内の温度および圧力の制御を実現し、メタンハイドレートの安定した生成および解離を実現した。メタンハイドレートは、気体の減圧により分解させ、解離したメタンによる濃度変化を、独自の計測技術である高速位相シフト干渉計を用いて、μmおよびmsの高時空間解像度で非接触計測することに成功した。計測の結果、メタンハイドレート界面近傍において、密度変化が生じたこと明らかにし、本計測においてメタンハイドレート界面近傍における非定常熱物質輸送の定量計測を達成したといえる。また、熱物質輸送および解離の反応速度を考慮した化学反応モデルを構築し、解離現象における活性化エネルギーをパラメータとして、実験で得た密度変化の比較検討を行った。比較の結果、解離現象は拡散律速でなく、反応律速に近い状態で生じる可能性を示した。以上より、高速位相シフト干渉計による計測および、化学反応モデルによる評価を達成し、解離現象の律速過程の評価を可能としたことは重要な結果である。本年度は、メタンハイドレート解離メカニズムの解明と解離現象のモデル化に向け、気体の高精度温度圧力制御によるメタンハイドレート生成および解離手法の構築を行った。本年度当初に予定していた加熱によるメタンハイドレート分解実験は、温度変化の高速制御が困難であることや、加熱による気相密度の乱れが干渉計での計測を困難にすることから実施できなかった。しかしながら、減圧による実験手法の確立および、高速位相シフト干渉計を用いたメタンハイドレート界面近傍での非定常密度変化の定量計測に成功した。また化学反応モデルを用いた解離現象におけるメタンハイドレート界面近傍の非定常熱物質輸送および律速過程の評価を達成した。本年度達成したメタンハイドレート界面近傍での非定常熱物質輸送の計測結果および律速過程の評価手法を用いて、メタンハイドレート解離メカニズムの解明と、高確度なメタン生産量の推定を実現する解離現象のモデル構築を目指す。本年度構築した化学反応モデルにおいては、界面形状や気体のフガシティ変化など、実験における物理現象を評価できていない点がある。そこで定性観察によるメタンハイドレート界面形状の変化の評価や、化学の知識を融合したデータ解析を行うことで、化学反応モデルの改良を行う予定である。

本年度構築した化学反応モデルにおいては、界面形状や気体のフガシティ変化など、実験における物理現象を評価できていない点がある。そこで定性観察によるメタンハイドレート界面形状の変化の評価や、化学の知識を融合したデータ解析を行うことで、化学反応モデルの改良を行う予定である。
液相からの太陽電池用結晶質セラミックスの合成と導電特性の解明

現在のシリコン系太陽電池に代わり、高い光電変換効率を示す薄膜型太陽電池の開発が急務となっており、液相から直接結晶質薄膜を合成できる化学浴法による多積層型太陽電池の作製及びその電気的特性が注目されている。そこで、本研究では、化学浴法により結晶質硫化カドミウム、セレン化カドミウム及び酸化亜鉛の薄膜あるいは微粒子を合成し、多積層型太陽電池材料としての電気的性質について検討を行った。太陽電池材料の1つである硫化カドミウム薄膜を合成するためには、前駆体溶液中に錯化剤としてトリエタールアミン及びアンモニアを添加する必要があった。一方、酸化亜鉛微粒子を合成するためには、前駆体溶液をアンモニアでアルカリ性にする必要があり、セレン化カドミウム微粒子の場合には、錯化剤としてジカルボン酸及びセレンイオンの酸化防止剤として亜硫酸ナトリウムを添加する必要があった。これら材料の電気的特性は、硫化カドミウムでは光の照射波長のより大きく異なったが、酸化亜鉛及びセレン化カドミウムの場合には光波長に対する電気的特性の変化は認められなかった。模擬的に酸化亜鉛と硫化カドミウムの界面状態及びその導電率を調べたところ、酸化亜鉛と硫化カドミウム界面には硫酸カドミウムが生成し、硫酸カドミウムの生成量の増加に伴い導電率は低下することが明らかとなった。より高い光電変換効率を有する薄膜型太陽電池の開発が急務となっている。現在、その太陽電池の構成は電極材としての酸化亜鉛及びモリブデン、光電変換材としての硫化カドミウム及びセレン化カドミウムが提案されている。そこで本研究では、簡便な合成法法である化学浴法により太陽電池用結晶質セラミックス微粒子を合成し、その導電特性の検討を行った。太陽電池用材料の1つである硫化カドミウムを合成するためには、前駆体水溶液中にカドミウムの錯体を形成し、その錯化剤としてトリエタノールアミン及びアンモニアを添加する必要があった。微粒子の形状は、銅のド-ピング量の増加に伴い花弁状から球形へと変化した。硫化カドミウムの導電率は、暗所、可視光及び紫外光照射条件で大きく異なり、特に紫外光照射によって銅イオンのド-ピング量の増加に伴い誘電率はいったん減少し、その後に増加することが明らかとなった。また、暗所及び可視光条件下では銅のド-ピング量の増加に伴い増加し、その増加傾向及び導電率も同一であった。セレン化カドミウム微粒子の合成においては、前駆体溶液中のカドミウムの錯化剤としてジカルボン酸及びセレンの酸化防止剤として亜硫酸ナトリウムの添加が必要であった。前駆体溶液の保持温度は70°Cが最適であり、得られた微粒子の結晶構造は立方晶と六方晶が共存していた。また、セレン化カドミウムの光学的バンドギャップはカドミウムに対するセレンの比により変化し、カドミウムリッチになることによってバンドギャップの低下を示すことが明らかとなった。

模擬的に酸化亜鉛と硫化カドミウムの界面状態及びその導電率を調べたところ、酸化亜鉛と硫化カドミウム界面には硫酸カドミウムが生成し、硫酸カドミウムの生成量の増加に伴い導電率は低下することが明らかとなった。
酵母ペルオキシソーム蛋白質の輸送と多量体形成の分子機構

本研究の目的は、定量性があり且つオルガネラ中の局在部位を判定し得るペルオキシソーム蛋白質の輸送実験系を確立することである。哺乳動物の非特異的脂質輸送蛋白質(ステロール運搬蛋白質-2とも呼ばれる)は肝細胞ではペルオキシソームのマトリックスに存在すると報告されているが、機能の説明が困難であり、C-末端のペルオキシソームへの輸送信号(A-K-L)の他にN-末端に20残基からなるプレ配列をもつことから、その細胞内局在に関する定説がまだない。我々がPXP-18と名づけたキャンディダ酵母の16-kDa蛋白質は構造的、機能的にこの蛋白質と相同であるが、C-末端はP-K-Lでプレ配列をもたない。PXP-18を輸送のモデル蛋白質として以下の成果を得た。1)先ずキャンディダ酵母細胞を通常の方法で分画し、細胞内で発現されるPXP-18の75%以上がペルオキシソーム画分に存在することを示した。次にオルガネラを可溶化する前後でPXP-18を固相酵素抗体法で定量して、その95%以上がペルオキシソームのマトリックスに局在することを明らかにした。最後に免疫電子顕微鏡法によって、この結論を確認した。2)抗PXP-18抗体と反応する蛋白質をもたないパン酵母細胞内でPXP-18を発現させ、その大部分がペルオキシソームのマトリックス内部へ輸送されていること、僅かにミトコンドリア画分に認められたPXP-18はそのほとんどがミトコンドリアの表層に存在することを明らかにした。3)PXP-18のC-末端からP-K-Lを除くと、この短縮型蛋白質はペルオキシソームへ全く輸送されなくなること、従ってこの3残基がペルオキシソームへの輸送信号として機能していることを示した。
バイオフィルムによるレアメタル不動化機構の解明

好酸性鉄還元細菌である、Acidiphilum sp.およびAcidocella sp.に属する2株を用いて、レアメタルの一つであるクロムを回収することを試みた。産業排液中などの水圏で、クロムは主にCr^<6+>またはCr^<3+>として存在する。Cr^<6+>(クロム酸;CrO_4^<2->および二クロム酸;Cr_2O_7^<2->)は可溶性で強い毒性を示す。一方、Cr^<3+>は生体への毒性は低く、中性pHでは不溶性の水酸化物を生成しやすい。本菌株について、まずCr^<6+>への耐性試験を行った。Cr^<6+>濃度が1ppm程度では、全く生育阻害は見られなかった。1ppmのCr^<6+>存在下で本菌株を培養したどころ、溶液中の全クロム濃度には変化が見られなかった。これらの菌株の細胞表面電荷について、ゼータポテンシャル測定を行ったところ、酸性pH領域においてもマイナスにチャージしていた。したがって、オキシアニオンとして存在するCr^<6+>が単純な静電的吸着で細胞表面またはEPS表面に吸着することは、やはり起きていないようである。ところが、Cr^<6+>濃度を測定してみたところ、培養開始と共に濃度が低下し、培養開始後300日で、Cr^<6+>は検出されなかった。したがって、これらの菌株によって、Cr^<6+>の単純なバイオソープションは起こっていないが、微生物学的反応によって、Cr^<6+>がCr^<3+>に効率的に還元されているごとが分かった。Cr^<3+>は中性pHでは不溶性の水酸化物を生成しやすいため、微生物還元後の溶液を中和することで、不動化することが可能であると思われる。化学的手法としては、Cr^<6+>の還元には亜硫酸水素ナトリウムなどが用いられている。これらの化学的処理に代わる低環埠負荷かつ経済的な代替手段として、好酸性鉄還元細菌のクロム回収・リサイクルプロセスへの有効性を示す初期実験成果が得られた。
ヒトのコリンアセチル転移酵素の構造と病態に関する研究

コリン作動性ニューロンは運動機能、自立神経機能、記憶や学習などの高次脳機能に深く関与し、アルツハイマー病や筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの神経変性疾患で変性、脱落が知られている。コリン作動性ニューロンの伝達物質であるアセチルコリンはコリンアセチル転移酵素(ChAT)による一段階反応で生合成される。我々は、ラットおよびマウスのChATmRNAの多様性を明らかにしている。一方でヒトのChATmRNAは、現在まで1種類のみが知られている。このmRNAは、齧歯類やブタのChATmRNAで翻訳開始コドン(ATG)に相当する箇所がスレオニン(ACG)に変異し、N末側に108アミノ酸残基が付加する特異な構造であった。また、このmRNAは約80kDaのタンパク質をコードしており、ヒトの脳組織から精製されるChATタンパク質の分子量(66-70kDa)と一致しない。さらに、ヒトの脊椎運動ニューロンの単一細胞あたりのChAT活性は齧歯類などの哺乳動物に比べて一桁低く、カエルや魚などの冷血動物と同程度の活性しかもたないことが知られており、ヒトの神経系の機能や病態との関連が注目されている。我々はこれらの現象の分子的基盤を明らかにする目的で実験を行い、以下の結果を得た。剖検ヒト脳組織から従来知られているタイプ(Mタイプ)のほかに、新たに3種類のChATcDNAclone(R,N1,N2タイプ)を単離した。in-vitro及びin-vivoの発現実験の結果、齧歯類に比べてヒト脳のChAT活性が低い原因は、(1)ヒトChAT遺伝子上のATGからACGへの変異により、本来とは異なるATGコドンを翻訳開始部位として使っていること、(2)最も多量に発現しているMタイプのChATmRNAの翻訳効率が最も低いことの2つに由来することが判明した。
学校心理・教育臨床におけるコンサルテーション教育訓練プログラムの開発

本報告書では、行動コンサルテーションの教育訓練プログラムの開発と分析について述べている。対人関係影響力の視座から、コンサルタントの教育訓練について検討している。本報告書が紹介する研究データは、効果的な行動コンサルテーションに関する観察データである。このデータを元に、行動コンサルテーションにおける非言語コミュニケーションの重要性を提案している。そして、研究知見を総合することで、実証的根拠に裏打ちされたプログラムの作成に結びつけた。その効果は、行動コンサルテーションの文脈において討論されている。今後の研究では、コンサルタントの非言語行動について検討しなければならないと結論づけた。コンサルテーションの専門教育訓練カリキュラムを整備することを目指して、平成23年度(第1年次)の研究では保育士や教師などのコンサルティがクライアントの行動の機能的な理解を行う効果について、事例研究を基に指摘した。この知見を踏まえて平成24年度(第2年次)の研究では、コンサルタントがいかなる変数を操作すべきであるかを検討した。そして、それらの操作すべき変数をコンサルタント自身が自己管理(継続的にモニタリング)するための条件について明らかにすることを目標に下位研究を行った。複数の自治体において実施した調査研究により、「相談効果」に加えて「相談過程」が決定的な変数の1つであることが明らかになった。「相談効果」とは、「コンサルタントが実践現場に即した効果的な提案をコンサルティに対して行っていたか」を問う内容であり、「相談過程」とは、「コンサルタントとコンサルティの相談・協議が対等かつ互恵的で、コンサルティの専門性を脅かすことのない言動に徹していたか」を問う内容である。「相談過程」に類する変数の重要性については、Erchulが「対人関係影響力」という術語を用いて説明しており、この影響力を効果的に発揮することが成功的なコンサルテーションの要件であることを指摘している。本研究によりErchulの知見は支持された。また、平成24年度の研究では、テキストマイニングの手法を用いて、相談・協議におけるコンサルタントの言語行動の質的分析を試みた。特定のテキストや質問紙の自由記述欄などを分析の対象として、「語り」の背景にある概念や潜在的な意味の抽出を試みた研究は多数存在するものの、実際の臨床面接やコンサルテーション場面における「語り」を分析の対象とした研究は他にあまり例を見ない。この研究においては、表出された頻出語について検討することで、コンサルタントの着目点を顕在化しようとする試みを行った。平成25年度(第3年次)の研究課題は、コンサルテーションの専門教育訓練カリキュラムを整備することであった。第1年次の研究において、行動の機能的理解に基づくコンサルテーションが、コンサルティとクライアント双方の行動変容に有効である(野口・大橋・大石,2012)ことが検証された。また、第2年次の研究において、コンサルタントが操作すべき独立変数として「相談効果」とともに「相談過程」がある(大橋・野口・大石,2013)ことが明らかになった。以上の研究知見をもとに、1.効果的なコンサルテーションでは、行動の機能的理解が重要になること、2.実際の相談過程では互恵的でコンサルティの課題解決行動を動機づけるような相互作用が必要であること、が明確になった。そこで、第3年次の研究ではコンサルタントの「語り」に焦点を合わせた分析を進めた。「語り」に焦点を合わせた分析を行うのは、先述した独立変数の操作をいかなる言語的相互作用をつうじて達成できるのかが明らかにされていないためである。本研究では、相談過程を逐語記録に起こし、テキストマイニングの手法を用いて言語的相互作用の分析を行った。加えて、日本全国で活用されている特別支援学校のコーディネーターを対象として、上記の知見を活用した巡回相談を実施した。その結果、コンサルティとクライアントの行動変容のみならず、教育支援に係る移行支援体制整備にも影響を及ぼすことが判明した(赤塚・大石,2014)。しかしながら、教育訓練プログラム(評価票・DVD)の作成には至らなかった。残された課題は、過去3年間の研究知見をもとに、1.Bergan & Tombari(1975)のコンサルテーション過程分析記録(CAR)に、「相談過程」の要素を加味して改訂し、2.実際の相談過程を模した相互作用の素材をDVDに収録することである。平成23年度(第1年次)の研究課題は、コンサルテーション過程で取り交わされるコミュニケーション行動の様相を分析することであった。就学期移行支援の相談過程に焦点化してコンサルタントの発話内容に関する資料を収集した。研究に参加したコンサルタントは高度専門職業人である。CiNiiにより、コンサルテーション過程をテキストマイニングの手法により分析し、その語りの潜在的意図を抽出した研究はわが国では皆無であった。よって、本研究で解明をめざす課題は学術的価値・実践的意義ともに高い。実施した実証研究は3つであった。

第1に行動の機能的理解に基づくコンサルテーションが、予測される効果をコンサルティとクライアントに及ぼすかを検証した。その結果、コンサルテーション手法の有効性が確認された。本成果は日本コミュニティ心理学会の学術誌にすでに公表済みである。第2に前記のコンサルテーション手法の普遍性を確認するため、システム変容に及ぼす効果を検証した。その結果、就学期の移行支援体制整備における本手法の応用可能性が確認された。本成果は日本特殊教育学会の学術誌への投稿準備中である。第3にこれらの相談過程におけるコンサルタントの発話内容をテキストマイニングの手法により分析した。その結果、コンサルテーションに影響を及ぼす変数は観察・記録する行動とその肯定的側面のパフォーマンス・フィードバックであると考えられた。今後事例を重ねて研究知見の確証性を高めていく。本成果は今秋(2012年9月)の日本特殊教育学会の年次大会で研究発表される。(研究発表抄録はすでに提出され、受理されている。)以上の研究成果を高度専門職業人の養成・教育訓練に応用するための条件(第2年次の研究課題)についても展望した。その中でアクション・リサーチの重要性を指摘した。本成果は日本コミュニティ心理学会の学術誌にすでに投稿され、審査中である。補助事業期間延長の承認を受けて実施した最終年度の研究は,Bergan & Tombari(1975)の研究知見を発展させて,1行動コンサルテーションの相談過程における非言語的相互作用の分析を行うことと,2前記の分析結果を含む全研究期間の成果に基づいて,教育訓練プログラムを開発・提案することであった。そして,3その成果をDVD教材の作成に結びつけることを目標に据えて,研究の推進をはかった。最終年度の研究の結果,1非言語的相互作用の分析結果の一端を「コミュニティ心理学研究(第18巻2号)」に発表し,コンサルタントの行動とその機能を分析する研究の重要性を指摘した。また,2今後の行動コンサルテーション研究の課題について「特殊教育学研究(掲載巻号数未定)」に発表した。さらに,3「はじめての行動コンサルテーション」というタイトルのDVDを,コンサルタントの教育・訓練に資する教材として作成した。2000年代に入り,行動コンサルテーションに関する科研費の研究課題は4件採択・実施されている(本研究を含む)。本研究を除き,コンサルタントの行動を批判的に検討した研究はなく,その意味における先駆性・萌芽性を認めることができる点に,本研究の意義がある。今後,この領域の研究は,コンサルタントの教育・訓練に対する効果を検証する形で展開するものと思われる。同じことを行っても,あるいは同じように実践しても,伝わり方や波及する効果に違いが現れる。その要因を同定し,年齢や経験に依存することなく,質の高い手法の開発が目指されるに違いない。本研究は,その一助として活用できる資料となる。応用行動分析
破骨細胞分化過程における分泌タンパク質、膜タンパク質の網羅的解析

本研究は破骨細胞で発現する分泌タンパク質および膜タンパク質を網羅的に探索し、特にNFAT2の下流因子に着目して機能解析することにより、NFAT2により制御される破骨細胞分化機構を分子レベルで理解することを目標とする。本年度は以下の3点の成果を得た。1.破骨細胞cDNAライブラリーから再度スクリーニングを行った。昨年度のスクリーニングとあわせて、独立クローン数1.14x10^6のcDNAライブラリーに対し1.49x10^6クローンをスクリーニングしたことから、cDNAライブラリーのほぼすべてのスクリーニングが完了したと考えた。この結果、合計50種の膜タンパク質、分泌タンパク質を見出した。2. 1.の結果から見出された各タンパク質の破骨細胞分化過程における発現プロフィールをRT-PCR法により決定した。3. 1.の解析から見出された膜タンパク質HB-EGF(Heparin-Binding EGF-like Growth Factor)は、申請者が以前に行ったNFAT2標的候補遺伝子の探索の際に見出され2006年に論文報告している分子である。そこで破骨細胞分化過程におけるHB-EGFの機能解析を行った。その結果、(1)破骨前駆細胞に強制発現すると破骨細胞分化過程が抑制されること、(2)分化抑制活性にはリガンド領域ではなく、ADAMプロテアーゼによる切断後に生じるC末端領域にあること、を見出した。HB-EGFの細胞外領域(N末端領域)が増殖因子として働くことが明らかにされているのに対し、C末端領域の機能は未知である。本研究の成果からHB-EGFのC末端領域を介した新規作用機構の存在が示唆された。破骨細胞は骨吸収の主細胞であり、その分化はRANKLにより開始され、前駆細胞→TRAP陽性単核細胞→TRAP陽性多核破骨細胞と進化する。申請者はこれまでの研究により転写因子NFAT2がTRAP陽性単核細胞からTRAP陽性多核破骨細胞への分化ステップに不可欠であることを報告しているが、この時期は細胞融合過程や骨吸収機能の獲得という破骨細胞の機能発現に重要な分化段階であり、分泌タンパク質や膜タンパク質の大幅な転換が起こることが予想される。そこで本研究では破骨細胞で発現する分泌タンパク質および膜タンパク質をシグナルシーケンストラップ法により網羅的に探索し、NFAT2の下流因子に着目して機能解析することにより、NFAT2により制御される破骨細胞分化機構を分子レベルで理解することを目標とする。本年度はin vitroで分化させた破骨細胞からmRNAを抽出し、これを鋳型としてcDNA発現ライブラリーを作成した。作成したライブラリーを用いてシグナル配列を有するcDNA断片のスクリーニングを行った結果、得られたcDNA断片のほぼすべてがシグナル配列を有していた。本スクリーニングでは合計42遺伝子を見出されたが、これらには成熟破骨細胞における発現がすでに報告されているメタロプテアーゼMMP9やM-CSFレセプターなどが含まれており、本スクリーニングが正しく遂行されていることが強く示唆された。今後は得られた各種遺伝子の発現プロフィールの検討を行い、さらにNFAT2制御下に位置する遺伝子に着目し、これらの機能解析を行う予定である。またNFAT2の下流遺伝子としてケモカインレセプターCCR1を見出し、CCR1がTRAP陽性単核破骨細胞におけるMIP-1αに対する走化活性に必須であることを見出した。
細胞外マトリックスタンパクを介したインスリン感受性制御機構の解析

我々は、膵島におけるグルコキナーゼの標的分子として、細胞外マトリックスにおける弾性線維形成に必須の分泌蛋白であるFibulin-5(Fbln5)を同定した。Fbln5欠損マウスを入手し解析したところ、通常食にて体重非依存性にインスリン感受性が亢進しており、高脂肪食誘導性の肥満、高インスリン血症、インスリン抵抗性、脂肪肝ならびに脂肪細胞の肥大化が抑制された。また、Fbln5欠損マウスではピルビン酸負荷による肝臓での糖新生も抑制され、肝のインスリン感受性改善が示唆された。グルコースクランプによる解析により、Fbln5欠損による全身のインスリン抵抗性の改善傾向を認めた。高脂肪食負荷マウスの肝臓においては、Fbln5欠損によりインスリンシグナルが改善したが、初代培養肝細胞におけるインスリンシグナルの検討や、アデノウイルスを用いた肝細胞株あるいはマウス肝臓におけるFbln5過剰発現実験の結果から、Fbln5の肝における作用は多臓器を介した臓器連関あるいは分泌蛋白としての作用によることが想定された。さらに我々はFbln5欠損マウスの肝においてインスリン透過性の亢進を認めており、我々はFbln5欠損によるインスリン感受性亢進の機序として、組織へのインスリン透過性の亢進が寄与している可能性を見出している。またFbln5欠損マウスの皮膚において皮脂腺の萎縮を認めた。Fbln5欠損により寒冷刺激への易感受性および脂肪組織における熱産生・脂肪酸燃焼関連遺伝子の発現上昇を認めた。野生型マウスにおいて高脂肪食負荷により皮膚Fbln5の発現上昇を認め、Fbln5欠損マウスでは高脂肪食負荷による皮膚における各種脂質関連分子の発現誘導が顕著に抑制されていたことから、皮膚における脂質代謝を介した全身性の熱代謝調節機構の変化がFbln5欠損マウスの体重減少・肥満抑制に寄与している可能性も考えられた。我々はこれまでにFibulin-5(Fbln5)欠損マウスが全身におけるインスリン感受性の亢進、肥満抑制を呈することを見出してきた。Fbln5欠損マウスにおけるインスリン感受性改善の責任臓器として、弾性線維に富む臓器として皮膚および血管に着目して検討した。Fbln5欠損マウスでは皮脂腺の萎縮を認め、また皮膚における脂質代謝に関連する各種分子の発現変化から、皮膚を介した熱代謝調節機構の変化が肥満抑制に寄与している可能性が考えられた。さらに標識インスリンを用いた検討などにより、Fbln5欠損マウスでは肝の血管におけるインスリン透過性の亢進を示唆する結果を得ており、全身性のインスリン感受性改善寄与する可能性を考えている。通常食負荷あるいは高脂肪食負荷を行ったFbln5欠損マウスおよび野生型マウスの肝のマイクロアレイ解析により、Fbln5欠損マウスにおける脂肪肝の抑制や肝でのインスリン感受性改善機構として、脂質代謝の変化やミトコンドリア機能の変化、炎症シグナルの変化などの関与が示唆され、臓器連関を介した作用に矛盾しない結果が得られた。肝細胞特異的なFbln5欠損マウスを樹立し表現型を解析したところ、体重やインスリン感受性はコントロールマウスと同等であり、高脂肪食負荷によっても差は生じなかった。肝細胞特異的Fbln5欠損マウスの肝組織におけるFbln5の遺伝子発現はコントロールマウスと同等であり、肝臓におけるFbln5の発現は肝細胞外における発現が優位であると考えられ、Fbln5欠損マウスの肝臓におけるインスリン感受性の改善や脂肪肝の抑制に関しては、臓器連関を介した作用や肝細胞外のFbln5欠損による間接作用であることが示唆された。今後膵β細胞徳的Fbln5欠損マウス、脂肪細胞特異的Fbln5欠損マウス等の解析も含め、各臓器におけるFbln5の代謝制御機構についてさらなる検討を進める。Fbln5欠損による全身のインスリン感受性改善、肥満抑制機構に関して、これまでに肝臓におけるFbln5過剰発現実験および肝細胞特異的Fbln5欠損マウスの樹立による解析を行った結果、臓器連関や肝細胞外からの間接作用を介したFbln5による肝臓のインスリン感受性改善機構や脂肪肝抑制機構の存在が示唆された。現在我々は通常食および高脂肪食負荷Fbln5欠損マウスおよび野生型マウスの肝臓のマイクロアレイ解析を施行しており、今後詳細な検討を追加することにより、Fbln5欠損マウスの肝臓における代謝制御機構を明らかにしていく。さらに現在脂肪細胞特異的Fbln5欠損マウスの樹立も進めており、脂肪組織を介したFbln5の代謝制御機構についても明らかにしていく。また皮膚表現型を介したFbln5による代謝制御機構について、エネルギー代謝機構の変化を明らかにするとともに、糖尿病や肥満のモデルマウスおよびヒト検体におけるFbln5の発現解析を追加し、代謝制御と皮膚Fbln5の関連について検討を進める。さらに血管弾性繊維や血管周囲弾性線維を介したFbln5によるインスリンの移行性制御機構について、今後さらに詳細な解析を追加する。

高脂肪食負荷マウスの肝臓においては、Fbln5欠損によりインスリンシグナルが改善したが、初代培養肝細胞におけるインスリンシグナルの検討や、アデノウイルスを用いた肝細胞株あるいはマウス肝臓におけるFbln5過剰発現実験の結果から、Fbln5の肝における作用は多臓器を介した臓器連関あるいは分泌蛋白としての作用によることが想定された。さらに我々はFbln5欠損マウスの肝においてインスリン透過性の亢進を認めており、我々はFbln5欠損によるインスリン感受性亢進の機序として、組織へのインスリン透過性の亢進が寄与している可能性を見出している。またFbln5欠損マウスの皮膚において皮脂腺の萎縮を認めた。Fbln5欠損により寒冷刺激への易感受性および脂肪組織における熱産生・脂肪酸燃焼関連遺伝子の発現上昇を認めた。野生型マウスにおいて高脂肪食負荷により皮膚Fbln5の発現上昇を認め、Fbln5欠損マウスでは高脂肪食負荷による皮膚における各種脂質関連分子の発現誘導が顕著に抑制されていたことから、皮膚における脂質代謝を介した全身性の熱代謝調節機構の変化がFbln5欠損マウスの体重減少・肥満抑制に寄与している可能性も考えられた。我々はこれまでにFibulin-5(Fbln5)欠損マウスが全身におけるインスリン感受性の亢進、肥満抑制を呈することを見出してきた。Fbln5欠損マウスにおけるインスリン感受性改善の責任臓器として、弾性線維に富む臓器として皮膚および血管に着目して検討した。Fbln5欠損マウスでは皮脂腺の萎縮を認め、また皮膚における脂質代謝に関連する各種分子の発現変化から、皮膚を介した熱代謝調節機構の変化が肥満抑制に寄与している可能性が考えられた。さらに標識インスリンを用いた検討などにより、Fbln5欠損マウスでは肝の血管におけるインスリン透過性の亢進を示唆する結果を得ており、全身性のインスリン感受性改善寄与する可能性を考えている。通常食負荷あるいは高脂肪食負荷を行ったFbln5欠損マウスおよび野生型マウスの肝のマイクロアレイ解析により、Fbln5欠損マウスにおける脂肪肝の抑制や肝でのインスリン感受性改善機構として、脂質代謝の変化やミトコンドリア機能の変化、炎症シグナルの変化などの関与が示唆され、臓器連関を介した作用に矛盾しない結果が得られた。肝細胞特異的なFbln5欠損マウスを樹立し表現型を解析したところ、体重やインスリン感受性はコントロールマウスと同等であり、高脂肪食負荷によっても差は生じなかった。肝細胞特異的Fbln5欠損マウスの肝組織におけるFbln5の遺伝子発現はコントロールマウスと同等であり、肝臓におけるFbln5の発現は肝細胞外における発現が優位であると考えられ、Fbln5欠損マウスの肝臓におけるインスリン感受性の改善や脂肪肝の抑制に関しては、臓器連関を介した作用や肝細胞外のFbln5欠損による間接作用であることが示唆された。今後膵β細胞徳的Fbln5欠損マウス、脂肪細胞特異的Fbln5欠損マウス等の解析も含め、各臓器におけるFbln5の代謝制御機構についてさらなる検討を進める。
ナトリウム元素含有したアルミニウム高ホウ化物の創製と高硬度材料の探索

MgAlB_<14>タイプと同型の化合物であるNaAlB_<14>(斜方晶系Imma)単結晶をAl自己フラックス法で初めて合成し、その最適合成条件および得られた結晶は硬さと磁化率測定を行った。得られたNaAlB_<14>は7.3 mm程度の棒状或いは板状結晶である。ビッカース微小硬さは、測定面によって異なり、23.3(1.0)28.4(0.6) GPaである。これを基にして、固溶体(Na_xLE_<1-x>)AlB_<14>の結晶合成およびより高硬度の材料開発を行った。即ちNaAlB_<14>のNa位置をLE=Li, Mgおよび希土類金属にかえて固溶体(Na_xLE_<1-x>)AlB_<14>結晶の合成を行った。固溶体(Na_xMg_<1-x>)AlB_<14>結晶が得られたが、それ以外の固溶体高ホウ化物は得られなかった。(Na_xMg_<1-x>)AlB_<14>結晶では組成比(0.21<x<0)で存在し、これらの硬さは31.1(0.8)33.4(0.9)GPaで、(Na_<0.06>Mg_<0.94>)AlB_<14>よりも(Na_<0.21>Mg_<0.79>)AlB_<14>の方が硬いことが分かった。以上より、固溶体(Na_xMg_<1-x>)AlB_<14>結晶はNaAlB_<14>結晶よりも硬さが大きいことが理解できた。また、NaAlB_<14>と固溶体(Na_xMg_<1-x>)AlB_<14>の低温度での磁化率測定では常磁性を示していることも分かった。炭化ホウ素B_4Cと立方晶窒化ホウ素CBNは、ホウ素正二十面体を有する高ホウ化物で、ホウ素系半導体や耐熱性の高温度高硬度材料として期待されている。しかし、それらの化合物は特殊な高圧合成法や高温度加熱法で作製するために高価である。この類似化合物は低温度合成が不可能な場合が多いために新たな合成方法が急務とされている。著者はアルカリ金属を含有したアルミニウム高ホウ化物に着目し比較的低温度での結晶合成に成功した。以上から原料の比較的安価で環境に優しい材料であるMgAlB_<14>type(斜方晶系)に的を絞って結晶育成と硬さについて研究を行った。その結果からMgAlB_<14>はB_4CやCBNと同程度の硬さ(2428GPa)を有することが分かった。平成20年度は、Mgイオンよりもイオン半径の小さなナトリウムを用いて、Na含有アルミニウム高ホウ化物の単結晶合成と硬さを調べることにした。この化合物は新規化合物である。金属Naは比較的低温で揮発しやすいためにNa含有アルミニウム高ホウ化物は金属NaとAl或いはB元素からの直接方法では合成が不可能である。

そこで、Al自己フラックス法を用いて、Na-Al-B三成分系からNaAlB_<14>の結晶合成を行った。その場合、出発原料のNa源をNaCl,Na_2CO_3,NaF,NaI, Na_2B_4O_7などの塩類に代えて、低温度、短時間で合成する方法で行った。実験条件はArガス雰囲気中、加熱温度1673K、15h保持、冷却速度50K/hで、NaF或いはNa_2B_4O_7を用いた場合にNaAlB_<14>単結晶の合成が可能であった。2種類の原料から得られた結晶の大きさと色調或いは形態は、7mm程度、赤みかかった黒色の金属的光沢、{100},{010},{011}と{001}面を有する台形状である。格子定数値(a=1.046nm,b=0.584nm,c=0.823nm)と化学分析の結果から他の元素を含まないNaAlB_<14>結晶であることも分かった。ビッカース硬さは生成面の比較的大きい{010}面について調べた。この結果から、硬さは、NaAlB_<14>では28GPa、MgAlB_<14>では26GPaで、NaAlB_<14>の方がやや高い値であった。1、Na-Al-B三成分系では、金属ナトリウムを含有する三成分系化合物は知られていなかったが、著者らは新規Na含有アルミニウム高ホウ化物NaAlB_<14>(斜方晶系、Imma)の単結晶合成に成功し、結晶構造と若干の性質について報告した。この化合物は、MgAlB_<14>タイプで、B_<4>CやCBNと同様に高強度材料であることが、先の報告から明らかにすることができた。本報告では、NaAlB_<14>結晶よりもより高強度材料を作製するために固溶体高ホウ化物Na_xMg_<1-x>AlB_<14>(x=0-1.0)結晶の合成を試みた。Alセルフフラックス法を用いて、Na,Mgとホウ素からNa_xMg_<1-x>AlB_<14>(x=0-1.0)結晶の合成を行った。また、得られたNa_xMg_<1-x>AlB_<14>結晶は硬さを調べた。その結果からNa_xMg_<1-x>AlB_<14>の組成比変化が硬さにどのような影響を与えるかを検討した。2、出発原料は、金属マグネシウム、Na_2B_4O_7、結晶化ホウ素を用いた。金属フラックスとしてチップ状の金属アルミニウムを用いた。Na_xMg_<1-x>AlB_<14>(x=0-1.0)結晶を合成するためにNa源としてNa_2B_4O_7を用いた。原料は所定の配合比Na_xMg_<1-x>AlB_<14>(x=0-1.0)になるように調製した。これをA_2O_3ルツボに充填してArガス雰囲気中の電気炉内に挿入した。加熱温度は1573Kで、1時間保持した後、50K/hの徐冷速度で結晶合成を行った。得られた結晶は酸処理して取出した。Na_xMg_<1-x>AlB_<14>結晶は、XRDで結晶相の同定と格子定数値を測定し、ICP、EDSとSEMで化学分析、組成比変化とビッカース微小硬さの関係を調べた。1) NaAlB_<14>結晶は、高硬度材として有望視されているが、これよりも高い硬度材を目指す目的で、平成22年度では固溶体Na_xLE_<1-x>AlB_<14>(LE=金属元素)結晶の合成と硬さの関係について報告する。NaAlB_<14>化合物のNaの位置を他の金属元素に置き換えて、固溶体Na_xLE<1-x>AlB_<14>(LE=金属元素)を作製し、組成比と硬さとの関係を調べることである。平成21年度では固溶体Na_x.Mg_<1-x>AlB_<14>結晶を合成し、硬さを調べた。
日本語教育実習の海外環境資源及び実習生の意識変容に関する実証的調査研究

本研究の目的は、日本語教育を主専攻とする学生の日本語教育実習を海外で行う上での海外の教育環境及び意識に対するパイロット調査し、同時に、実習を行う前段階と実施後の実習生の日本語教育実践に関する意識変容の状況がどんなものであるかを明らかにすることにある。また、海外の協定校と連携し、各国における日本語教育の位置づけや体制、教師の意識、教育環境、ネットワーク環境など、教育資源の現状を調査研究し、効果的な日本語教育実習の資料とするものである。調査は、大きく、日本語教育実習生のビリーフの調査と教育能力の自己評価に関する調査、また、教育実習を行う上での環境調査に分けて実施した。ビリーフ調査は日本語を教える側の意識調査であり、教育能力調査は、1)自己意識、2)学習者に対して、3)教材について、4)教案作成について、5)指導技術について、6)授業評価・フィードバックについて、の6項目の調査である。調査にあたっては、被調査機関、被調査者のプライバシー保護、インフォームドコンセントなどを十分に配慮して行った。調査の結果、日本語教育実習生の意識変容はあまり変化が見られなかった。その理由として、実習期間が短いこと、実習準備のための授業や教壇実習の担当コマ数が少ないこと、フィールド研究が足りないこと、メディア・リテラシーが十分でないことなどがあげられる。また、日本語教育が教育免許法上に位置づけられていないことも大きな要因であると考えられる。調査の結果得られたデータを集計・分析し、日本語教育実践を行う上での気付き、また、実習生の意識変容データ、教育能力の評価データ等の分析結果を研究成果報告書としてまとめた。本研究は、日本語教育を主専攻とする学生の日本語教育実習を海外で行う上での海外の教育環境及び資源を調査し、同時に、実習を行う前段階と実施後の実習生の日本語教育実践に関する意識変容を明らかにすることを目的としている。平成17年度は、本学海外の協定校(タイ、韓国、台湾等)と連携し、各国における初等・中等教育における学習指導要領における日本語の位置づけの分析、及び、高等教育における日本語教育課程、教育法、シラバス、教材などを分析した。また、教育環境やネットワーク環境や教育資源などの現状調査を実施し、諸資料を収集した。また、日本語教育実習の事前・事後の意識変容を調査するための意識調査のフォーマットを設計・作成し、一部地域の機関においてパイロット調査を実施した。また、日本語教育実習生の意識調査とは別に、内外の日本語教育の教員に対する意識調査のフォーマットを設計・作成し、パイロット調査を行った。調査は、大きく、日本語教育に関わるビリーフの調査と、教育能力の自己評価に分けて実施した。ビリーフ調査は、日本語を教える側の意識調査であり、教育能力調査は、1)自己意識、2)学習者に対して、3)教材について、4)教案作成について、5)指導技術について、6)授業評価・フィードバックについて、の6項目の調査である。調査にあたっては、被調査機関、被調査者のプライバシー保護、インフォームドコンセントなどに配慮して実施した。来年度以降も調査を継続的に行い、調査結果をデータベース化するための基礎を構築する予定である。平成18年度は、日本語教育養成を行っている国内の主な大学、また、本学海外の協定校、その他と連携し、日本語教育課程、教育法、シラバス、教材などを分析し、教育環境やネットワーク環境や教育資源などの現状調査を実施し、諸資料を収集した。また、日本語教育実習の事前・事後の意識変容を調査するための意識調査のフォーマットを設計・作成し、調査を実施した。また、日本語教育実習生の意識調査とは別に、内外の日本語教育の教員に対する意識調査のフォーマットを設計・作成し、調査を行った。

ビリーフ調査は、日本語を教える側の意識調査であり、教育能力調査は、1)自己意識、2)学習者に対して、3)教材について、4)教案作成について、5)指導技術について、6)授業評価・フィードバックについて、の6項目の調査である。調査にあたっては、被調査機関、被調査者のプライバシー保護、インフォームドコンセントなどを十分に配慮して行った。最終年度(平成19年度)も調査を継続的に行い、調査結果を分析の上、調査研究報告書にまとめる予定である。本研究は、日本語教育を主専攻とする学生の日本語教育実習を海外で行う上での海外の教育環境及び資源を調査し、同時に、実習を行う前段階と実施後の実習生の日本語教育実践に関する意識変容を明らかにすることを目的としている。平成19年度は、日本語教育養成を行っている国内の主な大学、また、本学海外の協定校、その他と連携し、日本語教育課程、教育法、シラバス、教材などを分析し、教育環境やネットワーク環境や教育資源などの現状調査を実施し、諸資料を収集した。また、日本語教育実習の事前・事後の意識変容を調査するための意識調査のフォーマットを設計・作成し、調査を実施した。また、昨年度設計した意識調査のフォーマットを用い調査を行った。調査は、大きく、日本語教育に関わるビリーフの調査と、教育能力の自己評価に分けて実施した。また、国内以外に、参考データとして、韓国の教育実習、中国の教員の意識データを採取した。調査の結果得られたデータを集計・分析し、明らかに、日本語教育実践を行う上での気付き、また、実習生の意識変容が認められ、その報告を調査研究報告書にまとめた。
在宅脳卒中後遺症患者と介護者のQOL測定スケールの作成と援助プログラムの開発

本研究の目的は脳卒中後遺症患者と介護者のQOL関連要因を明らかにし、双方のQOL測定スケールを作成することである。また、そのスケールを効果判定の指標とし、より効果的な援助プログラムを構築することである。本研究では、QOL測定スケールを作成するにあたって、脳卒中後遺症患者と介護者のQOL関連要因を明らかにした。本調査結果により、介護者のQOLを阻害する要因として、介護負担感が考えられた。介護者は身体的介護よりも、患者の否定的気分や感情面での依存に関して負担を感じると報告していた。脳卒中患者の介護者は、介護者でない一般の人に比べて抑鬱的徴候が高かった。しかし、自分の生活をコントロールする意識が強く、問題解決にむけての自信をもっている介護者は負担感も抑轡徴候も少ないことが示唆された。一方、脳卒中患者のQOLを阻害する要因として、脳卒中の後遺症による症状が考えられた。初期における患者の訴えは、睡眠障害、体力の減退、食欲の減退であった。しかし、これらの訴えは脳卒中後の最初の2年間に最もよく表出され、それ以降は、無用感、倦怠感、無力感、社会からの疎外感といった感情を訴えていた。また、脳卒中患者の70%近くが、不安、いらいら、悲しさといった感情を訴えていた。さらに、過半数以上の脳卒中患者が痛みやしびれを訴え、痛みや痺れが強い患者ほど抑鬱徴候が強いことも判明した。以上のことから、脳卒中患者と介護者のQOL向上にむけては1.介護者の負担感と抑欝徴候を軽減させるための効果的な心理教育的な介入、2.患者の痛みや抑鬱症状に対する診断と治療、といったことが援助プログラムの一貫として検討する必要があると考えられた。本研究は標本数に限りがあり、今後も調査を継続していく必要がある。また、本研究で明らかにされたQOL関連要因をもとにQOL測定スケールを作成することが課題として残されている。本研究の目的は在宅脳卒中後遺症患者と介護者における援助プログラムの効果判定の指標としてOQL(quality of Life)測定スケールの開発およびQOL関連要因を解析し、在宅脳卒中患者とその介護者双方のQOL向上にむけての援助プログラムを開発することである。今年度はQOL測定スケール作成のため、予備調査として行った脳卒中後遺症患者とその介護者ならではの悩みや思い、両者の環境条件としての福祉問題、生活問題、生活障害等の聞き取り調査の結果をもとに質問紙を作成した。また、それらの質問紙を使用して、大阪府Y市、広島県H市において脳卒中後遺症患者と介護者80組に面接法による調査を実施した。調査内容は、両者の基本属性の他、身体的・心理的状況、ソーシャルサポートの状況、脳卒中後遺症患者と介護者の人間関係、性格特性、生活関係、介護者の介護負担、福祉制度の利用状況などである。なお、文献レビューにより、身体的状況についてはBarthel指数(改訂版)、心理的状況については、Cornell Scale,VAMS(Moodスケール)、Geriatric Depression Scale(GDS),性格特性はPearlin+Schooler"Mastery Scale"、また、介護負担については、Zaritのスケール、さらに健康生活全体の指標としてSF-12を用いて調査を実施した。なお、Barthel指数(改訂版)、Cornell Scale,VAMS、Mastery Scaleについては筆者らが許可を得て邦訳したものである。今後も、上記の研究目的、方法に基づき、大阪府下、広島県下において在宅脳卒中後遺症患者と介護者の面接調査を続行し、QOL測定スケールの作成と援助プログラムの検討を行っていく予定である。

本研究の調査結果によって、脳卒中後遺症患者におはる介護者の介護負担の増加と介護者の健康に関連した生活の質(HRQOL)の低下の関連が明らかに示された。身体的機能も、年齢とともに有意に低下することが判明した。また、慢性疾患があると、身体的状況や一般的健康の低下および痛みの増加が有意に見られた。さらに、脳卒中後遺症患者の介護者の一般的健康に対する自覚は、被介護者のそれよりも低く、Hop et al.(1998)の調査結果と一致した。また、同調査によって、HRQOL(SF-12)の精神的役割および精神的健康の変数で、脳卒中後遺症患者の介護者スコアは患者自身よりも低いことが明らかにされている。本研究においても介護者の負担の増加は、精神的健康の悪化と最も強く関連した。本研究では、標本数が少ないという制限はあるが、標本の生活様式及び生活状況の多様性がみられる。調査に参加した2施設は農家の患者を対象とし、3施設は人口100万人以上の都市の中心部に位置し、残りの3施設は郊外にあった。このような生活様式の違いにもかかわらず、調査結果が強く示すものは、脳卒中後遺症患者の介護者の負担は健康の悪化、その中でも特に精神的健康の悪化に関連すると言う事実である。注目すべきは、58.3%の介護者のスコアがGeriatric Depression Scale(GDS)上で6以上(鬱状態)であったが、その中で介護の期間中、心理的治療を受けたのは1%のみであった。。これらの調査結果より、脳卒中後遺症患者の介護者の健康に関連した生活の質の向上にむけての方策のひとつとして、介護者への精神的援助が必須であり、場合によっては精神科医による診断および治療の必要性が示唆された。本研究では、在宅脳卒中後遺症患者と介護者のQOL関連要因を明らかにするための一つの視点として、西日本に在住する脳卒中患者の介護者(n=100)における精神的統御力と心の健康の関係について調べた。介護者のほぼ74%は女性であり、平均年令は60.36才であった。介護期間は非常に幅が広く、介護期間が2年以下は、48.7%であり、5年以上は27.2%であった。1日の平均介護時間は9.43時間で、「副介護者あり」は介護者の半数以下(40.63%)であった。介護者のほぼ53%に鬱徴候がみられた。精神的統御力は、男性では非常に高いが、負担の感じ方については男女間に差はなかった。一方、脳卒中患者では、その55%は男性で、年令は45才から99才であり、平均年令は69.35才であった。身体的機能では、大半の患者は中程度の依存性をもっており、介護者は、患者の身の回りの世話をほとんど行なっていた。脳卒中患者では62%に鬱徴候がみられたが、患者の身体的機能レベルと鬱徴候とは関係がなかった。本研究の調査結果で、年令、性別、介護期間、1日の介護時間、副介護者の有無、介護者の健康状態、患者の障害の度合い、そして患者の否定的気分をコントロールした多変量回帰モデルにおいて、精神的統御力と鬱徴候は大きく関係し、強い精神的統御力を持ち合わせている人は、鬱徴候が少ないことが分かった。精神的統御力は、年令や健康状態とは関係していなかったが、男性の介護者は、非常に高い精神的統御力をもっていた。
フェムト秒レーザーを用いる超短パルス電子線の発生－超高速現象解明と環境計測応用－

本研究の目的は、質量分析計(MS)のイオン化部を試作・改良し、高出力フェムト秒レーザーと併用することにより、高塩素化ダイオキシンの超微量分析を実現することである。また、フェムト秒レーザーを用いて超短パルス電子線を発生させ、これを用いる汎用性の高い環境分析法を実現すると共に、超高速現象の解明へ応用することを目的とした。前年度、小角試料導入法を利用したガスクロマトグラフィー/多光子イオン化/質量分析計(GC/MPI/MS)を開発し、GC/MPI/MSでは初となる血液中ダイオキシン分析への応用を可能にした。さらに、イオン化部を形成するステンレス鋼に紫外フェムト秒レーザー光(267 nm, 100 fs)を照射し、超短パルス電子線を発生させた。当該年度、超短パルス電子線をイオン源として利用するMSを開発すると共に、これを環境計測と超高速現象解明へ応用することを目的として研究した。環境計測については、超短パルス電子線を用いた陽イオン生成の条件について検討した。また、この方法により質量スペクトルのライブラリから未知化合物の同定を行えるようにした。さらに、開発した分析装置をGCに接続し、脂肪族化合物及び芳香族化合物の混合試料を測定した。その結果、超短パルス電子線イオン化の場合の検出感度は、MPIを使用する方法と比較して2-3桁低かった。イオン化部を最適化し、試料分子と超短パルス電子線を効率良く衝突させる事によりこの問題を解決できると考えている。この方法により、前年度開発した超高感度なGC/MPI/MSの網羅分析法は一層有益なものになった。一方、超高速現象の解明については、Arの多光子イオン化により超短パルス電子線を発生させ、これをイオン化源とする質量分析を可能にした。現在のところポンププローブ法による緩和過程の研究は実現していないが、今後に繋がる新しい成果であると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。A)イオン化部の改良とダイオキシン類の超微量分析1)小角試料導入法の開発と従来試料導入法との検出感度の比較レーザー光と試料分子流の相互作用領域を拡大する小角試料導入法を開発した。小角試料導入法と従来試料導入法を用いて、ダイオキシン類を測定し、検出感度を比較した。この結果、小角試料導入法において2.5倍の検出感度の向上に成功した。2)ダイオキシン類の超微量分析への応用の検討申請者が以前報告した高繰り返しピコ秒レーザーによる多光子イオン化質量分析計と小角試料導入の組み合わせは、最も高い毒性を持つ2,3,7,8-4塩素化ジベンゾ-p-ダイオキシンにおいて5.6fgの検出を可能にする。これにより、血液中のダイオキシン類分析が可能になった。B)フェムト秒レーザーを用いる超短パルス電子線の発生飛行時間型質量分析計(TOF-MS)のリペラー電極にフェムト秒チタンサファイアレーザーの第3高調波(267nm)を照射し、超短パルス電子線を発生し、TOF-MSで検出した。C)超短パルス電子線イオン化法の環境分析への応用1)光電子イオン化による陽イオンの発生Bで発生した超短パルス電子線を電場で40eV以上加速し、クロロベンゼンをイオン化し、TOF-MSで検出した。得られたマススペクトルは、データベースのスペクトルに類似していた。2)光電子付着イオン化法による陰イオン化の発生Bで発生した超短パルス電子線を10eV以下に加速し、クロロベンゼンをイオン化した。得られたマススペクトルにはClが観測されたが、未だ脱プロトン化イオンは観測されていない。

現在のところポンププローブ法による緩和過程の研究は実現していないが、今後に繋がる新しい成果であると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。A)イオン化部の改良とダイオキシン類の超微量分析では、目標の1fgの検出には到達しなかったが、血液中のダイオキシン類分析への応用を可能にした。B)フェムト秒レーザーを用いる超短パルス電子線の発生に関しても、発生した超短パルス電子線を質量分析計で確認した。さらに、2年目の研究である環境分析への応用に着手し、陽イオン、陰イオンが観測できたため、「1当初の計画以上に進展している」と評価した。申請書の計画通りに研究を推進する。引き続き、超短パルス電子線をイオン化源に用いたイオン化法の開発を行う。多光子イオン化と超短パルス電子線を用いた光電子イオン化、光電子付着イオン化法の3つの手法を環境汚染物質の分析に応用する。また、従来のナノ秒レーザーや真空紫外ランプを光電子の発生のため用いた研究と比較し、超短パルス電子線の優位性を実証する。さらに、超短パルス電子線とフェムト秒レーザー光によるポンプープローブ法による化合物の電子遷移や緩和過程について調査する。