hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁場印加による空間反転対称性を破る結晶成長

空間反転対称性を破る結晶構造をもつ系は、ワイル半金属などさまざまな新規物性が期待される系のもととなるため重要性が増しているが、人工的に空間反転対称性の破れを導入することは不可能だと考えられている。そこで本研究では空間反転対称性を破る結晶成長を実現するため、超伝導マグネット中で動作する電気炉を作製した。TlBi(S0.5Se0.5)2というディラック半金属系に適用することでワイル半金属の実現を目指したが、これまでのところ空間反転対称性の破れにつながる新奇物性の実現には成功していない。しかし、開発したこの手法はバルク単結晶成長や薄膜試料のアニールなどに活用できると期待される。空間反転対称性は、現代の固体物性研究において新奇な物性発現の鍵を握る非常に重要な要素であるが、結晶系におけるその有無は自然の結晶成長に委ねられており、今のところバルク成長に人の手で制御する余地はない。本研究課題では磁場中でブリッジマン法結晶成長を行う装置を開発し、元素固溶系の結晶成長を強磁場中、あるいは磁場勾配中で行うことにより人工的に空間反転対称の破れた結晶を成長することを技術的な目的としている。それが可能になった場合は、この技術をトポロジカル絶縁体関連物質に適用し、ディラック半金属に空間反転対称性の破れを導入することによってワイル半金属を実現するなど、スピン-軌道相互作用が大きな物質系について新奇物性を発現する相の合成を試みることを目指している。この研究を実施するためには、強磁場中で試料を高温に保持する必要がある。代表者は8テスラ無冷媒超伝導マグネットを譲り受け、大阪大学から京都産業大学に移設してセットアップし、稼働の確認までを今年度に完了した。このマグネットのボアは直径31mmであり、2重の真空断熱層を持つように設計すると、試料空間は直径8 mm程度になる。そのような電気炉を発注し、購入することができた。また、試料準備にはグローブボックス、石英菅封じ切りシステム、電気炉、X線回折装置、ワイヤーソーのセットアップが必要になるが、これまでにグローブボックスと電気炉、X線回折装置について完了した。2年度目の結晶成長実施に向けて、残りの装置も現在システム組み上げを急いでいるところである。大阪大学からの超伝導マグネットなどの設備移設が12月にずれ込んでしまったため、総体的に実験室整備が遅れることとなった。今年度は、ボア系30mmの超電導マグネットに挿入することができる電気炉の立ち上げ、ならびに結晶成長を行った。電気炉については二重のシールド構造を持ち、外径9mmφの試料を入れることのできる空間を確保したものをメーカーに依頼して作成し、最高温度800度Cを目指していたが、マグネットシステムに影響を与えずに加熱できる温度は約750度C程度にとどまった。しかしこの温度でも当初の目標とするタリウム系トポロジカル絶縁体TlBi(S1-xSex)2の成長はかろうじて可能であり、ディラック半金属である中間組成TlBi(S0.5Se0.5)2の成長を、1テスラの磁場下で行うことができた。磁場のない環境で成長した結晶との物性の違いが観測されれば空間反転対称性が磁場印加によって破れた証拠になりうるが、現在までにそのような結果は残念ながら得られていない。しかし、限られた温度ながら磁場中での結晶成長ができる環境が得られたことは確かな成果であり、今後の研究に役立つことが期待される。例えば、1)単相分離が難しい鉛系ホモロガス相において特定の相の析出を抑えることにより狙った相の結晶を得ること、2) CuxBi2Se3のアニールにおける磁場の効果、3)空間反転対称性の破れているワイル半金属における結晶成長方向の制御、などが可能になると考えられ、現在、実験を始めたところである。今後はさらに強い磁場、あるいは位置を変えることによって磁場勾配下での成長も実現させたい。上記の通り、一連の結晶成長に必要な実験装置を整備し、磁場中結晶成長を1日も早く実行する。また、磁場中における結晶成長だけでなく、超伝導体のアニールについても取り組む予定である。物性物理学(実験)実験装置の準備に遅れが出ているために一部の実験装置整備費用を次年度に執行する予定である。石英管封じ切り装置の配管部品の一部に使用する予定である。
骨塩定量ではわからない骨質の評価：コラーゲンの微細磁化構造に着目したMRIの応用

高齢化に伴い骨粗鬆症骨折が増加しており要介護や寝たきりになる場合が多く、介護費用などの医療費増大が懸念され、骨粗鬆症骨折予防が求められている。骨折リスクを予知できれば、適切な薬物治療などにより骨折予防が可能となるが、現状の骨粗鬆症診断の骨塩定量検査のみでは、骨量が十分でも骨強度が劣化している場合が少なくなく骨折リスクを予知できないことが課題となっている。本研究では、磁気共鳴画像法(MRI)を用いて、骨中コラーゲン分子の特徴的な微細磁化構造を着目し、骨密度に加え骨強度を決める重要な因子であるコラーゲン配向性情報を非侵襲的に検出する方法を開発し、骨強度を反映する骨質を診断する方法の確立を目指す。
異常胎児心拍パターンと胎児－母体輸血症候群の関係

研究遂行にあたり、北海道大学自主臨床研究審査委員会に書類を提出し、その実施について許諾を得た。2014年1月より、研究参加者(妊婦)の募集を開始した。本研究遂行にあたり、内外のFetomaternal hemorrhage (FMH)に関する論文を検討し、以下の2つの論文を作成し、投稿した。論文1は、本邦脳性麻痺児中FMHにより産科医療補償制度原因分析委員会において脳性麻痺と診断された6症例についてその臨床的特徴を明らかにし早期の医療介入のためのsignを明らかにしようとした検討結果についてまとめたものである。論文2は本邦の一三次施設で扱った18例のFMH児の予後について調査し、予後と関連するperinatal factorsについて検討したものである。周産期医学研究は計画どおりにほぼ順調に進んでいる当初の計画(予定)どおり、研究参加者(妊婦)の募集を継続し、今年度の参加者150名程度を目標とする。それら妊婦から得られた血液試料を用いて胎児ヘモグロビン分画について測定し、その妊婦の分娩中胎児心拍パターンと照合する予定である。研究遂行にあたり、北海道大学自主臨床研究審査委員会に書類を提出し、その実施について許諾を頂き、研究参加者(妊婦)の募集を開始したのが2014年1月であった事や、内外のFetomaternal hemorrhage (FMH)に関する論文を検討し、論文を作成したが2編に留まったため。当初の計画(予定)どおり実施する予定である。
微生物バイオメカニクスの深化

本年度は、主に分子スケールと細胞スケール、メゾスケール、マクロスケールの研究課題を推進した。主要な研究実績は以下の通りである。1.分子モーターで駆動される微小管の数理モデル化に成功し、2本の繊毛が協調運動することで効率的に水流を生み出していることを明らかにした。(Omori, etal.,J. Biomech. Sci. Eng. 2018)2.繊毛虫のテトラヒメナが、固体壁面に留まることができることを実験的に示し、そのメカニズムを数値シミュレーションで明らかにした。この成果は、科学で最高峰のPNAS誌に掲載された。(Ohmura, etal. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2018)3.繊毛虫のゾウリムシも固体壁面に留まることができることを実験的に示し、細胞形状の影響を数値シミュレーションで解明した。(Nishigami, etal.,Commu. Integr. Biol., 2018)4.大腸菌が壁面近傍でどのように振舞うのか、数値シミュレーションで検討した。その結果、腸壁のようなひだが存在すると、壁面に長時間滞在できないことが明らかになった。(Yang, etal.,Physical Review E, 2019)5.マウス初期胚において、ノード繊毛が作り出す流れがどのような生物学的機能を生み出すのか、マルチスケールの数値シミュレーションを行った。その結果、センサー繊毛が水流を感知していることが示唆された。(Omori, etal.,Roy. Soc. Open Sci.2018)6.遊泳微生物を模擬した、マイクロロボットの推進メカニズムを考案した。流体振動を制御することで、任意の方向に運動させられることを示した。(Morita, etal.,Physical Review E, 2018a, b)本研究では、微生物の力学環境に着目し、ナノスケールから細胞スケールに駆動力などの物性値を渡し、細胞スケールからメゾスケールに走性などの細胞応答を、メゾスケールからマクロスケールに応力や拡散などのテンソル量を渡すことで、ナノスケールからマクロスケールに至るまでの微生物懸濁液の振る舞いを記述する革新的な解析プラットフォームを構築する。平成31年度は、主に細胞スケール、メゾスケール、マクロスケールの研究課題、および応用課題に取り組む。具体的には、以下の課題に取り組む。1.ベシクルの脂質二重膜上を移動する膜タンパクの移流拡散現象の解明。2.繊毛の協調運動による微生物の遊泳メカニズムの解明。3.微細藻類の重力感知メカニズムの解明。4.界面における微生物の振舞いと、生物学的な応答の解明。5.ゼブラフィッシュ腸内の輸送現象とフローラの解明。6.遊泳微生物を模倣したマイクロロボットモデルの開発本年度は、主に分子スケールと細胞スケール、メゾスケールの研究課題を推進した。主要な研究実績は以下のとおりである。1.ダイニン分子モーターによって駆動される繊毛軸支の計算力学モデルを構築した。軸支が安定な回転運動を行うためには、ダイニン活性の特性時間が重要であることを示した。(Omori, etal.,J. Biomech., 2017)2.アクティブ粒子が固液混相流体中でどのように振舞うかを、理論と数値シミュレーションで解析した。その結果、細胞の遊泳モードによって捕捉・拡散・直進の3つの運動モードが現れることを明らかにした。この成果は、腸内細菌の運動を理解する上で重要である。(Chamolly, et al., New J. Phys., 2018)3.地中や体内などの入り組んだ環境においても、微生物はデッドエンドで行き詰まることなく、泳ぎで巧みに回避していることを発見した。この成果は、将来的に感染症が広がっていくメカニズムの解明などに役立つと期待される。(Ishikawa & Kikuchi, Proc. Roy. Soc. B, 2018)4.心臓血管系中の赤血球の分布を理解する上で、血球の分散・拡散現象を理解することは重要である。この研究では、実験から数理モデルを構築し、実験で観察される赤血球の挙動をランダムウォーク理論で説明することに成功した。(Chuang, et al., J. Biomech., 2018)5.モデル生物のゼブラフィッシュを対象とし、消化管内の輸送現象を解析した。前腸部に現れる逆行性蠕動運動は、食べ物を攪拌して消化を促進することを定量的に示した。一方、後腸部の順行性蠕動運動はポンプの役割を果たしていることを明らかにした。(Yang, etal.,J. Theor. Biol., 2018)研究開始初年度にもかかわらず、8編の査読付き雑誌論文が出版されており、この分野で世界最高峰の研究成果が短期間に上がっている。特筆すべきは、デッドエンドを回避する微生物の仕組みを発見した研究成果(Ishikawa & Kikuchi, Proc. Roy. Soc. B, 2018)である。微生物が地中や体内などの入り組んだ環境でどのように生き延びているのかは不明であったが、実験と理論、数値シミュレーションを融合した研究を行うことで、微生物がデッドエンドで行き詰まることなく、泳ぎで巧みに回避して活路を見出していることを発見した。

この成果は、微生物が入り組んだ環境で生き延びる仕組みを明らかにし、将来的には、感染症が広がっていくメカニズムの解明などに役立つと期待される。この成果は東北大学からプレスリリースされ、日経新聞や財経新聞などの多くのメディアで取り上げられ、大きな反響を呼んだ。また、国際会議論文も12編発表しており、極めて活発な成果を上げている。国際会議における招待講演も多く、研究成果が世界的に注目されていることがわかる。以上から、当初の計画以上に成果が上がっていると判断した。本年度は、主に分子スケールと細胞スケール、メゾスケール、マクロスケールの研究課題を推進した。主要な研究実績は以下の通りである。1.分子モーターで駆動される微小管の数理モデル化に成功し、2本の繊毛が協調運動することで効率的に水流を生み出していることを明らかにした。(Omori, etal.,J. Biomech. Sci. Eng. 2018)2.繊毛虫のテトラヒメナが、固体壁面に留まることができることを実験的に示し、そのメカニズムを数値シミュレーションで明らかにした。この成果は、科学で最高峰のPNAS誌に掲載された。(Ohmura, etal. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2018)3.繊毛虫のゾウリムシも固体壁面に留まることができることを実験的に示し、細胞形状の影響を数値シミュレーションで解明した。(Nishigami, etal.,Commu. Integr. Biol., 2018)4.大腸菌が壁面近傍でどのように振舞うのか、数値シミュレーションで検討した。その結果、腸壁のようなひだが存在すると、壁面に長時間滞在できないことが明らかになった。(Yang, etal.,Physical Review E, 2019)5.マウス初期胚において、ノード繊毛が作り出す流れがどのような生物学的機能を生み出すのか、マルチスケールの数値シミュレーションを行った。その結果、センサー繊毛が水流を感知していることが示唆された。(Omori, etal.,Roy. Soc. Open Sci.2018)6.遊泳微生物を模擬した、マイクロロボットの推進メカニズムを考案した。流体振動を制御することで、任意の方向に運動させられることを示した。(Morita, etal.,Physical Review E, 2018a, b)本研究では、微生物の力学環境に着目し、ナノスケールから細胞スケールに駆動力などの物性値を渡し、細胞スケールからメゾスケールに走性などの細胞応答を、メゾスケールからマクロスケールに応力や拡散などのテンソル量を渡すことで、ナノスケールからマクロスケールに至るまでの微生物懸濁液の振る舞いを記述する革新的な解析プラットフォームを構築する。
妊娠マラリアの病態に関わる新たな宿主因子の探索

本研究では,マラリア流行地に居住する女性が妊娠し,マラリア原虫に感染した場合の症状を反映するマウスモデルを作出し,妊娠中のマラリアの病態を解析した.その結果,マラリア原虫に対する防御免疫は妊娠によって強く抑制され,マラリア原虫は妊娠後期に急激に増加することを見出した.妊娠したマウスは,マラリア原虫に感染した妊婦と同様,妊娠後期に重度の貧血,胎盤組織の傷害,および重度の肝障害を引き起こした.さらに肝障害の病態について詳細に解析したところ,肝障害の発症には一酸化窒素が重要な役割を担っていることを明らかにすることができた.本年度は、マラリア流行地に住む女性が妊娠し、マラリア原虫に感染した場合の症状を反映する妊娠マラリアモデルを樹立し、妊娠マラリアにおける母体・胎児の病態と胎盤病理について解析することを目的とした。自然治癒型マウスマラリア原虫Plasmodium berghei (Pb)XATに感染後治癒したマウスは、マラリア原虫に対する防御免疫を獲得する。そこで本研究では、マラリア流行地に住む女性が妊娠し、マラリア原虫に感染した場合の症状を反映する妊娠マラリアモデルを樹立するため、Pb XATの感染・治癒によりマラリア原虫に対する免疫を賦与したマウスを交配させ、交配後12日目に致死型マウスマラリア原虫Pb NK65を感染させた。マラリア原虫に対する免疫を賦与した非妊娠マウスにPb NK65を感染させると、原虫血症は低レベルで推移し、最終的にマウスは自然治癒した。一方、マラリア原虫に対する免疫を賦与した妊娠マウスにPb NK65を感染させると、マウスは妊娠後期(感染後16-18日目)において原虫血症の増悪および貧血を示すことを見出した。この妊娠マウスにおいて、非感染の妊娠マウスと比較して死産仔が高率に認められ、胎盤にはヒト妊娠マラリアの典型的な病態である多数の感染赤血球の蓄積と胎盤絨毛構造の異常が認められた。さらに、この妊娠マウスは妊娠後期に脂肪の蓄積を伴う重度の肝障害を発症することを見出した。これらの結果から、本年度樹立した妊娠マラリアのモデルは、マラリア流行地に住む女性が妊娠し、マラリア原虫に感染した場合の症状を反映する適切なモデルであると考えられる。これまでの研究成果によって、マラリア流行地に居住する女性が妊娠し、マラリア原虫に感染した場合の症状を反映するマウスモデルの作出に成功した。作出した妊娠中のマラリアモデルの病態解析の結果、妊娠中期からマラリア原虫に対する防御免疫が強く抑制されることで、宿主体内でマラリア原虫が急激に増殖することが明らかとなった。さらに、マラリア原虫を感染させた妊娠マウスは妊娠後期に肝細胞内への脂肪蓄積を伴う重度の肝傷害を発症することを見出した。そこで、本年度は、作出した妊娠マラリアモデルで認められた肝傷害と宿主免疫応答との関係を明らかにするために、血漿中のIFN-γ、およびIFN-γによって誘導される一酸化窒素(NO)について解析を行った。その結果、妊娠マラリアモデルの血漿中IFN-γおよびNOの有意な増加が認められた。NOの産生増加と肝傷害との関係を明らかにするために、一酸化窒素合成酵素(iNOS)欠損マウスを用いて解析を行った。その結果、野生型マウスと比較して, iNOS欠損マウスを用いたモデルでは,肝細胞の壊死と肝細胞内への脂肪蓄積が抑制された。これらの結果から、妊娠中のマラリアにおける肝傷害にはNOが重要な役割を担っていることが示唆された。一方で、iNOS欠損マウスを用いたモデルの胎盤および胎児は、野生型マウスを用いたモデルと同様に、胎盤構造の異常、胎児の体重および胎児数の減少が認められた。この結果から、NOは胎盤組織の破壊には関与しないことが示唆された。本研究では,マラリア流行地に居住する女性が妊娠し,マラリア原虫に感染した場合の症状を反映するマウスモデルを作出し,妊娠中のマラリアの病態を解析した.その結果,マラリア原虫に対する防御免疫は妊娠によって強く抑制され,マラリア原虫は妊娠後期に急激に増加することを見出した.妊娠したマウスは,マラリア原虫に感染した妊婦と同様,妊娠後期に重度の貧血,胎盤組織の傷害,および重度の肝障害を引き起こした.さらに肝障害の病態について詳細に解析したところ,肝障害の発症には一酸化窒素が重要な役割を担っていることを明らかにすることができた.本年度はマウスマラリア原虫を用いて妊娠マラリアモデルを樹立し、妊娠マラリアモデルにおける母体・胎児の病態と胎盤病理について解析することを目的とした。妊娠マラリアモデルの樹立にあたり、まず、感染させる原虫の株および感染させる時期について検討を行った。その結果、妊娠初期(妊娠後0-2日目)に自然治癒型原虫Plasmodium berghei (Pb) XATを感染させたマウスは、妊娠後期(妊娠後16-19日目)において原虫血症の増悪および貧血を示すことを見出した。さらに、妊娠初期にPb XATを感染させたマウスでは、死産仔が高率に認められた。妊娠マラリアにおいて、死産や胎児発育遅延は胎盤病理に起因することから、妊娠初期にPb XATを感染させたマウスの胎盤について解析した。その結果、妊娠後期の胎盤に多数の感染赤血球の蓄積と胎盤絨毛構造の異常が認められた。妊娠初期にPb XATを感染させたマウスは、妊娠後期においてヒト妊娠マラリアの典型的な病態を示した。

この結果から、本モデルは妊娠マラリアの病態に関わる新たな宿主因子を明らかにするためのモデルとして有用であると考えられる。現在、作出したモデルを用いて妊娠マラリアにおける宿主免疫応答を解析している。Pb XATの感染・治癒によりマラリア原虫に対する免疫を賦与したマウスを交配させ、交配後12日目に致死型マウスマラリア原虫Pb NK65を感染させることで、マラリア流行地に住む女性が妊娠し、マラリア原虫に感染した場合の症状を反映する妊娠マラリアモデルを樹立できた。流行地の女性が妊娠することにより、マラリア原虫に対する抵抗性が著しく抑制され病態が重症化することが、本研究の妊娠マラリアモデルによって初めて明確に示された点で、本年度の目的は充分に達成された。昨年度作出した緑色蛍光タンパク質を発現するPb XATおよび赤色蛍光タンパク質を発現するPb NK65を使用することにより、Pb NK65感染後にPb XATが再燃しないこと、Pb XATは胎盤に蓄積していないことが示された。また、Pb NK65感染後に母体から胎児への垂直感染が起こらないことが示された点で本年度の目的は達成された。1.マウスマラリア原虫の自然治癒型原虫Pb XATを妊娠初期のマウスに感染させることで、妊娠マラリアの病態に関わる新たな宿主因子を明らかにするための新規妊娠マラリアモデルを樹立できた。2.妊娠マラリアモデルは、妊娠後期(妊娠後16-19日目)において原虫血症の増悪および貧血、また胎盤に多数の感染赤血球の蓄積と胎盤絨毛構造の異常を示し、結果として死産仔が高率に認められることを明らかにできた。3.樹立した新規妊娠マラリアモデルの自然治癒型原虫Pb XATに対する抗体量について解析したところ、妊娠マウスの自然治癒型原虫特異的抗体は非妊娠マウスと比較して有意に低下していた。この結果から妊娠後期における原虫血症の増悪は、妊娠による免疫抑制が関与していることと推察することができた。4.緑色蛍光タンパク質を発現する自然治癒型原虫Pb XATを作出した。この成果により、妊娠マラリアにおける宿主内の原虫の局在を明らかにすることが可能となった。本研究で樹立した新規妊娠マラリアモデルで認められた肝障害の発症と宿主免疫応答との関係を明らかにするために、血漿中サイトカインについて解析する。妊娠によるマラリア原虫に対する抵抗性の低下の詳細を明らかにするために、妊娠時の細胞性免疫応答および液性免疫応答を解析する。妊娠時のマラリア原虫複合感染による母体と胎児・胎盤への影響について解析する。1.妊娠マラリアにおける原虫の宿主内での局在は、母体・胎児の病態と胎盤病理を理解するための重要な情報となる。そこで、作出した緑色蛍光タンパク質発現Pb XATを用いて、感染後の母体、胎児および胎盤における原虫の局在を詳細に解析する。解析後、病態発症時期などを推測し、原虫が局在する組織の構造変化や組織内での免疫応答・炎症反応について、さらに解析を進める予定である。2.妊娠マラリアにおいて、マラリア原虫に対する免疫を有するヒトと有しないヒトでは病態が異なる。平成23年度はマラリア原虫に対する免疫を有しないマウスを用いて妊娠マラリアモデルを樹立したが、平成24年度はマラリア原虫に対する免疫を有するマウスを用いて、新規に妊娠マラリアモデルの樹立を試みる予定である。
古代世界の共同体意識―シリアのユダヤ‐キリスト教関係を中心に―

現代社会では、「ユダヤ人」や「キリスト教徒」と言えばその内部の多様性が前提とされることが多い。その一方で、古代世界においてはその両者が比較的均一な存在であったかのように語られることが多い。本研究はその表層的な理解を越えて、古代世界の両共同体の構成員が残した文献に見られる自分たちの定義と他者観を分析する。それによって両共同体の根幹を成す要素、内部におけるその多様性、および両者が自他を分かつ基準を明らかにし、当時の両共同体ならびに社会全体における共同体意識への理解をより立体的なものとすることを目指す。
老人のための介護システム

1.アンモニアセンサ,一酸化炭素ガスセンサ,窒素酸化物センサの各出力を可燃性ガスセンサの出力で割った値(NDV)によりガス状室内空気汚染物を同定した。2.日常時の室内空気汚染度を推論し,測定した空気汚染度と比較ができるシステムを発展させ,信頼度を向上させた。また,外乱にも耐え得るようにした。3.4種類の酸化スズ系ガスセンサに周波数解析法を用いて,人間の就寝中の特性を明らかにした。4.複数の酸化スズ系ガスセンサを用いて,独居老人が平常時と同じパターンで活動しているかどうかを検知するシステムを開発した。5.ガスセンサの出力応答信号から抽出した駆動信号を用いて,人間の振る舞い認知の可能性を示した。6.6種類のガスセンサを用いて,家庭内で発生しやすい9種類のガス状室内空気汚染物を同定し,その内,危険なガスに対しては濃度まで出力するシステムを開発した。1.『一日中食事を取っていない』、『一日中寝たまま』といったふるまいの異常を検知するシステムを開発した。本システムは可燃性ガスを検知する酸化スズ系ガスセンサとプロダクションシステムから構成されている。2.家庭内で日常的に発生する可能性の高いガス(一酸化炭素、二酸化炭素、エタノール、メタノール、メタン、アンモニア、ホルムアルデヒド、タバコの煙、プロパン、etc)を対象に汚染ガス種を同定するシステムを開発した。本システムは可燃性ガス、アンモニア、一酸化炭素、二酸化窒素を検知するために開発された4種類の酸化スズ系ガスセンサとプロダクショシステムから構成されている。3.汚染度の指標になるガス(二酸化炭素)や、危険なガス(一酸化炭素、メタン、プロパン)に対して濃度を出力する機能を開発し、2.のシステムに追加した。4.独居老人世帯に2.で用いた4種類の酸化スズ系ガスセンサを設置し、その出力パターンをモニタした。その結果、出力パターンには1日毎に周期的パターンが表れることが明らかとなった。また、可燃性ガスセンサの出力で他のセンサ出力を割った値(NDV)を用いると、さらに明確に周期性を判断できることが分かった。これにより、独居老人がいつも通りの生活パターンを営んでいるかどうかを1日毎に認知することが可能となった。
咽頭癌におけるタイト結合タンパクClaudinの浸潤関連因子としての役割

中咽頭側壁癌ではClaudin-1の強い発現は認められたものの,Claudin-7およびTricellulinは発現低下又は発現が認められなかった。転移リンパ節でも原発巣と同様にClaudin-1の強い発現が認められた一方で,Claudin-7及びTricellulinの発現は低下していた。またClaudin-1の発現は浸潤面でより強い発現を認めた。HPV感染との関連についてIn situ hybridizationにて調べたところ,ClaudinやTricellulinの発現とHPV感染については有意な関連は見いだせず,HPVの感染がタイト結合の発現に影響を与えないことが示唆された。細胞と細胞を接着させバリア機構として働くタイト結合も癌の浸潤関連因子であることか最近わかってきた。特にタイト結合の構成タンパクであるclaudinファミリーはがん細胞での発現変化が浸潤・転移様式に変化を与える。この研究の最終目標は「咽頭癌」の中で,どの亜部位の腫瘍が浸潤関連因子としてのClaudinのかかわりが強いかを明らかにすることである。そして,その部位のがん細胞へのclaudinの発現調節を行うことにより,浸潤から転移へ移行するのを防止する戦略を構築する可能性を探ることである。さらに,咽頭癌でのウイルスの持続感染がタイト結合の発現にどれだけ関与しているかも明らかにし,発癌から浸潤へ向けての変化をタイト結合とウイルスとの関連から検討することを目的とする。そこでまず咽頭癌における手術摘出組織をClaudin-1, 3, 4, 7およびZO-1, JAM, oculdinのそれぞれのタイト結合タンパクを免疫組織学的に染色し、RT-PCRを用いてメッセージの発現も検討した。特に中咽頭癌(扁桃癌)において, Claudin-1, -7に着目し,肉眼藤見,臨床症状,治療効果などと比較したところ, Claudin-1, -7の発現減少と頸部リンパ節転移,生存率と相関がみられた。扁桃癌はHPVが関与することが知られており,免疫組織学的にHPVのうち高頻度に認められるHPV-16をin situ hybridization法を用いて検討した。HPVの感染とclaudin分子の発現との関連については,現時点では明らかな相関は認められていない。細胞と細胞を接着させバリア機構として働くタイト結合も癌の浸潤関連因子であることが最近わかってきた。特にタイト結合の構成タンパクであるClaudinファミリーはがん細胞での発現変化が浸潤・転移様式に変化を与える。本研究では,咽頭癌でのウイルスの持続感染がタイト結合の発現にどれだけ関与しているかも明らかにし,発癌から浸潤へ向けての変化をタイト結合とウイルスとの関連から検討することを目的とする。そこで咽頭癌における手術摘出組織をClaudin-1,3,4,7およびZO-1,JAM,oculdinのそれぞれのタイト結合タンパクを免疫組織学的に染色し,RT-PCRを用いてメッセージの発現も検討した。特に中咽頭癌(扁桃癌)において,Claudin-1,-7およびtricellulinに着目し,肉眼所見,臨床症状,治療効果などと比較したところ,早期癌においてもclaudin-7やtricellulinの発現低下がみられた一方で,claudin-1は発現増強が認められた。また進行癌であるほどClaudin-1の発現が低下する傾向であった。HPVの感染とclaudin分子の発現との関連については,認められなかった。
安定した視覚運動協応を実現する空間座標表現の計算論的メカニズムとその神経基盤

例えば転がり落ちたペンを拾うといった日常生活の多くの場面で、時々刻々と変わる周囲の環境に対して自分の目や手がどこにあるのか正しく認識することは不可欠である。本研究は、MRIやMEGといった高性能な脳構造・脳機能計測装置を用いて、目や手を動かしているときにその位置を私たちの脳がどう処理し、情報をアップデートしているのか、目まぐるしく変わる外界の変化に呼応して自らの身体の位置を正しく認識し制御する脳内メカニズムを明らかにすることを目的とする。
ヒ素による新しい発癌誘導機構の証明とその機序解析

アジア各地で飲用水のヒ素汚染が大きな問題となっている。バングラデシュや西インドでは、ヒ素誘発癌の潜伏期が過ぎようとしており、癌患者が爆発的に増加し始めており、早急にヒ素が癌を誘導する機構を解明し、予防・治療方法を確立する必要がある。本研究では、ヒが、癌遺伝子産物であるRETチロシンキナーゼをはじめとするシグナル伝達分子をどのような機序で活性化するのかについて調べた。【結果】1)ヒ素による癌遺伝子産物のスーパー活性化作用RET癌遺伝子産物は、遺伝子変異により、c-RETに比較して3-10倍程度キナーゼ活性が亢進している。ヒ素は、既に活性化されているこれらのキナーゼをさらに3-10倍程度も元進させた(スーパー活性化)。スーパー活性化は、ヒ素により刺激されたRET-MEN2Aキナーゼの活性が、刺激を受けていないc-RETに比較して、最大で100倍程度活性を上昇させる事を示している。2)ヒ素によりリン酸化されるRET分子のチロシンの同定RETチロシンキナーゼの活性化およびトランスフォーミング活性の制御には、チロシン905(Y905)およびチロシン1062(Y1062)のリン酸化が重要であることが報告されている。本研究では、ヒ素はY905およびY1062の両方のチロシンをリン酸化することを明らかにした。ヒ素により誘導されるRETキナーゼの活性化は、SOD1によって抑制できない事を明らかにした。この結果は、紫外線とヒ素の作用機序に異なる部分がある事を示している。【結論】ヒ素について、癌遺伝子産物の活性修飾を介した新機構を発見した。世界各地で飲用水のヒ素汚染が大きな問題となっている。バングラデシュや西インドでは、ヒ素誘発癌の潜伏期が過ぎようとしており、癌患者が爆発的に増加し始めている。ゆえに、早急にヒ素が癌を誘導する機構を解明し、予防・治療方法を確立する必要がある。本研究では、ヒ素が、癌遺伝子産物であるRETチロシンキナーゼをはじめとするシグナル伝達分子をどのような機序で活性化するのかについて調べ、以下のような知見を得た。1)ヒ素は、遺伝子変異により、すでに3-10倍活性化されているRET癌遺伝子産物(RET-MEN2A, RET/PRC1)の活性をさらに3-10倍活性化(スーパー活性化)した。2) RET/PTC1分子の細胞内ドメインに存在する6個のシステインのうち、特にCys376を標的として作用し、RET分子の二量体形成を促進することにより、RETキナーゼの活性化を促進した。3)ヒ素は、活性型のゼラチン分解酵素分泌を促進した。この作用には、ERK分子の活性化とMMP-14の蛋白質発現増加が関与している。4) RET分子の活性にはTyr905およびTyr1062のリン酸化が重要であることが報告されている。ヒ素は、Tyr905およびTyr1062のリン酸化を促進する。5)ヒ素により誘導されるRETキナーゼの活性化を、スーパーオキサイドディスミュターゼ(SOD1)によって抑制することはできなかった。次年度は、これらの機序解析の結果から、ヒ素誘発癌に対する新しい予防・治療薬の開発をめざす。アジア各地における飲用水のヒ素汚染が国際的大問題となっている。これらの国々では、ヒ素誘発癌の潜伏期が過ぎようとしており、癌患者が爆発的に増加し始めている。ゆえに、予防・治療方法を早期に確立するためにもヒ素が癌を誘導する機構を解明することが必要である。本研究では、ヒ素が、癌遺伝子産物であるチロシンキナーゼをはじめとするシグナル伝達分子をどのような機序で活性化するのかについて調べ、以下のような知見を得た。

1)ヒ素は、遺伝子変異により、すでに活性化されている癌遺伝子産物(チロシンキナーゼ)の活性をさらに数倍活性化(スーパー活性化)した。このスーパー活性化生物学的な意義について、癌化機構と関連づけて一部解明することに成功した。2)ヒ素は「細胞外ドメインを持たないキナーゼ」と「細胞外ドメインのあるキナーゼ」の両方について活性を促進した。これは、ヒ素が細胞内でも作用することを示している。3)ヒ素は、特定のアミノ酸をターゲットとして作用し、蛋白質の三次元構造を変化させることにより、キナーゼ活性を修飾する可能性を示した。4)ヒ素により誘導されるチロシンキナーゼの活性化はスーパーオキサイドディスミュターゼ(SOD1)によって抑制することはできなかった。一方、紫外線のキナーゼ活性化作用は、SOD1により抑制された。これらの結果は、ヒ素は紫外線とは異なり、スーパーオキサイドの影響の少ないキナーゼ活性化機構が存在している可能性を示している。
らい菌が宿主細胞と相互作用し細胞内寄生を成立させる分子機構の解明

ハンセン病の起因菌であるらい菌は組織マクロファージを主な宿主とする代表的な細胞内寄生性細菌であるが、免疫反応の中枢であるマクロファージに対する感染、細胞内での生存維持、増殖、免疫寛容を成立させる分子機構は不明である。そこでらい菌感染時における菌と宿主の相互作用を明らかにするために種々の検討を行った。らい菌の細胞壁成分であるペプチドグリカンはToll様受容体2 (TLR2)のリガンドであり、NF-kBを誘導し種々のサイトカインを分泌するなどの自然免疫反応を活性化させる。ところが、ペプチドグリカンと共にらい菌生菌を感染させると、そのような自然免疫活性化が逆に抑制されることが判明した。即ち、らい菌は未知のメカニズムによって宿主マクロファージの自然免疫活性化を抑制することにより細胞内寄生を可能にしていると考えられた。また、らい菌の細胞内生存能力はファゴゾーム内に豊富な脂質の蓄積を誘導することと密接な関係があると考えられているが、ペプチドグリカンによる自然免疫活性化はファゴゾーム内脂質蓄積を抑制するようなHormone Sensitive Lipase (HSL)に代表される宿主遺伝子発現変化を誘導した。ところが、同時にらい菌生菌を感染させるとその作用が打ち消され、ファゴゾーム内脂質の蓄積が誘導された。そのような作用は、らい菌の加熱死菌やラテックスビーズでは見られなかった。さらに詳細に菌と宿主間の相互作用を明らかにするために、菌数や感染時に関し種々の条件下で調製した宿主mRNAおよびタンパクをDNAマイクロアレイおよび質量分析によって解析を進めてきた。これまでにサイトカインとその受容体など免疫応答に関与する遺伝子の発現が変動することを見出した。さらにデータ解析を進めることによってらい菌の細胞内寄生を可能とする分子機構を解明し、新たな診断や治療法の開発につながることが期待される。らい菌は組織マクロファージを主な宿主とする代表的な細胞内寄生性細菌であるが、免疫反応の中枢であるマクロファージ内で寄生が成立する分子機構は不明である。そこで、らい菌感染時における菌と宿主の相互作用を明らかにするために種々の検討を行った。らい菌の細胞壁成分であるペプチドグリカンはToll様受容体2 (TLR2)のリガンドであり、その結果NF-kBを誘導し種々のサイトカイン分泌をするなどの自然免疫反応を活性化させる。ところが、ペプチドグリカンとともにらい菌生菌を感染させると、そのような自然免疫活性化が逆に抑制されることが判明した。すなわち、らい菌は未知のメカニズムによって宿主マクロファージの自然免疫活性化を抑制することが細胞内寄生を可能にするメカニズムの1つであると考えられた。また、らい菌の細胞内生存にはファゴゾーム内に豊富な脂質の蓄積を誘導することと密接な関係があると考えられているが、ペプチドグリカンによる自然免疫活性化はファゴゾーム内脂質蓄積を抑制するような宿主遺伝子発現変化を誘導した。ところが、同時にらい菌生菌を感染させるとその作用が打ち消され、ファゴゾーム内脂質の蓄積が誘導されることが明らかとなった。さらに詳細に菌と宿主間の相互作用を明らかにするために、菌数や感染時間などを種々の条件で変化させて宿主mRNAおよびタンパクを精製し、それらの発現変化をDNAマイクロアレイおよび質量分析によって繰り返し解析を行っている。これらのデータ解析が進むことによって、今後らい菌の細胞内寄生を可能とする分子機構の詳細が明らかになり、新たな診断や治療法の開発につながると期待される。ハンセン病の起因

菌であるらい菌は、ヒトに感染後マクロファージなどの宿主細胞に取り込まれ、細胞内で生存し増殖することができる。このらい菌による感染、生存維持、増殖、免疫寛容の成立によって、その後のハンセン病発症に至るが、これらの機構の解明には、らい菌が試験管培養できないことが障害となってきた。しかしヌードマウスにらい菌を感染、増殖させた後に分離し、分子細胞生物学的解析に供することで宿主の免疫応答機構を解析することが可能になった。本研究では宿主細胞としてヒト単球由来THP-1細胞を用い、らい菌感染に応答した遺伝子発現や細胞内シグナルを解析し、らい菌が細胞内寄生や免疫寛容を成立させる分子機構を明らかにする。まず効率的ならい菌のTHP-1細胞内取り込み条件の検討を行った。THP-1細胞は異物に接触するとファゴサイトーシスによって細胞内への取り込みを行うが、増殖培養条件では密度の点で接触と取り込みの効率が低い。らい菌の代わりに蛍光標識ビーズを用いて取り込み条件の検討を行った結果、遠心して細胞ペレットを調製後、微量の高密度ビーズ溶液と混合し、短時間インキュベーションすることで、高効率の取り込みが可能となった。らい菌を用いた取り込みを検証後、感染細胞の洗浄条件も検討し、THP-1細胞にらい菌を効率よく感染させサンプル調製を行うモデル系を確立した。この系を用いてRNAを抽出し、マイクロアレイに供して遺伝子発現解析を行ったところ、コントロールサンプルと比較して発現が変動する遺伝子を多数同定した。これらの遺伝子の中にはサイトカインとその受容体など免疫応答に関与する遺伝子も多数含まれていた。また、らい菌はファゴソーム内で脂質を蓄積させるため、らい菌感染前後における脂質分解酵素HSLの動態を解析したところ、感染後にはその発現とリン酸化が抑制されており、脂質蓄積に寄与していることが示された。DNAマイクロアレイや質量分析による解析が完了していないが、らい菌の死菌には無く生菌だけが持つ特異な作用を明らかにすることが出来た。らい菌を取り込んだ宿主細胞の割合が高いほど、取り込んでいない細胞に由来する遺伝子発現が結果に影響する可能性が低いと考えられる。そのような条件を見出し、らい菌感染に応答した宿主遺伝子発現変動を網羅的に明らかにすることができた。一方で、特にHSLがらい菌感染後の脂質蓄積に関与することを明らかにすることができた。らい菌生菌感染時に特異的に変動する遺伝子、タンパク、および細胞内シグナルを解析することで、細胞内寄生を可能とする菌と宿主の相互作用の全体像を明らかにすることが出来ると考えられる。らい菌感染に応答した遺伝子発現変動を、特にgene ontologyやクラスタリングによる相関解析によって検討し、細胞内寄生や免疫寛容などに重要な遺伝子を見出す。またこれらの遺伝子発現制御に至る細胞内シグナルを解析するために、質量分析によって細胞内タンパク質動態を明らかにする。
保健体育科教員志望者の実践的指導力の育成を目指した挑戦的な模擬授業の実践と検証

本研究における研究実績は以下のとおりである。【1.各養成校における模擬授業の授業実践の実態ついて】シラバス調査を中心として取り組んでおり,広く実践されていることが明らかとなった。また,その模擬授業の実践の実態は多様であり,保健体育科教員養成を担う大学の実態に応じて実践されている事例がみられた。具体的には,受講者の人数,開講時期もその実践内容によって異なる実態が示唆された。【2.本研究における「挑戦的な模擬授業の実践」について】(1)苦手な単元に挑戦する模擬授業にの実践によって,模擬授業を実施(担当)した学生のリフレクションの視点が広がったことが示唆された。生徒役および観察者の視点の保証のため模擬授業実践後の協議会による保証を試み,それによる成果もみられた。また,苦手な単元にとどまらず「学習経験のない単元に挑戦する模擬授業の実践」についての検討が必要でることが示唆された。(2)養護教諭志望者との協同の模擬授業の実践による検証を継続的に行い,この実践を共有することの効果が検証された。養成段階において学校教育における連携の視点を学ぶことにつながることが期待される。(3)初年次の模擬授業については一般・大学学部における教員養成の実態において,カリキュラム検討の視点で適切でない実態が窺われた。【3.挑戦的な模擬授業の提案について】本研究を踏まえて,提案した挑戦的な模擬授業の検証の課程において,使いの以下の実践について提案することができた。(1)体育授業におけるICTを活用した模擬授業の提案,(2)ポスターセッション形式での体育理論の模擬授業の実践,(3)早期の模擬授業の実践と検討と提案。今後の課題として「養成と研修」の視点により,養成段階の模擬授業の実践およびリフレクションによって修得すべき授業実践力等の検討が必要であることが示唆せれた。今年度は、「1.『苦手な単元、経験のない単元に挑戦する模擬授業』の実践」、「2.『養護教諭志望者とのティームティーチング(TA)を活用した模擬授業』の実践方法の検討」、「3.国内の保健体育科教員の養成における模擬授業の実践方法についてのインターネットを用いたシラバス調査」を行った。「1」については、質問紙調査により、体育分野(領域)における「苦手な単元の模擬授業の実践」を経験した学生は、「得意な単元の模擬授業の実践」を経験した学生と比較すると、今後も苦手な単元の模擬授業の実践に挑戦することにより、保健体育科の教員としての実践的指導力の向上を目指す傾向にあることが明らかとなった。つまり、苦手な単元の模擬授業の実践およびそのリフレクションを通して、保健体育科の教員の資質の向上のために、全ての単元の指導経験が必要性の気づきがあったことが明らかとなり、次年度以降も継続して検討を進める予定である。「2」については、保健分野(領域)における養護教諭とのTAによる模擬授業を実践し、対象学生や設定条件等の課題が明らかとなり、実践方法の検討を行ったのちに、次年度の実践に取り組む予定である。「3」については、インターネットによるシラバス調査により、保健体育科の教員養成を担う大学の多くが模擬授業を導入していることが確認できたとともに、模擬授業が実施されている科目は「教職に関する科目」と「教科に関する科目」の双方にみられ、これを踏まえて次年度実施予定の調査における質問項目の検討を行った。国内の保健体育科教員の養成を行う大学を対象とした模擬授業に関する質問紙調査の実施を行っていない。その理由として、現在、インターネット上で公開されたシラバス調査を中心として行っており、シラバスにおける傾向等を分析した上で、調査を実施したいと考えたためである。本調査については早急に取り組む予定である。本研究課題における「挑戦的な模擬授業」として本年度については,「1.苦手な単元に挑戦する模擬授業,2.初年次の模擬授業,3.養護教諭志望者との協同で実践する保健の模擬授業」と計画していたすべての実践を試みた.「挑戦的な模擬授業」について,いずれ,模擬授業の実施時期,設定,教師の指導支援等により,その成果が異なることが伺えた.同時に,「1.模擬授業の実践における『リフレクション』の方法の工夫,2.単元の選定を含む模擬授業の設定,3.授業担当者(大学教員)の関わりと複数担当者がいる場合はその連携」等の課題が明らかになり,今後,本件についての検討を行い,最終年度における実践に取り組む予定である.初年度より取り組む予定であった各養成校における「模擬授業」の実践の動向であるが,現在も遂行中であり,予定より,遅れている.研究の中心である「挑戦的な模擬授業の実践」については適宜変更を行いながら計画的に進めることができている.本研究における研究実績は以下のとおりである。【1.各養成校における模擬授業の授業実践の実態ついて】シラバス調査を中心として取り組んでおり、広く実践されていることが明らかとなった。また、各教員養成大学の動向と本研究で提案する「挑戦的な模擬授業」の関連を検証する必要性も感じており、研究協力を依頼する予定である【2.本研究における「挑戦的な模擬授業の実践」について】(1)苦手な単元に挑戦する模擬授業にの実践によって、模擬授業を実施(担当)した学生のリフレクションの視点が広がったことが示唆された。しかし、観察者、生徒役のは十分に得られないことが伺われた。(2)養護教諭志望者との協同の模擬授業の実践により、生徒役・観察者として関わった者のリフレクションの視点が広がる傾向が示唆された。

(3)初年次の模擬授業については一般・大学学部における教員養成の実態において、カリキュラム検討の視点で適切でない実態が窺われた。しかし、研究計画に従って検討の可能性もある。他方、国立大学教員養成大学・学部におけうる教員養成では可能であり、実際に実施することにより、専門科目を本格的に学ぶ前の段階で有効であることが示唆された。【3.挑戦的な模擬授業の提案について】上記を踏まえて検討中である。3カ年の中でデータ収集が中心となり、十分な成果報告ができていない。本件につき、1年研究期間延長により、その成果の整理および報告を行うとともに、延長期間において、継続して模擬授業の実践による検証を進める予定である。本研究における研究実績は以下のとおりである。【1.各養成校における模擬授業の授業実践の実態ついて】シラバス調査を中心として取り組んでおり,広く実践されていることが明らかとなった。また,その模擬授業の実践の実態は多様であり,保健体育科教員養成を担う大学の実態に応じて実践されている事例がみられた。具体的には,受講者の人数,開講時期もその実践内容によって異なる実態が示唆された。【2.本研究における「挑戦的な模擬授業の実践」について】(1)苦手な単元に挑戦する模擬授業にの実践によって,模擬授業を実施(担当)した学生のリフレクションの視点が広がったことが示唆された。生徒役および観察者の視点の保証のため模擬授業実践後の協議会による保証を試み,それによる成果もみられた。また,苦手な単元にとどまらず「学習経験のない単元に挑戦する模擬授業の実践」についての検討が必要でることが示唆された。(2)養護教諭志望者との協同の模擬授業の実践による検証を継続的に行い,この実践を共有することの効果が検証された。養成段階において学校教育における連携の視点を学ぶことにつながることが期待される。(3)初年次の模擬授業については一般・大学学部における教員養成の実態において,カリキュラム検討の視点で適切でない実態が窺われた。【3.挑戦的な模擬授業の提案について】本研究を踏まえて,提案した挑戦的な模擬授業の検証の課程において,使いの以下の実践について提案することができた。(1)体育授業におけるICTを活用した模擬授業の提案,(2)ポスターセッション形式での体育理論の模擬授業の実践,(3)早期の模擬授業の実践と検討と提案。今後の課題として「養成と研修」の視点により,養成段階の模擬授業の実践およびリフレクションによって修得すべき授業実践力等の検討が必要であることが示唆せれた。現在、遅れている調査研究に速やかに着手しながら、それ以外の研究について、研究計画に沿って推進予定である。これまで2か年の実践をふまえて,最終年度の実践にむけて研究協力者岩田氏(広島大学)の具体的な助言を受けながら,計画をすすめ,「挑戦的な模擬授業」を実践および成果を報告する予定である.また,各養成校における模擬授業の動向を整理し,現状と課題を本実践を踏まえて,整理する予定である.上記をふまえ,学会,論文等で成果の報告を行う予定である.最終年度として研究成果を整理するとともに、模擬授業の実践についても継続的にデータ収集に取り組み、「挑戦的な模擬授業」の実践と検証を行う。
全内部反射ラマン・振動SFG分光システムの構築と固液界面への応用

(ヘテロダイン検出全内部反射VSFG分光)開発したヘテロダイン検出全内部反射振動SFG分光装置[1]を用いて、水中の脂質(DSPC)二分子膜のCH伸縮振動領域のVSFGスペクトルを測定した。測定は、非重水素化DSPCと重水素化d70-DSPCによってCaF2半円柱プリズム上に構築した非対称二分子膜について行った。非重水素化DSPCが基板(プリズム)に近い側にあるか遠い側にあるかによって、長鎖アルキル鎖の末端メチル基の振動バンドの符号が反転した。前者について観測された符号はCH3が水素原子を水側に、後者の符号はプリズム側に向けていることを示していた。また、CaF2/メタノールとCaF2/エタノールの界面のCH伸縮振動バンドの測定も行った。どちらのアルコールの場合も、得られたSFG感受率スペクトルのCH3対称伸縮バンドの符号はメチル基をバルク液体側に向けて配向していることを示していたが、バンド間の強度比はメチル基の配向分布は気液界面の場合と有意に異なっていることを示唆していた。(全内部反射自発ラマン分光)水中の脂質(DPPC)二分子膜のCH伸縮振動領域の全内部反射自発ラマンスペクトルを測定した。二分子膜はSiO2半球プリズム上に構築されている。レーザーパワー200 mW,露光時間750秒の測定で、良好なSN比のスペクトルが得られた。同様の条件で測定した空気中のDPPC一分子膜のスペクトルと比較するとスペクトル形状はよく似ていたが、CH2逆対称伸縮バンドとCH2対称伸縮振動バンドは、二分子膜のスペクトルの方が約5 cm-1低波数シフトしていた。このことは,空気中の一分子膜と比べて水中の二分子膜の方が長鎖アルキル基の固体的な構造をとっていることを示唆している。29年度が最終年度であるため、記入しない。(ヘテロダイン検出全内部反射VSFG分光)ヘテロダイン検出全内部反射VSFG分光における位相の測定手法および解析手順を確立した.LB法でプリズム底面に作製したDPPC脂質膜を空気中で測定し,正しい位相のスペクトルが得られることを確認した.開発した装置は,CaF2と陰イオン性界面活性剤(SDS)水溶液の界面のヘテロダインVSFGスペクトル測定に応用した.水のOH伸縮振動バンドとSDSのCH3伸縮振動バンドの大きさと符号から,SDSの濃度に依存した水分子および末端メチル基の極性配向状態の変化に関する情報が得られた.(全内部反射自発ラマン分光)26ー27年度の公募研究で構築した全内部反射自発ラマン分光装置を,固体ー水溶液界面に形成した脂質二分子膜に応用するためには,試料セルの半球セルの直径を20 mm程度にする必要がある.このため,ラマン光集光方法を改良した.試料セルの半球プリズムー溶液界面の溶液側に放射されるラマン光を集光するように改造し,直径20 mmの半球プリズムと大きな集光立体角を持つ顕微鏡用対物レンズを組み合わせて使用できるようになった.SiO2と陽イオン性界面活性剤(DTAB)溶液の界面の試験測定によって,これまでと同等な感度が実現されていることが確認された.(全内部反射CARS分光)固体ー液体界面近傍の測定のための全内部反射配置を採用したCARS分光装置の試作機を製作した.波長可変ピコ秒狭帯域光とフェムト秒広帯域光のプローブレーザーを半円柱プリズムを使い臨界角より大きな入射角で界面に照射し,反射方向に発生する広帯域CARS信号光を分光器で分散しマルチチャンネル検出器で検出するマルチプレックス方式を採用した.現在のところSiO2と液体メタノールの界面のCH伸縮振動領域の全内部反射CARSの測定に成功している.当初の計画に従い,全内部反射配置を利用した振動和周波発生,自発ラマン,CARS分光装置の試作機を開発することができた.試料部分に関しては二重膜作製方法の技術の開発に着手しているが,まだ十分に良質な膜を再現性よく作製できる状態には至っていない.またCARS分光装置に関しては,単分子膜レベルの面密度の試料の信号が未取得であり,次年度,装置の最適化が必要である.以上の状況を考慮して「おおむね順調に進展している」と判断した.(ヘテロダイン検出全内部反射VSFG分光)開発したヘテロダイン検出全内部反射振動SFG分光装置[1]を用いて、水中の脂質(DSPC)二分子膜のCH伸縮振動領域のVSFGスペクトルを測定した。どちらのアルコールの場合も、得られたSFG感受率