hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ素材を吸着場にした新規環境浄化材料の開発

有害化学物質を選択的に除去するための環境浄化材料の開発を行った。本研究では,まず,カーボンナノチューブ(CNT)の粉末をカラムに充填し,CNTによるVOCsの吸着・除去のメカニズムについて検討した。その結,CNTは芳香族化合物のVOCsを選択的に吸着することが分かった。また,選択性の順番は,p-ジクロロベンゼン>o-キシレン>m-,p-キシレン>トルエン>ベンゼンとなった。この選択性についてフロンティア軌道理論を用いて考察した。次に,CNT粉末を水溶液に分散した後,多孔質型の珪藻土に充填した。更に,CNT充填の珪藻土とウレタンポリマーを出発物質として使い,ポリウレタンフォーム型の吸着材を開発した。水溶性染料を対象物質として用い吸着実験を行った。その結果,この複合型の吸着材料はベンゼン環を持つ染料に対して高い選択性と吸着力を持つことが分かった。Langmuir吸着等温線に基づき,吸着機構について考察した。本研究では,白子由来DNAや昆布由来のアルギン酸等のような天然ナノ素材(天然高分子)を,ウレタンポリマーと反応させ,多孔質体の吸着材料の開発に関する研究も行った。白子由来DNAを吸着場とした吸着材料は,臭化エチジウムのような平面構造を有する発がん性物質を,インターカレーションに基づき選択的に吸着することが分かった。一方,アルギン酸を吸着場とした吸着材料は,鉛イオンを,キレート作用に基づき選択的に吸着することが分かった。更に,本研究では,CNTの生体反応性について,植物細胞を使い,in vitroおよびin vivo的に検討した.本研究は、カーボンナノチューブやサケ白子由来DNA等のようなナノ素材をポリウレタンポリマーやアルギン酸などのような有機高分子からなる網目構造を持つケージの内に閉じ込めることによって、環境のトータル修復および生体のピンポイント浄化に使える新規吸着材料の開発を目標にして、平成18年度からスタートした4ヶ年計画の研究である。更に,本研究では,CNTの生体反応性について,植物細胞を使い,in vitroおよびin vivo的に検討した.本研究は、カーボンナノチューブや白子由来のDNAなどのようなナノ素材を吸着場として用い、そして、これらの吸着場をポリウレタンポリマーやアルギン酸などのような有機高分子からなる網目構造を持つケージの内に閉じ込めることによって、環境のトータル修復および生体のピンポイント浄化に使える新規吸着材料の開発を目標にして、平成18年度からスタートした4ヶ年計画の研究である。今年度は初年度のため、研究の重心を、吸着場であるカーボンナノチューブおよび白子由来DNAが有害化学物質とどのように相互作用するかの検討に置け、研究を進めてきた。研究成果は以下のように纏めることができる。●カーボンナノチューブはベンゼン、トルエン、キシレン等のような芳香性揮発性有機化合物(VOCs)を選択的に吸着する性質を持っている。この選択性は福井フロンテア軌道理論で説明することができる。●カーボンナノチューブは光触媒の触媒効果に対して増強効果を示している。この相乗効果はカーボンナノチューブのπ電子の寄与によるものと考えられる。●白子由来DNAをポリウレタンポリマーと反応させることにより、多孔質状のDNAフォームを創出することができる。DNAは、フォームの中でも二重螺旋構造が維持されている。●DNA/ポリウレタンフォームは鉛イオンやカドミウムイオンのような重金属イオンを選択的に吸着する性質を持っている。重金属イオンの選択的な吸着は錯体形成によるものと考えられる。本研究は、カーボンナノチューブやサケ白子由来DNA等のようなナノ素材をポリウレタンポリマーやアルギン酸などのような有機高分子からなる網目構造を持つケージの内に閉じ込めることによって、環境のトータル修復および生体のピンポイント浄化に使える新規吸着材料の開発を目標にして、平成18年度からスタートした4ケ年計画の研究である。今年度は前年度の研究で得られたデータに基づき、吸着場であるカーボンナノチューブが有害化学物質を捕集・吸着機構について理論的に解析した。その結果、以下のようことが判った。・カーボンナノチューブは、ベンゼンおよびベンゼン骨格を持つ化合物を選択的に捕集・吸着する。

・LUMO-HOMO相互作用の概念で、この特徴を説明することができる。・具体的に、対象物質(ベンゼンおよびベンゼン骨格を持つ化合物)のHOMOおよびカーボンナノチューブのLUMOが互いに共有し、対象物質のπ電子を収容する新しい共有軌道を形成する。即ち、カーボンナノチューブは「化学結合に相当する」機構で、ベンゼンおよびベンゼン骨格を持つ化合物を吸着する。本研究は、カーボンナノチューブを含むナノ素材の安全性についても、検討した。ナノ素材の魅力を環境分野にも発揮させると同時に、その潜在的なリスクについても評価・確認する必要がある。特に、植物に対する評価実験は、ナノ素材の特徴を示唆するデータが得られている。本研究は、カーボンナノチューブやサケ白子由来DNA等のようなナノ素材をポリウレタンポリマーやアルギン酸などのような有機高分子からなる網目構造を持つケージの内に閉じ込めることによって、環境のトータル修復および生体のピンポイント浄化に使える新規吸着材料の開発を目標にして、平成18年度からスタートした4ヶ年計画の研究である。今年度はこれまでの研究で得られたデータに基づき、吸着場であるサケ白子由来DNAが有害化学物質を捕集・吸着機構について理論的に解析した。その結果、以下のようことが判った。●サケ白子由来DNAは、平面構造の骨格を持つ化合物を選択的に捕集・吸着する。●挿入作用「インターカレーション」相互作用の概念で、この特徴を説明することができる。●具体的に、サケ白子由来DNAは、ポリウレタンポリマーと複合化し、フォーム状の多孔質体までに加工されても、その二重らせん構造を維持している。臭化エチジムのような平面構造の骨格を持つ発がん性物質は、塩基対/塩基対の間に存在するナノ空間を、「インターカレーション」の機構で挿入し、二重らせん構造DNAと結合し、選択的に吸着される。●二重らせん構造DNA配合のポリウレタンフォームは、吸水性が高く、比表面積が大きい、水溶性発がん性有機化合物の選択的な除去に適用する。また、カーボンナノチューブを用いた吸着材料の開発に関しては、凝集したカーボンナノチューブを1本1本までに分散させるための分散技術を開発した。この技術を使うことにより、カーボンナノチューブの有効吸着面積を広げることができた。本研究では、汚染されていた環境から汚染物質を選択的に除去するための環境浄化材料の開発を行いました。本年度の研究で得られました研究成果の概要は以下にまとめます。カーボンナノチューブ、ケイ藻土およびポリウレタンポリマーを出発物質として用い、水溶性染料を選択的に水から吸着・除去することのでる新規吸着材料を開発しました。具体的に、まずは、凝集状態のカーボンナノチューブを研究室で合成した分散剤を使い、1本1本までに孤立分散しました。次に、得られた孤立分散カーボンナノチューブを、ケイ藻土の中空の空間に充填し、ケイ藻土を保護ネットとする複合体を作成しました。
未開拓遺伝子資源を利用した細菌の有機塩素系環境汚染物質浄化能力の総合的開発

環境汚染が深刻な代表的な有機塩素系殺虫剤に焦点をあて、(i)難培養性微生物の遺伝情報も含む未開拓な遺伝子資源から新規の分解酵素遺伝子の取得、(ii)有機塩素系環境汚染物質分解の鍵酵素である脱ハロゲン酵素の機能改良、(iii)直接の分解酵素以外で分解活性の発現に必須な細胞因子の同定、(iv)有効な有機塩素系化合物の生分解システムの構築、を実施し、環境細菌が有する高度難分解性有機塩素系化合物の分解能力に関する重要な基礎的知見を得ると共に、実際の環境浄化へ結びつけるための基盤を整備した。本研究では、環境汚染が深刻な代表的な有機塩素系殺虫剤に焦点をあて、(i)難培養性微生物の遺伝情報も含む未開拓な遺伝子資源から新規の分解酵素遺伝子の取得、(ii)有機塩素系環境汚染物質分解の鍵酵素である脱ハロゲン酵素の機能改良、(iii)直接の分解酵素以外で分解活性の発現に必須な細胞因子の同定、(iv)有効な有機塩素系化合物の生分解システムの構築、を実施し、環境細菌が有する高度難分解性有機塩素系化合物の分解能力を正確に把握し、これを総合的に開発することで環境浄化へ結びつけることを目的とする。本年度の主な成果は以下の通りである。1)HCH汚染土壌より、培養非依存的にlinB遺伝子を担うプラスミドpLB1を取得し、その全塩基配列を決定したところ、pLB1は新規性の高いプラスミドであることが明らかになった。2)有機塩素系殺虫剤HCH汚染土壌より単離した細菌MI1205株が保持するLinB-MIは、UT26株由来のLinB-UTと7アミノ酸残基のみの違いにも関わらず、(i)β-HCHに対する顕著に強い分解活性、(ii)PCHLをさらにTCDLにまで変換する活性、というLinB-UTにはない特性を有することが明らかになった。3)結核菌類縁菌由来のLinBホモログDhmAは、大腸菌中では良好に発現せず、解析が困難であったが、グラム陽性菌でDhmAを高発現させる系を構築し、反応に必須なアミノ酸残基の同定に成功した。4)LinBホモログのDhaAのスロット部位の改変により、難分解性有機塩素化合物1,2,3-TCPの分解活性が向上した変異酵素の取得に成功した。5)γ-HCH分解菌UT26株のγ-HCH資化能に必須なABCトランスポーターホモログを同定した。さらに、本ABCトランスポーターホモログは、γ-HCH代謝の際に生じる毒性物質の耐性能に関与していることが判明した。1)ハロアルカンデハロゲナーゼLinBが重要な環境汚染物質である1,2,3-trichloropropaneに対して微弱な分解活性を有することを見出した。2)根粒菌由来のLinBホモログであるDbjAの結晶化、および立体構造解析に成功した。3)環境汚染物質分解に関わるプラスミドpWW53の全塩基配列を解読すると共に、可動性遺伝因子を介したプラスミドゲノムの構成原理を解明した。4)γ-HCH分解菌UT26株のγ-HCH資化能に必須なABCトランスポーターが、外膜の性質を変えることにより、γ-HCH代謝の際に生じる毒性物質の耐性能に関与していることを解明した。5)有機塩素系殺虫剤HCH汚染土壌より単離した細菌MI1205株が保持するLinB-MIが、UT26株由来のLinB-UTと7アミノ酸残基のみの違いにも関わらず、(i)β-HCHに対する顕著に強い分解活性、(ii)PCHLをさらにTCDLにまで変換する活性、というLinB-UTにはない特性を有することを精製酵素を用いて解明し、さらに、活性の違いに重要なアミノ酸残基の同定を実施した。6)カイメン共在細菌メタゲノムより新規ハロアルカンデハロゲナーゼ遺伝子を取得した。本研究では、環境汚染が深刻な代表的な有機塩素系殺虫剤に焦点をあて、(i)難培養性微生物の遺伝情報も含む未開拓な遺伝子資源から新規の分解酵素遺伝子の取得、(ii)有機塩素系環境汚染物質分解の鍵酵素である脱ハロゲン酵素の機能改良、(iii)直接の分解酵素以外で分解活性の発現に必須な細胞因子の同定、(iv)

有効な有機塩素系化合物の生分解システムの構築、を実施し、環境細菌が有する高度難分解性有機塩素系化合物の分解能力を正確に把握し、これを総合的に開発することで環境浄化へ結びつけることを目的とする。本年度の主な成果は以下の通りである。1)基質および産物の出入りの過程に注目することで、ハロアルカンデハロゲナーゼDhaAの1, 2, 3-trichloropropaneに対する分解活性を強化できることを明らかにした。2)根粒菌由来のLinBホモログであるDbeAの結晶化に成功した。3)環境汚染物質分解に関わるプラスミドNAH7上のtraDオペロンが接合伝達の宿主特異性の決定に関与する因子であることを明らかにした。4)環境細菌の環境適応にグローバルレギュレーターFurが重要な役割を果たしていることを明らかにした。5)有機塩素系殺虫剤HCH汚染土壌より単離した細菌MI1205株が保持するLinB-MIが、UT26株由来のLinB-UTと7アミノ酸残基のみの違いにも関わらず顕著な活性特性の違いを示す原因について、立体構造の観点から解析を行った。6)有機塩素系殺虫剤gamma-HCH分解の鍵酵素であるLinAの結晶構造解析に成功した。7) DNA配列比較ソフトウェアGenomeMatcherを開発した。
機能性タンパク質ナノブロック複合体創製の基盤的プロセス技術開発と応用展開

これまでの人工タンパク質ナノブロック開発によって、多様なナノ構造複合体を創出してきたが、応用展開は今後の課題であった。そこで本研究では、機能性タンパク質ナノブロック複合体創製の基盤的プロセス技術開発と応用展開を目的とする。まず、1タンパク質ナノブロック複合体の立体構造解析、2新型タンパク質ナノブロックの設計開発、3多機能性修飾等により、多価多機能性タンパク質ナノブロック複合体創製の基盤的なプロセス技術を開発する。さらに、4レクチンナノブロックの創製や5タンパク質ナノブロック複合体ワクチンの開発により、生体分子工学等の学術的基盤となる成果のみならず、社会への波及効果の高い応用展開が期待できる。
摂食の「乱れ現象」の要因分析-その社会・心理・栄養の総合的視点から-

中学1・2年生男女計1150名についてQuestionnaireにより調査した。(1)最も多い愁訴は、男女ともあくびが出る、偏食がある、疲れやすい、これが三大愁訴群をなす。(2)男女の性差は中・下位群の肩こり(女・優位)、せき(男・優位)などに現れた。(3)運動・学習・睡眠時間などの連続値をAICにより区分化し、生活時間の条件と各愁訴間のX^2検定を行った。a)男子においては0.1%レベルで腹痛とTV、夜ふかしと不眠、手伝いと胃痛、夜ふかしと目の疲れなどに相関が認められた。(計18項目)。b)これに対し女子ではその相関の値がほぼ全面的に低く、0.1%相関はラジオ・イライラのみ、1%レベルでも夜ふかしと頭痛など計7項目にすぎなかった。しかもその相関の項目は男女間において大きな相違がみられた。(4)X^2検定において1%レベル以上の相関度の高いものについて分割表によってその正・負の方向性について検討した結果、生活条件の悪いもの(夜ふかし、朝めしぬき、深夜ラジオ、TVの見すぎ、朝寝など)と各種愁訴はほとんど正の相関を示した。(5)以上により食の乱れは生活全般の乱れ現象の一環にあり、それが多様の不定愁訴の重要な原因と背景になっている。(6)以上のことは高校、大学生についても幾分の特有性は認められるもののほぼ同様の傾向を示す。(7)食の乱れの特に強いものについて面積説得を行ない、その改善をみたものが少なくない(46%)。(8)栄養摂取のアンバランスの大きいものに臨床血液検査を行なったが、少数の経度貧血のほか特に注意を要する異常は認めなられなかつた。(9)学徒の愁訴にはかなり定常性のあるものと、不定性のものがある。前者には、だるい頭がおもい、ねむい、考えがまとまらないなどがあり後者には、目がつかれる、あくびがでる、気がちる、根気がなくなる、肩がこるなどがある。これらの流動性の大きいものは概して午後に高く疲労性要因とも相関が推察される(以上愁訴の日内変動)。目的:食の価値観の堕落に伴う摂食の態度ならびに姿勢の荒廃などについて,これを「食の乱れ現象」と呼び,そのために起こると思惟される健康上の問題,特に愁訴等との関連について明らかにすることを目的とする.方法:対象地域は関東から九州までとし,対象は小学生から大学生に至る約3500名である.調査票は本研究のために,主として摂食行動と愁訴の関連性を捉える独自のものを考案し,予備的調査を繰返し,その妥当性について十分に検討を加えた.これにより,学級担任,授業担当者に調査の主旨を説明,理解を促し,調査の正確性に留意した.成績:中学生における愁訴率をみるに,男子については「あくびをする,偏食をする,だるい」の順で3大愁訴となり,女子において最も高いのは「だるい」であり,これについで偏食,あくび,腹痛,頭痛,いらいらする,かぜをひきやすいなどとなっている.これらは概ね30%をそれぞれ超えており高い愁訴率といえる.大学生についての愁訴率をみると, (1)肩や頚がこる(2)眠気がする(3)目が疲れる(4)疲れやすい(5)腰痛(6)いらいらするなどが約42%を超えており,相当に高い愁訴率を示した.次に摂食行動,生活条件と愁訴との関連をみると「夜更しと朝食抜き,朝食抜きと腹痛,夜食と頭痛,夜更しと目の疲れ,テレビのみすぎと腹痛」などで高い相関関係が伺えた.また,愁訴を現象から捉えて類型化を試みたところアレルギー性と思われる愁訴が集約される傾向がみられた.さらに,食品の嫌い度から野菜の分類をすると"強いかおり", "繊維性"などが食品を嫌う要因としてみられた.以上,今年度は調査を主体として研究を実施し,解析は基礎的な整理に留めたが,今後,これらの関連性を総合的に検討する.多変量解析等の方法の援用も考えている.中学1・2年生男女計1150名についてQuestionnaireにより調査した。(計18項目)。

(6)以上のことは高校、大学生についても幾分の特有性は認められるもののほぼ同様の傾向を示す。(7)食の乱れの特に強いものについて面積説得を行ない、その改善をみたものが少なくない(46%)。(8)栄養摂取のアンバランスの大きいものに臨床血液検査を行なったが、少数の経度貧血のほか特に注意を要する異常は認めなられなかつた。(9)学徒の愁訴にはかなり定常性のあるものと、不定性のものがある。前者には、だるい頭がおもい、ねむい、考えがまとまらないなどがあり後者には、目がつかれる、あくびがでる、気がちる、根気がなくなる、肩がこるなどがある。これらの流動性の大きいものは概して午後に高く疲労性要因とも相関が推察される(以上愁訴の日内変動)。本年度は、前年度に行った調査を統計処理するのが主要目的であった。まず、食習慣に関して評価の公式を考案した。即ち、好ましくない(-)マイナスの評点としては、偏食、過食、残食、摂食時間の不規律、特に朝食ぬき、更に間食、夜食、摂食の姿勢の不良等で、これに反対の応答を(+)プラス評点とした。そして、食習慣の姿勢と児童、生徒、学生の訴える愁訴との相関関係を吟味した。それによれば、運動時間が短く食評価の高いグループでは、魚肉類、豆類、野菜類、くだもの、海草類を充分摂取し、当然ながら栄養学的バランスもよいが、同時にこれらのグループは愁訴数の低いことが注目される。これらに対し食評価の低いグループでは、心が沈みがちである。口がよくかわく、頭に痛みを感じる。イライラする等の愁訴項目において有意に高い値がみられた。中学生において、もっとも多い愁訴は男女共、あくびがでる、偏食がある、疲れやすい等で、これらは三大愁訴群をなす。なお引き続き運動学習、睡眠時間等の連続値をAICにより区分化し、生活時間の条件と各愁訴間のX^2検定を行った。その結果は朝食ぬきと腹痛、朝食ぬきと頭痛夜食とあくび、朝食ぬきと体がだるい、更に朝食ぬきとイライラ等に有意な相関がみられた。愁訴には、比較的固定生のあるものと、不定性にものがある。前者には、だるい、頭が重い、ねむい、等があり、後者には、目が疲れる、あくびがでる、根気がなくなる、肩がこる、等がある。これらの流動性の大きいものは概して午後に高く、疲労性要因とも相関が推察される。(以上愁訴の日内変動)以上を要約して、食の豊かになるほど食の価値感は低下し、偏食、過食、拒食、食事時の不規律等が拡大し、同時に各種の愁訴もますます増大する傾向にあるのも警戒を要する。
非ネイティブスピーカー志向の第二言語学習モデルの開発

目標言語のネイティブスピーカーという「理想」に近づこうとする強い志向は、第二言語教育研究において悪影響が指摘されているにもかかわらず、教育現場には蔓延している。しかし、理想と現実のギャップに苦しむ学習者がいる一方で、ノンネイティブとしてのアイデンティティを活かし、ストレスなく日本社会で活躍する非ネイティブスピーカー志向の日本語学習者も存在する。本研究は、学習者が非ネイティブスピーカー志向を得るに至った過程や背景を明らかにし、「非ネイティブスピーカー志向のオルタナティブな学習モデル」を提示して、ネイティブスピーカー志向に苦しむ学習者が、自らを肯定して前向きに学習できるようになることを目的とする。
農業水利構造物の耐震信頼性設計

水利構造物の基礎地盤の動特性について、現場で実施した弾性波実験結果を解析したところ、P波速度は深さの一次関数としてほぼ増加するが、S波速度は深さの1/61/7乗に比例して増加することが明らかになった。一方、既往のア-スダムの実験結果から、P波速度分布は地盤のそれと同様であったが、S波速度分布は深さの1/3乗に比例しており、地震時における構造物地盤の振動モードが異なることが明らかになった。また、現場で実施した常時微動観測結果より、ダムサイトにおける地盤の一次固有周波数は約0.3Hzであり、先ほどのS波速度の結果と併せて解析を実施したところ、振動系の基盤深さは約400mであると推定され、解析で求めた各ピーク周波数の値は、観測で得られた値とほぼ一致した。次に、基礎地盤を構成する珪藻土質泥岩のサンプルを採取し、室内で静的・動的実験を行った結果、10^<-5>以下のひずみレベルにおいては、成層方向のヤング率は成層直交方向のそれの約1.4倍であったが、10^<-4>10^<-3>のひずみレベルにおいては、その比が約23倍になった。従って、ひずみレベルの増加によるヤング率の減少割合は、成層直交方向の方が顕著であり、地震時における基礎地盤の材料非線形性を考慮する必要性が明らかになった。さらに、室内動的実験結果から求めた異方性パラメータを用いてFEM固有値解析をしたところ、一次固有振動数の値ならびに振動モードは実験結果と一致し、本手法により初期パラメータを導けることを明らかにした。:最後に、当該地点における設計地震加速度を歴史地震資料により推定した結果、再現期間100年における地表水平最大加速度は約160galであり、現在の耐震基準とほぼ同様であったが、将来にわたり起りうる上限加速度は約450galとなり、この上限値までを考慮した耐震信頼性設計を実施する必要性を明らかにした。ダム建設が予定されている基礎泥岩地盤において現場弾性波実験を実施し、またサンプルの室内実験(共振法・超音波法・三軸圧縮実験)により、P・S波速度、ヤング率Eを成層方向と成層直交方向についてそれぞれ求めた。得られた知見は以下のようである。1.現場弾性波実験より、P・S波速度とも深部にいくにつれて連続的に増加する拘束圧依存性が認められた。この傾向は地表に近い地点ほど顕著であった。また、P波速度は、成層方向・成層直交方向ともほとんど同一の値となったが、S波速度は、成層方向の値が成層直交方向の値の約1.5倍となり、異方性の影響が認められた。2.室内超音波実験より、P波速度は成層方向・成層直交方向の値ともほぼ同一であり、それらの値は現場弾性波実験から得られた地中部の値ともほとんど一致した。3.共振法によるヤング率の値は、成層方向の値が成層直交方向の値の約1.52倍となり、三軸圧縮試験により得られた値は、成層方向が成層直交方向に比べて約22.5倍となり、両者の差はあるものの顕著な力学的異方性が認められた。また、三軸圧縮試験の結果より、ヤング率においても拘束圧依存性が認められた。以上の結果より、層状堆積泥岩において、明瞭な異方性が確認された。また、拘束圧依存性も存在し、引き続き室内実験を実施することによりこれらの事項を定式化して構造者

地盤モデルを作成し、併せて地震最大入力加速度を歴史地震データの統計処理によって推定することにより、ダム築堤後の耐震信頼性を評価・検討していく予定である。水利構造物の基礎地盤の動特性について、まず前年度現場で実施した弾性波実験結果を解析したところ、P波速度は含水状態の影響を受け、飽和状態で深さに比例して増加することが明らかになった。また、S波速度の深さ分布は含水状態によらず、ほぼ深さの1/4乗に比例して増加しており、一方、既往のア-スダムの弾性波実験の結果を整理したところ、P波速度分布は地盤のそれと同様であったが、S波速度分布は深さの1/3乗に比例し、一般に地震動がS波と密接に関連していることを考慮すれば、地震時における構造物地盤の振動モードが異なることが明らかになった。次に、現場から珪藻土質泥岩のサンプルを採取し、室内で微少ひずみレベルにおける静的・動的な実験を行った結果、成層方向と成層直交方向で力学的異方性がみられた。すなわち、10^<-5>以下のひずみレベルにおいては、成層方向のヤング率は成層直交方向のそれの約1.4倍であったが、10^<-4>10^<-3>のひずみレベルにおいては、その比が約23倍になった。従って、ひずみレベルの増加によるヤング率の減少割合は、成層直交方向の方が顕著であり、先ほどの議論と同様、地震時における地盤の材料非線形性を考慮する必要性が明らかになった。また、前年度現場で実施した常時微動観測結果より、ダムサイトにおける地盤の卓越周期は約1秒であり、先ほどのS波速度との結果とあわせて解析を実施したところ、振動系の基盤深さは約140mであると推定された。最後に、当該地点における設計地震加速度を歴史地震史料により推定した結果、再現期間100年における地表水平最大加速度は約160galであり、現在の耐震基準とほぼ同様であったが、将来にわたり起こりうる上限加速度は約450galとなり、この値まで含めた耐震信頼性設計を実施する必要性を明らかにした。
植物孔辺細胞に局在する電位依存性K^+チャネルの構造と機能

シロイヌナズナでは,気孔が開く際に細胞内へのK^+の選択的透過を担う電位依存性K^+チャネルとしてKAT1(分子量78k×4)が知られる。植物イオンチャンネルの立体構造及びその機能相関の解明は,植物の環境適応における膜輸送系の機能分化を理解するための鍵となる。そこで本研究では,孔辺細胞に局在するKAT1の膜電位センシング機構の構造生物学的解明を目的とし,KAT1の発現,精製に取り組んだ。界面活性剤により可溶化したKAT1をNiアフィニティークロマトグラフィーにより精製する場合,(1)昆虫細胞中に発現したKAT1のうち1%程度と低い吸着量を示す,(2)EDTAを除去する際にメタロプロテアーゼによる精製チャネルの分解が認められる,という大きな2つの問題があった。可溶化に優れた界面活性剤を選抜し,Coアフィニティークロマトグラフィー精製に適した溶液条件を検討することで,この問題を解決した。さらにゲル濾過クロマトグラフィーを行ない,精製標品を得た。現在,スパースマトリックス法による結晶化スクリーニングを実施している。KAT1は6回膜貫通型のサブユニットからなるShaker型イオンチャネルファミリーに属し,電位センシングに関わるαヘリックスS4を有している。そこで,S4センサーを立体構造特異的に認識するモノクローナル抗体を取得した。本抗体は速やかにKAT1に結合したが,細胞膜上のKAT1の阻害は比較的遅いことが示唆された。植物では、CO_2の取り込みとH_2Oの蒸散を巧みに制御するために気孔の開閉が調節されているが、その調節には気孔の孔辺細胞におけるK^+膜輸送が関わることが知られている。シロイヌナズナの場合、気孔が開く際に細胞内へK^+を選択的に透過させるための電位依存性K^+チャネルとしてKAT1が存在する。これまでに昆虫細胞/バキュロウィルス発現系を用いてKAT1を発現させることはできたが、その際、C末端側でのプロセシングとともに細胞膜以外の細胞内小器官へ移行する可能性が示された。そこで、発現させたKAT1の品質と細胞内局在性との関連を調べるため、GFPタグを導入したGFP融合型KAT1発現系を構築し、発現条件を調べた。さらに、GFPタグ由来の蛍光を指標としてKAT1GFP可溶化条件のスクリーニングについて検討を行った。[方法と結果]KAT1の細胞内での局在性を調べるために全長型KAT1およびKAT1C末端欠損変異体のC末端側にGFPタグを導入し、昆虫細胞/バキュロウィルス系を用いて発現させた。KAT1を発現させた昆虫細胞の細胞膜画分をショ糖密度勾配超遠心分離法により調製した後、蛍光法およびウエスタンブロット法によりKAT1を検出した。その結果、ウィルス感染後3日目では、全長型KAT1GFPが細胞膜に局在するのに対して、C末欠損体は細胞膜以外の小器官にも移行することが判明した。次に、40種類の界面活性剤について全長型KAT1GFPの可溶化条件をスクリーニングした。その結果、KAT1GFP可溶化に有効な界面活性剤が数種類見いだされた。アフィニティークロマトグラフィーによる精製の結果,100mLの培養液中から、約0.1mg程度のKAT1が得られた。
高繰り返しレーザーに対応可能なユニバーサル元素型低密度レーザープラズマ源

本研究では、高繰り返しレーザー用のレーザープラズマ源の開発を大きな目的としている。今年度は、極端紫外線発生をケーススタディとして低密度スズの例として、リチウムスズ合金とガリウムスズ合金について成果をあげた。リチウムスズ合金に関しては東北大学桑田准教授との共同研究により、電気化学的手法によって合成された当該合金に高強度レーザーを照射することで、極端紫外線(13.5 nm)発光を得ることに成功した。その強度はスズ単独よりもやや高くなり、単色性が広報した。また、低密度効果として特徴的な発光の角度分布が認められた。本例はリチウムスズ合金として不純物の効果の少ない極端紫外線(13.5 nm)発光を得た初めての例である。また、ガリウムスズ合金については、ガリウムとスズの比を系統的に変えて合成を行った。従来得られている合金の相図と同じで熱分析結果が得られ、ー20度に過冷却状態からの凝固が起こることを追試できた。この過冷却状態のマイクロ構造を走査型電子顕微鏡とその空間分解元素分析測定により調べたところ、レーザースポットサイズに近い海島構造が見られることがわかった。この合金にレーザーを集光した場合には確率的に海(ガリウム)または島(スズ)にレーザーが照射されショットごとのばらつきが生じることがわかった。ただし時間平均を取れば安定した極端紫外線発生が見られた。スズ濃度30%以上ではスズ同等の発光強度となり、その組成条件では室温付近でも液体として扱うことができることを確認できた。ノズルからこの液体金属合金を発射した。10度ではジェットとなったが、30度では液滴となり、高繰り返しレーザーに対して独立のターゲットとして連続供給可能なことが明らかとなった。特に室温付近で扱えるメリットを実証し、コンパクトな極端紫外線源へのブレークスルーとなった。並行して高分子材料を用いた低密度材料の開発も進めている。国際誌に2報の発表をすることができたとともに、連続供給ターゲットへのブレークスルーが実現したため。高分子材料を用いた低密度材料の開発を加速するとともに、高繰り返しレーザー照射の実験も進める。可能であれば、発生する量子線の利用にも挑戦したい。今年度、スズ合金の研究に進捗があり、そちらを優先してすすめた。一方、当初優先順位の高かった有機系材料に関しても進めていたが、準備にやや時間がかかり、全体としては予算執行が遅れ残額が生じた。次年度は研究補助を雇用して、両者の研究の速度を高める。
ビニリデン遷移金属錯体を鍵中間体に含む触触反応の新展開

ビニリデン金属錯体は、1-アルキン(末端アルキン)類と種々の遷移金属錯体とから容易に発生するこが知られており、近年ビニリデン金属錯体を鍵中間体とする触媒反応がさかんに研究されている。本研究者も以前に、ルテニウム触媒存在下、1-アルキン類とヒドラジンとの反応によりニトリルが生成することを見出し、すでに報告している(Organometallics 2002,21,3845)。この反応は求核剤としてアミンを用いた初めての例である。さらに種々のアミン類を用いた反応を検討したところ、1-アルキンとアリルアミンとの反応をロジウム触媒存在下で行うと、新しい型の環化反応が進行することがわかった。すなわち、2分子の1-アルキンの末端炭素と1分子のアリルアミンとから含窒素五員環化合物が得られた。本反応ではホスフィンを有する種々のロジウム錯体を用いることが可能であるが、いずれも収率は中程度であった。しかし種々のアンモニウム塩を添加することに収率が大幅に向上することわかった。なお他の錯体では全く触媒活性がなかった。さらに基質の適用範囲を確認したところ、シロキシ基、アセタール基、シアノ基、エステル基、アミド基、エーテル基、芳香族環等、種々の官能基を持つアルキンでも収率よく反応が進行した。いずれの生成物にも炭素-炭素二重結合が一つ存在するが、興味深いことにすべての生成物において立体化学は1種類(E-体)であった。生成物の基本骨格である3-アルキリデン-1-ピロリンの効率的な合成法はこれまでなく、この骨格を有する天然物Lanopylin類の実用的合成に貢献できるものと考えられる。ビニリデン金属錯体は炭素-炭素-金属原子間がそれぞれ二重結合で結ばれた興味深い化合物である。この錯体は末端アセチレン類と種々の遷移金属錯体との反応により容易に生成することが知られている。そのため、ビニリデン金属錯体を鍵中間体に含む末端アセチレン類の触媒反応がいくつか報告されている。そのほとんどはアセチレン末端炭素への求核剤の位置選択的付加反応である。これはビニリデン錯体のα-炭素の求電子性に由来する。本申請者もルテニウム触媒存在下、末端アセチレン類とヒドラジンとの反応によりニトリルが生成することを見出し、すでに報告している(Organometallics 2002,21,3845)。本反応は求核剤としてアミンを用いた初めての例である。この反応では特にTpRuCl(PPh_3)_2錯体のみが有効であり、他のルテニウム錯体では低収率であった。その原因を解明するため種々のヒドラジンを反応に用いて検討した。基質は2-ナフチルアセチレンを用いた。まず1-アミノピペリジンを用いた場合、TpRuCl(PPh_3)_2触媒では2-ナフチルアセトニトリルの収率が90%であったの対し、CpRuCl(PPh_3)_2/NH_4PF_6系ではわずか25%であった。しかし1,1-ジメチルヒドラジンを用いると、CpRuCl(PPh_3)_2/NH_4PF_6系でも76%と大幅に生成物の収率が向上した。さらにこの反応系にピペリジンを添加したところ収率の低下が見られた。以上の結果より、TpRuCl(PPh_3)_2錯体以外の金属錯体で収率が低いのは、副生するアミンが反応を阻害しているためであり、アミン類との反応にはTp配位子が有効であることがわかった。今後はこれらの知見を基に、種々のTp配位子を有する錯体を合成し、アミン類を含む触媒反応へと展開する予定である。

生成物の基本骨格である3-アルキリデン-1-ピロリンの効率的な合成法はこれまでなく、この骨格を有する天然物Lanopylin類の実用的合成に貢献できるものと考えられる。
ウィルス遺伝子導入によるRNA型ウイルス抵抗性マウスの作成

センダイウイルス(HVJ)の抗原決定部位(F-タンパク、HN-タンパク)の遺伝子を導入したHJVウイルス抵抗性のトランスジェニックマウスの作出を目的としてHVJウイルスRNAからcDNAを合成し、F,HN-タンパクに相当する遺伝子部分を単離し、この遺伝子の上流にプロモ-タ-として本年の実験計画通りヒト-アクチン遺伝子のプロモ-タ-を結合させた遺伝子を作出した。この際、F,HNタンパク遺伝子は正・逆両方向に導入したクロ-ンを作製した。正方向のクロ-ンは、細胞内で発現させた。F,HN-タンパクがウイルスの細胞側レセプタ-と競合することにより抵抗性マウスが得られることが予想されるし、又、逆方向に結合したクロ-ンは細胞内でアンチセンスm-RNAが合成されることによりウイルス特異的タンパクの合成が抑制されることが予想される。構築されたクロ-ンをマウス胚に導入することによりトランスジェニックマウスを作出した。現在、F遺伝子の正方向(pHβFSV)と逆方向(pHβRFSV)を導入しマウスとHN-遺伝子の逆方向(pHβRHNSV)を導入したマウスが得られた。これらのマウスについて臓器別の発現を調べてみるとpHβFSVを導入したトランスジェニックマウスが4クロ-ン得られ脳及び膵臓でm-RNAの発現が見られてpHβRFSV、pHβRHNSVについては各臓器での発現を見出すことが出来なかった。なお得られたトランスジェニックマウスについてはHVJ感染によるウイルス抵抗性試験を行う予定であり、まだ得られていない。他のクロ-ンについてはトランスジェニックマウスの作出を行っていく予定である。
ハイブリドーマ融合法による血液型・酵素特異的単クローン抗体作製とその法医学的応用

ABO式血液型に対する単クローン抗体産生細胞株とペルオキシダーゼに対する抗体産生細胞株とを融合させ、血液型抗原および酵素と反応するbispecificな抗体の作製を試みた。報告者は単クローン抗酵素抗体産生細胞株を保有していなかったため、まず単クローン抗ペルオキシダーゼ抗体を作製した。抗原は市販の不活性化されたペルオキシダーゼを用いBALB/Cマウスを免疫した。その結果数株のIgGおよびIgM抗体産生細胞を得たが、このうち酵素と結合した際にその酵素活性を比較的阻害しない株(P445、IgG1)をハイブリドーマ融合に用いた。一方抗A・抗B単クローン抗体産生細胞株(2A1、B1)をウワバイン含有培地で馴化培養し、10^<-3>Mウワバインに対する耐性株を選択し、さらに100μg/mlまでの6-アミノメルカプトプリン含有培地にて順次培養し、HAT感受性株の選択を試みた。この操作によりB1についてはウワバイン耐性・HAT感受性株B1UHを確立することができたが、2A1については、培養中に抗体産生能を失うものが多く、現在のところ融合に好適なハイブリドーマを得ていない。P445とB1UHを融合して4量体とし、ウワバイン・HAT加IMDM選択培地で培養を行い、2株のbispecific抗体産生細胞株PB9およびPB10を得たが、いずれの産生する抗体も抗B活性に比して抗ペルオキシダーゼ活性がやや低いため、現在再クローニング中である。この抗体は抗IgG・抗IgMのいずれとも反応する。酵素活性を阻害するか否かなどの詳細な検討は完了していない。2A1については現在もウワバイン・6-アミノメルカプトプリン含有培地で培養中である。一方ハイブリドーマ同士の融合は、4量体形成率の向上について技術的に改良の余地があると考えられた。さらに、今回扱った4量体細胞の増殖速度はハイブリドーマの1/2ないし1/3程度であり、抗体産生細胞株の確立に時間を要するのが問題点として挙げられる。
16SrRNAの種および属に特異的な配列を利用する海洋細菌の現場での検出と計数

本研究では海洋細菌、とくにビブリオ科細菌の16SrRNAが、種あるいは属に特異的な配列を有していることを利用し、非放射性標識物質であるビオチンを結合した16SrRNA-標的プローブを使用し、メンブレン上の海洋細菌の16SrRNAとのハイブリダイゼーションによる検出を目的として、方法の検討を行った。使用した菌はVibrio harveyiを中心とするビブリオ科細菌で、対照としてEscherichia coliおよびAlteromonashaloplanktisなどの菌、合計8種の細菌を用いた。使用したプローブは、全部の菌に相補性を持つユニバーサルプローブとV.harveyiだけに特異的に相補性を持つプローブであった。実験では、ハイブリダイゼーション法について、適切なメンブレンの選択、使用するバファーの組成についての検討、ハイブリダイゼーションと洗浄時の温度、時間、プローブの量などの条件の検討、また、検出時条件の検討などを行った。実験の結果、検出を発光法で行なった場合、10^4程度の数の細菌が存在すれば検出が可能になった。しかし、V.harveyiだけに完全な相補性をもつ筈のプローブを使用したとき、V.harveyiとそれ以外の9種類の菌に発光シグナルが現れ、検討の結果、使用した海洋細菌細菌、とくにA.haloplanktisの菌体には発光試薬に反応して発光を起させる物質のあることが分った。検出法をBCIP/NBT試薬を用いて、発色法によって行った。この場合V.harveyiとE.coliとの区別はできたが、V.harveyiと他の海洋細菌とくにA.haloplanktisとの十分な種特異性をもつような方法の確立には至らなかった。本研究では,海洋細菌の特定の種および属に特異的な16SrRNAの配列部分に相補的な非放射性DNAプローブを利用し、メンブレンフィルター上に捕集した海水中の細菌の中の特定の細菌とのハイブリダイセーションを行い、個々の細菌を直接に検出・計数する方法を完成することを目的とする。検出には、最も鋭敏なDNA検出法として最近開発された化学発光法を用いる。本年度はRNAの塩基配列の解析が行われたヴィブリオ科細菌のうち、ヴィブリオ・ハーヴェイ(Vibrio harveyi)を試験菌株として用い、プローブはタネハシ株式会社に依頼して合成したいわゆるユニバーサルプローブを用いた。培養をメンブレンフィルター上に付着し、漉紙に浸したフォルマリン溶液上およびメタノール上で固定、脱脂し、ついで、プローブと細菌RNAとのハイブリダイゼーションを行い、さらに、フォスファターゼを結合させ、発光基質を加えて発光させ、これをフィルムに感光させた。感度良く検出するために検討すべき条件のうち、本年度はメンブレンの材質、ハイブリダイゼーションの反応条件、光化学反応の条件について検討した。その結果メンブレンについてはハイボンドN^+、バイオダインなどの製品が良好な菌株RNAの保持能力をもつことが分かった。また、細菌を固定後、メタノールで処理することにより、プローブおよびフォスファターゼ、ストレプトアビジンに対して細胞膜が透過性になり、上記の方法で細菌が検出できることが分った。反応の際のプローブの濃度についても検討し、最適の濃度を定めた。検出の感度については、まだ、10^3以上の細菌の存在が必要な段階であり、感度を高めるための条件の改良が必要である。来年度は感度の向上の検討と、ヴィブリオ属および、その中の個々の種に特徴的なプローブを用いての検出の実験を行う。非放射性標識物質であるビオチンを結合した16SrRNA-標的プローブを使用し,メンブレン上の海洋細菌の16SrRNAとのハイブリダイゼーションの後、発光法、発色法による検出を目的として、方法の検討を行った。

主に使用した菌はVibrio harveyiであったが,対照としてEscherichia coliおよびAlteromonas haloplanktisなど8種の菌を用いた。使用したプローブは,全部の菌に相補性を持つユニバーサルプローブとV.harveyiだけに特異的に相補性を持つHarveyi-1プローブおよびHarveyi-2プローブであった。実験では、ハイブリダイゼーション法についての様々な条件、すなわち適切なメンブレンの選択、使用するバファーの組成についての検討,ハイブリダイゼーションと洗浄時の温度、時間、プローブの量などの条件の検討,また、検出時条件の検討などを行った。実験の結果、検出を発光法で行なった場合、10^4程度の数の細菌が存在すれば検出が可能になった.しかし,V.harveyiだけに完全な相補性をもつプローブを使用したとき、V.harveyiとそれ以外の9種類の菌に発光シグナルが現れ,菌の固定・溶菌、ハイブリダイゼーション、検出の条件を様々に変えても、特異性を高めることは出来なかった。検討の結果,使用した海洋細菌、とくにA.haloplanktisの菌体には発光試薬に反応して発光を起こさせる物質のあることが分かった。検出法をBCIP/NBT試薬を用いて、発色法によって行った。この場合V.harveyiとE.coliとの区別はできたが,V.harveyiと他の海洋細菌とくにA.haloplanktisとの十分な種特異性をもつような方法の確立には至らなかった。
高温超伝導体コヒーレントテラヘルツ光源の実証と実用化

本研究では、高温超伝導体を用いたテラヘルツ光源の特性を明らかにし、その特性の設計・制御に初めて成功した。電波と光の中間に位置するテラヘルツ光は、高い透過性と分解能を備え、現在精力的に開発が進められている波長帯の電磁波である。高温超伝導テラヘルツ光源から放射される電磁波は通信用のキャリア電波として利用可能な特性を示し、同一の素子で周波数を外部から調整可能であることがわかった。一連の研究においてこれまで問題であった素子特性の非制御性をなくすことに成功した。平成23年度の研究において,発振に関する電極依存性を明らかにすると共に,市販のTHz分光計を超える分解能のシステムを構築し,バイアス電流によって周波数が変化することを示した.また,時間領域分光測定のための準備を行った.Bi2212単結晶から作製したメサ構造上の銀電極(本来バイアスに用いられる)の厚さが100m以下の時に発振が観測され,400nmの時には発振は観測されなかった.Bi2212の熱伝導率は銀のそれと比べて1/1000程度なので,固有ジョセフソン接合が電圧状態になった時に生じる自己発熱が熱浴とみなせるサファイア基板に拡散する経路は,メサ直下にある超伝導状態の結晶ではなく電極であると考えられる.したがって,温度分布の不均一性の違いが発振の有無を左右していることになる.数値計算を用いた理論的な解析によると,固有接合からのTHz発振には個々のジョセフソン接合における位相差の急激な空間変化(πキンク)が同期する必要があるため,この実験結果から温度の不均一性はπキンクの起源になると考察される.光学定盤上にワイヤーグリッドなどを配置し,マーチンパプレット式の分光計を構築した.反射鏡のスキャン幅を20cmにとったので,分解能は0.025cm^1(0.75GHz)となり,市販のものより一桁高い分解能が得られた.この分光計を用いて,発振周波数の温度依存性やバイアス依存性の測定を行った.その結果,発振されている周波数は25Kから55Kへの温度の上昇に伴い,0.53THzから0.47THzまで減少している.また,一定温度中でのバイアス電流依存性については,45Kにおいて0.53THzから0.49THzまで電流増加に伴い周波数が減少しているという結果を得た.平成25年度の研究では、平成24年度までに構築した実験装置を用いて、高温超伝導テラヘルツ光源に関する以下の特性を明らかにした。(1)Pb置換Bi2212単結晶から作製した素子からの発振検出と分光:高温超伝導テラヘルツ光源の発振強度は固有ジョセフソン接合の最大電流の2乗に比例するという計算結果がある。我々は、最大ジョセフソン電流だけが大きく、その他の特性に大きな変化のないPb置換Bi2212単結晶からテラヘルツ素子を作製し、発振を検出することに成功した。発振は、バイアス電流の低い領域で観測され、発振強度はBi2212単結晶からの素子よりも若干強い値を得た。FT/IR分光器で発振スペクトルを測定したところ、0.7 THz付近にスペクトルを観測した。この周波数は、Bi2212における過去の結果を踏まえた素子幅から予測される周波数0.4 THzよりかなり大きい。これについては2つの可能性が考えられる。一つはPb置換により屈折率が2倍程度になることであるが、過去の誘電関数の測定からは、それを支持する結果はえられていない。もう一つは、短辺幅が1波長に相当するモードが素子内部で励起されて発振をもたらしている可能性である。これについては、今後実験で確かめていく。(2)テラヘルツ時間領域分光系の構築:高温超伝導テラヘルツ光源がコヒーレントであることを実証するために、発振電場の時間発展の計測を試みている。そのために、テラヘルツ時間領域分光システムを構築し、光伝導アンテナからのテラヘルツパルス電場を観測することに成功した。今後は、本測定システムによって高温超伝導テラヘルツ光源の電場波形を観測することを目指す。平成24年度の研究では、平成23年度に構築した高分解能型FTIR分光計を用いて、高温超伝導THz光源に関する以下の特性を明らかにした。1)超伝導結晶上に形成したメサ構造型発振素子の場合、発振周波数は熱浴の温度上昇と共に減少する。例えば、20Kでの発振周波数が0.53THzである場合は、55Kでは0.44THzまで減少する。2)高バイアス領域の発振については、一定の温度ではバイアス電流の増加に伴い、発振周波数は減少する。これはバイアス電流によって実効的に温度が上昇しているためだと解釈できる。3)超伝導基板を持たない単独素子の場合、発振周波数は温度依存性を示さない。

これは、固有接合における電場振幅が積層(c軸)方向について単独素子では変化しないのに対して、メサ素子では超伝導基板との界面において節となっているためにロンドン侵入長の温度依存性が発振周波数に表れていると解釈される。4)同一結晶上に電極厚さの異なる素子を複数形成したところ、電極厚さが薄いほど、広い温度範囲で発振が観測され、発振周波数の温度変化も強いことが分かった。このことは、平成23年度に得られた結果(I. Kakeya et al., Appl. Phys. Lett. 100, 242603 (2012) )を裏付け、素子内における温度分布の不均一性が発振にとって本質的であることを示している。5)メサ構造素子上に複数の電極を形成して、発振特性を測定した。本研究終了後も視野に入れた研究の発展性の観点から,市販の分光器を購入せずに自作するという選択をした結果,光学系の構築に時間を費やしてしまい,周波数制御のための複数電極素子については進展が得られなかった.しかしながら,コヒーレント観測のための準備は1年前倒しで進んでおり,24年度での大幅な進展が期待できる.25年度が最終年度であるため、記入しない。様々な形状の素子を作成してその発振周波数の温度依存性を精密に測定することができた。その結果、温度分布の不均一性が発振に重要であるという確証を得た。この結果は、同様の研究を行っている国内外のグループから強い関心を惹き、平成24年6月に出版された論文は既に多くの場所で引用されており、その主張を強化する最近の系統的な結果は本研究において特筆すべき成果である。また、発振周波数の温度依存性については米国のグループが2011年に発表した理論で美しく説明ができるだけでなく、新たな発振特性を示唆しており、平成25年度に質の高い論文を発表するためには十分のデータが得られた。また、同一結晶上に複数のメサを形成することにより再現性の高い実験結果が得られたことは、高温超伝導THz光源が実用に供されるための素子構造への強い提案となった。まずは,発振周波数について再現性の高い精密な実験を行い,πキンク同期現象の起源について答えを見出す.また,複数電極を用いた周波数制御素子の作製を本格的に開始する.時間領域分光のための準備を進め,必要な資材の選定と分光のための技術を獲得していく必要がある.25年度が最終年度であるため、記入しない。実績5)において言及した複数電極素子における発振特性を精密に明らかにすることにより、固有接合間の同期現象の起源について明らかにする。また、臨界電流密度の高い物質から素子を作成することにより、単一素子からの発振強度0.1mWを目指す。高強度化の実現と合わせて強度に依存しないTHzフォトンのコヒーレンス長を測定する。
糖尿病に着目した腹部大動脈瘤患者の観察研究

81人の小径腹部大動脈瘤患者を前向きに経過観察し、瘤の拡大速度と関連する因子について検討を行った。糖尿病と大動脈瘤拡大には負の相関があるとの報告が複数あり、今回の研究でも注目していたが瘤拡大と糖尿病との間には有意な相関は見られなかった。瘤の拡大と正の相関がある因子としては登録時最大短径、血清Dダイマー高値、血清総蛋白低値であった。一方、拡大と負の相関がある因子はアンギオテンシンレセプター拮抗薬であった。これらの関連を詳細に調べることで今後腹部大動脈瘤に対する内科的治療の開発が期待される。腹部大動脈瘤の拡大と関連のある因子を見つけ出すため、東北大学病院の移植再建内視鏡外科に通院中の小径腹部大動脈瘤患者を対象とした臨床研究「腹部大動脈瘤における瘤拡大と関連する背景因子についての観察研究」を行うこととした。実際に研究を開始するための準備として当該年度に下記のことを行った。1.、観察研究に関する実験計画書(登録期間・観察期間などのスケジュール、観察期間中の諸検査など研究方法に関する内容や同意取得方法・個人情報の取り扱いなどを含む)ならびに対象患者に説明同意を得るときに使用する説明書を作成した。2.使用できる研究費を考慮して、実際に調査する研究用採血項目・調査項目を決定した。採血項目に関しては担当企業との打ち合わせを行った。また、腹部大動脈瘤の最新の知見を得るために各種学会に参加して最新の情報を入手し、また文献検索も行って情報収集を行った。3.東北大学医学系研究科の倫理委員会に申請書を提出して、委員会での審査を経て臨床研究を行うことに対しての承認を得た。4.倫理委員会で研究申請が採択された平成26年2月以降には外来通院中の患者について研究内容についての宣伝を開始した。また、4月以降外来予約となっている患者の中から対象となる候補の患者を絞り出しを行った。5.研究への患者登録をスムーズに開始するため、データ処理に必要なパソコン・ソフトウェアなど諸物品の購入を行って研究を始めるための準備を行った。腹部大動脈瘤の拡大と関連のある因子を見つけ出すため、東北大学病院移植再建内視鏡外科に通院中の小径腹部大動脈瘤患者を対象とした臨床研究である。2年間の患者登録期間にて約100名程の腹部大動脈瘤患者を登録。各患者を前向きに経過観察を行っている。最初の1年目に登録した患者において、登録1年後のCTで瘤径の拡大率を測定して様々な項目のパラメーターとの関連を評価したところ、瘤の拡大率と有意な正の相関があったのが、初回時CT瘤径・α-1グロブリン分画、Dダイマーなどであり、有意な負の相関がみられたのが総蛋白、プラスミノーゲンなどであった。糖尿病については負の相関がみられたが今回の解析では有意差は生じなかった。今後、データを蓄積してさらに解析していく予定である。約100名ほどの腹部大動脈瘤患者を登録した。現在のところ患者背景のデータ収集や採血・画像検査、フォローアップなども特に問題なく行えている。腹部大動脈瘤の拡大と関連のある因子を見つけ出すため、東北大学病院移植再建内視鏡外科に通院中の手術適応でない小径腹部大動脈瘤患者を対象とした前向き臨床研究を行った。H28年度については新規患者登録は終了していたため、登録したフォロー中の患者の経過観察、データ収集を行った。現在のところまでの解析(登録対象者数約80名)では2回のCT検査から腹部大動脈瘤の拡大速度を算出し、拡大速度と評価項目との相関を単変量解析・多変量解析にて分析した。拡大速度と関連があった因子としては性別(女性)、降圧剤内服、α遮断薬内服、登録時瘤径、TAT、Dダイマー、FDP、リポ蛋白(a)、リン、体重、ビリルビン、総蛋白、アルブミン、鉄であった。これらの項目で多変量解析を行ったところ、登録時瘤径は拡大傾向促進と関連する因子であり、降圧剤内服・体重・総蛋白は拡大抑制と関連する因子であると考えられた。さらに、登録時瘤径が40mm以上の対象者でサブ解析を行ったところ、多変量解析で大動脈瘤拡大と関連するのはDダイマー、抑制的に関連するのが総蛋白・アンギオテンシンIIレセプター拮抗薬内服であった。糖尿病(糖尿病の既往、治療内容、血糖値、HbA1C)については大動脈瘤の拡大傾向と負の相関を示す傾向を多少認めたが、対象数が十分でなかったためか現時点の解析では有意差は得られなかった。データ解析については現在も進行中であり、今後も学会発表や論文作成などを行う予定であり。今後は、登録した患者の瘤径フォローアップを引き続き行う。得られたデータの解析、とりまとめ、学会発表、論文作成などに時間を費やす予定である。