hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
昆虫ウイルスにおける生物間相互作用に資する遺伝子の生態的機能の解明

次に、同様な観察をケース内に用意した鉢植えトウモロコシ苗に幼虫を放飼して行った。非感染幼虫は日中においては鉢植えに入れたもみ殻中に潜っており、夜にトウモロコシ上に出て活動した。しかし、ウイルス感染幼虫は、野生型、組換えウイルスの如何に感染したかにかかわらず、このような日周行動は示さず、絶えずトウモロコシ上に留まっていた。非感染幼虫は、蛹化前にもみ殻中に潜り、そこに蛹室を作って蛹化した。ノックインウイルス感染虫も、非感染幼虫と同様にもみ殻に潜り蛹室を作る傾向があった。すなわち、産生されたウイルスは、伝播の可能性の低い地下部に分布した。その他の組換えウイルスでは、幼虫のまま死亡し、もみ殻に潜る行動はなかった。幼虫で死亡する場合には、蛹や蛹ー幼虫中間体で死亡する場合よりも、ウイルス産生量が多いこともわかったため、当該遺伝子は、1)感染虫における繁殖を増加させることおよび、2)感染虫の行動を変えることによって、伝播可能な場にウイルスを分布させることにより、ウイルスの適応度に影響していることが明らかになった。26年度が最終年度であるため、記入しない。昆虫病理学26年度が最終年度であるため、記入しない。一つの遺伝子については、組み換えウイルスと野生型ウイルスの細胞レベルでの性状を比較し、宿主昆虫個体レベルでの性状の比較を開始すること、もうひとつの遺伝子については、組み換えウイルスを作成し、細胞レベルでの性状を開始することが目標であったが、それらを達成しているため、おおむね順調に進展していると評価した。本研究では、2つの遺伝子について解析をすすめる計画である。すなわち、宿主の発育を操作する遺伝子と蜂を殺すタンパクをコードしている遺伝子である。宿主の発育を操作する遺伝子については、当初の予定通りに進んでいるが、蜂を殺すタンパクをコードする遺伝子については、これまでにクローニングした遺伝子のほかにも、その機能に寄与する遺伝子の存在が強く示唆されたことから、その遺伝子についても解析を進める必要が生じたため。計画に基づいて推進してゆく。発育を延長させる遺伝子について、遺伝子ノックアウトウイルス、ノックインウイルス、当該遺伝子を入れもどしたレスキューウイルスと親株ウイルスの宿主個体間の伝播の比較を行う。遺伝子組換えウイルスと野生型ウイルス感染幼虫をそれぞれ、ケース内に用意した鉢植えトウモロコシ苗に放飼し、死亡までの時間や死亡ステージを記録する。また、死亡虫の分布(葉、葉と茎の隙間、土壌表面など)も記録する。その後、健全幼虫を一定期間放飼したのち回収し、実験室内のインキュベータ中において人工飼料で飼育し新たに生じた感染数(伝播)を調べる。どのウイルスによる感染かの確認は、欠損および野生型ウイルスに特異的なPCR診断で行う。
裸のパラジウム0価錯体触媒を用いる有機合成

2価のパラジウム錯体であるPd(OAc)_2やPd(acac)_2と1当量のBu_3Pを混合することにより、裸のパラジウム錯体触媒Pd(O)/Bu_3POを簡便に調製できることを見いだした。この新規活性パラジウム触媒を用いるギ酸還元を利用して、ビタミンD_3のCD環セグメント2の合成を行なった。ビタミンD_3(1)の逆合成をしてみると、3つのフラグメントに分けることができる。その1つのフラグメントであるケトン2のアセチル基は側鎖の導入の重要な手掛かりである。また、ヒドロキシメチル基はA環フラグメント3と結合させるのに重要な役割を果たす。我々は、ケント2への鍵中間体5を不斉Horner-Emmons反応により、ジケトン4から98%deで構築することに成功したので、CD環セグメント2への変換を以下の手順で行なった。即ち、炭酸エステル12bを我々の開発した活性パラジウム錯体触媒を使ってギ酸還元を施し、β-配向のオレフィン13aへ誘導したのち、数工程を経てケトン2を合成した。Pd(OAc)_2またはPd(acac)_2に1当量のBu_3Pを混合することによって、裸のPd(O)価錯体を調製した。この触媒を用いて、ステロイド側鎖のC-20位のメチル基の天然型および非天然型を、高立体選択的に制御して合成する手法を確立した。即ち、C-20ケトステロイドを原料に選び、EまたはZ型のアルケニルリチウムを反応させたのち、炭酸アリルとした。つづいて、裸のPd(O)価錯体触媒下、ギ酸を反応させて加水素分解反応を行なった。その結果、ギ酸から発生したヒドリドは、多置換側、つまりC-20位を攻撃し、E型の2置換オレフィンのみが生成した。保護基を外し、アルコールとしたのち、ベンゼンで再結晶することにより、容易に高純度の天然型、および非天然アルコールとすることができた。我々は、裸のパラジウム0価錯体触媒を開発し、ビタミンD_3のCD環セグメントの不斉合成を試みた。即ち、1,3-シクロペンタンジオン誘導体の不斉分子内Homer-Emmons反応により、98%deで得られたケトエステル5をイソプロペニル化したのち、炭酸エステル12bとした。我々の開発した活性パラジウム触媒を用いて、12bをギ酸還元することによってβ-配向のオレフィン13aを主生成物(13a/13b=10/1)として得ることができた。これからケトン14へ変換したのち、数工程を経てCD環セグメント2へ効率良く導くことがてきた。この活性パラジウム触媒によるギ酸還元法は、この合成プロジェクトの要なる反応である。なお、この研究は以下の論文として発表した。
遺伝レベルからみたレニン生成・分泌調節機構

レニン・アンジオテンシン系は血圧,体液電解質のホメオスタ-シスに重要な役割を演じている。この系の律速酵素であるレニンは腎の傍系球体細胞(JG細胞)で生成され、血中に分泌される。アンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害剤とレニン阻害剤はともにレニン、アンジオテンシン系の阻害剤である。この研究は2つの阻害剤の腎レニン生合成とレニン分泌に及ぼす効果を調べた。レニン阻害剤としてはヒトとサルレニンに特異的に作用し、かつ強力なES-1005を用い、ACE阻害剤としてカプトプリルを用いた。腎レニンmRNAはヒトレニンCDNAのAvaII断片(957bp)をプロ-ブとして用い、Northern blot法により測定した。実験動物は食塩制限激マ-モゼットを用いた。マ-モゼットの血中レニン濃度はヒトレニンに対するモノクロ-ナル抗体を用いラジオイムノアッセ法で測定した。Es-1005(12mg/kg/時)を2時間持続点滴投与後、腎レニンmRNAは1/3と有意に抑制された。一方、カプトプリル(0.53mg/kg/時)2時間役与では腎レニンmRNAには影響しなかった。Es-1005(48mg/kg/H)を7日間腹腔内に持続投与すると腎レニンmRNAは1/2に有意に抑制され、血中レニン濃度は対照の2倍と有意に増加した。これに対して、カプトプリル(2mg/kg/日)を7日間腹腔内に持続投与すると、腎レニンmRNAは対照コントロ-ルの6倍と著明に上昇した。以上の成績から、レニン阻害剤とACE阻害剤は腎レニン生合成に対して全く反対の作用を示すことを明らかにした。さらに、レニン阻害剤を1週間投与すると腎レニン生合成は抑制され、腎から血中へのレニン分泌は促進されているというparadoxical effextが認められた。レニン・アンジオテンシン系は血圧、体液電解質のホメオスターシスに重要な役割を演じている。この系の律速酵素であるレニンは腎の傍糸球体細胞(JG細胞)で生成され、血中に分泌される。この研究は単離・培養したJG細胞を用いて、レニンの生成、分泌を遺伝子レベルから調べることを目的とする。(方法)JG細胞はラット腎を0.1%コラゲナーゼ処理後、フィルター法(100μm、25μmメッシュ)、percoll密度(1.04、1.06)遠心(1,000×g、30分)勾配法で得た。レニン生合成調節機序に関する研究はマーモゼットを用いた。レニン・アンジオテンシン系阻害剤であるレニン阻害剤(ES-1005、12mg/kg/時)またはアンジオテンシン変換酵素阻害剤(カプトプリル、0.53mg/kg/時)を2時間持続的に静脈内に投与(急性投与)した。さらに、ES-1005(48mg/kg/日)またはカプトプリル(2mg/kg/日)を浸透圧ミニポンプを用いて1週間腹腔内に持続投与(慢性投与)した。腎レニンmRNAの測定は腎組織よりグアニジン/セシウムクロリド法により速やかに総RNAを抽出した後、densitometric Northern blot法により行った。この時、プローブはヒトレニンCDNAのAvaII断片(957 6p)を用いた。(成績)電子顕微鏡的所見から約20%純度のJG細胞が単離された。ES-1005は急性、慢性投与したともに腎レニンmRNAを対照の1/3と有意に(P<0.05)減少させた。これに対して、カプトプリルは腎レニンmRNAに対して急性投与では有意な作用はみられなかったが、慢性投与では対照の6倍と著明に増加させる作用が認められた。(まとめ)腎レニン生合成に対して、レニン阻害剤は抑制的に作用し、アンジオテンシン変換酵素阻害剤は促進的に作用することが認められた。

これに対して、カプトプリル(2mg/kg/日)を7日間腹腔内に持続投与すると、腎レニンmRNAは対照コントロ-ルの6倍と著明に上昇した。以上の成績から、レニン阻害剤とACE阻害剤は腎レニン生合成に対して全く反対の作用を示すことを明らかにした。さらに、レニン阻害剤を1週間投与すると腎レニン生合成は抑制され、腎から血中へのレニン分泌は促進されているというparadoxical effextが認められた。レニン・アニジオテンシン系(RーA)の活性化は腎傍糸球体細胞(JG細胞)から血中へのレニン分泌量によって規定される。本年度はレニン阻害剤投与時の血中レニン分泌量の変化について腎レニン生合成量と比較検討した。レニン阻害剤としては昨年度と同じESー1005を用いた。実験動物としては生後1才の食塩制限下マ-モゼットを用いた。血中レニン濃度はヒト活性型レニンに対するモノクロナ-ル抗体を用いラジオイム/アッセイ法で測定した。腎レニンmRNAは昨年度と同じ方法で測定した。マ-モゼットに1週間ESー1005(48mg/kg/日,腹腔内に侵透圧ミニポンプで注入)を持続投与すると血圧は有意に下降(平均血圧で20mmHg下降)し、血漿レニン活性は完全に抑制された。腎レニンmRNAは対照群の約50%と有意に減少したが、血中レニン濃度は対照の約2倍と有意に上昇していた。今日、R-A系を抑制する薬剤としてACE阻害剤が広く高血圧の治療に用いられている。動物にACE阻害剤を投与すると、腎レニン生合成、レニンの腎から血中への分泌がともに促進されることが報告されている。しかしながら、ACE阻害剤はアンジオランシンII生成阻害のみならず、ブラジキニンやサブスタンスPの分解をも抑制する。従って、ACE阻害剤はRーA系のみを特異的に遮断する薬剤ではない。これに対して、レニン阻害剤はRーA系に特異的に作用する薬剤である。従って、RーA系を特異的に1週間阻害すると腎から血中へのレニン分泌は亢進するが、腎内でのレニン生合成は抑制されていることを明らかにした。以上の成績から、レニンの腎内における生合成と血中への分泌に対する調節機序はお互いに独立しており、レニン生成と分泌は必ずしも平行して増減せずに、各々異なった調節機序が存在することを明らかにした。
情報開示に対応した地域看護職の介入を明確にする質的評価指標の開発

本年度は、本研究で提案した「Plan/Do/Seeで書く保健師記録様式と5つのステップ」を用いて、事例展開をし、ピアレビューしながら学習するスタイルを試みた。その目的は2つあり、1つは記録研修公開セミナーという形で保健師の自主的な参加を呼びかけ、記録を活用した保健師活動の振り返りと相互に学びあう新しい現任教育スタイルの提案に示唆を得ることである。もう1点は、演習で記載した記録例を保健師の介入指標のデータベースとしての基礎資料を作成し、保健師活動における介入分類の枠組みを作成することであった。保健師記録研修の公開セミナーを8月29日(土)に計画し、研修参加者は昨年までに演習を含めた記録研修を行った自治体の保健師を対象に募集した。その結果、最終的な参加者は12名であった。参加者が少ない主な理由は、研修参加意志が保健師の自己研鑽や個人活動にゆだねられ、公的な支援を受けた学習ではないため動議づけが弱かったためと考えられた。そのため、公開セミナーでは、記録のデータ収集は記載者個人が特定されるため断念し、参加者の意欲や学習ニーズを満たすことを焦点にピアレビューという形で具体的な記録の書き方学習を実施した。そこで、下半期にかけて計画を変更し、保健師記録の改善に関して2005年4月施行を目指している自治体K市と協働し、組織全体で取り組む記録改善と記録の質を高める保健師の継続教育プログラム作成を目的とした。学習方法は新人、若手保健師の学習グループの支援を行い、そのプロセスを記述することで上記、研究目的を達成することとした。その結果、数回の学習会を経過した段階であるが、保健師の主幹レベルの立場で記録改善のための組織の指示系統を根回しする保健師と2年目の若手保健師が学習会の運営を中心に行いながら、学習会で「場」共有し組織のトップと第一線の保健師が学習の意義を認識するプロセスが見出された。組織で共通理解し、記録を重視する認識が高まることで、学習の意義が高まり業務と記録の関連の視点が生まれること、さらに、保健師活動の思考過程もその実践活動の振り返りを基本としながら暗黙知を形式知にする学習会という「場の提供」と訓練が学習者にとって真に意味があるということが示唆された。本年度は、保健師を対象にした全国調査を実施し、情報開示の実態を把握し、その対策と保健師記録の現状を明らかにすることを目的として行った。研究班の結成は、その構成メンバーに行政機関で働く保健師を含め、また保健師の現任教育の専門機関である国立保健医療科学院の研究者および大学で保健師教育を行っている教育・研究者を組み合わせた研究班とした。情報開示について実態を調査する上で、実現可能な研究方法について検討した。また、その一方で、成果公開で示したように、「保健師記録の研究会」をベースにした活動成果を専門雑誌の連載として掲載し全国の保健師への啓発を行った。これらの活動から、全国10数ヶ所における保健師研修に講師として携わり、その結果、調査協力の同意が得られた市町村の実態調査を行うことができた。実態調査を実施する際には、市町村の匿名性を確保し、結果公開の方法について確認した上で実施した。現在のところ、10ヵ所の市町村から同意が得られ、約200部回収している。分析結果、1)情報開示に対応した取り組みの現状:情報開示条例や開示規定について「存在は知っている」(80.1%)「開示の手順は知っている」(44.0%)と低く、内容の周知率は低い。また開示請求を受けたことがある(13.4%)で、開示した事例は12例となっており、開示請求や開示事例は少ない。開示事例の領域と対象となった記録物に関しては、精神領域(35.9%)母子領域(25.6%)であり、開示対象となった記録は訪問記録・相談記録だった。2)保健師記録の作成・保管管理・破棄の実態:(1)記録の作成については、記載要領もしくはガイドラインがない(89.9%)、決まった記録様式がない(75.3%)、記録に関する指導者がある(3.0%)であった。記載上の疑問として「個人に任されていて、書き方が統一されていない」(75.0%)、「ケースの継続支援のとき、問題点や支援計画が不明瞭である」(50.0%)が多かった。記録の改善の必要性については「あり」(48.6%)で改善が必要な記録の種類は「相談記録」「支援計画記録」が挙げられた。本年度は、さらなる分析を進め、今後は現状を反映した対策を現場の保健師とともに考える。本年度は記録改善の組織的取り組みを実施するため、記録に関する研修をその契機としてフィールドと協力し合いながら進めた。記録改善の取り組みを希望した自治体に出向き計画を立案した。その計画は第1段階として、昨年度の研修から引き続いた研修をさらに広域的に広げ、(1)全員研修を受けることを徹底する、(2)すべての市町村で同じ研修を受けるといった底上げ的な研修が主で、いまだ教育啓発の現状にとどまった。結果的に組織的改善にいたった自治体はなかった。しかし受講した職員は、保健師のみならず、事務職や福祉職、栄養士、薬剤師など多職種への広がりを見ることができた。また、若手保健師が立ち上げた時間外の自主勉強会が上司に認められ、記録マニュアル作成委員会として公的な委員会に位置づくなどの成果が見られた。このような現状から本年度の成果としては組織的改善の取り組みへの始動時期と考えられ、その準備期と位置づけることができた。

さらに本年度は、組織的改善の必要性を啓発するために、第62回日本公衆衛生学会学術集会(京都)で自由集会を企画した。自由集会では約60人が参加し、現状での改善への組織的課題がだされ、議論された。また保健師のみならず記録を管理する所長や課長が出席し、記録の評価視点などを求めており、記録の書き方に関する標準化の必要性が示唆された。以上のような経緯から、行政機関における記録改善の組織的取り組みは、その意義をまず行政機関の長が認識する必要がある。そのためには本研究の成果を公開し、広く、多くの人にその意義を明確に示すことが必要と考える。また、記録の記載要領の事例集など、わかりやすい書き方の提案と記録の評価視点を明確化する重要性が示唆された。来年度は、自治体との協働的取り組みを継続しつつ、研修で収集された記録例の分析を通して、保健福祉サービスの介入を示す思考と行為の一連の過程を明らかにしたいと考えている。本年度は、本研究で提案した「Plan/Do/Seeで書く保健師記録様式と5つのステップ」を用いて、事例展開をし、ピアレビューしながら学習するスタイルを試みた。その目的は2つあり、1つは記録研修公開セミナーという形で保健師の自主的な参加を呼びかけ、記録を活用した保健師活動の振り返りと相互に学びあう新しい現任教育スタイルの提案に示唆を得ることである。もう1点は、演習で記載した記録例を保健師の介入指標のデータベースとしての基礎資料を作成し、保健師活動における介入分類の枠組みを作成することであった。保健師記録研修の公開セミナーを8月29日(土)に計画し、研修参加者は昨年までに演習を含めた記録研修を行った自治体の保健師を対象に募集した。その結果、最終的な参加者は12名であった。参加者が少ない主な理由は、研修参加意志が保健師の自己研鑽や個人活動にゆだねられ、公的な支援を受けた学習ではないため動議づけが弱かったためと考えられた。そのため、公開セミナーでは、記録のデータ収集は記載者個人が特定されるため断念し、参加者の意欲や学習ニーズを満たすことを焦点にピアレビューという形で具体的な記録の書き方学習を実施した。そこで、下半期にかけて計画を変更し、保健師記録の改善に関して2005年4月施行を目指している自治体K市と協働し、組織全体で取り組む記録改善と記録の質を高める保健師の継続教育プログラム作成を目的とした。学習方法は新人、若手保健師の学習グループの支援を行い、そのプロセスを記述することで上記、研究目的を達成することとした。その結果、数回の学習会を経過した段階であるが、保健師の主幹レベルの立場で記録改善のための組織の指示系統を根回しする保健師と2年目の若手保健師が学習会の運営を中心に行いながら、学習会で「場」共有し組織のトップと第一線の保健師が学習の意義を認識するプロセスが見出された。組織で共通理解し、記録を重視する認識が高まることで、学習の意義が高まり業務と記録の関連の視点が生まれること、さらに、保健師活動の思考過程もその実践活動の振り返りを基本としながら暗黙知を形式知にする学習会という「場の提供」と訓練が学習者にとって真に意味があるということが示唆された。
ドイツ語名詞句統語構造の史的研究

現代ドイツ語における文の統語構造は極めて複雑であるが、それは、大量の情報をコンパクトな形で伝達しなければならないといった社会的要請よるものと考えられる。しかし、文の統語構造の複雑化は主として情報の担い手としての名詞に集中していて、動詞句は名詞句を関係づけているに過ぎない。その際、大規模な名詞句である副文は、主文との境界を明確にする必要があり、これが枠構造といった主文とは異なった語順の確立を促したと考えられる。また、これは現代ドイツ語が書き言葉的正確をつよめたこととも関連している。本研究では、初期新高ドイツ語で書かれた散文物語を素材に、文の統語構造の複雑化と枠構造の確立との相関関係をテクスト言語学視点から考察した。その結果、主として次のような知見が得られた。1)初期新高ドイツ語に頻繁な枠外配置は次のようなテキスト構成的機能を担っている。i)意味的なもとまりを示す。ii)意味的なまとまりを、(1)リズムを生み出す、(2)耳で聞いて理解しやすいといった語用論的な目的で配置する。iii)特定の意味的なまとまりの焦点化、強調する。iv)情報の補足、繰り返し、言い換えをする。2)初期新高ドイツ語では、主文と副文の形態的区別は大抵の場合明確であるが、一部の副文には、後景情報を表すといった語用論的機能は認め難く、その点では主文に並列した場合と大差ないと考えられる。3)句読法、枠外配置、副文などによって示される大小の意味的な単位の配列は、現代語と異なって重層的なものではなく、出来事の時間的な流れに沿った、並列的な傾向が強い。これは、朗読されたものを耳で聞いて理解する物語散文作品という社会的、時代的背景やテキストのジャンルと深くかかわっている言語的特徴である。現代ドイツ語における文の統語構造は極めて複雑なものとなっているが、それは、大量の、きわめて複雑な情報をコンパクトな形で伝達しなければならないといった現代社会の要請によるものと考えられる。ところで、文の統語構造の複雑化は、実際には、情報の担い手としての名詞句に集中しているのであって、動詞句は、いわゆる機能動詞にみられるように名詞句を関係づける統叙の機能を果たしているに過ぎない。その際、大規模な名詞句、特に、副文およびzu不定詞句は主文との統語的境界を明確にする必要があり、このことが副文における枠構造、zu不定詞句における英語などとは対照的な語順など、主文とははっきりと異なった語順の確立を促したものと考えられる。以上のようなテーゼに基づき、現在、文の統語構造の複雑化と枠構造、および、zu不定詞句の語順の確立との相関関係について、その時代的変遷、地域的差異をボン大学の初期新高ドイツ語テキストコーパスによって実例を収集し、分析しつつある。ただ、枠構造、および、zu不定詞句の語順の確立による主文と副文の明確な区別は現代ドイツ語がその成立過程において書き言葉的性格を強めたこととも同時に相関しているが、反対に、近世ドイツ語にしばしば見られる副文やzu不定詞句における枠外配置は単純に文の統語構造が簡単であったことによるのではなく、当時のドイツ語がまだ話し言葉に近く、耳で聞いた場合の分かりやすさを意図したことの表れと解釈される場合が少なくない。従って、このことについても、近世語における話し言葉のシンタクスを情報伝達の視点から相補的に分析する作業が残されていることが明らかになった。

現代ドイツ語における文の統語構造は極めて複雑であるが、それは、大量の情報をコンパクトな形で伝達しなければならないといった社会的要請によるものと考えられる。その際、大規模な名詞句である副文は、主文との統語的境界を明確にする必要があり、これが枠構造といった主文とは明確に異なった語順の確立を促したと考えられる。また、このことは現代ドイツ語が書き言葉的性格を強めたこととも関連している。本研究では、初期新高ドイツ語で書かれた散文物語を素材に、文の統語構造の複雑化と枠構造の確立との相関関係をテクスト言語学視点から考察した。その結果、主として次のような知見が得られた。1)初期新高ドイツ語に頻繁に見られる枠外配置は次のようなテキスト構成的構能を担っている。i)意味的なまとまりを示す。ii)意味的なまとまりを、(1)リズムを生み出す、(2)耳で聞いて理解しやすいといった語用論的な目的で配置する。iii)特定の意味的なまとまりの焦点化、強調する。iv)情報の補足、繰り返し、言い換えをする。2)初期新高ドイツ語では、主文と副文の形態的区別は大抵の場合明確であるが、一部の副文には、後景情報を表すといった語用論的機能は認め難く、その点では主文に並列した場合と大差ないと考えられる。3)句読法、枠外配置、一部の副文などによって示される大小の意味的な単位の配列は、現代語と異なって重層的なものではなく、出来事の時間的な流れに沿った、並列的な傾向が強い。これは、朗読されたものを耳で聞いて理解する物語散文作品という社会的、時代的背景やテキストのジャンルと深くかかわっている言語的特徴である。
蛍光ATPプローブ遺伝子導入マウスを用いた糖代謝異常病態解析

膵β細胞内代謝動態を解析するため、蛍光エネルギー移動(FRET)を利用した蛍光ATPプローブおよび同プローブ遺伝子導入マウスを作製し、Fura2-AMを併用することにより、膵β細胞内ATP濃度およびCa2+濃度変化同時測定系を構築し、生理学的条件における各種刺激下での膵β細胞内代謝・イオン濃度動態変化を解析した。本研究は、新規蛍光ATPプローブを基に、同プローブ遺伝子導入マウス、さらには肥満糖尿病モデルマウスとの交配による蛍光ATPプローブ遺伝子導入疾患モデルマウスを用いて生細胞のまま生理的条件下で、経時的かつリアルタイムに解析し、細胞内糖代謝と糖代謝異常の病態形成機序との関わりの実際を検証・解明することを目的とする。(研究成果の具体的内容)当初の研究計画に沿って、今村(研究分担者)らが開発した蛍光ATPプローブ(Proc Nat Acad Sci USA, 2009)を改良した高Kd値を示す蛍光ATPプローブ(GO-ATeam)遺伝子を導入した蛍光ATPプローブ遺伝子導入マウス(GO-ATeamTg)を作製し、耐糖能評価を行い、細胞内ATP濃度およびCa2+濃度のリアルタイム同時測定系を確立し測定を行った。さらに病的状態(糖尿病状態)における膵β細胞内ATP濃度およびCa2+濃度動態を解明するために肥満糖尿病ob/obマウスとGO-ATeamTgを掛け合わせ、解析実験に用いる蛍光ATPプローブ導入肥満糖尿病マウスの個体数を増やしている。また、グルコース刺激による膵β細胞内ATP濃度およびCa2+濃度動態に関するin vitro実験を行いでは、native膵β細胞(マウス)および膵β細胞株にGO-ATeamをLipofectionしグルコース刺激による細胞内ATP動態およびCa2+濃度動態の時間的相互関係を明らかにし報告した(J Biol Chem. 289:2205-2216, 2014)。(本研究結果の意義)簡便に生細胞のままβ細胞内ATP動態を鋭敏な反応性と十分なATP測定レンジをもって測定できる蛍光プローブは我々の新規蛍光ATPプローブ(GO-ATeam)だけであり、同プローブを膵β細胞に発現し極めて生理学的な条件下で生細胞のまま観察・解析可能であるGO-ATeam Tgマウスを用いてその糖代謝動態を検討することは、糖代謝関連疾患理解に極めて有益である。本研究は、新規蛍光ATPプローブを基に、同プローブ遺伝子導入マウス、さらには肥満糖尿病モデルマウスとの交配による蛍光ATPプローブ遺伝子導入疾患モデルマウスを用いて生細胞のまま生理的条件下で経時的かつリアルタイムに解析し、細胞内糖代謝と糖代謝異常の病態形成機序との関わりの実際を検証・解明することを目的とする。当初の研究計画に沿って、今村(研究分担者)らが開発した蛍光ATPプローブ(GO-ATeam)遺伝子を導入した遺伝子改変マウス(GO-ATeamTg)を作製・系統分け・表現型評価した。細胞内ATP濃度およびCa2+濃度のリアルタイム同時測定系を確立した。さらに病的状態(糖尿病状態)における膵β細胞内ATP濃度およびCa2+濃度動態を解明するために肥満糖尿病ob/obマウスとGO-ATeamTgを掛け合わせた蛍光ATPプローブ導入肥満糖尿病マウスを作成した。また、今村(研究分担者)からATPプローブの供与をうけた山本正道博士(現.京都大学)により作成されたGO-ATeamノックインマウスの共与をうけることによる代謝動態測定を準備中。2014年1月に報告した膵β細胞(野生型マウス)および細胞株にGO-ATeamを導入しグルコース刺激による細胞内ATP動態およびCa2+濃度動態の時間的相互関係を解析した結果(J Biol Chem. 289:2205-2216, 2014)を基にして、今後、より生理的条件に近い上記遺伝子改変マウス膵島細胞を用いた検討により、糖尿病状態での膵β細胞内ATP濃度評価を継続予定。(本研究結果の意義・重要性)生細胞のままβ細胞内ATP動態を鋭敏な反応性をもって測定できる蛍光プローブは本蛍光ATPプローブだけであり、極めて生理学的な条件下で生細胞のまま本プローブ遺伝子導入マウス膵島細胞の細胞内代謝動態の検討は、糖代謝関連疾患理解に非常に有益と思われる。作製した蛍光ATPプローブ(GO-ATeam)遺伝子導入マウスの野生型マウスとの表現型の相違について、体重変化、in vivo実験として経口血糖負荷試験(OGTT)、腹腔内糖負荷試験(IPGTT)、in vitro実験として単離膵島および分散膵島細胞を用いた細胞内ATP濃度([ATP]c)および細胞内Ca2+濃度([Ca2+]c)の単独および同時測定を行った。体重変化等の発育状況に変化なく、OGTTおよびIPGTTでも野生型との比較で変わりなく、GO-ATeam遺伝子導入(Tg)マウスでも、外部から蛍光ATPプローブをadenovirusベクター使用して導入した状態での我々の既報(J Biol Chem. 289:2205-2216, 2014)と同様の[ATP]cおよび[Ca2+]c変化を認めた。しかしながらTgマウス継代とともにβ細胞内GO-ATeam発現量は低下し(gene silencing)、観測に十分な蛍光が得難くなった。そのためGO-ATeamノックインマウスでの検討を行い、発育状況確認、OGTT等の耐糖能確認行い、野生型との相違無いことを確認後、[ATP]cおよび[Ca2+]c測定等行った。順次、解析進行中である。

膵β細胞内代謝動態を解析するため、蛍光エネルギー移動(FRET)を利用した蛍光ATPプローブおよび同プローブ遺伝子導入マウスを作製し、Fura2-AMを併用することにより、膵β細胞内ATP濃度およびCa2+濃度変化同時測定系を構築し、生理学的条件における各種刺激下での膵β細胞内代謝・イオン濃度動態変化を解析した。当初計画通り、in vitroでの細胞内ATP濃度およびCa2+濃度のリアルタイム同時測定系を確立し、新規蛍光ATPプローブ遺伝子導入肥満糖尿病マウスを作成し、マウスに対する通常食、高炭水化物職、高脂肪食、および果糖負荷プロトコールを確立した。今後これら各条件下での細胞内代謝変化、各種イオン動態変化およびインスリン分泌能変化を継時的に解析し、摂取栄養素による膵β細胞内代謝変化およびインスリン分泌能変化の検討を順次進めていく。医歯薬学当初計画に沿って、蛍光ATPプローブ遺伝子導入マウスを用いて、健常および病的状態(糖尿病状態)、さらに各種栄養素摂取状況下での膵β細胞内代謝変化およびインスリン分泌能変化を検討し、病態発症・進展メカニズムの解明および創薬基盤となり得る知見の集積を目指す。本研究で得られた成果を国内外の学会および学術誌に発表するとともに教室ホームページ等にも掲載し広く成果を公表する。当初計画通り、新規蛍光ATPプローブ導入肥満糖尿病マウスを作成し、耐糖能評価を行い、細胞内ATP濃度およびCa2+濃度のリアルタイム同時測定系を確立し測定を行った。さらに糖尿病状態での膵β細胞内ATP濃度およびCa2+濃度動態を解明するために肥満糖尿病ob/obマウスとGO-ATeamTgを掛け合わせ、解析実験に用いる蛍光ATPプローブ導入肥満糖尿病マウスを作成しており、一方で、これまで継続的に解析進めてきたin vitroでのグルコース刺激による細胞内ATPおよびCa2+濃度動態を詳細に解析し成果を論文発表した。以上より、本研究は当初の研究計画に沿って順調に進行していると考える。当初計画通り、新規蛍光ATPプローブ導入肥満糖尿病マウスを増やし、病的状態(糖尿病状態)での細胞内ATPおよびCa2+濃度動態を生理的条件下で解析進め、病態発症メカニズムの解明および創薬基盤となり得る知見の集積を目指す。本研究で得られた成果を国内外の学会および欧米学術誌上で発表するとともに教室ホームページ等にも掲載し広く成果を公表する。
生体試料中の軽元素の蛍光X線分析法の開発ーアルツハイマー病研究への応用

アルミニウムの毒性の研究には動物実験が不可欠であるが、モルモットなどの小動物の微小組織の微量のアルミニウムの分析を行える適当な方法が従来なかったことが、研究上の大きな障害となっていることに申請者らは着目した。そこで、本研究では生体試料中のアルミニウムの全反射蛍光X線分析法の基礎的検討を行い、分析法として確立し、実際の臨床医学上の諸問題に応用することを目的とした。生体試料のアルミニウムの放射光全反射蛍光X線分析は世界でも初めての試みである。まず、交付された研究費を使って生体試料分析用蛍光X線分析装置を設計、製作した。本装置により1台で全反射蛍光X線分析と2次元イメージングが可能である。励起源としては、放射光と実験室系の両方を用いることができる。本装置を使って以下の実験をおこなった。まずAlの分析のための試料の前処理法、内標準および測定条件の検討を行った。試料はAI標準液およびAIを投与したラットの臓器を用いた。試料の前処理法は、酸素気流内で乾式灰化し、硝酸および過酸化水素による酸分解が有効であった。内標準は、エネルギー、共存元素、試料調整の点でCrが最適であった。分析では7.25keVのX線を用い、大気中で数10ngオーダーのAIの定量が可能となった。また、本法をシスプラチン投与マウスの白金濃度の実験室系での定量に応用し成果を得た。さらに、放射光励起蛍光X線2次元イメージング法により、生体成分の2次元分布を非破壊で分析する方法を開発し、ガン組織中の銅、亜鉛の分析等に広く応用した。生体におけるアルミニウムを中心とする微量元素の動態を明らかにすることを目的として、軽元素の定量が可能な全反射蛍光X線分析システムを試作し、臨床試料の分析に応用し、臨床分析法として全反射蛍光X線分析法を実用化することをざして以下の研究を行った。(1)軽元素用全反射蛍光X線測定装置を設計製作:粉末X線回折用2軸ゴニオメータを試料ステージとし、検出器に極低エネルギーゲルマニウム検出器を用いて、全反射蛍光X線分析システムを試作した。分光結晶にLiFを用いて励起X線の単色化を行い、マルチチャンネルアナライザによりスペクトルを収集し、測定データはパソコンに転送しデータ処理を行えるようにした。(2)定量のための基礎的条件の確立:試作した測定システムの評価のため、制ガン剤であるシスプラチンを投与したラットの臓器を実試料として、白金(シスプラチン)の定量を試みた。内標準にはストロンチウムを用いた。マウスの血清を湿式灰化した溶液に白金の標準溶液を加え、検量線を作成した。また、標準添加法による定量も試みた。本法によって得られた定量結果を原子吸光法の結果と比較したところ、本法で十分精度良く、ngレベルの白金を定量できることがわかった。本年度は研究代表者の所属変更に伴い、現有設備が大きくかわり、さらにキャンベラ社製半導体検出器もGe結晶の不良のため納入されたのは2月初めとなって、色々な点で遅れが生じ、アルミニウムの定量までには至らなかった。しかし、幸い基本システムが完成し、評価も順調に行うことができたことから、来年度は本研究の最終目標であるアルミニウムの定量が可能となる見通しである。本年度は、昨年度に試作した装置を用いて、アルミニウムの実験室におけるTRXRF分析法について、試料ホルダー、励起管電圧、電流、ステージ位置、内標準等の基礎的諸条件の検討を行った。試料ホルダーとして通常用いているパイレックス試料板の主成分であるSiによるAlの妨害の除去法を検討したところ、Pt-Pdによる蒸着を行うと本来パイレックス試料板から出るSiのピークは検出されず、Alのピークがはっきりと確認できた。

内標準としては、生体には含まれず分析線にエネルギーの近いScが有効であることがわかり、それを加えたことによって直線性の良い検量線が得られ、Alのngレベルでの定量が可能となった。生体試料への応用として、ラットへのAlの投与実験を行い、ラットの肝臓、腎臓、脳、肺を摘出しそれぞれの試料の前処理法、およびAlの定量法について基礎的検討を試みた。本研究成果は本年5月に愛媛大学で開催される日本分析化学会分析化学討論会で発表する。今後は、ラットによる臨床医学的実験と放射光を用いたAlの定量実験を行う予定である。放射光全反射蛍光X線分析による生体試料中のAlの定量法の開発をを、試料の前処理法、内標準および測定条件の検討を通じて行った。試料はAl標準液およびAlを投与したラットの臓器を用いた。試料の前処理法は、酸素気流中で乾式灰化し、硝酸および過酸化水素による酸分解が有効であった。内標準は、エネルギー、共存元素、試料調製の点でCrが最適であった。励起X線のエネルギーとしては大気中では7.25keVが励起効率が良いことがわかった。本研究により放射光を用いると、全反射蛍光X線分析により大気中の測定でも、生体試料中の10ngオーダーのAlの定量が可能となることが明らかになった。今回の実験では、試料板として臨床分析において実用性が高く入手が容易なパイレックス基板を用いて検討したが、パイレクッス板に含まれるSiの妨害により測定条件が限られた。今後はチッ化ホウ素BNなどのSiを含まない試料板を用いることによって、さらに微量のAlの分析が可能になるものと考えられる。また、今回は放射光実験施設ビームライン4Aに設置された測定装置の都合上、大気中での測定を検討したが、真空中で測定可能な実験装置を組み立てることができれば、励起X線のエネルギーをもっと下げることができるので、励起X線と蛍光X線の強度の向上がはかれ、飛躍的な感度の向上が期待でき、さらに高感度なAlの分析法となるので、今後検討していく計画である。
ポストコロニアル・インドにおける社会運動と民主主義

本研究では、インド社会運動の特徴とその動態を捉えることを目指し、ポストコロニアルという視角と、インド民主主義の諸制度と運動との関係に着目することに留意して、11名のメンバーがそれぞれ事例分析を進めた。その結果、運動がカーストをはじめとする社会集団の糾合や個別化の力学により展開してきていた側面や、独立後の運動が植民地期の出来事に影響を受けつつ生起していた側面などを明らかにすることができた。本研究は、インドの社会運動を、インド民主主義の発展と関連づけて歴史的に捉え直すことを目的とする。そのため本研究では、個別のさまざまな運動についてそれぞれ異なるディシプリンにもとづいて研究を進めてきた10名をメンバーとし、各自の事例分析を基本としながら、インドの社会運動と民主主義をめぐる理論化を図る。具体的な課題は、以下の3つである。(1)ポストコロニアルという視角にたって、植民地期の諸運動を扱ってきた歴史学的研究と、独立以後の時期の諸運動を扱ってきた社会学や政治学の研究とを架橋する。(2)インド社会運動を、政治参加の拡大やコミュニティの自己主張、境界を超える連携といったインド民主主義の諸特徴と関連づけて多角的に捉える。(3)計量分析の手法を導入し社会運動の長期的盛衰を体系的に跡づける。初年度の平成23年度は、4回の研究会(インド社会運動研究会)を開催し、メンバー全員が各自の分担事例の研究報告ならびに周辺領域の文献レビューを行った(環境運動:石坂晋哉、非バラモン運動/ドラヴィダ運動:志賀美和子、ダリト運動/仏教改宗運動:舟橋健太、エスニック運動:木村真希子、憑依と社会運動:石井美保、農民運動:小嶋常喜、開発と社会運動:杉本浄、ナクサライト運動:中溝和弥、産児制限運動:松尾、チベット難民と社会運動:山本)。そこでは、これまでの歴史学的研究においては運動におけるエリートとサバルタンの関係についての議論が焦点だったことや、これまでの社会学的研究においてはインドの運動が「平等(公正)」と「アイデンティティ」を同時に追求するという特徴をもつ傾向にある点が強調されていたことなどが明らかにされた。また、インド社会運動イベントデータベース作成に向け、関連文献のレビューと各種データの整理を行った。本研究は、インドの社会運動を、インド民主主義の発展と関連づけて歴史的に捉え直すことを目的とした。そのため本研究では、個別のさまざまな運動についてそれぞれ異なるディシプリンにもとづいて研究を進めてきた11名をメンバーとし、各自の事例分析を基本としながら、インドの社会運動と民主主義をめぐる理論化を図った。平成25年度は、4回の研究会(インド社会運動研究会)を開催し、成果を本にまとめていくための具体的な議論を行った。また、中国・マカオで開催されたInternational Convention of Asia Scholars 8において、3つのパネルを組織し、成果の国際的発信と研究交流を行った。本研究の成果は、平成26年度中に、石坂晋哉編『インドの社会運動と民主主義』という本にまとめて刊行する予定である。本は、序論に続き、第一部「社会運動の長期的転回」と第二部「「世界最大の民主主義」の射程」の二部構成とし、11名のメンバー全員が各章を執筆する。本では全体として、インドにおける社会運動の隆盛を理解するために、ポストコロニアルという視角から、独立前後における諸運動のつながりを長期の視点から捉えるとともに、植民地主義的な認識的・制度的枠組が独立以後のインドにおける社会、政治、そして運動に与えてきた影響に注目する。とりわけ、社会集団カテゴリーの構築と、社会集団を単位とする運動の展開とが絡まり合いながら展開してきた過程を事例に即して捉える。そのため本研究では、個別のさまざまな運動についてそれぞれ異なるディシプリンにもとづいて研究を進めてきた11名をメンバーとし、各自の事例分析を基本としながら、インドの社会運動と民主主義をめぐる理論化を図る。平成24年度は、4回の研究会(インド社会運動研究会)を開催し、メンバー全員が各自の分担事例の研究報告を行うとともに、成果を本にまとめていくための議論を行った(非バラモン運動:志賀美和子、仏教改宗運動:舟橋健太、エスニック運動:木村真希子、環境運動:石井美保、農民運動:小嶋常喜、地域主義運動:杉本浄、ナクサライト運動:中溝和弥、産児制限運動:松尾、チベット難民運動:山本、ダリト運動:鈴木、総括:石坂)。

また舟橋と石坂は連合王国スコットランド・エディンバラ大学にて、社会運動研究の方法論的革新をめざす国際ワークショップを開催した。インドの社会運動には、欧米や日本などの先進国とは異なり、植民地主義の強い刻印が認められることや、インドの社会運動は、インド民主主義において、一方では議会制を補完する不可欠なファクターとして、他方では議会制に対抗しそれを脅かすファクターとして、機能していることなどが明らかになった。初年度当初にメンバー全員が集まりじっくり議論する機会をもつことができたため(4月のアジア研究学会、5月の第1回インド社会運動研究会)、早い時期に互いの研究を知り、問題関心を共有することが可能となったことが、順調な進展につながったといえる。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、以下のとおり4回の研究会を実施し、メンバー全員が各自の分担事例の研究報告を行うとともに、エディンバラ大学で国際ワークショップを開催し2名が報告を行った。第1回(通算第5回)インド社会運動研究会:2012年5月26・27日(龍谷大学・京都大学)、第2回(通算第6回)インド社会運動研究会:2012年6月22日(大阪経済法科大学アジア太平洋研究センター)、第3回(通算第7回)インド社会運動研究会:2012年12月9日(京都大学)、第4回(通算第8回)インド社会運動研究会:2013年2月9日(京都大学)、国際ワークショップ:2012年10月17日(エディンバラ大学McEwan講堂)。なお、当初の研究計画にあった社会運動の数量的把握に関しては、主に資料的制約から、作業が難航している。しかし全体としては、上記の研究会を通じて議論が深まっており、成果を本としてまとめる方向で進んでいる。第2年度は、インドの社会運動と民主主義をめぐる主要な論点をより明確にし、その論点とかかわらせて各自の事例分析をさらに進める。平成25年度は最終年度であるので、メンバー一丸となって、成果を本としてまとめることに全力を傾注する。
制限空間内相転移現象の特異性を活用したナノ細孔径・幾何特性同定手法の開発

本研究では,細孔径評価に一般に用いられる細孔内凝縮現象に加えて,これまでに全く解明の手の及んでいなかった細孔内凝固現象を組み合わせることで,幾何情報を含めたナノ細孔特性を評価可能な手法の開発を目指している.昨年度の検討では,細孔単独要素を表現する理想実験系として分子シミュレーションを主に用い,細孔内での固液・気液相転移挙動を分子レベルで解析した上で,その相転移機構を推定した.これに引き続き,本年度は,シミュレーション検討の深化と凝固現象のモデル化に取り組み,実在系での実験的検討も加え,以下の結論を得た.(1)気液相転移現象:ナノ細孔内での凝縮圧力と臨界細孔径の関係についてモデル化およびその検証に成功した.この成果はフランスで開かれた国際会議(Fundarnentals of Adsorption)にて発表し,大きな反響を得た.(2)固液相転移現象:モンテカルロ法及び分子動力学法によるシミュレーション検討の知見を基礎に,細孔内で分子集団が感じるポテンシャルをバルク流体に仮想的に適用して得られる凝固点を解析の起点とし,実際の凝固点の,この起点からの偏倚を幾何学的阻害効果として抽出した上で,細孔形状とサイズを含めた定量的因果関係を検討した.その結果,幾何学的阻害効果の顕著なシリンダ状細孔内では細孔内三重点はスリット状細孔内の値と顕著な差を示し,こうした情報から幾何学的特性を抽出する可能性を明らかにした.また,超均質メソポーラスシリカ中の単純流体について,示差熱量計により凝固点測定を行い,細孔内凝固点は,平衡相気相圧のわずかな変動でも非常に顕著な変動を示すという,シミュレーション結果と符合する実験的知見を得た.以上のように,凝固点変動から幾何学的特性を特定し,凝縮現象を用いてそのサイズを特定するという一連の「細孔径・幾何特性同定手法」について,その定量的基礎の確立に成功した.本研究では,細孔径評価に一般に用いられる細孔内凝縮現象に加えて,これまでに全く解明の手の及んでいなかった細孔内凝固現象を組み合わせることで,幾何情報を含めたナノ細孔特性を評価可能な手法の開発を目指している.本年度は第一段階として,細孔単独要素を表現する理想実験系として分子シミュレーションを主に用い,細孔内での固液・気液転移挙動を分子レベルで解析した上で,その相転移機構を推定した.1.分子シミュレーション(理想実験系)細孔形状,細孔サイズ,細孔壁ポテンシャル強度,平衡相対圧力等を種々に設定した系での凝縮および凝固の分子動力学シミュレーションを,パーソナルスーパーコンピュータで行い,ナノ細孔内相転移現象を分子レベルで追跡した.2.細孔内相転移メカニズム(細孔特性と相転移点の因果関係)(1)気液相転移現象:凝縮に要するポテンシャルギャツプを補償する要因は,細孔内分子集団が感じる細孔壁ポテンシャルと,有曲率海面によるポテンシャル低下の和で表されるはずであり,この概念を基礎にモデルを行った.シリンダ状ナノ細孔内気液相転移現象について,構築したモデルは理想実験系の結果を良好に表現可能となり,モデル化に成功した.(2)固液相転移現象:モンテカルロ法及び分子動力学法によるシミュレーション検討を続行中である.これらの知見を基礎に,細孔内で分子集団が感じるポテンシャルをバルク流体に仮想的に適用して得られる凝固点を解析の起点とし,実際の凝固点の,この起点からの偏倚を幾何学的阻害効果として抽出した上で,細孔形状とサイズを含めた定量的因果関係を今後検討してゆく.また,超均質メソポーラスシリカ中の単純流体について,示差熱量計による凝固点測定手法を検討した結果,精度よく凝固点を得る手法をこれまでにほぼ確立した.次年度は,こうした実在系でのモデル検証も併せて行ってゆく予定である.本研究では,細孔径評価に一般に用いられる細孔内凝縮現象に加えて,これまでに全く解明の手の及んでいなかった細孔内凝固現象を組み合わせることで,幾何情報を含めたナノ細孔特性を評価可能な手法の開発を目指している.昨年度の検討では,細孔単独要素を表現する理想実験系として分子シミュレーションを主に用い,細孔内での固液・気液相転移挙動を分子レベルで解析した上で,その相転移機構を推定した.これに引き続き,本年度は,シミュレーション検討の深化と凝固現象のモデル化に取り組み,実在系での実験的検討も加え,以下の結論を得た.(1)気液相転移現象:ナノ細孔内での凝縮圧力と臨界細孔径の関係についてモデル化およびその検証に成功した.この成果はフランスで開かれた国際会議(Fundarnentals of Adsorption)にて発表し,大きな反響を得た.(2)固液相転移現象:モンテカルロ法及び分子動力学法によるシミュレーション検討の知見を基礎に,細孔内で分子集団が感じるポテンシャルをバルク流体に仮想的に適用して得られる凝固点を解析の起点とし,実際の凝固点の,この起点からの偏倚を幾何学的阻害効果として抽出した上で,細孔形状とサイズを含めた定量的因果関係を検討した.

その結果,幾何学的阻害効果の顕著なシリンダ状細孔内では細孔内三重点はスリット状細孔内の値と顕著な差を示し,こうした情報から幾何学的特性を抽出する可能性を明らかにした.また,超均質メソポーラスシリカ中の単純流体について,示差熱量計により凝固点測定を行い,細孔内凝固点は,平衡相気相圧のわずかな変動でも非常に顕著な変動を示すという,シミュレーション結果と符合する実験的知見を得た.以上のように,凝固点変動から幾何学的特性を特定し,凝縮現象を用いてそのサイズを特定するという一連の「細孔径・幾何特性同定手法」について,その定量的基礎の確立に成功した.
フォトリフラクティブ多重量子井戸素子を用いたアクティブ位相分散補償システム

広帯域な波長成分を持つ超短パルス光が伝播すると、超短パルス光に含まれる各波長成分間に位相の分散が生じ、パルス形状が乱れ、品質の悪い光パルスとなる。本研究では、光パルスに含まれる各波長間の位相分散をアクティブに補償することで、この位相の乱れで劣化した光パルス形状を、品質の良い光パルスとして出力できるシステムを構成することを最終目的として研究を行った。研究は、位相補償を行うために必要な光変調素子の設計・製作・特性の評価を中心に以下の2つのデバイスについて検討した。1.二種類の量子井戸構造の複合したデバイス構造を提案した。利用できる波長を制限することで、デバイスの示す回折効率の向上を目指した。作成されたデバイスの吸収スペクトルを測定した結果、設計通りの良好なエキシトンピークが観測された。デバイスの準備は完了したが、超短パルスを入射しての実験を行うことはできなかったが、超短パルス対応の変調素子の目処は立ったと考える。2.光ファイバー型分散補償デバイスの可能性について検討を行った。特に、ファイバーブラッググレーティング構造による分散補償システムの性能評価に注目して検討を行った。この周期構造を空間的に配置することで、超短パルスを構成する各波長の光波成分を空間的に別々の場所で反射させることで各波長間の位相分散を補償しようとするものである。一様ファイバーグレーティングを形成できるようになった。光ファイバーに行うべき前処理の条件を最適化することで、高効率なファイバーグレーティングが得られるようになった。超短パルスを入射してファイバーグレーティングとの相互作用を検討する実験の準備を進めたが、実行までには至らなかった。しかし、ファイバーグレーティングを用いた位相分散補償の目処が得られた。通常、光波が伝播可能な媒質の屈折率は光波長により異なっており、媒質の波長分散特性と呼ばれる。このような媒質中を、広帯域な波長成分を持つ超短パルス光が伝播すると、波長分散特性の影響で、超短パルス光に含まれる各波長成分間に位相差が生じ、パルス形状が乱れ、品質の悪い光パルスとなる。本研究では、光パルスに含まれる各波長間の位相分散をアクティブに補償することで、この位相の乱れで劣化した光パルス形状を、品質の良い光パルスとして出力できるシステムを構成することを目的として研究を進めている。本年は、位相補償を行うために必要な空間光変調素子の設計・製作・特性の評価を行った。これまでの研究から、フォトリフラクティブ多重量子井戸構造デバイスの基本的な回折特性、変調波長特性は明らかになっていたので、その特性を基に、二種類の量子井戸構造の複合したデバイス構造を提案した。構成する多重量子井戸構造を二種類とし、利用できる波長を制限することで、デバイスの示す回折効率の向上をねらい、構成するシステムが安定に動作することを期待して設計を行った。分子線エピタキシー法で作成する多重量子井戸構造は、クボタ(株)のご好意で、こちらの設計通りのデバイスを無償で製作してもらった。デバイスの準備は完了しているが、超短パルスレーザ光源が未完成である。今年は、超短パルスを発生するチタンドープのサファイア結晶に青色光レーザでポンピングをおこない発生する赤外光をレーザ共振器で閉じ込めて、連続波を発振させる所まで成功している。現在、レーザ共振器構造の高精度の調整を行うことで、モード同期を起こし、超短パルスとなるように調整中である。調整中のレーザから超短パルス光が発振次第、多重量子デバイスの超短パルス変調特性を測定し、その後アクティブ位相分散補償システムを構成する予定としてしている。

このような媒質中を、広帯域な波長成分を持つ超短パルス光が伝播すると、波長分散特性の影響で、超短パルス光に含まれる各波長成分間に位相差が生じ、パルス形状が乱れ、品質の悪い光パルスとなる。本研究では、光パルスに含まれる各波長間の位相分散をアクティブに補償することで、この位相の乱れで劣化した光パルス形状を、品質の良い光パルスとして出力できるシステムを構成することを最終目的として研究を行った。本年は、光ファイバー型分散補償デバイスの可能性について検討を行った。フォトリフラクティブ多重量子井戸素子とファイバー型デバイスの共通点と相違点を明確にすることができた。ファイバー型デバイスのなかでも、本年は、ファイバーブラッググレーティング構造による分散補償システムの性能評価に注目して検討を行った。ファイバーブラッググレーティングは、光ファイバーコアー内に形成された屈折率の周期構造で構成されている。屈折率構造の周期に対応した特定波長の光波を選択的に反射させる特性を持っている。この周期構造を空間的に配置することで、超短パルスを構成する各波長の光波成分を空間的に別々の場所で反射させることで各波長間の位相分散を補償しようとするものである。今年の研究により、一様ファイバーグレーティングを形成できるようになった。ファイバーグレーティング形成を効率良く行うために、光ファイバーに行うべき前処理の条件を見い出すことができた。これにより、高効率なファイバーグレーティングが得られるようになった。超短パルスを入射してファイバーグレーティングとの相互作用を検討する実験の準備を進めたが、実行までには至らなかった。しかし、ファイバーグレーティングを用いた位相分散補償の目処が得られたと考える。