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フローベルガーがバッハ等後世の作曲家達に与えた影響力を伝承経路の観点から量る-最近ドレスデンで発見されたフローベルガー作品の写譜を中心に

平成16年度は、この年度の研究の要として、アメリカのエール大学所蔵による、17世紀中期に主にドイツ・ハンブルグで活躍したオルガニスト、マティーアス・ヴェックマンの手によって複写されたフローベルガーの写譜(New Haven, CT, Yale University Music Library, Music Deposit 3 [Ms.Ma.21.H.59])の詳細な検証を所蔵先で行った。この写譜と、昨年度調査した、2003年にその存在が公表され、フローベルガー研究に今後多大なる新情報をもたらすことが期待されている、フローベルガーの作品21曲を収めた、17世紀後期に複写された写本(Berlin, Staatsbibliothek-Preussischer Kulturbesitz, Archiv der Sing-Akademie zu Berlin, SA4450)との間には、共通する事項が多く見られ、フローベルガーとヴェックマンとの親交関係を裏付ける資料となっている。両作曲家の交友関係は、18世紀に入ってからヨハン・マッテゾンによって報告されているが、親交の結果、ヴェックマンが、どの種類の、そしてどのくらいの数のフローベルガー作品を、どのような形で作曲家から入手していたかということは、マッテゾンの証言からは不明であった。またマッテゾンは、フローベルガー作品の写譜を所有していたことが彼の証言から窺えるが、それらとヴェックマンが所有していた写譜との関係は、これまでの研究ではまったく確立できなかったが、今回の調査によりこれがある程度判明した。これにより、18世紀初期においてのフローベルガー作品の伝承事情がより明確となった。平成14年度の研究の要は、最近ドレスデンで発見された、フローベルガーの死後間もなくである1675年にストラスブルグで複写された写本(Dresden, Sachsischen Landesbibliothek Staats-und Universitatsbibliothek, Mus.1-T-595)の検証であったが、平成14年夏に起こった、ヨーロッパに多大の被害をもたらした大洪水によりドレスデンは大きなダメージを受けた。そこで今年度はその土地へ赴くことが困難と判断し、そこでの調査を来年度へ延期した。代わりに、来年度に訪問を予定していたパリ国立図書館において、BAUYN(Paris, Bibliotheque Nationale, Ms.Res.Vm7 674/675)とStoos(Paris, Bibliotheque Nationale, Ms.Vm7 1818)の検証を行った。また、今年度の計画に沿って、ウィーン国立図書館において、フローベルガーの自筆本3冊(Vienna, Osterreichische Nationalbibliothek, Musiksammlung, Ms.18706, Ms.18707,and Ms.16560C)とGRIMM(Ibid.,Cod.16798)の検証も行った。これらの調査により、フローベルガー自身を含むそれぞれの写譜師による誤記と彼らによるそれらの修正を確認することができた。また、写本の製本方法や紙に含まれている透かしも確認することができた。このような情報は、マイクロフィルムによるコピーやファクシミリ版では観察することができない。そしてこのような情報は、フローベルガー作品を伝えている写本間の関係を考察するときや、それぞれの写本の生い立ちを理解するには不可欠なものである。平成15年度は、この年度の研究の要として、最近発見され、現在ザクセン州立大学・図書館で保存・保管されている、フローベルガーの死後間もなくである1675年にストラスブルグで複写された写本(Dresden, Sachsischen Landesbibliothek Staats-und Universitatsbibliothek, Mus.1-T-595)の検証を行った。また、同図書館には、ウィーンでフックスから古典的な作曲技法を学んだ、ドレスデンの宮廷作曲家であったヤン・ディスマスゼレンカが複写したフローベルガー作品を含む写本も保管されており、これも調査の対象とした。さらには、2003年になって新たにその存在が明らかになった、ドレスデン写本同等、もしくはそれ以上の学術的価値が今後認められていくであろう、フローベルガーの作品21曲を収めた、17世紀後期に複写された写本(Berlin, Staatsbibliothek-Preussischer Kulturbesitz, Archiv der Sing-Akademie zu Berlin, SA4450)の調査も行った。この写本は、現在、所有者であるベルリンジングアカデミーが複製の許可を与えておらず、今後ファクシミリ版の出版が予定されているが、それが刊行するまでは現地において閲覧する以外、その内容を確認することができない。そのため、今回の調査で得られた情報は、とても貴重なものとなった。また、その他の写本についても、マイクロフィルムなどの複製では観察することができない、紙の透かし、製本方法、誤記およびその修正の跡などを、実物を検証することで確認ができた。これらの事柄は、フローベルガー作品を伝えている写本間の関係を考察する上で不可欠なものである。

この写譜と、昨年度調査した、2003年にその存在が公表され、フローベルガー研究に今後多大なる新情報をもたらすことが期待されている、フローベルガーの作品21曲を収めた、17世紀後期に複写された写本(Berlin, Staatsbibliothek-Preussischer Kulturbesitz, Archiv der Sing-Akademie zu Berlin, SA4450)との間には、共通する事項が多く見られ、フローベルガーとヴェックマンとの親交関係を裏付ける資料となっている。両作曲家の交友関係は、18世紀に入ってからヨハン・マッテゾンによって報告されているが、親交の結果、ヴェックマンが、どの種類の、そしてどのくらいの数のフローベルガー作品を、どのような形で作曲家から入手していたかということは、マッテゾンの証言からは不明であった。またマッテゾンは、フローベルガー作品の写譜を所有していたことが彼の証言から窺えるが、それらとヴェックマンが所有していた写譜との関係は、これまでの研究ではまったく確立できなかったが、今回の調査によりこれがある程度判明した。これにより、18世紀初期においてのフローベルガー作品の伝承事情がより明確となった。
義務教育学校における理科教育でのキャリア教育プログラムの開発と実践・評価

「理科学習の延長線上にあるキャリア理解」のために,社会人講師を活用した効果的な学習のあり方を研究した。学習者の職業観・勤労観の理解促進が明らかになったが,既習事項と職業の知識や知恵を結びつけることは容易ではなかった。そこで,概念地図を媒介とする交流活動を組織することで,お互いの理解が促進し一定の効果を得た。IEAの国際数学・理科教育調査やPISA調査では,他国に比べ日本の学生は,理科学習を通して,現実の社会や生活への理解を深めたり,将来の生き方への関心を高めていない。そこで,理科教育におけるキャリア教育のあり方を研究した。平成19年度は,「理科学習の延長線上にあるキャリア理解」のために,社会人講師を活用した効果的な学習のあり方を研究した。先行実践成果として,職業観・勤労観の理解をあげることができた。しかし課題として,学習者と社会人講師のそれぞれの文脈のずれがある。具体的には,社会人講師の話す専門的な職業の知識を生徒が十分に理解できないこと,社会人講師としても学習内容や生徒の実態が理解できないことに不安感を持っていることがある。そこで,社会人講師に対し以下を行った。(1)社会人講師に,事前に生徒の描いた学習内容の概念地図を渡し閲覧する。(2)職業に関連する知識を,生徒の概念地図上に付加する。(3)付加した概念地図をもとに授業展開を立案する。生徒の描いた概念地図の変化から,理解の促進が見られた。また社会人講師へのインタビューから授業に対する不安の軽減が見とれた。(4)担当教師の負担軽減のため遠隔地教育システムを導入する。社会人講師へのインタビューから授業に対する不安の軽減が見とれた。今後の課題として,教科用図書のコラムの記載方法やその活用に関する調査を行う必要がある。実践成果として,学習者の職業観・勤労観の理解促進が明らかになった。しかし,学習者が既習事項と職業の知識や知恵を結びつけることは容易ではないことが明らかになった。具体的には,学習者の知識レベルと社会人講師の知識レベルの差,それぞれの知識獲得における文脈のズレが原因であり,お互いを理解できないまま授業を進めることに,不安感を増大させていることも明らかになった。そこで,平成20年度以降は,次の実践と評価を行った。(1)社会人講師に,事前に学習者の描いた学習内容の概念地図を渡し閲覧する。(2)職業に関連する知識を,学習者の概念地図上に付加する。(4)担当教師の負担軽減のため遠隔地教育システム(CSCL)を導入する。(4)単元における講話の位置づけを変更する。これらによって,多くの学習者が既習事項と講話を結びつけ,理科の有用観を高めた。また,社会人講師は授業に対する不安の軽減が可能となった。また,米国の教科書のおける科学者のコラムから,偉人としての科学者とともに職業としての科学者を取り扱う必要性が明らかになった。
細胞機能解明のためのエクソソーム定量解析ナノデバイスの創製

本年度は、エクソソームの定量解析を進めるために、(1)エクソソームに内包されるmicroRNA等の核酸を定量解析することが可能なナノデバイスと(2)エクソソーム表層の膜タンパク質を定量解析することが可能なナノデバイスを開発した。申請者は昨年度までに、ナノワイヤにより抽出分離したエクソソームに内包されるmicroRNA等の核酸解析と、エクソソーム表層の膜タンパク質の解析に成功した。本年度は、そのナノワイヤ構造体を進化させることで、(1)溶液中の全エクソソームの抽出分離&内包されるmicroRNA等の核酸定量解析と、(2)表層にある全膜タンパク質の定量解析、が可能な新規ナノデバイスを連続成長ナノワイヤ構造体を用いて創製した。(1)の課題においては、前年度に作製したデバイスにおいて完全抽出分離したエクソソームからmicroRNA等の核酸が全て抽出されるかどうかを検討した。その結果、抽出されたmicroRNA量と抽出分離されたエクソソーム量が一致した(従来法では15%程度に対し、本手法では95%以上の抽出)。(2)の課題においては、ナノワイヤ上にエクソソームを捕捉した後に、CD9, CD63, CD81, CD147等のエクソソーム表層の膜たんぱく質に対して、蛍光標識化した抗体を用いて、抗原抗体反応にて検量線を作製し、定量解析を行うことに成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、エクソソームの抽出分離を可能とする新規ナノデバイスの開発を行った。エクソソームの抽出分離を可能とする新規ナノデバイスのナノ構造体として、これまでに開発してきたナノワイヤ構造体を選択した。エクソソームは細胞上清のみならず、血液や尿などにも存在するため、新規ナノデバイスの基板素材には、使い捨て可能なアクリル(PMMA)基板やシリコン基板を用いた。PMMA基板やシリコン基板上に微細流路を作製し、その流路内へナノワイヤ構造体を成長させる技術により、ナノデバイスの開発に成功した。本デバイスを用いることで表面が負に帯電する細胞上清中のエクソソームを抽出分離することに成功し、細胞培養上清中に1-100億個/mL存在するエクソソームを60%以上抽出分離することに成功した。また、エクソソームの抽出分離効率のさらなる上昇を目的とし、本年度は新たな構造体として、ナノワイヤ構造体から別のナノワイヤ構造体を枝のように分岐成長させたクリスマスツリーのような構造体を作製することに成功した。このクリスマスツリーナノワイヤ構造体は、1本のナノワイヤを幹として、幹のナノワイヤより枝のナノワイヤが10本以上成長していることを確認した。同様に、成長回数を繰り返す毎に元のナノワイヤの長さが長くなることも確認した。そのため、成長回数を1回増やす毎に少なくとも10本のナノワイヤが増え、最終的には10のN乗本(N:成長回数)のナノワイヤとなること、ナノワイヤ構造体の密度と表面積も少なくとも10のN乗(N:成長回数)に比例して多くなることが確認された。その後、微細流路内にこのクリスマスツリーナノワイヤ構造体を作製することに成功し、細胞培養上清中のエクソソームの高効率な抽出分離を達成した。本年度は、目標であったエクソソームの抽出分離を可能とする新規ナノデバイスの開発を行ったのに加え、ナノワイヤ構造体から別のナノワイヤ構造体を枝のように分岐成長させたクリスマスツリーのような構造体を作製した。エクソソームの抽出分離用新規ナノデバイスの開発では、使い捨て可能なアクリル(PMMA)基板やシリコン基板上に微細流路を作製し、その後、その流路内へナノワイヤ構造体を成長させることに成功した。また、ナノワイヤを成長させる際に結晶の成長核となる金属層の材料を変えることで、成長後のナノワイヤの直径や長さ、密度を制御することに成功した。

このようにして作製した様々なナノワイヤ構造体を用いて、細胞上清中のエクソソームの抽出分離を行ったところ、クロムを成長核の金属層とすることで、エクソソームの分離抽出効率60%以上を達成した。また、クリスマスツリーナノワイヤ構造体を微細流路内に作製し、微細流路内のナノワイヤ構造体の密度と表面積を増加させることに成功した。そして、このクリスマスツリーナノワイヤ構造体を用いることで、細胞培養上清中に1-100億個/mL存在するエクソソームを高効率に抽出分離することにも成功している。これら上述の成果より、当初の計画以上に進展していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、エクソソームの定量解析を進めるために、(1)エクソソームに内包されるmiRNA等の核酸を定量解析することが可能なナノデバイスと(2)エクソソーム表層の膜タンパク質を定量解析することが可能なナノデバイスを開発する。申請者が本年度に行った成果において、ナノワイヤにより抽出分離したエクソソームに内包されるmiRNA等の核酸解析と、エクソソーム表層の膜タンパク質の解析に成功している。しかし、(1)内包されるmiRNA等の核酸解析においては、既存のナノワイヤデバイスを用いる手法では溶液中の一部エクソソームしか抽出分離できないこと、(2)表層の膜タンパク質の解析においては、すべての膜タンパク質の解析を行うには感度が十分でないこと、の問題点があった。そこで、(1)溶液中からの高効率エクソソーム抽出分離&内包されるmiRNA等の核酸定量解析と、(2)表層にある全膜タンパク質の定量解析を行うこと、が可能な新規ナノデバイスをクリスマスツリーナノワイヤ構造体を用いて創製し、エクソソームを定量解析することを目的とする。(1)の課題においては、本年度に作製したデバイスを用いてエクソソームを高効率に抽出分離し、そのエクソソームからmiRNA等の核酸が全て抽出されるかどうかを検討する。(2)の課題においては、クリスマスツリーナノワイヤ構造体を内部に作製した微細流路を複数準備し、バーコードのように配置し、それぞれのナノワイヤ構造体を用いて異なる種類の膜タンパク質を検出することで蛍光輝度から膜タンパク質の量を、バーコードの種類から膜タンパク質の種類を解析し、エクソソーム表層の全膜タンパク質の定量解析を行う。
内分泌顆粒形成にPROX1遺伝子が果たす役割の解明

本研究では、内分泌顆粒と呼ばれる細胞内小器官の形成が、PROX1遺伝子により制御される可能性を検討した。内分泌顆粒を有する細胞・組織の多くは、PROX1を高度に発現していた。内分泌顆粒を有する細胞株のPROX1発現を抑制(ノックダウン)すると、内分泌顆粒の数と共に、内分泌顆粒を構成する遺伝子群の発現が減少した。反対に、内分泌顆粒を持たない細胞株にPROX1遺伝子を導入すると、内分泌顆粒構成遺伝子群の発現が亢進し、これはPROX1が遺伝子の転写制御領域に直接作用した結果と考えられた。本研究により、内分泌顆粒の形成を正に制御する、内分泌細胞に特異的な転写制御因子が初めて明らかにされた。1.研究内容PROX1が細胞内構造物の一つである内分泌顆粒の形成を制御するマスター遺伝子であるという仮説の検証に、主として甲状腺癌組織/培養細胞を用いて取り組んだ。具体的には、甲状腺癌組織および甲状腺癌培養細胞におけるPROX1発現をRT-PCR法および免疫組織化学的手法で解析し、PROX1発現が内分泌顆粒を持つ甲状腺髄様癌の組織および培養細胞で高く、その他の組織型では低いことを明らかにした。また甲状腺癌培養細胞にPROX1遺伝子を導入することで、内分泌顆粒形成に関わる複数の遺伝子発現が亢進することを明らかにした。さらに、PROX1遺伝子産物である転写因子PROX1が、いくつかの内分泌顆粒関連遺伝子の転写調節領域に結合し得ることを明らかにした。まとめると、PROX1が甲状腺癌の内分泌顆粒形成を転写レベルで制御する機能を持つことが明らかにされた。研究結果は査読付論文で発表した。2.研究の意義および重要性近年、特定の形質発現に関連する一連の遺伝子の発現を制御するマスター遺伝子が多数発見されているが、内分泌顆粒形成のマスター遺伝子は未だ見つかっていない。また、内分泌顆粒は内分泌/神経内分泌系腫瘍を診断する指標の一つであるが、その形成メカニズムは十分に解明されていない。本研究は、内分泌顆粒形成に関わる種々の遺伝子がPROX1遺伝子に制御されている可能性を検討するものであり、その結果は、新たなマスター遺伝子の発見および神経内分泌系腫瘍の新規診断マーカーの発見へと繋がる可能性を秘めており、意義があると考えられる。平成27年度の研究からは、PROX1が甲状腺癌細胞の内分泌顆粒形成に関与していること、またPROX1が甲状腺以外の内分泌系組織(下垂体腺腫)や内分泌系培養細胞(インスリノーマ細胞MIN6,肺小細胞癌細胞株9株)で高度に発現していることが明らかにされた。PROX1が内分泌顆粒形成に関与するという結果は、主に甲状腺由来の組織および培養細胞を用いた実験から得られたものではあるが、PROX1発現の内分泌腫瘍特異性が培養細胞だけでなく臨床組織検体でも確認されたこと、またPROX1の人為的な発現変化に対応する形で培養細胞における複数の神経内分泌顆粒遺伝子発現が増減したこと、髄様癌細胞ではPROX1ノックダウンに伴い内分泌顆粒が数的に減少したこと、転写因子であるPROX1が内分泌関連遺伝子のプロモーター領域に直接作用していることが実験的に示されたことから、PROX1の発現から機能に至る一連のメカニズムが明らかにされたことになる。また、PROX1の高度な発現が甲状腺以外の内分泌顆粒を有する腫瘍細胞や組織においても確認されたことから、内分泌顆粒に対するPROX1の機能が内分泌系細胞に広く一般的である可能性が示されている。よって、研究は計画に沿う形でおおむね順調に進んでいると考えられる。平成28年度はPROX1遺伝子が内分泌顆粒形成以外の細胞機能に与える影響、特にホルモン産生と腫瘍細胞の増殖活性に与える影響について解析を行った。PROX1が内分泌細胞のホルモン産生・分泌の制御に関与しているならば、内分泌細胞の機能を制御する因子として非常に大きな役割を担っていることになる。そこで甲状腺髄様癌が高度に産生し、腫瘍マーカーとしても用いられているカルシトニンにPROX1が与える影響を解析した。まず甲状腺髄様癌細胞TTがカルシトニン遺伝子(CALCA)を高度に発現することを確認した後、PROX1発現をshRNA法により抑制したが、CALCA発現に著変はみられなかった。また通常はカルシトニン産生のほとんどみられない甲状腺乳頭癌由来の細胞株KTC1にPROX1遺伝子を導入したが、CALCA発現は著明に亢進しなかった。このことから、PROX1は内分泌顆粒関連遺伝子の発現誘導には機能するが、内分泌顆粒内に包埋されるホルモン自体の発現には大きく影響しないと推測された。PROX1は腎臓がん細胞や肝臓がん細胞において転移や増殖能に影響を与えることが報告されている。内分泌腫瘍細胞で高度に発現するPROX1が同様の影響を示す場合、新たな治療標的となることが期待される。そこで甲状腺乳頭癌細胞にPROX1を強制発現させた際の増殖活性の変化を増殖アッセイで解析したが、著変はみられなかった。反対にPROX1を抑制した甲状腺髄様癌細胞においては、抑制初期には増殖速度の低下が認められたが、やがてコントロール株との間で増殖速度に差がみられなくなった。このことから、甲状腺癌細胞においてはPROX1発現が腫瘍の増殖に大きく影響していないことが示唆された。以上の結果から、内分泌細胞におけるPROX1の機能は、特に内分泌顆粒形成に特化したものであると推測された。平成28年度はPROX

1遺伝子が内分泌系細胞のホルモン産生と増殖活性に与える影響の解析を計画していた。In vitroでの培養細胞を用いた検討から、PROX1がホルモン産生や増殖活性に与える影響は大きくない可能性が示された。一方で計画では、PROX1と細胞増殖との関連性が低かった場合、浸潤能や転移能といった別の側面への影響を解析する予定であったが、一部の培養細胞の増殖速度の遅さが律速段階となり着手することが出来なかった。本研究は、PROX1遺伝子が内分泌系細胞の分泌顆粒形成能および、細胞の増殖・転移能に与える影響を明らかにするために行った。これまでの解析から、PROX1が分泌顆粒形成の誘導因子として機能すること、一方で細胞の増殖には著明な影響を与えないことが明らかにされた。最終年度は、PROX1が細胞の転移能に与える影響を解析した。PROX1発現が細胞に与える影響を明瞭に調べるため、PROX1遺伝子を導入した甲状腺乳頭癌株KTC1および肺大細胞癌株TKB5を限界希釈法で単クローン化し、PROX1高発現クローンを得た。創傷治癒アッセイにより細胞の移動能を解析すると、PROX1発現を誘導した株では移動能が亢進する傾向がみられた。またPROX1発現を誘導したTKB5では、細胞が培養ディッシュ底面に張り付きにくくなる傾向がみられた。PROX1発現を誘導したKTC1細胞では、上皮間葉転換を促すとされる転写因子・SNAI1およびSNAI2の発現が亢進しており、反対に、PROX1を高度に発現する肺小細胞癌株TKB15のPROX1をノックダウンすると、SNAI1およびSNAI2の発現が有意に減少した。こうした結果は、PROX1発現が甲状腺癌および肺癌細胞の浸潤・転移に関与することを示唆しており、腎癌および肝癌で確認された先行研究結果と矛盾しない(Liu Y. Hepatology. 2013: Lv T. PLosOne. 2014)。PROX1を高度に発現し、かつ容易に転移することの知られる甲状腺髄様癌や肺小細胞癌に対して、転移を抑えうる治療標的が見出された意義は大きいと考えられる。本研究全体を通じて、PROX1が内分泌形質を有する細胞において高度に発現すること、また同細胞に特徴的な細胞内器官である分泌顆粒の形成に寄与すること、そして細胞の易転移性に寄与する可能性が明らかにされた。本研究では、内分泌顆粒と呼ばれる細胞内小器官の形成が、PROX1遺伝子により制御される可能性を検討した。内分泌顆粒を有する細胞・組織の多くは、PROX1を高度に発現していた。内分泌顆粒を有する細胞株のPROX1発現を抑制(ノックダウン)すると、内分泌顆粒の数と共に、内分泌顆粒を構成する遺伝子群の発現が減少した。反対に、内分泌顆粒を持たない細胞株にPROX1遺伝子を導入すると、内分泌顆粒構成遺伝子群の発現が亢進し、これはPROX1が遺伝子の転写制御領域に直接作用した結果と考えられた。
非可換調和振動子及びRabi模型のスペクトル曲線の代数的性質

本研究では(1)量子Rabi模型と非可換調和振動子(NcHO)のスペクトル曲線族の交叉点数を決定し、(2)スペクトルゼータ関数を定義して複素平面上に解析接続し, (3)フルビッツ型スペクトルゼータ関数を同様に定義して、その零点の数論的考察を行うことが目的であった。量子Rabi模型のスペクトル曲線族の交叉点数の研究には大きな進展があった。ある条件下で交叉点数を完全に決めることができた。それは現在論文にまとめて投稿準備中である。また、スペクトルゼータ関数に関してもその漸近挙動を求めることができた。これは海外で2回、国内で3回発表した。この研究の目的はRabi模型と非可換調和振動子(NcHO)のスペクトル曲線族の交叉点数をそれぞれ決定し、Rabi模型のスペクトルゼータ関数を定義して,複素平面上に解析接続することであった。さらにフルビッツ型スペクトルゼータ関数を同様に定義し,その正規化関数の零点とBraakの特殊関数の零点を比較し,数論的な考察をおこなうことが目的だった。標語的には(Aスペクトル曲線族の交差点数の評価) (Bフルビッツ型スペクトルゼータ関数の正規化関数)である。しかし、(A,B)の両課題ともに大きな進展をみることが出来なかった。しかし、それに関連する研究課題では成果を上げることが出来、以下の論文を執筆した。最低エネルギー状態のスペクトル曲線の解析は経路積分などを応用すれば上手くいくのだが、励起状態エネルギーに関しては、一般論が存在せずスペクトル曲線の交叉点数を評価すすことは容易ではないことが徐々に分かってきた。この研究ではRabi模型と非可換調和振動子(NcHO)のスペクトル曲線族の交叉点数をそれぞれ決定し、Rabi模型のスペクトルゼータ関数を定義して,複素平面上に解析接続することであった.また,フルビッツ型スペクトルゼータ関数を同様に定義し,その正規化関数の零点とBraakの特殊関数の零点を比較し数論的な考察をおこなうことだった.1)スペクトル曲線族の交叉点数の評価に関しては大きな進展があった.現在論文にまとめているところである.Rabi模型の固有値方程式をBargmann表現を用いて2階複素線形微分方程式(Heun方程式)に書き直し,その多項式解をパリティー対称性を使って厳密に構成した.物理の論文などにはなんとなく書かれているが数学的に示した.その結果スペクトル曲線族の交叉点数が概ね評価できた.現在論文執筆中であり詳細を議論しているところである.2)フルビッツ型スペクトルゼータ関数の解析接続は他者に先を越されてしまったが,その漸近挙動を求めることができた.つまり結合定数無限大の極限でフルビッツ型スペクトルゼータ関数がリーマンゼータ関数に収束することを示した.ここでは簡単な繰り込み操作が必要である.3)研究成果発表を海外で2回、国内で2回行った.関連する論文を3編出版した.本研究では(1)量子Rabi模型と非可換調和振動子(NcHO)のスペクトル曲線族の交叉点数を決定し、(2)スペクトルゼータ関数を定義して複素平面上に解析接続し, (3)フルビッツ型スペクトルゼータ関数を同様に定義して、その零点の数論的考察を行うことが目的であった。スペクトル曲線の交叉点数の評価より前にファインマン・カッツ公式を使ってスペクトルゼータ関数を解析接続する問題へ移行する。すでに非可換調和振動子というRabi模型の一般化と考えることができる模型で成功しているので、こちらはスムースに行けると予想している。作用素論、確率解析、場の量子論
世帯収入が子どもの発達・学習環境とアウトカムに与える効果に関する日英比較研究

本研究は,日英の政策と貧困率の削減状況についてレビューするとともに,世帯収入が子どものアウトカムに与える効果について日本のミクロデータを分析した。2000年代、戦略的な子どもの貧困対策を実施した英国では子どもの貧困率が減少したのに対し,そうした対策を導入していなかった日本では子どもの貧困率が増加した。英国など英語圏と同じように,日本でも持続的・反復的な低収入が中学生の子どもの学習行動や進路希望に対して負の効果を与え得ることが明らかとなった。また、世帯の収入制約とともに時間制約が子どものウェルビーイング(親子で過ごす時間)に負の効果を与え得ることも明らかとなった。平成26年度は、1国内外の先行研究と、日英の子どもを対象とした社会保障・社会福祉政策について文献・資料をレビューすること、2OECDで公表されているマクロデータから、日英の子どもの貧困率、ひとり親世帯の比率、親の就業率等を確認し、日英の共通点と差異について整理することの2つの課題に取り組み、研究を進めた。1について、英国では1997年から2010年の労働党政権の時代に、子どものいる世帯への所得再分配、親の就業促進と賃金上昇、子どもの人的資本投資の3つの戦略を柱とする子どもの貧困対策が進められたが、同時期の日本で一定程度存在した貧困対策は、子どもの貧困を削減することを目指して戦略的に練られたものだったとは言えない。日本では2014年に「子供の貧困対策に関する大綱」が策定され、その中で経済的支援、保護者の就労支援、教育の支援、生活の支援が掲げられているが、これらの方向性は、上述の2000年代の英国の戦略と類似する部分もある。今後、具体的な政策立案を行う上で、英国の政策立案の方法のうち、特に目標設定と研究成果の活用について考察し、示唆を得ることに意義があると考えられる。2について、日英における戦略的な子どもの貧困対策の有無の違いは、子どもの貧困率の推移に反映している。OECD統計によると、2000年時点の子どもの貧困率は日本で14%、英国で15%だったのに対し、2009年時点には日本で16%に上昇する一方、英国では11%に低下した。ただしこのことは、必ずしも日本の子どものほうが英国の子どもよりもあらゆる面でウェルビーイングが低いという結果につながっているわけではない。世帯収入に基づく貧困が子どものアウトカムに与える影響の、国による違いについて引き続き検討する必要がある。平成27年度は、1世帯収入が子どものアウトカムに与える影響について先行研究レビューを行うこと、2データ分析課題を精緻化して分析に着手することの2つの課題に取り組み、研究を進めた。1について、世帯収入の因果的効果に関する知見、世帯収入が子どものアウトカムに影響を与えるメカニズムに関する知見、世帯収入が子どものアウトカムに影響を与えるタイミングに関する知見、一時的貧困と長期的貧困の影響に関する知見、経済的貧困と時間貧困の影響に関する知見をレビューした。2について、世帯収入と母親の就業状況が、親子で過ごす時間にどのような効果をもつか、中学3年生の親子を対象とした全国規模のデータを用いて検討した結果、以下の知見が得られた。世帯収入と母親の就業状況は、それぞれ収入制約と時間制約に関連する変数として着目した。分析の結果、平日に親子で1時間以上過ごす可能性は、等価世帯収入の上位25%に比べて下位25%で低いこと、母親が非就業の場合に比べて正規就業または非正規就業の場合に低いことが明らかとなった。ただし、母親が正規就業の世帯の世帯収入の効果と、母子世帯の世帯収入と母親就業の効果については、同様の結果が得られなかった。子どもの生活、人間関係、意識が親子で過ごす時間に与える効果も検討したが、親子で過ごす時間を減少させる子ども側の要因は性別以外にはなかなか見つからなかった。ここからも、社会経済的背景からもたらされる収入制約と時間制約が親子で過ごす時間に及ぼす影響の重要性が示唆された。イギリスの縦断調査データは既に入手済みであるが、厚生労働省から「21世紀出生児縦断調査」のデータを入手するための申請書の準備に必要な時間が取れず、日英比較の分析に着手できなかった。そのかわり、既に入手できていた「親と子の生活意識に関する調査」(内閣府)のデータの分析を行った。本研究は、子どもの発達・学習に関するアウトカムが、世帯収入によりどのような影響を受けているか分析し、低収入世帯の発達・学習環境を整備するための収入補助、または公共サービスの有効性について検討することを目的としている。さらに、世帯収入の効果は、親の労働収入の効果により説明されるか、親の労働時間の負の効果が世帯収入の効果を相殺するか分析し、低収入世帯の収入増加策として、親の就業参加や賃金上昇が必要か、それとも直接的な収入補助のほうが有効か検討することも課題としている。平成28年度は、データ分析課題を精緻化する手続きの一環として、上述の政策的な問いに関する理論的な考察を行った。所得保障の手段として現金給付と現物給付があるが、先行研究の整理を通じて次の点が示唆された。現金給付と現物給付のどちらが有効か説明する主要な理論枠組みは、自律性の尊重とパターナリズムの対比により形成される。また、捕捉率の向上、労働供給への効果、有権者からの支持なども検討事項となる。これらの枠組みを応用し、データ分析の結果を参照しながら、子どものいる世帯への所得保障が子どものアウトカムを向上させる効果をもつには、どのような点に留意して制度設計を行う必要があるか引き続き検討する必要がある。日英比較を行う予定でデータ分析を計画してきたが、比較可能な変数が極めて限られているため分析作業が遅れている。

本研究は、子どもの発達・学習に関するアウトカムが、世帯収入によりどのような影響を受けているか分析し、低収入世帯の発達・学習環境を整備するための収入補助、または公共サービスの有効性について検討することを目的としている。さらに、世帯収入の効果は、親の労働収入の効果により説明されるか、親の労働時間の負の効果が世帯収入の効果を相殺するか分析し、低収入世帯の収入増加策として、親の就業参加や賃金上昇が必要か、それとも直接的な収入補助のほうが有効か検討することも課題としている。平成29年度は、「21世紀出生児縦断調査(平成13年出生児)」のデータを入手し、以下の課題について基礎的な分析を行った。1世帯所得、親の学歴、親の就業状況と労働時間、世帯類型により、子どもの意識、学習習慣、生活習慣と発育状態はどう異なるか。2世帯所得、親の学歴、親の就業状況と労働時間、世帯類型により、親の意識(費用負担感)や行動(投資行動、親子で過ごす時間)はどう異なるか。3世帯の可処分所得と子育て費用の変化の関連。4生育環境(世帯所得、親の就業パターン)が幼児期の発達に対してどのように影響するか。5生育環境や教育支出が小学校6年生時および中学生時の学校外学習時間、中学校卒業後の進路予定にどのように影響するか。これらの分析結果と、前年度までに得た分析結果および所得保障に関する理論的枠組みをもとに、政策インプリケーションについて議論するとともに、今後必要なデータについても議論した。本研究は,日英の政策と貧困率の削減状況についてレビューするとともに,世帯収入が子どものアウトカムに与える効果について日本のミクロデータを分析した。2000年代、戦略的な子どもの貧困対策を実施した英国では子どもの貧困率が減少したのに対し,そうした対策を導入していなかった日本では子どもの貧困率が増加した。英国など英語圏と同じように,日本でも持続的・反復的な低収入が中学生の子どもの学習行動や進路希望に対して負の効果を与え得ることが明らかとなった。また、世帯の収入制約とともに時間制約が子どものウェルビーイング(親子で過ごす時間)に負の効果を与え得ることも明らかとなった。分析課題を精緻化した上で、厚生労働省から「21世紀出生児縦断調査」のデータを、UK Data ServiceからMillennium Cohort Studyのデータをそれぞれ入手し、基礎的な分析に着手したいと考えていたが、この点については達成できなかった。平成28年度になるべく早く「21世紀出生児縦断調査」のデータを入手し、分析に着手する。縦断調査データの特性を活かし、一時的貧困と長期的貧困の子どものアウトカムに及ぼす影響について分析し、日英比較を行う計画である。データ分析の結果と政策インプリケーションについての議論をまとめる予定である。分析可能な変数が想定より限られている点については、先行研究レビューの対象を広げ、既存の知見を利用して政策的な議論を補強することを目指す。社会政策平成27年度の前半にはデータを入手し、分析に着手する。まず世帯収入が子どものアウトカムに与える効果について、日英それぞれのデータを用いて分析し、その結果を比較する。
20世紀前半イギリスの福祉国家形成をめぐる国内・国際問題の社会経済思想史的研究

平成12年度に引き続き、13年度もウェッブ夫妻の社会経済思想についての研究を進めてきた。特にその福祉国家構想について,「コレクティヴィズム」(団体主義)と「ナショナル・ミニマム」との関連について,19世紀末イギリスにおける「社会進化論」のウェッブへの影響を,彼らによる「進歩」と「退化」との区別をもとに考察した。結果,彼らの社会改革構想は、「進歩」をゆだねる様々な中間団体と,「退化」を防止するための国家権力によるナショナル・ミニマム保障という二重構造を有することを明らかにした。さらに,引き続いて,20世紀初頭における「救貧法に関する王立委員会報告」(1909年),「リベラル・リフォーム」(1909-11年)をめぐって提出された,社会保障をめぐる様々な政策思想の比較研究を行った。特に,『多数派報告』の著者として知られるボーザンケト,『少数派報告』の著者ウェッブ,「リベラル・リフォーム」を背後から支えた,J.A.ホブソン,L.T.ホブハウス,および職業紹介所の設立に貢献しつつ,後に『ベヴァリッジ報告』を執筆するW.H.ベヴァリッジ(初期)の福祉政策思想を整理した。この結果,ボーザンケト,ウェッブともに福祉受給者である個々人への介入を是としており、両者の差異は、その介入主体が民間組織・慈善であるか、(ボーザンケト),国家・自治体であるか(ウェッブ)の違いにあることを明らかにした。一方,ホブソン,ホブハウス,ベヴァリッジにおいては、「マインドの進化」,「合理的経済人」の育成とその条件整備が追求されており、個々人への介入を回避する代わりに.社会保険などの権利性の強い社会保障構想を提示したことを明らかにした。さらに、今後の課題として、これら多数の論者の福祉政策(国内政策)は,あくまでイギリス国民経済の対外的なパフォーマンスをめぐっての認識とも密接に結びついていたことを自己の問題として再確認した。具体的には,同じく自由貿易主義を標榜するウェッブ,ホブソンにおいても,前者は,マーシャル的な競争力育成という観点、後者は金利生活者への批判、および所得再配分(帝国主義批判)といったフレームワークを有していることを確認した。現代の福祉国家は,国際競争の激化,成長率の低下という状況の中で,新たな再編を迫られている。こうした課題に対し,福祉国家形成期,すなわち20世紀前半の経済学者は,いかなる解答を準備していたのであろうか。こうした問題意識から,その準備作業として,世紀転換期に活躍したウェッブ夫妻の社会経済思想を研究してきた。その主な内容は,労働組合論,ナショナル・ミニマム論,協同組合(非営利組織)論,地方自治論,国際貿易論に分類される。彼らの経済思想は,これまで国家の役割を重視した「社会主義」と理解されてきた。こうした理解に対し,本研究では,ウェッブが,中間団体による「相互扶助」(=団体的自助)を重視し,その条件整備のために国家によるミニマム支援を行うという二重構造をもった構想を有していたことを明らかにしてきた。彼らの福祉国家(社会)思想は,国家から独立した中間団体の役割を重視した一種の「福祉の混合経済論」(P.セイン),すなわち「コレクティヴィズム」として理解しうるのである,というのが,現在の一応の到達点である。1999年には,それまでの研究成果を博士論文「初期ウェッブの社会改革構想-進歩・効率・自由とコレクティヴィズムー」九州大学)としてまとめた。さらに,現在,本研究費のもとで,20世紀前半におけるウェッブ,べヴァリッジらの福祉国家をめぐる国内・国際問題との関連についての研究を進めており,本年度は,その成果の一部を,「自由貿易とナショナル・ミニマム-世紀転換期におけるウェッブの所説をめぐって-」という形で公表した。

さらに、今後の課題として、これら多数の論者の福祉政策(国内政策)は,あくまでイギリス国民経済の対外的なパフォーマンスをめぐっての認識とも密接に結びついていたことを自己の問題として再確認した。具体的には,同じく自由貿易主義を標榜するウェッブ,ホブソンにおいても,前者は,マーシャル的な競争力育成という観点、後者は金利生活者への批判、および所得再配分(帝国主義批判)といったフレームワークを有していることを確認した。
固体撮像システムによる微粒子挙動の時空間解析装置の開発

半導体イメージセンサを画像情報の時空間3次元サンプリングデバイスとみなすことにより、従来の時間分解能をはるかに超えた時空間分解画像取得・解析システムを開発するとともに、さらにレーザー光散乱計測技術と有機的に結合することによって、時間とともに位置・形状・物性を変えていく微小粒子系の挙動を高精度に測定しかつ迅速に解析できる装置を開発した。以下に、具体的成果を示す。1.固体撮像システムの動画像検出過程に対応するモデルを提案し、その理論解析ならびにコンピュータシミュレーションを実行して、本研究で開発する装置の時空間分解画像検出の原理を呈示するとともに、時空間分解能に制限を与えている因子を明らかにした。2.本装置で検出・記録される微粒子からの散乱光画像と微粒子挙動情報との関係を、幾何光学に基づく光散乱理論を展開して明らかにするとともに、その有効性を実験的に示した。3.理論解析の結果に基づき、最適なレーザー光照明-散乱光検出光学系を設計・実現し、試作装置を作製するとともに、自由落下ガラス微小球の挙動測定に応用し、微粒子の粒径および1次元位置の時間変化を高時空間分解能で測定できることを示した。4.記録される散乱光画像列の分布形状(干渉縞状分布)の位相変化を解析に取り込むことにより、本装置を2次元運動微粒子の挙動を解析できるものへと発展させ、円運動ガラス微粒子に対する実験によりその有効性を示した。5.レーザーマニピュレーション法のモニターとして試作装置を応用し、レーザー光と微粒子の運動量に関する相互作用を詳細に解析するとともに、レーザー放射圧が誘起する微粒子挙動と本試作システムによる測定とを結合した新しい粒径決定法を提案した。6.本試作装置の動作原理を担う光散乱理論を位相ドップラー微粒子解析法に適用し、そこで問題となっている微粒子飛跡位置に依存する測定粒径誤差を低減するための光学配置を提案し、その有効性を実験的に示した。本年度は、レーザー光照明と散乱光検出光学系を設計し、本装置で最適となる組み合わせを実現した。本装置では微粒子からの散乱光強度をその空間分布形状を維持したまま検出するが、イメージインテシファイアを導入することにより従来の光学系に比較して2、3桁ものSN比の向上が確認された。これにより、当初数十百ミクロンオーダーの微粒子を計測対象としていたが、サブミクロンオーダーの微粒子の動的挙動検出が可能であると予測できる。本研究での開発する装置の「微粒子挙動の時空間分解検出動作原理」の理論的根拠を与えるために、上記光学系と固体撮像システムを組み合わせた本装置の像検出過程モデルを提案し、その理論解析ならびにコンピュータシミュレーションを実行した。その結果、本装置の時空間分解能に制限を与える因子として、通常考られているフレームメモリの時空間分解能でなく、むしろイメージセンサのそれが支配的であることが判明した。また、イメージセンサとフレームメモリのサンプリング時間の差が、画像に現れる規則的なビートパターンとなり、それが検出する2次元画像に影響を及ぼして空間分解能を低下させることがわかった。これは、全半導体撮像システムでのみ現れる新たな現象で、それに対する理論的な根拠とその対策法が本研究の結果初めて与えられた。微粒子の動的挙動に加えて、粒子の形状ならびに物性情報抽出の可能性を探る目的で微粒子による光散乱現象の理論解析を併せて進めたところ、散乱現象を幾何光学で記述出来る条件が実験結果とともに確定され、本装置で検出する画像に現れる干渉縞から非常に簡便に微粒子の粒径と屈折率を決定できることがわかった。本年度は、平成4年度に試作した装置の情報抽出機能の高度化および応用計測に重点をおいて研究した。また、試作装置の動作原理をになう光散乱理論を従来の微粒子挙動測定法に応用して、そこでの問題点を解決する方法についても研究した。

1.微粒子挙動の情報抽出機能の高度化:平成4年度に試作した微粒子挙動解析装置に対し、時間分解画像検出理論と幾何光学に基づく光散乱理論をより詳細に解析して、記録される干渉縞画像の位相シフトが、半導体イメージセンサの垂直走査方向に関する微粒子移動を反映する事実を見出し、水平走査方向の微粒子移動検出機能と合わせて、本装置を2次元運動微粒子の挙動を解析できる装置へと発展させた。2.開発システムによる応用計測:レーザービームの放射圧を利用した微粒子のマニピュレーション法に対して、そこで起こる微粒子挙動のモニターとして本方法を適用し、照射レーザービームのパワー、スポット径、媒質の特性、ポリスチレン球の粒径をパラメータとして微粒子の挙動を測定するとともに、その結果に基づいて、レーザー放射圧が誘起する微粒子挙動と本試作システムに測定とを結合した新しい粒径決定法を提案した。3.使用した光散乱理論に基づく位相ドップラー粒子解析法の提案:本試作システムで使用した幾何光学に基づく光散乱理論を、その類似性から、点検出ではあるが有用な微粒子挙動情報を提供する「位相ドップラー微粒子解析法」に適用し、この方法による粒径測定で問題となっている微粒子の飛跡位置依存誤差のメカニズムを考察した。その結果、微粒子の飛跡位置に依存した誤差を低減できる位相ドップラー粒子解析法の光学配置を提案し、実験によりその有効性を確認した。
「格差社会」における子育て支援の学習機能-ファミリー・サポート・センターの事例-

カナダのファミリーサポートは、生涯学習や成人教育の思想の上になりたっている。そこでは、親を子育ての客体にするのではなく、常に子育ての主体とすることを大切にしている。また格差社会という、多様な社会経済的背景を持った家庭を支援するためには、このようなあらゆる人々を支援する考え方が重要となっている。日本においても制度設計のあり方、サポーター養成制度の在り方を検討することが必要である。本研究の目的は、「格差社会」と言われる日本の現状において、多様な価値観や生活状況にある親の、親としての自覚や規範意識を形成していく子育て支援の学習機能、特に学習内容を、海外との比較によって検討し、プログラム開発することにある。本年度は、日本におけるファミリー・サポート・センターの学習内容としても利用される、カナダの家族支援プログラムに着目し、その実態と、学習内容について検討した。そのことによって、日本の子育て文化とカナダの子育て文化の類似点と相違点、日本におけるプログラム導入の成果と課題について明らかにするために、以下の調査を行った。(1)カナダの子育て支援の現状について、文献調査によって整理した。(2)カナダの子育て支援の現状について、トロント市の現地調査から明らかにした。ファミリーサポートコンサルタントとの懇談、そしてYMCAファミリーディベロツプセンター、Masseyセンター、Gerrardリソースセンター、インナーシティペアレントリソースセンターの視察を実施した。カナダは、日本と違い、多文化主義の国家である。特に1970年以降、100種類以上に及ぶファミリー・リソース・プログラム(FRP)が盛んに行われ展開された。ヒアリングによると、各地の実践を集めて、ノーバディーズパーフェクトプログラムの開発が行われたというボトムアップ式の実態が明らかになった。(3)日本におけるファミリーサポートの学習内容について、経緯や成果、問題点について整理した。昨年度の調査を深め、NPプログラム成立以前の国家的プログラム収集過程と展開について明らかにするために、現地において文献調査を行った。調査先は、ライアソン大学図書館およびトロント市公共図書館である。1980年、カナダ国健康福祉省アトランテック地方健康増進局長とアトランティックにある4つの州健康省は共通の健康増進プログラムが、子育て支援において機能する方法を調査するために地方の健康増進委員会を設置した。NPは、この新規構想の結果である。1986年10月から1987年6月まで、3つの管轄(アトランテック地方健康増進局長、健康と地域支援の新しいBrunswick省、そしてニューファウンドランド島:カナダ東部とラブラドル沿岸地方:カナダ北東部の大半島の健康省)は作業を実行し、プログラムの評価に影響を与えた。委員会でのNP作成の目的は、産まれてから5歳までの子どもだちで、若くして親になった、あるいはひとり親家庭、低収入、低学歴、そして社会的、文化的、地理的に孤立した経験を持つ両親を教育するためである。プログラムの目的は、「自分の子どもの健康、安全、行儀について、当事者の知識や理解を増やすため。」「当事の行為と子どもたちの健康、安全、行儀との関係において肯定的な変化をもたらすため。」「当事者の親としての自信と自分に対しての印象を向上させるため」「当事者が親としての技術を獲得することを向上させるため。」「自立と両親間の相互支援を向上させるため。」であった。NPの学習形態は、教室や講師による学習形式よりむしろ、議論や集団援助のような成人教育の理を利用することを通して行われる。認められ、価値のある知識の基本部分として両親の経験を使い、またすべての両親を議論に巻き込むことを試み、民主主義と相互の尊敬を重要視する場所にしたいという委員会の思いがあった。これまでカナダの子育て支援事業(ファミリー・サポート・センターの概念的前身)に関する論文は、さまざまな活動の紹介の域にとどまり、多様な地域課題(子育て課題)を乗り越えるための、事業展開の相違が具体的に説明されてこなかった。このことによって、カナダの至る所で、まったく同じ子育て支援事業が展開され、成功をおさめているという誤解をうんでいるともいえる。ここでは、7か所の社会教育関連施設を視察し、関係者にヒアリングすることによって、貧困や識字、若年層の親への支援などさまざまな子育てと地域課題に対して、どのような事業展開がなされているか明らかにした。多くの場合、すべてが成功しているというものではなく、課題を抱え、克服しながら事業の改善がなされていることが明らかとなった。(調査地:セントラル・イグリントン・コミュニティ・センター/ドロップインチャイルド&ペアレンティングセンター/ジューイッシュ・コミュニティ・センター/ソース・リバーダル・コミュニティーセンター/スキャディング・コミュニティー・センター/ハーバーフロン'ト・コミュニティー・センター/YMCA・ペアレンティング・センター)カナダのファミリーサポートは、生涯学習や成人教育の思想の上になりたっている。しかし、それは子育てを親だけに任せるというのではなく、外に助けを求めることもエンパワメントの一つと位置づけている。また格差社会という、多様な社会経済的背景を持った家庭を支援するためには、このようなあらゆる人々を想定して支援する考え方が重要となっている。一方、日本の本事業は、有料であり、格差社会における貧困層支援のために、新たな制度設計の工夫が求められる。
新規バイオアッセイを適用した金属の抗菌作用の発現及び微生物付着挙動に関する研究

抗菌性金属の質量を膜厚で制御した試験片を作製し、JIS Z 2801 (ISO22196)に基づく抗菌性評価を実施した。このような抗菌性評価により、抗菌性の発現と金属物質量の関係を導くための新規バイオアッセイとして提案した。抗菌性金属の物質量をÅオーダーの膜厚で精細に制御した薄膜試料を作製し、金属の抗菌作用の発現機構の解明および金属の抗菌作用の発現を決定する固体物質量と抗菌強度の相関の解明にむけたバイオアッセイに関する検討を展開した。1アークプラズマ製膜法を利用した抗菌性金属の物質量をÅオーダーの膜厚で制御した薄膜試料の作製:前年度使用したIBAD(イオンビームアシストデポジション)法よりも、膜厚制御性能に優れるアークプラズマ製膜法を適用し、Cuの抗菌性金属の薄膜をステンレス鋼(汎用実用材料)、シリコンウエハー(市販平滑表面材料)の各基盤を対象に作製した。作製した薄膜を対象としたAFM、XRF、XPSなどの解析結果から、任意の膜厚で抗菌性金属薄膜試料を作製するための製膜条件を導出した。2新規バイオアッセイを利用した抗菌作用発現の閾値(最小物質量)の導出:上述抗菌性金属薄膜試料を適用したフィルム密着法(公定法)を実施した。抗菌作用の発現が確認された膜厚から抗菌金属の物質量を導出し、抗菌性金属ごとの抗菌作用の発現の閾値(抗菌作用の発現を決定する金属の最小固体物質量)および抗菌強度について検討した。3その場観察手法を用いた抗菌性金属と微生物の相互作用解明:上記アッセイを適用した抗菌評価空間(固体表面に微生物培養液を接触させ、それをフィルムで覆うことで規定される単位空間)を対象に、蛍光顕微鏡観察、共焦点顕微鏡観察を実施し、微生物の生死挙動、バイオフィルム形成挙動に関する検討を実施した。抗菌性金属の物質量をÅオーダーの膜厚で精細に制御した薄膜試料を作製し、金属の抗菌作用の発現機構の解明および金属の抗菌作用の発現を決定する固体物質量と抗菌強度の相関の解明にむけたバイオアッセイを実施した。(1) IBAD法による抗菌性金属の物質量をÅオーダーの膜厚で制御した薄膜試料の作製:IBAD(イオンビームアシストデポジション)法により、Cuの抗菌性金属の薄膜をステンレス鋼(汎用実用材料)、シリコンウエハー(市販平滑表面材料)の各基盤を対象に作製した。作製した薄膜を対象としたXRF、XPSなどの解析結果から、任意の膜厚で抗菌性金属薄膜試料を作製するための製膜条件を導出した。(2)新規バイオアッセイを利用した抗菌作用発現の閾値(最小物質量)の導出:上述抗菌性金属薄膜試料を適用したフィルム密着法(公定法)を実施した。抗菌の発現に十分な膜厚(バルク材相当)からモノレイヤー相当(5Å)の薄膜までの試料を対象に、評価する抗菌性金属ごとのバイオアッセイを実施した。(3)抗菌評価空間中の生成物質の特定および化学定量分析に基づく抗菌機構解明研究:上記アッセイを適用した抗菌評価空間(固体表面に微生物培養液を接触させ、それをフィルムで覆うことで規定される単位空間)に存在する、溶出金属イオンを料表面の物性、物質量からXRF、XPS等の定量解析手法により検討した。先行実験が功を奏し、抗菌性金属の物質量をÅオーダーの膜厚で精細に制御した薄膜試料を作製を順調に実現できた。試験片を使用したバイオアッセイの試行で、閾値の存在を示唆する結果を早期に取得できた。(1) IBAD法による抗菌性金属の物質量をÅオーダーの膜厚で制御した薄膜試料の作製:IBAD(イオンビームアシストデポジション)法により、Cuの抗菌性金属の薄膜をステンレス鋼(汎用実用材料)基盤を対象に作製し、作製した薄膜を対象としたXRF、XPSなどの解析結果から、任意の膜厚で抗菌性金属薄膜試料を作製するための製膜条件の導出ができた。(2)新規バイオアッセイを利用した抗菌作用発現の閾値(最小物質量)の導出:上述抗菌性金属薄膜試料を適用したフィルム密着法(公定法)を実施し、抗菌作用の発現が確認された膜厚から抗菌金属の物質量を導出し、抗菌性金属ごとの抗菌作用の発現の閾値(抗菌作用の発現を決定する金属の最小固体物質量)および抗菌強度の関係を検討する基盤を導出できた。(3)抗菌評価空間中の生成物質の特定および化学定量分析に基づく抗菌機構解明研究:上記アッセイを適用した抗菌評価空間(固体表面に微生物培養液を接触させ、それをフィルムで覆うことで規定される単位空間)に存在する、溶出金属イオンを料表面の物性、物質量からXRF、XPS等の定量解析手法にる検討に着手できた。(1)バイオアッセイ系を対象とした化学定量分析、生化学的解析に基づく抗菌作用発現機構の解明について金属の抗菌作用は、溶出イオンの影響によるとする間接作用説と、金属表面での水酸基、酸素ラジカルの生成によるとする直接作用説の二説があり解明はされていない。