hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
準結晶で発現する強相関電子現象の研究

磁性に着目して、電気抵抗・磁化率・比熱の温度依存性を極低温まで測定し、Ybを含むTsai-typeのクラスター構造をもつ新しい強相関電子系の近似結晶を調べた。Ybを含む準結晶・近似結晶では非従来型の磁性が観測され、中間価数のYbの価数ゆらぎが原因であることを示唆する結果が得られた。Au-Al-Yb系準結晶で観測された準結晶の量子臨界現象を理解するための重要な手がかりとなり、準結晶の特殊な原子配置の規則と関係した「局在」でも「遍歴」でもない準周期系特有の電子状態「Critical State」と関係した強相関準結晶の電子状態の解明につながると考えている。また、近似結晶の研究を推し進めてAu-Al-Yb準結晶についてもYb以外の元素置換によりYbの磁性を制御することがわかった。磁気長距離秩序の有無について調べ、f電子が局在・遍歴の中間状態にあるYbの価数を制御して「Critical State」とAu-Al-Yb準結晶における量子臨界現象との関係を調べる研究を進めている。以上のことから研究計画の進捗状況は良好であると判断した。強相関電子系における並進対称性(大きな構造として周期性・準周期性)の役割の解明するため、電子状態の特異性が顕著に表れる希土類を含むTsai-typeクラスター構造をもつ量子臨界物質Au-Al-Yb準結晶・近似結晶や超伝導物質のような強相関電子系準結晶の物性について同じ局所構造を持つ準結晶(準周期)・近似結晶(周期)を作成し、対照実験を行い、準結晶特有の強相関電子物性を明らかにする研究を進めた。(1)前年の研究でAu-Al-Yb準結晶が静水圧に対し「硬い」量子臨界物質であることと対照的に、Au-Al-Yb近似結晶は圧力に「敏感な」重い電子系の近似結晶であること発見した。そこで、Yb原子の配位原子を置換により変化させて、元素置換効果に着目して準結晶に特有の物性を調べた。Au(Al)をCu(Ga)に部分置換した(Au,Cu)-Al-Yb、Au-(Al,Ga)-Yb準結晶でも準結晶の量子臨界現象は置換効果(化学圧力)に対して「硬さ」を示すことが明らかとなり、準結晶特有の電子状態がAu-Al-Yb準結晶の量子臨界現象・磁性と密接に結びついていることがわかった。(2)Au-Ge-Yb近似結晶の超伝導の研究を一歩進め、Al-Mg-Zn準結晶において50mKでバルクの超伝導が発現することを明らかにして、準結晶の超伝導の研究の端緒をつかんだ。NatureCommunicationsに論文発表し[1]、“ノーベル賞間違いなし、日本発「準結晶超伝導転移」"(伊東乾, JBpress)のようにニュースとして取り上げられた。(1)Au-Al-Yb準結晶が圧力・元素置換に対し「硬い」量子臨界物質であることと対照的に、Au-Al-Yb近似結晶は「敏感な」重い電子系の近似結晶であること発見した。準結晶特有の電子状態がAu-Al-Yb準結晶の量子臨界現象・磁性と密接に結びついていることがわかった。(2)Al-Mg-Zn準結晶において50mKでバルクの超伝導が発現することを明らかにして、準結晶の超伝導の研究の端緒をつかんだ。NatureCommunicationsに論文発表し、“ノーベル賞間違いなし、日本発「準結晶超伝導転移」"(伊東乾, JBpress)のようにニュースとして取り上げられた。(1)Au-Ge-Yb近似結晶における強相関電子系の磁性と超伝導の研究。Au-Ge-Yb近似結晶はクラスター構造の違いにより2タイプの超伝導体がある。(i)4面体タイプ:非磁性の超伝導体、(ii)希土類ラットリングタイプ:磁性と共存する超伝導体。
魚類・底生動物群集の生息場所を介した相互作用

本研究は、陸水動物の生活による生息場所変作用が動物群集の組成や生産に与える影響を検出し、種間関係における「副作用」を通じて群集機構を考察するものである。今年度は、琵琶湖北湖の菅浦で毎月35日間潜水調査を行い、「石単位採集法による定量採集」「ディマージェンストラップによる底生動物・プランクトンの浮き上がり量の測定」「素焼タイル板・自然石・ガラス板への底生動物移入実験・囲い込み実験」「ライトトラップによる水生昆虫成虫の採集」「魚類の微生息場所別分布調査」を実施した。これらの調査資料により、1)北湖沿岸域における底生動物群集の種組成・生息場所分布・生息密度、2)底生動物の移動の種間差・季節変化、3)底生動物の新生息場所への移入曲線および魚類排斥の影響、4)砂泥底表面付近における酸化層の厚さの水深分布・季節変動・魚類排斥の影響、5)沿岸帯魚類の分布ならびに生息密度などが明らかになった。その結果、淡水海綿と2類のヒゲナガトビケラとの間の住み込み関係・淡水貝類の砂泥底攪乱作用・テナガエビやヌマチチブの石礫占拠による影響などが、本研究のサブテーマとして浮上した。ただし、底生動物の密度・分布・新基質への移入・砂泥底酸化層の厚さなどの変動には、水深・季節・底質といった無機環境要因が中心的な働きをしていることが判った。これは、琵琶湖にはナワバリを作って定住する魚が少なく、魚類の行動自体も季節的に制限を受けるため、タンガニィカ湖で見いだされたような魚類の社会構造と底生動物群集との間の密接な相互作用機構が表れにくいことを示している。一方、当初予定した琵琶湖以外に、奈良県吉野川・ロシア極東の山地河川・東マレーシアの山地河川でも本テーマに通じる野外調査を行う機会があり、タンガニィカ湖の調査結果と合わせて、陸水底生動物群集における捕食者-被食者関係の「副作用」を通じた群集機構の考察材料としたい。その準備として、本研究テーマに関する総説を行った(業績リストの1番目)。
小脳バーグマングリア終末足に集積するセブチン系細胞骨格の機能解析

セプチンサブユニットSept4の特異的な時空間的発現パターン(JCN 2000で報告済)に基づいてSept4遺伝子欠損マウスを作成し、組織学的解析と網羅的行動スクリーニングによって脳構築および脳機能の障害を探索した。その結果、幼若期の運動学習と成熟後の音刺激に対する驚愕反応のプレパルス抑制の2つのパラダイムで異常を見出した。そこで行動薬理学・組織学・電子顕微鏡学・細胞生物学・生化学的手法を用いた検討を重ねることにより、小脳発達過程におけるプルキンエ細胞や顆粒細胞に対するバーグマングリア細胞のニッシェ機能と黒質・線条体ドパミン系の高次生理機能におけるセプチン・スカフォールド系の重要性を発見・確立した(いずれも投稿中)。また、当該分野の主旨からは外れるが、本研究から医学・生物学的に重要な知見が派生したので付記する。本マウスが予想外の雄性不妊を呈することが判明したため、精子鞭毛内の輪状小体がセプチンの環状高次集合体(セプチンリング)であり、その破綻によって生殖機能を失うこともわかった。同時にヒトの精子無力症検体でもセプチンリングの破綻を認め、セプチン細胞骨格の臨床的意義を発見した(Dev Cell 2005)。以上のような研究の進展に基づいて、細胞生物学分野でセプチン系を再定義する総説を発表した(Curr Opin Cell Biol 2006)。
常微分方程式に対する”先読み”線型多段階法の実装と拡張

一般の常微分方程式の初期値問題に対する数値解法アルゴリズムである離散変数法に,新たなクラスである``先読み''線型多段階法(``look-ahead'' linear multistep methods, LALMM)を提起し,その収束次数・安定性の解析を行うとともに,2段階のLALMMを実際に構成して,プログラム実装し,その性能評価を行った。その結果,古典的Runge-Kutta法などの従来の離散変数法に匹敵する方法を作ることができ,段階数を更に大きくすることによって,さらに性能の向上と,常微分方程式に類似する函数方程式への離散変数法として拡張する見通しをえた。また、特殊な2階常微分方程式系(1階導函数をあわらに含まない)に対する離散変数解法のグループであるStormer-Cowell法の簡易な導出法を見出し,単著で、研究集会「常微分方程式の数値解法とその周辺2014」(静岡理工科大学袋井キャンパス, 2014年3月6日)として講演発表した。Hamilton系に関連するこのタイプの方程式系は,symplecticnessなど幾何学的特徴をいかに近似・再現できるかが課題であり,"先読み"線型多段階法をいかに適用するか,考察が必要である。今年度当初には、第43回数値解析シンポジウム(6月10日,沖縄県石垣市ホテル日航八重山)において``先読み''線型多段階法の研究の現状を報告し、参加者の討論によって有益な示唆をえた。これに力をえて、多くの数値実験を重ねているが、まだ結論をうるに至っていない。一つの要因は,`先読み''線型多段階法の実装と拡張のための数値実験において,安定性実現のために予期しなかった障害があることが判明し,その克服のために内部反復過程の軽減を実現する必要が生じたためである。これに関する理論的考察は,年度末に一定の結論をうることができたので,これを実装すべく準備を進めている。一方中国・上海師範大学のQian Guoらと確率遅延微分方程式の離散変数法の研究を推進し、連立系に対するRunge-Kuttaスキームを丸山型に拡張した方法の安定性に関して興味深い結果をえた。現在発表を準備している。研究課題である「常微分方程式に対する``先読み''線型多段階法の実装と拡張」に沿って,``先読み''線型多段階法(以下,LALMMと略記する)の解析と,例題を通じてそのプログラミングを追求し,研究成果を国内外の機会に発表した。併せて,微分方程式に対する数値解析の研究課題に関して国内外の研究者との討論・研究交流を実施した。特に,中国の研究者2名とは,研究課題に関連するテーマで集中的な討論を行い,その成果を国際研究集会における講演や,学術論文として発表した。前年度研究実績報告において,LALMMの実装と拡張の数値実験において,安定性実現のために予期しなかった障害が生じたと述べた。その克服としてLALMMの一ステップにおける内部反復過程の収束判定を、適応的に制御することとした。この措置によって,2段階LALMMではあるが,総合性能評価(total performance evaluation)において,古典的Runge-Kutta法,Hamming予測子・修正子法に匹敵する性能を達成できることを確認できた。この成果は,第44回数値解析シンポジウム(2015年6月,山梨県甲州市)および第13回数値解析応用数学国際会議(2015年9月,ギリシャ・ロードス島)において講演発表した。後者については,その会議録(proceedings)に掲載が認められ,現在印刷中である。研究課題に密接に関連する研究として,Qian Guo (Shanghai)と確率遅延微分方程式の数値スキームの安定性評価に関して研究し,「科学計算と微分方程式」国際会議(2015年9月,ドイツ・ポツダム)における講演発表と,Journal of Comp. Appl. Math.での論文発表を行った。``先読み''線型多段階法の標準プログラム化のためには,上記「概要」に述べた障害の克服と同時に,安定性解析の結果を反映させたステップ幅の推定機構を構成しなければならないが,その解析と性能評価がまだ確立していない。両課題の追求が予期より遅れているためである。常勤職を定年退職したことにともなって,計算環境を替えなければならなくなり,その過程に手間取っていることも一因となっている。数値解析安定性解析の見直しと,stiff systemにおける内部反復過程(線型連立系の求解過程)の能率化が課題となっているので,この解決をめざす。また,`先読み''線型多段階法(現在は線型2段階法として実現している)の予測子・修正子の組み合わせとして,これまでテストしてきた4種類のほかに,次数を変更した組み合わせを導入する必要性が明らかとなったので,この点での見直しも行い,これらの研究成果を国内外の研究集会の機会に発表する。``先読み

''線型多段階法の次数の解析についてはあらまし完成させ,それに応ずる標準プログラム化が達成されているところであるが,安定性解析について期待された優位性が発揮できる結果がえられておらず,線型安定性解析の基本から見直しを行っているところある。「硬い」系に対する解析を,その計算効率とともに見直す必要を感じており、今後これを推進する計画である.そのため、汎用性の高いプログラムとして作成する作業は、そのあととなる見込みであり、また関連する函数方程式系への発展も遅れざるをえない状況にある.上記研究実績にも述べたように、今年度一定程度の成果を収めることができたが、「研究の目的」に照らすと、おおよそ30%程度の達成と自己評価せざるをえない。一つの理由は、計算プログラムの解析・調整に予期以上に手間を要していることであり、コンピュータによる計算結果と、理論的解析との照合という過程が順調に進まなかったことにある。プログラミングにおける協力者を求めるなどの方策をとって、打開をしたいと考えている。研究課題である"先読み"線型多段階法の実装と拡張のため,数値実験を行ったところ,安定性実現のために,予期しなかった障害があることが判明し,これを克服するため方法の内部反復過程を軽減を追求して,今年度末に結果をうることができた。これら成果を研究集会・論文において発表することとしたため,未使用額が発生した。上記にも記したように,安定性解析の見直しの必要に迫られているため,この課題に集中して取り組み,その上で所期の課題に改めて取り組む.そのためには大規模線型系の反復解法との関連によく目配りして,理論・応用・プログラミングを行うことが肝要であると考えている.特に局所誤差の事後評価の確立と,その数値例による試験、さらに局所誤差と大域誤差の関係に対する理論的・実践的研究を行う.同時に,それを活用したステップ幅自動調整機構の整備と,プログラミング,またその数値的検証を行う.すなわち,局所誤差の事後評価の方法について有用な結論を導びくとともに,ステップ幅自動調整機構のプログラミングにも取り組む.また3段階以上のLALMMスキームも試作し,性能比較を行う.LALMMの適用範囲の拡大にもとりくむ.対象の一つである遅延微分方程式については,A. Bellenらの標準的な教科書でもODEにおける一段解法の拡張しか述べられていない.一つの理由は,多段階法では安定性に限界があることが見えているからであ,LALMMによってそれを克服できる道があることは,この方面への拡大の可能性を示唆している.また,確率微分方程式についても,この方面の専門研究者であるH. Schurz(Southern Illinois University教授)は申請者との個人的な討議で,予測子・修正子型のスキームの重要性を指摘しており,挑戦する価値のある課題であるので,これらの研究にも取り組む.こうした研究成果の国内外での発表と,研究者間の交流にも力を注ぐ.上記障害の実践的克服の見通しがえられたので,これを実現し,その研究成果を次年度の国内外の研究集会で発表することとし,未使用額の多くはその経費に充てる。同時に,研究成果の論文発表を次年度に行い,未使用額の一部はこの経費としても充てる。
負圧の作用する溶液中への二酸化炭素ガスの溶解に関する基礎的研究

溶液中への二酸化炭素ガスの溶解に及ぼす負圧の影響は,存在するものと考えられ,二酸化炭素ガスの溶解速度の増加および飽和溶存CO_2濃度の低下が,負圧の作用によって生じている可能性が高い.ただし,本研究の範囲内において,負圧の影響によって生じる変化の度合いは小さく,より低いCO_2濃度環境下における検討,およびより大きい負圧を作用させた条件での検討が必要である.溶液中への二酸化炭素ガスの溶解に及ぼす負圧の影響は,存在するものと考えられ,二酸化炭素ガスの溶解速度の増加および飽和溶存CO_2濃度の低下が,負圧の作用によって生じている可能性が高い.ただし,本研究の範囲内において,負圧の影響によって生じる変化の度合いは小さく,より低いCO_2濃度環境下における検討,およびより大きい負圧を作用させた条件での検討が必要である.本年度は,負圧を作用させた溶液中に二酸化炭素ガスが溶け込む過程を実験的に再現することを試みた. φ6および25μmの細孔を有するキャピラリプレートを容器上面に配し,容器内のNaOH溶液と接触させることで負圧を発生させた.キャピラリプレートの細孔を通じてのみ二酸化炭素ガスを溶液中に溶解させることを意図して,キャピラリ面以外は密封した.また負圧を生じさせた状態のまま測定を行うために,容器上面にはpH測定用孔を設けた.なお,キャピラリプレートのサイズは有効径(細孔を有する部分の径)が40mm,厚さか2mmのものを使用した.上記の容器にNaOH溶液を満たしたものを炭酸化促進槽内に曝露することで,二酸化炭素ガス溶解実験を行った.炭酸化促進槽内の湿度はほぼ100%,温度は25°C一定とした.環境のCO2濃度は0.5および5.0%とし,溶液の初期pHは11.0および10.0とした(キャピラリプレートが強アルカリ環境では溶解する恐れがあるため,一般的な細孔溶液のpHよりも低い値を用いた).炭酸化実験中は, pH電極により経時的に溶液のpHを測定した.キャピラリプレートがガラス質の材料であるため強い力を加えることができず,容器の密封性を高め,かつ確実に溶液との接触を図るため,容器は形状や冶具の材質などについて試作と改良を行った.その結果, φ6と25μmの間でpHの低下性状には実験的に差が見られたが,この差異が負圧の作用による気液界面でのCO2ガスの溶解速度変化によるものであるか否かについては,今後詳細な数値解析的検討を行っていく予定である.本年度は,昨年度に引き続き,負圧を作用させた溶液中に二酸化炭素ガスが溶解する過程を実験的に再現すること試みた.φ6および25μmの細孔を有するキャピラリプレートを用いて接触する溶液に負圧を発生させた.キャピラリプレートの細孔を通じてのみ二酸化炭素ガスを溶液中に溶解させることを意図して,キャピラリ面以外は密封した専用の容器を用いている.容器にNaOH溶液を満たしたものを炭酸化促進槽内に曝露することで,二酸化炭素ガス溶解実験を行った.炭酸化促進槽内の湿度はほぼ100%,温度は25°C一定とした.環境のCO2濃度は0.5およひ5.0%とし,溶液の初期pHは11.0および10.0とした.炭酸化実験中は,pH電極により経時的に溶液のpHを測定した.キャピラリプレートがガラス質の材料であるため強い力を加えることができず,容器の密封性を高め,かつ確実に溶液との接触を図るため,容器は形状や冶具の材質などについて,昨年度の結果を基に改良を行った.φ6と25μmの間で二酸化炭素ガスの溶解によるpHの低下性状には実験的に差が見られた.また,FEMによる二酸化炭素ガス溶解および溶液内でのガス拡散,炭酸解離に関する数値シミュレーション行った結果,数値計算に用いた両者の溶解速度係数にも差が生じた.しかし,負圧の作用範囲がどの程度の領域に及ぶかなど,不明な点も多く,この差異が負圧の作用によるものであるか否かについては,今後さらに詳細な数値解析的検討を行っていく予定である.
シングルショット超高速分光法による光誘起相転移初期過程の解明

本研究では、シングルショットの超高速分光法を駆使することによって、光誘起相転移の初期過程を解明しようとするものである。今年度は、透過型の階段状ミラーを用いることによって、擬一次元白金錯体の高密度光励起状態を研究し、電荷密度波状態から、金属状態へと相転移が起こることを初めて見出した。励起密度を上げていくことによって非線型的に吸収変化が誘起され、それは低周波に重みを持つことなどから金属相の応答であると考えられる。これは、シングルショットベースの測定方法を用いることで、これまで以上に高強度の光励起を損傷なく行うことができるようになったためであり、シングルショット分光法が光誘起相転移の研究に重要な知見をもたらすことを示している。また、LiNbO3単結晶を用いた高強度のテラヘルツ波発生手法を用いて、量子常誘電体SrTiO3薄膜の非線形テラヘルツ分光を行い、ソフトモードの吸収が高周波シフトし、線幅が細くなることを示した。これはソフトモードの非調和性に起因するものであり、誘電分極が強誘電相転移に近い振幅にまでテラヘルツ電場によってゆすられていることを示唆している。これは、テラヘルツ波を用いた物性のコヒーレント制御が可能となってきていることを示しており、重要な結果である。また、独自の技術である、反射型エシェロンミラーを用いて、LiNbO3単結晶のシングルショットの偏光回転ポンププローブ分光法により、LiNbO3のテラヘルツフォノンポラリトンが実時間でイメージング可能であることを示した。これは時間周波数をシングルショットでマップする新しい分光手法である。本年度は、反射型エシェロンを用いたシングルショット超高速分光法のデモンストレーションとして、レーザーパルスの時間周波数情報を実時間イメージングする技術を実証した。Niブロック上に機械加工した階段状のミラーを用いてパルスレーザーを反射させ、その反射光とレーザーパルスの一部の間で自己相関信号(光第二高調波)を取ることで、空間的に各時間の情報を分離させ、それをCCD付き分光器のスリット上に集光することで、自己相関は系の時間周波数情報を瞬時に得ることができる。またこのイメージから、元のパルスの位相情報を復元するアルゴリズムを用いて、光パルスのスペクトル、パルス幅のみならず位相情報も得ることができることを示した。これは、反射型エシェロンを用いた手法が超高速の時間周波数イメージを取得する上で、非常に強力な手法となりうることを示している。一方で、広帯域テラヘルツ時間領域分光法を用いることで、光誘起相転移に関連したモードを検出することを試みた。測定した物質は室温付折で非常に大きなヒステリシスループを持つ、強相関有機ラジカルTTTAであり、その低周波のモードを検出することを目指した。その結果、相転移に伴って大きく変化する振動モードを検出することに成功した。また群論を用いた解析を行うことで、この振動モードが、有機分子の二量体化に関連したモードであり、相転移を決定づける重要なモードであることが分かった。今後はこのモードの光照射による変化などをプローブしていきたいと考えている。また、これらのシングルショット分光法やテラヘルツ分光法を応用することで、光誘起相転移のメカニズム解明につなげていく予定である。
コウベモグラの愛知県個体群の体サイズが大型化する要因の解明

コウベモグラMogera woguraは本州中部以南、四国、九州に分布する日本固有種である。本種の体サイズの地理的変異は非常に大きいことが知られている。愛知県名古屋市や安城市においては、他地域に比べて大きな体サイズを有する本種個体群が存在することが示唆されているが、捕獲調査が十分に行われておらず詳細は明らかではない。本研究では、愛知県や岐阜県の複数箇所において本種の捕獲調査を行い、同地域における本種個体群の体サイズを調べた。さらに、捕獲場所の環境要因を調べ、同地域において本種が大型化する要因を明らかにした。2015年4月から2016年3月まで、愛知県名古屋市、安城市、豊田市、春日井市、および岐阜県美濃市で合計20回の捕獲調査を行った。合計16頭の生体捕獲を行い、捕獲個体の体重と全長を測定した。個体は体サイズ測定後、速やかに放獣した。愛知県の平野部(名古屋、安城、春日井)農地で捕獲された個体の平均体重144g (n=13)は、豊田市や美濃市の山間部で捕獲された個体の平均体重92.3g (n=3)よりも大きく、また先行研究における平均値117gよりも大きかった。愛知県平野部農地で捕獲された個体の体重を、捕獲場所の環境(農業形態)ごとに比較した結果、捕獲個体の体重は捕獲場所の環境によって有意に異なり(U検定、p<0.05)、畑(121g)や水田(134g)よりも果樹園で捕獲された個体の体重(155g)が最も重かった。本研究により、これまで未解明であった愛知県周辺のコウベモグラの生息状況が明らかとなり、同地域平野部における本種個体群は他地域よりも大型の体サイズを有することが明らかとなった。この原因は明らかではないが、本種の体サイズには農業形態に応じた土壌硬度や肥沃度の違いが影響している可能性があった。申請者は、年間を通じてこれらの研究成果を地域の研究集会や配布物等を通じて広く一般市民や営農者に向けて解説し、本種の生態や地域の自然史への人々の理解を促した。
透析低血圧を防ぐ非侵襲的血圧制御装置の開発

透析中の血圧低下による透析困難症は透析患者の約10-30%に合併し、透析の大きな阻害要因となっている。透析低血圧は圧受容器反射系の異常による低血圧と同様な症状を呈する。これまでわれわれは、重度起立性低血圧治療のため、硬膜外カテーテルを用いた脊髄電気刺激法および空圧ショックパンツを用いた下半身圧迫法による人工圧反射装置を考案し、プロトタイプを開発した。今回、空圧パンツを用いた非侵襲的装置を透析低血圧に応用するための実験的臨床研究を行う。本研究により装置の有効性が確認できれば、透析低血圧のための透析困難症患者に新しい治療を提供する道が開ける。
ヒト免疫グロブリンサブクラスの基礎的研究とその臨床的応用

免疫グロブリンサブクラスの内、主にIgAサブクラスについて病態検査学上の意義を明らかにすることを目的に、IgA1、IgA2サブクラス抗原の精製、モノクロ-ナル抗体の作成、酵素免疫測定法を確立し、正常者およびIgA異常性の血中動態を本邦で初めて分析した。本研究により確立した精製法、精製抗原、抗体を用いて1gA結合α_1-マイクログロブリン(α_1-m)に関する研究、α鎖病の構造解析を進めて応分の成果をあげた。以下に、これまで研究成果を概要をまとめた。1)IgAサブクラス抗原の精製:他の免疫グロブリンクラスが著減している骨髄腫血清を精製原にして4050%硫安で塩析、抗α鎖抗体結合アフィニティ-クロマトグラフィ-により精製抗原を得た。純度検定確認はSDS-:PAGE、免疫電気泳動法による。2)モノクロ-ナル抗体の作成:通常の方法でマウスに免疫して力価、特異性に優れた抗IgA1抗体(3C3-3A)、抗IgA2抗体(IF8-58)クロ-ンを得た。3)モノクロ-ナル抗体のエピト-プ解析:IgA1プロテア-ゼ(C.Ramosum,H Influenzae,M.Gonorrhoaなど)でヒンジ部を切断の後、Western blotting法で分析した結果、ヒンジ部よりC末端のFc_α部分を主として認識することが明らかとなった。4)IgA結合α_1-mに関する研究:ヒトα_1-mは血中で約50%がIgAと複合体を形成して、原理の異なる測定法間のバラツキの原因となっていることが明らかとなった。5)臨床応用:酵素免疫測定法(サンドイッチ法)を確立して、正常者および患者血中の動態変化を検索した。1060才までの正常者IgA1濃度は平均2.2mg/ml、IgA2 0.2mg/ml、IgA1/IgA2比9.4で、骨髄腫患者117例中、IgA1 104例、IgA2 13例と正確に特異的に分別・同定された。これらの研究成果について今年度より国内外の雑誌、学会に遂次発表予定である。IgAサブクラスに対するモノクローナル抗体の作成と測定法の確立:免疫原およびクローニングのためのパイロット抗原を得るため,IgAミコローマ血清,初乳,α鎖病血清より精製抗原を得た.まず硫安50%で塩析を行い,つづいてSepharose CLー6 B gel Cpharmacia)によりゲル濾過を行い,IgA rich fractionを得た.更にWhatmann DEー52gelによりイオン交換クロマトグラフィーを行ない,0.01M Tris Buffer(pH 8.0)で溶出,NaCL濃度0.1MによるピークをIgA分画として分取した.初乳については,更にJacalinによるアフィニティークロマトグラフィーによりIgA_1とIgA_2に分離した.精製抗原については,SDSーPAGE,1EP,オクタロニー法により,純度を確認した.IgAサブクラスの同定は,Jacalinに対しゲル内で沈降反応を示すものをIgA_1,示さないものをIgA_2と判別,更に,市販の抗血清を用いも完全に一致を見ている. igAミコローマ

由来のIgA_1を免疫原として,モノクローナル抗体と作成,IgA_1測定用のEIA法を確立しつつある. Preliminaryであるが,IgA型ミコローマ血清のサブクラスの同定を行ったところでは,61ケース中,55種がIgA_1であることが明らかにされている.引きつづいて,IgA_2型のミコローマ血清の収集,モノクローナル抗体を作成して,IgAサブクラスの事確,臨床応用への展開,確立への道を聞いて行きたいと考えている.IgGサブクラスに関する研究:研究当初の予想に反して,個々のサブクラスの抗原の同定が困難をきわめている.まずIgGミコローマ血清より,上記とほぼ同様な方法でIgGせ精製,更に,Protein Aの非結合性からIgG_3を精製,モノクローナル抗性を作成したが,全てイデオタイプに対する抗体でアった.酵素処理によるIgG_3の抗原性の増強を計ることにより,特異抗体を作成準備に銑意努力中である.本年度の研究実施計画に従って以下の研究と進め応分の成果を得た。1.IgA多発性骨髄腫患者血清の収集:患者血清127検体を各研究施設、病院などから提供を受け、OXOID社より市販されている抗体を指標としてサブクラスを同定、免疫原のソースとした。2.IgAの精製:既に確立した方法による。硫安塩析、抗α鎮抗体結合アフィニティークロマトグラフィーによりIgA1、IgA2を精製した。純度確認はSDS-PAGE、免疫電気泳動法による。3.モノクローナル抗体の作製:既に確立した方法による。抗IgA1抗体はクローン3C3-3Aを得た。IgA1型と同定されている103例の骨髄腫血清の内102例が自家製抗体を用いた酵素免疫測定法によりIgA1と確認同定された。しかし、この抗体ではS-IgA1の認識は出来ない。抗IgA2抗体はクローン1F8-58が得られ、IgA1抗原、IgA1骨髄腫血清との反応も全くなく、IgA2型骨髄腫血清12例と特異的な反応陽性を示した。4.臨床応用:抗α鎮抗体(ポリクローナル)、ペルオキシダーゼ標識抗IgA1抗体、抗IgA2抗体を用いた酵素抗体法(ELISA法)により、血清におけるIgAサブクラスの定量・定性が可能になった。標準物質として骨髄腫より精製した抗原を用いた場合、IgA1では101,000ng/mlIgA2では501,000ng/mlの範囲で定量可能と考えられている。自家製の抗体を用いて、ヒトα-chain病のサブクラスがIgA1であることを証明しており、また、ヒトα-mとIgAが複合体を形成する場合に、サブクラスに関連性がないことを証明するなど、実際臨床の現場での応用を更に拡大するデータを得て来ている。昨年度に引き続いてIgAサブクラスに関する基礎研究と臨床応用について研究を進めた。基礎研究ではHemophilus inf Clostridium.r.などのIgA1プロテア-ゼ処理によるWestern blotting法により、抗IgA1マウスモノクロ-ナル抗体が、IgAヒンジ部よりC末端、Fc部分も含むエピト-プを認識していることが、最終的に明らかにされた。一方、臨床応用ではこれまでの研究から確立されている酵素免疫測定法を用いて、正常者、および種々のIgA異常症の血清動態分析を行った。10歳60歳までの正常男女82名の測定では、IgA1は平均2.2mg/ml、IgA2は0.2mg/mlでIgA1/IgA2比9.4で、IgA1は全年齢と通して女性が男性に比べて高値の傾向を示した。IgA欠損症患者では、18例中10例がIgA1、IgA2共に欠如し、6例がIgA2が低値、IgA1が欠如し、2例がIgA1が欠如していた。
神経発達障害に関わるアストログリア由来因子の同定と機能解析

Ifitm3によるFst11の分泌制御についてCOS7細胞を用いて検討した。Fst11/Ifitm3をトランスフェクションした群ではFst11/Mock群と比較して、細胞外液中に含まれるFst11の量が有意に増加した。よってIfitm3はFst11の細胞外遊離量を制御しているものと示唆された。新生仔マウスにpolyI : Cを投与して擬似ウイルス感染モデルを作製し、Fst11の発現変化を免疫染色によって調べた。polyI : C投与群では海馬においてFst11の染色像を認めたが、control処置群では染色像を認めなかった。さらにこの染色像はGFAP(アストロサイトのマーカー)の染色像と一致したことから、polyI : C処置後のアストロサイトでFst11の発現が増加していることが示唆された。培養培地にリコンビナントFst11を添加して神経細胞を培養し、樹状突起の長さを対照群と比較した。アストロサイトの条件培地の場合、100nMのリコンビナントFst11の添加によって有意な神経突起伸展の障害を認めたが、通常の神経細胞培地の場合300nM添加後も神経突起伸展に変化を認めなかった。よって、Fst11は神経突起伸展に関与するアストロサイト由来因子を拮抗しているものと考えられた。以上の検討によって、アストロサイトの自然免疫活性化後にIfitm3の発現が増加し、Fst111の細胞外遊離量が増加すること、Fst11が神経発達障害に関与するアストロサイト由来因子であることが示唆された。(抄録なし)Ifitm3によるFst11の分泌制御についてCOS7細胞を用いて検討した。(抄録なし)
機能性RNAを起点とした治療抵抗性頭頸部扁平上皮癌のドラッグリポジション戦略

申請者は、治療抵抗性を獲得したHNSCCの臨床検体(初回治療後の再発症例の検体)から「治療抵抗性HNSCC・機能性RNA(マイクロRNA、蛋白コード遺伝子、蛋白非コード遺伝子)発現プロファイル」を作製した。この解析データを統合理解する事で、HNSCCにおける新規癌遺伝子および、癌・分子経路の一端を明らかにした実績を有する。本研究では、HNSCC治療抵抗性に関わる分子経路をさらに探索・検証し、既存の治療薬で遮断する戦略(ドラッグ・リポジション)を考案し実証する。
成長過程における高分子結晶のモルフォロジーの定量的解析

光学顕微鏡、加熱装置(ホットステージ)、ビデオカメラ、ビデオレコーダ、(超)長焦点対物レンズ、ビデオ入力ボードを組み合わせて、パーソナルコンピュータで統括制御するシステム(ハードウェア)を構築した。このシステムで温度制御(時間変化)、画像の自動記録、画像の数値化、情報の抽出、統計処理を行うソフトウェアを開発した。以上のシステムを用いて、高分子(it-ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等)のフィルム内、融液下での結晶成長を、温度の条件を自動制御し、種々の成長条件下(温度、熱履歴試料の厚さ等)での結晶成長のモルフォロジーを画像として自動記録した。得られた画像データより必要な情報(結晶の形、像の明るさの強弱、結晶の個数等)を抽出し、そのデータを処理し、より有為なデータへと変換した。(一次元化、平均、フーリエ変換等)その結果と高分子の結晶成長に関して他の方法で測定したデータ(成長速度、小角X線から得られたカメラ厚、SDCによる熱解析等)と比較して関連性を考察した。その上ですべてのデータを矛盾無く説明できるモデルを構築、コンピュータシミュレーションによってそのモデルの妥当性を検討した。これらの実験結果から、融液からの高分子の結晶成長において、高分子特有の記憶効果というものが存在し、成長以前に与えられた熱履歴が、成長する結晶のモルフォロジーや球晶成長の一次核の生成過程に大きく影響を与えることがわかった。
Grobal人材育成のための英語版看護事例学習用eラーニングシステムの開発と評価

研究論文としてとりまとめを行ない、今後投稿予定である。この研究は、日本国内の外国人の増加により、医療機関を受診する外国人が増加している現状がある、しかし日本人看護師の英語や中国語のコミュニケーション力が低いことから、本研究で開発したシステムは時機を得た有効な学習ツールといえる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.研究計画,実施体制の組織化:研究実施体制の組織化を行い,研究計画の遂行のための役割分担を行い、システム開発の委託業者の選定を行った.委託業者は、これまで研究での取り組みにおいて共同している業者とした.2.文献検討による英語コンテンツの構成の検討:文献のシステマティックレビュー及びインターネットで公開されている学習システムの分析を行い,開発する看護ESPシステムに必要な機能を抽出した.その結果、看護師の患者とのコミュニケーションにおいて必要な機能の中から,英語を聞きとる,理解する,話すことに重点をおくこととした.文献検討から英語コンテンツの構成として、音声による英会話、テキストによる文字情報としての英文を示し,併せて日本語と和文を表示することとした.3.学習サポートシステムの開発:文献検討,インターネット上の学習システムの検証から明らかになった学習機能を有するシステム仕様書を作成した.仕様書に基づいて,先行研究で開発した学習サポートシステムを改造内容について検討した.4.教材コンテンツ開発:看護学習サポートシステムに搭載している和文コンテンツを2事例6シーンを英文に翻訳した.併せて英語ナレーションを制作した.看護実践場面の英会話の教材コンテンツを作成した.項目は,バイタルサイン,採血,服薬指導,問診場面として消化器,胸痛,動悸,ぜんそく,感染症,家族歴,既往歴の聞き取りの場面を制作した.コンテンツの構成は,英語,日本語,英語の順に各会話を再生する.映像は英語と日本語のテキスト表示を会話に会わせて表示するようにした.1.英語版看護学習サポートシステムの開発:平成26年度に英語翻訳した日本語版看護学習サポートシステムの2事例コンテンツの6シーンについて、平成27年度は、事例コンテンツ内の6シーンの英会話の音声収録を行い、事例の英語版コンテンツを制作、システムに搭載しタブレットに実装し視聴できるようにした。2.英会話コンテンツの開発:1看護実践場面の英会話コンテンツの制作を行った。新規に英語会話のコンテンツを制作した。項目は、問診場面(脳卒中、頭痛、眩暈、虫垂炎、消化管出血、膀胱炎、腰痛、蕁麻疹、うつ状態)、検査の予約、外来受診、入院オリエンテーション、手術(準備、当日、術後)の16タイトル、収録時間は71分06秒であった。加えて、平成26年度に制作した英会話コンテンツ(19タイトル、収録時間74分14秒)の一部修正を行った。開発したコンテンツの収録時間は145分20秒であった。会話コンテンツは、テキストを日本語、英語で表示し、音声は、日本語、英語・英語とし、英語を2回繰り返すようにし、聞き取りの機会を増やした。2中国語会話コンテンツの試作した。平成26年度に制作した英語会話コンテンツの一部を中国語に翻訳し、会話の音声収録を行った。項目は、バイタルサイン測定、既往歴、服薬指導、家族歴、問診(消化器系、胸痛、インフルエンザ)の8タイトル、収録時間は42分14秒であった。3英会話、中国語会話ともに、システムに搭載し、タブレットに実装し視聴できるようにした。平成28年度に制作予定の英会話コンテンツを平成27年度に前倒しして制作した。また、新たに中国語のニードが大きいことから、中国語会話コンテンツを試作した。1.英語版看護学習サポートシステムの開発:平成26年度に英語翻訳した日本語版看護学習サポートシステムの2事例コンテンツの6シーンについて、平成27年度は、事例コンテンツ内の6シーンの英会話の音声収録を行い、事例の英語版コンテンツを制作、システムに搭載しタブレットに実装し視聴できるようにした。平成28年度は、タブレット実装状況を確認した。2.英語コンテンツの開発:1看護実践場面の英会話コンテンツの一部を修正した。平成27年度に開発したコンテンツの誤字などを修正し完成させた。項目は、問診場面(脳卒中、頭痛、眩暈、虫垂炎、消化管出血、膀胱炎、腰痛、蕁麻疹、うつ状態)、検査の予約、外来受診、入院オリエンテーション、手術(準備、当日、術後)の35タイトル、収録時間は145分20秒であった。会話コンテンツは、画面上のテキストを日本語、英語で表示し、音声は、日本語、英語・英語とし、英語を2回繰り返すようにし、文字情報の読み取りと聞き取りができるようにした。2中国語会話コンテンツの開発:平成27年度に制作した中国語会話コンテンツの一部を修正した。修正内容は、中国語表記が音読できるようにカタカナのルビを振り、中国語の音読に対応させた。項目は、バイタルサイン測定、既往歴、服薬指導、家族歴、問診(消化器系、胸痛、インフルエンザ)の8タイトルであった。併せて、タブレット画面のデザインを変更した。中国語のルビ付きコンテンツをタブレット版に搭載するシステムについては、予算が不足したために次年度に実施することになった。開発したシステムの実用性の評価のための調査を実施する計画であったが、中国語コンテンツの修正によるシステムの変更ができなかったため、実用性調査を次年度に実施することとした。医療場面に関する看護師と患者の会話コンテンツの開発を行った。これまでに英語版と中国語版を開発した。平成29年度は、中国語版の改良を行った。その内容は中国語の読み方をテキスト(中国語)に日本語のカタカナでルビを振った。

そのことにより中国語のテキスト表記が理解できない学習者であっても、ルビを読むことで音声の聞き取りを補助する機能を持たせることができた。中国語の音声にカタカナを対応させるために、中国語のネイティブスピーカーに翻訳を依頼し、精度を高めている。また、表示画像の構成を変更し、テキストの文字情報が大きく表示できるようにし、学習しやすくした。これまでに開発した英語の看護実践事例コンテンツと医療場面の英会話コンテンツ、中国語コンテンツをタブレットに搭載するシステムを開発し、実装した。データは、マイクロSDカードに保存しタブレットで利用できるため、インターネット環境がない病院などでも利用することができるようにしている。近年の日本国内の外国人旅行者の増加に対応するため、通訳者の育成もはじめられたりしているが、医療現場に十分な配置は困難な状況である。そのため、看護職の英語や中国語会話能力を高める必要が高まっていることから、本研究で開発したコンテンツとシステムのニーズは高いと予想される。なお、開発したシステムの実用性、有用性評価を予定していたが、システムの実装が遅れたため、次年度に繰り越して実施する予定である。英語による教材と会話コンテンツのタブレット搭載システムの開発は終了したが、実用性と有用性の評価が未実施である。研究論文としてとりまとめを行ない、今後投稿予定である。この研究は、日本国内の外国人の増加により、医療機関を受診する外国人が増加している現状がある、しかし日本人看護師の英語や中国語のコミュニケーション力が低いことから、本研究で開発したシステムは時機を得た有効な学習ツールといえる。システムの構築の検討および教材コンテンツの制作は,計画通り進行している.平成28年度は、研究計画に沿って、開発したシステム、コンテンツの実証実験を行い、内容の検討を行う予定である。研究最終年度に当たり、システムの完成と実用性評価に関する調査を実施して、成果報告をまとめる予定である。次年度にシステムの実用性、有用性の調査を行う予定である。学会発表を次年度に予定している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度計画に沿ってシステム開発とコンテンツ制作を進行する予定である.平成27年度に旅費を計上しなかったために、繰越金が発生した。システム開発、および評価調査の遅れにより、次年度にシステム構築費用に充当する予定である。成果報告を2018年6月に予定しているため、旅費が残額となった。平成28年度は、情報収集と成果報告のために旅費を使用する計画である。調査費、システム構築費に充てる。
高分子ナノ組織体を用いた導波路型光分子センシングデバイスの開発

本申請研究ではラングミュアー・ブロジェット(LB)法によりpHや酸素などの外部刺激応答性分子と光機能性分子からなる高分子ナノ組織体を高度に組織化し、光導波路分光法と組み合わせることにより、高分子ナノ組織体の界面における静的あるいは動的挙動を評価するとともに全く新規な光分子センシングデバイスの開発を目的としている。当該年度では以下のことが明らかとなった。1)光導波路分光法の開発と性能評価石英光導波路上にアントラセン高分子LB膜を累積し、界面・表面分光計により、アントラセン高分子LB膜1層の吸収スペクトルの測定を行った。透過型吸収測定装置と比較することにより、光導波路分光法の性能について検討を行った。従来型の透過型分光法に比べ、200倍の感度が得られること、また紫外光領域の吸収スペクトルを高S/N比で測定できることが明らかとなった。アントラセン高分子LB膜の光架橋反応をin situ観測し、層構造との関係を明らかにすることに成功した。2)高分子LB膜のポジ型フォトパターン形成過程の検討光分解性高分子LB膜のポジ型フォトパターニングについて表面プラズモン共鳴法により検討を行った。ガラス基板上に金、銀の金属薄膜を蒸着し、種々の高分子LB膜を累積した。フォトパターン形成過程と耐エッチング性の評価法としてこの手法が有効であることが示された。3)電荷移動錯体を利用した光スイッチ素子の開発ピレン高分子LB膜と電子ドナー性およびアクセプター性の高分子LB膜を作成した。電子ドナー性、アクセプター性いずれのLB膜もピレンの蛍光を効率よく消光し、これは層間での電荷移動錯体形成に基づく。このLB膜を用いて、銀表面上に積層体を構築し、表面プラズモン共鳴法と組み合わせた光スイッチ素子を開発した。350nmのランプ光をポンプ光、441.6nmのHe-Cdレーザー光をモニター光として可逆的なスイッチングを行うことに成功した。本申請研究ではpHや酸素などの外部刺激応答性分子と光機能性分子からなる高分子ナノ組織体をLB法により高度に組織化し、光導波路分光法と組み合わせることにより、高分子ナノ組織体の界面における静的あるいは動的挙動を評価するとともに全く新規な光分子センシングデバイスの開発を目的としている。1)光機能性を有する両親媒性高分子の設計と合成すでに優れた凝縮単分子膜を形成することが明らかなN-アルキルアクリルアミドポリマーを基本構造にピレン、ルテニウム錯体、アントラセンなどの光機能性を持つ高分子両親媒性化合物を合成した。ラジカル共重合により種々の組成を有する両親媒性ポリマーを調製した。得られた両親媒性ポリマーの単分子膜挙動を表面圧-面積等温線により評価した。2)光機能性高分子LB膜の構造決定ガラス基板上に金、銀の金属薄膜を蒸着し、種々の光機能性高分子LB膜を累積した。得られた基板について、表面プラズモン共鳴法によりそれぞれの高分子LB膜の屈折率と膜厚を決定した。3)光導波路分光法の開発と性能評価厚さ0.2mmの石英ガラスを光導波路として用い、ピレンおよびアントラセン高分子LB膜を累積した。光導波路型分光光度計により、それぞれの高分子LB膜1層の吸収スペクトルの測定を行った。透過型吸収測定装置と比較することにより、光導波路分光光度計の性能について検討を行い、200倍の高感度化が達成されたことが明らかとなった。

アントラセン高分子LB膜に近紫外光を照射し、アントラセンの光架橋反応をin situ観測した。光架橋反応とアントラセン高分子LB膜の層構造との関係について検討を行った。本申請研究ではラングミュアー・プロジェット(LB)法によりpHや酸素などの外部刺激応答性分子と光機能性分子からなる高分子ナノ組織体を高度に組織化し、光導波路分光法と組合せることにより、高分子ナノ組織体の界面における静的あるいは動的挙動を評価するとともに全く新規な光分子センシングテバイスの開発を目的としている。当該年度では以下のことが明らかとなった。1)光導波路分光法の開発と性能評価石英光導波路上のアントラセン高分子LB膜を累積し、界面・表面分光計により、アントラセン高分子LB膜1層の吸収スペクトルの測定を行った。透過型吸収測定装置と比較することにより、光導波路分光法の性能について検討を行った。従来型の透過型分光法に比べ、200倍の感度が得られること、また紫外光領域の吸収スペクトルを高S/N比で測定できることが明らかとなった。アントラセン高分子LB膜の光架橋反応をin situ観測し、層構造との関係を明らかにすることに成功した。2)高分子LB膜のポジ型フォトパターン形成過程の検討光分解性高分子LB膜のポジ型フォトパターニングについて表面ピラズモン共鳴法により検討を行った。ガラス基板上に金、銀の金属薄膜を蒸着し、種々の高分子LB膜を累積した。フォトパターン形成過程と耐エッチング性の評価法としてこの手法が有効であることが示された。3)電荷移動錯体を利用した光スイッチ素子の開発ピレン高分子LB膜と電子ドナー性及びアクセプター性の高分子LB膜を作製した。電子ドナー性、アクセプター性いずれのLB膜もピレンの蛍光を効率よく消光し、これは層間での電荷移動錯体形成に基づく。このLB膜を用いて、銀表面上に積層体を構築し、表面プラズモン共鳴法と組み合わせた光スイッチ素子を開発した。350nmのランプ光をポンプ光、441.6nmのHe-Cdレーザー光をモニター光として可逆的な光スイッチングを行うことに成功した。
光学的解析法による古代ガラスの加工法等に関する研究

本研究は光学的手法をもちいて、古代ガラスの加工法や材質を明らかにするものである。(1)ガラス管玉や勾玉、小玉などの加工方法を調べるため、本研究では日本で初めての試みとして高エネルギーX線CTによる内部構造の調査をおこなった。また、小玉など簡単な構造の遺物は、従来のX線透過写真法と画像処理を組み合わせて調査をおこなった。その結果、弥生時代に流通したカリガラスで作られた管玉は穿孔されていることが明らかになった。そして、これらの遺物は主として福井県、京都府北部、鳥取県、島根県など北陸から山陰地方に分布し、九州には分布していないことが明らかとなった。一方、同じ弥生時代に流通した鉛バリウムガラスで作られた管玉は溶融法により作られており、カリガラスの管玉とは加工技法が異なることが明らかである。(2)ガラス材質は、弥生時代には鉛バリウムガラス、カリガラスが主なもので、弥生時代の後期後半から古墳時代の初頭にかけてソーダ石灰ガラスが出現し、古墳時代はソーダ石灰ガラスの時代となる。日本で流通したソーダ石灰ガラスは酸化アルミニウム含有量など2種類のタイプがある。古墳時代には多彩な色調のガラスが出現すると言われているが、これは酸化アルミニウム含有量の多いソーダ石灰ガラスによってもたらされた。研究を進めて行く上で、これらの現象はすでに北部九州では弥生時代の後期頃から見られることが明らかになってきた。また、本研究では古墳時代の遺跡から混合アルカリガラスも新たに発見され、どの地域から伝えられたのか詳しく調べて行くことも必要となった。弥生時代から鎌倉時代に至る10数個所の遺跡から出土した約150点にのぼるガラス玉類の化学分析を実施した。またこれらの資料から保存状態の良好な資料を選別してX線透過撮影およびX線CTをもちいた構造調査を実施した。さらに鉛同位体比の測定をおこない原料鉱石および製造産地に関する情報の検討をおこなった。材質調査の結果、弥生時代と古墳時代における変遷期にはガラス材質が大きく変化することも裏付けられ、さらに今回の調査によって古墳時代の後期あたりから従来知られていなかった、混合アルカリガラスが流通していたことも明らかになった。古墳時代は酸化アルミニウム含有量の多いソーダ石灰ガラスが多量に流通しており、これら両者のガラスは、その起源がインドあるいは東南アジアに推定されており、古墳時代は国際色豊かな遺物が日本に流入していたとも考えられる。ガラスの加工方法に関しては、弥生時代におけるガラス材質と加工法がしだいに明らかになりつつある。今回の調査で大きな成果となった一つには青色カリガラスで造られた管玉で、山陰地方から北陸あたりに出土している遺物の多くは穿孔されていることが明らかになってきた。これらは九州地方には発見されておらず、ガラスの流通を論じる上では極めて重要な情報となる。鉛同位体比による調査は、弥生時代のカリガラスと中世におけるカリウム鉛ガラスについて実施した。カリガラスは従来から製造地に関しては諸説があったが、今回の調査ではほぼ中国で製造されたものが日本に持ち込まれたことが明らかになった。いっぽう、中世におけるカリウム鉛ガラスは中国産と日本産が存在しており、吹きガラスで製造されたものは中国産で玉類は日本産の原料が使用されたことが明らかになった。(1)古代ガラスの構造調査からガラスの加工方法を推定するため、X線透過撮影と画像強調処理法および、X線CTなどを使用して調査をおこなった結果、カリガラスの管玉で穿孔されたものが、駄坂舟隠9号墳(兵庫県)や寺ノ段2号墳(京都府)などから新たに発見された。カリガラスの管玉で穿孔されたものは北陸から山陰地方で多く発見されるが、九州地域からはこのようなカリガラスの管玉は発見されなかった。カリガラスの管玉の生産地域もおそらく北陸から山陰に存在していたものと推定された。

鉛バリウムガラスの管玉の多くは溶融法によっているが、中には穿孔されたものも存在することから、北陸から山陰地方のどこかで加工された可能性もでてきた。(2)古代ガラスの材質の変遷をより明確にするため、東北から九州に至る出土ガラス、約400点について蛍光X線分析法によって調査すると同時に2部の資料は鉛同位体比測定をおこない、原料産地の推定をおこなった。このなかで、新たに混合アルカリガラス(古墳時代)が発見できた。化学組成から推定すると東南アジアから南アジアのガラスが伝えられた可能性が考えられた。(3)平安から鎌倉時代のカリウム鉛ガラスの原料産地を鉛同位体比法により推定したところ、中国産の原料と長崎県対州鉱山産のものに分かれた。