hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ppbレベルのナノ薄膜試験紙、実用化のための基盤技術の深化と環境試料による評価

ppbレベルが判定可能なナノ薄膜試験紙の基盤技術の確立と環境試料での評価を行った。有機ナノ粒子作製として、ミスト化を経る作製法およびゼラチン中での合成を発案し、後者は粒径制御および長期間の分散安定性を見出した。ナノ粒子薄膜の浸透性の改善に水溶性ポリマーや保湿剤の添加が効果的であった。浸透性の制御をヒントに、新たにニッケル合金表面のニッケル検出用接触試験紙を発案した。ppbレベルでの鉄(II)および鉄(III)用の試験紙を作製し環境水中での測定を行った。鉄(II)用の試験紙での10秒の迅速モニタリングによって、地下水汲み上げ直後の鉄(II)から大気の溶け込みによる酸化過程の追跡に成功した。平成25年度は、1)有機ナノ粒子作製技術の確立、3)ナノ薄膜への浸透と反応性制御、4)妨害除去技術の確立、5)ppbレベルのイオン種の化学状態分析を行った。1)については、超音波スプレーを用いたミスト化ーミスト分離に基づく有機ナノ粒子の新規作製装置を開発を行い、生成した粒子をFE-SEMにて観察した。検討項目は、ミストの噴霧方向、ミスト分離のための管の最適化、気相での粒子形成のための加熱条件、生成した粒子の回収方法等多岐に及びかつ、それぞれの項目が互いに影響し合うため複雑である。噴霧は、上から下、下から上、横方向を試し、ミストを流動させるために窒素ガスによるアシストを行い、同時に最適化した。またミストを分離するために、長さの異なる3本のガラス管を試し、かつ加熱のためのリボンヒーターの温度も変化させた。しかしながら気相での粒子形成が未確認である。これは収量が少ないためと、生成した粒子が小さく、溶媒蒸気と分離ができないためである。3)では、ナノ薄膜試験紙での反応時間を短縮するために、疎水性の高いナノ薄膜の添加剤による改質を試みた。モデル系として、バソフェナントロリンナノ薄膜試験紙での鉄(II)イオンの呈色反応を取り上げ、表面に水滴を滴下して吸水時間を計ることで水とイオンの浸透性を定量化した。結果、水溶性ポリマーのpDADMA、PVA、デンドロンを添加することで、吸水時間は大幅に短縮し、支持体のメンブレンフィルターと同等の吸水時間となっても検出感度はポリマー無添加と同等で、ポリマー添加の有用性が示された。4)は、ほとんど進んでいない。5)に関しては、鉄(II/III)についてそれぞれ特異的に反応する試験紙を作製し、2枚を並べて同時検出を試みた。鉄(II)イオン用の試験紙が鉄(III)イオンに干渉されたが、遮光かつ酸化剤を添加することで防ぐことが可能との知見を得た。平成26年度は、1)有機ナノ粒子作製技術の確立、2)比色試薬ナノ粒子のサイズ効果の検証、3)ナノ薄膜への浸透と反応性制御、4)妨害除去技術の確立、5) ppbレベルの化学状態分析という全サブテーマを予定していた。1)、3)、5)はかなり進展し、ナノ薄膜試験紙の基盤技術の確立に大いに貢献したが、2)は1)の有機ナノ粒子のサイズ作り分けが完成されなかったため継続を断念し、4)はカドミウムイオン試験紙の亜鉛の妨害除去研究のみ行った。サブテーマ1)では、当初から目標としていた超音波スプレーを用いたミスト化ーミスト分離に基づく有機ナノ粒子の作製として粒径制限管や気相加熱による効果を確認し、1ミスト1粒子の作製が可能であることが示唆された。また新たにゼラチン分解物中での合成を発案し、いくつかの有機ナノ粒子分散液の作製に成功し、高い分散安定性を確認した。前者は連続、粒径が揃う等の、後者は簡便、高収率等の利点があり、両方とも弱い相互作用で形成されている有機ナノ粒子の合成法に適していると考えた。3)は大幅に進展し、ナノ薄膜を水溶性高分子もしくは保湿剤を添加することで水とイオンの浸透性を大きく改善し、大幅に呈色時間が短縮することを確認している。同時に分子、粒子、ナノ粒子膜での反応性の違いを分析し、分子と粒子のイオンに対する反応性はあまり変わらず、粒子集合体であるナノ粒子膜の疎水性の凹凸構造が表面の撥水性を強調し、浸透性に大きく影響していることが判明した。4)では、カドミウム試験紙での亜鉛の除去を目指し、分離を試みたが未完成である。5)では、鉄(2価/3価)の状態分析用の試験紙を作成し、お互いの干渉除去を検討した結果、2価鉄はほぼ干渉無く定量できたが、3価鉄は水酸化速度が大きく、試験紙そのものの呈色時間を短くすることおよび試薬の再検討が示唆された。平成27年度は、1)有機ナノ粒子作製技術の確立、3)ナノ薄膜への浸透と反応性制御、4)妨害除去技術の確立、5)ppbレベルのイオン種の化学状態分析を行った。1)については、昨年度に引き続き、本課題研究中に発案したゼラチン分解物水溶液中での合成法の詳細な検討を行い、粒径分布が狭く、粒径制御され、かつ分散の時間安定性に優れた、マイルドな条件での作製方法であることを見出した。水中では粒子成長と2次凝集により、粒径が時間と共に大きく変化し容易に沈殿を生じるが、ゼラチン分解物を添加することで、2つの構造の異なる色素に対しても180時間まで粒径が変化せず安定に分散しさせることに成功し、粒径制御および分散安定性に優れた媒体であると認めた。

3)は浸透性の制御から、新たに固体サンプル向けの試験紙として、ニッケル合金に対する接触試験紙を発案した。金属をイオン化するための層を試験紙表面に用いたことが鍵であり、金属アレルギーの人が身の回りのアクセサリーや日用品を調べるための方法として提案したい。4)については、周期律表上で同族で分離が難しい、ヒ素用試験紙におけるリン酸との分離に関する研究を行い、カルシウムイオンとの沈殿や炭酸カルシウム粉への吸着分離等を試みたが、自然界で20100倍以上の高い濃度で存在するリン酸の完全除去には至らなかった。5)では、鉄(2価/3価)の状態別オンサイト分析用の試験紙を目標として、2価鉄に関して地下水用の浸漬時間10秒の検量線(25ppb10ppm)および河川用10分の検量線(2.2 ppb500ppb)の2つを作成し、地下水の分析を試みた。溶存酸素0の汲み上げ直後の地下水から、大気からの酸素が経時的に溶解することによる鉄(II)濃度の減少を、10秒検量線を用いて分析時間30秒以内で捉えることに成功し、変化しやすい鉄イオンに対し現場分析の可能性を示唆している。ppbレベルが判定可能なナノ薄膜試験紙の基盤技術の確立と環境試料での評価を行った。有機ナノ粒子作製として、ミスト化を経る作製法およびゼラチン中での合成を発案し、後者は粒径制御および長期間の分散安定性を見出した。ナノ粒子薄膜の浸透性の改善に水溶性ポリマーや保湿剤の添加が効果的であった。浸透性の制御をヒントに、新たにニッケル合金表面のニッケル検出用接触試験紙を発案した。ppbレベルでの鉄(II)および鉄(III)用の試験紙を作製し環境水中での測定を行った。鉄(II)用の試験紙での10秒の迅速モニタリングによって、地下水汲み上げ直後の鉄(II)から大気の溶け込みによる酸化過程の追跡に成功した。平成26年度に行った課題のうち、1)有機ナノ粒子作製技術の確立は当初予定の超音波スプレーを用いたミスト化ーミスト分離に基づく有機ナノ粒子の作製の成果に加えて、新たにゼラチン分解物中での合成もいくつかの有機色素で成功し、ゼータ電位測定等より分散安定性を確認しているため、当初計画以上に進展している。2)比色試薬ナノ粒子のサイズ効果の検証は1)でサイズの作り分けが完成しなかったためこれ以上の継続を断念した。3)ナノ薄膜への浸透と反応性制御は、改質剤による水とイオンの浸透性の改善に成功し、かつ分子・粒子・ナノ薄膜での反応性の結果からナノ薄膜試験紙の呈色時間が長い原因が、疎水性色素の集合体である粒子が疎水性の凹凸構造となり表面の撥水性を強調していることが判明したため、予定より進展している。4)妨害除去技術の確立は研究支援者が体調不良により約6ヶ月で辞職したため、中断しており、遅れいてる。5) ppbレベルの化学状態分析では、鉄(2価/3価)の状態分析用の試験紙を個々に作成することに成功し、互いの干渉除去を検討し、結果の解析、次の解決案の提案まで至ったため、概ね順調である。27年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ材料化学、分析化学本年度は最終年度にあたり、1)有機ナノ粒子作製技術の確立、3)ナノ薄膜への浸透と反応性制御、4)妨害除去技術の確立、5) ppbレベルの化学状態分析を行う。1)、3)、5)は昨年度までにかなり進展したため、次の研究に繋げるための追加実験および解析、まとめを行うが、2)は1)の有機ナノ粒子のサイズ作り分けが完成されていないため継続を断念し、4)はカドミウム試験紙の亜鉛除去のみに限定して完成を目指す。サブテーマ1)の超音波スプレーを用いたミスト化ー
プロテインスプライシングを用いた細胞内におけるタンパク質局在の分析法の開発

筆者の所属する研究室では、アミノアシル化リボザイムと再構成無細胞翻訳系を用いた非天然アミノ酸含有ペプチド(=特殊ペプチド)の合成に取り組んでいる。本年度は、昨年度に引き続いて、特殊ペプチドの環状化戦略を開発すると共に、合成された環状ペプチドの詳細な活性評価をおこなった。特殊ペプチドの環状化については、昨年度までに1)クロロアセチル基とシステイン側鎖を介したチオエーテル結合の形成2)クリックケミストリーによるトリアゾール骨格を介した環状化、を開発している。そこで、本年度はこれらの方法を組み合わせることによる二環ペプチドの合成に取り組んだ。ペプチド中に非天然アミノ酸を三種類含む特殊ペプチドは効率よく合成され、このペプチドはチオエーテル結合の自発的形成、および銅触媒によるクリック反応を通して二環ペプチドに変換された。システイン側鎖を用いる方法と異なり、分子内反応を位置特異的に制御することができることから、本手法は二環ペプチドの優れた合成方法であると考えられる。チオエーテル型環状化ペプチドについては、生理活性様ペプチドを合成し、その特性について詳細に調べた。ヒト型生理活性ペプチド、ウロテンシンは2つのシステイン側鎖で環状化されているが、この結合をチオエーテルに変換したのち、その生理活性を評価した。生理活性については、ウロテンシンレセプターを発現させた細胞の、カルシウム動員応答を指標に評価した。その結果、チオエーテル型ペプチドは、EC50=4.6±0.58nMという極めて低濃度でカルシウム動員を引き起こすことが示された。一方で、この値は天然型ペプチドのEC50=0.55±0.18nMとう値からは一桁程度上昇していることから、チオエーテル結合の導入により、ペプチドの構造が一部変化していることが示唆された。筆者は昨年度までに、プロテインスプライシング反応を用いた新規分析手法により、ミトコンドリア局在タンパク質Smacがミトコンドリア膜間腔局在にするには1-57番目のアミノ酸配列が必要十分であり、その中でも44-57番目の配列にある疎水性ドメイン部分が膜間腔局在に重要な役割を果たしていることを見いだした。今年度はこれらの知見をさらに発展させ、1.Smacにおいて見いだされた膜間腔局在化配列が他のミトコンドリア膜間腔局在タンパク質においても存在するのか、2.Smacにおける1-57番目の配列を用いることで、蛍光タンパク質に代表される種々のタンパク質プローブをミトコンドリア膜間腔に局在化させることが可能であるか、について明らかにしようと試みた。1.筆者はミトコンドリア膜間腔に局在することが既知のタンパク質Omiについて、そのアミノ酸配列中に疎水性ドメインがあることを見いだした。興味深いことにSmac及びOmiの疎水性ドメインにはIAP-binding motifと呼ばれる共通の配列があり、この配列を失わせるとこれらのタンパク質は膜間腔に局在できなくなることがわかった。以上よりタンパク質の膜間腔局在には疎水性ドメイン及びIAP-bindingmotifが共通して重要な役割を担っていることを明らかにした。2.pHセンサーとしてしられる蛍光タンパク質YFP(H148G)をSmacの1-57番目のアミノ酸に連結したところ、膜間腔に局在させることができた。センサーの蛍光強度より、膜間腔内のpHは細胞質とほぼ同じpH7.5であることがわかった。また、Ca^<2+>センサー及びsingle-chain antibodyも同様にして膜間腔局在させることができた。これらのことから、Smacの1-57番目の配列は種々のタンパク質プローブを膜間腔に局在させることが可能であることを明らかにした。筆者の所属する研究室では、アミノアシル化リボザイムと再構築無細胞翻訳系を用いた特殊ペプチドの合成に取り組んでいる。そこで本年度はこれらの技術を用い、天然には見られない特徴をもった種々のペプチドの合成に取り組んだ。一般的に、天然に見られる生理活性ペプチドには環状化されているものが多い。これは環状化に伴う構造安定化によりターゲットに対する親和性が上昇することと、ペプチダーゼによる分解を防ぐことが主な理由である。ペプチドホルモンの多くがシステイン同士のジスルフィド結合をもつのもこのためである。ジスルフィド結合は天然アミノ酸であるシステインにより簡便に形成することができる一方、還元的環境下である細胞内においては容易に開裂されてしまうという問題があった。このためジスルフィド結合以外によるペプチドの環化法が精力的に研究されている。今回筆者は以下に述べる方法を用いて、環化ペプチドの合成に取り組んだ。第一に、筆者はまずアジド、アルキンをそれぞれ側鎖にもつ非天然アミノ酸を合成し、リボザイムを用いてtRNAへ付加した。このアミノアシルtRNAを再構i築無細胞翻訳系を用いて翻訳系に取り込ませたところ、アジド、アルキンを同時に含んだ非天然ペプチドを作ることができ、さらにこのペプチドを銅イオンで反応させることにより1時間以内に定量的に環化ペプチドを得ることができた。次いで、側鎖にクロロアセチル基を持つアミノ酸を合成し、前述の方法によりペプチド中に取り込ませた。このアミノ酸をペプチドに導入すると、ペプチド配列中にシステインがある場合に速やかに分子内環化反応が起き、チオエーテル型環化ペプチドが合成されることを見いだした。

特殊ペプチドの環状化については、昨年度までに1)クロロアセチル基とシステイン側鎖を介したチオエーテル結合の形成2)クリックケミストリーによるトリアゾール骨格を介した環状化、を開発している。そこで、本年度はこれらの方法を組み合わせることによる二環ペプチドの合成に取り組んだ。ペプチド中に非天然アミノ酸を三種類含む特殊ペプチドは効率よく合成され、このペプチドはチオエーテル結合の自発的形成、および銅触媒によるクリック反応を通して二環ペプチドに変換された。システイン側鎖を用いる方法と異なり、分子内反応を位置特異的に制御することができることから、本手法は二環ペプチドの優れた合成方法であると考えられる。チオエーテル型環状化ペプチドについては、生理活性様ペプチドを合成し、その特性について詳細に調べた。ヒト型生理活性ペプチド、ウロテンシンは2つのシステイン側鎖で環状化されているが、この結合をチオエーテルに変換したのち、その生理活性を評価した。生理活性については、ウロテンシンレセプターを発現させた細胞の、カルシウム動員応答を指標に評価した。その結果、チオエーテル型ペプチドは、EC50=4.6±0.58nMという極めて低濃度でカルシウム動員を引き起こすことが示された。一方で、この値は天然型ペプチドのEC50=0.55±0.18nMとう値からは一桁程度上昇していることから、チオエーテル結合の導入により、ペプチドの構造が一部変化していることが示唆された。
小学校・中学校・高等学校の発達段階に応じた古典教育カリキュラムの研究

「関係概念」としての古典観に基づいて、小学校・中学校・高等学校の児童・生徒の発達段階を見通したカリキュラムを開発した。開発にあたっては、古典教育の意義・目標を措定し、古典教育の方法を先行の理論と実践に基づいて開発し、古典教材の選定・編成を行い、古典教育カリキュラム開発を行った。1.古典教育の意義・目標に関する研究従来の、規範的価値を追求する古典教育から、学習者と古典との対話によって創造的に価値を発見する古典教育を目指すことが研究協議をとおして共通に認識された。このような古典教育観によって文化の継承発展も可能になり、古典教育が学習者の自己発見と成長に資するものとなると考えた。2.古典教育の方法に関する研究方法の基本を以下のようにとらえた。(1)学習者の興味・関心を育て、実態を把握。(2)教材の発掘・開発・編成。(3)基本→応用→発展による指導過程。(4)学習の内面化による楽しく豊かな古典学習の創造。(5)学習指導の系統化。(6)授業改善、ならびに学習者学力伸長と認識深化、成長に資する評価。これらの方法は、ア.学習の内面花による古典の継承・発展(創造的価値発見)、イ.学習方法を学習の対象とすることによる学び手の育、ウ.楽しく、豊かな古典教育の創造をもたらすと考えた。3学習指導の系統化と教材の選定・編成に関する研究-小学校・中学校の場合(1)小学校低学年:繰り返し聞き・読み、内容について感じ考える。祖先が伝承してきた「昔話・民話」(2)小学校中学年:繰り返し読み、内容のおおよそを読み取り、現代との共通点や相違点に気づく。「おとぎ話」の世界(3)小学校高学年:繰り返し読み、内容を読み取り、現代との共通点や相違点に気づき、その背景について考える。「物語」の世界(4)中学校:繰り返し読み、内容を読み取り、主題や要旨をとらえ、現代との共通点や相違点を、その背景とともに考え、自らを振り返る。古典との出会い-「今に伝わることば」(1年)、古典に親しむ-歴史の中を生きる人間(2年)、古典を味わわせる-四季を観る(3年)1.研究協議以下の研究協議を行った。(1)第1回研究協議(6月5日・6日於:四国大学)、(2)第2回研究協議(9月29日・30日於:高知大学)(3)第3回研究協議(2011年2月26日於:尾道大学)、(4)第4回研究協議(3月9日於:高知大学)以上の研究協議によって、理論研究、カリキュラム開発、教材開発をおこなった。2.カリキュラムの開発上記、研究協議等を通して、古典教育の目標を、小・中・高に応じて一貫したものとして設定し、カリキュラム化の方向を打ち出した。また、古典教材の開発、編成に関する方向、方針を明確にした。古典教育をとおして付けるべき力についても検討し、概要をまとめた。3.教材開発・編成武久康高准教授を中心に、小学校から高等学校までの古典の学習カリキュラム作成の一環として、「和歌の言葉を通じて〈作者〉の「心」と出会う」ことを目的とした和歌学習の展開案および教材化案を作成し、中・高等学校の先生たちと、平成23年度の授業実践にむけて話し合った。また、平成23年度の授業実践(小学校低学年)にむけて、身近なものをテーマとしながら昔の人の想像力に思いをはせるような昔話教材を作成した。世羅博昭教授は、小学校・中学校・高等学校の「タテの系統化」を図った古典指導カリキュラムを提案した。その成果を、日本国語教育学会編集『国語教育学事典』の「古典教育」(16ページ配当)の項に執筆した。渡辺春美は、古典教育の実践者の実践事例を検討するとともに、高等学校の古典教育の構想について研究し、その成果を学会他で発表した。1.カリキュラムの開発(1)古典は、学習者が古典に主体的に働きかけ、価値や意義を見出して初めて古典となるとする、「関係概念」としての古典観に基づいてカリキュラムを開発した。(2)古典との出会いと対話を重視し、創造的で豊かな読みを追求し、古典の学び手を育てる古典教育を目指した。(3)その上で、小学校・中学校・高等学校の児童・生徒の発達段階を見通した、連続性のある、適切かつ豊かな学びの実現を図る、古典(古文)教育のカリキュラムの開発を試みた。(4)カリキュラムの作成のために、先行の理論と実践を検討した。(5)カリキュラムは、(1)発達段階、(2)小・中・高一貫、(3)目標(技能・態度・価値)の体系化、(4)教材の開発、編成、(5)テーマに基づく統合などの柱に基づき作成した。2.カリキュラムに基づく授業実践(1)カリキュラムに基づき、小学校低学年-昔話、中学年-俳句、徒然草、高学年-和歌、枕草子、また、中学校-和歌、徒然草、高等学校-伊勢物語などの学習指導案を、基本→応用、表現←→理解の関連指導など、段階的、発展的展開を取り入れて作成した。(2)学習指導案に基づき、

(1)小学校中学年において、俳句の授業、(2)高学年において、和歌の授業、(3)中学校において、小学校高学年との系統的指導を求めて、同じく和歌の創作をとおして理解を深める授業を行った。その結果、カリキュラム、指導方法他の有効性を確認することができた。(3)ついで、授業実践に基づくカリキュラムの検証を行った。しかし、授業がカリキュラムの全体に及ばず、カリキュラムの修正は、今後の課題とし、継続的に研究を進めることにした。
高出力密度核融合炉の高熱負荷壁の熱構造システム

高出力密度核融合炉の開発には、プラズマに面し最も過酷な条件下にある第一壁、ダイバータやリミター、及びブランケットに於ける冷却を高性能化し、さらに高熱負荷壁の熱構造解析法と寿命評価法を確立することが重要である。本特別研究(第5班、熱構造サブ班)に於いては、(1)第一壁、ブランケットの冷却の高性能化、(2)高熱負荷壁の高温強度、熱構造解析と壁材の欠陥、寿命評価、(3)高温熱構造の重要課題であるプラズマディスラプション時の第一壁挙動、について研究を行ってきた。本年度は、これまでの研究に加えて、第一壁構造の熱的評価・耐電磁力性、及び壁材・ブランケット材の高温強度・寿命に関しても、先の9年間の研究を補完する課題について研究を実施した。具体的には、1.本研究は、これまで実施されてきた研究成果を総合し、以下の項目に集約した評価解析を行った。一部追加実験も実施した。a.高出力密度核融合炉の各種冷却方式の選択とそれを応用した第一壁、ブランケットの熱構造について設計画からの評価の総括。b.高熱負荷壁の高温熱構造解析手法、特に電磁力下の複合条件下に於ける評価法について検討を加え、現状の認識とともに今後の研究課題の摘出。c.壁材の高温強度と寿命の評価方法について現状の総括。2.さらにプラズマ・ディスラプション時の第一壁挙動を中心とする壁構造、電磁・熱構造ダイナミックス等の実験研究を重点的に推進、その成果を上述の熱構造の総括評価と関連させて評価・検討を行った。3.1及び2で得られた成果をデータ・ベースの形に集約し、評価を加えて、その成果をまとめて印刷・公表した。本研究による総括は、熱・構造にまたがる基礎研究をまとめたものであり、今後の核融合炉工学研究に重要な指針を与えることが期待できる。
排卵・妊娠維持ほか各種産科婦人科学領域におけるG-CSFの動態に関する研究

免疫関連細胞のうち最多の割合を占める顆粒球の増殖因子であるG-CSFが、排卵や妊娠維持に果たしている役割を解明するため、その動態を中心に解析した。1)排卵前後における血清中サイトカイン濃度の変動排卵日をday=0として排卵前後の期間を7群に分け、これまでに排卵との関連が報告されているサイトカインとG-CSFの変動を解析した。その結果、TNF-α、IL-1β、IL-6、GM-CSFおよびM-CSFでは、排卵前後の各期間を通じて有意な濃度変動は認められなかった。これに対し、G-CSFでは排卵前のday:-5-1の時期に濃度のピーク(40.12±2.02pg/ml、M±SE)を認め、その前後の期間との間に有意な濃度差が認められ、G-CSFが他のサイトカインに比べて、より排卵現象に関与していることが示された。2)排卵直前での血清および卵胞液中サイトカイン濃度の比較排卵直前における血清中と卵胞液中でのサイトカイン濃度の平均を算出し、卵胞液中濃度が血清中濃度よりも高かったのはM-CSF、IL-6、G-CSFのみであった。これらの卵胞液中濃度/血清中濃度比は、それぞれ1.44、1.69、2.40であり、この現象もG-CSFの排卵現象への関与を明らかにした。3)ヒト正常月経周期における卵胞壁組織でのG-CSFmRNA発現の変化開腹手術を行った患者のうち充分な説明のもとに同意の得られた患者(n=14)を対象として、卵胞壁組織でのG-CSFmRNA発現の変化をReal-time quantitative RT-PCR法により定量解析した。その結果、卵胞壁組織におけるG-CSFmRNAの相対的発現量は卵胞前期15.3±0.9、卵胞後期137.7±31.9、排卵期14.8±3.7、黄体期5.3±3.5であり、卵胞後期は他のすべての時期に比べて著しく有意(p<0.00005)に高かった。4)妊娠初期予後予測法としての母体血清G-CSF値についての検討無月経を主訴に当科を受診し胎児心拍動を検出できないGSを認めた女性27名をインフォームド・コンセントをえた上で対象として、初診時に母体血清を採取しG-CSF値を測定し、その後の妊娠経過から正常群(n=21)と流産群(n=6)に分類した。正常群の初診時母体血清G-CSF値は51.7±4.1pg/mlで25105の間に分散していたのに対し、流産群では27.8±6.6で有意(p<0.01)に正常群より低値であり、分散範囲も1155であった。正常群のM-1.5S.D.である23.7以下ではすべての対象が流産に終わり、妊娠初期の予後判定にG-CSFが有用であることが明らかにされた。以上の結果から、排卵や妊娠維持にG-CSFが重要な役割をしていることが明らかにされた。今後は婦人科領域を含め産婦人科領域におけるG-CSFの動態を明らかにしていくつもりである。4)妊娠初期予後予測法としての母体血清G-CSF値についての検討

無月経を主訴に当科を受診し胎児心拍動を検出できないGSを認めた女性27名をインフォームド・コンセントをえた上で対象として、初診時に母体血清を採取しG-CSF値を測定し、その後の妊娠経過から正常群(n=21)と流産群(n=6)に分類した。正常群の初診時母体血清G-CSF値は51.7±4.1pg/mlで25105の間に分散していたのに対し、流産群では27.8±6.6で有意(p<0.01)に正常群より低値であり、分散範囲も1155であった。正常群のM-1.5S.D.である23.7以下ではすべての対象が流産に終わり、妊娠初期の予後判定にG-CSFが有用であることが明らかにされた。以上の結果から、排卵や妊娠維持にG-CSFが重要な役割をしていることが明らかにされた。今後は婦人科領域を含め産婦人科領域におけるG-CSFの動態を明らかにしていくつもりである。「排卵は炎症類似の現象である」とのEspeyの仮説(1980)、およびラット卵巣潅流実験系で白血球添加により排卵率が増加したという事象(Hellberg et al.,1991)を根拠として、本年度は排卵時におけるG-CSFの動態を中心に解析した。1)排卵前後における血清中サイトカイン濃度の変動排卵日をday=0とし、排卵前後の期間をday:-11、day:-10-6、day:-5-1、day:01、day:25、day;610、day:11、の7群に分け、これまでに排卵との関連が報告されているTNF一α、IL-1β、IL-6、GM-CSF、M-CSFおよびG-CSFの6種類の血清中サイトカイン濃度の変動を解析した。その結果、TNF-α、IL-1β、IL-6、GM-CSF、およびM-CSFでは、排卵前後の各期間を通じて有意な濃度変動は認められなかった。これに対しG-CSFでは、排卵前のday:-5-1の時期に濃度のピーク(40.12±2.02pg/ml)を認め、その前後の期間との間に有意な濃度差が認められ(day:-10-6;23.68±2.08,P<0.005、day:01;28.56±2.09,P<0.05)、G-CSFが他のサイトカインに比べて、より排卵現象に.関与していることが示唆された。2)排卵直前での血清および卵胞液中サイトカイン濃度の比較排卵直前における血清中と卵胞液中でのサイトカイン濃度の平均を算出し、濃度較差について比較を行った。TNF-α、IL-1β、GM-CSFでは卵胞液中濃度よりも血清中濃度のほうが高かったのに対し、M-CSF(血清中:卵胞液中=859.8±92.1;1239.8±91.2U/ml,P<0.05)、IL-6(2.33±0.30:3.96±0、25pg/ml,P<0.001)、G-CSF(30.71±3.55:73.75±5.51pg/ml,P<0.00001)では、卵胞液中で有意に高濃度であった。卵胞液中濃度の高かったM-CSF、IL-6、G-CSFでの卵胞液中濃度/血清中濃度比は、それぞれ1.44、1.69、2.40であり、この現象もG-CSFの排卵現象への関与を明らかにした。3)排卵直前顆粒膜細胞でのG-CSFmRNAの同定ヒト卵胞内でG-CSFが産生されている可能性を調べるため、排卵直前に採取した顆粒膜細胞を材料にnested RT-PCR法を用いてG-CSF mRNA発現の有無を確認した。対象とした4症例の顆粒膜細胞検体全てからG-CSF mRNA由来のバンドが検出された。以上の結果から、排卵に近い時期にG-CSFが卵胞内で産生され、排卵現象に密接に関連していることかはじめて明らかにされた。本年度は前年度の排卵時におけるG-CSFの動態に関する研究に加えて、妊娠初期のG-CSF解析による妊娠予後予測法に関しても検討した。1.ヒト正常月経周期における卵胞壁組織でのG-CSFmRNA発現の変化
がんTheranosticsを可能にする化合物創製とその高度化利用

本研究の目的は、分子イメージング技術を用いてがんの早期発見、性状の特異的・効率的な把握から速やかに有効な治療法へと結びつけるワークフローの構築である。そのため、がんの診断と治療を一体と捉えた“がんTheranostics"を可能にする化合物創製とその高度化利用を目指した。特に、依然として予後が不良である肺がんや脳腫瘍を対象疾患として、臨床に応用可能な画像診断法・治療法に有用な新規化合物を創製することにより、画像診断と治療を融合させた新しいがん治療の個別化、効率化を提案することを目指した。上皮成長因子受容体(EGFR)、チロシンキナーゼ型受容体の一つであるEphA2を標的としたプローブ候補化合物として、数種の誘導体を設計・合成した。EGFRを標的としたTheranosticプローブとして抗体を用いた化合物を3種開発し、In-111で標識して体内分布実験を実施した。その結果、投与2日後に腫瘍に高く集積した(1011% dose/g)。本化合物は、Y-90で標識可能なことからRI内用療法用の薬剤としても利用できる。今後は、治療の研究を進めて行きたいと考えている。加えて、EphA2を標的としたプローブとして、化合物Aの開発を行った。EphA2に対する阻害活性はIC50=83 nMと非常に高く、担がんモデル動物でインビボ評価を実施したところ、腫瘍に高く集積することが示された。更なる化合物の評価はもちろん必要であるが、Theranosticプローブとして有望な化合物を見出すことに成功した。そのため、がんの診断と治療を一体と捉えた“がんTheranostics"を可能にする化合物創製とその高度化利用を目指す。特に、依然として予後が不良である肺がんや脳腫瘍を対象疾患として、臨床に応用可能な画像診断法・治療法に有用な新規化合物を創製することにより、画像診断と治療を融合させた新しいがん治療の個別化、効率化を提案する。上皮成長因子受容体(EGFR)、繊維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)、チロシンキナーゼ型受容体の一つであるEphA2を標的としたプローブ候補化合物として、低分子化合物の非標識体を5種類設計・合成し、うち4化合物がアッセイの結果から標的分子との親和性を有していることが分かった。さらに、そのうちの3化合物はI-125,F-18で標識することができた。得られた3種の標識化合物を用いて健常マウスでの基礎体内動態を実施したところ、良好な血液クリアランスと非特異的臓器からの速やかなクリアランスを示したことから、イメージング及び治療に適した候補化合物であると考えている。次年度は、より詳細な解析を目的としたモデル動物の作製を進める。一方で、治療を目的とした化合物については、腫瘍細胞に対する増殖抑制効果や細胞死誘導効果をインビトロで詳細に解析を進める。EGFR、FGFR、EphA2を標的としたプローブとして、3種の候補化合物を見出すことに成功した。特に開発が進んでいるのが、EGFRを標的とした化合物Aである。F-18で標識された化合物Aを用いてPET/CT撮像を実施したところ、肝臓への集積は、投与30分後が最も高く徐々に集積量の低下が見られた。肺への集積は投与30分後にわずかに集積が見られたが、投与60分後には集積は見られなかった。また、脳頭蓋骨、骨、膀胱への集積は、継時的に増加していた。得られた画像から各撮像タイムポイントでの腫瘍/筋肉比、腫瘍/肺比を算出したところ、腫瘍/筋肉比は、30分後が15.9と最も高い結果となった。120分後まで、一旦2.54まで減少したが、180分後には7.46まで再び増加していた。腫瘍/肺比は、120分後が7.58と最も高値を示した。これらの結果から、化合物Aは投与30分後肝代謝を受け、継時的に脳頭蓋骨、骨へ集積する傾向があると考えられる。本研究は肺がんをターゲットとしている為、バックグラウンドである肺への集積が少ないことが望ましい。その点においては、投与120分後の撮像が最も腫瘍が明瞭に検出できると考える。これらの結果を踏まえ、現在化合物Aの特許出願を検討している。

その結果、投与2日後に腫瘍に高く集積した(1011% dose/g)。本化合物は、Y-90で標識可能なことからRI内用療法用の薬剤としても利用できる。今後は、治療の研究を進めて行きたいと考えている。加えて、EphA2を標的としたプローブとして、化合物Aの開発を行った。EphA2に対する阻害活性はIC50=83 nMと非常に高く、担がんモデル動物でインビボ評価を実施したところ、腫瘍に高く集積することが示された。更なる化合物の評価はもちろん必要であるが、Theranosticプローブとして有望な化合物を見出すことに成功した。EGFRvIII、Fzd3に関しては、既に蓄積しているトランスポゾンシステムを用いたマウスモデル脳腫瘍組織を適用し、発現解析を中心とした病理学的な検討を進めると共に、蛍光もしくはRI標識した抗体由来のプローブを合成し、培養脳腫瘍幹細胞画分を用いたインビトロ実験によりその標的分子への結合性を評価する。さらに、本システムを他の標的にも適用することで、自然発症型のモデルの構築を検討する。EGFR、FGFR、EphA2に関しては、イメージングプローブの最適化と、治療実験を実施する。特に脳腫瘍に関しては、標的分子とプローブの集積度合いの評価に加え、EGFRvIIIもしくはFzd3の機能を阻害した際の抗腫瘍活性を定量的に評価する。また、近年、脳腫瘍幹細胞の浸潤能制御に関わり治療標的として着目されているEphA2に関しても抗腫瘍効果の確立を目指す。また、抗体プローブに対する抗体依存的な細胞介在性細胞障害作用の活性評価や、RI内用療法用プローブの光線力学治療等とのコンビネーションによる効果増強作用の証明を目指す。肺がんに関しては、低分子化合物を母体としたプローブのイメージングと治療効果の有用性を脳腫瘍と同様に評価する。フレキシブルTheranosticsプローブの創製に成功すれば、画像診断と治療を融合させた、がん治療の個別化、効率化を目指した新しいワークフローの構築が可能となる。次年度使用額は728円であるため、翌年度分として請求した助成金と合わせた総額に大きな影響が出る程の金額ではないため、消耗品費用の一部として迅速に使用できると考えている。
帝政期ドイツの帝国議会における選挙違反行為の実態分析とミリュー論の再検討

本研究は、帝政期(1871-1918)の帝国議会選挙に際しての選挙違反行為の実態分析を行い、それをつうじてミリュー論の再検討を行った。その成果は、以下の四点に整理できる。第一に、帝国議会選挙に関する膨大な量の先行研究の意義と問題点を指摘したうえで、ミリュー論の再検討のための方途を提起した。第二に、帝国議会選挙の具体的な事例や、ミリュー構造の成立と変化のメカニズムを検討した。第三に、本研究を含む研究領域の国際的な動向を紹介した。第四に、ドイツ政治史の国際比較の方策を模索した。研究期間の初年度にあたる2013年度は、当初の研究予定であった、ドイツ帝国における普通選挙制度の成立過程と制度の詳細、そして全国規模での選挙違反行為の総体的な把握に取り組んだ。そのために、当該分野の先行研究、帝国議会議事録、そして普通選挙制度を実現したビスマルクに関する最新の関連文献等を精読した。その成果として、まず、ビスマルクについての最新の詳細な研究書を訳出し出版した(J・スタインバーグ『ビスマルク』上・下巻、白水社、2013年8月)。同書は、ドイツ帝国議会とその選挙制度の実現に際してのビスマルクの思惑や当時の政治情勢、そして本研究が対象とする帝政期ドイツの政治、社会状況を総体的に論じている。また、「ナッハメルツの革命家群像」ドイツ現代史研究会『ゲシヒテ』(単著、第7号、2014年3月)では、ドイツで短期間ながら初めて普通選挙制が導入された1848/49年革命期の政治体験がどのように帝政期に継承されていったかを論じ、「国民形成と身体文化」スポーツ史学会第27回大会シンポジウム報告書『ドイツスポーツ史研究の今日的課題』(単著、2014年3月)では、従来の研究テーマであったトゥルネン運動が、帝国選挙を含む地域社会の政治に及ぼした影響について論及した。さらに、「書評、松本彰『記念碑に刻まれたドイツー戦争・革命・統一ー』(東京大学出版会、2012年)」現代史研究会『現代史研究』(単著、第59号、2013年12月)では、関連する最近年の研究書についての評価、批判を行った。以上の研究により、帝政期のドイツの全般的な政治状況、そして帝国議会における選挙違反行為の概況についての理解が相当まで得られ、翌年度以降の研究のための基礎が作られたと考える。研究期間の二年目にあたる平成26年度は、まず第一に、平成25年度に十分に達成できなかった、帝国議会に関する全国規模での史料の収集活動を終えた。さらに本年度の課題である、地域レベルでの先行研究の把握、史料収集及び史料分析も行った。さらに、「皇帝生誕祭と国民統合」、『世界史研究論叢』3巻、5067頁と、「帝政期ドイツの政治構造に関する理論モデルの再検討ー帝国議会研究の成果と課題(1)ー」、『和歌山大学教育学部紀要人文科学』65巻、8391頁を執筆した。前者では、各地での帝国議会選挙のデータ等を用いて、ヴィルヘルム期の政治文化を論じた。また、後者では、第二次世界大戦後のドイツ帝国議会研究の研究史の整理を行った。研究活動の三年目にあたる平成27年度は、ドイツ帝国議会に関する史料の収集を継続するとともに、下記の研究成果を発表した。まず、「政治文化としての帝国議会と選挙ー帝国議会研究の成果と課題(2)ー」『和歌山大学教育学部紀要人文科学』巻号:66 (2015年度)は、平成26年度に発表した「帝政期ドイツの政治構造に関する理論モデルの再検討ー帝国議会研究の成果と課題(1)ー」『和歌山大学教育学部紀要人文科学』巻号:65 pp.8391頁(2014年度)での議論を引き継ぎ、帝国議会研究の最近年の動向を整理し、その問題点を指摘した。この両論文によって、該当分野の研究史を明らかにするとともに、ミリュー論に立脚した従来の議論が今後取り組むべき課題を示唆した。次に、「「三月」の記憶ー19世紀後半ドイツにおける1848 / 49年革命の顕彰と政治文化ー」(大内宏一編『ヨーロッパ史のなかの思想』所収)彩流社(2015年度)では、帝政期ドイツにおいて、1848/49年革命の民主主義的、議会主義や革命の記憶がどのように継承、改変されたのかを考察した。これによって帝政期と革命期の政治文化の連続性をどのように解釈するべきかの一端を示した。さらに『マルクスーある十九世紀人の生涯ー』上・下巻白水社(2015年度)の訳出によって、マルクスを中心とする19世紀ドイツ、ヨーロッパの政治人たちの実態を広く紹介した。これらに加え、平成27年度にはCh. Clark, Sleepwalkersの訳出作業も行った。同書の訳書は平成28年度中に出版予定である。平成27年度は複数の研究成果を公表し、本研究の基礎的な考察をほぼ終了することができた。本研究は、帝政期ドイツ(18711918年)の全国議会である帝国議会における選挙違反行為を、一次史料に基づいて分析し、当該期の政治的構造を説明する理論として支配的な「ミリュー論」を再検討した。初年度の平成25年度は、ドイツ帝国全体での選挙違反行為の総体的な把握を課題とし、帝国議会に提出された請願書や担当委員会の調査報告を分析し、全国規模の動向を考察した。また、これに関連して、選挙制度に関する制度や細則の詳細も確認した。

二年目の平成26年度は、選挙違反行為の選挙区レベルでの実態と、その背景にある地域社会内部の政治的力学関係、政治行動のパターンの解明に取り組み、ミュンヒェン、フランクフルト・アム・マインの両都市とその周辺地域を対象として、史料の収集、整理、分析を行った。三年目の平成27年度は、ライプツィヒ、ブレスラウの両都市とその周辺地域を対象に、引き続き地域レベルでの考察のために、史料の収集、精読と分析を行った。最終年度の平成28年度は、それまでに達成できなかった史料・文献の収集、精読を行うとともに、これまでの研究を総括し、近代ドイツにおける政治・社会構造を説明するうえで、これまで大きな影響力を有してきた理論であるミリュー論の検討を試みた。その結果、西部・南部地域のカトリック勢力、都市部・労働者層の社会主義勢力、都市部・中上層市民の自由主義勢力、農村部の保守勢力の四分類に基づいて近現代ドイツ政治史を説明する静態的なミリュー論が、ミリュー内部の多様性やミリュー相互の重なり合いを示す具体的な歴史事象を看過しており、その結果としてナチズムに至る歴史的展開を十分に捕捉できない可能性があることを明らかにした。研究期間中は、複数の書籍の出版、論文執筆、学会報告を行い、成果の報告に努めた。本研究は、帝政期(1871-1918)の帝国議会選挙に際しての選挙違反行為の実態分析を行い、それをつうじてミリュー論の再検討を行った。その成果は、以下の四点に整理できる。第一に、帝国議会選挙に関する膨大な量の先行研究の意義と問題点を指摘したうえで、ミリュー論の再検討のための方途を提起した。第二に、帝国議会選挙の具体的な事例や、ミリュー構造の成立と変化のメカニズムを検討した。第三に、本研究を含む研究領域の国際的な動向を紹介した。第四に、ドイツ政治史の国際比較の方策を模索した。スパーバー『マルクス』の訳出作業にかなりの時間が必要であったが、並行して複数の論文を作成することができた。ただし、史料収集活動についてはやや遅滞している。平成28年度も研究計画にしたがった研究活動を円滑に行う。また、以前からの課題である、地域レベルでの史料・文献の収集活動をさらに進める。また研究期間の最終年にあたるため、これまでの研究成果のまとめの公表を目指す。西洋史2015年度以降も引き続き、計画書に沿った研究活動を行う。ただし、2014年度までに十分に達成できなかった点、とくに地域史レベルでの史料の収集活動については、重点的に取り組む。スタインバーグ『ビスマルク』の訳出に相当の時間が必要であったこと、関連する研究が増加しており、それらのフォローにも時間がかかったこと等により、予定していた史料収集作業を完成できなかった。史料収集活動に予定していた旅費の使用が不十分であったため。スパーバー『マルクス』の訳出、出版作業等に時間がかかり、史料収集活動等に予定していた旅費の使用が不十分であったため。史料収集活動の旅費を中心にして使用する。2014年度以降も引き続き、計画書に沿った研究活動を行う。ただし、2013年度に十分に達成できなかった史料収集活動、また選挙違反行為の総体的なあり方を示す研究報告という二点は、計画書に記載した課題に加えて実行しなければならない。平成27年度の旅費等として使用する。予定していた旅費の使用が不十分であったため。2014年度の旅費として使用する。
中山間地の急傾斜農地での栽培に適した新規果樹樹形の開発

本試験は、中山間地に多い傾斜耕地の傾きを栽培に逆に活用する発想で、キウイフルーツの斜立栽培樹形を開発しようとしたものである。本研究では、まず、キウイフルーツの生育特性の見きわめを行い、新梢伸長促進には先端を上方に誘引することが有効だが、直進伸長から巻き付き運動に成長相が一気に転換することが樹冠拡大を阻害し、この成長相転換にエチレンが関与することを明らかにした。樹形拡大期には、エチレン性の成長反応を回避させる整枝・誘引を行うべきで、エチレン生合成阻害剤処理も、新梢伸長促進手段として活用可能である。本研究では、実施期間内に高知県大豊町に、斜立栽培に適した棚施設モデルを設計・設営した。中山間地のみが持ち得る地勢的資源として、山間の急傾斜を果樹栽培に活用するという発想から、キウイフルーツを傾斜に沿って上方に斜立させて栽培する樹形を考案し、枝の伸長部が常に樹体上位に位置することが樹の成長に及ぼす影響を大学附属農場の試験圃場、および高知県大豊町の実際の棚田跡地斜面に設営した園地で調査している。キウイフルーツ樹の先端より萌出する新梢は、上方に向けた斜立支柱に誘引紐、針金等で結んだ場合、生育期当初の伸長は水平誘引の場合に比べて良化する。キウイの新梢は、らせん状に支持物に巻き付きながら自らを固定しつつ伸長するが、新梢がこのらせん運動をともなう伸長で支柱を捕捉できなかった場合、速やかに形態を変えて、新梢自体が細い巻きひげ状となる。巻きひげ状新梢先端は、より捕捉能力が増すので支柱を捉えやすくなるが、一旦、巻きひげ化した新梢は当初のらせん運動しながら急速伸長する状態には戻らない。この形態変化は、先端部で発生するエチレンに依存していることが、エチレン生合成阻害剤等を用いた解析で前年度に判明しているが、24年度は薬剤濃度を変えた処理を加えて確認し、この仮説をより確実なものにできた。また、支柱自体がらせん状の形態をしている園芸用支持資材を用いて、新梢をその中を通すことにより、旺盛な伸長をより長く継続できることを確認した。平棚栽培と斜面地の傾斜棚におけるキウイフルーツの新梢生育の違いを調査し、生理学的な裏付けを試みた。平棚に水平誘引した樹の新梢に比べ、斜立した支柱に誘引して先端を上向させた新梢では成長量が大きくなった。水平区と斜立区間で年間の総伸長量には差がなかったが、斜立区では突発枝の発生が抑えられたため、主新梢の伸長量が、水平区の16.2%から斜立区の27.2%に増加した。水平誘引区では、誘引を行わないと新梢が伸長方向を見失い、その場で自分自身に巻きつきながら蛇行する現象が多発した。キウイフルーツ新梢に、エチレン発生剤であるエスレル、およびエチレン生合成抑制剤であるアミノエトキシビニルグリシン(AVG)を散布したとき、エスレル区では有意な伸長抑制効果が見られ、反対にAVG区では促進効果が得られた。AVGは新梢伸長量を増加させるとともに突発枝の発生数を抑制した。しかしながら、エスレル区では、水平誘引時に新梢先端に生じたような蛇行状の伸長は生じなかった。直進的に伸長する新梢と蛇行伸長をしている新梢からのエチレン発生量は蛇行枝が10倍以上大きく、内生エチレン発生量と伸長様式の関係が示唆された。また、蛇行枝は直伸枝に比べ成長が遅く葉の展開も遅いため表面積が小さい傾向が見られた。以上の結果から、キウイフルーツ新梢の伸長成長には、エチレンが少なからず関わっており、整枝方法の工夫や人工的な手法によりエチレンを抑制し、本来成長すべき新梢の伸長成長を促進することにより、負け枝現象の軽減や突発枝の抑制効果があると考えられる。傾斜園地において、つる性果樹の主枝配置方向を傾斜面に沿わせて上方に向け、頂芽優勢を適度に保つことによって樹形管理を容易化・効率化することを目指し、まず、キウイフルーツを材料にして栽培の試行と成長観察を実施している。昨年度に引き続き、枝条先端を上方に誘引する区と水平に伸ばす区の成長比較を行った。枝条の先端を上方に向けた場合、生育期初期の成長は水平誘引区に比べて明らかに促進された。しかし、生育中盤より、成長が急速に鈍化して一部には先端が衰弱して枯死する芯止まりの現象が多発し、この成長鈍化が水平誘引区よりも早期に発生するため、最終的な枝梢伸長量は水平誘引区に比べてさほどは大きくならなかった。

先端の急激な衰弱・枯死がエチレン的な成長反応にみえるため、新梢にエチレン生合成阻害剤であるAVGあるいはエチレン発生剤であるエスレルを時期別に散布し、成長反応を調査したところ、AVG処理によって枝伸長が著しく促進され、また、比較的低濃度のエスレル処理によっても急激な伸長停止および先端の枯死が認められた。固定棚の棚面に枝を乗せればよい水平誘引と異なり、枝先を上方に向けて誘引するとキウイフルーツ新梢が支持物のない状態で空中で風に揺らされることとなり、この状態が上方誘引区の伸長早期鈍化と関係しているものと推測された。本試験は、キウイフルーツの樹形管理の1方法として、斜面地を用いた斜立栽培を提案するものである。つる性木本植物であるキウイフルーツは、構造枝(主枝・亜主枝)の伸長が衰えやすく、基部から2次枝が多発して樹形を著しく乱すが、斜立栽培により、本樹種特有の成長現象をできる限り抑えて、樹の早期拡大と樹形の乱れの回避するできることを立証しようとした。キウイフルーツの新梢は、萌発当初、旺盛かつ直進性の伸長をみせ、その後、葉の著しい小型化や茎の細化、先端の巻き付き運動など、生育相が一気に転換する。前年度の結果に示すように、この生育相の転換にはエチレンが関与していることが明らかで、エチレン生合成阻害剤の処理により、直進性を維持させて巻き付き運動への相転換を阻害することができる。しかし、本年度の試験では、一旦、巻き付き運動を始めた新梢は、その後エチレン生合成阻害処理や基部からの徒長枝除去を施しても、直進成長を回復させることはできず、よって、構造枝の伸長確保のためには、エチレン性の伸長反応を起こさせないことが肝心となる。斜立棚に新梢先端を上方に向けて誘引することにより、水平棚に比べて、その伸長を長く維持できた。しかし、棚面の傾斜角度が20度程度と緩い場合は、新梢基部からの成長旺盛な2次枝の発生と、その発生とほぼ同時に起こる新梢先端の巻き付き運動の回避が難しかった。45度程度の大きな傾斜角を支柱等の設置により新梢に与えた場合は、旺盛な成長が長く続くが、新梢が風に揺らされる状態が生じた途端に、エチレン性の巻き付き運動が誘発され伸長できなくなる。急速伸長時にも新梢は支柱や支線など施設構造物にゆるやかに巻き付きながら伸長するが、構造物が枝に巻き込まれて喰い込む危険がある。この解決には、ある程度の強度を持ちながら必要に応じて張り替えの可能な紐状の支線を使って新梢を支持することが有効であった。果樹園芸学キウイフルーツの新梢を上方に誘引した場合、その伸長が当初旺盛になるものの、新梢自身によるらせん運動によって支持物が捕捉できない場合、新梢の成長様式が一変して、より捕捉のみに特化した形態となることは当初の予測にないことであった。よって、当初の計画である最終年度の1年前にある程度樹形を完成させるまでには至っていないが、本研究では、新知見としてこの成長様式の転換が植物ホルモンであるエチレンの介在するものであることを明らかにしてその対策を講じながら新樹形の構築・評価を行いつつあるので、実施方法に問題のある計画の遅れではない。25年度には実際の圃場で試験中の斜立樹形が完成に至る予定であり、果実や生産量に関わるデータも25年度より取得できる見通しである。キウイフルーツ新梢へのエスレル処理によって伸長抑制が生じ、エチレン生合成阻害剤であるアミノエトキシグリシン(AVG)処理で伸長促進が起こることを再度確認した。新梢伸長が促進されたとき、突発枝の発生数が顕著に抑えられた。勢いよく伸びる新梢と、蛇行状の伸長が始まった新梢のエチレン発生量は、蛇行枝が直伸枝に比べ明らかに多かった。新梢を斜立誘引すると水平誘引に比べて成長が促進され、突発枝の発生が抑えられた。一方、水平誘引区では走性を見失い蛇行状成長に移行する現象が観察された。
ヘテロ分子集積化技術を基盤としたπ造形光科学の開拓

本研究では、「ヘテロ分子集積化技術を基盤としたπ造形光科学の開拓」と題し、有機合成および分子集積化によって調製したπ電子系材料の外部刺激応答性に関する評価を検討した。例えば、ホストーゲスト自己組織化発光材料のピエゾフルオロクロミズム特性を見出したことが挙げられる。ホストーゲスト自己組織化発光材料は、異なる分子間で生じる電荷移動錯体の形成によって固体中で発光特性を示す材料であるが、本研究では、ダイアモンドアンビルセル中に材料を封入し、超高圧下における発光スペクトル測定を実施した。常圧下では、水色発光を示したが、圧力印加にともない発光色のレッドシフトが観測され、8Gaあたりでは赤色発光を示すことが見出された。この発光色変化は外部圧力によって可逆的に見られたことから、化合物の分解や分子集積構造の変化によるものではなく、圧力による電荷移動錯体が圧縮されることに起因するものと考えた。そこで高圧下における単結晶X線構造解析を実施することにより、実際に圧力印加にともなう分子間距離の近接が観測され、その分子座標をもとに分子軌道計算を行い、発光メカニズムの考察を行うことができた。また有機化合物の蒸気に応答して発光色変化を生じるベイポクロミズム材料の創製を達成した。その他にもポルフィリンの構造異性体であるポルフィセンに着目し、有機合成化学的な観点から、赤色および近赤外発光を示す新規ポルフィセンの合成に着手した。なかでも3価金属含むポルフィセン金属錯体の1部において、希薄溶液中ではほとんど発光を示さないが、凝集状態において発光強度の増大が見られる、凝集誘起発光を示す材料を見出すことができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。有機包接結晶からなるアクセプター/ホスト分子(A)とドナー/ゲスト分子(D)の分子集積体形成の『構造美』の活用により1蛍光発光材料、2燐光発光材料、3有機化合物センサー、4メカノクロミズム発光特性、を示す有機固体発光材料の創出を目指す。計算科学との融合により『分子集合体の光物理化学を開拓』する。まさに電子と構造のダイナミズム制御による革新的光機能材料の創出を目指している。本年度は、ベンゾフェノンを側鎖に有するナフタレンジイミド誘導体と芳香族有機分子から構成される発光性包接結晶を用いて、メカノクロミズム発光特性に関する研究を進めた。圧力やすりつぶしなどの外部応力に応答して発光特性の変化を示すメカノクロミズム発光性分子は、センサー等への応用が期待されており非常に魅力的な材料であり、盛んに研究が行われている。そのような背景の基で我々は、メノウ乳鉢を用いたすり潰しに対しては、ほとんど発光特性が変化しないが、ダイアモンドアンビルセルを用いた超高圧下の条件に対しては、水色から赤色発光まで大きく発光色変化を示すユニークなメカノクロミズム発光特性を見出すことが出来た。室温大気下および室温超高圧下での単結晶X線構造解析、およびその実験で得られた分子座標をもとに実施した計算化学的考察により、超高圧下におけるナフタレンジイミド分子と芳香族分子との近接効果が電子状態に大きな摂動を与え、結果として発光色を変化することを見出した。分子集積体形成を利用した『構造美』の活用による唯一無二の材料創製が達成できた。当初の計画通り分子集積体(包接結晶)を用いる事により、極めて珍しいメカノクロミズム発光特性を見出すことが出来、論文発表も行う事が出来たため。他の分子集積体(包接結晶)を用いたメカノクロミズム発光特性を精査し、圧力センサーとしての応用を検討する。また有機化合物の蒸気を吸着して発光特性を変化させる有機化合物センサーの開発を検討する。その他、有機合成技術を用いる事による新規π共役分子の創製、その分子集積体に対して、様々な外部刺激に応答してユニークな分光学的性質変化を示す物質群の開発を目指す。