hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
冠血流配分の神経性制御に関する基礎研究

2.心筋の2ヶ所での組織間カテコールアミン測定法は開発し発表しているが、今回はこれを利用し心筋虚血時に反射性に心筋局所組織間カテコールアミンに差異があるか異かについて検討した。その結果、虚血をおこしていない局所のノルエピネフリン濃度には著明な差異を認めなかったが、虚血部では約70倍も濃度が増加することを見出した。即ち心筋虚血時に神経終末から放出される心筋の局所ノルピネフリン濃度は不均等になることを示唆している。1.ネコを使用し,麻酔開胸下で下心臓神経を分離し,我々の開発した埋込み装置と神経活動記録・解析装置を用い心臓交感神経活動を記録する。2.心筋組織間のノルエピネフリン濃度を計測し,心臓交感神経活動との開係を正常冠血流域と血流障害流域で比較検討した。心臓表面血流量が著明に減少するとその流域のノルエピネフリン濃度は5分以内に増加しはじめ20分で最大値となった。reperfusionにより急激にノルエピネフリン濃度は正常値へ回復した。3.心筋組織間のアセチールコリン濃度を計測し,迷走神経刺激によって組織間のアセチールコリン濃度が増加することを見出した。この遊離されたアセチールコリンは節後交感神経活動の効果を変調させた。ネコの心室組織間のアセチールコリンの計測は世界で始めてであり,これを各部に適用することにより局所の血流分配へのアセチールコリン,即ち迷走神経活動の関与が定量化出来る可能性を示唆した。4.心臓交感神経活動に関与する神経線維の数の変化と周波数変調と局所心表面血流量の変化を正常時とハイポキシア・低血圧状態下で比較した。数および周波数変調の両方共に影響することが判明した。1.神経が正常に働いている愽動下の心臓(ネコ)を用いて心筋組織間ノルエピネフリン濃度への短時間冠動脈閉塞による局所心筋虚血の影響を調べた。申請者らの開発した心臓ダイアリーシス法を用いて心筋組織間ノルエピネフリン濃度を計測した結果10分間の虚血はその部のノルエピネフリン濃度を152pg/mlまで増加させたが非虚血部のノルエピネフリン濃度は75pg/mlと変化しなかった。虚血部のノルエピネフリン濃度の増加に神経終末からの再吸収が関与しているか否かを検討した結果,神経性ノルエピネフリン再吸収の減弱によるものではないことを見出した。2.麻酔下ネコを用い,神経が正常に働いている愽動下の心室を用いて心筋組織間アセチールコリン濃度を計測し,迷走神経の電気刺激の効果を調べた所10Hzの刺激で596pMから12210pMへ著増した。しかし、刺激後は一過性に対照値よりも低下した。節遮断剤の影響をC_6を局所並びに静注することによって検討した結果,局所投与ではアセチールコリンの上昇を防止出来ないが,静注することにより防止出来ることが判明した。心筋組織間アセチールコリン濃度は刺激頻度に比例して増加した。これらの所見から,心筋を支配している節後迷走神経終末からアセチールコリンを放出していることが明らかとなった。3.X線装置より冠血管(内径100μ1000μm)への交威神経刺激の効果を検討するための実験を変更し,肺血管への効果を検討した。その結果,動脈径は200500μで減少したがこれ以下では減少しないことが判明した。α-ブロッカー投与後には動脈径は著明に増加したが,β-ブロッカー投与後には動脈径は刺激によって著明に減少した。これらの所見から冠動脈径も肺動脈と同様,αとβ受容体によって収縮と拡張の2重制御が示唆された。
幾何構造,数理物理とトポロジ-

構造を持った幾何学,あるいは数理物理学的視点からのヒントを得た整数論的結果として以下のような成果を得た。1.計量から定められるラプウス方程式の固有値2を持つ固有関数の次元の変動を調べ,変化が起こる理由を,数理物理学のトゥイスタ-理論によっての自然な説明を与えた。それにより,球面の自己正則写像のエネルギ-をポテンシャルとして持つシュレジンが一作用系の固有関数についての問題に肯定的な解答を与えた。これを用いて,平担な端点を持つ3次元ユ-クソッド空間内の極小曲面のガラス写像を,分類することが出来た(江尻典雄)。2.Lie接触構造の一般論を展開し,多様体の接球束のLie接触構造については,その上の一意に定める標準接続が,多様体の共形接続から自然に定まることを示し,構造の研究の基本的な方向を得た(佐藤肇及びその他)。3.系列別式の実2次体F=〓(√<P>)(系数P〓1 mod4)において,Pー不変量が,nq≠0の場合には,ただ1個の可能な例外を除いて,P>12×10^6なる系数pに対して,実2次体Fの類数はすべてh_F=1となることが判明した(横井英夫)。4,有限次代数的数体の最大羃零拡大のガロア群の構造について,profiniteーnilpotent群としての代数的構造が単純であることを示し,算術的構造は,その最大ア-ベル剰余群に類体論が与える局所一大域構造が自然に持ち上がっていることを示した(三宅克哉)。5,この他,構造を持った多様体に関する結果が,いくつか得られたが,逆に数学的方法が,数理物理に与え得る理論の発展に努力し、又,更にそれらが,多様体の構造に関しての新しい不変量を与える可能性を探ることが,今後の課題である。
窒化けい素の高温フレッティング疲労特性

セラミックスのフレッティング疲労特性解明のため,まずセラミックス用フレッティング疲労試験装置の設計・試作を行い,これを用いHIP焼結窒化けい素のフレッティング疲労試験を行った。得られた主な結論をまとめると,以下の通りである。(1)試作した試験装置は,フレッティング疲労に大きな影響を及ぼす,相対すべり振幅,接触面圧等のパラメータの制御・計測が可能であり,セラミックスのフレッティング疲労試験を行うに当って,十分な性能を有している。(2)窒化けい素の疲労強度はフレッティングの作用により顕著な低下を示す。また,相対すべり振幅が0.5μmと,金属材料では通常フレッティング損傷を生じないような場合でも,明瞭な損傷が認められ,窒化けい素において,フレッティングの影響が顕著であることが分かった。(3)窒化けい素のフレッティング疲労破壊は,金属材料の場合と同様,寿命のごく初期に発生したき裂が,フレッティングによる加速を受けながら伝ぱし破断に至る過程をとっている。(4)フレッティング疲労強度には摩擦力のみならず相対すべり振幅や接触面圧などの因子が独立に関与しており,前者は主としてき裂伝ぱに,後者は主としてき裂発生に強く影響を及ぼす。(5)繰返し疲労下および静疲労下の窒化けい素のフレッティング疲労強度はほぼ一致し,繰返し荷重はフレッティング疲労強度にほとんど影響を及ぼさない。(6)窒化けい素同士の接触に比べ,鋼を接触材として用いた場合の方がフレッティング疲労強度が低下する場合がある。セラミックスのフレッティング疲労特性解明のための第1段階として,セラミックス用フレッティング疲労試験装置の試作を行い,その性能試験もかねた,HIP焼結窒化けい素のフレッティング疲労試験を行った。主な結論をまとめると,以下の通りである。(1)試作した試験装置は,フレッティング疲労に大きな影響を及ぼす,相対すべり振幅,接触面圧等のパラメータの制御・計測が可能であり,セラミックスのフレッティング疲労試験を行うにあたって,十分な性能を有していることが確認された。(2)窒化けい素の疲労強度はフレッティングの作用により低下する。本試験条件では相対すべり振幅が0.5μmと,金属材料では通常フレッティングを生じない小さな量であるにもかかわらず,明瞭な損傷が認められた。このように窒化けい素はフレッティングの影響を強く受け,その特性解明は重要な課題と考えられる。(3)窒化けい素のフレッティング疲労破壊は,金属材料の場合と同様,寿命のごく初期に発生したき裂が伝ぱし破断に至る過程をとるものと推察される。(4)相対すべり量が増加すると,金属材料の場合と同様に,フレッティング疲労強度は低下する。これは,相対すべり量の増加とともに,フレッティング疲労き裂の伝ぱを加速する摩擦力が増加するためと考えられる。セラミックスのフレッティング疲労特性解明のため,まずセラミックス用フレッティング疲労試験装置の設計・試作を行い,これを用いHIP焼結窒化けい素のフレッティング疲労試験を行った.得られた主な結論をまとめると,以下の通りである.(1)試作した試験装置は,フレッティング疲労に大きな影響を及ぼす,相対すべり振幅,接触面圧等のパラメータの制御・計測が可能であり,セラミックスのフレッティング疲労試験を行うに当たって,十分な性能を有している.(2)窒化けい素の疲労強度はフレッティングの作用により顕著な低下を示す.また,相対すべり振幅が0.5μmと,金属材料では通常フレッティング損傷を生じないような場合でも,明瞭な損傷が認められ,窒化けい素において,フレッティングの影響が顕著であることが解った.(3)窒化けい素のフレッティング疲労破壊は,金属材料の場合と同様,寿命のごく初期に発生したき裂が,フレッティングによる加速を受けながら伝ぱし破断に至る過程をとっている.(4)フレッティング疲労強度には摩擦力のみならず相対すべり振幅や接触面圧などの因子が独立に関与しており,前者は主としてき裂伝ぱに,後者は主としてき裂発生に強く影響を及ぼす.(5)繰返し疲労下および静疲労下の窒化けい素のフレッティング疲労強度はほぼ一致し,繰返し荷重はフレッティング疲労強度にほとんど影響を及ぼさない.
クレイ層間を利用したアニリンの光重合と生成ポリアニリン/クレイ複合体の特性評価

導電性高分子であるポリアニリン(PAn)は、その難溶解性に起因する低重合度と分子中の折れ曲がりや枝分かれ構造の発生によって電導性が大きく低下する。本研究は、種々のポリアニオン性テンプレートを介在させた光酸化重合によって、直線性が高く、かつ、溶解性のよいPAn/テンプレート複合体が得られることをを明らかにした。すなわち、テンプレートとして水溶性ヘクトライトクレイを用い、モノマーとしてアニリン量体(N-phenyl-p-phenylene-diamine, PPD)、光触媒としてルテニウムトリスビピリジル錯体Ru(bpy)_3^<2+>を用いた光酸化二重合において、テンプレート上での励起Ru(bpy)_3^<2+>、PPD間の電子移動、その後の重合反応を、モノマーならびに光触媒とテンプレートとの相互作用から明らかにし、クレイ層間における長共役長のPAnの生成とその酸ドープ状態の安定化を明らかにした。テンプレートをフレキシブルなポリビニル硫酸カリウムに代えた場合、重合条件によって得られた複合体が水あるいは有機溶媒に可溶となること、ドデシル硫酸ナトリウムミセルの場合は二次元に規制された界面あるいは層間において共役長の長いPAnが生成すること、また、剛直な棒状構造を有するDNAを用いた場合、高pHにおいても酸ドープ状態を保つ複合体が得られるなど、テンプレートによって異なる構造、特性の複合体が得られることも明らかにした。また、これら複合体の電気物性を個々に評価し、電子材料やEl素子として有用であることを明らかにした。更に、パーフルオロスルホン酸系ポリアニオン膜をマトリックスとして用いた場合、膜中でのPAn生成による像形成が可能であることを示した。今年度は、研究実施計画に沿って、ルテニウムトリスビピリジル錯体(Ru(bpy)_3^<2+>)の光酸化能によるクレイ層間でのアニリン二量体(N-phenyl-ρ-phenylenediamine:PPD)の光重合におけるクレイ層のテンプレート効果ならびに生成ポリアニリンに対するドープ効果を、ポリアニリンの高分子量化と電導性構造安定化に焦点を当て、検討した。すなわち、クレイとして、親水性へクトライト系粘土であるイオナイトH(Na_<2/3>(Mg_<16/3>Li_<2/3>)[Si_4]_2O_<20>(OH)_4・4H_2O;cation exchange capacity(CEC):ca.80meq/100g)を用い、これを蒸留水に分散させることにより透明なクレイコロイド溶液を調製し、pHを調整後にPPDならびにルテニウム錯体を添加、クレイ層間へのルテニウム錯体ならびにプロトン化アニリン二量体(PPD^+)のインターカレーションを紫外可視吸収スペクトル、蛍光スペクトル、蛍光寿命測定により確認した。ついで、励起ルテニウム錯体へのアニリン二量体からの電子移動消光効率の、インターカレーションによる向上をルテニウム錯体からの発光の消光により確認するとともに、生成する還元ルテニウム錯体の溶存酸素による酸化(ルテニウム錯体の再生)を吸収スペクトルより確認し、同錯体が再生され、光触媒としてポリアニリンを生成させることを検証した。生成したポリアニリンが、生成とともに光酸化を受けてベンゾノイド、キノイド構造が混在するemeraldine構造となること、かつ、それがプロトンドープされた電導性ポーラロン、バイポーラロン構造となることを吸収スペクトルから確認し、ついで、その構造が外部pHによらずに安定的に保たれることを確認した。現在、得られたポリアニリン/クレイ複合体を新規電導性高分子/クレイ複合体電導材料としてその有用性を検討中である。昨年度に引き続き、ルテニウムトリスビピリジル錯体(Ru(bpy)_3^<2+>)によるアニリン二量体の光重合におけるクレイ層のテンプレート効果ならびに酸ドープ効果を検討するとともに、他の多重アニオン性物質との比較検討を行った。

すなわち、クレイとして、親水性ヘクトライト系粘土であるイオナイトHを用い、クレイ層間へのルテニウム錯体ならびにプロトン化したアニリン二量体のインターカレーション、ならびに、励起ルテニウム錯体へのアニリン二量体からの電子移動条件の最適化を図り、ルテニウム錯体を光触媒とするポリアニリンの生成効率の向上、ならびに、生成するポリアニリンが、生成とともに光酸化、プロトンドープされたポーラロン、バイポーラロン構造の安定化を試みた。また、他の多重アニオン性物質のテンプレート効果、酸ドープ効果を検討した結果、多重アニオンがフレキシブルなポリビニル硫酸カリウムの場合、重合条件によって得られた複合体が水あるいは有機溶媒に可溶となること、ドデシル硫酸ナトリウムミセルの場合は、クレイであるイオナイト同様に、二次元に規制された界面あるいは層間において共役長の長いポリアニリンが生成すること、また、剛直な棒状構造を有するDNAを用いた場合に高pHにおいても酸ドープ状態を保つ複合体が得られるなど、テンプレートによって異なる構造、特性の複合体が得られることを明らかにした。得られたポリアニリン/多重アニオン複合体の種々の条件下での酸化還元能ならびに電導性の測定から、電導材料、蓄電材料としての有用性を明らかにした。すなわち、一般に酸性条件下でなければ酸ドープ状態による電気活性が失われれることが知られているポリアニリンが、クレイをはじめとする多重アニオン性物質との複合体の生成により、安定した電導能、蓄電能の保持が行われることが検証できた。
非線形偏微分方程式の総合的研究

当研究課題の下で得られた主要な研究成果のうちの幾つかを下記に列挙する。1.非線形シュレディンガー方程式。(1)初期値問題に関して、非線形項が局所的であるとは限らない非常に一般的な条件のもとで、解の平滑化及び局所化の性質を証明した。これは従来知られていた結果を著しく一般化し、統一的展望を与えたものである。(2)爆発項をもつ方程式で、非線形の増大度がクリティカルの場合に、解の爆発点近傍での振舞を部分的にではあるが決定した。これらの研究においては、方程式の持つ対称性とそのリー環の無限小生成作用素が有力な手段である。この手法は他の非線形方程式にも拡張されつつある。(3)初期値境界値問題の滑らかな大域解の存在を示すのは、2次元以上の場合困難で、唯一ブレジス・ガルエの結果があるだけであるが、その非線形項の増大度に関する条件が最善ではないことを、新しい評価上の工夫により示した。2.非線形放物型方程式(1)p-ラプラシアンを含むかなり非線形性の高い方程式の初期値境界値について、大域解の存在・ー意性のクラスを与えさらに、解の平滑化、解の有限時間での消滅などを示した。初期関数をルベーグ可積分という広い関数空間にとったため、解の平滑化には、モーザーの手法とソボレフの不等式とをうまく組合せる必要があった。(2)反応拡散方程式について、解の時間無限大における漸近挙動と、関連する定常問題の解の安定性について、新しい知見を得た。3.数値解析、非線形シュレディンガー方程式の初期値問題の解の爆発の数値解析を、空間1.2次元について行った。方法はFFTを活用し、爆発点での解の形を追求するため、うまいスケール変換を工夫した。また退化型放物型方程式の解の自由境界を調べるのにも、FTTによる数値解法はきわめて有効であることが分かった。
脳脊髄虚血による自律神経活動に人工呼吸と環境温変化が及ぼす影響の実験的研究

脳を含む脊髄神経系の虚血は臨床的には重要な病態であるが,重症患者でもとりわけ人工呼吸中では鎮静や脳機能障害のために神経機能を評価する良いモニターがない.本研究では虚血を修飾する因子が,心臓自律神経活動に及ぼす影響を調べるため,外傷性に中枢神経障害を作成し陽圧人工呼吸の影響を,独自開発した心拍変動解析法と心拍-血圧変動解析法で検討した.なお対象周波数は0.04から0.40(Hz)までを低周波,0.75から1.40(Hz)までを高周波成分としてそれぞれのパワーとその比を算出して比較検討した.実験1では,全身麻酔下に陽圧人工呼吸中の白色日本家兎に外傷性脳虚血を作成し,持続陽圧(PEEP)を変化させて人工呼吸が心臓自律神経活動に及ぼす影響を検討した.脳組織潅流量の評価は微小色素法(カラードマイクロスフェア)の血管内投与で定量評価した.なおPEEPは負荷する群としない群の2群とした.その結果,陽圧人工呼吸の影響は5cmのPEEPを負荷した群の方が,脳死状態のモデル動物の心臓自律神経活動は,主に副交感神経機能が強く抑制されることが明らかになった.実験2では,全身麻酔下に陽圧人工呼吸中の白色日本家兎に,脊髄横断を施した後に脳外傷を作成する群と逆の順に作成する群の2群に分けて,脊髄横断が心臓自律神経活動に及ぼす影響を検討した.その結果,脊髄は心臓自律神経活動に重要な働きを有することが明らかとなった.なおこの条件下に環境温度を変化させても明らかな差違は認めず,実験条件に一段の工夫が必要であると考えられた.従来のわれわれの研究成果から脳死状態のモデル動物では副交感神経機能が抑制されることが明らかになっており,今回の研究結果からは脳死状態の個体ではPEEPの負荷はさらに一層の機能低下を生じる可能性があること,これには脊髄機能の温存の有無が重要であることが示唆された.脳を含む脊髄神経系の虚血は臨床的には重要な病態であるが,重症患者でもとりわけ人工呼吸中では鎮静や脳機能障害のために神経機能を評価する良いモニターがない.本研究では虚血を修飾する因子が,心臓自律神経活動に及ぼす影響を調べるため,外傷性に中枢神経障害を作成し陽圧人工呼吸の影響を,独自開発した心拍変動解析法と心拍-血圧変動解析法で検討した.なお対象周波数は0.04から0.40(Hz)までを低周波,0.75から1.40(Hz)までを高周波成分としてそれぞれのパワーとその比を算出して比較検討した.実験1では,全身麻酔下に陽圧人工呼吸中の白色日本家兎に外傷性脳虚血を作成し,持続陽圧(PEEP)を変化させて人工呼吸が心臓自律神経活動に及ぼす影響を検討した.脳組織潅流量の評価は微小色素法(カラードマイクロスフェア)の血管内投与で定量評価した.なおPEEPは負荷する群としない群の2群とした.その結果,陽圧人工呼吸の影響は5cmのPEEPを負荷した群の方が,脳死状態のモデル動物の心臓自律神経活動は,主に副交感神経機能が強く抑制されることが明らかになった.実験2では,全身麻酔下に陽圧人工呼吸中の白色日本家兎に,脊髄横断を施した後に脳外傷を作成する群と逆の順に作成する群の2群に分けて,脊髄横断が心臓自律神経活動に及ぼす影響を検討した.その結果,脊髄は心臓自律神経活動に重要な働きを有することが明らかとなった.なおこの条件下に環境温度を変化させても明らかな差違は認めず,実験条件に一段の工夫が必要であると考えられた.従来のわれわれの研究成果から脳死状態のモデル動物では副交感神経機能が抑制されることが明らかになっており,今回の研究結果からは脳死状態の個体ではPEEPの負荷はさらに一層の機能低下を生じる可能性があること,これには脊髄機能の温存の有無が重要であることが示唆された.脳を含む脊髄神経系の虚血は臨床的には重要な病態であるが,麻酔中の患者管理においては良いモニターがない.本研究では虚血を修飾する因子が,心臓自律神経活動に及ぼす影響を実験モデルを用いて検討している.陽圧人工呼吸の脳虚血に与える影響は不明な点が少なくない.今年度は外傷性脳虚血に対する陽圧人工呼吸の影響を検討した.全身麻酔下に人工呼吸をしながらモデル動物(白色日本家ウサギ)を用いて外傷性脳虚血を作成し,人工呼吸の影響を,持続陽圧(PEEP)を変化させて検討した.脳潅流量の評価は微小色素法で定量評価し,心拍変動・血圧変動,およびその相互関係は,われわれ独自の解析法を用いた.すなわち実験はPEEPを負荷するかしないかで2群に分けた対象に脳外傷による脳死を作成し,心拍変動解析および血圧変動解析のスペクトル分析を行った.対象周波数は0.04から0.40(Hz)までを低周波,0.75から1.40(Hz)までを高周波成分としてそれぞれのパワーとその比を算出して比較検討した.その結果,陽圧人工呼吸の影響は5cmのPEEPを負荷した群の方が,脳死状態のモデル動物の心臓自律神経活動は,主に副交感神経機能が強く抑制されることが明らかになった.従来のわれわれの研究成果から脳死状態のモデル動物では副交感神経機能が抑制されることが明らかになっており,今回の研究結果からは脳死状態の個体ではPEEPの負荷はさらに一層の機能低下を生じる可能性があることが示唆された.

脳を含む脊髄神経系の虚血は臨床的には重要な病態であるが,重症患者でもとりわけ人工呼吸中では鎮静や脳機能障害のために神経機能を評価する良いモニターがない.本研究では虚血を修飾する因子が,心臓自律神経活動に及ぼす影響を調べるため,外傷性に中枢神経障害を作成し陽圧人工呼吸の影響を,独自開発した心拍変動解析法と心拍-血圧変動解析法で検討した.なお対象周波数は0.04から0.40(Hz)までを低周波,0.75から1.40(Hz)までを高周波成分としてそれぞれのパワーとその比を算出して比較検討した.実験1では,全身麻酔下に陽圧人工呼吸中の白色日本家兎に外傷性脳虚血を作成し,持続陽圧(PEEP)を変化させて人工呼吸が心臓自律神経活動に及ばす影響を検討した.脳組織潅流量の評価は微小色素法(カラードマイクロスフェア)の血管内投与で定量評価した.なおPEEPは負荷する群としない群の2群とした.その結果,陽圧人工呼吸の影響は5cmのPEEPを負荷した群の方が,脳死状態のモデル動物の心臓自律神経活動は,主に副交感神経機能が強く抑制されることが明らかになった.実験2では,全身麻酔下に陽圧人工呼吸中の白色日本家兎に,脊髄横断を施した後に脳外傷を作成する群と逆の順に作成する群の2群に分けて,脊髄横断が心臓自律神経活動に及ばす影響を検討した.その結果,脊髄は心臓自律神経活動に重要な働きを有することが明らかとなった.なおこの条件下に環境温度を変化させても明らかな差違は認めず,実験条件に一段の工夫が必要であると考えられた.従来のわれわれの研究成果から脳死状態のモデル動物では副交感神経機能が抑制されることが明らかになっており,今回の研究結果からは脳死状態の個体ではPEEPの負荷はさらに一層の機能低下を生じる可能性があること,これには脊髄機能の温存の有無が重要であることが示唆された.
虚血及び硬直における心筋カルパインの変化に関する研究

心筋を一定時間以上、虚血に暴露した後再潅流すると非可逆的障害(梗塞)に陥る。私達は、この過程にカルシウム依存性プロテアーゼの一つであるカルパインが関与している可能性を検討してきた。昨年度、虚血再潅流心筋のカルパイン活性が上昇していること等を見い出した。今年度、この現象に関連して、膜分画のμ-カルパインが自己限定分解を起こしていることを見い出した。これは本プロテアーゼの生体内での活性化の指標として有用である。また、虚血時間1020分後の再潅流でカルパイン活性が上昇すること、試験管内でのカルパインの基質であるフォドリンが同様の時間経過で分解していること、内因性のインヒビター蛋白質であるカルパスタチンの活性が低下していること、さらに、これらの変化が合成カルパイン阻害剤のあるもので抑制されること等を見い出した。これら、カルパインに関連する変化は潅流液中のカルシウムを除去することにより阻害されることより、カルシウムに依存した変化であることが明らかになったが、最近注目されているようなリン脂質代謝回転や内因性カテコールアミンの関与に関する検討ではポジティブな結果は得られていない。いっぽう、フォドリンは膜の裏打ち蛋白質であり、細胞の形態維持などに重要な働きをしていると考えられている。フォドリンの分解は細胞膜の破壊から細胞の非可逆的な障害、すなわち梗塞化に関与している可能性が大である。また従来、報告された、どの虚血性変化よりも早く出現している。現在、上記のようなカルパインに関連する変化の機序の解明を進めていると共に、これらの変化のうちフォドリンの分解が心筋の非可逆的障害(梗塞化)にどのように関与しているかを免疫組織化学的方法を併用して検討中である。
文処理における韻律と情報構造のインターフェイスについて

複数の解釈が可能な文を見聞きした時に人はどのような方略を用いて解釈を選択するのであろうか。特にその発話のイントネーション(韻律)や文脈(情報構造)の特性は文の理解プロセスとどう関わり合っているのか。本研究では、否定と副詞類の作用域に関する曖昧構文の処理において発話の韻律や情報構造が果たす役割とその相互関係について、英語での先行研究のフォローアップの成果をまとめ(読み実験、音響分析の詳細)、英語とは異なる韻律構造をもった日本語やロマンス語における関連構文の研究の構築、また日本人の上級英語学習者の文理解にも視野を広げて多角的な心理言語学研究を進め、次のステップへの重要な足掛かりを築くものとなった。統語や韻律情報が文理解に果たす普遍的な役割とはどういうものであり、また各言語によりどのような多様性が見られるのかを本事業では探求している。H24年度は、文献研究や、講演や打ち合わせを通しての情報交換の他に、本事業の主目的である、さまざまな言語における処理の傾向を調べること、また、英語において行ったこれまでの研究成果が、英語を第二言語として学習する人の場合はどうなのかを調べ、研究費を使用して以下に示す大変有意義な成果を上げた。1.日本人英語学習者を対象とした文処理実験のデータ収集:英語ではnot-because構文が構造的に曖昧であるのに対し、日本語においては(2)のように作用域を「のでは」などで限定する特徴がある。(1)純は[怒っていたから帰らなかった](2)純は[怒っていたから帰った]のではない母語話者の観察によれば、日本人の英語学習プロセスにおいて、否定と焦点化要素に関する構文を明示的に指導されることはほとんどなく、母語である日本語において類似の曖昧構文に出会うこともない。もしそうであるならば、日本人英語学習者はこの曖昧構文をどのような方略で処理するのだろうか。このテーマに基づいて,データ収集を開始した。実験デザインや内容はパイロット調査を基にした検討の上、英語母語話者に使用したものをほぼ変えずに行うことになった。2.日本語の類似構文の研究と実験構築の開始:文献研究や国内外への出張打ち合わせ、招待講演でのフィードバックを通じ、日本語における研究を本格化させることができた。特に、「真理子は恵子のように頭がよくない」というような「のように」節と否定「ない」の作用域の相互関係に関する構文について日本語母語話者の直感を得られた。この構文の処理に関する研究はいままでなされておらず、25年度はこの構文を中心として実験構築を進めていくことが決まった意義は大きい。前年度からの継続・発展として、最終年度となる25年度は主に2つのプロジェクトを遂行した。1つ目は、日本人英語学習者は否定と作用域の曖昧構造を解釈できるのか、またその解釈傾向は、英語話者への実験と同様に韻律特性の影響を受けるのか、という問いに答えるための黙読実験であった。この実験には英語力の特に高い学習者を対象にしなければならず、データ収集には時間を要したが、科研費を使用して円滑に研究を進めることができた。得られた36人の被験者データを、学会発表並びにProceedings論文(Koizumi, 2013)で報告した。まず、not-because構文をそのまま提示した場合、副詞節の作用域>否定の作用域という解釈が、英語母語話者と同様に選好されるということが分かった(p's<.01)。この結果は、外国語としての英語学習者であっても、意味的に複雑な作用域の構造を認識し、処理できることを示唆する。しかし、英語母語話者に観察される、文をIf節に埋め込んで提示した場合の中和効果は、日本人学習者には見られなかった(F's <1)。先行研究での結論は、この中和効果は韻律特性の変化によるとしているが、英語を母語としない場合、この手がかりは利用できない可能性がある。報告後もデータ収集を継続し、年度末までに56人のデータを収集し、今後のより詳細な分析につなげることができた。もう一つは、日本語の形容詞節と否定の作用域に関する構文の研究である。本年度も文献研究や実験構築への努力を重ねたが、日本語の構文は英語より繊細な母語話者の直感が求められ、はっきりと解釈の選好傾向がみられるような刺激文を構築することは予想外の困難であった。海外の研究協力者との打ち合わせ等を通じ、実験構築は慎重ながらも前進しているため、このような構文について初めてとなる文処理実験の成功に向けて、引き続き努力していく。

文処理における統語と韻律のインターフェイスについての探求を目的とした研究の一環として、23年度は文献研究やデータの分析が主となったが、国内外の研究協力者との打ち合わせ・講演を通しての情報交換を通じ、英語以外の言語における統語と韻律のインターフェイスとその処理プロセスの解明につながる以下のような有意義な成果を得ることができた。1.英語の文処理における非明示的韻律の影響に関する実験データの分析:研究費を使用しての海外出張により協力者との打ち合わせ・データ分析の結果、同一被験者グループの中で刺激文提示時における改行(非明示的韻律境界)の役割を探求したところ、改行の有無は先行実験で得たデータ傾向に変化を及ぼすような要因ではないことが分かった(Fs<1)。このことで、先に得た2実験の結果は妥当なものであることが結論付けられた。2.フランス語における関連構文の処理実験:統語と韻律の関係における言語による差異を探求するために、フランスの研究者と協力して実験打ち合わせを行った。最も時間と労力を要する刺激文の準備にフランス語母語話者の協力が必要であることから、実験構築完了は24年度以降になりそうであるが、研究費を使用してのフランス出張により、協力体制の構築を可能にすることができ、有意義な年度となった。3.日本語の類似構文の研究:文献研究や国内出張を通じた打ち合わせ、招待講演におけるフィードバックを通じ、日本語における研究を本格化させるステップとすることができた。特に、「真理子は節約するために100円ショップに行っていない」というような目的節と否定の作用域の相互関係に関する構文について日本語母語話者の直感を得られ、24年度はこの構文を中心として研究を進めていく方向性が決まった意義は大きい。ヨーロッパ語とは異なる統語・韻律構造を持つ日本語の研究により興味深い結果が得られるよう努力したい。2年目である25年度も、科研費を使用して国内外の講演や研究協力者との打ち合わせができ、有意義な年となった。24年度は、日本人英語学習者、とくに上級の英語学習者を対象としたパイロット調査を完了したことの意義が大きい。この構文の英語における文処理実験の刺激文は内容的にも分量的にも英語母語話者にさえ多分に集中力が求められるため、日本人英語学習者が集中力を切らせることなく同じ分量や複雑度を持つ実験文を読み、質疑応答タスクを正確に遂行することができるのか、またそのような被験者を十分な数集めることが可能かという懸念があった。しかし英語の上級学習者の多い研究機関所属の学生から協力を得ることにより、この問題は解決できそうである。上の理由によりデータ収集はは予想以上の時間がかかっている。25年度も引き続きたくさんの被験者を集める必要が出て来ているが、引き続き収集を行い、まもなく十分なデータが得られる予定である。また、年度当初の計画の変更を余儀なくされた点もある。当初は、在フランスの研究者との国際協力体制を構築し、実験準備・遂行を予定していたが、当該研究者とのコミュニケーションに甚大な遅滞が見られ、フランス出張を通じての打ち合わせや実験構築が困難な状態になってしまった。今後も協力体制が迅速に構築できるかどうか不明瞭なため、フランス語における類似構文の処理に関する実験は延期することとなった。そのかわりとして、同じロマンス語であるスペイン語における実験を別な研究者と行うことが24年度末のニューヨーク出張で決定した。この研究者とは密接なコミュニケーションがはかれており、若干の方針変更はあったものの、25年度の計画には明るい見通しが立った。
肝切除後の肝再生補助に関する遺伝子治療の新案-Cre/loxP systemを用いた導入遺伝子発現のコントロールは可能か?

実験-1:マウスHGF遺伝子の単離、精製三菱よりマウスHGF cDNAを含むplasmidを購入し、DNAを抽出、精製する。HGF cDNAを適切な制限酵素で切り出し精製する。もしくはHGF exon 1から15に特異的なPCRプライマーを作成し、HGF cDNA全長を増幅し、精製する。loxP配列を含むファージDNAをCLONTECHより購入し、loxP配列のみを切り出し一度結合させる。上記で作成したHGF cDNA全長を2つのloxP配列の間に挿入しloxP-HGF cDNA-loxPを得る。この流にはCMVプロモーターを下流にはneo遺伝子(ネオマイシン耐性遺伝子)を組み込む。現在、再考を加えつつ、この導入遺伝子を作製中である。大腸癌の新しい治療法として遺伝子治療が注目されている。その基礎実験として大腸癌疾患モデルMin mouseを用いた動物実験を行う。Min mouseは一定の週齢になると消化器に腺腫が発生し、その後発癌する。このmouseの遺伝型はAPC遺伝子の片方に突然変異が存在することが知られている。正常粘膜のStem-cellの正常なAPC遺伝子に突然変異が起こり、腺腫が形成される。そこでAdeno virus Vectorを用い正常のAPC遺伝子を持つAdeno virusをMin mouseの消化管に注入し正常のAPC遺伝子を微小絨毛のstem-cellに導入できれば大腸腺腫の発生を防ぎ、大腸癌の発生を予防することが可能と思われる。本年度の研究実施計画実験-1:マウスHGF遺伝子の単離、精製三菱よりマウスHGF cDNAを含むplasmidを購入し、DNAを抽出、精製する。
頸動脈ステント留置時の遠位塞栓防止に関する研究-外頚動脈塞栓流出法に関する血行動態的検討-

平成11年度の結果を基に、本年度は外頸動脈より内頸動脈への安定した逆流発生のための条件を検討した。ビーグル成犬10頭を用い0.6ml/kgのネンブタール静脈麻酔下に、セルジンガー法にて総頚動脈にバルーンカテーテルを誘導し、一時的閉塞を施行、同時に対側外頸動脈にもバルーンカテーテルを誘導した。単純な総頚動脈閉塞では、外頸動脈の側副血行路が内頸動脈のそれに勝るため、pilot study用3頭の成犬全例で、外頸動脈より内頸動脈への順行流が出現した。このため対側外頸動脈を閉塞し、対側外頸動脈から同側外頸動脈への側副血行路を遮断し、さらに陰圧で対側外頚動脈よりの吸引を付加した。この操作により若干の内頸動脈から外頸動脈への逆流が得られた。しかしこれは極めて不安定な逆流で、陰圧付加を中止すると再び順行流になった。血管内皮細胞のバルーン障害モデルを作製し、この陰圧付加条件下において実際のステントを使用し、遠位塞栓の脳血管内迷入を調査した。ステントは全例self-expandable typeのEasy Wallstentを用い、前拡張なしに直接目的血管に留置した。遠位塞栓の判定には頸動脈ドップラーエコー法を用いたが、遠位塞栓事態の発生が微量で、捕らえられた塞栓シグナルは内頸動脈・外頸動脈とも同数であった(12.5:13.5)。これは不安定な逆流に起因するもので、対側外頸動脈に留置し得るバルーンカテーテルが2.5F径と細く、充分量の血液吸引ができなかったことと、人と異なりイヌでは大変豊富な外頸動脈側副血行路の存在によると推定された。結論として、本研究では安定した内頸動脈逆流を作製し得なかったが、条件次第では、本法を用いることで遠位塞栓を軽減し、安全なステント留置が施行得る可能性が示唆された。今回の結果を基に、今後バルーン閉塞試験などの実際の臨床例で、逆流発生の条件を検討してゆく予定である。平成11年度の目標は安定した内頸動脈から外頸動脈への圧勾配作成のための予備実験であった。まず、圧勾配測定のためのduplex超音波断層装置の設置(無料借入)に手間取ったが、平成11年11月より測定可能となった。千葉大学動物実験施設にてペントバルビタール静脈麻酔下にビーグル犬3頭を用い、初期実験を施行した。東大式頭位固定装置に成人を固定後、両側総頸動脈直接穿刺(当初は大腿動脈経由の予定であったが、この方法で代替可能であった)により誘導用シースを留置した。右外頸動脈に閉塞用バルーンカテーテルを誘導した後、左外頸動脈に閉塞用ダブルバルーンカテーテルを留置、閉塞し右外頸動脈から左外頸動脈への側副血行路を遮断できるようにした。圧モニター・power doppler法による観察では、左総頸動脈単独閉塞のみでは、外頸動脈より内頸動脈への微弱な順行流が出現し、逆流は得られなかった。これに右外頸動脈の閉塞を付加することにより順行流は減弱したが、安定した逆流を作成するまでには到らなかった。実験環境の整備が整ったため、今後種々の圧勾配を付加し、安定した逆流発生のための条件を、追跡してゆく予定である。具体的には今後1.まず右外頸動脈よりポンプを用い持続吸引を行い、側副血行路を介した左外頸動脈へ血流を逆流させ、左右大脳半球の脳血流を近赤外線モニターでリアルタイムに観察し、実際の閉塞状況での脳循環動態を確認する。2.同様のモニタリング下にて、左外頸動脈分枝のプラチナコイルによる塞栓を行い、種々の塞栓状況下データを記録する。3.目標とする圧勾配発生の条件を、重回帰分析および数量化理論を用いてコンピュータ解析する予定である。

これは不安定な逆流に起因するもので、対側外頸動脈に留置し得るバルーンカテーテルが2.5F径と細く、充分量の血液吸引ができなかったことと、人と異なりイヌでは大変豊富な外頸動脈側副血行路の存在によると推定された。結論として、本研究では安定した内頸動脈逆流を作製し得なかったが、条件次第では、本法を用いることで遠位塞栓を軽減し、安全なステント留置が施行得る可能性が示唆された。今回の結果を基に、今後バルーン閉塞試験などの実際の臨床例で、逆流発生の条件を検討してゆく予定である。
酸化グラフェンのプロトン伝導

安価に合成可能な酸化グラフェン(GO)は、その機能性の多さから燃料電池、スーパーキャパシタへの応用が期待されている。本課題では、電池材料の中でも重要な位置を占める電解質への応用を目指し、平成27年度はGOから高プロトン伝導体および電子/プロトン混合伝導体の開発に成功している。平成29年度の主な研究として、1)合成手法が異なったGOのプロトン伝導度の比較、2)球状炭素材料を用いた高プロトン伝導体の開発を行った。1)ではHummers法、Staudenmaier法、Brodie法で合成したGOの構造とプロトン伝導度を比較することで、構造とプロトン伝導度の関係を調べた。まずプロトン伝導度は、Hummers法>Staudenmaier法>Brodie法の順に大きくなることがわかった。構造分析により、酸素含有量がHummers法>Brodie法>Staudenmaier法の順で多くなる一方で、層間隔はHummers法>Staudenmaier法>Brodie法の順に大きくなることが確認された。このことからも、GOのプロトン伝導は層間隔が非常に重要であることが結論付けられた。2)では、球状構造を有する、高い耐熱性とプロトン伝導性を有した炭素材料を作製することに成功した。この材料はスクロースを原料とした球状の炭素材料をHummers法により酸化したもので、直径約1.5 umの球状構造を持っていた。また、表面にカルボキシル基が存在するため、GOと同等の高いプロトン伝導度を示し、さらに200 °Cで熱処理後も高い伝導度を保持していた。これまでのプロトン伝導体の多くは100 °C以上の温度下では伝導度が著しく低下するため、この材料が高い熱安定性を有していることがわかる。通常燃料電池は、100 °C以上の温度で用いられることが多いことからも、本材料は燃料電池の固体電解質としての応用が期待できる。28年度が最終年度であるため、記入しない。容易に作製が可能な酸化グラフェン(GO)は、シート内にsp2ドメイン、sp3ドメイン、空孔がナノレベルでハイブリッドされた多機能材料である。本研究ではGOの電池材料や多機能膜への応用を目指し、GOのプロトン伝導を詳細に評価することを目的とする。本年度の主な研究成果として、1)硫酸イオンをGO層間に導入することで、高いプロトン伝導体の開発、2) GOを還元することで優れた電子/プロトン混合伝導体の開発に成功した。GOのプロトン伝導度は、約10-3 S/cm程度であり、ナフィオン(10-2 -10-1 S/cm)より小さかった。そこで、GO層間に硫酸イオンを導入することで、高湿度で大幅にプロトン伝導度を高めることに成功した。高湿度下で、その値は約10-1 S/cmであり、ナフィオンと同等かそれ以上を示した。硫酸イオンの添加により、GO膜の層間距離は、添加量に依存し大幅に増加する。また、熱分析によると、膜に含まれる水分子の量も増加していた。これらの結果を総合して考えると、硫酸がプロトンの供給源となりキャリアが増加したこと、プロトン移動の媒体となる水分子が増加したことで高いプロトン伝導度を実現したものと考えられる。ペロブスカイト型セラミックに代表される電子/プロトン混合伝導体は、水素分離膜や燃料電池などへ応用される。GOは優れたプロトン伝導体であるが、還元すると電子伝導も示すようになる。この点に着目し、GOを適度に還元することで、優れた電子/プロトン混合伝導体を作製することに成功した。この新規なプロトン/電子混合伝導体の伝導度は、プロトンおよび電子伝導両方で約10-5 S/cmであり、今まで報告されている室温で作動する単一物質で構成された混合伝導体の中で最も高い。また、還元度を調整することでプロトン伝導および電子伝導度の値を制御することにも成功し、GOの高い実用性も実証した。本研究では1)プロトン伝導のメカニズム解明、2)層間ドーピングによる高プロトン伝導体の開発、3)電子/プロトン混合伝導体の開発を2年間で行う予定である。しかし、本年度中で、ほぼすべての目的を達成することができた。この点から、当初の計画以上に進展しているという評価に至った。

このことからも、GOのプロトン伝導は層間隔が非常に重要であることが結論付けられた。2)では、球状構造を有する、高い耐熱性とプロトン伝導性を有した炭素材料を作製することに成功した。この材料はスクロースを原料とした球状の炭素材料をHummers法により酸化したもので、直径約1.5 umの球状構造を持っていた。また、表面にカルボキシル基が存在するため、GOと同等の高いプロトン伝導度を示し、さらに200 °Cで熱処理後も高い伝導度を保持していた。これまでのプロトン伝導体の多くは100 °C以上の温度下では伝導度が著しく低下するため、この材料が高い熱安定性を有していることがわかる。通常燃料電池は、100 °C以上の温度で用いられることが多いことからも、本材料は燃料電池の固体電解質としての応用が期待できる。本年度中で目的のほとんどを達成することができた。そこで、今後は当初の目的から一歩進んだ研究を行う予定である。具体的には、1)熱安定性を持つGOの開発、2)より優れた電子/プロトン混合伝導体の開発を行う。1)熱安定性を持つGOの開発に関しては、GOを実際の燃料電池などへ応用するにあたり、熱安定性が課題となっており、GOの熱安定性を高める方法を模索する。例えば、GOが持つ酸素官能基の中でカルボキシル基が熱的に安定であるため、カルボキシル基のみを持つGOの開発を行う。2)より優れた電子/プロトン混合伝導体の開発に関しては、GOのプロトン伝導は硫酸イオンを層間に導入することで大幅に高めることが可能であるため、同様の方法でより優れた電子/プロトン混合伝導体の作製が可能かを調査する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
システムダイナミックスによるマクロ経済システムモデリング

この研究は、2003年にニューヨークのSD国際学会で発表した「会計システムダイナミックスの原理」に立脚しており、システムダイナミックスの方法論的にもとづきマクロ経済を新しい視点からモデリングしようとするユニークで独創的なものとなっています。このモデル研究が深化する過程で、この方法論は国連の国民経済計算(93SNA)に非常に近いということが判明し、会計原理とSDとの融合を目指す新しいマクロモデリングの地平を切り開くものであるとの確信を得ました。換言すれば、このSDマクロ経済モデルの強みは、新古典派とケインズ理論をも同時に取り込むことが出来、同時にこうした多様なマクロ経済理論と社会会計をも統一的に分析できるフレームワークを提供しているという点にあり、そうした意味でもシステムダイナミックスによるマクロ経済システムの構築という新しい分析視点をマクロ経済学にもたらしうると言っても過言ではないでしょう。この研究に着手してからほぼ3年が経過します。2004年には、貨幣供給と信用創造のモデルを完成させ、2005年には、有効需要均衡と貨幣の伸縮性モデルの完成へと順調に研究を進め、これらの成1果に立脚して2006年度は、貨幣経済と実物経済及び労働市場モデル(Integration of Real and Monetary Sectors with Labor Market)というタイトルで過去2年間のモデルを統合したモデルを完成させ、同年7月にオランダで開催された、第24回国際システムダイナミックス学会で研究報告をしてきました。その後、このモデルを海外部門を含めたオープンマクロモデルへと拡張すべく、年度の後半で、国際収支と外国為替の決定ダイナミックスへと研究を拡張。Balance of Payments and Foreign Exhcnage Dynamics : SD Macroecononomic Modeling(4)というタイトルにまとめて、2007年度のSD学会(ボストン、米国)で発表すべく2007年3月に応募しました。以上が今年度の研究実績の概要です。その後6月に、この投稿論文が3名のレフリーによる審査を経て、学会報告に受理されたとの連絡を受けました。一昨年からシステムダイナミックスを用いた新しい視点でマクロ経済システムのモデルを構築するという研究に着手し、その研究成果を、一昨年7月下旬にオックスフォード大学で開催された第22回SD国際会議で、"Money Supply and Creation of Deposits-SD Macroeconomic Modeling(1)"というテーマで研究報告した。その後9月に、米国に於けるナショナルモデル開発の第一人者であるMITのフォレスター名誉教授、及び、スターマン教授を訪問し、同モデルを研究。さらにカリフォルニア大学バークレー校にアッカロフ教授(ノーベル経済賞受賞)を訪ねて議論を重ね研究を深化させる。以上、平成17年度の研究実績の概要報告といたします。

2004年には、貨幣供給と信用創造のモデルを完成させ、2005年には、有効需要均衡と貨幣の伸縮性モデルの完成へと順調に研究を進め、これらの成果に立脚して2006年度は、貨幣経済と実物経済及び労働市場モデル(Integration of Real and Monetary Sectors with Labor Market)というタイトルで過去2年間のモデルを統合したモデルを完成させ、同年7月にオランダで開催された、第24回国際システムダイナミックス学会で研究報告をしてきました。その後、このモデルを海外部門を含めたオープンマクロモデルへと拡張すべく、年度の後半で、国際収支と外国為替の決定ダイナミックスへと研究を拡張。Balance of Payments and Foreign Exchange Dynamics : SD Macroecononomic Modeling (4)というタイトルにまとめて、2007年度のSD学会(ボストン、米国)で発表すべく2007年3月に応募しました。以上が今年度の研究実績の概要です。
蛍光性フォトクロミックナノ粒子における非線形蛍光スイッチング現象の理解と応用

これまでに凝集状態においても優れた蛍光特性を示す蛍光性ジアリールエテンのナノ粒子が僅か数%の閉環体(クエンチャー)を光生成するだけで系全体の蛍光を完全に消光する高効率な非線形蛍光スイッチング挙動を示すことを見出している。本年度は応用として、非線形蛍光スイッチング挙動を利用した、マルチカラー蛍光スイッチングを試みた。そのためのアプローチとして、蛍光色の異なる蛍光色素をジアリールエテンユニットに連結させた種々の蛍光性ジアリールエテン誘導体を合成し、蛍光色素の蛍光スペクトルとジアリールエテン閉環体の吸収スペクトルの重なり度合いが非線形蛍光消光効率にどのように影響するかを調べた。その結果、合成した蛍光スイッチング分子はTHF溶液中およびナノ粒子分散水溶液中において、可逆的なフォトクロミック反応を示し、それに伴い蛍光強度も可逆的にON-OFFスイッチすることが認められた。また、全ての分子がナノ粒子の状態で、高効率な非線形蛍光スイッチング挙動を示し、その消光効率は蛍光ユニットの蛍光スペクトルとジアリールエテン閉環体の吸収スペクトルの重なり度合いに加え、蛍光ユニットの蛍光量子収率に大きく依存することが明らかとなった。この結果を基に、蛍光色の異なる3つの蛍光性フォトクロミック分子をひとつのナノ粒子内に含有した蛍光性フォトクロミック多成分ナノ粒子、および蛍光色の異なる2つの蛍光性フォトクロミックナノ粒子を混合した試料を用いて、多色蛍光スイッチングの実証に取り組んだ。前者の系では、蛍光色の異なるそれぞれの蛍光性ジアリールエテンを適切な割合で混合することで、光反応転換率に応じて連続的に蛍光色が変化する多色蛍光スイッチングを達成できた。さらに、後者の系では二つの異なるスイッチングユニットを用いることで、照射する光の波長条件により異なる蛍光色へと選択的に光スイッチングできることが認められた。28年度が最終年度であるため、記入しない。代表者のグループでは最近、会合状態においても高い蛍光特性を示すベンゾチアジアゾール(BTD)色素とジアリールエテンを連結した蛍光性ジアリールエテンが、ナノ粒子の状態において顕著な非線形蛍光スイッチング挙動を示すことを見出している(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 3662-3666; "Hot paper"および"inside back cover"に選出)。平成27年度の研究では、非線形蛍光スイッチング機構の詳細な理解を得るために、ナノ粒子中における分子配列を評価し、蛍光消光効率に対する理論的な解析を試みた。その結果、XRD測定からナノ粒子中において分子はランダムな配置をとっているアモルファス状態であることが明らかとなり、理論解析の結果から分子間の長距離エネルギー移動の機構で観測された非線形蛍光スイッチング挙動を十分説明できることが明らかとなった。さらに、非線形蛍光スイッチング挙動を示す蛍光性フォトクロミックナノ粒子の有用性を拡張するために、蛍光色の異なる種々の蛍光色素と着色体の色(吸収波長)の異なるいくつかのスイッチングユニットを連結させ、それらが系中に同時に存在する中で、目的とする蛍光色へと光選択的にスイッチングできる多色蛍光スイッチングの実現に取り組んだ。これまでに赤色の蛍光を示す色素に青く着色するジアリールエテンを連結させた分子と、緑色の蛍光を示す色素に赤く着色するジアリールエテンを連結させた分子を合成し、それらの分子がナノ粒子の状態で高い蛍光特性と顕著な非線形蛍光スイッチング挙動を示すことを確認した。さらに、それらを混合した系において、照射する光の波長条件により選択的に蛍光色をスイッチングできることを明らかとした。上述の研究実績の欄に記載したように、これまでに非線形蛍光スイッチング挙動に対する理論的な解析を行えており、さらに多色蛍光スイッチングの実現に向けた予備的な研究結果を得ることに成功している。これらは当初予定していた研究計画に沿うものであり、研究の進捗に対して特段の遅れもないことから、概ね順調に研究が進展しているものと判断できる。

前者の系では、蛍光色の異なるそれぞれの蛍光性ジアリールエテンを適切な割合で混合することで、光反応転換率に応じて連続的に蛍光色が変化する多色蛍光スイッチングを達成できた。さらに、後者の系では二つの異なるスイッチングユニットを用いることで、照射する光の波長条件により異なる蛍光色へと選択的に光スイッチングできることが認められた。今後は光照射の条件により、任意の蛍光色を作り出す多色蛍光スイッチングの実現に向け、光の三原色となる“R(赤)・G(緑)・B(青)"に対応する三色の蛍光性フォトクロミックナノ粒子の作成を試みる。そのために、赤・緑・青色の蛍光を発する蛍光色素とそれぞれの蛍光色を消光するのに最適な吸収を有するスイッチング分子を連結した蛍光スイッチング分子を開発する。それらの蛍光性フォトクロミックナノ粒子を混合し、光照射の条件を最適化することにより、多色蛍光スイッチングの可能性を検討する。さらに、代表者らの蛍光性フォトクロミックナノ粒子をバイオイメージングに使用したいという要望が出てきており、そのために必要とされる蛍光スイッチングの繰り返し回数の更なる向上を達成するために、高耐久性の蛍光性フォトクロミックナノ粒子の開発にも取り組む。28年度が最終年度であるため、記入しない。