hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光エネルギーの高品位化を目指した人工Zスキームの構築

レニウムビピリジン錯体fac-[Re^I(bpy)(CO)_3L]^<n+>は、単独でCO_2還元の光触媒として働くことが知られている。しかし、これらの錯体は可視部の吸収が弱く、太陽光を有効に利用できない、また触媒の耐久性が低いという欠点がある。本研究では、可視光を効率良く吸収できるレニウムビピリジン錯体とルテニウム錯体を連結した種々の多核錯体を合成し、その光触媒特性を調べた。その結果、各錯体ユニット間の相互作用の弱い架橋配位子を用いた場合(Fig.1)、高いCO_2還元の光触媒能を示した。ルテニウム錯体とレニウム錯体を相互作用のほとんどないbpy-C_3H_6-bpy(C_3OH)配位子で連結した系を用いることにより、COの生成量は、二核錯体[Ru-C_3OH-Re]^<2+>では、そのモデルになる単核錯体混合系の2倍、四核錯体[RU-Re_3]^<2+>では3倍になることが分かった。一方、Ru部とRe部の相互作用が比較的強い架橋配位子を用いると光触媒能は大幅に低下した。[Ru-C_3OH-Re]^<2+>の本光触媒反応は、Fig.2に示す機構で進行していると考えられる。すなわち、(1)Ru部が光励起されることによる架橋配位子への電子移動(MLCT状態の生成)と、(2)そのBNAHによる還元的消光により反応は開始する。その結果Ru部の一電子還元体ができ、次に(3)ゆっくりとしたRe部への分子内電子移動が起こる。(4)Re部の一電子還元体がCO_2を還元する。このように、光捕集機能を有するルテニウム錯体と、二酸化炭素還元触媒能を持つレニウム錯体を連結し、有機的に働かすことのできる条件が明らかになった。これは、本研究計画の目標である人工zスキームの構築に重要な情報を与えてくれる。ルテニウムサイトを、半導体に化学結合させることにより、半導体の光励起状態とルテニウム錯体の光励起状態を順次的に発生させ、電子を半導体からレニウム触媒部に流し込むことができると予想される。今後この知見を基に、水を還元剤とした二酸化炭素の光還元が可能な人工Zスキームの構築を目指す。本研究において、金属錯体の1電子還元を効率よく生成する方法を開発することは重要である。特に、二酸化炭素光還元反応の触媒を中心に研究を進めるため、本研究では、リン配位子をもつレニウムビピリジン錯体、[Re(bpy)(CO)_3{P(OEt)_3}]^-(1^+)および[Re(bpy)(CO)_2{P(OEt)_3}_2]^+(2^+)のOER種を電解反応により合成し、反応性を検討した。また、フロー電解装置により、安定的にこれらの金属錯体が1電子還元されることを確認した。この電解装置とFT-IRおよび光照射装置を組み合わせたOER種の(光)反応性を調べるシステムを構築し、OER種とCO_2の反応速度やOER種の光励起状態について調べた。CO_2雰囲気下で1を放置するとゆっくりとCOが生成した。生成したCOは1の量、すなわち電解により加えた電子数の約2分の1であった。反応終了後の溶液のIRを測定したところ、ほとんど1^+が再生していることが分かった。2^+の場合も、ほぼ同様の結果が得られた。OER種(M^<-・>)の初期量の約2分の1のCOが生成したことより、生成したOER種2分子で、COが1分子生成することが分かる。またOER種は、過剰CO_2共存下において一次で減少することが分かっているので、M^<-・>は、まずCO_2と反応し中間体(M'-CO_2)を与えることは明らかである。IRより、原料錯体はほぼ定量的に再生していることも分かった。従ってCO生成は、M'-CO_2とM^<-・>もしくは、M'-CO_2の2分子反応をへて進行し、同時にMが再生すると考えられる。光触媒反応も、同様の機構で反応がCO生成が起こっている可能性が高いことがわかった。フロー電解法で生成したOER種に光を照射すると、CO_2との反応が加速されることが観測された。同時に金属錯体の分解も起こっていることが、IRの結果よりわかった。現在、OER種の不活性ガス雰囲気下での光反応性を調べている。CdSおよびZnS上にRe(bpy)(CO)_3を配位させる方法の開発を進めた。[Re(bpy)(CO)_3(THF)]^+とナノサイズの半導体微粒子をTHF中で加熱反応させると、目的の複合体が得られた。XPS、IR、可視紫外吸収スペクトル、発光、TEM等を測定した。

その結果、各錯体ユニット間の相互作用の弱い架橋配位子を用いた場合(Fig.1)、高いCO_2還元の光触媒能を示した。ルテニウム錯体とレニウム錯体を相互作用のほとんどないbpy-C_3H_6-bpy(C_3OH)配位子で連結した系を用いることにより、COの生成量は、二核錯体[Ru-C_3OH-Re]^<2+>では、そのモデルになる単核錯体混合系の2倍、四核錯体[RU-Re_3]^<2+>では3倍になることが分かった。一方、Ru部とRe部の相互作用が比較的強い架橋配位子を用いると光触媒能は大幅に低下した。[Ru-C_3OH-Re]^<2+>の本光触媒反応は、Fig.2に示す機構で進行していると考えられる。すなわち、(1)Ru部が光励起されることによる架橋配位子への電子移動(MLCT状態の生成)と、(2)そのBNAHによる還元的消光により反応は開始する。その結果Ru部の一電子還元体ができ、次に(3)ゆっくりとしたRe部への分子内電子移動が起こる。(4)Re部の一電子還元体がCO_2を還元する。このように、光捕集機能を有するルテニウム錯体と、二酸化炭素還元触媒能を持つレニウム錯体を連結し、有機的に働かすことのできる条件が明らかになった。これは、本研究計画の目標である人工zスキームの構築に重要な情報を与えてくれる。ルテニウムサイトを、半導体に化学結合させることにより、半導体の光励起状態とルテニウム錯体の光励起状態を順次的に発生させ、電子を半導体からレニウム触媒部に流し込むことができると予想される。今後この知見を基に、水を還元剤とした二酸化炭素の光還元が可能な人工Zスキームの構築を目指す。
低コストレーダーシステムに適した簡易発振器アレーの研究

本研究では、レーダーに必要なビームステアリング技術を、簡易な構成で高性能・低コストで実現できるPush-Push発振器アレーについて検討した。反射型Push-Push発振器と相互同期型結合回路(副発振器間に接続)、反射型Push-Push発振器と相互同期・注入同期型結合回路(共振器間に接続)、正帰還型Push-Push発振器と注入同期型結合回路(帰還ループ間に接続)、3つの構成について検討を行った。いずれの場合も、Push-Push原理により、結合回路における制御信号の移相量の2倍以上の出力信号移相量を得ることができ、小型簡易な構成の回路で広範囲のビームステアリングの実現が可能になった。ITS(高度交通システム)等に必要とされるレーダーでは、電波の放射方向を連続的に高速で変化させるビームステアリング技術が不可欠である。本研究はこの技術をPush-Push発振器アレーによって行う。Push-Push発振器は2次高調波を出力とするので、低価格で高性能の低周波数用デバイスを用いることができる。また、これを発振器アレーに用いた場合、結合回路で得られた移相量に対し出力信号の移相量は2倍となり、広範囲のビームステアリングを低コストで行うことができる。本年度の結果を使用する発振器の構成ごとに示す。1.反射型Push-Push発振器の負性抵抗回路の端子に移相量可変結合回路を接続した構成:非対称の構成とした移相量可変結合回路の両端子での反射位相に差をつけ、各発振器の負性抵抗回路の端子の信号の位相差を制御し、それにより出力位相差の制御を電気的に行うものである。大幅な出力信号の移相量の可変化を確認した。平成24年度に学術論文に投稿したが、考察不足が理由で不採録であったので、さらに考察を加え再投稿した。2.反射型Push-Push発振器の共振器間を結合回路を用いて接続した構成:共振器間にFET (HEMT)のみで構成された結合回路を接続した構成の回路について検討を行った。たいへん簡易な構成で、発振器アレーに必要な特性を実現できた。3.帰還型Push-Push発振器の帰還ループ間に結合回路を用いた構成:平成一つの発振器の帰還ループの信号を方向性結合器で取り出し、移相回路により信号の移相を行い、隣接する発振器注入することで、出力位相差の制御を行うものである。平成24年度に、国際学会で発表した。その結果に考察を加え、学術論文に投稿する準備を進めている。本研究では、従来の発振器アレーに対し、より簡易な構成で高性能・低コストで実現できるPush-Push発振器アレーの総合的な研究を目的としている。2.反射型Push-Push発振器の共振器間を結合回路を用いて接続した構成:一つの発振器の共振器から取り出した信号をバッファアンプで方向性を持たせ、移相回路により移相を行い、隣接する発振器に注入し、出力位相差の制御を行うものである。3.帰還型Push-Push発振器の帰還ループ間に結合回路を用いた構成:一つの発振器の帰還ループの信号を方向性結合器で取り出し、移相回路により信号の移相を行い、隣接する発振器注入することで、出力位相差の制御を行うものである。本研究では、レーダーにおけるビームステアリングを、簡易な構成で高性能・低コストで実現できるPush-Push発振器アレーについて検討している。1.反射型Push-Push発振器の負性抵抗回路の端子に移相量可変結合回路を接続した構成:結合回路の両端子での信号の反射位相により各発振器の負性抵抗回路の端子の信号の位相差を制御し、出力位相差の制御を行うものである。

大幅な出力信号の移相量の可変化を確認し、良好な結果が得られた。最終年度では、これまでに得られた成果に考察を加えて学術論文に投稿し採録された。2.反射型Push-Push発振器の共振器間を結合回路を用いて接続した構成:一つの反射型発振器から取り出した信号について、結合回路を介して隣接する発振器に注入し、出力位相差の制御を行うものである。移相器を用いた結合回路を使用した構成で、大幅な出力信号の移相量の可変化を確認し、良好な結果が得られ、学術論文に採録された。また、たいへん簡易な構成(HEMTのみ)の結合回路を考案し、動作確認を行った。最終年度は、その結合回路の特製の改善を重ね、良好な特性の発振器アレーを実現、国際学会で発表した。3.帰還型Push-Push発振器の帰還ループ間に結合回路を用いた構成:一つの帰還型発振器の信号を方向性結合器で取り出し、移相回路により移相を行い、隣接する発振器に注入して出力位相差の制御を行うものである。大幅な出力信号の移相量の可変化を確認した。最終年度は、注入方法を工夫し、特性改善に有効であることを確認した。1年目と最終年度に国際学会で発表した。4. 13で得られた発振器アレーの出力端子にアンテナを接続した構成:最終年度に、これまで検討を行ったPush-Push発振器アレーにアンテナを接続した場合について検討指向性の検討を行ったが、想定したような指向性の制御は確認できなかった。電気電子工学・電子デバイス工学現在までの達成度を使用する発振器の構成ごとに示す。1.反射型Push-Push発振器の負性抵抗回路の端子に移相量可変結合回路を接続した構成:大幅な出力信号の移相量の可変化を確認し、十分な出力電力も得られるなど、良好な結果が得られた。平成24年度に学術論文投稿したが、考察不足が理由で不採録であったので、さらに考察を加え再投稿した。しかし、より高度な理論を用いた説明を要求され,不採録であった。2.反射型Push-Push発振器の共振器間を、結合回路を用いて接続した構成:FET (HEMT)のみで構成された結合回路を接続した構成の回路について検討を行い、たいへん簡易な構成で、発振器アレーを実現できた。十分な出力電力も得られるなど、良好な結果が得られ、電子情報通信学会研究会、総合大会で発表した。学術論文への投稿はまだ行っていない。3.帰還型Push-Push発振器の帰還ループ間に結合回路を用いた構成:大幅な出力信号の移相量の可変化を確認し、十分な出力電力も得られるなど、良好な結果が得られた。平成24年度に国際学会(Asia Pacific Microwave Symposium)で発表した。その結果を学術論文にまとめる予定であったが、考察すべき問題が解決できなかったので、未投稿である。1.については論文作成(採録されること)が達成できず、2.については、より簡易な構成の結合回路を実現性したが、学術論文への投稿がまだである。3.については、論文作成が未達成である。主に論文作成が遅れている。また、出力端子にアンテナを付けた構成を検討する予定であったが、発振器アレーに適した構成(1.2.3.の構成のどれが一番適当か)について、十分な検討が行われていない。従って、やや遅れていると言える。現在までの達成度を使用する発振器の構成ごとに示す。
新生児黄疸の薬物による治療法のモデル動物を使った開発的研究

Gunnラットはビリルビン排池障害を持った突然変異ラットである。Gunnラットは小脳前・中葉でビリルビンによる強い発育障害を示し、後葉は殆ど正常なままである(慶野印刷中)。このビリルビン性発育障害の差はプルキンエ細胞の細胞質内に含まれる物質の酸性度のちがいによるものと思われる(慶野投稿中)。それは小脳にあるビリルビン結合タンパク質(青野投稿中)の分布の違いによるのかも知れない。ビリルビン合成の律速酵素であるヘムオキシゲナーゼ(HOase)活性は錫を中心金属とするポルフィリンすなわち錫プロトポルフィリン(Supp)によって強く阻害される(長江1988)。Suppを生後5日のGunnラットホモ接合体に投与し、30日に小脳低形成の程度を判定すると、SuPPによって小脳低形成が予防されていることが確かめられた。しかし、その効果は低くまたSupp投与量を多くすると予防効果が無くなり、副作用の存在が示唆された。生後68日のラットに20^<μmol>/kg体重までのSnppを投与し、光照射したところ極めて高率にラットは死亡した(慶野投稿中)。50%のラットが死ぬまでの時間は10、15そして20^<μmol>/kg体重でそれぞれ6、5、4時間であった。生理食塩液を投与されたラットや光照射受けなかったラットでは死亡するものと無かった。ポルフィリン(pp)ヘミン(Fep)コバルトメソポルフィリン(COMP)と同様に投与し、光照射したところ、PPは比較的高い死亡率を示したが、FepやCoMPの投与では死亡するラットは殆ど無かった(長江投稿準備中)。ラットの赤血球を使ってSupp存在下で光照射すると、ラジカル反応により脂質の過酸化が起こり同時に溶血も起こっていることが示された(慶野投稿準備中)。ラットの死亡はSnppが光エネルギーを受けて励起状態となり生体膜の脂質を過酸化することが原因と思われる。Snppは高ビリルビン血症に対して有効な薬物ではあるが、人への応用はまだ慎重さを要する。生後間もなくから黄疽を起こすホモ接合体Gunnラット(j/j)と黄疽とならないヘテロ接合体ラット(j/t)を利用した.先ずビリルビン(BR)合成系の律速酵素であるヘムオキシゲナーゼの反応動力学的解析を行なった.基質メトヘムアルブミンに対するkm値は12μMであり,これはラットの遺伝的条件や臓器の種類による差は無かった.錫プロトポルフィリン(SnPP)は強い反応阻害作用を示し,そのki値は40nMであった.生体内においてもSnPPは酵素の活性を阻害して血中BR値を低下させると期待されたので,生後4ー5日のラット皮下に0.5100μmol/kgのSuPPを一回投与し,生後30日に効果を判定した. j/jラットへ投与した場合,生存率は無投与群20%に比べて1μmal/kg以上に投与群全てで有意に上昇し,特に5μmol/kg投与群で92%の高率となった.小脳重量の増加は1および5μmol/kg投与群で有意となった.しかしその効果はあまり高くなかった. j/tラットへSnPPを投与しても影響見られないことからSnPPの直接的な副作用の存在は否定される.

血中総BR値はSnPP投与後急速に低下することからSnPPによる遊離型BRの出現が考えられ,現在検討中である.治療法開発の基礎としてBRによる小脳発育障害発生機序について検討した.小脳中葉にあるプルキン工細胞(PC)は後葉にあるPCよりBRによる影響を受け易い.両小葉中のPCを組織学的に比べると中葉のPCはゴルジ装置に富み,細胞質の等電点は低いことが示された.BRとの親和性を比べたところ,中葉のPCは後葉のPCら比べてBRとの親和性が高いことが認められた.又電気泳動的にも発育中の小脳に複数のBR結合性蛋白の存在が確認された.小脳中葉のBRによる障害され易さは, PCとBRの親和性がより高いことが原因の一つと考えられた.ビリルビン合成律速酵素ヘムオキシゲナーゼ(HO_<as.e>)の活性阻害剤である錫プロトポルフィリン(SnPP)を生後5日のGunnラットホモ接合体(j/j)に投与すると死亡率が著しく低下しさらに小脳低形成が予防される。しかし、その効果は低く、投与るすSnPP量を多くすると返って予防効果が無くなることから、SnPP投与に副作用のあることが示唆された(昨年度報告)。生後6-8日のラットにSnPPを投与し、光を照射つづけたところ極めて高率にラットが死亡した。死亡率が50%となるまでの時間は20μmol/kg体重で4時間、15μmol/kgで5時間、10μmol/kgで6時間であった。生理食塩水投与されて光照射受けたラットや、SnPPを投与されても光照射されなかったラットで死亡するものはなかった。高ビリルビン血症であるj/jラットと正常ナヘテロ接合ラット(j/+)の間に死亡率の差はなかった。ポルフィリン環を持つ3つの化合物、ポリフィリン(PP)ヘミン(FeP)コバルトメソポルフィリン(CoMP)を投与し光照射したところ、PPは比較的高い死亡率を示した。(20μmol/kg投与で6時間後に死亡率80%)。FePやCoMPの投与では光照射の有無にかかわらず死亡するラットはほとんどなかった。(CoMP20μmol/kg投与、光照射18時間で21頭中1頭死亡)。PPは光照射によりラジカル反応が起こり、FePやCoMPではラジカル反応が無いか有っても極めて少ないことが知られている。ラット赤血球を使ってSnPP生存舌で光照射すると、ラジカル反応により脂質の過酸化が起こっていることを示すTBA反応が陽性となり、反応量は濃度依存正を示した。また、SnPP濃度依存的に溶血が起こった。In vivoにおいても10μmol/kg体重のSnPPを投与され、光照射を3時間受けたラットにおいて血清中のTBA反応量の溶血量が増大していた。
保守主義と経営者のリスクテイキングに関する実証研究

本研究の目的は,会計利益の質と投資行動に反映される経営者のリスクテイキングの関係を実証的に分析することである。具体的には,保守主義の採用と投資の効率性の関係を検証することを目的としていた。しかし研究を進めるにあたり,会計利益の質の代理変数として保守主義以外の変数を広範に検討すること,また保守主義の効果を検討するためには投資行動よりも経営者報酬に注目するほうがより有益なインプリケーションを獲得できることが分かった。そこで本研究では(1)質の高い会計利益の報告は投資の効率性を高めるか,そして(2)保守主義の採用は報酬契約の効率性を高めるか,という2点について日本企業を対象に実証分析を行うことを目的とした。本年度の主要な研究成果は,前年度までに得られた分析結果にもとづいて原稿執筆を行うことであった。本研究で得られた主要な結果は,第1に,1990年代までの日本企業では,会計利益の質と投資の効率性の間には有意な関連性が見られない一方で,2000年代では質の高い会計報告は投資の効率性を高めることが分かった。この結果は,2000年前後において,メインバンクや系列といった日本特有の制度的要因が変化したことが,利益の質と投資の効率性の関係に影響を与えたことを示唆する。第2に,報酬利益反応係数が高い企業では,保守主義の需要が高まることが分かった。これは,保守主義が経営者報酬契約の効率性を高めていることを示唆している。本研究の目的は,会計上の保守主義の採用と投資行動に反映される経営者のリスクテイキングの関係を実証的に分析することである。具体的には,日本企業を分析対象として,(1)保守主義の程度が高まることによって企業の投資行動およびその効率性はいかに変化するか,(2)日本特有の制度的要因が,保守主義と投資行動の関係にどのような影響を与えるか,ということを明らかにする。保守主義の経済的機能に関する研究は,会計学研究の中心的なテーマの1つとなっているが,投資行動に関する研究は十分な蓄積がなく,特に日本企業特有の保守主義の特徴はほとんど解明されていない。そのような解明は,会計研究のみならず,金融実務や開示規制にも有益なインプリケーションをもたらすことが期待される。このような目的を達成するために,当該年度の前半では,保守主義と投資行動の関係に関する広範なサーベイを行った。サーベイを行った結果,保守主義は投資の効率性を高める効果を有する一方で,私的情報を有する銀行との結びつきが強い企業では,保守主義の経済的機能が低下することなどが分かった。これは銀行との結びつきが強い日本企業を分析する際には,重要な要因となる。また当該年度の後半では,実証分析を行うためのリサーチ・デザインを検討した。特に検討を行ったのは,保守主義の測定方法である。条件付保守主義の測定方法には,先行研究によって複数のモデルが提案されているが,いずれのモデルにも測定誤差の問題が存在し,推計モデルの選択には慎重な配慮または改善の可能性が残ることが明らかとなった。当該年度の研究計画は,先行研究のサーベイと分析デザインの設定であった。いずれも順調に計画を達成することができた。昨年度までに行った広範なサーベイの結果,保守主義の測定方法である。そこで,保守主義だけでなく裁量的発生高等も含めた利益の質を広範に分析対象としたリサーチ・デザインを設定し,実証分析を行った。具体的には,2000年前後において,メインバンクや系列といった日本特有の制度的要因が変化したことが,利益の質と投資の効率性の関係に影響を与えたかどうかについて分析を行った。分析結果は,当初の予測を支持するものが概ね得られている。当該年度の研究計画は,分析デザインの設定と実証分析の実施であった。

本年度の主要な研究成果は,前年度までに得られた分析結果にもとづいて原稿執筆を行うことであった。本研究で得られた主要な結果は,第1に,1990年代までの日本企業では,会計利益の質と投資の効率性の間には有意な関連性が見られない一方で,2000年代では質の高い会計報告は投資の効率性を高めることが分かった。この結果は,2000年前後において,メインバンクや系列といった日本特有の制度的要因が変化したことが,利益の質と投資の効率性の関係に影響を与えたことを示唆する。第2に,報酬利益反応係数が高い企業では,保守主義の需要が高まることが分かった。これは,保守主義が経営者報酬契約の効率性を高めていることを示唆している。今後の研究予定は,当該年度に設定した分析デザインにしたがって保守主義と投資の効率性に関する実証研究を実施することである。研究を遂行する上での課題としては,サーベイを通じて,現在の研究で提示されている保守主義の測定モデルには様々なバイアスが含まれていることが分かったことである。対応としては,他の利益の質の指標(会計発生高の質や裁量的発生高)の検討を予定している。また実証分析を行った後は,調査結果の解釈を行い,ワーキング・ペーパーの執筆を行う。論文執筆は,英文で行うことを予定しているため,専門の英文校正会社を利用して,英文の品質を高めることが必要である。研究成果は,国内外の学会で発表する。特に,本研究は国際的な会計研究への貢献を意識しているいため,海外の学会に論文を積極的に投稿して,報告を行うことを目標とする。具体的には,アメリカ会計学会(AAA),ヨーロッパ会計学会(EAA),アジア会計学会(AAAA)などの学会を想定している。今後の研究予定は,当該年度に行った実証研究の結果を精査し,解釈を行った上でワーキングペーパーを執筆することである。研究を遂行する上での課題としては,保守主義ではなく利益調整といった他の利益の質の指標を主分析の結果として利用する可能性が高いため,背後の理論仮説の再検討および修正の必要がある。すでに利益調整を対象とした研究のサーベイは終えており,仮説の再構築も終了している。現在得られている結果は,仮説と整合的な結果が得られている。米国のアメリカ会計学会への出張を予定していたが,諸事情により参加できなったため,当該助成金が生じた。(理由)米国のアメリカ会計学会への出張を予定していたが,諸事情により参加できなったため,当該助成金が生じた。(使用計画)翌年度は,前年度に行けなった複数の国際学会に参加することで当該研究に関する意見交換を行う予定であり,その旅費に充当する。またリサーチデザインの変更により,新規のデータベースを購入することで,助成金を使用する予定である。
富士山プロジェクト-「山岳極地高所研究拠点」実現に向けて

2004年に無人化された富士山測候所を有効に活用し、国際的な視点に立って、多方面に開かれた総合研究施設とすることを目的として調査研究を行った。主要な行事としては、2006年11月22,23日に国際ワークショップ/シンポジウムを開催した。以下に内容を要約する。(1)富士山は工業発展の著しい東アジア大陸の東に位置しており、偏西風の通り道であり、大気汚染の観測サイトとしての価値は大きい。(2)富士山測候所の施設はまだ十分利用可能であり、利用されずに放棄されるのは資源の無駄と考えられる。最近、中国のWaliguan山、台湾のLulin山に大気化学観測地点が新設されている。ハワイのマウナロア、さらに中央アジアの山などを含めた高所観測ネットワークの中で富士山の観測が不可欠である。(3)航空機の宇宙線被爆の観測にとっても、富士山はユニークな連続観測地点である。(4)日本で唯一永久凍土が確認された富士山におけるコケ類の調査は地球温暖化を目視できる「指標」であり、今後、より詳しい継続的な観測には測候所を基地として利用することが望ましい。(5)富士山頂で7年間サブミリ波望遠鏡による冬季観測を成功させた技術を活かすことによって、天文学並びに超高層大気化学への利用が可能である。(6)高山病の原因の究明や高所トレーニングにとって富士山測候所は有用な施設である。(7)脂質の代謝機構の解明や、耳の蝸牛機能に対する低圧低酸素環境の影響など医学研究にも測候所の施設は有用である。(8)廃止になった筑波山測候所を生き返らせ、リアルタイムの気象データの配信を含めて水循環の研究に用いている筑波大学の業績に学ぶところが大きい。(9)新しい分析化学的な手法や新素材の開発・応用などにも低温・低圧の高所研究施設として測候所は利用できる。
微生物コミュニティーにおける双安定(bistability)の二次代謝への応用

本研究で用いた枯草菌は、定常期に入ると抗生物質生産を開始するとともに、胞子形成も行う。この胞子と栄養細胞という2つの安定な状態が、双安定(bistability)的に共存する状態において、休眠状態にある胞子を活性化する条件を物質生産に応用する方法として、発芽した細胞をもう一度抗生物質生産に寄与させることが考えられる。このことにより、高生産性が可能となることが期待される。この"second stage production"のメカニズムを解明することとスケールアップの予備的検討を行うことを目的とした。ガラスカラムリアクターへの応用においては、酸素濃度をコントロールすることにより、栄養細胞の割合を高めることにより抗生物質の生産性を高めることを試みた。さらに、この検討と並行して、リアクター内に充填する基質の検討も行い増殖の良好な基質であるオカラに加えて、空隙率の高いことが期待される麦芽抽出エキス残渣も用いた。これらの検討により抗生物質生産にとって有効に働く共存状態がリアクター内に誘導される条件と生産性との関係性が示された。また、液体培養とバイオフィルムリアクターとの比較を試みたところ、液体培養で有効な温度上昇によるsecond stage productionの誘導は、バイオフィルムリアクターでは有効ではないことが示された。しかし、通常の条件で形成されたバイオフィルムの解析を行ったところ、バイオフィルム内に、栄養細胞が豊富に含まれる画分が発生していること、生産される2種類のリポペプチドにおいて、培養液の体積と温度の影響がまったく異なる挙動を示すことが見出された。抗生物質を生産する枯草菌は、定常期に入ると抗生物質生産を開始するとともに、胞子形成も行う。この胞子と栄養細胞という2つの安定な状態が、双安定(bistability)的に共存する状態において、発芽休眠状態にある胞子を活性化し、もう一度抗生物質生産に寄与させることにより、高生産性が可能となる。この"second stage production"の誘導条件を枯草菌の標準菌株において探索した。様々な誘導条件を試みた結果、野生株での条件、2日目から4日目とは異なり、標準菌株では培養1日目が誘導可能条件であることが示された。リアクターへの応用を考えるため、ガラスカラムリアクターへの応用を試みた。ここでは、カラム底部において低酸素濃度状態が形成されることにより、bistability状態が、栄養細胞が多くなる方向に偏る傾向が認められた。このため、この状態の持続が抗生物質の高生産につながる可能性が示された。この低酸素状態は、指示薬を用いても検出できないくらいに低濃度である。しかし、空気の供給を遮断するとまったく生産性は認められなったため、微量の存在状態が必要でかつ高濃度の酸素は阻害的に働くことも見出された。さらに、バイオフィルムリアクターへの応用を試みたところ、液体培養で有効であった、温度上昇によるsecond stage productionの誘導は、バイオフィルムリアクターの場合は、有効ではないことが示された。しかし、通常の条件で形成されたバイオフィルムの解析を行ったところ、バイオフィルム内に、栄養細胞が豊富に含まれる画分が発生していることが見いだされた。区画をともなうbistability状態の発見は、非常に興味深く、これらの存在と生産性との関係が示唆された。
C型肝炎ウイルスによる肝発癌機構の解明

C型慢性肝炎患者の肝臓においては、いくつかの細胞内機能異常が見出されてきている。それらは、核を介した遺伝情報システム異常、小胞体や核における蛋白合成・輸送・分解の異常、そしてミトコンドリアにおけるエネルギー代謝の異常である。私たちはこれまでC型肝炎ウイルス(HCV)コア遺伝子を導入したトランスジェニックマウスをモデルとして用いて、HCVの肝発癌への直接的な作用を明らかにしてきた。同マウスにおいては肝癌が発生するが、発癌前の肝ではMAPKシグナル伝達経路が活性化され、引き続き転写因子AP-1の活性化、Cdk4、cyclinD1の発現亢進といった細胞内の遺伝情報システムの異常がもたらされることが明らかとなった。一方、コア蛋白は肝において炎症不在下に酸化ストレス(RQS)発生が亢進している。コア蛋白を発現している肝細胞ではミトコンドリア機能の異常が存在し、それが酸化ストレス産生に関与していることが明らかにされた。プロテアゾーム・アクティベーター(PA)28γがHCVコア蛋白と相互作用することを我々は既に報告してきた。今回、PA28γノックアウトマウスとHCVコア遺伝子トランスジェニックマウスを掛け合わせる検討によって、コア蛋白が生体内において肝脂肪化誘発および肝発癌という病原性を発揮するためには、PA28γ分子の存在が必須であることが明らかとなった。すなわち、コア蛋白は核においてPA28γ分子と結合してユビキチン化されるが、そのことが病原性発現に重要である。また、脂質代謝関連遺伝子の転写因子である核内受容体PPARαがコア蛋白によって活性化され、コア蛋白による肝細胞ミトコンドリア電子伝達系機能障害と相まって、脂肪酸増加→酸化ストレス増加→ミトコンドリア機能障害→脂肪酸増加という負のスパイラルを引き起こし、肝癌の発生に深く関与していることが明らかになった。これらの所見はC型肝炎患者の肝においても見出されるが、それらをヒトで実験的に検討することは困難である。私たちはこれまでC型肝炎ウイルス(HCV)コア遺伝子を導入したトランスジェニックマウスをモデルとして用いて、HCVの肝発癌への直i接的な作用を明らかにしてきた。コア遺伝子トランスジェニックマウスにおいては肝癌が発生するが、発癌前の肝では炎症性サイトカインTNF-αやIL-1βの発現が誘導され、さらにMAPKシグナル伝達経路が活性化され、引き続き転写因子AP-1の活性化、Cdk4、cyclinD1の発現亢進といった細胞内の遺伝情報システムの異常がもたらされることが明らかとなった。すなわち、細胞の遺伝情報システム異常によって細胞増殖が惹起されることが明らかになったのである。一方、コア蛋白は肝において炎症不在下に酸化ストレス(ROS)発生が亢進している。その詳細な機序についてはなお検討中である。
ノンストップ・メトロポリタンエリアネットワークに関する研究

本研究の目的は,メトロポリタンエリアおよびローカルエリアネットワークにおける障害発生のメカニズムを解析するとともに,障害予防手法,あるいは万一障害が生じてもその影響を局所的に留めるようなディペンダブルコンピューティング技術を研究開発することである.平成9年度から11年度における本研究の成果の概要を以下にまとめる.TCPやIPで用いられているチェックサムによる誤り検出方式の誤り見逃し確率の評価をおこなった.チェックサムにおいて受診側が誤りが生じなかったと判断して受理するパケットの集合を非線形符号をみなし,その距離分布の一部を求め誤り見逃し確率の上界,下界の評価をおこなった.インターネットにおける実際のパケット損失を解析するため,UDPパケットを送受信する観測ツールを設計した.このソフトウェアを用いて日本国内におけるエンドホスト間でのパケットの転送遅延と損失の様子を調べた.秋田大学,千葉大学,大阪大学,九州工業大学の協力を得て測定をおこなった.結果の1つとして,連続する誤りの発生メカニズムをモデル化した.たたみ込み符号を用いたパケット損失回復方式について提案した.伝送路上でのパケット損失は独立に発生すると仮定し,パケット損失回復能力の理論解析をおこなった.パケット損失が回復可能であるための十分条件を導出した.同程度の冗長度を持つ単純パリティ方式と提案方式の比較をおこなった.シミュレーションの結果,提案方式の回復能力が優れていることが分かった.マルチキャストへの応用も検討した.インターネットの普及に伴い,TCP/IPパケットの処理が専用ハードウェア上でおこなわれるようになりつつある.TCP/IP機能の一部とPOP3およびHTTPを処理するためハードウェアを設計した.ハードウェア記述言語VHDLを用いた.約20000ゲート規模のFPGAデバイス上に実装し動作を確認した.本研究の目的は,メトロポリタンエリアおよびローカルエリアネットワークにおける障害発生のメカニズムを解析するとともに,障害予防手法,あるいは万一障害が生じてもその影響を局所的に留めるようなディペンダブルコンピューティング技術を研究開発することである.平成9年度から11年度における本研究の成果の概要を以下にまとめる.TCPやIPで用いられているチェックサムによる誤り検出方式の誤り見逃し確率の評価をおこなった.チェックサムにおいて受診側が誤りが生じなかったと判断して受理するパケットの集合を非線形符号をみなし,その距離分布の一部を求め誤り見逃し確率の上界,下界の評価をおこなった.インターネットにおける実際のパケット損失を解析するため,UDPパケットを送受信する観測ツールを設計した.このソフトウェアを用いて日本国内におけるエンドホスト間でのパケットの転送遅延と損失の様子を調べた.秋田大学,千葉大学,大阪大学,九州工業大学の協力を得て測定をおこなった.結果の1つとして,連続する誤りの発生メカニズムをモデル化した.たたみ込み符号を用いたパケット損失回復方式について提案した.伝送路上でのパケット損失は独立に発生すると仮定し,パケット損失回復能力の理論解析をおこなった.パケット損失が回復可能であるための十分条件を導出した.同程度の冗長度を持つ単純パリティ方式と提案方式の比較をおこなった.シミュレーションの結果,提案方式の回復能力が優れていることが分かった.マルチキャストへの応用も検討した.インターネットの普及に伴い,TCP/IPパケットの処理が専用ハードウェア上でおこなわれるようになりつつある.TCP/IP機能の一部とPOP3およびHTTPを処理するためハードウェアを設計した.ハードウェア記述言語VHDLを用いた.約20000ゲート規模のFPGAデバイス上に実装し動作を確認した.本研究の目的は,メトロポリタンエリアおよびローカルエリアネットワークにおける障害発生のメカニズムを解析するとともに,障害予防手法,あるいは万一障害が生じてもその影響を局所的に留めるようなフォールトトレランス技術を研究開発することである.平成9年度における本研究の成果の概要を以下にまとめる.TCP/IPプロトコルでは誤り検出方式としてチェックサムと呼ばれる方式が用いられている.チェックサム方式における2重および3重誤りの検出率は既に知られている.本研究ではチェックサム部以外に生じた4重誤りが見逃される場合の数を求めた.これを基にパケット全体の誤り見逃し率の上界値および下界値を改善することができた.ワイドエリアアネットワークにおける実際の障害を解析するため,traceroute呼ばれるコマンドを用いて日本国内におけるインターネットの遅延を解析した.本学をはじめ,秋田大学,千葉大学,大阪大学,九州工業大学の協力を得て,合計20個の経路について約2ヶ月にわたり観測をおこなった.その結果,ループ,フラッピング,ダウンサーバ等の障害を観測することができた.また,米国を経由してパケットが転送される現象もときどき観測された.さらに,曜日毎の混雑度,時間帯毎の混雑度についてもデータを得ることができた.ローカルエリアアネットワークにおける実際の障害を解析するため,DSS(Distributed Sniffer System)と呼ばれるネットワーク解析装置を工学部内に設置し,実際に生じている障害を観測した.工学部内の6個のサブネットワークに対し,障害の種類,トラフィクの種類等を1週間づつ観測した.その結果,過度の再送,応答なしホスト,スロー転送等が観測された.また,6個のサブネットワークのそれぞれについてトラフィック量を調査することができた.上記で得られたデータを基に,フォールトトレランスを実現するハードウェアならびにソフトウェア方式の開発ならびに特にハードウェアの試作等に関して,今後の研究課題として引き続き取組みをおこないたい.本研究の目的は,メトロポリタンエリアおよびローカルエリアネットワークにおける障害発生のメカニズムを解析するとともに,障害予防手法,あるいは万一障害か生じてもその影響を局所的に留めるようなフォールトトレランス技術を研究開発することである.平成10年度における本研究の成果の概要を以下にまとめる.インターネットにおける実際のパケット損失を解析するため,TCP/IPにおけるソケットを用いたパケット損失測定ツール(ソフトウェア)を設計した.このソフトウェアを用いて日本国内におけるパケット損失を解析した.本学をはじめ,秋田大学,千葉大学,大阪大学,九州工業大学の協力を得て,約6ヶ月にわたり観測をおこなった.

時刻によるパケット損失率の推移,パケットサイズを変えたときのパケット損失率,バースト損失長と発生頻度を調べ考察を行った,さらに,バースト損失モデルを提案し,理論解析を行った.このモデルは実測値およびシミュレーション値とよく一致することを確かめた.マルチキャストにおける誤り制御方法を検討するため基礎的な理論検討とシミュレーションをおこなっている.中継ルータが損失したパケットの回復をおこなう場合と回復をおこなわない場合を比較している.その結果,中継ルータがパケット回復をおこなうとパケットの総転送量が大幅に少なく出来るというデータが得られている.パケット回復に必要な計算量あるいはハードウェア量については今後詳細に評価する必要がある.上記で得られたデータを基に,フォールトトレランスを実現するハードウェアならびにソフトウェア方式の開発ならびに特にハードウェアの試作等に関して,今後の研究課題として引き続き取組みをおこないたい.本研究の目的は,メトロポリタンエリアおよびローカルエリアネットワークにおける障害発生のメカニズムを解析するとともに,障害予防手法,あるいは万一障害が生じてもその影響を局所的に留めるようなディペンダブルコンピューティング技術を研究することである.平成11年度における本研究の成果の概要を以下にまとめる.インターネットにおける実際のパケット損失を解析するため,UDPパケットを送受信する観測ツールを設計した.このソフトウェアを用いて日本国内におけるエンドホスト間でのパケットの転送遅延と損失の様子を調べた.秋田大学,千葉大学,大阪大学,九州工業大学の協力を得て測定をおこなった.その結果,時刻によるパケット転送遅延と損失率の推移に相関がみられることが確認できた.たたみ込み符号を用いたパケット損失回復方式について提案した.インターネット上で送受信されるパケットに対する符号化,復号化手法として用いることができる.伝送路上でのパケット損失は独立に発生すると仮定し,パケット損失回復能力の理論解析をおこなった.パケット損失が回復可能であるための十分条件を導出した.同程度の冗長度を持つ単純パリティ方式と提案方式の比較をおこなった.シミュレーションの結果,提案方式の回復能力が優れていることが分かった.マルチキャストに対してもたたみ込み符号を用いた方式が効率よいことを示した.
内湾環境の物質循環と種の多様性からみた自然プランクトン群集と養殖生物の相互作用

我が国の内湾域は近年、過密養殖のみなず、海域周辺の開発等によって、漁場環境の劣化を招いている。こうした状況のなかで、内湾環境の保全に向けた養殖場の環境管理や陸上環境の保全の重要性が認識されるようになってきた。養殖生物と自然群集との間の相互関係を評価することや、陸上環境との接点としての河川水の流入にともなう植物プランクトンの動態を把握することは、内湾の自然生態系を維持しながら、内湾域を養殖漁場として高度に利用していく上で、極めて重要な課題である。このような背景をふまえ、三重県南東部の志摩半島に位置する内湾でかつ典型的な養殖漁場である英虞湾および的矢湾をフィールドとして、それぞれの養殖漁場の特性を生かして本研究を実施した。英虞湾においては、自然プランクトン群集の構造を海洋環境や養殖生物と関連において明らかにすることに努めるとともに、有用魚介類の生産に大きな影響をおよぼしていることが指摘されてきている微生物食物連鎖を介した食物連鎖構造の解析を行った。その結果、英虞湾ではほぼ周年にわたって一次生産者としてピコおよびナノサイズの植物プランクトンが卓越することや、生産された炭素の大部分は微生物食物連鎖に取り込まれ、微小動物プランクトンを介して採食食物連鎖を構成するメソ動物プランクトンの現存量に影響を与えている可能性を示唆することができた。一方、的矢湾は、いくつかの流入河川をもち、河川水の影響を大きく受ける養殖漁場である。的矢湾においては低次生産環境の季節変動を明らかにし、養殖漁場としての環境特性と、河川水の流入が一次生産に及ぼす影響について知見を得ることを試みた。その結果、窒素やケイ素の負荷源は主に河川であるのに対して、リンは湾底泥起源あることが明らかとなった。また、的矢湾の植物プランクトンのブルームは、流入河川による窒素の負荷によって起こることを明らかにすることができた。我国の内湾水域の多くは魚介類の養殖場として極めて高度に利用されている。このような水域では、浮遊生物群集は養殖生物によって様々なストレスを受けて生活しているものと予想される。本研究は、養殖場として高度に利用された典型的内湾水域である英虞湾において、浮遊生物群集の種組成及び生物量の季節変化を海洋環境との関連において明かにし、加えて養殖生物による影響を検討することを目的としたものである。調査は、英虞湾内の三重大学生物資源学部付属水産実験所前に定点を設け、1997年7月以降、現在まで、原則として2週間の間隔でCTDによる海洋観測、透明度測定、溶存酸素量測定及びVan-Dorn採水器による表層、中層及び底層の採水、ネット採集を継続して実施してきている。今年度は野外調査で得られた試・資料のうち、海洋環境のデータの解析およびクロロフィルの分析を行なった。水温、塩分および密度の季節変化から、英虞湾では、ほぼ5月から9月の間を成層期、10月から翌年4月の間は混合期と区分することができた。また、栄養塩濃度は夏季の成層期に高く、冬季の混合期に低いことが見いだされ、一般に知られている中・高緯度海域の季節変化とはまったく逆の傾向にあることがわかった。成層初期の栄養塩の増加は底層から始まり、この増加に伴って底層での溶存酸素濃度の急激な低下が見いだされた。このことから、この時期、栄養塩の増加は底層での有機物の分解・無機化によって起こっていることが示唆され、アコヤ貝などの養殖生物によって排せつされた有機物による影響が大きいと考えられた。

クロロフィルa現存量は成層期に高く、10μm以上のサイズ画分が卓越する傾向を示した。一方、混合期のクロロフィルa現存量は低く、2μm以下のサイズ画分が卓越する傾向を示した。本研究は、養殖場として高度に利用された典型的内湾水域である英虞湾と的矢湾を中心に、浮遊生物群集の種組成及び生物量の季節変化を海洋環境との関連において明かにし、加えて養殖生物による影響を検討することを目的としたものである。前年度の調査から、英虞湾の植物プランクトンの周年変化は、1年の大半においてピコ・ナノサイズの植物プランクトンが卓越することを明らかにした。今年度は、前年度の結果をふまえ、英虞湾内の三重大学生物資源学部付属水産実験所前に設けた定点での定期調査を実施し、周年にわたるピコおよびナノプランクトン群集の現存量および生産量を見積もり、当該水域におけるこれら微細な生物群集の栄養動態の季節変化を調査した。ピコプランクトンの現存量は、4月から10月中旬までの成層期(夏期間)および、10月下旬から3月の混合期(冬期間)でそれぞれ、52.8mgC/m^3、33.5mgC/m^3の値を得た。このうち細菌の現存量は、周年ピコプランクトン現存量の80%を占めることが明らかとなった。ピコプランクトンおよびナノプランクトンの生産量は、それぞれ夏期間で20.3mgC/m^3/day、29.7mgC/m^3/day、冬期間で10.0mgC/m^3/day、12.3mgC/m^3/dayの値を得た。また、細菌の生産量はピコプランクトン生産量の5070%と高い割合を占めることも明らかとなった。このように、英虞湾の微生物食物連鎖は周年活発に駆動していることを明らかにすることができ、その強さは季節によって菜食食物連鎖に大きな影響を与えている可能性を示唆することができた。本年度は、英虞湾のみならず的矢湾においても低次生産環境の調査を実施した。その結果、的矢湾表層における植物プランクトンは河川増水時には河川によるNとPの供給によって増殖するが,河川平水時には増水時に利用されなかったNと河川から負荷されたN,および湾底土からのPの供給によって植物プランクトンが増殖することが明らかとなった。本年度も昨年度に引き続き英虞湾内での周年にわたる現場観測・調査を実施した。本年度は、主に動物プランクトン群集についてその生物量の季節変化を調査し、主要な分類群であるカイアシ類の季節変化と海洋環境要因との関係を明らかにした。英虞湾におけるカイアシ類は夏季にOithona davisaeが卓越し、冬季から春季にはAcartia omoriiが卓越して出現した。一方、秋季及び春季にParacalanusの割合がそれぞれ高くなる傾向が見られた。Oithonaの個体数とクロロフィルa濃度の間には、どのサイズ画分のクロロフィルa濃度の間においても有意な正の相関がみられ、Oithonaはナノおよびミクロサイズの植物プランクトンを専ら摂食していることが示唆された。一方、Acartiaは、観測期間中において、水温が低くなると出現する傾向がみられ、全クロロフィルa濃度およびサイズ別クロロフィルa濃度とのあいだには全く相関を示さなかった。
高分子ナノ繊維表面の分子配向を利用した一次元分子修飾手法の確立

エレクトロスピニング法によって作製されたナノ繊維材料は、細くなるという形状的な変化だけでなく、その分子配向性が変化することが知られている。以前に研究代表者は、エレクトロスピニング法により作製したナノファイバー作製の過程で延伸力を受けないナノファイバー(未延伸ナノファイバー)と延伸力を受けたナノファイバー(延伸ナノファイバー)の表面構造を原子間力顕微鏡(AFM)により観察した。その結果、どちらの繊維も表面の凹凸形状には大きな違いが見られなかったが、AFM位相像において、位相の異なる分子配向が観察された。本研究では、ファイバー作製時の延伸により表面構造が変化するナノファイバーを分子吸着の足場としてみることにより、その繊維表面の分子配向構造部上に機能分子を修飾することで、分子を繊維表面に一次元配列する技術の開発を目的としている。平成30年度は、延伸されたポリウレタンナノ繊維表面に特異的に吸着したタンパク質の構造の解析を行った。その結果、ナノ繊維表面へ吸着したタンパク質分子はその構造が保持されることが確認された。またその構造維持は、繊維の太さと相関があることが示唆された。繊維が細くなればなるほど、タンパク質構造が保持される傾向がみられた。今後、この原因について詳細な検証を行っていく予定である。また、タンパク質の吸着状態を観察するために、ナノ粒子を吸着しTEMで観察したところ、ナノ粒子が繊維の長軸方向に配列している様子が確認された。ナノ繊維形状になったときに形成される独自の表面構造を工学応用した新規高機能ナノ繊維の開発を目的としている。ナノ繊維特有の表面構造への分子修飾挙動の解析、および吸着した分子の構造解析までを終えており、申請書の計画どおりに研究をすすめることができている。平成30年度に明らかになった、繊維の太さと吸着タンパク質構造の関係は学術的意義があると考えられる。そこで繊維太さを精密に変化された際のタンパク質構造を明らかにしていきたい。また、ナノ繊維表面へ修飾する分子について、これまではモデルタンパク質とてBSAを利用していたが、平成31年度は触媒機能を有した機能性分子を修飾して、高機能ナノ繊維開発の研究展開も行う予定である。高分子材料をナノ繊維化した際、単に細くなるだけでなく、繊維を構成する分子配向が高まることが知られている。申請者は、この点に着目し、原子間力顕微鏡(AFM)によってナノ繊維表面の構造観察を行った結果、20 nmの分子ドメインが繊維長軸方向に沿って配列することを見出した。次いで、繊維表面の分子構造変化に伴い、生体分子吸着特性が高まることを明らかにした。本研究では、繊維長軸方向へ直線的に分子が吸着しているという仮説の検証と、その工学応用として次元分子配置技術の確立を目的とする。本提案は、表面構造が制御された材料表面へ生体分子を一次元に配置させる新たな分子修飾技術へとつながることが期待される。平成29年度は、申請者が見出した分子ドメインの配置変化について、そのメカニズムの解明を行った。ドメインの配置に影響を与えている要因を解明することで、分子ドメインを制御したナノ繊維開発への知見に繋がる。ナノ繊維の分子ドメイン配置が変化する要因としては、繊維への牽引力、ポリウレタン濃度、ナノ繊維の形状(太さ)が考えられる。そこで、ポリウレタン溶液からエレクトロスピニング法により各条件におけるナノ繊維を作製した。その繊維構造を観察したところ、牽引を強く受けた繊維がもっとも分子配向が高まっていることを明らかにした。その結果を元に、タンパク質の吸着評価を行ったところ、高い牽引力を受けたナノ繊維が、タンパク質吸着能が高まることを見出した。ナノ繊維の分子配向は、繊維への牽引力により変化することは知られていた。本課題においては、繊維の表面構造に着目して解析した結果、牽引力が支配的な要因であるという仮説通りの結果を得ることができた。さらに、その表面へのタンパク質吸着挙動を評価したところ、牽引力の差、すなわち表面構造の変化にともないタンパク質の吸着量が変化するという現象を見出した。得られた成果については国際学術論文へ投稿し、受理された。

ナノ繊維特有の表面構造への分子修飾挙動の解析、および吸着した分子の構造解析までを終えており、申請書の計画どおりに研究をすすめることができている。タンパク質吸着が変化する原因を探るために、表面電荷(PI)の異なるモデルタンパク質を用いた評価、イオン強度、界面活性剤による吸着量の影響を評価することで、どのような相互作用によって吸着特性が変わっていくかを検証する。同時に、得られたナノ繊維表面の分子ドメインの直線配置と吸着量の関係を明らかにする。さらに、吸着したタンパク質がどのように吸着しているか観察する。平成30年度に明らかになった、繊維の太さと吸着タンパク質構造の関係は学術的意義があると考えられる。そこで繊維太さを精密に変化された際のタンパク質構造を明らかにしていきたい。また、ナノ繊維表面へ修飾する分子について、これまではモデルタンパク質とてBSAを利用していたが、平成31年度は触媒機能を有した機能性分子を修飾して、高機能ナノ繊維開発の研究展開も行う予定である。
内部転換電子メスバゥアー分光用ヘリウム・ネオンガスシンチレーション比例計数管

内部転換電子メスバウアー分光において広く求められている高エネルギー分解能(7KeVにおいて7%以下)高感度(50%)の検出器として、ヘリウム・ネオンレーザーで周知のネオンガスによるヘリウム脱励起過程を利用したガスシンチレーション比例計数管を試作するのが本研究の目的であった。研究実施計画では、石英を用いたガスシンチレーション比例計数管を作製する予定であったが、その後種々の文献を当った結果、開発上フレキシブルに対応ができ、かつ将来温度を変えることにも容易であるようにステンレスチェンバーを用いたガスシンチレーション比例計数管に設計変更を行なった。また、これにより、ネオンによるヘリウム脱励起基礎過程における分光特性についても観測ができるようにした。光電子増倍管、高圧電源等の電子回路類は講入しテストを行なった。また【^(57)Fe】同位元素、高純度ヘリウム,ネオン,アルゴンも購入した。しかし、非密封β線源については、使用許可上の問題があり、【^(57)CO】原液は購入したがまだ使用するように致らなかった。そのため、メスバゥアー線源についても、強い線源の購入は、見合わせて、その分ガスシンチレーション比例計数管及びガス混合系,酸素除去装置の充実を計かった。従って、本年度はβ線源を利用したガスシンチレーション比例計数管の作動特性、そのエネルギー分解能のテスト実験までには到らず、ガスシンチレーション比例計数管とガス混合系の真空系のテスト及び電子回路系の作動テストに終ってしまった。次年度に報告する予定である。