hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マーケット・マイクロストラクチャー理論に基づくリサイクル市場への戦略設計

さらに研究集会として(b)「実験ラボラトリ・オープニング・ワークショップ」を2002年6月29日と30日に京都産業大学と大阪大学で開催し(学内外から65名の参加)、(c)海外出張として研究協力者を2003年1月にチューリッヒエ科大学に派遣し、経済実験用の汎用アプリケーションの移植と開発を進めた。(a)1回の使用ですぐリサイクルさせる財についての理論モデルは年度前半に完成し(来年度に工学の国際会議CIRPで報告予定)、後半からは一回の使用ですぐリサイクルさせる財ではなく家電製品のような耐久財の長寿命化とリサイクルとの比較を始めた。さらに、小田らが今年度に行ったマーケット・マイクロストラクチャー理論に基づく一般的市場の被験者実験(私立大学学術研究高度化推進事業「オープン・リサーチ・センター」『実験経済学:経済学教育の新しい方法と、それによる経済学教育の社会的効果の研究』による)の結果を利用しつつ、リサイクル市場の特殊性を考慮する理論化を進めている。(b)研究集会は学内外から65名を集め、今後の実験経済学研究のあるべき姿について有意義な討論が行われた。特に理論と実験との距離に比べ実験と現実経済が離れていることについての工学者からの批判は有意義であり、我々のプロジェクトにもいい方向づけになった。(C)有力な実験アプリケーション(z-tree)の日本語化とプロジェクト・メンバーによる改良(来年度も継続)は、当科研だけでなく日本における実験経済学の研究と教育に広く貢献することを期待している。今年度はこれまでに構築した理論モデルをさらに拡張し,リサイクル市場の形態を8種類のパターンに分類した上でまず理論分析をおこなった.リサイクル市場を形成する主体(消費者・企業・回収業者・廃棄物処理業者など)の有無や回収ルートの違いによって市場の均衡状態や市場厚生がどのように変化するかについて詳細な分析をおこなうことができた.また,従来のモデルに欠けていた製品の耐久性をモデルに導入することで,リサイクルを効率よく実現させるための条件について調査することができた.次にいくつかの分類について主体の一部を計算機エージェントに代替させて被験者実験をおこない,分析の対象を絞った上で行動の観察と分析をおこなった.理論分析と被験者実験はそれぞれ一致する部分とそうでない部分があり,現実の市場を分析するには実証研究と対応させつつ,どのような分析手法がより適当かを判断すればよいと考えられる.そこで次に現実社会でのリサイクルに関するデータを収集し,それぞれ本研究課題でモデル化したリサイクル市場の形態と対応させて評価をおこなった.法律に基づく包装容器,家電製品,自動車などの回収形態は今回構築したモデルを用いて表現できるものであり,実社会の分析にも本研究のモデルは有効である.特に理論解析と被験者実験の結果が同じ傾向を示している事例については現実のリサイクル市場の状況とよく一致しており,リサイクル市場における戦略設計に有効な指針を与えることができると考える.以上の成果は国際会議(CIRP, International ESA Meeting,実験経済学カンファレンスなど)をはじめ内外の会議で発表するとともに,論文誌(IEICE,システム制御情報学会誌,物性研究,科学基礎論研究など)に発表した.
生体骨の力学的構造を応用した衝撃分散に優れた未来型複合材料の開発に関する研究

本研究の目的はバイオミメティックデザインによる未来型新複合材料の開発設計である.全体の計画は生体骨の力学的機能の解明による具体的な設計方針の確立(基礎的研究1),未来型新複合材料の最適設計技術の開発(基礎的研究2),未来型新複合材料の成形加工技術の開発(応用的研究)である.基礎的研究1は申請者らの研究成果として達成された.つまり,研究費申請期間の研究計画は,基礎的研究2から応用的研究の段階に該当する.基礎的研究1の成果として申請者らが提唱した"固-気体複合材料"の実用化に向けて,数値解析技術,実験計測技術を独自開発することにより衝撃負荷に対する荷重分散性能を明らかにした.平成16年4月1日平成19年3月31日の研究期間における具体的な研究実績は次の通りである.1.未来型新複合材料の創製と動的荷重分散機能の評価として,(1).固-気体複合材料の創製(物品費:アルミハニカム等購入費適用)が実施され,(2).動的荷重分散機能の評価(物品費:ロードセル等購入費適用)が,高速衝撃試験機(同志社大学保有),衝撃分散多チャンネル計測装置(同志社大学保有)および高速変形撮影装置(同志社大学保有)を用いて検討された.2.動的固-気体連成解析による機能最適設計法の開発として,(1).界面荷重伝達のモデル化,および(2).機能設計因子の影響解析が検討された.上記項目1.において得られた知見に基づき,構造の最適設計へ向けての多自由度の設計変数に対する設計データベースが構築された.3.研究成果として,(1).国内学会:4件,(2).国際学会:2件による公表が実施された.本研究の目的はバイオミメティックデザインによる未来型新複合材料の開発設計である.全体の計画は生体骨の力学的機能の解明による具体的な設計方針の確立(基礎的研究1),未来型新複合材料の最適設計技術の開発(基礎的研究2),未来型新複合材料の成形加工技術の開発(応用的研究)である.基礎的研究1は申請者らの研究成果として達成された.つまり,研究費申請期間の研究計画は,基礎的研究2から応用的研究の段階に該当する.基礎的研究1の成果として申請者らが提唱した"固-気体複合材料"の実用化に向けて,数値解析技術,実験計測技術を独自開発することにより衝撃負荷に対する荷重分散性能を明らかにした.平成16年4月1日平成19年3月31日の研究期間における具体的な研究実績は次の通りである.1.未来型新複合材料の創製と動的荷重分散機能の評価として,(1).固-気体複合材料の創製(物品費:アルミハニカム等購入費適用)が実施され,(2).動的荷重分散機能の評価(物品費:ロードセル等購入費適用)が,高速衝撃試験機(同志社大学保有),衝撃分散多チャンネル計測装置(同志社大学保有)および高速変形撮影装置(同志社大学保有)を用いて検討された.2.動的固-気体連成解析による機能最適設計法の開発として,(1).界面荷重伝達のモデル化,および(2).機能設計因子の影響解析が検討された.上記項目1.において得られた知見に基づき,構造の最適設計へ向けての多自由度の設計変数に対する設計データベースが構築された.3.研究成果として,(1).国内学会:4件,(2).国際学会:2件による公表が実施された.本研究の目的はバイオミメティックデザインによる未来型新複合材料の開発設計である.全体の計画は生体骨の力学的機能の解明による具体的な設計方針の確立(基礎的研究1),未来型新複合材料の最適設計技術の開発(基礎的研究2),未来型新複合材料の成形加工技術の開発(応用的研究)である.基礎的研究1は申請者らの研究成果として達成された.つまり,研究費申請期間の研究計画は,基礎的研究2から応用的研究の段階に該当する.基礎的研究1の成果として申請者らが提唱した"固-気体複合材料"の実用化に向けて,数値解析技術,実験計測技術を独自開発することにより衝撃負荷に対する荷重分散性能を明らかにする.本年度(平成16年4月1日平成17年3月31日)の助成金に基づく具体的な研究実績は次の通りである.1.未来型新複合材料の創製と動的荷重分散機能の評価として,(1).固-気体複合材料の創製(物品費:アルミハニカムコア等購入費適用)が実施され,(2).動的荷重分散機能の評価(物品費:ロードセル等購入費適用)が,高速衝撃試験機(同志社大学保有),衝撃分散多チャンネル計測装置(同志社大学保有)および高速変形撮影装置(同志社大学保有)を用いて検討された.2.動的固-気体連成解析による機能最適設計法の開発として,(1).界面荷重伝達のモデル化,および(2).機能設計因子の影響解析が検討された.3.研究成果として,(1).国内学会:1件(その他:交通費適用),(2).国際会議:1件(旅費:海外出張適用),および(3).論文投稿:4件(その他:学会誌投稿料適用),による公表が実施された.本研究の目的はバイオミメティックデザインによる未来型新複合材料の開発設計である.全体の計画は生体骨の力学的機能の解明による具体的な設計方針の確立(基礎的研究1),未来型新複合材料の最適設計技術の開発(基礎的研究2),未来型新複合材料の成形加工技術の開発(応用的研究)である.基礎的研究1は申請者らの研究成果として達成された.

つまり,研究費申請期間の研究計画は,基礎的研究2から応用的研究の段階に該当する.基礎的研究1の成果として申請者らが提唱した"固-気体複合材料"の実用化に向けて,数値解析技術,実験計測技術を独自開発することにより衝撃負荷に対する荷重分散性能を明らかにする.本年度(平成17年4月1日平成18年3月31日)の助成金に基づく具体的な研究実績は次の通りである.1.未来型新複合材料の創製と動的荷重分散機能の評価として,(1).固-気体複合材料の創製(物品費:アルミハニカムコア等購入費適用)が実施され,(2).動的荷重分散機能の評価(物品費:ロードセル等購入費適用)が,高速衝撃試験機(同志社大学保有),衝撃分散多チャンネル計測装置(同志社大学保有)および高速変形撮影装置(同志社大学保有)を用いて検討された.その結果,ハニカムコアのセル壁穿孔条件およびセル壁厚さ,ならびに気体封入膜条件が荷重分散および衝撃吸収設計における重要な設計因子であることを解明した.2.動的固-気体連成解析による機能最適設計法の開発として,(1).界面荷重伝達のモデル化,および(2).機能設計因子の影響解析が検討された.上記項目1.において得られた知見に基づき,構造の最適設計へ向けてのモデル化解析の手法が構築された.3.研究成果として,(1).国内学会:3件(口頭発表),および(2).国際会議:1件(申し込み)による公表が実施された.これらは,平成18年度に国内外の学会誌に発表予定である.本研究の目的はバイオミメティックデザインによる未来型新複合材料の開発設計である.全体の計画は生体骨の力学的機能の解明による具体的な設計方針の確立(基礎的研究1),未来型新複合材料の最適設計技術の開発(基礎的研究2),未来型新複合材料の成形加工技術の開発(応用的研究)である.基礎的研究1は申請者らの研究成果として達成された.つまり,研究費申請期間の研究計画は,基礎的研究2から応用的研究の段階に該当する.基礎的研究1の成果として申請者らが提唱した"固-気体複合材料"の実用化に向けて,数値解析技術,実験計測技術を独自開発することにより衝撃負荷に対する荷重分散性能を明らかにする.本年度(平成18年4月1日平成19年3月31日)の助成金に基づく具体的な研究実績は次の通りである.1.未来型新複合材料の創製と動的荷重分散機能の評価として,(1).固-気体複合材料の創製(物品費:アルミハニカムコア等購入費適用)が実施され,(2).動的荷重分散機能の評価(物品費:ロードセル等購入費適用)が,高速衝撃試験機(同志社大学保有),衝撃分散多チャンネル計測装置(同志社大学保有)および高速変形撮影装置(同志社大学保有)を用いて検討された.2.動的固-気体連成解析による機能最適設計法の開発として,(1).界面荷重伝達のモデル化,および(2).機能設計因子の影響解析が検討された.上記項目1.において得られた知見に基づき,構造の最適設計へ向けての多自由度の設計変数に対する設計データベースが構築された.3.研究成果として,(1).国内学会:2件(口頭発表),および(2).国際会議:1件(申し込み)による公表が実施された.これらは,平成19年度に国内外の学会誌に発表予定である.
戦略管理会計の研究-管理会計のパラダイム・シフトに関する国際比較の試み-

本研究を実施するに際して,まず最初に研究代表者が豪州のマックォ-リ-大学を訪問し,同大学のハリソン教授とマッキノン準教授から研究資料の提供ならびに本研究に対するレビューを受け、両者の協力と研究指導のもと,米国,英国,豪州,シンガポール,香港,台湾の管理会計について,それらの研究・実務に関する国際的な比較研究のための基礎づけを行い,国際比較研究のための枠組み,特に比較文化論的な管理会計研究の枠組みを構築するよう研究を進めた。そのために,比較文化研究と各国の管理会計研究・実務に関する文献・資料を収集するとともに,既存の諸研究成果を体系的に整理するよう努力した。しかし、この作業には,かなりの期間に亘って,相当膨大な数の資料・文献の収集,整理,分析が必要であり,現在もその作業は継続している。本研究に一応の区切りをつけるため,本年3月末にその研究成果を取り纒め,拙著『行動的予算管理論』の増補版として今秋出版の予定である。また,国際比較研究のための枠組みを体系的に整理した後,わが国企業の管理会計・原価管理の実務についても,主に住友電気工業々(株)を対象として聞き取り調査を実施した。同社においては,30年以上も前に構築した伝統的な管理会計システムの見直し作業が行われており,国際化・情報化に即応した,企業グループを前提とする戦略指向の管理会計システムを現在模索中であることが明らかになった。わが国企業が新しい管理会計システムを構築する際の示唆となる考え方や技法については,諸外国の文献研究をもとに,現在複数の論文を執筆中(既に一編は現在投稿中)である。これらの論文は,順次,大学の諸紀要において発表の予定であり,一番早いものは今年の6月末頃に刊行される予定である。また,実態調査の結果については,可能であれば統計的なデータ分析を行い,もし有意な結果が得られれば,近い将来,これらの諸研究成果を調整し,統合する形で,日米豪の3カ国を中心とした環太平洋諸国における管理会計の,国際的比較研究の基礎づけを行いたいと考えている。
脳梗塞の発症・進展に関わるメタボリック症候群分子メカニズムの解明

近年,動脈硬化の複数の危険因子が集結した状態であるメタボリック症候群が注目を集めており,一般社会においても広く知れ渡っている.我々はメタボリヅク症候群の発症に重要な標的分子であるアディポネクチンに着目し,アディポネクチンと虚血性脳血管障害との関連を遺伝子多型の観点から検討を行った.脳梗塞を3つのタイプに分類して検討を行った.アディポネクチンT94G多型をPCR-RFLP法にて解析したところ,アテローム血栓性脳梗塞(ATDとコントロール群(Cont)においては有意差を認めなかったものの,ラクナ梗塞群(LI)ではalleleで,心原性脳塞栓症(CE)では,genotypeおよびalleleともに有意差を認めた.(ATI : T/T 35名(54.7%),T/G 21名(32.8%),G/G 8名(12.5%),LI : T/T 45名(58.4%),T/G 26名(33.8%),G/G 6名(7.8%),CE : T/T 21名(63.6%),T/G 12名(36.4%),G/G 0名(O%),Cont : T/T 31名(43.1%),T/G 27名(37.5%),G/G 14名(19.4%))今回の検討ではアディポネクチンの血中濃度を測定していないためアディポネクチン血中濃度と遺伝子多型との関連性において検討できなかった.今後はアディポネクチン血中濃度,BMI等も含めて症例数を増やし,検討が必要である.動脈硬化の危険因子としてメタボリック症候群が注目を集めている。今回我々は脳梗塞の発症・進展を制御するにはメタボリック症候群に起因する動脈硬化の形成を制御することが重要であると考え、メタボリック症候群の発症に重要な標的分子であるアディポネクチンに着目し、アディポネクチンと虚血性脳血管障害との関連を遺伝子多型の観点から検討を行った。脳梗塞を3つのタイプに分類し、アテローム血栓性脳梗塞(ATI)60名、ラクナ梗塞(LI)77名、心原性脳塞栓症(CE)33名について検討した。アディポネクチンG276T多型をPCR-RFLP法にて解析したところ、control群と比較しいずれの群においてもgenotypeおよびalleleともに有意差は認めなかった。(ATI : G/G 28(46.7%),G/T 24(40.0%),T/T 8(13.3%),LI : G/G 41(53.2%),G/T 28(36.4%),T/T 8(10.4%),CE : G/G 14(42.4%),G/T 15(36.4%),T/T 4(12.1%))また、アディポネクチンI164T多型についてTaqman PCR法を用いて検討を行ったが、日本人での変異の検出率は低く、今回検討したサンプルではI164T多型において変異を認めなかった。今後症例数を増やして検討する必要がある。近年,動脈硬化の複数の危険因子が集結した状態であるメタボリック症候群が注目を集めており,一般社会においても広く知れ渡っている.我々はメタボリヅク症候群の発症に重要な標的分子であるアディポネクチンに着目し,アディポネクチンと虚血性脳血管障害との関連を遺伝子多型の観点から検討を行った.脳梗塞を3つのタイプに分類して検討を行った.アディポネクチンT94G多型をPCR-RFLP法にて解析したところ,アテローム血栓性脳梗塞(ATDとコントロール群(Cont)においては有意差を認めなかったものの,ラクナ梗塞群(LI)ではalleleで,心原性脳塞栓症(CE)では,genotypeおよびalleleともに有意差を認めた.(ATI : T/T 35名(54.7%),T/G 21名(32.8%),G/G 8名(12.5%),LI : T/T 45名(58.4%),T/G 26名(33.8%),G/G 6名(7.8%),CE : T/T 21名(63.6%),T/G 12名(36.4%),G/G 0名(O%),Cont : T/T 31名(43.1%),T/G 27名(37.5%),G/G 14名(19.4%))今回の検討ではアディポネクチンの血中濃度を測定していないためアディポネクチン血中濃度と遺伝子多型との関連性において検討できなかった.今後はアディポネクチン血中濃度,BMI等も含めて症例数を増やし,検討が必要である.
テスト観に基づくｍラーニング機能を構築したブレンディッドラーニングの開発と評価

本研究では,スマートフォンやタブレット端末を用いて小テストを実施し,動機づけや正答率などに影響を与える出題形式や出題方法について,テスト接近・回避傾向を考慮しながら追究した.第一に,多肢選択問題を出題し,両ディバイスの差異を分析した.第二に,多肢選択,穴埋め,多肢選択と穴埋めの混合の異なる出題形式をタブレット端末で出題し,差異を分析した.第三に,スマートフォンによる小テストを全問表示群と一問一答群に分け,比較分析した.結果,テスト接近・回避傾向や使用したモバイル端末に,ほとんど差異は認められず,多肢選択と穴埋めの混合が意欲や知識定着の認識が高く,全問表示の正答率が高いことなどが示唆された.本研究では、前年度の知見をもとに、大学情報教育を対象としたブレンディッドラーニング環境に携帯電話を対象としたテスト配信システム(以下、テスト配信システム)を開発し、評価を行った。評価の観点として、大学生のテスト接近・回避傾向(鈴木2011)に着目し、配信テストに対するモチベーションや知識定着度について分析を行った。具体的には、授業終了後、テスト配信システムを用いて定期的にテストを配信し、配信されたテストの実施状況やテスト配信システムに関する質問紙などについて、実験参加者のテスト接近・回避傾向に着目した比較分析を行った。1回につき5問、計10講義分のテスト配信を行った結果、テスト接近傾向は90.5%,テスト回避傾向は86.2%の実施度であったことから、授業時間外学習の支援として有効である可能性が示唆された。さらに、テスト接近傾向はテスト回避傾向よりも、配信テストの正答率が高く、1回につき5問のテスト配信では問題数が少ないと認識し、かつ、他の授業でもテスト配信システムを実施して欲しいという割合が大きいことなどが分かった。一方、テスト問題の表示や問題数の検討や授業に対する意欲、理解度との関連分析などが課題となった。次に、mラーニングのツールとしてタブレット端末が着目されていることから、これを用いたテスト配信システムの効果について追究した。多肢選択、穴埋め、多肢選択と穴埋めの混合の3種類のテスト形式の問題を作成し、これらの出題形式がテストの動機づけにどのような影響を及ぼすかについて、大学生のテスト接近・回避傾向に着目した分析を行った。結果、テスト接近・回避傾向に関わらず「多肢選択と穴埋めの混合」は意欲や正答率が高く、内容の理解や知識定着についても高い認識であったことから、タブレット端末を利用したテスト配信は「多肢選択と穴埋めの混合」のテスト形式が有効であると分かった。本研究では、前年度の知見をもとに、大学の情報基礎科目を対象としたブレンディッドラーニング環境にスマートフォンやタブレット端末のモバイル端末を対象としたmラーニングとしての小テスト配信システム(以下、テスト配信システム)を開発し、評価を行った。評価の観点として、大学生のテスト接近・回避傾向(鈴木2011)に着目し、配信された小テストに対するモチベーションや知識定着度について分析を行った。具体的には、授業時間外に小テストを実施する場面を想定し、動機づけや正答率などに影響を与える出題形式や出題方法について、大学生のテスト接近・回避傾向を考慮しながら追究した。第一に、多肢選択問題(20問)を出題し、正答率や取り組むのに最適な問題数などについて、スマートフォンとタブレット端末の差異を分析した。第二に、多肢選択、穴埋め、多肢選択と穴埋めの混合の異なる出題形式をタブレット端末で出題し、動機づけや正答率などの差異を分析した。第三に、スマートフォンによる小テストの出題方法を「全問表示」群と「一問一答」群に分け、動機づけや正答率などについて比較分析した。この結果、小テストの正答率や動機づけについて、テスト接近・回避傾向や使用したモバイル端末に、ほとんど差異は認められなかったが、多肢選択と穴埋めの混合の出題形式が意欲や知識定着に関する認識が高く、全問表示による出題方法の正答率が一問一答よりも高いことなどが示唆された。本研究では,スマートフォンやタブレット端末を用いて小テストを実施し,動機づけや正答率などに影響を与える出題形式や出題方法について,テスト接近・回避傾向を考慮しながら追究した.第一に,多肢選択問題を出題し,両ディバイスの差異を分析した.第二に,多肢選択,穴埋め,多肢選択と穴埋めの混合の異なる出題形式をタブレット端末で出題し,差異を分析した.第三に,スマートフォンによる小テストを全問表示群と一問一答群に分け,比較分析した.結果,テスト接近・回避傾向や使用したモバイル端末に,ほとんど差異は認められず,多肢選択と穴埋めの混合が意欲や知識定着の認識が高く,全問表示の正答率が高いことなどが示唆された.本研究の導入として、国内外で実施されたブレンディッドラーニングの実践、および、mラーニングなどで開発された携帯端末を対象とした自動採点フィードバック機能についての先行研究を調査し、整理した。先行研究を基に、ブレンディッドラーニング環境における自動採点フィードバック機能を実装したmラーニングシステムの開発を行った。具体的には、a)定期的にテスト課題を自動配信できる、b)解答を瞬時に採点する、c)携帯端末等で瞬時に結果のフィードバックが行える、d)携帯端末等で結果の履歴を確認できる機能を実装した。次に、開発したシステムを運用しながら評価を行った。

テストは理解把握や後の学習に役立つという「改善」、自発的に学習を行うためのペースメーカーになるという「誘導」のテスト観を学習者に強く認識させることが、テストの影響をポジティブにさせる要因になることから、例えば、テスト観尺度(鈴木2009)を用いた評価を行いながら学生のテスト観を把握し、テスト課題の指導法やその内容、それを配信するタイミング、テスト課題と学業成績の関連性などを追究し、対面授業を意識したテスト課題の効果的な位置づけについて明らかにした。得られた知見として、1)9割以上の学生が配信されたテストに取り組んだ、2)平均的にテスト配信後約6日後にテストに取り組む傾向が認められた、3)テスト接近傾向が高い学生は、テスト回避傾向が高い学生に比べて、テストの正答率が高いことなどが分かった。これらの知見から、ブレンディッドラーニング環境におけるmラーニングシステムからのテスト配信は、学生の授業時間外学習と知識定着の向上の支援となる可能性が示唆された。前年度の研究成果を踏まえた新たな研究計画を作成するとともに、ブレンディッドラーニング環境によるmラーニングを実験的に構築することができた。また、実験はシステムの不具合が生じることなく、計画どおり評価を行うことができたため、概ね順調に進展していると判断した。既存のeラーニングシステムを利用したmラーニングシステムの開発であったことから、当初の計画通りにシステム開発を行うことができた。また、授業におけるシステムの運用では、システムの不具合が生じず、予定通り評価を行うことができたため、概ね順調に進展していると判断した。前年度の知見と課題を踏まえ、mラーニングとしての新たなツール(多様なタブレット端末、スマートフォンなど)による効果検証を実施していきたい。更に、モチベーションの向上や知識理解の向上を目指したテスト形式やテスト問題数の妥当性について追究したい。研究代表者の異動に伴い、学生の携帯端末の実態を把握したmラーニングシステムの開発を新たに行う。また、前年度と同様の調査分析を継続的に行うことのみならず、配信するテストの分量やテストの配信時期の妥当性について追究していきたい。設備備品費(分析用パソコン):300千円、消耗品費(ソフトウェア):240千円、国内旅費:300千円、外国旅費:500千円、謝金等(研究補助、外国語論文の校閲):100千円、その他(印刷費、研究成果投稿料):100千円設備備品費(分析用パソコン):300千円、消耗品費(ソフトウェア、LANケーブル):200千円、国内旅費:100千円、外国旅費:300千円、謝金等(研究補助、外国語論文の校閲):50千円、その他(印刷費、研究成果投稿料):50千円
超高速国際研究ネットワークの相互接続と相互調整に関する学術調査

米国NSFがvBNS(very highspeed Backbone Network Service)の運用を開始して以来、世界の研究ネットワークは超高速化している。1998年には、新たにInternet2プロジェクトがAbileneと称する超高速ネットワークの稼動を開始し、ネットワーク研究の一つの中核となっているが、国立情報学研究所(その前身の学術情報センター)は日本の大学がInternet2プロジェクトに参加できるように、Internet2プロジェクトと調整を進め、学術情報ネットワークとAbileneの接続を実現した。1999年10月にはシカゴ市STAR-TAP(Science, Technology and Research,Transit Access Point)にて両者は接続し、2000年10月からはより高速でロスアンジェルス市にて接続を継続している。米国のみならず、カナダ(CA^*net3)、欧州(TEN-155)、ドイツ(DFN)、フランス(RENATER)、オランダ(SURFNET)、,北欧(NORDUnet)等は主要な研究ネットワークであり、また高エネルギー物理学(ESnet)、宇宙理学(MISN,NREN)等は専門分野の研究ネットワークとして存在している。これらとの接続を実現し、研究課題が必要とする品質と速度を提供するために、国際調整を行った。特に本年度は、(1)国際研究集会である世界通信会議(ISS2000、英国バーミンガム市)と同時に開催されたIPv6導入会議に出席し、日本の研究ネットワークにおけるネットワーク開発研究成果の報告を行った。(浅野、漆谷)(2)高速化と同時に、映像伝送が増大している研究情報交流では、従来の通信特性とは異なる現象が観測され、品質の維持のためには新たな対応が必要であることが明らかになっている。この解析を報告し、国際的研究者と検討を進めた。(計)(3)Internet2プロジェクトの年次会合が10月にアトランタ市で開催された。ここで、Abilene並びに世界の研究ネットワークとの接続調整を実施し、超高速国際接続に向けた技術検討を集中的に実施した。(漆谷)(4)カナダを代表する研究ネットワークであるCA^*net3の年次会合が、12月にモントリオールで開催され、次年度から光(フォトニック)研究ネットワークを日本を含む各国で開発するための技術検討を集中的に実施した。(趙、漆谷、藤野)以上により、平成10年度から3ヵ年間に亘り実施した本学術調査は、日本の学術研究の基盤を形成している学術情報ネットワーク(SINET)に参加する研究者を支援するために、諸国並びに分野毎の研究ネットワークと調整を進め、有効かつ品質を維持した国際接続を達成することで、当初の目標を達成している。同時に、次年度から世界の研究ネットワークが光ネットワークに移行するが、これに先立ち光ネットワークの国際接続に必要となる研究課題を検討し、将来の基礎を築いている。

米国NSFがvBNS(very highspeed Backbone Network Service)の運用を開始して以来、世界の研究ネットワークは超高速化している。1998年には、新たにInternet2プロジェクトがAbileneと称する超高速ネットワークの稼働を開始し、学術情報センター並びに学術情報ネットワークに参加する大学等の研究機関がInternet2プロジェクトに参加できるように、相互の協力を締結する準備を進めている。同時に、G7サミットにて承認された「超高速研究ネットワークの相互接続と将来の相互調整のための国際共同研究」(通称GIBN:Global Interoperabilityof Broadbaんd Networks)の活動が定着し、国際的番ど超高速研究ネットワークの相互連携が加速している。本年度は、学術情報ネットワークと北米の研究ネットワークの相互接続が実施の段階に入り、また従来にない高速で学術情報ネットワークと欧州の接続が検討された。本件については、実施に向けた最終調整を残す段階に至っている。これら一連の共同研究を実施し、また進行するために、研究分担者は以下の国際学術研究を行った。(1)共同研究者等(計、趙)は、アジアにおける国際共同研究を進めるために、中国科学院との研究打合せを行い、相互に、ネットワークを用いた学術研究の実態を把握した。(2)共同研究者(浅野)は、国際研究ネットワークの相互調整会議であるCCIRNに日本を代表して出席し、調整を実施した.(3)共同研究者(浅野)は、先進諸国間の情報通信政策を協議するOECD/ICCP(情報コンピュータ通信政策委員会)に日本代表並びに副議長として出席し、情報通信政策の取りまとめを実施した。(4)共同研究者等(松方、阿部、浅野)は、Internet2プロジェクトの会合に出席し、相互の協力を締結する準備を行った。(5)共同研究者(趙)は、米国にて超高速ネットワークの研究成果発表と、研究交流を実施した。(5)共同研究者(魚瀬)は、英国にて学術情報ネットワークと欧州研究ネットワークの相互接続の協議を実施した。(7)共同研究者(松方)は、仏国にて高エネルギー物理学研究ネットワークの将来構想を協議した。以上の研究をもって、当初の計画を達成した。
高等植物の表皮分化機構の確立と維持に関わる転写因子の解析

高等植物における表皮分化の分子機構を明らかにするため,シロイヌナズナの茎頂L1層に特異的な遺伝子発現に関わる転写因子PDF2,ATML1の解析をすすめた。PDF2,ATML1各遺伝子プロモーターとGUSレポーター融合遺伝子の発現解析から,PDF2のuORFは翻訳に対して抑制的に働くこと,第1イントロンは発現を促進する効果を持つことが示唆されたが,それらが発現をL1層に限定する機構に関わる証拠は得られなかった。ATML1の第2転写開始点からの発現は,第1転写開始点に比べて弱く,表皮細胞の発生後期に強まることから,補足的であると推定された。PDF2,ATML1を含むHD-ZIP IVファミリー全16遺伝子のうち,10遺伝子の3'非翻訳領域には短い配列HDCボックスがある。精査するといずれのHDCボックスにも逆向き相補配列が存在し,ステムループ構造の2本鎖RNAを形成することが予想された。表皮欠損を示すpdf2-1 atm-1二重変異において,葉の表側マーカーPHB,裏側マーカーFILの発現をGFPレポーターを用いて調べたところ,表皮欠損は表裏の決定には影響しないことが示唆された。一方,胚発生過程におけるDR5プロモーターによるGFPの蛍光観察から,表皮欠損に伴うオーキシン極性輸送の喪失が発生遅延と器官形態異常の原因であると示唆された。さらに,PDF2遺伝子の新たなT-DNA挿入変異アレルpdf2-2の解析をすすめ,pdf2-1同様,atmll-1との組み合わせでは表皮欠損,atmll-2との組み合わせでは胚性致死の表現型を示すことを確認した。高等植物のからだ作りにおいて,表皮細胞分化は不可欠である。本研究者らは,シロイヌナズナの地上部表皮の幹細胞,すなわち茎頂L1層に特異的な遺伝子発現に関わる転写因子PDF2,ATML1の解析をすすめ,これらが表皮細胞分化において中心的なはたらきを担う制御因子であることを明らかにしている。本研究では,PDF2,ATML1の発現調節領域,発現様式の解析から,L1層に特異的な遺伝子発現調節機構が確立する分子基盤の解明を目指した。PDF2,ATML1遺伝子はいずれも5'リーダー配列転写領域にイントロンをもつ。また,PDF2の5'転写領域には2つの短いコード領域いわゆるuORFがある一方,ATML1は転写開始点が2つある。uORFの有無や転写開始点の違いを考慮したGUSレポーター融合遺伝子を構築して,形質転換植物を作出し,GUS発現を観察したところ,ATML1については2つの転写開始点いずれにつないだ場合も茎頂L1層や若い栄養器官の表皮にGUS染色が見られ,顕著な相違は認められなかった。PDF2についても栄養器官では同様の染色パターンが見られた。pdf2-1 atml1-1二重変異は表皮分化に著しい欠損を示す一方,強い変異アレルを含むpdf2-1 atml1-2二重変異は胚致死になる。初期胚発生における細胞分裂面を観察したところ,球状胚期のL1層に垂層分裂以外の異常な分裂パターンが変異体に顕著に見出され,PDF2,ATML1が胚発生においてL1層の垂層分裂の維持に必要であることが確かめられた。以上の結果から,胚の表皮細胞に沿ったオーキシンの濃度勾配が分裂面を決定するという仮説に基づいて,初期胚形成が進行する機構を解析する手がかりが得られた。
DNA筋注法によるサイトカイン遺伝子導入と肺移植の慢性拒絶反応抑制に関する研究

肺移植で長期生存を規定する最大の障害因子として、慢性拒絶反応による細気管支の閉塞とそれによる移植肺の機能低下がある。本研究ではラットで異所性気管移植を行い細気管支の閉塞モデルを作製した。さらに閉塞モデルを対象として、新たな遺伝子導入法であるelectroporationでサイトカイン遺伝子を導入できるか否か、また、サイトカインバランスを人為的に操作することで閉塞病変を予防できるか否かを検討した。IL-10のcDNAを発現プラスミドペクターに組み込み、これを筋注しelectroporationを行い、経時的にラットの血清を採取しIL-10の発現程度と発現期間を検討した。導入後72時間をピークとし2週間以上にわたり1000pg/ml以上の高濃度のIL-10を分泌させることが可能となった。IL-10の慢性拒絶に対する抑制効果を移植した気管の組織像、閉塞程度を指標に検討したところ、IL-10を導入したラットでは無治療群に比べて閉塞病変の改善が認められた。しかし、個体問での閉塞病変の改善度にばらつきがある為、気管移植と遺伝子導入のタイミング、IL-10の発現程度を変化させて検討を行った。移植日から移植7日後までタイミングを変えた単回投与に加え、移植後4週間の長期に高濃度のIL-10を維持すべく移植同日、7日後、14日後、21日後の計4回の投与を行った、その結果、単回投与、4回投与いずれも血清中のサイトカインは高濃度で発現していたが、閉塞病変に射する改善効果は無治療群に比べ統計学的有意差を認めなかった。サイトカインバランスを人為的に操作することで閉塞病変を予防できる可能性は示唆されたが、IL-10の長期高濃度発現にも関わらず、閉塞病変の改善は不確実で、他のサイトカインの併用も考慮する必要があると考えられた。本研究では(1)新たな遺伝子導入法であるelectroporation(DNAを筋注した部位に電気パルスを与える方法)で効率良く目的とするサイトカイン遺伝子を導入できるか(2)サイトカインバランスを人為的に操作することで慢性拒絶反応の気管支閉塞病変を予防できるか否かの2点を検討した。結果(1)マウスIL-10、viral IL-10のcDNAを発現プラスミドベクターに組み込み注射するDNAを作成した。ラットの下腿部に100μgのベクターを注射後、100V,50msec,8回の電極設定で電気パルスを与えた。その後経時的にラットの血清を採取しELISA法で目的とするサイトカインの発現程度と発現期間を検討した。導入後72時間をピークとし2週間以上の長期にわたりラット血清中に1000pg/ml以上の高濃度のサイトカインを分泌させることが可能となった。一方サイトカイン遺伝子を組み込んでいないプラスミドだけ導入した動物では正常ラットの血清と同様IL-10は同定できなかった。(2)次に異所性気管移植で肺移植後の慢性拒絶反応に特異的な細気管支の閉塞病変を作成した。組織適合抗原の異なるレシピエントの皮下に気管を移植することで4週間後にほぼ100%の移植気管に閉塞性病変を確認した。この閉塞病変は粘膜層の消失と繊維化を特徴としている。さらに慢性拒絶のモデル動物にサイトカイン遺伝子を導入し移植された気管の組織像・閉塞程度を指標としその抑制効果を検討した。サイトカイン遺伝子を組み込んでいないプラスミドだけ導入した群では閉塞病変の程度はは無治療群と同様であったが、移植後3日目にIL-10を導入したラットでは10匹中7匹で閉塞病変の改善を認めた。遺伝子導入の時期に関しては移植前導入よりも移植後3日目の方が有効な印象があるが今後数を増やして確認する必要がある。また治療群の移植片で効果の認められなかった3例と改善群との相違点を検討する必要がある。さらにIL-10以外のサイトカインの導入とその効果についても確認を予定している。

サイトカインバランスを人為的に操作することで閉塞病変を予防できる可能性は示唆されたが、IL-10の長期高濃度発現にも関わらず、閉塞病変の改善は不確実で、他のサイトカインの併用も考慮する必要があると考えられた。肺移植で長期生存を規定する最大の障害因子として、慢性拒絶反応による細気管支の閉塞とそれによる移植肺の機能低下がある。本研究ではラットで異所性気管移植を行い細気管支の閉塞モデルを作製した。さらに閉塞モデルを対象として、新たな遺伝子導入法であるelectroporationでサイトカイン遺伝子を導入できるか否か、また、サイトカインバランスを人為的に操作することで閉塞病変を予防できるか否かを検討した。IL-10のcDNAを発現プラスミドベクターに組み込み、これを筋注しelectroporaticmを行い、経時的にラットの血清を採取しIL-10の発現程度と発現期間を検討した。導入後72時間をピークとし2週間以上にわたり1000pg/ml以上の高濃度のIL-10を分泌させることが可能となった。IL-10の慢性拒絶に対する抑制効果を判定する為、移植した気管の組織像、閉塞程度を指標に治療効果を検討した。IL-10を導入したラットでは無治療郡に比べて閉塞病変の改善が認められた。しかし、個体間での閉塞病変の改善度にばらつきがある為、気管移植と遺伝子導入のタイミング、IL-10の発現程度を変化させて検討を行った。移植日から移植7日後までタイミングを変えた単回投与に加え、移植後4週間の長期に高濃度のIL-10を維持すべく移植同日、7日後、14日後、21日後の計4回の投与を行った。その結果、単回投与、4回投与いずれも血清中のサイトカインは高濃度で発現していたが、閉塞病変に対する改善効果は無治療郡に比べ統計学的有意差を認めなかった。
写像類群のコホモロジーと曲面束の特性類の位相幾何学的研究

本年度は主に向きづけられた閉曲面の写像類群の森田-Mumford類の素数pを法とする還元の自明性、写像類群の有限部分群の森田-Mumford類と2次元同変ボルディズム群およびG-符号数との関係、同変コホモロジーの局所化定理と森田-Mumford類との関係の三つの課題を中心に研究を進めた。それぞれの課題について得られた成果を項目にわけて以下に述べる。第1に素数pに対し、写像類群の部分群Gが閉曲面の余接束のmod pコホモロジーに自明に作用するならば、Gの森田-Mumford類はすべて自明であることを示した。とくにスピン写像類群のmod2森田-Mumford類は全て自明であることを証明した。第2に昨年度に引き続き、2次元(有向)同変ボルディズム群と写像類群の有限部分群の森田-Mumford類との関係を研究した。まず有限群の2次元同変ボルディズム群から有限群の分類空間のコホモロジー群への準同型を導入し、その準同型を用いて奇数次の森田-Mumford類が記述できることを示した。さらにその準同型とG-符号数との関係をEichlerの跡公式などを用いて調べることにより、奇数次の森田-Mumford類の2倍がG-符号数で決まることの簡単な証明を得た。第3に同変コホモロジーの局所化定理を用いて写像類群の有限部分群の森田-Mumford類の不動点公式(植村-河澄公式)の別証明を得た。さらに同変K理論の局所化定理を用いてコホモロジー表現のChern類との関係を調べた。本年度は主に安定mod p森田-Mumford類の非自明性,閉曲面の写像類群の有限部分群の森田-Mumford類と同変ボルディズムとの関係,曲面束の整係数Riemann-Roch公式の三つの課題を中心に研究した.それぞれの課題について得られた成果を項目にわけて以下に述べる.第1に任意の素数pに対して安定mod p森田-Mumford類が非自明であるための十分条件を得ることができた.証明は各pに対して写像類群の特別な巡回部分群を構成することによる.上の条件は十分条件でもあることが予想されるが,特別な場合に予想が正しいことを証明した.第2に写像類群の有限部分群の森田-Mumford類の性質を,同変ボルディズム理論の観点から明らかにした.まず有限部分群の奇数次森田-Mumford類が同変ボルディズム不変量であることを証明し,さらに奇数次森田-Mumford類が(位数2の元を法として)同変ボルディズム類のG-符号数で決まることを,不動点データの性質とG-符号数の値に関する整数論的な事実を用いて証明した.この結果を用いて多くの有限部分群に対してその奇数次森田-Mumford類が自明であることを示した.第3に河澄響矢氏と共に写像類群の巡回部分群に対し,森田-Mumford類とNewton類に関する整係数Riemann-Roch公式が成立することを証明した.これはGrothendieck-Riemann-Roch公式の整係数コホモロジーへの一般化に向けた重要なステップである.証明にはG-符号数の既約指標への分解とBernoulli数の整数論的な性質(Voronoiの恒等式など)を用いる.さらに写像類群全体に対して整係数Riemann-Rochの公式が成立すれば,第1項に述べた予想が公式から導かれることを証明した.本年度は主に向きづけられた閉曲面の写像類群の森田-Mumford類の素数pを法とする還元の自明性、写像類群の有限部分群の森田-Mumford類と2次元同変ボルディズム群およびG-符号数との関係、同変コホモロジーの局所化定理と森田-Mumford類との関係の三つの課題を中心に研究を進めた。
光捕捉銀ナノ微粒子による表面増強ラマン・ハイパーラマン散乱の同時マッピング測定

近赤外光を集光することで非接触に水中の微粒子を捕捉・操作し、任意の位置に移動・捕捉することをレーザートラップと言う。銀ナノ粒子に近赤外光を集光すると増強電磁場が発生するので、高感度な振動分光スペクトル、表面増強ラマン散乱(SERS)や表面増強ハイパーラマン散乱(SEHRS)が測定できる。今回、銀ナノ微粒子を酵母にレーザートラップし、任意の位置から高感度・高空間分解能なSEHRSスペクトル測定を行うことに成功した。酵母は発酵を起こすことで酸性を示すことが知られているが、周りの溶液を弱アルカリ性にしても市販のパン酵母はほぼ酸性を示した。また、酵母の様々な位置での酸性度が異なることが示された。従来、表面増強ラマン散乱(SERS)や表面増強ハイパーラマン散乱(SEHRS)スペクトルは、基板上に固定された金属ナノ構造体から測定されてきた。当該研究において、近赤外光でレーザートラップした任意の銀ナノ微粒子に吸着した色素からのSERSとSEHRSならびに赤外吸収スペクトル(IR)の測定を行い比較する事で、レーザートラップを用いた表面増強振動分光マッピングを行う際の基礎的な知見が得られると思われる。ローダミン6Gでは、IRとSEHRSのスペクトルの形が非常に似ていることから、同じ赤外活性の振動モードが観測できていると言える。ただし興味深い事に、1082cm-1の振動ピークはIRスペクトルにしか観測されていない。クリスタルバイオレット(CV)では、SERSとSEHRSのスペクトルのピーク位置が似ている結果になった。この結果は分子構造と何らかの関係があると考え、形の対称性を落としたマラカイトグリーンでもSERSとSEHRSを測定したが、CVと同様の結果が得られた。CVの場合、1297cm-1にIRとSERSで大きいピークが現れるのに対して、SEHRSでは弱いピークしか検出されなかった。二種類のチアカルボシアニンでは、IRスペクトルにおいて多数のピークが出現して同一とは言い難かった。SERSスペクトルは互いに似ているのに対して、SEHRSでは信号強度が弱いものの異なるバンドが観測された。通常、IRで観測される振動モードはハイパーラマン散乱でも観測されるはずである。当該研究課題のIRとSEHRSスペクトルの不一致から、表面増強効果の発現を左右する分子配向の情報が得られる可能性がある。これまでは、マーカー分子を修飾した金属ナノ微粒子を生体細胞に挿入し、様々な位置からの表面増強ラマン散乱(SERS)や表面増強ハイパーラマン散乱(SEHRS)スペクトルを測定して、その変化などをマッピングするという測定が行われてきた。今回、ローダミン6Gを吸着させた銀ナノ微粒子をレーザートラップすることで任意の位置に捕捉できるようにして、SERSやSEHRSを測定した。その際、SEHRSで観測されなかった赤外活性振動モードを密度汎関数法による計算で可視化し、その振動モードが銀表面に対して平行となってプラズモン増強が起こらないような吸着分子の配向方向を決定することができた。さらに、酵母に銀ナノ微粒子を吸着させた後に、その微粒子に近赤外レーザーを集光し続けたところ、周辺の微粒子も凝集したためにSERS信号強度が増大することが確認された。酵母をグラム染色に用いられるクリスタルバイオレットで染色した後に、銀ナノ微粒子を吸着させて近赤外レーザーを集光すると、その色素のSEHRSスペクトルが観測されたが、銀ナノ微粒子に色素を吸着させた時のスペクトルと比較するとピーク位置がシフトしていることが判明した。これは色素分子と酵母の相互作用を検出している可能性があり、その影響を詳細に検討する必要があると思われる。従来は、生体細胞に金属ナノ微粒子を挿入あるいは吸着させて表面増強分光測定が行われてきたが、希望の場所に固定して任意の位置から測定することは困難であった。今回、酵母細胞をサンプルとして、近赤外光の集光で可能となるレーザートラップと表面増強ハイパーラマン散乱(SEHRS)測定を組み合わせることで、任意の位置からの高感度振動分光測定を行った。通常の銀ナノコロイド微粒子をレーザートラップして酵母細胞に捕捉すると、泡が発生して測定ができなかった。一方、p-メルカプト安息香酸(PMBA)を吸着させた銀ナノコロイド微粒子をレーザートラップして酵母細胞に捕捉すると、PMBAからのSEHRSスペクトルを得ることができた。PMBAを吸着させた場合は、表面増強ハイパーレイリー散乱も強く観測されていた。このことから、光熱変換が抑制されて泡が発生せずに測定できたものと考えられる。pH標準液(ホウ酸ナトリウム)で弱アルカリ性にすると、SEHRSスペクトルを効率良く測定できた。市販のパン酵母では、pH標準液で弱アルカリ性にしているにも関わらず、アルカリ性を示すPMBAのSEHRSピークがほとんど観測されず、酸性を示していた。また、PMBA以外の複雑なピークが数回観測された。一方、実験用の酵母ではアルカリ性を示すPMBAのSEHRSピークも観測された。このように発酵効率の違いを測定できたと言える。酵母の異なる場所に、PMBAを吸着させた銀ナノ微粒子をレーザートラップしてSEHRSを測定したところ、場所によってアルカリ性を示すPMBAのSEHRSピークの相対強度が異なっていた。これは任意の位置でのpHの違いを高感度測定できたと言える結果である。

銀ナノ粒子に近赤外光を集光すると増強電磁場が発生するので、高感度な振動分光スペクトル、表面増強ラマン散乱(SERS)や表面増強ハイパーラマン散乱(SEHRS)が測定できる。今回、銀ナノ微粒子を酵母にレーザートラップし、任意の位置から高感度・高空間分解能なSEHRSスペクトル測定を行うことに成功した。酵母は発酵を起こすことで酸性を示すことが知られているが、周りの溶液を弱アルカリ性にしても市販のパン酵母はほぼ酸性を示した。また、酵母の様々な位置での酸性度が異なることが示された。ローダミン6Gにおいて、1082cm-1の表面増強ハイパーラマン散乱(SEHRS)ピークが観測されなかったが、本来なら赤外活性のモードなのでハイパーラマンでも活性なはずである。そこで、1082cm-1の赤外活性振動モードを密度汎関数法による計算で可視化することで、その振動モードが銀表面に対して平行となってプラズモン増強が起こらないような吸着分子の配向方向を決定することができた。これにより、励起光の偏光依存性を調べることなく平成26年度の研究目標である「吸着分子の配向方向の情報」を得ることができた。分子分光染色した酵母からのSERS・SEHRSスペクトルと銀ナノ微粒子に吸着させた色素からのスペクトルを比較することで、色素と酵母内の分子との相互作用を推定する。銀ナノ微粒子を吸着させた酵母自体からのSEHRSスペクトルは非常に弱いため、金ナノ微粒子を使用することも考えている。また、数マイクロメーターの大きさの酵母の他に、数十マイクロメーターの長さを持つDNAを対象とすることも検討している。DNAはリン酸の働きで負電荷を有しており、そのままでは銀ナノコロイド微粒子は吸着しない。そこで、レーザートラップで銀ナノコロイド微粒子をDNAに押し付けることで任意の位置からのSERS・SEHRSスペクトルが測定できるものと思われる。当該研究ではローダミン6G(R6G)において、IRとSEHRSのスペクトルの形が非常に似ているものの、1082cm-1の振動ピークはSEHRSスペクトルで観測されていない、という結果が得られた。またクリスタルバイオレット(CV)でも、IRとSERSで大きいピークが1297cm-1に現れるのに対して、SEHRSでは弱いピークしか検出されなかった。通常、赤外吸収スペクトルで観測される信号モードはハイパーラマン散乱でも観測されるはずである。当該研究におけるIRとSEHRSの不一致は、表面増強効果の発現を左右する分子配向の情報が得られる可能性があり、非常に興味深い。積層構造が異なるためにJあるいはH会合体を形成する二種類のチアカルボシアニン(TCC)のSEHRSでは、互いに異なるバンドが観測された。TCCのIRスペクトルには、分子が会合しやすいためか多数のピークが現れて、水溶液中での単量体の赤外活性モード観測が困難であるが、プラズモン増強電磁場に起因するSEHRSならば観測できるという重要性が期待される。表面増強振動分光は金属ナノ微粒子間の増強電磁場に起因し、その偏光方向と振動モードとの一致が重要であると考えられている。
脂質ベシクルを利用した生体適合性酵素マイクロリアクターの開発に関する基礎研究

脂質ベシクルは脂質二分子膜と、それに取り囲まれた閉鎖空間から成る。本課題では、その閉鎖空間に酵素を内包化して反応を行うことで、ベシクルを微小な酵素リアクターとして積極的に利用することを目指し、そのための基礎技術に関する研究を行った。前年度、マイクロチャネル乳化技術を用いて酵素の封入効率が高く、均一な大きさのベシクルを調製する新規手法の端緒が拓かれた。今年度は、前年度の成果を受けて調製条件の検討を進めた。マイクロチャネル乳化法のよるW/Oエマルションの調製条件について検討を行い、平均粒径4.0μmの単分散なW/Oエマルションを作製することができた。また、W/Oエマルションからベシクルを調製する操作条件について検討を行った。その結果、添加する脂質の量の増加に伴い内包率が向上したが、それと同時に脂質膜の厚みが増加し、脂質が凝集してベシクルの分散性が悪くなることが分った。また、内水相量の増加に伴い、内包率が低下する傾向がみられた。さらに、外水相の添加量が少ないときに、内包率が向上することが示唆された。これら操作因子の結果を踏まえて、W/Oエマルションからベシクルの調製を行った。マイクロチャネル乳化法により調製したW/Oエマルションの連続相の中の脂質を溶解したヘキサン溶液により洗浄し、ベシクル構成成分の脂質へと置換し、ヘキサンを蒸発除去した。その後、外水相溶液を加えてベシクルを調製した結果、モデル内包物である蛍光物質がベシクル内部水相で蛍光を発しているごとが確認され、目的物質を内包したベシクルが形成できることがわかった。粒径は元のエマルションの大きさをある程度反映していた。本課題で得られた成果を基に、今後さらに検討を進めることで、内包率が高く、均一な大きさのベシクルが調製できる新規技術として期待される。本研究では、その閉鎖空間に酵素を内包化して反応を行うことで、ベシクルを微小な酵素リアクターとして積極的に利用することを目指す。その基礎として、本年度はマイクロチャネル(MC)乳化技術を用いて酵素の封入効率が高く、均一な大きさのベシクルを調製する新規手法の開発を目指した。MC乳化法とは、エッチング技術により精緻にサイズコントロールされたシリコン製MCの片側から分散相を連続相中に注入して均一なエマルションを調製する新規な手法である。この方法で数mm数10mmの均一な大きさの油中水滴型(W/O)エマルションを作製し、このエマルションを逆相蒸発する方法でベシクルを調製する方法を試みた。はじめに、連続相としてSpan80のヘキサン溶液を使用し、MC乳化法によるW/Oエマルションの調製を行なった。内水相に蛍光物質カルセインを封入し、平均粒径17.5μm、変動係数4.49%の単分散なW/Oエマルションを作製することができた。次に、ホスファチジルコリンとコレステロールを含むヘキサン溶液をW/Oエマルションに加えて、連続相中のSpan80を洗浄・希釈し、ロータリーエバポレーターによりヘキサンを除去した。これに外水相溶液を加えてベシクルを調製した。Span80を1/16にまで洗浄・希釈した場合、蛍光物質を漏出することなく内包化することができた。しかし、ベシクルの凝集が観察された。そこで、Span80を1/7500にまで洗浄・希釈した。この場合、一一部の水滴から内包していたカルセインが外水相へ漏出したが、W/Oエマルション調製時の水滴の大きさを保ったまま凝集することなくベシクルを調製することができた。今後、さらに調製条件の検討を行なうことで、内包率が高く、均一な大きさのベシクルが調製できる新規な手法として確立していきたい。