hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウィルス性胃腸炎の院内感染の現状分析と問題点の解析

2018年度冬季(2018年10月2019年3月)に本研究を施行した病院の地域はウイルス性胃腸炎が例年に比べて非常に流行が少なく、これは全国的に見ても同じ結果だった。本研究で用いる病原微生物の解析法はマルチプレックスPCR法(定量タイプ)だが、既存の迅速検査や培養検査よりも感度・特異度が高く、総合的に見て診断法としては有用であった。しかし一部の病原微生物(サルモネラ菌)に関しまだ特異度が他の検査結果(培養検査)と一致せず、マルチプレックスPCRを製造する過程のテクニカルな問題と考えた。今後の開発が望まれる。3年間の調査結果では例年ノロウイルスは10月1月に流行し、小児の罹患者の年齢0歳から14歳まで幅広く分布していた。一方ロタウイルスは24月に流行し、発症年齢が1歳以上であった。2011年からロタウイルスワクチンが導入され次第に普及したため0歳児の罹患が大幅に減ったと考えられ、ワクチン導入の効果と考える。ロタウイルスは年長児の罹患が目立つ結果だった。今シーズンは病室内の二酸化塩素濃度測定を積極的に行い、二酸化塩素ガス放出剤を使用した空間での二酸化塩素ガス濃度測定や副反応などを検討した。二酸化塩素ガスの特性である空気より比重が重く空気中に放出後空中浮遊をしたのちに床上へ降りる性質を利用し、今回二酸化塩素ガス放出ゲル剤は病室の上方へ設置した。生活空間を想定し居住空間を利用した二酸化塩素ガス濃度の結果をもとに病床面積当たりの放出ゲル剤の設置個数を決定したが、想定よりも二酸化塩素ガス濃度が上がらなかった。原因としては居住空間よりも院内の病室は人の出入りに伴う扉の開閉頻度が高く空気の入れ替わりが激しいこと、室内の人口密度が居住空間よりも高いため二酸化塩素ガスが皮膚や毛髪など有機物に反応して分解する率が高いことが挙げられる。調査期間中の二酸化塩素ガスによる副反応は認めなかった。3年間の調査を行ったが、冬季に流行する感染性胃腸炎がシーズンにより流行具合が異なり、入院患者数がシーズンにより大幅に差がでた(2016/17シーズン:28例、2017/18シーズン:9例、2018/19シーズン:0例)。病原微生物の解析をマルチプレックスPCR法(定量)を用いたが、既存の検査法よりも感度・特異度ともに上回る結果であった。現在マルチプレックスPCR法はがん遺伝子パネルや呼吸器や性病の原因微生物解析に使われ始めている。この3シーズンで解析した検体数は37検体と少なくはあるが、既存の検査法では陰性でマルチプレックスPCR法では陽性であった原因微生物があり(ノロウイルス)、冬季に流行する感染性胃腸炎の解析法として有用であった(11例中、迅速検査陽性例5例、PCR陽性例11例)。二酸化塩素ガス測定はおおむね順調に行われた。濃度測定の結果、二酸化塩素ガス濃度が想定よりも上がらなかった。二酸化塩素ガス濃度は室温や湿度、室内の照度などの影響を受けることが知られている。病室内は室温・湿度はほぼ一定に管理されているが、明るさは建築条件により日光照射に差がでる。病室内の照度測定は今後検討課題と考える。二酸化塩素ガス放出ゲル剤設置における副反応はみられなかった。3シーズン目は全国的に冬季の胃腸炎の流行が非常に低かったため、検体数が思うように集まらなかった。しかし3シーズンを通じて病原微生物の解析を行った結果、マルチプレックスPCR法は感染性胃腸炎において既存の検査法よりも有用であった。感染性胃腸炎は一般病院では診察する頻度も高いことから、今後マルチプレックスPCRの普及を進めることにより早期診断ができ、集団感染の発症を最小限に防止する解決策の一つと考える。二酸化塩素ガスによる空間洗浄については、二酸化塩素ガスの分解因子(室内の照度、室温、湿度)の計測も必要と思われる。ノロウイルスは空気感染・粉塵感染が知られており、冬季の集団感染の原因微生物として有名である。現在医療機関などで使用されている次亜塩素酸は空間洗浄が出来ないことに加え、使用後の残留塩素という課題があるが、二酸化塩素ガスは次亜塩素酸と異なり空気中に舞う粉塵に対し消毒効果を発揮するため、アルコール消毒が無効であるノロウイルスなどの空気洗浄に一定の効果が得られると想定されるが、ウイルス自体を直接検出することが今の科学技術では出来ないため、実空間と同じ状況を試験的に作り出すことが難しい。しかしインフルエンザウイルスなどは実験空間で実験が行われていることから、ノロウイルスが扱える実験空間を作るような方法の開発が必要と考える。今後はこうした実験空間の開発と、二酸化塩素ガスをより簡易に、そして一定したガス放出が行われる製品の開発を行いたい。ウイルス性胃腸炎は院内感染において重要な感染症であり、主な原因ウイルスとして、ロタウイルス、ノロウイルス、アデノウイルスがある。ロタウイルスはアルコールによる感染防御対策が有効であるが、ノロウイルスはアルコール抵抗性であり、院内感染対策に苦慮する。ノロウイルスは毎年1万人以上の感染者が発生しており、新生児から老人に至るまであらゆる年齢が感染発症し、例年11月から1月ごろにアウトブレイクを起こす。しかしノロウイルスに対するワクチンの実用化には現時点では見通しが立っておらず、効果的なノロウイルスの感染予防対策が重要である。ノロウイルスは接触感染のみならず、空気粉塵感染もあるため、空気浄化も必要となる。二酸化塩素は常温常圧では気体として存在し、水に容易に溶解して水溶液となる。

二酸化塩素分子はラジカルとしての特性を持ち、比較的高い酸化還元電位を有する。二酸化塩素水溶液は、各種のウイルスやMycobacterium valiumなどの細菌、真菌に対しても低濃度で不活化活性を示すことが報告されている。二酸化塩素ガスは0.05ppm、4時間反応させることにより、ガラスシャーレーに付着させたインフルエンザウイルスと大腸菌をほぼ100%低減させ、ネコカリシウイルスと黄色ブドウ球菌を99%低減させた。ノロウイルスに対して強力な抗ウイルス活性を有する二酸化塩素を病院病棟内の接触感染と空気粉塵感染対策に使用し、ノロウイルス胃腸炎の院内発症抑制効果について明らかにする。平成28年10月から臨床研究を開始し3月で一旦調査終了予定であったが、平成28年度はノロウィルスの流行のピークが例年より1ー2か月遅い12月から2月にずれこみ、3月末時点でも依然としてノロウィルス感染の患者が入院していたことから、調査終了を4月に延期した。研究調査は予定通り平成28年10月から開始され、病棟内の二酸化塩素の設置に関しては予定通りに遂行された。また二酸化塩素の納品も滞りはなかった。回収した便検体のリアルタイムPCR解析は順次解析をおこない、結果が出つつある状況である。ウイルス性胃腸炎は院内感染において重要な感染症であり、主な原因ウイルスとして、ロタウイルス、ノロウイルス、アデノウイルスがある。ロタウイルスはアルコールによる感染防御対策が有効であるが、ノロウイルスはアルコール抵抗性であり院内感染対策に苦慮する。ノロウイルスは毎年1万人以上の感染者が発生しており、新生児から高齢者に至るあらゆる年齢が感染発症し、例年11月から1月ころにアウトブレイクを起こす。しかしノロウイルスに対するワクチンの実用化には現時点では見通しが立っておらず、効果的なノロウイルスの感染予防対策が重要である。ノロウイルスは接触感染のみならず空気粉塵感染もあるため、空気浄化も必要となる。二酸化塩素は常温常圧下では気体として存在し、水に容易に溶解して水溶性となる。二酸化塩素分子はラジカルとしての特性をもち、比較的高い酸化還元電位を有する。二酸化塩素水溶液は各種のウイルスやMycobacterium valiumなどの細菌、真菌に対しても低濃度で不活化活性を示すことが報告されている。ガラスシャーレに付着させたインフルエンザウイルスと大腸菌は二酸化塩素ガス0.05ppm、4時間反応させることによりほぼ100%低滅し、ネコカリシウイルスと黄色ブドウ球菌も99%低滅した。ノロウイルスに対して強力な抗ウイルス活性を有する二酸化塩素を病院病棟内の接触感染と空気粉塵感染対策に使用することにより、ノロウイルス胃腸炎を含む感染性胃腸炎に対する院内発生抑制効果について明らかにする。平成28年10月から4月の期間中に入院した感染性胃腸炎が疑われる小児患者の便検体のPCRを施行し、結果を平成29年10月小児感染症学会および平成30年2月小児消化管感染症研究会で発表した。2回目の実施として平成29年10月から平成30年3月まで同様に検査を行い、現在結果を解析中である。流行の度合いが平成28年度と29年度では異なるため、解析している検体数に差が出ている。
超微細画像情報の健康インフォマティクスによる次世代健康診断法の構築

本研究では、培養細胞、モデル動物やヒト検体を対象に、病気の潜在的状態である「未病」の状態を早期かつ超高感度検出する健康科学分野への革新的な技術提供を目指す。これまでの研究開発により、自動撮像技術によって広域を高速に撮影できる電子顕微鏡解析法(広域電顕)を構築してきた。本年度は、培養血液細胞、あるいは正常や老齢の動物(マウス)の組織を対象に、広域電顕技術やバーチャルスライドを利用したイメージング解析を実施して、それらの画像データの取得・蓄積を進めた。これらの画像データには、我々が構築を進めている顕微鏡オントロジーを利用して、メタデータ付加等を実施した。すでに組織や血液細胞の画像が大量に蓄積されているため、誰でも直感的に利用できるツールが必要であった。そこで、Web経由で使える画像ビューアを試作して、画像データの可視化を進めた。このようなシステム構築によって画像データを共有した結果、様々な専門家やスタッフとも知識共有ができ、画像データへのアノテーションなどがスムーズに行うことができた。また、培養細胞や動物組織において、機械学習を用いた画像セグメンテーションの検討も進め、画像中にある生命構造を解読して、意味づけを行えるかどうかを検証した。その結果、血液細胞の細胞核においては、60-70%の精度にてその構造領域を認識できるところまで達成した。さらに、当初計画以上に進み、実際のヒト血液検体を取得して、ヒト血液細胞の電顕処理やバーチャルスライド解析も実施し、細胞ラベルデータの蓄積も進めることができた。培養細胞や動物組織サンプルでの画像データ蓄積に加えて、ヒト血球細胞の超微細構造解析もすでに着手している。また、機械学習を用いた画像セグメンテーションの検討も進んでおり、当初計画以上に進捗している。本研究は、(計画1)未病時の組織や血液細胞における電顕画像データの蓄積、およびメタデータの付与、(計画2)機械学習法を用いた画像メタデータの自動生成技術に関する検証実験、(計画3)機械学習と画像メタデータに基づく知識語彙の階層構造構築に関する検証、(計画4)未病者スクリーニング、およびヒト血球細胞の超微細構造解析による検証試験といった4つの計画からなり、2年目では、(計画2)や(計画3)に関する検証実験を主に進める。本年度は、本研究をサポートする実験補助員を雇用しなかった。そのため、人件費を繰越した。2年目あるいは3年目に適任者を雇用できれば、人件費として支出する予定である。また、旅費については今後海外での研究発表を予定しているために繰越した。
共役多座配位子からなる希土類ネットワーク磁性錯体および大環状磁性錯体の構築

希土類金属イオンを含む錯体は、精密設計が可能な磁気材料、蛍光材料、触媒として注目されている。磁気材料の観点から見ると、希土類金属錯体はほとんどが磁石としての性能を示さない常磁性体であり、材料としての応用範囲は狭い。本研究では、共役多座有機配位子1,2,4,5-tetrahydroxybenzeneを用い、三次元ネットワーク希土類金属強磁性錯体を合成することに成功した。これは、希土類金属イオンのみを含む錯体で強磁性転移が観測された初めての例である。希土類金属イオンを含む錯体は、精密設計が可能な磁気材料、蛍光材料、触媒として興味が持たれている。近年、単核や1次元、二次元構造を有する希土類錯体が数多く報告されているが、三次元ネットワーク構造を有する希土類錯体の報告例は少ない。これは、希土類イオンの配位の多様性を制御することが難しく、一義的な構造を得るのが困難であるからである。磁性体本研究では、共役多座配位子1,2,4,5-tetrahydroxybenzene(THB)を用い、配位方向を制限することにより一義的な構造を持った三次元ネットワーク希土類金属錯体Na_5[Ho(THB^<4->)_2]・7H_20を合成することに成功した。この錯体は、キュリー温度11 K、保磁力170 Oeを有する強磁性であることが明らかになった。これは、希土類金属イオンのみからなる錯体で強磁性転移を示す初めての例である。合成は、塩基性条件下で行うことにより、目的の化合物を黒色結晶として得た。構造解析は単結晶構造解析により行った。一つのHo^<3+>イオンに4つのTHBが2座配位しており、計8個の酸素原子が配位した、dodecahedron(D_<4d>対称)構造をとっていた。Ho-Ho間距離は8.7Åであり、またc軸方向には4.9×4.9Åのチャンネル構造を有していることが明らかになった。チャンネル内は、H_2O分子およびNa^+イオンが存在していた。またキュリー温度より、分子磁場理論を用いて計算されたHo^<3+>イオン間の超交換相互作用j<Ho-Ho>は+1.0 cm^<-1>であり、過去に報告されている3d-4fネットワーク錯体HoFe(CN)_6(Tc=1.3K, j<Ho-Fe>=-1.0×10^<-1>cm^<-1>), HoCr(CN)_6(Tc=1.7K,j<Ho-Cr>=-1.2×10<-l> cm<-l>)の値より大きなものであった。これは、Ho<3+>イオンの4f軌道とTHB配位子のπ軌道との統合性が強いことに由来すると考えられる。現在までに知られている希土類強磁性錯体は、シアノ基によって遷移金属イオンと希土類イオンが架橋された異核集積型金属錯体のみである。本研究では、共役多座配位子1,2,4,5-tetrahydroxybenzene (THB)を用い、三次元ネットワーク希土類金属強磁性錯体Na_5[Ho(THB^<4->)_2]・7H_2Oを合成することに成功した。この錯体は、キュリー温度11K、保磁力170Oeを有する強磁性であることが明らかになった。合成は、アルゴン雰囲気下において、THBとHo^<III>(NO_3)_3の混合溶液にNaOH水溶液をゆっくり拡散することにより、目的のホルミウム錯体単結晶を得た。単結晶構造解析より、Ho^<3+>イオンは、4つのTHBが2座配位し、計8個の酸素原子が配位した、8配位dodecahedron(D_<4d>対称)構造をとっていることが明らかになった。4方向に伸びた配位子とHo^<3+>イオンが無限に連なった三次元ネットワーク構造を有していることが分かった。キュリー温度より分子磁場理論を用いて計算されたHo^<3+>イオン間の超交換相互作用J_<Ho-Ho>は+1.0cm^<-1>であり、過去に報告されている3d-4fネットワーク錯体HoFe(CN)_6(T_C=1.3K,J_<Ho-Fe>=-

1.0×10^<-1>cm^<-1>),HoCr(CN)_6 (T_C=1.7K,J_<Ho-Cr>=-1.2×10^<-1>cm^<-1>)の値より大きなものであった。このホルミウム錯体において磁気秩序が生じた原因は、ドナー性の強い(E_<1/2>=0.79Vvs.Ag/Ag^+)配位子のp_π軌道からホルミウムイオンの5d軌道への電子供与が起こり、4f-5d間のカップリング、それに付随した4f-5d-p_π-5d-4f間のカップリングが有効に働いたことによるものと考えている。
電子顕微鏡の結像型電子エネルギー損失分光器による結晶内の異種原子の検出

科学技術庁・無機材質研究所の堀内繁雄特別研究管の協力を得て、また、日電アネルバ(株)の村上、人見らの協力によりUHV-CVD法で作製した、Si-Ge(約14%)混晶とSiの超格子に1MeVの高速電子を照射して、超格子中のGeをSi格子中に拡散させた。1.電子顕微鏡像で観察していると加速電圧400kV以上では、照射損傷により格子欠陥が発生し、原子の拡散が起こり、やがて超格子構造が確認できなくなることが分かった。2.顕微鏡像では、超格子構造が確認できないような照射量の試料を本学の400kV電子顕微鏡に付設されている結像型EELSを使い、Geの内殻損失電子のみによるコアロス像では、超格子構造を明確に確認できるという結果を得た。3.また付随して、このSi-Ge混晶とSiの超格子は、400kVの電子を照射したときの照射損傷と、1MeVの電子を照射した場合の損傷の様子が異なり、400kVでは、全方向とも歪みや欠陥が発生するのに対し、1MeVでは表面に対し水平および垂直方向に多くの欠陥が発生する現象が観察された。1-3の成果について、1994年3月の日本物理学会春季講演会で論文を口頭で発表報告した。これらの、観察試料を作製するために盟和商会よりスラリードリルを購入した。また、試料作成を、アルバイト依頼し謝礼を支出した。また、画像データーの記録と整理のためパソコンを購入した。(消耗品)科学技術庁・無機材質研究所の堀内繁雄特別研究管の協力を得て、また、日電アネルバ(株)の村上、人見らの協力によりUHV-CVD法で作製した、Si-Ge(約14%)混晶とSiの超格子に1MeVの高速電子を照射して、超格子中のGeをSi格子中に拡散させた。(消耗品)
アジアにおけるエキノコックス、テニア条虫の種分化、病原性分化、分子進化調査研究

エキノコックス症、脳嚢虫症は新興・再興寄生虫感染症として国際的な問題になっている。本研究ではアジアにおけるこれらの寄生虫の多様性(種、病原性)ならびに地理拡散について、進化学的な観点から調査研究を展開する。条虫の分類学的再検討を含め、種間変異、種内変異の解析を中心に、それぞれの種の多様性の解析を試み、(1)遺伝子ならびに形態学的解析に基づく分類学的再検討、(2)病原性の多様性、(3)条虫症の地球上での分布拡散、(4)進化学的考察についての解析・考察を試みる。本年度最大の研究実績は中国チベット高原から新種エキノコックスEchinococcus shiquicusを発見、新種記載したことであろう(Xiao N et al. 2005,2006)。中国四川省石渠(shiqi)県に分布しているチベットギツネとクチグロナキウサギからそれぞれ成虫、幼虫が発見され、遺伝子解析の結果これまで世界から報告されている4種のエキノコックスからほぼ等しい距離で遺伝的隔離が起こっていること、北半球の同地域に分布している他の2種のエキノコックス、多包条虫ならびに単包条虫とも生殖隔離が起こっていることが確認された。同時に北半球に分布している3種エキノコックス条虫の中で最も起源が古い種であると結論付けられた。ヒトへの病原性の証明が今後の課題であり、同地域の病院で外科手術を受けた症例の肝病巣についての遺伝子解析が日中共同研究として始まった。遺伝子解析に必要な技術開発も進展し、ミトコンドリア遺伝子のみならず、核のサテライト遺伝子解析手法を確立し、今後入手できると予測されるサンプルについての遺伝子解析の準備は整った。病原性の確認に必要な診断法に関しても多包虫症、単包虫症それぞれに関する現在世界最高水準の血清診断法を確立(Mamuti W et al. 2006a, b)し、中国での疫学調査に利用した(Li T et al. 2005, Li T et al. unpublished)。中国におけるエキノコックス条虫3種類ならびにテニア条虫3種類、タイにおけるテニア条虫3種類、インドネシアにおけるテニア条虫3種類を流行地での調査を通して遺伝子解析によって確認することができた。特記すべき研究成果は(1)中国四川省で3種類のテニア条虫が同所的に分布している地域が確認された(Li T et al. 2006. Acta Tropica 100)。(2)タイにおいても3種類のテニア条虫が同所的に分布している地域が確認された。さらに重複感染例があり、これまで有鉤条虫と無鉤条虫の重複感染と考えられていたものが、有鉤条虫とアジア条虫であり、豚肉と内臓を食して感染したと推定された(Anantophruti MT et al. Emerging Infectious Diseases in press)。(3)インドネシア、バリ島における無鉤条虫症の流行とヒンズー教徒である地元住民の食習慣の変遷との関連が疫学調査から明らかになった(Wandra T etal. Trans R Soc Trop Med Hyg 100)。(4)全世界に分布しているエキノコックス属条虫5種類を用い、遺伝子解析が進展し、ミトコンドリア遺伝子解析に基づくエキノコックス属条虫の再分類論文がまとまった(Nakao M et al. Parasitology in press)。(5)北半球に分布している多包条虫の遺伝子多型については内モンゴルとアラスカの中間地帯におけるサンプル入手が課題である。(6)中国チベット高原のチベットギツネから得られたエキノコックス条虫を新種Echinococcus shiquicus記載したが、この新種の分布域が四川省のみならず青海省からも確認された。(7)モンゴルにおけるテニア条虫はすべて無鉤条虫であり、有鉤条虫、アジア条虫は確認されなかった。これは豚肉消費が少ないモンゴルの寄生虫病の実態を反映するものと考えられた(Narankhajid M et al. Am J Trop Med Hyg, submitted)。1、エキノコックス属条虫:全世界から報告されていた4種類ならびに我々が新種として記載したE. shiquicusのミトコンドリア遺伝子解析を試み、これまで1種類とみなされていた単包条虫E. granulosus)を4種類に再分類するのが妥当であるという結論に達した(Nakao et al. 2007 Parasitology 134)。その後、これまで未解明であったアフリカのライオン寄生の単包条虫についても解析の機会が得られ、これも独立種とすべきであるという結論に達し(Huttner et al. 2008Int J Parasitol 38)、いわゆる単包条虫は5種類に再分類された。ライオン寄生のE. felidis以外の、いわゆる単包条虫4種はすべてイヌ科動物を終宿主とすること、人への病原性が最もよく知られている単包

条虫(E. granulosus sensu strict)に遺伝子レベルで最も近縁で姉妹種と結論されたE. felidisだけがネコ科動物を終宿主とすることが判明した。中間宿主体内(肝臓)での病態に関しては多包性の多包条虫(E. multilocularis)と姉妹種として記載された新種E. shiquicusが単包性であり、宿主転換(終宿主動物がイヌ科動物カネコ科動物か?)と人を含む中間宿主肝臓における包虫の病態の多様性(単包性か多包性か?)について重要な解析の糸口が得られた。2、テニア属条虫:アジアに分布しているアジア条虫(Taenia asiatica)と全世界的分布を占める無鉤条虫(T. saginata)が同所的に分布している地域が発見され、雑種形成の可能性を示唆する個体が入手できた。3、以上の成果から今後、人体寄生テニア科条虫の種分化、病原性分化、分子進化への新たな取り組みが期待できる段階に到達した。
近世遊廓の構造とその社会的基盤

本研究は、城下町江戸における新吉原遊廓の構造とその変化を、ジェンダーと都市の視点から動態的に明らかにするものである。遊廓内部では、役と特権に支えられた遊女屋が、私的契約と公的身分システムによって苛酷な待遇におかれた数千の遊女を支配していた。本研究では、そのような遊女屋と遊女との対抗的関係に注目し、遊女の抵抗が遊廓をめぐる社会を揺るがしていくことを指摘した。さらに、明治維新の身分制解体政策のなかで、遊廓についても身分制の解体政策がとられ、遊廓の近代化が進められる。以上より、本研究は、遊廓・買売春研究におけるジェンダーと都市という視点の重要性を主張するものである。本研究の課題は、江戸新吉原遊廓について、(1)"生命の生産"の畸形化された一形態である近世遊廓の構造を、遊女と遊廓社会との矛盾や対抗、さらに遊女を買う男性の側のあり方も視野に入れて具体的に明らかにすること、(2)近世遊廓の社会的・経済的基盤を、農村にも着目して解明すること、(3)近世近代転換期の性売買の変化の意味を検討することにある。(1)については、1新吉原遊廓の運営主体である遊女屋に関わる史料の発掘に努め、「吉原細見」の画像データ収集、新吉原町名主関係文書、遊廓で遊ぶ武士の日記など新吉原遊廓研究における基本的な史料の調査・撮影を行った。「吉原細見」は新吉原遊廓の内部構造を見る上での基本的史料であり、本研究の推進におけるもっとも基礎的情報源として位置づけられ、次年度以降も引き続き情報収集に努める必要がある。また、名主文書には、幕末期に頻出した遊女による放火など、遊女と遊廓社会の間の深刻な矛盾を示す記述が少なからず存在し、(1)の課題達成のための重要な手がかりを得た。また、新吉原の遊廓経営を金融的に支えた寺社名目金貸附関係史料についても、主に北信濃地域の幕領の豪農関係資料を中心に調査を進め、(2)の課題である新吉原遊廓の構造について、長野県調査を2度実施し、京都門跡寺院ー北信豪農層が形成していた広域的な金融関係の存在を実証することができた。また、そのような性売買を支えるシステムの広域的な展開が、遊女の身体そのものの商品化を強めることを明らかにした。次年度以降は、以上の初年度の成果にたって史料の開拓を進め、遊廓研究の基礎的環境整備を図りつつ(3)の課題である遊廓の近代化の過程に考察範囲を広げていく。第2年度である平成26年度は、当初計画していた坂本家文書調査が初年度で終了したことをうけて、1全研究期間を通して行う計画であった「吉原細見」の所在調査のペースをあげる、2課題達成のための補助的作業として、遊女や飯盛女の流通にかかわる街道・宿場関係史料に調査範囲を広げる、の2点を計画に追加し実施した。1については、東京都立中央図書館、国立国会図書館のほか、台東区立中央図書館所蔵の細見類の確認と一部の複写を行った。また、新たに愛知県西尾市岩瀬文庫の調査を二度にわたって行い、史料の収集に成果を上げた。2については、新潟県立文書館、長岡市立図書館互尊文庫史料の調査に着手したが、研究課題に適する史料の発掘には至っていない。そのため、27年度においては、当初の計画に加え、細見類の調査を引き続き行うと同時に、江戸ー越後の間に展開した性売買をめぐる旅籠屋、飯盛女、女衒等の動向をうかがう史料の発掘に努めたい。成果の発表という点では、26年度に予定していた研究代表者による遊廓をテーマとする単著刊行がやや遅れをみているが、研究代表者の編集による『講座明治維新第9巻明治維新と女性』が刊行され、代表者著「総論」「幕末維新期の社会と性売買の変容」において、「生命の生産と再生産」の視点から明治維新史研究における遊廓研究の意義を論じた。また、同著「新吉原における「遊廓社会」と遊女の歴史的性格ー寺社名目金貸付と北信豪農の関わりに注目してー」(『部落問題研究』209)において初年度の調査研究の成果を発表した。このほか、研究代表者、研究分担者がそれぞれ関連する学会報告を行った。本研究は、(1)"生命の再生産"の畸形化された一形態としての遊廓の構造を、遊廓を中心とする社会的結合のあり方という視点から明らかにすること、(2)遊廓をめぐる社会的結合を、ジェンダーの視点および近世近代転換期という移行期の特質をふまえて動態的に把握すること、(3)遊廓をめぐる社会的結合の性格を、その社会的基盤としての農村、幕府・朝廷などの政治的権力との関連にも注目しつつ解明すること、の三点を課題として行った。これらの課題解明のため、3年間の研究期間に、5回の長野県須坂市坂本家文書・中野市山田家文書調査、2回の西尾市岩瀬文庫史料調査等を実施し、以下の成果をあげることができた。第1に、兵農分離下の近世城下町に固有の"生命の生産“を畸形化する構造とその政策的背景を指摘し、近世都市におけるジェンダー抑圧の要因の一つを明らかにした。第2に、遊女屋と遊女の関係を相互規定的な関係にあるものとして遊廓の構造を動態的に把握する視座を提起した。

また、近世近代転換期における身分制解体過程のなかで、その構造がいかに変化するのかを解明し、芸娼妓解放令から近代公娼制への展開過程を展望した。その過程で、近世・近代転換期の地域社会における遊女の実態分析をすすめ、さまざまな遊女の人生をその主体性にも着目しながら復原できたことは、近代の性売買研究にも寄与するものと考える。第3に、城下町における遊廓を経済的にささえる構造として、農村や幕府・朝廷におよぶ広域的合法的なネットワークの存在を明らかにした。以上、本研究により、近世都市史研究におけるジェンダー視点の意義を遊廓を題材として実証的に明らかにすることができた。本研究は、城下町江戸における新吉原遊廓の構造とその変化を、ジェンダーと都市の視点から動態的に明らかにするものである。遊廓内部では、役と特権に支えられた遊女屋が、私的契約と公的身分システムによって苛酷な待遇におかれた数千の遊女を支配していた。本研究では、そのような遊女屋と遊女との対抗的関係に注目し、遊女の抵抗が遊廓をめぐる社会を揺るがしていくことを指摘した。さらに、明治維新の身分制解体政策のなかで、遊廓についても身分制の解体政策がとられ、遊廓の近代化が進められる。以上より、本研究は、遊廓・買売春研究におけるジェンダーと都市という視点の重要性を主張するものである。全体として、研究は、極めて順調に進行している。特に、本研究の課題である(1)"生命の生産"の畸形化された一形態としての遊廓の構造を、遊女と遊廓社会との矛盾・対抗に着目し、遊女を買う男の側も視野に入れて明らかにすること、(2)近世における遊廓を支える社会的基盤を、農村に着目しつつ解明すること、の2点のうち、(2)については、第2年度までに、対象とする長野県須坂市・中野市地域の調査をほぼ終了し、その分析結果を発表し課題を達成することができた。(1)については、『講座明治維新第9巻明治維新と女性』においてその大まかな見通しを述べたものの、さらに細部にわたる調査と分析が必要な段階である。この点を最終年度の課題とする。日本史第2年次までの研究成果を踏まえ、本年は、計画全体を総括し、本研究の課題である遊廓の構造分析の深化に力を注ぐ。また、その成果を研究代表者による単著として発表することをめざす。そのため、当初の計画に加え、補助的史料収集をさらに進めるとともに、それらについての考察をふまえ、近世性売買の実態の解明による"ジェンダーの視点からの近世史研究"の実践をめざしたい。初年度計画は、(1)国会図書館・都立中央図書館東京誌料などに含まれる「吉原細見」ほか遊廓関係資料の網羅的収集、(2)江戸新吉原遊廓を対象とする寺社名目金貸附の構造分析とそのための北信豪農家文書の調査、の二点を主な調査対象とした。このうち、(1)について、国会図書館所蔵の「吉原細見」類についてはほぼデータを収集できたが、まだ欠落している年があり、今後調査の範囲を地方にも広げて調査を推進する必要がある。また、(2)の名目金貸附関係史料については、北信豪農関係史料の調査と分析をほぼ終了した。新吉原遊廓の構造に関わる調査研究は順調に進行している。次年度は、特に明治初年の史料的検討に重点をおく予定である。
CREB 転写共役因子 CRTC3 の脂肪細胞分化・肥大化における役割の検討

cAMP-CREBシグナルは脂肪細胞分化や脂肪分解においての役割が知られているが、CREB転写共役因子CRTCの脂肪細胞における役割に関しては知られていない。脂肪組織に豊富に発現しているCRTC3を中心にその発現制御および脂肪細胞分化に対する影響を検討した。3T3L1細胞でCRTC3をノックダウンすると脂肪細胞の分化が抑制された。またプロモーター解析ではCRTC3はCREB結合領域を持ち、CRTC3自身で正に制御されていることが示された。cAMP-CREBシグナルは脂肪細胞分化や脂肪分解において重要な役割を果たすことが知られている。申請者らはCREB coactivator CRTC3が脂肪組織に強く発現していることを示し、CRTC3が脂肪細胞においてCREBの機能を調節することを世界で初めて確認し(Song Y, Igata M et al, Nature 468: 933-939, 2010)、CRTC3ノックアウトマウスは高脂肪食下で野生型マウスに比べ体重増加、脂肪量増加が有意に少ないという表現型を示した。ノックアウトマウスの白色脂肪組織を観察したところ、高脂肪食による細胞の肥大化は抑制されていた。申請者はCRTC3ノックアウトマウスの白色脂肪組織では脂肪細胞の分化が抑制されている可能性を推測し、CRTC3が脂肪細胞分化や肥大化を調節していること、またそのメカニズムを明らかにすることができれば、今後の肥満の予防・治療法の開発に大いに寄与できるものと考えて研究を行った。まず、マウス由来培養前駆脂肪細胞株3T3L1細胞を用い、脂肪細胞分化過程におけるCRTC3の発現の変化をタンパク・mRNAレベルで解析したが、CRTC3の発現に変化を認めなかった。次にレンチウイルスを用いてCRTC3をノックダウンしたところ、PPARγ、C/EBPαの発現が抑制された。Oil Red O染色でも脂肪蓄積の減少が認められた。また脂肪細胞にはCRTC2も発現しているので、CRTC2においても同様の検討を行った。CRTC3と同様に分化過程で発現の変化を認めなかったが、ノックダウンにてPPARγ、C/EBPαの発現に変化を認めず、さらにOil Red O染色でも脂肪蓄積の減少を認めなかった。CRTC2とCRTC3の脂肪組織における役割について今後検討を進めていきたい。申請者らはCREB coactivator CRTC3が脂肪組織に強く発現していることを示し、CRTC3が脂肪細胞においてCREBの機能を調節することを世界で初めて確認し(Song Y, Igata M et al, Nature in press)、CRTC3ノックアウトマウスは高脂肪食下で野生型マウスに比べ体重増加、脂肪量増加が有意に少ないという表現型を示した。ノックアウトマウスの白色脂肪組織を観察したところ細胞数に変わりはなかったが、高脂肪食による細胞の肥大化は抑制されていた。申請者はCRTC3ノックアウトマウスの白色脂肪組織では脂肪細胞の分化が抑制されている可能性を推測し、CRTC3が脂肪細胞分化や肥大化を調節していること、またそのメカニズムを明らかにすることができれば、今後の肥満の予防・治療法の開発に大いに寄与できるものと考えて研究を行っている。まず、マウス由来培養前駆脂肪細胞株3T3L1細胞を用い、脂肪細胞分化過程におけるCRTC3の発現の変化をウェスタンブロット法およびreal-time PCR法を用いて検討した。その結果脂肪細胞分化過程においてCRTC3の発現に変化を認めなかった。次にレンチウイルスを用いてCRTC3をノックダウンし、脂肪細胞分化に対する影響を検討している。またCRTC3のホモログであるCRTC2においても同様の検討を行っている。マウス由来培養前駆脂肪細胞株3T3L1細胞をデキサメサゾン、インスリン、IBMX刺激を行い脂肪細胞への分化を誘導、分化開始日をDay 0としDay0Day 8までの細胞を回収した。蛋白およびmRNAを抽出し、ウェスタンブロット法、real-time PCR法にてCRTC3の発現を検討した。その結果、脂肪細胞分化過程においてCRTC3の発現に変化を認めなかった。免疫染色法やfractionationによるCRTC3の細胞内局在においては現在検討中である。次にCRTC3をノックダウンしCRTC3 shRNAを組み込んだレンチウイルスベクター及びウイルス構造遺伝子をもつヘルパープラスミド(gag-pol, REV, VSVG)をHEK293細胞に同時にトランスフェクション、培養上清を回収しウイルス液とした。作成したウイルス液を3T3L1細胞の培養上清に加え、ノックダウン効果の確認をウェスタンブロット法またはreal-time PCR法で行った。当初CRTC3の発現低下がなかなか認められず、細胞の新規購入やウイルス作成条件の修正を数度繰り返したため、昨年度申請した実験予定よりも遅れが出てしまった。現在3T3L1細胞におけるCRTC3ノックダウン、過剰発現に成功し、これから脂肪細胞分化に対する影響を検討する予定である。3T3L1細胞にレンチウイルスを用いてCRTC3発現の抑制、過剰発現を行う。

これらの細胞を用い脂肪細胞分化に対する影響を解析する。具体的には、C/EBPβ/δ, C/EBPα, PPARγ等の転写因子およびGLUT4, FAS, adiponectin等の脂肪細胞マーカーの継時的発現変化をウェスタンブロット法またはreal-time PCR法にて検討する。またOil Red O染色により細胞内の脂肪蓄積を評価する。さらに脂肪細胞肥大化におけるCRTC3ノックダウン、過剰発現の影響の解析を行う。脂肪細胞サイズ、脂肪滴サイズ、中性脂肪含有量を測定、脂肪合成マーカー(ACC, FAS, SREBP等)の発現をreal-time PCR法で検討する。脂肪分解についてはグルカゴンやカテコラミン刺激によるホルモン感受性リパーゼのリン酸化やcAMP、グリセロール濃度測定にて評価する予定。白色脂肪細胞におけるCRTC3の役割を解明した後には、褐色脂肪細胞におけるCRTC3の役割も同様の方法を用い検討していきたい。今までのところ当初予定していたよりも実験の進行が遅れているため、現段階では実験予定・研究費の使用計画に関しては特に変更を考えていない。当初の申請通り、消耗品として、細胞培養関連、mRNA抽出・解析、蛋白発現評価関連、cAMP測定関連、グリセロール測定関連やその他試薬の購入を予定している。また学会への参加も計画している。
進路指導困難事例に対する特別支援学校間チームアプローチに関する基礎的研究

本研究では、次の5点が明らかになった。(1)特別支援学校高等部の教員は、卒業後を見据えて、生徒や保護者に、どのように障害の理解を促すのかに困難を感じている、(2)進路指導に対して、保護者は、消極性、関与、主張、認容といった複合的な態度を示している、(3)教員は保護者に気遣いながら関わっている、(4)軽度な知的障害のある生徒の割合が比較的多く、最終学年では、進路指導の困難さが軽減されている、(5)最終学年では、軽度な知的障害のある生徒の、自身の障害特性の理解は、進んでいる。平成24年度は、徳島県において、(1)特別支援学校高等部に在籍する進路指導困難生徒の保護者に関する調査の実施、(2)保護者の理解と支援のための講演会・討論会を実施した。特別支援学校高等部に在籍する進路指導困難生徒の保護者に関する調査については、特別支援学校高等部教員を対象としたアンケート調査及び個別聴取による面接調査を行った。また、特別支援学校高等部卒業者の保護者を対象とした個別聴取による面接調査を行った。主な研究結果は、次の通りである。アンケート調査の結果、(1)「消極性・無理解」、「養育の力」、「実情の認識不足」、「指導への抵抗」、「障害者制度への抵抗」の5因子が抽出され、進路指導における保護者に対する教員の意識には、複数の側面があることが示された。(2)全ての尺度において、進路指導困難生徒の指導経験の単純主効果が有意であり、対応の困難さが推察された。一方、学年が上がるにつれて、保護者に対する教員の意識には変化が見られた。教員に対する面接調査の結果、(1)保護者の障害に対する認識は、両親の間で、必ずしも一致していないこと、(2)福祉制度の利用を前向きに受け止めることで心情に変化が見られることが示された。また、保護者に対する面接調査の結果、(1)進路指導に不全感があっても教員には伝えきれていないこと、(2)保護者同士の支え合いが重要であることが示された。これら全ての調査結果は、徳島県支援学校進路指導担当者連絡協議会で報告し、進路指導困難生徒に関する保護者に対する支援の在り方を共有した。保護者の理解と支援のための講演会・討論会については、鳴門教育大学附属特別支援学校及び徳島県発達障害者支援センターと連携し、キャリア教育講座Wingの新堀氏並びにボーバル氏を講師として招聘し、実施した。平成25年度は、徳島県において、特別支援学校高等部に在籍する知的障害者及び発達障害者262名対象とした進路指導に関する調査を実施した。また、平成24年度に実施した研究の成果を日本特殊教育学会第51回大会において発表した。平成25年度の主な研究結果は、次の通りである。軽度の知的障害を有する生徒の、全生徒数に占める割合は、約39%であり、国立特別支援教育総合研究所(2010)による平成21年度の結果に比して、11ポイント高かった。学年及び障害種別を独立変数、進路指導の状況、及び生徒の能力等を従属変数とし、分散分析を行った。進路指導の困難さについては、1年生及び2年生に比べて、3年生の評価平均得点は有意に低かった。障害特性の理解については、1年生及び2年生に比べて、3年生の評価平均得点は有意に高かった。知的障害特別支援学校高等部において、軽度の知的障害を有する生徒は、比較的在籍率が高いこと、また、その進路指導上の困難は、最終学年では低減すること、さらに、障害特性の理解についても深まることが示された。一方、これら全ての調査結果は、徳島県特別支援学校進路指導担当者連絡協議会で報告し、結果を検討した上で、障害特性の理解が十分でない生徒の進路指導の在り方を特別支援学校間で共有した。また、平成23年度に実施した、進路指導が困難な生徒に関する調査・分析についても、平成24年度に実施した障害特性の理解が十分でない保護者に関する調査・分析についても、徳島県特別支援学校進路指導担当者連絡協議会で報告し、結果の検討を積み重ねてきた。その結果、障害特性の理解が十分でない生徒、及びその保護者に対する支援の在り方を特別支援学校間で共有するに至った。平成23年度は、徳島県において、進路指導担当者を対象とした進路指導困難生徒に関する調査及び担任を対象とした進路指導困難生徒に関する調査を実施した。またこれらの調査結果は、徳島県支援学校進路指導担当者連絡協議会で検討し、進路指導困難生徒に関する課題を共有すると共に、結果の分析を行った。進路指導担当者を対象とした進路指導困難生徒に関する調査は、研究推進担当者が特別支援学校進路指導担当者9名に進路指導困難生徒及び保護者が示す指導に関わる問題について個別に聴取した。その結果、就職を希望しているが、進路指導が困難である知的障害、あるいは発達障害を有する生徒に関する進路指導に関わる自己理解の実態を明らかにすることができた。

また担任を対象とした進路指導困難生徒に関する調査は、特別支援学校高等部教員181名に進路指導困難生徒及び保護者が示す指導に関わる問題について質問紙調査を実施した。その結果、軽度・中度の知的障害のある生徒が困難を示す割合が高く、進路選択、進路決定、特性理解の指導に困難を有しており、この傾向は、生徒が就職を希望している場合に顕著であることが明らかになった。これらの研究結果は、特別支援学校に在籍する進路指導困難生徒に関する初めての知見であり、本邦では、小・中・高等学校に比して遅れの見られる特別支援学校におけるキャリア教育に有益な示唆を与えるものである。また、徳島県支援学校進路指導担当者連絡協議会における先の研究結果の共有と分析のための協働は、進路指導担当者間結びつきを強め、校種を越えた進路指導に関わる連携体制を前進させただけでなく、進路指導担当者の研修としても有用であった。徳島県支援学校進路指導担当者連絡協議会の構成員である徳島県内の特別支援学校の進路指導担当者と連携し、特別支援学校高等部教員を対象とした進路指導困難生徒の保護者に関する調査が実施できた。これらの研究結果は、特別支援学校に在籍する進路指導困難生徒の保護者に関する初めての知見であり、特別支援学校の進路指導に有益な示唆を与えるものである。保護者の理解と支援のための講演会・討論会については、幼、小、中、高、特別支援学校の教員や発達相談の専門家などが多数参加しており、保護者の心情の理解と支援の在り方について、有益な示唆を提供することができ、今後の進路指導の伸展に寄与するものと思われる。徳島県支援学校進路指導担当者連絡協議会の構成員である徳島県内の特別支援学校の進路指導担当者と連携し、進路指導担当者を対象とした進路指導困難生徒に関する調査及び担任を対象とした進路指導困難生徒に関する調査を実施できた。また徳島県支援学校進路指導担当者連絡協議会において、調査結果の共有及び結果の分析ができている。平成25年度は、進路指導困難生徒の理解と支援を中心に研究を進める予定である。特別支援学校高等部教員を対象に質問紙調査及び聞き取り調査を行いたい。また、これまでの研究成果をまとめ、特別支援教育に関連する学会等で発表すると共に、学会誌へも投稿する予定である。平成24年度は、進路指導困難生徒の保護者の理解と支援を中心に研究を進める予定である。保護者理解のための講演会とワークショップについては、平成23年度の調査結果を受け、2名の連携研究者の協力を得ながら、キャリア教育に視点を定めて実施したいと考えている。また進路指導困難生徒の保護者への支援に視点をあて、担任への聞き取り調査を実施したい。そして、これまでの研究成果をまとめ、特別支援教育に関連する学会等で発表する予定である。「該当なし」講演会及びワークショップでは、キャリア教育に造詣の深い講師を招聘するため、謝金や旅費等が必要となる。また会の運営補助員も雇いたい。担任への聞き取り調査では、徳島県内の特別支援学校を訪問するため、データ収集のための旅費等が発生し、データ処理のための研究補助員への謝金も必要となる。
細胞内小器官ペルオキシソームの生合成および発現制御におけるPex1pの機能解析

ヒトのペルオキシソーム欠損症において約半分以上の患者が含まれる相補性群であるE群の相補遺伝子としてPEX1を既に単離している。E群患者由来の線維芽細胞を用いて、病因となる遺伝子変異を系統的に解析し、これらの変異がPex1pの機能に与える影響を明らかにすることでPex1pの機能について新たな知見を得た。比較的軽症型の乳児型Refsum病患者由来の線維芽細胞ではPEX1の843番目のGlyがAspに置換した変異がホモまたはヘテロで存在していた。これは30度でペルオキシソーム形成が回復するという温度感受性の原因となっている変異であり、Pex1pの発現量または安定性に起因していることを明らかにした。またZellweger症候群患者由来の細胞から同定され、ヘテロで存在していたL664Pおよび634del690変異は、Pex1pと同じくAAAタンパク質であるPex6pとの結合能を著しく低下させていることも明らかにした。つまりこれらの変異近傍のATP結合モチーフを含んだ領域はPex6pとの結合に重要な役割を果たしていることを示唆していた。そこでPex1pの複合体形成能に着目し、Pex1pがその機能を発揮するために構成するサブユニット構造を明らかにした。グリセロール濃度勾配遠心およびBlueNativeゲル電気泳動法に従ってPex1pまたはPex6pが構成する複合体を分画したところ、Pex1pはそれ自身でまたはPex6pと共に二通りの6量体構造を構成することを明らかにした。以上のようにPEX1およびPEX6の病因となる遺伝子変異および構造と機能に関する新たな知見を得ることができた。ヒトのペルオキシソーム欠損症におけるE群の相補遺伝子としてPEX1を既に単離しているが、E群患者由来の線維芽細胞について系統的な変異部位解析と、これらの変異がPex1pの機能にどのような影響を与えているか検討した。そこでPex1pの機能を温度で制御し、さらにPex6pとの協調的な機能に注目することでPex1pの機能解析が可能と考えた。温度感受性を示す線維芽細胞を用いてPex1pの機能を回復させ、ペルオキシソーム形成における細胞内の変化を生化学的に解析した。するとPex1pが機能を失った状態では、ペルオキシソーム膜蛋白質は存在するが、これまでに知られていない低密度の膜画分が存在すること、そしてPex1pの機能が回復してからは正常なペルオキシソームが生合成されることを示唆する結果が得られた。以上のように、PEX1の変異部位解析から機能との相関を明らかにし、Pex1pがペルオキシソーム膜の生合成に関与している可能性を示唆した。

比較的軽症型の乳児型Refsum病患者由来の線維芽細胞ではPEX1の843番目のGlyがAspに置換した変異がホモまたはヘテロで存在していた。これは30度でペルオキシソーム形成が回復するという温度感受性の原因となっている変異であり、Pex1pの発現量または安定性に起因していることを明らかにした。またZellweger症候群患者由来の細胞から同定され、ヘテロで存在していたL664Pおよび634del690変異は、Pex1pと同じくAAAタンパク質であるPex6pとの結合能を著しく低下させていることも明らかにした。つまりこれらの変異近傍のATP結合モチーフを含んだ領域はPex6pとの結合に重要な役割を果たしていることを示唆していた。そこでPex1pの複合体形成能に着目し、Pex1pがその機能を発揮するために構成するサブユニット構造を明らかにした。グリセロール濃度勾配遠心およびBlueNativeゲル電気泳動法に従ってPex1pまたはPex6pが構成する複合体を分画したところ、Pex1pはそれ自身でまたはPex6pと共に二通りの6量体構造を構成することを明らかにした。以上のようにPEX1およびPEX6の病因となる遺伝子変異および構造と機能に関する新たな知見を得ることができた。
金属・磁性量子井戸ヘテロ構造における表面プラズモンと磁気光学の融合

表面プラズモンを応用した光ナノデバイスは、従来の半導体技術を凌駕する光技術の創出が期待される。本研究では、ZnO系量子井戸内の励起子遷移と金属ナノ構造体の表面プラズモン間の相互作用を理解し、磁気光学応答の向上を目指した。最初に、ZnO系単一量子井戸と金属間の動的光応答を調査した。本研究から、光励起下で量子井戸内に生成される励起子が表面プラズモンへの光結合を示す結果を得た。特に、量子井戸内の発光(photoluminescence: PL)分光の時間分解計測に基づいて、量子井戸から表面プラズモンへのエネルギー移動が観測された。この現象は、量子井戸内の電子・正孔対の再結合過程が、金属表面上のプラズモン励起に強く影響されることを示唆する。上記の研究成果を踏まえて、磁性量子井戸と表面プラズモン励起の相互作用を検討した。磁性量子井戸の磁性層として、Zn1-xCoxOを採用した。Zn1-xCoxO層の磁気光学効果はCo濃度に強く依存する。磁気円二色性(MCD)分光から、Co濃度は10%程度で大きなゼーマン分裂(高いg因子)を励起子遷移において示すことを見出し、測定温度10Kにおいて、20程度のg因子を示した。故に、Zn0.90Co0.10O及びMg0.10Zn0.90Oを量子井戸及び量子障壁層とした磁性量子井戸構造を形成し、同様に磁気円二色性及びその温度依存性を評価した。紫外域への表面プラズモン励起として、波長350 nmから400 nmにプラズモン共鳴ピークを示す白金(Pt)ナノドット構造体を採用した磁性量子井戸層内の磁気光学応答は、表面プラズモン励起によって僅かに向上することを見出した。今後、この研究成果に基づいて、磁気光学励起と表面プラズモン励起の光相互作用のダイナミクスの研究を展開していく。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、金属ナノ構造と磁性量子井戸から成るヘテロ構造を利用して、表面プラズモンと磁気光学特性との光相互作用を利用して、低次元効果に基づいた巨大な磁気光学効果を実現することを目標とする。平成25年度は、磁性量子井戸に適用するZnCoO混晶薄膜の基本的な磁気光学特性の解明を主眼とした。更に、表面プラズモン励起を可能とする金属ナノ構造体の理論的考察を実施した。Zn1-xCoxO薄膜はパルスレーザー堆積(PLD)法を用いて作製した。得られた試料は、X線回折から結晶性評価を行い、電子線プローブマイクロアナライザー(EDX)を用いて組成比を同定した。また、ZnO内のCo原子は、2+の価数をもって4配位のZnサイトを占有していることを光電子分光(XPS)から明らかにした。更に、Zn1-xCoxOはCo濃度の増大と伴に、バンドギャップが徐々に大きくなり、Zn1-xCoxOがZnOよりもワイドバンドギャップ半導体となり、量子井戸内の障壁層として機能することを確認した。Zn1-xCoxOにおける磁気光学特性は、磁気円二色性分光(MCD)から明らかにした。ZnOへのCo添加は、大きな磁気光学効果を発現し、10%でのCo濃度で最大の磁気光学特性を示した。一方、10%以上のCo濃度域では磁気光学効果は小さくなる。それは、ZnO母体内でCo-Coのクラスター形成が一つ原因として考慮される。一方、金属ナノ構造体からの表面プラズモン共鳴に関して、長波長近似を取り入れたナノディスク計算から理論的に予測した。候補の金属材料として、白金(Pt)、アルミ二ウム(Al)及びパラジウム(Pd)が挙げた。理論計算の結果として、アルミ二ウムから成る金属ナノドット構造体が紫外域(330-350nm)における表面プラズモン増強に適することが分かった。現在、金属ナノドットの微細加工を実施中である。

故に、Zn0.90Co0.10O及びMg0.10Zn0.90Oを量子井戸及び量子障壁層とした磁性量子井戸構造を形成し、同様に磁気円二色性及びその温度依存性を評価した。紫外域への表面プラズモン励起として、波長350 nmから400 nmにプラズモン共鳴ピークを示す白金(Pt)ナノドット構造体を採用した磁性量子井戸層内の磁気光学応答は、表面プラズモン励起によって僅かに向上することを見出した。今後、この研究成果に基づいて、磁気光学励起と表面プラズモン励起の光相互作用のダイナミクスの研究を展開していく。26年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、磁性量子井戸構造における中核材料であるZn1-xCoxOの基礎的な磁気光学特性の評価、及び紫外域でプラズモン共鳴励起が可能な金属ナノ構造体の理論的予測を目標とした。最初の課題であるZn1-xCoxOにおける磁気光学特性の理解は、系統的にCo濃度が異なる良質な薄膜試料の作製によって達成された。特に、磁気光学特性がCo濃度に強く依存し、最大の磁気光学機能を示す最適なCo濃度の存在を見出した。この結果は、来年度に実施するZnCoO/ZnO磁性量子井戸構造の形成に対する予備的知見として重要となる。更に、Zn1-xCoxOがCo濃度と伴にバンドギャップエネルギーが増加し、ZnOよりもワイドギャップ半導体となりZn1-xCoxOが量子障壁層として機能することを示唆する。故に、Zn1-xCoxOに関する今年度の研究進達度は十分であると判断できる。一方、紫外域で表面プラズモン共鳴励起が可能な材料とし理論的な観点から考察し、アルミ二ウム金属が有望であることを特定し、磁性量子井戸内の磁気光学機能への融合を考慮した祭、最適なナノドットサイズは150 nm程度あることを見出した。現在、金属ナノ加工を実施している。従って、2番目の研究課題も順調に進展している。平成26年度は、紫外共鳴プラズモン励起が可能な金属ナノ構造体の作製とその評価、及び金属・磁性量子井戸ヘテロ構造の形成とその磁気光学効果(プラズモン・磁気光学相互作用)の観測を目標とする。最初に、ナノインプリントリソグラフィー技術を用いて金属ナノ構造体を作製していく。金属候補として前年度の理論的考察に基づきアルミニウムを採用する。プラズモン共鳴波長を330-350 nm程度に制御するためにナノドットサイズを150nm程度とする。2番目の課題として、磁性量子井戸構造の形成を実施する。Zn1-xCoxOを量子障壁層、ZnOを井戸層として用いる。量子井戸構造は、透過測定による磁気光学特性の評価に適する井戸層は3層程度とし、サファイアヤ基板上にパルスレーザー堆積法を用いて作製する。磁性量子井戸の作製後に、金属ナノ構造体をインプリント法によって作製し、プラズモンと磁気光学の相互作用を検証する。