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外来化学療法を受ける肺がん患者の生活を支援する情報提供・相談システムの開発と評価

本研究の目的は外来で化学療法を受ける肺がん患者のQOL(Quality of Life)を高めるために、療養生活を支援する情報提供・相談システムの開発を行なうことである。患者・家族、専門家を対象に調査を実施し、化学療法を受けながら療養生活を継続するために必要な情報を明らかにした。さらに情報検索システムを組み込むと共に画面表示・操作性を高めたシステムを開発し、そのシステムを活用した相談活動の有効性を評価した。その結果、対象患者の満足度は高かった。一方、看護師はシステムの操作に対する評価が低かったが、概ね対象者の相談ニーズに応えることができたと評価した。これらからシステムに一部の改良はいるが相談活動への活用に有効であると判断された。本研究の目的は、外来で化学療法を受ける肺がん患者のQOL(Quality of Life)を高めるために、患者の療養生活を支援する情報提供・相談システムの開発と評価を行なうことである。研究期間は4年である。まず2年間で化学療法を受ける肺がん患者の療養生活を支援するために必要な情報の調査、調査結果をもとに情報の収集と作成などをすすめ、情報を検索・有効活用できるようなデータベースを構築する。その後の2年間で、外来で化学療法を受ける肺がん患者を対象に、開発したシステムを活用して治療時期に応じた情報提供および相談活動を行なう。開発した「情報のデータベース」と医療者側の「情報提供」および「相談活動」が有機的な連携がとれるシステムである。このシステムの有用性を患者満足度、がん薬物療法におけるQOL調査票、肺がん患者のセルフケア尺度(網島が開発;2005年)、出現した副作用の種類・程度、治療の中断の有無などで評価する計画である。肺がん患者が外来で化学療法を継続していくには、治療に伴う副作用に対する対処、生活のマネジメントなど、患者が主体的に取り組むセルフケアが重要である。そのセルフケアを高めるためには、患者の生活を見据えて必要な情報を提供することが重要である。そこで、本研究は外来で化学療法を受ける肺がん患者のQOL (Quality of Life)を高めるために、患者の療養生活を支援する情報提供・相談システムの開発と評価を行なうことを目的とする。平成20年度は、外来で化学療法を受ける肺がん患者の生活を支援するための情報内容を明らかにするために、研究参加に同意した患者20名とその家族を対象に、面接調査・自己報告式質問紙調査を実施した。調査内容は治療を受けながら生活する中で生じた心身・社会的な問題とその対処、対処に必要な情報と情報源および提供方法である。家族には患者を支援するうえで生じた問題と対処、対処に必要な情報などである。さらに、全国がん診療連携拠点病院で化学療法に関わる医師、看護師、薬剤師、臨床心理士、ソーシャルワーカーなどの専門家500名を対象に、重要と考える情報および情報提供の現状を調査した。その結果、患者が求めている情報として抽出されたのは、副作用の対処、治療の効果や終了の時期、ストレス・落ち込みなどの気持ちへの対処であった。家族は、治療前は病気に関すること、治療中・後は異常時や症状悪化時の対応などの情報を求めていた。また、家族は患者の心理的な支援に対する戸惑いや転移に対する不安を抱いていた。専門家が重要と捉えている情報は、症状に関すること、日常生活の注意点やコツ、社会保障制度などであった。このような結果を活かして開発するシステムの情報項目をツリー状に構造化した。現在は各項目の内容を入力しデータベース化すると共に出力画面の作成を進めている。本研究は、外来で化学療法を受ける肺がん患者のQOL(Quality of Life)を高めるために、患者の療養生活を支援する情報提供・相談システムの開発と評価を行なうことを目的とする。平成20年度は、患者・家族および全国がん診療連携拠点病院で化学療法に関わる医師、看護師、薬剤師、臨床心理士、ソーシャルワーカーなどの専門家を対象に、重要と考える情報・情報提供の現状を調査した。平成21年度は、前年度の成果をもとに情報内容の作成・蓄積を行い、情報提供のための画面作成・情報検索を含めたシステムを開発しフィールドテストを実施した。その結果をふまえて改良することを目的とした。情報の出力画面作成と蓄積(データベース化)の項目は、「病気の理解」「治療法の理解」「セカンドオピニオン」「症状・副作用の対処」「肺理学療法」「感染予防」「日常生活の管理」「心のケア」「異常時・症状悪化の対応」「セルフチェック」「社会的役割」「経済的問題(高額医療費・所得保障)」「サポート」「通院治療」などである。また、キーワード検索システムを構築し、検索部と内容表示部とは別windowとした。

内容を表示する出力画面は大画面とし、わかりやすく・見やすい画面を作成するために、画面構成の統一、文字のフォントや大きさ、イラスト、図表を工夫した。開発したシステムについて、化学療法を受ける患者・家族・専門家から情報内容・画面表示、動作・操作性などについて評価を受けた。その結果、疾患や治療・副作用の内容がむずかしい、図表の文字が小さく見にくいなどの指摘を受けた。そこで、専門用語を平易な表現に変更、図表のサイズなどに改良を加えた。今後は、よりわかりやすさを目指すために、呼吸訓練・排痰法の動画、音声による内容説明などをシステムに追加していきたい。本研究は、外来で化学療法を受ける肺がん患者のQOL(Quality of Life)を高めるために、患者の療養生活を支援する情報提供・相談システムの開発と評価を行なうことを目的とする。研究期間は4年である。平成20年度は、患者・家族、専門家を対象とした調査を実施し、化学療法を受けながら療養生活を継続するために必要な情報を明らかにした。平成21年度は前年度の成果をもとに情報内容の作成・蓄積を行い、情報検索システムを組み込むと共に、画面表示・操作性の性能を高めた試験的なシステムを開発した。平成22年度は試験的なシステムのフィールドテストを再度実施し、その結果をふまえた改良とビデオなどのシステムへの組み込み、肺がん患者を対象にした(対照群)予備的調査を実施することを目的とした。専門家、患者・家族の評価をもとに次の項目について情報内容と画面を改良したものを作成した。改良項目は、「病気の理解」「検査とその意味」「治療法の理解」「肺理学療法」「気持ちの持ち方」「異常時および症状悪化の対応」「経済的問題(高額医療費・所得保障など)」など30頁程度である。文字、動画・イラスト、音声などを活用し、わかりやすく・見やすい画面を作成、さらに検索部と表示部を使いやすさを考慮して改良した。また、システムに取り込むビデオ(呼吸法、リラクゼーション、呼吸にあわせた生活動作など)を作成した。ビデオには字幕などを挿入し、見やすく・わかりやすいことを考慮して作成し、システムに組み込んだ。来年度は、その開発したシステムを用いた情報提供・個別相談の有効性を評価することになる。そのために、実験群への介入方法の計画、評価指標の検討を行った。特に、予備的調査の結果・文献検討から患者満足度を測定するための測定尺度を考案した。本研究は、外来で化学療法を受ける肺がん患者のQOL(Quality of Life)を高めるために、患者自身のセルフケア能力、療養生活を支援する情報提供・相談システムの開発と評価を行なうことを目的とする。平成21年度は、情報内容の作成・蓄積を行い、情報検索システムを組み込むと共に、画面表示・操作性の性能を高めた試験的なシステムを開発した。平成22年度は、試験的なシステムのフィールドテスト後、その結果をふまえて改良した。
タブレットPCとシート型電子黒板を関連づけた、数学的活動を促す教材と指導法の研究

本研究者は、以前からシート型電子黒板を利用して、図形描画ソフト「シンデレラ」やグラフ表示ソフト「Grapes」を使用した教材提示授業を行なってきた。本研究では、この手法を発展させ、タブレット型PCを生徒に利用させて、より効果的な授業の手法を検討することを目的とした。まず、これらの使用が有効な単元・題材、そのためのソフトウェアの検討を行なったが、タブレットPCとして広く出回っているiPadやAndroid系では充分なアプリケーションがないことが分かった。そこで、シート型電子黒板で使用しているWindows系ソフトを利用するためのタブレットPCの購入を目指したが、これらは上記2種に比べてやや高価で、結果的に6台のWindows7系旧型タブレットPCを6台購入した。このことから、本研究者のような目的で使用するためには、現時点のタブレットPCはやや過渡的的製品と考えられるということを感じた。一方、使用するソフトとしては、上記の「シンデレラ」「Grapes」の使用を目指した。ただし、今年度は担当する授業の関係で図形教材を扱う場面がなく、関数教材にも時間が取れない状況だったため、実際の授業での使用はできなかった。そのため、放課後を利用して、希望する生徒を対象として、実験的に数回の使用を試みるにとどまった。結果的に、最大で10名程度の生徒を対象に5回ほどシンデレラの使用を体験させた。このわずかな使用の中では、まず生徒がタブレットPCに慣れるという活動が必要であった。特に、通常のPCに比べてポインティングが難しいことが危惧していたが、生徒が慣れているマウスの使用に比べると難点があることは予想通りだった。ただし、生徒によっては23回の使用で克服する者もおり、個人差が大きい部分だと思われた。使用の感触は概ね好評であったが、放課後の試験的使用であることを考えると、現実の授業で同様の反応があるかは検討の余地がある。一定の効果は感じられたものの、現実の教具化に関しては、機材とアプリケーションの更なる検討が必要だと思われた。
時間領域低振動数分光による分子間振動をプローブとしたイオン液体の特性の解明

本研究では,環境や安全性の点から近年注目されているイオン液体の分子間振動を時間領域低振動分光で測定する。イオン液体の特徴的な性質は分子間相互作用・運動に依るところが大きい。分子間振動は微視的な分子間相互作用・運動のプローブとなるため,その評価を行うことはイオン液体の本質的な理解に繋がる。そこで,イオン液体の(i)分子間振動スペクトル,(ii)分子間振動バンドの振動周波数と液体バルク物性因子との関係,(iii)分子間振動の分極率と双極子応答,について一般的な分子液体や芳香族と非芳香族性イオン液体の比較を行い,分子間相互作用・運動にどのような特徴があるのか,という根本的な疑問点を明らかにする。
顔および社会的情報が関わる場面での注意制御とそのメタ認知

本研究助成では,顔が関わる社会的場面での注意捕捉に関する研究と,顔の魅力の並列抽出に関する研究を実施した。顔が関わる社会的場面での注意捕捉に関する研究では,従来は顔は人間の注意を引きつけやすく,特に意図的に顔を探索していなくても注意を捕捉してしまうと言われていた。しかし,これまでの研究を精査すると,ほとんど全ての研究で顔への構えと,目下の課題への構えが重複していた。例えば,Langton et al.(2008)は被験者に物体の探索をさせており,この中に顔画像も含まれていた。従って,純粋な顔による注意捕捉を調べるためには,知覚的構えが顔と主課題とで重複しない事態を設ける必要があった。本研究は高速逐次視覚呈示事態を用いて,顔による注意捕捉は自動的に起こると言うよりも,課題依存であることを示す知見を得た。魅力の並列抽出に関する実験では,2-5名で構成される集団の平均的魅力を同時抽出できるかを調べた。その結果,集団内の魅力のばらつきによる魅力の押し上げ・押し下げバイアスがあることがわかった。こうした結果は,集団の魅力抽出が可能であることを示唆していた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度は心理物理実験を用いて顔などの社会的情報価の高い刺激を広い範囲でテストした。基本的な現象を発生させる条件を特定し,その事態でメタ認知の測定を行うことを目的とした。具体的には,これまで申請者は予備実験としてFolk,Leber,& Egeth(2002)と類似した実験事態において,非空間属性による注意制御の不全が生じることを確認している。そこで,本年度はa)からc)に基づいて実験要因を操作した。顔刺激が存在するために本来無視できた妨害刺激が標的同定成績を低下させる要因の特定色や形状といった非空間的による知覚的構えに依存して妨害刺激が無視できたり,注意捕捉を生じてしまうという基礎的データに基づき,それらの妨害刺激に随伴させる顔などの社会性が関わる刺激の追加効果の有無を検討した。基本課題は画面中央に提示された高速逐次視覚呈示系列の中から標的刺激(赤色の文字)を同定することであった。このとき,以下の3つの実験・調査を行った。a)注意捕捉のメタ認知:顔そのものの存在が注意捕捉を起こすと思うかのメタ認知測定。b)顔そのものの存在:妨害刺激枠内に顔画像を呈示する。c)性別・表情で唯一異なる画像:環境ベースの注意捕捉説に基づけば,他と異なる逸脱値刺激(いわゆる"仲間外れ")は注意捕捉を生じる.一方,課題ベース説はそのような刺激が注意捕捉するのは課題依存という対立する予測が成り立つため,両仮説の対比が可能になる。実験1でa)について検証したところ,約70%の被験者(N=50)が顔画像そのものの存在は注意捕捉を起こすというメタ認知をしていた。認知科学研究に携わる被験者(N=51)でもほぼ同様の結果であった。b)で実際に注意捕捉実験を行った結果,顔画像そのものは注意捕捉を全く引き起こさなかった。c)の手続きでも,顔は注意捕捉を引き起こさなかった。この結果は,注意選択は社会的文脈では重要とされる顔刺激にも影響を受けず,強い選択性を持つことが分かった。本年度前半は節電,核汚染の影響があり被験者実験が滞ったため。顔画像刺激を整備する過程で新たな実験計画の着想を得た。本年度はこのプランと二本立てで本研究課題を推進する。
睡眠行動障害に関する生理薬理学的研究(パーキンソニズムとオレキシンシステム)

中脳腹測領域はGABA細胞が豊富であり、睡眠の制御や運動に重要である。中脳腹側部の睡眠覚醒サイクルにおけるGABA量、ヒスタミン量は覚醒量と有意に正相関したがドーパミンは差がなかった。中脳腹側部のドーパミン細胞付近の破壊は不眠を、中脳?橋境界部の破壊は睡眠時の筋緊張を亢進した。また短期間のドーパミンアゴニストの投与は周期性四肢運動障害の改善を見るが、長期投与すると症状は悪化する傾向にあった。一方、パーキンソン病および過眠症状を示す症例の脳脊髄液中のオレキシン量はドーパミンよりヒスタミンとの関連が強かった。中脳腹側部のドーパミン細胞付近の破壊により不眠を、さらに中脳-橋境界部の破壊が睡眠時の筋緊張の亢進を観察した。また、パーキンソン病患者の視床下部オレキシンニューロンの形態変化、臨床検査データとしての脳脊髄液中のオレキシン・神経伝達物質を併せて検討した。1)ラットを用いた睡眠実験(1)睡眠段階記録下にダイアリシスサンプルを用いてアミノ酸の測定を行った。黒質での睡眠段階によるGABAの変動は観測されなかった。黒質緻密部と網様部ではGABA終末の分布にも違いがあるので、さらに例数を増やし組織検索をもとにデータの再検討が必要である。(2)睡眠段階記録下にマイクロダイアリシスプローブを介してGABAのアゴニスト、アンタゴニストおよびオレキシンとオレキシンアンタゴニストを目標部位に投与、睡眠段階の変化、筋活動の変化、異常行動を調べた。オレキシンの投与により覚醒の減少とGABAアゴニストおよびアンタゴニスト投与により用量依存性に睡眠量が減少および増加した。睡眠時行動異常に関連するのは黒質部よりもやや背外側部に強いようでさらに検討している。2)臨床検体でのパーキンソン病とオレキシンとの関係の研究各種疾患患者の脊髄液サンプル中のオレキシン量とヒスタミン量を測定した。脊髄液オレキシン量とパーキンソン病重症度の間に負の相関が予想されたが、現在集まった症例では強い相関は見られていない。ヒスタミン分析からオレキシン低下が見られるナルコレプシーだけでなく、オレキシンレベルの比較的高い突発性過眠症でもヒスタミンレベルが下がっている事がわかった。この結果から過眠症状とより強く関連するのがヒスタミンである事が示唆され、パーキンソンでもヒスタミン量と,視床下部ヒスタミン細胞の保全を調べる必要性が示唆されて検討中である。パーキンソン病患者の組織検討はUCLAと共同で進めておりパーキンソン病症状の重症度とオレキシン細胞数に負の相関が見られている。中脳腹測領域はGABA細胞が豊富であり、睡眠・運動の制御に重要である。そこでパーキンソン時に見られる睡眠障害と類似する運動症状を示す動物モデルを用いて検討している。昨年まで例数が少なく有意な変化が見られなかったが実験継続により黒質での睡眠段階四肢の運動に関連したGABAの変動を観測し学術集会で発表を行った。結果を集計し専門誌発表の準備を進めている。(3)下丘の腹側部から黒質外側部への投射が重要であることが示唆され、逆行性標的物質とGABAのmRNA発現を調べる実験に着手している。2)各種疾患患者の脊髄液サンプル中のオレキシン量とヒスタミン量ヒスタミン分析からオレキシン低下が見られるナルコレプシーだけでなく、オレキシンレベルの比較的高い突発性過眠症でもヒスタミンレベルが下がっている事がわかった。この結果から過眠症状とよP強く関連するのがヒスタミンである事が示唆され、パーキンソンでもヒスタミン量と,視床下部ヒスタミン細胞の保全を調べる必要性が示唆される。この結果は下記研究成果記載のように睡眠専門学術誌Sleepに発表した。そこでパーキンソン時に見られる睡眠障害と類似する運動症状を示す動物モデルを用いて検討してきた。1)ラットを用いた睡眠実験(1)睡眠段階記録下にマイクロダイアリシスプローブを介してGABAのアゴニスト、アンタゴニストおよびオレキシンとオレキシンアンタゴニストを目標部位に投与、睡眠段階の変化、筋活動の変化、異常行動を調べた。

オレキシンの投与により覚醒の減少とGABAアゴニストおよびアンタゴニスト投与により用量依存性に睡眠量が減少および増加した。(2)下丘の腹側部から黒質外側部への投射が重要であることが示唆され、逆行性標的物質とGABAのmRNA発現を調べる実験を進めている。ラットの結果に加え、ヒト老齢脳の同部位でのGABA動態を検索している。今後結果を集計し専門誌発表する予定である。2)各種疾患患者の脊髄液サンプル中のオレキシン量とヒスタミン量昨年度までで完結し睡眠専門学術誌Sleep(2009)32;181-7に報告した。「ヒスタミン分析からオレキシン低下が見られるナルコレプシーだけでなく、オレキシンレベルの比較的高い突発性過眠症でもヒスタミンレベルが下がっている事がわかった。この結果から過眠症状とより強く関連するのがヒスタミンである事が示唆され、パーキンソンでもヒスタミン量と,視床下部ヒスタミン細胞の保全を調べる必要性が示唆される。」この結果をうけ本年度は追加でパーキンソン症例の脊髄液中ヒスタミン測定、脳組織におけるヒスタミン細胞の変化を検索した。今後の報告に向けて準備中である。
新強誘電体薄膜の探索

磁性強誘電体YMnO_3系と半導体の接合によってMOS界面(MFIS界面)を形成し,新規な電界効果型の不揮発性メモリの開発を行っている。1)強磁性強誘電体RMnO_3系物質の開発YMnO_3の成長において問題であった成長中の組成変動を、ターゲットの作成方法、基盤加熱機構、レーザー波長の短波長化によって抑制し、分極ヒステリシスの矩形性を大幅に改善した。YMnO_3をSi上にエピタキシャル成長させMOS(MFIS)キャパシタを作成した.強誘電体ゲートトランジスタの問題点を記憶保持特性の改善と認識し、記憶保持特性に及ぼすリーク電流の影響を昨年度より詳細に把握した。3)YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタの作成に向けた成長温度の低減化YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタを試作中にYMnO_3のクラッキングの問題が生じた.成長温度を低温化することによって対処する予定である。昨年度、成長温度は650°Cまで低減できることが明らかになっていたが、650°Cで作製した試料では十分な強誘電性が得られないことがわかった。現在は、740°Cで成長している。4)YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタの試作YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタを20μmと大きなゲート長ではあるが全行程を終了した。YMnO_3のエッチングなどのデバイスプロセスの問題点が顕在化し、未だ良好なトランジスタ特性は得られていない。5)YMnO_3の磁気特性と誘電特性との相関ネール点近傍の温度において、YMnO_3の分極反転の抗電界および低電界側での誘電率に異常があることが見いだされた。強誘電体ゲートトランジスタに最適な新強誘電体物質の探索に関しては、藤村がYMnO_3系物質を、田畑がカルコゲン系物質を中心に検討を行っている。YMnO_3系物質については組成制御性の改善やキュリー点の低下、カルコゲン系物質に関しては、自発分極と抗電界の増大を目的とした研究に着手した。前者はMFIS、後者はMFSに向けた物質として別個に開発されているが、特性の評価は大学間を連携して行っている。当該デバイスの問題点を記憶保持特性の改善と認識し、記憶保持特性に及ぼす界面分極や空間電荷の再配列、リーク電流、減分極電界の影響に関する研究(藤村)にも着手している。これらは金属/強誘電体/(絶縁体)/半導体のバンドアライメントの影響を強く受けるために、XPSやSPMを用いた仕事関数、価電子帯準位や伝導帯準位の測定方法を確立することも試みている(田畑)。また、シリコン/強誘電体界面の原子スケール制御がリーク電流や空間電荷に及ぼす影響も記憶保持特性の改善には極めて重要である。田畑は低エネルギープラズマ窒化装置を自作し、超平坦極薄酸窒膜の形成に成功し、この領域での研究の飛躍が期待させる。昨年度報告書記載分強誘電体ゲートトランジスタに最適な新強誘電体物質の探索に関しては、藤村がYMnO_3系物質を、田畑がカルコゲン系物質を中心に検討を行っている。YMnO_3系物質についてはサイト置換によるキュリー点の低減、共有伝特性の改善を目的に、カルコゲン系物質に関しては、自発分極と抗電界の増大、界面特性の向上を目的とした研究に着手した。当該デバイスの問題点を記憶保持特性の改善と認識し、記憶保持特性に及ぼす界面分極や空間電荷の再配列、リーク電流、減分極電界の影響に関する研究(藤村)にも着手し、保持特性の向上には十分に飽和させた分極を利用しなければならないことが確認された。本年度の重要な研究結果としてMFIS構造を有するエピタキシャルYMnO_3/Y_2O_3/Si構造を用いてはじめて分極飽和が観察されたことである。また、分極飽和が得られたことにより、保持特性も1万秒以上と大きく改善した。これらのメモリー保持特性には、金属/強誘電体/(絶縁体)/半導体のバンドアライメントの影響を強く受けるために、XPSやSPMを用いた仕事関数、価電子帯準位や伝導帯準位の測定方法を確立した(田畑)。また、シリコン/強誘電体界面の原子スケールでの制御がリーク電流や空間電荷に及ぼす影響も記憶保持特性の改善には極めて重要である。その他、藤村はBaZrO_3のSi上へのエピタキシャル成長に成功するとともにZnO:Li強誘電体を用いて高速光スイッチング動作に成功するなどの成果が得られた。田畑は高誘電率新物質としてBa(Zr,Ti)O_3系の超格子の作成を試みている。現在は安田(岐阜大)班のバルクの情報を基に単層膜での基礎検討を行い、リラクサー的挙動を確認している。

YMnO_3系物質についてはサイト置換によるキュリー点の低減、強誘電特性の改善を目的に、カルコゲン系物質に関しては、自発分極と抗電界の増大、界面特性の向上を目的とした研究に着手した。前者はMFIS、後者はMFSに向けた物質として別個に開発されているが、特性の評価は大学間を連携して行っている。当該デバイスの問題点を記憶保持特性の改善と認識し、記憶保持特性に及ぼす分極状態の影響,界面分極や空間電荷の再配列、リーク電流、減分極電界の影響に関しては(藤村)ほぼ解明された。本年度の重要な研究結果としてはリーク電流との相関が明らかになったことである.また,実際のデバイス特性を測定するためにトランジスタの作成にも着手した.当初予定していた結果を大幅に上回っている.これらのメモリー保持特性には、金属/強誘電体/(絶縁体)/半導体のバンドアライメントの影響を強く受けるために、XPSやSPMを用いた仕事関数、価電子帯準位や伝導帯準位の測定方法を確立した(田畑)。低エネルギープラズマ窒化装置を自作し、超平坦極薄酸窒膜の形成に成功し、この領域での研究の飛躍が期待させる。その他、藤村はBaZrO_3のSi上へのエピタキシャル成長に成功するとともにZnO : Li強誘電体を用いて高速光スイッチング動作に成功するなどの成果が得られた。田畑は高誘電率新物質としてBa(Zr,Ti)O_3系の超格子の作成を試みている。現在は安田(岐阜大)班のバルクの情報を基に単層膜での基礎検討を行い、リラクサー的挙動を確認している。磁性強誘電体YMnO_3系と半導体の接合によってMOS界面(MFIS界面)を形成し,新規な電界効果型の不揮発性メモリの開発を行っている。1)強磁性強誘電体RMnO_3系物質の開発YMnO_3の成長において問題であった成長中の組成変動を、ターゲットの作成方法、基盤加熱機構、レーザー波長の短波長化によって抑制し、分極ヒステリシスの矩形性を大幅に改善した。YMnO_3をSi上にエピタキシャル成長させMOS(MFIS)キャパシタを作成した.強誘電体ゲートトランジスタの問題点を記憶保持特性の改善と認識し、記憶保持特性に及ぼすリーク電流の影響を昨年度より詳細に把握した。3)YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタの作成に向けた成長温度の低減化YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタを試作中にYMnO_3のクラッキングの問題が生じた.成長温度を低温化することによって対処する予定である。昨年度、成長温度は650°Cまで低減できることが明らかになっていたが、650°Cで作製した試料では十分な強誘電性が得られないことがわかった。現在は、740°Cで成長している。4)YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタの試作YMnO_3を用いたMFIS電界効果型トランジスタを20μmと大きなゲート長ではあるが全行程を終了した。YMnO_3のエッチングなどのデバイスプロセスの問題点が顕在化し、未だ良好なトランジスタ特性は得られていない。5)YMnO_3の磁気特性と誘電特性との相関ネール点近傍の温度において、YMnO_3の分極反転の抗電界および低電界側での誘電率に異常があることが見いだされた。
包括的な文化理解に基づく彫刻文化財修復論の措定研究

本研究の趣旨に基づいた研究会およびシンポジウムを複数開催した結果、美術性・歴史性・宗教性などの多様な観点を踏まえて行われる修復家の判断が、文化財修復としての妥当性をもつためには、複雑に絡み合う諸要素を包括的に統御する視座を持つ必要があることが浮き彫りになった。それは、「文化」に対してより適正かつ公平な眼をもつための要件であるとともに、「修復論」構築に必須な土台であることを確認し、次の目的への指針となった。平成20年度は、本研究につながるこれまでの成果を観点ごとに一旦整理した上で関連づけ、次の段階へ進める基盤活動を行った。具体的には、数年来継続してきた、1.彫刻文化財の修復理念に関する研究(総論)、2.各措置における妥当性の検証と問題点の抽出研究(各論)、3.造形教育の観点から「文化理解」の可能性を模索する取り組み、以上3点について、内容の検討を行い、外部研究者および一般に公表しながら検証作業を進めた。修復活動に直接関わる上記の1.と2.については、「文化財保存修復学会」等で発表した内容の吟味と冊子化の準備作業を行った。さらに、定例研究会ならびに公開講演会を複数回開催した。公開講演会では、とくに西洋と日本の文化財関連活動の推移を確認するために、各分野の研究経験者を招いて講演いただき、「文化財」という考え方の発生・展開・浸透に関して、西洋と日本それぞれの文化的背景と、主軸となる思想や制度の関連性等を含めて検証した。上記3.については、研究代表者が所属する立正大学仏教学部の協力を得て、『引き継がれる仏教文化展』ならびに『特別講演会-文化財修復から見えること-』を同時開催した。主たる展示内容は、学生の模刻・模写作品と修復事例報告である。この「学生作品」は、研究代表者を中心に当該学部で展開している、造形という手法をとおした文化理解を主眼とした教育・研究の成果である。「修復事例報告」は、修復を行った実物資料の展示とともに、各措置の選択における要点を紹介した。『特別講演会』は、文化財修復の権威である二名を招いて講演いただくとともに、研究代表者を含めた三者で、文化財修復の意義と可能性をテーマとした対談を行った。平成21年度は、20年度までの成果を元に、1.現時点での文化財修復(彫刻)に関する課題を抽出し、それが現象化していく経緯と要因についての検討作業、2.彫刻芸術のオーセンティシティについての究明、3.文化財に関わるすべての活動が「文化理解」につながる可能性への取り組み、以上3点について研究を行った。1.については、定例研究会を複数開催した。とくに外部の専門家を招いた研究会では、西洋と日本の文化財関連活動の推移を確認し、日本の彫刻文化財修復理念の受容の在り方を考察した。また日本における文化財概念を再検討の上、彫刻文化財の修復理念を問い直す観点について検討を行った。文化財修復学会に参加し最新の文化財修復の事情を把握の上、作業を進め、次年度の学会発表内容について決定した。2.については、公開講演会「文化財修復のための『彫刻論』について」を開催し、芸術作品のうち特に彫刻作品の美の本質と、その制作と鑑賞に関わる感覚に関する講演内容を通し、修復専門家同士のディスカッションを行い、彫刻文化財の修復が抱える課題を浮彫にした。12.について冊子化への準備を行った。3.については、研究代表者が所属する立正大学仏教学部の協力を得て、一般向けに「文化財保存学講座」を開講した。この講座の目的は文化財修復の観点を通して一般の人に文化を再認識してもらうことにあり、彫刻をはじめ他分野の文化財修復の専門家を招いて、5回の講座を開催した。各講座を通して、日本における文化財修復の各分野の要点や現状の問題点を紹介し、そこに共通する「文化理解」への取り組みの重要性を理解してもらうことに努めた。その際の質疑応答やアンケートによって、この「取り組み」が各人の感性の中に潜在する文化性を再確認する機会になったことが認められ、文化財修復の意義と可能性を社会的に広める場になったことが確認できた。平成22年度は、前年度までの成果を元に、1.彫刻文化財とその他の分野の文化財修復を比較し、相違点について検討し、2.彫刻文化財の修復をとりまく現実問題を確認するため、公開シンポジウムの開催、3.3カ年の研究成果をまとめ、冊子化以上の3点について研究を行う予定だった。1.については、外部より建造物研究の専門家を招いて研究会を開催し、建造物と彫刻の文化財が抱える問題点の比較を行った。とくに建造物の修復に関わる問題は、彫刻のそれが抱える問題と類似する部分が多く、オーセンティシティの判断に関する意見交換は興味深い内容となった。2.については、彫刻文化財をとりまくさまざまな立場からの意見をすりあわせ、問題の焦点をあきらかにしつつ、同時にそれらについて健全に議論し合う場と言葉の共有をねらって開催を予定していた。しかし、開催直前に東日本大震災が発生し、一旦中止を余儀なくされた。3.についても2.同様。

結果、研究期間の延長を申請し、平成23年度前半まで期間を延長した。平成23年8月までは、平成23年(2011)3月11日に発生した東日本大震災により、研究期間の延長を申請、受理されたため平成23年8月まで本研究を行った。前年度に開催を予定し、震災発生により中止したシンポジウムをあらためて計画し開催した。パネリストとして、仏像彫刻修復家、彫刻史研究者、寺院の立場および教団史研究者、彫刻家の5名を招き、彫刻修復に関わる主体者、依頼者、事業の監修者等、それぞれの立場から活発な意見が交わされた。シンポジウムの成果に、平成2022年度に行った研究成果とそれ以前からの研究発表を加え、本研究報告書として冊子化した。
ガンマデルタT細胞と樹状細胞を用いた癌幹細胞特異的免疫療法の開発

消化器癌において自己複製能と多分化能を有する癌細胞、すなわち癌幹細胞様細胞が存在することを初めて明らかにした。癌治療において、癌幹細胞を治療することができれば、難治性癌をコントロールできる可能性がある。新規癌幹細胞マーカーとしてCD13を同定し報告した。MHl29細胞(C3Hマウス由来、肝細胞株)を用いて、投与したマウスに対する抗腫瘍効果解析を行った。癌細胞投与前にワクチンとして投与する予防モデルにて、腫瘍抑制効果を発揮した。癌治療において、癌幹細胞を治療することができれば、再発・転移を含めて難治性癌をコントロールできる可能性がある。本研究では、癌幹細胞を標的とした新規治療モデルを作製し、治療抵抗性である癌に対する新たな治療戦略としての免疫療法の試みを行っている。MH129細胞(C3Hマウス由来、肝細胞株)を用いて、癌幹細胞のみ、非癌幹細胞のみ、また同時投与したマウスに対する抗腫瘍効果解析を行った。細胞周期による細胞選択方法により、sub G1グループに癌幹細胞が豊富に含まれることが明らかとなった。それらは、肝臓細胞と胆管細胞という異なった種類の細胞に分化することを細胞表面マーカーの検索により明らかにした。subG1細胞は未分化な細胞が発現する細胞表面マーカー(サイトケラチン14)も同時に発現した。また、宿主マウスに投与し、subG1グループがより少ない投与細胞数で腫瘍塊が生着、増殖することを明らかにした。さらに、それらのsubG1グループ細胞と親株細胞の遺伝子発現パターンを解析するために、それぞれマイクロアレイを行い、subG1グループに特異的に発現する遺伝子群、すなわち癌幹細胞に特異的に発現する遺伝子群を同定した。また、同様の手法により、癌幹細胞に特異的に発現が抑制される遺伝子群の同定を行った。ガンマデルタT細胞をマウスリンパ球とゾレドロン酸との混合培養によって誘導を行った。ヒトガンマデルタT細胞での誘導条件で実施したが、その誘導効率は不十分であり、条件変更および新規プロとコール作製が急務である。本年度は、我々の研究より明らかになった新規肝癌細胞幹細胞マーカーCD13の発現の有無により癌幹細胞を抽出することが可能となった。癌幹細胞グループは未分化な細胞が発現する細胞表面マーカー(サイトケラチン14)も同時に発現した。また、宿主マウスに投与し、癌幹細胞グループがより少ない投与細胞数で腫瘍塊が生着、増殖することを明らかにした。さらに、それらの癌幹細胞グループ細胞と親株細胞の遺伝子発現パターンを解析するために、それぞれマイクロアレイを行い、癌幹細胞に特異的に発現する遺伝子群を同定した。ヒトガンマデルタT細胞を様々な条件の下で誘導条件を行い、最も有効でかつ効率よく分化誘導できる条件を決定した。今後は癌幹細胞特異的免疫応答の解析を行う。われわれは、消化器癌において自己複製能と多分化能を有する癌細胞、すなわち癌幹細胞様細胞が存在することを初めて明らかにした。癌は癌幹細胞とそれから分化した癌細胞によって構成され、そのため治療による感受性が同一患者の癌細胞内でも異なる。癌幹細胞が遠隔転移をすれば同様に治療抵抗性な腫瘍を形成する。すなわち、癌治療において、癌幹細胞を治療することができれば、再発・転移を含めて難治性癌をコントロールできる可能性がある。<臨床検体を用いた癌幹細胞の同定>昨年度研究成果により、新規癌幹細胞マーカーとしてCD13を同定し報告した。細胞株細胞を用いた研究は終了した。そこで、臨床検体を用いた、癌幹細胞の同定を行った。十分なインフォームドコンセントを得た後に、患者手術検体を用いた解析を行った。患者癌摘出部より薄切切片を作製し、上記実験で明らかとなった候補分子の免疫染色を行った結果、大腸癌クリプト底部にCD13の発現陽性細胞を認めた。また、摘出標本をコラゲナーゼ処理し、細胞成分をFACSを用いてソーティングを行い、標的とする細胞成分を単離を試みたが、抗体の性質が本解析に不適合だったため、抽出はなされなかった。

<癌幹細を胞特異的に破壊する抗腫瘍免疫能の誘導>FACSでの精密な分離ができなかったために、より精密な解析は困難であった。しかしながらbulkyに分離した癌幹細胞を高濃度の抗癌剤処理を行い、平成22年度に実施したガンマデルタT細胞刺激樹状細胞と、古典的樹状細胞による抗原獲得・提示能力の検討をin vivoで実施した。MH129細胞(C3Hマウス由来、肝細胞株)を用いて、癌幹細胞のみ、非癌幹細胞のみ、また同時投与したマウスに対する抗腫瘍効果解析を行った。癌細胞投与前にワクチンとして投与する予防モデルにて、腫瘍抑制効果を発揮した。
代謝からみた組織の可塑性限界決定ダイナミズム

障害によって低下した臓器機能は、回復する場合と、回復せず障害が遷延する場合があります。腎臓の機能が急激に低下する急性腎障害(Acute Kidney Injury: AKI)においても、回復することも、回復しないこともありますが、何がその差を決定するかは不明でした。本研究課題では、腎臓をモデル臓器として用いて、代謝の側面から回復、非回復を決定するポイントの存在を証明することを目標としています。アデノシン三リン酸(ATP)の動態は極めて重要ですが、その詳細は謎に包まれていました。共同研究者の今村博臣らは細胞内ATP濃度を可視化するFRETバイオセンサー(ATeam)を開発し(PNAS 2009)、連携研究者の山本正道はこのバイオセンサーを全身に発現したR26Ateamマウスを作成しました(未発表)。申請者らは、同マウスと二光子顕微鏡を用いて、腎臓における1細胞レベルのATP濃度のリアルタイムな可視化に成功しました(未発表)。腎臓の機能単位であるネフロンの一部である「近位尿細管」はAKIでもっとも障害を受ける部位です。申請者らは、AKIに伴い、近位尿細管のATPが急激に低下すること、障害が軽微なときには、速やかにほぼ前値のレベルまで回復する一方、障害が重篤な場合には、ATPの回復速度が遅く、回復率が低いことを見出しました。申請者はこの結果から、障害直後のATP動態と、臓器の回復可否と予後の相関について検証しました。さらに腎臓以外の種々の臓器においても同様の解析を行い、臓器横断的に比較しました。体内のエネルギー通貨であるアデノシン三リン酸(ATP)の動態は極めて重要ですが、その詳細は謎に包まれていました。既にATeamマウスを用いた解析で中心的なデータが得られており、薬剤介入にも着手していることから、従来の予定よりも大きく進展していると考えています。H30年度は本モデルにおいて、各種薬剤の介入を行い、エネルギー代謝の改善が予後の改善に繋がるかどうかを検証します。当初の計画とおり2年の採択期間を鑑み順調に研究は進んでおり、本年度の消耗品費については学内共同研究において使用できるものがあったため、予想以上に次年度使用額が生じた。次年度は、本研究費にて引き続き計画とおり研究を進めていく。
Agrinによる神経筋シナプス形成とその障害

1.作製した抗agrin抗体を用いて,免疫組織化学法でagrinの組織・細胞分布を検討した。Agrinは骨格筋においては神経筋接合部に局在した.2.興味深いことにagrinは末梢神経にも分布していた。しかも末梢神経内膜基底膜にのみ発現していた.イムノブロット法でその分子量が400kDaであることが判明した.以上の結果はagrinの神経筋シナプス形成を含む生物学的機能の多様性を示すものである.1.作製した抗agrin抗体を用いて,免疫組織化学法でagrinの組織・細胞分布を検討した。しかも末梢神経内膜基底膜にのみ発現していた.イムノブロット法でその分子量が400kDaであることが判明した.以上の結果はagrinの神経筋シナプス形成を含む生物学的機能の多様性を示すものである.
導管結紮ラット顎下腺における細胞増殖と細胞に関する形態学的研究

本研究は導管障害を受けた顎下腺の退行性変化を組織学的、免疫組織化学的、電顕的に観察し、その過程における上皮成分の細胞増殖と細胞死がどのように起こっているかを明らかにする目的で行った。ラットの右側顎下腺管をクリップにて二重結紮した後、経時的に右側顎下腺を摘出した。通法に従って試料を作製し、組織学的検索(HE)、免疫組織学的検索(抗PCNAモノクローナル抗体:細胞増殖のマーカー)、TUNEL法(細胞死のマーカー)による検索、電顕的検索を行った。導管結紮後、腺組織は萎縮し、経時的に腺房は減少傾向を示した。一方、多くの導管は残存し、その周囲には炎症性細胞浸潤を伴う結合組織の増生が認められた。腺房が減少する時期に一致して、TUNEL陽性を示す腺房細胞が多く認められ、電顕的にも腺房細胞のアポトーシスや貪食された腺房細胞のアポトーシス小体が多く認められたが、PCNA陽性を示す細胞は実験期間を通してごく僅かであった。導管では初期において多くのPCNA陽性細胞や分裂像がみられるだけでなく、TUNEL陽性細胞も少なからず認められた。以上の結果より導管結紮ラット顎下腺では、腺房は細胞死により減少し、導管の残存は細胞増殖と細胞死の両方の要因により制御されていることが示唆された。【概要】本研究は導管障害を受けたラット顎下線の退行性変化を組織学的、免疫組織化学的、電顕的に観察し、その過程における細胞増殖と細胞死の意義について明らかにすることを目的としている。平成11年度では主として動物実験、組織学的検索、細胞増殖に関する免疫組織化学的検索、TUNEL法による細胞死の検索を行った。細胞増殖の同定には抗BrdUモノクローナル抗体を用いる予定であったが、予備実験の結果、別の細胞増殖マーカーである抗PCNA抗体を用いることとした。【結果】ラット顎下線の導管結紮後、腺組織は萎縮し、経時的には腺房は減少傾向を示した。腺房では初期においてTUNEL陽性細胞やアポトーシス小体が多く認められたが、PCNA陽性を示す細胞は実験期間を通してごく僅かであった。以上の結果より導管結紮顎下線では、腺房は細胞死により減少し、導管の残存は細胞増殖と細胞死の両方の要因により制御されていることが示唆された。【展望】平成12年度では、抗PCNA抗体による細胞増殖の検索とTUNEL法による細胞死の検索を補充すると共に、さらに電顕的観察を行い、細胞死がアポートシスによるものかどうかを検索する予定である。
中枢起源不整脈の発生に関する実験的研究

家兎の遺残頭蓋咽頭管を利用し、脳底槽へ至るルートを開発し、脳底槽への薬液注入に用いた。注入薬として生理食塩水、0.1%プロスタグランティンF_2α(PGF_2α)、1%リドカインを用いた。まず、生理食塩水1mlを脳底槽に注入し、循環動態、心電図の変化のない事を確認した後にPGF_2αを注入し循環動態、心電図、視床下部付近の局所脳血流の変化、カテコールアミン値の変動を観察した。PGF_2α注入後、高率に発生する徐脈、心室性・心房性不整脈に対し同部位に1%リドカインを注入し同様の項目を観察した。PGF_2α注入後の心電図変化有無にかかわらず局所脳血流の変化は一定の傾向を示さなかった。次に、心電図変化の伝導経路を推測するために、第2第3頚髄間(C_<-32>)、第7第8胸髄間の切断(Th_<7-8>)、両側副腎静脈結紮後PGF_2αを脳底槽に注入し心電図変化を観祭した。また、C_<1-2>、またはC_<2-3>の硬膜外腔に針電極を留置した後、脳底槽へPGF_2αを注入し心電図変化が生じた後、3Hz,10mAの電気刺激を与え心電図変化を観察したところ心電図変化は直ちに正常化した。すでに開発されている頭蓋咽頭管を利用した脳底槽への薬液注入モデルを利用して以下の実験を行った。(1)第1第2または、第2第3頚椎の硬膜外腔に針電極を留置した。頭蓋咽頭管よりカテ-テルを挿入し、0.1%プロスタグランディンF_2α(PGF_2α)を注入し、不整脈、徐脈が出現した後針電極に3Hz10mAの電気刺激を加え、不整脈消矢の有無を観察した。その結果、心室性期外収縮、心室性頻拍、徐脈は正常洞調律に戻り、PGF_2α注入後上昇していた血圧は電気刺激により改善した。(2)脳底槽にPGF_2αを注入した結果、出現する不整脈の刺激経路を解明するために、C_<1ー2>,C_<7ー8>,両側副腎静脈結紮を行った後、脳底槽へPGF_2αを注入した。C_<1ー2>切断、両側副腎静脈結紮後PGF_2αを投与した群では不整脈出現率が著しく低下した。また、C_<7ー8>切断群では、不整脈出現率は前者ほど低下しなかった。以上の結果より、刺激伝導路は副腎が関与していることが考えられるが、脳から、心臓への直接作用も考えられる。また、実験(2)に関して、カテコ-ルアミンを測定しているが、副腎静脈結紮群でもばらつきが見られる。(1)家兎の底蝶形骨にある頭蓋咽頭管を利用し、視交叉槽にプロスタグランディンF_2αを注入し、心電図変化を観察した。また、この心電図変化に対し1%リドカインを注入し心電図の改善を確認した。同時に、実験経過中視床下部外側の血流の変化を交叉熱電対法で測定したところ、脳血流の増加・減少に関係なく、期外収縮が生じた。この理由として、視床下部の部分的な血流の変化により、自律神経中枢のアンバランスが生じ不整脈が生じたことが考えられる。また、リドカイン注入時、血流は増加したが、血流の変化との関連は不明であり、血流の変化の改善、膜の安定化などが原因として考えられる。(2)頚髄切断または、副賢動静脈結紮により不整脈の発生率が低下した。このことより、神経伝達、カテコ-ルアミンが関与しているかもしれない。(3)迷走神経切断後プロスタグランディンF_2αを注入すると、徐脈は生じなかった。

このことより、期外収縮発生前に生じる徐脈は、迷走神経が関与しているのではないかと思われる。(4)第1、第2または、第2、第3頚髄レベルの硬膜外腟に電極を挿入し、プロスタグランディンF_2α注入後に生じる期外収縮に対し、3Hz、10mAの電気刺激を与えると心電図は直ちに正常化する。この機序は現在検討中である。すでに開発されている頭蓋咽頭より脳底槽へ至るルートを利用し、薬液注入モデルを開発し、現在まで、以下の実験に利用した。(1)脳底槽へ生理食塩水を注入し、頭蓋内圧、循環動態に影響のない量を求め、同量のプロスタグランディンF_2α(PGFα)を注入し、心電図変化、視床下部付近の局所脳血流の変化、循環動態の変化を観察した。また、PGF_2α注入による不整脈に対し、1%リドカインを脳底槽に注入し、同様の項目を観察した。(2)脳底槽へPGF_2αを注入した後に発生する不整脈の刺激伝導経路を推測するために、C_<2-3>、C_<7-8>切断、両側副腎動脈結紮後、PGF_2αを注入し、心電図変化を観察した。(3)C_<1-2>またはC_<2-3>の硬膜外腔に針電極を留置した後、脳底槽へPGF_2αを注入し、心電図変化が出現した後、3Hz、10mmAの電気刺激を与え、心電図変化を観察した。本年度は上記に結果のまとめを行い、弱干の追加実験を行った。
深紫外光による表面プラズモンの励起とその応用に関する研究

本研究では、深紫外領域において表面プラズモンの励起法を開発するとともに、その励起特性解明し、深紫外プラズモニクスの新しい応用分野を開拓することを目的として研究を行なった。深紫外領域で表面プラズモンを励起するための材料の検討、励起方法の最適化を行ない、金属表面からの光電子放出の増大、生物試料の自家蛍光の励起への応用展開を目指して研究を進めてきた。今年度は、表面プラズモンの電場増強効果を利用し、高効率で感度良く蛍光を励起し、生体試料のマルチカラーイメージングを実現した。本研究では、深紫外領域において表面プラズモンの励起法を開発するとともに、その励起特性を解明し、深紫外プラズモニクスの新しい応用分野を開拓することを目的として研究を行なった。今年度は、アルミニウムの製膜方法の最適化および膜厚の最適化を行なった。これまで光励起による表面プラズモンは、その電場増強効果を用いた高感度光センサーなどの開発が進められてきた。これまでの表面プラズモンの励起には赤色から近赤外光が広く用いられてきた。これは、金や銀などの一般的な金属がこの波長域でプラズモンを励起するのに良好な特性を示し、効率良くプラズモン共鳴を励起することができるからである。これまで深紫外領域における表面プラズモンはほとんど研究されてこなかった。様々な金属材料について、多層膜構造の反射率をフレネルの反射係数を利用して計算し、表面プラズモンの励起特性について検討した。その結果、比較的利用しやすい金属として、アルミニウムが深紫外領域において良い励起特性を示すことを発見した。アルミニウムの金属膜厚を数値解析によりもとめ、24nmで最もよい励起特性が得られることを明らかにした。実際に石英プリズム上にアルミニウムを真空蒸着法により製膜し、理論解析と実験解析を比較検討した。その結果、アルミニウム表面が酸化されること考慮することにより、理論解析と実験結果がよく一致することを明らかにした。また、アルミ薄膜上に蛍光色素を塗布して表面プラズモンを励起し、蛍光が増強することを確認した。表面プラズモンは、金属表面での電場の局在性と増強効果を利用することにより、センサー感度の向上、蛍光の高効率励起など様々な応用が提案されてきた。これまで表面プラズモンの励起には、近赤外から赤色光が多く用いられてきた。これは表面プラズモンに一般的に用いられる金や銀などの金属は、短波長側では良い特性を示さず、表面プラズモンが励起できないためである。深紫外領域における表面プラズモンはほとんど研究されてこなかった。昨年度までに、深紫外光で表面プラズモンを励起するための金属材料の探索を行ない、アルミニウムが良い特性を示すことを見出した。石英基板にアルミニウム薄膜を蒸着し、表面プラズモンが励起し、その電場増強効果を検証した。複数種類の量子ドットを混ぜあわせた試料を作製し、広帯域の発光領域をもつ蛍光試料が深紫外光で一度に励起可能であることを示した。波長域250nm程度の広帯域で5倍程度の発光増強が得られることを確認した。またHeLa細胞の核、ミトコンドリア、アクチンなどを多色染色し、深紫外光で一度に励起可能であることを示した。表面プラズモンの電場増強効果を利用することにより、蛍光強度が向上することを確認した。本研究では、深紫外領域において表面プラズモンの励起法を開発するとともに、その冷気特性解明し、深紫外プラズモニクスの新しい応用分野を開拓することを目的として研究を行なった。今年度は、表面プラズモンの電場増強効果を利用し、高効率で感度良く蛍光を励起する手法を提案し、実験によりその有効性を確認した。

表面プラズモンは、金属表面での電場の局在性と増強効果を利用することにより、センサー感度の向上、蛍光の高効率励起、など様々な応用が提案されてきた。これまで表面プラズモンの励起には、近赤外から赤色光が多く用いられてきた。これは表面プラズモンに一般的に用いられる金や銀などの金属は、短波長側では良い特性を示さず、表面プラズモンが励起できないためである。深紫外領域における表面プラズモンはほとんど研究されてこなかった。深紫外光で表面プラズモンを励起するための金属材料の探索を行ない、アルミニウムが良い特性を示すことを見出した。実際に石英基板にアルミニウム薄膜を蒸着し、表面プラズモンが励起可能であることを検証した。とくに今年度は、アルミニウム表面での酸化膜を考慮し最適な励起条件を求めた。これらの最適化により、表面プラズモンを用いて蛍光強度が20倍以上に増強することに成功した。また、実際に酵母細胞の自家蛍光を励起し、深紫外光を用いることにより、これまでほとんど報告されていない紫外領域の波長域で発光することを確認した。アルミニウムを用いて、深紫外光による表面プラズモンを励起する事に成功しており、理論結果と良い一致を得ている。励起条件の最適化のため、基礎実験を順調に進めている。25年度が最終年度であるため、記入しない。アルミニウムを用いて、深紫外光による表面プラズモンにより生物試料の自家蛍光を観察することに成功している。実際に酵母細胞の自家蛍光を励起し、深紫外光を用いることにより、これまでほとんど報告されていない紫外領域の波長域で発光することを確認した。H23年度に行った基礎実験と理論解析を比較検討し、解析手法の評価、改良を行う。開発した基礎実験システムについても、理論解析結果との比較から、システムの問題、高精度化のための問題点、膜厚制御法の改善など、システム全体の再検討を行う。H24年度に行なった生物試料の自家蛍光観察について、より詳細な検討および評価を実施する。自家蛍光を発する物質を特定するとともに、HeLa細胞、MARCO細胞など他の生物資料における自家蛍光観察も行なう。合わせて、深紫外光が生物試料に与えるダメージついても検討する。