hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経疾患の原因となる変異蛋白質の質量分析による検出と構造決定および新診断法の確立

家族性アミロイドポリニューロパチーの原因はトランスサイレチン(TTR)の変異によることが知られているが、この疾患は壮年期に発症し、診断および保因者の検出に、簡便で信頼の出来る検査法が望まれる。被検血清に抗TTR抗血清を加え、免疫沈降物を得、それを質量分析することにより、1時間以内に10μlの被検血清で診断しうることを示した。宮崎医大、熊本大、信州大、Umea大、Boston大において追視され、当教室で発見したG101S,D38Aなど新変異6種を含む少なくとも19種類の変異が検出可能であることを証明されている。生体内のTTRには様々なアイソフォームが存在するが、その中で80ダルトン高質量の成分が亜硫酸化TTRであることを証明し、これが高いアミロイド原性を持つのに対し無修飾のTTRにはアミロイド原性がないことをin vitroで示した。亜硫酸は食物・薬品中に防腐剤として使用されているだけでなく、一般的な大気汚染物質である。トランスサイレチン関連アミロイドーシスは何らかの環境因子が発症機序に関与しているとする報告も多く、今後さらなる外因性亜硫酸塩とアミロイドーシスの研究を進めていく必要がある。老年性全身性アミロイドーシスの世界的第一人者である、スウェーデンのPer Westermark教授との共同研究により、アミロイド組織中に質量数の異なる複数の成分があることを発見し、それらの大部分が抗TTR抗体と反応することを見出した。現在、構造解析中である。モリブデン補因子欠損症において、血清中亜硫酸化TTRの比率が変化していることを見出し、報告した。この結果、オーストリアのインスブルック大学子供病院より、様々な代謝異常症例59検体の分析依頼を受け、現在解析中である。
抗精神病薬の新たな作用機序に関する神経化学および行動薬理学的研究-前頭葉皮質ドーパミン系の選択的活性化仮説の提唱-

本研究では、現状の精神分裂病治療を飛躍的に向上させることが期待されているClozapineを中心とした非定型抗精神病薬の奏効機転について、精神薬理学的検討を行い、以下の諸知見を明らかにした。(1)各種非定型抗精神病薬のin vivo脳内受容体占有率を算出し、共通のプロフィルとして、強いセロトニン5-HT_<2A>受容体阻害と弱いドーパミンD_2受容体阻害が見出された。(2)脳内透析法を用いて、Clozapine投与による前頭葉皮質に優先的なドーパミン系の活性化作用を見出した。他の非定型抗精神病薬のうち同様の所見を認めたのはZiprasidoneのみであった。(3)ノルアドレナリン、ドーパミン再取り込み実験、DSP-4によるノルアドレナリン破壊実験によって、ノルアドレナリン再取り込み部位からの交叉性ドーパミン再取り込みの事実を見出した。さらにClozapineとZiprasidoneのみがノルアドレナリン再取り込み部位に親和性を持つことが明かとなった。(4)非定型抗精神病薬の慢性投与によって、線条体ドーパミンD_2受容体のup-regulationが生じないことを見出した。さらに5-HT_<2A>受容体阻害薬は定型抗精神病薬の慢性投与によるD_2受容体up-regulationを阻止した(5)不安のモデルである恐怖条件付けに対して、Clozapine、Olanzapine、ORG5222などの非定型抗精神病薬はその獲得過程を阻止し、そのED_<50>値は、各薬物のドーパミンD_4受容体に対するKi値に逆相関した。以上の実験所見から、非定型抗精神病薬の作用機序として、前頭葉皮質ドーパミン系の活性化作用、セロトニン5-HT_<2A>およびドーパシンD_4受容体の阻害能が重要であり、陰性症状に対する改善効果、錐体外路系副作用の少なさなどの臨床的メリットに関与していることが示唆された。当初の実験計画にそい、脳内透析法モノアミン再取り込み及び受容体結合実験、恐怖条件付けストレス実験を用いて、以下の知見が得られた。(1)我々が初めて見出したClozapineによる前頭葉皮質ドーパミン(DA)系における選択的活性化作用を、他の非定型抗精神病薬候補物質で検討した結果、Clozapineに特異な作用であることが明らかとなった。(2)モノアミントランスポーター及び受容体プロフィールを全薬物で検討した結果、その機序として、ノルアドレナリン(NA)トランスポーターに対する親和性に焦点がしぼられた。すなわち、我々がすでに見出したNAトランスポーターによるDAの交叉性取り込みの過程をClozapineが阻害し、その結果NA系の豊富な前頭葉皮質に選択的にDA系の活性化がおこると考えられる。(3)Clozapineの恐怖条件付けに対する効果は、Olanzapine、ORG5222でも認められ、そのED_<50>値は各薬物のドーパミンD_4受容体に対するKi値と逆相関を示した。以上の結果より、Clozapineのユニークな薬理プロフィールとして、5-HT_2、D_2及びD_4受容体以外に、NAトランスポーターに対する親和性が明らかとなり、Clozapineによる前頭葉皮質DA系の選択的活性化の機序が明らかとなった。今後は、行動薬理学的に前頭葉皮質DA系活性化の意義を追求する必要があるが、現在のところ、情動性の視標として用いた恐怖条件付けに対する効果は、前頭葉皮質DA系活性化とは直接関連せず、むしろD_4受容体に対する阻害能と関連していた。今後、この方向性にそった行動薬理実験の継続が必要である。

平成6年度の実験計画にそい、脳内透析法、モノアミン再取り込み及び受容体結合実験、恐怖条件付けストレス実験等を用いて以下の知見が得られた。(1)新たな非定型抗精神病薬候補物質であるCP-88,059-1でClozapineと同様な前頭葉皮質ドーパミン系の活性化作用を見出し、さらにその機序としてClozapineと同様、ノルアドレナリントランスポーターに対する親和性に帰因することを確認した。(2)リ-ジョン・ジェネレーターによる前頭前野内側部破壊ラット、及び前頭前野に6-OH-dopamineを注入し、ドーパミン系を選択的に破壊したラットで恐怖条件付け実験を行い、前頭葉ドーパミン系はすくみ行動の獲得には関係なく、ストレス状況における注意の喚起あるいは認知過程に深く関与する事が明らかとなった。(3)一方、くすみ行動の獲得には、ドーパミンD_4受容体が関連していた。(4)[^3h]Clozapine結合実験を確立し、薬理的に性状を検討した結果、大脳皮質及び辺緑系にドーパミンD_4受容体に相当すると考えられる結合部位を見出した。
炭素の窓を利用した軟X線顕微鏡での生きた細胞観察の試み

生きた細胞を軟X線顕微鏡で観察する方法として,炭素のK吸収端より低いエネルギーである「炭素の窓」を用いる観察法を提案し観察を試みた。この観察に不可欠な新低温装置を作製し,熱や低温ガスによる試料振動の軽減に成功し,生体試料観察や低温化による放射線損傷の軽減を確認した。生きた細胞観察に適した放射線耐性菌について,炭素の透過率が高い「炭素の窓」観察で必要な染色剤としてテルルの効果を確認した。平成21年度は「炭素の窓」利用に向けた軟X線顕微鏡の改造を行う予定であったが,光学素子(ゾーンプレート)等を真空槽中に設置する超小型4軸ステージのエンコーダシステムとコントローラーに不具合が見つかり,その対応を行った。メーカ(ドイツ)対応が必要で,大幅な時間を必要とし,導入は予定の21年度秋期から半年遅らすよう計画を変更した。この日程変更は,ビームタイムスケジュールより調整したものである。なお,LabViewによる制御用システムの開発と周辺機器の整備は終了している。計画通り,低温観察試料ステージの改良を行った。低温時の試料ステージの安定性が顕微鏡の分解能に満たないという問題を解決するため,試料ステージと冷却システムを分離した試作機を作製し,試料ステージの安定度を調べるテストを行い,安定性を確認した。今回の計画で試料として用いる放射線耐性菌Deinococcus radioduransの「炭素の窓」エネルギーでのX線耐性を放射光科学研究施設(PF)で調べた。照射実験は行うことが出来たが,D.radioduransの放射線耐性に関する多くのデータを得るため,引き続きビームタイムを申請していく予定である。交付申請書では計画していなかったが,琵琶湖のピコ植物プランクトンの寒天質の観察のための予備観察実験を行った。寒天質を持つと同定されている小型植物プランクトンの寒天質の観察を行い,試料調整法や寒天質可視化の方法について検討した。直径500nmのラテックス球を用いることで寒天質の存在を明確に描き出す方法の開発を行い,その可能性を見出した。「炭素の窓」波長領域を用い、低温状態で生きた状態の試料を観察することを目的としている。これを可能にするため、H22年度は、軟X線顕微鏡の改造とラベリングの検討を主におこなった。予定通り、新軟X線顕微鏡チャンバーをビームラインに導入し、試料ステージとホルダーの接合部の治具を改良し、2D観察とCT観察のステージ交換が簡単にできるようにした。D.radioduransのラベリング剤としてテルルの検討を行った。テルルは生物の生存に必須ではなく、細胞毒性があるが、多様な生物がテルル蓄積に関わる遺伝子を持ち、D.radioduransも細胞内にテルルを蓄積しつつ生育できる。テルルをラベリング剤として利用するため、細胞内におけるテルルの蓄積状態を、テルルのL吸収端(2.1nm)を利用した軟X線顕微鏡法で調べた。L吸収端より短い2nmでは、細胞中に大きさの異なる複数の顆粒状の濃密構造体が認められた。一方、L吸収端より長い2.4nmでは、2nmで見られた顆粒状構造体と同位置に、一部コントラストが著しく不鮮明な顆粒体が認められた。この顆粒体は、透過型電子顕微鏡観察で見られるポリリン酸の存在形状に酷似していた。ポリリン酸は、細胞中で負の電荷を持ち、正の電荷を持つ有害金属元素を捕捉し、細胞毒性の少ない形で蓄積することから、D.radioduransの菌体に取り込まれたテルルは、細胞質中で特異的な凝集構造体あるいはポリリン酸に捕捉された状態で存在していると考えられる。今後、テルルの凝集構造体がポリリン酸に依存するのかどうかを明らかにし、テルルのラベリング剤としての可能性について検討する。「炭素の窓」エネルギー領域を用い生きた細胞の観察するための基礎的技術の改良と、それらを用いた生体試料観察を行った。軟X線顕微鏡(XM)低温観察法を確立した。含水試料を簡便に取りつけられる新しい試料セルと専用の低温ステージを開発した。試料の位置安定性の向上のため、冷却法を冷媒(液体窒素)を直接試料に曝露する冷却する方式(直接冷却方式)から、冷媒で冷却したチャンバーを介し試料を冷却する方式(間接冷却方式)に変更した。さらに、霜の形成と冷媒ガスによるX線吸収を改善するため、冷却乾燥酸素ガスで試料槽内を満たすようにした。試料セル内で対流するポリスチレンラテックス球が凍結・停止する現象を、XMによる動的観察で確認した。冷却による放射線損傷の軽減効果は、詳細な像解析より確認することができた。現在、この装置は、様々な試料観察に用いられている。無処理の微細シアノバクテリアを、炭素の窓を含む様々な波長を用いXMで観察し、機能を保った状態の微細構造について調べた。Phormidium tenueをXMで観察したところ、2.0nmの波長でサブミクロンの細胞内顆粒が確認できた。

同定のため、染色・固定・薄片化したP. tenueの透過型電子顕微鏡(TEM)観察とルビスコ抗体を用いた蛍光抗体法を適応し、顆粒はカルボキシソームである可能性を示した。カルボキシソームは炭酸固定を担う細胞内構造物であり、酸素元素の局在も示唆される。XMで酸素のK吸収端(2.28nm)をより長波長で観察したところ顆粒は確認できなかったので酸素元素が顆粒の主要な構成要素であることが確認できた。顆粒の「炭素の窓」での観察を行ったところ、理論上、顆粒は細胞より約20%透過率が高くなるので、2.0nm観察像の反転像が期待される。明瞭な像を得るには至らなかったが、試料による適度なX線吸収および透過は確認することができた。
日米の相互関係による核イメージの構築・変容・社会的影響に関する研究

2018年度の研究は、1日本の単行本・雑誌に表れた核のイメージと、2日本のTVジャーナリズムにおける核のイメージ、および3アメリカの大衆科学雑誌およびSF作品における核のイメージ、を調査分析した。1については、小説家大江健三郎の著作について、彼の文学と社会的発言のなかで核がいかに表象されたのか、調査した。また、マンガ『はだしのゲン』の表象分析を行った(論文は現在校正中)。2については、広島のTVドキュメンタリーを調査した。夏に広島平和記念資料館にて上映されたドキュメンタリーを鑑賞、その後中国放送のディレクターと連絡を取り、原爆小頭症患者に関するドキュメンタリーを研究用に鑑賞させてもらった。原爆小頭症患者は、ABCCによる調査対象だったが、60年代までは被爆者だとみなされなかった。原爆小頭症患者の日本における位置づけと認知のされ方(これも一種のイメージ)は、日米の相互作用によって形成された側面があり、今後はその視点から研究を続ける。3については、ニューヨーク公立図書館(NYPL)にて、大衆科学雑誌(Mechanix illustrated誌)の調査、および先行研究の調査を行った。大衆科学雑誌については、戦前の号を閲覧した。科学の表象が、日米戦争と結び付きながら人口に膾炙していく過程を確認した。戦前の号では、核分裂から巨大なエネルギーを取り出すことができるという記事が存在したものの、扱いは小さく、また対日戦争との関わりも薄かった。戦後の号も継続して調査する必要がある。先行研究の調査については、核シェルターの表象研究に蓄積があることがわかった。核シェルターの表象分析では、シェルター内部での性別役割分業がジェンダー論として論じられており、本研究にも適応可能な視点を得ることができた。「研究実績の概要」で述べたように、2018年度は予定通りアメリカでの雑誌資料調査を実施することが出来た。また、日本では、TVドキュメンタリーという資料群にアクセスすることもできた。資料調査については、当初の計画以上に進展したと言える。ただし、入手した資料が多く、その整理・分析に労力をとられたため、論文執筆という「アウトプット」にまで到達できなかった。さらに、当初の予定だったアメリカのSF小説だが、入手はしたものの分析を行うことができなかった。これが「おおむね順調に進展している」とする理由である。今後の研究の推進方策としては、2018年度に収集した資料の整理・分析を進めるとともに、アメリカにおける大衆科学雑誌・グラフ雑誌の調査を継続しつつ、国際学会での口頭発表と、国内雑誌での論文投稿を目指す。上記の作業を並行して進めながら、以下の点に留意して、仮説の精緻化を目指す。119451952年の大衆的な想像力における日米の核イメージについて、これまでの調査にもとづいて次のような仮説を立てた。つまり「日本の大衆的な核イメージは、ほとんどすべてアメリカが先行しているが、(検閲のなかでもわずかに存在した)広島・長崎のイメージについては、日本の独自性だと言いうる」という仮説である。2アメリカにおける核シェルター研究(ジェンダーの観点からの分析)から得られた知見を、日本に応用可能かどうか、検討する。そのために、核シェルターに関する報道や広告などを調査する。なお、核シェルターの文学やマンガなどにおける表象については、これまでの資料調査で入手しているため、報道と広告に調査・分析の焦点を絞る。

これが「おおむね順調に進展している」とする理由である。今後の研究の推進方策としては、2018年度に収集した資料の整理・分析を進めるとともに、アメリカにおける大衆科学雑誌・グラフ雑誌の調査を継続しつつ、国際学会での口頭発表と、国内雑誌での論文投稿を目指す。上記の作業を並行して進めながら、以下の点に留意して、仮説の精緻化を目指す。119451952年の大衆的な想像力における日米の核イメージについて、これまでの調査にもとづいて次のような仮説を立てた。つまり「日本の大衆的な核イメージは、ほとんどすべてアメリカが先行しているが、(検閲のなかでもわずかに存在した)広島・長崎のイメージについては、日本の独自性だと言いうる」という仮説である。2アメリカにおける核シェルター研究(ジェンダーの観点からの分析)から得られた知見を、日本に応用可能かどうか、検討する。そのために、核シェルターに関する報道や広告などを調査する。なお、核シェルターの文学やマンガなどにおける表象については、これまでの資料調査で入手しているため、報道と広告に調査・分析の焦点を絞る。
肝冷阻血再灌流傷害と回復の機序の研究(肝細胞と肝類洞内皮細胞の機能と細胞動態)

【はじめに】肝移植の場で問題となっているprimary non functionの背景となる虚血再還流障害(I/R injury)の機序についてratのI/Rモデルを用いて検討した。30分と60分のI/R後、接着分子(ICAM-1,Mac-1)の発現、apoptosisによる肝細胞死および肝障害の経時的変化について検討した。【方法】Wistar系雄性ラットを用い、実験の4週間前に脾臓の皮下植え込み術を施行した。30分と60分のI/R後最初にratの生存率を、ついで接着分子の発現をMac-1はFlow cytometryで計測しICAM-1は免疫染色を施工後、染色強度を半定量的に計測した。apoptosisによる肝細胞死はTUNEL法により染色し、単位肝細胞あたりのTUNEL陽性細胞数をapoptotic index(AI)とした。好中球(PMN)はn-ASDクロロアセテート染色後カウントし、肝細胞壊死範囲(NA)はH.E.染色後マッピングし計測した。【結果】30分と60分のI/R後の生存率は100%および50%であった。Mac-1はI/Rによりmoderateにupregulateされ、その程度は虚血時間の長さに依存していた。類洞内皮細胞(SEC)上のICAM-1は30分60分のI/Rとも3hで同様のピークを迎えたが、60分群ではその後paradoxicalに減少した。30分のI/R後AI、PMN、NAのピークはそれぞれ3h、6h、12hであった。60分のI/R後AIは時間の経過とともにほぼ一方向性に増加し24h後にピークとなった。PMN、NAのピークはそれぞれ12h、24hであった。また60分群のピーク値はいずれも30分群に比べ有意に高値を示した。【結論】肝のI/R InjuryにおいてPMNはtransmigration stepを経ずに直接肝細胞にアプローチしている可能性が示唆された。虚血時間の長さはその後の肝障害の程度を決定し、またapoptosisによる肝細胞死がtriggerとなり好中球の遊走、接着さらには肝細胞壊死が引き起こされる可能性が示唆された。【はじめに】肝移植の臨床上大きな問題となっているprimary non function(PNF)の背景となるメカニズムである虚血再灌流障害(ischemia/Reperfusion Injury;I/R Injury)の機序について特に接着分子との観点から検討した。好中球はCold I/R Injuryにおいて重要な役割を果たしているとされるが、その類洞へのmigrationは、好中球上のCD11b/CD18(Mac-1)やそのリガンドであるICAM-1のupregilationが大きな役割を果たしているとされる。今年度の研究ではratのI/Rモデルを用いてこれらの接着分子の経時的変化を検討した。【方法】ratはWister系の雄を用い肝虚血中の腸管の鬱血を防ぐために実験の4週間前に脾臓の皮下植え込み術を施行したものを用いた。最初の実験では30分と60分のI/R後のratの生存率を調べた。

次の実験では30分と60分のI/R後のそれぞれの接着分子の発言の経時的な変化を調べた。Mac-1の発現はFlow cytometryで計測、ICAM-Iの発現は免疫染色を施行後、染色強度を半定量的に計測して検討した。【結果】30分及び60分のI/R後のratの生存率は100%および50%であった。30分のI/R後6時間で、Mac-Iの発現はピークに達し(前置の140%)そののち全観察期間を通じて持続した。60分のI/R後はMac-Iの発現は時間とともに上昇し24時間後には前置の183%に達した。ICAM-Iの発現は30分60分のI/Rとも3時間後に同様のピークを迎え以後漸減傾向を示した。【はじめに】前年度は、ラットの肝虚血再還流障害(I/R Injury)モデルにおいて、好中球の類洞からのmigrationおよび肝細胞への接着に関与しているとされる接着分子ICAM-1、Mac-1の経時的変化について検討した。肝細胞に接着した好中球はproteaseや活性化酸素などのcytotoxic mediatorを放出し肝細胞壊死を引き起こすとされているが、近年apoptosisによる細胞死(類洞内皮細胞や肝細胞)のI/R Injuryへの関与が指摘されている。さらにapoptosisが引きがねとなり、好中球のmigrationさらには肝細胞障害をひきおこすという報告もある。そこで今年度は昨年と同モデルでapoptosisによる肝細胞死、好中球数(PMN)、および肝細胞壊死範囲(NA)の経時的変化につき検討した。【方法】実験はWistar系雄性ラットを用い阻血実験4週間前に脾臓の皮下植え込み術を施行した。30分と60分のI/R後上記パラメーターを計測。apoptosisによる肝細胞死はTUNEL法により同定し、単位肝細胞あたりのTUNEL陽性細胞数をApoptotic Index(AI)とした。PMNはn-ASDクロロアセテート染色後カウントし、NAはH.E.染色後マッピングし計測した。【結果】30分のI/R後AI、PMN、NAのピークはそれぞれ3h,6h,12hであった。60分のI/R後AIは時間の経過とともにほぼ一方向性に増加し24h後にピークとなった。PMN、NAのピークはそれぞれ12h,24hであった。また60分群のピーク値はいずれも30分群に比べ有意に高値を示した。【結論】肝のI/R Injuryにおいて虚血時間の長さがその後の肝障害の程度を決定し、またapoptosisによる肝細胞死がtriggerとなり好中球の遊走、接着さらには肝細胞壊死が引き起こされる可能性が示唆された。
非正規研究者の健康とキャリアに関する実態調査

非正規研究者の健康と就労に関する研究を実施した。大学非常勤講師を対象とした調査の結果、非常勤講師のみで収入を得ている研究者では、常勤職を持つ者と比較して主観的健康感や不安・抑うつ状態、および健康診断の受診率が不良で、いずれの指標でも「専業非常勤であること」は有意な健康リスクとして作用していた。また同調査でのアンケートにより、非常勤講師は雇い止めを恐れるために休暇(疾病、産・育休)を取得できないことや、健康診断の対象外となる、疾病や年金等に対して強い不安を自覚している事が確認された。本研究により非正規研究者の健康不良には不安定雇用に基づく低所得やストレスが関与することが明らかとなった。研究初年度として、1)国内外の非正規研究者の就労環境、および健康状況について文献的な情報収集を行った。特に、国内の大学で非正規研究者として就労している非常勤講師の就労状況とその問題点および健康に関する状況について、当事者や支援団体が開催するシンポジウム等に参加して情報を収集した。また、2)非正規研究者の集団として代表性が高いと考えられる非常勤講師組合加入者を対象として、健康と就労状況を調査するための質問票を作成し、健康状態やキャリアに関する事項についてのアンケート調査を準備した。調査項目は、1)就労状況(就労形態(専業/兼業等)、就業年数、専門領域、週あたり就労時間、所得、社会保険の加入状況ほか)、2)健康関連指標(主観的健康感、心身の自覚症状、通院状況、生活習慣(睡眠、食事、喫煙・飲酒、運動習慣)、健康診断等の受診状況、不安抑うつ調査票(K6)ほか)である。調査の実施にあたっては、各地の非常勤講師組合への調査参加への協力依頼を行う必要があったため、首都圏および関西圏の非常勤講師組合と協議を重ね、その結果調査協力への了承が得られた。研究2年目は以下を実施した。1非正規研究者の集団として代表性が高いと考えられる大学非常勤講師組合加入者と対象として、健康と就労状況を明らかにするための実態調査を計画・実施した。調査項目は1)就労状況(就労形態:専業/兼業等)、就業年数、専門領域、労働時間、所得、社会保険の加入状況、婚姻の有無、家族の状況等)2)健康関連項目(主観的健康観、自覚症状の有無、有病状況、通院状況、生活習慣(睡眠、食事、飲酒、喫煙等)、健康診断等の受信状況、不安抑うつ状況(K6)、健康および就労に関する自由記載、である。調査実施に際しては、首都圏・関西の非常勤講師組合に協力を依頼し、複数回の打ち合わせが必要であったため、実施までに数か月を要した。また、調査方法が紙による郵送調査とインターネットによるウェブ回答の2種類を用いたため、調査準備に際して時間がかかった。2昨年度に引き続き、非正規研究者の就労や状況について調べるため、研究者らが主催する非正規雇用研究会(日本産業衛生学会内)を2回開催し、当事者や関連団体とシンポジウムやディスカッションを行い、さらなる情報収集を行った。昨年度は非常勤講師組合内での調査への承諾についての一致した了承が得られず、調査が開始できないという状況となった。その主な理由が「対象者のプライバシーが損なわれるのではないか」との組合側の不安であった。そのため今年度は、「調査票の組合員個人への郵送」から「組合員が勤務する大学すべての教員を対象とした配布」に変更し、「回答者へ謝礼を支払う」から「個人への謝礼は行わず、各組合に対し調査に協力する際に生じた労務等に対する賃金を支払う」と変更することで、組合側の了解を得ることができた。上記の修正・変更が済んだ上で代表研究者が所属する研究倫理委員会への申請・了承を経て調査を開始した。これらの手続きに数か月間を要したため、調査を実施したのは2016年1月2月末となった。研究3年目は以下を実施した。1非正規研究者の集団として代表性が高いと考えられる大学非常勤講師組合加入者を対象として、健康と就労状況を明らかにするためのアンケート調査を実施し、結果の集計と解析を行った。その結果、非常勤講師のうち「専業非常勤」(他に常勤先を持たない者)の主観的健康感、不安・抑うつ状態、および健康診断の受診状況が不良であることが示された。さらにロジスティック回帰分析を用いて専業非常勤であることがこれらの健康指標に及ぼすリスクを調べたところ、いずれの指標においても専業非常勤であることは有意な健康へのリスクとして作用していることが明らかとなった。現在、これらの結果を関連学会で発表するとともに論文化を進めているが、前年度、アンケートの実施準備や組合との調整に時間がかかったために、研究の進行全体が遅延している。また調査結果を報告書として一般公開する予定のため、結果発表に加え、現在報告書の編集作業を継続しているため、平成29年度も研究を継続することとなった。2昨年度に引き続き、非正規研究者の健康や就労実態を調べるため平成28年5月に「非正規雇用研究会(日本産業衛生学会内)」を開催した。研究会では研究者や関連団体や当事者らとディスカッションを行って、情報収集ならびに提言を行った。当初の予定では、非常勤講師健康調査は研究2年目(平成27年度)までに終了予定であったが、組合側への調査への了解が得られるまでに長期間の調整を要したため実施が遅れ、その結果、データ解析や結果発表を行うまでに大幅な遅れが生じた。その後の経過(学会発表および論文作成等)はおおむね順調に進んでいるが、全体経過としてはやや遅れていると判断した。

本研究は、わが国の非正規研究者の健康と就労の実態を調査し、非正規雇用が高学歴者の健康やキャリアへ及ぼす影響を明らかにして有効な対策を提言することを目的とした。非正規研究者の集団として代表性が高いと考えられる大学非常勤講師を対象として、健康と就労状況に関するアンケート調査を実施し結果を解析したところ、非常勤講師のなかでも「専業非常勤」(他に常勤先を持たない非正規研究者)の主観的健康感、不安・抑うつ状態、および健康診断の受診状況が不良であることが示された。またこれらの健康指標に「専業非常勤であること」が及ぼすリスクを調べたところ、いずれの指標においても専業非常勤であることは有意な健康上のリスクとして作用していることが明らかになった。またアンケート内で実施した自由記載において、雇い止めを恐れて疾病や産・育休のための休暇を取得できない(出産をあきらめる事を含む)、職場の健康診断の対象外となる、医療保険や年金等の社会保障の経済的負担が大きい、研究継続のための環境が乏しいなどの意見が抽出され、雇用の不安定さに起因する健康不安や就労継続の困難さがストレス要因として健康指標の悪さに関与している可能性が推察された。これらの結果を関連学会で発表するとともに、研究実施期間中「非正規雇用研究会(日本産業衛生学会内.平成20年度より)」を毎年開催し、研究者や関連団体や当事者らを交えたシンポジウムを行い意見交換や提言を行った。また本研究の調査を共同で行った大学非常勤講師組合に対して調査結果を報告し、非正規研究者の就労改善に資する提供を行った。非正規研究者の健康と就労に関する研究を実施した。大学非常勤講師を対象とした調査の結果、非常勤講師のみで収入を得ている研究者では、常勤職を持つ者と比較して主観的健康感や不安・抑うつ状態、および健康診断の受診率が不良で、いずれの指標でも「専業非常勤であること」は有意な健康リスクとして作用していた。また同調査でのアンケートにより、非常勤講師は雇い止めを恐れるために休暇(疾病、産・育休)を取得できないことや、健康診断の対象外となる、疾病や年金等に対して強い不安を自覚している事が確認された。本研究により非正規研究者の健康不良には不安定雇用に基づく低所得やストレスが関与することが明らかとなった。非常勤講師が加入する組合への調査への協力が、組合内の意見の相違のため、なかなか得られなかった。その理由としては、対象者のプライバシーが完全に保護されるかについての懸念であった(健康状況についての情報が漏れると"雇い止め"などの危険性があると考えられるため)。そのため、協議の結果、当初予定していた1)調査方法の変更(組合員への調査票の郵送・回収をやめ、組合員自らが勤務する大学の非常勤講師すべてに調査票を配り、組合へ返送してもらう[組合非加入者を含めることで、組合員と限定されないようにする])および、2)回答者への謝礼の中止(回答者の住所等が特定されないようにするため)を行うこととした。これらの手続きに時間がかかり、調査が年度内に実施できなかった。今後は昨年度末に実施した調査データの解析を行い、得られた結果をもとに非正規研究者の健康と就労状況を明らかにしていく。また、それらの結果は論文や関連学会で発表するだけでなく、非常勤講師組合への報告書をはじめ広く社会に公表し、非正規労働者の労働環境改善のための資料とする予定である。
重力波検出器用光源としての高安定・高出力ファイバーMOPAの開発

将来の高感度重力波検出用光干渉計用の光源を開発してきた。従来の半導体レーザー励起注入同期方式では高出力化すると熱の影響によるビーム品質・安定度が劣化するので、より出力拡大に有望なファイバMOPAの研究を進めている。本年度はまず出力500mWの主レーザーを20W出力LDで端面励起されたYb添加ファイバ増幅器で増幅し、最大出力12Wで量子限界に近い光-光変換効率80.7%が得られた。またマルチモードファイバを使っているため出力ビームもマルチ横モードになっているが、ハート型にファイバを曲げることにより出力減少なしに横モードの単一化に成功した。高フィネスファブリーペロ光共振器を周波数基準として増幅出力の周波数雑音を計測したところ主レーザーと同等の周波数雑音であることが確認され、周波数雑音信号を主レーザーに負帰還制御することにより周波数安定化に成功した。この際の光共振器への結合効率から増幅出力は主レーザーと同等のビーム品質を持っている事も確認された。次に増幅器出力の相対強度雑音を測定したところ100kHz以上では主レーザと一致するが100kHz以下では20dB程度の悪化が観測された。これは現在稼動中の重力波アンテナTAMA300で使われている10W注入同期レーザーとほぼ同じ雑音レベルであるが、主にファイバの機械的雑音や増幅器の励起光源の強度雑音が原因と考えられる。そこで強度雑音を励起用半導体レーザーの駆動電流に負帰還制御することにより強度雑音抑制を試みたところ10^<-7>/√<Hz>までの強度雑音が低減された。制御帯域をより広げれば強度雑音はより低減でき要求値を満たす事ができる。以上の結果により、ファイバ増幅器を高強度安定化光源として用いる研究を初めて行い、周波数雑音と強度雑音が十分制御されることが示された。今後は励起強度を強くする事や注入同期レーザーで実施されたコヒレント加算を適用することにより、重力波検出器用光源としての性能を満たす安定化100Wレーザーが実現されるであろう。
腸炎惹起時の全消化管平滑筋細胞における一酸化窒素合成酵素の発現変化とその制御機構

我々はある種のペプチドホルモンがモルモット消化管平滑筋細胞内の一酸化窒素合成酵素(NOS)を介し平滑筋弛緩を惹起することを報告してきた。この平滑筋細胞内NOSに関して、消化管各部位からの新鮮単離平滑筋細胞標本を用いたノザンブロットによる検討では、内皮型NOS(eNOS)および神経型NOS(nNOS)mRNAが同時に発現し、部位によりそのバランスが異なっているという結果を得た。これはNOが比較的短時間の消化管平滑筋弛緩に働くことを考えると各部位の消化管運動の特徴ともよく一致しており、NOS発現量の違いが消化管の部位によって異なる運動に大きな役割を果たしていることを示唆している。そこで、(1)消化管各部位の平滑筋細胞内NOSの局在を明らかにするためeNOS、nNOSの特異的抗体を用い免疫染色を行った。また、(2)新鮮単離平滑筋細胞標本よりさらに純粋な標本を得るため消化管平滑筋細胞の初代培養系を作成し、NOSの発現をRT-PCR法にて確認した。(1)eNOSの免疫反応はモルモット胃、小腸、盲腸、大腸の平滑筋内に認められ、小腸で強い傾向にあった。これは前述のノザンブロットの結果とよく一致しており、小腸において平滑筋細胞内で合成されるNOがより重要な役割を果たしていることを示唆するものと考えている。nNOSの免疫反応は平滑筋では明らかでなく神経細胞に一致して認められた。(2)モルモット盲腸輪走平滑筋細胞の初代培養系を作成した。RT-PCR法によりeNOS、nNOS mRNAの発現を確認したところ、両方のmRNAとも発現していることを確認した。免疫染色では平滑筋にはeNOSのみ確認されたことから、定常状態において優位に発現し平滑筋弛緩に関わっているのはeNOSであり、nNOSは他の役割を担っているのではないかと考えている。今後さらなる検討が必要と思われる。`我々はある種のペプチドホルモンがモルモット消化管平滑筋細胞内の一酸化窒素合成酵素(NOS)を介し平滑筋弛緩を惹起することを報告してきた。`
甲状腺における放射線誘導性発癌モデル作製及び抗酸化剤のDNA損傷抑制効果の解明

放射線誘発DNA損傷応答解析のための外・内照射モデルの確立のため、DNA二重鎖切断(DSB)をDNA損傷の指標とし、ラット正常甲状腺細胞株を用いてX線外照射、131I添加による内照射を行い中性コメットアッセイでDSBを定量・解析した。また、今回確立された系を用いて抗酸化剤によるDNA損傷抑制効果の検討を行った。内照射群では131I添加後の抗酸化剤投与でDSBを抑制した。このモデルはin vivoでは確立できず、遺伝子改変マウスによる甲状腺発癌モデルは外・内照射群の両方で組織変化が無く確立できなかった。1in vitro及びin vivoにおける131I内照射及びX線外照射誘導性DNA二重鎖切断(DSBs)の線量依存的または時間経過による変化の解析1)131I内照射・X線外照射誘導性DSBsの線量依存的、または時間経過によるDSBs変化の解析:線量依存性...X線外照射は010Gy、131I内照射は0370KBqで処理、時間経過...048時間で検討を行った。その後53BP1核内fosus数を定量し、in vitro線量依存性、in vitro時間経過、in vivo線量依存性、in vivo時間経過の4つの系を作製した。2131I内照射・X線外照射誘導性DSBs発生における活性酸素種(ROS)の関与及び、抗酸化剤によるDNA DSBs抑制効果の検討1)in vitroにおけるX線外照射誘導性DSBsの抑制効果の検討:外照射の実験系では抗酸化剤(NAC)の前処理によりROSの上昇を抑制したが、53BP1を指標としたDSBsは抑制せず、中性コメットアッセイで再検討した結果、NACのX線照射前投与によるDSBs抑制効果を示した。一方X線照射後のROS値は増加せずNACのX線照射後投与によるDSBs抑制効果はなかった。2)in vitroにおける131I内照射誘導性DSBsの抑制効果の検討:370KBq添加1.5時間後のROS産生は1.2倍の増加に留まった。今後NACのDSBs抑制効果を検討する実験系を確立するためには線量の追加についての検討が必要である。3)in vivoにおけるX線外照射・131I内照射誘導性DSBsの抑制効果の検討:in vivoではコメットアッセイによる解析が難しくNACのDSBs抑制効果の検討が困難となった。今後はマウス甲状腺への放射線照射後に発生する転座や遺伝子再構成等について解析しモデルを作製する。1131I内照射及びX線外照射誘導性DNA二重鎖切断(DSB)の線量依存的及び時間経過による変化の解析外照射では05Gyの線量で024時間、内照射では010uCiの線量で048時間で検討を行った。各々の検討では53BP1/gH2AX focus数、及び中性コメットアッセイ(comet assay)にてtail momentを算出しDSBを定量した。その結果、in vivo、in vitro両方において線量依存的にDSBが増加し、時間経過では照射0.5時間後をピークにその後減少した。これらを放射線誘導性DSBのモデルとした。2131I内照射及びX線外照射誘導性DSB発生における活性酸素種(ROS)の関与及び抗酸化剤によるDSB抑制効果の検討in vitroにおける外照射及び内照射の実験系では抗酸化剤N-Acetyl cysteine(NAC)の前処理によりROSの上昇を完全に抑制し、comet asseyによるDSBも抑制した。53BP1/gH2AX focus数は抑制しなかったが、これはNACの別の作用による可能性を考えこの実験系には不適とし、comet assayを採用した。またin vitroにおける内照射の実験系ではNACの後処理でもROS及びDSBの上昇を有意に抑制した。これは取り込んだ131Iからの内部被ばくによるROSの産生を抑制したためで、内部被ばく後の抗酸化剤投与の有効性を示した。in vivoにおいてはcomet assayによる解析が難しく検討が困難となった。3放射線被曝により癌を高率に発生させるために下記の3種類の遺伝子改変マウスを用いた。外照射においては48Gy、内照射では4.522.5uCiの131Iを腹腔内投与投与したが、いずれの種類のマウスにおいても内・外照射群ともに組織変化における非照射群との差異がなかった。交付申請時に、本研究で用いるとしていたDNA損傷マーカーの単独での使用はDNA損傷後の経過を観察する場合に適切であるかの疑問が生じ、他のDNA損傷マーカー(γH2AX)を用いての確認や、他のDNA損傷検出法(コメットアッセイ)での再検討を要したため、やや遅れが生じている。内分泌学1) 131I内照射誘導性DSBsの抑制効果の検討370KBq内

照射後の細胞内のROS値の増加は基礎値と比較して1.2倍程度であることから370KBqの内照射により生じたROSの、DSBs発生への影響は小さい可能性がある。今後は7401110KBqまで増加させ、NACのDSBs抑制効果を検討する。2)遺伝子改変マウスを用いた131I内照射・X線外照射誘導性発癌モデルの作成現在131Iを832.5KBqを投与、あるいはX線8Gy照射後経過観察中のTGF-βflox/flox・TPO-Creマウスは、生後1年で、p16-/-マウス、PTEN+/-マウスは生後68か月でsacrificeを行う。甲状腺を採取し、ホルマリン固定・パラフィン包埋する。これらの組織切片を用いて病理学的変化の観察を行う。照射群のみに病理学的変化が認められた場合、染色体の転座・欠失等の解析を行う。3) in vivoにおけるX線外照射・131I内照射誘導性の転座および遺伝子再構成モデルの確立8週齢のC57BL/6マウスにX線110Gyを外照射、あるいは131Iを166.5832.5KBq内照射し、248時間後にsacrificeを行う。甲状腺を採取後は、1ホルマリン固定あるいは凍結組織として保存しfluorescence in situ hybridizationを行って、染色体転座や遺伝子の欠失を検出する。2RNAを抽出し、特定の遺伝子(例えばRET)の5'末端部分の増幅をRapid Amplification of cDNA End法で行い、5'末端側の転座による遺伝子再構成の有無を検出する。当初の研究計画に対して進捗に多少の遅れが生じており、計画では使用予定であった試薬等の購入が一部なされていなかったために次年度使用額が生じた。平成26年度の研究計画で実行できなかった項目で使用を予定している消耗品等の購入に使用する。
カーボンナノチューブ内で実現する疑似高圧力下電気化学反応

単層カーボンナノチューブ(SWCNT)は他の炭素材料にみられない中空構造を有し、そこにさまざまな分子を内包できる。このSWCNT内包系はこれまでもっぱら学術的興味で研究が行われてきたが、工学的見地から内包分子を選択することで新しい機能性材料として展開できる可能性を評価した。次世代二次電池・キャパシタ電極材料、透明導電膜材料としてSWCNT内包系が優れた性能を有することを明らかにした。内包分子としてキノン類など有機分子、リンや硫黄などの無機分子を導入した。ナトリウムイオン電池やLi硫黄電池電極特性に優れた材料を開発した。ヨウ素を内包したSWCNTは透明導電膜への応用が期待できる。申請書の実験計画に記したように単層カーボンナノチューブ(SWCNT)を精製処理・キャラクタリゼーションしたのち、いくつかの有機分子、元素分子を内包させ電気化学実験を実施した。以下に具体的な物質名と実験結果の概要を箇条書きで示す。(1)ヨウ素内包ナノチューブ:SWCNTを作用極、対極を白金としヨウ化ナトリウム水溶液中で作用極に正電位を付与することによりヨウ化物イオンを酸化しヨウ素分子をチューブ内に内包させた。内包によりホールドープが起き電気伝導度が向上することなどを明らかにした。(2)硫黄内包ナノチューブ:硫黄結晶をSWCNTとともにガラス管に真空封かんしたのち、加熱処理して硫黄分子をチューブに内包させた。内包した硫黄分子がチューブ内で安定化することを熱重量分析実験により明らかにした。また、この安定化はチューブ径が小さいほど大きいことも明らかにした。この硫黄内包ナノチューブのリチウムイオン貯蔵能について電気化学実験により調べた。バルク硫黄では多硫化物イオンの溶出が問題となるが、SWCNTに内包させることによりこの溶出を抑制できることがわかった。(3)アントラキノン、フェナントレンキノン内包ナノチューブ:アントラキノン、フェナントレンキノンともに硫黄分子と同様の気相法によりSWCNTに内包させた。これらの有機分子もリチウムイオン二次電池の電極材料として期待されているが、いずれも電解液への溶出が問題である。しかし、これらの試料についてもSWCNTへの内包により溶出が抑制できることがわかった。とくにフェナントレンキノンでは抑制効果が大きいことがわかった。昨年に引き続き、いくつかの有機分子、元素分子を単層カーボンナノチューブに内包させ、内包分子の構造・物性をキャラクタライズするとともに、その電気化学的特性を評価した。内包処理は、昨年も実施したヨウ素、アントラキノン、フェナントレンキノン、硫黄に加え、今年度あらたにリンについても行った。今年度得られた新たな知見を以下に列挙する。(1)ヨウ素内包ナノチューブ:ヨウ化物イオンを含む溶液中でナノチューブ電極に正電位を付与することでヨウ素分子を内包できることをすでに明らかにしていたが、今年度新たに水晶振動子を用いた実験により反応時の重量変化を検出し反応メカニズムを明らかにした。また、この反応を利用した新しいハイブリッドキャパシタを構築し、性能を評価した。(2)キノン内包ナノチューブ:昨年度リチウムイオンを可逆的に捕捉できることを示したが、今年度あらたに2価のマグネシウムイオンについても可逆的な補足が可能であることを実験的に示すことができた。多価イオン電池への応用が期待できる。(3)リン内包ナノチューブ:今年度新たにリンを内包したナノチューブについて、リチウムイオン、ナトリウムイオンに対する電気化学反応を評価した。リン内包ナノチューブはこれらのイオンを可逆的に捕捉できることを示した。ナトリウムイオン電池はポストリチウムイオン電池として期待される次世代電池の一つであるが、グラファイト負極が使用できないため負極の開発が課題となっている。リン内包ナノチューブはナトリウムイオンの可逆容量が1000 mAh/g以上見込まれることから、新しい負極材料として期待できる。申請書の実験計画・方法欄に具体的な研究項目として次のように記載した。平成26年度:(1)カーボンナノチューブ調整、(2)分子・結晶の導入、(3)電気化学評価+電気化学反応、(4)放射光X線回折実験、(5)XAFS測定平成27年度以降:(1)カーボンナノチューブ調整、(2)高圧電気化学反応また、実施する電気化学反応は、A. Li-S反応:ポストリチウムイオン二次電池として期待されるLiS電池を意識。LiS電池で問題となる多硫化物イオンの溶出を防ぐ、B. Li-I反応:全固体電池として機能するリチウムヨウ素電池の反応をナノチューブ内で実現する、C. Li-アントラキノン、フェナントレンキノン反応:リチウムイオン電池の新しい活物質として従来から期待されている有機ラジカル系の反応をナノチューブ内で実現する、D.上記の反応をNaでも同様に実施する、E. Mg, Ca &#8211; S反応:多価イオン電池としての応用面からの興味だけでなく、地球科学的にも重要な反応である,となっている。計画欄に記載した中で現在まで、未実施であるものは、平成27年度以降に実施するとした(2)高圧電気化学反応だけである。しかし、これについては計画を実行するために必要な高圧電気化学セルの作成にとりかかっており、28年度には実施できる見込みである。したがって、おおむね順調に進展していると判断した。なお、当初の実験計画にはなかったが、ナノチューブ内の電気化学反応を多角的に理解するために、低温下での内包分子の振る舞いを実験的にとらえる実験をあらたに計画している。

また、内包分子についても、計画書に記したもの以外の無機物についても試行的な実験を実施している。(1)最終年度の実績単層カーボンナノチューブ(SWCNT)に内包されたヨウ素分子がSWCNTからの電荷移動反応で一部ポリヨウ化物イオンを形成していることは前年度までの研究でわかっていた。最終年度では、低温にするとこの電荷移動反応が進むこと、およびその電荷移動反応促進は長鎖のポリヨウ化物イオン生成反応が進むためであることを明らかにした。また、ヨウ素を内包したSWCNTがLiイオンを吸蔵・放出できることを高分子電解質を用いた実験により明らかにした。前年度までにフェナントレンキノンなどの有機分子を内包したSWCNTが電池電極として機能することはわかっていた。最終年度には、有機分子電極が低温でも良好に動作することを実験的に明らかにした。(2)全期間での実績初年度にはヨウ素分子を電解酸化法でSWCNTに内包させる方法を確立した。また、硫黄内包SWCNTについて、内包した硫黄分子の昇華温度がチューブ径が小さくなるにつれて高くなることを見出した。また、チューブ内での硫黄分子の安定化を利用することで電池電極として機能することを見出した。2年目にはリン内包SWCNTがNaイオン電池電極として大きな可逆容量を示すことを明らかにした。また、フェナントレンキノンなどの有機分子電極についてSWCNTへの内包が有機分子の電解液への溶出を抑制することを確認した。バルク試料では電池電極として機能しないリンをSWCNTに内包するとLi、Naイオンを可逆的に吸蔵・放出できることを明らかにした。最終年度の成果については上記の通りである。SWCNT内包系はこれまでもっぱら学術的興味で研究が行われてきたが、工学的見地から内包分子を選択することで新しい機能性材料として展開できる可能性を評価した。次世代二次電池・キャパシタ電極材料、透明導電膜材料としてSWCNT内包系が優れた性能を有することを明らかにした。単層カーボンナノチューブ(SWCNT)は他の炭素材料にみられない中空構造を有し、そこにさまざまな分子を内包できる。このSWCNT内包系はこれまでもっぱら学術的興味で研究が行われてきたが、工学的見地から内包分子を選択することで新しい機能性材料として展開できる可能性を評価した。内包分子としてキノン類など有機分子、リンや硫黄などの無機分子を導入した。ナトリウムイオン電池やLi硫黄電池電極特性に優れた材料を開発した。ヨウ素を内包したSWCNTは透明導電膜への応用が期待できる。申請書の研究目的に以下の項目について明らかにすることを目指すと記した。1.ナノチューブ内に取り込んだ硫黄、ヨウ素一次元結晶およびアントラキノンなどの芳香族小分子の酸化還元電位を電気化学測定で決定する。2.酸化還元前後の構造変化をXRDで、電子構造変化をXAFSにより明らかにする。
バナジン酸塩化合物系レア・アースフリー蛍光体の発光メカニズムの解明と特性制御

多くの蛍光体には希土類元素(レア・アース)が添加されているが、将来にわたる安定供給が不安視されている元素である。希少元素に頼らない機能材料開発は持続的発展社会の鍵となり、本課題においてレア・アースを含まない蛍光体開発としてバナジン酸塩化合物蛍光体の研究に取り組んだ。その結果、バナジン酸塩化合物において濃青から黄色までの蛍光を実現し、配位子の一部をフッ素に置き換えたフルオロバナジン酸塩化合物において赤色系蛍光を実現した。結晶構造的考察の結果、発光エネルギーとバナジン酸塩クラスタ(VO4四面体)の構造的特徴の間の相関を見出し、任意の発光波長を実現するための材料設計指針を明らかにした。蛍光体は、紫外線やX線、電子線などの高エネルギー照射を可視化する機能材料であり、現在無機蛍光体は、無機EL、白色LED、蛍光灯、プラズマディスプレイ、畜光材などに利用されている。一方、多くの蛍光体に希土類元素(レア・アース, RE)が添加されており、資源および地政学的要因による安定供給が問題視されている。そのような背景に対し、筆者は「希少元素に頼らない機能材料開発」の一環として、オキソ金属酸イオンであるバナジン酸イオン(VO4)3-を発光中心に利用したバナジン酸塩による、希土類元素を含まない蛍光体ーレア・アースフリー蛍光体ーの開発に取り組んでいる。その成果は持続的発展社会実現のための基盤技術になるものと期待される。平成25年度は、新規蛍光体組成探索に加え、これまでに合成されたバナジン酸塩化合物における発光メカニズム解明に取り組んだ。一連のバナジン酸塩化合物では、バナジン酸クラスタ(VO4四面体)が共通して発光中心として働いているにも関わらず、結晶構造や化学組成に応じて発光エネルギーが大きく異なる。また、対カチオンは蛍光には影響を与えていないと考えられるため、その原因はVO4四面体の歪み等の局所構造に存在するものと推測できた。そこで、X線吸収微細構造解析(XAFS)でV周囲の局所構造を調査するとともに、平均構造の観点からX線構造解析を行った。これまでに得られている結果としては、優れた蛍光特性を示す蛍光体では、既往の研究で報告されている結晶構造と比べて対称性が異なることが示唆されており、結晶構造におけるわずかな違いが蛍光特性に大きな影響を与えていることが考えられた。発光メカニズムの解明につながる大きな手がかりを得ることができた。蛍光体は、紫外線やX線、電子線を可視光などに変換する一種のエネルギー変換材料であり、無機蛍光体は現在無機EL、白色LED、蛍光灯、プラズマディスプレイ、畜光材などに利用されている。一方、多くの蛍光体には希土類元素(レア・アース, RE)が添加されており、資源枯渇や地政学的要因が安定供給に対する懸念因子として現実化している。そのような背景に対し本研究では、「希少元素に頼らない機能材料開発」の一環として希土類元素を含まない蛍光体ーレア・アースフリー蛍光体ーの開発に取り組んでいる。それは、オキソ金属酸イオンであるバナジン酸イオン(VO4)3-を発光中心に利用するもので、その成果は持続的発展社会実現のための基盤技術になるものと期待される。平成24年度は発光メカニズムの解明に重点をおいた研究に取り組んだ。一連のバナジン酸塩化合物系蛍光体ではVO4四面体が発光中心として機能するにも関わらず、塩を形成する陽イオンの種類に応じて発光色が変化するという特徴があり、これまでその原因の詳細は明らかではなかった。それに対し、X線吸収スペクトル測定や励起-発光スペクトル測定、量子収率測定などを用いて、一連のバナジン酸塩化合物系蛍光体の基礎物性を評価した結果、VO4四面体中のV-O距離と発光波長の間に相関があることを見出した。また、その考察に基づきVO4四面体のO2-の一部をF-に置き換えたバナジン酸塩化合物を合成した結果、これまで達成できていなかった長波長(赤色)発光を示すバナジン酸塩化合物蛍光体の合成に成功した。蛍光体は、紫外線やX線、電子線などの高エネルギー照射を可視化するための機能材料であり、照明、EL、ディスプレイなどの機器の中で利用されている。多くの蛍光体には希土類元素(レア・アース)が添加されているが、希土類元素は、その価格および供給が埋蔵量だけでなく地政学的要因による影響も受けるため、将来にわたる安定供給が不安視されている。希少元素に頼らない機能材料開発は持続的発展社会の鍵となる技術であり、メカニズムを解明することにより所望の特性を持つ高性能蛍光体材料の設計が可能となる。バナジン酸塩化合物は、結晶構造中のバナジン酸クラスタ(VO4四面体)が発光中心となる蛍光体で、塩を形成する陽イオンの種類により濃青黄色までの間で発光色が変化する。