hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キャリアドープされたハニカム格子ハバード模型の磁性と新奇超伝導の理論

本研究計画では、ハニカム格子ハバード模型においてキャリアドープが磁性と超伝導に及ぼす影響を二粒子自己無撞着(TPSC)法により調べた。磁性では、1/2フィリングの常磁性-反強磁性転移の臨界オンサイト相互作用を評価し、低温域へのストーナー因子の外挿により、計算法が異なる複数の先行研究と整合する数値が得られた。次に、フェルミ準位がファン・ホーベ特異点に来るキャリア量で磁気転移を解析し、十分な低温域でも非常に小さなオンサイト相互作用で磁気転移すること、すなわち臨界オンサイト相互作用が十分小さいかゼロである可能性を示した。この状態にキャリアドープしたところ、ファン・ホーベ特異点からフェルミ準位が離れることで、臨界オンサイト相互作用が大きくなることを示した。これらをキャリアドープ量に対する磁気相図としてまとめた。超伝導の研究では、まずマーミン・ワグナーの定理により磁気転移が抑制される領域の把握を行ない、キャリア量を磁気転移近傍にすることで新奇超伝導が発達し得る傾向を見出した。しかし、この超伝導は低温域で安定化しづらいことがわかり、安定化する領域や条件およびそのようになる効果などを探索する必要性を確認した。この効果として、いくつかの候補を見出したものの、現段階では低温域での安定性を十分に検証しきれていない。模型は異なるものの、こういった現象の理解への別のアプローチとして、新奇超伝導の可能性が指摘されている擬一次元物質やファン・ホーベ特異点近傍にフェルミ準位がある擬二次元物質の研究も行ない、様々な角度から安定化を検証した。このように本研究計画を進めることで、キャリアドープがハニカム格子ハバード模型における磁性と超伝導に与える影響の知見と今後の課題を見いだすことができた。計画初年度では、ハニカム格子ハバード模型に二粒子自己無撞着(TPSC)法を適用することで、キャリアドープに対する磁性と超伝導の振る舞いに関する全体的な把握を行った。磁性については、ストーナー因子の温度依存性を可能な限り低温領域まで計算し、高温領域から外挿することで磁気転移温度の見積もりを行った。超伝導については、異なる超伝導状態の競合に対するキャリアドープの影響を調べた。まず、先行研究が豊富な1/2フィリングの状態について解析し、オンサイト相互作用と温度空間での磁気相図を求めた。先行研究では、基底状態における常磁性-反強磁性転移の臨界相互作用が様々な計算手法で評価されており、本研究で得られた臨界相互作用もそれらと整合する値が得られた。これを踏まえ、1/2フィリングからキャリアドープした状態で解析したところ、磁性状態は著しく抑えられることがわかった。次に、van Hove特異点があるエネルギー領域周辺での磁性を解析した。フェルミ準位がちょどvan Hove特異点にある場合、相互作用が小さくとも低温で磁気転移し得ることがわかった。ただし、この結果は外挿で得られているため、今後の検証が必要と考える。キャリアドープによりvan Hove特異点からフェルミ準位がずれた状態では、ドープ量に応じて磁気転移温度が緩やかに減少することが示された。超伝導については、温度一定の下でいくつかの超伝導状態の競合を調べた。その結果、磁気転移近傍で新奇な超伝導状態が発達し得る傾向を見出した。ただし、この振る舞いは超伝導転移温度よりも高い温度での結果であるため、今後、これらの温度依存性について検証が必要と考える。計画初年度の予定通り、ハニカム格子ハバード模型における磁性や超伝導のTPSC解析を行うことができている。ストーナー因子の温度依存性から評価された磁気相図は、キャリアドープ量と相互作用の空間で得られている。超伝導転移温度以上の温度領域ではあるが、超伝導の競合に関するキャリアドープ量依存性も得られている。これらから、総合的にみて、おおむね順調に進展しているといえる。計画二年目では、前年度に引き続き、ハニカム格子ハバード模型に二粒子自己無撞着(TPSC)法を適用することで、磁性・超伝導に対するキャリアドープの影響の詳細を調べた。磁性については、1/2フィリング近傍のストーナー因子の温度依存性で得られた臨界オンサイト相互作用が他の計算手法による先行研究と整合することを踏まえて、van Hove特異点近傍でのキャリアドープと磁気転移温度の関係を中心に調べた。その結果、キャリアドープによりvan Hove特異点からフェルミ準位が離れるほど、磁気転移するために必要な相互作用が大きくなること、その振る舞いが1/2フィリングの正方格子での磁気転移と似た挙動であることが示された。超伝導については、磁気転移近傍で新規な超伝導状態が支配的になり得る傾向を踏まえて、磁気転移温度がわかっている領域について、超伝導の安定性に関する温度依存性を計算した。その結果、現状、新奇な超伝導状態は低温領域で安定しづらいことが示された。今後、このような超伝導状態が安定し得る領域はあるかについて、詳細に調べる必要がある。また、現在はシンプルなハニカム格子ハバード模型に注目しているが、新たな効果の導入により、このような超伝導が安定化する可能性も考えられる。これらは今後、検証が必要な項目である。ストーナー因子による磁気転移温度の評価が比較的妥当な結果を与えたことを踏まえ、磁気相関長の計算開発よりも準粒子スペクトルの計算開発を優先している。これにより、電子相関効果が考慮されたバンド構造に関する知見を得ることができる。

この知見を生かし、キャリアドープされたハニカム格子における物性を微視的観点から明らかにすることを目指す。当初計画通り進んでいる部分が多く、準粒子スペクトルの計算を磁気相関長の計算よりも優先するなど研究の進捗状況に応じた柔軟な対応もできていると考える。一方で、計画二年目では正方格子ハバード模型との比較も予定していたが、これよりも、超伝導状態の温度依存性の解析および新奇超伝導の安定条件の探索を優先して行っている部分もある。これらを踏まえ、当初計画に比べ、やや遅れていると判断する。本研究計画では、ハニカム格子ハバード模型においてキャリアドープが磁性と超伝導に及ぼす影響を二粒子自己無撞着(TPSC)法により調べた。磁性では、1/2フィリングの常磁性-反強磁性転移の臨界オンサイト相互作用を評価し、低温域へのストーナー因子の外挿により、計算法が異なる複数の先行研究と整合する数値が得られた。次に、フェルミ準位がファン・ホーベ特異点に来るキャリア量で磁気転移を解析し、十分な低温域でも非常に小さなオンサイト相互作用で磁気転移すること、すなわち臨界オンサイト相互作用が十分小さいかゼロである可能性を示した。この状態にキャリアドープしたところ、ファン・ホーベ特異点からフェルミ準位が離れることで、臨界オンサイト相互作用が大きくなることを示した。これらをキャリアドープ量に対する磁気相図としてまとめた。超伝導の研究では、まずマーミン・ワグナーの定理により磁気転移が抑制される領域の把握を行ない、キャリア量を磁気転移近傍にすることで新奇超伝導が発達し得る傾向を見出した。しかし、この超伝導は低温域で安定化しづらいことがわかり、安定化する領域や条件およびそのようになる効果などを探索する必要性を確認した。この効果として、いくつかの候補を見出したものの、現段階では低温域での安定性を十分に検証しきれていない。模型は異なるものの、こういった現象の理解への別のアプローチとして、新奇超伝導の可能性が指摘されている擬一次元物質やファン・ホーベ特異点近傍にフェルミ準位がある擬二次元物質の研究も行ない、様々な角度から安定化を検証した。このように本研究計画を進めることで、キャリアドープがハニカム格子ハバード模型における磁性と超伝導に与える影響の知見と今後の課題を見いだすことができた。磁性や超伝導の振る舞いに関する微視的な観点からの知見を得るために、現在、準粒子スペクトルの計算準備に着手している。また、ハニカム格子で得られた結果との比較のために、他の格子(正方格子など)での解析を予定している。新奇超伝導状態の安定性に関する検証を継続し、場合によっては、ハニカム格子への追加的な効果が及ぼす影響を検討する。ハニカム格子にドープされたキャリアが磁性や超伝導に与える影響を明らかにするために、準粒子スペクトルの計算を行い、微視的な観点からメカニズムを理解するという方針である。また実施研究計画で注目するハニカム格子ハバード模型がシンプルなものであることから、これに新たな効果を導入し、それが新奇超伝導に有利に寄与するかを、本研究で用いるTPSC計算の利点を生かして検証する方針である。計算機の導入に際して、必要な性能と動作の確認に遅延が生じたため。国内学会などでの研究成果発表の機会が当初想定よりも少なかったため。
炊飯米のフレーバー徐放制御のためのライスフレーバー粉末の開発

水溶性フレーバーは、親油性フレーバーに比較して粉末化が難しく、食品へのフレーバー添加が技術的に難しいのが現状である。本研究では、水溶性フレーバーを乳化剤アラビアガム、シクロデキストリン(CD)を用いて、乳化フレーバー粉末、フレーバー包接CD粉末、乳化フレーバー及びフレーバー包接CD粉末の複合粉末の噴霧乾燥による作成、及びフレーバー徐放特性について粉末特性の緩和現象として解析を検討した。本研究では、CD包接乳化フレーバー粉末の、恒温恒湿下でのフレーバー徐放特性、及び湯浴中で沸騰加熱中でのフレーバー徐放特性を調べ、フレーバー残留率の高いフレーバー粉末作成手法の開発を行うため、1)乾燥法によりフレーバーCD包接粉体を作成し、粉末作成時の残留率向上、2)恒湿下でのフレーバー徐放特性、3)フレーバー粉体の熱水中でのフレーバー徐放挙動、4)作成した粉末の炊飯時のフレーバー残留率の項目について検討した。噴霧乾燥粉末のフレーバー残留特性について検討した結果、CDのみを賦形剤として用いた場合、リモネン、カプロン酸エチルとも過剰フレーバーを添加してもCDに対して約0.8molしか包接されず、残留率も約0.5であった。CDにより包接複合体を作成した後、GAまたはMDにより被膜形成を行った場合、CD10%GA20%粉体及びGA10%MD10%粉体は、リモネンの場合残留率がほぼ1で、CD10%GA10%MD10%粉体は0.8であった。カプロン酸エチルの場合、GA10%MD10%粉体、CD10%GA10%MD10%粉体の残留率は0.5に対して、GAにより被膜形成を行わせた場合のCD10%GA20%粉体は残留率が0.8と著しく増加した。熱水中でのフレーバー徐放挙動は、粉末作成手法に関わらずリモネン、カプロン酸エチル粉末のフレーバー残留率をAvramiの式で表すことができた。徐放60分後のフレーバー残留率は、リモネン粉末の場合約70%であるのに対して、カプロン酸エチル粉末の場合約30%であった。リモネンのほうが残留性に優れていることがわかった。炊飯後のフレーバー残留量はフレーバー添加量に対して相関することができた。このことより、フレーバー残留量は粉末組成に関係なく、フレーバー添加量に依存することがわかった。粉末添加量を増やすと、フレーバー残留量も増加し、フレーバー包括量が多い粉末ほど残留量が多いことがわかった。1)アルコールを溶媒としたフレーバー包接シクロデキストリン粉体を作成に関して、d-リモネンをモデルフレーバとして、アルコール添加量の影響を中心について検討した。その結果、エタノールを溶媒としたとき,β-CDに対して最適な添加量が存在し、CDに対して約20モル倍のエタノールを添加したとき最大の包接複合体量が得られた。無水エタノール、及び無水メタノールを溶媒としてフレーバー包接複合体形成反応は、アルコールに対して自己触媒的に包接複合体が形成される、CDとアルコールの吸着結合体が形成され包接複合体形成反応を阻害するとしたモデルにより表されるとした。このモデルにより、CD当たりに包接されるフレーバー量は、次式で表される。ここで、a:包接反応速度定数、Km:包接反応の平衡定数、Ki:アルコールとCDの吸着平衡定数、n:CDへのアルコール吸着数である。この式を用いて最適アルコール添加量を推算する式を提案した。2)各種フレーバー包接シクロデキストリン粉体を、湿式混練法により作成した。この作成粉体を25mg/mlとなるよう内径10mmの試験管に入れ、100°Cに加熱した。加熱浴中におけるフレーバー残留率は、フェニルエタノール>リモネン>カプロン酸メチル>AITCの順に大きく、フレーバー残留率は1次徐放反応速度式で表すことができた。また、各フレーバーの見かけの1次徐放速度定数は、α-CD>β-CD>γ-CDの順に小さくα-CDに包接させたフレーバーの残留率が高かった。乳化フレーバーを噴霧乾燥により作成し、その徐放速度についても検討中である。作成したフレーバー粉末を米に添加し、炊飯中に徐放したフレーバー量をにおいセンサーで測定すると共に炊飯後の残留フレーバー量をガスクロマトグラフで測定した。モデルフレーバーとしてd-リモネンを用いた場合、粉末添加量に対しては乳化エマルジョン径を約0.9um程度とした噴霧乾燥粉末とβ-CDに包接させた粉体の残留率が高かった。

CDにより包接複合体を作成した後、GAまたはMDにより被膜形成を行った場合、CD10%GA20%粉体及びGA10%MD10%粉体は、リモネンの場合残留率がほぼ1で、CD10%GA10%MD10%粉体は0.8であった。カプロン酸エチルの場合、GA10%MD10%粉体、CD10%GA10%MD10%粉体の残留率は0.5に対して、GAにより被膜形成を行わせた場合のCD10%GA20%粉体は残留率が0.8と著しく増加した。熱水中でのフレーバー徐放挙動は、粉末作成手法に関わらずリモネン、カプロン酸エチル粉末のフレーバー残留率をAvramiの式で表すことができた。徐放60分後のフレーバー残留率は、リモネン粉末の場合約70%であるのに対して、カプロン酸エチル粉末の場合約30%であった。リモネンのほうが残留性に優れていることがわかった。炊飯後のフレーバー残留量はフレーバー添加量に対して相関することができた。このことより、フレーバー残留量は粉末組成に関係なく、フレーバー添加量に依存することがわかった。粉末添加量を増やすと、フレーバー残留量も増加し、フレーバー包括量が多い粉末ほど残留量が多いことがわかった。ライスフレーバー粉末のモデル粉末として、リモネン、カプロン酸エチルをモデルフレーバーとしたフレーバー粉末をシクロデキストリン(CD)を用いて作成した。フレーバーをシクロデキストリンに包接し、賦形剤としてマリトデキストリン、アラビアガムを用いた乳化溶液を使用し、噴霧乾燥機(大河原化工機製L-8型)を用いて粉末化した。フレーバー残留特性の優れた粉末を作成するための工学的基礎データーを取得するために、噴霧乾燥によるフレーバー残留率、及び作成粉体の恒温恒湿徐放特性について検討した。噴霧乾燥粉末中のフレーバー残留率は、乾燥粉末重量当たり約10-15%であった。温度50°C、関係湿度72%でのカプロン酸エチル包括乾燥粉末について、フレーバー徐放実験を行った結果、フレーバー残留率は粉体の緩和現象を相関するアブラミの式で推算できた。CDでカプロン酸エチルを包接後、カプロン酸エチルのGA乳化溶液を添加した溶液をマルトデキストリンで被膜形成させた噴霧乾燥粉末は、CD10%粉体、及びGA乳化粉体に比較して、カプロン酸エチルの残留性は高かった。リモネンの噴霧乾燥粉末の場合は、カプロン酸エチル粉末に比べ安定であった。試験管に入れた4mlの温度98-99°Cの熱水中に、カプロン酸エチル、またはリモネンの噴霧乾燥粉末を所定量添加後、溶液中のフレーバー残留量を測定した。このフレーバー残留量についてもアブラミの式で相関できた。炊飯時に所定量のフレーバー粉末を添加し、炊飯後40分後のフレーバー残留量を測定した。この場合、炊飯後湿潤米中のフレーバー残留率は、フレーバー粉末の作成手法に係わらず炊飯時に添加したフレーバー量に依存してしていた。水溶性フレーバーは、親油性フレーバーに比較して粉末化が難しく、食品へのフレーバー添加が技術的に難しいのが現状である。
里親の権利義務：児童福祉法と民法の架橋

里親は児童福祉法上の里親委託によってその身分が発生するものであり、そのケアの性質は本来公的なものである。しかし日本での実態としては、里親は、疑似養子縁組的・私的養育として実践されることが多かった。このことが里親の権利義務をあいまいなものにしてきたと考えられる。本研究者は、アメリカの制度を手掛かりとして、社会的養護の目標を、1親と暮らせない子どものために、それぞれの子どものニーズに合った質の高い代替的ケアを提供すること、2子どもがその最善の利益になるかたちで社会的養護を出ていくために長期的目標を立てそれに向けたサービスを行うこととし、この二つの目標達成に必要な里親の権利義務について検討を行った。本研究は、課題名である「里親の権利義務:児童福祉法と民法の架橋」が示す通り、里親養育に関する児童福祉法上の公的規律と民法上の私的規律を架橋する新しい法的枠組みを構築するために、里親の権利義務を明らかにすることを目的とする研究である。本年度は、研究計画書に記載したとおり、日本において里親養育がどのような形で実践されているかを明らかにすることを年次目標として、調査および研究を実施した。まず、日本の里親制度に関する先行研究のレビューを行った。文献は所属研究機関の図書館およびデータベースを利用、特に重要な書籍や図書館にない資料は大学書店やAmazonなどのインターネットサービスによって購入した。児童相談所の児童福祉司や民間の里親支援団体のソーシャルワーカー数名から、里親委託実務の現状について話を聞いた。平成23年度には、複数の児童相談所に対するより構造化された質問調査を行う予定である。以上のような研究活動を通して得た知見を踏まえ、日本の社会的養護システム(里親養育を含む)の実情と問題点を論じた論文(英語)を執筆した。この論文は、アメリカの研究雑誌Illinois Child Welfareに寄稿し、掲載が決定されている。更に本年度は、アメリカの里親養育制度について調査研究を行い、その特徴を明らかにするとともに、制度運用の実情と課題について検討を行った。アメリカの里親制度研究は当初平成23年度に実施する予定であったが、日本の制度を考えるにあたってアメリカとの比較の視点が有益であると考え、計画を前倒しして本年度から実施することとした。本年度の目標は、里親が担う制度的な役割について、日米を対比しつつ明らかにすることであった。アメリカの里親制度に関する文献は、主として、早稲田大学図書館の文献ダウンロードシステムを通じて収集した。アメリカで出版された最新の書籍は、Amazonや輸入書店などを通じて購入した。また本年度は、里親にかかわる実務家や里親支援団体への聞き取りなどを目的としてアメリカでの現地調査を予定していたが、23年7月ごろに妊娠が判明したため、身体の安静を優先してアメリカでの調査を取りやめることとした。その代りに、主としてインターネット情報によって、アメリカの里親制度の最新動向の把握に努めた。アメリカは、児童福祉の領域においてもインターネットによる情報公開が進んでいるため、里親制度に関する情報も、インターネットにより、かなりの程度収集することができた。他方、日本の里親制度については、里親会の代表者や里親、児童相談所の里親担当職員にインタビュー調査を行い、関係者が里親の役割をどう考えているか、またそうした考えが制度の在り方や運用にどのように反映されているかを検討した。以上の調査の結果として、(1)日本の里親は、公的な福祉制度の担い手としてよりも「子どもの親になる」という疑似養子縁組的・私的家族としての役割が期待される傾向があるのに対し、アメリカの里親はそうした私的な性格よりも、原則として親子再統合までのプロフェッショナルな養育の担い手としての役割が期待されていること、(2)そうした違いに伴い、ケースプランニングを重視するか否かなど里親制度の設計にも違いがみられることが明らかになった。今年度の課題は、里親養育を受ける子どもの福祉の観点から、里親にどのような権利義務が必要であるか、またそうした権利義務を担保する法的・社会的システムがどのようなものであるのかを明らかにすることであった。里親がその役割を適切に遂行しながら、子どもの養育を安定的に、子どもの福祉に沿って実施できるようにすることが里親制度の基本的な目標であるとすれば、この目標が実現できなかった事例を精査することが制度の改善にとって重要である。そこで、日本の里親養育の世界で実際に発生している紛争や問題を把握するために、里親養育に関連する事例を収集し、分析を行った。分析の対象とした事例は、たとえば、子どもの自宅復帰をめぐる児童相談所と里親の紛争や、実親による子どもの引き渡し請求に対抗してなされる里親の監護権者指定や養子縁組の申立、里親による子どもの虐待事件などであった。事例分析は、既に実施したヒアリング調査において見聞した事案に加えて、里親に関する民法・児童福祉法・刑法の判例も用いて行った。

これらの事例の発生状況と、現行法上の問題解決のあり方を把握した上で、里親の役割遂行の観点から見て、里親にどのような権利義務が保障されれば、子どもの福祉を害する状況が回避されやすくなるのか、あるいは里親養育をめぐって発生する紛争を、子どものの福祉の観点からより適切に解決できるようになるのか、児童福祉法と民法において里親の権利義務がどのように規定されうるか、また、その権利義務を担保するための法的・社会的システムとしてどのようなものが考えられるか、といったことについて検討を行った。本研究の目的は、里親の権利義務を明らかにすることである。これまでの研究により、里親の制度的役割について日米比較の視点も含めて明らかにできた。これにより、来年度に実施する里親の権利義務の検討のための準備が整ったといえる。以上の理由で、研究は順調に進展しているものと考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。来年度(24年度)は本研究の最終年度に当たる。来年度は、昨年度・本年度の研究成果を踏まえ、里親としての適切な役割遂行に必要でありかつ子どもの福祉の促進のために必要とされる里親の権利義務について明らかにする。昨年度、本年度の研究は里親制度の社会的な役割やその実態に焦点を当てるものであったが、来年度の研究は法学理論的研究が中心となる。本研究者は、24年3月末で早稲田大学を退職するが、24年4月1日より名古屋大学大学院法学研究科准教授(法社会学)として勤務することになっているので、法学その他の研究文献へのアクセスおよび良好な研究環境は24年度も確保され、研究遂行に問題が生じることはないと考えている。
核磁気共鳴法および質量分析法による糖鎖の構造解析とダイナミクス

オリゴ糖の構造解析手段としてNMRは感度が悪い欠点があるが、溶液中での立体構造が解析できる大きなメリットがある。NMRスペクトルで、シグナルが重なり解析が困難な、ハイマンノース型の合成したモデル化合物(マンノース5残基)を用いて、新規に開発した測定法や種々の手法を駆使して初めて1Hと13Cの完全解析に成功した。本測定法が、複雑な糖鎖構造を持つ微量化合物を比較的短時間で解析できる有用性とさらなる利用範囲の拡大が期待できることを示せた。糖鎖を含む生体化合物にはリン酸化されているものが多いが、^<31>P-NMRに関する詳細な解析は少なく、立体構造を含めた解析例はほとんど無い。今回、PhosphateまたはPhosphonateが結合したモデル糖とくらげムチンのリンとのスピン結合定数を決定する手法について検討した。また立体構造を調べるために、HOESY (Hetero-nudear Overhauser Effect Spectroscop Y)測定を検討した。糖鎖のシグナルは、化学結合に差が無くかつ複雑に重なりあっている。そこで、^<31>Pを選択的にデカップリングし、オリジナルとの差をとり、重なり合ったスペクトルの中から^<31>Pと結合した部位のみを^1Hおよび^<13>Cで観測する手法を確立した。さらに、NOE(Nuclear Overhauser Effect)/ROE (Rotating frame Overhauser Effect)法で得られた情報をSPT (Selective Population Transfer)で展開し、込み合ったスペクトルの中から糖の結合情報や配座情報を得ることを検討した結果、β結合型GalおよびGalNAcについて好結果を得た。α結合型に関してはさらに検討中である。これらの手法からより正確な帰属情報が得られ、くらげムチンとモデル糖鎖だけでなくその他の糖鎖化合物にも広く応用できると期待している。本結果は、農芸化学会、25^<th> ICS2010 (International Carbohydrate Symposium)、NMR討論会で発表した。また多段階MS^nが可能な超高精度質量分析装置で、クニウムチンをはじめ複雑に結合している糖タンパク質の構造解析に有効な測定条件や測定手法を検討する予定である。哺乳動物のおける約150種類の蛋白質がGPI(Glycosyl Phosphatidyl Inositol)アンカーを介して細胞と結合し、生体制御、細胞間の情報伝達、ウィルスの受容体としての機能をもっている。これらの機能と構造関係を解明する一つの手段として、イノシトール、グルコサミン、マンノースの3個にホスファティディルエタノールアミンが結合したモデル化合物を共同研究者が合成した。この化合物でNMRの解析を始めたが、通常のDQF-COSY、HSQC、TOCSY法などでは約半分のシグナルしか帰属できなかった。SPT法は照射強度が弱く、最も選択制が優れた測定法であるが、これを新たに開発したDPFGSE-Double-SPT法など一次元NMRの測定法を使って、短時間で全て帰属した。さらに、^1H{^<31P> selective}差スペクトルによって、M1に結合した^<31>PとM1-H-2の問に7.3Hz、同じくH-3との間に3Hzのスピン結合定数が観測された。これは4ボンドのスピン結合定数としては大きい値であり、^<31>PとH-3がW字則の関係が示唆され、この部分の立体構造がかなり絞り込めた。この結果とROEの結果と併せて立体構造についても貴重な知見を得、学会発表を行った。生体内の糖タンパク質はNMRで必要な量を入手するのが困難である場合が多く、より高感度な測定法であるMSによる解析が試みられているが、糖鎖構造の迅速で高感度な解析手法はまだ確立されていない。そこで、糖鎖や糖タンパク質の構造解析手法を確立するための前段階として、NMRで構造決定されたオリゴ糖についてMSによる解析を行い、マススペクトルパターンと糖構造との関連について検討を行った。その結果、結合位置の異なるオリゴ糖のMS^nスペクトルパターンに有意差が認められた。糖鎖付加による蛋白質の修飾は、生理活性には必須であり糖鎖の解析は欠かせない。注目される蛋白質の半分以上は糖蛋白質である。しかしながら、糖鎖の安定同位体ラベルが、通常の蛋白質に比べて非常に高価になってしまうなどの困難を伴うため、また糖鎖の多くは良い結晶が得られずX線回折も困難であるため、NMRも含めて世界的に研究が立ち後れている。さらに、生体内の糖蛋白質はNMRで必要な量を入手するのが困難な場合が多く、より高感度なMSによる解析が試みられているが、糖鎖構造の多様性(構造異性体)等から糖鎖構造の詳細な解析手法は未解決である。込み合った糖鎖シグナルの解析に、2Dではf1 sel. HSQC-TOCSY, f2, f1 sel. HMBC, 1DではDPFGSEを使ったNOE/ROEとSPTを組み合わせる新測定法を開発した。

Mannose pentasaccharide (M5)はN型糖鎖の中心部分を構成し、マンノース糖鎖は信号の重なりが多く、解析の鍵となるアノメリック1Hと2位の1Hとのスピン結合定数が小さいため、NMRでの解析が困難である。これを新たに開発した測定法により全シグナルの帰属、立体構造と配座解析を行なった。さらに、2050°Cでも糖鎖間の結合部分の運動によるシフトとスピン結合定数に差が見られ、新規測定法が糖鎖のダイナミクス研究に役立つことを立証した。また、MSによる糖鎖構造の詳細な解析手法を確立するため、はじめにNMRで予め構造決定された、結合している糖の数が比較的少ないオリゴ糖について解析を行い、MSスペクトルパターンと糖構造との関連について検討を行った。その結果、β1-4結合の二糖のMS2スペクトルではβ1-6結合の二糖の測定結果に比べて脱水ピークが顕著に検出される等、結合位置の異なるオリゴ糖のMSnスペクトルパターンに有意差が認められた。NMRにおいては、新規測定法の開発や従来法による検討を詳細に行うことにより、今まで解析不能であった部分構造がかなり明らかになった。また、Ms^n測定でも、スペクトルパターンによる有意差が認められるなど今後につながる好結果が得られた。しかしながら、学会発表だけで論文投稿には至らなかった。本成果をまとめて投稿できるように、来年度は、さらに研究を進める。24年度が最終年度であるため、記入しない。さらに化合物の量を増やして^<31>Pと^1HのNOE(HOESY法)を測定し、立体構造の詳細と計算による構造予測結果とを併せて、生体中における立体構造と機能についての研究をさらに進めて行く予定である。また異なるオリゴ糖や多糖のMS^nスペクトルの解析を行うことにより、マススペクトルパターンと糖構造との関連について、さらに検討を行う予定である。働24年度が最終年度であるため、記入しない。
平滑筋構成臓器の自動能発現における分子機構とその異常

西らは、抗マウスc-kit抗体投与マウスの胃平滑筋単離細胞を用いて、カルシウム依存性K電流を指標にして細胞内カルシウム動態について検討し、カフェイン誘発、カルバコール誘発カルシウム依存性K電流の変化より胃平滑筋細胞内筋小胞体への細胞内カルシウム取り込み機構の異常があることを明らにした。鳥橋は、ヒト消化管におけるc-kit免疫活性陽性細胞の分布、微細構造、カハールの間質細胞との関連、またHirschsprung′s病患者結腸の陽性細胞について検討した。マウス腸管を用いて、c-kit陽性細胞の種類、分布を明らにし、ACK2処理により影響を受けない群、発生が遅延する群、平滑筋へ分化する細胞群を認めた。伊藤勝昭らは、マウス胃でACK2を用いてc-kit免疫活性陽性細胞の分布を検討して、胃では、生前にこれらの細胞が発現していること、ニュータントマウスとの差を明かにした。藤野らは、ACK2処理によりペースメーカー機能欠如ラットでは、空腹時強収縮波群形成に異常があることを見いだし、腸管の協調性運動障害があることを示唆した。尾崎らは、エンドセリンB受容体欠損ラットでは下部消化管神経節の欠如が見られ、その部位での閉塞が起こり、より上流の消化管の平滑筋層の肥厚、律動性の減少が見られる事を明かにした。伊東らは、モチリンによる空腹時伝播性自動収縮の活性機序について検討し、低濃度モチリンにより陽イオンチヤネルを介した脱分極によるCa電流の増加、ムスカリン受容体を介する陽イオンチャネル活性の顕著な増加が発現することを見いだした。伊東猛雄らはウサギ中大脳動脈のNOはアゴニスト収縮に対て負の制御を行つていること、アセチルコリンはEDHFの遊離を促進しアパミン感受性Kチャネルを活性化して過分極させる事を明かにした。高浜は、気道平滑筋の緊張に関係する気道求心性神経線維の活動について検討し、ブラジキニンが線維の活動に強い影響を与えること、その作用はタキキニンにより影響を受けること等を明かにした。西らは、レセプターチロシンキナーゼを発現するプロトオンコジーンc-kitに対するモノクローナル抗体(ACK2)を、BALB/cマウスに生後2-4日間にわたり投与すると、腸管全体に麻痺性イレウスが発現することを見いだし、ACK2処置小腸では、規則正しい蠕動運動および電気的徐波(slow wave)の発現が認められず、さらにACK2処置小腸標本を組織学的に検索した結果、コントロール腸管では観察される粘膜下腸管平滑筋層に見られるc-kit細胞に欠如があることを観察し、腸管の自動運動のペースメーカー機構の一端をc-kit細胞群が担っていることを示した。伊藤勝昭らは、ACK2処置胃摘出標本を用いて、その電気的、機械的自発活動について検討した。その結果胃幽門部標本では、下部腸管と異なり自発活動が認められた。今後c-kit細胞とこの細胞に依存しないペースメーカー機構の可能性との関連について検討をすすめている。藤野らは、ヒト慢性特発性偽腸閉塞症について形態学的に検討し、腸管壁の内輪外縦筋層間にc-kit細胞が現象している事を見いだし、本疾患の病態の発現にc-kit細胞が関与していることを示唆した。

小林らは、モルモット結腸の歩調取り部位(pacemaker area)とされている部位に含まれている平滑筋の生理学的収縮能を調べ、腸管膜付着部の輪走筋内に規則正しい自律性律動収縮能を有する小結節を見出した(P小結節)。小結節の形態学的検討の結果内輪筋の粘膜下層表面に細かい突起で互いに接触し合う特殊な形態を示す平滑筋と神経終末を認めた。尾崎らは、エンドセリンB受容体を欠乏するAR(S1/S1)ラットの消化管の収縮性について検討をすすめており、このラットの下部腸管では神経層を欠き自動能が欠如しており、盲腸で高濃度Kに対する感受性、回腸でのカルバコールに対する感受性が有意に増加していることを見いだしている。今後のACK2処置ラット腸管との比較検討を進めている。伊藤猛男らは、血管平滑筋の収縮弛緩における内皮細胞由来過分極因子(EDHF)の役割について検討し、EDHFの関与はアゴニストおよび血管床によりことなることを見いだしている。伊東らは、腸管平滑筋のアセチルコリンで開口するチャネルの電気生理ならびに分子薬理学的な面より研究を進めている。西らは、抗マウスc-kit抗体投与マウスの胃平滑筋単離細胞を用いて、カルシウム依存性K電流を指標にして細胞内カルシウム動態について検討し、カフェイン誘発、カルバコール誘発カルシウム依存性K電流の変化より胃平滑筋細胞内筋小胞体への細胞内カルシウム取り込み機構の異常があることを明かにした。鳥橋は、ヒト消化管におけるc-kit免疫活性陽性細胞の分布、微細構造、カハールの間質細胞との関連、またHirschsprung's病患者結腸の陽性細胞について検討した。マウス腸管を用いて、c-kit陽性細胞の種類、分布を明かにし、ACK2処理により影響を受けない群、発生が遅延する群、平滑筋へ分化する細胞群を認めた。伊藤勝昭らは、マウス胃でACK2を用いてc-kit免疫活性陽性細胞の分布を検討して、胃では、生前にこれらの細胞が発現していること、ニュータントマウスとの差を明かにした。藤野らは、ACK2処理によりペースメーカー機能欠如ラットでは、空腹時強収縮波群形成に異常があることを見いだし、腸管の協調性運動障害があることを示唆した。尾崎らは、エンドセリンB受容体欠損ラットでは下部消化管神経節の欠如が見られ、その部位での閉塞が起こり、より上流の消化管の平滑筋層の肥厚、律動性の減少が見られる事を明かにした。伊東らは、モチリンによる空腹時伝播性自動収縮の活性機序について検討し、低濃度モチリンにより陽イオンチャネルを介した脱分極によるCa電流の増加、ムスカリン受容体を介する陽イオンチャネル活性の顕著な増加が発現することを見いだした。伊東猛雄らはウサギ中大脳動脈のNOはアゴニスト収縮に対て負の制御を行っていること、アセチルコリンはEDHFの遊離を促進しアパミン感受性Kチャネルを活性化して過分極させる事を明かにした。高浜は、気道平滑筋の緊張に関係する気道求心性神経線維の活動について検討し、ブラジキニンが線維の活動に強い影響を与えること、その作用はタキキニンにより影響を受けること等を明かにした。
神経系培養細胞SH-SY5Yに発現するオピオイド受容体μ2サブタイプの本態の解明

異なる種類のG蛋白共役受容体がoligomerを形成してその特性を変化させることが報告されているが、1種類の受容体のsplice Variantが細胞に共発現して新たな特性を獲得する可能性については検討されていない。本研究では、μオピオイド受容体のsplice variant同志がoligomerを形成し、その薬理学的特性を変化させる可能性を検討することを目的とした。ヒトμオピオイド受容体の2つのsplice variant、MOR1とMOR1AのPCRプライマーを作製し、神経由来培養細胞SH-SY5Yから抽出したTotal RNAを鋳型としてRT-PCRを行なった。その結果、SH-SY5YにはMOR1とMOR1AのmRNAが存在する事を明らかにした。さらに、MOR1、MOR1AのcDNAをクローニングし、発現ベクターに組込み、それらを細胞に発現させると、それぞれμオピオイド受容体の特異的アゴニストDAMGOに高い親和性を有することを明らかにした。MOR1とMOR1Aを区別する抗体は手に入らないので、異なるエピトープタグ(HA-tagとFLAG-tag)をアミノ末端に結合させたconstructをPCRによって作製した。MOR1、MOR1Aが分子レベルで結合しているか(hetero-oligomerを形成しているか)を検討するため、培養細胞HEK293に共発現して、免疫沈降-イムノブロット分析を行った。その結果、両分子が結合している証拠は得られなかった。異なる種類のG蛋白共役受容体がoligomerを形成してその特性を変化させることが報告されているが、1種類の受容体のsplice variantが細胞に共発現して新たな特性を獲得する可能性については検討されていない。培養細胞に発現させると、抗HA抗体、抗FLAG抗体によって認識され、それぞれを区別することができる。今後、MOR1、MOR1Aが分子レベルで結合しているか(hetero-oligomerを形成しているか)を、培養細胞に共発現して、免疫沈降-イムノブロット分析で明らかにする予定である。
オルタナティブ・オートファジーモニターマウスの作出

本研究では、オルタナティブ・オートファジーを可視化できるマウスの作製を行なった。まず、オートリソソームを可視化できるトランスジェニックマウスを作製し、Atg5欠損マウスと交配することによって、オルタナティブ・オートファジーのみを観察できるマウスを作製した。その結果、心臓の弁形成などにオルタナティブ・オートファジーが関与している事が判明した。我々はさらに、オルタナティブ・オートファジーの隔離膜がゴルジ体から形成される事を発見したため、ゴルジ分子の可視化マウスの作製した。また、新たに同定したオルタナティブ・オートファジー関連分子に関しても、可視化マウスの作製に成功している。オートファジーは細胞内の不要なタンパク質やオルガネラを分解するシステムであり、細胞の飢餓や薬剤ストレスなどで誘導される。我々は、オートファジーに必須とされてきたAtg5やAtg7に依存しない新たなメカニズムによる「オルタナティブ・オートファジー」を発見した。このオートファジーの生理機能を解析する上で、いつ、どこでオートファジーが働いているのか、その局在解析をすることは必須である。しかし、これまで広く用いられてきた従来のオートファジーマーカーのLC3-GFPではオルタナティブ・オートファジーを同定することができないため、オルタナティブ・オートファジーの存在はこれまで見過ごされてきた。そこで本研究では、このオルタナティブ・オートファジーを可視化できるマウスの作製を行なった。我々はさらに、オルタナティブ・オートファジーの隔離膜がゴルジ体から形成される事を発見したため、ゴルジ体の動態を明らかにできるようにゴルジ分子の可視化マウスの作製に成功した。これらのマウスを用いて、分化過程の赤血球を観察したところ、最終分化の直前でオルタナティブ・オートファジーが活性化し、これによってミトコンドリアが除去されることが判明した。実際に、オルタナティブ・オートファジー欠損マウスでは、赤血球にミトコンドリアが残存している。なお、これらの知見をまとめた論文はNature Communicationsに受理され、近々公表される予定である。動物組織において、我々はAtg5やAtg7に依存しない新たなメカニズムによって実行されるオルタナティブ・オートファジーを発見した。しかしながら、これまで広く用いられてきた従来のオートファジーマーカーのLC3-GFPはオルタナティブ・オートファジーを同定することはできない。そのためオルタナティブ・オートファジーの存在はこれまで見過ごされてきた。我々はこれまでに、胎仔期の心臓、肝臓、脳など各臓器でオルタナティブ・オートファジーの存在を確認しているが(Nature 2009)、これらの解析はすべて電子顕微鏡によるものであり、詳細な解析を行うためには、より簡便なアッセイ法が必要である。そこで、本研究では(1)オルタナティブ・オートファジーの特異的な指標タンパクを選定し、(2)このタンパク質と赤色蛍光タンパク質を融合させたトランスジェニックマウスを作成し、オルタナティブ・オートファジーが誘導される部位を同定する。さらにGFP-LC3トランスジェニックマウス(Atg5依存的オートファジーのみをモニターできる)を交配してAtg5依存性と非依存性オートファジーとを同時にモニターできるマウスを作成する。このマウスを用いて(3)従来のAtg5依存的オートファジーとの組織特異性の違いを明らかにすることを目的とした。本年度では(1)オルタナティブ・オートファジー誘導時に細胞内局在が変化し、Atg5依存性のコンベンショナル・オートファジー誘導時には変化しないタンパク質をいくつか同定し、(2)このタンパク質に赤色蛍光タンパク質を融合させた遺伝子を作成し、野生型細胞、及びAtg5欠損細胞に発現してオルタナティブ・オートファジーのみに反応することを確認した。本研究では、以下の5つの目的を掲げて研究を行ってきた。(1)オルタナティブ・オートファジー誘導時に細胞内局在が変化し、Atg5依存性のコンベンショナル・オートファジー誘導時には変化しないタンパク質を同定し、(2)このタンパク質に赤色蛍光タンパク質を融合させた遺伝子を作成し、野生型細胞、及びAtg5欠損細胞に発現してオルタナティブ・オートファジーのみに反応することを確認する。(3)次に、細胞で確認した遺伝子を全身に発現するトランスジェニックマウスを作成し、(4)発生の各段階でどの細胞でオルタナティブ・オートファジーが誘導されるかを明らかにする。

(5)その上で、GFP-LC3マウスと交配してコンベンショナル・オートファジーとオルタナティブ・オートファジーの時空間的使い分けを明らかにする。現在研究は目的(4)(5)まで進んでおり、おおむね順調に研究は進んでいる。これまでの研究をさらに推進するため、当該マウスの繁殖をすすめ、研究目的(4)発生の各段階でどの細胞でオルタナティブ・オートファジーが誘導されるか、(5)GFP-LC3マウスと交配してコンベンショナル・オートファジーとオルタナティブ・オートファジーの時空間的使い分けの解析を推進していく。マウス解析用の試薬や消耗品(プラスチック器具、ガラス器具等)に使用する。
予防歯科におけるチェアサイドPCR法の確率とREDコンプレックス除菌療法の展開

「モバイル遺伝子検査機」を用い、3菌種の歯周病菌(REDコンプレックス)を同時検出するチェアサイドPCR法を確立する。それを臨床応用し、歯面薬剤輸送システム(Dental Drug Delivery System (3DS))と組み合わせ、チェアサイドPCR法を活用して、歯周病菌除菌のための薬剤を選択あるいは開発し効果的な歯周病菌除菌システムの構築を試みる。
光の干渉を用いて散乱体の向こう側の物体を可視化する技術

生体組織,霧,不透明なガラスのような散乱または拡散媒体を通して画像化する技術が注目を集めている.散乱媒体,拡散媒体は,透過画像の品質を著しく低下させるため,光を用いて散乱媒質や拡散体の奥の物体の可視化は難しく技術が限られている.本研究では,光の干渉により散乱体内部の物体を高速にかつ広視野で可視化することを目的としている.レンズレスーディジタルホログラフィック光学系を構築し,すりガラスの向こう側の強度と位相を再構築できるアルゴリズムを提案し,すりガラスの奥に置かれた物体の振幅と位相の算出に成功している.今年度は,すりガラスの奥に置かれた物体の任意の位置での複素振幅分布を計算するコードを改良した.すりガラスの向こう側のテストチャートの情報を得るために,光逆伝搬計算では角スペクトル法を用い,すりガラス面でのすりガラスの位相を補正する部分を改良した.物体の位置を求めるため,事前に物体のみのディジタルホログラフィーにより物体の複素振幅を計測し,光逆伝搬法で物体の位置を推定した.その物体の位置を利用することにより,すりガラスを入れた後のすりガラスの奥にある物体の位置推定の計算時間を短縮することができた.すりガラスとしてホログラフィックディフーザーを用い,拡散角と再構成した像の画質を検討した.ホログラフィックディフーザーの拡散角を1度,10度,20度と変化させ,すりガラスの奥に置かれた物体の振幅と位相を算出した.また,ホログラフィックディフーザーと物体との距離を変化させ,距離の違いによる再構成画像品質を検討した.拡散角が大きくなると再構成画像の画質は劣化し,距離が長くなると再構成画像の画質は劣化した.レンズレスーディジタルホログラフィにより,すりガラスの向こう側に配置された物体の複素振幅の再構成方法を提案し,その有効性を検証した. He-Neレーザーを光源としたレンズレスーディジタルホログラフィック光学系により,テストチャートの強度情報と位相情報を記録し,物体面の再生を試みた.すりガラスの奥に配置された物体の複素振幅を再構成するアルゴリズムを改良し,異なる拡散角のすりガラスの奥に配置された物体の強度分布,位相分布の算出を試みた.物体として振幅型のテストターゲットを用いた実験を行ってきたため,今後は位相変化を有する物体を計測対象として用い,すりガラスの奥に配置された物体の複素振幅が再構成できるかを検討する.すりガラスと撮像素子との距離が固定であるため,すりガラスと撮像素子との距離を変化させた実験を行う.また,すりガラスの設置位置を変更した実験を行う.さらに,異なる波長の光源を用いた光学系を作製し,すりガラスの向こう側の物体の強度情報と位相情報を抽出する.ディジタルホログラフィック光学系で複素振幅を計算するためには,位相シフト法を用いている.高速検出のためにシングルショットで計測可能な,位相シフトディジタルホログラフィック光学系により,物体の高速取得を検討する.生体組織,霧,不透明なガラスのような散乱または拡散媒体を通して画像化する技術が注目を集めている.散乱媒体,拡散媒体は,透過画像の品質を著しく低下させるため,光を用いて散乱媒質や拡散体の奥の物体の可視化は難しく技術が限られている.本研究では,光の干渉により散乱体内部の物体を高速にかつ広視野で可視化することを目的とする.ディジタルホログラフィーは物体の複素振幅分布を記録することにより,物体光の波面をコンピュータ上で再生することが可能である.レンズレスーディジタルホログラフィック光学系を構築し,すりガラスの向こう側の強度と位相を再構築できる新たなアルゴリズムにより,すりガラスの奥に置かれた物体の振幅と位相の算出を試みた.光源から出た光を物体光と参照光に分け干渉させて干渉縞をつくり振幅と位相情報を撮像素子に記録する.次にこの記録した干渉縞からカメラ面でのすりガラスの強度分布と位相分布を求め,カメラ面でのすりガラスの複素振幅を求める.その後,すりガラスの向こう側に物体を設置して,カメラ面でのすりガラスと物体の複素振幅を求める.カメラ面からすりガラス面までの光逆伝搬を計算し,すりガラス面でのすりガラスと物体の複素振幅を求める.先ほど求めたカメラ面でのすりガラスと物体の複素振幅とすりガラスの複素振幅からすりガラス面での物体の複素振幅を求める.すりガラス面での物体の複素振幅をすりガラスから物体までの光逆伝搬を計算することで物体面での物体の複素振幅分布を求められる.すりガラスと撮像素子の距離,すりガラスと物体の距離を変化させ,すりガラスの奥の物体の振幅と位相を算出した.また,本手法の分解能を測定した.提案手法によって得られた強度分布と白色光による照明と比較を行いその有効性検討した.レンズレスディジタルホログラフィーにより,すりガラスの向こう側に配置された物体の複素振幅の再構成方法を提案し,その有効性を検証した.レンズレスディジタルホログラフィー光学系を試作し,位相シフト法にてテストチャートの強度情報と位相情報を記録し,物体面の再生,分解能の測定を試みた.すりガラスの奥に配置された物体の複素振幅を再構成するアルゴリズムを考案しすりガラスの奥に配置された物体の強度分布,位相分布の算出を試みた.

その結果,すりガラスの奥に配置された物体の可視化を行った.提案手法による分解能を測定し,分解能は約70ミクロンであることがわかった.提案手法によって得られた強度分布と白色光による照明と比較を行いその有効性を検討した.再構成された強度分布はすりガラスがない場合の強度分布と比較してコントラストが低下することやカメラとすりガラスの距離を大きくすることによって再構成した強度分布,位相分布に雑音が発生するが,ディジタルホログラフィーによる複素振幅の測定と光の逆伝搬計算によりすりガラスと物体の距離が一定でなくても物体の映像を再生することができることを示した.生体組織,霧,不透明なガラスのような散乱または拡散媒体を通して画像化する技術が注目を集めている.散乱媒体,拡散媒体は,透過画像の品質を著しく低下させるため,光を用いて散乱媒質や拡散体の奥の物体の可視化は難しく技術が限られている.本研究では,光の干渉により散乱体内部の物体を高速にかつ広視野で可視化することを目的としている.レンズレスーディジタルホログラフィック光学系を構築し,すりガラスの向こう側の強度と位相を再構築できるアルゴリズムを提案し,すりガラスの奥に置かれた物体の振幅と位相の算出に成功している.今年度は,すりガラスの奥に置かれた物体の任意の位置での複素振幅分布を計算するコードを改良した.すりガラスの向こう側のテストチャートの情報を得るために,光逆伝搬計算では角スペクトル法を用い,すりガラス面でのすりガラスの位相を補正する部分を改良した.物体の位置を求めるため,事前に物体のみのディジタルホログラフィーにより物体の複素振幅を計測し,光逆伝搬法で物体の位置を推定した.その物体の位置を利用することにより,すりガラスを入れた後のすりガラスの奥にある物体の位置推定の計算時間を短縮することができた.すりガラスとしてホログラフィックディフーザーを用い,拡散角と再構成した像の画質を検討した.ホログラフィックディフーザーの拡散角を1度,10度,20度と変化させ,すりガラスの奥に置かれた物体の振幅と位相を算出した.また,ホログラフィックディフーザーと物体との距離を変化させ,距離の違いによる再構成画像品質を検討した.拡散角が大きくなると再構成画像の画質は劣化し,距離が長くなると再構成画像の画質は劣化した.レンズレスーディジタルホログラフィにより,すりガラスの向こう側に配置された物体の複素振幅の再構成方法を提案し,その有効性を検証した. He-Neレーザーを光源としたレンズレスーディジタルホログラフィック光学系により,テストチャートの強度情報と位相情報を記録し,物体面の再生を試みた.すりガラスの奥に配置された物体の複素振幅を再構成するアルゴリズムを改良し,異なる拡散角のすりガラスの奥に配置された物体の強度分布,位相分布の算出を試みた.物体として位相変化を有する物体を計測対象として用い,すりガラスの奥に配置された物体の位相情報が再構成できるかを検討する.位相物体として,空間光変調素子を用いる予定である.異なる波長の光源を用いた光学系を作製する.拡散角,ならびに,厚さが異なるすりガラスを通して,すりガラスの向こう側の物体の強度情報と位相情報を抽出する.次に,散乱性媒質中での物体の強度情報と位相情報を抽出する.高速検出のために,機械的走査が不要なシングルショット位相シフトディジタルホログラフィック光学系により,物体の高速取得を試みる.あるいは,シングルショット位相シフト法を導入する.また、機械学習を用いたイメージングも検討する.物体として振幅型のテストターゲットを用いた実験を行ってきたため,今後は位相変化を有する物体を計測対象として用い,すりガラスの奥に配置された物体の複素振幅が再構成できるかを検討する.