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ニューキノロン系抗菌剤を用いた歯周病局所化学療法剤の開発 -genomicPCRを用いた歯周病関連最近検出法による薬剤効果判定の試み-

ニューキノロン系抗菌剤の歯周病関連細菌に対する最小発育濃度(MIC)をin vitroで検討した結果、トシル酸トスフロキサシン(TFLX)がニューキノロン系抗菌剤の中でも歯周病関連細菌に対して強い抗菌力を有していることが明らかとなったことから、TFLXを歯周病局所化学療法に用いる抗菌剤に選定した。そして、乾燥硫酸アルミニウムカリウム、HPMC2208、プラスチベースから成る薬剤徐放性基剤を用いて、TFLX含有歯周病局所化学療法を開発した。この4%含有TFLX製剤を投与した場合、歯周ポケット内侵出液中の薬剤濃度はほぼ用量依存的に上昇し、耐性菌に対しても有効性が期待される10μg/ml以上の薬剤濃度を投与後2日間維持した。また、製剤の単回および反復投与試験において内科的・歯科的自覚症状および他覚所見、臨床検査値において臨床上問題となる症状は認められず、製剤の安全性が確認された。そしてさらに、2065歳の慢性辺縁性歯周炎患者を被験者として、TFLX含有歯周病局所化学療法剤の有効性を臨床指数および本研究で開発したgenomicPCRを応用したPorphyromonas gingivalis(Pg)の高感度検出法を用いて検討した結果、TFLX含有歯周病局所化学療法剤投与により、有意差は無いもののPgの菌数は対照群と比し減少する傾向が認められた。以上の結果により、本研究で開発したTFLX含有歯周病局所化学療法剤は、投与時の生体の安全性が確認され、in vitroにおいて歯周ポケット内の歯周病関連細菌を十分制御しうる可能性が示唆された。しかしながら、歯周ポケットに同剤を投与した場合には、細菌学的にはある程度の効果が確認されたものの、有意な差を認めるには至らなかった。ニューキノロン系抗菌剤の歯周病関連細菌に対する最小発育濃度(MIC)をin vitroで検討した結果、Porphyromonas gingivalis( Pg)およびActinobacillus actinomycetemcomitansのトシル酸トスフロキサシン(TFLX)に対するMICがそれぞれ0.39μg/mlおよび0,025μg/mlと低濃度を示し、TFLXがニューキノロン系抗菌剤の中でも歯周病関連細菌に対して強い抗菌力を有していることが明らかとなったことから、TFLXを歯周病局所化学療法に用いる抗菌剤に選定した。そして、TFLXと親和性がよく、歯周ポケット内で同薬剤の有効濃度を長時間保持する薬剤徐放性基剤として、乾燥硫酸アルミニウムカリウム、HPMC2208、プラスチベースから成る基剤を開発し、TFLX含有歯周病局所化学療法剤を開発した。この開発した製剤を用いて製剤の安全性、歯周ポケットと血中における体内動態について健常成人男子を対象として検討した。その結果、製剤の単回および反復投与試験において内科的・歯科的自覚症状および他覚所見、臨床検査値において臨床上問題となる症状は認められなかった。また、歯周ポケット内浸出液中の薬剤濃度はほぼ用量依存的に上昇し、TFLXを4%含有した製剤を投与した場合、耐性菌に対しても有効性が期待される10μg/ml以上の薬剤濃度を投与後2日間維持した。一方、血中TFLX濃度はすべて検出限界以下であり、本剤の蓄積性は認められなかった。また本年度は、本剤の歯周ポケット内細菌に対する効果を詳細に検討するため歯周病関連細菌の高感度検出法の開発に着手し、簡便かつ迅速に多数の試料からの検出が可能であるgenomic PCRを応用したPgの高感度検出法を確立した。また、本年度は研究計画に基づき、昨年度開発したトシル酸トスフロキサシン(TFLX)含有歯周病

局所化学療法剤の臨床的および細菌学的効果をin vivoにおいて検討した。すなわち、2065歳の慢性辺縁性歯周炎患者の口腔内から約3カ月前に歯肉縁下のルートプレーニングを行い5mm以上のプロービング深さ(PD)を示す被験部位を有する3歯を被験歯として選択した。そして、実験開始時に血液および尿の臨床検査を実施すると共に、被験部位の臨床評価の記録と歯肉縁下プラークの採取を行った後、3歯の被験歯にはそれぞれ(1)TFLX含有歯周病局所化学療法剤の投与(2)徐放性基剤(プラセボ)の投与(3)無処置(コントロール)の各処置を行った。その後実験開始7日後に再度、被験部位の臨床評価と実験開始時と同様の処置(薬剤投与または無処置)を行った。そして、実験開始14日後に、実験開始時と同様に血液および尿の臨床検査、被験部位の臨床評価および歯肉縁下プラークの採取を行った。現在、本研究で得られた臨床的および細菌学的試料の解析を進めており、TFLX含有歯周病局所化学療法剤の臨床的および細菌学的効果を近日明らかにする予定である。本年度は、昨年度までに開発したトシル酸トスフロキサシン(TFLX)含有歯周病局所化学療法剤の臨床的および細菌学的効果をin vivoにおいて検討した。そして、実験開始時に血液および尿の臨床検査を実施すると共に、被験部位の臨床評価の記録と歯肉縁下プラークの採取を行った後、3歯の被験歯にはそれぞれ(1)TFLX含有歯周病局所化学療法剤の投与(2)徐放性基剤(プラセボ)の投与(3)無処置(コントロール)の各処置を行ったその後実験開始7日後に再度、被験部位の臨床評価と実験開始時と同様の処置(薬剤投与または無処置)を行った。そして、実験開始14日後に、実検開始時と同様に血液および尿の臨床検査、被験部位の臨床評価および歯肉縁下プラークの採取を行ったその結果、TFLX含有歯周病局所化学療法剤投与群、徐放性基剤(プラセポ)投与群および無処置(コントロール)群の間で、臨床的改善度に有意差は認められなかったがPorphyromoas gingivalis(Pg)の歯数は有意差は無いもののTFLX含有歯周病局所化学療法剤投与群において減少する傾向が認められた。またTFLX含有歯周病局所化学療法剤の投与期間において薬剤が原因と考えられる有害事象は認められず、本剤のin vivoにおける安全性が確認された。
量子ドット-DNA三次元結合体の自己組織形成による新機能素子の探索

金属量子ドットとDNAの結合体の形成及び電子伝導特性評価に焦点を当てて研究を行った。そのため電子ビームリソグラフィーとスパッタ法によってギャップ間隔30-100nm程度の二端子金電極を形成した。また、金ナノ粒子(直径8nm程度)を湿式法で形成し、これに単一鎖DNAをアルカンチオールを用いて結合させた。一方でこのDNAと相補的な塩基配列を有する相補的DNAに関しても、同様にアルカンチオールを用いて金ナノ粒子と結合させた。また、金電極の微細なギャップ間にこれらの二種類の金粒子-DNA結合体のネットワークを結合させることを試みたところ、20%程度の確率を持って、その形成に成功したことをSEM観察などにより確認した。次にこのような金ナノ粒子-DNAのネットワーク状構造体の電子伝導特性を評価したところ、室温で弱い非線形伝導特性を、また低温では明瞭な非線形伝導特性を確認した。ただし、コンダクタンスの大きさは、サンプルごとのばらつきがきわめて大きく、未だ十分な再現性は取れていない。いずれにせよ、非線形性伝導特性は金粒子の間のDNAが絶縁膜もしくは非線形伝導体であることを示しており、将来の新規な電子デバイスの構築への可能性を示したといえよう。本年度は金属・半導体量子ドットの湿式コロイド法による作製、及びDNAの電子輸送特性評価、およびに焦点を当てて研究を行った。前者に関しては、まず金属量子ドットとして金に関しての湿式法による単分散ナノ粒子(直径3-15nm)の形成を行った。また、半導体ナノ粒子として、直接バンドギャップを有するCdSeに関して、粒径3-5nm程度のサイズのものを作成し、フォトルミネッセンスなどの基本特性を評価した。また後者に関しては、長さ10-20nm程度のDNA塩基配列の両端をアルカンチオールで終端したものを作成した。これはDNAにおけるリン酸の一部をアルカンチオールに置換する事により、DNAの両端をアルカンチオールで終端したものである。これを微小なギャップを設けた金属電極間に固定すべく、ギャップ間距離10-20nm程度の金電極構造を、電子ビームリソグラフィーによるリフトオフ及び無電解めっきを利用して形成する手法を検討した。未だ10nmのギャップ形成は達成されていないが、それに向けての基礎データをした段階である。一方、一本鎖のDNAを金薄膜上に配列するべく検討を進め、適切な界面活性剤の導入により、緻密なDNA吸着密度を実現した。この方法は、次年度での金電極上でのDNA固定に有用と思われる。
低原子価パラジウム、白金錯体の光化学反応と光触媒反応への応用

本研究結果は以下の三つにまとめられる.1.dppm(ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン)を配位子とする二核パラジウム錯体の光化学反応.[Pd_2(dppm)_2]と1,2-ジクロロエタンが光化学反応してエチレンと[PdCl_2(dppm)_2]を与える反応は以前報告したが,さらに光照射を続けたときの反応生成物について検討した.この生成物は光照射をやめるともとの1価錯体に戻ってしまうという興味深いものであるが,各種の反応条件での速度解析,光照射中の^<31>P-NMRの変化等から,4核錯体の生成が提案された.2.不斉なBINAP(2,2'-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1'-ビナフチル)を有する新規白金錯体[Pt(BINAP)_2]を合成.上記錯体を新たに合成し,構造解析を行った.この錯体は可視域に強い吸収帯を有し,室温にて溶液中でルミネッセンスを発する.分子軌道法による解析の結果,本化合物はMLCT励起状態から蛍光を発することが推測された.また,光照射下において有機ハロゲン化物と光化学反応することが確認され,有機ハロゲン化物を消光剤として添加した時の発行寿命の減少の具合を解析し,この消光の機構を考察した.[Pd(PPh_3)_4]を触媒として用いる光化学反応;クロロベンゼンからのクロロビフェニルの生成.クロロベンゼン中でこの錯体と亜鉛末,そして有機塩基を添加して光を照射することでクロロビフェニルがパラジウム錯体の最高30倍生成することが確認された.クロロビフェニルの3つの異性体が反応条件にかかわらず,o:m:p=6:2:1で生成すること,ラジカルスカベンジャを添加すると反応が阻害されることから,ラジカル機構が考えられた.本研究結果は以下の三つにまとめられる.1.dppm(ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン)を配位子とする二核パラジウム錯体の光化学反応.[Pd_2(dppm)_2]と1,2-ジクロロエタンが光化学反応してエチレンと[PdCl_2(dppm)_2]を与える反応は以前報告したが,さらに光照射を続けたときの反応生成物について検討した.この生成物は光照射をやめるともとの1価錯体に戻ってしまうという興味深いものであるが,各種の反応条件での速度解析,光照射中の^<31>P-NMRの変化等から,4核錯体の生成が提案された.2.不斉なBINAP(2,2'-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1'-ビナフチル)を有する新規白金錯体[Pt(BINAP)_2]を合成.上記錯体を新たに合成し,構造解析を行った.この錯体は可視域に強い吸収帯を有し,室温にて溶液中でルミネッセンスを発する.分子軌道法による解析の結果,本化合物はMLCT励起状態から蛍光を発することが推測された.また,光照射下において有機ハロゲン化物と光化学反応することが確認され,有機ハロゲン化物を消光剤として添加した時の発行寿命の減少の具合を解析し,この消光の機構を考察した.[Pd(PPh_3)_4]を触媒として用いる光化学反応;クロロベンゼンからのクロロビフェニルの生成.クロロベンゼン中でこの錯体と亜鉛末,そして有機塩基を添加して光を照射することでクロロビフェニルがパラジウム錯体の最高30倍生成することが確認された.クロロビフェニルの3つの異性体が反応条件にかかわらず,o:m:p=6:2:1で生成すること,ラジカルスカベンジャを添加すると反応が阻害されることから,ラジカル機構が考えられた.
有機ルテニウム錯体の特異的反応性と触媒作用

ビニル化合物、アリル化合物は有機合成上極めて有用な出発原料であり、それらに対する有機ルテニウム錯体の反応性の解明は新しい反応開拓の基礎となる。このような観点から、ヒドリドルテニウム錯体〔RuCIH(CO)(PPh_3)_3〕(1)に対する各種ビニル化合物、アリル化合物の反応を系統的に研究すると共に、このようにして生成した反応生成物の水素及びアセチレン類に対する反応についても検討した。1.錯体1が常温常圧でアクリル酸メチルの水素化触媒活性をもつことを見出した。水素化反応系から基質アクリル酸メチルがH-Ru結合に挿入した2-(メトキシカルボニル)エチルルテニウム(II)錯体が単離され、かつ、この錯体も錯体1とほぼ同等の水素化触媒活性を示した。この触媒的水素化の動力学的研究を行い、反応機構について考察した。2.錯体1はアリルアミン、N-メチルアリルアミン、及びジアリルアミンのような1、2級アリルアミンと反応し、挿入型錯体を生成したが、N,N-ジチルアリルアミンとは、意外にもC-N結合切断を伴いpi-アリル錯体が得られた。3.錯体1はメサリルアルコールと室温で反応し、挿入型反応生成物を生成する。一方、錯体1をアリルアルコールと反応させると、上記の反応とは全く異なる反応が起こり、2分子のアルコール成分が異性化、付加、脱水素を伴って結合した型のペンタン-1,3-ジオナト型錯体が得られた。4.錯体1と酢酸アリルとの反応により、酢酸基を取り込んだルテニウム錯体を単離した。この錯体は末端アセチレンと反応し、末端アセチレンから転化したカルベン基がカルボキシラトールテニウム結合に挿入した形の錯体が単離された。フェニルアセチレンとプロピオナトルテニウム(II)錯体から導かれた1-プロピオニルエテニル錯体の構造が単結晶X線構造解析により確認された。
発達の多様性を描くための複線径路・等至性モデルの開発

複線径路等至性モデルは文化心理学および質的研究の方法論として開発されてきた。心理学研究において、研究の対象は「変数」であって個人ではなかった。複線径路等至性モデルは個人と時間を重視するための方法論であり、個人の人生における様々な「出来事」に焦点をあて、それ以前、それ以後の様々な径路を考えるものである。たとえば、ファースト・キスという現象がある。中学生で経験する人もいれば成人後に経験する人もいるだろう。これまでの研究方法では、ファースト・キスの平均年齢は*才だ、とか、小中高大での経験率の比較を行い、中学生で経験する人と大学生で経験した人の違いは**である、という分析がおこなわれてきた。複線径路等至性モデルは、歴史的構造化サンプリングというサンプリング方法と組み合わされており、個人が「ファースト・キス」を経験するということそれ自体を等至点としてサンプリング事象とする。たとえば戦前の日本では、ファースト・キスは結婚する人としか許されないと考えている人さえいた。これは歴史的文化的価値観がそのように思わせていたのである。現在の日本でそのように考える人は殆どいないだろうが、それぞれの価値観や経験や偶然的な条件で、ファースト・キスという現象に向き合うことになる。その影響も個々人で異なっているだろう。複線径路等至性モデルは、現象をサンプリングすることと時間を捨象しないという方針によって、個々人がある経験に至る必須通過点や、経験後の人生を描くことを可能にする。特に、その多様性を描くことが容易である。以上、複線径路等至性モデルは個々人の生き様そのものを描く質的研究の方法論なのである(科研費受給期間である)。この3年間で様々な研究発表をしてきた結果、この研究法は国内外で関心をひきはじめている。2006年度はクラーク大学・ヴァルシナー教授を海外共同研究者として迎え、国内では京都大学・安田裕子氏を研究協力者として迎え、複線径路・等至性モデル(TEM)の開発を行った。本研究は、方法論を検討するものであるため、『使える』ツールになることが重要であり、『使ってみたい』と思える人を巻き込んでいく必要があるが、シンポジウム企画などを通じて、確実に仲間を増やしている。指定討論として依頼した先生方や、関心をもたれた方をMLなどに誘い議論に巻き込みながら、より密な議論を日常的に展開しつつある。より公共的なツールとして価値をもたせるために、研究手順の標準化をめざしたが、単なるマニュアル化にならないような工夫が必要であり、まだ完成の域には達していない。成果の公表として国内外の学会で以下の企画を行った。自主シンポジウム「人間発達の多様性を描く複線径路・等至性モデル,その議論の展開時間,文化,そして方法論的意義に焦点をあてて」。このほか、ケンブリッジ大学出版会「社会発達心理学ハンドブック」にTEMの概説論文(英文)、妊娠中絶に直面した女性についての論文、心理学専攻生の進路選択についての論文(英文)をそれぞれ執筆した(現在印刷中=2007年度出版)さらに方法論に関するホームページを作成し、広く周知に努めた。複線径路等至性モデル(TEM)は人間を環境から孤立した閉鎖システムとして捉えるのではなく、あるいは、ライプニッツが言うようなモナド(原子)として考えるのではなく、環境と常に交流・交互作用している開放システムとして捉え、ある経験に至る道筋や、その後の多様な径路を描くための方法論である。研究2年目の2007年度は、月一度の研究会を行い、実証研究・理論研究を深めた。また海外協同研究者のヴァルシナー教授を日本に招き、文化心理学に関する公開シンポジウムをはじめいくつかの講演や講習会を行った。理論的には、個人の発達における記号の意味を明確にし、記号の発生が、個人の文化的発達をガイドするという発生の三層モデルについての理論的展開を行った。また、これまでは等至点をサンプリングするという意味で等至点を同一のものと見なしてきたが、時間的経緯を丁寧にみることによって、個人個人の等至点の意味の違いに気づくことができることから、個人の経験を時間とともに取り出すことの重要性を指摘することができた。具体的な成果として、ケンブリッジ大学出版会「社会発達心理学ハンドブック」の概説論文(英文)、妊娠中絶に直面した女性についての論文(和文)、心理学専攻生の進路選択についての論文(英文)が刊行された。また、発達心理学会第19回大会(2008年3月)において、自主シンポジウムを行うなどして、方法論の普及につとめている。さらに、2008年9月の単行本刊行を目指して現在原稿を執筆中である。

たとえば戦前の日本では、ファースト・キスは結婚する人としか許されないと考えている人さえいた。これは歴史的文化的価値観がそのように思わせていたのである。現在の日本でそのように考える人は殆どいないだろうが、それぞれの価値観や経験や偶然的な条件で、ファースト・キスという現象に向き合うことになる。その影響も個々人で異なっているだろう。複線径路等至性モデルは、現象をサンプリングすることと時間を捨象しないという方針によって、個々人がある経験に至る必須通過点や、経験後の人生を描くことを可能にする。特に、その多様性を描くことが容易である。以上、複線径路等至性モデルは個々人の生き様そのものを描く質的研究の方法論なのである(科研費受給期間である)。この3年間で様々な研究発表をしてきた結果、この研究法は国内外で関心をひきはじめている。
ストレスに対する中枢神経応答における一酸化窒素合成酵素の役割

一酸化窒素(NO)は、生体内においてL-arginineからNO合成酵素(NOS)によって生成されるフリーラジカルである。中枢神経系におけるNOSには、神経型NOS(nNOS)が定常的に発現していることが知られている。また血管内皮細胞や肝細胞等においては、lipopolysaccharide(LPS)の刺激によって、誘導型NOS(iNOS)の発現が引き起こされることが知られている。一方、中枢神経系においてiNOSの発現が誘導されるかどうかについては否定的な見解が多かった。今回、われわれは微量のRNA発現も検出可能なPT-PCR法を用いることによって、ラット(SD系雄性、8-10週令)の腹腔内に投与した15mg/kgのLPSが、脳内におけるiNOSmRNAの発現を促すかどうかについて調べた。なお、対照群のラットには生理食塩水の腹腔内投与をおこなった。その結果、まず、LPSを投与する前のラット脳内にはiNOSmRNAの発現を認めなかった。ラットにLPSを投与した3時間後から全脳中のiNOSmRNAの発現が認められ、6から12時間をピークに24時間後まで発現を認めた。また、対照群のラットではiNOSmRNAの脳内発現を認めなかった。今回の結果は、脳内でiNOSが誘導される証拠を提供することになると思われる。また、脳内において微量に発現されるiNOS遺伝子のPR-PCRを用いた半定量的測定の方法を確立できたと考えられる。
保育・教職志望者のピアノ授業と個別学習を連携する演奏eポートフォリオの開発と実践

保育者養成校のピアノ初学者を対象とする自己学習システムの開発と実践である。自己学習の仕組みは、1デジタル教材の活用、2演奏状況の見える化による特長のフィードバック、3フィードバックに対する学習者の振り返り、4学習者と教員が自己学習状況を共有する演奏eポートフォリオによる学習管理からなる。VSPPの評価のため、取り組みに参加した9名について、VSPP利用回数と、1年後期の授業終了時の実技試験の点数との相関を分析したところ、有意な正の相関が見られた(r=0.68, p < 0.05)。このことからVSPPを繰り返し利用することで演奏技能が向上する可能性が示唆された。また、事前指導の実施後、顕著に成長が見られた学生に、デジタルノートのコメントをSCATで分析し、学生の成長の過程を定性的に分析した。結果、VSPPによる学生自身の演奏への気づきの促し、教員のアドバイスの裏付けとしてのグラフの有効性、学習者がスキル向上を確認できることなどが明らかになった。加えて、学生にVSPPの提示により演奏課題の認識、練習意欲の向上、練習プロセスの表出化、そして演奏改善時の達成感の獲得といった様々な学習効果の可能性が示唆された。併せて教員側に対してもグラフを確認することで客観的指標に基づく形で学生の演奏に対する賞賛や指導が可能となることが示された。学習者とその指導教員のピアノ演奏状況をグラフで比較する演奏見える化ツールを独自に開発した。このツールによる振り返り学習の実践を初学者32名(新入生)に行った結果、学生の振り返り記述の読み取りから、本システムの活用可能性が示された。開発したシステムの概要は1「ピアノ演奏見える化ツール」というデジタルピアノのMIDI出力情報であるテンポ、リズム、音の強さ、音の長さをグラフに示して学習者へフィードバックするシステム、2「MIDI録音プログラム」というデジタルピアノとタブレットを接続して演奏録音情報を1へ送信するシステム、この2と1の連携により、見える化した演奏情報のグラフをMicrosoft Edge画面に表示し、その画面へ演奏注意点などを描画し、画面を切り取ってデジタルノート(Microsoft One Note)へ転送し、学習者がデジタルノートへ振り返り感想を記述し、最後に教員がコメントを記述した。実践の流れは、ピアノの譜面台に8インチWindowsタブレットを2台並べ、学習者は一方のタブレットで教員の模範演奏動画や楽譜を見て個人学習を数十分行い、その後もう一方のタブレットを使って前述2の録音を行い、1によるピアノ演奏の分析と振り返り記述を行った。2は3回の操作、すなわち自身の演奏の「録音開始」、録音の「停止」、デジタルノートへの「送信」という簡易な操作で進められる。録音中はランプが点滅して録音中であることを学習者へ知らせる。1で使用するデジタルノートはWindows10付属のOneNoteを使用し、教員が編集する際はOneNote2016を使用した。独自に開発した演奏分析システムによる実践が予定通り行われたこと。実験参加者が32名集まったこと。学生の振り返り記述の読み取りから本システムの活用可能性が示されたこと。「ピアノ演奏見える化ツール」の動作が順調であったこと。デジタルピアノのMIDI出力とタブレットの接続と通信ができたこと。学習者へのフィードバックが分かりやすいグラフで示せたこと。「MIDI録音プログラム」が簡易な3つの操作で行われたこと。Microsoft Edge画面上で描画したり切り取ったり簡易に加工できたこと。Microsoft Edge画面からMicrosoft One Noteへの転送が指定したページへできたこと。タブレットを2台並べることで視覚教材と分析画面を同時に表示できたこと。録音中はランプが点滅して録音中であることを学習者へ知らせたこと。これらにより本研究が概ね順調に進展していると捉えている。2016年は、保育士・教員養成校で学ぶピアノ初学者の学習を支援するため、学習者と教員の演奏状況をグラフに出力してフィードバックするプログラム「ピアノ演奏見える化ツール」(VSPP)を開発した。2017年は、このツールを中核として、その前後に自学自習プログラムとピアノ対面指導を加えた「ピアノ学習プロセス」(PLP:Piano Learning Process)を構築した。PLPの構成は、1)教員の模範演奏動画を主要コンテンツとするデジタル教材による自学自習、2)教員が行う個別対面指導、3)学習者が演奏を録音して聴く振り返り、4) VSPPの演奏グラフのフィードバックによる演奏状況の把握、以上、PLPはこれら1)4)から成る。PLPの特徴は、1)4)の順に繰り返して学習を進める点である。PLPの実践における学生の記述と教員のコメントに対して、質的データ分析の手法の一つであるSCATを用いた分析を行った結果、PLPの特徴として計18の理論記述を導き、学びにおける構造的な意味を抽出した(田中,小倉,鈴木, &辻, 2018)。また、PLP参加者の後期の学習について追跡調査を行った。PLP参加者と非参加者を比較した結果、ピアノ技能レベルで「ピアノ未経験またはバイエル9番程度」と回答した23名の平均点は、PLPとVSPP参加者9名が75.9ポイント、非参加者が75.5ポイントであった。さらに、PLPとVSPPに参加した9名について参加回数と成績の相関を確認したところ、PLP参加者に有意傾向を伴う正の相関が認められた(r=.64,p <.1)。一方、VSPP参加者においても正の相関が認められた(r=.68, p < .05)。独自に開発した演奏分析システムであるVSPPは1年目の取り組みにおいて予定通り行われた結果、本システムの活用可能性が示された。

しかし、VSPPによる学びの周辺には複数の学びが機能的に配置され、学びが循環する構造を成している。具体的には、1)教員の模範演奏動画を主要コンテンツとするデジタル教材による自学自習、2)教員が行う個別対面指導、3)学習者が演奏を録音して聴く振り返り、4) VSPPによる演奏グラフのフィードバックによる演奏状況の把握、以上1)4)が循環する。したがって、学びの変容が前述の1)4)のどこで起こったのか、また循環する構造であるため何周目の1)4)で起こったのか、これらについて分析が検討できる。2年目はこの検討に際してSCATを用いて学習者の発話と教員のコメントに対して質的データ分析を試みた。その結果、PLPの特徴として計18の理論記述を導いた。また、PLPの学びの特徴として次の5点が明らかになった。すなわち、1)学習者が学びの当事者となることがある、2)振り返りの状況の違いにより振り返りの観点が変容することがある、3)振り返りが進む中で自身の感情の働きの変容を把握することがある、4)演奏の問題の所在を音楽の技術要素別に把握することがある、5)学生の学びの変容に伴い、教員の個別指導の態度が変容することがある。今回の分析によりPLPの学びにおける構造的な意味が抽出できた。以上のことから本研究が当初の計画の通り進めることができている。保育者養成校のピアノ初学者を対象とする自己学習システムの開発と実践である。自己学習の仕組みは、1デジタル教材の活用、2演奏状況の見える化による特長のフィードバック、3フィードバックに対する学習者の振り返り、4学習者と教員が自己学習状況を共有する演奏eポートフォリオによる学習管理からなる。VSPPの評価のため、取り組みに参加した9名について、VSPP利用回数と、1年後期の授業終了時の実技試験の点数との相関を分析したところ、有意な正の相関が見られた(r=0.68, p < 0.05)。このことからVSPPを繰り返し利用することで演奏技能が向上する可能性が示唆された。また、事前指導の実施後、顕著に成長が見られた学生に、デジタルノートのコメントをSCATで分析し、学生の成長の過程を定性的に分析した。結果、VSPPによる学生自身の演奏への気づきの促し、教員のアドバイスの裏付けとしてのグラフの有効性、学習者がスキル向上を確認できることなどが明らかになった。加えて、学生にVSPPの提示により演奏課題の認識、練習意欲の向上、練習プロセスの表出化、そして演奏改善時の達成感の獲得といった様々な学習効果の可能性が示唆された。併せて教員側に対してもグラフを確認することで客観的指標に基づく形で学生の演奏に対する賞賛や指導が可能となることが示された。1年目は学習者の振り返り記述の内容から学習の様子を確認することで、ピアノ演奏見える化ツールを使う学習の活用可能性を示した。このような感想記述の直観的な捉え方に対して、2年目は質的分析を行う。
中国南部における水上居民のエスニシティをめぐる文化人類学的研究

採用最終年度であった平成24年度は、前年度の長期フィールドワークで得た資料を分析し、学会報告や論文としてアウトプットすることに専念した。また、夏季(9月)と春季(3月)には、広東省珠江デルタの広州市と中山市を訪れ、関連資料を補足収集した。研究発表ではおもに、広西チワン族自治区において船上生活を続けている人々の暮らしについての報告と、現在ではほとんどの水上居民が農村に定住している広東の状況との比較をおこなった。そのうえで、両地域において現在も船上生活が残っているか否かの違いは、省や自治区ごとにおこなわれた政策の内容や実施状況、水上居民が営んでいた生業の別に加えて、水上居民と陸上居住者のあいだの境界の在り方の差異が関わっていると指摘した。漢人中心社会である広東においては、人々の間にしかるべき漢人としての生活がより強く意識されており、そうした概念から外れた暮らしをしている水上居民に対してははっきりとした境界が引かれていた。水上居民の側にも自己を漢人とする意識があるために定住化の意思が生じやすく、1980年代までにそのほとんどが農村地域に定住した。一方、チワン族などの少数民族が多く暮らす広西では、漢人意識が広東ほど強くなく、水上と陸上の境界が表出する機会が少なかったため、このような境界の在り方の違いが両者の今日的状況を分けたと分析した。以上の内容は、本研究の目的の一つである中国南部における水上居民の船上生活の現状と、定住化過程の解明に到達するための重要な成果である。本研究の第一の目的は、中国本土における水上居民のエスニシティをめぐる議論を一般化するというものであった。これに関しては、すでにデータ分析や学会報告を経ており、今後は論文にまとめてゆく予定である。第二の目的は、他地域との対話を可能とする相対的な理論の構築であった。これに関しては、2013年6月の日本文化人類学会第47回研究大会において、「東アジア・東南アジアにおける漁村形成の比較研究」というテーマで分科会を開催することが決定している。分科会を契機に他地域の研究者と意見交換をはかり、漁民や水上居民をめぐる通地域的な比較研究の足がかりとする。本研究は、中国南部に散見される水上居民の船上生活の現状、あるいは定住化過程を明らかにするなかで、中国本土における水上居民のエスニシティをめぐる議論を一般化し、東南アジアなど他地域との対話を可能とする相対的な理論の構築を目指すことを目的としている。平成22年度は、研究開始年度であったことから、これまでも調査をおこなってきた広東省珠江デルタでの定点観測に加えて、あらたに広西チワン族自治区をおとずれ、今後調査をおこなう地点を選定するための予備調査をおこなった。広西チワン族自治区では、内陸部の南寧市と沿海部の北海市をおとずれ、当該地域の水上居民の生活形態や風俗習慣、来歴などを概観した。このうち、南寧市では、改革開放以前に河川流域で水運業を営んでいた人々が、現在も市内を流れる川のほとりで船住まいをしていることがわかった。こうした人々の多くは、広東省西部から移住してきた経歴を持ち、珠江デルタと近似した「白話」と呼ばれる広東語を話していた。そのため、これまで研究をおこなってきた珠江デルタとの関係性の解明や、比較考察に適していると考え、来年度以降に重点的に調査をおこなってゆくことを決めた。また、広東珠江デルタでも定住した元水上居民の年中行事への参与観察調査をおこなった。かつて、珠江デルタにおいて非漢人と見なされていた水上居民が、儀礼を通していかに漢人としての自己を体現しようとしているのかについて解明するためのフィールド資料を収集した。特別研究員採用2年度目にあたる平成23年度は、中国南部における水上居民のエスニシティをめぐる議論をさらに深化させるべく、フィールドワークによるデータ収集に重点を置いて研究を実施した。平成23年度中にフィールドワークを実施した期間と調査内容は以下である。1.平成23年5月31日6月9日(10日間)年中行事・端午節(旧暦五月五日)の参与観察のために、広東省中山市を訪れた。2.平成23年7月29日8月11日(14日間)水上居民が定住した村落として、2003年より継続して訪れている広東省中山市M村において、旧暦七月十四日の「焼衣」(鬼節)の参与観察をおこなった。3.平成23年8月31日平成24年2月15日(約160日間)広東省広州市、中山市、広西チワン族自治区における長期フィールドワークを実施した。期間中は前述のM村において、旧暦八月十五日の中秋節、九月九日の重陽節(政府認定の老人節)、春節、正月二日から十五日までにおこなう開灯節(元宵節)などの年中行事の参与観察をおこない、元水上居民の人々の年中行事や儀礼の変容、あるいは新たな試みについて調査データを得た。これらのデータからは、珠江デルタ上流域に古くから定住してきた宗族と水上居民のエスニックな境界が、年中行事のなかでおこなう儀礼の差異として立ち現われていることが明らかとなった。また、2月5日から11日にかけては平成22年度にも訪れた広西チワン族自治区南寧市にて短期調査をおこなった。

以上の調査から得た資料は、本研究課題にとって有意義であることはもちろん、めまぐるしい発展と変化を遂げる中国社会の在り様を描き出し、理解を試みるためにも重要、かつ貴重な資料である。採用最終年度であった平成24年度は、前年度の長期フィールドワークで得た資料を分析し、学会報告や論文としてアウトプットすることに専念した。また、夏季(9月)と春季(3月)には、広東省珠江デルタの広州市と中山市を訪れ、関連資料を補足収集した。研究発表ではおもに、広西チワン族自治区において船上生活を続けている人々の暮らしについての報告と、現在ではほとんどの水上居民が農村に定住している広東の状況との比較をおこなった。そのうえで、両地域において現在も船上生活が残っているか否かの違いは、省や自治区ごとにおこなわれた政策の内容や実施状況、水上居民が営んでいた生業の別に加えて、水上居民と陸上居住者のあいだの境界の在り方の差異が関わっていると指摘した。漢人中心社会である広東においては、人々の間にしかるべき漢人としての生活がより強く意識されており、そうした概念から外れた暮らしをしている水上居民に対してははっきりとした境界が引かれていた。水上居民の側にも自己を漢人とする意識があるために定住化の意思が生じやすく、1980年代までにそのほとんどが農村地域に定住した。一方、チワン族などの少数民族が多く暮らす広西では、漢人意識が広東ほど強くなく、水上と陸上の境界が表出する機会が少なかったため、このような境界の在り方の違いが両者の今日的状況を分けたと分析した。以上の内容は、本研究の目的の一つである中国南部における水上居民の船上生活の現状と、定住化過程の解明に到達するための重要な成果である。本年度は研究のステップアップと深化を目的に、フィールドワークに重点を置いて研究を実施してきた。これにより、今後の研究に必要となる多くの貴重な資料を収集することができた。また、渡航期間中には中国で開催された二つの国際フォーラムに参加し、研究発表をおこなった。なお、本年度の刊行とはならなかったが、年度中に2つの論集に論文を執筆・寄稿した。このように資料収集とアウトプットの両面において成果があった本年度の研究は、おおむね順調に進展したといえる。特別研究員採用最終年度にあたる平成24年度は、これまでフィールドワークなどで得た多くの資料を整理・分析し、学会や研究会などで積極的に発表する予定である。これらの場での議論を活かして論文を執筆する。本研究の第一の目的は、中国本土における水上居民のエスニシティをめぐる議論を一般化するというものであった。これに関しては、すでにデータ分析や学会報告を経ており、今後は論文にまとめてゆく予定である。第二の目的は、他地域との対話を可能とする相対的な理論の構築であった。これに関しては、2013年6月の日本文化人類学会第47回研究大会において、「東アジア・東南アジアにおける漁村形成の比較研究」というテーマで分科会を開催することが決定している。分科会を契機に他地域の研究者と意見交換をはかり、漁民や水上居民をめぐる通地域的な比較研究の足がかりとする。
BMP上流の転写因子Glisによる象牙芽細胞分化調節機構の解明

歯髄細胞は歯髄組織内では未分化の状態にとどまり、辺縁部のみ高度に分化した象牙芽細胞が存在する。つまり、歯髄内には象牙芽細胞への分化を抑制する因子が存在する可能性がある。以前、歯髄にのみに発現するジンクフィンガー型転写調節因子GliH1のノックアウトマウスを作製したが表現型はみられなかった。今回、歯髄に強い発現のあるGli1,Gli3およびGliH1のトリプルノックアウトマウスを用いてin vivoにおいてGlisのBMP上流での象牙芽細胞分化調節機構の解明を進めた。Gli1-/-;GliH1-/-は胎生致死とはならず、生後1年以上生存し、表現型はみられなかった。Gli3-/-は胎生致死であるため、Gli1-/-;Gli3-/-;GliH1-/-の胎生15.5日目の歯胚の連続切片を作製し三次元的に観察したが、表現型は見られなかった。したがって、ウシ培養歯髄細胞に、Gli1、Gli3およびGliH1の遺伝子を導入して過剰発現させ、ルシフェラーゼアッセイを行ったところ、Gli3およびGliH1がGli1の転写活性を抑制していることが明らかとなった。また、歯髄細胞にGli1、Gli3、GliH1の遺伝子3種を過剰発現させると、象牙芽細胞の分化マーカーであるDentin SialoproteinのmRNAの発現がGli1単独に比べて減少した。また、Gli1遺伝子導入によりOsterixの発現の上昇がみられ、Gli3をGli1とともに導入するとOsterix発現が減少し、Cbfa1およびCbfa3発現は上昇がみられた。rhBMP2を培養歯髄細胞に作用させると、象牙芽細胞への分化に伴いOsterixの発現の上昇がみられた。よってGliメンバーはその相互作用によりOsterixやCbfa1,3の発現を調節することにより、象牙芽細胞への分化を制御していることが示唆された。つまり、歯髄内には象牙芽細胞への分化を抑制する因子が存在する可能性があると考えられ、以前より歯髄にのみ発現するジンクフィンガー型転写調節因子GliH1をクローニングし、ノックアウトマウスを作製したが表現型はみられなかった。GliH1はGli1,Gli2,Gli3とともにハエのCiと高い相同性がある。Ciは骨形成因子Bone morphogenetic proteins(BMPs)のハエの相同蛋白DPPを上流で調節することが知られている。つまり、脊椎動物においてもこれらのGlisがBMPsの上流で転写を調節している可能性がある。一方BMPsは歯髄細胞の象牙芽細胞への分化を調節しているといわれている。したがって、今回、歯髄に強い発現のあるGli1,Gli3およびGliH1のトリプルノックアウトマウスを用いてin vivoにおいてGlisのBMP上流での象牙芽細胞分化調節機構の解明を進めた。Gli1-/-; GliH1-/-は胎生致死とはならず、生後1年以上生存し、表現型はみられなかった。Gli3-/-は胎生致死であるため、Gli1-/-; Gli3-/-; GliH1-/-の胎生15.5日目の歯胚の連続切片を作製し三次元的に観察したが、表現型は見られなかった。また、ヒト継代歯髄細胞に電気的に遺伝子導入し、2日後に、象牙芽細胞の分化マーカーであるDentin SialoproteinのmRNAの発現をリアルタイムPCRにて比較すると、Gli1、Gli3、GliH1の遺伝子3種の過剰発現により、Gli1単独に比べて1/64に減少することがわかった。現在、さらに、ヒトの歯髄組織幹細胞を用いて同様にGlisを過剰発現させ、DSPならびにBMPsの発現を比較し、象牙芽細胞の分化ならびにBMPsの発現に対するGliメンバーの相互調節機構を調べている。

また、歯髄細胞にGli1、Gli3、GliH1の遺伝子3種を過剰発現させると、象牙芽細胞の分化マーカーであるDentin SialoproteinのmRNAの発現がGli1単独に比べて減少した。また、Gli1遺伝子導入によりOsterixの発現の上昇がみられ、Gli3をGli1とともに導入するとOsterix発現が減少し、Cbfa1およびCbfa3発現は上昇がみられた。rhBMP2を培養歯髄細胞に作用させると、象牙芽細胞への分化に伴いOsterixの発現の上昇がみられた。よってGliメンバーはその相互作用によりOsterixやCbfa1,3の発現を調節することにより、象牙芽細胞への分化を制御していることが示唆された。
被服製作実習における動画教材の開発と評価

わが国の核家族化が進んで久しい。その結果、家族間での被服製作に関わる知識や技術の伝承は少なくなっている。また、中高等学校の家庭科教育における被服製作時間数の減少等により、大学の被服製作の授業では受講者スキルに合わせた実演指導が求められている。しかし、授業時間数に制限があるため難しいのが現状である。本研究は実演指導が必要な被服製作教育において、初心者にも理解できる電子教材を作成し、自宅等で被服製作技術を習得できるe-ラーニングシステム全般の開発と効果の検討を目的とする。本年度は被服製作に関する基本調査と電子教材の作成を行った。被服製作に関する基本調査:10代後半から20代前半の男女(男性154名、女性287名、計441名)を対象に学内のWEBサーバーに構築したアンケートシステムを利用し調査を実施した。調査の結果、被服製作の道具を持っている人は58%、被服製作ができない人は84%であり被服製作があまり一般的でないことが明らかとなったが、浴衣を製作してみたい人は60%であり被服製作への関心の高さも伺えた。また、被服製作の電子教材を使用したことがある人は21%、使用したい人は42%であることから被服製作の動画教材の使用経験は少ないものの、それらに対する期待は比較的高いと考えた。電子教材の作成:本研究では、関心が高かった上、伝統的な技術を要する浴衣製作を題材として選定し、動画教材を作成することとした。15回分の各テーマを設定し、見出し別に再生する事を可能にして反復学習が出来る内容にした。デジタルビデオカメラで撮影し、MacBookProのimovieにより編集した動画に解説の音声ガイドを入れた。作成した動画を学内サーバーから配信するWBTの初歩的なシステムを構築した。配信形式は、MWVとQuickTimeの2種類を用意した。今後は実際にシステムを運用して学習効果や使用しやすさを調査、検討したい。
園芸経営における種苗問題に関する研究

本研究の具体的目標は次の4点である。1.育成者権・商標権保護の実態比較分析、2.中国を中心とした種苗会社の戦略分析、3.アジアの新興園芸産地における種苗利用と出荷経路等に関する調査、4.「植物パテント」を利用した国内生産者の差別化戦略分析、以上である。各々の目標に対して2年間にわたり次のような研究を実施し、成果を出しつつある。1.初年度に米国における育成者権保護の実態調査を行い、F1種に対する保護がビジネス上の最重要テーマとなりつつあることが明らかになった。2.日本の種苗会社の中国戦略は主にF1種の普及に向けられており、また現地における種苗生産基地では法的保護にたよらず専ら情報秘匿による権利保護に終始していることが明らかになった。また中国園芸産地の現地調査により、外国種苗に対する依存度がここ10年で飛躍的に高まっていることが明らかになった。3.アジア新興国では中間層の拡大により、高品質野菜への需要が大きくなっており、そこでも日本種苗への需要が年々拡大していることが現地園芸産地での調査で明らかになった。4.については、日程と予算の関係で十分に研究実施が行えなかったので、今年度以降も取り組む予定である。なお1.3.の各テーマの研究発表については、2年間という短期間の研究であり、いまだ調査研究が一段落したばかりであったので、昨年度中には具体的成果が出なかったが、今秋に学会発表および複数の論文発表を行う計画で引き続き研究を取りまとめている。1平成19年9月10月に米国カリフェルニア州及びネバダ州の調査を実施した。この調査の目的は米国に拠点を置く種苗会社のアジア新興園芸市場における種苗販売戦略を明らかにするものであった。この結果,次の2点の重要な事実認識が得られた。(1)外国種苗会社の中国における直接販売はほぼ法的に不可能な状況にあり,現地代理店による輸入が主な流通経路であること。(2)したがって種苗会社の中国進出は種苗生産におけるコストダウンが主要な目的である。2平成19年11月に中国江蘇省を中心とした調査を実施した。この調査の目的は中国における外国種苗会社の中国における活動内容と,育成者権保護の実態を明らかにすること及び現地種苗代理店の活動内容を明らかにすることであった。この結果,次の2点について重要な事実認識が得られた。(1)育成者権の法的保護は実効性に乏しいこと。(2)中国市場におけるマーケティングはほとんど現地種苗代理店に委ねられており,産地育成についても種苗会社の役割は消極的であること。

なお1.3.の各テーマの研究発表については、2年間という短期間の研究であり、いまだ調査研究が一段落したばかりであったので、昨年度中には具体的成果が出なかったが、今秋に学会発表および複数の論文発表を行う計画で引き続き研究を取りまとめている。
解離性電子付着反応を利用する新規なナノカーボン/ポリマー複合化技術の開発

化学結合により複合化したポリマー/カーボンナノチューブ(CNT)複合材料の新規作製法の確立を目的として、光解離性ポリマー側鎖の光解離反応(特に解離性電子付着による結合切断)でのラジカル生成を経る結合形成反応について調べた。X線光電子分光およびラマン分光による観察から、直接励起または解離性電子付着により光解離性側鎖の結合が開裂し、その結果生じたラジカルがCNT表面を攻撃し化学結合を形成していることを見出した。併せて、得られた複合体への赤外線照射時の温度変化をサーモグラフィー観察により調べ、光熱変換材料としての性質を有することを確認した。平成25年度においては、ハロゲン化ベンジル誘導体ー光電子発生剤混合系での光反応によって生じるベンジルラジカル誘導体を多層カーボンナノチューブ(MWCNTs)に直接付加させることで表面修飾を行うことを試みた。また、得られた修飾MWCNTs表面上の官能基の化学分析による定量を試みた。実験方法は次の通りである。多層カーボンナノチューブと4ー(クロロメチル)安息香酸のジメチルホルムアミド溶液を調製し(光電子発生剤のトリフェニルアミンを加えたものと加えないものを用意した)、室温にてアルゴンガスを通じながら、波長300600nmの光を24時間照射して表面修飾MWCNTsを得た。MWCNTsに導入された官能基(4-カルボキシベンジル基)の量は、酸塩基滴定(逆滴定)にて調べた。この方法では、表面修飾されたMWCNTsを濃度既知の水酸化ナトリウム水溶液にて中和したのち、中和前後の水酸化ナトリウム水溶液の濃度変化を酸塩基滴定で測定した。この反応では、はじめにクロロメチル安息香酸からのCーCl結合切断(光電子発生剤からの電子の付着によるCl-イオンの脱離、あるいは直接励起によるCl原子の脱離)で4ーカルボキシベンジルラジカルが生じ、これがMWCNTs表面を攻撃することでカルボキシル基が導入される。光反応前後のMWCNTsを水に分散させたところ、反応前のものに比べて著しい親水化が確認され、カルボキシル基が導入されたことが示唆された。逆滴定による定量では、光電子発生剤のある場合とない場合のいずれでもカルボキシル基の導入が確認されたが、光電子発生剤のない場合のほうがある場合よりもカルボキシル基の導入密度が高いことが示され、予想と反する結果となった。この理由としては、複数の芳香環をもつ光電子発生剤がMWCNTs上に吸着し、ラジカルとMWCNTsとの反応を阻害した可能性があると考えている。平成26年度には、ハロゲン化ベンジル誘導体の光解離による多層カーボンナノチューブの表面修飾について、化学結合形成の有無を明らかにした。また、次の段階であるポリマーとの化学結合形成に向け、側鎖に光脱離基を有するポリマーの合成条件の検討に着手した。化学結合形成の有無の確認は、多層カーボンナノチューブとブロモメチル安息香酸をジメチルホルムアミド中で混合し、光照射した場合としない場合とでカーボンナノチューブ表面に導入されたカルボキシル基の量を滴定分析で比較することにより行った。また、処理後のカーボンナノチューブを水中に超音波分散させ、その後の凝集の程度の比較も行った。滴定分析の結果からは、光照射を行った場合について明らかなカルボキシル基の増加が確認された。一方、光照射しなかった場合ではカルボキシル基の導入は顕著ではなかった。このことから、光照射で生成したラジカルが化学結合することでカルボキシル化された(光照射が関与しない物理吸着によるカルボキシル化は優勢ではない)ことが示された。また、水中での分散性の比較では、光照射して得られた生成物が長期間にわたる分散性(カルボキシル化による親水性)を示したのに対し、光照射しなかった場合では徐々に凝集し沈降することが確かめられた。ここまでで得られた結果については、現在論文として投稿中である。ハロゲン化ベンジル誘導体の光解離によるカーボンナノチューブとの連結をポリマー分子を用いて行うために、側鎖の芳香環上にハロゲン化メチル基を有するスチレン共重合体の合成に着手した。これまでに、スチレンと(クロロメチル)スチレンのラジカル重合により、目的のポリマーを合成可能であることを確認した。現在、ハロゲン化メチル基の含有量を変化させたポリマーの合成と、カーボンナノチューブを混合し光照射した場合の化学結合形成の確認方法の検討を進めている。平成27年度においては、ハロゲン化メチル基を側鎖上に有するスチレン重合体および共重合体を合成し、ハロゲン化メチル基の光解離で生じるベンジルラジカルとカーボンナノチューブ(CNT)との一段階結合形成の観察を試みた。また、光電子発生剤存在下での解離性電子付着によるラジカル生成を経る結合形成について観察した。さらに、応用例として、この方法で得たポリマーとCNTの複合材料への赤外線照射による発熱挙動を観察した。ハロゲン化メチル基の含有率の異なる重合体・共重合体を使用し、光照射に伴うCNTとの結合形成をX線光電子分光法(XPS)およびラマン分光法で観察したところ、光照射時間の経過に伴うハロゲンの脱離の進行が確認され、ラジカル生成が起きていることがわかった。それと並行し、CNTの構造変化も確認されることから、ポリマーから生じたラジカルがCNT表面を攻撃して結合形成しているものと推測された。

この反応は、ハロゲン化メチル基の含有率が比較的低い共重合体でも観察されることから、光解離部位の密度に依存せずに進行する(ラジカルとハロゲンの再結合の影響は少ない)ものと推測された。また、光電子発生剤を添加して解離性電子付着が起こる条件下で反応を行った場合でも、同様の反応が進行することが確認された。ただし現時点では、直接光励起によるラジカル生成と解離性電子付着によるラジカル生成での反応効率の優劣は十分に検討できておらず、今後更なる測定方法の改善などが必要となる。本研究で得たポリマー/CNT複合材料をフィルム状に成型し、赤外線照射に伴う温度変化をサーモグラフィーにて観察したところ、顕著な温度上昇が確認された。CNTを含まない試料では温度変化が観察されないことから、CNTによる発熱効果であることが確認された。この現象は、本法がCNTを用いた有機発熱材料の作製に応用できる可能性を示唆するものである。化学結合により複合化したポリマー/カーボンナノチューブ(CNT)複合材料の新規作製法の確立を目的として、光解離性ポリマー側鎖の光解離反応(特に解離性電子付着による結合切断)でのラジカル生成を経る結合形成反応について調べた。X線光電子分光およびラマン分光による観察から、直接励起または解離性電子付着により光解離性側鎖の結合が開裂し、その結果生じたラジカルがCNT表面を攻撃し化学結合を形成していることを見出した。併せて、得られた複合体への赤外線照射時の温度変化をサーモグラフィー観察により調べ、光熱変換材料としての性質を有することを確認した。これまでに、光照射によるハロゲン化ベンジルの解離で生成したラジカルのカーボンナノチューブの表面への付加が可能であることが示され、本研究の目指す方向に沿った知見が得られたものと考えている。ただし、ここまでで見出した光化学反応が、本来想定していた解離性電子付着を経由するものであるかどうかについては明確な確認ができていないため、実験を継続して反応機構の解明を目指す。また、電子付着による結合解離が優勢となるような反応系について入念に検討し、他の条件での反応効率と比較することも重要である。本研究の目標であるポリマーとカーボンナノチューブの複合体作製については、光解離部位をもつポリスチレン誘導体の合成条件を把握しているところであり、実験に必要な試料が作製できる段階まで至りつつある。これから光解離部位の含有率を変化させたポリマーの合成と、カーボンナノチューブを添加しての光照射実験を行い、ポリマーとカーボンナノチューブの結合形成についての検討に着手する。炭素材料化学、物理化学今後は、光照射によるポリマーとカーボンナノチューブとの間の結合形成(複合材料作製)を主として進める。前述の通り、これまで観察された結合形成が、本来の想定である解離性電子付着を経由するものであるかどうかは不確定であるものの、ポリマーとカーボンナノチューブの連結に本法を用いることは可能である。当面は、光解離部位の組成やカーボンナノチューブ添加量を変えた条件で反応を行い、化学結合形成の確認と、反応に伴うポリマー・カーボンナノチューブの構造変化の観察を行う。これらの観察は、ラマンスペクトル測定およびX線光電子スペクトル測定を主とする方法で行う予定である。X線光電子スペクトル測定については、文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業の制度を利用し、北海道大学の機器を利用して実施する予定である。