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ナノ結晶材料の延性・靱性解明のための Ni 基バルクナノ結晶材料創製

電解析出法プロセスの最適化により、均質でかつ内部応力を低減した厚み2mm以上のNi基バルクナノ結晶材料を創製した。その延性を評価した結果、バルクナノ結晶Niにおいては引張強度1.2 GPa、伸び15 %が、バルクナノ結晶Ni-W合金については引張強度1.4GPa、伸び13%が得られた。破断伸びと組織因子との関係を調べた結果、塑性変形能が増加するとともに、試料の(200)配向度が増加する傾向が見られた。これは結晶成長メカニズムに起因したものであると考えられ、コロニー組織の形成に関連するものであると示唆された。本研究では、浴組成の検討・再検討により、均質でかつ内部応力を低減した厚み2mm以上のNi基バルクナノ結晶材料を創製することを目的とする。また、この健全なバルク試料に対して延性、靱性を評価することにより、ナノ結晶材料の機械的特性の本質に迫ることを目指す。平成22年度は主にNi単相のナノ結晶材料作製条件の検討を行った。これまでに、硫酸ニッケルをニッケルの供給源としクエン酸をpH緩衝剤として用いたクエン酸浴を用いたナノ結晶Niの作製プロセスについてはすでに検討している。そこで、スルファミン酸ニッケルを供給源としたスルファミン酸浴を用いた作製プロセスの最適化を行った。Niの錯化剤としてプロピオン酸、クエン酸の2種、光沢剤としてサッカリンナトリウム(サッカリン)、2-ブチン-1,4-ジオール(ブチン)、アリルスルホン酸ナトリウム(アリル)の3種を用いて7種類の電析浴を用意し、電析浴組成と得られるバルクナノ結晶Niの関係について検討を行った。いずれの浴から作製した試料においても、試料中の10ミクロンオーダーの欠陥はほとんど観察されなかった。また、内部応力もほとんどない試料が得られた。XRD回折およびTEM観察による粒径測定の結果、粒径が2550nm程度のバルクナノ結晶材料が得られた。硬さ試験の結果、浴の変化により、300-700Hvの範囲で様々な硬さを示すバルクナノ結晶Niの作製が可能であることが明らかになった。引張試験の結果、強度1.2GPa、伸び15%という優れた引張特性が得られた。平成23年度は、平成22年度に引き続きバルクナノ結晶Niの室温引張特性に及ぼす浴組成の影響について検討するとともに、平成22年度に得られたバルクナノ結晶Niの結果を参考に、Ni-W合金のナノ結晶材料作製条件の検討を行った。バルクナノ結晶Niの浴組成の室温引張特性に及ぼす影響として、光沢剤の影響について検討した。その結果、光沢剤の違いによる強度、延性の変化は、光沢剤に含まれる不純物元素に起因することが明らかになった。例えば、強度の変化は炭素の固溶による固溶強化、結晶粒微細化によるものであり、延性の変化は硫黄の粒界偏析による粒界すべり特性変化によるものであるとことが明らかになった。Ni-W合金のナノ結晶材料作製条件の検討においては、スルファミン酸浴を用いたNi-W作製プロセスの最適化を行った。Niの錯化剤としてプロピオン酸を用いて電析を行った。その結果、結晶粒径が20-40nm程度であり、従来の浴組成と比較して内部応力の小さいバルクナノ結晶試料が得られた。引張試験の結果、強度約1.5GPaに対して約3%の伸びが得られ、Ni-W合金においても浴組成を最適化し、内部応力を低減することにより延性を改善できる可能性を示すことができた。平成24年度は平成23年度に引き続き、スルファミン酸浴を用いたNi-W作製プロセスの最適化を行った。Niの錯化剤として、平成23年度に引き続きプロピオン酸を用いて電析を行った。その結果、添加剤、温度を変化させることにより、結晶粒径、W濃度が変化した。浴組成、電析条件の最適化の結果、最大で引張強度1.5GPa、伸び11%が得られ、Ni-W合金においても浴組成、電析条件を最適化することによりさらに延性を改善できる可能性を示すことができた。

様々な電析条件下で得られた試料について、破断伸びと組織因子との関係を調べた結果、伸びと粒径やW濃度との間に相関性は見られなかった。また、内部応力に関連する電流効率についても、一定の値以上であれば延性は発現することから、必要条件ではあるが必要十分条件ではないことが明らかになった。一方、電析バルクナノ結晶Ni-W合金の塑性変形能が増加するとともに、試料の(200)配向度が増加する傾向が見られた。このような傾向は過去に報告されているNi-Fe合金についても見られた。これは結晶成長メカニズムに起因したものであると考えられ、水溶液からの電解析出合金における延性を支配するパラメータである可能性が示唆された。バルクナノ結晶Niにおいて電解析出浴の最適化を行うことにより従来のNiの室温引張特性における強度と延性のバランスの最高レベルのものが得られているとともに、その知見を活用してNi-Wにおいても延性の発現を見いだしており、おおむね計画通り順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。バルクナノ結晶Ni-W合金においても、バルクナノ結晶Niと同様に、室温引張特性に及ぼす不純物元素の影響が重要になってくると考えられる。元素分析、理論計算などの結果を活用しながら、優れた強度・延性バランスを示すバルクナノ結晶Ni-W合金作製プロセスの最適化をおこなっていく予定である。
脂肪酸代謝異常を出発点とする気分障害の病態解明と治療法の開発

気分障害が、どの神経回路のどのような細胞種で、どのような分子機序により生じているのか?という本質的疑問はいまだ未解明である。研究代表者は、気分障害の中核症例の死後脳を、最新鋭の方法論を用いてより厳密に解析することで、前頭極(BA10)に気分障害特異的な皮質オリゴ系譜細胞数の減少があること、さらにミエリン化に関連する脂肪酸異常があることを見出し、気分障害における特定の神経回路の特定の細胞種の異常を初めて示した。そこで本研究では、われわれが独自に開発した成体ラット海馬由来、培養オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC)系を用い、気分障害細胞モデル(スクリーニング)系の確立と、気分障害の新しい治療法開発(特に脂肪酸代謝を中心に)を行なった。われわれはある成長因子が、濃度依存的に、培養OPCに気分障害BA10で認められる脂肪酸分画異常を再現する可能性を見出した。今後、その作用機序を含め詳細に研究して行く予定である。本課題研究(2年間)では、それらの知見を基に、i)スタンレー凍結死後脳から、セルソーターを用いて様々な細胞核(特にolig2陽性オリゴ系細胞)を分離し、細胞種特異的に網羅的ゲノム解析を行い、ii)成体ラット脳から分離した高純度培養成体オリゴ前駆(olig2、NG2陽性)細胞(OPC)を用いて、分化や細胞障害時における、脂肪酸合成・分解の基礎的知見の蓄積する計画を立てた。実際には、i)セルソーター(Aria III; BD社)で細胞分離が出来ることを確認する実験条件をマウスを用いて確立し、ii)培養成体ラットOPCの脂肪酸分画を、in vivoの脂肪酸分画に近づけることに成功し、今後の研究発展の基礎作りが出来たと考えている。具体的にはAria IIIで、安定的に細胞核分離が可能な条件を見出した。ヒト脳でのチャレンジが可能な状態に近づいて一歩近づいたと考える。また、培養OPCでは、必須不飽和脂肪酸の分画をin vivoに近づけることに成功し、現在、BA10の異常をin vitroでの再現を、試行錯誤を重ねながら行なっている。脂肪酸分画異常を、網羅的にかつ同時に生じる培養条件を探し出す探索研究を開始している。我々はスタンレー凍結死後脳を用いて、大うつ病(major depressive disorder:MDD)、双極性障害(bipolar disorder:BPD)、統合失調症(schizophrenia:SCH)の前頭極灰白質のオリゴデンドロサイト(OL)系譜の細胞数が減少している事を発見した(Hayashi et al. Mol Psychiatry, 2011, 16: 1155, Hayashi et al. Mol Psychiatry, 2011, 16: 1156-1158, Hayashi et al. PLoSOne, 7: e33019)。しかし、それが、どのような形でミエリン形成能に影響しているか、ほとんど解っていない。前頭極灰白質はヒト脳の中でも中年期までミエリン化が継続している。われわれは、スタンレー凍結死後脳の研究をさらに進め、全脂肪酸分画の解析を進めた。動物実験によって、死後の交絡因子によって全脂肪酸分画がどのような影響を受けるのか、細かく検討し、それらのデータを元に、ヒトデータを再解析した。その結果、MDD及びBPD特異的な脂肪酸の異常が、特に前頭極白質を中心に認められた。SCHでは全く正常であった。これらの結果は、前頭極で生じている成人期のミエリン化に気分障害(MDD、BPD)では何らかの質的異常が存在する事を示唆する。現在、成体脳より、簡易的、高純度で大量に分離培養したオリゴデンドロ前駆細胞サイト(OPC)を用いて、脂肪酸を標的に同様の異常を生じる機序解明を行なっている。現在、死後脳で認められた気分障害特異的な脂肪酸異常の結果については論文を投稿中である。現在あるうつ病の薬物治療法はその大部分が神経伝達物質のセロトニンとノルアドレナリンを標的としており、当然、OL系譜細胞の微細な異常を標的としたものは存在しない。また、成人におけるOLやOL前駆細胞(aOPCs)の大部分の動態は未解明で、今後もさまざまな知見を積み重ねて行く必要がある。例えば、aOPCsと神経細胞はある種のシナプス様の構造を通じて情報伝達を行っていることなどが報告されているが、その機能は全く不明である。

しかし、これらの最新知見は、さまざまな形でaOPCsが精神疾患病態に深く関与している可能性があることを示唆する。それらの研究を推進する目的で、成体ラット脳からaOPCsを高純度で安定的に、またより簡易的に分離培養する方法の確立に取り組んだ。われわれは、ステップ密度勾配法を用い、成体ラット海馬より、以前はミエリン等のdebrisの集まりと考えられていた比重の軽い分画(Sup)に、aOPCsが大量に存在することを見出した。そして、aOPCsをグルタミン酸を含まない無血清培地を用いてFGF2刺激下で高純度で継代培養する方法を確立した。このaOPCs分画から得られた培養細胞は、aOPCsの細胞特性を保持したまま長期間in vitroで、かつ高純度(NG2陽性率90%以上、Olig2陽性率95%以上など)で無血清培養が可能である。さらに網羅的遺伝子発現解析を行なうとマウス脳でaOPC特異的に発現している遺伝子(Cahoy et al. 2008)がラット培養aOPCでもその特異性が保持されていた。現在、これらの細胞を用いて、さまざまな細胞障害系の脂肪酸分画に対する影響を検討中である。一部の刺激が、死後脳で認められた脂肪酸異常を、in vitroで再現する可能性があることが判明した。in vitroの培養細胞を用いた系で、気分障害死後脳に特異的に認められた脂肪酸分画異常を再現出来る事が判明したので、今後は、これらの系を用いて、新規気分障害治療薬のin vitroスクリーニング系の立ち上げを目指す。それらのin vitroスクリーニング系の立ち上げに必要な、細胞培養の消耗品などに私用を予定しているが、金額が少ない事もあり、柔軟性をもって使用して行きたい。
多孔質材を用いた超小型ガスタービン用液体燃料燃焼器の高負荷クリーン燃焼

本研究では出力数百W級超小型ガスタービンに適用可能な液体燃料燃焼器の開発を目標として,多孔質体を用いて液体燃料の予蒸発・予混合燃焼を実現する燃焼技術の確立に取り組んだ.円筒型セラミックス多孔質体で灯油燃料を予蒸発できることを実証し,希薄予混合燃焼が得られていることを火炎観察,火炎安定限界および排ガス濃度計測で確認した.燃焼効率99.7%以上においてNOx値は十数ppmの良好な燃焼状態を達成出来た.燃焼器の圧力損失は2%程度に抑えることが可能であり,目標とする燃焼技術をほぼ確立することが出来た.出力数百W級超小型ガスタービンに用いる灯油燃料超小型燃焼器について、多孔質体を用いた燃焼コンセプトの検証(多孔質体における灯油燃料の蒸発有無および蒸発した燃料と空気の予混合火炎の形成)、およびガスタービン燃焼器に要求される基礎燃焼特性として火炎安定性の把握に取り組んだ。多孔質体を用いた燃焼コンセプトの検証では、管状火炎燃焼方式とFlat-flame燃焼方式の2種類の燃焼器を作成し、形状や気孔率、材質の異なる多孔質体と組み合わせて燃焼実験を行った。管状火炎燃焼方式では円筒形状の多孔質体を用い、さらに多孔質体を予熱して灯油の蒸発温度である約443Kに達すると、灯油が多孔質体内部において蒸発し燃焼器内に予混合火炎に近い状態の火炎が形成されることを確認した。予蒸発には多孔質体の表面積と温度が最も影響することを見出した。Flat-flame燃焼方式でも多孔質体において蒸発を生じる多孔質体の形状や材質、燃焼条件を確認した。火炎安定性を調べた結果、Flat-flame燃焼方式では灯油燃料の蒸発は生じるものの多孔質体をともに流れる空気との混合は上手くいかず、多孔質体上には当量比の不均一が生じ意図していたような平面状火炎は形成されなかった。これは燃焼方式に伴う本質的な問題ではなく、燃料や空気の供給方法を見直すことで改善する可能性がある。一方、管状火炎燃焼方式では多孔質体における灯油燃料の蒸発に加えて、空気との混合も進み、その火炎安定限界は予混合火炎が形成されていることを示唆した。火炎安定限界は燃料希薄領域に及び、ガスタービン燃焼器に適用可能であることを確認した。今年度の実施項目に概ね取り組むことができ、本研究の目標であった超小型燃焼器の特性に基づいた多孔質体による灯油燃料の予蒸発・予混合燃焼の可能性を実証することができた。本研究では出力数百W級超小型ガスタービンに適用可能な液体燃料超小型燃焼器の開発を目標として,多孔質体を用いて液体燃料の予蒸発・予混合燃焼を実現する燃焼方式の確立に取り組んだ.本研究の最終年度には,1液体燃料の予蒸発・予混合に対する多孔質体の種類の影響を詳細に調べた.また,2提案した燃焼方式の有用性と燃焼器の実用性を評価するために排ガス性状を取得と長時間使用に対する燃焼器材質の健全性を調べた.以下にそれぞれの具体的内容と成果を記載する.1前年度までに円筒型セラミック多孔質体を挿入した燃焼器で灯油燃料の予蒸発・予混合燃焼が可能であることを実証した.本年度は多孔質体の厚さや材質,気孔径が予蒸発・予混合に与える影響を調べた.平均気孔径230580μmの範囲では,気孔径が異なっても形成される火炎や多孔質体の温度には有意な違いは見られなかった.多孔質体の厚さは5mmよりも10mm,15mmのほうが多孔質面上の火炎の一様性が向上し,多孔質体内部での燃料と空気の予混合がより進むことがわかった.一方,多孔質体が10mmより厚くなると圧力損失率は5%を超えるようになり,ガスタービン燃焼器の許容値を超えることとなった.2燃焼器出口におけるCO濃度は200ppm未満であったがTHC濃度は100ppmほどと未反応燃料が存在し,燃焼器の小型化を損なわずに反応を促進する工夫がさらに必要である.現状のNOx濃度は100ppmほどであり,多孔質燃焼による希薄予混合の効果が見られることがわかった.十数分程度連続して燃焼実験を行っても,多孔質体には材質の酸化や目詰まりはほとんど見られず,実用に耐えうることを確認した.コーキングについては若干の発生が認められた.研究期間全体を通じて多孔質体を用いた液体燃料の予蒸発予混合燃焼の実現可能性を実証した.モデル燃焼器を用いて灯油燃料の予蒸発予混合燃焼を達成し低NOxが得られることを確認した.本研究では出力数百W級超小型ガスタービンに適用可能な液体燃料燃焼器の開発を目標として,多孔質体を用いて液体燃料の予蒸発・予混合燃焼を実現する燃焼技術の確立に取り組んだ.円筒型セラミックス多孔質体で灯油燃料を予蒸発できることを実証し,希薄予混合燃焼が得られていることを火炎観察,火炎安定限界および排ガス濃度計測で確認した.燃焼効率99.7%以上においてNOx値は十数ppmの良好な燃焼状態を達成出来た.燃焼器の圧力損失は2%程度に抑えることが可能であり,目標とする燃焼技術をほぼ確立することが出来た.研究実績の概要に記載したように、H26年度に計画した内容を概ね実施した。また、多孔質体を用いた灯油燃料の予蒸発予混合燃焼が可能である条件を見出し、本研究の最も根幹となる研究成果を得られた点を理由とする。燃焼工学,推進

工学当初計画に従って、H26年度の未実施項目を包含しながら進めていく予定である。一方、多孔質体における灯油燃料の予蒸発予混合の条件については基礎的な見地からより詳細に把握することが学術面から重要であると考え、これを計画に加えて実施する。物品費が当初予測よりも大きくなったものの、旅費やその他の支出を抑えたため。次年度の成果報告用に旅費または論文出版費に使用する予定である。
血管弛緩を加速する食品成分混合系の解明

本研究では、相乗的血管弛緩作用の発現を可能とする食品成分混合系を明らかにすることを目的とした。まず、動脈硬化予防ペプチドTrp-Hisと血管弛緩性ポリフェノールであるEGCgによる相乗的血管弛緩作用には、血管内皮依存的なNO産生系シグナルが重要であることを明らかとした。さらに、炎症血管においては、Trp-His/EGCgの血管弛緩作用が減弱すること、及びフェルラ酸の添加によりその減弱が回復することを明らかとした。その回復機構には、TNF-α炎症刺激により減弱したアルギニノコハク酸合成酵素の発現回復が重要であることを明らかにした。本研究ではこれまで、動脈硬化予防低分子ペプチドTrp-Hisの血管弛緩作用が、血管弛緩性ポリフェノールであるエピガロカテキンガレート(EGCg:300 μM)により相乗的に増強される(約6倍の活性増大)ことを明らかとしてきた。また、本作用には、血管内皮由来のNO/cGMP系シグナルが関与することを明らかとしてきた。そこで、今年度は当該相乗的血管弛緩作用を炎症血管において評価し、炎症状態において機能発現する食品成分混合系の探索を試みた。まず、炎症誘導性サイトカインであるTNF-αを用いて誘導した炎症血管において、Trp-HisとEGCgとの血管弛緩作用を評価したところ、正常血管において認められた相乗的血管弛緩作用は、炎症血管において明らかに減弱することが明らかとなった。そこで、抗炎症作用が報告されている天然フェノール酸であるフェルラ酸を用いて、減弱した弛緩作用に対する影響を評価した。フェルラ酸を更なる併用成分として添加し、Trp-HisとEGCgの混合溶液の弛緩作用を評価したところ、フェルラ酸添加による減弱した弛緩作用の回復が認められた。そこで、当該回復作用に起因する食品成分混合系を明らかとするために、Trp-His及びEGCgのそれぞれの弛緩作用に対するフェルラ酸の作用を評価したところ、フェルラ酸は、炎症血管においてのみEGCgの血管弛緩作用を有意に増強することが明らかとなった。さらに、本炎症血管特異的な増強効果は、血管内細胞におけるNO産生系の増大に起因することを明らかとした。従って、フェルラ酸は、炎症血管において減弱したEGCgによるNO産生作用を回復させることで、炎症血管特異的な相乗効果を発現する成分であることが明らかとなった。本研究ではこれまで、L型Ca2+チャンネル阻害作用を有する低分子ペプチドTrp-His(WH)の血管弛緩作用が、血管弛緩性ポリフェノールであるエピガロカテキンガレート(EGCg:300 μM)により相乗的に増強される(約6倍の活性増大)ことを明らかとしてきた。そこで本年度は、さらなる相乗性成分の探索とWHとEGCgとの相乗的血管弛緩作用発現に関わるメカニズムの解明を試みた。8-11週齢雄性SD系ラット由来胸部大動脈血管を用いて、1 μMフェニレフリン収縮血管における張力測定を実施した。WHの血管弛緩作用を加速する成分の候補として、血管弛緩性低分子ペプチドであるカルノシン、Met-Tyr、His-Arg-Trp、His-Trp及びVal-Tyr、血管弛緩性ポリフェノールとしてルテオリン、ケンフェロール、ケルセチン、レスベラトロール、プロシアニジンB2及びプロシアニジンC1を用いた。その結果、ケンフェロール(15 μM)及びケルセチン(15 μM)存在下においてWHの弛緩作用の増大が認められた。このことから、EGCgの他にも相乗効果を示す食品成分が存在することが明らかとなった。次に、WH及びEGCgの相乗的弛緩作用のメカニズムの解明を試みた。EGCgとの相乗的血管弛緩作用は、内皮除去血管において完全に消失することが明らかとなった。また、eNOS阻害剤(L-NMMA:100 μM)あるいは可溶性グアニル酸シクラーゼ阻害剤(ODQ:10 μM)存在下においても、本相乗作用の完全な消失が認められた。さらに、WH処理血管におけるNO産生量は、EGCg添加により有意に増大することが明らかとなった。このことより、本相乗作用には血管内皮由来のNO/cGMP系シグナルが関与することが明らかとなった。今年度は、これまでのエピガロカテキンガレートと炎症血管において相乗的弛緩作用を示したフェルラ酸について、その作用機序の解明を行った。フェルラ酸とエピガロカテキンガレートとの相乗的弛緩作用は、内皮除去血管において完全に消失したことから、フェルラ酸が血管内皮における炎症シグナルに作用していると考えられた。

そこで、血管内皮細胞(ヒト臍帯静脈内皮細胞: HUVEC)を用いて、TNF-α刺激に対するNO産生量を評価したところ、アセチルコリン(NO産生誘導剤)によるNO産生量は、TNF-αにより明らかに減弱した。そこで、HUVECに対してフェルラ酸を同時に添加したところ、そのNO産生量の減弱が回復した。このことから、フェルラ酸の添加が血管内皮における炎症シグナルに対して抑制的に作用することで、内皮細胞のNO産生能を回復させることが明らかとなった。次いで、内皮型NO合成酵素(eNOS)阻害剤であるL-NMMAをを添加したところ、フェルラ酸によるNO産生能の回復は完全に消失した一方、eNOSのリン酸化に対するフェルラ酸添加による影響は認められなかった。そこで、NO産生における律速酵素の一つとして知られ、CitからのNO基質であるArgの再合成を仲介する酵素であるアルギノコハク酸合成酵素(ASS)に対する影響を評価したところ、TNF-αにより減弱したASS発現量が、フェルラ酸により回復することが明らかとなった。また、mRNAレベルにおいても回復が認められたことから、本作用は転写段階での促進作用であることが明らかとなった。このことから、フェルラ酸はTNFαにより誘導される炎症シグナルの一つであるASS発現量の減弱を回復させることで、CitからのArg(NO合成酵素の基質)産生を促進し、炎症状態の血管機能を回復させることが明らかとなった。食品分析学平成25年度では、血管の健康状態が相乗的血管弛緩作用に与える影響を明らかとするために、TNF-α誘導性炎症血管を用いて、食品成分併用時における血管弛緩作用を評価し、炎症血管特異的に相乗効果を発現する食品成分として新たにフェルラ酸を見出した。本フェルラ酸は、正常血管においては作用を及ぼさないことから、これまでにない機能性食品素材として活用や、新たな生理機能発現メカニズムの可能性が期待される。平成24年度計画であるEGCgとTrp-HisのWHの相乗的血管弛緩作用の解明については、血管内皮を起点とするNO/cGMP系シグナルがWHによる血管弛緩作用の増大に起因することが明らかとなった。さらに、様々な血管弛緩性天然成分のとの併用効果を検討し、血管弛緩作用における食相乗性はEGCg/WH以外の組み合わせにおいても十分発現可能であることが明らかとなった。このことは、次年度以降のさらなる併用試験を実施することで、より強力な相乗効果発現の発見及び新たな相乗効果発現メカニズムの可能性を期待させる知見であると考えられる。平成26年度は、これまで明らかとしてきたフェルラ酸の炎症特異的な生理作用発現メカニズムの解明を行う。本作用は炎症血管において減弱した内皮由来のNO産生能を回復させることから、血管内皮細胞を用いて当該作用メカニズムの解明を実施する。また、若齢(4 wk)、中齡(18 wk)並びに高齢(35 wk)の高血圧自然発症ラットを用いて、炎症血管においての食品成分混合系の生理作用発現をin vivoモデルにおいて検証する。今後は、これまで明らかとなっている相乗効果を発現する組み合わせについてのメカニズムの解明及びさらなる相乗効果を発現する組み合わせについての検討を行う。さらに、血管の健康状態(動脈硬化の様な炎症状態及び週齢(老化状態)の影響)に対する食品成分併用効果を検証する。血管の炎症状態については、TNF-alphaにより誘導した炎症状態に対する併用効果を検証する。また、血管の老化状態の検証には、若齢(4 wk)、中齡(18 wk)並びに老齢(35 wk)の高血圧自然発症ラットより摘出した大動脈血管を用いて、血管弛緩性成分の併用効果を検証する。
朝鮮清間貿易の管理制度の運用

朝鮮が清に行った国際貿易の管理政策を明らかにすることを目的とし、中朝貿易関係の公刊資料、台北・ソウル・北京等所蔵の未公刊資料の調査を行った。その結果、朝鮮の対清貿易政策が対明貿易政策から何を継承し、継承していないかという点(従来の研究では明代と清代に分断して研究を行う傾向があった)を明確にすることができた。1637年の丙子の乱後に、朝鮮は対清貿易において対明貿易政策のほとんどを継承したものの、明代にはそれほど行われなかった開市(互市)が広がった過程を明らかにした。さらに1644年の清入関後には清朝が、明朝と違って朝鮮使節がもたらす薬用人蔘に抑制的で、朝鮮もそれに対応したことを示した。(1)公刊資料中の中朝貿易関係資料調査朝鮮と清の公刊史料について収集と分析を行い、朝鮮側は『朝鮮王朝実録』、『承政院日記』、『備辺司謄録』、『通文館志』などを調査したほか、『瀋陽日記』影印版を購入して調査を進めた。また文集類についての調査も進めた。これらの調査を通じて、以前より調査していたデータを修正することができ、『朝鮮学報』および『朝鮮史研究論文集』において朝明間における朝貢と開市に関する論文を発表し、清代の朝清間貿易を考える基盤作りを行うことができた。(2)台北における資料調査5月に台北に出張して未公刊の中朝貿易関係資料調査を行なった。時間の制約から、故宮博物院図書文献館における『上諭档』などのデータベース調査および『清実録』原本調査、書店での公刊資料の収集を行なうに留まった。1の調査の結果と合わせ、『アジア遊学』に1628年から1636年ごろまでの後金と朝鮮との貿易関係に関する論文を掲載することができた。また10月に開かれた韓国朝鮮文化研究会大会で「17世紀中葉朝鮮王朝による対清貿易の開始について」という口頭発表を行い、韓国朝鮮文化研究会での報告内容を修正して『内陸アジア史研究』に1637年から1644年までの朝清貿易に関する論文を投稿し、査読の結果掲載が決定した。(3)関西と韓国における資料調査9月には関西大学図書館内藤文庫蔵の朝鮮北部における対清関係の文献調査を行なったほか、3月には京都大学附属図書館河合文庫収蔵の文集類に関する資料調査を行うことができた。冬季休暇中に韓国での資料調査を予定していたが、3月に時期を変更し、訪問先をソウル大学校奎章閣に限定して文集類の資料調査を行なった。<研究の内容>夏休み中に中国第一歴史档案館において、内閣大庫档案資料中の、1640年代の朝鮮/清関係の題本を調査した。その結果、朝鮮使節の薬用人蔘携帯に対する清の規制、同使節が朝貢品輸送中に起こした事故などの新情報を題本中に見つけることができた。そのうち薬用人蔘携帯に関して、2016年10月に開催された朝鮮学会大会の発表に盛り込むことができた。同大会においては「17世紀朝鮮の対清貿易制度の改変について」という題目のもと、清の入関後にどのように朝鮮/清の貿易制度が変化したのかという発表を行った。とりわけ清朝が、明朝と違って朝鮮使節がもたらす薬用人蔘に抑制的な態度をとっており、朝鮮もそれに対応したことを示した。また『内陸アジア史研究』30号に論文「丙子の乱後朝鮮の対清貿易について」が掲載され、朝鮮の対明貿易政策を継承して、対清貿易政策の基礎が築かれたものの、明代にはそれほど行われなかった開市が清代に広がったことを論証した。なお年度当初はカリフォルニア大学バークレー校において浅見文庫の調査を行う予定であったが、必要であった『備辺司関録』等、資料の多くがデジタル化され、高麗大学校民族文化研究院のwebサイトで公開されたため出張を見送り、日本国内でwebからの閲覧と関係資料調査につとめた。『備辺司関録』からは朝鮮の清服属直後に瀋陽と朝鮮を往来した朝鮮官員の情報を抽出した。<研究の意義と今後の課題>本研究では朝鮮の対清貿易政策が対明貿易政策から何を継承し、継承していないかという点を明確にすることができた。従来の研究では明代と清代に分断して朝鮮の対外貿易研究を行う傾向があったため、朝鮮の対清貿易政策の独自性が分かりにくかった。1650年代以降に朝鮮の対清貿易政策がどのように変容し、19世紀に至るかという点には十分に研究を深めることができなかった。今後の課題としたい。

17世紀初頭から1644年までの朝中貿易について資料調査を広範に行い、各種の学会、論文で発表を行うことができた。朝鮮時代史今年度資料調査できなかったところ(中国やアメリカ所蔵の中朝関係資料)において資料調査を行う。また1644年以降の朝清関係について口頭発表を行うとともに、論文執筆を行う。
C60をベースとした多元複合化合物の開発

炭素で出来た球殻状クラスター、フラーレンをベースに新しい物性、機能性を探索するため、新物質の開発と物性評価を行い以下の成果を得た。1.フラーレンポリマー高圧合成法によってC60二量体の合成に成功した。これによって、高圧合成法が、二量体から1次元ポリマー、2次元ポリマーなどを選択的に合成できる優れた方法であることが明らかになった。合成されたこれらのボリマーは加熱によってモノマーC60に戻るが、この反応の熱分析を行った。それによって、すべての重合体はモノマーC60よりも安定であること、さらにこれらの重合体間のエネルギー差は0.01eV/atom程度しかないことを明らかにした。炭素のみから出来たフラーレン重合体が非常に狭いエネルギー範囲の中で多くの多型を有することは極めて特徴的で、sp2/sp3結合のフレキシビリティーの高さを顕著に表している。2. C60多元複合化合物の研究2-1: NH3K3C60における反強磁性序化超伝導-絶縁体転移はフラーレンに限らないらない極めて普遍的かつ基本的な重要問題である。この問題はフラーレン系についても現れ、超伝導体K3C60にアンモニアをドープしただけで超伝導が失われる。このNH3K3C60の性質を系統的に研究し、NH3K3C60の低温相が反強磁性絶縁体であることを明らかにした。この結果は、フラーレン化合物において電子相関効果が重要な役割をしていることを初めて示す結果である。昨年度合成されたアンモニアを含んだ上記の超伝導体が、異常な臨界温度と格子定数の関係を示すことから、本系がフラーレン超伝導のメカニズムを明らかにするための手がかりを与えると期待される。本年度は、この超伝導体の高圧効果を系統的に研究し、本系の超伝導が単純に分子間距離でスケールされないことを明らかにした。新しい分子価数での超伝導体の探索研究を行い、-9価の価数をもつ超伝導体K3Ba3C60、さらに続いて-10価の価数をもつ超伝導体K2Ba4C60を発見した。これらの結果から、高度にドープされたフラーレン化合物の超伝導には、分子価数にいして強い制限がないことが明らかになった。フラーレン複合化合物の合成と物性研究を行い以下の結果を得た。1.フラーレンポリマーC60分子は光照射や高圧引加によって重合し、C60ポリマーになることが知られている。本研究ではC70に高温高圧処理を施すことによってC70もC60と同様に重合することを見いだした。これはx線回折の変化、赤外振動スペクトルの変化、溶解度の変化などによって確認した。しかし、詳細な分子間結合の様式などを決定するには至らなかったので、来年度の課題としたい。2.アルカリ金属・アンモニア・C60化合物の研究2-1:NH3K3C60における金属一絶縁体転移の発見フラーレン・アルカリ金属化合物は、K3C60などC60分子が-3価の時に超伝導体となり、その臨界温度Tcは格子定数の上昇とともに増加することが知られている。

この経験則に基づき、C60の分子価数を保ったまま格子定数を増加させた物質の一つにNH3K3C60があるが、この物質は超伝導にはならなかった。この原因を調べるために電子状態の研究を行った結果、絶対温度40K以下で絶緑体に変化していることを見いだした。この結果はフラーレンの超伝導が絶縁体相と隣接していることを示す初めての結果である。アンモニアを含んだ上記の超伝導体を合成した。この化合物は従来の超伝導化合物と同じfcc構造を有するが、臨界温度と格子定数の関係が非常に異常である。この結果は本物質が超伝導相と絶縁体相のぎりぎりの境界に位置する物質であることを示唆している。2-3:超伝導体K3Ba3C60の発現従来のフラーレン超伝導体の多くはC60の分子価数は-3価であった。そこで異なる分子価数での超伝導体の探索研究を行い、-9価の価数を持つ超伝導体K3Ba3C60を発見した。炭素で出来た球殻状クラスター、フラーレンをベースに新しい物性、機能性を探索するため、新物質の開発と物性評価を行い以下の成果を得た。1.フラーレン二量体の合成高圧合成法によってC60二量体の合成に成功した。これによって、高圧合成法が、二量体から1次元ポリマー、2次元ポリマーなどを選択的に合成できる優れた方法であることが明らかになった。合成されたこれらのポリマーは加熱によってモノマーC60に戻るが、この反応の熱分析を行った。それによって、すべての重合体はモノマーC60よりも安定であること、さらにこれらの重合体間のエネルギー差は0.01eV/atom程度しかないことを明らかにした。炭素のみから出来たフラーレン重合体が非常に狭いエネルギー範囲の中で多くの多型を有することは極めて特徴的で,sp2/sp3結合のフレキシビリティーの高さを顕著に表している。2.C60多元複合化合物の研究2-1:NH3K3C60における反強磁性秩序化超伝導-絶縁体転移はフラーレンに限らない極めて普遍的かつ基本的な重要問題である。昨年度、超伝導が期待される化合物NH3K3C60において超伝導が観測されない原因が絶対温度40Kにおける金属絶縁体転移にあることを見出した。本年度は、この低温絶縁相の性質を明らかにすべくミュー中間子スピン緩和(μSR)実験を行った。その結果、NH3K3C60の低温相は反強磁性絶縁体であることが明らかになった。この結果は、フラーレン化合物において電子相関効果が重要な役割をしていることを初めて示す結果である。昨年度合成されたアンモニアを含んだ上記の超伝導体が、異常な臨界温度と格子定数の関係を示すことから、本系がフラーレン超伝導のメカニズムを明らかにするための手がかりを与えると期待される。本年度は,この超伝導体の高圧効果を系統的に研究し、本系の超伝導が単純に分子間距離でスケールされないことを明らかにした。
農林地のハザード・マップ作成のための基礎的研究

わが国の農地は、気象・地形条件から多様な災害発生のポテンシャルを有している。この災害ポテンシャルを定量的に表現するハザードマップを作成することを目的として研究を行った。まず、九州地方における最低気温の現われ方の特徴を、地域平均からの偏差の分布として表現し、霜害等に関係する「冷え易さ」の定量化を行った。また、大雨による災害危険度をみるために、地形と雨量分布の対応や山地斜面における雨量強度を評価し、雨量分布が地形波長の2次元フーリエ級数で表わされることと斜面の雨量強度が卓越風向から求められることを明らかにした。干ばつの出現に関しても、少雨が空間的に指数函数的に回復することを確かめた。一方、中国山地の農用開拓地を対象に、標高別に気温の観測を行い、放射冷却時の標高と気温の相関を求めた。標高400m600mの間では正の相関があり、気温は一義的に標高によって決定されることを明らかにした。ここで得られた回帰直線とアメダス観測点の統計値の組み合わせから、ハザードマップ作成のための気温推定の基本尺度を設定した。この尺度をもとに斜面各部位の凍霜害発生危険度を求めた。この結果、ある標高以下では低温障害が頻繁に現われること、また、その標高以上では、早晩霜時に無霜地帯になることが判明した。中国地方の砂丘地帯の畑地を対象に、丘陵地の微気象観測を行い、地形気象の特徴とその推定法を検討した。以上のような災害因子をマップ化するため、地形をメッシュマップで表現する試みを行い、地形因子のとり方や定量化についても研究を行い、ハザードマップ作成のための基礎情報を得ることができた。
ラット肺微少循環機能のリアルタイム計測技術の開発と応用

3年目は2年目に作成した脂肪塞栓モデルを用いた薬剤投与による効果を調べることであった。1年目・2年目には灌流肺脂肪塞栓モデルと生体顕微鏡による肺観察モデルを応用して、生体顕微鏡下でラット肺脂肪塞栓モデルを作成したが、データ収集を開始したところ、血圧が安定せず輸液量、トリオレイン投与量いずれも調整を要する事が判明した。(1)トリオレイン投与法の確立初年度は0.5ml/kg、2年目は0.7ml/kgのトリオレインをヨード造影剤と混和してミセル化したものを投与したモデルを用いた。しかし、造影剤は浸透圧が高く非生理的であるという指摘があり、ある程度粘稠度がありミセル化後のトリオレインが安定する時間を作る必要性があるため、3年目は低分子デキストランをもちいてミセル化した。2年目に引き続き、頚動脈カニュレーションによる観血的動脈圧測定、経静脈カニュレーションによる中心静脈圧測定を行い、肺脂肪塞栓に特徴的な、脂肪投与後の一過性の血圧低下、中心静脈圧上昇が現れる事を確認した。(2)肺脂肪塞栓発生の確認肺脂肪塞栓に伴う呼吸状態の悪化を観察できる設備が使用可能となったため、生体顕微鏡で肺組織の酸素飽和度を測定する予備実験を開始した。循環動態の評価と同時に観察する事ができない為、期間中に検証可能な測定系の確立には至らなかった。(3)測定項目について呼吸状態の変化や、ローダミンで発色させた白血球の蛍光顕微鏡での観察、レーザードップラーを用いた肺局所血流の評価を行っているが、実験モデルの確立に難渋した為、研究期間終了時点で検証可能な数の実験ができなかった。以上のように、実験系の確立に難渋し、発表可能な成果を得ていない。3年計画の1年目の目標はモデルの確立である。昨年度までに作成した灌流肺脂肪塞栓モデルと、生体顕微鏡によるラット肺観察モデルを利用して、あらたなラット脂肪塞栓観察モデルの作成を行った。(1)ラットの麻酔維持と観察手技の確立観察に供する為、ペントバルビタール腹腔内投与下にラットの頚動静脈にラインを確保し、気管切開とカニュレーションを行い、ネンブタールとミオブロックによる静脈麻酔で麻酔を維持した。動脈圧をモニタリングして循環を維持、人工呼吸器で換気して呼吸を維持した。安定した観察を行う為、加温システムをステージ設置した。また、同環境下で麻酔薬の至適投与量を決定した。前胸部胸壁を切除した上で、ラットをステージにセット、右肺下葉をスライドグラスに貼り付けて、生体顕微鏡で観察できるようにした。(2)トリオレイン投与法の確立当初、灌流肺のモデルに基づき0.6ml/kgのトリオレインを2分程度で緩徐に静脈注入したが、投与後しばらくしてすべてのラットが死亡した。投与中の観察では、脂肪滴によって肺血管が完全に塞栓されていた。0.5ml/kgに減量し、トリオレインを混和ミセル化したものを用いて、観察が可能となった。また、トリオレインを発色させる為、FITCと混和して投与、観察したところ、蛍光顕微鏡では視野全体が発色し、観察に耐えなかった。そのため、トリオレインの発色は中止し、白血球の観察を主体とすることとした。(3)測定項目の検討次年度の実験として、上記トリオレインの投与前後で、血圧・脈拍の変化をモニタリング、ローダミンで発色させた白血球の蛍光顕微鏡での観察、レーザードップラーを用いた肺局所血流の評価を行うこととした。3年計画の2年目の目標は、1年目に作成したモデルを用いて生体顕微鏡の観察を行い、データを収集することであった。1年目には、それ以前に作成した灌流肺脂肪塞栓モデルと、生体顕微鏡によるラット肺観察モデルを利用して、あらたなラット脂肪塞栓観察モデルの作成を行ったが、データ収集を開始すると血圧が安定しないなど、いくつかの問題が発生した。また、脂肪塞栓が確実に発生していることを検証する必要性を指摘され、あらためてモデルの確立作業に立ち戻り研究を行った。(1)トリオレイン投与法の確立初年度は0.5ml/kgのトリオレインを混和ミセル化したものを投与したモデルを用いたが、脂肪塞栓の臨床的特徴を呈さないものが発生する為、0.7ml/kgまで増量した。さらに、頚動脈カニュレーションによる観血的動脈圧測定、経静脈カニュレーションによる中心静脈圧測定を行い、肺脂肪塞栓に特徴的な、脂肪投与後の一過性の血圧低下、中心静脈圧上昇が現れる事を確認した。(2)肺脂肪塞栓発生の確認当初の研究計画には含まれていなかったが、肺脂肪塞栓に伴う呼吸状態の悪化を観察できる設備が使用可能であるため、生体顕微鏡で肺組織の酸素飽和度を測定することとし、予備実験を開始した。循環動態の評価と同時に観察する事ができない為、観察を開始したところである。(3)測定項目の検討最終年度の実験として、上記トリオレインの投与前後で、呼吸状態の変化を観察すると共に、ローダミンで発色させた白血球の蛍光顕微鏡での観察、レーザードップラーを用いた肺局所血流の評価を行い、更に好中球エラスターゼ阻害薬であるエダラボン投与の影響を調べることとした。

1年目・2年目には灌流肺脂肪塞栓モデルと生体顕微鏡による肺観察モデルを応用して、生体顕微鏡下でラット肺脂肪塞栓モデルを作成したが、データ収集を開始したところ、血圧が安定せず輸液量、トリオレイン投与量いずれも調整を要する事が判明した。(1)トリオレイン投与法の確立初年度は0.5ml/kg、2年目は0.7ml/kgのトリオレインをヨード造影剤と混和してミセル化したものを投与したモデルを用いた。しかし、造影剤は浸透圧が高く非生理的であるという指摘があり、ある程度粘稠度がありミセル化後のトリオレインが安定する時間を作る必要性があるため、3年目は低分子デキストランをもちいてミセル化した。2年目に引き続き、頚動脈カニュレーションによる観血的動脈圧測定、経静脈カニュレーションによる中心静脈圧測定を行い、肺脂肪塞栓に特徴的な、脂肪投与後の一過性の血圧低下、中心静脈圧上昇が現れる事を確認した。(2)肺脂肪塞栓発生の確認肺脂肪塞栓に伴う呼吸状態の悪化を観察できる設備が使用可能となったため、生体顕微鏡で肺組織の酸素飽和度を測定する予備実験を開始した。循環動態の評価と同時に観察する事ができない為、期間中に検証可能な測定系の確立には至らなかった。(3)測定項目について呼吸状態の変化や、ローダミンで発色させた白血球の蛍光顕微鏡での観察、レーザードップラーを用いた肺局所血流の評価を行っているが、実験モデルの確立に難渋した為、研究期間終了時点で検証可能な数の実験ができなかった。以上のように、実験系の確立に難渋し、発表可能な成果を得ていない。
確率推論の誤りやすさに関する発達的研究：中学校と高校の数学の学びをつなぐには

単純な課題であっても中学生が条件付き確率課題(ベイズ型推論)を解くのは難しい。ベイズ型推論がなぜ難しいのかを明らかにするためには、ベイズ型推論をできるようになる過程を、知的操作の発達過程に位置づけることが必要であろう。そのため本研究では、条件付き確率課題を理解できるようになる前段階として、その基礎となる順列と組み合わせを扱う確率推論課題の理解に注目した。順列課題nPrと組み合わせ課題nCrはともに、rの数が増えると難易度が高くなることが知られている。特にr≦2の場合は小学校高学年でも数え上げなどインフォーマルな形式で正答する者が多いが、r>2になると中学3年生でも正答率が低い。本研究では平成30年度は公立中学校に通う中学生を対象に質問紙調査を行い,中学生が誤りやすい確率推論課題を検証した。その結果、r≦2の場合は立式できなくても正答できるが、r>2になると立式できないと正答できなくなるため、正答率が下がることが示された。当初、平成31年度に実施する予定だった「中学生の確率推論の誤りやすさに関する質問紙調査」を平成30年度に行うことができた。そのため、中学校での調査結果の統計処理を平成30年度に行うことになり、IBM SPSS Statistics ver.24を用いたデータ入力および統計分析、IBM SPSS Amos ver. 24を用いた共分散構造分析モデリング、Excelを用いた表とグラフの作成など、統計処理に必要な作業を行った。また、データを早い段階で収集したため、国内の学会で発表する機会が増えた。研究成果は日本教育心理学会、日本心理学会、日本発達心理学会で発表した。また、いずれ欧文で研究成果を公開するために、2019年3月に香港市立大学のAnna Hui助教授との研究打ち合わせを行った。そのため、中学校での調査結果の統計処理を平成30年度に行うことになり、IBM SPSS Statistics ver.24を用いたデータ入力および統計分析、IBM SPSS Amos ver. 24を用いた共分散構造分析モデリング、Excelを用いた表とグラフの作成を行った。こうして、統計処理に必要な作業を行った。今後は,中学校と高校の生徒への質問紙調査および中学校と高校の数学教師へのインタビュー調査を予定している。まず,平成30年度は公立中学校に通う中学生を対象に質問紙調査を行い,中学生が誤りやすい確率課題を検証した。次に、平成31年度には中学校と高校の数学の授業を担当している数学教師を対象にインタビュー調査を行い,確率の理解でつまずきやすい箇所を把握する。その後,中学校と高校の学習指導要領および数学科の教科書の「資料の活用」および「確率・統計」から,中高生が誤りやすい項目を特定した上で,ベイズ的推論課題を作成する。加えて、高校生を対象に質問紙調査を行い,ベイズ課題の信頼性と妥当性を検証する。さらに,高校生の確率推論の誤りやすさを測定するための質問紙調査を行い,ベイズ課題の信頼性と妥当性を検証する。最後に,研究に参加した教師6名と協働で確率推論の誤りやすさを特定し,認知科学,数学教育と教育心理学を融合した確率推論のプロセスをモデル化する。調査結果については,統計解析ソフトIBM SPSS Statisticsを用いて分析を行い,中高生の確率推論の誤りやすさを統計的に描き出し,確率推論の発達的プロセスを明らかにする。

また、いずれ欧文で研究成果を公開するために、2019年3月に香港市立大学のAnna Hui助教授との研究打ち合わせを行った。当初、平成31年度に実施する予定だった「中学生の確率推論の誤りやすさに関する質問紙調査」を平成30年度に行うことができた。そのため、中学校での調査結果の統計処理を平成30年度に行うことになり、IBM SPSS Statistics ver.24を用いたデータ入力および統計分析、IBM SPSS Amos ver. 24を用いた共分散構造分析モデリング、Excelを用いた表とグラフの作成を行った。こうして、統計処理に必要な作業を行った。また、データを早い段階で収集したため、国内の学会で発表する機会が増えた。研究成果は日本教育心理学会、日本心理学会、日本発達心理学会で発表した。今後は,中学校と高校の生徒への質問紙調査および中学校と高校の数学教師へのインタビュー調査を予定している。まず,平成30年度は公立中学校に通う中学生を対象に質問紙調査を行い,中学生が誤りやすい確率課題を検証した。次に、平成31年度には中学校と高校の数学の授業を担当している数学教師を対象にインタビュー調査を行い,確率の理解でつまずきやすい箇所を把握する。その後,中学校と高校の学習指導要領および数学科の教科書の「資料の活用」および「確率・統計」から,中高生が誤りやすい項目を特定した上で,ベイズ的推論課題を作成する。加えて、高校生を対象に質問紙調査を行い,ベイズ課題の信頼性と妥当性を検証する。さらに,高校生の確率推論の誤りやすさを測定するための質問紙調査を行い,ベイズ課題の信頼性と妥当性を検証する。最後に,研究に参加した教師6名と協働で確率推論の誤りやすさを特定し,認知科学,数学教育と教育心理学を融合した確率推論のプロセスをモデル化する。調査結果については,統計解析ソフトIBM SPSS Statisticsを用いて分析を行い,中高生の確率推論の誤りやすさを統計的に描き出し,確率推論の発達的プロセスを明らかにする。
光デバイス応用に向けた希土類添加オキシナイトライド結晶化ガラスの創製

本研究は、希土類添加オキシナイトライド結晶化ガラス蛍光体を作製し、完全無機材料で構成される白色照明デバイスへの応用の可能性を示すことである。具体的には、405 nmレーザーダイオード(LD)を光源とした、白色LD照明デバイスの蛍光体プレートとして、Eu2+添加Ba-Si-O-N結晶化ガラス蛍光体を作製した。同カチオン組成比の酸化物結晶化ガラス蛍光体も作製し、オキシナイトライド結晶化ガラスのSi四面体の配位環境および発光特性の調査および酸化物結晶化ガラスとの比較を行った。ガラス中でEuを2価で存在させるために、ガラス炉内を還元雰囲気で満たし、高温で溶融した後、不活性ガス雰囲気に置換し取り出し、大気で溶融急冷によりガラスを作製した。得られたガラスを還元雰囲気で熱処理を行い、結晶化ガラスを作製した。ガラス中のSi四面体のアニオンの配位環境について調査するためNMR測定を行った。得られたスペクトルの解析結果から、オキシナイトライドガラス試料において[SiO4]ユニットの他に、[SiO3N]ユニットが形成されていることが明らかになった。発光特性評価について405 nm LDを励起光源とした発光スペクトルを測定した。オキシナイトライド結晶化ガラス試料の発光バンドのピーク波長は565 nmと酸化物結晶化ガラス試料のピーク波長523 nmと比べ、約40 nm長波長側にシフトした。これは、部分窒化による結晶場強度の変化、結晶相と残存しているガラス相との発光によるものだと考えられた。LDと結晶化ガラス蛍光体を組み合わせた発光色は、酸化物試料の淡黄色から部分窒化により橙色へシフトした。以上のように、青色LD用希土類添加オキシナイトライド結晶化ガラス蛍光体を作製し、発光波長の長波長化に成功し、白色LD照明デバイスへの応用の可能性を示した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
抗菌ペプチドｈｕｍａｎ　β－ｄｅｆｅｎｓｉｎ－２を用いた口腔感染症治療への応用

8週齢(遺伝子導入0週目)のマウス顎下唾液腺に,カニュレーション法によってrAAV-hbd-2を遺伝子導入した。陰性対照として,リン酸緩衝液(PBS)およびrAAV-gfpを用いた。8週目に唾液腺を採取しβ-actinに対するhbd-2発現を確認したところ,hBD-2群はΔΔCT値が226.4であり,PBS群およびGFP群は1.6と0.4であった。48週目に無麻酔下で口腔内細菌を採取し,DNAを抽出し16SリボゾームDNAを増幅させるオリゴDNAプライマーを用いてreal-time PCR法で総菌数を検出したところ,期間を通じて徐々に増加したが群間の差は見られなかった。また,口腔内病原性細菌Aggregatibacter actinomycetemcomitans(Aa)をマウス口腔内に人工的に添加し,定着を阻害できるか調べるため,4,5週目に口腔内にAaの懸濁液を合計4回滴下した。前述の口腔内細菌DNA抽出液を用いて,real-time PCR法でAaの菌数を検出した。5週目にはAaの菌数に群間差はなく,8週目にはどの群も検出限界値以下となった。総菌数およびAaの菌数の結果から,この方法ではどの群も口腔内にAaが定着しなかったと考える。さらに,8週目の口腔内細菌叢をT-RFLP法によって調べた。16SリボゾームDNAの各菌共通の配列部分を約1500bp増幅させる蛍光標識プライマーを用いて,得られたPCR産物を制限酵素MspIで切断し,蛍光強度とDNA断片長を解析した。その結果,hBD-2群において陰性対照群と比較して401600bp以下のDNA断片の割合が減少し,601bp以上のDNA断片の割合が増加していた。以上の結果から,hBD-2の遺伝子導入によって,人工的に添加されたAaの定着への影響は判定できなかったが,マウス口腔内の菌叢を変化させた可能性がある。26年度が最終年度であるため、記入しない。アデノ付随ウィルスシャトルベクターにhBD-2遺伝子を組み込み,HEK293T細胞にシャトルベクターをトランスフェクションし,hBD-2遺伝子を有するウィルスベクターを作製した。作製したウィルスベクターを子宮頸部上皮癌細胞(HeLa細胞)に導入し,細胞上清および細胞蛋白を抽出し,ELISA法によってhBD-2発現を確認した。細胞抽出蛋白中には564.2pg/ml,細胞上清中には1.7ng/ml検出された。さらに,歯周病原細菌の一つであるAggregatibactor actinomycetmcomitans(Aa)を上記ウィルスベクターを導入したHeLa細胞培養上清に添加し,1時間共培養してAaが細胞内に侵入することを阻止する抗菌作用を有するか調べた。クラゲ緑色蛋白遺伝子(GFP)を有するウィルスベクターを導入した細胞群を陰性コントロールとした。ウィルスベクターを導入しなかったHeLa細胞に侵入したAaのコロニー数に対する各AAVベクターを導入されたHeLa細胞に侵入したAaの割合を比較すると,GFP群では1.15であったのに対し,hBD-2群では0.6であり,有意に抗菌活性を示した。蛋白発現および抗菌活性を確認した後に,マウス顎下唾液腺にカニュレーション法によってウィルスベクターを導入した。導入後9週後に唾液および唾液腺を採取した。唾液中にhBD-2が発現しているかELISA法によって調べた。生理食塩水を導入したマウス群(n=5)のうち、1匹の唾液からhBD-2を確認した(10.3pg/ml)が,他の4匹からは確認されなかった。GFP導入群(n=4)では検出されなかった。hBD-2導入群(n=4)では2匹のマウスの唾液中から検出された(6.2pg/mlおよび31.0pg/ml)。8週齢のマウス顎下唾液腺にカニュレーション法によってrAAVhBD-2を遺伝子導入した。陰性コントロール群として, Phosphate buffer saline (PBS)およびrAAVGFPベクターを用いた。遺伝子導入8週後に,唾液を採取した。PBSグループでは, 2匹のマウス唾液からhBD-2が検出されたが,ほか3匹のマウスからは検出されなかった。rAAVGFPグループでは5匹のうち, 3匹のマウスの唾液から検出された。rAAVhBD-2グループでは, 6匹中5匹の唾液からhBD-2が検出された。hBD-2グループは多くのマウスの唾液からhBD-2が検出されたものの,他の2グループのマウス唾液で検出されたものはかなり高い値を示しているものもあることから, mouseβ-defensinと交差反応した可能性がある。今後は抗体を変更して検出を試みる予定である。遺伝子導入当日および導入後4週目以降は毎週口腔内細菌を採取し,総菌数をreal-time PCR法で検出した。期間を通じて口腔内総菌数に差は見られなかった。Restriction Fragment Length Polymorphism法により菌叢の変化を調べる方法を検討したが, day0において総菌量が少なすぎるため16Sリボゾームの配列を認識するブライマーを用いたPCR法ではバンドが検出できなかった。