hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規の超高感度カーボンコイル触覚センサーの開発

(1)皮膚以上のセンシング感度や刺激の識別能を持つ、新規のCMC触覚センサー素子の開発を行った。得られた素子の最高検出感度は1Pa以上、変位感度は1μmであった。又刺激の種類を信号波形の違いにより識別できることを見出した。(2)多層型及び複合型触覚センサーの試作と特性評価を行った。異なる特性を持つセンサー素子を多層化w類は複合化することにより、幅広いダイナミックレンジが得られた。(3)CMC触覚センサー素子は、触覚機能と共に、近づいてくる物体を接触しなくても検出する近接・接近センサー特性がある事を見出し、その最適CMC濃度や検出感度を検討し、検出メカニズムを考察した。又、この特性を生かした皮膚感覚を持つ弾力性人工皮膚を開発した。(4)CMC触覚センサーの各種医療機器、人間型ロボットハンド、回転扉、エレベータや電車のドアー、自動車の窓ガラスなどへの応用を検討した。特に内視鏡支持ロボットへの適用を検討し、実用化を目指している。(5)最終年度であるので、データーの整理および論文作成を行った。(1)汎用の規則性カーボンマイクロコイルを種々の弾力性樹脂マトリックス中に分散・複合化させたCMCセンサー素子を作製し、作成方法を検討した。特に、微小・薄膜センサーの作成法を検討した結果、最小サイズのセンサー素子として、100x100x80μmのものが得られた。(2)弾力性樹脂中への均一分散方法・配向法を検討した結果、遠心・脱泡法が有効であることがわかった。(3)得られたセンサー素子の基本的センシング特性の評価を行った結果,微小センサー素子でも十分な触覚センサー特性があることがわかった。また、加重に対する出力特性、CMCの配向と出力特性との相関を明らかにした。(4)センシング信号検出のために最も有効な電極形式を検討した。(5)種々の刺激の定量的な印加法を検討した。(1)CMCセンサー素子原料として、性能の高い新規の種々の形態・大きさを持つCMCを試作し、その合成法・モルフォロジーの検討及び基本特性評価を行った。(2)CMCの配向法を検討した。CMCを配向化する事によりセンサー特性が非常に向上する事を見出した。(3)種々の形態・大きさのセンサー素子を作製するため、種々の鋳型の設計・試作・試用を行い、その最適形状・大きさを検討した。(4)特に皮膚型センサーを開発するため、指紋転写した鋳型の作成法を検討、試作した。指紋転写した擬似指紋型センサーは、センサー特性に著しい異方性がある事を見出した。(5)センシング感度及び刺激の識別能と、センサー素子の構成、形状、CMCの添加量、マトリックス樹脂の種類などとの相関関係を明らかにした。(6)センサーの温度ドリフト、ダイナミックレンジ、安定性(経時変化、負荷時間など)の検討を行った。温度ドリフトがかなり大きいので、マトリックス樹脂の選択が重要である事を見出した。高感度センサーはダイナミックレンジが小さく、逆に低感度センサーは、レンジが大きいので、両者を多層化することにより、高感度でダイナミックレンジの大きなセンサー素子が得られることを見出した。
微細細孔周期アルミナナノホールアレーの形成と高密度磁気記録媒体への応用

細孔が規則配列したポーラスアルミナの微細化について検討を進めた結果, 25nm未満の細孔周期で規則配列を形成することができた.電気化学的手法を用いて細孔内に強磁性体のコバルトを充填した.ドライエッチングあるいは機械研磨により,試料表面に析出したコバルトを除去すると同時に試料表面を平坦化した.自動振動試料型磁力計を用いて磁気特性の向上をはかったところ,角型比(磁界が0の時の飽和磁化に対する残留磁化の比)が0. 95の垂直磁気特性を得ることができた.細孔が規則配列したポーラスアルミナの微細化について検討を進めた結果, 25nm未満の細孔周期で規則配列を形成することができた.電気化学的手法を用いて細孔内に強磁性体のコバルトを充填した.ドライエッチングあるいは機械研磨により,試料表面に析出したコバルトを除去すると同時に試料表面を平坦化した.自動振動試料型磁力計を用いて磁気特性の向上をはかったところ,角型比(磁界が0の時の飽和磁化に対する残留磁化の比)が0. 95の垂直磁気特性を得ることができた.初年度は,アルミニウムを酸性水溶液中で陽極酸化して得られるポーラスアルミナの微細細孔配列の形成を行い,細孔内への強磁性体の充填と,得られたコンポジットの磁化特性について検討を行った.ポナラスアルミナの微細構造の形成については,12Vの低化成電圧での陽極酸化により,細孔が30nm間隔で規則配列したポーラスアルミナが得られた.りん酸への浸漬により細孔サイズおよび細孔底部のバリヤー層の厚さを調整した後,硫酸コバルトを主成分とする電解液中での交流めっきにより,ポーラスアルミナの細孔底部からコバルトを析出させた.めっきの続行に従い,細孔内へのコバルトの充填率が増加したが,部分的に表層に析出した部分でコバルトの還元析出が集中したため,イオンビームを用いたドライエッチングにより,ポーラスアルミナ部を含む表層部を除去した.ドライエッチング条件の最適化により,全ての細孔でコバルトが研磨面まで密に充填された,表面が平滑な試料を得ることができた.得られた試料の磁気特性について,新規購入備品である小型自動振動試料型磁力計を用いて測定したところ,コバルトシリンダーの長軸方向に磁化した場合に残留磁化,保持力共に増大した.また,細孔サイズ,すなわちコバルトシリンダー径を変化させた試料で比較したところ,シリンダー径の減少に従い保持力,残留磁化共に増大する結果が得られた.以上の結果から,細孔周期30nmのパターンド磁気記録媒体の基本構造を作製し,その磁化特性を確認することができた.今年度は,以下の3点の主な成果が得られた(1)より微細な細孔周期での高規則ポーラスアルミナの形成条件の検討昨年度の30nm周期からの微細化を進めたところ,化成電圧を下げることにより細孔の間隔は短縮されたが,得られた細孔配列は不規則であった.細孔配列が規則化する化成条件について詳細な検討を行った結果,電解液組成を最適化し,比較的高い電解液温度で短時間の陽極酸化を行うことで細孔配列が規則化することがわかった.化成電圧を11Vとした際には細孔周期28nm,10Vとした場合には細孔周期25nmの高規則ポーラスアルミナが得られた.しかし,細孔配列が規則化した領域は試料のごく一部であり,その原因の究明と広範囲での規則化条件の探索が課題となった(2)アルミナ/Coコンポジットの表面研磨手法の検討ポーラスアルミナの細孔にCoを電解析出させる際に,Coがポーラスアルミナの表面に析出する.昨年度は,イオンビームエッチングによってCo層の除去と表面の研磨を実施していたが,研磨される面積と研磨量の不均一さが課題となっていた.今年度は,コンポジットの表面を機械的に研磨する手法について検討を行った結果,試料を専用の治具に固定し,回転研磨機の研磨面との平行を維持して研磨することにより,イオンビームよりも広い面積で均質な研磨面が得られ,再現性のある磁気特性の評価が可能となった.(3)テクスチャリングにもとづく細孔配列の制御電子線描画を用いて,突起配列100nmの規則突起配列を有するモールドを作製した.これをアルミニウムに押しつけ,表面に凹みの配列を形成して陽極酸化することにより,凹み配列に対応した100nm周期の細孔配列を有するポーラスアルミナを形成することができた今年度は,アルミナ/Coナノコンポジットの磁気特性の最適化と記録密度の向上を中心に研究を進めた結果,以下の成果が得られた.(1)高い垂直磁気異方性を示すアルミナ/Coナノコンポジットの作製磁気記録媒体に求められる磁気特性の重要なパラメーターに,磁界が0の時の飽和磁化に対する残留磁化の比である「角型比」がある.垂直磁気記録媒体では,垂直方向に磁化した際の角型比の高さが重要となる.高い角型比を示すアルミナ/Coナノコンポジットの構造について検討を進めた結果,Coシリンダの直径を縮小し,アルミナ壁の厚さを相対的に増大させた構造が優れた角型比を示すことがわかった.作製条件の最適化により,最大で0.95の角型比を示すアルミナ/Coナノコンポジットを得ることができた.また,磁界に対する耐性を示す「保持力」の向上には,Coシリンダのアスペクト比の増加が効果的であることがわかった.Co系以外の強磁性材料による保持力の向上についても検討したが,研究期間内にCoを越える成果を得ることはできなかった.

(2)1Tb/inch^2を越える記録密度を有するアルミナ/Coナノコンポジットの作製細孔が23nm周期で規則配列した陽極酸化ポーラスアルミナを得ることができた.この細孔内に電気化学的にCoを充填することにより,強磁性体が23nmの間隔で規則配列したアルミナ/Coナノコンポジットを作製した.更に微細な周期でのポーラスアルミナの自己規則化条件について検討を進めたところ,硫酸濃度と塩酸濃度の最適化により,細孔周期17nmの規則性ポーラスアルミナを得ることができた.これをもとにして得られたアルミナ/Coナノコンポジットも明確な垂直磁気異方性を示すことが確認された.
虚血再灌流時の冠灌流障害に及ぼす心筋間質内サイトカインの意義について:in vivoマイクロダイアリーシス法をもちいた検討

20頭のビ-グル犬を用い麻酔開胸後,冠動脈左前下行枝を剥離しoccluderを装着した.前下行枝灌流領域内に局所心筋収縮能を測定するための超音波dimension gaugeを装着し,同領域内にマイクロダイアリーシス用プローベを心筋中層から内膜下に挿入し1時間安定化させた.左室圧,大動脈圧を連続的にモニターし,カラーマイクロスフェア-による心筋内血流測定,および心筋間質内カテコラミンおよびサイトカインのサンプリングを行なった後,40分の虚血を作製した.虚血20分後,40分後に同様の測定とサンプリングをおこない再灌流する.再灌流20分後,60分,120分に同様の測定とサンプリングを行なった.その後,心筋を取り出し-80°Cの液体窒素内に保存した.またマイクロスフェア-による心筋血流測定用の心筋を採取した.凍結標本よりTNF-αの免疫染色をおこないその発現を画像解析装置をもちいて半定量した.マイクロダイアリーシスによるノルエピネフリン及びサイトカイン採取液も-80°Cで保存し測定に供した.ノエルピネフリンの測定はHPLCを用い,サイトカインの測定はELISA法を用いて行なった.心筋間質内ノルエピネフリンは虚血15分から上昇をみとめ40分後には14倍まで増加した.この増加はischemic preconditioningを行なうと抑制されることがわかり,ATP感受性カリウムチャネルのブロッカーでischemic preconditioningの効果は消失することによりATP感受性カリウムチャネルの関与が示された.心筋内及び間質内のTNF-αの発現については現在検討中である.20頭のビ-グル犬を用い麻酔開胸後,冠動脈左前下行枝を剥離しoccluderを装着した.前下行枝灌流領域内に局所心筋収縮能を測定するための超音波dimension gaugeを装着し,同領域内にマイクロダイアリーシス用プローベを心筋中層から内膜下に挿入し1時間安定化させた.左室圧,大動脈圧を連続的にモニターし,カラーマイクロスフェア-による心筋内血流測定,および心筋間質内カテコラミンおよびサイトカインのサンプリングを行なった後,40分の虚血を作製した.虚血20分後,40分後に同様の測定とサンプリングをおこない再灌流する.再灌流20分後,60分,120分に同様の測定とサンプリングを行なった.その後,心筋を取り出し-80°Cの液体窒素内に保存した.またマイクロスフェア-による心筋血流測定用の心筋を採取した.凍結標本よりTNF-αの免疫染色をおこないその発現を画像解析装置をもちいて半定量した.マイクロダイアリーシスによるノルエピネフリン及びサイトカイン採取液も-80°Cで保存し測定に供した.ノエルピネフリンの測定はHPLCを用い,サイトカインの測定はELISA法を用いて行なった.心筋間質内ノルエピネフリンは虚血15分から上昇をみとめ40分後には14倍まで増加した.この増加はischemic preconditioningを行なうと抑制されることがわかり,ATP感受性カリウムチャネルのブロッカーでischemic preconditioningの効果は消失することによりATP感受性カリウムチャネルの関与が示された.心筋内及び間質内のTNF-αの発現については現在検討中である.
抗体結合型バイオナノカプセルを応用した炎症白血球特異的新規腎障害治療法の開発

バイオナノカプセル(BNC)を応用したドラッグデリバリーシステム(DDS)により、マクロファージ(Mφ)を選択的かつ炎症部位特異的に機能抑制することで、抗炎症・免疫抑制効果と副作用の軽減を両立させた革新的な治療法開発を目指した。蛍光標識BNCに、Mφ標的抗体を結合させたBNCを作成、マウスMφ細胞株に添加し、その局在を顕微鏡下で確認した。同BNCのマウスへの経静脈投与では障害腎のみに蛍光陽性細胞を認めたため、障害特異的なBNCデリバリーが示唆された。遺伝子封入BNC添加によるMφ細胞での有意な発現はみなかったものの、BNCを用いた白血球特異的DDS開発に関する基礎的データを得ることができた。慢性腎炎や糖尿病性腎症など主な慢性腎臓病(CKD)の発症・進展過程に共通する最も重要な機序に炎症があげられるが、従来の全身的免疫抑制療法では効果に限界があり、また重篤な副作用は極めて深刻な治療中断規定因子となっている。今回の研究ではバイオナノカプセル(BNC)を応用したドラッグデリバリーシステム(DDS)により、CKDにおいて腎組織障害の中心的役割を担う好中球・マクロファージ(Mφ)を選択的かつ炎症部位特異的に機能抑制することで、抗炎症・免疫抑制効果と副作用の軽減を両立させた革新的な治療法開発を目指した。本年度の申請者の研究実績として、2.全身投与BNC-αIgGのin vivo追跡:蛍光標識した抗E-selectinあるいは抗CD11b抗体接合BNCをマウスに経静脈投与したところIRI作成腎皮髄境界部優位なCy3陽性細胞を認めたが、非虚血腎には所見をみなかった。また肝臓・脾臓、及び心臓の一部にBNCの取り込みを認めたが、肺には認めなかった。平成25年度はCy3標識したZZ-tag提示型BNCに、CD11b抗体(cloneM1/70)を結合させ細胞分子特異的BNCを作成(BNC-・IgG)した。さらにCy3標識したZZ-tag提示型BNCに、抗CD11b抗体を結合させ、マウスマクロファージ細胞株(RAW264.7)に添加したところ、BNCの局在を共焦点レーザー顕微鏡で確認することができた。次に蛍光標識した抗CD11b抗体接合BNCをマウスに経静脈投与したところIRI作成腎皮髄境界部優位なCy3陽性細胞を認めたが、非虚血腎には所見をみなかった。平成26年度は治療薬剤非封入下でのBNC-αIgG腎毒性と治療効果を検討した。BNC投与群ではコントロール群に比しIRIの疾患強度に差は認められず、薬剤非封入BNC、あるいはBNCに結合したモノクローナル抗体自体は治療効果も、障害悪化作用も有さないことが示唆された。しかしながらGFP発現コンストラクトを封入したBNC-αIgGを作成し、in vitroでRAW264.7細胞での発現確認を行ったが有意なGFP発現をみなかった。今後、遺伝子発現を実現できる条件設定が整った場合には、治療薬剤封入BNC-・IgGのin vitroでの抗炎症・免疫抑制効果判定,治療薬剤封入BNC-・IgGのin vivo治療効果判定,他の腎疾患への応用研究を実現したいと考えている。腎臓学、免疫学本研究では当初提案した好中球特異的ヒト化FcγRトランスジェニックマウス(hFcγRTgマウス)の入手が遅れたため、まずは野生型C57BL/6マウスを用い、好中球、マクロファージ特異的なCD11b、あるいは内皮細胞に特異的なCD62Eに対する抗体をBNCに結合させたバイオナノカプセルをそれぞれ作成した。実験1.において両バイオナノカプセルのマクロファージ細胞株、内皮細胞株への取り込みが有意に認められ、実験2.でBNCの集積が虚血腎間質に認められ、マクロファージや内皮細胞特異的にBNCがdeliveryされた可能性があることが示唆された。また、実験3.においてBNCに結合したCD62E抗体やCD11b抗体そのものによる虚血再還流モデルの腎機能障害軽減は認めず、リポソーム内に含有させた薬剤の効果を比較できると判断した。しかしながら、実験

4.において、GFPプラスミド封入リポソームーBNCをIn vivo及びIn vitroで投与した際にはGFPの発現を認めなかった。またIn vivoにおいても、実験2.の結果と異なり、リポソーム封入Cy3標識BNCの虚血腎への集積所見が認められなかったため、リポソーム封入によりBNCのサイズが変化し到達効率が低下した可能性を示唆する結果となった。次年度は、治療薬剤非封入下でのBNC-αIgG腎毒性と治療効果の判定、疾患治療遺伝子封入BNC-αIgGを作成し、in vitro, in vivoで細胞あるいは組織での発現確認を行う予定である。また糸球体腎炎を惹起するマウス抗基底膜抗体を昨今当研究室独自に作成したため、虚血再還流障害以外の腎障害に対してもBNCの到達効率を評価したいと考えている。
電磁気調査および土壌物性による遺跡探査法の研究

平成7年度は、下記の遺跡と各種の探査実験を実施した。1岐阜県江馬氏館跡(中世城館、14から15世紀)平成7年度には、城館跡の門跡での遺跡探査を実施した。門跡の場合、踏み締め遺構であることが、確実であるので、ここで電気探査(RM-15,平成5年度購入)と強制電極法(DZD-2,平成6年購入)によって、昨年同様表土掘削以前、以降、埋め戻し後、の3回に分けて探査を実施した。その結果、門前の道路遺構部分が比抵抗が高くなって検出された。2富山大学周辺での焼成実験富山大学周辺の火山灰層の上面によって、焼成実験を行ない、プロトン全磁力探査・クラクスゲート磁気探査・電気探査・電磁探査・帯磁率測定を実施した。今年度の特徴は、さらに、光学的・化学的分析を実施したことである。その結果、被熱部分の鉱物組成の変化は顕著であり、火山灰土層においても、帯磁率の変化がけんちょであることが判明した。今年度は、いままで開発した手法、遺跡探査の手法、岩石磁気学の手法、物理化学的手法、など被熱遺構に関してはおおよそ出そろった感があり、今後実際の多くの遺跡に応用していくことが肝要と考えられる。
アジア・ネットワークにおける制度と生存基盤に関する基礎的研究

本研究では、日本における三世、または四世の華僑華人実業家へのインタヴュー調査を行い、華僑華人ネットワークの機能とその役割について検討、さらにアジアの各地域に分布する華僑華人をも研究対象として、送り出し側の中国の帝国社会のあり方、そして、受け入れ先の地域であるアジアの植民地、主権国家の個性を議論することにした。これらの調査を通じて歴史学における西洋中心史観や一国史観からも捉えがたい華僑華人を、ネットワークを通して検討することができた。本研究の目的は、日本における三世、または四世の華僑華人ビジネスの最前線から、インタヴュー調査を行い、それを基礎に華僑華人ネットワークの機能とその役割について検討することである。それゆえ、今年度も旅費と謝金に費用の多くを配分した。本研究では、華僑華人のネットワークの伸張は、取引コストを切り下げる制度からも検討される必要があると考えている。この場合、制度とは「人間がお互いにかかわりあうときの不安定さを軽減するために考案された構造」であり、それは法律のような公式的な制度や、「規範や慣習」のような非公式的な制度から構成される。華僑華人が多く居住する地域では、「支配者と社会構成員が双方の利益に見合うような妥協」に至り、取引コストを切り下げた。そうであるとすれば、華僑華人の移住先の支配者も、華僑華人の社会的関与における「不安定さを軽減する」ことを用意したといえる。そうした社会のなかで、ネットワークは、商会などの組織を構築しながら伸張したのである。それでは、本研究の対象とする、近代日本のなかで、華僑華人らはいかに公式と非公式の制度を構築したのであろうか。ネットワークを制度としてとらえ、華僑華人からの聞き取り調査を通して、検討している。本研究は、連携者との緊密な共同研究を目指し、その成果を社会に還元したいと考え、平成20年9月に神戸華僑華人研究会と共催して、「アジア・ネットワークの制度と生存基盤」というセミナーを開催した。華僑研究を進めていく上で、「宗族」の作動を理解する必要を強く感じた。日本とは異なり、多子相続制を基本としている中国では、共通の祖先、または開発祖先をもつ複数の家族の纏まりが、権力的な求心力を上回るようである。宗族の共通財産(族田-家族成員に均等に貸し付けられる土地)を有効利用して、「困窮家族を救済」するし、灌漑などの大規模共同事業・防衛・祭事も実施した。成員家族は「大体において平等」であった。それは、宋代以降にあって「市場経済のかなりの発達」を背景にしており、コミュニティ関係は相互支援の原則であったことが分かってきた。地主-小作関係がひろがっても、コミュニティ関係が「保護」機能を果たしたから、日本のように領主制を選び取る必要はなかったのだ。華僑の故郷である華南の沿岸部では「富裕な家族」にとって、「商品、土地および信用が同じ富裕の目的のための代替的な資産保有の対象」(村松祐次『中国経済の社会態制』)になっていた。族田においては、同族内成員には「小作権」が発生し、「市場経済の浸透」があった。地主は小作人にたいして資本や信用を提供しないが、地主は小作人に干渉することはなかった。それゆえ、小作権が明確な土地から徴税することが国家にとってコストを引き下げた。人頭税ではなく、地税が選ばれた所以である。そして、土地の資源制約を受けた家族成員が、長期労働者として出境することも規制はなかった。華僑史の問題は、権力の求心力とは無縁のような、地主-小作人のなかの「緩やかな関係」の問題でもあった。こうした論点を、神戸・長崎の華僑の実業家から聞き取りを行っている。本研究は、2008年度から2010年度の3か年で華僑華人のネットワークをとおして、その生存基盤を検討することを課題としている。最終年度である2010年度においては、さまざまな、華僑・印僑商人さらにこれら華僑・印僑と取引をしていた日本の商人たちの聞き取り調査を中心に行うことによってアジア・ネットワークにおける制度と生存基盤について重点的に検討をおこなうこととした。これらの聞き取り調査で判明したことは、華僑・印僑などの商人のネットワークは、出身国(地域)ということに裏付けられつつも、境界線にとらわれない<強い関係性と緩やかな領域性>を特徴としてネットワークを形成・維持していることであった。このようにアジア・ネットワークが形成されたのも近代におけるアジアの帝国というものは、近代ヨーロッパ帝国のような重商主義とは無縁であったがために華僑・印僑商人らはアジアの開放性を活用することによって商人ネットワークを伸張させることに成功したといえる。さらにその商人のネットワークは、近代的帝国主義が提供した自由貿易原則や蒸気船航路などの公共財をも最大限に利用することによって近代アジア諸国における市場秩序を提供したことも明らかにされつつある。

アジア諸国の植民地化、領域の割譲、開港といった公権力間の衝突などがあっても、アジアの商人のネットワークは萎縮することはなく維持・拡大されていき、現在における華僑華人のネットワークに引き継がれていることがいえる。
癌及び器官の分化と表出される糖鎖抗原について

ヒト胎児組織におけるLe^x抗原群の出現パターンの検討から,抗原の出現は器官の分化を反映している事が示されたが,一定の分化段階に達しない組織においてはその発現は認められなかった.そこでLe^x抗原の前駆体としての構造を有するParagloboside及びCDHの出現をも検討に加え,一連のType2糖鎖抗原発現の動きを詳細に解析した.器官としては,形態学的に器官,小器官の分化段階を容易に判定し得る事,腫瘍の殆んどが近位尿細管細胞に由来するという一元的性格を有する事等から,ヒト腎臓を用いた.MーAbはT_5A_7(αーCDH)1B2(αーparagloboside),FH2(αーLe^x),HF4(αーdifucosyl Le^x),FH6(αーsialosyl Le^x)を用い,連続切片の免疫組織染色を行った.その結果,予想された如く,CDHのような単純な構造を有する抗原は,Le^x抗原群の出現する以前の分化段階より出現する事,そして構造の複雑な抗原程,分化が進んでから出現する事が確認された.そこで,ヒト腎にみられる分化段階と抗原消長との相関が,腎腫瘍にも反映されているか否かを50例の腎腫瘍症例において検討した.その結果,単純な構造の抗原程出現率が高く,抗原がfucoseを有するか否か,sialic acidを有するか否かで出現率は大きく異なり,腫瘍化におけるfucosylationやsialylationの重要性がここでも確認された.また,抗原消長のいくつかは病理組織学的grade分類と相関した.さらに,paraglobosideとsialosyl Le^xの出現の有無は,患者の予後と深く相関した.以上より,器官の分化を示すparameterとしての糖鎖抗原は,その組織に由来する腫瘍組織においても分化の段階や方向を反映して出現している事が示された.さらに,ここより得られる情報は,腫瘍の悪性度の判定,予後の予測にも有用であり,広く臨床面への応用が可能である.現在のところ腎腫瘍組織より抽出した糖脂質のTLCパターンからは腫瘍特異性抗原は得られておらず,なお検討を進めつつある.ヒト胎児組織におけるLe^x抗原群の出現パターンの検討から,抗原の出現は器官の分化を反映している事が示されたが,一定の分化段階に達しない組織においてはその発現は認められなかった.そこでLe^x抗原の前駆体としての構造を有するParagloboside及びCDHの出現をも検討に加え,一連のType2糖鎖抗原発現の動きを詳細に解析した.器官としては,形態学的に器官,小器官の分化段階を容易に判定し得る事,腫瘍の殆んどが近位尿細管細胞に由来するという一元的性格を有する事等から,ヒト腎臓を用いた.MーAbはT_5A_7(αーCDH)1B2(αーparagloboside),FH2(αーLe^x),HF4(αーdifucosyl Le^x),FH6(αーsialosyl Le^x)を用い,連続切片の免疫組織染色を行った.その結果,予想された如く,CDHのような単純な構造を有する抗原は,Le^x抗原群の出現する以前の分化段階より出現する事,そして構造の複雑な抗原程,分化が進んでから出現する事が確認された.そこで,ヒト腎にみられる分化段階と抗原消長との相関が,腎腫瘍にも反映されているか否かを50例の腎腫瘍症例において検討した.その結果,単純な構造の抗原程出現率が高く,抗原がfucoseを有するか否か,sialic acidを有するか否かで出現率は大きく異なり,腫瘍化におけるfucosylationやsialylationの重要性がここでも確認された.また,抗原消長のいくつかは病理組織学的grade分類と相関した.さらに,paraglobosideとsialosyl Le^xの出現の有無は,患者の予後と深く相関した.以上より,器官の分化を示すparameterとしての糖鎖抗原は,その組織に由来する腫瘍組織においても分化の段階や方向を反映して出現している事が示された.さらに,ここより得られる情報は,腫瘍の悪性度の判定,予後の予測にも有用であり,広く臨床面への応用が可能である.現在のところ腎腫瘍組織より抽出した糖脂質のTLCパターンからは腫瘍特異性抗原は得られておらず,なお検討を進めつつある.
爆縮プラズマと相対論的超高強度レーザーの相互作用

レーザー技術の画期的な向上により、相対論的プラズマが生成可能となった。このレーザーの特徴を生かし、レーザー核融合を行う新たな方式「高速点火」が提案された。本研究課題は、高速点火核融合に於ける爆縮されたプラズマ中を伝搬するレーザーとプラズマの相互作用、及び関連する高速点火物理の研究である。まず爆縮されたプラズマの加熱レーザー用の導入路の形成について調べた。まず、Vlasov-Maxwell方程式を超並列計算機で解き、レーザーとプラズマの相対論的相互作用を調べた。結果として、レーザーでの穴掘り効果は、今まで言われていたように自己収束は必ずしも期待できず、Weibel型の不安定によりビームが崩壊することがわかった。粒子コードに於いてもこれは確認された。次に、点火・核燃焼波の形成に関しては、2次元爆縮コードに核反応粒子輸送コードを追加し、爆縮コアの核反応利得のスケール則を明らかにした。核融合点火を中心で行うか、端部で行うかに係わらず、点火条件は同じであることがわかった。また、メガジュールのレーザーで爆縮を行えば利得200程度が原理的に可能であることが判った。高強度レーザーを用いて宇宙の天体現象などの模擬実験が可能である。この点についても本課題と関連して報告書にまとめた。レーザー爆縮では、流体力学的不安定性のため、必ずしも、中心に点火部を持った爆縮コア構造が形成されない。そこで、近年開発されたCPA法を用いた超高強度レーザーを加え、不安定により混合したコアの端部を加熱し、点火するという高速点火方式の研究が開始された。我々は、爆縮したプラズマにコロナプラズマ領域から、超高強度の相対論的(レーザー電場による電子の運動エネルギーが相対論的となるという意味)レーザーがどのように伝播し、中心コアに達するかを調べている。2次元の電磁波伝搬コード(プラズマは粒子で扱う)で調べた。その結果、遮断密度以上のプラズマ中を、エネルギー移送率70-80%で伝ぱんしうることがわかった。プラズマをFokker-Plomck域で扱い、より長時間の様子を調べるためのコードを開発中である。また、磁場は取り込んでいないが、2次元コードで、モデル的条件下で性質を調べている。当然相対論効果を電子運動に取り込んでる。2次元流体コードで点火条件等も調べている。これに、レーザー伝播部を加え、電磁場に非線型力も入れて調べる予定である。爆縮プラズマの高速点火核融合に関し、以下の2点を中心に研究を進め成果を得た。(1)2次元爆縮コードに核反応アルファ粒子コードを付加し、爆縮コア利得のスケール則を明にした。中心点火、端部点火にかかわりなく点火条件がほぼ一致することと示した。又、MJレーザーで利得20°程度が可能であること。などを示した。(2)Vlason-Moxwell方程式を超並列計算機で解き、レーザーとプラズマの相対論的相互作用について調べた。結果として、レーザーのポンデロモ-ティブ力による穴堀り効果は、約束言われていたほどに楽観的でなく、磁場を伴うWeibed不安定等でビームがbreabupすることが確認された。粒子コードによる同様の研究に於いて、この不安定が確認された。以上に加え、現在、2次元変速電子輸送コードを作動中で、これにより、コアがの様子を調べる予定である。
超高効率太陽電池のためのクラスタ反応制御プラズマCVD

本研究は,本研究グループが開発したプラズマ中に発生するシリコン微粒子(クラスタ)の成長制御法とクラスタ観測技術をもとに,光劣化のない超高効率a-Si:H太陽電池を実現するクラスタ抑制プラズマCVD法の確立を目的としている.以下の成果が得られ.1.クラスタの取込みのないアモルファスシリコン(クラスタフリーa-Si:H)薄膜の堆積を実現するため,クラスタ取込みを従来比で1/100程度以下に抑制するクラスタ除去フィルタを開発した.2.クラスタ除去フィルタとクラスタ抑制プラズマCVD装置を組み合わせることにより,製膜速度が0.0057nm/sながら,光誘起欠陥生成が見られない膜の作製に成功した.3.クラスタフリーa-Si:H膜の高速作製を実現するため,マルチホロー型電極を開発した.この電極では,プラズマ生成領域である直径5mmのホロー内を流れる高速ガス流によりクラスタを下流へと輸送して,上流側に設置した基板上の堆積膜へのクラスタの取り込みを抑えることが可能である.4.マルチホロー電極を用いて,製膜し,Ni/a-Si:H/n^+c-Siショットキセルを用いて発電効率の光劣化率を調べた結果,製膜速度0.2nm/sで光劣化率が4%程度と極めて低い膜を作製することに成功した.以上の結果は,膜に取り込まれるクラスタを抑制すると,光劣化が抑えられ高効率太陽電池を実現できることを示唆している.本研究は,本研究グループが開発したプラズマ中に発生するシリコン微粒子(クラスタ)の成長制御法とクラスタ観測技術をもとに,光劣化のない超高効率a-Si:H太陽電池を実現するクラスタ抑制プラズマCVD法の確立を目的としている.以下の成果が得られ.1.クラスタの取込みのないアモルファスシリコン(クラスタフリーa-Si:H)薄膜の堆積を実現するため,クラスタ取込みを従来比で1/100程度以下に抑制するクラスタ除去フィルタを開発した.2.クラスタ除去フィルタとクラスタ抑制プラズマCVD装置を組み合わせることにより,製膜速度が0.0057nm/sながら,光誘起欠陥生成が見られない膜の作製に成功した.3.クラスタフリーa-Si:H膜の高速作製を実現するため,マルチホロー型電極を開発した.この電極では,プラズマ生成領域である直径5mmのホロー内を流れる高速ガス流によりクラスタを下流へと輸送して,上流側に設置した基板上の堆積膜へのクラスタの取り込みを抑えることが可能である.4.マルチホロー電極を用いて,製膜し,Ni/a-Si:H/n^+c-Siショットキセルを用いて発電効率の光劣化率を調べた結果,製膜速度0.2nm/sで光劣化率が4%程度と極めて低い膜を作製することに成功した.以上の結果は,膜に取り込まれるクラスタを抑制すると,光劣化が抑えられ高効率太陽電池を実現できることを示唆している.本研究は,本研究グループが開発したクラスタ成長制御法とクラスタ観測技術をもとに,光劣化のない超高効率a-Si : H太陽電池を実現するクラスタ反応制御プラズマCVD法の確立を目的としている.本年度は,先ずクラスタ成長に及ぼす放電周波数の影響について調べた.同一の成膜速度で気相中に存在するクラスタ量を比較すると,放電周波数を13.56MHzから60MHzへと高くすることにより1/100程度に低減できることが明らかになった.この結果を踏まえて,放電周波数を60MHzとしたクラスタ抑制プラズマCVD装置を用いて,0.55nm/sで微細構造パラメータがほぼ0である極めて高品質のa-SI : H薄膜を製膜することに成功した.また,0.7nm/sで作製した膜についても,単接合太陽電池の安定化発電効率12%以上が期待できることがショットキ型太陽電池の特性から示唆された.さらに,従来のクラスタ観測技術を上回る超高感度クラスタ計測法として,下流クラスタ捕集(DCC)法をしく開発した.次年度以降は,本年度実現した以上に発電効率が高い膜(I層)を2nm/s以上で作製するとともに,PとN層についてもクラスタ反応制御プラズマCVD法を適用して,光劣化のない超高効率a-Si : H太陽電池実現を目指す予定である.本研究は,本研究グループが開発したプラズマ中に発生するシリコン微粒子(クラスタ)の成長制御法とクラスタ観測技術をもとに,光劣化のない超高効率a-Si:H太陽電池を実現するクラスタ抑制プラズマCVD法の確立を目的としている.平成15年度に得られた成果は,以下のとおりである.1.プラズマ中で発生したサイズ1nm以上のクラスタが膜中に取り込まれると,膜中のSiH_2結合量が増加し,結果として光劣化が大きくなる.従って,サイズ1nm以上のクラスタの膜中への取り込みを抑制することが,光劣化の低減につながる.2.プラズマ中にサブnmサイズのクラスタが存在すると,クラスタへの電子付着により電子密度の低下が生じ,結果として製膜速度の増加を妨げる.従って,サブnmサイズのクラスタの発生を抑制することが,高品質膜の高速製膜につながる.3.クラスタ抑制を促進するために,これまでのクラスタ抑制プラズマCVD法にトライオード放電法を組み合わせた結果,単接合PIN太陽電池効率換算で初期効率13%,安定化効率12.3%程度の従来にない高品質膜の形成に成功した.

平成16年度は,クラスタの完全抑制を目指すとともに,クラスタ抑制により実現できる初期及び光誘起欠陥密度の下限を明らかにし,最終的に光劣化のない超高効率a-Si:H太陽電池を実現するクラスタ抑制プラズマCVD法の確立する予定である.本研究は,本研究グループが開発したプラズマ中に発生するシリコン微粒子(クラスタ)の成長制御法とクラスタ観測技術をもとに,光劣化のない超高効率a-Si:H太陽電池を実現するクラスタ抑制プラズマCVD法の確立を目的としている.平成16年度に得られた成果は,以下のとおりである.1.クラスタの取込みのないアモルファスシリコン(クラスタフリーa-Si:H)薄膜の堆積を実現するため,クラスタ取込みを従来比で1/100程度以下に抑制するクラスタ除去フィルタを開発した.2.クラスタ除去フィルタとクラスタ抑制プラズマCVD装置を組み合わせることにより,製膜速度が0.0057nm/sながら,光誘起欠陥生成が見られない膜の作製に成功した.3.クラスタフリーa-Si:H膜の高速作製を実現するため,マルチホロー型電極を開発した.この電極では,プラズマ生成領域である直径5mmのホロー内を流れる高速ガス流によりクラスタを下流へと輸送して,上流側に設置した基板上の堆積膜へのクラスタの取り込みを抑えることが可能である.4.マルチホロー電極を用いて,製膜し,Ni/a-Si:H/n^+c-Siショットキセルを用いて発電効率の光劣化率を調べた結果,製膜速度0.2nm/sで光劣化率が4%程度と極めて低い膜を作製することに成功した.以上の結果は,膜に取り込まれるクラスタを抑制すると,光劣化が抑えられ高効率太陽電池を実現できることを示唆している.
細胞内タンパク質の特異的分解制御による癌に対する遺伝子治療法の確立

多くの細胞質・核質に存在するタンパク質の分解に関わっているのはユビキチン-プロテアソーム系である。この分解系の特徴は、基質特異性が高く、分解速度が速いことである。分解されるべきタンパク質はユビキチンが鎖状に結合され(ポリユビキチン鎖)、タンパク質分解装置であるプロテアソームがポリユビキチン鎖を認識して標的タンパク質ごと分解する。標的タンパク質のユビキチン化に必要な酵素群の中で、特にユビキチンリガーゼは標的タンパク質を認識し、最終的にユビキチンを付加する重要な因子である。正常細胞に比べ癌細胞ではいくつかのタンパク質においてその発現の異常が報告されている。癌細胞において、癌遺伝子発現の増加(もしくは安定化)、もしくは癌抑制遺伝子産物の発現低下(もしくは不安定化)が認められることがある。例えば、Myc等の癌遺伝子においては遺伝子増幅が起こり、その発現の増加が認められる。Mycに特異的に結合する分子Maxが存在するので、このMaxとユビキチンリガーゼであるU-ボックスタンパク質のキメラ分子(Max-U)を作製し、MycがMax-Uによってユビキチン化を受け、プロテアソームによって分解される系を構築した。Max-Uにより、Mycは特異的に認識され、ユビキチン化を受けることがin vitroユビキチン化アッセイにより判明した。また、Max-Uを細胞内に発現させると、Mycの分解速度が速くなることが認められた。さらに、Max-Uを発現させた細胞は、Mycによる足場非依存性増殖や腫瘍形成能力が減弱していることが判明した。以上より、人工ユビキチンリガーゼMax-Uは、Mycをユビキチン化依存性に分解し、その癌化能を抑制することが明らかとなった。
細胞増殖制御の新しいシグナル伝達経路に関わる蛋白質の立体構造の解明

肝臓における組織損傷は肝細胞増殖因子(HGF)がHGF応答細胞(上皮細胞)に存在する受容体に結合し,その情報を伝達することによって細胞分裂を引き起こし修復する。この過程においてHrs(HGF-regulated tyrosine kinase substrate)はHbpとの複合体の形で小胞の出芽、輸送、融合に関与していることが示唆されている。本研究ではHrsの機能を解明するため、その構造決定を目的とし、発現系の検討を行った。domain,Proline rich region,Coiled coil motifやP/Qrichregionをもっている。その発現はGSTタグをN末端に付加した形で、ベクターとしてpGEX-4T-2を用い大腸菌により全構造について試みたが、GST-affinityカラムにより精製した後にも、切断された分子量の小さい蛋白質分子が多く存在し、発現した酵素が分解していることを示した。このため、VHSドメインやFYVEドメインからなる機能的に興味深いN末ドメイン(253残基、HrsN)の発現を行い精製したが、精製標品が時間の経過とともに分解することが観測された。これはGSTタグの分子量とHrsN分子量がほぼ等しくなりその影響であることが懸念されたのでタグをHisタグに交換して発現系を組立て発現させた。精製は大腸菌を破砕後、NiカラムによりHisタグの親和性を利用して行ったが、さらに、CM-sepharoseカラム、mono-Sカラムによる分離精製をおこなった。この結果、収量は1リットルの培養液から数mgと減少したが、精製試料のイオン強度を高めておくと2週間では電気泳動的には変化しないことが確認できた。現在、クリスタル・スクリーンを利用して結晶化を試みている。
F-box/WD40リピート蛋白質によるクロマチン制御機構

神経細胞の分化・増殖の制御にはダイナミックな遺伝子発現調節が関わっている。このうちクロマチン制御を担うポリコーム因子群(PcG)が重要な役割を持っていることが示唆されているが、PcG自身の機能調節機構はあまり解っていない。本研究ではショウジョウバエF-box/WD40リピート蛋白質であるEbiの機能解析を中心にしてPcGとの関係解明を通してクロマチンの制御がダイナミックな転写調節にどのようにかかわるのかを明らかにすることを目的としている。詳しい解析からEbiはPcGと物理的な相互作用を通して転写抑制活性の維持およびPcG自身の安定性の制御をしていることが明らかになった。F-box/WD40リピート構造を有するショウジョウバエEbiはヒトTBL1のホモログであり、多細胞生物の分化・増殖に重要な因子であることが知られている。本研究課題では、クロマチン制御におけるEbiの機能解析を目的として研究を行っている。本年度はEbiが炎症応答に働いていることを明確にし、転写因子との関係をより詳細に解析した(PLOS ONE, 10: e0141475, 2015; Am J Neurodegener Dis, 5:62-68, 2016)。さらに、クロマチン制御との関係を明らかにする目的で、生化学および遺伝学を用いた解析を進めた結果、Ebiとポリコーム蛋白質の安定性とは密接な関係があることが明らかになった(津田、未発表)。また、遺伝学的な解析から、ebiとコヒーシンとの相互作用も観察された(津田、未発表)。以上の結果から、Ebiはさまざまな転写制御因子と共役して機能すると同時に、クロマチン制御因子とも共役して働いている可能性が示唆されている。Ebiがクロマチン制御に働いている事を示唆するデータが多数得られてきているが、当初予定していたように、分子分子メカニズムには至っていない。これは、Ebiの炎症に置ける機能解析に時間を使ってしまったことによる。ヒトTBL1のホモログであるショウジョウバエEbiはF-box/WD40リピート構造を持ち、発生・分化、自然免疫あるいは神経細胞の生存維持において、多くの転写因子と共役することにより働いていることが解っている。これまでの解析で、Ebiがエピジェネティックな制御に重要なポリコームの中で、PRC1蛋白質と複合体を形成し、ポリコームの絹調節に働いていることを示唆するデータが得られている。昨年度は、ポリコーム群の安定性におけるEbiの機能調節機構を解析した。EbiはF-box/WD40リピートというユビキチンリガーゼ様の構造を持ち、これまでも蛋白質の安定性に対して負に働いていることが解っていたので、当初はポリコームに対してもユビキチンリガーゼとして機能していることを予想していた。しかし、培養細胞を用いた解析から、Ebiは過剰発現によりポリコーム蛋白質の安定性を増加していることが示された。そこで、Ebiの変異クローンを成虫原基で作成して、ポリコーム群の細胞内局在について検討した結果、Ebiはアポリコームの安定性に対して細胞質では正に働き、核内では負に働いていることが示唆された。生化学的な解析の結果、Ebiとポリコーム群との相互作用には、Ebiの翻訳後修飾が必要であることが示唆された。Ebiは翻訳後修飾を受ける事によりポリコームの安定性に対して正にも負にも働いていることを予想している。最終年度は、このEbiの翻訳後修飾に関する調節機構を明らかにすると共に、生物学的な重要性に関して解析を行う予定である。当初、Ebiとポリコームの関係は単純だと予想していたが、実際はEbiはポリコームに対して正にの負にも作用するという2面性を持っていることが明らかになった。このことを突き止めるまで時間を要した。クロマチンの制御は発生分化からDNA損傷応答等のストレス応答にも重要な役割を持つ事が予想されている。しかし、これらの機能調節に関わる分子的な背景に関しては、未だ不明な点が多く残されている。本研究では、ショウジョウバエ遺伝学を用いてクロマチン制御に関わる因子と遺伝的に相互作用する核内因子TBL1のショウジョウバエホモログ(Ebi)が、クロマチン制御にどのように関わっているのかを分子レベルで明らかにすることを目的として行われた研究である。Ebiと遺伝学的な相互作用を示す因子としてこれまで、ポリコーム複合体とコヒーシンなどのクロマチン制御因子が同定されていることから、遺伝学的な解析と生化学的な解析を行うことにより、Ebiの作用を理解しようと考えた。、その結果、Ebiはポリコームの中でもPRC1複合体と複合体を形成するばかりではなく、機能的にもポリコームの標的遺伝子発現を制御していることが示唆された。特にEbi-ポリコームの相互作用により細胞周期関連遺伝子の発現制御に関係することが示唆されることから、DNA損傷等のストレス応答における細胞周期停止に何らかの役割を持っていることが予想される。特にポリコーム複合体の細胞内局在および生化学な安定性を検討したところ、Ebiの機能変化に従って細胞内局在変化および安定性の変化が観察された。これらの結果から、Ebiはポリコームの機能を直接制御することによりストレス応答等におけるダイナミックな遺伝子発現調節に関わっている可能性が予想される。

本研究ではショウジョウバエF-box/WD40リピート蛋白質であるEbiの機能解析を中心にしてPcGとの関係解明を通してクロマチンの制御がダイナミックな転写調節にどのようにかかわるのかを明らかにすることを目的としている。詳しい解析からEbiはPcGと物理的な相互作用を通して転写抑制活性の維持およびPcG自身の安定性の制御をしていることが明らかになった。Ebiと炎症応答との関係については、終了したことから、本年度は集中してEbiとクロマチン制御との関係を明らかにしていきたい。具体的にはポリコームとの相互作用がどのレベルで生じているのかをはっきりさせると共に、コヒーシンのどのサブユニットがEbiと共役しているのかを明らかにしていきたい。今後はEbiの変異体との関係等の遺伝学的な手法を生化学的な手法と組み合わせて用いてゆくことにより、早い進展が期待される。分子遺伝学前年度はEbiの炎症応答における機能解析に多くの時間を要したことから、計画していた実験が思うように進まなかった。そこで、計画していた実験に取りかかるのが遅れた事から次年度使用額が生じた。当該年度の予定としては、生化学的解析および組織学的な解析を全て修了させ、論文の作成を行う計画だったが、思うように進展しなかったため。本年度は計画を修正して行う事から前年度の繰り越し分も含めて使用予定である。本年度は問題点も解決できたことから、予定どおり計画を遂行したい。生化学的解析および組織学的な解析が多くなる事が予想され、論文作成および成果発表等で予定どおりの使用が見込まれる。
確率解析と漸近問題

1。池田が中心になり、確率解析的方法による研究でLagrangianが2次形式の場合のFeynmanの経路積分に対するVan Vleckの公式に相当するものがWiener積分の場合にも一般の条件の下に成立することを示した。さらにVan Vleckの行列式と、微分幾何学の研究で重要な役割を果たす。Jacobi場との関連を明かにした。またここに現われる2次形式が、経路空間上のJacobi場による変数変換で標準化出来て、その変数変換のJacobianとしてVan Vleck行列式が現われることを明かにした。2。池田は上半平面に実現したPoincare平面の上の熱方程式の基本解の厳密な具体的表現を使うことなく、基本解がWiener空間の上の一般化された積分の形に表現されることだけを用い、Selbergの跡公式を直接証明することに成功した。このことによりSelbergの跡公式に古典力学的な量が現われる事情が明確になった。なおこの公式は最初は群上の調和解析の結果を用いて示されたものである。さらに基本解の厳密な具体的表現もWiener空間の上の解析として無限次元的方法で示される。3。山田はBrown運動の局所時間の主値に関する成果を得た。また夏目はAtiya-Singerの指数定理と量子力学における古典近似の関連について、荒井はSchrodinger作用素の固有関数について研究し成果を得た。さらに高山および佐藤は情報科学の立場から研究成果を得た。4。今後の問題としては保型形式に作用する作用素についてのSelbergの跡公式を一様な磁場をもつ場合のSchrodinger作用素の確率解析的方法による研究として、上に述べた方法と類似の形で解明することが期待される。1。2。3。4。1。さらにVan Vleckの行列式と、微分幾何学の研究で重要な役割を果たす、Jacobi場との関連を明かにした。2。このことにによりSelbergの跡公式に古典力学的な量が現われる事情が明確になった。なおこの公式は最初は群の表現論を用いて示されたもである。3。さらに高山は情報科学の立場から研究成果を得た。4。
無機ナノシートを応用した生体分子光検出法の創製

本研究では、無機ナノシートを応用した生体分子の蛍光検出法の開発を行った。まず、ユウロピウムを含むチタン酸無機ナノシート(Eu-TiOx)と西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)から成るEu-TiOx/HRP複合体を作製し、この複合体を用いた過酸化水素の蛍光検出法を開発した。次に、Eu-TiOx、HRP、グルコースオキシダーゼ(GOx)から成るEu-TiOx/HRP/GOx複合体を作製し、この複合体を用いたグルコースの蛍光検出法を開発した。以上のことから、無機ナノシートであるEu-TiOxが、生体分子の一種でもある過酸化水素とグルコースの蛍光検出に応用可能であることが示された。本研究では、無機ナノシートと酵素から成るハイブリッド材料を構築し、これを用いた生体分子検出法の開発を試みる。本年度は、まず無機ナノシートの合成と酵素とのハイブリッド体の構築を試みた。水酸化テトラブチルアンモニウムの溶液に対し、塩化ユウロピウムとチタンイソプロポキシドの混合溶液を添加し、十分に撹拌後、生成したアルカリ性コロイド溶液の中性化と脱塩を行うことにより、無機ナノシート溶液を得た。蛍光スペクトル測定により、得られた無機ナノシート溶液が蛍光性を有することを確認した。次に、酵素である西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)を、合成した蛍光性無機ナノシート(Eu-TiOx)と弱酸性溶液下において混合したところ、茶褐色の粉末が析出し、Eu-TiOx/HRP複合体が形成されたことが確認できた。Eu-TiOx/HRP複合体の蛍光スペクトルを測定したところ、Eu-TiOx単体よりもやや短波長側(500600nm付近)に、特徴的な蛍光ピークが認められた。次に、得られたEu-TiOx/HRP複合体に対し、発色基質の存在下、生体分子の一種でもある過酸化水素を添加した時の蛍光応答について検討することにした。HRPの発色基質としてグアイアコールを選択し、この物質の共存下においてEu-TiOx/HRP複合体に過酸化水素を添加したところ、添加に伴い500600nm付近における蛍光ピークの強度が減少した。また、この蛍光強度の減少は、添加した過酸化水素濃度と相関があった。このことから、得られたEu-TiOx/HRP複合体は過酸化水素を検出するための新規材料となり得ることが示唆された。本年度では、無機ナノシートを合成し、酵素との複合体形成に関する検討を行うことを予定していた。研究実績の概要に記したとおり、本年度は無機ナノシートと酵素の複合体形成に成功し、またこれを用いた過酸化水素の検出まで行うことができたため、現在までの達成度を「おおむね順調に進展している」とした。前年度までに、ユウロピウムをドープした蛍光性無機ナノシート(Eu-TiOx)と西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)の複合体を構築し、この複合体が生体分子の一種である過酸化水素の検出に有用であることを確認した。そこで、本年度は、新たにグルコースオキシダーゼ(GOx)を導入した新規複合体を構築し、これを用いたグルコースの検出について検討を行った。まず、前年度と同様の手法によりEu-TiOxを合成した。次に、HRPとGOxをEu-TiOxと弱酸性溶液下において混合したところ、粉末が析出し、Eu-TiOx/HRP/GOx複合体が形成されたことが確認できた。得られたEu-TiOx/HRP/GOx複合体に対し、発色基質であるグアイアコールの存在下においてグルコースを添加し、蛍光分析を行った。その結果、添加に伴い500600nm付近における蛍光ピークの強度が減少することが確認できた。これは、GOxの酵素反応によりグルコースから過酸化水素が発生し、次にHRPの酵素反応によりグアイアコールから発色体が生成したことによるものと考えられる。また、この蛍光強度の減少は、添加したグルコース濃度と相関があることも確認できた。このことから、Eu-TiOx/HRP/GOx複合体は、グルコースを検出するための新規材料として有望であることが示唆された。一方、合成したEu-TiOxを分光蛍光光度計の燐光モードを用いて計測したところ、580nm640nm付近に特徴的なピークが観測された。これは、燐光モードにより、Eu-TiOx/HRP/GOx複合体を用いた高精度なグルコース検出を行える可能性を示唆するものであり、今後、詳細に検討を進めていきたいと考えている。本年度は、Eu-TiOx/HRP/GOx複合体の作製と、これを用いたグルコース検出系を構築することを予定していた。研究実績の概要に示したとおり、本年度はEu-TiOx/HRP/GOx複合体の作製に成功し、これを用いたグルコース検出系の構築を行うことができた。従って、現在までの達成度を「おおむね順調に進展している」とした。最終年度である本年度は、まず分光蛍光光度計の燐光モードを使用し、ユウロピウムをドープした蛍光性無機ナノシート(Eu-TiOx)、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)、グルコースオキシダーゼ(GOx)から成る複合体を用いたグルコース検出の検討を行った。分光蛍光光度計の燐光モードによりEu-TiOx/HRP/GOx複合体の発光スペクトルを計測したところ、ユウロピウムに由来する特徴的なピークが観測された。