hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多次元強震地動をうける靭性型鉄筋コンクリート造建築物の弾塑性応答

架構の周期特性(剛性)が異なる場合に、2方向係数に不安定な領域があることが解析された。次年度は、方向によって構造特性が異なる架構より計画される建物の靭性依存型設計について解析的な検討を継続することを課題にとりあげる。資料調査分析に基づき高層(60階建て)鉄筋コンクリート造(R/C造)建築物モデルを作成し、耐震性検討の地震応答シミュレーション解析を行った。本年度実施テーマとしては、高層建物を対象とした場合のはり降伏先行型の靭性型設計を保証する柱部材強度の動的割り増し係数ならびに2方向地震入力による割り増し係数の建物高さ方向の変動を取りあげた。本年度の研究実施項目ならびに成果の概要は以下の点にまとめられる。1.部材(柱、はり)の弾塑性応答解析モデルの考え方について基本的な検討を加えた。多スプリングモデル(Multi-spring Model)と断面要素モデル(Fiber Model)による弾塑性特性を比較し、モデルの限界、特徴ならびに傾向を把握した。2.応答自由度が2である系を対象として、系(建物)に入力する地震時エネルギーを各自由度に対応する応答によって消費する設計の考え方の提案を行い、数値計算によってその成立性を検討した。各自由度に対する応答が安定な弾塑性系であるならば、提案する設計法が成立し得ることを確かめた。3.靭性型R/C造建物では、架構強度は必要最小限の大きさにとられ、多方向地動が加えられる場合に動的効果ならびに2方向効果によって柱部材に降伏ヒンジが形成されることである。策定した検討モデルを用い、高層R/C造建物について柱部材の設計用応力を定める動的割り増し係数ならびに2方向割り増し係数を検討した。得られた結論は、以下にまとめられる。(1)必要な割り増し係数は、建物高さ方向に沿って変動する。設定した外力分布の場合には、低層部では大きな割り増し係数が必要となる。高層部では、割り増し係数は1を下回る(割り増しの必要がない)。(2)必要割り増し係数は、設計用応力を定める外力分布に依存する。結果的に、基部転倒モーメントが小さくなる分布の場合に、大きな割り増し係数が必要となる。試設計より定めた60階建の高層鉄筋コンクリート造(R/C造)建物解析モデルを用い、地震応答シミュレーションにより靭性型R/C造建物の動的挙動の解析を行った。耐震設計を行う際の建物高さ方向の地震力分布を変動要因に考え、我が国で規定されるAi分布と米国UBC設計コードに規定される分布を設定した。研究課題としては、下記の2課題について主に検討した。1.地震荷重時終局状態として望ましい終局状態と考えられているはり降伏先行型の機構の形成を保証する柱部材強度の動的割り増し係数ならびに2方向地震入力による割り増し係数の建物高さ方向の変動。2.水平面内2方向の地震入力をうけるR/C造建物の平面内での地震応答挙動。本年度の研究成果概要は以下の点にまとめられる。1.部材(柱、はり)を多スプリングモデル(Multi-spring Model)によりモデル化する手法により、1995年兵庫県南部地震で大破相当被害を受けた実建物をシュミレーション解析し、実被害と対照し、シュミレーション解析により被害が説明できることより、本課題で提案する建物モデル化が適切であることを確認した。2.建物架構の剛性、降伏強度等の構造特性が異なる建物を設定し、斜め方向入力による2方向地震力に対する応答挙動を解析した。
不整脈心電現象のモデリングによる解析・表示とその実験的検討

本研究では、コンピュータシミュレーション技術を応用し、不整脈発生時の心臓興奮伝播や関連現象を解析するとともに、心筋細胞膜活動電位計測システムを開発し、実験的に発生したSpiral Reentryを観察してシミュレーション結果と比較するべく、以下の研究を行った。(1)心筋活動電位モデルによるシミュレーションと心臓興奮伝播の可視化:単位心筋をLRモデルによる微分方程式で記述し、スーパーコンピュータで不整脈のシミュレーションを実施した。またSpiral Wave理論に基づき心臓興奮伝播を再現し、ワークステーション上でCG手法による動画像表現での可視化に成功した。(2)光学的心筋細胞膜活動電位マッピングシステムの開発と光信号の解析による電気刺激に対する心臓全体の応答の検討:膜電位感受性色素Di-4-ANEPPSで染色したウサギのLangendorff灌流心の膜電位伝播の様子を観察可能とするため、高速度ディジタルビデオカメラ(DVCR)を用いて高分解能光学マッピングシステムを開発した。また2台のDVCRにより、広領域心臓活動電位の計測を可能とした。これによる光学マッピング下に電気刺激を与え、光信号の解析により、電気刺激に対する心臓全体の応答を詳細に検討することができた。さらに仮想電極の発生や任意条件で任意個所を刺激可能とする刺激系の作製などにより、伝導系に異常を生じた心臓に光信号のフィードバックで脈を発生することを可能ならしめた。(3)ウサギ灌流心標本のSpiralReentryのダイナミクスと活動電位の関係や抗不整脈薬の作用についての検討:光学マッピングシステムを用い、ウサギ灌流心二次元標本のSpiral Reentryについて、興奮旋回のダイナミクスと活動電位波形との変化や抗不整脈薬作用の面から検討した。その結果、心室筋Spiral Reentryのダイナミクスは、(1)興奮波前面と終末部との相互作用、(2)興奮前面の曲率による効果、および(3)心筋構築の異方性により規定されることが判明した。シミュレーション技術を応用し、心臓の不整脈発生時の興奮伝播状況の解析を行うとともに、光学的心筋細胞膜活動電位マッピングシステムを開発し、実験的に発生したSpiral Reentryを観察し、シミュレーション結果と比較する。さらに、薬物投与の興奮伝播に及ぼす作用についても解析する。このため、本年度は以下のような研究を実施した。(1)心筋活動電位モデルによるシミュレーションおよび心臓の興奮伝播の可視化:単位心筋を記述する微分方程式としてLR(Luo-Rudy)モデルを用い、ヒトの心室形状に約564万ユニットを結合させた心室モデルを作成した。日本電気(株)製スーパーコンピュータSX-4/16で大規模シミュレーションプロラムを開発・演算の結果、パソコンに比し、約1000倍の高速でシミュレーション結果を得た。次にSpiral Wave理論に基づき、心臓の興奮伝播を再現し、ボリュームレンダリングなど種々のコンピュータグラフィクスの手法を用いて、ワークステーション上に動画像表現による可視化を試み、良好な結果を得ることができた。(2)光学的心筋細胞膜活動電位マッピングシステムの開発:膜電位感受性色素Di-4-ANEPPSで染色したウサギLangendorff灌流心の膜電位伝播の様子を光学計測可能とするため、2台の高速DVCR(Digital Videocamera)を用いたシステムを新たに開発して電気刺激で誘発したSpiral Reentryを撮影し、2枚の動画合成により広領域の観察を可能にした。(3)光学的心筋細胞膜活動電位マッピングによるSpiral Reentryの実験的

検討:高速DVCRと光ファイバ束を組合わせたhybrid心筋活動電位マッピングシステムを開発し、前述のウサギ灌流心での心室Spiral Reentryのダイナミクスとdisopyramideやpilsicainideなど抗不整脈薬の作用を検討し、Spiral Reentryの形成による心室頻拍(VT)の誘発や多形成VTの観察、薬物作用下でのVT周期の延長など薬物による修飾の詳細な解析が可能なことを認めた。本研究では、コンピュータによるシミュレーション技術を応用し、不整脈発生時の心臓興奮伝播状況やその関連現象を解析するとともに、心筋細胞膜活動電位光学マッピングシステムを開発し、実験的に発生したSpiral Reentryを観察して、シミュレーション結果と比較しようとする。このため本年度は、(1)シミュレーションによるM細胞の検証、(2)バイドメインモデルによる致死性不整脈に対する電気ショックのシミュレーション、(3)2台の高速度カメラによる広領域心臓活動電位計測、(4)興奮波面曲率の算出、(5)家兎灌流心の心外膜下心筋二次元標本でのSpiral Reentryの観察、に関する研究を実施した。以下ではこれらのうち、(1)、(3)、(5)について、その概要を示す。1)シミュレーションによるM細胞の検証:近年、報告されている表層に比し活動電位持続時間の長い心筋中層中のM細胞の存在は、陽性T波の発現を説明できない。そこで心臓モデルに刺激伝導系やVentricular Gradient機能を導入し、12誘導心電図の導出を可能にしたシミュレーションの結果、M細胞と陽性T波の発現は矛盾しないことが示された。2)2台の高速度カメラによる広領域心臓活動電位計測:カメラ2台による心室筋活動電位マッピングから広領域の信号を計測した。非侵襲レーザマーカによる2カメラの計測画像のレジストレーションでの画面合成から興奮伝播を再現したが、単独カメラ利用時に比して、39%の計測領域の増加や、Spiral Reentryのさまよい運動の観察が可能なことを認めた。3)心筋二次元標本でのSpiral Reentryの観察:家兎灌流心の心外膜下心筋二次元標本では直流通電誘発での心室頻拍中、旋回中心部に線状の機能的ブロックラインが形成されるSpiral Reentryが認められた。このブロックラインは、両側で活動電位の位相が大きく異なる部分と旋回pivot point付近での興奮遅延により形成される部分から構成されることを観察した。本研究では、コンピュータシミュレーション技術を応用し、不整脈発生時の心臓興奮伝播やその関連現象を解析するとともに、心筋細胞膜活動電位光学マッピングシステムを開発し、実験的に発生したSpiral Reentryを観察して、シミュレーション結果と比較する。その一環として、本年度は、(1)モデルに基づく心室細動電気的除細動メカニズムの研究、(2)光信号の解析による電気刺激に対する心臓全体の応答の検討、(3)兎灌流心標本のSpiral Reentryのダイナミクスの検討、に関する研究を実施した。以下ではこれらの概要を示す。
中世朝廷社会における官司制度と政務運営システム

本研究課題は、朝廷官司の構造およびその変遷を追い、朝廷全体の政務運営システムについてまとめることを志すものである。殊に中世朝廷の文書・人事行政の基幹を担った外記局、宮中の日常品の調達を担った宮内省管下の諸官司に注目し、その中世的体制の在り方・いわゆる「官司請負」の実態、成立時期などを明らかにした。またその基礎作業として各官司の補任状況の一覧化を進め、中世史研究の遂行に必須である史料類の収集・解読、紹介に努めた。本研究は、古代から中世後期までを見通した広いスパンで朝廷官司の構造およびその変遷を追い、朝廷全体の政務運営システムについてまとめることを志すものである。その検討に当たっては特に下級官人層によって担われる個別官司の運営の構造と変化、それらの官司による朝廷儀式の中での業務分担・情報の流れの二つの側面に注目し、整理していく。本年度は中世朝廷を支えた実務官人であり所謂「官司請負制」の代表格とされる外記局局務とその周辺に注目した。まず一つには、一二世紀から一三世紀初頭にかけての中原・清原両氏による外記局請負過程を跡づけ、人的関係等に注目して、その独占の要因を考察した。さらに両氏の兼官官司とされる掃部寮・大炊寮・主水司等の諸寮司について、鎌倉期室町期の運営体制・業務分担の実態を検討した。前者の検討成果は、二〇〇七年度史学会大会中世史部会シンポジウム「人のつながりの中世」において「中世の家と朝廷社会外記局局務家の形成を通して」として、後者の検討成果は、史料編纂所研究発表会において「中世朝廷諸寮司の運営体制局務家相伝の諸寮司を通して」として、それぞれ口頭報告を行った。また奈良国立博物館、国立歴史民俗博物館、国立公文書館、国立国会図書館、杏雨書屋等の諸機関におもむき、史料の調査を行った。必要なものについては写真撮影、焼き付け写真の購入等を実施し、収集史料の解読・翻刻を進めている。本研究課題は、古代から中世後期までを見通した広いスパンで、朝廷官司の構造およびその変遷を追い、朝廷全体の政務運営システムについてまとめることを志すものである。その検討に当たっては、殊に実務を担当した下級官人層に注目する。本年度は、昨年度に引き続き文書・人事行政を担った外記局を中心に、関係する諸官司の運営体制に注目した。まず一二世紀一三世紀初頭にかけての、外記局における中世的体制の確立過程を追い、中世後期への展望を行った(「中世前期朝廷社会における身分秩序の形成」村井章介編『「人のつながり」の中世』山川出版社、○八年)。また一四世紀の京都の都市支配と下級官人の在り方を検討し、歴史学研究会日本中世史部会において「下級官人から見た京都」として口頭報告を行った(○九年三月)。このほか、京都府立総合資料館、宮内庁書陵部、慶應義塾大学図書館魚菜文庫、国立公文書館、国立歴史民俗博物館、天理大学附属天理図書館、奈良国立博物館をはじめとする諸機関に赴き、中世史料を中心に調査を行った。必要なものについては、マイクロフィルム・デジタルカメラによる写真撮影、焼き付け写真の購入等を実施し、検討・翻刻を進めている。その検討成果の一部を「尊経閣文庫所蔵『外記日記(新抄)』について」(『日本歴史』七三一号、○九年四月)、「口絵洞院公賢奏事目録」(『日本歴史』七二七号、○八年一二月)、「修明門院熊野御幸記」「後鳥羽院修明門院熊野御幸記」「頼資卿熊野詣記」(三月記念美術館・明月記研究会共編『国宝熊野御幸記』、八木書店)等として公表した。
迷走神経心臓抑制の中枢機構

ウレタンクロラロース麻酔ラットを用いて迷走神経心臓抑制中枢VCICの機能的局在、特性と制御様式に関する研究を行ない次の結果を得た。昭和61年度計画。1.VCIC活動の示標となる大動脈神経(ADN)刺激による反射性徐脈BVBが、坐骨神経SCN、視床下部防御野HDAにより著明に抑制されることを確認した。2.SCNによるVBV抑制の上行路が両側性であり、脊髄レベルおよび延髄レベルで交叉するものを含み、側索を通過することを明らかにした。3.HDAからの抑制性下行路も両側性であり、中心灰白貭、傍腕核、橋外側網様体を通ることを明らかにした。4.SCNおよびHDAによるBVB抑制の標的部位が迷走神経心臓枝(VCB)起始核の節前細胞であることを、関連諸核においてADNやVCB刺激により誘発される電場電位に及ぼすSCN、HDA刺激効果の解析結果にもとづき、明らかにした。さらにこの抑制がGABA受容体を介することを明らかにした。昭和62年度計画。VCICの周期性制御機構に関して次の結果を得た。1.ADNの繰返えし刺激によりBVBに著明な順応現象がみられることを確認した。2.この順応現象にGABAが伝達物貭として関与することを明らかにした。3.心拍数を人為的に減少させるとVCBの心拍同期性が増強する傾向があり、通常はこの順応現象がVCBの心拍同期性を消去している可能性を示した。4.互いに鏡像的な活動様式を示すVCICと血管運動中枢には相互の抑制性干渉作用があることを示した。昭和63年度計画。VDICの二つの亜核、疑核と背側運動核の機能分担について、一方をカイニン酸破壊後、他方を微小電気刺激し、心房心室ペーシングを併用して検討した。その結果、両核ともに陰性変時作用、心房筋への陰性変力作用を有し貭的な機能分化を示さないこと、心室筋への陰性変力作用を欠如することが判明した。この点に関し、ラット迷走神経が心室筋に対する陰性変力作用をもたないことも判明した。昭和61年度計画。昭和62年度計画。昭和63年度計画。動脈圧受容器反射における迷走神経性徐脈に対する前脳性および反射性抑制は、動物が環境変化に対応して生存するために必要な循環ホメオスターシス再調整機構の一つである。本年度はこれに関連した中枢機構と上行路、下行路の研究を行ない次の結果を得た。1.大動脈神経(ADN)による圧受容器反射性迷走神経性徐脈(ADN-VBr)を坐骨神経(ScN)および視床下部防御野(HDA)の電気刺激が強力に抑制することを確認し、その抑制性上行路および下行路の同定を行なった。a.ADN-VBrに対するScNからの抑制性上行路は両側性であり、脊髓で交叉するものの他、延髓で交叉するもの、両方で交叉するものがあること、脊髓では主として側索を通ることを明らかにした。b.ADN-VBrに対するHDAからの抑制性下行路は、同側性のものは内側前脳束を経て橋上部の傍腕核に到り、橋下部では外側網様体を通ることを明らかにした。

反対側HDAからの下行路は脳幹レベルで交叉することも判明した。2.ADN-VBrに対する前脳性および末梢侵害入力性抑性の標的部位について次の知見を得た。a.Wall法を用いて、孤束核におけるADN終末の興奮性がScN,HDAの電気刺激により変化しないこと、従ってこれらによるADN-VBrの抑制がシナプス前性ではないことを明らかにした。b.孤束核および疑核周辺の迷走神経性徐脈発生点からADN刺激により惹起される電場電位を記録し、疑核周辺のそれが、ScN,HDA刺激により抑制されるのに反し、孤束核のそれは殆んど抑制されないことを見出した。c.さらに孤束核破壊後、迷走神経心臓枝電気刺激により疑核近傍の徐脈発生点に誘発される逆行性電場電位がScN,HDAにより抑制されることを明らかにした。以上の所見は、圧受容器反射における迷走神経性徐脈に対する前脳性抑制、反射性抑制の標的部位は圧受容器求心線維が投射する孤束核介在細胞ではなく、疑核の節前細胞であることを示す。迷走神経心臓枝(VCB)の遠心性活動は,中枢性および反射性に修飾される.昭和61年度は,このうち外界の突発的変化(非周期性)に対応し,循環ホメオスターシス再調整に関与すると考えられる調節機序として防御野賦活および侵害刺激により惹起される圧受容器反射性迷走神経性徐脈の抑制に関与するニューロン機構を明らかにした.昭和62年度は,VCBの周期性遠心性活動様式(心拍同期性,呼吸同期性,など)の起源につき解析を行う一方,同じく周期性入力をうけながら迷走神経とは鏡像的な活動様式を示す交感神経中枢との相互干渉作用を検討した.実験にはクロラロースウレタン麻酔ラットを用いた.結果.1.VCB活動の心拍同期性と順応現象の関連.大動脈神経(ADN)のトレイン刺激による著明な迷走神経性徐脈は1Hz以上のくり返えし刺激頻度で著しく減弱すること(順応現象)を確認した.一方,VCB活動を動脈圧波でトリガーし加算平均しても心拍同期性を認めないが,他側迷走神経心臓端の電気刺激,あるいは心室壁二発刺激により徐脈状態にすると,この心拍同期性が若干増強される傾向があることを確認した.これは,通常,VCBの心拍同期性は,順応現象によって消去され発現しにくいことを示唆している.一方,脳室内にGABA拮抗剤であるビククリンを注入すると,この順応現象が消失することが判明した.これはVCB起始細胞の内因性抑制機構にGABAが関与するという新しい知見である.2.VCB放電は呼息で増強されるが,これは両側迷走神経切断後も認められること,すなわち,この呼吸同期性は,呼吸中枢からVCB起始細胞への投射に起因することを知った.3.交感神経性血管運動中枢である吻側延髄腹外側野の電気刺激が,ADN刺激による迷走神経性除脈を完全に抑制することを発見した.これは,鏡像的な活動様式を示す交感神経と迷走神経には,中枢性の干渉作用が存在することを示す新知見である.迷走神経心臓枝の起始細胞(迷走神経心臓抑制性節前細胞)は疑核、背側(運動)核に分布し、一部はその中間帯に存在する。このうち疑核節前細胞の心臓抑制作用は確認されているものの他の二群の機能は確定されていない。昭和63年度研究計画では、本研究計画全体の総括として、迷走神経性心臓中枢の亜群間における機能局在の問題に検討を加えた。すなわち、ウレタンクロラロース麻酔ラットを用いて疑核群と背側運動核群がそれぞれ陰性変時作用および陰性変力作用をどの様な割合で分担しているかを明らかにした。1.人工呼吸下において開胸し、右心房左心室にカニューレを挿入、それぞれの内圧Pとその微分値dP/dtを測定し、後者を心房、心室の収縮力の示標とした。
海洋細菌における環境由来DNAの利用機構の解明

平成14年度は香川県の健康養殖ブリ由来腸内細菌、香川県及び韓国の養殖場由来の病魚より分離された細菌、および海水由来細菌に臨床及び畜産の現場および土壌由来の多くのグラム陽性・陰性細菌から検出されるtet(M)遺伝子が分布していることを明らかにした。平成15年度(4月1日から7月31日)は、これらのtet(M)を保有する、養殖ブリ腸内由来菌14株、海水由来菌3株について、PCRを用いてトランスポゾンTn916の検出を行い、ブリ腸内由来菌10株、海水由来株2株がTn916を保有していることが明らかにした。さらにサザンハイブリダイゼーションを行い、これらは細菌のクロモソーム上にコードされていることを明らかにした。Tn916は通常tet(M)と関連して見出され、細菌から細菌へtet(M)を伝達するconjugative transposonとして知られており、海洋環境中でもTn916がtet(M)の伝播、分布に重要な役割を果たしていることが示唆された。また平行して平成14年にひきつづき平成15年7月までカナダ、アルバータ大学医学部,分子微生物・免疫学教室(Department of Molecular Microbiology and Immunology)で研究活動を行った。テトラサイクリン耐性を示す細菌では、16S rRNA上に変異をもつものが報告されている。この変異はテトラサイクリン結合部位付近にみられることから、我々はテトラサイクリンとその作用部位の親和性の変化が耐性に関与しているという仮説をたてた。本実験ではクロモソーム上にコードされた7つのrrn遺伝子(16S rRNA遺伝子)を人為的に欠損させ、プラスミド上にのみrrn遺伝子を持つよう設計された大腸菌を用い、テトラサイクリン耐性と関係があると予測される16S rRNA遺伝子上の変異を人為的に導入し、導入された変異がテトラサイクリン耐性に与える影響を評価した。すなわち、得られた変異株のテトラサイクリンに対する最小発育阻止濃度(MIC)の測定を行うとともに、これらの変異体からのリボソームの抽出を行い、テトラサイクリンに対する親和性を測定した。その結果、テトラサイクリンに対する耐性が高い株ほど、そのリボソームはテトラサイクリンに対して低い耐性を示したことから、テトラサイクリンの作用部位の変異は細菌の耐性化に関与していることが明らかとなった。本研究の目的は「海洋細菌がその環境中に存在するDNAをどのように利用しているのか」を明らかにすることである。海洋環境中のDNAは「遺伝物質」として機能すると同時に、C、N、P源となる「溶存有機物」としての役割を果たしていると考えられる。第一年目である、平成14年度はまずDNAの遺伝物質としての性質に着目した。養殖現場においては細菌性疾病の防除、治療を目的にオキシテトラサイクリンが頻繁に用いられており、薬剤耐性菌の出現が問題となっているが、海洋環境中にどのような耐性遺伝子が存在するかということや細菌が耐性を獲得するメカニズムについての知見は極めて少ない。そこで、日本および韓国沿岸の養殖魚および海水より分離されたオキシテトラサイクリン耐性菌を対象にテトラサイクリン系薬剤耐性遺伝子のひとつであるribosomal protection protein (RPP)遺伝子の分布をPCRを用いて調査した。その結果、養殖ブリ由来腸内細菌のうち、Vibrio sp. 30株中12株、Pseudomonas 3株中1株、グラム陽性菌3株中3株からRPP遺伝子が検出された。また、香川県の養殖場由来の種々の病魚より分離されたVibrio sp. 15株中2株、Lactcoccus garvieae 7株中6株、Photobacterium damsela subsp. 1株中1株から、韓国の養殖場由来の病魚より分離されたVibrio sp. 31株中8株、海水由来Vibrio sp. 27株3株からRPP遺伝子が検出された。シークエンス解析を行った結果、これらのRPP遺伝子はTet Mであることが明らかとなった。Tet Mは臨床、畜産現場および土壌由来の多くのグラム陰性・陽性菌から検出され、臨床の現場および環境中に広く分布していることが報告されている。以上の結果より、(1)多くの養殖ブリ腸内細菌および海水由来細菌が、臨床や畜産現場等の陸上環境のテトラサイクリン耐性菌と共通の耐性遺伝子を保有していること、また(2)日本および韓国沿岸と海洋環埠中の広い範囲にわたってさまざまな細菌に分布していること、(3)これまでに検出例のない、グラム陰性菌3属、陽性菌1種がTet Mを保有していることが新たに明らかとなった。さらに、これらのTet M保有株は、一例を除きすべて、最小発育阻止濃度(MIC)125μg/mlもしくは250μg/mlとオキシテトラサイクリンに対して高い耐性を示した。本研究結果は、Tet Mの海洋環境における分布の初の報告であり、本遺伝子と養殖場における薬剤耐性菌出現の関係、および陸上・海洋間での遺伝子伝播・循環の可能性を強く示唆するものである。

さらにサザンハイブリダイゼーションを行い、これらは細菌のクロモソーム上にコードされていることを明らかにした。Tn916は通常tet(M)と関連して見出され、細菌から細菌へtet(M)を伝達するconjugative transposonとして知られており、海洋環境中でもTn916がtet(M)の伝播、分布に重要な役割を果たしていることが示唆された。また平行して平成14年にひきつづき平成15年7月までカナダ、アルバータ大学医学部,分子微生物・免疫学教室(Department of Molecular Microbiology and Immunology)で研究活動を行った。テトラサイクリン耐性を示す細菌では、16S rRNA上に変異をもつものが報告されている。この変異はテトラサイクリン結合部位付近にみられることから、我々はテトラサイクリンとその作用部位の親和性の変化が耐性に関与しているという仮説をたてた。本実験ではクロモソーム上にコードされた7つのrrn遺伝子(16S rRNA遺伝子)を人為的に欠損させ、プラスミド上にのみrrn遺伝子を持つよう設計された大腸菌を用い、テトラサイクリン耐性と関係があると予測される16S rRNA遺伝子上の変異を人為的に導入し、導入された変異がテトラサイクリン耐性に与える影響を評価した。すなわち、得られた変異株のテトラサイクリンに対する最小発育阻止濃度(MIC)の測定を行うとともに、これらの変異体からのリボソームの抽出を行い、テトラサイクリンに対する親和性を測定した。その結果、テトラサイクリンに対する耐性が高い株ほど、そのリボソームはテトラサイクリンに対して低い耐性を示したことから、テトラサイクリンの作用部位の変異は細菌の耐性化に関与していることが明らかとなった。
脂質代謝異常に着目した新規前立腺癌診断・治療の開発

本研究では、申請者らが樹立してきた患者由来xenograftモデルを用いた解析の結果をもとに、1脂質過酸化経路(lipid peroxidation)をターゲットとした治療標的探索、2前立腺癌細胞内および前立腺内微小環境における脂質過酸化経路の変化を反映していると思われる前立腺マッサージ後尿中の揮発性有機化合物(尿臭)測定による、新たな前立腺癌低侵襲性診断マーカー開発、の2つを目的とした。1脂質過酸化反応経路の治療標的としての可能性検討に関しては、前立腺癌組織を用いて、脂質過酸化反応経路に関わる遺伝子産物(GPX4・AKR1C3、ACSL4など)の発現および酸化ストレスの程度を免疫染色にて確認している。2尿中揮発性有機化合物(VOCs)の前立腺癌診断マーカーとしての可能性検討に関しては、現在まで癌・非癌含め80例の尿を採取済みであり、前立腺マッサージ後の尿中VOCsに対して汎用性の高いガスクロマトグラフ質量分析(GC/MS)を用いた測定系の確立を行っている。解析に時間を要しているため。1脂質過酸化反応経路の治療標的としての可能性検討では、・既存PDXモデルKUCaP2および新規に樹立したKUCaPシリーズのリン脂質の組成をLC/MS・MSで解析・同定し、リン脂質内の脂肪酸の相対量とACSL4などの脂質代謝に関連する遺伝子群のRNAレベルとの相関性を検討する。・ACSL4低発現前立腺癌細胞株(LNCaP)のACSL4強制発現細胞株およびACSL4高発現前立腺癌細胞株(PC3)のACSL4発現抑制細胞株を作成し、下記の実験にてACSL4の前立腺癌進展・治療抵抗性への関与を検討し、治療標的としての可能性を見極める。b.上記実験でのリン脂質をはじめとする脂質の定量・組成変化を解析し、apoptosisやferroptosisに関わる脂質の変化を評価する。2尿中揮発性有機化合物(VOCs)の前立腺癌診断マーカーとしての可能性検討では、前立腺癌の悪性度指標であるGleason scoreと相関することが確認されたVOCsの日内変動・日別変動、随時尿とマッサージ後尿での濃度差異を解析し、臨床応用の可能性を検討する。
分子クローニング法にて選択された蛋白のクローン病病因としての意義

本研究ではクローン病患者腸組織より作成されたcDANライブラリーを典型的なクローン病患者の血清でイムノスクリーニングすることにより4個の陽性クローンを得た。本年度はこの4個のクローンのうち、患者血清と最も強く反応するクローン(C158)のクローン病病因としての意義について解析を行なった。すなわち、C158のコードするペプチド(46残基)を合成、合成したペプチドを抗原とし、クローン病患者(18例)、疾患対照として潰瘍性大腸炎患者(18例)、正常対照として正常成人(18例)の血清を用いてELISAによる解析を行なった。二次抗体にはHRP-conjugated rabbitanti-human IgGを使用した。その結果、ELISA値はクローン病1.13+/-0.60,潰瘍性大腸炎0.899+/-0.69,正常成人0.699+/-0.62であり、クローン病患者は正常成人に比較し有意に高値を示した(p=0.0363)。Cl58はヒトribosmal proteinL35と極めて高い相同性を有する蛋白であり、クローン病患者は同蛋白に対して高い抗体価を有する可能性があることが判明した。ribosomal protein L35は細胞質に存在し、tRNAのinitiator,elongatorとbindすることが知られている。クローン病患者血中に存在する同蛋白に対する抗体は、自己抗体として作用し疾患の発症に関与している可能性があることが示唆された。
失われた古代・中世絵巻の復原的研究―作品伝来情報の検討から―

本研究は天災や戦災等によって失われた日本古代・中世の絵巻をを可能な限り掘り起こし、これらの絵巻作品を改めて日本絵画史のなかに位置付け、その文化史的な意義を問い直すことを最終的な目的として設定する。具体的には、失われた古代・中世絵巻の存在を、絵巻模本や日記等の古記録、売立目録などの調査研究を通じて復原し、作品の伝来という観点に着目しながら、その総合的把握を目指す。
有機電界発光素子の高効率化と安定性の改善

上海大学・材料科学系の張志林教授、蒋雪茵教授の研究グループは、本研究の実施期間を含めて5年間、我々の研究グループと共同研究を行ってきたが、活発な研究活動を通じてこの分野で大きな実績を残し、中国におけるこの分野の第一人者である。これらの研究で国家自然科学基金(中国)の研究助成金を受けている。上海大学・材料科学系の張志林教授、蒋雪茵教授の研究グループもまた、我々と同様なガラス転移温度の高いポリビニルカルバゾール(PVCz)をホスト材料にペリレン、Coumarin、DCM1、TPAなどの有機色素を単独で、または複数で添加したものを発光層とした有機EL素子についても研究を進めてきた。MgAg/Alq_3/PVCz:perylene+TPA//ITOの素子で、閾値の電圧6Vで10,000cd/m^2程度の輝度をもつ有機EL素子を得ている。芝浦工大の長友らの研究グループでは、ガラス転移温度の高いポリビニルカルバゾール(PVCz)をホスト材料にペリレンを色素として添加し、発光層とした有機電界発光素子を対象とした。ペリレンのドープ量を変えることによって発光色を可変し、正孔輸送層、電子輸送層、発光層の機能を積層した膜にそれぞれ分担させた機能分離型の素子を考え、素子寿命の改善と、“光"と“キャリア"の閉じ込めによる発光効率の向上を目指した。光の閉じ込めとキャリアの閉じ込めを行うためには、種々の高分子材料を含む有機材料のエネルギー間隙と屈折率を把握して発光素子を構成する。有機材料のエネルギー間隙の測定(LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位、HOMO(Highest Occupied Mole-cular Orbital)準位の測定)はサイクリックボルタムメトリー法を、屈折率の測定はエリプソメトリ法を用いて行った。機能分離をして積層した素子では大幅に効率を向上させることが出来た。有機エレクトロルミネセンス(Electrolumine-scence,EL)素子の実用化にあたっては素子寿命を改善することが重要な課題である。本研究では分子分散型の発光層を持ち、発光層、正孔輸送層、および電子輸送層の機能をそれぞれが担う積層構造の有機EL素子を対象とした。材料は、耐熱性と耐湿性を持ち、さらに電界発光のしきい値の電圧・電流を低減し、発光効率を高めるために"キャリアの閉じ込め"と光の閉じ込め"を可能にするようなエネルギー間隙や接合界面の障壁の高さ、および屈折率をもつ材料を選択することが必要である。本研究ではガラス転移温度が高い導電性高分子・ポリビニールカルバゾール(PVCz)をホスト材料に有機蛍光材料であるペリレンをドープしたものを発光層として用いた。本研究で用いられた成果は次の通りである。(1)ペリレンの濃度を調整することにより、青から黄緑色までの広い範囲の発光色が得られた。正光遮断層にBu-PBD、電子輸送層にAlq3を用いることにより発光効率が約1桁向上した。(2)変位電流法によりドーパント濃度によるキャリア注入状態を解析した結果、12.7mol%ドープのEL素子では電子がペリレンにより形成された準位に直接注入される形となっていることが分かった。(3)有機/金属界面(電極)にフタロシアニン(H_2Pc)、さらに耐熱性と良好な薄膜特性をもつタ-シャルブチルフタロシアニン(4tBu-H_2Pc)を挿入し、素子寿命が大幅に改善された。しかし、フタロシアニン類は正孔輸送層であり、電子の注入が抑制されて電子と正孔の注入バランスが崩れた。

(4)ペリレンをドープしたPVCzを正孔輸送層に、QDやDCMなどの有機色素をドープしたALq3を電子輸送層にした有機EL素子で、両層に発光機能を持たせることによって電圧による発光色可変素子を作製でき、発光波長や発光輝度を併せて可変できる。上海大学・材料科学系の張志林教授、蒋雪茵教授の研究グループは、本研究の実施期間を含めて5年間、我々の研究グループと共同研究を行ってきたが、活発な研究活動を通じてこの分野で大きな実績を残し、第一人者である。これらの研究で国家自然科学基金(中国)を受けている。芝浦工大の長友らの研究グループでは、ガラス転移温度の高いポリビニルカルバゾール(PVCz)をホスト材料にペリレンを色素として添加し、発光層とした有機電界発光素子を対象とした。ペリレンのドープ量を変えることによって発光色を可変し、正孔輸送層、電子輸送層、発光層の機能を積層した膜にそれぞれ分担させた素子寿命の改善と、"光"と"キャリア"の閉じ込めによる発光効率の向上を目指した。光の閉じ込めとキャリアの閉じ込めを行うためには種々の高分子材料を含む有機材料のエネルギー間隙と屈折率の測定を行った。有機材料のエネルギー間隙の測定(LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)準位、HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)準位の測定)はサイクリックボルタムメトリー法を用いて行った。機能分離をして積層した素子では大幅に効率を向上させることが出来た。
心筋リモデリングにおけるナチュラルキラーＴ細胞による炎症制御機構の解明と治療応用

心不全の基盤となる心筋リモデリングでNKT細胞が果たす役割を検討した。心筋梗塞後心不全モデルマウスの心臓ではNKT細胞が急性期より増加し、NKT細胞を特異的に刺激するα-GalCerを投与すると、心筋でIL-10が増加し心筋リモデリングの進展が抑制された。虚血再灌流傷害モデルマウスでも同様の結果が得られた。α-GalCerを自己末梢血単核球より分化させた樹状細胞に添加し、細胞製品として投与するとNKT細胞を効果的に活性化させることが可能である。本品をGLP基準下マウスに投与したが、明らかな毒性は確認されず、本品は心不全に対する新たな治療法として期待され、現在臨床試験に向け準備を進めている。本研究は、ナチュラルキラーT(NKT)細胞の機能低下に起因する炎症制御機構の破綻が、心筋炎症を遷延化・慢性化させ、心筋リモデリング・心不全の形成・進展に関与するという仮説を検証するとともに、NKT細胞の活性化による心筋組織における炎症制御という独自のパラダイムに基づく新たな心筋リモデリング・心不全の予防・治療法の開発を目指すものである。本年度は、心筋リモデリングに及ぼす慢性炎症の制御因子としてのNKT細胞の役割について検討した。心筋梗塞(MI)後心不全モデルマウスを作成し、非梗塞部心筋から単核球を分離し、フローサイトメトリー法でNKT細胞を検出した。NKT細胞は偽手術(Sham)群心筋では極めて少数ながら存在し、MI7日後の心筋では2倍に増加した。NKT細胞を特異的に活性化するα-ガラクトシルセラミド(α-GC)投与(手術後1および4日目)により7日後のNKT細胞は著明に増加した。Shamマウスではα-GC投与28日後にはNKT細胞は元のレベルまで減少したが、MIマウスでは28日後もその増加が維持された。MI後心筋組織では7日目にマクロファージやリンパ球浸潤が有意に増加し、α-GC投与によっていずれもさらに増加した。M1マクロファージやM2マクロファージおよびMCP-1やRANTES遺伝子発現はMIで増加しα-GC投与によりさらに増加した。α-GC投与によってInterferon-γ、TNF-α、Interleukin(IL)-6やIL-10遺伝子発現も有意に増加した。28日後では、MIでIL-10のみ増加し、これはNKT細胞の動態と全く一致した。以上よりNKT細胞が炎症細胞浸潤およびケモカインやサイトカインの誘導を制御することにより心筋リモデリングおよび心不全の発症・進展に対して抑制的に作用することがあきらかとなった。心不全の病態基盤は、心筋細胞肥大・細胞死や間質線維化からなる心筋リモデリングであるが、その形成・進展には心筋組織における慢性炎症が関与する。ナチュラルキラーT(NKT)細胞は、TNF-αやIFN-γなどの炎症惹起性Th1サイトカインとIL-10やIL-4などの炎症抑制性Th2サイトカインのTh1/Th2バランスを調節し、生体において炎症を制御するという極めて重要な役割を担っている。本研究の目的は、NKT細胞の機能低下に起因する炎症制御機構の破綻が、心筋炎症を遷延化・慢性化させ、心筋リモデリング・心不全の形成・進展に関与するという仮説を検証するとともに、α-Galactosylceramide (α-GalCer)を用いたNKT細胞の活性化による心筋組織における炎症制御という独自のパラダイムに基づく新たな心筋リモデリング・心不全の予防・治療法の開発を目指すものである。本年度は、心筋リモデリングに及ぼす慢性炎症の制御因子としてのNKT細胞の役割についての検討を進めるとともに、α- GalCer投与が梗塞後心不全モデルマウスの生存率が有意に改善し、心筋リモデリングおよび心不全の進展が抑制されることを確認した。また、このNKT細胞活性化による心保護的な役割はinterleukin-10 (IL-10)遺伝子発現を介していた。さらに、α- GalCerは横行大動脈縮窄による圧負荷肥大心や冠動脈の一過性結窄による虚血再灌流障害に対して、心筋保護作用を有していることを新たに見出した。心不全の病態基盤は、心筋細胞肥大・細胞死や間質線維化からなる心筋リモデリングであるが、その形成・進展には心筋組織における慢性炎症や酸化ストレスが関与する。

本研究の目的は、NKT細胞の機能低下に起因する炎症制御機構の破綻が、心筋炎症を遷延化・慢性化させ、心筋リモデリング・心不全の形成・進展に関与するという仮説を検証するとともに、NKT細胞の活性化による心筋組織における炎症制御という独自のパラダイムに基づく新たな心筋リモデリング・心不全の予防・治療法の開発を目指すものである。本年度は、慢性炎症を制御し、心筋リモデリングの進展を抑制するための効率的なNKT細胞活性化方法に関する検討を行った。アフェレーシスでヒト末梢血単核球を採取し、IFN-γ・IL-2存在下で樹状細胞に分化誘導させてα-GalCerを添加した細胞製品が、生体内で安定してNKT細胞を活性化することを確認した。また、本細胞製品の臨床応用を想定して、生体(マウス)に反復投与した際の影響について確認するとともに、表面抗原を中心に細胞製品の特性解析を行ない、ヒトNKT細胞を安定して効率的に活性化することのできる、α-GalCerをパルスした樹状細胞の製造方法を確立した。26年度が最終年度であるため、記入しない。医歯薬学26年度が最終年度であるため、記入しない。現在まで研究は順調に進展しており、不全心筋における炎症遷延化とTh1/Th2バランスの変化の解析とともに、NKT細胞による炎症制御機構の解析を実施し、NKT細胞が心筋リモデリングの形成・進展に関与していることをあきらかにした。実際に、本研究の研究成果の一部は、既に学会・論文等で公表しており高い評価を受けている。現在まで研究は順調に進展しており、NKT細胞の機能低下に起因する炎症制御機構の破綻が、心筋炎症を遷延化・慢性化させ、心筋リモデリング・心不全の形成・進展に関与するという仮説は検証できた。α-GalCerを用いたNKT細胞の活性化による心筋組織における炎症制御という独自のパラダイムに基づく新たな心筋リモデリング・心不全の予防・治療法の開発も可能性がより現実のものとなった。当初の研究計画に基づき研究をさらに進めるとともに、NKT細胞による炎症制御機構の解明を目指す。さらに、NKT細胞制御による心筋リモデリング・心不全の抑制効果の検討を進め、慢性炎症制御に基づく新たな心筋リモデリング・心不全の治療法の開発を目指した研究へと発展させる。研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点はない。さらに、NKT細胞制御による心筋リモデリング・心不全の抑制効果の検討を進め、慢性炎症制御に基づく新たな心筋リモデリング・心不全の治療法の開発を目指した橋渡し研究へと発展させる。今後は、樹状細胞を担体としたα-GalCer(α-GalCer/DC)による心不全抑制効果の検討に着手する。
尋常性乾癬の病態形成における皮膚樹状細胞の機能解明

尋常性乾癬は免疫学的失調に伴う皮膚のケラチノサイトが過剰に増殖する疾患である。皮膚に存在するランゲルハンス細胞は皮膚に存在する免疫担当細胞であることが知られている。今回我々はTh17に関連するランゲルハンス細胞とガンマデルタT細胞に着目し検討を行ったところ、ランゲルハンス細胞を消去したマウスでは乾癬様の変化は有意に減少した。またランゲルハンス細胞を消去したマウスではTh17に関連したサイトカインの減少も観察された。これらの結果よりランゲルハンス細胞がイミキモドを用いた乾癬様皮疹の形成に必要であることが示唆された。(尋常性乾癬の病態における皮膚樹状細胞の役割について)皮膚には主にランゲルハンス細胞、ランゲリン陽性真皮樹状細胞、ランゲリン陰性真皮樹状細胞、γδT細胞の4つの樹状細胞が認められる。申請者らはランゲリンを有する細胞を消去できる遺伝子改変マウス、Langerin-DTR-knocked inマウスを用いてこれらの細胞が尋常性乾癬の病態にどのようにかかわっているか解析を行ってきた。結果としてイミキモド外用による外的刺激がランゲルハンス細胞を刺激し、ランゲルハンス細胞からインターロイキン23が産生されることが尋常性乾癬の病態形成における第一の情報提示細胞となっており、それに続いて浸潤してくる表皮のγδT細胞から産生されるインターロイキン17が尋常性乾癬の病態形成に深くかかわっていることを明らかにした。特に尋常性乾癬は肘、膝などの物理的圧力の加わる部位に強く病変を形成することが経験上知られている(ケブネル現象)。この外部の刺激を伝達する何らかの「ストレス提示細胞」の存在が考えられてきたが、皮膚の最外層に存在するランゲルハンス細胞がこの外的ストレスにも対応している可能性が示唆された。これらの結果から尋常性乾癬の免疫学的機序の一部を明らかにできた。これまでステロイド外用剤、ビタミンD3製剤の外用治療や紫外線治療、免疫抑制剤の内服が中心であった尋常性乾癬の治療分野において新たな生物学的製剤開発への手がかりが示されただけでなく、これら尋常性乾癬の病態に深くかかわっている細胞そのものをターゲットとした治療方法の開発とつながるきっかけになるということで意義があると考える。イミキモドクリームをマウスへ外用すると尋常性乾癬様の皮疹が形成されることが知られている。申請者はランゲルハンス細胞を除去したマウスにイミキモドクリームを外用すると、乾癬様皮疹の形成が有意に抑制されることを見出した。またランゲルハンス細胞を除去した状態では乾癬様皮疹の形成に重要であるとされるIL-12p19, IL-12/23p40,IL-17A, IL-22, TNF-alphaが皮膚において有意に低下することが分かった。これらサイトカインのうち、イミキモド外用後における皮膚樹状細胞のサイトカイン賛成を検討したところ、表皮に浸潤するgamma-delta T細胞においてIL-17産生が認められた。このIL-17A産生性gamma-delta T細胞はCCR6陽性かつVg4陽性、Vg5院生のサブセットであった。またイミキモド外用後の皮膚におけるIL-12/23p40の産生はランゲルハンス細胞が担っていることがわかった。また、このランゲルハンス細胞はイミキモド外用後、所属リンパ節へ遊走し所属リンパ節においてIL-17A産生性gamma-delta T細胞を誘導することを申請者らは平成24年度中までに明らかにしてきた。これは皮膚における免疫担当細胞のなかでも最外層に存在するランゲルハンス細胞が外的刺激により接触皮膚炎反応とは異なる、別経路の免疫反応を誘導するということを解明したという点で非常に重要な意義を持つと考えられる。ランゲルハンス細胞からIL-12/23p40が産生され、それが所属リンパ節においてIL-17A産生性gamma-delta T細胞を誘導することを解明した。これは平成25年度に予定していた内容であり、研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。現在研究内容を論文にまとめ投稿しており、その際に追加実験が必要となることが大いに予想される。今後の研究の推進方策としては追加実験を中心に行っていくことを考えている。主に皮膚樹状細胞およびケラチノサイトなどなど、皮膚を構成する細胞からのTLR7の発現状況およびその他尋常性乾癬の病態形成に関わるとされる因子についてフローサイトメトリーおよびreal time PCR法を用いた検討を行う予定である。
極微小レーザー顕微鏡の開発とメゾスコピック新光物性

基本的には共焦点レーザー顕微鏡であって,しかし超小型かつ簡便無調整で,かつ高効率,高分解能で,特に極低温下でも容易に動作可能なレーザー顕微鏡を開発した。適当な長さを持つロッド状の屈折率分布型(GRIN)レンズの一方から平行光を入射すると,反対の端面上で焦点を結び,1本で作動距離=0の対物レンズとして動作する。この性質に着目して物性研究用の顕微鏡としたもので,試料をレンズの端面に直接付けることで,固浸レンズ動作により分解能が向上する。従来の光学顕微鏡が,高効率であるものの分解能に回折限界があり,一方,原理的にはこの限界を超える走査型の近接場光学顕微鏡(NSOM)も,その代償として信号強度を取りにくく,高精度かつ精密な分光測定を必要とする光物性分野では,なかなか実用化し切れていないのが現状である。本顕微鏡は,これら両者を補完する位置づけにあり,特定の使用目的には十分実用になることを実証した。メゾスコピック構造系として,このようなサブミクロンレベルの顕微分光にふさわしい舞台として,擬イソシアニン分子(PIC)による分子性のJ-会合体を対象に,新規な光物性研究を展開した。J-会合体自体は古くから研究例も多いが,ミクロな会合構造と一次元のFrenkel励起子が起源であるとされる電子励起状態との相関は明らかではなかった。会合体のミクロ構造を同定する手段がなかったことによる。本研究では,特定の高分子媒質の中ではJ-会合体が束ねられてサブミクロン程度のフィブリル状になることに着目し,1本のフィブリルに対して顕微反射分光を適用し,多くの新しい知見を得た。一例として,局所的に見られる「励起子-ポラリトン」生成の可能性を提案した。0次元Wannier励起子を特徴とする有機・無機複合のCdSe半導体ナノ微結晶の合成技術は,直径25nmの領域に未だ限られるものの,発光効率が50%を越える域にまで達した。メゾスコピックな寸法領域の凝集構造に固有な量子現象・新規光物性の探索は,次世代のフォトニクス材料に必須な超高速で超高集積な機能開発におけるブレークスルーの鍵となると共に,物性研究の進歩を促進する基本課題の一つである。本研究では,固体材料の光機能を担う励起子状態に着目し,従来の巨視的な研究手法から脱却して物質の極微な量子構造における単一の量子現象・光物性を,ナノ構造との相関において抽出計測し解明することを目標にして,ロッド型の屈折率分布(GRlN)マイクロレンズを用いた固体液浸(SlL)動作の新規なレーザー顕微鏡を主体とする装置開発と,プロトタイプとなる物質構造の作製とその最適化を行う。前者に関しては走査型レーザ顕微鏡としての基本性能(波長545nmにおける空間分解能:310nm)の確認に続き,分光計測上不可大な色収差解析を開始し,発光・励起スペクトル画像計測から,局所反射スペクトル計測の可能性を実証し,二次元走査型画像計測とサイト選択による空間分解分光計測の高度化を行った。ナノ構造系としては,信号の伝搬と制御機能への展開を意識して1次元のフレンケル型(Frenkel)励起子系を特徴とするJ会合体と,演算・スイッチ機能等への展開も視野に入れて"0"次元閉じ込め型のワニヤ型(Wannier)励起子を特徴とする半導体ナノ微粒子に着目した。前者では,高分子(PVS)薄膜中に得られるフィプリル構造の制御性と対応させた高精度な局所反射スペクトル計測から,局所的な励起子ポラリトン形成の可能性を見出した。

後者では,半導体基盤に例えばSK-モードで形成される通常の量子ドットとは異なり,丁度ミクロな栗の"いが"のように多数個の有機分子でその周りを囲まれて封止された有機無機複合のCdScナノ微粒子の合成法の検討に着手した。安定で様々な媒質中に様々な配位出来ることが特徴で,粒子サイズ並びにサイズ分布の制御された発光量子効率の高い高品位の微結晶を得ることに成功し,大きな進展を得た。基本的には共焦点レーザー顕微鏡であって,しかし超小型かつ簡便無調整で,かつ高効率,高分解能で,特に極低温下でも容易に動作可能なレーザー顕微鏡を開発した。適当な長さを持つロッド状の屈折率分布型(GRIN)レンズの一方から平行光を入射すると,反対の端面上で焦点を結び,1本で作動距離=0の対物レンズとして動作する。この性質に着目して物性研究用の顕微鏡としたもので,試料をレンズの端面に直接付けることで,固浸レンズ動作により分解能が向上する。従来の光学顕微鏡が,高効率であるものの分解能に回折限界があり,一方,原理的にはこの限界を超える走査型の近接場光学顕微鏡(NSOM)も,その代償として信号強度を取りにくく,高精度かつ精密な分光測定を必要とする光物性分野では,なかなか実用化し切れていないのが現状である。本顕微鏡は,これら両者を補完する位置づけにあり,特定の使用目的には十分実用になることを実証した。メゾスコピック構造系として,このようなサブミクロンレベルの顕微分光にふさわしい舞台として,擬イソシアニン分子(PIC)による分子性のJ-会合体を対象に,新規な光物性研究を展開した。J-会合体自体は古くから研究例も多いが,ミクロな会合構造と一次元のFrenkel励起子が起源であるとされる電子励起状態との相関は明らかではなかった。会合体のミクロ構造を同定する手段がなかったことによる。本研究では,特定の高分子媒質の中ではJ-会合体が束ねられてサブミクロン程度のフィブリル状になることに着目し,1本のフィブリルに対して顕微反射分光を適用し,多くの新しい知見を得た。一例として,局所的に見られる「励起子-ポラリトン」生成の可能性を提案した。0次元Wannier励起子を特徴とする有機・無機複合のCdSe半導体ナノ微結晶の合成技術は,直径25nmの領域に未だ限られるものの,発光効率が50%を越える域にまで達した。
ガントリークレーンの風による逸走に関する実験および動的シミュレーション解析

コンテナ荷役用ガントリークレーン(以降、クレーンと称する。)において、突風により操縦者の意図に反して走行し始めてしまう逸走事故が問題となっている。本研究では、クレーン車輪とレールが浸水する場合における車輪とレール間の摩擦特性を実験解析により明らかにする。実験解析の結果を基に車輪とレール間の相互作用モデルを高度化し、突風によるクレーンの逸走に関する動的シミュレーション解析を実施する。動的シミュレーション解析の結果より、突風によるクレーンの逸走開始条件、逸走開始に至る過程および逸走開始後におけるクレーンの動特性について明らかにする。