hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトの適応的歩行に関わる神経基盤の解明

本研究では,環境中の視覚情報の変化に歩行が柔軟に対応する「適応的歩行」について自閉症スペクトラム障害(ASD)児における神経メカニズムを明らかにすることを目的とした.方向弁別課題を用いて,健常成人とASD児を対象として行動実験(ボタン押し反応時間,棒反応距離)および脳波実験を行った.すべての被験者で頭頂部に事象関連電位のN200成分が再現性をもって出現し,行動データとN200成分の潜時・振幅との間に健常成人とASD児でともに相関関係がみられた.N200成分は空間統合の視覚背側路の機能を反映するため,本研究課題はASD児の視覚背側経路の評価法として有用であると期待できる.本研究では適応的歩行に関わる認知の神経基盤を明らかにすることを目的とした.本年度は,初年度に作成した視覚課題について生理学的指標へ適応する妥当性について検討するために第13研究を実施した.第1研究では,コヒーレントモーションの方向弁別課題について,健常成人を対象に,複数のコヒーレント比率条件によって反応時間が線形に変化する課題提示条件を探索した.視覚課題には上下方向のコヒーレントモーションの方向弁別課題を実施し,5種類のコヒーレント条件(20%,40%,60%,80%,100%)を設定した.提示時間が150200msおよび300900msではコヒーレント条件間で反応時間に差が認められなかった.一方,提示時間が250msではコヒーレント条件間ですべての被験者にて正答率が80%以上を示し,反応時間は弁別が易しい条件で最も速く,5種類のコヒーレント条件間で有意な線形関係を示した.コヒーレント条件間の差を生理学的指標の時間的な差として抽出する際に適応できるのではないかと考えられる.第2研究では,第1研究で反応時間に線形関係が認められたコヒーレントモーション提示条件を採用し,頭皮上脳波から方向弁別に伴う事象関連電位を計測した.頭頂部領野に方向弁別に特異的なN200成分が検出され,コヒーレント条件による潜時の変化が認められ,第1研究にて探索した課題条件は生理学的指標に対しても妥当であると考えられた.第3研究では,第1研究の結果に基づいてコヒーレントモーションの方向弁別課題を心理学的指標に応用できるかを検討した.コヒーレントモーションの下向きの弁別課題と同等の課題として,棒の垂直落下に対する把持課題を実施したところ,被験者間で再現性のある課題として有用であることが示された.本研究では,環境中の視覚情報の変化に歩行が柔軟に対応する「適応的歩行」について自閉症スペクトラム障害(ASD)児における神経メカニズムを明らかにすることを目的とした.方向弁別課題を用いて,健常成人とASD児を対象として行動実験(ボタン押し反応時間,棒反応距離)および脳波実験を行った.すべての被験者で頭頂部に事象関連電位のN200成分が再現性をもって出現し,行動データとN200成分の潜時・振幅との間に健常成人とASD児でともに相関関係がみられた.N200成分は空間統合の視覚背側路の機能を反映するため,本研究課題はASD児の視覚背側経路の評価法として有用であると期待できる.本研究では適応的歩行に関わる認知の神経基盤を明らかにすることを目的とした.初年度は適応的歩行に関わる視覚情報の認知に関して,特に視覚情報の時間・空間的統合について小児を対象に実施する視覚課題の構築を行うことを目的に第13研究を実施した.第1研究ではコヒーレントモーションの方向弁別課題を作成し,健常成人を対象に複数のコヒーレント比率条件の中から最適な条件を探索した.結果から,コヒーレント比率が増えると方向弁別の正答率が高くなり反応時間には差がなかったことから,正答率には方向検出に関わる視覚情報処理が反映されると示唆された.またすべて同じ方向に動く条件(A条件)下でも正答率に個人間差が認められたため,A条件で方向弁別の検出に関わる視覚情報処理の個人間差を評価できるものと考えられた.第2研究では小児への負担を軽減した課題条件を設定することを目的に,健常成人のシミュレーションデータを用いて安定的な正答率を導くための必要最小数の施行数を求めた.結果から,各被験者内の正答率の安定性および個人間差の安定性を評価するために必要な施行数はほぼ同程度であった.この条件および試行数によって小児に最も課題負担が少ない条件で視覚情報の統合について検討しうると考えられる.第3研究では実際に定型発達児を対象に疲労の効果を行動指標の違いとして検証することを目的にした.課題の前半と後半で正答率に疲労や学習の効果の影響は見られず定型発達児においても比較的信頼性の高い指標であると考えられた.以上より先行研究の懸念点だった疲労影響の軽減と個人間差の評価を達成することができた.その要因として刺激呈示時間の短縮化が挙げられる.コヒーレントモーションの呈示時間を短縮することで従来の研究より視覚情報の統合がより求められたと考えられる.また疲労度の影響が少なく小児の視覚情報の統合を安定的かつ鋭敏に評価できると期待される.本研究では,適応的歩行に関わる視覚情報の時間的および空間的統合の認知について,定型発達児および自閉症スペクトラム障害(ASD)児に実施可能な課題を構築することを目的とした.視覚課題として方向弁別課題を用いて健常成人を対象に行動実験を行い,安定した正答率を得るための最小施行数をシミュレーション解析したところ,各被験者内での正答率の安定性と個人間差を評価するために必要な試行数はいずれも同程度であった.

次に定型発達児を対象に,上記の視覚課題で行動実験を行ったところ,実験の前半と後半で疲労による正答率の影響は見られず,定型発達児においても比較的信頼性の高い指標であると考えられた.また,方向弁別課題をASD児に適応するため,さらに施行数および実施時間を短縮できるか検討し,行動実験および脳波実験を行った.方向弁別の難易度を5段階に設定したところ,5段階すべてに80%以上の高い正答率を示し,かつ方向弁別の反応時間は弁別が難しい課題と比べて容易な課題では有意に短縮していた.また事象関連電位N200成分が頭頂後頭部に両側性に出現し,N200成分の潜時は弁別が難しい課題と比べて容易な条件では有意に短縮していた.本研究で作成した視覚課題は5条件すべてに安定して正答率が高く,N200成分が再現性をもって出現していた.N200成分の振幅に条件間差が見られなかったのは,ASD小児に適応できるようにできるだけ容易な条件としたためと考えられる.反応時間とN200成分の潜時はいずれも方向弁別が容易な条件で有意に潜時が短縮し,これは先行研究の知見と一致していた.本研究の視覚課題は小児の視覚背側経路の認知機能を評価する簡便で正確な検査法として有用であることが期待できる.神経生理学本研究では適応的歩行に関わる認知の神経基盤を明らかにすることを目的としており,本年度は第13研究を実施し,生理学的指標へ適応する視覚課題の確立を達成した.第1研究では,コヒーレントモーションの方向弁別課題について,健常成人25人を対象に,複数のコヒーレント比率条件によって反応時間が線形に変化する課題提示条件を探索した.視覚課題には上下方向のコヒーレントモーションの方向弁別課題を実施し,5種類のコヒーレント条件を設定した.提示時間が150900msでは,提示時間が250msでのみコヒーレント条件間ですべての被験者にて正答率が80%以上を示し,反応時間は有意な線形関係を示した.生理学的指標の経時的変化を抽出するための視覚課題として妥当であると考えられる.第2研究では,第1研究での課題を用いて実際に生理学的指標の抽出に適応可能かを検討した.頭皮上脳波から方向弁別に伴う事象関連電位を計測したところ,頭頂部領野に方向弁別に特異的なN200成分が検出され,コヒーレント条件による潜時の変化が認められたことから,生理学的指標の経時的変化を抽出する際に有用であると考えられた.第3研究では,コヒーレントモーションの方向弁別課題を心理学的指標に応用できるかを検討した.コヒーレントモーションの下向きの弁別課題と同等の課題として,棒の垂直落下に対する把持課題を実施したところ,被験者間で再現性のある課題として有用であることが示された.初年度に研究代表者が平成25年2月までの3か月半に産休に入った影響が本年度も継続し当初の予定よりもやや遅れている.
大学組織における所有権構造が組織の効率性に与える影響に関する実証的研究

教授会の諮問的役割を明文化した平成27年4月の学校教育法改正は,大学組織における上意下達型のガバナンスに決定的ともいえる法的正当性を付与したが,国立大学法人化に淵源を有するこれら一連の改革は,集権化が大学組織の経営効率を高めるという「前提」に依拠しているに過ぎず,確たる裏付けがなされている訳ではない。「産業企業とは異なる組織特性を有する大学において,組織構造の集権化は大学経営の質を高め得るのか」,本研究は,かかる問題意識に基づき実施がなされたが,研究の趣旨に照らし,政策的誘導が相対的に生じにくい,私立大学のみに限定した。従来,私立大学における経営状態の規定要因を分析した先行研究では,定員充足率や人件費比率が用いられてきたが,これら指標では,本研究が目的とする「組織運営の効率性」を把握することはできない。そこで,筆者は,私立大学の財務データをもとに, DEAによる効率性分析とTobitモデルによる回帰分析を併用することで,組織の運営効率に対する所有権構造の影響について実証的観点から検証を行うこととした。分析の結果,組織構造は,組織の運営効率に対して,影響を及ぼしていないことが明らかとなった。逆に,組織の運営効率に対して,最も強い影響を及ぼしていたのは選抜性であり,わが国においては,大学の威信による経路依存性が未だ根強く残っている状況が看取された。今後,少子化が進行する中で,大学の自助努力のみを期待する政策では,多くの大学は自大学で統制不能な要因によって市場からの撤退を余儀なくされる可能性が高い。一方,かかる強い影響力を有する選抜性で統制してもなお,柔軟性と革新性を志向するアドホクラシー文化が効率性に対して有意に正の影響を及ぼしていた事実は興味深く,この結果は,米国における先行研究とも符合している。結果的に,大学組織における中央集権的な所有権構造の有効性は否定されたといえる。
巨大分子26Sプロテアソームの核細胞質間輸送の解析

26Sプロテアソームはユビキチン依存的タンパク質分解系の最終段階を担う2.5 MDaの巨大なタンパク質分解酵素複合体である。酵母やある種のがん細胞において、プロテアソームは主に核に局在することがしられている。プロテアソームは66個のサブユニットから形成されるため、分子集合のどこかのタイミングで核に移行しなくてはならない。従来、プロテアソームの核移行について分子集合の中間体で核に移行するというモデルが提唱されてきたが、その詳細は不明である。本研究では、プロテアソームサブユニットに蛍光タンパク質を融合した出芽酵母プロテアソーム蛍光タグ融合株を作製し、生細胞イメージング手法の一つ蛍光相互相関分光法によりプロテアソーム動態を解析した。その結果、細胞質および核のどちらにおいてもプロテアソームサブユニットはほぼ全てプロテアソーム複合体に取り込まれ安定に存在することが明らかとなった。また、プロテアソームの核移行に欠損を示すインポーティンα変異体においても同様の結果が得られた。よって、26Sプロテアソームは細胞質で完成し、ホロ酵素として核膜孔を通過し核局在することが示唆された。プロテアソームはユビキチン依存性タンパク質分解系において最終段階を担う巨大で複雑な細胞内タンパク質分解装置である。プロテアソームは、酵母や癌細胞ではプロテアソームは主に核に存在し機能しているが、プロテアソームがどのような機構で核に輸送されるかはほとんどわかっていない。また、プロテアソームは約70個のサブユニットから形成されるが分子集合のどのタイミングで核に移行するのか、またどの輸送担体に依るものか未解決である。本課題では、遺伝学的手法・細胞生物学的手法を駆使して、プロテアソームの形成の場と核細胞質間輸送の機構を明らかにすることを目的とする。平成22年度はプロテアソームサブユニットの推定上の核移行配列(NLS)についてGFP融合プラスミドを作製し、実際にNLSとして機能するか解析した。その結果、プロテアソームのサブ複合体BaseおよびCPについてNLSを決定することができたがLidについてはNLSを同定することができなかった。しかしながら、LidについてはNLS配列をもつプロテアソーム結合タンパク質Sts1がアダプターとして機能することが他グループより報告された。現在、Base、CPのNLSとSts1の関係を解析中である。一方、蛍光相関分光法を用いた生細胞イメージング法により、細胞内のプロテアソーム動態を解析したところ、プロテアソームの構成サブユニットはほぼ全て複合体に取り込まれていること、インポーティン変異体を用いてプロテアソームの核移行を阻害した状態でもプロテアソームが完成していることを明らかにした。このことは、プロテアソーム形成は核内ではなく細胞質で起こっていること、複合体として核膜孔を通過することを強く示唆している(論文投稿中)。本課題では、遺伝学的手法・細胞生物学的手法を駆使して、プロテアソームの形成の場と核細胞質問輸送の機構を明らかにすることを目的とする。平成22年度、生細胞イメージング法である蛍光相関分光法と各種酵母変異株を用いた解析よりプロテアソームが細胞質で完成すること、複合体として核膜孔を通過し核に局在化する可能性が強く示唆された。しかしながら蛍光相互相関分光法の時間分解能が10ミリ秒であるため、核膜孔を通過する際にプロテアソームが解離会合するという可能性を棄却することができない。そこで、プロテアソームのコアユニットと調節ユニットの各サブユニットを遺伝学的に融合した融合プロテアソームを作製した。融合プロテアソームはプロテアソーム活性を完全に保持しており、電子顕微鏡解析においても構造異常はみられなかった。そこで融合プロテアソーム株中におけるプロテアソームの核移行を解析したところ、野生株と同等にプロテアソームの核局在がみられた。
福島原発由来の放射性物質の生物濃縮リスク評価を目指して：漂着鯨類を活用した場合

茨城県ならびに千葉県の海岸で発見されたストランディング個体について、東日本大震災後に発見されたスナメリ13頭(震災後31から2185日後)と震災前に発見されたスナメリとカズハゴンドウ1頭それぞれの凍結乾燥筋肉中の放射性セシウム134Csと137Csを測定した。137Csは震災後のスナメリ全頭から日本の定める基準値以下ではあったが検出された(1.03から72.1 Bq/kg-wet)。特に震災直後2011年11月に千葉県で発見されたスナメリは他より高値(1620 Bq/kg-wet)を示した。134Csはスナメリ8頭で基準値以下ではあるがこちらも検出された。一方、震災前のスナメリとカズハゴンドウからは放射性セシウム134Csと137Cs共に検出されなかった。これらのことから確実に震災後の個体は、放射性セシウム134Csと137Csを体内に取り込んでいたことが明らである。しかし、同じ時期の魚類の値よりは低値を示した。同じく震災後に茨城県と千葉県で発見されたスナメリ5個体において、影響評価が比較的検出されやすいオス生殖腺(精巣)を用いて、電子プローブX線微量分析を実施したが、全ての個体の精巣から137Csは検出されなかった。今回解析した全ての個体で病理解剖は実施できなかったが、震災後のスナメリでは寄生虫性肺炎と吸虫性肝炎が観察されたが、死に至らしめる程度ではなかった。震災前のカズハゴンドウからは細菌性肺炎を観察したが、これは今回の解析とは相関性はないと考える。マッコウクジラは震災後であったが、こちらは幼体であったため、直接の死因は親とはぐれたことであり、病理学的な所見は得られていない。震災後に発見された福島原発周辺のストランディング個体は、当時の状況を考えると、それほど多く回収することはできなかったものの、震災後と震災前で放射性セシウムの値に「差」が出たことは、非常に大きな収穫であり、ここまでのところ順調に進んでいる。特に、水深20mほどの浅瀬に生息する小型の歯クジラであるスナメリから検出されたということは、震災後確実に彼らの体内に放射性セシウムが基準値以下ではあるものの、取り込まれたことが明らかである。2019年12月にバルセロナで開催される世界海棲哺乳類学会でも発表することができそうであり、成果報告の面でもここまでのところ順調である。・病理学的に観察された所見と放射性セシウムとは相関性は今の所見出せていないことが今後の課題なのかどうか検討する。表現形として出ていないのであれば、それはそれとして成果としてまとめる。・精巣を用いた電子プローブX線微量分析は引き続き検体数を増やして解析を継続する。・スナメリは日本に5系群生息するため、他の系群もコントロールとして解析を実施し、地域性を強調するデータを揃える。・震災後の当該地域の個体はこれ以上数を増やすことはできないが、体内分布を解析できるか?放射性セシウムの取り込み経路(海水か餌生物か)を検討する。2008年から2016年にかけて科博が収集した約1600個体のうち、約150個体を本研究用解析として選別し福島大学にて、当該筋肉サンプルの放射性セシウムと骨内放射性ストロンチウムSr90の蓄積量解析をゲルマニウム半導体検出器を用いて実施した。その場合、コントロールとして九州地区の漂着鯨類を用いた。その結果、風評被害もあるので詳細はまだ控えるが、原発事故直後に茨城県および千葉県で発見された数個体の漂着個体(鯨種も数種)の筋肉から高濃度のセシウムCr-134とCr-137が検出された。この成果は慎重に扱いつつ、解析サンプルを増やし、成果の信憑性を検証する。やはり九州地区の個体からは基準値以下の結果しか得られていない。さらに、実質的な病理学的変化はこれらの個体からはまだ得られていないが、脳を含めた各臓器の所見を引き続き比較・検討する。高濃度セシウムCr-134とCr-137が検出された鯨種の食性結果も別課題で共同研究している北海道大学から得られたため、生物濃縮を検証するための基盤ができた。また、福島原発近くにあたる、茨城県、千葉県、宮城県において、新たな漂着個体を約20件調査することができた。その中には、沿岸性個体と外洋性個体が含まれており、さらには浅瀬で棲息する個体と深海で棲息する個体もいる。海洋の場合は横の広がりだけでなく、縦の広がり(深いー浅い)もこうしたことを考えていく上で重要となる上、継時的変化をみるためには、本年度調査した標本も本研究に追加していく予定とする。さらに、アジア保全医学会(ボルネオ、マレーシア)、日本セトロジー研究会(函館、北海道)、日本野生動物医学会(武蔵野市、東京)、つくみイルカ島シンポジウム(津久見市、大分県)の学会・シンポジウムに参加し、本研究への共同研究の可能性ならびにサンプル提供の依頼を精力的に行った。

福島大学では、海の哺乳類をこれまで解析したことがないため、海の哺乳類用の解析方法を確立するのに時間がかかっているようであったが、年度末にやっとその方法を見いだしたと連絡が入ったため、本年度の解析件数は少なめであったが、次年度よりその数は増える予定であるため、心配はない。病理学的解析は担当である代表者が本務により多忙であるため、本研究へのエフォートが当初より低い。次年度は謝金対応者も導入し解析に時間を割く予定である。茨城県ならびに千葉県の海岸で発見されたストランディング個体について、東日本大震災後に発見されたスナメリ13頭(震災後31から2185日後)と震災前に発見されたスナメリとカズハゴンドウ1頭それぞれの凍結乾燥筋肉中の放射性セシウム134Csと137Csを測定した。137Csは震災後のスナメリ全頭から日本の定める基準値以下ではあったが検出された(1.03から72.1 Bq/kg-wet)。特に震災直後2011年11月に千葉県で発見されたスナメリは他より高値(1620 Bq/kg-wet)を示した。134Csはスナメリ8頭で基準値以下ではあるがこちらも検出された。一方、震災前のスナメリとカズハゴンドウからは放射性セシウム134Csと137Cs共に検出されなかった。これらのことから確実に震災後の個体は、放射性セシウム134Csと137Csを体内に取り込んでいたことが明らである。しかし、同じ時期の魚類の値よりは低値を示した。同じく震災後に茨城県と千葉県で発見されたスナメリ5個体において、影響評価が比較的検出されやすいオス生殖腺(精巣)を用いて、電子プローブX線微量分析を実施したが、全ての個体の精巣から137Csは検出されなかった。今回解析した全ての個体で病理解剖は実施できなかったが、震災後のスナメリでは寄生虫性肺炎と吸虫性肝炎が観察されたが、死に至らしめる程度ではなかった。震災前のカズハゴンドウからは細菌性肺炎を観察したが、これは今回の解析とは相関性はないと考える。マッコウクジラは震災後であったが、こちらは幼体であったため、直接の死因は親とはぐれたことであり、病理学的な所見は得られていない。震災後に発見された福島原発周辺のストランディング個体は、当時の状況を考えると、それほど多く回収することはできなかったものの、震災後と震災前で放射性セシウムの値に「差」が出たことは、非常に大きな収穫であり、ここまでのところ順調に進んでいる。特に、水深20mほどの浅瀬に生息する小型の歯クジラであるスナメリから検出されたということは、震災後確実に彼らの体内に放射性セシウムが基準値以下ではあるものの、取り込まれたことが明らかである。2019年12月にバルセロナで開催される世界海棲哺乳類学会でも発表することができそうであり、成果報告の面でもここまでのところ順調である。今後は、福島大学ではとにかく解析件数を増やす。その結果をみて何かしらの動向、流れが見えるかが勝負である。その結果を、地域別でみるのはもちろんであるが、種別、性別、年齢別、食性別などと比較し、生物濃縮しているのか?直接暴露しているのか?母子移行しているのか?(新生児や哺乳期個体で高い場合)など新たな知見が得られるものと期待する。さらに、【微量元素体内測定】凍結サンプルまたはホルマリン固定筋肉を新潟大学にて解析予定。【放射線感受性試験(コロニー形成法)】弘前大学か千葉大学に細胞を送り、放射線照射してもらう予定。放射線感受性試験には不死化細胞を使ったほうが安定した結果が得られるとのことで、初代培養細胞での予備実験をその前に開始する。・病理学的に観察された所見と放射性セシウムとは相関性は今の所見出せていないことが今後の課題なのかどうか検討する。表現形として出ていないのであれば、それはそれとして成果としてまとめる。・精巣を用いた電子プローブX線微量分析は引き続き検体数を増やして解析を継続する。
進行肺癌に対する術前・術後養子免疫療法に関する基礎的並びに臨床的研究

進行肺癌に対する補助療法としての養子免疫療法に関する基礎的ならびに臨床的研究を行った。(1)末梢血リンパ球(PBL)、領域リンパ節リンパ球(RLNL)および腫瘍内浸潤リンパ球(TIL)について、抗腫瘍活性の賦活法について検討した。RLNLおよびTILのNK(Natural Killer)活性は、PBLに比べその活性は有意に低かった。一方、肺癌患者のPBLのILー2産生能は対照群(健康人PBL)と比較して有意に低下しているが、肺癌患者の転移のない領域リンパ節からえたRLNLのILー2産生能は、PBLに比べて有意に亢進していることがわかった。肺癌患者のPBL、転移リンパ節RLNL、非転移リンパ節RLNLおよび切除肺の腫瘍内TILをrILー2と5日間培養すると、細胞傷害活性は著しく増強された。これはLAK細胞の誘導によるものであり、TIL、RLNL、PBLで比較すると、PBLで誘導されるLAK活性が最も高い活性を示した。またこれらPBLーLAK細胞の自己腫瘍細胞に対する細胞傷害活性は、rILー2にマイトマイシン処理した自己腫瘍細胞を添加して培養した場合が最も高く賦活された。モノクロナ-ル抗体を用いてのリンパ球亜群を検索した結果、PBLーLAKの大部分はNK細胞期限であるのに対し、RLNLおよびTILから誘導されるLAK細胞の起源の大部分は(一部はNK細胞由来であっても)細胞傷害性T細胞であることが明らかになった。(2)肺癌患者のPBLを高密度自動細胞培養装置にてrILー2を添加、23週間培養し、回収されたPBLーLAK細胞を患者の気管支動脈内に再注入した。その結果、7例中、PR2例、MR3例と5例に何らかの効果がえられ、2例はNCであった。また癌性胸膜炎患者の胸水より分離したTILをrILー2添加のもとに高密度自動細胞培養装置にて培養し、患者の胸腔内に戻す養子免疫療法を3例に施行し、2例に胸水の消失をみとめた。1.肺癌患者の末梢血リンパ球(PBL)、局所リンパ球、および腫瘍浸潤リンパ球(TIL)をγIL-2を添加して培養、LAK細胞を誘導した(以下、PBL-LAK、RINL-LAK、TIL-LAKと呼ぶ)。PBL-LAK、RLNL-LAKは、K562や人肺癌培養癌細胞(PC-3、PC-10)などの標的細胞に対しても著名な細胞傷害活性を示すが。自家腫瘍細胞に対しては、rIL-2にマイトマイシン処理した自家腫瘍細胞を加えて培養した場合に、最も強い細胞傷害活性を示した。2.リンパ球亜群分類を探索した結果、これらのLAK細胞の前駆細胞は、PBL-LAKではNK細胞由来が、PLNL-LAKでは細胞傷害性T細胞由来がそれぞれ主体であることを明らかにした。3.養子免疫療法の実験モデルとして、上記の方法で培養誘導された各種LAK細胞のin vivoでの抗腫瘍活性を鶏卵法によって検索した。即ち、受精鶏卵漿尿膜上に手術時採取した自家腫瘍片を移植しておき、患者自身のリンパ球から培養誘導したLAK細胞を、新生腫瘍血管内に動注して腫瘍縮小効果を検討した。これらのモデル実験での結果はin vitroでの細胞傷害試験の成績と良く相関することが明らかになった。

4.LAK細胞誘導に至適な培養条件(培養液、培養期間、添加薬剤など)についての基礎実験を行った。5.このような基礎的研究にて決定された培養条件にて誘導されたLAK細胞を、気管支動脈内に注入した。転移性肺腫瘍も含めて現在までに7例に養子免疫療法を施行し、PR2例、MR3例、NC2例であった。6.TIL-LAKによる養子免疫療法の臨床応用のための基礎的実験を現在進行中である。即ち、肺癌手術にて切除した患者自身の腫瘍からTILを採取し、上記のPBL-LAK、RINL-LAKの場合と同様な方法での基礎実験を行っており、臨床応用への道を拓く予定である。前年度は肺癌患者の末梢血リンパ球(PBL)および局所リンパ節リンパ球(RLNL)から誘導されるLAK細胞を用いての養子免疫療法に関する基礎的ならびに臨床的研究をおこなった。本年度は、腫瘍浸潤リンパ球を用いた養子免疫療法に関する基礎的ならびに臨床的研究を主体に行った。1.腫瘍浸潤リンパ球(TIL)より誘導されるTILーLAKによる養子免疫療法の基礎実験を行った。TILのNK活性はRLNLと同様に、PBLのそれに比べて有意に低値であった。しかし、TILのNK活性、LAK活性、自己腫瘍に対する細胞傷害活性は、OKー432あるいはrILー2存在下で培養するとその増強がみられたが、PBLやRLNLと比較すると有意に低かった。2.TILのシミュレ-ションではアロジェニック作働細胞のアロジェニック標的細胞に対するCTL活性は、NK活性よりもむしろLAK活性に対して強い相関関係を示し、TILの反応性に類似した。このことより、TILより誘導された作働細胞群はNK細胞よりもCTLおよびLAK細胞類似の活性をもつことが示唆される。TILの表面マ-カ-は、T細胞優位であり、マクロファジ-やB細胞、さらにはNK細胞のマ-カ-を持つものは少数であった。培養によってT細胞の割合がふえ、特にCD8陽性細胞が有意に増加した。このことより、TILの細胞傷害活性は特異性が比較的限定されていないCTLおよびLAK類似の活性であることがわかる。3.TILーLAKによる養子免疫療法の臨床応用として、癌性胸膜炎を合併する肺癌患者の胸水を採取し、TILを分離し、高密度細胞培養装置を用いてrILー2とともに1ー2週間培養し、これを患者胸腔に再注入する治療を3例に4回施行した。その結果3例中2例で胸水の消失をみとめた。
小児がん患者およびその家族に対する心理社会的支援システムの開発

本研究の目的は、小児がん患児の終末期における家族支援プログラムを開発することである。平成20年度に、家族が経験する困難および医療者に期待される支援について幅広く項目を収集するための面接調査をおこなった。平成21年度には、予備調査のデータの解析および、調査用紙の作成、参加各施設における倫理委員会への申請など、調査準備をおこなった。平成22年度から23年度にかけては、倫理委員会にて承認の得られた30施設をとおして、2004年11月から2007年11月の間に小児がんで子どもを看取った遺族を対象に郵送による質問紙調査を実施した。最終的に130名に調査用紙を発送し、60名より回答を得た(回収率:46%)。患児の治癒が望めなくなってから看取りまでの期間に家族が経験した困難としては、患児の病状悪化を実感すること(92%)、患児の苦痛を目の当たりにすること(85%)、患児の死を前提としての意思決定(72%)、急変に対する不安や緊張(70%)、死について考えることによる罪悪感(63%)が、上位を占めていた。一方、医療者に期待する支援としては、毎日訪室し声をかける(90%)、最新の情報の提供(80%)、選択肢のデメリットに関する十分な説明(80%)、最期まで諦めない姿勢を見せる(78%)、患児ときょうだいが関われるよう配慮(73%)が、上位を占めていた。多くの家族が共通して必要と認識する支援は、マンパワーの不足する小児医療現場において、優先的に取り入れるべき支援課題であると言える。病状の受け入れや自身の精神的な苦痛がもっとも困難な課題とされる一方で、厳しい内容であっても病状を十分に説明し、理解を促とともに、意思決定を支えることが期待されていた。また、課題として認識はされていながら、支援の必要性についての回答が多くは得られなかった家族の精神的なサポートに関しては、一律で提供するのではなく家族の状況をアセスメントすることが重要であると考えられた。本研究の最終的な目的は、難治性小児がん患児の家族に対する支援プログラムを開発することである。本研究の予備調査として平成20年度に、家族が経験する困難および医療者に期待される支援について幅広く項目を収集するための面接調査をおこなった。本年度は、予備調査の結果の解析、および論文化をおこなった。解析の結果、家族が経験する困難として、「死別後の心理的苦痛」「きょうだいとの関係」「治療やケアに関わる意思決定」「不十分な病状説明」などの項目が得られるとともに、支援の提供者である医療者と、支援の受け手である家族とでは、認識している困難や、重要度の評価に違いがあることがうかがえた。そこで、家族のニーズに即した有効な支援を提供するためには、家族自身の認識を明らかにすることが不可欠と判断し、家族支援へのニーズを明らかにすることを目的に、予備調査の結果をもとに調査用紙を作成し、大規模な全国遺族調査を実施するための準備をおこなった。調査用紙の作成にあたっては、心理学の研究者、小児がん専門医、緩和ケア専門医、遺族会代表との議論および修正を重ねた。また、対象者の偏りによりバイアスを最低限にとどめるため、調査用紙は病院から発送することとし、日本神経芽腫研究グループに参加する全国109施設宛に研究参加の依頼文書を送付した。参加に同意の得られた施設に関しては、担当医師または病棟スタッフに対しより詳細な説明をおこなった後、順次各施設の倫理委員会への研究計画の申請をおこなっている。現在2施設において承認済み、10施設において申請中となっている。全国の遺族から得られる本調査の結果は、限られたマンパワーの中で家族のニーズに即した有効な支援を提供するための指針を提供するものとなると考えられる。本研究の最終的な目的は、小児がん患児の終末期における、家族支援プログラムを開発することである。平成21年度には、予備調査のデータの解析および、調査用紙の作成、参加各施設における倫理委員会への申請など、全国遺族調査の準備をおこなった。そして平成22年度には、参加施設のリクルートを継続するとともに、承認の得られた施設において調査用紙の発送および回収をおこなった。倫理委員会にて承認の得られた14施設をとおして、2004年11月から2007年11月の間に小児がんで子どもを看取った遺族を対象に郵送による質問紙調査を実施した。中間解析の結果、患児の治癒が望めなくなってから看取りまでの期間に家族が経験した困難としては、患児の病状悪化を実感すること(92%)、患児の苦痛を目の当たりにすること(88%)、急変に対する不安や緊張(73%)、患児の死を前提としての意思決定(71%)、死について考えることによる罪悪感(65%)、患児に何をしてあげられるのかわからないこと(63%)、遺伝や育て方のせいではないかという思い(52%)、患児の前で明るく振る舞うこと(52%)、自身の選択に対する迷いや後悔(50%)が、上位を占めていた。

一方、医療者に期待する支援としては、毎日訪室し声をかける(86%)、最新の情報の提供(75%)、選択肢のデメリットに関する十分な説明(75%)、最期まで諦めない姿勢を見せる(73%)、最悪の場合に関する十分な説明(69%)、患児ときょうだいが関われるよう配慮(67%)、病状や見通しに関する繰り返しの説明(67%)、病状に関する家族の認識の確認(67%)、治療選択に際する助言(65%)、患児にできることについてのアドバイス(61%)が、上位を占めていた。なお、現在調査継続中である。本研究の目的は、小児がん患児の終末期における家族支援プログラムを開発することである。平成20年度に、家族が経験する困難および医療者に期待される支援について幅広く項目を収集するための面接調査をおこなった。平成21年度には、予備調査のデータの解析および、調査用紙の作成、参加各施設における倫理委員会への申請など、調査準備をおこなった。平成22年度から23年度にかけては、倫理委員会にて承認の得られた30施設をとおして、2004年11月から2007年11月の間に小児がんで子どもを看取った遺族を対象に郵送による質問紙調査を実施した。最終的に130名に調査用紙を発送し、60名より回答を得た(回収率:46%)。患児の治癒が望めなくなってから看取りまでの期間に家族が経験した困難としては、患児の病状悪化を実感すること(92%)、患児の苦痛を目の当たりにすること(85%)、患児の死を前提としての意思決定(72%)、急変に対する不安や緊張(70%)、死について考えることによる罪悪感(63%)が、上位を占めていた。一方、医療者に期待する支援としては、毎日訪室し声をかける(90%)、最新の情報の提供(80%)、選択肢のデメリットに関する十分な説明(80%)、最期まで諦めない姿勢を見せる(78%)、患児ときょうだいが関われるよう配慮(73%)が、上位を占めていた。多くの家族が共通して必要と認識する支援は、マンパワーの不足する小児医療現場において、優先的に取り入れるべき支援課題であると言える。病状の受け入れや自身の精神的な苦痛がもっとも困難な課題とされる一方で、厳しい内容であっても病状を十分に説明し、理解を促とともに、意思決定を支えることが期待されていた。また、課題として認識はされていながら、支援の必要性についての回答が多くは得られなかった家族の精神的なサポートに関しては、一律で提供するのではなく家族の状況をアセスメントすることが重要であると考えられた。
形状基板によるエバネッセント光の空気伝播光変換技術の研究

光学的手法を用いて微細リッジ構造において発現するエバネッセント光の空気伝播光変換現象を調べた。その結果、リッジ表面にSiO_2膜を堆積させると、半導体・SiO_2膜およびSiO_2膜・空気との二つの界面においてエバネッセント光の結合効果が発現し、光の取出し効率が約1.5倍増大されることが判明した。さらに、発光領域をリッジの中心に局在させると、光が指向性を持って放射される現象も明らかにした。本研究の目的は、光学的手法を用いて微細なリッジ構造を持つ形状基板において発現するエバネッセント光の高効率空気伝播光変換現象の基本的性質を明らかにすることである。平成21年度では、屈折率の小さい薄膜による多重結合現象を発見し、光の取り出し効率(伝播光変換効率)を従来方法の1.5倍に向上させることに成功した。具体的に、V字型の溝を持つGaAs基板上にGaAs/AlGaAsの量子井戸構造を成長した後、厚さ約150nmのSiO_2膜(屈折率1.45)をプラズマCVD法によって試料表面上に堆積させた。低温(4.5K)フォトルミネセンス測定を用いて試料の発光強度を評価したところ、SiO_2膜が堆積された試料は、SiO_2膜のない試料に比べて1.5-1.7倍も強い発光を示すことが分かった。また、角度分解フォトルミネセンスを用いて、発光強度の空間分布測定を行った。発光強度の空間分布データから全空間に放射される光の強度を見積もることにより、SiO_2膜のある試料の光取出し効率は、SiO_2膜のない従来試料に比べて1.54倍に増大されたことが分かった。次に、上記のSiO_2膜による光取り出し効率向上現象の発現メカニズムを調べるために、有限差分時間領域法(FDTD)によるリッジ頂上付近の電磁波強度分布の理論シミュレーションを行った。その結果、屈折率の小さいSiO_2膜が存在する場合、半導体・SiO_2膜及びSiO_2膜・空気という二つの界面においてエバネッセント光が発生し、エバネッセント光の結合が二重に起きていることが判明した。これによって、エバネッセント光の結合効果が増強され、空気中に取り出される光の量が増えると考えられる。本研究の目的は、光学的手法を用いて表面に微細なリッジ構造を持つ半導体材料において発現するエバネッセント光の高効率空気伝播光変換現象の基本的性質を明らかにすることである。平成22年度では、光取り出し効率(エバネッセント光-伝播光変換効率)をより正確に評価するために、角度分解フォトルミネセンスによる発光強度の3次元空間分布測定を行った。その結果、発光はリッジストライプに垂直な面内においてリッジ平坦面の法線方向に強く局在されており、ストライプに水平な面内において非常にブロードな空間分布を示していることが分かった。3次元的には、発光はリッジストライプに沿った細い帯の形を示している。上記のように得られた3次元放射パターンから求められたリッジ構造の積分発光強度を平坦基板試料と比較することにより、表面にSiO_2膜が形成されているリッジ構造の光取り出し効率は4050%程度であることが判明した。さらに、22年度では、デバイス応用上重要なリッジ構造形成方法として、微細加工技術(フォトリソグラフィー、ウェットエッチング)を用いた平坦基板上へのGaAs/AlGaAsリッジ構造の直接形成技術およびMOCVD選択成長法による絶縁膜マスク(SiO_2)が配置された平坦基板上へのGaAs/AlGaAsリッジ構造形成技術の開発を行った。しかし、選択成長の場合、SiO_2マスク上へのAlGaAs多結晶の析出によりリッジ構造の傾斜面に大きな揺らぎが発生し、エバネッセント光結合現象の観測が困難であることが分かった。今後、マスクの形状および成長条件の最適化を行うことにより、多結晶析出のないリッジ構造の実現を目指す。平成23年度では、FDTD(有限差分時間領域法)シミュレーションおよびフォトルミネセンス(PL)発光パターンの温度依存性測定により、GaAsリッジ構造におけるエバネッセント光結合効果の光源位置依存性を調べた。その結果、幅がリッジ平坦面の横幅と同程度の活性層の全域に存在する光源に対して、エバネッセント光の結合効果が発現していることが分かった。さらに、光源をリッジの中心付近に配置した場合、エバネッセント光から変換された伝播光はリッジ平坦面の法線方向に強く局在されていることも判明した。この結果は、活性層の幅をリッジ平坦面の幅より狭くすることにより、指向性の高い革新的発光ダイオード(LED)の実現が可能であることを意味する。また、平成23年度では、本現象をGaN/InGaN系材料へ応用するため、微細加工技術による平坦GaN試料表面上へのリッジ構造作製プロセスの開発も行った。

方法として、まず、フォトリソグラフィーにより試料表面上に形成したストライプ状のフォトレジストパターンを高温(180°C)でリフローさせることにより、両端がテーパー状のフォトレジストマスクを作製した。次に、上記フォトレジストパターンをマスクに用いて誘導結合プラズマ(ICP)法によりGaN試料をエッチングした。その時、レジストマスクのテーパー形状がGaN表面に転写され、試料表面上に微細なリッジ構造が形成される。FDTDシミュレーションを行った結果、このように形成したリッジ構造を用いてエバネッセント光の結合現象を発現させることが可能であることが分かった。
日本人の人間関係観と満足感の動向に関する計量的研究

平成10年度は、a)[応用的側面に関する研究]意識動向に関する調査データの解析、及びそれに関連し平成9年度中に行った全国調査の補足調査の実施とその分析、とb)[方法論的側面に関する研究]前記a)で得られた成果を解釈するためのシミュレーション研究等、の2側面にわたる研究を行った。a) [応用的側面に関する研究]平成9年度末に行った「満足感と人間関係観に関する調査」(全国調査、計画標本2000、回収標本1343)に関して、構造方程式モデルを用いて「満足感の汎化仮説」を検証するための分析を行ったが、必ずしも同仮説と整合的な結果が得られなかった。この分析を11.研究発表の「論文3」で公表した。また、同全国調査の結果を補強するため、東京都目黒区の住民を対象とした郵送法による補足調査を行い、平成9年度中に同区で行った予備的調査の結果と併せて分析を行った(論文4で発表予定)。これらの全ての調査結果と、統計数理研究所の従来の調査における関連項目の比較考察が今後の検討課題である。b) [方法論的側面に関する研究]上記で、「満足感の汎化仮説」が検証されなかった理由を考察するため、双方向因果を含む構造方程式モデルにおける道具的変数の選択の適切性の基準を考察するための数値実験を行った(a)の分析結果と併せて論文を準備中)。更に目的の一方の柱とした「層別化された質的データ」の分析法である偏対応分析に関し、3個以上の質的変数がある場合の分析方法へ拡張した「偏多重対応分析」の性質について考察し、実データへの適用を示した(論文1、2)。本研究は多変量データ解析に関する方法論的研究の成果を踏まえた調査データの解析を通じて、満足感と人間関係観に関する日本人の近年の意識動向を把握することを目的として行われた。本研究の第一の柱となる多変量データ解析に関する方法論的研究として、本年度は共分散構造モデルに関する研究を中心に行い、構造方程式モデルを用いた双方向因果モデルの分析における道具的変数の選択の適切性に関する研究を行った。その結果、道具的変数の選択が適切でない場合に、主要な関心である双方向因果のパスに関するパラメータ推定値が致命的な影響を受け、適切な結果の解釈を導けない場合があることが確認された。第二の主要な柱である「人間関係観と満足感に関する意識動向を把握するための調査」研究のために、平成9年1011月にかけて東京都目黒区の住民を対象とした予備調査(留め置き法、計画サンプル数300)を行い、その分析結果に基づいて平成10年2月に全国調査(訪問面接法、計画サンプル数2000)を行った。主要なテーマとなる人間関係観や満足感に関する質問の他に、階層帰属意識に関する質問等も含めて質問項目の設計を行った。平成10年3月現在で、本年度の目標である基礎集計が終了した。調査項目の設計の際に参考にした日本人の国民性調査第9次全国調査(1993年)との比較では、社会に対する満足感が低めであるが、家庭や生活全体に対する満足感は引き続き高い水準にあること、などが確認された。本調査データについて、前記の共分散構造モデルに関する研究成果を生かし、平成10年度には双方向因果モデルの分析を通じて、満足感の規定因等に関するより詳細な分析を行う予定である。
外洋深海生態系における有害物質の蓄積と影響に関する環境化学的研究

本年度の研究実績を以下にまとめる。1,有機スズ化合物の分析法を改良し、使用溶媒量を削減するとともに、従来分析してきたブチルスズ化合物(モノ,ジ,トリブチルスズ)に加え、フェニルスズ化合物(トリフェニルスズ)およびオクチルスズ化合物(モノ、ジ、トリフェニルスズ)の同定・定量を可能とした。また、高脂肪分含有試料を対象とした高感度・高精度な分析法を開発した。これら分析法の改良により、従来法に比べ多様な生物試料を対象に、多種類の有機スズ化合物を安全かつ迅速に同定・定量することが可能となった。2,東シナ海より採取した外洋性の浅海・深海性生物を対象に、現在内分泌撹乱物質として注目されている有機塩素化合物および有機スズ化合物の分析を行った。本年度は有機スズ化合物に関する結果をとりまとめ、国立科学博物館の年度報告書にその成果を報告した。この調査の結果、有機スズ化合物による汚染が東シナ海の外洋域にまで拡がっていることが明らかとなった。とくにトリフェニルスズ化合物による深海生物の汚染に関しては、本研究が世界初の報告例と思われる。3,東北沖、駿河湾、土佐湾で行ってきた一連の調査結果をまとめ、日本近海外洋域における有害物質の水平的、鉛直的分布の態様と挙動について包括的な解析・考察を行った。その結果、親潮域である東北沖と黒潮域である駿河湾・土佐湾では、有機塩素化合物の鉛直分布に異なる傾向が認められた。またその傾向から、PCBsなど粒子吸着性の高い物質は、寒冷な親潮域で深層に輸送されやすく、HCHsなど揮発性の高い物質は、黒潮域では海洋表層からの蒸発が、親潮域では大気から海洋表層への沈着が卓越することが示唆された。以上の研究成果を、国内外の学会や学術誌に発表した。4,昨年度に引き続き有害化学物質による広域的な海洋汚染を把握するため、二枚貝やカツオを指標生物としたモニタリングを行い、成果の一部を国内外の学会や学術誌に発表した。
オレフィンの配位・挿入やメタセシス反応に有効な高性能バナジウム錯体触媒の設計

本課題は、オレフィン重合において数多くのユニークな特徴を有するバナジウム錯体に注目し、炭素-炭素結合形成の重要な基礎反応である配位・挿入及びメタセシス反応に有用な高性能錯体触媒の設計指針を確立することを目的としている。特にオレフィンメタセシス反応の触媒活性種であるアルキリデン(金属-炭素二重結合を有する)錯体やオレフィンの配位・挿入反応(配位重合)の触媒活性種であるアルキルカチオン錯体の単離・反応性に関する研究を通じて、より高性能錯体触媒の創製に有効な錯体構造・配位子効果に関する知見の確立、及び触媒設計の重要な指針を得ることを目的としている。平成18年度の主な成果は以下の通りである。上記目的に有望なV価のアリールイミド配位バナジウムトリクロリド錯体を出発錯体として、新規アルキリデン錯体、(ArN)V(=CHSiMe_3)(O-2,6-iso-Pr_2C_6H_3)、の単離・同定に成功した。この錯体は、前年度報告しているアルキリデン錯体、(ArN)V(=CHSiMe_3)[N=C(tert-Bu)_2]、と同様に、環状オレフィンの開環メタセシス重合に極めて高い触媒活性を示し、特に室温でリビング挙動を示し、分子量の揃ったポリマーを与えた。以上の結果、バナジウムのオレフインメタセシス反応の触媒としての可能性を提案するとともに、有効な触媒の精密設計に関する重要な指針を得た。アリールイミド配位バナジウムメチル錯体、(ArN)VMe[N=C(tert-Bu)_2]_2、と種々の酸との反応において、使用した酸により異なる反応が進行し、別のアルキル錯体やチオラート錯体、カチオン性錯体が得られるという興味深い結果を得た。特に、チオラート錯体とカチオン性錯体は、X線構造解析による構造決定にも成功し、反応性の差異を詳細に検討することで、各種バナジウム錯体の合成とアルキル錯体の反応性に関する有用な知見を得た。平成16年度の主な成果は以下の通りである。上記目的に有望なアリールイミド・ケチミド配位バナジウム(V)ジクロリド錯体を出発錯体として、アルキルリチウム試薬との反応によりジアルキル錯体を合成し、さらにこの錯体を重ベンゼン中で加熱し、初期の目的であるアルキリデン錯体、(ArN)V(=CHSiMe3)[N=C(tert-Bu)2]、を単離し、NMRや元素分析、X線構造解析により同定・構造決定に成功した。この錯体は、環状オレフィンの開環メタセシス重合に極めて高い触媒活性を示し、特に高温で触媒活性が向上した。オレフィンメタセシス反応に触媒活性を示すバナジウム-アルキリデン錯体の初めての報告例で、従来の遷移金属錯体では見られなかった高い熱安定性が発現した。また、上述のアリールイミド配位バナジウム錯体を基盤として、モノケチミド配位錯体、ビスケチミド配位錯体、及びトリスケチミド配位錯体を合成・同定し、ビスケチミド錯体のメチル化でメチル錯体を合成・単離・同定した。現在合成したアルキリデンやアルキル錯体の反応性を検討しているところである。特にオレフィンメタセシス反応の触媒活性種である(金属-炭素二重結合を有する)アルキリデン錯体やオレフィンの配位・挿入反応(配位重合)の触媒活性種であるアルキルカチオン錯体の単離・反応性に関する研究を通じて、より高性能錯体触媒の創製に有効な錯体構造・配位子効果に関する知見の確立、及び触媒設計の重要な指針を得ることを目的としている。平成17年度の主な成果は以下の通りである。上記目的に有望なV価のアリールイミド配位バナジウムトリクロリド錯体を出発錯体として、初期の目的であるアルキリデン錯体、(ArN)V(=CHSiMe_3)[N=C(tert-Bu)_2]、の単離・同定に成功し、X線構造解析による構造決定にも成功した。この錯体は、環状オレフィンの開環メタセシス重合に極めて高い触媒活性を示し、特に高温ほど高い触媒活性を示した。これはオレフィンメタセシス反応に触媒活性を示すバナジウム-アルキリデン錯体の初めての報告例で、従来の遷移金属錯体では見られなかった高い熱安定性が発現した。また、アルキリデン錯体を別途単離しなくとも、ジクロリド錯体から反応系内で容易に触媒活性種を発生させる手法も確立している。種々のメタセシス反応への展開を鋭意検討している。

また、上述のアリールイミド配位バナジウム錯体からメチル錯体、(ArN)VMe[N=C(tert-Bu)_2]_2、の合成・単離・同定にも成功した。この錯体と種々の酸との反応を検討し、使用した酸により異なるタイプの生成物が得られるというアルキル錯体の合成に関する興味深い知見を得た。本課題は、オレフィン重合において数多くのユニークな特徴を有するバナジウム錯体に注目し、炭素-炭素結合形成の重要な基礎反応である配位・挿入及びメタセシス反応に有用な高性能錯体触媒の設計指針を確立することを目的としている。特にオレフィンメタセシス反応の触媒活性種であるアルキリデン(金属-炭素二重結合を有する)錯体やオレフィンの配位・挿入反応(配位重合)の触媒活性種であるアルキルカチオン錯体の単離・反応性に関する研究を通じて、より高性能錯体触媒の創製に有効な錯体構造・配位子効果に関する知見の確立、及び触媒設計の重要な指針を得ることを目的としている。平成18年度の主な成果は以下の通りである。上記目的に有望なV価のアリールイミド配位バナジウムトリクロリド錯体を出発錯体として、新規アルキリデン錯体、(ArN)V(=CHSiMe_3)(O-2,6-iso-Pr_2C_6H_3)、の単離・同定に成功した。この錯体は、前年度報告しているアルキリデン錯体、(ArN)V(=CHSiMe_3)[N=C(tert-Bu)_2]、と同様に、環状オレフィンの開環メタセシス重合に極めて高い触媒活性を示し、特に室温でリビング挙動を示し、分子量の揃ったポリマーを与えた。以上の結果、バナジウムのオレフインメタセシス反応の触媒としての可能性を提案するとともに、有効な触媒の精密設計に関する重要な指針を得た。アリールイミド配位バナジウムメチル錯体、(ArN)VMe[N=C(tert-Bu)_2]_2、と種々の酸との反応において、使用した酸により異なる反応が進行し、別のアルキル錯体やチオラート錯体、カチオン性錯体が得られるという興味深い結果を得た。特に、チオラート錯体とカチオン性錯体は、X線構造解析による構造決定にも成功し、反応性の差異を詳細に検討することで、各種バナジウム錯体の合成とアルキル錯体の反応性に関する有用な知見を得た。
プラズモンナノ粒子を光捕集部位として用いた透明エネルギー変換デバイスの開発

本研究では、半導体プラズモンナノ粒子を活性層として用いることで、耐久性と透明性に優れる透明太陽電池の実現に挑戦する。太陽光発電は再生可能エネルギーの中でも特に有力視されている。申請者は、日本の国土、社会的事情から、将来的なエネルギー源として再生可能エネルギーを取りいれるには、メガソーラーに代表される大規模設備に加えて社会に遍在する光エネルギーを有効利用する形態(ユビキタスエネルギー源)の確立が重要であると考えている。人間の視覚は可視域の光のみに反応するため、可視域に吸収を持たないスペクトル形状を有する材料は透明に見える。このような材料を光吸収材として用いることにより、透明性のある太陽電池を作成することができる。本研究では、紫外域と赤外域に特徴的な強い吸収を有し、可視光を透過するSn-ドープIn2O3(ITO)、MoO3-xなどのプラズモン材料を光吸収剤として用いることで、耐久性と効率に優れる世界初の全固体透明太陽電池の実現を目指す。また、この研究を通じて赤外光の光電変換プロセスの詳細な調査を通じ、現時点では有効な利用方法が確立していない赤外光の効率的なエネルギー変換を可能とする新学理を確立する。H29年度には、可視域の透過率95%の完全透明光電極の作成に成功し、赤外光の光電変換効率0.2%に成功した。また、ヘビードープ半導体のプラズモン材料が、金属とは異なる遅い緩和を示すことを実験的に明らかにした。これは、プラズモニクス材料の常識を覆す新発見であり、高効率の透明太陽電池の実現のための大きな一歩となる。プラズモン光電変換においては、光照射後の高速緩和と再結合のため、効率が極端に低いが、研究代表者の発見した機構を応用することで9.2μ秒という長寿命電荷分離を実現することに成功した。研究代表者はすでに可視域の透過率95%の完全透明光電極の作成に成功し、赤外光の光電変換効率0.2%に成功している。今後は、実際に固体デバイスを作成し、太陽電池として機能するかどうかを明らかにする。同時に、申請者の発見した遅いプラズモン緩和をエネルギー変換に利用することにより太陽電池の高効率化を目指す。