hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メチシリン耐性黄色ブドウ球菌性腸炎の病態解明と検査法に関する研究

基礎的検討から、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)と一緒に培養された腸上皮は生存率が低下し、形態的にも細胞容積が減少するなどの異常をきたすことが明らかになった。ただしMRSAの培養液の上清のみでは腸上皮細胞への影響は少ない。実際にマウスにMRSAを経口的に投与したところ、便は軟便となったが、下痢症状は示すことなく、10週以上もMRSAを腸管に保菌し続けることが可能であった。抗菌薬を投与後、腸内の好気性グラム陰性桿菌は著明に減少し、その状態ではMRSAは比較的容易に腸管に定着することも明らかになった。MRSA腸炎の発生には抗菌薬の使用やMRSAの腸管の定着以外の要因が関与していると考えられる。臨床的検討において、これまでMRSA腸炎と診断された国内外の報告を検討した結果では、MRSA腸炎のクライテリアを満たすものは172例中わずか17例と少なく、症状と便の培養所見から比較的安易にMRSA腸炎の診断がされていることがわかる。しかし明らかにMRSAによる腸炎が疑われる症例もあり、これらは発熱、水溶性下痢を示すことが多い。多くが抗菌薬の使用後に発症しているが、使用された抗菌薬に一定の傾向は認められなかった。この結果を受けて、検査室に提出された患者の便検体を無作為に抽出して培養同定した結果、患者の便検体からのMRSAの検出率は約15%であった。MRSAが検出される便は下痢である率が高いが、有形便からも13%程度MRSAが検出され、ヒトにおいてもMRSAは下痢症状を起こさずに腸に定着することが可能であることが明らかになった。以上より、下痢症状と便からのMRSAの検出のみでは、MRSAの腸管保菌者における他の要因による下痢をMRSA腸炎と診断する可能性があり不適切である。MRSA腸炎の診断にはさらなる検査方法の開発が必要であると考えられる。1臨床的研究報告された国内外のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌性腸炎(MASA腸炎)の24症例、および自治医科大学附属病院において過去10年間にMRSA腸炎と診断された168症例をreviewし、このうち以下の基準を満たす症例をMRSA腸炎として検討した。(1)1日3回以上、2日間以上持続する下痢、(2)便からの単独または優位なMRSAの持続的検出、(3)Clostridium difficileの便培養および毒素陰性、(4)バンコマイシン服用による症状の改善。基準を満した症例は合計17例であった。ヒトにおいて便からMRSAが単独・優位に検出される腸炎は確かに存在することが確認された。それらの腸炎では発熱や水様性下痢を認める症例が多いが、発症前に使用された抗菌剤に特定の傾向はみられなかった。2マウスを用いた検討ICマウスにMRSA10^7CFU/mlH_2O(±Streptomycin 1 mg/H_2O)を飲水中に添加し、経口的に投与し継続的に観察した。MRSAを投与されたマウスの7580%は投与20日以後でも、さらにそのうち5070%は投与後70日においても持続的に便からMRSAが検出された。Streptomycin無投与でもMRSAの1日投与のみでもMRSAが投与後20日目に検出可能なマウスもいたが、MRSAが腸管に定着したマウスでも便は軟便になるものの下痢を示さなかった。

MRSAの腸管定着は比較的容易におこると考えられ、MRSA腸炎の発症には他の何らかの因子の関与が必要であると考えられる。3 MRSAを感染させた培養腸上皮細胞(Caco-2)の原子間力顕微鏡による観察MRSAの浮遊培養液を加えて培養した腸上皮細胞(Caco-2)を原子間力顕微鏡にて槻察した。現時点ではまだ数回程度の観察であるが、感染によって扁平化する細胞の様子が観察された。昨年度の臨床および基礎研究に引き続き臨床研究を実施した。昨年度は"MRSA腸炎"と診断された症例に関して、国内外および当病院における報告を基に、MRSA腸炎の診断、特徴および危険因子を検討したが、今年度は当医療機関の細菌検査室に提出された便検体のうち無作為に抽出した246名の391検体に関して、細菌培養および同定を行い、MRSAの検出率の算定を行った。2003年11月から2004年2月に細菌検査室に検体が提出された検体を無作為に対象となった患者の年齢は092歳で、年代別MRSA検出率(人数)は0歳9.5%(2人)、19歳8.6(3)、10代0(0)、20代13.3(2)、30代13.6(3)、40代0(0)、50代3.6(1)、60代19.4(6)、70代39.2(12)、80代7.7(1)、90代50(1)であり、高齢者の便からMRSAが多く検出されることが明らかとなった。これら391検体のうち下痢便は16検体(40.9%)で、MRSAが検出された検体は61検体(15.6%)、MSSAは16検体(4.1%)から検出された。MRSAが検出された検体のうち、下痢便であったのは30検体(49.2%)で、MRSAが検出されない便での下痢の出現率(39.5%)に比較して、有意に高かった。下痢便の中でMRSAが検出される率は18.8%であるが、有形便であってもMRSAは13.4%の検体から検出されており、便からのMRSA検出だけではMRSA腸炎の診断は確定できないことが証明された。
希土類-モリブデン混合金属キュバン型クラスター錯体の合成・性質と電子状態の計算

アセトニトリルまたはジクロロメタン中で、硫黄架橋をもつ不完全キュバン型モリブデンアクアクラスター錯体[Mo_3S_4(H_2O)_9]^<4+>と、ユウロピウムトリス(ジピバロイルメタネート)とが反応することを確認した。反応後の電子スペクトルは[Mo_3S_4(H_2O)_9]^<4+>にプラセオジムトリス(ジピバロイルメタネート)を反応させた後の電子スペクトルと異なることから、Mo_3EuS_4^<7+>骨格が生成したものと思われる。現在はカラムクロマトグラフィーにより目的物のMo_3EuS_4^<7+>骨格をもつ錯体の単離および結晶化を試みている。また、[Mo_3S_4(H_2O)_9]^<4+>と、ユウロピウムトリス(ヘプタフルオロブタノイル-ピバロイルメタネート)との反応も進行することを確認している。一方、不活性ガス雰囲気下、水溶液中で2価のユウロピウムイオンを[Mo_3S_4(H_2O)_9]^<4+>に反応させたところ反応は進行し、反応後の溶液をカラムクロマトグラフィーによって分離することによって新規錯体を単離することに成功した。元素分析の所見から、この反応ではユウロピウムはモリブデンクラスター錯体には取り込まれず、Eu^<2+>の還元力により[Mo_3S_4(H_2O)_9]^<4+>の骨格が壊れ、これまでにないモリブデンクラスター錯体が生成したものと思われる。現在は新規錯体のX線構造解析を試みている。その他[Mo_3S_4(H_2O)_9]^<4+>と反応させる希土類元素錯体として、エチレングリコールを配位子とするユウロピウム錯体の合成および結晶化に成功し、X線構造の決定に成功した。また、クラウンエーテルを配位子とするイッテルビウム錯体、アセチルアセトナトを配位子とするユウロピウム錯体の合成にも成功し、現在[Mo_3S_4(H_2O)_9]^<4+>との反応を試みている。
オリーブ葉抽出物の血糖上昇抑制作用に関する研究

平成14年度の研究より、オリーブ葉抽出物であるオレウロペイン(0.2%含有飼料)の投与により、2型糖尿病モデルマウスであるKK-Ayマウスの摂食時血糖値がコントロール群と比較し有意な上昇抑制を認めた。さらに、インスリン値およびインスリン負荷試験の結果より、末梢のインスリン抵抗性を改善する可能性を示唆した。また、コントロール群と比較しオレウロペイン投与群において体重には有意な差異を認めないものの摂食量に有意な低下を認めた。この摂食量の低下が、摂食時血糖値を低下させる可能性が考えられる。そこで、平成15年度の研究においては摂食量の低下が血糖値におよぼす影響について検討した。まず始めに、オレウロペイン含有濃度の違いによる摂食量への影響を検討した。実験動物にはKK-Ayマウスを用いコントロール群(標準食AIN-76)、濃度別オレウロペイン含有食群(0.01%0.5%含有)の7群にて実験を行った。その結果、血糖値はコントロール群と比較しオレウロペイン含有食群において濃度依存的に低下した。摂食量についてもコントロール群と比較してオレウロペイン含有食群において濃度依存的に低下することが分かった。このことより、オレウロペイン投与が摂食量低下に影響している可能性が示唆された。そこで、摂食量をオレウロペイン含有食群と同じになるようにした群(pair-fed)を作り、摂食量の影響をなくし、オレウロペインそのものの血糖値におよぼす影響について検討した。その結果、摂食量を同じにしても血糖値がコントロール群と比較し有意に上昇抑制を示した。このことより、オリーブ葉抽出物であるオレウロペインそのものが2型糖尿病モデルマウスの血糖値の上昇を抑制する可能性が考えられる。その作用機序については、現在のところ不明であるが糖の消化吸収への影響、インスリン抵抗性の改善などを含め今後さらに検討していきたい。平成14年度は、正常モデル(ddY)マウスおよび2型糖尿病モデル(KK-Ay)マウスを用いて、オリーブ葉抽出物であるオレウロペイン(0.2%含有飼料)を3週間連続的に与え、血糖値におよぼす影響およびその作用機序について検討を行った。まず、ddYおよびKK-Ayマウスの血糖値におよぼす影響を検討した。結果として、オレウロペインの3週間連続投与により、ddYマウスの絶食時および摂食時血糖値とKK-Ayマウスの絶食時血糖値は、コントロール群とオレウロペイン投与群との間に有意な差異を認めなかった。それに対して、KK-Ayマウスの摂食時血糖値においては、コントロール群と比較してオレウロペイン投与群に有意な血糖値の上昇抑制作用を認めた。この作用機序を検討するため、血漿インスリン値、インスリン負荷試験および糖負荷試験を行った。その結果、血漿インスリン値については、コントロール群と比較してオレウロペイン投与群で有意な低下を認めた。また、インスリン負荷試験においてもインスリン投与120分後にコントロール群と比較してオレウロペイン投与群に血糖値の有意な低下を認めた。さらに、糖負荷試験においても60分後にコントロール群と比較してオレウロペイン投与群で有意な血糖値の低下を認めた。以上の結果より、オレウロペイン投与は2型糖尿病モデル(KK-Ay)マウスにおける末梢でのインスリン抵抗性を改善する可能性が示唆された。しかし、オレウロペイン含有飼料を与えた群においてコントロール群と比較し摂食量の減少傾向がみられたため、今後の課題として、摂食量に対する食餌中オレウロペイン含有量の影響および血糖値低下の作用機序についてさらに検討していきたい。
三年間の追跡調査に基づく在宅神経疾患患者と家族への緩和マネジメントのモデル開発

在宅の神経筋疾患患者における睡眠、症状、抑うつ、QOLの関連を追跡調査によって調べ、患者と家族に対する早期緩和マネジメントモデルを作成した。大学病院を退院した同患者に対して、2009年に郵送調査を実施し241名を解析に用いた。1年後に同じ対象者に2回目の調査を実施し、166名が分析に用いられた。在宅の神経筋疾患患者に対する早期緩和マネジメントの実施において、睡眠や抑うつを含めた精神症候の緩和を意図したケアプログラムの提供が重要である。本研究の目的は、3年間の追跡調査の成績を基に、在宅における神経・筋疾患患者とその家族への緩和マネジメントのモデルを開発することである。ここで述べる緩和マネジメントとは、神経・筋疾患患者の疫学調査を行い、神経学的なアウトカムを測定し、症状マネジメントを中心とする緩和ケアを提供するという一連のシステムである。在宅神経疾患患者を対象に開発される緩和マネジメントモデルは、わが国では端緒についた段階にある。そこで、本研究から得られたデータの解析によって、在宅における主要な神経・筋疾患とその障害度別に必要とされる緩和マネジメントの内容を把握できると期待される。平成20年度は、ベースライン調査を実施中である。すなわち、A大学病院神経内科を平成16年1月1日から平成20年12月31日の問に生存退院した神経・筋疾患患者1500名のうち、べースライン調査時点で20歳以上であり、調査参加への同意の得られた方を対象とした。研究デザインは、同一対象者へのベースライン調査時点から2年後までの3回の継続追跡調査に基づく前向き観察研究である。調査内容は、プロファイル、神経疾患に多い身体的および精神的側面の症状の発現状況、健康関連QOLの状況、申請者らの開発による日生活遂行上の困難度を測定する5次元構成のアウトカム指標、日生活行動の障害度:KatzのIndex of ADLの一部修正版尺度、および抑うつ尺度である。以上から得られたデータは、一般線形モデルと構造方程式モデリングの解析方法を用いて、疾患・障害度・年齢階級別の症状発現の内容を精査して、疾患に特有な症状の内容を把握する。また、疾患に特有な症状とアウトカム指標値との関連性を検証する。この結果から、ソーシャルネットワークの機能不全などの、緩和マネジメントに欠如しやすい内容を予測して指摘することも可能であると考えられる。本研究は、追跡調査の成績を基にして在宅環境における神経筋疾患患者とその家族への緩和マネジメントのモデルを開発する。初回調査を疫学的観点から実施して、これをベースラインデータとした。観測データは、患者側が、症状14項目・障害度(Katz身体的ADLの筆者修正版)・健康関連QOL(SF-8日本語版)、うつ傾向(CES-D10日本語版)、および筆者らが開発した在宅生活のアウトカム指標(5指標15項目)、睡眠の質【ピッツバーグ睡眠票日本語版】であり、家族側が負担度(アウトカム指標の一部)の状況である。平成21年度は、ベースライン調査の内容を継続し、在宅における神経筋疾患患者と家族介護者の継時的データを収集した。倫理的配慮として、倫理委員会審査承認後に同意を得るための予備調査を実施した。同意を得られた対象者数は、233名(平均年齢61.1歳)(女性:101名、男性:132名)であった。調査方法は、二重連結可能匿名化として、連続番号のみによる無記名の郵送留置調査法を採用した。神経筋疾患の緩和マネジメントと特に関連が深い有症状の割合は、発熱:10.2%、疲労感:71.1%、目眩:32.0%、関節筋慢性痛:47.1%、痺れ:52.0%、震え:29.3%、浮腫み:29.3%、無気力感:43.6%。不眠:29.3%、視覚:48.0%、聴覚:26.8%、易転倒:42.7%、息切れ:30.2%、筋脱力感:49.3%、および麻痺:35.6%であった。また、症状のうち、特に睡眠の質に影響を及ぼしているのは、痺痛、痺れ、および震えや痙攣であり、同様に、症状の有無は健康関連QOLに対しても障害度より大きな影響を与えていた。来年度以降もこれらの症状や生活の質の変動を継時的に追跡し、必要な緩和ケア方略の開発につなげる。退院時点から1年ごと2年後の2回の追跡調査の疫学的調査成績を基にして在宅神経筋疾患患者とその家族への緩和マネジメントのモデルを開発した。観測データは、患者側が、症状・障害度(Katz身体的ADLの筆者修正版)・健康関連QOL(SF-8日本語版)、うつ傾向(CES-D10日本語版)、筆者が開発した在宅生活のアウトカム指標、睡眠の質であり、家族側がStrain(アウトカム指標の一部)の状況である。本研究の実施に当たりT大学倫理委員会審査の承認を得た。

第1回調査の対象者数は、239名(平均年齢61.1歳)であり、第1回の対象者に対する第2回調査の対象者数は、157名であった。神経筋疾患の緩和マネジメントと特に関連が深い有症状の割合(%)は、第1回調査(第2回調査)において、発熱:10.2(15.3)、疲労感:71.1(79.0)、目眩:32.0(43.3)、関節筋慢性痛:47.1(62.4)、痺れ:52.0(57.3)、震え:29.3(34.4)、浮腫み:29.3(42.7)、無気力感:43.6(57.9)、不眠:29.3(43.9)、視覚:48.0(57.3)、聴覚:26.8(35.0)、易転倒:42.7(54.7)、息切れ:30.2(42.7)、筋脱力感:49.3(55.5)、および麻痺:35.6(43.9)となり、いずれも2年後に症状発生率が創価傾向にあったで。さらに症状のうち、特に睡眠の質に影響を及ぼしているのは、疼痛、痺れ、震え、痙攣であり、症状の有無は健康関連QOLに対しても障害度より大きな影響を与えていた。身体的ADLの障害が軽度であっても症状の発生率が高い。以上から開発したモデルは、(1)早期から緩和ケアマネジメントを開始する、(2)支持的ケア段階とエンドオブライフケア段階に分ける、(3)対象者の障害度別に症状と苦痛の程度を同定し標準的緩和ケア内容を記述するモデルである。
Fynチロシンキナーゼ欠損マウスの社会的行動に関する研究

これまでの研究から、Fynチロシンキナーゼ欠失マウスは、学習行動に異常は認められないが、恐怖反応の異常、エタノールにたいする感受性の異常、痙攣に対する感受性の異常を持つことが明らかになっている。今回はFynチロシンキナーゼ欠失マウスの攻撃性について、レジデント・イントルーダーテストと、ターゲットバイティングテストを用いて検討した。レジデント・イントルーダーテストでは、Fynチロシンキナーゼ欠失マウスの臭いかぎ行動には異常は認められなかったが、Fynチロシンキナーゼ欠失マウスは対照群のマウスに比べ、雄同士の攻撃である侵入者にたいする攻撃は低下していた。また、ターゲットバイティングテストでは狭い筒に拘束されることによって誘発されるターゲットを噛む攻撃は逆に亢進していることが見出された。レジデント・イントルーダーテストはoffesive aggressionの、ターゲットバイティングテストはdefcnsive aggressionのテストとされているが、この結果は、Fynチロシンキナーゼは攻撃行動のタイプによって、それぞれ異なる影響を及ぼしていることを示唆している。この攻撃性に関する知見と従来の知見(恐怖の亢進)はFynチロシンキナーゼが恐怖反応だけでなく、攻撃行動の発現にも関与していることを示している。また、本年度はマウスの社会的行動を定量的に解析するシステムの予備的検討を、岡崎共同研究機構生理学研究所の施設を利用して行った。
ハードル走の3次元動作解析と動作シミュレーションに関する研究

本研究の目的は,日本の一流ハードル走選手の動作を動力学的観点から3次元的に分析することであった.そこで110mハードル走日本歴代2位の記録を有する選手および日本学生選手権優勝者を含む男子8名,女子7名のハードル走および混成競技選手を被検者として,下肢関節で発揮された関節力,関節トルクやパワーなどを3次元的に算出して,下肢セグメント間の力学的エネルギーの流れを明らかにした.得られた結果から,ハードル走における最も特徴的な動作であるハードリング時の踏切脚(抜き脚)の動作について,以下のことが明らかとなった.すなわち,『踏切からハードリング中盤における踏切脚の力学的エネルギーの増加は,主として股関節を通して大腿へ流入した関節力パワーによるものである』,『踏切脚の側方への振上げは,股関節の外転トルクや内旋トルクによるものではない』,ことなどが明らかとなった.さらに,これらの結果を踏まえて,剛体リンクセグメントモデルによる踏切脚の動作シミュレーションを行った.その結果として『踏切後にみられた股関節の内転トルクは,股関節の関節力パワーや屈曲トルクによる関節トルクパワーによって得られたエネルギーを,踏切脚が側方へ振上げられるために必要なエネルギーに変換する作用,すなわち“3次元的むち的作用"を持っている』ことが明らかとなった.また踏切局面における踏切脚では,被検者によって様々な力学的エネルギーの流れがみられたことから,今後この踏切局面でのエネルギーの流れをさらに詳細に分析することによって,踏切動作の技術的要因を明らかにすることができるものと期待できる.最後に,本研究で得られた知見と,実際のコーチングから得られた知見を組み合わせることによって,新たなハードル走のドリル運動や指導方法について検討を行った.本研究の目的は,日本の一流ハードル走選手の動作を動力学的観点から3次元的に分析することであった.そこで110mハードル走日本歴代2位の記録を有する選手および日本学生選手権優勝者を含む男子8名,女子7名のハードル走および混成競技選手を被検者として,下肢関節で発揮された関節力,関節トルクやパワーなどを3次元的に算出して,下肢セグメント間の力学的エネルギーの流れを明らかにした.得られた結果から,ハードル走における最も特徴的な動作であるハードリング時の踏切脚(抜き脚)の動作について,以下のことが明らかとなった.すなわち,『踏切からハードリング中盤における踏切脚の力学的エネルギーの増加は,主として股関節を通して大腿へ流入した関節力パワーによるものである』,『踏切脚の側方への振上げは,股関節の外転トルクや内旋トルクによるものではない』,ことなどが明らかとなった.さらに,これらの結果を踏まえて,剛体リンクセグメントモデルによる踏切脚の動作シミュレーションを行った.その結果として『踏切後にみられた股関節の内転トルクは,股関節の関節力パワーや屈曲トルクによる関節トルクパワーによって得られたエネルギーを,踏切脚が側方へ振上げられるために必要なエネルギーに変換する作用,すなわち“3次元的むち的作用"を持っている』ことが明らかとなった.また踏切局面における踏切脚では,被検者によって様々な力学的エネルギーの流れがみられたことから,今後この踏切局面でのエネルギーの流れをさらに詳細に分析することによって,踏切動作の技術的要因を明らかにすることができるものと期待できる.最後に,本研究で得られた知見と,実際のコーチングから得られた知見を組み合わせることによって,新たなハードル走のドリル運動や指導方法について検討を行った.
口腔乾燥症、シェーグレン症候群患者の口腔における唾液粘着と保持に関する研究

口腔乾燥症およびシェーグレン症候群患者の小唾液腺機能に焦点をあて、口唇粘膜における唾液の粘着・保持など唾液の動態について検索した。新たに開発した高感度のフルオロフォトメーターを使用して、口唇腺唾液分泌量、だえきの蒸散能、唾液の粘性などの測定を併せて行い、次の知見を得た。1.口唇腺分泌液の動態解析に、フルオロフォトメトリー法は非浸襲的で、唾液分泌の質的、量的評価に有用と考えられた。2.口唇粘膜に応用するスルオレセイン溶液の至適測定条件として、濃度0.005%、滴下量1μ1が設定された。3.口唇粘膜における背景蛍光測定値は健常者(N群)、口腔乾燥症患者(X群)、シェーグレン症候群患者(S群)間に有意差は認めなかった。4.フルオレセイン溶液を口唇粘膜正中の口唇腺開口部に滴下し、1分後に洗浄、1分後に測定した蛍光強度は、N群266.4ng/mlに比し、X群112.34ng/ml、S群81.94ng/mlと低値を示し、唾液の粘着・保持の低下が認められ、バリア機能の低下など粘膜上皮障害の関与が示唆された。5.口唇粘膜表面おける唾液の動態は、N群において唾液分泌の亢進、排出量の増加により経時的な減少傾向を示したが、X群、S群、では減少傾向は軽度であった。6.口腔乾燥病態においては、粘膜上皮の保護を視点にした治療や予防法が重要と考えられた。振動式粘度計ビスコメイトを使用して、簡易な唾液粘度測定を行った。口腔乾燥症患者よりの唾液採取は非常に少量であるため、予備実験として少量での値が正確に測定できるかどうかの検討を行った。振動式粘度計は理論上は先端のプローブ周囲に0.5mmの空間があれば正確に測定できるはずであるが、測定時の左右方向へのずれが考えられるために、左右1mmの余裕を持たせた資料瓶を使用した。これにより約1.5mlの量の測定が正確に行えることを確認した。安静時の唾液がより患者の苦痛度に反映するために、今回の測定は安静時唾液とした。安静時唾液の粘度を一日の中で経時的に測定すると、起床時に最も高く、その後はほぼ一定の値を示しており、測定時間はあまり考慮しなくては良いように思われる。ただし、唾液中のムチンの沈降のためと思われるが、同じ唾液を経時的に測定すると誤差を生じることが分かった。これを解決するために採取した唾液をミキサーにて撹拌し、一定量を採って測定することが正確な結果を得られる。粘度は温度に影響を受けやすく、一定温度下で測定しなくては比較検討できないため、より人口腔内の状態を出すために37°Cでの測定を行った。この状態では、水道水は0.98cp,今回は妊婦40名日中の安静時唾液を測定してみたが、1.16±0.07cpと安定した結果が得られた。現在口腔乾燥患者での測定も開始しているが、口腔内直上湿度、唾液ムチン量測定と合わせ検討している。口腔乾燥症およびシェーグレン症候群患者の口腔粘膜における組織透過性など唾液の動態やバリア機能に付いて検索を行った。新たに開発した高感度のフルオロフォトメーターを使用して、下唇粘膜正中部の背景蛍光を測定した後、フルオレセインナトリウム溶液を非接触下に滴下、1分後に洗口し、その後1,3,5分後と経時的に蛍光測定を行った。測定値は蛍光を10回測定して平均値を求め、背景蛍光量を差し引いた値をフルオレセイン濃度に換算した。口唇粘膜に適用するフルオレセイン溶液の至適条件として、非刺激性、蛍光濃度から0.005%、1μ1が設定された。

口腔乾燥症患者(X群),シェーグレン症候群患者(SS群)、健常者(N群)間の背景蛍光値に余り差異はを認めなかった。1分後値はX群39.9、SS群40.9、N群92.9ng/mlと健常者が高く、角膜の場合を異なり口腔乾燥症、シェーグレン症候群は低値を示し、口腔上皮の透過性は亢進して、バリア機能の低下が示唆された。しかし、1分後値に対する3分後、5分後の減弱度はX群は0.45、0.57、SS群で1.07・0.99、N群では0.78・0.44とシェーグレン症候群で明らかに減弱度の低下を認め、小唾液腺からの唾液分泌量の関与が示唆された。
地域規模が財政競争と協調政策に及ぼす影響についての理論的・実証的研究

本研究では、地域間の財政競争と協調政策のあり方について検討した。その結果、(1)わが国における地方自治体間での財政競争が存在すること、(2)地域規模が異なる場合、財政競争を修正するためには画一的協調政策は望ましくなく、地域規模を考慮した二段階協調政策が必要であることが示唆された。さらに、協調政策を補完するための地域間移転政策の必要性も検証された。本研究の目的は,わが国の地方財政における政府間の相互連関関係を,地方政府の戦略的行動と協調的行動を理論的に分析し,それらの実証的検証を行うことにある。具体的には分権的意思決定による戦略的行動の内容を整理し,このような財政競争の存在とそれによる諸問題を解消するため協調政策のあり方を提示する。本年度は、財政競争と協調政策の特徴を明らかにするために3つの分析から以下の知見を得た。第一の知見は、各地域が分権的に公共財を供給した場合の支出競争の非効率性とその修正方法としての地域間移転の有効性に関する研究である。この分析から、支出競争による非効率を修正するためには、地域間移転は各地域の公共財生産技術の差異を考慮する必要があること、そして技術格差を考慮しない場合には、非効率を増大させることが示された。第二の知見は、固定資産税に関する租税競争の有無に関する実証的研究である。この分析から、自治体間の固定資産評価は隣接地域の行動に影響されていること、そして国の固定資産評価に対する統一化の介入があったあとでも、地域間相互依存関係が存在することが示された。このことから、我が国においても租税競争の可能性があることが示唆された。第三の知見は、政策協調の失敗の可能性である。本研究では地域間の協調的環境政策に関して、環境税と環境規制の比較分析を行った。その結果、各地域の最適環境政策は地域間の経済的取引の特徴に依存すること、そして各地域がことなる環境政策を選択する可能性が高いことが示された。このことから協調的政策を推進するためには地域間の利害を調整するための移転政策が必要であることが示唆された。本研究の目的は、わが国の地方財政における政府間の相互連関関係を、地方政府の戦略的行動と協調的行動を理論的に分析し、それらの実証的検証を行うことにある。これまで部分的ではあるが、地方政府間の戦略的行動が観察されている。そこで本研究では、分権に伴う戦略的行動の内容を整理し、このような財政競争によって生じる諸問題を解消するため協調政策のあり方を提示する。そして本研究の特徴は、地域規模の差異によって戦略的行動が地域間で異なることを理論的・実証的に検証し、このような非対称地域のもとでの協調政策ルールを提示することにある。当該研究における具体的な成果は以下のとおりである。1.人口規模が異なる地域での協調ルールとして、小規模地域間の協調を優先し、その後に大規模地域の協調政策を実施することはパレートの意味で効率的であることが明らかになった。2.日本における地方自治体間の財政競争について検証した。その結果、地方歳出において財政競争の可能性が検証された。さらにその競争の強さは自治体規模に依存することも示された。3.環境問題や便益が地方間でスピル・オーバーするような公共財を地方政府が供給、規制する場合の問題点について理論的研究を行い、地域単独の政策の限界と協調ルールを提示した。
土壌生物群の分布のゆらぎが畑作物の生長に及ぼす影響

本年度は、4つの研究から作物、土壌環境と生物の関係を把握した。研究は大きく2つに分けられ、1つは土壌生物に影響を及ぼすと考えられる農法、例えばリビングマルチや薬剤散布が土壌生物に与える影響を把握する研究で、もう1つは室内実験において動物の機能を把握する研究である。1っ目の実験では、耕起法、ハクサイの収量とミミズの糞生産量の関係を圃場試験において把握した。この結果、減耕起はミミズの活動を抑制するものの、慣行農法よりもミミズの活動を維持しハクサイの収量も慣行区と同等であった。この結果から減耕起を行うことで、ミミズの活動を利活用することが可能になると考えた。2つ目の研究では、除草剤がミミズに与える影響を不耕起圃場において調査した。除草は春、秋の年2回行った。この結果除草を行うことでミミズの糞の生産量が減少することが明らかとなった。またこの研究からミミズの糞の生産量は、土壌温度と水分によって変化することが明らかとなった。この研究から除草がミミズに与える影響とミミズの活動を抑制する環境要因が明らかとなった。3つ目の研究では、リビングマルチが土壌動物に与える影響を調査した。この研究からリビングマルチを行うことにより、線虫、ヒメミミズと小型節足動物が増加することが認められた。小型節足動物は土壌微生物と相互作用を通して物質循環を促進することが明らかにされていることから、リビングマルチを行うことにより物質循環が促進されると考えられた。4つ目の研究では、ミミズが土壌の理化学性に与える影響を把握す研究を、マイクロコズムを用いて行った。この結果ミミズは、土壌における養分溶脱を抑制することが示唆された。この研究からミミズは、土壌水質汚染(富栄養化)を抑制すると考えた。上記の研究の他に、ミミズの生活史を調べる研究を昨年から継続して行っている。本年度は、3つの研究から作物、土壌環境、生物の関係を把握した。研究は大きく2つに分けられ、1つは圃場調査において作物の生長、土壌環境、土壌生物相の関係を把握する研究で、もう1つは土壌生物に影響を及ぼすと考えられる農法、例えばリビングマルチや薬剤散布が土壌生物に与える影響を把握する研究である。1つ目の研究では、不耕起圃場において作物の生長とその周囲の土壌環境、生物相の調査を行うことで作物の生育と最も相関の高い要因を抽出する調査である。この調査は2003年春に行った。2003年の結果では、雑草と土壌水分のそれぞれと、作物の生育との間に負の相関関係が認められた。2003年の春は雨が少なかったために作物と雑草との間に養水分の競合が起こったと考えた。2つ目の研究では、除草剤が土壌生物に与える影響を不耕起圃場において調査した。除草は前年度秋と本年度春に行った。この結果秋に除草することにより、昆虫の幼虫の個体数が減少する結果が得られた。またミミズも同様に減少する傾向が認められた。昆虫の幼虫にはコメツキムシのように植物根を加害するものが含まれているため、除草剤を散布する時期を秋にすることにより、作物根の加害を低く抑える可能性が示唆された。3つ目の研究では、リビングマルチが小型節足動物に与える影響を調査した。この研究からリビングマルチを行うことにより、小型節足動物が増加することが認められた。上記の研究の他に、除草剤及び殺虫剤がミミズの活動に与える影響とミミズの個体数密度調査を本年度秋から行い継続中である。これらの研究では、薬剤散布直後ではミミズの活動に影響がみられず、またミミズの個体数は冬に低下することが明らかとなっている。

4つ目の研究では、ミミズが土壌の理化学性に与える影響を把握す研究を、マイクロコズムを用いて行った。この結果ミミズは、土壌における養分溶脱を抑制することが示唆された。この研究からミミズは、土壌水質汚染(富栄養化)を抑制すると考えた。上記の研究の他に、ミミズの生活史を調べる研究を昨年から継続して行っている。
生活行動習慣と糖化・酸化ストレスの相互作用が主体価値の形成と改編に与える影響

本研究は、「糖化・酸化ストレス」「生活行動習慣」「脳可塑性」の3つの軸から、思春期ステージにおける生活行動習慣と多様な糖化・酸化ストレス指標の動態変化に焦点を絞り、栄養学的調査を含め、「主体的価値形成と改編の駆動因」を探求することを目的とした。特に、1思春期の「精神状態と糖化・酸化プロファイルとの関連」を理解すること、2思春期の「食・生活行動の多様性(生活行動習慣)と糖化・酸化プロファイルとの関連」を理解すること、3思春期の「主体的価値形成・改編の駆動因と糖化・酸化プロファイルとの関連」を理解し、相互の因果を探求することをめざした。初年度においては、東京ティーンコホートサンプルにおける「精神状態と糖化・酸化プロファイルとの因果」を探るため、皮膚において糖化ストレスを測定する非侵襲的機器(AGEsセンサ)を導入、活用した。第一に、一般成人集団を対象とした検討を実施した結果、皮膚AGEsセンサ値は、多くの被験者で低値を示すものの高値を示す被験者が存在することが明らかとなった。第二に、研究協力を得た思春期被験者でのAGEsセンサ値についても測定を実施した結果、一般成人集団と比較して有意に低値を示すものの、高値を示す被験者も存在した。また、AGEsセンサ値とGHQ28, CAPEでの臨床指標との相関解析を検討した結果、不安や抑うつといった幾つかの精神状態とも相関を認め、AGEsセンサ値の症状マーカーとしての活用が示唆された。現在、被験者数を拡大して縦断的な糖化・酸化ストレス変動、及び、CBCLを用いた精神症状の評価やBDHQを使用した栄養学的調査等を継続しており、今後、思春期における精神状態、生活行動習慣との因果関係を明らかにする計画である。当該新学術領域計画班とも連携強化し、東京ティーンコホートサンプルを活用して、糖化ストレスマーカーの測定に着手した。また、思春期児童の食生活や睡眠といった生活行動習慣データの集積を開始した。これまでに、被験者350名以上の糖化ストレスレベルについて非侵襲的測定装置を用いて分析した結果、皮膚糖化ストレス値が一般成人集団と比較して低値を示す場合や高値を示す場合が存在すること、幾つかの精神状態とも相関することを明らかにした。本年度内の課題事項である1思春期の「精神状態と糖化・酸化プロファイルとの関連・因果」を理解することに加え、次年度以降、思春期の「食・生活行動の多様性(生活行動習慣)と糖化・酸化プロファイルとの関連・因果」を検証する縦断的な調査を実施する。また、思春期の「主体的価値形成・改編の駆動因と糖化・酸化プロファイルとの関連・因果」について計画班と連携を強化の上、検証を行う予定である。初年度において、思春期被験者の社会適応や精神的健康状態、食生活行動を包括的に把握するための質問票による調査の集積を実施しており糖化ストレスレベルと相関する所見も得られつつある。次年度以降においても、思春期における精神と健康の成長の支えや食行動・生活環境の質を検証するとともに、思春期の主体的価値尺度との関連を検証することで、主体価値の形成と改編の駆動因と成り得る因子についても探求する。また、当該領域の計画班で集積された種々のデータ指標とも相互に関連を分析する計画である。これまでに、被験者350名以上の糖化ストレスレベルについて非侵襲的測定装置を用いて分析した結果、皮膚糖化

ストレス値が一般成人集団と比較して低値を示す場合や高値を示す場合が存在すること、幾つかの精神状態とも相関することを明らかにした。本年度内の課題事項である1思春期の「精神状態と糖化・酸化プロファイルとの関連・因果」を理解することに加え、次年度以降、思春期の「食・生活行動の多様性(生活行動習慣)と糖化・酸化プロファイルとの関連・因果」を検証する縦断的な調査を実施する。また、思春期の「主体的価値形成・改編の駆動因と糖化・酸化プロファイルとの関連・因果」について計画班と連携を強化の上、検証を行う予定である。初年度において、思春期被験者の社会適応や精神的健康状態、食生活行動を包括的に把握するための質問票による調査の集積を実施しており糖化ストレスレベルと相関する所見も得られつつある。次年度以降においても、思春期における精神と健康の成長の支えや食行動・生活環境の質を検証するとともに、思春期の主体的価値尺度との関連を検証することで、主体価値の形成と改編の駆動因と成り得る因子についても探求する。また、当該領域の計画班で集積された種々のデータ指標とも相互に関連を分析する計画である。
ゼオライト系化合物のナノスペースを利用した半導体クラスターの合成と光応答機能

本研究は、ゼオライト系化合物のナノスペースを利用して半導体クラスターを合成し、包蔵されたクラスターが示す光応答機能を評価し、さらに機能発現機構を検討することを目的とした。具体的には、ゼオライト系化合物であるカンクリナイトの格子空間を利用した半導体クラスターの合成および生成物の評価、ならびにホストとして利用可能なゼオライト系化合物の合成条件の検討を行った。前者の研究では、水熱法で合成した硫化物カンクリナイトとチオ硫酸カンクリナイトのナノスペースにイオン交換法により鉛、マンガンを導入し、得られた試料の構造、光学特性、光触媒機能を評価した。その結果、以下の事柄を見いだした。(1)鉛含有カンクリナイトでは、陽イオンと陰イオンとが同一空間に存在し、両者間の電子遷移に基づく吸収ピークの裾野が可視光領域まで広がった。(2)マンガン含有カンクリナイトでは、吸収ピークが可視領域に出現した。(3)総ての試料は可視光照射下で、メタノール水溶液から僅かではあるが水素を発生させる能力、即ち可視光応答光触媒機能を有した。特に、マンガン含有チオ硫酸カンクリナイトが最も優れた光触媒機能を示した。後者の研究では、硫化物カンクリナイトより大きなナノスペースを有する硫化物ソーダライトを合成し、鉛含有硫化物ソーダライトの光触媒機能を鉛含有硫化物カンクリナイトのそれと比較検討した。その結果、鉛含有硫化物ソーダライトは鉛含有硫化物カンクリナイトより優れた光触媒機能を示すことが分かった。次に、さらに大きなナノスペースを有する遷移金属含有ガロリン酸塩モレキュラーシーブの合成条件を検討した。その結果、少量の酸化亜鉛を出発原料に加えることにより、高結晶性の生成物が得られることを見いだした。本研究は、ゼオライト系化合物のナノスペースを利用して半導体クラスターを合成し、包蔵されたクラスターが示す量子サイズ効果による光応答機能を評価し、さらに機能発現機構を検討することを目的としている。本年度は、ゼオライト系化合物であるカンクリナイトの格子空間を利用した硫化鉛半導体クラスターの合成および生成物の評価、ならびにより大きな格子空間を有するゼオライト系化合物の合成条件の検討を行った。前者の研究では、水熱法で合成した硫化物含有カンクリナイトの格子空間にイオン交換法により鉛イオンを導入し、得られた試料をX線回折法、紫外可視スペクトル法により評価した。その結果、鉛イオンと硫化物イオンとが同一空間内に存在すること、および両者間の電子遷移に基づく吸収ピークが330nm付近に新たに出現することを見いだし、量子サイズ効果により吸収端がバルク状のものより大きくブルーシフトした硫化鉛クラスターがカンクリナイトの格子空間で合成できたことが分かった。次に、硫化鉛クラスターの光応答機能をブラックライト照射下でのメチレンブルーの脱色実験により評価した。その結果、メチレンブルーを脱色し、実験後も紫外可視スペクトルに変化が無いことより、本研究で合成した硫化鉛クラスターは、安定な光触媒機能を有することが判明した。後者の研究では、カンクリナイトより大きな格子空間を有するガロリン酸塩モレキュラーシーブ(クローバライト)の合成に及ぼす遷移金属の影響を検討した。その結果、少量のマンガンおよび亜鉛を出発原料に加えることにより、高結晶性の生成物が得られることを見いだした。本年度は、昨年度に引き続き、ゼオライト系化合物であるカンクリナイトの格子空間を利用した半導体クラスターの合成および生成物の評価、ならびにホストとして利用可能なゼオライト系化合物の合成条件の検討を行った。前者の研究では、光触媒機能を示す鉛含有硫化物カンクリナイトの結晶構造をX線回折法により解析した。

その結果、硫黄の周りに鉛が存在しており、光触媒機能は両者の相互作用に基づいていることが示唆された。次に、硫化物カンクリナイトおよびチオ硫酸カンクリナイト中に鉛、マンガンを導入し、生成物の光触媒機能を評価した。その結果、総ての試料が可視光照射下で、メタノール水溶液から僅かではあるが水素を発生させる能力、即ち可視光応答光触媒機能を有することを見いだした。特に、マンガン含有チオ硫酸カンクリナイトが最も優れた光触媒機能を示すことが分かった。後者の研究では、硫化物カンクリナイトより大きな格子空間を有する硫化物ソーダライトの合成条件を明らかにし、鉛含有硫化物ソーダライトの光触媒機能を鉛含有硫化物カンクリナイトのそれと比較検討した。その結果、格子空間サイズに対応して吸収端が長波長側にシフト、即ちバンドギャップが狭くなるため、鉛含有硫化物ソーダライトは鉛含有硫化物カンクリナイトより優れた光触媒機能を示すことが分かった。この結果は、包蔵した半導体クラスターのバンドギャップを格子空間サイズにより制御できることを示唆する。
ハイブリッド型液晶性無機ナノ粒子を用いた新規な複合系ＥＲ流体の開発

本研究では新規な表面修飾金ナノ粒子および表面修飾シリカナノ粒子の合成に成功した.その際,導入した液晶基はSide-onタイプのものとSide-endタイプのものとを用いた.得られた化合物について,それぞれDSC測定ならびにPOM観察によりそれらの相転移挙動を明らかにした.また,これらと低分子液晶である5CBとの相溶性についても明らかにした.さらに表面修飾金ナノ粒子については,その5CB混合系におけるER効果の測定にも成功し,一定の知見を得た.特に,Side-onタイプのメソゲン基を用いた場合には,当初の研究目的であった分散系ER流体と均一系ER流体との複合化に,一定の成果を得たと考えられる.前年度末に一部修正したした研究計画に基づき,無機ナノ粒子として金ナノ粒子を用いた系について集中的に研究を行った.前年度に低分子液晶(4-シアノ-4'-ペンチルビフェニル,以下5CB)との相溶性およびそのER効果について検討した,Side-end型のシアノビフェニル誘導体(以下SH-10OCB)とデカンチオールとを導入した表面修飾金ナノ粒子(以下GNP-DT-10OCB)について,さらに検討を進めた.具体的には,GNP-DT-10OCBの大量合成を行い,これを種々の濃度で5CBと混合した系についてER効果の測定を行った.その結果,20wt%の添加率の場合において,5CBと比較して電場印加下で大きな降伏応力,粘度増加,およびシェアシニングを示し,電場印加によりGNP-DT-10OCBの高次構造形成が示唆された.また,前年度に未達成であったSide-on型の液晶基を導入した系についても検討を行った.具体的には,ビフェニルベンゾエートの一端にシアノ基を,他端にオクチルオキシ基を有するメソゲン基の側方にデカンチオールをエーテル結合により結合させた化合物(以下3rLC[CN])を合成し,これを金ナノ粒子に導入した表面修飾金ナノ粒子(以下GNP-3rLC[CN],およびこれをヘキサンチオールとともに金ナノ粒子に導入した表面修飾金ナノ粒子(以下GNP-C6-3rLC[CN])を合成した.それぞれについてTG測定を行った結果,GNP-3rLC[CN]およびGNP-C6-3rLC[CN]には,それぞれ45wt%および31wt%の割合で有機物が被覆していることが分かった.しかし,POM観察およびDSC測定を行った結果,これらの化合物は液晶性を示さないことが明らかになった.これは,被覆しているメソゲン基の液晶相の発現温度範囲が狭いことや,メソゲン基の被覆率が低いことが原因であると考えられる.本研究では新規な表面修飾金ナノ粒子および表面修飾シリカナノ粒子の合成に成功した.その際,導入した液晶基はSide-onタイプのものとSide-endタイプのものとを用いた.得られた化合物について,それぞれDSC測定ならびにPOM観察によりそれらの相転移挙動を明らかにした.また,これらと低分子液晶である5CBとの相溶性についても明らかにした.さらに表面修飾金ナノ粒子については,その5CB混合系におけるER効果の測定にも成功し,一定の知見を得た.特に,Side-onタイプのメソゲン基を用いた場合には,当初の研究目的であった分散系ER流体と均一系ER流体との複合化に,一定の成果を得たと考えられる.表面修飾無機ナノ粒子と低分子液晶との混合系におけるER効果について検討した.その際,無機ナノ粒子には金ナノ粒子を,導入する液晶基にはシアノビフェニル誘導体(以下SH-10OCBと略記する)を,低分子液晶には4-シアノ-4'-ペンチルビフェニル(以下5CBと略記する)を用いた.SH-10OCBおよびデカンチオールを導入した表面修飾金ナノ粒子(以下GNP-DT-10OCBと略記する)を合成し,5CBとの相溶性を検討した結果,デカンチオールのみを被覆した金ナノ粒子は5CBとの相溶性が悪く,SH-10OCBの導入率の増加により相溶性が向上した.さらに,GNP-DT-10OCB(50%)ならびにヘキサンチオールを導入したGNP-HT-10OCBでは,等方相およびネマチック相において,5CBと高い相溶性を示した.表面修飾金ナノ粒子と5CBとの混合試料において,等方相-ネマチック相転移の際の組織変化は5CBとは異なったが,透明点および相の変化は確認されなかった.表面修飾金ナノ粒子と5CBとの混合試料のER効果には,表面修飾金ナノ粒子の凝集が影響することが明らかとなった.具体的には,相溶性の悪い表面修飾金ナノ粒子との混合系は,電場印加下において5CBには認められ擬塑性流動を示した.一方,相溶性の高い表面修飾金ナノ粒子は,濃度の増加に従って基底粘度の増加した.また,GNP-HT-10OCBは5CBとの相溶性が高く,その流動曲線は擬塑性流動を示した.偏光顕微鏡観察の結果より,表面修飾金ナノ粒子の凝集による構造形成によってせん断応力の増加が生じたものと推察される.以上に示したように,表面修飾金ナノ粒子にメソゲン基を導入することでホスト液晶への相容性を高めることに成功し,さらに,無電場時においてニュートン流動,電場印加時において分散系ER流体に認められるような擬性流動の発現を確認した.研究期間全体を通した成果の概要を以下に示す.無機ナノ粒子に金ナノ粒子を用い,これにSide-end型液晶基であるシアノビフェニル誘導体をアルキル基とともに導入することに成功した.

これと5CBとの混合試料のER効果には,表面修飾金ナノ粒子の凝集状態が影響することを明らかした.特に,アルキル基としてデカンチオールを導入した表面修飾金ナノ粒子を5CBに20wt%添加すると,電場印加下で大きな降伏応力,粘度増加,およびシェアシニングを示し,電場印加により表面修飾金ナノ粒子が高次構造を形成していることが示唆された.また,Side-on型液晶基として,3環系のメソゲン基の一端にシアノ基を,他端にオクチルオキシ基を有し,その側方にデカンチオールをエーテル結合させた化合物を単独で,およびヘキサンチオールとともに金ナノ粒子に導入することに成功した.最終年度において,Side-on型液晶基の末端極性基をフルオロ基としたもの,さらに4環系としたものについて,それぞれ金ナノ粒子に導入することに成功した.これらと5CBとの混合試料の電場下における流動特性は,いずれもSide-end型の場合と異なり,ニュートン流動を示すことが明らかとなった.すなわち,これらの系では分散型ER流体としての特性は確認できなかった.しかし,3環系で末端にシアノ基を有する場合に5CBときわめて高い相溶性を示したことから,さらに表面修飾金ナノ粒子の含有量を増加させることで,さらなるER効果の向上が期待される.最終年度には,無機ナノ粒子としてシリカナノ粒子にSide-on型液晶基を導入することにも成功した.得られた表面修飾シリカナノ粒子は金ナノ粒子の場合とは異なり,単独で液晶相が発現している可能性が示唆された.この系では収量の関係からER効果の測定は行えなかったが,表面修飾金ナノ粒子とは異なるER効果の発現が期待される.有機材料化学前年度の研究成果に基づき一部変更した計画に従って,表面修飾金ナノ粒子に関する検討を重点的に行った.具体的には,Side-endタイプの表面修飾基を導入した表面修飾金ナノ粒子についての検討に加え,Side-onタイプの表面修飾基の合成も行い,これを導入した表面修飾金ナノ粒子を合成した.しかし,【研究実績の概要】に述べた通り,得られたSide-onタイプの表面修飾金ナノ粒子は液晶性を示さなかった.そのため,Side-onタイプの表面修飾金ナノ粒子単独でのER効果の検討は行えなかった.この点が未達成となっているため,「やや遅れている」との自己評価とした.今回,金ナノ粒子に導入したシアノビフェニル誘導体(SH-10OCB)は,シアノビフェニル末端にメチレン鎖を導入し,これを金ナノ粒子と結合させたSide-endタイプの表面修飾基である.しかし,当初計画では平成24年度中にSide-onタイプの表面修飾基の合成も行い,これを導入した表面修飾金ナノ粒子のER効果に与える影響についても検討する予定であった.また,金ナノ粒子を用いた研究と並行してシリカナノ粒子を用いた検討も行う予定であったが,この点についても現時点では未達成となっている.これは研究の効率的な遂行のため,Side-endタイプの表面修飾基を導入した金ナノ粒子に焦点を絞り,当初予定では平成25年度および26年度に予定していた検討事項も先行して平成24年度に行うこととしたためである.本研究で設計したSide-onタイプの表面修飾基の合成は10ステップ以上の合成段階が必要である.すでに合成手法は確立したが,ER効果等の測定実験に必要な量の表面修飾金ナノ粒子の合成に必要な量を得るためには大量合成の必要があり,これに多大な時間を要することから,Side-onタイプの表面修飾基を用いた研究を優先的に行うこととした.
半導体柱状量子構造の新規作製法

本研究では最も基本的な構造としてInAs/GaAsヘテロ構造を取り上げ、GaAs基板上にGaAs/InAs/GaAs量子構造を作製することを試みた。GaAs(001)面では格子不整合のため三次元成長になるが、比較的早く緩和が進み二次元成長するといわれているGaAs(111)A面上でInAsを成長した。GaAs(111)A面上のInAsにおいては、電気的特性は報告されているが、光学的特性はまだ報告例がない。最初GaAs/InAs/GaAs(111)A量子井戸構造を作製し、低温(10K)でのフォトルミネッセンス(PL)測定により評価した。これまで、GaAs/InAs/GaAs量子井戸構造のInAs井戸層からのPL発光は観察例がなく、本研究により初めて観察された。InAs井戸層が1.5ML,3ML,6MLに対してそれぞれ1.45eV,1.41eV,1,36eVにPLピークが観察された。しかし、InAs層が厚くなるとInAsの結晶性の劣化のためPL強度は減少した。したがって、GaAs/InAs/GaAs量子構造の結晶性の高品質化を目的にGaAsバッファ層の上に(15nmGaAs/25nmAIGaAs)x10の超格子バッファ層を積層し、その上にGaAs/InAs/GaAs量子構造を成長させた。その結果、GaAs(001)およびGaAs(111)A基板ともにGaAs/InAs/GaAs量子構造の品質改善が見られた。本研究により半導体柱状量子構造の作製技術の基礎検討が行われ、半導体柱状量子構造の作製およびデバイス作製へ引き続き研究を進める。InAs井戸層が1.5ML,3ML,6MLに対してそれぞれ1.45eV,1.41eV,1.36eVにPLピークが観察された。したがって、GaAs(111)A基板上のGaAs/InAs/GaAs量子構造の結晶性の高品質化を目的にGaAsバッファ層の上に(10-nmGaAs/15-nmAl_<0.3>Ga_<0.7>As)_5の超格子バッファ層を積層し、その上にGaAs/InAs/GaAs量子構造を成長させた。その結果、超格子バッファ層を挿入した試料では、InAs SQWからのPLピーク強度は増加し、超格子バッファ層によって井戸層およびキャップ層の結晶性を向上できることが分かった。GaAs/InAs/GaAs(111)A SQW構造のInAs井戸層の膜厚を変えたとき、InAs SQWからの低温PLスペクトルはInAs井戸層の膜厚が1MLから6MLに増大するとともにPLピークエネルギーは1.479eVから1.326eVに減少し、ピークの半値幅は増大している。また、ピーク強度もInAs井戸層の膜厚とともに減少し、特に3ML以上で急激に減少している。