hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
京都ブランド構築のマーケティング-観光・商業・伝統産業・まちづくり

本研究は、「京都」を対象とした地域のマーケティングのあり方についての調査研究である。おもな研究成果として、京都市商業の活性化として地域商業ビジョンの展開および情報化による商業革新をすすめるKICS(京都情報カードシステム)についてのケース、伝統産業の活性化のための6つの課題の提示、和装産業の未来に向けた現状分析と課題の提示、そして京都市地下空間を利用したまちづくり事業の調査分析、などが挙げられる。平成18年度における活動実績は以下の通りである。(1)創造的都市、都市のマーケティング、伝統産業論について図書文献を収集し、検討をすすめた。(2)京都市の商業政策の展開、特に地域商業ガイドラインおよび商業ビジョン推進について調査分析をすすめ、都市計画的視点からの商業調整、まちづくりの視点からの商業振興という施策の展開に関して「日本都市計画学会関西支部平成18年度シンポジウム人口減少・市街地縮小時代のまちづくりを考える-改正都市計画法が目指すまちの姿とは-」(主催:財団法人日本都市計画学会関西支部企画事業委員会、平成18年9月12日、大阪市立大学文化交流センター)で報告した。(3)京都の商業者が情報システムを軸に共同する「KICS」のLLC(合同会社)法人化(平成18年6月)のプロセスを調査した。(4)地域に根ざす事業を展開している全国30生協の事業と社会活動の関係性について生協の役員を対象とするアンケート調査を実施した。(5)京都の伝統産業の現状と課題について、職人など業界関係者へのインタビュー調査を含む分析をすすめ、スケッチとして京都の伝統産業の活性化の方向性について『地域開発』506号に発表した。(6)京都のブランドづくりをめざす、楽洛まちぶら会主催の「三条あかり景色」(平成18年9月)で来客者へのアンケート調査を実施し、まちづくり事業の効果について分析し、同報告書の原稿をまとめた。2007年度は、2006年度の研究に引き続き、1都市商業論についての調査研究については、(1)京都市商業ビジョンにもとづく地域商業まちづくりの検討をすすめ、2004年から2006年までの中間まとめの報告書のとりまとめをすすめた。つぎに(2)商店街連携情報化推進事業の調査研究については、合同会社(LLC)「きょうと情報カードシステム(KICS)」の事業の展開するレールアンドショッピングの事業と法人化後の組織体制についての調査研究をすすめ、ケーススタディのテキストにとりまとめた。(3)日本の生協がすすめてきた事業、まちづくりについての調査検討については、現代生協の事業の現状と課題および改正生協法の意義についてとりまとめ、第3回現代生協論コロキウム(5月12日)、第4回現代生協論コロキウム(11月17日)で報告し、『生協総研レポートNo.57』(2008年3月)に収録された。また、組合員参加の形態等が生協事業の変化と対応して変化していることに注目した論文を『生活協同組合研究』に掲載した。2伝統産業についての調査研究については、織物卸商業組合と共同で和装卸に対するインタビュー調査をすすめた。その結果、和装卸が顧客(小売業)によって異なる事業戦略を展開していること、消化仕入れを中心とした問題のある取引様式が多いことなどが明らかとなり、今後の3つの方向性が見えてきた。また、京都印章業組合と共同で印章業の現状と課題について調査し、「京印章」という地域ブランド活用の意義と留意点を明らかにした。3創造的都市開発事業についての調査研究については、ブランド論のレビューを進め、『商品開発・管理入門』所収の論文にとりまとめ、特にパーソナリティを有するようになるというブランドの特性を示した。また、京都市三条通を中心とした京都ブランド構築実験についての調査研究を引き続きすすめた。2008年度は、2007年度の研究に引き続き、1都市商業論についての調査研究については、(1)京都市商業ビジョンにもとづいてすすめられた山科地域および嵐山嵯峨地域の地域商業ビジョンの取り組みについて調査をすすめた。(2)生協の事業と運動については、中国冷凍ギョーザ問題が発生したことにより、急遽この問題に焦点を当てた。本問題はいわゆる「事件」としてみる必要があるが、他方で生協の事業戦略の転換によって引き起こされた課題であるという見方も必要であること、当事者性があいまいになりがちな生協、事業連合、日本生協連合会という事業連帯の組織問題の再整理が重要であることなどについての、第6回現代生協論コロキウム(生協総合研究所主催、11月15日)で報告し、『生協総研レポートNo.60』(生協総合研究所、2009年3月)に収録された。2伝統産業についての調査研究については、京都織物卸商業組合の協力を得て調査研究をすすめ、その成果として、報告書「これからの呉服業界」(京都織物卸商業組合和装製品部報告)をまとめた。市場をエントリー層、ミドル層、プレミアム層と分けてそれぞれ市場を拡大できるように、それぞれのターゲットに合わせた商品開発、アプローチをこれまでの延長線上ではなく、革新的なものとして展開していくべきだという戦略的課題を提示した。また、京都表具協同組合と共同で表具事業の現状と課題について調査し、表具事業の戦略的課題を明確にした。

3創造的都市開発事業についての調査研究については、京都市御池地下街を「公共空間」から「市民空間」へというコンセプトでまちづくりに取り組み、その事業の調査分析を担当した。その成果は、報告書『楽洛まちぶら会2008』(2009年3月)にまとめられた。
スフィンゴモナス属細菌を用いる環境浄化システム構築基盤

スフィンゴモナス属細菌は、グラム陰性であるにも関わらず、外膜にリポ多糖(LPS)を持たず、代わりに動物細胞の細胞膜に特有のスフィンゴ糖脂質を含む特徴的な細菌である。そのため、細胞表層は通常の細菌よりも疎水的雰囲気が強く、ダイオキシンなど水不溶性の環境有害物質の強力な分解菌として注目されている。また、この細菌群の細胞表層は巨大な襞分子によって覆われており、環境条件や栄養条件に依存してその襞分子を再編成し、巨大な孔(体腔)を形成する。この体腔は、巨大分子の取り込み口として機能する。このような特徴的な構造と強力な人工物質代謝能を利用することにより、強力な環境浄化・再生能を持っ細菌の育種が考えられる。そこで、スフィンゴモナス属細菌のかかる性質を、構造と機能、並びに自然界での生存形態の観点から詳細に解析し、その環境浄化・再生への適用の可能性を調査・研究した。その結果、本菌群が現在検討されている様々な細菌群よりも並外れた能力を有し、更に機能の向上を図ることによって、実用的な環境浄化・再生細菌の育種が可能であるという見通しを得た。更に、研究班員を動員して、平成13年11月21日、京都において本菌群の構造と機能に関するシンポジウム(産官学合わせて60余名の参加)を開催し、環境有害物質(天然高分子、人工高分子、環境ホルモン、農薬など)の分解能、分解機構、並びに分解に関わる酵素とその遺伝子について詳細な討議を行った。自然環境下でのスフィンゴモナス属細菌の形態形成制御とエコーシステムに関しても討議した。また、スフィンゴモナス属細菌の全ゲノム構造を決定するビッグサイエンスも開始しており、今後、この研究成果を特定研究にまで発展させる基礎と重要性が認識された。これを機に、我が国のスフィンゴモナス属細菌研究者を網羅した環境微生物研究会を正式に発足した。
ミリサイズ補助機構との連携により手の運動機能を再建する機能的電気刺激法

本研究では,上肢障害者が日常的に使用できる日常動作アシストシステムの実現を目指し,手指機能再建を目標とした干渉電流による機能的電気刺激法を提案した。最終的な開発目標デバイスは,電気刺激による患者本人の筋による発生力と,小型軽量機構・小型電気モーターによる機械的な補助を複合的に利用することにより,位置精度ならびに発生力,重量などの点て実用レベルでの補助動作の実現を目指すものである。本研究の目的は,最終目標デバイス実現のために必須となる,筋の選択的電気刺激法に関する基礎的知見を得ることである。まず,電気刺激には定電流刺激が適していることを示し,これを用いて,長母指屈筋,長母指伸筋,短母指伸筋を排他的に刺激することを目指し,実験により干渉電流刺激の有効性を検討した。その結果,(1)310kHz程度の周波数を用いて周波数差数10数100HZの干渉電流を生じさせることで筋の刺激が行えること,(2)電極の大きさを変えることで干渉電流を生じさせる深度を変化させられることを示した。特に後者の結果は,対象筋を選択的に刺激するためには,電極の大きさを動的に変化させる必要のあることを示している。この結果に基づき,小電極をアレイ状に5×6個(計30個)配置した電極グローブを試作して,同時に電流を印加する電極数を変化させる実験を行ったところ,電極サイズを変更した場合と同等の結果が得られた。すなわち,アレイ電極を用いることで,動的に等価電極面積を変化させ,さまざまな深度にある筋を選択的に刺激できる可能性が示された。現時点では,再現性や汎用性など面での課題が多数残っているが,手指機能の中でも特に重要な把持機能において必要不可欠である母指の屈曲・伸展動作が得られたことで,本研究で目的とするパワーアシスト装置との複合的なアシストシステムの可能性が示されたといえる。
難治性肺腺がんの術後予後を決める遺伝要因の解明

早期肺がんと診断された患者の多くは外科的治療を受ける。しかしながら肉眼でかつ病理学的に完全に腫瘍を摘出しても、手術後に再発することは珍しくない。本研究では、晃行研究で殆ど解析されてこなかった宿主自身の遺伝要因、即ち遺伝子多型で規定される術後再発に関する遺伝要因(体質)に着目し、解析を行った。我々は、肉眼でかつ病理学的に完全切除された早期肺腺がん症例728例について、末梢血よりDNAを抽出し、100万個の遺伝子多型を対象とした全ゲノム関連解析を行った。その結果、10^<-6>10^<-7>レベルの関連を示す遺伝子多型が数十個見出され、術後再発のしやすさを決める遺伝子多型の存在が強く示唆されていた。本年度に行った研究実績1.検証研究用DNA試料の調整・診療情報の確認・遺伝子変異情報の取得検証研究に用いる症例の診療情報を確認した。1997年から2008年に国立がん研究センター中央病院において完全切除された早期肺腺がん症例417例を抽出した。またこれらの症例は、全ゲノム関連解析に用いた症例でないことを確認した。さらに417例について、血液もしくは正常肺組織よりDNAを抽出し、遺伝子多型解析用の胚細胞由来のDNAを確保した。一方で、肺がん組織から遺伝子変異情報を取得するために、1,145例の肺腺がん組織よりDNAを抽出し、HRM法によりEGFR変異並びにKRAS変異の有無を調べた。その結果、約半数の症例でEGFR変異を認め、さらに約1割にKRAS変異を認めた。今後は、がん細胞の個性(EGFR,KRAS体細胞変異)と個人の個性(遺伝子多型)とを複数組み合わせることで、高危険度群の同定を目指す予定である。2.術後再発のリスクに関わる責任遺伝子の同定全ゲノム関連解析で強い関連が認められた上位10個の遺伝子多型に関して、TaqMan assayにより検出研究に用いた728例の遺伝子型が正しく決定されている事を再確認した。今後は検証研究に用いる417例の遺伝子型を決定し、関連が再現されるかどうか確認する予定である。
肝静脈還流障害による肝再生病態の分子解析と治療アプローチに関する研究

肝切除シミュレーションシステムを用いて解剖学的解析を行い、門脈3次分枝の灌流領域は頭側尾側型・腹側背側型・多分岐型に分類された。腹側背側型に関連する術式の検討は肝予備能に準じた合理的術式の検討に有用であり、また脈管解剖の詳細な検討による鬱血領域を回避する術式の検討は、安全で確実な手術の遂行に寄与した。静脈還流障害を受けた肝組織は、還流障害を受けない組織と比較し肝再生能が乏しい傾向にあり、病態のさらなる解析を要すると考えられた。肝静脈還流障害による鬱血性肝障害は、肝切除や生体肝移植後のhepatic veno-occlusive diseaseにおける再生遅延、肝不全の原因となるため、その病態解明と治療への臨床応用を行うべく、研究を開始した。平成22年度は、臨床的研究として、本学および日立メディコにて開発された3次元肝切除シミュレーションシステムを用い、臨床例の15例(肝悪性腫瘍12例、肝移植ドナー3例)において、術前施行の造影CTデータより肝静脈還流領域をもととした肝切除シミュレーションを行った。予測肝切除体積と実際の切除肝体積との差は平均62.2mlであり、従来行っていた門脈還流領域をもととした肝切除シミュレーションよりも有用であるとの結果であった。肝移植ドナー3例において肝移植による肝静脈血行再建後の鬱血体積予測を行った。2例は鬱血領域が少量と予測されたが、肝右葉グラフトの1例では、予測グラフト体積が648mlとなり、右肝静脈のみの血行再建では、下右肝静脈還流領域の234ml(グラフト体積の36.1%)が鬱血すると予測されたため、肝移植時に右肝静脈および下右肝静脈の血行再建を行った。術後に行った造影CTで、下右肝静脈が開存し、鬱血なきことを確認した。鬱血性肝障害の予測には肝静脈還流領域をもととした肝切除シミュレーションは有用であると考えられた。今後はさらに症例を蓄積し、肝静脈還流障害の予測体積の測定をおこない、鬱血葉・非鯵血葉体積測定を術後に行い、ヒト肝切除における肝萎縮・肝再生動態につき検索するべく、臨床データの採取をおこなう予定である。また基礎的研究としての鬱血肝動物モデルの作製を行い、形態学的検討を行う予定である。肝静脈還流障害による鬱血性肝障害は、複雑肝切除、生体肝移植、骨髄移植後のhepatic veno-occlusive diseaseにおける再生遅延、肝不全の原因となり、その病態解明と治療法の開発が急務である。一方、外科臨床における安全確実な肝切除術の遂行のために、門脈灌流領域と静脈還流領域を考慮した術式の検討は重要であるが、複雑な肝の脈管構造と立体構築、個体間の形態差によりその評価に時に難渋する。本施設で導入されている肝切除シミュレーションシステムを用い、解剖学的解析を行った。【対象および方法】肝癌切除症例250例に対し、日立OVAを用いてMD-CTより3D統合画像を作成し、門脈3次分枝の灌流領域および肝静脈ドレナージ領域を解析した。【結果】(1)門脈分岐形態:門脈3次分枝は頭側尾側型:CC型(CouinaudによるS5・S8の亜区域分類) 90例(36%)、腹側背側型:VD型(Hjortsjoら)75例(30%)、箒型(門脈3次分枝が同時に3本以上分岐)85例(34%)であった。(2)静脈形態:V8が中肝静脈のみに流入は9.3%、右肝静脈に流入するのは16.9%、中・右肝静脈いずれにも流入するのは69.4%であった。またV5が中肝静脈のみに流入は36.9%、右肝静脈のみに流入するのは23.0%、中・右肝静脈いずれにも流入するのは68.5%であった。肝細胞癌手術では、門脈灌流領域に準じた系統的治癒切除が有用であるが、個々の解剖学的変異によりうっ血領域を生じた形で肝切除が行われる場合が生じ術後合併症のリスクが上昇する一因となる。250例の解析では個々の解剖形態に準じた、静脈の合流形態に加え門脈の灌流領域をも考慮した"オーダーメイド肝切除"を行うことがより安全確実な肝切除を行うことに有用であることが示唆され、静脈還流領域肝体積の評価と合わせ更なる見当が必要と考えられた。肝静脈還流障害による鬱血性肝障害は、大量(複雑)肝切除および生体肝移植術後肝再生遅延、肝不全の原因となる。門脈灌流領域と静脈還流領域の術前評価が極めて重要であるが、複雑な肝の脈管構造と立体構築、個体間の形態差によりその評価は時に難渋する。肝切除シミュレーションシステムを用い、解剖学的解析を行った。【対象】肝癌切除症例350例。【方法】

日立OVAを用いて門脈3次分枝の灌流領域および肝静脈ドレナージ領域を解析した。1.門脈分岐形態:門脈3次分枝は頭側尾側(CC)型36%、腹側背側(VD)型30%、箒(Br)型(門脈3次分枝が同時に3本以上分岐)34%であった。2.静脈形態:CC型;頭側領域のドレナージ静脈は85.5%が右肝静脈と中肝静脈であり、これはV8vが中肝静脈にV8dが右肝静脈に流入していることを示唆する。VD型;腹側領域のドレナージ静脈は72.7%が中肝静脈、背側領域のドレナージ静脈は66.6%が右肝静脈であった。Br型;腹側背側尾側への3分岐型については腹側領域のドレナージ静脈は90.5%が中肝静脈、背側領域は71.4%が右肝静脈であった。またAnterior fissure vein(AFV)をCC型では19.5%、VD型・Br型では48.5%、46.2%と約半数に認めた。肝予備能に準じた切除術式の検討に静脈還流領域の評価を加味することが可能となり術式の検討に有用であった。3.前区域門脈背側領域枝が右肝静脈を超えて背側まで進展する症例はCC型:29.2%、Br型:38.5%であった。VD型では66.6%と半数以上の症例で門脈背側領域枝が右肝静脈を乗り越えており、系統的肝切除の際うっ血領域が生じる可能性が高く切離ラインの慎重な設定が重要であることが判明した。個々の解剖学的特徴を反映した“オーダーメイド肝切除"を行うために、静脈還流領域肝体積の評価の有用性が確認された。研究代表者が家庭の事情により、研究の実施が困難な状況となり、計画に準じた研究の進捗が得られなかった。現在、研究分担者と共に研究計画の再構築を行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本施設の肝切除シミュレーションシステムは平成23年度まで先進医療を認可され(平成24年4月以降保険適応)、臨床応用症例数は全国的に有数の規模であるが、平成23年度肝切除症例104例中に肝静脈再建例は認めず、術前の肝静脈切除に伴ううっ血領域の評価及び術式検討には有用であったものの、頻度が低く症例数のさらなる蓄積が必要な状況であった。そこで門脈の分岐形態と灌流領域、その領域のドレナージ静脈の同定および還流領域体積の検討まで評価対象を拡大し、より臨床に即した肝静脈還流障害の検討を行うこととし開始した。また研究代表者の置かれた状況から継続的な実験の進行が一時的に不可能となった動物実験についても、早急に再開する予定である。
コミュニカティブ・ランゲージ・ティーチングの日本への文脈化の研究

本研究は自律的な学習の継続を支援するツールとしての言語学習ポートフォリオの開発とその指導方法の開発に取り組んだ。本ポートフォリオの一番の目的は,学習者の英語学習への意識を変え,その結果,意欲を向上させることにある。具体的には,自分の英語学習へのニーズとそれに沿った具体的な言語学習という観点から,自分の学習目標を確認し,取り組んだ成果を自己評価するという一連の流れによって,自分に適した英語学習サイクルの確立を目指している。本ポートフォリオを活用した高等学校での1年間の実践を通じて,英語学習に対学習意欲の向上と、教員の指導方法への意識の深まりが確認され、その有効性が実証された。平成25年度は当初の計画通り,学校教育における英語コミュニケーション能力の向上のための教育を促進するための方法の研究として,自律的学習者の養成を目的とした英語学習ポートフォリオの開発と教育現場における指導方法の研究を行った。具体的には,まず英語学習ポートフォリオにおいてCAN-DOリストを活用するメリットとその基本的な使用方法について検討を行い,学校現場にふさわしい在り方について考察し,全国英語教育学会の全国大会において,提案した。さらに、前年度の英語学習ポートフォリオ開発の方向性の決定を踏まえて,現職の高校教師と共同で、決定版の英語学習ポートフォリオを完成させ、併せて、英語学習ポートフォリオを活用した指導方法の研究を行い、その基本的なモデルを完成させた。これらの成果をふまえて、平成26年度から実際に学校現場で実践する準備を行った。平成25年度の総合的な取り組みとして、上記の研究成果についてまとめ,語学教育エキスポ2014において,日本の英語教育の現状の改善につながる英語の自律学習をサポートするツールとしての英語学習ポートフォリオの開発、および,その活用についての発表を行った。24年度は当初の計画通り,学校教育における英語コミュニケーション能力の向上のための教育を促進するための方法の研究として,自律的学習者の養成を目的とした言語ポートフォリオの開発と教育現場における指導方法の基礎研究を行った。具体的には,まず台湾の国際学会において,基礎研究の成果として,本研究の目的である自律学習の促進ツールとしての言語ポートフォリオに関する事例研究を発表した。また,CLTの促進させるための授業方法の開発として,中学校と高等学校での教科書をベースにした指導方法の研究を行い,その成果をまとめ,英語教育研究に関する雑誌上で発表を行った(『英語教育』大修館書店)。さらに,言語ポートフォリオの重要な項目であるCAN-DOリストについて,教科書を前提にした生徒に対するふり返りの指導や学習評価を念頭に置きながら,CAN-DOの形での学習到達目標の立て方についてまとめ,英語教育研究に関する雑誌上で発表を行った(『英語教育』大修館書店)。さらに,本研究の中心的な目標である言語ポートフォリオの開発に関して,連携研究者と中学・高校の現職の英語の教師と中学・高校の英語学習ポートフォリオ開発に関する研究会を実施し,英語学習ポートフォリオ開発の方向性を決定した。さらに,この決定を踏まえて,言語ポートフォリオの重要な項目であるCAN-DOリストに関して,生徒に対するふり返りの指導を念頭に置きながら,CAN-DOの形での学習到達目標の立て方についてまとめ,語学教育エキスポ2013シンポジウム:題目「生徒が英語力を向上させる時の気づきに資するCAN-DOリストの開発,利用について」(2013年3月10日)において,日本の英語教育の現状の改善につながる英語の自律学習をサポートするツールとしてのCAN-DOリストの開発および,その活用について発表を行った。24年度の研究概要:24年度は学校教育における英語コミュニケーション能力の向上のための教育を促進するための方法の研究として,「英語で授業を行う」ことを課題に、中学校と高等学校での検定教科書をベースにした指導方法の研究を行い,その成果をまとめた。さらに,言語ポートフォリオの重要な項目であるCAN-DOリストについて,教科書を前提にした生徒に対するふり返りの指導や学習評価を念頭に置きながら,CAN-DOの形での学習到達目標の立て方についてまとめ,英語教育研究に関する雑誌上で発表を行った。25年度の概要:25年度は当初の計画通り,学校教育における英語コミュニケーション能力の向上のための教育を促進するための方法の研究として,前年度に引き続き自律的学習者の養成を目的とした言語ポートフォリオの開発と教育現場における指導方法の研究を行った。具体的には,まず全国英語教育学会において,英語学習にCAN-DOリストを活用するメリットとその基本的な使用方法について検討を行い,学校現場にふさわしい在り方について考察し,提案した。26年度の概要:言語学習ポートフォリオの名称をMy Learning Mate(以下、MLM)とし、高等学校の一学年を対象に、実践的な取り組みを行った。生徒の変化としては,クラスメートからの評価や自分でMLMに書き込んできた自己評価を参考に自らの課題を見つけて取り組む様子が伺えた。また,MLMにある達成目標は生徒にとっての目標であると同時に教員の指標となり,より良い授業を行うために担当者間で意見を交換しながら授業展開の方法を改善するために大きく役立ったことが確認された。また、英語学習に取り組む姿勢について、アンケート調査を年度の当初と終わりの2回実施した。

結果として、学習に対する姿勢と積極性において改善が見られた。さらに教師の授業力への意識も大きく深まったことが確認された。英語教育25年度は前年度の試用版の開発結果を基に,高等学校で使用する本格版の英語学習言語ポートフォリオの開発を行った。さらに,言語ポートフォリオを継続的に活用することを目指した大学の授業シラバスの開発・研究を行った。まず、研究計画に沿って、研究協力者の高等学校の現職の教員の意見を取り入れながら、高等学校版の英語学習言語ポートフォリオを完成させた。また、同時にこのポートフォリオを使用した授業における指導方法の開発も行った。この結果、26年度から実際に教育現場での実践的な取り組みを伴う研究が可能となった。さらに、26年度から実際に授業での使用に際して、学習者の英語学習への意識を調査するため、アンケート調査の準備を行った。また、高等学校版の言語ポートフォリオを基にした、大学の授業シラバスの開発・研究については、文献研究を進め、その事例研究を行った。また25年度は、本研究に関連する英語教育関係の学会及び研究会に参加し、英語学習言語ポートフォリオの開発方法についての発表を行った。参加者と研究についての情報交換を行い、積極的にその成果を発信した。24年度の研究計画の概要は以下の通りであった。言語使用重視の教授法の観点から,CLTの指導法と言語ポートフォリオの文献研究からはじまり,高等学校および大学で,CLTの学習と言語ポートフォリオへの教員の理解度と高大連携活用の意識調査を行う。高等学校の科目「コミュニケーション英語I」を基に試作版言語ポートフォリオ開発とそれを組み込んだ授業シラバスの研究を行う。このうち、CLTの指導法,および言語ポートフォリオについての基礎研究,および情報収集については、文献研究と事例研究を中心に概ね予定通り進んでいる。高校,大学の学校で行われている評価方法の研究も、CLTの観点から文献研究と事例研究を中心に概ね予定通り進んでいる。CLTの指導法と言語ポートフォリオに関する情報収集と意見交換も、連携研究者と研究協力者との会合を通じて、概ね予定通り進んでいる。その調査結果については、英語教育研究の雑誌(『英語教育』大修館書店)において、研究の成果のまとめを2回発表した。3月に行われた「語学教育エキスポ2013」において、言語ポートフォリオの中心的な項目となるCAN-DOリストについての発表を行った。学校現場で可能な言語ポートフォリオの研究においては、高校の言語ポートフォリオの試作版を作成予定であった。
一過性ストレスによる認知症の発症リスクと難溶性蛋白質の蓄積の相関性

本邦は,超高齢社会を迎えアルツハイマー病(AD)などの認知症の患者も増加の一途をたどっている。しかしながらADに至る原因の解明はいまだ進んでいない。申請者は細胞死に至らない軽度の脳虚血刺激においても脳内にリポフスチン様自家蛍光物質が増加することを認め,「ストレスなどにより引き起こされる脳循環障害がADなどの起因のひとつではないか」と仮説を立てた。この仮説を明らかにするために短時間脳虚血ストレスもしくは緊張性ストレスをマウスに負荷し1認知学習機能に影響するか?2脳内の難溶性蓄積物質が増加するか?3認知学習機能と難溶性脳内蓄積物質の関連は?の3点を明らかにするために計画された。これまで,報告者はPin1 KOマウスを用いて空間認知機能を調べ,Pin1 KOマウスの認知機能障害を明らかにした.さらにPin1遺伝子欠損(KO)マウスと野生型において脳の容積をMRIにより経時的に計測し,Pin1 KOマウスが野生型マウスに比べ脳の容積が有意に小さいことを明らかにした。しかし,この変化は加齢により違いを示さず,比較的若年齢からも認められた。さらに申請者の観察により明暗ボックスにPin1 KOマウスを入れた際の行動が野生型と異なることに気が付いた。そこで,ビデオモニターシステムを用いて明暗ボックスにおける行動や他者との社会性に関して検討した。その結果,Pin1 KOマウスの自発運動量は野生型と違いがないが,明暗ボックスにおいて落ち着きがなく1か所にとどまっていることが困難であることを認めた。さらに,侵入者を用いた社会性試験においても異常があることを認めた。このようにPin1 KOマウスは認知機能だけでなく,落ち着き(順化)や社会性においても異常があることを見出した。現在,加齢に伴う脳組織に異常がないか明らかにしている。報告者の研究によりPin1 KOは認知機能,社会性,落ち着きなど様々な行動に関わる神経性の異常を認めている。また,MRIの検討より脳の容積が小さいことを見出している。現在,その原因となる脳領域の解析を行っている。Pin1は家族性の認知機能障害において遺伝子変異が認められておらず,孤発性の認知機能障害の原因の解明とつながる可能性を見出した。研究開始当初は,Pin1 KOマウスはアルツハイマー型認知症(AD)様マウスであると位置づけ研究を開始したが,報告者らの解析からADの症状と異なる所見が得られている。さらにそのほかの行動試験による観察からPin1 KOマウスは落ち着きを欠き,社会性に異常がありヒト前頭側頭型認知症(FTD)に類似する病態である可能性を見出した。今後は,FTDに関わる因子や脳領域を調べPin1の脳における役割を詳細に明らかにすることによりFTDの発症との関連性を調べる。本邦は急激な高齢化社会を迎えアルツハイマー病(AD)などの認知症の患者も増加の一途をたどっている。申請者は細胞死に至らない軽度の脳虚血刺激においても脳内にリポフスチン様自家蛍光物質が増加することを認め、「ストレスなどにより引き起こされる脳循環障害がADなどの起因のひとつではないか」と仮説を立てた。当該年度は、加齢性の認知機能障害を生じると報告のあるPin1遺伝子欠損(KO)マウスの脳の容積をMRIにより経時的に計測し脳の萎縮などが生じるのかを調べた。その結果、Pin1 KOマウスは野生型マウスに比べ脳の容積が有意に2%程度小さいことが明らかとなった。この変化は加齢により違いを示さず、比較的、若年齢からも認められており発生学的異常に基づく変化である可能性を示した。さらに、脳の前額面の面積から、脳のどの領域に違いがあるか調べたところ海馬の認められるbregmaの-2.0mmから後頭部にかけては有意な違いを認めなかったが、-1.0mmから前頭葉にかけて小さいことが明らかとなり海馬領域の萎縮は少ない可能性が見出された。今後、脳虚血による脳血流の修飾が脳のサイズに与える影響を調べ、脳内の不溶性タンパク質の蓄積などを検討する。ストレスなどによる脳循環障害を調べる前段階として、加齢性の認知機能障害を生じると報告のあるPin1遺伝子欠損(KO)マウスを用いて、脳の容積を最大18カ月間、23か月ごとにPin1 KOマウスと同コロニーから得た野生型マウスの前額断面をT2およびT1強調画像により測定した。我々の予備試験において11カ月齢のPin1 KOマウスは新規物質認知機能や水迷路試験において認知機能の異常が認められていたが、MRIによる解析によりPin1 KOマウスは野生型マウスに比べ脳の容積が2%程の有意に小さいことを認めた。しかし脳の容積は比較的若年齢からも認められておりこれまで報告されていた加齢変化というよりも発生学的な異常である可能性を示した。

本邦は急激な高齢化社会を迎えアルツハイマー病(AD)などの認知症の患者も増加の一途をたどっている。しかしながらADに至る原因の解明はいまだ進んでいない。申請者は細胞死に至らない軽度の脳虚血刺激においても脳内にリポフスチン様自家蛍光物質が増加することを認め、「ストレスなどにより引き起こされる脳循環障害がADなどの起因のひとつではないか」と仮説を立てた。この仮説を明らかにするために短時間脳虚血ストレスもしくは緊張性ストレスをマウスに負荷し1認知学習機能に影響するか?2脳内の難溶性蓄積物質が増加するか?3認知学習機能と難溶性脳内蓄積物質の関連は?の3点を明らかにするために計画された。昨年度、報告者は加齢性の認知機能障害を生じると報告のあるPin1遺伝子欠損(KO)マウスの脳の容積をMRIにより経時的に計測し脳の萎縮などが生じるのかを調べた。その結果、Pin1 KOマウスは野生型マウスに比べ脳の容積が有意に2%程度小さいことを明らかにした。しかし、この変化は加齢により違いを示さず、比較的、若年齢からも認められた。近年、Pin1の活性がAD患者では健常人と変わらないがヒト前頭側頭型認知症(FTD)患者において低下していることが示唆されている。そこで、当該年度はPin1 KOがFTD様認知機能の異常であるか模索した。明暗ボックスにマウスを入れるとマウスは暗所を好み、繰り返しのトライアルにより暗所にとどまるようになる。野生型マウスとPin1 KOマウスを比較すると暗所に移行する時間は野生型と変わらないがKOマウスは暗所にとどまり続けることができず明所と多く往来することが明らかとなってきた。自発運動量は違いがないことからPin1 KOマウスは落ち着きがなく1か所にとどまっていることが困難であることが考えられた。次年度は、Pin1 KOマウスの社会性を調べていく予定である。当該年度はPin1 KOがFTD様認知機能の異常であるか模索した。本邦は,超高齢社会を迎えアルツハイマー病(AD)などの認知症の患者も増加の一途をたどっている。申請者は細胞死に至らない軽度の脳虚血刺激においても脳内にリポフスチン様自家蛍光物質が増加することを認め,「ストレスなどにより引き起こされる脳循環障害がADなどの起因のひとつではないか」と仮説を立てた。
イギリスにおけるSARDの教育科学省への移動をめぐる諸問題

SARDの移管をめぐる政策的特徴とは何か。第1に、「スポーツマッチ」(Sportsmatch)という考えを打ち出したことである。特に青少年、少数民族、身体障害者、都市及び農村の利便性の低い地域において、企業によるスポーツ支援を導入しようとした。第2に、スポーツカウンシルの再編合理化である。これは、イギリススポーツカウンシル(GB Sports Council)に代えて、イングランドスポーツカウンシルと「スポーツ委員会」(UK Sports Commision)を設置し、後者が国内的にも国外的にも唯一な正式機関とするものであった。第3に、地方行政機関に対して、民間部門(private sector)と共同でスポーツ施設の設置に当たらせ、さらに、地方行政機関が設置したスポーツ・レジャー施設の管理運営の効率性を高めるために競合性を導入するというものであった。そして、第4に、「サッカー観戦に関する許可機関」(Football licensing Authority)やスポーツ競技場の安全のための権限がDNHに移管されたことが挙げられる。このうち、(2)スポーツカウンシルの再編合理化と、(4)のスポーツ競技場の安全については、「国民文化財産の機能移管に関する枢密院令」におけるスポーツ行政に関わる規定との関連性を指摘できる。また、(3)スポーツ施設の管理・運営をめぐる競合性の導入、については1988年の「地方政府に関する法律」(Local Government Act 1988)の適用がなされている。結局は、スポーツ政策の表明・実施が法令に先行して形成されるということが、移管をめぐる中心的な問題として指摘できる。
弱視児のピント合わせ困難の原因と対策を探る研究

視力の低い子どもにとって、単眼鏡の使用は欠かせない。しかしながら、弱視児は単眼鏡のピント合わせが困難(ピントの精度が低い)であることが指摘されている。その原因については、これまでは、弱視児の機器に対する不慣れさばかりが着目されてきた。しかし、本研究では、視力の低さそれ自体がピント精度を落とす原因になっているのではないかと予測をたて、研究を進めた。仮説を検証するために、1)視力の違う被験者間でピントの精度を比べる実験、2)晴眼者を人工的に低視力にしてピント精度の変化を調べる実験を行った。両実験結果には、一貫して、視力が低いとピント精度が低くなる傾向がみられた。機器操作の習熟度が同じと考えられる同一被験者内でも、視力を人工的に低くするとピント精度は低下した。視力、つまり、観察者の視覚特性がピント精度を決定する要因であることが分かった。次に、どのような刺激に着目すると、よりピント合わせの精度が上がりやすいかを調べるために視覚刺激を成分(空間周波数)に分解して提示し、それぞれの条件でピント精度を計測した。その結果からは、被験者が見ることのできる刺激の中で最も高空間周波数成分を利用するとピントの精度が上がることが分かった。視力が低くても、同様に、見える中で最も高い空間周波数成分に限定した刺激を利用すれば、ピント精度はそうでないときより上昇することが発見できた。最後に、ここで得た知見を応用して、ピント合わせが比較的容易にできると思われる視標を試作した。今後、さらに修正を加えていくために、低視力者を被験者として、試作した視標を使ったときのピント合わせのしやすさ・しにくさを調べた。
航空機搭載用一酸化炭素測定器の開発

対流圏において、一酸化炭素(CO)はオゾン(O_3)および水酸ラジカル(OH)に対して強い影響を及ぼす気体である。対流圏では、オゾン及びその前駆気体の空間的・時間的変動が大きいため、その光化学過程・輸送過程を定量的に研究するためには、これらの気体を航空機観測によって高精度・高空間分解能で測定することが重要である。しかしながら、航空機上で高空間分解能の測定を行うためには、1秒程度の速い応答性を持った測定器が必要である。本研究では真空紫外光(VUV)の一酸化炭素の共鳴蛍光を利用した測定器の開発に着手した。一酸化炭素を150nm付近の波長の真空紫外光(VUV)で励起すれば、160-200nmの波長の蛍光が放出される。この蛍光強度は、一酸化炭素濃度に比例することから、蛍光強度の測定から一酸化炭素濃度が高時間分解能で測定できる。測定器の主要部分はCO共鳴線ランプ、真空紫外分光器、蛍光セル、及び光電子増倍管(PMT)から成る。CO共鳴線ランプは150nm付近のCO共鳴線(4^<th>positive band)を強く放射するような光源であり、その光のうち適切な波長域のみを分光器により選択して蛍光セル内に照射する仕組みになっている。PMT窓にはfused silica(160nm以上を透過)を用いており、セル内における励起光の弾性散乱の寄与は小さい。また、ランプ窓にはcrystalline quartz(147nm以上を透過)を用いており、136nmより短波長の光が引き起こす水蒸気(H_2O)の干渉を完全に除去することに成功している。背景光の主要な原因は、酸素分子による共鳴ラマン散乱である。この背景光と感度を精度良く決定するために、実際の航空機観測では10分毎に純空気とCO標準ガスをセル内に導入して較正を行う。測定器の主要部分はCO共鳴線ランプ,真空紫外分光器,蛍光セル,および光電子増倍管(PMT)から成る。CO共鳴線ランプは150nm付近のCO共鳴線(4th positive band)を強く放射するような光源であり,その光のうち適切な波長域のみを分光器により選択して蛍光セル内に照射する仕組みになっている。PMT窓にはfused silica(160nm以上を透過)を用いており,セル内における励起光の弾性散乱の寄与は小さい。また,ランプ窓にはcrystalline quartz(147nm以上を透過)を用いており,136nmより短波長の光が引き起こす水蒸気(H_2O)の干渉を完全に除去すること成功している。背景光の主要な要因は,酸素分子による共鳴ラマン散乱である。

この背景光と感度を精度良く決定するために,実際の航空機観測では10分毎に純空気とCO標準ガスをセル内に導入して較正を行う。対流圏において、一酸化炭素(CO)はオゾン(O3)および水酸ラジカル(OH)に対して強い影響を及ぼす気体である。オゾン及びその前駆気体の空間的・時間的変動が大きいため、その光化学過程・輸送過程を定量的に研究するためには、これらの気体を航空機観測によって高精度・高空間分解能で測定することが重要である。しかしながら、航空機上で高空間分解能の測定を行うためには、1秒程度の速い応答性を持った測定器が必要である。本研究では真空紫外光(VUV)の一酸化炭素の共鳴蛍光を利用した測定器の開発を行った。一酸化炭素を150nm付近の波長の真空紫外光(VUV)で励起し、その結果放出される波長160-200nmの蛍光強度の測定から一酸化炭素濃度を高時間分解能で測定する。測定器の主要部分はCO共鳴線ランプ,真空紫外分光器,蛍光セル,および光電子増倍管(PMT)から成る。CO共鳴線ランプは150nm付近のCO共鳴線を強く放射するような光源であり,その光のうち適切な波長域のみを分光器により選択して蛍光セル内に照射する仕組みになっている。PMT窓には160nm以上を透過するfused silicaを用いている。またランプ窓には147nm以上を透過するcrystalline quartzを用いて,136nmより短波長の光が引き起こす水蒸気の干渉を完全に除去した。背景光の主要な要因は,酸素分子による共鳴ラマン散乱である。製作した測定器の性能を室内実験で測定した結果、測定精度は1秒の積分時間で1.1ppbvであり、応答時間は2秒程度であった。この高い精度と時間分解能は実際の航空機観測においても同様であることがわかった。
オージェ・損失電子同時計数分光によるフェルミ準位上下電子状態のサイト敏感測定

サイトを選択して固体のフェルミ準位近傍上下の電子状態の知見を同時に得る目的で、オージェ・損失電子同時計数分光実験に用いる、調整の容易な同軸型同時計数分光装置を設計・製作した。設計の変更による計画の遅延があったが、基礎データを取得することができた。反射型の電子エネルギー損失分光装置の配置では、設置が容易ではあるが遷移確率が小さいため十分な強度が得られなかったが、設定が容易とはいえないが透過型の配置では有意なデータを取得できる可能性があることが分かった。電子・電子同時計数法は従来,電子励起状態間の遷移過程を探査する目的に専ら用いられてきた。本研究の意義は,この視点とは異なった発想に基づき,新たにオージェ電子・エネルギー損失電子同時計数法を開発し,固体表面付近の任意の原子サイト近傍のpartialな,フェルミ準位上下の電子状態の知見を同時に且つ選択的に得ることにある。開発を試みている実験方法を確立するためには,電子源を含めた3方向からの焦点を試料上の1点にサブミリ単位で絞り込むことが必須である。このための分析器として,2個の電子エネルギー分析器が同一焦点をもつ一体型の同軸対称鏡型電子エネルギー分析器が最適である。本年度はオージェ・エネルギー損失電子同時計数実験のための装置の設計と組立・調整を主に行った。交付された金額が申請額から大きく減額されたため大幅な設計の変更を行い,交付額の枠内で予定していたスペックを維持したまま光電子分析器を製作することに主力を置かざるを得なかった。具体的内容は以下の通りである。1設計の見直し,既存装置と部分的併用,業者との調整等に多大な労力と時間を要する結果となり,本研究の中心的な役割をなす装置の納品が当初の計画から3ヶ月遅れた。2限られた予算のため,真空槽と真空ポンプは現有設備で賄うが,真空槽は若干の変更・改造を要した。3同時計数回路、制御用コンピューターは現有設備で賄った。4全体の組立調整を行った。本研究の意義は,この視点とは異なった発想に基づき,新たにオージェ電子・エネルギー損失電子同時計数法を開発し,固体表面付近の任意の原子サイト近傍のpartialな,Fermi準位上下の電子状態の知見を同時に且つ選択的に得ることにある。開発を試みている実験方法を立るためには,電子源を含めた3方向からの焦点を試料上の1点にサブミリ単位で絞り込むことが必須である。このためた最適な分析器は現時点で,2個の電子エネルギー分析器が同一焦点をもつ一体型の同軸対称鏡型電子エネルギー分析器であり,この分析器の稼働が本研究の前提となる。前年度は申請時からの大幅な設計の変更に伴いオージェ・エネルギー損失電子同時計数分光装置の組立・調整に終始した。本年度はこれに続き2個の電子エネルギー分析器それぞれ単体の調整等を行い、単体での電子スペクトル測定を行える所までこぎ着けたが,同時計数測定には至っていない。1真空槽と真空ポンプ等の真空系は現有設備で賄ったが,若干の補修を行わざるをえず,これに補助金の一部を充当した。2現有の電子検出器MCPの性能が劣化したため,今年度予算の半額弱でMCPアセンブリーを購入し,検出感度を向上させた。3電子線源である電子銃の調整と,電子銃と分析器との配置の調整を行った。4同時計数回路、制御用コンピューターは従前通り現有設備で賄っている。従来の電子・電子同時計数法は遷移過程を探査する目的に専ら用いられてきた。本研究は、固体表面付近の任意の原子サイト近傍のpartialな、フェルミ準位上下の電子状態の知見を同時に且つ選択的に得るという、従来の視点とは異なった発想に基づいており、本年度はオージェ電子・エネルギー損失電子同時計数法を確立するため、焦点調整が容易な装置(同軸対称鏡型分析器)を試作・実用化することを主目的とした。本年度は前年度に引続き調整を進め、同時計数分光装置を完成させた。この装置はTe/Feのデータ取得に部分的に用いられ、この結果は研究成果として学会に発表された。内容は、Tb-Fe間の電気的・磁気的相互作用は界面から2.0nm程度の範囲にまでしか及ばないことを示唆するものである。ただ、一昨年度に申請時からの大幅な設計の見直しをせざるを得なかったため計画が遅延し、光電子・オージェ電子同時計数に用いる装置の試作には漕ぎ着けたもののオージェ電子・エネルギー損失電子同時計数法を確立するには至っていない。オージェ電子・エネルギー損失電子同時計数法を確立するためには、電子エネルギー損失過程の遷移確率が大きくなる位置に装置の再配置をしなければならない。この変更には費用と時間が必要であるが不可能ではない。

早急に変更を終了し、ここで提案したオージェ・エネルギー損失電子同時計数分光法がナノスケール領域でのフェルミ準位上下の電子状態の知見を同時に選択的に得るために有効であることを示したい。具体的な対象としては、(a)Tb/Fe間の磁気的相互作用のメカニズム、(b)Fe/Si(111)界面層における強磁性秩序珪素化層の有無と、磁性イオンの電子状態の深さ依存性との相関、等を予定している。
網膜血管新生・リモデリングをつかさどる基底膜動態のライブ解析

マウス新生仔(生後57日)の網膜において、発達中の血管基底膜の形態と蛋白質局在を免疫組織染色法により詳細に観察した。生後5日目(P5)では血管網が網膜中心から辺縁へと伸展していく様子が見られる。このとき血管基底膜は、中心部の太い血管から辺縁部の血管伸長先端まで連続的に観察された。(1)特に新生血管の先端部では、最先端に位置するtip cellまで基底膜蛋白質の局在が確認されたが、tip cellから伸展するfilopodia様突起では基底膜様のシグナルは認められなかった。(2)一般的な血管基底膜の構成蛋白質であるラミニンα4、α5の局在を比較したところ、中心部の血管基底膜ではラミニンα4とα5両方の染色が見られたのに対し、血管伸長先端部ではラミニンα4のみが見られた。このことから、盛んに伸長する血管の基底膜と、ある程度安定化した血管の基底膜では基底膜蛋白質の組成が異なることが示唆された。(3)血管伸長先端部の基底膜の形成・分解に関わる因子としてマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)に着目し探索を行ったところ、血管網の辺縁部にMMP-9、MMP-14が局在していることを見出した。いずれも血管壁に沿って局在しているだけでなく、まだ血管が進入していない網膜の辺縁部においても網目状に分布していることが見出された。以上より、伸長中の網膜血管網においては部位によって基底膜組成が異なること、血管周囲にMMPが局在することが示された。MMPには基底膜や細胞外マトリックス分子を分解し、血管新生を促進する活性が報告されている。今後、網膜の正常な血管発生および病的な血管新生モデルにおいて、これらの基底膜蛋白質およびMMPの発現・局在を比較検討し、血管新生における細胞外マトリックスの制御についての解析を進める。マウス新生仔の正常な網膜血管発生モデルを用いて、血管基底膜の構造および蛋白質局在を詳細に明らかにすることができた。また、基底膜分解に関わるMMPが新生血管周囲に分布していることを見出した。2018年度の当初の計画のうち、免疫染色による解析は十分に達成できたと考えられる。網膜の器官培養系も実験を開始し、培養条件の検討を行なっている。(1)基底膜蛋白質の組成の変化やMMPの発現が、血管新生やリモデリングにどのように関わっているかを検討する。具体的には、MMP阻害剤などを導入し、血管の進展や基底膜の組成・形態にどのような変化が見られるかを解析する。(2)未熟児網膜症モデルマウス実験系を開始し、網膜における病的な血管新生を誘導して血管基底膜およびMMPの局在を正常血管新生と比較検討する。(3)基底膜イメージングモデルマウスを用いて、正常および病的な血管新生における基底膜の動態を明らかにする。

(2)未熟児網膜症モデルマウス実験系を開始し、網膜における病的な血管新生を誘導して血管基底膜およびMMPの局在を正常血管新生と比較検討する。(3)基底膜イメージングモデルマウスを用いて、正常および病的な血管新生における基底膜の動態を明らかにする。顕微鏡ステージトップ培養装置の購入を予定していたが、所属機関の共通機器で利用可能となったため購入をとりやめた。パーソナルコンピューターの購入を予定していたが、製品発売状況等を勘案して購入を次年度に延期した。国際学会への参加を延期した。
ナノポア DNA センサーの実用化に向けてナノポア付近の DNA 泳動制御

ナノポア付近のDNAの泳動を観測することにより、ポア付近の物理的状況がわかった。また、導電膜の電位を制御することにより、DNAのポアへの侵入頻度、詰まる確率などを確認した。本研究の目的は、ナノポアを用いたDNAの一分子解析装置の実用化に向けたナノポアの改良とDNAの挙動解析による、ナノポア付近の物理的状況の解明である。平成22年度は、まずポアの改良を行った。ナノポアは、SiNのフリースタンディングの薄膜をつくり、その膜にナノボアを(Focused IonBeam)FIBなどであける。このナノボアを形成する膜に、(1)50100nmの金蒸着、(2)、(1)+SiO_2、100nm200nmを堆積させたナノポアをつくった。そして、SiN膜のみのナノポアと、(1)、(2)のそれぞれの、ポア付近におけるDNAの解析をおこなった。SiN膜のみのナノポアでは、ナノポアが表面を介してナノポアに侵入することが観測され、表面上の電場を定量的に見積もった。(1)では、予想通り表面上においてDNAは自由拡散をし、自由拡散に影響をあたえるほどの電場はポアの中心より3μm程度以内にしかみられなかった。そしてDNAは表面に対し、より垂直にポアに侵入した。また、金表面の電位を制御することにより、DNAの侵入頻度に変化がみられた。(2)においては、サンドイッチ状にはさんだ金の電位を"ゲート"として制御し、こちらのDNAの侵入頻度を制御することができた。さらに、(2)では、ナノポアによるDNA解析の最大の問題の一つである、DNAの詰まりを完全に取り除くことに成功した。これらの現象を解析することによりポア付近のイオンの濃度勾配、時間変化などを、既存のモデルと比較を現在行っている。DNAや生物機能に関わる分子とナノテクノロジーを用いて人工的につくられたナノポアやナノチャネルなどの微小空間内に局所化し、それらの分子の物理的特性を解析することを目的とする。現在、この手法では、イオン電流を情報源としているが、それだけでは得られる情報に限りがある。また、DNAはポアに詰まりやすく、一度詰まると、ポアは使い物にならなくなる。そこで、ポアに電極を作ることを目的として、その第1段階として、平成22年度より、ポア膜を導体にし、その導体の電位を制御することにより、DNAの電気泳動の変化を観測し、ポアのまわりに形成される電場の見積りを行っている。ポアの種類は、SiN+Au膜と、SiN+Au+SiO膜とで、それぞれ、精度よく、3Dの電場プロファイルをDNAの泳動から見積もれた。特に23年度は、測定の精度を上げることができ、結果として、DNAが表面付近を通ってポアに侵入するパラメーターと、ポア膜に対して、垂直に侵入するパラメーターを決定できた。また、ポアに銀粒子を付着し、ラマンの表面増強を観測する実験においては、ポアに詰まったDNAのラマン測定に成功し、銀粒子による増強も確認されたが、ポアの位置だけからのラマン増強はまだ得られてない。また、増強度もシングルDNAのスペクトルを得るほどではない。ポア内の銀粒子の密度が低いことが原因で、これは次年度の課題である。次にDNAがポアに詰まる確率を見積もった。驚くべきことに、ポアの両端に印加する電位差が大きいほうがポアに詰まりやすいことを発見した。これは直観に反し、詰まったDNAは、ポア内の電場だけでは、取り出せない。そこで、導体のポアを用い、その導体にパルス電位をかけ、その影響を調べたところ、DNAを完全に取り出せるパルス幅とその周期を発見した。次世代のシークエンスとして期待されているナノポア付近のDNAの泳動を観測し、その物理的状況を調べた。ポアは、SiN(200 nm)の径100 nm程度で、SiNポアへの通過のパラメータ(電位差、イオン濃度)やポアの表面修飾(有機分子、金蒸着)、ポアのFET化(SiN-Au-SiO2)による泳動の違いを調べ、ポア付近の電場、流れ、DNAの詰まりやすさについて評価した。SiNポア付近では静電場のみで、その電場を定量的に3Dで求め、等位面が球対称であることをを2012年11月にACS Nano 2012,6,10090-7に発表した。その論文においてDNAのつまりについて、ポアの径、膜間電位差による頻度の違い、ナノポア付近の動的流れの存在を示唆した。イオン溶液内表面電位の遮蔽イオンが電場により動くことに起因するオズモシス流がこの現象に深く関わっているので、その研究を年度後半の課題の中心に置いた。オズモシス流の発生とその影響を定量化するために、1ナノポア膜表面を金蒸着し、その膜電位を制御し、また2金蒸着後に更にSiOをスパッタし、ポア内の表面電位のみ制御し、DNAの泳動の変化を観測した。1では有機分子修飾と同様にDNAのナノポア通過の頻度が激減し、1、2共にDNAのポアへの動きは球対称性ではなく、表面付近からポアに向かう頻度が激減した。

また、これらの挙動にもオズモシス流の影響が観られた。そこで、最終年度はDNAのオズモシス流含むダイナミクスのシミュレーションを行い、実際の挙動との比較を行った。詰まったDNAをSiN-Au-SiO2ポアから取り除くパラメーターを決定した。膜間電圧ー0.3V、Auに矩形波Vpp = 0.8V、20HzのACで、ほぼ100%の詰まったDNAの除去ができた。最後に超音波での詰まったDNA除去を目的とし、超音波の局所的発生の装置を作製し、細胞への影響を観た。ラマン増強のためのテンプレート作りに関する研究に関してはやや遅れているが、DNAの泳動の解析から電場の見積もり、詰まったDNAの除去のための手法の発見など、おおむね順調に進展している。理由は、世界的に行われているナノ粒子によるラマン増強の研究自体が、state of artで、コンシスタントな結果が得られていないこともあり、ナノボアを用いた実験においても、増強度が1分子DNA程度でも観測できるところまで原理的に上がるのかもわかっていない。シミュレーションを行う必要がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。ラマン増強のためのテンプレート作りに関する研究に関しては、ボアの周りの電場のシミュレーションを行う必要がある。複数のナノ粒子間にてラマン増強が予測されているが、ボア内にナノ粒子が固定されている場合の増強度は不明である。上記で説明した導体のボアを用いて、ラマン増強度を調べる。導体を用いたボアについては、AuとSiNの間のバッファー層をCrからTiに変えて実験を行う。Crは電極に与える電位差に限界を与え、パラメーターを大きく振れない。そこで、今年度はTiにて実験を遂行する。