hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジアセチレン結晶における光誘起自己組織化とその制御

本年度は下記の研究を実施した。1.ジアセチレン結晶におけるポリマー成長反応の光制御4Kにおいてエキシマレーザ(媒質XeCL,hν=4.02eV)の照射により光重合反応の第一生成物であるジアセチレン二量体ジラジカル(DR)を導入した5,7-ドデカジイン1,12-ジオールビスフェニルカーバメート(DA-TCDU)結晶に、単独ではDRを生成しえない強度のエキシマレーザ(上記と同一)を照射し、これによって誘起される光吸収変化を測定した。この結果、DRの光吸収が退色し、代わりに、三量体ジラジカル(TR)及び、四量体ジラジカル(TeR)に起因する吸収帯の増加を確認した。励起に用いたレーザ光の光量子エネルギーは、DR,TR及びTeRの示す光吸収帯と一致せず、かつDA-TCDU結晶のバンドギャップエネルギーよりも低い。このことから、(1)反応中間体の直接励起による光反応、(2)試料温度上昇による中間体の熱的な反応、は考えられない。上記の結果を説明可能なモデルとして、エキシマレーザの二光子吸収により導入された励起子が、DR、TRあるいはTeRと衝突することによって、中間体が光化学的に成長していくとするモデルを提案した。2.ジアセチレン結晶の光伝導測定DA-TCDU結晶の光伝導度を、オプティカルチョッパーロックインアンプを用いたシステムにより、二端子法で測定した。室温での光伝導アクションスペクトルは、基礎吸収端以上の光の照射で立ち上がることが分かった。現在、そのスペクトルの温度依存性、印可電場依存性の詳細を調べ、昨年度測定した固有発光の励起スペクトルとの比較検討を行なっている。3.最低三重項状態のESR測定DA-TCDU結晶の光誘起自己組織化過程のキーポイントとなる最低三重項状態の構造を明らかにするために、4Kにおいて定常的光励起下での電子スピン共鳴測定を行なった。光励起による最低三重項発光は確認できたものの、これによる磁気共鳴信号を得ることはできなかった。この原因として、最低三重項状態の縦緩和時間が長いため容易にESR吸収線が飽和してしまう可能性、導入される自己束縛励起子の収量が低い可能性、が挙げられる。今後、励起条件、測定条件を検討し、再度測定を試みる予定ジアセチレン結晶の光誘起固相重合(自己組織化)を制御するためには、開始反応において重要な役割を担っている光キャリアーの性質を明らかにする必要があるが、このためには、光キャリア発生と相補的である再結合発光過程との比較が不可欠である。本年度は、ジアセチレン結晶の再結合発光の起源を明らかにすることを目的として、下記1.の研究を実施した。また、2.に記載のようにジアセチレン分子の合成法を確立した。1.ジアセチレン結晶の再結合発光の励起スペクトル測定1,12-ヘキサジインジオールビスフェニルカーバメート(TCDU)単結晶のレーザー光励起に発光スペクトル測定を低温でおこない、従来知られていた長寿命の発光成分に加えて、寿命の短い発光が吸収端付近に現れることを明らかにした。励起スペクトル測定の結果、これらの発光は共に、基礎吸収端以上のエネルギーを持つ紫外光の照射により誘起されることがわかった。さらに、TCDU結晶のUrbach裾の測定を行い、TCDU結晶の電子格子相互作用の強さが励起子の自己束縛に十分なほど強いことを明らかにした。これらの結果から、基礎励起により生じる二つの発光帯は、共に、自己束縛励起子の再結合発光であると結論した。2.ジアセチレンの合成励起子の緩和や重合性の特徴を司る物質因子を明らかにするためには、ジアセチレン分子の性質を特徴づける末端置換基の異なる複数の分子を用いた系統的な研究が不可欠である。これまで、試薬として入手できるジアセチレンを用いて試料作成を行ってきたが、試料の特性を選択する余地がないことから、上記の観点からの展開を図ることができないでいた。そこで、系統的に置換基を変えたジアセチレン分子を合成する方法として、酸化カップリングにより末端にOH基を持つジアセチレンを合成し、さらにそのOH基をイソシアネート、酸クロライド等により処理する方法を確立した。

2.ジアセチレン結晶の光伝導測定DA-TCDU結晶の光伝導度を、オプティカルチョッパーロックインアンプを用いたシステムにより、二端子法で測定した。室温での光伝導アクションスペクトルは、基礎吸収端以上の光の照射で立ち上がることが分かった。現在、そのスペクトルの温度依存性、印可電場依存性の詳細を調べ、昨年度測定した固有発光の励起スペクトルとの比較検討を行なっている。3.最低三重項状態のESR測定DA-TCDU結晶の光誘起自己組織化過程のキーポイントとなる最低三重項状態の構造を明らかにするために、4Kにおいて定常的光励起下での電子スピン共鳴測定を行なった。光励起による最低三重項発光は確認できたものの、これによる磁気共鳴信号を得ることはできなかった。この原因として、最低三重項状態の縦緩和時間が長いため容易にESR吸収線が飽和してしまう可能性、導入される自己束縛励起子の収量が低い可能性、が挙げられる。今後、励起条件、測定条件を検討し、再度測定を試みる予定
地球温暖化対策のための地表面温度の時空間解析の高度化

本研究は、空間的かつ時間的に粒度の異なる計測データを統合的に活用して、大都市圏での地球温暖化対策を実現することを目指し、地表面温度の高度な時空間解析技術の開発に取り組む。低分解能の地上気象観測による気象要素の時系列計測データに加えて、高分解能の人工衛星による地表面温度の時系列計測データを用い、統計解析手法を高度に融合させることによって、これまで捉えられなかった大都市圏における地表面温度分布の時空間変動の高精度な推定方法と、厳しい熱波状況などの極端な極値事象発生に関与する要因の高度な検出方法の開発を行う。将来的に本技術は大都市圏での地球温暖化対策立案に貢献することが期待される。当該年度は、クラスタリングとSpatial Best Linear Unbiased Estimator (Spatial-BLUE)を組み合わせた解析を行うことで、熱波状況の背後に潜む分布構造、具体的には期待値、分散、歪度、尖度が異なることを明らかにした。さらに、この結果を発展させて、上記解析のパラメータを、熱波の時空間過程とともに場所毎に推定する方法を新規開発した。ここでは局所空間過程の高速推定手法であるlocal approximate Gaussian process(laGP)とTukey g-and-h (TGH)modelを組み合わせた。それにより、衛星観測熱画像のような高解像度データから、各地の暑熱特性(期待値、分散、歪度、尖度)を現実的な時間スケールで推定することができた。この結果、真夏日の暑熱特性には尖度や歪度といった分布の裾の特徴量が顕著となることがわかった。本研究課題については、1高度解析手法の開発、2計測データの収集と観測実験、3地表面温度の高度な時空間解析技術の開発、4熱波状況のシミュレーションと解析実験の四つの検討を実施する計画であった。1については、物理モデルを想定しない場合について、クラスタリングとSpatial Best Linear Unbiased Estimator (Spatial-BLUE)を組み合わせた解析手法を開発した。物理モデルを想定する場合については未着手である。2については、MODISデータ(気象関連)を整備した。3については、上記1の手法、上記2のデータを用いて、熱波状況の背後に潜む分布構造、具体的には期待値、分散、歪度、尖度が異なることを明らかにした。4については、上記3の成果をもとに、各地の暑熱特性(期待値、分散、歪度、尖度)を現実的な時間スケールでシミュレーションした。以上、概ね順調に進展していると自己評価する。方法と応用の2チーム体制で実施する。方法チームは、前年度に引き続いてモデリングの研究を行って、共変量の組み込みなどによるモデルの洗練化をはかるとともに、キャリブレーションの研究を行う。具体的には、物理モデルを想定する/しない場合に分けてモデリング、キャリブレーションを行う。物理モデルを想定する場合、並列計算効率に優れた局所アンサンブル変換カルマンフィルタなどの高速なデータ同化手法を適用する。物理モデルを想定しない場合には、状態空間モデルの観測、状態方程式は、表現力の優れたノンパラメトリックなガウス過程を用いて表す。計算コストが非常に小さいST-BLUEのアルゴリズムを新たに組み込むことについて検討する。また、応用チームは、応用チームは前年度に引き続き計測データの取得・整備、地表面温度の観測実験を行う。さらに、方法と応用の両チームとの協働のもと、GCPの海外の主要関連研究者の協力を得て、各種センサーからの計測データを用い、上記高度解析手法を応用して、衛星熱画像を高精度に時空間補間し、地表面温度分布の時空間変動を高精度に推定する方法を開発する。その際、計測データの時空間解像度、種類、精度を反映させた地表面温度分布のモデルを設計する。また、厳しい熱波状況などの極端な極値事象発生に関与する要因を高度に検出する方法を開発する。具体的には、低分解能の地上気象観測による気象要素(気温、風速、湿度など)の時系列計測データに加えて、高分解能の人工衛星による地表面温度の時系列計測データを用い、確率微分方程式、及び状態空間モデルを基軸とする統計解析手法を高度に融合させることによって、これまで捉えられなかった大都市圏における地表面温度分布の時空間変動の高精度な推定方法と、厳しい熱波状況などの極端な極値事象発生に関与する要因の高度な検出方法の開発を行う。本研究は方法と応用の2チーム体制で実施する。方法チームは確率微分方程式、及び状態空間モデルを基軸とする高度解析手法を研究開発する。応用チームは人工衛星による熱画像、地上気象観測による気象要素の計測データの収集と地表面温度の観測実験を実施し、熱波状況のシミュレーションと解析実験を行う。また、都市関連プロジェクトとの国際連携を実施する。両チームが協働し、地表面温度の高度な時空間解析技術の開発を行い、大都市圏における地表面温度分布の時空間変動の高精度な推定と、厳しい熱波状況などの極端な極値事象発生に関与する要因の高度な検出を行う。

本研究に関連する都市計画、統計解析、信号処理の各分野の国際アドバイザリーボードを設置し、本研究成果に関するピアレビューを行う。方法チームは、昨年度の検討結果を元に、地表面温度の時空間変化を精度よく捉えるための時空間統計モデルを開発した。具体的には、地表面温度の長期的・安定的(数年数10年単位)な時空間パターンを捉えるためのガウス過程、及び地表面温度の短期的・非安定的(単年数年単位)な時空間パターンを捉えるためのGeneralized Hyperbolic(GH)過程を組み合わせた状態空間モデルを新規に開発した。さらに衛星観測熱画像や参加型気象観測情報(例えばweather news社のウェザーリポート)のような高分解能・高頻度の熱波関連データを活用した熱波モニタリングへの応用を見据え、上記モデリング手法を大規模データに適用できるように高速化した。具体的には、データ観測時点毎に以下を逐次的に行う方法を開発した:GH過程を推定するためのサンプリング;低ランク近似したガウス過程の推定。時点tの標本数がNtの場合、従来の時空間統計モデルの計算量はNt3のオーダーで指数的に増大していくが、上記手順の計算量はNtのオーダー(線形)であり、大規模データにも適用可能である。応用チームは、上記の方法チームが開発したモデリング手法を東京大都市圏の地表面温度の時空間マッピングに応用し、その有効性を検証した。本手法を用いることで、地表面温度分布が高精度にマッピングされることを確認した。それに加え、(i)地表面温度の長期的な時空間変化パターン(ガウス過程)と(ii)短期的な同パターン(GH過程)が直観と整合する形で分離されることを確認した。(i)からは、東京都心や熊谷市周辺の内陸部で定常的に地表面温度が高く、近年その傾向が顕著になってきていること、(ii)からは、局所的な地表面温度の上昇が多くの年で見られることなどを確認した。本研究は、空間的かつ時間的に粒度の異なる計測データを統合的に活用して、大都市圏での地球温暖化対策を実現することを目指し、地表面温度の高度な時空間解析技術の開発に取り組む。低分解能の地上気象観測による気象要素の時系列計測データに加えて、高分解能の人工衛星による地表面温度の時系列計測データを用い、統計解析手法を高度に融合させることによって、これまで捉えられなかった大都市圏における地表面温度分布の時空間変動の高精度な推定方法と、厳しい熱波状況などの極端な極値事象発生に関与する要因の高度な検出方法の開発を行う。将来的に本技術は大都市圏での地球温暖化対策立案に貢献することが期待される。当該年度は、クラスタリングとSpatial Best Linear Unbiased Estimator (Spatial-BLUE)を組み合わせた解析を行うことで、熱波状況の背後に潜む分布構造、具体的には期待値、分散、歪度、尖度が異なることを明らかにした。
炎症性腸疾患バイオフィルム微生物由来活性物質を介した粘膜保護作用の解析とその制御

ヒトおよびマウス腸管を用いた腸内細菌叢の解析から、腸管内とバイオフィルム内の細菌ポピュレーションが異なること、健常人と炎症性腸疾患患者におけるバイオフィルム内の細菌ポピュレーションが異なることが示唆された。宿主由来および腸内細菌由来活性物質の作用解析から、プロバイオティクス由来の腸管保護活性物質が、腸炎による腸管障害を改善することが明らかになった。また、この作用は上皮細胞膜トランスポーターによる細胞内への取り込みや上皮細胞接着分子との結合により仲介されることが明らかになった。以上の研究結果から、プロバイオティクス由来の活性物質を用いた新規腸炎治療開発の基盤的成果が得られた。(1)バイオフィルム内に生息する粘膜関連微生物の認識機構本年度は,laser capture micro dissectionを用いて,マウス腸管のバイオフィルム内から粘膜関連細菌のDNAを抽出した.これを16S rRNA based variable sequencetags法にて定量的に解析し,粘膜関連細菌のポピュレーションを調べた.これによって,バイオフィルム内の細菌叢解析の手技が確立した.また,ヒト腸管を用いた検討を行う前提として,本学の倫理委員会に申請を行った.次年度より,健常人および炎症性腸疾患における腸管バイオフィルム内細菌の解析を行う予定である(2)抗菌物質の産生・分泌機構における細胞膜トランスポーターの役割我々が確立したアッセィ系により単離した,健常人および炎症性腸疾患患者において,腸管上皮細胞におけるdefensin発現量とOCTNs, OCTs, OATs, MDRsなどの細胞膜トランスポーターの発現を測定した.その結果,炎症性腸疾患患者では,human defensin 5の発現が低下している傾向を認めたが,OCTNsやMDRsの発現については健常人と同等であった。今後さらに検討を継続するとともに,これらトランスポーターについて細胞膜における発現量を調べ,さらに機能解析も追加する予定である(3)腸管および微生物由来活性物質の抗炎症・腸管保護作用dextran sulfatesodium (DSS)投与によるマウス腸炎モデルを用いて,新規乳酸菌SB88由来活性物質の治療効果を検討した結果,この活性物質は腸管の組織学的炎症を改善し,マウスの生存率を向上させることが分かった.これによって,本菌由来の活性物質は炎症による腸管障害に対する新規治療薬となりうる可能性が示唆された.今後は,この作用メカニズムについて検討していく予定である(1)バイオフィルム内に生息する粘膜関連微生物の認識機構前年度に,laser capture micro dissectionを用いて,マウス腸管のバイオフィルム内から粘膜関連細菌のDNAを抽出した.これを16S rRNA based variable sequence tags法にて定量的に解析し,バイオフィルム内の細菌叢解析の手技が確立した.また,ヒト腸管を用いた検討を行う前提として,本学の倫理委員会に申請を行った.本年度は,健常人および炎症性腸疾患から計4サンプルを採取し、前年度に確立した解析技術を用いて、腸管バイオフィルム内細菌の解析を行った。また同様の技術を用いて、マウス腸炎モデルにおける粘膜関連細菌叢の解析を行った。(2)抗菌物質の産生・分泌機構における細胞膜トランスポーターの役割前年度は、我々が確立したアッセイ系により単離した健常人および炎症性腸疾患患者において,腸管上皮細胞におけるdefensin発現量とOCTNs,OCTs,OATs,MDRsなどの細胞膜トランスポーターの発現を測定し、炎症性腸疾患患者では,human defensin 5の発現が低下している傾向を認めたが,OCTNsやMDRsの発現については健常人と同等であったことを確認した.今年度は、細胞恒常性維持に必須の蛋白であるオートファジーの発現について、健常人および炎症性腸疾患患者からのサンプルを用いて検討し、炎症性腸疾患の病型における発現量の違いを認めた。(3)腸管および微生物由来活性物質の抗炎症・腸管保護作用新規乳酸菌SB88由来活性物質の成分解析を行い、この物質がポリリン酸であることを明らかにした。ポリリン酸はマウス腸炎モデルにおける腸管の組織学的炎症を改善し,マウスの生存率を向上させることが分かった.今後は,このポリリン酸の腸管保護作用メカニズムについて検討していく予定である.1バイオフィルム内に生息する粘膜関連微生物の認識機構:マウスの正常および炎症腸管のバイオフィルムを同定し、LCMを用いて粘膜関連細菌のDNAを抽出した。DNAを16S rRNA based variable sequence tags法にて解析し、細菌のポピュレーションを解析した結果、腸炎の重症度との関連性が明らかになった。

2抗菌物質の産生・分泌機構における細胞膜トランスポーターの役割:前年度までに、健常人および炎症性腸疾患患者から腸管上皮細胞におけるdefensin発現量とOCTNs,OCTs,OATs,MDRsなどの細胞膜トランスポーターの発現を測定し、炎症性腸疾患患者では,human defensin 5の発現が低下していること,OCTNsやMDRsの発現については健常人と同等であることを明らかにした.さらに今年度は、炎症性腸疾患患者の腸管粘膜を採取し、オートファジーの発現を検討した結果、クローン病患者の活動期にオートファジーの発現が著明に上昇していることが明らかになった。以上から、炎症性腸疾患の病態に抗菌物質やオートファジー機能亢進が関係していると考えられた。3腸管および微生物由来活性物質の抗炎症・腸管保護作用:前年度までに、新規乳酸菌SB88由来活性物質の成分解析を行い、この物質がポリリン酸であることを明らかにした。ポリリン酸はマウス急性腸炎モデルにおける腸管の組織学的炎症を改善し,マウスの生存率を向上させること、慢性腸炎モデルにおいては、腸管障害に加え線維化に対する改善効果があることを明らかにした。今年度は、乳酸菌由来ポリリン酸が腸管上皮細胞に発現するインテグリンに結合し、エンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれた後に、腸管保護作用を発揮することを示した。研究成果に記載したように、成果の一部は英文誌に公表し、一部は投稿中である。また、適宜学会発表も行った。1バイオフィルム内に生息する粘膜関連微生物の認識機構前年度までに,laser capture micro dissectionを用いて,マウス正常および腸炎モデルの腸管バイオフィルム内から粘膜関連細菌のDNAを抽出し、16S rRNA based variable sequence tags法にて検討した。その結果をもとに、今年度は炎症腸管で特異的に変化する細菌群を解析し、腸炎の発症や進展に粘膜関連細菌ポピュレーションの異常が関係していることを示した。2抗菌物質の産生・分泌機構における細胞膜トランスポーターの役割前年度までに、健常人および炎症性腸疾患患者から単離した腸管上皮細胞におけるdefensin発現量とOCTNs,OCTs,OATs,MDRsなどの細胞膜トランスポーターの発現を測定し、炎症性腸疾患患者では,human defensin 5の発現が低下していること,OCTNsやMDRsの発現については健常人と同等であることを明らかにした.今年度は、細胞恒常性維持に必須の蛋白であるオートファジーの発現について、健常人および炎症性腸疾患患者からのサンプルを用いて検討し、炎症性腸疾患の病型や活動性によってオートファジーの発現量に差があることを見出した。3腸管および微生物由来活性物質の抗炎症・腸管保護作用前年度までに、新規乳酸菌SB88由来活性物質の成分解析を行い、この物質がポリリン酸であることを明らかにした。ポリリン酸はマウス腸炎モデルにおける腸管の組織学的炎症を改善し,マウスの生存率を向上させることを明らかにした.今年度は,この乳酸菌由来ポリリン酸がマウス慢性腸炎モデルにおける腸管障害および線維化に対して改善効果があることを明らかにした。さらに、乳酸菌由来ポリリン酸の効果は、腸管上皮細胞に発現するインテグリンによって仲介されることを示した。
血管平滑筋細胞遊走につながるシグナル伝達経路の解明

動脈硬化や血管形成術後再狭窄に代表される増殖性血管病変は、血管平滑筋細胞の形質転換によるものと考えられている。血管中膜において専ら収縮に従事している平滑筋細胞が、さまざまな細胞外刺激により形質転換し、血管内腔側へと移動・増殖することにより病変を形成するものとされている。従来の研究により、この細胞外刺激に関しては多くの知見が得られてきているが、細胞内でどのような変化がおこっているのかについては未だ明らかでない点が多い。我々の研究室では、ミオシンリン酸化に依らない新しい平滑筋収縮様式の研究を行ってきた。平滑筋遊走も収縮と同様にアクトミオシン系により駆動されており、収縮との対比から、遊走にも新たな様式の存在が想定される。骨格筋ではトロポニン-トロポミオシン複合体が、収縮制御に中心的な役割を担っていることがわかっている。平滑筋細胞にもトロポミオシンは発現しているのだが、その意義は未だ明らかでない。そこで我々は、血管平滑筋細胞の遊走において、トロポミオシンを介した新たな制御様式を明らかにしようと考えるに至った。具体的方法としてはまず、平滑筋型トロポミオシンに相互作用する分子群を酵母Two-Hybridスクリーニング法により得、その中から遊走に関与する分子の選別を行った。選別は、Two-Hybrid法により得たcDNAインサートを哺乳動物発現ベクターに移し変え、培養血管平滑筋細胞内で発現させ、細胞の血小板由来増殖因子(PDGF))に対する遊走能をボイデンチャンバーにて調べることにより行った。その結果、血管平滑筋細胞においてトロポミオシンは、収縮、遊走ともに抑制していることが明らかになり、またトロポミオシンの相互作用蛋白群中から遊走能を制御していると考えられる蛋白を得ることができた。これらの結果は、血管平滑筋細胞における、トロポミオシンを介した新たな制御様式の存在を示す。動脈硬化や血管形成術後再狭窄に代表される増殖性血管病変は、血管平滑筋細胞の形質転換によるものとされている。中膜の「収縮型」平滑筋細胞が種々の細胞外刺激により「合成型」となって遊走能を獲得し、内膜方向へ移動するらしい。細胞遊走は、筋収縮同様、アクトミオシン系により駆動される。これまで、この駆動は収縮同様、ミオシンがリン酸化されることにより制御されると考えられてきたが、私の所属する研究室でミオシンのリン酸化を介さない制御の存在することがわかってきて、収縮との対比から遊走にも新たな制御様式が存在することが期待されるようになった。一方、骨格筋ではトロポミオシンがトロポニンと複合体をつくり、ミオシンのリン酸化を介さないでアクトミオシン系の制御を行っていることがわかっている。平滑筋ではトロポミオシンは存在するものの、その存在意義の理解は進んでいない。そこで本申請では、トロポミオシンの上流に位置する制御蛋白質を網羅的にクローニングしようと考えるに至りた。15年度は、その準備として、血管平滑筋細胞におけるトロポミオシンの役割の解析を行った。(1)遊走における役割血管平滑筋細胞のトロポミオシンをレトロウイルスベクターを用いたアンチセンス法によりノックアウトした。その後、細胞のPDGFに対する遊走能をBoyden's chamber法により定量した。その結果、トロポミオシンを欠失した平滑筋細胞は、遊走能が亢進することが明らかとなった。(2)収縮における役割培養細胞から作成したコラーゲンファイバーを用い、トロポミオシン欠失時の収縮力の変化を調査した。平滑筋型トロポミオシンをSiRNAによりノックアウトすると、収縮力は著明に亢進することがわかった。以上により、血管平滑筋細胞のトロポミオシンは、骨格筋のものと類似した役割、すなわちアクトミオシン系の抑制に働くと考えられる。なおこの結果は、第77回日本薬理学会年会(2004年3月)において発表を行っている。

選別は、Two-Hybrid法により得たcDNAインサートを哺乳動物発現ベクターに移し変え、培養血管平滑筋細胞内で発現させ、細胞の血小板由来増殖因子(PDGF))に対する遊走能をボイデンチャンバーにて調べることにより行った。その結果、血管平滑筋細胞においてトロポミオシンは、収縮、遊走ともに抑制していることが明らかになり、またトロポミオシンの相互作用蛋白群中から遊走能を制御していると考えられる蛋白を得ることができた。これらの結果は、血管平滑筋細胞における、トロポミオシンを介した新たな制御様式の存在を示す。
NF-κBを分子標的とした悪性グリオーマ治療の基礎的研究

NF-κB(Nuclear factor-kappa B)は、近年、癌細胞の増殖や癌細胞のapoptosis抵抗性(抗apoptosis)すなわち癌細胞にとって生存維持に重要な役割を果していることが知られている。NF-κBは、活性化に伴って細胞質から核内に移行し転写調節因子として働く機序が明らかとなっている。本研究では悪性グリオーマ細胞のNF-κBを分子標的とした治療の有効性を調べるために基礎的研究を行なった。すなわちグリオーマの悪性化とNF-κBの活性化との関係を調べ、さらにNF-κBを抑制することで放射線感受性などのグリオーマ細胞に生じる性質の変化を調べた。まずNF-κBの活性化がグリオーマの悪性化に関わっていることを調べるために、悪性度の異なるグリオーマ組織を用いて、活性化NF-κBに特異的に反応する抗体を用いて免疫染色を行なった。Mib-1染色を同時に行なった。その結果、悪性度に関わらず活性化NF-κBは、ほぼ全ての核に陽性となった。しかしMib-1 staining indexの高い例では、活性化NF-κBは強陽性になった。次に抗NF-κB作用のある薬剤であるpitavastatinを増殖に影響のない100μMで培養グリオーマ細胞(A172)に作用させてから30Gyまでの放射線照射を行なうと、薬剤前処置の無いコントロールに比べ放射線感受性が数倍増強された。15Gy照射したA172細胞の細胞溶解液の核分画について活性化NF-κB抗体を用いてimmunoblottingを行なうと、薬剤なしのコントロールでは、照射の1.5時間後に活性化NF-κBの急増加が観察され、8時間後には増加が見られなかった。一方、pitavastatinの前処置を行なってから照射したものでは、照射の1.5時間後の活性化NF-κBの急増加が抑制され100μMでは、完全に抑制されていた。このことは、放射線感受性増強作用がpitavastatinによる、NF-κB活性化の抑制機序によることが強く示唆された。われわれはNF-κBmRNAのantisenseを培養細胞に投与すると増殖が抑制されることを報告しているが、今回の研究結果と合わせてNF-κBがグリオーマ治療における分子標的となることが、十分期待できるものと思われた。NF-kB活性化が、神経グリオーマ細胞の悪性化あるいは腫瘍化と関連しているのかどうか調べるために、非腫瘍化細胞株の代表としてヒト胎児由来アストロサィトを、また腫瘍化細胞として株化悪性グリオーマ細胞(TM-1,U87,U251)を用い、いずれも単相培養した細胞について活性化NF-kB染色を行った。さらに正常脳組織、grade2、3、4のグリオーマ組織を用いてMib-1と活性化NF-kB染色を行った。その結果、ヒト胎児由来アストロサイトと株化悪性グリオーマ細胞はいずれも活性化NF-kBが陽性であった。また正常脳組織は、活性化NF-kBが陰性であったが、グリオーマ組織は、grade,Mib-lindexに関係なくすべて活性化NF-kBが陽性になった。

このことは、NF-kB活性化が増殖能を有する細胞に生じることを示唆すると思われた。次に、NF-kB活性化を特異的に阻害すると考えられている、pitavastatinの増殖に全く影響しない極低濃度での放射線感受性増強作用を検討した。その結果、株化悪性グリオーマ細胞においては、pitavastatin無しの対照群の細胞で放射線照射直後に活性化NF-kBの急増加がimmunoblotで見られたのに対し、pitavastatin処理細胞では、活性化NF-kBの急増加がなく、照射後にapoptosisにより細胞死が促進される現象が観察された。今後、放射線感受性増強作用に関わる分子機構について検討する予定である。また抗癌剤感受性への影響を調べたい。NF-kB活性化が、グリオーマ細胞の悪性化あるいはアストロサイトの腫瘍化と関連しているのかどうか調べるために、非腫瘍化細胞株としてヒト胎児由来アストロサイトを、また腫瘍化細胞として株化悪性グリオーマ細胞(TM-1,U87,U251)を用い、いずれも単相培養した細胞について活性化NF-kB染色を行った。また正常脳組織、grade2、3、4のグリオーマ組織を用いてMib-1と活性化NF-kB染色を行った。その結果、ヒト胎児由来アストロサイトと株化悪性グリオーマ細胞はいずれも活性化NF-kBが強陽性であった。また正常脳組織は、活性化NF-kBが陰性であったが、グリオーマ組織は、grade,Mib-1 indexに関係なくすべて活性化NF-kBが強陽性になった。このことは、NF-kBの活性化が増殖能を有する細胞に生じることを示唆していると考えられた。次に、NF-kB活性化を特異的に阻害するpitavastatinを低濃度で作用させたときの放射線感受性の変化を検討した。その結果、悪性グリオーマ細胞においては、pitavastatin無しの対照群の細胞で放射線照射直後に活性化NF-kBの急増加がimmunoblotで見られた。一方、増殖に影響しない低濃度のpitavastatin処理細胞では、活性化NF-kBの急増が見られず、照射後には高率にapoptosisにより細胞死が促進される現象が観察された。次に、ラット脳切片にEGFP(enhanced green fluorescein protein)発現グリオーマ細胞(U87-GFP)を移植する浸潤モデル実験でpitavastatinの影響を調べた。その結果増殖に影響しない低濃度のpitavastatinを含む培地中およびラット脳切片では、U87-GFPの運動が著しく抑制された。この結果はNF-kBの抑制が悪性グリオーマ細胞の浸潤能をも抑制することを示唆すると考えられた。以上より、悪性グリオーマにおいてNF-kBを分子標的とすることが増殖および浸潤の抑制につながる可能性が示された。
戦前における女子体育教師の確立過程と役割：『中等教育諸學校職員録』を手懸かりに

1903(明治36)年から1939(昭和14)年の『中等教育諸學校職員録』に掲載された全国の女子中等学校の男女体操科受持ち教員名,教員数,受持ち教科数,教員の職階,出身校を分析した.1903(明治36)年の高等女学校教授要目で「體操ハ成ルヘク女教員ヲシテ之ヲ教授セシムヘシ」と示され,次第に特化した女子体育教師が配置され、その主流は体操科1教科あるいは音楽と併せて2教科受持ちの私立女子体操学校出身となっていった.しかし、1939(昭和14)年になっても18.6%の高等女学校,40.4 %の実科高等女学校,42.3%の女学校・女子職業学校には体操科受持ち女子教員が配置されていなかった.1903(明治36)年から1939(昭和14)年の『中等教育諸學校職員録』に掲載された全国の女子中等学校の男女体操科受持ち教員名,教員数,受持ち教科数,教員の職階,出身校を分析した.1903(明治36)年の高等女学校教授要目で「體操ハ成ルヘク女教員ヲシテ之ヲ教授セシムヘシ」と示され,次第に特化した女子体育教師が配置され、その主流は体操科1教科あるいは音楽と併せて2教科受持ちの私立女子体操学校出身となっていった.しかし、1939(昭和14)年になっても18.6%の高等女学校,40.4 %の実科高等女学校,42.3%の女学校・女子職業学校には体操科受持ち女子教員が配置されていなかった.『諸學校職員録』,『中等教育諸學校職員録』を手懸かりに,明治後期における各種学校としての女学校体操科受持ち教員の実態を明らかにした.高等女学校令によらないため教科の制約はなかったが,体操科受持ち教員がいる学校は,年により過半数から三分の二程度あった.女子教育者が女子のために創設した私塾から発展した学校が多く,普通女学校だけでなく,職業などを冠して様々な女学校があった.高女,実科高女へと発展するためには,高女令による学科課程を整備しなければならなかった.体操科受持ち教員の三分の二が女子であった.私立東京女子体操音楽学校出身者が最も多く,1908(明治41)年には14人であった.次いで,外国人教師,日本体育会体操学校女子部,女子高等師範学校出身者で,外国人教師の割合は次第に減少して行った.体操科のみの受持ちが次第に増え,1908(明治41)年には三分の一を占めるようになった.新設間もない女学校では,体操科は女子教員一人の受持ちが多かった.複数教科以上の受持ち教員を含めて,体操科を1番に記載してある教員も増加し,1908(明治41)年には,体操科受持ち女子教員の44.4%となり,女子体操科教員に特化していった.体操科と併せて二科以上を受け持つ教員は,日本人は音楽(唱歌)との受持ちが多く,次いで習字,理科,裁縫などであった.外国人は全員英語と併せての受持ちで,3科の場合,音楽が加わった.高等女学校のように職名が厳密に,体操科1科の受持ち教員は嘱託や講師の割合が高いが、次第に減少していった.体操科受持ち教員中,女子教員の方が多く,新設校では女子教員一人が体操科を受け持っていることなどは,女子体操科教員が重要視されていたことを示す.これは,1903(明治36)年の高等女学校体操科教授要目で示された「體操ハ成ルヘク女教員ヲシテ之ヲ教授セシムヘシ」の影響を受けていたためと考えられる.1904(明治37)年の『諸學校職員録』,1906(明治39)年,1908(明治41)年の『中等教育諸學校職員録』を用いて,明治後期における高等女学校体操科受持ち教員の実態を明らかにし,1903(明治36)年3月の高等女学校教授要目で示された「體操ハ成ルヘク女教員ヲシテ之ヲ教授セシムヘシ」の実現状況を検討した.「體操ハ成ルヘク女教員ヲシテ之ヲ教授セシムヘシ」が示されたことにより,体操科を受け持つ女子教員が必要となった.しかし,他教科を専門としながら体操科も受け持っていた女高師卒業の女子教員は体操科を担当することを嫌っていた.一方,私立体操学校出身者は短期養成で女高師出身者と同様に高等女学校の教員になることができた.学校側は私立体操学校出身者を女高師出身者よりも低賃金で雇用できた。女高師出身者,私立体操学校出身者,学校側とそれぞれの思惑が合致していた.こうして,女高師卒業の女子教員から私立体操学校卒業の女子体操科教員の受持ちへと移行した場合が多かったことが明らかとなった.女高師出身者は教諭が大多数であった.特化した「女子体操科教員」は助教諭心得,嘱託など低い位置に置かれ,給料は教諭の三分の二から半分程度と低いものであった.私立体操学校の卒業生は「女子体操科教員」としてその数を増やしていくが,短期養成で大多数が無資格のため低い地位で安価な労働力であったことが明らかとなった.

国は女子体操科教員養成を怠ったため,短期養成の私学がそれを補ったことにより各年とも体操科受持ち教員の7割程度が女子教員であり、約8割の高等女学校では「體操ハ成ルヘク女教員ヲシテ之ヲ教授セシムヘシ」が実現していた.この結果,多くの女子体操科教員は「助教諭心得」や「嘱託」などの地位に置かれ,高等女学校女子教員と特化した高等女学校女子体操科教員の間に格差が生じることになった.『中等教育諸學校職員録』を手懸かりに,大正期高女・実科高女体操科受持ち教員の実態を明らかにした.一校平均体操科受持ち男子教員は1921(大正10)年高女0.9人,実科高女0.7人,1926(大正15)年高女1人,実科高女0.7人,女子教員は1921(大正10)年高女0.7人,実科高女0.4人,1926(大正15)年高女0.9人,実科高女0.4人で男子教員の方が多かった.明治期より大正期の方が体操科受持ち女子教員の割合,1校平均人数は少なく.実科高女はより少なかった.明治36年から大正10年の間の体操科受持ち女子教員数の増加率は生徒数,男女教員数,体操科受持ち男子教員数に比べて低かった.大正10年高女は43.7%,実科高女68.7%,大正15年高女は25.0%,実科高女は58.2%の学校に体操科受持ち女子教員がいなかった.明治36年の高等女学校体操科教授要目で示された「體操ハ成ルヘク女教員ヲシテ之ヲ教授セシムヘシ」を、明治末期には徐々に実現しかけていた.しかし,女学生数が急増した大正期には多くの学校で実現できていなかった.高女,実科高女ともに大正10年と15年の間に体操科1科のみの受持ち女子教員が著しく増加した.2教科受持ち教員の他教科は女子は音楽・唱歌がおよそ高女で半数以上,実科高女で3分の2以上を占め,男子は多様な教科であった.体操科受持ち女子教員のうち,判明した出身校は両年とも私学が多く,その割合は増加した.最多は,両年高女・実科高女とも,私立東京女子体操音楽学校であった.東京女高師出身が減少し,大正7年に1期卒の第六臨教家事科1部,9年に1期卒の第六臨教体操家事科に官立の養成の中心が移ったが,生徒数が少なかった.体操科受持ち女子教員は,明治期からの私立2校に大正末期に2校が加わり,主として4校の私立学校による養成になり,体操あるいは音楽との2科受持ち私学出身者が主流となった.大正末期に,「女子教師」から「女子体育教師」として特化していった.本年度は明治期の追加分析と大正期の分析を行った。明治期の追加分析では、私立東京女子体操音楽学校第1期(明治35年12月卒業)から第12期(明治41年3月25日卒業)までの卒業生が体操科教員として就職した全国の中等学校(師範学校,高等女学校,各種学校としての女学校等)学校名,各学校での受持ち教科,教員職名,教員継続状況等の実態を明らかにした.1904(明治37)年『諸學校職員録』には第3期までの卒業生のうち6人.1906(明治39)年には8期2部までの卒業生のうち50人,1908(明治41)年には第12期までの卒業生のうち57人が記載されている.この数は卒業生の約2割に相当する.そのなかで,明治期における7人の文検合格者は全員が中等学校体操科教員となっていた.各年とも,高等女学校への就職が8割程度と多く,なかでも公立が多い.公立高等女学校就職者のうち,女子師範学校でも兼職している者もあった.卒業生の赴任地は単年度では28府県,3年分の何れかの赴任地は34府県と1外地に及び,卒業生が全国に散らばって行ったことが明らかとなった.体操科1科のみの受持ちが最も多いが,次第に音楽と併せて2教科を受け持つことが増えている.音楽以外には習字,理科,国語,裁縫で,3,4,6教科の受持ちも見られた.6か月という短期養成で大多数が教員免許を所持しなかったため,助教諭心得等の低い位置に置かれた.
帰納的定理証明の自動化に向けた補題生成と推論戦略の改良

ソフトウェアシステムの性質を数学的な定理として論理的に証明することで極めて高い信頼性・安全性を確保する形式手法において、人手による証明が高コスト及び困難となることが実用上の障害となっている。このため計算機により自動的に定理を証明する、自動証明システムの適用範囲の拡大が重要な課題となっている。本研究では定理証明問題のうち特に自動化が困難であると知られている証明に帰納法を要する種類の定理(帰納的定理)を対象とし、その証明の自動化において重要となる補題の自動生成について新しい手法を提案した。本研究では定理証明問題のうち特に自動化が困難であると知られている証明に帰納法を要する種類の定理(帰納的定理)を対象とし、その証明の自動化において重要となる補題の自動生成について研究を行った。平成28年度は具体的には以下の研究を行った。(1)書き換え帰納法を用いた帰納的定理の補題自動生成手法の提案補題の自動生成における先行手法として、補題候補の集合について網羅的に証明を試みる手法が提案されていたが、先行手法では証明に用いる帰納法の枠組みとして単純な構造帰納法のみを用いており、より複雑な証明を要する補題を生成できない問題点があった。この問題に対し、より強力かつ柔軟な帰納法の枠組みである書き換え帰納法を用いる手法を提案した。実験により手法の有効性が確認されると共に、より複雑な定理の証明を成功させるには前段階での補題候補の集合生成手法の改善も必要となることが分かった。(2)正しい一般化による補題生成に向けた、関数の値域集合を求める手続きの検討当初は書き換え帰納法を用いた補題生成手法について、その補題を利用した主定理の証明を試みる一般の証明手続きへの組み込みに取り組むものとしていたが、組み込み前の予備実験により、当初予期していたよりも補題生成手法の能力が十分でなく主定理の証明のための補題が十分に得られない場合が多いことが分かったため、平成28年度は手法自体の更なる改善を試みた。このため当初の計画より進捗が遅れている。平成29年度は具体的には以下の研究を行った。(1)発散鑑定と一般化に基づく補題生成手法の提案証明において帰納法の適用が無限に繰り返され停止しない(発散する)際、補題の一部分を一般化することが多くの場合有効であるが、補題を非定理とする過度な一般化を避けることが課題であった。これに対し、既存の手続きにより求められる発散の形式に基づき、一般化の対象とする部分を制限することで有望な一般化を得るヒューリスティックを提案し、実験によってその有効性を確認した。(2)書き換え帰納法を用いた帰納的定理の補題自動生成手法の提案前年度に提案した、書き換え帰納法に基づく網羅的な補題自動生成(定理自動発見)の手法を用いてより難しい性質を対象とした実験を行い、その中で現状の手法が発見できていない重要な補題を分析しその解決策を検討した。特に、構文的に複雑であるがある種の一般性を持つ有用な補題が、現状の構文的に単純なものから順に探索する手法では発見が困難であることを示した。またこの問題に対し、導出可能性に基づいた相対的な有用性等を利用した補題候補生成段階での改善手法を検討した。平成29年度も引き続き書き換え帰納法を用いた補題自動生成手法の能力向上に向け、特に補題候補集合の生成手法の改善という観点から研究を進める。加えてそれらの手法を組み込んだ帰納的定理証明システムを実装し、その評価と改善に取り組む。ソフトウェア科学当初の予定より国際会議の参加に要する旅費が抑えられ、また実験に用いる計算機等の物品の購入も平成28年度は行う必要がなかったため、余りが生じた。必要に応じて、研究発表のための出張費用および実験に用いる計算機や記憶装置等の物品購入費用の補助に用いる。
小学校社会科において期待される言語活動を重視した授業の開発

【研究目的】社会的事象間の関連を説明するには,社会的事象への仮説立てと検証が不可欠である。折しも平成23年度から,新学習指導要領が完全実施された。その要諦は「言語活動」である。社会科における言語活動は,収集した情報を比較・関連づけ・総合しながら再構成すること。考えたことを伝えて互いに深め合うこととしている。しかし,仮説無きままの児童による言語活動では効果はありえない。そこで(1)地図統計等資料の比較によって仮説立てや検証を行えるよう支援する。(2)確かな仮説立てや検証のための話し合い・討論等の言語活動を行い,コミュニケーションの中で理解を確立する。以上二点を踏まえた授業開発が本研究の目的である。【研究方法】・比較により児童の積極的な仮説立てを促す資料の収集児童が資料比較活動によって仮説を自ら立てられるようにした。そのために児童が仮説を立てやすい資料を〓〓く収集した。映像資料や画像資料の取材にあたって,高解像度デジタルカメラやビデオカメラを活用した。また授業において児童が資料を比較する上で視覚効果を高めた。・児童が社会的事象を総合的に捉えることができる言語活動案の作成授業における言語活動には(1)資料比較による仮説立て(2)仮説の検証という二段階を含ませた。具体的にはKJ法を用いて児童同士が互いの考えを伝え合い深める活動やイメージマップを活用して互いの考えを練り上げていく活動をとり入れた。授業内容はデジタルビデオカメラで撮影し,検証した。授業後には児童へアンケートを行い結果を検証した。・言語活動の位置づけと効果的指導過程の策定小学校社会科教科書の解説書をもとにカリキュラムを分析し,言語活動の活用手順を盛り込んだ指導計画ならびに指導案を作成した。【研究成果】研究の結果,資料比較活動によって児童が仮説を立てやすくなることが分かった。調査によって,全99名の児童からの結果により,資料提示によって仮説を立てやすくなった(96.9%)という結果を得た。また児童のノート記述から資料から事実と予想がはっきり記述されていた。そこで予想の検証という次の段階へつながりやすくなり、イメージマップ活用による検証を目的とした言語活動が明確な意義を持って行われた。社会科での仮説立てと検証を盛り込んだ授業が、目的が明確な言語活動づくりにつながったと考える。
有機材料における高障壁のエネルギーアップコンバージョン

本研究は、先行研究で見出された、常温、常圧下で秒オーダーの長時間にわたって励起状態を持続できる、有機材料の系を利用して、光+熱→光への変換である熱エネルギーを利用したエネルギーアップコンバージョンを、様々なドナー、アクセプター分子間で試み、成功した。障壁を越えるエネルギー差として、最大0.4 eV程度である、赤色発光から緑色発光への変換を始めとし、黄色発光から青色発光への変換にも成功した。これらのエネルギー変換効率は温度の上昇に伴って増加し、結果、発光色が温度によって変化する、温度の可視化が可能となる素子への応用も期待できる。本研究ではこれまでの研究成果である、常温、常圧下で秒オーダーの長時間にわたって励起子を持続できる系を利用して、光+熱→光への変換である熱エネルギーを利用したエネルギーアップコンバージョンを有機材料のみを主体にめざしてきた。アップコンバージョンとして目標とする初年度のエネルギー障壁は0.4 eV程度とし、またアップコンバージョンの系は励起光を切った後も持続する燐光発光のアップコンバージョンとした。研究実績として、まず、極低温から常温にかけて燐光の発光色が短波長の発光色へと明確に変化する材料系の実現。具体的にはドナー分子からアクセプター分子への燐光のエネルギー移動において、赤色発光から緑色発光へのアップコンバージョンを実現した。この材料系では77Kの極低温時にはドナー分子からの赤色発光のみが観測されていたものが、低温200Kにかけてアクセプター分子の緑色発光が混ざって観測され、常温から高温400Kにかけて明確な緑色発光が観測されるようになった。エネルギーの移動速度はアップコンバージョンよりもダウンコンバージョンの方がはるかに大きかったが、ドナー分子に蓄積された励起子密度が従来の系に比べて1000倍以上と圧倒的に大きかったため、見掛け上、アクセプター分子からの短波長の燐光の方が数倍以上も大きい強度で観測されることとなった。また、この材料系で用いた励起エネルギーは数mW/cm2以下で十分であり、市販の励起用ランプ等の光源で十分観測できるレベルに励起することができた。さらに燐光の観測時には励起光源の光はなくなっているため、発光色の変化を明確に捕らえることができた。実験後半ではアップコンバージョンのバリエーションとして、黄色の燐光から青緑の燐光へのコンバージョン、また緑色の燐光から青色の燐光へと変化する系を、ドナー、アクセプター分子を組み合わせることで実現できた。常温、常圧下で秒オーダーの長時間にわたって励起子を持続できる低分子材料の系を利用して、光+熱→光への変換である熱エネルギーを利用したエネルギーアップコンバージョンを、様々なドナー、アクセプター分子間で試みた。障壁を越えるエネルギー差としては、最大0.4 eV程度である、赤色発光から緑色発光への変換を、ジベンゾクリセン系のドナー分から、Ir錯体系のアクセプター分子にて実現。また、黄色発光から青色発光への変換として、最大0.3 eV程度のエネルギー障壁を、クリセン系のドナー分から、Ir錯体系のアクセプター分子にて実現した。いずれの発光も量子収率1%未満と低いものの、ー20°C程度から、目視で識別できる程度の色の変化を観測し、0°C付近では明確な色の変化を確認できるレベルに至った。さらに逆エネルギー移動効率を向上させるために、ドナー色素分子の重水素化を行った。これにより、十数%のエネルギー移動効率の向上を確認できた。次に目標としていた、エネルギー障壁0.6 eV以上の赤色から青色へのエネルギー変換であるが、こちらはボルツマンの法則から通常の熱エネルギーを利用したエネルギーアップコンバージョンでは難しいと判断し、レーザーを用いた高いエネルギー強度の励起光照射により、高密度の三重項励起子を生成した後、三重項-三重項衝突を利用してエネルギー変換を行うことを試みた。しかしながら、この変換は励起光を切った直後の励起子密度が最も高い瞬間にてわずかに存在するレベルとなり、目視では他の発光色との混合のため、明確な青色発光を識別するに至らなかった。そこで研究後半では、そこまでの方針を変え、これまでに達成した逆エネルギー移動を実現する低分子材料の系をより汎用化した材料でも行えるように、低分子マトリックス材料の選定を再度試み、そこから励起子を高密度に蓄えるための、分子、置換基の選定を行った。光化学設定した初年度の実験計画は、低い励起強度の光源で発現するエネルギーアップコンバージョンおよび、その際の障壁は0.20.4 eVであった。また、温度変化に伴うエネルギーコンバージヨンの移動量の制御および、様々な発光色変化の組み合わせ実現させることとした。この計画に対し、比較的順調に研究計画を進められたのは、比較的早い段階でエネルギー障壁0.4 eVである赤色燐光発光から緑色燐光発光へのエネルギーアップコンバージョンを実現できた点にある。

これによりこの系での詳細な調査が可能となり、ドナー、アクセプター分子間の励起子密度および、エネルギー移動速度の測定が可能となった。そして、この測定結果を元にドナー、アクセプター分子の濃度および物質量比、また励起波長を変えることで異なる温度で発光色変化が実現するような系の作製に成功した。また、エネルギー障壁0.4 eVが実現できたことにより、異なる色変化のアップコンバージョンは、エネルギー障壁0.4 eV未満の範囲内でドナー、アクセプター分子の組み合わせを変えることで実現できた。今後の研究計画は結合型の分子や、励起子衝突を利用することで活性障壁0.6 eVのエネルギーアップコンバージョンをめざすことである。従来型の熱エネルギーを利用したアップコンバージョンでは、ボルツマンの法則からエネルギー移動速度がエネルギー障壁に対して指数関数的に減少してしまうため、温度を上げる方法には理論的に限界がある。一方で、本材料に特徴的である高い励起子密度の状態を利用して励起子どうしを衝突させて起こすアップコンバージョンを選択する方法であれば、光エネルギーを利用できるため、励起光強度しだいでは達成される見込みがある。よって実験計画ではまずレーザーによる強い励起光源を用いた系でおこる、材料内での励起子密度の調査を行いその際の励起子衝突速度を見ることで、活性障壁0.6 eVのエネルギーアップコンバージョンが可能かどうかを見極めていく。また、励起子密度を上げる方法として色素分子の重水素化も試みる。重水素化分子と非重水素化分子でのエネルギーアップコンバージョン速度定数を活性障壁0.2 eVの範囲で比較し、低い励起光強度の範囲内で生成される励起子密度の増加を調査する。この結果にもとづき高い励起光強度で生成される励起子密度の増加および、励起子衝突速度を算出しながら活性障壁0.6 eVのエネルギーアップコンバージョンが可能かどうかも調査する。初年度の実験計画よりも少ない種類の化合物で実験が進められたため、次年度への使用額が生じた。次年度は、高強度の励起が必要となるため、レーザー機器周辺の光学機器を取り揃える必があるが、現在、組み立てた測定システムに多少の改良を加えて機能性を高める必要性が予測された。このためにミラー等の多少の光学機器が当初の予定よりも余分に必要となることが判明し多少の予算を必要とした。また、材料の特性を高めるために重水素化等の実験を追加した、このため重水素化用の試薬を余分に購入する必要が生じた。レーザー機器周辺の光学機器および、組み立てた測定システムの改良は実験初期の6月をめどに終了させる。また材料の重水素化および合成は計測と平行して行い、本来の実験計画に追随させる。