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刑事上訴審における事実認定審査の在り方

その準備過程において、所期の目的である、あるべき「事後審査」手法、すなわち第一審の事実認定の合理性審査、「論理則・経験則違反」の有無の審査という基本的な判断枠組みの正当性を裏付ける理論的な枠組みの素案を構成することができた。この理論枠組みは、一連の最高裁判例の判断枠組みを裏付け正当化するものであると共に、今後の上訴審の事実誤認審査を主導してゆくものと見込まれ、わが国の控訴審実務の将来に一定の影響を及ぼすことができる成果として、本研究の主要な目的は達せられたと評価できよう。この学会基調報告は、ほぼそのままの形で平成27年夏頃に『刑法雑誌』誌上で公表される見込みである。もっとも、この論説は、本研究期間内に実施した研究活動のうち、わが国の裁判実務に関する一端を公表したにとどまり、そこで呈示した理論枠組みや事後審査手法をより説得的かつ学問的に裏付ける作業は、いまだ途上にある。このため、期間内に実施した比較法研究の紹介も含めた本格的学術論文の執筆を現在継続中である。刑事訴訟法(理由)前記「研究実績の概要」に記載したとおり、研究材料の収集と分析は予定どおり順調に進行しているほか、とりわけ、研究を構想した時点からの予測が的中して、わが国の最高裁判所および高等裁判所が、本研究課題と同一の問題意識から活発な判決活動を展開しているため、学理の側面からこれに影響力を及ぼすべき的確な時機にめぐまれたことが挙げられる。最終年度の総括論文に導入すべき、比較法文献の収集・整理・読解もほぼ計画通り進行しているので、26年度内には、5月の学会報告に加えて、所期の目標である法解釈理論の呈示の基礎準備はほぼ達成できる見込みである。前記「研究実績の概要」に記載のとおり、平成24年度の研究計画は、ほぼ調書記載の研究実施計画に即して順調に進行した。また、現実に最高裁判所の判例で、本研究課題に直接密接に関連する法律問題への新たな動きが認められたため、研究の重点をその分析・検討に移したが、研究期間1年目に想定していた、素材の収集と読解は日本語文献については、ほぼ計画通りに進展している。外国法関連文献の収集はいまだ途上であるが、アメリカとドイツの関連資料のうち基本的なものについては、把握し、現在読解中である。この点もほぼ計画通りに進展しているといえよう。1研究実施計画に記載したとおり、研究期間の最終年度に当たる平成26年度には、基本的な構想に基づいた判例分析と問題点の指摘を内容とする学会報告を行う(既定後記参照)ほか、邦語関連文献と関連裁判例の網羅的収集読解を継続すると共に、従前どおり、東京高等裁判所判事、最高裁刑事局、司法研修所刑事裁判教官等を中心とする刑事裁判実務家との意見交換並びに立法史・比較法制度に関する資料の収集分析を継続する。これについて、26年度物品費・国内出張旅費等を使用する。2総括的研究論文の基本構想を画定し、可能であれば平成26年度中に論文を脱稿して、法律雑誌に掲載することを目指す。3比較法制度分析の過程で、実務技術的事項や法制度の運用実情について、文献調査のみでは把握しがたい事項が生じた場合には、短期間、海外調査を実施する可能性がある。1研究実施計画に記載したとおり、研究期間の2年目にあたる平成25年度には、この期間内のわが国の上訴審審査裁判例の収集分析、東京高等裁判所判事や司法研修所教官を中心とする刑事実務家との意見交換ならびに立法史・比較法制度に関する資料の収集分析を、平成24年度同様に継続する。
ゼンマイ科(シダ植物)の系統と種分化の解析

ゼンマイ科の多様性の解析のために、(1)系統解析に基づいて分類体系を確立し、(2)種属誌のとりまとめを行い、(3)種分化の過程を解析した。(1)分類体系の改訂については、分子系統学や比較解剖学の研究成果に基づき、4属6亜属の体系に整理した。そのうち、ヤマドリゼンマイはオニゼンマイと合わせてゼンマイ属の亜属に置かれていたが、系統の孤立性が確認され、単型属として独立させることになった。そのため、残ったオニゼンマイのために、新亜属名が必要となり、ゼンマイ属オニゼンマイ亜属を単系の新亜属として記載した。(2)ゼンマイ科は地球上に広く分布するが、資料標本と、特定の地域についてはフィールドワークを設定して解析し、全種について詳細にレビジョンを行った。その結果、全17種を、ヤマドリゼンマイ属1種、Todea族2種、Leptopteris属6種、ゼンマイ属ではオニゼンマイ亜属1種、ゼンマイ亜属3種、シロヤマゼンマイ亜属4種に分類した。科内の属、亜属への検索表、各属の種への検索表を準備し、すべての種について、形態形質だけでなく、染色体や二次代謝産物の資料など、既知の知見を総合的に集成したモノグラフを作成した。このモノグラフは地球植物誌の1冊に含まれる。(3)種分化の解析には、雑種起源であると推定されるオオバヤシャゼンマイの種形成に焦点を当て,赤目四十八滝や保津峡などの材料を対象に、ゼンマイ-オオバヤシャゼンマイ-ヤシャゼンマイ複合体の種間関係を追跡した。形態形質と遺伝マーカーの相関の解析により、推走雑種オオバヤシャゼンマイにおける連鎖不均衡の実体を明らかにする研究を実施した。ゼンマイ科の種属誌的研究を行い、その一環としての分子系統解析により判明した事実に基いて、ゼンマイ属に1新亜属を設立する準備を行い、論文原稿をまとめた(投稿準備中)。世界のゼンマイ科モノグラフについてはさらに検討を進め、16年度中の完成を目指している。種分化の系統解析のために、三重県赤目四十八滝などをフィールドとして、オオバヤシヤゼンマイにおける連鎖不平衡の追跡を行った。また、形態形成と遺伝マーカーの相関をあとづけることを目的に、オオバヤシヤゼンマイの胞子を発芽させ、成育を追っている。研究目的にしたがって、(1)シダ植物ゼンマイ科の分子系統等の成果に基づいた分類体系の改訂を行い、(2)地球植物誌計画の一環として、全世界に産するゼンマイ科のモノグラフの原稿を作成した。(1)分類体系の改訂については、これまでの3属5亜属の分類体系を詳細に検討し、分子系統学や比較解剖学の成果に基づき、4属6亜属の体系に整理した。そのうち、ヤマドリゼンマイ属は、かつてはオニゼンマイと一緒にゼンマイ属に1亜属をなすとされていたものであるが、分子系統学の結果と比較解剖学の結果を合わせて、ヤマドリゼンマイが系統的に独立のものであることが確かめられた。(すでに属の学名はあったので、それを適用する。)オニゼンマイはゼンマイ属に残ることになるが、単系の亜属を構成することになり、新名を必要とするので、そのための論文を準備し、現在印刷中である。(2)分類体系の改訂には、構成の全種についての詳細な検討を必要とするものであるが、本研究では、国際共同研究である地球植物誌計画の一環でゼンマイ科を担当することになっているので、そのためのモノグラフを整えた。

上記の分類体系に応じ、全世界から、ヤマドリゼンマイ属1種、Todea属2種、Leptopteris属6種、ゼンマイ属では、オニゼンマイ亜属1種、ゼンマイ亜属3種、シロヤマゼンマイ亜属4種の計8種、合計で17種のとりまとめを行ったものである。科内の属、亜属への検索表、各属の種への検索表を準備し、すべての種について、形態形質だけでなく、染色体や二次代謝産物の資料など、既知の知見を総合的に集大成したモノグラフである。
受動性を保存する離散化法とそれに基づくデジタル非線形制御法の構築

前年度に引き続き,受動性を保存する離散化法において鍵となる1サンプル周期予測の効果的な方法について考察し,以下の2つの結果を得た.第一に,区間解析を使った1サンプル周期予測の方法を発展させた.すなわち,繰り返し計算のたびに誤差が累積するというラッピングエフェクトの影響を低減するため,1回の繰り返しごとに得られる区間に合わせて座標変換することを試みた.さらにこの方法を連続時間の非線形システムに適用し,一定時間後の状態を厳密に包含する区間を求められることを確認した.この結果は,本研究課題のみならず,制約つき制御への応用も期待できるものである.第二に,オフライン計算による1サンプル周期予測の方法を開発した.これまでに検討した予測法は,シンプレクティック法にせよ,区間解析にせよ,計算に時間がかかり,実時間性が重視される制御系との整合性が良くない.そこでこの問題を回避するために,制御系を実際に動作させる前にオフラインで計算を行なっておき,制御系を動作させるときには計算の結果のみを使うことを考えた.特に制約つき線形システムの場合,このようなオフライン計算はパラメトリック2次計画問題として定式化できる.本研究ではパラメトリック2次計画問題の解が,集合束に関係した特殊なグラフ構造を持つことを示し,それを利用することで効率的な計算が可能であることを示した.この結果は,ロバスト数値計算の新しい方法論と解釈することもできる.以上の研究により,受動性を保存する離散化法の基本方針を提示し,デジタル非線形制御に適用する際の困難を明確化するとともに,困難を解決するための方法の基盤を築くことができたものと考える.本課題に関する研究の成果として,本年度は以下の二つの結果を得た.第一に離散化によって受動性が失われる場合を調べ,数値解析の結果との比較を行なった.具体的には,制御対象が厳密にプロパーな線形システムであるならば,もともとの制御対象が受動的であってもそれを離散化して得られるシステムは必ず受動性を持たないものになってしまうことを証明した.これは理想サンプラと零次ホールドを使った単純な離散化では,入力と出力の間に1サンプル周期の時間遅れが生じてしまい,それが障害となって受動性を失うのだと理解できる.数値解析の場合には陰的解法を使うことによって時間遅れを解消し,同種の問題を回避している.しかし制御理論の場合には実時間性が重視されるため同じ方法を使うのは難しい.第二に,以上の知見をもとにして受動性を回復する方法を提案した.制御対象が線形システムで零次ホールドを使う場合には,与えられた入力に対して方程式を陽に解くことにより,1サンプル周期だけ未来の出力を求めることができる.これを使って仮想的な出力を定義することにより受動性を保存した離散化が可能であり,さらにそれに基づいて安定化することも可能であることを示した.しかしながらこの方法は制御対象が非線形システムである場合,一般に方程式を陽に解くことができないために拡張が難しく,さらなる研究が必要である.これに関連してさらに,数値的手法と確率的手法とを組み合わせてロバストに受動化および安定化を行なう方法について考察した.前年度の研究により,受動性を保存する離散化法を実現するためには非線形システムにおける1サンプル周期予測を効果的に行なうことが鍵であることがわかった.本年度はこれを受けて,1サンプル周期予測の方法について考察し,以下の2つの結果を得た.第一に,エネルギーを保存する離散化法として数値解析の分野で使われているシンプレクティック法に関して適用の可能性を検討した.一般にシンプレクティック法は陰的解法であり,実時間性が重要となる制御理論との整合性は良くないが,系のハミルトニアンが特殊な形を持つときは陽的解法になる.このことに着目して研究を行なったが以下の2つの問題点があることがわかった.すなわち,制御理論の枠組においてハミルトニアンが上記の形を持つのは極めて特殊な場合に限られること,そして制御理論の枠組では数値解析の枠組と異なって1サンプル周期の間も制御対象は厳密に微分方程式に従って動作することである.これらを克服するためにはシンプレクティック法の原理に立ち戻って新しいアプローチを考える必要があり,これは来年度の課題である.第二に,数値解析の分野における区間解析を使って非線形システムの1サンプル周期予測を行なう方法を開発した.一般に非線形システムの離散化を厳密に行なうことは難しいが,この方法を使えば厳密解を必ず含む区間を求めることができ,しかも計算コストをかければ区間を小さくすることも可能である.制御理論において類似のアプローチは本研究代表者の知る限り存在しないが,この方法が例えば制約つきの制御系設計において有用であることがわかった.来年度はこの方法とシンプレクティック法適用の問題点との関係について考察し,受動性保存に役立てることを検討する.前年度に引き続き,受動性を保存する離散化法において鍵となる1サンプル周期予測の効果的な方法について考察し,以下の2つの結果を得た.第一に,区間解析を使った1サンプル周期予測の方法を発展させた.すなわち,繰り返し計算のたびに誤差が累積するというラッピングエフェクトの影響を低減するため,1回の繰り返しごとに得られる区間に合わせて座標変換することを試みた.さらにこの方法を連続時間の非線形システムに適用し,一定時間後の状態を厳密に包含する区間を求められることを確認した.この結果は,本研究課題のみならず,制約つき制御への応用も期待できるものである.第二に,オフライン計算による1サンプル周期予測の方法を開発した.

これまでに検討した予測法は,シンプレクティック法にせよ,区間解析にせよ,計算に時間がかかり,実時間性が重視される制御系との整合性が良くない.そこでこの問題を回避するために,制御系を実際に動作させる前にオフラインで計算を行なっておき,制御系を動作させるときには計算の結果のみを使うことを考えた.特に制約つき線形システムの場合,このようなオフライン計算はパラメトリック2次計画問題として定式化できる.本研究ではパラメトリック2次計画問題の解が,集合束に関係した特殊なグラフ構造を持つことを示し,それを利用することで効率的な計算が可能であることを示した.この結果は,ロバスト数値計算の新しい方法論と解釈することもできる.以上の研究により,受動性を保存する離散化法の基本方針を提示し,デジタル非線形制御に適用する際の困難を明確化するとともに,困難を解決するための方法の基盤を築くことができたものと考える.
シリコン中ドーパントの超高分解能深さ分布測定法の開発

高分解能ラザフォード後方散乱分光法(高分解能RBS)/高分解能弾性反跳粒子検出法(高分解能ERD)において、シリコン中のドーパントなどの軽元素に対する感度および深さ分解能の向上を目的にした改良を行った。シリコン基板または黒鉛基板上にフッ化リチウムおよびリチウムを蒸着した試料の高分解能ERD測定を行って、リチウムに対する感度・深さ分解能を評価した結果、表面のリチウム原子について検出下限が0.01原子層以下(3e13 atoms/cm2程度)、深さ分解能が約0.5 nmが達成された。内部のリチウム原子に対しては、原子が存在する深さが5 nmの場合に深さ分解能は3 nm以下と見積もられた。本研究は、シリコン基板などの半導体単結晶中のドーパント(ホウ素やリン、ヒ素など)を、高感度かつサブナノメートルの空間分解能で深さ方向分析をするためのイオン散乱分析法の開発(改良)を目的としている。1.昨年度に引き続いて研究代表者の所属する研究室にある高分解能ラザフォード後方散乱(高分解能RBS)分析装置を用いて、ドーパントを模した軽元素(リチウムなど)をシリコン基板またはグラファイト基板に薄く(厚さにして1数ナノメートル程度)蒸着した試料を、実際に高分解能弾性反跳粒子検出法(高分解能ERD)で分析し、深さ分解能および感度の評価を実施した。2.上に並行して、数数10キロ電子ボルトの低速イオンを標的試料に表面から1度程度のすれすれに照射したときに表面から放出される二次イオンの質量分析を行い、二次イオン質量分析法のもつ高感度という利点に加えて、高い深さ分解能と定量性を満たす分析手法の可能性について基礎的な検討を行った。実験では試料としてフッ化リチウムの単結晶を用い、ネオンやキセノンなどの希ガスイオン(または希ガス原子)のビームを使用した。リチウムの正イオン、表面の吸着物に起因すると思われるプロトンの放出が認められたが、二次イオン収率が極めて低い(散乱イオン10万個あたり1個程度)ことが分かった。核種や運動エネルギー、入射角度が同じでも、イオンを入射したときと中性原子を入射したときで放出される二次イオンの質量分布が異なることが確認された。申請者の研究室の高分解能RBS装置を用いて、シリコン基板にドーピングされたホウ素などの軽元素分析に適した条件の探索および検出器の改良を行った。試料にプローブイオンを照射し、弾性的に反跳された粒子のエネルギーを測定することによって軽元素の深さ方向分析を行う、弾性反跳粒子検出法(ERD)によって分析を行う場合、分析したい元素(ホウ素など)より軽いプローブイオンを使うことにより、シリコン基板から散乱されるプローブイオンの影響が避けられ、より感度の高い測定が可能であることを確かめた。一方で、散乱イオンまたは反跳イオンの検出器に用いている検出器(マイクロチャンネルプレート、MCP)が自発的に発生するダークノイズが高感度分析の妨げになっていることから、MCPの前面にマイラー膜を設置して、イオンがマイラー膜を貫いてMCPに到達するときにマイラー膜から放出される二次電子と同時測定を行うことで、ダークノイズの影響を避けてさらに高い感度の測定が可能であることを確かめた。この際に、マイラー膜からMCPに向けて後方に放出された二次電子が、散乱イオンまたは反跳イオンとともに信号を生起させることが問題になっていたので、マイラー膜とMCP入口間に電圧をかけて二次電子のMCPへの到達を阻止できるように、検出器系の改良を施した。これによって、まだ実施できていないが、当初計画していたようにアトムプローブ法(APT)の分析結果と比較を行った際に、より定量的な考察を行うことができると期待される。本研究は、シリコン基板などの半導体結晶中のドーパント(ホウ素やリン、ヒ素などの比較的軽い不純物元素)を、高感度かつサブナノメートルの空間分解能で深さ方向分析するためのイオン散乱分析法の開発(改良)を目的とした。弾性反跳粒子検出法(ERD)を用いて母材中の軽元素分析を行う場合の、入射イオン(プローブイオン)の種類やエネルギーについて実際に測定に基づいて検討を行った。分析対象の不純物元素より軽い入射イオンを用いることによって、目的の反跳イオンを磁場型エネルギー分析器でエネルギー分析を行うときの散乱されたプローブイオンの同時検出が避けられ、不純物元素のより高感度な測定が可能なことを示した。加えて、反跳イオンの検出器(一次元位置検出器)の直前に適切な厚さのマイラー膜(実験では厚さ0.5 μmを使用)を設置することで母材原子の反跳イオンを阻止し、さらなる感度向上が達成できることを示した。

今年度は、これらの改良を加えたERD法を用いて、シリコン基板または炭素材料(高配向性熱分解黒鉛またはグラフェン)に少量(1原子層から数原子層程度)のリチウムをその場堆積させた試料について分析を行い、検出下限・深さ分解能の評価、表面のリチウムの挙動に関する観察を実施した。その結果、黒鉛表面のリチウム原子について検出下限が0.01原子層以下(3e13 atoms/cm2程度)、深さ分解能が約0.5 nmが達成された。また、内部のリチウム原子に対する深さ分解能は深さが3 nm、5 nmの場合にそれぞれ約2 nm、3 nmであった。これらの高い性能はリチウムだけでなく、他の軽元素の分析でも同様に期待できるものである。イオンビーム工学平成24年12月に専攻のキャンパス移転にともなって、高分解能RBS分析装置の移転を行った。その際にエネルギー分析管の不具合が見つかったため、分析管の再製作を行った。加えて、試料の母材物質からの散乱イオン・反跳イオンを阻止するためのマイラー膜から発生する二次電子が検出器に到達することによって、ドーパントに対する感度向上を妨げていることが分かったので検出部の改良が必要になった。昨年7月から9月までJSPS組織的な若手研究者等海外派遣プログラムを利用して、ドイツに滞在した。この間当研究課題のための実験を行うことができなかった。昨年の12月から所属の専攻のキャンパス移転が行われ、高分解能RBS装置を含む実験装置を移転する必要があった。移転後も各種装置の立ち上げ、高分解能RBS装置の性能確認のための測定等を行っていたため、思うように当研究課題のための実験を行うことができなかった。現在のところ、高分解能RBS分析装置の分析管、検出部の不具合などにより再製作や改良が必要になったため研究の進行が遅れており、申請時に計画していたアトムプローブ法による分析もまだ実施できていない。当研究室で実験の実施が可能な、すれすれ散乱イオンを用いた二次イオン質量分析法をアトムプローブに代わる高感度分析法として採用し、高分解能RBSまたは高分解能ERDと組み合わせて、高感度かつ高い深さ分解能と定量性を満たす分析を提案できるのではないかと計画している。専攻のキャンパス移転後に行った高分解能RBS装置の性能確認において、エネルギースペクトメータの分析管の不具合が見つかったので、まず分析管の再製作を行う。ホウ素またはヒ素などのドーパントを表面付近にのみ良く制御して注入したシリコンウェハーを新たに入手して、高分解能RBSおよび高分解能ERDの分析を行う。その後、同じ試料を他の研究所に依頼してアトムプローブ分析を行ってもらう予定である。初年度(平成24年度)の研究室(当研究課題に関連の実験装置を含む)のキャンパス移転のために研究の進行が遅れたことや、当初予定していた消耗品類の購入を一部見送ったため。おもにイオン減ガスなどの消耗品の購入、成果発表のための学会参加のための旅費に使用する予定。分析管、ゲートバルブなど超高真空部品、マイクロチャンネルプレート(MCP)等の購入を予定している。シリコンウェハーや他の高純度試料の購入も予定している。8月に当研究課題に関連するイオン散乱分析に関する国際会議(ロシア)に招待を受けており、その旅費に予算を使用する。またアトムプローブ測定を外部の研究所で行う際には実験に立ち会うための旅費に利用したいと考えている。
メゾスコピック生体系レーザー光誘起電子移動過程の解析と応用

生体内の最重要分子であるDNAはフリーラジカルや酸化剤などにより損傷を受け、この損傷が癌や老化の原因となっていると考えられている。そのためこのDNA損傷メカニズムの解明は、病気の治療法や予防の観点からも重要である。一方でDNA内の電子移動反応についてはBartonらによって長距離電子移動の観測が報告されたことにより、その可能性について数多くの研究がなされているが、未がに分かっていない基本的な電子移動特性も多い。そこで本研究ではまず、生体内の重要な補酵素であるNADHに、近紫外線領域の光を照射することにで発生する活性酸素種によってDNAが損傷される過程の、これまで解明されていなかったメカニズムについて検討した。その結果、ラジカル連鎖反応による活性酸素種の発生とそのDNA切断に関わる種の同定など、詳細を明らかにすることができた。また、嫌気条件下でNADHに光照射した場合には、酸素存在下よりも効率的にDNAが還元的に損傷されることを見いだし、生体内物質との光誘起分子間電子移動反応によってDNAが還元的に損傷されることをはじめて明らかにした。さらにこのNADHの酸化型であるNAD^+の類縁体をDNAに挿入し、このNAD^+類縁体を電子アクセプター、DNAの主溝に結合するルテニウム錯体を電子ドナーとして用いて、DNA反応場中での分子間、分子内の光誘起電子移動特性について検討を行った。またその結果をふまえてDNAと同様にπスタックしたポルフィリンダイマー中にNAD^+類縁体であるアクリジニウムイオンを挿入することによってπ錯体を形成させ、πスタック中での光誘起電子移動特性について詳細に検討しその非常に長寿命の電荷分離状態を検出した。このような本研究の成果は、今後の医療および新しいナノマテリアル開発への応用展開をはかる上で、基盤となる重要なものであると言える。生体内の最重要分子であるDNA内の電子移動反応についてはBartonらによって長距離電子移動の観測が報告されたことにより、その可能性について数多くの研究がなされているが、未だに分かっていない基本的な電子移動特性も多い。また一方でDNAはフリーラジカルや光照射により酸化され、この酸化が癌や老化の原因となっていると考えられている。そのためこのDNA損傷に至るDNA酸化メカニズムへの関心が非常に高まっている。本研究ではこれまでの予備実験により、DNA中に生体内酸化剤NAD^+の類縁体が挿入されることが明らかになっているため、このニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD^+)類縁体を電子アクセプター、DNAの主溝に結合することが知られているルテニウム錯体を電子ドナーとして用いて、DNA反応場中での光誘起電子移動特性について検討を行った。またその結果をふまえてDNAと同様にπスタックしたポルフィリンダイマー中にNAD^+類縁体を挿入することによってπスタックした分子中での光誘起電子移動特性について、その特徴的な長寿命電荷分離状態を検出した。また本研究では生体内での電子源として重要な働きをする補酵素NADHによるDNAの活性酸素種および電子移動還元反応による切断についても着目し、DNA損傷メカニズムの解明を試みた。その結果酸素存在下ではラジカル連鎖反応によってNADHによりDNAが切断されていることが明らかになった。また一方窒素下では空気中よりもさらに効率のよいNADHによるDNA切断が起こることが観測され、NADHによるDNAの電子移動還元による損傷が起こることを明らかにした。これらの研究は最終的にDNA損傷から遺伝子改変への過程の直接のレーザー光を用いた観測を目指す上で、ミクロスコピックな過程での成果をメゾスコピック領域へ展開する重要な基礎研究になりうると考えられる。
核磁気共鳴法による分子夾雑系膜環境におけるG蛋白質共役型受容体の機能解明

酵母に発現させたアデノシンA2A受容体(A2AAR)を精製した上で、rHDLの脂質二重膜に再構成した。ゲルろ過クロマトグラフィーおよびSDS-PAGEによる解析の結果、rHDL1分子に1つのA2AARが再構成された単分散の分子が、90%以上の純度で得られたことが示された。次に、重水素化とメチオニン残基選択標識を施してrHDLに再構成したA2AARのNMR解析を行い、内在性メチオニン残基およびGタンパク質結合部位付近に導入したメチオニン残基のNMRシグナルを帰属した。逆作動薬結合状態と完全作動薬結合状態では、これらのシグナルの化学シフトは顕著に異なっていた。化学シフトの観測値と、結晶構造に基づく環電流シフトの計算値の比較により、これらのシグナルが不活性型、活性型に対応することが示唆された。部分作動薬結合状態では、化学シフトが不活性型と活性型に対応するシグナルが両方観測され、その量比が温度依存的に変化した。したがって、A2AARが不活性型と活性型の平衡状態にあることが示された。さらに、活性型のシグナルの化学シフトが温度依存的に変化したことから、複数の活性型構造の交換状態にあることが示された。脂質のアシル鎖にDHAおよびアラキドン酸が含まれるrHDLにA2AARを再構成して、GDP-GTP交換アッセイを行った結果、DHA鎖存在下において、A2AARのGタンパク質活性化能が向上することが示された。さらにDHAおよびアラキドン酸を含むrHDL中のA2AARのNMRスペクトルを取得した結果、部分作動薬結合状態における二つのシグナルの量比は変わらない一方、一部のメチオニン残基のシグナルの化学シフトがDHAにより変化した。以上の結果から、A2AARの各活性型構造の割合が脂質の影響を受けることが示された。今年度の研究で、当初計画通り、rHDLの脂質二重膜に再構成したA2AARを調製してNMRシグナルを帰属すること、およびDHAを含むrHDL中のA2AARのシグナル伝達活性を解析した上でNMRシグナルを観測することを達成できた。さらに、脂質が部分作動薬結合状態において観測された不活性型と活性型の平衡には影響せず、複数の活性型の平衡の量比に影響することも明らかとなった。したがって、当初の計画以上に進展していると評価した。1.常磁性緩和増大を利用した、DHA存在下と非存在下のA2AAR-rHDLの構造情報の取得A2AARにおいてG蛋白質を活性化する部位(細胞内キャビティ領域)の溶媒露出度は、逆作動薬が結合した不活性型A2AARの結晶構造と、完全作動薬とG蛋白質模倣体が両方結合した活性型A2AARの結晶構造では顕著に異なる。A2AARの各残基の溶媒露出度は、溶媒への常磁性試薬の添加に伴うNMRシグナルの強度減少を観測する実験により調べることが可能である。そこで、DHAを含むA2AAR-rHDLと含まないA2AAR-rHDLそれぞれについて上記の実験を行うことで、細胞内キャビティの構造がDHAによりどのように変化するかを調べる。2. DHAがA2AARの活性を変化させるメカニズムの調査脂質が膜蛋白質の構造や活性を変化させるメカニズムとしては、脂質と膜蛋白質の相互作用と、ラテラルプレッシャー等の脂質二重膜の性質の変化が考えられる。前者の可能性を検証するために、DHA鎖の水素原子を飽和して、A2AARのメチオニン残基への飽和移動を調べる実験を行う。また、後者の可能性を検証するために、ラテラルプレッシャーを変化させることが知られているTFAの添加に伴い、A2AAR-rHDLのG蛋白質活性化能が変化するかどうかを調べる。

さらにDHAおよびアラキドン酸を含むrHDL中のA2AARのNMRスペクトルを取得した結果、部分作動薬結合状態における二つのシグナルの量比は変わらない一方、一部のメチオニン残基のシグナルの化学シフトがDHAにより変化した。以上の結果から、A2AARの各活性型構造の割合が脂質の影響を受けることが示された。今年度の研究で、当初計画通り、rHDLの脂質二重膜に再構成したA2AARを調製してNMRシグナルを帰属すること、およびDHAを含むrHDL中のA2AARのシグナル伝達活性を解析した上でNMRシグナルを観測することを達成できた。さらに、脂質が部分作動薬結合状態において観測された不活性型と活性型の平衡には影響せず、複数の活性型の平衡の量比に影響することも明らかとなった。したがって、当初の計画以上に進展していると評価した。1.常磁性緩和増大を利用した、DHA存在下と非存在下のA2AAR-rHDLの構造情報の取得A2AARにおいてG蛋白質を活性化する部位(細胞内キャビティ領域)の溶媒露出度は、逆作動薬が結合した不活性型A2AARの結晶構造と、完全作動薬とG蛋白質模倣体が両方結合した活性型A2AARの結晶構造では顕著に異なる。A2AARの各残基の溶媒露出度は、溶媒への常磁性試薬の添加に伴うNMRシグナルの強度減少を観測する実験により調べることが可能である。そこで、DHAを含むA2AAR-rHDLと含まないA2AAR-rHDLそれぞれについて上記の実験を行うことで、細胞内キャビティの構造がDHAによりどのように変化するかを調べる。2. DHAがA2AARの活性を変化させるメカニズムの調査脂質が膜蛋白質の構造や活性を変化させるメカニズムとしては、脂質と膜蛋白質の相互作用と、ラテラルプレッシャー等の脂質二重膜の性質の変化が考えられる。前者の可能性を検証するために、DHA鎖の水素原子を飽和して、A2AARのメチオニン残基への飽和移動を調べる実験を行う。また、後者の可能性を検証するために、ラテラルプレッシャーを変化させることが知られているTFAの添加に伴い、A2AAR-rHDLのG蛋白質活性化能が変化するかどうかを調べる。
製鋼スラグを用いた融雪用発熱モルタルブロックの発熱効率向上

産業副産物である製鋼スラグを用いて電波のエネルギーを熱エネルギーに変換して融雪する「融雪用発熱モルタルブロック」につき、以下を明らかにした。1)製鋼スラグの焼成による電波吸収特性の変化傾向を明らかにした。2)製鋼スラグの粒径が電波吸収特性に及ぼす影響を明らかにした。3)電波発振器から融雪用発熱モルタルブロックに電波を伝送するための電波漏洩導波管につき、スリット厚さ、長さが電波漏洩量に及ぼす影響を明らかにした。1)、2)より、融雪用発熱モルタルブロックに活用できる製鋼スラグの種類を増やすことができ、3)より、漏洩導波管上に設置される融雪用発熱モルタルブロックを均一に加熱できるようになった。準マイクロ波による融雪用発熱モルタルブロックシステムは産業副産物である電気炉酸化スラグ(以下、スラグという)を電波吸収・発熱材料として活用している。ただし、スラグの種類によっては、最適な調合をしても、十分な電波吸収・発熱性能を得られない。性能が十分でないスラグを加工して性能を改善できれば、十分な性能を持つスラグを安定供給できるようになる。本研究では、焼成することでスラグの電波吸収・発熱性能の改善を試みた。(1)特定のスラグにつき、焼成前後で蛍光X線による無機元素の定性分析を行った。測定範囲内において、含まれる無機元素自体には焼成による変化は生じないと分かった。また、実験に供するスラグの成分を特定できた。さらに、焼成条件ごとにXRD測定を行い、WPPF法による定量分析を行った。スラグは焼成で結晶構造が変化すると分かった。電波吸収特性に大きく影響すると推定される鉄を含む結晶の構造変化が著しいと分かった。(2)特定のスラグにつき、焼成条件ごとにSパラメータ測定を行った。スラグは焼成で電波吸収特性が変化すると分かった。(3)焼成したスラグを骨材とし、焼成条件ごとにモルタル(スラグモルタルという)を作成した。(4)スラグモルタルにつき、各焼成条件ごとにSパラメータ測定を行った。スラグモルタルもスラグのみと同様、骨材として用いたスラグの焼成条件ごと電波吸収特性が変化すると分かった。また、Sパラメータ測定で得られた値を活用して、スラグモルタルの複素比誘電率および複素比透磁率を算出した。これらを用いることで、電波吸収・発熱性能が非常に高いスラグモルタルが設計できるようになった。(5)電波発振器からスラグモルタルに電波を伝送するための電波漏洩導波管につき、連続したスロットの幅と長さが電波漏洩量に及ぼす影響を明らかにした。交付申請書に記載の目標では、平成28年度実施予定分は残分がいくらか発生し、平成29年度にその残分及び電気炉酸化スラグの種類を変更した実験を行う予定としていた。しかし、平成28年度実施予定分は全て実施され、既に十分な検討がなされている。また、平成29年度に新たに実施する内容についても着手され、計画を前倒しにして進行できている。交付申請書に記載していなかった、本研究の発展に必要な事項2件についても研究し、成果が得られた。(1)スラグモルタルの複素比誘電率及び複素比透磁率測定の方法を確立した。複素比誘電率及び複素比透磁率の値を用いることで、電波吸収・発熱性能が非常に高いスラグモルタルが設計できるようになった。(2)電波発振器からスラグモルタルに電波を伝送するための電波漏洩導波管につき、連続したスロットの幅と長さが電波漏洩量に及ぼす影響を明らかにした。よって、当初の計画以上に進展していると判断した。産業副産物である製鋼スラグを用いて電波のエネルギーを熱エネルギーに変換(電波を吸収)して融雪する「融雪用発熱モルタルブロック」につき、以下のことを明らかにした。1)製鋼スラグの焼成・酸化促進による電波吸収特性の変化傾向を明らかにした。製鋼スラグは2001,000°Cで焼成することにより、結晶構造が変化し、Fe3O4等の増加によって大きく電波吸収特性が変化すると分かった。また、本研究において焼成した製鋼スラグを混入したセメントモルタルにつき、最適調合及び厚さを見出した。これにより、融雪用発熱モルタルブロックに活用できる製鋼スラグの種類を増やすことができ、産業副産物利用の幅が広まった。製鋼スラグの粒径が大きくなるほど、電波吸収性能を決定する要素である複素比誘電率の値が大きくなると分かった。また、本研究において用いた粒径の異なる製鋼スラグを混入したセメントモルタルにつき、最適調合及び厚さを見出した。製鋼スラグの焼成と組み合わせて用いることで、さらに融雪用発熱モルタルブロックに活用できる製鋼スラグの種類を増やすことができ、産業副産物利用の幅が広まった。漏洩導波管の延伸方向において電波を均一に漏洩する漏洩導波管の設計を見出した。また、融雪用発熱モルタルブロックが漏洩導波管の電波漏洩量に及ぼす影響を明らかにし、漏洩導波管と融雪用発熱モルタルブロックを50mm程度離して設置することで影響を回避できることを見出した。これにより、漏洩導波管上に設置される融雪用発熱モルタルブロックを均一に加熱できるようになり、融雪用発熱モルタルブロックを用いた融雪システムを設計できるようになった。

産業副産物である製鋼スラグを用いて電波のエネルギーを熱エネルギーに変換して融雪する「融雪用発熱モルタルブロック」につき、以下を明らかにした。1)製鋼スラグの焼成による電波吸収特性の変化傾向を明らかにした。2)製鋼スラグの粒径が電波吸収特性に及ぼす影響を明らかにした。3)電波発振器から融雪用発熱モルタルブロックに電波を伝送するための電波漏洩導波管につき、スリット厚さ、長さが電波漏洩量に及ぼす影響を明らかにした。1)、2)より、融雪用発熱モルタルブロックに活用できる製鋼スラグの種類を増やすことができ、3)より、漏洩導波管上に設置される融雪用発熱モルタルブロックを均一に加熱できるようになった。平成28年度に算出した電気炉酸化スラグ混入モルタルの複素比誘電率及び複素比透磁率のデータを用いて、電波吸収・発熱性能の高い電気炉酸化スラグ混入モルタルを作成する。また、異なる種類のスラグを用いて電波吸収・発熱性能の向上を検討する。国立大学法人名古屋工業大学が外部委託して作成した一般の方向け研究動画。直接的に本研究の成果を示すものではないが、研究内容又は研究成果に関するものとして記載する。建築材料異なる種類のスラグの検討用として、フランジ及び反射板等の消耗品、同軸導波管変換器等の備品を購入する必要がある。既に発注済であり、特注品のため納品に多くの時間を要したため、次年度納品になった。2017年5月までに上記の物品および次年度の実験に必要な物品の費用として\2,537,308を使用する予定である。研究の課題と概要が示された動画である。リンクが切れていた場合はサーチエンジンで上記タイトルを入力することで閲覧できる。
神経発生および神経変性におけるαB-クリスタリンの役割

αB-クリスタリンのはHSP27とアミノ酸配列の相同性が高く、熱ショックにより細胞内に蓄積してくる。また種々の神経疾患で反応性グリアや一部の変性ニューロンに蓄積してくることから、αB-クリスタリンは中枢神経系においてストレス蛋白質として様々な神経疾患の病態形成に関わっていると考えられる。そこでαB-クリスタンがグリア細胞内で具体的にどうのような機能を果しているのかを明らかにする目的で、グリオーマ細胞株にαB-クリスタリンの遺伝子導入を行ないαB-クリスタリンの発現量の異なる細胞株を得てその親株と比較検討を行なった。αB-クリスタリンの発現を抑制すると細胞は小型化し、ストレスファイバーの減少ないし消失をきたし、細胞の基質への接着性が低下した。逆にαB-クリスタリンの増加はストレスファイバーの発達と熱ショックへの抵抗性獲得に寄与することが分かった。細胞骨格は熱ショックにてその構築が乱れることが知られているが、おそらくαB-クリスタリンは分子シャペロンとしてその構造上の変化を認知し、この効果を通じて種々のストレス耐性に寄与しているものと思われる。ついでグリオーマ細胞を用いて細胞外K^+濃度の上昇がαB-クリスタリンの発現におよぼす影響を調べたところ、培養液中のK^+濃度の上昇に伴って、濃度依存性にmRNAの増加がみられた。さらにαB-クリスタリンの発現を抑制した細胞は細胞外のK^+濃度の上昇により容易に細胞死が生じた。逆に、過剰発現しているグリオーマ細胞では高濃度のK^+存在下でもより抵抗性を示した。私達の実験により、神経細胞死などにより生じた細胞外K^+濃度の上昇に応じてαB-クリスタリンは反応性グリア細胞に蓄積し、その細胞骨格構造の安定化に関与するとともに浸透圧の変化による細胞死を防いでその生存を助長していると考えられた。αB-クリスタリン蛋白質の神経系における機能について検討するためにまず細胞培養が比較的易しいグリオーマ細胞に遺伝子導入を行ない、発現レベルの異なるモデルを作成してαB-クリスタリンの機能解析を進めた。この実際では構成的に発現を変化させる目的で、ラウス肉腫ウイルスのプロモーターの下流にαB-クリスタリンのcDNAを正方向ないし逆方向に連結したものをグリオーマ細胞に導入し、αB-クリスタリンの高発現系および発現抑制系を作成することに成功した。αB-クリスタリンの発現を抑制すると細胞は小型で細長くなり、ストレスファイバーの減少ないし消失をきたし、細胞の基質への接着性が低下した。逆にαB-クリスタリンの増加はグリオーマ細胞に熱ショックへの耐性獲得に寄与することが分かった。以上の結果よりαB-クリスタリンはグリオーマにおいて細胞骨格構造の安定化に関与し、種々のストレス耐性の担い手となっていることが示された。ついでこのモデルを用いて細胞外K^+濃度の上昇がグリア細胞に及ぼす細胞障害の影響を解析し、αB-クリスタリンがこの細胞障害に対して保護的に働くことを明らかにした。一般に神経組織に破壊性病変が生じると、細胞外腔のK^+濃度は異常に上昇しグリア細胞体の腫脹と細胞死を引き起こすことが知られている。我々の研究結果から、神経細胞死に引き続いて起こる細胞外K^+濃度の上昇に応じてαB-クリスタリンは反応性グリア細胞に蓄積し、その細胞骨格構造の安定化に関与しグリア細胞の細胞死を防いでその生存を助長していると考えられた。現在は化学合成したアンチセンスオリゴマーによる発現抑制系を培養細胞レベルおよび個体レベルで作製するべく実験モデルの作製に取り組んでおり、この実験方法の確立に最も重点を置いている。

αB-クリスタリンがグリア細胞内で具体的にどのような機能を果たしているのかを明らかにする目的で、グリオーマ細胞株にαB-クリスタリンの遺伝子導入を行ないαB-クリスタリンの発現量の異なる細胞株を得た。このモデルを用いて細胞外K^+濃度の上昇がグリア細胞に及ぼす細胞障害の影響を解析し、αB-クリスタリンがこの細胞障害に対して保護的に働くことを明らかにした。一般に神経組織に破壊性病変が生じると、細胞外腔のK^+濃度は異常に上昇しグリア細胞体の腫脹と細胞死を引き起こすことが知られている。我々の研究結果から、神経細胞死に引き続いて起こる細胞外K^+濃度の上昇に応じてαB-クリスタリンは反応性グリア細胞に蓄積し、その細胞骨格構造の安定化に関与しグリア細胞の細胞死を防いでその生存を助長していると考えられた。ついで化学合成したアンチセンスオリゴマーによる発現抑制系を培養細胞レベルおよび個体レベルで作製するべく実験モデルの作製に取り組んだ。アンチセンスオリゴマーによる発現抑制の程度を定量的に測定することができるようにELISA法によるαB-クリスタリン測定系を確立した。この方法と酵素抗体法による免疫染色の両方を用いてアンチセンスオリゴマーによる影響を検討した。個体レベルでは浸透圧ポンプを用いたラット脳室内持続投与の方法も確立した。まず培養細胞系でリポフェクチンを併用したアンチセンスオリゴマーの投与実験を行なった。濃度を5μMまで増量してみたが蛋白質レベルでは有意な変化がみられず、αB-クリスタリン蛋白質の細胞内寿命が長い可能性があり、RIラベルによる蛋白質代謝について検討を加えている。さらに個体レベルにおける恒常的高発現のモデルとしてGFAPのプロモーターをもちいたトランスジェニックマウスの作製にあらたに取り組み、現在は遺伝子導入したマウスの解析をする段階となっている。
風洞実験による壁乱流中の大規模構造の発生・維持機構の解明と新規抵抗低減手法の探索

本研究では風洞実験により大規模構造の発生・維持機構を解明し,新規の抵抗低減手法の指針を見つけることを目指す.本年度は,風洞実験により,制御を与えていない状態で,平板乱流境界層中の境界層厚さと同程度の大きさを持つ大規模構造の特徴を調べた.さらに大規模構造と壁面近傍の小規模構造(バースト現象)との関係を実験により詳細に調査した.乱流境界層内の対数領域に存在する大規模構造とバッファ領域に存在するバースト現象を同時に捉えるために,10点で同時に主流方向瞬時流速を測定可能な櫛形の熱線流速計プローブを制作し,長時間の流速データを取得した.実験により,高速の大規模構造の下ではバースト現象の発生周波数が大きく,逆に低速の大規模構造の下ではバースト発生周波数は小さいことが明らかになった.また,大規模構造の長さと速度により場合分けし,バースト現象の波形を調べたところ,大規模構造の長さと速度はバースト波形自体には影響を及ぼさないことも明らかとなった.また,大規模構造のスパン方向のゆらぎ(meandering)もバースト波形には影響を及ぼさないことが示された.加えて,本年度は,次年度に向けて,大規模構造を制御するための高圧電源装置を導入し,制御に最適なプラズマアクチュエータの形状等について文献調査を行った.また,本年度は熱線流速計として主流速度のみを測定可能なI型プローブを用いたが,次年度において主流速度だけでなく,垂直方向やスパン方向の流速を測定するためのX型流速計プローブの制作を行った.当初の計画通りに研究を遂行し実験により,平板乱流境界層中の大規模構造とバースト現象(小規模構造)に関係に関する複数の知見が得られたため.大規模構造が小規模渦構造のクラスタリングにどのように影響を与えるかを理解するために,境界層内に人工的な大規模構造を導入する風洞実験を行う.大規模構造は壁面に並べたプラズマアクチュエータにより境界層内に循環流を作ることで生成する.人工的に導入した大規模構造が小規模渦クラスタリングに及ぼす影響を多点速度計測により調べる.また,バースト波形を検出することでヘアピン渦の大きさを評価する.加えて,自然に発生する大規模構造による小規模乱れの変調現象と比較を行うことで,小規模渦構造と大規模渦構造の相互作用の強さを評価する.さらに定常的に大規模構造の導入を行うのではなく,一度だけ瞬間的に導入し,その後は自然に発達させた場合にどうなるかも調査する.本研究では風洞実験により大規模構造の発生・維持機構を解明し,新規の抵抗低減手法の指針を見つけることを目指す.本年度は,風洞実験により,制御を与えていない状態で,平板乱流境界層中の境界層厚さと同程度の大きさを持つ大規模構造の特徴を調べた.さらに大規模構造と壁面近傍の小規模構造(バースト現象)との関係を実験により詳細に調査した.乱流境界層内の対数領域に存在する大規模構造とバッファ領域に存在するバースト現象を同時に捉えるために,10点で同時に主流方向瞬時流速を測定可能な櫛形の熱線流速計プローブを制作し,長時間の流速データを取得した.実験により,高速の大規模構造の下ではバースト現象の発生周波数が大きく,逆に低速の大規模構造の下ではバースト発生周波数は小さいことが明らかになった.また,大規模構造の長さと速度により場合分けし,バースト現象の波形を調べたところ,大規模構造の長さと速度はバースト波形自体には影響を及ぼさないことも明らかとなった.また,大規模構造のスパン方向のゆらぎ(meandering)もバースト波形には影響を及ぼさないことが示された.加えて,本年度は,次年度に向けて,大規模構造を制御するための高圧電源装置を導入し,制御に最適なプラズマアクチュエータの形状等について文献調査を行った.また,本年度は熱線流速計として主流速度のみを測定可能なI型プローブを用いたが,次年度において主流速度だけでなく,垂直方向やスパン方向の流速を測定するためのX型流速計プローブの制作を行った.当初の計画通りに研究を遂行し実験により,平板乱流境界層中の大規模構造とバースト現象(小規模構造)に関係に関する複数の知見が得られたため.大規模構造が小規模渦構造のクラスタリングにどのように影響を与えるかを理解するために,境界層内に人工的な大規模構造を導入する風洞実験を行う.大規模構造は壁面に並べたプラズマアクチュエータにより境界層内に循環流を作ることで生成する.人工的に導入した大規模構造が小規模渦クラスタリングに及ぼす影響を多点速度計測により調べる.また,バースト波形を検出することでヘアピン渦の大きさを評価する.加えて,自然に発生する大規模構造による小規模乱れの変調現象と比較を行うことで,小規模渦構造と大規模渦構造の相互作用の強さを評価する.さらに定常的に大規模構造の導入を行うのではなく,一度だけ瞬間的に導入し,その後は自然に発達させた場合にどうなるかも調査する.次年度使用が生じた理由は,成果発表先が国内であったことと,成果発表が和文において主に行われたためである.当該予算は,研究成果を国際学術誌に論文として投稿する際に使用する予定である.
食品ハイドロゲルのミクロ相分離構造がテクスチャーに与える影響

多糖ゲルのミクロ相分離構造の食感などへの影響を検討した。固いゲルを作るκ型と軟らかいゲルを作るι型のカラギーナンを混合した実験では、それぞれの成分が個別に凝集と網目構造をつくることが、熱分析、NMR及び動的粘弾性測定から明らかになった。1μmの粒子に光ピンセットで力を加えた時の動きから、ミクロ環境粘弾性を測定したが、相分離構造は把握できなかった。0.1μmの微粒子の運動を追跡したところ、κ型は強固な網目を形成しているが、ι型では微粒子が運動できる緩い網目を形成していることが分かった。さらに、これらを混合したゲルでは粒子の運動性に分布が見られ、相分離構造形成によるものであることが分かった。マスター溶液の作成;共同研究推進に必要な共通試料となるι-カラギーナンとκ-カラギーナンのマスター溶液を作成した。透析操作によりほとんどのカチオンをNaイオンに置換することが出来た。また、透析、加熱殺菌などによる分子量分布の変化はなかった。磁場勾配NMR測定;プローブ高分子の拡散係数からミクロ相分離構造を評価するために、ι/κ-混合カラギーナンゲル中におけるポリエチレングリコール(PEO)の拡散係数を拡散時間10ミリ秒として測定した。各成分のゲル化温度における網目構造の変化に対応したPEOの拡散係数の変化は見られたが、ミクロ相分離構造を反映した拡散挙動は見られなかった。顕微鏡による相分離構造観察;顕微鏡による混合カラギーナンゲルのミクロ相分離構造の観察を試みたところ、NaClの濃度を160mMまで上げた時に分離構造が見られたが、低い濃度においては見られなかった。粘弾性測定とDSC測定においては、NaCl濃度が低い場合でも、それぞれのカラギーナン鎖が別々に凝集する挙動が見られ、ミクロ相分離が示唆されたが、顕微鏡観察でそれを捉えられなかった。これは相分離のサイズが顕微鏡観察の限界以下であるか、または、ιリッチ相とκリッチ相の光学的なコントラストが低いためである。また、高いNaCl濃度においてミクロ相分離が観察できたのは、相分離サイズが大きくなったか、コントラストが大きくなったからであると考えられる。次に、試料に0.3μmのラテックス粒子を分散させ、レーザー光ピンセットによって力を加え、その動きからミクロ相分離構造を解析する方法を試みたが、ゲル試料中ではラテックス粒子を光ピンセットによる小さな力によって動かすことが出来なかった。マイクロMRIによる観察;撮像時の振動等による画像のブレを補正するプログラムを作成してシミュレーションによるコントラスト向上効果の確認を行った。前年度、透析により精製し、小分けしてレトルトパウチを作成したι-カラギーナン(IC)とκ-カラギーナン(KC)のマスター試料を用いて以下の検討を行った。顕微鏡による相分離構造観察; IC、KC及びIC/KC混合溶液について降温過程におけるミクロ粘度を評価するために、1μmのラテックス粒子を添加してブラウン運動の追跡を行った。その結果、ゲル化温度において粘弾性変化に対応したミクロ粘度の変化が見られ、また、混合溶液中においては、ミクロ粘度に空間的な分布が見られた。さらに、レーザーによるマニュピレーションを行ったところ、昨年度は0.3μmの粒子では不可能だったが、1μmの粒子を用いた場合には可能となり、周期的応力に対する応答を解析することでミクロ粘弾性が評価できた。すなわち、巨視的な粘弾性とミクロ粘弾性の比較が可能となり、さらにはミクロ粘弾性のμmオーダーでの空間分布の評価が可能となった。磁場勾配NMR測定;降温過程におけるポリエチレングリコール(PEO)の拡散係数(D)を測定した。その結果、混合溶液中のPEOのDはICとKC溶液中でのDの中間的な値となり、また、Dに分布は見られなかった。このことから、混合溶液におけるカラギーナン鎖による網目構造はPEOの拡散距離程度のスケールではほぼ均一な構造となっている事が示された。固体高分解能NMR;IC、KC及び混合溶液から調製したゲルの網目構造を評価するために、ゲル状試料について前飽和法と低速MAS法による測定を検討したが、いずれも、十分な信号を得ることが出来なかった。そこで、ゲル状試料の液体窒素による急速凍結とフリーズドライによって調製した試料(クエンチ試料)について、CP/MAS法による測定を行った。その結果、混合溶液から得られたゲル試料ではIRとCRのゲル試料にはなかったピークが見られ、多糖鎖の凝集構造が異なっている事が示された。平成26年度の光ピンセット購入に際して、予算の前倒しでレーザービーム可動式へと変更することにより、より高い精度のマニュピレーションが可能になった。そのため、当初の予定のミクロ粘度のみならずミクロ粘弾性の測定が可能となり、通常の(巨視的な)粘弾性との比較が可能となり、次年度に予定していた「ミクロ構造・物性⇔力学物性」の関係の検討が詳細に行えるようになった。固体高分解能NMR測定においては、ゲル状試料での測定が困難であったことを踏まえて、クエンチ試料に対してCP/MAS法による測定を行う事により、次年度に予定していた混合ゲル中の凝集体網目構造や運動性、相分離構造の評価などが可能となった。マイクロMRIによる観察ではMRI撮像に必要な磁場勾配安定化ユニットが故障したために、海外での修理が必要になり、今年度はあまり実験が出来なかったが、修理が完了したので、今年度は計画通りに実験を進めることが出来る。