hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
陸上試料の炭素14年代較正データの検証研究

ICDP5017-1に関しては、堆積物中に含まれていた植物遺体の処理後のFTIRスペクトル(一部、NMRスペクトルを取得)し、炭素14年代測定前の化学処理や試料の堆積後の保存性について検討し、約150試料の炭素14年代測定結果から信頼できるデータを選別した。加速器質量分析法で得られた「信頼できる」炭素14年代を有効に利用し深度ー年代モデルを構築した(Kitagawa et al., 2016)。その結果をもとに、ICDP-DSDDPに参画する国内外の研究者が利用できるICDP5017-1からの堆積物の共通年代編年が確立された。同時に、ICDP5017-1同様の方法をICDP5017-3に適用した編年作業を行ったが、不完全な堆積物採集等、頻繁に引き起こされたイベントによる堆積物のかく乱などで、正しい編年の構築は容易でなく、堆積学的な観点での検討が必要であることが明確になった。木材や材化石、化石サンゴや洞窟堆積物(鍾乳石)、年縞堆積物などの年代既知の試料の炭素14測定から過去5万年からの炭素14年代キャリブレーションデータセット(IntCal13)が得られてきた。本研究では、国際陸上学術掘削計画(ICDP)死海深層掘削計画(DSDDP)で死海最深部(ICDP 5017-1地点)から得られた堆積物コアに含まれる陸上起源の植物遺体化石の高精度の炭素14年代測定を行い、同堆積物試料のアラゴナイトのウラン系列年代を比較することでIntCal13の検証研究を行った。列年代を比較することでIntCal13の検証研究を行った。研究計画では、本年度中にすべての炭素14年代測定を完了する予定であったが、本研究を格段に進めるために、外来炭素の混入の影響を補正する方法の考案及びその基礎実験を行ったため、測定件数が予定より増え、未測定の試料、再測定が必要な試料が残っている。その他、国際陸上科学掘削計画(ICDP)の死海深層掘削プロジェクトへの参加者等との密な研究交流が進み、当初予定していた以上の研究成果が得られる可能性がでてきた。高い時間分解能で既存の炭素14年代キャリブレーションデータセットを検証するため、現在補足的に行っているICDPサイト5017-3から掘削された堆積物コアの有機物、ICDPサイト5017-1から掘削された堆積物コアの炭素14年代測定及びアラゴナイトの測定を可能な限り早期に終え、本研究をまとめる。28年度が最終年度であるため、記入しない。気候・環境動態解析死海掘削堆積物コアのアラゴナイト(炭酸塩)の炭素14年代測定を高い時間分解能で実施する。本研究で開発した外来炭素の混入の影響を補正する方法を用いて、高い時間分解能の掘削コアの年代ー深度モデルを作成するとともに、ウラン系列年代(暦上の年代)と炭素14年代測定結果を比較することで、陸域試料の炭素14年代キャリブレーションデータデータを検証するデータセットを整備する。また、本研究で構築された年代ー深度モデルをもとに、国際陸上科学掘削計画(ICDP)の死海深層掘削プロジェクトで採集された堆積物コアから得られた各種データを融合する。当初予定した研究課題をほぼ実施し、次年度以降の研究の準備を行うことができた。また、研究成果については、国際研究集会で公表し、現在、国際的な専門誌に投稿を行った。
うちわ型気流生成装置の開発と生成されたゆらぎ気流の挙動の解明

(1)うちわ型気流生成装置の開発とゆらぎ気流の効果通常のうちわよりも大きなサイズのうちわで上下に扇ぐことができる気流生成装置を製作した。うちわのサイズや扇ぎ方を変えて実験室内にて気流測定を行った。しかし、装置の完成度が低く、うちわの動きが一定でないため、うちわ形状の違いが気流形成に与える影響が小型装置を用いた2001年度の論文の結果(カジキ型が最も後方に気流を送風できる)と異なる(ハゼ型が後方に送風する効果が高い)ものとなった。これはうちわを大型化する際に取り付け固定するサポートが1本の棒状のものであったため、うちわの振りのモーメントにより一定の振り方ができなくなったためである。支持方法の改善が必要とされる。(2)効率のよいうちわの検討形状、大きさ、しなりを変化させたうちわを作成し、これを使ったパラメータ測定を行った。2001年度の論文で示したうちわ(ハゼ型、カレイ型、カジキ型)を大型化したものを作成した。素材は市販のビニールボードを用いたが、しなりが一定でなかった。ハゼ型のうちわ形状が検討した中ではよい送風能力を持つ結果となった。(3)うちわ気流のシミュレーションモデルの開発開発したうちわ気流生成装置による実験結果と照合させるためのシミュレーションを行った。うちわを2枚のV字配置(カジキ型をモデル)にしてうちわ挙動のシミュレーションを行った。その結果、以下のことが明らかになった。(1)うちわ2枚のV字角度を0度から45度まで狭めて行くと、中央断面の後方(Y方向)に送り出す速度が大きくなると共に、周囲への広がり方も大きくなる。(2)うちわ開度が30度付近の場合に最も後方に気流を押し流すことができる。(3)うちわ形状は三角形よりも長方形の場合の方が、面積が大きくなるため後方に送り出す速度分布の広がり方が大きくなる。うちわ型気流生成装置の開発・うちわを単純に上下運動させる2種類の生成装置を作成した。動力は電池で動くモーターを利用した。モーターの回転を上下の往復運動に変える場合,うちわの重さのために、上向きに扇ぐ場合と振り下ろす場合では動きにややムラが生じた。・うちわは、魚のヒレ型などを参考にしてハゼ型、カレイ型、イルカ型、カジキ型、サメ型およびカエル足型の6種類のうちわを作成した。うちわの面積は市販のうちわを参考にして403cm^2にした。骨組み、柄の部分は竹であり、和紙で骨組を覆った。・これらのうちわを用いて、気流分布測定および可視化を行った。その結果、(1)カレイ型、イルカ型、カジキ型は、奥行き下方向に風速域が分布する、(2)ハゼ型、サメ型は、うちわ近傍に風速域が分布する、(3)イルカ型、カエル型は、上下左右に風速域が分布する、(4)カジキ型は、直線的に風速域が分布する、(5)サメ型のように非対称的な形状のうちわの風速分布は非対称的な偏りのある流れを作り出すことなどがわかった。・特に、カジキ型に代表される高速遊泳魚のヒレ型は気流を効率よく後方に送り出すことが確認された。可視化と可視化装置の開発・可視化装置は、厚さ1mm,15×20mmスチレンボードの旗を10mm長さの1φポリエチレン管に接着したものを400枚製作し、これをテグスに通しテグスを中心に回転できるようにしたものである。記録は、可視化装置の真上からデジタルカメラとビデオカメラにより撮影して、気流のパターンを比較した。うちわ気流の形成状態を調べることを目的として単純な形状のうちわ挙動のシミュレーションを行った。シミュレーションは、12×10×10mの閉鎖空間内のほぼ中央にうちわを設定した。うちわ部分を移動物体として定義し、振り速度0.73rad/s(45度の振れ幅で0.5秒間に1振り)で回転半径を0.5m(うちわ中心まで)とした。うちわ面積は0.4m^2に統一して、長方形の3タイプの形状を想定した。うちわの厚さは1cmの板状のものにした。乱流モデルは標準k-εモデル、移流項差分スキームは1次精度風上差分により、約10秒間まで解析した。うちわの回転は振り上げから開始した。うちわの形状によって生成される気流の状態が異なることがわかった。うちわ自体のしなりが考慮されていない点で、剥離渦のでき方が実際とは異なる可能性がある。また、メッシュ分割を半分とした予備計算では3タイプともうちわの送風方向への気流がほとんど形成されなかった。メッシュ分割の精度(特に剥離渦の再現)にかなりの影響をうける解析であることがわかった。解析したうちわ形状の中ではタイプ2(横長の長方形)が最も効率よく送風方向に気流を送っているように見える。そのため同じ面積であれば横長のものが効率がよいといえる。気流分布は、可視化実験からも確認されているが、風速0.1(m/s)の領域はうちわと平行塗面ではほとんど広がらないことがわかった。また、模型実験によってヒレ型の形状の違いによる気流の可視化実験を行ったが、煙の可視化ではその違いが明瞭に判明できなかった。

(1)うちわ型気流生成装置の開発とゆらぎ気流の効果通常のうちわよりも大きなサイズのうちわで上下に扇ぐことができる気流生成装置を製作した。うちわのサイズや扇ぎ方を変えて実験室内にて気流測定を行った。しかし、装置の完成度が低く、うちわの動きが一定でないため、うちわ形状の違いが気流形成に与える影響が小型装置を用いた2001年度の論文の結果(カジキ型が最も後方に気流を送風できる)と異なる(ハゼ型が後方に送風する効果が高い)ものとなった。これはうちわを大型化する際に取り付け固定するサポートが1本の棒状のものであったため、うちわの振りのモーメントにより一定の振り方ができなくなったためである。支持方法の改善が必要とされる。(2)効率のよいうちわの検討形状、大きさ、しなりを変化させたうちわを作成し、これを使ったパラメータ測定を行った。2001年度の論文で示したうちわ(ハゼ型、カレイ型、カジキ型)を大型化したものを作成した。素材は市販のビニールボードを用いたが、しなりが一定でなかった。ハゼ型のうちわ形状が検討した中ではよい送風能力を持つ結果となった。(3)うちわ気流のシミュレーションモデルの開発開発したうちわ気流生成装置による実験結果と照合させるためのシミュレーションを行った。うちわを2枚のV字配置(カジキ型をモデル)にしてうちわ挙動のシミュレーションを行った。その結果、以下のことが明らかになった。(1)うちわ2枚のV字角度を0度から45度まで狭めて行くと、中央断面の後方(Y方向)に送り出す速度が大きくなると共に、周囲への広がり方も大きくなる。(2)うちわ開度が30度付近の場合に最も後方に気流を押し流すことができる。(3)うちわ形状は三角形よりも長方形の場合の方が、面積が大きくなるため後方に送り出す速度分布の広がり方が大きくなる。
ミクログリア制御による新規疼痛制御治療薬の開発

「疼痛」は身体への侵襲や損傷を知らせる重要な感覚である.しかし損傷が修復しても遷延する「神経障害性疼痛」がある。そのメカニズムは神経損傷に伴う神経節内や脊髄内のミクログリアの炎症変性であることが知られている.応募者は神経障害性モデルマウスに抗炎症性M2ミクログリア誘導因子を投与することで、組織破壊的な炎症反応を抗炎症・組織再生型に転換し疼痛制御を促進することを見出した。また誘導されたM2ミクログリアの放出する細胞小胞体(エクソソーム)が周囲のSchwann細胞に取り込まれ炎症状態の制御や細胞死の抑制を行うことで疼痛制御を行っていた。研究代表者は帯状疱疹疼痛マウスへのM2ミクログリア誘導因子投与実験を行なった。モデルマウスの疼痛スコアは改善し、その治療メカニズムの1つにM2由来エクソソームが周囲組織に多く放出され、回復に寄与していることを示唆した。またSchwann細胞に同エクソソームが取り込まれ、極性を正常時の状態へ誘導し、周囲環境を炎症から抗炎症へ変換し、Schwann細胞の細胞死を抑制した。応募者は疼痛の増悪・減弱にエクソソームの関与を仮定し、先行実験を行った。先行実験では、超遠心分離/密度勾配遠心分離を用いて、マウス血清由来エクソソームを回収した。透過型電子顕微鏡(TEM)で形態学的解析とNano trackingassayで粒径を測定し、100nm以下の小胞をエクソソームとして使用した。エクソソームマーカーのトランスメンブレンと細胞質ゾルの一部をWestern blotで確認した。疼痛群の血清由来エクソソームはSham群と比較し、NanoSightによる計測で粒子数が3.2倍に増加していた。またWestern blotでCD3やIgGの発現が増加した。これは局所炎症時に免疫系細胞由来エクソソームが循環することを示唆し、末梢組織と中枢神経とのコミュニケーションの可能性を見出した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ヘアレスマウスへHSV-1を滴下投与し帯状疱疹疼痛様モデルを作成した。投与後1週間後に背部に炎症所見を認め、疼痛スコアも悪化した。モデルは既報と同程度の組織変化を認めた。MCP-1とsSiglec-9の投与は皮膚への直接塗布と尾静脈投与の2つを選択した。静脈からの全身投与では、感染1日後からPBSに溶解したMCP-1/sSiglec-9を尾静脈より1日1回7日間全身投与した。コントロール群では,PBSを投与した。局所投与では、感染1日後から同タンパクを擦過部に直接塗布する.以降7日間1日2回反復塗布した。コントロール群では,PBSおよびステロイド製剤を塗布した。背部の炎症状態は対照群(PBS投与群)と比較し、有意差は得られなかったものの、14日目から改善傾向を示した。MCP-1とsSiglec-9投与後、7日目・14日目・28日目のモデルマウスのL4、L5腰椎と背部皮膚の組織を取り出しH-E染色とトルイジンブルー染色を行った。H-E染色では、全てのタイムポイントでMCP-1とSSigle-9投与群の炎症系細胞浸潤の抑制を認めた。またトルイジンブルー染色ではMCP-1とsSiglec-9投与群と対照群で、L4・L5での神経変性を認めた。健側側と比較し、MCP-1とsSiglec-9投与群では神経変性の範囲が対照群と比較し小さかった。計画通り実験が行えている。

またWestern blotでCD3やIgGの発現が増加した。これは局所炎症時に免疫系細胞由来エクソソームが循環することを示唆し、末梢組織と中枢神経とのコミュニケーションの可能性を見出した。疼痛制御効果の検討する。急性期のサイトカイン遺伝子発現定量と制御型M 2免疫染色経時的にmRNAを抽出し,定量的リアルタイムPCRにて炎症性サイトカイン(TNF-α,IL-1β,IL-6など)や抗炎症性サイトカイン(IL-10,TGF-β1など),抗炎症性性M2マクロファージマーカー(CD206,Arginase1など)の遺伝子発現変化を定量し,急性期の変化を比較検討する.さらに,遺伝子発現変化比が最も激しい点での組織を蛍光免疫染色法にて染色し,各種免疫担当細胞の浸潤程度を比較検討する.I n v i tro細胞培養系を用いたミクログリア制御メカニズムの解析する。M 2によるグリア細胞の細胞死抑制効果:シュワン細胞は神経組織における髄鞘形成だけでなく,組織の恒常性の維持する役割がある.ミクログリアをMCP-1/sSiglec-9を用いてM2へ誘導する.同様にマウスから採取したシュワン細胞をアポトーシス誘導し,M2と共培養する.Tunel染色にてアポトーシス細胞数を計測する.M 2による神経細胞の変性抑制効果:生後1日のマウスDRGを採取し,無血清で培養する.無血清下では神経細胞は変性を起こし細胞死する.M2ミクログリアと共培養またはM2由来培養上清で培養することで,神経変成の抑制効果を検討する.M2の網羅的な性状解析をする。マウスミクログリアをM2へ誘導する前後にRNAを回収.次世代シークエンサーを用いたmRNAのダイレクトシークエンスを行い網羅的な性状解析を行う.M2による疼痛制御の効果因子の同定を試みる.今後の発展性と未知の因子を同定できる可能性が高い.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
重力波でせまるブラックホール時空の直接探索

巨大ブラックホール周りを周回する中性子星をはじめとするコンパクト天体からなる質量比の大きい連星系から輻射される重力波を将来の重力波観測で捉えられれば、曲がった時空を直接探査することができる。本研究課題はプラックホール時空上の有限質量をもつ質点でこの連星系をモデル化し、まず波源である質点の軌道運動、特に観測的に重要となる長時間の軌道発展の正確な理解を目標としてきた。本年度は現実的に重要となる回転ブラックホール時空に注目し、質点の有限質量による補正、すなわち質点の自己重力場が質点に及ぼす反作用力:自己力が運動に与える影響のうち、長時間の軌道発展に与える部分のみを簡便に抽出する定式化を行った。まず、既に提案されていた遅い時間変数を導入した二つの時間変数を用いた定式化を利用することで、質量比の一次の摂動を輻射的な成分(遅延場と先進場の差で与えられる成分)と対称的な成分(遅延場と先進場の和で与えられる成分)の寄与に分類し、さらに自己力を含む運動方程式をハミルトン形式で書き直すことで、有限質量に伴う補正は単一のスカラー関数である有効ハミルトニアンの評価のみが必要であることを明らかにした。特に通常の自己力が軌道に沿った各点で4成分の評価が必要であることに比べると著しい情報の圧縮になっており、実用計算を大幅に簡略化することができる。技術的困難が予想以上であったため、年度内には得られた定式化を研究成果として論文発表できなかった。しかし、新年度早々に結果を論文として公表できた・をふまえると、この遅れは短期的なものであり、今後の研究の推進に対して大きな妨げになるものではない、と考える。本研究課題で得られた質点の長時間の軌道発展を記述する簡便定式化を用いて、質点から輻射される重力波形を実用計算するスキームを開発し、その具体波形を導出することが今後の最優先課題である。申請者の研究の目的は、比較的質量比の大きい連星系からの重力波を用いることで、将来の重力波観測計画によって銀河中心に存在するブラックホール近傍の環境を明らかにすることである。特に観測される重力波が非常に弱いため、物理的な情報を引き出すためには理論によってあらかじめ重力波を正確に予測し、観測波形と相関をとることが不可欠である。連星系からの重力波を正確に計算するためには、まず波源である連星系の運度そのものを正確にモデル化する必要がある。理論的には連星系の質量比が大きい場合、連星系の運動は、質量の大きい星の作る重力場中を、質点が質点自身のつくる自己重力場による反作用力をうけながら測地線運動からわずかに摂動をうけつつ運動する、という描像でモデル化できる。そこで本年度は「重力波源である質量比の大きい連星系の運動を正確に理解するには、自己力をどの程度正確に理解する必要があるか」という課題設定をたてた。この課題に対して本年度は1)回転ブラックホール時空を円運動する質点の場合、2次の自己力の効果は現在計画されている重力波干渉計の範囲では無視できるほど小さいこと、2)回転ブラックホール時空を運動する質点は、動径方向運動の軌道周波数と、角度方向の軌道周波数が整数比になる"共鳴軌道"とよばれる特殊な軌道が存在すること、また共鳴の効果は重力波形に無視できない影響を与えうることを定性的に指摘した。本年度に設定した課題を達成し、その成果のすべてを査読付きの投稿論文として報告することができたため。次年度は回転ブラックホール時空を運動する質点の共鳴軌道に重点的に注目し、放射される重力波が軌道運動に与えうる影響をより定量的に調べる。

本研究課題で得られた質点の長時間の軌道発展を記述する簡便定式化を用いて、質点から輻射される重力波形を実用計算するスキームを開発し、その具体波形を導出することが今後の最優先課題である。
ジルコニウム系非晶質合金の局所構造の解明と電子・水素輸送物性の応用

Ni-Zr-Nbアモルファス合金は,特定濃度の水素を吸蔵すると特異な電荷輸送特性を示す。本研究では,第一原理分子動力学計算を用いて同合金の水素吸蔵特性と特異な電荷輸送現象と明らかにすることを目的として,同合金の局所構造,局所構造における水素吸蔵サイトおよび水素移動パスについて,以下の3点を解明した。(1)典型的な局所構造として,Ni-Zr-Nbの正20面体クラスターと空孔領域からなる最適化構造を提唱した。(2)同局所構造中で,水素原子は空孔領域の8面体サイトにエネルギー的に有利に入る。(3)同局所構造中での水素移動パスにおいて量子井戸に相当するポテンシャルバリアが存在する。水素添加Ni-Zr-Nbアモルファス合金における、超伝導・クーロンブロッケードによる振動現象等の特異な電子輸送現象のメカニズムの解明を目的として、本年度は、同アモルファス合金の局所構造と構造中の水素原子の位置について第一原理計算を行い、以下の事項を明らかにした。1.正20面体クラスターを基本構造とするNi-Zr-Nbアモルファス合金の局所構造を提唱し、同クラスターを8個含む単位胞について、第一原理分子動力学計算を用いて構造の最適化を行った。種々のクラスター配向の比較の結果、正20面体の局所構造をよく保つ配向(アモルファス合金に相当)と、クラスター構造が面心立方的となり周期性をもつ結晶化に相当する配向とが現れることを明らかにした。また、これらの動径分布関数や配位数について実験結果との比較を行った。2.正20面体クラスターを基本構造とするN-Zr-Nbアモルファス合金の局所構造をモデル化した単位胞内の種々のサイトに、水素原子を配置し、同合金におけるエネルギー的に好ましい水素原子位置と、水素原子が周辺の構造へ与える影響について、第一原理分子動力学計算による構造最適により明らかにした。水素原子は、合金内の正4面体サイトより、正8面体サイトやそれに準じるサイトに位置した方が、エネルギー的に好ましい。また、水素原子を特定の正4面体サイトにおいた場合、1で述べた結晶化と同様の構造変化が起こり、水素原子によりアモルファス構造が周期性をもつ結晶へと変化する可能性があることを示した。ジルコニウム系非晶質合金に発現する,単電子/単プロトントンネリングやキャパシタンスによる発振等,興味深い現象のメカニズムの解明と,その応用としての機能性材料の開発を目的として,特異現象発現の鍵となるZr-Ni-Nb-H系合金の局所構造の研究を,第一原理計算(分子動力学計算)とXAFS等の実験的構造解析の結果を用いて行った。その結果,Zr-Ni-Nb正20面体クラスターを構造単位とする下記の局所構造とその特徴を明らかにした。1.非晶質合金の近似構造として,Zr-Ni-Nb正20面体クラスターを8個配置した原子数100個程度の単位胞構造を構築した。2.原子配置の異なる単位胞構造のうちのいくつかについて,第一原理分子動力学計算により正20面体構造をもつ最適化構造が得られた。従来の研究では得られていない最適化構造が得られたということは,この構造が局所的に安定に存在しうることを示している。3. XAFS等の原子構造を反映する実験との比較により,原子構造の動径分布等が実験結果と一致する局所構造を同定した。4.構造最適化の過程において,正20面体をユニットとする構造から面心立方構造への転移が発現しうることを明らかにした。エネルギー的には面心立方構造の方が低く,この転移は,非晶質合金の結晶化(規則合金化)に相当するものと考えられ,安定な非晶質合金を構築するための知見を与えるものである。上記研究成果を国際会議(ISSPIC16)において発表し,また成果をまとめた論文をJAPへ投稿した。量子ドットの存在に起因すると思われるクーロン振動等,特異な電荷輸送現象が発現する水素添加Ni-Zr-Nbアモルファス合金の局所構造,水素原子の吸蔵サイトおよび合金内での移動について,第一原理分子動力学計算を用いて,下記の3点について明らかにした。(1)正20面体クラスターを基本単位とするNi-Zr-Nbアモルファス合金局所構造内における,水素原子吸着サイトについて,第一原理計算を用いたエネルギー的な探索を行った。その結果,正20面体クラスター内の4面体サイトよりもクラスター間または空孔領域に存在する8面体サイトの方が,水素原子にとってエネルギー的に有利なサイトであることを明らかにした。

(2)正20面体クラスターの4面体の中でも特にエネルギー的に高いサイトに水素原子をおき,母体合金全体の構造最適化を行った結果,4面体が8面体へと構造の変化を起こし,合金局所構造の基本単位となる正20面体クラスター全体も面心立方的なクラスターへ変化することを明らかにした。これは,X線吸収微細構造(XAFS)等の実験で観測される水素添加前後における合金の構造変化に対応するものと思われる。(3)エネルギー的に有利な8面体サイトから別の8面体サイト間における水素原子の最適移動経路をNudged Elastic Band法用いて求めた。その結果,水素原子は,エネルギー的におおむね平坦な領域とそこから2eV程度高いバリアの領域を移動することを明らかにした。このバリアの存在が水素原子(プロトン)にとっての量子ドットとなりうると思われる。物性理論,計算物理本研究の目的である、水素添加Ni-Zr-Nbアモルファス合金における、超伝導・クーロンブロッケードによる振動現象等の特異な電子輸送現象のメカニズムの解明に向けて、今年度は、その基本データとなる同アモルファス合金の局所構造と構造中の水素原子の位置について、第一原理計算を行い、局所構造モデルの提唱とその構造の最適化および構造中の水素原子位置の同定を行った。これらの研究成果は、Journal of Applied Physics等で発表され、研究計画はおおむね順調に進捗しているといえる。平成25年の研究目的に掲げた,ジルコニウム系非晶質合金の局所構造の解明については,年度内におおむね目標が達成され,第一原理計算によって,実験的に得られている局所構造データと矛盾しない最適化構造が得られ,国際会議にて発表を行った。現在は得られた母体構造中に水素原子を入れた際の水素原子位置の同定,水素原子に対するエネルギー曲線および母体構造の変化について研究を行っている。また,局所構造の最適化の過程において,見出された非晶質構造から面心立方構造への転移については,当初の計画範囲外の成果といえる。ただし,投稿した局所構造に関する論文の採択については若干遅れ気味である。1.これまでに得られた、Ni-Zr-Nbアモルファス合金の局所構造を基にして、水素原子位置の同定と水素原子が構造に与える影響をより詳しく探求し、同合金中を水素原子が透過していくもっともらしい経路について明らかにしていく。2.同合金の局所構造発現のメカニズムについて、特に少数元素であるNbの役割について、相互作用エネルギーの立場から明らかにしていく。平成24年度までに,母体・ジルコニウム系非晶質合金の局所構造がほぼ明らかになったので,平成25年度以降は,この母体合金中に水素原子を1数個程度加えて,水素原子の合金中の平衡位置,ポテンシャルを明らかにするとともに,水素原子による母体の構造の変化等,水素原子の合金中における振る舞いについて明らかにする。これにより水素原子添加により引き起こされると思われるクーロン振動等の特異な現象の起源について明らかにする。Zr-Ni-Nb系と類似の構造をもつZr-Ni系においても同様の第一原理計算による研究を行い,Nb添加の効果についても明らかにする。研究成果の発表を平成26年度開催のISPMA13で行うこととしたため。2014年9月にプラハ(チェコ)で開催されるISPMA13で研究成果を発表するための旅費として使用する。平成24年度に購入した計算サーバに加え,本年度も,チップの性能上昇と価格の低下により,同程度の価格で計算能力が向上した計算サーバを購入し,ジルコニウム系非晶質合金への水素添加の効果を,水素原子の数・位置に関して広範囲にわたり計算を行う。
低被ばく心臓CTにおけるモデル型逐次近似再構成法によるプラーク性状評価の検討

心臓CTは非侵襲的に冠動脈を評価する手段として有用な手段である。近年、CT画像の再構成に逐次近似再構成法が利用可能となってきている。また、低線量CTでは造影剤減量の可能性が期待できる。しかし、低線量撮影と逐次近似再構成法を併用した心臓CT画像の画質の向上についての報告はまだあまりされていない。我々の研究では両者を併用した心臓CTで、画質改善、被ばくの低減、造影剤の減量の可能性を示唆した。また、冠動脈病変の質的評価に貢献する画質の提供が可能であることを示した。心臓CTは非侵襲的に冠動脈疾患を評価できるため、臨床におけるその需要は年々増加している。しかし、冠動脈疾患を有する患者では、繰り返し心臓CTや血管造影での評価が必要なことも多く、被ばくの低減が重要となる。モデル型IR法と低管電圧撮影を用いた冠動脈CTでは、画質向上、放射線被ばく低減が可能である。また、冠動脈疾患を有する患者では、腎機能が低下した患者が多く、引き続き治療で造影剤を使用する可能性もあり、造影剤の減量が問題となる臨床症例にも多く遭遇する。低管電圧CTでの撮影では、造影剤による増強効果を高めることができるという利点もあり、造影剤の減量という効果も期待できる。本年は心臓動態ファントムを用いた基礎実験を行い、FBP法とハイブリッド型IR法、モデル型IR法のそれぞれで画像を作成し、画質(アーチファクト、ノイズ、コントラスト分解能等)に与える影響を明らかにした。コントラスト分解能については高コントラストと低コントラストの分解能についてその影響を明らかにした。臨床的には、心臓3D-CTが必要と考えられた患者(約20名)に対して心臓3D-CTの生データを利用して従来のFBP法とハイブリッド型IR法、モデル型IR法のそれぞれで画像を作成し、画質評価を行い画質に与える影響を明らかにした。同時に冠動脈の診断能に対する影響についても検討し、学会や論文で報告した。その一方で、X線被ばく量が多いことが大きな問題であり、X線被ばく低減は重要な課題のひとつである。しかし、臨床的に十分な画質も保証される必要がある。CT装置は検出器で記録されたデータを投影像から断層像をつくりだす過程で画像再構成する必要がある。その画像再構成には従来使われていたFBP法と新しい方法であるIR法がある。IR法ではFBPのような一回の逆投影で画像を得るものではなく、反復して画像再構成を繰り返すことで段階的に画像を修正し、理想的な画像に近づけていく。その過程で画像ノイズを大幅に減少させるという利点があり、低線量で撮影しても、正確で良好な画像を得ることができる。しかし、その基礎的特性は十分に解明されておらず、臨床医学の心臓CT分野に応用可能かは明らかにされていない。本年は心臓CTを受ける予定の患者に対して臨床研究を遂行した。得られた心臓CTデータは複数の拡張期時相で再構成し、アーチファクトを定性的に評価し、コントラスト・ノイズ比、画像ノイズ値を定量的に比較した。また、冠動脈プラークを有する患者についてはプラーク描出能をそれぞれの画像再構成法において行い、モデル型IR法の冠動脈プラーク評価に与える影響について検討した。また、心臓CTでは心機能が低下している患者が多く、心機能が心臓CTでの造影効果どの程度影響しているかについても検討し、学会で報告した。得られたデータに対しての検討や学会報告、論文作成がおおむね予定どうり進行している。また、患者にとって不利益とならないように画質も保証される必要がある。近年、冠動脈CTにおける画像再構成に逐次近似再構成法(iterative reconstruction: IR)が臨床応用可能となってきており、CTの画質が向上してきている。我々は低管電圧撮影とIRの併用にて効果的にCTの被ばく低減に努め、X線被ばく低減と良好な画質の両立が可能であることを報告している。しかし、現状は古典的なfiltered back projection (FBP)法とIR法のハイブリッド型による再構成であり、“真"のIR法ではない。モデル型IR法は“真"のIR法と考えられ、理論的には7080%の被ばく低減も可能と考えられる。しかし、その臨床的評価についてはまだ十分とはいえない。本研究により、最新のCT画像処理技術であるモデル型逐次近似再構成法を使用した低線量冠動脈CTでの、画像特性を基礎的・臨床的に明らかにした。また、画質改善、被ばくの低減、造影剤の減量の可能性について検討した。冠動脈病変の質的評価に貢献する画質の提供が可能であることを示した。その研究成果はJournal of Cardiovascular Computed Tomographyに採択された(.J Cardiovasc Comput Tomogr. 2014Mar-Apr;8(2):115-23.)。

しかし、低線量撮影と逐次近似再構成法を併用した心臓CT画像の画質の向上についての報告はまだあまりされていない。我々の研究では両者を併用した心臓CTで、画質改善、被ばくの低減、造影剤の減量の可能性を示唆した。また、冠動脈病変の質的評価に貢献する画質の提供が可能であることを示した。本年は、当初の予定どうりモデル型IR法の臨床応用へ向けた最適化をファントム実験により明らかにし、臨床予備研究を終了させることができた。心臓CTを受ける予定の患者に対して引き続き臨床研究を遂行する。得られた心臓CTデータを血管造影・IVUS等のその他の検査所見との比較・評価することで最終的にモデル型IR法の冠動脈プラーク評価に与える影響について解析する。放射線診断Society of Cardiovascular Society(SCCT)のガイドラインに準じてAppropriate criteriaに適合する患者で心臓CTを受ける予定の患者に対して臨床研究を遂行する。得られた心臓CTデータは複数の拡張期時相で再構成し、FBP法、ハイブリッドIR法、モデル型IR法にて血管鮮鋭度、アーチファクトを定性的に評価し、コントラスト・ノイズ比、画像ノイズ値を定量的に比較する。また、冠動脈プラークを有する患者についてはプラーク描出能をそれぞれの画像再構成法において行い、血管造影・IVUS所見との比較・評価することで最終的にモデル型IR法の冠動脈プラーク評価に与える影響について解析する。使用物品の変更や学会旅費など、予測困難な変更により当該助成金が生じた。データの入力、集計、解析に使用する専用のワークステーションの台数を当初の予定より減らしていることで当該助成金が生じた。貴重なデータに関しては光ディスク、ハードディスクでの保存、活用のためこれらを購入する。必要な文献のダウンロードや検索にかかる費用も必要である。国内旅費に関しては2名の研究者が年に2回学会およびミーティングに参加して研究成果の公表および情報交換を行うための経費が必要である。また、北米(シカゴ)もしくは欧州(ウイーン)の学会に参加する経費も計画している。研究成果の学会および論文発表のために英文校正費用、投稿費用および別刷り費用が必要である。専用のワークステーションを追加購入する予定である。また必要なソフトの購入、貴重なデータの光ディスク、ハードディスクでの保存、活用に使用する予定である。
報酬・罰予測下の行動制御におけるセロトニンの役割：オプトジェネティクスによる検証

セロトニンはこれまでうつ病や注意欠陥多動性障害などの衝動性を伴う精神疾患との関連が報告されている。本研究では報酬獲得課題遂行中のセロトニンニューロン活動を光刺激により人為的に操作する技術を用い、セロトニンの行動制御における機能的役割について検証した。その結果セロトニンニューロン活動を活性化させることで、報酬の為の自制的な行動制御を維持する辛抱強さが増進されることが示唆された。これは衝動性を生み出す神経基盤の中でこれまで不明瞭であったセロトニンニューロン活動の機能的役割において、報酬のための自制的な辛抱強さとの明確な因果関係を示すことに成功した最初の報告となる。本研究はセロトニンニューロン選択的チャネルロドプシン2発現マウスを用い、報酬獲得及び罰回避行動課題遂行中のセロトニンニューロン活動を光刺激により人為的に操作するというオプトジェネティクスの技術を利用し、セロトニンの行動制御における機能的役割について検証することを目的として計画された。これまで申請者らの先行実験から「将来の報酬のための待機行動」にセロトニンが関わるとの見解を得ている。この妥当性を更に検証すること、さらに従来の「将来の罰・嫌悪をもたらす行動の抑制」という見方を本研究で併せて検証することで、報酬と罰、双方が予測される際の行動制御におけるセロトニンの役割について明確にする。研究期間内において特に報酬に関して良好な結果を得た。具体的には、1将来の報酬のための待機行動中にセロトニンニューロンを人為的に活動させると待機行動は延長されるのか。2目的のために辛抱強く「待つ」のではなく「行動する」場合、セロトニンニューロンを人為的に活動させるとどんな影響があるか。という2点について検証した。この結果1において、セロトニンニューロンを人為的に活性化させると待機行動が延長する、という我々の仮説に合致した結果を得ており、これらの内容について現在論文投稿中である。また2についても興味深い結果を得ており、引き続き実験を継続中である。本研究の意義として次のことを示したい。従来技術的な制約により困難であったセロトニンニューロン活動を正確に行動下で制御することができれば、行動制御におけるセロトニンの明確な役割、ひいては衝動性を生み出す神経基盤にどのように関与するのか、より具体的に調べることが可能になる。今後さらに行動課題のバリエーションを増やし、本研究に基づいて有用な脳機能モデルを提案できれば、衝動性に関わる様々な精神疾患治療に向けた取り組みに神経科学の分野からの貢献ができると考えている。神経伝達物質の一つであるセロトニンは、多くの報告から衝動性を生み出す神経基盤の中で重要な役割を担うことが示唆されているが、一方でその機能的役割について統一的な見解は現在までのところ得られていない。本研究ではセロトニンニューロン選択的チャネルロドプシン2発現マウスを用い、報酬獲得および罰回避行動課題遂行中のセロトニンニューロン活動を光刺激により人為的に操作するというオプトジェネティクスの技術を利用し、セロトニンの行動制御における機能的役割について検証する。24年度に実施した本研究の一部について現在論文を投稿中である。その主な結果を以下に示す。・青色光刺激によりセロトニンニューロン活動が活性化されていることを前頭前野からの細胞外濃度測定により確認した。・青色光刺激付報酬遅延課題で遅延の増加に伴うエラーが青色光刺激により減少した。・音遅延待機行動開始前に青色光刺激をしても行動に影響しなかった。本研究の意義、重要性として次のことを示したい。これまでのところ一過的にセロトニンニューロン活動を活性化させ行動への影響を示した例は報告されていない。我々は光刺激によるセロトニンニューロン活動の活性化により、報酬のための待機行動が延長されることを示すことに成功した。更に本研究計画に沿って実験を進め、罰回避のための行動抑制、レバー押し行動、それらについても光刺激がどのような影響を及ぼすかを調べることで、行動制御におけるセロトニンの明確な役割、ひいては衝動性を生み出す神経基盤にどのように関与するのか、より具体的な提案が可能になると考えている。平成24年度の研究実施計画として「1,実験環境の最適化およびマウスの行動トレーニング」「2,光刺激によるニューロン活動制御を実証する」という2点を予定していた。24年度中にこれらを順調に完了した。更に25年度以降の計画として予定していた「本実験」中の「報酬ノーズポーク課題」に関しては既に実験を完了し、論文にまとめたものを現在投稿中である。これらの理由から、当初の計画よりも進展していると考える。本研究は平成25年度以降も当初の計画内容に沿って推進していく予定である。本研究は、報酬待機・罰回避、双方における行動制御へのセロトニンの関わりを調べることを目的としている。次年度使用額が生じた状況を以下に示す。

平成24年度に実際に実験を行った結果、その後の実験実施順を変更させる必要が認められた。研究計画立案時には、報酬待機ノーズポーク課題の後罰回避ノーズポーク課題を行い、その後報酬レバー押し課題、罰回避レバー押し課題の順で実験を行うことを計画していた。しかしそれぞれの実験において限られた設備の中で実験環境を最適化させるにあたり、ノーズポーク、レバー押し、と行動で分けるよりも、報酬、罰のグループで分類し、実験の順番を決めた方が効率的であると判断した。平成25年以降、まず報酬獲得課題を中心に研究を進め、その後に罰回避課題に取り組む予定である。平成24年度には報酬ノーズポーク課題環境の最適化及び予備実験、本実験を遂行し、結果を学会で報告する予算として当該年度支出額を使用した。25年度には前年度に行った実験を更に発展させると同時に、新たに報酬レバー押し課題を導入する。報酬ノーズポーク課題と報酬レバー押し課題、2つの実験を並行して行い、報酬獲得課題遂行中のマウスの背側縫線核に光刺激を行い、報酬を獲得するために「待機する」、「より動く」それぞれの行動にどのような影響生じるか、詳細に調べる予定である。そのため25年度の予算は主にレバー押し課題用の実験環境の構築、光刺激に必要な光ファイバー等消耗品の購入、および結果報告のために使用する予定である。
西欧諸国と日本におけるリージョナリズムに関する比較研究

本研究は西欧諸国と日本におけるリ-ジョナリズムに関する比較研究である。リ-ジョナリズムに関しては、西欧諸国のリ-ジョナリズムに関しては、本年度は主としてスコットランドのリ-ジョナリズムを中心に研究を行った。1997年9月11日に英国スコットランドにて、準主権を有するスコットランド議会の設置の是非を問う住民投票がなされ、賛成多数によって、議会設置が決定された。実際に9月に英国スコットランドの首都エジンバラ市に滞在し、スコットランド省において面接調査を行い、現在の制度及び将来の構想をヒヤリング調査した。中央において、議会における定数の調整や、専任の大臣及び省を有することによって、利益代表と権力への関与手段としていたスコットランドは、ヨーロッパ大陸各国におけるリ-ジョナリズムと同様に、権力の地域への徹底した分権という方法で、新たな政治構造を作り出しつつあることが判明した。また、日本のリ-ジョナリズムに関しては、沖縄の近年の政治的動向を分析し、経済的自立と政治的自立が、全党派に共通するテーマとなっていることを明らかにした。実際に、沖縄の各政党あるいは、党中央からかなりの自立性をすでに有していることが特に理解できた。以前のイギリスと類似したシステムを持つ、沖縄開発庁の体制は、今や、統廃合の対象となり、また、国際都市形成構想という新たな将来像のもとに、統治構造も新たな模索の段階にさしかかっていると言えるだろう。現時点で両地域のリ-ジョナリズムの比較を、日本行政学会において1998年5月31日に発表予定であり、すでに発表レジュメを提出した段階である。
帯状薄膜ミラーを用いた多入出力光スイッチの製造方法に関する研究

本研究は、帯状薄膜ミラーを用いた多入出力光スイッチを容易に製造する方法を明らかにすることを目的とする。著者らが提案するこの光スイッチは簡単な構造で磨耗の問題が無いという特長を持つが、これまで適切な製造方法が明らかになっておらず、手作業に拠る所も大きかった。研究の結果、製造・組み立て方法の改良が、より正確な光スイッチングや駆動電圧の低減につながることが分かった。また、駆動信号の改良による配線数の低減についても調べ、多入出力光スイッチの実現に向けて一定の成果を残した。本研究者らは,構造が簡単で,小さなひずみで大きな反射角度が得られ,可動部品に磨耗が生じないという優れた特長を原理的に有する光スイッチを提案している.本研究は,その原理に基づく多入出力光スイッチを容易に製造する方法を明らかにすることを目的とし,本年度は次のことを行った.(1) 1入力8出力光スイッチ用一体化基板の試作薄膜ミラーを光スイッチ基板上に一体成形するために,製膜プロセスの最適化を行った.その結果,薄膜ミラーを光スイッチ基板上にMEMSプロセスを用いて一体成形することができるようになった.手作業で薄膜ミラーを基板上に配置する必要がなくなり,薄膜ミラー損傷の可能性を大幅に減少させることができた.(2)上記(1)の基板を用いた自動組み立て方法の確立上記(1)の基板を用いた自動組み立て方法を確立するために,サーボ機構を用いた自動組み立てに取り組んだ.その結果, 2つのステージを同時に制御することによって,薄膜ミラーの塑性変形が抑制され,光スイッチを組み立てることができるようになった.(3) (1), (2)の製作・組立方法の改良を行った光スイッチの動特性評価また,(1), (2)の製作・組立方法の向上の効果を調べるために,光スイッチの動特性評価を行った.まず,薄膜ミラーを駆動電圧40Vで1ステップずつ移動させた結果,各位置における薄膜ミラーの角度のばらつきを±1度以内に収めることができた.また, 1ステップを駆動周期48ms, 8ms, 4msで駆動させた結果,駆動電圧を24Vまで低減することに成功した.本研究者らは,構造が簡単で,小さなひずみで大きな反射角度が得られ,可動部品に磨耗が生じないという優れた特長を原理的に有する光スイッチを提案している.本研究は,その原理に基づく多入出力光スイッチを容易に製造する方法を明らかにすることを目的とし,本年度は次のことを行った.(1)駆動信号の改良による配線数の低減光スイッチ基板上の配線数を低減するために,平成20年度に使用した駆動信号を改良し,同年度に試作した1入力8出力光スイッチに適用して,動作を調べた.その結果,駆動信号の改良によって配線数を低減可能であることが分かった.しかし部品製作・組み立て作業で問題が生じて,光スイッチの追加製作ができず,再現性を確認するに至らなかった.そのため,今後は製作容易性を向上させ,再現性を確認する必要がある.(2)薄膜ミラーと基板との位置合わせ方法の変更平成21年度に設計・評価した一体化基板の製造プロセスは,産業界で利用されている設備があれば十分実用的と考えている.しかし,本課題で現在利用可能な設備では,製膜した透明電極膜上に犠牲層をスパッタ製膜する工程が部品製作の歩留まりを低下させている可能性がある.そこで,別々の工程で作製した薄膜ミラーと基板とを容易に位置合わせする方法を試みた.その結果,部品製作の歩留まりを向上させ,且つ,容易に薄膜ミラーと基板とを位置合わせすることができるようになった.しかし,上記(1)の問題解決には至っておらず,さらに製作容易性を改善する必要がある.(3)多入力光スイッチの設計上記(1)で改良した駆動信号を多入力光スイッチで評価するために,多入力光スイッチ用の基板を新しく設計した.本研究者らは,構造が簡単で,小さなひずみで大きな反射角度が得られ,可動部品に磨耗が生じないという優れた特長を原理的に有する光スイッチを提案している.本研究は,その原理に基づく多入出力光スイッチを容易に製造する方法を明らかにすることを目的とし,本年度は次のことを行った.(1)光スイッチの製作方法の改良これまで、帯状薄膜ミラーの固定にアルミ箔と接着剤を使用していたが、その厚みが光ファイバーの挿入失敗の障害になり、部品製作の歩留まりを低下させる原因の1つであった。そこで、薄い接着フィルムを使用した接着方法に変更した結果、容易に固定することができるようになり、かつ、部品製作の歩留まりの向上につながった。(2)1入力多出力光スイッチの試作と動特性評価平成21年度に設計した1入力光スイッチを上記(1)の方法で製作し、その動特性を調べた。その結果、帯状薄膜ミラーを駆動するために必要な電圧が研究当初よりもかなり高くなった。

この原因について調査したところ、透明電極上に製膜した絶縁膜の膜厚や膜質が研究当初の光スイッチから変化し、帯状薄膜ミラーを電極に吸着させるのに必要な電圧が高くなってしまっていたことが明らかになった。これは、スパッタ装置やターゲット材料の状態が変化したことに起因すると思われる。そこで、最適な製膜条件を調べ、その条件で製作した光スイッチを用いて、動特性を評価した。その結果、帯状薄膜ミラーの駆動に必要な電圧を下げることができた。しかし、1ステップずつの駆動は再現性がなく、さらに製作方法を改善する必要がある。(3)研究の総括これまでの研究で、帯状薄膜ミラーを用いた光スイッチの部品製作方法や組立方法の改善、駆動信号の改良などで、多入出力光スイッチの実現に向けて一定の成果を残すことができた。しかし、帯状薄膜ミラーの駆動の再現性が低く、今後、製作方法をさらに改善することが必要である。
糖鎖ポリマーのナノ相分離構造を利用した抗血栓性コーティング材料の創製

ヒト・動物由来の医用材料の使用は牛海綿状脳症(BSE)やC型肝炎、さらに未知感染症に繋がるおそれがあるため、現在医用材料として用いることが強く規制されている。従って、動物由来の原料に依存しない安全な代替合成医用材料の開発が強く求められている。本研究では、糖鎖末端ポリマーを精密合成し、このポリマーを抗血栓性コーティング材料として応用することを目指した。抗血栓性に対して最も重要な因子である糖鎖ナノスポットの構造は任意に調節可能であることを明らかにした。糖鎖誘導体(グルコース、マルトース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、およびマルトヘキサオースのアセチル誘導体)を有するリビングラジカル重合の開始剤を合成し、これらを用いてスチレンを重合の重合を行った。SEC測定、NMR測定、およびFID検出器を装備した薄層クロマトグラフィ(TLC-FID)を用いた分析により、生成物は末端に糖鎖誘導体が導入したポリスチレンであること、さらに、生成物の分子量分散度は狭く、末端への糖鎖の導入は定量的であることを示した。次に、糖鎖開始剤とスチレンとの仕込み比を変化させることによって、糖鎖長とポリマー鎖長の異なるサンプル(グルコース残基が1、2、3、4、5および6で、スチレンの重合度が約50、100、および200に制御された計18種類のサンプル)を合成した。これらを脱アセチル化し、末端に親水性の高い糖鎖が結合したポリスチレン(糖鎖末端ポリスチレン)に変換した。糖鎖末端ポリスチレンは、ポリスチレンの良溶媒中において、糖鎖をコアとする逆ミセル型のポリマー集合体を形成することが、動的光散乱測定(DLS)により明らかされた。18種類のサンプルについて、集合体の分子量を静的光散乱測定(SLS)によって見積もり、会合数の算出を行った。糖鎖末端ポリスチレンの会合数は、導入したグルコース残基の増加とともに劇的に増加することが明らかとなった。スチレンの重合度と会合数の相関についても知見が得られた。リビングラジカル重合の開始剤として、アセチル化されたグルコース、マルトース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、およびマルトヘキサオースを有するTMEPO誘導体を合成し、これらを用いたスチレンの重合を行った。糖鎖の生成ポリマー末端への導入は定量的であり、また、末端に糖鎖誘導体が導入したポリスチレンの分子量分散度は1.1から1.2と狭くなった。次に、糖鎖開始剤とスチレンとの仕込み比を変化させることによって、糖鎖長とポリマー鎖長の異なるサンプル(グルコース残基が1、2、3、4、5および6で、スチレンの重合度が約50、100、および200に制御された計18種類のサンプル)を合成し、これらを脱アセチル化し、末端に親水性の高い糖鎖が結合したポリスチレン(糖鎖末端ポリスチレン)に変換した。糖鎖末端ポリスチレンは、ポリスチレンの良溶媒中において、糖鎖をコアとする逆ミセル型のポリマー集合体を形成した。ポリマー集合体の分子量は静的光散乱測定(SLS)によって見積もり、会合数の算出を行った。その結果、糖鎖末端ポリスチレンの会合数は、導入したグルコース残基数の増加とともに増加し、また、同数のグルコース残基をするポリスチレンの会合数はポリスチレンの分子量と共に減少した。この様に、糖鎖末端ポリスチレンの会合性は導入したグルコース残基数とスチレンの重合度により制御可能なことが明らかとなった。様々な糖鎖含有ポリマーを精密合成した。糖鎖としては、グルコース、マルトース、マルトトリオース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マルトヘキサオースなどのオリゴ糖に加えて、シクロデキスドリンやジエポキシマンニトール誘導体の位置および立体選択的環化重合により合成される人工糖鎖ポリマーを選択し、ポリマー中への導入を図った。また、ポリマー主鎖構造として、ポリスチレンに加えて、ポリアセチレン、ポリフェニレンエチニレンを採用した。これら糖鎖含有ポリマーの構造制御や糖鎖含有量の調節は、リビングラジカル重合、金属触媒重合、およびクロスカップリング重合反応中に達成することが可能であった。生成ポリマーにおける水溶性、両親媒性は糖鎖の含有量、位置、形状等により大きく異なることが明らかにされた。両親媒性糖鎖含有ポリマーは有機溶媒中で集合体を形成することが明らかとなった。動的光散乱測定(DLS)やNMR測定などから、集合体のモルフォロジーに関する知見を得た。さらに、そのような高分子逆ミセルの溶液をキャストすることにより、50nm前後のミクロ相分離構造を有するフィルムが得られることも明らかにした。