hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重金属イオンに対して高選択性をもつ多孔質担体ー液状ポリブタジエン系吸着剤の開発

水銀は、環境保全という観点から、化学工業や農薬など以前大量に使用されていた分野の一部での使用は実質上なくなった。しかし、電気部品等家庭用用途には益々多量に使用される傾向にある。従って、家庭廃棄物を経由して、ゴミ処理場から大気圏或は水圏に放出される水銀は益々莫大な量にのぼると思われる。この内イオンの形で水中に廃棄される量も無視できないと思われるが、実質上処理はされていない。放出形態が希薄であったり、夾雑物の種類と量が多様であることから、既知の方法では効率に対応できないためである。本研究は、液状ポリブタジエン(LPB)ーシリカゲル系複合物がこれまでの方法とは異種の機構で水銀(II)を吸着するという本研究者の発見を実用化に近づけるべく検討するためのものであり、二種の方法の可能性を明らかにした。一つは、シリカゲル、アルミナ、あるいは活性炭など多孔質担体にLPBを担持させた複合物を吸着剤として用いるもので、1)この複合系は選択的に水銀(II)を吸着すること、2)多孔質担体とその上に担持させた有機塗膜との相乗作用によること、3)充填カラム式流通法にすると100ppm濃度の水銀(II)を5ppb以下に低減し得ること、4)LPBにスルフィド基を導入すると、水銀(II)吸着容量が大きくなること、5)担体とLPB有機塗膜との間に、水銀と錯形成し得るNaBrなどを担持させると吸着容量が大きくなること、であり、他はLPB或はその誘導体を液膜にすると水銀(II)を選択的に透過輸送・分離あるいは濃縮することの利用であり、6)濾紙含浸液膜は他の金属イオンから水銀(II)を選択的に分離すること、7)含硫誘導体にすると輸送速度が著るしく大きくなること、8)補集相にNaBr等水銀(II)と錯形成し得る塩を溶存させると、この液膜を通して能動輸送即ち濃縮が起こること、を明らかにした。更に、これらの各項についてそれぞれ大きな影響をもつ因子を明らかにした。工業プロセスで用いられていた水銀の使用量は,工業化学の発達によって著るしく減少したものの,他の科学分野に関連した使用量は家庭用用途を含め,きわめて膨大な量にのぼっている.これのともなって都市廃棄物を経由して大気圏あるいは水圏に放出される量も莫大なものとなっている.これらの水銀を効率的に回収除去することは,環境保全の面から極めて重要であることは当然のことである.これらのうち,水銀イオンとして排水中に放出されるものの回収除去には現在,各種の方法が用いられているが,性能ー価格の総合評価からは未だ満足すべきものはないと言えよう.本研究では,工業的に安価な供給体制にあるオリゴブタジエンをシリカゲルあるいはアルミナ等多孔質物質に担持させることで水溶液中から水銀イオンを選択的に効率よく除去し得るという発見に関するものである.今年度は多孔質担体として上記2種のほかに活性炭についても,液状ブタジエンとの間に相乗効果があることを明らかにした.また,〓填カラム式流通法を用いることによって100ppm濃度の水銀イオン溶液を環境基準値の5ppb以下の濃度に低減させうることを予備実験的に確認した.水銀イオンの透過あるいは吸着の現象を理解し,あるいは新たな水銀イオン除去法の開発の可能性を調べるため,含浸膜法による水銀イオンの輸送を調べた.

その結果,オリゴブタジエンは水銀イオンを特異的に拡散受動輸送することが判明した.またオリゴブタジエンのエポキシ化物から誘導されるオリゴオキシエチレン化物ではその輸送速度が大きくなるものの,水銀イオンにより大きな親和力を持つと考えられるメチルスルフィド化物では拡散輸送はむしろ抑制された.一方,受相に臭化物塩,チオシアン酸塩あるいは炭酸水素ナトリウムを添加することによって能動輸送が可能となり,受相への濃縮が起った.この場合にはメチルスルフィド化物も大きな輸送速度を示す事を明らかにした.水銀は、化学工業技術の発達と環境保全の意識の徹低から、触媒化学工業に用いられるものは実質上なくなったと考えられるが、電池あるいは蛍光灯等家庭用用途にはますます多量に使用される傾向にある。従って家庭廃棄物を経由して、ゴミ処理場から大気圏や水圏に放出される水銀の総量は莫大な量にのぼると見積られている。この内、水溶液として放出される水銀(II)だけに注目しても放出時の形態が、希薄であったり、夾雑物の種類と量が多様であること等から、これらを効率的に回収除去する実際的な方法はない。本申請人らは液状ポリブタジエンーシリカゲル系複合物が水溶液から選択的に水銀(II)を吸着することを発見した。本年度は(1)工業的に製造されている液状ポリブタジエンのエポキシ化物に、水銀に対して強い親和性を示すスルフィド基を導入してその吸着性能の向上を計ると同時に、(2)水銀(II)がハロゲン化物イオンと錯形成するとポリブタジエンあるいはそのスルフィド化物に対する親和性をなくすことから、シリカゲルとポリブタジエンの界面に臭化ナトリウム等水銀(II)と錯形成しうる塩を担持させて、水銀(II)吸着容量の増大を計った。更に、液状ポリブタジエンあるいはその誘導体の性質を利用して、新しい水銀(II)除去システム構築の可能性を明らかにすべく、これを液膜とした水銀(II)の拡散輸送および能動輸送・濃縮を検討した。その結果(3)水銀(II)は高い選択性をもってこの液膜を透過すること(4)液膜構成成分のポリブタジエンのスルフィド化によって輸送速度がその含有量に比例して増大すること、(5)受相にハロゲン化物塩を溶存させることによって能動輸送・濃縮が起ること、(6)濃縮に必要な最低ハロゲン化物濃度が存在すること、(7)(6)の濃度以上のハロゲン化物イオンが存在しても水銀(II)の輸送速度はもはや変らないこと、などの因子を解明し、全く新しいタイプの水銀(II)吸着システム開発の可能性を明らかにした。
セロトニン_2及びβ-アドレナリンレセプター間相互作用とこれに及ぼす抗うつ薬の効果

今年度はセロトニン(5HT)-2およびβアドレナリン・レセプターの相互作用とこれに及ぼす抗うつ薬の効果について調べた。標本はラットの大脳皮質のスライスを用いた。抗うつ薬を3週間投与後、ラットを断頭しスライスを作成した。このスライスをO_2/CO_2ガスの中でインキュベートした。その後5HT-2レセプターのアゴニストである5HT,DOIでスライスの細胞膜表面にある5HT-2レセプターを刺激しセカンドメッセンジャーである細胞内イノシトール・リン脂質を測定した。測定には[3H]myo-inositolとイオン交換樹脂を用いた。5HT,DOIは有意に細胞内イノシトール・リン脂質を増加させた。抗うつ薬であるamitriptyline、miaserinはこの反応を有意に減少させた。それ故、抗うつ薬の抗うつ効果においては5HT-2レセプターが重要な働きをしていると考えられる。βアドレナリン・レセプターについては現在研究中である。
歯科用レジンボンドダイヤモンド軸付き砥石の開発

本研究の目的は,臨床応用を目的とした歯科技工用軸付き砥石開発に関する新しい試みとして,レジンボンドダイヤモンド軸付き砥石を製作し,歯科用陶材に対する研磨特性を評価することである.本研究の結果,実験条件が研磨面性状に及ぼす影響を明らかにすることができ,研磨面の表面粗さは,グレ-ズ面の表面粗さとほぼ同等の値になった.新たに製作した軸付き砥石専用の横軸型研磨装置により,軸付き砥石の研磨特性の評価が可能となった.本研究の目的は,臨床応用を目的とした歯科技工用軸付き砥石開発に関する新しい試みとして,レジンボンドダイヤモンド軸付き砥石を製作し,歯科用陶材に対する研磨特性を評価することである.本研究の結果,実験条件が研磨面性状に及ぼす影響を明らかにすることができ,研磨面の表面粗さは,グレ-ズ面の表面粗さとほぼ同等の値になった.新たに製作した軸付き砥石専用の横軸型研磨装置により,軸付き砥石の研磨特性の評価が可能となった.本研究は,臨床応用を目的とした歯科技工用軸付き砥石開発に関する新しい試みとして,レジンボンドダイヤモンド軸付き砥石を製作した。さらに,多結晶ダイヤモンドを,これまでほとんど例のない固定砥粒(砥石)として使用することを試みた。多結晶ダイヤモンドは,遊離砥粒としては,これまで多くの使用例があり,単結晶ダイヤモンドより研磨性能が優れている。現在,半導体材料,光学部品等の研磨に数多く使用されているが,遊離砥粒としての使用が主で,固定砥粒(砥石)としての使用例はほとんど例がない。そこで,本軸付き砥石で歯科用セラミックス(陶材)を研磨し,臨床において,従来から多く使用されている陶材焼付鋳造冠の最終仕上げであるグレイジング面と同等の滑沢な面を得ること,ならびに,軸付き砥石の研磨性能を評価できる実験装置を試作し,歯科用セラミックスの研磨加工に関する資料の系統的構築に必要な基礎資料を得ることを目的とする。軸付き砥石専用の横軸型研磨装置を平成19年度より製作した。これより,レジンボンドダイヤモンド軸付き砥石で,粗さを付与した陶材の試験片の研磨加工を行うことができ,表面粗さおよび研磨量を測定することができた。なお,研磨速度および研磨圧力を変化させ研磨実験を行い,研磨面性状は光学顕微鏡,電子顕微鏡で観察した。新たに製作した本実験装置により,歯科技工用軸付き砥石の研磨性能の評価が可能となった。平成20年度は,種々の研磨実験を行い,実験結果の構築を行う。本研究の目的は,臨床応用を目的とした歯科技工用軸付き砥石開発に関する新しい試みとして,レジンボンドダイヤモンド軸付き砥石を製作し,その研磨性能を評価することである.さらに,多結晶ダイヤモンドを,これまでほとんど例のない固定砥粒(砥石)として使用することを試みる.多結晶ダイヤモンドは,遊離砥粒としては,これまで多くの使用例があり,単結晶ダイヤモンドより研磨性能が優れている.現在,半導体材料,光学部品等の研磨に数多く使用されているが,遊離砥粒としての使用が主で,固定砥粒(砥石)としての使用例はほとんど報告されていない.そこで,具体的な研究目標としては,第一に,本軸付き砥石で歯科用セラミックス(陶材)を研磨し,臨床において,従来より多く使用されている陶材焼付鋳造冠の表面の最終仕上げであるグレーズ面と同等の滑沢面を得ること.第二に,軸付き砥石の研磨性能を評価できる実験装置を製作し,歯科用セラミックスの研磨加工に関する資料を系統的に構築することである.軸付き砥石専用の横軸型研磨装置を製作し,レジンボンドダイヤモンド軸付き砥石により,チェアーサイドにおける咬合調整後を想定した表面粗さを付与した陶材の試験片の研磨加工を行い,表面粗さおよび光沢度を測定した.実験は,研磨速度,研磨押付け荷重および結合剤の縦弾性係数を変化させて行い,研磨面性状は顕微鏡により観察した.本研究の結果,実験条件が研磨面性状に及ぼす影響を明らかにすることができ,研磨面の表面粗さは,グレーズ面の表面粗さとほぼ同等の値が得られた.新たに製作した軸付き砥石専用の横軸型研磨装置により,軸付き砥石の研磨性能の評価が可能となり,今後,新たに開発される,歯科技工用軸付き砥石の性能評価にも応用が可能である.よって,本研究で得られた結果は,歯科理工学ならびに歯科補綴学の分野に,大いに貢献できるものと考える.
デュシェヌ型筋ジストロフィーのバイオマーカーと新規治療方法の開発

Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)の病態には,血管平滑筋機能異常による筋微小循環障害が影響し,血流障害を反映する末梢血循環CD34陽性細胞数は,低年齢層DMDで高値傾向を示す.しかしながら,DMDの筋血流改善による病状改善を目的とした,Phosphodiesterase 5A阻害剤投与での末梢血CD34陽性細胞数変動は一定せず,治療マーカーとしての有用性評価には検討が必要と考えられた.Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)の病態には,血管機能異常による微小循環障害,低酸素・虚血状態が大きく影響する.血管機能維持に重要な末梢血循環CD34陽性細胞は,DMDの循環障害治療評価の機能障害マーカーの候補となると考え,1.347.7歳のDMDのべ57例,1.767.7歳の筋強直性ジストロフィー(DM)のべ19例,3.058.3歳の脊髄性筋萎縮症(SMA)のべ29例,32.279.0歳の筋萎縮性側索硬化症(ALS)のべ22例,6.948.7歳の健常対象群(HC)のべ14例など,170例以上のCD34陽性細胞のデータを収集した.DMDでは1.94±1.21counts/μl, DMは0.89±0.47counts/μl,SMAは1.63±1.18counts/μl,ALSは1.22±0.98counts/μl,HC 1.52±0.92counts/μlで,DMDのCD34陽性細胞数は低年齢で高値傾向を示し,CD34陽性細胞はDMDの機能障害マーカーとなる可能性が示唆された.現在,ジストロフィン異常症患者を対象にシルデナフィルの2週間短期投与を行い,安全性,運動機能,CD34陽性細胞数,NIRSなどを評価している.Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)の筋崩壊は,ジストロフィン欠損によりひきおこされる筋線維脆弱性が主要因と考えられているが,その病態・病状進行には,血管平滑筋機能異常に起因する筋血流の微小循環障害,低酸素・虚血状態が影響し,筋線維の壊死・崩壊を増悪させる可能性がある.本研究で検討した,血管機能維持の重要なマーカーとされる末梢血循環CD34陽性細胞数は,筋強直性ジストロフィーや健常コントロールに比し,低年齢層のDMDや脊髄性筋萎縮症の一部などで高値を示した.これにより,末梢血循環CD34陽性細胞数は,DMDの組織循環障害改善を目的とした治療の効果判定マーカーとなる可能性が考えられた.一方,血管新生マーカーとして知られるangiogeninは,DMDと健常コントロールの間に差はなく,DMDの病態への関与は明らかではなかった.Phosphodiesterase 5A阻害剤(PDE5阻害剤)は,筋血管平滑筋に作用し,マウスでの筋血流・臨床症状改善効果や,心筋症に対する効果が報告されているが,本研究では,717歳のDMD患者5例に,PDE5阻害剤シルデナフィルを最高投与量1.0mg/kgで2週間短期投与し,その安全性,投与前後での運動機能,呼吸機能,心機能,血清CK,末梢血CD34陽性細胞数の変化,Near-infrared Spectroscopy (NIRS)による筋血流を評価した.投与前後で,運動機能,呼吸機能,心機能に変化はなく,血清CKとCD34陽性細胞数の変動の関係も明らかでなかった.また,NIRSによる筋血流測定は測定ごとの変動が大きく評価困難であった.しかしながら,臨床的に問題となる副作用は認めず,短期間投与での安全性は確認されたと考えられる.対象症例,投与法,評価項目再考の上,長期投与の有効性を評価する検討を計画したいと考えている.Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)の病態には,血管平滑筋機能異常による筋微小循環障害が影響し,血流障害を反映する末梢血循環CD34陽性細胞数は,低年齢層DMDで高値傾向を示す.しかしながら,DMDの筋血流改善による病状改善を目的とした,Phosphodiesterase 5A阻害剤投与での末梢血CD34陽性細胞数変動は一定せず,治療マーカーとしての有用性評価には検討が必要と考えられた.Duchenne型筋ジストロフィー(DMD)の病状進行には,血管機能異常による微小循環障害,低酸素・虚血状態が大きく影響する.血管機能維持に重要な役割を持つ末梢血循環CD34陽性細胞は,DMDの病態にも深く関わり循環障害治療評価の機能障害マーカーの候補となると考え,これまでに,2.1 47.7歳のDMDのべ47例,疾患対照として18.467.7歳の筋強直性ジストロフィー(DM)のべ18例,8.158.3歳の脊髄性筋萎縮症(SMA)のべ18例,32.278.0歳の筋萎縮性側索硬化症(ALS)のべ21例などを中心に,健常対象群と併せ,130例以上のCD34陽性細胞のデータを収集した.結果は,DMDのCD34陽性細胞数は1.79 ±1.02counts/μl (0.294.47), DMは0.82 ±0.27counts/μl (0.181.48) ,SMAは1.50 ±1.31counts/μl (0.265.53) ,ALSは1.21 ±1.00counts/μl (0.284.47),健常対象群1.53 ±0.96

counts/μl (0.623.61)と,DMDのCD34陽性細胞数は低年齢で高値傾向を示し,CD34陽性細胞のDMD病態への関与が裏付けられた.また,上記疾患のCD146陽性細胞数を60例以上で,VEGFやPECAM-1などの血管障害マーカーを30例で測定した.いくつかのマーカーは変動し病状に関わる可能性があると考えている.これらの血管障害マーカーは,現在研究計画進行中の,DMD患児に対するシルデナフィル短期投与の評価マーカーとして重要かつ有用である可能性があると考えられる.各神経筋疾患のCD34陽性細胞は現在解析中であるが,対照疾患のangiogeninやMMP9の測定はやや遅れており,データがまだそろっていない状態である.現在進行中であるジストロフィン異常症患者を対象とした,シルデナフィルの2週間短期投与は,安全性に配慮して,複数の患者で投与評価期間が重ならないよう行っている.現時点では投与終了1例,投与中1例と症例数が少なく,次年度中に投与症例数を増やす必要がある.当初の研究計画では,共同研究の大平研でのモデルマウス実験を予定していたが,施行の目処が立てられない状態である.CD34,CD133, CD146陽性細胞などのマーカー測定件数は,当初の予定件数を超え,現在データ解析中であり,血管系マーカーangiogeninやMMP9の測定は,現在進行中である.NIRSによる筋血流評価は,測定系に不安定性さがあり,信頼できるデータ収集方法を現在検討中である.また,DMD患児を対象としたシルナデフィル短期投与の安全性・有効性評価は,現在施設内にワーキンググループを立ち上げ,その施行に向けて計画が進行中であり,年度内早期の開始を予定している.以上は,当初の研究計画から逸脱していないが,共同研究の大平研でのモデルマウス実験が施行できていない.現在進行中であるジストロフィン異常症患者を対象とした,シルデナフィルの2週間短期投与の症例数を増やし,その安全性,有効性を評価する.現在,国立病院機構大阪医療センター臨床研究部田浦映恵研究協力者にはCD34陽性細胞数測定の,大阪大学微生物研究所多田智研究協力者にはangiogenin,MMP9測定の協力を頂いており,引き続き,有用な治療評価マーカーの探索を継続する.一方,共同研究の大平研でのモデルマウス実験を予定していたが,施行の予定が立てられないので,大平共同研究者には分担研究からはずれていただく.当初の予定通り,DMD患児を対象としたシルナデフィル短期投与の安全性・有効性評価を,年度内早期に開始する.また,さらに他に有用な治療評価マーカーの探索を継続する.一方,共同研究の大平研でのモデルマウス実験を予定していたが,現在のところ施行の予定が立てられないままである.新たな分担研究者,研究協力者を招聘し,一部研究計画の見直しを予定している.ジストロフィン異常症患者を対象としたシルデナフィル短期投与の安全性・有効性評価を行う,さらに他に有用な治療評価マーカーの探索を継続する.これらの薬剤購入,検査費用などに研究費を充当する予定である.DMD患児を対象としたシルナデフィル短期投与の安全性・有効性評価を行う,さらに他に有用な治療評価マーカーの探索を継続する.これらの薬剤購入,検査費用などに研究費を充当する予定である.
酸化LDL測定の動脈硬化性疾患への臨床応用に関する研究

1)糖尿病患者におけるインスリン治療のLDL酸化に及ぼす影響についてMDA-LDLレベルと他の脂質マーカーを比較したところ、MDA-LDLはアポBと強い相関性を有していた。そしてそれは、アポBが1150mb/dlを越えた場合に認めれる傾向があった。糖尿病患者ではアポB濃度が1150mb/dlより高い場合にMDA-LDL/アポB比が高くなり、アポBがMDAによって修飾を受けやすくなることを示していた。一方、脂質マーカーが正常なコントロールではMDA-LDL/アポB比はほぼ一定していた。そこで、インスリン、スタチンで治療している糖尿病患者でMDA-LDL/アポB比がどのような態度をとるかどうかを調べた。その結果、スタチン投与群では非投与群とMDA-LDL/アポB比に有意差はみられなかったが、インスリン投与群でにMDA-LDL/アポB比の有意な下降を認めた。従って、インスリンはアポBが高い場合であってもLDLの酸化を防ぐ働きを有しており、その抗酸化作用には注目すべきであると考えられた。糖尿病患者において動脈硬化性病変の予防のための薬物治療は必須である。そこで、フィブレート系薬剤の脂質プロファイル、特にLDLの分子サイズ、およびMDA-LDL,アポBに及ぼす影響について検討した。フィブレート治療におけるアポBとMDA-LDL濃度の回帰直線から、MDA-LDLを正常域に維持するためにはアポBを126mg/dl以下に下げる必要があると考えられた。このアポB/MDA-LDLの回帰の傾きは、無治療の場合のおよそ半分であったので、糖尿病患者においてフィブレート治療を行うことは、MDA-LDL濃度を下げる効果があることが判明した。健常人42名(コントロール群)、糖尿病(DM)患者49名(DM群)及びDMを伴わない高TG血症42名(高TG群)から得た血清試料を用いて、酸化LDLの臨床的意義を検討した。酸化LDL、すなわちマロンジアルデヒド修飾LDL(MDA-LDL)の測定のほか、既存の動脈硬化症の危険因子との関係を明らかにする目的で、各群の血中総コレステロール(TC)、中性脂肪(TG)、HDL-C、LDL-C、アポリポタンパクA-IとB(アポA-IとB)とLDLサイズを測定した。各疾患群は、コントロール群と性及び年齢をマッチさせて抽出した。今回の検討では、特に近年新たな心疾患の危険因子として注目されている小粒子LDL(LDLサイズが25.5nm未満のものをいう)との関連性が深いMDA-LDL、TG及びHDL-Cを取り上げ、四者の関係を詳細に検討した。その結果、特にTG、LDLサイズ及びMDA-LDLの三者の間に強い関連性が認められた。このとき、LDLサイズは、コントロール群に比し、高TG群で有意に小粒子化していた。一方、DM群でも小粒子化の傾向は認められたもののコントロール群と有意差はなかった。血中TG及びMDA-LDL値は、いずれもコントロール群に比し、両患者群で有意に高値を示した。血中MDA-LDL値からTG濃度とLDLサイズとの関係を評価したとき、LDLサイズが25.5nm未満で、TG濃度が150mg/dlより高くなると、正常者(LDLサイズ25.5nm以上、TG濃度150mg/dl以下)に比し、MDA-LDL値が有意に高くなっていることが明らかになった。このことは、LDLサイズが25.5nm未満で、TG濃度が150mg/dlより高くなることが、両因子の臨床的な異常値を示すだけでなく、LDLの酸化抵抗性の限界を超えたことをも示していると考えられた。動脈硬化の危険因子とされる高TG血症、低HDL-C血症と、酸化LDLとの関係について検討した。

血清脂質検査を受けた患者136名を脂質プロファイルによって、以下の4つのグループに分け、LDL粒子サイズおよび、酸化LDLとしてマロンジアルデヒド(MDA)修飾LDL(MDA-LDL)を測定した。高TG群では高TG血症という動脈硬化の危険因子をもつにもかかわらず、MDA-LDL値はコントロール群と統計学的な差は認められなかった。一方、高TG低HDL群では、動脈硬化の危険因子の一つであるLDLの小粒子化が生じており、MDA-LDL及びこのMDA-LDL/アポB比(LDL一粒子当りの酸化の程度を示す)もコントロール群より有意に高値を示した。また、低HDL群では、LDL粒子サイズとMDA-LDLはコントロールと有意な差はなかったにもかかわらず、MDA-LDL/アポB比は有意に高かった。すなわち、LDL一粒子当りの酸化の程度が亢進していることがわかった。以上より、HDL-Cが低下するとLDL一粒子当りの酸化の程度が亢進し、さらにTGの増加を伴ったときに、はじめてLDLが小粒子化する。逆に、TGが単独で高くなるだけでは、LDLの小粒子化もMDA-LDLの増加も生じない。すなわち、酸化LDLから見た動脈硬化の進展には、高TG血症に低HDL-C血症の併発が不可分になっていると考えられた。1)糖尿病患者におけるインスリン治療のLDL酸化に及ぼす影響についてMDA-LDLレベルと他の脂質マーカーを比較したところ、MDA-LDLはアポBと強い相関性を有していた。そしてそれは、アポBが1150mb/dlを越えた場合に認めれる傾向があった。糖尿病患者ではアポB濃度が1150mb/dlより高い場合にMDA-LDL/アポB比が高くなり、アポBがMDAによって修飾を受けやすくなることを示していた。一方、脂質マーカーが正常なコントロールではMDA-LDL/アポB比はほぼ一定していた。そこで、インスリン、スタチンで治療している糖尿病患者でMDA-LDL/アポB比がどのような態度をとるかどうかを調べた。その結果、スタチン投与群では非投与群とMDA-LDL/アポB比に有意差はみられなかったが、インスリン投与群ではMDA-LDL/アポB比の有意な下降を認めた。従って、インスリンはアポBが高い場合であってもLDLの酸化を防ぐ働きを有しており、その抗酸化作用には注目すべきであると考えられた。糖尿病患者において動脈硬化性病変の予防のための薬物治療は必須である。そこで、フィブレート系薬剤の脂質プロファイル、特にLDLの分子サイズ、およびMDA-LDL,アポBに及ぼす影響について検討した。フィブレート治療におけるアポBとMDA-LDL濃度の回帰直線から、MDA-LDLを正常域に維持するためにはアポBを126mg/dl以下に下げる必要があると考えられた。このアポB/MDA-LDLの回帰の傾きは、無治療の場合のおよそ半分であったので、糖尿病患者においてフィブレート治療を行うことは、MDA-LDL濃度を下げる効果があることが判明した。
五胡十六国時代の史書群の復元に関する基礎的研究

本年度は、五胡十六国時代を扱った中国史書の系統を確認した。当該時代は中国史上でも稀にみる動乱の時代であり、しかも、少数民族政権が重要な役割を果たしているという意味で、興味深い研究対象であるといえよう。しかしながら、この時代の史料は零細であり、かつ各史書に記述が散らばっている。そこで、北魏崔鴻の著作『十六国春秋』を中心にして、その記述の伝承経路をさぐってみた。その結果おおよそ下のような模式図を想定することができた。
「土壌・地下水汚染対策を目的とした法制度の多角的研究」

土壌・地下水汚染の問題は、多くの複雑化要因を抱えている。まず、この問題は、有害物質の廃棄、大気汚染、ダイオキシン汚染、および環境ホルモン等の現代的急務の課題と連関している。さらに、法政策を考慮するに当たっては、行政組織の体制、地理的条件、土壌・地下水の性質、水文学/エコロジーの観点、および社会的経済的諸条件など、多くの論点を含んでいる。かようにして、問題領域の範囲の確定には困難を伴うが、前年度の報告に加え、強調されると思われる諸点を示す1予防と浄化措置に係わる汚染の評価予防に係わる環境基準の設定については、人の健康被害発生防止よりも、環境一般に対する、被害防止を目的とすべきである、ただし、浄化措置の発動基準については、持続可能な発展の政策概念、および費用・便益分析等の、観点に留意していくことが必要である。土壌汚染と地下水汚染に対する浄化措置にかかわる双方の発動基準は、競合して用いられることが望ましい。2浄化費用負担の配分行政上の措置および汚染者負担に加え、経済効率生の観点から、汚染という外部性を社会的に吸収できる多彩なシステムの構築が望まれる。例えば、汚染者の資力に応じて、汚染浄化に代わる損害賠償の支払いおよび権利の買い取りを許容すること、および損失の分散を図る制度の創設等が考えられる。ただし、汚染回避の誘因を弱めることのないように留意すべきである。3法政策上の目標地下水資源に対するすべての汚染のリスクを管理する共通の枠組みを確立すること。この枠組みの下で地域的な考慮していくこと。汚染に対しては関連行政諸機関の両立性、融通性を高めること。表流水と地下水をひとつの全体として、水質と水量の双方に注意しながら統合的に管理すべきこと。水管理政策は広範な環境上の枠組み(農業、産業、エネルギー、交通、観光等)において統合されるべきこと。土壌汚染問題は、一義的解決を許さず複雑かつ多様化している。これまでに得られた知見は、法政策上の視点を示すにとどまる。論点の整理、検証、精緻化等については次年度の研究で明らかにしていく予定である。1予防と浄化措置に係わる土壌汚染の評価(1)予防にかかわる環境基準については人の健康被害発生防止よりも、環境に対する、すなわち地下水・土壌一般に対する被害防止を目的とすべきである。なぜなら土壌汚染による影響は、水、大気、生産物等を通じての間接汚染として現れるので、人体被害が発生した段階では手遅れになるとともに、新しいタイプの汚染であれば因果関係を確定するのに困難を伴うからである。この場合、「環境被害」の意味内容が問題となる。一例として生態系への影響を基準にすることが可能である。(2)規制の対象地域については、水文学的環境、エコシステムを考慮して地下水、土地一般、河川等を全体として把握することが重要である。(3)汚染された地域については、まず浄化措置と関連して汚染地域を全国的に明確化(例えば地図の作成、登録簿等の公表等)すべきである。この場合、汚染土壌を法律上いかなる基準で評価するかは検討を要する。予防については、警戒区域、あるいは土壌の性質等から被害の発生しやすい地域の指定等が考えられる。2責任原理、浄化費用負担の配分責任原理については無過失責任はもとより汚染者負担の原則、遡及的責任がすでに立法上採用されているが、今後は浄化措置に莫大な費用がかかる場合、社会保障上の概念も視野に入れて財源の問題を検討すべきである。3既存の法体系の評価関連諸法、たとえば、環境基本法、水質汚濁防止法、農用地の土壌の汚染防止等に関する法律、公害防止事業費事業者負担法、廃棄物の処理及び清掃に関する法律等を体系的に統合していく必要がある。
医薬品の可溶化剤及び安定化剤としてのヒト血清アルブミンの利用に関する製剤学的研究

ヒト血清アルブミン(HSA)の酵素的活性の速度論的研究を基礎としたHSAの医薬品の可溶化剤及び安定化剤としての利用に関する研究において次のような結果を得、次ページに示す学術雑誌の論文として発表した。(1)HSAのエステラーゼ類似作用に関する基礎的研究(2)薬物の化学的安定性に対するHSAの影響(b)HSAとThromboxane【A_2】合成酵素阻害剤との相互作用:OKY-1580及びOKY-046の結合強度、位置を検討した。(c)Meclofenoxate hydrochlorideのHSAによる加水分解のpH依存性:酸性側ではHSAによる分解は促進されアルカリ側では抑制される。この機構を速度論的に明らかにした。(d)ONO-2235のHSAによる光安定化と可溶化:この薬物は、HSAにより溶解度は数十倍増大し、光に対して極めて安定化されることがわかった。本年度中における研究において得られた結果は次のごとくである。2.ONO-2235の蒸留水中、25°Cでの飽和溶解度は6.7×【10^(-5)】Mであり、6×【10^(-4)】MのHSA(血中濃度に相当)の共存により約60倍の溶解度の上昇が観測された。3.ONO-2235のHSAへの結合性を平衡透析法によって検討したところ、Scatchandの解析法からその結合パラメーターとして、【n_1】=2.1,【K_1】=1,1×【10^6】【M^(-1)】,【n_2】=8,および【K_2】=5,4×【10^4】【M^(-1)】が得られた。上記1,および2,の光安定化能および可溶化能は、HSAの強力な薬物結合能に起因することがわかった。4.塩酸メクロフェノキサートがアルカリ性においてHSA存在下その加水分解が抑制されるのは、水酸イオンの攻撃をほとんど受けないHSA分子内に保持されるためと考えられる。その際HSAのN-Btransitionによるコンホメーション変化は関与しないことが判った。上記研究結果に基づいて次年度の計画を策定中である。
遷移金属化学種による分子性結晶の構造柔軟性と機能に関する理論化学

遷移金属錯体による分子性結晶の電子状態計算による理論的研究を行い、柔軟な結晶内における遷移金属錯体の反応過程、吸収・発光スペクトルの結晶相転移による変化、気体分子吸着などの分子論的理解を達成した。(1)分子性結晶内での化学反応の理論的研究は、結晶内での遷移状態構造の最適化計算を行う必要があり、容易でない。我々は、Ru(II)-SO2錯体の結晶内異性化反応を取り上げ、我々が開発してきたQM/MM法を用いて、遷移状態を最適化し、そのエネルギー変化を求めることに成功した。異性体の相対安定性は気相中と溶液中とで大きく異なるが、溶液中と結晶内では相対安定性は同じであるが、活性障壁は溶液中と分子性結晶内とでは大きく異なる。中間体の安定性については結晶の効果は溶液の場合と類似しているが、遷移状態では溶液内と結晶内とで大きく異なることが示された。(2)金(I)錯体は単結晶から単結晶への相転移を容易に行うが、それとともに、発光スペクトルが変化する。QM/MM法を用いて、ある相での金(I)錯体は錯体間距離が長いため励起状態は配位子中心のπ-π*発光であるが、相転移すると錯体間距離が短くなり、その結果、金同士のdーd反結合性軌道から配位子のπ*軌道への励起状態が三重項最低エネルギー励起状態となる。この結果、発光スペクトルが変化する。2つの相の相対安定性には長距離静電相互作用が重要であることが示された。(3)Feをベースとする構造柔軟なMOFを取り上げて、二酸化炭素の吸着の理論的検討を行ったところ、二酸化炭素は15分子が同時に吸着すること、それがGate-openingの結果であること、そのため、S字状のLangmuir-Freundlich吸着等温線を示すことが明らかになった。当初、予定していたとおり、分子性結晶内での遷移金属錯体の反応過程の理論的検討を行い、論文として公表できた。また、機械的刺激により相転移を行う金(I)錯体の結晶を取り上げ、結晶相の相対安定性を計算したところ、実験結果と一致する計算結果を得た。結晶相の相対安定性をQM/MM電子状態計算で求めた例はほとんどなく、本研究が最初の報告例である。また、気体分子のMOFへの吸着に関して、吸着エンタルピーを実験結果と1 kcal/molも誤差で再現し、さらに、吸着等温線を電子状態理論計算から求めることができた。特に、Langmuir-Freundlich型の吸着等温線を再現し、その起源を明らかにできたことは、この分野では最初の報告である。これまで、順調に研究を進めてきていることから、Periodic-QM/MM法を利用した電子状態理論計算法を適用し、柔軟な分子性結晶における興味深い実験結果の分子科学・物理化学的理解を継続する。具体的には、柔軟な分子性結晶内での遷移金属錯体の吸収・発光スペクトルが測定温度で変化する化学事象をQM/MM法による電子状態計算による解明、構造柔軟なMOFへの二酸化炭素やアセチレンの吸着挙動の分子論的解明を行う。なお、このMOFの理論研究においては、Periodic-QM/MM法と共に、Periodic-DFT計算を行い、構造を最適化し、重要な部分をクラスターモデルで近似し、高精度な電子状態計算を行うというHybrid計算法も適用する。

結晶相の相対安定性をQM/MM電子状態計算で求めた例はほとんどなく、本研究が最初の報告例である。また、気体分子のMOFへの吸着に関して、吸着エンタルピーを実験結果と1 kcal/molも誤差で再現し、さらに、吸着等温線を電子状態理論計算から求めることができた。特に、Langmuir-Freundlich型の吸着等温線を再現し、その起源を明らかにできたことは、この分野では最初の報告である。これまで、順調に研究を進めてきていることから、Periodic-QM/MM法を利用した電子状態理論計算法を適用し、柔軟な分子性結晶における興味深い実験結果の分子科学・物理化学的理解を継続する。具体的には、柔軟な分子性結晶内での遷移金属錯体の吸収・発光スペクトルが測定温度で変化する化学事象をQM/MM法による電子状態計算による解明、構造柔軟なMOFへの二酸化炭素やアセチレンの吸着挙動の分子論的解明を行う。なお、このMOFの理論研究においては、Periodic-QM/MM法と共に、Periodic-DFT計算を行い、構造を最適化し、重要な部分をクラスターモデルで近似し、高精度な電子状態計算を行うというHybrid計算法も適用する。
早期英語教育指導者養成を目指したヒューリスティックスの実証的研究

本研究課題は指導者がさまざまな指導場面に応じて、指導方法や言語活動、教材について下す意思決定のための『経験則』」を「指導者の『ヒューリスティックス』」と定義し、このヒューリスティックスを指導者間や指導者と授業観察者間で共有可能にし、指導者教育へ応用できる知識として提供することを目的とした。その結果、新たな授業分析結果の提示手法やタスク内容に見られる"distance"や"density"という新しい概念の発見、さらには英語活動内のタスク間のリンクに関する考察が、ヒューリスティックスの一部解明につながり、早期英語教育指導者養成のための重要な手法や視点を提供した。本年度は本科研プロジェクトチームと兵庫教育大学、上越教育大学、鳴門教育大学の小学校英語教育プロジェクトとの間での共同研究という形態を中心として研究を実施した。このジョイントプロジェクトにおいては韓国での招待講演で2つの研究発表を行った。一つは早期英語教育導入で先行している韓国での小学校英語活動を分析した。ここではこれまで授業分析の枠組みとして利用してきたCOLTによって、小学校2年生、小学校5年生のクラスを分析し、profileを作成した。それによって、これまで日本における就学前の英語活動クラスで用いてきた修正版のCOLTの利用妥当性を検証するとともに、早期英語教育の方法・内容における「density」と「distance」の概念の重要性を論じ、本研究課題において実施予定であるインタビュー分析などの質的分析の必要性を明らかにした。さらにその結果を用いて「早期英語活動にわけるteacher's beliefの比較研究」を実施した。これは、韓国で実施されている小学校英語教育の実践を観察後、日本の教員養成課程学生、小学校教師、中学校教師、高等学校教師などを被調査者として、「気づき」を列挙するよう依頼し、KJ法を用いて、teacher's beliefや視点の差異などについて分析した。どの被調査者もCOLT Part Aによって明らかになったdensityについての記述は比較的認められたものの、distanceに関わる記述には差が見られたことから、教師教育における授業観察の重要性や、現職教員の柔軟な姿勢の必要性が示唆される結果となった。本年度は、前年度の研究成果より得られた「早期英語活動の中でタスク内容が生活の文脈化に果たす役割」と「ヒューリスティックスの意識化とその効果に関する研究」を実施し、その成果は、2つの国際会議における研究発表によって公開された。まずSugino et.al(2008)におけるタスク分析の考察では、英語学習を第一義とするタスクは「閉じた」ものとなりがちであり、「ことばの学習」としての早期英語教育の実現には結びつきにくいという可能性が示唆され、真の意味で「開かれた」、教室と外の世界をつなぐタスクとはどのようなものであるべきかが論じられた。またKoga et.al (2008)において、異なる授業を観察し比較するという授業観察課題を使用したヒューリスティックスの意識化実験を行ったところ、指導経験のない実習生は比較観察するという課題だけでは意識化可能なヒューリスティックスの種類に限界が認められ、実践へと結びついていないという結果を得た。本年度は、3つの異なる早期英語活動を分析し、タスクとその構成要素がどのように結びついているかという点と教室内と外の世界をつなぐためにタスク内容はどうあるべきかという点に重点をおいて研究を遂行した。その結果、言語活動を子どもたちの生きた体験とするためには活動間、活動内でのトピックのリンクや言語機能のリンクが重要であり、単に言語形式にのみ主眼が置かれそれがリンクしている英語活動とは一線を画するものであることが明らかになった。また、ヒューリスティックスとしてその効果的な提示方法が必要であるとの分析結果を得た。このような綿密なタスク構造を構築することがタスクをメディアとして教室内の学習体験を外界へとつなげることを可能にするという結論に至った。この研究成果は環太平洋応用言語学学会にて発表された。本研究課題においては、指導者のヒューリスティックスの一部解明に成功し、それを効果的な早期英語活動へ応用することができた。本プロジェクトによるタスク分析の手法ややタスクのリンクなど解明は、目的としてあげた指導者養成のための応用につながることから、研究成果に関しては概ね満足のいく達成度であると考えている。本研究課題における発表は全て国際学会におけるものであり多くの知見を国内外の研究者へ寄与するものとなった。
不適切な養育の家族に対応する小児看護師のための学習プログラムの作成とその効果測定

本研究の目的は医療機関において虐待あるいはその疑いのある家族(以下,不適切な養育の家族とする)に対して積極的な子育て支援ができるよう,子どもに関わる病棟および外来の看護師(以下,小児看護師)のための学習プログラムを作成し,その効果を測定することである。平成30年度は,平成28年度および平成29年度に実施した学習会プログラムの効果を測定するため,学習プログラム前後に行った質問紙調査の結果を分析した。参加者は延べ120人で,質問紙は65名に配布し有効回答数は29名,有効回答率は44.6%であった。参加者の54.0%が病院の看護師であり,その他,訪問看護ステーションや保健センターの看護職および大学院生であった。看護師としての経験年数は1年から32年目までとばらつきがあった。学習プログラム実施前より後のポイントが上昇したのは「不適切な養育の家族に積極的に関わる」「他病院での子育て支援の方法を知りたい」「不適切な養育の子どもと家族の行動を観察する」「親の養育の困難さを理解したい」「子どもの行動の意味を理解しようとする」「不適切な養育の子どもと家族に関わる時間がある」「医療と保健の情報共有と連携は簡単でない」の項目であったが,有意差はなかった。自由記述では,「看護師と母親としての視点から不適切な養育の家族への関わりを考えることができた」「家族を否定的に見るのではなく,家族のありのままを受け入れようと思えた」「他病院からの参加者と話し合いを通し,自分の病院でもできる新しい発見があった」などの記載があった。以上より,学習プログラムにより認識の変化はみられたものの,有効性は検証できなかった。前後調査の結果に有意な差がみられなかった要因として,受講者の経験年数の幅が大きくニーズに違いがあること考えられた。受講者の経験年数や習熟度の違いに応じた学習プログラムを検討する必要性が示唆された。本研究の目的は、医療機関において虐待あるいはその疑いのある家族(以下、不適切な養育の家族)に対し子育て支援ができるよう、子どもに関わる病棟および外来の看護師のための学習プログラムを作成し、その効果を測定することである。第一段階として、これまでの質問紙調査や面接調査により、看護師の学習ニーズを抽出し、それらをもとに学習プログラム試案を作成した。1医療機関の小児病棟および外来の看護師を対象に、学習プログラム試案を実施した。研究方法は、研究者が現場の人と協働で、特定の出来事に焦点を当て課題解決に向け、共に活動をすすめていくアクションリサーチに準じた手法を取り入れた。学習会開催前に、病棟の管理者や指導的立場にある看護師らとの詳細な打ち合わせを行い、1)現在直面している問題や課題を確認した。2)病棟の看護者に対し、不適切な養育の家族に対する支援の必要性や支援における困難の現状を把握するために質問紙調査を実施した。3)1),2)の結果をもとに、協働学習会という形で学習プログラム試案の実施を計画した。4)学習内容について研究者がミニ講義を実施した後、関連した内容について、看護師が経験した困難事例や状況について話し合いを行った。学習会での看護師の発言・議論の内容はフィールドノートに記録、あるいはICレコーダに録音した。また、その場の病棟の状況、雰囲気、学習会後の看護師の言動や観察したことも記録した。5)話し合いでの疑問については、次回の学習会内容に加えた。6)全学習モデル実施終了後、看護師への質問紙調査を実施した。結果、学習会前後での看護師の認識に明らかな差は認められなかった。しかし、看護師の参加回数と認識の変化には正の相関関係が認められた。学習会での発言や議論の内容に関するフィールドノートや記録については、現在分析中である。本研究の目的は、医療機関において虐待あるいはその疑いのある家族(以下不適切な養育の家族とする)に対し積極的な子育て支援ができるよう、子どもに関わる病棟および外来の看護師(以下、小児看護師とする)のための学習プログラムを作成し、その効果を測定することである。2014年度は、医療機関における小児病棟を対象に不適切な養育の家族支援のための学習プログラムを実施した。学習プログラムはこれまでの知見をもとに、内容構成および方法を検討した。計7回の学習会を実施した。今年度は学習プログラムに参加した小児看護師6名を対象に面接調査を実施した。研究参加者の看護師経験年数は11年から31年であり、平均は18.5年であった。小児看護経験年数は3年から17年で平均9.5年であった。小児看護師の語りの内容から【看護師の認識・行動の変化】【病棟全体の変化】の2カテゴリーに分類できた。以下、サブカテゴリーを< >で示した。【看護師の認識・行動の変化】のカテゴリーは<養育支援への意識の高まり><親を理解しようとする姿勢><観察の視点の広がり><養育支援に向けた行動>の4サブカテゴリーから成った。学習会への参加を通じて、看護師は積極的に養育支援の必要性を認識し、親を責めることなくありのままを受け入れ、理解しようとする小児看護師の姿勢が示された。【病棟全体の変化】のカテゴリーでは、<養育支援・他機関連携の意識><支援的な雰囲気><継続支援に向けた動き>の3サブカテゴリーが含まれた。支援的な環境の中、個人の気づきを話し合ったり、相談できるようになったことで、継続支援に向けた行動がとれるようになったことが語られた。

以上、学習プログラム(案)の効果要因として、調査結果から得られた学習会内容を取り入れたこと、決定権をもつ管理的立場にある人を巻き込み実施できたことなどが示唆された。当初の計画通り、学習プログラム(案)を実施し、その評価として研究参加者である看護師に面接調査を実施することができた。本研究の目的は医療機関において、虐待あるいはその疑いの家族等、何らかの支援を必要としている家族(以下、要支援家族とする)に対して、積極的な子育て支援を行うことができるよう、子どもに関わる病棟および外来の看護師(以下、小児看護師とする)のための学習プログラムを作成し、その効果を測定することである。2014年度はこれまでの知見を基に学習プログラムの試案を作成し、1病院の小児看護師に対して実施した。2015年には学習会に参加した看護師を対象に面接調査を実施した。対象となった看護師には認識や行動を変化がみられ、病棟組織全体も変化したことが明らかになった(前年度の研究実績の概要を参照)。2016年度には面接調査結果に詳細な分析を加え、学習会への参加による効果を測定するための指標を作成した。学習プログラムを実施し指標を用いて評価を行う予定である。学習プログラムは2016年11月2017年3月の間に計4回実施した。学習プログラムの効果指標を含んだ質問紙を作成し、学習会前後に調査を行う予定である。現在は学習会実施途中であり、学習会前調査のみ終了している。質問内容は対象者の背景、子ども虐待や子育て支援への関心、子育て支援に対する認識、行動などである。子育て支援に対する認識、行動は「そう思う」「そうは思わない」の4段階リッカート法で回答を求めた。学習会には地域の病院の小児病棟や外来に勤務する看護師や枚方市の保健師、本学小児看護学の教員および大学院生等の看護職が1520名程度参加している。講義内容は参加者のニーズに沿い、大学教員、小児看護専門看護師、保健師、臨床心理士を講師に依頼した。学習会では事例の検討やグループワークを交えながら活発な意見交換が行われた。当初の計画では学習プログラム(試案)の実施に対し、参加者に面接調査を実施し、学習プログラムの修正を追加、修正を行う。さらに、修正版学習プログラムへの参加者募集を行い、実施する計画であった。参加者の面接調査は前年度終了しており、2016年度は地域の医療機関の看護職を中心に学習プログラム(5回シリーズ)への参加者を募り、1622人/回が参加した。2016年3月現在計4回の学習会を終了している。本研究の目的は、医療機関において虐待あるいはその疑いのある家族(以下、不適切な養育の家族とする)に対し、積極的な子育て支援ができるよう、子どもにかかわる病棟および外来の看護師のための学習プログラムを作成し、その効果を測定することである。2016年度に作成した学習プログラム(試案)をもとに医療機関の看護師を対象に研修会を実施した。研修会は計3回を1クールとして、2016年、2017年の計2クールを実施した。看護師の支援の現状とニーズ把握のために研修会実施前に質問紙調査を実施した。結果、病棟における平均入院期間は2週間未満が9割を占めた。
複数波長量子カスケードレーザを用いた無侵襲血糖測定システムの開発

赤外吸収分光法に基づく非侵襲血糖値測定法において,光源を従来用いられてきた連続波長を発生する赤外ランプから,複数の単一波長量子カスケードレーザ(以下QCL)に置き換えたシステムの開発を行うことを目的として次の2つの事項について検討を行った.1)QCLに特化した測定システムの開発従来のランプ光より高いパワー密度が得られるQCLを用いれば,ファイバの細径化が可能である.そこで細径ファイバに適合した小型ATRプリズムの導入により反射回数を増加させ高感度化することを試みた.その結果,感度増大には成功したものの,ビーム細径化により測定対象面へ照射されるビームスポット径が小さくなり,口唇上の局所的な変化による測定値変動を生じさせることが分かった.そこで,ファイバ内に故意に多くの高次モードを励振することにより,プリズム内におけるビーム径を拡大し,プリズム表面のパワー分布を平滑化し,変動を減少させることに成功した.2)複数のQCLを用いたシステム試作とインビボ測定による実証実験グルコース分子の吸収波長のひとつである1152cm-1とグルコース吸収が現れない波長1186cm-1の2つの波長を発生するQCLを用いた測定システムを構築し,ヒト口唇を対象とした測定によりその有効性を実証するための実験を行った.5日間にわたって行った実験の結果,光学吸収値から推定された血糖値と.採血により得られた血糖値との間に比較的高い相関が得られ,相関係数は0.67程度となった.現在までの2年間で当初の計画にある,I)測定系を構成するQCL波長の最適な組み合わせの探索,II)QCLを用いた測定システムの開発,III)複数のQCLを用いたシステム試作とインビボ測定による実証実験,の3項目について実施してきたが,測定される値の変動による誤差がまだ大きく,目標達成には更なる検討が必要である.現状でほぼ計画通りに研究が進んでおり,良好な結果も得られはじめているものの,問題点もいくつか明らかになってきた.今後はこれらをひとつずつ解決するとともに,研究をさらに加速させ,実用化システムのためのプロトタイプ作製まで行う予定である赤外吸収分光法に基づく非侵襲血糖値測定法において,光源を従来用いられてきた連続波長を発生する赤外ランプから,複数の単一波長量子カスケードレーザ(以下QCL)に置き換えたシステムの開発を行うことを目的として,次の事項について検討を行った.1.連続的な吸収スペクトルから重回帰分析等によって最適波長の組み合わせを選択する.FTIR分光器を用いた測定系により,ボランティアの口唇の吸収スペクトルを測定し,データ蓄積を行い,800程度のスペクトルデータを取得した.これらのスペクトル上の複数の波長を説明変数とした重回帰分析により血糖値との相関性が高くなる波長の組み合わせを探索したところ,特定の3波長の組み合わせで良好な相関性が得られることがわかった.この3波長はグルコースの吸収ピークとは異なる波長であり,今後はこれらの波長を発生するQCLを用いて実証を行う.2.複数のQCLを用いたシステム試作とインビボ測定による実証実験3つの波長の異なるQCLと,中空光ファイバ,およびATRプリズムによって血糖値測定システムを構築し,ヒトを対象とした実証実験を行った.使用した波長はグルコースの吸収ピークに一致する2つの波長と,グルコースの吸収が現れない1つの波長である.後者は測定の際のベースライン変動を補正する目的で使用した.測定の結果,光学的に測定した吸収値と採血により測定した血糖値の間にある程度の相関が得られたものの,十分に高い精度は得られていない.これは主にQCL光の出力変動によるものであることがわかっており,今後の検討を行うこととした.当初の計画にある,I)測定系を構成するQCL波長の最適な組み合わせの探索,II)QCLを用いた測定システムの開発,III)複数のQCLを用いたシステム試作とインビボ測定による実証実験,の3項目について実施し,現段階ですでに良好な結果が得られている.赤外吸収分光法に基づく非侵襲血糖値測定法において,光源を従来用いられてきた連続波長を発生する赤外ランプから,複数の単一波長量子カスケードレーザ(以下QCL)に置き換えたシステムの開発を行うことを目的として次の2つの事項について検討を行った.1)QCLに特化した測定システムの開発従来のランプ光より高いパワー密度が得られるQCLを用いれば,ファイバの細径化が可能である.そこで細径ファイバに適合した小型ATRプリズムの導入により反射回数を増加させ高感度化することを試みた.その結果,感度増大には成功したものの,ビーム細径化により測定対象面へ照射されるビームスポット径が小さくなり,口唇上の局所的な変化による測定値変動を生じさせることが分かった.そこで,ファイバ内に故意に多くの高次モードを励振することにより,プリズム内におけるビーム径を拡大し,プリズム表面のパワー分布を平滑化し,変動を減少させることに成功した.2)複数のQCLを用いたシステム試作とインビボ測定による実証実験グルコース分子の吸収波長のひとつである1152cm-1とグルコース吸収が現れない波長1186cm-1の2つの波長を発生するQCLを用いた測定システムを構築し,ヒト口唇を対象とした測定によりその有効性を実証するための実験を行った.5日間にわたって行った実験の結果,光学吸収値から推定された血糖値と.採血により得られた血糖値との間に比較的高い相関が得られ,相関係数は0.67程度となった.現在までの2年間で当初の計画にある,I)

測定系を構成するQCL波長の最適な組み合わせの探索,II)QCLを用いた測定システムの開発,III)複数のQCLを用いたシステム試作とインビボ測定による実証実験,の3項目について実施してきたが,測定される値の変動による誤差がまだ大きく,目標達成には更なる検討が必要である.現状でほぼ計画通りに研究が進んでおり,良好な結果も得られはじめている.今後はさらに加速させ,実用化システムのためのプロトタイプ作製まだ行う予定である.現状でほぼ計画通りに研究が進んでおり,良好な結果も得られはじめているものの,問題点もいくつか明らかになってきた.今後はこれらをひとつずつ解決するとともに,研究をさらに加速させ,実用化システムのためのプロトタイプ作製まで行う予定である