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東寺蔵「弘法大師行状絵」の編纂論的研究

なお、絵巻をもとにして宝暦八年(1758)に刊行された版本を入手することができ、絵巻からいかなる媒体が派生的に生み出され、どのような機能を果たしたのかという新たな視点を発見することができた。編纂論としての本研究は、弘法大師伝という一連の情報体系の中でとらえるべきものであり、情報史の観点からの研究へと発展させていける可能性があることに気づいた。中世における情報処理の実態を今後解明していく上で、本年度の成果はその土台となるであろう。本年度は、絵巻「弘法大師行状絵」の草稿本と清書本の比較検討を行い、全十二巻とも作業を終了することができた。前年度は詞書の元となった素材を突き止め、本年度は推敲の実態を検討したことにより、絵巻制作の過程が次第に明らかになりつつある。本研究に関連して、前年度より引き続き地域住民の方々とともに実施してきた「仏教文化勉強会」では、詞書の講読を行った。講読を進める中で、弘法大師をめぐる伝説が中世・近世の聖俗両社会において大きな社会的影響力をもち、多くの庶民を魅了してきたことに気づいた。そこで、勉強会では詞書の講読のみならず、「弘法大師行状絵」に語られた多彩な伝説やその魅力を社会に発信していくための方法についても議論を行った。研究成果を社会に還元することで、仏閣の維持につなげることができないか議論を重ねる中で、絵巻のもつ様々な可能性を発見することができた。以上のような理由から、当初の計画通りおおむね順調に進展していると思われる。東寺本「弘法大師行状絵」に先立って成立した三つの系統の弘法大師伝絵巻との比較を行った結果、内容に少なからず異同があることがわかった。このことは、同じ弘法大師伝絵巻ではあるが、制作目的や想定する読者層の違いがあることを示唆している。この点については、先行諸本それぞれの成立背景を明らかにした上で、再検討する必要があるため、今後の課題としたい。また、絵巻「弘法大師行状絵」から派生して、江戸時代には版本が、また明治時代には「弘法大師行状曼荼羅」が新たに生み出され、弘法大師伝の広まりに重要な役割を果たしていることに気づいた。そこで、当初の計画にはなかったが、絵巻・版本・曼荼羅という三つの媒体を総合的にとらえることにした。そして、絵巻が成立した南北朝時代にとどまらず、中世から近現代にかけての長い時代の流れの中で、弘法大師伝という情報体系がいかに作り上げられていったのか、編纂論という枠組みをさらに広げて、情報史という観点から検討を試みた。絵巻「弘法大師行状絵」を編纂するにあたり、空海に関する様々な書物の中から絵巻に必要な部分を抽出し、詞書を撰述したのは観智院院主であった。その後も、観智院院主は庶民も視野に入れて弘法大師伝の普及を進めたのであり、情報の「発掘」・「総合化」・「普及」者として大きく貢献していたことが明らかになった。今回の研究から、現代の社会の中で、弘法大師伝や密教文化を広めていくための指針も得ることができた。本研究では、東寺が所蔵する絵巻「弘法大師行状絵」の詞書について、1多くの部分が真言宗における重要文献からの抜粋記事に基づいて撰述されていること、2草稿本と比べて異同が散見されること、3先行して成立していた三系統の絵巻とも異同が多く見られることを明らかにし、これまで等閑視されてきた絵巻編纂の一連の流れを跡づけた。絵巻から派生的に版本・曼荼羅が生み出され、弘法大師伝の普及に東寺観智院が大きく貢献していた実態を跡づけた。今後の研究の推進方策としては、今年度の成果を土台として推敲論的視点からの検討を行う予定である。東寺と並んで中世真言宗の中心寺院とされる醍醐寺には、東寺本「弘法大師行状絵」全巻にわたる詞書の草稿本として南北朝時代成立「弘法大師絵詞」全3冊が伝存する(「醍醐寺史料」136函1号)。
日本中世における地域社会の復原的研究－文献資料と荘園現地調査を基盤として－

本研究は、荘園現地調査と文献資料の検討から地域社会の復元とその形成過程を明らかにするものである。本年度は、紀伊国相賀荘(和歌山県橋本市)と伊賀国玉瀧荘(三重県伊賀市)の調査を行った。密厳院を荘園領主とする相賀荘と密厳院と対立していた高野山領である官省符荘は、水利灌漑や山林を共同で使用している。つまり、荘園領主の対立が荘園現地では影響していないという仮説が立つ。この仮説を証明するため、中世以来相賀荘(柏原地区)に残されてきた文書を撮影・翻刻・検討した。その結果、柏原地区は官省符荘内にある山田地区と田畠の売買を行い、近世では水利灌漑や山林使用の取り決めなど、生活に直結する事柄を柏原地区と山田地区は共同で決定していることが判明し、荘園という枠を越えた現地のあり方を想定することが可能となった。東大寺領伊賀国玉瀧荘の調査では、ため池ごとの灌漑範囲などを調査した。その結果、ため池の灌漑範囲は圃場整備前後でさほど変化がないことが判明した。この点は、圃場整備後にて景観が変容してしまった地域においても、水利灌漑を調査すれば一定度の景観復元が地図上で行える可能性を導き出した。文献資料の検討では、昨年度から引き続き室町期における興福寺について検討した。その結果、室町期における寺内の問題解決には、朝廷や幕府で権勢を誇る人物を自らの正当性を主張するために活用するということが重要であった、という点を導き出した。また、興福寺膝下の能登岩井川の用水相論からは、荘園領主が自らの持つ支配権を強く主張する一方で、荘民たちは状況に応じた支配を求めていたことを明らかにした。また、在地領主層である衆徒・国民が興福寺別当と荘民との間を仲介していた点も明らかにした。十五世紀後半から衆徒・国民たちの勢力が拡大していくが、衆徒・国民の荘園現地における活動が勢力拡大の根底にあったという仮説を得ることもできた。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は荘園現地調査と文献資料の検討から、地域社会の復原とその形成過程を明らかにするものである。本年度は調査対象地である越前国河口荘(現福井県坂井市・あわら市)の現地調査を実施した。調査では坂井市・あわら市全域の神社の分布、ならびに春日社の分布を把握した。河口荘は10の郷(本庄郷・新郷・新庄・荒居・兵庫・関・大口・王見・溝江・細呂宜)によって構成される荘園であるが、それら名称の多くが現在の大字として存続していること、各大字に春日社が存在し平安期に勧請されたという伝承が残っていることと調査の結果を踏まえ、現在残る春日社の分布が河口荘の荘域とほぼ一致することが確認できた。このことから、荘園領主である興福寺は宗教的イデオロギーを通して広大な河口荘の支配を目指そうとしたのではないか、という仮説を得ることができた。この仮説については、来年度以降文献資料の検討を通じて明らかにしていきたい。文献資料の検討では、室町中期の興福寺大乗院について検討した。特に興福寺大乗院と大乗院の門徒である松林院とで展開された、越前国河口荘新郷の武澤名・新荘の田成畠銭・坪江郷得元名の給分問題を発端とする相論を検討した。その結果、門徒は門跡の意向に従うだけでなく、自らの利益のためにときには門跡と相反することもあることを指摘。さらに、門徒は門跡に対抗するために室町殿の御判御教書をもらい受けるなど、縁故を頼りに寺外の様々な勢力に助力を嘆願するということも明らかにした。この結果は2014年度日本史攷究会大会にて報告した。以上が本年度の研究実績である。

また、興福寺膝下の能登岩井川の用水相論からは、荘園領主が自らの持つ支配権を強く主張する一方で、荘民たちは状況に応じた支配を求めていたことを明らかにした。また、在地領主層である衆徒・国民が興福寺別当と荘民との間を仲介していた点も明らかにした。十五世紀後半から衆徒・国民たちの勢力が拡大していくが、衆徒・国民の荘園現地における活動が勢力拡大の根底にあったという仮説を得ることもできた。本研究は、荘園現地調査と寺院組織研究を研究方法の二つの柱として掲げている。その上で、本年度は河口荘の調査を実施し、大字の確認や神社の分布を把握できたため、現地調査はおおむね順調に進行している。寺院組織研究についても、室町期における門跡と門徒との関係や興福寺と幕府との関係などに言及することができ、こちらもおおむね順調に進行している。27年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は、河口荘にある「十郷用水」を中心とした水利灌漑の調査を実施する。その上で、水利灌漑を通じて河口荘における地域社会の形成について検討していく。文献資料からは室町期における興福寺一乗院と大乗院との確執について検討し、同時に室町期における興福寺と幕府との関係性も引き続き検討していきたい。
一酸化窒素による非量子的アミノ酸放出機構

従来、神経伝達物質の主要な放出機構として考えられてきたのは神経終末におけるシナプス小胞膜と形質膜の融合を介した開口放出であり、その過程にはカルシウムの神経終末への流入が必要である.しかし近年、GABAやグルタミン酸を含むアミノ酸伝達物質やカテコールアミン、セロトニンなどでトランスポータの逆回転(transporter reversal)によると思われるカルシウム非依存性で非小胞性の伝達物質放出機構の存在が報告されている.そこで、新生ラット摘出脊髄標本を用いてペプチド性伝達物質であるサブスタンスPや一酸化窒素(NO)あるいはその関連代謝産物によるアミノ酸の放出誘発作用を比較検討し、その作用がトランスポータの逆回転による可能性を検討した.まず、サブスタンスP(10μM)を灌流適用によって新生ラット脊髄に適用すると、グルタミン酸、アスパラギン酸、GABA、グリシン、タウリンが静止時に比べて放出量が有意に増加した.NO供与体であるSNAP(300μM)、SIN-1(300μM)によっても同様にアミノ酸が放出された.次にカルシウム除去液でサブスタンスPの作用をみると、それらのアミノ酸の放出量に有意な変化はなかった.それに対して低ナトリウム液の灌流適用によって放出量が有意に抑えられた.低クロライド液の灌流適用によってはGABA、グリシン、タウリンの放出量が有意に抑えられた.またGABAのトランスポータ阻害薬によりGABAの放出量は抑制された.同様の現象がSNAPやSIN-1のアミノ酸放出作用に対しても観察された.以上のことより、サブスタンスP、およびNOあるいはその関連代謝産物が新生ラット摘出脊髄標本からアミノ酸の放出を誘発し、その機構がトランスポータの逆回転によるものであることが示唆された.従来、神経伝達物質の主要な放出機構として考えられてきたのは神経終末におけるシナプス小胞膜と形質膜の融合を介した開口放出であり、その過程にはカルシウムの神経終末への流入が必要である.しかし近年、GABAやグルタミン酸を含むアミノ酸伝達物質やカテコールアミン、セロトニンなどでトランスポータの逆回転(transporter reversal)によると思われるカルシウム非依存性で非小胞性の伝達物質放出機構の存在が報告されている.そこで、新生ラット摘出脊髄標本を用いてペプチド性伝達物質であるサブスタンスPや一酸化窒素(NO)あるいはその関連代謝産物によるアミノ酸の放出誘発作用を比較検討し、その作用がトランスポータの逆回転による可能性を検討した.まず、サブスタンスP(10μM)を灌流適用によって新生ラット脊髄に適用すると、グルタミン酸、アスパラギン酸、GABA、グリシン、タウリンが静止時に比べて放出量が有意に増加した.NO供与体であるSNAP(300μM)、SIN-1(300μM)によっても同様にアミノ酸が放出された.次にカルシウム除去液でサブスタンスPの作用をみると、それらのアミノ酸の放出量に有意な変化はなかった.それに対して低ナトリウム液の灌流適用によって放出量が有意に抑えられた.低クロライド液の灌流適用によってはGABA、グリシン、タウリンの放出量が有意に抑えられた.またGABAのトランスポータ阻害薬によりGABAの放出量は抑制された.同様の現象がSNAPやSIN-1のアミノ酸放出作用に対しても観察された.以上のことより、サブスタンスP、およびNOあるいはその関連代謝産物が新生ラット摘出脊髄標本からアミノ酸の放出を誘発し、その機構がトランスポータの逆回転によるものであることが示唆された.一酸化窒素(NO)あるいはその関連代謝産物が血管内皮由来弛緩因子(EDRF)の本体であることが報告されて以来、内因性のNOが果たす生体内での多彩な役割が明かされてきた.これまで神経伝達物質の主要な放出機構として考えられてきたのは神経終末におけるシナプス小胞膜と形質膜の融合を介した開口放出であり、その過程にはCa^<2+>神経終末への流入が必要である.しかし近年、GABAやグルタミン酸を含むアミノ酸伝達物質やカテコールアミン、セロトニンなどでトランスポータの逆回転(transporter reversal)によると思われる.Ca^<2+>非依存性で非小胞性の伝達物質放出機構の存在が城告されている.そこで、新生ラット摘出脊髄標本を用いてNO供与体がアミノ酸の放出を誘発するかどうか、するとすればどのような放出機構によるのかを検討した.まず、NO供与体であるSNAP(300μM)、SIN-1(300μM)のアミノ酸放出量に対する影響を調べた.SNAPの灌流適用によってグルタミン酸、アスパラギン酸、GABA、タウリンが静止時に比べて放出量が有意に増加した.SIN-1の灌流適用によってグルタミン酸の有意な増加が見られた.その他のアミノ酸放出量の変化は有意でなかった.さらに、SNAPで誘発されるグルタミン酸、アスパラギン酸、GABA、グリシン、タウリンはCa^<2+>除去液の灌流適用により、それぞれ正味の放出量に有意な変化はなかった.それに対して低Na^+液の灌流適用によってSNAPによるグルタミン酸、GABA、タウリンの正味の放出量が有意に抑えられた.ニペコチン酸の灌流適用はSNAPによるGABAの正味の放出量を26.0±13.4%にまで抑制した.以上のことより、NOあるいはその関連代謝産物が新生ラット摘出脊髄標本からアミノ酸の放出を誘発し、その機構がトランスポータの逆回転によるものであることが示唆された.従来、神経伝達物質の主要な放出機構として考えられてきたのは神経終末におけるシナプス小胞膜と形質膜の融合を介した開口放出であり、その過程にはカルシウムの神経終末への流入が必要である.

しかし近年、GABAやグルタミン酸を含むアミノ酸伝達物質やカテコールアミン、セロトニンなどでトランスポータの逆回転(transporter reversal)によると思われるカルシウム非依存性で非小胞性の伝達物質放出機構の存在が報告されている.そこで、新生ラット摘出脊髄標本を用いてペプチド性伝達物質であるサプスタンスPや一酸化窒素(N0)あるいはその関連代謝産物によるアミノ酸の放出誘発作用を比較検討し、その作用がトランスポータの逆回転による可能性を検討した.まず、サブスタンスP(10μM)を灌流適用によって新生ラット脊髄に適用すると、グルタミン酸、アスパラギン酸、GABA、グリシン、タウリンが静止時に比べて放出量が有意に増加した.NO供与体であるSNAP(300μM)、SIN-1(300μM)によっても同様にアミノ酸が放出された.次にカルシウム除去液でサブスタンスPの作用をみると、それらのアミノ酸の放出量に有意な変化はなかった.それに対して低ナトリヴム液の灌流適用によって放出量が有意に抑えられた.低クロライド液の灌流適用によってはGABA、グリシン、タウリンの放出量が有意に抑えられた.またGABAのトランスポータ阻害薬によりGABAの放出量は抑制された.同様の現象がSNAPやSlN-1のアミノ酸放出作用に対しても観察された.以上のことより、サブスタンスP、およひNOあるいはその関連代謝産物が新生ラット摘出脊髄標本からアミノ酸の放出を誘発し、その機構がトランスポータの逆回転によるものてあることが示唆された.
位相エコースピン干渉計の開発と量子力学の基礎研究

京大原子炉実験所を中心にして冷中性子スピン干渉実験法の開発が行われている。本研究の目的は、上記研究を発展させ、冷中性子スピン干渉実験法を新しい研究分野として確立することである。本研究により得られた具体的な研究成果と今後の課題を以下に記す。(1)京大研究炉のCN1ビームポート及び原研JRR3炉のC3-1-2ビームポートの冷中性子スピン干渉実験装置の改良。(2)スピン干渉計として、(イ)汎用の冷中性子スピン干渉計、(ロ)位相-スピンエコー干渉計及び(ハ)共鳴フリッパーを用いた時間スピン干渉計が開発された。(3)(イ)の干渉計を用いて、多層膜スピンスプリッターによるスピンの量子回転の研究、中性子波のトンネリング時間の測定、ファブリペロー共鳴系における中性子波共鳴現象の研究、横方向の中性子波の広がりの測定あるいは微弱なポテンシャルによる波動関数の位相差の測定等の量子力学基礎研究が行われた。(4)(ロ)のスピン干渉計を用いて、遅延選択実験あるいはギャップ層厚の大きな多層膜スピンスプリッターの開発研究などが行われた。また、スピンエコーの原理に基づく高分解能分光器開発のための研究が開始された。これらの分光器は、単一の多層膜スピンスプリッターあるいはダブルの多層膜スピンスプリッターを位相エコー・スピンエコーを同時に満たすように配置したものであり、散乱による中性子速度の変化が位相差として増幅されて測定されることに基づいている。(5)(ハ)の時間スピン干渉計を用いて、周期が10^5秒から10^<-6>秒までの広い範囲の時間干渉を観測すると共に、高周波の時間干渉において時間エコーの条件を確立した。また、時間干渉を用いた中性子高分解能分光器開発のための研究が開始された。この分光器としての原理は前項のものと同様である。上記のように、本研究は順調に進展したが、下記の今後の課題の遂行により、一層の発展が期待される。(6)中性子波(物質波)の様々な干渉性研究へのスピン干渉実験の応用。(7)スピン干渉を用いた高分解能分光器の開発と高分子等におけるソフトダイナミックス研究への応用。(8)スピン干渉を用いた微弱なポテンシャルの測定、とくに、アハロノフ-キャッシャー効果の実証実験。本研究グループは、中性子波を量子力学に異なる二つの状態に分波し、それらをコヒーレントに重ね合わせることにより、干渉現象を観測する「量子干渉計」の開発とその応用研究を行っている。本研究の目的は、その一環として、位相-スピンエコー干渉計を開発し、その応用をはかることである。そのために本年度は、研究計画に従って以下の研究が実施された。その進行は順調と評価している。(1)当所の原子炉、CN1ビームポートには、量子干渉計」の基本装置である冷中性子スピン干渉計が設置されているが、本研究推進のために必要とされる性能の改善が達成された。(2)本研究グループは、中性子スピンのプリセッションとして、新しい原理に基づく「多層膜スピンスプリッター」を用いた「量子プリセッション」の現象を実証した。その多層膜スピンスプリッターの製作法の改善、並びに1.3ミクロンの層厚を有するスピン-スプリッターの開発が行われた。

(3)上記層厚の多層膜スピンスプリッターを用いた位相-スピンエコー干渉計の開発が行われた。(4)位相-スピンエコー干渉計の応用として、高分解能スピンエコー装置開発のための準備及び冷中性子を用いた遅延選択実験の準備が行われ、次年度の研究実施に見通しを得た。(5)冷中性子スピン干渉計の応用としてLarmor clockを用いたンネリングタイムの測定が行われた。(6)スピン干渉計に磁気シールを実施するための作業が行われている。次年度に完了の予定である。本研究グループは、中性子波を量子力学的に異なる二つのスピン固有状態によって分波し、それらをコヒーレントに重ね合わせることにより生じる多様なスピン干渉現象の観測並びにその応用研究を行っている。本研究の目的は、その一環として、高性能の位相-スピンエコー干渉計を開発すると共に、その応用として、小型で高性能のスピンエコー分光器の開発並びに基礎物理研究への応用である。そのために本年度は、研究計画に従って以下の研究が実施された。その進行は順調と評価される。(1)京大原子炉実験所の原子炉に加えて、より高性能の研究炉である原研JRR-3炉にスピン干渉実験を行うためのスピン干渉計が設置された。京大炉の装置は主として、開発研究に、原研炉の装置は、主として精密データの取得に用いられる。(2)本研究グループにより見いだされた中性子スピンの「量子回転」は、磁場と無関係に生じる量子力学的現象である。量子回転は、多層幕スピンスプリッターの光学的効果により生成されるが、回転に必要な距離が極めて短いことが特徴である。(一回転に必要な距離はおよそ10ナノメーターである)。今年度は、ギャップ層厚として2ミクロンまでのスピンスプリッターが開発、製作されると共に、これらを用いて高性能の位相-スピンエコー干渉計が製作された。(3)位相-スピンエコー干渉計は、スピンエコー分光器としての特性を持っているが、次年度に予定されるそのための特性測定の準備は終了した。(4)位相エコー干渉計を用いたLatechoice experimentは実施され、分波される中性子波の経路は決定されないことが実証された。(5)冷中性子スピン干渉実験の応用として冷中性子による量子ビ-ト実験法が開発された。この方法は極低エネルギーの物理現象の研究に適してると期待される。今年度における本研究の目標は、冷中性子スピン干渉法を用いて、小型で高分解能の分光器開発及び基礎物理研究への応用をスタートさせることである。先ず、高分解能分光器については下記の3種類の分光器の開発が課題である。(1)単一の多層膜スピンスプリッター(SMSS)を位相エコー及びスピンエコー条件を同時に満たすように配置した高分解能小角散乱装置。(2)ダブルの多層膜スピンスプリッター(DMSS)を位相エコー及びスピンエコー条件を同に満たすように配置するスピンエコー装置。(3)高周波RFフリッパーを用いて時間エコー条件を満たすように配置し、時間干渉を用いるる高分解能分光器である。はじめの二種類の分光器開発のために第一に重要なことは、ギャップ層厚として10ミクロン以上のが多層膜スピンスプリッターの開発である。
遷移金属-硫黄クラスターにおける硫黄配位子の反応性とその立体的電子的制御

遷移金属-硫黄クラスター中の硫黄配位子部分の反応性を明らかにし,その立体的および電子的制御を行うために,既に当研究室で合成に成功しているいくつかの鉄-硫黄クラスターとアルキルハライドやグリニアール試薬等との反応を行った。その結果,アルキルハライドの様な求電子的なアルキル化試薬がクラスターと容易に反応することがわかった。また,反応サイトはクラスター中にある数種の硫黄配位子のうち,ジスルフィド配位子部分のみであり,この配位子の求核性が特に高いことが明らかになった。なお,生成物の1つであるメチル化されたクラスターの構造をX線結晶構造解析により決定した。このアルキル化反応は,用いたアルキルハライドの立体的な嵩高さに大きく依存することがわかった。つまり,メチル基やエチル基のような立体的に嵩高くないものは容易に反応するが,イソプロピル基のようなより大きなものは反応しなかった。この結果はクラスターを取り囲む支持配位子とアルキルハライドの立体的な反発の度合を反映しており,支持配位子の嵩高さでアルキル化反応を制御できることを示した結果といえる。クラスターが多段階酸化還元機能を持つことに注目し,求電子的なアルキル化反応をクラスターの酸化状態を変化させるという極めて単純な方法で制御できることが明らかとなった。この性質を利用して既にアルキル化されているクラスターに対して2つ目のアルキル基としてメチル基を導入することに成功し,段階的なアルキル化反応が可能であることがわかった。
ダニ喘息の経口ワクチンを目指したプロバイオティクスの創生

アレルゲン或いはペプチド遺伝子を組み込んだ食品微生物を開発し、それ自体またはそれら微生物が生み出す醗酵産物を経口減感作療法に応用する目的で下記の研究を行った。1.アレルゲン或いはペプチド遺伝子の食品微生物への導入コナヒョウヒダニから選定したワクチン用遺伝子derf7を、以前当研究室で開発したpRN14シャトルベクターに挿入し、プロバイオティクスL137株に導入した。プラスミドベクターとして存在していることを分子生物学的に確認した。内在性プラスミド間の相同性組換えを利用した安全性ベクターの構築を試みているが、取得には至っていない。2.機能性プロバイオティクスによる食品の製造とアレルゲンの定性・定量ワクチン用遺伝子derf7を導入したプロバイオティクスL137株を培養し、粗酵素液を用いて定量を行ったところ、1リットル培養液当たり約1mgの生産量であった。これは大腸菌を宿主に用いた時の五十分の一であった。組換え株を大量培養し、ワクチン用抗原としてDerf7をSDS-PAGE上で単一になるまで精製を行った。そのサンプルを用いて、ダニ喘息患者血清のIgE抗体との結合能を検定したところ、組換え抗原タンパク質は有意な結合能を有していた。3.機能性プロバイオティクスの食品としての薬理評価・安全性試験野生型プロバイオティクスL137株の毒性試験を調べるために、熱死菌体をマウスに腹腔内と経口で投与したが、急性毒性などの重篤な症状は認められなかった。1.アレルゲン分子群の解析とワクチンの分子設計アレルギー患者血清をプローブとしてダニ虫体由来のcDNAライブラリーを一次スクリーニングした結果、数十個のキャンディデートが収得できた。これらを現在二次スクリーニングを行って、より反応性の高いクローンの収得を試みている。2.アレルゲンの定性・定量すでにアレルゲンとして同定されている分子種の特異的な抗体を作製するために大腸菌の発現ベクターに組み換えて精製を行なった。乳酸菌の中でダニ主要アレルゲンDerf1を発現させタンパク質を確認した。3.組み込み型安全ベクターの構築食品製造用にするためには薬剤耐性マーカーを含んでいない染色体組み込み型ベクターが望ましいので、発酵食品から単離された乳酸菌の染色体DNAをランダムに制限酵素処理を行ったのち、DNA断片をクローニング中である。
肺癌の跳躍縦隔リンパ節転移の研究

肺癌根治術において2群リンパ節転移は,ガイドライン上外科療法の有効性は証明されていない,しかし2群領域に単独転移を認める場合は,複数個認める場合と比較して予後が良いことが知られている.一方,我々は肺癌のセンチネルリンパ節(SN)の研究から, 45.4%の症例で2群にリンパ節にいわゆるスキップSNを認めることを報告してきた(Eur J CardiothoracSurg32:770-775,2007).このことは腫瘍から縦隔リンパ節に直接注ぐリンパ流の存在を示唆する.実際,解剖遺体を用いた肺縦隔のリンパ流の研究では,経肺胸膜リンパ流の存在が明らかにされている.今回我々は, ICG (ジアグノグリーン)を蛍光トレーサーとして使用して肺胸膜リンパ流の同定を試みた.分離肺換気後,ジアグノグリーン1mg/mlうち0.3mlを肺臓側胸膜に注射し,約15分間観察した.リンパ流をPDE (Photodynamic Eye)を用い,可視化して観察した.PDEは近赤外線光を観察するカメラ装置であり,組織表面から浅層の観察や,組織中の蛍光試薬の分布等の確認が可能である.経胸膜リンパ流は81.8%で同定された.しかし深部のリンパ流の描出は不可能であり,肺内の経気管支リンパ流を同定することはできなかった, 1例で磁気センサーを用いたSNの同定とICGを用いたリンパ流の観察を併用した.ICGが経胸膜リンパ流を通り,縦隔リンパ節に流入した.このリンパ節は磁気センサーで同定したSNと一致していた.肺胸膜表面には縦隔リンパ節に直接流入する経胸膜リンパ流が存在する.いわゆるスキップSNは腫瘍から直接縦隔リンパ節に注ぐリンパ流を介したものである.このことが単独縦隔リンパ節転移症例の予後が複数個の縦隔リンパ節転移症例の予後より,よいことの一因と思われた.肺癌根治術において2群リンパ節転移は,ガイドライン上外科療法の有効性は証明されていない,しかし2群領域に単独転移を認める場合は,複数個認める場合と比較して予後が良いことが知られている.一方,我々は肺癌のセンチネルリンパ節(SN)の研究から, 45.4%の症例で2群にリンパ節にいわゆるスキップSNを認めることを報告してきた(Eur J CardiothoracSurg32:770-775,2007).このことは腫瘍から縦隔リンパ節に直接注ぐリンパ流の存在を示唆する.実際,解剖遺体を用いた肺縦隔のリンパ流の研究では,経肺胸膜リンパ流の存在が明らかにされている.今回我々は, ICG (ジアグノグリーン)を蛍光トレーサーとして使用して肺胸膜リンパ流の同定を試みた.分離肺換気後,ジアグノグリーン1mg/mlうち0.3mlを肺臓側胸膜に注射し,約15分間観察した.リンパ流をPDE (Photodynamic Eye)を用い,可視化して観察した.PDEは近赤外線光を観察するカメラ装置であり,組織表面から浅層の観察や,組織中の蛍光試薬の分布等の確認が可能である.経胸膜リンパ流は81.8%で同定された.しかし深部のリンパ流の描出は不可能であり,肺内の経気管支リンパ流を同定することはできなかった, 1例で磁気センサーを用いたSNの同定とICGを用いたリンパ流の観察を併用した.ICGが経胸膜リンパ流を通り,縦隔リンパ節に流入した.このリンパ節は磁気センサーで同定したSNと一致していた.肺胸膜表面には縦隔リンパ節に直接流入する経胸膜リンパ流が存在する.いわゆるスキップSNは腫瘍から直接縦隔リンパ節に注ぐリンパ流を介したものである.このことが単独縦隔リンパ節転移症例の予後が複数個の縦隔リンパ節転移症例の予後より,よいことの一因と思われた.
両側小耳症に対する音源定位のための両側骨導補聴に関する研究

両側小耳症外耳道閉鎖の出生数は20万の出生に対して1人程度と考えられる。これらの子供は両側伝音難聴を呈し、その補聴は片側の乳突部に骨導端子を接着させ、マイク、増幅器、電池は箱型の本体部にあり、両者間はコードでつながっている。しかし、子供の成長とともにコードがわずらわしくなる。同時に片耳装用のために音源定位が出来ないために、不便な状態に置かれている。我々は本研究で(1)コードレス骨導補聴器の開発、(2)コードレス両耳装用骨導補聴器の開発、(3)骨導の両耳聴の音源定位能力の有無、(4)骨導の両耳刺激によるABRで両耳干渉作用が存在するかなどについて取り組んだ。成果は以下の通りである。(1)片側に骨導端子、反対側に超小型のマイク・増幅器・電池を格納する本体、その両方をヘアバンドでつなぐタイプを開発し15名が使用している。コードはヘアバンドに隠されている。さらに(2)左右それぞれに骨導端子とマイク、増幅器、電池を格納する本体からなる両耳骨導補聴器を開発した。5名の子供に試用させたところ音源定位が可能であることがわかった。(3)両側骨導補聴器による音源定位能力について正常者と両側外耳閉鎖症例を対象に行った。検査にはリオン社製方向感検査装置を用いた。正常者では音圧差も時間差も全例成立した。患者では音圧差は全例成立したが、時間差は一部成立しない例があった。(4)骨導の両耳刺激によるABRでは、両耳干渉成分が、第4、第5波に出現した。これは正常者による結果であるが、パイロットスタディでは両耳外耳道閉鎖の子供でも両耳干渉成分が出現することがわかった。以上、両側外耳道閉鎖症例では両耳聴能力が保たれ、両耳骨導補聴器を用いることで、その能力が補償され、両耳聴を日常生活に生かせることが明らかになった。両側小耳症・外耳道閉鎖症例に対し、両側乳突部に骨導をあて方向感検査を行い時間差、音圧差それぞれの音源定位が成立するか調べた。対象は正常成人のボランティアと我々が行っている両側小耳症親の会に属する患者さんのボランティアを対象とした。方向感検査はリオン社製方向感検査装置を改良して利用した。同時に骨導補聴器に利用されている骨導レシーバーの性能および特性を調べ、幼児でも使用できるように小型化を計り、さらに骨導レシーバーを両側の乳突部に装着させ、ヘアバンドを用いて2つの骨導レシーバーの装着法を開発した。補聴器の本体においても小型化、計量化を行った。2台の補聴器本体の置くべき位置は方向感検査を用いて調べ、適切な位置を明らかにした。我々は本研究で(1)コードレス骨導補聴器の開発、(2)コードレス両耳装用

骨導補聴器の開発、(3)骨導の両耳聴の音源定位能力の有無、(4)骨導の両耳刺激によるABRで両耳干渉作用が存在するかなどについて取り組んだ。成果は以下の通りである。(1)片側に骨導端子、反対側に超小型のマイク・増幅器・電池を格納する本体、その両方をヘアバンドでつなぐタイプを開発し15名が使用している。コードはヘアバンドに隠されている。さらに(2)左右それぞれに骨導端子とマイク、増幅器、電池を格納する本体からなる両耳骨導補聴器を開発した。5名の子供に試用させたところ音源定位が可能であることがわかった。(3)両側骨導補聴器による音源定位能力について正常者と両側外耳閉鎖症例を対象に行った。検査にはリオン社製方向感検査装置を用いた。正常者では音圧差も時間差も全例成立した。患者では音圧差は全例成立したが、時間差は一部成立しない例があった。(4)骨導の両耳刺激によるABRでは、両耳干渉成分が、第4、第5波に出現した。これは正常者による結果であるが、パイロットスタディでは両耳外耳道閉鎖の子供でも両耳干渉成分が出現することがわかった。以上、両側外耳道閉鎖症例では両耳聴能力が保たれ、両耳骨導補聴器を用いることで、その能力が補償され、両耳聴を日常生活に生かせることが明らかになった。
多機能材料による建築構造物のスマート構造化に関する基礎的研究

本研究では、不確定性の多い外乱・建築構造物を対象として、変化する環境のなかで、地震対策を大規模かつトータルシステムとして行う建築構造物のスマート構造を構築するための基礎的研究として、以下の研究・開発を行った。1)振動制御のための人工生命体中枢機構(進化、形態形成、学習、生体の分散、並列・分散処理、免疫、自己修復等)を研究し、そのシステムの骨格を構築した。2)外乱・環境を感知するセンサー、環境変化に適応するためのアクチェータおよび制御用プロセッサといった人工生命体を機能させる材料の研究を行った。3)ヘルスモニタリングとケアによる建築構造物の保守・長寿命化の方法を研究し、その評価法を構築した。4)可能性の高いスマート材料(圧電素子、形状記憶合金)を建築構造物に適用し、その減衰性能を実験的に検証した。この一連の研究成果により、先導的な研究課題である建築構造物のスマート化のための可能性が示され、この分野の発展に大きく寄与しうるものと考えられる。本研究は,不確定性の多い外乱、建築構造物を対象として、変化する環境のなかで、地震対策を大規模かつトータルシステムとして行う建築構造物のスマート構造化をはかるための基礎的研究であり、本年度は、以下に示す2つの研究項目について研究を実施した。[スマート材料の分類・比較検討]1.[スマート材料]ないしは[インテリジェント材料]と呼ばれる新しい材料について、国内外の研究動向と指向性及びその特徴を調査し、建築分野への適用性について調査・研究を行う。具体的には、日本科学技術情報センター(JISCT)の科学技術関連データベースシステムおよびCOMPENDEX:アメリカの工学・技術分野の情報データベースを用いて、関連情報・論文を検索し、各情報・論文の要約から本研究対象であるものを抽出、整理し、先端技術開発の動向を把握し、その応用の可能性を検討した。[北川・玉井][要求技術の骨格構築とその再現性等の検討]2.振動制御のための人工生命体中枢機構(進化、形態形成、学習、生体の分散、並列・分散処理、免疫、自己修復等)を調査・研究し、そのシステムの構築の可能性を探った。特に、スマート構造物のアクテイブ制御において予期せぬ事態にも対応するために、キュービックニューラルネットワークと遺伝的アルゴリズムを用いた学習、並列分散処理の知的制御手法について研究を行った。[吉田]3.外乱、環境を感知する人工生命体に必要なセンサーシステムは、情報の獲得のみならず、情報の抽出と表現、自己診断等の機能を必要とする。特に、スマート材料の情報抽出と表現においては、定量的なものだけでなく、定性的なものが重要であり、新しいセンサーヒュージョンの考え方が必要となる。このようなセンサーシステムを前提としたアクチュエータ及び制御用プロセッサーといった人工生命体を機能させる材料の調査・研究を行った。[狼・塩原]4.ヘルスモニタリングとケアによる建築構造物の保守・長寿命化の方法を調査・研究し、その評価法の構築の可能性を検討した。[山本]本研究では、不確定性の多い外乱・建築構造物を対象として、変化する環境のなかで、地震対策を大規模かつトータルシステムとして行う建築構造物のスマート構造を構築するための基礎的研究として、以下の研究・開発を行った。本研究は、不確定性の多い外乱・建築構造物を対象として、変化する環境のなかで、地震対策を大規模かつトータルシステムとして行う建築構造物のスマート構造を構築するための基礎的研究である。本年度は、以下に示す2つの研究項目について研究を実施した。[要素技術の骨格構築とその再現性等の検討]1.振動制御のための人工生命体中枢機構(進化、形態形成、学習、生体の分散、並列・分散処理、免疫、自己修復等)を整理し、そのシステムの骨格を検討した。特に、スマート構造物のアクテイブ制御において予期せぬ事態にも対応するために、キュービックニューラルネットワークと遺伝的アルゴリズムを用いた学習、並列・分散処理の知的制御手法を検討した。[吉田]2.外乱、環境を感知する人工生命体に必要なセンサーシステムは、情報の獲得のみならず、情報の抽出情報表現、自己診断等の機能を必要とする。特に、スマート材料の情報・抽出と表現においては、定量的なものだけでなく、定性的なものが重要であり、新しいセンサーヒュージョンの考え方が必要となる。このようなセンサーシステムを前提としたアクチュエータ及び制御用プロセッサーといった人工生命体を機能させる材料の検討を行った。[狼・塩原]3.ヘルスモニタリングとケアによる建築構造物の保守・長寿命化の方法を整理し、その評価法の骨格について検討した。[山本][建築構造物への応用(スマート構造化、自己組織化)]4.可能性の高いスマート材料である圧電素子、形状

記憶合金を用いた、柱、はり等の模型試験体を作製し、自由振動実験、静的載荷試験を行い、その部材性能を実験的に検証した。また、これらの部材を組合せたスマート構造試験体について、強制振動実験を行い、建築架構にこのスマート材料を用いた場合の挙動を実証的に究明した。更に、本スマート構造を適用することによる建築架構の減衰性能向上に対する有効性を検討した。[北川・玉井・塩原]本研究では、不確定性の多い外乱・建築構造物を対象として、変化する環境の中で、地震対策を大規模かつトータルシステムとして行う建築構造物のスマート構造を構築するための基礎的研究として、以下の研究・開発を行った。[要素技術の骨格構築とその再現性等の検討]1)振動制御のための人工生命体中枢機構(進化、形態形成、学習、生体の分散、並列・分散処理、免疫、自己修復等)を研究し、そのシステムの骨格を構築する。特に、スマート構造物のアクテイブ制御において予期せぬ事態にも対応するために、キュービックニューラルネットワークと遺伝的アルゴリズムを用いた学習、並列・分散処理の知的制御手法を構築した。2)外乱、環境を感知する人工生命体に必要なセンサーシステムは、情報の獲得のみならず、情報の抽出情報表現、自己診断等の機能を必要とする。特に、スマート材料の情報・抽出と表現においては、定量的なものだけでなく、定性的なものが重要であり、新しいセンサーヒュージョンの考え方が必要となる。このようなセンサーシステムを前提としたアクチュエータ及び制御用プロセッサーといった人工生命体を機能させる材料の研究を行った。3)ヘルスモニタリングとケアによる建築構造物の保守・長寿命化の方法を研究し、その評価法の骨格について検討した。[建築構造物への応用(スマート構造化、自己組織化)]4)可能性の高いスマート材料である圧電素子、形状記憶合金を用いた、柱、はり等の模型試験体を作製し、自由振動実験、静的戴荷試験を行い、その部材の減衰、耐荷性能等を実験的に検証した。また、これらの部材と人工生命体を組合せたスマート構造試験体を用いて、高層建築架構に、このスマート材料を組み込んだ場合の挙動を研究し、本スマート構造を適用することによる建築架構の減衰性能の向上に対する有効性を検討した。
半導体二次元プラズモニックブームの発生とそのテラヘルツ応用

単層グラフェン内二次元電子電荷の集団密度振動波(プラズマ波)に対する電子ドリフト流の超速度現象を利用したプラズモン不安定性の一種であるプラズモニックブームの発現とそのテラヘルツ電磁波発生・増幅への応用に挑戦した。グラフェンチャネル電界効果トランジスタに非対称二重回折格子ゲートを導入し、電子ドリフト速度がプラズマ波速度を交差して空間的に繰り返し変調される系を構成した。理論的には、ドリフト速度がプラズマ波速度を超越した瞬間に超音速のごとき衝撃波(プラズモニックブーム)の発生が期待される。素子試作評価の結果、室温下でプラズモン不安定性に起因するテラヘルツ波の巨大誘導増幅放出の実証に初めて成功した。本研究は,高強度コヒーレントテラヘルツ光源への応用を目的として,半導体二次元量子井戸や二次元原子薄膜内の電子電荷の集団密度振動波(プラズマ波)に対する電子ドリフト流の超速度現象を利用した衝撃波(プラズモニックブーム)の発生に他に先駆けて挑戦する。研究開始初年度にあたり,計画通り研究課題を遂行し,以下の実績を得た。2.デバイスの設計・試作・評価:プラズマ波速度が一定となるように電子走行層の幅(走行方向に対して垂直方向)を周期的に変調する構造は素子加工法の検討を開始した。電子走行層幅が一様でプラズマ波速度をドリフト速度と逆特性に変調する素子構造を非対称二重回折格子ゲート構造によって設計し,新たに連携を開始した国際共同研究機関(西・サラマンカ大学)所属共同研究者所有の加工装置・設備を用いて試作した。試作素子は,予想通りの直流電流電圧特性を示した。試作素子のテラヘルツ応答をテラヘルツ時間分解分光計測装置を用いて測定した。すなわち,試作素子にフェムト秒テラヘルツパルスを入射させ,素子を透過したテラヘルツパルスの時間応答波形を観測した。その結果,ゲートバイアスおよびドレインバイアスに応じて,素子応答が通常の吸収・損失応答から,一定の閾値バイアス以上では,増幅・利得応答に転ずることを他に先駆けて,観測することに成功した。利得閾値特性のバイアス依存性より,プラズモニックブーム発現が示唆され,今後詳細な,理論との照合を行っていく。当初計画策定した3つの課題:デバイスモデル化,素子設計試作,試作素子評価をいずれも計画通りに遂行し,試作素子から,プラズモニックブーム発現を示唆するテラヘルツ波利得増幅作用の観測に他に先駆けて成功したため。本研究は,高強度コヒーレントテラヘルツ光源への応用を目的として,半導体二次元量子井戸や二次元原子薄膜内の電子電荷の集団密度振動波(プラズマ波)に対する電子ドリフト流の超速度現象を利用した衝撃波(プラズモニックブーム)の発生に他に先駆けて挑戦する.高電子移動度トランジスタのチャネル寸法を周期的に変調し,電流連続式に従って電子ドリフト速度がプラズマ波速度を交差して空間的に繰り返し変調される系を構成する.理論的には,ドリフト速度がプラズマ波速度を超越した瞬間に超音速のごとき強烈な衝撃波(プラズモニックブーム)の発生が見込まれる.これを周期的に重畳させることで,従来にない巨大なプラズマ不安定性を生じせしめ,かつ,素子の周期構造をアンテナとして作用せしめ,自由空間放射のテラヘルツ波を生成せしめようとするものである.今年度は、実施2年目最終年度として、以下の実績を挙げた。1.デバイスモデリング:ENOにGhost Fluid法を組み込んだFDTD解析法を完成し,デバイス設計,実験結果の解析・フィードバックに活用した。具体的には、前年度試作評価で実証に成功した非対称二重回折格子ゲート構造によるグラフェンチャネル電界効果トランジスタにおけるテラヘルツ帯コヒーレント巨大共鳴増幅作用がプラズモン不安定性に起因するものであることを数値解析による再現によって検証することに成功した。2.デバイス試作・評価:テラヘルツ放射効率とアンテナ構造の観点から素子構造改良指針を明らかにし,目標の放射強度実現に挑むに,テラヘルツ放射のコヒーレンシー,強度,周波数可変性の見通しを得た。3.総括:プラズモニックブームの実現とそのテラヘルツ応用の可能性の見通しを得た。1.デバイスモデリング:ENOにGhost Fluid法を組み込んだFDTD解析法を完成し,デバイス設計,実験結果の解析・フィードバックに活用する。試作素子が示したテラヘルツ波増幅作用がプラズモニックブームに起因するものであることの同定を進める。2.デバイス試作・評価:第一に,プラズマ波速度が一定となるように電子走行層の幅(走行方向に対して垂直方向)を周期的に変調する構造の素子を設計・試作・評価し,今年度試作素子との特性を比較検討する。第二に,テラヘルツ放射効率とアンテナ構造の観点から素子構造を改良し,目標の放射強度実現に挑むに,テラヘルツ放射のコヒーレンシー,強度,周波数可変性を明らかにする。3.総括:プラズモニックブームの実現とそのテラヘルツ応用の可能性を明らかにする。

テラヘルツ光電子工学当初今年度購入予定で物品費として計上した「ソースメータ」については,実験計画上,29年度の後半からの利用予定に時期が後退したため。次の物品の購入費として使用する。(購入予定額との微小な差額分は次年度計画予算で補う。)品名:ソースメータ,仕様:10A/200V, 1 fA(ケースレー・2635B),数量:1,単価:760,000円
ソノインジェクション法の実現に向けた光ピンセットの改良と細胞微小培養容器の開発

本研究では,微小気泡を付着させた細胞への超音波照射により細胞内に遺伝子や薬剤を導入する手法に関する実験的検討に必要となる2つの要素技術について検討した.気泡による導入はその付着位置に起きるため,気泡の大きさや位置の制御により導入を制御することができる.そこで本検討では,気泡捕捉用光ピンセットの捕捉力を改善し,従来困難であった細胞核上への気泡の移動を実現した.また,細胞膜の張力が低く損傷細胞の修復力が高い生体内に近い状態での実験を実現することを目的に直径100ミクロン程度の微小細胞培養ウエルを開発した.さらに,これを用いた細胞内導入実験を行い,容器の有用性を確認した.本研究では,微小気泡を付着させた細胞への超音波照射により細胞内に遺伝子や薬剤を導入する手法に関する実験的検討に必要となる2つの要素技術について検討した.気泡による導入はその付着位置に起きるため,気泡の大きさや位置の制御により導入を制御することができる.そこで本検討では,気泡捕捉用光ピンセットの捕捉力を改善し,従来困難であった細胞核上への気泡の移動を実現した.また,細胞膜の張力が低く損傷細胞の修復力が高い生体内に近い状態での実験を実現することを目的に直径100ミクロン程度の微小細胞培養ウエルを開発した.さらに,これを用いた細胞内導入実験を行い,容器の有用性を確認した.本年度は,我々がこれまでに開発した微小気泡捕捉用光ピンセット装置を改良して気泡の捕捉能を向上することと,細胞膜張力が生体に近い状態で細胞培養が可能な微小培養容器を開発することを目的に検討を行った.◎光ピンセットの気泡捕捉能の改善以前開発した光ピンセット装置では,カバーガラス下に浮いている微小気泡を移動することはできたが,カバーガラスに培養した細胞の上に気泡を移動することは難しかった.そこで,補足ビームの形状をラゲールガウシアンからベッセルに変更することにより左右方向への気泡補足力を約2倍に向上し,その結果,気泡を容易に細胞上へ移動できるようになった.上下方向への気泡移動についても検討したが,補足力を増強すると放射力も増加して気泡がビームから逸脱する結果になり,成功していない.◎マイクロ流路作製プロセス立ち上げ微小培養容器作製のため,フォトリソグラフィ技術を用いたマイクロ流路作製プロセスを立ち上げた.感光材料としては,百ミクロン単位の厚さも実現できるSU-8を用いた.露光用マスクは大学内オープンファシリティもしくは外注で作製し,感光剤塗布は科研費購入したスピンコーターを使用し,露光装置はナノテクプラットフォームの装置を借用することとした.◎微小培養容器の設計試作ガラス基板上に単層培養した細胞は仮足を伸ばして進展するため,細胞膜の張力が増大し,膜損傷の修復能が低下すると考えられる.そこで細胞膜張力の調整を目的に,直径が202000ミクロン,深さ約20ミクロンの微小ウエルを上記プロセスを用いて作成した.ウエル寸法とその中に入れる細胞数により接着面積を制限した状態で細胞培養が可能であることを確認し,膜張力制御の可能性を確認した.本研究では,細胞膜張力が生体に近い状態で細胞培養が可能な微小培養容器を開発し,実際にソノポレーション実験を行うことにより容器の有用性を確認することを目的とする.◎光ピンセットの気泡捕捉能の改善補足ビームの形状をラゲールガウシアン型からベッセル型に変更することにより水平方向への気泡補足力を約2倍に向上した.しかし,容器内での細胞伸展能を確保するために後述する表面の親和性を向上する処理を行ったところ,光ピンセットによる細胞と気泡の制御能が低下した.この点については今後の課題に残された.◎マイクロ流路作製プロセスの立ち上げフォトリソグラフィ技術を用いてマイクロ流路作製プロセスを立ち上げた.プロセスを利用して厚膜フォトマスクSU-8により微小培養容器を作成した.科研費購入したスピンコーターとナノテクプラットフォームで借用した露光装置を使用し,露光用マスクは外注で作製した.◎微小容器の作製深さ約40ミクロンで直径が202000ミクロンの範囲で変化する微小容器と,一定径(100ミクロン)の微小容器を作成した.当初の容器では10数時間の培養液浸漬により剥離が生じたため,微小容器の表面にパリレンコーティング,フィブロネクチンコーティングを行い,細胞親和性が高く1週間程度の細胞培養に耐えうる微小容器を実現した.径が一定の容器中に入る細胞数が異なる条件で細胞培養を行い,細胞数と細胞の伸展面積が相関することを確認した.◎培養容器内でのソノポレーションの実現容器内に培養した細胞に対してソノポレーションを行い,細胞膜に生じる損傷と修復の過程を蛍光顕微鏡により観察することに成功した.細胞の伸展面積や近接した壁の存在がソノポレーション効果に影響を与える傾向が見られたことから,開発した微小容器がソノポレーションの基礎研究に有用であることが確認できた.医用システム◎光ピンセット技術に関し,目的であった接着細胞上への気泡移動は容易になったが,気泡の上下方向の制御はまだ実現できていない.ほぼ目的は達成されたと考えるが,さらに上下方向制御に関する検討を行う.◎マイクロ流路作成技術の作成プロセスはほぼ確立された.これを用いた細胞培養用微小ウエルの作成も実現し,ウエル内で実際に細胞培養ができることも確認した.

しかし,細胞張力の制御幅が,細胞膜の修復率の変化を生じるのに十分であるかどうかは検証されていない.また,ウエルは作製できたが,流路の構成はまだ行っていない.◎細胞膜の張力を制御するもうひとつの方法,マイクロコンタクト法に関する検討が遅れている.◎光ピンセットの改善に関し,引き続き補足力の改善について検討する.◎微小ウエルについて,ウエル内で細胞を培養できることを確認した.しかし,修復率の変化を生じるほど細胞張力の制御が行われているかはこれからの検討である.今後,ウエルを用いたソノポレーションを通じて確認を行う.◎今回,予定していた露光装置(900千円)の購入を見送り,北海道大学オープンプラットフォームの露光装置を利用した.その購入費用の一部を,消耗品の購入に配分したこと,流路作成,マイクロコンタクト法検討が遅れたことから,未使用金が発生した.◎最適な培養容器の検討を行うために,作成用のマスクの作製に多めの費用を割り当てる.◎微小流路の作製に関する検討を行うための消耗品購入に費用を用いる.◎細胞膜張力制御の方法として,マイクロコンタクト法について検討する.このための消耗品購入に費用を用いる.
表面プラズモン共鳴による高感度キラル光学測定法の開発と極微キラル試料分析への展開

本研究課題では、多くの生体試料が該当するキラル試料をより高感度に分光測定するための手法の開発を目的とし、特に、貴金属薄膜で生じる表面プラズモン共鳴を利用することでその実現を目指すものである。前年度構築したSHG検出でのプラズモンエリプソメトリー装置をタンパク質の一つである牛血清アルブミン(BSA)に適用した。その結果、BSAの存在時にキラルな信号である偏光特性の変化が観測され、その符号はバルクのCD測定で得られるキラリティと合致した。一方で、BSAの金薄膜への吸着は測定時間の間でも進行するなどわずかな時間でも顕著であり、そのため濃度に対する信号の線形性など測定の定量性を得るには至らなかった。今後、本手法を発展させていく上では吸着を抑制する処理が不可欠であり、その一つとして、ジメチルジクロロシランを用いた表面の疎水性処理を計画している。また、前年度に新たに成果が見られた楕円率検出を利用した円二色性測定装置に関しては、偏光素子を更新することで、測定波長範囲を可視-近赤外領域(600-1000 nm)からより短波長の近紫外を含む領域(300-1100 nm)へと拡大することに成功した。さらに検出光学系や計測プログラムといったソフト・ハード両面を改良することにより、測定時間を10分の1(100秒→10秒)に減らすことができた。これらの成果は、生体試料に適用するための素地であるといえ、紫外領域に高い感度を有する分光検出器を用いることで多くの生体試料に適用することが可能となると期待される。本研究では、貴金属薄膜で生じる表面プラズモン共鳴を利用した高感度キラル光学測定法を開発し、キラル試料の計測を通して、キラル分析法としての有効性を実証することを目的としている。本年度では、非線形光学効果(特に、第二高調波発生、SHG)を検出することで高いキラル検出能を有するキラル光学測定装置の開発を主として行った。そのために、まず、研究開始時までに構築していた、金薄膜蒸着プリズムを基盤とする表面プラズモンエリプソメトリー装置に、光源として近赤外域のナノ秒パルスレーザーを導入した。その結果、エリプソメトリー装置下で可視領域のSHG信号を検出するとともに、金の表面プラズモン共鳴を励起した条件ではSHG信号の増強も検出した。さらに、このSHGを偏光検出し、試料としてD-グルコース、L-グルコース水溶液を金基板上に配置した中で行った結果、互いに逆方向の偏光回転が明瞭に観測された。このキラル選択性を示す結果は、これまで行ってきた反射光の偏光検出では不可能であり、キラル検出能の高いSHGによりキラル選択性を飛躍的に向上させることに成功した。また、高感度を有するキラル分析法に関して、楕円率検出を利用した円二色性測定法という新たな装置開発の点からも取り組んだ。その結果、キラル金属錯体試料(L-酒石酸ニッケル、D-酒石酸ニッケル水溶液)の円二色性スペクトルの測定を通して、開発した装置の原理検証実験に成功した。本年度は、高いキラル検出能を有する測定装置の開発が研究計画の主たる部分であり、第二高調波発生を検出することでキラル検出能を向上させることができた。この点は、当初の想定通りに研究が進展したといえる。反面、金属薄膜の特性を最適化する点に関しては十分ではなく、これは次年度に取り組むべき課題となっている。他方、研究を進めていく中で、開始当初には想定していなかった新規の円二色性測定法を用いたキラル分析へ研究を展開することができた。総合すると、極微キラル分析を実現するという研究目標に対する計画は順調に進展しているといえる。構築した非線形キラル光学測定装置をキラル試料の分析に適用する。特に、アミロイドβタンパク質へ適用することで、生化学試料への有効性を検証する。

また、開発した円二色性測定法を現在測定可能な可視ー近赤外領域から紫外域まで拡張することで、もう一つのキラル試料分析法の進展を図る。要求性能を満たす計測機器を安価で導入できたため。