hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラット肝移植における肝内神経系の再構築に関する実験的研究

すなわち、移植によって肝十二指腸間膜で切断されWaller変性に陥った神経軸索の肝側(抹消)部分は再生することはないため、本実験の抗GAP-43抗体に対する染色性の経時的変化は、移植後に宿主側軸索断端から発芽・伸長した再生軸索が3日後には肝門部を通過、3カ月頃迄に肝末梢に到達して再生活動が停止した結果、肝門部における神経軸索のGAP-43に対する染色性が陰性化した事を示すものと解釈される。また、電顕観察の結果は、移植後に宿主側断端より発芽した再生軸索が移植肝側の変性軸索近傍のschwann細胞管(柱)を再生経路として肝末梢に向かって伸長する事を示すものと考えられた。
『ロランの歌』の電子校訂(C/V7写本)とデータベースの構築

中世の手書き写本は、様々な略号が使用される上、句読点もない。文字自体も現代のものとは異なる。そのため、たとえ活字で中世の言葉を読めたとしても、写本そのものを専門外の人間が読むことは極めて困難である。校訂作業とは、そうした手書き写本を印刷本の体裁に仕立て直す作業である。本研究の目的は、フランス最古の叙事詩、『ロランの歌』の、シャトルー写本、ヴェネツィア写本を校訂し、さらに、そのテキストをコンピュータで容易に扱えるようにするところにある。本研究の主な内容は、校訂作業と、その作業を容易にしたり、校訂テキストを扱うための電子ツールを作成するところに存する。
大規模広域ネットワーク上での大容量ファイル高速転送のための中継サービス基盤技術

大規模広域ネットワーク上で、IPパケット転送の上位で高機能中継ノード間の蓄積形ファイル中継転送を行い、多数ユーザの長大ファイルの同時転送の応答時間を短縮する枠組みを検討した。要素技術として、送信・中継・受信ノード間での高速公平なデータ転送プロトコル、ファイル中継の時間・空間的スケジューリング、中継ノードの適切配置、に関する手法を考案し、シミュレーションや、PCとOpenflowを用いたプロトタイプ実験によって評価した。(i)送信・中継・受信ノード間の高速データ転送プロトコル、に関しては、長距離高速回線上での大容量ファイルの転送、特に複数フローが競合する場合の非効率性や不公平性などの解決方法を検討し、これまで研究してきた高速転送向きTCP技術を発展させ、計算機シミュレーションによる複数の長大フローの競合時の性能・特性の評価を通じて有効性を示し、一部の成果を国際会議で発表した。一方、(ii)ファイル中継の空間的時間的な最適スケジューリング、に関しては、ボトルネック上で複数フローが競合する場合に、適切なスケジューリングによって転送時間を短縮できるパターンを分析した。スケジューリングを柔軟に行うためには、高機能中継ノードによるネットワーク内部での多段蓄積・中継が単純なモデル上は有効であるが、実際のTCPによるデータ転送の場合の性能特性を確認することが重要である。そこで基本的なシナリオでの性能分析を計算機シミュレーションによって行い、課題を抽出した。そして、スケジューリングを効果的に行うためのTCPフローの動的分割手法を検討し、その有効性を示し、国内研究会で発表した。さらに、フロー転送のスケジューリングとフロー転送データの圧縮を組み合わせることは、時間・空間資源の効率最大化に有効であるが、その初期検討として、パケット単位のネットワーク内部での適応的圧縮手法を検討し、計算機シミュレーションと実インターネットのパケット計測による付加情報を合わせて、提案手法の高い効果を示し、英文論文誌で発表した。1.送信・中継・受信ノード間の高速データ転送プロトコルに関しては、これまで研究してきた高速転送向きTCP技術を発展させ、途中のルータのバッファ容量が小さい場合の効率性改善や長期競合時の公平性改善などを実現する手法を開発した。さらに、ノード間に複数の不安定なネットワークや経路がある場合にそれらを統合的に扱うことで高速転送を実現する手法も開発した。これらの手法を、計算機シミュレーション、JGN2plus、インターネット、さらに高速インターネット通信衛星(WINDS)での実験を通して効果を検証し、論文誌、国際会議、国内研究会で発表した。2.ファイル中継の空間的時間的な最適スケジューリングに関しては、これまで研究してきたデータ蓄積・転送スケジュール手法を発展させ、格子状の単純なネットワークトポロジーでの複数フロー競合シナリオにおいて、ボトルネックリンクの手前ノードでの比較的単純なスケジュールだけでも、ほとんどの場合に同時転送よりもフロー平均の応答時間を短縮できることを、シミュレーションによって示した。一方、実機実験に向けて、新世代ネットワークのための実験ツールとしても近年注目されているOpenflowスイッチを購入し、PCによる蓄積とOpenflowによる経路切替を組み合わせた実験環境を構築中である。また、JGNplusの後継である新世代ネットワークテストベッドJGN-Xを利用できる環境も準備を進めており、2011年6月から利用可能になる予定である。3.中継ノードの最適配置に関しては、問題の定式化・モデル化を進め、2.のシミュレーションから得た知見を活かしながら、大規模ネットワークに対応可能なヒューリスティック手法を検討中である。送信・中継・受信ノード間の高速データ転送プロトコルに関して、これまで開発してきた高速転送向きTCPの輻輳制御方式を改良し、Linux上の試作をネットワークエミュレータと実ネットワーク上で評価し、パケットロスの多い環境での効果を確認した。また、ノード間に複数の異種・不安定な経路がある場合にそれらを統合的に扱うことでTCPよりも転送完了時間を短縮できる方式の改良も進めた。ファイル中継の空間的時間的な最適スケジューリングに関して、これまで研究してきた複数のフロー転送の競合を回避し各フローの転送完了時間(応答時間)を短縮するデータ中継転送スケジューリングの基本方式を、多様なファイル長の混在状況に対応させ、蓄積・中継ノードの配置方式も含めて改良し、計算機シミュレーションによって分析を行い、効果を確認した。それに基づき、送信ノードとネットワーク内(ボトルネック手前)ノードでの多段の蓄積の有効性を示唆した。また、2つのノード間でTCPベースの転送を行っている場合に経路上のルータが状況に応じて転送途中のTCPを分割して動的な中継ノードとなって転送する方式や、高次数の中継ノードへの通過フローの集中を回避する経路制御方式も検討し、計算機シミュレーションによって効果を示した。一方、新世代ネットワークのためのツールとしても注目されているOpenflowスイッチを使った小規模実験ネットワークを構築し、OpenFlowスイッチとコントローラの連携による中継スケジューリングを試作し実証実験を行った。また、経路の動的な最適化について、OpenFlowスイッチでの経路変更の時間粒度の最適化のための基礎実験を行った。以上のように、プロジェクト終了にあたって、改良や実機実験の成果を論文誌、国際会議、国内研究会において発表し、アプローチとしての有効性を立証したと言える。ただし、更なる向上、要素の統合、一般化が残されている部分もあり、今後も研究を継続的に進めていく。
低温鏡の開発

地上の重力波レーザー干渉計では目標の物理を見るために感度向上が不可欠で、観測帯域中央の感度向上にはレーザー鏡の熱雑音低減が必要である。このために低温鏡技術の開発を行った。低温鏡に適した素材としてサファイヤ結晶を選択し、その機械的性質、光学的性質ならびに光学鏡としての加工性を解明し、実用化のために必要な開発研究を行った。サファイヤ結晶の機械的性質は、結晶としての完全性が確認できる程度で十分であることが判明しており、加工性についても技術的な問題はないことが確認できている。ここでは、光学的性質、すなわち、光吸収、光散乱、屈折率の揺らぎに関して定量的に精密計測を行うことにより、より高品質の素材選別手法に焦点をあてた。昨年度までに、光吸収および光散乱に関しては海外との共同研究により計測を終了し、屈折率揺らぎに関して従来にない精密レベルでの自動計測装置構築を行ってきたが、本年度はさらに多くのサンプルの計測を行った。これらの計測結果を総合すると、各計測結果の相関から結晶の光学的品質評価にはいずれかの計測法を用いれば良いことが示唆される。この結果は、今後本格的な低温鏡レーザー干渉計LCGTを建設する上で、その素材選別に必要な検査手段を確立できたことを意味する。この研究と平行して、本特定領域研究内の他の研究計画と共同で、低温鏡実証に用いるプロトタイプ干渉計を完成させることができ、低温鏡の実証実験を進める手段が整った。以上の成果は、LCGTの建設に大きく貢献するものである。重力波検出のためのレーザー干渉計の感度を決める雑音のうち,鏡や懸架系の熱雑音は,それらを構成する材料の低機械的損失化ならびに系の低温化により低減することができる.本研究では、レーザー干渉計の高感度化を,鏡を含む系全体を低温化することにより実現しようとする技術開発ならびに低温鏡の物理研究を行う.最終的には,100m基線長の低温レーザー干渉計によりその技術の成果が発揮されることになるため,本年度は低温鏡の研究を進めると同時に他の計画研究と合同で低温レーザー干渉計を設置することとなる神岡宇宙素粒子研究施設内での基盤整備も行った.低温鏡の素材としての第一候補はサファイヤ結晶であるが,市販されているサファイヤ基材では,使用レーザー波長1.064ミクロンメートルにおいて,その中をレーザービームが1cm走る際にビームパワーの100PPm程度が消失する大きさの光学損失があることが確認されている.この光学損失が低下すればするほど高感度のレーザー干渉計が得られるため,この光学損失を半分でも4分の一でも低下させることが必要である.今回、国内の製造メーカーと協力して開発を進めたが,芳しい成果を得る見通しは立たなかった.しかし,高品質サファイヤ素材製造に必要な条件を評価できたことは重要である.なお,複数のサファイア材料市販品を調達し,その光学的性質・機械的性質を精密に検査するための準備研究を行った.一方、低温下にあっても室温よりその機械的損失が増大しては無意味であり,これまでサファイヤ基材や鏡を懸架するファイバー素材については,その機械的損失が増大せず却って低下するという幸運な結果を得ているが,これまで調べられて来なかった鏡表面上の光学薄膜の機械的損失を低温化で実測することに成功し,低温鏡の実用性を保証する結果を得た.これは世界的にも初めての測定結果であり,特筆に値する(発表論文を執筆中).本研究の目的は、レーザー干渉計の雑音を低温化により低減し、重力波検出器の感度向上を実現することである。低温鏡は、この目的のために開発された技術概念であり、鏡およびそれを懸架する装置を含む全体を極低温に保つ手法並びに装置そのものを指す。低温鏡の技術は、原理的にはそれだけで検証可能であるが、実践的には百m基線長の低温レーザー干渉計(CLIO)に装着することにより、その技術成果が発揮される。このため、本研究では、低温鏡の物理的研究及び開発研究を行うと同時に神岡宇宙素粒子研究施設内に建設を進めているCLIO干渉計の製作・開発を本領域内の他の計画研究と協力して行った。低温鏡の熱雑音に関しては、昨年度、低温下における光学薄膜の機械的損失の測定に世界で初めて成功したところであるが、今年度、国際会議でその報告を行い、学術雑誌に発表した。基材のサファイヤは単軸結晶の複屈折をもつ素材であり、鏡としてはその影響が出ないように対称軸を光軸にとる。しかし、結晶の不完全性からわずかな複屈折を生じる恐れがあり、それを定量的に精査することは、鏡基材の評価のために必要である。このため、サファイヤ結晶の品質検査として、複屈折率ゆらぎを1ppmより良いレベルで計測する方法を開発し、CLIOに使用予定の直径10cm、厚さ6cmのサファイヤ基材4個について予備的測定を行った。この計測法は海外で報告されているものであるが、将来の大型低温重力波望遠鏡LCGT計画に使用する予定の直径30cmのものまで計測可能なようにできるものは数少ない。また、低温鏡の実用化研究として、冷却するためのヒートリンクに必要な特性計測を行った。ヒートリンクには熱伝導率が高くて機械的損失が大きいことが必要であるが、候補となる純アルミニウムについて計測した結果、低温鏡に必要な特性を十分満足するものであることが確認でき、この結果は論文で公表した。本研究の目的は、重力波検出器の感度向上を実現するためレーザー干渉計の雑音を低温化により低減する技術を開発することである。

低温鏡の開発は鏡およびそれを懸架する装置を含む全体を極低温に保つ手法並びに装置そのものに関係する。低温鏡の技術は実践的には百m基線長の低温レーザー干渉計(CLIO)に装着することにより、その技術成果が発揮されるため、本研究では低温鏡の物理的研究及び開発研究を行うと同時に神岡宇宙素粒子研究施設内に建設を進めているCLIO干渉計の製作・開発を本特定領域内の他の計画研究(エ、オ、サ)と協力して行った。低温鏡の基材としてこれまでの研究によりサファイヤ結晶が最適であることが判明しており、将来の大型低温重力波望遠鏡LCGT計画に使用する予定の直径25cmの大きさのものまで製造可能であることが知られている。しかし、サファイヤ結晶は光学損失が従来の人工石英に比べて大きいという欠点があり、また結晶の不完全性からわずかな複屈折を生じる恐れがある。鏡基材の選別と評価のためこれまで開発してきた複屈折率ゆらぎを1ppmより良いレベルで計測する装置を完成させ、CLIOに使用予定の直径10cm、厚さ6cmのサファイヤ基材4個について最終測定を行い、測定の再現性を確認した。さらに、散乱損失計測に造詣の深いオーストラリア大物理学科と協力してこれら基材のうちの2個について計測を行い、複屈折揺らぎとの相関を評価することにより、我々が開発した複屈折揺らぎ測定装置の信頼性を評価している。なお、CLIO建設に関して真空装置製作の一部並びに鏡のための清浄環境維持装置製作に関して本格的な協力を行うと共に特定領域で進められている他の研究計画との共同研究としてTAMAデータの解析も行った。地上の重力波レーザー干渉計では目標の物理を見るために感度向上が不可欠で、観測帯域中央の感度向上にはレーザー鏡の熱雑音低減が必要である。このために低温鏡技術の開発を行った。低温鏡に適した素材としてサファイヤ結晶を選択し、その機械的性質、光学的性質ならびに光学鏡としての加工性を解明し、実用化のために必要な開発研究を行った。サファイヤ結晶の機械的性質は、結晶としての完全性が確認できる程度で十分であることが判明しており、加工性についても技術的な問題はないことが確認できている。ここでは、光学的性質、すなわち、光吸収、光散乱、屈折率の揺らぎに関して定量的に精密計測を行うことにより、より高品質の素材選別手法に焦点をあてた。昨年度までに、光吸収および光散乱に関しては海外との共同研究により計測を終了し、屈折率揺らぎに関して従来にない精密レベルでの自動計測装置構築を行ってきたが、本年度はさらに多くのサンプルの計測を行った。これらの計測結果を総合すると、各計測結果の相関から結晶の光学的品質評価にはいずれかの計測法を用いれば良いことが示唆される。この結果は、今後本格的な低温鏡レーザー干渉計LCGTを建設する上で、その素材選別に必要な検査手段を確立できたことを意味する。この研究と平行して、本特定領域研究内の他の研究計画と共同で、低温鏡実証に用いるプロトタイプ干渉計を完成させることができ、低温鏡の実証実験を進める手段が整った。以上の成果は、LCGTの建設に大きく貢献するものである。
ダイズにおける矮性遺伝子の同定とその形態的特性について

在来矮性品種「秋吉白大豆」の矮性遺伝子の同定を行うため,1991年に「矢作(矮性型)」と「PI227224」を検定系統として相反交雑を行い,F_1世代を展開した。その結果,いずれの組合せにおいても,F_1個体がすべてZigzag形質をもつ矮性型を示したことから,「秋吉白大豆」は既知の「矢作(矮性型)」や「PI227224」の矮性遺伝子と同じ1対の劣性遺伝子に支配された矮性品種であることが明らかとなった。「秋吉白大豆」は矮性形質のなかでもZigzag形質を持つ矮性遺伝子に支配された品種であり,節間がただ短いだけでなく,主茎の特徴的な伸長経過から主茎長が節間長の和より小さくなり,分枝の発生も多いことが再確認された。さらに,両品種と比較して主茎節数が明らかに多く,早播や密植栽培による栄養生長量の確保が容易であること,また,開花期が生態型IVcの秋ダイズとほぼ同時期であることから秋ダイズ品種の育成における矮性遺伝子の供給母本としてはかなり有望な品種であると考えられる。一方,異なる矮性遺伝子に支配された「ヒョウガ矮性系統」と「PI227224」を1986年に相反交雑を行い,得られたF_2世代から2対の劣性矮性遺伝子を持つ超矮性系統を選抜した。その後,実用形質を固定するため世代を進めてきたが,この超矮性系統のなかで,交雑第5世代には矮性遺伝子の多面発現と考えられる葉柄の矮化現象がみられる系統があり,その系統の第7世代のなかには全ての個体の葉柄が矮化する系統をみいだすことができた。今後,遺伝的背景の明らかな系統との交雑実験により葉柄の矮化について詳細に解析していく予定である。
高周波容量式水分計の自動密度補正および水分傾斜測定機能の開発

高周波容量式水分計への密度補正と水分傾斜測定機能の付与に関する検討を行った。従来の高周波容量式水分計には木材中で発生する水分傾斜の測定機能が備わっていない。本研究では,試験体の片側から測定する高周波容量式水分計の特徴を生かし,電極の間隔を変化させることにより,電界の分布を変化させ,表面から異なった深度における水分情報を計測する方法(電極走査法)について検討した。電極の間隔を変えた時の電気容量の変化(電気容量曲線)の形と木材中の水分分布との間には,定量的な関係が認められ,電気容量曲線から水分分布の形を推定できることがわかった。モデル実験により測定装置の水分検知感度(重み関数)をもとめ,さらに電気容量曲線は水分検知感度と水分分布を関数とする積分方程式で表されることを明らかにした。また,この積分方程式を解くための多元一次連立方程式を誘導した。片側から水分が浸透するような場合には,電極間隔を一定にした定点観測法でも平均含水率の変化を知ることができた。高周波容量式水分計では木材密度の影響が大きいので,密度補正と含水率測定を同時に行うアルゴリズムを提案し,その収斂性を実験で確かめた。コルマンの密度-含水率ダイアグラムを利用し,質量計測に基づく見かけの密度測定値と水分計の含水率表示値を組み合わせると,2-3回の計測ループをへて密度と含水率は一定値に収斂することが確かめられ,提案のアルゴリズムの妥当性が確かめられた。1.水分傾斜とキャパシタンスの関係の検討共振回路法により電極間隔および周波数を変化させて実効電界深度について実験的な検討を行った。周波数は2.5MHzと10MHzで検討した。電極間隔は6cmまで変化させた。厚さの異なる試験体の下に水を置く模擬モデルによって水分傾斜の影響を調べた。周波数の依存性はほとんどみられなかった。電極間隔を広くすることによりキャパシタンスは連続的に増加し,電極間隔に対応して深度の深い部分の水分を検知することができた。実効電界深度は30から35mmであった。2.水分傾斜の推定アルゴリズムの検討試験体厚さを変え,下に空気層と水を置いた結果から,各電極間隔で試験体厚さとキャパシタンスとの関係はほぼ指数関数で当てはめることができた。その時定数に相当する厚さの特性値は電極間隔と直線関係があることが見いだされ,これから誘導された推定式により,表面から約3cmまでの水の位置を定量的に推定できた。また,含水率の異なる薄板を重ねて含水率傾斜の異なるモデル試験体について同様の実験を行い,キャパシタンスCと電極間隔Xおよび平均含水率Uの間の関係式(C=a・exp(-bX)+d)が誘導された。ただし,a,b.dはUの一次式である。この式により,厚さ方向の水分傾斜が定性的に把握できる。次の課題として,傾斜の絶対値を推定するため,キャパシタンスと含水率の関係の定量化を次年度で継続して検討する。本研究では,試験体の片側から測定する高周波容量式水分計の特徴を生かし,電極の間隔を変化させることにより,電界の分布を変化させ、表面から異なった深度における水分情報を計測する方法(電極走査法)について検討した。電極の間隔を変えた時の電気容量の変化(電気容量曲線)の形と木材中の水分分布との間には,定量的な関係が認められた。

高周波容量式水分計では木材密度の影響が大きいので,密度補正と含水率測定を同時に行うアルゴリズムを提案し,その収歛性を実験で確かめた。コルマンの密度-含水率ダイアグラムを利用し,質量計測に基づく見かけの密度測定値と水分計の含水率表示値を組み合わせると,2-3回の計測ループをへて密度と含水率は一定値に収歛することが確かめられ,提案のアルゴリズムの妥当性が確かめられた。
スタチン系薬剤と培養骨膜細胞を用いた人工再生骨の開発

本研究は、近年軟骨無形成症の病態を回復することが報告され、注目を集めている高脂血症治療薬(スタチン系薬剤)と骨膜細胞を用いて、骨移植に有効な人工再生骨を開発することを目的として行った。我々はまず、人工再生骨に大きく影響するスキャフォールドについて検討を行った。これまで用いてきたゼラチンハイドロゲル・スキャフォールドは、水溶液中で急速に溶解し、また薬剤の徐放もコントロールできていなかった。そこで我々は、ゼラチンハイドロゲルにアテロコラーゲンを添加することによって、水溶液中での安定性の改善と、薬剤徐放のコントロールを試みた。その結果、アテロコラーゲンの添加により得られたアテロコラーゲン/ゼラチン複合体は、水溶液中で急速に溶解することなく安定し、さらにアテロコラーゲンの添加割合によって、薬剤徐放性をコントロールできることが明らかとなった。更にこのアテロコラーゲン/ゼラチン複合体の物性についても検討を行った。スポンジ形状とした際の、気孔径や気孔率に影響する因子を見出し、アテロコラーゲン/ゼラチンスポンジを任意の形状にコントールしつつ作製することが可能となった。今年度は、骨膜細胞の初代培養の手法について検討したが、当初の計画どおりに進まなかったため、まず人工再生骨に影響するスキャフォールドについて条件検討を行った。これまで用いてきたゼラチンハイドロゲル・スキャフォールドは水溶液中で、急速に溶解し、また薬剤の徐放もコントロールできていなかった。その結果、アテロコラーゲンの添加により得られたアテロコラーゲン/ゼラチン複合体は、水溶液中で溶解することなく安定し、さらにアテロコラーゲンの添加量の調整により、薬剤徐放性をコントロールできることがわかった。得られた成果をもとに、第300回東京歯科大学記念学会・総会で、「フルバスタチン局所投与の担体:アテロコラーゲン/ゼラチン複合体の物性」と題する発表を行った。骨膜から骨膜細胞を採取する過程で、均一な条件の細胞が得られず、採取する度に細胞の成長速度や形態が異なってしまう。さらに骨膜細胞中に多く存在する繊維芽細胞の存在によって、継代を重ねる度に骨形成能を持つ細胞が減少していくため、骨形成能を持つ細胞を選択的に培養する手法が必要であると思われる。骨膜細胞の採取については、骨膜からの骨形成能を持つ細胞を選択的に培養する手法を確立をめざし、またスキャフォールドにおいては、本年度に得られたアテロコラーゲン/ゼラチン複合体をさらに改善し、細胞培養に適したスキャフォールドの完成を目指す。学会旅費として当初計画したが額が、学会の開催場所が近い場所で開催されたため、交通費において、当初の見積もりとの差額が発生した。次年度使用額としての33,306円は、スキャフォールド作成のための試薬(研究用コラーゲンパウダー/高研)の一部として使用する予定である。
ケラチンK17発現による表皮細胞収縮能の獲得と伸展刺激によるケラチンK17発現誘導

ケラチンは、表皮細胞の細胞骨格として細胞形態を保つのみならず、炎症に際してはその発現パターンが変化し、さらに炎症により生じたケラチンにより、炎症の持続がもたらされる。表皮細胞にたいする伸展刺激は、ティシューエクスパンダーの使用や、創傷治癒過程などにおける表皮細胞の動態に重要な役割を担っていると考えられる。今回、培養表皮角化細胞を、伸展可能なシリコン製のウェルに播種し、伸展刺激を加えることにより、ケラチン発現の変化を観察し、さらに伸展刺激により生じる表皮細胞のシグナル伝達について検討を加えた。伸展刺激により、分化型ケラチンであるケラチン10の発現が抑制され、代わりに炎症性ケラチンであるケラチン6の発現が誘導された。さらに、表皮細胞において、伸展刺激によりBrdUの取り込みが増加し、ERKおよびAktのリン酸化が認められた。BrdUの取り込みはMEK1、PI3Kの阻害剤により阻害され、またケラチン6誘導とケラチン10抑制は、MEK1阻害剤により阻害された。ERK、Aktのソン酸化も、MEK1、PI3K阻害剤の双方により阻害された。これらのことから、伸展刺激は、MEK1、PI3Kを介してERK、Aktのリン酸化をもたらし、さらにこれらの酵素を介して細胞増殖、ケラチン6誘導及びケラチン10抑制を生じていることがわかった。また、炎症性サイトカインにであるTNFα、IL-1αもケラチン6を誘導することが明らかとなり、その誘導機序を含め、論文に発表した。私は、炎症性皮膚疾患において表皮に誘導されるケラチンと、その誘導の分子生物学的メカニズムを研究している。今回、表皮細胞に対する機械的刺激が、ケラチン発現にどのように影響を与えるかを検討することが目標であるが、機械的刺激により、表皮細胞よりIL-1などのproinflammatory cytokineが放出されるため、これらのサイトカインがケラチン発現に及ぼす影響について検討を加えた。IL-1αおよびTNFαは、表皮角化細胞において炎症性ケラチンであるケラチンK6の発現を誘導することがわかった。また、ケラチンK6プロモーター領域の検討により、その誘導は、C/EBPサイトに、C/EBPβ、NFκBが関係して生じることが明らかとなった。これらの結果は、Journal of Investigtive Dermatology、Journal of Biological Chemistryに発表した。これまでの実験から、進展刺激によりHaCaT細胞においてケラチンK6が誘導され、ケラチンK10が抑制されるという結果が得られており、今後この誘導経路につき、IL-1、TNFαによる誘導と比較しながら検討を加える予定である。一方、表皮細胞に進展刺激を加えることにより、インテグリンβ1を介してERKが活性化されることはすでに報告されているが、そのシグナル伝達経路については不明である。これまでのプレリミナリーな実験により、この経路は、EGFのシグナル伝達経路と共通する部分があることが判明している。現在さらに詳細に検討中である。
皮膚の浸軟に対する看護ケア技術に関するエビデンス構築

褥瘡発生および褥瘡の治癒遅延要因として着目されている皮膚の浸軟について,病態動物モデルを用いて病理学的検討を行った.本研究結果より,皮膚の浸軟状態は,肉眼的に判定できない場合でも,組織学的には褥瘡を発生しやすい状況にあり,すでに皮膚傷害をきたしている可能性があること,また,できてしまった褥瘡の治癒を遅延させる可能性があることが示唆された.これらのことから,皮膚が浸軟しやすい要因をもつ患者に対しては,より積極的に褥瘡予防に配慮する必要性があること,また,褥瘡を治癒に向かわせるためには,皮膚の浸軟状態も十分に考慮する必要性があることが考えられた.褥瘡発生および褥瘡の治癒遅延要因として着目されている皮膚の浸軟について,病態動物モデルを用いて病理学的検討を行った.本研究結果より,皮膚の浸軟状態は,肉眼的に判定できない場合でも,組織学的には褥瘡を発生しやすい状況にあり,すでに皮膚傷害をきたしている可能性があること,また,できてしまった褥瘡の治癒を遅延させる可能性があることが示唆された.これらのことから,皮膚が浸軟しやすい要因をもつ患者に対しては,より積極的に褥瘡予防に配慮する必要性があること,また,褥瘡を治癒に向かわせるためには,皮膚の浸軟状態も十分に考慮する必要性があることが考えられた.皮膚の浸軟は褥瘡発生要因として注目されているが,浸軟に伴う皮膚の組織学的変化について詳細に検討した報告は少ない.そこで本研究では,皮膚の浸軟状態を実験的に作製し,その組織学的な基礎データを集積することを目的に研究を行った.本研究では,ウサギを実験に供し,ウサギの両臀部を除毛後,浸軟状態を作製した.浸軟部位について,毎日肉眼的観察および皮膚水分率の測定を行った.浸軟状態作製4日目に浸軟部位の皮膚組織を摘出し,常法に従い組織標本を作製後,ヘマトキシリン&エオジン染色を施し,光学顕微鏡にて観察した.また,栄養不良状態による組織学的変化の有無を確認するため,栄養不良ウサギを同実験に供し,同様の操作を行った.なお,本実験は実験動物に関する指針に準拠し,動物福祉の観点から適正に実施した.各日の皮膚水分率測定では,周囲健常皮膚の水分率に対し,浸軟部位では約2倍の値を示した.肉眼的観察においては,浸軟部位に異常は認められなかった.組織学的観察では,表皮層が軽度肥厚し,また角質層が若干重層化している像がみられた.さらに真皮表層に炎症性細胞の浸潤が散見された.栄養不良ウサギにおいては,前述の所見に加え,表皮細胞の傷害像も観察された,本研究結果より,皮膚の浸軟状態は,肉眼的に判定できない場合でも,組織学的には褥瘡を発生しやすい状況にあり,すでに皮膚傷害をきたしている可能性があることが示唆された.さらに栄養不良状態下では,その傷害が悪化する傾向にあることが明らかとなった.皮膚の浸軟状態は、褥瘡発生要因および褥瘡治癒遅延要因として着目されているが、皮膚の浸軟状態における組織学的変化について詳細に検討した報告は少ない。そこで本研究では、皮膚の浸軟状態を作製し、その組織学的な基礎データを集積することを目的とし、実験を行った。日本白色種雄性ウサギを実験に供し、その両背部を除毛後、浸軟状態を作製した。浸軟部位について、肉眼的観察と皮膚水分率の測定を経日的に行った。浸軟状態作製1、3、5日目に浸軟部位の皮膚組織を摘出し、常法に従い組織標本を作製後、ヘマトキシリン&エオジン染色を施し、光学顕微鏡にて観察した。また、皮膚の創傷治癒過程における浸軟状態の影響を確認するため、背部に人工創傷を作製したウサギを同実験に供し、同様の操作を行った。なお、本実験は実験動物に関する指針に準拠し、動物福祉の観点から適正に実施した。各日の皮膚水分率測定では、周囲健常皮膚の水分率に対し、浸軟部位では約2倍の値を示した。肉眼的観察においては、浸軟部位に異常は認められなかった。組織学的観察では、表皮の重層化や炎症性細胞の出現などが確認され、皮膚の浸軟状態は、肉眼的に判定できない場合でも、組織学的には褥瘡を発生しやすい状況にあり、すでに皮膚傷害をきたしている可能性があることが示唆された。また、創傷治癒過程において、上皮化および肉芽形成が遅延する組織学的所見が得られ、以上のことから、皮膚の浸軟状態は、皮膚を脆弱化させるだけでなく、創傷治癒においても、その過程を遅延させることが示唆された。
福山型先天性筋ジストロフィー家系におけるDNA連鎖解析と診断的応用

1993年、福山型筋先天性筋ジストロフィー(FCMD)原因遺伝子は染色体9q31-33に局在することが初めて報告され、更に1994年にはその局在範囲がより限局化、マイクロサテライトDNAマーカー“mfd220"近傍であることが判明した。これにより我々は、当科における多数のFCMD家系を対象にDNA多型解析を施行し、臨床における診断的応用あるいは臨床的バリエーションの遺伝子学的な検討を試みた。多型解析は、当初提出した計画書の方法に基づき、mfd220を含む9種類のマイクロサテライトDNAマーカーを用いて行った。1.多型解析による世界初のFCMDの出生前診断を2家系に対し施行した。多型解析結果から、胎児の表現型の確率をコンピュータープログラムにより算出した。その結果、家系1の胎児は約99%の確率で保因者、家系2の胎児は約86%の確率で罹患者と判定。家系1は妊娠を継続し、健康女児が出生した。家系2は家族の希望により、在胎20週に人工妊娠中絶を施行。FCMDを示唆するwart-like nodulesが胎児脳表に認められた。2.同一家系内で一方は独立歩行可能、他方は不能であった臨床経過の異なる同胞例2家系を検討した。両家系ともに、多型解析のハプロタイプはそれぞれの同胞間で全く一致しており、独立歩行可能となる非典型例もFCMDのスペクトラムに入ることが示唆された。3.FCMD典型例の20家系のグループと、経過中独立歩行が可能であった非典型例の13家系のグループについて連鎖解析を施行した。コンピュータープログラム(LINKAGE)を用い2点連鎖解析を施行した結果、両グループ共にmfd220において有意なLODスコアを獲得した。これより、独立歩行可能となる非典型例も典型的FCMDと遺伝子的には同一のスペクトラムに入ることが証明できた。
確率微分方程式の幾何学

確率微分方程式及び無限次元空間の確率解析と幾何を研究テーマとして、平成9年9月に約3週間、外国人分担者5名が九州大に集まりさまざまなテーマで集中的に討論を行った。また平成10年9月に外国人分担者3名が参加し、約2週間、確率偏微分方程式と解析の関連について討議を行った。その結果つぎの成果があった。1)多様体上の確率微分方程式はアファイン接続を定義することに着目し、確率流の多くの性質が同接続を用いて説明出来ることが明らかになった。(Elworhty)2) Lipschits連続性を持たない粗い道による微分方程式の解の研究を行い、ブラウン運動による確率微分方程式の解の研究におうよう出来ることが明らかになった。(Lyons)3)ループ群上の幾何学。無限次元群として、ブラウン運動と関連の深いループ群を取り上げ、その上に接続の定義など幾何学の構築の可能性について討議した。(Malliavin)4)調和写像の確率論的研究。調和関数はブラウン運動を用いて表すことはよく知られているが、調和写像についてもブラウン運動を用いて確率論的考察が可能である事が示された。(Kendall)5)従来のL(2)空間上に展開された確率偏微分方程式の理論をL(p)空間上に展開する事によって、解の滑らかさ等についてより精密な結果を得た。(Krylov)6) Skorohod積分及びそれに関連するMalliavinの解析を用いる事により、確率偏微分方程式の基本解について新しい結果を得た。(Nualart)平成9年9月の理論をさらに発展させるために、平成10年1-3月に、日本側分担者のうち、谷口、杉田、小倉がフランス及び英国に出向して、外国人分担者と共同研究を行った。さらに國田は本研究の総括のために平成10年2月にスペインで分担者のNualart教授と共同研究を行った。平成9年9月に約3週間、4名の外国人分担者を含む全研究者が九州に集まり確率微分方程式及び無限次元空間の確率解析と幾何を研究テーマとして、集中的に討論を行った。1)多様体上の確率微分方程式によってアファイン接続が定義出来ることに着目し、確率流の多くの性質が同接続を用いて説明出来ることを明らかにした。(Elworhty)2)Lipschitz連続性を持たない粗い道による常微分方程式の解の研究を行い、ブラウン運動による確率微分方程式の解の研究におうよう出来ることが明らかになった。(Lyons)3)調和写像の確率論的研究。調和関数はブラウン運動を用いて考察出来ることはよく知られているが、調和写像についてもブラウン運動を用いて確率論的考察が可能である事が示された。(Kendall)4)ループ群上の幾何学。(Malliavin)また、9月の討論をさらに発展させるために、本年1-3月に、日本側分担者のうち、谷口、杉田、小倉がフランス及び英国に出向して、外国人分担者と共同研究を行った。平成10年9月に研究分担者のN.Krylov,D.Nualart,D.Stroockを九州大学に招聘し、確率偏微分方程式と解析、確率解析との関係について集中的に討論を行った。その結果次の成果があった。

1.確率偏微分方程式の解の滑らかさの研究には、従来のL(2)型のソボレフ空間論は十分ではなく、L(p)型理論(ソボレフの埋蔵定理、特異積分論、補間定理等)が重要な手段を提供する事が判った。また近似解(数値解)の収束の速さの検証にもL(p)(p〉2)理論がよりよいL(2)理論よりも良い結果を与えることが判明した。2.ランダムな放物型偏微分方程式の研究に、従来の伊藤型積分のみでなく、未来の情報にも依存する関数のブラウン運動に基づく積分(Skorohod積分)が必要になる。本研究ではSkorohod積分論を展開し、変数変換の公式をもとめ、それを応用してランダムな基本解の特性を明らかにした。3.飛躍のある確率微分方程式の解の分布の密度関数の研究。この研究にはPicardの理論(Ma11iavin解析の離散版)が有力な方法を与えることを認知した。特に方程式が標準型(Canonical)の場合、ブラウン運動に基づく連続な確率微分方程式と同様の明快な結果を得る事が出来た。尚、國田は平成10年8月にビリニウスにElworthyを、平成11年2月にバルセロナにNualartを訪問し、飛躍を持つ確率微分方程式について共同研究を行い、解の分布の密度関数の存在について新しい結果を得た。
財政民主主義の担い手を育成する公民教育カリキュラムの開発

2019年2月9日に兵庫教育大学で開催された社会系教科教育学会第30回研究発表大会において,「主権者教育としての租税・財政学習の授業開発ー財政危機学習の構造転換ー」という口頭発表を行った。財政学の分野で注目されている租税抵抗の問題を手がかりにすることによって,財政赤字・国債問題を我が国社会が引き起こす財政問題としてではなく,我が国財政が引き起こす社会問題として学習させる中学校公民的分野・高校公民科の授業モデルを開発し,その詳細を発表した。租税抵抗とは,財政規模が小さく人々が自己負担で人間のニーズ(医療や教育など)を満たさなければならない結果,人々の痛税感が高まり増税が難しくなっているという我が国財政による社会的な悪影響である。この悪影響の結果として生じる社会問題として財政赤字・国債問題を教材化することによって,従来とは異なる,新しい財政赤字・国債問題学習の可能性を具体的に示した。本研究の意義は,我が国財政の公益性を批判的に吟味する主権者の育成方法を具体的に提示したこと。現行の社会科・公民科では,財政の目的や意義・役割を学習させることによって,我が国財政の公益性を無批判に受容する納税者を育成してきた。また,従来の財政危機学習では,財政赤字を我が国社会が引き起こす財政問題として学習させることによって,我が国財政の健全性を批判的に吟味する財務担当者を育成してきた。本研究では,租税抵抗の問題を教材にすることによって,財政赤字を我が国財政が引き起こす社会問題として学習させ,我が国財政の公益性を批判的に吟味する主権者の育成方法を具体的に明らかにした。本科研の研究テーマに関わる先行実践を収集するとともに,それら実践の課題を克服する中学校社会科・高校公民科の授業モデルを開発できたから。今後の推進方策は次の2点。1点目は,平成30年度に開発した授業モデルの実験授業を大学の講義で行い精緻化を図った上で,中学校や高等学校で実施しその効果を測定することである。2点目は,小学校における租税・財政学習の現状を分析し,先行実践を収集し,その課題を克服する授業モデルの作成に向けて文献調査・教材研究を行うこと。
アポトーシス検出を目指した新規イメージングプローブの創製

In vivoにてミトコンドリア膜電位を評価することを目的として、新規イメージングプローブの開発を行った。昨年度の研究において、ミトコンドリア膜電位を標的とした細胞のアポトーシス検出を想定し、調製した[^<125>I]ITPPが、マウスを用いる生体内分布の結果や、投与24時間後のSPECT/CT撮像の結果から、膜電位差の大きな心筋に高い集積性を示すという有用な知見を得た。これは、本薬剤がミトコンドリア膜電位依存的に取り込まれるといった集積性を利用した心筋イメージング剤としても利用できる可能性を示していた。そこで、本年度は、肝臓や腎臓等、排泄系臓器からのクリアランスを改善し、投与後の測定に要する時間を短縮することを目標に、新たな[^<125>I]ITPP類似化合物として、[^<125>I]IDPPと[^<125>I]IMPPの2種の薬剤を開発した。これらは安定的合成法や標識効率、純度で得られ、[^<125>I]ITPPよりも短時間で、明瞭なSPECT/CT心筋イメージング撮像図を得ることができた。そこで、新たな心筋イメージング薬剤として臨床での応用が期待できるため、現在臨床で汎用されている[^<99m>Tc]MIBIの体内分布を同条件で行い、2種の薬剤の結果と比較検討した。その結果、2種の薬剤はいずれも[^<99m>Tc]MIBIと同様に優れた薬剤となる可能性が示された。さらに、集積機序の確認として、各種in vitro取り込み実験を行い、これらがミトコンドリア膜電位依存的に集積する薬剤であることを示した。以上の結果から、ミトコンドリア膜電位依存的に集積する薬剤として、脂溶性カチオン構造を有した低分子ヨウ素製剤;[^<125>I]IDPPと[^<125>I]IMPPの開発に成功した。これらの構造は、非常に簡素で合成も簡便であるため、部分的な構造の改良や放射性核種の変更も容易であるといった利点があり、今後臨床への応用が期待できる。まず初めに、脂溶性カチオン構造を有する4-[125I]iodobenzyl triphenyl phosphonium ([125I]ITPP)の合成を行った。Iodobenzyl alcoholを出発原料として用い、4ステップの過程を経て、放射化学的収率61%、放射化学的純度99%以上で、目的化合物である[125I]ITPPを得た。次いで、本薬剤の生理食塩水への溶解性や血漿中での安定性を確認した。引き続き、本薬剤(37 kBq)をddY正常マウス(♂,6w)の尾静脈に投与し、投与24時間後までの各臓器採取による[125I]ITPPの生体内分布について検討した。その結果、ミトコンドリア膜電位の高い心臓において、投与2分後から24時間後まで約3.6 %ID/gと高い取り込みを維持した。さらに、同じくddYマウスに[125I]ITPP(10 MBq)を投与し、同一個体における経時的SPECT/CT撮像を行った。その結果、所期の通り、本薬剤が膜電位差の大きな心筋に高い集積性を示すとともに、投与24時間後において明瞭な心筋SPECT画像を得ることができた。しかし、肝臓や腎臓といった非標的臓器からのクリアランスを向上させることや、投与後の測定に要する時間を短縮することが次の課題とされた。現在、非標的臓器からのクリアランス向上を目的として、薬剤の脂溶性を低減させたITPP誘導体を考案している。

以上の結果から、ミトコンドリア膜電位依存的に集積する薬剤として、脂溶性カチオン構造を有した低分子ヨウ素製剤;[^<125>I]IDPPと[^<125>I]IMPPの開発に成功した。これらの構造は、非常に簡素で合成も簡便であるため、部分的な構造の改良や放射性核種の変更も容易であるといった利点があり、今後臨床への応用が期待できる。初めに、[125I]ITPPを合成するにあたり、脂溶性カチオン構造を有する化合物を対象としたスズーヨウ素交換反応によってI-125標識を行うと、構造上の問題から反応が容易に進行しなかった。そこで、代替合成経路として、あらかじめスズーヨウ素交換反応によって、I-125による放射性核種標識した後、triphenyl phosphineと反応させるという手法を考案した。この結果、[125I]ITPPを放射化学的収率61%、放射化学的純度99%以上で合成することができた。また、本薬剤の生理食塩水への溶解性や血漿中での安定性を確認した後、当初平成24年度に予定していた[125I]ITPPについてのマウス体内分布や、同一個体を用いた経時的なSPECT/CT撮像実験まで達成することができた。その結果、本薬剤が膜電位差の大きな心筋に高い集積性を示すことや、投与24時間後に明瞭な心筋SPECT画像を得られるといった有用な知見を得ることができた。これらの成果から、肝臓や腎臓といった非標的臓器からのクリアランスを向上させ、投与後の測定に要する時間を短縮する必要性が考えられた。以上の通り、初期の計画通りに研究が進展し、現在はさらなる問題点を精査する段階に至っているという観点から、おおむね順調に進展していると判断した。平成23年度の研究において、[125I]ITPPが、マウスを用いる生体内分布の結果や、投与24時間後のSPECT/CT撮像の結果から、膜電位差の大きな心筋に高い集積性を示すという有用な知見を得た。これらは、ミトコンドリア膜電位を標的とした細胞のアポトーシス検出を想定した本薬剤が、その集積機序を利用した心筋イメージング剤としても利用できる可能性を示している。現在、ヨウ素製剤として汎用されている心筋血流イメージング剤は無く、濃縮ウランの核分裂生成物から分離されるMo-99を利用して調製されるTc-99m製剤が手である。ヨウ素製剤はTc-99m製剤に比べ、常に安定して供給できる利点がある。そこで、ヨウ素製剤の臨床適応を目指し、さらなる改善を行う。具体的には現在、非標的臓器からのクリアランスを向上させ、投与後の測定に要する時間を短縮することを目標に、新たに2種の[125I]ITPP誘導体を考案している。これらの安定的合成や標識効率、純度が得られ、[125I]ITPPよりも短時間で、明瞭なSPECT/CT心筋イメージング撮像図を得ることができれば、新たな心筋イメージング薬剤として臨床での応用が期待できる。その際の比較対象として、現在、臨床で汎用されている[99mTc]MIBIの体内分布を同条件で行い、[125I]ITPPおよびその誘導体の結果と比較検討する。さらに、集積機序の確認実験として、ミトコンドリア膜電位の異なる数種の培養細胞を用いたin vitroでの取り込み実験を行う。なお、使用した培養細胞は、ミトコンドリア膜電位検出試薬であるJC-1を用いたフローサイトメトリーに付し、それらの結果の関連性を考察する。
ED−PCR法によるカルバペネム耐性緑膿菌の検出と分子疫学および病原性の検討

伝達性カルバペネム耐性遺伝子bla_<IMP>を保有する緑膿菌やセラチア菌などが国内20以上の施設から分離されているが、各施設における詳細な分離状況や患者背景については不明であった。今回、DNAの簡易抽出法とenzymatic detection-PCR法を組み合わせたbla_<IMP>遺伝子の簡易スクリーニング法を開発し、1日あたり数百菌株のスクリーニングが可能となった。1991年から1995年に当院では約4000株の緑膿菌が分離されているが、ceftazidime耐性(MIC64μg/ml以上)で一次スクリーニングを行い、これらの緑膿菌について同遺伝子のスクリーニングを行った。対象として検討したceftazidime感受性緑膿菌は全てbla_<IMP>遺伝子陰性であった。5年間に45症例からbla_<IMP>保有緑膿菌が分離されていたが、92年にピークを認めその後は減少傾向にあった。56%で悪性疾患が基礎疾患であり、大部分に術後、抗癌剤投与などのリスクファクターが認められた。尿路検体が42.2%と最も多く、次いで呼吸器検体と膿・分泌物がそれぞれ22.2%であった。bla_<IMP>遺伝子の存在そのものが直接患者の死因と考えられた例が認めなかった。多剤耐性株が多かったが、imipenem、aztreonam、ciprofloxacinには感受性を示す株も認められた。パルスフィールドゲル電気泳動法による解析の結果、複数の患者間伝播のエピソードが疑われた。
絶縁被覆分子ワイヤー型ナノスケールオリゴチオフェンの創製

1.前年度までに開発した3,4-trimethylenethiopheneを基本分子骨格として共役鎖平面の両側にブトキシメチル基を配置したモノマーをユニットとする長鎖オリゴチオフェンの両末端α位の官能基化を検討し,24量体までの臭素化とホルミル化の条件を確立した。これらを前駆体として両末端スルフィド官能基の導入に成功し,金電極との接合を検討している。2.3,4-trimethylenethiopheneを基本分子骨格としたブトキシメチル基に代わるより嵩高い絶縁性置換基を共役鎖平面の両側に配置したモノマーユニットの開発として,種々の置換基を検討した結果,ジフェニルメチルシロキシメチル基の導入とオリゴマー化が可能であることを見いだし、幾つかのオリゴマーの合成を行った。3.分子ワイヤーの金属電極との接合のためのトリフェニルメタン骨格を有する堅固な自立型トリチオールアンカーの開発として,新たに3本のビフェニル脚部を有する化合物の合成に成功した。末端シアノ化オリゴチオフェンを連結して金基板上に自己組織化単分子膜を作製し,高感度反射赤外分光法による評価を行った。4.3,4-trimethylenethiophene骨格を有するオリゴチオフェンをスペーサー部として,一端にドナー部として1,3-dithiole基を,他端にアクセプター部としてdicyanomethylene基を導入したpush-pull型化合物の合成を試み,2,3,4量体の合成に成功した。それらのスペクトルに会合の影響は見られず,電子吸収は順次低エネルギーシフトして近赤外領域に達した。1.共役鎖平面の両側に置換基を配置するための分子骨格として,3,4-trimethylenethiopheneを選択し,βジメチルチオフェンを出発物質として,ビス(ブトキシメチル)基を導入したモノマーユニットの大量合成のルートを確立した。このモノマーユニットを用いて,従来法のリチオ体を経る酸化カップリングで2量体を,さらに臭素化とスズ化を経るStilleカップリングで長鎖オリゴマーのビルディングブロックとする6量体の合成に成功した。2.ナノスケールオリゴチオフェンの合成においては,相対的にβ位が増加することに伴うα位とβ位の選択性の低下や異性体分離の困難さが付きまとうが,上記β位を全て置換した6量体ピルディングブロックにおいてはβ位の反応は不可能である。そこで,過塩素酸第二鉄を用いる逐次酸化2量化によって12量体,24量体と鎖長を延ばし,24量体の酸化カップリングで48量体と72量体を得た。72量体は共役オリゴマーとしては世界最長であり分子長は28nmに達する。3.ペンジルエーテルデンドロンを置換した3,4-trimethylenethiophene縮環チオフェンを合成し,12量体までの被覆型オリゴチオフェンを得た。酸化状態の研究から,高酸化状態では従来のオリゴチオフェンとは異なり,10量体以上のオリゴマーにおいてもバイポーラロン種が支配的に生成することが明らかとなった。4.将来的に絶縁被覆分子ワイヤーの金属電極との接合のために,トリフェニルメタン骨格を有する堅固な自立型トリチオールアンカーを開発した。この自立型アンカーを有するオリゴチオフェンの金電極上自己集合単分子膜が有機EL素子の正孔注入層として機能することを明らかにした。また,このアンカーを有するフラーレン連結オリゴチオフェンの自己集合単分子膜が光電気化学的光電変換素子において極めて高い効率を有することを明らかにし,最高35%の光電変換量子収率を達成した。1.前年度に開発した,3,4-trimethylenethiopheneを基本分子骨格として共役鎖平面の両側にブトキシメチル基を配置したモノマーユニットの大量合成ルートを確立し,6量体をビルディングブッロクとして長鎖オリゴマー合成の反応条件と分離精製条件を最適化することで,過塩素酸第二鉄を用いる逐次酸化2量化という極めて簡便な方法によって96量体までの一連のオリゴチオフェンの合成法を確立した。2.それぞれのオリゴチオフェンを元素分析,NMRスペクトル,MALDI-TOF MS測定によって同定し,これらが完全に単分散性の単一成分共役オリゴマーであることを明らかにした。96量体は単一成分共役オリゴマーとしては世界最長であり分子長は37.2nmに達する。3.これら一連の長鎖オリゴチオフェンの電子吸収・発光スペクトル,サイクリックボルタンメトリー測定により,有効な共役は96量体でもまだ伸長し続けていることが分かった。従来オリゴチオフェンの有効共役長は20量体程度と考えられていたが,本オリゴマーは5員環縮環によるユニット間の立体障害がほとんどなく,高い平面性を保って共役が伸長している系であり,分子ワイヤーとして極めて有望な性質を有していることを明らかにした。4.この3,4-triethylenethiophene骨格を有するオリゴチオフェンをスペーサー部として,一端にドナー部として1,3-dithniole基を,他端にアクセプター部としてdicyanomethylene基を導入したpush-pull型化合物の合成を試み,2量体までの合成に成功した。本骨格を用いることで溶解性の向上と分子間相互作用の低減が期待でき,さらに長鎖の化合物の合成を検討している。

これらを前駆体として両末端スルフィド官能基の導入に成功し,金電極との接合を検討している。2.3,4-trimethylenethiopheneを基本分子骨格としたブトキシメチル基に代わるより嵩高い絶縁性置換基を共役鎖平面の両側に配置したモノマーユニットの開発として,種々の置換基を検討した結果,ジフェニルメチルシロキシメチル基の導入とオリゴマー化が可能であることを見いだし、幾つかのオリゴマーの合成を行った。3.分子ワイヤーの金属電極との接合のためのトリフェニルメタン骨格を有する堅固な自立型トリチオールアンカーの開発として,新たに3本のビフェニル脚部を有する化合物の合成に成功した。末端シアノ化オリゴチオフェンを連結して金基板上に自己組織化単分子膜を作製し,高感度反射赤外分光法による評価を行った。4.3,4-trimethylenethiophene骨格を有するオリゴチオフェンをスペーサー部として,一端にドナー部として1,3-dithiole基を,他端にアクセプター部としてdicyanomethylene基を導入したpush-pull型化合物の合成を試み,2,3,4量体の合成に成功した。それらのスペクトルに会合の影響は見られず,電子吸収は順次低エネルギーシフトして近赤外領域に達した。