hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DUMAND(深海を利用したミュ-オン・ニュ-トリノの観測)第2期計画

1.大型光電子増倍管の特性;DUMAND計画ではチェレンコフ光の検出に大型の光電子増倍管(PMT)を使用する。海水中でのミュ-オンの信号を精度良くとらえるには、PMTは良好な特性を備えていなければならない。特に、時間分解能及び波高分解能が観測装置の性能を左右する。そこで、光電面の形を変えて時間特性の向上を図り、又ダイノ-ドの構造を最適化することにより波高特性の向上を試みている。他方、網状のシ-ルド材を使用することにより、透明度を損うことなく地磁気の影響を避けうる見通しがついている。2.DUMAND観測装置のシミュレ-ション;DUMANDIIでは15吋口径のPMTを216ケ使用した観測装置を建設する。10m間隔で24個のPMTを取付けた9本の策を使い、中心とその周りに40m間隔で八角形状に配置した構造である。PMTの各種の特性及び深海中でのバックグラウンドの光量を考慮して、モンテ・カルロによるシミュレ-ションを行った。観測装置の有効面積と角度分解能は信号になるミュ-オンのエネルギ-及び到来方向によって異なるが、ニュ-トリノ望遠鏡として十分有効な感度を持つことが示された。3.深海に於けるバックグラウンド光の測定;深海中でのバックグラウンド光の性質をより良く知るために、イメ-ジインテンシファイヤ-+CCDカメラ+ビデオレコ-ダを備えた観測装置を使った測定を行った。測定は太平洋側の日本近海で行われ、3000m、2000m、1000m、700mにおけるデ-タが記録された。1000m及び700mではイメ-ジインテンシファイヤ-の感度を変えた測定が行われた。記録されたイメ-ジは鮮明で、発光生物の正体の解明や沈降粒子の輸送量に関して新たなデ-タを堤供出来るものと考えている。DUMAND計画の実現性を検討する為,full stringの1/3規模のチェレンコフ光観測装置(Short Protorype String)を完成させ,DUMAND Siteで洋上実験を行った.この実験では観測装置の各種測定器の性能テストと深海環境の各種パラメータの測定を行い,又宇宙線ミューオンによるチェレンコフ光の検出を試みた.SPSは7台の光検出器,2台の発光器及び1台の海洋観測器を備えた観測装置である.光検出器のセンサーは15吋口径の光電子増倍管で,7台を5m間隔で配置した.発光器は光検出器から出力される信号のタイミング及び波高値の較正に用いる.海洋観測器は海水の各種パラメータ(温度・塩分・深度・流速)の測定,ストリングの状態(回転・傾向・加速度)の監視などを行う.観測装置全体の長さは70mあり,洋上で揺れが少なく作業性に優れた半没水型双胴船を使用した.1987年秋オアフ島及びハワイ島沖の深海で観測装置を降ろして運転し,2000mから4000m深さまで500m毎のデータを収集した.海水をリターンに使う送電・電力線に重畳する低速通信・光ファイバーによる高速データ転送など装置は順調に働いた.反面,一部の水中コネクター及びファイバーケーブルのスプライス部に若干の問題点があった.この実験で得られたデータの解析は目下進行中である.ストリングの揺力は予想通り少く,加速度は0.05g以下であった.生物発光と見られる信号は深さと共に減少し,1光子レベルでの頻度は4000m深さでK40からの規待値の約2倍であった.複数個の光検出器の同時計数により又それらの信号の大きさと時間差から宇宙線ミューオンの信号を検出できる見通しが立った.他方,15吋光電子増倍管の時間性能の改良及び光検出器用DCーDCコンバーターの改良を行っている.プロトタイプ実験の解析:1987年にハワイ島の沖合いで実施したDUMAND予備実験の解析を継続して行った。実験には7個の光検出器を使用し,ElectroーOpticalケーブルを通してデータ収集を行った。その結果,深海水の透明等が非常に良いことが確認され又宇宙線ミユーオンによるチェレンコフ光の信号が捕えられた。2000mから4000mに互って宇宙線ミューオンの強度を得た。光検出器の改良;イ).光電子増倍管の時間特性は,検出するチェレンコフ光の到来方向を決める上で,非常に大切なパラメータである。光電子増倍管の形状の変更を行って、光の入射角度による時間特性のパラツキを少なくした。1光電子レベルの信号に対するタイムジッター分布のFWHM値は6nsecに向上した。ロ).光検出器自身による光の吸収を調べた。耐圧容器の硝子壁、充填剤のシリコンゲル、光電子増倍管の硝子壁などの内で、400nm領域の波長で最も吸収が大きいものはシリコンであった。耐圧容器と光電子増倍管との光結合をとる為にシリコンゲルを供用するが、この層を出来るだけ薄くする必要がある。ハ).光検出器を働かせるには各種のDCーDCコンバータを使用している。ここでは、48Vを5V及び±15Vに変換するコンバータの性能向上を計った。長期安定性及び低ノイズが主なる改良点であった。深海バックグランド光;これまでの予備実験により、4000mを超える深海でもK40以外によるバックグランド光が存在することが分っている。

これらの信号は、その深さ依存性や時間特性から、生物発光に起因するものと推定される。深海に於けるバックグランド光の性質はDUMAND計画を実施する上で非常に重要なパラメータなので更に詳しくその性質を調べる為、フェトンイメージグへッドを使用してバックグランドを使用してバックグランド光の空想分布を記録する準備を進めている。1.大型光電子増倍管の特性;DUMAND計画ではチェレンコフ光の検出に大型の光電子増倍管(PMT)を使用する。海水中でのミュ-オンの信号を精度良くとらえるには、PMTは良好な特性を備えていなければならない。特に、時間分解能及び波高分解能が観測装置の性能を左右する。そこで、光電面の形を変えて時間特性の向上を図り、又ダイノ-ドの構造を最適化することにより波高特性の向上を試みている。他方、網状のシ-ルド材を使用することにより、透明度を損うことなく地磁気の影響を避けうる見通しがついている。2.DUMAND観測装置のシミュレ-ション;DUMANDIIでは15吋口径のPMTを216ケ使用した観測装置を建設する。10m間隔で24個のPMTを取付けた9本の策を使い、中心とその周りに40m間隔で八角形状に配置した構造である。PMTの各種の特性及び深海中でのバックグラウンドの光量を考慮して、モンテ・カルロによるシミュレ-ションを行った。観測装置の有効面積と角度分解能は信号になるミュ-オンのエネルギ-及び到来方向によって異なるが、ニュ-トリノ望遠鏡として十分有効な感度を持つことが示された。3.深海に於けるバックグラウンド光の測定;深海中でのバックグラウンド光の性質をより良く知るために、イメ-ジインテンシファイヤ-+CCDカメラ+ビデオレコ-ダを備えた観測装置を使った測定を行った。測定は太平洋側の日本近海で行われ、3000m、2000m、1000m、700mにおけるデ-タが記録された。1000m及び700mではイメ-ジインテンシファイヤ-の感度を変えた測定が行われた。記録されたイメ-ジは鮮明で、発光生物の正体の解明や沈降粒子の輸送量に関して新たなデ-タを堤供出来るものと考えている。
自己硬化性リン酸カルシウムコロイド・コラーゲン複合型骨充墳材の開発

本年度は放電を利用したチタンの表面改質について一連の研究を行った.その結果,陽極グロー放電プラズマ処理により,チタン表面のマイナス荷電が上昇し,ナトリウムを核としたリン酸カルシウムの析出が促進されることが確認された.これらのメカニズムの解明から,チタン板表面に約1μmの骨様ハイドロキシアパタイトコーティング処理が可能となった.本コーティング処理は,ハンクス擬似体液に浸漬したチタン板を陰極,対極に白金箔を設定し,液中放電によりチタン板表面に液中の成分を吸着させ,骨様ハイドロキシアパタイトを析出させる方法である.本コーティング膜は,放電により析出したイオン活性の高いTiO酸化膜の中にコーティング膜の成分が傾斜的に存在しており,母材との密着性も非常に高いことが,X線光電子分光分析によって判明した。また,本コーティング膜の成分は,擬似体液から析出させることから,リン酸基が一部炭酸基に置換された骨のアパタイトときわめて類似しており,そのCa/P比も1.71と骨とまったく同一であることが本研究より明らかになった.ラットを用いた動物実験では,本コーティングはCa/P比1.67の化学量論的ハイドロキシアパタイトよりも優れた骨誘導能を示した。さらに,ナノ微粒子により構成されている本コーティング皮膜は細胞外マトリクスタンパクなどの生体高分子との反応性に富んでおり,特に骨の主成分であるコラーゲンとの複合化に適していることが判明した.本年度は放電を利用したチタンの表面改質について一連の研究を行った.その結果,陽極グロー放電プラズマ処理により,チタン表面のマイナス荷電が上昇し,ナトリウムを核としたリン酸カルシウムの析出が促進されることが確認された.これらのメカニズムの解明から,チタン板表面に約1μmの骨様ハイドロキシアパタイトコーティング処理が可能となった.本コーティング処理は,ハンクス擬似体液に浸漬したチタン板を陰極,対極に白金箔を設定し,液中放電によりチタン板表面に液中の成分を吸着させ,骨様ハイドロキシアパタイトを析出させる方法である.本コーティング膜は,放電により析出したイオン活性の高いTiO酸化膜の中にコーティング膜の成分が傾斜的に存在しており,母材との密着性も非常に高いことが,X線光電子分光分析によって判明した。さらに,ナノ微粒子により構成されている本コーティング皮膜は細胞外マトリクスタンパクなどの生体高分子との反応性に富んでおり,特に骨の主成分であるコラーゲンとの複合化に適していることが判明した.
多読による基礎英語力の伸びと到達度シミュレーション

簡単な英文を読む多読について、基礎英語力との関係を3年間にわたり検討してきたが、意識の面・英語に対する姿勢の面では大きな変化が見られたが、筆記試験などの数値的に有意な変化を確認することはできなかった。これは、最長でも2年しか多読する時間がなく、授業内でしか多読に取り組まなかった学生も少なくなかったため、読書量が十分ではなかったためだと思われる。今後は情意面での有意差を確認する手法を検討していきたい。今年度は、研究開始の年度でもあり、約2000册の多読資料の整理に追われたと言っても過言ではない。これは、多読による成果を正確に記録するためには欠くべからざる行程であり、すべてをエクセル上に登録し、コード番号を振った。このコード番号をバーコード化して、それぞれの資料に貼り付けた。以後は、バーコードリーダーによりバーコードを読む事で記録に残す事ができ、手で記録するのに比べてはるかに効率的となる。多読授業については、手持ちの資料と多読学会から借り受けたものを主に使い、一部購入して整理できたものを使った。多読自体は、学生もそれほどの違和感も無く読み進め、そのデータを記録として保存してある。ただし、これは、紙に書き込む形で保存してあるので、これをデジタル化して各種の解析に利用していくつもりである。授業日数、多読に使える時間の違い(1090分)もあるが、3千語27万5千語程度を1年間で読んでいる。単年度では、貸し出し等を行っても、多読だけに専念できないわけであるから、この程度を読むのが精一杯と考えられる。この中でどれだけの変化があるのかをどのように数値化していくかの検討を行っている。また、読書傾向、英語に対する姿勢についてのアンケートも行ない、それぞれの特性を使ってマトリクスを作り、それぞれの学生の特徴的なものを見出していく予定である。学力を判定するために、TOEIC Bridgeテストを参考にした模擬テストを前期初めと後期の最終週に行った。今回は同一の問題を使ったが、項目反応理論の考え方を導入すれば、異なった問題でも、学生の英語力の伸びを測定できるものと考える。このために、新たに今目反応理論についての詳細な検討を始めている。今年度は、前年度に引き続き、約500冊の多読資料の整理と前年度読資料の評価の見直しを行った。多読授業の際には、教材は、手持ちの資料と多読学会から借り受けたものと前年度と今年度購入して整理できたものを使った。前年度の紙が主体の記録に対し、今年度はExcelのファイルに記録したため、各種の解析に利用しやすくなっている。授業日数、多読に使える時間の違い(1090分)もあるが、3千語30万語程度を1年間で読んでいる。英語力を判定するために、TOEIC Bridgeテストを参考にした模擬テストを前期初めと後期の最終週に行った。今回は異なる問題を使ったが、項目反応理論の考え方を導入すれば、異なった問題でも、学生の英語力の伸びを測定できるものと考える。このために、新たに項目反応理論についての詳細な検討を始めている。また、2回程度のテストでは、学生の英語に対する変化が読み取りにくいため、これに対するアクション・リサーチなどの対処法の検討を始めた。今年度は、研究の最終年度であり、前2年度に引き続き多読資料の整理を行ない、多読用の資料(200冊程度)に関しては、コード番号を振った。多読の目標としての資料(50冊程度)に関しては、時間内で読める分量ではないので、学生に見せるだけに留めバーコード貼り付けは行っていない。多読く業については、この研究費で購入した資料を主に使い、多読学会から借り受けたものを使った。多読に対する多読自体は、学生もそれほどの違和感も無く読み進め、そのデータをデジタル記録として保存してある。授業日数、多読に使える時間の違い(590分)もあるが、2千語27万語程度を1年間で読んでいる。

継続して多読をしている学生は、今年度で3年目となるはずだが、この年度まではゼミナールも2年間であり、また、全体の傾向としては、最初の年度は指示通り読むが、年度が進むにつれて、他の課題に時間がとられる、学生自身のモチベーションの問題などがあり次第に語数が減る傾向にある。また、毎回多読を行っている資料よりレベルの高い200語程度の文章を読み、内容についての設問に答える形式のチェック方法を導入した。同時に、読み終わるまでの時間、解等が終わるまでの時間も申告してもらい、理解度を測る1つの目安とした。この中でどれだけの変化があるのかをどのように数値化していくかの検討を行っている。また、読書傾向、英語に対する姿勢についてのアンケートやTOEIC Bridgeテストを参考にした模擬テストを前期初めと後期の最終週に行った。項目反応理論等を使い、この詳細な検討に着手する前に東日本大震災に被災し、データが散逸したため、本報告までの間に結論を得ることはできなかった。
濾胞ヘルパーＴ細胞を介したＩｇＥ産生のマスタープランとその抑制経路の研究

濾胞ヘルパーT細胞(Tfh細胞)は,リンパ濾胞胚中心の形成を促して抗原特異的な抗体産生を調節するヘルパーT細胞である.本研究では,扁桃組織から分離したTfh細胞に特異的に発現している遺伝子を抽出し,リンパ濾胞胚中心の形成と免疫グロブリン産生に必要な転写因子であるBOB1を見いだした.アレルギー性鼻炎患者の血液を解析し,total Tfh細胞に占めるTfh2細胞の割合が有意に増加していることを示した.免疫アレルギー疾患の有病率は増加の一途を辿り,その克服に向けた抜本的な予防法や治療法の確立が切望されている.免疫アレルギー疾患の原因の多くはアレルゲン特異的IgEであり,現在までに2型ヘルパーT細胞(Th2細胞)が主としてアレルゲン特異的IgEの産生に関係し病態形成に与ると考えられている.しかしながらTh2細胞の関与のみでは十分説明できない場合があり,アレルゲン特異的IgEの産生機構には未だ不明な点が多く残されている.本研究では,胸腺や扁桃,末梢血のヒトリンパ球を用いてアレルゲン特異的IgE産生過程における濾胞ヘルパーT細胞の機能的役割を明らかにすることを目的とする.抗原特異的な抗体の産生には濾胞ヘルパーT細胞が必要で,免疫アレルギー疾患の病態形成にどのように関与しているのか非常に興味が持たれている.濾胞ヘルパーT細胞はリンパ濾胞胚中心形成を促して抗原特異的な抗体産生を調節するが,濾胞ヘルパーT細胞の機能はマウスモデルの研究から予想されたものが多く,ヒトでの濾胞ヘルパーT細胞の機能的特徴はもとより抗原特異的IgEの産生における意義についても解明されていない.研究成果が臨床的意義に結びつくよう視点を定めて研究を進めることは極めて重要であり,この観点からこれまで我々は臨床検体を直接用いてヒト免疫細胞の研究を行ってきた.本研究では濾胞ヘルパーT細胞の機能制御が人為的に可能かどうかも検証したいと考えている.濾胞ヘルパーT細胞(Tfh細胞)は,リンパ濾胞胚中心の形成を促して抗原特異的な抗体産生を調節するヘルパーT細胞である.本研究では,扁桃組織から分離したTfh細胞に特異的に発現している遺伝子を抽出し,リンパ濾胞胚中心の形成と免疫グロブリン産生に必要な転写因子であるBOB1を見いだした.アレルギー性鼻炎患者の血液を解析し,total Tfh細胞に占めるTfh2細胞の割合が有意に増加していることを示した.免疫アレルギー疾患の有病率は増加の一途を辿り,その克服に向けた抜本的な予防法や治療法の確立が切望されている.免疫アレルギー疾患の原因の多くはアレルゲン特異的IgEであり,現在までに2型ヘルパーT細胞(Th2細胞)が主としてアレルゲン特異的IgEの産生に関係し病態形成に与ると考えられている.しかしながらTh2細胞の関与のみでは十分説明できない場合があり,アレルゲン特異的IgEの産生機構には未だ不明な点が多く残されている.本研究では,胸腺や扁桃,末梢血のヒトリンパ球を用いてアレルゲン特異的IgE産生過程における濾胞ヘルパーT細胞の機能的役割を明らかにすることを目的とする.抗原特異的な抗体の産生には濾胞ヘルパーT細胞が必要で,免疫アレルギー疾患の病態形成にどのように関与しているのか非常に興味が持たれている.濾胞ヘルパーT細胞はリンパ濾胞胚中心形成を促して抗原特異的な抗体産生を調節するが,濾胞ヘルパーT細胞の機能はマウスモデルの研究から予想されたものが多く,ヒトでの濾胞ヘルパーT細胞の機能的特徴はもとより抗原特異的IgEの産生における意義についても解明されていない.研究成果が臨床的意義に結びつくよう視点を定めて研究を進めることは極めて重要であり,この観点からこれまで我々は臨床検体を直接用いてヒト免疫細胞の研究を行ってきた.本研究では濾胞ヘルパーT細胞の機能制御が人為的に可能かどうかも検証したいと考えている.濾胞ヘルパーT細胞(Tfh細胞)はリンパ濾胞胚中心の形成を促して抗原特異的な抗体産生を調節し,免疫アレルギー疾患との関連が注目されているが,マウスモデルを用いた機能解析の報告が多く,ヒトTfh細胞の機能的特徴,抗原特異的抗体産生における意義については不明である.本研究では,手術で得られた扁桃組織からTfh細胞,胸腺組織からナイーブCD4+ T細胞を単離した.それぞれの細胞から抽出したRNAを用いて,各々のトランスクリプトームを比較検討し,642遺伝子を抽出した.その中に,B細胞分化や特異的抗体産生に与るB-cell-specific octamer binding protein 1(BOB1)を認め,BOB1はTfh細胞に特異的に高発現しており,その他のエフェクターヘルパーT細胞には発現していないことを確認した.また,アレルギー性鼻炎患者と健常者の末梢血からリンパ球を分離し,フローサイトメトリーにてリンパ球サブセットを解析し,さらにTfh細胞サブセット解析を行った.アレルギー性鼻炎群と健常群で,末梢血中のTfh細胞の割合に有意差を認めなかったが,Tfhサブセット解析においては,アレルギー性鼻炎群では,コントロール群と比較してtotal Tfh細胞に占めるTfh2細胞の割合が有意に増加していた.今後BOB1に着目したTfh細胞の機能解析を行うことにより,Tfh細胞を介した免疫アレルギー疾患の新たな病態解明が期待される.また,Tfh2細胞はB細胞,形質細胞からのIgE抗体産生を特異的に制御することことを考えると,Tfh2細胞がアレルギー性鼻炎の発症に関与している可能性があり,

Tfh2増加機構の解明はアレルギー発症予防に応用されよう.耳鼻咽喉科学,アレルギー学,免疫学濾胞ヘルパーT細胞によるIgE産生条件の解明のため,扁桃リンパ球よりリンパ球サブセットをFACS ARIAIIを用いてソーティングし,ナイーブB細胞(CD19+CD27-CD38-),メモリーB細胞(CD19+CD27+CD38-),Tfh細胞(CD3+CD4+CXCR5+PD-1+)を選別した.B細胞サブセット(2.0×105/well)とTfh細胞(2.0×105/well)をAIM-V無血清培地にてSEBスーパー抗原の存在下で共培養すると10時間ごろより芽球化が始まり,細胞培養上清のELISA解析によりIgMやIgGの産生を確認できた.またこれらの共培養7日目の細胞培養上清のサイトカインアレイの解析から得られたIgE抗体の産生に関与しうる種々のサイトカインの候補を抽出した.現在,これらのサイトカイン(EGF,FLT3-L,G-CSF,IFNα2,MCP-3,IL-1β,IL-3,IL-5,IL-9,IL-12,IL-15)を添加した状態でのIgE産生の変化について観察中である.また胸腺Th0と扁桃Tfh細胞のトランスクリプトーム解析の結果,ヒトTfh細胞にはCTLA4の他にTIGITが高発現していることが分かった.これらはいずれもITIMモチーフを有する抑制シグナル経路の細胞表面分子である.抗CTLA4抗体や抗TIGIT抗体の存在下で濾胞ヘルパーT細胞とB細胞サブセットの共培養系では,特にメモリーB細胞との反応系でB細胞のコロニー形成が顕著になることから,Tfh細胞の機能的な脱抑制がかかっていると考えられる.さらに末梢血を用いて,最近注目されているTfh細胞サブセットについても解析中である.アレルギー性鼻炎,気管支喘息患者の末梢血をFACS ARIA IIを使用し解析した所,疾患ごとにTfh細胞サブセットの分布に変化を認めた.これはアレルギー疾患におけるTfh細胞サブセットの役割を解明する新たな知見であり,さらなる詳細な検討を要する.濾胞ヘルパーT細胞によるIgE産生条件の解明のため,扁桃リンパ球よりリンパ球サブセットをFACS ARIA IIを用いてソーティングし,ナイーブB細胞(CD19+CD27-CD38-),メモリーB細胞(CD19+CD27+CD38-),濾胞ヘルパーT細胞(CD3+CD4+CXCR5+PD-1+)を選別した.B細胞サブセット(2.0×105/well)と濾胞ヘルパーT細胞(2.0×105/well)をAIM-V無血清培地にてSEBスーパー抗原の存在下で共培養すると10時間ごろより芽球化が始まり,細胞培養上清のELISA解析によりIgMやIgGの産生を確認できた.またこれらの共培養7日目の細胞培養上清のサイトカインアレイの解析から得られたIgE抗体の産生に関与しうる種々のサイトカインの候補を抽出した.現在,これらのサイトカイン(EGF,FLT3-L,G-CSF,IFNα2,MCP-3,IL-1β,IL-3,IL-5,IL-9,IL-12,IL-15)を添加した状態でのIgE産生の変化について観察中である.また胸腺Th0と扁桃濾胞ヘルパーT細胞のトランスクリプトーム解析の結果,ヒト濾胞ヘルパーT細胞にはCTLA4の他にTIGITが高発現していることが分かった.これらはいずれもITIMモチーフを有する抑制シグナル経路の細胞表面分子である.抗CTLA4抗体や抗TIGIT抗体の存在下で濾胞ヘルパーT細胞とB細胞サブセットの共
磁場による液晶高分子の配向制御

高分子鎖を高度に配向させることは非常に有用であるため、高配向化の試みは超延伸法など、いくつかなされている。その中でも、自発的に配向する性質を持つ上、芳香環を骨格に有するので、高強度、高融点などの機能を比較的容易に発現させることが可能なため、最近液晶性高分子が注目されている。さらに、これらの液晶高分子は磁場により配向することが知られている。そこで、本研究では代表的なサーモトロピック液晶であるPHB/PETコポリマーの磁場配向試料と機械的な一軸配向試料の力学物性と構造について考察を行った。試料はPET40mol%,PHB60mol%のランダム共重合体(RODRUN LC-3000ユニチカ製)を用いた。この試料を6Tの磁場中で265°Cで熱処理することにより磁場配向資料を作成した。機械的配向試料は280°Cの鉄板上で試料を十分溶かし、鉄板から取り出し若干冷えたときに引き伸ばすことで作成した。配向度の評価は広角X線回折の強度分布から求めた。同じ配向度の場合、フィルム状の磁場配向試料と機械的配向試料とでは機械的配向試料が力学物性に優れている事が分かった。この違いはそれぞれの構造の違いによるものであると考えられる。そこでFT-IRによりコンフォメーション等の変化について調べたところ熱処理による影響のみ見られ磁場と機械的配向による違いが見られなかった。つまりミクロなレベルでの構造に違いが見られなかった。力学物性に見られる違いは、より大きな単位の構造の違いによるものであると考えられる。つまり機械的配向の場合には液晶ドメインがせん断等によりモノドメイン構造に近く、磁場配向では液晶ドメインが磁場によるトルクを受け磁場方向に並ぶと考えられるので、元のポリドメイン構造のままであると考えられる。この構造の差が力学物性の差に現れたものと考えられる。
脳転移指向性乳癌細胞株および乳癌原発巣組織標本を用いた脳転移予測マーカー探索

MDA-MB231細胞および231BR細胞について、約2万種類のヒト遺伝子発現解析が終了している。その結果、MDA-MB231細胞および231BR細胞間での発現差が大きい18遺伝子を同定することに成功している。また、2細胞間のゲノムジーケンスを行うことで、遺伝子変異の相違の相違が生じていることが確認されている。転移性脳腫瘍は患者QOLを著しく低下させる。乳癌診療ガイドラインでは術後follow upにおける頭部CT検査は推奨されていないが、早期発見することでQOLの維持や予後改善に繋がるサブグループが存在すると考えられる。バイオマーカーによって脳転移ハイリスク群を予測することができれば、将来的には予防的全脳照射や頭部CT検査の個別化対応が可能になってくると考える。本研究では、脳転移指向性乳癌細胞株(Brain seeking breast cancer cell)を用いて遺伝子発現解析および定量的蛋白発現解析を行い、脳転移との関連が示唆される候補蛋白群の同定を行う。また、それらの候補蛋白が脳転移と相関するかを確認するため、外科的に切除されたヒト乳癌組織を用いて免疫染色を行い、後方視的に解析する。当科で外科的に切除された乳癌組織(術後脳転移再発患者および無再発患者)を用いて、1)Tissu microarrayを作成し、予備実験で同定された遺伝子がcodeする蛋白発現を免疫染色によって確認する。2)脳転移との関連が示唆された蛋白を候補バイオマーカーとし、231BR細胞に対してtransfectionもしはknock downを行う。遺伝子変換231BR細胞を用い、Yonedamらのマウス実験を再現することで、脳転移指向性が変化すことを確認し、将来的な脳転移リスクを予測することが出来るバイオマーカーマーカーを同定する。本研究はベースとなるマウス実験によって得られた細胞株の網羅的遺伝子解析結果から候補となるバイオマーカーを抽出するが、データ内ノイズが多く含まれることや、その後の免疫染色に対応した抗体がコマーシャルベースに存在しないことなどから、候補遺伝子の抽出に時間を要していた。また、当院における切除検体使用に際する患者同意取得ならびに院内倫理委員会審査に時間を要している。(1) MDA-MB231細胞および231BR細胞について、約2万種類の全ヒト遺伝子発現解析が終了している。MDA-MB231細胞で高発現していた遺伝子、および231BR細胞で高発現していた遺伝子、各9種類ずつ計18遺伝子が抽出されている。(2)遺伝子変異に伴うmorphology changeの可能性を考慮し、2細胞間のゲノムシーケンスを行い、幾つかの遺伝子変異が存在することを確認している。臨床検体を用いた候補患者は選択されているため、候補遺伝子の抽出、患者同意取得、倫理委員会審査が終了次第、予定実験に移行することが可能と判断する。予定実験が開始されれば解析までに2ー3ヶ月と考えるため、予定年度内に研究完遂することが可能と判断する。分子生物学初年度で免疫染色等を含めた実験を開始する予定であったが、予備実験のデータ解析、患者同意取得、ならびに倫理委員会審査に時間を要してしまったため、初年度の計画実験が行われなかった。申請内容における初年度の免疫染色実験を2年次で開始する予定である。また、2年次に予定していた遺伝子実験ならびにマウス実験も計画通りに遂行する予定である。
内存性虚血脳保護機構・脳虚血耐性現象における基質メタロプロテアーゼ阻害因子の関与

「脳虚血耐性」とは致死的脳虚血を加える前に、短時間の非致死的脳虚血を負荷しておくと、その後の致死的脳虚血による脳損傷が抑制される現象である。これは内存性脳保護機構の活性化によって生じるものであり、いくつもの機構が重なり合って関与していると推測される。我々は、内存性蛋白分解酵素であるmatrix metalloprotease (MMP)の活性化が虚血脳損傷に関与し、また虚血耐性の機序の1つとして、MMPの阻害因子であるTIMP-1が作用するとの仮説を立て、その検証を行った。(1)ラット中大脳動脈を15分閉塞する前虚血負荷(preconditioning)を加え、3日後に90分虚血を行った。Preconditioning群の血流再開通後の脳梗塞は68.6±17.3mm^3、一方非preconditioning群の梗塞は127.6±37.1mm^3でありpreconditioning群で有意に脳梗塞巣は縮小した。(2)15分のpreconditioning後のTIMP-1発現を調べると、48時間から72時間にかけて、その強い発現を認めた。(3)免疫染色によりpreconditioning後のTIMP-1の発現領域を調べると、虚血辺縁領域の血管周囲に強く認められた。(4)90分のMCA閉塞を行った後0,6,24,48,72,144時間後にgelatin zymographyを用いて、MMP-9の発現を調べた。その結果非preconditioning群では、MMP-9の発現は6時間目から認め、4872時間後に最も強い発現を示した。(5)15分のpreconditioningから3日をおいて虚血負荷を加えた群では、その後のMMP-9の発現が全ての時期で抑制されていた。以上の結果から、脳虚血損傷においてMMP-9が強く関与し、それに対する脳保護手段として、MMP-9の阻害因子であるTIMP-1の有用性が示唆された。動物実験モデル雄性290350gのSD ratを使用。ハロセン吸入麻酔自発呼吸下に直腸温、動脈圧を持続的に測定した。右頭頂部Bregmaより5mm側方にburr holeを設け硬膜外にLaser Doppler Flowmetryを腹臥位にて留置することにより皮質血流量を持続的に測定した。局所脳虚血はシリコンでコーティングした4-0ナイロン糸を用い外頚動脈経由にて中大脳動脈を閉塞(MCAo)することで作成した。まずは15分間の虚血時間とした。2)局所脳虚血preconditioning施行48時間後に90分間のMCAo、を行った。(n=4)コントロールとしてSham operation施行48時間後に同様の実験を行った。(n=4)評価再潅流48時間後に深麻酔下に潅流固定後パラフィン切片を作製した。梗塞巣の評価はH&E染色にて行った。生理学的パラメーター虚血前後における血液ガス分析梗塞体積まとめラットにおける短時間局所脳虚血による虚血耐性現象の獲得を確認した。致死的脳虚血を加える前に、短時間の非致死的脳虚血を負荷しておくと、致死的脳虚血による脳損傷が抑制される現象があり、「脳虚血耐性」として注目を浴びている。これは内存性脳保護機構の活性化によって生じるものであり、遺伝子機構などの関与が推測され、今後の脳虚血保護・再生に向けた治療手段を考える上でも、この機序の検討は重要である。

昨年度の実験において、ラット中大脳動脈閉塞(MCA)を用いた、虚血耐性モデルを作成した。即ち、ラット中大脳動脈閉塞15分の前負荷(preconditioning)を加え、23日後に90分虚血を行うと、前負荷を加えなかった群に比して有意に脳梗塞巣が縮小するモデルが作成された。我々は、内存性蛋白分解酵素であるmatrix metalloproteinase(MMP)が虚血脳損傷に関与し、虚血耐性の機序としてMMP-9の阻害因子であるTIMP-1が作用するとの考えをもっており、この仮説を証明することを目的に、本年度は以下の実験を行った。(1) 90分のMCA閉塞を行った後2,4,6,12,24,48,144時間後にgelatin zymographyを用いて、MMP-9の発現を調べた。その結果、2時間後にはMMP-9はすでに発現し、48時間後に最も強い発現を示した。(2) 15分のpreconditioning後のTIMP-1発現を調べると、48時間から72時間にかけて、その強い発現を認めた。(3)免疫染色によりpreconditioning後のTIMP-1の発現領域を調べると、虚血辺縁領域の血管周囲に強く認められた。(4) 15分のpreconditioningから3日をおいて虚血負荷を加えた群では、その後のMMP-9の発現が全ての時期で抑制されていた。以上の結果から、脳虚血損傷においてMMP-9が強く関与し、それに対する脳保護手段として、MMP-9の阻害因子であるTIMP-1の有用性が示唆された。
日本特別支援教育史研究―戦前の東京・大阪の特別教育システムの比較を中心に―

11900(明治33)年の小学校令改正以前の大阪市において存在した多様な初等教育機関(下々等小学校・小学簡易科)について検討し、それらが果たした積極的役割と意義について検討した。下々等小学校および小学簡易科ともに、貧しい家庭環境を背景として学校へ通学することが困難な子どものために、柔軟な教育課程にて学びの保障をめざした形態であった。大阪の小学簡易科については、使用教材の内容が尋常小学校とほぼ同様のものであったことが今回明らかになっている。そこでこの小学簡易科が尋常小学から分離された「貧民学校」「差別学校」では必ずしもなく、尋常小学校との連続性を有する場であったという視点から、今後さらなる検討が必要である。2明治期以前から主には尋常小学校とは異なる多様な初等教育機関で取り組まれてきた「教育的対応・配慮」が、尋常小学校への就学が浸透する大正・昭和戦前期においていかにして引き継がれるのかを明らかにするため、とくに大正・昭和戦前期の特別学級史研究に焦点をあてて、その動向と課題を検討した。近年の特別学級史研究では、尋常小学校に在籍する多様な教育的困難(学習困難・貧困・疾病・栄養失調・非行)を有する子どもへの特別な教育的対応・配慮の一環として特別学級が開設されたことが示されるが、大正・昭和戦前期に促進される学校衛生・新教育・職業教育などの初等教育の拡充のなかで「特別学級」の取り組みの変容や「病弱児学級」「弱視・難聴学級」等の特別学級の分化促進の経過とその意義の解明が今後の課題である。研究全体の基礎的作業として、国内における「特別教育史」「障害者問題史」を対象領域とした研究の動向把握を行った。検討対象を2000年代以降に発表された研究に設定し、500件以上におよぶ研究の把握を行っている。分析の視点として1研究史・研究方法論、2教育史、3制度・政策史、4理論・学説史、5思想・人物史、6方法・実践史、7運動史の7点を設定し、それぞれの領域ごとに動向把握を行った。その成果として、社会事業史学会(2015年5月)・日本教育学会(2015年8月)・日本特別ニーズ教育学会(2015年10月)にて口頭発表を行った。また東京市特別学級編制にかかる研究動向についても独立して把握を行い、その成果として日本特殊教育学会(2015年9月)にて口頭発表を行った。さらに特別な教育的配慮の先駆的取り組みがなされている海外諸国(スウェーデン・エストニア・フィンランド)の実施内容について現地視察を行った。その成果として、スウェーデン・レクサンド市にてシンポジウムを実施し、現地の行政職員・教員と意見交換を実施した。併せて日本教育学会(2015年8月)・日本特殊教育学会(2015年9月)にて自主シンポジウムを実施した。特別教育史・障害者問題史の研究動向の把握に時間を要しており、その後の具体的な研究遂行に着手できていないため。前年度に続き、国内における「特別教育史」「障害者問題史」を対象領域とした研究動向の把握を行なっている。研究計画全体の基礎的作業として位置づくものである。あわせて大阪市内の小学校2校において戦前期の特別学級に関する史料調査を実施した。主に学校沿革史に関する史料を調査し、特別学級の開設時期や担任教員の異動状況について把握を行なった。また戦前の東京市・大阪市における多様な困難をもつ子どもの特別学級編制について児童の実態と教育実践の比較研究を行い、口頭発表を行なった。東京市と大阪市の特別学級編制における共通項として、1学業不振のほか、学習意欲、心身の健康、家庭生活において困難を抱えた児童が多く在籍していたため、遊戯化、児童の関心に即した内容、課題の軽減などの多様な方法によって学力回復・促進が図られていたこと、2個別指導が多く取り入れられていること、3「寛大さ」「根気」に重点を置いた指導、生活指導や栄養面での配慮など、児童の心身の状態に応じて、学力促進以外にも多様な特別な教育的配慮が実施されていたことのを明らかにした。さらに、特別な教育的配慮の先駆的取り組みがなされている海外諸国(スウェーデン・エストニア・フィンランド)へ訪問調査を行なった。その研究成果として、スウェーデンの子ども病院におけるホスピタルプレイセラピーについて論文投稿および学会発表を、エストニアの「子どもの心の健康センター」における児童青年精神医学の実施内容について学会発表を行なった。計画的な史料収集と分析が行なえていないことによる。1学制前後から1900年第三次小学校令までにおける東京市・大阪市を検討対象とし、それぞれどのような「貧困・児童労働・不就学」等の実態とそれに対する多様な教育的配慮の実際が展開していたのかを比較検討した。東京と大阪の共通点として、まず寺子屋教授において多様な生活上・発達上の困難を有する子どもが、同じ場において教育を受けていた事実が指摘できる。一方、東京と大阪の相違点は、東京では私立小学校の設置と存続に積極的であり、特に明治20年代半ばまでは私立小学校数が公立小を上回ったのに対し、大阪ではそのような動きは見られず、常に公立小学校数のほうが多数のまま推移した。以上の内容を学会にて口頭発表を行った。2戦前の大阪府・市を中心とした貧民教育に関する先行研究のレビューを通して研究の動向と課題を検討した。

大阪市では明治期より貧困や児童労働等を背景にもつ児童への教育救済が実施されてきたことが先行研究より明らかになった一方で、特に明治期における小学簡易科、夜間小学校・特殊小学校などの、「貧民学校」とされてきた教育形態について、当時の多様な教育的ニーズ(社会的階層上や発達上)を有する子どもへの積極的な教育保障の場として明確に位置づけた先行研究は、見ることができなかった。以上の内容を学会にて口頭発表を行った。3小学校教育の制度的確立を見た直後である1900(明治33)年第三次小学校令制定以後の東京市・大阪市における、子どもの「貧困・児童労働・不就学」の実態とそれに対する多様な教育的配慮の原初的試行について、「特殊小学校」「勤労学校」「二部制教授」等を中心に検討していく。明治後期から大正期にかけて、急激な都市化・産業化・工業化の過程で単一の学校に通えない子どもは引き続き多く生じており、同時に彼らへの特別な教育的配慮の原初的試行が様々な形態で実施されていた。公文書史料の収集と分析に時間を要しており、小学校への実踏史料収集調査への移行が遅れ、特別学級の実態把握が遅れていることによる。11900(明治33)年の小学校令改正以前の大阪市において存在した多様な初等教育機関(下々等小学校・小学簡易科)について検討し、それらが果たした積極的役割と意義について検討した。下々等小学校および小学簡易科ともに、貧しい家庭環境を背景として学校へ通学することが困難な子どものために、柔軟な教育課程にて学びの保障をめざした形態であった。大阪の小学簡易科については、使用教材の内容が尋常小学校とほぼ同様のものであったことが今回明らかになっている。そこでこの小学簡易科が尋常小学から分離された「貧民学校」「差別学校」では必ずしもなく、尋常小学校との連続性を有する場であったという視点から、今後さらなる検討が必要である。2明治期以前から主には尋常小学校とは異なる多様な初等教育機関で取り組まれてきた「教育的対応・配慮」が、尋常小学校への就学が浸透する大正・昭和戦前期においていかにして引き継がれるのかを明らかにするため、とくに大正・昭和戦前期の特別学級史研究に焦点をあてて、その動向と課題を検討した。近年の特別学級史研究では、尋常小学校に在籍する多様な教育的困難(学習困難・貧困・疾病・栄養失調・非行)を有する子どもへの特別な教育的対応・配慮の一環として特別学級が開設されたことが示されるが、大正・昭和戦前期に促進される学校衛生・新教育・職業教育などの初等教育の拡充のなかで「特別学級」の取り組みの変容や「病弱児学級」「弱視・難聴学級」等の特別学級の分化促進の経過とその意義の解明が今後の課題である。引き続き障害者問題史・特別教育史の研究動向の把握を行いつつ、戦前期東京市・大阪市の特別学級編制にかかる史料収集と分析を行う。海外視察で得られた知見についても、引き続き学会等で発信を行っていく。引き続き研究動向にかかる文献レビューを行ないながら、史料収集と学会発表・論文投稿へ作業量を充足させていく。引き続き研究動向にかかる文献レビューを行ないながら、史料収集(特に大阪市内の公立小学校を中心に)と学会発表・論文投稿へむけて作業量を充足させていく。研究計画に遅れが生じたことにより、使用額が予定を下回っているため。研究計画の遂行に遅れが生じ、特に旅費の執行が遅れているため。2018年度においては、とくに大阪市を中心に資料収集を進め、旅費および印刷費として使用する予定である。史料収集旅費、学会発表
マッシュ状マグマの再流動化時間と噴火規模-斑晶の元素拡散記録からの制約-

地下の結晶に富むマッシュ状珪長質マグマに別の高温のマグマが注入すると、マグマが再流動化し噴火が誘発される。注入から噴出までの時間は、斑晶の元素拡散記録から算出できる。しかし検討される斑晶種が限られており、再流動化開始から噴火までの総時間が未解明であった。本研究は、榛名火山の新期活動で起きた規模の異なる複数の噴火を対象とする。複数の鉱物種の解析により、数時間千年前の注入イベントを区別しつつ、各々に時間軸を入れる。これらにより(1)一回の噴火で噴出するマグマの量と再流動化の総時間の関係、(2)高温マグマの影響を受けた結晶の地下での滞在時間(噴火後も地下に残存するかどうか)を明らかにする。
皮膚センチネルリンパ節の核医学的検出における新たな評価法とリンパ解剖マップ作成

皮膚悪性腫瘍例におけるセンチネルリンパ節の核医学検出において、画像の解析や、読影実験を通じて、センチネルリンパ節判定にシンチグラフィー動態像の時間放射能曲線の解析がリンパ節とリンパ管の判別に有用であることを確認した。併せて、いまだ充分に解明されているとはいえない皮膚のリンパ流注関係などの解剖学的解析を試みた。平成25年度に、皮膚悪性黒色腫に対するセンチネルリンパ節の核医学的生検を、新たに12症例施行した。皮膚悪性黒色腫に対するセンチネルリンパ節の核医学的生検が保険適用となって以来、悪性黒色腫以外の症例がほとんどなくなり、症例数の伸びは鈍化しているのが懸念されるところであるが、これらのリンパ流に関して解析を行った。センチネルリンパ節シンチグラフィーにおいて問題となるリンパ管内の放射性薬剤の停滞、いわゆる「lymphatic lakes」に関する問題解決や、リンパ流と転移の関係、加えてリンパ流による「転移のしやすさ」の関連の有無をみる目的で、リンパ管やリンパ流の時間放射能曲線の作成を行った。これまでの少なくない症例数や、計測部位の多さ、解析の煩雑さ故、非常に時間がかかり、年度内には終了しなかったが、重要かつ興味あるデータが得られつつある。SPECT/CTとプラナー像融合の有用性に関する検討を行ったが、フリーのソフトウェアでは機能が不充分と思われ、融合するための基準線や基準点の問題点もあり、満足のいく結果が得られなかった。今後有料のソフトウェアを用いての新たな検討を加える予定である。平成25年の計画で遅延した分、26年に行う予定のリンパの流注関係、リンパ解剖に関しての検討を行った。従来知られているパターンとは異なる症例も経験され、新たな知見が得られそうである。今回得られた結果の一部や、従来のデータをまとめ、新たな解析を加え、第74回日本核医学会北日本地方会などで報告した。前年度にセンチネルリンパ節シンチグラフィーにおいてリンパ節との鑑別の上で問題となるリンパ管内の放射性薬剤の停滞に関する問題解決として、リンパ節と思われたhot spotとリンパ管との時間放射能曲線の作成を行ったが、今回上肢の症例について解析を行った。リンパ節とリンパ管との時間放射能曲線は明瞭に異なり、hot spotを呈してリンパ節と思われながら時間放射能曲線でリンパ管のパターンを示したものは生検でリンパ節を発見できなかった症例もあり、時間放射能曲線がリンパ管とリンパ節との鑑別に有用であることを確認した。リンパ流と転移の関係、加えてリンパ流による「転移のしやすさ」の関連の有無の確認も試みた。計測部位の多さ、解析の煩雑さ故、非常に時間がかかり、他の部位に関してはまだ解析が不充分だが、重要かつ興味あるデータが得られつつある。上記に関連して、皮膚悪性腫瘍に関するセンチネルリンパ節の核医学的検出に関し、放射線科医がリンパ節の判定などにおいて関与するのが望ましいことも示された。なお、26年度中に怪我で入院、その後療養というアクシデントがあり、上肢以外の時間放射能曲線の解析、SPECT/CTとプラナー像融合の有用性に関する検討、リンパの流注関係、リンパ解剖に関しての検討、といった領域は充分に進行させることができなかったのが残念である。それでも、今回得られた結果の一部や、従来のデータをまとめ、新たな解析を加え、第50回日本医学放射線学会秋期臨床大会、第54回日本核医学会総会などで報告することが出来、前者では学術展示優秀賞を受賞し、後者の発表は「臨床放射線」誌からの投稿依頼を受けて現在執筆中である。また、研究課題に関する英文論文を発表することが出来た。皮膚悪性腫瘍に対するセンチネルリンパ節の核医学的検出に「おいて、シンチグラフィーでリンパ節と思われる陽性集積が指摘されながら実際の生検でリンパ節が検出されないことがあるため、動態像の時間放射能曲線が判定に有用かどうかを検討した。2名の診断胃による読影実験による解析を行った。上肢例ではリンパ節と確認されたカーブは1漸増または2上昇その後頭打ちとなったがリンパ管のカーブは変動していた。下肢例でもそのような場合が多いが、必ずしもそうならない例があり、上肢例に比してリンパ流が豊富だったり、複数のリンパ流が重なったりする影響があると考えられた。問題点を考慮すれば、シンチグラフィー動態像の時間放射能曲線の解析がセンチネルリンパ節解析に寄与すると考えられた。このような解析を頭頚部、体幹部まで含めて行おうとしたが、薬剤注入部位から流出する線条やリンパ節が多く、頭頚部に関しては形態的な複雑さもあり、本年度内に終えることが出来なかった。これらに関する報告は、日本核医学会北日本地方会、SNNS研究会などで発表した他、臨床放射線(学術誌)にても発表し、現在英文論文も執筆中である。なお、上記においてリンパ節かリンパ管内の放射性薬剤停滞かの鑑別にマッサージが有用かどうかも検討対象に挙げていたが、生理的ではないリンパ流が描出される可能性があること、本来生検不良なリンパ節も生検されてしまう可能性があることを考慮し、中断した。皮膚リンパ節マッピングは、下肢例を既に英文誌に発表しているが、その他の部位もだいぶ症例が増えたため、まとめを進めている。リンパ流注関係の興味深い知見も得られつつある。以前検討し、中断していたセンチネルリンパ節シンチグラフィーのSPECT/CT融合像の冠状断像と、正面プラナー像との融合画像作成は、再現性のあるマーカーがないなどの問題で、完了することが出来なかった。

皮膚悪性腫瘍例におけるセンチネルリンパ節の核医学検出において、画像の解析や、読影実験を通じて、センチネルリンパ節判定にシンチグラフィー動態像の時間放射能曲線の解析がリンパ節とリンパ管の判別に有用であることを確認した。併せて、いまだ充分に解明されているとはいえない皮膚のリンパ流注関係などの解剖学的解析を試みた。怪我による入院、療養のため。放射線診断学、核医学リンパ節の判定に関する時間放射能曲線の検討は、非常に興味深い結果が得られつつあるので、これを重点的に進めていきたい。併せて、皮膚のリンパ潅流域のマッピングを始める。それ以外に関しても、研究計画に基づき、着実に研究を推進する。症例数が予想外に伸びず、検討数としては充分とはいえない状態となっている。リンパ管やリンパ流の時間放射能曲線の作成を行ったが、これまでの少なくない症例数や、計測部位の多さ、解析の煩雑さ故、非常に時間がかかっている。SPECT/CTとプラナー像融合の有用性に関する検討では、今回用いたフリーのソフトウェアでは機能が不充分と思われ、融合するための基準線や基準点の問題点もあり、満足のいく結果が得られなかった。症例数の不足については、過去の症例の再精査も追加するなどして、カバーする。有料の画像解析ソフトウェアを導入し、再度SPECT/CTとプラナー像融合を行う。遅延している分、先の予定でも施行可能なものは随時これを行う。それ以外に関しては、研究計画に基づき、着実に研究を推進する。予定していた学会出席を翌年度に出席することとしたため。成果発表や情報収集のために積極的に学会に出席する。
デラフォサイト型銅酸化物における熱電特性と新規物性探索

本課題では、デラフォサイト型銅酸化物CuAO_2(A:三価の陽イオン)における熱電特性の調査と新規物性探索を目的とした。CuAO_2は、Cu層とAO_6八面体が辺共有で形成するAO_2面が交互に積層した層状構造をしている。全ての二次元面は三角格子を示し、AイオンがS=3/2のCr^<3+>イオンの場合には擬二次元ハイゼンベルグ反強磁性三角格子を形成する。この場合には、三角格子の幾何学的効果に由来するCrサイトの局在スピン(S=3/2)のフラストレーションを解消するために、低温においてac-120°スピン構造を形成することで反強磁性転移することが報告されている。本課題では主に、この様なCuCrO_2の熱電特性や磁気特性に対して、CrサイトのMg置換によるホールドーピングがどの様に影響を及ぼすかを詳細に調べた。その結果、CrサイトにおけるMg置換はac-120°スピン構造にスピン欠陥を生じさせるにも関わらず、磁気秩序を促進する役割を果たすことを見出した。比熱測定や他の元素置換効果から、この特異な磁気特性は、遍歴ホールとCrサイト局在スピン間の相互相関によるスピン揺らぎの増強による対称性の破れが原因となっている可能性を示した。また、CuサイトのAg置換により、磁気状態の次元性が三次元的なものから二次元的なものへとクロスオーバーすることも見出した。これらの結果は、本系がS=3/2の二次元ハイゼンベルグ反強磁性三角格子へのホールドーピング効果を研究するためのモデルケースとなる可能性を示唆しており大変興味深い。デラフォサイト型銅酸化物は、Cu面とMO_2面が交互に積層した層状酸化物であり、-Cu-O-M-O-・・・で繰り返される全ての二次元面が三角格子を形成している。Mイオンが反強磁性相関を有するスピンを持つ磁性イオンの場合、局在スピンが幾何学的フラストレーションを内包する三角格子上に並ぶ様になる。その三角格子上に並ぶ局在スピンと、層状構造に由来した強い異方性を示す電気伝導との結合の問題は、銅酸化物高温超伝導などの舞台を連想させ、非常に興味深い。本研究では、デラフォサイト型銅酸化物CuMO_2(M:三価の陽イオン)に、元素置換・元素欠損によりキャリアドーピングを施した新物質を合成し、多様な環境下においてその物質の基礎物性を評価することにより、巨大熱電応答や新たな物性を見出すことを目的としている。本年度は、主に2つの側面から研究を推進した。一つは、既に見出していたCuCr_<1-x>Mg_xO_2の各種物性の元素置換効果の詳細な検討である。特に磁気転移近傍においては、元素置換により磁化の際立った増大があり、磁気抵抗効果の出現など輸送特性と相関がある様に見える。これは、磁場下での熱特性からも言え、この系におけるスピン自由度と電荷自由度の相関を示唆している。もう一つは、Mサイト位置に様々な元素を持ってきた物質の合成とその元素置換により、新たな電気伝導性を示す物質の開発とその構造に起因した新物性の探索である。特に、前述のCr^<3+>サイトをMg^<2+>で置換した物質との比較対照として、三価の磁性・非磁性イオンを置換した場合に、各種基礎物性に対してどの様な元素置換効果があるのかを検討した。その結果、現在まで合成を試みた物質の中においては、CuCr_<1-x>Mg_xO_2が特異的に元素置換効果が大ききいことが判明した。今後は、より詳細な構造解析、多重極限環境下での基礎物性評価を実施することにより、これらのデラフォサイト型銅酸化物CuMO_2における元素置換効果のさらなる検討を行なっていく予定である。