hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電気機械的結合したマルチスケール大腿モデルの研究開発

27年度が最終年度であるため、記入しない。皮膚表面より電気刺激(経皮的電気刺激,Transcutaneous Electrical Stimulation:TES)を筋に与えることで,筋収縮を引き起こし,中枢神経系の障害により失われた歩行や物体把持といった下肢,上肢の運動機能を再建する方法はこれまで多く研究されてきている.TESにより生じる筋活性は,生体組織の電気的特性や幾何学的特性に依存するため,運動機能再建を行うためには,これらを考慮して刺激パラメータや刺激位置を決定する必要がある.そこで,本研究では,TESにより生じる筋活性を再現するため電気生理特性を考慮した解剖学的なモデルを提案し,シミュレーションを行った.効率的かつ効果的なモデルを特定するため,モデルのパラメータを変更して,各モデルの電気的特性,幾何学的特性,神経活動の予測精度,計算効率を比較した.さらに,生体の電気的特性を模したファントムを作成し,生体ーファントムカップリング実験により,モデルの幾何学的・電気的特性の簡略化が可能であるかを検証した.その結果,簡略なモデルでも神経筋活動を表現できることを確認した.以上より,本研究により生体組織の電気的特性,神経筋活動,電気刺激間の関係性の系統的な検証を行うことが可能となった.本年度取り組んだ課題は2点に大別される.1)神経筋接合部を有する生体モデルの作成,2)画像処理と生体等価ファントムを用いたモデルの信頼性,妥当性の検証.具体的には,電気的特性,幾何学的特性に関するパラメータを変更し,より効率的かつ効果的なモデルの検討を行った,電気的特性に関しては,生体組織の電気的特性の周波数依存性を考慮するDispersive Modelと考慮しないResistive Modelを作成し,その予測精度,計算効率を比較した.さらに,生体と同様の電気的特性をもつファントムを用いてDispersive ModelとResistive Modelの信頼性,妥当性を検証した.幾何学的特性に関しては,MRIデータから作成した人体を模倣したモデルと,単純な円筒形モデル,並列層モデルを作成し,これらの単純なモデルと詳細な人体モデルを比較することで,それらの違いやモデルの簡略化の可能性について検証した.これらの検証により,予測精度と計算効率に応じたモデルの電気特性表現,幾何学表現を簡略化するための条件が明らかとなった.その後,生体-ファントムカップリング実験を行い,神経活性モデルの妥当性を検証した.本実験により,生体組織の誘電分散特性,神経・筋活動,入力である電気刺激の各要因の相互の関係性を系統的に明らかにすることが可能となった.以上が主たる成果であるが,研究を推進した結果,加えて以下の副次的な成果を得た.まず,幾何学的特性を考慮したモデルを作成するため,MRIで取得した構造データから幾何学的特徴を抽出し,3次元再構築する方法を確立した.さらに,筋活動を検証するため,超音波画像より筋肉の特徴量を抽出・識別する手法を提案した.以上より,研究は順調に進んでいると考える.27年度が最終年度であるため、記入しない。来年度取り組む課題は,以下の2つの課題に大別される.1)モデルの改善,2)モデルの神経疾患の病態理解への応用である.1)に関しては,筋構造の調査により運動終板領域を決定し,運動神経繊維と筋繊維とが接合する運動終板分布も考慮した生理的モデルの実現を目指す.さらに,motor unitが支配する領域とその神経発火パターンをモデルに組み込む.2)に関しては,これまでのモデルの形態学的特性を変更,改善することで,神経障害の特性を表現可能なモデルの作成を目指す.さらに,神経伝導速度検査の結果得られる筋電図や運動閾値と,モデルから算出した筋電図,運動閾値等を比較することにより,モデルの妥当性,信頼性を検証する.モデル作成後には,これを用いて神経障害と筋電図との関係性を解析し,神経障害の病態理解に寄与することを目指す.当初の予定では,筋の変形に関して,リアルタイムの筋収縮を考慮したモデルを作成予定であったが,今年度は筋の変形に関しては静的な状態のみを考慮してモデルの作成を行う.これは,神経障害の特性を持つモデルの作成を優先して実施するためである.本変更により,神経障害の病態理解と,モデルの改善がより進捗すると考える.27年度が最終年度であるため、記入しない。
『アエネーイス』の古仏語・中高ドイツ語翻案による古典古代文学の中世における受容

本研究の方法は、アエネーイスのラテン語原文と古仏語・中高ドイツ語翻案版のテクストを比較検討し、物語の「統一的時間軸」の確定手段と、その変遷を調査する。物語における「統一的時間軸」確定手段を次の2点において捉える:1.動詞時制・接続詞・副詞等の文法カテゴリーによってエピソードの前後関係を明確にする。2.エピソード連結の終結(区切り)を納得させる「終止感・解決感」を内容的に(倫理的にあるいは価値観的に)明確にする。研究初年度である本年度は、ラテン語原典のウェルギリウス『アエネーイス』の分析を進め、全12章のうち6章までを終え、第7章に分析を進めたところである。まだ論文として公表するに至らないが、動詞アスペクトの用法に従来注目されていない特徴が見いだされた。伝統的にラテン語の動詞アスペクトは、完了・未完了・アオリストの3アスペクトから構成され、アオリストに関しては形態上の特徴を失ったが、用法は完了形に吸収されたものと考えられている。そうであるなら、完了と未完了の形態上の対立には文字通り完了・未完了の意味上の対立の他にアオリスト・未完了の意味上の対立が区別されなくてはならない。更に問題になるのは、完了・アオリストの対立はどう表現されているかということである。この点を更に深く分析したい。最初の2年間をラテン語原文の徹底的再検討に費やす計画であるので、1年終わった現段階で、なお論文を公表する段階にはないが、全12章のうち6章までの分析を終え、第7章に作業が入ったという進捗状況であるのは、おおむね予定量の半分以上を達成したことになり、研究計画は順調に進展していると評価できる。2年目にはラテン語原典のウェルギリウス『アエネーイス』の分析を終え、3年目にそれを元に古仏語ヴァージョンの"Le Roman d'Eneas"との比較研究を進め、4年目に中高ドイツ語ヴァージョンのハインリッヒ・フォン・フェルデケの"Eneasroman"との比較研究を進め、最終年度に総合的に三者の比較検討をまとめる予定である。

研究初年度である本年度は、ラテン語原典のウェルギリウス『アエネーイス』の分析を進め、全12章のうち6章までを終え、第7章に分析を進めたところである。最初の2年間をラテン語原文の徹底的再検討に費やす計画であるので、1年終わった現段階で、なお論文を公表する段階にはないが、全12章のうち6章までの分析を終え、第7章に作業が入ったという進捗状況であるのは、おおむね予定量の半分以上を達成したことになり、研究計画は順調に進展していると評価できる。本研究の方法は、アエネーイスのラテン語原文と古仏語・中高ドイツ語翻案版のテクストを比較検討し、物語の「統一的時間軸」の確定手段と、その変遷を調査する。物語における「統一的時間軸」確定手段を次の2点において捉える:1.動詞時制・接続詞・副詞等の文法カテゴリーによってエピソードの前後関係を明確にする。2.エピソード連結の終結(区切り)を納得させる「終止感・解決感」を内容的に(倫理的にあるいは価値観的に)明確にする。2年目にはラテン語原典のウェルギリウス『アエネーイス』の分析を終え、3年目にそれを元に古仏語ヴァージョンの"Le Roman d'Eneas"との比較研究を進め、4年目に中高ドイツ語ヴァージョンのハインリッヒ・フォン・フェルデケの"Eneasroman"との比較研究を進め、最終年度に総合的に三者の比較検討をまとめる予定である。
蝸牛の内側-外側軸形成と内有毛細胞-外有毛細胞分化のメカニズム

哺乳類では成熟した有毛細胞は一度障害を受けると再生せず、このことが難聴の多くが治療困難である原因と考えられている。応募者はマウスを用いて有毛細胞を含む蝸牛感覚上皮の発生過程につき研究し、有毛細胞再生医療への応用を目指している。応募者らの予備的研究(内有毛細胞と外有毛細胞の分化が、蝸牛発生初期のBmp4-Idシグナル伝達系を介した内側-外側軸形成に依拠していることを示した)を展開し、蝸牛の内側-外側軸形成と内有毛細胞-外有毛細胞分化の制御機構を解明することを目的としている。さらに、得られた知見をもとにして内有毛細胞と外有毛細胞の「作り分け」方法を開発し、蝸牛有毛細胞再生に応用したい。
国際協力における心理支援ニーズと心理職活用に関する基礎的研究

本研究の目的は、国際協力分野における心理支援ニーズと心理職活用実態を調査、分析することであった。日本に拠点をおく国際NPO/NGOの心理職の活用実態と現地心理支援ニーズについて検討をおこなった。平成30年度はその成果のまとめと考察を中心に行なった。調査対象となった国際協力事業を行う施設の事業の支援対象は「子ども」「女性」「被災者」など社会的に弱い立場にある人々を対象としたものであり、その半数以上の組織が心理支援ニーズを感じていることが理解された。また心理支援ニーズが高い領域としては「地域住民への啓発活動」を中心としたコミュニティ支援や組織を対象とした支援など地域やある集団を対象とした支援へのニーズが高いことが示された。これらのことから、心理支援ニーズとしては特定の疾患や対象を想定した個別的な問題解決型のサポートに対するニーズよりも、地域やコミュニティの健康増進や生活習慣の改善を目指し対象者の課題解決能力を育成する開発的サポートに対するニーズが高いことが考察された。対象組織のうち18%の組織において何らかの心理支援事業があったが、心理職を活用している組織はなかった。心理支援業務の内容としては、心理教育的内容や知識の普及に向けた事業が主であった。以上をまとめると、国際協力分野において一定の心理支援ニーズはあるものの心理職の活用には至っていないこと、心理支援ニーズの内容としてはコミュニティや組織の健康増進を求める開発的な支援ニーズが高いことが示された。今後の国際協力分野の心理職の活用と心理職のキャリアディベロップメントのためには、文化背景が異なるクライエントを支援するための援助の視点と技法の取得が必須であるが、それとともに、様々なアプローチを総合的に実施することで、相乗的な効果を引き出すコミュニティに介入する技術や知識の涵養が重要であることが考察された。本研究の目的は、国際協力分野における心理支援ニーズと心理職活用実態を調査、分析することである。政府機関が行う途上国支援として,JICAが実施するボランティアプログラムと、非営利団体が行う途上国支援として日本に拠点を持つ国際NPO/NGOが実施するプログラムの双方を対象とし、それぞれの心理職の活用実態と現地の心理支援ニーズについて検討を行う。さらに途上国で心理支援を行っている事例においてケーススタディを行うことで、途上国の支援において有効な心理援助モデルを開発する。平成26年度は、JICAが行う心理社会支援プログラムに関して、現地からのニーズが示されたボランティア要請書ならびに現地で活動したボランティアが作成するボランティア報告書のデータ分析を行っている。また、将来的な途上国での支援を念頭において非言語アセスメントツールである描画法に注目し、バウムテストのスコアリングシートの開発を行い、その妥当性を検証している。スコアリングシートを活用したバウムテストが途上国での支援に貢献できる可能性についてマレーシアで開催された国際学会において3題目発表した。研究目的に従って、心理劇的支援に関するデータを蓄積することができている。平成26年度は、国際学会での発表や研究者との交流を通して、日本独自の心理アセスメント方法や地域風土を重視する日本の臨床のあり方についての示唆を得ることが出来た。また、アジア諸国における心理支援の展開実態についての知見を得た。得られた知見をもとに、日本が行う開発援助の視点、特に心理臨床学的アプローチのあり方について考察し、結果の公表に繋げていく。政府機関が行う途上国支援とともに、日本に拠点をおく国際NPO/NGOが実施するプログラムにおける心理職の活用実態と現地心理支援ニーズについて検討を行う。平成28年度は,国際NPO/NGOを対象にした調査を実施を開始し、国際協力分野における心理職活用実態と心理支援ニーズについて分析を行っているところである。このデータを元に、国際協力の人材育成ならびに心理職のキャリアディベロップメントへの提案を行っていきたい。また、将来的な途上国支援を念頭において、非言語アプローチに注目し、臨床動作法、描画法、ドラマ法の活用について検討を進めている。特に社会的養護児のアセスメントと発達支援に注目し、非言語的な介入により児童を支援する具体的方法について知見を蓄積している。国際学会での発表や意見交換を通して、支援対象国の社会情勢や宗教、文化背景によって、支援者の役割や意義も大きく異なることが理解され、対象地域のニーズに応え、対象者のニーズを把握するためのアセスメントツールの開発の必要性が示された。また途上国で支援を行う前提として、言語を始めとする文化背景が異なるクライエントを支援するための援助の視点と技法の取得が必須であることが示され、心理職のキャリアディベロップメントの必要性が示された。研究目的に従って、データを蓄積することができている。平成28年度は一昨年度に引き続き、国際学会での発表や研究者交流を通して、日本独自の心理臨床のあり方と国際協力分野での活用可能性が高い援助技法に関する知見を得ることができた。得られた知見を元に、臨床心理学的援助の可能性と人に注目した開発援助の視点について考察していく。日本に拠点をおく国際NPO/NGOが実施するプログラムにおける心理職の活用実態と現地心理支援ニーズについて検討をおこなった。平成28年度は,国際NPO/NGOを対象にした調査を実施を開始し、国際協力分野における心理職活用実態と心理支援ニーズについて分析を行った。その結果、約半数の団体において心理支援に関するニーズはあるものの、心理職を活用している団体はほとんどないことが示された。心理支援ニーズとしては、スタッフに対する助言やストレスマネジメント領域において高いことが示された。

平成29年度は前年度データを元に、国際協力の人材育成ならびに心理職のキャリアディベロップメントに関するケーススタディを行なった。国際NGOの対応領域は多様であり成り立ちや規模も多彩である。その中で心理教育プログラムを活用している団体へのインタビューを元に、国際協力活動における心理職活用モデルを作成提案した。また、他方、将来的な途上国支援に寄与するため、異文化での心理臨床として非言語アプローチに注目し、臨床動作法、描画法、ドラマ法の活用について検討を進めた。国際学会での発表や意見交換を通して、支援対象国の社会情勢や宗教、文化背景によって、支援者の役割や意義も大きく異なることが理解され、対象地域のニーズに応え、対象者のニーズを把握するためのアセスメントツールの開発の必要性が示された。また途上国で支援を行う前提として、言語を始めとする文化背景が異なるクライエントを支援するための援助の視点と技法の取得が必須であることが示され、心理職のキャリアディベロップメントの必要性が示された。研究目的に従って、データを蓄積することができている。得られた知見を元に、臨床心理学的援助の可能性と人材育成に注目した開発援助の視点について考察し、論文化していく。本研究の目的は、国際協力分野における心理支援ニーズと心理職活用実態を調査、分析することであった。日本に拠点をおく国際NPO/NGOの心理職の活用実態と現地心理支援ニーズについて検討をおこなった。平成30年度はその成果のまとめと考察を中心に行なった。調査対象となった国際協力事業を行う施設の事業の支援対象は「子ども」「女性」「被災者」など社会的に弱い立場にある人々を対象としたものであり、その半数以上の組織が心理支援ニーズを感じていることが理解された。また心理支援ニーズが高い領域としては「地域住民への啓発活動」を中心としたコミュニティ支援や組織を対象とした支援など地域やある集団を対象とした支援へのニーズが高いことが示された。これらのことから、心理支援ニーズとしては特定の疾患や対象を想定した個別的な問題解決型のサポートに対するニーズよりも、地域やコミュニティの健康増進や生活習慣の改善を目指し対象者の課題解決能力を育成する開発的サポートに対するニーズが高いことが考察された。対象組織のうち18%の組織において何らかの心理支援事業があったが、心理職を活用している組織はなかった。心理支援業務の内容としては、心理教育的内容や知識の普及に向けた事業が主であった。以上をまとめると、国際協力分野において一定の心理支援ニーズはあるものの心理職の活用には至っていないこと、心理支援ニーズの内容としてはコミュニティや組織の健康増進を求める開発的な支援ニーズが高いことが示された。
母集団薬物動態解析の個人差を考慮した解析法の拡張と試験計画法

母集団薬物動態(PPK)解析の目的の一つは、血中薬物濃度の個人間変動と関連する患者属性を見出すことであり、モデル構築の共変量選択の問題と言い換えることができる。一般的な変数選択の方法は尤度比検定に基づくものであり、時間ー濃度曲線の全般にわたってデータを得る十分な(dense)サンプリングデザインに基づくデータを前提としているが、現実には、この前提を満たさないデータ、すなわち、限定された(limited)サンプリングデザインによるデータに適した共変量選択の方法の開発が求められている。本研究では、最尤法によるPPKモデルパラメータ推定において最大化する目的関数の拡張を目指す。2年目である平成30年度には、Wangら(2007, JPP)らが導出したFOCE法により近似した目的関数を基にし、目的関数の新たな近似式を提案した。提案法は、Khandelwal(2011, APPS J)により示された計算方法を利用したもので、この分野で一般的な統計解析ソフトウェアであるNONMEMを使って1ステップで計算でき、従来法で問題であったサンプリングデザインに依存的な検出力の変動に対して頑健であるという特長がある。確率的に生成した仮想データに提案法を適用する数値実験により予備的な評価を行い、限定されたサンプリングデザインで得られたデータに対して、一定の条件下では従来法に比較して共変量選択の検出力が改善されることを見出した。共変量選択において一般的に用いられている尤度比検定の手順にもとづく新たな方法を考案し、予備的であるが良好な数値実験の結果を得た。研究期間の最終年度である2019年度は、提案法の手順のうち可変の条件について最適化し、数値実験の条件を大きく変化させて、提案法を適用することができる前提条件を明らかにする。関連学会で研究発表を行い同分野に関心を持つ研究者と議論し、その議論を踏まえて研究論文にまとめ、国際誌に発表する。本研究では、PPK解析でのパラメータ推定の過程で最大化を目指す目的関数の拡張を目指す。1年目には、前段の方針で研究を進める準備として、PPK解析で一般的に用いられるソフトウェアであるNONMEMで共変量選択の指標として受け入れられているNONMEMのデビアンス統計量か、それに代わる関数の最大化問題としてパラメータ推定値を求めるプログラムの検討を行った。また、PPKの研究者の集まる伝統的な国際学会Population Analysis Group Europe (PAGE) meetingに参加し、情報収集と海外の研究者との議論を行い、研究方針に大きな問題がないことを確認した。来年以降の数値実験による検討を行うための環境整備が進み、研究は順調に進行している。NONMEMのデビアンス統計量に代わる関数について、計画通り、各条件での性能の比較、性質の確認を行う。数値計算を行うソフトウェアとして、有償のソフトウェアを想定していたが、フリーのソフトウェアであるRにより計算ができることを確認したため、主に消耗品費の必要額が少なくなった。大量の数値実験を行うために、パソコンを購入する予定であったが、その時期が次年度にずれ込んだ。大きい問題ではないと考えている。
不飽和帯の非線形ダイナミックスに基づく放射性廃棄物処分場の最大限の活用

処分場の管理期間(約百年)における通気は不飽和帯(地下水により飽和していない領域)を形成する。本研究では、より精緻な廃棄体間隔の提示を目的として、不飽和帯の再冠水過程を流動系および閉鎖系において追跡し、固相を伴う系における気液間の物質移動係数をRanz-Marshallの式により整理できることを示すとともに、物質移動係数および処分場周囲の流路分布を考慮した廃棄体定置間隔評価モデルの基礎を提示した。放射性廃棄物の地層処分システムにおける廃棄体(ガラス固化体)の定置間隔は,地下水が飽和されていることを前提に,廃棄体周囲の温度が地下水の沸騰しない条件に設計されている。しかし,処分場面積を抑え,限られた処分場を最大限に活用するためには,処分場管理期間(100年以上)における通気に起因した不飽和帯(地下水により飽和していない領域)の形成およびその再冠水までの廃棄体発熱量の減衰を考慮した設計を必要とする。本研究では,不飽和帯の再冠水過程を定量化し,より精緻な廃棄体間隔を提示することを目的として,本年度は,固相を伴う系において水相への気相の溶存速度を求め,その値から液相に溶存する際の気相の総括物質移動係数を評価した。実験では地層内の流路を模擬するために充填層およびマイクロモックアップ装置を用いた。ここで充填粒子はケイ砂(粒径0.5mm,0.25mm)およびガラス粒子(粒径1.0mm,0.5mm,0.1mm)である。また,マイクロモックアップ装置は,岩石試料にテフロンシートを挟み1mm未満の亀裂幅の流路を再現するものであり,試料として花崗岩(鏡面研磨したものと非研磨のもの)を用意した。実験の手順は,まず,気相(二酸化炭素)を流動系に封入し,所定水頭のもとに蒸留水を連続的に注入した。そして,所定時間毎の出口流量から浸透性の変化を把握し,また,pHの変化から気相の溶存速度を定量化した。その結果,浸透性の回復に比較してpHの変化は遅く,いずれの流動系の場合も総括物質移動係数は1.0×10^<-6>m/s1.0×1.0^<-5>m/sの範囲にあった。一方,固相のない系においては最大で1.0×10^<-3>m/sであった。これらの違いは,固相による液相の混合状態の抑制,固相の不均一性に伴う気液界面の形成の違いに依るものであり,それらが再冠水期間に大きく影響することを示唆した。地層処分システムの設計では,廃棄体の崩壊熱による人工バリア等の変質を抑えるように廃棄体の定置間隔を定める必要がある。本研究は,処分場管理期間(100年以上)における通気に起因した不飽和帯の形成,およびその再冠水までの廃棄体発熱量の減衰を考慮し,廃棄体の定置間隔のより精緻な設計手法を提示することを目的とする。本年度は,固相を伴う系において水相への気相の溶存速度を閉鎖系の実験装置において求め,その値から気相の総括物質移動係数を評価した。そして,昨年度の流動を伴う系(流動系)での評価結果との比較を試みた。(1)固相共存下,閉鎖系における気液界面の総括物質移動係数の評価昨年度と同様の充填層および岩石試料を用いて,流体が流出しない状態において総括物質移動係数を評価した。その結果,充填層において,気液界面の形状は充填粒子によって異なるものの,総括物質移動係数の値は,ケイ砂を用いた場合,2.0×10^<-6>m/s8.0×10^<-6>m/sにあり,ガラス粒子の場合にほぼ一致した。また,マイクロモックアップ法の場合も総括物質移動係数も上述の値とほぼ同様となった。これらの値は,昨年度の流動系の実験結果(1.0×10^<-6>m/s1.0×10^<-5>m/s)と一致する。(2)気液界面における総括物質移動係数に及ぼす表面電位の影響亀裂幅を変更することより検討した結果,総括物質移動係数の値に及ぼす亀裂幅の影響は小さいことから,岩石の表面電位の影響は無視でき,気液界面の形成の違いから見かけ上の溶存速度が異なることが明らかになった。(3)気相の溶存速度を考慮した物質移動モデルの構築気液界面の移動および液相における溶存気相の濃度分布を表す数学モデルを作成した。その計算値は実験値をよく表すことを確認した。本年度は最終年度として下記の2点について検討した。(1)酸素を用いた固相共存下,閉鎖系における気液界面の総括物質移動係数の評価昨年度までは気相として二酸化炭素を用いていたが、本年度は酸素を用いて閉鎖系の充填層およびマイクロモックアップ装置により、固相共存下における気液界面の総括物質移動係数を評価した。

充填層に用いる粒子は、昨年度と同様にケイ砂(粒径0.5 mm、0.25 mm)および硝子粒子(粒径1.0 mm、0.5 mm、0.1 mm)とした。一方、マイクロモックアップ装置は、岩石試料にテフロンシートを挟み、1 mm未満の亀裂幅の流路を再現するものであり、本実験では岩石試料として花崗岩(鏡面研磨したものと非研磨のもの)を用いた。実験の手順は、まず、気相(酸素)を流動系に封入し、出口側を塞いだ充填層あるいはマイクロモックアップ装置に、所定水頭下にある蒸留水を流入口に接触させた。そして、その際の気液界面の進行を追跡し、その動的挙動から液相への気相の溶存速度を求め、定義式より総括物質移動係数を算出した。得られた結果をRanz-Marshallの式(物質移動係数と流動との関係を表す式)により整理したところ、昨年度において二酸化炭素を用いて得られた総括物質移動とともに統一的に整理し得ることが明らかになった。これは、液相側の気体溶存成分の拡散が気体の溶解を律速していることを示唆する。(2)気相の溶存速度を考慮した物質移動モデルの構築(1)の実験結果を、気液界面の物質移動および溶存気体成分の拡散過程を考慮した数学モデルにより再現することができた。また、岩石表面の微小起伏を、水酸化カルシウム溶液を連続的に流した際の析出物の形状から評価し、前述のモデルに反映した。これらにより、実際に存在する流路分布と気相溶存過程との双方を考慮した廃棄体定置間隔の評価モデルの基礎を確立した。固相存在下における気液界面の物質移動の評価手法はこれまでなかったが,異なる手法から求めた気液間の総括物質移動係数はほぼ一致し,解析モデルもそれら実験値をよく表すことから,提案した流動系および閉鎖系の双方の手法が,固相共存下における気液界面の物質移動の評価手法として活用できることが明らかになった。何れの評価手法も同程度に有効性が認められたことは当初の計画以上の進展と言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまで二酸化炭素を模擬気相として用いてきたが,次年度は酸素を用い,その場合の総括物質移動係数を求める。得られた値をRanz-Marshallの式(物質移動係数と流動との関係を表す式)により整理し,異なる気体から得られた総括物質移動係数でも,固相存在下のように液相の混合が物質移動を制限する場合,統一的に表し得るかを検討する。これらの整理を基に,不飽和流動場における再冠水に要する期間を算出し,従来の検討に比較してより多くの廃棄体を所定面積の処分場に定置できることを示す。
細骨材の粒子特性がモルタルの流動性および材料分離抵抗性に及ぼす影響

本研究は、コンクリートの環境負荷低減および資源の有効利用の観点から、副産骨材を有効に活用する手法の提案を目的とした基礎的な検討である。石質としてはコンクリート用骨材として利用できるにも関わらず、密度が大きいことや粒子形状が劣るという理由から未だ有効に活用されていないスラグ細骨材に着目し、これを用いたコンクリートの品質向上を目的として、スラグ細骨材の粒子特性がモルタルの流動性と分離抵抗性に及ぼす影響を定量的に検討した。モルタルの流動性については、細骨材が回転的に移動する回転モデルとせん断流動に対して細骨材が抵抗するせん断モデルを考案して実験を行った。また、分離抵抗性については、粘性流体中の細骨材の自由沈降モデルに基づいて検討を行った。この結果、密度が大きく粒子形状が角張っているスラグ細骨材を用いたモルタルおよびコンクリートの流動性および分離抵抗性を確保・向上させるためには、いずれの場合も、スラグ細骨材の円形度係数の低下または密度の増加にともなって、微粒分量を増加させること、混合細骨材中のスラグ細骨材の粒子径を小さくすることが効果的であることを明らかにした。また、分離抵抗性向上のためには、W/Cの低減によるペーストの塑性粘度の増大も有効であることを明らかにした。このことによって、使用する細骨材の粒子形状、密度に基づいて、適切に粒度分布や配合を調整できることとなり、副産骨材の真の有効活用が可能となったものと考えられる。本年度は、細骨材の粒子特性がモルタルの流動性に及ぼす影響について、以下の検討を行った。1.細骨材粒子特性の定量化:本研究では、粒子形状の違いに着目し、6種類の細骨材(スラグ細骨材4種類、砕砂および陸砂1種類)を試験対象とした。各細骨材の粒子形状は、画像解析による円形度係数によって評価した。また、粒形判定実積率試験および各細骨材の粒度分布を5水準に変化させた計30水準の細骨材の実積率試験を実施した。この結果、円形度係数の増加に伴い、粒形判定実積率および実積率が比例的に増加することがわかった。2.粒子形状および粒度分布による影響:1.における30水準の細骨材を用いて、同一配合のモルタルを作製し、その流動性を測定した。そして、細骨材の粒子間空隙体積に対するペースト体積の割合(以下、kp)とモルタルの流動性の関係を整理した。この結果、kpが同等の各スラグ細骨材について、細骨材の円形度係数の増加に伴って、同等の流動性となるために必要なkpが直線的に減少することがわかった。3.微粒分量による影響:6種類の細骨材の粒度分布を一定とし、配合中の細骨材体積を0.075mm以下の微粒分を用いて4水準の置換率(020%)で置換してモルタルを作製し、その流動性を測定した。この結果、細骨材の円形度係数の増加に伴って、最大の流動性を示すための微粒分置換率が直線的に減少することがわかった。4.混合細骨材中のスラグ細骨材の最大径による影響:混合細骨材の粒度分布を一定とし、混合細骨材中の各スラグ細骨材の最大寸法を変化させ、同一配合のモルタルを作製し、その流動性を測定した。この結果、同等の流動性を確保するためには、細骨材の円形度係数の減少に伴って、混合細骨材中のスラグ細骨材の最大寸法を小さくする必要があることが明らかとなった。
口腔癌の新規腫瘍拒絶抗原を標的としたペプチドワクチン療法の確立

当科においては年間80人を超える新規口腔癌患者の受診がある。Severeな進行・再発症例に対しての治療法はなく、新たな治療法の開発が望まれている。そこでわれわれは口腔癌に特異的に発現している3種類の標的分子におけるHLA拘束性プチドを作製し、これまでに43症例の患者に投与を行っている。その結果、1症例においては腫瘍が完全に消失し、寛解を得ることができた。その他のほとんどの症例においても、ペプチドを認識するkiller T細胞の誘導が確認された。また、OS、PFSともに延長していることも確認できた。われわれは治療法が無くなってしまった進行・再発口腔癌患者に対して、なんとか光明を見出すべくペプチドワクチン療法を開発した。開発にあたっては東京大学医科学研究所の中村祐輔教授や熊本大学医学部免疫識別学分野の西村泰治教授とともに数年をかけて解析し、腫瘍特異的に発現する抗原分子を同定し、さらにkiller T細胞を誘導できるペプチド配列も同定した。今回の研究で、われわれは熊本大学医学部の倫理委員会で承認を得たうえで患者に対してペプチドワクチン療法を開始した。まずペプチドの調製だが、これに関しては当院薬剤部にお願いし、抗癌剤の調製と同様に無菌調剤していただくこととした。次に、投与方法を検討した。その結果、始めの8回は1回/週で投与を行い、その時点で投与継続希望がある場合には1回/4週で投与を継続することとした。一方、このペプチドワクチンによって患者の体内に生じた免疫動態を解析するために、4回投与毎に採血を行いPBMCを分離し、-80°Cで保存しておき、数回分のPBMCが得られた後に経時的な免疫動態の解析を行った。解析は投与したペプチド毎においても行った。またペプチドワクチン投与によって投与局所に発赤や硬結が生じる症例があるのだが、それが生じた場合と生じなかった場合での生存率の違いや腫瘍の増大までの時間の差などを比較検討した。われわれの施設においてこれまでに登録された患者は43例であり、その結果に関して現在英論文として発表する準備を進めているところである。その一端を示すと、ペプチドワクチンを投与した進行・再発口腔癌患者群(n=43)と投与しなかった進行・再発口腔癌患者群(n=18)において生存期間を比較してみると、投与を行った患者群の方が有意に生存期間の延長がみられた。一方、再発までの時間には有意差はなかった。口腔癌は全癌の12%を占めており、当科においては年間80人を超える新規患者の受診がある。標準療法に対して不応な症例、つまり、外科的切除、化学療法や放射線療法にて病態を制御できない場合、現在のところ治療法はなく、新たな治療法の開発が望まれている。そこで患者の負担も少なく他の治療法とも競合しない免疫療法が口腔癌治療に貢献することに期待しているところである。すでにわれわれは標準療法不応口腔癌患者に対してペプチドワクチン療法を開始しているが、今後さらに症例を増やし、本療法の有用性を検証する必要がある。現在、3種類の口腔癌特異的に発現している標的分子に対するペプチドを3種類作製し、35症例の標準療法不応の患者に投与を行ってきた。その中で、1症例において、腫瘍が完全に消失し寛解を得ることができた。その他の症例においても、すべての症例において、3種類のペプチドのうち少なくとも1種類のペプチドに対してはそれを認識するkiller T細胞が誘導されていることが確認されている。また、標準療法不応の患者において、ペプチドワクチンを投与することによって、生存期間(overall survival : OS)に関しては、生活の質を低下させることなく若干の延長を認める結果を得ている。無増悪期間(progression free survival : PFS)においては免疫の活性化するまでにある程度の時間が必要であることから、PFSに差はしょうじないものの、腫瘍の増大する速度は遅くなっている傾向を認めている。今後の解析が必要であると考えている。平成24年度に、さらにペプチドワクチン投与する症例を増やしていき、より厳密で正確な解析を行っていく必要がある、と考えているところである。これまでに、標準療法不応の患者35症例に対してペプチドワクチンの投与を行ってきた。それらの症例において、定期的に画像検査を行い、腫瘍の大きさの変化を画像の面から評価している。その結果、1症例において腫瘍の完全消失した症例を確認することができた。このように、すべての症例において画像の側面から腫瘍の状態の変化を確認しながら、本臨床試験を行っている。さらに、定期的に採血し、全血液から末梢血単核球(peripheral blood mononuclearcell : PBMC)の分離を行っている。分離したPBMCは液体窒素で保管・管理し、ペプチド投与前とペプチド投与後の免疫動態の解析を行い、その変化を確認している。現在、10症例ほどの免疫動態解析が終了したところである。免疫動態解析は、それぞれのペプチドを認識することのできるCD8陽性

T細胞の割合をフローサイトメーターFACScanを使用して測定し、その継時的変化を解析していきます。さらに、投与したペプチドを認識し、IFN-γを産生するかどうかを確認するために、ELISPOT assayを行い、それについての解析を行っているところである。以上のことより、臨床試験、および画像解析、免疫動態解析はおおむね順調に進んでいると判断します。平成24年度は、さらに標準療法不応の患者で、ペプチドワクチン療法を施行する必要のある、あるいはペプチドワクチン療法しか治療手段がない患者に対してペプチドワクチンの投与を継続して行っていき、新規症例を増やしていく。また、これまでの投与患者における免疫動態解析を引き続き行っていき、画像評価と併せてペプチドワクチン療法の解析を行っていく必要がある。一方重要なのは、生存期間の延長効果が認められるのか、という点であり、その点における解析も正確に行っていく必要がある。今後、さらなる徹底した解析を行う方針である。そのためには、さまざまな物資が必要であり、これらを購入するにはたくさんのお金が必要である。まずは、ペプチドワクチン投与の際に必要なIncomplete Freund's Adjuvant : IFAから、ワクチン作成時に必要なさまざまな物品があります。しかし、何と言いましても、人に投与可能なgrade(GMP grade)のペプチド、および免疫学的解析には、莫大なお金が必要です。1検体の全血液からPBMCを分離するだけでも、試薬や物品に相当のお金が必要です。具体的な物品名を挙げるときりがありませんので挙げませんが、1検体でもその額や驚くほどの高額になります。分離したPBMCを液体窒素中に保存・保管するのにも、お金は必要です。口腔癌におけるペプチドワクチン療法は日本では当教室のみでしか行っておりませんので、問い合わせは日本中からありますし、実際に東京・神奈川から飛行機でいらっしゃる患者も珍しくありません。需要はどんどん高まっており、投与症例数は増加の一途をたどることが予想されます。そうなると必然的にお金が必要になってくる、ということになります。以上のように、次年度の研究費は臨床試験として大切に使用する予定です。
時分割計測による有機誘電体の電荷秩序観察

直流を交流に変換する有機サイリスタの原因となる非線形伝導効果と電子が一定間隔で並ぶ電荷秩序との関連は,電子移動が主役となる有機誘電体の形成および消失メカニズムを研究する上で重要である。放射光回折を用いた時分割測定およびk空間同時測定により,この物質では複数の電荷秩序が空間的に競合しており,電流による電荷秩序融解および再凍結過程の時定数はかなり長く数十msec以上であることを明らかにした。直流を交流に変換する有機サイリスタの原因となる非線形伝導効果と電荷秩序との関連について知ることは,有機誘電体の形成および消失メカニズムを研究する上で極めて重要である。電流に依る電荷秩序融解過程の時定数と再凍結過程の時定数はかなり長く数十msec以上である。この異常に長い時定数は,この電荷に関する誘電性が,実際には格子とも大きくカップルしている可能性を示唆している。これを裏付けるように,電流を流し2倍周期の変調構造が変化することに同期して,格子長が大きく変化している兆候を見いだしている。しかも,電場にたいしての係数は,通常のピエゾ素子の数千倍にも達している。この格子長変化は電流に比例し電流による格子変形効果が観測されている可能性がある。2009年度,本研究ではこの非線形効果のメカニズムを詳しく調べるために,2種類の有機物質で電流印加時にX線超格子実験をおこない,以下の様な本質的に重要な結果を明らかにした。1)電流に依る非線形効果はいわゆる非平衡効果であり電流によるジュール発熱効果ではない。これは発熱により電荷秩序が安定化する系で,電流による電荷秩序と非線形効果を観測した。もしジュール熱効果であれば,電荷秩序は安定化し,抵抗変化も実測と逆傾向になる筈である。これらの結果は国内国際会議で発表し,論文に上梓した。2010年度,本研究ではこの非線形効果のメカニズムを詳しく調べるために,更にもう一種類の有機物質を発見した。この物質は低温電荷秩序が不安定になる。電流印加時にX線超格子実験をおこない電荷秩序に関わる超格子からの反射が消失した。電流に依る非線形効果は,電流を流すことによる非平衡効果であり,もし電流によるジュール発熱効果では絶対にない。もしそうであれば,電荷秩序は観測された様な消失ではなくむしろ安定化する筈である。更にこの物質でも2相の競合が起こっている事を新たに明らかになった。つまり電流による非線形応答は二相競合が本質的である事を明らかにしたと考えている。この非線形効果のメカニズムを詳しく調べるために,当初、予定していた物質の研究を進めながら、更にもう一種類の有機物質を発見した。また新たに、電場に加え重要なパラメータである磁場下において、抵抗変化と電荷秩序、電荷密度波の変化が起こる物質を複数発見し、詳細な磁場温度相図を、構造、磁化、抵抗について作成し、そのメカニズム解明に対しての重要な知見を得た。
農業構造予測に関する計量経済学的研究

農業部門を米と畜産の2つの部門に分けて,それぞれの農業構造について主に短期的な予測を行ない,次の知見を得た。1.米に関する主な政策を,流通政策,米価政策,生産調整政策の4つに分け,それぞれが農業構造に及ぼす影響について研究を行った。その結果,次の結論を得た。(1)流通政策によって,米流通はその根幹において自由化され,価格は需給関係を忠実に反映して形成されるようになった。(2)その結果,米価政策は,主に下位等級米の価格の下支えをするという役割に縮少した。(3)購入自由化をおこなうと,その農業構造に及ぼす影響は深刻である。ことに北海道,東北,九州などの地域では。75%以上の生産調整を行なわねばならなくなることが判明した。2.牛肉の輸入自由化を本年4月に控え,その農業構造に及ぼす影響はきわめて大きいと思われるが,自由化直前の牛肉経済の状況を分析した結果,その結論に達した。(1)国産牛肉の市況が堅調に推移し,これに反して輸入牛肉の市況は軟調を示しているが,この理由は,主に品質差によるものと推定された。(2)自由化後は,これまでよりも品質の良い牛肉が輸入されることが予測され,国産牛肉市場をこれまでよりも強く圧迫すると思われる。(3)その結果,牛肉の生産構造,ことに繁殖経営および酪農経営に及ぼす影響が,これまで以上に強くなると予測された。農業を米と畜産の2つの部門に分けて研究した結果、次の知見を得た。1.米に関する諸政策を米価政策、生産調整政策と輸入政策とに分け、それぞれが農業構造に及ぼす影響について研究した。その結果次の結論を得た。(1)低迷価政策が、農業構造を構成する各階層に及ぼす影響をみると、基幹的労働力を主とする大規模階層に対する影響が強く、規模拡大意欲を阻害する。(2)米の生産調整政策について近年の米需要の減少、単収の増加を前提とした場合、現在の減反面積と期末現在量を持続すると、作柄の豊凶変動によって10年に1回程度の頻度で輸入せざるを得なくなる。(3)米を国内需要量の10%輸入すると、国内雇用量のうち約27万人の失業を生ずることが産業連関分析の結果判明した。2.牛肉の輸入自由化を1年後に控え、輸入枠を大幅に拡大していて、最近は輸入肉の市況は軟調となり、輸入枠を消化しきれない状況にある。また、それにもかかわらず和牛肉の市況は堅調である。これらが農業構造に及ぼす影響を研究し、次の結果を得た。(1)和牛経済の堅調の理由は、国内生産者が輸入牛肉との品質競争において強気になっていることである。(2)この堅調は今後しばらく続くが、ビ-フ・サイクルによって近い将来軟調に転ずると思われる。その際、乳用種牛肉の生産、つまり酪農部門に対して影響を及ぼす。(3)輸入自由化によって、高齢労働力を主とする繁殖経営が一部徹退するなど農業構造への影響が予想されるが、なお今後の研究課題である。ことに北海道,東北,九州などの地域では,75%以上の生産調整を行なわねばならなくなることが判明した。

2.牛肉の輸入自由化を本年4月に控え,その農業構造に及ぼす影響はきわめて大きいと思われるが,自由化直前の牛肉経済の状況を分析した結果,その結論に達した。(1)国産牛肉の市況が堅調に推移し,これに反して輸入牛肉の市況は軟調を示しているが,この理由は,主に品質差によるものと推定された。(2)自由化後は,これまでよりも品質の良い牛肉が輸入されることが予測され,国産牛肉市場をこれまでよりも強く圧迫すると思われる。(3)その結果,牛肉の生産構造,ことに繁殖経営および酪農経営に及ぼす影響が,これまで以上に強くなると予測された。
中小企業の海外市場参入プロセスにおける従業員の企業家行動の促進・阻害要因と自律性

本研究の核となる問いは「なぜ、ある中小企業は海外市場参入を実現し、海外売上を拡大できるのか」である。この問いに関して、中小企業の海外市場参入と従業員の企業家活動の関係を、「職務上の自律性」を分析視点としながら、ケーススタディによる定性研究およびアンケートによる定量研究から明らかにしていく。また、本研究の問題意識と分析対象をより鮮明にするために、中小企業の比較として、大企業(特に家族企業)も適宜、調査対象とする。その上で、中小企業が公的機関を円滑に活用し、海外市場参入を実現し、拡大するのに必要な組織構築のロール・モデルを提示することを研究上の目標とする。
黄色ブドウ球菌の宿主相互作用因子のカイコ感染モデルを用いた網羅的同定と機能解析

カイコ殺傷能力が低下する変異株として同定した黄色ブドウ球菌cvfA遺伝子欠損株では、病原性の制御遺伝子であるagrの転写産物量が低下している。このagrの転写産物量の低下がカイコに対する殺傷能力の低下を導くかを知る目的で、agr遺伝子欠損株のカイコ殺傷能力を検討した。agr遺伝子欠損株を注射したカイコは親株よりも死亡する時期が遅れた。またこの死亡時期はcvfA遺伝子欠損株を注射したカイコが死亡する時期よりも早かった。さらにagr遺伝子とcvfA遺伝子の二重欠損株を注射したカイコが死亡する時期は、agr遺伝子欠損株を注射したカイコが死亡する時期よりも遅れた。このことから、cvfA遺伝子はagr遺伝子依存、及び非依存の両方の経路でカイコ殺傷能力に寄与すると考えられる。CvfAの機能を予測する目的で、CvfAのアミノ酸配列上に既存のモチーフが存在するかをデータベースを用いて検討した。CvfAのN末端には膜貫通ドメインが一つ存在した。中間領域にはRNA結合活性を持つKHドメイン、及び金属依存リン酸加水分解活性を持つHDドメインが存在した。KHドメイン及びHDドメインがCvfAの機能に重要な役割を持つかを知るために、これらのモチーフの活性に必要だと報告のあるアミノ酸に部位特異的変異を導入した。変異cvfA遺伝子を形質転換したcvfA遺伝子欠損株における溶血毒素及びヌクレアーゼの活性は、正常cvfA遺伝子を導入した株よりも低下していた。さらに変異cvfA遺伝子を形質転換した株のカイコ殺傷能力は、正常cvfA遺伝子を導入した株よりも低下していた。よって、CvfAの機能にKHドメイン及びHDドメインが重要であると考えられる。今後、これらのドメインの標的物質を同定することが重要な課題である。黄色ブドウ球菌のゲノムプロジェクトから、黄色ブドウ球菌染色体上には細菌間で保存された機能未知の遺伝子が589個存在することが明かとなった。これらの遺伝子をプラスミドの挿入により破壊し、その結果、カイコ殺傷能力が減少するか否かを検討した。126個の機能未知遺伝子についてターゲティングプラスミドを作成し、黄色ブドウ球菌への形質転換を行った。その結果、100株の遺伝子欠損候補株を得た。これらの株のカイコ殺傷能力を検討したところ、3株のカイコ殺傷能力が著しく減少した。3株の染色体の構造を確認したところ、それぞれ目的の遺伝子が破壊されていた。これらの遺伝子をcvrA, cvrB, cvrC (conserved virulence regulator)と名付けた。次に、3株のマウス殺傷能力を検討したところ、マウス殺傷能力も減少していた。これらの結果は、cvrA, cvrB, cvrC遺伝子が黄色ブドウ球菌の病原性発揮に必要であることを示している。これらの遺伝子破壊株の病原性低下の機構を知る目的で、alpha-toxin, beta-toxin, gamma-toxin, deoxyribonucleaseの産生量を検討した。その結果、cvrA遺伝子破壊株では、これら全ての産生量が低下し、cvrB, cvrC遺伝子破壊株ではdeoxyribonuclease以外の産生量が低下していた。このことから、これらの遺伝子が病原性発揮の上流で機能し、病原性発揮の実行因子である毒素類の発現を制御していることが考えられる。カイコ殺傷能力が低下する変異株として同定した黄色ブドウ球菌cvfA、cvfB遺伝子欠損株においては、細胞外毒素産生量が低下する。黄色ブドウ球菌においては、細胞外毒素産生は病原性制御因子であるAgrにより正に制御されていることが知られている。cvfA、cvfB遺伝子が黄色ブドウ球菌の病原性制御遺伝子であるagrの発現に関与するか否かを検討した。cvfA、cvfB遺伝子欠損株においては、agrの転写産物量が低下していた。さらにその低下は、cvfA、cvfB遺伝子の導入により相補きれた。よって、cvfA、cvfB遺伝子は黄色ブドウ球菌においてagrを介して細胞外毒素産生に関与することが示唆された。cvfA、cvfB遺伝子は、A群連鎖球菌、リステリア菌、ウェルシュ菌など様々な病原性細菌で保存されている。他の病原性細菌においてもcvfA、cvfB遺伝子が病原性に関与するかを知るためにA群連鎖球菌のcvfA、cvfB欠損株を作成した。A群連鎖球菌cvfA、cvfB欠損株においては溶血毒素、ストレプトキナーゼの産生量が低下していた。また、A群連鎖球菌cvfA欠損株においては、カイコ及びマウス殺傷能力も低下していた。これらの結果はcvfA、cvfB遺伝子の毒素産生に関与する病原性遺伝子としての機能が病原性細菌間で保存されていることを示唆している。カイコ感染モデルは様々な病原性細菌の新規病原性遺伝子をスクリーニングする上で有用であることが示唆された。

このことから、cvfA遺伝子はagr遺伝子依存、及び非依存の両方の経路でカイコ殺傷能力に寄与すると考えられる。CvfAの機能を予測する目的で、CvfAのアミノ酸配列上に既存のモチーフが存在するかをデータベースを用いて検討した。CvfAのN末端には膜貫通ドメインが一つ存在した。中間領域にはRNA結合活性を持つKHドメイン、及び金属依存リン酸加水分解活性を持つHDドメインが存在した。KHドメイン及びHDドメインがCvfAの機能に重要な役割を持つかを知るために、これらのモチーフの活性に必要だと報告のあるアミノ酸に部位特異的変異を導入した。変異cvfA遺伝子を形質転換したcvfA遺伝子欠損株における溶血毒素及びヌクレアーゼの活性は、正常cvfA遺伝子を導入した株よりも低下していた。さらに変異cvfA遺伝子を形質転換した株のカイコ殺傷能力は、正常cvfA遺伝子を導入した株よりも低下していた。よって、CvfAの機能にKHドメイン及びHDドメインが重要であると考えられる。今後、これらのドメインの標的物質を同定することが重要な課題である。
全液体コロイド結晶の創製と超長寿命励起分子科学への展開

磁性コロイド複合粒子の作成と磁場による構造色の制御;ゾル-ゲル法を用いて、強磁性体微粒子を作成し、さらに、その微粒子をシリカで包んだ強磁性体-シリカ複合粒子(Core-Shell particle)を作成した。その強磁性複合粒子を用いて、3次元-コロイド結晶を組み上げ、その結晶の磁場応答性を検証した。極限まで脱塩された水に、単分散のコロイド粒子を分散させると、コロイド粒子は、表面電荷の静電反発力により、互いを退けあい、粘性により運動量を失いつつ、次第にエネルギー的に最も安定な3次元の格子点を占め、コロイド結晶を組み上げた。合成した強磁性複合粒子(γ-Fe_2O_3-SiO_2 Core-Shell particle)を超純に分散させ、角度分解可能な反射スペクトル測定装置で、光入射角の関数としてコロイド結晶の反射スペクトルを測定した。磁性を持ったコアシェル粒子のコロイド結晶に際しては、入射角および磁場の関数として、反射スペクトルを測定し、結晶格子の磁気変形の素性を明らかにした。シリカコロイド結晶中での励起状態化学;粒径100nmのシリカ粒子でコロイ結晶を組み、チオフェンオリゴマーあるいはローダミンBを溶液中にとかして、蛍光寿命を測定した。測定には、フェムト秒チタンサファイヤレーザーの第2高調波を用いて、和周波発生法により光学遅延時間の関数として蛍光強度を測定した。残念ながら、雑音の範囲を越えた有意な寿命の増加は見られなかった。この事は、シリカと水の屈折率差が少なく完全な光禁制帯が得られていないことを意味する。この不具合を克服するために、より屈折率の大きな2酸化チタンを用いて単分散粒子を合成し、コロイド結晶化する方向と、粒径分布を広げて結晶構造に乱れを導入し、擬バンドを作成する方法の2つの視点から問題の解決を図っている。無重力環境を利用して、単分散液体3次元コロイド結晶を作り、本系を液体光子結晶として機能させる。この液体光子結晶中に、芳香族分子を溶かしこれをレーザー光で光照射して、その光励起状態からの化学反応を研究する。光吸収分子として、吸収極大波長と発光極大波長の大きく離れたベタインのような、ストークス・シフトの大きな分子を用いる。この時、コロイド粒子の大きさと粒子間隔を制御して、光励起分子の発光波長と光子結晶の禁制帯とを一致させると、発光に対応する輻射が光結晶中で存在できないために、励起分子の輻射失活の過程が完全に抑制される。このため、通常10^<-9>秒程度しか寿命のない光励起状態分子を1秒程度活かすことができる。この超長寿命励起状態分子の関わる未開な光化学反応を解明することを研究の目的とする。本実験を進めるためには、24時間持続する疑似無重力環境を確保し、かつ、何時でもこの環境が利用可能であることが必須である。この目的のために、申請者等は、勾配磁場を用いた疑似無重力環境を利用した。磁場強度の空間分布が鉛直方向で変化するとき、物質はその磁気的性質(磁気感受率をxとして)に応じてxB_z・∂B_z/∂zの力を磁場から受ける。これと、重力とを釣り合わせると勾配磁場中に疑似無重力を発生させることができた。本方法により、水相に常磁性金属イオンを溶かし、油相に反磁性有機分子を溶かして、磁気アルキメデス効果を利用して勾配磁場中で本研究に適した疑似無重力環境を作り上げる。