hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環太平洋地域新生界の対比と編年

本研究の目的は南米太平洋側のコロンビア,エクアドル,ペルー,チリ, 4ヵ国の新生代主要海成層を浮遊性微化石を使う新しい手法によって,それらの精度の高い年代を明らかにし,環太平洋地域新生界の対比と編年を完成させようとするもので,特に,太平洋をへだてた反対側に位置する日本と南米の地史を比較検討しようとするものである.そのため,今年度は昨年度(1986)の本調査で得られた試料について,浮遊性有孔虫,ナンノプランクトン,珪藻の各分類群による解析をおこない,主要海成層の地質年代を決定し,対比を試みた.その結果得られた主な成果について述べる.1.南米で古くからよく知られたいくつかの貝化石層であるコロンビアのTubara層は鮮新世(N.21),エクアドルのPta.Gordaの含貝化石層は鮮新世(N.21),Canoa層は更新世(N.22),チリのCuebrada Blanca層は鮮新世(N.21)であることが明らかとなった.2.これまで始新世とされたコロンビアのToluviejo層は前期漸新世(P.17ー20),エクアドルのSan Mateo層はおそらく初期中新世(N.4ー5),ペルーのChira層とParacas層は後期始新世(P.14ー17とP.13)となることが明らかとなった.3.中期中新世初頭(N.8層準)の海成層はエクアドルのエスメラルダス川沿い, San VicenteのDos Bocas層, JaramijoやPta.Canoa Tosagua層,チリのCaleta Herradura deMejillones海岸の地層, Tongoy海岸のEL Rinconの地層等として広く分布し,南米でも暖流系の生物を豊富に含んでいる.これは日本や環太平洋地域に共通する.4.典型的な珪藻土層ダイアトマイトはチリでは鮮新世(N19ー21)にかぎられるが,ペルーでは中期中新世以降に広く厚く発達していることが明らかとなった.日本では中期中新世に発達する.以上の成果は,研究の次の段階である太平洋地域新第三紀地質学的事件の時間空間的分布の解明にとって重要な基礎をあたえるものである.本研究の目的は南米太平洋側のコロンビア,エクアドル,ペルー,チリ, 4ヵ国の新生代主要海成層を浮遊性微化石を使う新しい手法によって,それらの精度の高い年代を明らかにし,環太平洋地域新生界の対比と編年を完成させようとするもので,特に,太平洋をへだてた反対側に位置する日本と南米の地史を比較検討しようとするものである.そのため,今年度は昨年度(1986)の本調査で得られた試料について,浮遊性有孔虫,ナンノプランクトン,珪藻の各分類群による解析をおこない,主要海成層の地質年代を決定し,対比を試みた.その結果得られた主な成果について述べる.1.南米で古くからよく知られたいくつかの貝化石層であるコロンビアのTubara層は鮮新世(N.21),エクアドルのPta.Gordaの含貝化石層は鮮新世(N.21),Canoa層は更新世(N.22),チリのCuebrada Blanca層は鮮新世(N.21)であることが明らかとなった.2.これまで始新世とされたコロンビアのToluviejo層は前期漸新世(P.17ー20),エクアドルのSan Mateo層はおそらく初期中新世(N.4ー5),ペルーのChira層とParacas層は後期始新世(P.14ー17とP.13)となることが明らかとなった.3.中期中新世初頭(N.8層準)の海成層はエクアドルのエスメラルダス川沿い, San VicenteのDos Bocas層, JaramijoやPta.Canoa Tosagua層,チリのCaleta Herradura deMejillones海岸の地層, Tongoy海岸のEL Rinconの地層等として広く分布し,南米でも暖流系の生物を豊富に含んでいる.これは日本や環太平洋地域に共通する.4.典型的な珪藻土層ダイアトマイトはチリでは鮮新世(N19ー21)にかぎられるが,ペルーでは中期中新世以降に広く厚く発達していることが明らかとなった.日本では中期中新世に発達する.以上の成果は,研究の次の段階である太平洋地域新第三紀地質学的事件の時間空間的分布の解明にとって重要な基礎をあたえるものである.
学術研究支援のための超高速情報通信網の研究開発

大学構内に整備が進行している学内LANには、百メガビット/秒の速度の伝送方方式を採用しているが、今後の学術研究の基盤となる情報通信網の整備に当たっては、ス-パコンピュータに対する超高速なインタフェースや超高速画像処理装置等をも統一的に制御するネットワーク方式を開発し、これにより新たな学術情報ネットワークを実現することが要請されている。このために平成5年度は、超高速通信網を実現する有望な方式として注目しているATM(非同期伝送モード)の運用を実証するATM装置の導入と試作を実施した。平成6年度から実験を開始するATM実証網に採用する伝送速度は156メガb/sを想定しているが、この速度の回線は未だ実運用に供されておらず、回線制御のための装置を新たに今年度試作している。また、回線の稼働状況や品質等を監視するための機能を実現するために、新たな監視仕様を策定し、ソフトウェアの試作を行っている。一方、今年度導入したATM装置は、内部にワークステーションを内在し、柔軟かつ多様な実証項目の設定を可能としている。次年度の実証は、ATM網の実験基盤を確認することから開始するが、このためには超高速の情報通信が混在する状況で、通信相互間の干渉を避け、所定の伝送品質を確保しなければならない。このための基本方式である付加制御並びに品質制御方式の確定を行った。更に、超高速応用を実行するシステムが採用する高能率プロトコルであるレート制御の実現方式の解析を実施し、多様な応用に対する適用を検討した。以上は共に次年度の実証に引き継がれる。加えて、実証網に於いて平成7年度以降に実験を予定している分散処理応用のために、超高速応用のネットワークスケジューリング方式の検討も開始している。
巨大チオラート配位子の開発と遷移金属硫黄錯体の新展開

本研究計画にある巨大アルカンチオールとしてHSC(SiMe_3)_3(=HSTsi)をまず高純度で合成し,そのリチウム塩を得た。このLiSTsiとジルコニウム,鉄,ニッケル,ランタニドの塩化物との反応を行ない,以下の多くの新錯体の単離,構造決定に成功した。1)一般にチオラートのリチウム塩はTHF等の極性溶媒にのみ可溶であるが,LiSTsiはヘキサンにも易溶な結晶として得られる。Li_4(STsi)_4の組成を持ち,キュバン型Li_4S_4骨格構造を有する。各リチウムはキュバン骨格の外側に配位子をもたず,極度の配位不飽和状態になっている。2)LiSTsiとZrCl_4との反応より,Zr(STsi)_3Clを単離した。Zrまわりはほぼ正四面体構造をとり,かなり混みあっている。そのため,過剰のLiSTsiを加えても塩素原子はチオラートと置換しない。一方,YbCl_3との反応をtmeda共存下で行なうと,チオラート塩の付加体に相当するYb(STsi)Cl_3(tmeda)Li(tmeda)が生成した。3)LiSTsiと[Fe_4S_4Cl_4]^<2->およびFe(OEP)Clとの反応からは,金属酵素モデルとして興味深い鉄イオウクラスター[Fe_4S_4(STsi)_4]^<2->と鉄ポルフィリン錯体Fe(OEP)(STsi)が得られた。かさ高いチオラートが配位することにより,これらの錯体は溶液中でもかなり安定化されている。
ハイブリッド構造を有する抗生物質ガティンギマイシンの全合成研究

生合成起源が異種の部分骨格が混在した構造を有する化合物(ハイブリッド分子)を合成する場合、既存の手法では矛盾する場合がしばしばあり、合成上多くの制限を受けた。これを解決するため、私はハイブリッド分子の合成を通して新しい視点に立ち、(i)狙った部位のみを特異的に高活性化する手法や、(ii)他の官能基に全く影響を及ぼさない官能基特異的な新反応の開発を目標とした。その結果、次のような成果を得ることが出来た。(1)ビフェニル骨格の特性を利用した新規なσ-キノール合成法を開発した。このキノールに対して、適切な官能基化を行うと、求核剤の付加と同時に芳香化が進行し、置換ビアリール骨格が形成されることを見いだした。様々な位置選択的な官能基化を達成し、また適切なジエンを作用するだけで、簡便にナフタレンへと環を伸長できることを見いだした。(2)光学活性なBINOLに対して(1)の手法を適用させることで、従来までの手法では困難だったC4位の官能基化を、光学純度を損なうこと無く達成した。(3)アントロンC-グリコシド構造を有するカシアロインの全合成を達成し、その立体化学を解明した。この合成戦略は、イソオキサゾール含有四環性骨格をアントラキノン等価体として用いるというものであり、その結果Cs対称性の高いアントロン部に対する、糖の立体選択的な導入を達成した。こうして得られた骨格は強力な塩基を作用させるだけで分子内Red-Ox反応を引き起こして、一挙にアントロン骨格に変換できることを見いだした。またこうして確立した手法を用いてC10位エピマーを合成したところ、そのエピマーは天然物に微量存在していることが分かった。(4)安定ニトリルオキシドに対してベンザインを作用させることで、天然物合成に有用なイソオキサゾール含有骨格を構築できることを見いだした。これは部分的に酸化可能な芳香族ユニットを有しており、適切な酸化剤によってキノンモノアセタールへと変換できることがわかった。また、分子内ベンゾイン生成反応によって、イソオキサゾールを含むα-ケトールへと誘導した。こうして得た骨格は、部分的に芳香化していない天然物(テトラサイクリンやテトラセノマイシン)の合成中間体として、非常に有用である。以上、高エネルギー状態の出発物質を用いることで、触媒や活性化剤を用いなくとも、分子変換可能な合成経路を確立した。(1)ビフェニル骨格の特性を利用した新規なo-キノール合成法を開発した。このキノールに対し適切なジエンを作用するだけで、簡便にナフタレンへと伸長できることを見いだした。(2)7,8-Dioxy-7-arylbenzocyclobuteneに対し、今回開発したPhI(OMs)_2とヨウ素の混合物を作用させると対応するアントロン骨格を構築できることを見いだした。(3)安定ニトリルオキシドに対してベンザインを作用させることで、天然物合成に有用なイソオキサゾール含有骨格を構築できることを見いだした。(4)イソオキサゾール含有四環性骨格の分子内Red-Ox反応を見いだした。すなわち、この骨格に対して、過剰量のLDAを作用させるだけで、イソオキサゾールのベンジル位の引き抜きから始まるドミノ反応によって、アントロン骨格へと変換可能であることがわかった。この方法論はベンジル基を保護基に有している時も効果的に機能するため、周辺官能基の非破壊的な合成方法論であることを実証した。以上、秀れた活性化剤の開発に加え、高エネルギー状態の出発物質を用いることで、触媒や活性化剤を用いなくとも、分子変換可能な合成経路を確立した。

(2)光学活性なBINOLに対して(1)の手法を適用させることで、従来までの手法では困難だったC4位の官能基化を、光学純度を損なうこと無く達成した。(3)アントロンC-グリコシド構造を有するカシアロインの全合成を達成し、その立体化学を解明した。この合成戦略は、イソオキサゾール含有四環性骨格をアントラキノン等価体として用いるというものであり、その結果Cs対称性の高いアントロン部に対する、糖の立体選択的な導入を達成した。こうして得られた骨格は強力な塩基を作用させるだけで分子内Red-Ox反応を引き起こして、一挙にアントロン骨格に変換できることを見いだした。またこうして確立した手法を用いてC10位エピマーを合成したところ、そのエピマーは天然物に微量存在していることが分かった。(4)安定ニトリルオキシドに対してベンザインを作用させることで、天然物合成に有用なイソオキサゾール含有骨格を構築できることを見いだした。これは部分的に酸化可能な芳香族ユニットを有しており、適切な酸化剤によってキノンモノアセタールへと変換できることがわかった。また、分子内ベンゾイン生成反応によって、イソオキサゾールを含むα-ケトールへと誘導した。こうして得た骨格は、部分的に芳香化していない天然物(テトラサイクリンやテトラセノマイシン)の合成中間体として、非常に有用である。以上、高エネルギー状態の出発物質を用いることで、触媒や活性化剤を用いなくとも、分子変換可能な合成経路を確立した。
過疎社会における高齢者の日常生活上の困難とその緩和策に関する実証的研究-長野市近郊の山村におけるケース・スタディー

老年人口係数が30%を越す地域で暮らす高齢者を対象に、その日常生活の実態と問題点を明らかにし、超高齢化に対応できる社会システムの構築に必要な基礎資料を求めることが本研究の目的である。平成8年度は、過疎山村に住む独居高齢者の日常生活において不便ないし困難と感じることの実態と、離村している子どもの親に対する意識や親との係わり等について面接調査を実施した。平成9年度は、過疎山村に住む独居高齢者108名と非独居高齢世帯241名の、離村している子ども達全員を対象に質問紙調査を実施した。内容は、村に戻る予定、所有する田畑への意識、今後の農業継続の意志、親への援助等である。回収率は34.3%である。将来、村に戻る予定の者は僅か21.7%である。所有する田畑については、村に戻る予定がない者でも、「貸す」・「売る」ことには慎重であり、過疎地の農地の荒廃化傾向は今後も進行することが予想された。子どもによる親への援助は、農作業や買い物、掃除等の手伝い、生活費の補助等などであった。また近所の人や親の兄弟親戚等による援助もあり、これらによって高齢者だけでの生活が成り立っていた。要望として、村内に老人ホームの建設を望む声が多かった。これは慣れた地域に住み続けたいという高齢者の気持ちと、そうれあれば安心という子どもの気持ちの反映である。またそうした施設がないために、病気や怪我がもとで日常生活を自立して営むことが困難になると、離れて住む子どもの家に行って世話を受けることになり、その結果、高齢者が自殺する例すらある現実への不安の表現である。したがって、家族の介護者がいない、あるいは得にくい高齢者も、住み慣れた自宅ないし地域でより長く生活できるように新しく「高齢者在宅支援サービス」の充実が急務と考えられる。我々も今後は、この新しいサービスシステムの設計指針を求めて、研究を続けていく予定である。老年人口係数が現在既に30%を越えている地域で暮らす高齢者の日常生活の実態とその問題点とを実証的に明らかにし、日本全体の超高齢社会に備えて、社会システムを再編成する上で効果的な対応策を検討するために必要な基礎資料を求めることを目的として本研究を実施した。平成8年度は、過疎山村に住む独居高齢者の日常生活において不便ないし困難と感じていることの実態、これらの高齢者と離れて暮らす子どもの親に対する意識および親の生活実態に関する認識状況などについて面接調査を実施した。独居高齢者の健康状態や生活状況の変化等に関しては、中条村の6名について調査を実施した。その結果、加齡とともに体力や健康状態の低下が見られ、布団の上げ下げや入浴・用便等の日常動作の中にも不便を感じることが増えていた。特に農作業においては変化が大きく、栽培作物の軽量化および栽培面積の縮小あるいは農地の荒廃化などが見られた。子どもに対しては、家や農業の後継者として期待はしているが、実現は困難と諦めている人が多い。一方、独居高齢者の子どもに関しては、居住地は長野市、東京都、埼玉県等であったが、なんらかの形で親の身の回りのことや農作業を手伝ったりしており、このことが高齢者の独居を継続可能なものにしていると考えられた。その関わり方は多様で、毎日電話をしたり毎週末に帰郷している者もいれば、年に数回は帰郷する者もいる。しかし中には比較的近くに住んでいてもほとんど親との関わりを持たない子どももいて、そうした場合は地域の住民のボランティア的活動で高齢者の生活が支えられていた。

現在これらの面接調査の結果をもとに質問紙を作成し予備調査を実施している。この結果を踏まえて平成9年度は対象者を増やして調査を実施し、独居高齢者とその家族にとって適切な支援や有効な社会的整備を考える基礎資料を得る予定である。老年人口係数が30%を越す地域で暮らす高齢者を対象に、その日常生活の実態と問題点を明らかにし、超高齢化に対応できる社会システムの構築に必要な基礎資料を求めることが本研究の目的である。平成9年度は主として質問紙調査を中心に実施した.調査対象は長野県の過疎山村A村に住む独居高齢者108名、高齢者夫婦241名の後継者である子ども達で、離村している全員に配布した.質問内容は、村に戻る予定、所有する田畑への意識、今後の農業継続の意志、親への援助等である.回収率は34.4%で、主な結果は次の通りであった.将来、村に戻る予定の者は僅か21.7%しかいなかった.一方、所有する田畑については、村に戻る予定がない者でも、たとえ荒れても他人に貸したり売ったりすることには慎重な様子で、過疎地の農地の荒廃化傾向は今後もますます進行することが予想される.親への援助に関しては、農作業や買い物、掃除等の手伝い、生活費の補助等など、ほとんどの人が何等かの援助を行なっていた.また、子ども以外にも、近所の人や親の兄弟親戚等が援助しており、これらの援助があるために高齢者だけでの生活が成り立っていると言える.今後の要望としては、村内に老人ホームの建設を望む声が多かった.これは慣れた地域に住み続けたいという高齢者の気持ちと、そうであれば安心という子どもの気持ちの反映である.またそうした施設がないために、病気や怪我がもとで日常生活を自立して営むことが困難になると、離れて住む子どもの家に行って世話を受けることになり、その結果、高齢者が自殺する例すらある現実への不安の表現である.したがって、家族の介護者がいない、あるいは得にくい高齢者も、住み慣れた自宅ないし地域でより長く生活できるように新しく「高齢者在宅支援サービス」の充実が急務と考えられる.我々も今後は、この新しいサービスシステムの設計指針を求めて、研究を続けていく予定である.
ＰＤＣＡサイクルの学習を支援する初心者向け統合プログラミング環境の開発と評価

本研究は,創造性教育の実践におけるプログラミング支援環境の質的向上を目的として実施された.具体的な成果としては,これまでの教育実践に関する調査・分析に基づいて実践した以下の5点である.(1)授業デザインの改善(2)新たなモデリングツールの開発・授業への導入(3)プログラミング支援環境の実装(4)授業サポート支援ツールの開発・授業への導入(5) (1)(4)の実践に関する評価・分析これらの実践から得られた具体的成果,関連する知見に関しては,24件の論文,18件の研究発表によって報告された.平成26年度は,まず分析フェーズとして,分析のためのデータ収集を実施した.第一に,ソフトウェア開発の熟達者6名に対して,アイデアをモデル化する方法,デバッグ等における問題点の改善方法等について,インタビューを行った.この熟達者から得られた情報を整理して,構築する統合プログラミング環境の機能設計に反映させる予定である.第二に,ソフトウェア開発の初心者に関するデータ収集を実施した.具体的には,中部大学1年生が前期に受講する「創成A」,および,後期に受講する「創成B」の演習型授業の受講者を対象とした.被験者となる学生は,「創成A」を半年間受講後,ほぼ全員が「創成B」を続けて半年間受講しており,その数は約120名である.調査は,PAD課題を用いて,「与えられた課題を学生がどのようにPADへ展開して行くのか」,「正解に至る学生と正解が導けない学生の違いは何か」等の問題解決プロセスを把握することを主な目的として行った.「創成A」,「創成B」の両方の授業において,ほぼ同様の課題を課すことにより,学生個々の時系列によるプロセスの変化についても分析を実施した.以上の調査から,正解に至らない学生について,「どのような間違いをするのか」,「その間違いをする要因が何か」について,一定の傾向が確認された.この分析結果は,平成27年度の授業方法の改善へ反映させ,開発するシステムの機能設計の参考とする予定である.上述した分析フェーズと並行して予定していた開発フェーズについては,開発環境,開発機器の選定の検討を行って,現状で適切と考えられる開発マシンを購入した.平成27年度は,分析フェーズ,開発フェーズ,実践フェーズについて進めた.分析フェーズについては,1モデリングツールとしてPADの導入に関する効果2授業デザインとPDCAサイクル学習との関係3授業デザインと社会的スキル学習との関係,の3点について,データを収集して,分析,評価を行った.1については,PADの理解度とプログラミングの理解度に具体的な関連が確認された.また,PAD課題について,不正解の内容についての詳細な分析から指導の際の方向性が確認され,さらに,今後のツールの開発のための有用な知見が得られた.2については,前年度の分析結果から,現状の授業デザインが,プログラミングのメタ段階として重要であるモデリングの理解のために適したデザインでないことが確認された.そこで,平成27年度の対象授業では,新たな授業デザインを取り入れて実践した.そして,学習者によるアンケートデータをマイニングした結果からその効果が確認された.3については,社会的スキルの学習行動への影響に関するこれまで分析は,実践結果からの分析,評価であった.平成27年度の対象授業では,本研究の知見を反映させた授業デザインに変更した.具体的には,2名一組で行う学習に関して,これまでの知見に基づいて2名の組み合わせを決定した.現在,この新たな組み合わせによる社会的スキル,および,学習行動へ影響について分析中である.開発フェーズについては,プログラミング支援環境のベースとなる,システム管理用データベース,および,学習履歴管理活用データベースの実装を行って,テストデータによる試行を進めた.実践フェーズについては,一部前述したように,目標とするプログラミング支援環境に適した授業デザインを開発して実践を行った.開発フェーズのうち,ツールの開発が若干遅れている.一方,実践フェーズにおける新たな授業デザインの提案については予定より進んでいるといえる.平成28年度は,開発フェーズ,実践フェーズを中心に進めた.前年度の分析結果から,モデリングツールとしてPADの導入効果が確認されたので,PAD作成支援ツールの開発を進めた.そして,秋学期に実施した授業の実践において,この開発したツールの導入効果の評価が行われた.ツールを導入した学習者のPAD課題の解答の分析結果からは,ツール導入前に存在した単純な記述ミスによる不正解は,ツールの導入によって明らかに減少して,ツール導入の効果は確認された.一方,ツールに関しての学習者によるアンケート評価では,特に操作性に関する回答において高い評価を得ることができなかった.これは,一部プログラムの不具合が評価結果に影響したためと確認された.また本研究では,現在手作業で行っているPAD課題の解答に対する評価について,この開発ツールの「評価機能」として,追加実装する予定である.この機能に必要となる評価基準について,平成27年度,28年度の手作業における評価基準を基に,ツールに実装する基準の提案を進めた.一方,授業デザインとPDCAサイクルの学習との関係,授業デザインと社会的スキル学習との関係については,すでに一定の効果が確認されているので,前年度の授業デザインを踏襲した実践となっている.さらに,プログラミング支援環境のベースとなる,システム管理用データベース,および,学習履歴管理用データベースについて,実際の導入環境(oracleDBMS)による実装を進めた.以上の結果から,現在は,開発ツールの問題点の改善と,追加する「評価機能」の設計を進めている.開発ツールの導入評価から,問題点が確認されて改善を進めている.この,改善の評価が,平成29年度秋学期の実践による評価を必要とするため,1年間の期間延長となった.本研究の成果については,順調に対外的な発表を行っている.

平成28年度までに,本提案の統合プログラミング環境を導入した授業デザインに関しての効果は確認されており,引き続き実践を進めている.一方,PAD作成支援ツールの導入について,ツールの一部不具合により十分な導入効果が確認されず改善の必要があった.また,環境の機能の一部のシステム化が不十分であった.平成29年度においては,修正したPAD作成支援ツールの導入による実践を評価した.紙媒体を対象とした解答データとPAD作成支援機能で作成された解答データの比較結果から,正解の学生が増加し,要素の間違いが減少していることが確認された.よって,本ツールを導入した結果,従来の教育方法よりもPADの記述方法を習得することが容易になったことが確認された.さらに,本研究で提案したペアプログラミングにおけるペアの組み合わせについて分析を行い,講義の理解度を上げる(競技得点高得点者を増加させる)アプローチとして,(1)プログラミングスキルの差の小さいペアを多く組ませるべき,(2)プログラミングスキルの差が大きいペアの組み合わせはさけるべきである,との2点が確認された.また,新たな機能のシステム化として,(1)手作業で行われていた学習者の作成したPAD課題の評価の自動化,(2)Q&Aデータベースシステムの構築,(3)協同学習において学習効果の高いペアを自動決定する「授業サポートツール:ペアプロ!」の開発,が行われた.以上,開発フェーズ,分析フェーズ,実践フェーズ,改善フェーズの各取り組みが効果的に連携して進み,統合プログラミング環境としての成果が得られたといえる.本研究は,創造性教育の実践におけるプログラミング支援環境の質的向上を目的として実施された.具体的な成果としては,これまでの教育実践に関する調査・分析に基づいて実践した以下の5点である.(1)授業デザインの改善(2)新たなモデリングツールの開発・授業への導入(3)プログラミング支援環境の実装(4)授業サポート支援ツールの開発・授業への導入(5) (1)(4)の実践に関する評価・分析
Fイオン存在下に水熱合成したゼオライト膜の創製

ゼオライト膜の合成において、Fイオンを用いたゲル組成で構造規定剤を用いずにゼオライトを水熱合成できることを見出し、高温での構造規定剤焼成除去プロセスなしで、ゼオライト膜を作製できることを実証した。用いたFイオン源としては、フッ化ナトリウムのほかに、フッ化アンモニウム、フッ化カリウムなどである。作製膜の構造を、XRD、SEM等で確認するとともに、気体透過性及び浸透気化分離性能を評価できた。作製したゼオライト膜(MFI(ZSM-5)、MOR、RHOおよびAEI)は、安定した気体分離性(たとえば二酸化炭素選択透過性)または水/アルコールでの安定した水選択透過性を示した。ゼオライト結晶骨格にSi成分が多く耐酸性のあるゼオライト膜の合成には高価な構造規定剤を用いる方法が一般的であったが、今年度、我々はMFI(ZSM-5)およびRHOゼオライトの合成において、Fイオンを用いたゲル組成で構造規定剤を用いずにゼオライトを水熱合成できることを見出し、高温での構造規定剤焼成除去プロセスなしで、ゼオライト膜を作製できることを実証した。用いたFイオン源としては、予備試験で検討したフッ化ナトリウムのほかに、フッ化アンモニウム、フッ化カリウムなどである。ゲル組成の各SiおよびAl成分濃度、フッ化物濃度、水分濃度を変化させて原料ゲルを作製し、合成温度と合成時間を変えてゼオライトの結晶化を行った。併せてゼオライトの結晶化の機構を明らかにするために、結晶構造、結晶組成の分析を実施した。以上の検討結果をもとに、多孔質アルミナ支持体上にゼオライト膜を製膜した。作成したZSM-5膜とRHO膜は、安定した気体分離性(たとえば水素選択透過性)および水/アルコール系での安定した水選択透過性を示した。特に、ゼオライト膜の構成成分のSi/Al比が約14のZSM-5膜では、膜は高い耐酸性を有していることも明らかになった。次年度はさらにこれらの膜の水熱合成条件を最適化して膜分離性能のさらなる向上を目指すとともに、新規にMORゼオライトの検討をおこなう予定である。Fイオンを用いたゲル組成で構造規定剤を用いずにゼオライト膜を水熱合成する本研究の目的に対して、高温での構造規定剤焼成除去プロセスなしでゼオライト膜を作製できることを実証でき、おおむね研究は順調に進展している。作製膜の構造を、XRD、SEM等で確認するとともに、気体透過性及び浸透気化分離性能を評価でき、作成膜は安定した選択透過性を示した。特に、ゼオライト膜の構成成分のSi/Al比が約14のZSM-5膜では、膜は高い耐酸性を有していることが明らかとなり、本研究の当初の目的の1つである、水選択透過性の耐酸性ゼオライト膜合成の目途を得た。ゼオライト結晶骨格にSi成分が多く耐酸性のあるゼオライト膜の合成には高価な構造規定剤を用いる方法が一般的であったが、昨年度、我々はMFI(ZSM-5)およびRHOゼオライトの合成において、Fイオンを用いたゲル組成で構造規定剤を用いずにゼオライトを水熱合成できることを見出し、高温での構造規定剤焼成除去プロセスなしで、ゼオライト膜を作製できることを実証した。今年度は、MORゼオライト膜の検討を行なった。Fイオン源の検討のほかに、合成ゲル組成における各SiおよびAl成分濃度、フッ化物濃度、水分濃度を変化させて原料ゲルを作製し、合成温度と合成時間を変えて細孔径の異なる多孔質支持体上にゼオライト膜の結晶化を行った。以上の検討結果をもとに、多孔質アルミナ支持体上にMORゼオライト膜等を製膜した。作製した膜の構造を、XRD、SEM等で確認するとともに分離性能を評価できた。作成したゼオライト膜は、安定した水選択透過性を示した。特に、フッ化カリウムを用いて製膜したMORゼオライト膜は高透過高選択性膜であることが明らかになった。次年度はさらに、高性能なMOR膜の構造の詳細について検討するとともに、新規に二酸化炭素分離膜として期待できるCHA膜等について検討を行なう予定である。Fイオンを用いたゲル組成で構造規定剤を用いずにゼオライト膜を水熱合成する本研究の目的に対して、平成27、28年度は、高温での構造規定剤焼成除去プロセスなしで、MFI(ZSM-5)、RHOおよびMORゼオライト膜を作製できること、ならびにそれらの膜が高い分離性能を有することを実証でき、おおむね研究は順調に進展している。RHOゼオライト膜では世界ではじめての合成例として、投稿した論文は日本膜学会から平成28年度の膜誌優秀論文賞を受賞した。従来の実用化している高分子膜に比べて、分子ふるい能による高い選択性や無機膜であることによる耐熱性、耐薬品性等の耐久性の高い新規な分離膜として注目されているゼオライト膜は製膜プロセスが高分子膜に比べて複雑で高コストであるために実用化が遅れている。

本研究で我々は、ゼオライト結晶骨格にSi成分が多く耐酸性のあるゼオライト膜の合成には高価な構造規定剤を用いる方法が一般的であったが、MFI(ZSM-5)、RHOゼオライト、MORゼオライトの製膜において、Fイオンを用いたゲル組成で構造規定在を用いずにゼオライトを水熱合成できることを見出し、高温での構造規定剤焼成除去プロセスなしで、ゼオライト膜を作製できることを実証した。用いたFイオン源としては、フッ化ナトリウムのほかに、フッ化アンモニウム、フッ化カリウムなどである。今年度は二酸化炭素分離膜として期待できる8員環の小細孔径ゼオライトについて検討した。ゲル組成の各SiおよびAl成分濃度、フッ化物濃度、水分濃度を変化させて原料ゲルを作製し、合成温度と合成時間を変えてゼオライトの結晶化を行った。併せてゼオライトの結晶化の機構を明らかにするために、結晶構造、結晶組成の分析を実施した。以上の検討結果をもとに、多孔質アルミナ支持体上にゼオライト膜を製膜した。作製膜の構造を、XRD、SEM等で確認するとともにCO2分離性能を評価できた。作製膜は、これまでの高価な結晶化調整剤をもちいずに製膜でき、高いCO2透過性と選択性をあわせもつゼオライト膜であることが明らかになった。ゼオライト膜の合成において、Fイオンを用いたゲル組成で構造規定剤を用いずにゼオライトを水熱合成できることを見出し、高温での構造規定剤焼成除去プロセスなしで、ゼオライト膜を作製できることを実証した。作製膜の構造を、XRD、SEM等で確認するとともに、気体透過性及び浸透気化分離性能を評価できた。作製したゼオライト膜(MFI(ZSM-5)、MOR、RHOおよびAEI)は、安定した気体分離性(たとえば二酸化炭素選択透過性)または水/アルコールでの安定した水選択透過性を示した。平成27年度の成果を受けて、平成28年度はZSM-5膜とRHO膜の水熱合成条件をさらに詳細に検討し、最適化して膜分離性能のさらなる向上を目指すとともに、バイオエタノール醗酵プロセスや酢酸脱水プロセスで利用可能な耐酸性ゼオライト膜の評価をおこなう。さらに、新規にMORゼオライト膜を多孔質支持体(長さ10cm)表面にF存在下に構造規定剤を用いないで製膜し、原料の種類と組成比、合成温度と時間、種結晶、支持体などの製膜条件を詳細に検討してMOR膜の製膜条件を決定する予定である。平成27、28年度の成果を受けて、平成29年度は高性能なMOR膜の構造についてさらに詳細に検討し、合成条件を最適化するとともに、バイオエタノール醗酵プロセスや酢酸脱水プロセスで利用可能な耐酸性ゼオライト膜の評価をおこなう。さらに、新規に二酸化炭素分離に適用が期待されているCHAゼオライトなどの製膜を多孔質支持体(長さ10cm)表面にF存在下に構造規定剤を用いないで検討する。原料の種類と組成比、合成温度と時間、種結晶、支持体などの製膜条件を詳細に検討して膜の製膜条件の最適化と分離性能を明らかにする予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。化学工学、膜分離29年度が最終年度であるため、記入しない。
ＡＬＳの発症機構解明と治療に向けたＳＯＤ１－Ｄｅｒｌｉｎ－１結合阻害化合物の探索

本研究は、変異型SOD1とDerlin-1の結合を介した小胞体ストレスの誘導によるALS発症メカニズムに基づいてタンパク質間の相互作用を阻害する低分子化合物を見出し、ALS発症機構の解明に向けた研究の更なる発展と、ALS治療薬の開発に繋げることを目指している。これまでに、本学創薬機構が保有する約16万化合物に対する大規模スクリーニングの実施に成功し、19個の候補化合物を得た。中でも最も有望な1化合物に注目し、その市販の構造類似体についての結合阻害効果の検討を行い、引き続いて共同研究による化合物の合成展開を行い、より阻害効率や安定性が良く、細胞毒性が少ない化合物を得るために活性評価を行った。約70種類の新規化合物の創出を経て、細胞膜透過性をもち、細胞毒性が見られず顕著な活性を示す化合物を得ることに成功すると同時に、この構造類縁化合物が結合領域のみ同士のSOD1とDerlin-1の結合を阻害することが分かった。当該年度は、細胞系において活性を示す化合物のALS病態改善効果の検討に向けて、モデルマウスへの投与実験の結果を得た。具体的には、発症前からマウス脳室内へ化合物を持続投与して経過観察し、運動能力テストにより発症時期と生存期間を評価した。結果としてSOD1-Derlin-1結合阻害化合物がALS病態を改善することが明らかとなり、化合物投与群マウスの脊髄中では運動神経細胞数の減少が抑制されていることも分かった。また、上記化合物がSOD1のホモダイマー化や抗酸化活性、Derlin-1の複合体形成に与える影響を検討したところ、SOD1-Derlin-1結合の阻害が見られる条件下で、上記の現象には影響を及ぼさなかった一方で、SOD1-Derlin-1結合に対しては、これまで報告した122種類もの変異型SOD1とDerlin-1の結合をすべて阻害し、化合物の作用の選択性が示された。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、変異型SOD1とDerlin-1の結合を介した小胞体ストレスの誘導によるALS発症メカニズムに基づいている。そしてタンパク質間の相互作用を阻害する低分子化合物を見出し、ALS発症機構の解明に向けた研究の更なる発展と、ALS治療薬の開発に繋げることを目指している。昨年までに、TR-FRETの原理を利用して、洗浄・分離の操作が不要なSOD1-Derlin-1結合評価系を確立することで、結合阻害低分子化合物を獲得するためのハイスループットスクリーニング系を立ち上げ、約1万化合物に対するパイロットスクリーニングを実施した。今年度は、本学創薬オープンイノベーションセンターが保有する約16万化合物に対する大規模スクリーニングの実施に成功した。パイロットスクリーニング、大規模スクリーニングを合わせ、TR-FRETによるアッセイによって得られたポジティブ化合物に対し、別の検出系である共免疫沈降法における結合阻害効果の検証を行うことで、19個の候補化合物を得ている。また、こうして絞り込んだ候補化合物に対し、その構造類似体についての結合阻害効果の検討を行うことで、より阻害効率の良い化合物を見出した。この検討により、化合物の構造と阻害活性の情報が明らかとなり、構造展開による新規化合物の創出につながるデータが得られた。さらに、細胞培養液中への化合物添加により、細胞膜透通性をもち、細胞毒性が見られない化合物が得られていることも確認された。同時に、この化合物が複数種類の変異型SOD1とDerlin-1の結合を阻害することも明らかとなった。今後は、初代運動神経細胞の培養系を用いて、変異型SOD1や他のALS原因遺伝子変異による運動神経細胞死が、結合阻害化合物の添加により抑制されるかを検討し、ALSモデルマウスへの投与実験により症状の緩和・軽減がみられるか検討する予定である。昨年度までに、本学創薬オープンイノベーションセンターが保有する約16万化合物に対する大規模スクリーニングの実施に成功し、19個の候補化合物を得た。そして絞り込んだ候補化合物に対し、その構造類似体についての結合阻害効果の検討を行った。今年度は、共同研究により化合物の合成展開を行い、より阻害効率や膜透過性、安定性、特異性が良く、細胞毒性が少ない化合物を得るために活性評価を行った。約70種類の新規化合物の創出を経て、細胞培養液中への化合物添加により、細胞膜透過性をもち、細胞毒性が見られず顕著な活性を示す化合物を得ることに成功した。同時に、この構造類縁化合物が結合領域のみ同士のSOD1とDerlin-1の結合を阻害することも明らかとなった。細胞系で活性をもつ化合物が得られたことで、実際にALS病態モデルマウスへの化合物投与により、その化合物の病態改善効果の検討を行うことが可能になった。よって、今年度より得られた化合物のin vivo評価のため、ALSマウスにおける化合物投与実験を開始した。また、より詳細な化合物の活性と構造に関する情報が得られたことから、さらに活性の高い化合物の獲得を目指しながら、化合物の活性を保ったままビオチン化修飾を施し、細胞溶解液を用いてpull downすることで、化合物のターゲット及び結合特性を明らかにするための合成展開にも着手した。

本研究は、変異型SOD1とDerlin-1の結合を介した小胞体ストレスの誘導によるALS発症メカニズムに基づいてタンパク質間の相互作用を阻害する低分子化合物を見出し、ALS発症機構の解明に向けた研究の更なる発展と、ALS治療薬の開発に繋げることを目指している。これまでに、本学創薬機構が保有する約16万化合物に対する大規模スクリーニングの実施に成功し、19個の候補化合物を得た。中でも最も有望な1化合物に注目し、その市販の構造類似体についての結合阻害効果の検討を行い、引き続いて共同研究による化合物の合成展開を行い、より阻害効率や安定性が良く、細胞毒性が少ない化合物を得るために活性評価を行った。約70種類の新規化合物の創出を経て、細胞膜透過性をもち、細胞毒性が見られず顕著な活性を示す化合物を得ることに成功すると同時に、この構造類縁化合物が結合領域のみ同士のSOD1とDerlin-1の結合を阻害することが分かった。当該年度は、細胞系において活性を示す化合物のALS病態改善効果の検討に向けて、モデルマウスへの投与実験の結果を得た。具体的には、発症前からマウス脳室内へ化合物を持続投与して経過観察し、運動能力テストにより発症時期と生存期間を評価した。結果としてSOD1-Derlin-1結合阻害化合物がALS病態を改善することが明らかとなり、化合物投与群マウスの脊髄中では運動神経細胞数の減少が抑制されていることも分かった。また、上記化合物がSOD1のホモダイマー化や抗酸化活性、Derlin-1の複合体形成に与える影響を検討したところ、SOD1-Derlin-1結合の阻害が見られる条件下で、上記の現象には影響を及ぼさなかった一方で、SOD1-Derlin-1結合に対しては、これまで報告した122種類もの変異型SOD1とDerlin-1の結合をすべて阻害し、化合物の作用の選択性が示された。大規模スクリーニングにより得られた候補化合物に対し、共同研究により合成展開を行うことで、細胞系においてSOD1-Derlin-1結合阻害活性を示す化合物の獲得に成功し、同時に化合物の活性と構造に関する詳細な情報を得ることができた。細胞系で活性を示す化合物が得られたことにより、ALSモデルマウスへの化合物投与実験を行うことが可能となり、SOD-Derlin-1結合阻害化合物が実際にALS病態改善効果を発揮するかを検討することが可能になった。また、得られた化合物の活性と構造に関するデータは、さらなる化合物の最適化を進めると同時に、ターゲンット分子同定のためのビオチン化修飾を始めとする各種修飾部位の検討するために、大いに役立つ情報となった。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、得られたSOD1-Derlin-1結合阻害化合物がSOD1のホモダイマー化や抗酸化活性、Derlin-1のERAD機能に与える影響を検討するとともに、ビオチン化修飾を始めとする各種修飾を施した化合物の合成・活性評価を行ったのちに、pulldownアッセイによって化合物のターゲット及び結合特性を明らかにする。得られた阻害化合物のターゲットがSOD1であった場合は、化合物とSOD1の共結晶をとることによって、SOD1の構造変化の実態を明らかにする。またDerlin-1がターゲットの場合にも、共結晶化し構造解析を行う。
ゲノム複製開始の制御

プラスミド、ウイルス、細菌、動植物細胞を対象にゲノム複製の開始とその制御の分子機構の解析を行った(計画研究13、公募研究6)。対象にとらわれず、研究のレベル毎に成果をまとめた。1.開始調節の分子機構の解明:開始蛋白とその結合配列との相互作用が開始の頻度と時間決定に重要であることが、プラスミド(山口、犬塚)と枯草菌(小笠原)で明らかになり相互作用の詳細がin vitroで解析された。また開始の微調節に働く、転写(小川)、DNA高次構造(堀内、今本)、クロマチン(石見)の解析を進めた。2.複製開始点の分離同定:自己複製能を持つ配列(ARS)の分離を系統的に行い、新しくマイコプラズマ(宮田)とタバコプラスチドのoriC(武田)、酵母第VI染色体全ARS(吉川)、ヒト染色体のARS(升方)を分離した。またin vitro合成系によるヒト開始点の同定(釣本)、Xenopus染色体上の開始点の分布解明(四宮)のための方法を開発した。3.開始の遺伝因子の探索:真核生物では開始に働く因子は未知である。酵母を材料に変異細胞の解析によって開始に関与する遺伝子を分離しその作用点の解析を進めた(菊地)。4.複製開始の装置の解析:in vitro合成が開発されている大腸菌について複製開始に必須な蛋白複合体の構成と機能を解析した(正井)。研究が遅れている真核生物については前段階として複製の必須構成酵素の解析を酵母(杉野)、ヒト細胞(吉田)で格段に進めた。5.各々の研究は順調に進展し、原核生物については複製開始と調節に関与する分子的実体がほぼ網羅された。今後これらの因子間の相互作用、超複合体の形成と細胞内局在を系統的に研究する道が開けた。真核生物では分離された酵母ARSの染色体複製における役割を中心に哺乳類細胞での開始点の実体を明かにすることが期待できる。
細胞の癌化におけるホスファチジルイノシトール3キナーゼの役割

ホスファチジルイノシトール3キナーゼ(PI3K)の生理的役割について検討した。PI3Kの阻害剤wortmanninをいろいろな場合に作用させてみたところ、とくに破骨細胞で面白い現象が見つかった。破骨細胞はdentine sliceの上で培養すると骨吸収をするようになる。骨吸収をする細胞膜面をruffled borderと呼ぶが、このときwortmanninを作用させると細胞内に液胞のようなものを蓄積し、ruffled borderが形成されない。電子顕微鏡解析その他の結果から、細胞内に蓄積しているものはruffled borderの前駆体と考えられ、その前駆体が細胞膜と融合できないためにruffled borderができないと思われた。以上のことからPI3Kは膜の融合に関係している可能性が示唆された。また、同時に破骨細胞内に形成されるF-アクチンの構造体(ボドソーム)も消失した。このとき、繊維芽細胞内に見られるストレスファイバーは影響を受けなかった。これらのことより、アクチンの重合には精巧な調節機構があり、P13Kはボドソーム形成のために必要であることがわかった。ruffled borderの形成とボドソームの形成の関係については現在検討中である。また、P13Kの85kDサブユニットのうちβタイプに対するモノクローナル抗体を作成した。すでに取得していたαタイプに対するものと組み合わせ、どのような細胞でこれらが発現しているかを検討した。その結果、αタイプのものが少ないか、欠落しているものについてβタイプのものの発現が多い傾向にあり、βタイプのものはαタイプのものを補う役割をしているのではないかと考えられた。その実験の中で、野性型αタイプを発現せず、かわりにdeletion型の変異タンパク質を発現している細胞株を見いだした。その遺伝子の構造についても検討を進めている。
光子対の量子相関を用いた高感度光計測法の開発

本研究の目的は光子対の量子相関の高感度計測法への応用である.パラメトリック過程で発生した光子対は古典論では説明できない様々な振舞いを示す.その中でも,光子対の同時性は,光子数の固有状態の生成の有効な手段である.本研究の結果は次の2つにまとめられる.1.光子対の量子相関に関する理論的研究従来,光子対の理論的研究は場の量子論を使って行なわれることが,殆んどであった.しかし,場の理論では2光子相関や高次干渉に関する直観的描像を得ることは困難である.そこで,本研究では2光子波動関数を導入し,2次元配位空間上の波動現象として光子対の振舞いを捉えることを試みた.特に,光子のボ-ズ粒子としての性格を考慮するためLeinassーMyrheimの対称化の方法を用いた.このような手法により,従来,直観的理解が困難であった様々の2光子相関現象を統一的にしかも簡単に記述できることが明らかになった.とくに,ボ-ズ粒子としての対称性に起因する現象と,パラメトリック蛍光のスペクトルの性質に起因する現象を区別できるようになった.さらに,ヘリウム原子や有機色素のような2電子系とのアナロジ-を見い出すこともできた.2.ライトシフトを用いた光子数の量子非破壊測定当初の研究計画では,パラメトリック蛍光による光子対に関する実験を行なう予定であったが,研究の過程でより興味深い量子非破壊測定(QND)の新しいスキ-ムが考案された.そこで計画を一部変更し,その基礎的な実験をおこなった.その方法は,偏光した被測定光による原子の仮想遷移の反作用としてのレベルシフトを磁気共鳴信号のずれとして観測するものである.アルカリ原子を用いた実験の結果,古典的レベルの光を非吸収的に測定することができた.今後は,この方法による量子雑音(shot noise)の測定を試みる予定である.本研究の目的は光子対の量子相関の高感度計測法への応用である.パラメトリック過程で発生した光子対は古典論では説明できない様々な振舞いを示す.その中でも,光子対の同時性は,光子数の固有状態の生成の有効な手段である.本研究の結果は次の2つにまとめられる.1.光子対の量子相関に関する理論的研究従来,光子対の理論的研究は場の量子論を使って行なわれることが,殆んどであった.しかし,場の理論では2光子相関や高次干渉に関する直観的描像を得ることは困難である.そこで,本研究では2光子波動関数を導入し,2次元配位空間上の波動現象として光子対の振舞いを捉えることを試みた.特に,光子のボ-ズ粒子としての性格を考慮するためLeinassーMyrheimの対称化の方法を用いた.このような手法により,従来,直観的理解が困難であった様々の2光子相関現象を統一的にしかも簡単に記述できることが明らかになった.とくに,ボ-ズ粒子としての対称性に起因する現象と,パラメトリック蛍光のスペクトルの性質に起因する現象を区別できるようになった.さらに,ヘリウム原子や有機色素のような2電子系とのアナロジ-を見い出すこともできた.2.ライトシフトを用いた光子数の量子非破壊測定当初の研究計画では,パラメトリック蛍光による光子対に関する実験を行なう予定であったが,研究の過程でより興味深い量子非破壊測定(QND)の新しいスキ-ムが考案された.そこで計画を一部変更し,その基礎的な実験をおこなった.その方法は,偏光した被測定光による原子の仮想遷移の反作用としてのレベルシフトを磁気共鳴信号のずれとして観測するものである.アルカリ原子を用いた実験の結果,古典的レベルの光を非吸収的に測定することができた.今後は,この方法による量子雑音(shot noise)の測定を試みる予定である.本研究の目的は量子相関をもつ光子対を用いた光計測法の開発である.光子対は従来の古典的な光には見られない特異な性質を持っており,新しい計測・通信への応用が期待されている.本年度はまず,光子計数法を用いた2波長干渉計を作成し,高次相関を利用して波長の異なる光子間の干渉実験を行なった.この場合,光子間には量子相関は存在しないが,周波数差に相当する空間的うなりが観測された.4次の相関をとるために通常はコインシデンス法が用いられるが,本研究では,2つの光電子計数率を非線形演算することにより同様の結果が得られることを明らかにした.光源として量子相関をもつ光子対を用いれば,周波数の和に相当するうなりが観測されるはずである.パラメトリック過程で発生する光子対の片方を観測すれば,残りの光子は個数固有状態(1光子状態)になる.このような個数固有状態の別の生成方法として,仮想遷移によるライトシフトを用いた光子数の非破壊測定の基礎実験を行なった.透過型光検出が可能になったが,量子的微弱光にこの方法が適用できるかどうかは今後の課題である.最近,BerkeleyのChiaoらは光子対を用いて1光子状態に対するBerryの位相を測定した.このような量子領域におけるBerry位相と古典的な光に対するBerryの位相との関係に関する理論的研究も行なった.本年度は主にパラメトリック過程で生成された光子対に関する理論的研究を行なった.

従来,光子対の研究は場の量子論を使って行なわれることが,殆んどであった.しかし,場の理論で2光子相関や干渉に関する直観的抽像を見ることはそれほど容易ではない.そこで,ここでは2光子の波動関数を導入し,2次元配位空間上の波動象像として2光子相関を捉えることを試みた.とくに,ボ-ズ粒子としての性格を考慮するためLeinassーMyrheimの対称化の方法を用いた.このような手法により,通常の方法では直観的に理解因難な種々の2光子相関現象を統一的に,しかも簡単に記述できることが明らかになった.原理的には2光子の波動関数による記述は場の理論のFock空間をn=2に限定したものに過ぎないが,予想外に有用であることがわかった.これは,様々なタイプの状態の縺(entanglement)が明示的に表記されるためである.また,2光子のうち1つを観測することにより得られる1光子状態は一般に混合状態になるが,これに対しても直観的理解が可能である.光子の個数固有状態の生成方法としては,上述のパラメトリック過程によるものの他に,光子数の量子非破壊測定によるものがある.本研究では,量子非破壊測定の1方法を提案し,その予備的実験を行なった.その方法は偏光した信号光による原子の仮想遷移の反作用としてのレベルシフトを磁気共鳴信号のずれとして観測するものである.アルカリ原子を用いた実験の結果,古典的レベルの信号光を非吸収的に測定することができた.