hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光導波路型非線形素子によるファイバー内ツインビーム発生と評価

本研究では、最近著しい技術的な進展を見せている光導波路型非線形素子により、光ファイバー内で連続的にツインビームを発生させ、ツインビームのもつ非古典的な性質を明らかにし、このファイバー内ツインビームを実用化することを目指した。従来、ツインビーム発生はバルク非線形結晶を用いたパラメトリック過程により行われていた。このため、(1)ツインビームの空間的な広がりによる量子相関の悪化を避けることができない(2)光路の調整などに超絶的な技巧が必要とされ取り扱いが煩雑などの理由により、実用化しようとする動きは全くなかった。本研究では、光導波路型非線形素子を用い、二本の光ファイバー中にツインビームを発生させることで、これらの困難を一気に解決することを目的とした。結論から述べると、研究期間内で当初予定した成果を達成することはできなかった。一番の原因は、ある程度予想していたことではあるが、検出器の問題である。当初は量子効率の高い検出器でツインビームの持つ量子的な性質を明らかにする目論見であったが、それには新しい検出器の開発という壁があり、それを乗り越えるには時間が足りなかった。しかし、ツインビームの実用化のためのいくつかの基礎実験を行い、ツインビームを効率的に発生させるための道筋は切り開くことができた。今後は、検出器製作を含めた形で研究を続け、ツインビームの実用化を目指す。このファイバー内ツインビームが実用化した場合、スクイーズド光による標準量子限界以下の通信、盗聴できない暗号通信など、これからの科学技術、特に光通信の分野に大きく貢献するはずである。本年度は装置の購入、据えつけ、試運転などに大部分の時間を費やしたため、報告するべき実績はほとんどあがっていない。導波路型非線形結晶とファイバーとを効率よく結合させるには、μm以下の精度で位置を正確に合わせなければならない。その目的のために、空気バネで床から伝わる振動を防ぐ高性能な除振台、精密位置決め装置などを導入した。また、光源としては半導体レーザーを用いる。1.55μm帯で線幅が狭く周波数可変のレーザー装置の製作を開始しした。まず、市販のチップキャリヤ-型のレーザーの出力端を減反射コートし、グレーティングを用いた外部共振器を製作した。これにより、線幅を1MHz以下に狭めることができ、グレーティングの角度を電歪素子で微調整することにより波長を掃引することができる。また、レーザー光とファイバーとを結合する際、レーザーへの戻り光の影響が、システム全体の不安定さを決定する。この効果を軽減するために、アイソレーターの挿入、ファイバー端面を斜めにカットするあるいは減反射コートを施すなど、様々な工夫を考えている。以上のように本年度は主に光源開発、測定機器の整備などを行った。来年度から導波路型非線形を用いた本格的な実験にとりかかる予定である。本年度は光源開発として、市販の1.55μm帯チップキャリヤ-型のレーザーの出力端を減反射コートし、グレーティングを用いた外部共振器を製作した。これにより、線幅を1MHz以下に狭めることができ、グレーティングの角度を電歪素子で微調整することにより波長を掃引した。また、レーザー光とファイバーとの結合を効率的に行うために、非球面レンズやアイソレーターなどを安定にかつ微調整できるようなマウントを設計製作し、高効率で安定な光学系を実現した。これらにより、ファイバー出力端でほぼ5mWの出力を得、約60%の伝達効率を実現した。出力安定度も1%以下を実現しており、十分に実用に耐えうるレーザー装置が完成した。また、ファイバーと導波路型非線形結晶とを効率よく結合させるための精密位置決め装置を準備し、二倍波発生などの予備的な実験を開始した。さらに、1.55μm帯における高感度検出器の調査を行った。理想的には量子効率が1に近く、光子計数が可能な検出器がよい。

市販品にはこの条件を満たす検出器が存在しないため自作するしかない。たとえば、ゲルマニウム・アバランシェ・フォトダイオードをガイガ-モードで使用することを考えている。このためには、液体窒素温度程度にまで検出器を冷却する必要もある。現在、液体窒素溜め及び電源などの設計を行っている。来年度から導波路型非線形を用いたツインビーム発生の本格的な実験にとりかかる予定である。昨年度開発した1.55μm帯の外部共振器型半導体レーザーを用い、導波路型非線形結晶による二倍波発生実験を行った。これは、二倍波発生の逆過程であるバラメトリック下方変換が最大効率になる波長を確認するという意味がある。この結果、現在所有している導波路型非線形結晶は1.510μmで最も効率よく倍波発生を行うことができ、その幅は0.001μmであることが実験的に確かめられた。また、導波路内での二倍波の電場発展を計算機によりシミュレートし、理想的な場合、変換効率は40%/W程度得られること、幅は0.002μmになることがわかった。これは、実験結果の4%/W、0.001μmと多少矛盾するが、導波路の周期構造を完璧には作ることができないので、許容範囲内とも考えられる。1.55μm帯における高感度検出器として、ゲルマニウム・アバランシェ・フォトダイオードをガイガーモードで使用することを考えていたが、液体窒素温度程度にまで検出器を冷却する必要があり、取り扱いはあまり簡単ではない。したがい、多少、量子効率は劣るが、光電子増倍管で光子計数を行うことに方針を変更した。この結果、研究期間を少し越えてしまうことになるが、その納入を待ってツインビームの光子統計性を測定する予定である。結果として研究期間内で当初予定した成果を達成することはできなかった。一番の原因は、ある程度予想していたことではあるが、検出器の問題である。当初は量子効率の高い検出器でツインビームの持つ量子的な性質を明らかにする目論見であったが、それには新しい検出器の開発という壁があり、それを乗り越えるには時間が足りなかった。今後は、量子効率は劣るが市販されている光子計数管を用い、ツインビームの二光子相関現象に目標を絞り、研究をまとめる。
微視構造に着目した火山灰質ロームの不飽和力学特性と水分移動特性の解明

土粒子構造と水分特性や荷重載荷時の変形特性のメカニズム解明のために,サクションを0,50,90kPa,拘束圧0,10,100kN/m2の各条件下での不飽和三軸試験を行った.そして撹乱・不撹乱状態の八戸ロームにおけるせん断挙動,サクションや基底応力が体積変化に及ぼす影響を把握するとともに,せん断時の間隙比と水分特性履歴から微視構造の変化について推察した.また,八戸しらすを用いて野外での水分移動履歴把握と履歴を考慮した予測解析も行った.土粒子構造と水分特性や荷重載荷時の変形特性のメカニズム解明のために,サクションを0,50,90kPa,拘束圧0,10,100kN/m2の各条件下での不飽和三軸試験を行った.そして撹乱・不撹乱状態の八戸ロームにおけるせん断挙動,サクションや基底応力が体積変化に及ぼす影響を把握するとともに,せん断時の間隙比と水分特性履歴から微視構造の変化について推察した.また,八戸しらすを用いて野外での水分移動履歴把握と履歴を考慮した予測解析も行った.圧密降伏応力が100300kN/m^2程度の八戸ロームの不攪乱,攪乱試料を用いて,拘束圧0kN/m^2,初期サクションを0,50,90kPaとした各ケースについて,攪乱,不攪乱土について排気非排水の不飽和三軸試験を行った。不飽和三軸試験結果より,不攪乱,攪乱土の軸ひずみに対する応力,サクションの関係について,不攪乱,攪乱土ともサクション0kPaの飽和土ではひずみ硬化型の挙動を示したが,サクションが増加するにつれひずみ軟化型の挙動となっていた。主応力差は軸ひずみ約3%で最大値を示し,不攪乱土では残留状態においていずれのサクションでも40kN/m^2付近に収束する傾向にあった。サクションに対する主応力差最大値の関係については,サクション0kPaでのセメンテーションや土粒子の骨格構造のみに起因した不攪乱,攪乱の強度差は約40kN/m^2であった。またサクションの増加に対する強度の増加率は不攪乱土で1.57,不攪乱土で0.48と,サクションの強度増加に対する寄与率は不攪乱土の方が攪乱土より約3倍大きかった。これは,土粒子間に作用するセメンテーション効果や,土粒子構造の違いによる間隙内に形成されるメニスカスの保水形態の違いによるものと思われる。三軸試験時の水分特性曲線(体積変化考慮)の履歴,および保水試験結果(体積変化考慮なし)では,不攪乱土の方が保水性が大きい傾向にあった。この結果より不攪乱の方が構造が発達しており,団粒化により間隙比が局所的に小さい領域が存在し保水性が高まったことが推察される。また,破壊時のサクションとBishopの有効応力係数xfから,サクションとχfの関係式を求め,有効応力を算出し,攪乱,不攪乱土での限界状態線を決定したところ,平均主応力と主応力差の傾きMは不攪乱土では1.59,攪乱土では0.99の限界状態線が得られた。土粒子構造と水分特性や荷重載荷時の変形特性のメカニズム解明のために,拘束圧10,100kN/m^2作用下でのせん断挙動,体積変化,間隙比と水分特性履歴の関係を把握するとともに,撹乱,不撹乱の土粒子構造の違いがそれらに及ぼす影響について考察した。不撹乱土でのサクション(土粒子間に作用する毛管張力)は,破壊までは間隙比や飽和度にあまり依存せず低下し,破壊後は,拘束圧100kN/m^2の場合において間隙比の顕著な低下が生じ,それに伴う飽和度増加によると思われるサクション低下が生じた。拘束圧が大きいほど,間隙空気の排気による土骨格の変形が生じやすく,初期飽和度が比較的高い状況下で,団粒化したペッドが乱されたり,ペッド内に保持されていた水分が流出したり,ペッド間の間隙が狭まったりして,間隙比の変化を伴わなくともペッド内やペッド間の乱れに起因する土粒子構造の変化によりサクションが低下し,破壊後,つまりペッドが十分乱された後は,間隙比の変化が生じるといった挙動が観察された。一方,撹乱土ではいずれの試験条件でも間隙比や飽和度に対してサクションはほとんど低下しなかった。そして拘束圧10kN/m^2以上では,せん断初期から間隙比が低下し飽和度が増加する傾向にあったが,間隙の減少によるメニスカス力増加の影響と思われるサクションの上昇が生じた。以上のことから撹乱,不撹乱の団粒構造や初期飽和度,保水形態の違いによる間隙比,水分特性履歴の挙動を定性的に把握できた。今後本研究の成果を,地盤の強度評価の精度向上に役立てる。土粒子構造と水分特性や荷重載荷時の変形特性のメカニズム解明のために,拘束圧10, 100kN/m2作用下でのせん断挙動,体積変化,間隙比と水分特性履歴の関係を把握するとともに,撹乱,不撹乱の土粒子構造の違いがそれらに及ぼす影響について考察した。

不撹乱土でのサクション(土粒子間に作用する毛管張力)は,破壊までは間隙比や飽和度にあまり依存せず低下し,破壊後は,拘束圧100kN/m2の場合において間隙比の顕著な低下が生じ,それに伴う飽和度増加によると思われるサクション低下が生じた。拘束圧が大きいほど,間隙空気の排気による土骨格の変形が生じやすく,初期飽和度が比較的高い状況下で,団粒化したペッドが乱されたり,ペッド内に保持されていた水分が流出したり,ペッド間の間隙が狭まったりして,間隙比の変化を伴わなくともペッド内やペッド間の乱れに起因する土粒子構造の変化によりサクションが低下し,破壊後,つまりペッドが十分乱された後は,間隙比の変化が生じるといった挙動が観察された。一方,撹乱土ではいずれの試験条件でも間隙比や飽和度に対してサクションはほとんど低下しなかった。そして拘束圧10kN/m2以上では,せん断初期から間隙比が低下し飽和度が増加する傾向にあったが,間隙の減少によるメニスカス力増加の影響と思われるサクションの上昇が生じた。以上のことから撹乱,不撹乱の団粒構造や初期飽和度,保水形態の違いによる間隙比,本分特性履歴の挙動を定性的に把握できた。今後本研究の成果を,地盤の強度評価の精度向上に役立てる。
JAK阻害薬を応用した全身性エリテマトーデスにおける新規治療法の確立

SLEモデルマウスを用い、JAK阻害薬単剤及びステロイド剤の併用投与を行い、有効性や病態への影響に関して、脾臓由来T細胞の解析を行った。いずれのマウスもSLE患者と同様に腎症を来すため、腎臓の病理解析に加え、T細胞の遺伝子解析も合わせて行った。それらマウスの研究結果に基づき、SLE患者由来CD3陽性T細胞の遺伝子発現解析も行い、解析した。解析結果において、IFIT3及びISG15が、マウスにおいて有意に発現が変化し、患者においては、IFIT3のみ有意に変動していた。治療効果に関しては、ステロイド剤の併用でより高い有効性が認められた。T細胞の活性抑制も同様に併用療法において顕著に改善を認めた。我々は、全身性エリテマトーデス(SLE)の疾患活動性にJAK/STATシグナルに関連したインターフェロン(IFN)関連遺伝子群の関与が重要であることを報告した。そこで関節リウマチの治療に使用されているJAK阻害薬を用いたSLEの治療について検討した。以上から、SLEモデルマウスを用いた検証で、JAK阻害薬の有効性が示唆された。加えてマウス及びヒトに共通して、SLEの病態形成や疾患活動性の上昇にIFNが関与しており、特にI型IFNの影響が大きいことが示唆された。当初予定していたJAK阻害薬の臨床的な有効性をSLEモデルマウスで検証し、実証できたことに加え、作用機序の解析も行い、これまで行ってきたSLE患者検体を用いた研究結果に矛盾しない成果が得られたため。全身性エリテマトーデスモデルマウスである(NZB/NZW)F1及びMRL/lprマウスを用い、実臨床への応用を念頭に、JAK阻害薬単剤及びJAK阻害薬とステロイド剤の併用投与を行い、有効性や安全性、また病態への影響に関して、脾臓由来T細胞、B細胞及び樹状細胞の解析を行った。いずれのマウスも全身性エリテマトーデス患者と同様に腎症を来すため、腎臓の病理解析に加え、サイトカインやT細胞のマスター遺伝子の解析も合わせて行った。また、それらマウスの研究結果に基づき、全身性エリテマトーデス患者由来CD3陽性T細胞の遺伝子発現解析も行い、解析した。解析結果において、インターフェロン関連遺伝子群が同定され、特にI型インターフェロンに関連するものが多かった。RT-PCR法による再解析で、インターフェロン関連遺伝子である、IFIT3 ( interferon induced protein with tetratricopeptide repeats 3)及びISG15 (interferon stimulated gene, 15kDa)が、マウスにおいて治療薬の影響で有意に発現が変化していたが、患者においては、IFIT3のみ有意に変動していた。治療効果に関しては、未治療群やステロイド単剤と比較し、JAK阻害薬単剤でも高い有効性を認められたが、ステロイド剤の併用でより高い有効性が認められた。T細胞の活性抑制やサイトカインの発現も同様に併用療法において顕著に改善を認めた。得られた全てのデータを再度、検証した上で、現在それら研究成果をまとめ、論文投稿中となっている。論文投稿までは予定通り行えている。しかし当初予定していた、疾患マーカーとしてどの遺伝子発現に注目すべきか、依然検討中となっており、進展はおおむね順調と判断。全身性エリテマトーデスモデルマウスである(NZB/NZW)F1及びMRL/lprマウスを用い、実臨床への応用を念頭に、JAK阻害薬(Tofacitinib)単剤及びJAK阻害薬とステロイド剤(Dexamethasone)の併用投与を行い、有効性や安全性、また病態への影響に関して、脾臓由来T細胞、B細胞及び樹状細胞の解析を行った。解析結果において、多くのインターフェロン関連遺伝子群が同定され、特にI型インターフェロンに関連するものが多かった。治療効果に関しては、未治療群やステロイド単剤と比較し、JAK阻害薬単剤でも高い有効性を認められたが、ステロイド剤の併用でより高い有効性が有意差をもって認められた。研究結果は平成29年8月にBMC Immunologyに論文掲載された。

これまでの成果を論文として発表する一方、以下の基礎的研究解析を行っていく。・当研究で同定されてきたインターフェロン関連遺伝子群において、疾患活動性や発症の予測因子となりうるか、SLEモデルマウスやSLE患者血液検体を用いて検証を行う。・プリステン等のアジュバント誘導自己免疫疾患モデルマウスにおいて、(NZB/NZW)F1マウス等と同様の研究を行い、同様の結果が得られるか検証を行う。・以上の検証を踏まえ、インターフェロン関連遺伝子のノックアウトマウス作製を行うかの検討を行う。当初インターフェロン遺伝子群の発現のみに注目してきたが、最近の様々な研究の進展で、NETosisやミトコンドリアの機能などとインターフェロン遺伝子群の発現が関連していることが明らかになってきており、現在全身性エリテマトーデスモデルマウスを用い、それらの関係性を明らかにすべく、検証を行っている。これらの検証を通して、全身性エリテマトーデスの病態に関して新たな知見を得、それらに基づいた新たな治療戦略を検討していく。リウマチ学、免疫学、臨床薬理学実験用消耗品が、一括購入で想定価格より安価になったため。実験に使用する試薬や抗体等の消耗品が想定より多く必要になったため。実験用消耗品に使用を計画。・全身性エリテマトーデスモデルマウスの細胞や組織の遺伝子発現レベルの測定・腎臓や肺などの臓器でのタンパク質の発現解析・論文の英文校正及び投稿
生体表層に存在する「生物間制御機能脂質」に関する研究

《山下》:高等動物の分泌する脂質に,コミュニケ-ション作用があることから,その成分の分析,構造の解析をヤギ,ヒツジ,ニホンシカ,ニホンカモシカについて行った。それぞれの動物に特有の脂肪酸の存在を認め,それらの生合成経路,生合成部位,立体化学について,有機合成を中心とした手法により研究を行った。《伊崎》:種々の微生物培養液について,放射能で標識したミリスチン酸を用いた脂質画分への取り込み阻害作用,グラム陰性細菌を特異的に阻害する抗菌性物質の検索等により,細菌表層脂質阻害剤の検索を行った。また,グラム陰性,絶対嫌気性細菌の生育を特異的に抑える脂質合成阻害剤チオラクトマイシンの作用機作について研究を行った。《安元》:魚類の大量斃死をもたらすことで知られる代表的な赤潮プランクトン(Prymnesium parvum,Gymnodiniumnagasakiense,Chrysochromulina polylepis,Gyrodinium aureolum)の魚毒性・溶血性脂質群の検索を行い,高度不飽和酸と数種のグリセロ糖脂質を同定した。また新規物質としてフィト-ルとグリセロ-ルのスルホン酸誘導体がエ-テル結合した化合物が得られた。《大類》:細胞表層糖脂質中のシア-ル酸,KDOの水溶液中での立体配座をNMRを中心とした手法により明らかにした。単糖では分子内水素結合が重要であり,シア-ル酸の(2ー6)結合部位もグリコシドアクセプタ-の糖の種類に依存した立体配座をもち,これが生理活性に重要な鍵を握っていることを明らかにした。《松田》:植物表面に存在する普遍的なワックス成分である直鎖のアルカン,アルコ-ルおよび酸に対する6種のハムシの摂食反応を調べた。そのうちウリハムシモドキがC_<21>C_<25>とC_<30>C_<33>のアルカンに,イチゴハムシがC_<31>C_<35>のアルカンおよびC_<24>C_<26>の酸に,サンゴジュハムシがC_<27>C_<31>のアルカンに,ヨモギハムシがC_<22>C_<24>のアルコ-ルに摂食を刺激された。山上:雄ヤギの特異臭脂肪酸(4ーエチルオクタン酸等)や雄ヒツジの特異的脂肪酸(4ーメチルオクタン酸等)は脳ホルモンの支配下に、それぞれの動物の皮膚組織内で生合成され、皮脂腺から分泌されることを示唆する結果が得られた。ニホンシカやニホンカモシカの体表面分泌脂質から、特微的物質として、2ーメチル脂肪酸、2ーヒドロキシ脂肪酸が検出された。化学合成品誘導体の高分解能NMRスペクトルとの比較の結果、ニホンシカの2ーヒドロキシ脂肪酸の絶対立体配置は(R)と決定された。伊崎:土壌放線菌1200株中、グラム陰性細菌に抗菌力を示す約100株を選び、これらの培養上清についてサルモネラ菌リポ多糖への放射性ミリスチン酸の取り込みを阻害する物質の検索を行った。

また脂肪酸生合成を阻害し、特異的な抗菌スペクトルを持つ抗生物質、チオラクトマイシンに対し、サルモネラ菌のリポ多糖欠損変異株は、親株に比べて、著しい感受性を示すことが明かとなった。安元:世界各地で魚類のへい死原因となる赤潮プランクトン4種(Gymnodinium nagasakiense,Gyrodinium aureolum,Chrysochromulina polylepis,Prymnesium parvum)から魚毒性および溶血性を示す糖脂質群を単離し、NMRを主体とする技法で1'ー0ーgalactopyranosy1ー3'ー0ーacylーglyserolおよび、類縁体の2'ー0ーアシル体、2'、3'ー0ージアシル体等を同定した。アシル基は、C_<18:4>、C_<18:5>が主体であった。大類:キラル重水素標識化シア-ル酸、KDO、αー&βー1、4ー、αー&βー1、6ーグルコトリサッカリドを合成し、高分解能NMRにより、それらの水溶液中の立体配座解析を行った。次に理論式により導かれるエネルギ-計算結果と比較し、エネルギ-計算による問題点を明らかにした。松田:成・幼虫ともにナス科植物の害虫として知られているオオニジュウヤホシテントウは、ホウズキ(ナス科)を食害しないことが判明した。同植物中の摂食阻害物質を検索したところ、カフェイン酸、数種の炭化水素および難溶性物質であることが明らかとなった。《山下》:ヤギ,ヒツジの特異的脂肪酸は,いずれも皮脂腺で生合成,分泌されることが判明した。つぎにニホンシカ,ニホンカモシカの分泌物より見いだされた2ーヒドロキシ脂肪酸の末端構造について,合成品との比較より決定した。また2ーメチル脂肪酸の立体化学を決定する目的で,その濃縮法を検討したところ,リパ-ゼーPを用いた場合に,直鎖脂肪酸エステルは加水分解され,2ーメチル脂肪酸エステルは作用を受けずに残り,両者は明瞭に区別されることが判明した。《伊崎》:種々の微生物の培養液について,大腸菌,サルモネラなどグラム陰性細菌の表層脂質の生合成阻害剤を,グラム陰性細菌に対する特異的生育阻害作用および放射能で標識した脂肪酸やガラクト-スの取り込みを指標として検索し,またグラム陰性,絶対嫌気性細菌の生育を特異的に阻害する脂質合成阻害剤チオラクトマイシンの作用機作について考察した。《安元》:魚類斃死の原因となるハプト藻の魚毒性・溶血性成分の検索を続け,新たにジアシルジガラクトシルグリセロ-ルおよびジアシルキノボシルグリセロ-ルを同定した。《大類》:細胞表層糖脂質鎖中で重要な機能を持っているシア-ル酸,KDOについて,単糖およびオリゴ糖の水溶液での立体配座をキラル重水素糖ーNMR法により明らかにした。単糖では分子内水素結合が重要な役割を担っていること,シア-ル酸の(2ー6)結合部位もグリコシルアクセプタ-の糖の種類によりそれぞれ独特の立体配座を持ち,生理活性に重要な鍵を握ることを明らかにした。《松田》:ハムシ類の寄主植物葉に存在する高級エステル類の摂食刺激活性をイチゴハムシ,サンゴジュハムシ,ウリハムシモドキ,ヨモギハムシについて調査したところ,これらのハムシが直鎖のアルカン,アルコ-ル,カルボン酸のいずれかに刺激されたのに対し,高級エステル類には摂食刺激は認められなかった。
福祉型信託による高齢者および未成年者の財産管理と法的課題の複眼的研究

本研究は,財産の管理・保護について特に慎重な配慮が必要になる,親亡き後の障がいのある高齢者,子のいない高齢者および親を亡くした未成年者を念頭に,適切な財産の管理および保護のしくみとしての福祉型信託の制度および運用の在り方を検討するものである。具体的には,関係機関や専門職のニーズを明らかにし,高齢者や未成年者の財産侵害が起きる可能性が低い仕組み,運用方法および課税方式を見出し,さらに,親密圏における財産侵害に対する法規制と被害救済制度の検討を行う。
メラトニン応用による新しい歯周組織再生治療法の開発

In vitro実験系において歯周病病原菌由来LPSおよびプロスタグランジン(PG)に対する線維芽細胞のIL-8産生応答性を検討した。その結果、PGによる前刺激によりLPSに対する応答性が亢進してIL-8産生が増加することが示された。またメラトニンによる線維芽細胞のPG刺激時のサイトカイン産生についてmRNAレベルで検討した。その結果、PG刺激によりIL-1β,IL-8産生は24hで刺激開始1hの約2倍から4倍に増加したが、メラトニンはPG刺激によるサイトカイン産生を有意に減少した。一方、OPG/OCIFのmRNA発現ではメラトニンによる影響は認められなかった。これらの結果から、メラトニンはPGで刺激される線維芽細胞からの炎症性サイトカイン産生を抑制して歯周病治療約として期待されると考えられた。In vivo実験系では、rhBMP-2により誘導される骨形成時における石灰化誘導性タンパク質phosphophorynの効果について、in vivo実験系において検討した。ラット後背部および前頭部に、HAP/Collagen, BMP-2/HAP/Collagen, BMP-2/HAP/phosphophoryn/collagenの複合体を埋設し、組織学的および生化学的に検索した。ALPase活性を測定した結果、rhBMP-2/HAP複合体群では、移植後1週において高いピークを迎え以降急激に減少していた。rhBMP-2/HAP複合体群では移植後1週では低いものの、2週においてピークを迎えていた。一方、コントロール群では、全観察期間を通して非常に低い値が得られた。BMP-2/HAP/phosphorphoryn/collagen複合体群の活性は、BMP-2/HAP/Collagen群の約2倍の有意に高い値を示した。また、組織学的検索においてもBMP-2/HAP/phosphophoryn/collagen複合体群の骨量形成は旺盛で、他群の約2倍で、実験エリアの約80%において骨の再生を認めた。以上から、BMP-2/HAP/phosphophoryn/collagen複合体による歯周組織再生治療法への応用・展開が開け、新しい治療法の開発につながることが示唆された。1.実験的歯周炎ラットモデルの作製成熟ラット(12週齢)の上顎臼歯に矯正用金属結紮線を結紮し、粉末飼料によって実験期間の4週間飼育して実験的歯周炎の惹起を行った。2.実験的歯周炎ラットモデルにおけるメラトニンの骨吸収抑制に関する解析実験的歯周炎ラットモデルにてメラトニンを濃度依存的(O-50mg/kg b.w./day)に腹腔内投与し、経時的に屠殺、固定後、臼歯歯間隣接面を中心に顎骨を摘出して病理組織学的評価のための試料を作成した。3.メラトニンの生体安全性について諸臓器の副作用発現について病理組織学的に検討した。4.PGE2刺激線維芽細胞のサイトカイン産生に与えるメラトニンの効果について、mRNAレベルで解析した。その結果、メラトニンには炎症性サイトカインであるIL-1βとIL-8産生の抑制効果のあることを認めた。

1.実験的歯周炎ラットモデルの作製成熟ラット(12週齢)の上顎臼歯に矯正用金属結紮線を結紮し、粉末飼料によって実験期間の4週間飼育して実験的歯周炎の惹起を行った。2.実験的歯周炎ラットモデルにおけるメラトニンの骨吸収抑制に関する解析実験的歯周炎ラットモデルにてメラトニンを濃度依存的(0-50mg/kg b. w./day)に腹腔内投与し、経時的に屠殺、固定後、臼歯歯間隣接面を中心に顎骨を摘出して病理組織学的評価のための試料を作成した。3.メラトニンの生体安全性について諸臓器の副作用発現について病理組織学的に検討し、検索した諸臓器重量に著名な変化は認められず、動物レベルでのメラトニン投与の安全性が示された。本年度は、rhBMP-2により誘導される骨形成時における石灰化誘導性タンパク質phosphophorynの効果について、in vivo実験系において検討した。ALPase活性を測定した結果、rhBMP-2/HAP複合体群では、移植後1週において高いピークを迎え以降急激に減少していた。rhBMP-2/HAP複合体群では移植後1週では低いものの、2週においてピークを迎えていた。一方、コントロール群では、全観察期間を通して非常に低い値が得られた。BMP-2/HAP/phosphophoryn/collagen複合体群の活性は、BMP-2/HAP/Collagen群の約2倍の有意に高い値を示した。また、組織学的検索においてもBMP-2/HAP/phosphophoryn/collagen複合体群の骨量形成は旺盛で、他群の約2倍で、実験エリアの約80%において骨の再生を認めた。以上から、BMP-2/HAP/phosphophoryn/collagen複合体による歯周組織再生治療法への応用・展開が開け、新しい治療法の開発につながることが示唆された。
「掲鉢図」、「水陸斎図」を通じた擬人化された絵物語研究

この中国の絵巻は、異類・異形を描く作品である。特にギメ美術館の「水陸斎図」(15世紀)は水を象徴する龍、土、牡丹、蕪、空気なども擬人化されて描かれている。さらに、同美術館の「掲鉢図」(16世紀)は、楓、桃の花、笹、竹などが擬人化されて描かれ、老若男女の区別もされている作品である。また、絵巻の特徴は、右から左方向に見るのが通常であるが、他の美術館蔵本には、左から右に向って、異形・異類が行列する描かれ方をしている作品があることが分かった。異本「百鬼夜行絵巻」には、蕪や牡丹の擬人化が描かれ、右向きの行列で描かれる作品もあることから、中国と日本の擬人化に関して、他の作品と共に影響の度合いを考察した。本研究は、絵巻・物語絵に描かれる動植物・食物の擬人化を対象とし、先行研究が少ない『掲鉢図』や宗教儀礼である水陸斎の中国的思想が日本の絵巻・絵物語へ与えた影響を調査・考究することを目的としている。2014年度は、概ね以下の調査を行った。1.フランスのギメ美術館蔵「水陸斎」図・『掲鉢図』2.京都国立博物館蔵『掲鉢図』(狩野探幽模写)3.東京国立博物館蔵『百鬼夜行図』(狩野探幽模者不詳)・『百鬼夜行図』(異本)4.京都市立芸術大学蔵『百鬼夜行図』(異本)1のギメ美術館蔵『掲鉢図』に関しては、1904年に記された研究誌「Legende de Kouei tseu mou chou, Annales」では、絵巻の中に全部で4点の後書きがあると指摘されているが、現在は1点しか残っていないことが確認された。また、同絵巻が明代末期の細密な模写であることも、学芸員と意見が一致した。その点、2の京都国立博物館蔵『掲鉢図』には描かれていない擬人化された動物が現れることも、比較し確認した。一方、3の東京国立博物館蔵『百鬼夜行図』2点は、どちらも江戸初期の作品を江戸後期に模写したものである。行列は左方面に動く形が本来の姿であるが、『百鬼夜行図』(異本)は逆向きであることが確認された。また、4の京都市立芸術大学蔵『百鬼夜行図』と対照すると、が擬人化された動物・植物に差異は少ないが、東博本が瓢箪の擬人化とするものには、蕪が擬人化されている。この点、同様の異本であるスペンサー本もやはり蕪が擬人化されている。現在、詞書を持つスペンサー本の翻刻・釈文を行っているが、内容は擬人化された動植物が地獄に落ち、苦しむ内容である。その意味では、異本『是害坊絵巻』(慶應大学、ホノルル大学、野村美術館蔵本)の詞書の内容と酷似しており、現在詳細な比較を行っている。本研究は、絵巻・絵物語に描かれる動植物・食物の擬人化を対象とし、先行研究の少ない『掲鉢図』や中国の宗教儀礼である水陸斎の思想が日本の絵巻・絵物語に与えた影響を調査・研究することを目的としている。2015年度は以下の調査を行った。1.ギメ美術館「水陸斎」図の再調査2.京都国立博物館委託作品「掲鉢図」(個人蔵)の調査3.韓国の寺院蔵「水陸斎」図の調査また、2015年度は以下の研究集会で、研究対象に関わる研究発表を行った。1.「異本「百鬼夜行絵巻」・「是害坊絵巻」などからみるファンタスティックな世界」、国際研究集会「Genealogy Of Fantasy In Japanese Culture」、2015年12月、ストラスブール大学2.「異本『百鬼夜行絵巻』からみる江戸時代の擬人化とその世界」、韓国日本言語文化学会秋季大会、2015年11月、高麗大学3.「異本『百鬼夜行絵巻』・『是害坊絵巻』などからみる江戸期の世界観」、国際研究集会「東の妖怪・西のモンスター」、2015年10月、学習院女子大学。さらに、以下の論文を発表した。1.「擬人化の転換期において」、『妖怪・憑依・擬人化の日本文化ー異類文化学入門ー』(笠間書店) 2.「『六条葵上物語』翻刻・注釈研究からみる擬人化された物語」(共著)加えて、NHKから、この研究テーマに関して、取材を受け、2016年4月中に放映される予定である。なお、昨年度からの課題であった異本『是害坊絵巻』(慶應大学、ホノルル大学、野村美術館所蔵本)や異本『百鬼夜行絵巻』(京都市立美術館、東京国立博物館、スペンサーコレクション本)の比較研究が終了し、来年度には、その研究成果を公表する予定である。計画した調査のうち、北京、上海に所蔵される「掲鉢図」の調査が進んでいない。一方、予期していなかったフレア美術館やボストン美術館蔵「掲鉢図」の画像が手に入り、また、個人蔵の絵巻も調査できたことから、思った以上に比較研究が進んだ。ところで、スペンサー本異本『百鬼夜行絵巻』の詞書には、描かれる道具や植物が地獄で苦しむ表現があり、食物を擬人化した『六条葵上物語』、『月林草』も同様である。

一方、研究テーマである異本『是害坊絵巻』にはそのような表現はないが、同時代成立の謡曲などには、天狗も地獄に落ち、苦しむ表現が見られ、この異本『是害坊絵巻』にも、仏に様々にからかわれるなどの詞書があることから、中世的な外道としての天狗より、異類として天狗を見る傾向が生まれている可能性があることが分かり、異本『百鬼夜行絵巻』と同様な思想から成立していると推定できる。このように、動植物・食物の擬人化をテーマとして出発したこの研究は、異類・異形の研究へと発展しており、進捗状況は、かなり順調に進展しているといえる。また、『掲鉢図』、『水陸斎図』からモチーフ毎に詳細に分類し、分析を行い、動植物や魚類を擬人化し、可視化した室町後期の絵物語との関係性を考察することも目標にしているが、分類が終わったことから、今後の課題は分析へと移る。さらに、『掲鉢図』や『水陸斎図』に描かれる道具類を援用し、「祭礼図」や「風流」を描く新たな風俗画や絵物語の創出が行われた事実を明らかにする点は、今後の課題である。最終年度では、ギメ美術館、フレア美術館、個人蔵、ボストン美術館などの「掲鉢図」の比較を行い、どのような順に、異類が描かれているかを表にした。その際、「釋氏源流」(明代、清代)に描かれる「鬼母尋子」を参照し、釈尊の描かれ方も、米議会図書館本、天理本、岩瀬文庫本、早稲田大学本などで確認した。さらに、大阪の慶瑞寺蔵の「降魔図(「掲鉢図」)」が、釈尊を最初に描く作品であることが分かった。元来、「掲鉢図」は右から左に異類が移動するように描かれ、後半に釈尊に鉢に隠された鬼子母神の子ども、周りを取り囲む一族郎党、そして最後に釈尊が右向きで描かれる。しかし、清代に描かれたフレア美術館本やボストン美術館本は最初に釈尊が左向きで描かれ、異類は左から右に移動している。「釋氏源流」の「鬼母尋子」は、現在の調査段階では、釈尊は左端に右向きで描かれているのが通常である。そこで、清代から、又は明末から、左向きの釈尊が描かれるようになったと解釈している。そして、慶瑞寺蔵本は明代作とされるが、釈尊が左向きで最初に描かれていることから、早くても明末の作品ではと考えている。なお、この研究では、「掲鉢図」と「水陸斎図」の関係性と日本の植物の擬人化に与えた影響を考察したが、最終年度で、その報告書として、以下の論文を刊行することとなった。「水陸斎・水陸斎図、掲鉢図からみた植物の擬人化の様相」、『東の妖怪・西のモンスター想像力の文化比較ー(仮)』(勉誠出版)、全21頁、2017年出版予定。「掲鉢図と水陸斎図について」、『日本文学の展望を拓く(仮)』(笠間書院)、全13頁、2017年出版予定。「植物・食物の擬人化の展開について」、『越境する呪物ー神・妖怪・人ー(仮)』(笠間書院)、全20頁、2017年出版予定。この研究は室町後期の文芸創作に多大な影響を与えたと考えられ、今後も研究を継続する予定であるこの中国の絵巻は、異類・異形を描く作品である。特にギメ美術館の「水陸斎図」(15世紀)は水を象徴する龍、土、牡丹、蕪、空気なども擬人化されて描かれている。さらに、同美術館の「掲鉢図」(16世紀)は、楓、桃の花、笹、竹などが擬人化されて描かれ、老若男女の区別もされている作品である。また、絵巻の特徴は、右から左方向に見るのが通常であるが、他の美術館蔵本には、左から右に向って、異形・異類が行列する描かれ方をしている作品があることが分かった。異本「百鬼夜行絵巻」には、蕪や牡丹の擬人化が描かれ、右向きの行列で描かれる作品もあることから、中国と日本の擬人化に関して、他の作品と共に影響の度合いを考察した。計画した調査のうち、フランスおよび日本でのものに関しては、予想以上に順調に進展した。しかし、韓国や中国での調査がまだ進展しておらず、次年度以降となる。さらに、計画した植物の擬人化を促進させた「草木国土悉皆成仏」
神経回路形成におけるオートファジー・リソソーム系の役割の分子細胞生物学的解析

カテプシンBとL、カテプシンDとLの生存期間は生後14日未満で死に至るのに対して、カテプシンBとDのダブルノックアウトマウスはその多くが生後23日前後まで生存することが新たに判明した。カテプシンDL、BDのダブルノックアウトマウスではカテプシンBLダブルノックアウトマウスと同様、脳梁等において、spheroidが多数形成され、LC3陽性の顆粒状構造物が蓄積し、電顕的に初期段階のオートファゴソームと類似した構造物の蓄積が確認された。最近ドイツのグループがカテプシンBLダブルノックアウトマウスと対照群のリソソームフラクションを用いて、iTRAQ法によって変化が認められた蛋白を見いだした(Stahl, et. al.,2007,BBA)。彼らは対照群と比べてRab14、Neuron specific gene family member 1/Calcyon、Delta/notch-like EGF-related receptor(DNER)、Carboxypeptidase E、KIAA 1414が約10倍以上増加していると報告したが、いずれも小胞輸送に関わることが知られている。これらのうちRabl4、DNER、CarboxypeptidaseEに対ずる良い抗体が得られたので上記3系統のダブルノックアウトマウスにおいてそれぞれその局在を検討したところ、いずれのマウスにおいても、軸索が変性しspheroid様構造を形成している部位に強く認められることが分かった。以上の結果は、リソゾームタンパク分解酵素の欠損を伴う神経細胞においては、軸索における細胞内輸送が共通して傷害されることを示しており、軸索内でオートファゴソームが蓄積する要因は、リソソームの分解が妨げられるだけでなく、細胞体への輸送そのものが阻害されている可能性が示唆された。カテプシンBとL、カテプシンDとL、およびBとDのダブルノックアウトマウスは平均的に生後14日前後まで生存するが、中には20日近くまで生存するものもあった。これら3系統のダブルノックアウトマウスは中枢神経系においてカテプシンD単独欠損マウスと同様リソソーム蓄積症様の神経病理学的所見を呈した。また、これら3系統はD単独欠損マウスの所見に加え、軸索の変性がより顕著で、脳梁におけるspheroid様構造の著名な集積が早期より認められた。また、細胞内の封入体の種類を比較したところ、D単独欠損マウスで認められたミエリン様に層状化した膜をもつ小体がカテプシンBとLでは認められない一方、両者とも神経性セロイドリポフスチン蓄積症の特徴であるミトコンドリア内膜のサブユニットc蛋白の蓄積が認められることが明らかとなった。カテプシンDとL、およびBとDのダブルノックアウトマウスはD単独欠損マウスと同様網膜変性像が観察されたが、少なくとも生後14日の時点のカテプシンBとL欠損マウスでは網膜変性像を認めなかった。更に、生後10日過ぎにおいて、カテプシンDとLのダブルノックアウトマウスにおいてのみ海馬の欠損あるいは低形成となる傾向がしばしば認められた。之れは、クロライドチャネルCLC-3欠損マウスの海馬で認められた所見と類似していた。これらのダブルノックアウトマウスにおける所見の差異は、カテプシンD、B、Lの基質特異性の差によることが考えられ、現在最も所見が多く認められるカテプシンDとLのダブルノックアウトマウスと対照群のマウスの生後10日過ぎの全脳組織を用いて二次元電気泳動を行なったところ、カテプシンDとLのダブルノックアウトマウスにおいてのみ明らかに増加しているスポットが数カ所確認された。
社会人経験をもつ３年課程看護専修学校生の学習支援のありかた

看護専修学校の社会人学生の学習支援のあり方を考えるために、学生と教員に学習及び学習支援の認識についてアンケートを行った。その結果、社会人学生は、一般学生に比べて学習意欲や基本的学力が高いと認識し、私生活では学業を中心に時間調整する必要があることも強く認識していた。講義・実習等の学習支援に対しては、両者に認識の差はあまりなかった。社会人学生と教員の間では、学習及び学習支援の全ての質問項目群で多くの認識の違いがあった。教員は、社会人学生との間に認識の違いが多いことを認め、社会人学生が経験を活用したい等の成人学習者としての特徴をもつことを理解して学習支援を行う必要がある。【研究計画】1平成24年度に行った面接の結果をもとに、看護学生および教員用の学習および学習支援に対する認識の調査用紙を作成する。23年課程看護専修学校生(3年生)に学習および学習支援に対する認識のアンケートを行う。3教員に社会人学生の学習および学習支援に対してどのように認識し支援を行っているかのアンケートを行う。【成果】<調査内容>1看護学生は、学習および学習支援に対する認識(社会人の経験と看護の学習・学習意欲・基本的学力・私生活・講義・看護技術演習・看護研究・臨地実習・臨地実習指導)等である。2教員は、社会人学生の学習および学習支援に対する認識(看護学生とほぼ同じ)と学習支援の実際等である。<結果>3年課程看護専修学校45校に調査用紙を配布し、回収した調査用紙に不備のあるものを除き、社会人学生197部、一般学生517部、教員186部を分析対象とした。社会人学生と一般学生の認識を比較すると、社会人学生は、一般学生より「学習意欲」と「基本的学力」は有意に高いと認識していた。「私生活」で社会人学生は、一般学生より学業と私生活の調整が必要であることが有意に高いと認識していた。その他の質問では差は少なかった。社会人学生と教員の認識を比較すると、60問中44問の質問に有意差があり、社会人学生と教員の認識にズレがあることが解った。「社会人経験と看護の学習」では、社会人学生は、教員より有意に高く社会人の経験が看護の学習のプラスになっている部分があると認識していた。教員は、社会人学生より有意に高く社会人の経験が看護の学習にマイナスになっている部分があると認識していた。「基本的学力」では、教員が、社会人学生より有意に高く研究能力及び文章力があると認識していた。「看護技術演習」では、社会人学生は、教員より有意に高く就職時の即戦力につながる内容に重点をおいて学習したいと認識していた。【研究目的】3年課程看護専修学校の入学者の約3割が社会人学生である。増え続ける社会人学生の学習支援の検討は急務の課題である。そこで社会人学生がもつ学習支援のニーズと教員の支援の実態を面接やアンケートで明らかにする。その結果から両者の間のギャップを確認し学習支援のあり方を考える。【研究計画】平成24年度は、1社会人経験をもつ3年課程看護専修学校生がもつ学習支援のニーズ、2教員が社会人学生をどう認識し指導しているのかを面接調査で明らかにする。【実施した研究成果】<調査>研究協力に合意の得られた近畿・四国地方の3年課程看護専修学校3校の3年生の社会人学生8名とその社会人学生を指導した経験のある教員7名に半構造化面接調査を行った。内容は社会人学生には講義・演習・研究・実習についての学習支援のニーズ等、教員には社会人学生をどのように認識し支援しているか等であった。調査期間は平成24年9月11月。<結果>講義・演習・研究については社会人学生・教員で共通するカテゴリーとして、「勉強と私生活維持の調整が必要である」、「年長者としてのプライドとプレッシャーが同居している」等を抽出した。社会人学生独自のカテゴリーとして、「働く技術としての学習をしたい」、「看護教育について改善要求を持っている」等を抽出した。教員独自のカテゴリーとして、「社会人経験がプラスにもマイナスにもなる」等を抽出した。実習においても類似のカテゴリーを抽出した。社会人学生と教員の間で学習支援のニーズに対する認識にはずれがあり、教員は教員の認識に従い学習支援を行っていた。【今後の予定】結果は分析中であり、今後、社会人学生と教員に行うアンケート用紙を作成する。面接調査から得た社会人学生の学習支援のニーズと教員の支援の傾向について、平成25年度看護科学学会で発表する予定である。【研究計画】平成24年度に調査用紙を作成し、平成25年度に3年課程看護専修学校生(3年生)とその教員に行ったアンケート「学習及び学習支援に対する認識」の結果を分析する。まず、社会人経験をもつ学生(以下社会人学生と略記)と一般学生の「学習及び学習支援に対する認識」の結果を比較する。

次いで、社会人学生と教員の「学習及び学習支援に対する認識」の結果を比較する。以上の分析から、3年課程看護専修学校の社会人学生の学習支援のあり方を考察し、学会発表及び論文発表を行う。【成果】社会人学生と一般学生の「学習及び学習支援に対する認識」の比較:社会人学生は、自らの基本的学力・学習意欲・私生活の調整の必要性について、一般学生より有意に高く認識していた。講義・演習・実習・研究などの学習及び学習支援に対する認識については、社会人学生と一般学生の間に有意な認識の差はなかった。社会人学生と教員の「学習及び学習支援に対する認識」の比較:社会人学生と教員の間では、60の質問項目のうち44の項目で有意な差があった。特に社会人の経験が看護の学習に及ぼす影響についての認識は、社会人学生と教員の間で大きな違いがあった。教員は、社会人学生との間に大きな認識の差があることを自覚し、社会人学生のもつ認識について理解する努力をはらいながら、学習支援を行う必要がある。以上の内容について、第34回日本看護科学学会学術集会で発表した。論文は、インターナショナルNursing Care Researchに発表した。看護教育学調査内容を吟味し調査用紙を作成する作業に時間がかかった。調査対象校に研究協力の依頼をすること、さらに研究協力の承諾を得てからの調査用紙の配布と回収に予定以上の時間を要した。調査に伴う倫理申請書の作成から倫理申請後、承認されるまでに1カ月くらいを要した。調査対象者に協力の有無を打診して返事が得られるのに1校あたり1カ月くらいかかった。やみくもに協力の打診をして協力校が増えすぎても対応しきれないと考え、断られたら次の学校にお願いするという形ですすめていったので、データを収集するまでに時間がかかった。質的研究のデータの分析に研究者が慣れていなかったので、経験者に指導を受けながら分析をすすめたことも遅れ気味の原因である。研究協力者と充分に連携しながらデータの分析を行い信頼性を高めていく。また、社会人学生の学習支援のあり方について多面的に考察を加える。研究協力者(現在も指導を受けている質的研究の専門家)を1名追加して、データの分析に信頼性を高めていく。質的分析で得られた結果をもとにアンケート用紙を作成する。全国の3年課程看護専修学校を対象にアンケートを行い、質的研究で得られた「社会人学生の学習支援のニーズと支援の在り方」の結果を検証する。次年度使用額として31342円を計上しましたが、実際に余ったわけではありません。アンケート用紙等の印刷代と研究協力校へのアンケート用紙の送料等が36万円ほどになりました。アンケートのデータ入力のアルバイト手数料に5万円ほど必要になりましたが、残った科研費で賄えず、私費で支払いました。結果的には、次年度に残金を繰り越すことになりました。以下のとおりです。物品費:31342円、旅費:100000円、その他:100000円【次年度使用額が生じた理由】次年度使用額として15872円を計上しましたが、実際には余ったわけではありません。
単一粒子反応解析に基づく酸化チタン光触媒の機能解明と新規複合ナノ材料への展開

二酸化チタン(TiO_2)は、環境浄化型光触媒や機能性コーティングなど様々な分野で実用化されている重要な機能性ナノ材料である。本研究では、単一分子蛍光分光法を用いて、TiO_2ナノ・マイクロ結晶およびそれらと貴金属ナノ粒子との複合ナノ材料における光触媒反応を単一分子・単一粒子レベルでその場観測することで反応過程の詳細を明らかにした。1.単一TiO_2ナノワイヤの発光観察光触媒活性を単一粒子レベルで評価する手法の開発を目指し、TiO_2ナノワイヤの光励起による欠陥発光の検出を行った。アルカリ水熱反応によってTiO_2ナノワイヤを合成し、405nmレーザー励起による欠陥発光の単一粒子レベルで観察した。アルゴン雰囲気下で光照射を行うことにより、著しい発光強度の増加が観測された。この発光は、ナノワイヤ上に不均一に観測され、酸素濃度の増加に伴い、その持続時間が減少することがわかった。スペクトル測定及び反応速度式による定量的解析、単一粒子電気化学分光測定から、観測された発光はTiO_2ナノワイヤ表面に捕捉された電子に起因していることが明らかになった。2.単一チタノシリケートゼオライトにおける光触媒反応活性点の蛍光検出レドックス応答型蛍光プローブであるアミノフェニルフルオレセイン(APF)を用いて、チタニアワイアを有するゼオライトであるETS-10の光触媒反応表面活性点を単一分子・単一粒子蛍光分光法を用いてその場検出した。ETS-10はフッ酸による表面処理により、反応性や結晶毎の活性の不均一性が増加することがわかった。さらに、クエンチャーや電気化学的手法を用いた実験から、APFの発光にはOHラジカルとの二分子反応によるものと捕捉ホールによる直接酸化によるものとが存在することがわかった。3.その他TiO_2光触媒、半導体量子ドット、金クラスターなどに関する研究を行い、学術論文として発表した。いずれも本研究課題と密接に関連した研究である。1.還元反応応答型蛍光プローブの開発フルオロフォアとしてBODIPYを、還元反応部位としてジニトロフェニル基を有する還元反応応答型蛍光プローブ、3,4-dinitropheny1-BODIPY(DN-BODIPY)を合成した。MR法や蛍光分光法などを用いた構造解析および発光特性解析の結果、ジニトロフェニル基のひとつのニトロ基が多電子的に還元されることで、強蛍光性の4-hydroxyamino-3-nitropheny1-BODIPY(HN-BODIPY)を生成することがわかった。2.単一TiO_2ナノ粒子の光触媒活性観察還元反応応答型蛍光プロープであるDN-BODIPYを用いた単一分子蛍光観察により、TiO_2ナノ粒子の光触媒還元反応を単一分子・単一粒子レベルでその場観察した。TiO_2表面で起こる還元反応は、確率的に起こり、また、反応活性サイトは直径約150nmの粒子上にほぼ均一に存在していることを見出した。さらに、反応が起こるまでの平均待ち時間は蛍光プローブ濃度の増加に伴って減少し、Langmuir-Hinshelwoodの式に従うことがわかった。3.TiO2光触媒反応における結晶面依存性TiO_2マイクロ結晶上における光触媒還元反応を単一分子蛍光イメージング法によって直接観測することで、{101}面が表面エネルギーの高い{001}面よりも還元能が高いことを初めて明らかにした。4.その他種々のTiO_2光触媒、半導体量子ドット、金属一有機骨格ナノ粒子などに関する研究を行い、学術論文として発表した。