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神経伝達物質産生リンパ球の実体解明

我々の研究から,神経伝達物質ノルアドレナリンがリンパ球動態を制御する仕組みが明らかになった.本研究は,ノルアドレナリン産生能を有する免疫細胞のリンパ球動態制御における役割を明らかにすることを目的とした.しかし,B細胞あるいは骨髄球系細胞で特異的にノルアドレナリンの生合成酵素を欠損するマウスを用いた解析から,これらの免疫細胞に由来するノルアドレナリンのリンパ球動態への寄与は小さいことがわかった.我々のこれまでの研究から、交感神経からの入力がリンパ球上に発現するβ2アドレナリン受容体を介してリンパ球の体内動態の制御に関与することが明らかになった。我々は、この交感神経によるリンパ球動態制御の実態を探る過程で、神経伝達物質ノルアドレナリンを産生するB細胞を見出し、これらのB細胞が交感神経からの刺激を受けてノルアドレナリンを産生し、交感神経からの入力を増幅することによって、交感神経によるリンパ球の動態制御を媒介しているのではないかと考えた。本研究は、ノルアドレナリン産生B細胞の特性と機能を明らかにすることによって、この仮説を検証し、神経系による免疫制御の新たな細胞基盤を明らかにすることを目的とする。平成27年度は、当初の研究計画にしたがって以下の2点について研究を行った。1)ノルアドレナリン産生B細胞の特性解析B細胞が造血幹細胞から成熟B細胞に至るまでのどの分化段階でノルアドレナリン産生能を獲得するかを明らかにするため、細胞がノルアドレナリン産生能を獲得した時点から蛍光タンパクを発現するマウスを作製し、細胞運命解析を行った。その結果、分化途上の幼弱なB細胞から成熟B細胞に至るまで、各分化段階のB細胞の3-5%がノルアドレナリン産生能を有することがわかった。2)ノルアドレナリン産生B細胞の生体内における機能の解明ノルアドレナリン産生B細胞の生体内における機能を明らかにするにあたり、ノルアドレナリン産生B細胞をマウスの体内において不活性化することを目的として、B細胞特異的にノルアドレナリンの生合成酵素を欠損するマウスを作製した。しかし、このマウスのリンパ球の体内動態はほぼ正常であったことから、B細胞に由来するノルアドレナリンのリンパ球動態への寄与は小さいことがわかった。当初の予想に反して、我々が見出したノルアドレナリン産生B細胞はリンパ球の動態制御には関与しないことが判明したため、研究計画を見直す必要がある。我々はこれまでの研究において,交感神経がリンパ球の体内動態を制御する仕組みを明らかにした.リンパ節に投射する交感神経からノルアドレナリンが放出されると,リンパ球に発現するβ2アドレナリン受容体が活性化されるのに伴ってケモカイン受容体CCR7およびCXCR4のシグナルが増強される結果,リンパ球のリンパ節からの脱出が抑制される.この交感神経によるリンパ球動態制御の実態についてさらに解明を進める過程で,我々はB細胞の一部がノルアドレナリンを産生することを見出した.そこで本研究では,ノルアドレナリン産生B細胞のリンパ球動態制御における役割を明らかにすることを目的とした.しかし,平成27年度の研究において,B細胞特異的にノルアドレナリンの生合成酵素を欠損するマウスでは,リンパ球のリンパ節からの脱出をはじめとしてリンパ球の体内動態に異常が認められなかったことから,B細胞に由来するノルアドレナリンのリンパ球動態への寄与は小さいことがわかった.ノルアドレナリン産生細胞で特異的に蛍光色素を発現するマウスのリンパ組織を解析するなかで,B細胞以外にも一部の骨髄球系の細胞で蛍光色素の発現が認められた.そこで,骨髄球系の細胞で特異的にノルアドレナリンの生合成酵素を欠損するマウスを作製したが,この場合にもリンパ球動態の異常は認められなかった.したがって,少なくともリンパ球の体内動態に関しては,これらの免疫細胞に由来するノルアドレナリンの寄与は小さいことがわかった.今後ノルアドレナリン産生免疫細胞の機能を解析するに当たっては,免疫系の異なる側面に注目する必要がある.我々の研究から,神経伝達物質ノルアドレナリンがリンパ球動態を制御する仕組みが明らかになった.本研究は,ノルアドレナリン産生能を有する免疫細胞のリンパ球動態制御における役割を明らかにすることを目的とした.しかし,B細胞あるいは骨髄球系細胞で特異的にノルアドレナリンの生合成酵素を欠損するマウスを用いた解析から,これらの免疫細胞に由来するノルアドレナリンのリンパ球動態への寄与は小さいことがわかった.当初の予想に反して、我々が見出したノルアドレナリン産生B細胞は、リンパ球の動態制御には関与しないことが判明したため、研究計画を変更する。ノルアドレナリン産生細胞で特異的に蛍光色素を発現するマウスのリンパ組織を解析するなかで、B細胞以外にも蛍光色素を発現する非神経細胞が存在することがわかった。今後は、これらの非神経ノルアドレナリン産生細胞を同定し、そのリンパ球の動態制御における役割を明らかにする。免疫学当初の予想に反する研究結果が得られ、研究計画を変更したため。新たな研究計画のもとで、実験試薬、実験器具など消耗品の購入費用、および遺伝子改変マウスの作製費用として使用する。
新しい歯周組織再生誘導法の開発に関する研究

目的現在のGTR法の問題点の幾つかを根面処理および、新しい外科処置の術式の導入によって解決し、GTR法の適応範囲を広げることを目的とした。方法研究計画・方法に記載のとおり1.被験歯は通常の処置では保存が不可能と考えられる根尖相当部まで骨欠損が及んでいるものとした。2.根面に対しては、機械的処理を行うとともに塩酸ミノサイクリンを用い生化学的処理を行った。3.歯牙を歯頸部で切断し、GTRメンブレンを適合させた後、埋伏させた。4.キチン膜を用い、術後の感染を最小限にコントロールした。5.アタッチメントレベル、レントゲンにて評価した。結果1.術後、歯牙を保存し、機能させることに成功した。2.アタッチメントレベルについては最高で9mm、平均6mmの増加が認められた。3.レントゲン的にも骨の再生が認められた。考察1.本法は通常の処置では保存が不可能と考えられる歯牙について有効な処置と考えられる。2.メンブレンが埋伏させた歯牙によってその高さを維持されるため、通常のGTR法に比べスペース確保が容易であった。3.根面形態による歯頸部の適合性が問題とならないことは、本法の利点と言える。4.歯肉弁が薄くなり、術後の感染を完全にコントロール出来なかった点から、歯肉弁歯冠側移動について改良が必要と考えられる。5.埋伏させるため術後の審美的問題、咬合の問題、およびプラークコントロールについて検討する必要がある。6.症例数を増やし、適応となる部位についても検討していく必要がある。
ミエリン脂質ガラクトセレブロシドの合成・分解酵素の発現に関する研究

ミエリンに特異的な脂質であるガラクトセレブロシドの合成酵素であるUDP-galactose:ceramide galactosyltransferase(CGT)とその分解酵素であるgalactocerebrosidase(GALC)の発現をマウス(C57BL/6J)脳にて日令別に調べ、ミエリン形成と関係を検討した。【結果】(1)northern blot hybridizationではCGT mRNAの発現は日令10より認められ、ミエリン形成が盛んになる日令25においてピークが認められ、その後ゆるやかに減少した。GALCはCGTに比べて、mRNAの発現量が少なく、また、日令30を過ぎて発現量が増加するパターンが認められた。(2)リボプローブを用いたin situ hybridizationでは傍正中矢状断においてCGTは日令5日にて既に脳梁を始めとする大脳にmRNAの発現が認められ、日令20には大脳・小脳白質に限局したmRANが明瞭となったが、adultではむしろ減弱した。GALCは日令20にて脳内に明瞭なmRNAのシグナルは認められなかったが、adultではCGT同様に白質に限局したシグナルが認められた。GALCを強発現している細胞はオリゴデンドロサイトと思われた。【考察】GALC遺伝子はそのプロモーター領域の解析または神経外臓器の発現パターンにおいてはhouse-keeping geneの性格を示すが、脳内においては白質(オリゴデンドロサイト)に特異的に発現するパターンを示した。また、発現のピークはCGTにおいてはミエリン形成の盛んな時期と一致していたのに対して、GALCではそれよりも遅れ、GALCがミエリン形成というよりもその維持にかかわっている可能性が示唆された。
脂肪族モノケトンによるn-ヘキサンの神経毒性増強作用の本態に関する研究

2,5-ヘキサンジオン(以下2,5HD)の排泄機構へのメチルエチルケトン(以下MEK)の関与を明らかにすることを目的としてこの実験を開始した。現在なお、実験は進行中である。5週令の近交系雄ラット112匹を4群、即ち2,5-ヘキサンジオン群、メチルエチル群、2,5HD/MEK群および生食群に分割し、薬剤投与群には、各群300mg/kgの投与を1ヵ月間行ない、投与期間中、24時間、48時間、1週間目並びに1ヵ月の実験終了時に、それぞれ7匹ずつ屠殺、採血した。現在、2,5-ヘキサンジオンの測定中である。同時に、採尿も行ったので、尿中の2,5-ヘキサンジオンを測定中である。UDP-グルクロナイドの測定については、標準品がないので、標準品の作成を試みているところである。
新規抗糖尿病および抗肥満シード化合物の開拓を志向したファラオ天然薬物の探索研究

エジプト伝統薬物(ファラオ天然薬物)から糖尿病や肥満症予防に有効と判断される伝承薬物および薬用食物を入手し,各種スクリーニング試験を経て肥満あるいは糖尿病予防効果に有望な素材を探索した.その結果,エジプトやトルコにおいて喘息などの治療に用いられるとともに食品としても供されているNigella sativa種子から,マウス初代培養肝細胞を用いた脂質代謝促進作用を指標に活性成分を探索し,活性成分としてdolabellane型新規ジテルペンアルカロイドnigellamine A_1-A_5,B_1-B_3,CおよびDを単離・構造決定した.Dolabellane型ジテルペンは,これまでに軟体動物や褐藻類,苔類から単離されているが,高等植物からの報告は殆どなく珍しい例である.また,地中海沿岸地域を原産とし,日本においてもハーブとして用いられるセイジ(Salvia officinalis,葉)に,オリーブ油負荷マウスでの血中中性脂質上昇抑制作用が認められ,活性を指標に分離・精製した結果,活性成分としてabietane型ジテルペンcarnosic acidを見いだした.更に高脂肪食飼育マウスにおいて,carnosic acidは5mg/kg/day(p.o.)の2週間連日投与で,その内臓脂肪の有意な蓄積抑制作用が認められた.一方,エジプト伝統薬として慢性の便秘症や糖尿病などの治療に用いられてきたコロシント(Citrullus colocynthis,果実)について,ショ糖負荷ラットにおける血糖値上昇抑制作用及びI型アレルギー反応即時相のin vivoモデルである受身皮膚アナフィラキシー(PCA)反応に及ぼす影響を検討したところ,有意な抑制作用を見出した.活性を指標に分離・精製し,主要cucurbitane型トリテルペン配糖体cucurbitacin E 2-O-β-D-glucopyranosideが活性成分であることを明らかにするとともに,新規cucurbitane型トリテルペン配糖体colocynthoside AおよびBを単離し,それらの化学構造を決定した.その他,主にサハラ砂漠などに分布し,子宮出血や婦人病の治療に用いられるアンザンジュ(Anastatica hierochuntica,全草)から新規骨格のフラバノンanastatin AおよびBおよび新規ネオリグナンhierochin A-Cを単離,構造決定した.含有成分について肝保護作用を検討したところ,anastatin AおよびBに強い活性を見出すなど,本研究課題の当初計画についてほぼ達成したものと考えられる.エジプト伝統薬物(ファラオ天然薬物)から糖尿病や肥満症予防に有効と判断される伝承薬物および薬用食物を入手し,各種スクリーニング試験を経て肥満あるいは糖尿病予防効果に有望な素材を探索した.その結果,エジプトやトルコにおいて喘息などの治療に用いられるとともに食品としても供されているNigella sativa種子から,マウス初代培養肝細胞を用いた脂質代謝促進作用を指標に活性成分を探索し,活性成分としてdolabellane型新規ジテルペンアルカロイドnigellamine A_1-A_5,B_1-B_3,CおよびDを単離・構造決定した.Dolabellane型ジテルペンは,これまでに軟体動物や褐藻類,苔類から単離されているが,高等植物からの報告は殆どなく珍しい例である.また,地中海沿岸地域を原産とし,日本においてもハーブとして用いられるセイジ(Salvia officinalis,葉)に,オリーブ油負荷マウスでの血中中性脂質上昇抑制作用が認められ,活性を指標に分離・精製した結果,活性成分としてabietane型ジテルペンcarnosic acidを見いだした.更に高脂肪食飼育マウスにおいて,carnosic acidは5mg/kg/day(p.o.)の2週間連日投与で,その内臓脂肪の有意な蓄積抑制作用が認められた.一方,エジプト伝統薬として慢性の便秘症や糖尿病などの治療に用いられてきたコロシント(Citrullus colocynthis,果実)について,ショ糖負荷ラットにおける血糖値上昇抑制作用及びI型アレルギー反応即時相のin vivoモデルである受身皮膚アナフィラキシー(PCA)反応に及ぼす影響を検討したところ,有意な抑制作用を見出した.活性を指標に分離・精製し,主要cucurbitane型トリテルペン配糖体cucurbitacin E 2-O-β-D-glucopyranosideが活性成分であることを明らかにするとともに,新規cucurbitane型トリテルペン配糖体colocynthoside AおよびBを単離し,それらの化学構造を決定した.その他,主にサハラ砂漠などに分布し,子宮出血や婦人病の治療に用いられるアンザンジュ(Anastatica hierochuntica,全草)から新規骨格のフラバノンanastatin AおよびBおよび新規ネオリグナンhierochin A-Cを単離,構造決定した.含有成分について肝保護作用を検討したところ,anastatin AおよびBに強い活性を見出すなど,本研究課題の当初計画についてほぼ達成したものと考えられる.古代エジプトにおいて,ファラオをはじめとする王侯貴族は現代人と同様の飽食の状態にあり,肥満となり糖尿病などの生活習慣病で苦しんでいたことが各種のパピルスなどに記録されている.我々は予備的現地調査や文献的調査研究の結果,ファラオ天然薬物から糖尿病や肥満症予防に有効と判断される伝承薬物および薬用食物を約80種入手し,肥満および糖尿病予防物質を探索するスクリーニング試験を実施し,肥満症や糖尿病予防に有効な成分の探索研究に着手した.今年度はエジプトやトルコにおいて風邪や喘息などの治療に用いられるとともに食品としても供されているNigella sativa種子から,マウス初代培養肝細胞を用いた脂質代謝促進作用を指標に活性成分を探索した.

その結果,活性成分としてdolabellane型新規ジテルペンアルカロイドnigellamine A_1-A_5,B_1-B_3,CおよびDを単離・構造決定した,Dolabellane型ジテルペンは,これまでに軟体動物や褐藻類,苔類から単離されているが,高等植物からの報告は殆どなく,珍しい例である.また,地中海沿岸地域を原産とし,日本においてもハーブとして用いられるセイジ(Salvia officinalis,葉)の抽出エキスに,オリーブ油負荷マウスでの血中中性脂質上昇抑制作用が認められ,活性を指標に分離・精製した結果,活性成分としてabietane型ジテルペンcarnosic acidを見いだした.更に高脂肪食飼育マウスにおいて,carnisic acidは5mg/kg/day(p.o.)の2週間連日投与で,その内臓脂肪の有意な蓄積抑制作用が認められた.その他,エジプトおよびその周辺地域の薬用植物であるCyperus longusの全草から6種の新規セスキテルペンを単離・構造決定するとともに,含有セスキテルペン成分にマウス初代培養肝細胞を用いたリポ多糖刺激による細胞障害に対する保護作用を見いだし,また,ヒガンバナ科植物のCrinum yemenseの球根部から3種の新規ヒガンバナアルカロイドを単離・構造決定するとともに,含有アルカロイド成分に誘導型NO合成酵素発現抑制作用を見いだすなど,種々のファラオ天然薬物の含有成分レベルでの機能解明を実施しており,平成16年度の当初計画をほぼ達成したものと考える.平成16年度に引き続き,古代エジプト王侯貴族が利用していた薬物(ファラオ天然薬物)から糖尿病や肥満症予防に有効と判断される伝承薬物および薬用食物を入手し,それら薬物の抽出エキスを作製,各種スクリーニング試験を経て肥満あるいは糖尿病予防効果に有望な素材を探索した.エジプト伝統薬として慢性の便秘症や糖尿病などの治療に用いられてきたコロシント(Citrullus colocynthis,果実)のMeOH抽出エキスについて,ショ糖負荷ラットにおける血糖値上昇抑制作用及びI型アレルギー反応即時相のin vivoモデルである受身皮膚アナフィラキシー(PCA)反応に及ぼす影響を検討したところ,有意な抑制作用を見出した.活性を指標に分離・精製し,主要cucurbitane型トリテルペン配糖体cucurbitacin E 2-O-β-D-glucopyranosideが活性成分であることを明らかにするとともに,新規cucurbitane型トリテルペン配糖体colocynthoside AおよびBを単離し,それらの化学構造を決定した.また,主にサハラ砂漠などに分布し,子宮出血や婦人病の治療に用いられるアンザンジュ(Anastatica hierochuntica,全草)のMeOH抽出エキスに,マウス初代培養肝細胞を用いたD-galactosamine(D-GalN)誘発細胞障害に対する強い抑制作用[Inhibition (%) at 30μg/ml:52.2±2.5]を認めたことから,肝保護作用成分の探索研究に着手した.
慢性皮膚潰瘍創におけるMMP、TIMPの発現とMMP阻害薬の可能性

ヒト褥瘡の組織は5検体が得られ、潰瘍辺縁部と潰瘍中心部の組織の凍結固定とパラホルムアルデヒド固定後が保存されている。それらの組織を用いて、組織中のMMP・TIMP活性を免疫組織化学的に分析した。潰瘍底の肉芽部分では血管新生に伴ってMMP9が発現し、潰瘍辺縁部の表皮化部位で表皮細胞の基底層から顆粒層にかけてMMP2、MMP9、TIMP2が発現していることが明らかになった。すなわち肉芽形成期・表皮形成期に応じてMMP2・9、TIMPが発現し組織の再構成が行われることが明らかとなった。創傷治癒遅延モデルとして、慢性腎不全ラットモデル(手術によって人為的に腎臓機能を6分の1にするモデル)での創傷治癒実験を行なったが、創傷治癒遅延は生じなかった。次に虚血皮弁モデルをラット背部に作成し、さらに細菌(緑膿菌)を播種することによって、慢性皮膚と同じモデルとなりうるかを検証した。このモデルにおいては虚血において、また細菌を播種することにより創傷治癒速度が遅くなり、臨床の褥瘡と類似した病態を作成することが可能となった。MMPの経時的発現を免疫組織化学的に検討したが、正常皮膚群で細菌を播種した創部に表皮細胞の進展部位に一致してMMP9が受傷後3目目から発現していた。この時期では線維芽細胞は誘導されておらず、好中球の存在がMMPの誘導に関与している可能性が示唆された。細菌の播種後、細菌の定着とバイオフィルム形成を電顕的および蛍光顕微鏡的に観察した。非虚血群においてバイオフィルム形成が多く認められ、好中球の存在がバイオフィルムの形成に関与していることが明らかとなった。褥瘡の臨床検体および、ラットに作成した虚血・感染症モデルから、慢性皮膚潰瘍の創傷治癒には血管新生にともなってMMPが誘導されることにより表皮細胞の遊走が重要な要素となることが明らかとなった。ヒト褥瘡の組織は2検体が得られ、潰瘍辺縁部と潰瘍中心部の組織の凍結固定とパラホルムアルデヒド固定後が保存されている。それらの組織を用いて、組織中のMMP活性の測定が行なえる状況にあるが、まだ検体数が少なく収集の必要がある。また1検体では切除後に急速冷凍され、組織からの生化学的分析が可能な状態となっている。創傷治癒遅延モデルとして、慢性腎不全モデル(手術によって人為的に腎臓機能を6分の1にするモデル)での創傷治癒実験を行なった。予備実験の結果sham群と比較して創傷治癒速度が遅延することが得られた。本実験ではラットの個体数を増やして実験中である。また各創傷治癒時期における組織を採取し、組織標本での血管新生の程度の観察、たんぱく質を抽出した後にゼラチンザイモグラフィーを行い、MMP発現が亢進している可能性を現在分析している。またRNAの抽出も3、4検体で終了しており、現在プローブを求めてRT-PCRによってMMP発現の変化を同定する作業に入っている。創傷治癒遅延モデルの一つとして、bi-pedicle皮弁モデルをラット背部に作成し、虚血の程度に応じて中央部と辺縁部の創傷治癒速度を比較した。創傷はパンチ生検を用い、創部は閉鎖環境に置いた。このモデルにおいては虚血の程度が強くなると同時に創傷治癒速度が低下することが明らかになったが、その原因としてMMPの発現の変化があるのではないかと仮定し、RNAを抽出し保存中である。

細菌のcolonizationモデルとして虚血皮弁を用いた予備動物実験を施行中である。虚血皮弁では通常の創傷部に比較して、細菌の定着率が高い知見が得られている。ヒト褥瘡の組織は5検体が得られ、潰瘍辺縁部と潰瘍中心部の組織の凍結固定とパラホルムアルデヒド固定後が保存されている。それらの組織を用いて、組織中のMMP・TIMP活性を免疫組織化学的に分析した。潰瘍底の肉芽部分では血管新生に伴ってMMP9が発現し、潰瘍辺縁部の表皮化部位で表皮細胞の基底層から顆粒層にかけてMMP2、MMP9、TIMP2が発現していることが明らかになった。すなわち肉芽形成期・表皮形成期に応じてMMP2・9、TIMPが発現し組織の再構成が行われることが明らかとなった。創傷治癒遅延モデルとして、慢性腎不全ラットモデル(手術によって人為的に腎臓機能を6分の1にするモデル)での創傷治癒実験を行なったが、創傷治癒遅延は生じなかった。次に虚血皮弁モデルをラット背部に作成し、さらに細菌(緑膿菌)を播種することによって、慢性皮膚と同じモデルとなりうるかを検証した。このモデルにおいては虚血において、また細菌を播種することにより創傷治癒速度が遅くなり、臨床の褥瘡と類似した病態を作成することが可能となった。MMPの経時的発現を免疫組織化学的に検討したが、正常皮膚群で細菌を播種した創部に表皮細胞の進展部位に一致してMMP9が受傷後3日目から発現していた。この時期では線維芽細胞は誘導されておらず、好中球の存在がMMPの誘導に関与している可能性が示唆された。細菌の播種後、細菌の定着とバイオフィルム形成を電顕的および蛍光顕微鏡的に観察した。非虚血群においてバイオフィルム形成が多く認められ、好中球の存在がバイオフィルムの形成に関与していることが明らかとなった。褥瘡の臨床検体および、ラットに作成した虚血・感染症モデルから、慢性皮膚潰瘍の創傷治癒には血管新生にともなってMMPが誘導されることにより表皮細胞の遊走が重要な要素となることが明らかとなった。
光電子分光法による半導体のバンドギャップ内の表面準位の新しい観測方法

24nmの極薄板酸化膜を持つ金属/酸化膜/半導体(MOS)デバイスの半導体のバンドギャップ内に存在する界面準位のエネルギー分布を分光学的に直接求める方法を開発した。この方法は,MOSデバイスの表面と裏面にバイアス電圧を印加した状態で金属側から単色化したX線を照射し,金属膜と下地半導体から放出される光電子を観測する方法である。下地半導体の内殻準位のシフト量をバイアス電圧の関数として観測することにより,界面準位のエネルギー分布を求めた。この方法により,一万分の一モノレ-ヤ-以下の界面準位の検出が可能であることが分かった。〈3nm白金/酸化膜/p-InP(100)〉MOSデバイスでは,界面準位のエネルギー分布は三つの極大を持っており,アンチサイト欠陥と空孔による欠陥によるものと結論した。この様に不連続なエネルギー分布を持つ界面準位の観測により,Spicer等が提案している統一欠陥モデルを支持した。また,フェルミレベルはAs_<Ga>アンチサイト欠陥に部分的にピニングされていることがわかった。〈3nm白金/酸化膜/p-InP(100)〉MOSデバイスの界面準位のエネルギー分布は,酸化膜の作製方法により変化したが,いずれも不連続なエネルギー分布をもち,欠陥準位によるものと結論した。自然酸化膜を持つMOSデバイスでは,バンドギャップの中央近傍に界面準位の極大が観測され,孤立したSiダングリングボンドに帰属した。熱酸化膜を持つMOSデバイスでは,バンドギャップの下方と上方に界面準位の極大が観測され,それぞれSiダングリングボンドがシリコン酸化膜中のシリコン原子及び酸素原子と弱く相互作用したものに帰属した。
スポーツの戦術に関する実践的研究

<研究実施内容>平成18年度補助金を得て収集したハンドボール世界選手権大会の攻防場面を編集し、ハンドボールの戦術に関わる認知能力の評価法を開発した。攻撃場面のうち、シュートに至る数秒前に画面を消失させ、その最終場面の選手の位置およびその後の展開を図示させ、選手の状況認知能力とそれに伴う戦術的思考能力(戦術の先取り)を評価するものである。この能力を明確に出来れば、選手の戦術的行動の失敗原因が(1)攻防場面の状況を把握できかったためか、(2)戦術的展開の先取り能力に問題があったのかを探り出すことができるので、失敗原因に合致した戦述指導を分けて実施することが可能となった。本年度の研究成果は、戦術に関わるワークショップを開催して検討を加えた。2008年3月15、16日の2日間、財)日本ハンドボール協会の「ハンドボールコーチング研究会」と共同でワークショップを開催した。本研究代表者・分担者を含む6名に戦術に関わる研究発表(口頭発表)を依頼するとともに、戦術に関わる評価法について意見交換をした。また、東海大学スポーツ医科学研究所の研究誌"東海大学スポーツ医科学雑誌第20号に、「ハンドボールの戦術的認知能力に関する評価法の検討-攻防活動に対する状況認知と背術的先取りを中心に-」という論文表題で投稿し受理されている。練習の成果が試合で発揮されたかを正しく判断することは、スポーツのコーチにとって重要である。試合の成果は、一般的に勝敗や攻撃成功率などの統計データとして表され、試合を分析するための客観的データとして用いられる。そのため、試合におけるチームの成果を評価するために、個々のプレーヤーの技能を評価することになる。ところが、ハンドボールのような集団競技では、プレーヤー全員による戦術的活動が要求されるので、チームの評価は個人の技能だけでなくチーム全員の活動をも評価すべきと考えた。そこで、攻撃戦術の課題の1つである「空間的優位をっくる」という観点から、エリア解析システムを構築した。この分析システムを利用することにより、攻撃側が進入しようとするエリアにどれだけ侵入できたかを検証できるようにした。そして、本研究で開発した「エリア解析システム」が、コーチの主観的評価を、客観的指標として数値化できることを証明した。研究の成果は、イギリスにある国際スポーツ学会Journal of Sports Scienceに投稿中である。また、デンマーク・ドイツで2007年度に開催予定のワークショップの募集・会議打ち合わせを行った。本研究の成果をふまえ、2007年度はデンマーク又はフランスでハンドボールに関するワークショップを開催する予定である。攻撃場面のうち、シュートに至る数秒前に画面を消失させ、その最終場面の選手の位置およびその後の展開を図示させ、選手の状況認知能力とそれに伴う戦術的思考能力(戦術の先取り)を評価するものでめる。この能力を明確に出来れは、選手の戦術的行動の失敗原因が(1)攻防場面の状況を把握できなかったためか、(2)戦術的展開の先取り能力に問題があったのかを探り出すことができるので、失敗原因に合致した戦術指導を分けて実施することが可能となった。本年度の研究成果は、戦術に関わるワークショップを関催して検討をえた。
情報ネットワーク化の進展した産業での産業政策の効果に関する理論的・実証的研究

本研究ではまず、情報ネットワーク関連調査資料から「製造企業、卸売り業者、小売業を含む流通システム内における、構築された企業間オンライン情報ネットワーク」を、その形態的特徴から、製造企業主導型、卸売り主導型、地域異業種卸共同型、小売り主導型等に分類した。そこでそれぞれの情報ネットワーク型について、各企業の取引費用、情報ネットワークの加入料や回線使用料などの情報コストや製品差別化等の要素を考慮し情報ネットワークの戦略的利用の側面に注目しつつ、製品需要に関する非対称情報ゲーム理論を応用して、新たな経済理論モデルの構築し分析を試みた。その結果得られた成果は、1.小売りや卸のみが需要情報を持ち情報レントをもつケースではそれぞれ製造業者、卸業者等の他社へその情報を教えるインセンティブがないこと、2.1.の状況を打破するため、情報レントのない企業が、情報ネットワーク構築の誘因を持つこと、3.経済合理性に基き情報ネットワークが構築されるために、そのため得られる情報レント、情報コスト、取引費用の減少分の間に成立する条件、を明きらかにしたこと、4.それぞれの情報ネットワーク型型の特徴は、取り引きされる財が買い回り品であるか最寄り品であるかまた、代替や製品差別化の程度など流通そのものを特徴づける財の性質と緊密な関連があること、5.情報通信サービス産業における規制緩和などの産業政策が回線使用料などの通信サービス料金の低廉化をもたらすならば情報ネットワークに加入する企業数が増加し、経済厚生を増加させる可能性があること、等が明きらかとなった。これら成果の一部が本報告書の(11研究発表欄)記載の論文である。
新規公開企業の経営効率性とガバナンス構造

平成12年度に作成したデータセットでは,売上高,経常利益,当期純利益等の経営指標は新規公開企業の財務諸表から得られた数値を直接用いていた。だが,新規公開企業に特有の傾向を明確にし,さらにマクロ経済動向の影響などもできるだけ除去するために,店頭市場(JASDAQ市場)の業種別売上高・経常利益・当期純利益等の平均値・中央値を算出し,新規公開企業のデータの調整を行った。修正したデータセットを用いて,新規公開企業の業績指標で測定した経営効率性ならびにガバナンス構造に関して,主として計量的な分析を行ったところ,以下の点が明らかになった。1.新規公開後に10大株主合計の持株比率は減少するが,公開後でも平均して60%以上であり,依然として株式所有は集中している。また,ベンチャーキャピタルが公開後に持株比率を減少させる一方,銀行は公開後に持株比率を増加させている。2.業種別の平均値・中央値で基準化した数値からも,公開後に新規公開企業の売上高・経常利益・当期純利益は急激に減少している。3.ガバナンス構造と業績の関係について,(1)公開後の筆頭株主持株比率は業績と正の相関がある,(2)公開前後での筆頭株主持株比率の変化は業績と正の相関がある,(3)公開後の10大株主持株比率は業績と正の相関がある,(4)公開後にベンチャーキャピタルが株式を保有している方が業績は高い。4.公開前,ならびに公開後ともに,株式時価総額と業績に正の相関がある。5.公開前,ならびに公開後ともに,営業年数・従業員数と業績に負の相関がある。新規に日本証券業協会に店頭登録を申請した企業の申請書類には、公開直前期の大株主の株式保有数、主要な経営データなどが含まれている。本年度の研究では、まず、先述の店頭登録申請書類から入手可能であった筆頭株主の株式保有比率、10大株主保有比率、売上高、経常利益、当期純利益の各データを抽出し、当該企業の店頭登録直後の決算期における各データと比較可能な形でのデータセットを作成した。このデータセットを元に、新規公開(店頭登録)前後での、ガバナンス構造ならびに主要経営指標の変化を検討したところ、以下の点が明らかになった。1.株式所有の集中度は公開後に減少するものの,依然として高い水準であることが明らかになった.2.銀行は新規公開後に保有比率を増加させた唯一の主体であった.3.VC(ベンチャーキャピタル)の大半は新規公開後に保有比率を減少させており,持ち株をすべて売却する事例も半数程度あった.4.売上高は,公開前から公開後にかけて,順調に増加している.5.経常利益・当期純利益については,公開時点に向けて増加するが,公開後に減少することが明らかになった.対売上高比でみても,同様の傾向が観察された.来年度に向けた課題としては,新規公開企業としての特徴をさらに明らかにし,マクロ経済の動向等の影響をできるだけ除去するために,業種毎の平均値等などを用いて業績を基準化し,さらに厳密な分析を行う予定であり,既に一部は着手している.平成12年度に作成したデータセットでは,売上高,経常利益,当期純利益等の経営指標は新規公開企業の財務諸表から得られた数値を直接用いていた。
表皮電流によるトカマクプラズマ周辺部の局所加熱

本研究は、トカマクにトロイダル方向の高周波電場を印加し、その電場によりジュ-ル加熱によって周辺部を加熱することを目的とする。高周波電場は、表皮効果のため、プラズマの周辺部のみにしか浸透しないので、周辺部の局所加熱が期待される。そのための、高周波発振器を、本補助金を使って購入した。発振器の主な性能は、以下のとうりである。発振周波数f=5.5kHz、出力電圧V≦4VOLT、最大出力パワ-P=10kW、パルス幅τ=20msこの発振器の出力端子を、WTー3トカマクの真空容器の1タ-ン絶縁部に直接接続して、高周波電力をプラズマに供給する。この高周波電場によるジュ-ル加熱パワ-の空間的分布を計算によって求めた。加熱パワ-のピ-クの位置dの、周波数fに対する依存性を調べた。f≧5kHZにおいては、dは、fに強くは依存せず、d/a=0.1程度である(aはプラズマの小半径)。ただし、全入力パワ-は、fの増加とともに、かなり小さくなる。f=5.5kHzのとき、1タ-ン電圧4Voltで加熱パワ-10kW程度が見込まれる。そこで、ここでは、f=5.5kHzとして実験を行った。プラズマ電流Ip=50100kAのプラズマに高周波電場を加えた。約1Voltの高周波電場印加によって、誘起される交流プラズマ電流は、約1kAであり、もとのプラズマパラメ-タには、あまり依存しない。この電流値は、表皮効果によって与えられる値にほぼ等しいことが確認されている。また、磁気コイルによる計測より、この交流電流は、ポロイダル方向にほぼ均等に生成されていることが確認された。表面プラズマの局所加熱の効果は、まだ観測されていない。入力パワ-が小さいためと考えられる。発振器とプラズマとの結合をよりよくして、入力パワ-を増強するため、結合部を改造中である。
脳障害修復機構としてのアストロサイトにおけるアポE遺伝子の制御の研究

我々の研究室は、脳傷害に反応してアストロサイトがFGF-1を産生・放出し、これがオートクリン反応でアストロサイト自身に作用して、apoEの産生とコレステロール合成を促進し、apoE-HDLの産生を促す。この結果、傷害の修復が促進されることが示され、これがapoE-HDLによる傷害部へのコレステロール供給の促進によるものであることが示唆された。この発見に基づき、本プロジェクトでは、FGF-1がapoE遺伝子の転写促進を行いその発現を高める分子機構の解明に取り組んだ。まずFGF-1はヒトapoE遺伝子のプロモータ-650bpをクローニングし、レポータ遺伝子による測定系を確立した。これによりFGF-1はApoAとLXAa遺伝子の発現を促進した。LXRaの発現をSiRNAにより抑制すると、FGF-1のapoE転写促進効果は失われた。Compactinによるコレステロール合成阻害によってもFGF-1の効果は失われた。ApoEプロモータを解析すると、FGF-1に反応する部分は-400と-280の間に存在し、この領域にLXREの候補が存在した。この候補領域に変異を導入すると、FGF-1に対する活性は失われた。この結果、アストロサイトのapoEはFGF-1により、LXRaを介して転写制御活性化が行われ、それは内因性のコレステロール合成の存在に依存していることが明らかになった。この研究により、脳の傷害時にその修復が行われる機序の重要な部分が明らかになり、脳に於けるコレステロールの役割の重要性の一端が解明された。1)アストロサイトのapoE/HDL分泌は、脳の傷害修復のための重要な反応である。脳外傷などによる細胞へのストレスはアストロサイトによるFGF1の放出を促進し、そのFGF-1のオートクリン作用によりapoEの遺伝子の転写が昂進し、HDL産生が高まる。この機構におけるFGF-1受容体からのシグナル伝達はPI3K/Akt pathwayにより行われApoEの転写促進を促す。2)アストロサイトに外因性のapoA-Iが作用するとき、caveolin-1とコレステロールが細胞質の脂質蛋白複合体cytosoloc lipid protein particle(PLPP)に移行する。この時PLPPはcaveolin-1を介してミクロチューブ細胞骨格に結合することが示される。ミクロチューブの機能を阻害すると、apoA-Iによる細胞脂質の放出が抑制されることから、この反応がHDL新生に向けての細胞内コレステロール輸送系に関与している可能性が示唆された。
超高感度・超微少量計測のための“一滴溶媒濃縮法"の開発

環境・医療・先端材料等の分野における化学計測に高い感度と選択性が求められる現在,濃縮・分離のための前処理法の開発が重要な課題となっている.本研究では,従来困難であった最終容積μlレベルへの高倍率濃縮を容易に達成できる一滴溶媒濃縮法を開発した.目的化学種を含む有機相(揮発性)に高沸点溶媒(難揮発性)を少量添加して,前者を蒸発除去すると目的成分が高沸点溶媒に定量的に濃縮されて残り,一定かつ微小体積への高倍率濃縮と溶媒の置換とが同時に実現できる.この蒸発過程で揮発性溶媒がビーカー器壁をリフラックスする現象によって,目的化学種が自動的に一滴の最終溶媒中へ洗い込まれ,極めて簡便に高倍率濃縮が達成できる本研究の具体例では,微量成分の高感度・高選択的定量法として近年顕著な進展を遂げつつある逆相(RP)HPLCへ一滴溶媒濃縮法を導入し,pptレベルのコバルトの定量に成果を得た.本法では,2,2'-ジヒドロキシアゾベンゼン(DHAB)-コバルト錯体をクロロホルムヘイオン対抽出し,分相した有機相に高沸点水溶性溶媒であるジメチルスルホキシド(DMSO)100μlを添加した後,クロロホルムを蒸発除去してDMSO中へ目的錯体を濃縮し,イオン対逆相分配モードのHPLCへ導入した.なお,1000倍の高濃度化を図り,かつRP-HPLCに適した水性溶媒へ置換する際,溶解度問題に対処するために,試薬DHABは中性種としてクロロホルムへ抽出され,一方コバルト錯体,[CoL_2]^-,はイオン対として抽出されるという挙動の差異を利用して両者の分離を図った。また,濃縮-HPLC法のもうひとつの問題点である注入試料中の溶媒がピークプロファイルに与える影響については,1:1水-DMSO混合溶媒を用いることで良好な適合性を得た.本法によるコバルトの検出限界(から試験値の3σ)は1.8pptであった.環境・医療・先端材料等の分野における化学計測に高い感度と選択性が求められる現在,濃縮・分離のための前処理法の開発が重要な課題となっている.本研究では,従来困難であった最終容積μlレベルへの高倍率濃縮を容易に達成できる一滴溶媒濃縮法を開発した.目的化学種を含む有機相(揮発性)に高沸点溶媒(難揮発性)を少量添加して,前者を蒸発除去すると目的成分が高沸点溶媒に定量的に濃縮されて残り,一定かつ微小体積への高倍率濃縮と溶媒の置換とが同時に実現できる.この蒸発過程で揮発性溶媒がビーカー器壁をリフラックスする現象によって,目的化学種が自動的に一滴の最終溶媒中へ洗い込まれ,極めて簡便に高倍率濃縮が達成できる本研究の具体例では,微量成分の高感度・高選択的定量法として近年顕著な進展を遂げつつある逆相(RP)HPLCへ一滴溶媒濃縮法を導入し,pptレベルのコバルトの定量に成果を得た.本法では,2,2'-ジヒドロキシアゾベンゼン(DHAB)-コバルト錯体をクロロホルムヘイオン対抽出し,分相した有機相に高沸点水溶性溶媒であるジメチルスルホキシド(DMSO)100μlを添加した後,クロロホルムを蒸発除去してDMSO中へ目的錯体を濃縮し,イオン対逆相分配モードのHPLCへ導入した.なお,1000倍の高濃度化を図り,かつRP-HPLCに適した水性溶媒へ置換する際,溶解度問題に対処するために,試薬DHABは中性種としてクロロホルムへ抽出され,一方コバルト錯体,[CoL_2]^-,はイオン対として抽出されるという挙動の差異を利用して両者の分離を図った。また,濃縮-HPLC法のもうひとつの問題点である注入試料中の溶媒がピークプロファイルに与える影響については,1:1水-DMSO混合溶媒を用いることで良好な適合性を得た.本法によるコバルトの検出限界(から試験値の3σ)は1.8pptであった.微量計測のための新しい高倍率濃縮法として,微少量試料からミクロ体積(μlレベル)の高沸点有機溶媒へ濃縮する方法を開発し,本年度の目的を達成した.本法の特徴は,沸点の差異を利用して有機相中の微量化学種を微少量かつ一定体積の溶液状態に規則できる点にある.具体的な成果としては次の事項があげられる.1.溶媒の選択:溶媒系の探索研究の中から揮発性溶媒としてクロロホルム,高沸点濃縮溶媒としてジメチルスルホキシド(DMSO)の組合せが良好な特性をもつことを明らかにした.DMSOは濃縮サンプルを逆相分配(RP)-HPLCへ導入する際に最適のクロマトグラフィー分離をもたらす水溶性溶媒でもある.2.HPLCへの適用:RP-HPLCのクロマトグラムは注入試料中の有機溶媒によって顕著な影響を受け,ピーク高の低下やピーク割れ現象を引き起こす場合が見られるが,1:1 DMSO-水では良好なピークプロファイルが得られることが判明した.3.コバルトの1000倍濃縮/HPLC法の確立:(1),(2)の成果に基づき,pptレベルのコバルト(II)イオンの定量法を確立した.錯形成試薬として2,2'-ジヒドロキシアゾベンゼン(DHABまたはH_2L)を用いたが,高倍率濃縮の結果,過剰の試薬が溶解度を越える障害を回避するために,H_2Lが中性種としてクロロホルムへ抽出される特性を利用して,あらかじめ過剰試薬を除去したのち,目的とするコバルト-DHAB錯体,[CoL_2]^-,をイオン対抽出し,両者の分離を達成した.クロロホルムを分相後,DMSO 100 μ

lを添加して前者を蒸発除去しDMSOへの1000倍濃縮を行う.これをHPLCへ導入して得られた検出限界は1.8pptであった.次年度は,HPLC系の拡張およびキャピラリー電気泳動への適用を計画している.本年度は,初年度に開発した一滴溶媒濃縮法を用いて,pptレベルの微量コバルトを最終容積μlレベルへ高倍率濃縮し,逆相(RP)HPLCへの導入に成功した.本濃縮法では目的化学種を含む有機相(揮発性)に高沸点溶媒(難揮発性)を少量添加して,前者を蒸発除去すると目的成分が高沸点溶媒に定量的に濃縮されて残り,一定かつ微小体積への高倍率濃縮と溶媒の置換とが同時に実現できる.この蒸発過程で揮発性溶媒がビーカー器壁をリフラックスする現象によって,目的化学種が自動的に一滴の最終溶媒中へ洗い込まれ,極めて簡便に高倍率濃縮が達成できる.具体的な操作は,2,2'-ジヒドロキシアゾベンゼン(DHAB)-コバルト錯体をクロロホルムへイオン対抽出し,分相した有機相に高沸点水溶性溶媒であるジメチルスルホキシド(DMSO)100μlを添加した後,クロロホルムを蒸発除去してDMSO中へ目的錯体を濃縮し,イオン対逆相分配モードのHPLCへ導入した.なお,1000倍の高濃度化を図り,かつRP-HPLCに適した水性溶媒へ置換する際,溶解度問題に対処するために,試薬DHABは中性種としてクロロホルムへ抽出され,一方コバルト錯体,[CoL_2]^-,はイオン対として抽出されるという挙動の差異を利用して両者の分離を図った.また,濃縮-HPLC法のもうひとつの問題点である注入試料中の溶媒がピークプロファイルに与える影響については,1:1水-DMSO混合溶媒を用いることで良好な適合性を得た.本法によるコバルトの検出限界(から試験値の3σ)は1.8pptであった.また,目的金属イオンの拡張のためにニッケルの高選択的HPLC定量のための試薬の開発も併せて行った.
微粒子膜を鋳型とする3次元構造体とその光界面反応

酸化チタンを用いた光触媒は、環境浄化への実用段階に入ってきているが、まだ解明されていない光触媒反応の詳細なメカニズムを、特に酸化チタンの表面上のナノスケールの反応を明確化することは急務であり、それにより光触媒能がもっと効率よく働く構造が創成出来ると考え、さらにこの膜をどのように作り上げいくかという技術的問題もあった。そこで、本研究は、光触媒として注目されている酸化チタンを用いた3次元構造体を作製し、その光界面反応を利用して、微小空間が触媒反応とどのような働きをするか、またどのような応用が出来るのかを検討し、研究を遂行してきた。具体的には、高分子微粒子もしくは無機微粒子を用いて移流集積法によって、規則構造を有する膜を作製した。その膜を鋳型として酸化チタンを焼成し、目的の3次元構造体を得た。この構造体のサイズはサブミクロンからナノメートルを目標として、微小空間のマイクロケミストリーの場として応用することができた。以下に研究成果を述べる。1.高分子微粒子また無機微粒子を鋳型とする酸化チタン光触媒薄膜の作製数十ナノから光波長である数百ナノメートルのオーダーでの3次元構造体を作製することが出来、作製した薄膜の微細構造パターンを変化させ、多様性のある膜を検討してきた。さらに、その触媒効率を検討し、他の膜との比較をすることにより、作製した膜の有効性を見いだした。2.界面反応の検討マイクロケミストリーの場として、様々な化学反応を酸化チタンポッケトセル内で行い、微小空間内での拡散律速などの問題で左右されていた反応中間物質の発生効率変化を検討し、研究を重ねてきた。さらに酸化チタンポケットセル内での分解反応、合成反応の研究を行うとともに、単一セル内での反応過程を検討してきたが、ほぼ初期の目的を達成することができた。
モンゴル国妊婦の受動喫煙の実態把握と受動喫煙評価方法の構築

妊娠中の受動喫煙は、妊婦本人のみならず、胎児にも悪い影響を与えることが明らかになっている。本研究は、モンゴル国における妊婦の受動喫煙が季節や妊娠週数によってどのように変化するのかの実態を明らかにすること、妊婦健診時に、医療者(医師・助産師・看護師)が個々の妊婦の受動喫煙習慣・環境等を即座に評価し、その結果に基づいて受動喫煙予防のための保健指導を行えるシステムを構築するためのデータの蓄積を目的としている。また、受動喫煙習慣・環境等を把握するための信頼性・妥当性の検証された簡便な質問紙を開発することも目的としている。得られたデータをもとに、将来的には受動喫煙予防のための保健指導システムを構築し、保健指導の質の担保、施設間や医療者間の保健指導の質の格差の軽減を図り、妊婦の受動喫煙を軽減し、母児の健康を向上させることが本研究の目的である。調査は、モンゴル国ダルハンオール県と保健局の2施設で行う予定である。妊娠初期の妊婦をリクルートし、1か月後、妊娠中期、妊娠後期に質問紙調査と呼気中一酸化炭素濃度の測定、尿中コチニンの検査を行う予定である。本年度は、3月に2週間渡航し、現地の研究者と調査開始前の打ち合わせを行い、調査を実施する医療施設に協力依頼をした。現地の研究者には、モンゴル国保健省の倫理審査に提出する書類の作成と、倫理審査への出席を依頼した。また、調査に使用する受動喫煙を評価するためのコチニンELISAキット、喫煙の有無を評価するための呼気中一酸化炭素濃度測定器を購入し、現地に運搬し、調査が開始できるように準備を進めた。当初の予定では、年度内にモンゴル国保健省の倫理審査にて承認を得て、4月には調査を開始する計画であったが、大学内での実習や講義の都合で渡航できる期間が限られており、現地の研究者と調査について話し合うことができず、計画よりも遅れてしまった。現在、モンゴル国保健省の倫理審査に提出するための書類作成を、現地の研究者にお願いしており、倫理審査の一次審査、二次審査にも代わりに出席してもらえるようにお願いをしている。倫理審査で承認を得られるのが、早ければ6月頃になると思われるため、6月に2週間渡航する予定でいる。承認が得られ次第、現地で調査員を雇用し、調査員としてのトレーニングを実施し、調査を開始する予定である。8月にも2週間渡航し、調査の進捗を確認する予定である。
プラズモニックナノシート:ナノ近接場界面の創出と応用探索

本プロジェクトでは、熱分解法により合成した粒径の揃った均一な銀ナノ微粒子(直径約5nm)からなる巨大に次元結晶シートを気水界面に作成に、局在プラズモン共鳴に関わる界面物理現象の理論的および実験的検証、ならびにさまざまな応用の可能性について模索している。本年度の成果の概略は以下の通り。銀および金微粒子混合膜のプラズモン特性について、気液界面単分子膜において検討した。混合の効果でドメインサイズが小さくなる(100nm以下)ことにより、共鳴ピーク位置をブルーシフトさせることに成功した(国内および国際学会にて発表)。銀ナノシートをマーカとして、白金担持酸化チタン薄膜による基盤垂直方向での非接触触媒反応について定量的に評価することに成功した(国内学会誌に論文投稿)。銀ナノシートと金属基板との相互作用による新奇現象を発見、これに基づいて最先端・次世代研究開発支援プログラムに応募、ライフイノベーションとして採択された(現在論文投稿準備中)銀ナノシートを用いた蛍光増強測定を実施した。その結果、銀微粒子へのエネルギー移動による失活(FRET)の影響が非常に大きく、大きな増強を得るためにはナノオーダーでの色素-微粒子間の距離制御が必要であることがわかった(国内および国際学会にて発表)。これと平行して、金属薄膜により励起した伝搬型プラズモンと銀ナノシートの局在プラズモンを組み合わせた測定ができる光学システムを立ち上げた。ナノ導波路の検証実験はFRETの影響で、現在の銀微粒子(5nm径)では効果を検証できないことがわかった。銀ナノシートによるSTM発光について検討し、論文にまとめた。本プロジェクトでは、熱分解法により合成した粒径の揃った均一な銀ナノ微粒子(直径約5nm)からなる巨大二次元結晶シートを気水界面に作製し、局在プラズモン共鳴に関わる界面物理現象の理論的および実験的検証、ならびにさまざまな応用の可能性について模索する。二次元結晶形成により銀微粒子の局在プラズモン共鳴吸収は大きくレッドシフトするとともにピークの精鋭化(半値幅の減少)を生じる。我々はこの二次元結晶を"プラズモニックナノシート"と名付け、巨視的な光をナノ厚み界面に閉じ込め、二次元方向に高効率で導波できる転写自在のナノ材料として技術確立することを目指している。初年度の成果の概要は以下の通り。-チオール置換によって銀微粒子二次元結晶の粒子間距離の制御に成功した。さらに共鳴角シフトの理論的検証をFDTD計算により実施し、二次元シート上に励起されたプラズモンの基本特性について明らかにした。-銀ナノシート-金属基板間の強い電磁場相互作用について実験およびFDTD計算により検証した。-銀微粒子表面での分子置換反応が金微粒子表面とでは大きく異なることを合成実験において発見した。銀微粒子表面の場合、チオール分子との置換反応は可能であるがジスルフィド分子とは反応しない。異種金属粒子間で選択的化学修飾できる可能性を見いだした(バイオマーカーとして有望)。-銀ナノシート分解反応を利用した酸化チタンナノチューブの非接触触媒活性を発明し、論文にまとめるとともに新聞発表した(日経産業新聞:平成21年6月4日)。-銀ナノ微粒子からなるハニカム膜を作製し、膜の光学特性について伝搬型SPR法を用いて評価し明らかにした。