hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家庭科における「食生活の安全・安心」の再検討

本研究の目的は、自らの食生活における食の安全・安心を主体的に考えるための授業を家庭科において構想することである。まず、教科書分析とアンケート調査を行い、小・中学校における食の安全、特に食中毒及び食品添加物の扱いを整理した。その結果をもとに、小学校では調理を自らが行うリスク管理としてとらえること、中学校では消費者の立場で自ら実践すべきことに気付かせることを目的とした授業を構想した。本研究は、家庭科における食の安全・安心を特定の食品問題に限定することなく広く捉え直したうえで、児童・生徒が自らの食生活における安全・安心を主体的に考えるための教材開発を目的としている。初年度である平成25年度は、文献を中心とした情報収集のほか、高校生・大学生・教員を対象とした食の安全・安心に関する調査、中学校技術・家庭家庭分野の教科書分析を行った。食の安全・安心に関する認識を調査した結果、全体で最も多く挙げられたキーワードは「食中毒」で、次いで多い順に「食品添加物」「農薬」「放射能」「輸入食品」であった。対象者別では、高校生、大学生で「食中毒」がもっとも多く出現していたのに対し、教員では「食品添加物」がもっとも多かった。一方、教員での出現が多かった「産地偽装」や「不正表示」は、高校生、大学生では比較的少なかった。食の安全に関する認識は世代間で異なり、若い世代では「栄養バランス」や「食費」も出現していたことから、食の安全についての論点を「食べること(食べられないこと)に伴って生じる健康への影響」と広く捉えなおす視点があることが示唆された。これらの視点も参考にしながら、中学校技術・家庭家庭分野の教科書を比較・分析したところ、食の安全・安心の取り上げ方は3社の教科書間で違いが認められた。食品表示、食情報、科学技術、リスク分析、行政の仕組みなど様々な視点からの記述が混在しているため、小学校の教科書記述も含め、その系統性を今後検討したい。昨年度に行った高校生・大学生・教員を対象とした食の安全・安心に関する調査と中学校技術・家庭家庭分野の教科書分析に続き、今年度は小学校家庭科の教科書分析を行い、その変遷と中学校との関連について検討した。中学校教科書での食中毒の取り扱いは、平成13年検定教科書以降、しだいに記述が詳細になっているのに対し、小学校では「食中毒」という用語そのものの出現は明確でないものの、野菜の洗い方、ゆで方、卵の選び方、じゃがいもの調理等において、食中毒予防をねらいとした記述が一貫して認められた。特に野菜の洗い方については、サラダ(生野菜・ゆで野菜)を実習題材としてその目的と方法が詳しく示されていた。しかし、肉や魚は小学校での取り扱いがないことから、調理実習で扱う食材ごとの学習にならないよう、洗う、切る、加熱するといった調理操作そのものが食生活のリスクを低減させるために自らが取り組める生活上の工夫であることの認識を持たせることが大切であると考えられた。一方、小学校教科書の食品添加物についての記述は「少ないものを選ぶようにしよう」との価値判断を含む記述が中学校より早期に見られなくなっていた。しかし、消費生活の学習と関連して表示やマークを手がかりに食品を選ぶ内容が取り上げられており、中学校での学習内容との整理が必要である。家庭科教員を対象とした聞き取り調査からは、これらの教科書記述の変化に対して内容の取扱いに苦慮している様子が伺われた。本研究は、児童・生徒が自らの食生活における食の安全・安心を主体的に考えるための家庭科授業を構想することを目的としている。これまでに行った高校生・大学生・教員を対象とした食の安全・安心に関する意識調査、小・中学校家庭科の教科書分析の結果を踏まえ、小学校では調理を自らが行うリスク管理としてとらえること、中学校では生産・流通・調理加工の各過程において食べ物を安全なものとするためにどのような管理、工夫が行われているかを理解したうえで様々な情報に基づいた主体的な価値判断を行うことに重点をおいた授業を構想した。今年度は小学校における授業実践に向けて具体的な教材の開発に取り組んだ。調理に関する学習の導入時に用いることを想定し、洗う前の手指や食品に存在する細菌に気付かせるための教材として、簡易な平板法により細菌を検出した写真や、洗うこと、加熱することにより細菌を減らせることを示したデータ等を視覚教材化し、調理によって食品を安全なものにしていることを理解させることをねらいとした。学習前のレディネスの把握として「調理」に対するイメージマップを作成させ、小学校の調理に関する学習のうち「ゆでる」「炒める」調理の学習を終えた時点で再度作成させるイメージマップとの比較により、調理操作そのものが食生活のリスクを低減させるために自らが取り組める生活上の工夫であることを認識できているかを評価する。現時点での分析として、学習前のイメージマップでは調理からイメージされるワードは調理器具(包丁、鍋等)、調理法(切る、焼く等)、食材(野菜、肉等)が多く、安全に関するワードはほとんど認められなかった。構想した授業を年度内に実践し、その成果を評価するに至らなかった。年間指導計画との関係から授業の時期が限定されるため、年度を改めての実施を予定している。本研究は、自らの食生活における食の安全・安心を主体的に考えるための授業を家庭科において構想することを目的とした。これまでに行った高校生・大学生・教員を対象とした食の安全・安心に関する意識調査、小・中学校家庭科の教科書分析の結果を踏まえ、以下の授業を計画して実践した。

(1)小学校における授業実践調理を自らが行うリスク管理としてとらえさせるため、調理に関する学習の導入時に用いることを想定して、手指や食品に付着した細菌を簡易な平板法によって検出し、洗浄や加熱によってこれらの細菌を減らせることを示した写真及びグラフ等の教材を作成した。「調理」に対するイメージマップを集計した結果、学習前には調理器具、調理法、食材に関するワードが多く、安全や衛生に関するワードはほとんど認められなかった。授業後の感想から、安全のために調理を行っていることの理解が認められた。単元終了後に行ったイメージマップによる調査では、調理に関する語彙数が増え、「ケガをしない」等の安全に関する記述は見られたものの、調理の目的として安全をとらえたワードの出現は顕著ではなかった。(2)大学生を対象とした授業消費者の立場から食の安全にどのように主体的にかかわるかを考えさせることを目的として、グループディスカッションを取り入れた授業を構想した。食の安全について、企業、行政、消費者それぞれの役割や相互の関係を考えさせることにより、食中毒の予防や食情報の判断について自らが実践すべきことがあることに気付かせることができた。当初予定していた中学校での授業実践に向けて、発達段階を考慮して内容を再検討することが今後の課題である。本研究の目的は、自らの食生活における食の安全・安心を主体的に考えるための授業を家庭科において構想することである。まず、教科書分析とアンケート調査を行い、小・中学校における食の安全、特に食中毒及び食品添加物の扱いを整理した。その結果をもとに、小学校では調理を自らが行うリスク管理としてとらえること、中学校では消費者の立場で自ら実践すべきことに気付かせることを目的とした授業を構想した。教科書分析の結果を踏まえ、小・中学校それぞれに授業を構想することとした。当初予定と順序を入れ替えたため中学校での実践にはいたらなかったが、小学校分の進捗状況から全体として概ね予定どおりと判断した。授業実践と得られたデータの分析により、構想した授業の評価と見直しを行う。円滑な授業の実施に向けて実践者との連携が重要であるため、連絡を密にし、適宜教材の見直しにも対応していきたい。家庭科教育食生活のリスクを低減させるために自らが取り組める生活上の工夫として、調理の目的を認識させるための授業実践を小学校で、さまざまな情報に基づいた主体的な価値判断を目指した授業実践を中学校で計画する。実践の年度が重複したため、スケジュールと役割を調整して対応したい。調査方法の見直しを行ったため、当初予定していた家庭科授業担当者を対象としたアンケート調査の実施には至らなかった。授業実践の遅延により、年度を改めて実施するよう計画を見直したため。教材作成のための物品購入に時間を要し、次年度での購入となった。教材作成に必要となる消耗品、協力校への訪問や成果発表のための旅費として使用を予定している。小学校家庭科の教科書分析を行うとともに、小・中学校の家庭科授業担当者を対象としたアンケート調査を実施する。
デジタルコンテンツを活用する教師の授業実施プロセス総合支援の研究

本研究の目的は,今後導入が進むと考えられる,教育用デジタルコンテンツを有効に活用できる,教師にとって現実的な授業実施プロセスの総合的な支援を実現することである.従来の学校教育において,教師の最も重要かつ労を要する作業は,一連の授業実施プロセスである.ここで,授業実施プロセスは,年間学習指導計画およびさらに詳細な学習指導計画の立案・作成,学習指導計画に基づいた授業準備,授業の実施,授業実施後の評価から成る一連の作業であり,現実には授業の実施までに大半の時間を割いている.学習目標などの入念な計画に基いて,学習者に教材を提供するという,この教師の持つ専門的役割は学習形態に関わらず重要であるが,これまでにそのプロセスに注目した研究は見られない.ITの活用により,このプロセスを効果的に支援することが可能であると考えられるため,その方法を研究した.まず,教師の一連の作業(授業実施プロセス)を,知的かつシームレスに支援するために,一連の作業に必要な文書・教材等について,それらの間の連携を考慮したメタデータを設計した.学習指導計画表,教科書,指導書の連携を検討の結果,デジタル指導書のためのメタデータを出版社間の差異は吸収し,教科別に作成した.加えて,上記のデジタルコンテンツを利用して,授業実施プロセス支援を実現するシステムを開発した.このシステムは教科によらず各種メタデータを持つコンテンツを利用することができる.本システムにより,年間学習指導計画および詳細な学習指導計画の立案・作成,学習指導計画に基づいた授業準備という,授業実施までの作業において,教師が自由にデジタルコンテンツを利用することができる.さらに,作成した学習指導計画に従って,授業教材準備のための素材が提供される.授業教材の準備は,解説を含む教師用教材とそれを含まない生徒用教材を同時に作成できる.さらに生徒用教材を他のPCに表示して教師側と連動させて授業を実施できる.本研究の目的は,今後導入が進むと考えられる,教育用デジタルコンテンツを有効に活用できる,教師にとって現実的な授業実施プロセスの総合的な支援を実現することである.従来の学校教育において,教師の最も重要かつ労を要する作業は,一連の授業実施プロセスである.ここで,授業実施プロセスは,年間学習指導計画およびさらに詳細な学習指導計画の立案・作成,学習指導計画に基づいた授業準備,授業の実施,授業実施後の評価から成る一連の作業であり,現実には授業の実施までに大半の時間を割いている.学習目標などの入念な計画に基いて,学習者に教材を提供するという,この教師の持つ専門的役割は学習形態に関わらず重要であるが,これまでにそのプロセスに注目した研究は見られない.ITの活用により,このプロセスを効果的に支援することが可能であると考えられるため,その方法を研究した.まず,教師の一連の作業(授業実施プロセス)を,知的かつシームレスに支援するために,一連の作業に必要な文書・教材等について,それらの間の連携を考慮したメタデータを設計した.学習指導計画表,教科書,指導書の連携を検討の結果,デジタル指導書のためのメタデータを出版社間の差異は吸収し,教科別に作成した.加えて,上記のデジタルコンテンツを利用して,授業実施プロセス支援を実現するシステムを開発した.このシステムは教科によらず各種メタデータを持つコンテンツを利用することができる.本システムにより,年間学習指導計画および詳細な学習指導計画の立案・作成,学習指導計画に基づいた授業準備という,授業実施までの作業において,教師が自由にデジタルコンテンツを利用することができる.さらに,作成した学習指導計画に従って,授業教材準備のための素材が提供される.授業教材の準備は,解説を含む教師用教材とそれを含まない生徒用教材を同時に作成できる.さらに生徒用教材を他のPCに表示して教師側と連動させて授業を実施できる.
時間分解ESRを用いたNaTaO3光触媒の励起電子（正孔）波動関数の空間分布解析

(1)Sr2+(2 mol%)を固相合成法でドーピングしたNaTaO3光触媒をYAGレーザーパルス光(波長266 nm)で励起して時間分解マイクロ波吸収スペクトルを計測した。吸収線幅は2 mTでg値は1.995である。Ta核スピンに起因する超微細分裂を手がかりとして電子スピンの局在/非局在性を現在考察している。(2)固相合成法によってSr2+をドーピングしたNaTaO3光触媒粒子をHF水溶液でエッチングした。蛍光X線とX線光電子分光で測定したSr濃度がエッチング時間に対して不連続に減少したことから、Sr濃度と結晶構造が異なるシェル(厚さ数nm)がコアを覆う断面構造を結論した。SrドープNaTaO3光触媒の研究において、ラマン散乱がSr2+イオンが占有するサイト(ペロブスカイト格子のAサイトまたはBサイト)を検知する有力な手段となることを見いだした。固相合成した光触媒においてはBサイトがSr2+によって置換され、水熱合成した光触媒ではAサイトがもっぱら置換されることを明らかにした。これまでNaTaO3光触媒をSr2+を含むアルカリ金属元素でドーピングするとイオン半径の類似性を根拠としてAサイト置換体が生じると信じられてきたが、これを実験的な証拠にもとづいて覆す成果である。光励起された電子と正孔が再結合する速度はBサイト置換体で遅く、Aサイト置換体で速かった。ドーピングする元素の選択ばかりでなく、ドーピングサイトの最適化が電子-正孔再結合反応を抑制して光触媒を高活性化する鍵となることが明らかとなった。これらの予想外の実験結果を正しく解釈してNaTaO3光触媒の構造と物性を理解することに時間を要したため、研究の主目的である光励起状態の電子スピン共鳴(ESR)計測については定常紫外光照射による定常ESRスペクトルを計測することに成功したが、年度内に時間分解計測を実施するに至らなかった。光照射にってEPR信号があらわれ、消灯すると信号も消失することを確認したため、パルス励起光による時間分解計測が実現する可能性は十分あると判断した。研究期間の延長を申請承認されたため、平成26年度の成果をもとにSrのドーピング濃度と置換位置を最適化したNaTaO3光触媒を対象とした時間分解ESR測定を平成27年度に実施する。光触媒は(1)結晶内部で吸収した光エネルギーを(2)励起キャリア(電子と正孔)に変えて表面へ伝達し(3)活性中心による物質変換に利用する人工物である(右図)。光吸収・伝達・物質変換を担う構造要素を無作為に寄せ集めても有為な物質変換はおこらない。粒径1 μm程度の無機微粒子に含まれる構造要素が協調的にはたらくことで、定常的な物質変換サイクルが動作する。協調的な動作メカニズムの解明は、人工光合成の実用化へむけた光触媒開発を支える知的基盤となる。本研究の目的は、NaTaO3光触媒に紫外光を照射して電子と正孔を励起して、電子スピン共鳴(ESR)スペクトルを時間分解能50 nsで計測し、光触媒材料における電子励起状態の空間構造を実験的に解析する方法論を提案することである。最終年度である平成27年度は、ストロンチウムをドーピングしたNaTaO3光触媒にYAGレーザーパルス(波長266 nm)を照射してESRスペクトルを時間分解計測した。電子-正孔対に由来する線幅2 mTのマイクロ波吸収をg = 1.995に確認できた。測定したスペクトルを解析するために、金属酸化物光触媒の密度汎関数法シミュレーションのエキスパートであるCristiana Di Valentin准教授(ミラノビコッカ大学)との共同研究をおこなった。SrNa15Ta16O48クラスターを対象とする計算を実施し、スピンが複数のTaイオンに非局在化する結果を得た。さらにSrドープNaTaO3単結晶膜の反射IR測定をCristof Woell教授およびYuemin Wang博士(カールスルーエ工科大学)との共同研究としてスタートさせた。スペクトルの偏光依存性をもとに電子(正孔)を捕獲した準位の空間構造を考察するように研究期間満了後も発展させる。Sr2+をドープしたNaTaO3光触媒の構造と物性を理解することに時間を要したため、研究の主目的である光励起状態の電子スピン共鳴(ESR)計測については定常紫外光照射による定常ESRスペクトルを計測することに成功したが、年度内に時間分解計測を実施するに至らなかった。光照射にってEPR信号があらわれ、消灯すると信号も消失することを確認したため、パルス励起光による時間分解計測が実現する可能性は十分あると判断したため、平成27年度に時間分解ESR計測を実施する。

化学反応学研究期間の延長を申請承認されたため、平成26年度の成果をもとにSrのドーピング濃度と置換位置を最適化したNaTaO3光触媒を対象とした時間分解ESR測定を平成27年度に実施する。Sr2+をドープしたNaTaO3光触媒の構造と物性を理解することに時間を要したため、研究の主目的である光励起状態の電子スピン共鳴(ESR)計測については定常紫外光照射による定常ESRスペクトルを計測することに成功したが、年度内に時間分解計測を実施するに至らなかった。光照射にってEPR信号があらわれ、消灯すると信号も消失することを確認したため、パルス励起光による時間分解計測が実現する可能性は十分あると判断したため、平成27年度に時間分解ESR計測を実施する。時間分解計測ESR計測の光源として必要なYAGレーザーの4次高調波発生結晶購入費に充てる。(2)(3)(4)はそれぞれ英語・中国語・韓国語のウェッブページである。
細胞内微小サンプル計測を目的としたマイクロ・ナノドロップレットハンドリング

1微小なスケール(数ミクロンサブミクロン)のマイクロドロップレットの安定な作製技術の確立:平成30年度は、各種条件のうち何が微小ドロップレットの安定的生成に寄与するのかの基礎的解明とその結果に基づいたデバイスの改良を行った。検討の結果、デバイス表面に対する溶液の濡れ性が主要なパラメータの一つとなっていることが判明したので、H29年度に開発したノズル型デバイスの更なる改良を行い、本デバイスによりW/O/Wドロップレットの安定な作製に成功した。2微小サンプルのドロップレット内への内包技術およびドロップレット内での反応技術の確立:平成30年度は、微小サンプルのドロップレット内への内包技術を化学分野における錯体反応系に応用し、化学合成への応用による新規材料合成法の確立を目指した。アゾ配位子の合成をマクロ流体デバイスで作製したマイクロドロップレット内で行い、錯体反応の高速かつ高効率な作製に世界で初めて成功した。3マイクロドロップレットの選択的ハンドリング技術の確立:壊れやすい生体サンプルや化学サンプルをマイクロ流体デバイス中でハンドリング・選択すためには、サンプルに無用な力がかかる可能性がある従来のアクティブな方法ではなく、直接デバイス材料に触れない方法によるハンドリングが行われることが望ましい。平成30年度は、3次元シースフローデバイスの縦型への転換、材料表面の構造変化による疎水面の形成とその界面の応用、物性の変化によるソーティング技術の確立等を実現し、選択的ハンドリング技術の確立を目指した。その結果、ドットレールを用いたドロップレットの大きさや物性(粘度等)によるソーティング技術の確立に成功した。4派生効果:これらの成果の応用として、「遺伝子論理チップ」の作製に成功し、その成果は「Nature Nanotechnology」に掲載された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1微小なスケール(数ミクロンサブミクロン)のマイクロドロップレットの安定的作製技術の確立。これまでに研究代表者のグループが開発してきたマイクロ流体デバイスは、基本的にひとつずつマイクロドロップレットを作製する構造になっており、大量のサンプル処理を考えた場合、生産性が問題となる。そこで本研究では、イオンビームでSiに直接50CH程度の多チャンネル流路を形成する方法でデバイスを作製し、3ミクロン程度のドロップレットの多量かつ安定な作製に成功した。2微小サンプルのドロップレット内への内包技術の確立当年度は主に油層/液相の2層からなる微小ドロップレットの薬理への応用を試みた。プライマーでコーティングされた微小磁気ビーズを油層/水層の2層からなるドロップレットにDNAとともに個別に内包したのち、ドロップレット内でDNAと各種薬品を反応させその様子を観察することにより、特定の薬品にのみ反応し特殊なたんぱく質を分泌するDNA配列の特定に成功した。3マイクロドロップレットの選択的操作技術の確立Aの微小ドロップレットとBの微小ドロップレットを一つずつ確実にトラップし、その後トラップした場所でABの1対1の融合を可能とするマイクロ流体デバイスを開発し、実際に動作を確認した。研究代表者のグループは、これまでもドロップレット融合デバイスの開発に成功しているが、今回の研究では必ずA(試料)とB(試薬)を一つずつ融合させることが可能な点に特徴がある。4選択された微小サンプルに対する薬品等の刺激方法の確立今年度新規に開発に成功した、超撥水表面を実現する構造体を応用して、その表面にマイクロドロップレットをのせてハンドリングを行うことにより、ドロップレット同士の新規な融合方法を検討中である。H28年度の研究実施計画をほぼすべて実施しており、かつ更なる発展や応用が見込める。また、論文・学会発表等の業績も着実に上がっているため。1微小なスケール(数ミクロンサブミクロン)のマイクロドロップレットの安定な作製技術の確立。:平成28年度までに微小なスケールでドロップレットの作製に成功したが、ドロップレットが微小であるほど、安定な生成が困難となる。この原因として、主に流路内の壁面の性質および溶液の物性が支配的なことが推察された。そこで、流路内壁面の性質の影響の少ないノズル型流体デバイスを設計してドロップレットの生成を試み、これに成功した。2微小サンプルのドロップレット内への内包技術およびドロップレット内での反応技術の確立:主に化学反応をターゲットとして、ドロップレット内部での反応技術の確立、および結晶化について検討を行った。その結果、今まで困難だった物質合成の反応条件の確立およびドロップレットを利用したたんぱく質の結晶化に成功した。3マイクロドロップレットの選択的ハンドリング技術の確立:微小なスケール(数ミクロンサブミクロン)かつ壊れやすい生体サンプルや化学サンプルをマイクロ流体デバイス中でハンドリング・選択するためには、サンプルに無用な力がかかる可能性がある従来のアクティブな方法ではなく、直接デバイス材料に触れない方法によるハンドリングが行われることが望ましい。既にH28年度までに数ミクロンから数十ミクロン程度のドロップレットのパッシブな方法での分別に成功している。H29年度は、検討をさらに進め、3次元シースフローの縦型への転換、物性変化によるパッシブソーティングの技術を応用して、選択的ハンドリング技術について検討しその確立に成功した。4派生効果:マイクロ流体デバイスのファブリケーションの検討の過程で、フレキシブルなITO電極の作製に成功し、本成果はNATUREに採択された。H29年度の研究実施計画をほぼすべて実施しており、かつ更なる発展や応用が見込める。

1微小なスケール(数ミクロンサブミクロン)のマイクロドロップレットの安定な作製技術の確立:平成30年度は、各種条件のうち何が微小ドロップレットの安定的生成に寄与するのかの基礎的解明とその結果に基づいたデバイスの改良を行った。検討の結果、デバイス表面に対する溶液の濡れ性が主要なパラメータの一つとなっていることが判明したので、H29年度に開発したノズル型デバイスの更なる改良を行い、本デバイスによりW/O/Wドロップレットの安定な作製に成功した。2微小サンプルのドロップレット内への内包技術およびドロップレット内での反応技術の確立:平成30年度は、微小サンプルのドロップレット内への内包技術を化学分野における錯体反応系に応用し、化学合成への応用による新規材料合成法の確立を目指した。アゾ配位子の合成をマクロ流体デバイスで作製したマイクロドロップレット内で行い、錯体反応の高速かつ高効率な作製に世界で初めて成功した。3マイクロドロップレットの選択的ハンドリング技術の確立:壊れやすい生体サンプルや化学サンプルをマイクロ流体デバイス中でハンドリング・選択すためには、サンプルに無用な力がかかる可能性がある従来のアクティブな方法ではなく、直接デバイス材料に触れない方法によるハンドリングが行われることが望ましい。平成30年度は、3次元シースフローデバイスの縦型への転換、材料表面の構造変化による疎水面の形成とその界面の応用、物性の変化によるソーティング技術の確立等を実現し、選択的ハンドリング技術の確立を目指した。その結果、ドットレールを用いたドロップレットの大きさや物性(粘度等)によるソーティング技術の確立に成功した。4派生効果:これらの成果の応用として、「遺伝子論理チップ」の作製に成功し、その成果は「Nature Nanotechnology」に掲載された。基本的にはこれまでの研究方針を着実に推進していくことで当初目標は達成可能である。ただし、研究グループ内でマイクロ流体デバイスに精通している技術者が少なくなったため、今後ナノ・ライフ創新研究機構スタッフの協力や、新規人材の育成によるメンバーの補強等、工数の確保には留意する必要がある。ただし、研究グループ内でマイクロ流体デバイスに精通している技術者が少なくなったため、今後はナノ・ライフ創新研究機構においてマイクロ流体デバイス関連技術に精通しているスタッフの協力を仰いでいく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
Gingipain活性阻害剤の歯周病治療および歯周医学関連疾患治療への応用

ナタマメはマメ科の植物であり、古くから膿とり豆として知られ、漢方薬として使用されてきた。本研究では、In vitroにおけるナタマメ抽出物(SBE)の抗炎症作用、マウス実験的歯周炎に対するSBEの効果、マウス実験的歯周炎とマウス実験的RAの関連性、実験的歯周炎・RA併発マウスに対するSBEの効果、に関する検討を行った。その結果、SBEの飲用によって歯槽骨の吸収が抑制されたこと、また歯周炎と関節リウマチの併発動物実験モデルにおいて関節炎の進展と歯槽骨の吸収が抑制されたことが明らかにされた。SBEが炎症性サイトカインの産生を抑制し歯周炎や関節リウマチの発現・進行を抑制する可能性が示唆された。これまでに、ナタ豆抽出液とその成分の一つであるCanavanineについて、口腔内炎症性疾患と他臓器における炎症性疾患への予防薬・治療薬としての可能性を検証するために、in vitroによる基礎実験、および歯周病ラットモデルを用いた動物実験を行った。In vitro研究としては、ナタ豆抽出液およびCanavanineについて、その1)抗菌作用、2)生体細胞に対する障害性、3)抗炎症作用、の解析を行を行った。その結果、ナタ豆抽出液は、P. gingivalisとF.nucleatumに対して抗菌効果を有することが明らかとなった。Canavanineについては、同2菌種について微小な抗菌効果を認めた。ナタ豆抽出液、Canavanineは、共にクロルヘキシジンと比較して口腔粘膜上皮細胞への細胞傷害性は微小であった。抗炎症性作用を評価するために、P. gingivalis LPS刺激時のTNF-a産生について、ナタ豆抽出液による抑制実験を行ったところ、TNF-a阻害剤であるTACE阻害剤と同程度の抗炎症効果が認められた。動物実験では、P. gingivalis投与によって誘導された歯槽骨吸収がナタ豆抽出液の投与によって抑制されることを明らかとした。現在、ラットを用いた関節リウマチモデルを作成実験を行っており、作成手順に目途がついたところである。平成27年度中には、完成したリウマチモデルを用いてナタ豆抽出液のリウマチ抑制効果について評価を開始する予定である。まず、1ナタ豆エキス(SBE)が炎症性サイトカイン産生に与える効果についてLPS刺激時にTHP-1細胞から産生されるTNF-αとIL-1βの産生をELISAを用いて評価した。次に、2マウス実験的歯周炎に及ぼす効果をBalb/c系雌性マウス10週齢の左右上顎第二臼歯に5-0絹糸を結紮し、実験的歯周炎モデルを作製した。そして、5週齢時からSBEを経口投与し、マウス実験的歯周炎に及ぼす効果を歯槽骨吸収量を測定することによって評価した。また血清中CRP濃度を比較した。さらに、3歯周炎とRAの関連性をSKG系雌性マウス6週齢時にマンナンを腹腔内投与して関節炎を誘導し、10週齢時に5-0絹糸を結紮し歯槽骨吸収を誘導した。その後、関節炎の程度と歯槽骨吸収量を測定することによって歯周炎とRAの関連性を検討した。その結果、1250μg/ml、500 μg/mlのSBEを作用させた場合、LPS刺激THP-1細胞から産生されるTNF-αと、IL-1βを抑制することが明らかになった。また、2歯槽骨吸収量を比較した結果、SBE投与群とSBE非投与群との間に有意な差は認められなかった。しかしながら、血清中CRP濃度は、歯周炎群と比較して歯周炎+2000μg/ml SBE群で有意に低下していた。さらに、3歯周炎+RA群の関節炎の程度は、RA群と比較して有意な差は認められなかったが、腫脹及び発赤が増加する傾向を示した。また、歯周炎+RA群では、歯周炎群と比較して歯槽骨吸収量が有意に増大していた。今回の実験において、歯周組織で生じている炎症反応がSBEの抗炎症作用を上回っていたことによって骨吸収が生じたと考えられる。しかし、歯周炎+2000μg/ml SBE群のCRP濃度は歯周炎群と比較して有意に低くなっていたことから、SBEを飲用させることによって炎症を抑制する可能性が示唆された。また、RAと歯周炎の関連性が示唆された。歯周炎およびリウマチに関しては、マウスを用いた動物実験モデルが完成し、そのモデルによって両者は互いに他を進行させる正の相関があることを明らかにしている。また、歯周炎モデルを用いた研究によって、ナタ豆エキスの飲用によって歯槽骨吸収に有意な抑制は認められなかったものの、血清中CRP濃度上昇を抑制していた。以上から、ナタ豆エキスが歯周炎と関節リウマチの進行抑制に有用である可能性を示す結果が蓄積しつつある。平成28年度は継続して動物実験を行い、その可能性をさらに検索する予定である。動脈硬化症とそれに伴う虚血性疾患については、動物実験モデルの作成に着手できてはいないものの、関節リウマチモデルよりも作成が容易であり、動脈硬化症モデルへのナタ豆エキスの応用は、これまでに得られた歯周炎と関節リウマチに関する知見をもとに実験を行う予定である。本研究では、実験1:マウス実験的歯周炎とマウス実験的RAの関連性、実験2:実験的歯周炎・RA併発マウスに対するSBEの効果、に関する検討を行った。

実験1:SKG系雌性マウスの6週齢時にマンナンを腹腔内投与して関節炎を誘導、さらに10週齢時に5-0絹糸を結紮し歯槽骨吸収を誘導した。3週後に関節炎の程度と歯槽骨吸収量を測定することによって歯周炎とRAの関連性を検討した。賭殺前に血液を採取し血清中CRP濃度を比較した。実験2:5週齢時からSBEを経口投与したラットに実験1の手法で、歯周炎と関節炎を誘導し、関節炎の程度と歯槽骨吸収量の測定によって、実験的関節炎および実験的歯周炎に及ぼす効果を評価した。さらに、賭殺前に血液を採取し血清中CRP濃度を比較した。結果として、実験1:歯周炎+ RA群の関節炎の程度は、RA群と比較して関節炎スコアは有意に高い値を示した。また、歯周炎+ RA群は、歯周炎群と比較して歯槽骨吸収量は有意に大きい値を示した。血中CRP濃度は、コントロール群と比較して歯周炎群とRA群で有意に高く、歯周炎+RA群はそれら2群より有意に高い値を示し、歯周炎群とRA群の間では有意な差は認めなかった。実験2:歯周炎群と比較して歯周炎+SBE群では、歯槽骨吸収量が有意に小さかった。また歯周炎+RA+SBE群は、歯周炎群および歯周炎+RA群より歯槽骨吸収量が有意に小さかった。血中CRP値は、最も高い値を示した歯周炎+RA群より歯周炎+RA+SBE群で有意に小さい値を示した。今回の結果から、歯周炎罹患によって血中CRP値が上昇し、関節炎が悪化する可能性が示唆された。また、SBEの飲用によって血中CRP値が減少し、歯周炎および関節炎の症状の発現が抑制される可能性が示唆された。ナタマメはマメ科の植物であり、古くから膿とり豆として知られ、漢方薬として使用されてきた。本研究では、In vitroにおけるナタマメ抽出物(SBE)の抗炎症作用、マウス実験的歯周炎に対するSBEの効果、マウス実験的歯周炎とマウス実験的RAの関連性、実験的歯周炎・RA併発マウスに対するSBEの効果、に関する検討を行った。その結果、SBEの飲用によって歯槽骨の吸収が抑制されたこと、また歯周炎と関節リウマチの併発動物実験モデルにおいて関節炎の進展と歯槽骨の吸収が抑制されたことが明らかにされた。SBEが炎症性サイトカインの産生を抑制し歯周炎や関節リウマチの発現・進行を抑制する可能性が示唆された。今回の研究課題では、ナタ豆抽出液とその成分の一つであるCanavanineについて、in vitroによる基礎実験を行い、ナタ豆抽出液およびCanavanineの1)抗菌作用、2)生体細胞に対する障害性、3)抗炎症作用、の解析を行うとする研究計画をほぼ達成している。動物実験としては、1)歯周病、2)アテローム性動脈硬化症、3)関節リウマチ、に罹患したモデルラット・マウスを用いて、SB-extractおよびCanavanineのin vivoにおける効果を解析することになっていたが、2)については、目途がたち、3)のモデルは未着手である。動物実験の初年度の進捗状況としては、順調と判断する。ナタ豆エキスの歯周炎と関節リウマチの進行抑制への応用については、更なる研究を継続しその可能性をさらに検索する予定である。動脈硬化症とそれに伴う虚血性疾患については、動物モデルを完成させ、ナタ豆エキスの応用を目指した実験を行うことを計画している。研究課題の最終年度であることから、これまでに得られた知見をもとに、当初の目的であるSBEの歯周病治療および歯周医学関連疾患治療への応用の可能性に向けて、実験を継続し、結論を導いてゆく予定である。
遺伝子改変マウスを用いたウイルス感染時の新規自然免疫機構の解明

RNAウイルスであるHCVの感染における病態の進行過程では、肝星細胞の筋繊線芽細胞への分化転換により組織の繊維化が起こり、肝硬変に進展する。また、肝発ガンに於いては、肝実質細胞のEMTから癌幹細胞が生じることが示唆されており、HCV感染の病態進行では、細胞の脱分化、分化様のイベントが発生している。当研究室では、ウイルスの二本鎖RNAに対する応答解析に用いられるpolyI:Cで細胞質内の自然免疫経路RLRを刺激することで、ヒト繊維芽細胞BJ細胞に於いて、脱分化マーカーであるOCT3/4を含む山中因子が発現上昇する知見を得ていた。そこで、今年度はHCV感染時に於ける細胞の脱分化に、自然免疫によるウイルス核酸認識経路が関与し得るかを検討した。RLRであるRIGーIに認識されるHCV RNAの3'UTRをBJ細胞質内に投与したところ、polyI:C同様にOCT3/4のmRNAの発現が上昇することがわかった。この発現は蛍光顕微鏡による観察により、タンパク質レベルでも確認された。一方で、二本鎖RNAセンサーであるTLR3経路を活性化させた場合には、OCT3/4の発現上昇は観察されなかった。また、OCT3/4が発現する際、IFN-betaの著しい発現上昇が同時に見られるため、siRNAによるKDや阻害剤によりIFN経路がOCT3/4発現に関与するか検討し、OCT3/4の発現上昇はIFN経路に非依存的であることを示唆する知見が得られた。さらに、肝星細胞株を用いて、RLRまたはTLR3を活性化することで、筋繊維芽細胞への分化転換が生じるか、あるいは促進されるかをコラーゲン、転写因子の発現によりに検討したが、関与は認められなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。ウイルス感染時の自然免疫応答に関わる分子群の機能解明のを目的に、特にTICAM-1の関わる生命現象に重点を置いて研究を行っている。本年度はHCV感染時の生体内でのIII型IFN産生におけるTICMA-1及びIPS-1の役割を解明するため、遺伝子欠損マウスを用いて、HCVに対するIII型IFN産生経路の探索を行った。またIII型IFNのウイルス感染時の働きを解明するため、III型IFNの機能解析を行った。これらの研究から得られた成果を論文として『Journal of immunology』誌に発表した。論文中では、ハイドロダイナミックインジェクション法を用いて、生体内におけるIPS-1依存的なIII型IFN産生経路を初めて明らかにした。また、試験管内の実験では、HCV RNAやHCV感染肝細胞株、樹状細胞などを用いて、HCV感染時のIII型IFN産生におけるTICAM-1経路、IPS-1経路の使い分けについて言及した。III型IFNの機能解析では、III型IFNが、I型IFNとは異なり、樹状細胞を介したナチュラルキラー細胞の活性やクロスプレゼンテーションによる細胞障害性T細胞の活性化を誘導しないことを実験的に示した、一方で、III型IFNが樹状細胞や肝細胞のRIG-1の発現を上昇させHCV RNAに対するIFN発現を増強させること、抗ウイルスタンパク質のISG20やRNaseLの発現誘導を促すことを明らかにした。これまで、ポリオウイルス、C型肝炎ウイルス感染時のTLR3-TICAM-1経路の働きについてその一端を明らかにしてきた。本年度はTICAM-1のTLR3、TLR4のアダプター分子としての働き以外の機能の解明を目的に研究を行った。具体的にはIL17シグナルとTICAM-1分子との作用に着目し、TICAM-1 KOマウスを用いてIL17が関わる現象について、in vivo, in vitroからの解析を行った。現在、MEFやHepatocyteを用いた実験において、IL17刺激による応答についてTICAM-1 KOとWTで差異を認める知見を得ている。また、マウスをもちいた、IL17の関与する免疫疾患モデルにおいても、同様にTICAM-1とWTで症状が異なっていることを認めている。

また、OCT3/4が発現する際、IFN-betaの著しい発現上昇が同時に見られるため、siRNAによるKDや阻害剤によりIFN経路がOCT3/4発現に関与するか検討し、OCT3/4の発現上昇はIFN経路に非依存的であることを示唆する知見が得られた。さらに、肝星細胞株を用いて、RLRまたはTLR3を活性化することで、筋繊維芽細胞への分化転換が生じるか、あるいは促進されるかをコラーゲン、転写因子の発現によりに検討したが、関与は認められなかった。年次計画通り、進化系統樹、タンパク質のドメイン構造から予測されるTICAM-1の新規機能を探索し、おおむね良好な経過を経ている。27年度が最終年度であるため、記入しない。TICAM-1のIL17シグナルにおける働きについて、さらなる研究を進めていく。また、HCV感染における発がんメカニズムについて、自然免疫受容体からのシグナル伝達の関与の可能性にせまる。年次計画通り、HCVに対するIII型IFNの産生経路についてノックアウトマウスを用いた解析と、III型IFNの機能解析を行い。概ね良好な結果を得た。遺伝子改変マウスの交配によりTICAM-1やIPS-1を欠損したHCVドランスジェニックマウスを作成する。作成したマウスは、HCV感染時の生体内での自然免疫応答とその後の獲得免疫応答におけるIPS-1、TICAM-1の役割を解明するために用いる。また、当研究室が作成したDDX60ノックアウトマウスを用いて、ウイルス感染時の生体内におけるDDX60の機能を解明する。
リチウムイオン電池用黒鉛負極の表面被覆による高性能化とその電極反応機構の解析

本研究では、リチウムイオン電池用黒鉛負極の水溶性高分子を用いた表面被覆による高性能化とその電極反応機構の解析を目的とした。水溶性高分子としてポリアクリル酸(PAA)を用いることで、天然黒鉛のエッジ部に効果的な被覆を生じ、PAAの重量平均分子量が固体電解質界面(SEI)の生成機構、特にSEI被膜の生成量や成分に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、PAAの強度がサイクル特性の安定化に寄与することが示唆された。これらの結果に基づき、PAA被覆天然黒鉛負極の電極特性が高性能化されたと考察した。本年度は、ポリアクリル酸(PAA)を被覆した天然黒鉛負極における被膜生成メカニズムの基礎的知見を得るため、炭酸エチレン(EC)を主溶媒とした電解液を用い、初回充電時の各電位における黒鉛電極の表面状態の変化を解析した。また、バインダーが被膜生成に及ぼす影響を調べるため、現行のバインダーであるポリフッ化ビニリデン(PVdF)を比較のため用いた。初回サイクルにて、PVdFバインダー電極は放電容量348mAh g^<-1>及び充放電効率75.7%、PAAバインダー電極は放電容量356mAh g^<-1>及び充放電効率82.7%を示した。窒素吸着測定の結果より、試験前のPAAバインダー電極のB.E.T比表面積の方が小さかったので、PAAが効果的に被覆していると考えられた。X線光電子分光の結果、0.8V(vs.Li/Li^+)まで充電した電極表面は、バインダーに関わらず被膜に覆われており、主成分は無機成分のLi_2CO_3及びLiCl、有機成分のアルキルリチウムカーボネート、即ち、従来提案されているECの還元分解生成物に同定された。しかし、PAAバインダー電極の場合、PVdFとは逆に、無機成分の割合が小さかった。また、0.8Vまでの充電容量はPAAバインダー電極の方が小さいので、0.8Vよりも貴な電位では、主に無機成分が生成することを考慮すると、充放電特性及び表面分析の結果は合致した。0.8Vにおける交流インピーダンス測定の結果も前述の考察を支持するものであった。被膜形成がほぼ終了する0.2Vでも、PAAバインダー電極の被膜抵抗の方が小さかった。これらの結果は、被膜中で絶縁性の無機成分が少ないことが一因と考えられる。よって、電極作製の段階でPAAが黒鉛のエッジ面を効果的に被覆したことで、0.8Vよりも貴な電位にてEC成分の還元分解を抑制し、電極特性の改善に寄与したと考察した。本年度は、ポリアクリル酸(PAA)を被覆した天然黒鉛負極における被膜生成メカニズムの基礎的知見を得るため、昨年度に引き続き、炭酸エチレン(EC)を主溶媒とした電解液を用い、PAAの重量平均分子量(Mw)が天然黒鉛電極の電気化学的特性に及ぼす影響を検討した。加えて、炭酸プロピレン(PC)を主溶媒とした電解液中におけるPAA被覆天然黒鉛負極の反応機構を解析するため、昨年度に得た知見を用いて、初回充電時の各電位における黒鉛負極の表面状態の変化を解析した。まず、PAAのMwが増加すると、初回放電容量、初回充放電効率、及びサイクル特性が良好となることが分かった。エネルギー分散型X線(EDX)分析の結果は、PAAのMwの増加に伴い、黒鉛粒子表面の広範囲でPAAが被覆していることを示したので、これが電解液の還元分解を効果的に抑制したと考察した。また、PAAのMwの増加に伴い、PAAの引張強度が増加したことから、これがサイクル特性の安定化に寄与した一因と考察した。次に、PC系電解液中におけるPAA被覆天然黒鉛負極の反応機構を解析した。X線光電子分光の結果は、0.8V vs. Li/Li^+まで充電した電極表面は被膜に覆われ、その主成分が無機成分のLi_2CO_3及びLiCl、有機成分のアルキルリチウムカーボネート、即ち、EC系電解液と同様の結果を示した。しかし、EDX分析結果は、EC系電解液で生成した被膜の生成量もしくは成分と異なることを示した。さらに、交流インピーダンス測定の結果は、PC系電解液中での被膜抵抗の方が大きいことを示したので、電解液の主溶媒が被膜生成メカニズムに影響を及ぼしたと考察した。以上の結果、PAAのMwが大きくなると、充電時の電解液の還元分解を効果的に抑制し、電極特性を改善したと考察した。また、PC系電解液中では、PAAが擬似的な固体電解質界面(SEI)被膜の役割をすることで、黒鉛電極の充放電反応が発現し、その結果、SEI被膜生成メカニズムにも影響を及ぼしたと考察した。

本年度は、ポリアクリル酸(PAA)を被覆した天然黒鉛負極における被膜生成メカニズムの基礎的知見を得るため、昨年度に引き続き、炭酸エチレン(EC)を主溶媒とした電解液を用いて、PAAの重量平均分子量(Mw)が固体電解質界面(SEI)被膜の生成メカニズムに及ぼす影響と、電極/電解液での界面挙動を中心にPAA被覆天然黒鉛負極の電極反応機構を解析した。初回充電時の微分容量曲線を用いて、初回充電反応を解析した。初回充電時、Mwの大きいPAAを用いた電極では、特に低電位領域で電解液の還元分解反応を効果的に抑制されていたので、PAAのMwが初回充電反応に影響を及ぼすことが分かった。0.2V vs.Li/Li+における交流インピーダンス測定の結果より、Mwの大きいPAAを用いた電極では、被膜抵抗が小さかった。この電位では、被膜形成はほぼ終了していると考えられるので、Mwにより被膜の抵抗成分に差異が生じたことが示唆された。さらに、この電位における電荷移動抵抗が温度依存性を有することから、アレニウスプロットを用い、脱溶媒和反応における活性化エネルギー(Ea)を求めた。その結果、PAAのMwの増加に伴い、脱溶媒和反応におけるEaが減少する傾向を示し、PAAのMwが脱溶媒和反応に影響を及すことが示唆された。さらに、初回充電時0.2V vs.Li/Li+における天然黒鉛電極のX線光電子分光の結果、Mwの差異に関わらず、SEI被膜の無機成分であるLi2CO3のC-0に由来すると考えられるピーク、有機成分であるアルキルカーボネートに含まれる炭化水素のC-HおよびC-0に由来すると考えられるピークが検出された。しかし、Mwの差異によりSEI被膜に含まれる有機成分と無機成分に由来すると考えられる各々のピーク面積比に差異を生じていた。以上の結果、PAAのMwがSEI被膜生成メカニズム、特にSEI被膜の生成量や成分比に影響を及ぼすこと、また、電極/電解液での界面挙動としてMwの増加に伴い、被膜抵抗および脱溶媒和反応におけるEaの減少にも影響を及ぼすことを明らかにした。
複雑性PTSDに対する認知行動療法の有効性の検討

2017年度は、研究実施計画に沿って、STAIR/NSTマニュアルとマテリアルの翻訳整備、複雑性PTSDの診断面接や自記式評価尺度の日本語版開発、治療の適切性評価とスーパーバイズ体制の確立、オープンラベル前後比較試験のプロトコル作成と倫理審査を行い、UMIN臨床試験登録システムに登録(UMIN000030889)の上、臨床試験を開始した。2018年度は、臨床試験を継続し、適格基準を満たした6例の組み入れを行った。また、米国の専門家によるスーパービジョンを受け、治療の適切性を担保しながら、治療介入を進めてきた。そのうち予備試験の症例については、学会および雑誌にて症例報告を行い、治療経過や症状変化、STAIR段階とNST段階の治療メカニズムなどについて考察を行った。当初の研究実施計画では、今年度までの目標症例数を13例としていたが、6例にとどまっている。症例数を増やすためにSTAIR/NSTのトレーニングを受けた治療担当者を増やして実施してきたが、現状ではやや遅れている状態である。今後も臨床試験の登録、介入、評価を進めていく。臨床試験の実施施設を増やし、組み入れのスピードアップを図る予定である。なお、2019年度における目標症例数への到達が困難である場合には、補助事業実施期間の延長も含めて検討する。本研究の目的は、複雑性PTSDに対する段階的な認知行動療法であるSTAIR/NSTの日本における実施可能性、安全性、有効性をオープンラベル前後比較試験によって検討することである。これは、複雑性PTSD患者を安全かつ効果的に治療するために特別な配慮を施したSTAIR/NSTの日本への適用を進める上で重要な課題である。本年度は、研究実施計画に沿って、STAIR/NSTマニュアルとマテリアルの翻訳整備、複雑性PTSDの診断面接や自記式評価尺度の日本語版開発、治療の適切性評価とスーパーバイズ体制の確立、オープンラベル前後比較試験のプロトコル作成と倫理審査を行い、UMIN臨床試験登録システムに登録の上、臨床試験を開始した。当初の研究実施計画では、本年度は、STAIR/NSTマニュアルとマテリアルの翻訳整備、複雑性PTSDの診断面接や自記式評価尺度の日本語版開発、治療の適切性評価とスーパーバイズ体制の確立、オープンラベル前後比較試験の開始を予定していた。実際、予定どおりに進められており、オープンラベル前後比較試験については、研究プロトコルを作成し、倫理委員会の承認を得た上で、登録および介入を開始している。今年度の臨床試験の登録人数はやや少ないが、おおむね順調に進展しているといえる。来年度は、研究実施体制として、共同研究施設や治療担当者の拡充を検討しつつ、組み入れを進めていく予定である。今年度、治療者育成のための海外での研修参加を計画していたが、STAIR/NST開発者の来日により、旅費等が生じなかった。また臨床試験の登録件数が予定より少なく、被験者への謝金や、スーパーバイズ費用、そのための翻訳費用などが次年度に繰り越されている。次年度は、臨床試験の介入担当者を研究協力者として雇用する予定であり、そのための人件費が必要となる。加えて、被験者への謝金や、治療の質を担保するためのスーパーバイズ関連費用に助成金を使用予定である。今年度は概ね予定通りの支出状況であったが、初年度の繰越し金が多く生じたために次年度使用額が生じている。また臨床試験の登録件数が予定よりも少なく、被験者への謝金や、スーパーバイズ費用、そのための翻訳・通訳費用などが次年度に繰り越されている。来年度は引き続き、被験者謝金や治療の質を確保するためのスーパーバイズ関連費用に助成金を使用予定である。また解析のための統計ソフト購入、研究成果発表のための費用にも充てる予定である。
塩橋型新規分子性導体の創製

塩橋は生体分子の高次構造構築や高機能発現に関わる重要な結合である。これを積極的に導入した分子性導体を合成し、水素結合性プロトンの自由度を伝導電子へ反映させた電子系を構築し、新機能を開拓することを目的とした。本年度は、塩橋型分子性導体のスピンの性質を明らかにするために電子スピン共鳴法(ESR)測定を行った。(分子研・中村グループとの共同研究)ここでは、代表的な例であるTTFCOONH_4塩の粉末結晶を用い、W-バンド(93.9817GHz)のESR分光器によって測定を行った。その結果、TTF^+COO^-は中性ラジカル種であること、ESR磁化率の温度依存性はCurie-Weiss型と活性化型の2種類の振る舞いを有すること、線幅の温度依存性が小さいこと、スピン環境の同位体効果はないことなどが明らかとなった。ここから、TTFCOONH_4塩(厳密には[(TTFCOO^-)(NH_4^+)_<1-X>][(TTF^<.+>COO^-)(NH_3)_X])において、TTF上の電子スピンは弱く局在し、また、磁化率から有機安定ラジカルのような単純なCurie-Weiss型スピンではないことが分かる。ここで、室温付近では非常に小さなギャップ(5meV)を持った活性化型スピンが主たる寄与をしている特殊な電子系であることが明らかとなった。また、新規物質の探索を行い、塩橋物質中に高濃度でスピンが発生するために必要な条件として、ある特定の分子配列を有することなどが明らかとなった。ブレンステッド酸一塩基反応によって形成される水素結合は局在電荷の強い静電引力によって引き合う「塩橋」であり、蛋白質の高次構造の形成や機能発現に大きな役割を果たす存在として知られる。本研究では、この塩橋によって高度に配列制御された「塩橋型分子性導体」の創製を目的としている。本年度は半導体レベルの電気伝導性を発現する水素結合性TTF誘導体の合成およびそのキャリア発生のメカニズムについて詳細な検討を行った。その結果、電解結晶化過程を伴わないごく単純な酸塩基反応により、塩橋型分子性導体を得る合成手法を確立するに至った。また、TTF骨格が伝導性発現に必須であることやメトキシ基などの、電荷が局在した置換基を導入することは不利であることなど、塩橋型分子性導体の分子設計に関する基礎的な知見を得た。そして、キャリア発生の起源は、TTF骨格中の中心二重結合へのプロトン化をきっかけとする電子移動反応の進行による「TTFラジカルカチオンの発生」および「埋め込み現象」が大きく関わることが高分解能NMRやESRなどの分光分析を駆使することによって明らかとなった。さらに、シンクロトロン光を用いた粉末X線結晶構造解析を行うことにより、2つの系についてその分子構造および集積構造を明らかにするに至った。ここでは、塩橋がらせん状に配置することにより、伝導性を担うTTF分子を一次元に配列させる役割を担っており、伝導性発現そのものや、TTF分子同士の接触を強くすることによって伝導性を向上させる効果を付与していることが明らかになった。これらの成果は、本年度の研究計画を完全に満たすものである。