hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
結合音励起による分子集分体再構成過程のパルスX線とラマン測定

本研究では、ナノ秒レーザー温度ジャンプ法を用いて水の沸騰や2液混合溶液の相分離を誘起し、それらの相変化ダイナミクスを考察した。水の沸騰過程に関しては100度近い温度ジャンプ後、数10nsで気化が始まり、その後水滴の生成が観測された。また、ラマン分光法を用いて沸騰過程における水の温度変化を見積もった。この結果から、温度ジャンプによって沸点を超えた水温はその後の気化に伴うエネルギーの消費によって、低下することが観測された。2液混合溶液に関しては、レーザー温度ジャンプ法を用いることにより、スピノーダル分解による相分離過程が観測された。ラマン分光法の結果から温度ジャンプ後、1μsまで水素結合が変化し続けており、この時間領域では溶液が安定構造を持たないことが分かった。また、微視的には安定構造に達していると考えられる1μs以降の時間領域でも、シャドウグラフ画像測定法によって、メゾスコピックな構造を持った相の成長が確認された。このことから、2相は巨視的には安定構造に達していないことが分かった。また、相の成長における臨界指数は溶液の濃度によって異なり、0.5、0.7と観測された。この臨界指数の濃度依存性は溶液の粘性の違いによると考えられ、実験的には初めて観測された。さらに、相分離中の溶液の反応溶媒としての可能性を議論するために、相分離に伴うピレンエキシマーの寿命の変化を観測した。相分離に伴ってエキシマーの寿命は短くなるが、相分離中の溶液ではエキシマーの寿命が相分離後の溶液中よりもさらに短くなっていることが観測された。レーザーによって相分離を誘起された溶液内には非常に高い割合で界面が存在するために、分極率の高いエキシマーが界面で捕捉され、寿命が短くなると考えられる。このような密集した界面を持つ溶液は相分離過程の最初の20μsだけで実現できると考えちれる。ラマンシフターにYAGレーザーの基本波を照射して波長1.9μmのナノ秒パルス光をつくり、これを用いて水の沸騰および二液混合系の相分離を誘起した。いずれの場合にも、ナノ秒時間分解ラマン測定法を用いて分子レベルの情報を得るとともに、ナノ秒画像観察法を用いてマクロな形態変化のモニターも行った。水の場合には、OH伸縮振動のスペクトル形状からバルクの温度変化を調べた。その結果、結合音励起後25nsたってから液体表面の爆発的気化が起こること、これと同時に一旦上昇した水の温度が急激に低下することが明らかとなった。さらに10μs後には、鋭い等間隔の数本の線スペクトルからなるラマン散乱スペクトルが得られた。これは液滴の内部を共振器とする形態依存性誘導ラマン散乱に起因し、球状液滴が生成する時間スケールに対応するものと考察した。水とトリエチルアミンあるいはブトキシエタノールを混合した二液混合溶液系の場合、アルキル基のCH伸縮バンドが分子間水素結合の良い指標であることを見出した。これに基づき、水の結合音を励起後200ns程度で分子間水素結合の切断が起こること、その後1μs程度で緩やかに進行する過程が存在すること、分子レベルでの変化はこの時間領域で完了することを明らかにした。マクロな相形成に伴う形態変化は数10μs後に起こり、そのドメイン成長過程はスケーリング則に従った。これらの相分離過程の時間スケールは、従来観測されている微小温度上昇による相分離の時間スケールよりも6桁も小さく、極めて高速の物質移動が起こっていることを示唆している。今後、分子間水素結合切断からマクロ相形成までの時間領域に存在する、液体内微小構造の検出をめざしてレーザー誘起パルスX線源の開発に取り組む予定である。
現代社会における部落差別の変容に関する研究―差別意識とその表出形態に焦点を当てて

2018年度は3回の研究会を行い(大阪2回・東京1回)、研究代表者・分担者(6人)が、これまで行ってきた部落問題に関わる研究の成果や、部落差別の表出形態にみられる近年の変化についての考えを共有した上で、本研究課題については、下記の通り進めた。1.Twitter調査:研究協力者・高史明先生の行った在日コリアンに関わるツイッター収集・分析方法をデフォルトとし(高史明『レイシズムを解剖する』, 2015年)、部落問題に関わるキーワード5語を決めTwitter収集を開始した。収集は研究協力者である鳥海不二夫先生にプログラム作成を依頼した。なお、比較対照するため、高史明先生が同書で収集したキーワード(在日コリアンに関わるもの)も併せて収集している。詳細な分析は2019年度の課題であるが、2018年11月-2019年1月末に収集したデータでは、キーワードは異なるものの、部落に関わるTweet約5万に対し、コリアンにかかわるTweetは約100万となり、数量的な差がかなり大きいことがわかっている。2.自治体による人権意識調査データの再集計:近畿1府、1県のデータを基に再集計の可能性を検討した上で、関東2、近畿2、九州1自治体からデータの提供と再集計の許可を得た。なお、近畿1県の、自由回答欄の分析を探索的にKH-Coderによって行ったところ、いわゆる「新しいレイシズム(modern racism)」に該当する言説は、比較的若い年代層のほうにむしろ多くみられる。3.大学生に対する意識調査については、調査項目を検討した。2019年度も継続の予定である。Twitter調査、自治体調査の再集計、大学生を対象としたアンケート調査とも、当初の計画どおりの段階まで進んだ。2019年度は、Twitter調査の分析(2018年11月から7-8カ月程度で区切る)、自治体調査の再集計(一部)、および、大学生を対象としたアンケート調査票の作成(完成)と印刷を行う。計画にとくに変更はない。2019年度には、Tweet収集のための費用、さらには大学生向けのアンケート作成を(2020年度の予定であった)前倒しで行うことになったため、その印刷費用等、予定よりも多くの予算がかかる予測となったため、2018年度の予算の一部を2019年度に使用することとした。
血小板の細菌感染防御メカニズムの解明：新しい敗血症治療戦略を提唱するために

新生児の周術期では血小板機能の未熟性がしばしば問題となる。新生児血小板の止血機能の未熟性については最近の精力的な研究により、多くの重要な知見が集積されてきた。血小板は血栓止血能だけでなく、免疫系とのクロストークを通じて多彩な生体防御機能を有していることが明らかとなってきている。敗血症では、血小板と自然免疫系のクロストークにより、全身性の炎症反応と血栓症が互いに増幅しあいながら、重要臓器の微小血管レベルでの循環不全をまねき多臓器不全に陥る。敗血症における血栓症は、凝固カスケード亢進によって形成されるフィブリン塊だけでなく、局所に凝集した血小板によるさらなる凝固カスケード亢進により悪化していくと考えられている。敗血症が重症化するほど血小板数低下を示し、血小板数低下は死亡リスク因子の一つとして広く認められている。敗血症マウスモデルでは、血栓症と血小板減少症は血小板GPIbを介してひきおこされる。新生児では敗血症時の致死率は成人と比較して低い(10-15%)が、血小板の止血機能、免疫調節機能、組織修復機能などに新生児に特異的な変化があるのか、その詳細は明らかでない。免疫系が完全には発達していない新生児では、血小板の生体防御機能が周術期感染症や炎症反応の制御に貢献し、敗血症の病態を左右する要因であると考えられるが、ほとんど研究が進んでいない。そこで、まず、第一段階として新生児と成人血小板のタンパク質発現相対定量解析(iTRAQ解析)を行い、タンパク発現プロフィールを網羅的に比較検討するために、iTRAQ解析実験系を確立した。新生児では、成人と比較すると血小板機能は未熟であると疑われている。血小板は止血機能だけでなく、免疫系を調節する機能を持ち、創傷治癒や重症感染症時の炎症反応の制御、敗血症性ショックの病態にも関与していると考えられる。新生児血小板の免疫調節機能、血管内皮細胞修復も同様に未熟性を示すのか、逆に亢進しているのかは分かっていない。このような重要な未決の問いに対して、本研究では臨床サンプルを戦略的・効率的に使用し、「プロテオミクス解析での標的分子同定→in vitro機能解析→in vivo敗血症モデルでの解析」という理想的な研究の流れを構築し、解明することをめざす。H28年度は、新生児と成人血小板のタンパク質発現相対定量解析を行い、タンパク発現プロフィールを網羅的に比較検討する新生児血小板のプロテオミクス解析を実施する計画であった。ヒト臨床検体を用いてiTRAQプロテオミクス解析(タンパク質発現相対定量解析)を行い、新生児に特徴的なタンパク分子の変化プロファイルを明らかにすることを目指した。しかし、臨床サンプルとして、帝王切開新生児臍帯血サンプルを用いる計画であったが、サンプル収集がうまくいっていない。帝王切開新生児臍帯血サンプルの収集がうまくいっていない。これは、手術件数増加による臨床業務増加と実質稼働している麻酔科医の数がアンバランスであり、帝王切開に都合よく立ち会う時間をつくりだせていないことが大きな要因となっている。そこで、まず、第一段階として新生児と成人血小板のタンパク質発現相対定量解析(iTRAQ解析)を行い、タンパク発現プロフィールを網羅的に比較検討し、新生児と成人血小板の発現に大きな差異がみられる分子を同定することを目指したが、サンプル採取する体制がとれずにいる。新生児血小板では免疫調節能と血管内皮修復能に未熟性があるか、逆に活性が亢進しているのかを解析するために、期間内に3部に分けて研究を推進する予定である。【Part-1】新生児血小板のプロテオミクス解析:新生児と成人血小板のタンパク質発現相対定量解析を行い、タンパク発現プロフィールを網羅的に比較検討する【Part-2】PRP抽出液の免疫調節能・血管内皮

修復能の解析:血小板(PRP抽出液)が自然免疫系細胞と血管内皮細胞を制御する活性をin vitro実験系で解析する【Part-3】新生児PRP抽出物の敗血症に対する効果の検討:血小板(PRP抽出液)がマウス敗血症モデルにおよぼす新規効果を検討し、新生児血小板において新規活性がどのように変化しているのか、未熟ではなく、亢進している可能性も含めて評価する。しかし、現在、Part-1の新生児血小板サンプル採取の段階で停滞している。理由は、実地臨床のマンパワー不足により、採取計画を実行できないことによる。サンプルは、帝王切開臍帯血より採取し、採取後ただちに処理する必要があるが、その時間を確保することができていない。新生児の周術期では血小板機能の未熟性がしばしば問題となる。新生児血小板の止血機能の未熟性については最近の精力的な研究により、多くの重要な知見が集積されてきた。血小板は血栓止血能だけでなく、免疫系とのクロストークを通じて多彩な生体防御機能を有していることが明らかとなってきている。敗血症では、血小板と自然免疫系のクロストークにより、全身性の炎症反応と血栓症が互いに増幅しあいながら、重要臓器の微小血管レベルでの循環不全をまねき多臓器不全に陥る。敗血症における血栓症は、凝固カスケード亢進によって形成されるフィブリン塊だけでなく、局所に凝集した血小板によるさらなる凝固カスケード亢進により悪化していくと考えられている。敗血症が重症化するほど血小板数低下を示し、血小板数低下は死亡リスク因子の一つとして広く認められている。敗血症マウスモデルでは、血栓症と血小板減少症は血小板GPIbを介してひきおこされる。新生児では敗血症時の致死率は成人と比較して低い(10-15%)が、血小板の止血機能、免疫調節機能、組織修復機能などに新生児に特異的な変化があるのか、その詳細は明らかでない。免疫系が完全には発達していない新生児では、血小板の生体防御機能が周術期感染症や炎症反応の制御に貢献し、敗血症の病態を左右する要因であると考えられるが、ほとんど研究が進んでいない。そこで、まず、第一段階として新生児と成人血小板のタンパク質発現相対定量解析(iTRAQ解析)を行い、タンパク発現プロフィールを網羅的に比較検討するために、iTRAQ解析実験系を確立した。麻酔科医の急激な数の増加は望めず、手術件数抑制も不可能である。そこで、産婦人科医に共同研究者となってもらい、サンプル収集を確実なものとする計画である。さらに、サンプル収集後、ただちに血清分離し-80°C保存を要するが、マンパワー不足のため、手術室内に-80°C保存用タンクを設置できるよう努力する。研究計画は、実地臨床のマンパワー不足のため進んでいなかったが、本年度より教室員9名の増員があり、体制が整いつつある。新生児血小板のプロテオミクス解析の実施体制はすでに確立されている。iTRAQ受託サービス(Bio Garage)を利用し、新生児と成人血小板のタンパク発現解析を行う。新生児と成人とで発現に大きな差が見られる分子群のうち、いくつかは免疫系や組織修復に対する機能がすでに知られた分子であると予測される。まずタンパク発現量の差違をより定量的な別の方法で確認する(フローサイトメトリー(FACS)、ウエスタンブロッティング)。差違が確認できた分子については、知られた機能に基づき、データの医学的な意義を考察する。
生物医薬品としての肉腫標的化腫瘍溶解性ウイルスの開発

臨床ロット製造のため、d12.CALPfΔRRと固形腫瘍の腫瘍内低酸素環境を標的化し得る新規腫瘍溶解性HSV-1ウイルスd12.ODDΔRRについて、生物学的評価試験が終了したウイルス産生細胞であるVeroデザイナー細胞において、特異的で安定した標識遺伝子発現を示す単一クローンを限界希釈法により精製した。Fisherラットに移植可能な悪性線維性組織球腫を用いて、免疫能をもつ実験動物モデルで、精製d12ODDΔRRとd12.CALPfΔRRウイルスの効力試験を行い抗腫瘍効果を確認した。ヒト肉腫初代培養細胞を用いて継代可能なスフェロイド培養系を樹立し、RNA発現解析と薬物治療への感受性を検討した。難治性肉腫と悪性中皮腫に対する腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスを用いた標的遺伝子療法の速やかかつ適切な実用化・臨床応用を目指し、遺伝子治療剤d12.CALPΔRRとカルポニンを発現しない腫瘍にも応用可能新規腫瘍溶解性HSV-1, d12.ODDΔRRの臨床研究に使用可能な試験薬を製造することを目的として、ウイルス臨床ロット製造のため、d12.CALPfΔRRと固形腫瘍の腫瘍内低酸素環境を標的化し得る新規腫瘍溶解性HSV-1ウイルスd12.ODDΔRRについて、既に製造済みで米国での生物学的評価試験(安全性試験)が終了したウイルス産生細胞であるVeroデザイナー細胞において、特異的で安定した標識遺伝子発現を示す単一クローンを限界希釈法により精製した。上記d12.CALPfΔRRとd12.ODDΔRRのウイルスを用いて、ウイルスゲノムの塩基配列の決定と単一クローン化をさらに進めた。単一クローン化を容易にするために、d12ODDΔRRウイルスの標識遺伝子をLacZからEGFPに変更したウイルスクローンを相同組換え法で作製した。Fisherラットに移植可能な悪性繊維性組織球腫(未分化多形性肉腫)を用いて、免疫能をもつ実験動物モデルで、精製d12ODDΔRRとd12.CALPfΔRRウイルスの効力試験を実施した。ウイルス臨床ロット製造のため、カルポニンプロモーターをもつ新規腫瘍溶解性HSV-1ウイルスを、ワクチンメーカーと共同で既に製造済みで米国での生物学的評価試験(安全性試験)が終了したウイルス産生細胞であるICP4発現Veroデザイナー細胞を用いて、特異的で安定した標識遺伝子の発現を示す単一クローンの精製を試みた。より臨床に近い免疫能をもつ動物の肉腫モデルで、腫瘍溶解性HSV-1ウイルスの効力試験と安全性試験を行うために、Fisherラットに自然発症する悪性線維性組織球腫(MFH;未分化多型性肉腫)のクローン化された細胞株をFisherラットの背部皮下に移植する肉腫モデルを作成した。ヒト明細胞肉腫と平滑筋肉腫、悪性抹消神経鞘腫の再発転移腫瘍から樹立した培養細胞を用いて、継代可能なスフェロイド培養系を樹立し、RNA発現解析を行い、薬物治療への感受性を検討した。難治性肉腫と悪性中皮腫に対する腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルスを用いた標的遺伝子療法の速やかかつ適切な実用化・臨床応用を目指し、遺伝子治療剤d12.CALPΔRRとカルポニンを発現しない腫瘍にも応用可能新規腫瘍溶解性HSV-1, d12.ODDΔRRの臨床研究に使用可能な試験薬を製造することを目的として、ウイルス臨床ロット製造のため、d12.CALPfΔRRと昨年報告した固形腫瘍の腫瘍内低酸素環境を標的化し得る新規腫瘍溶解性HSV-1ウイルスd12.ODDΔRRについて、既に製造済みで米国での生物学的評価試験(安全性試験)が終了したウイルス産生細胞であるVeroデザイナー細胞において、特異的で安定した標識遺伝子発現を示す単一クローンを限界希釈法により精製した。上記d12.CALPfΔRRとd12.ODDΔRRの単一クローンのウイルスを用いて、臨床に近い免疫能をもつ実験動物(ラット)に移植した悪性繊維性組織球腫に対する効力試験を行い抗腫瘍効果を確認した。本研究の目的は、遺伝子治療剤d12.CALPΔRRとカルポニンを発現しない腫瘍にも応用可能新規腫瘍溶解性HSV-1, d12.ODDΔRRの臨床ロット製造のためのクローンニングと効力試験にあるが、クローンの不安定性があり、純度を100%にあげることができなかった。これまで8090%にクローン化したウイルス溶液を用いて、Fisherラットでの抗腫瘍効果とより臨床に近い肉腫切除後の再発予防効果は確認されている。本研究の目的は、遺伝子治療剤d12.CALPΔRRとカルポニンを発現しない腫瘍にも応用可能新規腫瘍溶解性HSV-1, d12.ODDΔRRの臨床ロット製造のためのクローンニングにあり、90%程度の精製が達成されている。そのウイルス溶液を用いて、免疫能をもつ動物で抗腫瘍効果が確認されているため。

d12.CALPfΔRRの抗腫瘍効果を高め、クローンの安定性を高めるためにd12.CALPfΔRRウイルスのRRを温存した変異体を作製するため、これまでBACへのクローニンサイトとして外来遺伝子の挿入を確認し得たUL3とUL4の領域のそれぞれ3kbの相同配列に挟まれた-4F2enhancer-calponin1 promoter-ICP4-IRES-EGFP-の配列を含む相同組換えベクターを全人工合成し、化学及び血清療法研究所との共同研究で既に作製済みのマスターセルバンクのウイルス製造用ICP4+Vero細胞を用いて相同組換えを行う。さらに、上記のVeroデザイナー細胞を用いて、最も試験薬製造に適した安定なクローンを選別し、小スケールでのマスターウイルスシードストック(MVSS)の精製を行う。上記d12.CALPfΔRRとd12.ODDΔRRの単一クローンのウイルスを用いて、臨床に近い免疫能をもつ実験動物(ラット)を用いたさらなる効力試験と安全性試験を行う。相同組換えベクターのDNA合成や、組換え体の選別に要する細胞培養の試薬費用に用いるウイルスのクローニングに関わる実験の消耗品に用いる。小スケールでのマスターウイルスシードストック(MVSS)の精製は、病態生理学部門に設置の無菌環境下閉鎖系セルベクタープロセシングアイソレーターを用いて行う予定であり、このシステムの運用に関わる消耗品に用いる。
移植片宿主病とサイトメガロウイルスによる自己抗原の修飾

1.4組の骨髄移植の患者及びドナーから骨髄線維芽細胞を樹立し、液体窒素タンクに保存した。2.基礎実験として、これらの骨髄線維芽細胞をカバーグラス上に生やした後、サイトメガロウイルス(CMV)ADー169株を感染させ24時間後に、感染細胞のCMV特異抗原の発現を購入した蛍光顕微鏡で検討した。CMV抗原のうち初期免疫反応の成立上特に重要と考えられるCMV前初期抗原に対するマウスモノクロナール抗体、eー3(愛知県心身障害者コロニー発達研究所の筒井博士により分与された)で、CMV感染骨髄線維芽細胞を染色すると、感染後24時間の時点で約半分の細胞の核に特異的に前初期抗原が発現していた。以後の実験では、すベてCMV感染後24時間後の細胞を用いた。3.次にこのCMV感染細胞を抗原にして、骨髄移植患者を検討した。今回検討した骨髄移植患者4例中にCMV感染はなく、移植片宿住病(GVHD)はO度が1例、I度が3例であり、間質性肺炎は軽症例が1例認められた。細胞に感染したCMVの不活化は、今回紫外線による細胞膜抗原の破壊を避けるためマイトマイシンを用いた。骨髄移植後の患者リンパ球をCMV感染骨髄細胞と7日間培養すると、非感染細胞と培養した場合よりも20006000CPMの^3Hーthymidineの取り込み増加が認められた。患者のCMV感染細胞とドナーのCMV感染細胞の差は認められなかった。HLAとの相関を検討するため毎回HLAの判明した2種のCMV感染骨髄線維芽細胞を用いたが相関は認められなかった。今回の4例では、GVHDが軽症であったためか骨髄移植後の患者リンパ球のCMV感染骨髄線維芽細胞に対する増殖反応とGVHDとの関連は、はっきりしなかった。今後も症例を増やして、検討していく予定である。
若年性認知症の人が就労継続を通じてエンパワーできる職域地域連携モデルの開発

本研究では、若年性認知症を発症した人の能力にあわせた就労ができ、就労継続を通して本人がエンパワーされる職域地域連携モデルを作ることを目的とする。事業所内外の支援を適切に使い、本人の意思が反映された就労を継続することができれば、認知症の症状の維持やQOLの維持が出来ると考える。そのために、職域・地域での連携の現状と課題を、若年性認知症者本人、職域での支援者、地域での支援者等の多方面から、聞き取りと実態調査により明らかにし、連携モデル案を作成して試行し当事者・関係者による評価を行う。
日本語研修コース標準口頭表現力測定検査法開発のための企画調査

1.研究の方法(1)日本語使用状況調査研究留学生が大学院における研究活動に際して求められる日本語の内容とレベルを知るため、留学生受け入れ教官と日本語予備教育受講経験者(留学生)の双方に対して質問紙調査を実施した。その結果教官側は日常生活に不自由しない程度とする回答が多かったのに対し留学性側はそれよりやや高いレベルを必要と感じていることがわかった。4技能中では「話す」能力への期待が相対的に高かった。(2)試験の方法と内容上記の調査から、修了生は研究室における日本人との円滑な人間関係を維持する能力及び指導教官に対しては円滑な人間関係を維持しつつ許可・依頼などの言語行動を成功させる能力が必要であると考え、これら能力を測定するため日本語教師との面接とロールプレイを試験形式、日常的話題・彼我の文化比較・ゼミ欠席の許可をとる課題などを試験内容とした。(3)評定の方法全米外国語教育協会によって開発された「日本語口頭能力面接試験」を参照し、機能・内容・談話構成・発音・語彙・文レベルの文法・会話の管理力・流暢さ・社会言語学的処理能力の9項目を評定の対象とし、それぞれに設けた下位項目の評定値を合算する方法を採用した。2.実施の結果上記の試験の全部または一部を岡山大学、東京工業大学、東京外国語大学、筑波大学、名古屋大学において1994年9月に実施した。実施結果を分析したところ(1)面接官の発問形式(2)面接方法(3)評定方法に多くの問題があることがわかった。3.今後の課題上述の問題点のうち(3)評定方法の改善が急務である。課題の期間中に完了できず、目下作業を進めている。
MutSヘテロダイマーによるミスマッチ認識機構の解析

ミスマッチを持つオリゴヌクレオチドを用いた遺伝子修復においてMutSヘテロダイマーによるミスマッチ認識機構を解析する。また遺伝子修復におけるミスマッチ修復(MMR)系および他の修復系の関与を明らかにする。ミスマッチ修復系の認識機構を明らかにするだけでなく遺伝子を改変する技術としての開発も目標とする。1)無細胞遺伝子修復系の確立とミスマッチ修復の関与:変異したlacZalpha遺伝子をcodeするplasmidを、オリゴヌクレオチドおよび細胞抽出液とin vitroでインキュベートし、回収したplasmidのファージの色を解析した。すると、低い頻度(0.09%)ながら変異塩基の正常塩基への修復を見出した。表現型による遺伝子修復アッセイは煩雑で時間がかかるためDNAを用いたアッセイを検討したが、表現型アッセイを上回る方法は開発できなかった。MMRの関与を調べるために、MMRが正常なHL60細胞の代わりに、hMSH2を欠損しているLoVo細胞、あるいはhMLH1が欠損しているHCT116細胞の抽出液を使用したところ修復効率が上昇し、MMRが遺伝子修復に関与していないことを示唆した。2)細胞を用いた遺伝子修復系の確立とミスマッチ修復の関与:不活化したneomycin^r遺伝子を標的遺伝子としてstableに発現するHeLa細胞を樹立した。1.5 x 10^5 cellにオリゴヌクレオチドをtransfectしたがneomycin^r細胞は得られなかった。一方、同様の実験をMMRが正常なHeLa細胞の代わりに、MMRが異常なHCT116細胞のStable transformantにおいて行うと、neomycin^r細胞が得られ、塩基配列を調べた結果、標的塩基部位で正常塩基への置換が起こっていることがわかった。3)標的DNAの断片とミスマッチを持つ単鎖オリゴヌクレオチドとの複合体とhMutSalphaの結合:標的DNAの断片とミスマッチを持つ単鎖オリゴヌクレオチドとの複合体に精製したhMutSalphaを加えるとミスマッチ依存性を持つゲルシフトを示すことから、D-loop中のミスマッチはhMutSalphaにより認識されると考えられた。しかし、無細胞および細胞の修復アッセイの結果からMMRは遺伝子修復が起こらないように働いていることが示唆された。ヒトミスマッチ修復蛋白質の一つであるhMSH3はhMSH2とヘテロダイマー(hMutSbeta)を形成し、挿入/欠失を持つヘテロ二本鎖に特異的に結合する。細胞にはもう一つのMutSヘテロダイマーhMutSalpha(hMSH2/hMSH6)が存在し、主に塩基-塩基ミスマッチを持つヘテロ二本鎖に結合する。二つのヘテロダイマーのミスマッチ結合特異性は相補している。研究課題に関し3つのアプローチを提案した。すなわち1)hMSH3蛋白質の機能解析、2)hMutSbetaを含むミスマッチ認識複合体の単離および解析、3)MutSヘテロダイマーのDNA結合スペクトラムの検討である。今年度はMutSヘテロダイマーのDNA結合スペクトラムに関して再検討を行った。ミスマッチは複製エラーだけでなく、細胞にオリゴヌクレオチドを導入した時にも人工的に作製できると考えられる。最近ミスマッチ修復を利用した遺伝子治療技術が報告されているが、その機構は不明である。今年度の研究で相補的な配列をもつヘアピン型オリゴヌクレオチドが標的DNAと複合体を作製することを明かにした。hMutSalphaはこの複合体と結合したが、相補配列に挿入した塩基-塩基ミスマッチとは結合の特異性を示さなかった。現在オリゴヌクレオチドの大きさあるいは形を変化させてhMutSalphaの結合性を検討している。今後は進行の遅れている2つのアプローチについても成果の上がるように努力する。ミスマッチ認識には複数の蛋白質が関与する。現在解明が進んでいるが不明の点も多い。そこで今まで研究してきたMutSヘテロダイマーを中心としたミスマッチ認識の分子機構を解明することを目的とし3つのアプローチを提案した。今年度は3)に関して研究を進めたのでその成果について述べる。M13mp2のRFに存在するlacZ遺伝子と1塩基のミスマッチを持ち他は相補する塩基配列を持つオリゴヌクレオチドを細胞抽出液と共にインキュベート後回収しlacZ遺伝子の変異について解析した。種々のオリゴヌクレオチド(環状型キメラオリゴ、環状型オリゴ、ヘアピン型オリゴ、単鎖オリゴ)は、それぞれ標的遺伝子と相補する配列(25bp)を持ち、中央にミスマッチ塩基を持つオリゴと持たないオリゴを調製した。するとミスマッチに依存したlacZ遺伝子の変異が見られた。さらに精製hMutSalphaを用いたゲルシフトより細胞のミスマッチ修復系が関与することを見い出した。以上のことは、オリゴヌクレオチドを用いた遺伝子修復に細胞のミスマッチ修復系が関与していることが示している。今後ミスマッチ修復が欠損している細胞(LoVo)の抽出液を用いて遺伝子修復アッセイを行い、hMSH2の関与を明らかにする予定である。ミスマッチ結合蛋白質であるMutSヘテロダイマーは複製エラーだけでなくDNA附加体に結合することが知られている。このようなDNA結合の多様性はミスマッチ修復と他のゲノム代謝系とのネットワークを示唆する。そこでMutS

ヘテロダイマーのDNA結合スペクトラムについて再検討を行った。注目したのは複製エラーでなく、細胞にオリゴヌクレオチドを導入した時に生じるミスマッチである。この研究は遺伝子治療技術として開発されたが、ミスマッチ認識機構の解析と他の代謝系とのネットワークを研究するのに役立つと考えられる。M13mp2の不活性型lacZ遺伝子を標的遺伝子として、標的遺伝子と相補する塩基配列(25bp)および中央にミスマッチ塩基を持つ種々のオリゴヌクレオチド(環状キメラ、環状、単鎖)による遺伝子修復について検討した。(1)無細胞遺伝子修復系の確立:M13mp2のRF、ミスマッチを持つオリゴおよび細胞抽出液をインキュベート後RFを回収し、表現型の変化からlacZ遺伝子の修復を測定した。ミスマッチを持つオリゴおよび細胞抽出液が修復に必要で、オリゴの効率は単鎖>環状で、環状キメラにはなかった。ミスマッチ修復が欠損した細胞を用いても遺伝子修復が見られた。(2)オリゴと標的遺伝子の複合体形成およびミスマッチ結合蛋白質との相互作用:lacZ遺伝子の断片とラベルしたオリゴをインキュベートすると塩基配列に依存して複合体を形成した。さらにミスマッチ結合蛋白質であるhMutSalphaを加えゲルシフトを行ったところミスマッチに依存した結合が見られた。以上よりミスマッチ修復はミスマッチを認識するが修復はせずむしろ阻止する可能性を示した。遺伝子修復にはミスマッチ修復以外のDNA代謝系が関与することが考えられた。ミスマッチを持つオリゴヌクレオチドを用いた遺伝子修復においてMutSヘテロダイマーによるミスマッチ認識機構を解析する。また遺伝子修復におけるミスマッチ修復系および他の修復系の関与を明らかにする。ミスマッチ修復系の認識機構を明らかにするだけでなく遺伝子を改変する技術としての開発も目標とする。1)LacZalpha遺伝子を標的とした無細胞遺伝子修復系の確立とミスマッチ修復の関与:M13mp2ファージRFをテンプレートとし、ミスマッチを持つオリゴヌクレオチドに依存した無細胞での遺伝子修復系を確立した。テンプレートとオリゴヌクレオチドより構成されるD-loop中のミスマッチにhMutSalphaが結合することから、ミスマッチ修復系が遺伝子修復に関与することが予想された。しかしhMSH2欠損細胞抽出液を用いても遺伝子修復が見られることからミスマッチ修復系は関与しないことが示された。他の修復系の関与について現在検討している。2)in vivoでの遺伝子修復系の確立:In vitroよりin vivoの方が遺伝子修復効率が高いという報告があるので、in vivoでの遺伝子修復系を確立した。標的遺伝子として不活性化したEGFP遺伝子、neomycin耐性遺伝子を用い、不活性化した遺伝子を安定に発現する細胞を樹立した。今後これらの細胞を用いて、ミスマッチを持つオリゴヌクレオチドの遺伝子修復活性およびその機構を検討する。
積層ゲート絶縁膜の局所的誘電率の研究

CMOS集積回路開発のために、高誘電率絶縁膜とSi基板との間に極薄SiO_2膜を挟むトランジスターの積層ゲート絶縁膜構造が検討されている。高輝度の硬X線源と高分解能の光電子分光アナライザーを合わせ持つSPring-8のビームラインを利用して、Si2p光電子スペクトルとともに、これまで議論されてこなかったSi1s光電子スペクトルを測定することで、この中間極薄SiO_2膜の光学的誘電率がバルクSiO_2と異なることを定量的に明らかにした。Alと高誘電率絶縁物であるAl化合物(AlN)に含まれるAl原子のAl1s光電子スペクトルおよびAl2p光電子スペクトルを,Spring-8の硬X線光電子分光施設を用いて高分解能で測定した.スペクトル解析によってケミカルシフトΔE1sとΔE2pを求め,その差から相対的ケミカルシフト(ΔE1s-ΔE2p)を決定した.Al_2O_3については文献値のケミカルシフトΔE1sとΔE2pから相対的ケミカルシフトを決定した。その結果,これらAl化合物(AlN, Al_2O_3)においてもsi化合物(SiC, Si_3N_4,SiO_2)と同様に,相対的ケミカルシフト(ΔE1s-ΔE2p)と誘電率(ε)との間に相関があることを新たに見出した.また、相関直線の傾きはSi化合物とAl化合物では大きく異なることが分かった.一方,既設のX線光電子分光装置に当研究経費でZr LαX線源を付設して,従来から測定できた束縛エネルギー90eV程度のSi2p, Al2pに加えて,束縛エネルギー1600eV程度のSi1s, Al1sの光電子スペクトルを、十分な感度で測定できることを確認した.これによって,Si化合部ならびにAl化合物の標準試料の相対的ケミカルシフト(ΔE1s-ΔE2p)を,既設のX線光電子分光装置において簡便に求めることができる体制となった.一方,測定で得られた相関の理論検討を始めた.初期検討において見出したΔE1s-ΔE2p∝(ε-1)/(ε+2)という一次の関係について,その理論的裏づけ作業ならび定量化を目的としている.当研究経費で導入した高性能コンピューター上に,第一原理計算プログラム(UVSOR, PHASE)をインストールして,初期動作を確認した.また,目標の原子数のモデルを短時間に計算できることを確認した.昨年度に引き続き,高誘電率絶縁物であるAl化合物のAl1s光電子スペクトルおよびAl2p光電子スペクトルを,SPring-8の硬X線光電子分光施設を用いて高分解能で測定した.今年度はAl基板上にスパッタ堆積したAl_2O_3,AlFを測定対象とした.スペクトル解析によってケミカルシフトΔE1sとΔE2pを求め,その差から相対的ケミカルシフトΔE1s-ΔE2pを決定した.そして,昨年度測定したAINも含めてA1化合物(Al,AlN,Al_2O_3,AlF)においてもsi化合物(Si,SiC,Si_3N_4,SiO_2)と同様に,ΔE1s-ΔE2pが分極率αと良い一次の相関を持つことを明らかにした.また,相関直線の傾きがSi化合物とAl化合物で大きく異なることを見出した。続いて,実験で明らかにされた相関について理論検討を始めた.光電子分光のケミカルシフトがαと良い相関を持つことから,光電子放出過程は誘電応答と良いアナロジーを持っていると考えた.そこで光電子放出過程の励起状態で内殻正孔が作る電界によって誘起されるダイポールμに着目して次のように検討した.当研究経費で導入した高性能コンピューターで,第一原理計算プログラムを用いて光電子放出過程の基底状態と励起状態の電子状態を計算し,マリケンチャージ解析法で励起状態時に増大する価電子電荷量Δnを求めた.そしてΔnと原子間距離rから,μをμ=Δnxrで求めることができると仮定した.Si化合物(Si,SiC,Si_3N_4,SiO_2)およびAl化合物(Al,AIN,Al_2O_3,AlF,AlSb,AlAS,AlP)についてμを計算した結果,両化合物に対して求めたμと文献値αはきわめて良い一次の相関を持つことが明らかになった.最終年度として,次世代LSIのゲート絶縁膜として開発が進んでいる,高誘電準絶縁膜とSiO_2膜のスタック構造である,HfO_2/SiO_2/Si構造のSilsおよびSi2p光電子スペクトルを,SPring-8の硬X線光電子分光施設を用いて高分解能で測定した,スペクトル解析によってケミカルシフトΔE1sとΔE2pを求め,その差から相対的ケミカルシフトΔE1s-ΔE2pを決定した.中間SiO_2膜の厚さにテーパーをつけて,相対的ケミカルシフトの膜厚依存性を求めた.

そして,昨年度までに各種Si,Al化合物に対して測定で求めた,ΔE1s-ΔE2pと分極率との良い一次の相関直線から、分極率を求めた.その結果,膜厚0.130.61nmの範囲でHfO_2膜やSi基板の影響を受けずに,中間SiO_2膜の分極率は変化せずバルクSiO_2とほぼ一致することが分かった.一方,昨年度始めた理論検討を進めた.光電子放出過程の励起状態で内殻正孔が作る電界によって誘起されるダイポールμに着目して次のように検討した.第一原理計算プログラムを用いて光電子放出過程の基底状態と励起状態の電子状態を計算し,マリケンチャージ解析法で励起状態時に増大する価電子電荷量Δnを求めた.そしてΔnと原子間距離rから,μをμ=Δnxrで求めることができると仮定した。SiO_2多形(quartz,zeolite,cristobalite,coesite,tridymite,stishovite)についてμを計算した結果,異なる分極率を持つこれらの化合物に対しても,その分極率(文献値)と極めて良い一次の相関を持つことが明らかになった.また多形間で分極率が異なる理由を本モデル計算を用いて考察したところ,同じ第一近接原子構造を持つ多形では,分極率は結合長で決まり,分極率は結合長が長くなると増大することがわかった.
高等学校への適応的移行を実現するための主体的進路意思決定支援モデルの構築と実践

本研究は高等学校への適応的移行を実現するための主体的進路意思決定支援モデルを構築し、学校現場において進学動機主体的なものに変化させるための実践的プログラムの開発を行うものである。そのため、必要ツール(質問紙と介入プログラム用の教材)と適応的な高等学校へ移行モデルの検証を行った。3年間の研究により、当初目的としていたツールの開発とモデルの検証を達成することができた。本研究は高等学校への適応的移行を実現するための主体的進路意思決定支援モデルを構築し、学校現場において進学動機を主体的なものに変化させるための実践的プログラムの開発を行うものである。そのため、多様な高等学校のタイプにも応用が可能なモデルであるのかという一般性の検証と、中学生を対象とした進学動機の内在化プログラムおよびその教材を開発することを目的としている。3年間の研究期間の初年度にあたる20年度は、まず上記目的の達成のために必要なツールの整備、改訂を行った。具体的には、自律的高校進学動機尺度の改訂と短縮版をした。これにより、29項目あった尺項目が16項目に短縮され、進学動機の測定が簡便化された。測定が容易であるということは、学校現場での実践を進めるにあたり非常に有用となる。また、項目の精選は、高等学校1年生を対象とした予備調査の結果と、中学校教師歴20年以上の進路指導主事2名および中学校教師歴35年以上の中学校校長1名による内容的妥当性の確認に基づいて行った。また、「研究実施計画」に則り、中学生の高校進学動機内在化要因に関する実態調査を行った。この調査は、どのような要因が進学動機の内在化に影響を与えているかという点を自己決定理論の観点から検討するものである調査の結果、自律性支援の認知が無動機づけと負の相関関係にあることが示された。この結果は、進学動機の内在化プログラムを開発する上で有用なデータとなる。以上の研究成果は、平成21年度の日本心理学会第73回大会、および日本教育心理学会第51回総会で発表する予定である。3年間の研究期間の2年目にあたる21年度は、初年度の実績に基づき,中学生の高校進学動機内在化要因に関して縦断的な検討を行った。その結果,親と教師の自律性支援が中学3年生の高校進学動機に対して肯定的な影響を与えていることが確認された。また,この影響において親と教師の役割が異なることが示唆された。また,研究実施計画に基づいて,栃木県のある公立中学校1校の3年生を対象に,主体的進路意思決定を促すための高校進学動機内在化プログラムの実施を行った。このプログラムはAIM (Autonomous Index for Motivation to enter high school)ワークと名付けられ,ここで使用する教材はAIMファイルと名付けられた。1ヶ月の期間をおいた50分×2回のプログラムを実施したが,実験群において仮説どおりの結果が得られず,統制群との比較において動機の内在化は起こらなかった。一方で,フォローアップ期間に行われた進路面談(各クラスの担任教諭が実施)は,高校進学動機のうち不適応的な進学動機である無動機を減少させる機能を持つ可能性が示唆された。22年度はこの結果を踏まえて,教材の再構成と精選およびプログラムの改善を実施する予定である。モデルの構築および検証と、中学生を対象とした進学動機の内在化プログラムおよびその教材を開発することを目的としている。3年間の研究期間の最終年度(3年目)にあたる22年度は、高校生を対象とした縦断研究を中心に実施した。その結果、主体的な高校進学動機をもつ生徒は、入学後の5月、10月の適応感が高いことが示された。また、入学時に多くのストレッサーに曝されることが、不適応感を高めることが示唆された。さらに、高校進学動機の主体性(自律性)の低さは高等学校入学後のストレッサーに曝される危険性を高めることが明らかになった。したがって、主体的な進学動機を持つ生徒は入学後にストレッサーに曝されることが相対的に少なく、反対に、主体的ではない進学動機を持つ生徒は入学後に多くのストレッサーに曝されるリスクがあることが示された。以上から、中学校から高等学校への適応的な移行に関して包括的な枠組みを提供するモデルが構築されたと考えられる。一方、中学生を対象とした進学動機の内在化プログラムについては、前年度に実施した内容を検証し、教材とプログラム内容の精選を行った。その結果、この内容であれば中学校3年生ではなく2年生に実施したほうが良いかもしれないという示唆が得られた。
マウス始原胎仔生殖細胞の発生分化制御機構に関する研究

マウス胚の始原生殖細胞は胚後部の尿膜基部に出現した後に生殖巣原基へ移動し、更に卵巣或いは精巣原基内で各々、卵子や精子形成へ向った分化を行なう。この研究課題では、未分化胚細胞から始原生殖細胞への決定、始原生殖細胞の増殖制御、生殖巣原基への移動、そして増殖の停止と雌雄配偶子形成へ向った細胞分化という、胎仔生殖細胞の一連の重要な現象の機構解明の研究を前進させることを目的として、次のような研究を行なった。性分化開始時期以降の生殖細胞については、これまでの培養実験系では細胞死が起きてしまい、この重要な時期の生殖細胞と体細胞の相互作用などを解析するための実験系は未だに存在しない。我々は11日齢までの胎子の性判別法、生殖細胞を抗体-磁気ビーズ法により単離する方法、生殖細胞を蛍光色素により生体ラベルする方法、生殖細胞と体細胞との凝集塊を作成する方法、減数分裂期の細胞を抗体によって検出する方法を改良した。これらの結果培養下で減数分裂に入る、つまり卵母細胞へと分化する生殖細胞を検出することに成功した。一方、13.5日齢胎仔雌雄生殖巣間での遺伝子発現の差を指標に性分化に関与する新規遺伝子、機能分子の単離を行った結果、これまでに新規遺伝子を多数同定した。これらの中でも新規な転写因子、nephgonadinについてさらに解析を進め、その時間的、空間的な発現パターン等を詳細に調べた。nephgonadinの発現は、生殖巣においては13.5日胎仔雄生殖巣で非常に強い発現が認められるのに対して雌生殖巣では発現が弱く、このような発現パターンは18.5日齢胎仔まで継続した。精巣では出生後発現量が時間を経過するに従って減少し、5週齢精巣ではかろうじて発現を検出できるレベルになった。これとは対照的に、卵巣での発現は出生後1週から2週目にかけて胎児期と同様に弱い発現が続いたが、2週目から3週目にかけて発現量が増加し4週目にその発現のピークを迎えることが明らかとなった。すなわち、精巣と卵巣での発現量は、生後2週目から3週目にかけて逆転することが観察された。このようにnephgonadinは、性依存的な発現パターンを示し、雌雄性分化、生殖巣形成において機能分子として働いている可能性が大きい。生殖細胞や生殖巣の発生分化に関わる遺伝子機構の解析のために、培養下で増殖させた胎仔生殖細胞に遺伝子導入を行う方法を改良して、約20%の生殖細胞での一過性発現を行わせることに成功した。この方法を用いて、アポトーシスを抑制する働きを持つことが知られているbcl-xLやアデノイウルスE1b 19kDa遺伝子の強制発現が培養下の生殖細胞でも細胞死を抑える効果を持つことを示した。このbcl-xLは精巣の精子細胞で強く発現することが知られているが、胎仔期の生殖巣での発現は報告がない。我々が調べたところ、RT-PCR法で検出できる程度の発現は胎仔精巣と卵巣で確認できたが、ノーザン法や抗体染色法では明瞭には確認できなかった。

性分化開始時期以降の生殖細胞については、これまでの培養実験系では細胞死が起きてしまい、この重要な時期の生殖細胞と体細胞の相互作用などを解析するための実験系は未だに存在しない。そこで、11日齢から15日齢胎仔の生殖巣から体細胞株を樹立して、生殖細胞との共培養を行うことにより、生殖細胞の増殖成分と分化に及ぼす効果を調べた。また生殖巣の性分化に関与する遺伝子の検索を進めた。また、生殖巣へ到着後のマウス始原生殖細胞を取りだし、サイトカインLIFを培養液に加えると同時にフォルスコリンやレチノイン酸存在下で培養することによって樹立したEG細胞株について、生殖細胞の性質を保持しているかを検定するために胎仔精巣や卵巣の体細胞との再凝集塊を作成した。これらをWミュータントマウスの精巣や卵巣内へ移植して配偶子分化が起きるかを調べる実験を行ったが、いまのところテラトーマに分化しているらしく、生殖細胞の分化は見られなかった。始原生殖細胞は生殖巣原基体細胞と相互作用を行いながら雌雄生殖細胞へ分化する。そこで生殖細胞を体細胞と組み合わせて、共培養や再凝集塊培養を行うことによって細胞間相互作用を行なわせる方法について研究した。すなわち11日齢までの胎子の性判別法、生殖細胞を抗体-磁気ビーズ法により単離する方法、生殖細胞を蛍光色素により生体ラベルする方法、生殖細胞と体細胞との凝集塊を作成する方法、減数分裂期の細胞を抗体によって検出する方法を改良した。これらの結果培養下で減数分裂に入る、つまり卵母細胞へと分化する生殖細胞を検出することに成功した。一方、13.5日齢胎仔雌雄生殖巣間での遺伝子発現の差を指標に性分化に関与する新規遺伝子、機能分子の単離を行った結果、これまでに新規遺伝子を多数同定した。これらの中でも新規な転写因子、nephgonadinについてさらに解析を進め、その時間的、空間的な発現パターン等を詳細に調べた。nephgonadinの発現は、生殖巣においては13.5日胎仔雄生殖巣で非常に強い発現が認められるのに対して雌生殖巣では発現が弱く、このような発現パターンは18.5日齢胎仔まで継続した。精巣では出生後発現量が時間を経過するに従って減少し、5週齢精巣ではかろうじて発現を検出できるレベルになった。これとは対照的に、卵巣での発現は出生後1週から2週目にかけて胎児期と同様に弱い発現が続いたが、2週目から3週目にかけて発現量が増加し4週目にその発現のピークを迎えることが明らかとなった。すなわち、精巣と卵巣での発現量は、生後2週目から3週目にかけて逆転することが観察された。このようにnephgonadinは、性依存的な発現パターンを示し、雌雄性分化、生殖巣形成において機能分子として働いている可能性が大きい。
ジラジカル金属錯体を基盤とするマルチシグナリングカチオンセンサーの設計

本研究では,マルチシグナリングカチオンセンサーとしてジラジカル金属錯体の設計・合成・機能評価を行い,新しいセンサーとしての分子設計指針を獲得することを目指して検討を行った.まず,溶液中でセンサーとして機能させるために必須となる速度論的安定性を付与するために,配位子をプロピレン基のリンカーで連結してジラジカル金属錯体を合成した.その結果,速度論的安定性を示す半減期は1000倍以上長くなり,高い速度論的安定性を有するジラジカル金属錯体の設計指針を獲得することに成功した.また,シクロデキストリンへの包接を用いるジラジカル金属錯体の近赤外吸収スイッチングを見出した.今年度は近赤外(NIR)吸収を示すビス(o-ジイミノベンゾセミキノナト)白金(II)誘導体の1.金属イオン認識能と,2.平面型有機カチオン認識能に関する検討を行った.1.ビス(o-ジイミノベンゾセミキノナト)白金(II)はDMSO溶液中で極大吸収波長711 nmのNIR吸収を示す.この溶液に種々の金属イオンを添加しNIR吸収スペクトルを測定したところ,Pd2+共存下でNIR吸収が減少することを見出した.さらに,電子供与性のtert-ブチル基を有する錯体を用いた場合は,さらに大きくNIR吸収が減少し,Pd2+への応答性には配位子の電子的特性が関与することが示唆された.2.平面型有機カチオン認識能に関して,メチルビオロゲン共存下でのビス(o-ジイミノベンゾセミキノナト)白金(II)のNIR吸収特性を検討したが,メチルビオロゲンによる明確な吸収スペクトル変化は観測することができなかった.そこで,シクロデキストリンへの包接を利用して,メチルビオロゲンとビス(o-ジイミノベンゾセミキノナト)白金(II)の相互作用を促進することを目指した.まず,ビス(o-ジイミノベンゾセミキノナト)白金(II)誘導体のシクロデキストリンへの包接挙動を精査し,錯体とシクロデキストリンの包接体の組成比及び安定度定数を算出することができた.今後,この錯体の包接挙動を利用する平面型有機カチオンのセンシングへ研究を展開する予定である.平成26年度は水溶性のジラジカル錯体及び有機溶媒に溶解するジラジカル錯体を用いて,水溶液中及びDMF溶液中における金属イオンや有機化合物など種々のカチオンに対する認識能の検討を行った.その結果,ジラジカル錯体は,一部の金属イオンや配位能を有する還元剤が共存する溶液中では解離してしまうことが分かった.カチオンセンサーとしてジラジカル錯体を用いるためには,ジラジカル錯体の解離を防ぎ速度論的安定性を向上させることが必要である.そこでキレート効果・マクロサイクル効果によってジラジカル錯体の速度論的安定性を確保することを目的として配位子の化学修飾を行った.水溶性のジアミン配位子をプロピレン基で連結し,この配位子と白金(II)イオンからジラジカル錯体を合成したところ,速度論的安定性を示す半減期は水溶液中で1000倍以上長くなった.以上,ジラジカル錯体の速度論的安定性を確保するためには配位子の化学修飾が有効であることが分かり,カチオンセンサーを設計するにあたっての基礎的な知見を得ることができた.今後,速度論的安定性のさらなる向上を目指した配位子の合成とジラジカル錯体の合成,及び合成したジラジカル錯体の速度論的安定性の評価を行う.さらに上記の検討から得られる速度論的に安定なジラジカル錯体を用いて,金属イオンや有機化合物など種々のカチオンが存在する溶液中における吸収スペクトルや酸化還元特性を調査する予定である.本研究課題では,ジラジカル金属錯体を基盤として溶液中でカチオンを検出するセンサーを設計することを目的として検討を行った.平成26年度までの検討から,ジラジカル金属錯体は溶液中で還元剤やカチオンが存在すると解離することが分かった.そのため,キレート効果で解離を防ぐために,2つのo-フェニレンジアミン配位子誘導体の窒素原子を一個のプロピレン基のリンカーで連結した配位子を合成し,ジラジカル金属錯体を合成した.その結果,このジラジカル金属錯体の速度論的安定性を示す半減期は1000倍以上長くなり,配位子の化学修飾の有効性を示すことができた.さらに,リンカーで連結した配位子から合成したジラジカル金属錯体の近赤外吸収特性及び酸化還元特性を評価した.リンカーのないo-フェニレンジアミン配位子から合成したジラジカル金属錯体と比較して,リンカーで連結した配位子から合成したジラジカル金属錯体は酸化されにくいことが分かった.また,酸化二量化した場合の速度論的な安定性が低いことが分かった.センシングの際のシグナルスイッチングの仕組みとして,ジラジカル金属錯体の酸化二量化に基づく近赤外吸収スイッチングを用いるため,センサーとしてのシグナルスイッチング能を確保するために錯体の酸化還元電位に影響を与えない位置で化学修飾を行うことが必要である.また,酸化二量化した際の速度論的安定性を確保するために,リンカーを二個用いて配位子を連結する必要がある.

したがって,2つのo-フェニレンジアミン配位子の芳香環部位を二個のリンカーで連結したマクロサイクル配位子が.溶液中でカチオンを検出するセンサーを設計するためには最適であると考えられる.以上,本年度は溶液中で安定に存在し,カチオンセンサーとして機能するためのジラジカル金属錯体の設計指針を明らかにすることができた.本研究では,マルチシグナリングカチオンセンサーとしてジラジカル金属錯体の設計・合成・機能評価を行い,新しいセンサーとしての分子設計指針を獲得することを目指して検討を行った.まず,溶液中でセンサーとして機能させるために必須となる速度論的安定性を付与するために,配位子をプロピレン基のリンカーで連結してジラジカル金属錯体を合成した.その結果,速度論的安定性を示す半減期は1000倍以上長くなり,高い速度論的安定性を有するジラジカル金属錯体の設計指針を獲得することに成功した.また,シクロデキストリンへの包接を用いるジラジカル金属錯体の近赤外吸収スイッチングを見出した.ジラジカル錯体が溶液中で解離することが分かり,平成26年度は解離を防ぐための配位子設計,錯体合成及び速度論的安定性の評価を中心に行った.そのためカチオン認識能の評価に取り組む事ができず,今年度は研究に遅れが生じている.分析化学錯体化学平成26年度に合成したプロピレン基で連結した配位子を使うことで,速度論的安定性の格段の向上が見られた.今後,速度論的安定性のさらなる向上を目指した配位子の合成とジラジカル錯体の合成,及び合成したジラジカル錯体の速度論的安定性の評価を行う.さらに上記の検討から得られる速度論的に安定なジラジカル錯体を用いて,金属イオンや有機化合物など種々のカチオンが存在する溶液中における吸収スペクトルや酸化還元特性を調査する予定である.白金錯体による金属イオン認識に関しては,認識機構の解明及び感度の向上に関してさらなる検討が必要であるが,金属イオン選択性を見出すことができた.平面型有機カチオン認識に関しては,溶液中で白金錯体と混合するだけでは認識することはできないことが分かった.今後は相互作用を促進するための工夫が必要であり,シクロデキストリンへの包接を利用する予定である.以上のようにカチオンセンサーとしての設計に向けた基礎的知見が得られているので,おおむね順調に研究が進展していると言える.平成26年度にジラジカル錯体と金属イオンの相互作用の様式を明らかにし学会発表を行う予定であったが,金属イオンを混合した段階でジラジカル錯体が解離することが明らかになった.そこで計画を変更し,ジラジカル錯体の解離を防ぐための配位子設計及び錯体合成を行ったため,未使用額が生じた.今年度の研究により,白金錯体がPd2+に対して選択的な認識能を示すことを見出した.しかし,感度の向上のためには,金属イオンに体する親和性を向上させた錯体の設計が必要である.そこで,来年度はジエチレントリアミンを導入したカテコール系配位子を使って,金属イオンへの親和性を向上させた白金錯体の合成を行い,金属イオン認識能を検討する.また,平面型有機カチオン認識能については,シクロデキストリンへの包接を利用して,錯体と平面型有機カチオンの相互作用を促進することを目指して検討を行う.このため,次年度にジラジカル金属錯体と金属イオンとの相互作用解析と学会発表を行うこととし,未使用額はその経費に充てることにした.今年度は電気化学用ソフト等の購入,EXAFS測定のための出張を予定していた.しかし,今年度の研究結果から電気化学やEXAFSによる測定よりも,他の手法を用いることが適していることが分かったため,電気化学用ソフト等の購入,EXAFS測定のための出張をとりやめた.以上の理由で,次年度使用額が生じた.次年度使用額は,今年度とりやめた電気化学用ソフト等の購入,新しい配位子及び錯体合成のための試薬の購入に使用する.