hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
位置・立体選択的水酸化反応を利用した有用ヒドロキシプロリン類の酵素的合成法の開発

本研究では,医薬品原料として有用なtrans-3-ヒドロキシプロリンの合成法の開発を目指した。ゲノム情報を利用した酵素探索の結果,放線菌Streptomyces cattleya由来エクトイン水酸化酵素においてプロリンを水酸化し,trans-3-ヒドロキシプロリンを合成する活性を見出した。また,当該酵素発現大腸菌を触媒に用いることで効率的なtrans-3-ヒドロキシプロリンの合成を可能とした。一方,アルギニンを出発物質とし,アルギニン水酸化酵素,アルギナーゼ,オルニチンシクロデアミナーゼを作用させることで,trans-3-ヒドロキシプロリンの選択的な合成プロセスの開発に成功した。本研究では、遊離アミノ酸に対し位置・立体選択的にヒドロキシ基を導入可能な水酸化酵素、特に2-オキソグルタル酸依存型ジオキシゲナーゼを利用することにより、ヒドロキシプロリンおよびその類縁体を合成する効率的なプロセスを開発する。本年度は、プロリンと化学構造が類似する化合物を基質とする2-オキソグルタル酸依存型ジオキシゲナーゼであるエクトイン水酸化酵素に着目し、大腸菌において当該酵素遺伝子を高発現させ、酵素機能の解析を実施した。エクトイン水酸化酵素は、好塩菌などにおいて報告があり、エクトインのC5位を水酸化し、5-ヒドロキシエクトインを生成する酵素である。当該水酸化酵素は基質特異性が極めて厳密であり、エクトイン以外を水酸化しないことがこれまでの認識であった。しかし、本研究で改めて基質特異性を検討したところ、プロリンに対する水酸化活性を有することが判明した。さらに、詳細な構造解析の結果、生成物はtrans-3-ヒドロキシ-L-プロリンであり、異性体は生成しないことを明らかにした。当該酵素の反応速度論解析を実施したところ、プロリンに対する親和性は本来の基質であるエクトインと比較して低く、比活性もプロリンのほうがエクトインよりも20倍程度低いものであった。続いて、ゲノム情報を利用したエクトイン水酸化酵素ホモログの探索を実施した。系統樹解析に基づき、多様なタンパク質を検討した結果、放線菌由来の酵素がプロリン水酸化反応において好塩菌由来エクトイン水酸化酵素とは異なる反応特性を有することを明らかにした。好塩菌のエクトイン水酸化酵素の性質を解明するとともに、当該酵素のアミノ酸配列をクエリーとして類縁酵素の取得に成功している。いくつかの候補のうち、好塩菌のエクトイン水酸化酵素よりもわずかながら高活性なものも放線菌から取得しており、エクトイン水酸化酵素の多様性と機能の高さが明らかとなった。本研究では,遊離アミノ酸に対し位置・立体選択的にヒドロキシ基を導入可能な水酸化酵素,特に2-オキソグルタル酸依存型水酸化酵素を利用することにより,ヒドロキシプロリンおよびその類縁体の効率的合成プロセスを開発する。本年度は,前年度までに取得した放線菌Streptomyces cattleya由来2-オキソグルタル酸依存型エクトイン水酸化酵素の基質特異性,ならびに当該酵素遺伝子発現大腸菌を菌体触媒とした微生物変換反応を実施した。ヒドロキシプロリン類縁化合物合成に向け,組換え大腸菌におけるエクトイン水酸化酵素の高発現系を確立し,精製酵素を調製可能とした。精製酵素系における至適条件下でプロリン類縁体に対する水酸化活性を評価した結果,デヒドロプロリン,メチルプロリン,ピペコリン酸に対する水酸化活性があることを初めて明らかにした。また,trans-3-ヒドロキシプロリンの効率的合成に向けたプロセス開発を行った。様々な反応系を検討したところ,大腸菌JM109を菌体触媒としたときが最もtrans-3-ヒドロキシプロリンの生産性が高かったため,本反応系において詳細な検討を行った。ジャーファーメンターを用いて,水酸化酵素の生産量が最も高くなる培養条件を見出し,高活性な菌体触媒を得た。さらに,当該菌体を用いて反応条件の最適化を図ったところ,プロリンを効率的に水酸化し,trans-3-ヒドロキシプロリンを選択的に合成することを可能とした。好塩菌のみならず、放線菌からの取得したエクトイン水酸化酵素もヒドロキシプロリン類の合成に利用することにより、効率的な生産プロセスの開発を行う。次年度は、今年度の検討で得られた知見に基づき、組換え大腸菌の菌体反応系を利用したヒドロキシプロリン類の合成を実施する。農学次年度使用額が生じた理由は、消耗品の購入スケジュールに遅れが生じたためである。次年度予算は、反応試薬や分析試薬などの薬品購入費、プラスチック器具やガラス器具などの小器具購入費に充てる。また、国内外の学会における研究成果発表および周辺分野の調査のための出張旅費にも充てる予定である。
戦後ドイツにおける記憶の政治と記念碑

先ず「記憶の政治」にかかわるベルリンにおける記念碑などの諸施設をつぶさに視察し、その歴史的な変化を目のあたりにすることによって、それがどのような方向へ向かっているのかを体験でき、さらに考察のための多くの資料を収集することができた。次にこれら資料を整理・編集し、講義ならびにドイツ語の授業に取りいれ、授業の活性化ならびに受講生の歴史認識の啓発に資することができた。平成23年度(前年度)は、現地視察を中心に研究計画を組み立てた。研究対象はドイツ連邦共和国の首都ベルリンにおける記念碑・警告碑等である。この機会にその経年的変化を知ることができた意義は大きなものであった。たとえばベルリン郊外にあるザクセンハウゼン強制収容所跡では、旧東独時代に造られた、その敷地のほぼ中央を横切る装飾的な壁が撤去され、かつてあったバラックが敷地の一角に再建され展示室として利用されていた。こうして本来あった形への復元が進んでいたことが印象的であった。ことほどさように、ドイツでは「記憶の政治・文化(=ナチ時代の過去との対決)」は、行政を中心にますます強化の一途をたどっているといえよう。平成24年度(最終年度)では、視察に際して収集したパンフレットや撮影した写真・ビデオなどの資料の整理を行うかたわら理論構築のための準備作業として内外の文献収集を行ったが、同時に学際科目「異文化と出会う」の講義やドイツ語の授業などで、この度新たに加えられた写真・ビデオを教材として日本とドイツにおける「記憶の政治・文化」の差異を具体的に提示し、受講生に考えさせる機会を提供できた意義は大きかった。レポート等から判断するかぎり、この問題に関する彼我の違いに愕然とする意見が多かったようである。いわゆる「歴史認識」をめぐって依然として修正主義的議論が絶えない日本において、海外の動向(本研究課題の場合はドイツ)を紹介し、その意味するところを考察することはきわめて重要かつ意義のあることである。今後ともこの問題を追究する所存である。本研究は、対象を現代ドイツにおける「記憶の政治」のための施設にしぼり、記憶のためのもろもろの施設(記念碑、警告碑、建築物、彫刻、オブジェ・・・)が、いかなる政治文化を背景に設立されるにいたったか、またそれらの施設がどのように人びとに受容され、いかなる政治文化の涵養につながっているかを明らかにしようとするものである。国立の追悼施設であるノイエ・ヴァッヘやホロコースト警告碑といった施設は、世論の動向や行政の政策とならんで、その表象芸術性を無視できないものであるので、芸術批評と社会思想史ないし政治思想史的記述とを統合することは避けられない。こうした作業をつうじて施設のもつ公共圏における意義と影響力を考察することが初めて可能になると思われる。この作業を通じて原爆慰霊碑と靖国神社に象徴される戦後日本における「記憶の政治」を総括するために、本研究はその比較対照項を提示しようとするものである。平成23年度には、12月下旬から1月初旬の冬休み期間を利用し、上記の施設が集中しているベルリンを訪れ、現地調査を行った。調査対象は、ノイエ・ヴァッヘ等の数カ所であり、資料収集、画像の撮影などを行ったが、なによりも経年的変化を知ることができたのは貴重であったと思う。ドイツにおける「記憶の政治」がいかなる方向へ進みつつあるかを体感することができたからである。現在これらの経験に基づき、資料の整理と理論的考察を進めつつある。年度計画どおり、現地調査を中心に組み立て、平成23年12月下旬から翌1月上旬にこれを実施した。調査地域は記憶のための諸施設が集中しているドイツ連邦共和国首都ベルリンに絞りこんだ。主な施設を挙げれば、1993年からケーテ・コルヴィッツのピエタ像を据えた国立の追悼施設Neue Wache、ナチスによる焚書を記憶に留めるために建造されたミハ・ウルマン作の「図書館」、リベスキンド設計のベルリン・ユダヤ博物館、十年にわたる大論争の末にベルリン中心部に建造されたホロコースト警告碑、ドイツ鉄道が保存・建造したグルーネヴァルト駅17番線などである。郊外にはザクセンハウゼン強制収容所跡が保存されているが、これは社会主義=ドイツ民主共和国時代に反ファシズム闘争の記念碑として保存されるにいたったもので、いわば社会主義時代のドイツをもその地層のなかに取りこんでいて興味深い。オリジナルな施設の保存は、保存する主体が何であるかをも語っているといえよう。これらの施設の表象芸術ないし表象性を中心に、その成立に行政および公共圏にいかなる動きがあったのか、建造後にそれらが公共圏でいかなる機能・意義を担っているかの観点から集中的に調査を行い、研究課題に対応した文献資料・映像資料を新たに加えることができた。とくに建築物やオブジェの場合、観覧者の視点、その視点の動線からえらえるイメージ、さらに視覚のみならず身体感覚的な受容も問題になるのであり、実地に体験できたことは貴重な経験となった。映像資料の整理・編集作業にあたる。しかし、これは理論的な枠組みを確定していく作業と相即的であることは言うまでもない。したがって、内外の文献資料の検討が不可欠でもある。

これをドイツにおけるこの分野ではスタンダードな著書であるPeterReichel: Politik mit der Erinnerung -Gedaechtnisorte im Streit um die national-sozialistische Vergangenheit- , Muenchen 1995.や国際的な比較の観点から第二次世界大戦後の日・独・伊における記憶の文化を扱った論文集で、日本からは柳父圀近、石田勇治、三島憲一が寄稿しているChristoph Corneliessen u. a. (Hg.):Erinnerungs- kulturen -Deutschland, Italien und Japan seit 1945- , Frankfurt am Main 2003.などの文献によって行う。これらの著書は、社会ないし政治思想史的なコンテクストに主にかかわるものである。こうした歴史的な背景を各施設のもつ美学的な性質の分析とそれが公共圏に及ぼす影響力の考察とに結びつける。これによって本研究を映像とテクストからなる一つのまとまりのある全体として公共圏への発言としたい。映像・文献資料の整理と考察とともに、理論的な枠組の精緻化のために内外の映像・文献資料が必要になる。前者のために老朽化したパソコンの更新と映像処理ソフトウェアの購入を予定している(20万円を予定)。後者のためには、内外の記念碑、ひいては建築・美術と政治ないし公共圏の問題系にかかわる書籍・DVDなどの購入を予定している。それ以外では、研究発表のための旅費などである(25万円予定)。次年度に5万円あまりを繰り越したが、これは海外文献の入手に期日を要すと判断したために当該年度内に処理できなかったものである。次年度の映像・文献資料の購入に繰り込む予定である。
滑らかでない方程式の数値解法

平成15年から,研究代表者は国際誌に4篇の論文を単独および共同で発表してきた.また個人で行う研究だけでなく、異なった分野との研究交流の重要性を認識し、非線形方程式の数値解法に関連する一つの国際誌のSpecial Issues (2003)を編集発行して、国内外の第一線研究者から最新の研究成果を直接聞くことができた。平成15年度には科学研究費により、研究集会および学会などでは、講演を聞くだけでなく、自分の研究成果を発表した。また、研究代表者は研究分担者と共同研究を進めておる。平成15年基盤研究(c)の研究を開始してから、研究代表者が発表した幾つかの成果を以下に簡単に近べる。(1)京都大学福島雅夫教授とともに,確率的な補償問題に対する有効的な数値解法を提案した。2003年12月に北京で開催された最適管理国際研究会において、招待講演を行った.(2)九州大学理学部博士コース学生橋本弘治氏とともに鞍点型問題が解をもつか否かを検証する方法を提案した.(3)研究代表者は滑らかでない方程式を持つ最適制御問題に対する数値解法を研究して、最適条件についての幾つかの重要な性質を見い出した。2003年9月の数学年会において講演を行った.平成15年から,研究代表者は国際誌に4篇の論文を単独および共同で発表してきた.また個人で行う研究だけでなく、異なった分野との研究交流の重要性を認識し、非線形方程式の数値解法に関連する一つの国際誌のSpecial Issues (2003)を編集発行して、国内外の第一線研究者から最新の研究成果を直接聞くことができた。2003年9月の数学年会において講演を行った.平成14年から,研究代表者は国際誌に6篇の論文を単独および共同で発表してきた.また個人で行う研究だけでなく、異なった分野との研究交流の重要性を認識し、非線形方程式の数値解法に関連する一つの国際誌のSpecial Issues(2002)を編集発行して、国内外の第一線研究者から最新の研究成果を直接聞くことができた。平成14年度には科学研究費により、研究集会および学会などでは、講演を聞くだけでなく、自分の研究成果を発表した。平成14年基盤研究(c)の研究を開始してから、研究代表者が発表した幾つかの成果を以下に簡単に述べる。(ア)研究代表者は滑らかでない方程式を持つ最適制御問題に対する数値解法を研究して、最適条件についての幾つかの重要な性質を見い出した。2002年10月に京都で開催された第2回日中最適化研究会において、講演を行った。(イ) Karlsruhe大学Alefeld教授,Maryland大学Potra教授とともに,補償問題を微分不可能な方程式に書き直し,それを用いて,与えられた問題が解をもつか否かを検証する方法を提案した.(Numer. Math. 2002).(ウ)研究代表者がある種の非線形微分方程式から生じる滑らかでない連続方程式を有効的なSOR数値解法を提案した(Numer. Linear Algebra Appl. 2002)。平成15年から,研究代表者は国際誌に4篇の論文を単独および共同で発表してきた.また個人で行う研究だけでなく、異なった分野との研究交流の重要性を認識し、非線形方程式の数値解法に関連する一つの国際誌のSpecial Issues(2003)を編集発行して、国内外の第一線研究者から最新の研究成果を直接聞くことができた。平成15年基盤研究(c)の研究を開始してから、研究代表者が発表した幾つかの成果を以下に簡単に述べる。2003年9月の数学年会において講演を行った.
世紀交代期中国の文化転形に関する言説分析的研究

本研究は、市場経済化の急速な進展によって大きく変容を遂げつつある中国について、文化の側面から変化の内容と方向を探求することをめざしたものである。言説分析の方法により、主として1990年代以降の政治、思想、イデオロギー言説、文学作品や文化批評を分析し、従来から存在していた近代と反近代(近代批判)、グローバル化と土着性の対立に加え、近年では近代性内部の諸価値相互の対立が顕著になっていることを明らかにした。また、それが中国政治の展開、社会の変化といかに密接に関連しているかを考察した。1概況21年度はプロジェクト初年であり、各メンバーは分担に従ってそれぞれの基本的文献の収集・整理に従事し、これまでの関連する研究成果を個別に発表した。またメンバーのみの研究会を2度開催した。初回は研究領域の分担と今後のスケジュールについて確認し、2回目は中国の代表的な研究者グループによる共同研究の成果を検討した。このほか、2に記載したような公開形式による諸活動(ワークショップ、セミナー、講演会)を実施し、内外の研究者間の交流を促進するとともに、思想文化面の変動が現代中国全体の動向を考える上でもつ重要性について、他の研究者や一般市民に認識してもらう機会となった。2公開形式の諸活動(1)ワークショップ「中国近現代のリベラリズム」(10月4日、於東京大学駒場)。内外から16名の研究者を招聘して報告と討論を行った(中国近現代リベラリズム研究会と共催)。報告および討論者によるコメントは冊子にして配布した。(2)公開セミナー「世紀交替期中国における魯迅イメージ」(11月21日、於東京大学東洋文化研究所)。張中良氏(中国社会科学院文学研究所)が報告し討論をおこなった。(3)国際セミナー「世紀交替期中国の文化論議を透視する」(3月13日、於東京大学東洋文化研究所)。中国から許紀霖、倪文尖、羅鋼各氏(ともに華東師範大学)と賀照田氏(中国社会科学院文学研究所)を招き最新の中国思想文化動向に関する報告を行ってもらった。メンバーはコメンテーターをつとめた。(4)講演会「中国台頭の背後にあるもの」(3月16日、於愛知大学車道校舎)。許紀霖氏が講演し、倪文尖氏・羅鋼氏(ともに華東師範大学教授)が補足的コメントを行った。本年度は前年度に引き続いて、各研究分担者がそれぞれの課題に応じて資料収集を行ないつつ分析をすすめた。その成果は本研究課題と関連する各自の専門分野の研究に反映されている。ただし、中国では影響力のある言論活動の中心が紙媒体からウェブへと急速上に移動しつつあり、当初計画に掲げていたデータベースの作成よりも、ウェブ上の流通する重要言説の収集を優先することとした。本年度は公開の研究会(国際セミナー)を3回開催し、研究テーマに関心をもつ研究者とも意見交換につとめた。第1回は現代中国の国際社会観の持続と変化をテーマに加治宏基(研究分担者)が報告を行い、討論した。その直接の成果は加治の学会報告と論文に示されている。第2回は、日本・中国をまたいで活発な評論・研究活動を展開している林少陽氏(香港城市大学中文系副教授)を招いて、歴史叙述の方法に関する報告を求め、討論を行なった。第3回は中国で盛んに論じられている「市民社会論」をめぐり、法哲学の立場から馬長山氏(華東政法大学)に理論と現実の両面につき報告を求め、議論した。本年度の活動の中心は、前年度に招いた上海の研究者(中国のリベラル派の代表的論客である華東師範大学の許紀霖教授を中心とするグループ)との学術交流を深めるため、上海で国際シンポジウムを開催することであった。シンポジウムは「二つの世紀交替期-現代中国の思想・文化転形」と題して、清末・民国初期と今日の中国それぞれの時期の思想・文化変動を比較することを趣旨とし、報告集の作成を含めて準備を進めた。しかし、3月14日に予定されていたシンポジウムの直前に大震災が発生し、東京からの参加予定者の大部分が出発できず、シンポは次年度に延期となった(2011年5月22-23日に上海で開催した)。本年度はプロジェクトの最終年度に当たり、全体のまとめとして、(1)中国の文化・思想界で影響力のある知識人を招いての総括的なシンポジウムの開催、(2)各人の研究成果を反映した論文集の編集-を主要な活動とした。(1)については「中国アイデンティティの模索」をテーマに、今日の中国思想界の中心人物の一人である汪暉氏(清華大学)のほか、鋭い文化評論で知られる張旭東氏(ニューヨーク市立大学)、賀桂梅氏(北京大学)を招き、三氏のペーパーに対する日本側研究者のコメントを中心に議論を展開した。

シンポジウムの議論を通じて、今日の中国が直面しているアイデンティティ危機とその再構築をめぐる知的営為の一端を浮き彫りにすることができた。なお、本研究プロジェクトと中国社会文化学会との共催で、汪暉氏と柄谷行人氏による講演会を開催した(2011年12月17日、東大駒場)。これはグローバリゼーションのなかで東アジアが直面している文化的、政治的諸問題を、日中を代表する批判的知識人に論じてもらおうという企画で、中国社会文化学会として異例の約300人の聴衆を集めた。(2)については、今回のシンポジウムと5月の上海での国際シンポジウム「二つの世紀交替期」(平成22年度の実績報告書に記載したように、もともと2011年3月に開催予定であったが、大震災の関係で延期となっていた)に提出されたペーパーを中心に重要論文を翻訳し、さらに解題、分析論文を加えて雑誌『思想』(岩波書店)に特集号として発表する予定である(刊行は2012年度中を予定)。本年度は以上の活動のほか、2回の研究会を開催した。7月には尾崎文昭(研究分担者)が、1990年代に刊行されたユニークな学術叢書『学人』に関する調査結果を報告し、9月には聶莉莉氏(東京女子大学)による中国リベラリズムの重要人物潘光旦とその周辺の人物に関する報告を聞き、討論をおこなった。
プラスミドDNAと薬剤感受性パターン解析によるMRSA院内感染の疫学的研究

平成3年度に旭川医科大学附属病院で分離されたMRSA87株(85%がコアグラーゼII型)について、プラスミドプロファイルと薬剤感受性試験を行った。プロファイルはAからGの7パターンが得られた。47株(57%)がプロファイルA、10株がプロファイルB、プロファイルC、D、F、Gがそれぞれ3、1、3、1、1、株で、プラスミドをもたない株が21株あった。薬剤感受性試験は9薬剤について行ったが、ミノサイクリン(MINO)で感受性株(MIC 0.5 or 1μg/ml)と中等度耐性株(MIC 4or 8μg/ml)に分かれ、分離株数の多いプロファイルAの株はMINOの感受性パターンとの組み合わせによりさらに分類が可能と考えられた。それによる病棟におけるMRSAの文法をみると一つの外科病棟にプラスミドAでMINO感受性の株の集積を認めた。また、プラスミドAでMINO耐性の株はもう一つの外科、脳外科、皮膚・泌尿器科病棟から多く分離され、プラスミドCの株は耳鼻科病棟からだけ分離された。平成4年度以降に分離された400株以上のMRSAについてもその一部について検索をすすめたところ、プラスミドプロファイルAからプロファイルBへの流行の変化をい認めた。また鹿児島大学医学部小児科から分与されたMRSAについても調べたところ、いずれの株の当大学の株とは異なるプロファイルを示した。さらにパルスフィールド電気泳動法を用いて疫学的マーカーとしての有用性を検討したところ、プラスミドプロファイルAの株は10パターン分かれ、より詳細な検討が可能と考えられた。今後この方法による疫学的調査を継続予定である。平成3年度旭川医科大学附属病院で分離されたMRSA76株について,プラスミドDNAプロファイル検索と薬剤感受性試験を行った.プラスミドプロファイルはAからGの7プロファイルが得られ,制限酵素Eco RIで切断後の電気泳動でそれぞれの違いが確認された.プロファイルと株数は,A:41,B:9,C:2,DからGは1株ずつで,プラスミドを持たない菌が20株であった.薬剤感受性試験は,メチシリンのほかゲンタマイシン(GM),トブラマイシン(TOB),アミカシン(AMK),ストレプトマイシン(SM),アルベカシン(ABK),クロラムフェニコール(CP),バンコマイシン(VCM),ミノサイクリン(MINO),クリンダマイシン(CLDM)の9薬剤について行った.VCM,CPには耐性株はなく,ABK耐性は1株だけであった.一方,TOBで92%,CLMで83%の株が耐性で,AMKでは95%の株が最小発育阻止濃度8-32μg/mlの範囲に分布した.また,GMでは感受性18株,中等度耐性17株,耐性41株であり,SM耐性15株,MINO耐性33株であった.コアグラーゼ型は,II:63,III:1,IV10,VI:1,型別不能:1であり,IV型株はプロアファイルA以外の株に多く認められた.プロファイル型と病棟との関連をみると,プロファイルAの株は外科系の病棟から多く分離され,プロファイルBとプラスミドを持たない株は内科系外科系両方の病棟から分離された.プロファイルAの株やプラスミドを持たない株は,MINOの感受性パターン,あるいは,GMとSMの感受性パターン,との組合せでより詳しい分析が可能と考えられ,さらに対象株数をふやして検索をすすめる必要がある.また,時間的な経過でどのように動くのかをみていく必要があり,メチシリン感受性株との違いや旭川医科大学附属病院以外の病院の分離株についても同様な成績が得られるのかどうか検討が必要である.平成3年度に旭川医科大学附属病院で分離されたMRSA87株(85%がコアグラーゼII型)について,プラスミドプロファイルと薬剤感受性試験を行った.

プロファイルはAからGの7パターンが得られ,制限酵素Eco R1で切断後の電気泳動でもそれぞれの違いが明瞭であった.薬剤感受性試験は9薬剤について行ったが,ミノサイクリン(MINO)で感受性株と中等度耐性株に分かれ,分離株数の多いプロファイルAの株はMINOの感受性パターンの組み合わせによりさらに分類が可能と考えられた.それにより病棟におけるMRSAの分布をみると,一つの外科病棟にプラスミドAでMINO感受性の株の集積を認めた.また,プラスミドAでMINO耐性の株はもう一つの外科,脳外科,皮膚・泌尿器科病棟から多く分離され,プラスミドCの株は耳鼻科病棟だけから分離された.以上の成績に基づき,平成4年度以降,当附属病院検査室で分離されたMRSA401株を保存し,さらにその検索を進めることとした.保存株の一部についてプラスミドプロファイルを調べたが,プロファイルA株の流行からプロファイルB株へと流行の変化が認められた.二つの病棟では環境から分離された株のプロファイルを調べたが,多くは患者からの分離株とは異なるプロファイルを示した.また,同じ新生児室内でも同一プロファイルの株の流行は少なく,入室する患者の異なる時期には別のプロファイルを示した.ほかに,鹿児島大学医学部小児科からMRSA60株の分与を受け,そのプラスミドプロファイルを調べたが,いずれの株も当大学の株とは異なるプロファイルを示した.鹿児島大学小児科でmec-hypervariable region (hvr)の多形性に基づくタイピング成績とプラスミドプロファイルを比較してみると,hvrタイプで最も多い株(36)のプロファイルは28株(78%)で一致した.しかし,ほかのhvrタイプの株のプロファイルは多様であった.今後は,パルスフィールドゲル電気泳動パターンとの比較も試みる予定である.平成3年度に旭川医科大学附属病院で分離されたMRSA87株(85%がコアグラーゼII型)について、プラスミドプロファイルと薬剤感受性試験を行った。プロファイルはAからGの7パターンが得られた。47株(54%)がプロファイルA、10株がプロファイルB、プロファイルC、D、E、F、Gがそれぞれ3、1、3、1、1株で、プラスミドをもたない株が21株あった。薬剤感受性試験は9薬剤について行ったが、ミノサイクリン(MINO)で感受性株(MIC0.5or1μg/ml)と中等度耐性株(MIC4or8μg/ml)に分かれ、分離株数の多いプロファイルAの株はMINOの感受性パターンとの組み合わせによりさらに分類が可能と考えられた。それによる病棟におけるMRSAの分布をみると一つの外科病棟にプラスミドAでMINO感受性の株の集積を認めた。また、プラスミドAでMINO耐性の株はもう一つの外科、脳外科、皮膚・泌尿器科病棟から多く分離され、プラスミドCの株は耳鼻科病棟からだけ分離された。平成4年度以降に分離された400株以上のMRSAについてもその一部について検索をすすめたところ、プラスミドプロファイルAからプロファイルBへの流行の変化を認めた。また鹿児島大学医学部小児科から分与されたMRSAについても調べたところ、いずれの株も当大学の株とは異なるプロファイルを示した。さらにパルスフィールド電気泳動法を用いて疫学的マーカーとしての有用性を検討したところ、プラスミドプロファイルAの株は10パターンに分かれ、より詳細な検討が可能と考えられた。今後この方法による疫学的調査を継続予定である。
剪断応力を用いた目で見えるボルトの緩み表示器の開発

○研究目的:化学工場や発電所などの大型設備には沢山のボルトを用いて化学プラントや発電機などが組み立てられている。通常この様な設備にはボルトが緩む原因の一つである振動や騒音が発生するため、日常のボルトの締め付け具合の点検が欠かせない。この点検に手を使わずに視覚的な色の変化でボルトの緩みを発見することが出来れば点検効率は向上し、人間の立ち入りできない場所での応用も期待できる。○研究方法:本研究では剪断応力を発生させることができるサファイアアンビル型高圧発生装置の機構を踏襲してボルトの緩み表示器を試作した。剪断応力センサー物質に白金-ジフェニルグリオキシマート錯体[Pt(dpg)_2]を用いて真空蒸着によりアンビルの先端(直径1.5mmφ)に薄膜を作製した。実際にフランジに見立てた金属板にボルトナットを締めて、緩み表示器の回転棒をボルトの頭にセットし、緩み表示器の本体を金属板に固定した。ボルトが緩んで回転する状態を金属板に固定したボルトナットをレンチで回転させることにより擬似的に再現した。○研究成果:Pt(dpg)_2薄膜を用いて試作したボルトの緩み表示器は予めサファイアアンビル先端の薄膜の色が緑色に変化する0.4GPaに加圧状態で金属板に固定した。レンチを10°回転させると回転棒を伝ってアンビルが回転して剪断応力が発生し、アンビル先端外周部の色が緑色から黄色に変化することを確認した。試作したボルト緩み表示器はアンビル先端の直径が1.5mmφなのでルーペを用いることにより色の変化を観察することができた。更にレンチで回転させたところ、静加重を加えていたグランドナットも回転し密着していたアンビル先端面が離脱してPt(dpg)_2薄膜の色は大気圧下で見られる赤色に変化することでボルトが完全に緩んでしまったことを観察することができた。
圧縮空気貯蔵による亀裂性岩盤の破壊予測に関する研究

高圧の圧縮空気貯蔵に伴う亀裂性岩盤の破壊を予測するため、破壊の要因と機構について岩盤力学とともに流体力学の視点から考察、解明し、破壊予防策に関する研究を行った.成果は以下のとおりである.1.岩盤緩み域の判定と透気性測定に関して,真空透気試験の測定データ解析法および試験結果の評価について実験・実測と数値シミュレーションを行い,同試験の有用性とデータ解析法の妥当性を確かめた.2.岩盤の透気性と開口幅分布の関係を,数値シミュレーションによって明らかにした.3.亀裂内地下水が上昇・回復する過程の実験と数値シミュレーションを行い,地下水の上昇経路と小さな亀裂に封入された空気の挙動を明らかにし,併せてこの現象のシミュレーション手法を開発,確立した.4.多数の亀裂が複雑に交差する亀裂系で、地下水で満たされた亀裂へ高圧空気が侵入する過程を解析し,空気の侵入過程,小さな亀裂での地下水の流動状況,亀裂内の圧力変化について研究し,亀裂性岩盤と多孔質地盤での浸透解析の違いを明らかにした.5.圧縮空気貯蔵の実証実験に関して,亀裂壁面での摩擦による発熱も考慮した解析を行い,漏気検知への温度測定の適用性,漏気に伴うエネルギー損失を検討した.6.岩盤のひずみ測定に基づく逆解析手法を確立し,ロックボルトなどの岩盤補強対策についても検討した.今後,高圧空気侵入に伴う亀裂系内の圧力の分布および変化を考慮し,また逆解析手法を活用し,亀裂性岩盤中の破壊面の推定などを行うことが可能となったと考える.高圧の圧縮空気貯蔵に伴う亀裂性岩盤の破壊を予測するため、破壊の要因と機構について岩盤力学とともに流体力学の視点から考察、解明し、破壊予防策に関する研究を行った.成果は以下のとおりである.1.岩盤緩み域の判定と透気性測定に関して,真空透気試験の測定データ解析法および試験結果の評価について実験・実測と数値シミュレーションを行い,同試験の有用性とデータ解析法の妥当性を確かめた.2.岩盤の透気性と開口幅分布の関係を,数値シミュレーションによって明らかにした.3.亀裂内地下水が上昇・回復する過程の実験と数値シミュレーションを行い,地下水の上昇経路と小さな亀裂に封入された空気の挙動を明らかにし,併せてこの現象のシミュレーション手法を開発,確立した.4.多数の亀裂が複雑に交差する亀裂系で、地下水で満たされた亀裂へ高圧空気が侵入する過程を解析し,空気の侵入過程,小さな亀裂での地下水の流動状況,亀裂内の圧力変化について研究し,亀裂性岩盤と多孔質地盤での浸透解析の違いを明らかにした.5.圧縮空気貯蔵の実証実験に関して,亀裂壁面での摩擦による発熱も考慮した解析を行い,漏気検知への温度測定の適用性,漏気に伴うエネルギー損失を検討した.6.岩盤のひずみ測定に基づく逆解析手法を確立し,ロックボルトなどの岩盤補強対策についても検討した.今後,高圧空気侵入に伴う亀裂系内の圧力の分布および変化を考慮し,また逆解析手法を活用し,亀裂性岩盤中の破壊面の推定などを行うことが可能となったと考える.亀裂性岩盤の透気性の原位置試験法のひとつとして真空透気試験がある。この測定データに透気性の不均質がどのように反映されるかを,亀裂密度の高い岩盤を多孔質地盤としてモデル化し,数値解析で検討した。その結果,透気性の大きさは測定孔での初期段階の気圧上昇速度から判断でき,測定位置周辺の不均質は測定孔への定常時の空気流入量から推定できることが明らかになった。一方,亀裂密度が小さい場合について,亀裂開口幅のばらつきが測定結果に及ぼす影響を数値シミュレーションによって調べた。その結果,気圧回復の早さは複数の亀裂が直列的につながって構成される経路の透気性を反映し,また開口幅のばらつきが統計的には等しくても,個々のシミュレーションでは気圧回復にばらつきの生じることが明らかになった。以上により,亀裂密度および開口幅が岩盤の透気性を考えるうえで重要な因子であることが明らかになった。高圧空気が岩盤亀裂に侵入し,裂か水が排除される過程を,分岐・合流する亀裂モデルについて解析した。その結果,高圧空気は相対的に大きな亀裂に侵入し,それから分岐する小さな亀裂にわずかしか侵入しないことがわかった。また小さな亀裂に封入された裂か水は,大きな亀裂が空気の流路になってしまうと,ほとんど流動しないことがわかった。これは岩盤の飽和と不飽和を考えるうえで重要な知見であると考える。岩盤亀裂に侵入した空気流では,亀裂壁面での摩擦による発熱と流れ方向の圧力低下による空気の体積膨張の熱損失がつり合い,したがって空気はほば等温変化となることを理論的に考察した。これについて,高圧コンプレッサーを用いてマサ土中の空気浸透流について実験的に検証した。そして,妥当性を確かめた。次年度は,亀裂系について同様の実験的検証を行いたいと考えている。その他,間隙水が軟岩のひずみに及ぼす影響について研究した。亀裂性岩盤内に大規模空洞を施工するとき,亀裂内に存在する地下水(裂か水)は一時的に排除され,完工後に徐々に亀裂内を上昇し,水位は回復する.この過程で相対的に開口幅の小さな亀裂には空気が取り残され封入されるが,水位上昇につれてさらに封入空気圧が高まると,気泡となって地下水内に流入・混入する.この現象は空気と水の混在する亀裂系内の流れを考える上で重要であり,そのシミュレーション手法を確立することはより一層複雑な現象の理解のために必要である.

本年度は,このシミュレーション法を開発するとともに,実験によって手法の妥当性を確認した.つぎにこの手法を用いて,開口幅の異なる多数の亀裂が複雑に交差する亀裂系モデルを設定し,地下水で満たされた亀裂系に高圧空気が侵入する過程について研究した.その結果,高圧空気は相対的に開口幅の大きな亀裂を経路として岩盤内に侵入する一方,幅の小さな亀裂には地下水が封入されほとんど流動しないことが明らかになった.また空気が侵入した亀裂周辺は局所的に圧力が上昇し,岩盤内の圧力分布は亀裂系の特性(亀裂密度,開口幅分布,亀裂長,方向)に大きく影響されることがわかった.この知見は,亀裂性岩盤を多孔質地盤として扱い,そこでの高圧空気侵入を解析することによっては得られないものである.亀裂内に高圧空気が侵入すると,低レイノルズ数ではあるが流速の大きな流れとなり,亀裂壁面での摩擦や膨張などにより空気温度が変化する.圧縮空気貯蔵の実証実験について解析を行い,漏気箇所の特定への温度測定の適用性,および漏気によるエネルギー損失について評価した.今後,高圧空気侵入による亀裂系内の圧力分布を考慮して,亀裂性岩盤中の破壊面の推定などを既に開発している岩盤歪に基づく逆解析手法を活用・実施していくことが可能となったと考える.
地域ケーブルテレビ活用による見守り介護予防の実証とアプリケーションサービスの構築

本研究は、地域包括ケアシステムの構築に向けて、地域の資源であるケーブルテレビを使っての介護予防の普及と健康行動への働きかけを目的としている。研究対象者は、当初の予定のM市との調整がつかないこともあり、N町の高齢者への介護予防と健康行動への働きかけとなり、また、この資金が10月に決定になったことなどから、平成27年10月より研究開始となった。これまでの実施状況は、初年度(H27)は.事前アセスメントを行った。N町は過疎化の進んでいるケーブルテレビ加入率9割のB地区と振興住宅が多く、ケーブルテレビの加入率は6割のO地区の高齢者約40名にグループインタビューを行い、その内容を分析した。2年目(H28)には、事前アセスメントを踏まえ、介護予防講座内容の検討と制作、テレビ放映前後の体力測定と介護予防の認識度の調査まで実施した。結果、ケーブルテレビによる介護予防の普及と健康行動への働きかけに対する効果については明確な結果が得られなかったが、聞き取り調査、体力測定などの実際の働きかけにより、介護予防に対する認識の変化があるとの結果まで得られた。3年目(H29)にはN町のケーブルテレビが双方向のシステム変換が困難な状況と見守り体制については新しい総合事業の取り組みと混在することから、N町の結果をもとに、近隣3地域の介護予防の普及を地域ケーブルテレビ以外のアプリケーションや地域資源の活用を目標として介護予防認識度とヘルスリテラシーを項目に含めて研究を進めることとした。結果、地域による差がみられ、特にK町の健康関連行動と体力(片足立ち)、情報手段において地域差及び特徴が確認できた。認識度を高めることの必要性が明確になり、地域の特徴を踏まえた自助力に対するアプローチの工夫、さらに活用できる地域資源の探索の必要性が示唆された。4年目(H30)は、これらの結果を分析し、学会で発表し、さらなる介護予防・見守りモデルの検討を試みた。研究対象者は、当初の予定のM市との調整がつかないこともあり、N町のケーブルテレビ活用に変更し、N町の高齢者への介護予防と健康行動への働きかけとなった。研究開始については、対象地域の変更ということやこの資金が10月に決定になったことなどから、半年遅れとなり、実際の地域との打ち合わせは、H28.1月より開始した。これまでの実施状況は、1.事前アセスメント(地域の高齢者へのインタビューから、地域の介護予防意識や健康活動の実施状況、日頃の困りごとや不安の聴取)2.予防講座内容の検討と制作を実施した。N町は大きく2つの地域に分けられるが、過疎化の進んでいるケーブルテレビ加入率9割のB地区と振興住宅が多く、ケーブルテレビの加入率は6割のO地区の高齢者約40名にグループインタビューを行った。その内容を逐語録にお越した結果、「健康活動はしているが、継続が困難」「口腔のケア」「食事のバランス」(尿失禁」「物忘れ」「高血圧や糖尿病が多く、いっぱい薬をのんでいる。」「介護保険制度がわからない」などの悩みに集約された。N町は、健康教室が核地区で月1回(運動スッペ)があるが、この健康教室にくる高齢者は決まっていて、多くの人に活用してもらいたいが、なかなか来られない人も多いとのこと。そこで、ケーブルテレビの活用が効果があると推測し、その講座の内容を地域の高齢者の困りごとに対応するものに焦点を絞って制作した。講座内容は自己の健康チェック、2回目から口腔機能向上、栄養貝瀬前、尿失禁、うつ予防、転倒予防、認知症予防、病気との付き合い方、緊急時の対応、薬の飲み方、介護サービスについてなどそれぞれの専門職の講義で編集した。「やや遅れた」理由のひとつは、この資金の決定通知が10月であったことで、半年遅れでこの研究をスタートしたこと。二つ目に、当初予定したM市地域ケーブルが、行政移管より民間委託に変更になり、研究の主旨を理解した受け入れの調整がうまくいかず、急遽N町のケーブルテレビに依頼することとなったこと。地域の特徴のまったく違うケーブルテレビとなったことで、地域診断の見直しと行政との調整に時間を要することとなった。三つ目として、年度途中からの行政への依頼となり、すでに始めている介護予防事業との調整に時間を要した。N町も運動機能向上について、今年度より導入したものがあり、介護予防講座での体操部分は高齢者の混乱を招くことを危惧して、テレビ体操は削除し、他の内容で補うように講座内容を作成するうえで時間を要した。このような点でやや遅れたが、テレビ制作もほぼ終了し、事前アセスメントの質問紙の調査をすでに準備している。H28年度前期で遅れを取り戻せる状態にある。これまでの実施状況は、1.事前アセスメント(地域の高齢者へのインタビューから、地域の介護予防意識や健康活動の実施状況、日頃の困りごとや不安の聴取)

2.予防講座内容の検討と制作3.テレビ放映前後の体力測定と介護予防の認識度の調査まで実施した。N町は大きく2つの地域に分けられるが、過疎化の進んでいるケーブルテレビ加入率9割のB地区と振興住宅が多く、ケーブルテレビの加入率は6割のO地区の高齢者約40名にグループインタビューを行った。その内容を分析した結果、介護予防の項目として、「認知症予防」「尿失禁予防」「口腔機能向上」など6つの項目に加えて、健康づくりに関することや、緊急時の対応などのニーズが明確となって、それらについてケーブルテレビの放映内容を構成した。また、ケーブルテレビ活用効果検証の目的より、地域高齢者300名を目安として、テレビ放映前後の体力測定(お達者検診)と介護予防に関する認識度、ケーブルテレビの利用状況について聞き取り調査を行った。結果、N町はケーブルテレビの活用はあるが、ケーブルテレビによる介護予防の普及と健康行動への働きかけに対する効果については明確な結果が得られなかった。しかし、聞き取り調査をしたり、体力測定などの実際の働きかけにより、介護予防に対する認識の変化は見られているという結果まで得られた。H28年度の研究計画として、145月事前アセスメント(質問紙による事前アセスメントを地域高齢者300名を目標に実施する。内容は、身体・心理・認知機能、介護予防の認識、ケーブルテレビ活用状況等)26月にテレビ放映(介護予防講座の実施)が開始となることから、介護予防の実施とモニタリングを行う。39月に中間評価(番組視聴の程度と内容等についてインタビューを行う)412月に事後アセスメントを行う。ケーブルテレビを活用して介護予防が普及されたのか、健康行動がどれくらいできているかなどの前後比較を行う。上記予定まで順調に進めることができた。本研究は、地域包括ケアシステムの構築に向けて、地域の資源であるケーブルテレビを使っての介護予防の普及と健康行動への働きかけを目的としている。研究対象者は、当初の予定のM市との調整がつかないこともあり、N町のケーブルテレビ活用に変更し、N町の高齢者への介護予防と健康行動への働きかけとなり、また、この資金が10月に決定になったことなどから、半年遅れの平成27年10月より研究開始となった。これまでの実施状況は、初年度(H27)は.事前アセスメントを行った。N町は過疎化の進んでいるケーブルテレビ加入率9割のB地区と振興住宅が多く、ケーブルテレビの加入率は6割のO地区の高齢者約40名にグループインタビューを行い、その内容を分析した。2年目(H28)には、事前アセスメントを踏まえ、介護予防講座内容の検討と制作、テレビ放映前後の体力測定と介護予防の認識度の調査まで実施した。結果、N町はケーブルテレビの活用はあるが、ケーブルテレビによる介護予防の普及と健康行動への働きかけに対する効果については明確な結果が得られなかったが、聞き取り調査、体力測定などの実際の働きかけにより、介護予防に対する認識の変化があるとの結果まで得られた。
MMPI新日本版の解釈仮説の実証的検討-他の心理学的測度との関係-

本研究は、男子学生を対象に、MMPI新日本版の基礎尺度値と、構成概念の明確な3種の心理学的測度(FNE、主張性尺度、およびCISS)との相関関係を明らかにし、従来のMMPIの解釈仮説がMMPI新日本版において矛盾するものであるかどうかを吟味したものである。以下の結果は複数の対象者集団で安定した値を示した関係である。FNEと正の相関の高い尺度は、第7、第0、および第2尺度であった。また、負の相関の高い尺度は、K尺度であった。主張性尺度と高い相関値を示したMMPI基礎尺度は、第0尺度、第2尺度、および第7尺度であり、すべて負の相関である。CISSの課題優先対処尺度と有意な相関が安定して認められたMMPI基礎尺度は、第0尺度(負の相関)、第2尺度(正の相関)、および、第9尺度(正の相関)であった。CISSの情緒優先対処尺度と有意な相関が安定して認められたMMPI基礎尺度は、K尺度(負の相関)、第7尺度(正の相関)、F尺度(正の相関)、および、第6尺度(正の相関)であった。CISSの回避優先対処尺度と有意な相関が安定して認められたMMPI基礎尺度は、第9尺度(正の相関)、および、第0尺度(負の相関)であった。以上の結果はすべてMMPIの解釈仮説と矛盾するものではなく、MMPI新日本版の結果に従来の解釈仮説を適用するひとつの根拠が与えられた。しかし、対象とした被検者群によって相関値が大きく変動するMMPI尺度も認められた。今後、相関研究以外のアプローチを用い、学生集団の基礎率を考慮に入れたMMPIの解釈仮説の検討が必要になると思われる。MMPIとこれらの心理学的測度を実施した結果、得られたデータの中で入力が完了した数は、MMPI、501名分(男450、女51)、自己主張性尺度、230名分(男199、女31)、FNE、221名分(男209、女12)、および、CISS、231名分(男220、女11)である。不完全なデータを除き、実施集団ごとに、MMPIの基礎尺度と各心理学的測度との相関係数を算出してみたところ、以下の結果が得られた。なお、女性被検者数が圧倒的に少ないため、分析対象は男性のみである。自己主張性尺度の第1群(N=82)において、3以上の相関値を得た尺度は、第2(-.43)、第7(-.38)、第0尺度(-.50)であった。第2群(N=97)でも、第2(-.49)、第7(-.44)、第0尺度(-.66)では同様の結果が得られたが、第8尺度でも高い相関値(-.40)が見出された。FNEの第1群(N=96)において、3以上の相関値を得た尺度は、K(-.37)、第2(.31)、第7(.34)、第0尺度(.31)であり、第2群では、K(-.30)、第7(.34)、第0尺度であった。第1群では第2尺度も3以上であったが、第2群では.22であった。

CISSの第1群(N=102)において、3以上の相関値を得た尺度は、T尺度と第0尺度(-.38)、E尺度とK尺度(-.35)、A尺度と第0尺度(-.38)であった。第2群(N=105)では、E尺度とL(-.34)`K(-.41)、第6(.36)、第7(.35)、および第0尺度(.34)、A尺度と第0尺度(-.27)であった。第2群のE尺度と比較的高い相関が見られた。良質なデータ収集を可能にするため、MMPI新日本版を学生集団に実施する手続きの検討を行なった。その結果、適切な実施手続きを用いれば、100名を越える学生集団に対しても疑問尺度の得点が基準に合致するデータを得ることが可能であることを実証的に示した。上記の手続きを用いて、いくつかの学生集団にMMPI新日本版、および、CISS、あるいはFNEを実施した。CISSの他の尺度に比べ、E尺度とMMPIの基礎尺度とに多くの相関が得られた。統計的に有意な相関値が見出された組み合わせの数は実施集団によって異なっていた。しかし、第7尺度、第2尺度、および、第0尺度との間には安定し、かつ中程度の相関が存在することが認められた。これらの関係は、MMPIの該当する尺度の解釈仮説と一致すると判断できる。相関値の変動の主な原因は、対象者が正常集団であり、MMPIの得点がT得点50に集中する傾向によるものと思われる。また、CISSが3尺度より構成される心理学的測度であるため、相関研究による分析には限界があることを述べた。MMPIとCISSの関係をより詳細に吟味するには、仮説検証型の研究が必要であり、このためのデータ収集を行なった。FNEとMMPI新日本版基礎尺度との間には、統計的に有意な相関が見出された組み合わせは実施集団によって異なっていた。しかし、K尺度と負の相関、第2、第7、および、第0尺度との間に正の相関が出現する現象は安定して認められた。これらの尺度の解釈仮説とFNEの構成概念は一致していると判断できるが、より詳細な分析のためには、CISSの場合と同様、仮説検証型の研究が必要であると思われる。
液中レーザアニールによるナノ粒子の蛍光強度増加の機構解明と工学的応用

本研究では、レーザ照射によるナノ粒子の蛍光特性向上とその工学的応用ついて研究を行い以下の成果を得た。(1)レーザ照射による酸化亜鉛ナノ粒子の蛍光強度増加機構は、レーザ照射で酸化亜鉛合成の光化学反応が促進されて高結晶性酸化亜鉛層がナノ粒子表面に形成され、この層による表面欠陥保護の効果で蛍光強度が増加したことを示した。(2)各種ナノ粒子で表面保護効果により光学特性が向上することを示した。(3)工学的応用において重要である高性能ナノ粒子の短時間作製に成功した。本研究の目的は、液中レーザアニールによるナノ粒子の蛍光強度増加の機構解明と工学的応用である。ナノ粒子はバルク材料と大きく異なる性質を有するため、エレクトロニクスやバイオテクノロジー等の多くの分野で新機能材料として注目されており、本研究ではナノ粒子の分散溶液の特性向上とその応用に向けた研究を推進した。具体的には、酸化亜鉛ナノ粒子の分散溶液にレーザ光を照射すると蛍光強度が増加するメカニズムを解明するとともに、酸化亜鉛ナノ粒子のエレクトロニクス分野への応用としてデバイス作製のための薄膜化の検討や、バイオテクノロジー分野への応用のためのコーティングの検討等を行った。また、他のナノ粒子への展開として、ケイ酸塩等の材料に関しての適応を検討した。ゾルーゲル法によって合成した酸化亜鉛ナノ粒子溶液にレーザ光を照射すると、照射時間に比例して蛍光強度が増加することを確認した。この現象は酸化亜鉛の合成原料である酢酸亜鉛と水酸化ナトリウムが溶液内に存在している状態では観測され、存在していない状態では観測されないことを見出した。また、照射により酸素欠損の低減等が示唆された。これらより、レーザ光による光化学反応でゾルゲル法により合成した酸化亜鉛ナノ粒子表面に結晶性の高い酸化亜鉛層が合成されてナノ粒子の表面欠陥を保護し、蛍光強度が増加したものと考えられる。今後は、これらの知見を広く発展させていくために、レーザ照射によりケイ酸塩等の各種ナノ粒子を作製すると同時に光学特性等を向上させ、これのナノ粒子を工学的応用へ繋げていくための研究を推進する。昨年度、酸化亜鉛を中心としたナノ粒子の液中でのレーザアニールの機構解明を明らかにしたことを受け、本年度は、工学的応用を中心に研究を推進した。レーザをナノ粒子に照射してその特性を向上させる手法の工学的応用を考える上で、処理時間の短縮は重要なポイントである。そこで、ナノ粒子形成とレーザアニールを同時に行うことを中心に検討した。これは、ターゲット化した材料に液体中で集光パルスレーザ光を照射することにより試みた。これにより高性能ナノ粒子コロイドが短時間で生成できること明らかにした。工学的応用の観点から、この手法を下記の幅広い材料に適用した。長残光材料:励起光遮断後も発光し続けるSr_2MgSi_2O_7:Eu,Dyに関する実験を行った。バイオイメージングは、生体内のがん等の特定部位を可視化したり、生体物質の移動経路を把握したりするバイオメディカル分野で重要な技術である。長残光ナノ粒子を利用すると、バイオイメージングにおける大きな課題の自家蛍光を解決できる。我々の用いた手法により高性能長残光ナノ粒子が得られることが分かった。また、ポリエチレングリコールによるナノ粒子表面のコーティングにより、光学特性が改善することが明らかとなった。アップコンバージョン材料:生体を透過する赤外光を用いて励起が可能なY_2O_3:Erに関する実験を行った。高性能アップコンバージョンナノ粒子の発光を確認した。今後、バイオイメージングやがん治療等の工学的応用に展開していく。半導体材料:エネルギー分野において重要な太陽電池の高効率化と低コスト化を図るため、量子ドット増感太陽電池が検討されており、本研究ではこのための半導体ナノ粒子としてInPの研究を行った。高性能InPナノ粒子の作製を確認し、エネルギー密度依存性や溶媒依存性等を調査した。21年度にナノ粒子の液中でのレーザアニールの機構解明を明らかにしたことを受け、23年度も22年度に引き続き工学的応用に関する研究を中心に進めた。レーザをナノ粒子に照射してその特性を向上させる手法の工学的応用を考える上で、処理時間の短縮は重要であるため、ナノ粒子形成とレーザアニールを同時に行うことができると考えられる液中レーザアブレーションは本研究を飛躍的に進展させることができる。本年度はこれによるナノ粒子作製とその工学的応用の検討を中心に研究を推進した。・長残光ナノ粒了:励起光遮断後も発光し続ける長残光材料Sr2MgSi207:Eu,Dyをナノ粒了・化すると、比表面積増大により光学特性が低下することが明らかになったため、安定な無機材料であるSiO2による表面修飾を検討した。これにより表面欠陥保護が可能となり光学特性が改善できることを明らかにした。

工学的応用において光学特性の改善は重要であり、様々な応用が可能となった。・アップコンバージョンナノ粒子:生体を透過する近赤外光を用いて励起が可能なアップコンバージョンナノ粒子Y203:Er,Ybを作製し、光学特性を評価した。レーザの照射エネルギー密度の増加と共に生成するナノ粒了・の粒径が増大することが明らかになった。これにより、各種工学的応用において重要である粒径制御が可能となった。また、ナノ粒了・化により発光スペクトルの赤色の割合が増加することが明らかとなった。通常の発光色である緑色に比べ生体透過性が高い赤色の割合が増したことは、イメージング等のバイオメディカル分野の応用を考える上で重要である。・半導体ナノ粒子:各種応用が期待されているInPナノ粒了・の作製を行い、粒径の溶媒依存性を明らかにした。また、副生成物として生成するInの生成機構を検討した。