hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物の脱分極に関わるPMP3の機能および環境ストレス応答における生理的役割の解明

近年増加している塩類集積土壌における植物の成育を可能とするため、植物の耐塩性機構の解明を目的として、酵母細胞において膜の脱分極に関わるPMP3遺伝子をイネから単離した。イネのPMP3(OsPMP3)遺伝子群の発現解析および機能解析を行った結果、イネのOsPMP3も細胞内への塩輸送を抑制し、耐塩性に重要であること、またOsPMP3遺伝子が遺伝子発現の改変によりイネの耐塩性を向上させるための候補遺伝子となることが分かった。植物や酵母細胞における耐塩性に寄与する塩誘導性PMP3タンパク質の機能解析および植物の耐塩性機構における生理的役割の解明を目的として、1、イネ植物体における新奇OsPMP3遺伝子群の単離、2、Δpmp3酵母の示す高塩感受性に対するOsPMP3遺伝子群の相補性解析、3, OsPMP3-3遺伝子過剰発現イネの解析、を行った。1、イネ植物体における新奇OsPMP3遺伝子群の単離OsPMP3遺伝子群はこれまでにOsPMP3-1から-7まで単離していたが、本研究においてPCR法により新たにOsPMP3-8とOsPMP3-9遺伝子の単離に成功した。2、Δpmp3酵母の示す高塩感受性に対するOsPMP3遺伝子群の相補性解析Δpmp3酵母が高濃度のNaClおよびHygromycin Bに対して高感受性を示すことを利用し、野生型およびΔpmp3酵母を用いて、OsPMP3遺伝子群による相補性解析を行った結果、9つのOsPMP3遺伝子群の内、OsPMP3-1, -2, -3, -4, -5, -7の6つが相補性を示した。また、精製に必要なタグとして、HAタグまたはHisタグを単独でつけた場合機能が保持され、タグを複数付けると機能が喪失されることが分かった。3、OsPMP3-3遺伝子過剰発現イネの解析OsPMP3-3遺伝子過剰発現用ベクターおよび空ベクターを導入したイネのT3世代の種子を収穫した。T2種子を用いた成育実験では、OsPMP3-3過剰発現株では耐塩性が向上したが、塩ストレス下でのCaシグナル伝達関連遺伝子の発現量に野生株との差は見られなかった。植物や酵母細胞における耐塩性に寄与する塩誘導性PMP3タンパク質の機能解析および植物の耐塩性機構における生理的役割の解明を目的として、イネを用いて以下の研究を行った。1、イネOsPMP3遺伝子群の発現解析7つのOsPMP3遺伝子群のイネ植物体における発現部位を調べたところ、主に葉身または根において発現量が多く見られた。2、OsPMP3タンパク質の細胞内局在性の解析OsPMP3-3およびOsPMP3-4タンパク質と緑色蛍光タンパク質の融合タンパク質を用いた実験より、これらのOsPMP3タンパク質は細胞膜に局在することが示唆された。3, OsPMP3-3遺伝子過剰発現イネの成育調査OsPMP3-3遺伝子過剰発現および空ベクター導入イネのT3種子を土耕栽培したところ、OsPMP3-3遺伝子過剰発現株で顕著な成長の遅延が起きた。またICP-AES分析により複数のイオン含量が増加または減少の変化が見られ、イオン恒常性の異常が起きたと考えられた。4、イネまたは酵母PMP3の機能解析PMP3遺伝子破壊酵母(Δpmp3)およびイネOsPMP3-3遺伝子を導入したΔpmp3酵母を用いた解析より、Δpmp3酵母はNaClだけでなくCaやMgなどにも感受性を示し、ZnやAlには逆に耐性を示した。OsPMP3-3はΔpmp3酵母の表現系を相補したことから、酵母およびイネPMP3は塩ストレスにだけでなく、様々なイオンホメオスタシスの調節に関わることが示された。
多種類の超高感度質量分析計を用いた指紋からの薬物検出と体液中濃度との相関の解明

現存する最高レベルの検出感度を有する多種類の質量分析計を用いて、薬物摂取後の手指表面(指紋)上に分泌される極微量の薬物の検出を試みるとともに、同時に採取した体液(尿、血液等)中の薬物濃度との相関を調べることで、現時点で指紋からの薬物検出が法科学における薬物検査にどの程度応用できるか検証した。風邪薬等を摂取して数日経過した後に採取した指紋から尿や血液と同様に薬物や代謝物を検出できた。また、一週間放置された遺留指紋から数種類の薬物を検出できた。指紋は、尿や血液に代わる採取が容易な生体資料となり得る。また、事件現場の遺留指紋から、特定人物の指紋付着時の薬物との関係性を明らかにできる可能性がある。現存する最高レベルの検出感度を有する多種類の質量分析計(各薬物に応じて選択)を用いて、薬物摂取後の手指表面(指紋)上に分泌される極微量の薬物の検出を試みるとともに、同時に採取した体液(尿、血液、唾液、汗)中の薬物濃度との相関を調べることで、現時点で指紋からの薬物検出が法科学における薬物検査にどの程度応用できるか検証する。指紋からの薬物検出が可能となれば、指紋は尿や血液に代わる採取が容易な薬物検査のための生体試料になり得る。また、遺留指紋からの薬物検出は、個人の特定とともにその人物の指紋付着時の薬物使用を証明できるため、薬物関連犯罪の捜査から薬物鑑定まで幅広く応用できる。昨年度は、事件関係者から指紋を直接採取することを想定し、ヒトへの薬物投与後、薬物の種類・摂取量、摂取後経過時間の違いによる指紋中薬物検出の有無及び経時変化を検討した。風邪薬等を摂取して数日経過後に採取した指紋からも摂取薬物やその代謝物を検出できたことから、ヒトから直接採取した指紋からの薬物検出が可能であることが示された。本年度は、事件現場で採取された遺留指紋からの薬物検出を想定し、様々な物体に指紋を付着させ、一般的な指紋採取方法により遺留指紋を転写したシートから効率的に薬物を抽出する方法を検討した。喫煙者の指をガラスやプラスチックに圧着させ、アルミニウム粉末でその指紋を顕在化した後、粘着シートにより指紋を採取した。そのシートを溶媒に浸して、抽出液を液体クロマトグラフー質量分析計で分析するだけで、タバコ成分であるニコチン及び代謝物コチニンを検出できた。その量は非喫煙者の場合と比べて有意に大きかったことから、遺留指紋からの薬物検出の有用性が示された。本年度は、事件関係者から指紋を直接採取することを想定し、ヒトへの薬物投与後、薬物の種類・摂取量、摂取後経過時間の違いによる指紋中薬物検出の有無及び経時変化を検討した。コーヒー、タバコ、風邪薬を被験者に摂取してもらい、一定時間ごとに指紋、尿、血液、唾液、汗を採取し、各試料から抽出した薬物を様々な質量分析計で分析した。液体クロマトグラフー質量分析計が、検討した全ての薬物の検出に適していた。コーヒー摂取後に採取した指紋中のカフェイン及びパラキサンチン、タバコ摂取後に採取した指紋中のニコチン及びコチニンの量は、摂取前と比べて有意に増加した。また、風邪薬を摂取して数日経過後に採取した指紋からも摂取薬物やその代謝物を検出できたことから、ヒトから直接採取した指紋からの薬物検出が可能であることが示された。現存する最高レベルの検出感度を有する多種類の質量分析計を用いて、薬物摂取後の手指表面(指紋)上に分泌される極微量の薬物の検出を試みるとともに、同時に採取した体液(尿、血液等)中の薬物濃度との相関を調べることで、現時点で指紋からの薬物検出が法科学における薬物検査にどの程度応用できるか検証する。初年度は、事件関係者から指紋を直接採取することを想定し、風邪薬等を摂取して数日経過後に指紋を採取した。

尿や血液と同様に指紋からも摂取薬物やその代謝物を検出できたことから、ヒトから直接採取した指紋からの薬物検出が可能であることが示された。昨年度は、事件現場で採取された遺留指紋からの薬物検出を想定し、喫煙者の指をガラスに圧着させ、アルミニウム粉末でその指紋を顕在化した後、粘着シートにより指紋を採取した。そのシートを溶媒に浸して抽出液を液体クロマトグラフー質量分析計で分析するだけでタバコ成分であるニコチン及び代謝物コチニンを検出できた。また、その量は非喫煙者より有意に大きかったことから、遺留指紋からの薬物検出の有用性が示された。本年度は、様々な状況下での遺留指紋からの薬物検出の可能性を評価するため、指紋付着物の材質、指紋の顕在化法、薬物抽出法等が薬物検出に与える影響を調べた。各種条件の違いにより、薬物の検出量が異なることが明らかとなったが、指紋の状態に応じた適切な薬物抽出法を用いることで、様々な状況下、遺留指紋から薬物を検出できることが実証された。薬物分析当初の目的どおり、遺留指紋からの薬物検出について検討できたため。当初の目的どおり、ヒトから直接採取した指紋からの薬物検出について検討できたため。当初は、動物実験による皮膚分泌物からの薬物検出も計画していたが、これまでの研究結果から、ヒトを用いた実験の方が実用的で有益な情報が得られると考えられたため、引き続き、多種類の薬物をヒトに投与し、各生体試料からの薬物検出を検討する。引き続き、様々な薬物を投与して、ヒトから直接採取した指紋からの薬物検出を検討するとともに、事件現場に遺留された指紋からの薬物検出を想定し、薬物の種類・摂取量、指紋付着物の材質、指紋検出法、転写シート等の組み合わせによる遺留指紋中薬物量の違いを検討する。欧米で開催される学会に参加予定であったが、日程の都合により参加できなかったため。本年度購入できなかった薬物や薬物抽出用の器具等を購入する。また、これまでの研究成果を公表するための学会参加費、旅費、論文投稿料等に使用する。本年度購入できなかった薬物等の消耗品を購入するとともに、遺留指紋からの薬物検出を検討するための指紋採取器具等の消耗品を購入する。
フッ素原子の特性を利用した超高率新増炭手法による分子変換

1.各種アルデヒドヒドラゾンのアゾメチン炭素上でのトリフルオロアセチル化を行った。芳香族アルデヒドの場合には020°C、13時間できれいに反応し、収率よく目的とするトリフルオロアセチル体が得られた。脂肪族アルデヒドの場合にはN-アシル化が競争的におこるが、ジイソプロピルヒドラゾンを用いてこれを立体的に抑えることにより、やはり高収率で目的のアシル体が得られた。2.β-トリフルオロアセチルビニルエーテルはソジオアセチルアセトンと容易に反応してアルコキシ基がアセチルアセトンのCと求核的に置換され、ついで環化しジヒドロピラン誘導体を与えることを見出した。これはアンモニアと反応すると含フッ素ピリジン誘導体を、第1級アミンと反応すると含フッ素アミノブタジェン誘導体を、第2級アミンと反応すると含フッ素アニリン誘導体を、いずれも高収率で与えることを見出した。3.上記のトリフルオロアセチル化されたアルデヒドヒドラゾン類は、トルエン中還流により含フッ素イミダゾールへ、シリカゲル触媒存在下室温で含フッ素オキサジアジン誘導体へ、ピリジン中室温無水トリフルオロ酢酸の添加により含フッ素ピラゾール誘導体へ、いずれも高収率かつ選択的に変換されることを見出した。4.アシル化ヒドラゾンMe_2NN=C(R)COCF_3は試薬と反応条件を選択することにより、RCOCOCF_3、RCOCH_2CF_3、RCOCH(OH)CF_3のように酸化状態の異なる3種の含フッ素化合物へ選択的に変換しうることを見出した。5.本研究代表者が最近見出した芳香族炭素での求核的N-N交換反応を利用し、N、N-ジメチル-α-ナフチルアミンから出発して含フッ素インドール、含フッ素ナフトピラゾール、含フッ素ナフトイソオキサゾールなどの他法では合成し難い含フッ素へテロ環化合物の簡便かつ収率よい合成法を開発した。これらの化合物の生理活性については現在検討中である。
自閉症多発罹患家系の全エクソン解析に基づくリスク変異の同定（国際共同研究強化）

はじめに研究期間中に行う予定の行程の要約を示す。長期培養神経細胞におけるシナプスマーカーの選定:神経細胞を成熟シナプスが形成されるまで長期培養(3週間以上)し、Cellomics(High Content Screening用機器)でプレシナプスとポストシナプスを検出できる抗体の種類と濃度を選定する。・共培養系でのシナプス数の測定:ミクログリアとの共培養させた状態での神経細胞のシナプス数を計測する。・化合物の作用によるシナプス形成への影響を網羅的に解析:神経細胞・ミクログリア共培養系と神経細胞のみの培養系に数千種類の化>>合物ライブラリを作用させて比較、共培養系のみでシナプス数が有意に変化する化合物を同定する。・同定された化合物群からパスウェイ解析を用いてミクログリアがシナプス形成に関わる機構を同定する。2018年9月よりマイアミ大学神経外科学Vance Lemmon教授の研究室で研究を開始した。96wellプレートでの初代神経細胞培養において3週間以上の長期培養系を確立し、Cellomicsで自動計測可能なシナプスマーカーの選定を開始した。プレシナプスのマーカーについては検出が良好な抗体(Synaptophysin)が特定できたが、ポストシナプスのマーカーについてはPSD95を5種類ほど試したが、Cellomicsで自動的計測するにはポストシナプスに対する特異性が不十分であり、最近ポストシナプスマーカーとして使用されはじめたSHANK2を試し良好なシグナルを得ることができた。また、ミクログリアの初代培養についてもトレーニングを受け、確立しつつある。交換留学生ビザ発行に必要なDS2019申請手などの事務手続きが予想以上に時間を要したこと、共同研究先の研究室に神経細胞の長期培養に精通した研究者が退職し不在となったこと、Cellomics(High Content Screening用機器)で自動計測可能なほどクリアにシグナルを発するポストシナプスマーカーを同定するのに難渋したことなどにより当初の計画より遅れを生じた。神経細胞の長期培養系の確立やシナプスマーカーの同定など最も時間を要する部分は達成することができた。ミクログリアの培養、Cellomicsによる神経細胞表現型の自動計測、バイオインフォマティクスを用いたパスウェイ解析など今後の行程については共同研究先の研究室に研究者が精通している内容であるため、助言や技術提供を受けつつ潤滑に進めていくことができると考えられる。内定年度:2015平成29年3月30日より本研究が開始され、研究日数は2日のみなので実績はない。平成29年3月30日より本研究が開始され、研究日数は2日のみなので評価不能である。成長円錐のリン酸化プロテオミクスにより同定された神経発達に重要なタンパクリン酸化部位のうち、自閉スペクトラム症(Autism Spectrum Disorder; ASD)のリスク遺伝子であるNLGN3遺伝子を選定して機能解析を進めている。GAP-43機能に最も重要と予測されるリン酸化部位であるSer41部位の変異(Ser41Ala)のヘテロノックインマウスを作成、それらのマウスを交配させホモノックインマウスを作成し、その全脳ホモジネートを作成した。GAP43野生型のマウスについても全能ホモジネートを作成し、抗GAP43リン酸化部位(pS41)抗体もしくは抗GAP43抗体を用いてイムノブロッティングによるタンパク定量を行った。その結果、GAP43自体の量に有意差はなかったが、pS41のリン酸化量はホモノックインマウスで消失していた。今後は同ノックインマウスの初代神経細胞培養を行い、免疫組織学的にGAP43_Ser41リン酸化タンパクの分布について確認する予定である。ヒトASD患者において同定され、in silico解析により遺伝子機能に強い影響を与えていると予測されたGAP43遺伝子のAsp23Gly変異のプラスミドベクターを作成した。この変異をHela細胞にリポフェクション法を用いて導入し、抗GAP43抗体を用いて免疫組織学的に観察したところ野生型GAP43を導入した細胞と比較して、GAP43の細胞膜への分布が減少しているという予備的な結果を得た。成体マウス4体からそれぞれ別に全脳ホモジネートとシナプトソームを作成し、NLGN3遺伝子のリン酸化部位の抗体(pS745抗体)でイムノブロッティングを行ったところ、ホモジネートと比較してシナプトソームに強い集積が確認された。さらにラットの培養神経細胞をpS745抗体で免疫染色したところ、軸索先端が強く染色され、このリン酸化が軸索先端およびシナプスの両方で強く発現していることが確認された。米国長期滞在のためのJ-1ビザ取得が困難であり、大変時間を要した。

2018年9月よりマイアミ大学神経外科学Vance Lemmon教授の研究室で研究を開始した。96wellプレートでの初代神経細胞培養において3週間以上の長期培養系を確立し、Cellomicsで自動計測可能なシナプスマーカーの選定を開始した。プレシナプスのマーカーについては検出が良好な抗体(Synaptophysin)が特定できたが、ポストシナプスのマーカーについてはPSD95を5種類ほど試したが、Cellomicsで自動的計測するにはポストシナプスに対する特異性が不十分であり、最近ポストシナプスマーカーとして使用されはじめたSHANK2を試し良好なシグナルを得ることができた。また、ミクログリアの初代培養についてもトレーニングを受け、確立しつつある。交換留学生ビザ発行に必要なDS2019申請手などの事務手続きが予想以上に時間を要したこと、共同研究先の研究室に神経細胞の長期培養に精通した研究者が退職し不在となったこと、Cellomics(High Content Screening用機器)で自動計測可能なほどクリアにシグナルを発するポストシナプスマーカーを同定するのに難渋したことなどにより当初の計画より遅れを生じた。交付申請書の実施計画に沿って、研究を推進していく。2018年3月にマイアミ大学のLemmon教授の研究室に滞在し、研究計画についてディスカッションを行った。High Content Screeningの技法を用いて自閉症の病態に関わるとされているニューロン(主にシナプス)やミクログリアの形態マルチパラメータの化学物質ライブラリーによる変化を確認し、ミクログリアの変化及びそれがシナプス形成にどのような影響を与えるのかを網羅的に探索することとした。2018年8月もしくは9月に渡米し実験を開始する予定である。神経細胞の長期培養系の確立やシナプスマーカーの同定など最も時間を要する部分は達成することができた。ミクログリアの培養、Cellomicsによる神経細胞表現型の自動計測、バイオインフォマティクスを用いたパスウェイ解析など今後の行程については共同研究先の研究室に研究者が精通している内容であるため、助言や技術提供を受けつつ潤滑に進めていくことができると考えられる。
メダカを用いた新規精巣毒性評価系の構築

精巣毒性物質メトトレキサートのメダカ成魚期曝露が精巣組織に及ぼす影響に関する作用機序を解明することを目的とした解析を実施した。具体的には(1)精巣構成細胞特異的因子(TP1,TP2, TH2B, P19, Oct3/4, FSHR, LHR m-RNA)および(2)アポトーシス関連因子(Bax, Bad, Bid, Bik, Bim, Bcl-2, Bcl-xL m-RNA)に着眼しリアルタイムPCR法を用いた解析をおこなった。メトトレキサートの曝露を受けたメダカ精巣において、精原細胞特異的因子Oct3/4 m-RMAおよび精母細胞特異的因子TH2B, P19 m-RMAの発現が有意に減少していた。また、当該メダカ精巣では、アポトーシス促進因子であるBax, Bad, Bid, Bik, Bim m-RNAの発現は有意に増大し、抗アポトーシス性因子であるBcl-2, Bcl-xL m-RNAは有意に減少していた。以上の結果より、メダカ成魚におけるメトトレキサート誘発精巣障害の発症・進展機構にはアポトーシスが大きく関与し、精巣を構成する細胞のうち、精原細胞および精母細胞がメトトレキサートに対し特に強い感受性を示すことが明らかとなった。今後は、メトトレキサート以外の精巣毒性物質カドミウム、フルオロ酢酸、ニトロベンゼンによって誘発されたメダカ精巣障害における、精巣構成細胞特異的因子およびアポトーシス関連因子に着眼した発症・進展機構の解析を実施する予定である。再現性の高いリアルタイムPCR法による解析方法を確立することに手間取り、当初予定していたメトトレキサート以外の精巣毒性物質に関する解析やp53遺伝子欠損メダカへの曝露実験を実施することが不可能であった。メダカ胚・仔魚期における低用量精巣毒性物質(メトトレキサート、カドミウム、フルオロ酢酸、ニトロベンゼン)曝露が、メダカ個体が成魚に達した際の精巣の形態と機能にどのような影響を及ぼすのかを明らかにするための解析を実施する。具体的には、受精卵から仔魚へ成長するまでの間、連続的に精巣毒性物質の曝露を受けたメダカが成魚に達した際に、精巣組織における1組織形態、2細胞死および細胞増殖抑制の程度、4精巣特異的発現因子およびアポトーシス関連因子の発現動態の解析をおこなう。精巣毒性物質であるカドミウムおよびメトトレキサート(MTX)の曝露がメダカ成魚の精巣に及ぼす影響を解析した。[カドミウム曝露実験]10ppmカドミウムを野生型メダカに曝露したところ、曝露開始後96時間までに精巣の精原細胞および精母細胞に顕著なpyknotic changesが誘発された。当該pyknotic cellはTUNEL染色およびcleaved caspase-3を一次抗体とした免疫組織化学染色に陽性を示したことから、apoptosisであることが判明した。カドミウム曝露を受けたメダカの精原細胞および精母細胞の細胞増殖活性には曝露による影響は認められなかった。[MTX曝露実験]0.25mg/ml MTXを野生型メダカに曝露したところ、曝露開始後96時間までに精巣の精原細胞および精母細胞に顕著なapoptosisが誘発された。一方、p53遺伝子ホモ欠損型メダカ群の精原細胞および精母細胞にはMTX曝露によるapoptosisの誘発は認められなかった。MTX曝露を受けた野生型およびp53遺伝子ホモ欠損型メダカの精原細胞および精母細胞の細胞増殖活性はともに有意に低下したが、MTX曝露p53遺伝子ホモ欠損型メダカ群とMTX曝露野生型メダカとの間には有意差は認められなかった。本研究により、メダカの精原細胞および精母細胞はカドミウムおよびMTXに高い感受性を示し、曝露開始後96時間までにapoptosisや細胞増殖活性の低下などの変化が誘発されることが示された。また、MTX曝露実験の結果により、本研究での曝露条件下(MTX濃度: 0.25 mg/ml、曝露時間: 96時間)では、MTXによる細胞増殖活性抑制は主にp53遺伝子非依存性経路、apoptosisはp53遺伝子依存性経路によって惹起された可能性が示唆された。本研究により、メダカ成魚の精原細胞および精母細胞はカドミウムおよびメトトレキサートに対し高い感受性を示し、げっ歯類と同様の病理組織学的変化を呈することが明らかとなった。しかしながら、当初計画していた他の精巣毒性物質(フルオロ酢酸、ニトロベンゼン)に関しては、曝露によってメダカ精巣における病理組織学的変化を誘発することができず、解析を進めることが不可能であった。また、当初の計画では、メダカにおいて精巣病変を誘発した精巣毒性物質の血液中および精巣組織中濃度の測定を実施し、げっ歯類における濃度と比較することにより、メダカとげっ歯類における精巣毒性物質に対する感受性を比較検討する予定であったが、今年度は実施することが不可能であった。

具体的には(1)精巣構成細胞特異的因子(TP1,TP2, TH2B, P19, Oct3/4, FSHR, LHR m-RNA)および(2)アポトーシス関連因子(Bax, Bad, Bid, Bik, Bim, Bcl-2, Bcl-xL m-RNA)に着眼しリアルタイムPCR法を用いた解析をおこなった。メトトレキサートの曝露を受けたメダカ精巣において、精原細胞特異的因子Oct3/4 m-RMAおよび精母細胞特異的因子TH2B, P19 m-RMAの発現が有意に減少していた。また、当該メダカ精巣では、アポトーシス促進因子であるBax, Bad, Bid, Bik, Bim m-RNAの発現は有意に増大し、抗アポトーシス性因子であるBcl-2, Bcl-xL m-RNAは有意に減少していた。以上の結果より、メダカ成魚におけるメトトレキサート誘発精巣障害の発症・進展機構にはアポトーシスが大きく関与し、精巣を構成する細胞のうち、精原細胞および精母細胞がメトトレキサートに対し特に強い感受性を示すことが明らかとなった。今後は、メトトレキサート以外の精巣毒性物質カドミウム、フルオロ酢酸、ニトロベンゼンによって誘発されたメダカ精巣障害における、精巣構成細胞特異的因子およびアポトーシス関連因子に着眼した発症・進展機構の解析を実施する予定である。再現性の高いリアルタイムPCR法による解析方法を確立することに手間取り、当初予定していたメトトレキサート以外の精巣毒性物質に関する解析やp53遺伝子欠損メダカへの曝露実験を実施することが不可能であった。平成30年度は、メダカにおいて精巣病変を誘発するカドミウムおよびメトトレキサートの血液中および精巣組織中濃度を液体クロマトグラフ質量分析法にて測定する。メダカにおける精巣毒性誘発濃度とげっ歯類における精巣毒性誘発濃度を比較することにより、メダカとげっ歯類における精巣毒性物質に対する感受性を比較検討する。また、精巣構成細胞特異的因子(精子細胞:TP1, TP2,精母細胞:TH2B, P19,精原細胞:Oct3/4,セルトリ細胞:FSHR,ライディッヒ細胞:LHR)およびアポトーシス関連因子(Bax, Bad, Bid, Bik, Bim, Bcl-2, Bcl-XL, Fas)の発現動態を経時的に定量解析することにより、当該メダカ精巣障害の発症・進展機構における当該因子発現の意義を解明する。メダカ胚・仔魚期における低用量精巣毒性物質(メトトレキサート、カドミウム、フルオロ酢酸、ニトロベンゼン)曝露が、メダカ個体が成魚に達した際の精巣の形態と機能にどのような影響を及ぼすのかを明らかにするための解析を実施する。具体的には、受精卵から仔魚へ成長するまでの間、連続的に精巣毒性物質の曝露を受けたメダカが成魚に達した際に、精巣組織における1組織形態、2細胞死および細胞増殖抑制の程度、4精巣特異的発現因子およびアポトーシス関連因子の発現動態の解析をおこなう。当初の計画では、メダカにおいて精巣病変を誘発した精巣毒性物質の血液中および精巣組織中濃度を測定し、げっ歯類における濃度と比較する実験も併せて実施する予定であったが、今年度は研究に遅れが生じ当該実験を実施することができなかったため次年度使用額が生じた。当該実験は平成31年度に実施する。
フロレンスキイを中心とする１９２０‐３０年代のロシア・インテリゲンツィアの思想

昨年度に引き続き,ロシアのサンクト・ペテルブルク大学哲学研究科にて,2018年6月まで研究を行った。ロシア滞在中に得られた成果は,フロレンスキイの無限の概念と宗教儀礼の繋がりについては2018年5月にカリーニングラードで開かれた国際学会МеждународнаяНаучно-ПрактическаяКонференцияДуховноеНаследиеКириллаиМефодия:СловесностьиОбразованиеで,フロレンスキイと同時代の哲学者エフゲニイ・トゥルベツコイの美学・思想上の関係については同年6月にクラクフで開かれた国際学会Krakow Meetings. Eugene Trubetskoy: Icon and Philosophyで,フロレンスキイと当時の西欧の科学・文化との関わりについては同年7月にウランバートルで開かれた国際学会The 9th East Asian Conference on Slavic Eurasian studiesで発表した。報告者の研究課題は,「フロレンスキイを中心とする1920-30年代のロシア・インテリゲンツィヤの思想」であるが,研究を進めていく中で,この時代の思想の根幹には個と全体性というテーマが息づいていると認識するに至り,上記の学会発表も,それぞれこの大きなテーマとの関わりの中で進められた研究の成果である。こうした研究をもとに,今後の研究では,フロレンスキイの思想における「形」という概念を手掛かりに,フロレンスキイが個と全体性についてどのように思考したのかを明らかにしていく予定であり,その研究の第一段階として,2019年3月,東京大学総合文化研究科にて,博士論文の中間報告(「リサーチ・コロキアム」)を実施した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、「フロレンスキイを中心とする1920-30年代のロシア・インテリゲンツィアの思想」というテーマのもと、具体的には「フロレンスキイの思想の全体像である「具体的形而上学」の一貫性を、数学との関係から明らかにすること」、「フロレンスキイが数学の領域から始めようとしていた社会変革とはいかなるものであったのかを明らかにすること」を目的としている。本年度は、まずソヴィエトを代表する版画家・美術理論家の一人であるファヴォルスキイが、1910年代後半から20年代にかけてフロレンスキイと公私ともに親しい関係にあったことに着目し、国立高等芸術工芸工房ヴフテマスにおいて両者が展開した美術理論・空間理論の分析を行った。この研究では、フロレンスキイの思想における数学と時間論・空間論、さらに美術理論とのつながりを明らかにし、またファヴォルスキイというフロレンスキイと同時代に活躍した美術理論家との相互の影響関係を明らかにした。また、以前より研究を行っていた、フロレンスキイの思想における「数」の意味の特殊性と重要性について、同じくフロレンスキイの思想で鍵となる概念の一つである「形」との結びつきから分析を行い、「数」や「形」といった概念がフロレンスキイのロシア正教観、キリスト教観にまで根ざしているのではないかという指摘を行なった。8月末より、ロシアのサンクト・ペテルブルク大学哲学研究科に研究指導委託で滞在し、資料収集を行なったほか、ロシア哲学の研究者であるイーゴリ・エヴランピエフ教授の助言のもと研究を行い、エヴランピエフ教授の主宰するゼミナールや日常的な議論を通じて、フロレンスキイのみならず、20世紀初頭のロシアの哲学者に関する幅広い知見を得ることができた。本年度は、「研究実績の概要」で述べたように、美術理論家ファヴォルスキイの美術理論と照らし合わせて、フロレンスキイの思想における数学と空間論・美術論の関わりについて詳しく検討することができた。この成果は、日本スラヴ人文学会において、口頭発表「ヴフテマスの空間ーファヴォルスキイとフロレンスキイの美術理論からー」という形でまとめた。以前より研究を進めてきた、フロレンスキイの思想における「数」の意義という、この研究課題において重要な役割を担うテーマに関しても、国際哲学学会「ロシアのロゴス」においてロシア語で行なった口頭発表「ЗначениечиселвфилософииПавлаФлоренского(パーヴェル・フロレンスキイの思想における数の意味)」、日本ロシア文学会の学会誌である「ロシア語ロシア文学研究」に投稿した査読付き論文「パーヴェル・フロレンスキイの数:ピタゴラスの数から人格へ」等において成果を発表することができた。また、8月末よりロシアのサンクト・ペテルブルク大学哲学研究科において、エヴランピエフ教授の助言のもと研究を行い、ここでこれまでの研究と資料収集に加え、フロレンスキイと20世紀初頭のロシアのペルソナリズムの哲学者たちとの関わりや、ドイツ哲学、フランス哲学からの影響といったテーマ、ヨーロッパ哲学全体におけるロシア哲学の立ち位置といった視座を得ることができた。研究指導委託でのロシア滞在によって、これまでに想定していた以上のテーマの広がりを得ることができ、こうした意味で、「当初の計画以上に進展している」と判断した。

ロシア滞在中に得られた成果は,フロレンスキイの無限の概念と宗教儀礼の繋がりについては2018年5月にカリーニングラードで開かれた国際学会МеждународнаяНаучно-ПрактическаяКонференцияДуховноеНаследиеКириллаиМефодия:СловесностьиОбразованиеで,フロレンスキイと同時代の哲学者エフゲニイ・トゥルベツコイの美学・思想上の関係については同年6月にクラクフで開かれた国際学会Krakow Meetings. Eugene Trubetskoy: Icon and Philosophyで,フロレンスキイと当時の西欧の科学・文化との関わりについては同年7月にウランバートルで開かれた国際学会The 9th East Asian Conference on Slavic Eurasian studiesで発表した。報告者の研究課題は,「フロレンスキイを中心とする1920-30年代のロシア・インテリゲンツィヤの思想」であるが,研究を進めていく中で,この時代の思想の根幹には個と全体性というテーマが息づいていると認識するに至り,上記の学会発表も,それぞれこの大きなテーマとの関わりの中で進められた研究の成果である。こうした研究をもとに,今後の研究では,フロレンスキイの思想における「形」という概念を手掛かりに,フロレンスキイが個と全体性についてどのように思考したのかを明らかにしていく予定であり,その研究の第一段階として,2019年3月,東京大学総合文化研究科にて,博士論文の中間報告(「リサーチ・コロキアム」)を実施した。5月末まではサンクト・ペテルブルクに滞在する予定であるので、資料収集等は引き続き行なっていく。当面は、次のような学会発表の予定があるため、それらのテーマに沿った研究を行う。5月初めにロシアのカリーニングラードで行われるロシアの宗教哲学に関する国際学会に参加する予定である。ここでは、フロレンスキイの思想における「数」や「形」といった概念と、キリスト教の儀式の意味づけの問題、特にフロレンスキイの思想において何度も展開された無限と有限というテーマが、フロレンスキイのキリスト教観とどのように結びつくのかについて、研究成果の報告を行うことを予定している。また、6月初めにポーランドのクラクフで行われるロシア哲学の国際学会に出席し、フロレンスキイとほぼ同年代の哲学者である、エフゲニイ・トゥルベツコイとフロレンスキイの思想の関係について論じる予定である。ここでは、とりわけ両者が扱ったイコン論を取り上げ、フロレンスキイの思想を、20世紀初頭のロシアの宗教哲学と美術論の流れの中に位置づけ直すことを検討する。6月末から7月初めにモンゴルのウランバートルで行われる国際学会では、ロシア哲学のヨーロッパ哲学における位置付けという大きなテーマを考慮に入れながら、フロレンスキイの数学に関する思想や宇宙論に見られるフランスの数学者ポアンカレの影響について論じる予定である。今後の研究全体の方向としては、20世紀初頭のロシアにおける象徴主義やペルソナリズムといった潮流と、フロレンスキイの思想との関わりを精査しつつ、フロレンスキイの思想の根幹にある「具体的形而上学」の姿を浮かび上がらせていきたいと考えている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
核酸と蛋白質の特異的認識反応に関する量子化学および分子動力学による研究

分子の構造や反応機構を明らかにするために、非経験的分子軌道法は非常に強力な手段であるが、巨大な生体高分子の系に非経験的分子軌道法をそのまま適用することはできない。生体高分子は、いくつかの基本ユニットから成り立っている。そこで、まず、生体高分子のモデル化合物間の相互作用エネルギーを非経験的分子軌道法を用いて計算する。次に、それを参照データとして用いて、原子間の距離を変数とするポテンシャルのパラメーターを、最小二乗法を用いてフィットさせることによって得る。が得られれば、それは、巨大な生体高分子の系に容易に適用でき、さらに、それを用いて計算した結果は、非経験的分子軌道法によって計算した結果と同程度の信頼性を持っている。このような性質を持つポテンシャルを用いて生体系に分子動力学を適用することによって、核酸や蛋白質等の生体高分子の構造や、生体高分子が互いに特異的に認識する機構についての理解を深めることができる。このような目的をもって、非経験的分子軌道法による量子化学計算に基づいて生体系一般に汎用性をもって使用できるポテンシャル系の導出を進めている。今年度は、これまでに得ているポデンシャル系に金属イオンのパラメーターを追加するために、生体高分子のモデル化合物と金属カチオンの間のいろいろなコンフォメーションにおける相互作用エネルギーを、非経験的分子軌道法によって求めた。また、生体高分子は実際には水溶液中に存在する、そこで、水溶液中におけるペプチドの構造、および、その周辺の水の構造についての分子動力学法による計算を、これまでに得たポテンシャルを用いて行った。その結果、水溶液中において、生体高分子とその周辺の水分子とが水素結合系を形成して構造をつくっている様子が見出だされた。
インターネットにおける検索リテラシー行動の解明:心理学的手法を用いた学際的研究

本研究の目的は,インターネット利用者が検索エンジンを用いた情報検索を行う際の思考過程と知識流通過程について,1)心理学的な観点から詳細かつ総合的に理解すること,2)教育現場におけるリテラシー教育に応用すること,3)情報システム開発におけるインタフェースの開発・改良に活用することの3つである.単独,および,2名の協同作業による,インターネットのサーチエンジンを用いた情報検索場面を想定した2つの心理学実験をおこなった.検索という認知活動の最終生産物として得られる検索結果の正誤だけでなく,その動的でインタラクティブな認知過程を捉えるために,1)デジタルビデオカメラによる録画とPCの画面記録による検索状況および検索画面の記録2)インタビューによる言語プロトコル収集,3)非接触アイカメラによる視線探索方向の計測,という3つの方法を用いて,可能な限り詳細なレベルで検索者の思考過程を記録することを試みた.データ分析において着目したのは,1)検索のためのキーワードがどのように選定されるのか,2)情報探索者の既有知識とそれまでの検索結果がキーワード選定にどのように関わっているのか,3)キーワードの取捨選択における判断基準として何が用いられているのか,の3点である.単独実験からは,検索中のキーワード選定に着目した分析を行うことによって,検索時の探索者の思考プロセスを考察した.協同実験からは,検索という問題を解くにあたり,必要な情報を互いに問い合わせつつ解決していく「知の伝達プロセス」を考察した.本研究の目的は,インターネット利用者が検索エンジンを用いた情報検索を行う際の思考過程と知識流通過程について,1)心理学的な観点から詳細かつ総合的に理解すること,2)教育現場におけるリテラシー教育に応用すること,3)情報システム開発におけるインタフェースの開発・改良に活用することの3つである.単独,および,2名の協同作業による,インターネットのサーチエンジンを用いた情報検索場面を想定した2つの心理学実験をおこなった.検索という認知活動の最終生産物として得られる検索結果の正誤だけでなく,その動的でインタラクティブな認知過程を捉えるために,1)デジタルビデオカメラによる録画とPCの画面記録による検索状況および検索画面の記録2)インタビューによる言語プロトコル収集,3)非接触アイカメラによる視線探索方向の計測,という3つの方法を用いて,可能な限り詳細なレベルで検索者の思考過程を記録することを試みた.データ分析において着目したのは,1)検索のためのキーワードがどのように選定されるのか,2)情報探索者の既有知識とそれまでの検索結果がキーワード選定にどのように関わっているのか,3)キーワードの取捨選択における判断基準として何が用いられているのか,の3点である.単独実験からは,検索中のキーワード選定に着目した分析を行うことによって,検索時の探索者の思考プロセスを考察した.協同実験からは,検索という問題を解くにあたり,必要な情報を互いに問い合わせつつ解決していく「知の伝達プロセス」を考察した.単独場面によるインターネットを用いた情報検索を想定した実験を実施し,データの収集・分析を行った.A)検索のためのキーワードがどのように選定されるのか,B)情報探索者の既有知識とそれまでの検索結果がキーワード選定にどのように関わっているのか,C)キーワードの取捨選択における判断基準として何が用いられているのかを検討するため,検索行動について,1)デジタルビデオカメラによる録画とPCの画面記録による検索状況および検索画面の記録,2)インタビューによる言語プロトコル収集と,3)非接触アイカメラによる視線探索方向の計測を行った.検索課題は,心理学に関連するもの(色の残効現象を体験させ,それを説明する心理学用語を検索させる)を用いた.実験参加者は,神戸学院大学の大学生・大学院生36名であった.課題遂行中の実験参加者には非接触アイカメラを装着させ,検索中の視線探索状況を計測した.また,検索方略の決定やキーワード選定にどのような要因が関わっているのかを明らかにするために,課題遂行中,特にキーワード入力時を中心に実験者がインタビューを行い,言語プロトコルを収集した.ビデオカメラによる録画記録と,PCの画面記録の双方を参照しながら,研究代表者・分担者が共同して,先行研究によって得られた検索行動カテゴリーに基づいた分類・整理を行った.これらのデータを各々,そして相互の関連について,特に検索中のキーワード選定に着目した分析を行うことによって,単独遂行時の探索者の思考プロセスをモデリングすることを試みた.2名の協同場面によるインターネットを用いた情報検索を想定した実験を実施し,データの収集・分析を行った.A)検索のためのキーワードがどのように選定されるのか,B)情報探索者の既有知識とそれまでの検索結果がキーワード選定にどのように関わっているのか,C)キーワードの取捨選択における判断基準として何が用いられているのかを検討するため,検索行動について,1)デジタルビデオカメラによる録画とPCの画面記録による検索状況および検索画面の記録,2)言語プロトコル収集と,3)帽子型アイカメラによる視線探索方向の計測を行った.検索課題は,心理学に関連するもの(色の残効現象を体験させ,それを説明する心理学用語を検索させる)と心理学に関連のないもの(都道府県市町村の境界となる記号の図版を見せ,その図版の名称を検索させる)を用いた.実験参加者は,神戸学院大学の大学生34名(17組)であった.課題遂行中の実験参加者には帽子型アイカメラを装着させ,検索中の視線探索状況を計測した.検索は2名の協調作業として行わせた.検索方略の決定やキーワード選定にどのような要因が関わっているのかを明らかにするために,課題遂行中の言語プロトコルを収集した.ビデオカメラによる録画記録と,PCの画面記録の双方を参照しながら,研究代表者・分担者が共同して,先行研究によって得られた検索行動カテゴリーに基づいた分類・整理を行った.

これらのデータを各々,そして相互の関連について,特に検索中のキーワード選定に着目した分析を行うことによって,協同遂行時の探索者の思考プロセスをモデリングすることを試みた.本研究の目的は,インターネット利用者が検索エンジンを用いた情報検索を行う際の思考過程と知識流通過程について,a)心理学的な観点から詳細かつ総合的に理解すること,b)教育現場におけるリテラシー教育に応用すること,c)情報システム開発におけるインタフェースの開発,改良に活用することの3つである.検索という認知活動の『最終生産物』として得られる検索結果だけでなく,その動的でインタラクティブな認知の『過程』を捉えるために,1)言語プロトコル収集,2)アイカメラによる視線探索の計測,という方法を用いた.2つの心理学実験を通じて,検索という問題を解くにあたり,必要な情報を互いに問い合わせつつ解決していく「知の伝達プロセス」を明らかにした.特に平成19年度は,国内外の学会・論文において昨年度実施した実験2のデータを分析し,成果発表をおこなった.データ分析にあたっては,得られた検索行動記録を,実験1と同様の手続きにより,分析可能なデータの形式に変換した上で,特に協調作業におけるコミュニケーション場面での「知の伝達プロセス」に着目し,問題解決に向けて生じるペア間の知識流通過程を明らかにすることを試みた.さらに,一昨年度・昨年度に実施した2つの実験の成果をふまえて,i)心理学:問題解決過程における人間の思考・知識流通過程に関するモデルの提示,ii)教育学:検索リテラシートレーニングプログラムの提案,iii)情報学:検索支援システムへの提言という3つの観点を含んだ,総合的なまとめを行い,報告書を作成した.
アフリカ狩猟採集民の比較生態人類学的研究

アフリカの代表的な狩猟採集民である中央アフリカのピグミー及び南アフリカのサンの諸集団について、昭和62年度に実施した海外調査によって得られた資料の整理と総括をおこなった。本研究によって得られた知見・成果は以下のとおりである。1.中央アフリカの熱帯多雨林に住むピグミー系の諸集団に関しては、昭和63年度に分担者1名がアフリカに赴き、動植物標本の同定作業に携った結果、比較研究のための資料の一部を整えることができた。この地域のほぼ同一環境の下で生活する狩猟採集民・焼畑農耕民の動植物に対する認知と利用の比較をおこなったところ、言語等の文化的伝統がまったく異なるにもかかわらず、動植物の利用に関してかなりの類似性を認めることができたが、これは、生活環境の類似性と文化的コンバージェンスの両方にもとづくものと推定された。これとは逆に、同一地域内でも集団によって利用される資源がかなり異なる場合があることから、環境のもつポテンシャルは単一もしくは少数の集団によって利用される資源から推定されるものよりもはるかに豊かなものであることが示唆された。熱帯アフリカの森林に住む狩猟採集民のほとんどすべてが、周辺の農耕民と共生的関係を保っており、彼らとの間で、農産物と労働力及び獣肉などの森林資源の交換をおこなっている。こうした共生的関係について生態学的及び社会的側面から明らかにするために、利用環境の相違、生業分化、食生活、社会交渉のあり方などの分析をおこなった。また、近年の急速な商品経済の浸透にともなって、こうした共生的関係や彼ら同士の社会関係にどのような変化があらわれているかを検討した。その結果、この地域の狩猟採集民は、いずれも商品経済の浸透の下で、タンパク質及び労働力の供給者として、地域経済の中で重要な役割を果していること、こうした獣肉や労働力の商品化にともなって、彼らの社会では、食物分配や共食の習慣が衰退しつつあり、社会の個人主義化が進行していることが明らかになった。2.南部アフリカのカラハリ砂漠に住むサンの社会についてはとくに近代化・商品経済化にともなう社会変化に焦点を絞り、生業様式・居住パターン・社会交渉等の分析をおこなった。この地方では、最近になって井戸が堀られたり、学校や診療所が建設されるなどの変化が起きている。また、賃労働や工芸品の製作等による現金収入の道もひらかれるようになった。これらの「近代化」にともなって、以前はせいぜい数十人程度で移動生活をしていたサンが、500人を越える定住集落を形成するようになった。このような定住化・集住化にともなう変化を、野生植物の利用や狩猟活動にみられる変化、小規模な耕作や家畜の導入、食生活の変化、分配や相互の訪問活動における変化、対人交渉や、結婚生活にみられる変化等の点について検討した。その結果、彼らの社会の基本原理である平等主義と互酬性の原則は、食物などの消費生活についてはまだよく保たれているが、一方では馬やその他の家畜、畑などの生産財に関して個人差が拡大していることも明らかになった。こうした個人差の拡大によって平等主義がどのように変容してゆくか追跡する必要があることが指摘された。3.ピグミーの社会及びサンの社会の研究を通して明らかになったことは、これらの狩猟採集民がもはやかつて考えられていたような孤立した状態では生活しておらず、現代の商品経済社会の枠組の中へ急速にとり込まれつつあるという事実である。彼らの社会は、その中で、文化的、社会的危機を抱えながらも、獣肉や労働力の商品化、工芸品の製作などを通じて独自の地歩を築きつつある。このような「現代に生きる狩猟採集民」の姿とその将来像を解明してゆくことが今後の課題となろう。

2.南部アフリカのカラハリ砂漠に住むサンの社会についてはとくに近代化・商品経済化にともなう社会変化に焦点を絞り、生業様式・居住パターン・社会交渉等の分析をおこなった。この地方では、最近になって井戸が堀られたり、学校や診療所が建設されるなどの変化が起きている。また、賃労働や工芸品の製作等による現金収入の道もひらかれるようになった。これらの「近代化」にともなって、以前はせいぜい数十人程度で移動生活をしていたサンが、500人を越える定住集落を形成するようになった。このような定住化・集住化にともなう変化を、野生植物の利用や狩猟活動にみられる変化、小規模な耕作や家畜の導入、食生活の変化、分配や相互の訪問活動における変化、対人交渉や、結婚生活にみられる変化等の点について検討した。その結果、彼らの社会の基本原理である平等主義と互酬性の原則は、食物などの消費生活についてはまだよく保たれているが、一方では馬やその他の家畜、畑などの生産財に関して個人差が拡大していることも明らかになった。こうした個人差の拡大によって平等主義がどのように変容してゆくか追跡する必要があることが指摘された。3.ピグミーの社会及びサンの社会の研究を通して明らかになったことは、これらの狩猟採集民がもはやかつて考えられていたような孤立した状態では生活しておらず、現代の商品経済社会の枠組の中へ急速にとり込まれつつあるという事実である。彼らの社会は、その中で、文化的、社会的危機を抱えながらも、獣肉や労働力の商品化、工芸品の製作などを通じて独自の地歩を築きつつある。このような「現代に生きる狩猟採集民」の姿とその将来像を解明してゆくことが今後の課題となろう。
カンチレバーを用いたナノマテリアル時代の新しい電子スピン共鳴測定法の開発

量子コンピューター開発のためのqubitの探索・開発などを背景にカーボンナノチューブ,ナノドットなど現代は,このような物質群に代表されるナノマテリアルの研究が大変盛んとなっている。また,ナノサイズまでいかないまでも有機結晶や生体物質は,得られる試料がμgとこれまでの物理の測定の常識に比べ非常に小さく,このような微量系の電子スピン共鳴の観測は,市販のX-band(9.5GHz)ESRでは非常に困難で,新しい高感度な電子スピン共鳴の検出法が求められている。そこで,本研究のねらいは,従来のX-band ESRがもちいている空洞共振器とは全くことなる原理であるカンチレバーを用いて,特に高周波数強磁場ESRで高感度を実現するところにある。昨年度は,パルス磁場中と定常磁場中でのカンチレバーによる感度の違いを検証するため,東北大学金属材料研究所強磁場センターの定常磁場中でマイクロカンチレバーを用いたESR測定を行った.その結果,電磁波の振幅に変調を加えた場合(バイアスは直流)の方が,ブリッジ回路を交流バイアス電流で駆動した場合(電磁波に変調なし)に比べ,S/N比を大きく改善することができることが明らかとなった。本年度は,研究分担者の大道が10月に神戸大学に赴任し,引き続き神戸大学の強磁場ESRシステムを用いたCo(NH_4)_2(SO_4)_2・6H_2O(Co-Tutton塩)単結晶のパルス強磁場ESR測定装置の改良を進めた。とくに系統的にカンチレバーの磁場に対する角度を変化させる治具を作成し,信号の角度依存性測定をおこなった。その結果,この測定が試料のg値の異方性を用いて検出していることを確認し,最適な角度方向があることを明らかにした。なお,この研究に関する博士後期課程学生の木俣の日本赤外線学会研究会における発表「マイクロカンチレバーを用いた高感度テラヘルツ電子スピン共鳴のための技術開発」に対して,第2回日本赤外線学会奨励賞が授与された。そこで,本研究のねらいは,これまでの空洞共振器を用いた方法とはまったく異なる測定原理をもちいた新しい電子スピン共鳴の測定法を,マイクロカンチレバーを用いて開発することにある。本年度の目標は,マイクロカンチレバーを用いたESR法で,ESRの観測が可能であることを実証することにあった。そこで,東京大学物性研で分担者の大道と共同でマイクロカンチレバーを用いたパルス強磁場ESR測定を4.2Kで試みた。試料としては磁気異方性がある程度期待できるCo Tutton塩単結晶を溶液から成長させて測定した。その結果カンチレバーを用いた100GHzまでの高周波数で強磁場ESR測定に世界で初めて成功した。観測された信号は,100GHz以下の周波数依存性からもESRであることが実証された。本成果は「カンチレバーによる磁化検出を応用したパルス磁場による高磁場・高周波電子スピン共鳴(ESR)測定装置」として神戸大学から特許出願された。昨年度は,分担者の大道と共同で東京大学物性研においてマイクロカンチレバーを用いたパルス強磁場ESR測定が可能であることを100GHzまでの周波数で実証し,特許出願をおこなった。本年度は,神戸大学の強磁場ESRシステムで同様の測定を可能にし,Co(NH_4)_2(SO_4)_2・6H_2O(Co-Tutton塩)単結晶を用いて4.2Kでマイクロカンチレバーを用いたパルス強磁場ESR測定を行うことに成功した。この結果測定の再現性が確認されるとともに,測定周波数を150GHzまでのばすことに成功した、なお,この研究に関する学会発表で,博士後期課程学生の木俣が電子スピンサイエンス学会優秀発表賞を受賞した。またパルス磁場中と定常磁場中でのカンチレバーによる感度の違いを検証するため,東北大学金属材料研究所強磁場センターの定常磁場中でマイクロカンチレバーを用いたESR測定を行った.試料はCo-Tutton塩,試料体積0.8x10^<-3>mm^3であった。測定はロックインアンプを用い,ブリッジ回路を交流バイアス電流で駆動した場合(電磁波に変調なし)と,電磁波の振幅に変調を加えた場合(バイアスは直流)の実験を行った。その結果,電磁波の振幅に変調を加えることでS/N比が大きく改善することが明らかとなった。

量子コンピューター開発のためのqubitの探索・開発などを背景にカーボンナノチューブ,ナノドットなど現代は,このような物質群に代表されるナノマテリアルの研究が大変盛んとなっている。また,ナノサイズまでいかないまでも有機結晶や生体物質は,得られる試料がμgとこれまでの物理の測定の常識に比べ非常に小さく,このような微量系の電子スピン共鳴の観測は,市販のX-band(9.5GHz)ESRでは非常に困難で,新しい高感度な電子スピン共鳴の検出法が求められている。そこで,本研究のねらいは,従来のX-band ESRがもちいている空洞共振器とは全くことなる原理であるカンチレバーを用いて,特に高周波数強磁場ESRで高感度を実現するところにある。昨年度は,パルス磁場中と定常磁場中でのカンチレバーによる感度の違いを検証するため,東北大学金属材料研究所強磁場センターの定常磁場中でマイクロカンチレバーを用いたESR測定を行った.その結果,電磁波の振幅に変調を加えた場合(バイアスは直流)の方が,ブリッジ回路を交流バイアス電流で駆動した場合(電磁波に変調なし)に比べ,S/N比を大きく改善することができることが明らかとなった。本年度は,研究分担者の大道が10月に神戸大学に赴任し,引き続き神戸大学の強磁場ESRシステムを用いたCo(NH_4)_2(SO_4)_2・6H_2O(Co-Tutton塩)単結晶のパルス強磁場ESR測定装置の改良を進めた。とくに系統的にカンチレバーの磁場に対する角度を変化させる治具を作成し,信号の角度依存性測定をおこなった。その結果,この測定が試料のg値の異方性を用いて検出していることを確認し,最適な角度方向があることを明らかにした。なお,この研究に関する博士後期課程学生の木俣の日本赤外線学会研究会における発表「マイクロカンチレバーを用いた高感度テラヘルツ電子スピン共鳴のための技術開発」に対して,第2回日本赤外線学会奨励賞が授与された。