hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
把握力振動式グリッパの試作研究

把握力振動式グリッパを試作するためには、(1)把握力を三角波形で振動させるための小型高性能の把握力発生機構を必要とした。そこで、1ステップ角度が小さい(0.18o )ステッピングモータの回転角をピッチの細かい(0.5mmピッチ)ボールスクリューネジで直線運動に変換し、このボールスクリューネジ上に加圧指を構成して加圧指を前後に微小振動させ、三角把握力を得るようにした。これは、パルスをステッピングモータに入力するだけでモータの回転角が階段状に変化し、パルスの方向を逆転するだけで容易に三角形状の角度変化が得られるからである。また、圧電素子を加圧指とボールスクリヨ-ネジの間に挿入し、階段状の把握力を滑らかな三角波形に補償する回路を追加した。さらに、ステッピングモータに与えるパルスの周波数・右左切り変え時刻を制御するCPU基板を試作して最高振動数20Hz,最大振幅20Nの三角把握力発生機構を得ることができた。(2)物体が滑り始めた時刻とクランプした時刻を正確に検出する必要があった。そこで物体が滑り始めたときやクランプされたときに生じる停滞や振動を考慮に入れた検出アルゴリズムを考案し、試作したCPU(V25-16MHz)基板に搭載してこれを正確に検出できるようになった。研究では、実用的なグリッパを完全させるまでには至らなかったが、その構成要素を設計試作することができた。今後これらを組み合わせてグリッパを完成させる予定である。
在宅重症心身障害児(者)の睡眠障害とその支援に関する研究

在宅で生活する重症心身障害児(者)の睡眠の問題とその介護者の介護負担感を明らかにした。障害児の睡眠の問題は高率に認め、特に入眠の問題、睡眠の維持の問題、睡眠に関連する運動の問題が多いことがわかった。また、睡眠の問題をもつ児の介護者の介護負担度が高く、睡眠の質が悪いことから、重症心身障害児(者)の睡眠の問題を改善することが課題であることが明らかになった。本研究の目的は、在宅で生活する重症心身障害児(者)とその介護者を対象とし、障害児の睡眠障害の頻度および特徴と介護者の睡眠問題と負担感を明らかにすることである。本年度は、在宅で生活する障害児の介護者に質問紙調査、および客観的睡眠観察調査として、パルスオキシメトリの装着、併せて睡眠・覚醒リズム表の記入を依頼した。質問紙調査は、障害児の介護者165名に行い回収率は29.7%であった。睡眠の問題の有無は、(1)入眠に1時間以上かかる入眠障害(2)「週間に3回以上の夜間の中途覚醒(3)朝5時前に起床する早期覚醒とし、いずれか1つ以上を認める場合に睡眠障害があると判定した。睡眠の問題を認めた障害児は16人(32.3%)であり、その内訳は、入眠障害7人、中途覚醒11人、早期覚醒1人で、2つ以上合併する例も2例あり、睡眠障害の頻度は高かった。子どもの睡眠障害の有無別に介護者の睡眠の質の指標であるPSQI得点を比較したが統計学的な差は認められなかった。しかし、介護者の睡眠についての自由意見の中には、「本人と弟にはさまれているので、常に気になり寝ていない気がする」「筋緊張のため座って抱っこして子どもと同時に寝る」等の意見があり介護者の睡眠の質が良好でない様子がうかがわれた。現在、客観的睡眠観察調査を続行中である。睡眠観察調査から障害児の睡眠リズムを評価し、障害児の睡眠障害の頻度および特徴を把握したい。本研究の目的は、在宅で生活する重症心身障害児とその介護者を対象とし、障害児の睡眠障害の頻度および特徴と介護者の睡眠問題と負担感を明らかにすることである。本年度は、昨年度実施した質問紙調査の分析を行った。対象は肢体不自由児通園施設に通園する子どもの保護者27名、特別支援学校に通学する子どもの保護者138名、A病院にリハビリ通院する子どもの保護者200名であった。調査項目は、障害児の背景と睡眠に関する事項である。睡眠の問題の有無は、(1)「入眠に1時間以上かかる入眠障害」(2)「1週間に3回以上の夜間の中途覚醒」(3)「朝5時前に起床する早期覚醒」のうち、いずれか1つ以上を認める場合に睡眠の問題があると判定した。回答が得られたのは114人(31.2%)であった。障害児の疾患名は、脳性麻痺が63人(55.3%)と最も多く、次いで、てんかん40人(35.1%)、染色体異常12人(10.5%)であった。睡眠の問題を認めた障害児は35人(30.7%)であった。障害児の属性で有意差を認めた項目は、障害児の体重、てんかんの合併、コミュニケーション能力が乏しい、座位が保持できない等であった。睡眠の問題のある児では、「ちょっとした物音や処置で目を覚ます」「眠ると呼吸が浅くなる」「寝ているときに口を開けている」「汗をかく」「朝起きると口が渇いている」等が有意に多く認められた。障害児の睡眠の問題の頻度は高率であり、コミュニケーション能力が乏しく、運動障害も高度な障害児ほど睡眠の問題の多い児が多かった。障害児においても、睡眠中の中途覚醒や口呼吸、発汗などは、睡眠障害の予測因子であることが示唆された。本年度は、これまで行った質問紙調査と客観的睡眠観察調査を分析した。在宅で生活する重症心身障害児の睡眠の問題を先行文献より「入眠と睡眠の維持の問題」、「睡眠中の呼吸の問題」、「過度の眠気の問題」、「概日リズムの問題」、「睡眠に関連する運動の問題」の5つに分類した。その結果、「入眠と睡眠の維持の問題」が最も多く57.0%、次に「睡眠に関連する運動の問題」52%であった。介護者の介護

負担感と「入眠と睡眠の維持の問題」、介護者の睡眠の質と「睡眠中の呼吸の問題」、「概日リズムの問題」が関連しており、重症心身障害児と介護者のQOLを高めていくためには、「入眠と睡眠の維持の問題」、「睡眠中の呼吸の問題」、「概日リズムの問題」に注目して重症心身障害児の睡眠に介入していく示唆を得ることができた。
大学生の進路選択セルフ・エフィカシー情報源尺度の作成と新たな介入プログラムの開発

本研究の目的は、大学生の進路選択セルフ・エフィカシーに影響を及ぼす4つの情報源を測定する尺度を開発し、その測定に基づいた新たな介入プログラムを開発することである。2018年度は、「グループインタビューにより、大学生の進路選択SEにおける情報源の具体的な内容を抽出すること」を計画し、研究を進行した。研究倫理審査委員会にて承認を得た後、現在まで3グループ、計21名を対象としてインタビューを完了している。なお、残り1グループについても、次年度の早い段階にて実施が可能となる見通しである。これらのグループインタビューより得られたデータに基づき、それぞれの情報源を代表すると思われる内容を編集し、尺度項目の原案を作成中である。これらの尺度原案についても、次年度早期にセルフ・エフィカシー研究に精通した大学教員3名で検討を行う準備ができている。1グループ分のインタビューを行うことが今年度内に不可能であったが、次年度すぐに実施できる見通してあるため、概ね計画通りに進捗しているといえる。また、データの編集・分析および次年度に向けた準備も順調に経過している。2019年度は、グループインタビューより得られた内容に基づく尺度の原項目を整理し、セルフ・エフィカシー研究に精通した大学教員3名にて各項目の精緻化を図る。その後、複数大学に質問紙調査を依頼し、600名を目標としてデータを収集する。最後に、得られたデータを統計解析し、大学生の進路選択セルフ・エフィカシー情報源尺度を作成する。2020年度は、2019年度に作成した尺度を用いて新たな介入プログラムの開発を行う。具体的には、各対象者に最適な情報源の組合せをテイラリングし、それに基づいた介入内容を提供する。本プログラムの効果については、ウェイティングリスト・コントロール・デザインを採用したうえで検証を行う予定である。今年度に予定していたグループインタビューの実施が1グループ不可能となったため、その謝礼を次年度に使用予定である。
中枢型トリプトファン水酸化酵素のエクソン・スキップによる翻訳抑制解除と創薬

中枢神経の細胞においてセロトニンが不足すると、気分障害やうつ病などの原因となる。TPH2は、中枢神経細胞におけるセロトニン合成酵素であり、セロトニンの合成において必須なタンパク質である。TPH2遺伝子には、タンパク質への翻訳時に抑制的に作用する配列があるが、この配列の部分のみを取り除いた遺伝子を作製することによって、抑制が解除されてTPH2の産生量が上がるかどうか、培養細胞による実験で確認する。
がん細胞特異的な染色体オシレーションの減弱と染色体不安定性の関連の解明

本研究では、不明な点が多いがん細胞の染色体不安定性の要因として、申請者らが独自に見出した紡錘体中央での染色体反復運動(オシレーション)の低下に着目し、その原因およびこれが染色体不安定性をひき起こす機構について明らかにすることを目的とする。染色体と紡錘体微小管の結合に関与するキネトコア分子Hec1のAurora Aキナーゼによるリン酸化と、染色体オシレーションが相互に依存するという知見に基づき、平成30年度には以下のような成果を得た。2. Hec1はN端に多数のリン酸化部位を有するため、すでに調べた55番目のセリンのリン酸化に加えて、8番目・15番目・44番目のセリンのリン酸化についても検討を行った。その結果、分裂中期でのリン酸化に対するAurora AとAurora Bの寄与は、リン酸化部位によって異なることがわかった。4. Aurora A阻害により、染色体オシレーションを抑制すると、染色体不安定性の指標であるメロテリック結合の頻度・異数体や微小核の出現頻度が上昇することがわかった。5.染色体オシレーションとHec1のリン酸化や動原体と微小管の誤った結合との関連をシミュレートする数学モデルを構築し、染色体オシレーションによる動原体と微小管の誤った結合の修正を再現することに成功した。当初計画していた全ての研究項目について、予定通りの成果を得ることができた。まず、1. Aurora Aのコンディショナルノックアウト細胞での検討については、AID-Aurora Aを発現するRPE-1細胞を樹立することに成功した。次に、2. Aurora AによるHec1のリン酸化部位の同定については、55番目のセリンのリン酸化に加えて、8番目・15番目・44番目のセリンのリン酸化についても検討を行い、Aurora A,・Aurora Bキナーゼの寄与がリン酸化部位によって異なるという興味深い結果を得た。4.染色体オシレーションと染色体不安定性との関連の解明については、Aurora A阻害により染色体オシレーションを抑制すると、染色体不安定性の指標であるメロテリック結合の頻度・異数体や微小核の出現頻度が上昇することがわかった。5.染色体オシレーションの数学的モデルの構築については、染色体オシレーションとHec1のリン酸化や動原体と微小管の誤った結合との関連をシミュレートする数学モデルを構築し、染色体オシレーションによる動原体と微小管の誤った結合の修正を再現することに成功した。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。平成30年度の研究成果に基づき、今年度は以下のように研究を推進する。2. Aurora AによるHec1のリン酸化部位の同定:これまでに検討した8番目・15番目・44番目・55番目のセリンのリン酸化に加え、本年度は、最近オシレーションとの関連が報告された69番目のセリンのリン酸化について検討を行う。さらにこれらのリン酸化部位をアラニンに置換したHec1変異体を、内在性のHec1をノックダウンしたRPE-1細胞で発現させ、オシレーションに重要なリン酸化部位を特定する。3.紡錘体上でのAurora A活性の分布の検討:TPX2と結合できないために紡錘体に局在できないAurora A変異体を、AID-Aurora Aを発現する細胞に発現させ、内在性のAurora Aを分解した際にHec1のリン酸化およびオシレーションが回復するかどうかを調べる。4.染色体オシレーションと染色体不安定性との関連の解明:染色体オシレーションを、モーター分子MCAKやKIF18Aの活性を制御することにより人為的に増大・減弱させた状況で、メロテリック結合の頻度・異数体や微小核の出現頻度によって染色体不安定性を評価する。5.染色体オシレーションの数学的モデルの構築:平成30年度に、構築した数学的モデルを発展させ、がん細胞での染色体オシレーション減弱を再現し、モデルから得られる予測を実験で検証する。

次に、2. Aurora AによるHec1のリン酸化部位の同定については、55番目のセリンのリン酸化に加えて、8番目・15番目・44番目のセリンのリン酸化についても検討を行い、Aurora A,・Aurora Bキナーゼの寄与がリン酸化部位によって異なるという興味深い結果を得た。4.染色体オシレーションと染色体不安定性との関連の解明については、Aurora A阻害により染色体オシレーションを抑制すると、染色体不安定性の指標であるメロテリック結合の頻度・異数体や微小核の出現頻度が上昇することがわかった。5.染色体オシレーションの数学的モデルの構築については、染色体オシレーションとHec1のリン酸化や動原体と微小管の誤った結合との関連をシミュレートする数学モデルを構築し、染色体オシレーションによる動原体と微小管の誤った結合の修正を再現することに成功した。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。平成30年度の研究成果に基づき、今年度は以下のように研究を推進する。2. Aurora AによるHec1のリン酸化部位の同定:これまでに検討した8番目・15番目・44番目・55番目のセリンのリン酸化に加え、本年度は、最近オシレーションとの関連が報告された69番目のセリンのリン酸化について検討を行う。さらにこれらのリン酸化部位をアラニンに置換したHec1変異体を、内在性のHec1をノックダウンしたRPE-1細胞で発現させ、オシレーションに重要なリン酸化部位を特定する。3.紡錘体上でのAurora A活性の分布の検討:TPX2と結合できないために紡錘体に局在できないAurora A変異体を、AID-Aurora Aを発現する細胞に発現させ、内在性のAurora Aを分解した際にHec1のリン酸化およびオシレーションが回復するかどうかを調べる。4.染色体オシレーションと染色体不安定性との関連の解明:染色体オシレーションを、モーター分子MCAKやKIF18Aの活性を制御することにより人為的に増大・減弱させた状況で、メロテリック結合の頻度・異数体や微小核の出現頻度によって染色体不安定性を評価する。5.染色体オシレーションの数学的モデルの構築:平成30年度に、構築した数学的モデルを発展させ、がん細胞での染色体オシレーション減弱を再現し、モデルから得られる予測を実験で検証する。
機能的MR撮影法による頭頸部腫瘍の診断と早期治療効果判定の検討

(目的)3テスラMRIを使い、頭頸部腫瘍における血流評価と拡散の情報を非侵襲的に取得する新しい撮影法と、それらのデータを正確に定量評価するための解析ソフトウェアを開発することである。血流評価にはpseudocontinuous arterial spin labeling (pCASL)、拡散の評価にはdiffusion (DWI)を使用する。平成28年度には従来の撮像法と比較して3D TSE法を用いた機能的MR撮影法が頭頸部病変の診断に優れていることを実証した。平成29年度は新たに開発した解析ソフトを用いて腫瘍血流を実測し、診断に有効であるかを実証した。平成30年度にはさらに症例数を増やし、臨床診断に有効であるかを検討した。(方法)3D TSE pCASLを使用し、解析ソフトを用いて腫瘍血流を計測した。1)唾液腺腫瘍においてワルチン腫瘍、多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍での腫瘍血流を検討した。2)頭頸部腫瘍患者において、化学放射線療法前後で腫瘍血流の相違を検討した。(結果)1)唾液腺腫瘍ではワルチン腫瘍が多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍よりも有意に腫瘍血流が高く、さらに悪性唾液腺腫瘍の方が多形腺腫よりも有意に血流が高かった。2)化学放射線療法後では治療前と比較して腫瘍血流は低下した。(考察)唾液腺腫瘍では腫瘍血流を評価することでワルチン腫瘍、多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍の鑑別に役立つと考えられる。頭頸部悪性腫瘍で腫瘍血流を計測することで放射線化学療法中の段階で治療効果を評価できた。従来の撮影方法に比べ信号雑音比が高く、歪みが少ない撮像方法と開発した解析ソフトの組み合わせによって正確な血流評価ができたと考えられる。(結論)機能的MR撮影法で得られた画像データを開発した解析ソフトで血流を計測することで唾液腺腫瘍の鑑別診断および頭頸部悪性腫瘍での治療効果評価を可能とした。平成30年度では定量評価を行う解析ソフトを用いて頭頸部腫瘍への臨床的な検討を行うことができた。頭頸部悪性腫瘍の放射線治療・化学療法での早期治療効果判定に血流の機能的な情報が有用であったかを実際の頭頸部腫瘍症例で検討できた。唾液腺腫瘍ではワルチン腫瘍が多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍よりも有意に腫瘍血流が高く、さらに悪性唾液腺腫瘍の方が多形腺腫よりも有意に血流が高かった。腫瘍の血流のデータを形態画像にフュージョンさせ、ピクセル毎に対応した血流のマップも作成し、視覚的な評価としても臨床現場に即した評価が行えた。今後、平成30年度までに行った研究結果を参考に、1)解析ソフトウェアで計測した唾液腺の腫瘍血流と拡散強調画像を比較し、2)頭頸部悪性腫瘍の放射線治療・化学療法での早期治療効果判定に拡散と血流の機能的な情報が有用性をもたらすかについて検討する予定である。ソフトウェアを使用しての定量化で1臨床例における唾液腺腫瘍でのワルチン腫瘍、多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍と悪性の鑑別、2腫瘍の質的診断(組織特異性)が拡散と血流の定量的評価から可能かを多様な腫瘍で検討する。(目的)本研究の目的は3テスラMRIを使い、頭頸部腫瘍における血流評価と拡散の情報を非侵襲的に取得する新しい撮影法と、それらのデータを正確に定量評価するための解析ソフトウェアを開発することである。血流評価にはarterial spin labeling (ASL)、拡散の評価にはdiffusion (DWI)を使用する。頭頸部領域での臨床応用では、正常解剖内の空気と骨によるアーチファクトに加え、症例によっては義歯による金属アーチファクトがあり、正確なMRIのデータを得るのが難しいことが多い。そのため、アーチファクトを低減する撮影法を開発する必要がある。そこで平成28年度は、頭頸部腫瘍を新しい撮影法を用いて撮像し、新しい撮像方法の妥当性を検証することを目的として研究を行った。(方法)今回、我々はnon-EPI法を用いた新しい撮影法を使用した。1)正常ボランティアでの耳下腺において、従来の方法とnon-EPI法を用いた新しい撮像方法を用いて耳下腺血流を検討した。2)頭頸部腫瘍患者において、従来の方法とnon-EPI法を用いた新しい撮像方法を用いて病変の血流評価と拡散の評価を行った。(考察)non-EPI法を用いた新しい機能的MR撮影法は従来の撮像法と比較してアーチファクトが低減でき、腫瘍の位置関係も性格に把握できた。その原因としては、従来の撮影方法に比べ信号雑音比が高く、歪みが少ないためと考えられる。(結論)non-EPI法を用いた機能的MR撮影法は従来の撮像法と比較して頭頸部病変の診断に優れている。平成28年度の研究計画は、1) DWI(拡散)とASL(血流)の撮影法の開発、2)定量評価を行うソフトウェアの開発をすることであった。1)に関しては、研究実績の概要に記載したように、1正常ボランティアでの耳下腺において、従来の方法とnon-EPI法を用いた新しい撮像方法を用いて耳下腺血流を検討し、視覚的評価を行った。2頭頸部腫瘍患者において、従来の方法とnon-EPI法を用いた新しい撮像方法を用いて病変の血流評価と拡散の評価を行った。

その結果、non-EPI法を用いた新しい機能的MR撮影法は従来の撮像法と比較してアーチファクトが低減でき、腫瘍の位置関係も性格に把握できた。2)に関しては新しい撮影法で得られた拡散と血流のデータを定量化するためのソフトウェアは開発途中である。MRI画像のピクセル単位での自動位置合わせを可能とし、拡散と血流という異なる機能データを同一の解剖部位でピクセル毎にフュージョンし、腫瘍の拡散と血流を定量的に計測ができるソフトウェアを開発予定である。このソフトウェアではMRI画像のノンリジッドな(変形を伴う)自動位置合わせをピクセル単位に行い、拡散と血流という異なる機能データを病変の解剖部位で正確に重ね合わせ、定量的な計測ができることを目標とする。また、得られた拡散と血流のデータは、ソフトウェア上でヒストグラム解析およびテクスチャ解析が行える予定である。(目的)本研究の目的は3テスラMRIを使い、頭頸部腫瘍における血流評価と拡散の情報を非侵襲的に取得する新しい撮影法と、それらのデータを正確に定量評価するための解析ソフトウェアを開発することである。血流評価にはpseudocontinuous arterial spin labeling (pCASL)、拡散の評価にはdiffusion (DWI)を使用する。平成28年度には従来の撮像法と比較して3D TSE法を用いた機能的MR撮影法が頭頸部病変の診断に優れていることを実証した。平成29年度は新たに開発した解析ソフトを用いて腫瘍血流を実測し、診断に有効であるかを検討した。(方法)3D TSE pCASLを使用し、解析ソフトを用いて腫瘍血流を計測した。1)唾液腺腫瘍においてワルチン腫瘍、多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍での腫瘍血流を検討した。2)頭頸部腫瘍患者において、化学放射線療法前後で腫瘍血流の相違を検討した。(結果)1)唾液腺腫瘍ではワルチン腫瘍が多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍よりも有意に腫瘍血流が高く、さらに悪性唾液腺腫瘍の方が多形腺腫よりも有意に血流が高かった。2)化学放射線療法後では治療前と比較して腫瘍血流は低下した。(考察)唾液腺腫瘍では腫瘍血流を評価することでワルチン腫瘍、多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍の鑑別に役立つと考えられる。頭頸部悪性腫瘍で腫瘍血流を計測することで放射線化学療法中の段階で治療効果を評価できた。従来の撮影方法に比べ信号雑音比が高く、歪みが少ない撮像方法と開発した解析ソフトの組み合わせによって正確な血流評価ができたと考えられる。(結論)機能的MR撮影法で得られた画像データを開発した解析ソフトで血流を計測することで唾液腺腫瘍の鑑別診断および頭頸部悪性腫瘍での治療効果評価を可能とした。平成29年度では1)定量評価を行う解析ソフトを完成できた。2)開発したソフトウェアを用いて頭頸部腫瘍への臨床的な検討を行うことができた。3)頭頸部悪性腫瘍の放射線治療・化学療法での早期治療効果判定に血流の機能的な情報が有用であったかを実際の頭頸部腫瘍症例で検討できた。唾液腺腫瘍ではワルチン腫瘍が多形腺腫、悪性唾液腺腫瘍よりも有意に腫瘍血流が高く、さらに悪性唾液腺腫瘍の方が多形腺腫よりも有意に血流が高かった。腫瘍の血流のデータを形態画像にフュージョンさせ、ピクセル毎に対応した血流のマップも作成し、視覚的な評価としても臨床現場に即した評価が行えた。(目的)
精神看護におけるメッセージの受信・処理技能に関する研究

本研究では,患者から発信されたメッセージの受信・処理技能について,精神科看護師と他科の看護師を比較することによって,精神看護に必要な技能の特徴を明らかにすることを目的としている。昨年度本調査を実施したが、回収率が不良であったため、対象者数を増やして再度調査を実施した。総対象者数140名で、回収率66.4%、有効回答者数は88名(精神科看護師は48名、一般科看護師は40名)であった。分析の結果、患者から発信されるメッセージを受信する際,精神科看護師は一般科看護師よりも視覚情報に多く注目していることが明らかとなった。また,受信した情報の処理では,精神科看護師はそこから何かを感じとり,話し手の気持ちを理解するという処理が主となっており,瞬時に看護の方向性を思考することが一般科看護師よりも少ないという特徴が見いだされた。本研究で作成したコミュニケーション発信場面は、精神科患者ではなく一般科の入院患者とした。つまり、結果の差異は患者の疾患に影響されたものではなく、日常的に繰り返し行われる看護の中で培われたコミュニケーションの専門性の差異であるといえる。これまで精神看護のコミュニケーション技術といえば応答技術が主であったが、本研究によって受信・処理プロセスにも専門的な技術があることが明らかとなったことから、より具体的にコミュニケーションの教育を展開していくことができるようになると考える。また、本研究の調査を活用することで、受信・処理プロセスの中に個人特性を見出すことができるため、コミュニケーションの自己評価の確立につなげていくことも期待できる。ただし、本研究で作成したコミュニケーション場面にはまだまだ改善点が多くあるため、より試行錯誤を重ねていくことが必要である。精神看護においてコミュニケーション技術は,情報収集だけでなく治療的意味をも含むため,大変重要な技術である。効果的なコミュニケーション技術には,メッセージを適切に受信・処理する技能が必要であるが,その技能の詳細は不明である。そこで,本研究では,発信されたメッセージの受信・処理技能について,精神科看護師と学生や他科の看護師を比較することによって,精神看護に必要な技能の特徴を明らかにすることを目的とする。具体的には,メッセージが発信されるいくつかの場面を映像に収め,調査対象にその映像を見てもらい,受信した視覚情報と聴覚情報,およびそれらの処理結果について回答を得るものである。本年度は,この調査の準備として,映像の作成を行った。いくつかメッセージ発信場面のシナリオを作成し,検討を重ねて次の4場面に絞り込み,実際に映像に収録するまでを実施した。(1)不安を訴えるが,感情表出が少なく,言語的にその不安は表現されない場面(2)不安を語っているが,反動形成により明るく穏やかな調子で話をする場面(3)不安と恐怖をうちに秘めており,それが怒りに転換されて,看護に怒鳴る場面(4)妻の病状について夫が代弁をするが,それが妻の訴えとは反する場面これらの場面が,コミュニケーションの受信・処理技能を測定するのに適切な場面であるあるかどうかはまだ検討されていない。しかし,検討を重ね,映像による技能測定が可能となれば,これまで困難であったコミュニケーション技術の測定が可能となり,技術評価や具術教育において大いに役立つであろう。本研究では,患者から発信されたメッセージの受信・処理技能について,精神科看護師と学生や他科の看護師を比較することによって,精神看護に必要な技能の特徴を明らかにすることを目的としている。患者のメッセージは言語と非言語からなり、特に非言語のメッセージは重要な意味を持つ。そこで、本研究ではメッセージ発信場面を映像化し、調査対象はその映像を見て、映像から受け取った情報とそこから考えたことを回答するという方法を考えた。昨年度メッセージ発信場面のシナリオを作成し、映像化するまでを実施し、本年度はそれを用いてプレテストを実施した。プレテストの結果、場面がわかりづらいという指摘があったため、一部シナリオを変更した。また、映像の入ったCDを再生する際、コンピュータによって解像度が異なったり、操作がわからない人もいることを考え、映像再生プログラムの作成を依頼し調査用CDを制作した。調査用CDを用いて、精神科に勤務する看護師50名、精神科以外に勤務する看護師50名を対象に調査を実施した。しかし、回収率は50%に満たなかったため結果の信頼性が確保できないと判断し、調査対象施設を増やして再調査を実施した。結果の分析はまだ行っていないが、精神科看護では非言語メッセージに着目することが重要とされている。精神科看護師が他科の看護師に比べて、非言語メッセージを多く受信していること、言語と非言語のメッセージを包括してメッセージの意味を解釈していること、それとともに非言語メッセージのどの部分に特に注目しているかという特徴が明らかになることが期待される。

また,受信した情報の処理では,精神科看護師はそこから何かを感じとり,話し手の気持ちを理解するという処理が主となっており,瞬時に看護の方向性を思考することが一般科看護師よりも少ないという特徴が見いだされた。本研究で作成したコミュニケーション発信場面は、精神科患者ではなく一般科の入院患者とした。つまり、結果の差異は患者の疾患に影響されたものではなく、日常的に繰り返し行われる看護の中で培われたコミュニケーションの専門性の差異であるといえる。これまで精神看護のコミュニケーション技術といえば応答技術が主であったが、本研究によって受信・処理プロセスにも専門的な技術があることが明らかとなったことから、より具体的にコミュニケーションの教育を展開していくことができるようになると考える。また、本研究の調査を活用することで、受信・処理プロセスの中に個人特性を見出すことができるため、コミュニケーションの自己評価の確立につなげていくことも期待できる。ただし、本研究で作成したコミュニケーション場面にはまだまだ改善点が多くあるため、より試行錯誤を重ねていくことが必要である。
アルコールの光触媒変換を鍵とする有機合成反応の開発

本研究ではアルコールの光触媒変換を鍵過程とした選択的な有機合成反応を開発した.具体的には,可視光もしくは紫外光を用いた芳香族および脂肪族アルコールからアルデヒドへの脱水素化反応と,紫外光と脂肪族アルコールを用いる一級もしくは二級アミンから三級アミンへのN-アルキル化反応を促進するいくつかの光触媒系を見出し,その適用範囲を明らかにした.本研究の目的はアルコールの光触媒変換を鍵過程とした高選択的な有機合成反応を開発することにある.具体的には,金属酸化物を基本とする固体光触媒を利用して,1)アルコールの脱水素化反応と,2)アルコールを用いるアミンのN-アルキル化反応の二点を中心に研究を展開した.1)アルコールの脱水素化反応既に我々は光触媒Ru/SrTiO3:Rhと可視光を用いるアルコールの脱水素化反応を報告している[Chem. Eur. J. 19, 9452 (2013)].そこでまずこの脱水素化反応の効率を向上させるために,本反応の基本的な性質を有機化学的な手法を用いて明らかにした.さらに光触媒の構成元素の種類や割合,合成反応条件が触媒活性に与える影響を明らかにした.特にSrTiO3:Rhを焼成する際の昇温速度が触媒活性に大きな影響を与えることを突き止めた.2)アミンの光N-アルキル化光触媒Ag/TiO2とアルコールを用いたアミンの光N-アルキル化反応の最適条件と用いることができるアルコールとアミンの範囲を明らかにした.特にメタノールを用いた際に幅広いアミンを直接N-メチル化できることを明らかにした.また基質に存在する官能基として,炭素炭素二重結合や水酸基,カルボニル基など,従来の手法では共存が困難な官能基も保持されることを明らかとし,本法をN-メチルアミンの汎用性の高い合成反応として発展させた[Org. Lett. in press].本研究の目的はアルコールの光触媒変換を鍵過程とした高選択的な有機合成反応を開発することにある.具体的には1)アルコールの脱水素化,2)アミンのN-アルキル化の二反応を中心に研究を展開した.1)アルコールの脱水素化前年度の結果を踏まえて二酸化チタン系光触媒を用いる脂肪族アルコールの脱水素化を系統的に検討した.その結果,これまで困難であった単純な脂肪族一級アルコールから選択的にアルデヒドを得る脱水素化反応を見出した.詳細は次年度に発表予定である.2)アミンのN-アルキル化Ag/TiO2光触媒を用いたN-メチル化反応を開発し,これを速報誌で報告した.さらにこの成果に基づいて必須アミノ酸の選択的なN-メチル化とアルツハイマー型認知症治療薬であるリバスチグミンの合成が可能であることを示した.該当年度の目標をほぼ達成したため.本研究の目的はアルコールの光触媒変換を鍵過程とした高選択的な有機合成反応を開発することにある.具体的には1)アルコールの脱水素化反応,および2)アルコールを用いるアミンのN-アルキル化反応を中心に研究を展開した.1)アルコールの脱水素化反応可視光応答型光触媒Ru/SrTiO3:Rhを用いるアルコールの脱水素化反応について,光触媒の構成元素の種類や割合,光触媒を焼成する際の昇温速度などがアルコールの脱水素化反応の効率に与える影響を明らかにした.さらに単純な直鎖脂肪族一級アルコールからアルデヒドへの脱水素化反応が,金を助触媒として担持した二酸化チタン光触媒(Au/TiO2)と紫外-可視光を用いることで選択的に進行することを明らかにした.本手法では従来の熱反応ではしばしば保持されなかったC=C二重結合などの官能基を損なうことなくアルコールからアルデヒドへと脱水素化することができた.2)アミンのN-アルキル化銀を助触媒として担持した二酸化チタン光触媒(Ag/TiO2)とアルコールを用いたアミンの光N-アルキル化反応の最適条件とアルコールとアミンの適用範囲を明らかにした.特にメタノールを用いた際に幅広いアミンを直接N-メチル化できること,必須アミノ酸の選択的なN-メチル化とアルツハイマー型認知症治療薬であるrivastigmineの合成も可能であることを示した.さらにAu/TiO2とCu/TiO2を混合して用いると,一級アミンの高速N,N-ジメチル化や一級アミンの選択的なモノアルキル化,リシン残基の官能基選択的なアルキル化が可能であることを明らかにした.またパラジウムを助触媒として担持した二酸化チタン光触媒Pd/TiO2ではAg/TiO2とは異なるアミンの効率的なN-メチル化が可能であることも明らかにした.本研究ではアルコールの光触媒変換を鍵過程とした選択的な有機合成反応を開発した.具体的には,可視光もしくは紫外光を用いた芳香族および脂肪族アルコールからアルデヒドへの脱水素化反応と,紫外光と脂肪族アルコールを用いる一級もしくは二級アミンから三級アミンへのN-アルキル化反応を促進するいくつかの光触媒系を見出し,その適用範囲を明らかにした.1)アルコールの脱水素化反応と,2)アルコールを用いるアミンのN-アルキル化反応の二点について,当初予定していた研究目標を達成できたため.当初の予定通り研究を展開させる.有機化学1)アルコールの脱水素化反応前年度の結果を踏まえて,より高活性なアルコールの脱水素化反応を開発する.可視光を使った現状での方法では触媒活性に限界があることが示唆されたため,近紫外光の利用も含めて触媒系の改良を行う.

2)アミンの光N-アルキル化光触媒を用いたNーアルキル化反応の高い官能基選択性を利用して,医薬品や生体関連物質などの有用物質を合成もしくは修飾する.
革新的蛍光ラベル化法に基づくタンパク質の高感度イメージングとその創薬研究への応用

昨年度は2-COOH TMの詳細な化学平衡式を推定することに成功した。またハロゲン原子の導入により、赤色蛍光プローブの母核として優れた性質を有すると考えられる2-COOH TM誘導体の開発に成功した。赤色蛍光プローブの充実は、他の生理活性物質に対する緑色蛍光プローブと併用したマルチカラーイメージングによって、複数の分子の挙動を同時に解析することが可能となるため、その開発には大きな意義がある本年度はさらに別の修飾部位への置換基の導入と化学平衡式との相関を調べた。その結果、pH変動に対する吸光度変化の鋭さが、置換基のハメット定数に応じて変化することを見出した。本知見によって、本色素を用いた赤色蛍光プローブを開発する際に、「生理的pH付近でのpHに依存した蛍光変化を小さくすること」、逆に、「小さなpH変化を大きな蛍光変化として捉えること」が可能となる。次に、得られた知見に基づいて、2-COOH TM誘導体を母核とした新規赤色蛍光Ca^<2+>プローブの開発を行った。Ca^<2+>は細胞内で重要なセカンドメッセンジャーとして様々な生命現象に関与している。そのため、緑色蛍光Ca^<2+>プローブを用いたCa^<2+>イメージングが汎用されている。しかしながら、有用な赤色蛍光Ca^<2+>プローブは依然として開発されていない。実際に2-COOH TM誘導体を母核として開発した赤色蛍光Ca^<2+>プローブはCa^<2+>添加時に約8倍の蛍光上昇を示した。さらに、本プローブをHela細胞に応用したところ、その細胞内局在は細胞質と核であり、現在汎用されている緑色蛍光Ca^<2+>プローブと同様であった。また、ヒスタミン刺激時のCa^<2+>濃度変動を蛍光強度変化として捉えることに成功した。開発した蛍光プローブは今後赤色蛍光Ca^<2+>プローブとしてマルチカラーイメージングに利用されることが期待される。研究実地計画に挙げた内容のうち、赤色蛍光Ca^<2+>プローブの開発は期待以上の進展をした一方、ペプチドタグ検出蛍光プローブの開発が遅れているため。2-COOH TMの性質、誘導体化と化学平衡式との相関が明らかになったため、これら知見を利用してペプチドタグ検出蛍光プローブの開発を行う。当研究室において新たに開発された赤色蛍光団TokyoMagenta類を母核として、その誘導体化とpH依存性の精査を行った。2-Me TM(TM=TokyoMagenta)にクロル原子あるいはフッ素原子を導入することによって生理的条件(pH7.4)における蛍光特性がより優れた誘導体となることを見出し、その効率的な合成法を確立することに成功した。またフッ素原子を導入した際には酸性においても大きな蛍光量子収率を示し、2-Me TMと比較して高感度なレシオ型pHプローブとなることが明らかとなった。これは今回開発を目指す受容体の内在化をとらえるペプチドタグ検出蛍光プローブの母核としても適した性質である。これらと並行して水溶性のカルボキシル基を有する2-COOH TM類の合成及びその光化学的特性の精査を行った。その結果、2-COOH TM類はTokyoMagentaの基となった緑色蛍光色素フルオレセインと比較して、スピロラクトン構造を形成しやすいという特徴的な性質が明らかとなった。そこで、2-COOH TMのpH依存性を精査し、さらに様々な誘導体との比較検討を行うことで、2-COOH TMの詳細な化学平衡式を推定することに成功した。得られた知見に基づき、ハロゲン原子を導入した2-COOH TM誘導体を合成することで、生理的条件(pH7.4)において強蛍光性の分子構造の存在比を高めることにも成功した。今回開発した新たなTokyoMagenta誘導体と、その特性を精査することで得られた知見は、ペプチドタグ検出蛍光プローブのみならず、今後多くの赤色蛍光プローブ開発に用いられ、分子細胞生物学の発展に大きく貢献すると考えている。

さらに、本プローブをHela細胞に応用したところ、その細胞内局在は細胞質と核であり、現在汎用されている緑色蛍光Ca^<2+>プローブと同様であった。また、ヒスタミン刺激時のCa^<2+>濃度変動を蛍光強度変化として捉えることに成功した。開発した蛍光プローブは今後赤色蛍光Ca^<2+>プローブとしてマルチカラーイメージングに利用されることが期待される。蛍光プローブの母核として用いるTokyoMagenta類の特性の精査とTokyoMagenta類を母核としたpHプローブの開発に成功し、ペプチドタグ検出蛍光プローブ開発のみならず、様々な赤色蛍光プローブ開発に用いることができる有用な知見を得るに至ったため。研究実地計画に挙げた内容のうち、赤色蛍光Ca^<2+>プローブの開発は期待以上の進展をした一方、ペプチドタグ検出蛍光プローブの開発が遅れているため。今回開発に成功した2-COOH TM類は細胞内で局在を示さず、水溶性が高いという、赤色蛍光プローブの母核として非常に優れた性質を有しているため、これを母核として、様々な赤色蛍光プローブの開発を行う。具体的にはペプチドタグ検出蛍光プローブに加えて、カルシウムイオン、一酸化窒素を標的とした蛍光プローブ開発を行う。これらは生理的に重要であり、緑色蛍光プローブによる検出は行われているものの、有用な赤色蛍光プローブは依然として開発されていない。これらに対する赤色蛍光プローブが開発できれば、他の生理活性物質に対する緑色蛍光プローブと併用したマルチカラーイメージングによって、これら分子の挙動を同時に解析することが可能となるため、その開発には大きな意義がある。2-COOH TMの性質、誘導体化と化学平衡式との相関が明らかになったため、これら知見を利用してペプチドタグ検出蛍光プローブの開発を行う。
有機分子集合化による蛍光変化をプローブとした結晶核生成初期過程の研究

高分子媒体中で形成されるピレン誘導体集合体の濃度変化にともなう蛍光スペクトル変化と集合体サイズの関係を定量化・モデル化し,これを利用して結晶核生成初期過程に関する知見を得ることを目的として研究を行った.ピレン誘導体の高分子薄膜での色素濃度に依存した蛍光スペクトル変化は,バルク結晶に至るまでの成長過程における集合体の階層性の存在を示唆するという結論を出した.また,再沈法によって作製したピレン誘導体ナノ凝集体の光照射にともなう蛍光スペクトル変化を見出した.これは,光照射によるピレン誘導体ナノ凝集体の溶解現象に起因する現象であるといえる.高分子媒体中で形成されるピレン誘導体集合体の濃度変化にともなう蛍光スペクトル変化と集合体サイズの関係を定量化・モデル化し,これを利用して結晶核生成初期過程に関する知見を得ることを目的として研究を行った.ピレン誘導体の高分子薄膜での色素濃度に依存した蛍光スペクトル変化は,バルク結晶に至るまでの成長過程における集合体の階層性の存在を示唆するという結論を出した.また,再沈法によって作製したピレン誘導体ナノ凝集体の光照射にともなう蛍光スペクトル変化を見出した.これは,光照射によるピレン誘導体ナノ凝集体の溶解現象に起因する現象であるといえる.分子間力によって形成されているナノサイズの有機結晶では,その特有のサイズ効果を示すことが知られている.我々はポリビニルアルコール(PVA)薄膜中においてピレン誘導体の色素濃度の増加にともなう蛍光スペクトル変化を見出した.本研究では,色素凝集サイズに対する蛍光スペクトル変化と結晶成長過程との関連について検討した.PVA薄膜中におけるPyAmの存在形態をXRD測定で評価したところ,PVA薄膜中PyAm由来の回折ピークは2.0mol%の高濃度条件で観測され,PVA薄膜内にPyAm結晶領域が存在することを示している.PyAmの蛍光は濃度の増加に伴い青色から黄緑色へ変化した.この蛍光スペクトルは大きく分けて450nm, 500nmおよび540nmにピークを示す種からの発光を示す.これらをそれぞれ,モノマー,ダイマー1,ダイマー2からの発光種と定義しスペクトル分解を試みた.色素濃度の増加に伴いモノマー成分は連続的な減少し,ダイマー1成分は0.5mol%で極大を示しそれ以上の濃度では減少した.一方ダイマー2成分は1.0mol%以上の高濃度条件下で著しい増加を示した.また最大濃度である2.0mol%の蛍光スペクトルはPyAm結晶粉末のそれとほぼ一致し,ダイマー2成分はPyAm結晶からの発光と帰属した.これらの薄膜表面形態をAFMで観測したところ,色素濃度の増加に依存してドメインサイズは変化した.一方,ダイマー1の発光種はモノマーとダイマー2の中間の状態であると考えられ,部分重なり形種からの発光と帰属した.PVA薄膜中で形成されるこの凝集体は,溶媒の蒸発による結晶成長を高分子媒体の網目構造によって凍結したものに対応すると考えられる.この方法によって,初期色素濃度を変化させることによって色素分子を単分散から会合体,バルク結晶にわたる広範囲の状態を捕捉することができる.分子の存在環境によって鋭敏に変化する蛍光スペクトルをプローブとした結晶成長過程の観測ために有効な手段であると考えられる.分子間力によって形成されているナノサイズの有機結晶では,その特有のサイズ効果を示すことが知られている.我々はポリビニルアルコール(PVA)薄膜中においてピレン誘導体の色素濃度の増加にともなう蛍光スペクトル変化を見出した.本研究では,色素凝集サイズに対する蛍光スペクトル変化と結晶成長過程との関連について検討することを目的としている.今年度は,ピレンより芳香環の大きなペリレンアンモニウム誘導体を新規合成し,その水溶液中およびPVA薄膜中における蛍光特性について検討した.トリメチル-(2-オキソ-1-ペリレン-1-イル-エチル)アンモニウムブロマイド(PeryAm)は,塩化アルミニウムを触媒とするペリレンと2-ブロモアセチルクロライドとのFriedel-Crafts反応で合成した1-(2-ブロモアセチル)ペリレンに,トリメチルアミンガスを通じることで4級化した.合成したPeryAmの光物理化学特性について検討した.水溶液におけるPeryAmの吸収スペクトルは濃度依存性をほとんど示さなかった.一方,蛍光スペクトルは濃度の増加にともなって470nmの発光に加えて600nmに強い発光を示した.次に,PVA薄膜中での蛍光スペクトルの濃度依存性を検討した.低濃度領域において,主に470nmからの発光と520nm付近に肩を有するスペクトルを観測した.また,高濃度領域では,470nmの発光に比べ,長波長側に観測される発光強度は増加した.さらに長波長側の蛍光ピーク波長は濃度の増加に伴い長波長側ヘシフトした.このシフトは,PVA高分子中に捕捉されたPeryAm会合体のサイズに依存しているものと考えられる.この挙動は,以前に報告したピレンアンモニウム誘導体でのスペクトル変化とは異なる.PVA薄膜中で形成されるこの凝集体は,溶媒の蒸発による結晶成長を高分子媒体の網目構造によって凍結したものに対応すると考えられる.今後,蛍光顕微鏡を用いて蛍光スペクトル変化をプローブとした結晶形成初期過程のダイナミクスを検討していく.
小分子化合物を用いた活性窒素による神経細胞傷害機構の解明

活性窒素による中枢神経細胞傷害は、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患との関連性が知られている。本年度は、活性窒素による神経細胞傷害に対して保護効果を示す化合物を真菌などの微生物の代謝産物から探索した。まず、日本各地から土や植物などから真菌を単離し、液体培地で培養した。培養液を分画し天然物ライブラリーを構築した。ラット副腎褐色細胞腫PC12を神経成長因子(NGF)により神経細胞に分化させ、得られた天然物ライブラリーで処理した。その後培地を交換することにより化合物を除去し、活性窒素パーオキシナイトライトONOO-のドナーであるSIN-1で処理した。乳酸脱水素酵素(LDH)アッセイにより死細胞(細胞傷害)を検出することで、SIN-1による細胞死を抑制する化合物を探索した。約600種の化合物について活性試験を行った結果、Pestalotiopsis microsporaが生産する化合物が神経保護活性を示した。この化合物の構造を核磁気共鳴装置(NMR)や質量分析装置(MS)により解析した。その結果、この化合物は、未だ構造の報告がないvinyl-alkyne構造をもつ新規ハイドロキノン誘導体であり、pestalotioquinol Aと名付けた。さらに類縁体としてpestalotioquinol Bを単離・構造決定した。神経細胞に分化したPC12を1-3 uMのpestalotioquinolで前処理するだけで、化合物を除いた後もSIN-1に対する保護効果を示した。また、ハイドロキノン部位をメチル化した誘導体では神経保護活性は見られなかったから、保護活性にはハイドロキノン部位が重要であることが示唆された。真菌代謝産物からのスクリーニングにより高い神経保護活性を示す新規化合物pestalotioquinolを得ており、既にこの化合物の作用機構の解析を進めているため、おおむね順調に進展していると考えている。また、pestalotioquinol Aはペルオキシナイトライトなどの活性窒素による細胞死に対して特異的に保護活性を示し、過酸化水素などの活性酸素種に対しては保護活性を示さない可能性が示唆されており、現在解析を進めている。Pestalotioquinol Aに関しては活性窒素に対する特異性について解析を進める。また、細胞内のグルタチオンなどの内因性抗酸化物質の量などを調べる。研究計画に従ってpestalotioquinol Aが作用する遺伝子やタンパク質を探索する。また、化合物ライブラリーからのスクリーニングをさらに進めることでpestalotioquinol以外の神経保護物質も探索する。
p-i-n型量子ドットハイブリッド太陽電池の高機能化

銀およびインジウムの複合金属硫化物あるいは硫化鉛からなる量子ドットに関して、オレイルアミン、塩化テトラブチルアンモニウム、エチレンジチオールを配位子として利用し、均質かつ高い分散度の分散液を得た。これらの試料を溶液の対流と揮発性有機成分の自然蒸発現象を伴うメニスカス方式の対流沈着塗布法により成膜した結果、成膜時の原料の節約に大いに貢献すると共に、均質な粒子径のコロイダル量子ドットを二次元的に超格子構造で最密充填させ、三次元的に積層した多重積層のp-i-n型量子ドットハイブリッド太陽電池を組み立てることに成功した。すなわち、従来のスピンコーティング法により成膜した場合と対比すると、太陽電池を構成する他の材料との接合の不具合が解消され、太陽電池光電変換特性が向上した。具体的には、有機金属ハライドペロブスカイト型太陽電池の電子輸送層として酸化チタンを成膜する際に、直径4 6 nmのAgInS2量子ドットを添加すると、電子輸送層の電子移動度が増大すると共に、金属硫化物量子ドットから有機金属ハライドペロブスカイト層へのダウンコンバージョンによる光電流発生効率の増大が観測され、最高値で17%の光電変換効率を達成した。さらに太陽電池のガラス封止を行い、室温暗所下で保存したところ、変換効率を損なうことなく200日以上の安定作動を確認し、金属硫化物量子ドット添加による長寿命化を実現した。また、硫化鉛からなる量子ドットに関して、塩化テトラブチルアンモニウムあるいはエチレンジチオールを配位子に用いた分散液を酸化亜鉛ナノロッドアレイ上にメニスカス方式の対流沈着塗布法により成膜すると、ナノロッドアレイのロッドとロッドの間に量子ドットがスピンコーティング法で成膜した場合よりも深く潜り込み、空隙がほぼ解消することにより、開放電圧と整流比が増大し、相対値で10%の効率向上を実現した。亜鉛、銀およびインジウムの複合金属硫化物や硫化鉛からなる直径4 6 nmのAgInS2量子ドットの超格子構造は、透過型電子顕微鏡観察により確認し、学術誌(Organic Electronics)に掲載された。有機金属ハライドペロブスカイト型太陽電池の電子輸送層として応用した場合のデバイスの長期安定化は、別の学術誌(J. Mater. Sci.)に掲載された。硫化鉛からなる量子ドット太陽電池をメニスカス方式の対流沈着塗布法により成膜した場合の開放電圧と整流比の増大による効率向上については、もう一方の学術誌(ACS Energy Lett.)に掲載された。また、硫化アンチモンを活性層とするハイブリッド太陽電池の界面接合の改善と評価については、アメリカ電気化学会で査読のプロセスを経て口頭発表すると共に、トランスアクションズにも掲載済みである。これらの成果は査読を必要とする3つの国際会議で4件発表されると共に、プロシーディングスに掲載された。とりわけ、平成30年12月に開催されたJoint Conference on Renewable Energy and Nanotechnologyにおいては、best oral presentation awardを受賞し、高い評価を得ることができた。配位子置換後のコロイダル量子ドットの吸収および発光スペクトル特性を調べ、バンドギャップ調整やキャリア移動特性等を精査する。また、格子欠陥や不純物準位でのトラップや再結合の抑制と、太陽電池を構成する他の材料との接合の不具合の解消について、X線回折測定、光電子スペクトル測定、その他の方法により系統的に調査し、太陽電池の光電変換特性を高める成膜条件の最適化を試みる。また、量子ドットの配位子をハロゲン化物に置換することによる不動態化の促進およびキャリア移動度の増大についても継続して検討し、太陽電池の光電変換効率をさらに向上させる効果を調べる。一方、量子収率の増大については、前年度から継続してCdSe/CdSコア/シェル構造の量子ドット作製を実施する。また、量子ドットの吸収波長と発光波長の選択とシリコン太陽電池や有機薄膜太陽電池の活性層の光電流発生効率が最大となる吸収波長領域とのマッチングによる量子収率の向上を図る。金属硫化物半導体のナノ粒子を有機低分子化合物で被覆したコロイダル量子ドットを作製し、太陽電池のp層とn層の間のintrinsicなi層としてこの量子ドットを挿入したp-i-n型量子ドットハイブリッド太陽電池を組み立て、光電変換効率の向上を検討した。すなわち、亜鉛、銀およびインジウムの複合金属硫化物や硫化鉛からなる粒径5 nm程度の均質なサイズの量子ドットを作製した。硫化アンチモンについても検討し、ランタノイド系列の元素や亜鉛をドープする材料設計も行った。これらの量子ドットの表面には、長鎖アルキル基のついたアミンが配位子として存在し、トルエン等の有機溶媒中での分散性を保持している。この吸収および発光スペクトル特性を調べた後、太陽電池を構築するための薄膜を作製した。薄膜の作製方法に関しては、当初はミストスプレー法を計画していたが、スプレー時の原料の損失量が著しいため、対流沈着塗布法と結晶化促進添加剤を組み合わせた新たな薄膜作製法を行ったところ、成膜時の原料の節約に大いに貢献した。得られた薄膜のX線回折測定により結晶性を調査するとともに、光電子スペクトル測定と吸収スペクトル測定結果から、エネルギーダイヤグラムを描き、太陽電池を構成する他の部材、例えば、スズドープ酸化インジウム、酸化チタン、ポリチオフェン、あるいは他の有機半導体や無機半導体とのバンドギャップ調整を行ない、光電変換特性を高めるような成膜条件を検討した。また、量子ドットの吸収波長と発光波長の選択とシリコン太陽電池や有機薄膜太陽電池の活性層の光電流発生効率が最大となる吸収波長領域とのマッチングによる量子収率向上に関する予備検討も行った。