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元素ブロック-高分子複合材料を用いる腫瘍の高感度検出と治療

Publicly Offered Research

Project AreaCreation of Element-Block Polymer Materials
Project/Area Number 15H00739
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

三木 康嗣  京都大学, 工学研究科, 准教授 (60422979)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords近赤外色素 / ジピロメテン / ヒアルロン酸 / 両親媒性 / 腫瘍 / 光音響 / 造影剤 / イメージング / ナノ粒子
Outline of Annual Research Achievements

昨年度、元素ブロック色素 ピロロピロールアザBODIPYやチオフェン架橋BODIPY二量体(以下TBD)をポリエチレングリコール(以下PEG)やPEGを結合したヒアルロン酸に結合させ、様々な元素ブロック高分子を合成した。今年度はこの材料の物性と造影能を詳細に評価した。
開発した高分子材料は、元素ブロック色素が薄い疎水性層に集積化した中空ベシクル構造を有する自己集合体を形成した。この自己集合体型造影剤は構造を精査することで、市販の血管造影剤インドシアニングリーンと比較して、最大1.8倍強い光音響信号を発した。PEGと元素ブロック色素をヒアルロン酸に結合させた造影剤が最適構造であることを明らかにした。当初計画通りの成果をあげることができた。
TBDを結合したヒアルロン酸誘導体を担がんマウス(HeLa細胞)に投与したところ、これまでに開発した最も集積性の高いヒアルロン酸誘導体に比べ、約1.5倍効率良く腫瘍へ集積した。光音響撮像法により、腫瘍部位がコントラスト良く可視化できた。開発した造影剤は、光照射によりほとんど退色せず、連続利用に適した造影剤である。このように、当初計画した元素ブロック高分子材料が強い光音響信号を発し、また生体内で期待通りの高い集積性、造影能を発揮することを明らかにした。この実用的な造影剤開発に関する成果はBiomacromolecules誌に掲載された。元素ブロック高分子が生体に利用できる優れた材料であることを示し、領域に貢献した。
領域内共同研究により、元素ブロック炭素クラスター カーボンナノチューブとカーボンナノフープの複合化に成功した。scanning probe microscopyにより表面吸着型複合化と貫通型複合化の違いを見分けることに成功した。このように、計画通りの成果をあげることができた。得られた成果に関する論文を現在投稿準備中である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (44 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (37 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Polymeric Self-Assemblies with Boron-Containing Near-Infrared Dye Dimers for Photoacoustic Imaging Probes2017

    • Author(s)
      K. Miki, A. Enomoto, T. Inoue, T. Nabeshima, S. Saino, S. Shimizu, H. Matsuoka, K. Ohe
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 18 Issue: 1 Pages: 249-256

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.6b01568

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] シアニン系色素-ヒアルロン酸複合造影剤を用いる光音響腫瘍イメージング2016

    • Author(s)
      三木康嗣,大江浩一
    • Journal Title

      ケミカルエンジニアリング誌

      Volume: 61 Pages: 18-22

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Synthesis of Biocompatible Polysaccharide Analogues and Their Application to In Vivo Optical Tumor Imaging2015

    • Author(s)
      K. Miki, A. Kimura, T. Inoue, H. Matsuoka, H. Harada, M. Hiraoka, K. Ohe
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 88 Issue: 6 Pages: 792-803

    • DOI

      10.1246/bcsj.20150038

    • NAID

      130005075674

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Palladium-catalyzed three-component coupling reactions of 2-(cyanomethyl)phenol, aryl halides, and carbon monoxide2015

    • Author(s)
      M. Murai, K. Okamoto, K. Miki, K. Ohe
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: online, 24-Apr-2015 Issue: 26-27 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.tet.2015.04.049

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      2015 Annual Research Report
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  • [Presentation] 細胞表面および内部でのpH応答性シアニン色素の発光挙動2017

    • Author(s)
      麻植雅裕,三木康嗣,小島健太郎,原田 浩,森鳰章代,大江浩一
    • Organizer
      日本分子イメージング学会第12回総会・学術集会
    • Place of Presentation
      横浜港大さん橋ホール,横浜
    • Year and Date
      2017-05-25
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    • Author(s)
      三木康嗣,野田 尊,権正行,田中一生,中條善樹,大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学,横浜
    • Year and Date
      2017-03-16
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      三木康嗣,麻植雅裕,小島健太郎,大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学,横浜
    • Year and Date
      2017-03-16
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    • Author(s)
      三木康嗣,徳永大祐,大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應大学,横浜
    • Year and Date
      2017-03-16
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  • [Presentation] pH応答性近赤外色素の開発と応用2017

    • Author(s)
      小島健太郎,三木康嗣,大江浩一
    • Organizer
      新学術領域研究「元素ブロック高分子材料の創出」第5回合同修士論文発表会
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク,京都
    • Year and Date
      2017-03-04
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  • [Presentation] Near-infrared dye-grafted nanoparticles for tumor imaging and therapy2016

    • Author(s)
      Miki, K.
    • Organizer
      2016 Annual Meeting of The Japan Scripps Society -Scripps Asia-
    • Place of Presentation
      Meiji Seikaファルマ株式会社,東京
    • Year and Date
      2016-12-03
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 分子内に求核部位を持つpH応答性近赤外色素の創製2016

    • Author(s)
      三木康嗣,小島健太郎,高橋裕貴,大江浩一
    • Organizer
      平成28年度高等研究院生体医工学研究交流会
    • Place of Presentation
      京都大学,京都
    • Year and Date
      2016-09-21
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  • [Presentation] パイ共役分子-生体高分子ハイブリッド材料を用いる腫瘍の可視化と治療2016

    • Author(s)
      三木康嗣,小島健太郎,垣内 唯,大江浩一
    • Organizer
      第65回高分子討論会
    • Place of Presentation
      神奈川大学,横浜
    • Year and Date
      2016-09-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Complexation of Single-Walled Carbon Nanotubes with [8], [9], and [10]Cycloparaphenyleneacetylenes2016

    • Author(s)
      Miki, K.; Saiki, K.; Umeyama, T.; Baek, J.; Noda, T.; Imahori, H.; Ohe, K.
    • Organizer
      International Synposium on the Synthesis and Application of Curved Organic π-Molecules and Materials (CURO-Pi II)
    • Place of Presentation
      Oregon, USA
    • Year and Date
      2016-09-11
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光および光音響腫瘍イメージング用pH応答性近赤外色素の開発2016

    • Author(s)
      小島健太郎,三木康嗣,高橋裕貴,原田 浩,大江浩一
    • Organizer
      第27回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場,広島
    • Year and Date
      2016-09-01
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] [9]シクロパラフェニレンアセチレン類とカーボンナノチューブの複合体形成2016

    • Author(s)
      佐伯健造,三木康嗣,白 鎭碩,梅山有和,今堀 博,大江浩一
    • Organizer
      第27回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場,広島
    • Year and Date
      2016-09-01
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  • [Presentation] [8]および[10]シクロパラフェニレンアセチレン類の合成と物性2016

    • Author(s)
      野田 尊,三木康嗣,佐伯健造,白 鎭碩,梅山有和,今堀 博,大江浩一
    • Organizer
      第27回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場,広島
    • Year and Date
      2016-09-01
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 色素-生体高分子複合材料を用いる腫瘍の可視化2016

    • Author(s)
      三木康嗣
    • Organizer
      第3回辰巳午会シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学,広島
    • Year and Date
      2016-08-27
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  • [Presentation] [8]および[10]シクロパラフェニレンアセチレン類の合成と物性2016

    • Author(s)
      野田 尊,三木康嗣,佐伯健造,白 鎭碩,梅山有和,今堀 博,大江浩一
    • Organizer
      第36回有機合成若手セミナー 「明日の有機合成を担う人のために」
    • Place of Presentation
      京都薬科大学,京都
    • Year and Date
      2016-08-09
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  • [Presentation] pH応答性近赤外色素を含む高分子ナノ粒子の開発と応用2016

    • Author(s)
      小島健太郎,三木康嗣,高橋裕貴,原田 浩,平岡眞寛,大江浩一
    • Organizer
      第62回高分子研究発表会(神戸)
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館,神戸
    • Year and Date
      2016-07-15
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  • [Presentation] pH応答性近赤外シアニン系色素の開発2016

    • Author(s)
      三木康嗣,小島健太郎,高橋裕貴,原田 浩,平岡眞寛,大江浩一
    • Organizer
      日本分子イメージング学会第11回総会・学術集会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場,神戸
    • Year and Date
      2016-05-28
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] pH応答性近赤外シアニン系色素の開発2016

    • Author(s)
      三木康嗣,小島健太郎,高橋裕貴,原田 浩,平岡眞寛,大江浩一
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      日本分子イメージング学会第11回総会・学術集会
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      神戸国際会議場(兵庫県神戸市中央区港島中町)
    • Year and Date
      2016-05-28
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] pH応答性近赤外色素含有高分子ナノ粒子の開発2016

    • Author(s)
      小島健太郎,高橋裕貴,三木康嗣,大江浩一
    • Organizer
      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場,神戸
    • Year and Date
      2016-05-25
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] pH応答性近赤外色素含有高分子ナノ粒子の開発2016

    • Author(s)
      小島健太郎、高橋裕貴、三木康嗣、大江浩一
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      第65回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市中央区港島中町)
    • Year and Date
      2016-05-25
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  • [Presentation] pH応答性近赤外シアニン系色素の合成と性質2016

    • Author(s)
      小島健太郎,三木康嗣,高橋裕貴,原田 浩,平岡眞寛,大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス(京都府京田辺市多々羅都谷)
    • Year and Date
      2016-03-24
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] pH応答性近赤外色素含有ナノ粒子の開発2016

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      高橋裕貴,三木康嗣,小島健太郎,大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス(京都府京田辺市多々羅都谷)
    • Year and Date
      2016-03-24
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      2015 Annual Research Report
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      垣内 唯,三木康嗣,大江浩一
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      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス(京都府京田辺市多々羅都谷)
    • Year and Date
      2016-03-24
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] [9]シクロパラフェニレンアセチレン類とカーボンナノチューブの複合体形成2016

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      佐伯健三,三木康嗣,白 鎭碩,梅山有和,野田 尊,今堀 博,大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス(京都府京田辺市多々羅都谷)
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      2016-03-24
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      2015 Annual Research Report
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      野田 尊,三木康嗣,佐伯健三,白 鎭碩,梅山有和,今堀 博,大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学田辺キャンパス(京都府京田辺市多々羅都谷)
    • Year and Date
      2016-03-24
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Polysaccharide Derivatives with Near-Infrared Dyes for Optical and Photoacoustic Tumor Imaging2015

    • Author(s)
      Miki, K.; Ohe, K.
    • Organizer
      PacifiChem2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-12-15
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Near-Infrared Dye-Grafted Amphiphilic Hyaluronic Acid Derivatives for Optical and Photoacoustic Tumor Imaging2015

    • Author(s)
      Miki, K.; Inoue, T.; Yamauchi, F.; Yano, T.; Ohe, K.
    • Organizer
      IKCOC-13
    • Place of Presentation
      リーガロイヤル京都(京都府京都市下京区西洞院通塩小路下ル南不動堂町)
    • Year and Date
      2015-11-09
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 近赤外色素を有するヒアルロン酸誘導体の合成と光音響撮像法による腫瘍の可視化2015

    • Author(s)
      三木康嗣,井上達広,山内文生,矢野哲哉,大江浩一
    • Organizer
      第108回有機合成シンポジウム
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区西早稲田)
    • Year and Date
      2015-11-05
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  • [Presentation] pH応答性PEG化近赤外シアニン系色素の合成と応用2015

    • Author(s)
      小島健太郎,三木康嗣,原田 浩,平岡眞寛,大江浩一
    • Organizer
      第5回CSJ化学フェスタ2015
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区船堀)
    • Year and Date
      2015-10-13
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      小島健太郎,三木康嗣,原田 浩,平岡眞寛,大江浩一
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      第25回基礎有機化学討論会
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      愛媛大学・松山大学(愛媛県松山市道後樋又)
    • Year and Date
      2015-09-24
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      三木康嗣
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      第64回高分子討論会
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      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市青葉区川内)
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      2015-09-15
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      三木康嗣
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      第35回有機合成若手セミナー 明日の有機合成を担う人のために
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      京都府立大学(京都府左京区下鴨半木町)
    • Year and Date
      2015-08-01
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  • [Presentation] pH応答性PEG化近赤外シアニン系色素の開発2015

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      第61回高分子研究発表会(神戸)
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      兵庫県民会館(兵庫県神戸市中央区下山手通)
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      2015-07-17
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  • [Presentation] pH応答性PEG化近赤外シアニン系色素の合成と物性評価2015

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      三木康嗣,小島健太郎,原田 浩,平岡眞寛,大江浩一
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      第64回高分子学会年次大会
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      2015-05-27
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  • [Presentation] PEG化アザジピロメテン類縁体の合成と物性評価2015

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      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市白石区東札幌)
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      2015-05-27
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      三木康嗣,井上達広,松岡秀樹,山内文生,矢野哲哉,大江浩一
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      日本分子イメージング学会第10回総会・学術集会
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      タワーホール船堀(東京都江戸川区船堀)
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      2015-05-20
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  • [Presentation] 生体内で利用可能なpH応答性シアニン系近赤外色素2015

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      三木康嗣
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      京都大学新技術説明会
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      JST東京本部別館ホール(東京都千代田区五番町)
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      2015-05-19
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      三木康嗣,井上達広,大江浩一
    • Organizer
      平成27年度高等研究院生体医工学研究交流会
    • Place of Presentation
      京都大学桂キャンパス(京都府京都市西京区京都大学桂)
    • Year and Date
      2015-04-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] 元素ブロック材料の創出と応用展開2016

    • Author(s)
      三木康嗣,大江浩一
    • Total Pages
      265
    • Publisher
      シーエムシー出版
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  • [Remarks] 大江研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ehcc.kyoto-u.ac.jp/eh31/home/index-j.html

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  • [Remarks] 大江研究室

    • URL

      http://www.ehcc.kyoto-u.ac.jp/eh31/home/index-j.html

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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