hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
宇宙における分子進化研究の国際連携・分野間融合への展開

宇宙分子進化の研究成果を,大型国際共同研究(ALMA,「はやぶさ2」などの始原的小惑星からのサンプルリターンプロジェクト)との連携に生かし,積極的に海外に発信し,さらに,これらの活動を通じて若手研究者を育成することが主たる目的である.このために,指導的研究者から若手研究者までの派遣および招聘を実施した.その結果,拠点研究機関同士の研究交流が活発におこなわれ,国際連携研究が当初の想定以上に展開され,優れた研究結果が多数生み出された.これらの研究活動を通じて,次世代の指導者たる人材を育成することができた.本領域は我が国の研究者が各分野でおこなってきた研究が成熟してきたこと,ならびにALMA望遠鏡の運用開始,彗星や小惑星への相次ぐ探査計画の推進により,宇宙科学において氷や有機物などの重要性が高まっていることを踏まえ,国内での各分野での最先端研究を融合し,世界に類のない学際融合研究として発展させ,宇宙での物質の進化を統一的に理解し,惑星系形成論に化学的視点を初めて導入することをめざし,発足したものである.この新たな学融合研究創出が宇宙分子進化研究のブレークスルーとなることを世界に積極的に発信する.また,日本発の学融合研究をさらに確固たるものにするための国際連携を強化する.さらに,関連分野で国際的に活躍する次世代研究者の育成に努める.次世代研究者育成では,若手研究者(菅原春菜,JAMSTEC)をソフィア・アンティポリス大学およびエクス-マルセイユ大学に派遣し,分子雲有機物の分析法について議論・情報収集した.大型国際計画との連携では,OSIRIS-REx科学チームとの共同研究促進のための会合に分担者橘省吾をOSIRIS-REx科学会議に派遣した.国際研究ネットワーク強化,次世代研究者育成,大型国際計画との連携は計画通りに行われた.次世代研究者育成では,若手研究者(菅原春菜,JAMSTEC)のソフィア・アンティポリス大学およびエクス-マルセイユ大学への派遣により,分子雲有機物の分析法について議論・情報収集し,分子雲実験班が作製した有機物の分析の高精度・高感度化が期待されている以上のことから,研究は,ほぼ当初の計画通りに進展していると考えている.本領域は我が国の研究者が各分野で行ってきた研究の成熟,ALMA望遠鏡の運用開始,彗星や小惑星への探査計画の推進により,宇宙科学において氷や有機物などの重要性が高まっていることを踏まえ,各分野での最先端研究を世界に類のない学際融合研究として発展させ,宇宙での物質の進化を統一的に理解し,惑星系形成論に化学的視点を初めて導入することをめざし,発足した.この新たな学融合研究創出が宇宙分子進化研究のブレークスルーとなることを世界に発信する.また,日本発の学融合研究をさらに確固たるものにするための国際連携を強化する.さらに,関連分野で国際的に活躍する次世代研究者の育成に努める.次世代研究者育成では,若手研究者若手研究者を海外の研究機関等に派遣し,International Schoolで講師,氷の生成機構,有機物の分析法,赤外線検出器に関する議論・情報収集等を行い,宇宙分子進化の研究に重要な貢献を行った.大型国際計画との連携では,OSIRIS-REx科学チームとの共同研究促進のための会合に研究者を派遣し,継続的な共同研究を行っている.国際研究ネットワーク強化,次世代研究者育成,大型国際計画との連携は計画通りに行われた.国際研究ネットワーク強化では,スペインのInstitute of Structure of Materials-CSICの研究者が北海道大学を訪問し,共同研究に関する議論を行うとともに成果を共著の論文として出版した.また,3件の国際シンポジウムやワークショップに指導的な研究者から若手まで多数の研究者を招聘するとともに,その前後に北海道大学・東京大学等で更なる議論や共同研究を行い,当該領域の進展に大きな寄与をした.次世代研究者育成では,若手研究者(のべ5名)を海外の研究機関に派遣した.International Schoolで講師を務めたり,有機物の分析法について議論・情報収集し,分子雲実験班が作製した有機物の分析の高精度・高感度化が期待されている以上のことから,研究は,ほぼ当初の計画通りに進展していると考えている.本領域は我が国の研究者が各分野で行ってきた研究の成熟,ALMA望遠鏡の運用開始,彗星や小惑星への探査計画の推進により,宇宙科学において氷や有機物などの重要性が高まっていることを踏まえ,各分野での最先端研究を世界に類のない学際融合研究として発展させ,宇宙での物質の進化を統一的に理解し,惑星系形成論に化学的視点を初めて導入することをめざし,発足した.この新たな学融合研究創出が宇宙分子進化研究のブレークスルーとなることを世界に発信する.また,日本発の学融合研究をさらに確固たるものにするための国際連携を強化する.さらに,関連分野で国際的に活躍する次世代研究者の育成に努める.次世代研究者育成では,若手研究者若手研究者を海外の研究機関等に派遣し,水分子の核スピン,有機物の分析法等に関する議論・情報収集等を行い,宇宙分子進化の研究に重要な貢献を行った.また,若手技術者をチリのASTE望遠鏡に派遣し,観測機材の取付作業に従事させ,若手技術者育成に寄与した.大型国際計画との連携では,はやぶさ2,OSIRIS-REx科学チームとの共同研究促進のための会合に研究者を招聘・派遣し,これまでに引き続き共同研究を推進してきた.宇宙分子進化の研究成果を,大型国際共同研究(ALMA,「はやぶさ2」などの始原的小惑星からのサンプルリターンプロジェクト)との連携に生かし,積極的に海外に発信し,さらに,これらの活動を通じて若手研究者を育成することが主たる目的である.

このために,指導的研究者から若手研究者までの派遣および招聘を実施した.その結果,拠点研究機関同士の研究交流が活発におこなわれ,国際連携研究が当初の想定以上に展開され,優れた研究結果が多数生み出された.これらの研究活動を通じて,次世代の指導者たる人材を育成することができた.基本的には,当初の計画通り研究を推進していくことで,研究目的を達成できると考えている.国際研究ネットワークの強化(招へい)では,海外から指導的立場の研究者を2名程度,2週間程度招へいし,「宇宙分子進化シナリオ」の深化・拡張に関する議論をおこなう.海外の若手・中堅研究者を2名,のべ4ヶ月程度,招へいし,本領域との共同研究をおこなう.国際研究ネットワークの強化(派遣)では,本領域の若手・中堅研究者を2名,のべ6ヶ月程度,海外研究機関に派遣し,本領域の研究に関連した共同研究を実施する.次世代育成では,海外研究機関の施設・装置を利用した研究,および関連分野の海外研究機関を訪問し研究発表や議論をおこなうために,若手研究者数名を2週間程度派遣する.若手研究者2名をインターンとして,海外研究機関に派遣し,1ヶ月程度,研究に関する議論,共同研究および交流の機会をもたせる.また,海外研究機関の若手研究者を1ヶ月程度受け入れ,本領域の研究に参加させる.国際大型計画との連携では,ALMA望遠鏡,OSIRIS-RExなど国際大型計画に関連した議論のために,本領域研究者数名の派遣を支援し,本領域の成果の発信ならびに協力体制の強固に努める.基本的には,当初の計画通り研究を推進していくことで,研究目的を達成できると考えている.国際研究ネットワークの強化では,交流協定を締結したスペインのInstitute of Structure of Materials-CSICと北海道大学低温科学研究所の研究者が相互訪問し,共同研究の更なる推進を図る.海外から指導的立場の研究者を2名程度,2週間程度招へいし,「宇宙分子進化シナリオ」の深化・拡張に関する議論をおこなう.海外の若手・中堅研究者を招へいし,本領域との共同研究(特に実験的研究)をおこなう.さらに,本領域の若手・中堅研究者を海外研究機関に派遣し,本領域の研究に関連した共同研究を実施する.次世代育成では,海外研究機関の施設・装置を利用した研究,および関連分野の海外研究機関を訪問し研究発表や議論をおこなうために,若手研究者数名を派遣する.また,海外研究機関の若手研究者を長期にわたって受け入れ,本領域の研究に参加させる.国際大型計画との連携では,ALMA望遠鏡,OSIRIS-RExなど国際大型計画に関連した議論を継続するために,本領域研究者数名の派遣を支援し,本領域の成果の発信ならびに協力体制の強固に努める.地球惑星科学,天文学3月に外国人研究者を2名招へいして九大で共同研究およびワークショップを開催することを計画していたが,先方の都合で来日が難しくなった.先方の事情により外国人研究者の来日が来年度に延期となった.若手研究者(公募)の海外派遣が、所属機関(身分)の変更により,別途経費で行われた.6月か7月に招へいを予定している.2017年度秋に外国人研究者招へい予定.また若手研究者(連携研究者)を9ー10月、11月、2ー3月に各2週間程度海外に派遣,次世代研究者育成をはかる.
ハイパー核の精密ガンマ線分光

この研究課題の目的は、ゲルマニウム検出器群Hyperballを用いて、精密ガンマ線分光の手法によって様々なΛハイパー核のレベル構造を精密に調べることである。特にそこからΛ核子間のスピン依存相互作用(スピンスピン、スピン軌道、およびテンソルカ)の強さを求めることを目的としている。以下のように、この目的は十分に果たすことができた。1.KEK E419実験(平成10年実施)のデータ解析を完了し、^7_ΛLiからの4つのγ線の検出と、B(E2)の測定に成功した。Λ核子間のスピンスピン相互作用の大きさを初めて確定し、また、Λによる原子核の収縮効果を始めて実証した。2.平成10年以降、米国ブルックヘブン国立研究所のAGS D6ビームラインとHyperballを用いたγ線分光実験BNL E930を行なってきた。最初の^9_ΛBe標的のデータは解析が終了し、わずか31keV離れた2つの3MeVのガンマ線を観測して、(3/2^+,5/2^+)のハイパー核微細構造を分離することに成功した。この間隔から、Λのスピン軌道力が非常に小さいことが確定したが、これは中間子交換描像よりもクォーク描像に基づく相互作用モデルに合っている。3.平成12-13年にHypeballとD6スペクトロメータの様々な検出器を改良した。その後、13年秋に2回目のE930のビームタイムがあり、^<16>O、^<10>B標的のデータを収集した。データは解析中であるが、^<16>_ΛOの1^-→1^-,0^-のγ線が6.55MeVに観測された。今後の解析で(1^-,0^-)の間隔から、Λ核子間のテンソル力の強さが得られる。また、^<16>_ΛOの励起状態から陽子放出によって生成する^<15>_ΛNのγ線も3本観測することができた。^<10>B標的のデータからは、^<10>_ΛBのγ線は観測されなかったが、^<10>_ΛBの高い励起状態を選ぶと、種々のhyperfragmentからのγ線が多数観測された。1.ブルックヘブン国立研究所でのハイパー核ガンマ線分光実験(BNL E930)の後半部分の実施が2001年春に決まったため、これに備えた検出器の改良を行なった。Ge検出器をさらに高計数率に強くするため、プリアンプのゲインを極端に下げる改良を行なった。ゲインの低下によって飽和してリセットがかかる回数を減らし、高計数に強くなると期待される。また、E930で用いる磁気スペクトロメーター磁石の磁場計算を行ない運動量分解能を向上させるとともに、測定器系の強化のための検討を行なった。また、将来のGe検出器の増強やBGO検出器の改良のための種々のデザインを行なった。2.2001年後半以降にKEKで行なう実験の基本的デザインを行なった。SKSスペクトロメーターを用いた(π^+,K^+)

反応によって^<10>_ΛBのM1遷移確率の測定が可能であることがわかった。3.これまでのハイパー核ガンマ線分光実験(KEK E419,BNL E930)のデータ解析を行なった。初めてのハイパー核精密ガンマ分光実験であるE419については、解析が終了し最終結果がまとまった。基底状態二重項間のΛスピン反転のM1遷移(3/2^+→1/2^+)のエネルギーからΛ核子間のスピンスピン力を求めることに成功し、また、E2(5/2^+→1/2^+)遷移確率を測定しΛによって原子核が19%も縮んでいることがわかった。さらに、これら2つの他に別の2つのM1遷移を発見した。E930の^9_ΛBeのデータ解析もさらに進められた。Λのスピン軌道力で分岐する2つのレベル(3/2^+,5/2^+)からのE2遷移が観測され、これらのレベル間隔が非常に小さいことがはっきりした。1.米国ブルックヘブン国立研究所で2001年夏に行なうこととなった^<16>_ΛO,^<12>_ΛC等のハイパー核ガンマ線分光実験(E930)の準備を行なった。現地に設置してあるガンマ線検出器系(Hyperball)について、Ge検出器のプリアンプを改良して高計数率に対する性能を向上させるとともに、BGO検出器の改良を行なった。また、回路系の整備、新たなチェレンコフカウンターの製作、新しい方式の導入によるデータ収集系の高速化などを行なった。さらに、磁気スペクトロメータの分解能向上のため、simulationをもとに、標的回りの検出器の配置を変更し、ヘリウムバッグを製作し多重散乱を抑制した。故障していた現有の検出器や回路の修理、テストも行なった。こうして、前回1998年末に実験を行なった時と比べ、いろいろな面で改善がなされた。2.1998年末にブルックヘブン研究所で行なった^9_ΛBeのガンマ線分光実験について、解析が終了し、最終結果が得られた。観測された^9_ΛBeの2つのE2ガンマ遷移のエネルギーから、Λのスピン軌道力で分岐する5/2^+,3/2^+の間隔は、31±2keVであることがわかり、スピン軌道力が非常に小さいことが確定した。この小ささは現在の核力の中間子交換モデルでは説明できず、理論の改良を強く迫るものとなった。それ以前のKEKでの^7_ΛLiの実験結果も合わせて、これらのハイパー核ガンマ線分光実験の成果をさまざまな国際会議で発表した。米国ブルックヘブン国立研究所AGS加速器において、ゲルマニウム検出器システムHyperballを用いて、2002年9-11月にΛ^^<16>O,Λ^^<15>N,Λ^^<10>Bのハイパー核ガンマ線分光実験(E930)を行なった。4-8月は、この実験の準備として、Hyperballのすべての検出器のテスト、校正を行なうとともに、磁気スペクトロメータ系のテスト、回路系やデータ収集系のテスト、解析ソフトの開発等を行なった。9月からのビームタイムでは、主に^<16>O標的のデータを収集し、最後に^<10>Bのデータを数日収集した。加速器の不調により積算ビーム量が当初の予定の半分程度であったため、当初予定していた^7Li標的のデータは収集できなかった。データ収集開始時から現在までデータ解析を進めており、すでに^<16>O標的のデータからΛ^^<16>OおよびΛ^^<15>Nのガンマ線を観測することに成功したことがわかっている。磁気スペクトロメータで測ったΛ^^<16>Oの励起エネルギースペクトルでΛ^^<16>Oの束縛状態を選ぶと、ガンマ線スペクトルには6.55MeVにピークが現れた。このピークはDopPler shiftの補正により細くなるため、Λ^^<16>Oハイパー核からのガンマ線であることがわかる。また、Λ^^<16>Oの励起エネルギー
メタン取扱施設における安全管理のための簡便メタンモニタリング手法の開発

本研究では、生ごみや家畜ふん尿のバイオガス化施設、温泉利用施設、クローズドシステム処分場等(以下、メタン取扱施設と記す)の現場におけるメタンガスの漏洩対策と爆発等の安全管理のために、オープンパス型メタン測定器を用いた簡便メタン測定を中心とした安全管理モニタリング方法を、現地での実測データや現地ニーズを踏まえて構築した。(1)30の食品廃棄物のバイオガス化施設に対してアンケート調査を実施し、メタン漏洩に対する安全管理の現状を把握した。調査結果から、施設はメタン漏洩事故発生を強くは意識してないと推定された。また、メタン漏洩事故時のマニュアルの存在、メタン漏洩常時モニタリングの必要性および現行のメタン漏洩に備えた常時モニタリング方法の改善の必要性に対する「ある」の回答が、それぞれ約40%、約30%、約10%と低く、万が一の事故に備えたメタンの安全管理が十分になされているとは言えなかった。(2)メタン取り扱い施設におけるメタン漏洩早期検知のためのモニタリング手法として、報告者らが提案したオープンパス型メタン計測器と反射板によって一定空間の平均メタン濃度を計測する方法(谷川昇ら:ハンディタイプオープンパス型計測器による大気環境中メタン計測手法の廃棄物最終処分場への適用、廃棄物学会論文誌、第17巻,第5号,pp.305-312(2006))を用いた。生ごみバイオガス化施設、家畜ふん尿バイオガス化施設および温泉利用施設において、提案モニタリング手法によって、屋外(約2ppm)よりも僅かに高いメタン濃度でも検出でき、爆発などの危険性には問題にならないレベルでの極微量のメタンの漏れの存在がモニタリング可能であることを示した。具体的には、生ごみバイオガス化施設のバイオガスを燃料としている発電機が設置された部屋やメタン発酵廃液の水処理施設室内では、メタン濃度が数ppmと屋外より高くなっていた。また、温泉利用施設の温泉貯留室内では、地下からポンプによって汲み上げた温泉水中のメタンの漏洩に伴う100ppm前後の高いメタン濃度が間欠的に計測されていた。(3)温泉利用施設において、環境省の「温泉利用施設におけるメタン測定マニュアル」に示された可燃性ガス検知器と提案モニタリング手法の比較計測を行い、提案モニタリング手法は可燃性ガス検知器にはできない微量のメタン漏洩を検知できることを検証した。本研究では、生ごみや家畜ふん尿のバイオガス化施設、温泉利用施設、クローズドシステム処分場等(以下、メタン取扱施設と記す)の現場におけるメタン漏洩対策と安全管理のためのモニタリング方法の現状把握を行って問題点を抽出するとともに、現場をパターン分けし、それぞれの現場ニーズに適合したメタンの安全管理モニタリング方法を提案してその実用性を実証する。特に今年度は、メタン取扱施設における安全管理の現状把握と課題・ニーズ調査を目的に研究を行った成果を報告する。○W市最終処分場における調査これまでW市の生ごみ埋立を行っているクローズドシステム処分場(屋根と側壁を有する廃棄物最終処分場であり、埋立廃棄物から発生するメタンがオープン型処分場と比べて施設内滞留しやすい)において継続的なメタンガスモニタリングを行っており、その測定結果を定量評価するために、発生源である廃棄物の採取を行い、実験室内にて実際にメタンガス発生量の推測を行った。その結果、1g(乾燥重量)の生ごみと紙に対して、250mLと300mLのメタンガス発生ポテンシャルがあることを明らかにし、これまでのモニタリング結果の定量的解析のための貴重なデータを得ることができた。また、安全管理上の問題や課題についてヒアリングしたところ、埋立終了後屋根を移動した後にキャッピングを施した第1期区画では、メタンガスと共に悪臭がガス抜き管から放出してしまうことが課題であることがわかった。今後、このガス抜き管から大気中に放出されるメタンガス量を簡便にモニタリングできる方法を開発し、メタンガスと一緒に放出される悪臭を軽減する対策へのニーズがあることがわかった。本研究では、生ごみや家畜ふん尿のバイオガス化施設、温泉利用施設、クローズドシステム処分場等(以下、メタン取扱施設と記す)の現場におけるメタン漏洩対策と安全管理のためのモニタング方法の現状把握を行って問題点を抽出するとともに、現場ニーズに適合したメタンの安全管理モニタリング方法を提案することを目的としている。最終年度は、これまで得られた現場データの補足と総括およびガス会社へのヒアリング調査等により、メタン取扱施設でのオープンパス型メタン測定器による簡便メタン測定を中心とした安全管理モニタリング方法のプロトタイプを構築した。特に、下記が本手法のポイントである。・本提案方法は、簡便で場所を選ばず、メタン漏洩可能性や漏洩したメタンが滞留する可能性が高い箇所に設置でき、かつ24時間体制で低濃度(数ppmから数百ppm)でモニタリングできる。つまり、施設の特性に沿ったモニタリングが可能であることを示した。建屋の天井や壁に設置されたガス警報器を用いた従来の手法では、その設置場所が最適な観測場所とはいえないことがある。・特に、メタンガス発生が懸念されるクローズド最終処分場では、面積1000m2×高さ10m以上の広い空間内のメタンガス濃度を管理する必要がある。従って、数点に設置されたガス警報器での従来のモニタリングよりも、本方法の方が、施設内全体のメタンガスのモニタリングが可能となる。すなわち、目的に応じたモニタリングが可能であることを示した。

以上より、従来のガス警報器によるメタンガスモニタリングよりも、簡便でかつ施設の特性や、目的に応じたメタンガスモニタリング計画・管理が可能な、メタンガス安全管理モニタリング方法を提案することができた。
フレキシブルＳｉナノ構造太陽電池の開発

本年度は、1次元構造を有するSiナノワイヤを主体としたナノ構造太陽電池セルに関して変換効率の向上に重要な短絡電流、開放電圧、および構造因子について詳細に調べ、変換効率を向上させるためのセル構造の最適化を行なった。I-V曲線を解析することでナノ構造太陽電池セルにおけるシリーズ抵抗及びシャント抵抗の原因を明らかにした。光誘起電流をより効率的に取り込むために、従来の櫛形電極ではなく、ハニカム構造を有する微細なマイクログリッドを利用した新たな電極を開発した。以上の技術を利用して、Siナノワイヤ構造上にPEDOT:PSSポリマーを塗布し、異種ヘテロ接合によるpn接合を形成した。セル特性評価を行った結果、短絡電流34.07 mA/cm2、開放電圧0.54 V、曲線因子56.5%、変換効率10.4 %を得た。更に、0次元のSiナノ結晶(直径は3-4 nm)を利用した新たな太陽電池セルの形成も行った。Siナノ結晶を利用すると、Siナノ結晶からのエネルギー移動を利用でき、太陽電池の変換効率を増大させることができる。そこで、Siナノワイヤ上にSiナノ結晶を塗布し、引き続きPEDOT:PSSポリマーを塗布したセルを作製した。Siナノ結晶からのエネルギー移動の効果により、最大変換効率13.7%を得た。上述のSiナノ構造/ PEDOT:PSSポリマー太陽電池に加えて、遷移金属酸化物であるMoOxを利用した新しい太陽電池セルを作製し、セル評価まで行った。その結果、短絡電流34.49 mA/cm2、開放電圧0.51 V、曲線因子70.0%、変換効率12.4 %と高い性能を得た。29年度が最終年度であるため、記入しない。これまでにn型Siナノワイヤ、n型Siナノホールアレイおよびn型Siナノチップとp型導電性ポリマーであるPEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)による有機・無機複合太陽電池の開発を中心に行ってきた。しかしながら、p型層に採用したPEDOT:PSSポリマーは有機物であるため、時間経過とともに劣化する問題があった。そこで、本研究ではp型層の安定化と新規太陽電池開発に関する研究を行う。p型層の安定化の1つの策として、従来のPEDOT:PSSポリマーから遷移金属酸化物に置き換える。このp型遷移金属酸化物層はホール伝導層および電子のブロッキング層として働き、且つ、Siナノ構造表面のパッシベーション層としても働くようにする。また、オールSiからなり、フレキシブル特性を持つ新規なSiナノ構造太陽電池の開発も行う。以上の研究により、Siナノ構造体を利用した安価で環境負荷の小さい高効率太陽電池材料を開発し、Siの理論変換効率を超える次世代の太陽電池開発へ繋げることを目標にする。初年度の研究期間は、外国人特別研究員が来日した2015年11月中旬からの4ヶ月半であり、新規太陽電池セルで最も重要なSiナノ構造の形成制御に関する研究を行った。Siナノ構造としては、ナノワイヤ型とナノホール型の2種類の構造を対象にし、各種モールドを利用したナノインプリント法および硝酸銀とフッ酸の混合溶液を利用した無電解エッチング法を利用して作製した。ナノワイヤ構造に関してはナノワイヤの直径および密度制御、ナノホール型に関しても同様にホールの直径と密度制御を行った。特に、無電解エッチング法を従来の単純な1工程のプロセスから2段階のプロセスに置き換えることで、Si基板上に高密度なSiナノワイヤおよびナノホールを形成できた。現在までに、新規太陽電池セルの作製において最も重要なSiナノ構造の形成制御としてナノワイヤ型およびナノホール型の2種類の構造を形成できている。ナノワイヤ型に関しては、ナノインプリント法を適用することで、簡便にナノワイヤの構造・配列を制御することを可能にした。ナノインプリント用のモールドを4種類準備することで4種類の異なる配列を作製した。ナノワイヤの直径は100ー150 nmの範囲で制御した。ナノワイヤの高さは、ナノインプリントと組み合わせて行うドライエッチングの時間により制御できた。作製直後のナノワイヤ表面には、ドライエッチングの際に導入されたダメージ領域が存在する。そこで、ドライエッチング後にウェットエッチングを行うことで、表面ダメージ層を除去することができた。一方、無電解エッチング法では、一般的な単純な処理に代わって、独自の2段階のプロセスに置き換えることで、従来に比べて高密度のナノワイヤ形成を実現できるプロセスを確立した。また、ナノホール型に対しても、2段階プロセスを採用することで、ナノホール内のホールの形成方向、サイズ、密度を従来以上に制御可能にした。更に、フレキシブル化のためのSi薄膜形成実験も行った。その結果、150μm厚のSi薄膜の作製までできている。以上の研究成果は、研究計画に記載した全ての内容に対応しており、研究の進捗は順調といえる。本年度は、新規太陽電池セルに利用するシリコンナノ構造の形成制御として、ナノワイヤ型とナノホール型の2種類の構造を対象にし、ナノインプリント法および無電解エッチング法による形成制御法を確立した。具体的には、ナノインプリント法では、石英製のモールドのパターンを制御することで、ナノワイヤおよびナノホールの直径および密度制御が可能になった。ドライエッチングの際の表面エッチングを防止することで、表面ダメージを軽減し、ナノ構造の構造制御も可能にした。フレキシブル太陽電池への応用を考えて、フレキシブルシリコン薄膜を形成するための独自の実験機器を開発し、フレキシブルシリコン薄膜の開発も行なった。

現時点では、フレキシブルシリコン薄膜の厚みは100μm程度であり、サイズ(面積)は1インチ程度となっている。今後、更なるサイズの拡大を行う予定である。シリコンナノ構造とp型遷移金属酸化物とのヘテロ接合形成に関しては、酸化バナジウム膜をp型遷移金属酸化物の第一候補として研究し、ホール伝導層および電子のブロッキング層としての性能を電気的特性評価により調べた。その結果、ホール伝導層としての良好な特性を示すことが分かった。今後は、ニッケル、モリブデン、銅、タングステン酸化物へも研究を発展させる。また、電子スピン共鳴測定により、金属酸化物のシリコン表面欠陥のパッシベーション効果に関して調べた結果、遷移金属酸化物は良好なホール伝導特性を示すと同時に、表面欠陥のパッシベーションにも役立つことが明らかとなった。研究実績の概要にも記載した通り、交付申請書に記載したほぼ全ての計画を達成できているといえる。新規太陽電池セルに利用するシリコンナノ構造の形成制御として、ナノワイヤ型とナノホール型の2種類の構造の制御法を確立できており、ナノ構造の直径、密度、構造、表面形状の制御を可能としている。また、太陽電池の新しい機能としてフレキシブルな特性を付与するために、シリコン基板の薄片化と再利用を可能にする新しい手法の開発を装置開発から行い、1インチサイズではあるが、フレキシブルなシリコン薄膜の作製に成功している。更に、遷移金属酸化物の利用に関しても研究を開始し、バナジウム酸化物に関して、良好なホール伝導特性とシリコン表面のパッシベーション効果を実証することができている。以上により、研究の進捗はおおむね順調に進展しているといえる。本年度は、1次元構造を有するSiナノワイヤを主体としたナノ構造太陽電池セルに関して変換効率の向上に重要な短絡電流、開放電圧、および構造因子について詳細に調べ、変換効率を向上させるためのセル構造の最適化を行なった。I-V曲線を解析することでナノ構造太陽電池セルにおけるシリーズ抵抗及びシャント抵抗の原因を明らかにした。光誘起電流をより効率的に取り込むために、従来の櫛形電極ではなく、ハニカム構造を有する微細なマイクログリッドを利用した新たな電極を開発した。以上の技術を利用して、Siナノワイヤ構造上にPEDOT:PSSポリマーを塗布し、異種ヘテロ接合によるpn接合を形成した。セル特性評価を行った結果、短絡電流34.07 mA/cm2、開放電圧0.54 V、曲線因子56.5%、変換効率10.4 %を得た。更に、0次元のSiナノ結晶(直径は3-4 nm)を利用した新たな太陽電池セルの形成も行った。Siナノ結晶を利用すると、Siナノ結晶からのエネルギー移動を利用でき、太陽電池の変換効率を増大させることができる。そこで、Siナノワイヤ上にSiナノ結晶を塗布し、引き続きPEDOT:PSSポリマーを塗布したセルを作製した。Siナノ結晶からのエネルギー移動の効果により、最大変換効率13.7%を得た。
サンスクリット絵画論とインド古代壁画-理論と実際-

アジャンター壁画はンド古代壁画を代表する作例である。インド古代の他の壁画や中世壁画と比べて、アジャンター壁画が古代壁画の一般的技法と様式を備えていると解釈してよい。アジャンター壁画は、大きく前期石窟と後期石窟壁画に分けられるが、その間には決定的な技法と表現の差がある。また後期石窟の中でも、第16・17窟等と第1・2窟等の壁画では、様々な点で差異が認められる。これは主として制作年代によるものであると考えられる。インド絵画史の古代から近世への展開に照らしてみて、アジャンター第16・17窟壁画において、インド絵画の基礎が完成したと言える。特に人物や動物の表現に、画家の細かな観察が典型的に現われている。また環境描写に大きな面積を割かぬ点も、後代まで続く特質として注目される。一方、『ヴィシュヌダルモーッタラ・プラーナ』絵画論の内容とアジャンター壁画を比較した時、人物の描写方法等の点で、非常によく合致するのが確認される。つまり、同絵画論には古代壁画の伝統がよく反映されている。その反面で、同絵画論には、例えば季節の描写方法のように、インド古代壁画とは一致しない内容も含まれ、編纂年代については、かなり下がる可能性がある。しかし、古代壁画の技法・表現の解明にとって、同絵画論が有効であることは不変である。本年度の研究で特に重点を置いた対象は,文献では『ヴィシュヌダルモーッタラ・プラーナ』第3巻の絵画論,実作例ではアジャンター壁画である.文献と実作例おのおのの研究,および両者を比較検討しての研究を通じて,視覚的な事象を言語で記述する文献の限界や,偶然に遺された作例でもって一般的現象を考察する危険性は絶えず感じられたものの,それを越えて,完成期インド古代壁画の際立った特色が,文献と作品の両面から以下の点で把捉され得た.1.人物・動物を描写する際に,どの方向から眺められた姿で表現されるかが,大きな要点として画像に意識された.文献では像の向きが正面向きから後向きまで, 9段階に区別されているが,実作例でも文献とよく一致した現象が認られる. 2.人物・動物を描く時,画家は,姿勢の取り方によって,対照の一部が短く見えることをはっきり認識していた.壁画の作例には,現実にかなり発達した短縮方が用いられている.3.地面・床・壁などの平面的なものを除いて,描かれた対象すべてにとって,立体感を現わし形を明確にする暈取り(暈し)が必須の要素であった.4.絵画は観者に特定のラサ(情緒)を起こさせることを要求された.つまり,文芸や演劇におけるラサ論の発達と呼応して,絵画もその主題にふさわしい感情を観者に喚起させるべきものと考えられ,画家は実際にその要求に応えた.以上が,インド古代壁画の特色として,文献と実作例の両面から確認される内容のうち,特に重視すべき点である.但し注意すべきは,これら特色が,画家が現実の描写対象を詳細に観察した結果を,直接画面に表現することで達成されたもの,つまり写実的な観方と表現によるものではなく,画家たちが,様々な視覚体験を一般化・抽象化しながら,幾世代もかけて練り上げた結果であることである.実際の作品も文献も,それを示唆している.本年度は研究計画の最終年に当たるため、研究成果を纏めることに努めた。昭和62年度の科学研究費補助金によって作成したアジャンター壁画の焼付写真を詳細に観察・検討して、現地における観察結果と照合しながら、出来る限り正確な壁画技法の解明を目指した。同時に、アジャンター壁画が如何なる表現方法を取っているかについても探求した。それと並んで、既に翻訳を完了した『ヴィシュヌダルモーッタラ・プラーナ』絵画論との対応関係を究明した。またアジャンター壁画以外のインド古代壁画および中世壁画との関連も追求した。その具体的結果は研究成果報告書にある通りであるが、従来解明されることの無かったアジャンター壁画ひいてはインド古代壁画の技法・表現上の特質が明らかにされ、サンスクリット絵画論との関係も、一面でかなり深いことが確認された。

これによって、インド絵画の伝統が、既に古代壁画によって完全に基礎付けられていたことが明らかとなった。以上の成果を報告書として印刷・製本し、関係する研究機関と研究者に配布した。
超高感度時間分解赤外分光システムの開発～プロトンポンプ機構の解明～

フェムト秒赤外白色レーザーを光源とした赤外分光装置を試作設計した。微弱信号の赤外測定は水蒸気由来の信号の影響が大問題となるので測定システムすべて覆うチャンバーを作成し、乾燥窒素ガス充填を行った。微小流路中を流れる試料にポンプ/プローブ法を用いる時間分解測定の為にマイクロフローチップを作製した。これらの装置を用いて光路長50μmのセルを用いて緩衝液中の存在するチトクロムcの酸化還元差スペクトルの測定に成功した。20年度は現有の赤外分光装置に赤外レーザーを組み合わせて時間分解赤外振動分光システムの作製を行なった。赤外白色レーザーはフェムト秒レーザーを数種類組み合わせて発信させた。安定化の為に、温調、湿度のコントロールを行った。また種となるレーザーの電源ノイズを極力減らした。その結果、中赤外域(1000cm^<-1>-2000cm^<-1>)で400cm^<-1>の幅を持つ安定な発振に成功した。さらに測定に使われる全ての機器を一台のコンピューターで制御するプログラムを新たに作成した。またコンピューター内部の電源を源泉とするノイズが測定結果の悪影響を及ぼすことが明らかにし、このノイズを極限にまで減らす工夫を行った。これらにより精度の高い繰り返し積算が行なえるようになった。中赤外領域での赤外分光においては空気中の二酸化炭素と水蒸気がスペクトルの質を大きく低下させる。我々が目指している蛋白質由来の微弱信号を精度良く測定するためには、水蒸気由来の信号の影響が大問題となる。そこで測定システムすべて覆うチャンバーを作成し、脱気/乾燥窒素ガス充填を繰り返すことで測定系の相対湿度をほぼ0%にすることに成功し、スペクトル上から二酸化炭素、水蒸気の信号を完全に取り除いた。蛋白質は緩衝液に懸濁されているが、H_2Oの信号は4x10^<-3>A/°Cの温度依存性があり、この温度依存性は微小変化の追跡には許されないふらつきとなる。そこでセルと恒温槽と組み合わせて温調、恒温を可能とする新しいセルを設計、製作した。この装置を用いて光路長50μmのセルを用いて緩衝液中の存在するチトクロムcの酸化還元差スペクトルの測定に成功した。ここにフェムト秒赤外白色レーザーを光源とした赤外分光装置が完成した。21年度はフェムト秒赤外白色レーザーを光源とした赤外分光装置を用いて時間分解実験の検討を行った。試料にはあらかじめ阻害剤を結合させておき、反応液を混合する。その後、混合液を微細流路中に流し、上流でレーザー光により阻害剤を光乖離させて化学反応を開始する。下流で赤外レーザーを用いてスペクトルを測定するポンプ/プローブ法を計画した。まず、我々の目的の速度で均一に二液を混合することが出来るミキサーの検討を行った。シリンジポンプを用いて二液をミキサー内に導入した後、短時間で均一に混合するミキサーが求められた。比較検討した結果、市販のミキサーが最適であることが分かった。次にマイクロフローチップを作製した。赤外レーザー光を用いて水溶液の測定を行うので、光路長50μm、流路幅400μm径に設定し、試料と参照を同時に測定するダブルビーム方式で測定を行うのに最適なフッ化カルシウム製セルを設計/試作した。二枚のフッ化カルシウムの板の上に厚さ50μmのSU-8樹脂を塗布し、硬化させてセルを作製した。チップ内は高圧になるので極微小のピンホールも許されないが、試行錯誤を繰り返した結果マイクロフローチップを完成させた。
電位依存性K^+チャンネルの機能調節分子に関する研究

電位依存性K^+チャンネルに関しても最近βサブユニットが存在することが明らかにされ、それらの種類やまたそれらのK^+チャンネル(αサブユニット)の機能に対する影響について盛んに研究が進められている。1.相同性をもとにしたスクリーニングによってウサギの心筋よりShakerファミリーに属するKv1.5をクローニングした。そのKv1.5電流に対するラットのβ1サブユニットの影響を卵母細胞の発現系を用いて検討し、本来殆ど不活性化のない遅延整流型の電流であるKv1.5電流がβ1サブユニットによって速い不活性化を示すようになることを明らかにした。また、β1サブユニットはKv1.5電流の活性化曲線にも影響を及ぼした。さらにKv1.5以外のαサブユニット(Kv1.2とKv1.4)に関しても同時に発現させたβ1サブユニットは、それらの電流の不活性化を速くすることを観察した(Kv1.4電流は本来速い不活性化を示すため、その成分を除いた変異体を作製して検討した)。現在、β1サブユニットの各αサブユニットに対する影響がどのように異なるのかを詳細に調べるために、β1サブユニットとKv1.2、Kv1.4、Kv1.5とのキメラ体を作製して、検討を開始したところである。2.蛋白分子として相互作用することを指標としてK^+チャンネル(αサブユニット)の機能調節分子をクローニングするために酵母のTwo Hybrid Systemが利用できるかどうかを検討した。そのため、まず1.で述べたように機能的に相互作用することが分かっているαとβ1サブユニットの間の相互作用が酵母の系で検出できるかどうかを調べた。これまでのところ相互作用を示す2種類のレポータ遺伝子の活性が両方とも明らかに認められているというわけではないが、この酵母の系が目的とする蛋白のクローニングに利用できるかどうかに関してはさらに検討する予定である。
司法英語教育のためのコーパスを用いたアメリカ、イギリス判例の共時的、通時的研究

本研究は、200年間にわたるアメリカとイギリスの司法英語の変遷をBiber(1988)の枠組みを使って検証し、現代司法英語の特徴を共時的、通時的に明らかにしようとする試みである。本研究ではBiber(1988)で示された5つのdimensionを用いて具体的にどのような語彙・文法項目がどの程度の違いで異なっており、それらが過去200年間においてどのように変化して来たのかを数量的に明らかにした。特にその中でも名詞句構造の複雑化と巧緻化、名詞化形の増加、受動態形の減少が現代司法英語の特徴であることを明らかにした。アメリカの連邦最高裁判所判例およびイギリスの貴族院判例を200年間のスパンの中で共時的、通時的に比較し、その歴史的変遷を明らかにすることである。本年度は、立教大学より在外研究の機会を得、アメリカの北アリゾナ大学で1年間にわたり、Douglas Biber教授の指導のもとで、コーパス言語学に必要な統計的手法に基づく言語の計量的分析方法を研究した。Biber教授は、因子分析を言語データの分析に応用し、MultidimensionalAnalysis(MDA)に基づく言語分析の方法論を確立し、言語研究に新たな時代を築いた人物である。その研究成果は広く英語教育や文法研究に応用され、辞書・文法書・その他の英語教材に、より現実的な言語使用の実例を提供し、言語学のみならず英語教育全般に大きな変革をもたらした。この1年間を通してBiber教授より直接、MDAの方法論を学び、司法英語(具体的にはイギリスとアメリカの歴史的判例)の分析のための基盤を構築することができたことは、科研での研究テーマ遂行のために大きな収穫であった。コーパス構築の作業も大きく進展した1年間であった。アメリカ司法英語を、18世紀の最初期、19世紀開始前後、直近の3つの時期に設定し、イギリス司法英語に関しても、アメリカ司法英語の時代に対応する3つの時期を設定し、そのパイロットコーパスを完成させることができた。本研究のパイロット研究として、以前に構築したイギリス司法英語のコーパスを用いて、Biber教授が提唱するMDAの方法論に基づき3本の論文を執筆した。その研究成果は近々出版される予定である。司法英語は英米共に、より口語的で動詞を中心とした言語使用形態から、より多くの情報を効率的に伝達できる名詞的な文体へと歴史的に移行しており、そのために必要な言語形式も次第に明らかになりつつある。この歴史的変遷は、科学英語においても並行して進行してきたものであるが、司法英語ならではの要因が作用し、興味深い違いを呈していることも明らかになりつつある。来年度は、英米司法英語のコーパスを完成させ、その歴史的変遷の研究を大規模に開始したい。平成21年度は、アメリカ連邦最高裁判所の最初期の判例50万語、直近の50万語、その中間期の50万語、同時期のイギリス貴族院判例のコーパスと合わせて6本の司法英語コーパスを構築し、そのうちの5本までをBiber(1988)のモデルに従ってタグ付けをした。これによって、今後のアメリカ司法英語とイギリス司法英語の通時的、共時的研究の基礎となる言語データがそろった。その上で、Biber(1988)モデルし沿って100以上の語彙・文法項目について計量的分析を試みた。その結果、アメリカの司法英語は極めて規則的に過去200年余りにわたって変化してきていることが判明した。5つのdimensionの数値の歴史的な変化は以下のとおりである。アメリカの司法英語は、1.口語的な文体、瞬時に語彙文法形式を判断して発話するような文体から、時間をかけてより多くの情報を限られた言語内に詰め込むような文体、節中心から句中心の文体に変化している。2.過去の出来事について語るナラティブな文体から、説明的で記述的な文体に変化している。3.主として関係詞節を使った言語内での意味照応完結型文体から、言語外あるいは状況依存型の文体に変化している。4.話者の判断を相手に伝えるより説得的な文体へと変化している。5.受身系の文法形式が減少し、より具体的な表現何用の文体に変化している。ということが統計的数値の上で明らかとなった。夏には北アリゾナ大学のBiber氏のもとを訪ね、この結果について意見交換をした。12月にはBiber氏を立教大学に迎えて、氏が提唱するコーパス言語学と英語教育との融合について講演会を開催した。研究実績の概要(1)アメリカの連邦最高裁判所とイギリスの貴族院の判例を、1792年から1812年まで50万語、1910年から1911年まで50万語、2007年と2008年から50万語ずつ収集し、合計6本の歴史的司法英語コーパスを構築した。(2)これらの6本のコーパス全てにタグ付けを行った。

(3)そのデータをファクター分析にかけ、Biber(1988)の枠組みをつかって100以上の語彙・文法的項目についてその発生頻度を調査した。(4)その結果を基に、Biber(1988)が提唱する5つのdimensionの歴史的変化を測定した。(5)研究成果アメリカの司法英語は5つのdimensionすべてにおいて数値が下がっており、口語的な文体からより巧緻な書き言葉の文体へ変化していること、語りの文体から説明的で記述的な文体へ変化していること、言語内で意味照応関係が完結する文体から言語外の状況依存型文体へ変化していること、書き手の判断を伝えようとするより説得的な文体へ変化していること、受動態の減少に伴い主体者を明示した具体的な文体へと変化していることが判明した。一方、イギリスの司法英語は異なる歴史的変遷を経ていることが明らかになった。いったん口語的な文体となりその後巧緻な書き言葉の文体に変化していること、語りの文体からより説明的な文体に変化していること、言語外の状況依存型文体から言語内で意味照応関係が完結する文体ヘアメリカの司法英語とは反対の文体に変化していること、書き手の判断を伝えようとする説得的な文体からそうでない文体に一度変わり、その後より説得的な文体へと変化していること、受動態が減少しより具体的な文体へと変化していることなどが判明した。このようなアメリカとイギリスの司法英語の文体の違いは、イギリスの法廷では歴史的に口頭主義が強いこと、1885年以前の判例はローリポーターによる私撰の判例が広く用いられていたことなどに由来するものと考えられる。
微量金属元素同位体を用いた河川および沿岸海洋の環境動態解析の試み

本研究の目的は、河川・海洋における物質循環の解析ツールとして、地表に普遍的に存在する様々な微量金属元素を利用した"微量金属元素同位体トレーサ法"を確立することである。昨年度までは陸域(河川)を対象とし、土壌などの地表物質の分布の規定要因、移動・拡散など、環境評価指標としてのストロンチウムやネオジム、ハフニウム同位体(^<87>Sr/^<86>Sr比、^<143>Nd/^<144>Nd比、^<176>Hf/^<177>Hf比)の有用性の確認を行なった(Asahara et al., 2006)。これら陸源物質は溶存態、粒子態として海洋に流入し、最終的に海洋堆積物として沈積する。本年度(3年目)は、この海洋堆積物から、海水を起源とする物質と陸源砕屑物を分離し、各成分のSr、Nd同位体が持つ起源情報について検討を行なった。試料には、みらい航海MR03-K04で採取した南インド洋高緯度海域の珪質・石灰質堆積物を使用した。逐次溶解法により「炭酸塩」、「鉄マンガン酸化物」、「生物源シリカ」、「有機物」、「砕屑物」の5つの成分を分離し、これら各成分のSr、Nd同位体比を測定した。その結果、微量金属元素同位体トレーサが、以下の過去の地球表層環境の復元に有効であることが示された。(1)炭酸塩、鉄マンガン酸化物、生物源シリカの各成分は基本的に海水の同位体比を反映したが、炭酸塩成分と鉄マンガン酸化物成分のNd同位体比には水深毎のNd同位体比の違いに起因する差も見られた。過去の海水のNd同位体比の深度プロファイルの復元の可能性を示唆するものであり、過去の海洋循環の解明に寄与すると考えられる。(2)砕屑物成分の同位体分析から、砕屑物が南極半島付近から漂流岩屑として運搬されてきた可能性が示された。砕屑物の同位体分析は、陸源物質の運搬過程に関わる過去の地球表層の風系・表層海流系を復元する際の強力なツールとなることが期待される。地表における元素分布を規定する主要因は基盤岩の地質であるが、第2の要因として物質移動が考えられる。地表の物質移動を捉えることは、人為汚染の拡散などの地表の環境評価において極めて重要である。現代においては,森林伐採による表土の流出、丘陵地開発による侵食の加速,人間活動による物質放出など,地表の元素分布に変化を与える新たな要素もある。これらの地表での物質移動を捉えるにはその起源情報を与えてくれる同位体は有力な指標と考えられる。初年度は、微量金属元素のストロンチウム(Sr)の同位体に着目し、地表物質の分布の規定要因を明らかにした。試料は,愛知県北東部(約2000km^2)の伊勢湾に流れ込む河川の堆積物で,地域,地質を考慮し、142地点で採取した。また、基盤岩との対比のため,基盤岩岩石15試料も採取した。Sr同位体比の分布の特徴は次のようにまとめられる。調査地域西部と南東部の堆積岩・変成岩地域ではSr同位体比は0.712-0.727と高く、調査地域中央部の花崗岩地域では苗木花崗岩地域の高い値(0.714-0.733)を除けば、0.709-0.713と低い。これらの値は、基盤岩のSr同位体比と一致しており、地表物質のSr同位体比の分布は基盤岩の分布に強く規制されている。しかしながら,Sr同位体比の分布が地質図上の基盤岩の分布と合わない地域も存在する。その1つの理由は、地質図上に表れていない苗木花崗岩が他の基盤岩に小規模に多数貫入していることが挙げられる。2つ目の理由は、河川による地表物質の移動・拡散がある。例えば、調査地域の南東部において、変成岩起源の砕屑物が下流側の花崗岩地域へ移動・拡散している様子がSr同位体比の分布図からわかる。これらの結果は、物質の移動・拡散などの地表の環境評価におけるトレーサとしてのSr同位体の有用性を示唆する例として注目される。本研究の目的は、河川・沿岸海洋における環境動態の解析ツールとして、地表に普遍的に存在する様々な微量金属元素を用い"微量金属元素同位体トレーサ法"を確立することである。昨年度は、河川堆積物中のストロンチウムの同位体(^<87>Sr/^<86>Sr比)を分析し、土壌などの地表物質の分布の規定要因、移動・拡散などの環境評価指標としてのSr同位体の有用性を確認した(Asahara et al.,投稿中)。本年度は、岩石風化・表土形成の指標として高い有用性が期待されるハフニウム(Hf)に焦点を当て、天然試料中のHf同位体分析法確立のため次の2点について重点的に検討を行なった。まず、試料の前処理技術を確立するため、堆積物・懸濁物質の完全分解法を検討した。堆積物・懸濁物質中のハフニウムは重鉱物に偏在しているが、通常の開放系でのフッ酸分解ではこれらの重鉱物が溶け残りやすく、分析精度に大きな影響を与える。そこで、開放系での分解の残査を高圧分解容器内(密閉系)で分解した。

高圧分解前後の分析値に明瞭な差があること、高圧分解した試料のHf濃度の繰り返し精度が良いことから、高圧分解により完全な試料の分解が達成できることが確認できた。次に、河川水などの低濃度ハフニウム試料の同位体分析に耐えうるよう、質量分析計のイオン源(表面電離)内でのHfのイオン化効率向上の検討を行なった。同位体分析精度を左右する一番の要因はこのイオン化効率であるが、Hfは第一イオン化ポテンシャルが高いため、そのイオン化効率は極めて低い(0.0010%)。ネオジム同位体分析法で通常用いるトリプルフィラメント方式を採用し、イオン化促進剤としてリン酸をHf試料に添加した場合、0.00100.0025%のイオン化効率が得られた。イオン化促進剤としてホウ素の添加した場合、イオン化効率を大幅に高める(0.005%)ことができた。このHf同位体分析法の確立により、河川堆積物や河川水などの実試料への適用の準備が整った。本研究の目的は、河川・海洋における物質循環の解析ツールとして、地表に普遍的に存在する様々な微量金属元素を利用した"微量金属元素同位体トレーサ法"を確立することである。昨年度までは陸域(河川)を対象とし、土壌などの地表物質の分布の規定要因、移動・拡散など、環境評価指標としてのストロンチウムやネオジム、ハフニウム同位体(^<87>Sr/^<86>Sr比、^<143>Nd/^<144>Nd比、^<176>Hf/^<177>Hf比)の有用性の確認を行なった(Asahara et al., 2006)。これら陸源物質は溶存態、粒子態として海洋に流入し、最終的に海洋堆積物として沈積する。本年度(3年目)は、この海洋堆積物から、海水を起源とする物質と陸源砕屑物を分離し、各成分のSr、Nd同位体が持つ起源情報について検討を行なった。試料には、みらい航海MR03-K04で採取した南インド洋高緯度海域の珪質・石灰質堆積物を使用した。逐次溶解法により「炭酸塩」、「鉄マンガン酸化物」、「生物源シリカ」、「有機物」、「砕屑物」の5つの成分を分離し、これら各成分のSr、Nd同位体比を測定した。その結果、微量金属元素同位体トレーサが、以下の過去の地球表層環境の復元に有効であることが示された。(1)炭酸塩、鉄マンガン酸化物、生物源シリカの各成分は基本的に海水の同位体比を反映したが、炭酸塩成分と鉄マンガン酸化物成分のNd同位体比には水深毎のNd同位体比の違いに起因する差も見られた。過去の海水のNd同位体比の深度プロファイルの復元の可能性を示唆するものであり、過去の海洋循環の解明に寄与すると考えられる。(2)砕屑物成分の同位体分析から、砕屑物が南極半島付近から漂流岩屑として運搬されてきた可能性が示された。砕屑物の同位体分析は、陸源物質の運搬過程に関わる過去の地球表層の風系・表層海流系を復元する際の強力なツールとなることが期待される。
筋弛緩薬のヒスタミン-N-メチルトランスフェラーゼ抑制に関する研究

雑種成犬10頭を用い、ヒスタミンをN-メチルヒスタミンに分解するヒスタミンN-メチルトランスフェラーゼ活性におよぼす筋弛緩薬の影響を検討するため、血漿中ヒスタミン濃度と代謝産物であるN-メチルヒスタミン濃度を経時的に測定した。まず、種差と麻酔に使用するペントバルビタールの影響を検討するため、麻酔導入前後で比較したところ、導入前のヒスタミン、N-メチルヒスタミン濃度の2.7pmol/mlと7.9mug/lが、導入後には2.65pmol/mlと3.75mug/lでペントバルビタールによまる増加は認められなかった。しかし、ヒトでの血漿ヒスタミン値1.7pmol/mlとN-メチルヒスタミン値0.78mug/lに比べると高く、種差が認められた。内因性ヒスタミンを遊離させる目的でd-ツボクラリン(dTc)を0.8mg/kg投与したところ、ヒスタミンは1-3分後に、N-メチルヒスタミンは5-10分後に最高値に達した。In vitroの研究で、ヒスタミンN-メチルトランスフェラーゼの抑制が強いと報告されているベクロニウムを前投与した後にdTcを投与した結果でも、ヒスタミンは1-3分後に、N-メチルヒスタミンは10-15分後に最高値に達した。また、血漿中ヒスタミンの減衰、N-メチルヒスタミンの増加と減衰の速度にも、ベクロニウムの前投与の有無に関係なく差は認められなかった。以上より臨床使用量のベクロニウムにはヒスタミンN-メチルトランスフェラーゼ活性の抑制は認められないか、臨床上問題にならない程度と考えられた。