hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化物還元反応を利用した各種セラミックスの低温焼結接合

酸化銀還元反応を利用したセラミックスと金属との低温直接接合プロセスを開発した。酸化銀粒子とジエチレングリコールの還元反応により、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素および単結晶シリコンを400°Cから500°C付近の接合温度で金めっき銅と良好に接合できた。各種セラミックスは酸化銀の還元よって生成した銀の焼結層を介して接合していた。焼結銀層は中間層を介さずにセラミックスに直接接合していることが分かった。酸化銀の還元プロセス中に形成される銀イオンおよび銀ナノ粒子が、セラミックスへの界面接合に寄与していることが分かった。分子動力学シミュレーションによって、このような界面の接合挙動を確認した。酸化銀とジエチレングリコールを混合したペーストを接合材料として用い、金めっき銅試験片とアルミナセラミックおよび窒化アルミニウムセラミックスとの接合を行った。接合パラメータとして予熱温度、予熱時間、接合温度、接合時間、接合加圧力を変化させて接合強度に及ぼす影響を評価した。予熱に関しては、セラミックスの種類によって熱伝導率が異なるため、それぞれに対して最適化を行った。アルミナセラミックの接合においては、接合温度が高くなるほど、接合加圧力が大きいほど接合強度は向上した。接合は酸化銀還元によって生成した銀の粒子がアルミナセラミックに焼結することによって達成された。また、接合温度、接合加圧力の増加により銀ナノ粒子焼結層が緻密化することによって接合強度が向上することが分かった。接合温度500°Cで接合加圧力10MPa以上あるいは接合加圧力15MPaで接合温度400°C以上の接合条件において、アルミナセラミック中で母材破断する高強度の接合継手が達成できた。窒化アルミニウムセラミックスの接合においては、接合温度、接合時間、接合加圧力いずれに対しても、接合強度は一定の値で最大強度を示した後に低下することが分かった。窒化アルミニウムと銀とは濡れ性が悪いため、平均粒径が1μm以上の銀微粒子を用いた接合では接合が達成されなかった。このことから、本研究で接合が達成されたのは、酸化銀還元によって生成した銀ナノ粒子の大きな比表面エネルギーによる効果であることが分かった。接合温度、接合時間、接合加圧力が過大となると銀の粒径が粗大となり、銀粒子と窒化アルミニウムとの濡れ性が阻害されるため界面での接合性が低下し、接合強度が低下すると推察された。酸化銀還元反応を利用したAgナノ粒子その場生成による接合プロセスを用いて、金属と各種セラミックスの直接接合を行った。酸化物系セラミックスであるAl2O3に対しては、接合温度500°C、加圧力5 MPaの接合条件で27 MPaのせん断強度を得ている。次に、セラミックス基材として非酸化物系セラミックスであるAlN、SiCを用い、金属基材としてAuめっきCu試験片を用いて接合を行った。本接合法によりいずれのセラミックスに対してもセラミックスの表面メタライズ等の事前処理や接合雰囲気の制御を行うことなく、500°C以下の低温で接合を達成した。金属/セラミックス接合の場合、予熱プロセスがAg/セラミックス界面の接合強度に影響を及ぼすことがわかった。AlN、SiCそれぞれに対して予熱時間を最適化した結果、いずれも予熱時間9 minが最適となり、接合温度500°C、加圧力5 MPaの接合条件でせん断強度23 MPa及び20 MPaが得られ、いずれもPb-5Snを上回る強度となった。次に、Al2O3の接合において、銀/Al2O3界面の接合機構を検討した。透過型電子顕微鏡を用いて銀/Al2O3界面組織を詳細観察した結果、界面に中間層は確認されず,焼結銀がAl2O3試験片に対して直接接合していることがわかった。X線光電子分光法による界面の分析を行った結果,銀はAl2O3表面の酸素原子と結合していることが示唆された。これらの結果を踏まえ,分子動力学シミュレーションを用いてAl2O3基材に対する銀の焼結挙動を評価した結果、電荷を持った銀イオンがAl2O3表面に銀の初層を形成した後に、銀ナノ粒子が濡れ広がり結合する様子が確認された。以上の結果より、酸化銀の還元によってその場生成した銀イオン粒子がAl2O3表面の酸素と結合することで、Al2O3の接合が達成されると考えられた。本年度は昨年度に引き続き、(1)酸化物還元反応を利用した接合法による各種セラミックスの接合性評価と接合プロセスの確立を行うと共に、(2)接合モデルの構築と接合機構の解明を行うことを当初計画として研究を実施した。(1)に関しては、昨年度のAl2O3の接合に加えて、非酸化物系セラミックスであるAlN、SiCの接合プロセスの確立を達成した。また、(2)に関しては、Al2O3と焼結銀との接合機構を接合部のナノレベル組織解析と分子動力学シミュレーションにより接合機構を明確化し接合モデルを提示することができた。以上の成果により、おおむね順調に研究が進展していると判断している。今年度は、AlN、SiC、SiO2およびSiと金めっき銅試験片との接合を行った。いずれも酸化銀ペーストを用いることで表面処理無しに金属との直接接合が達成された。界面の透過型電子顕微鏡(TEM)観察と分子動力学(MD)シミュレーションにより、AlNの接合では、AlN表面に形成されるAl2O3酸化膜に銀がイオン結合することで接合されることが示唆された。

SiO2の接合では、SiO2中に銀が拡散し、これによって銀焼結層との接合が達成されることが分かった。SiCおよびSiの接合では、これらの基材表面にSiO2酸化膜が形成されており、前述のSiO2と同様の接合機構で接合が達成されることが分かった。接合温度、保持時間および加圧が接合性に及ぼす影響を評価した結果、AlN継手では、接合温度の上昇は継手強度の上昇をもたらした。しかし、保持時間の増加はボイドの粗大化を促進させ、加圧の上昇は銀の再酸化による脆い酸化銀層を形成したため、継手強度は向上しなかった。SiC継手では、接合温度、保持時間、加圧の増加は焼結銀層の緻密化をもたらし継手強度が向上したが、保持時間の過剰な長時間化や極端な高加圧化はボイドの拡大や銀再酸化層の形成を促進し、継手強度が低下する原因となった。Si継手では、接合温度の上昇により強度は増加傾向を示したが、400°Cで一旦低下した。これは、接合層に残留した酸化銀の熱分解によりボイドが生成したためであったが、450°Cでは再び増加し、最高強度が得られた。高温信頼性評価として、250°Cでの高温放置試験を行った。AlN継手は、高温放置過程での過度な焼結進行によるボイドの粗大化や、銀層硬さの上昇によるせん断応力の界面への集中によって強度が低下した。SiC継手は高温放置後も過度な焼結進行が確認されず、せん断強度も接合ままの75%以上を維持した。酸化銀還元反応を利用したセラミックスと金属との低温直接接合プロセスを開発した。酸化銀粒子とジエチレングリコールの還元反応により、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素および単結晶シリコンを400°Cから500°C付近の接合温度で金めっき銅と良好に接合できた。各種セラミックスは酸化銀の還元よって生成した銀の焼結層を介して接合していた。焼結銀層は中間層を介さずにセラミックスに直接接合していることが分かった。酸化銀の還元プロセス中に形成される銀イオンおよび銀ナノ粒子が、セラミックスへの界面接合に寄与していることが分かった。分子動力学シミュレーションによって、このような界面の接合挙動を確認した。当初の研究目的、研究計画では、各種セラミックスの接合性評価と接合プロセスの確立を平成26年度、27年度に実施する予定となっている。本年度は、酸化物系、窒化物系のそれぞれ代表的セラミックスで実用例も多い、アルミナセラミックスと窒化アルミニウムセラミックスの接合性評価を行い接合プロセスの確立を達成できた。また、これらのセラミックににおける接合機構に関しても検討し、考察を行った。このことからおおむね順調に研究が進展していると判断している。当初の研究計画に従って、非酸化物系セラミックスについても、接合部のナノレベル組織解析と分子動力学シミュレーションなどを用いて接合機構の解明と接合モデルの提案を行う。さらに、実用化を念頭に高温放置、温度サイクル試験による接合部の信頼性評価を行う。その結果の解析に基づいて、信頼性向上の方策を考察して、接合プロセス最適化にフィードバックすることで本接合プロセス実用化への指針を提示する。28年度が最終年度であるため、記入しない。溶接・接合、材料加工、材料機能化当初の研究計画に従って、今後引き続き酸化物系、窒化物系、炭化物系各種セラミックスの接合性評価を行う。
東アジアの保育における絵本環境に関する国際比較研究

本研究は、21世紀を生きる子どもたちがグローバル化に対応する力を身につけるためには「読書」が有効であると考え、すべての子どもが絵本と出会う環境を整備するために、東アジア(日本・韓国・香港・台湾)の保育における絵本環境を「理念・施策」と「実践」の2側面から比較文化的に描き出した。その上で、子どもにとって望ましい絵本環境を整備するために必要な絵本を捉える視点として、(a)芸術、(b)伝統文化、(c)表現、(d)コミュニケーション、(e)言葉を育む教材の5点を提示した。本研究の目的は,東アジア4地域(日本・韓国・香港・台湾)の保育における絵本環境を比較文化的に描き出すことである。そのため(a)国・地域,(b)幼稚園,(c)保育者の3つのレベルから,幼稚園5歳児クラスの絵本環境を「理念・施策」(保育全般・絵本)と「実践」(物理的環境・人的環境)の2側面から調査する。国際比較調査は,3年間のスパンで実施し,研究2年目である平成25年度は韓国での現地調査を実施し,上記2側面からの研究結果をまとめた。また,台湾の絵本環境「理念・施策」を明らかにし,最終年度における現地調査の枠組みを固め,調査の実施に備えた。韓国の絵本環境:「理念・施策」に関して,主に「幼稚園教育課程」(ヌリ課程,2012)を分析した。「実践」に関わっては,前年度8月の「梨花女子大学校附属乳幼児教育センター」の訪問調査に加え,平成25年7月に環太平洋乳幼児教育学会の世界大会(7月)の参加に重ね,「延世大学校子どもの発達研究所」を訪問し,実施した。その結果,韓国の絵本環境の特徴として,保育における「本(絵本)」の位置づけは高く,蔵書・絵本の部屋など園内の絵本環境を整え,家庭と連携しながら絵本と子どものかかわりを促していること,その際,より学力向上(読み書き能力)につなぐ教材として「本(絵本)」を捉えていることを明らかにした。また学会参加の機会に,海外共同研究者との打ち合わせを実施し,台湾・香港における訪問調査の実施の具体について検討した。台湾の絵本環境:「理念・施策」に関して,(a)国レベルの調査では「幼児教育及照顧法」(2012),及び「幼稚園」と「托児所(保育所)」を一体化する施策「幼托整合政策」を分析した。(b)幼稚園・(c)保育者レベルの調査,及び「実践」に関わる調査は,平成26年度に実施し,これらの調査結果から,台湾の幼稚園の絵本環境の特徴を描き出す予定である。そのため,(a)国・地域,(b)幼稚園,(c)保育者の3つのレベルから,幼稚園5歳児クラスの絵本環境を「理念・施策」と「実践」の2側面から調査する。国際比較調査は3年間のスパンで実施し,初年度である平成24年度は日本の絵本環境を明らかにしながら調査の枠組みを固め,次年度以降の調査に備えた。併せて,韓国における(a)国・地域,(b)幼稚園レベルの調査を実施した。日本の絵本環境:「理念・施策」に関して(a)国レベルの調査を,主に「幼稚園教育要領」「保育所保育指針」(2008)について行った。(b)幼稚園調査は,所属大学の附属幼稚園で実施し,「理念・施策」に関しては「教育課程」を中心に分析した。(c)保育者調査は「理念・施策」に関しては5歳児の担当保育者に「保育・絵本観」についてインタビューし,「実践」については,週1回,合計29回,登園から降園まで観察を行った。保育環境の写真撮影とともに,子どもが絵本とかかわる場面をビデオカメラで撮影した。上記調査から,日本の幼稚園の絵本環境の特徴を描き出した。韓国の絵本環境:「理念・施策」に関して(a)国レベルの調査では,主として「幼稚園教育課程」(ヌリ課程,2012)を分析した。(b)幼稚園調査は,平成24年8月26日29日に,他国の共同研究者を含めた“Global Childhoods Project"のシンポジウムを韓国(梨花女子大学校)で開催した際,梨花女子大学校附属乳幼児教育センターを訪問した。保育理念に関してセンター長と懇談するとともに,絵本環境を写真撮影した。子どもと絵本のかかわり,及び(c)保育者調査は,平成25年度に実施予定である。これらの調査結果から,韓国の幼稚園の絵本環境の特徴を描き出す予定である。本研究の目的は、東アジア4地域(日本・韓国・香港・台湾)の保育における絵本環境を比較文化的に描き出すことである。そのため(a)国・地域、(b)幼稚園、(c)保育者の3つのレベルから、幼稚園5歳児クラスの絵本環境を「理念・施策」(保育全般・絵本)と「実践」(物理的環境・人的環境)の2側面から調査する。平成26年度は香港の絵本環境「理念・施策]を明らかにし、4地域の絵本環境の「理念・施策」の比較を完了し、結果をまとめた。香港の絵本環境:香港では2000年に「香港教育制度改革建議」が発表され、「協調学前服務」と呼ばれる幼保一元化政策が進められた。保育内容に関しては、2006年に26歳児に対する「Guide to the Pre-primary Curriculum」が改訂された。

そこでは「就学前教育の教育課程」の枠組みとして、子どもの発達の4領域(身体、認知・言語、感情・社会、審美)に基づき、6つの学習領域(健康、言語、自己と社会、算数、科学・技術、美術)が設けられている。各学習領域には、子どもが習得すべき内容とのそのための教師の指導が書き込まれており、絵本(本)は「言語」に含まれている。長くイギリスの植民地であった香港では、「言語」に「第二言語(英語)」の習得が含まれている点が特徴的であり、より認知的な発達に重きを置いた、知識・スキルの習得・学習を重視した保育内容となっていた。4地域の絵本環境の「理念・施策」比較:保育内容に関して、香港を含め、各国の幼保一体化・一元化のナショナルカリキュラムの分析を行い、日本ならではの絵本環境として「理念・施策」のレベルにおいて、特に「想像する楽しさ」「豊かなイメージ」「先生や友達との心の通い合い」を取り出した。次年度は「実践」の側面からの調査を進め、東アジアの絵本環境について、各国、及び共通の特徴を描き出していく予定である。本研究の目的は、東アジア4地域(日本・韓国・香港・台湾)の保育における絵本環境を比較文化的に描き出すことである。そのため、(a)国・地域、(b)幼稚園、(c)保育者の3つのレベルから、幼稚園5歳児クラスの絵本環境に関して「理念・施策」(保育全般・絵本)と「実践」(物理的環境・人的環境)の2側面から調査を実施した。平成27年度は台湾・香港の「実践」について現地調査を行い、4地域の絵本環境の比較を完了し、結果をまとめた。本研究の成果発表として、韓国、台湾、中国の絵本研究者を招聘し、シンポジウム「東アジアの絵本から保育の未来をひらく:韓国・台湾・中国の絵本の今と、保育のこれから」を開催した(2016年3月29日)。主な研究結果は、以下の通りである。1東アジア4地域の絵本環境の共通性:いずれの地域においても、絵本は近年、質量共に充実してきており、保育においても重要な教材として位置づけられていた。絵本の部屋や各保育室への絵本コーナーの設置、日常的な保育者による読み聞かせなどが実施されていた。2日本の絵本環境の独自性:日本では「想像力・イメージ」「人とのつながり」が重視され、子どもの生活と関連づけながら、保育者や友達と絵本を介した共通体験や一体感を味わうことが大切にされていた。他の3地域では、小学校教育との接続の観点から「読む」「内容理解」など、学力の基礎を培うことが重視され、実践においても保育者の読みを復唱したり、読み聞かせの録音を子どもが個人で、あるいは少人数で聞くなど、言語習得の教材として位置づけられていた。こうした日本の独自性を生む社会歴史的要因として、植民地化の経験をもたず、原則として国語(日本語)で言語文化を築いてきたこと、いち早く西欧文化を取り入れ近代化を進める中で絵本文化を充実させてきたこと、漢字だけではなく仮名文字をもち、文字習得が容易であることなどが挙げられた。本研究は、21世紀を生きる子どもたちがグローバル化に対応する力を身につけるためには「読書」が有効であると考え、すべての子どもが絵本と出会う環境を整備するために、東アジア(日本・韓国・香港・台湾)の保育における絵本環境を「理念・施策」と「実践」の2側面から比較文化的に描き出した。その上で、子どもにとって望ましい絵本環境を整備するために必要な絵本を捉える視点として、(a)芸術、(b)伝統文化、(c)表現、(d)コミュニケーション、(e)言葉を育む教材の5点を提示した。
ランダム高分子の機能・物性予測のための電子状態重合法の開発

ランダム高分子の電子状態の理論的重合法(Elongation法)を密度汎関数法と結びつけるための方法論を定式化しプログラム化を行った。これは高分子の重合反応をなぞりながら高分子鎖をコンピュータ上でどんどん伸ばしていく方法であるが、計算の効率化をはかるために種々の方法論を適用した。試行錯誤を繰り返した結果、計算に必要なディスク容量を最小限に抑えつつ、且つ最大効率で計算を行うには、遠距離相互作用であるクーロン積分の計算において一次元化を行うことが最も重要であることがわかった。つまり、高分子を伸ばしていく過程でどんどん増え続ける二電子積分において、新たに加わるセグメントに関する部分のみを一次元的に付加し、それらをもとにクーロンポテンシャルをフィッティングしていくのである。本方法を種々の水素結合系に応用して良好な結果が得られているが、基礎となるプログラムに技術上の問題が残されている。そこで、本研究を並行してab initioプログラムパッケージgamessと結びつける作業も進め、高分子の性質を知るための有効な手段である旋光強度の計算のルーチンを組み込んだ。
外来植物ドクムギ属の侵入経路の推定および分布拡大メカニズムの解明

イネ科ドクムギ属の外来植物は、農耕地において作物の減収をもたらす問題雑草となっている他、河原や草地、砂浜海岸など自然度の高い生態系にも侵入し、「我が国の生態系等に被害を及ぼすおそれのある外来種」に指定されている。ドクムギ属は、牧草や緑化植物として利用するための意図的な導入経路と、海外の穀倉地帯で雑草化した個体の種子が輸入穀物に混入して持ち込まれる非意図的な導入経路により国内に侵入している。ドクムギ属が様々な生育地において分布を拡大している要因として、複数の侵入ルートを介した多様な系統の侵入が貢献しているのではないかと考えられる。本研究では、侵入源と分布拡大後の個体群の遺伝構造および生態学的特性を比較し、各生育地への侵入経路の推定および分布拡大メカニズムの解明に取り組んだ。SSRを用いた集団遺伝学的解析により、牧草や緑化植物として使用されている栽培個体と輸入穀物混入個体との間には遺伝的な分化が見られ、農耕地や河川敷に生育しているドクムギ属は栽培個体に近縁で、穀物輸入港や砂浜に生育しているドクムギ属は輸入穀物混入個体に近縁であることが示された。交配実験によりこれらは交配可能であることが示されたが、野外では明瞭な遺伝的分化が見られることから、異なる導入経路によって侵入した異系統が交雑することなく異なる生育地へ分布拡大していることが示された。このような分布拡大パターンの違いをもたらした要因を明らかにするために、農耕地および砂浜における相互播種実験と、発芽時および実生の耐塩性および耐乾性について評価する実験を行った。農耕地および砂浜集団はそれぞれの生育地において高い適応度を示したが、砂浜集団のほうが農耕地集団よりも耐塩性および耐乾性が高いという傾向は見られなかった。砂浜集団は農耕地集団よりも種子休眠が深く出穂時期が早いが、このフェノロジーの違いが重要である可能性が示唆された。イネ科ドクムギ属の外来植物は、農耕地において作物の減収をもたらす問題雑草となっている他、河原や草原、海岸など自然度の高い生態系にも侵入し、「我が国の生態系等に被害を及ぼすおそれのある外来種」に指定されている。本研究では、侵入源と分布拡大後の個体群の遺伝構造および生態学的特性を比較し、各生育地への侵入経路を明らかにする。平成28年度は、日本に侵入している複数系統(牧草や緑化植物として使用されている栽培品種および輸入穀物混入種子)と、国内の様々な生育地に定着している個体群を対象に、マイクロサテライトマーカーを使用した集団遺伝学的解析を行った。栽培品種は種苗会社が販売しているものを購入し、混入種子は研究代表者が保有する2006年および2007年に日本に輸入されたコムギに混入していた種子を使用した。国内の定着個体群は、関東、関西、九州各地域において、ドクムギ属が優占する穀物輸入港周辺の路傍、農耕地、海岸を選定し、各生育地ごとに30個体以上から種子を採集した。種子を発芽させ、葉からDNAを抽出し、マイクロサテライトマーカーによるフラグメント解析を行った。その結果、全ての地域で共通して、穀物輸入港と海岸に生育しているドクムギ属は輸入穀物混入種子と、農耕地に生育しているドクムギ属は栽培品種と遺伝的に類似していることが明らかとなった。そのため、砂浜に分布拡大しているドクムギ属はおもに穀物輸入港に非意図的に導入された個体に由来し、農耕地には牧草や緑化植物として導入された個体に由来することが示唆された。また、明瞭な遺伝構造が存在することから、両者ともに他殖性で交雑可能であるにも関わらず、両者間の遺伝子流動は限られていることが示唆された。予定どおり、日本に侵入している複数系統(牧草や緑化植物として使用されている栽培品種および輸入穀物混入種子)と、国内の様々な生育地に定着している個体群を対象に、集団遺伝学的解析を行うことができたため。イネ科ドクムギ属の外来植物は、牧草や緑化植物として利用するための意図的な導入経路と、海外の穀倉地帯で雑草化したものが輸入穀物に混入して持ち込まれる非意図的な導入経路により国内に侵入している。ドクムギ属は全国的に雑草化しており、路傍や空き地だけでなく耕作地にも侵入し、作物の減収をもたらす問題雑草となっている。また、河原や草原、砂浜など自然度の高い生態系にも侵入し駆除の対象になっている。昨年度までに行った集団遺伝学的解析により、農耕地や河川敷に生育しているドクムギ属は牧草由来であり、穀物輸入港や砂浜に生育しているドクムギ属は輸入穀物混入種子由来であることが示唆された。今年度は農耕地(牧草由来)および港・砂浜(混入種子由来)に生育する集団を共通圃場で栽培し、発芽特性や形態および開花期を比較した。また集団内および集団間の交配実験を通して、雑種の稔性および雑種の適応度を調査した。港集団は農耕地集団よりも種子休眠が深く開花期が23週間ほど早く、小穂の形態にも違いが見られた。集団間交配で得られた結実率および種子の発芽率は、集団内交配で得られた値と有意な違いはなく、雑種強勢や遠交弱勢は見られなかった。

互いに交配可能であるにも関わらず両集団間には明瞭な遺伝的分化が認められたが、これは開花期がずれているため両集団間の遺伝子流動が制限されているためであると考えられた。また、農耕地および砂浜の環境の違いに着目し、発芽時の耐塩性および耐乾性について評価した。農耕地および港・砂浜集団から採集した種子を複数濃度の塩分および水分条件の培地に播種し、発芽率および実生の成長量を比較した。港・砂浜集団のほうが耐乾性および耐塩性が高いという傾向は得られなかった。予定どおり、交配実験による雑種稔性および雑種個体の適応度の測定および各生育地の生物的・物理的ストレスを与えた条件下での栽培実験をおこなった。栽培実験に関してはさらに条件を検討する必要はあるが、おおむね順調に進展している。イネ科ドクムギ属の外来植物は、農耕地において作物の減収をもたらす問題雑草となっている他、河原や草地、砂浜海岸など自然度の高い生態系にも侵入し、「我が国の生態系等に被害を及ぼすおそれのある外来種」に指定されている。ドクムギ属は、牧草や緑化植物として利用するための意図的な導入経路と、海外の穀倉地帯で雑草化した個体の種子が輸入穀物に混入して持ち込まれる非意図的な導入経路により国内に侵入している。ドクムギ属が様々な生育地において分布を拡大している要因として、複数の侵入ルートを介した多様な系統の侵入が貢献しているのではないかと考えられる。本研究では、侵入源と分布拡大後の個体群の遺伝構造および生態学的特性を比較し、各生育地への侵入経路の推定および分布拡大メカニズムの解明に取り組んだ。SSRを用いた集団遺伝学的解析により、牧草や緑化植物として使用されている栽培個体と輸入穀物混入個体との間には遺伝的な分化が見られ、農耕地や河川敷に生育しているドクムギ属は栽培個体に近縁で、穀物輸入港や砂浜に生育しているドクムギ属は輸入穀物混入個体に近縁であることが示された。交配実験によりこれらは交配可能であることが示されたが、野外では明瞭な遺伝的分化が見られることから、異なる導入経路によって侵入した異系統が交雑することなく異なる生育地へ分布拡大していることが示された。このような分布拡大パターンの違いをもたらした要因を明らかにするために、農耕地および砂浜における相互播種実験と、発芽時および実生の耐塩性および耐乾性について評価する実験を行った。農耕地および砂浜集団はそれぞれの生育地において高い適応度を示したが、砂浜集団のほうが農耕地集団よりも耐塩性および耐乾性が高いという傾向は見られなかった。砂浜集団は農耕地集団よりも種子休眠が深く出穂時期が早いが、このフェノロジーの違いが重要である可能性が示唆された。1.交配実験による雑種稔性および雑種個体の適応度の測定栽培品種系統、混入種子系統、および各生育地に定着している国内個体群を育成し、交配実験を行う。各組み合わせで得られた雑種を翌年度育成し、成長速度、植生高、バイオマス、生産種子数を測定し、親個体と比較する。これにより、雑種強勢による適応度の上昇が見られるかを検証する。2.各生育地の生物的・物理的ストレスを与えた条件下での栽培実験栽培品種系統、混入種子系統、および各生育地の定着個体群から採集した種子を播種し、以下の処理条件で育成し、成長速度、植生高、生産種子数を測定する。(a)乾燥処理(路傍に見られる薄い土壌による乾きやすい条件を模擬):水やり頻度を変えることで、乾燥条件を作る。(b)塩水処理
鉄硫黄タンパク質の酸化環元電位制御機構の研究

本研究では、アミノ酸側鎖の作るアドレノドキシン活性部近傍の局所的な分子環境を遺伝子工学によるアミノ酸置換と核磁気共鳴法などの物志化学的手段と組み合わせることにより探査し、鉄-イオウタンパク質の酸化環元電基制御機構やアドレノドキシンが仲介する電子伝達機構を解明することを目的としている。遺伝子工学の手法を用いて、アドレノドキシンcDNAの大腸菌中での大量現系を作成した。環元酵素やシトクロムP-450とアドレドキシンの分子間相互作用におけるHis56残基の役割をより明かにすることを目的として、位置特異的変異導入法を用いて(H56R)、(H56A)変異体アドレノドキシンの調製を行い、それらの電子伝達活性及び分光学的特性を明らかにした。両者とも可視吸収スペクトルは野生型アドレノドキシンのそれと同等であったが、電子伝達機能には大きな違いが見られた。Cyt、c環元活性で見た環元酵素に対するKm値は、(H56R)では野生型の20倍、(H56A)では野生型より数倍高い値を示した。シトクロムP-450sccとの解離定数の測定においても同様な結果が得られた。プロトンNMRスペクトルを測定すると、Arg変異体ではTyr82を含むアロマチックシグナルに大きな変化が見られたが、Ala変異体のスペクトルは天然型のそれと余り変わらなかった。プロトンNMRスペクトルに現れたタンパク構造がArg変異体とAla変異体との機能的差異を生じていると考えられる。現在、(H56R)変異体の二次元NMRスペクトルの詳細な解析を行い、アミノ酸置換によって起こる構造変化の同定を行っている。これによりアドレノドキシンの電子伝達機構の構造化学的解明がなされるものと期待される。
非線形可積分系によって定義される特殊関数の研究

可積分系の中で,モノドロミー保存変形と関連したパンルベ方程式およびシュレジンガー系についての研究を行った.テーマは1)Middlec convolution (MC)とモノドロミー保存変形,2)Twistor理論によるモノドロミー保存変形の記述,である.1)MCはN.Katzにより射影空間P^1上の一般のrigid local systemを(x-a)^cで定義されるsimple rigid local systemから構成するために見出されたfunctorであるが,DettweilerとReiterにより線型代数を用いて記述されることによって,rigid local systemだけでなく,accessary parameterを持つ(従ってrigidでない)一般のFuchsiansystemに適用可能となった.MCはFuchsian systemの既約性,accessary parameterの数,特異点の位置を保つが方程式のサイズは変化する可能性がある.また,Fuchsian systemの族に適用した場合にどのような性質が保たれるか不明であった.本研究ではモノドロミー保存変形を記述するFuchsian systemの族は,MCによって再びモノドロミー保存変形族に移されることを示した.その応用として,パンルベ方程式P^6に対して岡本によって得られていたBacklund変換が,MCによって得られることが示される.2)Twistor理論の立場からSchlesinger系およびその一般化をGL(N)-反自己双対Yang-Mills方程式(GASDYM)の特殊解と捉えることによって,次のことを行った.(1)Painleve方程式に対応する(退化した系も含む)一般Schlesinger系をGrassmann多様体Gr(2,N)上の微分方程式として統一的に導出できること.(2)一般超幾何関数の対称性を記述するワイル群の作用を,自然に一般Schlesinger系の対称性の群として実現でき,そのことによって,退化によってパラメータが減るという事実の群論的な理解が得られた.(3)一般Schlesinger系に対する退化(合流)の操作を構成することができる.本年度は研究期間が実質4ヶ月程度であったので,問題意識の共有化および互いの研究内容の相互理解を優先し,1)非線形可積分系に関するセミナーの定期開催,2)一般超幾何関数に関する受け入れ研究者による講義,3)野海・山田系,シュレジンガー系の有理解と代数関数解についての既知の結果をまとめを行った.A_<2n>型野海・山田系は,n=1の場合がPainleveIV方程式に対応しているが,n=2の場合に有理解の分類をおこなった.nが3以上の場合に有理解のいくつかを見出した(Filipuk)一般超幾何関数の解空間の次元を計算するためのde Rham cohomology群の外積構造の研究、一重積分で表される一般超幾何関数の積分表示における合流の操作の考察,第6パンルベ方程式の対称性の群のリーマンヒルベルト問題からの導出を行った.GL(N, C)の正則元の中心化群の共役類はNの分割によって決まるが、一般超幾何関数は、このようにして得られる極大可換部分群の普遍被覆群の指標のRadon変換として定義されるGrassmann多様体Gr(n, N)上の多価正則関数で,あるホロノミック系の解である.このホロノミック系の解空間の次元を得るために、de Rham cohomology群を考察した.この群を決定することは難しい問題であるが,ベロネーゼ点と呼ばれる点においては一重積分で表される一般超幾何関数のde Rham cohomology群の外積となり,cohomology群の次元を計算することができた.この次元がホロノミック系の解空間の次元に一致するというのが予想である.(木村)Rigidな局所系をすべて構成するという問題においてKatzによって導入されたmiddle convolutionはDettweilerとReiterによって線形代数を用いて再定式化され,必ずしもRigidでない局所系にも適用可能になった.特にPainleve第6方程式をその変形方程式とするmonodromy不変な線型方程式族にそれを適用すると,再びmonodromy不変な同じタイプの線型方程式族が得られることが分かる.したがってその変形方程式として再びPainleve第6方程式が得られるが,それに含まれるパラメータは異なっており,このことよりPainleve第6方程式をそれ自身に移す有理変換が得られた.この変換は岡本和夫によって発見されたPainleve方程式の対称性の群のもっとも重要な生成元であることが分かった.2.一般超幾何関数に付随する代数的twisted cohomologyの消滅定理GL(N, C)の正則元の中心化群の共役類はNの分割によって決まり,一般超幾何関数はこのようにして得られる極大可換部分群の普遍被覆群の指標のRadon変換として定義されるGrassmann多様体Gr(n+1,N)上の多価正則関数である.qを自然数としたとき,Nの分割(q,1,...,1)に対する一般超幾何関数の解空間の構造を調べるために,付随するde Rham cohomology群の次元,およびその基底を具体的に与える研究を行った.具体的にはn重積分で定義される場合にn次cohomology群以外はすべて0となり,n次のcohomology群の次元は(N-2)!/n!(N-n-2)!となること,その基底をSchur関数を用いて与えることができることを示した可積分系の中で,モノドロミー保存変形と関連したパンルベ方程式およびシュレジンガー系についての研究を行った.テーマは1)Middlec convolution (MC)とモノドロミー保存変形,2)Twistor理論によるモノドロミー保存変形の記述,である.

1)MCはN.Katzにより射影空間P^1上の一般のrigid local systemを(x-a)^cで定義されるsimple rigid local systemから構成するために見出されたfunctorであるが,DettweilerとReiterにより線型代数を用いて記述されることによって,rigid local systemだけでなく,accessary parameterを持つ(従ってrigidでない)一般のFuchsiansystemに適用可能となった.MCはFuchsian systemの既約性,accessary parameterの数,特異点の位置を保つが方程式のサイズは変化する可能性がある.また,Fuchsian systemの族に適用した場合にどのような性質が保たれるか不明であった.本研究ではモノドロミー保存変形を記述するFuchsian systemの族は,MCによって再びモノドロミー保存変形族に移されることを示した.その応用として,パンルベ方程式P^6に対して岡本によって得られていたBacklund変換が,MCによって得られることが示される.2)Twistor理論の立場からSchlesinger系およびその一般化をGL(N)-反自己双対Yang-Mills方程式(GASDYM)の特殊解と捉えることによって,次のことを行った.(1)Painleve方程式に対応する(退化した系も含む)一般Schlesinger系をGrassmann多様体Gr(2,N)上の微分方程式として統一的に導出できること.(2)一般超幾何関数の対称性を記述するワイル群の作用を,自然に一般Schlesinger系の対称性の群として実現でき,そのことによって,退化によってパラメータが減るという事実の群論的な理解が得られた.(3)一般Schlesinger系に対する退化(合流)の操作を構成することができる.
フラクタル凝集構造における光子弱局在現象の解析と応用

本研究では,2つの異なるモデルに基づく計算機シミュレーションおよび実験を行い,フラクタル凝集構造における光弱局在現象の特性について以下のことを明らかにした.・計算機シミュレーション(1)第1のモデルでは,1<D<2なるフラクタル次元Dを持つフラクタル凝集体をワイエルシュトラス関数等を用いて2次元平面内に数値的に生成し,その中での光多重散乱を光線追跡的にシミュレートした.その結果,光弱局在によって生じる後方散乱ピークの形状には1-Dを指数とするべき関数に近いフラクタル次元依存性が明らかとなった.また,散乱自由行程の分布として,次項に述べる理論的密度関数に近い分布を得,フラクタル特有の多重散乱特性が明らかとなった.さらに,3次元空間中の散乱をシミュレートするために必要となる自己相似アルゴリズムに基づく散乱シミュレーションモデルを開発した.・計算機シミュレーション(2)第2のモデルでは,光子の各散乱過程における自由行程を乱数によってその都度決定し,これにより散乱粒子の位置を決定する方法を用いた.その際に必要となるフラクタル媒質中の光子の自由行程の確率密度関数を理論的に導出した.2<D<3なる媒質を仮定し,光の偏光も考慮に入れて解析を行った.その結果,このモデルにおいても,後方散乱ピークにはフラクタル次元に依存した特徴が明らかに見られた.また,入射光に対する検出光の偏光方向により,ピーク形状のフラクタル次元依存性に違いが見られた.・実験アクリル微粒子の水性懸濁液におけるクラスタ・クラスタ凝集現象によりフラクタル凝集体を生成し,レーザ光による後方散乱エンハンスメントの実験を行った.その結果,後方散乱ピークの非整数次のべき的振る舞いが確認された.さらに,フラクタル凝集クラスタの大きさが異なる媒質の散乱実験から,後方散乱ピークの高さがクラスタの大きさに依存していることが示された.本研究では,2つの異なるモデルに基づく計算機シミュレーションおよび実験を行い,フラクタル凝集構造における光弱局在現象の特性について以下のことを明らかにした.・計算機シミュレーション(1)第1のモデルでは,1<D<2なるフラクタル次元Dを持つフラクタル凝集体をワイエルシュトラス関数等を用いて2次元平面内に数値的に生成し,その中での光多重散乱を光線追跡的にシミュレートした.その結果,光弱局在によって生じる後方散乱ピークの形状には1-Dを指数とするべき関数に近いフラクタル次元依存性が明らかとなった.また,散乱自由行程の分布として,次項に述べる理論的密度関数に近い分布を得,フラクタル特有の多重散乱特性が明らかとなった.さらに,3次元空間中の散乱をシミュレートするために必要となる自己相似アルゴリズムに基づく散乱シミュレーションモデルを開発した.・計算機シミュレーション(2)第2のモデルでは,光子の各散乱過程における自由行程を乱数によってその都度決定し,これにより散乱粒子の位置を決定する方法を用いた.その際に必要となるフラクタル媒質中の光子の自由行程の確率密度関数を理論的に導出した.2<D<3なる媒質を仮定し,光の偏光も考慮に入れて解析を行った.その結果,このモデルにおいても,後方散乱ピークにはフラクタル次元に依存した特徴が明らかに見られた.また,入射光に対する検出光の偏光方向により,ピーク形状のフラクタル次元依存性に違いが見られた.・実験アクリル微粒子の水性懸濁液におけるクラスタ・クラスタ凝集現象によりフラクタル凝集体を生成し,レーザ光による後方散乱エンハンスメントの実験を行った.その結果,後方散乱ピークの非整数次のべき的振る舞いが確認された.さらに,フラクタル凝集クラスタの大きさが異なる媒質の散乱実験から,後方散乱ピークの高さがクラスタの大きさに依存していることが示された.本年度は,フラクタル凝集構造における光弱局在現象について,2つの異なるモデルに基づく計算機シミュレーションと実験とを行った.・計算機シミュレーション(1)第1のモデルでは,はじめにフラクタル凝集クラスタを数値的に生成し,それに対して光線追跡的に散乱現象をシミュレートした.生成したフラクタルは,ワイエルシュトラス関数等を用いて発生させた1.2,1.5,および1.8次元の3種のフラクタル凝集構造である.光線追跡の結果,光弱局在によって生じる後方散乱ピークには明らかにフラクタル次元依存性があることが明らかとなった.また,散乱自由行程の分布や散乱回数の分布などについても検討した結果,一様媒質とは明らかに異なるフラクタル特有の振る舞いが明らかとなった.・計算機シミュレーション(2)第2のモデルでは,光子の自由行程を乱数によってその都度決定し,散乱プロセスにおいて粒子の位置を決定する方法でシミュレーションを行った.その際に必要となるフラクタル媒質中の光子の自由行程の確率密度関数には,今回初めて理論的に導出した関数を用いた.媒質としては,2次元以上3次元以下の媒質を仮定し,光の偏光も考慮に入れて解析を行った.その結果,このモデルにおいても,後方散乱ピークにはフラクタル次元に依存した特徴が明らかに見られた.すなわち,ピーク成分の散乱角度に対する変化を両対数プロットすると,曲線の傾きはフラクタル次元が低いほど小さくなる傾向を示した.・実験アクリル微粒子の水性懸濁液におけるクラスタ・クラスタ凝集現象によりフラクタル凝集体を生成し,レーザ光による後方散乱エンハンスメントの実験を行った.その結果,後方散乱ピークの非整数次のべき的振る舞いが再確認された.

さらに,フラクタル凝集クラスタの大きさが異なる媒質の散乱実験から,後方散乱ピークの高さがクラスタの大きさに依存していることが示された.本年度は,昨年度に開発した2つの異なるモデルに基づく計算機シミュレーション方式に基づいて,フラクタル凝集構造における光弱局在現象についてさらに詳しい解析を行った.・計算機シミュレーション(1)フラクタル凝集クラスタを数値的に生成した後に光線追跡的に散乱現象をシミュレーション第1の手法を用いて,フラクタルが持つフラクタル次元以外の特性(コネクティビティ,ラキュナリティなど)が光子弱局在現象に与える影響を調べるため,レヴィフライトおよびシェルピンスキーのカーペットの2種類のフラクタルモデルを用いてシミュレーションを行った,その結果,いずれの場合にも,後方散乱ピークにワイエルシュトラス関数の場合とほぼ同様のフラクタル次元依存性が得られた,また,同時にこれらの特性の違いが反映していると思われる差違も認められた.また,このモデルでは,計算機のメモリの制限から,大きなフラクタルでの散乱をシミュレーションことが困難である.この問題を解決するため,フラクタルの自己相似性を利用して,小規模のフラクタルデータを用いて大規模なフラクタルでの散乱をシミュレーション方法を新たに開発した.これにより,このモデルを用いて3次元空間中のフラクタルによる散乱をシミュレーション道が拓けた.・計算機シミュレーション(2)各散乱過程毎に粒子の位置を決定する第2の方法を用いて,後方散乱エンハンスメントピークに対する偏光の影響を調べた,その結果,入射光の偏光方向と平行な偏光成分によるピークには,2-Dを指数とするべき関数的振る舞いが現れ,直交偏光成分にはそれよりも絶対値の大きな指数をもつべき的な振る舞いが現れることが明かとなった.
超早期転移リンパ節治療システムの開発

本年度では,リンパ行性薬剤送達法において薬剤刺入点である上流リンパ節から下流リンパ節まで薬剤送達に求められる注入量・注入速度,投与量,腸骨下リンパ節の大きさ,リンパ管の直径,リンパ節内の圧力を求めることを主たる課題にした.本実験では,リンパ節腫脹マウスであるMXH10/Mo/lprマウスを使用した.上流リンパ節として腸骨下リンパ節,下流リンパ節を固有腋窩リンパ節とする.まず,シリンジポンプを使用して,蛍光色素を腸骨下リンパ節に注入しリンパ管経由で固有腋窩リンパ節に送達させた.流れの様相は蛍光実体顕微鏡で観察した.腸骨下リンパ節および固有腋窩リンパ節の大きさは高周波超音波装置で測定し,リンパ節内の圧力は圧力装置で測定した.固有腋窩リンパ節内部を十分に満たし得る注入速度は10 to 80 uL/minであった. 100 uL/minを超える注入速度では,蛍光色素は腸骨下リンパ節の輸出リンパ管と胸腹壁静脈の両者に流れ出ることになり,固有腋窩リンパ節への蛍光色素の送達量が減少することになる.ボーラス投与では固有腋窩の内部まで蛍光色素を満たすことができない.腸骨下リンパ節の体積は蛍光色素が固有腋窩リンパ節を充填するに必要な重要因子として判断されなかった.固有腋窩リンパ節を満たし得る閾値は腸骨下リンパ節への注入圧とその作用時間の積として定義される撃力値が1.4×105 mmH2O・sec以上であると算定された.腸骨下リンパ節から固有腋窩リンパ節に向かうリンパ管内の蛍光色素の流れはレイノルズ数Reは1以下の極低レイノルズ数(代表長さ約200um,代表速度< 1 mm/s,動粘度: 1 mm2/s, Re < 1)と想定された.この流れは拡張されたハーゲンポアズイユ流れとして解析できることが理論的に求めることができた.計画通り転移リンパ節に対するリンパ行性薬剤送達法の抗腫瘍効果を確認する.抗腫瘍効果の増強を図るためにソノポレーションを併用する.まず,固有腋窩リンパ節に腫脹細胞を移植し,これを転移リンパ節として定義する.つぎに,腸骨下リンパ節にマイクロバブルと抗がん剤を注射して,平成30年度に求めた送達条件で固有腋窩リンパ節にこれらを送達させる.固有腋窩リンパ節でマイクロバブルを診断用超音波下で確認された段階でバブル崩壊用超音波を照射し,転移リンパ節の抗がん剤治療を実施する.腫瘍増殖抑制効果は生物発光イメージング法,リンパ節体積変化は高周波超音波イメージング法,転移リンパ節内の血管やリンパ洞の変化はマイクロCT,リンパ管内の流れは蛍光観察法,形態は病理解析,薬剤による腎臓,肝臓などの副作用は血液検査で評価する.比較実験としてソノポレーションを併用しないリンパ行性薬剤送達法を実施し,抗腫瘍効果を比較する.薬剤溶媒特性などの選択により,ソノポレーション併用が十分に確認されない場合には,本研究目標をリンパ行性薬剤送達法単独による転移リンパ節治療法の開発に切り替え,臨床応用に適した手法として展開する.本年度では,リンパ行性薬剤送達法において薬剤刺入点である上流リンパ節から下流リンパ節まで薬剤送達に求められる注入量・注入速度,投与量,腸骨下リンパ節の大きさ,リンパ管の直径,リンパ節内の圧力を求めることを主たる課題にした.本実験では,リンパ節腫脹マウスであるMXH10/Mo/lprマウスを使用した.上流リンパ節として腸骨下リンパ節,下流リンパ節を固有腋窩リンパ節とする.まず,シリンジポンプを使用して,蛍光色素を腸骨下リンパ節に注入しリンパ管経由で固有腋窩リンパ節に送達させた.流れの様相は蛍光実体顕微鏡で観察した.腸骨下リンパ節および固有腋窩リンパ節の大きさは高周波超音波装置で測定し,リンパ節内の圧力は圧力装置で測定した.固有腋窩リンパ節内部を十分に満たし得る注入速度は10 to 80 uL/minであった. 100 uL/minを超える注入速度では,蛍光色素は腸骨下リンパ節の輸出リンパ管と胸腹壁静脈の両者に流れ出ることになり,固有腋窩リンパ節への蛍光色素の送達量が減少することになる.ボーラス投与では固有腋窩の内部まで蛍光色素を満たすことができない.腸骨下リンパ節の体積は蛍光色素が固有腋窩リンパ節を充填するに必要な重要因子として判断されなかった.固有腋窩リンパ節を満たし得る閾値は腸骨下リンパ節への注入圧とその作用時間の積として定義される撃力値が1.4×105 mmH2O・sec以上であると算定された.腸骨下リンパ節から固有腋窩リンパ節に向かうリンパ管内の蛍光色素の流れはレイノルズ数Reは1以下の極低レイノルズ数(代表長さ約200um,代表速度< 1 mm/s,動粘度: 1 mm2/s, Re < 1)と想定された.この流れは拡張されたハーゲンポアズイユ流れとして解析できることが理論的に求めることができた.計画通り臨床では,がんの進行度を判定する基準として国際的にTNM分類が採用されている.所属リンパ節での転移の有無は超音波, CT,MRI,PETなどの画像診断機器が使用される.超音波診断では,リンパ節の大きさの変化が診断基準に用いられる場合が多い.所属リンパ節がN0と判定された場合には転移がないとみなされる.しかしながら,これらの診断

機器は,一般にリンパ節の大きさが10 mm以下の場合には,精確に診断することができず, N0と診断されたリンパ節には実際には腫瘍細胞が存在することが知られている.したがって, N0の段階にあるリンパ節の転移有無を診断する方法論の確立が喫緊の課題として挙げられている.本年度は造影高周波超音波,マイクロCT,蛍光観察法からなる超早期転移リンパ節同定システムを構築し,診断精度と検出感度を決定することを目的にした.実験ではMXH10/Mo/lprマウスを使用した.ルシフェラーゼ遺伝子とGFP遺伝子を共発現するマウス悪性線維性組織球腫様細胞KM-Luc/GFPおよびルシフェラーゼ遺伝子を発現するマウス乳がん細胞FM3A-Lucを使用した.転移リンパ節内部の血管像,リンパ洞像を腫瘍細胞転移の初期段階から観察すると,腫瘍細胞が増殖するにつれて,血管像およびリンパ洞像の一部がそれぞれ欠損することが明らかになった.これは腫瘍細胞が増殖するにつれて血管およびリンパ洞を閉塞し造影剤の流れが塞き止められたことで生じたものと考えられた.この欠損像の検出はリンパ節の大きさに変化が生じない段階であり,臨床的にN0の状態にあるものと判断された.本検出感度は,造影高周波超音波およびマイクロCTにおいて約30-50 umであった.本研究成果は, N0リンパ節を評価し得る重要な因子を提示することになった.実験計画どおりに進んでいるため。転移リンパ節に対するリンパ行性薬剤送達法の抗腫瘍効果を確認する.抗腫瘍効果の増強を図るためにソノポレーションを併用する.まず,固有腋窩リンパ節に腫脹細胞を移植し,これを転移リンパ節として定義する.つぎに,腸骨下リンパ節にマイクロバブルと抗がん剤を注射して,平成30年度に求めた送達条件で固有腋窩リンパ節にこれらを送達させる.固有腋窩リンパ節でマイクロバブルを診断用超音波下で確認された段階でバブル崩壊用超音波を照射し,転移リンパ節の抗がん剤治療を実施する.腫瘍増殖抑制効果は生物発光イメージング法,リンパ節体積変化は高周波超音波イメージング法,転移リンパ節内の血管やリンパ洞の変化はマイクロCT,リンパ管内の流れは蛍光観察法,形態は病理解析,薬剤による腎臓,肝臓などの副作用は血液検査で評価する.比較実験としてソノポレーションを併用しないリンパ行性薬剤送達法を実施し,抗腫瘍効果を比較する.薬剤溶媒特性などの選択により,ソノポレーション併用が十分に確認されない場合には,本研究目標をリンパ行性薬剤送達法単独による転移リンパ節治療法の開発に切り替え,臨床応用に適した手法として展開する.(本研究課題の今後の推進方策について簡潔に入力してください。最大800文字、改行は5回まで可)以下の二つの研究活動, (1)リンパ行性薬剤送達法で送達される薬剤送達量の決定と最適化,および(2)薬剤送達量の定量化と薬剤導入機序の解明を実施する.(1)に関しては,実験動物としてMXH10/Mo/lprマウスを使用する.細胞株にはKM-Luc/GFPマウス悪性線維性組織球腫様細胞およびFM3A-Lucマウス乳がん細胞を使用する.転移誘導では,腸骨下リンパ節に細胞を移植し,固有腋窩リンパ節に転移を誘導する.腫瘍の増殖は生体発光イメージング装置を使用し固有腋窩リンパ節のルシフェラーゼ活性を計測する.固有腋窩リンパ節に転移が確認された段階で,蛍光色素あるいは造影剤を腸骨下リンパ節に注射し,固有腋窩リンパ節への溶液の集積量を求める.集積因子として腸骨下リンパ節への注入量・注入速度,投与量,粘性,腸骨下リンパ節の大きさ,リンパ管の直径,リンパ節内の圧力を考える.(2)に関しては,腸骨下リンパ節から固有腋窩リンパ節に流れるリンパ管内の蛍光色素をもとに、リンパ管内流れを解析的ならびに数値的に求める.