hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
反射型偏光レーザ顕微鏡の開発とウエハ上高分子皮膜の応力評価

その結果,ガラス板に垂直入射させた場合には,(2)で得られた透過光による測定結果と比較し,光弾性定数で5%以下の差しか認められず,通常のガラスの応力測定においては反射型レーザ光弾性実験による応力測定は十分な精度で可能なことが解かった.本研究では,金属などに塗布された高分子皮膜および薄膜の微小領域に作用する応力を定量的に計測する技術を確立する.このため,皮膜が形成されている基板材料でレーザ光を反射させる方式の光弾性応力計測装置(反射型偏光レーザ顕微鏡:仮称)の試作を目的とする.さらに,ミクロンオーダーの厚さの高分子薄膜およびSiウエハ上に形成した高分子皮膜について,その微視的応力分布を評価するために必要な技術の開発と材料データの作成を目的とする.平成12年度はこの共焦点型光学系を試作した.また,共焦点型によりどの程度表面反射を取り除けるか解析と実験の両面から調べるための試料の準備を行った.以下にその結果を示す。[1]共焦点型光学系の試作:試験片の表面と反射面からの反射光を分離するために共焦点型光学系を設計し試作した。しかしながら、共焦点型の光学系は調整が困難で、現時点で調整ができていない。[2]ガラスの応力分布計測:片面にAl蒸着を施したガラス板の4点曲げ試験片を試作し,曲げ荷重を作用させる実験をおこなった。Al蒸着の時間を調整することで、数種類の反射・透過率の鏡面を作成した。実験には共焦点型ではない光学系のレーザ光弾性実験装置を使用した。このガラスに4点曲げ荷重を加え、生じた複屈折位相差の分布を反射型偏光レーザ顕微鏡で計測し主応力差の分布を求めた。材料力学の計算から得られる結果と実験結果を比較し、反射型の計測で問題になる表面反射の影響を評価した。本研究では,金属などに塗布された高分子皮膜および薄膜の微小領域に作用する応力を定量的に計測する技術を確立することを目的とした.このため,皮膜が形成されている基板材料でレーザ光を反射させる方式の光弾性応力計測装置(反射型偏光レーザ顕微鏡:仮称)の試作を目的とし研究を進めた.共焦点型の光学系は、位置調整などの技術的問題があり完成していないが、改良を重ねることで十分可能になると考えられる.[1]共焦点型光学系の試作と調整試験片の表面と反射面からの反射光を分離するために共焦点型光学系を設計・試作し,調整を行った.しかしながら、共焦点の位置合わせが困難なため、十分な表面反射の除去ができなかった.この部分については、今後研究を継続して行う必要がることがわかった.[2]ガラスの応力分布計測片面にAlコートを施したガラス板の引張試験片を試作し,引張荷重を作用させた.このガラスに生じた複屈折位相差の分布を反射型偏光レーザ顕微鏡で計測し主応力差の分布を求めることができた.計測結果から,反射型偏光レーザ顕微鏡を用いた応力評価の妥当性を確認した.[3]表面反射光の影響の評価片面のAlコートの濃度を変化させた試験片を複数用意し、表面反射光の影響の違いを調べた.その測定結果から表面反射光を差し引くことで、より正確な応力測定が可能なことがわかった.
大規模複雑系におけるふく射伝熱現象に関する研究

本研究は、ナノ・メガスケールの複雑系におけるふく射伝熱現象を解明し、数値シミュレーション技術および計測技術を確立していくことを目的とする。近年、都市・地球温暖化問題の解明や燃焼器の極限環境下に耐え得る設計などにおいて、ふく射伝熱の重要性が日増しに高まっている。しかしながら、これらの複雑系におけるふく射伝熱現象には未解明な問題が多く残っており、数値シミュレーション技術や計測技術もいまだ確立されているとは言い難い。そこで本研究では、ふく射計算コード「離散方位ふく射要素法DOREM」を提案した。本計算法は、従来のふく射要素法と比較して、高精度に解析することが可能なだけでなく、約80倍の計算速度かつ、記憶容量を最大で約1/800カットすることが可能となった。したがって、本手法を用いることにより、大規模な系に対して、熱対流や乱流燃焼などとカップリングすることも可能となり、本研究ではふく射計算アルゴリズムの開発に加え、その応用研究として高温場における乱流現象を精度良く予測可能なLarge Eddy Simulationと組み合わせることによって、乱流場におけるふく射伝熱の重要性についての知見を得ることが出来た。また本手法は、ナノ領域での熱伝導計算にも有効であり、ナノ構造を持った薄膜内における熱輸送現象の解明にも繋がった。一方、DOREMに関する研究によって得られる知見をふく射計測技術へ応用するとともに、ふく射を制御するための研究を遂行し、有用な知見を得ることが出来た。本研究の目的は、メガスケールでは都市環境や地球環境、マクロスケールでは高温燃焼器などといった大規模複雑系におけるふく射伝熱現象を解明し、数値シミュレーション技術および計測技術を確立していくことである。しかしながら、これらの大規模複雑系におけるふく射伝熱現象には未解明な問題が多く残っており、数値シミュレーション技術や計測技術もいまだ確立されているとは言い難い。現在までに我々の研究グループが独自に開発してきた「光線放射モデルによるふく射要素法(REM2 : Radiation Element Method by Ray Emission Model)」は、独創的な数値解析理論により複雑三次元形状物体のシミュレーションを高速・高精度に行うことができ、これらの大規模複雑系に対して適用できる可能性が高まってきた。そこで本研究では、REM2をさらに発展させた新しいふく射計算アルゴリズムである「離散方位ふく射要素法(DOREM : Discrete Ordinates Radiation Element Method)」を提案した。したがって、本手法を用いることにより、大規模な系に対して、熱対流や乱流燃焼などとカップリングすることも可能となり、新たな現象の発見にもつながるものと考えられる。しかしながら、これらの大規模複雑系におけるふく射伝熱現象には未解明な問題が多く残っており、数値シミュレーション技術もいまだ確立されているとは言い難い。すなわち、現実的問題としてふく射だけでは無く、高温場の乱流現象、相変化、化学反応等が複雑に相互作用するような系においては、ふく射伝熱シミュレーションにかかる計算負荷がボトルネックとなっている。現在までに我々の研究グループが独自に開発してきた「光線放射モデルによるふく射要素法(REM2:Radiation Element Method by Ray Emission Model)」は、独創的な数値解析理論により複雑三次元形状物体のシミュレーションを高速・高精度に行うことができ、これらの大規模複雑系に対して適用できる可能性が高まってきた。そこで本研究では、REM2をさらに発展させたふく射計算アルゴリズムである「離散方位ふく射要素法(DOREM : Discrete Ordinates Radiation Element Method)」を提案した。

したがって、本手法を用いることにより、大規模な系に対して、熱対流や乱流燃焼などとカップリングすることも可能となり、本研究ではふく射計算アルゴリズムの開発に加え、その応用研究として高温場における乱流現象を精度良く予測可能なLarge Eddy Simulationと組み合わせることによって、乱流場におけるふく射伝熱の重要性についての知見を得ることが出来た。また本手法は、ナノ領域での熱伝導計算にも有効であり、ナノ構造を持った薄膜内における熱輸送現象の解明にも繋がった。一方、DOREMに関する研究によって得られる知見をふく射計測技術へ応用するとともに、ふく射を制御するための研究を遂行し、有用な知見を得ることが出来た。
生薬の残留農薬による汚染の実態調査及び一斉分析法の開発に関する研究

【目的】近年、諸外国から輸入される農産物から多くの農薬が検出されており、その大部分が輸入品である生薬についても農薬による汚染が強く懸念される。そこで、生薬中の残留農薬の実態調査を行うことを目的として、生薬中の残留農薬の分析法について検討を行った。【方法】測定対象農薬は、現在までに生薬から検出された事例のある農薬を始めとして、有機リン系農薬30種類、有機塩素系農薬17種類、ピレスロイド系農薬10種類を選択した。また、分析方法は、植物に由来する炭化水素などの夾雑物の影響を受けにくいガスクロマトグラフ/質量分析計のネガティブCIモードを用いることとした。【結果】生薬に残留する有機塩素系農薬17種類、ピレスロイド系農薬10種類についての分析法を確立した。確立した分析法を用い、輸入量の多い生薬を対象として残留農薬の実態調査を行ったところ、従来から多くの生薬で検出されてきたBHCやDDT以外の農薬が複数の生薬から検出された。また、有機リン系農薬、有機塩素系農薬及びピレスロイド系農薬を同時に測定する分析法についても確立した。今後、確立した分析法を用いて実態調査を行う予定である。【まとめ】現在、日本薬局方の規定により、一部の生薬についてBHC及びDDTの残留基準が定められているが、他の農薬の残留基準は定められていない。今回の調査により、複数の生薬においてBHCやDDT以外の農薬が検出されたことから、他の農薬についても残留基準を策定することが急務であると考えられる。【目的】近年、諸外国から輸入される農産物から多くの農薬が検出されており、その大部分が輸入品である生薬についても、農薬による汚染が強く懸念される。そこで、繁用される生薬について、実際に使用され、残留している農薬を把握するために実態調査を行った。【方法】調査対象生薬は、栽培品であり輸入量の多い生薬17品目49試料を選択した。測定対象農薬は、生薬への残留が疑われる有機リン系農薬11種類、有機塩素系農薬11種類、ピレスロイド系農薬10種類を選択した。有機リン系農薬及び有機塩素系農薬は、既報の分析法によりガスクロマトグラフ質量分析計、電子捕獲検出器付ガスクロマトグラフ、炎光光度検出器付ガスクロマトグラフを用いて分析を行った。ピレスロイド系農薬については、ガスクロマトグラフ質量分析計による分析法を開発し、分析を行った。【結果】調査対象生薬とした49試料のうち31試料から農薬が検出された。また、測定対象とした32種類の農薬のうち17種類の農薬が検出された。その中でもクロルピリホス、メチダチオン及びフェンバレレートは、多くの生薬から検出され、かつ高濃度の残留が認められた。また、従来から多くの生薬で検出されてきたBHC、DDTは、今回の調査ではまったく検出されなかった。【まとめ】調査を実施した生薬のうち過半数の試料から農薬が検出され、多くの生薬に農薬が残留していることが明らかとなった。現在、日本薬局方では、一部の生薬に対してBHC、DDTの残留基準が定められている。今回の結果から、生薬について実際に用いられている農薬が、BHCやDDTなどから残留基準の定められていない農薬へと移行していることが示唆された。
コヒーレントフォノン励起による極浅半導体接合の低温活性化に関する基礎研究

本研究は、シリコンウェハー上での極浅半導体形成を対象とし、電磁波(マイクロ波、超短パルスレーザー)照射により誘起される断熱量子過程を利用したGHzTHz領域でのコヒーレントフォノン励起による新しいアニールプロセスを用いて半導体ドーパント層を低温活性化し、極めて浅い半導体接合を形成するための基盤技術の開発を目的としている。最終年度にあたる本年度は、1)極浅半導体接合層の特性評価と2)結晶性回復過程について調べた。まず、極浅半導体接合膚の特性評価では、活性化プロセスを施した極浅半導体接合層の電気的特性の評価を行い、特に超短パルスレーザー照射条件との相関を明らかにした。実験の結果、特定のレーザー照射条件の下で、ドーパント層の抵抗値が減少し、電気的に活性化されることが分かった。しかしながら、室温かつ大気中での照射実験であったため、基板温度ならびに雰囲気制御下での実験が今後望まれる。活性化プロセスを施した極浅半導体接合層の電気的特性ならびに微細構造の評価を行い、マイクロ波ならびに超短パルスレーザー照射条件との相関を調べた結果、熱処理(RTA)ではTwinならびにEnd of Rangeの欠陥が顕著に観られたのに対し、レーザー処理試料では明確な欠陥を生じることなく活性化されることが分かった。初年度にあたる本年度は、特に超短パルスレーザー照射によりシリコン表面に誘起される励起状態の解明とドーパント層の微細構造に与える影響を調べることを主眼において、ポンプ-プローブ法による微分反射率の時間分解計測と共に、実際にドーパント層の電気的特性ならびに微細構造に及ぼす電磁波照射効果の解明を中心に実験的研究を行った。まず、反射型ポンプ-プローブ法による基板表面付近における微分反射率の時間分解測定(超短パルスレーザー照射に伴う誘電率変化の情報を、プローブ光の反射率の変化として検知する時間分解測定法)では、光励起されたキャリアによる電子-正孔プラズマの生成とバンド端等への緩和に伴う電気感受率あるいは誘電率の時間変化が観測されると共に照射強度に対して非線形な励起特性を示すことが明らかとなった。また、ドーパント層での格子欠陥拡散過程・再配列・再結晶化過程を調べるため、低エネルギー・イオン注入によりホウ素原子をドーピングしたシリコン基板へのマイクロ波ならびに超短パルスレーザー光を照射する予備実験を行い、注入層の電気抵抗が実際に減少することを確かめた。
新しいIAPファミリー蛋白TIAPによる細胞死、細胞周期の制御機構解析

IAP(Inhibitor of Apoptosis Protein)ファミリー蛋白はウイルスから哺乳類まで広く保存されており、アポトーシスの抑制に関与している。我々は新しいマウIAPファミリーの遺伝子TIAP(Thymus and tesis IAP)をクローニングした。アミノ酸配列より、ヒトsurvivinのホモログであると考えられる。その発現は胸腺と精巣に強く認められその他の臓器においても増殖のさかんな細胞に強く発現している。本年度の研究により以下のことを明らかにした。1.TIAPの細胞周期特異的な発現のメカニズムの解析:TIAP蛋白、mRNAともに培養細胞においては細胞周期のS-G2・M期にその発現が誘導される。また組織においても増殖の盛んな細胞において発現が認められる。TIAPの発現調節機構を知る目的でプロモーター領域の解析を行なった。Primer extension法、5′RACE法にて転写開始点を決定した(ATG翻訳開始点より100bp上流)。約1.2kbの5′flanking領域にはTATA boxはなく、AP2 site,NF-kB site,SP1 siteが存在した。また14箇所のCDE(Cell cycle dependent element)配列と1つのCHR(Cell cycle gene homology region)配列が認められた。CDEまたはCHRを欠失させたLuciferaseasseyの結果よりTIAP遺伝子の5′UT内に隣接して存在するCDE,CHR配列が細胞周期特異的発現の制御に必須であることを明らかにした。3.個体発生、分化におけるTIAPの機能解析: TIAPの生理的機能を調べる目的でTIAPノックアウトマウスの作製を行なった。現在キメラマウスを交配している。
ファジィ推論を用いたAE信号の特徴解析による腐食摩耗状態の評価-複合電解研磨法のモニタリングへの応用-

腐食摩耗を応用した複合電解研磨において,研磨中のAE信号を測定し,そのAE信号を解析し,研磨状態(腐食摩耗状態)に対するAE信号の特徴検出を試みた.研磨の基礎となる腐食摩耗実験は,SKD61工具鋼の放電加工された表面を,0.1mol/lのNa_2SO_4溶液中で飽和カロメル電極,対極に白金電極を使用し,950mVの電位を印可しセラミック球で摩擦することで行った.AE信号の解析は,まず,FFTおよびARモデル解析を行った.FFT解析の結果では,研磨状態の進行とともに,周波数分布形状に違いがあることが分った.また,10次のARモデル解析を行い,得られたARパラメータに対し,主成分分析を行った.その結果,第一主成分の寄与率は85%となり現象の変化の大部分を表すことが分った.この第一主成分の研磨サイクルに対する変化をみると,2万サイクルまでに上昇傾向があることが分った.2万サイクルでは,放電加工によってできた表面あらさおよび加工変質層が摩耗によってなくなり,下地が露出するようになる.この摩耗状態の差が解析結果に現れたと考えられる.また,この第一主成分にはばらつきがあり,これに対処するためファジィ推論を用いて補正を行った.補正は,1000サイクルまでの間の最小値を第一主成分の変化の原点とし,その値からの増加量を求めることで行った.その結果,2万サイクルに達した点で,8回試行したすべての実験で,補正された第一主成分値が0.2を越えることが分った.よって,この補正した第一主成分値によって,研磨状態(腐食摩耗状態)を推定することが可能と考えられる.腐食摩耗を応用した複合電解研磨において,研磨中のAE信号を測定し,そのAE信号を解析し,研磨状態(腐食摩耗状態)に対するAE信号の特徴検出を試みた.研磨の基礎となる腐食摩耗実験は,SKD61工具鋼の放電加工された表面を,0.1mol/lのNa_2SO_4溶液中で飽和カロメル電極,対極に白金電極を使用し,950mVの電位を印可しセラミック球で摩擦することで行った.AE信号の解析は,まず,FFTおよびARモデル解析を行った.FFT解析の結果では,研磨状態の進行とともに,周波数分布形状に違いがあることが分った.また,10次のARモデル解析を行い,得られたARパラメータに対し,主成分分析を行った.その結果,第一主成分の寄与率は85%となり現象の変化の大部分を表すことが分った.この第一主成分の研磨サイクルに対する変化をみると,2万サイクルまでに上昇傾向があることが分った.2万サイクルでは,放電加工によってできた表面あらさおよび加工変質層が摩耗によってなくなり,下地が露出するようになる.この摩耗状態の差が解析結果に現れたと考えられる.また,この第一主成分にはばらつきがあり,これに対処するためファジィ推論を用いて補正を行った.補正は,1000サイクルまでの間の最小値を第一主成分の変化の原点とし,その値からの増加量を求めることで行った.その結果,2万サイクルに達した点で,8回試行したすべての実験で,補正された第一主成分値が0.2を越えることが分った.よって,この補正した第一主成分値によって,研磨状態(腐食摩耗状態)を推定することが可能と考えられる.
NK細胞における細胞傷害能を活性化するシグナル伝達機構の解析

1,CD2架橋刺激NK細胞におけるLAT結合細胞内シグナル伝達物質についての検討. NK3.3細胞をpolystyrene beadsに固相化したCD2抗体により架橋刺激した.細胞を可溶化し、得られた可溶化タンパクを各種抗体(LAT, PI3-K, Grb2、PLC-γ)にて免疫沈降をい細胞内タンパクのチロシンリン酸化状態を検出した.その結果P85 PI3-kinaseとLAT、Grb2とLAT、PLC-γとLATとの結合はCD2架橋刺激依存性であることが認められた.2.NK細胞による標的細胞殺傷能におけるLipid raftsの影響についての検討.NK3.3にコレステロールを除去しLipid raftsを破壊するMethyl-β-cyclodextrin(MβCD)を反応させた.次に、標的細胞としてK562を用いCD2刺激NK3.3による細胞傷害実験をおこなった.その結果MβCDの濃度依存性にNK3.3の標的細胞殺傷能は抑制された.3.NK3.3細胞におけるCXCL12刺激によるMMP-1発現の検討.NK 3.3細胞にCXCL 12(5ng/m1)を加えて5%CO2、37°Cで24時間培養した.培養終了後上清を5倍に濃縮し、濃縮した上清中のMMP-1を抗MMP-1抗体を用いたWestern blotting法により検出した.その結果CXCL12刺激によりMMP-1が分泌されることを確認した.以上の結果とこれまでの結果より,CD2架橋刺激によりNK細胞が活性化されLATがP85PI3-kinase、Grb2とPLC-γ等と結合して標的細胞殺傷の活性化シグナルを伝達していくことが明らかになった.また、標的細胞殺傷能には細胞膜上のLipid raftsの存在が重要であることが示唆された.さらに、NK細胞の炎症組織への浸潤にCXCL12刺激によるMMP-1の分泌が関与している可能性が示唆された.1)NK細胞のCD2架橋刺激における細胞内顆粒放出能の検討をおこなった.:NK様細胞株(NK3.3)を培養した後、細胞数2x105ヶをプレート固相化抗体(Contro1,CD2,LFA-1,CD28,FcγRなど)により4時間架橋刺激した.その後、上清中に放出される細胞内顆粒のBLTE esterase活性(BLT+DNTBにより発色)をマイクロプレートリーダーにより測定した.その結果、CD2架橋刺激にてBLTE esterase活性の増強がみられた.2)NK3.3細胞による標的細胞殺傷能の検討をおこなった.:標的細胞のK562にはCalcein AMを取り込ませ,NK3.3はサイトカイン(IL-2など)や各種抗体(Control, CD2, LFA-1, CD28, FcγRなど)と反応させた.細胞数1x10^4ヶのK562に対して2.5,5,10,20倍の細胞数のNK3.3を加えて37°Cで4時間共培養した.その後、上清中に放出されるCalcein AMをマイクロプレートリーダーにより測定をおこなった.その結果、IL-2刺激やCD2架橋刺激において細胞殺傷能の増強がみられた.さらにIL-2とCD2架橋刺激による協調効果によりIL-2刺激やCD2架橋刺激単独よりも著名な細胞殺傷能の増強がみられた.今回の結果により、CD2架橋刺激により細胞内顆粒放出能の増強がおこり、それによって標的細胞殺傷能の増強がみられる可能性が示唆された.また、IL-2とCD2架橋刺激による協調効果によりIL-2刺激やCD2架橋刺激単独の標的細胞殺傷能よりも著名な増強がおこることが明らかになった.1)NK3.3細胞の細胞傷害時における細胞膜上におけるCD2分子局在の検討を行なった.NK3.3とK562を5分間反応させた後3.7%ホルマリンにて固定し、共焦点レーザー顕微鏡にてCD2の局在を観察した.その結果NK3.3にCD2架橋刺激を加えると、NK3.3上のraftとCD2共に細胞膜上のK562との接着部分に凝集してくる事が確認できた.この2つの凝集部位を重ね合わせるとraftとCD2の凝集部位が一致することを確認した.次に、NK3.3をCD2架橋刺激した後NK3.3上のCD2とCD2のリガンドであるK562上のCD58との局在を観察した.NK3.3上のCD2とK562上のCD58が共に接着部位に凝集してくる事が確認出来た.2)CD2架橋刺激による細胞内タンパクのチロシンリン酸化状態の検討を行なった.NK3.3にpolystylene beadsにて固相化した抗体(Control,CD2,CD28,FcγR等)により架橋刺激を加えた.抗リン酸化チロシン抗体を用いたWestern blotting法により、LATのチロシンリン酸化状態を検出した.その結果CD2架橋刺激にて、細胞内アダプタータンパクLATのチロシンリン酸化の増強がみられた.CD2架橋刺激におけるLATのチロシンリン酸化の増強はCD2の濃度依存性に認められた.またCD2架橋刺激後30秒でLATのチロシンリン酸化が認められ,以後5分で最強となる事が確認された.

今回の結果により、NK3.3がCD2架橋刺激にて活性化され標的細胞を殺傷する際にNK3.3上のraftとCD2が標的細胞との接着部位に凝集してくることが確認された.またCD2架橋刺激によりNK3.3が活性化されアダプタータンパクのLATがチロシンリン酸化される事が確認され,NK3.3のCD2分子を介した活性化シグナル伝達経路の一部が解明できた.1,CD2架橋刺激NK細胞におけるLAT結合細胞内シグナル伝達物質についての検討. NK3.3細胞をpolystyrene beadsに固相化したCD2抗体により架橋刺激した.細胞を可溶化し、得られた可溶化タンパクを各種抗体(LAT, PI3-K, Grb2、PLC-γ)にて免疫沈降をい細胞内タンパクのチロシンリン酸化状態を検出した.その結果P85 PI3-kinaseとLAT、Grb2とLAT、PLC-γとLATとの結合はCD2架橋刺激依存性であることが認められた.2.NK細胞による標的細胞殺傷能におけるLipid raftsの影響についての検討.NK3.3にコレステロールを除去しLipid raftsを破壊するMethyl-β-cyclodextrin(MβCD)を反応させた.次に、標的細胞としてK562を用いCD2刺激NK3.3による細胞傷害実験をおこなった.その結果MβCDの濃度依存性にNK3.3の標的細胞殺傷能は抑制された.3.NK3.3細胞におけるCXCL12刺激によるMMP-1発現の検討.NK 3.3細胞にCXCL 12(5ng/m1)を加えて5%CO2、37°Cで24時間培養した.培養終了後上清を5倍に濃縮し、濃縮した上清中のMMP-1を抗MMP-1抗体を用いたWestern blotting法により検出した.その結果CXCL12刺激によりMMP-1が分泌されることを確認した.以上の結果とこれまでの結果より,CD2架橋刺激によりNK細胞が活性化されLATがP85PI3-kinase、Grb2とPLC-γ等と結合して標的細胞殺傷の活性化シグナルを伝達していくことが明らかになった.また、標的細胞殺傷能には細胞膜上のLipid raftsの存在が重要であることが示唆された.さらに、NK細胞の炎症組織への浸潤にCXCL12刺激によるMMP-1の分泌が関与している可能性が示唆された.
多糖類の芳香族系溶媒中における異方性ゲル形成とその液晶光学特性

HPCとトルエンを室温で混合すると、HPCを60重量%程度含有するゲルが形成され、このゲルは種々の色を示すことを昨年度報告した。しかし、このゲルは脆すぎるので、架橋剤のヘキサンジイソシアネートを0.005mol%含浸させ50°Cで12時間静置したところ、10^6Pa程度の弾性率を示すしなやかなゲルになることが解った。この化学架橋反応は同条件のアセトン溶液中では進行しなかったので、物理ゲル中の凝集構造が効果的であったものと考える。また、このゲルも物理ゲルと同じく室温で青く80°C付近で赤く呈色した。しかし、このゲルは液晶性を示さなかったので、通常の液晶性官能基を有する両親媒性高分子を合成することで、目的の液晶異方性ゲルを合成することを試みた。アクリル酸とメソゲン基(シアノビフェニル基、カルボキシビフェニル基)を有するモノマーから合成された共重合体の構造をX線回折法などで解析した結果、メソゲン単位が全モノマー単位に対してわずか25%程度存在するだけで液晶相が発現された。同時に、アクリル酸が液晶の層構造秩序や等方化温度を高めることが分かった。これらのポリマーに液晶紡糸による配向処理を施し、水に浸したところハイドロゲルが自発的に形成されることが分かった。さらに、このハイドロゲルの構造をX線回折法などで調べた結果、配向度が0.8程度の異方性ゲルであることが分かり、直交偏光子下で強い複屈折性を示した。さらにこのゲルは12重量%というごく少量の水の存在下でスメクチック層構造転移を示すことも解り、水を吸収するにも関わらずその弾性率が増加することが分かった。セルロース誘導体と芳香族系科学種によるゲルの形成カルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)を種々の溶媒と混合した結果、HPCのみがゲルを形成することが分かった。そこで、HPCのゲル化と溶媒の構造との相関を詳細に調べた結果、HPCはアルコール系溶媒、アミド系溶媒、塩素系溶媒、水などの極性溶媒には芳香環の有無に関わらず溶解したが、脂肪族系炭化水素のヘキサン、シクロヘキサンなどには全く溶解せず、芳香族系炭化水素であるベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの無極性溶媒中ではそれぞれ一定量の溶媒を含むゲルを形成することを見出した。また、HPCはこれから芳香族系有機溶媒と同程度の誘電率_Σを持つジオキシサン(Σ=2.2)に溶解した。以上の結果から、このゲル化現象は芳香環の有無と溶媒の極性が深く関わっており、芳香環の電子密度とは相関がないと考えられる。HPC-芳香族系溶媒ゲルの構造示差走査熱量測定を行った結果、ベンゼンはゲル中で通常よりも高い融点(7°C)を示すこととHPCの水酸基の赤外吸収ピークがベンゼン中ではブロードになったことからベンゼンとHPCの水酸基の間には何らかの相互作用が存在することが示唆された。またゲルは室温で青く、80°C付近で赤く呈色したので、散乱光挙動を分光光度計で調べたところ、室温で散乱光波長は450nm以下であったのが、温度上昇に伴い短波長シフトし、80°Cでは300nm以下になるとともに600nm付近の長波長の散乱光強度が強くなることが解った。そこで、X線回折法、円偏光2色性、走査型電子顕微鏡観察によりゲルの構造を調べた結果、ゲルは液晶構造を持っておらず、大きさが数百nmから数umの粒の凝集体が形成されていることが明らかとなった。
一酸化窒素(NO)誘導性アポトーシスの分子シャペロンによる抑制機構

一酸化窒素(NO)は、多彩な生理活性を持つが、過剰のNOは細胞にアポトーシスを誘導し、糖尿病など種々の疾患の原因となる。しかし、NOによるアポトーシス誘導機構の詳細は明らかではない。本研究において我々は、小胞体(ER)ストレス経路を介するNO誘導性アポトーシスの新しい経路を発見した。マクロファージ系RAW細胞に大量のNOを作用させるとアポトーシスがおこる。このアポトーシスはp53遺伝子を欠損させた細胞でも認められたため、DNA障害-p53経路以外の経路が働いていると考えられた。一方、ERストレス誘導性アポトーシスに関与することが知られている、転写因子CHOPが誘導されることを見い出した。RAW細胞やCOS-7細胞にCHOPを強制発現させるとアポトーシスがおこった。さらに、CHOPノックアウトマウス由来の、膵臓ラ氏島細胞や腹腔マクロファージはNO誘導性アポトーシスに対して抵抗性を示した。次にCHOPの上流を解析した。ER膜に結合して存在する、ERストレスセンサー蛋白ATF6は、ERストレスによって限定分解を受けて活性化され、転写因子としてERシャペロンやCHOPの誘導などに働く。NO誘導性アポトーシスにおいてCHOPの誘導に先立ってATF6の活性化が認められた。RAW細胞およびCOS-7細胞に活性型ATF6を強制発現するとアポトーシスをおこしたが、このアポトーシスはCHOPのdominant negative formの共発現によって抑制された。以上の結果より、NO誘導性アポトーシスにおいて、ATF6-CHOPを介するERストレス経路が働いていることが明らかになった。また、CHOPによるアポトーシスはhsp70/DnaJ chaperone pairにより抑制された。今後はCHOPより下流の経路を明らかにするとともに、シャペロンによる抑制機構を明らかにしたい。一酸化窒素(NO)は多彩な機能を有する生理活性分子であるが、過剰に産生されると血圧の低下を招きエンドトキシンショックの原因となると共に、DNAの障害や酵素活性の阻害をおこし、細胞はアポトーシスに陥る。そのため細胞にはNOの有害な作用を抑制する何らかの機構が存在する可能性が考えられる。一方、哺乳動物のサイトソルに存在するhsp70はタンパク質の折りたたみやミトコンドリア輸送に働く重要な分子シャペロンであり、その際dj(DnaJ/hsp40)ファミリーがパートナーシャペロンとして働く。hsp70は種々のストレスにより誘導されたアポトーシスにおいて、アポトーシス抑制に働くが、その抑制機構の詳細は明らかではない。また、その際djファミリーが必要かどうかも不明である。そこで本研究では、hsp70/DnaJ分子シャペロン系がNO依存性アポトーシスを制御するかどうか検討した。マウスマクロファージ系RAW264.7細胞をNOドナーであるSNAP(1.5mM)で12時間処理するとアポトーシスが起こる。ところが細胞にあらかじめ低濃度のSNAP(0.1mM)処理あるいは42°C、2時間の熱処理を行うと高濃度SNAPによるアポトーシスが強く抑制された。このアポトーシス抑制はミトコンドリアからのシトクロムcの流出よりも上流で起こっていた。この時hsp70に加えて、dj1(hsp40)、dj2の誘導が認められた。また、SNAPによるアポトーシスはhsp70/hsc70とdj1あるいはdj2の共発現でも抑制された。hsp70/hsc70単独では無効であった。このことより、サイトソルのhsp70-dj1またはdj2分子シャペロン系がNO依存性アポトーシスを抑制することが示された。今後、この抑制機構を明らかにしたい。

一酸化窒素(NO)は、多彩な生理活性を持つが、過剰のNOは細胞にアポトーシスを誘導し、糖尿病など種々の疾患の原因となる。しかし、NOによるアポトーシス誘導機構の詳細は明らかではない。本研究において我々は、小胞体(ER)ストレス経路を介するNO誘導性アポトーシスの新しい経路を発見した。マクロファージ系RAW細胞に大量のNOを作用させるとアポトーシスがおこる。このアポトーシスはP53遺伝子を欠損させた細胞でも認められたため、DNA障害-53経路以外の経路が働いていると考えられた。一方、ERストレス誘導性アポトーシスに関与することが知られている、転写因子CHOPが誘導されることを見い出した。RAW細胞やCOS-7細胞にCHOPを強制発現させるとアポトーシスがおこった。さらに、CHOPノックアウトマウス由来の、膵臓ラ氏島細胞や腹腔マクロファージはNO誘導性アポトーシスに対して抵抗性を示した。次にCHOPの上流を解析した。ER膜に結合して存在する、ERストレスセンサー蛋白ATF6は、ERストレスによって限定分解を受けて活性化され、転写因子としてERシャペロンやCHOPの誘導などに働く。NO誘導性アポトーシスにおいてCHOPの誘導に先立ってATF6の活性化が認められた。RAW細胞およびCOS-7細胞に活性型ATF6を強制発現するとアポトーシスをおこしたが、このアポトーシスはCHOPのdominant negative form,の共発現によって抑制された。以上の結果より、NO誘導性アポトーシスにおいて、ATF6-CHOPを介するERストレス経路が働いていることが明らかになった。また、CHOPによるアポトーシスはhsp70/DnaJ chaperone pairにより抑制された。今後はCHOPより下流の経路を明らかにするとともに、シャペロンによる抑制機構を明らかにしたい。
『新撰遊覚往来』ならびに『新撰類聚往来』の日本語学的研究

本研究の目的は、室町時代の重要な往来物である『新撰遊覚往来』と『新撰類聚往来』の両書について、日本語学的研究を深めることである。基本的には、昨年度の作業を継続して行った。本年度は、主として『新撰類聚往来』に関する研究をまとめ、書籍の形で公表する作業を行い、『新撰類聚往来影印と研究』を刊行した。その内容と意義は以下の通りである。一、内閣文庫蔵慶安元年版本の影印に、精密な翻字を付した。従来の翻字としては『日本教科書大系』のものが知られているが、誤りが多いため、正誤一覧も作成して付した。一、慶安版本には誤記が多いため、東京大学蔵天正四年写本と校合しつつ、考証を行い、大量の文字の訂正を行った。その成果は、校注の形で論述している。一、この校注においては、従来の難読箇所についても多く解明されている。語彙研究としても充実した内容である。一、このような校訂を基礎として、名彙索引と書翰本文自立語索引を作成して掲載した。これは、中世日本語の語彙研究のための、基礎的資料となるものである。一、校訂の成果を踏まえて、訓読と現代語訳を作成した。本書は文学作品としても味読に耐える質を持っており、中世文学研究の一部として、今後研究対象となりうるものである。精確な訓読と流暢な現代語訳は、その文芸性の理解に資するものであろう。一、本書の往来物としての性格を明らかにするために、論文「新撰類聚往来の特質と意義」を作成して掲載した。その中で明らかにしたことは、1)往来物の発展史の中での位置づけを、構成表記の特徴から論じた、2)『新猿楽記』の影響が大きいことを明らかにした、3)『易林本節用集』への影響が大きいことを明らかにした、4)全体として、本書が往来物としてだけでなく、古辞書の歴史の中でも重要な位置を占めることを明らかにした、等である。本研究の主たる目的は、室町時代の往来物である『新撰遊覚往来』と『新撰類聚往来』の両書について、日本語学的研究を多角的に推進することである。そのための基礎的作業として、本年度は、両書のテキストの収集と整理を主に行った。まず、『新撰遊覚往来』の諸本として、謙堂文庫蔵天文13年写本・東京大学文学部国語研究室蔵本・東北大学附属図書館蔵本・内閣文庫蔵本・高野山大学附属図書館蔵金剛三昧院本・叡山文庫蔵本・謙堂文庫蔵柏原屋佐兵衛版・学習院大学図書館蔵本・早稲田大学図書館蔵本を収集した。諸本の異同を調査し、古本系・流布本系のほかに、両者の中間本と言えるテキストが存在することを確認した。上記のうち、高野山大学附属図書館蔵金剛三昧院本・叡山文庫本が中間本に当たる。また、高野山大学附属図書館蔵金剛三昧院本は、前半部が流布本系の本文を持ち、後半部が古本系の本文を有していることも確認できた。これらはテキストの系統に関して、本年度確認された新知見である。次に、『新撰類聚往来』の諸本として、東京大学文学部国語研究室蔵天正4年写本・内閣文庫蔵慶安元年版本を収集した。前者は、善本であるが、上巻のみの零本である。そこで、底本としては、慶安元年版を選び、翻字本文を作成するとともに、本文の校訂を行い、索引を作成しつつある。全体として、両書について、それぞれ、テキストの校訂、翻字の作成、難解な語の調査、索引の作成など、基礎的な作業を行っている段階である。また、『新撰遊覚往来』と『新撰類聚往来』に深く関係する、古辞書を中心とした中世の語彙・表記については、従来より研究を進めているが、本年度も多数の研究成果を発表しているところである。本年度の中心的課題である『新撰遊覚往来』と『新撰類聚往来』の諸本の収集と整理は、順調に進展しており、次年度の研究の基礎とすることができる。それに付随して、諸本の系統や語彙の調査、索引の作成についても、相当程度の成果を上げている。本研究の主たる目的は、室町時代の重要な往来物である『新撰遊覚往来』と『新撰類聚往来』の両書について、日本語学的研究を多角的に推進することである。昨年度より着手した基礎作業を、本年度も継続して行った。まず『新撰遊覚往来』については、諸本の異同の検討をさらに進め、古本系(謙堂文庫蔵天文13年写本・東北大学附属図書館蔵本・東京大学文学部国語研究室蔵本・内閣文庫蔵本)、中間本系(高野山大学附属図書館蔵金剛三昧院本・叡山文庫蔵本)、流布本系(寛文二版・袋屋十兵衛版・柏原屋版・早稲田大学図書館蔵本・宮内庁書陵部蔵続群書類従本・学習院大学図書館蔵本)の主要な異同点について考察を行い、古本→中間本→流布本へという変化を具体的に跡づける大量の証拠を確認した。同時に、古本系諸本の中では、天文13年本が最も古形に近く、天文本→東北大本→東大本→内閣本という流れが推定できること、叡山本が中間本でありながら、比較的流布本に近いこと等の事実も確認された。この成果は論文の形で公表する予定である。次に『新撰類聚往来』については、翻字本文、札記、語彙索引の作成を継続して進めており、内容の分析に沿って読み下し文の作成に着手している。

これら古往来の研究に深く関わる、古辞書を中心とした中世の語彙・表記については、本年度もいくつかの論考を公表している。特に『いろは分類体辞書の総合的研究』は、いろは分類体辞書の研究を通じて、室町時代の語彙研究を飛躍的に進め、本研究に大いに資するものである。昨年度より進めている資料の収集と整理は、本年度も順調に進んでおり、それに基づいた研究も、概ね順調に進展している。特に、『新撰遊覚往来』諸本の系統については、旧来の研究を凌駕する結論を得ようとしており、『新撰類聚往来』についても、語彙と内容の研究が進展している。本研究の目的は、室町時代の重要な往来物である『新撰遊覚往来』と『新撰類聚往来』の両書について、日本語学的研究を深めることである。基本的には、昨年度の作業を継続して行った。前者については、すでに昨年度の報告書に記したとおり、諸本の系統に関して、画期的な新知見を得た。つまり、古本系→中間本系→流布本系に諸本を分類し、テキストの原形→天文本→天文本以外の古本→中間本→流布本という変化が確認された。その根拠となるのは、72箇所に及ぶ、諸本の異同の検討である。そこには、「蘇莫童子経」(古本の一部)→「蘇莫呼童子経」(古本の一部)→「蘇摩古童子経」(中間本)→「蘇摩子童子経」(流布本)のような、日本語化・俗化の流れが見て取れる。この見解を、個々の語彙・表記の詳細な比較検討とともにまとめ、『新撰遊覚往来諸本の日本語学的研究』を作成し、国内の主要な日本語学研究者(中世日本語を研究対象とする者)及び研究機関に配布した。後者については、従来混乱を極めてきたテキストの校訂整理を進め、精緻な読解のための訓読、注釈を作成している。これにより従来の誤記や難読箇所が、数多く解明されつつある。(一例を挙げれば、中巻の筆の異名「中書君象管如椽」は、それぞれの出典を検討した結果「中書君象管如椽」の誤りであることが解明された)あわせて、書簡部分と語彙部分に分けて、それぞれ自立語索引を作成しつつある。以上の作業は平成30年度中に完成が期待され、公開を予定している。『新撰遊覚往来』と『新撰類聚往来』の両者についての研究は順調に進んでおり、従来の研究では得られなかった新知見を数多く見いだしている。本年度は、主として『新撰類聚往来』に関する研究をまとめ、書籍の形で公表する作業を行い、『新撰類聚往来影印と研究』を刊行した。その内容と意義は以下の通りである。一、内閣文庫蔵慶安元年版本の影印に、精密な翻字を付した。従来の翻字としては『日本教科書大系』のものが知られているが、誤りが多いため、正誤一覧も作成して付した。一、慶安版本には誤記が多いため、東京大学蔵天正四年写本と校合しつつ、考証を行い、大量の文字の訂正を行った。その成果は、校注の形で論述している。一、この校注においては、従来の難読箇所についても多く解明されている。語彙研究としても充実した内容である。一、このような校訂を基礎として、名彙索引と書翰本文自立語索引を作成して掲載した。これは、中世日本語の語彙研究のための、基礎的資料となるものである。一、校訂の成果を踏まえて、訓読と現代語訳を作成した。本書は文学作品としても味読に耐える質を持っており、中世文学研究の一部として、今後研究対象となりうるものである。精確な訓読と流暢な現代語訳は、その文芸性の理解に資するものであろう。
オプトジェネティクスによる蝸牛血管条機能の操作と聴覚平衡覚変化

変動性内耳障害の原因を解明することを最終目的とした研究である。本研究では蝸牛外側壁の血管条を研究対象とし、研究者が任意のタイミングで可逆的、非可逆的難聴を再現可能な動物モデルを確立させた。餌への抗生剤の添加または除去という容易な方法で緩徐に血管条細胞のイオントランスポーターの発現と抑制をコントロール可能なマウスと、オプトジェネティクスを応用して急速に血管条細胞に摂動を与えることが可能なマウスを作成した。両マウスを用いて変動性難聴のメカニズムを詳細に分析可能であることを確認した。いずれの方法でも蝸牛外側壁は可逆性、非可逆性、変動性難聴の病態に関わっていることが示された。得られた結果について列記する。(1)外側壁への光照射により内リンパ電位が低下した。(2)本研究期間に使用した刺激強度により可逆性の内リンパ電位変化を生じた。(3)光照射による蝸牛神経繊維への影響はなく、内リンパ電位の低下に伴う聴力の低下を生じていた。申請時に記述した内容の予備実験内容が大変役に立ち、この研究への注力がスムーズに進んだ。蝸牛への光刺激によって生じた聴覚変化が、確実に外側壁の機能に作用して生じた現象であることを確認することに時間を費やした。よって、より科学的に強固な結果が得られたが、予定以上に実験が進行したいうほどの結果は得られていない。オプトジェネティクスを利用し、蝸牛の血管条にある細胞(中間細胞という種類の細胞)に一時的な摂動を与えると(過剰なNa+イオンを流入させる)、可逆性の難聴を生じることが分かった。ただし、可逆性ではあるものの摂動を複数回反復することで徐々に難聴が回復しづらくなることが分かった。このような現象が起きる機序としては、中間細胞に障害が生じることで正常聴力に必須の蝸牛内リンパ液電位が低下するためであることが分かった。可逆性であった変動性の難聴が、症状の反復と共に非可逆性へと転じて行く様は実際の臨床現場でも観察できる現象であり、本動物モデルを利用した更に詳細な検討が、ヒトの急性、変動性難聴発症機序の解明、予防、治療へとつながる可能性が示唆された。また、中間細胞のイオンチャンネル発現を低下させると難聴が生じることも分かった。胎生期からの発現低下は非可逆性高度難聴を、生後からの発現低下は高音域に可逆性難聴を低音域に非可逆性難聴を生じさせることが分かった。本現象の詳細な検討がヒトの急性、変動性難聴、周波数特異的難聴発症機序の解明、予防、治療へとつながる可能性が示唆された。いずれの結果も部分的には昨年度までに学会で発表済みであり、本年度は論文作成の段階に入っている。中間細胞に生じる分子生物学的変化をより効率的かつ網羅的に分析するために、血管条を含む蝸牛外側壁を組織培養し様々な薬剤の効果をスクリーニングすることが新規治療法開発に有用なのではないかと考えている。現在すでに論文作成の段階に入っている。また、本研究を遂行する元になったアイデアの研究内容に関しても論文作成段階に入っている。昨年までに得た結果をさらに詳細に分析し、以下の結果を海外誌に論文として発表した。蝸牛外側壁の血管条に存在する中間細胞にオプトジェネティクスを利用し、一時的な摂動を与えた(青色光を細胞に照射すると細胞内にNa+が流入する)直後から難聴が生じることが分かった。また、数分間の連続的な摂動(細胞に数分間青色光を当て続ける)によって生じた難聴は、可逆性であることが分かった。今後さらに摂動を与える時間を変えて聴覚への影響を調べるという発展性を残している。オプトジェネティクスを用いて与えた細胞の摂動はmsの単位で生じる非常に早い変化である。一方、よりゆっくりと中間細胞に摂動を生じるような変化を与えた場合(中間細胞に存在するNa+-K+-2Cl- (略称:NKCC1)チャンネルの発現を数日かけて低下させる)も出生直後の動物において難聴を生じることが分かった。さらに、このチャンネルの発現をNKCC1ノックダウンを起こした同一個体内で再び上昇させ元に戻した場合、高音域の聴力が改善した。しかし、低音域の障害は改善しなかった。この結果は、外側壁の機能障害が可逆性、非可逆性の聴覚障害に関わることを示唆した。また、このNKCC1ノックダウンの影響は、動物の成長と共に聴覚への影響力が変化するような結果も得ており、今後、様々な発生段階でこの摂動が聴覚にどのような影響があるか調べるという発展性を残している。いずれの結果を見ても、研究者の望み通りのタイミング、時間で可逆性難聴を再現できる動物モデルを確立できたと言える。過去に、これだけ様々なタイムスケールで外側壁細胞の機能障害を再現できた研究はなく、今後、可逆性、非可逆性難聴の病態生理解明に新たな研究分野を開拓したと考えている。

餌への抗生剤の添加または除去という容易な方法で緩徐に血管条細胞のイオントランスポーターの発現と抑制をコントロール可能なマウスと、オプトジェネティクスを応用して急速に血管条細胞に摂動を与えることが可能なマウスを作成した。両マウスを用いて変動性難聴のメカニズムを詳細に分析可能であることを確認した。いずれの方法でも蝸牛外側壁は可逆性、非可逆性、変動性難聴の病態に関わっていることが示された。聴覚における、可逆性変化と非可逆性の境界が何であるかの分析。局所的な外側壁障害による、局所的な内リンパ液組成の変化が生じるかの測定。可逆性難聴が非可逆になる境界現象が何であるかに関しては詳細な摂動を与えるパラメーターの検討が必要になる。前庭機能(めまい症状に関与する機能)に関しては検討が不十分であり、今後の検討課題となるだろう。概要の部分でも書いた通り、細胞レベルでの詳細な検討が新規治療に結びつく可能性を考えており、in vivoのみならずex vivoの系を利用した実験が必要と考えている。神経耳科学実験が順調に進展しており、今後さらに研究が大きく展開し、費用がかさむ可能性を考慮した。よって、当初予定していた旅費を本年度使用せず、今後の研究のため温存した。また、高価な生理機能検査機器の新規購入に関しても本年度は行わず結果を固めることに専念した。in vivoでの系で一定の結果が出たが、詳細な検討にはex vivoでの検討も必要であると考え、その系での研究準備のため一時消耗品購入を控え、29年度の新たな系での研究へまわすこととした。また、論文として発表できるまでの結果が出たことから、29年度は発表費用が増加することを予想し、28年度での使用を控えた。今後は多数の光刺激条件振り、それに伴う新規の機器、消耗品(抗体、測定プローブ等々の高額物を含む)への費用が非常にかさむことが予想されれる。また、結果が出て来たことから研究の更なる進展を図るため、積極的に学会に参加して新たな情報の収集を行う。よって旅費も計上する予定である。以上の理由で次年度使用額は消費する。29年度はこれまでより実験動物の使用量が増えることが予想される。それに関わる費用が増加する予定である。また、ex vivoでの検討を重ねることにより、それに関わる費用が増加する予定である。現在、論文2編を作成中であり、これらにかかわる校正費がかさむことが予想される。また、昨年度は学会での情報収集に力を入れ、自らの結果発表は控えたが、29年度は最終結果について積極的に国内外で発表をする予定である。
粒子線治療場におけるカロリメータを用いた絶対線量及び線質の評価

重粒子線治療では、電離箱を用いて吸収線量を測定し、照射する線量の絶対値を求めている。電離箱で吸収線量を決定するためには、w値や阻止能比、擾乱補正係数といった物理量が必要であるが、これらの物理量は精度の良いものではなく、吸収線量は不確かさが大きくなってしまっている。そこで高精度な絶対線量測定可能なカロリメータを用いて治療条件の重粒子線を測定し、線量測定の高度化を行った。現在の線量測定プロトコルに従って算出した線量は、約3%程度過小評価する結果となった。得られた線量や不確かさから、治療条件での様々な誤差要因の相関関係を考慮した治療計画に対するロバストネスの高速な評価方法を開発した。放射線治療では、治療成績を左右する最も重要な物理量である吸収線量を精度良く評価することが要求される。放射線治療の線量は電離箱内に生じた電離量に基づいた評価が行われているが、近年発展している粒子線治療や強度変調放射線治療に対する電離箱の線量測定に必要な物理量は精度良く求められておらず、線量の不確かさが大きくなっている。本研究では、治療用粒子線や複雑な照射法の放射線に対してグラファイトカロリメータによって高精度の絶対線量を測定し、電離箱線量測定に必要な物理量の推定や絶対線量測定法を確立し、高度化を行う。グラファイトカロリメータを用いて典型的な治療エネルギー炭素線において様々な深度での絶対線量測定を行った。カロリメータ測定と同様の測定状況下で各種電離箱を用いて線量測定を行い、カロリメータの結果との比較を行った。その後、水中において詳細に深部線量分布測定を行い、カロリメータによって得られるグラファイトに対する吸収線量を水吸収線量に変換する。求められた水吸収線量から、各種電離箱の校正定数やw値、阻止能比、擾乱係数の検討を行う。このための測定やモンテカルロシミュレーションを別途行う。実際の治療により近い状態でのカロリメータによる絶対線量測定を行い、治療状態での電離箱による吸収線量測定に必要な物理量を明らかにし、線量測定の高精度化を行う。各種エネルギー、SOBP幅の治療用炭素線に対して治療の基準となる値であるSOBP中心での高精度絶対線量を求めることで、線量分布の検証や各種電離箱の特性を明らかにする。放射線治療の線量は電離箱内に生じた電離量に基づいた評価が行われているが、近年発展している陽子線や炭素線を用いた粒子線治療や強度変調放射線治療(IMRT)に対する電離箱の線量測定に必要な物理量は精度良く求められておらず、線量の不確かさが大きくなっている。本研究では、治療用粒子線や複雑な照射法の放射線に対してカロリメータによって高精度の絶対線量を測定し、電離箱線量測定に必要な物理量の推定や絶対線量測定法を確立し、高度化を行う。カロリメータを用いて典型的な治療エネルギー炭素線において様々な条件での絶対線量測定を行った。放射線のリファレンスとなるコバルト60のγ線による各種電離箱の測定やモンテカルロシミュレーションを別途行う。実際の治療により近い条件でのカロリメータによる絶対線量測定を行い、治療状態での電離箱による吸収線量測定に必要な物理量を明らかにし、線量測定の高精度化を行う。リファレンスとなる基準条件での測定と実際の治療場により近い状態での測定を行っている。又、絶対線量の決定を行い、その線質における電離箱に対する各種物理量や補正係数、校正定数を求めている。照射野の依存性や様々なサイズのSOBPビーム、より深い場所でのフラグメント粒子の電離箱の応答への影響等を調べていく。電離箱、X線フィルム等で照射野の平坦度確認の測定を行う。水ファントム中での深部線量分布を各種ビームに対して指頭形電離箱と平行平板形電離箱で測定する。カロリメータで求められた水吸収線量と電離箱によって求められた水吸収線量を比較、解析することで電離箱の水吸収線量校正定数やw値等のパラメータを算出するために、その測定結果の詳細な解析とシミュレーションによる検討が必要となる。治療条件であるSOBP炭素線では深さ方向に炭素線を広げた分布を作成するために、SOBP中心では様々なエネルギーの炭素線やフラグメント反応によって生成された様々なフラグメント粒子が混在する。各種エネルギー、SOBP幅の重粒子線に対して電離箱線量測定に必要な物理量である空気に対するw値や空気と水の阻止能比、電離箱の擾乱係数などを求めるために、カロリメータ測定を行った。カロリメータによる高精度な絶対線量測定により、現在の線量測定プロトコルに従って算出した線量は、約3%程度過小評価する結果となった。