hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多動性改善に向けたアミノ酸栄養のチャレンジ

注意欠陥・多動性障害(Attention Deficit/Hyperactivity Disorder、ADHD)は、多動性、不注意、衝動性を症状の特徴とする発達障害もしくは行動障害である。その原因追求とアミノ酸栄養による症状改善の可能性をADHDのモデル動物で調べた。ロボロフスキーハムスターはジャンガリアンハムスターと比べ、自発運動量が高く、脳内のD-セリン含量が低いことが判明した。多動性を示すロボロフスキーハムスターは学習能力が低いことも示された。3系統のマウスの中でICRマウスの行動量は高く、その脳ではチロシンからドーパミンへの代謝が遅いことが示唆された。注意欠陥・多動性障害(ADHD)は、多動性、衝動性、不注意を症状の特徴とする発達障害もしくは行動障害で、多くは幼少期に集中困難、過活動、不注意といった行動として現れる。本研究ではアミノ酸代謝の差異をそれぞれハムスターの系統間ならびにマウスの系統間で比較し、多動性との関連性を明らかにすることで、ADHDの発症原因を追及することを目的とした。ジャンガリアンハムスター(以下、ジャンガリアン)とロボロフスキーハムスター(以下、ロボロフスキー)は同属でありながら、ジャンガリアンは人に慣れやすく大人しい一方で、ロボロフスキーは人に慣れにくく動き回ることが知られている。ロボロフスキーを多動性モデル動物として有用であると考え、D型も含めたアミノ酸代謝の比較や多動性との関連性について検討することを目的とした。ジャンガリアンとロボロフスキーで、明期と暗期に全脳をサンプリングしD-およびL-アミノ酸の分析を行った。ジャンガリアンに比較してロボロフスキーで鎮静効果があるL-セリンおよびNMDA受容体のコアゴニストとなるD-セリン含量が有意に低いことが判明した。次いで、ICRマウス、CBAマウス、C57BL/6Jマウスを用い、オープンフィールドテスト(OFT)を行った。自発運動量を示すOFTの総移動距離の値がICRマウスにおいて他の2系統よりも有意に高く、ICRマウスは多動性を示すことが確認された。また、行動調節部位の小脳においてドーパミン含量の値がICRマウスで低く、逆に、その前駆体であるチロシン含量は高値を示した。上記より、多動性に関連するアミノ酸代謝は種差や系統差など遺伝的背景の影響を大きく受けることが判明し、多動性改善にむけて摂取が必要なアミノ酸の種類は遺伝的背景を加味しなければならないことが明らかとなった。注意欠陥・多動性障害(ADHD)の多くは幼少期に発症が見られ、メチルフェニデート(MPH)がその改善薬として認可されている。MPHはドーパミン(DA)系を介して働くことが知られているが覚醒剤類似薬でもあるため副作用や依存性が懸念されている。そこで、本実験では脳内DAレベルをより増加させた場合の行動への影響を検証することを目的とした。ICRマウス(3週齢雄)を1週間の馴化後にオープンフィールド試験(OFT)を行い、その値で4群に分け、7日後に1生理的食塩水、2カルビドパ、3低濃度L-ドーパ4高濃度L-ドーパの投与を行った。投与30分後にOFT、その直後にサンプリングを行った。アミノ酸とモノアミンの分析はUPLCとHPLCを用いて行った。自発運動量を示すOFTの総移動距離の値がL-ドーパの投与によって大きく減少した。小脳、前頭前野および線条体においてDA含量は有意な上昇を示した。また、各脳部位におけるL-ドーパおよびDA系代謝産物の増加率に違いが見られたため、L-ドーパの取り込み効率ならびにDA系代謝回転率が異なることが示唆された。ジャンガリアンハムスター(以下、ジャンガリアン)とロボロフスキーハムスター(以下、ロボロフスキー)は、同じヒメキヌゲネズミ属である。ジャンガリアンはヒトに慣れやすく大人しい特徴を示す一方で、ロボロフスキーはヒトに慣れにくく素早く動き回り多動性を有する。慣れるということについては、記憶・学習能力が関与しているのではないかと考えた。そこで本研究では、ジャンガリアンとロボロフスキーにおける多動性と認知機能との関連性について検討を行った。ロボロフスキーはジャンガリアンと比して有意な高い行動量を示した。記憶能力は両者に差異がみられなかったものの、学習能力においてロボロフスキーで有意に低かった。記憶・学習能力に関連する脳内のD-セリン含量は、ジャンガリアンにおいて有意に高かった。本年度の研究では、マウスの自発運動量には明らかな系統差があり、ICRマウスで最も多いことが判明した。着目したチロシンに関してはICRマウスで低いのではなく、むしろ高いことが明らかとなった。しかし、チロシンから産生されるドーパミンはICRマウスで最も低かった。これはチロシンがドーパミンに速やかに代謝されない、すなわちチロシンヒドロキシラーゼの酵素活性が低いことを示唆した。

さらに、ロボロフスキーハムスターにおいては鎮静作用を有するアミノ酸の脳内含量が低いことを認めた。このようにADHD発症要因とその対応策定期の可能性を示唆したことから当初の計画以上に進展したと考えた。栄養学26年度に得られた結果は、ICRマウスではチロシンからドーパミンへの代謝が低い可能性を示唆している。そこで、ICRマウスの脳内ドーパミン含量をさらに高めるために、ドーパミンの前駆体であるL-DOPAの投与実験を考えている。また、チロシン代謝酵素であるチロシンヒドロキシラーゼの酵素活性を高めるため、その補酵素であるBH4を投与する。投与後のOFTでの行動、海馬や小脳でドーパミン代謝系のDAならびにその代謝産物への影響を調査する。さらに、チロシンヒドロキシラーゼの基質であるチロシンとBH4とを合わせて投与する予定である。また、海馬でのDA値の上昇が学習行動に影響を与える可能性についても検討する。一方、ロボロフスキーについてはセリンの給与が多動性を改善できるかについても検討を加える。この検討においては、母獣の飼料にセリンを配合したり、離乳時からセリンを飼料に配合することで、様々な段階における多動性改善を目指す。
高波浪場における海岸構造物周辺地盤の脆弱化に伴う構造物破壊防止に関する研究

波浪時においては強度の変動水圧が海底地盤上に作用し,海底地盤が周期的に液状化することが知られている.このような強度の変動水圧が作用する場に設置される離岸堤や護岸の根固めブロックが沈下散乱する被害の発生現象を力学的に解明するために,海底埋設パイプライン,防波堤,橋脚などの構造物周辺砂地盤に変動水圧が作用する場合の動的挙動について実験的かつ理論的な検討を行った.その結果,以下のようなことが明らかにされた.1.海底埋設パイプラインの破壊現象をモデル化した鉛直2次元砂層模型による実験の結果,波などの変動水圧の作用により埋設パイプは徐々に浮上することを明らかにした.また,パイプの浮上に与える物理的要因(変動水圧周期,変動水圧振幅,パイプの埋設深さ,パイプ周辺砂層の透水係数)の影響を明らかにするとともに,パイプに作用する浮上ポテンシャルを提示し,浮上ポテンシャルによりパイプの浮上の有無を予測可能であることを示した.2.海岸堤防の裏込め土砂の流出に起因する堤防の破壊現象をモデル化した実験の結果,変動水圧場においては堤防全面砂地盤上に作用する変動水圧は堤防裏込め内に振幅減衰および位相の遅れを伴って伝播することが明らかにされた.また,堤防裏込め土砂の流出現象に与える物理的要因を検討した結果,護岸周辺砂層を透水係数の大きな砂層で置換することにより土砂の流出をかなり抑えることができることが示された.3.変動水圧場における護岸裏込め土砂の流動過程を個別要素法と有限要素法をカップリングした方法により数値シミュレーションした.本研究では,個別要素法のコードの開発・改良を行うとともに,両手法をカップリングさせるための手順を提案した.解析の結果,護岸周辺部の土砂の流動過程を良く再現することが示された.また,護岸根入れ深さを大きくすると裏込め土砂の流動を押さえることが出来ることが本モデルにより再現できた.波浪時においては強度の変動水圧が海底地盤上に作用し,海底地盤が周期的に液状化することが知られている.このような強度の変動水圧が作用する場に設置される離岸堤や護岸の根固めブロックが沈下散乱する被害の発生現象を力学的に解明するために,海底埋設パイプライン,防波堤,橋脚などの構造物周辺砂地盤に変動水圧が作用する場合の動的挙動について実験的かつ理論的な検討を行った.その結果,以下のようなことが明らかにされた.1.海底埋設パイプラインの破壊現象をモデル化した鉛直2次元砂層模型による実験の結果,波などの変動水圧の作用により埋設パイプは徐々に浮上することを明らかにした.また,パイプの浮上に与える物理的要因(変動水圧周期,変動水圧振幅,パイプの埋設深さ,パイプ周辺砂層の透水係数)の影響を明らかにするとともに,パイプに作用する浮上ポテンシャルを提示し,浮上ポテンシャルによりパイプの浮上の有無を予測可能であることを示した.2.海岸堤防の裏込め土砂の流出に起因する堤防の破壊現象をモデル化した実験の結果,変動水圧場においては堤防全面砂地盤上に作用する変動水圧は堤防裏込め内に振幅減衰および位相の遅れを伴って伝播することが明らかにされた.また,堤防裏込め土砂の流出現象に与える物理的要因を検討した結果,護岸周辺砂層を透水係数の大きな砂層で置換することにより土砂の流出をかなり抑えることができることが示された.3.変動水圧場における護岸裏込め土砂の流動過程を個別要素法と有限要素法をカップリングした方法により数値シミュレーションした.本研究では,個別要素法のコードの開発・改良を行うとともに,両手法をカップリングさせるための手順を提案した.解析の結果,護岸周辺部の土砂の流動過程を良く再現することが示された.また,護岸根入れ深さを大きくすると裏込め土砂の流動を押さえることが出来ることが本モデルにより再現できた.波浪時においては強度の変動水圧が海底地盤上に作用し,海底地盤が周期的に液状化することが知られている.このような強度の変動水圧が作用する場に設置される離岸堤やその保護工である根固めブロックが沈下散乱する被害の発生機構を力学的に解明するために,海底埋設パイプライン,防波堤,橋脚などの構造物周辺砂地盤に変動水圧が作用する場合の動的挙動について実験的かつ理論的な検討を行った.その結果,以下のようなことが明らかにされた.1.海底埋設パイプラインの破壊現象をモデル化した鉛直2次元砂層模型による実験の結果,波などの変動水圧の作用により埋設パイプは徐々に浮上することが明らかにされた.また,パイプの浮上に与える物理的要因(変動水圧周期,変動水圧振幅,パイプの埋設深さ,パイプ周辺砂層の透水係数)の影響を明らかにするとともに,浮上限界予測式を提示した.2.海岸堤防の裏込め土砂の流出に起因する堤防の破壊現象をモデル化した実験の結果,変動水圧場においては堤防前面の砂地盤上に作用する変動水圧は堤防裏込め内に振幅減衰および位相の遅れを伴って伝播することが明らかにされた.また,堤防裏込め土砂の流出現象に与える物理的要因を検討した結果,護岸周辺砂層を透水係数の大きな砂層で置換することにより土砂の流出をかなり抑えることができることが示された.3.波と流れが共存した場における橋脚周辺の洗掘現象を実験的に検討した結果,流れのみの場合よりも波と流れが共存する場の方が洗掘深が大きくなることが示された.また,波が橋脚の下流側から作用する場合が最も橋脚周辺の洗掘深が大きくなることが明らかにされた.

波浪時においては強度の変動水圧が海底地盤上に作用し,海底地盤が周期的に液状化することが知られている.このような強度の変動水圧が作用する場に設置される離岸堤や護岸の根固めブロックが沈下散乱する被害の発生現象を力学的に解明するために,海底埋設パイプライン,防波堤,橋脚などの構造物周辺砂地盤に変動水圧が作用する場合の動的挙動について実験的かつ理論的な検討を行った.その結果,以下のようなことが明らかにされた.1.海底埋設パイプラインの破壊現象をモデル化した鉛直2次元砂層模型による実験の結果,波などの変動水圧の作用により埋設パイプは徐々に浮上することを明らかにした.また,パイプの浮上に与える物理的要因(変動水圧周期,変動水圧振幅,パイプの埋設深さ,パイプ周辺砂層の透水係数)の影響を明らかにするとともに,パイプに作用する浮上ポテンシャルを提示し,浮上ポテンシャルによりパイプの浮上の有無を予測可能であることを示した.2.海岸堤防の裏込め土砂の流出に起因する堤防の破壊現象をモデル化した実験の結果,変動水圧場においては堤防全面砂地盤上に作用する変動水圧は堤防裏込め内に振幅減衰および位相の遅れを伴って伝播することが明らかにされた.また,堤防裏込め土砂の流出現象に与える物理的要因を検討した結果,護岸周辺砂層を透水係数の大きな砂層で置換することにより土砂の流出をかなり抑えることができることが示された.3.変動水圧場における護岸裏込め土砂の流動過程を個別要素法と有限要素法をカップリングした方法により数値シミュレーションした.本研究では,個別要素法のコードの開発・改良を行うとともに,両手法をカップリングさせるための手順を提案した.解析の結果,護岸周辺部の土砂の流動過程を良く再現することが示された.また,護岸根入れ深さを大きくすると裏込め土砂の流動を押さえることが出来ることが本モデルにより再現できた.
北中国農村社会における共産党体制の成立-1930年代〜1950年代

本研究のテーマは、1937年から1950年代のまでの中国農村において、中国共産党がどのようにして政権を樹立し、農村の集団化を通じて社会を改造し、農民意識の改造に取り組んだかという問題である。193050年代前半の中国革命は、共産党の指導下にありながらも、地域によって、時代によって農民の組織化、権力形成のプロセスが多様性に富んでいることが、ここ10数年来、中国共産党史の中でこのような多様性に着目した研究は進んできた。しかし山西省と雲南省の農村調査、さらには現地における資料収集を通して、農村革命の具体的なプロセスにおいて、現地の党員と脳門の社会的ネットワーク、個人的な関係が如何に決定的な役割を果したかという側面を実証的に明らかにした。元来、社会的ネットワークと農民の個人的な関係は伝統的社会に基本柱であり、共産党はこれに対して批判的であったといわれてきた。しかし実態としてみれば、革命推進、権力獲得に重要な役割を果たしたということで、この点が最も大きな学問的成果・貢献であった。この研究成果を2005年4月に上海社会科学院の年次大会、およびライデンのアジア研究国際研究所において発表を行った。加えて、この発表を修正した論文「ハイブリッドの革命過程-1944年Xiyang県における中国合作化運動-」を学術史『21世紀の中国』の投稿を予定している。また、フランス国際学術史Histoire et Societes Ruralesにも論文「中国共産主義革命-資源と問題-」を発表する予定としている。研究のテーマは、1937年から1950年代までの中国農村において、中国共産党がどのようにして政権を樹立し、農村の集団化を通して社会を改造し、農民意識の改造に取り組んだかという問題である。ケース・スタディーとしては、西北地方の山西省のいくつかの農村を対象とした。ここでは、まず1934年44年の抗日戦争期における共産党の農村浸透を考察した。県レベルの地方幹部が末端の農村に派遣され、農民幹部をリクルートし、村民を巻き込んだグループを組織した。従来村民の間では農業の共同作業があったが、グループ間でしばしば紛争が起こった。新しいグループの中で、共産党は労働・生産手段の等価交換方式を用いて農民間の紛争、いざこざを解決し、さらには作業に対する報酬面で村民も発言権を持つ方式を取り入れるなどし、村民内での共産党の信頼を大いに高めた。もちろん失敗し共産党が孤立化するケースもあった。同じ山西省の屯留県の農村社会改造のプロセスを見る。1937年から48年まで共産党は、抗日戦争積極分子と地方エリートとの協調、友好的な関係によって支えられ、彼らの代行的な役割によってリーダーシップを発揮していた。しかし、1947年の内戦期に、地主の土地没収などを掲げた土地改革を推進し、農民の動員がうまく機能しなかった。共産党は農民間のネットワークを利用し、地方の紛争を引き起こしたが、農民は服従しなかった。48年以降の共産党のやり方は、まず地方幹部を掌握し、彼らの思考様式を改造し、彼らに党の革命政策を信用させることによって、政策の浸透を図ろうとした。
固体NMR法によるガラス結晶の分子配向の乱れ及び液晶の空間的乱れの検出。

ガラス性結晶、CD_3C_6Cl_5について粉末試料及び単結晶試料の重水素NMRの実験を行い、分子運動及び結晶の静的構造の乱れについて研究した。この分子は室温では分子の擬6回軸まわりの6つの配向をとることが予想された。単結晶重水素NMR法では、室温で1対、220K以下で3対のダブレットが観測された。信号の積分強度の温度依存性から3つのサイト間のエネルギー差は0.8,0.7,および0.1kJmol^<-1>となった。また低温150200K以下で信号の相対強度は温度依存しなくなり、回転運動の凍結が起きていることが確認できた。また本研究で新たに試みた選択励起重水素交換NMR法、スペクトルのシュミレーション、T_1の角度依存性より、各サイト間の再配向運動の相関時間を精密に決定した。相関時間は低温においても分布がほとんどないこと、低温でみかけの活性化エネルギーが高温に比べて小さくなることがわかった。低温の実験のために175Lの液体窒素容器を購入した。また単結晶NMRの実験のためにゴニオメータを製作した。また重水素化試料は重水素化トルエンを購入し、京都大理の今城氏に合成して頂いた。これらの結果は第33回NMR討論会ならび95年化学会春季年会において発表した。またネマチック液晶MBBAについて2次元プロトン多重パルスNMRの実験を行い、プロトン間磁気双極子相互作用の決定を試みた。Luckhurst、Emsleyらの加算ポテンシャルモデルを用いてデーターの再現を試みたが、ベンゼン環を含むコア部分については、実験の2次元プロトン多重パルスSLFNMRの結果をうまく再現できた。アルキル鎖の部分については一致がまた十分ではない。また2次元プロトン多重パルス交換NMRの交差ピーク強度の混合時間依存性については、ピークの強度の読み取り精度が悪いためか、シュミレーションはうまく実験結果を再現できなかった。データ処理のために光磁気ディスク等を購入した。
精巣特異的アクチンキャッピングプロテインの解析

精巣生検組織を用いアクチンキャッピングプロテイン(CP)α3およびβ3の生殖細胞の精子形成各段階におけるダイナミックな局在変化を免疫組織学的染色にて確認した。また、共免疫沈降によりCPα3およびβ3のタンパク相互関係を示した。男性不妊症との関連を解析するため、正常ボランティアと男性不妊症患者から得られた精液検体を用い、CPα3およびCPβ3の発現解析を行った。異常染色精子の割合は有意に不妊群において高く、さらに正常形態精子に限り解析を行うと、同様に不妊群において異常染色精子の割合が高かった。精子の受精能や受精後の妊孕能に関わる機能が推測された。ノックアウトマウスの作成計画は現在も進行中である。男性不妊症患者から得た精巣生検組織を用い、免疫組織学的染色にてアクチンキャッピングプロテインβ3の精子形成過程各段階の発現解析を行った。キャッピングプロテインβ3は主に精母細胞以降の細胞質に発現しており、精子細胞においては先体や鞭毛の形成とともに大きくタンパク局在が変化していた。成熟精子では精子頭部のpostacrosomal regionに局在を認めた。さらにキャッピングプロテインα3との二重免疫染色ではこれらのタンパク局在は完全に一致していた。次にアクチンキャッピングプロテインの男性不妊症との関連を解析するため、妊孕性の確認された正常ボランティア(正常群、n=20)および乏精子症や精子無力症と診断された男性不妊症患者(不妊群、n=21)から得られた精液検体を用い、免疫組織学的染色にてキャッピングプロテインα3およびβ3の発現解析を行った。異常染色精子の割合は正常群、不妊群各々31.2±2.5%、52.4±3.0%(P<0.001)で、不妊群において有意に異常染色精子の割合が高かった。またキャッピングプロテインα3およびβ3の発現はいずれの検体においても概ね一致しており、両タンパクの発現は互いに補填しあっていることが推測された。異常染色割合と精液所見各パラメータとの相関分析では、精子濃度、総精子数、形態異常精子、運動率において有意に相関を認めた(ρ= -0.70, -0.58, 0.62, -0.46, P<0.01)。生殖補助医療技術(ART)を要する男性不妊症患者からの精液検体の収集が遅れており、ART結果とキャッピングプロテインの発現異常との関連の解析がやや遅れている。精巣生検組織を用い、免疫組織学的染色にてアクチンキャッピングプロテインα3およびβ3の精子形成各段階におけるダイナミックな局在変化を確認した。また、リコンビナントタンパクを用いた共免疫沈降により、キャッピングプロテインα3およびβ3のタンパク相互関係を示した。アクチンキャッピングプロテインα3およびβ3の男性不妊症との関連を解析するため、妊孕性の確認された正常ボランティア(正常群、n=20)と乏精子症あるいは精子無力症と診断された男性不妊症患者(不妊群、n=21)から得られた精液検体を用い、キャッピングプロテインα3およびβ3の発現解析を行った。また、いずれの検体においてもキャッピングプロテインα3およびβ3のタンパク発現はおおむね一致しており、これら両タンパクは相互依存の関係にあることが推測された。さらに、キャッピングプロテインα3およびβ3の形態形成以外に関わる機能を解析するため、正常形態精子に限り解析を行うと、異常染色精子の割合は正常群、不妊群各々22.5 ±2.1%、39.9 ±2.9%(P<0.001)であった。キャッピングプロテインα3およびβ3の精子の受精能や受精後の妊孕能などに関わる機能が推測された。キャッピングプロテインβ3の機能解析を行うためのノックアウトマウスの作成計画について現在進行中である。男性不妊症患者の精液検体の収集を引き続き行い、さらにART結果とキャッピングプロテインの発現との関連を解析する予定である。また、ノックアウトマウスの作成にかかる予定である。生殖医療予定していた出張が延期になったため。延期していた出張に参加予定。
ジルコニア-歯質接着における界面のナノスケール構造解析と新規接着システムの開発

歯の治療で詰め物やかぶせ物をするとき,これらを歯に接着する前に,予定通りに接合できるかチェックする.この際,これらはだ液や血液で汚染される.一端,汚染されると洗浄しても,ミクロのレベルではきれいにならない,きれいな歯の治療ができるジルコニアと歯を接着するには,接着剤を化学的に反応させることが重要である.しかし,汚染されたジルコニア表面は,接着剤が化学反応し難い.これを解決できる,新しい接着方法を開発した.歯の治療で詰め物やかぶせ物をするとき,これらを歯に接着する前に,予定通りに接合できるかチェックする.この際,これらはだ液や血液で汚染される.一端,汚染されると洗浄しても,ミクロのレベルではきれいにならない,きれいな歯の治療ができるジルコニアと歯を接着するには,接着剤を化学的に反応させることが重要である.しかし,汚染されたジルコニア表面は,接着剤が化学反応し難い.これを解決できる,新しい接着方法を開発した.本研究は、ジルコニア製補綴物を接着するシステムを開発することを目的とする。本年度は、ジルコニアの相変態が接着界面に及ぼす影響を検討した。(1)ジルコニア表面に硬さ試験機による圧痕をつけ、深さ方向に断面TEM観察することで相転移による構造変化を観察、(2)各種表面処理によるジルコニア表面から深さ方向の構造変化を断面観察する、を計画した。これらの計画を実施する前に、歯科でのジルコニアの応用を考えたときに、最も相変態を起こさせると考えられるダイヤモンド砥石による研削の影響を観察することにした。ジルコニアは3%イットリア添加部分安定化ジルコニア(焼成温度1,500°C-2時間)を用い、研削処理されていない焼成肌の面とダイヤモンド砥石による研削面を断面TEM観察した。比較観察の結果、研削による相変態の影響がほとんど見られなかった。この結果は、研削処理を施しても、相変態の影響がほとんどないことを示している。このため、接着システムに対しても研削等の処理による相変態の影響が小さい可能性が示唆された。この結果が得られたことから、次年度に計画していたジルコニアの接着試験を先行して行った。上記(2)の項目においては、今年度は表面観察と元素分析に留め、来年度に実施予定の接着界面の断面観察時に同時に行うことにした。ジルコニアの接着試験は、ジルコニアの試験片に対して市販の接着性レジンセメントを用いて、せん断試験を実施した。接着強度に実用上の問題がないことが示唆されたが、破断面を観察すると、セメント部または接着面とセメント部との混合面で破断されており、ジルコニアの接着強度は、得られた結果よりも高強度である可能性が示唆された。このため、来年度に実施する接着試験では、セメントの強度による影響を最小限に抑えるために、同じ表面処理を施したジルコニア同士を接着させ、せん断試験を実施する予定である。ジルコニアにはリン酸の吸着作用があると想定されたことから、ジルコニアの清浄表面に10-MDPを作用させ、余剰の10-MDPを十分に洗浄除去したのち、光電子X線分光法(XPS)にて測定した。この結果、ジルコニアは10-MDPを吸着することが明らかになった。ジルコニア接着界面の観察では、ジルコニアの表面処理として用いられることの多いロカテック処理を施し、処理面の表面観察と断面観察を行った。断面観察はロカテック処理表面を断面SEM法、断面TEM法で観察した。断面TEM法は高分解能観察に適しているが、広い範囲の観察に不適である。特に、ジルコニア/セメント/歯質接着界面の観察には、集束イオンビーム加工法(FIB)による薄膜化が適していると考えられ、この手法による試料作製の問題から5μm程度の範囲しか観察できない。断面SEM法は1mm程度の範囲を観察できる。さらに、数万倍の観察でも接着界面の解析ができる情報をもたらす。断面SEM観察で広範囲の観察を行い、特定場所をFIBで断面TEM試料に加工することは、接着界面を詳細に観察する上で、重要な技術といえる。ジルコニア表面をサンドブラスト処理で粗面にしたのち、10-MDPで表面処理、セメント接着し、せん断試験を行うと、セメント部での破壊が起こる。これは、実用上十分な接着強度が得られていることを意味している。ジルコニアとセメントとの接着力を評価するためには、ジルコニアの接着表面を粗面にすることなく、焼成されたままの状態で行うのが良いと思われる結果が得られている。これは、ジルコニア表面が滑沢なために、接着面積が小さくなり、接着強度が落ちているためと考えられる。この方法は、ジルコニア/セメント接着界面の強度を評価するのに良い手法と思われる。ジルコニア表面の機能性モノマーによる修飾では,歯科用リン酸モノマーの利用が,臨床での取り扱い,接着強度の点から推奨できる。有機修飾前のジルコニア表面処理は,以下に提案する方法によれば,不要であることが見出せた。歯質・ジルコニア界面全体を同時に観察するには,アルゴンイオンによる断面観察試料をSEM観察するのが適当であった。臨床応用できるジルコニア・歯質接着法を以下のように提案した。(1)ジルコニアはサンドブラスト処理で研削速度が早く,機械加工による相変態が起こる。特に補綴装置辺縁部などの薄い部分では応力による変形の可能性があるため,サンドブラスト処理等の機械加工は行わない。

(2)臨床で,だ液等で汚染されたジルコニア表面は流水で十分に洗浄する。この際,欠けや相変態を防止するために超音波洗浄は行わない。(3)水洗後のジルコニアは十分にエアー乾燥させる、(4)ジルコニア表面は歯科用リン酸モノマー(10-MDPが優れる)による表面修飾が有効である。だ液等の汚染層を除去しながらジルコニア表面を有機化するために,処理剤にシリカを添加してジルコニア表面を擦るように塗りつける。10-MDPとシリカフィラーを含有する歯質接着剤の利用が良い結果をもたらす。歯質接着剤を利用する場合,塗布後に十分エアー乾燥させ,光照射で硬化させる。(5)合着セメントで歯質と接着させる。この方法の利点を以下に述べる。(1)焼結後のジルコニア表面汚染に加えて,臨床を想定した,だ液汚染があっても強い接着が得られる。(2)ジルコニアの問題点と考えられていた相変態を伴う,機械加工(サンドブラスト)や超音波洗浄を利用しない(提案した接着方法は,サンドブラスト処理,超音波洗浄を禁止した),(3)専用のジルコニア表面処理剤を使用しなくても,歯質接着剤の利用で強い接着が得られる。(4)操作,手法が簡便である。(5)専用の器具を必要とせず,低コストである。
一細胞微小液滴培養による血中循環がん細胞高感度検出法

がん細胞はリンパ管や血管内に浸潤し体内を循環するすることで転移がおこる現象が関わることが知られている。本研究では転移するがんを効率よく検出する目的で、「一細胞微小液滴培養による血中循環がん細胞高感度検出法」を開発することを目標とする。血中がん細胞を捉えることで転移しているがん細胞に対して有効な薬剤選択ができる可能性が広がるなど、がん治療を進める上では重要な技術になる可能性が高い。本研究の概要として血液に膨大に存在する赤血球、白血球の中からごく稀に存在する血中循環がん細胞を捉える一つの手段として、増殖能を指標にした細胞選別技術の開発を行っている。これまでに、細胞を個別包装し培養するマイクロゲル作製し、細胞を個別に培養する技術開発を行ってきた。通常の油中水型の微小液滴では、細胞が栄養の交換・ガスの交換ができないため細胞が生存できないが、マイクロゲルを作製し細胞を封入することで通常の培地で培養することに成功した。さらにマイクロゲル内での細胞増殖を確認することができた。さらに、新規の技術として、ゲルシート内に細胞を封入する技術を開発し、二次元的に増殖性の細胞のみを確認する技術の開発に成功した。さらには、増殖性の細胞をゲルから回収し、二次培養をすることにも成功した。また、細胞選別を自動化するための微細加工技術に関して、通常であれば、半導体を製造するクラスの施設が必要であったが、簡便に行う施設の構築を行った。これにより、加速的に課題を進める土壌が整った。昨年度課題となっていた解析が今後難しいことが予想される微小液滴の形成に関して、新たな手法を開発し解決する見通しを立てることができた。液滴サイズの微小化・均一化に課題があるが次年度での解決の見通しが立っている。また、増殖能をパラメータとする細胞選別法において新規の技術を開発した。特にモデル細胞での検討では、増殖能を持つ細胞が周辺の細胞と結合することなくsphereを形成させることができたことから、増殖性の細胞の遺伝的背景を検証できる可能性があり、血中がん細胞の由来を調べる本研究を加速できる技術として進めることができる。そのため概ね順調に進展していると判断する。当初予定してた開発手技に改善を加えた新たな手法で細胞選別が可能か進める。昨年度に引き続き非増殖細胞、増殖細胞を混ぜたモデル実験系を用いて増殖性細胞のみ分離可能か検討を進める。回収できた増殖性細胞に対し、遺伝子解析ができるかあるいはその他細胞解析の手段が可能か検討を進める。将来的に臨床サンプルを用いた検証を行う基盤の構築を進める。がんの転移は、原発巣あるいは一度転移した部位で成長したがん細胞がリンパ管や血管内に浸潤し体内を循環する現象が大きく関わることが知られている。本研究は血中を循環し転移の可能性がある血中循環がん細胞を効率よく検出する目的で、微細加工技術を用いた「一細胞微小液滴培養による血中循環がん細胞高感度検出法」を開発することを目標としている。血中がん細胞を捉えることで転移しているがんに対して有効な薬剤選択が出来る可能性が広がるなど、がん治療を進める上では重要な技術になる可能性が高い。本研究の概要として血液中に膨大に存在する赤血球、白血球の中からわずかに存在する血中循環がん細胞を捉える一つの手段として、微小液滴を用いた微小領域に区分けする事で検出感度を高める事を目指す。本年度は、まず細胞を一細胞単位あるいは少数細胞単位から細胞を微小液滴内に封入するための微小流路系のデザインを検討した。形状、流路幅、流速を検討する事で一細胞から少数細胞を微小液滴内に封入することに成功した。また、微小液滴を作るためには油中水型の乳化作業が必要になるが、細胞培養可能な乳化剤の選定を行った。その結果、液滴内細胞の培養を可能にする乳化剤並びに方法を確立した。さらにはモデル細胞を用いて細胞増殖能の検討を行った結果、液滴内の細胞増殖は通常に比べ遅くなるという新たな知見を見いだすと共に、細胞増殖能も維持することも確認できた。これら本研究成果により当初設定していた研究計画の大筋を達成することに成功した。計画申請書に記載した今年度研究計画として、一細胞を微小液滴内に封入するための技術開発、微小液滴内細胞培養法の技術開発を目指した。微小液滴内に細胞を封入する方法は既存の方法が様々存在するが、簡便でかつサンプル内の全細胞を封入するために、微小流路反応系を用いて研究を進めた。研究を進めるにあたり微小流路系で油中水型の乳化法を採用し、微小液滴内に細胞を封入する技術開発を行った。油中水型の微小液滴を作製するため、チップ上に構築する流路デザインや流路の幅、流速などを検討した。また、微小液滴を作製するために、適切な乳化剤の選定を行った。その結果、一細胞単位、あるいは少数細胞単位の生細胞を微小液滴内に封入すること成功した。次に、微小液滴内細胞が封入後に細胞培養が可能かモデル細胞を用いて検討を行った。封入された細胞は液滴内部の圧力により細胞増殖能が低下するというメカノ刺激様の現象を新たに発見した事に加えて、本来の目的である液滴内部での細胞増殖を確認する事ができた。

がんの転移は、原発巣あるいは転移した部位で成長したがん細胞がリンパ管や血管内に浸潤し体内を循環する現象がおおきく関わることが知られている。本研究では転移するがんを効率よく検出する目的で、「一細胞微小液滴培養による血中循環がん細胞高感度検出法」を開発することを目標とする。血中がん細胞を捉えることで転移しているがん細胞に対して有効な薬剤選択ができる可能性が広がるなど、がん治療を進める上では重要な技術になる可能性が高い。本研究の概要として血液に膨大に存在する赤血球、白血球の中から微小に存在する血中循環がん細胞を捉える一つの手段として、微小液滴を用いた微小空間に細胞を個別に閉じ込める事で検出感度を高める事を目指す。昨年度、微小空間を構築するため微小液滴内に封入する技術開発を行ったが、その際、モデル細胞を用いた実験で特定の高分子を利用する事で細胞増殖を微小液滴内で確認できたものの、外的圧力による細胞増殖能が抑えられるという新たな知見を得た。また、本年度になり油中水型での微小液滴作製後、微小液滴を培養液中に置換する際、微小液滴がいびつな形状になる事でその後の細胞解析が困難になることがわかった。そこで、本年度より、細胞を個別包装する際の微小液滴の形状の均一化と、細胞増殖能低下を起こさない手法を考案した。これまで利用してきた高分子と異なる原理でゾルーゲル相転移を行う高分子を利用する事で細胞を微小液滴内に個別包装する技術開発を行った。その結果、油中水型で作製した微小液滴を培養液中に移行する際、球形を保持したまま移行する新たな技術開発に成功した。さらに本技術を用いる事で細胞増殖能を低下しない培養法を確立できる可能性について見いだすことができた。当初計画していた技術を開発する過程で、細胞の個別培養には成功したが、細胞増殖能を指標とした選別法を進めるには技術的に大きな変更を伴う必要性が生じた。また、これまで開発してきた油中水型を用いた微小液適法においても、解析が今後難しいことが予想される微小液滴を形成することがわかった。そのため研究手技を大幅に変更する必要性が生じ、今回新たな手法を開発することでこれらの問題点を解決する見込みを立てることできた。今回新たに開発した手法を用いる事で微小液滴の形状を均一化できるのみならず細胞増殖能を損なわず細胞を選別できる見込みを立てることができた。がん細胞はリンパ管や血管内に浸潤し体内を循環するすることで転移がおこる現象が関わることが知られている。本研究の概要として血液に膨大に存在する赤血球、白血球の中からごく稀に存在する血中循環がん細胞を捉える一つの手段として、増殖能を指標にした細胞選別技術の開発を行っている。これまでに、細胞を個別包装し培養するマイクロゲル作製し、細胞を個別に培養する技術開発を行ってきた。通常の油中水型の微小液滴では、細胞が栄養の交換・ガスの交換ができないため細胞が生存できないが、マイクロゲルを作製し細胞を封入することで通常の培地で培養することに成功した。さらにマイクロゲル内での細胞増殖を確認することができた。さらに、新規の技術として、ゲルシート内に細胞を封入する技術を開発し、二次元的に増殖性の細胞のみを確認する技術の開発に成功した。
量子ネルンスト効果の理論と実験

我々は、2次元電子系がメゾスケールの大きさである場合、強磁場下で系のネルンスト係数に量子振動が見られる(量子ネルンスト効果)ことを平成17年度から平成18年度にかけて線形応答理論を用いた理論計算で示していた。平成18年度にフランスのグループ(Bhenia, et. al. ESPCI, Paris)から、ビスマス(Bi)単結晶のネルンスト係数およびエッチングスハウゼン係数の測定結果が発表され、ネルンスト係数の量子振動が現実の系で示された。我々はこの実験結果の検討を行い、試料の3次元性の効果を取り入れた理論拡張を行った。我々は磁場中の3次元バリスティック系を考え、運動の自由度を磁場に垂直な2次元面内の自由度と磁場に平行な自由度に分け、2次元面内の運動成分は有限サイズのバリスティックなものと見なしてネルンスト係数を考察した。その結果、3次元系でもネルンスト係数の量子的な振動が現れ、ネルンスト係数のピークは弱磁場側に尾を引く左右非対称の形を持つことが分かった。この形はBiの実験結果と一致する。このように、量子ネルンスト効果が3次元系において理論・実験両面から確認された。一方、Biのネルンスト係数のピークは実験値が理論値に比べ非常に大きい。この原因の理論的解明は今後の課題として残っている。我々は量子ホール系における輸送係数の基本関係に関しても考察を行った。従来、電気伝導度テンソルの非対角成分の磁場微分と対角成分との間では線形な関係式が提案され、研究が進められていた。我々は線形応答理論を用いて量子ホール系の輸送係数を理論・解析的に導出し、成分間の関係が非対角成分の磁場微分と対角成分の二乗が比例する非線形な関係であることを示した。この理論では、電子の不純物散乱により、ランダウ準位近傍の電子状態密度がローレンツ型になると仮定している。我々はGaAsによる実験結果を用いて、数テスラ程度の磁場のもとでこの関係が良く成立していることを確かめた。磁場中の半導体に温度勾配を与えると起電力が生じるが、この現象はネルンスト効果と呼ばれる。2次元電子系において、さらに極低温にしてエッジ電流を考慮すると、量子ホール効果が現れる。中村、羽田野、白崎らは数十マイクロメートル以下のサイズの、特に電子のエネルギー散逸が非常に弱くなる2次元電子系において、エッジ電流モデルを使い、極低温下、磁場中かつ温度勾配中でのキャリアーのバリスティックな輸送を考察した。その結果、量子ホール効果と同様にネルンスト係数と熱輸送現象も量子化されることを理論的に示した。この現象を中村、羽田野、白崎らは量子ネルンスト効果と呼んだ。この理論は、フェルミ面がランダウ準位から離れている場合、試料(2次元電子系)の周辺をエッジ電流が巡るという仮設に基づいている。超強磁場下での有限サイズの2次元電子系では、電子バンドがランダウ準位に分裂する。フェルミ面がランダウ準位から離れている場合は、エッジ状態の寄与が重要であるが、エッジ状態の化学ポテンシャルの差は熱浴の温度差の高次の量になり、起電力が非常に小さくなる。従って、フェルミ面がランダウ準位近傍の場合にのみ、起電力が現れることになり、量子ネルンスト効果が得られる。また、化学ポテンシャルが同じランダウ準位の問にある限りは、エッジ電流のチャンネル数が変わらないため、熱コンダクタンスが量子化され、プラトーが現れる。フェルミ面がランダウ準位近傍にある場合はエッジ電流の考察だけでは不十分である。白崎、中村、羽田野らはバルク部の不純物によって現れる局在状態がネルンスト係数に及ぼす影響を摂動論によって調べた。弾性不純物の効果を取り入れ、Self-Consistent Born近似を用いて熱流・電流相関関数、電流・電流相関関数等を計算し、ネルンスト係数と熱輸送係数を求めたが、この場合でも、量子ネルンスト効果が理論的に示された。平成17年度、我々は、温度差を加えた2次元電子系の強磁場下での振る舞いを、不純物散乱効果を考慮し、線形応答理論によって調べた。そして化学ポテンシャルがランダウ準位の中間にあるときにネルンスト係数が強く抑制されるという、バリスティック伝導理論と同様の結果を確認していた。平成18年度にフランスのBehniaグループ(ESPCI, Paris)から、Biのネルンスト係数およびエッチングスハウゼン係数の測定結果が発表され、これらの量子的な振舞いが示された。(cond-mat/0612112)そこで我々は、エッチングスハウゼン係数を理論によって求め、実験と比較した。その結果、ネルンスト効果の量子化とエッチングスハウゼン効果は理論と定性的に同じであるが、理論値が実験より一桁小さいことと、実験では係数のピーク値が温度に依存するが理論計算では説明できていないこと等が判明しており、現在これらについて検討している。量子ネルンスト効果のように、メゾスコピック系において量子輸送現象に顕著な変化が現れる場合として、スピン軌道相互作用を持つ系の輸送現象を考察した。第一の成果として、スピン軌道相互作用のある擬一次元系が磁化を持つことを理論予測した。我々は、バリスティックな伝導をする擬一次元系の中に、スピン軌道相互作用(ラシュバ相互作用)がある場合、化学ポテンシャルがサブバンドにできたギャップの中にあるとき、面内に磁化が発生する事を示した。(バンドにギャップを作るためにx方向に弱磁場をかける。)第二は、スピン軌道相互作用を用いた完全スピンフィルターを提案した。

スピンフィルターとは、電子流を入力したときに、上向きスピンと下向きスピンのうち片方のスピンが全く出てこない回路のことである。我々は二次元系のスピン軌道相互作用を非可換ゲージ場理論で解析し、磁場とスピン軌道相互作用の強さを調節することによって電子のエネルギーによらない完全スピンフィルターが実現できることを示唆した。我々は、2次元電子系がメゾスケールの大きさである場合、強磁場下で系のネルンスト係数に量子振動が見られる(量子ネルンスト効果)ことを平成17年度から平成18年度にかけて線形応答理論を用いた理論計算で示していた。平成18年度にフランスのグループ(Bhenia, et. al. ESPCI, Paris)から、ビスマス(Bi)単結晶のネルンスト係数およびエッチングスハウゼン係数の測定結果が発表され、ネルンスト係数の量子振動が現実の系で示された。我々はこの実験結果の検討を行い、試料の3次元性の効果を取り入れた理論拡張を行った。我々は磁場中の3次元バリスティック系を考え、運動の自由度を磁場に垂直な2次元面内の自由度と磁場に平行な自由度に分け、2次元面内の運動成分は有限サイズのバリスティックなものと見なしてネルンスト係数を考察した。その結果、3次元系でもネルンスト係数の量子的な振動が現れ、ネルンスト係数のピークは弱磁場側に尾を引く左右非対称の形を持つことが分かった。この形はBiの実験結果と一致する。このように、量子ネルンスト効果が3次元系において理論・実験両面から確認された。一方、Biのネルンスト係数のピークは実験値が理論値に比べ非常に大きい。この原因の理論的解明は今後の課題として残っている。我々は量子ホール系における輸送係数の基本関係に関しても考察を行った。従来、電気伝導度テンソルの非対角成分の磁場微分と対角成分との間では線形な関係式が提案され、研究が進められていた。我々は線形応答理論を用いて量子ホール系の輸送係数を理論・解析的に導出し、成分間の関係が非対角成分の磁場微分と対角成分の二乗が比例する非線形な関係であることを示した。この理論では、電子の不純物散乱により、ランダウ準位近傍の電子状態密度がローレンツ型になると仮定している。我々はGaAsによる実験結果を用いて、数テスラ程度の磁場のもとでこの関係が良く成立していることを確かめた。
シリコン表面のウルトラクリーン洗浄・昇温過程における反応機構光制御の研究

超高純度酸素ガス中のシリコンウェハの赤外光照射加熱により極めて薄いシリコン酸化膜を形成し、極めて薄いシリコン酸化膜のトンネル電流、絶縁破壊電圧が、熱酸化前のシリコンウェハの超音波照射超純水リンス時間に依存することを明らかにしている。10分間の超音波照射超純水リンスが、絶縁性能が高い極めて薄いシリコン酸化膜の形成に最適であることを見いだしている。極めて薄いシリコン酸化膜の絶縁特性は、超音波照射超純水リンス工程により決定されるシリコンウェハ表面のマイクロラフネスに敏感であることを確認している。熱酸化により極めて薄いシリコン酸化膜が表面に形成されたシリコンウェハを大気中に放置し、シリコン酸化膜表面に付着した有機物を同定している。シリコンウェハのオゾン超純水リンスにより除去される有機物と除去されにくい有機物があることを明らかにしている。ウェットエッチングにおいて、シリコンのバンドギャップエネルギーより大きいエネルギーの光を含む紫外光のシリコンウェハへの照射によりエッチング速度が遅くなり、エッチング表面が平坦になることを見いだしている。水素終端表面シリコンウェハを超純水中に浸漬させて、シリコンのバンドギャップエネルギーより大きいエネルギーの半導体レーザー光をシリコンウェハに照射することにより、シリコン酸化膜が形成されることを見いだしている。形成されたシリコン酸化膜をエッチングすることにより、シリコン表面の加工が可能であることを示唆している。半導体生産の性能および信頼性を向上させるために、酸素フリー水あるいは水分フリー酸素とシリコン表面との反応への光照射効果を明らかにし、さらにこれらの条件下での水あるいは酸素の機能を新たに見いだして、科学的半導体生産システムとして具現化する基礎を築く目的に対して、可視光照射下でのシリコンウェハの超純水洗浄条件を変化させて洗浄したウェハ表面上にMOSダイオードを作製し、電気的特性を測定することにより、極薄シリコン酸化膜の絶縁特性に対する超純水洗浄効果を明らかにしている。超音波を照射しながら超純水洗浄を行ったシリコンウェハ上に、酸素ガス中900°Cでの熱酸化により極めて薄いシリコン酸化膜を形成して作製したMOSダイオードの電流-電圧特性において、極薄シリコン酸化膜のトンネル電流、絶縁破壊電圧が超純水リンス時間に依存することを明らかにし、10分間の超純水リンスを行ったシリコンウェハ上に形成した極薄シリコン酸化膜が最もトンネル電流が小さく、絶縁破壊電圧が高いことを見いだしている。また、超純水洗浄条件を変化させて洗浄したシリコン表面をフーリエ変換赤外分光法-全反射吸収測定法により測定し、マイクロラフネスが小さいシリコン表面が得られる洗浄条件と優れた絶縁特性を有する極薄シリコン酸化膜を形成するための洗浄条件が一致することを確認している。超純水によるシリコン表面のエッチングにより、シリコン表面のマイクロラフネスは超純水リンスにより減少し、平坦化が進み、リンス時間が長くなると逆にマイクロラフネスが増加すると考えられる。半導体生産の性能および信頼性を向上させるために、酸素フリー水あるいは水分フリー酸素とシリコン表面との反応への光照射効果を明らかにし、さらにこれらの条件下での水あるいは酸素の機能を新たに見いだして、科学的半導体生産システムとして具現化する基礎を築く目的に対して、不活性ガス中でのシリコンウェハの赤外光照射加熱により昇温したウェハ表面にMOSダイオードを作製し、電気的特性を測定することにより、極めて薄いシリコン酸化膜の絶縁特性のシリコンウェハ昇温速度依存性を明らかにしている。超清浄薄膜形成装置に超高純度窒素ガスを導入し、水素終端表面シリコンウェハを赤外光照射加熱により昇温した後、超高純度酸素ガス中で熱酸化により極めて薄いシリコン酸化膜を形成して作製したM0Sダイオードの電流-電圧特性において、シリコン酸化膜のトンネル電流、絶縁破壊電圧がシリコンウェハ昇温速度に依存することを明らかにし、昇温速度が速いと絶縁破壊が減少することを見いだしている。さらに、シリコンウェハの熱酸化により表面に極めて薄いシリコン酸化膜が形成されたウェハを大気中に放置した後、ウェハのオゾン超純水洗浄を行い、大気中放置で酸化膜表面に付着した有機物には洗浄により除去される有機物と除去されにくい有機物があることを明らかにしている。

また、シリコンウェハに半導体レーザー光を照射して走査することにより、ウェハの面方位に依存せずにカッティング加工ができることを確認している。半導体生産の性能および信頼性を向上させるために、酸素フリー水あるいは水分フリー酸素とシリコン表面との反応への光照射効果を明らかにし、さらにこれらの条件下での水あるいは酸素の機能を新たに見いだして、科学的半導体生産システムとして具現化する基礎を築く目的に対して、シリコンウェハのウェットエッチングヘの紫外光照射効果を明らかにしている。シリコンウェハのウェットエッチングにおいては、シリコンのバンドギャップエネルギーより大きいエネルギーの光を含む紫外光の照射によりエッチング速度が遅くなり、エッチング表面が平坦になることを見いだしている。また、シリコンウェハにスズ膜を接触させて、シリコンのバンドギャップエネルギーより大きいエネルギーの半導体レーザー光を照射することにより、シリコンとスズとの接着反応が起こることを明らかにしている。さらに、貼り合わせにより作製したシリコン/シリコン酸化膜/シリコン基板に半導体レーザー光を照射して走査することにより、シリコンウェハの面方位に依存せずに貼り合わせ基板のカッティング加工ができることを確認している。そして、パーティクルが少ないカッティング加工条件を見いだしている。シリコンウェハの熱酸化により表面に極めて薄いシリコン酸化膜が形成されたウェハを大気に晒した後、ウェハのウェット洗浄を行い、大気中からシリコン酸化膜表面に付着した有機物の除去効果が高い洗浄を明らかにしている。半導体生産の性能および信頼性を向上させるために、酸素フリー水あるいは水分フリー酸素とシリコン表面との反応への光照射効果を明らかにし、さらにこれらの条件下での水あるいは酸素の機能を新たに見いだして、科学的半導体生産システムとして具現化する基礎を築く目的に対して、超純水中のシリコンウェハへの光照射効果を明らかにしている。表面が水素終端化処理されたシリコンウェハを超純水中に浸漬させて、シリコンのバンドギャップエネルギーより大きいエネルギーの半導体レーザー光をシリコンウェハに照射することにより、光照射領域のシリコン表面が酸化されて、シリコン酸化膜が形成されることを見いだしている。形成されたシリコン酸化膜をエッチングすることにより、光照射領域のシリコン表面の加工が可能であることを示唆している。また、シリコンウェハのウェット洗浄において、ウェハ表面に付着したシリカやアルミナパーティクルの除去効果が高い洗浄を明らかにしている。そして、ウェット洗浄シリコンウェハのフーリエ変換赤外全反射吸収測定により、洗浄シリコン表面のマイクロラフネスに関係する原子結合状態を明らかにしている。さらに、シリコンウェハのウェット洗浄後、極めて薄いシリコン酸化膜を形成し、金属-酸化膜-半導体ダイオードを製作し、シリコン酸化膜のトンネル電流、絶縁破壊電圧への超純水洗浄効果を明らかにし、高い絶縁特性のダイオードを実現するための最適条件を明らかにしている。