hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学の物理実験教育におけるサマースチューデント制度の試行とその有効性の調査

教官側にも欲が出てきて内容も年々高度になっているが実際問題として京大理学部学生にしか門戸を開くことが出来ないのが現状である。また、延與は4回生の卒業研究を筑波の高エネルギー加速器研究機構・メソン科学研究施設において実施した。ここではパルス化されたミューオンによりμSRのシグナルを観測するとともに生成されるミューオニウムの真空中への取り出しを試みた。この試みを開始した5年前に比べ、共同利用研の学生実験に対する理解も格段に高まってきていることが認識された。次年度は最終年度でもあり、これらの試みの更なる充実を試みるとともに、それに参加した学生の進路の選び方などの追跡調査を行なうとともに諸外国での実体も詳しく調べていく予定である。我々大学研究者は教育活動を「研究」とは認識していないことが多いが、「大学における教育法」を研究し、それを「公開」していくことの重要性を考える立場から本申請を行った。「大学における実験教育」は多くの大学関係者が多大な時間をかけているにもかかわらず、これに対応するような研究は分野として確立していない。ここで取り上げた「Summer student制度」は欧米でよく行なわれているもので、学生が夏休みに研究現場において働き、最先端の研究の息吹きに触れることを目標としている。日本ではこうした制度は存在しないが、各大学などで単位なしの「夏休み実験」という形で試行されているようである。京都大学物理学教室でも学内で過去6年間にわたり試行を行なってきた。実際のプログラムとしては、1)光子の裁判(観測問題)、2)コンピューターを作ろう、3)素粒子を目でみよう、というような内容で、主に2、3回生を対象に実施した。6年目ともなると教室の定例カリキュラムの如くに学生間にも浸透した。これまでの経過は学生の手になるレポートとしてhttp://www.scphys.kyoto-u.ac.jp/BIRDnet/Kaizen/index.htmlに公表されており内容も年々充実してきている。教官側にも欲が出てきて内容も年々高度になっているが実際問題として京大理学部学生にしか門戸を開くことが出来ないのが現状であった。並行して「共同利用研を利用した学部学生実験教育」の試行も行った。94年度に高エネルギー研究所でπ粒子ビームを用いた実験、95年度に日本原子力研究所で、熱中性子を用いた実験を行ない、99、2000年度には高エネルギー加速器研究機構・メソン科学研究施設ならびに12GeV陽子加速器をにおいて実施した。今年度は最終年度であるので、これまでプログラムに参加した学生の進路追跡調査を行うとともに、米国、欧州などの研究所でのサマースチューデント制度の実態も調査した。調査結果とあわせ本プログラムの報告書として出版する予定である。
個人のマインドワンダリング特性とその操作可能性に関する研究

本研究では、注意を向けるべき目前の課題とは別の内的な事象についてぼんやりと思考するマインドワンダリング(MW)をテーマとした。安静時の脳内ネットワークとMWの個人特性の関連を機能的磁気共鳴画像法を用いて、MWの操作可能性については経頭蓋電気刺激法やサブリミナル呈示法を用いて、それぞれ検討を行なった。実験の結果、前者については個人特性との関連を示すことはできなかったが、MWが脳内ネットワークに与える影響が明らかになった。後者については、意図した通りのMWの操作はできなかったが、取得したデータの解析によりモチベーションとMWの関連について示唆を得た。本研究は、注意を向けるべき課題とは別の内的な事象についてぼんやりと思考するマインドワンダリング(MW)をテーマとした。初年度は、MW特性に関連する機能的ネットワークの同定を目的とし、安静時MRI研究を行った。fMRIの撮像時に、ぼーっと色々なことを考える場合となるべく何も考えない場合の2パターンを条件として設定した。これらの教示はともに安静時fMRI撮像における典型的なものであるが、前者がMWであり、後者は近年提唱された心的状態であるマインドブランキングを反映すると考えられる。当初の計画に加え、この条件差を考慮することでMWにおける認知神経科学的特性を検討できると予想された。実験の結果、これらの条件間には安静時の機能的結合において大きな差が見られ、脳のデフォルト状態であると考えられるMWとは大きく異なる脳活動がマインドブランキングを特徴づけるものとして確認された。具体的にはデフォルトモードネットワークと顕著性ネットワークの強い反相関が描出されたのである。MWと似通った性質をもつマインドブランキングであるが、脳の結合状態が大きく異なることが本研究により示され、現在国際誌に投稿中である。また、当初予定していたMW特性との関連については、今回の検討では顕著なものはみられなかった。しかし、行動・特性データに着目した解析により、新たにモチベーションとMWが関連していることが明らかになった。課題に対するモチベーションはMWと関連があることは既に知られているが、定常的なモチベーションとMWの関連についてはこれまで検討されてこなかった。本解析では定常的なモチベーションが有意にMWに影響することを示した。この研究については国際誌へ投稿準備中である。先述の通り当初の目的通りの結果は得られなかったものの、本研究によって別の視点からMWの理解を深めることができている。また、MWに似たマインドブランキングという心的状態を脳の機能的結合レベルで捉えることができた。マインドブランキングはその性質からタスクベースに捉えることが難しいため、本結果に対しても議論の余地は大いにあると思われる。しかし、上述の安静時fMRIの撮像によって明らかに異なる脳結合パターンが得られたことは、当該分野における第一歩が踏み出せたものと考える。また、行動データをベースに、定常的なモチベーションとMWの関連を明らかにすることができた。いわゆる「やる気」のなさが、課題中のMWを引き起こすという直観的にも理解しやすい本結果は、MWの理解に寄与するものである。これらの研究は、2本の論文として国際誌に投稿中であり学会発表も予定している。よって、本研究は現時点で「おおむね順調に進展している」と評価できる。前年度投稿中であった論文は受理され、安静時脳活動に与えるマインドワンダリングの影響が明らかになった(Kawagoe et al., 2017)。次年度の研究は、経頭蓋磁気刺激法を用いてMWを操作することであった。本研究課題の実施中に同様の目的を設定した研究が発表されたが(Kajimura et al., 2016)、本研究ではさらに行動課題成績との関係も調査する予定だったため、当該論文を参考にまずは行動実験での再現を試みた。残念ながらこの再現は失敗に終わり、申請者の環境ではtDCSによってMWを減少させることはできなかった。パラメータを変更し2度めの検証を行なったが、それも失敗に終わった。これらのことは、tDCSでの認知機能への影響はほとんどないとするメタ分析(Cooney Horvath et al., 2015)と整合するもので、効果量が小さいのではないかと考えられた。次年度目後半より、MWの内容に着目した研究を開始した。MW中は様々なことを思案すると考えられるが、その内容ごとの神経活動や結合をみた研究は見当たらない。MWの状態によって脳活動パタンが異なることがわかれば、MWの検出などに貢献できると考えた。現段階でデータ測定を終え、これから解析に移るところである。当初の計画通り、次年度は経頭蓋脳直流刺激によりMWの操作可能性を調べる。

これまでその操作を行った研究は少ないながらも存在するが、本研究ではMWの生起頻度が変容したことによる認知機能への効果についても併せて検証する。MWの程度の変容により認知課題成績が変化することで、MWと成績との関連をより明白にできるだけでなく、正方向の変化が見られれば、これまでは課題に悪影響を与える要因として捉えられていたMWのメリットについて言及することができる。現在までにパイロットテストとして複数名のデータを測定しているが、残念ながらMWの変容は確認できていない。今後、先行研究の精査と試行錯誤を重ね、電気刺激によるMWの影響と認知機能への波及効果を明らかにしたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。認知心理学29年度が最終年度であるため、記入しない。
IL-8/CXCR2を標的とした食道扁平上皮癌新規治療薬の開発

食道扁平上皮癌切除例における癌組織中のIL-8とCXCR2の発現を検討したところ、IL-8/CXCR2共発現例で有意に術後無再発生存割合及び全生存割合が不良だったことからIL-8/CXCR2シグナルが食道扁平上皮癌細胞動態に関与していることが示唆された。食道扁平上皮癌細胞株を用いた実験ではin vitroにおいてIL-8/CXCR2シグナルを外因的・内因的に刺激すると細胞増殖は亢進し、外因的・内因的に抑制すると細胞増殖が抑制された。ヌードマウスを用いたin vivo実験でも同様の結果を得たことから、IL-8/CXCR2シグナル伝達が食道扁平上皮癌の細胞増殖に関与していることが示唆された。ケモカインであるIL-8およびそのレセプターCXCR2を高発現している食道扁平上皮癌細胞株TE4を用いて、食道扁平上皮癌細胞動態におけるIL-8/CXCR2ネットワークの役割について実験を進めた。これまでに1)in vivoにおいてTE4をIL-8添加血清で培養してIL-8/CXCR2ネットワークを刺激した場合、あるいはlipofection法によりIL-8を強発現させたTE4 transfectant(TE4-IL-8over)においてTE4の細胞増殖能が有意に亢進する。2)in vivoにおいてCXCR2 antagonistを作用させてIL-8/CXCR2ネットワークを抑制するとTE4の細胞増殖能が抑制される。3)in vitroにおいてTE4およびTE4 transfectantをヌードマウスの皮下に移植し、腫瘍増大能を比較するとTE4 transfectantで腫瘍増殖能が亢進し、CXCR2 antagonistを腹腔内に投与することによって腫瘍増殖が抑制されることを明らかにした。これらの再実験を行うとともに、TE4において、siRNAを用いてIL-8発現を抑制した場合に細胞増殖能が抑制されることを明らかにし、IL-8/CXCR2ネットワークが食道扁平上皮癌細胞増殖に関与していることが更に裏付けられた。また、食道扁平上皮癌の切除検体において、IL-8およびCXCR2の発現を免疫染色で調べ、予後との関連を検討したところ、IL-8/CXCR2ネットワーク発現群が非発現群と比較して有意に予後不良であることが明らかとなった。更に、TE4において、IL-8添加培地で培養してIL-8/CXCR2シグナルを刺激した場合にどのようなシグナル伝達系への変化が起こるかをmicroarrayおよびIPAで解析したが、こちらの方は現在のところまだ有意な結果は得られていない。これまでのところ仮説に一致する結果が得られているが、実験に取り組むための時間的な制約があり、実験計画自体は遅滞している。食道扁平上皮癌の腫瘍増殖・転移メカニズムを明らかにし、食道扁平上皮癌に対する新規の抗腫瘍薬を開発することを最終目標として研究を行った。具体的にはケモカインのう、炎症性肺疾患などの他分野でも研究対象とされているIL-8およびそのレセプターCXCR2に着目し、IL-8およびCXCR2を高発現してる食道扁平上皮癌細胞株TE4を用いてIL-8/CXCR2の癌細胞動態への関与について実験を進め、食道扁平上皮癌の腫瘍増殖・転移メカニズムの解明ならびにIL-8/CXCR2をターゲットとした抗腫瘍薬の開発すべく基礎研究を行った。具体的な内容は下記の通りある。1)食道癌転移モデルを用いたCXCR2阻害薬を用いた腫瘍増殖抑制、転移抑制の検討平成27年度で得られた結果の再現実験を行い、さらに動物モデルを用いてCXCR2阻害薬のSB225002投与により食道扁平上皮癌の腫瘍増殖が抑制されることを明らかとした。2)ケモカインとケモカインレセプターとのautocrineあるいはparacrineによってどのようなシグナル伝達系が亢進するのか、網羅的遺伝子解析法を用いてその機序を検討したが、機序の解明には至らなかった。3)食道癌細胞のEGFレセプターなどを介して、ケモカインレセプター阻害薬が癌細胞選択的に取り込まれるような新しいターゲティング療法を開発し、動物モデルでその効果を検討することを計画したが、基礎実験の段階にとどまった。食道扁平上皮癌細胞株におけるIL-8/CXCR2シグナルの細胞増殖への関与が示されたため、癌細胞動態における更なる役割を明らかにすべく、下記の通り細胞増殖以外への役割について検討する。1)IL-8/CXCR2シグナルの刺激・抑制によって癌細胞の遊走能に影響が起こるかを検討する。2)動物モデルを用いてCXCR2阻害薬のSB225002投与により食道扁平上皮癌の転移抑制が可能か検討する。また、臨床応用を目指す基礎研究として3)in vivoにおいてIL-8/CXCR2シグナル抑制が抗癌剤の抗腫瘍効果に相乗効果をもたらすかどうか、4)放射線照射への上乗せ効果はあるかどうかを検討する。

消化器外科学旅費および人件費・謝金を計上したが使用せず,物品費とその他に充てたため。すべて試薬や実験動物,飼料などの消耗品に充てる予定である。
高密度水素化物の創製に向けた革新的反応場の構築

高密度水素化物は水素イオン伝導、水素吸蔵、超伝導に至るまで、様々な応用の可能性を秘めている。このような物質を創出する取り組みは、今後の水素社会の実現やエネルギー環境問題の解決に向けて極めて重要である。しかし、水素は常温常圧で透過性の高い気体であり、これを大量に結晶内に取り込むには新たなアイディアが必要である。本研究は、「電気」「温度」「圧力」の3つパラメータを同時に制御する合成手法を開発することで、高濃度水素化物の創製に挑戦し、材料合成における新たな反応場を提供するものである。
真空紫外用光学素子評価システムの開発

半導体露光装置の高精度化に伴い,短波長化が進んでいる.ここは露光時における光源の波長が描画する分解能に直接的に影響を及ぼす.そのため光源の短波長化は現在,次々世代には短波長化が進み157nmの真空紫外になると考えられている.この波長領域では蛍石など可視光とは異なる特殊な光学系を必要とする.本研究は真空紫外領域,特に,157nm用における超精密光学部品の評価システムの構築を目的として,真空紫外による複屈折分布計測システムを開発した.昨年度完成した蛍光ガラスを用いた真空紫外線検出カメラをもとに,真空紫外での複屈折評価システムを確立した.ここでは新たに真空紫外画像検出器を用いた複屈折分布計測のためのミュラーマトリックス偏光計を開発した.偏光計は光源に波長157nmのF2レーザを用いて,2枚の回転偏光素子および回転四分の一波長板によってサンプルのミュラーマトリックスを検出する.解析は位相板を回転させることによって60回の光強度のサンプリングをおこなう.ミュラーマトリックスを計測することから複屈折のみならず,二色性や円二色性,偏光解消をも求めることができた.以上のシステム化を実際に装置化,ソフトウエアの構築し,最終目標である真空紫外用光学素子の複屈折分布をミュラーマトリックスから計測を試みた.実際に蛍石のミュラーマトリックス計測を行い,ここから複屈折を求めた.回転検光子法で求めた結果とよく一致した結果が得られ,本手法の有効性が示された.半導体露光装置の高精度化に伴い,短波長化が進んでいる.ここは露光時における光源の波長が描画する分解能に直接的に影響を及ぼす.そのため光源の短波長化は現在,次々世代には短波長化が進み157nmの真空紫外になると考えられている.この波長領域では蛍石など可視光とは異なる特殊な光学系を必要とする.本研究は真空紫外領域,特に,157nm用における超精密光学部品の評価システムの構築を目的として,真空紫外による複屈折分布計測システムを開発した.昨年度完成した蛍光ガラスを用いた真空紫外線検出カメラをもとに,真空紫外での複屈折評価システムを確立した.ここでは新たに真空紫外画像検出器を用いた複屈折分布計測のためのミュラーマトリックス偏光計を開発した.偏光計は光源に波長157nmのF2レーザを用いて,2枚の回転偏光素子および回転四分の一波長板によってサンプルのミュラーマトリックスを検出する.解析は位相板を回転させることによって60回の光強度のサンプリングをおこなう.ミュラーマトリックスを計測することから複屈折のみならず,二色性や円二色性,偏光解消をも求めることができた.以上のシステム化を実際に装置化,ソフトウエアの構築し,最終目標である真空紫外用光学素子の複屈折分布をミュラーマトリックスから計測を試みた.実際に蛍石のミュラーマトリックス計測を行い,ここから複屈折を求めた.回転検光子法で求めた結果とよく一致した結果が得られ,本手法の有効性が示された.本研究は真空紫外領域,特に,157nm用における超精密光学部品の評価システムの構築を目的とした.真空紫外による光学製品の評価のために複屈折分布計測システムの構築を行うため,初年度はまず,新たに真空紫外光学系の2次元ディテクタおよび光源のスペクトル特性の評価を行うため干渉計を製作した.真空紫外光は空気で吸収されてしまうため窒素雰囲気中で計測を行う.そこで実際の実験では窒素雰囲気を作り出すための真空チャンバーを自製した.この際に,真空度や酸素含有量に対す画像検出特性を確認することで,最適な窒素雰囲気を決定した.真空紫外用2次元ディテクタは真空紫外蛍光ガラスとCCD受光素子からなる.希土類系蛍光ガラスによって真空紫外光を緑色の可視光として変換し画像計測を可能とした.この画像計測の成果として,光源に使われているF2レーザのモード検出が可能となった.さらにF2レーザのスペクトル特性を計測するため,この画像検出装置を用いて真空チャンバー内に真空紫外マイケルソン干渉計を構築した.これによってレーザのスペクトル特性を求めることができた.さらに,偏光計として偏光子と四分の一波長による光学系を確立を試みた.ここでは主に,可視光によって計測システムのチェックした.これを真空中で計測可能なように様々な角度から検討をおこなった.以上の成果から最終目標である真空紫外での複屈折計測システムの構築の基礎実験を完了した.半導体露光装置の高精度化に伴い,短波長化が進んでいる.ここは露光時における光源の波長が描画する分解能に直接的に影響を及ぼす.そのため光源の短波長化は現在,次々世代には短波長化が進み157nmの真空紫外になると考えられている.この波長領域では蛍石など可視光とは異なる特殊な光学系を必要とする.本研究は真空紫外領域,特に,157nm用における超精密光学部品の評価システムの構築を目的として,真空紫外による複屈折分布計測システムを開発した.昨年度完成した蛍光ガラスを用いた真空紫外線検出カメラをもとに,真空紫外での複屈折評価システムを確立した.

ここでは新たに真空紫外画像検出器を用いた複屈折分布計測のためのミュラーマトリックス偏光計を開発した.偏光計は光源に波長157nmのF2レーザを用いて,2枚の回転偏光素子および回転四分の一波長板によってサンプルのミュラーマトリックスを検出する.解析は位相板を回転させることによって60回の光強度のサンプリングをおこなう.ミュラーマトリックスを計測することから複屈折のみならず,二色性や円二色性,偏光解消をも求めることができた.以上のシステム化を実際に装置化,ソフトウェアの構築し,最終目標である真空紫外用光学素子の複屈折分布をミュラーマトリックスから計測を試みた.実際に蛍石のミュラーマトリックス計測を行い,ここから複屈折を求めた.回転検光子法で求めた結果とよく一致した結果が得られ,本手法の有効性が示された.
ビスフェノールA投与による性ホルモンのグルクロン酸抱合低下とその解析

内分泌かく乱物質の代表的化学物質であるビスフェノールAをウイスター系雄ラットに経口投与したところ、性ホルモンを代謝排泄するグルクロン酸抱合活性が低下した。このことは、性ホルモンの代謝排泄が滞り、生体内バランスを崩すことによる内分泌かく乱作用である可能性を示している。そこで、このグルクロン酸抱合活性低下現象(UGT2B1mRNAの低下)の機序を解明するために、種々の実験を行った。その結果、ビスフェノールAの性ホルモンのグルクロン酸抱合能低下(性ホルモンバランスのかく乱)作用はDESと同様にERに制御されており、その課程で、オス特異的かつ肝臓特異的に働いている因子が重要な役割を担っていた。内分泌かく乱現象が野生動物に、特にオスのメス化が多く報告されていることと今回の結果は良く一致する。今後は、ビスフェノールA投与ラットでグルクロン酸抱合機能が抑制されたことにより、実際に血液中性ホルモンの濃度は低下または上昇しているかどうか、さらにその結果として標的臓器に影響がどのような形で、いつの段階で現れるかを明らかにしてゆくことが必要である。さらに、UGTの発現調節機序を解明し、制御することにより、ビスフェノールAなど内分泌かく乱物質による作用を防御することも可能になってくると考えられる。内分泌攪乱物質の作用機序を解明する目的で、代表的化学物質であるビスフェノールAをラットに投与したところ、性ホルモンを代謝排泄するグルクロン酸抱合活性が低下することを発見した。このことは、性ホルモンの代謝排泄が滞り、生体内バランスを崩すことによる内分泌攪乱作用である可能性を示している。そこで、本研究は、このグルクロン酸抱合活性低下現象(UGT2B1mRNAの低下)の機序を解明することを目的とし、今年度は以下の実績を上げることができた。1.ビスフェノールAはエストラジオールと同じく、二つの水酸基を持っており、この2つの水酸基がエストラジオールが受容体(ER)に結合する上で重要な働きをすることが分かっている。そこで、ビスフェノールAがERに結合して、その後UGT2B1mRNAの発現調節に関わっているかどうか明らかにするために、一つ水酸基のはずれたクミルフェノールをビスフェノールAと同様にしてラットに投与してその影響を調べた。その結果、クミルフェノールでは性ホルモンのグルクロン酸抱合活性は低下しなかった。つまり、ビスフェノールAによるUGT2B1mRNAの低下はERへの結合が関与していると予測された。2.タモキシフェンはエストラジオールがERに結合するのを拮抗的に阻害するので、もしビスフェノールAがERに結合して上記作用を発揮するとしたら、タモキシフェンで作用が阻害されるはずである。そこで、ビスフェノールAとタモキシフェンを同時投与してみた。その結果、タモキシフェンで阻害された。以上二つの結果から、投与されたビスフェノールAはエストラジオール受容体ERに結合してUGT2B1のmRNAの発現を抑制し、グルクロン酸抱合活性を低下させていることが明らかとなった。今後は、強い内分泌攪乱物質であるDESでも同様の作用があるかどうか、性差があるかどうか等その作用機序を比較していく。<本研究の目的>内分泌攪乱化学物質ビスフェノールAをラットに投与すると、肝臓での性ホルモンのグルクロン酸抱合活性が低下する現象を見出し、この機序を解明する事にある。性ホルモンは生殖器官で生成され、肝臓でのグルクロン酸抱合で排泄型となり、そのバランスが保たれている。上記現象はビスフェノールAによる内分泌攪乱で有り、この機序を明らかにする事は性ホルモンの恒常性維持や攪乱作用の解明にとって有意義である。今年度は以下の成果を得たので報告する。<今年度研究成果>1.ビスフェノールAをラットに投与すると、腸管から素早く吸収され同時にそこで一部はグルクロン酸抱合され、抱合体は粘膜側に戻された。未抱合のものは門脈を通過して肝臓に取り込まれた。2.肝臓に到達したビスフェノールAはそこでほとんどグルクロン酸抱合され胆汁中に排泄された。さらに、腸管に戻ったグルクロン酸抱合体は盲腸で全て脱抱合されフリーのビスフェノールAに戻され、徐々に結腸で再吸収された。

3.ビスフェノールA投与による性ホルモンのグルクロン酸抱合活性抑制現象は、雌ラットには見られず、雄特異的であった。4.グルクロン酸抱合を担うUGT分子種の内薬物代謝を担う分子種には何ら影響はなく、UGT2B1分子種のみのmRNA発現量を抑制した。5.肝臓以外の臓器での性ホルモンのグルクロン酸抱合活性には何ら影響はなかった。<考察>以上の結果より、内分泌攪乱物質であるビスフェノールAの生体への影響は、E2受容体を介した生殖臓器への直接的作用のみならず、肝臓での性ホルモンの代謝(グルクロン酸抱合)を抑制し、生体内バランスを崩している可能性が考察された。今後は、UGT2B1mRNAの発現調節にビスフェノールAがどのような作用をするかを検討する事により、さらに詳細な機序を明らかに出来る。これまでの結果から、ビスフェノールAはラット肝細胞において、エストロジェン受容体に結合した後、UGT2B1mRNAの発現を抑制している事が明らかとなった。さらに、肝臓以外の臓器(精巣など)での、作用は見出されず、肝臓特異的である事が分かった。1.ビスフェノールAの雌ラット肝臓UGTへの影響を調べ、雄特異的作用かどうかを調べた。その結果、ビスフェノール投与による性ホルモングルクロン酸抱合能の低下は、雌ラットには起こらなかった。すなわち雄特異的現象であることが分かった。この事は、雄肝臓でビスフェノールAはエストロジェン受容体を介して性ホルモンのグルクロン酸抱合酵素の発現調節系に作用していることが分かった。2.ビスフェノールAの投与後の代謝を詳しく調べるために、ビスフェノールAの雄ラット胃内灌流と反転腸管灌流実験を行った。その結果、ラット胃粘膜細胞で投与されたビスフェノールAの一部はグルクロン酸抱合され、もとのものと一緒に吸収されることが分かった。さらに、腸管上部において粘膜細胞でグルクロン酸抱合され、管くう側に戻される事が分かった。その後、盲腸でほとんど全ての抱合体が脱抱合され、もとのビスフェノールAに戻されて、結腸で吸収された。その後、肝臓に運ばれ、グルクロン酸抱合されて胆管を経て腸内に戻される事になり、腸管循環していることが判明した。これらの結果より、肝臓ではビスフェノールAの暴露を何度も受けることにより、臓器特異的に影響を受けることが分かった。肝でエストロジェン受容体に結合した後、雄特異的に存在する因子に作用し、グルクロン酸抱合酵素の発現調節系に影響を与えることが分かった。
水晶発振子を利用した免疫センサーの開発

本研究は,1ngの物質を容易に計測できる微量天秤としての水晶発振子を免疫系の検出に適用することを目的とした.水晶発振子は,その使用環境の条件が安定である場合,非常に安定した周波数で振動するが,環境温度,湿度等に大きく影響を受け,その多くの研究は気相系,特に減圧環境下で用いられる事が多い,そこでまず,液相中における挙動が安定となる条件を調べた.測定対象となる液体の物性として,まず非電解質溶液に対してその密度ならびに粘性の影響を調べた.一般の液物性の範囲内においては,水晶振動子の周波数はその溶解した物質の種類に依存せず,密度ならびに粘性に比例して減少することが確かめられた.ATカット水晶振動子を用いて液温の影響を調べたところ,温度の上昇とともに発振周波数は上昇したが,溶液の密度や粘度の影響を補正するならば,液温293308Kでは温度の影響を受けないことが確認された.即ち,体温や通常の酵素の反応温度では非常に安定した応答が得られることが明らかとなった.また,電解質溶液を用いた場合,電解質濃度の上昇に伴い発振周波数は低下した.溶液のpHが中性付近では電解質の種類によらず溶液の電気伝導度で補正をすることが可能であることが認められた.しかし,強酸性また特に強アルカリ性の領域では非常に不安定な挙動を示した.これは水晶発振子が誘電体であること,ならびに水晶自体が強アルカリ雰囲気下では腐食性が高い事に起因するものと考えられる.しかし,通常の体液や酵素反応条件のpHでは問題無く使用することが可能であることが明らかとなった.さて,シランカップリング剤を用いることにより,アミノ酸や酵素,抗体などの生化学物質を水晶などの無機物質に固定化することが可能である.このシランカップリング剤であるアミノプロピルエトキシシランを発振子電極表面上に塗布することにより電気伝導度の影響を抑えることが可能である事が示唆された.しかしシランカップリング剤の濃度が高いと発振周波数が極端に低下した.現在,アミノプロピルエトキシシランによって抗血清を固定化した水晶発振子による抗原の高感度検出について検討中である.本研究は,1ngの物質を容易に計測できる微量天秤としての水晶発振子を免疫系の検出に適用することを目的とした.水晶発振子は,その使用環境の条件が安定である場合,非常に安定した周波数で振動するが,環境温度,湿度等に大きく影響を受け,その多くの研究は気相系,特に減圧環境下で用いられる事が多い,そこでまず,液相中における挙動が安定となる条件を調べた.測定対象となる液体の物性として,まず非電解質溶液に対してその密度ならびに粘性の影響を調べた.一般の液物性の範囲内においては,水晶振動子の周波数はその溶解した物質の種類に依存せず,密度ならびに粘性に比例して減少することが確かめられた.ATカット水晶振動子を用いて液温の影響を調べたところ,温度の上昇とともに発振周波数は上昇したが,溶液の密度や粘度の影響を補正するならば,液温293308Kでは温度の影響を受けないことが確認された.即ち,体温や通常の酵素の反応温度では非常に安定した応答が得られることが明らかとなった.また,電解質溶液を用いた場合,電解質濃度の上昇に伴い発振周波数は低下した.溶液のpHが中性付近では電解質の種類によらず溶液の電気伝導度で補正をすることが可能であることが認められた.しかし,強酸性また特に強アルカリ性の領域では非常に不安定な挙動を示した.これは水晶発振子が誘電体であること,ならびに水晶自体が強アルカリ雰囲気下では腐食性が高い事に起因するものと考えられる.しかし,通常の体液や酵素反応条件のpHでは問題無く使用することが可能であることが明らかとなった.さて,シランカップリング剤を用いることにより,アミノ酸や酵素,抗体などの生化学物質を水晶などの無機物質に固定化することが可能である.このシランカップリング剤であるアミノプロピルエトキシシランを発振子電極表面上に塗布することにより電気伝導度の影響を抑えることが可能である事が示唆された.しかしシランカップリング剤の濃度が高いと発振周波数が極端に低下した.現在,アミノプロピルエトキシシランによって抗血清を固定化した水晶発振子による抗原の高感度検出について検討中である.
臨界流体中の熱伝搬モードの解明

1.臨界流体中の熱伝搬モードについて理論解析を行った。短時間スケールでは温度擾乱が波として伝搬し、温度上昇の時定数が初期温度と臨界温度の差のベキ乗に比例して増加することがわかった。さらに、浮力対流の発生について解析し、熱入力後の対流発生時間および発生対流の波数が、初期温度と臨界温度の差のベキ乗に比例することがわかった。また、実験により上記結果が定性的に正しいことを確認した。2.直流電場中の臨界二酸化炭素の振る舞いについて実験解析を行った。超臨界領域においては、電場を付与することにより、対流が抑制された。亜臨界領域においては、電場を印可した際に液体が電極に吸い寄せられ、電場を開放した直後に、液滴が生成されることを見出した。3.臨界二酸化炭素と紫外レーザーの相互作用を利用したナノ構造作製について実験解析を行った。臨界点極近傍において、二酸化炭素が分解され、炭素粒子が生成されることがわかった。臨界点から離れると、粒子は生成されなかった。4.臨界二酸化炭素中のアーク放電によるナノ構造作製について実験解析を行った。1気圧下の二酸化炭素中ではカーボンナノチューブが生成されるが、臨界点極近傍においては、ナノチューブとは異なるナノ構造が生成されることがわかった。5.ベンゼンに分散させたC_<60>フーラレンを臨界二酸化炭素および臨界キセノンに注入した際に、フーラレン結晶およびクラスターが生成されることがわかった。特に、上記結果35に示すように、臨界点極近傍では新しいナノ構造が生成されるため、将来の新規ナノ構造生成方法の1つとして、臨界点極近傍状態が注目されると考えられる。今年度は、臨界流体の熱伝搬モードについて、理論・実験解析を行った。1.臨界流体の数値計算法を開発した。エントロピーの温度/圧力依存性を考慮し、支配方程式を導出した。MacCormack法を基礎とした有限差分法によって、支配方程式が解けるようになった。2.マイクロ秒オーダーの熱伝搬モードを解析した。壁の温度をステップ的に上昇させた場合と、一定熱流束を与えた場合の温度波の伝搬を解析し、バルク温度上昇の時定数と流体初期温度との関係を明らかにした。3.サーマルプルームの発生条件を明らかにした。壁近傍に形成される熱拡散層から発生するサーマルプルームの発生について線形安定性解析/調和解析/ガラーキン解析を行い、臨界レイリー数と臨界波数を求めた。4.二酸化炭素の臨界流体セルを作製し、サーマルプルームの発生に関する実験を行った。臨界流体セルをアルミニウムで作製し、超臨界二酸化炭素中に発生するサーマルプルームをシュリーレン法によって可視可し、対流発生時間・対流波数と流体初期温度との関係を明らかにした。5.二酸化炭素の超臨界領域における熱伝搬実験を行った。臨界流体セル中に平行二平板を設置し、熱伝達率と初期流体温度との関係を明らかにした。また、無次元解析を行い、ヌッセルト数と修正レイリー数の関係を求めた。上記研究結果13をまとめ、Physical Review Eに論文投稿した。また、国際学会において論文2編を発表した。臨界流体中のプルーム発生における普遍則を明らかにした。ピストン効果と浮力対流の効果を同時に取り込んだ理論解析を行い、プルームの発生時間および波数が系の初期温度と臨界温度との差のべき乗で表されることが分かった。この結果を論文投稿し(J.Phys.A : Math.Gen.)、現在審査中である。さらに、臨界流体中における熱伝播モードを積極的に利用した応用研究「臨界二酸化炭素中におけるカーボンナノ構造の作製」を開始した。臨界流体中では、温度擾乱、圧力擾乱が波動として伝搬するため、新たなナノ構造が形成される可能性がある。実際、臨界二酸化炭素中での炭素のレーザーアブレーション実験では、266nmの波長にもかかわらず、様々な構造が形成された。常温でカーボンナノ構造が作製できる可能性が示された。ニッケルを炭素基板上に配置した場合には、ナノチューブとは異なる構造が形成された。今後、TEMにより上記構造の詳細を観察し、臨界流体中のナノ構造形成メカニズムについて解析する。また、アーク放電によるナノ構造作製装置を開発した。予備実験で、0.06MPaではあるが、二酸化炭素中でカーボンナノチューブが作製できた。パルス放電のタイミングを調整することにより、様々なカーボンナノチューブおよびカーボンナノチューブの結合構造が形成された。今後、二酸化炭素の圧力を高め、超臨界状態でアーク放電実験を行う。

3.臨界二酸化炭素と紫外レーザーの相互作用を利用したナノ構造作製について実験解析を行った。臨界点極近傍において、二酸化炭素が分解され、炭素粒子が生成されることがわかった。臨界点から離れると、粒子は生成されなかった。4.臨界二酸化炭素中のアーク放電によるナノ構造作製について実験解析を行った。1気圧下の二酸化炭素中ではカーボンナノチューブが生成されるが、臨界点極近傍においては、ナノチューブとは異なるナノ構造が生成されることがわかった。5.ベンゼンに分散させたC_<60>フーラレンを臨界二酸化炭素および臨界キセノンに注入した際に、フーラレン結晶およびクラスターが生成されることがわかった。特に、上記結果35に示すように、臨界点極近傍では新しいナノ構造が生成されるため、将来の新規ナノ構造生成方法の1つとして、臨界点極近傍状態が注目されると考えられる。
深海底鉱物資源開発システムの安全性と制御に関する研究

深海底に賦存する鉱物資源をポンプ方式で採取するには、海面上の船と海底の集鉱機を結ぶ長大な揚鉱管が必要となる。さらに、その揚鉱管の下端にバッファ、中間に12個のポンプモジュ-ルが必要となる。しかし、海況に起因する船の運動のため、上記の揚鉱管に横振動ならびに縦振動が発生してそのシステムの安全作業上重大な問題が発生する。本研究は、平成2年度から平成3年度にかけて、それらの振動が発生した場合の上記のシステムの揚鉱管の安全性と制御について理論的および実験的に検討し、以下に述べるように、ほぼ所期も目的に沿った成果をあげることができた。1.平成2年度において、揚鉱管とともに振動するバッファやポンプモジュ-ルに作用するまわりの海水の流体力の評価方法を確立した。さらに、種々の形状をもつバッファやポンプモジュ-ルに作用する流体力を求めたのち、揚鉱管の縦振動と横振動を解析して、揚鉱管の動的強度について検討し、それらの振動のうち持に縦振動を抑制・制御することの重要性を強調した。2.平成3年度において、バッファやポンプモジュ-ルの形状により揚鉱管の縦振動を抑制することを検討し、高抗力を生じさせる形状のものほど、縦振動の抑制効果が大きいことを明らかにした。さらに、縦振動を抑制するためのバッファやポンプモジュ-ルの最適形状について示唆し、最適形状と思われるバッファを使用することにより、その揚鉱管の縦振動の共振振幅を約40%まで軽減できることを指摘した。つぎに、それらのポンプモジュ-ルやバッファに動吸振器を装備することにより、本システムの揚鉱管の縦振動の共振振幅を5063%、最大軸応力を1840%軽減できることを明らかにして動吸振器の有効性を指摘した。さらに、それらの動吸振器の最適設計条件を明らかにした。本研究は、平成2年度で以下の4項目について研究し、ほぼ所期の目的に沿った成果を挙げることができた。1.バッファとポンプモジュ-ルに作用する流体力を求めるため、従来筆者らが提唱してきた抗力係数と付加質量係数の算定方法を完成した。また、この方法を用いて、本システムのバッファとポンプモジュ-ルの形状として最も有効なものと考えられる円板付き円柱モデルの抗力係数と付加質量係数を求め、それらが円柱モデルの抗力係数の約4倍および付加質量係数の24倍になることを明らかにした。2.本システムの揚鉱管の縦振動を理論的に解析し、実際問題として1次の共振現象の発生する可能性が大きいことを示唆するとともに、共振時ではバッファの振幅が船の上下運動の振幅の約10倍にも達することを明らかにした。3.本システムの揚鉱管の横振動を理論的に解析し、1次の共振時においてバッファの振幅が船の水平運動の振幅の約11倍にも達することを明らかにした。

4.本システムの安全作業条件を揚鉱管の動的強度より考察し、縦振動によって生ずる揚鉱管の軸応力が横振動による曲げ応力の約500倍大きくなり、また、その軸応力の軽減には高抗力係数を与える形状をもつバッファおよびポンプモジュ-ルを使用することの有効性を明らかにするとともに、揚鉱管の縦振動を制御することの必要性を示唆した。深海底に賦存する鉱物資源をポンプ方式で採取するには、海面上の船と海底の集鉱機を結ぶ長大な揚鉱管が必要となる。さらに、その揚鉱管の下端にバッファ、中間に12個のポンプモジュ-ルが必要となる。しかし、海況に起因する船の運動のため、上記の揚鉱管に横振動ならびに縦振動が発生してそのシステムの安全作業上重大な問題が発生する。本研究は、平成3年度において主に以下の3項目について研究し、ほぼ所期の目的に沿った成果を挙げることができた。1.平成2年度で確立した方法により、種々の形状をもつバッファとポンプモジュ-ルに作用する流体力を求め、それらを用いて揚鉱管の縦振動を解析した。その結果、揚鉱管の縦振動を抑制するためには、出来るだけ横断面積が大きく、質量の小さいバッファとポンプモジュ-ルを使用するほうが有利であることがわかった。また、それらの最適形状について明らかにした。さらに、それらの形状のバッファやポンプモジュ-ルを使用することにより、揚鉱管の縦振動の振幅を約40%軽減できることを明らかにした。2.バッファとポンプモジュ-ルに動吸振器を設置して揚鉱管の縦振動を抑制することを検討した結果、揚鉱管の1次の共振振幅を5060%、最大軸応力を2040%軽減できることがわかった。また、任意の質量のバッファとポンプモジュ-ルを使用した場合の動吸振器のばねと質量の最適条件を明らかにした。さらに、揚鉱管の縦振動に及ぼすポンプモジュ-ルの配列の影響が非常に小さいことを明らかにした。3.揚鉱管の縦振動を制御するための能動制御方式について検討した。その結果、アクチュエ-タとしてスクリュ-とエアジェットが考えられたが、前者の方が応答性に間題があるが、制御方式が簡単であり、十分に実用性があることを示唆した。
磁気マーカを用いたBF分離不要の新機能を有する高速・高感度免疫検査システムの開発

免疫検査は医療診断や医薬開発の分野で必要となる種々の蛋白質を抗原-抗体の結合反応を用いて検出する方法であり、バイオ計測において基盤となる検出法である。本研究では、磁気マーカー抗体とSQUID磁気センサを用いた新規な磁気的検出法により、B/F(Bound/Free)分離不要の新機能を有する溶液中での免疫検査法を開発した。本検査法の基礎となる溶液中での磁気マーカー抗体のブラウン緩和特性を定量的に明らかにするとともに、この緩和特性を利用したBF分離不要のSQUID検査システムを開発した。また、本システムを用いてhuman IgE呼ばれるタンパク質やカンジダ菌などの検出実験を行い、本手法の有効性を実証した。免疫検査は医療診断や医薬開発の分野で必要となる種々の蛋白質を抗原-抗体の結合反応を用いて検出する方法であり、バイオ計測において基本となる検出法である。本研究では、磁気マーカーとSQUIDセンサを用いて、B/F(Bound/Free)分離不要の新機能を有する磁気的な免疫検査法を開発することを目的としている。本年度の研究成果の概要を以下に記す。(1)磁気マーカーの開発と特性評価B/F分離なしでの液相検査に利用するためには、サイズが100nm程度で大きな磁気信号を発生し、溶液中で高いブラウン回転運動を示す磁気マーカーが必要である。このため、粒子サイズと磁気特性を制御した磁気/高分子の複合ナノ粒子の作製プロセスを開発した。また、溶液中での磁気特性やブラウン運動の評価法を新たに開発し、この評価結果をもとに磁気マーカーの高品質化を行った。(2)SQUID免疫検出装置の開発B/F分離なしでの免疫検査を液相で行うために、結合(Bound)マーカーからの磁気信号を感度良く検出し、未結合(Free)マーカーからの雑音を除去できる高感度検出法を開発した。この結果、未結合マーカーからの磁気雑音を結合マーカーからの磁気信号の1/10,000以下に抑制することが可能となった。また、この検査法に基づいた液相検査用のSQUID免疫検査装置を試作した。(3)液相での磁気的免疫検査実験液相での免疫検査実験を行い、B/F分離を行った従来の固相法の結果と比較した。この結果から、B/F分離なしでの検査が正しく行われていることを示した。また、液相検査の感度と速度を決める要因を調べ、B/F分離なしでの検出性能を高めるための指針を明らかにした。本研究では、磁気マーカーを用いてB/F(Bound/Free)分離の洗浄工程を省略した迅遠な免疫検査システムを開発することを目的としている。このために必要な磁気マーカーと検出法を高度化するとともに、免疫検査実験によりその有効性を実証した。本年度に得られた主な結果は以下の通りである。1.液相検査用磁気マーカーの開発と特性評価B/F分離を用いない液相検査の高度化のためには、大きな磁気信号を発生し溶液中で高いブラウン運動を示す磁気マーカーが必要である。このため、磁気/高分子複合粒子の作製プロセスを改良することにより磁気マーカーの特性を向上させた。また、磁気マーカーの溶液中での粒度分布や凝集の度合いを評価する手法を開発し、これを用いて磁気マーカーの性能改善を行った。2.磁気マーカー検出法の改良ブラウン回転運動による磁気マーカーの磁気緩和特性を評価する手法を開発し、これにより、溶液中での未結合マーカーの動特性を明らかにした。この特性解明に基づいて、未結合マーカーからの雑音を効果的に除去できる検出法を開発するとともに、SQUIDセンサシステムを高度化した。この結果、BF分離無しでの液相検査の感度を大幅に改善することが可能となった。3.液相での磁気的免疫検査実験開発した手法を用いて、蛋白質(IgE)やカンジダ菌の検出をB/F分離なしで行い、その結果をB/F分離を行った場合の結果と比較した。両者は良く一致しており、この結果から本手法の有効性が実証された。本研究では、磁気マーカーを用いてB/F(Bound/Free)分離の洗浄工程を省略した迅速な免疫検査システムを開発することを目的としている。このために必要な磁気マーカー特性と信号検出法を高度化するとともに、免疫検査実験によりその有効性を実証した。本年度の主な結果は以下の通りである。1.磁気マーカーの性能評価と高品質化磁気マーカーの交流磁化率の周波数特性を解析することにより、溶液中での粒度分布や凝集の度合いを評価する手法を開発した。これにより、バイオ応用に用いられる磁気マーカーの定量的な性能評価を可能とした。また、本評価法で得られた結果をフィードバックし、磁気マーカーを高品質化した。2.磁気マーカー検出法の高感度化固定用ポリマービーズと磁気マーカーのブラウン緩和を用いたB/F分離なしでの検査法を高感度化した。本検出法の基礎となるブラウン磁気緩和特性を定量的に明らかにした。

また、検出感度の支配要因となる、未結合(Free)マーカーや容器内の磁気不純物から発生する不要な磁気雑音を効果的に除去する方法を開発し、結合(Bound)マーカーからの磁気信号の高感度検出を可能とした。3.BF分離なしでの蛋白質の検出実験開発した液相検査法を用いて蛋白質(IgE)の検出実験をB/F分離なしで行い、B/F分離を用いた従来の固相法と同程度の高い検出感度が得られることを示した。また、検出時間を固相法に比べて1/4程度に短縮できることを示した。これにより、本方法の高感度性と迅速性を実証した。
ウシ乳房炎制圧へのファージセラピーの実践的応用研究

本研究では、「ウシ乳房炎」に対して、ファージセラピーの開発、検討を行った。乳房炎原因菌のStaphylococcus aureus(SA)に対して溶菌活性の高い2種類のファージを分離し、野外SA株に対する溶菌効果を調べ、乳房炎モデルマウスを用いて生体内でのファージの効果検討を行った。その結果、我々の分離したファージは、乳房炎乳から分離したSA99株すべてに対して高い溶菌活性を示し、また、乳房炎モデルマウスを用いた試験においても効果を示した。本研究では、細菌を宿主とし、抗生物質とは異なった溶菌活性を持ったバクテリオファージに注目し、乳房炎治療に向けた新しい治療法の確立を目的としている。本年度は、ウシ乳房炎モデルマウスの系を確立し、生体内でファージがSAの増殖抑制効果を発揮できるのか調査する実験を行った。<乳腺内への黄色ブドウ球菌(SA)、ファージ連続投与による増殖抑制効果>(方法)哺乳710日の母親マウスにSA(SA10^3、10^5CFU)、ファージファージ(10^5、10^7PFU)のような試験群を作り、投与後2日後の乳腺内SA菌数を測定し、ファージの効果を検証した。菌数測定は、乳腺ホモジナイズ試料を階段希釈し平板法により算出した。(結果)ファージ投与群では、乳腺におけるSA菌数の減少が確認された。<血液中および腹腔投与へのファージ投与の効果>(方法)ファージの投与経路を考察する目的で、血液中、腹腔へファージのみを投与し、乳腺組織に移行するのかどうかをファージDNAのリアルタイムPCRにより定量して検証した。また、哺乳710日の母親マウスに以下のような試験群を作り、投与後2日後の乳腺内SA菌数を測定し、ファージの血液中投与の効果を検証した。(結果)血液や腹腔にファージを投与した場合、乳腺内にファージが到達することが確認され、さらに乳腺内SAの増殖抑制効果が確認できた。血液中へのファージ投与は、効果的な投与経路の一つであることがわかった。本研究は、動物用ワクチン-バイオ医薬品研究会設立記念シンポジウム、日本乳房炎研究会第15回学術集会、第150回日本獣医学会学術集会にて発表している。本年度は、臨床例由来の様々なSA(黄色ブドウ球菌)株に我々のファージがどのくらい効くのかを調べ、さらに、モデルマウスを用いた系で、ファージが生体内でSAに対して効果的に効くことを証明できた。当初の計画をほぼ達成できた。詳細を項目別に以下に記す。1)臨床例由来SA株に対するファージの溶菌効果乳房炎乳サンプルを北海道2地区(石狩、釧路)から広く集め、そこから109株のSAを分離し、ファージによる溶菌効果を判定した。ファージ12番、39番は、全てのSAに対して溶菌効果を示し、ウシ乳房炎を引き起こすSAに対して効果が高いことが明らかになった。2)乳房炎モデルマウスを用いたファージセラピーの効果の検証乳房炎モデルマウスの実験により、ファージがSAの増殖を抑制することが明らかに出来た。また、投与経路は、乳腺への直接注入だけでなく、腹腔注入や静脈注入でもファージが乳腺に移行し、効果をあげることが分かった。3)多剤耐性菌への効果多剤耐性SAに対しても、ファージは効果的に溶菌することが確認された。特に小動物医療や、ヒトの医療で問題となるMRSAなどにも応用できる可能性が示唆された。ほぼ目標は達成された、次年度は、論文化するとともに、実験的感染牛を用いてウシ乳房炎での効果を見定める実験を行いたい。本年度は、これまでのデータのさらなる検証を行い、国内、国外の学会発表で公表を行った。なお、本来予定していたウシ感染試験は、実施場所等の調整の関係で実行できなかった。また、近年、細菌が形成するバイオフィルムが、薬剤の効果を減弱することが報告されており、乳房炎由来SA(Staphylococcus Aureus)のバイオフィルム形成能、ならびにファージ溶菌効果との関係を検証した。1)乳房炎モデルマウスを用いたファージセラピーの効果の検証前年度行った実験の再現性を検証した。乳房炎モデルマウスの実験により、ファージがSAの増殖を抑制することが明らかに出来た。また、投与経路は、乳腺への直接注入だけでなく、腹腔注入や静脈注入でもファージが乳腺に移行し、効果をあげることがあらためて検証できた。また、ファージの腹腔注入、静脈注入において、乳腺組織内にファージの核酸が検出され、ファージが浸潤してきている裏付けもとれた。さらにファージのみの生体への投与は、宿主となる細菌がいないため、投与後すぐから血中、乳腺中のファージ数は減少し始め、4時間後には検出限界以下となった。

この事は、宿主がいなくなると生体中からファージは排除されていく事を示しており、安全面から考えても有利に働くと考えられた。2)ウシ乳房炎由来SAのバイオフィルム形成能とファージ効果ウシ乳房炎由来SAのバイオフィルム形成能を調べた。ヒトからの分離株に比べて、牛乳房炎由来のSAは、相対的にバイオフィルム形成能が低かった。また、ファージの効果は、バイオフィルム形成能が高いほど、効果が減弱される傾向が見られたが、さらなる検証が必要である。我々が分離したファージが、広く臨床例由来のSAに良く効くことが明らかになり、実際の応用に期待できる結果を得ることができた。また、モデルマウスを使った系でも、複数の投与経路でのファージ効果も確認でき、今後が期待できる結果を得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は、予定通り、いよいよ実験的感染乳房炎牛を使って、ファージの効果を検証する実験を計画する。実際、ウシの乳房炎へファージを治療薬として用いるには、乳房の大きさ、乳量の問題、症例ステージの問題など、幅広いファクターがあり、効果を確認できないことも考えられる。ただ、臨床例由来SAに対しては、幅広く効果があるため、予防的な使用や、畜舎環境への応用など多彩な使用も検討することを視野に入れて進めていきたい。
透明導電性薄膜の作製に関する研究

透明導電性膜としてITO膜よりも安価でしかも低温度で成膜可能な透明導電性薄膜が要求されている。本研究はAlドープZnO薄膜(AZO薄膜)を活性化反応蒸着装置で作製することを試みたものであり,薄膜化条件と導電特性との相関,低温度成膜化について検討を加えた。本研究で得られた結果は以下のように要約できる。1)総蒸発速度1.0/s,AlのZnに対する蒸発速度比26%,酸素分圧2.0×10^<-4>Torr,基板温度200°C,R.F.出力250Wの条件で比抵抗が10^<-4>Ωcmオーダーのc軸配向性AZO薄膜が得られた。2)ZnOにAlをドープするとAl蒸発速度比26%の範囲では,キャリア濃度の増加に伴い導電性が向上した。キャリア濃度の増加はAl^<3+>イオンのZn^<2+>サイトへの置換による。また,ホール移動度は若干の減少を示し,Alドープによる不純物散乱の増加を反映した。過剰のAlイオンをドープするとキャリア濃度は逆に減少した。これは過剰のAlが近距離置換することによってAl-O-Alクラスター化することによる。3)作製した試料の可視光領域での透過率は蒸着条件に依存せず,透明導電膜として良好な値を示した。4)総蒸発速度を増加させると基板温度200°Cでは膜成長速度は約2/sまでで飽和し,それ以上は成長速度は増加しない。また総蒸発速度が増加すると膜の結晶性は低下する。5)基板温度50°Cでは総蒸発速度1.0/s,酸素分圧2.0×10^<-4>Torr,R.F.出力250W,Al蒸発速度比5%の条件で比抵抗1.0×10^<-3>Ωcmの薄膜が作製できた。この値は200°Cで作製したものより劣ってはいるものの,高分子系基板上への膜作製の可能性を示唆している。原料が安価でしかも低温度で成膜可能な透明導電性薄膜が要求されている。本研究はAlドープZnO薄膜(AZO薄膜)を活性化反応蒸着装置で作製することを試みたものであり,薄膜化条件と導電特性との相関,低温度化について検討を加えた。本年度得られた結果は以下のように要約できる。1)総蒸発速度1.0A/s,AlのZnに対する蒸発速度比26%,酸素分圧2.0×10^<-4>Torr,基板温度200°C,R.F.出力250Wの条件で比抵抗が10^<-4>Ωcmオーダーのc軸配向性AZO薄膜が得られた。2)ZnOにAlをドープするとAl蒸発速度比26%の範囲では,キャリア濃度の増加に伴い,導電性が向上した。Al蒸発速度比が8%を超えるとキャリア濃度は減少した。これは配向性,結晶性の低下に伴うAl置換サイトの減少または過剰のAlの近距離置換によるAl-O-Alクラスター化が主原因である。4)総蒸発速度を増加させると基板温度200°Cでは膜成長速度は約2A/sまでで飽和し,それ以上は成長速度は増加しない。5)基板温度50°Cでは電気伝導性は低下するが,総蒸発速度1.0A/s,酸素分圧2.0×10^<-4>Torr,R.F.出力250W,Al蒸発速度比5%の条件で比抵抗1.0×10^<-3>Ωcmの薄膜が作製できた。