hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非平衡プラズマ流の機能粒子分散制御による低濃度環境汚染物質の浄化

本研究は,微粒子分散非平衡プラズマ流の機能性を最大限に活用し,低濃度の環境汚染物質を浄化する工学的手法の学問体系の構築と実用化への展開をすることを目的とする.本年度は,非平衡プラズマ流中の機能性微粒子の分散,イオン・ラジカル種の濃度場や環境汚染物質の分解プロセスをより詳細に検討するために,前年度で明らかにした高機能性を有するラジカル反応場を実験および理論の両面から明らかにすることを目指した.特に,15年度の実験により得られたデータを初期条件及び境界条件として与え,実験と数値解析を融合し,より現実的な低濃度環境汚染物質の分解プロセスを解明した.また,本研究では極超低濃度で存在する準安定粒子やO, OHラジカルを生成する機能性粒子の確認が極めて重要であるが,通常の光学分析では検出が困難なことが判明したため,生体を用いた検出方法の研究も平行して行った.得られた結果を以下にまとめる.(1)41の化学種と108の化学反応式を数値計算により解くことで,複雑な化学反応流動場が明らかにされた.これより,メタノール分解の主要因は,OHラジカルであることが明らかにされた.O, Hラジカル濃度は入り口で増大してもメタノールの分解効率への影響は小さいことが示された.(2)超高感度分光システムを用いて下流におけるラジカル計測を行ったが,基底状態にある機能性粒子が多いため,十分に計測されなかった.一方,下流に設置した生体に対する影響を調べた結果,プラズマ流中に長寿命の高反応性ラジカルが存在し,下流まで輸送されることが示された.これは,準安定状態にある粒子が下流まで輸送され,生体と衝突した時点でエネルギーを放出し失活していると推測できる.本年度では,大気圧下の低濃度環境汚染物質の浄化に向けて,イオンやラジカル,オゾン,一酸化窒素,一酸化炭素が混在した高反応流動場を詳細に解明するため,超低濃度の揮発性有機化合物(VOC)の安定供給が可能な環境汚染物質浄化反応炉を作製した.本反応炉は,誘電体バリア放電を利用し,ガス流速や印加電圧条件を変えることでストリーマの発生を自在に制御できる構造を有する.さらに,高反応性ガス種であるO,NやOHをリアルタイムで特定する高感度モノクロメータやガス濃度計測器を導入し,低濃度の環境汚染物質の分解プロセスの解明を行った.具体的には,作動ガスの種類,印加電圧,電圧印加周波数,電圧印加波形,VOC注入位置,VOC濃度などを変化させ,オゾン発生濃度やメタノール等のVOC分解率等の分解特性を明らかにした.これによりラジカルが,メタノール分解における重要因子であることが示された.得られた結果を以下にまとめる.(1)O原子の発生量と密接な関係のあるオゾン濃度は,電力が同じ場合印加電圧を上昇させる方が周波数の増加より効果が大きい.このとき放電部の紫外線分光によりO,OH,Nの励起原子やN_2(B^3Π_g),N_2(A^3Σ_u^+),NOなどが生成されていることを確認した.(2)作動ガスに水蒸気を2mg/l混入している合成空気を使用した場合,50ppmのメタノールは100Hz,エタノールは200Hz,スチレンは40Hzで完全分解された.水蒸気を6mg/lにした場合では,メタノールを分解するために必要な電圧印加周波数や印加電圧は大きくなった.なお,純窒素とした場合,いずれも全く分解されなかった.(3)メタノール注入位置を放電部上流,放電部下流100mm,放電部下流9m(7秒後)と変えた場合,いずれにおいても完全分解した.本研究は,微粒子分散非平衡プラズマ流の機能性を最大限に活用し,低濃度の環境汚染物質を浄化する工学的手法の学問体系の構築と実用化への展開をすることを目的とする.本年度は,非平衡プラズマ流中の機能性微粒子の分散,イオン・ラジカル種の濃度場や環境汚染物質の分解プロセスをより詳細に検討するために,前年度で明らかにした高機能性を有するラジカル反応場を実験および理論の両面から明らかにすることを目指した.特に,15年度の実験により得られたデータを初期条件及び境界条件として与え,実験と数値解析を融合し,より現実的な低濃度環境汚染物質の分解プロセスを解明した.また,本研究では極超低濃度で存在する準安定粒子やO, OHラジカルを生成する機能性粒子の確認が極めて重要であるが,通常の光学分析では検出が困難なことが判明したため,生体を用いた検出方法の研究も平行して行った.得られた結果を以下にまとめる.(1)41の化学種と108の化学反応式を数値計算により解くことで,複雑な化学反応流動場が明らかにされた.これより,メタノール分解の主要因は,OHラジカルであることが明らかにされた.O, Hラジカル濃度は入り口で増大してもメタノールの分解効率への影響は小さいことが示された.(2)超高感度分光システムを用いて下流におけるラジカル計測を行ったが,基底状態にある機能性粒子が多いため,十分に計測されなかった.一方,下流に設置した生体に対する影響を調べた結果,プラズマ流中に長寿命の高反応性ラジカルが存在し,下流まで輸送されることが示された.これは,準安定状態にある粒子が下流まで輸送され,生体と衝突した時点でエネルギーを放出し失活していると推測できる.
高次認知の個人差とワーキングメモリ

まず,高次認知の個人差への関与が知られているワーキングメモリの実行系機能を支えている脳領域は前部帯状回,左の上頭頂小葉および左の前頭前野背外側部であることが明らかになった.次に,高次認知のひとつである心の理論課題の個人差に関わるのは左側の前部上側頭溝であり,高次認知の中でも心の理論の個人差にはワーキングメモリの実行系機能が関与していない可能性が示された.まず,高次認知の個人差への関与が知られているワーキングメモリの実行系機能を支えている脳領域は前部帯状回,左の上頭頂小葉および左の前頭前野背外側部であることが明らかになった.次に,高次認知のひとつである心の理論課題の個人差に関わるのは左側の前部上側頭溝であり,高次認知の中でも心の理論の個人差にはワーキングメモリの実行系機能が関与していない可能性が示された.ワーキングメモリが「どのように」高次認知で重要なのかを明らかにするために,高次認知課題のひとつである心の理論課題の個人差に関わる脳領域を機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging; fMRI)によって検討した.具体的には,重回帰分析によって心の理論課題の成績と活動強度が関連している脳領域を明らかにし,その脳領域が従来心の理論との関連を指摘されてきたワーキングメモリの中央実行系(実行系機能)を支える神経基盤と重複しているかどうかを検討した.重回帰分析の結果,左側の前部上側頭溝(anterior superior temporal sulcus; anterior STS)の活動強度が心の理論課題の成績と関連を示したことから,左側のanterior STSが心の理論の個人差と関連している可能性が示された.一方で,ワーキングメモリの中央実行系(実行系機能)を支えることが知られている内側前頭前野(medial prefrontal cortex; mPFC)の活動強度は心の理論課題の成績との関連性を示さなかったことから,心の理論の個人差にワーキングメモリの中央実行系(実行系機能)が関与している可能性は低いことが明らかになった.以上の結果は,高次認知のなかでも心の理論はワーキングメモリの中央実行系(実行系機能)が個人差に関与していない珍しい認知過程であるという,ヒトの高次認知メカニズムを解明するうえで重要な手掛かりをもたらした.
血清アルブミンの新展開:ノックダウンレセプター及びエスコートプロテインとしての可能性

本研究は組換えアルブミンを用いて薬物動態及びDDS研究への新しいアプローチを試みるものである。すなわち、本研究は、(1)アルブミン分子上の薬物結合部位を迅速かつ高精度に同定するアルブミン変異体の開発と(2)肝臓特異的に分布特性を示す変異体を用いて、インターフェロンを遺伝子工学的あるいは化学的に結合させた肝不全治療薬の製剤設計を目的として実施され、以下の知見が得られた。1.従来の化学修飾及びX線結晶構造解析データに基づき、サイトI結合に重要な役割を果たしていると考えられるアミノ酸残基、Lys-199、Arg-218、222、His-242、Ala-291を他のアミノ酸に置換させた(Lys-199→AlaあるいはVal;Arg-218、222→Ala;His-242→Phe;Ala29l→LysあるいはArg)変異体を作製してリガンド結合性を調べたところ、野生型に比べ、結合性の低下が認められたものの、サイトIをノックダウンするような変異体を見出すにはいたらなかった。2.主要糖化部位と考えられる199、439、525番目のLysをAlaに置換した3重変異体を^<111>Inでラベル化して静脈内投与し、生体内分布を調べた結果、この変異体は野生型に比べ、肝臓、特に肝内皮細胞に効率よく取り込まれることが明らかとなった。3.HSAの2つのcDNAをDNAリンカーを用いて結合させた配列を発現ベクターpPIC9Kに導入し、Pichia酵母GS115を用いて発現後、精製を行い、HSA dimmerを作製することに成功した。また、このHSA dimmerを^<111>Inでラベル化してマウスに静脈内投与し、生体内分布を検討した結果、生体内半減期がwild-typeの約2倍に延長し、血管外漏出を抑えた有効なrHSAであることが明らかとなった。以上のように興味ある知見は得られたものの、ノックダウンレセプターアルブミンの設計、さらにはアルブミン結合体の調製など検討課題を残すことになった。本研究は組換えアルブミンを用いて薬物動態及びDDS研究への新しいアプローチを試みるものであり,二つの柱からなっている.一つは,アルブミン分子上の薬物結合部位を迅速かつ高精度に同定するアルブミン変異体の開発である.二つ目は,肝臓特異的に分布特性を示す変異体を用いて,インターフェロンを遺伝子工学的あるいは化学的に結合させた肝不全治療薬の製剤設計を企図するものである.まず本年度は,X線結晶構造解析データを基に,薬物結合に重要と考えられるアミノ酸を他のアミノ酸に変異させたダブル,トリプルなどのマルチプルミュータントを作製することにより,アルブミン分子上の薬物結合部位を迅速かつ高精度に同定すろことを試み,以下の知見を得た.1)従来の化学修飾及びX線結晶解析データに基づき,サイトI結合に重要な役割を果たしていると考えられるアミノ酸残基,Lys-199,Arg-218,222,His-242,Ala-291を他のアミノ酸に置換させた2,3,4,5重変異体を作製する.またサイトIIについては,従来の知見(Arg-410及びTyr-411がKeyアミノ酸)に加え,新たにArg-485,Ser-489を他のアミノ酸に置換した変異体を作製した.作製に際しては,当研究室で構築したピキア酵母を培養細胞とし組換えアルブミンを発現させ,カラムを用いて精製し,SDS-PAGE及びCDスペクトルにより純度を検定した.2)作製した変異体に対する特異的サイトリガンド(サイトI:ワルファリン,ダンシル-L-アスパラギン,P-アミノ安息香酸エチルエステル;サイトII:ケトプロフェン,ジアゼパム)結合性を調べ野生型と比較した.その結果,R410A/Y411AがサイトIIに対し全くあるいはほとんど結合しない変異体(サイトI活性型,サイトII不活性型),いわゆるノックダウンレセプター変異体となることを明らかにした.しかしながら,サイトIについては,サイトIIのようなノックダウンレセプター変異体を見い出すことができず,今後の検討課題として残すことになった.本研究は組換えアルブミンを用いて薬物動態及びDDS研究への新しいアプローチを試みるものである。2.主要糖化部位と考えられる199、439、525番目のLysをAlaに置換した

3重変異体を^<111>Inでラベル化して静脈内投与し、生体内分布を調べた結果、この変異体は野生型に比べ、肝臓、特に肝内皮細胞に効率よく取り込まれることが明らかとなった。3.HSAの2つのcDNAをDNAリンカーを用いて結合させた配列を発現ベクターpPIC9Kに導入し、Pichia酵母GS115を用いて発現後、精製を行い、HSA dimmerを作製することに成功した。また、このHSA dimmerを^<111>Inでラベル化してマウスに静脈内投与し、生体内分布を検討した結果、生体内半減期がwild-typeの約2倍に延長し、血管外漏出を抑えた有効なrHSAであることが明らかとなった。以上のように興味ある知見は得られたものの、ノックダウンレセプターアルブミンの設計、さらにはアルブミン結合体の調製など検討課題を残すことになった。
化石化機構と系統発生へのアプローチ

1.地球上で生物が固定してきた有機炭素の総量は1.48.1×【10^(25)】gと推定され、この値は推積岩中に保存されている有機炭素量の【10^3】倍のオーダーである。また、地球上に出現してきた全生物の種数は0.95.7×【10^8】と推定され、この値も既報告の化石種25万種に比べると、【10^3】倍のオーダーとなる。2.化石化の条件として集積・化石化(狭義)・保存の3つをあげることができる。化石の成因の主条件は集積の項に含まれる個体数の問題にあるが、本総研では化石化(狭義)の項に焦点をあてた。3.脊椎動物の歯牙組織の鉱物質はハイドロキシアパタイト〔【Ca_5】(【PO_4】【)_3】OH〕である。中性の水溶液中では、この鉱物の溶解度は0.01mg/lと小さく、そのために化石として保存されやすい。氷づけのマンモスゾウの象牙中のコラーゲンは全く分解をうけていない。しかし、ゾウ特有の縞構造は褐色をおびそれは多糖類による変化であることが染色法から推定された。海底から採取された更新世の標本ではコラーゲンの保存はよく、α銷の検出に成行した。光顕・電顕レベルでの微細構造に化石化の過程で大きく変化することはない。ハイドロキシアパタイト結晶のa軸長は時代とともに小さくなるが、F・【CO_3】含有量の変異は化石標本の保存環境の差による。4.炭酸塩鉱物の代表であるカルサイトの溶解度は純水中で14mg/lであるが、【CO_2】の飽和水では1g/lとなる。その高い溶解度のため、化石化過程での変化が大きい。アラゴナイトからカルサイトへ、カルサイトからシデライトへの進行がゆるやかなときは光顕オーダーでの微細構造が破壊されずに残る。しかし、構造を残していない場合は組織の溶解後に新たな鉱物の充填をうけたことを示している。シデライトによる置換は淡水成層中の貝殻でおこっている。
クリーン量子井戸及び量子細線半導体レーザーにおける次元性とキャリア間相互作用

MBEへき開再成長により結晶成長されたT型量子細線レーザーウエハーに対する、洗浄・電極付け・レーザーバーへき開・ダイボンディング・ワイヤボンディンブなどのプロセスの成功率がこれまで非常に低かったので、その改良と評価を試みた。プロセスでは、これらに加えてレーザーの端面への誘電体多層膜コートによる反射率制御の改善が新たに必要となり、その開発も行った。単層膜についてエリプソメトリー測定と適切なモデル解析を行って波長依存の光学定数を決定し、自動シャッター制御により最大20層程度までの多層膜形成を行った。また、多層膜をつけたレーザー端面の反射率評価を行うために、顕微反射分光システムを作製した。こうして得られた素子に対してIV特性、IL特性、自然放出、誘導放出の計測や、レーザー発振、その他の光学特性評価計測の実験を進めた。レーザー素子が発振しない場合に、電気的な問題と光学的な問題かを切り分けることが重要となり、光導波路の内部ロスやモードの評価を効率よく行うための方法(点励起導波路放出光評価法)を開発した。論文投稿に向けて第一原稿執筆を進めた(翌年度投稿の予定)。10年以上故障休眠していた中古MBE装置に対して、クヌードセンセル・RHEED・シャッター・基板回転機構・真空およびビームフラックスゲージなどのコンポーネンツの評価と修理・ベーキングを進め、さらに空圧制御系や水冷・空冷システムのクリーニングや部品交換を行い、結晶成長を開始できるところまで到達することができた。本研究では、クリーン半導体量子井戸および量子細線半導体レーザーの作製・加工および評価計測を行い、キャリア間相互作用の効果が構造の次元に応じてどのように強い寄与をするのか検証・解明し、高度な性能予測やデバイス設計に活かせるように、デバイス物理の基礎を確立することを目指している。今年度は、良質のT型量子細線半導体レーザーの開発を進めるための、効率的な試料の評価法の開発を行った。すなわち、これまでの方法では、結晶成長した試料(4mmx5mmx60μm)をただちにレーザー構造に加工(500μmへき開)した後に、発光・レーザー特性計測を行っていた。しかし、より迅速かつ効率のよい物性計測を行うため、試料を加工する前に試料全体のPL計測評価を行って高品質な領域を選別し、ホルダーから取り外してクリーニングを行って後のプロセスに用いるという、新しい評価および加工プロセスを確立した。実際にこのプロセスにより、高品質の単一量子細線を含むウエハー領域を見出すことに成功したので、今後は、そこから切り出した素子を用いて光学実験を進める。切り出した素子をレーザー発振させるためには、レーザーの端面への誘電体多層膜コートによる反射率制御が必要であるので、マグネトロンスパッタリングで誘電体多層膜を形成するプロセスの開発も進めた。今後の光学実験では、1次元電子正孔系の低密度極限から高密度電子プラズマ形成に至るまでの吸収・発光を調べる。特に中間密度領域での1次元電子正孔系の連続状態端の励起強度依存性を実験的に精度よく観測することを目指す。クリーン半導体量子井戸および量子細線半導体レーザーの作製・加工および評価計測を行い、構造の次元性やキャリア間相互作用の効果を検証し明らかにすることが目的である。初期の低次元半導体レーザーの理論では、キャリア間相互作用(多体効果)を無視したバンド理論が使われていたが、それでは不十分であることが最近の理論研究で多く指摘され、実験的にもその実例が示されつつある。本研究では、キャリア間相互作用の効果が構造の次元に応じてどのように強い寄与をするのか検証・解明し、高度な性能予測やデバイス設計に活かせるようにデバイス物理の基礎を確立することを目指す。既に有している量子細線レーザーや量子井戸レーザーのウエハーやチップを用いて、それらに対して半導体レーザーのプロセスを行って、レーザー発振や光学特性評価計測の実験を進めた。特に、プロセスでは、レーザーの端面への誘電体多層膜コートによる反射率制御が新たに必要と解ったので、その開発も行いつつ実験を進めた。これまでに行ったマグネトロンスパッタリング装置の条件だしにもとづき、多層膜形成の自動化を進め、約20層程度の多層膜形成を行った。へき開再成長法は、超高真空MBEチャンバー内で試料を均一にへき開する方法で、T型量子細線を作製する上で必須の成長法である。通常のMBE装置では、T型量子細線の作製はできないので、MBE装置に試料マウント、へき開用治具、試料アライメント用光学測定系などの、特別な改良を施す必要がある。そのための超高真空MBE装置の立ち上げを進めた。へき開再成長試料は評価においても、独特の評価手法が必要なので、これまで蓄積されてきた評価手法に改良を加え、へき開再成長の新しい試料が出来上がってきたときにフィードバックがかけられるよう、効率よい導波路評価法の開発を進めた。

こうして得られた素子に対してIV特性、IL特性、自然放出、誘導放出の計測や、レーザー発振、その他の光学特性評価計測の実験を進めた。レーザー素子が発振しない場合に、電気的な問題と光学的な問題かを切り分けることが重要となり、光導波路の内部ロスやモードの評価を効率よく行うための方法(点励起導波路放出光評価法)を開発した。論文投稿に向けて第一原稿執筆を進めた(翌年度投稿の予定)。10年以上故障休眠していた中古MBE装置に対して、クヌードセンセル・RHEED・シャッター・基板回転機構・真空およびビームフラックスゲージなどのコンポーネンツの評価と修理・ベーキングを進め、さらに空圧制御系や水冷・空冷システムのクリーニングや部品交換を行い、結晶成長を開始できるところまで到達することができた。
軸崩壊を考慮できる鉄筋コンクリート柱の非線形解析モデルの開発

1995年兵庫県南部地震では、RC系建物中間階のある層において柱がせん断破壊を起こしたあとに、ついには軸力保持能力を喪失して軸方向に崩壊した例が数多く見られた(中間層崩壊)。中間層崩壊を防止するためには、柱が軸力保持能力を喪失するまでの過程を知り、この過程を表すことができる解析モデルを開発することが重要となる。本研究では、曲げ降伏後にせん断破壊するタイプのRC柱を対象として、これらが一定軸力と水平力の作用下でついには軸力保持能力を喪失する(軸崩壊)までの実験を行った。中間層を想定して比較的低レベルな軸力(軸力比0.26)とした。載荷履歴は、「単調載荷」、「両振り載荷」、「2方向載荷」の3種類とした。また、柱の軸崩壊を適切に表現するために、実験から得られた主筋の座屈挙動を参考にして、ファイバーモデルのなかに座屈による鉄筋の履歴劣化を導入することを試みた。得られた知見は以下のとおりである。(1)限界状態時における水平変形増分に対する軸変形増分の比率(変形増分比)は、0.260.29であり、載荷履歴による差はなかった。(2)軸力比0.26程度の場合、水平力がゼロ近くに低下するまで安定して軸力を保持することができる。(3)限界状態時水平変形および限界状態時軸変形は、いずれも2方向載荷の場合の違いが大きかった。(4)限界状態までの吸収エネルギーは、水平力によるもの、軸力によるもの、これらの和、のいずれを取っても載荷履歴による違いが大きかった。(5)単調載荷の場合における主筋の座屈開始ひずみ度は0.8%程度であった。(6)主筋の座屈を考慮したファイバーモデル解析により実験結果の解析を試みたが、限界状態に関する結果は十分なものではなかった。しかし、それでも座屈を考慮しない場合に比べるとはるかに精度は改善された。兵庫県南部地震で多数見られた,RC柱の軸崩壊現象を再現することを目的に、1/3スケールの正方形断面柱6体による水平1方向及び水平2方向加力実験を計画した。試験体の形状寸法、主筋、せん断補強筋、コンクリート強度は同一とし、曲げ降伏が先行するように設計した。加力パスをパラメータとし、軸力比は0.3とした。現在3体までの実験を終了したところであるが、これら3体の試験体の加力パスは次のとおりである。(1)兵庫県南部地震において軸崩壊した柱が受けたと思われる加力パスに近い、水平1方向片振り載荷、(2)ごく一般的な水平1方向両振り載荷、(3)水平2方向両振り載荷。実験から得られた結果は以下のとおりである。1)いずれの試験体も曲げ降伏後の大変形時にせん断破壊を生じ、最終的には水平力がほぼゼロになる時点で軸崩壊した。軸崩壊時の水平変形は、1方向片振り>1方向両振り>2方向両振り、の順であった。2)軸崩壊時には、主筋の座屈、せん断補強筋のフックのはずれ、コアコンクリートの圧壊、等の激しい破壊が生じ、破壊の激しさは、2方向両振り>1方向両振り>1方向片振り、の順であった。3)以上より、軸崩壊現象に対する加力パスの影響の大きさがわかる。今後、主筋の座屈を考慮したファイバーモデルの開発を予定しており、この方法による実験結果の解析を行う。

1995年兵庫県南部地震では、中間層において、鉄骨鉄筋コンクリート柱または鉄筋コンクリート柱がせん断破壊を起こしたあとに、ついには軸力保持能力を喪失して崩壊に至る例(中間層での層崩壊)が見られ、特に鉄筋コンクリート柱で起こったものが多かった。層崩壊は人命を損なう危険な破壊であるので防ぐことが重要であり、そのためには柱が軸力保持能力を喪失するまでの過程を知り、それを表すことができる解析モデルを開発することが重要である。そこで本研究では、中間層の内柱を想定して、RC柱が水平力と比較的低レベルな軸力を受けて、曲げ降伏後にせん断破壊を起こし、ついには軸力保持能力を喪失する(限界状態)までの実験を行った。載荷履歴をパラメーターとし、単調載荷、両振り載荷、2方向載荷を考慮した。実験結果から、(1)限界状態時水平変形は、単調載荷で9%、両振り載荷で8%、2方向載荷で5%である、(2)軸力保持能力は水平力がゼロ近くになるまで喪失しない、(3)限界状態時の軸力による吸収エネルギーの全エネルギーに対する比率は10%20%程度である、ことが明らかになった。次に、これらの実験結果をファイバーモデル解析により再現することを試みた。解析では、単調載荷実験から得られた主筋の座屈開始時ひずみ度を用いて、座屈による主筋の履歴劣化を考慮した。その結果、軸力保持能力は水平力がゼロになっても喪失しない点、等の実験とは異なる点もあったが、おおむね実験結果を再現することができた。
効率的な生薬成分抽出法の開発とヒアルロン酸分解酵素阻害剤の探索

多成分から成る生薬抽出エキスそのものを基質とした合成反応を開発し,複数の新規天然物様化合物の一挙創製に成功した.多成分系を基質とした分子変換でありながら,反応系は複雑化せず生成物の同定は容易であった.また,DMSO摂動条件下のin vitro酵素活性評価系において,酵素阻害剤の濃度反応曲線の挙動を解析することにより,酵素活性部位に対して非特異的な酵素阻害剤を見極めるための新規手法を開発した.併せて,生薬成分中より新規ヒアルロニダーゼ阻害剤を同定した.1.効率的な生薬成分抽出法の開発生薬抽出エキスは構造的多様性に富む化合物から成る多成分系であり、医薬品シーズの宝庫である。本研究は、従来にはない成分プロファイルを有する生薬抽出エキスの創製並びにエキス中からの新規天然物様化合物の単離・構造決定を目的とした。研究計画に則り、種々の生薬成分抽出法を検討したところ、成分プロファイルの異なるエキスを調製することは出来たものの、系はさらに複雑化したためエキス中からの新規成分の単離・構造決定は困難となる場合が多かった。そこで、多成分系の“単純化"を指向して、生薬抽出エキスの官能基選択的な化学的一挙誘導化を行うことで、新規成分プロファイルを有する生薬抽出エキス並びに天然物様化合物を創製することとした。その結果、求電子性カルボニル基を標的官能基とし、対象生薬を選抜し、化学的一挙誘導化(アミノ酸誘導体化)を試みたところ、混合物中から目的とする非天然型α-アミノ酸誘導体を容易に得ることが出来た。本手法は、天然物様化合物の一挙合成法として有用であるだけでなく、生薬成分の新規同定法にもなり得る。2.ヒアルロン酸分解酵素阻害剤の探索ヒアルロン酸分解酵素(ヒアルロニダーゼ)阻害剤は、抗炎症剤や抗がん剤などの創薬ターゲットとして注目されている。本研究では、構造的多様性に富む生薬抽出エキスをスクリーニング対象としたヒアルロニダーゼ阻害剤の探索研究に取り組んだ。初めに、酵素活性部位特異性に着目した多段階スクリーニングを実施し、阻害活性の高い生薬を複数選抜した。次に、ヒアルロニダーゼ阻害活性を指標とした複数回のカラムクロマトグラフィーにより阻害活性本体を探索したところ、catechinなど4つの化合物を同定した。また、阻害剤探索の過程において、阻害剤の濃度反応曲線を用いた新規分子間相互作用評価法も開発し、同定した阻害剤の活性部位特異性を検定した。1.効率的な生薬成分抽出法の開発生薬抽出エキスの化学的直接誘導化は,新規天然物様化合物の最も直接的な合成法と言える.先行研究例では,反応系中での構成成分の分解や予期せぬ副反応等により反応系の更なる複雑化が生じ,生成物の単離・構造決定は困難を極めていた.本研究では,生薬抽出エキスの官能基選択的な化学的直接誘導化を行うことで,反応系の複雑化を回避し,新規天然物様化合物を一挙に創製することとした.別途選抜した基質(生薬抽出エキス)に対して,最適化したBucherer-Bergs反応条件下,直接誘導化を試みた.その結果,生薬エキス中に含まれる単純ケトンが反応し,複数の天然物様ヒダントイン誘導体(α-アミノ酸誘導体)を一挙に合成することが出来た.このとき反応は,生成物を容易に単離・構造決定するのに十分な程度で化学選択的に進行した.現在,他の反応系への適応可否を検討中である.2.ヒアルロン酸分解酵素阻害剤の探索ヒアルロン酸分解酵素阻害剤は,抗炎症剤や抗がん剤などの創薬ターゲットとして注目されている.既知阻害剤の中には,ヒアルロン酸(多糖)とは構造的に大きく異なる低分子阻害剤も多い.本研究では,これら低分子阻害剤の阻害様式を明らかとすることを目的として,酵素と阻害剤の新規分子間相互作用解析法を開発した.すなわち,最適化したin vitro評価系に対しDMSOを添加すると,活性部位に対して非特異的相互作用を示す阻害剤は,DMSO濃度依存的に阻害活性が低下することを見出した.既知のヒアルロン酸分解酵素阻害剤について,Triton X-100添加条件下(既知法;Shoichet法)でアグリゲーションによる非特異的な阻害様式を示す阻害剤を排除した後,本手法(DMSO添加条件)を用いた検定を行ったところ,活性武威に対して非特異的相互作用を示す複数の阻害剤を検出することが出来た.現在,他の酵素阻害剤評価系への適応可否を検討中である.効率的な生薬成分抽出法の開発研究においては,天然物様化合物の新規創製法として生薬抽出エキスの化学的直接誘導化法を開発した.本研究では,基質を選抜し,反応条件及び精製過程を最適化し,多成分系のさらなる複雑化を回避することで,標的とする化合物群の化学選択的な誘導化が可能となった.また,目的とする誘導化体は,NMR,IRスペクトルにおける特徴的なシグナルを手がかりに容易に単離することが出来た.以上の研究成果は,下記に記載の学術論文として発表した.ヒアルロン酸分解酵素阻害剤の探索研究においては,酵素と阻害剤の分子間相互作用様式を評価する新手法を開発した.DMSOを添加したin vitro評価系において,DMSO濃度依存的に酵素阻害剤の阻害活性が低下することにより,非特異的阻害様式を示す阻害剤を検出できることを見出した.以上の研究成果を平成27年度富山大学若手研究者等の学術交流・発表会にて発表し,最優秀賞を受賞した.

1.効率的な生薬成分抽出法の開発本研究では,効率的な生薬成分抽出法の開発を指向して,多成分から成る生薬抽出エキスそのものを基質とした合成反応の開発を行った.前年度までの研究では,生薬の酢酸エチル抽出エキス中の単純ケトン群を標的とするBucherer-Bergs反応により,四置換不斉炭素を有する複数の新規天然物様化合物を一挙に合成することができた.このとき,低極性画分中の単純ケトンが高極性化合物に変換されたため生成物の同定は容易であった.そこで本年度は,高極性成分の低極性化を指向した合成反応を試みた.その結果,生薬のメタノール抽出エキス中の高極性カルボン酸を低極性化合物へと分子変換し容易に単離することができた.これらの研究により,生薬抽出エキスを基質とした分子変換法は,新規天然物様化合物の一挙創製法としてだけでなく,生薬成分の新規同定法として利用可能であることが示唆された.2.ヒアルロン酸分解酵素阻害剤の探索本研究では,生薬成分中から新規ヒアルロニダーゼ阻害剤の探索研究を行った.生薬「竹節人参」及び「李根皮」より,新規阻害剤としてchikusetsusaponin IV (IC50=24 μM)及び(-)-epicatechin (IC50=804 μM)をそれぞれ同定した.次に,(1)界面活性剤(Triton X-100),及び(2) DMSO添加のin vitro評価系において,これらの阻害剤とヒアルロニダーゼの分子間相互作用様式を検定した.その結果,chikusetsusaponin IVはいずれの条件下においても阻害活性が低下したことから,非特異的な分子間相互作用様式が示唆された.一方,両条件下で阻害活性が変化しなかった(-)-epicatechinは,酵素活性部位あるいはカテキン結合部位に対して特異的な阻害作用を示すことが示唆された.多成分から成る生薬抽出エキスそのものを基質とした合成反応を開発し,複数の新規天然物様化合物の一挙創製に成功した.多成分系を基質とした分子変換でありながら,反応系は複雑化せず生成物の同定は容易であった.また,DMSO摂動条件下のin vitro酵素活性評価系において,酵素阻害剤の濃度反応曲線の挙動を解析することにより,酵素活性部位に対して非特異的な酵素阻害剤を見極めるための新規手法を開発した.併せて,生薬成分中より新規ヒアルロニダーゼ阻害剤を同定した.上述の通り、効率的な生薬成分抽出法の開発研究においては、天然物様化合物の新規創製法として生薬抽出エキスの化学的一挙誘導化法を開発することが出来た。また、ヒアルロン酸分解酵素阻害剤の探索研究においても、生薬成分中から複数の阻害剤を同定することが出来た。さらに、探索の過程で、酵素とその阻害剤の分子間相互作用を評価する新規方法論の提示に関する着想を得ることも出来た。平成28年度も,当初の計画通りに研究を進める予定である.さらに以下の課題についても検討し,本研究課題の目的達成を推進する.1.生薬抽出エキスの化学的直接誘導化法の確立を目的として,多様な反応系において本手法の有効性を検討する.加えて,漢方方剤の科学的エビデンスを収集するための新手法としても研究を展開する.2.DMSO添加条件下における分子間相互作用解析法の確立を目的として,複数の酵素阻害活性評価系における本手法の有効性を検討する.創薬化学平成27年度も、当初の計画通りに研究を進める予定である。さらに以下の課題についても鋭意検討し、本研究課題の目的達成をさらに推進する。
慢性型開放隅角緑内症(GLC1D)の原因遺伝子の探索・解析

8番染色体長腕q23にマップされている慢性型開放隅角緑内障の原因遺伝子の同定のため、昨年度に引き続き網羅的遺伝子同定を進めるとともに、緑内障患者DMを用いてマップした領域内の全遺伝子の変異検索を試みた。同疾患原因遺伝子の候補領域(DNAマーカーD8S556からD8S522)をカバーする10Mbの塩基配列に対し公共データベースを用いたホモロジー検索、フグゲノム、マウスゲノムとの比較、およびコンピュータプログラムによるエキソン予測などを駆使して解析を行い、新規遺伝子に対しては非翻訳領域を含む全長構造決定とともに発現プロファイル解析等を行った。その結果、新規遺伝子を含む25個の遺伝子の存在を本領域に確認することができた。特に新規に発見されたPKHD1L1およびCSMD3はそれぞれエキソン数が約70の巨大遺伝子であった。これら2つの巨大遺伝子を含む25個の遺伝子のエキソン・イントロン構造を解析し、得られた位置情報を元に全エキソンを増幅する約300セットのプライマーを設計した。また、エキソン長が300bpを超えている場合には、分割してプライマーを設計し、それぞれが300bp程度になるように調節した。これらのプライマーを用いて米国との共同研究により同領域内に原因遺伝子がマップされている緑内障患者DNAに対して変異検索を行った。その結果多数のSNPsの存在が確認され、複数のSNPsにおいてアミノ酸置換が確認できた。しかしながら現在、これらのSNPsと緑内障との関連性は見いだされていない。8番染色体長腕8q23にマップされている慢性型開放隅角緑内障の原因遺伝子の同定のため、本年度は同疾患原因遺伝子の候補領域(DNAマーカーD8S556からD8S522)をカバーする10Mbの塩基配列に対し、公共データベースを用いたホモロジー検索、フグゲノム、マウスゲノムとの比較、およびコンピュータプログラムによるエキソン予測などを駆使して網羅的遺伝子同定を目指した詳細な解析を行なった。10Mb領域をカバーする101個のBACクローンの解析を行った結果、現在までに21個の偽遺伝子、16個の既知遺伝子および3個の新規遺伝子の存在を本領域に推定することができた。既知遺伝子に対しては少なくとも1つのイントロンをまたぐようにPCRプライマーを作成し、ヒトの様々な組織由来のRNAを鋳型にRT反応で作製された1st鎖のcDNAのパネル(MTC)を鋳型としてPCRを行った。得られたcDNAの塩基配列を決定して、報告されている各遺伝子と完全に一致することを確認した。一方、新規遺伝子に対してはエキソン予測から得られた配列をもとにプライマーを作成し、増幅した部分配列の塩基配列を確認した時点で発現プロファイル解析と、残された全ての予測エキソンを増幅できると考えられるプライマーの設計を行い配列決定を試みた。非翻訳領域に関しても配列の確認できた両末端のエキソンにプライマーを設計し、配列決定を試みた。その結果、C8orfK14、C8orfK20、C8orfK22と名付けた3個の新規遺伝子の翻訳領域の配列をほぼ確認することができた。
簡易熱源を用いた局所熱処理による鋼橋溶接部の耐疲労性向上に関する研究

複雑な三次元形状を有する鋼橋の溶接部に対し,溶接残留応力の低減により疲労寿命を向上させることを目的に,小型で簡易な熱源を用いた局所熱処理技術を開発した.疲労損傷が多く報告されているUリブ鋼床版を模擬した供試体を対象に,簡易熱源による熱処理実験を行い,熱処理プロセスを熱弾塑性解析によりシミュレーションする方法を構築した.簡易熱源を用いた熱処理により,溶接部の残留応力が約80%低減されることを確認した.また,熱弾塑性解析シミュレーションにより,熱処理時の省エネルギーが可能になる断熱方法を提案した.疲労試験を行い,熱処理した供試体は作用応力範囲が低い場合に疲労寿命の向上効果が得られることを示した.複雑な三次元形状を有する鋼橋の溶接部に対し,残留応力の低減により疲労寿命を向上させることを目的とし,小型で簡易な熱源を用いて現場で施工できる局所熱処理技術の開発を目指し検討を実施している.26年度は,鋼橋の溶接部をモデル化した実験供試体を作製し,簡易熱源を用いて熱処理実験を行うと共に,実験を非定常熱伝導・熱弾塑性解析によりシミュレーションする手法を構築した.鋼橋において疲労き裂の発生事例が多い閉断面補剛材を有する床版構造を対象に,閉断面の外側から熱処理が行えることを熱伝導解析により確認した.また,実験と熱弾塑性解析によるシミュレーションにより,溶接部の残留応力が低減される効果を示した.複雑な三次元形状を有する鋼橋の溶接部に対し,溶接残留応力の低減により疲労寿命を向上させることを目的に,小型で簡易な熱源を用いて施工できる局所熱処理技術を開発した.疲労損傷が多く報告されているUリブ鋼床版を模擬した供試体を対象に,簡易熱源を用いた熱処理実験を行うとともに,熱処理プロセスを熱弾塑性解析によりシミュレーションする方法を構築した.簡易熱源を用いた熱処理により,溶接部の残留応力が約80%低減されることを確認した.また,熱弾塑性解析シミュレーションにより,熱処理における省エネルギーが可能になる断熱方法を提案した.疲労試験を行い,熱処理を施した供試体は作用応力範囲が低い場合に疲労寿命の向上効果が得られることを示した.複雑な三次元形状を有する鋼橋の溶接部に対し,溶接残留応力の低減により疲労寿命を向上させることを目的に,小型で簡易な熱源を用いた局所熱処理技術を開発した.疲労損傷が多く報告されているUリブ鋼床版を模擬した供試体を対象に,簡易熱源による熱処理実験を行い,熱処理プロセスを熱弾塑性解析によりシミュレーションする方法を構築した.簡易熱源を用いた熱処理により,溶接部の残留応力が約80%低減されることを確認した.また,熱弾塑性解析シミュレーションにより,熱処理時の省エネルギーが可能になる断熱方法を提案した.疲労試験を行い,熱処理した供試体は作用応力範囲が低い場合に疲労寿命の向上効果が得られることを示した.当初計画した熱処理のシミュレーション手法を構築することができ,これを用いて実験供試体の熱伝導特性を明確にすることができた.また,簡易熱源による残留応力の低減効果を定量的に示すことができ,計画通り進行していると判断できる.構造工学26年度に構築したシミュレーションモデルと実験供試体を用いて,溶接部を熱処理した供試体の疲労寿命向上効果を検証するための疲労試験を行う.また,対象構造物において適切に熱処理を行うための加熱および保持条件を示すために,加熱領域や入熱量をパラメータとした解析を行う.
RNF43によるWnt受容体ユビキチン化の分子メカニズムの解明と治療への応用

申請者らは、幹細胞特異的ユビキチンリガーゼであるRNF43がp53経路を抑制すること、Wnt受容体のFzdを分解すること、がん抑制遺伝子として機能していること、その遺伝子変異によってがん遺伝子へと転換することを報告してきた。しかしRNF43は比較的最近発見された分子であり、その機能にはまだ不明な点が多い。本研究では、RNF43によるp53経路とWntシグナルを調節する分子メカニズムを詳細に解明し、また解明したメカニズムを応用して組織修復と関連した新たながん治療法の確立をめざす。
被災した心の復興、そして惨事の記憶の継承に関する宗教社会学的研究

大震災の記憶はどうすれば次代に引き継いでゆけるのか。これをテーマとして日本各地の「旧」被災地や海外の被災地で調査を行ったのが、本研究であった。調査では、国内の被災地で毎年催される慰霊行事が、人々にかつての惨事を想起させていることを確認した。また記憶を伝えることを目的としたアートプロジェクトに、犠牲者との交流という宗教的モティーフが組み込まれていることを見出した。すなわち震災記憶の継承に宗教の果たす役割の大であることを、本研究は明らかにしたのである。なお慰霊行動による記憶の継承は、他国の被災地で同等に見られるわけではない。それが多分に日本的な現象であることも見出したのも、本研究の成果といえる。2015度は海外における被災地調査を主なる課題として取り組んだ。インド洋大津波(2004)被災地のバンダ・アチェそしてジャワ中部地震(2006)被災地のジョグジャカルタで、現地研究者の協力を得て調査を実施したのである。イスラームに支えられたインドネシア人の被災解釈、被災の記憶を留めるための施策(津波博物館やモニュメント等の設置)を見聞し、日本の現実との比較に資する貴重なデータを集積している。被災経験が日本人以外の間でどう受容されているかを深く知ることも肝要と考え、日本在留の外国籍住民に対しても質的調査を行った。首都圏在住にしてウクライナ正教信者である人々がその対象である。彼らの多くは日本人を配偶者に持つ女性で、永住することを予定しており、彼らの認識もまた、重要な示唆を本研究に与えてくれると思われる。さらに北丹後地震(1927)被災地に残る丹後震災記念館の現状を調査している。記念館は現在、荒廃手前という状態であり、震災記憶継承の難しさを実感するとともに、継承にあたって負に作用する諸要因に係るデータを集めることに努めた。また、来年度以降に予定している東日本大震災被災地調査にあたり、下準備として現地の人々との関係構築を意識的に行ったことも、ここで触れておきたい。なお、震災復興をテーマに今年度開催された二つのシンポジウムにおいて報告を行った。東北大学東北アジア研究センター主催の(2015年10月)、そして佛教大学総合研究所主催のシンポジウム(2016年3月)がそれである。今年度の調査で得た知見をそこに含入していることはいうまでもない。日本の被災地(阪神・淡路、東日本、京丹後他)はもとより、国外における被災地(インドネシアのバンダ・アチェおよびジョグジャカルタ)をフィールドとした調査により、惨事を伝え続けるための施策(記念館あるいはモニュメント)がー被災の記憶の未だ新しい段階でーその力を失ってゆく事例を国内外に得ることができた。継承に注がれる人的努力に着目する傾向が学界やジャーナリズムにおいて目立つなか、そうしたマイナスの現実を見出すことができたことは、本研究の大きな収穫といえるだろう。もちろん前記とは逆に、犠牲者を偲び被災者を癒し、被災者・支援者を連帯させることで、震災記憶の継承にプラスに働く宗教的営為が懸命に続けられており、このことを被災地において改めて確認することができたことも、本年度の収穫である。平成28年度は東日本大震災被災地の他に、1943年9月1日に発生し1000人を超える犠牲者を出した鳥取地震の被災地、1945年1月13日に2300の生命を奪った三河地震の被災地、そして2011年2月22日に185人が死亡したニュージーランド・カンタベリー地震の被災地に調査の足跡を残した。東北とくに福島県では、震災記憶を留めることを目的としたアート・プロジェクトの調査に従事。被災をめぐる展示方法についてのデータ収集に努めた。鳥取と三河を襲った大地震は第二次世界大戦中のことで、この惨事を知る者は、当該地に縁のある者を除けば、多くない。政治的意図によってこの出来事が大々的に報じられることがなかったからである。とはいえいま、当該地においてかつての大惨事が忘却されているはずはない。ではどのように過去の出来事は伝えられているか。その現状を知るために調査に出向いたのである。カンタベリー地震の発生は、東日本大震災直前の2011年2月22日のことであった。日本人の犠牲者も28人と多く、中国人犠牲者も23人を数えた。すなわちこれは、犠牲者たちの背景にある宗教文化が多様であることを意味する。またニュージーランド自体も(多様な宗教文化を持つ)移民たちによる国家であることは言を俟たない。そうした社会環境下で犠牲者追悼という宗教的行為がどのように為されているのか。それを知るためクライストチャーチ市で地震発生日に挙行された追悼式典に参加し、東日本大震災被災地での追悼行事との比較を念頭に、データ収集に努めたのである。これらの調査から、記憶継承を意図的に担う社会集団の重要性に気づかされた。東日本ではプロジェクトチーム、鳥取では民族団体、三河では地域共同体がその集団である。そしてニュージーランドの事例では、宗教文化を横断する追悼のスタイルを創造した行政・市民の連合体が、それに該当するであろう。これまで社会学者あるいは宗教学者は、記憶継承というテーマを被災地内外の多くの人々と共有しながらも、アートに目を向けることが出来ずにいた。継承のための媒体としてのアートの力をここで再発見できたことは、平成28年度に遂行した研究の大きな成果といってよい。

また、地域共同体の疲弊が全国各地で指摘されるなか、それが震災記憶の風化に作用しうるものであることを改めて確認しえたことも、成果といえる。このことは、逆にいえば、共同体の維持が社会の記憶の維持とパラレルであるという原理の発見である。さらにいえば、疲弊する共同体のなかで地域の変わらないランドマークと指摘しうる寺社に、記憶継承の力の具わることを本研究は見出したのである。そして行政の果たすべき役割も、28年度の研究から見えてきたように思われる。ニュージーランドにおいて行政は、死者を悼む人々をその信条・宗教・宗派を超えて動員し一堂に会させる式典を創出していたが、それは日本で挙行される式典と同一ではなかった。二つの国における行政主導の式典を比較する必要に気づかされたことも、28年度における研究の成果といえるだろう。震災の記憶は継承されるべきものである。なぜなら、それによって予想される将来の被災に備えることが可能となる。また、道半ばで倒れた犠牲者たちを忘れずにいることで、残された者たちは突然の喪失に発する苦しみ・悲しみに対処することができるからである。しかしながら人は忘却する。東日本大震災被災地であってすら、震災記憶の風化を危惧する声が諸方から聞こえてくるという事実は否定できない。では震災の記憶を保存し続けるためには、どうすればよいのだろう。その答えを求めて各地の被災地を訪ね、そこにおける記憶の継承の現状を調査したのが本研究であった。調査地は東日本大震災被災地をはじめ、近代以降に地震に襲われ千人を超える犠牲者を出した国内各地である。また台風被災地と人災の現場も調査しており、それは地震被災地との比較を行うためである。さらに海外との比較も志し、中国(四川)・インドネシア(アチェ)・タイ(プーケット及びカオラック)・ニュージーランド(クライストチャーチ)でもデータ収集に努めた。国内調査によって見出されたのは、記憶継承に果たす宗教の役割の大きさであった。(宗教的である)慰霊行事の執行が人々に、かつての惨事の記憶を周期的に甦らせているのである。一方、中国・インドネシア・タイでは記憶継承にあたっての宗教の役割はほぼ確認できなかった。ニュージーランドでは「追悼の壁」が築かれ、壁の前での死者との交流が展開されて、そこに宗教性を看取することはできるものの、被災地全域で犠牲者の慰霊を行うほどの動きは見られない。ここから、日本においては犠牲者を慰霊することが至極当然のことと認識されており、よって慰霊による記憶継承は日本的な現象であると推察できる。日本人の多くは自覚的信仰者ではない。しかし人々の基層には宗教性が存在し、それが惨事の記憶継承にプラスに作用することを、本研究は明らかにしたのであった。大震災の記憶はどうすれば次代に引き継いでゆけるのか。これをテーマとして日本各地の「旧」被災地や海外の被災地で調査を行ったのが、本研究であった。調査では、国内の被災地で毎年催される慰霊行事が、人々にかつての惨事を想起させていることを確認した。また記憶を伝えることを目的としたアートプロジェクトに、犠牲者との交流という宗教的モティーフが組み込まれていることを見出した。すなわち震災記憶の継承に宗教の果たす役割の大であることを、本研究は明らかにしたのである。
高エネルギー粒子線を用いた磁性体薄膜局所改質の制御と評価法の開発

本年度は、昨年度に実施した高エネルギー重イオン照射に引き続き、弾性的相互作用によるエネルギー付与が支配的となる低エネルギーイオン照射実験を行なった。試料としては、耐照射性の高い単結晶酸化マグネシウム(MgO)基板上に作製したFe-Ni合金薄膜(膜厚約500nm)を用いた。照射イオンは、日本原子力研究開発機構高崎量子応用研究所のイオン照射研究施設(TIARA)タンデム加速器からの1.0MeV ^1H、1.5MeV ^4He、5.0MeV ^<12>C、及び12.0MeV ^<35>Clを用い、室温で照射を行なった。照射試料の交流磁化率の温度依存性からキュリー温度を求めた。マスキング法を用いて同一試料中に照射領域と未照射領域とを共存させることにより、キュリー温度の変化量を精度良く検出できた。その結果、いずれのイオン種においても、照射に伴うキュリー温度の上昇、及び欠陥蓄積挙動に類似の飽和傾向が観測された。但し、イオン種によっては、高照射量領域でキュリー温度の「飛び」が観測されており、局所的な相分離の可能性を示唆している。また、昨年度に実施した^<197>Auイオン照射を含めた全てのイオン照射試料に関して、キュリー温度の変化量が弾性的相互作用によるエネルギー付与量(イオン照射量と核的阻止能との積)によってほぼ記述されることが示された。従って、本研究の結論として、Fe-Ni合金における磁性改質に対しては、(1)弾性的相互作用によるエネルギー付与の寄与が支配的であり、電子励起の寄与は非常に小さいため、当初期待されたナノレベルの一次元的な磁性改質の実現可能性が低いこと(2)弾性的相互作用によるエネルギー付与量を照射パラメーターとした磁性改質の制御は期待できるため、微細領域の照射技術と組み合わせることにより、ある程度局所的な磁性の制御(パターニング等)ができる可能性が高いことが明らかとなったことが挙げられる。本年度は、照射実験に用いるための良質なFe-Niインバー合金薄膜の作製を試みた。RFマグネトロンスパッタリング装置でFe-32at.%Ni合金ターゲットを用いて、単結晶サファイア(α-Al_2O_3)、単結晶酸化マグネシウム(MgO)、非晶質二酸化ケイ素(SiO_2ガラス)の各基板上にFe-Ni薄膜(膜厚約500nm)を作製した。基板温度の制御は行なわなかった。X線回折法により薄膜の結晶構造を調べたところ、いずれも体心立方(bcc)構造になっていることがわかった。Ni組成が32at.%付近では、室温でα相(bcc構造)とγ相(面心立方(fcc)構造)とが共存しているが、作製した薄膜ではfcc構造を示すX線回折ピークは観測できなかった。また約500°C以上ではγ相のみとなるため、赤外線ゴールドイメージ炉を用いて10^<-5>Pa台以下の真空中で1時間熱処理を行なった。その結果、600°C以上の温度で熱処理した薄膜ではbcc構造からバルクのFe-Niインバー合金と同様のfcc構造に転移することがわかった。これらの薄膜について、交流磁化率の温度依存性を測定したところ、キュリー温度が約160200°Cであったため、薄膜の組成はFe-32at.%Niに近いと考えられる。また、600°C熱処理薄膜の場合には、強磁性から常磁性への転移が室温から200°C付近までの広い温度範囲にわたっていることから、組成の分布が広がっており熱処理が不十分であったことが推察される。これに対して、8001000°Cで熱処理した薄膜では、キュリー温度での転移幅が狭くバルクのインバー合金の特性に近付くことがわかったが、1000QC熱処理薄膜において磁気異方性の高い試料に特有の交流磁化率の温度依存性が見られたため、磁性酸化物の信号を捕らえている可能性があり、熱処理による酸化の影響に細心の注意を払う必要があると思われる。本年度は、昨年度にγ相(面心立法(fcc)構造)となるよう作製条件を定めたFe-Ni合金薄膜試料を用いて高エネルギー粒子線照射実験を行なった。薄膜試料(膜厚約500nm)は、単結晶サファイア(α-Al_2O_3、(0001)面)、単結晶酸化マグネシウム(MgO、(100)面)、非晶質二酸化ケイ素(SiO_2ガラス)の各基板上に作製したものを用いた。照射粒子は、日本原子力研究開発機構東海研究開発センターのタンデム加速器からの高エネルギー重イオン(200MeV ^<197>Au,及び200MeV ^<136>Xe)を用い、室温で照射を行なった。照射効果を制度よく検出するために、1個の照射試料の半分をマスクで隠し、半分だけが照射されるようにした。照射試料の交流磁化率の温度依存性を測定したところ、いずれの基盤を用いた試料でも照射前と同じ1種類のキュリー温度しか観測されなかった。一方、アルミ箔(厚さ15μm)を透過させてエネルギーを200MeVから約20MeVまで減衰させた^<197>Au及び^<136>Xeイオンを用いて同様に照射効果を調べてみると、いずれの試料でも2種類のキュリー温度が観測され、照射された領域だけ部分的にキュリー温度が約1520度上昇することがわかった。^<197>