hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人間の制御能力を規範とする知的制御系の構成

1.非線形システムに対する知識ベース型反復学習制御に関する研究人間の学習過程の単純化されたモデルに基づく反復学習制御方式はアルゴリズムが簡単である反面,一般に誤差の収束は遅い.本研究では,過去の経験を記憶した知識データベースを用いることにより,誤差の収束を大幅に改善する方法をいくつか提案し,その有効性を計算機シミュレーションにより確認している.2.人間の片足立位における姿勢安定性とその制御モデルに関する研究人間の片足立位における姿勢維持メカニズムを解明するために,片足立位上体における重心変動と圧力中心を計測する実験を行った.重心は6個のカメラによるモーションキャプチャーシステムにより計測し,圧力中心ほフォースプレートを用いて計測した.人間の両足立位では,その姿勢を維持するために,開ループ制御と閉ループ制御が姿勢に応じて用いられているとの報告がなされている.ここで行った実験結果を解析した結果,片足立位では,高ゲインの閉ループ制御がその姿勢維持のために不可欠であることが定量的に示された.3.人間の歩行の動的安定性評価に関する研究人間の歩行の動的安定性を定量的に評価することにより,近年問題となっている老人の転倒の危険性を予測することが可能になると考えられる.そこで,人間の重心付近に3次元加速度計を装着することにより,歩行状態における重心の変動に関するデータを取得し,そのデータに対して近似エントロピー法を適用し,重心変動の大きさを定量的に評価する方法を考案した.若年者グループと老年者グループに対する実験データに対する評価を行った結果,老年者グループの重心変動が大きいことが定量的に示され,この手法の有効性が確認された.また,非定常過程に対する解析手法として知られているDetrended Fluctuation Analysis(DFA)を適用し,近似エントロピー法とは異なる観点から,加齢の歩行の安定性におよぼす影響について考察を行った.1.非線形システムに対する知識ベース型反復学習制御に関する研究人間の学習過程の単純化されたモデルに基づく反復学習制御方式はアルゴリズムが簡単である反面,一般に誤差の収束は遅い.本研究では,過去の経験を記憶した知識データベースを用いることにより,誤差の収束を大幅に改善する方法をいくつか提案し,その有効性を計算機シミュレーションにより確認している.2.人間の片足立位における姿勢安定性とその制御モデルに関する研究人間の片足立位における姿勢維持メカニズムを解明するために,片足立位上体における重心変動と圧力中心を計測する実験を行った.重心は6個のカメラによるモーションキャプチャーシステムにより計測し,圧力中心ほフォースプレートを用いて計測した.人間の両足立位では,その姿勢を維持するために,開ループ制御と閉ループ制御が姿勢に応じて用いられているとの報告がなされている.ここで行った実験結果を解析した結果,片足立位では,高ゲインの閉ループ制御がその姿勢維持のために不可欠であることが定量的に示された.3.人間の歩行の動的安定性評価に関する研究人間の歩行の動的安定性を定量的に評価することにより,近年問題となっている老人の転倒の危険性を予測することが可能になると考えられる.そこで,人間の重心付近に3次元加速度計を装着することにより,歩行状態における重心の変動に関するデータを取得し,そのデータに対して近似エントロピー法を適用し,重心変動の大きさを定量的に評価する方法を考案した.若年者グループと老年者グループに対する実験データに対する評価を行った結果,老年者グループの重心変動が大きいことが定量的に示され,この手法の有効性が確認された.また,非定常過程に対する解析手法として知られているDetrended Fluctuation Analysis(DFA)を適用し,近似エントロピー法とは異なる観点から,加齢の歩行の安定性におよぼす影響について考察を行った.
光-流体制御弁の性能改善

電磁障害や放射線障害などの環境障害に強い光サーボシステムは魅力的な制御システムである。我々はこの光サーボシステムの実用化を目指し、光信号を流体の圧力信号に変換する光-流体変換素子や素子の微小差圧を増幅する流体増幅器を開発し、台車の位置決め制御を一例とした光-流体制御システムの開発を行ってきた。本研究では、従来駆動システムとして使用されている既存のアクチュエータを変更することなく、光サーボシステムを構築するのに必要不可欠な制御機器、つまり、光から流体アクチュエータ駆動圧力まで変換する光-流体制御弁の開発とその性能改善を目的とする。以前の研究(科学研究費課題番号13750204)で、光信号を流体圧力信号に変換する光-流休変換素子の微小出力圧力を増幅する層流比例形素子の出力流を制御流にフィードバックすることで流体パワーを増幅し、入力光パワーに対してON/OFF動作を行う弁を試作した。また、乱流域でも使用可能な増幅器である付着形流体素子を試作し、光-流体変換素子と組合せることで、流体素子だけで構成される摺動部のない光-流体制御弁を試作した。本年度は、光信号から流体圧力までの変換器である光-流体変換素子の大幅な出力特性改善を目指し、昨年度提案した渦室つき付着形分岐素子を基にした新たな光-流体変換素子に改良を加え、有限要素解析ソフト(ANSYS)を用いた素子内の流れの解析を行うと供に、素子形状の変化に伴う出力差圧特性の変化と動的特性を解析的に検討した。その結果、提案素子は光信号により噴流が偏向し、光信号遮断後は平衡点に戻ろうとする性質を有することを解析的に確認した。また、改良素子としてカスプのついた光-流体変換素子を用いることで出力差圧特性を改善できることを解析的に確認した。本研究では、従来駆動システムとして使用されている既存のアクチュエータを変更することなく,光サーボシステムを構築するのに必要不可欠な制御機器、つまり、光から流体アクチュエータ駆動圧力まで変換する光-流体制御弁の開発とその性能改善を目的とする。以前の研究(科学研究費課題番号13750204)で、光信号を流体圧力信号に変換する光-流体変換素子の微小出力圧力を増幅する層流比例形素子の出力流を制御流にフィードバックすることで流体パワーを増幅し、入力光パワーに対してON/OFF動作を行う弁を試作した。また、乱流域でも使用可能な増幅器である付着形流体素子を試作し,光-流体変換素子と組合せることで、流体素子だけで構成される摺動部のない光-流体制御弁を試作した。本年度は,光-流体変換素子と付着形素子との接続容積を減少させ,光信号入力に対する出力圧力変化の動特性を改善し,ステップ入力に対する応答時間がOn時で82ms, Off時で52msと通常の電磁弁と同程度の性能を有することを確認した。また,出力圧力増幅方法として一般的に用いられる出力流のフィードバックではなく,付着形素子のベント流を交差関係にある制御流にフィードバックすることで流体パワーの増幅が可能となり,昨年度(±80kPa)に比べ1.6倍と,最大±130kPaの出力圧力が得られた。本年度は、光信号から流体圧力までの変換器である光-流体変換素子の大幅な出力特性改善を目指し、以前の研究(科学研究費課題番号13750204)で購入した有限要素解析ソフト(ANSYS)を用い、渦室つき付着形分岐素子に改良を加えた新たな光-流体変換素子を提案し、有限要素法による素子内の流れの解析を行うと供に、素子形状の変化に伴う出力差圧特性の変化を解析的に検討した。その結果、提案する素子は光信号の照射位置により噴流偏向の方向を制御でき、従来の光-流体変換素子より出力差圧が大きくなる可能性を示唆した。

我々はこの光サーボシステムの実用化を目指し、光信号を流体の圧力信号に変換する光-流体変換素子や素子の微小差圧を増幅する流体増幅器を開発し、台車の位置決め制御を一例とした光-流体制御システムの開発を行ってきた。本研究では、従来駆動システムとして使用されている既存のアクチュエータを変更することなく、光サーボシステムを構築するのに必要不可欠な制御機器、つまり、光から流体アクチュエータ駆動圧力まで変換する光-流体制御弁の開発とその性能改善を目的とする。以前の研究(科学研究費課題番号13750204)で、光信号を流体圧力信号に変換する光-流休変換素子の微小出力圧力を増幅する層流比例形素子の出力流を制御流にフィードバックすることで流体パワーを増幅し、入力光パワーに対してON/OFF動作を行う弁を試作した。また、乱流域でも使用可能な増幅器である付着形流体素子を試作し、光-流体変換素子と組合せることで、流体素子だけで構成される摺動部のない光-流体制御弁を試作した。本年度は、光信号から流体圧力までの変換器である光-流体変換素子の大幅な出力特性改善を目指し、昨年度提案した渦室つき付着形分岐素子を基にした新たな光-流体変換素子に改良を加え、有限要素解析ソフト(ANSYS)を用いた素子内の流れの解析を行うと供に、素子形状の変化に伴う出力差圧特性の変化と動的特性を解析的に検討した。その結果、提案素子は光信号により噴流が偏向し、光信号遮断後は平衡点に戻ろうとする性質を有することを解析的に確認した。また、改良素子としてカスプのついた光-流体変換素子を用いることで出力差圧特性を改善できることを解析的に確認した。
自然のしくみを理解する喜びと確かな物質観を育てる小・中学校の物質学習

本研究は小・中学校の物質学習について,系統的に粒子概念を活用しながら物質学習の特徴を生かした学習の全体構想と,その構想の具体となる授業や教材を開発する実践的な研究である.平成30年度は本研究の中間年度である.年度初めに研究メンバーの全体会合を開き,30年度の研究計画,担当等について協議を行った.その後,種々の具体的な課題について取り組んだ.具体的な内容と成果は以下の通りである.1.小学校の物質学習については,これまでの研究において全体構想と具体的授業場面についての授業開発を行ってきた.その継続として実践的な研究を行い,粒子概念を系統的に活用する有効性について確認している.さらに,4年「もののあたたまり方」については,適切な教材や指導をめぐって活発な研究や議論が行われていることから授業改善に向けての教材研究に取り組んだ.その結果,我々の実験法により「もののあたたまり方」場面の指導について重要な知見が得られた.これを基に来年度も検討を続け,議論の収集に向けた提案を行うことが期待できる.2.中学校では,個別的な場面としては1年「水溶液の性質」に取り組んだ.水溶液の基本的事項の理解は,小学5年および中学1年の学習を経ても不十分であるとの調査結果を受けて,粒子概念の活用とコロイド溶液の導入を組み込んだ新たな授業を開発した.授業実践を行い,良好な結果を得た.この取り組みは,中学校段階にコロイド溶液を積極的に取り入れる新たな提案として重要な意義を持つ.また,中学校の物質学習を俯瞰する視点から確かな物質観を得るための学習シートの開発に取り組んだ.3.生徒が,自ら学ぶ意欲を高めながら確かな理解を目指すための授業方策として,メタ認知的支援のあり方について検討を行った.特に,科学的探究活動プロセスの重要な要素となる実験計画の立案について調査や授業実践研究を行った.物質学習の全体構想および具体的な授業場面の教材開発・授業開発の両面において検討を行い,良好な成果を得ている.個別場面では,教育現場で問題が指摘されている学習場面を取り上げ,その改善に向けた具体的な提案を提示した.またメタ認知的支援による授業改善に向けた検討も着実に成果を挙げている.これらの成果の一部について多くの学会発表を行い公表した.全体的には,本研究はほぼ計画通りに順調に進展している.研究計画に沿って研究を進める.平成29・30年度の研究成果を生かして具体的な授業研究と全体構想の両面で研究を進め,平成31年度は研究最終年として義務教育段階の物質学習構想をまとめ提案したい.その際,新たな形成的評価やメタ認知的支援のあり方についても検討を続け,学習者が自ら学ぶ意欲を高めながら確かな理解を目指すための授業方策を組み込みたいと考えている.研究チーム主催によるシンポジウムを開催し,研究成果の公表と現場への還元を行う.また学術論文や学会発表を精力的に行い研究成果の公表に努める.本研究は小・中学校の物質学習について,系統的に粒子概念を活用しながら物質学習の特徴を生かした学習の全体構想と,その構想の具体となる授業や教材を開発する実践的な研究である.最終的には,根拠を持って科学的思考を重ねながら学習のつながりを感じることにより,自然のしくみを理解する喜びと確かな物質観を育成する物質学習構想を提案することを本研究の目的としている.平成29年度は本研究の初年度である.はじめに研究メンバーの全体会合を開き,研究の趣旨,計画,担当等について協議を行った.その後,種々の具体的な課題について取り組んだ.具体的な内容と成果は以下の通りである.1.小学校の物質学習については,これまでの研究において全体構想を考えてきている.その継続として粒子概念の活用を促す学習シート「つぶつぶシート」を導入した授業を構想し,実践的な研究を行い,粒子概念を系統的に活用する有効性について確認している.2.中学校では,主に2年「化学変化と原子・分子」単元に取り組んだ.特に,原子の質量比を再現した立体原子モデルを開発し,それを用いた授業開発と実践を行った.生徒が立体原子モデルを用いて操作的に思考する活動を取り入れることにより,原子の概念,化合物,物質の質量の関係についてつながりを持って理解し,学習を深めることができることがわかった.3.生徒が,自ら学ぶ意欲を高めながら確かな理解を目指すための授業方策として,新たな形成的評価やメタ認知的支援のあり方について検討を行い,調査や授業実践研究を行った.本研究は,研究チームがこれまでに研究を積み上げてきた小学校段階の物質学習構想について妥当性の確認を行うとともに,中学校段階へ研究を拡大すること,および子ども達が自ら学ぶ意欲を高めながら確かな理解を目指すための授業方策を開発することを,行う計画である.平成29年度は本科研費申請研究の初年度であるが,上記の3点についてそれぞれ具体的な検討をはじめ良好な成果を得ていることから本研究はほぼ計画通りに順調に進展している.本研究は小・中学校の物質学習について,系統的に粒子概念を活用しながら物質学習の特徴を生かした学習の全体構想と,その構想の具体となる授業や教材を開発する実践的な研究である.平成30年度は本研究の中間年度である.年度初めに研究メンバーの全体会合を開き,30年度の研究計画,担当等について協議を行った.その後,種々の具体的な課題について取り組んだ.具体的な内容と成果は以下の通りである.1.小学校の物質学習については,これまでの研究において全体構想と具体的授業場面についての授業開発を行ってきた.

その継続として実践的な研究を行い,粒子概念を系統的に活用する有効性について確認している.さらに,4年「もののあたたまり方」については,適切な教材や指導をめぐって活発な研究や議論が行われていることから授業改善に向けての教材研究に取り組んだ.その結果,我々の実験法により「もののあたたまり方」場面の指導について重要な知見が得られた.これを基に来年度も検討を続け,議論の収集に向けた提案を行うことが期待できる.2.中学校では,個別的な場面としては1年「水溶液の性質」に取り組んだ.水溶液の基本的事項の理解は,小学5年および中学1年の学習を経ても不十分であるとの調査結果を受けて,粒子概念の活用とコロイド溶液の導入を組み込んだ新たな授業を開発した.授業実践を行い,良好な結果を得た.この取り組みは,中学校段階にコロイド溶液を積極的に取り入れる新たな提案として重要な意義を持つ.また,中学校の物質学習を俯瞰する視点から確かな物質観を得るための学習シートの開発に取り組んだ.3.生徒が,自ら学ぶ意欲を高めながら確かな理解を目指すための授業方策として,メタ認知的支援のあり方について検討を行った.特に,科学的探究活動プロセスの重要な要素となる実験計画の立案について調査や授業実践研究を行った.物質学習の全体構想および具体的な授業場面の教材開発・授業開発の両面において検討を行い,良好な成果を得ている.個別場面では,教育現場で問題が指摘されている学習場面を取り上げ,その改善に向けた具体的な提案を提示した.またメタ認知的支援による授業改善に向けた検討も着実に成果を挙げている.これらの成果の一部について多くの学会発表を行い公表した.全体的には,本研究はほぼ計画通りに順調に進展している.研究計画に沿って全体的に研究を進めるが,力を入れる一つは中学校段階の研究である.具体的な授業研究と全体構想の両面で研究を進め,最終的には小中一貫の物質学習構想につなげたい.また,新たな形成的評価やメタ認知的支援のあり方について検討を続け,学習者が自ら学ぶ意欲を高めながら確かな理解を目指すための授業方策を組み込みたいと考えている.研究チームは,大学教員(化学,理科教育),教育行政,小中学校教員等の多様な人材で構成されていることから,それぞれの専門性を活かしながら協力体制をとって研究を推進したい.さらに必要に応じて教育心理,教育方法等の専門家の協力も得ながら研究を推進する.研究計画に沿って研究を進める.平成29・30年度の研究成果を生かして具体的な授業研究と全体構想の両面で研究を進め,平成31年度は研究最終年として義務教育段階の物質学習構想をまとめ提案したい.その際,新たな形成的評価やメタ認知的支援のあり方についても検討を続け,学習者が自ら学ぶ意欲を高めながら確かな理解を目指すための授業方策を組み込みたいと考えている.研究チーム主催によるシンポジウムを開催し,研究成果の公表と現場への還元を行う.また学術論文や学会発表を精力的に行い研究成果の公表に努める.次年度使用額が生じた主な理由は,今年度の授業実践において分子模型を購入する予定でいたが,自作の模型を使うことに変更したため,研究費を節約し次年度の使用額を多くすることができた.次年度は研究中間年として多くの授業実践を行う予定であり,当初の計画よりも教材購入・開発の研究費を充実させたいと考えている.
赤血球造血の場を限定する造血微小環境分子の探索

赤血球造血微小環境を構成する分子を探索するために、赤芽球造血支持能を持つ脾臓間質細胞株に対する単クローン抗体のなかから、I:赤芽球造血の盛んな赤脾髄特異的に発現する分子を認識するクローン11Dと、II:培養系で間質細胞依存的な赤芽球造血を阻害するクローン100.1とを用いて遺伝子のクローニングを行った。11Dを用いた大腸菌での発現スクリーニングの結果、新規膜蛋白質遺伝子SMAP-1を得た。SMAP-1蛋白質の赤芽球造血への関与を調べる目的で、間質細胞株にセンス方向とアンチセンス方向のcDNAを導入し、間質細胞のSMAP1蛋白質を量的に変動させて赤芽球造血支持能を調べたところ、アンチセンス方向導入株で赤芽球造血支持能の低下がみられ、この分子が赤芽球造血微小環境の構成要素として機能し得ることを示すことができた(投稿中)。しかしながら、この遺伝子は、間質細胞のみではなく赤芽球前駆細胞やほかの血球細胞でも発現していることがわかり、この分子のみで赤芽球造血を限定することはできないと予想された。一方、100.1を用いた発現クローニレグの結果、100.1はCD47を認識していることが分かった。CD47は、細菌の感染に対する白血球の応答に機能することが示されているが、その骨髄での発現の機能面での解析は行われていない分子で、今回の結果より、CD47が造血に際しても機能する可能性を示唆することができた。また、赤芽球造血の場の機能分子の解析の一つとして、細胞間相互作用に影響のある遺伝子であるv-srcを導入し、赤芽球支持能を調べたところ、v-srcを高発現する細胞で接着分子のリガンドの発現低下を引き起こし赤芽球造血支持能が低下することを見いだし、造血微小環境の制御が接着分子の発現量を介して可能であることを示した(矢内ら)。脾臓間質細胞株以外にも細胞接着を介して造血支持する間質細胞株が骨髄から樹立され、それらが赤芽球造血以外にも顆粒球、単球の造血を限定するような細胞株であることを明らかにし(亀岡ら)、間質細胞依存的な造血支持能の解析系を得た。また、これらの間質細胞株の中で造血幹細胞に作用してその分化決定に影響することを実験的に明らかにすることができた(奥山ら)。また、間質細胞株を樹立する際に用いた温度感受性SV40Tは、温度依存的に細胞の不死化に関わっていることを示すことができた(Taherら)。赤芽球造血支持能を持つ脾臓間質細胞株に対する単クローン抗体のなかから、赤芽球造血の盛んな赤脾髄特異的に発現する分子を選び、大腸菌での発現スクリーニングの結果、新規膜蛋白質遺伝子SMAP-1を得た。

この遺伝子のコードする蛋白質は、タイプII膜蛋白質で、内部に親水性の高い部域を持ち、この部分でマラリア原虫の膜蛋白質との相同性のあることがわかった。SMAP-1蛋白質の赤芽球造血への関与を調べる目的で、間質細胞株にセンス方向とアンチセンス方向のcDNAを導入し、間質細胞のSMAP-1蛋白質を量的に変動させて赤芽球造血支持能を調べたところ、アンチセンス方向導入株で発現の低下したもので、支持能の低下がみられ、この分子が赤芽球造血微小環境の構成要素として機能し得ることを示すことができた(投稿中)。しかしながら、この遺伝子は、間質細胞のみではなく赤芽球前駆細胞やほかの血球細胞でも発現していることがわかり、この分子のみで赤芽球造血を限定することはできないと予想された。また、赤芽球造血の場の機能分子の解析の一つとして、細胞間相互作用に影響のある遺伝子であるv-srcを導入し、赤芽球支持能を調べたところ、v-srcを高発現する細胞で接着分子のリガンドの発現低下を引き起こし赤芽球造血支持能が低下することを見いだし、造血微小環境の制御が接着分子の発現量を介して可能であることを示した(矢内ら)。脾臓間質細胞株以外にも細胞接着を介して造血支持する間質細胞株が骨髄から樹立され、それらが赤芽球造血以外にも顆粒球、単球の造血を限定するような細胞株であることを明らかにし(亀岡ら)、間質細胞依存的な造血支持能の解析系を得た。また、これらの間質細胞株の中で造血幹細胞に作用してその分化決定に影響することを実験的に明らかにすることができた(奥山ら)。また、間質細胞株を樹立する際に用いた温度感受性SV40Tは、温度依存的に細胞の不死化に関わっていることを示すことができた(Taherら)。赤血球造血微小環境を構成する分子を検索するために、赤芽球造血支持能を持つ脾臓間質細胞株に対する単クローン抗体のなかから、I:赤芽球造血の盛んな赤脾臓特異的に発現する分子を認識するクローン11Dと、II:培養系で間質細胞依存的な赤芽球造血を阻害するクローン100.1とを用いて遺伝子のクローニングを行った。11Dを用いた大腸菌での発現スクリーニングの結果、新規膜蛋白質遺伝子SMAP-1を得た。SMAP-1蛋白質の赤芽球造血への関与を調べる目的で、間質細胞株にセンス方向とアンチセンス方向のcDNAを導入し、間質細胞のSMAP-1蛋白質を量的に変動させて赤芽球造血支持能を調べたところ、アンチセンス方向導入株で赤芽球造血支持能の低下がみられ、この分子が赤芽球造血微小環境の構成要素として機能し得ることを示すことができた(投稿中)。一方、100.1を用いた発現クローニングの結果、100.1はCD47を認識していることが分かった。CD47は、細菌の感染に対する白血球の応答に機能することが示されているが、その骨髄での発現の機能面での解析は行われていない分子で、今回の結果より、CD47が造血に際しても機能する可能性を示唆することができた。
alphaGlcNAcの諸臓器における腫瘍の悪性度マーカーとしての有効性の検討

子宮頸部の腫瘍性病変の多くはHPV感染に関連して発生するが、細胞診検査やHPVテストによるスクリーニングにより、多くが早期診断され治療されるようになった。しかし、HPV感染とは関連なく発生する腺系腫瘍性病変は、有効なスクリーニング法がないために初期で発見されることが少なく、予後不良である。これまでの研究により、この腫瘍の多くは胃型粘液を産生し、初期病変である分葉状頸管腺過形成(LEGH)が低異型度から高異型度に変化し、さらに悪性化して浸潤能を獲得すると、胃型腺癌となることが分かっている。ただし、LEGHや胃型腺癌の超高分化型として知られる最小偏騎癌(MDA)は、異型性に乏しいので、形態のみでは診断が難しいことがある。本研究では、これらの子宮頸部の胃型粘液産生腫瘍における、腫瘍の悪性化と、αGlcNAc修飾の変化との関連について、ヒト検体を用いた免疫染色により検討した。検討の結果、初期病変であるLEGHにおいては、低異型度LEGHではMUC6とαGlcNAcの共発現を高率に認めるが、高異型度LEGHになると、MUC6発現は維持されるものの、αGlcNAcの発現が減弱・消失する例が有意に増えることが明らかになった。MDAを含む胃型腺癌では、αGlcNAcの発現消失がさらに高率に認められた。この研究結果から、これまで検討してきた、胃や膵臓の腫瘍と同様に、子宮頸部においても、胃型粘液産生腫瘍では、腫瘍細胞の悪性化にともなって、腫瘍細胞が産生する幽門腺型粘液の糖鎖修飾のみが徐々に減弱・消失していくことが明らかになった。また、形態での診断が難しい、LEGHやMDAの診断に際しては、MUC6とαGlcNAcの免疫染色を行い、αGlcNAcの発現低下・消失を確認することで、腫瘍の悪性度が進んでいることを判断する一助となる可能性が示された。ヒト膵腫瘍における、幽門腺型粘液の形質の変化について、粘液のコア蛋白であるMUC6に対する抗体、またその側鎖を形成する特異的な糖鎖であるα1,4-linked N-acetylglucosamine (αGlcNAc)への抗体を用いて検討を行った。膵癌は、膵管内乳頭状粘液性腫瘍(IPMN)を介した多段階癌経路、また、膵管内上皮性新生物(PanIN)を介した多段階経路の2つが特に知られているが、双方の経路において、前がん病変から浸潤癌へと進展するにつれて、側鎖であるαGlcNAcの発現が、MUC6の発現に比べて減少する頻度が高いことが分かった。さらに、αGlcNAcの発現がMUC6に比べて減弱する現象は、2つの多段階発癌経路の双方において、それぞれの経路の前がん段階から既に起きていることも明らかになり、これらの2つの分子は、膵腫瘍の病理診断における、前がん病変を指摘するための重要なマーカーになりうることが示唆された。なお、この研究成果は、第106回日本病理学会学術総会、第76回日本癌学会学術総会で発表し、さらに、cancer science誌にも投稿、受理された(CANCER SCIENCE 108(9), 1897-1902)。また、これまでの我々の研究室におけるαGlcNAcの役割を調べた研究成果ともあわせ、Review articleとして、Histochem Cell Biol誌にも掲載された(Histochem Cell Biol. inpress, doi: 10.1007/s00418-018-1667-8)現在、他臓器の幽門腺型粘液を産生する腫瘍においても、がんの多段階発癌過程におけるMUC6とαGlcNAcの発現の変化について検討している。研究成果が得られ、学会発表ならびに学術論文掲載へと進めることができている。

この研究結果から、これまで検討してきた、胃や膵臓の腫瘍と同様に、子宮頸部においても、胃型粘液産生腫瘍では、腫瘍細胞の悪性化にともなって、腫瘍細胞が産生する幽門腺型粘液の糖鎖修飾のみが徐々に減弱・消失していくことが明らかになった。また、形態での診断が難しい、LEGHやMDAの診断に際しては、MUC6とαGlcNAcの免疫染色を行い、αGlcNAcの発現低下・消失を確認することで、腫瘍の悪性度が進んでいることを判断する一助となる可能性が示された。さらに、膵臓以外の臓器においても、幽門腺型粘液の形質の変化と、前がん病変からがん病変への進展との相関について、検討する予定である。また、培養細胞株を用いて、幽門腺型粘液の形質の変化ががん細胞に及ぼす影響を検討する予定である。当初計画で見込んだよりも安価に研究が進んだため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は、平成30年度請求額と合わせて消耗品等として使用する予定である。
エウリピデス悲劇空間におけるコロスの役割

筆者の研究課題は、エウリピデス悲劇におけるコロスの役割を分析することにある。特に、コロスが劇虚構内において歌舞隊(コロス)の役割を担うことに示される、悲劇コロスの存在に対する自己言及性に着目することで、コロスの劇虚構内における儀礼的役割が当該劇においていかなる意味を持つかを明らかにすることを目指している。今年度は『フォイニッサイ』を取り上げ、本劇コロスが、アポロンの感謝を捧げるための歌舞隊(コロス)であることに着目した。そこから以下の二点を論じる。第一に、テーバイ人ではなく、フェニキアの乙女たちが本劇コロスであることは、テーバイの共同体の機能不全を示すと同時に、閉塞した状況からの突破口を呼び込む外部性を含む。まず、本劇のデルフォイは、テーバイと対置される理想郷として定時され、そこを目的地とするコロスの旅程は、テーバイの未来への救いの可能性を示唆すると言える。テュロスからテーバイ、さらにデルフォイへと向かうコロスの空間的移動が、テーバイの過去から現在へ至る歴史に重ねられ、ひいては未来への希望を暗示するのである。さらに、コロスとは神々との相互的関係の構築を目指す儀礼的存在である。本劇コロスはアポロンとテュロスの共同体との良好な関係を前提としており、彼女らの発するテーバイ救済への願いは、神の意に反したオイディプスの誕生以来病んだままのテーバイ内部から発せられるのとは異なる重みを持つであろう。第二は、コロスの乙女性であり、そのアイデンティティーは彼女らのコロス奉仕と密接に結びつく。本劇において乙女性は、アンティゴネとメノイケウスを通じて一つの主題を為すと同時に、イオカステに体現される母親と対を為す。さらに母親と乙女の対は、女神デメテルとペルセフォネへの呼びかけによって、本劇の主要な主題であるテーバイ創設時に溯る大地の怒りに結びつくものである。このように、悲劇コロスが劇虚構内でコロスの担い手とされることへの着目を通じて、本劇の研究においてもコロスの役割の一端に光を当てることに成功している。エウリピデス悲劇におけるコロスの役割を分析することが筆者の研究課題である。今年度は『エレクトラ』における女性コロスを取り上げ、彼女らが主要登場人物エレクトラ(El.)とポリスとの疎隔を明瞭にするとともに、両者を繋ぐ役割をも担っていることを論じた。その過程において、本劇の女性登場人物を取り上げ、女性としての在り方が、当該人物と劇中ポリスの関係性に密接に結びつくものとして提示されていることを指摘した。古代ギリシアにおいて、女性は婚姻を境に、乙女parthenosと妻(特に出産後の女性)guneに区分される。しかし他方で、「花嫁」を原義とし、婚姻適齢期の娘から、出産後の女性までを指すnumpheという語が存在する。筆者はこの語に注目し、それが客観的、社会的な身分や女性の身体的状態を指すのではなく、婚姻を媒介として語られる女性性を指示する様相語である可能性を提示した。本劇のEl.は、社会的には既婚だが身体的には乙女であり、女性として十分に生きる可能性が閉ざされている。一方クリュタイメストラ(Kly.)は、妻であり母親として十全な女性として描かれる。この二人に対し、コロスは恐らく婚姻適齢期の娘であり、乙女という意味ではEl.と共通するが、未来の結婚成就の観点からはKly.に通じるのである。こうした女性性の相違は、各々が取り結ぶ劇中ポリスとの関係の相違に繋がっており、それはポリスにおける地勢的配置にも表れている。Kly.が女王としてポリスの中心に位置するのに対し、El.は婚姻によって国境地帯へ追われ、ポリスから疎外されている。そして、コロスは国境地帯に暮らしつつも、ポリスとの紐帯を保つ。またコロスは、El.とも親愛関係を築いていることから、本劇において多層的な共同性を担っていると考えられる。このように女性性に着目した分析を通じて、本劇におけるコロスの役割の一端を示し得た。

本劇コロスはアポロンとテュロスの共同体との良好な関係を前提としており、彼女らの発するテーバイ救済への願いは、神の意に反したオイディプスの誕生以来病んだままのテーバイ内部から発せられるのとは異なる重みを持つであろう。第二は、コロスの乙女性であり、そのアイデンティティーは彼女らのコロス奉仕と密接に結びつく。本劇において乙女性は、アンティゴネとメノイケウスを通じて一つの主題を為すと同時に、イオカステに体現される母親と対を為す。さらに母親と乙女の対は、女神デメテルとペルセフォネへの呼びかけによって、本劇の主要な主題であるテーバイ創設時に溯る大地の怒りに結びつくものである。このように、悲劇コロスが劇虚構内でコロスの担い手とされることへの着目を通じて、本劇の研究においてもコロスの役割の一端に光を当てることに成功している。
Ⅳ-Ⅵ族半導体を利用したスピン流－電流変換電極応用に関する研究

電流の流れを伴わないスピンの流れ(スピン流)を利用したデバイスは低消費電力デバイスとして期待されている。デバイス実現には、スピン流と電流の相互変換(スピンホール効果)の効率向上が不可欠である。従来の研究の中心であった金属とは異なり、IV-VI族半導体SnTe, PbTeはキャリア制御が可能であり、SnTeやその混晶はトポロジカル絶縁体としての特性を有している。本研究では、良好な界面を持つSnTe、PbTeおよびその混晶をヘテロエピタキシャル技術により成長させ、スピンホール効果と材料パラメータの関係を明らかにすることで変換効率の向上を目指す。
肥大心の冠動脈微小血管新生に関する実験的研究

本研究の目的は、実験的に圧負荷肥大心を作成し、冠予備能の変化、高速心房ペーシングによる局所心筋(心筋内層、外層)の機能と冠血流量の関係、局所心筋の血管床の変化(血管新生(angiogenesis)と細動脈の器質的変化)と心筋肥大との関係を検討することにより、圧負荷肥大心では血管新生(angiogenesis)が十分かどうかを明らかにすることであった。本研究では、この問題を解明すべく、臨床モデルを念頭におき長期間の圧負荷肥大心を実験的に作成することとしたが、左腎動脈クリップによる腎性高血圧では術後死亡することが多かった。このため、圧負荷肥大心作成法として、シルクで両側腎の被膜全体を被って作成するperine phritic hypertensionに方法を変更した。現在、本モデルでペーシングによる心筋虚血と血管新生の関係を解析中で、今後更に検討する予定である。この間、臨床例で肥大型心筋症における高速ペーシングによる検討を行った。肥大型心筋症17例、胸痛を主訴として検査を行い、心機能、冠動脈が正常であった7例を対象に、心拍数150心拍/分までの右房ペーシングを行い、ペーシング中、直後に左室圧と左室造影を同時に行った。心拍数の上昇に伴い、左室収縮末期径は減少せず(収縮予備能の低下)、またペーシング後、拡張末期圧、拡張期圧・容積関係の上昇が認められた(拡張能の低下)。心筋生検では、心内膜下の血管径及び数が少ない傾向にあり、頻脈時の収縮予備能の低下、拡張能の低下には、肥大心筋のangiogenesisの低下が関与している可能性が示唆されていることがわかった。平成6年度では慢性圧負荷肥大心の作成が主たるテーマであった。当初の平成6年度計画は、『雑種成犬15頭を麻酔下で左賢動脈をクリップで6カ月狭窄し、賢性高血圧を作成する。雑種成犬8頭にshamoperationを行い、コントロールとする。ついで、同時に開胸して2対の超音波クリスタルを心筋内層と心筋外層に取り付け、この変化より局所心筋収縮、拡張機能の指標とする。左心房内に冠皿流量測定のためのマイクロスフェア一注入用のチューブと、高速ペーシングのための電極を取り付け、左室内に圧測定用のマイクロトランスジューサ-(Konisberg社製)を挿入する』というものであった。しかし、計10頭に対し、一側の腎摘出および左賢動脈血流量をクリップにて約1/3に狭窄させて賢性高血圧を作成したが、数日後に賢不全のため死亡することが多いことが明らかになった。このため、両側の腎をsilkで覆って作成するperinephritisによる高血圧の作成に計画を変更した。この方法により、現在、計10頭の雑種成犬に高血圧を作成中である。また、雑種成犬4頭にshamoperationを行い、コントロールとし、これに開胸して超音波クリスタルを各心筋層に取り付ける作業を行っているところである。また、平成7年度の肥大心筋における冠血流量測定、成長因子の投与についても検討を進めつつある。このため、圧負荷肥大心作成法として、シルクで両側腎の被膜全体を被って作成するperinephritic hypertensionに方法を変更した。

現在、このモデルによる肥大心が作成されたところであり、本実験に入ったところである。この間、臨床例で肥大型心筋症における高速ペーシングによる検討を行った。肥大型心筋症17例、胸痛を主訴として検査を行い、心機能、冠動脈が正常であった7例を対象に、心拍数150心拍/分までの右房ペーシングを行い、ペーシング中、直後に左室圧と左室造影を同時に行った。心拍数の上昇に伴い、左室収縮末期径は減少せず(収縮予備能の低下)、またペーシング後、拡張末期圧、拡張期圧・容積関係の上昇が認められた(拡張能の低下)。心筋生検では、心内膜下の血管径及び数が少ない傾向にあり、頻脈時の収縮予備能の低下、拡張能の低下には、肥大心筋のangiogenesisの低下が関与している可能性が示唆された。
初期仏教における身体の位置

A.コンピュータを使って身体に関する文献を初期仏教のガーター文献において調査した結果、初期仏教における身体の位置づけは大きくわけて、3つの場合に分類されよう。(1)身体を我またはわがものとみなしてしまうことの問題を述べる場合。これは、名称と形態に対する「執着」として、しばしば指摘され、それを捨てることが力説される。そして、この身体が「最後の身体」となることが、求められている。(2)身体が老いや死と結び付けて考えられる場合。人間は、老いや死を避けられないが、これを身体の問題として明らかにし、身体と心との対比において問題を明確化して、徳(Dhamma)の問題へと問題解決の視点を移していく、というのが初期仏教の特色である。(3)身体を「不浄なもの」と見て、不浄な身体を観察することを通して智慧を磨き、覚りに到達することを目指す場合。これは、修行の一環として、身体を利用することであり、食事の量を控えること等を含めて、修行の初期段階に身体の観察を位置づけている。(4)身体の観察が念の確立と密接につながる事柄として重視さわる場合。念ずることは初期仏教において重要な修行であるが、これと身体が結び付けられ、また、呼吸について念ずるというテーマとも関係して身体が重く捉えられることになる。(田中教照の担当分)B.女子学生へのアンケートとパワーザウルスを用いて機影し、コンピュータに取り込んだ映像の分析を通して、女子学生が自己の身体特性に対してネガティヴな感情をもち、満足度(Body Cathexis)が幾分低いこと。また、自己および異性の魅力(attractiveness)に対する身体意識の程度も全体的に低く、それは特に異性に対する魅力を考える際において顕著であるという結果が出た。(北岡和彦の担当分)A.コンピュータを使って身体に関する文献を初期仏教のガーター文献において調査した結果、初期仏教における身体の位置づけは大きくわけて、3つの場合に分類されよう。(北岡和彦の担当分)湯浅泰雄は、『実践を重視する仏教は身体と心の関係を「どう成るのか」「どう変わるのか」という視点で考察している。これは西洋の「どのようであるか」の考察と著しく異なっている。修行は身体運動を手段として全身の内部に感覚的な習慣づけをし、意のはたらきを円滑にしていくことを目的としている。』と、その特徴を明らかにしている。このような視点から、原始仏教文献についてその身体の扱いを検討してみると、修行が呼吸との関係で説かれていること(入出息念)のなかに、運動神経と自律神経の結合を促す大きな意義が認められた。自律神経は非想非々想処あるいは無想定ということができ、そこに共時的な人間存在の基礎を見ていくと身体は宇宙的な身体論として大きな可能性を持っていることが分かった。(田中)現代における身体の問題を追求する一環として、女子学生を対象とし青年期の女子の身体に対する意識・態度について、その実態の一端を明らかにするために、身体の魅力、満足度の観点から調査を実施した。その結果、以下のことが見いだされた。1.自分自身および異性に対する魅力を考える際の身体に対する意識の程度は、従来の知見よりも幾分意識の程度が低くなっている傾向がうかがえた。またその傾向は、異性に対して顕著であった。2.自己の身体特性に対する満足度は、幾分否定的な感情を持っていることがうかがえた。3.身体への意識・態度と自己概念との間に有意な関連性がうかがえた。4.中学・高校時代共に運動部の経験がある学生は、その経験のない学生よりも自己概念尺度得点において高いことが見いだされ、運動経験と自己概念との間に関連性があることがうかがえた。(北岡)A.コンピュータを使って身体に関する文献を初期仏教のガーター文献において調査した結果、初期仏教における身体の位置づけは大きくわけて、3つの場合に分類されよう。

これは、名称と形態に対する「執着」として、しばしば指摘され、それを捨てることが力説される。そして、この身体が「最後の身体」となることが、求められている。(2)身体が老いや死と結び付けて考えられる場合。人間は、老いや死を避けられないが、これを身体の問題として明らかにし、身体と心との対比において問題を明確化して、徳(Dhamma)の問題へと問題解決の視点を移していく、というのが初期仏教の特色である。(3)身体を「不浄なもの」と見て、不浄な身体を観察することを通して智慧を磨き、覚りに到達することを目指す場合。これは、修行の一環として、身体を利用することであり、食事の量を控えること等を含めて、修行の初期段階に身体の観察を位置づけている。(4)身体の観察が念の確立と密接につながる事柄として重視される場合。念ずることは初期仏教において重要な修行であるが、これが身体が結び付けられ、また、呼吸について念ずるというテーマとも関係して身体が重く捉えられることになる。(田中教照の担当分)B.女子学生へのアンケートとパワーザウルスを用いて撮影し、コンピュータに取り込んだ映像の分析を通して、女子学生が自己の身体特性に対してネガティヴな感情をもち、満足度(Body Cathexis)が幾分低いこと。また、自己および異性の魅力(attractiveness)に対する身体意識の程度も全体的に低く、それは特に異性に対する魅力を考える際において顕著であるという結果が出た。(北岡和彦の担当分)
一般環境カドミウム暴露者の尿中カルシウム、リン排泄に関する研究

石川県梯川流域のカドミウム(Cd)汚染地住民3,178人,非汚染地住民294人に対して,アンケート調査,早朝尿の採取を行った。尿について,カルシウム(Ca),リン(P),クレアチニン(Cr),β_2-ミクログロブリン(β_2-m)の測定を行い,Cd汚染地住民におけるCa,Pの排泄増加の有無,及び,それに及ぼす要因について検討を行った。Ca,P,Ca/Pについて,算術平均値及び幾何平均値を性・年齢階級別に,Cd汚染地住民と非汚染地住民について算出し,両者間の比較を行った。幾何平均値みると,Ca濃度はCd汚染地住民で1517%非汚染地住民より高値であり,その差は有意であった。P,Ca/Pについては,両者間に有意差を認めなかった。Ca排泄増加に関連する要因を,Cd暴露について検討した。即ち,Cd汚染地居住期間及びCd汚染米摂取の有無が,尿中Ca排泄増加に影響したかを,性・年令階級別の平均値により検討したが,Cd汚染米摂取がわずかに影響していることが示唆された。次にCd暴露の指標として,尿中Cd濃度を用い,Ca濃度を目的変数,年令,尿中Cd濃度を説明変数として重回帰分析を実施した。重相関係数は,全て有意であり,尿中Cd濃度がCa排泄と密接に関連していることが明らかとなった。これは,Pについても同様であった。説明変数に尿中β_2-mを加えても,これは要因としては,有意の関係ではなかった。さらに,尿中蛋白,糖,アミノ-N,Na,K,Cu,Znを説明変数として加えて,重回帰分析を行うと,Ca排泄は,アミノ-N,Naと,P排泄は,アミノ-N,Na,Cu,Znと密接に関連していた。Cdは常に正の偏回帰係数であり、有意な関連が認められた。石川県梯川流域のカドミウム(Cd)汚染地域住民のうちの要経過観察者について毎年実施されている腎機能障害を中心とした検診は、平成5年10月に実施された。この検診の参加者については、クリアランス法による尿中カルシウム(Ca)、リン(P)の排泄率、現在分析中であるが、現時点では非汚染者との間に大きな差異を認めていない。石川県梯川流域のカドミウム(Cd)汚染地の50才以上の全住民3,160人、非汚染地住民298人の早朝尿中のCa,Pの測定を実施するための測定精度管理の方法、測定の簡易化のための測定機器を含めた検討を終了し、現在、Ca,Pの測定を実施中である。同じく、石川県梯川流域で腎機能異常のため要観察者とされている人について、昭和57年より尿中、Ca,P,Cd,β_2-microglbulinを個人的に経年的観察ができるよう、測定成績の整理を実施している。現地点までに、ほぼデータの整理が終了し、その確認作業を行っている段階である。これからは、測定済みのデータのコンピューター入力を継続するとともに、現在実施中のCa,Pの測定を早期に完了したいと考えている。統計的処理については、平成6年度の後半までに終了する予定である。

Ca,P,Ca/Pについて,算術平均値及び幾何平均値を性・年令階級別に,Cd汚染地住民と非汚染地住民について算出し,両者間の比較を行った。幾何平均値でみると,Ca濃度はCd汚染地住民で1517%非汚染地住民より高値であり,その差は有意であった。P,Ca/Pについては,両者間に有意差を認めなかった。Ca排泄増加に関連する要因を,Cd暴露について検討した。即ち,Cd汚染地居住期間及びCd汚染米摂取の有無が,尿中Ca排泄増加に影響したかを,性・年令階級別の平均値により検討したが,Cd汚染米摂取がわずかに影響していることが示唆された。次にCd暴露の指標として,尿中Cd濃度を用い,Ca濃度を目的変数,年令,尿中Cd濃度を説明変数として重回帰分析を実施した。重相関係数は,全て有意であり,尿中Cd濃度がCa排泄と密接に関連していることが明らかとなった。これは,Pについても同様であった。説明変数に尿中β_2-mを加えても,これは要因としては,有意の関係ではなかった。さらに,尿中蛋白,糖,アミノ-N,Na,K,Cu,Znを説明変数として加えて,重回帰分析を行うと,Ca排泄は,アミノ-N,Naと,P排泄は,アミノ-N,Na,Cu,Znと密接に関連していた。Cdは常に正の偏回帰係数であり,有意な関連が認められた。
HTLV-1の種特異性、組織特異性を決定する遺伝子の単離およびその応用

HTLV-Iエンベロープを介して,その標的細胞の核内に組換えHIVゲノムをtransduceさせ,マーカー遺伝子(green fluorescent protein;GFP)を発現させるシステムを樹立した(Koito et al.投稿準備中)。また通常のアルゴン光(488nm)ではなく紫外線(395nm)により蛍光を励起しうる変異GFP(GFPuv)をマーカーとして有するHIVを作製中であり,これらの組換えレトロウイルスとFACSを駆使し,ヒト細胞群中のHTLV-I標的細胞を明確にしていく。またHTLV-Iレセプター単離のためのcDNAは,ヒトosteosarcoma細胞(HOS)より,マウスレトロウイルスベクターを用いて作製した。このcDNAライブラリーをパッケージング細胞(BOSC;Kitamura et al.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92.1995)にトランスフェクトして得られる高力価ウイルスをHTLV-I感染に抵抗性のNIH3T3細胞に感染させ,上記のHTLV-Iエンベロープを有するHIVベクターを用いてHTLV-Iレセプターの単離を試みる。HIVゲノムのgagのスタートコドン(ATG)上流にはウイルス粒子にパッケージされるためのPNAシグナルが存在する。これはベクター遺伝子のウイルス粒子への取り込みに拮抗する。そこでHIV-1SF2分子クローンのgag, pol.をコードするNarl(638)Ndel(5129)の4.5kbフラグメントをpTZベクターにサブクローニングし、site-directed mutagenesisによりスタートコドンおよびkozak配列を保持したままパッケージングシグナルを削除した。このgag. pol.をウシパピローマウイルスベクター(BMGhygro. )上で構築し、HIVrev発現ベクターとコントラスフェクトし、ハイグロマイシン選択によりgag. pol.を安定に発現したCOS細胞を樹立した。この細胞にHTLV-Iエンベロープ発現ベクター(Aaron Diamond AIDS Research Center, Dr. N. Landauとの共同研究)およびマーカー遺伝子を持つHIVベクターDNAをトランスフェクトすることにより、HTLV-Iエンブロープの細胞指向を有する組換え(pseudotype)レトロウイルスが産生された。今後このシステムにより、HTLV-I標的細胞の詳細な解析、およびレセプター分子の発現クローニングを行う。申請者らはこれまでにHTLV-Iエンベロープ特異的な標的細胞にマーカー遺伝子をtransduceしうる組換えレトロウィルスのシステムを確立した。パッケージングのための細胞はヒト293T細胞にHIV-1SF2分子クローンの構造遺伝子をトランスフェクトして樹立した。HIV-1SF2のパッケージングシグナルを除去、HIVのgag,polおよびrev蛋白を安定に発現した293T細胞をハイグロマイシン耐性により選択した。このパッケージング細胞にHTLV-1の発現ベクター(pSV-HTLV-lenv)、Green Fluorescent Protein (GFP)をマーカーとして有するHIVベクター、およびTat発現ベクターをコントランスフェクトすることにより組換えウィルスが産生された。この産生細胞との混合培養することにより多くのヒト細胞にGFP遺伝子がtransduceされ3日目には発現することがFACS解析により確認された。さらにマーカー遺伝子としてルシフェレース遺伝子を有するHIVベクターを作製しより感度良く、定量的にHTLV-1感染を解析するシステムを樹立した。今後、このシステムによりまずprimaryの細胞中のHTLV-1の標的細胞を明確にし、さらにcDNAライブラリーのスクリーニングによりレセプター遺伝子の単離を試みたい。
シリコン貫通電極作成のためのマルチスケールシミュレーションシステムの開発と応用

本研究では、電子機器の小型化を可能にするLSIチップの3次元積層の接続手段であるシリコン貫通電極(TSV)作成の最適条件を、動的モンテカルロシミュレーションにより研究した。問題は、高アスペクト比の孔(TSV)を空孔を生じることなくいかに充填するかである。硫酸銅めっきに4種類の添加剤を加え、パルス電流など様々な電析条件を変えてシミュレーションを行い、結果を検討した。その結果、添加剤濃度や電流波形などの最適条件を求めるとともに、TSV埋め込みのメカニズムについて多くの知見を得た。この成果は、実験結果によく対応し、TSV作成技術に大いに貢献すると期待できる。本研究では、次世代高集積化LSIチップの実現を可能にすると期待されるシリコン貫通電極(Through Silicon Via、TSV)作成のための動的モンテカルロシミュレーションシステムの開発と、それを用いたTSV作成の最適条件の探索を目的としている。今年度は昨年度に作成したシミュレーションプログラムを用いて、TSV作成のシミュレーションを行い、結果を実験結果と比較検討した。特に複数の添加剤の共同作用に注目して、系統的にシミュレーションを行い、結果を解析して埋め込み条件を検討した。添加剤の条件を変えて、系統的なシミュレーションを行った結果、埋め込み性の平滑剤の濃度依存性は実験結果とよい一致が見られた。また、パルス電流、逆パルス電流を印可したシミュレーションを行った結果、パルス波形とTSVの埋め込み性の関係は、実験結果と一致することが確かめられた。以上のことから、本研究で開発したシミュレーションコードは実験結果をよく再現することがわかった。LSIチップを縦に積層する3次元実装は微細化の有力な手段であり、その鍵となるのが積層されたチップ間を接続するシリコン貫通電極(through silicon via, TSV)である。本研究では、独自に開発した動的モンテカルロシミュレーションを電気めっきによるTSV作成に応用することにより、貫通孔埋込みの最適条件を探索することを目的とした。最終年度は、これまでに開発したプログラムを用いてTSV作成の条件を様々な角度から研究した。特に、添加剤(抑制剤、促進剤、平滑剤)効果、電流波形、攪拌の影響を詳しく調べた。1.完全充填には、埋め込み初期にV字表面を形成することが最も重要である。その形成には平滑剤による孔側壁の成長抑制と促進剤によるボトクアップが重要であることがわかった。その埋め込み形状は実験結果をよく再現した。2.逆パルス電流は良好な埋め込みに必要であることはこれまでの研究から示されている。そこで様々な電流波形を用いたシミュレーションを行ない、空孔発生を抑制するメカニズムを調べた。3.これまでの計算で取り入れられていなかった溶液の攪拌(流体力学的効果)を取り入れたシミュレーションを試みた。その結果、抑制剤が流れの下流側に多く付着しその部分の成長を強く抑制した。攪拌については最初の試みであり、今後の研究が待たれるところである。上記の研究成果は、実験結果をよく再現するとともに、未知のパラメータ領域の研究にも利用することができる。よって、実験に対して十分予測を与えることができると期待できる。本研究では、次世代高集積化LSIチップの実現を可能にすると期待されるシリコン貫通電極(through silicon via, TSV)作成のための動的モンテカルロシミュレーションシステムの開発と、それを用いたTSV作成の最適条件の探索を目的としている。今年度は、TSVの3次元実装のためのマルチスケールシミュレーションプログラムの開発を行った。モデルは、電極と硫酸銅溶液からなり、溶液上部はマクロスケールの拡散層とみなして電極近傍とは別に扱った。添加剤は、塩化物イオン(Cl)、抑制剤(PEG)、促進剤(SPS)、平滑剤(JGB)を取り入れた。電極表面での電析反応は、Solid-by-Solidモデルでモデル化する。PEGは電極表面に吸着し、銅イオンの析出を阻害する抑制剤として働く。SPSは、電極表面で触媒作用を持つThiolateを生成し、銅の析出を促進する作用を持つ。JGBも抑制効果を持ち、孔入口付近の銅の析出を阻害するとともにPEGを拡散律速にする作用をもつとした。また、高アスペクト比のTSV充填の場合、拡散層の濃度勾配が埋め込み性に大きく影響する。本研究では、拡散層を電極からの距離に応じていくつかの層に分割し、それぞれに異なる長さと時間のスケールを導入してマルチスケール化することにより、遅い物質移動を効率よく扱うよう工夫した。これにより、ナノオーダーの電極反応から数十ミクロンの物質移動まで同じ枠組みの中で扱うプログラムを開発できた。このプログラムを用いて添加剤や電析条件を系統的に変えたシミュレーションを行い、このシステムで添加剤の作用の実験結果が再現できることを確認した。今年度は、昨年度に開発したシミュレーションプログラムを用いた計算を行い、結果を実験結果と比較するとともに、TSVの良好な埋め込みを実現する条件の検討を行った。