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ソーシャル・インクルージョンと社会福祉:日英の概念的、方法論的、政策論的研究

○障害者雇用とインクルージョンイギリスの福祉関連の就労支援ではニューディールとともに障害者雇用のプログラムとしてWORKSTEPがある。ニューディールの対象者にも障害者は含まれているが、障害の程度は軽度であるに対して、WORKSTEPの対象者は比較的重度であるという特徴をもっている。WORKSTEPは民間事業者や地方自治体に実施が国から委託され、利用者の障害状況に応じた個別的な雇用プログラムが立てられるところが注目される。○児童とインクルージョンイギリスでは児童福祉と教育との統合が進んでいるが、その背景には児童虐待への対応とならんで、児童の貧困や貧困の世代的連鎖をどう断ち切るのかという問題関心があることが明らかとなった。中央省庁レベルの統合だけでなく、自治体の現場レベルでも福祉、教育だけでなく、保健、司法も巻きこみながら、地域に根ざした分権型、横断型の児童支援の枠組みづくりが進展している。○なお平成18年10月に行われた日本社会福祉学会自由研究発表において、研究代表者の木戸が「イギリス公的扶助とインクルージョン-New Deal Personal Advisorをめぐって-」と題して、研究の中間報告を行った。最終年度は出版化にむけた準備を行う。本研究では社会的排除に対応する具体的な政策を検討するためにこれまで概念、方法論、政策論研究を実施してきた。その中で本年度は2007年8月31日から9月9日にかけて5回目となるイギリス調査を実施した。イギリスでは1997年に発足したブレア政権以後、社会的排除への対応が政治的・実践的課題となっている。今回調査では地方自治体レベルの政策策定のプロセス、社会的排除のリスク予防の観点から注目されている子どもの社会的排除問題への取組み、それらの政策評価について福祉事務所や地区事務所などを訪問し、聞き取り調査と資料収集を実施した。また、これまでの調査でも連携してきたリーズ市社会福祉事務所を中心とした今後の共同研究について意見交換を交わした。リーズ市では現在20%いる貧困層を10%に削減することを目的としている。目的達成のために健康問題の改善を中心として地域開発アプローチを取り入れている。ワーカーが地域に出向き移民や若年層などのマイノリティと共に生活するなかで就業ケアを行っているが、とりわけ若年層では就業および就業の継続は困難であるという。子どもへの支援では、「確かなはじまり計画」以降、地方自治体の役割と家族への支援が明確化された。一般に家族への支援は困難を伴う場合が多いが、子どもを里親に預けるのではなくワーカーと親子が一時的に同居するという形で教育的支援を行っている。ケアを離れる前後のリービングケアでは、24時間体制のグループサポートと個別の自立計画がワーカーと子どもによって立てられるという。
C3型からCAM型光合成への変換時におけるタンパク質脱リン酸化酵素の役割

アイスプラントの4種のタンパク質脱リン酸化酵素タイプ2C(PP2C)遺伝子(Mpc2,Mpc5,Mpc6,Mpc8)について、CAM型光合成のキーエンザイムであるPEPC(phosphoenolpyruvate carboxylase)遺伝子(Ppc1)のプロモーターの活性化能をパーティクルガンとGUSアッセイを組み合わせて解析したところ、Mpc8伝子を導入した場合のみ、C3型植物の葉では本来発現しないPpc1プロモーターの活性化がみられた。Mpc8遺伝子がPEPC遺伝子の発現誘導をとおしてCAM光合成誘導のシグナル伝達に関与する事が示唆された。PP2Cの生体内基質を検索するため、アイスプラントの2種のPP2C(MPC2,MPC6)と、シロイヌナズナのABI1,ABI2、当研究室で単離したシロイヌナズナの4種のPP2C(APC1,APC3,APC4,APC5)についてGST融合タンパク質として大腸菌で発現させたものを精製し、人工基質であるリン酸化カゼインに対する活性を基準とし、シロイヌナズナのMAPキナーゼキナーゼ(AtMEK1)、3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoAreductase(HMGR)を基質として用いた場合のPP2Cの脱リン酸化活性を解析した。その結果、APC4は、AtMEK1に対し活性が高いがHMGRに対しては活性が低いこと、逆にABI1,ABI2はAtMEK1をほとんど脱リン酸化できないが、HMGRに対しては活性が高いこと、APC5は、AtMEK1とHMGR両方に対して脱リン酸化活性が高いことがわかった。その他の4種のPP2Cタンパク質は、両方の基質に対し特異的な脱リン酸化活性を示さなかった。これらの生化学的な解析結果は、PP2Cの生体内基質を示唆すると考えられる。
口腔粘膜の神経障害性疼痛に対する新規補綴処置を目指した基礎研究

口腔粘膜が傷害されると、創傷治癒後にも、口腔内に慢性的な異常疼痛が発症することがある。このような異常疼痛は神経損傷によって引き起こされることから神経障害性疼痛と呼ばれ、これまでのヒトに関する研究では口腔粘膜の損傷によって引き起こされる痛みは慢性化し易く,機械刺激に対する感受性が高まるといわれている。本研究では口腔感覚の入り口である三叉神経節(TG)に焦点を当て、口腔粘膜の感覚を伝える下歯槽神経を損傷した(IANX)モデルラットを作製してTG内における神経節細胞活動の変化と衛星細胞活性化について解析を行うことで、口腔領域に発症した神経障害性疼痛に対する補綴学的治療法の基礎データを提供することを目的として実験を行った。IANXラット口髭部に機械刺激を与え、頭部逃避反射閾値を測定した結果、非神経損傷(Sham)ラットと比較して、1,3,5日後において有意な閾値の減少を認めた。また、TGにおける衛星細胞の活性状態を免疫組織学的に解析し、衛星細胞がII枝領域の神経障害性疼痛発症に対し関与するか否かを検討すると同時に、衛星細胞活性化への一酸化窒素(NO)の関与を明らかにするため,NO合成酵素であるnNOSの発現量を免疫組織学的およびウエスタンブロット法により検討した。その結果、TG内の活性型衛星細胞数およびnNOS免疫陽性細胞数は、Shamラットと比較して,IANX後3日目で有意な増加を認め、NOの発現量は6時間後に有意な上昇を認めた。さらにTG内への衛星細胞の活性化阻害剤であるFCおよびnNOS阻害剤であるNLPAの注入によって、活性型衛星細胞数は有意に減少し、頭部逃避反射閾値の減少の回復を認めた。以上のことから、IANX後、傷害されたTG内の細胞から放出されたNOの発現により衛星細胞が活性化された後、口髭部を支配するTG内の細胞が活性化し異所性疼痛を引き起こしたものと考えられた。様々な補綴処置によって口腔粘膜が傷害されると、創傷が治癒した後にも、口腔内に慢性的な異常疼痛が発症することがある。このような異常疼痛は、通常の鎮痛薬が奏功し難く治療に苦慮する場合が多い。ましてや、口腔粘膜を支配する末梢神経の損傷によって引き起こされる口腔内の異常疼痛を有する患者に対して総義歯などの補綴処置を行う場合、単純に疼痛部位の被圧処置だけで良好な成績を得ることは困難であり、義歯の設計に苦慮する。そのため、補綴処置を行なう段階では異常疼痛以外には何ら異常が認められないことから、義歯による被覆領域を設定することが困難であり、適切な補綴処置を提供することできず、治療が終了しても満足な結果が得られないことが少なくない。また、口腔顔面痛を熟知していない歯科医師は、このような異常疼痛を異常疼痛と診断することが困難であり、治療の必要がない健全歯を治療したり、有床義歯治療においては粘膜に異常が無いにも関わらず義歯調整や新製を延々と繰り返すなど、誤った治療を行ってしまう危険性がある。これまでのヒトに関する研究では口腔粘膜の損傷によって引き起こされる痛みは慢性化しやすく,機械刺激に対する感受性が高くなるといわれている。異所性痛覚過敏には神経節細胞どうしの機能連関だけでなく、グリア細胞と神経節細胞間の機能連関も重要な役割を担っている可能性があると思われる。しかし、三叉神経の損傷によって口腔粘膜部に引き起こされる異常痛に関しては、基礎研究が少なくその神経機構に関しては不明な点が多く残されており、その詳細は不明である。本研究では神経機構解明だけでなく、下歯槽神経損傷モデルを作製して三叉神経節内における神経節細胞活動の変化とグリア細胞活性化について解析を行うことにより、口腔内全体でなく口蓋粘膜と下顎歯肉に発症した神経障害性疼痛に対する補綴学的治療法の基礎データを提供することを目的としている。本年度は、下歯槽神経切断モデルラットを作製し,下顎歯肉あるいは上顎口蓋粘膜に機械あるいは熱刺激を与え、逃避反射閾値を測定し、三叉神経節細胞に発現するリン酸化ERK発現を免疫組織学的に解析することにより、活性化細胞の増減を明らかにする予定であったが、行動学的解析の手技を確立するのに時間がかかってしまったために遅れを生じている。

その結果、TG内の活性型衛星細胞数およびnNOS免疫陽性細胞数は、Shamラットと比較して,IANX後3日目で有意な増加を認め、NOの発現量は6時間後に有意な上昇を認めた。さらにTG内への衛星細胞の活性化阻害剤であるFCおよびnNOS阻害剤であるNLPAの注入によって、活性型衛星細胞数は有意に減少し、頭部逃避反射閾値の減少の回復を認めた。以上のことから、IANX後、傷害されたTG内の細胞から放出されたNOの発現により衛星細胞が活性化された後、口髭部を支配するTG内の細胞が活性化し異所性疼痛を引き起こしたものと考えられた。行動学的解析の手技確立に時間を割いてしまっているため、下顎歯肉あるいは上顎口蓋粘膜に機械あるいは熱刺激を与え、逃避反射閾値を測定する方法ではなく、口腔粘膜上皮にvon freyによる機械的刺激を与えた際の逃避反射閾値を測定する方法も行っていく予定である。また、逃避閾値が元も低下した時点のモデルラットを深く麻酔して潅流固定した後、三叉神経節を取出し、通法に従って切片を作製し活性型衛星細胞のマーカーであるglial fibrillary acidic protein (GFAP)による免疫染色を施し、解析には神経節細胞の周囲1/3がGFAP陽性細胞により取り囲まれている細胞数の計測とそれぞれの細胞の大きさについて解析を行う。また、GFAP陽性細胞に関しては下歯槽神経損傷モデルラットの三叉神経節において、発現領域が三叉神経IIII枝のどの範囲にまで及んでいるかについても解析を行う。さらに、Fluorocitrate (FC)の衛星細胞活性および逃避閾値に対する影響として、IANモデルラットの三叉神経節にFCを7日間直接投与し、活性型衛星細胞の発現状態について免疫組織学的に解析を行う。NO発現に関しては,NOの合成酵素であるnNOSをターゲットに解析を行う。IANラットの三叉神経節を取出し,nNOS免疫染色を行い,nNOS陽性細胞数の定量解析を行う。また,三叉神経節を取出し,通法に従ってnNOSの発現量をウエスタンブロット法により定量解析する。平成28年度の実験計画の進行状況がやや遅れており、本来購入する予定であった抗体および実験器具などをまだ購入していないため。また、進行状況のペースの遅れにより、本年度参加する予定であった学会に参加できず、学会発表を延期することとなったため。手技の確立が難色を示していたために、本来購入する予定であった抗体および実験器具などの消耗品費に充当し、実験を進めていく予定である。また、データ収集および解析の遅れによる影響で学会での発表が平成29年度に延期になってしまったため、平成29年度に報告を行えるように平成29年度助成金と併せて旅費および学会参加費としても使用する。データ採取および解析を行うために適正な使用を行いたいと考えている。
HIV-1感染における内因性免疫と獲得免疫の相反原理の解明

抗レトロウイルス薬多剤併用療法の確立・発展により、AIDSの発症を抑制することが可能になっている。しかし、HIV-1感染に対する根治療法はいまだに確立されていない。この主因として、HIV-1感染者が示す病態進行・予後には個人差があり、この差異を規定する分子メカニズムがほとんど明らかになっていない、ということが挙げられる。この問題に対し、ヒト白血球型抗原(HLA)の多型が、感染者ごとの病態の差異を生みだす因子として明らかになっている。そこで本研究では、HLA多型のひとつであるHLA-B35に着目し、この多型がHIV-1感染症において病態進行のリスクファクターとなる分子メカニズムを解析する。
都市圏における各種開発に伴う外部経済および不経済の計測とその政策選択への応用

我が国の地方中枢,中核都市は,今後とも都市化の進行が予測される.都市化の背景には集積の経済すなわち外部経済が存在するのはいうまでもないが,その一方で,都市問題と総称されるものを始め,都市化に伴う様々な社会的費用,言い換えると外部不経済が発生している.本研究は,都市化に伴う外部性に関して,特に外部不経済の計測方法を確立することにより,都市成長に対する長期的な戦略構築のための分析方法を構築することを目的としている.まず,これまで研究されてきた外部性について,既存の分類とは別に,宅地開発,居住,交通別に,外部性の観察される現象,発生主体・受取主体,外部性発生による効率性阻害要因,不可逆性の有無および時間的な長さなどの視点から整理した.特に,宅地開発について,郊外居住者が自動車を使って通勤・買い物などのトリップを行なうときに発生する外部性では,通常指摘される都心混雑増加による外部費用が大きな値になるとともに,局地的な大気汚染や騒音の外部費用も含めて,外部性発生主体の居住地と実際に発生する空間的な場所が違うために,計測がより困難であることを指摘した.それらを踏まえて,特に,郊外宅地開発を対象に,外部性発生主体と受取主体の場所が異なることを明示的に取り扱いながら,その発生メカニズムを整理した.発生メカニズムとして,主体,経済活動としての行為,本来の目的とは異なる影響としての副産物,その副産物の空間的な分布状態,外部性発生というステップに分離し,各段階で一般的な計測モデルを構築した.計測モデルは簡便に計測できるように線形関係のベクトルで表現されるものの,仮想的な数値に対して,郊外宅地開発による外部不経済の帰着分布を計測できることを確認した.これにより,地理情報システムを用いた土地利用・交通モデルに基づく実際の計測の可能性を確認し,また,その構築のための十分な準備を行った.本研究は,都市化に伴う外部性のうち,特に,外部不経済の計測方法を確立することにより,都市成長に対する長期的な戦略構築のための分析方法を構築することを目的としている.まず,マーシャルからはじまる外部性研究のレビューを行い,その中から,技術的外部性に着目した問題の体系化を行った.さらに,都市開発のなかでも,郊外への宅地開発を取り上げ,その開発行為から供用段階にわたる諸問題を取り上げ,それをふまえて,外部効果の発生の流れを,経済主体,経済行為,副産物,状態,外部効果の5つのステップに区分して構造化した.これは,郊外に居住する住民としての経済主体が,通勤・通学という経済行為を行うことで,都心自動車交通量の増加という副産物を発生させ,本来の場所とは異なる地区に自動車混雑や排気ガス問題を発生させる状態を説明している.これにより,外部効果を計算できる.具体的には,各ステップの入力,出力構造をマトリックスで表現し,全体の流れを簡単な行列計算の積で計算できるモデルを構築した.これを用いて,例えば,郊外と都心の同じだけの立地量があったとしても,郊外部に立地したケースの方が自動車交通量が増加し,大気汚染や混雑などの外部不経済が多くなることを計算できる.今後は,必要なデータの取得やマトリックスの完成によって,計算システムをより実用的なものにするとともに,より多くの外部不経済問題に適用できるような拡張を図っていくこととしたい.我が国の地方中枢,中核都市は,今後とも都市化の進行が予測される.都市化の背景には集積の経済すなわち外部経済が存在するのはいうまでもないが,その一方で,都市問題と総称されるものを始め,都市化に伴う様々な社会的費用,言い換えると外部不経済が発生している.本研究は,都市化に伴う外部性に関して,特に外部不経済の計測方法を確立することにより,都市成長に対する長期的な戦略構築のための分析方法を構築することを目的としている.まず,これまで研究されてきた外部性について,既存の分類とは別に,宅地開発,居住,交通別に,外部性の観察される現象,発生主体・受取主体,外部性発生による効率性阻害要因,不可逆性の有無および時間的な長さなどの視点から整理した.特に,宅地開発について,郊外居住者が自動車を使って通勤・買い物などのトリップを行なうときに発生する外部性では,通常指摘される都心混雑増加による外部費用が大きな値になるとともに,局地的な大気汚染や騒音の外部費用も含めて,外部性発生主体の居住地と実際に発生する空間的な場所が違うために,計測がより困難であることを指摘した.それらを踏まえて,特に,郊外宅地開発を対象に,外部性発生主体と受取主体の場所が異なることを明示的に取り扱いながら,その発生メカニズムを整理した.発生メカニズムとして,主体,経済活動としての行為,本来の目的とは異なる影響としての副産物,その副産物の空間的な分布状態,外部性発生というステップに分離し,各段階で一般的な計測モデルを構築した.計測モデルは簡便に計測できるように線形関係のベクトルで表現されるものの,仮想的な数値に対して,郊外宅地開発による外部不経済の帰着分布を計測できることを確認した.これにより,地理情報システムを用いた土地利用・交通モデルに基づく実際の計測の可能性を確認し,また,その構築のための十分な準備を行った.
市街化の制御手段としての都市計画(線びき,地域・地区制,区画整理等)の機能と効果

昭和60年度を2年次・最終年度とする本研究は下記の通り進行した。1.福島県郡山市における昭和53年指定時(最新指定)の用途地域・地区指定図から、同じ用途地域にのみ指定されている町丁・小字(以下、「地区」と呼ぶ)を抽出した(466地区中298地区,63.9%)。2.298地区について昭和35年,40年,45年,50年,55年の国調年次の人口動態,公民各種開発行為等を時系列に分析し、特に住居系用途指定(3種)地区に関しては、市街化過程でおこる種々の現象を1:2500図上で把えた(基盤整備型,団地開発型,区画整理型,開発許可多発型,道路位置指定多発型,混合型等々)。3.用途地域制が都市化に及ぼす効果(指定の整合性,問題点)を類推できる因子(例:用途指定の変せん,人口密度,幹線道路,大規模施設等)を電算処理化するための作表を行う過程で、入手不能と断念していた地目別土地利用面積(昭和50年,60年)と登記建物面積(昭和50年,55年,60年)のデータが入手できたが個票であるためまとめに時間をとり、当研究の成果発表は9月下旬の予定である。4.一方、東京区部の住工混在地域を対象として、混在地域の状況を物理的現況,その変容状況と混在地域に関わる各主体の行動論理を検討することにより、都市計画的対応に関する基礎的情報を抽出し、解明した事態をもとに混在地域の機能論を構築した。すなわち住工混在地域が多様な機能・主体・建築物から構成され、そこに常に一定の変化動向が存在する事を、生産系のネットワークと生活系のネットワークの重層構造の中で保障することである。5.また、用途純化の思想を混在地域の機能を喪失させるものとして否定し、小零細規模工場の簇生と住宅進入は、正の評価を行い全体としての地域の機能を円滑に更新させるために活発な動向を誘導して実現する方向こそが住工混在地域の整備上最も必要な事である。
複合加工機の熱変位特性の総合的高能率測定評価法

本研究では,複合加工機の送り運動に伴う熱変位特性の総合的高能率評価法を確立することを目的とし,以下の検討を行ってそれぞれに知見および成果を得た.1.旋盤ベースの構造形態を有した複合加工機における,送り(Z軸)方向および切り込み(X軸)方向運動に伴う熱変位特性の測定評価システムを開発し,(1)送り(Z軸)方向運動,(2)切り込み送り(X軸)方向運動,(3)旋回(B軸)送り運動の各送り運動に伴う熱変位特性を実際に測定評価した.その結果,評価対象とした複合加工機の構造形態や熱源の位置等に即した熱変位特性が評価でき,測定評価法として有効であることが明らかとなった.2.得られた各測定点での6軸方向熱変位の測定結果を,複合加工機の構造形態等の情報とともに総合的に解析することで,機械全体での熱変形モードが推定可能であることが明らかとなった.この推定結果は,測定評価試験時に測定した機械各部の温度変化とも整合しており,妥当なものであると考えられる.3.提案の方法の規格化を目指して,開発した直進運動用の2種類の測定装置を用いて各運動に伴う熱変位特性を測定評価した結果,次のことが明らかになった.1)Z方向ターゲット治具を用いた熱変位測定により,複合加工機の各運動に伴う熱変位特性を十分に評価できる.2)Z方向ターゲット治具は,工作物に相当する位置にあり,加工精度に直接的に影響する熱変位の評価が可能である.3)熱変形モードとそのメカニズムを明確に評価するためには,Z方向ターゲット治具に加えてX方向ターゲット治具による熱変位測定を行い,それらを総合的に評価することが必要である.4)工作機械の熱変位特性試験法として規格化する場合には,Z方向ターゲットを用いた試験が適当であると言える.本研究では,複合加工機の送り運動に伴う熱変位特性の総合的高能率評価法を確立することを目的とし,以下の検討を行ってそれぞれに知見および成果を得た.1.旋盤ベースの構造形態を有した複合加工機における,送り(Z軸)方向および切り込み(X軸)方向運動に伴う熱変位特性の測定評価システムを開発し,(1)送り(Z軸)方向運動,(2)切り込み送り(X軸)方向運動,(3)旋回(B軸)送り運動の各送り運動に伴う熱変位特性を実際に測定評価した.その結果,評価対象とした複合加工機の構造形態や熱源の位置等に即した熱変位特性が評価でき,測定評価法として有効であることが明らかとなった.2.得られた各測定点での6軸方向熱変位の測定結果を,複合加工機の構造形態等の情報とともに総合的に解析することで,機械全体での熱変形モードが推定可能であることが明らかとなった.この推定結果は,測定評価試験時に測定した機械各部の温度変化とも整合しており,妥当なものであると考えられる.3.提案の方法の規格化を目指して,開発した直進運動用の2種類の測定装置を用いて各運動に伴う熱変位特性を測定評価した結果,次のことが明らかになった.1)Z方向ターゲット治具を用いた熱変位測定により,複合加工機の各運動に伴う熱変位特性を十分に評価できる.2)Z方向ターゲット治具は,工作物に相当する位置にあり,加工精度に直接的に影響する熱変位の評価が可能である.3)熱変形モードとそのメカニズムを明確に評価するためには,Z方向ターゲット治具に加えてX方向ターゲット治具による熱変位測定を行い,それらを総合的に評価することが必要である.4)工作機械の熱変位特性試験法として規格化する場合には,Z方向ターゲットを用いた試験が適当であると言える.本研究は,複合加工機の直進および回転送り運動に伴う6軸方向熱変位の同時測定が可能な総合的高能率評価法を確立することを最終的な目的としている.そこで,本年度は本研究の主な検討課題のうち,以下の検討を行ってそれぞれに知見および成果を得た.1.Z軸直進送り運動に伴う6軸方向熱変位の測定評価熱電対による温度測定点を増やしたことやサーモトレーサによる広範囲な表面温度測定によって,機械構造の詳細な温度分布を把握できるようになった.そして,これらの温度分布に基づき測定された熱変位を検討した結果,その妥当性が確認できた.さらに,熱変位モードの推定についても,これらの温度測定結果を用いてその妥当性を検証した.2.X軸直進送り運動に伴う6軸方向熱変位の同時測定装置の開発X軸直進送り運動に伴う6軸方向熱変位の同時測定装置を開発した.この測定装置は,X方向に測定ターゲットを3箇所配置したターゲット治具を旋削用の第一主軸に取り付けることにより,X軸直進運動に沿った3測定点での6軸方向熱変位を同時測定するものである.そして,この測定装置を用いた測定評価を行い,Z軸直進送り運動の場合と同様に熱変位特性の評価や熱変形モードの推定が行えることを確認した.3.B軸回転送り運動に伴う6軸方向熱変位の測定評価総合的評価法を目指す上では,仮に回転送り運動であっても,測定装置は直進送り運動用のものと共通であることが望ましい.この理由から,B軸回転運動用に特別な装置を開発する必要性は低いものと考え,X軸直進送り運動に伴う熱変位の測定装置を使用することとした.そこで,一定回数B軸運動を繰り返した後に,X軸運動用の測定装置を用いて熱変位を測定するという測定サイクルによって試験を行った.

この結果,B軸回転送り運動に固有な熱変位特性を評価できることが分かり,本試験法の妥当性を示せた.本研究は,複合加工機の直進および回転送り運動に伴う6軸方向熱変位の同時測定が可能な総合的高能率評価法を確立することを最終的な目的としている.そこで,本年度は本研究の主な検討課題のうち,以下の検討を行ってそれぞれに知見および成果を得た.1.直進および旋回送り運動に伴う熱変位の測定評価昨年度に開発した測定装置を用いて,引き続きX軸やB軸の各送り運動に伴う熱変位を測定した.特に,その特性把握のためにはより広範囲な温度測定が必要と判断したため温度測定点を増やし検討した結果,より詳細な熱変形モード推定が可能となった.2.総合的な高能率評価法を確立するための検討昨年度から検討してきた測定法では,異なる方向の運動ごとに個別の測定治具を用いてきた.しかしながら,この場合,段取りの煩雑さ等から,広く一般に受け入れられる測定法とは考えがたい.そこで,ここでは旋回運動を含む各送り運動に伴う熱変位特性を,これまでに提案した直進運動用の2種類の測定装置を用いて測定評価した.一つは,Z軸方向に3箇所で測定するタイプで,もう一つは,X軸方向に3箇所で測定するタイプである.これらによる測定結果を詳細に検討することにより,旋削系の工作機械では,Z軸方向に3箇所測定するタイプによれば,すべての運動による熱変位特性を加工精度への影響の観点から評価できることが明らかにした.さらに,熱変位特性の要因を分析したり,より正確な滅変形モードを推定したりするためには,両方向の測定装置を併用することが望ましいとの指針も得ることができた.
ASL法併用超短縮エコー時間MRIを用いた新たな血管塞栓術後治療効果判定法の開発

本研究の目的は、ASL法併用UTE-MRIによる新たな血管塞栓術後治療効果判定法を確立することにある。平成30年度は、最適なMRI撮像パラメーターを決定するために下記の検討を行った。検討1)各金属塞栓子におけるASL併用UTE-MRIの至適パラメーターの決定体幹部領域の血管塞栓に用いられる各種金属塞栓子(プラチナコイル、インコネルコイル、バスキュラープラグ)をチューブ内留置し、拍動ポンプに連結した血管塞栓ファントムを作成した。TE: 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0ミリ秒、Flip angle(FA): 3, 6, 8度で血管ファントムを撮像し、得られた画像の金属アーチファクトと塞栓子内腔のMRI信号検出能に関して比較検討を行った。結果、いずれの金属塞栓子においてもTE 0.1ミリ秒、FA 6または8度が至適撮像パラメーターであることが明らかとなった。検討2)体幹部各領域におけるASL併用UTE-MRIの至適パラメーターの決定これまで5名のボランティアに対して、肺動脈、腎動脈、脾動脈、胃十二指腸動脈のASL併用UTE-MRIの撮像を行った。その際、ASL法としてtime-SLIP法およびASTAR法を、UTE撮像法としてUTE法およびmUTE法を用いて撮像し、それぞれの組み合わせにおける血管描出能を比較検討した。また、ASLパルスの付与位置と撮像タイミングについても検討を行った。なお、TE、FAに関しては検討1)の結果から得られた値を用いた。結果、肺動脈ではASTAR法+UTE法が、腎動脈、脾動脈、胃十二指腸動脈ではASTAR法+mUTE法が最良の撮像法であることが明らかとなった。撮像タイミングの検討では、肺動脈、腎腎動脈、脾動脈、胃十二指腸動脈の至適撮像タイミングはそれぞれ、TI値800,500,1000,800ミリ秒であることが明らかとなった。研究計画書の目標に概ね沿ったところまで解析できているため。1)ボランティアの数を増やし、ASL併用UTE-MRIの至適パラメーター決定のためのさらなる検討を行う。その際、MRI撮像時間の短縮を目的とした検討も行う。2)臨床症例での検討を行いASL併用UTE-MRIによる塞栓後治療評価法を確立する。具体的には、検討1および2で得られた知見をもとに、金属塞栓子の種類および病変部位に応じた最適なパラメーターを用いて塞栓後病変部位のASL併用UTE-MRIを撮像する。対象病変数は、肺動脈、腎動脈、脾動脈、胃十二指腸動脈のそれぞれで10病変を目標とする。得られたMRI画像に関して、3名の放射線科医による画質の視覚スコア評価および読影者間の一致度評価を行う。血管造影画像を参照画像とし、各標的部位および塞栓子におけるASL法併用UTE-MRIの塞栓後残存血流の検出感度、特異度、陽性的中率、陰性的中率を算出し、同手法の実行可能性および有用性について評価する。具体的には、検討

1および2で得られた知見をもとに、金属塞栓子の種類および病変部位に応じた最適なパラメーターを用いて塞栓後病変部位のASL併用UTE-MRIを撮像する。対象病変数は、肺動脈、腎動脈、脾動脈、胃十二指腸動脈のそれぞれで10病変を目標とする。得られたMRI画像に関して、3名の放射線科医による画質の視覚スコア評価および読影者間の一致度評価を行う。血管造影画像を参照画像とし、各標的部位および塞栓子におけるASL法併用UTE-MRIの塞栓後残存血流の検出感度、特異度、陽性的中率、陰性的中率を算出し、同手法の実行可能性および有用性について評価する。機器購入費や謝金として計算していた分が少し余ったものの、今後、撮像ボランティア数の増加を予定しているため、その際に必要になる経費として意図的に繰り越した。次年度は、ボランティアのMRI撮像の際の謝金やMRIの検査代金として使用する。その他は論文作成の英文校閲費や学会発表の旅費などに使用する予定である。
複数金属上での炭素－水素結合活性化の遷移状態制御によるクラスター分子触媒の創出

本年度はメタラサイクル架橋を有する二核錯体の合成と反応性の検討を行い、基質の接近に伴う構造変化を実験的に解明することを目的として研究を行った。メタラサイクル架橋構造は、前年度までの研究において、配位する二つの金属の二核構造を維持したまま、メタラサイクル部位が平面構造、ならびに、折れ曲がり構造を形成し、柔軟に変化することで二つの金属の解離を抑えていることが分かっている。今回、タンタル錯体に対して、ゼロ価ニッケル錯体を加えることで、タンタラシクロペンタジエン構造に対してニッケルが配位したタンタルーニッケル二核錯体が生成することを明らかにした。ニッケル部位にシクロオクタジエン配位子やキレートジホスフィン配位子が配位している場合には、タンタラシクロペンタジエンは折れ曲がり構造をとるのに対し、単座のカルベン配位子が配位した場合には平面型構造へと変化することが分かった。さらに、計算化学的手法を用いて平面型配位の構造を解析した結果、電子豊富なニッケル中心から電子不足なタンタル中心に対するdative interactionが存在していることを明らかにした。このように、柔軟な配位挙動をとることが可能な配位子を二つの金属中心により挟み込むことで、周囲の配位環境に応じて、多様な構造を形成する二核錯体が生じることを明らかにした。さらに、希土類金属錯体を用いた新たな炭素ー水素結合活性化に関する研究を進めたところ、単核金属錯体において、アルキンのプロパルギル位の炭素ー水素結合活性化が進行してプロパルギル金属種とアレニル金属種の中間状態をとる単核希土類錯体が生じることを見出した。そこで、希土類金属錯体を用いた炭素ー水素結合活性化の触媒的利用に関して研究を展開している。金属クラスター錯体は多くの金属が構造中に含まれることで柔軟な構造変化を起こすが、その構造変化を誘起する原因や構造変化を起こしても金属が解離しない柔軟な配位子系の開発は困難である。前年度より明らかにしたメタラサイクル構造が炭素ー水素結合活性化の際に柔軟に配位挙動を変える点に着目して、そのさらなる拡大として異種二核錯体に関する研究を行い、様々なメタラサイクル架橋異種二核金属種の合成に成功している。その反応性の解明を進めており、研究は順調に進展していると言える。本申請者は最近、炭素ー水素結合活性化を起こす新たな触媒種として、窒素系2座配位子を有する単核希土類錯体がアルキンやピリジン誘導体の炭素ー水素結合活性化に有効に働き、触媒的なカップリング反応に応用できることを見出している。さらに、前周期遷移金属種に対してピロリルアルミニウム化合物が配位した錯体が、アミン類の炭素ー水素結合活性化を経るカップリング反応に対して高活性を示すことを見出しており、それらの遷移状態を高度に制御して、従来は困難であった基質のカップリング反応への適用を進めている。高効率、高選択的な有機合成反応の達成には合理的な分子設計指針に基づく高性能触媒が必須であり、様々な均一系錯体触媒を用いて多彩な反応が可能となりつつある。さらに最近では、計算化学的手法を用いた反応中間体の予測や反応の遷移状態構造をもとに有機配位子の分子設計が進み、目的生成物の合成に必要な反応ステップ数の大幅な削減や廃棄物の低減につながる新しい均一系錯体触媒が開発され、物質変換において金属錯体触媒の重要性は非常に増している。平成27年度はフェニルイミド配位子により架橋された二核チタン錯体において、二つのチタンと窒素から形成される4員環の各結合が柔軟に伸縮することでフェニルイミド配位子上の炭素ー水素結合切断と続く内部アルキンの挿入反応により炭素ー水素結合の直接官能基化が進行することを見出した。単核イミド錯体では類似の反応が進行せず、クラスター分子特有の反応性である。さらに計算化学的手法を用いた考察から、対称構造を有する安定な原料錯体に対しチタンー窒素結合が伸縮するとともに環構造が歪む遷移状態を経て炭素ー水素結合とチタン中心が接近し、その後、結合切断が進行することが分かった。すなわち、多金属中心が基質捕捉サイトとして作用し、基質の捕捉により生じた反応中間体が分子内で柔軟に歪み、炭素ー水素結合を切断する遷移状態を形成することを明らかにした。これらの計算化学に基づく結果は、実際の反応を核磁気共鳴により追跡し、速度論に基づいた解析を通した実験的な熱力学的パラメータの値ともよく一致している。金属ー窒素二重結合を有するイミド配位子は電子不足な前周期遷移金属の支持配位子として多用されている。このイミド配位子は金属との間に3重結合性を帯びていることから、金属とイミド配位子の窒素上の置換基とはほぼ直線関係にあり、窒素上の置換基が金属上と直接的な相互作用を起こすことは極めて困難である。われわれは、金属触媒を用いたイミド配位子の変換に着目し、イミド架橋錯体を利用することでイミド配位子の窒素上の置換基と金属中心とを近接させ、イミド配位子の窒素上の置換基の炭素ー水素結合活性化が可能になると考えて研究を行ってきた。その結果、イミド架橋チタン二核錯体を構造モチーフとする錯体と内部アルキンを用いて反応を行うことで、イミド配位子上の炭素ー水素結合に対して内部アルキンが挿入反応を起こした錯体が得られることを見出した。この反応は二核錯体を用いた場合にのみ観測されており、架橋による直線的なイミド配位子の構造を崩すことが非常に重要であることが分かる。

従来の炭素ー水素結合活性化においては、配向基を用いて炭素ー水素結合を金属中心近傍に配置する方法のみが着目されており、配位子の架橋構造形成による炭素ー水素結合の金属中心近傍への接近方法は検討されてこなかった。本成果は、反応の遷移状態として複核化を考慮することが通常は困難な反応位置での炭素ー水素結合活性化に極めて有効である、とする当初の想定に対応する内容であることから、極めて研究は順調に進行しているといえる。本年度は様々な架橋アリールイミド配位子を有する二核チタン錯体を合成し、アリールイミド配位子上の置換基がアリール基上のオルト位炭素ー水素結合活性化に対して与える影響に関して研究を行った。特に、炭素ー水素結合活性化段階について速度論的解析を行うことで、電子吸引性・供与性置換基の影響を明らかにした。さらに、炭素ー水素結合活性化過程、ならびに、アルキン挿入過程の両方の段階について計算化学的手法による解析を行い、本反応においては炭素ー水素結合活性化が律速であることを明らかにした。また、二核構造を維持したまま反応が進行するケースと単核に解離した後に進行するケースの両方についても計算化学による解析を進め、本反応は二核錯体を保持したまま進行することが優先することが分かった。したがって、イミド架橋二核錯体の柔軟性により炭素ー水素結合活性化の遷移状態の制御が可能となった結果、最終的に反応が速やかに進行したと考えられる。本知見をもとに、その他の二核錯体についても二核構造を維持したまま進行する炭素ー水素結合活性化について種々検討を行った。その結果、メタラサイクル構造により架橋されたタンタル二核錯体において、その二核構造を維持したままメタラサイクル上のアルキル基の炭素ー水素結合活性化が進行した錯体が生成することを見出した。このように、二核構造を利用することで、通常は活性化が困難な炭素ー水素結合の活性化が進行することを明らかとし、二つの金属がかかわった遷移状態制御が重要であるという知見を得た。通常困難な位置での炭素ー水素結合の活性化は特殊な配向基や配位子、添加剤などを用いて達成されている一方、より一般的な手法は様々な研究者により模索されているのが現状である。われわれは単核金属錯体では通常困難な位置での炭素ー水素結合活性化法として金属クラスター錯体に着目し、クラスター錯体内の複数の金属のうちの一つが基質の炭素ー水素結合に接近することで新たな結合切断が可能になると考えて研究を行ってきた。その結果、イミド架橋チタン二核錯体のイミド配位子上の炭素ー水素結合切断が進行する一方、対応する単核錯体の場合には類似の反応の進行が非常に高い活性化障壁を有するため進行しないことを計算化学的手法を用いて明らかにした。このように二核錯体に特有の反応は、金属クラスター錯体の利用が特殊位置の炭素ー水素結合活性化に非常に有効であることを示す好例であり、この知見に基づいて他の二核錯体による炭素ー水素結合活性化を種々検討した結果、メタラサイクル構造を含む二核錯体においても単核錯体では進行しない結合活性化が進行することを初めて明らかとした。従来の炭素ー水素結合活性化と大きく異なり、配向基ではなく複核構造が重要であるという本成果は、反応の遷移状態として複核構造が非常に重要であるとする当初の想定に対応する内容であることから、極めて研究は順調に進行しているといえる。本年度はメタラサイクル架橋を有する二核錯体の合成と反応性の検討を行い、基質の接近に伴う構造変化を実験的に解明することを目的として研究を行った。
免疫センサ開発のための結晶性のよいオリゴチオフェン膜の原子レベルの表面改質

免疫センサ実現のためには、有機膜表面へ高密度に抗体を固定化することが重要である。そのためには、有機膜表面に高密度のアミノ基のような化学活性基を導入することが重要となる。オリゴチオフェン膜は結晶性がよく、薄膜形成の際に長分子軸が基板面に対してほぼ垂直に位置し積層構造をとることが知られている。このオリゴチオフェンの性質を利用し、オリゴチオフェン分子の末端にアミノ基の導入を行い、高密度のアミノ基を持つ膜表面の作製を試みた。アミノ基を持つオリゴチオフェン分子の合成は、アミノ基を持つチオフェンモノマーを保護し、グリニャ-ル試薬でチオフェン環の結合し、保護基をはずす方法を用いた。合成した分子は、赤外吸収、核磁気共鳴、元素分析などにより同定した。次に、このオリゴチオフェン膜の真空蒸着を行った。真空蒸着膜の赤外スペクトルは、オリゴチオフェン分子のものと同じであることから、アミノ基などが壊れることなく蒸着可能であることがわかった。また、この膜のX線回析は規則正しい回析ピークを示し、積層構造を持つことがわかった。また、X線電子分光法により表面に高密度にアミノ基が存在することがわかり、その密度は4×10^<14>個/cm^2であることがわかった。以上の成果は、免疫センサ開発のための原子レベルでの表面改質をオリゴチオフェン分子の性質を利用して行うことができた。平成5年度は化学修飾オリゴチオフェン分子の合成を中心に行った。化学修飾オリゴチオフェンは、オリゴチオフェンアミンやオリゴチオフェンカルボン酸のことである。従来のオリゴチオフェンの主要なプロセスは、チオフェン環のカップリングである。それには、グリニャール反応が多く利用されている。しかし、グリニャール反応は非常に活性の高い反応であるのでアミノ基やカルボキシル基はこの反応に対して安定ではない。したがって、合成には次の二通りの方法が考えられる。一つは、チオフェン環をカップリングした後に官能基を導入する。一つは、官能基を保護した後にチオフェン環をカップリングし保護をはずす。本研究では、後者の方法でおこなった。グリニャール反応に安定な官能基の保護法は、アミノ基は、アザジシラシクロペンタン誘導体、カルボキシル基はオキサゾリン誘導体である。官能基保護法を従来のオリゴチオフェンの合成法に組み込んで行い、化学修飾オリゴチオフェン分子の合成にほぼ成功した。当初の計画は、化学修飾オリゴチオフェン分子の合成、膜の作製、評価を行なう予定であった。しかし、合成が予定していたよりも多くの時間を費やしたために、膜の作製、評価を行なうことはできなかった。化学修飾オリゴチオフェン分子の合成は、対称構造の分子のみ合成することができたが、非対称構造の分子についても検討してみる予定である。平成6年度は、昨年度合成に成功したアミノ基を持つオリゴチオフェン分子の真空蒸着膜の作製と評価を行った。合成した分子である、α,α′-ビス(アミノメチル)オリゴチオフェン(BAMOT)とα,α′-ビス(アミノメチル)オリゴチオフェン塩酸塩(BAMOT・Salt)であを以下の条件において真空蒸着し、蒸着膜を作製した。2×10^<-6>Torrの圧力下で、BAOTとBAOT・Saltのそれぞれ10mgをタングステンボ-トに入れ、これを加熱融解して、石英基板に蒸着した。この蒸着膜の赤外吸収スペクトルを調べると、KBrペレットを用いて測定したスペクトルと同じであった。この事実は、オリゴチオフェン分子が壊れることなく蒸着されることを示す。次いで、この膜のθ-2θのX線回折を調べた。BAMOTは回折ピークが規則正しい間隔で現われており、この膜が基板に垂直な方向に対して秩序よく積層した分子膜からなることがわかる。一次の回折間隔は、1.84nmである。

この規則正しい構造から、この薄膜の表面にはアミノ基のような化学的に活性な基が高密度に存在していると考えられる。薄膜の基板への良好な密着性はこのことによって理解し得る。一方、BAOT・Saltの蒸着膜は、上記のような規則的な構造を示さない。また、X線光電子分光法によりBAOT膜の表面分析を行った結果、予想通り表面には高密度のアミノ基が存在していることがわかり、その密度は4×^<14>個/cm^2であった。さらにBAOT膜の導電率を測定した。NOBF_4でのド-ピング前後での導電率はそれぞれ10^<-10>S/cm、10^<-3>/cmであり、従来のオリゴチオフェンに近い値を示した。
血管内皮細胞由来ペプチドと脳血管れん縮の関連

クモ膜下出血後にはその出血部位で脳血管のれん縮が起こりやすい。エンドセリンは血管内皮細胞由来のペプチドであり血管系の持続的な収縮を引き起こす。そこでエンドセリンと脳血管れん縮の発症の関連を調べた。イヌの摘出脳動脈では、エンドセリン(-1)が強力かつ非可逆的な脳血管収縮を起こすことが明かとなった。エンドセリン(-1)の前駆体であるビックエンドセリンは効力が約1/100しかなく生体内ではエンドセリン(-1)への変換により活性が発現すると考えられた。エンドセリン-2の作用はエンドセリン(-1)とほぼ同様であり、エンドセリン-3の作用は効力が約1/100であったことから、脳血管収縮においてはET-A型受容体の関与が考えられた。脳内出血患者の脳脊髄液中のエンドセリン(-1)含量をエンザイムイムノアッセイ法で調べると、脳出血後4-7日後に顕著に増加していることが認められた。イヌの脳血管攣縮モデルでは、脳内に血液注入後から2日目まで脳脊髄液中のエンドセリン濃度が上昇しその後減少した。この時全身血液中のエンドセリン濃度に変化はないことから、局所におけるエンドセリン産生が高まっていると考えられた。モノクローン抗体を用いた免疫組織化学法でエンドセリンの発現を検索したところ、正常動物(イヌ)の脳血管では非常に少ないが、血液注入後2日目に脳血管内皮細胞にエンドセリン様免疫活性が出現していることが判明した。エンドセリンのmRNAの発現の阻害剤であるアクチノマイシンDをこのモデル動物に投与したところ脳血管攣縮は著明に抑制された。以上の結果は、エンドセリンが脳血管攣縮の修飾因子としての役割が大きいことを示している。脳循環の生理的調節機構ならびにその病態時における変化を明らかにするという目標のもとに、内皮細胞由来生理活性ペプチド(エンドセリン)と脳血管れん縮の発症の関連を調べた。イヌの摘出脳動脈を用いた薬理学的研究によって、エンドセリン(-1)及びその前駆体、類似ペプチドの脳血管に対する血管収縮特性を調べた。その結果エンドセリン(-1)が強力かつ非可逆的な脳血管収縮を起こすこと、その前駆体のビッグエンドセリンは効力が約1/100しかないことを明らかにした。またエンドセリン類似ペプチド(エンドセリン-2、エンドセリン-3)の脳血管作用を調べたところ、エンドセリン-2の作用はエンドセリン(-1)とほぼ同様であるが、エンドセリン-3の作用は効力が約1/100と弱いばかりでなく、カルシウムイオンの動員状態にも差異があることが見いだされた。エンザイムイムアッセイによる脳脊髄液中のエンドセリン濃度測定、ならびにモノクロ-ン抗体を用いた免疫組織化学法により血管内の存在部位を検討したところ、正常動物(イヌ)の脳血管におけるエンドセリンの組織内発見現量は非常に少ないことが明らかとなった。ところがイヌの脳内に血液を注入すると、血管れん縮が起こるのに先立ってエンドセリンの脳脊髄液中の濃度が上昇することが見いだされた。このようにエンドセリンは正常時には発現量は多くないものの、血管れん縮を起こすような病態時に、多く発現することを示している。この点で当初に立てた“エンドセリンが血管れん縮発症に関連する"という仮説は実証されつつある。さらにこの点を深く追求するため、実験動物としてイヌの脳出血モデルだけでなくラット(自然発症高血圧動物、SHR)の脳血管における検討も行なっている。血管収縮ペプチドであるエンドセリンの脳血管攣縮発症との関わりを調べた。脳内出血患者の脳脊髄液中のエンドセリン含量をエンザイムイムノアッセイ法で調べると、脳出血後4-7日後に顕著に増加していることが認められた。これらの患者では適当な処置を施さないと、出血後7-14日で脳血管の著明な収縮(攣縮)をきたすことが知られている。

そこでイヌを用いて血液を脳大槽内に注入する脳血管攣縮モデルを作製し、さらにエンドセリンの発現の時間経過を検討した。脳内に血液注入後から2日目まで脳脊髄液中のエンドセリン濃度が上昇しその後減少した。この時全身血液中のエンドセリン濃度に変化はないことから、局所におけるエンドセリン産生が高まっていると考えられた。この動物実験モデルでは血液注入後4-7日後に著明な脳底動脈の径の減少(攣縮)がみられた。免疫組織化学法でこのモデル動物の脳動脈におけるエンドセリンの発現を検索したところ、血液注入後2日目に脳血管内皮細胞にエンドセリン用免疫活性が出現していることが判明した。その後は顕著な血管攣縮が起こるため内皮細胞が破壊されている場合が多く、エンドセリンの発現は検索できなかった。前年度本研究で明らかにしたように、エンドセリンには脳血管を強力に収縮させる作用がある。エンドセリンが血管内皮細胞直下の内皮細胞に多く産生されていることは、クモ膜下出血後の血管攣縮の発症にエンドセリン用物質が関与していることを示唆している。
網膜錐体細胞における視物質の分子生物学的研究

J.Nathansらの論文を参照に作成したプライマーによってExon2,3,4,5を増幅させ、更に増幅したExonを特定の制限酵素で切断して電気泳動し、その切断パターンによって正常者と第2色盲者の区別ができるこが解った。加えて今回、プライマーのデザインを変えることによってExon1の増幅にも成功した。また第一色弱者、第2色弱者についても検索を加え、特に第一色覚異常者については、J.Nathans,S.Deebらのサザンブロットによる結果と異なった結果を示す症例が認められた。
ナノコンタクトの量子伝導と非線形性の研究

本研究は、走査型トンネル顕微鏡組込み式透過型電子顕微鏡(TEM-STM)を用い、金ナノコンタクト形状とコンダクタンスの同時観察を行った。これにより、量子化コンダクタンスを確かめ、金属ナノコンタクトが示す非線形性電流-電圧(I-V)特性の原因を解明した。昨年度の研究では、ナノコンタクトのくびれ部分が1nm程度と短いコンタクト(ポイントコンタクト)は、電圧、電流増加に伴いコンタクト幅が増加し、非線形性I-V特性が現れることを明らかにした。今年度の研究では、ナノコンタクト幅の変化を引き起こす原因解明について調べた。その結果、ナノコンタクトに印加する電圧が増加すると電力(=電圧×電流)に比例して電極間距離が近づく現象をTEM観察により明らかにした。この近づきにより、短いナノコンタクトではコンタクト部分の断面積が増加し、三次関数的な非線形性電流-電圧特性が現れることを明らかにした。さらに、この電極間距離変化は、電極の熱膨張により現れることを明らかにした。ナノコンタクト周辺の電極部で熱が発生し、電極が熱膨張するという仮定から、熱伝導方程式を解き電極間距離変化が電力量に比例する結果を理論的に説明した。また、熱膨張の検証実験では階段状に印加電圧を変化させることで、電圧変化に対する電流、電極間距離変化量の時間依存性をTEM観察した。その結果、電極間距離の近づく量は時間経過と共に指数関数的に減少し、ある一定値に飽和する結果を見出した。熱伝導方程式から得た式をこの実験結果にFittingすると、ナノコンタクト-電極の接触部周辺(0.1mm)で熱が発生し、温度が0.01[K]程度上昇することが明らかになった。このとき、熱は電極のマクロ領域(6mm)まで伝導し、電極の熱膨張を考慮することで、電極間距離が約0.5nm近づくと説明した。このように、本研究は電極の熱膨張効果による電極間距離の近づきが非線形性I-V特性の原因であることを明らかにした。本研究で明らかになった熱膨張効果は、近年注目を浴びている単分子伝導計測やナノ材料の電気計測に対する課題を提示したものであり、ナノ領域の研究における重要な研究結果である。本研究では、金属ナノコンタクトにおけるコンダクタンス非線形性のメカニズム解明を自的とする。その第一歩として、金・白金に加え、報告例のない銀や銅を試料とし、不純物や物質による非線形性への影響について調べた。実験は、大気圧または超高真空中の室温下で行った。ナノコンタクト作製にはScanning Tunneling Microscopy-likeな機構を用い、外部からの振動をカットすることで数十mSの保持時間を持つナノコンタクト作製に成功した。ナノコンタクトの電流一電圧特性計測には、周波数13kHz(周期0.3ms1ms)の三角波バイアス電圧を用いる。また、超高真空中では、Arイオンスパッタリングにより試料表面清浄化し、不純物を除去してから測定した。結果、金、白金だけでなく銀、銅ナノコンタクトについてもコンダクタンス非線形性特性をしめすことがわかった。超高真空中で試料清浄化前後ともに、非線形性があらわれることから、不純物に起因するものではないと考えられる。さらに定量的解析を行うため、電流-電圧特性を三次関数(I=aV+bV^2+cV^3)でフィッティング解析した。ナノコンタクトのコンダクタンスGは、ゼロ点バイアスのコンダクタンス値aから求めた。フィッティング解析の結果、いずれの電流一電圧特性においてもb0となり、整流性はない。非線形性を表すパラメーターc/aは、コンダクタンスGに依存せず、ほぼ一定になることが明らかになった。さらに、c/aの値は物質によって異なり、Au;0.38±0.01、Pt;0.44±0.01、Ag;0:32±0.02、Cu;0.43±0.04とわかった。この実験の理論的解釈として、ドルーデモデルを考える。ドルーデモデルでは、加速電場によりオームの法則からのずれが生じ、I=(σ_0・S/L)V+(σ_0・S・β/L^3)V^3となる(σ_0;伝導度、β[m^2/V^2]はエネルギー緩和時間、運動量緩和時間のエネルギー微分に比例する)。ナノフンタクト(長さL10^<-9>[m])への電圧印加を考えると、オームの法則からのずれを表すV^3の項が強く影響すると考えられる。このとき、ナノコンタクトの面積(S[m^2])がコンダクタンスを決定していると仮定するなら、c/aはコンダクタンスGに依存しない。これは、本実験で得られた結果c/a=一定であることに一致する。金ナノコンタクトの電流-電圧(I-V)特性では、非線形性を示唆する結果がある。しかし、原因についてはわかっていない。非線形性の研究では、バイアスを数百mVまで印加する。ナノコンタクトを流れる電流密度は10^<11>[A/cm^2]にまで達する。このとき、ナノコンタクト形状は、エレクトロマイグレーションや、電極部のジュール熱による影響をうけると予想される。しかし、これまでの研究では、非線形性とコンダクタンスを決めるコンタクト形状関係を調べていない。本研究では、STMホルダーを組み込んだ超高真空透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて金ナノコンタクト形状とI-V特性の同時観察を行った。超高真空内(1.0×10^<-7>Pa)で金線(太さ0.25mm99.99%)を切断。