hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GaN形成用基板ZrB2単結晶の育成

3族窒化物半導体は、主にサファイヤ基板上に作製され、多くの欠陥を含有する。我々の見出したZrB_2基板では、格子定数、熱膨張がほぼ一致し、良質なGaN膜(貫通転位10^7/m^2)が成長する。このZrB_2結晶は高い融点(3220°C)のため浮遊帯域溶融法(FZ法)により育成するが、基板としての利用には可能な限り良質化の必要がある。本研究では、ホウ化物の結晶育成において問題となる高純度化と、高融点をもつ結晶の良質化について検討した。高純度ZrB_2単結晶を育成するための原料合成法を検討した。市販粉末は純度が低く(99%以下)、原料として用いると、鉄、炭素等の不純物が結晶中に残留した。鉄は結晶中に非常に弱い強磁性を示す部分を生じさせ、炭素は加熱により結晶表面に析出する問題を発生させることがあった。これら不純物を除くため種々の合成法を試みた結果、ジルコニアとホウ素の反応を採用した。得られた原料中の鉄、炭素不純物量をそれぞれ30ppmに低減し、結晶中では4ppmと検出感度以下(<20ppm)にまで低減した。この結果、上記不純物による問題は解決した。高品質なZrB_2単結晶の育成法を探るため、4-6族二ホウ化物単結晶の品質を比較することで、3000°Cを超える育成温度域における結晶性を決める要因について調べた。エッチピット密度については、育成温度と相関を示し、育成温度が低いほどエッチピット密度が低いことが判明した。ZrB_2結晶の場合、200°Cの低下によりエッチピット密度が半減するものと予測された。亜流界とクラックの発生に関しては、亜流界を含まないZrB_2結晶が最も良質である。これは熱膨張係数の異方性が小さいためと判断した。今後さらに良質化するには、育成温度を下げる融剤の探索が重要に思われる。平成15年度は、高純度ZrB2単結晶を育成するための原料を合成した。市販粉末は純度が低く(99%以下)、結晶育成用原料として用いると、鉄、チタン、炭素、酸素等の不純物が結晶中に検出された。鉄不純物ついては、高い育成温度(3220°C)により大部分蒸発により除去された。さらに、育成速度を1cm/hに下げることで4ppmまで低減した。3cm/hの高速で育成した場合には10ppm程度残留し、非常に弱い強磁性を示した。一見新規な現象と見られるこの現象は他のホウ化物においても観察された。チタン不純物は、育成中の蒸発により完全には除去されない。従って、Tiを含まない出発原料を選ぶ必要があった。炭素不純物の少ない原料を合成するために、(1)ジルコニウム金属(Zr金属)とホウ素の直接反応、および、(2)ジルコニアとホウ素の反応を用いた。高純度なZr金属及びジルコニアは入手できるが、ホウ素は常に0.2wt%程度の炭素を含有した。この炭素は、前者の反応では十分には除去できなかった(70-80ppm)。出発原料中の1/4程度までの低減であった。後者の反応のでは、1600°C以上の合成温度において、酸素と反応しCOとなり除去された。

その結果、原料中の炭素不純物量を30ppm以下に低減することが出来た。従って、ZrB2結晶の育成には、ジルコニアとホウ素の反応より合成した原料を用いた。得られた結晶中の不純物は、検出感度以下の炭素、(20ppm以下)、50ppmの酸素、4ppmの鉄であった。目標通り、純度99.99%以上の単結晶を育成することが出来た。平成16年度は、浮遊帯域溶融法(FZ法)による高品質なZrB2単結晶の育成法を探るため、4族から6族の二ホウ化物単結晶の品質を比較することで、3000°Cを超える育成温度域における結晶性を決める要因について調べた。二ホウ化物単結晶のエッチピット密度については、育成温度と良い相関を示し、育成温度が低いほどエッチピット密度が低いことが判明した。他の高融点化合物である遷移金属炭化物においても同様の関係が得られた。従って,エッチピット密度を低下させるには、育成温度を低く制御することが有効である。融点3200°CのZrB_2単結晶の場合、育成温度を500°C低下させると、エッチピット密度が5x10^6/cm^2から10^6/cm^2以下に低下するものと予測された。二ホウ化物結晶における亜粒界とクラックの発生に関しては、4族のZrB_2が最も良質で、亜粒界を含まない単結晶が得られる。5族では多数のクラックと亜粒界が発生した。6族では5族ほどではないがクラックや亜粒界が発生した。これら結晶性の相関と、熱膨張係数の異方性が良く一致した。すなわち、5族6族の二ホウ化物では4族より大きな熱膨張の異方性を示し、また、同族の中では金属元素が重くなるほど小さな異方性を示した。このため,ZrB_2とHfB_2が最も小さな熱膨張の異方性を示し、良質な単結晶が育成されることが判明した。従って、今後のZrB_2単結晶の良質化には、育成温度を下げるための融剤の探索が有効である。
可搬型局所換気装置による介護空間の空気環境改善に関する研究

特別養護老人ホームでは加齢による体臭、糞便臭と尿臭が発生するが、特に気になるのはおむつ交換時の糞便臭である。介護者や在所者の快適性維持や省エネルギーの観点からこのような臭いを効率的に除去することが重要である。現状の臭い対策としては換気扇や空気清浄機あるいは芳香剤などが行われているが、おむつ交換時の糞便臭は局所的に発生することから、発生源近くで捕捉・排出する局所換気が有効な手段である。局所換気は産業換気分野で発生汚染源対策として研究・普及していが、介護空間において局所換気装置による臭気発生源対策を検討した例はない。本研究では可搬型局所換気装置を介護空間において適用する方法を提案する。
近赤外線スペクトロスコピーを用いた広汎性発達障害の診断法の開発

42名のPDD患者と年齢をマッチさせた健常対照群42名、統合失調症群42名とを52チャンネルのNIRS機器(ETG4000)を用いて比較した。認知賦活課題には語流暢性課題を用い、課題中の酸素化ヘモグロビン濃度の変化量の平均値を解析の対象とした。52チャンネルの測定値それぞれについて、3群間の一元配置分散分析を行った。結果Ch1、Ch29では健常対照群よりもPDD群と統合失調症群で有意に賦活が小さかった。Ch14、Ch25、Ch36、Ch46では健常対照群とPDD群で、統合失調症群よりも有意に賦活が大きかった。Ch28では健常対照群よりも統合失調症群で有意に賦活が小さかった。平成23年度までに52チャンネルのNIRS機器(ETG4000)を用いて計42名のPDD患者のデータを測定した。42名のPDD患者と年齢をマッチさせた健常対照群42名、統合失調症群42名とを比較した。多重比較の補正はBenjamini&Hochberg法(BH法)により行った。結果、チャンネル(Ch)1、Ch14、Ch25、Ch28、Ch29、Ch36、Ch46で3群.間の間に有意な差が見出された。Post-hoc解析(tukey法).の結果、Ch1、Ch29では健常対照群よりもPDD群と統合失調症群で有意に賦活が小さかった。PDD群と統合失調症群で有意な差を認めたCh14、Ch25、Ch36、Ch46の測定値を独立変数として、PDD群と統合失調症群に関して判別分析を行ったところ、68.1%のケースを判別できた。Ch14、Ch25、Ch36、Ch46は右前頭前野(BA9/BA10).であり、統合失調症では異常が認められるが、PDD群では異常が認められないことが示唆された。また、この部位の脳機能の差異を用いてPDD群と統合失調症群を判別できる可能性が示唆された。また、PDDの病態を画像のみならず多方面から検討するために、PDDの大家系サンプルを対象にエクソンシーケンスを行い、PDDの前頭葉機能異常の基盤となる遺伝子の変異についての解析を行い、"自閉症スペクトラム障害家系の全エクソン解析"として第52回日本児童青年期精神医学会にて報告した。
フランス絶対王政期の国王裁判と警察：マレショーセによる治安維持活動と民衆

17・18世紀の法令類と『マレショーセの職務に関する訓令』(全5巻。以下、『訓令』と略記)によってマレショーセの裁判所部門と警察部門の活動を制度的に把握した上で、マレショーセの裁判文書の分析によってその実態を解明する。マレショーセとその他の国王裁判所及び領主裁判所との間に発生した裁判管轄争いとマレショーセに対する民衆の対応については、裁判文書を丹念に読み込む中から事例を一つ一つ拾い上げて分析する。
新規D-アミノ酸含有ペプチド合成酵素の創製

特異な生理活性を持つD-アミノ酸含有ペプチド(D-ペプチド)の効率的な酵素合成を目指し、D-アミド加水分解酵素を対象に、高機能D-ペプチド合成酵素の創製に試みた。スクリーニングにより高いアミノリシス活性を有するSer型D-アミド加水分解酵素が得られ、本酵素によるキチナーゼ阻害活性を有する環化ペプチドの1ポット合成に成功した。また193番目にあるAsn残基が基質認識に関わることが明らかにし、本残基を別の残基に置換することで、本酵素によるペプチド合成の幅が広がる可能性が示された。ペプチドには単体のアミノ酸には無い優れた機能を有し、中でもD-アミノ酸を含有するペプチド(D-ペプチド)の特異な生理活性も徐々に明らかとなりつつある。本研究では、その効率的なD-ペプチド合成法の確立を目指し、D-アミノペプチダーゼを対象に、高機能型D-ペプチド合成酵素を創製する。既に、単離している2種のD-アミノペプチダーゼ生産菌から、各酵素を精製し、N末端配列及び内部配列を決定した。その結果、一つは金属を活性中心に持つD-アミド加水分解酵素、もう一つは活性中心にセリン残基を持つD-アミノペプチダーゼに属することが明らかとなった。アミノ酸配列の情報を元に、各酵素遺伝子の全長をクローニングし、大腸菌による発現系の構築を行った結果、大量の組み換えタンパクの取得に成功した。そこで、様々な生化学的性質について検討した結果、金属型D-アミド加水分解酵素はアミノ酸誘導体の加水分解活性が非常に高く、ペプチド分解活性は低いことが明らかとなった。また、活性中心の金属を置換すると、ドラスティックな基質特異性の変化が見られた。しかし、本酵素は逆反応やアミノリシス反応の機能を有しておらず、ペプチド合成能を示すことはなかった(Arima, et.al. Biochimie, 91, 568-576, 2009)。一方、活性中心にセリン残基を持つD-アミノペプチダーゼは、疎水アミノ酸誘導体に対して優先的に加水分解活性を示し、アルコールを反応系に加えることで、アミノリシスによるペプチド合成活性を示した。今後は、このセリン型D-アミノペプチダーゼを対象に、様々なペプチドを対象とした合成活性を検証するとともに、基質特異性を広げるべく、タンパク質工学的手法を駆使して、酵素機能の改変を行っていく予定である。これまでに単離、同定された放線菌由来の2種類のセリン型D-アミノペプチダーゼのリコンビナント酵素(大腸菌発現系より生産)を対象に、機能の詳細な解析及び有用ジペプチド合成への可能性を検証した。その結果、両酵素ともに加水分解活性及びアミノリシス活性が認められたが、一方は非常に加水分解活性が高く、中程度のアミノリシス活性を示した。もう一方の酵素は、加水分解活性が低く、それと対称にアミノリシス活性が高いことが明らかとなり、後者の酵素がペプチド合成に適していた。そこで、この加水分解活性を決める領域を同定するため、両酵素のキメラを構築し、キメラ酵素における加水分解活性とアミノリシス活性の詳細を野生型と比較した。その結果、これらの酵素の活性中心は前半部位に存在していることは、既に明らかとされていたが、加水分解活性の強さを決める領域は酵素構造上の後半に位置することが明らかとなった(伊藤ら・日本農芸化学会大会2010.3.28(東京))。また、有用ジペプチド合成への可能性を検証した結果、両酵素ともにD-ProをN末に持つジペプチドの合成能に長けており、L-Argと組み合わせることで、キチナーゼ阻害剤であるシクロ(D-Pro-L-Arg)の高収率な1ポット合成に成功した(有馬ら・日本農芸化学会大会2010.3.28(東京)、特許出願:特願2010-015713)。今後は、このセリン型D-アミノペプチダーゼを対象に、更にアミノリシス活性をあげるべく、タンパク質工学的手法を駆使して、酵素機能の改変を行っていく予定である。本研究では、効率的なD-ペプチド合成法の確立を目指し、放線菌由来のD-アミノペプチダーゼを対象に、高機能型D-ペプチド合成酵素を創製する。2種の放線菌由来D-アミノペプチダーゼは、ともに加水分解活性及びアミノリシス活性が認められたが、一方は非常に加水分解活性が高く、中程度のアミノリシス活性を示した。もう一方の酵素は、加水分解活性が低く、それと対称にアミノリシス活性が高いことが明らかとなり、後者の酵素がペプチド合成に適する。

前年度の研究により加水分解活性の強さを決める領域は酵素構造上の後半に位置することが明らかとなったため、どの残基が加水分解活性に大きく関わるかを検証するために部位特異的変異により解析した。その結果、は酵素構造上の後半に位置する2つの残基が、加水分解活性に大きく関わっていることが明らかとなった(有馬ら・日本生物工学会大会2010.10.27(宮崎))。一方で、立体構造が既知である同種酵素の構造を参考に、放線菌由来D-アミノペプチダーゼの活性中心Ser残基から、58A内にある残基を4つピックアップした。これらの残基について部位特異的変異による機能解析を行ったところ、193番目にあるAsn残基が、基質認識に関わることを明らかにした。本酵素によるペプチド合成は、D-アミノペプチダーゼのアミノリシス反応の触媒能を利用するものであるが、Asn残基をAspに置換することにより、アミノリシス反応によって得られる生成物(ジペプチド)のN側のアミノ酸の認識が大きく変わった。これにより、本酵素によるペプチド合成の幅を広げる結果となった。
収縮環形成におけるアクチンのダイナミクスの制御機構

生物の増殖や個体発生に必須な細胞質分裂の分子機構を解明する目的で、収縮環の形成機構について細胞生物学的見地から解析した。特に、収縮環を構成するアクチン繊維のダイナミックな重合と脱重合の制御機構に注目するため、ADF/cofilin様のアクチン脱重合・切断タンパク質の機能とその関連因子について研究を行った。前年度までに、分裂酵母の収縮環の形成には、ADF/cofilinのホモログであるAdf1の機能が必須であることが分かっていた。今年度は、Adf1によるアクチンの脱重合と切断が、どのように収縮環形成に関わるか検討した。その結果、アクチンの脱重合は、分裂期初期に間期のアクチン構造体を脱会合し、分裂面にアクチンを供給するのに必要であることが分かった。さらに、この過程において、Adf1は他のアクチン調節タンパク質であるプロフィリンやキャッピングタンパク質と共同して働くことを明らかにした。一方、ADF/cofilinの切断活性を亢進するタンパク質を同定し、その機能を解析した。この遺伝子は単独で破壊した場合、細胞質分裂は正常に進行した。しかし、Adf1の活性を部分的に低下させた状態では、細胞増殖が著しく抑制された。一方、プロフィリンの活性低下においては、このような合成的な影響は認められなかった。興味深いことに、収縮環の主要なモータータンパク質であるII型ミオシンの活性低下と合成的な増殖阻害効果がみつかった。しかも、この細胞では、分裂面にアクチン繊維が重合するのだが、しっかりした環状の収縮環が形成されない。つまり、Adf1によるアクチン繊維の切断は、ミオシンによる収縮環のパッキング効率を高めることが示唆された。くれらの成果については、現在、論文を投稿中である。生物の増殖や個体発生において不可欠な細胞質分裂の分子機構を解明するためには、収縮環の形成機構や性質をin vivoで調べる必要がある。特に近年、収縮環を構成するアクチン繊維はダイナミックな重合と脱重合の制御を受けていることが明らかになりつつある。そこで、収縮環におけるアクチンのダイナミクスを調べるために、アクチン調節タンパク質や細胞骨格制御シグナル伝達経路の解析を行った。以前の解析から、収縮環のアクチン繊維を脱重合するのはAdf1の働きによることが分かっていた。Adf1は、アクチン繊維の端からモノマーを隔離する活性と繊維を切断活性を持つことがin vitroの性質として同定されていた。そこで、収縮環の動態に各々の活性がどのような役割を果たしているか、変異遺伝子を作製し、検討を行った。その結果、ある一定以上の脱重合活性が収締環の維持に必要なことと、切断活性は収縮環の環状構造の形成に重要であることが明らかになった。さらに、前者の機能とは、他のアクチン調節タンパク質であるプロフィリンやキャッピングタンパク質が関連して働いていることが分かった。また3次元タイムラプス観察の結果、アクチンの重合と脱重合のサイクルがある程度まで減少しても、収縮環の構造や収縮速度には影響を及ぼさないことが分かった。今後は、Adf1を中心にして、さらにアクチンのダイナミクスに影響を与える因子の機能解明を進める。一方、アクチン細胞骨格を制御するシグナル伝達因子の一つであるRho4の機能解析も行った。その結果、Rho4は収縮環形成には直接に関与しないが、細胞質分裂後の娘細胞の分離に関与することが明らかになった(Nakano et al., 2003)。細胞質分裂の一連の過程において、複数のアクチンを制御するシグナル経路があることが考えられた。
咬合異常が脳に及ぼすストレスのリアルタイムモニタリング

酸化ストレス可視化マウスに咬合異常を付与したところ、脳の酸化ストレスレベルが上昇した。また、両側臼歯での咬合異常は、左側のみの咬合異常よりも、影響が強かった。次に、酸化ストレスを緩和する目的で水素水を摂取させた。水素水摂取により、酸化ストレス防御遺伝子の発現量は変化しなかった。発光量で測定した酸化ストレスレベルは、摂取群では1週後に減少する傾向が認めらた。しかし、4週目には差が認められなかった。以上のことから、水素水による抗酸化作用は一過性である可能性が示唆された。初年度は、酸化ストレス可視化マウス(Tg型OKD-Lucマウス)において咬合異常モデルを確立すること、咬合異常によって生じた酸化ストレスを可視化するための最適な条件を確立することを目標とした。8週齢の酸化ストレス可視化マウスを用いて、咬合異常群と対照群に分けた。さらに咬合異常群を両側の上顎臼歯の咬頭を削合する群、左側の上顎臼歯の咬頭を削合する群に分けた。削合直後及び、4週後、8週後にルシフェラーゼ活性を応用して、ルミノメーターでマウスの酸化ストレス部分を可視化、各種組織における経時的変化を検討した。また既存の方法における酸化ストレス評価と比較するため、実験期間終了後にマウスを屠殺し、各種サンプルを採取した。採取された脳において、咬合異常群では対照群と比較し酸化ストレスの指標であるNrf2の遺伝子発現が高い値を示した。さらに両側臼歯を削合した群では、左側のみを削合した群と比較し、高い値を示した。咬合異常の程度に応じて、脳の酸化ストレスが上昇している可能性がある。ルシフェラーゼ活性による単位面積当たりの頭部の発光を比較したところ、咬合異常群では4週目に高い値を示した。これは、対照群と比較し、高い傾向が見られた。発光の結果からも、咬合異常による脳の酸化ストレスの上昇が示唆された。酸化ストレス可視化マウス(Tg型OKD-Lucマウス)において咬合異常モデルを作製し、咬合異常によって生じた酸化ストレスを測定するための最適条件を確立すいることを目標とした。さらに、咬合異常群を両側の上顎臼歯の咬頭を削合する群と左側の上顎臼歯のみ削合する群とに分けた。その後、ルシフェラーゼ活性を応用して、ルミノメーターでマウスの酸化ストレス部分(口腔あるいは脳)を可視化ができるか検討した。さらに、各臓器の変化も検討した。脳のサンプルでは、対照群と比較して、咬合異常群では酸化ストレスの指標であるNrf2の遺伝子発現が増加した。さらに両側の上顎臼歯の咬頭を削合する群は、左側の上顎臼歯の咬頭を削合する群と比較しても高い値を示した。しかし、脳や口腔内局所の可視化は困難で、その測定条件(色素量、タイミング、測定条件)を変化させて実験したが、再現性のある結果は得られていない。今後も、引き続き検討が必要である。当初、咬合異常モデルマウスを作製するには、抜歯による咬合異常を想定していた。しかし、マウスの場合、抜歯をすることが技術的に不可能であった。そのため、咬合異常の惹起方法としては、咬頭削合のモデルとした。したがって、本実験における咬合異常は、方針を変えて、片側上顎臼歯あるいは両側上顎臼歯の咬頭削合モデルとなった。平成26、27年度は、削合によって生じる酸化ストレス状態をルシフェラーゼ活性を応用してルミノメーターで可視化することを試みた。しかし、再現性のある実験条件を得るには至らなかった。本研究は、酸化ストレス可視化マウス(Tg型OKD-Lucマウス)において咬合異常モデルを作成し、咬合異常によって生じた酸化ストレスの詳細と、それをコントロールする方策を探る研究である。初年度は、8週齢の酸化ストレス可視化マウスを用いて、咬合異常群と対照群に分けた。その結果、対照群と比較して、咬合異常群では酸化ストレスの指標であるNrf2の遺伝子発現が増加した。しかし、脳や口腔内局所の可視化は困難で、その測定条件(色素量、タイミング、測定条件)を変化させて実験したが、再現性のある結果は得られかった。そこで、前年度は、測定条件を様々に変化させ、より敏感な測定方法を得るべく改良を重ねた。最終年度は、前年度で得られた測定条件で実験を行った。8週齢の酸化ストレス可視化マウスを用いて、咬合異常群と咬合異常+水素水群に分けた。咬合異常+水素水群には、ベースライン時に咬合異常を惹起するとともに、水素水(3ppm、自由飲水、水素水サーバー:SEEMS Bionics Inc.)を同時に飲水させた。削合直後及び、1,2、4週後のルシフェラーゼ活性(酸化ストレス状態の指標)をルミノメーターで測定した。4週後、マウスを屠殺して脳組織を採取した。トリゾールを用いて、mRNAを抽出後、リアルタイムPCRで、HO-1遺伝子(Nrf2の下流に位置する酸化ストレス防御遺伝子)の発現を比較検討した。その結果、採取された脳において、咬合異常群と咬合異常+水素水群ではHO-1の発現量に大きな違いが認められなかった。

ルシフェラーゼ活性による単位面積当たりの発光を比較したところ、咬合異常+水素水群では1週後に減少する傾向が認めらた。しかし、4週目には咬合異常群と咬合異常+水素水群では大きな違いが認められなかった。以上のことから、水素水による抗酸化作用は一過性である可能性が示唆された。酸化ストレス可視化マウスに咬合異常を付与したところ、脳の酸化ストレスレベルが上昇した。また、両側臼歯での咬合異常は、左側のみの咬合異常よりも、影響が強かった。次に、酸化ストレスを緩和する目的で水素水を摂取させた。水素水摂取により、酸化ストレス防御遺伝子の発現量は変化しなかった。発光量で測定した酸化ストレスレベルは、摂取群では1週後に減少する傾向が認めらた。しかし、4週目には差が認められなかった。咬合異常を実験的に作製し、脳における酸化ストレス可視化を確認できた。また咬合異常の程度に応じて、可視化の程度も変化した。同マウスを用いて研究している別グループの勉強会に参加し、可視化マウスの開発者に意見を求め、測定条件の参考となる意見を集約した。その意見を参考に、発光の撮影条件を変更したところ、以前より安定して発光を計測できる可能性が確認された。平成28年度は、さらに実験条件を絞り込むと同時に、マウスの例数を増やす予定である。また、Nrf2以外の指標(ヘキサノイルリジン、8-OHdGなどの酸化ストレス指標、PAOなどの抗酸化指標)も測定し、詳細なメカニズムを検討する予定である28年度が最終年度であるため、記入しない。予防歯科学口腔内局所における酸化ストレスの可視化について、蛍光色素の量・タイミング、微弱発光測定装置の測定条件を様々に変化させてみたが、満足できる結果は得られていない。今後も感度のよい方法を確立する。脳付近の可視化については、可視化の可能性を確認した。なお、当初マウス口腔内で臼歯の喪失パターンをいくつか想定した。しかし、実験の手技上、「抜歯」が非常に困難であることから、「咬頭削合」による咬合異状モデルで実験を進めることとする。平成27年度は咬頭削合歯数を2歯、あるいは3歯になるように設定する。そして、観察(飼育)期間を延長するなどして可視化を模索する。可視化の他に以下の点について検討する。血中酸化ストレス測定:尾静脈(実験終了時は心臓)から採血する。血液検査として、d-ROMテストに加えて、ヘキサノイルリジン(HEL)と8-hydroxydeoxyguanosineを、それぞれELISA法で定量する。また、抗酸化力として抗酸化能(PAO:potential anti oxidant)、OXY吸着テストを測定する。また、脳と歯周囲組織の8-OHdG、nitrotyrosine、dinitrophenylhydrazine、hexanoyl lysine、還元型グルタチオン(GSH)/酸化型グルタチオン(GSSG)比を用いる。遺伝子発現の有無はNO合成酵素(NOS:NO synthase)、Superoxide dismutase(SOD)で検討する。また、脳の老化指標としてアミロイドβ蛋白質(Aβ-40、42)、各種遺伝子発現(アミロイドβ蛋白質前駆物質、AAP切断酵素、アポトーシス関連酵素、グルココルチコイドレセプター(Gr))を測定する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
触覚認識技術に基づく人間支援ロボティクス

触覚センサを指でなぞった軌跡をDPマッチング法に基づき認識する入力方式「ハプティックジェスチャ」とその応用技術を開発した。以下の3点を実験的に実証し,直感的でありながら短時間でより多くの情報を伝達する触覚コミュニケーションが実現されることを示した。支持点の数を増やした新たなメカニズムを開発し,センシング帯域を向上任意形状でのロボットのジェスチャ認識を可能とする信号処理技術を開発バイオメトリクス認証へと拡張触覚センサを指でなぞった軌跡をDPマッチング法に基づき認識する入力方式「ハプティックジェスチャ」とその応用技術を開発した。支持点の数を増やした新たなメカニズムを開発し,センシング帯域を向上任意形状でのロボットのジェスチャ認識を可能とする信号処理技術を開発バイオメトリクス認証へと拡張ロボットは身体的に人間を支援する系であるため、人間-機械間の力学的インタラクションを陽に活用したインタフェースを構築することが望まれている。そこで本研究ではロボットの触覚センサから得られる情報に信号処理を施すことで人間の指令や意図を認識する技術を開発する。そして本技術に基づく能率的触覚コミュニケーションの実現により人間支援ロボットの操作性・親和性が向上されることを示す。本年度はまず、「ハプティックジェスチャ」という、触覚情報に基づく独自の認識技術を実装し検証するため、全身で触覚を検知できるようセンサ類を実装した試験機を構築した。そして本試験機を用いて、短時間でより多くの情報を伝達する広帯域触覚コミュニケーションの新たな方式を検証した。本方式は、ロボットに対して作用する外力を入力信号として認識し、予め記号化された複数種類の軌道との類似性をDPマッチング法により評価することで命令を判別するものである。なぞり動作から軌跡の長さ、速度、力の強さなどの情報を抽出し、ロボットの動作と対応付けることにより、多次元情報を直感的に一動作で伝えることが可能となった。また、本技術を個人認証へと応用することで、視覚的に模倣することのできない触覚情報の特性により、安全性の高い認証が実現されることを示した。人間と共存する環境において想定される実際の支援動作がどの程度能率化可能となるかの検証を現在進めている。ロボットは身体的に人間を支援する系であるため、人間-機械間の力学的インタラクションを陽に活用したインタフェースを構築することが望まれている。本研究課題を立ち上げた前年度には「ハプティックジェスチャ」という、短時間でより多くの情報を伝達する広帯域触覚コミュニケーションの新たな方式を開発した。今年度はハプティックジェスチャの応用技術を複数開発し、その効果を実験的に検証した。まず、ハプティックジェスチャの理論をバイオメトリクス認証へと拡張した。ジェスチャ動作に基づく認証は直感的なため記憶しやすく、高い認証率が得られることが確認された。触覚情報が不可視であるが故に他のバイオメトリクス技術と異なり第三者による記録が極めて困難であり、なりすましのリスクが低いことが示された。また、前年度までの手法では外殻部の剛性が低い際に生じる振動がノイズの原因となり、ハプティックジェスチャの認識率を劣化させる要因となっていたが、支持点の数を増やした新たなメカニズムを開発し、この課題を解決した。この成果によりハプティックジェスチャに基づく作業支援の能率が向上するという結果が得られた。そして、外殻形状が凸包に限定されるという課題を克服する信号処理技術を開発し、任意形状でのロボットのジェスチャ認識が可能となった。以上の成果により、触覚に基づく認識技術でロボットの人間支援の能率が向上することが示された。また、個人認証への応用により、人間支援の能率を損なうことなくロボット利用の安全性が向上されることが確認された
履歴減衰型制震ブレースを用いた既存RC構造物の耐震補強に関する研究

本研究は,座屈拘束型の履歴減衰型制振ブレース(以下,制振ブレース)が,定着板及びグラウトを介してPC銅棒でRC架構の外周に圧著される制振補強構法を対象とし,その設計法の確立を目的とした。本論では制振ブレースを取付けた崩壊型の異なる3体の1/2スケールに縮小した門型RC架構の静的繰り返し載荷実験を行っている。崩壊型の違いが制振ブレースの制振効果へ与える影響を明らかにする為に,架構の損傷過程を把握し,エネルギー吸収に着目して耐震性能の評価を行った。本実験により下記の知見を得た。1)各崩壊型架構に関して・梁曲げ降伏型機構は,好ましい崩壊形の一つであるが,本論で対象としたRC躯体の外周部に制振ブレースを偏心取付けを行う場合,低降伏点鋼特有のひずみ硬化を起因としてRC梁端部に発生するねじれ変形が増大し,ブレースのエネルギー吸収量のみならず,エネルギーの負担割合(ブレースのエネルギー吸収量/全体のエネルギー吸収量)も低下し,制振補強効果が低減する事を示した。しかし,制振ブレース取り外し後は高い残余耐震性能が示された。・柱曲げ降伏型機構は,ねじれによるRC梁端部の損傷が小さく,非常に有効な制振補強効果が得られ,本構法における制振補強に適していると言える。・柱せん断破壊型架構は,梁主筋が有効に働きねじれが抑えられ,制振補強効果は高かった。しかし,せん断破壊特有の残余耐震性能の低下が見られた。2)PC鋼棒の軸力は制振ブレースの偏心取付けにより梁端部のねじれの影蜜を受け軸力が抜けたが,定着板の回転量は微少であることから,制振ブレース取付部の性能は十分確保できていると言える。しかし,ひずみ硬化により耐力が上昇する制振ブレースにより補強を行う場合はブレースにより梁端部に生じる力及びねじれ変形を十分に考慮することが必要である。制振補強部材を簡易に外付け補強する際に,梁端部に制振ブレースを取り付ける構法の確立のために,まず取付部の破壊モードを検討する実験を行った。試験体はねじれ破壊を想定した2体,グラウトの破壊を想定した3体,PC圧着ではなく後施工アンカーにより取り付けた1体の計6体を作成し加力実験を行った。その結果の破壊モードとして以下の大きく2種類が確認された。(1)PC梁端部のねじれ破壊(2)取付定着台底面のグラウトのせん断破壊(1)に関して,ブレースの荷重の分力によりねじれモーメントのみでなく梁端部の軸力が生じることが,端部ねじれ破壊性状に大きな影響を与えていることが確認された。また梁端部の鉄筋に貼付した歪みゲージによる計測データから梁の軸方向力の影響で面外曲げモーメントが生じていることが分かり,設計時に考慮すべきであることが分かった。(2)に関しては,定着台裏面にコッターを取り付けて圧着時の摩擦係数を上昇させた。破壊過程はまず初めに定着台の浮き上がりが生じ,さらに荷重を増加していくにしたがい,正載荷時はねじれによるRC躯体のひび割れが進行した。負載荷時はグラウトと定着台の境界部でのすべりによるグラウトのひび割れが生じ,最終的にはグラウトと定着板との間のせん断破壊またはグラウトの圧壊によって最大荷重に達した。

また定着台裏面のコッター形状が正方のものと台形のものでグラウトの破壊性状に違いが見られ,台形状のものは比較的靭性に富んでいることが分かり,このような構法のために有効なコッター形状を提案した。以上のことから,RC梁端部にPC鋼棒圧着により制振ブレースを取り付ける構法の基礎的資料を得ることができたため,この知見を下にRCフレームに取り付けることが可能となった.本研究は,座屈拘束型の履歴減衰型制振ブレース(以下,制振ブレース)が,定着板及びグラウトを介してPC鋼棒でRC架構の外周に圧着される制振補強構法を対象とし,その設計法の確立を目的とした。本論では制振ブレースを取付けた崩壊型の異なる3体の1/2スケールに縮小した門型RC架構の静的繰り返し載荷実験を行っている。崩壊型の違いが制振ブレースの制振効果へ与える影響を明らかにする為に,架構の損傷過程を把握し,エネルギー吸収に着目して耐震性能の評価を行った。本実験により下記の知見を得た。1)各崩壊型架構に関して・梁曲げ降伏型機構は,好ましい崩壊形の一つであるが,本論で対象としたRC躯体の外周部に制振ブレースを偏心取付けを行う場合,低降伏点鋼特有のひずみ硬化を起因としてRC梁端部に発生するねじれ変形が増大し,ブレースのエネルギー吸収量のみならず,エネルギーの負担割合(ブレースのエネルギー吸収量/全体のエネルギー吸収量)も低下し,制振補強効果が低減する事を示した。しかし,制振ブレース取り外し後は高い残余耐震性能が示された。・柱曲げ降伏型機構は,ねじれによるRC梁端部の損傷が小さく,非常に有効な制振補強効果が得られ,本構法における制振補強に適していると言える。・柱せん断破壊型架構は,梁主筋が有効に働きねじれが抑えられ,制振補強効果は高かった。しかし,せん断破壊特有の残余耐震性能の低下が見られた。2)PC鋼棒の軸力は制振ブレースの偏心取付けにより梁端部のねじれの影響を受け軸力が抜けたが,定着板の回転量は微少であることから,制振ブレース取付部の性能は十分確保できていると言える。しかし,ひずみ硬化により耐力が上昇する制振ブレースにより補強を行う場合はブレースにより梁端部に生じる力及びねじれ変形を十分に考慮することが必要である。
膵癌に特異的に発現する遺伝子群の同定と血清診断への応用

本研究課題の最終目的は早期膵癌で血清中に放出される腫瘍特異的蛋白を同定することである。外科材料から腫瘍組織とその周囲にある健常膵組織から得、そのmRNAを元にしてサブトラクション法により腫瘍特異的メッセージを同定、データバンクより細胞外放出蛋白を選別し、それが実際の患者血清中で上昇し腫瘍マーカーと成りうるかを決定し目的の蛋白を得る手順をとる予定であった。しかし、膵癌組織が比較的に入手しにくいこと、腫瘍細胞が膵組織間に浸潤し純度の高い膵癌組織を集めにくいこと、材料が変性し易く良質なmRNAを得にくいことなどから、部分別のmRNA精製が困難と推定された。そこで、膵癌細胞株と正常(膵)組織間でサブトラクション法を試みることにした。そのためには第一に臨床例を最大限反映しうるヒト膵癌細胞株の選別を行う必要があるため、臨床例の検討からはじめた。外科的に摘出されフォルマリン固定、パラフィン包埋された60例の膵癌、45例のファーター乳頭癌、70例の肝細胞癌、180例の胃癌、50例の食道癌、40例の大腸癌を用い、腫瘍の性状を各種免疫組織染色で比較検討し、膵癌に最も特徴的な表現型の抽出を試みた。免疫組織染色的マーカーとして、MIB-1,E2F-1,cyclin E,cyclin A,cyclin D1,p53,pRb,p16INK4A,βcateninなどを指標とした。これらの検討から、胃腺型胃癌、肝癌、食道癌とは異なり、高分化-中分化膵癌は腸型胃癌に最も類似した性格を有するものが多いと推定された。同様にして7種類のヒト膵癌株、9種類のヒト肝癌株、7種類のヒト胃癌株の免疫組織学的検討、遺伝子解析し臨床例との比較を開始した。これまでに得られた結果ではヒト膵癌株は臨床的には概ね低分化膵癌・進行癌に相当する。これらが当初の目的であった早期膵癌として利用しうるか更なる検討が必要である。膵癌は臨床的に早期診断が難しく予後不良な疾患であり、従来用いられているCA19-9やCEAなどの糖蛋白のマーカーも早期診断には不適当である。当研究は、膵癌の早期診断のためのあらたな血清マーカーとなる蛋白質を同定しその臨床応用を目指すものである。その方法としては、膵癌組織に特異的に高発現する遺伝子群をcDNAサブトラクションの手法で同定し、それらの遺伝子産物のうち細胞外に分泌されて血清中に同定でき、微小な膵癌組織の存在の診断マーカーとなりうるものを検索するという計画である。そのためには手術標本として得られた膵癌組織とその周囲の正常組織からRNAを抽出することが必要となるが、現在のところ、これらの組織からのRNA抽出やサブトラクションされた最終産物のクローニングに必要な環境整備などの基礎的な段階に時間がかかっており、残念ながらサブトラクションによる実際の遺伝子単離までにはまだ到っていない。これから改善すべき問題点としては、RNA抽出の効率および品質の向上、良好な状態での組織サンプルの採取、PCR法を用いたサブトラクションにおける反応条件の至適化があげられており、現在鋭意検討中である。いままでのところ、まだ遺伝子を単離できる段階まではいたっていないが、その候補となる遺伝子が単離でき次第、その抗体を作製し、血清中の蛋白質を測定したい。来年度の報告では遺伝子の単離および発現の解析を報告できる予定である。
ラチス構造破壊過程の三次元形状計測と解析技術の構築

ラチス構造を金属3Dプリンタで造形した際、形状によっては残留応力の影響により、構造体内部に欠損・非接合不良が生じる。本研究では、In-Situ X線撮影による三次元形状計測技術を開発し、ラチス構造体の圧縮破壊過程における三次元的な構造変化を計算機で解析することを目指す。本研究により、造形不良がラチス構造の機械的特性に及ぼす影響の解明が可能となり、破壊過程など造形物の実性能データをフィードバックした設計手法の構築につながる。
不斉有機触媒反応を鍵反応とする生物活性化合物の全合成

近年、不斉有機触媒反応が、環境に優しく、高い立体選択性を伴って反応が進行するため大きな注目を集めている。本手法をインフルエンザ治療薬タミフルおよびリレンザの合成法に応用した。この合成はワンポット反応、ドミノ反応、マイクロフロー反応を用いており、工業化可能な手法となっている。近年、人類に取って新型インフルエンザウィルスのパンデミックが脅威となっている。これに対抗する手段としてタミフル、リレンザといったノイラミニダーゼ阻害剤を有しているが、合成原料として天然資源を用いている点、薬剤耐性ウィルスに対する新規医薬品開発が容易ではないといった問題点を抱えている。本研究では安価、安全かつ薬剤耐性ウィルスのための誘導体合成が容易なタミフルの合成を行なった。種々検討を行い、タミフルをわずか1つのフラスコを反応容器とする“ワンポット合成"を達成した。総収率も36%と極めて効率的な全合成となっている。現在、昨年に引き続き誘導体合成に続く、抗ウィルス活性について検討している。また、本合成の鍵段階として用いている不斉有機触媒反応について、その反応機構を詳細に解明し、数多くの新たな知見を得る事が出来た。これは、近年爆発的に進展を見せている有機触媒反応を理論的に理解し、新たな触媒反応の開発に大きく貢献する知見である。昨年度より引き続き行なっているリレンザ合成においては、全ての炭素骨格の導入に成功した。また、今年度より植物由来モノテルペノイドインドールアルカロイド類の生合成共通中間体として注目されているインドールアルカロイド“ガイソチザール"の全合成を開始した。本化合物を合成するにあたり、2級アミン型不斉有機触媒を用いた不斉ドミノマイケル/ヘミアミナール化反応を開発した。本反応では既存の有機触媒では十分な立体選択性が観測されなかったため、新たに触媒を設計し、反応最適化を行なった。最終的に独自に開発した触媒を用いて94%と満足のいく立体選択性で目的とする化合物を得る事が出来た。現在、効率的全合成にむけて、検討中である。近年、人類にとって新型インフルエンザウィルスのパンデミックが脅威となっている。人類はこれに対抗する手段としてタミフル、リレンザといったノイラミニダーゼ阻害剤を有しているが、合成原料として天然資源を用いている点、また、薬剤耐性ウィルスに対する新規医薬品開発が容易ではないと言った問題を抱えている。本研究ではこれら医薬品の石油原料からの安定的な合成経路の開発及び、新規医薬品候補化合物の創製を目的として検討を行った。安価、安全かつ簡便な抗インフルエンザ薬タミフルの新たな供給法の開発を目指し、近年注目されているマイクロリアクターを取り入れた人工合成法を開発した。本法では爆発性が懸念されていたアジド中間体をマイクロリアクター中で単離する事なく消費するため、飛躍的に安全面が改善された。さらに、大量の有機溶媒を必要とするカラムクロマトグラフィーによる精製を必要とせず、分液操作と再結晶のみで合成する事が可能であり、総じてプロセス合成に適した方法となっている。また、鍵反応として用いている有機触媒による不斉マイケル反応に関して、精査を行ない新たな反応機構を提案すると共に添加剤の効果などについても明らかとした。これにより、新たな基質一般性が獲得され、タミフル合成においても誘導体調製が容易となる。実際に35種の誘導体を調製し、タミフル耐性インフルエンザウィルスに対する生物活性も含めた薬理試験を依頼している。また、リレンザを効率的に人工合成及び簡便に誘導体を合成可能な合成法の確立を目指し、検討を行った。その結果、本医薬品の独自に開発した手法を駆使した不斉点構築及び効率的な基本骨格の構築に成功した。タミフルの新規合成法の開拓を行い、工業化可能な方法へと展開する事が出来た。今回の検討ではアカデミックの研究から、実際の工業生産を視野に入れ、安全性やコスト面も大きく改良された。更に、本法を用いた誘導体合成も提案した化合物をすでに合成しており、現在35種の新規医薬品候補化合物の活性試験を行っている。現在、更なる誘導体合成も検討している。また、提案したリレンザの全合成経路の確立においても、順調に進行しており、鍵となる不斉有機触媒反応及び、ドミノ反応による基本骨格構築に成功した。現在、全合成達成に向けて続く化学修飾を行なっているが、最も困難が予想された反応が成功した事により、本プロジェクトは大きく進展したと言える。有機合成か学的視点からタミフルを1つのフラスコで合成する事は、大きなインパクトを持つと考えている。従って、現在の合成法を更に改良し、ワンポットでのタミフル合成を行なう。また、タミフル誘導体ライブラリー構築を引き続き行なう。その際、インフルエンザウィルス膜上に存在するノイラミニダーゼとタミフルの結合様式を詳細に検討し、候補化合物を提案する。また、合成した誘導体は薬理活性試験を行い、新規医薬品候補化合物の創出を目指す。リレンザ合成においては、引き続き全合成達成に向けて検討を行う。また、本合成も工業化まで視野に入れた実用性の高い合成を目指す。完了した後は引き続き誘導体合成へと展開し、生物活性試験による新規医薬品候補化合物創出を行なう。
社会性適応のための行動変容機構の研究

花から巣に戻ったミツバチは訪れた花の位置(情報)を、「8の字ダンス」という特異的な行動によって巣内のミツバチに伝える。このようなミツバチの社会性の研究は生物学だけからのアプローチでは解明が難しく、工学系研究者との共同研究によって8の字ダンスに挑戦すれば、必ずや世界に先駆けてそのメカニズムを明らかにできると考え、本研究を進めてきた。われわれはミツバチの社会性適応行動を例に取り、特にその中でも他者とのコミュニケーション手段である「8の字ダンス」の基本機序をシステムとして理解を深めながら、社会性適応のための行動変容機構を明らかにすることが本研究課題の目的である。これまで生物データの取得のためにミツバチのダンス行動をビデオ撮影してきた。解析の結果、巣内ミツバチの歩行パターンと1秒あたりの最大移動距離、ダンスの発生場所の分布、ダンス情報の性質、追従バチの追従パターンなど、モデル構築に必要な多くのパラメータを取得した。そこで今年度はこれらのパラメータを利用して、ミツバチの採餌行動のマルコフモデルを構築後、シミュレーション実験を行った。その結果、われわれのモデルはミツバチの採餌行動をよく表現できていること、ダンスによる情報伝達は採餌の効率をあげていることなどがわかった。これらと平行して、ミツバチの行動は巣内外の環境に柔軟に適応して調節されるので巣内外の環境を自動で経時的に計測するためのシステムも同時に構築した。また、効率よく行動パラメータを取得するために、ベクトル量子化法を用いた、ミツバチの自動追跡システムを開発した。これらのことから得られる結果を組み合わせることで、ダンス行動によるコロニー維持の効果や情報の伝搬様式などのより深い理解につながると期待される。高度な社会を構成するには、個体間の「コミュニケーション」によって、情報を共有し、知を蓄積していくことが必要不可欠である。社会性昆虫であるミツバチは餌場を他の働きバチに伝える「8の字ダンス」と呼ばれるコミュニケーションの能力をもっている。これまでの研究の結果、8の字ダンスは餌場の方角と距離を表していることがわかっており、餌場情報を仲間に伝達することで採餌の効率をあげていると考えられている。われわれはこの8の字ダンスを社会性維持のための「情報の伝搬と共有」のモデルとしてとらえ、(1)巣内外の環境変化とミツバチのダンス行動や採餌行動を詳細に観察し、(2)その結果を盛り込んだ数理モデルを構築し、(3)それをもとにコンピュータでシミュレーションし、(4)最終的にコロニーが得る利得という視点から8の字ダンスのコロニーへの効果とコロニーの環境変化への適応性を検証することを目指している。平成20年度、われわれはミツバチの採餌行動の観察から、ダンス情報を受けるミツバチは特定のダンスバチからのみ情報を受け取るわけではないこと、ダンスを連続して追随するのは多くの場合高々2回であることを見出した。さらに、われわれの行動解析から得た行動パラメータとこれまでの研究報告をもとに個体ベースの行動モデルとそのシミュレーションプラットフォームを構築した。ダンス行動に代表されるミツバチの行動は巣内外の環境に大きく依存している。そこで、巣内外の温度、湿度、二酸化炭素濃度、巣の重量、巣内のミツバチの行動を同時に経時的に自動測定するシステムを構築した。さらに、ミツバチの行動解析を効率化するために、ビデオ記録した巣内のミツバチを自動追跡するシステムを構築し、一度に500匹以上のミツバチを同定し、追跡することを可能にした。これらを組み合わせることで、環境要因とミツバチの行動を関連づけられるようになった。
老年学の研究枠組みに基づく高齢者の健康評価法の確立

本研究の目的は、高齢者を対象とした長期縦断研究の成果を利用し、追加のデータを収集するとともに、加齢は様々な資源の低下が生じるだけでなく同時にその低下を補うプロセスが発達すると考える「喪失と補償モデル」を援用した新たな健康モデルと、評価法を確立を目指すことである。本年度は、申請者が研究代表である高齢者を対象とした長期縦断調査(SONIC研究Septuagenarians, Octogenarians, Nonagenarians Investigation with Centenarians)の継続と、既に収集されたデータを利用した新たな分析のための準備を行った。1高齢期の「健康」の概念構造の検討、290歳を対象としたデータを郵送調査で収集し、介護レベルにごとに補助器具の使用の効果について検討した結果、介護度が高いほうが、補助器具の利用の有無が幸福感に与える影響が強いことが示された。このことは、身体的健康の低下を補償するプロセスとしての外的資源利用が超高齢期にも有効であることを示唆するものであり、健康の概念の再構築に関して考慮すべき要因であることが分かった。昨年度は、既に収集されたデータの整備と、調査を並行で行った。特に本研究では、89歳以上の地域在住超高齢者の身体、精神の健康状態の実態把握と両者の乖離に関するデータを収集することができた。現在収集総数に関しては集計中であるが、予想以上に多くのデータを集めることができた。また、一部の地区では、調査不参加対象者に関して匿名で要介護度が確認できるため、より人口ベースの実態に即したデータが収集できたと考える。一方で、データの整備に関して一部遅れが生じている。本年度は、データの整備を完成させるとともに、「喪失と補償モデル」を援用した新たな健康モデルの構築と、3000名を上回る郵送調査のデータと、約700名の会場調査に参加した90歳以上の高齢者のデータを利用しをモデル検証を進める。助成金の入金が年度途中だったために予定していた通りに執行できなかった。また、人件費に関して、予定していた人材を雇用することができなかった。台風の影響および自治体との交渉に時間がかかったため、調査の実施予定が遅れたため、データ入力等の委託が次年度に繰り越しになった。
深層水循環の磁気学的研究

過去の深層水の変動を求めるため,深層水の沈み込む海域である北大西洋の海底堆積物試料の磁気異方性の測定を昨年度(平成12年度)に継続して行った.昨年度の予察的な磁化率異方性の測定によって,従来のサイズの数分の1である1ccの立方形試料を使っての測定が可能であることを確かめ,深層流による磁性鉱物の配列を示すと考えられる磁気ファブリックを見いだすことができた.しかし,流れによる配列は限られた粒径・形状を持つ粒子に顕著に現れるため,粒径・形状によって分別することができる部分的非履歴性残留磁化異方性がよりシャープなシグナルを与えることができる.非履歴性残留磁化を与えるためのコイルを設計し,特定の交流磁場の範囲で自動的に直流磁場をオンにすることができる回路を組み,高い精度で異方性を与えることができるアダプターをデザインした.非履歴性残留磁化異方性は,低保磁力の範囲で堆積物の圧密に伴うと考えられる扁平なファブリックを示し,高保磁力の範囲で深層流を反映している直線性のファブリックを示す.一方,深層水の太平洋への流入経路にあたるニュージーランド沖の堆積物中の磁性鉱物の種類・量・粒径を調べるため,交番磁場勾配磁力計によって磁気ヒステリシスの測定を行った.磁性鉱物の含有量は極めて少なく,高感度の交番磁場勾配磁力計によっても測定は困難を極めたが,測定方法の改良によりノイズを抑えることができた.磁性鉱物の含有量は氷期・間氷期サイクルに応じて明瞭に変化し,基本的に氷期に低く間氷期に高くなる.しかし,氷期には含有量の鋭いピークも見られ,これらのピークはニュージーランドからの氷山の流出を示しているものと考えられる.磁気的性質からみた北大西洋の深層水沈み込みの数千年周期の変動,それに伴う流速を変化を示す磁気ファブリックの変化,さらにニュージーランド沖での深層水の太平洋への流入についての論文を執筆中である.過去の深層水の変動を求めるため,北大西洋の海底堆積物から磁気異方性測定のための試料を採取した.堆積物をより少量の試料で高密度にサンプリングするため,今回初めて1cm立方の試料容器を使い,この試料容器で測定するためのアダプターをデザインした.7月に,ドイツ・ブレーメン大学の国際掘削計画の試料保管所に赴き,この試料容器を用いて北大西洋の3地点から過去約15万年をカバーする層準を約10cm間隔でサンプリングを行った.採取した1cm立方の試料を作成したアダプターを用いて,試料が乾燥しない間に磁化率異方性の測定を行った.従来は7ccの試料を用いていたが,この1ccの試料でも十分に測定できることを確かめた.異方性は単に堆積物の圧密に伴う磁気ファブリックの扁平化だけでなく,一部の層準でははっきりとした直線性のファブリックを示す.これらは,深層水による磁性鉱物の配列を示していると考えられる.堆積物中の磁性鉱物の種類を調べるため,超伝導磁化率計にマグネットリセットと呼ばれる磁化率計内の残留磁場を下げる付属装置をインストールした.以前に他の装置で測定した試料を用いて,マグネットリセットが十分に残留磁場を下げ,残留磁化が測定可能であることを確かめた.採取した試料の低温での残留磁化の測定から,酸化されていないマグネタイトが主たる磁性鉱物であると同時に,ごく一部の層に部分的に酸化されたマグネタイトが存在することがわかった.一方,磁気ヒステリシスの測定から,酸化されていないマグネタイトと酸化されたマグネタイトがDayプロット上で異なるトレンドを形成することを初めて見いだした.さらに,磁気ヒステリシスが,氷期・間氷期サイクルだけでなくより短い周期に対しても対応していることが明らかとなった.低温磁気・磁気ヒステリシスデータをもとにした過去の北大西洋での深層水の変動について論文を作成中である.過去の深層水の変動を求めるため,深層水の沈み込む海域である北大西洋の海底堆積物試料の磁気異方性の測定を昨年度(平成12年度)に継続して行った.昨年度の予察的な磁化率異方性の測定によって,従来のサイズの数分の1である1ccの立方形試料を使っての測定が可能であることを確かめ,深層流による磁性鉱物の配列を示すと考えられる磁気ファブリックを見いだすことができた.しかし,流れによる配列は限られた粒径・形状を持つ粒子に顕著に現れるため,粒径・形状によって分別することができる部分的非履歴性残留磁化異方性がよりシャープなシグナルを与えることができる.非履歴性残留磁化を与えるためのコイルを設計し,特定の交流磁場の範囲で自動的に直流磁場をオンにすることができる回路を組み,高い精度で異方性を与えることができるアダプターをデザインした.非履歴性残留磁化異方性は,低保磁力の範囲で堆積物の圧密に伴うと考えられる扁平なファブリックを示し,高保磁力の範囲で深層流を反映している直線性のファブリックを示す.一方,深層水の太平洋への流入経路にあたるニュージーランド沖の堆積物中の磁性鉱物の種類・量・粒径を調べるため,交番磁場勾配磁力計によって磁気ヒステリシスの測定を行った.磁性鉱物の含有量は極めて少なく,高感度の交番磁場勾配磁力計によっても測定は困難を極めたが,測定方法の改良によりノイズを抑えることができた.

磁性鉱物の含有量は氷期・間氷期サイクルに応じて明瞭に変化し,基本的に氷期に低く間氷期に高くなる.しかし,氷期には含有量の鋭いピークも見られ,これらのピークはニュージーランドからの氷山の流出を示しているものと考えられる.磁気的性質からみた北大西洋の深層水沈み込みの数千年周期の変動,それに伴う流速を変化を示す磁気ファブリックの変化,さらにニュージーランド沖での深層水の太平洋への流入についての論文を執筆中である.