hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フレキシブルデバイス向け高信頼性Cu粒子含有導電性接着剤の開発

1. Cu粒子含有ポリウレタン系導電性接着剤の特性に関する検討基礎検討として、市販品の球形のCu粒子を導電フィラーとして使用し、ポリウレタン樹脂と混合した導電性接着剤を試作し、添加した溶剤やアミン硬化剤、シランカップリング剤が導電性接着剤の導電性に与える影響について評価した。何も添加しない場合、すなわちポリウレタン樹脂にCu粒子だけを混ぜた場合には、接着剤に導電性は得られなかった。その一方で、適切な溶剤、アミン硬化剤、シランカップリング剤を添加した場合のみ10^<-3>Ω・cmオーダーの電気抵抗率を得ることができ、実用可能な導電性を確保できることがわかった。またこの導電性接着剤の接合強度を評価するためにCuディスクを用いたせん断試験をおこなった。その結果、13MPa程度のせん断強度を得ることができ、一般的なエポキシベースの樹脂を用いた場合が、15MPa程度であることから、ほぼ同等の接合強度が得られることが分かった2特異な形状を有するCuフィラーに関する検討導電性などの特性向上を目的として自らCuフィラーの合成を試みた。その結果、粒子自体はマイクロサイズであるが表面にナノサイズのポーラス構造を有した構造の粒子を合成することに成功した。またアスペクト比の大きい扁平状のマイクロサイズ粒子とロッド状の粒子が混ざった混合粒子も合成することができた。のように自ら合成したCu粒子を用いた導電性接着剤について、特に導電性についても評価した結果、特に粒子表面に形成されたポーラス構造の寄与により、球形のマイクロサイズCu粒子を用いるよりもかなり低い金属含有量で、電気抵抗の低下が始まるパーコレーション現象がみられ、ポーラス粒子を用いることで少ない金属含有量で実用可能な電気抵抗率が得られることなどを明らかにした。当初の目標としていた「導電フィラーに安価なCuを利用し、樹脂には抗張力や耐摩耗性に優れたウレタン樹脂などを適用したフレキシブル性に優れた導電性接着剤の研究開発」を実施することができ、一定の成果が得られたため。今回の研究では、基礎的な研究が中心であったため、実際のデバイスへの適用し、評価を行うまでには至らなかった。今後は、実際のデバイスなどを用いた評価を実施していきたい。低温で接合できる微細接合技術として、導電フィラーと樹脂の複合材料である導電性接着剤が注目されており、汎用性に優れ信頼性の高い導電性接着剤が求められている。さらに近年、太陽電池や液晶パネルなどの製造にも安心して使用できる柔軟性と信頼性を備えた接合材料が求められていることから、本研究では、導電フィラーには安価なCuを利用し、樹脂には抗張力や耐摩耗性に優れたウレタン樹脂などを適用したフレキシブル性に優れた導電性接着剤の開発をおこなう。本年度は、基礎検討として、市販品のCu粒子を導電フィラーとして使用し、ポリウレタン樹脂と混合した導電性接着剤を試作し、添加した溶剤やアミン硬化剤、シランカップリング剤が導電性接着剤の導電性に与える影響について評価した。またそれぞれについて複数種類用意し、適切な種類の選定もおこなった。その結果、何も添加しない場合、すなわちポリウレタン樹脂にCu粒子だけを混ぜた場合には、接着剤に導電性は得られなかった。その結果、13MPa程度のせん断強度を得ることができ、一般的なエポキシベースの樹脂を用いた場合が、15MPa程度であることから、ほぼ同等の接合強度が得られることが分かった柔軟性と信頼性を備えた接合材料が求められていることから、フレキシブル性に優れた導電性接着剤の開発を目指しており、また導電フィラーには耐マイグレーション性とコストの観点からCuを利用することを目指した取り組みをおこなっている。今年度も、基礎検討として市販品のCu粒子を導電フィラーとして使用し、ポリウレタン樹脂ベースのCu粒子含有導電性接着剤を試作し、硬化プロセスが接着剤の導電性や接合強度に与える影響や高温環境下での長期信頼性などについて評価した。さらに特性向上を目的として自ら合成したポーラスCu粒子を用いたフェノール樹脂系の導電性接着剤の特性についても評価した。ポーラスCu粒子は最終的には、ポリウレタン樹脂への適用を検討する予定である。ポリウレタン樹脂ベースのCu粒子含有導電性接着剤に対しては、通常の硬化後、さらにポストキュアをおこなうことで、アミン硬化剤やシランカップリング剤を添加したものより、さらに1020%導電性や接合強度を向上させることが可能であることがわかった。一方、125°Cで高温放置試験をおこなった結果、100h程度の短時間でも、導電性の大幅な低下がみられ、ポリウレタン樹脂適用の課題が明確になった。一方、自ら合成したポーラスCu粒子を用いたフェノール樹脂系の導電性接着剤については、粒子表面に形成されたポーラス構造の寄与により、通常よりも低い金属含有量で、電気抵抗の低下が始まるパーコレーション現象がみられ、ポーラス粒子を用いることで少ない金属含有量で実用可能な電気抵抗率が得られることなどを明らかにした。

何も添加しない場合、すなわちポリウレタン樹脂にCu粒子だけを混ぜた場合には、接着剤に導電性は得られなかった。その一方で、適切な溶剤、アミン硬化剤、シランカップリング剤を添加した場合のみ10^<-3>Ω・cmオーダーの電気抵抗率を得ることができ、実用可能な導電性を確保できることがわかった。またこの導電性接着剤の接合強度を評価するためにCuディスクを用いたせん断試験をおこなった。その結果、13MPa程度のせん断強度を得ることができ、一般的なエポキシベースの樹脂を用いた場合が、15MPa程度であることから、ほぼ同等の接合強度が得られることが分かった2特異な形状を有するCuフィラーに関する検討導電性などの特性向上を目的として自らCuフィラーの合成を試みた。その結果、粒子自体はマイクロサイズであるが表面にナノサイズのポーラス構造を有した構造の粒子を合成することに成功した。またアスペクト比の大きい扁平状のマイクロサイズ粒子とロッド状の粒子が混ざった混合粒子も合成することができた。のように自ら合成したCu粒子を用いた導電性接着剤について、特に導電性についても評価した結果、特に粒子表面に形成されたポーラス構造の寄与により、球形のマイクロサイズCu粒子を用いるよりもかなり低い金属含有量で、電気抵抗の低下が始まるパーコレーション現象がみられ、ポーラス粒子を用いることで少ない金属含有量で実用可能な電気抵抗率が得られることなどを明らかにした。初期の計画では、最初から新規Cuフィラーの合成を検討していたが、抗張力や耐摩耗性に優れたポリウレタン樹脂とCu粒子を用いた場合の基礎データを蓄積することを行った。ウレタン樹脂に市販のCuフィラーを適用した場合の導電性について評価することができ、ポリウレタン樹脂にCuフィラーを用いる場合の導電性接着剤の開発の基礎データを得ることができた為、本年度はおおむね順調に進展したと言える。接合強度の評価まで実施することができたのも大きな進展である。柔軟性に優れたポリウレタン樹脂を用い、金属フィラーにCu粒子を用いた導電性接着剤の初期特性については、導電性及び接合強度ともに実用的な値が得られており、この点はおおむね順調に進展していると言える。また自ら合成したナノポーラスCuについても、予想通りの結果が得られている。当初の目標としていた「導電フィラーに安価なCuを利用し、樹脂には抗張力や耐摩耗性に優れたウレタン樹脂などを適用したフレキシブル性に優れた導電性接着剤の研究開発」を実施することができ、一定の成果が得られたため。今後は、より優れた導電性と長期信頼性を備えたCuフィラー含有のポリウレタン導電性接着剤を確立することを目的として、熱的安定性と良好な電気伝導性を有する新規Cuフィラーを合成することをおこなう。特に特性向上を目的として、ポーラス構造などの特異な構造を有する粒子の合成をおこない、特異な構造が導電性接着剤の電気伝導性に与える影響などについて評価していく。ポリウレタン樹脂を用いた導電性接着剤について、高温保持により長期信頼性を評価したところ、短時間で導電性の低下が著しかった。したがって導電性の低下を抑制する方策について、樹脂への添加剤添加や金属フィラーへの表面処理などにより検討する必要がある。
ヒヤデス星団に属するA型主系列星の周囲を回る系外惑星の発見を目指した測光的探査

ヒヤデス星団のA型主系列星(厳密にはスペクトル型A0VからF6V)に付随するホットジュピター型惑星の検出に適したシステムを構築した。システムは、35mmカメラ用望遠レンズ300mmF/2.8と冷却CCDカメラ(FLI6303E、画素数2K×3K)及びRcバンドフィルターを組み合わせた視野5.3×3.5度の物から成り、露出時間60秒で5等星に対して4.2ミリ等級(0.42%)の測光精度(標準偏差)を有することを実証した。実際の観測は2011年10月8日から2012年2月20日まで、述べ約200時間の同一視野の監視を行った。取得したデータが膨大であるために全部のデータ解析は終了していないが、現在解析が終了した2011年11月中旬までの観測において、惑星のトランジットを示す信号に似た信号は何点か見出したが、これらは偽検出信号の可能性が大きいために、周期性の有無と共に今後慎重な検討を行う必要がある。また、より長い周期性に対するカバーレッジを上げるために、2013年度も引き続き監視観測を継続したい。
DNA損傷を簡易に検出する新規蛍光プローブの合成と環境および生体試料への応用

遺伝毒性物質を簡便に検出する目的で、蛍光物質であるBODIPY誘導体をデオキシグアノシンに隣接させた化合物の合成を行い、その評価を行った。熱的に安定なプローブとしてアシクロビルーBODIPY-FL修飾体、さらに8-oxo-dGの生成を検出する目的で、B-F結合をB-OMe結合へ置換したBODIPY誘導体を合成した。これらプローブの活性酸素に対する蛍光強度の増減について検討を行った。その結果、いずれのプローブも目標とする性質を有していることが明らかとなった。環境化学物質のDNA損傷活性を検出するプローブを作成する目的で,デオキシグアノシンの5'位にBODIPYを結合した化合物(BODIPY-dG)を合成し,その活性検出方法の検討を行った。このプローブはメタンスルホン酸や,エピクロロヒドリンなどのDNAアルキル化剤に対して活性を示すことが明らかとなった。これらのアルキル化剤がない場合は蛍光が減弱されているが,アルキル化剤が共存することにより強い蛍光を示すことがわかった。しかしながら,この蛍光プローブは酸に対して不安定であり,酸との共存で時間経過とともに分解し蛍光回復することがわかった。そのため,酸に対してもある程度の強度を示すプローブの合成を行うこととした。これにはグアニン塩基の9位にメトキシエタノール基を結合したアシクロビルを用い,そのエタノール残基に蛍光物質であるBODIPY-FLを結合させたものを用いることとした。目的とする化合物はその溶解性の低さから,デオキシグアノシンの場合に行った環外アミノ基のフェノキシアセチル保護ではカップリング反応が進行しなかった。そのため,アシクロビルの水酸基を一度シリル保護をした後,N2位のアミノ基をトリチル保護を行い,さらに脱シリル化を行った後,BODIPY-FLを結合させ,更に脱トリチル化反応により,目的物を得ることができた。得られた化合物は,先のアルキル化剤に対してもBODIPY-dGと同様の活性を示すことが明らかとなった。得られた化合物について蛍光検出の速度論的な解析を行うとともに,アルキル化剤の検出試薬として知られているニトロベンジルピリジンとの比較についても今後行う予定である酸化損傷を検出するBODIPY-グアニン誘導体を合成する目的で,新規のBODPIY誘導体について合成の検討を行った。新規構造のBODIPYはBODIPY骨格の4位にフェニル酢酸基を有し,また通常のBF2結合の一つを置換させMeO基を導入したものである。この化合物の合成に当たり,ホルミルフェニル酢酸メチルの合成からスタートした。既存の方法ではいずれもが低収率を与えたが,ナフチルフォスフィンをリガンドとする鈴木カップリングを用いる方法を繰り返すことで,目的物を必要量得ることが出来た。得られた化合物はethyl-dimethylpyrrolと酸触媒および三弗化ホウ素で処理し目的とするBODIPY誘導体の前駆体の合成を行った。得られた前駆体をメトキサイドで処理することにより得られた化合物をさらにアルカリで処理することで,目的BODIPY化合物を得ることが出来た。一般にBODIPY骨格におけるB-N結合は,アルカリで加水分解されやすく,低収率を与えることが多いが,今回は水酸化リチウムで穏やかに過熱することにより,エステルのみを加水分解させることが可能であった。得られた化合物はさらにデオキシグアノシン(dG)の誘導体と結合させ,その蛍光特性について検討を行うとともに,酸化損傷を受けたdGとの結合についても検討を行う。酸化的損傷を検出する蛍光プローブを合成する目的で、8-carboxymethylphenyl-4-methoxy-4-fluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene (methoxy-BODIPY誘導体)の大量合成を行った。昨年度に確立した方法を用い、必要量のmethoxy-BODIPY誘導体を得ることができた。この化合物は、デオキシグアノシンと結合させるため、デオキシグアノシンのデオキシリボース(dG)部の5'位の水酸基のみを無保護の状態にした、dG誘導体を合成した。その後、DCC、ピリジンで反応させ、脱保護を行うことにより、methoxy-BODIPY誘導体とdGが隣接した目的の化合物(methoxy-BODIPY-dG)を合成することができた。得られた化合物は中程度の蛍光性を示した。このmethoxy-BODIPY-dGは酸化的損傷を誘引するフェントン試薬の処理により、蛍光が減弱することが確認された。他の種類のBODIPYでは通常、dGに隣接するだけで蛍光が減弱することを明らかにしている。以前に合成したBODIP-FLとdGの隣接体BODIPY-dGでは、同様のフェントン試薬の処理で蛍光の強度の上昇、dG部位をアシクロビルに置換した場合では蛍光の変化はないことも同様に確認した。そのため、用いる蛍光試薬によって、損傷のメカニズムを区別して測定できる可能性があることが示された遺伝毒性物質を簡便に検出する目的で、蛍光物質であるBODIPY誘導体をデオキシグアノシンに隣接させた化合物の合成を行い、その評価を行った。

昨年度までに,酸に対しても剛直な構造を有するDNA損傷検出蛍光プローブを合成することができ,また本年度に置いては,さらに新規のBODIPY誘導体を合成することが出来た。後者の化合物は,グアニン誘導体と結合させることにより,新規DNA酸化損傷蛍光プローブとすることができる。このように,目的の化合物を合成することが出来たため,概ね順調に進んでいる。環境変異原得られたBODIPY誘導体については,グアニン誘導体と結合させ,その蛍光特性について詳細に検討するとともに,酸化損傷を有するグアニン誘導体とBODIPY誘導体との結合についても完遂させる。この二つの化合物を用いた,環境変異原の簡易酸化損傷検出系について提案するBODIPYーdGとともに,比較化合物であるアシクロビルのBODIPY修飾体についても合成に成功した。両者の化合物については,いずれもアルキル化剤について同程度の活性でもって蛍光検出できることが明らかとなった。このことにより,本研究の目的である,より自己分解しにくい蛍光プローブの合成を行うことが可能となった。また,DNA鎖切断を検出するプローブについても,その合成ルートの検討がすみ,現時点では,大量合成を行う準備段階ができたといって良い。そのため,現在の計画は順調に推移している。さらなるBODIPY誘導体の合成を進める。まずBODIPYの8位に結合しているフェニル基のパラ位にカルボキシエチル基を導入し,それをアシクロビルの水酸基に導入した化合物の合成を行う。BODIPY骨格の合成は既報に従う。この時,原料のアルデヒド誘導体の合成が律速段階となるが,これも既報に従い合成を行う。得られたBODIPY誘導体について,グアニン誘導体とのカップリング反応を進めるが,これは昨年度と同様に反応を進める。この反応は約6ヶ月程度の合成期間を必要とする。得られる化合物は新規化合物であるが,それぞれの段階では既存の合成方法があるため,特に困難な点は存在しないと考えられる。また一方でBODIPY修飾デオキシシチジンを合成し,さらにこれをアミダイト化し,オリゴ合成をおこなう。BODIPY修飾デオキシシチジンの保護基として,ベンゾイル基を選択し合成を進めていく。検討段階のスモールスケールの合成では,5位の水酸基のトリチル化が極めて困難であることがわかっているので,その解決に全力を注ぐ。本年度でアミダイトの合成に注力しそれを用いたオリゴヌクレオチドを合成する。すでに類似構造のBODIPY修飾ウリジンに関しては,オリゴ合成の方法が確立しており,本合成においてはそれを参考に行う。得られたアミダイトは次年度以降にいくつかの塩基配列を有するオリゴヌクレオチドへと合成する。
超音波による射出成形金型内の樹脂温度測定

機械工業では、金型による樹脂の射出成形加工が一般に広く用いられている。ところが、金型キャビティ内に樹脂が充填されるときの挙動が十分把握できていないため、金型の設計や射出成形時の加工条件が経験と試行錯誤により行われているのが現状である。また、金型設計のために電子計算機による樹脂流動のシミュレーションも試みられているが、計算機で得られた樹脂温度を実験的に確認出来ないため、どの様なモデルが正しいかを特定できていないのが現状である。そこで、樹脂の温度が上昇すると体積弾性率が低下し、結果として樹脂内部を伝播する音速が遅くなることを利用し、かつ金型キャビティ内に樹脂が流入すると金型表面での反射音圧が変化することを利用して金型内の樹脂状態を超音波を使って検出する方法を確立するために研究を行った結果、以下のような結果が得られた。(1)高密度ポリエチレン、ポリスチレンとも超音波の音速は、温度に大きく依存していることが明らかとなった。(2)結晶性材料である高密度ポリエチレンの場合は、凝固温度近傍の音速が結晶化の影響により大きく変化するのに対して、非昌性材料であるポリスチレンの場合には、凝固による影響が小さく凝固点近傍の温度と音速はほぼ一次の関係にある。( 3)射出成形機における高密度ポリエチレンの実験では、樹脂内部での固相、液相の影響インピーダンスの違いによって、固・液界面からの反射波形を確認することができ、これを利用することによって温度分布を推定することができる。(4)金型とプラスチックの境界面での第2表面波の振幅の変化、すなわち、透過率の変化をみることによって流動及び充填状況と金型とプラスチックの密着状態を検出することができる。従って、結晶性プラスチックの結晶化度を推定することができる。以上のように、超音波を使って金型内樹脂の温度や流動・充填状態、金型とプラスチックの密着状態を検出できることが明らかとなった。62年度の研究では、プラスチックの音速は温度・圧力依存性があること、結晶性プラスチックの場合には音速が結晶化度の影響を受ける可能性があること等が明かとされた。そこで本年度は前年度の研究に引き続き、超音波による射出成形金型内プラスチックの温度や充填状態等を検出する方法を確立するために、実際の射出成形機を使い実験的研究を行った。その結果以下のような事が明かとなった。(1)射出成形機における高密度ポリエチレンの実験では、樹脂内部での固相、液相の音響インピーダンスの違いによって、固、液界面からの反射波形を確認することができた。(2)結晶化度を考慮にいれた音速と温度と圧力の関係より求めた平均音速と反射波形より得られた平均音速は、ほぼ一致する。(3)前述の(1)、(2)の結果より、金型キャビティ内の高密度ポリエチレンの温度分布を推定することができる。(4)ポリスチレンのような温度分散を持つ樹脂では、上記の方法で温度及び温度分布を求めることが困難であることが明かとなった。(5)金型とプラスチックの境界面での第2表面波の振幅、すなわち透過率は、射出圧力や保圧より金型とプラスチックとの密着及び充填状態に依存しており、しかも金型の表面温度の影響を受ける可能性があることが明かとなった。従って、金型とプラスチックの境界面での第2表面波の振幅の変化、すなわち透過率の変化を見ることによって流動及び充填状況と金型とプラスチックの密着状態を検出することができる。(6)金型内のプラスチックの流動状態を可視化した結果、一般に使用されている圧力センサーよりも、超音波を使って透過率の変化を検出した方が、より速やかプラスチックの流入状態を検出することができる事が明かとなった。
一般のアーベル拡大に関する岩澤理論の新展開

研究員は、前年度から整数環の高次K群Kmの位数の挙動の研究を継続しているが、次数mが4で割り切れる非負整数の場合が未解明のまま残っている。次数mが4で割り切れない非負整数の場合の手法をそのまま使うことは出来ない。この困難の原因を解消する、もしくは回避する方法を今後も模索していく。非可換拡大に関する岩澤理論の研究として、総実代数体の非可換岩澤主予想の証明を検証した。また、その証明の中で重要な事柄の一つ、岩澤代数の代数的K群のノルム像の特徴づけについて、第22回整数論サマースクールにて解説講演し、参加者と討論し、考え方の方向性について多くの示唆を得た。岩澤代数の代数的K群のノルム像の特徴づけに用いられた整対数準同型は、Coleman理論にも現れており、楕円曲線や一般のモチーフの岩澤理論の研究においても有用な道具として使えると思われる。検証した内容は、整数論サマースクール報告集に解説記事として掲載される予定である。楕円曲線が超特異還元を持つ場合について、同変玉河数予想(ETNC)と岩澤主予想の間の関係の研究も行った。楕円曲線が通常還元を持つ場合のETNCと岩澤主予想の関係は、深谷・加藤らにより、かなり一般的な状況でETNCと岩澤主予想の関係を解明されている。深谷・加藤らの理論の思想のもとに、楕円曲線が超特異還元を持つ場合にも同様の理論を展開できるか、特に、小林の偶奇セルマー群についてその複体類似を構成し、この場合のETNCを定式化し、岩澤主予想を導けるか、などの問題が考えられる。このテーマは、まだ初期段階であり、これから継続して研究していく予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。研究員は本年度、有理数体のZ_p拡大における高次K群K_mの研究を行った。この問題に関して、m=2の場合は、研究員自身がWilesによるゼータ関数の特殊値を用いたK_2の位数公式を利用することにより、K_2の位数の挙動に関する結果を得ていた。一般のmの場合、Bloch-Kato予想に関するVoevodsky-Rost等の結果と岩澤主予想に関するWilesの結果から、K群と代数体のゼータ関数との間の関係を記述できることが知られている。研究員は、K群とゼータ関数の間のこの関係を利用し、さらにm=2の場合の手法を改良することにより、mが4を法として2と合同な場合にK群K_mの位数が非有界であり、さらにこれらのK群の位数を割るような素数が無数に存在することを証明した。この結果は学術雑誌に投稿し、受理されている。また、次数mが4を法として1または3と合同な場合のK群について、そのねじれ部分群の位数の挙動に関する結果も得られた。研究員は、有限体上一変数関数体の特別な拡大に付随する非特異射影曲線の高次K群の研究も行った。一変数関数体は代数体とよく似ていると考えられており、その類似性の研究は重要といえる。特別な拡大として具体的には、有理数体のZ_p拡大の類似として、関数体上の(1)係数Z_p拡大の場合と(2)幾何的円分Z_p拡大の場合を考察した。いずれの場合もK群の位数と曲線のゼータ関数の特殊値との関係およびWeil予想によりK群の位数を調べた。(1)については、Ji-Qinが独立に研究を行っていたが、関数体の種数が0のとき一般のmに対しK_mの位数は有界であり、関数体の種数が1以上のとき1以上のmに対しK_mの位数は非有界で、さらにこれらのK群の位数を割るような素数が無数に存在することを証明した。(2)においては、Gold-Kisilevskyによる種数の評価式を用いて、一般のmに対してK_mの位数が非有界であることを証明した。

深谷・加藤らの理論の思想のもとに、楕円曲線が超特異還元を持つ場合にも同様の理論を展開できるか、特に、小林の偶奇セルマー群についてその複体類似を構成し、この場合のETNCを定式化し、岩澤主予想を導けるか、などの問題が考えられる。このテーマは、まだ初期段階であり、これから継続して研究していく予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。上記のとおり、代数体に対する高次K群の研究で、mが4を法として1、2、3と合同な場合に進展が得られた。mが4を法として0と合同な場合には困難が残っている。また、有限体上一変数関数体に対するK群の研究においても進展が得られており、おおむね順調に進展しているといえる。前年度の研究を継続し、Coates問題及びその周辺の研究を推進する。円分体論では円単数が重要な役割を果たしているが、K群にある円分的元との関係についても深く考えていく予定である。さらに、楕円曲線や保型形式の岩澤理論への応用研究や、Greenberg予想、BSD予想やp進BSD予想等の未解決予想との関連の研究も進めていく予定である。
CRISPR/hCas9法による抗原特異的T細胞欠損マウスの作製と評価

新しいゲノム編集技術であるCRISPR/Cas9法を用いて、Traj18欠損マウス(CRISPR-Traj18-/-)の樹立に成功した。CRISPR-Traj18-/-のT細胞レパトアは正常で、抗原提示分子CD1d拘束性のインバリアント・ナチュラルキラT(iNKT)細胞特異的欠損マウスの樹立に成功した。iNKT細胞の肥満における影響を明らかにするため、高脂肪食負荷試験を行った。その結果、CRISPR-Traj18-/-マウスでは野生型マウスと比べて体重の増加、インスリン抵抗性、グルコース応答性の減弱が認められ、iNKT細胞が肥満やそれに伴うI型糖尿病の増悪に寄与していることが明らかとなった。インバリアントナチュラルキラーT(iNKT)細胞は、抗原提示分子CD1dに提示されるα-ガラクトシルセラミド(α-GalCer)を認識するT細胞亜群で、T細胞抗原受容体としてVα14Jα18を発現することが知られている。従ってJα18欠損によってiNKT細胞は消失する。これまでにVα18領域をPGK-Neoに置換して作製されたJα18欠損マウスは上流のJα61-Jα19が用いられていないことが明らかとなり、iNKT細胞のみならずT細胞クローンの大半(約60%)も欠損していることが明らかとなった。今回新しいゲノム編集技術CRISPR/Cas9を用いてJα18領域のみを欠損させたマウスの創出を試みた。Vα18領域周辺の塩基の挿入・欠失のシーケンス解析を行うとともに、本領域が存在するChr14においてオフターゲットによる変異がないことを確認した。さらに樹立したマウスについてT細胞抗原受容体領域の頻度解析をRNA-Seqによって行い、T細胞の頻度異常が認められないことも確認できた。またα-GalCer/CD1dに反応性を有する細胞が存在しないこと、またα-GalCer刺激に対して不応答性であることから、iNKT細胞が欠損していることを確認できた。これらの結果からiNKT細胞単独欠損マウスの創出に成功したと判断できる。今後の疫学的解析のために遺伝的背景をC57BL/6JおよびBALB/cに揃えた系統の樹立までを平成28年度までに終了した。今年度はiNKT細胞の肥満への影響を明らかにするため、高脂肪食を与えたマウスの体重、グルコース負荷、インスリン抵抗性などを検証していく計画である。CRISPR/Cas9法によって特定の遺伝子領域を挿入あるいは欠損させる方法はほぼ確立していると思われるが、未だに標的となるシングルガイドRNA(sgRNA)の有効性の検証は必要な状況である。今回欠損マウスを作製するにあたって、試験管内で簡便にsgRNAの効果を検証できる系を構築した。標的とするゲノム領域をスプリットEGFPに挿入し、これと同時にsgRNAとCas9を発現する遺伝子を293T細胞株にトランスフェクションすることで、フローサイトメーターあるいは蛍光顕微鏡で切断を確認することが可能とした。このsgRNAスクリーニング系はあらゆる標的に使用可能なユニバーサルな系で、今後創出予定の欠損マウスにも汎用可能である。胚操作やその後の産仔取得には時間と研究資金が掛かるため、事前のスクリーニングは必須と位置づけられる。当初の計画通り、平成28年度内に当該マウスの樹立まで終了していることから、本研究課題は概ね順調に進展していると考えている。従来のESへのgene targeting法によって樹立されたTraj18欠損マウスは、Traj18のみならずその上流のTrajの発現も認められず、T細胞レパトアが60%減っていたが、RNA-seq解析の結果、CRISPR-Traj18-/-のT細胞レパトアは正常で、抗原提示分子CD1d拘束性のインバリアント・ナチュラルキラーT(iNKT)細胞特異的欠損マウスの樹立に成功したことを明らかとした。iNKT細胞の肥満における影響を明らかにするため、高脂肪食負荷による役割を検証した。その結果、CRISPR-Traj18-/-マウスでは野生型マウスと比べて体重の増加、インスリン抵抗性、グルコース応答性の減弱が認められ、iNKT細胞が肥満やそれに伴うI型糖尿病の増悪に寄与していることを明らかとした。これまでの知見ではCd1dKOでは上述と同じ結果であるが、Traj18欠損マウスでは野生型とほぼ同等の結果が得られていたことから、CD1d拘束性でiNKT細胞ではないtype II NKT細胞が増悪に寄与していると考えられてきたが、これについて再考する必要があるという結果が得られた。本研究はScientific Report誌にアクセプトされた。

真のiNKT細胞欠損マウスの樹立に成功したことから、iNKT細胞の関与する疫学的解析を進めていく。iNKT細胞は自然免疫と獲得免疫の間に位置し、免疫系全体を調節する役割を担っていると考えられる。本研究課題においては、iNKT細胞を起点とした肥満と免疫に着目し、高脂肪食負荷を与えた状況での体重、グルコース負荷、インスリン抵抗性の遷移並びに、iNKT細胞自身及びそれに伴って変動する他の免疫系細胞のフェノタイプと機能について解析を進めていく計画である。ここまでの結果をもって論文投稿を予定している。併せて、新しく開発したsgRNA選抜法を駆使して、他の着目すべき遺伝子群や遺伝子発現制御領域、マイクロRNA発現領域についても欠損細胞や欠損マウスを樹立していく計画である。免疫学
プラズマ処理水中の活性種を定量的かつその場測定を行う為の真空紫外吸収分光法の開発

2019年度の目標は二つ「プラズマ処理による水の真空紫外吸収スペクトルを明らかにする」ことと「標準試薬を用いて化学活性種と溶存酸素による真空紫外吸収スペクトルを明らかにする」ことであった.当初の計画通り目標であったプラズマ処理水の真空紫外吸収スペクトルは178nm付近で水分子の強い紫外吸収影響が見られた.(従来測定で1は90nmまで測定を行っている.)これは透過方法の測定限界であることが考えられる.標準試薬は計画にあった高純度標準試薬は過酸化水素(H2O2),水酸化ナトリウム(NaOH),硝酸(HNO3),亜硝酸ナトリウム(NaNO2)に加えてアンモニア(NH3)をデータベールに構築することで測定を行った.これらの結果を国内外の会議で報告されている.2019年度はこれまで構築された真空紫外吸収スペクトルデータベースを基づいてプラズマ処理水又は活性水の成分分析を行う予定である.海外共同研究者であるサウスオーストラリア大学のSzili博士が2018年度末から紫外吸収分光高度計の購入を進め,独自の紫外吸収分光高度計を構築している.真空紫外ではないが,従来の190nmまでの波長範囲において本研究の結果とのクロスチェックを行うことが可能となる.これらの検証を終えった信頼性を高めた結果を国際会議で報告することと論文に掲載することで全体の研究をまとめる.平成29年度は現有の(真空)紫外吸収分光光度計(島津製作所SolidSpec-3700DUV)の大型資料室内に小型窒素パージ用のチャンバーを構築し(チャンバーの設計や取り付けを含む)、窒素パージ有無で吸光度の差を明らかにし、最適な測定条件を見出す事を目標にした。1平成29年度前期は小型窒素パージチャンバーの設計や製作を行った。設計に関しては特に現有の紫外吸収分光光度計の資料室内に取り付けが簡単に出来る事と従来使用している標準石英セルが使用出来るように設計及び製作を行った。窒素パージチャンバーの材料は化学的に安定なテフロンを母材として使用した。2平成29年度後期は製作した小型窒素パージチャンバーを用いて窒素パージ有無で吸光度の差を明らかにした。酸素による紫外吸収の影響が無い条件で標準試薬(過酸化水素、硝酸、亜硝酸など)の吸収スペクトルを複数確認した。結果、吸収ピークが特定できる波長が現実験系では測定可能な波長が175nmまでであることを明らかにした。その理由としては178nm付近から短波長側では強い水の吸収が存在する事があげられる。175nmより短波長側での計測を行う場合は水の吸収を抑える必要があり、例えば光路長を10mmより短くするような実験系の改良が考えられる。紫外吸収分光の単独の論文で報告は行ってないが、これまでの成果と平成29年度の成果をまとめ、関連結果を3件の査読有り国際共著論文で報告した。他に13件の学会での報告は行いそのうち国際会議での発表が10件、国内会議での発表が3件ある。学会発表の中には招待講演が3件含まれている。当初の計画通り窒素パージチャンバーの設計や製作、及び製作したチャンバーを用いて実験を行った。その結果を国際共著論文と国際会議などで発表を行ったためおおむね順調に進展していると評価できる。2019年度の目標は二つ「プラズマ処理による水の真空紫外吸収スペクトルを明らかにする」ことと「標準試薬を用いて化学活性種と溶存酸素による真空紫外吸収スペクトルを明らかにする」ことであった.当初の計画通り目標であったプラズマ処理水の真空紫外吸収スペクトルは178nm付近で水分子の強い紫外吸収影響が見られた.(従来測定で1は90nmまで測定を行っている.)これは透過方法の測定限界であることが考えられる.標準試薬は計画にあった高純度標準試薬は過酸化水素(H2O2),水酸化ナトリウム(NaOH),硝酸(HNO3),亜硝酸ナトリウム(NaNO2)に加えてアンモニア(NH3)をデータベールに構築することで測定を行った.これらの結果を国内外の会議で報告されている.平成30年度は高純度標準試薬を用いた化学活性種の真空紫外吸収スペクトルとプラズマ処理水による真空紫外吸収スペクトルを明らかにする予定である。データの信頼性を高めるために実験を繰返し行う予定である。結果は国際会議や論文で報告する予定である。2019年度はこれまで構築された真空紫外吸収スペクトルデータベースを基づいてプラズマ処理水又は活性水の成分分析を行う予定である.海外共同研究者であるサウスオーストラリア大学のSzili博士が2018年度末から紫外吸収分光高度計の購入を進め,独自の紫外吸収分光高度計を構築している.真空紫外ではないが,従来の190nmまでの波長範囲において本研究の結果とのクロスチェックを行うことが可能となる.これらの検証を終えった信頼性を高めた結果を国際会議で報告することと論文に掲載することで全体の研究をまとめる.平成29年度に購入予定であった小型プラズマと電源1式(オーク製作所)の購入か遅れた事と旅費と高純度の窒素などの購入を他の予算(私立大学戦略的研究基盤形成事業、S1511021)から支払うことで未使用額が発生した。平成30年度には購入が遅れた小型プラズマと電源1式の購入を進め、昨年度の実験結果から必要性が明らかになった光路長が短い石英セルの購入と伴い窒素パージチャンバーの改良行う予定である。

特に平成30年4月1日から名城大学から大阪市立大学に転入することになり、吸収分光器が置いてある名城大学での実験が予想され、複数回の出張が予想される。それに対しての旅費や滞在費用を支払う予定である。他に液中の成分分析が可能な学内(大阪市立大学理学部内)共通施設(AccuTOF LC, JEOL TOF)を使って真空紫外吸収分光の結果との比較を行う予定である。当初の計画では無かったが、その使用費として支払う予定である。
インフルエンザノイラミニダーゼに応答して脂質膜を溶解する人工ペプチドの開発

インフルエンザウイルスや感染細胞の表面にはシアル酸を分解する酵素ノイラミニダーゼが存在する。本研究は、ノイラミニダーゼの作用でシアル酸が分解されることを引き金に、膜溶解性ペプチドが遊離することで、反応場近傍にあるウイルスや感染細胞を破壊する人工ペプチドの構築を目標とするものである。初年度はノイラミニダーゼに応答してアミン含有基質を遊離する機構をもつ新規シアル酸含有リンカーを設計した。意図した機構が起こるかどうかを確かめるため、昨年度は本リンカーをp-ニトロアニリンのアミノ基に結合したモデル基質を合成した。本基質をノイラミニダーゼで処理すると時間の経過とともに発色が強くなったことから、ノイラミニダーゼ存在下で確かにp-ニトロアニリンの遊離が起こることが示された。本年度はNMR測定により反応を詳細に追跡した。その結果、ノイラミニダーゼの作用でアミン含有基質が遊離されるのと並行して、ノイラミニダーゼの活性が低下することを見出した。すなわち、ノイラミニダーゼによってシアル酸が切断されると、リンカー部位が自発的に崩壊してアミン含有基質が遊離されるが、その過程で発生するキノンメチド中間体はノイラミニダーゼと副反応して酵素活性を低下させていることが示唆された。次にノイラミニダーゼ応答性リンカーを脂質溶解性ペプチドのリジン側鎖に結合したネオ糖ペプチドの合成を検討した。あらかじめ合成したペプチドに本リンカーを結合させる反応は進行しなかった。ペプチドの嵩高さが原因と考え、ペプチドを数アミノ酸残基に断片化して本リンカーとの結合を試みたところ、いずれの反応もスムーズに進行した。得られたオリゴネオ糖ペプチドをフラグメント縮合することで、より長鎖のネオ糖ペプチドを構築することができた。インフルエンザウイルスまたは感染細胞の脂質膜をねらって破壊することができる人工ペプチドの創製を目的に研究を遂行してきた。本研究において着目するペプチドは、ロイシンとリジンの二種類からなる人工的なアミノ酸配列を持っており、その脂質膜を破壊するはたらきは、天然に存在する強力なミツバチ毒ペプチドのメリチンよりも数倍高いことが報告されている。このようなペプチドを生体に利用するためには、正常細胞や有益な微生物には害を与えずに、標的のウイルスや感染細胞に作用する選択毒性を付与する必要がある。インフルエンザウイルスの外殻にはシアル酸分解酵素ノイラミニダーゼが存在しており、インフルエンザウイルスが感染した細胞では子孫ウイルス形成のため、細胞表面にノイラミニダーゼが発現する。本研究は、インフルエンザウイルスや感染細胞に存在するノイラミニダーゼの作用によるシアル酸の分解を引き金に上述のペプチドが遊離することで、反応場の近傍にある脂質膜の破壊を開始する人工ペプチドの構築を目指すものである。平成28年度は、インフルエンザノイラミニダーゼに応答するシアル酸担持リンカーをリジン残基側鎖に導入したビルディングブロックの化学合成を行った。出発物質としてN-アセチルノイラミン酸(シアル酸)を用い、保護基導入の後にアリール型アグリコンを導入することで、インフルエンザノイラミニダーゼに認識されるうる基質構造を構築した。次に、アグリコン部位に自己分解性リンカーを導入し、これをリジン側鎖に架橋することで、目的のビルディングブロックを得た。平成28年度の研究計画における目標は、構造の異なるビルディングブロックを複数合成することであったが、当初予定していた方法では合成が難しいことが判明したことから、新たな合成方法の探索に想定以上の時間を要しため、結果として1種類のみの合成にとどまった。本研究は、ノイラミニダーゼの作用でシアル酸が分解されることを引き金に、膜溶解性ペプチドが遊離することで、反応場近傍にあるウイルスや感染細胞を破壊する人工ペプチドの構築を目標としている。シアル酸とリジン側鎖をリンカーで結合した化合物は昨年度合成した。今年度は本化合物のノイラミニダーゼ感受性試験を行った。その結果、ノイラミニダーゼ存在下ではシアル酸が切断されたのち、リンカーが崩壊してリジン側鎖が遊離することを確認した。このことから、本化合物をビルディングブロックに用いてペプチドを構築すれば、ペプチドも同様のノイラミニダーゼ感受性を発揮するものと思われる。意図した遊離機構の作動が確認できたことから、今度は遊離効率比較のためにリンカー構造の異なるシアル酸ーリジン誘導体の合成を試みた。合成工程の半ばで極端に収率の低いステップが重なったことから、中間体を十分量確保できず合成を断念した。これにより、以降の検討は先に合成したリンカー構造のみを用いて進めることとした。ノイラミニダーゼが基質のシアル酸を切断してからアミン化合物が遊離するまでの過程を詳しく追跡するため、リジンを発色基質に置き換えたモデル化合物を新たに合成した。本化合物をノイラミニダーゼで処理すると、時間の経過とともに発色が強くなっていったことから、ノイラミニダーゼ存在下での発色基質の遊離が示唆された。現在、詳細な解析を進めている。ノイラミニダーゼ応答試験は計画どおり実施し、意図した仕組みが作動することが確認できた。平成28年度中より取り組んでいたリンカー構造が異なるシアル酸ーリジン誘導体の合成は、極端な低収率のために平成29年度途中で断念した。この検討に想定外の時間を要したこと、およびノイラミニダーゼの反応追跡に用いる新たなモデル基質を合成したため、平成29年中に予定していたペプチド合成には着手できなかった。

インフルエンザウイルスや感染細胞の表面にはシアル酸を分解する酵素ノイラミニダーゼが存在する。本研究は、ノイラミニダーゼの作用でシアル酸が分解されることを引き金に、膜溶解性ペプチドが遊離することで、反応場近傍にあるウイルスや感染細胞を破壊する人工ペプチドの構築を目標とするものである。初年度はノイラミニダーゼに応答してアミン含有基質を遊離する機構をもつ新規シアル酸含有リンカーを設計した。意図した機構が起こるかどうかを確かめるため、昨年度は本リンカーをp-ニトロアニリンのアミノ基に結合したモデル基質を合成した。本基質をノイラミニダーゼで処理すると時間の経過とともに発色が強くなったことから、ノイラミニダーゼ存在下で確かにp-ニトロアニリンの遊離が起こることが示された。本年度はNMR測定により反応を詳細に追跡した。その結果、ノイラミニダーゼの作用でアミン含有基質が遊離されるのと並行して、ノイラミニダーゼの活性が低下することを見出した。すなわち、ノイラミニダーゼによってシアル酸が切断されると、リンカー部位が自発的に崩壊してアミン含有基質が遊離されるが、その過程で発生するキノンメチド中間体はノイラミニダーゼと副反応して酵素活性を低下させていることが示唆された。次にノイラミニダーゼ応答性リンカーを脂質溶解性ペプチドのリジン側鎖に結合したネオ糖ペプチドの合成を検討した。あらかじめ合成したペプチドに本リンカーを結合させる反応は進行しなかった。ペプチドの嵩高さが原因と考え、ペプチドを数アミノ酸残基に断片化して本リンカーとの結合を試みたところ、いずれの反応もスムーズに進行した。得られたオリゴネオ糖ペプチドをフラグメント縮合することで、より長鎖のネオ糖ペプチドを構築することができた。平成29年度は、前年度に得た知見を活かして残りのビルディングブロックを合成する。一部は脱保護してプレリミナリーなインフルエンザノイラミニダーゼ応答試験を行い、意図した仕組みが動作するかを確認する。その上で、当該ビルディングブロックを組み込んだペプチドの合成を行う。その際、フラグメント縮合を検討して効率的な合成方法を探索する。シアル酸リンカーの有無やペプチド鎖長に着目して数種類のペプチドを合成し、それらがペプチド主鎖の立体構造に与える影響を調査する。平成30年度は、前年度に引き続きモデル基質を用いたノイラミニダーゼの反応解析を行うことで、その詳細を明らかにする。また、平成28年度に合成したビルディングブロックを用いることで、ペプチド側鎖にシアル酸担持リンカーを結合した人工ペプチドを構築し、ノイラミニダーゼの有無による膜溶解性のちがいを蛍光物質内包リポソームを使って比較する。平成28年度に複数のビルディングブロックを合成する計画であったが、当初予定していた方法では合成が難しいことが判明したことから新たな合成方法を探索する必要があり、計画を変更してビルディングブロック1種類を合成することとしたため、次年度使用額が生じた。リンカー構造の異なるシアル酸ーリジン誘導体の合成に取り組んだところ、合成困難な工程があり、反応条件の検討に多くの時間を要した。
ICT利用がパーソナルネットワークの多様性に持つ効果とそのミクロ・マクロな影響

首都圏・関西圏の大学2校の大学生を対象とした質問紙調査を行った。調査は、講義の最中に質問紙に回答する形式で行われ、計232名の有効回答を得た。本調査で検証したかったのは、既存の対人関係維持傾向が高い人が、ICTを用いることによって、物理的・社会的に離れた友人との関係を維持しうることが容易になった結果、多様性のある人間関係が構築されるか否か、という点であり、得られたデータはその予測を支持するものであった。続いて、大学生調査で得た結果を受けて、より友人関係を詳しく調べる調査を設計し、実施した。都内の高校の第2学年全体を対象とした質問紙調査を行った。さらに回答者から、学校外の友人2人に対して調査票を郵送し、友人からの回答も得た。その結果、特に、ICTにより関係を保つ、物理的・社会的に離れた友人は、身近な友人と比べて「異質性が高く、同質性も低いと本人が認知する」のみならず、「実際に社会や政治に関する知識量や態度が異なっている」ということがわかった。これは物理的・社会的に離れているほど、生活環境や得られる情報が異なるため、結果として社会や政治に関する知識量や態度が異なってくると考えられるからである。そしてその結果、当然のこととして、対人ネットワークの多様性も、物理的・社会的に離れた友人との関係が保たれているほど高くなると考えられるのである。
ループ空間上の確率解析

(1)RocknerとWangにより導入されていた弱ポアンカレ不等式を用いてSchrodinger作用素のスペクトルギャップの評価を行った。またSchrodinger作用素のグラウンドステイトの評価を弱ポアンカレ不等式を用いて行った。(2)Wiener空間上の超対称ハミルトニアンの固有値の準古典的挙動の研究:絶対連続で微分がL^2に入るCameron-Martin空間H上のエネルギー関数と連続な道の空間上の(下に有界な)滑らかな関数の和で定義されるH上のモース関数を用いて、Wiener空間上の外微分を変形して得られるWittenラプラシアンは物理的には超対称ハミルトニアンと見なされる。その最低固有値の準古典的振舞がモース関数の臨界点でのヘッシアンで決定されることを示した。(3)ブラウン運動のラフパスの連続関数で決定される領域上での弱ポアンカレ不等式の研究:Cameron-Martin空間上の連続関数FとFが正の値をとる領域Uを考える。Uが連結と仮定する。FがWiener空間上の連続関数F^^に拡張されるとき、F^^が正の値をとる領域では、弱ポアンカレ不等式が成立することは、報告者の以前の結果からわかる。しかし、2次元以上の空間で定義された確率微分方程式の解などは、一般にはWiener空間上の連続関数には拡張されない。しかし、ラフパスとして考え直すとそれは連続な関数になる。ラフパスの連続な関数について、弱ポアンカレ不等式を示した。(4)Poleをもつリーマン多様体上の熱核の評価:Elworthy-Trumanの公式を用いて、Poleを持つ多様体の場合に遠方で曲率が早く減衰するとき熱核は上と下から同様な指数の値のガウス型の評価を持つことを示した。Uが連結と仮定する。今年度は主に次の二つのことについて研究した。(1)確率空間上のL^2空間で定義された保存的対称拡散過程の非負値生成作用素は定数関数を固有値0の固有関数としてもつ。0が単純な固有値であるときそのディリクレ形式は既約といわれる。そのとき,0のすぐ上にスペクトル集合がないときスペクトルギャップが存在すると言われる。これは半群のL^2での指数的減数と同値である。半群がコンパクトであれば,当然成立するがコンパクト性は無限次元空間上では期待できない。一方,楠岡はWiener空間のH-連結なH-開集合がある正則性の条件をみたせば,その上で定義されたディリクレ形式が弱スペクトルギャップの存在を満たすことを示していた。その弱スペクトルギャップの存在とソボレフ型の不等式を組み合わせてスペクトルギャップの存在を示し評価する方法を以前与えた。この後,日野により保存的とは限らない場合にまで拡張され,それがループ空間上のSchrodinger作用素で生成される半群,ディリクレ形式にうまく応用されることが,F-Z.Gong,M.Rockner,L-M.Wu,により見出された。その結果を受けて、RocknerとWangにより導入されていた弱ポアンカレ不等式を用いてSchrodinger作用素のスペクトルギャップの評価を行った。(2)回転対称なリーマン計量をもつ多様体上の熱核の対数微分がユークリッド空間のときと同様な形の評価をもつための十分条件を与え、その応用としてループ空間上で対数ソボレフ不等式が成立することを示した。また熱核の下からのグローバルな評価に関する研究を行った。今年度は主に無限次元空間上の準古典的問題について研究した。

準古典的近似とは、プランク定数hが非常に小さいと見なせるとき、対応する古典力学で量子力学的な諸量を近似的に表現するということと言ってもよいであろう。有限系の物理系の量子化である量子力学においては、準古典的問題はよく研究されている。しかし、無限系、すなわち、場の量子論のときは量子論自身の難しさもあり、ほとんど厳密な数学的な取扱は無い。2001年度の成果のひとつは、Wiener空間上のシュレーディンガー作用素の最低固有値の準古典的振舞が有限次元のときと同様にとらえられることを示したことである。証明の鍵となるアイデアは、次の通り。1.摂動を受けないOrnstein-Uhlenbeck作用素が対数ソボレフ不等式をみたすことから従う自然な(良く知られている)最低固有値の下からの評価がポテンシャル関数を指数の肩に載せて得られるラプラス型の積分で与えられること。2.1を用いてその積分が準古典的極限をとっても有限な範囲に収まることをSchilderのラプラスの漸近公式を用いて示すこと。このシュレーディンガー作用素は1粒子のハミルトニアンが恒等作用素であるような抽象ボゾンフォック空間上の作用素の摂動である。同様なアイデアを用いることにより、リーマン多様体上の(pinnedされない)道の空間上の作用素の最低固有値についても粗い下からの評価が成立することを示した。この際、重要なのはBen ArousによるLaplace型の積分の評価である。また、リー群上のpinnedされた道の空間上での準古典的極限を考えることにより、奇数次元の調和形式の消滅が示唆されることを示した。(1)Wiener空間上の超対称ハミルトニアンの固有値の準古典的挙動の研究:絶対連続で微分がL^2に入るCameron-Martin空間H上のエネルギー関数と連続な道の空間上の(下に有界な)滑らかな関数の和で定義されるH上のモース関数を用いて、Wiener空間上の外微分を変形して得られるWittenラプラシアンは物理的には超対称ハミルトニアンと見なされる。その最低固有値の準古典的振舞がモース関数の臨界点でのヘッシアンで決定されることを示した。(2)ブラウン運動のラフパスの連続関数で決定される領域上での弱ポアンカレ不等式の研究:Cameron-Martin空間上の連続関数FとFが正の値をとる領域Uを考える.Uが連結と仮定する.FがWiener空間上の連続関数F^^に拡張されるとき、F^^が正の値をとる領域では、弱ポアンカレ不等式が成立することは、報告者の以前の結果からわかる.しかし、2次元以上の空間で定義された確率微分方程式の解などは、一般にはWiener空間上の連続関数には拡張されない.しかし、ラフパスとして考え直すとそれは連続な関数になる.ラフパスの連続な関数について、弱ポアンカレ不等式を示した。(2)Poleをもつリーマン多様体上の熱核の評価:熱核のガウス型の評価は、通常、その指数の肩の係数はユークリッド空間上のものに比べて悪い形のものになってしまう。しかし、例えばRicci曲率が非負のときは下からの評価に関してはユークリッド空間の場合と同様、断面曲率が非正のときは、上からの評価は同様などの結果が知られている。報告者はElworthy-Trumanの公式を用いて、poleを持つ多様体の場合に遠方で曲率が早く減衰するとき熱核は上と下から同様な指数の値のガウス型の評価を持つことを示した.
インスリンのクロム(III)ピリジンカルボキシラト錯体認識機構

クロムの欠乏は耐糖能異常を生じ糖尿病様症状を引き起こし、クロム(III)も生体必須元素であることが明らかになっている。しかし、クロム(III)錯体がもつインスリン活性の発現機構は明らかとなっていない。この発現機構を分子論的に解明する第一歩として、同じピリジンカルボン酸であるが、それぞれ異なるインスリン活性を示すピコリン酸、ニコチン酸およびイソニコチン酸のクロム(III)錯体に着目し、これらの錯体の構造やエネルギーに関する基礎的研究を実施した。現在までの成果としては、1)クロム(III)のトリスピコリナト錯体の合成を行い、単結晶X線構造解析によってこの錯体の構造がmer型であることを確認した。2)ニコチン酸およびイソニコチン酸を用いてクロム(III)錯体の合成を行い、微結晶として得ることに成功した。これにより単結晶X線構造解析に適した結晶を得られる可能性が現実的となった。3)クロム(III)錯体の構造的特徴を明確にすることを目的に、これまで合成および構造解析がなされていなかった他の遷移金属(コバルトや銅など)のピリジンカルボン酸錯体を合成し、結晶構造を明らかにした(第45回錯体化学討論会要旨集、p.364)。4)密度汎関数法によるab initio分子軌道計算によって、各ピリジンカルボン酸のエネルギーと構造について検討し、カルボニル基がピリジン環の窒素原子から遠ざかるほど配位子が安定になって行くことを見い出した。5)密度汎関数法による計算を遷移金属錯体結晶に対し適応することの妥当性をさらに検証する目的を兼ねて、複塩結晶の結晶化に関する密度汎関数計算を実行し、結果を報告した(Inorganic Chemica Acta,238,pp.121-127(1995))。以上のように、今後のインスリンとの複合体の結晶化および構造解析において必須となる、極めて重要な基礎的データを得ることができた。