hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
除細動エネルギーを低減した植込み型除細動器の研究

平成5年度は、従来開発してきた除細動制御アルゴリズムを用いた検出装置をマイクロプロセッサ上で実現し、さらに除細動器内部に心臓ペーシング機能と申請者が開発済の骨格筋刺激機能を組込み、細動発生時に心臓外側から心マッサージの動作を実現して除細動効率をさらに向上させることのできる植込み型除細動器の開発を目的とした。特に本装置開発に必要とされる1)実時間不整脈認識,2)除細動,3)骨格筋刺激の3機能のうち、1),2)はすでに実現済であり、3)の骨格筋刺激回路部分の開発と動物実験を集中的に行った。以下に、その概要を報告する。I.植込み型装置の開発まず実時間不整脈検出刺激・制御プログラムを植込み型装置内部の8ビットマイクロプロセッサに組込み、さらに処理時間を短縮しつつ装置全体の低消費電力化をはかった。次に心電図検出ならびに刺激出力回路を小型化し、同装置内部に組込んだ形式の植込み用基盤を開発した。刺激パラメータの変更は、骨格筋刺激装置用に開発したプログラマーを使用した。その後、心電図検出ならびに骨格筋刺激機能確認のために以上の機能をもつ装置を約100ccの容器にリチウム電池とともに格納した。II.動物実験開発した装置を用いて、動物実験を行った。最初に不整脈認識,骨格筋刺激およびペーシング,さらには骨格筋疲労を反映すると考えられる骨格筋の加速度をパラメータとした刺激変更方式を実現した。上記結果については、電子情報通信学会研究会,日本ME学会において発表し、さらに本装置の有用性について医学的な側面から本年3月の第6回「骨格筋の心臓への応用」研究会において発表した。以上、心電図検出・骨格筋刺激部を植込み型としたユニットについてもその動作を確認したことから、今後は総合的な除細動器開発と臨床応用に対する研究を進めていく予定である。
超電導薄膜の新しい履歴を利用した記憶デバイスの研究

超電導薄膜の一部を細くした,いわゆるブリッジの臨界電流は垂直磁界中で履歴を示す.本研究は,この履歴を用いて記憶デバイスを作るための基礎研究を行なったものである.上記の履歴はNb, NbN及び臨界温度90Kの酸化物超電導体においても存在することがわかった.履歴が生じる磁界の範囲を広くするためには,ブリッジの細くくびれた部分の長さを短く,また,その部分の幅を狭く,バンクの幅を広く,バンクの厚さを細くくびれた部分より厚くする方が良いことが判明した.また,温度が低い方が,履歴が生じる磁界範囲が広い結果が得られた.掃引磁界のある値以下では,ある値以上と同様,履歴は生じないことがわかった.記憶デバイスとしての高速応答の測定は, 150nsの短いパルス磁界に対する定電流の下でブリッジ電圧の応答を調べることによって行なわれた.前記の全ての時間幅のパルス磁界が加わると,ブリッジ電圧は減少した.しかし,この応答は磁界の向きの反転に対し変化しないため,パルス磁界によって誘導された電流によるブリッジの履歴が生じたものと考えられる.履歴の原因の定性的説明が行なわれた.ブリッジの細くくびれた部分を流れる電流は,外から流した電流と磁界によってバンク内に生じた電流のうちの細くくびれた部分に流れ込む電流の代数和であり,その和が電子対破壊電流に達する時の外から流した電流が,ブリッジの臨界電流とみなされる.バンクから細くくびれた部分へ流れ込む電流はバンクのエッジ・ピンニングのために履歴を持つ磁束分布に基づくため,ブリッジの臨界電流は磁界中履歴を有する.この解釈は,臨界温度以上で加えられた磁界及びブリッジへのアルゴン照射の臨界電流の履歴に対する実験によって支持される.超電導薄膜の一部を細くした,いわゆるブリッジの臨界電流は垂直磁界中で履歴を示す.本研究は,この履歴を用いて記憶デバイスを作るための基礎研究を行なったものである.上記の履歴はNb, NbN及び臨界温度90Kの酸化物超電導体においても存在することがわかった.履歴が生じる磁界の範囲を広くするためには,ブリッジの細くくびれた部分の長さを短く,また,その部分の幅を狭く,バンクの幅を広く,バンクの厚さを細くくびれた部分より厚くする方が良いことが判明した.また,温度が低い方が,履歴が生じる磁界範囲が広い結果が得られた.掃引磁界のある値以下では,ある値以上と同様,履歴は生じないことがわかった.記憶デバイスとしての高速応答の測定は, 150nsの短いパルス磁界に対する定電流の下でブリッジ電圧の応答を調べることによって行なわれた.前記の全ての時間幅のパルス磁界が加わると,ブリッジ電圧は減少した.しかし,この応答は磁界の向きの反転に対し変化しないため,パルス磁界によって誘導された電流によるブリッジの履歴が生じたものと考えられる.履歴の原因の定性的説明が行なわれた.ブリッジの細くくびれた部分を流れる電流は,外から流した電流と磁界によってバンク内に生じた電流のうちの細くくびれた部分に流れ込む電流の代数和であり,その和が電子対破壊電流に達する時の外から流した電流が,ブリッジの臨界電流とみなされる.バンクから細くくびれた部分へ流れ込む電流はバンクのエッジ・ピンニングのために履歴を持つ磁束分布に基づくため,ブリッジの臨界電流は磁界中履歴を有する.この解釈は,臨界温度以上で加えられた磁界及びブリッジへのアルゴン照射の臨界電流の履歴に対する実験によって支持される.垂直磁界を加えた超電導薄膜マイクロブリッジに電流を流すと、電気低抗が零である最大電流(臨界電流)は、ある一定値以上の磁界の増減に対して履歴を示す。すなわち、磁界の増加と共に、臨界電流は単調に減少するが、磁界の減少の時は、必ず、臨界電流は最大値を持つ。本研究はこの履歴を記憶素子に利用するための研究を行うものである。本年度は履歴を大きくする試料の形状、特にブリッジ長を決定すること、および記憶動作の高速性を測定することを当初の目的としたが、短いブリッジ長のマイクロブリッジの製作に手間取り、その動作特性の測定に至らなかった。ここで、ブリッジの形状を変えたり、アルゴンイオンを照射したりすることによって臨界電流対外部磁界曲線における履歴がどのように変化するかを調べた結果を報告する。試料はガラス板上、又はサファイア基板上にニオブをスパッタで付け、その後、フォトリソグラフィとスパッタエッチングによって、くれびを有するマイクロブリッジを作製した。くびれ部分の長さのブリッジ長を長くすると、履歴は小さくなる。くびれの幅を広くすると、履歴は小さくなる。バンク幅を広くすると、臨界電流の磁界減少時の最大値に対応する磁界の値は大きくなる。くびれ部分がバンクの中央になく、バンクの片側に寄せた試料は履歴は小さくなり、磁界の1方向に対して、臨界電流は磁界減少時に最大値を示さなく、反対方向の磁界に対してのみ最大値を持つ。バンクがくびれ部分より厚い、いわゆる膜厚可変型ブリッジの履歴曲線は対称性が良く、又履歴も大きい。以上のようにマイクロブリッジにおいて臨界電流の磁界中の履歴を大きくするにはどのような形状にすれば良いかがわかった。アルゴンイオンを試料に照射すると、履歴曲線の形は乱れ、履歴は小さくなったり、なくなったりする。この結果は履歴の原因の解明につながることが期待される。
電子カルテ医療情報を活用する新しい病院経営分析法の研究

(1)病院のリエンジニアリング、クリティカルパス、患者満足度調査、総合品質管理等に関する方法を研究し、その一部を病院管理学会、医療情報学連合大会、看護情報システム研究会、本学公開パネルディスカッション等で発表した。(2)膨大な医療情報(電子カルテ情報、オーダ情報、医事会計情報、薬品材料情報、診療材料、職員情報等)の縦横の繋がりから、問題発見⇒問題解決⇒病院経営改革へと展開する概念を整理し、データ分析シミュレーションへ応用する方法を解明した。(3)平成14年4月から本研究の協力者に、(1)(2)の概念と方法を金沢医科大学病院の経営改革に応用する機会が与えられることになったので、データ分析ソフトの機能設計を開始した。今後は、それが実際に役立つかどうかを見極め、他の先進的病院における成功例をチェックしながら完成度を高めて行くつもりである。(4)その他、この萌芽的研究に興味を持った有志で(1)(2)に関する病院経営管理技法を点検し、それぞれの長所・短所を理論的に把握したので、今後は(3)の裏付けを得て実践的な成果を得たいと考えている。毎日継続されている病院オンライン診療業務に影響を及ぼさない環境で、利用者情報、患者情報、電子カルテ情報、診療実施情報、診療実施情報、端末情報、などの日常診療で発生するすべての記録情報をすべて収集するシステムを今年度に作り上げた。これらの情報はかなり膨大なデーターとして採取されているが、これらの大量データーを分析シミュレーションが必要となった。この分析シミュレーションが本研究の最終目標であるが、今年度はこの分析に必要な概念と方法を整理検討した。その結果、この分析方法を開発する段階であるが、パーソナルコンピューター上でシステムを構築中である。次年度前半までに完成予定で、この分析が始まれば、目標到達は容易であると考えられる。これらと同時に、病院のリエンジニアリング、クリティカルパス、患者満足度調査、インフォームド・コンセント、総合品質管理に関する理論的研究を行ってきた。これらのことは、本研究の目的達成のためには必要不可欠と考えられ、共同研究者ならびに有志とグループワークを行った。この結果は、日本病院管理学会、日本医療情報学会、看護情報システム研究会、日本POS医療学会などで発表した。今年度の研究を通して、医療情報を収集するシステムを完成し、データーを収集している現状で、現在分析システムを構築しつつあり、完成次第分析に取り掛かる予定で、研究課題終了の次年度に研究課題達成予定である。
スウェーデンの道徳教材を活用した根源的価値形成の授業に関する臨床的・実証的研究

スウェーデンの「あなたへ」シリーズを活用して、小学校高学年を中心に授業実践を試みた。ほぼ同一の教材を使用し、ほぼ同一の理念、近似の方法で実践を行っても、学校の雰囲気や担任教師の個性によってそれぞれに魅力のある授業が展開されることが実証できた。絵本のもつ力強いメッセージ性もさることながら、児童が変容すると共に教師もまた自らを変容させてこそ、絵本から発する価値観が心に響くことになる。「心に響く共感」の共有体験がその後の児童の生活にどのように生きてくるかはこれからの児童の成長を見守らねばならない。スウェーデンの学校教育における「根源的価値」とは、(1)人間の生命を侵してはならない(2)個人の自由(3)人間としての尊厳(4)すべての人に等しい価値(5)男女の平等(6)放置された弱者への連帯であり、これらの価値を身につけることによって人間形成を図っていくものである。わが国では、いじめや不登校の問題や社会体験の不足等が学校現揚に生じている。とくに、人間形成の基盤となる道徳教育のあり方が根本的に問われている。本研究では、「根源的価値」の教育の教材を使用して、思春期にある子どもに対して授業を構築していきながら、その有効性と可能性を探究した。また、授業事例を通して「根源的価値」の教育の意味を考察することを試みた。その結果は、第一に、教材のもつ迫力を周知したことである。「あなたへ」のシリーズは、「たくさんの人が待っている。あなたは大切な人」「ひとりぼっちの人をあなたはあたためてあげることができる」「失敗を恐れない勇気」「幸せってなに、自分を大切にすること。そして、自分と同じくらい、ほかの人も大切にできること」等、どれも足りなさやできないことを指摘するのではなく、やさしく包み込む言葉がちりばめられている。子どもは、授業で思い思いに自分のイメージをふくらませ、日常に流されている自分を立ちどまらせ、ほんとうの自分を探し求めた。第二に、教師の変容を認知したことである。授業で、子どもたちの討論から、教師は思いもよらない子どもの発見や子ども同士の関係が見えてくる。教師が変わることによって、子どもは変わることが実証できた。第三に、授業研究の方法を定着させた。対象児は孤立しているように見える子どもや自分から仲間に入らない子どもとした。教材の選定は、思春期の子どもの自己理解・他者理解の様相を見るために、順次授業実践者と研究者が話し合って選定した。授業分析は、授業実施日に授業逐語記録を作成し、それを基に授業実践者、研究者、授業参観者が事実に基づいて検討を加えた。平成18・19年度に渡り、小学3年、5年、6年生を対象とした4校での授業実践の結果、「あなたへ」シリーズの教材の有効性が明らかになった。この教材が児童を引き付ける要因は、(1)「あなたへ」は児童の迷いや戸惑いをそのまま受け入れるアンビバレントな感情が表出されていることである。(2)深刻な個人的な特殊な問題が、誰も同じという普遍的な問題へと拡がっていく。(3)「あなたへ」が、社会的弱者への気づきと思いやりが自分のこととして考えられるきっかけとなる。(4)わたしとあなたの関係性を両者の立場に立って、深く追究できる。この研究を通して明らかになりつつある問題を、授業実践者の変容と授業参与観察者の授業分析視点の両面から記述する。授業実践者は、「あなたへ」を活用した「こころの教育」を実践して、授業観が変容したことを自覚している。まず、児童には学びは楽しさばかりではなく、こころの葛藤を引き起こす苦悩も含まれていることを知らせる。また、児童同士のトラブルを一方的に制止するのでなく、トラブルこそが成長を促すものと考えるようになさった。そして、理解の遅い子や課題を持つ子への接し方が、教師の親切すぎる個別指導から、児童同士の自然のかかわりを待てるようになった。授業参与観察者の授業分析視点は、次の四つである。(1)授業が展開された教室全体をひとつの舞台と見て、そこに展開されたドラマを分析する。(2)学級の中に形成されるリーダーたちの授業での活躍と影響力を追究する。(3)授業過程の中で大きな変化を遂げた一人の児童の思考について探求する。(4)教師から児童への「言葉かけ」にみられる「あたたかさ」の源を「児童の発した言葉を繰り返すこと」に求めて、考察する。3校の授業研究を実施した。事例1は、4年生40人を対象に「あなたへ」6冊を選出し、6月から10月まで10日間授業が実施された。対象の学級は、授業を受ける態度がなっていない、教師の指示が通らない。このような学級の雰囲気を建て直し、学級としてのまとまりのある環境をつくるために、担任教師は「あなたへ」の授業を構想した。

授業の目標は、「自分を見つめ、そこから他者との関わり方や相手のことを考えられることへとつなげ、最後に、自分のよりよい生き方につなげることである」。抽出児Aの(1)自尊感情の高まり、(2)周囲の児童との有機的な人間関係の発展、(3)「しあわせ」についての考察の深化について授業分析した。事例2は、6年生32人を対象に「あなたへ」4冊を選出し、10月から2月まで10回の授業研究が行われた。この事例は、児童の内面に深く入って、彼らの自己理解を促進し、自分に自信をもたせ、ひいては他者との間に新たなる境地からの関係構築を目指して授業が計画された。担任教師は、子どもの内なる声を聞く、子どもたちに自分自身の内なる声に気づかせる、子どもと子どもをつなぐという視点をもち授業を展開した。事例3は、6年生28人を対象に、1月から3月まで「あなたへ」5冊を選出し、8回の授業を実施した。この学級は教師の指導力が行き届いており、授業の進行も板書も児童が行い、教師が授業の分岐点や急所の場面では補助的に板書する。この授業研究でも、一人一人のイメージを大切にし、パワーポイントで映像に映し、絵を見ながら言葉を紡いでいくという手法をとった。「あなたへ」の中で描かれる絵に引きつけられて奔放にイメージをふくらませ、お互いの言葉と思いをつなぎ合わせていった。「あなたへ」の教材が児童の想像力を引き起こし、自分が何かしなければならないという行動化と他者理解の接近を可能にした。そのため、この授業研究が我が国においても、有効であると思われた。
アルミニウムストレスによる植物根の伸長阻害過程のin vivoモニタリング-螢光プローブを用いた細胞生理機能の生態観察-

アルミニウムイオンによる植物根の生長阻害の要因を探るため,まずアルミニウムストレス下での根の伸長阻害過程をin vivoで起こる変化をもとに解析した。従来、根の内部(細胞内)で起こる反応を検出するためには根を磨砕して内容成分を分析する手法が一般的である。しかし、根の伸長は分裂細胞の細胞分裂による新しい細胞の供給や表皮細胞における吸水伸長など多くのプロセスの調和のもとに進んでおり、アルミニウムによって何故その伸長が阻害されるかを明らかにするためには個々の細胞の機能がどのように変化するかをとらえる必要がある。それには根を生きたままの状態で分析する手法が必要となったので本研究では伸長過程におけるviabilityの変化を螢光顕微鏡で追跡し、その形態及び活性から根の伸長に及ぼすアルミニウムの影響を調べた。その結果、FDA/PI法を用いると根を全く傷つけることなくその表面の細胞の挙動を時間を追って観察することが可能であり、さらに、アルミニウムストレス下での伸長細胞のviabikity低下はみられず表面の細胞は、伸長そのものの過程が阻害されたことが明らかとなった。
漂白剤の有機質分解能を利用した審美的エナメル質再石灰化療法の開発

唾液タンパク質に対し30%過酸化水素水を作用させると特定のタンパク質が断片化されることが示された.また,唾液タンパク質を侵入させたエナメル質表層下脱灰病巣をオフィスブリーチング処理することにより病巣侵入唾液タンパク質成分が減少することが確認された.さらに, Statherin抗体を用いたWestern Blottingの結果から表層下脱灰病巣内に存在するStatherinはブリーチングにより抗原性を失うことが確認された.これらの結果からブリーチング材の使用は再石灰化治療に有効であると考えられた.唾液タンパク質に対し30%過酸化水素水を作用させると特定のタンパク質が断片化されることが示された.また,唾液タンパク質を侵入させたエナメル質表層下脱灰病巣をオフィスブリーチング処理することにより病巣侵入唾液タンパク質成分が減少することが確認された.さらに, Statherin抗体を用いたWestern Blottingの結果から表層下脱灰病巣内に存在するStatherinはブリーチングにより抗原性を失うことが確認された.これらの結果からブリーチング材の使用は再石灰化治療に有効であると考えられた.エナメル質表層下脱灰病巣に侵入した有機質を分解する手段としてオフィスブリーチング剤であるハイライトを使用するが,本剤がエナメル質ならびにエナメル質脱灰病巣を進行させないことを確認する目的で,エナメル質に塗布した場合の歯質耐酸性の変化ならびに表層下病巣に適用した場合の変化をTransversal Microradiography(TMR)で確認した。その結果,ハイライトはエナメル質に適用した後もエナメル質の耐酸性を低下させないこと(Journal of Dental Health 59,125-131,2009)ならびに表層下病巣に適用しても病巣を進行させないことを確認した(日本歯科保存学会2010年度春季学術大会:P22で発表予定)。これらの結果は代表的なオフィスブリーチング材であるHi-Liteにはエナメル質表層下脱灰病巣いわゆる白斑病巣を進行させる危険性は少なく,再石灰化を効果的に誘導する手段として表層下病巣にハイライトを使用することの安全性を示すものである。さらに,本研究で用いられる再石灰化溶液と二層法による脱灰試験を用いて知覚過敏材料の象牙質再石灰化誘導能の実験もを行い,フッ化物徐放性知覚過敏材料が効果的に象牙質の再石灰化を誘導することを確認した(日本歯科保存学会2009年度秋季学術大会)。これらの結果を踏まえて,エナメル質表層下脱灰病巣を口腔内に一定期間装着し,唾液中の有機質を取り込ませ,その後漂白処理を行った場合に再石灰化量が向上するか否かを検討する研究を行った。その結果,ハイライト使用群と非使用群とで再石灰化量に有意差は認められなかった。その原因として有機質が病巣内まで入り込んでいなかった,または病巣内まで有機質が入り込んでいるが深度が浅くハイライトで除去されても口腔内に戻した時点で同程度まで侵入してきたため非漂白群と差がでなかった可能性が考えられた。22年度では,唾液有機質以外の有機質も選択肢に入れ,これらを表層下病巣に確実に侵入させることのできる方法を用いて再石灰化誘導における漂白剤の効果を検討する予定である。エナメル質表層下病巣を形成する表層はイオンの通過のみ可能な層であると考えられているが,微視的にはサブミクロンレベルの孔や裂溝が存在し,病巣体部には蛋白質等の有機物が侵入している.しかしながら,従来の再石灰化療法は病巣内の有機質除去には注意を払わず,ブラッシングの励行とフッ化物の使用および唾液中の無機イオンに依存して行われてきた.本研究において効率的かつ審美的な再石灰化誘導の手段としてオフィスブリーチング剤を利用することが有効であると確認できれば,初期齲蝕マネージメントの一手法として臨床的に広く活用されると考えられる.平成22年度において,オフィスブリーチングに用いるハイライト(松風)はエナメル質表層下病巣に適用しても病巣を進行させないことを観察し,エナメル質表層下病巣にハイライトを使用することの安全性を確認した(日本歯科保存学会2010年度秋季学術大会および神奈川歯科大学学会第45回総会にて発表,ならびに日本歯科保存学雑誌53(6),p579-584,2010に論文掲載).また,in vitroで作製したエナメル質表層下脱灰病巣にカゼインを浸透させ,オフィスブリーチング剤を作用させることによる有機質分解ならびに再石灰化誘導への有用性を検討したところ,カゼインが病巣体部にまで浸透し再石灰化抑制に働いたと同時にその後のハイライト処理が再石灰化を助長する可能性が示唆された(日本歯科保存学会2010年度秋季学術大会および神奈川歯科大学学会第45回総会にて発表)が,より効果的な手法を確立するためにハイライトの使用回数,処理時間の検討を23年度に行うことを検討している。さらに,表層下脱灰病巣体部に侵入していると考えられる唾液タンパク質とブリーチング剤との反応は不明であるため,比較的簡便に採取可能である安静時唾液を採取し,オフィスブリーチング剤処理を模した条件下で30%過酸化水素水を作用させることによる唾液タンパク質の変化を検討していく予定である.エナメル質表層下病巣を形成する表層はイオンの通過のみ可能な層であると考えられているが,微視的にはサブミクロンレベルの孔や裂溝が存在し,病巣体部には蛋白質等の有機物が侵入している.

しかしながら,従来の再石灰化療法は病巣内の有機質除去には注意を払わず,ブラッシングの励行とフッ化物の使用および唾液中の無機イオンに依存して行われてきた.本研究において効率的かつ審美的な再石灰化誘導の手段としてオフィスブリーチング剤を利用することが有効であると確認できれば,初期齲蝕マネージメントの一手法として臨床的に広く活用されると考えられる。平成23年度において,安静時唾液から抽出した唾液タンパク質に対し,オフィスブリーチング材であるHiLiteを模した条件下で30%過酸化水素水を作用させると,特定のタンパク質が断片化される一方,新たな集合体も形成されることが示された.なかでも,statherinの変性は石灰化抑制力の喪失を意味していると考えられ,オフィスブリーチング材を用いたエナメル質表層下脱灰病巣の再石灰化治療の可能性が示唆された(45^<th> Meeting of CED-IADRその他で発表,臼歯保存誌55(2)127-133,2012に掲載).さらに,ウシエナメル質に表層下脱灰病巣を作製し,安静時唾液に浸漬することで唾液タンパク質を侵入させ,HiLite処理の有無による病巣侵入唾液タンパク質の変化を検討したところ,HiLite群ではタンパク質成分が大幅に消失・減少していることが確認された,また,statherin抗体を用いたWestern blottingの結果から,HiLite処理を行うことにより,表層下脱灰病巣内に存在するstatherinは抗原性を失うことが確認された(日本歯科保存学会2011年度秋季学術大会および神奈川歯科大学学会第46回総会にて発表).以上のことからフッ化物の効果的な利用法にブリーチング材を併用することにより、効果的な再石灰化を導く可能性が示唆された.
NF1-GAPrelated domain(NF1-GRD)の遺伝子解析

神経線維腫症1型(NF1)責任遺伝子がクローニングされ、そのcDNAから予想される蛋白質の相同性解析の結果,NFl蛋白が癌遺伝子産物rasの不活化を促進するGTPase activating protein(GAP)活性を有していることが明らかにされた.この発見により現在NF1遺伝子は癌抑制遺伝子に分類されている.NF1-GAP related domain(NF1-GRD)内にはalternative splicing機構によって2種類の転写産物が作られ,そのsplicingの変化は神経系細胞の分化と深く関わっている.GRDのalternative splicing制御異常によって分化異常(NF1の発症や腫瘍の形成)を来す可能性も考えられ,GRDでの遺伝子変異はホットスポットといえる.我々はすでにPCR-SSSCP法を用いて50試料を解析し,CnRDより3'端側のLOH変異をNF1患者に生じた悪性神経鞘腫で見つけている.便なる解析でGRDでの遺伝子変異を検索する.現在NF1遺伝子には50のexonがあることが報告されているが,初期に報告された4つのexonについてすでに解析を行い上記報告をした.今回はこの方法でさらにNF1-GRDについてプライマーを設定しPCR-SSCP解折を行った.前出の50試料について検索を行っているが,現時点では変異を検出していない.今後とも多数の試料ならびにexonについて検索していく予定である.神経線維腫症1型(NF1)責任遺伝子がクローニングされ、そのcDNAから予想される蛋白質の相同性解析の結果,NFl蛋白が癌遺伝子産物rasの不活化を促進するGTPase activating protein(GAP)活性を有していることが明らかにされた.この発見により現在NF1遺伝子は癌抑制遺伝子に分類されている.NF1-GAP related domain(NF1-GRD)内にはalternative splicing機構によって2種類の転写産物が作られ,そのsplicingの変化は神経系細胞の分化と深く関わっている.GRDのalternative splicing制御異常によって分化異常(NF1の発症や腫瘍の形成)を来す可能性も考えられ,GRDでの遺伝子変異はホットスポットといえる.我々はすでにPCR-SSSCP法を用いて50試料を解析し,CnRDより3'端側のLOH変異をNF1患者に生じた悪性神経鞘腫で見つけている.便なる解析でGRDでの遺伝子変異を検索する.現在NF1遺伝子には50のexonがあることが報告されているが,初期に報告された4つのexonについてすでに解析を行い上記報告をした.今回はこの方法でさらにNF1-GRDについてプライマーを設定しPCR-SSCP解折を行った.前出の50試料について検索を行っているが,現時点では変異を検出していない.今後とも多数の試料ならびにexonについて検索していく予定である.
固相プロセスによる熱電半導体のナノミクロ構造制御に関する研究

Bi_2Te_3系熱電半導体の結晶構造は菱面体構造をもつ層状化合物であり、c面に非常に脆い劈開面をもつために圧延加工などが非常に難しい材料である。本研究ではBi_2Te_3熱電半導体を固相プロセスよるナノミクロ構造制御により結晶粒径の微細化および結晶方向の制御を行い、結晶粒の低次元構造化を目的とした。Bi_2Te_3単体での塑性加工は非常に難しいのでBi_2Te_3溶製材または粉末を金属シース缶に封缶し、溝ロール圧延加工を施した。シース缶の材質はCuとAlとした。Cu缶はBi_2Te_3中に拡散しやすくCuとBi_2Te_3の化合物層が形成されることが判った。しかし、Al缶では化合物層は確認できなかったが、溶接部が溝ロール圧延中に破損しやすいことが判った。このため、シース缶は内側にAl缶、外側にCu缶とした二重缶の構造とした。溝ロール圧延加工後の結晶方位関係は、圧延方向にa軸が再配向され、劈開面は圧延方向よりわずかに傾いていた。圧延加工後の結晶粒径は小さくなっており、ナノミクロ構造制御が可能であることがわかった。溝ロール加工後の無添加試料におけるゼーベック係数は加工温度依存性を示し、その変化は冷間プレス試料の熱処理温度依存性と同じ傾向を示した。実用組成のBi_2Te_<2.85>Se_<0.15_における圧延加工後の熱電特性は圧延方向と垂直方向で異方性を示し、異方性の度合いは溶製材やホットプレス焼結体と同じであった。ゼーベック係数は焼結体試料と同等であるが、比抵抗は約2倍程度大きくなった。熱伝導率は約20%も低減された。溝ロール加工すると結晶の微細化が促進され、粉末化工程を省略した製造法で素子を作製することが出来、この製造法は特許出願した。Bi_2Te_3系熱電半導体の結晶構造は菱面体構造をもつ層状化合物であり、その結晶対称性から熱電気的輸送現象に大きな異方性を示し、c軸に垂直方向は平行な方向より熱電性能指数が大きい特徴を持つ。しかし、c面に非常に脆いへき開性をもつために塑性変形能が低く、圧延加工などが非常に難しい材料である。本研究ではBi_2Te_3系熱電半導体を固相プロセスよるナノミクロ構造制御により結晶粒径の微細化および結晶方向の制御を行い、結晶粒の低次元構造化を目的とした。Bi_2Te_3系熱電半導体単体での塑性加工は非常に難しいのでBi_2Te_3溶製材または粉末を金属シース缶に封入し、溝ロールによる圧延加工を施した。金属シース缶として銅及びアルミニュウムを、また出発試料はp型の無添加Bi_2Te_3溶製材とその粉末を用いた。室温において加工した結果、90%以上の断面減少率の長尺ロットを得ることができ、長尺ロットにおける理論密度に対する比は95%以上であった。一方向凝固した溶製材を溝ロールによる圧延加工を施したところ、圧延加工後の長尺ロットは加工により微結晶粒化していた。XRDによる回折線は金属シース缶に使用した銅及びアルミニュウムによらず全てBi_2Te_3の回折線であり、Bi_2Te_3中への銅及びアルミニュウムの拡散は確認されなかった。

また、回折パターンは粉末と同様の回折パターンを示し、加工による結晶粒方位には優先方位関係が認められない。室温におけるゼーベック係数は出発溶製材では193.8μV/Kであったが、加工後の試料は-7.8μV/Kと減少した。加工後試料を熱処理すると451Kで77.3μV/K、653Kで-150.3μV/Kと変化した。この熱処理効果は冷間プレスした試料とよく一致している。これは加工による歪みの影響であり、溝ロール加工を熱間で行うことで加工歪みを小さくできる。この製造法は現在特許出願中である。Bi_2Te_3系熱電半導体の結晶構造は菱面体構造をもつ層状化合物であり、c面に非常に脆いへき開性をもつために塑性変形能が低く、圧延加工などが非常に難しい材料である。本研究ではBi_2Te_3系熱電半導体を固相プロセスよるナノミクロ構造制御により結晶粒径の微細化および結晶方向の制御を行い、結晶粒の低次元構造化を目的とした。Bi_2Te_3系熱電半導体単体での塑性加工は非常に難しいのでBi_2Te_3溶製材または粉末を銅及びアルミニュウムのシース缶に封缶し、溝ロール圧延加工を施した。封缶する際に溶接を用いたところ銅シース缶では缶の温度が高温になるため、銅とBi_2Te_3が反応し境界にCuとTeの化合物層がわずかに形成されることが判った。しかし、アルミシース缶においては境界に反応による化合物層は確認できない。一方向凝固した溶製材を溝ロールによる圧延加工を施したところ、圧延加工後の結晶方位関係は、ロール押出方向にa軸が向いており、劈開面は押出方向よりわずかに傾いている。加熱による溝ロール加工後の室温におけるゼーベック係数は加工温度によりp型からn型伝導への変化を示し、室温加工後に熱処理した試料や冷間プレス試料の熱処理温度依存性と同じ傾向を示した。ゼーベック係数は低温で異方性が大きくなり、異方性の度合いは溶製材や焼結体と同じであった。熱伝導率は溶製材に比べて約40%も低減され、異方性も大きくなっていた。溶製材を加工すると結晶の微細化が促進され、粉末化工程を省略した製造法で素子を作製することが出来、この製造法は現在特許出願中である。Bi_2Te_3系熱電半導体単体での塑性加工は非常に難しいのでBi_2Te_3溶製材または粉末を金属シース缶に封缶し、溝ロール圧延加工を施した。シース缶の材料は銅とアルミニウムとした。銅とアルミニウムのシース缶への適合性を調べると、封缶する際に溶接を用いたところ銅シース缶では缶の温度が高温になるため、CuとBi_2Te_3が反応し境界にCuとTeの化合物層がわずかに形成されることが判った。また、アルミシース缶においては境界に化合物層は確認できなかったが、溶接部が溝ロール圧延中に破損しやすいことが判った。このため、シース缶は内側にアルミ缶、外側に銅缶とした二重缶の構造とした。一方向凝固した溶製材を溝ロール圧延加工を施したところ、圧延加工後の結晶方位関係は、ロール押出方向にa軸が向いており、劈開面は押出方向よりわずかに傾いている。
二層量子ホール系の基底状態に関する研究

本研究の目的は二層量子ホール系において,主要な占有率での基底状態,励起スペクトル,層間トンネル電流の電位差依存性などが,層間距離,トンネリングの強さ,スピンゼーマン分離の大きさなどの関数としてどのように変化するかを調べることであった.その際の方法としては,解析的な方法,厳密対角化法,密度行列繰込群法(DMRG法)を用いることとし,最後のDMRG法については,一層系で成功したプログラムを二層系に拡張するというプログラム開発も研究の目的とした.この目的に対して,以下の成果が得られた.1.整数占有率で二層のランダウ量子数が異なる場合.この場合,層の自由度を擬スピンで表すと,イジング的異方性を持つモデルとなる.ここで,層間距離により密度波状態が出現し,その時の位相に2通りの可能性があることを明らかにした.2.占有率が1/2の場合には基底状態は,各層の厚さ,層間距離,トンネリング強さの関数としてハルペリンの331状態,パフィアン状態,ストライプ状態,複合フェルミオンの液体状態と様々な可能性を持つが,ある種の実験に対応する層間距離と層の厚さの場合にはトンネリング強さの関数として,基底状態は331状態からパフィアン状態に連続的に変化する,一方,最低励起状態は通常の準粒子状態から,非アーベリアン統計の準粒子状態に不連続に移行することすることを明らかにし,この実験で見られた奇妙な結果に正しい解釈を与えることができた.3.DMRG法のプログラム開発.2次元系にDMRG法を用いるのは容易ではないが,既に成功した一層系でのプログラムを二層系に拡張することに成功した.このプログラムによる二層系の研究は現在進行中である.4.層間距離が十分に大きい場合の振る舞い.様々な占有率での基底状態を調べ,ストライプ相ができる条件を明らかにした.ショットノイズで観測される「電荷」の意味を明らかにした.本研究の目的は二層量子ホール系において,主要な占有率での基底状態,励起スペクトル,層間トンネル電流の電位差依存性などが,層間距離,トンネリングの強さ,スピンゼーマン分離の大きさなどの関数としてどのように変化するかを調べることであった.その際の方法としては,解析的な方法,厳密対角化法,密度行列繰込群法(DMRG法)を用いることとし,最後のDMRG法については,一層系で成功したプログラムを二層系に拡張するというプログラム開発も研究の目的とした.この目的に対して,以下の成果が得られた.1.整数占有率で二層のランダウ量子数が異なる場合.この場合,層の自由度を擬スピンで表すと,イジング的異方性を持つモデルとなる.ここで,層間距離により密度波状態が出現し,その時の位相に2通りの可能性があることを明らかにした.2.占有率が1/2の場合には基底状態は,各層の厚さ,層間距離,トンネリング強さの関数としてハルペリンの331状態,パフィアン状態,ストライプ状態,複合フェルミオンの液体状態と様々な可能性を持つが,ある種の実験に対応する層間距離と層の厚さの場合にはトンネリング強さの関数として,基底状態は331状態からパフィアン状態に連続的に変化する,一方,最低励起状態は通常の準粒子状態から,非アーベリアン統計の準粒子状態に不連続に移行することすることを明らかにし,この実験で見られた奇妙な結果に正しい解釈を与えることができた.3.DMRG法のプログラム開発.2次元系にDMRG法を用いるのは容易ではないが,既に成功した一層系でのプログラムを二層系に拡張することに成功した.このプログラムによる二層系の研究は現在進行中である.4.層間距離が十分に大きい場合の振る舞い.様々な占有率での基底状態を調べ,ストライプ相ができる条件を明らかにした.ショットノイズで観測される「電荷」の意味を明らかにした.今年度は密度行列繰り込み群法の2層系への拡張は開発中であるため、厳密対角化法を用いて、基底状態及び、低エネルギー励起状態の研究を行った。1.2層あわせての占有率が整数の場合には層の自由度を擬スピンで表した場合に、2層のランダウ量子数が等しい場合にはXY模型的な振る舞いをすることが知られていたが、一方、ランダウ量子数が異なる場合にはイジング模型的な振る舞いをする。後者の場合に、層間距離、層間トンネリングの関数として基底状態がどのように移り変わるかを調べ、相図を得た。層間距離がある程度大きい場合には密度波状態が出現すること。その場合2層での密度波の相互の位相関係に2通りの場合があることを厳密対角化法で初めて明らかにし、更に平均場近似法でも確認した。2.2層合わせての占有率が1/2の場合には、層間距離が小さい場合に、トンネリングが小さければHalperinの(3,3,1)状態が実現し、大きい場合にはMoore-ReadのPfaffian状態が実現することが予測されていた。厳密対角化法によりこの予測を確かめ、この間の基底状態の変化が連続的であることを明らかにした。さらに、低エネルギーの励起状態の研究を行い、最低エネルギーの励起状態はトンネリングの強さを変化させたときに不連続な変化をする事を明らかにした。この結果、励起エネルギーはピークを示すことになるが、このピークは実験的にはすでに知られていたが、理論的な説明が不明であったものであり、本研究でその原因を明らかにすることができた。

二層系に対して前年度は占有率1及び,2/3での二層が対称的な場合の基底状態,励起状態の研究を行ったが,今年度は,二層が非対称な場合,即ち,二層のランダウ指数が異なる場合の基底状態の研究を行った.このような状況は占有率が3,または4で実現し,実験が行われている.層の自由度を擬スピン表示した場合,対称な二層系がXY型の強磁性模型で記述できるのに対し,非対称な場合にはIsing型の強磁性模型となり,層間の静電ポテンシャルの差は容易軸方向の外部磁場を表すことになる.この系に対して厳密対角化法と平均場近似という2つの方法で基底状態の研究を行った.この結果,層間距離を変化させた場合に,2種類のストライプ相が実現することを明かにした.一つの状態での両層の電荷密度の様子は,両層で尾根と谷が互い違いになる直感的に理解しやすいものであるが,他方では両方の尾根が一致する.これらの相の実現条件,また非直感的な基底状態が実現する原因についても明らかにすることができた.この他の研究として,二層系を理解するには一層系について更に深く理解する必要があるとの観点から,最低ランダウ準位での基底状態の研究を続け,ここで理論的に予想されるストライプ状態の相互作用依存性について,Haldaneの擬ポテンシャルの立場から調べ,二次元面に垂直方向の波動関数の広がりが小さい場合にのみストライプが実現すること,その理由は擬ポテンシャルの実空間での振る舞いから理解できることを明らかにした.(研究の一部は投稿中)また,端状態や,分数量子ホール効果状態での準粒子の性質に関する研究として,実験的に見つかったショットノイズによって計られる準粒子の電荷が占有率が2/5の場合には温度変化を示すという事実に対して理論的な考察を行い,従来からの分数量子ホール効果状態の理解の延長上で自然に温度変化が理解できることを明らかにした.(投稿準備中)1.占有率1/2での基底状態と励起状態の研究占有率1/2の一層系では,複合フェルミオンのフェルミ液体状態,分数量子ホール効果を示すムーア・リード状態,ストライプ状態と相互作用によって3つの基底状態が実現しているが,二層系では更にパラメターが増えるためにより多彩な基底状態と励起状態が期待されてきた.本研究では,各層の厚さwと層間距離dによる相互作用の変化と,層間トンネリングの強さtの変化により基底状態と最低励起状態がどのように変化するかを,厳密対角化法を用いて研究し,この占有率での系の振る舞いの総合的な理解を得ることができた.先ず,実験状況近傍のwとdにおいては,tの強さにより,基底状態は二層系に特有のハルペリンの331状態から一層系と同じムーア・リード状態へ連続的に変化すること,一方最低励起状態は準位交差を起こして,通常の準粒子状態から,非アーベリアン統計の準粒子状態に変化することを明らかにした.次に,dが大きい場合には,t=0では量子ホール効果は起こらないが,tが大きくなることによって分数量子ホール効果状態が回復することを明らかにした.また,この回復にはwとdがある程度大きいことが必要であり,これらが小さいときには分数量子ホール効果状態ではなく,フェルミ液体状態が実現することを明らかにした.2.占有率1での基底状態の研究占有率1では層間距離dが小さい場合には層間の相関が発達し,励起子状態が実現し,興味深い実験が各種行われている.このときの基底状態がdによりどのように移り変わるかを詳細に研究するために,DMRG法による研究を計画し,プログラムの開発を行った.完成したプログラムにより,新たな結果が得られつつある.
農産物の物性,品質評価および流通に関する総合研究

消費者が農産物に対して多様な要求をするようになり,高品質化,低コスト化が望まれている。本研究はそのようなニーズに対応して,農産物の物性について研究し,重ねて品質を評価する方法および流通過程における品質保持の方法を研究し,選別,流通過程における機械化,システム化の基礎資料を提供し,同時に実用化するための研究である。本年度は仕上げの年度であり,各分担者が与えられた課題に対してまとめをする。穀物に関する研究では,米の品質・流通過程と備蓄米の検討というテーマで米の品質について精米に伴う白度の変化を国内産米および外国産米について比較を行い,さらに米の流通時の品質についても検討した。また,穀粒の呼吸特性と品質についての研究では穀粒の呼吸量,呼吸速度などを測定し,特に呼吸速度と品質について検討した。青果物に関する研究で,ブドウの品質とその評価と題した研究ではブドウの分光反射特性から糖度を推定する方法を2種類のブドウについて検討し,ブドウに含まれる糖の分光吸収波長域でブドウ果粒表面での吸収があり,その波長を使うことによって糖度の推定ができることがわかった。青果物の分光反射特性と流通評価と題する研究は果物を対象に表面の損傷を検出する方法を研究し,近赤外域の波長を持つ光線を照射すると損傷部が正常部から区別して検出できることがわかった。流通に関する研究では青果物流通方法に関する諸問題を流通の現状から言及し,最近の流通方法の変化について調べ,さらに,流通過程における包装資材について研究し,検討を加えた。これらの研究成果は農産物性研究第5集として農業機械学会から出版する予定である。本年度は各分担者が与えられた課題に対して取り組み始めたところであるが,一部の研究は継続中のものがあり,特に,米および果実の糖度の推定,果実の傷,腐りの検出,については若干の成果が得られている。まず,米については精米流通を考えた研究で,品質について白度計,濁度計で白度,濁度を測定し,精白率との関係を求めている。すなわち,精白率の上昇に伴い白度は上昇し,無洗米化することによりさらに白度が高まることを明らかにしている。果実の糖度を非破壊で推定する研究も継続中のもので,ブドウ,温州ミカンについて近赤外域の波長における分光反射率を使って糖度の推定式を重回帰分析から求め,そのとき検定用に用意したブドウ,温州ミカンの糖度の推定を行ったところ,高い精度で推定できることを明らかにしている。モモについては傷,腐りの検出システムを試作して,実用化のための研究を行っている。すなわち,CCDカメラ,センサ,回転式光学フィルタ等の組合せで近赤外域の波長におけるモモの画像データから傷,腐りが検出できることを明らかにし,1秒間に3個の割合で検査できる装置を開発した。これをナシ,リンゴにも応用している。本年度は最終の年度であり,穀物に関する研究では,米流通品の食味値を調査し,特に外国産米の食味値が初めて求められた。その結果は国内産の米に比べて食味値は低いと言う結果が得られた.また,米の品質について精米に伴う白度の変化を国内産米および外国産米について比較を行い,さらに米の流通時の品質についても検討した。さらに,籾殻を混入した場合の玄米の乾燥特性について検討し,籾殻量,籾殻含水率および周囲の温度と初期乾燥速度をを適切に選ぶことにより,安全に玄米乾燥を進めることができることを明らかにした。

青果物に関する研究で,ブドウの品質とその評価と題した研究においてブドウの分光反射特性から糖度を推定する方法を2種類のブドウについて検討し,ブドウに含まれる糖の分光吸収波長域でブドウ顆粒表面での吸収があり,その波長を使うことによって糖度の推定ができることがわかった。また,温州ミカンについても,その表面の分光反射特性から糖度,pHを推定する方法を研究し,まだサンプル数は少ないが推定できるという可能性を明らかにした。流通に関する研究では青果物流通方法に関する諸問題を流通の現状から言及し,最近の流通方法の変化について調べ,さらに,流通過程における包装資材について研究し,検討を加えた。
電解質ゲルと導電性高分子による可塑性電導体の作成とメモリ素子への応用

擬一次元の半導体である導電性高子は、高分子鎖間に酸化・還元剤を電気化学的にかつ可逆的にド-プ、脱ド-プをすることが可能で電導度を半導体から金属域まで任意に制御することができる。この性質を利用して可塑性メモリ素子を作成し、その信号入力応答やメモリ特性を測定した。メモリ素子として、導電性高分子からなるメモリチャンネルに電導度の変化として記憶させる3端子素子と、入力信号がそのまま素子の電導度を変化させる2端子素子を作成した。3端子素子では電界効果トランジスタと類似の構造とし、ゲ-トとチャンネルとの間に高分子固体電解質層を設けた。ゲ-ト電極に電気信号を印加することによって導電性高分子が電気化学的にド-プ、脱ド-プされ、チャンネルの電導度が変化することがこの素子の動作原理である。2端子素子ではソ-スとドレイン間に導電性高分子のチャンネルを設け、その上部に固体電解質を塗布する構造とした。導電性高分子として、ポリ(3ーメチルチオフェン)、固体電解質としてエチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体を用た。これらの素子に入力信号として、走査電位あるいはパルス電圧を用い、チャンネル電導度の過度応答、メモリ応答等を測定した。実験結果より、メモリチャンネルの電導度は、電位走査によって導電性高分子が電気化学的にド-プ、脱ド-プされて変化し、初期の目的が実現されることが示された。また、パルス入力に対しては、チャンネル電導度はパルス電圧の大きさ、頻度に依存して変化し、書き込み電極の開放によって、電導度が保持されるメモリ機能を備えていることが判った。作成した素子のこれらの応答特性は、現存する半導体デバイスには見られない新規な特性を備えており、いわゆる神経回路網にあるシナプス結合を模倣する素子である。今後、学習機能を備えたメモリ素子として改良し、また回路網を構築し情報処理システムとして研究を進める予定である。共役二重結合を骨格に持つ導電性高分子は,電気化学的に酸化・還元することによって,その電導度を絶緑体から金属領域まで10桁以上任意に変えることができる。この性質を利用して可塑性電導体,既ち書き換え可能なメモリ素子を試作し,その入力応答や安定性等に関する多くの知見を得た。メモリ素子の構造は電界効果トランジスタと同様とし,距離10ミクロン巾0.5ミリのソ-スとドレイン間に導電性高分子ポリ3メチルチオフェンを電解重合することによってチャンネルを形成した。その上部にエチレオキシドとプロピレンオキシドの共重合体に電解質として約0.1モル濃度の過塩素酸リチウムを含有させた高分子固体電解質を塗付し,その上部に書き込み用電極を配した構造とした。従来,電気化学反応は電解質溶液を用いていたのでエレクトロニクス素子として利用するには限果があった。従って,この素子は電気化学反応を利用したデバイスを固体電解質を用いることによって,微細加工が可能となり信頼性を向上しエレクトロニクス素子として応用できる可能性を開くものである。上述の素子に書き込み電極に加える入力信号をドレインに対してー5ボルトを数秒印加すると,チャンネルの抵抗は100キロオ-ムから数十オ-ムに減少した。さらに入力を接地すると抵抗はほぼ元の値に戻り,また入力を開放するとチャンネル抵抗は保持された。書き込みにパルス信号を加えると,パルスの頻度,およびその大きさにより依存してチャンネルの抵抗が変化することが確認できた。この素子試作と特性評価によって得られた知見は応用物理学会欧文誌に掲載され,更に次年度の計画である特性改善に向け研究を推進する基盤となった。

擬一次元の半導体である導電性高分子は,高分子鎖間に酸化・還元剤を電気的にかつ可逆的にド-プ,脱ド-プをすることが可能で電導度を半導体から金属域まで任意に制御することが可能である.この性質を利用して可塑性メモリ素子を作成しその入力応答やメモリ特性を測定してきた.メモリ素子は入力信号をメモリチャンネルに電導率の変化として記憶させる3端子素子と,入力信号がそのまま素子の電導度を変化させる2端子素子を作成した.前者は昨年度に引き続き,本年度は信号の周波数依存性,素子の温度依存性について研究を行った.後者は新たに今年度の研究に加えた.2端子素子はメモリチャンネルとして3メチルオフェンを電解重合することによって形成し,金蒸着により電極を付け,その上部にエチレオキシドとプロピレンオキシドの共重合体に電解質として約0.1モル濃度の過塩素酸リチウムを含有させた高分子固体電解質を塗付した構造とした.3端子素子では入力信号としてパルス幅,パルス頻度,パルス電圧等を変化させた時のメモリ応答を測定し,評価を行った.メモリチャンネルの電導性はそれらに応じた変化を示し,書き込みおよび消去特性さらにメモリ機能を備えていることが判った.2端子素子では電極両端に印加する電圧によって,素子の抵抗値が変化し,更に印加する信号の回数によってその変化の割合が速くなる学習機能を備えていることも判った.電流電圧特性は非線形を示し,抵抗値の変化として記憶された状態は逆バイアス電圧の印加によって消去されることも判った.一般に2端子素子では両端に電圧を印加しても抵抗値は変化しない.この素子の動作はチャンネルの上に塗付した固体電解質中のイオンが導電性高分子にド-プされ電導度が変化する新しい原理の素子である.これらの素子の特性は,次世代のコンピュ-タのニュ-ロ素子としての新規な可能性を示すものであり,これらの成果は学術会議での口頭発表および雑誌に発表した.
細胞内レクチンによる糖タンパク質輸送選別機構の解明と医薬への応用

ERGIC-53にFLAGタグを付加し細胞内に発現させ、同時に発現させたHAタグ付加VIPL、VIP36との相互作用をプルダウンアッセイにより検討した。VIPL、VIP36はいずれも沈降し、しかも沈降したVIP36はendo H耐性であり、ゴルジ体で相互作用していることが予想された。MCFD2は、可溶性ERGIC-53とカルシウム存在下で結合し、他のVIPL、VIP36とは結合しなかった。表面プラズモン共鳴を用いた解析ではCa濃度に感受性が高く、特に0.2から0.1mMに低下することによりKaが1/100に低下した。F5F8D患者由来のMCFD2とERGIC-53のKaは正常の1/1,0001/10,000と低かった。MCFD2の結合によりERGIC-53の糖結合活性が検出できるようになり、この結合によりリガンドの捕獲・遊離を制御しているこが示された。細胞内ではERとGolgiの中間にCa濃度が極めて低いERGICという領域があるが、Golgiへ輸送する際にERGICで積荷を遊離することが示唆された。in vitroの実験から、VIP36同士の相互作用により多量体化が起こり、糖に対する親和性が上昇すると予想された。この相互作用をYGFPとEGFPをそれぞれ付加したVIP36を細胞内に発現させ、FLETにより検討した。その結果、細胞内でも相互作用していることが示されたが、オルガネラの特定はできなかった。また、VIP36をプルダウンした際に、恒常的に沈降するタンパク質を見いだし、シャペロンBipと同定した。両者の相互作用は恒常的であること、VIP36はendo H耐性であることからGolgiから戻ったVIP36が結合すること、免疫電顕の観察像からER内で起こっていることを突き止めた。可溶性ERGIC-53,VIP36,VIPLを用い、SA-PEを介した4量体化プローブを作製し、サイトフローメトリーで糖結合特異性を決定した。VIP36はManα2Manα2Manの側鎖をもつ高マンノース型に、一方、VIPLはM9、ERGIC-53はM8Bに強い親和性を示した。これらの結果から、リガンドの積荷糖タンパク質は、CNXからVIPL、VIPLからFRGIC-53へと順番に受け渡されることが示唆された。他に、CD8-CD3zetaを用いたcell surface displayレポーター細胞系を確立し、ランダム変異導入VIP36のスクリーニングを行った。細胞内において分泌タンパク質の輸送や選別を行っているレセプターには、VIP36とERGIC-53が知られている。これらのレセプターは、小胞体やゴルジ体内腔側に植物マメ科レクチンと相同の糖結合ドメインを持ち、分泌タンパク質等に付加した糖鎖を認識し、輸送選別を行っている。