hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
確率システム制御理論に基づく感染症抑制戦略とその応用

(4)シミュレーションにより提案した最適感染症抑制戦略の有効性を検証した.(5)確立した感染症抑制戦略の改善を行い,実際問題への応用の基礎を確立した.本研究では,感染症に対する確率最適ワクチン接種戦略を確立した.まず,環境変化に起因する感染率や回復率などに含まれる不規則性を考慮し,確率微分方程式を用いた確率感染症モデルを提案した.次に,確率最大原理やFour-stepスキームを用いて最適ワクチン接種率を求め,確率最適ワクチン接種戦略の実現法を明らかにした.最後に,数値シミュレーションにより確立した最適ワクチン接種戦略の有効性を検証した.以下の理由により,交付申請書に記載した研究目的はおおむね順調に進展していると判断した.(a)最適ワクチン接種戦略の基本構築に成功し,その構築法を明らかにした.(b)シミュレーションにより構築した最適ワクチン接種戦略の有効性を検証した.(c)確率感染症モデルの構築に感染の時間遅れや感受者,感染者およびワクチン接種者の行動特性を考慮するなど感染症モデルに改善の余地がある.確率システム理論最適ワクチン接種戦略の実問題への応用を考慮すると感染の時間遅れや感受者,ワクチン接種者の行動特性を感染症モデルに反映する必要があると考えられるので,より実際に即した感染症抑制戦略実現に向け,モデルの改善を行う予定.具体的には以下の手順で研究を推進する予定である.(a)時間遅れを考慮した確率微分方程式の導入や非線形特性を考慮した感染率のモデルへの導入.(b)考察対象個体群に潜伏期間にある人口を加え,未感染者,潜伏者,感染者,回復者,ワクチン接種者の5個体群モデルを構成し,感染症抑制システム全体の性能改善を図る.(c)本研究では感染症伝播に付随する不規則外乱を時間・空間正規性白色雑音としてモデル化し,感染症抑制システムを設計しているが,現実の雑音が近似的にも白色雑音と見なせず,推定・制御が有効に行えない場合が予想できる.この場合には白色雑音を有色雑音で置き換え,感染症抑制システムを再設計し,感染症抑制システムの改善を検討する.平成25年度研究計画に沿って,確率感染症モデルの構成,感染症伝播過程の安定解析を行い,当初の計画以上に感染症抑制戦略基礎が構築でき,以下の成果が得られたため.さらに,環境変化や個人差に起因する回復率や免疫喪失率などの不規則な揺らぎを取り入れた実際に即した確率感染症モデルを確率解析理論に基づき構成できたこと.また,感染症の流行と絶滅は各個体群の平衡状態の安定性と密接な関係があるので,確率分岐理論を適用して,感染者や回復者等の各個体群の平衡状態の安定性を明らかにできたこと.感染症抑制戦略を確率最大原理を用いて導出し,シミュレーションによりその有効性を検証できたこと.研究成果を論文や関連学会において公表し,専門家との意見交換を通して,確立した感染症抑制戦略の改善を行ったこと.シミュレータ購入費が計画より,低額になったため.感染地域・感染者数推定システムを構成し,平成25年度に確立した感染症抑制戦略と統合し,統合感染症抑制システムを確立する.次に,実際問題への応用を検討する.以下に具体的計画・手法を記述する.
南琉球宮古語の語彙体系の多様性を探る：通方言的な音声付の語彙データベースの構築

本研究の目的は、消滅の危機に瀕している南琉球宮古語の総合的な音声付の語彙データベースを構築し、これにより、40もの方言があると考えられている宮古語における言語的な多様性を解明することである。一つの「宮古語」と言いながらも、集落単位で言葉の変種が異なっており、その結果、宮古諸島が極めて多様な言語空間をなしている。本研究では、特に言葉の基礎的な要素である語彙に着目し、宮古語内におけるバリエーションを解明する。このために、現地調査や文献収集を経て数多くの方言の語彙データとその発音音声を収録し、それを検索可能なデータベースにまとめ、公開する。
遺伝子多型に起因するNK細胞の機能脆弱を克服する免疫賦活法の開発

本研究の目標は、NK細胞の遺伝学的脆弱性を克服することを目的として、NK細胞の分化・成熟・活性化に即した免疫賦活化あるいは養子免疫療法を開発することである。マウスモデルを用いて検討では、heat shock protein (HSP)70 inducerにより、肝NK細胞へTRAIL分子の発現が誘導された。また、エピジェネティックドラッグによる腫瘍修飾およびNK細胞活性への影響と、癌糖鎖抗体によるNK細胞の機能制御機構に関して、ヒトリンパ球および臨床検体を用い解析した。さらに、養子免疫を目的として造血幹細胞から分化・誘導したNK細胞が、ex vivoでlicense化することが可能であった。肝癌に対する治癒切除後に認められたKIR/HLA genotype多型の再発リスクに対するインパクトが、肝移植後の再発危険因子と関連するか否かを解析した(n=76)。すなわち、ドナーおよびレシピエントの各KIRの遺伝子レベルのコーディングの有無と、HLA class IのA3/11アレル、Bw4エピトープの保有およびC遺伝子座におけるC1/C2ハプロタイプの分類を遺伝子タイピングにより判定し、KIR/HLA genotype多型と原発巣治癒切除後の再発率との関係を解析した。その結果、ドナーHLAとレシピエントKIRの適合する組み合わせが3個以上存在する個体で、肝癌の再発率が有意に高いことが判明し、移植グラフとに発現するHLA class Iを認識したNK細胞が抑制性の機能制御を受ける可能性が示唆された。マウスモデルを用いた研究では、HSP70 inducerによるNK細胞の賦活化の可能性を検討した。C57BL/6J HSP-70.1 knock-out (KO)マウスを用い、NK細胞のTRAIL分子の誘導にHSP-70が関連するか否かを解析した。また、wild-typeマウスにHSP70 inducer(celastrol)を投与して、NK細胞の賦活化の可能性を解析した。その結果、NK細胞のTRAIL分子の誘導にHSP70分子の存在は必須ではなかった。本研究では、NK細胞の遺伝学的脆弱性を克服することを目的として、NK細胞の分化・成熟・活性化に即した免疫賦活化あるいは養子免疫療法を開発する。マウスモデルを用いた研究では、最近の我々の実績を基盤として、heat shock protein (HSP)70 inducerによるNK細胞活性化の可能性を検討した。ヒトリンパ球および臨床検体を用いた解析では、エピジェネティックドラッグによる腫瘍修飾およびNK細胞活性への影響を解明した。臨床研究では、肝癌に対する治癒切除後に認められたKIR/HLA genotype多型の再発リスクに対するインパクトが、肝移植後の再発危険因子と関連するか否かを解析した。KIR/HLA genotypeの再発への影響が、大腸癌と胃癌およびその肝転移においても関連するか否かは現在解明中である。NK細胞の遺伝学的脆弱性を克服することを目的として、NK細胞の分化・成熟・活性化に即した免疫賦活化あるいは養子免疫療法を開発する。本年度は、癌糖鎖抗体による抗体依存性細胞傷害(ADCC)におけるNK細胞活性化機構を解析した。ある種の固形癌は異好性抗原として糖脂質(N-グリコリル型シアル酸: NeuGc)を表出し、癌抗原として標的に成り得る。我々は、NeuGc抗原がヒト自然抗体やB細胞の標的となり免疫応答が誘導されることを報告している。肝細胞癌に対する肝切除後の臨床サンプル組織を用いて、免疫染色により肝細胞癌におけるNeuGc抗原の表出を確認し、特異抗体の沈着とNK細胞の浸潤を観察した。動物モデルでは、癌細胞上(Hepa1-6、MH22A、CMT-93)のNeuGc抗原が抗体の標的となって惹起されるADCCにおけるNK細胞の役割を、NeuGc抗原の表出を欠損したCMP-NeuAc水酸化酵素ノックアウト(CMAH-/-)マウスを用いて確認した。ヒト骨髄あるいは末梢血CD34+造血幹細胞から誘導したNK細胞は、NKG2D,TRAIL, DNAM-1分子を表出したunlicensed様フェノタイプを示す。KIRと親和性のあるHLA Class I分子の表出したフィーダー細胞と共培養することで、KIRの発現とlicensed様フェノタイプへの分化は確認できたが、機能的licensingの誘導が成し得るた否かは、今後の課題として残った。我々は、ヒト骨髄あるいは末梢血CD34+造血幹細胞からNK細胞を誘導することに成功したが、NKG2D,TRAIL, DNAM-1分子を表出したunlicensed様フェノタイプを示すことが確認された。ここでは、KIRと親和性のあるHLA Class I分子の表出したフィーダー細胞(繊維芽細胞)と共培養することで、KIRの発現とlicensingの誘導が成し得るか否かを検討する。以上の研究は、平成28年度の研究計画としてあげていたもので、当初の予定どおり施行する。消化器外科、移植外科
同一の教材で全盲と弱視という異なる視覚障害に対応する教育支援システムの開発

(1)情報学習システム端末の構築:同一の教材で、視覚障害者の3種類の教材(一般文字・点字・音声教材)の学習メディアの同時出力が可能なシステムを試作した。CPUやSSD、メモリなど幾つかの構成を試み、必要なスペックを明らかにすることが出来た。試作機に、点字ディスプレイや画面読み合成音声ソフトウェア、点字変換ソフトウェアなどを装備し、初期の性能が安定的に動作することを確認できた。その後、盲学校・視力障害センターなどの研究協力校用の端末を手元の部材を含めて構築した。(2)研究協力依頼:全国にある盲学校と視力障害センターの数校において、試作した情報学習システム端末をデモすると共に研究協力依頼を行った。今年度は、盲学校2校、視力障害センター1校において、機器の貸し出しと実証実験を開始した。来年度の予算で、3校ほどについて、機器の貸出しと実証実験を行う予定である。(3)三種類の教材を同時に展開する電子黒板システムの構築:(1)で試作した端末の電子黒板版を精査した。端末とは異なり、より高度なスペックが必要であることが示唆された。利用できる、手元型電子黒板やリアルタイム表示点字ディスプレイの台数は、CPUやメモリなどに大きく依存することが判明した。(4)コースウェアの開発:盲学校や視力障害センターの教員と共にこれらの情報学習システム端末機器で、利用する様々なコースウェア(教材)について議論をし、各々の実験協力校の実情に応じて実施するようにデモ的なコースウェアを数個用意し、各々の研究協力校で試行している。(1)情報学習システム端末の構築は、予定よりも進んでおり、研究協力依頼で、デモを行うまで進展した。(2)研究協力依頼では、研究協力を引き受けて頂けた、盲学校・視力障害センターが6校となり、予定よりも進展した。但し、各都道府県の事情により、個別のアンケート調査などには応じていただけない倫理上の問題点もあり、予定より遅れている部分もある。(3)三種類の教材を同時に展開する電子黒板システムの構築では、予定よりも進展したが、点字ディスプレイと無線LANの技術的な問題が予想以上に大きく、予定よりも遅れている。全体的には、少し、遅れて進展している。(4)コースウェアの開発は、主として来年度の予定であったが、実験協力校の依頼により、数個の試作コースウェアを提供し、この部分では予定よりも進展している。情報学習システム端末については、予定よりも台数を増やして、実証実験を行うべく、協力依頼を数校増やす予定である。3校での、実証実験の途中報告では、拡大文字・点字・音声の同時出力が、非常に効果的であるとの教員の意見が多く、より多くの実証実験を増やしていきたいと考えている。電子黒板については、盲学校・視力障害センターを前提とした、小規模のシステムを検証して、実証実験を行う予定である。大規模については、筑波技術大学での実証実験を通じて、システム改良を行い、小規模システムに反映させていく予定である。特に、文字・点字・音声の同時出力が、全盲や全聾、盲聾や晴眼者等が同時に受講する大学院の授業においても有効であることが示され、教育のユニバーサル化に貢献できることが示唆されているため、より使いやすい改良したシステムを目指す。また、これらのシステムで活用するためのコースウェアを整備して、多くの教材を盲学校・視力障害センターの教員と共に作成して、実証検証を行っていきたい。

全体的には、少し、遅れて進展している。(4)コースウェアの開発は、主として来年度の予定であったが、実験協力校の依頼により、数個の試作コースウェアを提供し、この部分では予定よりも進展している。情報学習システム端末については、予定よりも台数を増やして、実証実験を行うべく、協力依頼を数校増やす予定である。3校での、実証実験の途中報告では、拡大文字・点字・音声の同時出力が、非常に効果的であるとの教員の意見が多く、より多くの実証実験を増やしていきたいと考えている。電子黒板については、盲学校・視力障害センターを前提とした、小規模のシステムを検証して、実証実験を行う予定である。大規模については、筑波技術大学での実証実験を通じて、システム改良を行い、小規模システムに反映させていく予定である。特に、文字・点字・音声の同時出力が、全盲や全聾、盲聾や晴眼者等が同時に受講する大学院の授業においても有効であることが示され、教育のユニバーサル化に貢献できることが示唆されているため、より使いやすい改良したシステムを目指す。また、これらのシステムで活用するためのコースウェアを整備して、多くの教材を盲学校・視力障害センターの教員と共に作成して、実証検証を行っていきたい。
葉緑体形成制御に関わるサイトカイニンの情報伝達機構

1.キュウリ黄化子葉のNADPH-プロトクロロフィリド還元酵素(NPR)遺伝子のmRNAレベルは,ベンジルアデニン(BA)処理によって著しく高くなった。BAの至適濃度は10μMであった。また、12時間処理で効果は飽和した。2.タンパクレベルおよびクロロフィル形成レベルでも1.と同様なBAの効果が見られた。また、BAの効果は、シクロヘキシミドによって阻害されたが、クロラムフェニコールでは阻害されなかった。3.単離核を用いたrun-onの実験により、BAおよび光照射はNPR遺伝子の転写活性を促進することが証明された。4.染色体上のNPR遺伝子のプロモーター領域には、いくつかの光応答性シス領域と植物ホルモン応答性のシス領域が存在した。5.このプロモーター領域とGUS遺伝子との融合遺伝子を作製し、パーティクルガン法でキュウリ子葉に撃ち込み、BAおよび光処理を行ってGUS活性のトランジェントアッセイを行った結果、このプロモーター領域にはBA応答性のシス領域が存在することがわかった。
収束電子回折法による空間群決定法と結晶構造解析法の開発

1)動力学的手法による構造解析を進めるために、コンピュータープログラムの開発・整備を行った。とくに、CBED図形のシミュレーションを精度よく、かつ能率的、廉価に出力できるプログラムを開発した。鋭い高次ラウエ帯反射線を精度よく再現することが重要な問題点で、現在も改良を加えている。このプログラムを用いて、Fe【S_2】の動力学的消衰効果の検討を行った。2)CBED法による格子欠陥の同定法を開発する機運が世界で高まった。当方も、この緊急を要する課題に取り組んだ。積層欠陥の変位ベクトルとその符号を決定する方法を明らかにした。次に、転位のバーガースベクトルの決定を行った。この方法をさらに進めて、転位対,転位ループ,5060【A!○】の積層欠陥を伴うSi,GaAsの拡張転位の同定を行った。これらの方法には、我々の開発した大角度法を用いた。大角度図形では、位置の分解能と角度の分解能が同時に与えられる。従来の電顕像を用いる方法では空間分解能だけしか得られないので、今回のCBED法は欠陥の同定に、より夛くの情報量をもたらし、一層、強力な手段であることが判明した。3)試料表面に平行で、入射電子線に垂直な映進面の検出は、従来、困難なものとされてきたが、この映進面の容易な同定法を開発した。4)最近、準結晶という新らしい秩序相が現われ、構造的、物性的研究が急を告げている。我々はCBED法によって、正20面体の対称要素が準結晶に存在するかを調べた。これらの対称要素は準周期的にしか並んでいないにも拘らず、それらの対称性がCBED図形にあらわれることをみい出した。今後は、高次元結晶学の理解とその利用がさけられなくなった。5)典型的二次相転移物質SrTi【O_3】の空間群をCBED法で再検討した。高温超電導物質Ba【Pb_(1-X)】【Bi_X】【C_3】の空間群を明らかにした。今年度の目標として挙げた"高次ラウエ帶反射を利用した映進面の同定法の研究"を行った。動力学的消滅則をまず理論的に明らかにした。映進面を含む全ての空間群について、可能な全ての電子線の入射方向に対して、期待される動力学的消滅則のTableを作成した。この理論的結果を、本研究費によって本年度購入したJEM2000FXを用いて、実験的に証明した。すなわち、映進面をもつFe【S_2】,【Cu_2】O,Mg【Al_2】【O_4】について、入射電子線の加速電圧を変化させて、適切な運動学的禁制反射を選び、動力学的消滅を観察し、理論的な予測と一致することを明らかにした。この成果については、国際誌であるActa Cryst.Aへの発表を準備中である。実験的研究には、今回購入したJEM2000FXが非常に能率よく、有効に使用することができた。すなわち、クリーンな眞空系をもつこの装置では、試料汚染なしに実験が行なえること。加速電圧の微少変化を容易に行うことができ、それに伴うレンズ系の電流設定も自動的に行えるため、レンズ電流の調整に時間を費さずにすみ、操作性が非常によくなっていること。この装置で初めて導入されたコンデンサーミニレンズの仂らきによって、入射電子線の焦点合せと入射角設定が容易になったこと、などのためである。さらに、本装置を用いて、収束電子回折法を撮る新らしい方法を開発した。従来の方法では、結晶点群の決定には3枚の写眞が必要であったが、今回開発した方法によれば、1枚の写眞に必要な図形の全てを撮ることができる。この方法は、収束電子回折法に極めて有力な方法を導入した。この成果は、J.Electron Microsc、に急遽、投稿した。動力学的効果を用いた結晶構造解析法の開発のため、動力学的計算のためのコンピュータープログラムの開発・整備を開始した。研究目標としてかかげた、"【3_1】【3_2】...らせん軸の検出"には一般的な有効な方法はないように思われる。これについては、今後の検討課題である。

従来の電顕像を用いる方法では空間分解能だけしか得られないので、今回のCBED法は欠陥の同定に、より夛くの情報量をもたらし、一層、強力な手段であることが判明した。3)試料表面に平行で、入射電子線に垂直な映進面の検出は、従来、困難なものとされてきたが、この映進面の容易な同定法を開発した。4)最近、準結晶という新らしい秩序相が現われ、構造的、物性的研究が急を告げている。我々はCBED法によって、正20面体の対称要素が準結晶に存在するかを調べた。これらの対称要素は準周期的にしか並んでいないにも拘らず、それらの対称性がCBED図形にあらわれることをみい出した。今後は、高次元結晶学の理解とその利用がさけられなくなった。5)典型的二次相転移物質SrTi【O_3】の空間群をCBED法で再検討した。高温超電導物質Ba【Pb_(1-X)】【Bi_X】【C_3】の空間群を明らかにした。
ライフコースアプローチを用いた思春期のメンタルヘルスに影響を及ぼす要因の検討

思春期のメンタルヘルスにおいて、抑鬱症状に関連する因子としてインターネット依存が示唆されている。本研究では、思春期におけるインターネット依存(IA)と抑鬱症状の縦断的検討を行った。小学5年生から中学1年生の児を2年間追跡した結果、2年間抑鬱症状が継続して見られた児は、その後のIA依存傾向があることのリスクが、抑鬱症状がない児に比べて8倍高かった。また、一度抑鬱症状を呈した児は同じく後のIA傾向を有する傾向があった。これらの解析には、ベースラインでインターネット使用時間が2時間以上の児は除外しているが、2時間以下のユーザーでも、使用時間が多いほど後のIAを有する傾向があることが明らかとなった。本研究は、既存の出生コホートフィールドを基盤に、毎年、山梨県甲州市の小学校4年生から中学校3年生までの約2000人に思春期調査を施行している。調査内容は、生活習慣および抑うつ症状、起立性調節障害やインターネット依存などの自記式調査と児童生徒健康診断表からの身体データの抽出である。平成27年度は、例年通り7月に、「児童生徒の心の健康と生活習慣に関する調査」を実施した。平成20年度から蓄積されているデータに、これらのデータをリンケージして思春期縦断的検討のために準備を行っている。平成27年度は、近年問題となっているインターネット依存とメンタルヘルスの検討を行った。上記の一部のデータを使用し、ベースライン及び1年後の抑鬱症状の有無が、さらに1年後のインターネット依存にどのように影響を及ぼしているかを検討した。その結果、最初の2年間とも抑鬱症状を有していた児は、2年間有していなかった児に比べて、性別と学年で調整後、8.2倍インターネット依存となっているリスクが高かった。インターネット依存と抑鬱は、因果関係が明らかではないので、今後は、インターネット依存がメンタルヘルスに及ぼす影響の検討も含め、サンプル数を増やしたデータにより、検討を行う予定である。甲州市小中学校とのデータ抽出などについて、さらに合理的で安全な方法がないかを検討中である。本研究は、山梨大学が包括協定を結んでいる甲州市とのバースコホートを基盤に、甲州市の全ての小学4年生から中学3年生までを対象とした思春期調査を実施している。平成28年度も、例年同様、7月に自記式質問紙「児童生徒の心の健康と生活習慣に関する調査」を実施した。この調査には、ヤングのインターネット依存尺度およびバールソンの抑鬱尺度が含まれている。今までに蓄積されているデータを用い、10-12歳の児童生徒が2年後にインターネット依存傾向を持つ要因を検討した。その結果、ベースラインでのインターネット使用時間、就寝時刻などを調整した後、ベースラインで抑鬱傾向があるとその後インターネット依存傾向を持つことが明らかとなった。すなわち、インターネット使用時間が少ない状況でも、抑鬱傾向があるとその後のインターネット依存のリスクとなる。小中学校の健診データなどを安全かつ迅速に利用できるシステムを検討中である。本研究は、山梨県甲州市との共同研究において、25年以上継続中の母子保健縦断調査(甲州プロジェクト)という出生コホートフィールドを用いて、思春期における心の健康と生活習慣についての調査(以下、思春期調査)を実施した。最終年度も、前年と同様に1学期の終わりに、甲州市の全小中学校約2000人(小学4年生から中学3年生)を対象として思春期調査を行い、身長体重などの身体データを抽出し、横断データセットを作成した。主な調査内容は、生活習慣(睡眠、運動週間、食習慣)、心の健康(バールソン抑うつ評価尺度、起立性調節障害診断基準問診項目、ヤングのインターネット依存尺度※なお、起立性調節障害とインターネット依存尺度は中学生のみ)である。平成29年度の思春期調査の実施により、平成20年度7月より実施した思春期調査のデータが10年分蓄積されたことになった。これらより、思春期のメンタルヘルスに関する生活習慣およびメンタルヘルスについての経時変化を検討することができた。10年分の経時変化は、生活習慣においては、例えば、インターネットなどの使用時間は年々増加傾向に有り、またインターネット依存傾向も高くなっていたが、朝食摂取頻度や目ざめ感はあまり変化がなかった。抑鬱傾向については、波があるが顕著な増加傾向はなかった。また、本研究期間に、対象学年を絞り縦断データセットを作成し、抑鬱症状とインターネット依存傾向の検討を行った結果、ベースラインでインターネット依存傾向がなくても抑鬱症状があることが、2年後のインターネット依存のリスクとなることが明らかとなった。毎年実施している思春期調査は、概ね学校側の協力が得られているが、学校側からはもう少し結果の還元を求められている。今年度は、社会還元の方法も工夫が必要だと思われ、検討中である。毎年実施している思春期調査は、教育委員会などでも広く理解が得られている。

今年度は、市民への調査の結果を還元するため、市の広報などを利用し、よりよいデータを得られるよう(保護者への調査実施など)整備を検討している。疫学昨年度に、甲州市と山梨大学の包括協定が結ばれたことにより、データのやり取り等のシステムの見直しを行うことになった。これによりデータの整備が例年より遅れたので、報告書が次年度持ち越しとなったため。報告書作成費用などの支出がなかったことにより、未使用額が発生した。来年度の報告書と合併号にするかどうかを検討中である。集計結果の資料は配布する予定である。未使用額は、平成29年度研究費と合わせ、報告書作成費用などに充てる予定である。
ヒト消化管癌に高発現するチロシンフォスファターゼの検索

【目的】細胞のシグナル伝達を制御するプロテインチロシンフォスファターゼ(PTP)の機能解析が近年急速に進みつつあるが、ヒト癌におけるその発現と意義は不明な点が多い。今回の研究ではヒト食道癌培養細胞及び手術材料におけるPTPの発現を検討した。【材料と方法】ヒト食道癌培養細胞(T.T株)よりmRNAを抽出、cDNAを合成した。多くのPTPsの間で保存されているcatalytic domainに対して変性プライマーを作成しRT-PCRを行った。増幅されたフラグメントをプラスミドベクターに挿入、得られたクローンの塩基配列を決定、結果をデータベースにより照合し、PTPの種類を同定した。さらに、得られたPCR産物をプローブとしたノザン解析により、ヒト食道癌手術症例の癌部・非癌部における各種PTP発現を比較検討した。【結果】今回、以下の8種類のPTPをヒト食道癌培養細胞において同定した。受容体型のPTPRG、PTPκ、PTPε、非受容体型のPTP1B、PEZ、PTPH1、PTPD1、PTPMEGである。現在のところ未知のPTPクローンは得られていない。手術例のノザン解析ではPTPκ、PTP1B及びPTPH1の発現が比較的強く見られた。癌部と非癌部での発現は、ほぼ同程度と考えられた。
イモリの脱分化過程における卵母細胞特異的リンカーヒストンの作用機序の解明

イモリの再生の脱分化過程で分化細胞は再び多能性と増殖能を獲得する。この過程で体細胞核のリプログラミングが行われていると考えられる。一方、卵への核移植による体細胞核のリプログラミング過程で、体細胞型リンカーヒストンH1は卵母細胞型リンカーヒストンB4に置換される。この置換は核移植による核のリプログラミングに重要な役割があると考えられている。これまでの研究でイモリのレンズ再生過程で、脱分化過程の虹彩色素上皮細胞(PEC)の核に、カエル(Xenopus laevis)のB4抗体に反応する抗原が出現することが明らかになっている。分子的特徴からこの抗原はB4であることが強く示唆されたが、証明には至らなかった。本年度はイモリのB4遺伝子のクローニングに成功し、RT-PCRによりB4遺伝子が脱分化過程のPECで発現することを証明した。昨年度、B4遺伝子がクローニング出来なかった原因として、B4遺伝子が長い非翻訳領域を持つことが考えられた。そこで本年度はランダムプライマーにより卵巣cDNAライブラリーを作成した。このライブラリーのESTを行ったところ、カエルB4に一部相同性をもつクローンが得られた。さらにRACEを行い、イモリB4の全長配列を得ることに成功した。そしてRT-PCRによりPECの脱分化過程でB4 mRNAが発現することが明確に示された。本科研費研究でイモリの脱分化過程における卵母細胞特異的リンカーヒストンの発現を明確に示せたことは大きな成果であった。これは卵母細胞特異的と考えられていたリンカーヒストンB4が体細胞核に出現すること示した最初の報告であり、細胞の可塑性に関わる体細胞核のリプログラミング機構を理解する上で極めて重要な発見と思われる。イモリの再生における脱分化の過程で、終末分化した細胞は再び多分化能と増殖能を獲得し、幹細胞様の細胞へと変化する。この過程で分化した細胞の核はリプログラミングされていると考えられる。一方、卵への体細胞核の移植により引きおこされる核のリプログラミング過程で、卵母細胞特異的リンカーヒストン(B4)はクロマチン構造を弛緩することで体細胞核のリプログラミングに関与すると考えられている。すでに私はイモリのレンズ再生における色素上皮細胞の脱分化の過程で、ゼノパスB4抗体に反応する卵母細胞特異的リンカーヒストン様抗原(n-B4)が核に出現することを明らかしている。イモリの脱分化過程におけるn-B4の役割を明らかにすることが本研究の目的である。n-B4は他の細胞の脱分化にも関わっていることが考えられたので、手の再生過程におけるn-B4の出現をイムノヒストケミストリーにより調査した。再生前の骨格筋の核にn-B4は検出されなかったが、骨格筋の脱分化にともないn-B4のシグナルが核に検出された。また再生芽中のほとんどの細胞の核にn-B4のシグナルが検出された。したがって種々の分化細胞の脱分化においてn-B4は共通の役割をはたしていることが示唆された。n-B4をクローニングする目的で、卵巣のcDNAライブラリーとレンズ再生過程の虹彩のcDNAライブラリーを作成した。卵巣のcDNAライブラリー(4x10^5 pfu)と虹彩のcDNAライブラリー(1x10^6 pfu)に対して発現スクリーニングを試みたが、B4と相同性を持つクローンは得られなかった。この原因としてイモリmRNAの長い非翻訳領域が考えられた。現在は卵巣と虹彩のmRNAからランダムプライマーを用いてcDNAを作成し、ディジェネレートPCRによりn-B4をクローニングすることを進めている。
石炭燃焼由来物量の長距離輸送と地球化学的挙動

石炭燃焼由来の汚染物質の長距離輸送を推定するため、内陸部の志賀高原、太平洋側の東京(府中市および八王子市)において大気降下物(降水と乾性降下物)の採取を月ごとに行い、硫酸イオンなど主要化学成分、多環芳香族炭化水素を測定した。東京農業大学(世田谷区)と併設農場・演習林において月ごとに大気降下物(降水と乾性降下物)を採取し硫酸イオンなどの結果より地域特性を検討した。また硫酸イオンの起源を推定するために硫黄・酸素安定同位体比の測定法を検討し、太平洋側の試料にその手法を適用した。府中市と八王子市における非海塩由来の硫酸イオンは全硫酸イオンの72-94%を占めた。非海塩由来の硫酸イオン降下量は3月と7-8月に大きな値を示した。非海塩由来の硫酸イオンの硫黄安定同位対比(δ^<34>S)は+3‰程度であったが6-8月には-3‰前後の低い値が観測された。この様な季節変動のパターンは日本海側でも認められている。しかし、太平洋側のδ^<34>S値は日本海側での値より2‰程度低かった。これは夏期に硫黄安定同位体比の低い硫酸イオンが太平洋側で降下するためであり、季節風の卓越する春季には同位体比に高い硫酸イオンがせ太平洋側でも降下していることが明らかになった。多環芳香族炭化水素のなかで化石燃料の燃焼由来と考えられる9種類の月平均降下量(μg/m^2/月)は志賀高原で6.7、府中で35.0、八王子で35.6、川崎市で149と地域的変動が大きかった。フェナンスレンに対するメチルフェナスレンの比は0.590.95であり、いずれの地域でも燃焼温度の高い工場など固定発生源からの影響を受けていると考えられる。石炭燃焼由来の汚染物質の長距離輸送を推定するため、内陸部の志賀高原(信州大学志賀実験実習施設)および太平洋側の東京(府中市東京農工大学農学部および八王子市波丘地実験実習施設)において大気降下物(降水と乾性降下物)の採取を月ごとに行い、硫酸イオンなど主要化学成分と多環芳香族炭化水素を測定した。志賀高原における主要化学成分濃度は東京に比べ1/21/4の小さい値であった。主な成分の年平均値(mg/l)は次のとおりであった。硫酸イオン:志賀高原;0.88,府中;1.90,波丘地;1.52、硝酸イオン:志賀高原;0.58,府中;2.34,波丘地;1.81、塩化物イオン:志賀高原;0.53,府中;1.97,波丘地;1.30、アンモニウムイオン:志賀高原;0.20,府中;0.41,波丘地;0.40。志賀高原で硫酸イオンは7月に最大値が、11月に最小値が認められたが、硝酸イオンは68月に小さく、12月から4月にかけて大きな値が認められ、府中での結果と異なる傾向であった。また、硫黄安定同位体比測定システムがほぼ出来上がり、標準物質について満足すベき結果が得られている。多環芳香族炭化水素のなかで化石燃料の燃焼由来と考えられる9種類の合計は志賀高原で4.015.1μg/m^2/月であり、府中(2649μg/m^2/月)や波丘地(1748μg/m^2/月)に比べ1/31/4程度であった。フェナンスレンに対するメチルフェナスレンの比は0.50.9であり、燃焼温度が高く、遠方の工場など固定発生源からの影響を受けていると考えられる。

石炭燃焼由来の汚染物質の長距離輸送を推定するため、内陸部の志賀高原、太平洋側の東京(府中市および八王子市)において大気降下物(降水と乾性降下物)の採取を月ごとに行い、硫酸イオンなど主要化学成分、多環芳香族炭化水素を測定した。東京農業大学(世田谷区)と併設農場・演習林において月ごとに大気降下物(降水と乾性降下物)を採取し、硫酸イオンなどの結果より地域特性を検討した。また硫酸イオンの起源を推定するために硫黄・酸素安定同位体比の測定法を検討し、太平洋側の試料にその手法を適用した。府中市と八王子市における非海塩由来の硫酸イオンは全硫酸イオンの72-94%を占めた。非海塩由来の硫酸イオン降下量は3月と7-8月に大きな値を示した。非海塩由来の硫酸イオンの硫黄安定同位体比(δ^<34>S)は+3‰程度であったが、6-8月には-3‰前後の低い値が観測された。このような季節変動のパターンは日本海側でも認められている。しかし、太平洋側のδ^<34>S値は日本海側での値より2‰程度低かった。これは夏季に硫黄安定同位体比の低い硫酸イオンが太平洋側で降下するためであり、季節風の卓越する春季には同位体比の高い硫酸イオンが太平洋側にも降下していることが明らかになった。多環芳香族炭化水素のなかで化石燃料の燃焼由来と考えられる9種類の月平均降下量(μg/m^2/月)は志賀高原で6.7、府中市で35.0、八王子市で35.6、川崎市で149と地域的変動が大きかった。フェナンスレンに対するメチルフェナスレンの比は0.590.95であり、いずれの地域でも燃焼温度の高い工場など固定発生源からの影響を受けていると考えられる。
高齢者居住施設や家庭で何気なく利用できる身体機能維持・評価システムの開発

洗面所や居間など居住空間内の複数場所で,「ついで」や「ながら」の運動を推奨するシステムのコンセプト提案とプロトタイプ試作を行った.継続使用による効果評価には至らなかったが,住居に設置して試用し,継続使用の阻害要因を抽出し解決策を検討した.並行してシステムに組み込み可能な要素技術として,日常に用いる道具や環境に埋め込んだセンサを用いた運動計測,控えめな働きかけに対する反応よりユーザの状態を判定して次段の働きかけを変えるしくみなどを開発した.洗面所や居間など居住空間内の複数場所で,「ついで」や「ながら」の運動を推奨するシステムのコンセプト提案とプロトタイプ試作を行った.継続使用による効果評価には至らなかったが,住居に設置して試用し,継続使用の阻害要因を抽出し解決策を検討した.並行してシステムに組み込み可能な要素技術として,日常に用いる道具や環境に埋め込んだセンサを用いた運動計測,控えめな働きかけに対する反応よりユーザの状態を判定して次段の働きかけを変えるしくみなどを開発した.研究の目標は,高齢者入居施設や家庭で日常的に,特に意識せずに,身体機能の評価・維持が行えるシステムを開発することである.たとえば,洗面所での歯磨き,廊下の歩行や居間でのくつろぎタイムに,利用者の状態を推定して適切なタイミングで働きかけ,体の動きや状態を誘導し,身体活動を賦活するとともに,自然な条件統制のもとでの計測を行うしくみを考案する.初年度の実施内容は以下のとおりである.1.維持・評価すべき身体機能として,歩行に関わる筋力・バランス機能を中心に,上肢の可動域や柔軟性,握力や指の把持力を抽出した.廊下ではフォワードランジとニーアップ,洗面所では,足底屈,足背屈,スクワットとストレッチ,居間では下肢の運動に加えてハンドグリップを選定し,ながらでできるゲーム性のあるトレーニングのアイディアを抽出し,試作に着手した.2.歩行機能評価に足底圧を用いることを検討し,スリッパなどに装着して簡便に計測する可能性も検討した.また,廊下で複数ユーザの識別を意識させずに行うべく,歩行時の足底圧の特徴を用いた個人識別の可能性を検討した.洗面所での重心動揺計測を安定に行うための視覚刺激提示について検討した.3.すでに受けた科研費の成果であるドラフター型装置を本研究に適用し,力触覚による動作誘導を実現した.またスイッチやボタンを用いた任意関節の運動支援装置を発展させ,市販ゲーム機のインタフェースを用いていろいろな運動ができるような環境を試作し,可能性を検討した.局所的に音を提示できるパラメトリックスピーカを制御することにより,利用者の行動に合わせてバーチャルな音源を追従させ,動作や姿勢を誘導する手法について検討した.また,ネットワークロボットを用いた注意喚起・動機づけの可能性について検討を始めた.研究の目標は,高齢者入居施設や家庭で日常的に,特に意識せずに,身体機能の評価・維持が行えるシステムを開発することである.2009年度の実施内容は以下のとおりである.1.コンセプトを拡張し,ユーザの状態を意識させずに収集するアンコンシャスロボット,画面の中からユーザに情報提示するバーチャルロボット,さらにユーザに働きかけを行う実体のあるロボットの役割を検討した.家庭用小型ロボットを用いた働きかけの有効性と,これを用いたユーザの状況把握の可能性について検討した.2.構成要素の改良と追加開発,健常者による計測テスト・ユーザ評価を行なった.洗面所では,立つだけで心拍,呼吸,重心動揺を計測するしくみとスクワットと肩ストレッチを促すシステム,廊下では,家庭用小型ロボットを用いてヒップストライド歩行を誘導するシステムを開発し,少数例のユーザ評価を行い,継続利用の可能性を示した.また,音や光・触覚による動作の姿勢誘導方法として,壁面への映像投影を用いたシステム,ハーフミラーとタッチパネルを組み合わせた装置を開発し,本研究の要求仕様が満たされているかを確認した.居間では,握力強化・ニーアップを行うゲームを開発した.ピラティスサークルを用いた上肢筋力トレーニングシステムと,座りながらできる膝伸展運動システムを開発し,若年者におけるトレーニング効果について実験を行い,筋力増加傾向がある事を確認した.さらに,何気ない注意喚起手法として,パラメトリックスピーカを用いた「こちら」などの指示代名詞を使った方向ナビゲーション環境の開発を行った.同様の目的として,短時間・任意の空間に映像を投影可能な環境として,フォグスクリーンを用いたプロジェクションシステムの試作を行い実現可能性を検討した.それぞれ少数のボランティアによる計測テスト・ユーザ評価を行い,改良すべき課題を抽出した.1.家庭内の複数場所で運動を働きかけるシステムのコンセプト提案とプロトタイプ試作を行った.プロトタイプでは,RFタグによる複数ユーザの個人識別も実装し,洗面所でついでに行える下肢運動(スクワット,カーフレイズ)と肩ストレッチ,居間でTVを見ながら行える下肢運動(腿上げ,膝伸ばし)と腕伸ばし運動を,過去の実施状況やその日の運動状況(歩数計および自己申告)に応じて奨めるものである.2.並行して,システムに組み込み可能な要素技術の模索と開発・評価を行った.計測されていることを強くは意識させず何気ない動きの中での運動計測をめざし,日常で利用する道具へのセンサ組み込み,環境への埋め込みを試みた.歯ブラシに組み込んだ加速度センサによる歯磨き運動の計測,Wiiリモコンや床・壁に組み込んだロードセルによる運動計測を実現した.測域センサを用いて非接触で対象人物の大まかな位置を計測し,パラメトリックスピーカでその人にだけ聞こえるように呼びかけたり,方向を直感的に指示する音情報提示環境を試作した.種々の運動の検出・計測に用いる加速度センサの無線化を計り,ダンベルなどに組み込んで実証した.また歩行動作の改善評価に向け,基礎データの分析を行った.

家庭用小型ロボットの控えめな働きかけに対する反応に基づいてユーザの状態(集中してTVを見ているか,たいくつしているか)を判定し,判定結果によって次段の働きかけを変えるしくみを検討し実装した.3.最後に,システムコンセプトの実現度を評価し,研究代表者自らが体験者となり,継続使用の阻害要因になる課題を抽出し,解決策を検討した.新たに開発した要素技術については,システムへの組み込み可能性を検討し,実装上の課題を抽出した.
形状が動的に変化する広域計算機網上の分散ソフトウェアの理論

インターネットの発展によって,世界規模の計算機網が維持する多様な計算資源や豊富な情報を,一般ユーザが高度に統合化された形態で利用できる時代が見えてきた.現在においても,WWWや分散データベース等,インターネット上で動作するソフトウェア(以下,分散ソフトウェア)が開発されて来ているが,ATM技術などを用いた高速計算機網が普及するに従って,さらに緊密で高度な協調に基づく分散ソフトウェアが今後ますます求められる.分散ソフトウェアは,(1)広域計算機網の形状は急速に変化するが,形状の動的な変化に関わらず正しく動作しなければならず,(2)広域計算機網ではその複雑さゆえ様々な故障が起こるが,様々な故障に耐えて正しく動作しなければならず,(3)たとえ形状変化や故障が起こらないと仮定しても,分散ソフトウェアは他の多くの分散ソフトウェアと広域計算機網を共有するので動作環境は刻々と変化するので,動作環境に自律的に適応できなければならない.すなわち,分散ソフトウェアは自律的な発展・適応機能を内在していることを求められる.本研究では,上記の(1)-(3)について以下のような成果を得た.1.一過性の故障に耐えて自律的に正常な状態に復帰できるようなアルゴリズムを自己安定アルゴリズムという.自己安定アルゴリズムには,全体を初期化しなくても正常に実行を開始できるという長所もあるので,広域計算機網には最適なアルゴリズムである.理論構造としてリングを持つ場合に方向付け問題と相互排除問題を解決する自己安定アルゴリズムを開発した(文献3,5).2.コーラムを用いて同期問題を解決する方式を検討し,いくつかの知見を得た(文献2,4).3.広域計算機網では,各プロセスは現在の大域的な状態を知ることなしに,局所的な状態から適切な次の行動を選択する必要がしばしば起こる.例えば,停止性判定問題やデッドロック検出問題はメッセージ通信を用いて,局所的な状態から大域的な状態を推察する代表的な問題である.このような問題を動的問題と呼ぶことにする.代表的な動的問題である動的探索について検討した(文献1,6).インターネットの発展によって,世界規模の計算機網が維持する多様な計算資源や豊富な情報を,一般ユーザが高度に統合化された形態で利用できる時代が見えてきた.現在においても,WWWや分散データベース等,インターネット上で動作するソフトウェア(以下,分散ソフトウェア)が開発されて来ているが,ATM技術などを用いた高速計算機網が普及するに従って,さらに緊密で高度な協調に基づく分散ソフトウェアが今後ますます求められる.分散ソフトウェアは,(1)広域計算機網の形状は急速に変化するが,形状の動的な変化に関わらず正しく動作しなければならず,(2)広域計算機網ではその複雑さゆえ様々な故障が起こるが,様々な故障に耐えて正しく動作しなければならず,(3)たとえ形状変化や故障が起こらないと仮定しても,分散ソフトウェアは他の多くの分散ソフトウェアと広域計算機網を共有するので動作環境は刻々と変化するので,動作環境に自律的に適応できなければならない.すなわち,分散ソフトウェアは自律的な発展・適応機能を内在していることを求められる.本研究では,上記の(1)-(3)について以下のような成果を得た.1.一過性の故障に耐えて自律的に正常な状態に復帰できるようなアルゴリズムを自己安定アルゴリズムという.自己安定アルゴリズムには,全体を初期化しなくても正常に実行を開始できるという長所もあるので,広域計算機網には最適なアルゴリズムである.理論構造としてリングを持つ場合に方向付け問題と相互排除問題を解決する自己安定アルゴリズムを開発した(文献3,5).2.コーラムを用いて同期問題を解決する方式を検討し,いくつかの知見を得た(文献2,4).3.広域計算機網では,各プロセスは現在の大域的な状態を知ることなしに,局所的な状態から適切な次の行動を選択する必要がしばしば起こる.例えば,停止性判定問題やデッドロック検出問題はメッセージ通信を用いて,局所的な状態から大域的な状態を推察する代表的な問題である.このような問題を動的問題と呼ぶことにする.代表的な動的問題である動的探索について検討した(文献1,6).
反応性クライオプラズマの創製とその材料加工プロセスへの応用

本年度は、本研究課題の最終年度として、これまでに行ってきた、(A)ヘリウム(He)の気液臨界点近傍における絶縁破壊現象についての研究、(B)He/窒素混合系クライオプラズマ中の種々の反応のプラズマガス温度依存性についての実験および計算による研究、(C)レーザー干渉計によるプラズマガス温度測定について、さらなる実験・考察をおこなった。さらに、これまでの基礎的な研究結果を材料加工プロセスの応用につなげるための研究として、(D)クライオ温度における高圧N2およびAr中における新たな放電電極の開発と材料の表面処理についての研究を新たに行った。まず、(A)については、本年度は得られた結果の論文誌(J Phys E)およびプラズマ表面処理に関する国際学会において発表を行った。(B)の研究では、「プラズマガス温度」というパラメータのプラズマ化学における重要性を明確に示し、クライオプラズマのみならず一般的な非平衡プラズマにおいてもインパクトがあるものと考えている。また、(C)については、クライオプラズマにおいて重要な課題であるガス温度制御のために、ガス温度評価が必要であり、レーザーヘテロダイン干渉計による屈折率測定を通じてガス温度を見積もる手法を活用した。レーザー干渉計を組み上げ、新たに測定を行った。続いて、(D)において新たな高密度流体中プラズマ源の開発を行った。本研究では、Heよりも安価で工業的な応用が見込めるN2およびArにおいて、それぞれ臨界温度付近の温度において、気体、超臨界流体、液体にまたがる領域におけるプラズマ源の開発を行った。本研究では、電界電子放出能の高いカーボンナノチューブを利用した誘電体バリア放電により、低電圧で安定かつ大面積のプラズマ源の生成を行うことができた。発光分光測定の結果より、プラズマ中での準安定窒素分子の多量の存在と、準安定分子と誘電体表面の活発な化学反応が示唆され、現在投稿論文執筆中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。「クライオプラズマを用いた材料加工プロセス科学という新しい学術基盤を築き、様々な応用可能性を開拓すること」を目的として、本年度は、1.ヘリウムの臨界点近傍における絶縁破壊現象についての研究、2.ヘリウム/窒素混合系クライオプラズマ中の種々の反応のプラズマガス温度依存性についての実験および計算による研究、3.酸素/アルゴンおよび酸素/ヘリウム混合系のクライオプラズマによる低誘電率材料の低侵襲性アッシングプロセスの開発という主に3つの研究を行った。1.については、希ガスのクライオプラズマに反応性を付与するための反応場として臨界点近傍の密度揺らぎ場に着目し、絶縁破壊現象というプラズマ生成の前駆現象における分子配置の相関距離と電子の平均自由行程の関係性を示し、揺らぎ場中プラズマ反応場における反応機構の基礎となる電子の運動への知見を得た。2.については、クライオプラズマを含む低温プラズマにおいて重要なパラメーターである「プラズマガス温度」によりプラズマ化学が劇的に変化することとそれがプラズマガス温度を考慮した反応モデルにより再現できることを、時間分解発光分光測定、レーザー吸収分光などの測定や、新たに反応モデルを構築することにより示した。3.については、クライオプラズマを使用することによる低侵襲性を、従来の固体構造の解析に加え、本研究では電気的特性の向上によっても確認し、クライオプラズマプロセスの低ダメージ性を顕著に示したものと考えている。なお、研究実施計画と1.、2.は多少異なるが、研究計画を立てた際には、1.、2.は共に重要であるが実現が容易ではないと考えたため今年度の計画から除外していたものである。しかし本年度1.、2.の研究により上記の知見が得られ、これにより、来年度は研究がより進行することが期待される。「クライオプラズマを用いた材料加工プロセス科学という新しい学術基盤を築き、様々な応用可能性を開拓すること」を目的として、本年度は、(A)ヘリウム(He)の気液臨界点近傍における絶縁破壊現象についての研究、(B) He/窒素(N2)混合系クライオプラズマ中の種々の反応のプラズマガス温度依存性についての実験および計算による研究、(C)レーザー干渉計によるプラズマガス温度測定という主に3つの研究を行った。(A)について、前年度の実験結果を基に、前年度に提唱した「密度揺らぎ場中の平均自由行程」を評価する手法として、新たに局所的低密度領域およびイオン励起電界放出に着目した局所空隙モデルを構築し評価を行った。その結果、密度揺らぎという現象が内包するサイズ依存性が、電子の運動に関しても数マイクロメートル以下の極短ギャップ放電においてのみ発現するため、絶縁破壊電圧の臨界異常が発現することが示された。(B)について、前年度実施した実験結果および新たに構築した反応モデルについての考察を深めた上で研究をまとめて発表した。また、時間分解レーザー吸収分光により準安定He原子密度の測定を行った。その結果、準安定He原子の長寿命化および密度上昇が確認され、上記反応モデルを改良した計算により、不純物密度の評価を行った。(C)について、レーザーヘテロダイン干渉計により屈折率測定を通じてガス温度を見積もる手法を活用し、クライオプラズマチャンバーに適合するような形でレーザー干渉計を組み上げ、測定を行った。現在実験・解析を進めている段階であり、次年度には成果として発表できる予定である。なお、クライオプラズマ源の制御技術や基礎物性において解明すべき点がまだ多く残っていたため、予定を一部変更して基礎研究を中心に研究を進めた。次年度に材料プロセスへの展開を予定している。本年度は、本研究課題の最終年度として、これまでに行ってきた、(A)

ヘリウム(He)の気液臨界点近傍における絶縁破壊現象についての研究、(B)He/窒素混合系クライオプラズマ中の種々の反応のプラズマガス温度依存性についての実験および計算による研究、(C)レーザー干渉計によるプラズマガス温度測定について、さらなる実験・考察をおこなった。さらに、これまでの基礎的な研究結果を材料加工プロセスの応用につなげるための研究として、(D)クライオ温度における高圧N2およびAr中における新たな放電電極の開発と材料の表面処理についての研究を新たに行った。まず、(A)については、本年度は得られた結果の論文誌(J Phys E)およびプラズマ表面処理に関する国際学会において発表を行った。(B)の研究では、「プラズマガス温度」というパラメータのプラズマ化学における重要性を明確に示し、クライオプラズマのみならず一般的な非平衡プラズマにおいてもインパクトがあるものと考えている。また、(C)については、クライオプラズマにおいて重要な課題であるガス温度制御のために、ガス温度評価が必要であり、レーザーヘテロダイン干渉計による屈折率測定を通じてガス温度を見積もる手法を活用した。レーザー干渉計を組み上げ、新たに測定を行った。続いて、(D)において新たな高密度流体中プラズマ源の開発を行った。本研究では、Heよりも安価で工業的な応用が見込めるN2およびArにおいて、それぞれ臨界温度付近の温度において、気体、超臨界流体、液体にまたがる領域におけるプラズマ源の開発を行った。本研究では、電界電子放出能の高いカーボンナノチューブを利用した誘電体バリア放電により、低電圧で安定かつ大面積のプラズマ源の生成を行うことができた。発光分光測定の結果より、プラズマ中での準安定窒素分子の多量の存在と、準安定分子と誘電体表面の活発な化学反応が示唆され、現在投稿論文執筆中である。研究計画を一部変更したため当初予定の実験をすることができなかった部分があるが、一方で、研究目的達成のために重要な知見である、密度揺らぎ場中の電子の運動や、プラズマガス温度によるプラズマ科学の変化及びそれに対する反応モデルを昨年度に引き続き示すことができた。また、本研究において最重要なパラメータであるプラズマガス温度の評価を行った。これらの知見は研究計画を立てた際には、重要であるが実現が容易ではないと考えたため計画から除外していたが、今回達成することができたため、2の評価とする。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後、特にプラズマ化学反応のプラズマガス温度依存性について、および多孔質材料へのプラズマ表面処理を通じて研究目的を達成する予定である。前者については、まずアルゴンや酸素を含む系において実験・考察を進め、その結果次第で、ヘリウムあるいはアルゴンのどちらを希釈ガスとした反応性クライオプラズマプロセスとするかを確定し、反応性ガスを含むクライオプラズマプロセスの開発に取り組む。