hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リチウム空気電池の最適化理論設計のための基盤構築

本研究では、リチウム空気電池の開発を目的として、ミクロ/メソ/マクロのシミュレーション手法を融合させたマルチスケール計算化学プログラム群を開発することで、リチウム空気電池の実用化研究をトータルに支援できる理論的設計基盤の構築を行った。カソード極の過電圧を考慮して電流ー電圧曲線を求めるシミュレータの開発、自由ポテンシャル変化から充電電圧を理論的な見積もり、リサイクル特性を微細構造の変化にもとづいて評価できるプログラム、を開発した。また、溶媒和イオン液体のシミュレーションも実施し、電解質が電池性能に及ぼす影響を定量的に明らかにした。本年度は、まず三相界面での反応を明らかにするために、Li+と空気中の様々な成分との複雑なカソード反応が電池性能に及ぼす影響をシミュレーションできる数値シミュレータを開発した。またLi+との反応生成物の析出過程を第一原理分子動力学法を用いて原子レベルから検討した。具体的には、リチウム空気電池のカソード極放電析出物であるLi2O2がカーボン上でどのような形で析出するかを原子レベルで解明するために、第一原理分子動力学法を用いてシミュレーションを行った。その結果、Li2O2の析出層が1nm以下の場合には伝導性が維持されるとの結果を得た。これはLi2O2が不完全な結晶として析出しやすい場合には伝導性が発現し放電反応が継続されることを意味している。以上のように、空気極の三相界面での反応を明らかにし、それを組み込んだ格子ボルツマンシミュレーションプログラムの開発も行った。また、以上の第一原理計算の結果を基に構築したモデルを組み込んだ数値シミュレータを開発し解析を行った。Li2O2の電気抵抗率が放電容量にどのような影響を与えるかを解析するためにLi2O2の電気抵抗率を考慮した計算を行った。結果としては、Li2O2の電気抵抗率の放電容量への影響はほとんどみられなかった。したがって、Li2O2の電気抵抗率が放電容量への主な要因ではなく、細孔閉塞による空気拡散の阻害が主な要因であることが明らかとなった。次にカーボンの空隙率を変えて同様の計算を行った。カーボンの細孔径を20Åと40Åとすると、その時の空隙率がそれぞれ0。75と0。86となる。その結果、空隙率の上昇に伴い起電力は若干低下するが、放電容量は大幅に改善することを見出した。リチウム空気電池テクノロジーは高容量、高エネルギー密度の電池として近年大きな注目を受けている。しかし実用化には様々な課題が残っている。これまでの研究ではカーボン上への析出物形態とその導電性への影響が解析されてきた。しかしながら、カーボン表面での原子レベルでの析出形態は未だ解明されていない。そこで本研究では、まず、主な放電析出物であるLi2O2のカソード極での原子レベルでの析出形態と、その導電性についての解析を第一原理分子動力学法を用いて行った。今年度は、昨年度までに実施された第一原理分子動力学法シミュレーションにより、種々のカーボン表面へのLi2O2の析出状態をモデル化し、バトラー・ボルマー式に組み込むことに成功した。モデル化では、カーボン表面の末端部分が、析出物と強く相互作用することに注目し、末端構造を中心としてLi2O2クラスターが成長していくことにより、反応活性表面積が減少する解析式を構築し、充放電特性への影響を定量化した。このモデルを組み込んだバトラー・ボルマー式から分極曲線を求め、既報の実測データの再現性を検証した。その結果、これまでの報告では再現できていなかった、メソ細孔とミクロ細孔が共存する電極カーボンを用いたリチウム空気電池で観測されている結果を、良好に再現できることを確認した。これは、開発したモデルの妥当性を支持するものである。さらに、電位を考慮した析出のダイナミクス計算方法の開発を行った。このシミュレーション手法は、電位の影響を系の電荷を調整することで簡便的に考察できる新しい計算方法である。開発した計算方法を、析出のダイナミクスへの電位の影響解明に適用し、有効性を確認するとともに、充放電電位を本シミュレーション計算から定量的に推算できることを明らかにした。電気自動車などの普及には二次電池システムのエネルギー密度の飛躍的な増加が必要不可欠であり、リチウム空気電池など新しい電池系の実用化が期待されている。しかしながら、リチウム空気電池の開発においては、従来の試行錯誤的な実験手法のみでは困難が予想されている。まず、反応を考慮したリチウム空気電池のカソード極構造のメソモデリング手法の開発として、反応析出物によってカソード極の微細細孔構造がどのように閉塞するのかを第一原理分子動力学法を用いて検討した。検討結果に基づき新規な細孔閉塞モデルを提案し、リチウム空気電池の放電特性をシミュレーションした。具体的には、電流-電圧曲線を解析できるシミュレータを開発し、カソードの多孔質構造変化を考慮して、リチウム濃度と酸素濃度をFickの式から見積もり、バトラー・ボルマー式から電圧-電流特性を数値計算することで、カソード極の空隙率や触媒量などの影響を評価することが可能となった。また、充電時における放電析出物の分解過程のシミュレーションを行い、自由ポテンシャル変化から充電電圧を理論的に見積もることに成功した。この結果を電圧-電流特性のシミュレーションに反映させて、リサイクル特性を微細構造の変化にもとづいて評価できるプログラムを開発した。

また、開発したシミュレーションプログラムの動作検証として、柱状粒子や不定形粒子をカソード電極に用いた場合の性能評価をシミュレーションし、既報の実験結果と比較を行った。また、溶媒和イオン液体のシミュレーションも実施し、電解質が電池性能に及ぼす影響を定量的に明らかにした。本研究では、リチウム空気電池の開発を目的として、ミクロ/メソ/マクロのシミュレーション手法を融合させたマルチスケール計算化学プログラム群を開発することで、リチウム空気電池の実用化研究をトータルに支援できる理論的設計基盤の構築を行った。カソード極の過電圧を考慮して電流ー電圧曲線を求めるシミュレータの開発、自由ポテンシャル変化から充電電圧を理論的な見積もり、リサイクル特性を微細構造の変化にもとづいて評価できるプログラム、を開発した。析出モデルをバトラーボルマー式に組み込むことに成功し、実測データを予想以上に良好に再現することができたため。これらにより、当初のLi2O2析出による電池劣化のシミュレーション基盤はほぼ達成したため。計算化学次年度は、電解質の影響についても検討することで、マルチスケール計算化学による空気電池設計基盤の確立を目指す。本年度の目標は、メソスケール・カソード構造の仮想モデリング基盤の開発、および三相界面領域のシミュレーション技術の開発であった。1番目の検討項目については、反応生成物による微細構造変化を仮想的に三次元化できるシミュレーションプログラムを計画通りに開発した。また、2番目の項目については当初の目的に加え、量子分子動力学法による山荘海面での析出物の動的挙動の解明を行った。このように当初の計画に加え、さらに詳しい会席ができたことから、当初の計画以上に進展していると判断した。初年度に、所属機関異動により予算を計画通りに執行しなかった分が、順に繰り越されている。初年度で予定していたシミュレーションコンピュータの一部購入を本年度執行したが、まだ残額があまった。これは、研究の進行状況をみて、予定していたシミュレーションコンピュータを一部だけ購入したためである。来年度に繰り越すことで、より高性能なコンピュータを安く購入でき、その方が研究目標達成のためには得策だと判断した。計画も基づき、電流-電圧曲線を解析できるシミュレータを開発する。具体的には、電気伝導度や、イオン移動度などをマクロシミュレーションで評価して、それを反映して、電池全体の性能をシミュレーションできる方法論を確立する。さらに、反応生成物による電池容量の変化をシミュレーションできるようにシミュレータをさらに発展させる。これらの項目手についてはすでに一部成果がでており、着実な進展が期待できる。シミュレーション用コンピュータを購入する予定である。また着実な成果が出ているため、成果を国内外で積極的に発表していくことを考えている。そのための旅費増額にも使用する予定である。
土壌抗酸菌細胞壁成分の糖脂質によるアジュバント製剤の開発

Mycobacterium属の細胞壁成分である、ミコール酸(MA)をサブクラス毎に分離精製・リポソーム化し、特定のサブクラスMAが強い抗腫瘍効果を示す事を明らかにしてきた。ketoMAに抗腫瘍効果があることを特定でき、この抗腫瘍効果はTリンパ球依存的な抗腫瘍効果であることが明らかとなった。研究結果については、PLoS One. 2019Jan 4;14(1):e0209196.doi:10.1371/journal.pone.0209196.に報告することができた。つぎに我々は、ketoMAだけによる表層糖脂質trehalose-6 6'-dimycolate(TDM)の抽出を行うこととした。TDMは多くの抗酸菌から得られるが、すべての抗酸菌からのTDMに抗腫瘍効果があるとは限らない。我々は、種々の菌からのTDMを検討した結果、BCGコンノート株からのTDMが非常に活性が強いことから、これを基本製剤とすることとした。さらに、メトキシMAの存在しない、コンノート株から抽出することで、ketoMAだけからなるTDMの抽出を計画した。実際にketoMAからなるTDMの抽出には成功したものの、抽出の度に、マス解析でketoだけかどうかの判断をする必要があることが判明した。そのため、実薬としての可能性が乏しいと判断し、天然物からのketoMAだけからなるTDMの抽出は行わないこととした。ketoMAだけからなるTDMの抽出をしない代わりに、TDMの抗腫瘍効果のメカニズムの解明をまず行うこととした。現在Tumor Infiltrating Lymphocyte(TIL)を用いて、どのようなリンパ球が腫瘍周囲に浸潤しているか検討している。さらに、天然物ではなく、合成品としてのketoMAからなるTDMができるかどうかも、検討している。ketoMAからなるTDMの抽出はあきらめたものの、TDMリポソームに抗腫瘍効果があることは明らかとなった。様々な投与方法の検証をしつつ、膀胱癌以外の癌にも抗腫瘍効果があることも判明してきた。そのため、免疫チェックポイント阻害剤との併用で、より強い抗腫瘍効果が得られる可能性もあり、今後の研究結果が期待される。また、天然物ではなく、完全合成からなるTDMも得られる可能性があり、製剤化を含めて、TDMはより期待のもてる成分と考えられる。TDMのレセプターはMincleであることが、既存の報告から判明している。Mincleノックアウトマウスも完成し、抗腫瘍効果のメカニズムも明らかにできそうである。まず、TDMによる抗腫瘍効果のメカニズムの解明を行う。Tumor Infiltrating Lymphocyte(TIL)をFACSで解析すると、CD8リンパ球の浸潤は明かであるものの、コントロールとの差が明確ではなかった。そのため、その他のNK細胞やiNKT細胞の浸潤も含めて検討する予定である。一般にペプチドを用いた癌免疫は、臨床試験も多数行われているものの、我々が、研究している脂質を用いた癌免疫治療の応用は報告が非常に少ない。我々の製剤は、マウスでは充分に抗腫瘍効果が得られているため、臨床応用の可能性についても、メカニズムの解明を行うことで、検討していくことができる。さらに、完全合成によるTDMの可能性も探っていくことで、より製剤への道筋を示すことができると考えている。土壌抗酸菌細胞壁成分の糖脂質によるアジュバント製剤の開発。筋層非浸潤性膀胱癌には抗酸菌であるMycobacterium bovis BCG膀胱内注入療法が行われる。以前、我々は親水性カチオニックリポソームによるBCG細胞壁の製剤化を試み、細胞親和性を高め、癌細胞質内に菌体細胞壁脂質成分を効率的に輸送できる製剤を開発した(特許第6238366号)。これによりラットBBN発癌モデルにおいて、抗腫瘍効果が示されることを報告し、BCG生菌でなくとも、BCG細胞壁成分に抗腫瘍効果があることを証明した。その最大の免疫賦活細胞壁成分は、天然では疎水性の極めて強い長鎖脂肪酸のミコール酸を含んだ糖脂質trehalose-6 6'-dimycolate(TDM)と考えられる。TDMはActinomycetalesに属するすべての土壌細菌により合成される機能性脂質分子であり、宿主免疫細胞表面に発現するC型レクチンのMincleにより認識される。そのため、近年アジュバント製剤としての可能性が考慮されているものの、結核菌TDMは毒性があり疎水性も強いため、製剤開発が出来なかった。そこで、TDMをリポソーム化し親水性にすることで、新規アジュバント製剤を開発し、新しい癌免疫治療の提案を行う。TDMの構成成分であるミコール酸は、α、ケト、メトキシに分離でき、そのうちケトミコール酸に抗腫瘍活性があることが判明した。リポソーム化の方法を確立し、その内容について、現在論文投稿中である。さらにそのリポソーム化の方法は、昨年特許申請した【発明名称】リポソーム、抗癌剤及び癌治療用キット【出願番号】特願2017-042228は、今回さらにPCT出願した【発明の名称】リポソーム、抗癌剤及び癌治療用キット【出願番号】PCT/JP2018/008560【整理番号】17-P30。ミコール酸の抽出およびリポソーム化の方法についてはほぼ確立できた。

電荷もデンドリマーを追加することで、陽電位にすることができ、マイナス電位である膀胱上皮細胞により親和性を保つことができるようになった。しかし、デンドリマーはD12では効果がなく、D22を使わないと効果が得られないこともわかった。ミコール酸はα、メトキシ、ケトの3分画からなるが、どの分画がもっとも免疫活性が強いか検討した結果、ケトミコール酸リポソームに強い抗腫瘍効果を認めた。これらの内容をまとめて、現在論文投稿中である。Mycobacterium属の細胞壁成分である、ミコール酸(MA)をサブクラス毎に分離精製・リポソーム化し、特定のサブクラスMAが強い抗腫瘍効果を示す事を明らかにしてきた。ketoMAに抗腫瘍効果があることを特定でき、この抗腫瘍効果はTリンパ球依存的な抗腫瘍効果であることが明らかとなった。研究結果については、PLoS One. 2019Jan 4;14(1):e0209196.doi:10.1371/journal.pone.0209196.に報告することができた。つぎに我々は、ketoMAだけによる表層糖脂質trehalose-6 6'-dimycolate(TDM)の抽出を行うこととした。TDMは多くの抗酸菌から得られるが、すべての抗酸菌からのTDMに抗腫瘍効果があるとは限らない。我々は、種々の菌からのTDMを検討した結果、BCGコンノート株からのTDMが非常に活性が強いことから、これを基本製剤とすることとした。さらに、メトキシMAの存在しない、コンノート株から抽出することで、ketoMAだけからなるTDMの抽出を計画した。実際にketoMAからなるTDMの抽出には成功したものの、抽出の度に、マス解析でketoだけかどうかの判断をする必要があることが判明した。そのため、実薬としての可能性が乏しいと判断し、天然物からのketoMAだけからなるTDMの抽出は行わないこととした。ketoMAだけからなるTDMの抽出をしない代わりに、TDMの抗腫瘍効果のメカニズムの解明をまず行うこととした。現在Tumor Infiltrating Lymphocyte(TIL)を用いて、どのようなリンパ球が腫瘍周囲に浸潤しているか検討している。さらに、天然物ではなく、合成品としてのketoMAからなるTDMができるかどうかも、検討している。ketoMAからなるTDMの抽出はあきらめたものの、TDMリポソームに抗腫瘍効果があることは明らかとなった。様々な投与方法の検証をしつつ、膀胱癌以外の癌にも抗腫瘍効果があることも判明してきた。そのため、免疫チェックポイント阻害剤との併用で、より強い抗腫瘍効果が得られる可能性もあり、今後の研究結果が期待される。また、天然物ではなく、完全合成からなるTDMも得られる可能性があり、製剤化を含めて、TDMはより期待のもてる成分と考えられる。TDMのレセプターはMincleであることが、既存の報告から判明している。Mincleノックアウトマウスも完成し、抗腫瘍効果のメカニズムも明らかにできそうである。ケトミコール酸の活性が最も強いことが判明したことから、TDMの構成成分であるミコール酸もケトミコール酸のみのTDMが抽出できるか検証する。
医薬品マーケティングにおける顧客サービスの解明

昨年度の研究から引き続いて、医薬品マーケティングを規定する諸要素の検討をすすめた。特に他の先進国とは異なり、国家による統制の強い点、欧米で許可さhている最高の医薬品で日本での審査費用の高さなどから日本で認可に至っていない医薬品が少なくない点、など、新たな論点について調査をすすめた。さらに、新医薬品の普及プロセスのモデル、競合商品との競争プロセスモデル、MR(医薬情報担当)のデイテーリング(医療機関訪問)活動のモデル、コ・マーケティングないしコ・プロモーション(医薬品を他企業と共同で販売することなど)のモデル、以上5つのモデリングの検討をすすめた。そのために、医薬品メーカーの販売責任住者、MRへのヒアリングをすすめてきた。医薬品メーカーによってかなり主力となる医薬品の分野が異なり、分野の違いマーケティングの違いにつながり、MR活動のスタイルにも多様なパターンがあることがわかってきたので、さらにヒアリング調査を継続してすすめる必要がある。医療機関の医薬品購入決定プロセスとそこにおけるMRディテーリング活動の有効性の相関関係については、まだ未解明な点が多い。医薬品のなかで効果が変わらない類似品が少なくないこと、にもかかわらず新薬ほど薬価が高<、薬価差益も大きくなる、病院経営における薬価差益の影響が少なくないことな.どにより、複雑なプロセスが生まれている。今後は、社会的効率の観点から言えば、MRディテーリング・コストの高さをどう評価するか、その評価軸もふくむようなものとして、相関関係の分析が求められる。本年度の研究では、医薬品マーケティングにおける顧客サービスを解明するために、第1に、医薬品メーカーのマーケティングを規定する諸要素の検討をすすめた。化学物質から医薬品を開発するためには莫大なコストと時間、そして運が必要である点、社会的に医薬品に対する期待が強まると同時に副産物などへの責任も問われている点、経済的には財政圧迫のため医療費制限の一環として医薬品コストの削減が先進国共通の課題となっている点について考察をすすめた。第2に、医薬品メーカーのマーケティングのモデル構築のための分析をすすめ、新医薬品の普及プロセスのモデル、競合商品との競争プロセスのモデル、MR(医薬情報担当)のディテーリング(医療機関訪問)活動のモデル、コ・マーケティングないしコ・プロモーション(医薬品を他企業と共同で販売することなど)のモデルの5つのモデリングを開始することにした。この点で課題となったのは、現実の医療機関の医薬品購入決定行動を決めるものやプロセスの解明と、同時に目標とすべき、あるべき医薬品購入のルールをめぐる問題である。次年度は、引き続きモデリングをすすめるとともに、医薬品メーカーの販売責任者、プロダクト・マネジャー、MRへのヒアリングをすすめ、特にMRのディテーリングの活動構造・活動評価の解明に取り組む予定である。また、医薬品メーカーのマーケティングおよびMRのディテーリングについて、経営的評価のみならず、医療行為の質への貢献など社会的貢献の点からの評価のあり方についても情報を収集する必要がある。
ES細胞から神経幹細胞への分化誘導機構の解明

我々は胚性幹(ES)細胞のコロニーをアストロサイトの培養上清(ACM)で浮遊培養し、Neural Stem Sphere (NSS)と名付けた細胞凝集体を形成させることで、ES細胞から直接に効率よく神経幹細胞を作製することができた。さらにこの神経幹細胞がACM中で神経細胞のみに一方向的に分化誘導できることを既に報告した(Neuroreport 15:487-491,2004)。NSS法によるES細胞由来の神経幹細胞が、他の神経系細胞に分化するかどうかを検討したところ、神経幹細胞からアストロサイトに分化することを見いだした。神経幹細胞を単層培養で増殖させる時には、培養液中に繊維芽細胞増殖因子(FGF)-2の添加が必要であるが、培地をFGF-2不含有の培養液に交換するだけでアストロサイトに分化誘導することができた。培地交換後5日目には、90%以上の細胞がアストロサイトのマーカータンパク質であるGEAPに対する抗体に陽性となっており、神経幹細胞から神経細胞への分化とほぼ同じ時間経過で分化が誘導された。また、神経幹細胞のマーカー遺伝子のNestin発現は消失し、神経細胞のマーカー遺伝子のMAP2の発現は認められなかった。これらの結果から、FGF-2除去により、全ての神経幹細胞が一方向的にアストロサイトへ分化したことが明らかとなった。ES細胞由来の神経幹細胞はFGF-2が存在する時には強制的に分化が抑制されて細胞増殖し、またACM中の分化誘導因子存在下では一方向的に神経細胞に分化する。しかしながら、アストロサイトへの分化誘導にはまったく液性因子を必要としない。これらの事から、ES細胞由来の神経幹細胞のデフォルトでの分化の終着点は、アストロサイトであることが結論づけられた。胚性幹細胞(ES細胞)から神経系細胞への逐次的分化誘導の解析マウスでは受精卵から8細胞期までは分化の全能性を有し、一個の割球から完全な個体発生が起こる。さらに胚盤胞の内部細胞塊(Inner Cell Mass ; ICM)および着床後のエピブラスト段階の細胞においても、全ての細胞種に分化できる全能性を保持している。胚発生においてはエピブラストが外胚葉に分化し、その後神経幹細胞を経て神経系細胞としてニューロン、グリアに分化する。我々はICM由来であるマウスおよびサルES細胞をアストロサイトの条件培地中で浮遊培養し、Neural Stem Sphere(NSS)と名付けた細胞凝集体を形成させ、神経系細胞に分化誘導する方法を既に確立した。この分化誘導法による形成過程が、生体中の発生・分化過程とどのように対応しているか、マーカー遺伝子の発現変化を調べることで解析した。その結果、ES細胞のマーカー遺伝子(Oct-4,Nanog)の発現は、浮遊培養によって減少することを見出した。また分化の指標となる、エピブラストのマーカー遺伝子(FGF-5)発現は、培養1日目で上昇し2日目でピークとなりその後減少した。培養2日目からは神経外胚葉のマーカー遺伝子(Sox-1)が、また3日目からは神経幹細胞および神経前駆細胞のマーカー遺伝子(Nestin, Musashi-1)の発現が増加した。さらに培養6日目にはニューロンのマーカー遺伝子(NF-M, MAP2)の発現増加が認められた。これらの一連の神経系細胞への遺伝子発現変化に対し、中胚葉(GATA4)、内胚葉(brachyury)および表皮系外胚葉(Cytokerain-17)のマーカー遺伝子の発現は非常に低く増加しなかった。以上の結果から、NSSは生体内と同一の過程、即ちエピブラスト、神経外胚葉、神経幹細胞、神経前駆細胞を経て神経系細胞に逐次分化誘導されることが明らかとなった。

我々は胚性幹(ES)細胞のコロニーをアストロサイトの培養上清(ACM)で浮遊培養し、Neural Stem Sphere(NSS)と名付けた細胞凝集体を形成させることで、ES細胞から直接に効率よく神経幹細胞を作製することができた。さらにこの神経幹細胞がACM中で神経細胞のみに一方向的に分化誘導できることを既に報告した(Neuroreport15:487-491、2004)。NSS法によるES細胞由来の神経幹細胞が、他の神経系細胞に分化するかどうかを検討したところ、神経幹細胞からアストロサイトに分化することを見いだした。神経幹細胞を単層培養で増殖させる時には、培養液中に繊維芽細胞増殖因子(FGF)-2の添加が必要であるが、培地をFGF-2不含有の培養液に交換するだけでアストロサイトに分化誘導することができた。培地交換後5日目には、90%以上の細胞がアストロサイトのマーカータンパク質であるGFAPに対する抗体に陽性となっており、神経幹細胞から神経細胞への分化とほぼ同じ時間経過で分化が誘導された。また、神経幹細胞のマーカー遺伝子のNestin発現は消失し、神経細胞のマーカー遺伝子のMAP2の発現は認められなかった。これらの結果から、FGF-2除去により、全ての神経幹細胞が一方向的にアストロサイトへ分化したことが明らかとなった。ES細胞由来の神経幹細胞はFGF-2が存在する時には強制的に分化が抑制されて細胞増殖し、またACM中の分化誘導因子存在下では一方向的に神経細胞に分化する。しかしながら、アストロサイトへの分化誘導にはまったく液性因子を必要としない。これらの事から、ES細胞由来の神経幹細胞のデフォルトでの分化の終着点は、アストロサイトであることが結論づけられた。
ムスカリン受容体刺激によるラット膀胱平滑筋の前初期遺伝子群の発現に関する研究

脊髄損傷や前立腺肥大症、糖尿病など種々の排尿障害を伴う疾患では平滑筋の肥大と増殖が起こり膀胱のリモデリングが起こる。平滑筋の肥大によって相対的虚血が生じ,膀胱収縮力が低下することがあり,また膀胱平滑筋の肥大や増殖が膀胱尿管移行部の機能不全を起こして膀胱尿管逆流症や水腎症を生じ、やがて腎機能障害を招くことが知られている。我々は膀胱のリモデリングに自律神経系の関与を示唆し,その際にFos蛋白及びMyc蛋白が平滑筋組織に発現していることも観察した。今回は10週令のSDラットの膀胱平滑筋95%O_2/5%CO_2で飽和したKrebs-Hansleit液中でインキュベートし、種々の自律神経伝達物質で刺激し,前初期遺伝子群の発現を解析した。凍結膀胱平滑筋よりて総RNAを抽出し,1%agarose/2.2M formaldehydegelsで電気泳動し,ニトロセルロース膜にトランスファーする。^<32>Pでラベルしたc-fosとc-mycのprobeを用いてNorthern blotを行い,オートラジオグラフィーでc-fosやc-mycの遺伝子発現について解析した。carbachol,substance P,VIP,adrenomedulline等で刺激を行なったところ,c-fosとc-mycのmRNAは刺激前に少量発現していたが,刺激後はadrenemeddullineだけがmRNA発現を亢進させる傾向がみられた。現在その機序について詳細に検討しているところである。
レセプト情報を用いた医療の質の評価手法の開発

本研究の目的は、レセプト情報という自動的に集積される医療情報を用い、糖尿病およびその他の疾患を対象として、標準的な診療ガイドラインなどに沿った治療が行われているかを検証する手法を検討、開発することである。現行のレセプト情報は大半が紙ベースのため、まずレセプト情報を電子化する作業から始めた。ある県の国民健康保険組合連合会とレセプト情報の調査分析について契約を交わした上で、匿名かつ連結不可能な形でレセプト情報を電子化し、6か月間縦覧できるデータベースを作成した。対象としたレセプトは同県内の2自治体の国民健康保険組合(国保加入者約1.4万人)のものである。両自治体あわせて、6か月間で総数約65,000件のレセプトデータを集積した。これらのレセプト情報を名寄せした結果、1か月当たり約7,500人分(病名数約51,000)のレセプト情報となり、一人のレセプトに記載された病名は平均6.8であった。同データベースより、継続的な受診などの選択基準を設け、確実に糖尿病で治療を受けている患者のレセプトを集め、6か月間縦断的に参照できる連結不可能匿名化データベースを作成した。このデータベースを用いて、838人の糖尿病患者に対する主要検査の実施状況を既存のガイドラインの内容と照合することにより、糖尿病診療の医療の質の評価を行った。結果として、血糖コントロールの指標であるHbAlc測定は高率に実施されていたが、腎症および網膜症の評価の実施率は欧米諸国の実施率と比較して低い水準にあった。また、HbAlc測定の実施率は後期高齢者で低く、地域差が見られた。本研究により、レセプトを用いて医療の質の評価するための手順と手法が示されたと考えられる。本研究の目的は、レセプト情報という自動的に集積される医療情報を用い、糖尿病およびその他の慢性疾患を対象として、標準的な診療ガイドラインに沿った治療が行われているかを検証する効率的な手法を検討、開発することである。ある県の国民健康保険組合連合会とレセプト情報の調査分析について契約を交わした上で、匿名かつ連結不可能な形でレセプト情報を電子化し、個票単位で6か月間縦覧できるデータベースを作成した。また、同データベースには1か月当たり約1,400人分(名寄せ後)の糖尿病のレセプト情報が含まれていた。今年度の成果として、レセプト縦覧データを作成することにより、治療経過を詳細に検討できるだけでなく、疑い病例を除外することでレセプト情報の信頼性を高めることが可能となった。次年度は、糖尿病の病名を含むレセプトを抽出し、最新の糖尿病ガイドラインに沿った検査が実施されているかを検証する。さらにこの作業が他の慢性疾患についても応用可能か検討する。これらの作業は同様の研究を行う国内外の研究者らと連携をとりながら進める。以上の分析に基づいて、レセプト情報を活用した効率的な医療の質の評価方法を提案する。

本研究の目的は、レセプト情報という自動的に集積される医療情報を用い、糖尿病およびその他の疾患を対象として、標準的な診療ガイドラインなどに沿った治療が行われているかを検証する手法を検討、開発することである。現行のレセプト情報は大半が紙ベースのため、まずレセプト情報を電子化する作業から始めた。ある県の国民健康保険組合連合会とレセプト情報の調査分析について契約を交わした上で、匿名かつ連結不可能な形でレセプト情報を電子化し、6か月間縦覧できるデータベースを作成した。対象としたレセプトは同県内の2自治体の国民健康保険組合(国保加入者約1.4万人)のものである。両自治体あわせて、6か月間で総数約65,000件のレセプトデータを集積した。これらのレセプト情報を名寄せした結果、1か月当たり約7,500人分(病名数約51,000)のレセプト情報となり、一人のレセプトに記載された病名は平均6.8であった。同データベースより、継続的な受診などの選択基準を設け、確実に糖尿病で治療を受けている患者のレセプトを集め、6か月間縦断的に参照できる連結不可能匿名化データベースを作成した。このデータベースを用いて、838人の糖尿病患者に対する主要検査の実施状況を既存のガイドラインの内容と照合することにより、糖尿病診療の医療の質の評価を行った。結果として、血糖コントロールの指標であるHbAlc測定は高率に実施されていたが、腎症および網膜症の評価の実施率は欧米諸国の実施率と比較して低い水準にあった。また、HbAlc測定の実施率は後期高齢者で低く、地域差が見られた。また、健保組合のレセプトを元にした連結不可能匿名化された既存のデータベースを利用し、医療の質の一評価指標である薬剤の重複投薬の頻度等についても分析を行い学会等で報告した。
大人の甘えを好ましく感じる要因の解明と甘えの関係性向上効果の日米韓比較

成人男女1000名に郵送調査を行った結果、大人の甘えに対して肯定的な態度をもつ人ほど、甘え場合において、関係の親しさとコントロール感を感じ、甘えをうれしく感じていた。また、実験でサクラが参加者に甘える条件と甘えない条件を設け、サクラに対する好意度や印象を実験の前後で測定したところ、日米両国において、甘え条件でのみ、サクラに対する好意と印象が高まった。以上の結果から、甘えは対人関係を促進することがわかった。大人同士の甘えが関係性を向上させるか検討するのに先立ち、本年度は、まず、「甘えられる側」と「甘える側」が甘えを好ましく思う要因を調査し、さらに次年度の実験の準備を進めた。1「甘える側」と「甘えられる側」が甘えを好ましく思う要因の検討本年度の研究では、まず、「甘える側」と「甘えられる側」がどのような条件を満たしたときに甘えを好ましく思うか調べた。具体的には、「甘える側」が心地よく甘えられる要因として、(1)相手に思いやりがあること、(2)相手に十分な能力・資源があること、の2点を、「甘えられる側」が甘えを好ましく感じる要因として、(1)コストの認知と(2)信頼の2点を想定し、ランダムサンプリングによる郵送調査を行った。回答者には、自分が友人・知人に甘えたときのことと、友人・知人が自分に甘えてきたときのことを想起してもらい、それぞれの状況における感情、相手に対する親しさ、信頼感、おもいやり、コントロール感、負担などを評定してもらった。東京都練馬区に在住の2069歳の男女1000名に調査票を郵送し、321名より有効な回答を得た。データ入力・およびデータ・クリーニングが終了し、これから統計分析にて仮説の検証を行う。2次年度の実験の準備「甘えられること」と「甘えること」が関係性に与える影響を実験室実験にて、日・米・韓で比較検討するための準備を進めた。アメリカの研究協力者とコンタクトを取り、実験参加者とリサーチアシスタントの募集方法、実験手続き、日程、実験室利用についての合意を得た。現在、韓国の研究協力者を募集している。1「甘える側」と「甘えられる側」が甘えを好ましく思う要因の検討平成21年2月に実施したランダムサンプリングによる郵送調査の分析を行った。大人の甘えに対して肯定的な態度をもつ人ほど、自分が友人に甘えた場合と、友人が自分に甘えた場合それぞれにおいて、うれしかったと回答していたが、それは関係の親しさを感じ、また、コントロール感があるためであった。さらに、仮説通り、「甘える側」は、相手から思いやりを感じ、相手に対する負担が少ないほど甘えを好ましく感じ、「甘えられる側」は、相手が自分を信頼し、負担が少ないほど、甘えを好ましく感じることが確認できた。大人の甘えは、不適切な側面があるにも関わらず、上の条件が満たされれば喜ばれることが明らかになった。2「甘え」が対人関係に与える影響の検討人から甘えられることで対人関係が実際に促進されるか、日米で実験を行った。サクラが参加者に甘える条件と甘えない条件を設け、サクラに対する好意度や印象を実験の前後で測定した。その結果、サクラが参加者に甘えた場合でのみ。サクラに対する好意、サクラから感じる好意、サクラの好ましい印象が増加していた。サクラが参加者に甘えない条件では、これらの変数に変化は見られなかった。これは、甘えの関係促進効果を裏付ける結果である。また、甘えの関係促進効果は日本に限らず、アメリカでも確認できた。甘えの概念をもたない文化でも、対人関係の理解に甘えの概念が役立つと言える。なお、韓国でも追試を行う予定であったが、事前の質問紙実験では、韓国人は日本人よりも甘えられることを喜ぶ傾向があり、甘えの負担が大きければ大きいほどうれしく感じる、という日本と異なる予想外の結果が得られたため、まだ韓国での追試は行っていない。今後は、日韓の文化差について追究していくとともに、上の調査で明らかになった甘えが好まれる条件を実験に取り入れていく必要があるだろう。
エネルギー制御されたイオン衝撃によるアモルファス窒化炭素の超硬質化ダイナミクス

アルゴンなどの放電気体と炭素原子を含む気体分子を反応させると、原料分子が分解しアモルファス炭素系薄膜が形成する。特に基板ステージに外部から負の自己バイアス電圧を印加すると、放電中の正イオンが基板に引き寄せられて膜表面を衝撃し、高硬度の薄膜が得られる。この方法を用いて、本研究ではアモルファス窒化炭素、水素化されたアモルファス炭化ケイ素、の各薄膜を形成させ、イオン衝撃の化学的過程を議論した。その結果、プラズマ中のイオンが膜表面を衝撃することにより膜中の水素原子がはじき出され、それに引き続く再結合過程によって一次元的な高分子型構造が三次元的なダイヤモンド型構造へと変化し、膜硬度が上昇することが見出された。マイクロ波プラズマ発生装置を用いてa-CN_x膜を作成した。Arのマイクロ波(2.45GHz,100W)放電生成物とBrCNを真空チャンバー内で反応させてCNラジカルを発生、Si基板上に堆積させてa-CN_x膜を作成した。基板ステージに外部から高周波(13.56MHz)電圧を印加し、負の自己バイアス電圧(-V_<RF>)を発生させた。これによりプラズマ中のイオン(主にAr^+)が基板に引き寄せられ、膜表面をイオン衝撃(以下IBと略記)することによって高硬度を達成させる。生成したa-CN_x膜の赤外、ラマン分光分析、超微小押し込み硬さ試験を行った。Ar圧力0.1Torrの条件で最大硬度20GPaのa-CN_x膜が得られた。赤外吸収分光分析にもとづくと、高硬度を示す膜では水素終端構造が減少した。このことから、IBによって膜中の水素原子がはじき出されることがわかった。またラマン散乱分光分析では、IBを行わない軟質な膜ではラマンのピークは観測されず、強い蛍光のバックグラウンドが観測された。このことは一次元的な共役系が発達していることを示唆した。IBを施すと、蛍光のバックグラウンドはほぼ消失し二次元的な構造に起因するG-bandとD-bandが現れた。しかし、これらのピーク形状や相対強度は膜硬度に対して一定であったため、IBによってそれらの構造は変化していないと考えられる。このことからIBによる水素原子のはじき出しに伴い、一次元的な構造が直接三次元的な構造へと変化し、そのために膜硬度が上昇したと考えられた。本研究と並行して、希ガスのECRプラズマを用いたBrCNの解離励起機構を調べた。その結果、CN(B)状態の生成機構はNe,Ar,Krプラズマでは高速の自由電子による電子衝撃、HeプラズマではHe^+からの電荷移動(He^++BrCN→BrCN^+)とそれに引き続く電子・イオン再結合(BrCN^++e^-→CN(B)+Br)により生成することを見出した。本年度は主としてArのマイクロ波放電フローによるBrCNの解離励起反応によって生成するアモルファス窒化炭素薄膜に関連し、前駆体であるCNラジカルの(1)生成過程および(2)付着確率について詳細な検討を行った。(1) Arイオンからの電荷移動反応に引き続いて起こる電子との再結合反応、高速の電子との衝突による電子衝撃、Ar準安定原子(Ar^M)との衝突によるエネルギー移動反応のうち、どの反応が主にCNの生成に寄与するかを調査した。そのための方法論として、反応系に少量の水蒸気を導入することで、プラズマ中の電子密度、電子温度、Ar^Mの数密度を意図的に変化させ、それらの変化とCNラジカルの数密度の変化との相関を調べることで、CNの生成プロセスを検討した。電子密度と電子温度はラングミュアプローブで、Ar^MとCNラジカルの数密度はレーザー誘起蛍光(LIF)分光法で、反応系に水蒸気を導入した場合としなかった場合についてそれぞれ測定した。その結果、CNラジカルが主としてAr^Mとの衝突によるエネルギー移動反応によって生成していると結論された。(2) CNラジカルの付着確率(s)はs=(w/M)L/nVtAと表される。M、L、t、AはそれぞれCNの分子量、アボガドロ数、成膜時間、基板の面積である。CNの数密度(n)、流速(V)、膜重量(w)を求めればsを決定できる。これら3つのパラメータを、水蒸気を導入した場合としなかった場合について求め、sの変化を調査した。その結果、水蒸気を導入しない場合sは0.7-0.1の範囲でArの圧力と共に減少すること、水蒸気を導入するとsの値が30%程度減少することを見出した。前者の結果はこれまでの結果のおよそ10倍ほど大きい値をとっており、Vの測定が改良されたことによる。

後者の結果は膜表面に存在すると予想されるH原子の引き抜きにCNラジカルが消費されるため、付着確率が減少したものと解釈される。(3) Arの放電フローとテトラメチルシランの反応により、アモルファスSiC膜を作成した。反応系から水分を除き基板に-100 Vの高周波バイアス電圧を印加することで、最大で69 GPaの超高硬度を達成した。本年度は水素原子を含む気体分子のプラズマ分解により、硬質の薄膜物質を得ることができるかどうか、いくつかの事例を検証した。さらにレーザーを用いたプラズマ分光診断を行いプラズフCVD反応過程を詳細に検討した。1 Arのマイクロ波放電生成物によるSi(CH_3)_4(TMS)の分解反応により、水素化されたアモルファス炭化ケイ素薄膜(a-SiC:H)を形成させた。基板ステージに高周波バイアスを印加し硬質膜を得た。今回新たにピコデンターを用いた硬さ試験ならびに兵庫県立大学の加速器NewSubaruを用いたX線吸収端近傍微細構造(NEXAFS)スペクトルの観測を行った。その結果、バイアスを印加しない場合は2GPa程度の軟質の膜であったものが、自己バイアス□20V以上で8-10GPaと大幅な硬度の上昇が見られた。Si基板の硬さが7GPaであったことから、それを上回る硬さが得られたことになる。膜の赤外吸収スペクトルからは水素終端構造が減少、NEXAFSスペクトルからはC-C結合のsp^2混成軌道成分が減少していた。これらが硬質化をもたらした要因であると結論された。2 Arのマイクロ波放電生成物によるアセトニトリル(CH_3CN)の分解反応で水素化されたアモルファス窒化炭素(a-CN_x:H)薄膜を形成させた。基板ステージに高周波バイアスを印加したところ、やはり硬質化が見られた。ピコデンターによる硬さ試験で、バイアスを印加しない条件では1GPa以下、負の自己バイアス30Vで3GPa程度と、a-SiC_x:Hほど急激ではないもののやはり硬質化か見られた。赤外スペクトルで水素終端構造が減少しC-N単結合成分が増加する傾向が見られ、これらがa-CN_x:Hの硬質化の原因と考えられた。1、2を通し、原料中に水素原子が含まれていても硬質化か可能であり、その原因の一つに水素原子の脱離があることが判った。3 Arのマイクロ波放電フローを用いたBrCNのへ解で形成されるアモルファス窒化炭素(a-CN_x)薄膜の形成では、CNラジカルが前駆体になることが判っている。このことを逆に利用すると、CNラジカルの付着確率を正確に決定できる。本研究ではレーザー分光法によるCNラジカルの数密度、時間分解発光計測にもとづく流速、単位面積あたりの膜重量にもとづき、CNラジカルの付着確率を決定した。さらに、反応系にH_2Oを添加して付着確率がどのよ引こ変化するかを調べた。その結果、H_2Oを添加しない場合の付着確率は0.07-0.03とArの圧力の上昇(0.2-0.4Torr)と共に減少した。またH_2Oを添加した系では0.10-0.05となり、H_2Oを添加しない場合に比べて系統的に高い値となった。当初H_2Oを添加した系ではCNラジカルが膜表面の水素原子引き抜き反応によって消費されるために付着確率は減少すると予想していたが、結果は予想に反していた。原因を詳しく調べた結果、Ar圧の上昇またはH_2Oの添加により電子密度が減少していた。
前脳のADH分泌制御機構における興奮性・抑制性アミノ酸伝達物質の機能的連関の解明

基礎状態において、AV3VのGABA神経は、A受容体(-R)を介して、ADH分泌を緊張的に抑えているが、この働きが弱まると、NMDA-Rや非NMDA-Rを介するGlu神経の作用が増大し、ADH分泌が刺激される。高浸透圧や低容量/低血圧環境に曝されると、AV3VのGABA神経の働きが衰え、それに伴って、Glu神経の働きが強まり、上記の向イオン性Glu-Rを介し、ADH分泌が刺激されると考えられる。本研究の目的は、第三脳室腹側前部(AV3V)に分布するγアミノ酪酸(GABA)一受容体(-Rs)が、様々な生理的状態で、ADH分泌や心血管系などの自律機能調節に果たす役割を明らかにし、当該領域のGABA-Rsの働きとグルタミン酸(Glu)-Rsの働きの間には、ADH分泌調節に際して機能的連関のあることを実証することである。研究は本年度の交付申請書の記載通りに行われ、次の結果を得た。(1)AV3VにGluのnon-MNDA-Rs作動薬、FWDを投与すると、血漿ADH、浸透圧、グルコースが用量依存性に増加した。血圧も著しく上昇したが、心拍数は変わらなかった。FWD投与10分前にRs拮抗薬NBQXを注入すると、それら因子の反応は全て抑制された。(2)高張食塩水を静脈注入すると、血漿浸透圧、Na^+、Cl^-濃度が上昇し、これと平行して血漿ADHが増大した。高張食塩水注入開始前にNBQXをAV3Vに与えると、浸透圧や電解質の反応は変わらないものの、ADH反応は完全に消失した。(3)大腿動脈から全血液量の約28%を除去すると、血圧が下降し、血漿ADH、浸透圧、グルコース、AngiotensinIIが増大した。出血操作の前にNBQXをAV3Vに投与すると、ADH反応は著しく減衰したが、他の因子の反応は影響されなかった。(4)GABA (A)-Rs拮抗薬、Bicuculline (Bic)をAV3Vに注入すると、血漿ADH、浸透圧、グルコース、血圧が著しく増大した。GABA (B)-Rs拮抗薬phaclofenの投与は全因子に影響しなかった。Bicで生じた反応は全て、GABA (A)-Rs作動薬、muscimolを前投与することによって抑制された。NBQXの前投与もADH反応を抑えたが、血圧反応などは変わらなかった。以上の結果は、(1)AV3VのGlu-Rsが、浸透圧並びに容量刺激ADH分泌を媒介すること、(2)AV3VのGABA神経は基礎状態においてADH分泌を緊張的に抑えており、その働きが妨げられると、Glu神経によるADH分泌昂進を招くことを示唆する。本研究の目的は、第三脳室腹側前部(AV3V)に分布するγアミノ酪酸(GABA)-受容体(-R)が、様々な生理的状態で、ADH分泌や心血管系などの自律機能調節に果たす役割を解明し、抑制性アミノ酸であるGABAと興奮性アミノ酸であるグルタミン酸(Glu)のAV3V作用の間には、機能的連関のあることを実証することだった。交付申請書の記載に沿って研究を行い、以下の結果を得た。(1)AV3VにGABA(A)-Rの阻害薬であるBicuculline(Bic)を局所投与すると、血圧(BP)、心拍数(HR)、血漿ADH、浸透圧(Osm)グルコース(Glc)が急激に上昇した。脳室内投与では効果が見られなかった。AV3VにGABA(B)-R阻害薬を与えた場合には、全ての因子が変動しなかった。BicのAV3V投与で生じた反応は全て、GABA(A)-Rの作用薬であるmuscimol(Mus)の前投与によって抑制された。GluのNMDA-R阻害薬であるMK-801やnon-NMDA-R阻害薬であるNBQXを前投与してもBicのAV3V投与で起こる血漿ADH、Osm、Glcの増加が妨げられたが、BP、HRは顕著に変わらなかった。高張食塩水を静脈内に持続注入すると、Osm、Na+、Cl-濃度が漸次上昇し、これと平行して血漿ADHとBPが増加した。注入前にMusをAV3V投与すると、血漿ADHとBPの増加が完全に抑制された。Osmや電解質の反応は抑えられず、むしろ増大する傾向だった。Musに代えて、GABA(B)-Rの作用薬であるBaclofen、或いはMK-801やNBQXをAV3Vに与えても、高張食塩水静脈注入によるADH反応は消失した。他方、血圧反応は減少しなかった。

以上の結果は、(1)AV3VのGABA系は基礎状態で緊張的にADH分泌や心血管機能を抑えていること、(2)血漿浸透圧増加時にはその作用が弱まり、Glu系の働きが強まってADH分泌が促進すること、を示唆するものである。今年度の研究目標は、抑制性アミノ酸伝達物質γアミノ酪酸(GABA)と興奮性アミノ酸伝達物質グルタミン酸(Glu)の、第三脳室腹側前部(AV3V;自律機能の中枢)における機能的連関を調べ、さらに心血管反応における脳内β受容体(R)の役割を追究することだった。研究は交付申請書の記載通りに行い、次の結果を得た。(1)覚醒・非拘束ラットの大腿動脈から血液を吸引除去し、非降圧性および降圧性の低容量刺激を与えた。非降圧性刺激は、血漿ADH、angiotensin II、浸透圧、g1ucoseを僅かに、降圧性刺激は著しく増大させた。脱血前にGABA(A)-作動薬muscimol(Mus)をAV3Vに注入すると、血漿ADHの増大のみが著しく抑制され、血圧やその他の因子の反応は変わらなかった。Musの脳室内注入でも、ADH反応に同様の減少傾向を認めたが、有意ではなかった。Musに代えて、G1u-R阻害薬であるMK-801やNBQXをAV3V投与しても、脱血によるADH増大反応は減衰した。MusのAV3V注入後に脱血しなかった群では、全測定因子に顕著な変化がなかった。GABA(A)-R阻害薬bicucu11ineをAV3V注入すると、血漿ADHが増大し、この反応は、MK-801やNBQXの前投与で消失した。以上の結果から、AV3VのGABA系は、基礎状態で緊張性にADH分泌を抑えているが、低容量刺激が起こるとその働きが弱まり、G1u系の活性が高まってADH分泌が高進する、と考えられる。(2)AV3Vを含む広い脳領域に、noradrena1ineβ-R作動薬を注入すると、血圧その他の因子は変わらずに、心拍数のみが上昇した。この反応は、β-R阻害薬によって抑制され、α-R阻害薬では変わらなかった。また、神経節遮断薬の静脈投与も頻脈反応を抑制した。以上の観察は、血圧反射に依らない、β受容体を介する神経性頻脈機構が脳内に広く分布することを示唆する。
異種単原子分子を用いた音響気体温度計による熱力学温度の高精度測定

本研究では、音響気体温度計(AGT)システムを開発して、温度Tおよび圧力Pが極めて安定化された球共鳴器に充填した単原子分子気体中に音響共鳴および電磁波共振を発生させ、そのときの音響共鳴周波数f(T)および電磁波共振周波数fσ(T)を測定することによって熱力学温度Tを決定する。一方、同球共鳴器に設置し、国際温度目盛ITS-90に基づいて校正された標準白金抵抗温度計を用いT90を測定するによって、熱力学温度と国際温度目盛の差(T-T90)を導出する。2018年度は、以下の技術開発および測定を行った。AGTにおいて、高精度に熱力学温度を決定するためには、1Lという大型の共鳴器の温度の均一性を確保する必要がある。既存のAGTでは、音響共鳴周波数の測定に使用したマイクロホンのプリアンプの発熱が、共鳴器の温度安定性に1 mKを超える影響を与えており、熱力学温度値の測定不確かさを大きくしていた。本研究では、球共鳴器の設置方法を改良することで、このプリアンプからの発熱の影響を1 mKを下まわるまでに抑制することに成功した。また、この改良を加えたシステムにより、熱力学温度と国際温度目盛の差(T-T90)をガリウムの融解点(29°C)で測定し、その結果を国際学会で発表した[1]。また、AGTでの測定に用いる温度計を、ガリウムの融解点において、異なる測定システムを用いて校正し、システムに依存せず、校正結果が一致していることを確認することで、国際温度目盛の信頼性を向上するとともに、その結果を国際学会で発表した[2]。これまで開発してきた共鳴器は、アルゴンのみによる測定システムであったが、アルゴンに加え、ネオンやヘリウムという異種の単原子分子気体を互いに汚染することなく、別々に導入することを可能とするように、共鳴器を改良すると共に、専用のガスハンドリングシステムの開発を進めた。上記研究実績の概要に対し、以下の技術開発および測定を行った。これまで開発してきた球形の共鳴器(QSR)は、水平円周方向からの三点固定の設計であった。本年度は、マイクロホンの発熱が外部に逃げやすい構造にするため、QSRを下部で固定するように改良を加えた。その結果、マイクロホンのプリアンプの発熱の影響を抑制することに成功し、QSR温度の均一性を1.5 mK以内から0.8 mK以内に低減することに成功した。AGTをアルゴンとは異なる単原子分子気体であるネオンを用いて測定が可能になるように、ネオンガス専用のガスハンドリングシステムを設計・製作した。AGTにおいて、QSR温度の均一性が、熱力学温度測定に大きな測定不確かさをもたらす。温度の均一性はQSRの数ヶ所に設置したキャプセル型標準白金抵抗温度計(CSPRT)によって確認する。信頼性の高い測定には、不確かさの小さいCSPRTの校正が重要であり、QSRに設置するCSPRTを水銀の三重点(-40°C)、水の三重点(0.01°C)およびガリウムの融解点(29°C)で国家標準を用いて校正した。特にガリウムに関しては、異なる測定システムで校正を行い、システムの違いに関係なく校正結果が一致している結果を得ることで、その信頼性を確認した。また、熱力学温度の測定を、より高温域まで可能にすることを目的に、本年度ではインジウムの凝固点(150°C)まで使用可能なCSPRTを準備し、インジウムの凝固点での校正を行うための、校正システムの改良のための設計に着手した。上記改良型QSRを用いて、水の三重点とガリウムの融解点において、熱力学温度の測定を行った。得られた結果から(T-T90)を導出し、既存の測定値と1 mK以内で一致していることを確認した。本成果を国際学会で発表するとともに、現在、水の三重点とガリウムの融解点の間の温度において、測定を継続中である。【ガスハンドリングシステムの開発】2018年度で設計・製作したネオンガス専用のガスハンドリングシステムに、圧力計・流量計・ガスフィルターの設置し、流量ラインを真空ベーキングで水分等を除去し高純度化を行う。これに続き、AGTにより高精度に熱力学温度を測定するために、圧力制御や流量制御を調整し、それら制御の最適化を行う。【キャプセル型標準白金抵抗温度計の校正】熱力学温度の広範囲の測定のために、使用のCSPRTをインジウムの凝固点(150°C)で校正する。その校正に必要なジグおよび改良型の校正システムを新規開発する。【共鳴器の調整・テスト】音響気体温度計の共鳴器に150 °Cまでの温度域で校正をしたCSPRTを設置し、温度測定、圧力測定、音響測定および電磁波測定関連の機器調整・テスト等を行い、性能を確認する。共鳴器を温度・圧力が可変可能な環境に使用するために専用の容器(圧力容器という)に設置して、機器調整・テストを通じて共鳴器の健全性を確認する。【ネオンガスによるテストおよび初期測定】共鳴器が入った圧力容器を温度の安定化に使用する恒温槽に設置し、ガスハンドリングシステムと連結して、水の三重点(0.01°C)でのネオンガスによるテストおよび初期測定を行う。その後、ガリウムの融解点(29°C)までの熱力学温度の測定に着手するとともに、さらなる測定温度範囲の拡張を目指す。