hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規開発超高圧下核磁気共鳴技術による強相関電子物性の開拓

低温物性分野では3万気圧以上の超高圧下で磁性および超伝導の内部状態を探る手段がほぼ皆無であった。そこで本計画では、超高圧技術の改良(高圧化、簡単化)を行うこと、強相関電子系化合物等に対し先端の超高圧核磁気共鳴(NMR)実験を行うことを目指した。超高圧技術の改良の、「誰でも使える小型圧力装置」の実現に関しては大きな進展があり、13万気圧超まで安定して多数の電気配線と光ファイバーを非常に歩留まり良く導入する配線方法を開発することができた。その結果、電気抵抗測定・ac帯磁率測定などにも非常に有効な装置を開発した。また、3He循環冷凍機と小型化圧力セルにより、極低温超高圧NMR測定を可能にした。「誰でも使える小型圧力装置」の実現に関しては大きな進展があり、13GPa超まで安定して多数の電気配線と光ファイバーを非常に歩留まり良く導入する配線方法を開発することができた。その結果、元々NMR測定用に開発してきた本技術が、電気抵抗測定・ac帯磁率測定・ac比熱測定に非常に有効であることとなった。その理由は、極低温まで使用可能な程度に小さく、良好な静水圧性を持ち、簡単に使用可能な配線方法と試料室サイズを持つ技術が10 GPa級としては他に全く存在しないからである。共同研究者によって、強四重極秩序およびそのゆらぎに関係した超伝導状態を持つと言われているPr化合物のPrTi2Al10の高圧化相図を完成させることに利用されている。極低温での超高圧実験を目指して、3Heのハンドリングシステム、循環式3He冷凍NMRプローブ、φ22に小型化した超高圧セルをそれぞれ開発した。極低温・超高圧域でのNMR実験は、試行を含めてこれまで存在してこなかったので、組み合わさると初めてのことであり、今後実際の超高圧NMR実験を行う予定である。そのような超高圧研究に適した系として、強磁性量子臨界ゆらぎの物性やYb系重い電子系がある。現在本研究室においてそれらの新物質・新物性を開発中である。その中で、計画には含まれていなかったことであるが、新構造をもつ重希土類化合物群を発見した(学会発表済み)。特にその内のYbCo2Ge4は、20 mKまで秩序化しないこと、抵抗率・磁化率・比熱・NMR緩和率において0.5 K程度まで非フェルミ液体的ふるまいを保つことが分かってきており、常圧下において量子臨界点に非常に近い物質であることが分かった。このような物質はCe化合物では多く見られるが、Yb系では数種類しか見つかってきていない。今後の高圧研究において相図と量子臨界性を明らかにしていく予定である。1年目の本年度は、「誰でも使える小型超高圧力装置」の実現を主に目指した。ただし、研究計画では東京大学物性研究所で研究を行う予定であったが、本年度より高知大学の常勤講師(PI)として着任した為、装置環境の整備を行う必要があった。具体的には、大型プレス機、ルビー蛍光装置等を導入した他、高知大学に初期導入されていた無冷媒横型7T超伝導磁石周辺のNMRシステム構築(He循環ガスライン・NMR分光器・プログラム・NMRプローブ作成等)を行なっている。結果、高知大学においても超高圧とNMR測定のシステムを立ち上げることを完了した。超高圧セル周辺装置に関しては物性研究所と同等以上、NMR装置に関してもボア径が小さい事を除けば遜色のない実験環境を整えることが出来ている。さらに、自動同調を備えたNMRプローブを開発したことにより、NMRシステムの殆ど全てを自動化することが出来た。これは、人的リソースの少ない地方大において今後の研究を進める上で重要である。高圧力装置開発においては、バルク測定にも展開可能な配線方法を開発している。実際に共同研究者から、Pr化合物系の極低温測定が必要な系における超高圧下電気伝導・交流磁化率測定の発表が、本研究の装置を用いた成果として成されている。10GPa級、0.5K以下の複合極限環境においてある程度の試料室体積が必要な場合、既存の装置では該当するものが無いため、本研究により初めて可能となったものである。装置の基本性能においては、多数の試行により形状の改良を進めた結果、9mm3と以前の5割増程度の試料室体積を実現できている。10GPa強まで安定的に光ファイバーを導入する技術を開発しより高圧域での圧力値決定方法に目処がついた他、圧力発生効率に超硬合金の材料依存性が顕著であることが判明したことから、今後の20GPa級装置の開発に重要な指針を得ることが出来ている。主目的の一つである、超高圧装置の配線法の簡単化については、全く問題なく達成出来ており、共同研究者から複数回の発表も成されている。

20GPa級超高圧装置の開発に関しては、12GPa程度までは安定して印加出来ているもののそれ以上の圧力発生に関しては方針が定まっている程度の進捗状況である。ただし、本年度は高知大学において超高圧・NMRシステムを一から構築する必要が生じた為、資金面・時間面で満足に開発に専念できておらず、その為超高圧NMR実験も未だ着手出来ていない。しかしながら、計画には無かった事項ではあるが、今まで固体物性分野の強磁場NMR実験・超高圧実験の設備が全く存在しなかった高知大学において、十分競争力のあるシステムを短期間の内に構築することが完了したので、「若手研究(B)」としては十二分に「期待以上の成果」であると自己判断するに至った。最終年度となる次年度は、超高圧装置のさらなる改良と、本装置を利用した超高圧NMR実験を行う予定である。前年度に、高知大学における研究環境の整備をほぼ完了し、10GPaまでは極めて高歩留まりで安定して発生することが可能になった為、本年度の開発は順調に推移するものと考えている。具体的には、近年富士ダイスにより開発された超硬合金の新素材を利用して20GPa級の超高圧発生を目指している。複合極限環境としては、現在作成している循環型3He冷凍機と小型化高圧セルを組み合わせて、0.5K程度までの超高圧NMR実験を可能とすることを予定している。液体ヘリウムの補給を必要としないシステムで、3He温度と10GPa級超高圧測定が可能となるので、このこと自身も非常にインパクトが高いと思われる。測定対象としては、鉄系超伝導体と同様の結晶構造を持つ物質の多段超伝導転移の圧力依存性等である。超高圧装置の開発に不可欠な、超硬合金部品の作成費用と高圧セル金属加工代金が主である。他に主要な使用品目としては、上記に挙げた循環型3He冷凍機の部品代として、真空機器・部品、金属材料費として使用する予定である。消耗品として、ガスボンベ、電子部品等に相当の費用を支出する。次年度は最終年度となるので、国際学会における発表(口頭の予定である)、国内学会、論文等で取りまとめを行う。該当なし
ヘビにおける性染色体の進化過程の解明と性決定遺伝子の探索

前年度までの研究成果として、FISH法によって29の遺伝子がZ染色体にマッピングされ、そのうち5つがW染色体にもマッピングされている。そして、W染色体にもマッピングされた5つの遺伝子のうちCTNNB1とWACについて10科のヘビ種においてZとWホモログの塩基配列を解読し、分子系統樹を作製した。今年度は、SEPT7について同様に系統解析を行った。その系統樹の分岐パターンから、SEPT7のZとWホモログ間の分化はヘビ亜目の系統分化の初期に起きたと推定された。3つの遺伝子の分岐パターンを比較した結果、ヘビにおけるZとW染色体間の分化は動原体領域から始まったと推定された。また、ヘビの進化過程において比較的短時間で性染色体間の分化領域が拡大したと推定された。哺乳類や鳥類では性染色体の分化は染色体の末端から始まり、段階的に分化領域が拡大したと推定されている。ヘビにおける分化過程はそれらと異なり、性染色体の進化について新たな知見をもたらすと思われる。現在、この成果について論文を執筆中である。シマヘビの産卵後0日と4日の胚から生殖腺を摘出し、cDNAライブラリーを作製した。DMRT1、SOX、CYP19A、FOXL2などの性分化関連遺伝子の発現量をRT-PCRによって雌雄間で比較した結果、生殖腺の性分化は産卵後0日から4日の間に始まることが推定された。そこで、次世代シーケンサーを用いて産卵後4日杯の生殖腺におけるトランスクリプトーム解析を行い、発現遺伝子の種類やその発現量を雌雄間で比較した。ZとW染色体の両方に位置する遺伝子の一つであるCTNNB1が性分化初期の雌の生殖腺で強く発現していた。マウスにおいてこの遺伝子は未分化生殖腺が卵巣へ分化する際に必須であることが実験的に証明されている。これらのことから、現時点において、CTNNB1がヘビにおける性決定遺伝子の最有力候補と考えられた。研究目的についてはおおむね達成したと考えられるが、予定した全ての実験項目について成果が得られたわけでは無い。具体的には、ZとW染色体が形態的には殆ど見分けがつかないニシキヘビにおいて、DNAレベルで分化している領域の同定を試みたが、達成できなかった。また、性決定の候補遺伝子についてin situ uhybridizationを行う予定であったが、それに至らずに研究期間が終了した。上述したように、性決定の候補遺伝子についてin situ hybridizationを行い、発現時期や部位を正確に同定する必要がある。また、性決定の候補遺伝子としてあげたCTNNB1にはZホモログとWホモログが同定され、それらの間でいくつかのアミノ酸配列の置換が検出された。それらのアミノ酸置換がタンパク構造や機能にどの様な変化を及ぼすかバイオインフォマティクス的手法を用いて推定する。さらに転写開始領域やプロモーター領域などの遺伝子の上流領域を二つのホモログ間で比較する。最終的には、トランスジェニックやノックダウンなどを行い、候補遺伝子の発現パターンを変化させることで性転換が起こるかを調べる予定である。1先行研究に引き続いてシマヘビ(ナミヘビ科)においてcDNAクローンのFISHマッピングを行った結果、新たに9つの遺伝子が性染色体にマッピングされた。先行研究と合わせて29の遺伝子がZ染色体にマッピングされ、そのうち5つがW染色体にもマッピングされた。Z染色体ではほぼ全域に渡って遺伝子がマッピングされたのに対して、W染色体では短腕と長腕の動原体近傍のみに遺伝子がマッピングされた。このことから、W染色体の広い領域で欠失が進んでおり、遺伝子はわずかな領域にのみ残っていることが予想された。2W染色体にもマッピングされた5つの遺伝子のうちCTNNB1とWACについて様々なヘビ種においてZホモログとWホモログの塩基配列を解読し、分子系統樹を作製した結果、ナミヘビ科、コブラ科、クサリヘビ科に属する種のZホモログとWホモログが分かれてクラスターを形成した。3シマヘビのW染色体ヘテロクロマチンを構成する反復配列をFISHによって様々なヘビ種の染色体にハイブリダイズさせた結果、クサリヘビ科の種のW染色体ヘテロクロマチン領域にも強いシグナルが得られた。2)3)の結果から、ヘビの進化過程において、ナミヘビ科、コブラ科、クサリヘビ科の共通祖先において既にZとW染色体間で分化が進んでいたことや、W染色体のヘテロクロマチン化が進んでいたことが推定された。4シマヘビ雌6個体から計49の受精卵を得て、産卵後4日と6日の胚から性腺を摘出し、cDNAライブラリーを作製した。ニワトリにおいて性分化初期の性腺で発現するDMRT1やCYP19Aなどの性分化関連遺伝子の発現量を雌雄間で比較した結果、産卵後4日胚、6日胚において共に雌雄差がみられた。これらの結果から、シマヘビにおける性腺の性分化は産卵後4日よりも早い時期から始まることが明らかとなった。前年度において、FISH法によって29の遺伝子がZ染色体にマッピングされており、そのうち5つがW染色体にもマッピングされた。今年度では、5つの遺伝子のうちCTNNB1とWACについて10科のヘビ種においてZとWホモログの塩基配列を解読し、分子系統樹を作製した。CTNNB1は動原体領域に、WACは末端領域に位置する。また、各遺伝子について4科のヘビ種においてはZホモログとWホモログの両方の配列が得られたのに対して、残りの6科の種ではZホモログの配列のみが得られた。

二つの遺伝子の間で、ZホモログとWホモログの分岐パターンを比較した結果、ヘビの進化過程においてCTNNB1のZとWホモログ間の分化の方が、WACのZとWホモログ間の分化よりも先に起きたと推定された。哺乳類におけるXとY染色体間の分化や、鳥類におけるZとW染色体間の分化は末端領域から進行したと考えられている。ヘビにおける性染色体の分化はそれらと異なる方向で進行したと考えられ、性染色体進化のメカニズムを考察するための新たな知見を提供しうると考えられる。シマヘビ雌1個体から12の受精卵を得て、産卵後0日の胚から性腺を摘出し、cDNAライブラリーを作製した。多くの脊椎動物種で性分化初期の性腺で発現する遺伝子であるDMRT1、SOX9、FOXL2、CYP19Aの発現量をRT-PCRによって雌雄間で比較したが、明瞭な雌雄差はみられなかった。前年度における産卵後4日、6日の胚を用いた同様の解析では、SOX9を除く3つの遺伝子について発現の雌雄差が見られた。このことから、産卵後0日から4日にかけて、遺伝子発現の雌雄差が生じると推定された。この期間の性腺における遺伝子発現を雌雄間で徹底的に比較解析することで、ヘビにおける性決定遺伝子の候補をあぶり出せると考えられる。前年度までの研究成果として、FISH法によって29の遺伝子がZ染色体にマッピングされ、そのうち5つがW染色体にもマッピングされている。そして、W染色体にもマッピングされた5つの遺伝子のうちCTNNB1とWACについて10科のヘビ種においてZとWホモログの塩基配列を解読し、分子系統樹を作製した。今年度は、SEPT7について同様に系統解析を行った。その系統樹の分岐パターンから、SEPT7のZとWホモログ間の分化はヘビ亜目の系統分化の初期に起きたと推定された。3つの遺伝子の分岐パターンを比較した結果、ヘビにおけるZとW染色体間の分化は動原体領域から始まったと推定された。また、ヘビの進化過程において比較的短時間で性染色体間の分化領域が拡大したと推定された。哺乳類や鳥類では性染色体の分化は染色体の末端から始まり、段階的に分化領域が拡大したと推定されている。ヘビにおける分化過程はそれらと異なり、性染色体の進化について新たな知見をもたらすと思われる。現在、この成果について論文を執筆中である。シマヘビの産卵後0日と4日の胚から生殖腺を摘出し、cDNAライブラリーを作製した。DMRT1、SOX、CYP19A、FOXL2などの性分化関連遺伝子の発現量をRT-PCRによって雌雄間で比較した結果、生殖腺の性分化は産卵後0日から4日の間に始まることが推定された。そこで、次世代シーケンサーを用いて産卵後4日杯の生殖腺におけるトランスクリプトーム解析を行い、発現遺伝子の種類やその発現量を雌雄間で比較した。ZとW染色体の両方に位置する遺伝子の一つであるCTNNB1が性分化初期の雌の生殖腺で強く発現していた。マウスにおいてこの遺伝子は未分化生殖腺が卵巣へ分化する際に必須であることが実験的に証明されている。これらのことから、現時点において、CTNNB1がヘビにおける性決定遺伝子の最有力候補と考えられた。研究目的についてはおおむね達成したと考えられるが、予定した全ての実験項目について成果が得られたわけでは無い。
数理科学的手法によるいびき音等の特徴抽出に関する研究

本年度は,最終年度として前年度に引続き、いびき音のパターン認識に関する特徴識別の研究を進めるとともに、認識そのものの数学的メカニズムの解析に力点を置いたことと、その結果として哲学的認識論を構築することが出来た。即ち、我々の脳が膨大な数の神経細胞が集まってニューラルネットワークを形成しているのは良く知られた事実であるが、一方で大脳にしか研究者の目が向いていなかった。我々は神経回路網の数学的解析を続けた結果、もう一つの神経細胞の集団である小脳の働きを同時に調べるうちに、ついに、小脳が自律神経系の記憶装置であることを、論理的に発見した。これに対して、大脳の働きは主として二つあり、一つは通常の中枢神経系の記憶装置であり頭頂葉や後頭葉、さらに側頭葉の新皮質にあると考えられており、もう一つは前頭葉にあって、一時的に貯めておく一時記憶装置である。いびきと同じく睡眠時にからだの苦しみをモニターしていて、睡眠障害を自動的に検出してこれを反射を利用して救う、緊急救命システムと世界最初に理解出来た。つまり、認識には過去からの集積した記憶を用いて、それの参照と比較が基本的な数学的プロセスであると同時に、一個一個の神経細胞(ニューロン)が閾値と総入力をまさに数学的に、大小関係を比較し、それを判断するという、数学的には超空間の超平面による分割及び閉領域の生成と、記憶すべきカテゴリとが一対一に対応していることが分かった。さらに、この平面による分割は、微分幾何とトポロジーに関連しているが、学習という面から見ると、この超空間における測度が絡んだ、所謂、連想記憶となっていることが分かり、確率論および統計学とゆらぎの理論を用いて初めて説明できる学習時における局所的最小解に捕まる困難からの大局的収束へと、解決したことは本研究の一大成果である。本年度は,いびき音を収録する装置を購入するとともに、いびき音の異なる音声波形に対してフーリエ級数による振動数に対する強度係数への変換および解析を行うための高速演算用の計算機システムの開発と整備を行った。それにより、音をパターン化したスペクトログラムを得ることが出来るようになり、いびき音を視覚化出来るようになった。これを用いて、時系列として録音された、いびき音の高速フーリエ変換(FFT)によるスペクトルを、十数例について解析を行った。これらの例では、いびきは気管や症状による個人差があり、起こり得るすべての症例を網羅することは大変に困難であるが、それにも関わらず特徴的な分類が出来ることを示唆するパターン上の特徴がいくつかあることが明らかになった。音の収録には騒音計によるトリガーにより一定の音量を越える場合に収録を開始し、ある時間内に出る音を録音するようプログラムが可能になるように設計し、その時併せて録音される雑音のスペクトログラムへの影響を如何に効率良く除くか、その条件を分析した。そのためにサンプリング周波数を変えたり、FFTを行う際の積分窓の設定を変えて特徴への影響の出方を調べた。これらの過程で、摩擦音の連続スペクトルの強度変動や、音声に似た離散したパターンが観測され、いくつかの学会で報告を行った。包絡線による音声分類の手法の応用や、継続する場合の耳で聞く際の分類方法を対応させながら、視覚によるそれ以上の情報を取り入れて特徴づけるための分析を続ける一方で、生体が行っている分類や判断の処理機構のモデル化を探っている。いびきは睡眠障害等で最近注目され、視覚化による解析の関連学会での発表に対して、録音データ提供等の反響が得られている。本年度は,いびき音を収録する装置を活用して、いびき音の異なる音声波形に対してフーリエ級数による振動数に対する強度係数への変換および解析を行った。

それにより、音をパターン化したスペクトログラムを得ることが出来るようになり、いびき音を視覚化出来るようになった。これを用いて、時系列として録音された、いびき音の高速フーリエ変換(FFT)によるスペクトルを、五十数例について解析を行った。これらの例では、いびきは気管や症状による個人差があり、起こり得るすベての症例を網羅することは大変に困難であるが、それにも関わらず特徴的な分類が出来ることを示唆するパターン上の特徴がいくつかあることが明らかになった。音の集録には騒音計によるトリガーにより一定の音量を越える場合に集録を開始し、ある時間内に出る音を録音するようプログラムが可能になるように設計し、その時併せて録音される雑音のスペクトログラムへの影響を如何に効率良く除くか、その条件を分析した。そのためにサンプリング周波数を変えたり、FFTを行う際の積分窓の設定を変えて特徴への影響の出方を調べた。これらの過程で、摩擦音の連続スペクトルの強度変動や、音声に似た離散したパターンが観測され、いくつかの学会で報告を行った。包絡線による音声分類の手法の応用や、断続する場合の耳で聞く際の分類方法を対応させながら、視覚によるそれ以上の情報を取り入れて特徴づけるための分析を続ける一方で、生体が行っている分類や判断の処理機構のモデル化を探っている。いびきは睡眠障害等で最近注目され、視覚化による解析の関連学会での発表に対して、録音データ提供等の反響が得られている。本年度は、前年度に引続き、いびき音を収録する装置を用いて、いびき音の異なる音声波形に対してフーリエ級数による振動数に対する強度係数への変換および解析を行った。これらの例では、いびきは気管や症状による個人差があり、起こり得るすべての症例を網羅することは大変に困難であるが、それにも関わらず特徴的な分類が出来ることを示唆するパターン上の特徴がいくつかあることが明らかになった。音の集録には騒音計によるトリガーにより一定の音量を越える場合に集録を開始し、ある時間内に出る音を録音するようなプログラムが可能になるように設計し、その時併せて録音される雑音のスペクトログラムへの影響を如何に効率良く除くか、その条件を分析した。これらの過程で、摩擦音の連続スペクトルの強度変動や、音声に似た離散したパターンが観測され、いくつかの学会での報告を行った。本年度は,最終年度として前年度に引続き、いびき音のパターン認識に関する特徴識別の研究を進めるとともに、認識そのものの数学的メカニズムの解析に力点を置いたことと、その結果として哲学的認識論を構築することが出来た。
ハーダー腺の複合脂質生合成の調節機構

【目的】本研究はハーダー腺という脂質代謝の盛んなモデル臓器の持つ特異性を生かして複合脂質の合成とアセンブリーの調節機構を明らかにすることを目的とするが、本年度はアシル転移酵素のレベルでの調節機構に焦点を絞って研究を進めた。【方法】モルモットのハーダー腺からグリセロール-3-リン酸(G-3-P)アシル転移酵素を抽出・精製して、その酵素学的特異性を調べた。特にDTNBによる阻害実験から肝臓の酵素との相違を検討した。【結果】モルモットハーダー腺ミクロソームには、肝より高いアシル転移酵素活性が認められ、この組織で活発な脂質合成が行われていることが明らかとなった。さらに、ハーダー腺ミクロソームにはDTNBに対する感受性を異にする二種類の酵素が存在することがわかった。DTNB耐性型が主要であり、このタイプの酵素は熱処理に対しても安定で、パルミトイルCoAのみを基質として用い、ジヒドロキシアセトン-Pで阻害される。第二のタイプの酵素はDTNBで阻害され、リノール酸、アラキドン酸を含む広範なアシルCoAを基質として用いる。ジヒドロキシ-Pでは全く阻害を受けない、以上の実験事実から、ハーダー腺ミワロソームには肝臓とは異り二種類の酵素が存在し、両者共ミトコンドリアからの混入によるものでないことも明らかになった。【考察】細胞膜の重要成分である複合脂質生合成の最初のステップは可溶性画分にある脂肪酸合成酵素であり、この段階における調節機構は既に明らかにした。本年度の研究により二種類のアシル転移酵素の性質が明らかになった。両者の役割分担は現在不明であるが、少量とはいえ外来の脂肪酸を基質とする酵素が存在することは、各種複合脂質に特有な脂肪酸組成を与える上で、外来脂肪酸の膜透過機構や、脂肪酸合成酵素との直接共役が重要な意味を持っていることを示唆するものとして興味深い。
膵胆管系腫瘍における早期診断システム確立及び治療に対する反応性予測に関する試み

我々は、ヒト膵胆道系腫瘍において、様々な癌の生物学的悪性度とムチン抗原の発現が密接に関連していることを報告してきた。我々が開発した新規メチル化解析法(MSE法)を用いて臨床検体の解析を行った。特に膵癌では、予後不良因子のMUCとmRNA,メチル化状態が密接に関連していることを示した。またメチル化に関わる酵素や低酸素バイオマーカー等とが相関していることも見いだした。以上、臨床検体でのムチン検索が、膵胆管型腫瘍の予後予測に役立つことを示した。今後、これらの検索が、早期発見や治療等の臨床応用に役立つ可能性を示した。難治性腫瘍である膵胆管系腫瘍に関して、本研究では、膵胆管系腫瘍の予後因子であるムチン抗原発現の検討を基盤とし、膵液や胆汁などの術前生検材料等の解析と切除検体を対比した。また術前治療等の相関関係の有無も検討を行った。本年度は特に膵癌症例に焦点を絞り、今まで集積し蓄積した症例も含め約180症例での切除膵組織について独自に開発したMSE法を用いてMUC1, MUC4のプロモーター領域のメチル化の部位と程度を評価し、さらにDNAメチル化、脱メチル化に関わる酵素である、TET, AIDと低酸素のバイオマーカーとされるCAIXの発現解析とともに臨床病理学的事項との比較検討を行った。この結果腫瘍でのMUC1, MUC4の発現上昇はMUC1, MUC4のプロモーター領域の脱メチル化とTET, AIDの低下、CAIXの発現上昇に強く相関していることを明らかにした。現在、これら内容について学会発表、論文投稿の準備中である。当初危惧されていたDNAやRNA等の収量不足による解析不能症例は10%未満にとどまっており、概ね計画通りに進んでいる。本研究では、難治性腫瘍である膵胆管系腫瘍に関して、ムチン抗原発現の検討からアプローチを行っている。ムチン抗原発現は膵胆管系腫瘍の予後因子であり、膵液や胆汁等の術前生検材料との解析と切除検体との比較検討、あるいは術前治療等との相関関係の有無についても検討を行った。本年度は特に膵癌症例に焦点を絞り、現在までに蓄積した約180例での検討を行った。我々が独自に開発したMSE法を用いてMUC1, MUC4のプロモーター領域のメチル化程度を評価した。同時にDNAのメチル化、脱メチル化に関わる酵素であるTET, AIDとの検討並びに低酸素のバイオマーカーとされるCAIXの発現解析を行い、臨床病理学的事項との比較検討も併せて行った。結果は、腫瘍でのMUC1, MUC4発現上昇がMUC1, MUC4のプロモーター領域での脱メチル化と強く相関していることを明らかにした。また、TET, AIDの定価、CAIXの発現上昇に強く相関していることを明らかにした。この結果に関しては論文を投稿し受理された(Yokoyama S. et al. Aberrantmethylation of MUC1 and MUC4 promoters are potential prognosticbiomarkers forpancreaticductal adenocarcinomas.Oncotarget 2016)。なお、他臓器でも同様の現象が認められるかどうか検討を行ったところ、膵癌と同様の現象が確認され、データを整理し論文を投稿する予定である。当初危惧されていたDNAやRNA等の収量不足等による解析不能症例は10-20%程度にとどまっており、概ね計画通りに進んでいる。ムチン抗原発現は膵胆管系腫瘍の予後因子であり、MUC1, MUC4の過剰発現が予後不良因子であることは他臓器でも知られている。現在は、切除検体のみでなく、膵液や胆汁等の術前生検材料との解析と切除検体との比較検討、あるいは術前治療等との相関関係の有無についても、我々が独自に開発したMSE法を用いて検討を行っている。その他の臨床病理学的事項等の情報収集も合わせて行っており、早期発見や予後予測と最も関連のある因子の抽出を目指している。昨年度は膵浸潤腺癌症例に焦点を絞り、現在までに蓄積した約180例を用いて検討を行い、腫瘍でのMUC1, MUC4発現上昇がMUC1, MUC4のプロモーター領域での脱メチル化と強く相関していることを明らかにした。また、TET, AIDの低下、CAIXの発現上昇に強く相関していることを明らかにした。本年度は、近年患者数が増加している肺癌に関して同様の現象が起こっていることを明らかにした。すなわち、肺癌患者においてMUC4発現とMUC4のプロモーター領域での脱メチル化が相関していることが明らかになった。またTET1がMUC4プロモーター領域での脱メチル化の発現調整を行っていることを明らかにし論文として発表した(Yokoyama S. et al. TET1-mediated DNAhypomethylation regulates the expression of MUC4 in lung cancer. Genes and Cancer, 2017)。

またメチル化に関わる酵素や低酸素バイオマーカー等とが相関していることも見いだした。以上、臨床検体でのムチン検索が、膵胆管型腫瘍の予後予測に役立つことを示した。今後、これらの検索が、早期発見や治療等の臨床応用に役立つ可能性を示した。蓄積症例には膵癌のみならず、胆管癌や胆嚢癌等の胆道系腫瘍もあり、今までに蓄積した知識や技術を用いて解析を行っていく。また特殊型についても解析を行っていき、通常型といわれる浸潤性管状腺癌との異同を明らかにしていきたい。通常型膵癌についての解析が概ね終了しており、今後は胆管癌や胆嚢癌についても、現在までに蓄積した知識や技術を用いて解析を行っていく。また特殊な組織型についても解析を行い、通常型膵癌との移動を明らかにしていく予定である。人体病理本年度は研究実施場所が耐震改修工事対象となり、仮設場所への移転を余儀なくされ、業務が滞りがちであった。前年度までの耐震改修に関連して業務が滞りがちであり、繰り越した金額が比較的多額であった。また作業効率化のため、症例数がある程度蓄積してから解析を行っていた。耐震改修工事、移転も完了したため、業務は滞りなく進められる予定である。今後、必要な際には技能補佐員の雇用等も考慮していきたい。今年度は充分な症例数の蓄積があり、逐次解析を行い予算を執行していく予定である。
陸棲ラン藻Nostoc communeの細胞外マトリクスタンパク質の機能解明

陸棲シアノバクテリアNostoc commune(和名:イシクラゲ)は、様々な環境ストレスに対して高い耐性を示すとともに、乾燥して無代謝の状態となっても生命を維持し、吸水すると短時間のうちに生命活動を再開する。N. communeの示す無水生活様式やマルチストレス耐性において、細胞外マトリクスが細胞の生命維持に必要不可欠な役割を果たすと考えられる。本研究では、N. communeの細胞外マトリクスに着目し、細胞外マトリクスに存在する抗酸化タンパク質の解析および遺伝子破壊による機能解析を行うことにより、N. communeが示すAnhydrobiosisや環境ストレス適応の機構を明らかにする。
スピン磁化率の精密測定法の開発

不対電子を有する化学種の検出,同定にはESR観測が最適であるが,その定量性に問題がある.我々はESRの利点を生かし,その定量性を向上させる目的でスペクトラムアナライザー(スペアナ)を使った二三のESR装置を試作し,その定量性を検討した.合わせて定量性と深い関係のある試料挿入部の開発をも検討した.以前に我々は試料挿入部から反射してきたマイクロ波信号を直接マイクロ波スペアナで解析し,その有効性を示したがS/Nに問題があった.本研究では, 1.ヘテロダイン方式でマイクロ波信号を一度中間周波数(30MHz)に低下した後,精密にESRによる側帯波(100KHz)を解析する方法;2.マイクロ波信号をホモダイン検波した後変調周波,その高調波をHFスペアナで解析する方法,を試作検討した.その結果, 1.前者では,第一側帯波から積分型ESR信号が高感度で観測でき,スピン数の定量化(スピン磁化率)が容易である;2.積分型信号はESR信号のベクトル模型により理論的に説明できること;3.高次高調波も積分型で観測され, ESR線型に関する情報が得られること,が判明した.他方,後者では, 1.第1側帯波から1次微分型が,第二高調波から二次微分型得られ,それらの信号の絶対量が直視できること;2.それぞれの強度および線型は,入射信号のフーリェ展開の各係数として得られること;3.コンピューターと連結させれば, ESR信号強度,線型(線巾),位置(g-値),超微細結合定数(hfcc)が解析的に得られること等が判明した.しかも感度は通常のESR縒りも良好であった.これ等の結果を基礎に,生体関連錯体の構造,電子状態,酵素的機能(反応),活性反応中間体の検出およびその構造についての知見を得ることを目的として上記装置の応用研究を行った.不対電子を有する化学種の検出,同定にはESR観測が最適であるが,その定量性に問題がある.我々はESRの利点を生かし,その定量性を向上させる目的でスペクトラムアナライザー(スペアナ)を使った二三のESR装置を試作し,その定量性を検討した.合わせて定量性と深い関係のある試料挿入部の開発をも検討した.以前に我々は試料挿入部から反射してきたマイクロ波信号を直接マイクロ波スペアナで解析し,その有効性を示したがS/Nに問題があった.本研究では, 1.ヘテロダイン方式でマイクロ波信号を一度中間周波数(30MHz)に低下した後,精密にESRによる側帯波(100KHz)を解析する方法;2.マイクロ波信号をホモダイン検波した後変調周波,その高調波をHFスペアナで解析する方法,を試作検討した.その結果, 1.前者では,第一側帯波から積分型ESR信号が高感度で観測でき,スピン数の定量化(スピン磁化率)が容易である;2.積分型信号はESR信号のベクトル模型により理論的に説明できること;3.高次高調波も積分型で観測され, ESR線型に関する情報が得られること,が判明した.他方,後者では, 1.第1側帯波から1次微分型が,第二高調波から二次微分型得られ,それらの信号の絶対量が直視できること;2.それぞれの強度および線型は,入射信号のフーリェ展開の各係数として得られること;3.コンピューターと連結させれば, ESR信号強度,線型(線巾),位置(g-値),超微細結合定数(hfcc)が解析的に得られること等が判明した.しかも感度は通常のESR縒りも良好であった.これ等の結果を基礎に,生体関連錯体の構造,電子状態,酵素的機能(反応),活性反応中間体の検出およびその構造についての知見を得ることを目的として上記装置の応用研究を行った.ESRの高感度性を生かし、その定量性をさらに発展させるために、スペクトラムアナライザー(スペアナ)をESR検出器とする新らしいESR装置を開発することを試みた。その目的は新素材,生体関連錯体の積分型ESR信号を観測し、その信号強度からスピン数を精密に求めることにある。具体的には、1.積分型ESR信号を直接観測するために、単発振型ヘテロダインESR分光器のマイクロ波ユニットを試作した。それに必要な中間周波数用水晶発振器,アップバーター用マイクロ波フィルター,各部品結合用マイクロ波周軸ケーブル等を製作した。2.上記ユニットおよび購入したスペアナをESR検出器とするヘテロダインESR装置の総合調整を行なった。3.当装置を用いた積分型ESR観測法を確立した。4.16ビットパソコン(当研究室既設)を用いてデータ処理のためのプログラミングを行ない、感度,分解能,線型解析,スピン磁化率測定法を検討した。その結果、従来のESRよりも,(1)1mW以下の低出力では高感度である,(2)分解能は同程度である,(3)線型は従来の微分型に比して、積分型表示になっている,(4)内部基準信号を標準としてスピン数が決定できることが判明した。さらに2本以上の吸収線が観測された場合、強度および位相を異にするベクトルの和でESR信号が解析されることを発見した。これは今後数種の信号の分離に有効な手掛りを与えるものと期待される。

次年度では当装置に極低温冷凍器を付置して、2Kより室温までのESR信号の温度変化を観測し、スピン磁化率を高感度で求め、新素材のミクロ特性化,生体関連物質の電子状態,ミクロ構造を明らかにする予定である。
TiNi系形状記憶合金のカソード防食による生体親和性向上に関する研究

NiTi合金は超弾性、形状記憶特性、高耐摩耗性などユニークで優れた機械的性質を示し、インプラント材料としての利用が望まれる。しかし、Ni含有量が多いために同イオン溶出が懸念され、一部の臨床応用を除き、広く実用化されるには至っていない。我々は同合金のカソード防食によるNiイオン溶出を防止し、生体適合性を向上させることを考案した。上記の目的を達成するために、(1)金属Niの金属粉末、腐食液に対してL929繊維芽細胞、U937マクロファージを用いてNiの毒性試験を行った.10μm以下の金属粉末とそれ以上のサイズでは毒性の発現に大きな違いがあった。10μm以下の粒子は細胞が貪食可能で細胞体内に取り込まれると金属溶解が促進されることを各種粒径の蛍光ビーズを用いて観察した。(2)純Ni盤上に接着性細胞、非接着性細胞を同密度で播種し、接着性細胞が金属の溶出を促進させる作用があることを確認した。細胞接着のにでは金属腐食は促進されず、細胞からの分泌物か、または、細胞膜の電気化学反応が金属溶出を加速させることが示唆された。(3)TiNi合金のカソード防食に必要な印加電圧値を決定するため、擬似体液(PBS)中でTiNi合金試験片に一定の電圧を負荷しながら摩擦試験を行い,擬似体液中に溶出したNiイオンの量を測定し,カソード防食に有効な臨界印加電圧(最少電圧)と電流密度を決定した.一定時間、-0.5Vvs.SCE以下の一定電位を金属に付加し、印加後の溶液中のNiイオン濃度をICP分析し、カソード防食効果を確認した。1.TiNi合金の腐食電位・電流計測とカソード防食効果の確認TiNi形状記憶合金は成分重量比がTi:Niが49:51でほぼ等量である.Tiに比べNiの溶解電位は低いため,低電位でまず金属表面近傍のNiが溶出し,高電位になるにつれてNiとTiの溶出割合が接近する.そこで,温度37°CのPBS(-)擬似体液100ml中でTiNi合金を作用電極,白金を対電極,水銀電極を参照電極とし,参照電位-1.0V(vs.SCE)から+1.0V(vs.SCE)まで一定電位を1時間作用電極に負荷し,通電終了後に溶出したTiとNiイオン濃度をICP分析した.-0.3V(vs SCE)まではNi,Ti共に金属溶出はなく,カソード電位下で防食効果が認められた.PBS溶液中のNiTi合金の自然分極電位は-0.2から-0.3V(vs SCE)であった.溶出傾向はNiが大半で,Tiはほとんど溶け出さなかった.整形外科領域で使用されるインプラント金属(例えば骨折固定具や人工関節,など)は力学的に過酷な環境に晒されることが多い.耐食性に関しては摩擦環境が最も過酷である.また,臨床的にもインプラント金属の様々なトフブルは摩擦・摩耗に原因することが多い.そこで,Pin-on-Disk摩擦試験によって不動態被膜に絶えず損傷を加えつつ,カソード防食の効果を評価した.Disk試験片はφ50mm,Pin試験片はφ10mm×40mmの円柱.Disk試験片はUHMWPEとTiNi合金の2種類,Pin試験片はTiNi合金を用いる。Pin試験片は摩擦面1cm2を除きPA樹脂で側面を絶縁する.ポテンショスタットを用いて1で求めたカソード防食電位をPin試験片(作用電極)に負荷し摩擦試験を行う.

摩擦速度は3.6,24.5,108mm/sの3種類,荷重は5Nから150Nまでの10段階とする.カソード分極には現有のポテンショスタットの3電極法で行い腐食電流密度を計測する.負荷電圧と電流密度から単位表面積を防食するのに要する電力量を算出する.また,摩擦試験終了後に溶液中のTi,Niイオン濃度をICP分析して溶出の有無を確認する.不動態膜損傷度を摩擦有りの自然分極電位を摩擦しないときの分極電位で除してそのときの電位低下率で評価した.不動態膜維持脳はTi-6Al-4Vに比して良く,特に高速度)108mm/秒の摩擦速度で顕著で,金属溶出量も少なかった.【実験1】純NiおよびNiTi合金のin vitro毒性試験(方法)インプラント金属の体内腐食メカニズムを解明することを目的に,L929線維芽細胞(接着性細胞)とU937ヒト胸腺由来マクロファージ前駆細胞(浮遊性細胞)を試験金属平板上に1×10^35×10^4cells/wellで播種し,48時間37°C,5%CO_2インキュベータにて培養した.その後,培養液を回収し,培養液中に溶け出した金属イオン量をICP分析した.また,細胞毒性の指標としてLDH活性を測定した.(結果と考察)L929細胞は試験片表面にファイブロネクチン等の接着性物質を細胞が分泌し,それを足場として細胞が着床する.一方,U937は試験表面に接着することなく培地中を浮遊する.L929細胞を用いた場合はU937細胞に比べて有意に金属溶出量が多く,LDH逸脱量の測定結果からも細胞毒性が強いこのが確認された.また、細胞播種濃度が高いほど金属溶出,LDH共に高値を示した.特に,純Ni試験片では顕著な腐食が認められ,接着性細胞が金属の腐食に大きく関与することが確かめられた.U937浮遊細胞を用いた同様の試験では金属溶出は細胞を含まない時と溶出傾向に変わらなかった.また,L929着床後(播種後6時間)に細胞を10%フォルマリンで固定し,生理機能を停止させるときんぞくの溶出は起こらなかった.これらの2種類の細胞を用いることによって生体内の金属腐食メカニズムがある程度推定できる.【実験2】純NiおよびNiTi合金のin vivo毒性試験(方法)純Ni,NiTi合金φ0.5mm×15mm線をラット大腿骨に沿って外骨膜上に,28週間埋植して骨および周囲組織に与える影響について観察した.また,供試材を作用電極,同径の白金線を対極にして1.5Vのカソード電圧(銀/酸化銀電池)を負荷し,同金属を防食した.それぞれの防食効果を組織学的に検討した.(結果と考察)未処理の純Ni線の周囲には厚い(11.5mm)炎症性の皮膜が形成された.また、その組織中にはおおくも異物巨細胞の存在が確認された。金属線近傍の骨への影響は見られなかった.一方,NiTi合金線の場合はカソード防食処理を施さなくても目立った炎症反応は見られず,埋植後2,4週では仮骨形成があるものの8週ではかなり成熟した骨組織で覆われ,安定した状態が観察された.長期にカソード防食を維持するためには電池とリードせんの絶縁性を良好に保つ必要がある.今回はエポキシ樹脂で電池とリード線を包埋し,完全埋め込み型にしたが,絶縁不良から断線例が数多く見つかった.カソード防食を行うにあたっての今後の課題である.
都市計画・国土整備行政における「公益性」の変容とそのコントロール手法に関する研究

本研究は、都市計画・国土整備行政における「公益性」の意味の転換を踏まえ、行政による「公益性」認定・判断に対する事前及び事後のコントロールに関するわが国とフランスの法制度とその運用実態の比較研究を目的に、平成6年度以来継続してきたものである。本研究により、新たに以下のような知見が得られた。第一に、開発事業の「公益性」要件該当性についてフランスの行政判例が確立してきた「費用便益衡量」型審査手法は、法規範の適用に当たって、立法者意思若しくは法秩序全体の精神に照らしより具体化された適用基準を導き出そうとするものである、という意味では「事実の法的性格認定」作用の一環であって、こうした法規範の趣旨解釈から離れ社会的価値観から直後に適用基準を導き出そうとするものではない、という点が判明した。不確定法概念の解釈が争われる場合である限り裁判所の本来的な判断領域内である、という原則を再認識させる考え方であり、わが国の裁量審査論を考え直すに際しても参考になる。第二に、フランスの場合、「費用便益衡量」型審査手法を用いた司法審査と土地利用計画や開発事業計画に関する住民参加手続の立法化が相前後して進展しており、両者の間には、前者の展開が後者を促進し、後者が充実してくると前者の役割は次第に縮減するという対応関係が存在することが判明した。このようなあり方は、司法と立法との健全な関係を示すモデルとして参考になる。他方、歴史的遺産及び自然遺産の保護という具体的分野に即して「公益性」及びその認定手続の変容過程を詳びらかにすること、及び、「公益性」判定を素材に行為規範としての適法性と合目的性の関係を具体的に把握するということが、今後の課題として残されたので、引き続きこれらの課題に関する研究を継続する予定である。平成6年度の研究課題は、以下の三点であった。第一に、フランスにおける「公益性」概念の変容実態とそれに対する事後的裁量審査理論の到達点を解明すること。第二に、わが国の事後的裁量審査理論の現状について一層突っ込んだ検討・分析を加えること。第三に、1970年代後半以降飛躍的に整備されてきたフランスの公開調査手続及び環境アセスメント手続等について、この立法過程と運用実態に関する実証研究へ着手すること。以上の三点の中で、第一と第二の課題についてはその全容をほぼ把握するまでに至っており、その成果を内容とする論文原稿を執筆中である。また、第三の課題についても、立法内容をほぼ把握するまでに至っている。以上のような本研究の到達状況の下で、特に以下の二点が新たな知見として得られた。第一に、フランスの場合、一方では、都市計画や開発事業の「公益性」を裁判審査により最大限コントロールしようとする傾向が1970年代初頭以降進展するが、他方、1980年代以降は、山岳地域や海浜地域の整備を目的とした各部門別の新たな立法措置を通して、法規範としての「公益性」の中身を立法により具体化するという動きがみられる。その結果、一面では、行政の「公益性」認定に対する司法審査の停滞とも見える状況を呈しているが、実際には判例理論の展開が「公益性」の具体的中身に関する立法化の進展を促し、その結果、逆に判例理論が独自に果たすべき役割が減少したというのが真相である。第二に、フランスでは、1970年代後半以降、特に環境保護に関する住民参加手続の立法化が急激に進展しており、その結果、この分野での「公益性」のコントロールが実体的なそれから手続的なそれへと形を変えて展開している。

本研究により、新たに以下のような知見が得られた。第一に、開発事業の「公益性」要件該当性についてフランスの行政判例が確立してきた。「費用便益衡量」型審査手法は、法規範の適用に当たって、立法者意思若しくは法秩序全体の精神に照らしより具体化された適用基準を導き出そうとするものである。という意味では「事実の法的性格認定」作用の一環であって、こうした法規範の趣旨解釈から離れ社会的価値観から直接に適用基準を導き出そうとするものではない、という点が判明した。不確定法概念の解釈が争われる場合である限り裁判所の本来的な判断領域内である、という原則を再認識させる考え方であり、わが国の裁量審査論を考え直すに際しても参考になる。第二に、フランスの場合、「費用便益衡量」型審査手法を用いた司法審査と土地利用計画や開発事業計画に関する住民参加手続きの立法化が相前後して進展しており、両者の間には、前者の展開が後者を促進し、後者が充実してくると前者の役割は次第に縮減するという対応関係が存在することが判明した。このようなあり方は、司法と立法との健全な関係を示すモデルとして参考になる。他方、歴史的遺産及び自然遺産の保護という具体的分野に即して「公益性」及びその認定手続きの変容過程を詳びらかにすること、及び、「公益性」判定を素材に行為規範としての適法性と合目的性の関係を具体的に把握するということが、今後の課題として残されたので、引き続きこれらの課題に関する研究を継続する予定である。
FIB加工を応用した有機超伝導体の角度分解トンネル分光法の開発

劈開性を持たない有機超伝導体の系で、超伝導ギャップの対称性を決定するため、FIB加工を導入し、単結晶試料の特定の結晶面を得て角度依存のSTM分光測定を行う手法を開発した。加工した結晶面は、STM観察の結果、角度依存のSTM分光を行うためには、面指数が低い面でなければならないことが分かり、この手法の適用範囲を確立した。さらに、これを用いて有機超伝導の系で、電子相関の増大に伴うd波超伝導のノードの方向が変化する振る舞いを観測し、その発現機構に新たな知見を得た。有機超伝導体の発現機構を明らかにするため、超伝導ギャップの直接測定が行えるSTMを用いた角度分解トンネル分光測定において、試料にFIB加工を施し詳細な角度依存を調べる手法の開発を行なった。まず、この手法の有用性を明らかにするため、結晶軸が直交した斜方晶に属する(BEDT-TTF)2Xの系において、FIB加工を試行し、平坦な面を得る手法の確立を行なった。この結果、金属光沢を持つ側面を得ることに成功した。この面が原子レベルで平坦であるかどうかを調べるため、室温でSTM観察を行なった。この結果、低い面指数を持つ方向では、原子配列の観察に成功し、原子レベルで平坦な面がほぼ全体に広がっていることを確認した。一方で、わずかに傾いた面も存在することも明らかになった。しかしながら、面指数の高い面では、このような手法が難しいことも分った。この結果、この手法は連続的な角度依存の測定を可能とはしないものの、複数の角度方向での測定を可能にし、今後角度依存の測定に有力であることが確認できた。一方で、原子レベルで平坦な面をより高い確率で得るためには、FIB加工技術のさらなる開発も必要となると考えられる。また、低温における超伝導ギャップの測定も、(BEDT-TTF)2Xの系で同時に進行させた。この系では、重水素置換により電子相関を強くすると、異方的d-波の超伝導の対称性がd(x2-y2)からd(xy)に変化することが予測されるが、電子相関がかなり強いと考えられるd[3,3]体においても(x2-y2)であることが、明らかになった。一方でFIB加工面で、d(xy)を示唆する結果も同時に得た。このことは、この超伝導体において、d(x2-y2)とd(xy)が混在する可能性を示すものであり、超伝導の発現機構に重要な知見を与えるものであることから、今後さらに明らかにする予定である。有機超伝導体の発現機構を明らかにするため、超伝導ギャップの角度依存を直接測定する角度分解STM分光測定において、FIB加工による詳細な角度依存測定を可能にする手法の開発を行った。前年度に引き続き、(BEDT-TTF)2Xの系において、単結晶試料にFIB加工を施し、STM測定を試行し手法の確立を行った。特に、原子レベルで平坦な面を得るため、室温で加工面のSTM観察を行い面の性質を調べた。この結果、面指数の低い面方位で加工した場合には、原子配列の観測に成功し、この手法が極めて有力であることを証明した。一方で、ステップ構造も観測されることから、測定データの解析には注意が必要であることも、同時に明らかになった。上の結果を踏まえて、超伝導ギャップの測定を主にκ-(BEDT-TTF-d[3,3])2Cu[N(CN)2]Brにおいて推進した。この物質の超伝導は、超伝導領域と絶縁体領域が混在するが、超伝導はd-波の対称性を持つことが明らかになっており、バルクではd(x2-y2)で記述される。これに加えて、今回のFIB加工面においてd(x2-y2)とd(xy)の両方が、ほぼ同等の確率で観測されることが明らかになった。この結果は、d[3,3]塩においてd(x2-y2)とd(xy)の混在を示すものであり、絶縁体領域の近傍でd(xyが出現している可能性が高い。したがって、この超伝導がスピン揺らぎのメカニズムによることの強い証拠を与えるものと考えられる。今後は、d[2,2]塩等も含めて、d(x2-y2)とd(xy)の領域の空間分布をさらに明らかにする予定である。有機超伝導体の発現機構を明らかにするため、超伝導ギャップの波数依存を直接測定する角度分解STM分光において、FIB加工による詳細な角度依存測定を可能にする手法の開発を行うとともに、有機超伝導の系に対して測定を行い、その異方的超伝導ギャップを明らかにする研究を推進した。前年度までに、(BEDT-TTF)2X系の単結晶試料にFIB加工を施し、原子レベルで平坦な面を得てSTM分光測定する手法を確立した。面指数の低い面方位で加工した場合に、STMにより原子配列の観測に成功し、STM分光を行える面が得られることを示した。一方で、ステップ構造も同時に観測されることから、角度分解STM分光のデータ解析には注意が必要であることも明らかになった。このためには、As-grownの結晶面での測定も総合的に比較検討することが不可欠である。これら結果を踏まえて、前年度までに(BEDT-TTF)2X系超伝導体の中で最も電子相関が強いと考えられる部分重水素化されたκ-(BEDT-TTF-d[3,3])2Cu[N(CN)2]Brにおいて測定を行い、d-波の対称性を持つ異方的超伝導ギャップは、d(x2-y2)と

d(xy)の2種類の対称性で記述されるものを同一の面で観測した。この結果は、バルクではd(x2-y2)が実現し、試料中に混在する絶縁体領域の近傍でd(xy)が安定化するとして理解される。このことは、スピン揺らぎにより発現する超伝導の理論モデルから期待される、電子相関の増大による対称性の変化と一致しており、この超伝導メカニズムの強い証拠を与えるものである。最終年度は、d[3,3]より少し電子相関の弱いd[2,2]の測定を重点的に行い、対称性の変化は、すでにd[2,2]において起こっていることを確認した。以上により確立した手法は、今後他の有機超伝導の系にも応用できるものと考えられる。劈開性を持たない有機超伝導体の系で、超伝導ギャップの対称性を決定するため、FIB加工を導入し、単結晶試料の特定の結晶面を得て角度依存のSTM分光測定を行う手法を開発した。加工した結晶面は、STM観察の結果、角度依存のSTM分光を行うためには、面指数が低い面でなければならないことが分かり、この手法の適用範囲を確立した。さらに、これを用いて有機超伝導の系で、電子相関の増大に伴うd波超伝導のノードの方向が変化する振る舞いを観測し、その発現機構に新たな知見を得た。結晶軸が直交する(BEDT-TTF)2Xの系では、FIB加工による手法の有効性はほぼ確立した。さらに、κ-(BEDT-TTF-d[3,3])2Cu[N(CN)2]Bにおける測定においてd(x2-y2)とd(xy)の混在の観測から、スピン揺らぎの超伝導メカニズムが有力とする重要な結果も得ている。今後、空間分布から混在を明らかにする予定である。一方、結晶軸が直交していない(BETS)2Xの系では、STM測定は行えているものの、面のSTM測定において原子配列の観測には至っておらず、今後さらに推進する予定である。以上のように、おおむね順調である。低温物理学今後、FIB加工の手法がほぼ確立された(BEDT-TTF)2Xの系において、混在するd(x2-y2)とd(xy)の領域の空間分布を、d[2,2]塩等も含めてSTM観察及び微分コンダクタンス像の観察で明らかにする予定である。さらに、結晶軸が直交していない(BETS)2X及び(BDA-TTP)の系で、面指数の低い面でのFIB加工を試行し、これらの系でもFIB加工による手法が有効であることを明らかにし、これらの系の超伝導のメカニズムに示唆されている電荷揺らぎのメカニズムの正否を明らかにする。結晶軸が直交した斜方晶に属する(BEDT-TTF)2Xの系では、FIB加工面の結晶側面の分子レベルでの平坦性がSTM観測により確認された。この結果、この手法の有用性が明らかになり、今後の展望が開けたものとなっている。一方で、この面の原子レベルでの平坦性は面指数の低い側面では実現するが、任意の角度では難しいことも明らかになった。これを用いた測定の結果、超伝導の対称性の変化の糸口を捉えつつある。今後さらに、結晶軸が直交しない晶系を持つ(BETS)2Xや(BDA-TTP)2Xの系でも、この手法が可能であるかを明らかにすると同時に、実際の測定に応用する予定である。これらから、おおむね順調であると判断される。(BEDT-TTF)2Xの系で得た、FIB加工の有用性をさらに発展させ、結晶軸が直交しない晶系を持つ(BETS)2Xや(BDA-TTP)2Xの系でも、この手法を可能にする基礎技術を開発する。このため、FIB加工のジグの開発も含めて推進する。