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Cu-Pt合金における規則度ゆらぎの発生機構と規則化過程

短範囲規則(SRO)状態、L1_<2-s>、L1_2規則相をもつCu-25at%PtとL1_1規則相をもつCu-40at%Ptについて、それらの合金の規則-不規則転移過程を熱力学的な立場から研究した。1.Cu-25at%Ptについては、これまでに透過電子顕微鏡によって実験的に得られたSRO→L1_<2-s>とSRO→L1_2転移過程をシミュレ-ションできるようなモデルを構築した。L1_2規則相の自由エネルギ-は秩序度ξに関するLandauの展開式で表した。ただし、ξ≧0のみが実現すると仮定し、局所的な規則度Srは|Sr|=ξで表した。S<0は効位相であることに対応する。自由エネルギ-密度関数にはこのL1_2の自由エネルギ-の式を用いた。規則度のゆらぎによる界面エネルギ-は|Sr|,Sr^2,Srの変化量の関数として表した。これらから規則度ゆらぎをもつ系の自由エネルギ-が得られ、Srに関する速度式が導出される。合金組成の揺らぎの効果は計算には含めなかった。周期的逆位相構造によるエネルギ-利得の効果は、想定した規則度ゆらぎがもつ逆空間ポテンシャルの大きさに比例する駆動力を速度式に加えることにより考慮に入れた。さらに、熱揺動の項を付け加え、一般速度式とする。2.Cu-40at%pについては、L1_1→(L1_1+A1)の分解過程を実験的に明らかにするとともに、速度論的な考察を加えた。状態図の(L1_1+A1)2相共存領域のある温度Tmより低い温度で時効すると、L1_1相のバリアント境界や逆位相境界からA1相が析出してくることにより相分解が進行するのに対し、Tmより高い温度ではまず均一不規則化が先に進行して一旦A1相になった後L1_1相が析出してくることがわかった。このTmはA1相とL1_1相の自由エネルギ-が等しくなる温度に対応する。等原子比組成のCuPt合金については,これまでに行ってきたフィールドイオン顕微鏡による観察結果とX線回折実験の結果を基にして,合金糸の自由エネルギーを求めることにより,規則化過程を議論した.自由エネルギーは,規則化に伴なう変化分の他に規則領域と不規則領域との界面エネルギーと両領域の格子定数の差による歪エネルギーを考慮に入れて算出した.その結果,初めから高い規則度を有する領域(ドメイン)が生成するよりは,規則度は低い値のままドメインは互いに接するまで成長し,その後ドメインサイズと規則度を増大させた方がエネルギー的には有利であることが確かめられた.この結果はフィールドイオン顕微鏡観察やX線回折実験の結果ともよく一致した.現在は,等原子比からずれた組成の合金における規則化過程について実験及び解析を行っている.この合金の場合は,合金内で組成が不均一になる場合がでてくるので,自由エネルギーの式の中に,組成のゆらぎの項を入れる必要がある.組成の項に対する係数の導出方法を考慮しながら自由エネルギーの式の改良を行っている.一方, 1:3組成の合金についても同様な実験と解析を試みている.

この合金では,高温から急冷した段階で既にある程度規則化した(短範囲規則)状態にある.簡単な理論からは,この合金の規則-不規則転移は一次反応であることが予測されるが,実際は短範囲規則状態を介して,ほとんど連続的に規則化が進行することを明らかにした.つまり,規則度のゆらぎが徐々に大きくなり,遂には高規則度の領域と不規則状態の素地とに分かれると解釈される.この場合においても,高い規則度をもつドメインが多数生成すると,その界面エネルギーによってドメインの成長が抑制されることが,自由エネルギー変化から説明された.次年度は,規則化に関する易動度を自由エネルギーの式に導入し,規則化過程の速度論的解析を進展させる予定である.本年度は主として、Cu-Pt合金の規則-不規則過程について熱力学的な議論を進めた。まず、25at%Pt組成合金については、短範囲規則状態→L1_2あるいはL1_<2-S>への規則化過程の計算機によるモデル解析を試みた。合金糸の自由エネルギーをギンツブルグ型の展開式で表し、その式から規則度に関する速度式を得た。展開式に含まれるエネルギー係数は、平衡状態図を再現するように求めた。規則度に空間的なゆらぎを与え、それを初期状態とした。この規則度ゆらぎの成長発展が『規則化過程』である。糸の自由エネルギーの式に規則度波の波数に依存するエネルギー項を付加することによって、規則度の周期性がエネルギー減少に寄与することを考慮に入れた。この付加した項の大きさに依存して、L1_2型規則構造に転移する場合と長周期構造のL1_<2-S>となる場合とに区分されることをシミュレーションにより確かめた。次に、40at%Pt組成合金についてL1_1→(L1_1+A1)あるいはA1→(L1_1+A1)変態過程について議論した。この過程は、相解を伴うこと。L1_1化学量論組成(50at%Pt)からずれていることが、これまでの解析と大きく異なる点である。この組成の合金の自由エネルギーをギンツブルグ型の展開式で表すためには、全部で16個のエネルギー係数を決定する必要がある。そこで本年度は、組成に独立な6個の係数は50at%組成合金のデータを利用して決め、残りの係数は40at%組成付近の状態図をできるだけ再現するように決定した。これから、系の自由エネルギーを組成と規則度の関数として求め、L1_1あるいはA1単一相から(L1_1+A1)二相共存状態へ変態する過程を議論した。次年度は、ここで求めた自由エネルギーの式から速度式を得て、変態過程を計算機シミュレーションを行い、実験結果と比較検討する。本年度は主として、L1_1規則構造をもつCu-40at%Pt合金の(A1+L1_1)2相共存温度域での相分解過程を実験的に明らかにし、それに対して熱力学的な考察を加えた。得られた結果を次にまとめる。1.L1_1構造は菱面体晶系に属するので、粉末X線回折パタ-ンでは基本格子反射が分裂する。よって、その分裂間隔から合金内の規則領域の規則度を見積もることができる。これを応用して合金の規則状態の焼鈍時間変化を測定した。その結果、焼鈍時間がある温度(T_m)以下では規則度Sは徐々に減少した後回復するが、T_m以上の場合はまずS<0.3程度まで急激に減少してから回復することがわかった。2.X線回折実験と同様の熱処理を施した場合の焼鈍過程を透過電子顕微鏡を用いて観察した。その結果、焼鈍温度がT_mより低い場合はL1_1規則ドメインの双晶境界や逆位相境界などから不規則(A1)相が析出するが、T_m以上では合金試料全体がほとんどA1相に不規則化した後、L1_1相が析出してくることが確かめられた。3.T_mを規則-不規則転移温度と解釈すれば、今回の実験で得られた焼鈍過程は次のように説明できる。
磁気センサの高感度化と超低磁場MRI微小樹脂異物検査技術の開発

近年、食品中のプラスチック小片によって幼児の口内が傷つけられる事故があり、食品中の小さな樹脂異物の検出技術開発が社会的に望まれている。我々は樹脂構成分子と食品構成分子のプロトン量の差に着目し、超高感度磁気センサを適用して磁気共鳴画像を得ることで、微小樹脂異物の検出ができると考えている。磁気センサの要となる接合を更に高感度化するための課題を解明し、その低ノイズ化を図り、画像の高分解能化を実現することで、超低磁場NMR/MRIによる樹脂異物検査技術を成功させる。本研究成果の波及効果として食品や薬品の安全性が向上して、世界一安全な食品や薬品をアピールでき、日本ブランドの価値を高めることができる。
代数多様体と群作用

本研究に於いて各分担者はそれぞれ次のような研究成果を得た。代数幾何学からの研究を行なった石田はカスプ特異点の不変量について、ト-リック多様体の理論を発展させることにより、予想されていた双対性定理の証明に成功した。小田はト-リック多様体の線形ゲ-ル変換の研究を行うと共に、ト-リック特異点の交叉コホモロジ-の記述について調べた。堀田はゲルファント達により一般化された一般化された超幾何系を群の作用を持つD加群の理論を用いて調べた。齋藤は一般化された超幾何系の研究のため導入されたコンパクト・エルミット対称空間に付随した多様体の正規性を示した。森田は射影直線束である代数曲面が数体上定義されているとき、その体について有理点が存在するための条件を調べた。長谷川はヤン・バクスタ-方程式のベラビン解に対する新しいL作用素を得た。これはスクリャ-ニンのL作用素の拡張である。清水は複素コボルディズム環と共形場理論におけるボゾン・フォック空間について新しい関係を見付けた。納谷はコンパクト・リ-マン多様体の閉領域上の完備共形計量で、非負なスカラ-曲率を持つものの存在問題を研究した。伊藤は代数関数体上定義された楕円曲線や準楕円曲線のモ-デル・ベイユ群を楕円曲面や準楕円曲面を用いて調べた。黒木はアフィン・リ-環のフォック表現におけるスクリ-ン作用素を厳密に構成し、ベス・ズミノ・ビッテン模型における共形ブロックの積分表示式を証明した。本研究のその他の分担者もそれぞれの方面から研究を行ない色々な成果を得ている。
高性能な水中映像取得のための音響レンズの検討

二次元の広角・高性能水中映像取得のための複合水中音響レンズとして、アクリル樹脂を用いて3群3枚構成、Fナンバー1.33の複合水中音響レンズを設計・製作した。水中音響レンズの性能評価法としてFDTD法、Geometric skew ray analysisの二手法について検討し、いずれも実験的な音響特性と概ね良い一致を示した。また、複数枚レンズ間の反射防止構造について実験的検討を行い、溝の特長に対する傾向は見えてきたが、詳細要件を詰めるまでには至っていない。遠方の広い水中空間を映像化することを目指した水中音響レンズの検討を行った.レンズは超音波式カメラに装着して利用する前提であるが,ここではカメラ本体の検討はしない.レンズ材は物理特性を既に把握しているアクリル樹脂(三菱レイヨン,ACRYLITE)を用いることとしたが,屈折率の水温依存性について精密計測を行い,実験式を取得した.これに基づいて,水温変化に伴う集束位置の補正への指針を取得した.上記アクリル樹脂をレンズ材として,広視野且つ高画質を実現するため,観察対象距離530mを目標として,レンズの有効径を30cmとし,レンズ収差の影響をキャンセルし画質を確保するために3群3枚構成,Fナンバー1.33のレンズを設計し,制作をした.このレンズは,3枚のうち中間のレンズの位置をコントロールすることで,観察対象距離が可変となる.さらに,実験的な性能確認のため水槽試験を実施中である.既存の非球面単レンズを用いて性能評価法の検討を実施した.非球面単レンズの集束特性について,実験的に入射角0,4,8度とした入射角特性,0.5,0.7,1MHzとした周波数特性について取得した.さらに,周波数0.5MHzについてはFDTDによる波動的数値シミュレーションを実施し,計測結果と比較したところ両者の集束位置はほぼ一致し,その音場の傾向は数値シミュレーションで再現できることを確認した.FDTDでは集束音場の位相評価を目標としており,シミュレーションの精度をさらに上げる必要があるが,現時点の成果として,設計階段で数値シミュレーションにより,おおよそのレンズ性能の確認ができるようになった.港湾土木施工の安全管理や水中セキュリティーなどのために、水中を広範囲にリアルタイムで視認することへの要求は非常に高く、水中の濁りや照度に関わらず遠方まで到達する音響を用いた水中視認装置に期待がある。その実現を目指し、光学カメラで取得する映像の様な2次元の広角・低収差な映像を取得可能な音響レンズの検討を試みた。1. 2次元の広角・高性能水中映像取得のための複合音響レンズの検討周波数掃引法を用いることを前提とした2次元の広角・低収差な水中映像取得のための複合音響レンズを港湾周辺での要求を満たすよう設計・製作した。レンズ材は物理定数が既知のアクリル(三菱レイヨン、ACRYLITE)とし、視野は縦横共に33.0度、Fナンバー1.3とした広視野・高画質の望める3枚組みの複合音響レンズとした。これに対し、水槽内で性能を確認するための実験及びFDTDによる数値計算を実施した。また、音線理論(geometric skew ray)による性能評価法を検討し、波動解析では難しかった収差の評価ができるようになった。精密なレンズの評価法としては重要な成果である。2.音響レンズ表面に凹凸パターンを設ける反射防止構造複合音響レンズの複数枚のレンズ間で、表面に凹凸パターンを設けた反射防止対策を行うことでレンズ間の反射を低減する高性能な画像を取得する複合水中音響レンズを実現できると考えた。溝の深さ等の条件をいくつか変化させた平板サンプルの製作をしたものの、計測方法、サンプルのサイズに問題があると分かり、計測方法の変更の必要性が生じた。これにより、計測法の文献調査を行い、計測方法の検討を行なった。この課題については未解決であるが、引き続き検討を実施している。
高機能型股関節免荷デバイスの開発研究

研究開始以来、(1)骨盤固定部のデザインを3点固定方式とすること、(2)腸骨固定部周辺の筋腱組織分布と臨床的視点から突起とネジ側面を金固定すること、(3)疑似生体液中の疲労限度50Mpaを考慮して、歩行等繰り返し負荷に対する十分な強度を保証するためデバイスの材質をTi-6A1-4vとする、こと等を確認した後、最終年度では、デバイス装着時の運動と免荷機能を再度確認して治験用デバイスを製作した。特に、患者の排泄動作を保証するために、日常生活では極めて厳しい条件下,即ち,健常者でも便座高さがやや低く,使い難いポータブル型洋式トイレを用いて、男性(年齢25歳)および女性(年齢52歳)健常者それぞれ3名づつ計6名を被験者として実験を行った。その結果、排泄動作時では、概ね男性被験者は上体を前かがみとして足底を肩幅程度開いて接地し,膝を大きく開いて踏ん張るスタイルとなるのに対し、女性被験者では、男性より内旋方向への動きがやや大きく、内股で座る傾向が頭著であることを確認した。これより、本デバイスの動きだけを見ても便座への着座動作は勿論、椅子への着座動作も可能となり、QOLを十分保証しうることも確認した。なお、股関節固定患者の運動を見た場合、脊椎が代替運動を行うため固定してあるにも拘わらずかなりの動作が可能となることから、本デバイス装着時にも初期の目標を十分達成できると考えられる。他方、腸骨上の固定位置による免荷能力の違いを接触圧力測定システムを用いて最終確認した結果,腸骨内側で固定点を設置すれば、屈曲下でも免荷が可能となることを実験的に確認した。本研究は2年間産官学連携で実施され、十分な成果が得られた。この実績に基づいて、平14年度新潟地区における、「都市エリア産学官連携事業」として申請した結果、文部科学省より選定され、地域連携推進研究の結実を示したとも言える。本研究は,大腿骨頭壊死症をはじめとする、一定期間の寛骨臼と大腿骨頭間の接触を防止する、いわゆる股関節における免荷が要求される患者に対して画期的な治療法を実現する高機能型免荷デバイスを開発することを目的としており,初年度には,実際の骨頭壊死患者の術前運動機能および歩行形態の解析を行って得られた結果を基にして、特発性大腿骨頭壊死患者の股関節運動の制限および日常生活レベルでの拘束を調べた後、創製システムを利用してデバイスの試作を行った。本研究で開発するデバイスは、装着時に、日常生活、特に、排泄や椅子に座る動作が可能となる股関節可動域を保証する機能を有することが前提である。そこで、特発性大腿骨頭壊死患者(33歳,男性)および比較のための若年健常者(22歳,男性)が平坦路を自由歩行する際の,足底圧力変化,股関節運動,床反力を、感圧導電体センサ、6自由度電気角度計、3分力計をそれぞれ利用して測定し,健常者のデータと比較して以下の知見を得た。(1)大腿骨頭壊死患者の松葉杖歩行は,健側では爪先離床時の蹴り出しが弱く,ほぼ前足部内側のみが接地し,患側は床面に僅かに接する程度である。(2)松葉杖を用いた歩行では,下肢の振り出しにより推進力を得るため,健側の最大屈曲角度は健常者のそれよりも大きくなるが,常に股関節を屈曲状態に保つため伸展は認められない。(3)松葉杖歩行では,患側に荷重が作用しない様に歩行し,関節の可動範囲と床反力は共に健常者に比べて極めて小さい。次に、試作したデバイスを股関節モデルに装着し、免荷機能を確認するための実験を行った。関節モデルの材質は実際の人の股関節よりも剛性が低く、変形しやすいため、過大な負荷(最大1400N)状態での免荷機能を調べ、骨盤モデルは大きく変形するがデバイスの免荷効果は十分認められることを明示した。

他方、腸骨上の固定位置による免荷能力の違いを接触圧力測定システムを用いて最終確認した結果,腸骨内側で固定点を設置すれば、屈曲下でも免荷が可能となることを実験的に確認した。本研究は2年間産官学連携で実施され、十分な成果が得られた。この実績に基づいて、平14年度新潟地区における、「都市エリア産学官連携事業」として申請した結果、文部科学省より選定され、地域連携推進研究の結実を示したとも言える。平成12年度でデバイスの形状設計を行って試作品を4種類作製し、それらの強度を確認するための試験等を行った。今年度は、前年度の実験結果に基づき、手術時のデバイス設置性と骨盤への取り付け方法を考慮した設計の改良を行うとともに更なる強度と機能を確認するための研究を主として行った。その結果、骨盤固定部のデザインを2点(type3)および3点固定方式(type4)のデバイスを作製した。ついで、これらの強度を調べるためにFEM(有限要素法)を適用してデバイス設置時を想定した境界条件の下で応力解析を行った。デバイスの材質をTi-6A1-4v、患者の体重を60Kg、生活レベルを準平常時とし、拘束条件として(1)腸骨固定部の突起とネジ側面を全固定する、(2)大腿骨固定部遠位端は垂直方向のみ自由、(3)リンク部の軸とコンポーネント間の緩みはなく、相対運動せずとした場合の結果より、(1)2点固定より3点固定方式(type4)の方が骨盤固定部での負荷応力分散能の点で優れている、(2)デバイスに生ずる最大応力はtype4で161Mpaであり、(3)可動域を保証する調整部では84.3Mpaであり、段付き形状であっても強度的には十分であること、(4)疑似生体液中でのTi-6A1-4Vの疲労限度は、Parkらによれば、50Mpaであることから、歩行等による繰り返し負荷にも十分な強度を有すること等を明らかにした。これと平行して、両タイプのデバイスを用いた場合の寛骨臼と大臆骨骨頭との接触状況を調べる実験を行った。寛骨臼内部に感圧導電体センサーを挿入し、歩行時を想定した場合の免荷機能について調べた結果、寛骨臼内部ではほぼ接触領域が見られず、十分な免荷状態にあることを確認した。デバイス装着時の可動域について更に詳細に調べるために、血管柄付腸骨移植術(PBG)後1年の片側性大腿骨頭壊死患者(10N)の歩行状態を調べた。医師から患脚への許容負荷量を体重の1/22/3と指示された期間で、ロードセルを組み込んだ片側松葉杖を使用させて床反力計上を歩行した場合には、松葉杖および患脚への荷重作用は体重の2/3以下であり、大きな衝撃荷重を生じていないことを確認した。これにより、上記の有限要素法によるデバイスの応力解析の妥当性をも確信した。実際のデバイス加工法についての簡便化についても同時に研究を行った。出来るだけ組み立てと構成を効率的に行うためのコンポーネント形状の最適化やチタン材の被削性を考慮した加工の最適化を詳細に調べた。これにより最終年度に完成させるための基礎知識を十分蓄積した。研究開始以来、(1)骨盤固定部のデザインを3点固定方式とすること、(2)腸骨固定部周辺の筋腱組織分布と臨床的視点から突起とネジ側面を全固定すること、(3)疑似生体液中の疲労限度50Mpaを考慮して、歩行等繰り返し負荷に対する十分な強度を保証するためデバイスの材質をTi-6A1-4vとする、こと等を確認した後、最終年度では、デバイス装着時の運動と免荷機能を再度確認して治験用デバイスを製作した。特に、患者の排泄動作を保証するために、日常生活では極めて厳しい条件下,即ち,健常者でも便座高さがやや低く,使い難いポータブル型洋式トイレを用いて、男性(年齢25歳)および女性(年齢52歳)
レーザー光による液体ナノ微粒子の生成技術の開発と微小表面物性の研究

レーザー光を用いることで液体表面を大きく変形させ技術を開発し、液体ナノ微粒子生成への手がかりを得た。また、液体微粒子の表面を観察することで表面張力および粘性を液滴状態で測定するミクロ液体表面物性計測法の確立を行った。さらに、リプロン光散乱法を用いて液体薄膜の物性研究を行い、液体表面と界面の間に伝搬する微小振動のエネルギーモードの解明を行った。液体材料は、その扱いやすさから工業や医療など様々な分野において広く用いられている。特に近年、ナノテクノロジーが脚光を浴びるとともに、液体をナノメートルオーダーの微小領域で操作することの必要性が高まっている。また、インクジェットプリンタの普及にともない液体微粒子の生成・制御に関する研究も盛んに行われている。本研究では、レーザー光の放射圧を用いることで液体微粒子の大きさをより小さくする技術の開発、および、それに伴って予想される新しい物理現象の観察など、液体ナノ微粒子の表面物性の研究を行うことを目的とする。本年度は、液体表面に微小なホールを造ることで光液面マニピュレーションによる表面変形を従来に比べて倍程度に増大することに成功した。これにより表面変形の拡大方法に関する指針を得た。また、微小液滴の表面現象観察として、光学顕微鏡にストロボ光源を組み合わせたシステムを構築し、安定して液滴のダイナミクスを観測することに成功した。本年度は、光学顕微鏡にストロボ光源を組み合わせたシステムを用いて従来のインクジェット装置から射出された液滴の表面現象観察を行い、液滴の振動状態から表面張力と粘性を測定することに成功した。また、2つの液滴を衝突させることで液滴の振動をより大きく励振することで粘性の比較的大きな液体であっても表面張力および粘性を測定出来ることを確認し、微小平面での液体表面物性研究を行った。本年度は、光学顕微鏡にストロボ光源を組み合わせたシステムを用いて液滴の基準振動モードを観察することにより液滴の表面張力および粘性を液滴状態で測定するミクロ液体表面物性計測法の確立を行った。また、本手法を用いて微小液体表面の物性研究を進めるとともに、液体薄膜における局所表面物性研究をリプロン光散乱法を用いて行い、液体表面と界面の間に伝搬する微小振動のエネルギーモードの解明を行った。さらに、微小液滴生成実験を行っている際に見いだしたサテライト液滴の規則性を利用することで、より微小な粒子を生成する試みを行った。サテライト液滴はこれまで対象としてきた主液滴に比べ、体積にして1000分の1程度と非常に小さいことから、これを利用することで本研究の成果を、より小さな液滴を実現するという点で飛躍的に高めるものであると期待される。このサテライト微小粒子の生成および光学的観察に成功した。
痴呆疾患に対する活動型ミクログリアの生体内定量による早期診断

PETにより認知疾患を早期に鑑別するマーカーとして、末梢性ベンゾジアゼピン受容体に特異的に結合する放射性薬剤[^<11>C]DAA1106を開発した。アルツハイマー病モデルマウスを用いた検討で、末梢性ベンゾジアゼピン受容体の免疫染色およびDAA1106によるオートラジオグラフィーにより、モデルマウス老人班周囲の活性化ミクログリアに高密度で末梢性ベンゾジアゼピン受容体が局在することを見出した。以上からアルツハイマー病脳における末梢性ベンゾジアゼピン受容体の変化は、疾患特異的な病理変化に関連した活性化ミクログリアを反映することを確認した。上記の知見に基づき、PETおよび[^<11>C]DAA1106を用い、アルツハイマー病患者10名と性別年齢をあわせた健常高齢者11名を対象にPET検査を行なった。動脈血から得たデータを入力関数として3 compartment modelによって各脳部位ごとの末梢性ベンゾジアゼピン受容体結合能(Bp)の定量を行った。その結果、脳の広範な領域においてアルツハイマー病患者群のBpは健常群と比較して有意に上昇していた。さらに、軽度認知障害を有するがPET測定時点では認知症の診断基準を満たさなかった高齢被験者7名を対象に上記と同様の測定を行った。その結果、アルツハイマー病患者群と同様に脳内の広範な領域で末梢性ベンゾジアゼピン受容体結合能の増大がみられた。これらの結果から、アルツハイマー病によりミクログリア活性の上昇に関連した末梢性ベンゾジアゼピン受容体結合能の増大がみられることが明らかになった。また、明らかな痴呆状態を呈さないが、軽度の認知障害を認めた被験者群たおいても認知症患者と同様の変化がみられたことから[^<11>C]DAA1106を用いた末梢性ベンゾジアゼピン受容体結合能の測定により、認知症の前駆段階から疾患が鑑別しえる可能性が示された。研究目的)活性型ミクログリアの定量化によって、細胞障害の結果ではなく、変性過程を直接に観察しえることが期待できる。さらにミクログリアの活性化に伴いミクログリア上に存在する中枢型ベンゾジアゼピン受容体密度が特異的に増大することから、この受容体密度を測定することで間接的に活性型ミクログリアを定量することが可能となる。軽度から中等度のアルツハイマー型認知症患者において、中枢型ベンゾジアゼピン受容体に対して特異的に結合する放射性薬剤である[^<11>C]DAA1106を用いたPET検査を施行し、同年齢の健常被験者群と比較を行った。研究方法)NINCDS-ADRDAにおいてアルツハイマー型認知症の基準を満たす患者10名および患者の年齢と同程度の正常被験者11名に対して、10分のトランスミッション後、[^<11>C]DAA1106静注後90分間脳内の放射能を測定した。またPETによる定量測定のための補助的形態情報を得るためMRIによる頭部撮像も合わせて実施した。MRI頭部画像を参照し関心領域を小脳、前頭葉、外側側頭葉、内側側頭葉、頭頂葉、後頭葉、前部帯状回、視床、線条体において設定し、動脈血血漿中の放射能量を用いた3コンパートメントモデルを用い各領域の受容体結合能を求めた。得られた受容体結合能の差異を患者および健常被験者間で比較を行った。主な研究結果)

アルツハイマー型認知症患者の脳内中枢型ベンゾジアゼピン受容体結合能は測定した領域のすべてで有意に増加していた。さらにその変化は比較的認知障害の軽度であるか、発症後間もない症例においても顕著であった。中枢型ベンゾジアゼピン受容体測定を介した活性型ミクログリアの定量化により、神経細胞が障害された結果にとどまらず、神経の変性過程自体をとらえることが可能になると考えられ、神経細胞の障害が顕著になる以前に病的過程の存在を判断しえる可能性が示唆された。研究目的)活性型ミクログリアの定量化によって、細胞障害の結果ではなく、変性過程を直接に観察しえることが期待できる。さらにミクログリアの活性化に伴いミクログリア上に存在する末梢型ベンゾジアゼピン受容体密度が特異的に増大することから、この受容体密度を測定することで間接的に活性型ミクログリアを定量することが可能となる。軽度から中等度のアルツハイマー型認知症患者において、末梢型ベンゾジアゼピン受容体に対して特異的に結合する放射性薬剤である[^<11>C]DAA1106を用いたPET検査を施行し、同年齢の健常被験者群と比較を行った。研究方法)NINCDS-ADRDAにおいてアルツハイマー型認知症の基準を満たす患者10名および患者の年齢と同程度の正常被験者11名に対して、10分のトランスミッション後、[^<11>C]DAA1106静注後90分間脳内の放射能を測定した。またPETによる定量測定のための補助的形態情報を得るためMRIによる頭部撮像も合わせて実施した。MRI頭部画像を参照し関心領域を小脳、前頭葉、外側側頭葉、内側側頭葉、頭頂葉、後頭葉、前部帯状回、視床、線条体において設定し、動脈血血漿中の放射能量を用いた3コンパートメントモデルを用い各領域の受容体結合能を求めた。得られた受容体結合能の差異を患者および健常被験者間で比較を行った。主な研究結果)アルツハイマー型認知症患者の脳内末梢型ベンゾジアゼピン受容体結合能は測定した領域のすべてで有意に増加していた。末梢型ベンゾジアゼピン受容体測定を介した活性型ミクログリアの定量化により、神経細胞が障害された結果にとどまらず、神経の変性過程自体をとらえることが可能になると考えられ、神経細胞の障害が顕著になる以前に病的過程の存在を判断しえる可能性が示唆された。
非線形偏微分方程式に関するポテンシャル論的研究

右辺にラドン測度fを含む非線形偏微分方程式の解の一意性について調べた.具体的には,境界が十分滑らかで,AがN-ラプラス作用素(Nは次元)に近い場合か,又はfが特別な場合に一意性を得ることができた.その際,この研究対象に詳しい広島大学名誉教授前田文之氏,ユバスキュラ大学のTero Kilpelainen, Xiao Zhong各氏等と討議した.測度付き距離空間上のポテンシャル論の研究を進めた.具体的には,測度付き距離空間におけるPerron-Wiener-Brelot法によるDirichlet問題の可解性について調べた.領域が有界な場合は,Nageswari Shanmugalingam氏等によって調べられていたが,領域が非有界な場合に拡張することが出来た.さらに,測度付き距離空間上で方程式に対応する変分式を考え,解のポテンシャル論的性質,特に,解の存在,一意性,ヘルダー連続性,ハルナックの不等式などについて調べた.これらの測度付き距離空間上のポテンシャル論の研究を進める際,この研究対象に詳しいシンシナチ大学Nageswari Shanmugalingam氏と討議した.なお,以上の研究成果をユバスキュラ大学セミナー,ヘルシンキ大学解析セミナー,ケンタッキー大学PDEセミナー,イリノイ大学解析セミナー,シンシナチ大学Taft幾何解析セミナー,ポテンシャル論研究集会,日本数学会関数論分科会などで報告した.また,方程式(E)の解のヘルダー連続性について調べた結果を論文としてまとめ提出し受理された.方程式に対するポテンシャル論的研究を行った.特に,(A,B)-優調和関数の性質について調べた.まず,方程式と,(A,B)-優調和関数の関係について調べた.与えられた(A,B)-優調和関数に対して方程式(E_ν)を満たすRadon測度νが存在すること,逆に,Radon測度νを与えたときに方程式(E_ν)を満足する(A,B)-優調和関数が存在することを示した.これらのことを調べるために,(A,B)-優調和関数の可積分性,本質的下極限性質("ess lim inf" property),基本収束定理(fundamental convergence theorem)についても調べ,それぞれ成り立つことがわかった.また,Radon測度νを与えたとき,方程式(E_ν)の(A,B)-優調和関数解でentoropy conditionを満足するものが一意に決まることを示すことが出来た.さらに,νを使って定義されるWolffポテンシャルによる(A,B)-優調和関数の各点ごとの上からの評価を得た.また,この評価を使い,(A,B)-優調和関数の値が無限大になる点の集合のcapacityが零になることを示せた.なお,これらのことをまとめた論文を現在準備中である.(A,B)-優調和関数の性質,および右辺に正のラドン測度fを含む方程式の解と(AB)-優調和関数との関係について平成15年度に行った研究をまとめた.一方,fを符号付ラドン測度としたときの,方程式(E)の解のヘルダー連続性について調べた.方程式(E)において,B=0かつfが正のラドン測度の場合,fがある条件をみたすとき,方程式(E)の解のヘルダー連続指数を具体的に決定できることはT.Kilpelainen, X.Zhongによって示されていた.これを,方程式(E)およびfが符号付ラドン測度の場合に一般化することができた.この結果および15年度の研究成果をポーランドで行われた研究集会「Analysis on Metric Measure Spaces」,島根で行われた国際会議「IWPT2004 in Shimane」,ケンタッキー大学のPDEセミナー,シンシナティ大学のコロキアムなどで報告した.また,シンシナティ大学Nages Shanmugalingam氏と測度付き距離空間上で方程式に対応する変分式を考え,その解についてのポテンシャル論的性質,特に,解の存在,一意性,ヘルダー連続性,ハルナックの不等式などについて議論した.また,測度付き距離空間上の非有界領域のPerron-Wiener-Brelot法によるDirichlet問題の可解性ついても議論した.これらの測度付き距離空間上の研究については,来年度引き続きNages Shanmugalingam氏と継続して議論する.右辺にラドン測度fを含む非線形偏微分方程式の解の一意性について調べた.具体的には,境界が十分滑らかで,AがN-ラプラス作用素(Nは次元)に近い場合か,又はfが特別な場合に一意性を得ることができた.その際,この研究対象に詳しい広島大学名誉教授前田文之氏,ユバスキュラ大学のTero Kilpelainen, Xiao Zhong各氏等と討議した.測度付き距離空間上のポテンシャル論の研究を進めた.具体的には,測度付き距離空間におけるPerron-Wiener-Brelot法によるDirichlet問題の可解性について調べた.領域が有界な場合は,Nageswari Shanmugalingam氏等によって調べられていたが,領域が非有界な場合に拡張することが出来た.さらに,測度付き距離空間上で方程式に対応する変分式を考え,解のポテンシャル論的性質,特に,解の存在,一意性,ヘルダー連続性,ハルナックの不等式などについて調べた.これらの測度付き距離空間上のポテンシャル論の研究を進める際,この研究対象に詳しいシンシナチ大学Nageswari Shanmugalingam氏と討議した.なお,以上の研究成果をユバスキュラ大学セミナー,ヘルシンキ大学解析セミナー,ケンタッキー大学PDEセミナー,イリノイ大学解析セミナー,シンシナチ大学Taft幾何解析セミナー,ポテンシャル論研究集会,日本数学会関数論分科会などで報告した.
真実接触面の直接観察による摩擦・磨耗機構の解明および潤滑剤・接着剤の提案

マイクロマシンをTEMに組み込む独自の実験系を開発し,摩擦力と垂直抗力をリアルタイムで同時に計測しながら,接触面をナノスケールで観察できる実験系を構築できた.さらに実験系を用いて,数nmの直径のAgやDLCの面同士の接触面をナノスケールで観察できた.(1) Agの摩擦試験(TEMによるその場観察):接合にはせん断応力と引張応力が同時にかかっていた.このため,従来の単純な材料破壊試験の実験結果と直ちに比較できなかった.そこで, von MIses応力を計算することで,過去の事件結果と比較できるようにした.すると接合には6GPa程度もの応力がかかっていることが分かった.数nmのスケールでは接点同士を近づけると簡単に接合ができるのにも関わらず,それを引き剥がそうとすると6GPaもの応力が必要になることが分かった.ナノスケールの世界では摩擦の効果が支配的になり,ナノスケールで動く機械を作成するには,こうしたナノ摩擦を考慮する必要があることを実証できた.(2) DLCの摩擦試験(TEMによるその場観察): DLC同士を擦り付けると接触界面で摩耗粉ができ,その摩耗粉が僅かに滑ったり,摩耗粉が回転していることが分かった.接触点の応力を計算するとGPaオーダーの応力がかかっていて,表面は簡単に破壊される様子を観察できた.ナノスケールの摩擦を理解する上で,接触面を観察する重要性を実証できた.今年度は研究の最終年度である.研究実施機関の間に,マイクロマシンをTEMに組み込む独自の実験系を開発し,摩擦力と垂直抗力をリアルタイムで同時に計測しながら,接触面をナノスケールで観察できる実験系を構築できた.この実験系を用いて,数nmの直径のAgの接点の観察に成功し,このときの力の計測にも成功した.また, DLCの面同士の接触面をナノスケールで観察でき,これを論文にできた.このように目標とした実験は遂行できた.あとはこれを理論モデル特に合わせて論文にする作業が残っている.今年度は特に以下の3点に取り組む.(1)ペンシルベニア大学のロバート・カーピック教授と共同で実験結果をモデル化し論文を作成する. Agのナノ接点にかかる応力を計測すると, Agの破断応力の理論値よりわずかに小さい値になることが分かった.過去のTEM観察の結果と比較し,常温接合が起こっていて接点を破断させるのに大きな応力が必要になったと考えている.このように,実験結果とうまく合う理論モデルを構築がほぼ完成したので,これを論文にする.(2)構築した実験系を用いてAgやDLCの観察に成功した.この実験系を応用して, MoS2やBNやgrapheneなど近年注目が集まっている二次元構造の材料を観察してみる.摩擦力や垂直抗力を計測し,さらに試料の変形を原子レベルで観察することで,摩擦や摩耗の発生について微視的なアプローチから機構解明を試みる.(3)申請書作成時では, "ナノ"スケールの観察が予定だったが, TEMホルダー設計の工夫によって"原子"スケールの観察が可能になりつつある.ナノスケールの形状変化と力の変化の関係を明らかにするだけでなく,原子の動きと力の変化を観察できるように実験系を改善する.・ナノスケールで尖れせたAgの探針同士を接触させ、その接触海面の観察に成功した。また接触面積の変化に伴う、摩擦力と垂直抗力の変化を計測した。さらに数値計算の結果と比較することで、ナノ摩擦のモデルを考察した。実験系を構築した結果について論文として出版し、さらに実験結果の科学的なモデルを考察した結果を論文に書き始めた。・Ptを成膜した探針同士を擦り付け、その接点をナノスケールで観察できた。ただ、実験系の不具合のため接触部分にかかる力を計測できなかったので、Agの観察結果ほどの完成度はないものの、ある程度の論文を書き始められると考えた。また、この内容を今年の夏に国際会議(World Tribology Conference 2017 in北京)で口頭発表する。・FeやPTFEを成膜した探針同士を擦り付け、摩擦力や垂直抗力の変化に伴う接触面積の変化を観察した。接点のせん断破壊の容易さや、摩擦係数の違いについての実験結果を得た。この内容を学会(トライボロジー会議2016新潟)にて口頭発表した。ただ違いを実験的に計測できたが、そのメカニズムは十分に明らかになっていないので、解決すべき問題がまだ残っていることも分かった。このようにまずAgの観察に成功し、その他の材料として硬質金属のPtやFeも観察して比較できた。さらに摩耗試験のための予備試験としてPTFEの観察した。それぞれの結果を論文や学会発表といった方法で広く発表した。・ナノスケールで尖らせた単突起同士を擦り付け、その界面を観察しながら摩擦力と垂直抗力を計測した。さらに、摩擦力と接触面積との関係や、垂直抗力と接触面積との関係を得た。さらに、数値計算の結果と実験結果を比較することで、単突起の摩擦のモデル化できた。以上が今年度に計画していた研究内容であるため、目標は達成できた。・昨年は軟質金属としてAgを観察できたので、今年以降は比較対象として硬質金属を観察したい。昨年度は候補として、7種類の材料を試しに観察した。その観察結果を見て、(1)ナノ接点の観察し易さや(2)結晶構造の観察し易さに注目して比較すると、PtかNiを本格的に観察する価値があると考えた。さらに、摩耗試験のためにPTFEやDLCを表面に成膜した材料を試しに観察した。ただ、これらの材料は思ったほど摩耗粉がでなかったため、今年以降は他の材料を試して摩耗粉の観察を試みる。

以上のように、今年以降にやる予定だった内容を昨年度に前倒しで行った。・ナノスケールよりさらに小さな原子スケールで試料を観察するための装置として透過型電子顕微鏡の特殊試料ホルダーの設計を開始した。特殊ホルダーを作成するための寸法の調査や必要な部品を購入できた。昨年度中には完成しなかったが今年度には完成させる。これが完成すれば、原子レベルで試料を観察できるので、研究計画に記載した以上の成果が見込める。以上のように、研究計画で予定していた内容を完了できただけでなく、今年以降にやる予定だったことにも着手できた。さらに、研究計画書で予定していたより高い精度で観察できそうなことも分かったので、予想を超える進捗があったと考えている。(1) DLC摩擦の観察による摩耗粉の運動:固体潤滑剤として有名なDLC(Diamond Like Carbon)を探針先端に成膜し,探針を擦り付けることで何が起こるかを観察した.摺動によってDLC表面に摩耗粉が出現し,その摩耗粉が滑ったり転がったりしている様子を観察できた.同時に摩擦力を計測し,力の変化と表面構造の変化の関係も明らかにした.さらに,接触箇所を直接観察できる利点をいかして,接触箇所にかかる応力を計算するとGPaオーダーになることが分かった.従来の摩擦の研究では摩擦力の計測結果だけで何が起こっているのかを議論することが多かったが,ナノスケールの摩擦を理解する上で表面の状況をリアルタイムで観測できる本実験系の手法は摩擦や潤滑の機構解明のために強力な手法であることを実証した.詳細は数ヶ月後に出版予定の学術論文誌nanotechnologyに掲載が予定されている.(2) Ag, Pt摩擦の観察による溶接説の提案:摩擦がどうして起こるのか,その根本的な原因は何百年も研究されているのにも関わらず未だに判明していない.しかし,今回独自に開発した実験系ではナノスケールで観察できるようになったため,その摩擦の起源に迫れるようになった.観察の結果,(1)接点の形状が液体同士を接触させたような形状で張り付いたこと,(2)接点にかかる応力がGPaオーダーであったこと,(3)擦り付けた後の表面に形状変化があったこと,以上の3つの理由から,接触箇所は原子間の力によって溶接されている(cold welding)ことが分かった.今回の実験によって摩擦の起源は,原子間相互作用力による溶接に起因しているのではないかという結論に至った.この詳細については論文に投稿中で,半年後くらいに論文誌に掲載されるように計画している.(1)さまざまは試料の観察:いつかの材料を探針に成膜し,摩擦による接点の変形をそれぞれの材料で比較する計画であった.今年度までに, DLC, PTFEといった固体潤滑材や, AgやPtやAuといった材料の観察にも成功している.また,このときの摩擦力や垂直抗力のリアルタイム計測にも成功している.このように,実験内容は予定通りに進行している.(2)モデルの構築:接触箇所の形状や摩擦力の変化を理論的に再現することで,接触箇所のモデル化を試みた.
新物理探索を目的とした、K中間子稀崩壊探索実験の為の光子中性子検出器の研究開発

24年度は、光子中性子検出器(NCC)の製作を完了し、KOTO検出器内へのインストール作業並びに動作確認を行った。また、実際にNCCを用いてデータ取得を行った。まず第一に、昨年4月から開始した、CCを構成する48モジュールの量産作業を行った。検出器を構成する無機シンチレーション結晶出あるヨウ化セシウム結晶(CsI結晶)と、結晶発光の読み出しを行う波長変換ファイバーの接着作業を8月に完了した。次にファイバーで伝搬した光信号を光電子増倍管へ導入するコネクターのファイバーへの取り付けとファイバー端面の研磨作業を行い、8月いっぱいで完了した。また完成したモジュールの性能試験を、宇宙線μ粒子を利用した測定システムで同時並行に行い、全てのモジュールの動作確認を完了した。さらに昨年納品されたモジュール読み出しに使用する全ての光電子増倍管の増倍率測定および、真空中でも放電せず長期的に安定動作するかの確認試験を6月9月の期間で行い、基準を満たす個体を選別した。検出器素材であるCsI結晶は低湿度環境での維持管理が必要なため、専用の乾燥作業スペースを京都大学内に構築し、9月11月の2か月掛けて全てのモジュールの組上げ作業を無事終了した。12月には完成したNCCを、茨城県東海村のJ-PARC陽子加速器施設への輸送を行い、KOTO実験検出器内部にインストールする作業を完了した。インストール後は宇宙線μ粒子による信号を取得し、その解析から全チャンネルで1%以下の精度でのエネルギー校正を完了した。1月ならびに3月にはKOTO実験のほぼ全ての検出器を稼働させてビームを照射するエンジニアリングランを行った。この際NCCでは実際にハロー中性子測定の為のデータ収集を行っており、現在は取得したデータの解析中である。これらの結果から、本実験におけるバックグラウンド事象への理解が大きく前進すると期待される。また今年4月に開始するKL→π0νν崩壊事象の為のデータを取得する物理ランにおいて、本年度に完成したNCCの導入によるバックグラウンド事象対策は必要不可欠である。本年度の研究成果としてNCCの完成ならびに安定動作の確認を実現したことは、今後の新物理探索実現に向けて、大きな進展であったと言える。本研究の目的は、K中間子稀崩壊探索実験(KOTO実験)の1年分のデータ解析から現在の素粒子標準模型を超えた、新物理探索を行う事である。本実験はKL→π0νν崩壊事象の分岐比を測定することで、標準理論を超える新たな物理過程を介して生じる新たなCP対称性の破れに対して感度を持っている。本実験においては特に、KL→π0νν崩壊事象に対するバックグラウンド源となる為、ハロー中性子によるπ0生成事象を如何に抑制し、またその見積もりを正確に行う事が重要である。23年度の研究計画においては、このハロー中性子を検出器する光子中性子検出器(NCC)の開発を完了し、ビームラインにインストールする予定であった。しかしながら震災の影響もあり、作業に遅延が出ている。23年度の成果としてはまず、損傷を受けた結晶の被害状況の確認並びに修繕加工作業を完了した。また、これらの結晶の発行量試験も完了し、検出器モジュールの量産開始までこぎ着けた。モジュール量産作業は、量産開始が研究計画から4ヶ月程遅れた物の順調に推移している。これまでに、CsI結晶の読み出しに使用する波長変換ファイバーの塗装作業とアクリル板への接着加工までが完了した。現在、最終工程であるCsI結晶の接着作業が開始されたところであり、モジュール量産工程の約6割が完了した。また、完成したモジュールの性能評価も開始した。これらの成果により、今年12月のKOTO実験の物理ラン開始に向けての道筋を付ける事が出来た。

また今年4月に開始するKL→π0νν崩壊事象の為のデータを取得する物理ランにおいて、本年度に完成したNCCの導入によるバックグラウンド事象対策は必要不可欠である。本年度の研究成果としてNCCの完成ならびに安定動作の確認を実現したことは、今後の新物理探索実現に向けて、大きな進展であったと言える。震災で破損した結晶の修繕作業については、当初見通しより若干遅れが出たが無事完了し、検出器の量産作業までこぎ着けた。予定していたモジュール量産作業の完了は達成できなかったが、復旧後の量産作業自体は順調に推移している。実験が行なわれるJ-PARC陽子加速器も震災で被災したためKOTO実験の実験計画自体が1年遅れているが、私が今年度担当建設を担当した光子中性子検出器は、本実験の物理ラン開始までに建設を完了するめどをつけることが出来たため。当初23年度に計画されていた、光子中性子検出器(NCC)のモジュール量産完了時期を24年度の5月に変更する。その後モジュール組み立てを行い、6月にはNCC実機製作を完了する。KOTOビームラインへのインストール時期は、現場の都合上24年の10月になる見通しであり、それまでの間、宇宙線μ粒子を用いたエネルギー校正を行う予定である。また、12月平成25年1月頃には実験開始が予定されており、物理データの取得および解析を行う予定である。
食塩.その他の電解質と血圧に関する国際共同研究の6年後の追跡調査の企画

世界の32カ国52集団が参加した"食塩その他の電解質と血圧に関する国際研究(Intersalt Study)"は、世界で最初の高度に標準化した方法によって、各集団20ー59歳男女200名のランダムサンプルを対象として、食塩の摂取をはじめとした生活環境要因と血圧との関連を疫学的に検討した。この国際共同研究の多くの研究業績が公表されて既に6年が経過した。そこで、日本から参加した研究者が集まり、過去の調査集団のその後の血圧水準、高血圧症の有病率、食塩をはじめとした電解質の排泄量、肥満度、アルコ-ル摂取量、およびその他の生活環境因子、等の推移を明かにし、生活環境要因のコントロ-ルを通じて高血圧症の予防と治療のための症学研究を推進する研究計画を立案した。その結果以下の研究計画が立案された。7年目の追跡調査として大阪、富山、栃木において前回Inteーrsalt Studyを実施したと同様の集団を対象として行う。また、新たに和歌山のフィ-ルドを加える。調査対象は、前回同様、それぞれのフィ-ルドより20ー59歳の男女計200名のランダムサンプルを調査し、4フィ-ルドで総計800名を調査する。調査項目は、飲酒、喫煙、身体活動、労働状況、ストレス、等の生活状況に関する問診、ランダムゼロ血圧計による血圧測定、24時間蓄尿による食塩摂取量の推定、尿中のその他カリウム、カルシウム、マグネシウム等の電解質排泄量の測定、血清脂質、血糖、その他の血液化学検査、24時間思い出し法と翌日の1日間食事記録による。本研究により、前回のIntersalt Studyで明らかにされた、食塩、肥満、アルコ-ルの昇圧作用、カリウムの降圧作用、等の強さは7年後のそれぞれの要因の水準により血圧水準の変化が説明できるかが検討出来る。また、高血圧症の予防の観点から、上記の生活環境要因はどの様に推移しているかが明かとなる。さらに、血清肥質、栄養調査等により、喫煙率と量、飲酒量との変化とも合わせ、高血圧のみならず、循環器疾患の危険因子の動向をも明らかにできる。以上、平成4年度の文部省科学研究費がつき次第、研究を実施する。
神経変性因子が関わる細胞内分子ネットワーク機構の解明

APPはアルツハイマー病(AD)患者の脳に検出される老人斑の主成分β-アミロイド(Aβ)の前駆体タンパク質であり、細胞内におけるAβの産生・細胞外への分泌と凝集・蓄積がADの発症に係わっていると考えられている。APPは一回膜貫通型受容体様の構造をもつ膜タンパク質であり、細胞質ドメインがAPPの代謝や生理機能の調節に重要な役割を果たしている。私は、APPの細胞質ドメインの機能に結合するタンパク質としてX11Lタンパク質を単離してきた。X11LはAPPと結合することによりAPPの代謝を安定化する事を見出していたが、昨年度X11Lの機能調節に関わる分子としてXB31タンパク質の単離を報告した。細胞に過剰発現した系では、APPはX11Lを介してXB31と三量体を形成する事を昨年報告した。しかしながら、脳内で本当に三量体を形成しているかどうかは未解明であった。そこで、今年度は脳をヨードオキサノールショ糖密度勾配法により分画し、APP, X11L, XB31を分画したのち、3つのタンパク質が共存する膜分画から共役免疫沈降法を用いて、三量体を形成していることを確認した。XB31遺伝子に関して、さらに詳細に検討した結果、XB31はスプライシングの違いによるアイソフオームが存在し、また異なる2つの遺伝子から類似のタンパク質が生成されることを見出した。そこで、これらのタンパク質をAlcadeinα1,α2,Alcadeinβ,、Alcadeinγと名付けて解析を継続することにした。AlcadeinとX11Lの結合様式を詳細に解析した結果、Alcadeinの細胞質ドメインの2つのアミノ酸がX11LのPI(Phosphotyrosin Interaction)ドメインに結合することを明らかにした。APPもX11LのPIドメインに結合するので、どうして競合しないのかをPIドメインに点変異を導入したX11Lを用いて解析した。その結果、同じPIドメインでもAPPとAlcadeinは認識サイトが異なることが明らかになった。成果は、現在論文として投稿中である。