hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
対人不安意識の測定に関する研究

1.現代の対人不安意識の質的構造に関する検討前年度の調査研究の結果を踏まえ、現代人の対人不安意識の構造をより的確に把握することを目的として、神経症水準の対人不安意識を測定する対人関係質問票と、境界例水準の対人不安意識を測定する内的崩壊感尺度(穂苅・小川(1993)「内的崩壊感尺度作成の試み」上智大学心理学年報第17巻55-64)を一般大学生432名に施行した。その結果、現代の対人不安意識の様相は、従来の対人恐怖論では十分にとらえきれない側面を有しており、対人恐怖症的な視点から、対人不安を他者に投影する「対他的不安」と自己に直接向かう不安として経験する「対自的不安」という、その不安が投影される対象による対人不安の質的相違があることがわかった。その際、また、その質的相違として、「恥」の心性と「おそれ」の心性との関連が示唆された(本結果の先行研究は、1994年度上智大学心理学年報に掲載予定(現在印刷中)、本研究の結果は心理臨床学研究に現在投稿中である)。2.横断的研究による対人不安意識の発達的変化に関する検討対人関係質問票を一般中学生439名・一般高校生391名に施行し、10年前に行われた調査研究との比較を行った。その結果、現代の対人不安意識に関する年代ごとの新たな特徴が示唆された(本研究の結果は1993年の日本性格心理学会第2回大会にて口頭発表)さらに、前年度の一般大学生への調査結果との比較から、現代の対人不安意識の発達的変化が横断的研究によって考察され、発達差および性差に関する新たな知見が得られた(本研究の結果は1993年度の日本発達心理学会にて発表予定である)。1.対人不安に関する文献の収集及び整理。対人関係質問票に関する過去の研究の整理と最近の対人不安に関する文献の収集を行い、研究すべき問題点について検討を行った。2.対人関係質問票に関する10年間の比較研究従来の対人恐怖症論を踏まえ、対人不安意識について親和性の高い青年期にある、個人の対人不安意識の過去10年間における変化を数量的に検討することを目的として、一般大学生432名に対して対人関係質問票を施行し、10年前に行われた結果(林洋一・小川捷之(1981):「対人意識尺度作成の試み」,横浜国立大学保健管理センター年報No.1.29-46)との比較をし、対人関係質問票の項目の妥当性及び信頼性の検討と、10年間における対人不安意識の変容について考察が行われた。その結果、因子分析的手法によって従来の12因子構造に変わる8因子構造を得た。全体として対人不安意識は増加しており、その悩みや不安の構造も質的に変容していた。数量的に検討された対人不安意識構造の変化として注目すべき点として、神経症水準の対人恐怖者に特有の対人不安や対人緊張を示すと考えられる項目での有意な得点のていかが認められたこと。古典的な症者の訴えと思われる項目が削除されたこと。一般的な対人不安を形成する因子が独立して抽出されなかったことなどがあげられる。なお、本研究は1992年の日本性格心理学会第1回大会にて発表された。現在、『心理臨床学研究』に投稿中である。
文脈情報を用いた日本語学習者の文章理解過程の実証的研究

本研究は、日本語学習者が文脈情報を用いて文章理解を行う際の処理過程とその困難点を明らかにすることを目的としている。2018年度はデータベース構築のさらに進めると同時に、論文集の刊行準備を行った。データベース構築の実績としては、2018年度は2017年度に引き続き、2016年度に収集した(1)「文脈情報を用いた語の意味の絞り込み」、(2)「文脈情報を用いた展開の絞り込み」の2種の文章理解データの文字化作業・翻訳作業を終了させ、現在、第一次・第二次チェック作業・アップロード作業を進めている。(1)の調査対象者の人数は、1中国語母語話者80名(中国60名、日本国内20名)、2ベトナム語母語話者80名(ベトナム60名、日本国内20名)、3日本語母語話者20名(すべて日本国内)である。また、(2)の調査対象者は、すべて日本国内にいる学生で、1中国語母語話者、2ベトナム語母語話者、3日本語母語話者各20名の計240名である。2018年度末には、そのうち60名の学習者のデータについてウェブサイトで公開した。また、2019年度の最終成果報告にむけて、現在2冊の論文集の刊行を進めている。うち1冊は上記データベースの分析に基づく論文集、もう1冊はその分析内容を現場の指導に結びつける論文集である。それぞれ、刊行のための会議を重ね、執筆を続けている。研究成果発信の実績としては、上記の第一次チェック作業を終了した一部データを用いて、2件の論文による発表、1件の海外における講演を行った。現在、第一次・第二次チェック作業・アップロード作業が順調に進み、240名のうち、60名の学習者のデータについてウェブサイトに公開できたため。また、2019年度の最終成果報告にむけて、現在論文集の刊行を進めており、原稿の執筆も順調に進んでいるため。さらに、2018年度の研究成果発信の実績としても、上記の第一次チェック作業を終了した一部データを用いて、2件の論文による発表、1件の海外における講演を行えたため。最終年度である2019年度に行う予定の研究は、データベースの完成と論文集の出版である。データベースでは、(1)「文脈情報を用いた語の意味の絞り込み」については、1中国語母語話者80名(中国60名、日本国内20名)、2ベトナム語母語話者80名(ベトナム60名、日本国内20名)、3日本語母語話者20名(すべて日本国内)の調査対象者小計180名、また、(2)「文脈情報を用いた展開の絞り込み」)の調査対象者は、1中国語母語話者、2ベトナム語母語話者、3日本語母語話者各20名(すべて国内)の小計60名、総計240名の調査データについて、第一次・第二次チェック作業を終わらせ、ウェブサイト上ですべて公開する。また、上述のデータベースに基づく日本語学習者の文章理解を分析した論文集、およびその分析結果を教育実践に結びつける論文集をそれぞれ刊行する予定である。本年度は、(1)「文脈情報を用いた語の意味の絞り込み」、(2)「文脈情報を用いた展開の絞り込み」の2種の文章理解データの収集を行った。(1)(2)ともに、調査対象者は大学の学部生である。また、日本語学習者の場合は、J-CATの受験により、日本語のレベルを確認した。(1)は、ノートPCに文章を提示し、母語に翻訳してもらう口頭逐語訳法で行った。日本語母語話者の場合は、ターゲットとなる語をパラフレージングしてもらう方法をとった。調査対象者の人数は、1中国語母語話者83名(中国63名、日本国内20名)、2ベトナム語母語話者80名(ベトナム60名、日本国内20名)、3日本語母語話者20名(すべて日本国内)である。(2)は、ノートPCに文章とあわせて展開の絞り込みに関する問いを提示し、口頭で問いに回答してもらう口頭問答法、および、文章を読んでいる時の視線を計測するアイ・トラッキング法によって行った。調査対象者は、すべて日本国内にいる学生で、1中国語母語話者、2ベトナム語母語話者、3日本語母語話者各20名である。収集したデータのうち、(1)の口頭逐語訳法、(2)の口頭問答法による調査の音声データについては、第一次段階の文字化、日本語への翻訳を完了し、分析のためのデータをほぼ整えることができた。今後、Webでの公開に向けて、表現・表記と翻訳内容のチェックを行う予定である。また、(1)のうち、固有名詞および多義語の意味の絞り込みについては分析に着手し、その分析結果を、国立国語研究所の合同研究発表会などにおいて発表した。おおむね計画どおりに調査を行い、当初予定していたデータを収集することができた。データベース構築の実績としては、2017年度は、2016年度に収集した(1)「文脈情報を用いた語の意味の絞り込み」、(2)「文脈情報を用いた展開の絞り込み」の2種の文章理解データの文字化・翻訳を継続し、新たにチェック作業を進めた。

(1)の調査対象者の人数は、1中国語母語話者83名(中国63名、日本国内20名)、2ベトナム語母語話者80名(ベトナム60名、日本国内20名)、3日本語母語話者20名(すべて日本国内)である。また、(2)の調査対象者は、すべて日本国内にいる学生で、1中国語母語話者、2ベトナム語母語話者、3日本語母語話者各20名である。作業を進めた結果、(1)(2)の音声データいずれについても、文字化、日本語への翻訳を終了するとともに、第一次チェック作業を進め、その一部を終了した。文章理解のさいの視線の動きを捉えた(2)のアイトラッキングのデータについても整理・分析を進めることができた。さらに、Webでの公開に向けて専門技術がある人材による公開準備作業を進め、Webページの試験公開を行った。研究成果発信の実績としては、上記の第一次チェック作業を終了した一部データを用いて、(1)については、1件の論文による発表、1件の学会全国大会パネルにおける発表、2件の海外の大学における講演を行い、(2)については、1件の国立国語研究所における公開シンポジウムを行った。収集したデータについて、文字化、日本語への翻訳を予定どおり終了し、第一次チェック作業にも部分的に着手でき、5件の研究成果の発表と、Webページでのデータの試験公開も行うことができたため。本研究は、日本語学習者が文脈情報を用いて文章理解を行う際の処理過程とその困難点を明らかにすることを目的としている。2018年度はデータベース構築のさらに進めると同時に、論文集の刊行準備を行った。データベース構築の実績としては、2018年度は2017年度に引き続き、2016年度に収集した(1)「文脈情報を用いた語の意味の絞り込み」、(2)「文脈情報を用いた展開の絞り込み」の2種の文章理解データの文字化作業・翻訳作業を終了させ、現在、第一次・第二次チェック作業・アップロード作業を進めている。(1)の調査対象者の人数は、1中国語母語話者80名(中国60名、日本国内20名)、2ベトナム語母語話者80名(ベトナム60名、日本国内20名)、3日本語母語話者20名(すべて日本国内)である。また、(2)の調査対象者は、すべて日本国内にいる学生で、1中国語母語話者、2ベトナム語母語話者、3日本語母語話者各20名の計240名である。2018年度末には、そのうち60名の学習者のデータについてウェブサイトで公開した。また、2019年度の最終成果報告にむけて、現在2冊の論文集の刊行を進めている。うち1冊は上記データベースの分析に基づく論文集、もう1冊はその分析内容を現場の指導に結びつける論文集である。それぞれ、刊行のための会議を重ね、執筆を続けている。研究成果発信の実績としては、上記の第一次チェック作業を終了した一部データを用いて、2件の論文による発表、1件の海外における講演を行った。現在、第一次・第二次チェック作業・アップロード作業が順調に進み、240名のうち、60名の学習者のデータについてウェブサイトに公開できたため。また、2019年度の最終成果報告にむけて、現在論文集の刊行を進めており、原稿の執筆も順調に進んでいるため。さらに、2018年度の研究成果発信の実績としても、上記の第一次チェック作業を終了した一部データを用いて、2件の論文による発表、1件の海外における講演を行えたため。2017年度は、前年度に収集・整理した(1)「語の意味の絞り込み」のデータの分析をさらに進める。固有名詞、多義語にくわえて、外来語や空間・量にかかわる語についても分析結果をとりまとめ、発表する予定である。(2)「展開の絞り込み」についても、収集したデータの分析に着手する予定である。
テニスにおける衝突諸量の非線形解析とラケットの性能予測

ボール,ストリングスの荷重-変形特性,ラケット・フレーム(ラケットヘッドと称する)を固定した状態でのボールとストリングスの衝突実験データ,ラケットの剛体運動および振動特性に関する実験的同定法などの基本的な検討に基づいて,(1)ボール・ストリングスを非線形1自由度系に近似し,フレームを段付はりモデルで近似して,有限要素法を用いて衝突解析を行い,ラケット・ハンドル部の境界条件が反発特性にはあまり影響しないという実験結果を波動力学的解析により説明することができた.(2)人間の手でラケット・ハンドルを握る場合のモデルを検討した。(3)非線形衝突解析(力積,反発係数,接触時間など)およびラケットの性能予測(反発性能,手に伝わる衝撃・振動など)に関する理論をまとめた.(4)ラケットの物理特性を実験的に同定するプログラムおよび手で支持したラケットにボールが衝突する場合の計算プログラムをほぼ完成させた.(5)種々のラケットの物理特性を実験的に同定し,ラケットの使用状況における(ボールの衝突前の速度やスイングの速さが異なる場合の)性能予測を試みた.これらの結果については,一部すでに研究発表をおこなった.ボール,ストリングスの荷重-変形特性,ラケット・フレーム(ラケットヘッドと称する)を固定した状態でのボールとストリングスの衝突実験データ,ラケットの剛体運動および振動特性に関する実験的同定法などの基本的な検討に基づいて,(1)ボール・ストリングスを非線形1自由度系に近似し,フレームを段付はりモデルで近似して,有限要素法を用いて衝突解析を行い,ラケット・ハンドル部の境界条件が反発特性にはあまり影響しないという実験結果を波動力学的解析により説明することができた.(2)人間の手でラケット・ハンドルを握る場合のモデルを検討した。(3)非線形衝突解析(力積,反発係数,接触時間など)およびラケットの性能予測(反発性能,手に伝わる衝撃・振動など)に関する理論をまとめた.(4)ラケットの物理特性を実験的に同定するプログラムおよび手で支持したラケットにボールが衝突する場合の計算プログラムをほぼ完成させた.(5)種々のラケットの物理特性を実験的に同定し,ラケットの使用状況における(ボールの衝突前の速度やスイングの速さが異なる場合の)性能予測を試みた.これらの結果については,一部すでに研究発表をおこなった.ボール,ストリングスの荷重-変形特性,ラケット・フレーム(ラケットヘッドと称する)を固定した状態でのボールとストリングスの反発実験データ,ラケットの剛体運動および振動特性に関する実験低同定法などの基本的な検討に基づついて,(1)ボール・ストリングスを非線形1自由度系に近似し,フレームを段付はりモデルで近似して,有限要素法を用いて衝突解析を行い,ラケット・ハンドル部の境界条件が反発特性にはあまり影響しないという実験結果を波動力学解析により説明することができた.(2)人間の手でラケット・ハンドルを握る場合のモデルを検討した.(3)非線形衝突解析(力積,反発係数,接触時間など)およびラケットの性能予測(反発性能,手に伝わる衝撃・振動など)に関する理論をまとめた.(4)ラケットの物理特性を実験的に同定するプログラムおよびラケットの縦の中心線上で衝突する場合の計算プログラムをほぼ完成させた.上記のプログラムを使って種々のラケットの物理特性を実験的に同定し,ラケットの使用状況における(ボールの衝突前の速度やスイングの速さが異なる場合の)性能予測を試みた.これらの結果については,一部すでに研究発表をおこなった.1.反発性能やコントロール性能の向上とともにラケットの重要な設計目標の一つである衝撃振動吸収性について検討した.ラケット・ハンドルの衝撃振動を予測し,実測波形と対照したところ、以下のことが明らかになった.(1)実験モード解析を用いて同定した減衰比は,ラケットのタイプによる大きく異なる.(2)ラケットの減衰に比べて手で支持したラケットの減衰比は2倍以上である.(3)プレイヤーによる実打のときの減衰比はさらに約2.5倍,すなわちラケット単体の場合の5倍である.これは,振幅が大きいほど減衰比が増すことを示している.(4)ハンドルから手首関節までの間で振動はさらに大きく減衰する.(5)プレイヤーの腕系の質量は,反発性能にはほとんど影響しないが,ラケット・ハンドルの衝撃加速度を著しく減少させる.2.ボールとラケットの実験的な同定と衝突解析により,玉離れの良さを表す反発係数およびボールの跳ね返りの良さを表す反発力係数を定義し,ラケットでボールを打撃する場合のボールの飛びの良い打点領域を予測する方法と予測例を示した.これらの結果について,一部すでに研究発表をおこない,研究成果報告書としてまとめた.また,本研究の基礎となっている関連研究に対して1995年度日本機械学会賞(論文賞)の評価を得た.
突然変異抑制型イネいもち病防除技術の開発～組換え修復をターゲットとして～

いもち病はイネの最重要病害である.いもち病防除の重要な問題はイネ品種の抵抗性を打破するいもち病菌の突然変異である.いもち病の突然変異は主にDNAの組換えを介する.本研究の目的はいもち病菌のDNA組換えを担う遺伝子の働きを解明し,突然変異を抑えながら防除する方法を開発することである.本研究の結果,イネいもち病菌が病原性を発揮するためにはDNA修復タンパク複合体が重要な役割を果たしていることが明らかとなった.その複合体形成を阻害する薬剤をスクリーニングする系を構築することが出来た.本研究は突然変異も抑えられるいもち病の新たな防除法につながるものとなるだろう.mhm11, nhm1, rhm50変異株の病原性の欠損理由を詳細に解析した.イネ葉にペーパーディスクで傷をつけ,そこにrhm50変異株の胞子懸濁液を滴下し観察したところ,病徴の進展が野生株と比べ著しく抑制されており,Rhm50が宿主細胞内での生育に必要である事がわかった.また,rhm50欠損株をイネ葉鞘に接種した場合には付着器形成はみられるものの,イネ細胞内への侵入が全くみられなかったが,加熱処理したタマネギ表皮に接種したところ,付着器からの侵入菌糸の形成がみられた.以上のことから,宿主細胞内での生育抑制の要因として,宿主によるDNAへのストレスが考えられた.特異抗体作成,構造解析を目的として上記3種の組換えタンパク質の大腸菌を用いた発現を行った.それぞれのcDNAをクローニングし,発現用ベクターpET28に挿入した.いずれのタンパクも発現が確認できたが,中でもMhm11は可溶性タンパクとして発現出来たので,精製を開始した.現在,His-tagによるアフィニティ精製を終了した.イネいもち病の変異は農薬や抵抗性品種などの防除法に対する脅威である.昨年までに,DNA組換え修復を担うタンパク質複合体であるMRN complexが,突然変異菌の発生のメカニズムの一つであるDNAの組換えに加え,いもち病菌の病原性にも関わっていることを明らかにした.そこで本年は,新たないもち病防除法の開発に向けて,MRN complexのタンパク質間相互作用を阻害する物質をスクリーニングする系の開発を行った.本研究ではレポーター遺伝子としてCAN1遺伝子を使用したyeast two hybrid法を用いた。CAN1遺伝子はアルギニンパーミアーゼをコードしており、アルギニンのアナログであるカナバニンを入れた最少培地上で発現すると、カナバニンを取り込んで酵母は死滅する。相互作用を阻害した場合、CAN1遺伝子の発現が抑えられるため、カナバニンを取り込むことがなく、酵母は生育することができ、タンパク質間相互作用阻害物質のポジティブスクリーニング系として機能すると考えた。そこで、CAN1のプロモーターをGAL4プロモーターに置換した酵母株を作成し、相互作用の有無が既知のタンパク質を用いてコントロール実験を行ったところ、この系が正しく機能することが示唆された。強固な相互作用をもつMhm11とRhm50のCの組み合わせを用いて相互作用阻害物質のスクリーニングを行った。カナバニン含有の培地に5×103cell/mlの濃度となるように酵母を混釈し、プレートを作成した。ここに、放線菌培養液の1-ブタノール抽出物をペーパーディスクに染み込ませ、乾燥後、プレート上に置いた。ペーパーディスクの周りに酵母の生育ゾーンが確認される物質を探索した。これまでに、約1000株をアッセイしたが、まだ生育ゾーンを与える物質は得られていない。いもち病はイネの最重要病害である.いもち病防除の重要な問題はイネ品種の抵抗性を打破するいもち病菌の突然変異である.いもち病の突然変異は主にDNAの組換えを介する.本研究の目的はいもち病菌のDNA組換えを担う遺伝子の働きを解明し,突然変異を抑えながら防除する方法を開発することである.本研究の結果,イネいもち病菌が病原性を発揮するためにはDNA修復タンパク複合体が重要な役割を果たしていることが明らかとなった.その複合体形成を阻害する薬剤をスクリーニングする系を構築することが出来た.本研究は突然変異も抑えられるいもち病の新たな防除法につながるものとなるだろう.いもち病菌Magnaporthe oryzaeのゲノム情報からMRE11及びXRS2に相同性のある遺伝子を検索した.その結果, MRE11と相同性のあるMhm11(MGG_09555)の存在を確かめた.XRS2に相同性のある遺伝子は見つからなかったため,分裂酵母のNBS1と相同性のある遺伝子を検索したところ,Nhm1(MGG_11757)が見つかった.これらの遺伝子の欠損株を得るために遺伝子破壊用コンストラクトpBLASTR/Mhm11inv(ブラストサイジン耐性), pDESTR/Nhm1inv(ハイグロマイシン耐性)を構築した.プロトプラスト-PEG法により形質転換し,欠損株を得た.それぞれの欠損株の諸性質を既に取得したrhm50欠損株と比較した.その結果,胞子形成数の低下,付着器形成率の低下,生育の遅延,MMSへの感受性の増加が見られ,その程度もrhm50欠損株と同程度であった.また,それぞれの相補株も作成し,得られた性質が遺伝子欠損によって引き起こされている事を確かめた.

さらに,噴霧接種により病原性を調べたところ,両遺伝子の欠損株はイネへの病原性を失っており,rhm50欠損株と同様であった以上のことから,Mhm11, Nhm1はRhm50と同じDNA修復経路で機能していると考えられた.それぞれのタンパク質の直接的な相互作用を確かめるために,Yeast two hybrid解析を行ったが,これまでのところ,明確な相互作用をしているという結果を得る事が出来ていない.欠損株の病原性の解析も進んだので,投稿論文を準備している.それぞれのタンパク質の相互作用も確認され,薬剤のスクリーニング系の開発に取りかかれるところまで来ている.大腸菌発現によりMhm11タンパク質も得られたので,免疫学的解析のために抗体作成を行い,免疫沈降解析の準備も整って来ている.次年度終了時には当初目的のは達成される見込みである.目的遺伝子のクローニングとその欠損株の作成を終了した.それぞれの欠損株の解析も完了し,予想通り同様の経路で機能していることが確認出来た.3タンパクの相互作用は明確に確認出来ていないが,大腸菌発現の準備も完了しており,おおむ順調と言える.精製Mhm11タンパク質を使用して抗体を作成し,共免疫沈降によりいもち病菌菌体内での複合体形成を確認する.また,精製タンパク質を使って構造解析も試みる予定である.今回相互作用がみられたYeast two hybrid systemを応用して,Rhm50複合体形成を阻害する物質をスクリーニングする系を開発する.すなわち,ホストとなる酵母のCAN1遺伝子のプロモーターを,GAL4プロモーターに置換することで,Yeast two hybridのレポーター遺伝子として使用できるようにする.このホスト酵母を利用して,Rhm50とMhm11あるいはXhm2とMhm11をtwo hybrid系で発現すると,タンパクの相互採用がある際にCAN1が発現するようになる.CANはアミノ酸パーミアーゼであり,その作用により,酵母は培地にカナバニンを添加すると,生育が阻害されるようになる.このようなRhm50-Mhm11, Mhn1-Mhm11を発現するホスト酵母を,カナバニン添加寒天培地に混濁し,そこに活性候補物質をしみこませたペーパーディスクをおくことで,タンパク質相互作用を阻害する活性があった場合には,CAN1活性が低下し,ペーパーディスクの周囲に生育ゾーンが現れると考えられる.このような系を構築し,様々な微生物の培養上清などから,Rhm50-Mhm11, nhm1-Mhm11の相互作用を特異的に阻害する物質のスクリーニングを行う.ポジティブスクリーニングなので,得られた活性物質は,酵母のRAD50-MRE11, XRS2-MRE11の相互作用は阻害しないと期待される.こうして得られた活性物質候補のいもち病菌に対する活性を,培地上での生育,変異源への感受性,あるいはイネへの噴霧接種時に添加するなどして調査する.こうして,複合体形成阻害剤のDNA修復と病原性の阻害を確認する.Rhm50, Mhm11, Nhm1の相互作用を,大腸菌発現タンパクに対応する抗体を使用したプルダウンアッセイにより確認する.酵母two-hybrid系を応用した阻害剤のポジティブスクリーニング系の開発に着手する.欠損株の表現型から,上記の3つの因子のうち1つでも欠損するとイネへの感染能とDNA修復能が失われることから,3つの相互作用のうち1部分でも阻害できれば目的は達せられると考えている.様々な菌を分離し,スクリーニングを行うので,大量の消耗品が必要である.
歯原性嚢胞壁の透過性に関する研究

歯原性嚢胞は歯科および口腔外科臨床においてよく認められる顎骨病変であり、その発生機序は歯牙うしよくに原因し、歯槽骨を吸収しつつ拡大し増大していくことから重要なものである。しかしその発生や増大に関しては不明な部分が多く、その病態や増大機序については十分に解明されているとは言えない。歯原性嚢胞の嚢胞壁は一般に結合組織性の線維性被膜とともに内面は数層あるいはそれ以上の上皮細胞層から構成されているが、炎症の存在などにより上皮は欠落することもしばしば見られる。そこで本研究では歯原性嚢胞の増大に関係すると予想される嚢胞壁の物質透過性について実験的研究を行った。研究材料には歯根嚢胞の臨床診断のもとに摘出手術を行った嚢胞を用いた。現病歴で過去に急性炎症を惹起せずまた術中に窄孔などがなく摘出された嚢胞を用いた。材料は摘出後、Hanks solutionにて2回洗浄し、試作した自家製の培養チェンバー内に嚢胞璧が隔壁になるようにセットし、気層の条件を95%O2-5%CO2とした実験群と95%N2-5%CO2とした対照群とで、両チェンバー内の物質の濃度を経時的に測定して嚢胞壁を介する移動を計算した。両チェンバー内の液を一方は患者血清とし、他方を5%ブドウ糖液とした場合、経時的に3時間までの間に5%ブドウ糖液中に増加してくる血清成分の増加は実験群ではナトリウムおよびクロールについては実験群で大きく、透過性が認められたが、そのほかのタンパクや起炎性物質の関与は低く、嚢胞壁が活動性に物質輸送や炎症性サイト力インの分泌に関与している証拠は得られなかった。嚢胞は口腔外科領域の疾患を代表するものの1つであるが、成因や増大に関しては不明な部分が多く、その病態は十分に解明されていない。ことに、増大に関しては数十年前に内圧の亢進による周囲骨の圧迫吸収によるとされている。内圧の亢進の原因については詳細に検討されていないが、内圧が亢進する因子のひとつとして嚢胞壁の透過性が考えられる。そこで、歯原性嚢胞を用い、嚢胞壁の透過性について検討を加えることとした。今年は、in vitroの実験系の確率と電解質の透過性について検討を加えた。嚢胞は重層扁平上皮、肉芽層および線維性結合織の被膜によって覆われ、中に内容物(液)を含み、Cohenは炎症の強くない嚢胞でも電顕上で上皮細胞間に白血球が観察されたため、嚢胞上皮細胞間の結合は疎でありその間を蛋白質分子や血球は通過すると考えた。一方、金子は歯根嚢胞など数種の嚢胞に関してその内溶液と血清とを比較して嚢胞内外の電解質、蛋白質、コレステロールなどに差異があることを認めた。すなわちナトリウムやカリウムは血清をより低く、クロルは血清との間に差異が認められず、蛋白質は多くみられたと報告している。われわれはP.C.Senの装置を参考に、嚢胞壁の透過性を検討するチェンバーを作製し、電解質の測定を行った。ナトリウム及びクロールは実験開始30分後より嚢胞内側の濃度の上昇が認められたが、カリウム及びカルシウムでは3時間経ても内側の濃度上昇は認められなかった。嚢胞壁の透過性に関する研究を行い以下の結果を得た。1.電解質ではナトリウムおよびクロールの透過性が認められたが、カリウムではみられなかった。2.蛋白質に関しては透過性は認められなかった。3.ヒスタミンを用いた透過性の検討では変化は見られなかった。

以上の結果が得られたが、嚢胞に炎症が伴うと嚢胞壁の透過性が亢進することは一般に知られており、本研究に於いて透過性が亢進することが予想された。しかし、本研究では対照群に較べて試験群でナトリウムおよびクロールの透過性が認められたにも関わらず起炎物質にてその透過性の増大は見られず、相反した結果が得られた。その原因を考察すると、ヒスタミンによって嚢胞壁に炎症が生じていないことや、嚢胞壁に物理的透過性のみ存在していることなどが推察される。そこで今後は、病理組織学的手法による実験終了後の試料の炎症の程度の検討,起炎物質の選択,ヒスタミン濃度の検討,慎重な手術操作による中等度の炎症の存在する嚢胞壁の採取などの必要性や、嚢胞内容液と血液で濃度の異なる蛋白質や電解質(ことにカリウム)などについて、測定機器や測定方法をかえて微量な変化をとらえる必要性があり、さらに嚢胞壁の透過性について検討する必要が考えられた。
低温で形成された高品質極薄シリコン系絶縁膜の構造評価に関する研究

近年、磁気メモリーに代わるデバイスとしてフラッシュメモリーが脚光をあびている。現状のフラッシュメモリーは10万回が書き換え限度であり、磁気メモリーの1000万回以上に遠く及ばない。その原因として、データ書き換え時のトンネル酸化膜の劣化があげられる。これを回避する新たなトンネル絶縁膜としてシリコン酸窒化膜が注目されている。最近我々は、低温下でECRスパッタ法を用いて、40nm膜厚で1213MV/cmの絶縁破壊特性を持つシリコン酸窒化膜の作製に成功した。この絶縁破壊特性は、同じ膜厚の高品質な熱酸化膜に匹敵するものである。しかしながら、この優れた絶縁破壊特性を有する膜構造に関しては詳細な研究は行われていない。本研究では、オージェ電子分光法(AES)およびX線光電子分光法(XPS)等を用いて、ECRスパッタにより成膜されたシリコン酸窒化膜の膜構造を詳細に調べることにより、その優れた絶縁破壊特性の発現に関して考察を行った。実験にはCz-n型(100)、厚さ650μm、抵抗率812Ωcmの6インチウエハーを用いた。このウエハーをRCA洗浄した後、ECRスパッタ装置を用いて40nmのシリコン酸窒化膜を成膜した。この際の成膜条件は、マイクロ波パワー300W、RFパワー100W、基板温度130°C、ガス流量Ar16sccm、N_28sccmを一定とし、O_2ガス流量を変化させた。これらの膜の構造評価は、AES、およびXPS測定等により行った。O_2ガス流量に対するSiO_xN_γ膜のyの依存性を調べた。組成分析はAES測定により行った。これを絶縁破壊特性の結果と比較すると、高い絶縁破壊特性を有するγは0.250.45の領域にあることがわかる。Randらは、CVDにより作製されたシリコン酸窒化膜中のγが0.25付近である場合、その膜のストレスは0に近いことを示している。このことから、γが0.250.45の領域のSioxNγスパッタ膜のストレスは非常に低いことが予想される。yが0.250.45付近のSiO_xN_γ膜のN1sXPSスペクトルにおいて、398eVのN-(Si_2O)の結合に起因する成分が強くなっていることがわかった。このSi-N-O-Si結合の存在は、膜のストレスを緩和させ、それと同時にストレスが原因で生じる膜中の欠陥濃度を減少させることが知られている。ECRスパッタにより成膜されたシリコン酸窒化膜の高い絶縁破壊特性は、膜中に多くのSi-N-O-Si結合が存在することによる欠陥濃度の減少に基づくものと思われる。これまで、10nmの膜厚で破壊絶縁電界10MV/cmの高品質シリコン系絶縁膜の作成に低温下で成功している。この高い絶縁特性は、シリコン基板から23nmまでの範囲に、プラズマプレ酸化をおこなうことにより達成できていると思われる。プラズマプレ酸化を行っていない膜の絶縁破壊特性は、酸化を行ったものに比べて大きく劣っていた。平成10年度はこの酸化の効果について膜構造の面から詳細な研究を行った。成膜は既存のECRスパッター成膜装置を用いて行った。成膜時のプラズマパラメータは、破壊絶縁電界10MV/cmが得られた際と同じとした。成膜は、30,50,70,100Åの膜厚を持ったシリコン酸化膜について行った。それぞれの膜厚の膜は、比較のためプラズマ酸化したものとしていないもの2種類を用意した。膜厚方向でのエッチングレートの測定は、プラズマ酸化した膜の方がシリコンリッチな遷移領域が短かく、緻密であることを示した。さらに、角度分解X線光電子分光測定は、シリコン基板から2.5-3nmの領域の膜の組成は、プラズマ酸化した膜はほぼ酸化膜の化学量論比を満たしたものであることを示した。また、プラズマ酸化を行っていない膜はその化学量論比が大きくそれからずれていることも示した。以上、膜の深さ方向での組成および緻密性を統合的に考えることにより、破壊絶縁電界10MV/cmを持った膜厚10nmのシリコン酸化膜の評価を行った。今後、全反射吸収赤外分光法(ATR-IR)測定により、遷移領域の膜の結合状態を明らかにする予定である。

このウエハーをRCA洗浄した後、ECRスパッタ装置を用いて40nmのシリコン酸窒化膜を成膜した。この際の成膜条件は、マイクロ波パワー300W、RFパワー100W、基板温度130°C、ガス流量Ar16sccm、N_28sccmを一定とし、O_2ガス流量を変化させた。これらの膜の構造評価は、AES、およびXPS測定等により行った。O_2ガス流量に対するSiO_xN_γ膜のyの依存性を調べた。組成分析はAES測定により行った。これを絶縁破壊特性の結果と比較すると、高い絶縁破壊特性を有するγは0.250.45の領域にあることがわかる。Randらは、CVDにより作製されたシリコン酸窒化膜中のγが0.25付近である場合、その膜のストレスは0に近いことを示している。このことから、γが0.250.45の領域のSioxNγスパッタ膜のストレスは非常に低いことが予想される。yが0.250.45付近のSiO_xN_γ膜のN1sXPSスペクトルにおいて、398eVのN-(Si_2O)の結合に起因する成分が強くなっていることがわかった。このSi-N-O-Si結合の存在は、膜のストレスを緩和させ、それと同時にストレスが原因で生じる膜中の欠陥濃度を減少させることが知られている。ECRスパッタにより成膜されたシリコン酸窒化膜の高い絶縁破壊特性は、膜中に多くのSi-N-O-Si結合が存在することによる欠陥濃度の減少に基づくものと思われる。
高速度炭酸固定細菌によるRubisCoの機能的発現

本研究ではcbbQ遺伝子のさらに下流にcbbO遺伝子が存在することを示し、その遺伝子配列を明らかにした。次に、cbbQ,cbbO,cbbQ及びcbbO遺伝子を含んだプラスミドを調製した。このうちの一つのプラスミドとcbbLSを含むプラスミドで大腸菌を形質転換し、RubisCOの活性並びに発現の違いを、活性測定或いは電気泳動による分析により調べた。cbbQあるいはcbbO遺伝子が存在しない条件(cbbLSのみ)では、検出されるRubisCO活性は低く、RubisCO蛋白質も電気泳動上スメアなバンドとして検出された。これに対して、cbbQ或いはcbbO遺伝子が存在する条件では、RubisCO活性はcbbLSのみの条件と比べると23倍もの値を示し、RubisCO蛋白質も電気泳動上にはっきりとしたバンドとして検出された。cbbLS、cbbQ、cbbOを別々の大腸菌で発現させ、それぞれの蛋白質を適当なカラムクロマトにより精製した後、in vitroでのRubisCO活性化を検出するという実験も行ったが、当該研究期間においては有為な結果を得ることはできなかった。これとは別に、CbbO蛋白質について研究を進めた所、この蛋白質自体が二酸化炭素取り込み活性を有するという興味深い結果を得た。(1)本研究の遂行のため、まずRubicCO活性および機能特性をラジオアイソトープを用いることなく測定する方法を開発した。イオンクロマトグラフィーを用い、未反応の基質RuBPをヒドラジンと反応させてその溶出を遅らせることにより、反応生産物を定量することによりRubisCOの活性およびspecificity facterを同時かつ容易に測定することが可能となった。(2)大腸菌を宿主とした遺伝学的手法により、P.hydrogenothermophilaのCbbQがpost-translationalにRubisCOを活性化していることを確認した。大腸菌にcbbLS遺伝子のみを導入した場合よりも、cbbLS遺伝子およびcbbQ遺伝子を同時に導入した場合の方が、23倍高いRubisCO活性が検出された。一方、Western Blottingの結果からは両者におけるRubisCO蛋白量に差はなかった。PAGEの結果、cbbQが存在しない場合のRubisCOのバンドはsmearであり、P.hydrogenothermophilaから精製されたRubisCO、またはcbbQ存在下大腸菌で発現したRubisCOとは、異なった構造をしていると考えられた。(3)P.hydrogenothermophilaのcbbLSQ遺伝子の下流に新たなORFの存在を確認した。cbbLSQ遺伝子の下流のシーケンスを続けた結果、cbbQのすぐ下流に新たなORFが存在することを確認した。データ検索からはcbbOと命名したこの遺伝子とアミノ酸配列で相同性を有する遺伝子は報告されていない。位置的に考えてCbbOがCbbQと同様な働きをしている、または協調して働いている可能性が高いので、現在遺伝学的手法および精製蛋白質を用いた系により、CbbQおよびCbbOの機能を追究している。まず、cbbQ、cbbO、cbbQ及びcbbO遺伝子を含んだプラスミドを調製した。次いで、このうちの一つのプラスミドとcbbLSを含むプラスミドで大腸菌を形質転換し、RubisCOの活性並びに発現の違いを、活性測定或いは電気泳動による分析により調べた。
リン上に不斉をもつ光学活性な5配位リン化合物の合成と反応

1.メンチルエステルをキラル補助基として有するホスホラン1のジアステレオマ-を再結晶により針状結晶とプリズム状結晶に分割することができた。後者の結晶のX線結晶構造解析を行ったところ、1ーメンチル基との相対関係よりリン上の絶対立体化学がR配置であることがわかった。それぞれのジアステレオマ-をLiAlH4で還元したところリン上にのみ不斉を有する立体化学が明確である10-P-5型のホスホランのエナンチオマー対の初めての例として2を得ることができた。これらのアルコール体をモッシャーエステルに誘導することによりそれぞれのアルコール体が光学的に純粋であることが確認され、位置異性化が全く起きていないことがわかった。同様にして、R-フェネチルアミンをキラル補助基として有するホスホラン3のジアステレオマ-を再結晶によりプリズム状結晶と板状結晶に分割することができた。後者の結晶のX線結晶構造解析を行ったところR-フェネチルアミンとの相対関係よりリン上の絶対立体化学がR配置であることがわかった。それぞれのジアステレオマ-に対して低温下メチルリチウムを反応させたところ10-P-4型のホスホラニド4を経たと考えられるリン上にのみ不斉を有する立体化学が明確である10-P-5型のP-Hホスホランのエナンチオマー対の初めての例として5を得ることができた。これらのP-Hホスホラン5を絶対立体化学を決定することができた上記の1ーメンチルエステル1にホスホラニド4を経て誘導したところホスホラニド4及びP-Hホスホラン5が光学的に純粋であり、立体配置が保持されていることが確認された。このことより、リン原子の直接的な変換を伴っているのも関わらず位置異性化が起こらず、一般にホスホラニドへのアルキル化反応が立体保持で進行することが証明できた。
細胞内動態の精密制御に基づいたナノキャリアのトランスサイトーシス輸送制御の新戦略

正常組織の血管内皮細胞は、互いに隣接する細胞間でタイトなジャンクションを形成しており、高分子ナノキャリアの血中から組織実質への輸送は著しく制限されている。従って、トランスサイトーシスによって細胞単層を透過可能なキャリアが構築できれば、血管内皮バリアの克服につながり、DDS研究の究極的な目標である血中投与を介した組織実質移行性ベクターの実現への大きなブレイクスルーとなる。本年度は、細胞内オルガネラの中でも細胞内ソーティングにおいて中心的役割を果たすゴルジ体への標的化と、本戦略とは別にトランスサイトーシス経路標的化ペプチドの探索を行った。極性細胞であるMDCK細胞などにおけるR8-MENDの細胞内動態解析を行なった結果、他の細胞における動態とは大きくことなり、エンドソーム脱出効率が悪いことが明らかとなった。また、従来のカチオン性脂質と異なり、R8-MENDの一部はゴルジ体に移行することを明らかとした。また、前年度に構築した新規トランスウェルを用い、多岐にわたるペプチドを修飾したリポソームの単層細胞培養系の透過性を解析した結果、ファージディスプレイ法によって同定されたペプチドのうちのひとつをリポソーム表面に修飾することにより、マウス脳毛細血管内皮細胞由来細胞からなる単層を透過できることを明らかとした。また、本ペプチドの長さ、配列などを種々改変し、同様にリポソームの透過実験を行った結果、ナノ粒子のトランスサイトーシスを誘起可能な新規コンセンサス配列を世界に先駆けて同定することに成功した。さらに、細胞内取り込み機構を解析した結果、本粒子はカベオラにより取り込まれ、さらに、本経路を阻害することによってトランスサイトーシスも阻害されることから、本経路がトランスサイトーシスに重要な役割を果たすことを明らかとした。また、脳毛細血管内皮細胞への標的化ペプチドとして、leptin由来ペプチドが有用であることを見出した。従って、トランスサイトーシスによつて細胞単層を透過可能なキャリアが構築できれば、血管内皮バリアの克服につながり、DDS研究の究極的な目標である血中投与を介した組織実質移行性ベクターの実現への大きなブレイクスルーとなる。トランスサイトーシス研究が困難である理由の一つとして、評価系の確立が不十分であるという点が挙げられる。これまで、低分子の系細胞輸送を行うための評価系として、トランスウェルをもちいた方法が主であったが、本系を用いるには、ナノ粒子が透過できるほどの大きなボアサイズのものを用いる必要があり、また、一方、大きなものを使用すると細胞が小孔まで詰まってしまうという問題点があった。本年度は、京都大学の田畑教授と共同でゼラチンナノファイバーシートを用いたトランスウェルを開発した。本システム上にMBEC4細胞を単層培養し、様々なペプチドを表面に修飾したリボソームのトランスサイトーシスを評価した。その結果、Clone95ペプチド搭載リボソームがマウス脳毛細血管内皮細胞由来の不死化細胞(MBEC4)において高いトランスサイトーシス活性を有することを明らかとしている。また、本リボソームの細胞内動態解析を行った結果、従来とは異なる取り込み経路により取り込まれ、細胞内における分解系であるリソソームとの局在も回避できる可能性が示唆された。また、極性細胞(MDCK)におけるオクタアルギニン修飾キャリアの細胞内動態制御を行った結果、細胞内輸送のソーティングに重要な役割を果たすゴルジ体へ輸送されることを明らかとしており、現在論文投稿を行うとともに、トランスサイトーシスの評価を行っている。
遺跡出土木材の保存ならびに年輪年代推定のための画像情報計測システムの開発と応用

本研究は工業化学と情報工学の基礎技術を応用して、遺跡出土木材の保存や年輪年代推定のために、画像情報処理の手法を用いる測定システムの開発を目的として行った。本研究は大別して以下のテーマに焦点をあて実施した。1.遺跡出土木材の保存含浸処理における含浸状態の数値的評価システムの開発この研究では保存処理期間の短縮と省力化,経費節減を目指す新技術の開発への前段階として、含浸用薬品の木質内部への含浸状態を知り、より合理的な処理法を確立する基礎データを得るための画像情報計測システムを開発することを目指した。この結果、出土木材内部の水分をt-ブチルアルコールと置換する過程について重量変化測定結果と対比させながら詳細に研究し、当初の目的である保存処理技術の開発に必要な多数の基礎データを得ることができた。2.遺跡出土木材の年輪年代推定へのX線画像計測法の開発この研究では遺跡出土木材の年輪を正しく抽出するためのX線造影法を開発し、X線画像の画像処理により年輪年代推定の基礎となる年輪パターンの抽出と年輪幅を計測するシステムを開発することを目指した。この結果、出土木材に残留する木質成分のリグニンに造影物質を化学的に結合させ、年輪を鮮明なX線写真として撮影する数種の方法を開発した。この中から最も鮮明なX線画像が得られたチオグリコール酸-銀法についてさらに改良を加え、より鮮明な画像が得られる二重造影法を開発した。この画像をもとに、コンピュータを用いる画像処理による年輪の抽出と年輪幅の計測について研究し、計測システムの構成について、その見通しを得ることができた。1.X線造影法本研究費により購入したX線非破壊検査装置によって各種の造影法とX線写真撮影条件について検討を重ね、含浸物質の浸透状態の研究や出土木材の年輪年代推定のための最適な方法を検討した。この結果出土木材へのPEGやt-ブチルアルコールの浸透過程の研究に必要な撮影条件を確定した。また春材部と秋材部を判別できる造影法を開発した。2.画像計測システムによる解析本研究費により購入したビデオイメージプロセッサを既設のパーソナルコンピュータに接続し、本研究に適した画像計測システムを構成し以下の成果を得た。1)含浸物質の分布状態の解析画像入力系の濃度特性など基本的諸特性を明らかにし本研究に十分適用できることを確認した。これを基礎に含浸時間の異なる複数画像の濃度ヒストグラムに基ずいて含浸過程を最もよく表わす疑似カラー表示の方法を開発した。また、含浸時間の異なる複数画像間の濃度差から、出土木材中の任意の部分および全体の含浸速度の時間変化を求めるための基礎的手法を開発した。2)年輪パターンの抽出年輪のX線画像を、その濃度ヒストグラムに基ずいて最小自乗判別しきい値決定法により濃淡の2値化を行ない、その境界線を年輪として抽出するという簡単な手法について検討した。この結果、比較的鮮明な画像では正確に年輪を抽出できたが、不鮮明で濃淡に偏りがある場合や、出土木材の腐朽、傷等による雑音がある場合には問題があり今後、X線写真の撮影条件、出土木材片の厚み、造影方法をさらに検討しより正確な抽出条件を求めることが検討課題である。
アモルファス窒化炭素を用いたバイオミメティック・ナノスキンの創製

1.緒言現在、医療分野では血液と接触する医療用器具の抗血栓性、機械的強度、化学的安定性の向上が望まれている。一方、磁気記録ディスクの保護膜等に応用されているアモルファス窒化炭素(a-CN)膜は、生体分子と類似の元素で構成されていることから生体親和性を有することが期待される。そこで本研究では、a-CN膜を用いて、機械的強度、化学的安定性を併有する抗血栓性材料の開発を目指した。本年度は、原子間力顕微鏡(AFM)およびケルビンプローブ力顕微鏡(KPFM)を用いて、生体材料表面における血液凝固プロセスを大きく左右するフィブリノーゲン(Fbg;血液凝固因子)の吸着凝集状態を調査した。2.実験方法Fbgを溶解したリン酸緩衝溶液に基板を浸漬することにより、基板上にFbgを吸着させた。基板にはa-CN膜を被覆した高分子基板、表面の化学結合状態がsp^2Cにより規定された高配向グラファイト(HOPG)基板等を用いた。Fbgの吸着凝集状態は、AFMにより得られた形状像および位相像、KPFMにより得られた表面電位像により評価した。3.結果および考察Fbg単一分子の形状像にはDおよびEドメインが確認された。一方、Fbg単一分子の位相像にはDおよびEドメインとともにαCドメインが確認された。基板表面とαCドメイン間の高低差が小さいことから形状像ではαCドメインが確認されなかったのに対して、位相像ではプローブ-試料間の相互作用が大きく反映されることからαCドメインが可視化されたと考えられる。また、HOPG表面におけるFbg単一分子の構造変化が確認された。さらに、Fbgの表面電位像を世界で初めて観察した。Fbgの表面電位は、HOPGの表面電位よりも約20-40mV小さかった。Fbgの凝集繊維の表面電位像には、FbgのDおよびEドメインを反映する周期的な電位の低い領域が確認された。1.はじめに現在,医療分野では血液接触医療用器具の抗血栓性,機械的強度,化学的安定性の向上が望まれている.一方,磁気記録ディスクの保護膜等に応用されているアモルファス窒化炭素(a-CN)膜は,生体分子と類似の元素で構成されていることから,生体親和性を有することが期待される.そこで本研究では,生体内で抗血液凝固作用を発揮する一酸化窒素(NO)をa-CN膜に貯蔵し,機械的強度,化学的安定性を併有する抗血栓性材料の開発を目指す.2.実験方法a-CN膜は,アークイオンプレーティングによりポリマー基板上等に作製した.成膜中のチャンバー内圧力,原料分圧等のパラメータを制御することにより,NOを貯蔵可能であるNH基の膜中含有量の増加を試みた.a-CN膜中の化学結合状態は,フーリエ変換赤外分光法,X線光電子分光法,UVラマン分光法,固体核磁気共鳴法等の分光学的手法により評価した.a-CN膜へのNOの貯蔵は,以下に示す四種類の低温プロセスを用いた化学修飾法により試みた.(1)減圧下でa-CN膜に真空紫外光(VUV)を照射してa-CN膜中のNH基をNOH基に変換後,亜硝酸ナトリウム,塩酸混合溶液中にa-CN膜を浸漬した.(2)減圧下でa-CN膜にVUVを照射してa-CN膜中のNH基をNOH基に変換後,ナトリウムメトキシド,亜硝酸イソアミン混合溶液中にa-CN膜を浸漬した.(3)大気雰囲気でa-CN膜にVUVを照射した.3.結果および考察各成膜パラメータを制御することにより,a-CN膜中のNH基を増加することができた.また,各化学修飾法によりa-CN膜へのNO貯蔵を試みた結果,化学修飾法(1),(3)を施したa-CN膜にはNOが貯蔵された可能性が示唆された.4.まとめNH基を豊富に含有するa-CN膜をアークイオンプレーティングにより作製した.さらに,化学修飾法によるa-CN膜へのNO貯蔵法を開発した.今後,NO貯蔵a-CN膜の機械的強度の評価,生体外,生体内におけるNO貯蔵a-CN膜の抗血液凝固作用の評価を行う予定である.1.はじめに現在,医療分野では血液と接触する医療用器具の抗血栓性,機械的強度,化学的安定性の向上が望まれている.一方,磁気記録ディスクの保護膜等に応用されているアモルファス窒化炭素(a-CN)膜は,生体分子と類似の元素で構成されていることから生体親和性を有することが期待される.そこで本研究では,生体内で抗血液凝固作用を発揮する一酸化窒素(NO)をa-CN膜に貯蔵し,機械的強度,化学的安定性を併有する抗血栓性材料の開発を目指す.本年度は,(1)a-CN膜の被覆によるポリマー表面への機械的強度の付与,および(2)アモルファス炭素(a-C)膜とa-CN膜により構成される多層膜(a-C/a-CN多層膜)の作製による膜の機械的特性の向上を試みた.2.実験方法a-CN膜,a-C膜およびa-C/a-CN多層膜は,シールド型アークイオンプレーティングにより作製した.基板には,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリカーボネート(PC),ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのポリマーおよびSi(100)を用いた.膜の硬度は,ナノインデンテーション試験により測定した.膜の耐摩耗性は,AFMにダイヤモンドチップを搭載し,荷重を印加しながら走査を行うことにより膜表面に形成された摩耗痕の深さを測定して評価した.

a-CN膜中の窒素含有量は,X線光電子分光法(XPS)により測定した.3.結果および考察いずれのポリマー基板にも,a-CN膜の被覆が可能であった.a-CN膜の被覆により,ポリマー表面の硬度および耐摩耗性が向上した.また,a-CN膜中の窒素含有量によりa-CN膜の硬度および耐摩耗性が異なった.a-C/a-CN多層膜は,a-C膜およびa-CN膜よりも優れた硬度を有していた(a-Cの硬度:42GPa,a-CNの硬度:18GPa, -C/a-CN多層膜の硬度:46GPa).a-C/a-CN多層膜の耐摩耗性は,a-CN膜よりも優れていた.4.まとめa-CN膜の被覆によりポリマー表面の硬度および耐摩耗性が向上した.さらに,a-C/a-CN多層膜は,a-C膜およびa-CN膜よりも優れた硬度を有していた.今後,生体外,生体内におけるa-CN膜の機械的強度,化学的安定性,血液適合性の評価,NO貯蔵したa-CN膜の抗血栓性の評価,血液の凝固において重要な役割を果たすフィブリノーゲンなどのタンパク質の表面吸着状態の評価などを行う予定である.1.緒言現在、医療分野では血液と接触する医療用器具の抗血栓性、機械的強度、化学的安定性の向上が望まれている。一方、磁気記録ディスクの保護膜等に応用されているアモルファス窒化炭素(a-CN)膜は、生体分子と類似の元素で構成されていることから生体親和性を有することが期待される。そこで本研究では、a-CN膜を用いて、機械的強度、化学的安定性を併有する抗血栓性材料の開発を目指した。本年度は、原子間力顕微鏡(AFM)およびケルビンプローブ力顕微鏡(KPFM)を用いて、生体材料表面における血液凝固プロセスを大きく左右するフィブリノーゲン(Fbg;血液凝固因子)の吸着凝集状態を調査した。2.実験方法Fbgを溶解したリン酸緩衝溶液に基板を浸漬することにより、基板上にFbgを吸着させた。基板にはa-CN膜を被覆した高分子基板、表面の化学結合状態がsp^2Cにより規定された高配向グラファイト(HOPG)基板等を用いた。Fbgの吸着凝集状態は、AFMにより得られた形状像および位相像、KPFMにより得られた表面電位像により評価した。3.結果および考察Fbg単一分子の形状像にはDおよびEドメインが確認された。一方、Fbg単一分子の位相像にはDおよびEドメインとともにαCドメインが確認された。基板表面とαCドメイン間の高低差が小さいことから形状像ではαCドメインが確認されなかったのに対して、位相像ではプローブ-試料間の相互作用が大きく反映されることからαCドメインが可視化されたと考えられる。また、HOPG表面におけるFbg単一分子の構造変化が確認された。さらに、Fbgの表面電位像を世界で初めて観察した。Fbgの表面電位は、HOPGの表面電位よりも約20-40mV小さかった。Fbgの凝集繊維の表面電位像には、FbgのDおよびEドメインを反映する周期的な電位の低い領域が確認された。