hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形状記憶合金バルブを用いた便失禁の新しい治療法開発の基礎的検討

摘出したイヌ大腸の内外径、壁の厚さを測定した。その値から、イヌ大腸の内腔開閉に適した形状記憶合金バルブを作製した。バルブは常温では閉鎖しているが、熱が加わると開放する仕組みとした。閉鎖した際の内腔が狭すぎると大腸の壊死などが起こると考えられるが、広すぎると逆に内容物の漏れが起こること、開放した際には十分な内腔を確保すること、に留意し作製した。作製したバルブを用い、麻酔下のイヌで実験を行った。バルブをイヌの直腸に取り付け、まず、無理なく取り付けられること、閉鎖した状態で大腸に悪影響がないことを確認した。バルブの口側大腸内腔で内圧測定を行いながら、さらに口側の大腸から潅流用のカテーテルを内腔に留置、固定した。また、バルブの肛門側大腸に小切開をおき、バルブを通り抜けた内容物を観察出来るようにした。内圧を測定しながら潅流用カテーテルから生食を滴下させ、バルブから肛門側へ内容物が漏れてしまう内圧を測定した(バルブの耐圧試験)。その時点で潅流を中止し、内圧が一定となって内容物が漏れなくなった時点まで待ち、バルブに熱を加えバルブ温度と内圧の関係を測定し、かつ内容物がバルブより肛門側に漏れ始めた時期を記載した。その結果、バルブの耐圧は、300mmHgであり、その後潅流を中止したところ、200mmHgまで内圧が低下して一定となった。ここでバルブの温度を上昇させると、42度となったところで急激に内圧が低下して内容物がバルブの肛門側へと流れ始めることがあきらかとなった。これらの結果から、今回作製したバルブは実験上は十分な性能を有していると考えられた。本年度は、直腸肛門の直径に適合しうる形状記憶合金の開発を、工学部の田中を中心として行っているところである。そのために、イヌの直腸肛門の標本を摘出した。その直径、壁の性状、厚さ等を現在検討しており、そのデータからイヌの肛門直腸に最も適した形状記憶合金を来年度に作製する。工学部の田中は以前、尿道開閉のための形状記憶合金を作製したことがあるが、肛門直腸の直径は尿道の8-10倍あるため、尿道用の形状記憶合金よりも大きいものを作製する必要がある。尿道開閉のための形状記憶合金の作製の経験が有用とは言え、尿道用とはかなり異なった形状記憶合金を作製する必要があるため、作製は容易とは言えない状況である。また、今年度は機器の購入を済ませている。来年度は試作した形状記憶合金を、まず摘出した肛門直腸に装着し、開閉の具合、閉じたときに内容物が漏れないかどうかを検討する。その結果によっては、形状記憶合金の改良が必要と予想される。同様の試行錯誤を繰り返し、最もイヌの肛門直腸に適した形状記憶合金を完成せせる。さらに、それを麻酔下で実際のイヌの肛門付近の直腸に装着し、開閉の具合、閉じたときに内容物が漏れないかどうかを検討して行く予定である。
国際カルテルに対するリニエンシー制度の国際間協調運用に関する実験研究

本研究では,多市場接触、繰り返しゲームの理論をベースに,国際カルテルが2国にまたがって活動している状況で,各国政府がリニエンシー制度の運用に関して他国と制度の国際協調を行うゲームを検討した。他国でカルテルが摘発された場合,その情報は多国にスピルオーバすると考えるので,他国がリニエンシー制度を採用した場合,自国では採用せずに他国の情報にただ乗りするインセンティブが存在する。そこで,各政府は,伝統的な確率的摘発と罰則の賦課という制度と,それに加えてリニエンシー制度を採用できるものとして,その目的関数を(1)カルテルの防止,(2)カルテル摘発確率の増加,(3)課徴金増による収入最大化の3通りで検討した。(1)の場合,リニエンシー制度の導入はカルテル防止効果を十分発揮しないこと,(2)の場合は両国ともリニエンシー制度を採用することが政府間のゲームのナッシュ均衡になること,(3)の場合は,一方の国がリニエンシー制度を採用し,他方の国がそれにただ乗りすることがナッシュ均衡の1つになりえることが示された。この研究結果は査読付国際誌Economic Bulletineに採択された。また,1国内でのリニエンシー制度運用の効果については,様々な条件を比較しつつ十分な実験的検討を行い,その成果は査読付国際誌International Journal of Industrial Organizationに採択された。リニエンシー制度運用に関する国際間協調に関しては,いくつかの準備的実験を行ったが,まだ十分な成果は出ていない。今後さらにサンプルを増やして,その効果を見極める検討をしていきたい。わが国の独占禁止法改正においてリニエンシー制度が採用された。リニエンシー制度とは、カルテルを構成するメシバーがカルテルの事実を当局に密告した場合に罰則が減免される制度である。リニエンシー制度導入後、欧米を中心に大手独占企業の談合事実が次々と挙覚するなど、カルテル摘発・防止に大きな成果をあげている。ところが、国家間でリニエンシー制度の運用形態が異なっている。他方、社会的・経済的に影響力の強い重要なカルテルは国家間にまたがって国際的な活動を行っている。したがって、国家間で異なるリニエンシー制度が採用されていると、ある国のリニエンシー制度の運用形態が他国のリニエンシー制度の効果を相殺してしまう危険性がある。また、国際的なカルテルに属する企業が他国でリニエンシーを申請した場合、その情報は多かれ少なかれ他国に漏洩して共有される。そのため、各国政府としては、自国内ではリニエンシー制度を採用せずにニリエンシー制度を採用している他国の情報にただ乗りするというインセンティブを考慮する必要がある。リニエシシー制度を採用すれば政府収入となりえる課徴金が減少するので、政府としてはカルテルの摘発が同様になされるのであれば、リニエンシー制度を採用しない方が好ましいからである。このように、国際的に活動するカルテルに対してリニエンシー制度を効果的に運用するためには、上記のような他国の制度に対するただ乗り問題を回避する国際的な制度協調運用が必要になってくる。そこで、他国の制度に対するただ乗り問題がどの程度深刻なのか、またどのような制度の国際協調運用が国際カルテル摘発に対して有効であるかを分析した。モデルでは、多市場接触における繰り返しゲーム理論の研究をサーベイした後、リニエンシー制度の分析に適した形に理論モデルを作成した。各政府は、伝統的な確率的摘発と罰則の賦課という制度と、それに加えてリニエンシー制度を採用できるものとして、その目的関数を(1)カルテルの防止、(2)カルテル摘発確率の増加、(3)課徴金増による収入最大化の3通りで検討した。検討の結果、(1)の場合、リニエンシー制度の導入はカルテル防止効果を十分発揮しないこと、(2)の場合は両国ともリニエンシー制度を採用することが政府間のゲームのナッシュ均衡になること、(3)の場合は、一方の国がリニエンシー制度を採用し、他方め国がそれにただ乗りすることがナッシュ均衡の1つになりえることが示された。この成果は、.現在国際的な学術雑誌に投稿・査読中である。今年度は、理論的研究に十分力を注いだため、予備的な実験しか行えなかった。次年度は、理論分析を生かして本実験を実施する。

また,1国内でのリニエンシー制度運用の効果については,様々な条件を比較しつつ十分な実験的検討を行い,その成果は査読付国際誌International Journal of Industrial Organizationに採択された。リニエンシー制度運用に関する国際間協調に関しては,いくつかの準備的実験を行ったが,まだ十分な成果は出ていない。今後さらにサンプルを増やして,その効果を見極める検討をしていきたい。
中・大型複雑構造ペプチド天然物の大規模構造活性相関による新規生物活性分子創出

本研究は、中・大型複雑構造ペプチド天然物と、その類縁体が構成するケミカルスペースを対象として構造活性相関研究を行うことを課題としている。中・大型複雑構造ペプチド天然物の基盤構造として選択したグラミシジンA、ポリセオナミドB、ヤクアミドBに関して研究を展開することで、以下の成果を得た。・グラミシジンAは、前年度までにOBOCライブラリー構築とスクリーニングにより得られた類縁体群から20種類を選択して合成し、抗菌スペクトル、細胞毒性、イオン透過活性を統一的に評価した。その結果、天然物よりも優れた生物活性特性を示す化合物を複数見出すことに成功した。・前年度に確立したポリセオナミドBならびに蛍光標識体の固相合成法を応用し、ポリセオナミド模倣ペプチドの固相全合成と細胞内挙動ならびに機能解析を実施した。その結果、ポリセオナミド模倣ペプチドもポリセオナミドBと同様に細胞膜ならびにリソソームに対する作用を示すことを見出した。・ヤクアミドBの生物活性発現機構解明を目的として、ヤクアミドBの末端構造を改変したケミカルプローブ分子群を合成し、標的タンパク質の同定を試みた。その結果、ヤクアミドBがミトコンドリアに集積し、FoF1-ATP合成酵素に結合することを初めて明らかにした。また、前年度に合成した8種のデヒドロアミノ酸部位幾何異性体のFoF1-ATP合成酵素に対する作用を統一的に評価し、上記幾何異性がFoF1-ATP合成酵素の機能に与える影響を明らかにした。抗菌ペプチドであるグラミシジンAのone-bead-one-compound (OBOC)ライブラリー構築およびスクリーニング法の確立と、抗がん活性ペプチドであるヤクアミドBの固相全合成法の確立を目指した。またイオンチャネル形成巨大ペプチドであるポリセオナミドBについては細胞内挙動および作用解明を目的として研究を展開した。グラミシジンAについては、バリン、ロイシン、スレオニン、N-メチルアスパラギンをsplit/pool法により第4, 6, 8, 10, 12, 14残基にランダムに導入した4096種類の類縁体群で構成されるOBOCライブラリーを構築した。続いて、リポソームを用いたイオン透過活性試験と、P388マウス白血病細胞を用いた細胞毒性試験の2種のスクリーニングにより、ライブラリーを評価した。その結果、グラミシジンAと同様の高いイオン透過活性と細胞毒性を示す類縁体のほかに、高いイオン透過活性と減弱した細胞毒性を示す類縁体等、グラミシジンAと特性の異なる類縁体を複数得ることに成功した。ヤクアミドBについては、官能基変換を施したStaudingerライゲーション試薬を利用することで固相全合成法を確立した。本法を応用し、デヒドロアミノ酸部位立体異性体である計8種類の類縁体の固相全合成を達成した。ポリセオナミドBに関しては、生物活性として強力な細胞毒性とイオンチャネル活性が報告されているが、哺乳動物細胞に対する詳細な作用は未解明であった。そこで、ポリセオナミドBの細胞内挙動を追跡するため、N末端にBODIPYを導入した蛍光標識体を新たに合成した。ポリセオナミドBおよび蛍光標識体を用いた作用解析の結果、ポリセオナミドBは細胞膜電位変化を引き起こすことに加え、エンドサイトーシスにより細胞内へ取り込まれ、リソソーム膜間のpH勾配を解消する複合的な作用を持つことを強く示唆する結果を得た。グラミシジンAについてはライブラリー構築から一連のスクリーニングを完了し、天然物と異なる活性特性を示す化合物を複数得ることに成功した。また、これらの化合物について既に構造決定を完了し、スケールアップ合成と精製による純粋な類縁体の調製と、これらのがん細胞に対する成長阻害活性評価、イオン透過活性評価等の詳細な生物活性評価を実施中である。ヤクアミドBの固相合成については課題であったデヒドロアミノ酸部位の構築を含めた新規固相合成法の確立を完了し、デヒドロアミノ酸部位立体異性体群の合成も達成した。ポリセオナミドBについては未知であった細胞内挙動と作用解明に取り組み、これまで予想されていた細胞膜電位の変化に加えてリソソーム膜間のpH勾配を解消する複合的な作用を示す可能性を初めて示した。これはポリセオナミドBを基盤としたライブラリーのスクリーニング戦略を構築する上で重要な示唆を与えるものである。

また、前年度に合成した8種のデヒドロアミノ酸部位幾何異性体のFoF1-ATP合成酵素に対する作用を統一的に評価し、上記幾何異性がFoF1-ATP合成酵素の機能に与える影響を明らかにした。グラミシジンAについては、ライブラリーのスクリーニングで得られた候補化合物について、共同研究者と連携して抗菌スペクトル測定やがん細胞パネルに対する成長阻害活性評価等を用い、広く活性特性を評価することで、有用なシーズ化合物を得ることを試みる。また、これらの化合物について、三次元構造情報を得ることで、グラミシジンAの示す多様な生物活性に対する寄与を明らかにする。ヤクアミドBについては既に合成した類縁体群の機能評価を推進する。また、確立した合成法を応用し、新たにα-アミノ酸部位を置換したOBOCライブラリーを構築し、スクリーニングに付す。これにより、重要な生物活性特性を示す新規類縁体を創出することを目指す。ポリセオナミドBは当年度に明らかになった哺乳動物細胞に対する複合的作用を構造変換により制御することを目指し、新たに類縁体群の合成と評価を実施する予定である。主として消耗品コストが抑制できたため、物品用の経費が当初よりも低下した。次年度実施予定の合成、スクリーニングおよびその他機能評価により使用予定である。
振り子式発電へのフラフープ型発電装置の適用

流体中円柱のVIMを用いた発電装置で、低速流中の基礎研究を行った。これは流体中左右に振動する振子で、円柱上部にフープ式発電装置を組み込んだ。本システム性能把握のため、小型模型を製作、またその計測に新制作のData Loggerで、発電量とフープ運動を計測した。これより円柱の発電効率の良い配置を見出すことができた。またフープ式発電装置と、振動円柱は2重振子を構成し、その振子運動は強非線形復元力下での大振幅運動となる。その解析のため新たな振子運動方程式を構築、数値解析を行い、この運動系にはカオスが発生する発生領域が分かった。またカオス発生を制御すれば高性能の発電性能を発揮できる可能性がある。小型水槽模型を制作し回流水槽中での実験を行うことし、その計測のためのシステムを構築した。計測システムは自作とし、マイクロチップ社のワンチップマイコンPIC18を用いたA/D12bit,10CHで20Hzでのデータ転送を可能とするシステムである。また円柱浮体を水槽内には一するための小型模型を制作し、その上部にフープを取り付ける。これの内部には小型発電装置とオペアンプ、小型加速度計を取り付けてあり、これにより水槽内での円柱の振動と、フープの発電性能を記録することができる。また制作した円柱の振動模型は、塩ビ材を加工した物で、寸法を変えて用意した。制作にあたり、安価にかつ精度を満たすように工作を行い、実験に用いる事とした。この実験を行い解析を行うためには、計測およびを解析するためのシステムおよび解析プログラムの作成を行うことが必要となりそれぞれを構築し実験と解析を進めた。解析にはフーリエ級数解析をもちいGUIで解析がしやすいようなシステムとした。この解析により実際の流体中での振動する円柱の振動状況と発電状態が判明した。またその理論解析を行うこととし、2重振子の運動解析を解析するための、数値モデルを構築することができた。これによりフープ運動にはカオスの発生する可能性を数値解にて証明することができた。なおカオス発散を行うように制御できればはつでんこうりつが大きく向上することも明確となった。ここまでの経過を海洋工学懇談会および日本船舶海洋校学会の委員会にて発表をおこなった。流体中の円柱の運動、VIM(Vortex Induced Motion)を用いた新しいエネルギーハーベストデバイス、フープ式発電装置を用い、低速一様流および潮流発電に関する基礎研究を行ったものである。この発電システムは、流体中で左右に振動する振り子となっている、円柱の上部にフープ式発電装置を組み込んだ、新たに考案したものであり今までの物とは異なり、2重振子を構成する研究されていない装置である。そのためこのシステムの性能を把握するために、小型模型を製作した。またその計測には、新たに製作したPIC18F253をもちいた12BitA/Dの小型Data Loggerにより、発電量とフープ運動を計測した。さらにフープ式発電装置と、振動円柱は2重振子を構成するので、その解析を進めた。このような物ではフープの運動にカオスの存在の可能性がある。またその振子運動は強非線形復元力下での大振幅運動となることが分かっていて、研究された例もまた解析例もないためにどの様なフープ運動が現れ、またそれに従いフープ式の発電性能があるか、興味がある。そのため新たな振子運動方程式を構築し、フープの運動の数値解析を行った。その結果、この運動系にはカオスが発生し、その発生領域が明らかになった。またカオス発生を制御することでより高性能の発電性能を発揮できる可能性を見出した。おおむね研究進捗状態は順調である。なかでも、フープに相当する2重振子の運動解析を行うための運動方程式を構築する事ができたことは大きな進展である。フープの数値解析を行うことにより、カオス解の存在することがわかった。このことはフラフープ式発電の過去の研究成果からも予想できていたことであるが、本方法により大角度振幅を行う円柱上の振動子にも同じような現象を数値解から発見することができた。船体運津学今回のテーマの物理現象に従えば、運動を支配するパラメータによりカオス解の存在領域そのものが変化するのがカオス現象の難しいところである。そのために多次元空間の中での現象解析を数値解を通して繰り返し行うとなり、多数の数値計算の繰り返しが必要となる。この様にこのカオスの全体像をつかむのが難しいが、多変数の数値解を多数推し進めることで現象の発生の確認を行う事とする。

それに対して限られた事象しか実験では再現できない事を見込んでおき、回流水槽での模型試験を行い、理論と比較し研究をとりまとめることになる論文発表の機会を2度もち、そのために旅費の計上を上回ることとなった。これは新しい研究のため他の研究者の意見を参考にし、この研究方向が正しいことを知るために是非必要だったためである。また実験補助を必要となるものと考えていたが、研究者一名ですべて実験ができるようなシステムを構築できたたためにそれも不要となった。資金使用計画は初期よりもすこし異なることとなったが、研究の進展は初期よりも進展が大きく、これは特に他の研究者とのDiscussionの機会を多く得られたことが大きい。
二重デルタ粒子光生成反応の研究

エネルギーが0.65 - 1.1 GeVの光子を重水素原子核に照射して、重水素原子核を構成する陽子と中性子をいずれもデルタ粒子というエネルギーの高い状態に変換する特殊な反応の発生する確率(断面積)、およびその反応の角度分布を測定した。また、1.3 GeVまで加速した電子から光子を発生し、そのエネルギーを測定するための装置の開発を行った。この装置に用いるため、最新の半導体光センサーを利用した検出器を開発した。この光センサーの出力信号の処理回路を設計し、80ピコ秒という高い精度で光子の発生時刻を捉えることができる検出器を構成した。平成24年度にはこれまでに収集したπ+π-生成データの整理と解析を続行した。また光子標識化装置の性能向上に向けたコンピューターシミュレーション、新型の光センサーを用いたシンチレーション検出器の開発、テストを行った。実験データ解析では、光子エネルギー0.65から1.1 GeVの範囲における重陽子を標的としたπ+π-生成反応の内、π+π-pが検出されている反応、π+π-dが検出されている反応をそれぞれ選択して解析を進めた。陽子、重陽子の粒子識別を精度良く行うためのデータの校正を丁寧に行うことで質量分解能を高めた。解析の進展には時間を要しているが着実に進んでおり、過去の実験データよりも精度の高い断面積を導出することができると考えている。光子標識化装置の開発では、電子検出器部分を構成するすべてのシンチレーション検出器に新型の光センサーMPPCを導入する最終的な設計案をまとめた。シンチレーション検出器を2種類とし、時間測定用のアレイ型MPPCを用いた検出器と電子の位置測定用の3mm角MPPCを用いた検出器を組み合わせて使用する。時間測定用検出器は昨年度の検出器及び信号増幅回路をさらに改良し、高頻度の信号への耐性や時間分解能をさらに高めた。実際の使用条件であるヒットレート200 kHzにおいても、信号波高の低下が5 %以下で50 psの時間分解能を示すなど光電子増倍管に迫る性能を得た。また、軌道測定用検出器は、今年度の研究費で購入したプリント配線基板GN-1101-2と接続して使用することで、高精度な位置測定に必要な多チャンネルの検出器の信号を安価に取り扱うことができるよう工夫を行った。これらの開発の結果をもとに検出器及び信号処理部の製造に取りかかった。また、光子標識化装置の電子軌道のコンピューターシミュレーションを進めて、効率的な検出器配置を得た。平成25年度にはこれまでに収集したπ+π-生成データの解析を続行し、また光子標識化装置の電子回路系の試作、テスト及び検出器部の設計のためのシミュレーションおよび検出器のテストを行った。収集したデータの解析においては、トムスク工科大学のA. Fix教授と連絡を取り合い、Fix教授による理論計算結果とこの研究における実験データの解析結果との比較を行うことを中心に研究を進めた。陽子を標的とした場合のπ+π-生成反応断面積の角度依存性、エネルギー依存性については理論値や既知の実測値が揃っており、これらと今回の実験によって得られた値との比較を行うことで、今回の実験のデータやその解析における効率や問題点などを評価した。また、ダブルデルタ生成反応の角度分布の実験値を予備的に導出した。デルタ粒子が生成している質量領域とそれ以外との角度分布の比較によって、デルタ粒子の生成に特徴的な分布を見いだし、反応に伴う散乱波の軌道角運動量を導出する手がかりを得た。光子標識化装置の開発においては、東北大学電子光センターの電子加速器の調整が進んだことにより電子の軌道および偏向電磁石の詳細な配置が決定されたため、現状の条件に合わせた光子放出後の電子の軌道のシミュレーションを行った。この結果、標識化できる光子エネルギー範囲を0.80 GeVから1.28 GeVとする配置を見いだすことができた。このエネルギー範囲は、今後推進してゆく中間子光生成反応の研究に必要なエネルギーの範囲を覆っている。電子検出器のパーツとして使用するシンチレーション検出器については、これまで開発を進めてきた成果について米国電気電子学会(IEEE)の発行している論文雑誌であるIEEE Transaction on Nuclear Scienceに投稿し、掲載許可を得ることができた。平成23年度にはこれまでに収集してきたπ+π-生成データの整理、鉛ガラス検出器の性能評価、光子標識化装置の性能向上のための試作機の製作とその性能評価を行った。データ整理として、2006年および2007年にNKS2を用いて収集した重陽子標的におけるπ+π-光生成データのうち、ABC効果と同様の終状態(π+ + π- + d)をもつ反応を選択し、π+π-不変質量にABC効果と同様の構造が見られるかどうかのテストを行った。方法は、ABC効果を含まない位相空間分布およびρ中間子生成より期待されるπ+π-不変質量分布をシミュレーションから導出して、実験データより導出した分布に重ね合わせるというもので、実験データとシミュレーションのずれを調べてABC効果の有無をテストできる。

このテストによってシミュレーションの精度を上げて調べてゆくための基礎的で重要な手順が得られた。鉛ガラス検出器の評価としては、鉛ガラス検出器のπ中間子および電子に対する応答を実データから抽出し、これらの粒子に対する効率を調べた。この結果が、鉛ガラス検出器を配置した際にπ中間子を誤って除去する影響の見積もりのために必要となる。光子標識化装置が平成23年3月の地震によって損傷を受けたために復旧作業を行っているが、その一環として装置の時間分解能、エネルギー分解能の向上を目指した電子検出器のアップグレードを行っている。新型の光センサー、MPPCを用いた電子検出器を製作し、兵庫県立大学高度産業科学技術研究所ニュースバル放射光施設においてガンマ線ビームを利用した性能評価実験を行った。その結果、時間分解能として80 psという光電子増倍管に匹敵する性能が得られ、今後の光子標識化装置での利用のために十分な性能が得られることが確認された。震災で被害を受けた光子標識化装置の性能向上を図った上での復旧にエフォートが必要となり、当初目的の鉛ガラス検出器の使用に向けた架台の設計、性能評価にエフォートを割けていない。マンパワーの問題から鉛ガラス検出器の性能評価と磁場の影響の調査に時間を要してしまった。また、地震の影響を受けた光子標識化装置を復旧することとなり、当初の予定には無かったエフォートおよび開発研究のための物品の購入が必要となった。東北大学電子光センターのNKS2用光子ビームラインの復旧を最優先して進める。光子標識化装置付近の磁場計算を行い、その結果を元に電子の軌道計算を進めて最終的な検出器の配置を決定し、製作を完了させる。この時の磁場計算で得たノウハウを元に、鉛ガラス検出器の磁場シールドの計算を完了する予定である。また、光子ビームのプロファイルモニターとして新規に用意したX線フラットパネルセンサーの性能評価試験を兵庫県立大学高度産業科学技術研究所ニュースバル放射光施設に置いて実施し、光子ビームへの検出器の応答の評価を行う。評価の結果、ビームプロファイルモニターとして十分な性能を持つ場合には、東北大学電子光センターの光子ビームラインの配置に合わせた配架装置を設計、完成させる。これらの装置を、電子光センターの加速器の復旧に合わせて設置し、光子ビームラインの復旧のためのコミッショニングを行う。光子標識化装置の復旧は最優先事項であり、こちらの開発研究を進める。具体的にはMPPCを用いた電子検出器を、省スペース化と高精度化を主眼にさらに洗練したデザインとし、実際の検出器の設計を行う。このためには、MPPCの信号増幅器の設計を見直し、またこれまで光電子増倍管とMPPCを併用する構造だったものを、すべてMPPCを用いる設計に変更することになる。さらに、モンテカルロシミュレーションを用いて電子検出器の全体の設計から得られると期待される光子のエネルギー分解能を評価する手法を確立し、性能を最適化する設計を見出す。
プロトン-酸化物イオン同時伝導性セラミックスに関する研究

水酸アパタイト(Ca_<10>(Po_4)_6(OH):HAp)にYを固溶させたYHApについて、Yの固溶量と、構造、導電性の変化を調べ、導電性変化と、構造変化との関連について検討し、以下の知見を得た。(1):Yの固溶によって、OHサイトに欠陥とO^<2->が導入され、X≧1.0でOH^-が存在しなくなることが確認された。また、構造変化に伴って導電性が変化し、YHAp0.65は、HApと比較して、2桁以上高い導電性を示した。(2):水蒸気セルを用いた起電力測定の結果、YHAp0.65ではHApとは異なり、プロトンが主なキャリアーとなっていることが示唆された。また、IRの結果からx>1.0ではキャリアーとして、O^<2->が示唆された。(3):以上のように、HApにおける導電性(同時伝導特性)は、固溶させるYの量によって著しく変化することがわかった。
肺炎球菌ワクチンが誘導するクラススイッチ機構の解明と新規ワクチンへの応用

23価莢膜抗原の多糖体ワクチン(PPV23)は本来,理論的にはT細胞非依存性にIgM抗体のみを誘導するワクチンであるが,免疫グロブリンのクラススイッチ(CSR)を介してIgG,IgA抗体を誘導することをマウスとヒトで確認した.さらにマウス肺由来の樹状細胞(DC)を用いて,CD11b+ DCが,TLRのリガンドとIL-6などの存在下にT細胞非依存性のCSRを誘導するを示した.以上より,PPV23はその成分として含まれるTLRリガンドの刺激と共に特定のサイトカインを産生するDCフェノタイプを介して,CSRを惹起し感染防御に有効な特異的IgG,IgA抗体の産生を誘導する可能性が示唆された.本来IgM抗体しか誘導できないはずの多糖体ワクチンである23価肺炎球菌ワクチン(pneumococcal polysaccharide vaccine, PPV23)がIgGやIgA抗体を誘導できる機序を樹状細胞(dendritic cell, DC)に着目して解明し,その機序をさらに増強する工夫をPPV23に加えることによって,より優れた効果を持った新規肺炎球菌ワクチンを開発するために本年度は,1PPV23が誘導するT細胞非依存性クラス・スイッチにDCが関与していることを証明すること,そして2TLRリガンドなどを使って,PPV23が誘導するT細胞非依存性クラス・スイッチの増強を確認し、さらに3Flt-3L・DNAワクチンの作成を試みた。まず,マウス骨髄由来DC (BM-DC)の培養し,naive B細胞とPPV23と共培養することによってT細胞非依存性クラス・スイッチの誘導が誘導されることを確認した.さらに,このT細胞非依存性クラス・スイッチにおけるBAFF, APRILの関与していることを明らかにした.この培養系にPPV23共にCpGやLPSなどの各種TLRリガンドを添加して,T細胞非依存性クラス・スイッチが増強されることを確認した.さらに、Flt-3L・DNAワクチンの作成に成功した.23価莢膜抗原の多糖体ワクチン(PPV23)は本来,理論的にはT細胞非依存性にIgM抗体のみを誘導するワクチンであるが,免疫グロブリンのクラススイッチ(CSR)を介してIgG,IgA抗体を誘導することをマウスとヒトで確認した.さらにマウス肺由来の樹状細胞(DC)を用いて,CD11b+ DCが,TLRのリガンドとIL-6などの存在下にT細胞非依存性のCSRを誘導するを示した.以上より,PPV23はその成分として含まれるTLRリガンドの刺激と共に特定のサイトカインを産生するDCフェノタイプを介して,CSRを惹起し感染防御に有効な特異的IgG,IgA抗体の産生を誘導する可能性が示唆された.本来IgM抗体しか誘導できないはずの多糖体ワクチンである23価肺炎球菌ワクチン(pneumococcal polysaccharide vaccine, PPV23)がIgGやIgA抗体を誘導できる機序を樹状細胞(dendritic cell, DC)に着目して解明し,その機序をさらに増強する工夫をPPV23に加えることによって,より優れた効果を持った新規肺炎球菌ワクチンを開発するために本年度は,1PPV23が誘導するT細胞非依存性クラス・スイッチにDCが関与していることを証明すること,そして2TLRリガンドなどを使って,PPV23が誘導するT細胞非依存性クラス・スイッチの増強を試みた.まず,マウス骨髄由来DC (BM-DC)の培養し,naïve B細胞とPPV23と共培養することによってT細胞非依存性クラス・スイッチの誘導が誘導されることを確認した.さらに,このT細胞非依存性クラス・スイッチにおけるBAFF, APRILの関与していることを明らかにした.この培養系にPPV23共にCpGやLPSなどの各種TLRリガンドを添加して,T細胞非依存性クラス・スイッチが増強されることを確認した.本来IgM抗体しか誘導できないはずの多糖体ワクチンである23価肺炎球菌ワクチン(pneumococcal polysaccharide vaccine, PPV23)がIgG抗体やIgA抗体を誘導でき、さらに免疫記憶を賦与することが出来ることをヒトで確認すると共に、その機序をマウスの樹状細胞のT細胞非依存性クラススイッチ機構に着目して検討を行った。肺疾患患者23名、免疫抑制剤内服中の22名の患者にPPV23を接種し、3年間にわたり抗莢膜抗原IgG抗体、IgA抗体を経時的に測定したところ、いずれの患者群においてもワクチン接種前と比べ、有意な血清抗体価の上昇を認め、それは3年間経ても漸減傾向はあるものの維持されていた。また、マウスの肺内樹状細胞を用いた実験では、CD11b陽性DCが、T細胞非存在下においても、LPSと抗CD40抗体添加によって、ナイーブB細胞をIgGおよびIgA産生細胞にクラススイッチさせることを見出した。以上のことから、PPV23のクラススイッチや免疫記憶の誘導作用は、PPVに含まれるTLRリガンドなどが関与して、T細胞非依存性に惹起される可能性が推察された。呼吸器内科Flt-3L・DNAワクチンの作成は成功したが,金粒子にコートしてBALB/cマウスに接種したが,当初予想していたほどの標的蛋白の発現が誘導できなかった.

現在,プラスミドの再検討などを行っている.当初の計画では,T細胞非依存性クラス・スイッチを,クラス・スイッチの遺伝子再構成の結果生成される各種gene transcriptsをreal-time PCRによって検討し,Fc領域をコードする遺伝子にγ鎖あるいはα鎖への再構成がおこっていることを定量的に評価することも行うとしたが,まだ,この実験系は確立していない,その他の点については概ね計画通りに進行している.生体に安定的に蛋白誘導できるFlt-3L・DNAワクチンを作成した後に,各種TLRリガンドとFlt-3L・DNAワクチン,PPV23を同時に接種し,生体におけるPPV23特異的IgGおよびIGA抗体の誘導能を検討する.さらに,マウス肺炎球菌モデルにおいて,これらのワクチンを接種して感染防御能の誘導効果を検証する.まず,Flt-3L・DNAワクチンの作製および皮内接種を行う.Flt-3Lの遺伝子を発現させたプラスミド(pFlt-3L)を金粒子にコートさせDNAワクチンを作製し,このDNAワクチンを遺伝子銃によってBALB/cマウスの皮内に接種する.次に,Flt-3L・DNAワクチン接種が皮下のDCに及ぼす影響を確認する.Flt-3L・DNAワクチンを皮内に接種した後に,接種部位の皮膚を採取して凍結切片を作製し,CD11b,CD103などに対する抗体を用いてDCの数やphenotypeの変化を検討する.また,ワクチン接種部位の皮膚を酵素処理などにて単細胞にした後,flow cytometryにて多重染色を行い,DCのphenotypeと共に,CD83やCD86などの共役刺激因子の発現などの変化も検討する.該当無し
色覚種内変異と性選択の関連究明へ向けたグッピー視物質遺伝子ゲノム構成の解明

視物質にサブタイプをもつことは魚類に特徴的であり多様な水中光環境への適応進化と考えられるがサブタイプのレパートリーが完全に解明されている魚種はゼブラフィッシュをはじめわずかである。ゼブラフィッシュは緑型視物質に4種類ものサブタイプをもちそれらの吸収波長は1020nm間隔で分化しているだけでなく網膜中の発現領域/時期も分化している。本研究で私はそれらの祖先視物質を再構成して吸収波長分化の過程を明らかにし、そこに関わるアミノ酸置換を同定した。さらにGFPをレポーターとした遺伝子導入魚の解析から第一緑型遺伝子の上流15kbに第一及び第二緑型視物質遺伝子を細胞種特異的に発現させる領域を見出した。さらに、私は胚と成魚に対してこれら重複視物質遺伝子の発現パターンをin situ hybridizationによって調べた。その結果、赤型、緑型共より短波長感受型の遺伝子から順に発現が開始され、成魚では網膜の中央背側領域と周縁部+腹側領域で発現する遺伝子のセットが異なっていた。ゼブラフィッシュは重複視物質遺伝子が網膜で異なる発現パターンを示すことにより成長時期あるいは視野によって異なる色覚を有することが示唆された。このことは本研究の本来の研究対象種であるグッピーにおける視物質サブクラスの多様性解明へ道標となった。本研究はグッピーの視物質変異と行動、特に性選択との関連を研究するための分子レベルでの必要不可欠で強固な土台を構築するため、その視物質遺伝子レパートリー、吸収光波長、発現様式を明らかにすることを目的とする。沖縄県我部祖河由来と静岡県下田由来のグッピーからゲノムDMを抽出し、赤型視物質遺伝子のゲノム構成を調べた。その結果グッピーは5座位もの赤型視物質遺伝子を有し、しかもそのうち2座位にはそれぞれ5種類及び3種類の制限酵素切断長多型(RFLP)が存在することを明らかにした。このような高度の多型性は他の動物で例のないことである。それらすべての赤型視物質遺伝子座位のすべての対立遺伝子を単離するために、グッピーのラムダファージゲノムライブラリーを作成し、大部分の遺伝子に対応する遺伝子クローンを得た。それらの塩基配列はしかしながら高度に保存的であり、吸収波長の相違を配列から推測することはできなかった。現在それぞれの遺伝子に対応するcDNAを眼球から単離中であり、それらから視物質を再構成して吸収波長を実測する予定である。赤型視物質遺伝子が高度の多重座位性とRFPL変異性を示すのに対し、緑型、青型、紫外線型視物質遺伝子は変異性が低く、高い変異性は赤型視物質に特有の現象であった。これらの変異性が沖縄集団と下田集団の双方に見られることから変異性の由来はグッピーの人工的な日本への移入以前にあるはずであり、かつペット化と再野生化の過程でも変異性が大きくは損なわれていないことを示唆している。
赤外高分解能光源の開発による亜酸化銅励起子の精密二光子分光

亜酸化銅は電子と正孔がクーロン力でゆるく束縛した水素様のいわゆるワニア励起子系列が観測される教科書的な半導体である。これまでの分解能の高い分光学的研究により、質の高い試料においては、かなり大きな主量子数の励起子状態(リュードベリ励起子状態)が安定に存在することが明らかになっている。本研究の目的は、この亜酸化銅の大きな主量子数の励起子状態およびボ-ス・アインシュタイン凝縮に関して活発な研究や議論がなされている1s励起子状態の特性を、これまでにない高分解能、高感度の分光装置を開発することにより明かにすることである。本研究の研究実績は以下のとおりである。1.実験の精度感度を上げるため、CW・Qスイッチ・YAGレーザーを用いた高繰り返しの波長可変赤外レーザーシステム、および既存の高分解分光器と新規に購入したCCDカメラを組み合わせた高分解分光システムを試作した。2.磁場中での赤外光二光子励起による励起子系列の精密測定から、3[s-d]、4[s-d]励起子の反磁性シフトの評価を行い、s、d励起子の同定を行った。3.1sオルソ励起子の二光子励起に伴う光学過程および、それらとボ-ス・アインシュタイン凝縮との関連を調べた。4.1sオルソ励起子の緩和機構について発光スペクトルの解析による考察を行った。5.極低温での亜酸化銅の起電力や電気伝導を評価するシステムを試作した。これらの装置により、亜酸化銅の励起子を一光子または二光子励起した場合に生じる光起電力や発光を計測し、それらの相関を調べた。その結果、励起子励起に伴う起電力の発生が高感度に検出されることが明らかになり、起電力をモニターする分光法の有効性が実証された。最近の分光学的研究により、質の高い試料においては、かなり大きな主量子数の励起子状態が安定に存在することが明らかになってきている。本研究の目的はこの亜酸化銅の大きな主量子数の励起子状態(励起子のリュードベリ状態)の特性を、これまでにない高分解能、高感度の分光装置を開発することにより明かにすることである。平成8年度の研究実績は以下のとおりである。1.エッチング等の化学処理法の向上による質の高い薄膜結晶の作製法の確立をおこなった。2.磁場中での赤外光2光子励起による励起子系列の精密測定を行い、大きな主量子数の励起子状態に対する磁場効果を調べた。3.電場中での励起子系列の精密測定について予備的な実験を行った。なお現在、実験の精度感度を上げるため、既存の高分解分光器と新規に購入する高感度光検出装置を組み合わせた高精度分光システムの試作を行っているところである。亜酸化銅は電子と正孔がクローン力でゆるく束縛した水素様のいわゆるワニア励起子系列が観測される教科書的な半導体である。これまでの分解能の高い分光学的研究により、質の高い試料においては、かなり大きな主量子数の励起子状態が安定に存在することが明らかになっている。本研究の目的は、この亜酸化銅の大きな主量子数の励起子状態およびボ-ス・アインシュタイン凝縮に関して活発な研究や議論がなされている1s励起子状態の特性を、これまでにない高分解能、高感度の分光装置を開発することにより明らかにすることである。平成9年度の研究実績は以下のとおりである。1.実験の精度感度を上げるため、既存の高分解分光器と新規に購入した高感度光検出装置を組み合わせた分光システムを試作した。

2.赤外レーザー光源の安定性、安全性のため、Qスイッチの動作を監視し、自動でレーザー光出力にロックをかけるシステムを作った。3.極低温での亜酸化銅の起電力や電気伝導を評価するシステムを試作した。4.これらの装置により、亜酸化銅の励起子を一光子または二光子励起した場合に生じる光起電力や発光を計測し、その相関を調べた。これは、電極での励起子垂離に伴う起電力の発生を利用した励起子の検出およびその手法を用いて最近なされているパラ励起子のボ-ス・アインシュタイン凝縮の研究に対する知見を得る上でも重要である。実験の結果、励起子励起に伴う起電力の発生が高感度の検出されることが明らかになり、起電力をモニターする分光法の有効性を実証した。また、起電力発生と励起子励起の間にマクロな相関があることが分かり、その起源を追及している。なお、本研究の成果の一部はロシアのセントペテルスブルグで開催されたグロス教授生誕100周年を記念する励起子光学の国際会議で招待講演として報告された。
ＣＶＤ合成されたグラフェンのサイクロトロン共鳴に関する研究

CVD法により合成された大面積単層グラフェンについてサイクロトロン共鳴に関する研究を行った。その結果、グラフェンのバンド速度は支持基板により大きく異なることを見出した。この結果はこれまでの多体効果を考慮した理論では説明できず、基板との相関に起因するグラフェンの歪みや基板との接着などに起因する可能性がある。また、最低ランダウ準位間遷移0→+1の吸収線は2成分からなり磁場とともに吸収強度比が変化する振る舞いが観測された。既存の強磁場中分光装置の改良に関しては検出器部分をサンプル直下に設置するための検出器ユニットを製作し、低温強磁場中での動作確認を行い、15Tまでの磁場中で遠赤外光検出に成功した。平成24年度には前年度に引き続き、本研究の主目的である強磁場中磁気光学分光装置、特に検出器部分の改良に取り組んだ。これは検出効率の大幅な向上を目指し検出器部分をサンプル直下である強磁場極低温空間に移設するものである。前年度は空間的な制約が厳しいことに加え、ノイズ低減のためボロメータ素子直近にFETを設置しようとしたためボロメータ素子が十分に冷却できず試作段階で設計上困難と判断した。今年度はその結果を踏まえ、強磁場極低温試料空間で使用するボロメータユニットにはノイズ低減のためFETを組み込まず、そこから得られる信号を室温空間に設置する低ノイズプリアンプにより増幅するように設計を変更した。今回、強磁場磁気光学分光プローブに設置可能なボロメータ素子を磁場中試料空間に設置可能なユニットに組み込むことに成功し、低温での遠赤外光線検出動作確認まで行った。今後は強磁場磁気光学分光プローブにボロメータユニットを設置し、強磁場マグネット内での動作確認、磁場引加の影響評価、更に強磁場中での実際の磁気光学分光測定を試みる予定である。また、昨年度に引き続き、CVD法生成グラフェンは任意の基板に転写が容易であることを利用し既存の強磁場中磁気光学分光装置を用いてCVD法生成単層グラフェンのサイクロトロン共鳴吸収の基板依存性を測定し、その結果、GaAs基板上の試料などではグラファイトにおけるディラックフェルミオンのフェルミ速度から大きくずれるなどの知見を得ている。サンプルの品質を評価するため、レーザーリソグラフィ法および反応性イオンエッチングを用い、ホールバーに成形し輸送現象特性を評価した。本研究の最終年度である平成25年度には、本研究の最終目的であるCVD成長単層グラフェンの高精度なサイクロトロン共鳴の測定およびその詳細な解析を行った。特にグラフェンの電子状態に対する支持基板の影響を調べるため、GaAs基板やSi基板、ガラス基板などの異なる基板に転写したCVD成長単層グラフェンに関してサイクロトロン共鳴測定を行った。サンプルは海外共同研究者であるDr. K.-S.An (Korea Research Institute of Chemical Technology、韓国)により成長されたものを用いた。その結果、グラフェンのバンド速度が支持基板により大きく異なることがわかった。他の研究グループにより劈開単層グラフェンのバンド速度がSiC上成長多層グラフェンのそれより10%程度増大することが報告されているが、本研究結果と関連があると考えている。また今回、最低ランダウ準位間遷移(n=0 => 1)の吸収線は2成分からなり磁場とともに吸収強度比が変化する振る舞いが観測された。これはサイクロトロン共鳴のフィリングファクタ依存に起因すると考えられ、他グループの報告とよく合っている。本研究開始時に比べグラフェンCVD成長技術が急速に向上し最近では高品質なCVD成長グラフェンが市販品として得られるので、市販サンプルにおけるサイクロトロン共鳴測定も試みた。今回測定した試料のキャリア濃度が濃くフェルミレベルがディラック点より十分に離れているため、ディラックフェルミオンに特徴的な√Bに比例するサイクロトロン共鳴ではなく、“バルク"的キャリアによるサイクロトロン共鳴が観測された。既存の強磁場中分光装置の改良に関しては計画通り検出器部分をサンプル直下に設置するための検出器ユニットを製作し、低温強磁場中での動作確認を行い、15Tまでの磁場中で遠赤外光検出に成功した。初年度である平成23年度には、まず研究代表者がこれまで開発した既存の強磁場中磁気光学分光装置を用いてCVD法生成単層グラフェンのサイクロトロン共鳴吸収測定を行った。CVD法生成単層グラフェンは大面積の試料を容易に得ることができるので、これまでの測定技術で測定可能である。またCVD法生成グラフェンは任意の基板に転写することができるため、今回、シリコン、ガリウム砒素、ガラスなど異なる基板上のグラフェンに関して測定を行った。その結果、明瞭なサイクロトロン共鳴吸収が複数の指数において観測され、その共鳴位置はディラックフェルミオンに特徴的な√B依存性を示した。

そこから求まるフェルミ速度は、基板に顕著に依存し、一部の試料ではグラファイトにおけるディラックフェルミオンのフェルミ速度から大きくずれることが解った。ワイヤーグリッドによりサポートした大面積宙吊りググラフェン試料を試作し測定を試みたが明瞭なサイクロトロン共鳴吸収は観測できなかった。グラフェン試料に関してはサイクロトロン共鳴測定に加えラマン散乱顕微鏡により試料評価を行いイメージ画像により試料全体の90%以上の部分から単層グラフェン的なラマン散乱スペクトルを確認した。また、大面積単層グラフェン試料をレーザーリソグラフィ法および反応性イオンエッチングを用い、数十ミクロン程度の比較的大きめのホールバーに成形し強磁場中における輸送現象特性を評価した。その結果、移動度は数百cm2/Vs程度ではあるが明瞭な単層グラフェンに特徴的な量子ホール効果を観測した。より強磁場下での測定を目指し強磁場中磁気光学分光装置における検出器部分をサンプル直下に設置する装置開発を開始した。今年度はボロメータ素子を極低温磁場中試料空間で使用可能なユニットに組み込むことを試みたが空間的な制約が厳しくボロメータ素子の冷却が不十分になる可能性が認められた。本研究の主目的である強磁場中磁気光学分光装置の検出器部分の改良を行うことで、物質・材料研究機構の強磁場施設を用いた強磁場下における精密な磁気光学分光測定可能にしを詳細なグラフェンのサイクロトロン共鳴測定を目指している。しかし、特に検出器部分の改良に関しては空間的な制約が厳しいことや強磁場極低温での動作が必要なことから技術的困難を伴う挑戦的な課題であり、実際に当初計画していた構造ではボロメータユニットの冷却が不十分になるためボロメータユニットの構造の再検討が必要になるなど当初の研究計画よりやや遅れが生じている。ただ、今年度はボロメータユニットの基本的な動作確認が終了したことにより、最終年度である次年度には強磁場中磁気光学分光装置の改良を完成させ、改良された測定装置を用いた詳細なサイクロトロン共鳴吸収測定を行う予定である。平成23年度においては当初の研究計画に従い、既設の強磁場中赤外領域磁気光学分光装置を用いることにより、CVD法生成単層グラフェン試料についてサイクロトロン共鳴吸収測定を行った。数種類の異なる基板上のグラフェン試料に関してディラックフェルミオンに特徴的なサイクロトロン共鳴吸収を観測し、フェルミ速度が基板に依存するなどの知見を得た。ゲート電圧を制御することによるサイクロトロン共鳴のフィリングファクター依存性の測定や、大面積宙吊りグラフェン試料におけるサイクロトロン共鳴測定などの試みについては計画を前倒しして取り組んでおり技術的な問題は解決済みであるが、明瞭な測定結果を得られておらず、次年度以降引き続き研究を行う。グラフェン試料は、サイクロトロン共鳴測定に加え、ラマン散乱顕微鏡や強磁場中輸送現象測定などにより特性評価を行った。ラマン散乱スペクトルにより試料全体の大部分が単層グラフェン的であることを確認した。また、大面積単層グラフェン試料を数十ミクロン程度のホールバーに成形した試料においては単層グラフェンに特徴的な量子ホール効果を観測した。
宇宙空間の企業活動と第三者賠償責任

2020年代以降は宇宙空間を舞台にした企業のグローバルなビジネス活動が本格化すると、昨今では広く指摘されるようになった。そのため、事業における適切なリスク管理の実現に貢献するため、また宇宙空間での新たな企業活動を基礎づける宇宙法学の発展に貢献するため、宇宙空間における企業活動に由来する第三者賠償責任に着目し、検討を行う。
日本産オオバコPlantago asiatica L.の種内分化の実験分類学的研

オオバコPlantago asiatica L.について、低温・短日条件下で休眠状態に移行するタイプ-【I】と、休眠せずに生育を続けるタイプ-【II】の種内分化の程度およびそれぞれのタイプの生化学的指標を明らかにするため、各地で採取した種子からの実生個体を用いて、アイソザイムのザイモグラム、休眠状態移行過程における個体の地上部と地下部での物質分配を調査した。また、各タイプのオオバコの生理的属性を研究する目的で、培養細胞系の確立を試みた。調べた9種類の酵素活性のうち、ザイモグラム上解析が可能だったのは、スーパーオキシドデイスムターゼ(SOD),リンゴ酸脱水素酵素(MDH),マリツクエンザイム(ME)の3種であった。SODは日本各地の50地点のオオバコで同じザイモグラムを示した。MDH,MEは、種内分化とは関係なく各地のオオバコで多様なザイモグラムを示した。タイプ-【I】のオオバコでは、休眠状態移行過程において、地上部から地下部へ可溶性タンパク質が移動、蓄積すると同時に地下部で含水量、DNA含量が著しく減少して、生理的休眠が進行していることが明らかとなった。また各タイプオオバコでの物質分配を解析した結果、各タイプのオオバコは栄養生長の過程において、すでに越冬様式の差異に応じた分配が進行していることが示唆された。幼植物の下胚軸を植物ホルモン処理して、カルスへの脱分化、カルスから植物体への再分化を起こさせることができた。また、幼植物葉片からペクトリアーゼY-23,セルラーゼRSを用いて、プロトプラストを単離する方法を開発した。
イメージングプレートを用いた医用X線管焦点測定法に関する研究

直接照射X線フィルムとイメージングプレート(IP)を用いた医用X線管焦点測定について比較検討した。その結果、スリットカメラ法では、直接照射X線フィルムを用いた場合に比べ、IPでは小焦点でわずかに大きくなる傾向を示したが、微小焦点ではその傾向が大きく許容差の範囲を超える過大評価となった。スターパターンカメラ法では、その違いはわずかであった。よって、IPを用いた大焦点と小焦点の寸法測定の有用性が示された。医用X線装置の品質管理においては、医用画像のデジタル化が進んだ今日においても、X線管焦点測定では直接照射X線フィルムを用いた測定法が日本工業規格(JIS)で定められている本研究においては、イメージングプレート(IP)を用いた焦点測定法の標準化を目的として、以下に掲げることを検討し明らかにする。(1) IPを用いた焦点サイズの測定法(2) IPを用いた焦点に関する周波数特性の測定法(3)撮影条件および読み取り条件がIPを用いた焦点測定に与える影響(4)自動計測化を目的とした焦点測定に関する算出アルゴリズムの開発(5) IPを用いた手法とJISによる手法との測定精度の比較直接照射X線フィルムとイメージングプレート(IP)を用いた医用X線管焦点測定について比較検討した。1.研究目的医用X線装置の品質管理においては、医用画像のデジタル化が進んだ今日においても、X線管焦点測定では直接照射X線フィルムを用いた測定法が日本工業規格(JIS)で定められている。本研究においては、イメージングプレート(IP)を用いた焦点測定法を検討する。本年度は、IP用いたピンホールカメラ法(IP法)によるX線管焦点のMTFの測定について、従来のX線フィルムを用いたスリットカメラ法との比較を行い、IP法の線量依存性についての検討を行う。2.研究方法(1)スリットカメラ法JIS法に従い、直接露光フィルム(歯科用X線フィルムDIK-10(阪神技術研究所))を用いて、スリットカメラ法により焦点像を撮影した。フィルムの現像にあたっては、現像液レンドール(富士写真フイルム)、定着液レンフィックス(富士写真フイルム)を用いて、現像温度20°C、現像時間30秒、定着温度20°C、定着時間5分の条件で手現像した。得られた焦点像を、スリット長500μm、スリット幅10μmで走査し濃度分布を求めた。これより特性曲線を用いて露光量変換を行い、フーリエ変換することで長軸、短軸方向それぞれのMTFを求めた。(2)IP法IPを用いて、ピンホールカメラ法により、管電流320mAとし、mAs値を変化させて撮影した。読み取り条件FIXモード、リニア階調、S値200、100μmピッチで行った。IPの特性曲線を用いて露光量変換を行い、MTFを求めた。3.結果及び考察S値および拡大率を一定にした今回の実験では、直接フィルム法で得られた結果とのずれに線量依存性が生じることが示された。その結果、IP法には適切な線量域が存在することが示され、IP法が適用できる可能性が示唆された。今後は、IP法では読み取り条件の変化により、測定結果に差が生じる可能性があるため、これらの因子が与える影響について比較検討を行う必要があると考えられる。本年度は、簡便法について、IPを用いた簡便法を試み、従来のX線フィルムを用いた手法およびX線管への負荷軽減を目的としたS/Fによる方法と比較し、その有用性を検証する。2.研究方法大焦点の場合は拡大率4/3で撮影し、小焦点の場合は拡大率7/4でテストチャートを撮影した。試料はそれぞれ3組ずつ作成した。フィルムを現像処理後、拡大鏡により観察した。テストフィルム上ではっきり見える最も小さい線(反転する直前)のグループから焦点寸法表より焦点サイズを求めた。3.結果及び考察テストパターンの最小解像番号と焦点サイズの測定値としては、IP、S/F系およびX線フィルムとの間に違いが見られなかった。また、単相インバータ装置の微小焦点では、すべてのパターンが観察でき、偽解像が生じなかった。焦点サイズの測定結果に、X線フィルム、S/F系およびIPに差は見られなかった。IPやS/F系ではボケが生じるが、偽解像の生じ方には影響を与えなかったため、結果として焦点サイズには違いが表れなかったと考えられる。またIPの配置の違いによる差も見られなかった。このことは、簡便法において、X線管焦点の測定においてIP法が有用であることが示唆された。