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交通刑法のグランドデザイン構築へ向けた基礎的研究

そこで、研究目標として、処罰規定に対する疑義を払拭し、将来にわたる適正な運用と必要な改善を安定化させるために、立法趣旨の犯罪論的な明瞭化と、それを踏まえた犯罪の成立範囲の適切な論定を設定した。その結果、現在大方において感覚的に共有されている、危険運転致死傷罪を「結果的加重犯」の一種と見る分析手法は誤解に基づいており、立法趣旨や解釈論的基礎の的確な解明に資するものではなく、そうではなくて、むしろ特別に加重された「過失犯」の一種、ないし故意犯と過失犯の「中間」に新しく生み出された犯罪類型と見る分析手法が有意であるとの結論に達した。そうした視座に基づく具体的な研究成果を、学会発表のほか、複数の論文発表を通じ、学界に発信することができた。検討作業の対象は、研究計画に沿って進行している。研究成果の一部は、論文等の形で公表している。本研究は、交通事故の抑止のために交通犯罪関連法令の改正が積み重ねられてきたものの、今なお交通事故の発生状況が「世界有数」のレベルにあるわが国の社会状況と、根本的・包括的な交通刑法の理論枠組みを構築する必要性が喫緊の課題となっている学問状況を踏まえて、具体的には「過失運転」、「危険運転」、「ひき逃げ」といった事案類型について、また自動車事故以外の交通事故についても、交通犯罪の処罰とその抑止を図るための刑事法制の在り方に係る基礎理論の研究を行い、もって上記課題に応えうる基本構想を提示することを目的とするものである。平成30年度は、自動車以外の交通(鉄道、船舶等)における事故とその刑事的対応について、2019年度に計画していた自動車事故以外の検討も、部分的に前倒しして行った。具体的には、交通における事故リスクに対する備えが刑法的に要請される限界如何という争点が顕在化した、注目すべき判例・裁判例を取り上げ、その研究の成果を論文に著した。その過程で、さらなる検討課題の発掘に成功した。それは、刑事過失の標準にかかる立論が、判例と学説でかなりな乖離を起こしている疑いがあることと、過失不作為犯の認定についての犯罪論的な枠組みが、実務上相当混乱している疑いがあることである。前者は、結果発生の予見可能性についての適正な争点形成に関わる重大な問題であり、近年の判例を素材として、そうした乖離を克服する必要性と方向性を提案する内容の論文を、すでに発表した。後者は、同様に近年の判例を素材として、注意義務の正しい理解を訴える論文を発表する準備を始めた。他方で、自動車事故に関しては、近い将来に実現が期待される自動運転車との関係で多くの検討課題があり、それらが2019年度の日本刑法学会の共同研究テーマの1つに採択されたが、その共同研究者の1人に選ばれたため、本研究の成果を応用して学会発表を行う準備をした。次年度以降も、研究計画に従い、まず危険運転を研究テーマとする。研究成果の一部は、日本刑法学会第95回大会ワークショップ4「自動車運転死傷行為等処罰法」(慶應義塾大学、2017年5月21日)で口頭発表することが決定しており、また、長井圓先生古稀記念論文集(信山社、2017年公刊予定)に寄稿するべくエントリー済みであるほか、所属機関の紀要(名古屋大学法政論集)にも論文として公表する予定である。
ナノ粒子融合マテリアルの構築と応用

金属・半導体ナノ粒子はナノサイズ特有の物性を示すが、自己組織化により自己集合構造特有の性質を発揮する。さらに、ナノ物質ーソフトマテリアルの融合により材料特性の向上のみならず、各々の材料単体では得られない融合マテリアル特有の光・電子・磁気特性の発現が期待される。本研究課題では、イオン液体の自己組織化特性に着目し、イオン液体ーナノ粒子双方が高秩序に配列した融合マテリアルの構築を目指した。平成25、26年度は、イオン液体表面を有する金属・半導体ナノ結晶を合成し、融合マテリアル中におけるイオン液体のナノ粒子溶媒和と溶媒和力に基づくナノ粒子間自己集合について評価した。さらに、半導体ナノロッドについて、表面配位子の分子制御により、半導体ナノロッドへの両親媒性構造の導入ならびに、1次元自己組織化を達成した。ナノ粒子のイオン液体中における溶媒和と相互作用を以下のように考察した。まず、ナノ粒子のイオン液体への導入により、ナノ粒子表面近傍においてイオン液体のアニオン種の秩序配列が起こり、それをトリガーとした数イオン対層の溶媒和構造が形成される。ナノ粒子の濃度が上昇するにつれ、溶媒和イオン液体間での相互作用が働き、その結果、低秩序ながらもナノ粒子の配列が起こる。以上のように、ナノ粒子の溶媒和圏を捕えることに成功し、溶媒和圏を通した非DLVO力によるナノ粒子-ナノ粒子間の相互作用を見出した。一方、ウルツ構造を有する半導体ナノロッドについて、面選択的な配位力に着目し、親水性配位子を利用することで両親媒性化に成功した。側面を親水性、端面を疎水性とした両親媒性ナノロッドは、端面間の強い疎水性効果により長軸方向に連結した一次元組織化構造を与えた。26年度が最終年度であるため、記入しない。金属・半導体ナノ粒子はナノサイズ特有の物性を示す。本研究課題では、イオン液体の自己組織化特性に着目し、イオン液体ーナノ粒子双方が高秩序に配列した融合マテリアルの構築を目指す。平成25年度は、イオン液体表面を有する金属・半導体ナノ結晶を合成し、融合マテリアル中におけるイオン液体のナノ粒子溶媒和と溶媒和力に基づくナノ粒子間自己集合について評価した。カチオン性表面を有する半導体CdTeナノ結晶を合成し、イオン液体と種々の濃度で複合化し、イオン液体特有の溶媒和ならびに、溶媒和力に基づくナノ粒子相互作用を見出した。DSC測定から、わずかなナノ粒子添加により、イオン液体バルク層の大部分をナノ粒子の溶媒和圏に取り込むことが示唆された。一方、ナノ粒子間の粒子間相関を評価するため、SAXS測定を行った。低い空間占有率にも関わらず、ナノ粒子の束縛が起こり、低秩序に配列することが見出された。小角X線散乱から見積もられるナノ粒子間距離はナノ粒子のランダム分散を想定した平均距離よりも短距離であり、イオン液体中で親和的な相互作用が働いていることが示唆された。すなわち、ナノ粒子のイオン液体への導入により、ナノ粒子表面近傍においてイオン液体のアニオン種の秩序配列が起こり、それをトリガーとした数イオン対層の溶媒和構造が形成される。ナノ粒子の濃度が上昇するにつれ、溶媒和イオン液体間での相互作用(振動力)が働き、その結果、低秩序ながらもナノ粒子の配列が起こる。水中では長距離で働くクーロン相互作用が無視できるイオン液体中において、ナノ粒子の溶媒和圏を捕えることに成功した。ナノ粒子-イオン液体融合マテリアルの構造評価について、これまでにない、極めて重要な知見を得ている。

引き続き、ナノ粒子ーイオン液体融合マテリアルのX線小角散乱による詳細な評価を進める。また、ナノ粒子について、ナノロッドなどの形状へと拡張し、形状に依存した自己組織化特性について評価する。さらに、共同研究についても積極的に進め、材料提供を実施する予定である。
光第2高調波観測による真空蒸着膜の評価

(1)真空蒸着膜の作製真空蒸着膜を作製するに当たり申請したメタル電離真空計を本機関現有の真空蒸着装置に組み付けを行し動作をチェックした。次に同時に申請したノートパソコンをRS-232Cインターフェースを経由して先のメタル電離真空計に接続して、真空度の自動計測と成膜時のデータの統合的な処理環境を構築した。本年度は蒸着物質に金属(Ag)を選択して、超音波洗浄したガラス基板(顕微鏡用のカバーグラス)上に抵抗加熱により種々の条件で薄膜を成長させた。この時、真空度を(A群)8×10^<-5>Torrと(B群)2×10^<-5>Torrに設定して膜厚252000Åのサンプルを作製した。(2)Ag薄膜からのSHG観測(1)で述べたA群及びB群の種々の膜厚のAg薄膜についてSHG(Second Harmonic Generation)観測を行った。この結果(1)膜厚が25100Å程度まではA群、B群に属するAg薄膜共にほぼ同じ大きさのSHGが観測された。しかし、(2)1002000ÅのAg膜厚サンプルからはA群に属するサンプルからは膜厚の約2乗に比例するSHGが観測された。また(3)B群のサンプルからは膜厚の0.5乗に比例するSHGが観測された。金属薄膜からのSHGは、膜内では自由電子の寄与により反転対称性が保たれておりSHG禁制となる。しかし今回実験したAg薄膜からのSHGは表面だけでなくバルクからも発生していることが推察される。(1)の結果によりこの膜厚の範囲ではAgが島状に成長しているため膜全体で反転対称性が崩れて大きなSH光を発生したものと考えられる。(2)の結果より、A膜に属するAg膜からのSHGは膜厚の約2乗に比例していることから膜内で2次の非線形感受率の値が一定であことが分かる。すなわちA群の真空度では膜全体で反転対称性が崩れた薄膜が成長したものと考えられる。(3)の結果より、SHGの膜厚への依存性が(2)に比較して小さなことから表面から発生するSH光が支配的であると考えらる。以上より、特定の膜厚の範囲でSHGは膜厚に依存すること、及び薄膜作製時の真空度によってもSHGに変化が現れることが分かった。こさにより作製した薄膜サンプルの成膜性をSHGデータ評価できたものと考えられる。
光圧によるナノ物質操作と秩序の創生

本研究領域は、光が物質に及ぼす力、すなわち光圧を駆使し、「一つひとつのナノ物質を自在に選別し、非破壊・非接触に操る」ことによって高度な構造や機能を組み上げる「極微質量の人為的力学操作を通した秩序の創生」を目標とする。総括班では、この目標の達成の可視化に向けて設定した次の班間共同研究を強力に推進するための方針策定・企画調整など領域全体の指揮を執っている。共同研究について、企画提案とまとめ役を担うコーディネーターおよび企画の具体化・計画立案および研究実施を担当する若手キーパーソンを総括班が指名し、領域会議や共同研究会議で議論を重ねた結果、共同研究[A]として「ナノファイバによるNV中心含有ナノダイヤモンドの光圧選別輸送」、「ナノ流路の微細ケージへのナノ粒子光捕捉とマクロ配列」、共同研究[B]として「金属ナノ構造による高選択性キラル結晶化とその機構解明」、「微小液滴中のレーザー捕捉結晶成長制御法」、共同研究[C]として「液ー液界面での異種粒子同時捕捉・濃縮・配向制御」などの共同研究成果が既に挙がっている。若手研究者・学生を対象とした「若手トレーニング道場」は、総括班が中心となって企画し、平成29年度は、アンケート調査に基づき上記に加えて4コース[4.光源制御道場、5.超精密力計測道場、6.分子流体理論道場、7.微粒子合成道場]を開設し、延べ30名が参加した。このトレーニング道場を通じて各グループの若手はそれぞれの技術・手法を持ち帰り各自の研究に取り込んで展開を試みており、既に多数の共同研究に展開している。またアウトリーチ活動に用いるトラッピング装置を企業との連携で開発し、活動を本格化させた。成果報告会として年度末に第2回公開シンポジウム(大阪、参加者120名)を開催するとともに、レーザー学会、日本物理学会、日本化学会の年会等で領域関連シンポジウムを企画し開催した。本領域は、物性物理、光化学、フォトニクス、レーザー工学、ナノ機械工学、分子流体力学等の様々な分野の研究者で構成されており、異分野の先端的知見と技術を融合させてシナジー効果により新しい学際領域研究を開拓するための戦略的・組織的マネージメントが総括班に要求される重要課題である。この極めて広い研究分野をカバーして企画運営するために、総括班の評価グループは、当初、国内・海外評価委員それぞれ4名で構成していたが、物理、化学、生物、工学の各領域における光圧研究で著名な先生方5名にアドバイザーとして参画していただき、総括班会議において領域の方針策定・企画調整に関する議論に率直なご意見をいただくこととした。研究への考え方や取り組み方が違う異分野の先生方との議論によって領域マネージメントにおいても異分野融合の意識が高まりつつあることは高く自己評価している。また、総括班としての領域研究推進の企画運営、若手研究者の交流・育成プログラム、広報活動やイベント企画・アウトリーチ活動など、全般的な運営は当初計画通り順調に実行できていると考えている。班間共同研究[AC]を推進するため、総括班とコーディネーター・キーパーソンが密接に協力して企画立案と具体的な課題設定を行うとともに、課題毎に研究グループを組織化して共同研究体制を構築する役割を担う。また、若手トレーニング道場は更に道場を増やし、より広い研究分野を取り入れた共同研究の枠組みを築くとともに、若手研究者・学生の学問に対する視野を広げ、将来この学際的研究領域の担い手となる人材を育成する。さらに、領域会議、計画研究会議、班会議を適宜開催して共同研究のための情報交換・意見交換を行うとともに、総括班会議において領域の研究戦略・運営方針の議論を展開する。また、公募研究の募集についても、計画研究との連携を考慮しながら、期間後半に必要な要素研究課題を検討して募集要項を作成する。若手研究会、異分野研究室交換学生、海外派遣支援等の活動を引き続いて実施するとともに、平成30年度も台湾国立交通大学と本新学術領域の共催でサマーコースを台湾で開催し、学生を派遣して交流を深める計画となっている。また、学生・助教クラスから好評の若手研究者塾も評価委員の先生方と共に企画を進めていく。研究成果の情報発信としては、公開シンポジウムを1月に開催する他、国内・国際会議におけるシンポジウムやセミナーの企画、ニュースレターの発刊、ホームページの充実化を図る。総括班では、この目標の達成の可視化に向けて設定した次の班間共同研究を強力に推進するための方針策定・企画調整など領域全体の指揮を執った。共同研究[AC]それぞれに責任を持つコーディネーター(総括班構成員)を配置し、領域全体の研究情報を把握して企画提案を行うとともに、各共同研究に数名のキーパーソン(領域若手研究者)を設定し、領域内の他研究グループに滞在して積極的に異分野研究を調査し共同研究企画の具体化・計画立案および研究実施を担当する体制を取った。また、領域の知見・技術が融合した新しい共同研究を生み出すための仕掛けとして、若手研究者・学生が「若手トレーニング道場」において、光制御・光圧捕捉・シミュレーション・熱/流体制御・微細加工技術など、専門分野が異なる研究領域の技術・手法や考え方を滞在型研修で習得して自分の研究に活かすことにより、グループ間の連携体制を強化する取り組みを行った。その他、若手研究者・学生が将来この新しい研究領域の担い手となるため、特に分野融合的な視点を育てることに力点を置き、異分野若手交流会、異分野研究室交換学生、若手海外研修などの支援を組織的に実施した。

さらに領域の研究成果を情報発信し啓蒙活動を行うための公開シンポジウム、国内・国際学会シンポジウム・セミナーの開催、書籍の発刊等の企画とともに、領域ホームページ、ニュースレターによる成果発信、展示会出展による企業関係者との情報交換・意見交換を積極的に実施した共同研究[AC]を活性化させるための領域会議や共同研究会等、種々の活動を行った。各共同研究のキーパーソン(領域若手研究者)の活動や、若手が領域内の他研究グループに滞在して積極的に異分野研究を調査し、共同研究企画を具体化・計画立案するための活動が活発に行われ、初年度の体制構築は順調に進んだ。特に、若手研究者・学生を対象とした「若手トレーニング道場」を総括班が中心となって、領域全体の基礎となるべき技術の経験とノウハウを交換・習得する25日間のコースを企画し、平成28年度は、まず3コース[1.微細基板技術道場、2.光圧捕捉実践道場、3.微視的非局所光学応答理論道場]を実施し、学生から助教クラスまで延べ13名が受講するなどして、これを切掛けに共同研究が多く開始されるなど、想定以上の効果が得られている。一方、アウトリーチ活動については、機器の安全性確保のため、慎重な作製が必要であることが判明したため、予算を次年度に繰り越した。この件のみ、少し予定より遅れが出たが、全体の取り組みとしては、想定を超えた効果が多く出ており、全体として順調な進捗であると言える。本研究領域は、光が物質に及ぼす力、すなわち光圧を駆使し、「一つひとつのナノ物質を自在に選別し、非破壊・非接触に操る」ことによって高度な構造や機能を組み上げる「極微質量の人為的力学操作を通した秩序の創生」を目標とする。総括班では、この目標の達成の可視化に向けて設定した次の班間共同研究を強力に推進するための方針策定・企画調整など領域全体の指揮を執っている。共同研究について、企画提案とまとめ役を担うコーディネーターおよび企画の具体化・計画立案および研究実施を担当する若手キーパーソンを総括班が指名し、領域会議や共同研究会議で議論を重ねた結果、共同研究[A]として「ナノファイバによるNV中心含有ナノダイヤモンドの光圧選別輸送」、「ナノ流路の微細ケージへのナノ粒子光捕捉とマクロ配列」、共同研究[B]として「金属ナノ構造による高選択性キラル結晶化とその機構解明」、「微小液滴中のレーザー捕捉結晶成長制御法」、共同研究[C]として「液ー液界面での異種粒子同時捕捉・濃縮・配向制御」などの共同研究成果が既に挙がっている。若手研究者・学生を対象とした「若手トレーニング道場」は、総括班が中心となって企画し、平成29年度は、アンケート調査に基づき上記に加えて4コース[4.光源制御道場、5.超精密力計測道場、6.分子流体理論道場、7.微粒子合成道場]を開設し、延べ30名が参加した。このトレーニング道場を通じて各グループの若手はそれぞれの技術・手法を持ち帰り各自の研究に取り込んで展開を試みており、既に多数の共同研究に展開している。またアウトリーチ活動に用いるトラッピング装置を企業との連携で開発し、活動を本格化させた。
学習に依存した海馬場所細胞の動的変化の解明

海馬は記憶形成や空間認知に重要な脳領域である。この機能を支える神経基盤として考えられているのが、動物が特定の位置にいるときに発火する「場所細胞」である。場所細胞は環境の変化や記憶・学習に応じて柔軟に活動を変化させることが知られており、学習時の海馬神経細胞のモデルとなる。この場所細胞の活動は細胞ごとに異なっているが、これに着目した研究は少なく、学習時における場所細胞の活動の多様性の全容は不明である。本研究では、新たな環境の学習時における場所細胞の形成時間と場所細胞の持つ発火特性との関係に着目する。そして、学習中における神経細胞の活動のメカニズムを活動の多様性の観点より理解することを目指す。
生体内ポリアミン類の迅速定量法の開発

生体内ポリアミンの一種であるスペルミジンおよびスペルミンに高い選択性と高い感度を持つ呈色型および蛍光応答型機能性分子の開発を目指した。呈色応答型の分子では大腸菌内のスペルミジンの濃度をHPLCと同等の感度で定量することに成功した。また蛍光応答型分子ではフルオレセインを母核とし、ベンゼン環を追加し共役系を伸長した化合物を網羅的に合成し、その機能を明らかとした。生体内ポリアミン類はタンパク合成、核酸合成の過程に影響を与え、細胞増殖の必須因子として、また癌との関連も指摘される生体物質である。しかし生理作用が広いために踏み込んだ研究は少ない。ポリアミン類を研究するに当たり、最も基本的な濃度の測定でさえ煩雑な操作と高価な装置を必要としているのが現状である。我々は生体試料を加えその呈色・発光の変化を測定するだけで、生体試料中に含まれるポリアミン(特にスペルミジンとスペルミン)の濃度を測定できる試薬の開発を目指している。従来用いていたフェノールフタレイン骨格をスルホンフタレイン骨格に変換した化合物1を合成し、その機能を評価した。化合物1とスペルミジンおよびスペルミンの会合定数はそれぞれ10の7乗の前半であり、従来合成してきたフェノールフタレイン型の化合物に比べて約1万倍の感度向上を達成した。メタノール中でのスペルミジンの検出限界は0.1μmol/l程度であり、当初の目標の感度をクリアした。今後は化合物1を用いて、実際の生体試料を用いて、スペルミジン、スペルミンを検出できるか否かを検討すると同時に、蛍光応答性分子の開発に挑む。生体内ポリアミン類であるスペルミジン・スペルミンを認識し、高感度で迅速に定量する実用的な検出薬の開発を目的とし、今年度は(1)スルホンフタレイン母核を持つ化合物の最適化と(2)呈色型フェノールフタレイン母核から、蛍光応答型フルオレセイン骨格への変換の二つの課題に取り組んだ。(1)スルホンフタレイン母核を持つ化合物の最適化。前年度に母核をフェノールフタレインからスルホンフタレインに変換する事で、スペルミジンとの親和性を示す会合定数において約1万倍の向上を達成した。本化合物は感度的には目標とする数値を達成している。同じ生体内ポリアミン類であるカダベリンにも若干の応答を示しやや選択性に問題を持っていることは判っていたが、兎にも角にも実際に細胞を用いてスペルミジンの定量化が可能か否かを検討した。大腸菌を培養し大腸菌内のスペルミジン濃度を本法と従来法であるHLPC法とで比較検討した。その結果、生体内に存在する大量のカリウムイオンにスルホンフタレイン型分子が応答し、濃度を高く見積もってしまう事が判った。そこで系中にクリプタンドを共存させる事で、カリウムの影響を除外できることを見出し、本条件を用いる事でHPLC並みの感度での定量に成功した。(2)蛍光応答型フルオレセイン母核への変換。蛍光応答型にすることで、フローサイトメトリなどへの応用が考えられる。まず生体内の自家蛍光との吸収・発光の重なりを避けるため、近赤外領域に発光を示すフルオレセイン型の分子の開発に着手した。共鳴系を拡張するため単純にフルオレセインの両側、または片側にベンゼン環を拡張した化合物を合成したところ、予想通りに近赤外領域に発光を示す事が判った。本研究は既に論文の形にまとめる事ができた。蛍光量子収率の改善などの研究を引き続き行っている。1呈色型の検出試薬は昨年度に大腸菌を用いたスペルミジンの定量に成功した。この開発した分子にはいくつもの互変異性体が存在しており、その構造決定が困難であった。通常のNMR等を測定してもはっきりとしたシグナルが観察されなかった。そこで測定系を酸性に傾け、一種類の構造に収束させ、ようやく構造決定を行う事が出来た。また大腸菌内のスペルミジンの定量の成果を受けて、スペルミジンとスペルミンを区別して定量可能な分子をデザインし合成研究を行った。2蛍光応答型の分子については、ジナフトフルオレセイン型の蛍光色素を効率的に合成するために、キサントンの左右にベンゼン環を一枚づつ追加した、ジベンゾキサントン骨格を鍵中間として位置づけその網羅的合成法の開発を行った。驚いた事にキサントン合成で汎用されている手法が、ジベンゾキサントン骨格ではうまく適用できない基質が存在することが判った。このため種々反応条件を検討した。その結果、水を溶媒とし、弱塩基性で加温する条件を見出した。この手法は汎用性にとみ、本手法を用いて全ての縮環様式のジベンゾキサントン類を合成した。また合成したジベンゾキサントンは全て蛍光性を示した。しかも励起波長には大きな変化がなく、発光波長が縮環様式によって大きく異なっている事を見出した。即ち一波励起/多波長発光のマルチカラー化に適した性質を持っていることを見出した。

また合成したジベンゾキサントンのケトン性カルボニル基を足場とした化学修飾を行い、多くの蛍光色素を網羅的に合成した。現在これらの蛍光色素の光学特性を精査中である。研究計画では呈色型と蛍光応答型の二つの機能性分子を合成し、生体内ポリアミン類の迅速定量をめざす予定であった。このうち呈色型では、HPLC並みの感度で大腸菌内のスペルミジン濃度の定量を達成した。蛍光応答型の分子ではスペルミジンに応答する分子の開発は途上であるが、近赤外領域に蛍光応答する分子群を見出す事が出来た。これらの分子はポリアミン類の定量以外にも幅広い利用が考えられ大きな展開が期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。呈色型の分子については、大腸菌内のスペルミジンのみならず、他の生体サンプルの評価測定を行いたいと考えている。蛍光応答型の分子については、近赤外領域のみならず、合成した多数の蛍光色素を組み合わせ、マルチカラー化などにも取り組んでいく予定である。
in-situ XAFS分析システムによるめっき皮膜／基板界面の化学状態解明

絶縁性基板上でUV照射による基板表面改質法を組み合わせて成膜された無電解(電解)めっき皮膜についてXAFS測定を行った。AgのL3吸収端(3.35 keV)のスペクトルでは、試料条件による顕著な変化は確認されなかったものの、試料の最表面には酸化層の存在が示唆された。また、試料の加熱処理が可能なin-situ XAFS分析システムを開発した。He置換下において4 keV以下のX線を利用する転換電子収量法および部分蛍光収量法でのXAFS測定が可能である。絶縁性基板上でUV照射による基板表面改質法を組み合わせて形成した無電解めっき金属皮膜について,皮膜/基板界面の元素の化学結合状態および結晶構造,特に加熱処理による界面の状態変化から皮膜/基板界面の密着力を明らかにすることを目的とし,主としてXAFS測定の利用から研究を進める。平成26年度においては,主に試料測定位置で加熱処理が可能なin-situ XAFS分析システムの開発および導入を進めた。また,加熱処理等の作製条件の異なるめっき皮膜試料(ex-situ)について,XAFSの転換電子法(CEY)および蛍光法(PFY)により測定を行った。試料には,ソーダガラスを基板として無電解Cuめっきによる成膜後に電解Agめっきおよび電解Cuめっきを成膜した皮膜試料を使用した。XAFS測定は,九州シンクロトロン光研究センター(SAGA-LS)の九州大学ビームライン(BL06)で行った。開発し導入したin-situ XAFS分析システムでは,PBN(熱分解窒化硼素)ヒーター,および試料ホルダの材質にグラッシーカーボンを選定した。PBNヒーターは,仕様としては1000度C以上の昇温性能があり,また,グラッシーカーボンは,耐熱温度が約3000度Cであることに加えて,測定に関わるX線のエネルギー範囲に吸収端を持つ不純物元素濃度が極めて低いことから本研究におけるXAFS(CEYおよびPFY)測定に適したシステムである。in-situ XAFS分析システムと温度コントローラを接続し,温度制御システムの構築を進めた。一方,ex-situ試料のCEYおよびPFYによる測定を行い,CuのK吸収端(8.98keV)については大気中で,AgのL3-L1吸収端(3.35-3.81keV)についてはHe置換チェンバー内で測定した。絶縁性基板上でUV照射による基板表面改質法を組み合わせて形成した無電解めっき金属皮膜について、皮膜/基板界面の元素の化学結合状態および結晶構造、特に加熱処理による界面の状態変化から皮膜/基板界面の密着力を明らかにすることを目的とし、放射光を利用するX線吸収微細構造(XAFS)の分析システムの開発・高度化と併せて研究を進めた。試料には、ソーダガラスを基板として無電解Cuめっきによる成膜後に電解Agめっきおよび電解Cuめっきを成膜した試料を用いた。in-situ XAFS分析システムの開発およびこれを用いた測定は、九州シンクロトロン光研究センター(SAGA-LS)の九州大学ビームライン(BL06)において行った。XAFS測定では、転換電子収量法(CEY)により皮膜および基板表面、蛍光法(PFY)により皮膜/基板界面の考察を進めた。in-situ XAFS分析システムは、温度コントローラによる制御システムの高度化を進めた。学会・研究会において他事案を含めて当該研究課題の進捗について計2回(内1回は招待講演)報告した。in-situ XAFS分析システムの整備および無電解めっき皮膜試料の測定を進めた。共用機器であるX線検出器の故障のため蛍光法によるXAFS測定が実施できない期間が生じたが、転換電子収量法による測定および制御システムの高度化を進めた。絶縁性基板上でUV照射による基板表面改質法を組み合わせて形成した無電解めっき金属皮膜について、皮膜/基板界面の元素の化学結合状態および結晶構造、特に加熱処理による界面の状態変化から皮膜/基板界面の密着力を明らかにすることを目的とし、放射光を利用するX線吸収微細構造(XAFS)の分析システムの開発・高度化と併せて研究を行った。in-situ XAFS分析システムの開発及び測定は、九州シンクロトロン光研究センター(SAGA-LS)の九州大学ビームライン(BL06)において実施した。in-situ XAFS分析システムは、He置換(又は真空)可能なチェンバー内に加熱ヒーター(PG/PBN)及び熱電対を組み込んだ試料ホルダを設置し、温度コントローラにより試料温度を制御するシステムとした。XAFS測定では、転換電子収量法(CEY)により皮膜および基板表面、蛍光法(PFY)により皮膜/基板界面の検討を行った。蛍光法では、シリコンドリフト検出器(SDD)の出力信号から波高分析器により目的元素の蛍光X線の強度のみを取り出し、これをカウンターで計数してXAFSスペクトルとした。改質処理、触媒付与、無電解めっき、電解めっき等の各過程でのXAFS測定を行い、皮膜及び界面の状態について考察した。

He置換下において4 keV以下のX線を利用する転換電子収量法および部分蛍光収量法でのXAFS測定が可能である。平成26年度の当初計画通りHe置換チェンバー内におけるXAFS測定(転換電子法および蛍光法)を整備し,in-situ XAFS分析システムを開発し導入を行った。試料加熱処理部分のヒーターおよび試料ホルダ材質を若干見直し,より安定して実験を行えるシステムとした。ex-situ試料の測定も進め,本研究において重要となる元素の測定についても検討を進めた。次年度以降のin-situ実験を実施できる環境を整備した。in-situ XAFS分析システムの高度化を並行して進めながら無電解めっき金属皮膜のin-situ実験を進め、皮膜表面および皮膜/基板界面の考察を進める。試料温度上昇によるX線検出器への影響を調査しながら必要に応じて対策を検討する。分光計測in-situ XAFS分析システムの整備が進んだことから,当初計画の通り,次年度以降では,無電解めっき金属皮膜についてのin-situ実験を進める。温度制御システムのプログラム開発を含めて完成度を高める必要があるが,実験の実施と並行して進める。研究進捗に伴う消耗品費の変動、および、当該年度に参加した学会・研究会がいずれも所属機関で開催されたことから旅費の執行減となった。備品・消耗品等,およびそれら仕様の見直しによる購入価格の変動のため若干の次年度使用額が生じた。次年度配分額と合わせて執行する。平成27年度配分額と合わせて執行する。
チャネル変異による神経回路機能の長期的変化

われわれはこれまで、小脳失調症を示す電位依存性Ca^<2+>チャネル変異マウスの小脳スライス標本を用いて、変異がプルキンエ細胞へのシナプス入力に及ぼす効果を検討し、シナプス活動の多様な変化を見出してきた。本研究では、これまでの研究を発展させ、チャネル変異の全体像を把握することを目指して研究を進めた。具体的には下記の項目について研究を実行した。(1)最近報告されたrockerマウスにおける小脳神経回路解析を行った。rockerは比較的軽い小脳失調症を示す系統であるが、tottering、rollingなどと異なり、形態学的変化が報告されている。小脳失調症が、部分的にはシナプス伝達の機能的異常によることは明らかであるが、神経線維の減少など形態学的な変化の寄与は明らかでない。そのため、これらの二種類の異常が症状発現にどのような役割を果たしているかを、電気生理学的な検討に加え、蛍光色素による逆行性ラベリングや電顕観察を含めた形態学的な解析を行った。最終的な結論はまだ出せていないが、神経線維や樹状突起スパインの密度(樹状突起の長さあたり)の減少は見出されないが、樹状突起の進展の仕方とスパインの形態に異常があるとの予備的な結果を得て、現在数量的解析を進めている。(2)細胞・シナプスレベルでの異常と個体での異常を結びつけるためには、生体記録が不可欠であることから、生体記録システムを整備した。ガラス電極を用いてマウス小脳プルキンエ細胞のユニット記録をすることが可能となった。鬚にエアパフを加えることにより、刺激に反応する小脳活動を記録することができる。現在このシステムを用いて、正常コントロールのデータを蓄積しているところである。今後変異マウスの反応を記録し、比較していく予定である。P/Q型Ca^<2+>チャネルの変異により小脳失調症がおきることはよく知られており、その細胞的基盤となる小脳皮質の神経回路の異常に関しては、われわれを含めていくつかのグループより研究結果が報告されている。しかしながら、小脳失調症の原因には小脳皮質以外の部分の異常が関与していると考えられるが、その可能性に関する報告は皆無である。われわれはチャネル変異が神経回路に及ぼす影響を、系統的に理解することを目指して、小脳皮質からの唯一の出力系であるプルキンエ細胞から小脳核への投射を担うシナプス伝達を検討した。このシナプスは抑制性のシナプスであることが知られているが、神経線維を刺激することにより誘発される(evoked)IPSCは、カルシウムチャネル変異マウスでは著減しているにもかかわらず、自発性の微小IPSC(mIPSC)の大きさに著変は見られていない。またmIPSCの頻度にも異常はみられなかった。形態学的な解析では、totteringマウスにおいて肥大した神経終末が観察され、現在共同研究でその電顕像を検討中である。これらの結果は、小脳失調症の成因に小脳出力系の異常が関与していることを強く示唆するとともに、カルシウム代謝がシナプス発達に及ぼす影響を考える上で興味ある知見である。現在、他のカルシウムチャネル変異マウスを含め、登上線維の走行などを検討するとともに、in vivo記録への準備を行っている。
ULSI極微細配線におけるGHzエレクトロマイグレーション耐性限界評価法の確立

シリコン集積回路の信頼性問題とてして、(1)極薄ゲート絶縁膜の信頼性確保と、(2)極微細金属配線に大電流が流れたときのEM(Electromigration)信頼性確保が最も重要な解決すべき課題である。本研究は(2)に関するものである。現在開発の進められている0.1μm-MOSFET集積回路において、最もEM耐性確保が厳しいのはLSIチップの数十μmを接続する微細な金属配線部分である。GHzを越えるパルス電流が10^6-10^7Acm^<-2>の電流密度で流れる。MOSFETの動作を考えると従来のEM耐性評価法には大きな欠点がある。従来の評価ではDC電流をながしてEM耐性評価を行い許容電流密度を決定している。DC電流評価は最悪値を与えるという特徴があるが、0.1μmレベル配線では最悪値をもって設計するには、実際のレイアウトにおいて配線幅を確保できず設計の困難さが増加している。一般にパルス電流におけるEM評価を行うとDC電流評価より大きな電流密度を許容できると言われているがGHz信号においての評価が行われていない。本研究は、配線寿命評価のためのGHzEM評価パターンならびに回路構成を明示し、この評価パターンならびに回路を利用して周波数成分を含んだ寿命予測式を提示することを目的とした。平成13、14年度において、Siチップ上の伝送線路配線を利用した評価手法の確立をおこなった。3次元電磁界シミュレータを利用した線路設計法を確立し、現在評価チップの試作を行い、線路特性の測定評価を行った。伝送線路配線を利用したGHzEM評価の基礎を確立することができた。さらに、CMOS回路中に微細配線を挿入する方法の検討を行った。GHz領域のEM寿命予測の基盤を築くことができた。シリコン集積回路の信頼性問題として、(1)極薄ゲート絶縁膜の信頼性確保と、(2)極微細金属配線に大電流密度が流れたときのEM(Electromigration)信頼性確保が最も重要な解決すべき課題である。現在開発の進められている0.1μm-MOSFET集積回路において、最もEM耐性確保が厳しいのはLSlチップの数十μmを接続する微細な金属配線部分である。従来の評価ではDC電流を流してEM耐性評価を行い許容電流密度を決定している。本研究は、配線寿命評価のためのGHz EM評価パターンならびに回路構成を明示し、この評価パターンならびに回路を利用して周波数成分を含んだEM寿命予測式を提示することを目的とする。初年度である平成13年度は、Siチップ上の伝送線路配線を利用した評価手法の確立を目的とした。3次元電磁界シミュレータを利用した線路設計法を確立し、現在評価チップの試作を開始している。併せて、線路評価用GHz測定系を立ち上げた。平成14年度では、CMOS回路中に微細配線を挿入する方法を検討予定であるが、回路設計ツールなど必要装置の立ち上げが終了している。以上、研究計画に沿って研究は進行しており、次年度以降の研究遂行に支障はない。シリコン集積回路の信頼性問題とてして、(1)極薄ゲート絶縁膜の信頼性確保と、

(2)極微細金属配線に大電流が流れたときのEM (Electromigration)信頼性確保が最も重要な解決すべき課題である。本研究は(2)に関するものである。現在開発の進められている0.1μm-MOSFET集積回路において、最もEM耐性確保が厳しいのはLSIチップの数十μmを接続する微細な金属配線部分である。GHzを越えるパルス電流が10^6-10^7Acm^<-2>の電流密度で流れる。MOSFETの動作を考えると従来のEM耐性評価法には大きな欠点がある。従来の評価ではDC電流をながしてEM耐性評価を行い許容電流密度を決定している。DC電流評価は最悪値を与えるという特徴があるが、0.1μmレベル配線では最悪値をもって設計するには、実際のレイアウトにおいて配線幅を確保できず設計の困難さが増加している。一般にパルス電流におけるEM評価を行うとDC電流評価より大きな電流密度を許容できると言われているがGHz信号においての評価が行われていない。本研究は、配線寿命評価のためのGHz EM評価パターンならびに回路構成を明示し、この評価パターンならびに回路を利用して周波数成分を含んだ寿命予測式を提示することを目的とした。平成13、14年度において、Siチップ上の伝送線路配線を利用した評価手法の確立をおこなった。3次元電磁界シミュレータを利用した線路設計法を確立し、現在評価チップの試作を行い、線路特性の測定評価を行った。伝送線路配線を利用したGHz EM評価の基礎を確立することができた。さらに、CMOS回路中に微細配線を挿入する方法の検討を行った。GHz領域のEM寿命予測の基盤を築くことができた。
声紋分析によるクマゲラのVocal Communicationの研究

1.研究活動:クマゲラの音声による交信を声紋分析により研究するにあたり、つぎの研究活動を行なった。(1).秋田県森吉山、北海道富良野市山部東大演習林にて、クマゲラの生態調査及び音声の録音をした。(2).西ドイツ産クマゲラの音声の録音テープから多数のソナグラムを作製した。(3).森吉山、北海道及び西ドイツのクマゲラの音声のソナグラムを、それぞれ比較検討した。(4).森吉山のクマゲラの録音テープから、プレイバック用テープを製作し、それを北海道のクマゲラの雛に聞かせ、その反応を観察した。2.研究経過と結果(1).クマゲラの持つ、ほとんど全ての音声を録音し、それぞれのソナグラムを作製することができた。(2).クマゲラの持つ音声のうち、最も基本的な音声である「Kjah」及び「Kurr」音について、森吉山、北海道及び西ドイツのものを、それぞれ比較検討した。その結果、日本のクマゲラと西ドイツのクマゲラの基本的音声に相違が認められた。これは両地のクマゲラ個体群の違いによるものと考えられた。(3).プレイバック実験の結果、少なくとも、本州の森吉山のクマゲラの音声に対し、北海道のクマゲラの雛が反応することが確かめられたが、もっと多く、くり返し、実験する必要があろう。3.将来の展望今後は本州と北海道のクマゲラの基本的音声について比較検討する必要があろう。
液晶散逸構造における時空カオス制御

液晶電気対流における時空カオスに外力を加えることによって秩序化する時空カオス制御について、その手法とメカニズムに関する研究を行った。欠陥格子の時空間欠性の時空カオス制御は、時間的な同期が空間的な相互作用を介して空間的秩序構造を再形成することによって実現されていることがわかった。対流と液晶配向の南部-ゴールドストーン・モードの相互作用によって生じるソフトモード乱流は、液晶配向の揺らぎを抑える磁場によって制御できることがわかった。カオスに関する研究の一分野に、系の状態をカオスから秩序状態へと近づける「カオス制御」があり、フィードバック制御などの手法が確立されている。近年、これを大自由度系の時空カオス制御へ拡張する試みが始まっているが、実験研究関してはまだほとんど行われていない。そこで本研究は、液晶電気対流系で現れる時空カオスに対して、制御手法の確立と制御機構の解明を中心的な目的としている。特に、時空間欠性に対するパラメトリック摂動による時空カオス制御の機構解明と、欠陥乱流、グリッドパターン、ソフトモード乱流など、液晶電気対流の示す多様な時空カオスに対しても制御を試み、より普遍的な制御手法の確立を目指す。まず、時空間欠性の乱流ドメインの統計的性質を調べるために、観測領域のサイズ効果の影響をなくすために系全体を観察できるように改良したサンプルセルを用いて、乱流領域の分布関数を調べた。その分布関数がGauss分布を示すことがわかった。また、時空カオスの性質をラグランジュ的観点から明らかにするために、系に混入した粒子の非熱的Brown運動の観測を行った。欠陥乱流については、ホッピングによる拡散が見られ、拡散係数の制御パラメータ依存性から、活性化エネルギーを見積もった。欠陥格子では、パラメトリック摂動によって、対流ロールと平行な方向の粒子に一様なドリフトが見出された。その他、次年度以降の研究の準備として、磁場によるパラメトリック摂動、欠陥格子の低周波振動の付近のノイズ印加のためのシステムを確立した。また、時空カオス制御に伴うパターン揺動の性質の変化を調べるための、空間フーリエ係数モードの時間相関関数を求める手法を確立した。近年、系の状態をカオスから秩序状態へと近づける「カオス制御」を、大自由度系の時空カオス制御へ拡張する試みが始まっているが、実験研究関してはまだほとんど行われていない。過去の研究で、欠陥格子パターンにおいて現れる時空間欠性に対して、パラメトリック摂動によって乱流状態が秩序状態に変化する時空間欠性制御を実現していた。同様のパラメトリック摂動をグリッドパターンの時空間欠性に印加したが、制御ができないことがわかった。そのことにより、それぞれの時空間欠性の発生機構が異なることが示唆された。ソフトモード乱流に対して磁場を印加すると、南部-ゴールドストーン・モードが抑えられ、対流パターンは秩序化する。その秩序は「パターン秩序度」によって定量的に表される。今年度は、ステップ状に磁場を除去することによって、パターン秩序度が有限の値をもつ状態から、パターン秩序度ゼロのSMTへ向かって緩和していく過程を観測した。その結果、パターン秩序度は2段階の緩和を示すことがわかった。第1段階では、ジグザグ不安定モードの発生によってパターン秩序度は急激に減衰した。また第2段階では、南部ゴールドストーン・モードの効果によってゆっくりと緩和した。逆にステップ状に磁場を印加する場合は、磁場除去の場合とは異なり、パターン秩序度はさらに複雑なふるまいを示すことがわかった。それはSMTに特有の線状欠陥「ブラックライン」の存在が大きく関与していることがわかった。今年度は、ソフトモード乱流に対して磁場を印加することによってパターンが秩序化する制御過程について研究を行った。ソフトモード乱流は、南部-ゴールドストーン・モードとして振る舞う液晶配向が対流と相互作用することによって生じる。液晶が正の磁化率異方性をもつので、磁場を印加することによって南部-ゴールドストーン・モードを抑えることができる。その結果、ソフトモード乱流は制御される。ソフトモード乱流の制御は「パターン秩序度」とよばれる秩序変数によって定量的に測定された。

実験の結果、完全な制御まで数1000秒という非常に長い時間を要すること、制御過程が3領域に分けられることがわかった。また、その過程に「ブラックライン」とよばれる液晶配向の線状欠陥の存在が大きく関与しており、第1の領域ではブラックラインの線密度が急激に増加し、第2、第3の領域では徐々に減少していくことがわかった。
キャピラリーHPLC/エレクトロスプレーイオン化質量分析による微量蛋白質構造解析

本研究では、微量蛋白質構造解析用オンライン分離・分析法を確立することを目的に、エレクトロスプレーイオン源を装着した磁場型高分解能タンデム質量分析装置(現有設備)に内径0.3mm以下の細管カラムを用いて分離が行えるキャピラリー高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を接続した。質量分析及びキャピラリーHPLCにおける種々の条件検討、改良を行うことにより、磁場型質量分析計において世界で初めて微量試料のHPLC/MSが行えることを示した。その結果、微量試料の分離、構成成分の正確格な分子量による同定を同時に行うことができるようになった。蛋白質の構造解析においては、分子量による同定や様々な酵素によるペプチドマッピングを20ピコモル以下の微量で行うことができ、特にDNA塩基配列から推定された蛋白質、あるいは遺伝子組換え技術によって産生された蛋白質のアミノ酸配列、及び蛋白質翻訳後修飾の解析に有効である。実例として、植物由来のフェレドキシン、及びグルタミン合成酵素に見いだされた4種のアイソザイムの同定、遺伝子組み換え技術により産生された数種の蛋白質の一次構造の同定を行った。また、キャピラリーHPLCに微量溶出液を疎水性膜上にブロットできるマイクロブロットコーダー(平成6年度設備備品)を接続し、膜上に分離、回収される試料を他の分析法(アミノ酸分析、アミノ酸配列分析等)に供し、その応用性を評価した。その結果、キャピラリーHPLCにより分離された試料は90%以上という高効率で疎水膜上にブロッティングされることがわかった。この装置をキャピラリーHPLC/MSに接続することで質量分析による目的物質の分子量による同定と共に、膜上に回収される試料を既存の蛋白質化学的分析法に供することが可能となった。キャピラリーHPLC/エレクトロスプレーイオン化質量分析による微量蛋白質構造解析法を確立するために、キャピラリーHPLC、タンデム質量分析計及びマイクロブロットコーダーを接続、統合した.キャピラリーHPLCでの分離、マイクロブロットコーダー(平成6年度備品)上でのHPLC溶出液のブロッティング、質量分析におけるイオン化効率等の微量試料を分析するための諸条件を検討した。その結果、HPLCでの分離は流速3μl/分、また、溶媒としてはアセトニトリル/TFA系、質量分析計におけるイオン化のための添加溶媒としては1.2μl/分の流速で、2-メトキシエタノール/イソプロパノール/メタノール(1:1:1)の混合溶媒が最適であることが分かった.また、質量分析計への導入と同時にHPLCからの溶出液をT型スプリッターによって、1:1のスプリット比でマイクロブロットコーダーに分配し、試料の一部を高収率で疎水性膜上に回収することができた.上記装置を既知試料に応用した結果、キャピラリーHPLC/エレクトロスプレーイオン化質量分析によるペプチド、蛋白質の分子量測定では、検出限界2pmolという微量で、磁場性質量分析計としては初めてLC/MSとしてオンライン分析が可能となり、誤差0.01%以下の精度よい測定が達成された.また、マイクロブロットコーダーによる試料の回収率は90%以上で、さらに、疎水性膜上にブロットされた微量蛋白質(約10pmol)のアミノ酸配列分析が行えることがわかった.本方法を用いて、植物由来のフェレドキシン、グルタミン合成酵素に見いだされた4種のアイソザイム、並びにそれらの大腸菌による遺伝子組み換え蛋白質の一次構造の同定を行った.キャピラリーHPLC/エレクトロスプレーイオン化質量分析による微量蛋白質構造解析法を確立するために、平成6年度に諸々の条件検討を行うことにより構築したキャピラリーHPLC、タンデム質量分析計、及びマイクロブロットコーダーの組み合わせを平成7年度研究計画に基づいて、種々の蛋白質の一次構造解析に応用し、評価した。以下にその成果を列挙する。

1)種々の遺伝子組み換え蛋白質の同定に応用した結果、大腸菌で発現された人インターフェロン、及び、発熱連鎖球菌から新たに単離された蛋白質の遺伝子組み換え産物において幾つかの修飾様式を見いだした。また、これらの実験から、通常の方法では同定が困難な目的蛋白質の最終精製標品中に存在する不純物等の微量成分の検出に本方法が有効であることを示すことができた。2)酵素による安定同位体^<18>O(H_2^<18>Oを^<18>O源として使用)標識化により、蛋白質カルボキシ末端ペプチドの同定が可能であることを確かめた。3)人スーパーオキシドディスミュターゼにおいて、グルタチオンによる酸化的修飾が分子中の111番目のシステイン残基で特異的に起きることが明らかとなった。4)マイクロブロットコーダー(平成6年度設備備品)において、キャピラリーHPLCから溶出する液がより効率よく疎水性膜上に吸着するように、液がしみ出すニードル先端の動きを従来の直線からジグザグ方式に改良した。それにより、溶出液の浸潤効率が向上すると同時に、当初の装置において問題であった近接する画分間のクロスコンタミネーションが解消した。
マイクロ波照射と圧力操作を用いた有機微結晶の新規作製法の開発

有機微結晶の作製手段に関する研究。現行する有機微結晶の作製法の一つに、「再沈法」が挙げられる。この再沈法は、溶解度差を利用して有機微結晶を貧溶媒中に析出・分散させる手法である。再沈法は簡便で効果的な有機ナノ結晶の作製手段であり、これまでに多くのπ共役系化合物の微結晶化に成功している。しかしながら、有機色素系化合物のペリレンやテトラフェニルブタジエンは再沈殿後、比較的長時間、過飽和状態を経由するため、徐々に微結晶化が起こり、その間の粒子同士の凝集等によりサイズ分布の広がりおよび結晶化に長時間を要する等の問題点を有していた。有機微結晶に関する研究課題の一つにサイズに依存した光学特性評価がある、しかし、先に述べたように単分散サイズを有しない微結晶に対してはサイズと光学特性との相関性が正確に評価できない。そこでサイズ単分散化及び結晶作製時間の短縮を目的とした新たな有機微結晶作製法の検討が必要であった。研究代表者は新たな試みとして、再沈法にマイクロ波照射(2.45GHz)の操作を導入した有機微結晶作製法の確立を行った。これは、再沈法が水を主体とした作製法であり、且つマイクロ波が水を均一且つ高効率で加熱可能である性質に着目し、粒子の凝集に先んじて、短時間で結晶化を完結させてしまおうという発想が根底にある。結果としては、ペリレン、テトラフェニルブタジエン及びジアセチレン化合物であるDCHD等の化合物でサイズ単分散な微結晶を短時間で作製することに成功した。今回新たに興味深い一つの現象が明らかになった。それはファイバー状のDCHDモノマー結晶は紫外線による重合の前は柔軟な糸状構造を呈しているが、続いて紫外線による固相重合過程で、剛直な直鎖状ポリマーに形態変化していく様子を走査型電子顕微鏡により視覚的に確認した。これはナノ結晶では結晶格子が比較的柔らかく、重合がひずみを解消しながら進行していく事を示唆しているナノ構造特有の現象であり、バルク結晶での確認は困難であろう。しかしながら、有機色素系化合物のペリレンやテトラフェニルブタジェンは再沈殿後、比較的長時間、過飽和状態を経由するため、徐々に微結晶化が起こり、その間の粒子同士の凝集等によりサイズ分布の広がりおよび結晶化に長時間を要する等の問題点を有していた。有機微結晶に関する研究課題の一つにサイズに依存した光学特性評価がある。しかし、先に述べたように単分散サイズを有しない微結晶に対してはサイズと光学特性との相関性が正確に評価できない。結果としては、ペリレン、テトラフェニルブタジェン及びジアセチレン化合物であるDCHD等の化合物でサイズ単分散な微結晶を短時間で作製することに成功した。さらには、DCHDの系でテフロン性密封容器を使用しマイクロ波照射を試みた場合、DCHD微結晶のサイズ・形態を数μmのファイバー状のものから、100nm程度のキュービック状のものまで変化させることに成功した。密封系では良溶媒の残存や圧力が微結晶化に影響を与えていると推測し、現在検討中である。

結果としては、ペリレン、テトラフェニルブタジエン及びジアセチレン化合物であるDCHD等の化合物でサイズ単分散な微結晶を短時間で作製することに成功した。今回新たに興味深い一つの現象が明らかになった。それはファイバー状のDCHDモノマー結晶は紫外線による重合の前は柔軟な糸状構造を呈しているが、続いて紫外線による固相重合過程で、剛直な直鎖状ポリマーに形態変化していく様子を走査型電子顕微鏡により視覚的に確認した。これはナノ結晶では結晶格子が比較的柔らかく、重合がひずみを解消しながら進行していく事を示唆しているナノ構造特有の現象であり、バルク結晶での確認は困難であろう。
クレソンに含まれる抗炎症効果を示す機能性成分とその作用機序の解明

クレソンを摂食した場合に得られる健康増進効果について,抗炎症作用に注目した評価を行う。本研究では,病態モデルマウスにクレソン乾燥粉末およびクレソンに特徴的な物質であるフェネチルイソチオシアネート(PE-ITC),1,3-ジフェネチルウレア(PE-UR)をそれぞれ経口投与し,抗炎症作用とその作用機序を調べる。病態モデルには一般的な炎症反応モデルとアレルギー反応と炎症反応の複合的病態モデルを用い,異なる炎症に対する作用について考察する。また,ヒトが効果を得るために必要なクレソンの量を見積もり,臨床試験に向けた投与形態および投与量を設定するための知見を蓄積する。