hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アデニン関連化合物のHPLC-化学発光検出システムの開発と生体試料分析への応用

アデニン関連化合物のHPLC-化学発光検出システムを構築するにあたり、まず、フロー系を用いて発光反応条件を検討した。アデニンとフェニルグリオキサールとの反応によって得られる化学発光誘導体の発光観測には、過酸化水素、アルカリ水溶液、ジメチルホルムアミド(DMF)等が必要である。そこで以下に述べるフローインジェクションシステムをモデルとして化学発光検出を試みた。溶液A:キャリヤ-溶液、イソプロパノール(2-PrOH);溶液B:過酸化水素及び2-メルカプトエタノール(2-ME)を含む2-PrOHとDMFの等量混液;溶液C:NaOH水溶液。これらの溶液の送液は1台のペリスタ型ポンプを用いて行った。キャリヤ-溶液中に注入(10μL)された試料は、まず溶液Bと混和され、次いで溶液Cと合流したのち化学発光検出器に導かれる。試料にはアデニンとフェニルグリオキサールの反応混液を使用した。その結果、例えば、50mM過酸化水素、5mM2-ME及び0.15MNaOHを用いてそれぞれの流速を1.8mL/minに設定した場合、約30pmol/注入量のアデニンが検出でき(S/N=3)、フロー系を用いてアデニン誘導体の化学発光検出が可能であることが判明した。今後、アデニン関連化合物の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による分離条件の検討、並びにポストカラム試薬による化学発光誘導体化条件の検討を行い、DNA等を含むアデニン化合物の一斉高感度分析法の開発を行う予定である。また、本誘導体化反応による化学発光誘導体を単離し、その構造・性質を明かにすることは、化学発光試薬を開発するうえで非常に重要であるため、これについても検討を行っていく予定である。
成長表面パルス光照射を用いたレーザアブレーション高機能電子材料薄膜堆積装置の開発

本研究では、薄膜成長表面へのパルス光励起を行いながら各電子材料薄膜を堆積可能な装置を構成した。具体的には、YBa_2Cu_3O_x(YBCO)高温超伝導薄膜、不揮発メモリとして重要なPb(Zr_<0.52>Ti_<0.48>)O_3(PZT)強誘電体薄膜及び高密度光磁気記録用材料として重要なBi置換希土類鉄ガ-ネット(Bi:RIG)強磁性薄膜を、結晶配向、結晶粒径を制御しながら作製し評価した。特に、YBCO薄膜に関しては、本研究の主目的である成長表面へのパルス光照射を授用しながら薄膜を作製した。(1)YBCO薄膜:MgO基板は格子定数がYBCOとかなり異なり、MgO上で良好なa軸配向YBCO薄膜を作製することは容易ではない。そこで、YBCOとほぼ同じ結晶構造を有し、半導体的特性を示すPr系酸化物(PBCO)をバッファ層として使用することにより、良好なa軸配向YBCO薄膜を得ることができた。特に、a軸配向YBCO堆積のためには、低温で堆積したYBCOテンプレート層の使用や基板温度傾斜法が有効なことを見出すと共に、成長表面へのレーザ光照射により、YBCO薄膜のa軸配向度を大きく改善することに成功した。(2)PZT薄膜:PZTキャパシタ用電極として新しいTiA1N電極を提案し、当該電極上でペロブスカイトPZTを作製し、強誘電性のP-E履歴曲線を得ることができた。(3)Bi:YIG薄膜:Ptでコートした熱酸化Si基板上で、Bi_<1.5>Y_<1.5>Fe_5O_<12>薄膜を堆積しアニールすることによりガ-ネット構造のBi:YIGを得た。その上に、Bi_3Fe_5O_<12>薄膜を堆積し熱力学的非安定相であるBi完全置換鉄ガ-ネット(BiIG)薄膜を得ることができた。この結果は、ガドリニウムガリウムガ-ネット(GGG)基板上以外では得られていないファラデー回転能の大きなBiIG薄膜が、廉価で大面積化可能なSi基板上で得られたことを示すものである。なお、(2)、(3)については、今後、成長表面への光照射効果についても調べていきたい。
接触事故防止用杖操作特性対応型杖の開発

杖常用者の杖操作時の杖操作の特徴分析結果および薄暮時、夜間時に、LEDの種類や点滅条件などを変化させた時のLED視認特性分析結果から、杖歩行者の歩行様態に応じたLED点滅によりLEDの視認性を高めるともに、LEDの点滅の仕方により杖歩行者を連想させる手法および接触事故防止用LED実装杖を開発した。本研究は、高齢の杖歩行者が遭遇する接触事故を防止するために、LEDを搭載してその点滅により他者への気づきを促す接触事故防止用杖操作対応型杖の開発を目的としている。21年度は、杖歩行者の杖操作能を測定し、判定するための指標とした荷重および加速度の変化を抽出する各センサと杖への視認性を高めるLEDを搭載した杖を試作した。杖操作時の荷重および加速度の情報を構築して分析するために、各センサの出力情報は無線で送信し、PCに取込めるようにした。また、杖の操作様態を記録する情報の可視化および解析するための基本ソフトを製作した。LED点滅制御回路については、PCで作成した調光情報を記憶および登録する機能を持たせ、杖への実装可能なものにした。杖歩行者の杖歩行様態を整地されたグランドにおいて測定および分析した。その結果、杖操作能が杖の接地、離地時期に明確に表出することが分かった。杖歩行者に対する健常者のイメージ調査(ヒアリング調査)を行った結果、杖の存在と体幹の動きからイメージが漠然と形成されており、杖の仔細な操作状況には目が向けられていないことが分かった。またイメージは、日中、杖歩行者を見かけた時に形成されたもので、夜間での印象はなかった。LEDの視認性について、整地されたグランドにおいて、杖静止時と杖移動時の条件下で視認性評価実験を行った。視認距離については、杖静止>視認者静止で杖歩行者移動>視認者および杖歩行者共に移動の順に短くなることが明らかになった。また、視認者の移動速度を変えた場合、早歩きでは更に短くなることが明らかになった。これらの結果は、LED点滅による他者への気づきを促すための基礎的知見を与えるものと考える。22年度は杖操作特性の類型化プログラムを開発するために、環境因子の違いによる杖操作特性抽出実験を行った。その結果、整地な路面での杖歩行に対して不整地な路面の杖歩行では、歩行速度が遅くなること、特に、雨天では歩行速度が著しく減少することが明らかになった。杖歩行の1周期に対する杖の接床期間と離床期間に関しては有意な差は認められなかった。一方、前額面と矢状面での杖操作は環境因子により変化し、不整地な路面及び雨天では接床時及び離床時の前額面上での杖の速度変化に特徴が示され、悪条件下では杖のポジショニングが慎重になり細かな制御が行われていることが明らかになった。杖歩行速度、接床時及び離床時の杖の速度変化を指標に杖操作特性が三つに分類できることが分った。但し、杖使用者の体調に伴う日内変動は、悪条件下では明確な分離を可能にするまでには到らなかった。杖操作特性に基づくLED点滅パターン変換アルゴリズムの開発を行った。上述の杖操作特性の類型化に基づき加速度センサより接床及び離床の判定、周期の算出、杖の操作角度の算出を行い、LED点滅タイミングおよびパターンを決定するアルゴリズムを開発した。また、誘目性の視点から実装LEDを3個に増やし、点滅タイミングをずらした実験を行った結果、誘目性が向上する条件を見出すことはできたが、杖歩行者を連想させる条件の検証を得るまでには到らなかった。23年度は、以下の2課題について行った。(1)杖操作特性の類型化プログラムの開発(1)天候、歩行路面状況など環境因子の違いによる杖操作特性抽出実験路面の状態(アスファルト、タイル、リノリウム、フェルトの4種類)と天候(晴天、雨の2種類)の条件における杖操作特性を計測し分析した。雨の条件における路面はアスファルト、タイル、リノリウムとした。その結果、晴天時の歩行速度はフェルト>アルファルト>タイル>リノリウムで、杖操作時の加速度変化(最大)も同様な結果となった。一方、雨天時では、いずれの路面も歩行速度が低下するが、特にリノリウムでは著しい低下が認められ、また加速度も値は低いが不規則で頻繁に変化しており安定歩行の確保ための杖操作の特徴が明らかになった。(2)杖操作特性の類型化プログラムの作成(1)の結果に基づき、杖操作特性を学習して類型化(安定歩行と慎重歩行)するプログラムと(1)の環境条件を推定するプログラムを開発した。尚、転倒予兆を検出するアルゴリズムについては定性的推定判別に留まり、確立するまでには到らなかった。

(2)杖操作特性に基づくLED点滅パターン変換アルゴリズムの開発杖の操作状況に応じて視認性の高いLED点滅パターンを生成する変換アルゴリズムを開発した。視認性評価実験の結果、杖静止時と杖移動時で同等の視認性を確認することができた。一方、開発したLED点滅パターン変換アルゴリズムはきめ細やかな判定とLED点滅制御を行うアルゴリズムであるが、人の認識性能から過剰設定になっていることが推察された。別途検証する必要があると考える。杖歩行者を連想させるLED点滅パターンの開発については、各種LED点滅パターンを開発したが、連想との因果を検証するまでには到らなかった。これらの結果は、LED点滅による他者への気づきを促すための知見を与えるものと考える。
コンテンツ流通における開放型権利処理方式の多角的研究

3年間の研究成果は以下の5点に集約できる。1.端末に記録されるログ情報の正当性保証により信頼性のある情報交換ができることから、各種の権利情報を譲渡あるいは合併できる方式を提案した。2.権利者によって発行された権利情報を柔軟に流通させ、更にその情報に対して再編や再加工等の処理を流通経路上で分散して行える方式を提案し、方式の有効性を示した。3.権利処理のスケーラブルアーキテクチャとして、コンテンツ視聴に関する権利とそれに伴う実示の視聴制御を矛盾なく記述する方式を提案した。提案方式によって、コンテンツの部分々々に対して視聴者に許される行為をきめ細かく記述できると共に、コンテンツ間の視聴権利関係も記述することができる。更に、視聴者の嗜好に対応するターゲティングとコンテンツ代替という新しい機能も実現でき、その機能をプロトタイプによって実証した。4.コンテンツと権利の効率的な送受信に必要となる各種の権利処理エンティティ機能と、エンティティ間の関係を明らかにした。即ち、利用許諾制御機能、権利継承制御機能、権利許諾管理履歴、機能の3つが必要であり、これらの機能がエンティティ内で利用できることを前提とすれば、コンテンツの1次流通だけでなく、2次流通も円滑に行えることを示した。5.コンテンツ消費者もコンテンツ生産者となれる近未来の環境を「コンテンツ循環」と名付け、そこで発生するコンテンツ2次流通と権利処理の問題を検討して整理した。そして、矛盾なく派生権利情報を生成する手法、及びその記述言語を提案した。派生権利生成においては、2次流通時の利用を踏まえた元の権利の尊重と遵守、及び、元の権利と新たに発生する権利の無矛盾を保証する必要があり、これを自動的に処理する機能を提案言語は持っている。今後の課題としては、5の検証システムの構築による提案方式の検証と評価が残されている。本年度の主な検討項目要素は、開放性とユーザモビリティを考慮した権利の譲渡と合併方式、権利条件の再編成と派生関係保存を可能にする分散型権利流通処理方式であり、それぞれについて学会発表を行い研究成果を公表した。前者の研究成果を要約すると、端末に記録されるログ情報の正当性を暗号方式を組み合わせて確立することによって信頼性のおける情報交換ができることを利用し、端末に記録されている各種の権利情報を譲渡あるいは合併できることを明らかにした。また、後者の研究成果を要約すると、権利者によって発行された権利情報を柔軟に流通させ、更にその情報に対して再編や再加工等の処理を流通経路上で分散して行える方式を提案して方式の有効性を示した。ここでは、各種の国際標準に採用されているXrMLに対する語彙拡張によって機能を実現することを提案しており、既存の技術に対するシームレスな拡張方式が可能であることを併せて示している。一方、各種のビジネスモデルにおけるディジタル権利処理(以下DRMと略す)システムのモデル化の検討を開始した。これは、それぞれのシステムにおける各種の機能と権利処理の強固性、それら機能を実現あるいは運用するためのコスト、それら機能がもたらす権利者と仲介者と利用者へのそれぞれのメリットとデメリット、等を総合的に客観評価し、DRMシステムの客観的な評価と相互間の客観的な比較を可能とする方式の実現を目標とするものである。この研究成果によって、現在不可能なDRMシステムの客観評価を行えるようになり、工学的なシステム構築諭としてDRMシステムを扱うことができるようになることが期待できる。本検討に関しては、現在までの検討結果を学会発表を通して年度末に公開する予定である。昨年までの研究成果を踏まえ、本年度は権利処理のスケーラブルアーキテクチャと、コンテンツの2次流通と権利処理に関する課題に集中して検討を行った。まず、前者のスケーラブルアーキテクチャでは、コンテンツ視聴に関する権利とそれに伴う実際の視聴を制御する方式を検討し、それを矛盾なく記述する方式を考案した。

これは、視聴中のコンテンツの部分部分に対して視聴者に許される行為をきめ細かく記述できるという特徴を持つ方式であると共に、コンテンツ間の視聴権利関係も記述することができ、あるコンテンツを見ることを条件に別のコンテンツを見ることができるという関係も記述することができる。加えて、視聴者の嗜好に対応できる、いわゆる「ターゲティング」も実現可能な方式とした。更に、「コンテンツ代替」という新しい概念を提唱し、あるコンテンツを視聴したという事実が別のコンテンツの視聴と等価だと解釈させる記述を行うことで、多様なアプリケーションとサービスを生み出せることをプロトタイプによって実証した。一方、後者のコンテンツの2次流通と権利処理では、技術の発展に伴ってコンテンツ消費者もコンテンツ生産者となれる環境が整いつつあることから、このような環境を「コンテンツ循環」と名付け、そこにおけるコンテンツ2次流通と権利処理の問題を検討した。コンテンツ循環が起こると、コンテンツの再合成や編集によって、異なった権利の合併処理や解釈、ある権利の分解処理と解釈等を行わなければならない。本年度の研究によって、そのような問題点を整理し、課題の分析を行った。その結果、様々な権利処理上の矛盾解決や権利処理の効率性を行わなければならないことを具体的に明らかにした。また、コンテンツの1次流通と2次流通の効果や効率を併せて解析できるモデルを考案し、実証実験に向けて準備を始めた。昨年までの研究成果を踏まえ、3年間の研究のまとめとして、以下の研究成果を得た。まず、様々なエンティティ間におけるコンテンツと権利の効率的な送受信に必要となる機能を明らかにした。それらは、利用許諾制御機能、権利継承制御機能、権利許諾管理履歴機能の3つであり、これらの機能がエンティティ内で利用できることを前提とすれば、コンテンツの1次流通だけでなく、2次流通も円滑に行えることを示した。なお、これらの機能は、必ずしもエンティティ内に存在する必要はなく、外部に存在して通信機能を介し利用できてもよい。特に、権利許諾管理履歴機能は、後述するコンテンツ2次流通における権利矛盾に関わる重要な機能でもあり、外部で統一的に管理されるのが実際的であと考える。そして、コンテンツの2次流通における権利処理では、昨年度明らかにした要求条件を元に、矛盾なく派生権利情報を生成する手法、及びその記述方式を考案した。特に、派生権利生成においては、2次流通時の利用を踏まえた元の権利の尊重と遵守、及び、元の権利と新たに発生する権利の無矛盾を保証する必要があり、これを自動的に処理するための記述言語を開発した。この言語によれば、それぞれの権利者の権利を損なうことなく新しい権利の自動的な生成と、生成された権利中における論理矛盾の有無判定を自動的に行うことができるため、コンテンツの2次流通を更に促進することになると思われる。なお、現在検証システムを構築中であり、プロトタイプシステムにおける検証と評価は本研究期間中に完了することができず、今後の課題として残されている。
トンネル内に発生した可燃性混合気中を伝播する火炎に対する障害物の影響

可燃性混合気中を伝播する火炎に対する障害物の影響に関しては、流路内消炎問題、ガス漏れ事故に伴う火災の防止、等の観点から、最近の10年間、国内外にいくつかの研究事例がある。それらは、しかし、いずれも均一濃度の可燃性混合気中の伝播火炎を対象としており、また、いわゆるトンネル内に濃度勾配を有する層状の可燃性混合気が存在する場合の火炎伝播現象とは異なる条件下の研究である。一方、当研究室において、この数年間、液体燃料を浸潤した地面上に生成された濃度勾配を有する層状可燃性混合気中の火炎伝播の様子、及び伝播火炎に対する障害物の影響が研究され、その成果が公刊されたが、本研究課題はその発展課題である。平成3年度の研究のなかで、トンネル内の地面上発生し滞留する、濃度勾配を有する層状可燃性混合気の中の伝播火炎に対する地面上の障害物の効果が検討された。そのなかで、障害物による効果は、火炎がそれを乗り越える際の伝導熱損失の増加と、伝播する火炎面の乱れの促進との2つに分けられることが分かった。即ち、濃度勾配を有する層状可燃性混合法の中では、障害物により伝播火炎は減速されること、障害物の大きさ、形状、設置間隔、そして可燃性混合気層の厚さに直接の影響を与える地面温度、等が伝播火炎の挙動に大きく影響を与えることが明らかにされた。一方、トンネル内の天井に滞留する、濃度勾配を有する層状可燃性混合気中の伝播火炎は、浮力の影響を受けるために、それに対する障害物の影響も、安全工学上、また、基礎的な燃焼科学の立場から、今後の重要な検討課題であることが分かった。
砥石作業面のインプロセス測定による研削作業の最適化に関する研究

本研究は,砥石作業面を加工目的に応じた最適な状態に維持することによって研削加工を最適化しようとするもので,(1)砥石作業面を機上測定できるシステムの構築;(2)加工目的に応じた砥石作業面の生成;(3)砥石作業面性状の定量化;(4)砥石作業面性状のインプロセス測定;という研究計画からなっている.最も使用頻度が高い超砥粒砥石およびビトリファイドアルミナ砥石を対象として行った研究成果を以下に示す.(1)砥石作業面を直接測定する'静的手法'として,触針式粗さ計(触針法)およびデジタルイメージスコープ(画像処理法)を研削盤の砥石ヘッドに装着して砥石作業面を観測するシステムを構築した.その結果,超砥粒砥石に対し,形直し・目直し直後の初期研削工程における砥粒先端の微小破壊による切れ刃の増加,切れ刃先端の摩滅摩耗,結合剤の除去によるチップポケットの増大などの過度的過程を詳細に観測することに成功し,定常研削へ移行する時期を正確に評価できた.(2)'動的手法'として,ドレス条件を段階的に変えて異なった状態の砥石(標準状態)を生成し,それらの砥石から発生する研削音や研削振動の特徴をニューラルネットワークによって学習・識別するシステムを構築した.その結果,研削抵抗や仕上面粗さに明確な差が生じる程度に相違がある場合には,砥石作業面状態は精度よく識別できることがわかった.また,標準状態以外の状態を入力した場合,ネットワークは最も近い標準状態を出力した.さらに,摩耗した砥石から研削音を入力した場合,ドレッサ送り速度が小さく砥粒先端がより平坦化した標準状態を識別結果として出力した.このことから,本手法には柔軟性があり,使用する砥石ごとにいくつかの標準状態をあらかじめ学習させることによって,インプロセスで砥石の状態を評価することができることを示した.本研究は,砥石作業面の状態を制御することによって研削加工を最適化しようとするもので,(1)砥石作業面を機上測定できるシステムの構築;(2)加工目的に応じた砥石作業面の生成手法の開発;(3)砥石作業面性状の定量化;(4)砥石作業面性状のインプロセス測定;という研究計画からなる.主として無気孔形超砥粒砥石(砥粒:CBN/ダイヤモンド,結合剤:レジン/メタル)を対象として行った初年度の研究成果を以下に示す.1. (a)触針式粗さ計の測定プローブと(b)デジタルイメージスコープを研削盤の砥石ヘッドに装着し,機上にて砥石作業面を観測できるシステムを構築した.(a)では砥石断面プロフィールから砥粒突出量,チップポケット深さ,連続切れ刃間隔,切れ刃の周・深さ方向分布,(b)では画像処理手法を用いることによって,砥粒切れ刃の微視的な形態とその消長の観測および切れ刃の平面的な分布状態を測定することが可能になった.2.形直しによって砥粒先端を平坦化して切れ刃高さを揃えた場合,仕上面粗さは向上するが,ダイヤモンドブロックツルアを用いる方法では形直し時に砥粒が損傷を受け,研削る初期の段階で切れ刃先端が微小破壊し易い.また,研削作業に伴う砥粒の脱落も観察され,ダメージの少ない形直し条件・手法の再考が必要である.3.形直し後WAスティックによって目直しする場合,目直し初期に結合剤が大きく除去され突出量が急激に増加する.そのため,突出量を高精度に調整するためには,砥石より微粒のドレッサを用いる必要がある.4.種々の形直し・目直し条件によって異なった砥石作業面を生成し,研削時における研削音と研削振動を計測・分析した結果,砥粒突出量や切れ刃分布に加え,結合剤によって異なる特性を示すことが明らかになった.今後,測定の高速化・自動化および砥石作業面性状を表す各パラメータと研削特性との関係の同定を行う.本研究は,砥石作業面を加工目的に応じた最適な状態に維持することによって研削加工を最適化しようとするもので,(1)砥石作業面を機上測定できるシステムの構築;(2)加工目的に応じた砥石作業面の生成;(3)砥石作業面性状の定量化;(4)砥石作業面性状のインプロセス測定;という研究計画からなっている.最も使用頻度が高い超砥粒砥石およびビトリファイドアルミナ砥石を対象として行った研究成果を以下に示す.(1)砥石作業面を直接測定する'静的手法'として,触針式粗さ計(触針法)およびデジタルイメージスコープ(画像処理法)を研削盤の砥石ヘッドに装着して砥石作業面を観測するシステムを構築した.その結果,超砥粒砥石に対し,形直し・目直し直後の初期研削工程における砥粒先端の微小破壊による切れ刃の増加,切れ刃先端の摩滅摩耗,結合剤の除去によるチップポケットの増大などの過度的過程を詳細に観測することに成功し,定常研削へ移行する時期を正確に評価できた.(2)'動的手法'として,ドレス条件を段階的に変えて異なった状態の砥石(標準状態)を生成し,それらの砥石から発生する研削音や研削振動の特徴をニューラルネットワークによって学習・識別するシステムを構築した.その結果,研削抵抗や仕上面粗さに明確な差が生じる程度に相違がある場合には,砥石作業面状態は精度よく識別できることがわかった.また,標準状態以外の状態を入力した場合,ネットワークは最も近い標準状態を出力した.

さらに,摩耗した砥石から研削音を入力した場合,ドレッサ送り速度が小さく砥粒先端がより平坦化した標準状態を識別結果として出力した.このことから,本手法には柔軟性があり,使用する砥石ごとにいくつかの標準状態をあらかじめ学習させることによって,インプロセスで砥石の状態を評価することができることを示した.本研究は,砥石作業面の状態を適切に形成・維持することによって研削加工を最適化しようとするもので,(1)砥石作業面を機上測定できるシステムの構築;(2)加工目的に応じた砥石作業面の生成手法の開発;(3)砥石作業面性状の定量化;(4)砥石作業面性状のインプロセス測定;という研究計画からな.無気孔形超砥粒砥石およびビトリファイドアルミナ砥石を対象として行った平成11年度の研究成果を以下に示す.(1)触針式粗さ計(触針法)およびデジタルイメージスコープ(画像処理法)を研削盤の砥石ヘッドに装着し、機上にて砥石作業面を観測できるシステムを構築した。両者を精密回転ステージ上に装着することによって、同一部分の砥石断面プロフィールと砥石表面形態を比較測定することが可能になった。また、画像処理法では、テンプレートマッチングによる画像の連結処理を加えることによって、一度により広領域の観測が可能となり、連続切れ刃間隔や切れ刃面積率の測定精度が向上した。(2)ニューラルネットワークを用いて,研削音あるいは研削振動のパワースペクトルから砥石作業面性状を認識することを試みた.すなわち,ドレス条件を段階的に変えて異なった状態の砥石(標準状態)を作製し,それらの砥石から発生する研削音や研削振動の特徴を識別することによって,実際の研削時における砥石作業面の状態を識別した.その結果、研削抵抗や仕上面粗さに明確な差が生じる程度に相違がある場合には,砥石作業面状態は比較的制度よく識別できた.しかし,本研究の最終目的である,チップポケット深さや切れ刃摩耗面積のわずかな違いを識別するまでには至らなかった.今後、ニューラルネットワークの識別アルゴリズムの改良を行う.次年度は,測定の自動化および砥石作業面性状を表す各パラメータと研削特性との関係の同定を行う.本研究は,砥石作業面を加工目的に応じた最適な状態に維持することによって研削加工を最適化しようとするもので,(1)砥石作業面を機上測定できるシステムの構築;(2)加工目的に応じた砥石作業面の生成;(3)砥石作業面性状の定量化;(4)砥石作業面性状のインプロセス測定;という研究計画からなっている.最も使用頻度が高い超砥粒砥石およびビトリファイドアルミナ砥石を対象として行った研究成果を以下に示す.(1)砥石作業面を直接測定する'静的手法'として,触針式粗さ計(触針法)およびデジタルイメージスコープ(画像処理法)を研削盤の砥石ヘッドに装着して砥石作業面を観測するシステムを構築した.その結果,超砥粒砥石に対し,形直し・目直し直後の初期研削工程における砥粒先端の微小破壊による切れ刃の増加,切れ刃先端の摩滅摩耗,結合剤の除去によるチップポケットの増大などの過度的過程を詳細に観測することに成功し,定常研削へ移行する時期を正確に評価できた.(2)'動的手法'として,ドレス条件を段階的に変えて異なった状態の砥石(標準状態)を生成2し,それらの砥石から発生する研削音や研削振動の特徴をニューラルネットワークによって学習・識別するシステムを構築した.
薬物-腫瘍遺伝学的支援検査の樹立

現在、国民の30%は癌死で、近い将来の高齢化社会では、70%のヒトはがんに1度は苦しむであろうと言われている。従って、理想的な医療モデルと言われるPersonalized Oncologyの促進をはかることを国民広く望んでいる。特に、臨床検査の立場から「がん細胞の免疫形質特性(Immunophenotype)や遺伝子特性(Cytogenetic)の評価と同時に個体の体質的特性(生殖細胞遺伝子情報)と腫瘍ゲノム特性とを会わせ、同時にPersonalized Oncologyの発展に寄与出来るgenomic test systemを構築することを目的とし、一部実施した。本研究の最終目的は、ヒトの綱羅的な癌関連個性(薬物代謝個性、免疫反応個性)に基づいて、真のてTailar madeないし個性化医療の実現ために、可能な限り現実の検査として支援出来るsystemを構築しようとするためである。すでに、現実的に固形がんの一部乳癌、大腸癌、肺がんなどや造血器腫瘍ではその遺伝子特性の検出なくしては適確な標準的治療が出来ない。今年度はこの点を解決すべき検査技術的改良とその検証、そして臨床へのpilot studyを下記の様に行った。・今年度は一年目であり検査に関連する倫理委員会に申請し、許可をえた。新たに支援検査として開始した事項は2)固形がんでは、新しい抗癌剤ArbitxはEGF-Rをブロックして下流へのsignal blockを介して抗腫瘍効果をたらすが、signal pathwayの途中のmediatorの変異で効果を失うことから、Arbituxの使用にはRas変異の有無の検査が不可欠出会う。従って、今年度は標本ブロックからRas変異の適正な検査法を検討した。その結果、HE染色でがんとした部分を別のパアフィンブロックから1カ所切り出し、ゲノムを抽出後、pyrosquencingして変異を同定した。本法は、従来のRas変異検出率と同等以上の成績だった。現在、本法を導入して実際の患者に適応し、clinical validationに肺言っている。次に、肝癌は第三位の高発生でIFN療法に対する期待は大きい。日本ではHCVのgeneno-typeに基づいてIFN有効性を予想し、IFN治療の適応が決定される。最近、明らかになりつつあるIFN感受性SNPを3種類選択し、pyrosequence法にて感受性型SNPを同定する検査アルゴリズムを樹立しつうある。次年度導入したい。本研究の最終目的は、近い将来においてがん治療の中心となる分子標的療法と個別化医療の促進を計ることとその実施に当たってのpharmacogenomics検査の効率的なシステムの構築である。また、真の個別化医療とは、がんの個性・患者の個性・患者の人生観の個性・がんの原因の個性などを網羅的に統合的した医療が真の個別化医療と考えられる。そこで。今年度は、そのために、現在導入されている分子標的の先陣を走るPh(+)白血病のM-,m-,μ-bcr-ab1を定量し、Gleevecや類似のチロシンキナーゼinhibitorsの効果のmonitorし、これらの薬物に対する抵抗性とchimeric ab1の変異の出現の相互関係を調べた。このpreliminary実験の過程でab1遺伝子は35bp insertionをchimericに限らず存在することを見いだした。この意義づけは今後の薬物反応性と関係で明らかにして行きたい。次に、chimeric ab1のmutationsとGlevecの抵抗性については、昨年に引き続き症例を増やし、mutationの発現と抵抗性の程度、使用量との関係をMRDのレベルで評可するsystemを樹立したい。一方、K-Ras wild-ype and mutantとの関係は症例を追跡しつつある。さらに、今年度は肝癌のRibavrin+Peg-IFNによる前がん状態の治療に関する個別化治療について新たに追加した。従来、本治療の場合、患者サイドの個性は無視して、肝炎ウイルスHCVのgenotypenにて層別化して治療の適応が決められていた。即ち、患者サイドの遺伝的情報は無視されていた。所が、IL28B遺伝子はIFN-rの産生を介して感染クリアランスやExogeneous IFN療法に影響する。このことは、今後はウイルス性悪性腫瘍ではウイルスの個性とIL28BのSNPにも注意する必要があることが分かってきた。尚、大腸がんのCompanion Diagnosticsとしてのk-Rasの検査は約150例になり、今後はwild-typeとmutation間でのErbitaxの有効性についてまとめる時期になった。奇しくも分子標的療法が臨床の現場に導入されんとする時に、本科学研究補助費の援助を受けて多くの成果・原著論文を発刊することが出来た。
TTRの断片化を活用したFAP病態解明へのブレイクスルーと新規疾患モデル構築

TTR C末端側を使用し、培養細胞上でハイスループットにTTRアミロイドの沈着量を評価可能なCell-based assay法を確立した。培養細胞上で形成したTTR C末端側由来のアミロイドは細胞死、アポトーシスを誘導した。Off-patent医薬品約1200種類を用いてアミロイド抑制作用のある化合物のスクリーニングを行った。複数の化合物でTTRアミロイド形成の抑制効果が確認できた。今後は、これらの化合物がどの様にアミロイド形成を抑制するのか詳細に検討する予定である。アミロイド原性の高いTTR81-127を血管平滑筋由来の細胞株であるglomotelに添加すると、細胞表面にコンゴレッド染色陽性で偏光顕微鏡下でアップルグリーンを呈する明確なアミロイド沈着を生じることを確認した。TTR1-80, TTR49-127, TTR全長(野生型、変異型)を加えた場合にはアミロイド沈着は確認されなかった。TTR81-127を用いてハイスループットな細胞培養モデルを確立するために、各種のマイクロプレートを用いたcell-basedアッセイ法を検証した。ハーフウエルサイズの96 wellマイクロプレートを用いて、抗体でTTR沈着量を検証するcell-based ELISA法とアミロイドに特異的に結合し蛍光下で検出可能なcell-based FBS法を確立した。これらの方法で細胞表面に沈着したアミロイドを定量評価することが可能であった。また、継時的に評価したところ、また、これらの方法を用いて細胞毒性、caspase 3を評価したところ、TTR81-127を25 μM以上で負荷した場合にアポトーシスが誘導されることが判明した。新規のモデル動物とし線虫の体壁に発現させた新規線虫モデルを作成し、体壁へのTTRの凝集や線虫の運動機能の低下、線虫の寿命などを検証している。各種のC末端側TTRに対する抗TTRペプチド抗体を作成した。これらの抗体を用いて、患者の血液中や各組織で断片化TTRを検出した。培養細胞モデルや線虫モデルの作成は予定通り進行している。これらのモデルを活用した病態解析も順調に進行している。アミロイド原性の高いTTRのC末端側フラグメントペプチドを用いて、細胞培養モデルを構築した。本細胞培養モデルを用いて、TTRアミロイドーシスの病態解析を行った。複数の細胞株に対して細胞毒性を示すことが確認された。RNA-seqを用いた網羅的発現解析で、アポトーシスに関連する分子や、炎症、細胞接着に関連する分子の発現誘導が確認された。また、細胞培養モデルを用いて、抗アミロイド作用を持つ化合物のスクリーニングを行った。1次スクリーニングで約1200化合物から75化合物を抽出し、2次スクリーニングで20化合物を抽出した。これらの候補化合物を用いて、試験管内のアミロイド形成抑制作用とすでに形成されたアミロイド線維の分解作用を検証している。またこれらの化合物の中には、TTR安定化作用も合わせて有するものが存在することも明らかとなった。今後はin vivoモデルを用いて、抗アミロイド効果を検討する。新規のin vivoモデルであるTTR発現線虫を作成している。特にTTRのC末端側を発現する線虫に運動機能の低下や、凝集物の形成、寿命の短縮などの表現型が認められた。TTRのC末端側に特異的に反応する抗体を作成し、アミロイドの形成を抑制するか検討した。いくつかのTTR抗体はアミロイド化したTTRに特異的に反応し、in vitroの検討でアミロイド形成を抑制することが判明した。今後、in vivoモデルを用いたアミロイド抑制効果を検証する予定である。化合物スクリーニング、in vivoモデルの作成は順調に進展している。前年度まで実施してきた研究を継続して行った。アミロイド原性の高いTTRのC末端側フラグメントペプチドを用いた細胞培養モデルを構築し、TTRアミロイドーシスの病態解析を継続して実施した。RNA-seqを用いた網羅的発現解析で得られた発現変動分子をリアルタイムPCR法で解析し、血管平滑筋や神経由来の複数の細胞株でアミロイド沈着量に依存して発現変動が確認できた。また、アポトーシスに関連する分子の発現誘導も確認された。また、前年度までに得られた抗アミロイド作用を持つ化合物の解析を詳細に実施し、アミロイド形成抑制作用およびアミロイド線維の分解作用が化合物の容量依存性に確認できた。TTRのアミロイド形成過程で、TTRの四量体が単量体へ解離する過程も重要と考えられてきたが、アミロイド線維を分解する作用が確認できた化合物の中で、TTR四量体の安定化作用も合わせて有する化合物も同定できた。今後はこれら化合物の抗アミロイド効果やアミロイド分解作用のメカニズムを詳細に解析する。アミロイド化したTTRに特異的に反応する抗体を用いた抗体治療の解析を実施し、培養細胞上でアミロイド形成抑制効果が確認できた。また、マクロファージ由来の細胞株を加えることで、より効率良くアミロイドを除去できることも確認できた。今後はアミロイド特異的な抗体およびマクロファージがどの様にTTRアミロイドを除去するか詳細に解析する予定である。本病態を解析可能なin vivoモデルの開発が完了すれば、in vivoモデルを用いて上記の化合物や抗体の抗アミロイド効果を検討する。

Off-patent医薬品約1200種類を用いてアミロイド抑制作用のある化合物のスクリーニングを行った。複数の化合物でTTRアミロイド形成の抑制効果が確認できた。今後は、これらの化合物がどの様にアミロイド形成を抑制するのか詳細に検討する予定である。現在の研究を発展させ予定通り進行していく。特に細胞培養モデルを用いて、RNA-seq解析や蛋白質アレイによる網羅的な解析を行い、アミロイド沈着が細胞に及ぼす影響を検証する。線虫モデルに関しては、TTRフラグメント部位別や、細胞外分泌の有無による違いを検証する。これらの解析がある程度進行した後に、新規モデルを活用した治療候補薬のスクリーニングにも着手する。抽出した化合物のアミロイド抑制効果をさらに詳細に検証すると共に、in vivoモデルの作成とin vivoモデルを用いた化合物の作用を検証する。アミロイドーシス培養細胞実験や線虫モデルの詳細な病態解析(網羅的な解析)は次年度に実施する事としたため、次年度使用額は生じた。薬剤スクリーニング研究の進展に関連して、本年度の研究遂行には予定より少額の使用となった。次年度以降に予定分を使用し研究を遂行する。RNA-seqやLC-MS/MS解析、プロテインアレイ解析を実施する費用として使用する。細胞培養モデルを用いた抗アミロイド薬スクリーニング、線虫モデルの構築に用いる。
発生・形態形成の個体レベルにおける分子生物学的研究

1.脳におけるカドヘリンの発現パターンの詳細なマッピングを継続し、次の結果を得た。まず、初期胚の脳において複数のカドヘリンがニューロメアという構造単位を規定するように発現し、脳の分節化に重要な役割を果たしていることの証拠を得た。次に、カドヘリンがシナプスに存在する間接証拠を得た。これにより、カドヘリンが神経ネットワーク形成の鍵となる可能性が一層高まった。一方、ショウジョウバエの神経系において発現するカドヘリンを新たに同定し、その機能を分子遺伝学的に解明する手掛りを得た。2.ニワトリαAクリスタリン遺伝子のエンハンサーに結合するL-mafの発現分布を調べた結果、将来水晶体に分化する外胚葉領域で発現が始まり、しかも体全体の中でこの領域だけが陽性であった。この発見は、L-mafが水晶体分化の中心的制御因子である可能性を示唆している。3.始原生殖細胞由来EG細胞を生殖細胞欠失マウスに移植すると、生殖細胞特異的なマーカーにより認識される細胞が確認され、EG細胞から生殖細胞が誘導される可能性が示唆された。このシステムが確立すれば、生殖系の遺伝子操作が容易となりその意義は大きい。4.RNA結合蛋白質musashi遺伝子がマウス中枢神経系の幹細胞特異的に発現していることを明らかにした。5.ショウジョウバエの筋肉表面因子コネクチンをすべての筋肉で異所的に発現させることにより、神経-筋肉間の誘因的な認識分子として機能し得ることを明らかにした。また、F-スポンジンと相同性がある分子が一部の筋肉だけで発現されることを明らかにした。6.消化管におけるHoxBクラスターの発現を調べ、特に肺において構造的区画及びBMP4,Wnt5aなどのシグナル因子の発現と相関する興味深い発現パターンを発見した。7.Fak欠損マウスから細胞株を樹立し、細胞の移動能の低下、focal contactの欠失、microspikeの形成異常などを見い出した。また、Otx2欠損マウスを解析し、頭部の吻側、尾側の構造異常を認め、その頭部形成上の役割を証明した。8.神経前駆細胞で発現するHES-1のノックアウトマウスを作製し解析したところ、無脳症になること、また、神経分化が早熟的に起きることがわかった。9.初期発生の異常を引き起こすjmj遺伝子の構造を明らかにすると共に、新たに、胸腺、背部結合組織の異常を発見した。10.マウス原腸形成に関与する遺伝子のクローニングのためにPCRディファレンシャルディスプレイ法を適用し、部域特異的に発現される遺伝子がクローニングできることが確認された。
空港ネットワークの生産性を考慮した投資効果評価手法に関する研究

航空輸送サービス産業の生産活動において,空港という社会資本が不可欠である以上,空港容量が逼迫しボトルネック化することによって,生産効率性が低下することは不可避である.特にネットワークの中核をなす空港における容量制約は,効率的に生産量拡大が可能な地点における物理的な生産量制約となり,航空輸送サービス産業の成長を阻害する主要因となる.したがって,そのような空港における容量に余裕を持つこと自体が,経済学的な意味での生産効率性の向上をもたらすと言える.また,航空輸送サービスは,様々な産業の生産活動において派生需要として中間投入的に利用されるため,この生産性の向上の効果は航空輸送サービス産業のみならず,あらゆる産業の経済活動に波及すると考えられる.その結果,国民経済レベルでの大きな効果が生じると期待される.一般に用いられる(部分均衡的な)費用便益分析の手法や産業連関分析による経済効果手法では,事前にwith/withoutそれぞれのケースについて航空需要予測値を推定することが必要となる.このため,需要予測値が得られていなければ,経済効果計測を行うことができないという問題点を抱えている.したがって,航空需要予測値の有無に依存せず,空港整備による経済効果を直接推定する手法が望まれる.本研究は,空港の容量拡大による航空輸送サービスの生産性向上,およびその経済波及効果・便益を,需要予測値の有無に依存せず,評価する手法を構築した.その適用事例として,我が国の国内航空輸送ネットワークの中心的空港である羽田空港の容量拡大による,航空輸送サービス産業の生産性向上と経済効果を推定するモデルを同定した.さらに本研究は,羽田空港の整備が我が国経済に及ぼしてきた効果,再拡張事業等による将来の容量拡大がもたらす効果の定量的推定を行った.空港整備は,直接的には空港容量拡大や施設機能の向上などの効果をもたらし,その結果として航空機運航の効率化,安全性や確実性の向上等,様々な形で航空輸送サービスの発展に寄与する.これは,航空輸送サービスの供給における生産性の向上と捉えることができる.我が国経済の中心である首都圏における空港容量は,航空輸送産業の生産容量を制約する要因,すなわち長距離国内交通のサービス供給能力を制限する要因となる.首都圏の空港容量拡大は,航空路線の多様化やダイヤ設定の自由度など,直接的には航空オペレーションの効率化をもたらす.その結果,限界費用曲線がシフトし,国内交通のモビリティが向上すると考えられる.我が国の国内航空輸送ネットワークの中心的空港は,東京国際空港(以下羽田空港と呼ぶ)である.したがって,羽田空港の容量拡大が,航空輸送サービス産業の生産性へ寄与する度合は大きいと考えられる.また,航空輸送サービスは,様々な産業の生産活動において中間投入として利用されるため,この生産性の向上の効果は航空輸送サービス産業のみならず,あらゆる産業の経済活動に波及すると考えられる.その結果,国民経済レベルでの大きな効果が生じると期待される.従来の手法では,需要予測結果を基に産業連関モデル等から経済効果を推定する方法や,CGEモデルにおいて技術変化を外生的に与える方法が主であった.しかし,本研究では空港容量拡大とその経済効果の関係をモデル化し,空港整備と経済効果を直接結びつけて評価することを可能な手法を開発した.さらに本研究は,羽田空港の整備が我が国経済に及ぼしてきた効果,再拡張事業等による将来の容量拡大がもたらす効果についても試算を行った.航空輸送サービス産業の生産活動において,空港という社会資本が不可欠である以上,空港容量が逼迫しボトルネック化することによって,生産効率性が低下することは不可避である.特にネットワークの中核をなす空港における容量制約は,効率的に生産量拡大が可能な地点における物理的な生産量制約となり,航空輸送サービス産業の成長を阻害する主要因となる.したがって,そのような空港における容量に余裕を持つこと自体が,経済学的な意味での生産効率性の向上をもたらすと言える.また,航空輸送サービスは,様々な産業の生産活動において派生需要として中間投入的に利用されるため,この生産性の向上の効果は航空輸送サービス産業のみならず,あらゆる産業の経済活動に波及すると考えられる.その結果,国民経済レベルでの大きな効果が生じると期待される.一般に用いられる(部分均衡的な)費用便益分析の手法や産業連関分析による経済効果手法では,事前にwith/withoutそれぞれのケースについて航空需要予測値を推定することが必要となる.このため,需要予測値が得られていなければ,経済効果計測を行うことができないという問題点を抱えている.したがって,航空需要予測値の有無に依存せず,空港整備による経済効果を直接推定する手法が望まれる.本研究は,空港の容量拡大による航空輸送サービスの生産性向上,およびその経済波及効果・便益を,需要予測値の有無に依存せず,評価する手法を構築した.その適用事例として,我が国の国内航空輸送ネットワークの中心的空港である羽田空港の容量拡大による,航空輸送サービス産業の生産性向上と経済効果を推定するモデルを同定した.さらに本研究は,羽田空港の整備が我が国経済に及ぼしてきた効果,再拡張事業等による将来の容量拡大がもたらす効果の定量的推定を行った.
アモルファス物質のダイナミクスと動的不均一性

2年間に渡り,ポリスチレン薄膜(PS),ポリ酢酸ビニル(PVAc),ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を対象として,高分子薄膜のガラス転移とα過程のダイナミクスを誘電緩和・体積緩和スペクトロスコピー法により調べた.それぞれの高分子について,以下に研究実績をまとめる.PS:先ず,膜厚の低下とともに誘電損失のプロファイルがブロードになるのがわかった。この結果より、ガラス転移温度が低下するはα過程の緩和時間の分布が広くなることに対応していることがわかった。体積緩和の測定により、ガラス転移温度近傍ではα過程の緩和時間の膜厚依存性が高温領域と比較して、より顕著になることが明らかとなった。このことはガラス転移温度に近づくにつれて増大するダイナミクスの特性長の存在を考えることにより、説明された。PVAc:周波数100Hzでの誘電率虚部のα過程によるピーク温度T_αはPS薄膜の場合とは異なり,12.4kから23.7kの範囲で分子量依存性は示さなかった.この結果より,PVAc薄膜でのガラス転移温度は薄膜になるほど低下し,その膜厚依存性はここでの分子量範囲では分子量依存性を示さないことが期待される.PMMA:40Hzでの誘電損失のα過程によるピーク温度T_αの膜厚依存性を測定した.この結果,T_αはバルクからある臨界膜厚までは一定値を取るが,よりも薄膜では急激な低下を示すことがわかった.それに対して,40Hzでの誘電損失のβ過程によるピーク温度比較的大きな膜厚から,T_βの低下が観測された.そして,T_αが急減な減少をはじめる臨界膜厚で,T_βの膜厚依存性も大きく変化することがわかった.このT_αとT_βの顕著な膜厚依存性を高分子鎖の閉じ込め・協同運動性の観点から議論した.2年間に渡り,ポリスチレン薄膜(PS),ポリ酢酸ビニル(PVAc),ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を対象として,高分子薄膜のガラス転移とα過程のダイナミクスを誘電緩和・体積緩和スペクトロスコピー法により調べた.それぞれの高分子について,以下に研究実績をまとめる.PS:先ず,膜厚の低下とともに誘電損失のプロファイルがブロードになるのがわかった。PVAc:周波数100Hzでの誘電率虚部のα過程によるピーク温度T_αはPS薄膜の場合とは異なり,12.4kから23.7kの範囲で分子量依存性は示さなかった.この結果より,PVAc薄膜でのガラス転移温度は薄膜になるほど低下し,その膜厚依存性はここでの分子量範囲では分子量依存性を示さないことが期待される.PMMA:40Hzでの誘電損失のα過程によるピーク温度T_αの膜厚依存性を測定した.この結果,T_αはバルクからある臨界膜厚までは一定値を取るが,よりも薄膜では急激な低下を示すことがわかった.それに対して,40Hzでの誘電損失のβ過程によるピーク温度比較的大きな膜厚から,T_βの低下が観測された.そして,T_αが急減な減少をはじめる臨界膜厚で,T_βの膜厚依存性も大きく変化することがわかった.このT_αとT_βの顕著な膜厚依存性を高分子鎖の閉じ込め・協同運動性の観点から議論した.本年度は、a-ポリスチレン薄膜(a-PS)のガラス転移に関係したダイナミクスの膜厚依存性を誘電緩和測定、および膨張係数スペクトロスコピー法による体積緩和測定により調べた。以下に研究実績をまとめる。・誘電緩和測定はLCRメータを用い、2K/minの昇降温過程で、201MHzの周波数範囲で行った。その結果、膜厚d194μmから14nm,分子量1.8×10^6のa-PS薄膜に対して、α過程による誘電分散のピークをそのピーク位置でスケールして得られる誘電損失の周波数依存性により、膜厚の低下とともにプロファイルがブロードになるのがわかった。これに対して等温条件下でのα-過程の緩和時間は膜厚194μmから33nmではほとんど差は見られなかったが、d=14nmでは緩和時間の減少が観測された。これらの結果より、ガラス転移温度が低下するのはα過程の緩和時間の分布が広くなることに対応して生じていることがわかる。・体積緩和の測定により、ガラス転移近傍の低周波数領域の遅いダイナミクスを明らかにするために、膨張係数スペクトロスコピーシステムを開発した。このシステムを用いることにより、ガラス転移温度近傍ではα過程の緩和時間の膜厚依存性が高温領域と比較して、より顕著になることが明らかとなった。このことはガラス転移温度に近づくにつれて増大するダイナミクスの特性長の存在を考えることにより、説明される。本年度は,ポリスチレン薄膜(PS)に加え,ポリ酢酸ビニル(PVAc),ポリメタクリル酸メチル(PMMA)にも対象を広げ,PSで得られた結果の一般性を検討すべく,誘電緩和スペクトロスコピー法によるダイナミクス測定を行った.それぞれの高分子について,以下に研究実績をまとめる.

PVAc:周波数100Hzでの誘電率虚部のα過程によるピーク温度T_αはPS薄膜の場合とは異なり,Keddieらの求めたガラス転移温度の膜厚依存性の式と同様の依存性を示した.また,12.4kから23.7kの範囲で分子量依存性は示さなかった.この結果より,PVAc薄膜でのガラス転移温度は薄膜になるほど低下し,その膜厚依存性はここでの分子量範囲では分子量依存性を示さないことが期待される.このことはPS自己支持膜の低分子量領域でのT_gが薄膜で低下するが,その膜厚依存性は分子量によっては変化しないという最近のForrestらの結果に対応していると思われる.PMMA:PS,PVAcと同様に40Hzでの誘電損失のα過程によるピーク温度T_αの膜厚依存性を測定した.この結果,PSでの我々の結果と同様に,T_αはバルクからある臨界膜厚までは一定値を取るが,それよりも薄膜では急激な低下を示すことがあきらかとなった.それに対して,40Hzでの誘電損失のβ過程によるピーク温度T_βの膜厚依存性はT_αとは異なり,比較的大きな膜厚から,T_βの低下が観測され,その膜厚依存性はKeddieらの式でうまく再現された.そして,T_αが急減な減少をはじめる臨界膜厚で,T_βの膜厚依存性も大きく変化することがわかった.このT_αとT_βの顕著な膜厚依存性を高分子鎖の閉じ込め・協同運動性の観点から議論した.
立体流路における神経幹細胞

自発的な要素がより集まって織りなすマクロな現象を理解する枠組みとして、アクティブマターと呼ばれる領域が近年注目を集めている。これまでのアクティブマター研究では、生体分子や鳥の群れなどが主に対象とされてきたが、発生初期のダイナミクスや恒常的な組織における細胞集団移動のようなメゾスケールの現象にこそ、こうした物理的なアプローチが力を発揮することが期待される。本研究では、マウス由来の神経幹細胞を用いて、細胞が多数集まってできる配列パターン・構造と、その中で細胞が激しく運動し続けていること(=アクティブ性)がカップルして生じる現象の普遍的な理解を目指す。特に、3次元系における細胞流の実験系を構築し、その解析を行うことを目標としている。2018年度は、神経幹細胞の細胞核(H2B)、F-アクチン(Lifeact)といった細胞運動や形状変化を観察するための因子や、細胞間接着において重要な役割を果たすと考えられるN-cadherin、alpha-E cateninを蛍光タンパクで標識するため、遺伝子導入法を条件検討した。具体的には、エレクトロポレーションとレンチウィルスを用いた遺伝子導入法試し、神経幹細胞への導入効率はエレクトロポレーション法が最も良いことを確認した。遺伝子導入後、ソーティングした細胞を増殖させ、さらに限界希釈法を用いて1細胞由来のクローンを作成した。こうして得られた細胞を、新規に導入した蛍光顕微鏡と共焦点顕微鏡を用いて2日以上にわたり細胞集団運動を観察することに成功した。3次元の培養方法について、神経幹細胞をマイクロパターンの中に封入する方法、透明なチューブの形状の中に培養する方法など、さまざまな条件を検討した。その結果、ラミニンを主成分とする細胞外基質であるマトリゲルに神経幹細胞を高濃度で混ぜ、任意の形状にプレートする方法が最も有力であると発見した。2018年9月より研究室を立ち上げ、細胞培養・レンチウィルスによる遺伝子導入・マイクロパターン作成の実験をスタートさせた。遺伝子導入法の確立に数か月を要した他は、進捗は順調である。3次元培養方法については多数の条件を試し、良い結果が得られている。遺伝子導入・顕微鏡観察・サンプル調整の技術がそろったため、データを取りためるとともに、3次元画像の解析を進める。