hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
単一微粒子の連続自動分析のためのマイクロフローシステムの開発

これらの展開により、本年度は、1.単一微粒子に基づく固相濃縮法を展開すると共に、2.単一液滴により抽出法への応用、3.単一細胞(酵母)のレーザーマニピュレーションおよび外部溶液フローによる化学刺激に対する応答測定、4.細胞から放出される刺激応答物質のin situ超微量分析への応用へと研究を進めた。これらの結果から、単一固体微粒子を用いた固相濃縮と同様に、単一液滴微粒子を用いて液相濃縮(抽出)も可能であることを示した。濃縮効率の流速、液滴粒径、濃度依存性を検討し、さらに新規な液液抽出ダイナミクスの研究法を提案することができた。また、単一細胞を測定対象とする新手法により、特に酵母細胞をモデルとして用いて、細胞周期の各段階での外部刺激応答、細胞内外の物質移動過程、および細胞内の器官間での物質移動過程を、蛍光物質をプローブとして追跡することができた。この成果をさらに発展させ、現在、細胞から放出される超微量の刺激応答物質を検出する手法への展開をはじめた。このために、非蛍光物質の高感度検出のため、新たに熱レンズ顕微鏡の導入を図り、新システムの作製を行った。固体微粒子吸着剤への固相濃縮や、微小液滴への抽出など微粒子濃縮を利用した分析法が注目されている。本研究では単一微粒子マニピュレーション法と、微粒子一粒毎の測定が可能な顕微分光法・マイクロ電気化学法を組み合わせて、溶液フロー条件下での単一微粒子分析法を確立することを目的とした。これまで、フローセルを用い、溶液フロー条件下での単一微粒子のマニピュレーション法としてレーザー捕捉法および単一液滴生成・捕捉法を確立した。また分析法としては顕微蛍光・吸光法を確立し、モデルシステムとして単一イオン交換樹脂微粒子による固相濃縮分析および単一液滴による液液抽出を例にとり、一粒による色素イオンの濃縮・抽出過程を明らかにしてきた。本年度は、微量分析への応用、および高感度検出を目指し、より微小量を扱えるマイクロチャネルシステムを用いると共に、吸光法に比べより高感度な熱レンズ顕微鏡検出システムおよびマイクロ電極を用いた電気化学測定も組み合わせた。また、対象を固体微粒子、液滴などによる濃縮・抽出に加え、細胞の刺激応答に広げた。特に、単一細胞の例として酵母を用い、そのチャネル内の固定、前処理、等をフロー条件下で行い、細胞膜染色過程、あるいは細胞内DNAの染色過程、さらには活性の測定法を開発した。また、本研究を進める中、界面活性剤を含む単一微小液滴が、自発的に振動する事例現象を見いだし、そのサイズ依存性、有機溶媒および界面活性剤依存性を明らかにした。この現象は、高速応答型の非線形応答センサーへの応用が期待され、今後の展開が大いに興味がもたれる。
光トポグラフィー法を用いた手続き記憶検査課題遂行時の脳機能活動の検討

1.目的:光トポグラフィー法を用い手続き記憶検査課題遂行時の脳活動を検討する.2.対象:手続き記憶課題未経験の健常者9名(男性5名,女性4名,年齢(平均±SD)24,6±3.4歳).3.方法:(1)手続き記憶:鏡映読字,鏡映描画,トロントの塔の3種を用いた,いずれの課題も1日に3回行い,3日間連続して行った,(2)光トポグラフラフイー測定:光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)のプローブを前頭部へ装着し計22チャンネルの測定を行った.各手続き記憶課題の対照として鏡映読字へ正像文字判読,鏡映描画へ直視下の描画,トロントの塔へ順に沿ったディスク移動を設定した,測定1は1日目の課題開始前に,測定2は3日目の終了後に施行した.4.結果と考察:(1)手続き記憶:1日目3回施行の平均所要時間(回数)に比べ3日目3回施行の平均所要時間(回数)が減少し,対象者が各課題に習熟していた.(2)光トポグラフィー測定:測定1で3種の課題全てで複数のチャンネルでタスク遂行時に脳血液量増加の信号変化パターンを認めた.測定2では測定1に比べ少ないチャンネルで脳血液量増加を示した,今回測定1でみられた反応が課題への注意・集中による非特異的なものである可能性,個人間での測定部位の相違,本法の空間分解能等より,脳賦活部位の3種の課題間での相違については明らかではない,光トポグラフィー法では相対的な変化量を見ており異なる測定間の変化量の大小で単純に賦活の程度を推測はできない.従って測定1,2間の賦活の差異についても慎重に解釈する必要がある.5.まとめ:光トポグラフィー法により臨床上用いている手続き記憶課題遂行時の前頭前野の賦活を示すことができた.計測を行う場所や被験者の姿位や体動に関する制約を受けにくい特徴を生かし,従来の神経心理学的知見や他の脳機能画像研究との相補的な検討に有用と考える.1.目的:光トポグラフィー法を用い手続き記憶検査課題遂行時の脳活動を検討する.2.対象:手続き記憶課題未経験の健常者9名(男性5名,女性4名,年齢(平均±SD)24,6±3.4歳).3.方法:(1)手続き記憶:鏡映読字,鏡映描画,トロントの塔の3種を用いた,いずれの課題も1日に3回行い,3日間連続して行った,(2)光トポグラフラフイー測定:光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)のプローブを前頭部へ装着し計22チャンネルの測定を行った.各手続き記憶課題の対照として鏡映読字へ正像文字判読,鏡映描画へ直視下の描画,トロントの塔へ順に沿ったディスク移動を設定した,測定1は1日目の課題開始前に,測定2は3日目の終了後に施行した.4.結果と考察:(1)手続き記憶:1日目3回施行の平均所要時間(回数)に比べ3日目3回施行の平均所要時間(回数)が減少し,対象者が各課題に習熟していた.(2)光トポグラフィー測定:測定1で3種の課題全てで複数のチャンネルでタスク遂行時に脳血液量増加の信号変化パターンを認めた.測定2では測定1に比べ少ないチャンネルで脳血液量増加を示した,今回測定1でみられた反応が課題への注意・集中による非特異的なものである可能性,個人間での測定部位の相違,本法の空間分解能等より,脳賦活部位の3種の課題間での相違については明らかではない,光トポグラフィー法では相対的な変化量を見ており異なる測定間の変化量の大小で単純に賦活の程度を推測はできない.従って測定1,2間の賦活の差異についても慎重に解釈する必要がある.5.まとめ:光トポグラフィー法により臨床上用いている手続き記憶課題遂行時の前頭前野の賦活を示すことができた.計測を行う場所や被験者の姿位や体動に関する制約を受けにくい特徴を生かし,従来の神経心理学的知見や他の脳機能画像研究との相補的な検討に有用と考える.近赤外線分光法を用いた光トポグラフィー装置によって手続き記憶検査課題遂行時の脳機能活動を検討するにあたり予備研究として,簡便な前頭葉賦活課題遂行中の脳機能活動の測定を試みた.右手利きの健常者9名(男性5名,女性4名,平均年齢30.8±7.2歳)を対象とし,光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)のプルーブを前頭部へ装着し計22チャンネルの測定を行った.パソコンのモニター上へグー・チョキ・パーのイラストを2秒毎にランダムに呈示し,イラストに対し後出しのジャンケンを右手で行うよう指示した.実験(1)は統制条件(レスト)として後出しで勝つジャンケンを40秒間,実験条件(タスク)として後出しで負けるジャンケン(ステレオタイプの抑制課題)を20秒間行い,これを3回繰り返すブロックデザインを用いた.実験(2)は実験(1)に準じ,統制条件(レスト)として後出しで勝つジャンケンを40秒間,実験条件(タスク)としてはモニター上に順次呈示されるイラストを見ながらイラストが現れたときにその1つ前に呈示されていたイラストに勝つように出す1-backジャンケン(ワーキングメモリ賦活課題)を20秒間行い,これを3回繰り返すブロックデザインを用いた.

後出し負けジャンケンおよび1-backジャンケンのいずれも遂行中に前頭前野の多くのチャンネルで酸化ヘモグロビン量の増加が観察され,脳活動の賦活を示すことができた.また,若年健常者や脳損傷者を対象に運動性技能学習課題として鏡映描画課題,知覚性技能学習課題として鏡映文字判読課,認知性技能学習としてトロントの塔課題を施行し,各課題遂行時の脳機機能活動測定を行う際の実験条件,統制条件としての課題呈示法について検討を行った.1.目的光トポグラフィー法を用い手続き記憶検査課題遂行時の脳機能活動を検討する.2.対象手続き記憶課題未経験の健常者9名(男性5名,女性4名,年齢(平均±SD)24.6±3.4歳).3.方法(1)手続き記憶課題:臨床上用いられる鏡映読字,鏡映描画,トロントの塔の3種を用いた.いずれの課題も1日に3回行い,3日間連続して行った.(2)光トポグラフィー測定:光トポグラフィ装置(ETG-100,日立メディコ)のプルーブを前頭部へ装着し計22チャンネルの測定を行った.ブロックデザインのタスクとした各々の手続き記憶課題の対照となるレストとして鏡映読字へ正像文字判読,鏡映描画へ直視下の描画,トロントの塔へ単なるディスク移動を設定した.<測定1>対象者にとって新奇な課題である1日目の課題開始前に施行.<測定2>習熟した課題となった3日目の終了後に施行.4.結果と考察(1)手続き記憶課題:1日目3回施行の平均所要時間(回数)に比べ3日目3回施行の平均所要時間(回数)は鏡映読字で20.9%,鏡映描画で43.6%,トロントの塔で34.7%減少し,対象者が各課題に習熟したと考えられた.(2)光トポグラフィー測定:測定1でいずれの課題においても前頭前野の複数のチャンネルで課題遂行時に脳血液量の増加パターンを認め,臨床的に利用している課題を遂行中の前頭前野の賦活を示すことができた.測定2でも前頭前野の複数のチャンネルで手続き記憶課題遂行中に脳血液量の増加パターンを認めた.測定1,2で前頭前野の賦活に差異があるかについては慎重な解釈が必要と考えられる.その理由として個人間における課題難易度の相違,光トポグラフィーの原理上の制約(相対的な変化量を測定,限られた空間分解能)等がある.各課題間や課題習熟前後の脳賦活の相違を明らかにしていくには,課題や測定方法に工夫を加え対象者数を増していくことが必要である.
孤発性アルツハイマー病の発症メカニズム:HDL沈着症としての側面

孤発性アルツハイマー病の原因を解明する糸口として、私は脳内におけるコレステロール代謝に注目した。以前より脳内の老人斑形成とアポリポ蛋白Eとの関連性が示唆されてきたが、アポリポ蛋白Eは脳内ではHDLに含まれていることから、HDLを介したコレステロール輸送の障害がアルツハイマー病の発症に関与している可能性を考えた。この仮説を検証するべく、まず神経細胞におけるコレステロールの分布を明らかにし、神経細胞に対するHDLコレステロールの役割を解明することとした。ラットの海馬神経細胞を培養し、コレステロールに特異的に結合するfilipinで染色すると、コレステロールは胞体と樹状突起、並びに軸索に存在することが判明した。この染色性は培養の初期段階から認められ、神経細胞の成熟段階とはとくに関連が見られなかった。一方、細胞膜表面のコレステロールを特異的に染色するとされるBCθで染色を行うと、未熟な細胞では染色性が全く認められなかった。しかし、細胞が成熟しシナプスを形成する段階となると、BCθの染色性が認められた。したがって、細胞表面のコレステロールは神経細胞の成熟段階に依存して出現するものと考えられた。以上の結果は、樹状突起上のコレステロールがシナプス形成やその維持に関与している可能性を示唆するものである。そこで、コレステロールの輸送障害を基盤にもっNiemann-Pick type C病のモデル神経細胞でコレステロールやシナプスの分布を観察した。興味深いことに、このモデル細胞では軸索上にコレステロールが認められなかったが、シナプスは形成されていた。このことは、シナプスの形成には細胞表面のコレステロールの関与が低いことを示唆していると思われる。興味深いことに、このBCθの染色性は軸索上にのみ存在し、胞体や樹状突起には認められなかった。このことは成熟した神経細胞ではコレステロールが極性をもって細胞膜上に存在していることを示している。以上より、シナプス形成の開始と樹状突起上のコレステロールの出現時期が一致したことは、樹状突起上のコレステロールがシナプス形成やその維持に関与している可能性を示すものであると考える。次年度はさらに本年得られた所見とHDLコレステロールとの関わりを中心に研究することとした。

ラットの海馬神経細胞を培養し、コレステロールに特異的に結合するfilipinで染色すると、コレステロールは胞体と樹状突起、並びに軸索に存在することが判明した。この染色性は培養の初期段階から認められ、神経細胞の成熟段階とはとくに関連が見られなかった。一方、細胞膜表面のコレステロールを特異的に染色するとされるBCθで染色を行うと、未熟な細胞では染色性が全く認められなかった。しかし、細胞が成熟しシナプスを形成する段階となると、BCθの染色性が認められた。したがって、細胞表面のコレステロールは神経細胞の成熟段階に依存して出現するものと考えられた。以上の結果は、樹状突起上のコレステロールがシナプス形成やその維持に関与している可能性を示唆するものである。そこで、コレステロールの輸送障害を基盤にもつNiemann-Pick type C病のモデル神経細胞でコレステロールやシナプスの分布を観察した。興味深いことに、このモデル細胞では軸索上にコレステロールが認められなかったが、シナプスは形成されていた。このことは、シナプスの形成には細胞表面のコレステロールの関与が低いことを示唆していると思われる。
メタボリックシンドロームモデルにおける機能ＲＮＡの分子メカニズムの検討

本研究ではメタボリックシンドロームの進展予防・治療に向けて、遺伝子発現制御を担っているマイクロRNA(miRNA)のメタボリックシンドローム病態への関与について調べた。肥満・高血糖・脂質代謝異常に加え、腎障害が認められるSHRSP.ZFでは、非肥満対照動物Leanと比較して、miR-29aとmiR-378における有意な発現低下が認められ、とくに腎繊維化過程に関与しているmiRNA発現が変化していることが明らかとなった。また、肥満で増加する脂肪組織におけるmiRNA発現変化についても検討したが、脂肪組織においてはmiRNAよりも他の因子、下流の蛋白発現等の影響が大きい可能性が示唆された。SHRSP.ZFは脳卒中易発症高血圧自然発症ラット(SHRSP)とレプチン受容体異常により肥満を呈するZucker fattyラットを親系統にもつ新規コンジェニックラットである。SHRSP.ZFは加齢に伴い、肥満・高血圧を発症し、その対照動物である非肥満同腹子はSHRSP由来の高血圧を呈し、加齢に伴いその病態は進展する。12週齢SHRSP.ZFでは、肥満・高血圧・脂質代謝異常を発症し、高血圧を呈するLeanと比較しても尿中アルブミン、総タンパク排泄量が増加しており、肥満・高血圧を併発したSHRSP.ZFにおいて腎障害の増悪化が認められた。腎障害が認められた12週齢メタボリックシンドロームモデルの腎臓では、マイクロアレイ法によって、18のmiRNAにおける発現増加、26のmiRNAにおける発現減少が認められた。非肥満同腹子に比べ、メタボリックシンドロームで変動がみられたmiRNAについて、リアルタイムPCR法で発現量を確認したところ、腎臓においてmir-29aとmiR-378における有意な発現低下が認められた。腎障害で認められる組織変化として腎臓の線維化があり、コラーゲン、細胞外マトリックスが過剰に蓄積することがあげられる。Wang.Bらは、TGF-β1を介した近位尿細管細胞におけるコラーゲンの蓄積にmiRNA-29aの関与を報告している。SHRSP.ZFの腎臓においても、TGF-β1遺伝子発現が亢進、miR-29a発現は減少、I型コラーゲンの増加による線維化の進展が確認された。メタボリックシンドロームモデルによる腎障害にもmiR-29aの関与が示唆された。昨年までの結果より、メタボリックシンドロームモデルラットSHRSP・ZFの腎臓において、高血圧のみを発症する非肥満同腹子(Lean)に比較して12週齢においては腎障害が更新しており、その発症・進展にマイクロRNAの関与が示唆された。本年度はメタボリックシンドロームの病態基盤となる脂肪組織に重点をおいて解析をおこなった。近年、脂肪細胞から分泌される生理活性物質(アディポカイン)が、肥満における炎症反応に大きく関与している可能性が示唆されている。よって、SHRSP・ZFラットの脂肪組織におけるアディポカイン遺伝子発現を調べた。脂肪組織は、副睾丸周囲・腸間膜周囲・腎周囲の各部位から採取し、TNFα、MCP-1、アンギオテンシノーゲン、アディポネクチン、レジスチンmRNA発現をLeanと比較した。MCP-1はSHRSP.ZFで有意に亢進が認められ、血中MCP-1濃度も同様にSHRSP.ZFで高値を示し、とくに腎周囲脂肪においてMCP-1の発現が亢進し、腎周囲脂肪を介した腎組織への炎症反応が考えられる。そこで、脂肪組織におけるマイクロRNA発現について、マイクロアレイ解析を行い、SHRSP.ZFとLeanを比較した。脂肪において発現に差異が認められたのはわずか4種類であり、機能や関連遺伝子が明らかになっているものは少なかった。脂肪組織における炎症反応はマイクロRNAよりも他の因子の影響が大きいことが示唆された。我が国における食生活の急激な変化は、脂肪摂取量の著しい増加によるところが大きく、それに伴い、内臓肥満を基盤とした各種生活習慣病リスク集積によるメタボリックシンドロームが急増している。この状況は、健康と疾患に関する世界的規模の問題となってきている。miRNAは、蛋白情報を持たない小分子RNAで、遺伝子転写後の発現制御を行っている。近年、病態を促進または抑制するmiRNAが各々同定され、様々な研究がなされているが、活習慣病、とくに肥満におけるmiRNA研究は未だ不十分である。本研究では、メタボリックシンドローム病態を呈する病態モデルラットにおいて、生活習慣病、とくに肥満の発症・進展機序の詳細について機能RNA(miRNA)プロファイリングを行い、非肥満と比較して変動しているmiRNAに注目した。12週齢SHRSP.ZFでは、肥満および高血圧を発症し、脂質代謝異常、インスリン抵抗性、腎障害が確認された。12週齢の腎臓および脂肪組織におけるmiRNAプロファイリングの結果、SHRSP.ZFで有意に変動がみられたmiRNAは腎臓で44種類、脂肪においてはわずか4種類であり、機能や関連遺伝子が明らかになっているものは少なかった。

今後、それら候補miRNAについてリアルタイムPCR法にて発現を確認し、その機能についてさらに検討する予定である。今年度は、予定していたとおり実験が進みつつあり、メタボリックシンドロームの進展によって影響をうけやすい腎臓と脂肪に焦点をあてた。脂肪におけるmiRNA変化は腎臓に比較すると少なく、肥満・高血圧などによる影響が大きい腎臓にmiRNA変化が多いことが確認された。よって腎臓における解析をおこなったところ、発現変化が見出されたmiRNAについて、新規メタボリックシンドロームモデルSHRSP.ZFにおいて腎臓線維化過程への関与を検証することができ、さらに検討を進めている。本年度は、モデル動物SHRSP.ZFの病態解析を行い、肥満および腎障害が認められる12-13週齢における組織において、マイクロアレイ法によるmicroRNAの発現量解析を行い、非肥満の対照動物と比較した。発現量解析を進めるまでに、動物組織からのmicroRNAを抽出するにあたり、サンプルが不安定な為、解析できるサンプルがそろうまでに時間を有した。また、モデル動物の供給にあたり、必要数が一度にそろわなかったこともあわせ、計画当時の予定よりも研究の進行が遅れている。現在も実験を進め、遅れを取り戻すべく取り組んでいる。モデル動物では、肥満・高血圧・糖尿病が認められ、それらの病態の合併によって腎障害の増悪化が示唆された。非肥満対照動物に比べ、腎臓でメタボリックシンドロームで変動がみられたmicroRNAついて、さらに腎障害との関連をしらべる。また、12週齢より病態がさらに増悪化していると予想される18週齢における病態解析についは現在進行中である。その組織におけるmiRNA発現変化を12週齢の結果と対応させ、メタボリックシンドロームの病態進展における候補機能RNAの同定を試みる。また今年度確認したメタボリックシンドロームの腎臓線維化過程におけるmiRNAの関与およびその進展メカニズムについて18週齢でも確認する。メタボリックシンドロームの進展におけるmiRNAの機能について、必要であれば培養細胞などを用いた機能解析をすすめる。今年度は動物より採取したサンプルの安定性がわるく、調整に時間がかかったのにあわせ、使用したモデル動物は供給に時間を有するため、計画より進行が遅れ、未使用金が発生した。本年度の一部実験は次年度に繰り越して行う。本年度はメタボリックシンドロームモデル12週齢の腎臓および脂肪組織において、マイクロアレイ法によるmicroRNAのプロファイリングをおこなった。マイクロアレイ法によって、非肥満対照動物に比べてメタボリックシンドロームで変動がみられたmicroRNAついて、リアルタイムPCR法でも発現量を確認する。また、肥満およびメタボリックシンドロームの形質とmicroRNA発現を対応させ、候補機能RNAの同定することを試みる。
金石文資料を中心とした東アジア儀礼文化研究

東アジア世界における儀礼文化の比較歴史学的研究をおこなうために、本研究では金石文資料を主たる分析対象とした。多様な金石文資料を調査・検討したが、特に墓誌・買地券・墓碑や舎利荘厳に注目し、喪葬儀礼との関連を中心に考察をおこなった。より高度な金石文資料調査の方法論を模索すべく、他の研究者との連携による拓本調査も積極的に実施した。それらの成果は口頭報告や学術論文として発表した。礼制・儀礼文化に関する基礎的研究についても継続しておこない、共著書『大唐元陵儀注新釈』を刊行するとともに、服喪を中心とする考察をおこなった。最終年度には本研究課題の成果も盛り込んだ単著『日本古代の喪葬儀礼と律令制』を刊行した。1、礼制・儀礼文化に関する基礎的研究としては、昨年度刊行の『大唐元陵儀注新釈』での成果をふまえて特に服喪に注目し、日本古代の服喪の制度と実態とを、中国の事例を念頭に捉え直すことを試みた。その成果は、論文「日本古代の服喪と喪葬令」および口頭報告・論文「日本古代の服喪と追善」として発表した。またこれに関連して、服喪に関する史料の訳注や翻刻の作業を開始した。その成果は次年度中に公表を予定している。2、昨年度に発表した論文「金光図書館所蔵『初拓好太王碑』と「水谷旧蔵精拓本」」について、追加調査を実施した上で大幅に加筆修正し、同名論文として再発表した。また昨年度に調査を実施した大谷探検隊関連資料について、その成果をまとめて論文「茂野純一と第一次大谷探検隊ビルマ・清国南方地域調査」(共著)として発表した。茂野純一は多くの拓本資料も将来しており、本論文は今後の金石文研究に向けた基礎的作業と位置づけられよう。3、金石文資料やその拓本、その他の関連資料について、国内外での調査を実施した。国内では多胡碑記念館・学習院大学東洋文化研究所・京都大学人文科学研究所・明治大学図書館・奈良国立博物館・奈良県立美術館など、国外では韓国の国立金海博物館や咸安博物館、国立慶州博物館などで調査をおこない、あわせて関連史跡を踏査した。貴重な調査機会を活かすべく、調査対象は当初の予定に拘泥せず、柔軟に変更を加えた部分もある。1、日本古代墓誌の系譜について、新発見の弥勒寺舎利奉安記をはじめとする朝鮮半島の金石文資料との比較から考察を加えた。その成果は「舎利奉安記と日本古代史料」と題してシンポジウム報告をおこない、そこでの指摘をふまえて再検討を加え、同名論文として発表した。2、昨年度末に調査した金光図書館本の広開土王碑拓本が、研究史上で重要な意味を持つ資料であることが判明したため、今年度に追加調査・撮影を実施し、その成果の一部を論文「金光図書館所蔵『初拓好太王碑』と「水谷旧蔵精拓本」」としてまとめた。同拓本のお茶の水女子大学本・宮崎県総合博物館本についても調査を実施し、また金石文資料による日中比較研究の足がかりとして、大谷探検隊関係資料(茂野家・龍谷大学図書館)の調査をおこなった。3、墓誌や舎利荘厳具などの金石文資料やその拓本について、国内外での調査を実施した。国内では大谷大学博物館、奈良国立博物館、京都大学図書館など、国外では韓国のソウル大学校博物館、東国大学校博物館、中国の山東省博物館などで調査をおこない、あわせて関連史跡を踏査した。4、礼制・儀礼文化に関して文献史料にもとづく基礎的な研究を継続しておこなった。その成果は研究報告「古代の火葬ー文献史料から見た墓と火葬ー」、招聘講義「喪葬令の復原をめぐる一論点ー呉麗娯氏復原唐喪葬令第6条再考ー」などで発表し、また共著書『大唐元陵儀注新釈』を刊行した。1、礼制・儀礼文化に関する基礎的研究としては、まず昨年度にひきつづき、服喪に関する史料の翻刻・検討をおこなった。宮内庁書陵部・尊経閣文庫・早稲田大学図書館などにおいて史料調査を実施するとともに、その成果の一部を論文「東京大学史料編纂所蔵『見忌抄』の紹介と翻刻」として発表した。その他の成果については次年度中に公表予定である。また、これまでの服喪研究の成果をふまえ、口頭報告“Between Protocol and Practice: The Emergence of Japanese Mortuary Practices"をおこなった。2、日本古代の喪葬儀礼研究に関連して、論文「聖武天皇の葬列と純金観音像」および「日本古代の火葬ー文献史料から見た」を発表するとともに、口頭報告「殯儀礼の再検討」において先行研究の見直しと新提言をおこない、また口頭報告「喪葬儀礼と文字資料ー「大唐元陵儀注」を中心にー」「喪葬儀礼と文字資料ー随葬衣物疏を中心にー」では出土文字資料から儀礼を復原することの可能性について論じた。国内では大阪歴史博物館・田山花袋記念文学館・山口県文書館・京都府立福知山高校など、国外では韓国の国立大邱博物館・国立中央博物館・弥勒寺址・永川菁堤碑・国立ハングル博物館・ソウル大学校奎章閣や、中国の吉林省集安市周辺史跡などで調査・踏査を実施した。またその成果の一部を「近年の日本における広開土王碑拓本の調査・研究について」と題して口頭報告した。

1、礼制・儀礼文化に関する基礎的研究として、平安時代における中国礼制への理解と律令運用の実態を窺わせる史料を訳註し、論文「藤原順子のための天皇喪服議ー註釈『日本三代実録』貞観十三年九月二十八日十月七日条ー」として発表した。また日本中世の貴族層における服喪理解を窺わせる史料について、論文「尊経閣文庫所蔵『暇服事』解説」を執筆した。2、東アジア金石文研究に関連して、韓国の武寧王陵出土誌石をめぐる問題を論じる口頭報告「殯宮の再検討」をおこなった。また本テーマに密接に関連する研究書の書評を執筆した(次年度中に刊行の予定)。また研究促進のためのツールとして、関連資料のスキャニング作業を実施した。3、金石文資料や拓本、その他の関連資料について、国内外での調査および史跡踏査をおこなった。国内では東大寺図書館・首都大学東京・奈良国立博物館・京都国立博物館・尊経閣文庫・崇福寺跡・秋田県埋蔵文化財センター・宮城県多賀城跡調査研究所・金沢大学・国立歴史民俗博物館・蓬左文庫など、国外では韓国の国立公州博物館・宋山里古墳群や、中国の四川省博物院・大足北山石窟などで実施した。4、本研究課題の成果報告を兼ね、その成果も盛り込んで執筆した単著『日本古代の喪葬儀礼と律令制』を刊行した。研究計画で掲げた墓誌・買地券・墓碑および舎利埋納関連の金石文の調査については、他の研究者との連携による高度な調査を実現するために、調査対象を一部変更しつつ対応することで、より発展的な調査結果を得ることができた。東アジア世界における儀礼文化の比較歴史学的研究をおこなうために、本研究では金石文資料を主たる分析対象とした。多様な金石文資料を調査・検討したが、特に墓誌・買地券・墓碑や舎利荘厳に注目し、喪葬儀礼との関連を中心に考察をおこなった。より高度な金石文資料調査の方法論を模索すべく、他の研究者との連携による拓本調査も積極的に実施した。それらの成果は口頭報告や学術論文として発表した。礼制・儀礼文化に関する基礎的研究についても継続しておこない、共著書『大唐元陵儀注新釈』を刊行するとともに、服喪を中心とする考察をおこなった。最終年度には本研究課題の成果も盛り込んだ単著『日本古代の喪葬儀礼と律令制』を刊行した。金石文資料に関する調査は、資料の状態や所蔵者の事情により、詳細な調査が困難な場合も少なくないが、本年度も貴重な調査機会を多く得ることができ、研究対象を柔軟に変更することで、その機会を活かすことができた。また礼制・儀礼文化に関する基礎的研究については、服喪や喪葬儀礼を中心に口頭報告や論文としてその成果を公表しつつあり、その過程で得た助言をもとに、最終年度の総括に向けた準備を進めている。日本古代史今年度も計画的に国内外の金石文資料の調査を継続するとともに、その成果を順次発表していく。また礼制・儀礼文化に関する基礎的研究については、これまでの蓄積を研究書としてまとめる予定である。それらの成果の上に、金石文研究を活用した礼制・儀礼文化研究の新たな手法の提示を最終的な目標としている。金石文資料に関する調査は、資料の状態や所蔵者の事情により、詳細な調査が困難な場合も少なくないが、本年度は貴重な調査機会を多く得ることができ、研究対象を柔軟に変更することで、その機会を活かすことができた。また礼制・儀礼文化に関する基礎的研究については、本年度は服喪に焦点を当てて検討を深めた。口頭報告の過程で得た多くの助言は、今後の研究の指針となるであろう。本年度に計画していた金石文
単語と文書の意味クラスをベースとするスクリプトの自動学習に関する研究

今年度は、HTMLタグを用いた単語クラスの自動学習の研究、および、単なる名詞連続からの概念具体物関係の自動学習、ならびにイベント間の時間的前後関係の自動学習の研究を行った。特に概念具体物関係の自動獲得は間接的に本研究で重要な役割を果たす単語意味クラスの自動学習を行っていることになる。まず、単語意味クラスの自動学習の研究に関してはHTML文書中で同一の箇条書きに現れる表現が意味的一貫性を持ちやすいという我々の観察に基づき、検索エンジンのヒットカウントと教師あり学習の一手法であるSVMを用いることで、高速に単語意味クラスを抽出する手法を研究した。ついで、ある種の言語的なパターンは、概念具体物関係を表しやすく、またそこから概念具体物関係を比較的容易に抽出できることは知られていたが、「オンラインショッピングサイト楽天」のように単なる名詞連続で概念具体物関係を表すものから関係を抽出することは行われていなかった。我々は、概念名を表しやすい単語が存在し、これらを他の言語的パターンから抽出し、さらに検索エンジンを利用したフィルタリングをおこなうことで、高精度に概念具体物関係を抽出できることを示した。また、イベント間の時間的前後関係に関しては、日本語のいわゆる並列動詞句ならびに、動詞と名詞の共起頻度をもとに、時間的な前後関係を持ち、同時に論理的な含意関係を持つ二つのイベント間の関係を大量のコーパスから自動的に学習する手法について研究した。本提案の研究目標は、「スクリプト」を大量のテキストから自動的に学習することである。スクリプトとは70年代にSchankらが提案した知識表現で、様々な出来事が辿る典型的な経緯を表現するものである。学習されたスクリプトは、自然言語で書かれた文書を処理する際に、陽に記述されていないことを補間するために使われる。仮に「私はビールを注文した。」という表現が文書中に表れたとすると、同じ文書に「私はビールを飲んだ。」という記述が無かったとしても、通常は「私がビールを飲んだ」可能性が高い。スクリプトとはそのような常識的な出来事の流れを記述したものでありこれにより「私はビールを注文した」という表現だけから、「ビールを飲んだのはだれですか?」といった質問に対する答えを推論できる。このような推論により、近年研究が盛んな質問応答システムや、自動要約システムの性能向上が可能となる。本年度はスクリプト学習のベースとなる「推論規則の学習」ならびに、将来的に予想されるデータの過疎性に対処するための単語の上位・下位関係の学習に関する研究を行った。推論規則の学習では「酒を飲み、酔った」のような並列動詞句と呼ばれる構造から推論規則を学習する手法について研究した。より具体的には、「並列動詞句に頻繁に現れる二つの動詞が同一の名詞を共有しやすいときに、推論の関係が成立しやすい」という仮説をたてて、学習を行った。また、単語の上位・下位関係に関しては、WWW上のHTML文書に現れる箇条書きに注目し、その箇条書きとDF/IDF値などの統計量を用いることによって、単語の上位・下位関係を学習する手法について研究をおこない、良好な結果を得ている。今年度は以下の2点に関して研究を行った。まず第一点は、対象物の用途をあらわす表現と、その準備となる行為を表す表現を大量のテキストコーパスから自動的に獲得する研究である。この結果、たとえば、「ビールを飲む」がビールの用途であり、「ビールを買う」がその準備であるといった知識がコーパスから自動的に獲得できることになった。これは動詞と名詞の間、ならびに動詞間の共起頻度などを考慮にいれたスコア付け、ならびにそれらの情報を用いて候補を絞り込んだ後の教師あり学習によって実現されている。この結果は、本プロジェクトでの最終目標であるスクリプト的知識の核となるものであり、より具体的にのべれば、このような表現をその時間的順序(つまりは、準備に関する行為は用途に関する行為に時間的に先立つということ)に沿って並べればスクリプト的知識が獲得できることになる。また、第二点目の研究はHTML文書中のHTMLタグを利用しつつ様々な知識を獲得する手法であり、今年度は特に単語の上位下位関係や、単語クラス、あるいは、ある単語が示す対象の持つ重要な性質を示す語である「属性語」などを対象として知識の自動獲得手法について研究した。これらの語は、上で述べた対象の用途あるいは準備を表す表現、単語クラスにしたがって一般化したり、あるいは、それらの獲得精度を高める、あるいはスクリプトに拡張する際の手がかりとして利用されることになる。たとえば、仮に「ビール」の用途表現、あるいは準備表現として、それぞれ「飲む」「買う」が仮定できるとする。このとき、「ビール」と同じ「酒類」であるがコーパス中に現れる頻度がより少ない、たとえば「泡盛」に関して同様の知識がデータスパースネスの影響で獲得できないといった事態がありえるが、このような問題は本年度開発した上位下位関係の自動獲得手法で得られた上位下位関係、この場合であれば、「『泡盛』の上位語は『酒』」であるということ、ならびに「酒」の用途、準備表現がそれぞれ「飲む」「買う」であるということを用いて回避できる。

まず、単語意味クラスの自動学習の研究に関してはHTML文書中で同一の箇条書きに現れる表現が意味的一貫性を持ちやすいという我々の観察に基づき、検索エンジンのヒットカウントと教師あり学習の一手法であるSVMを用いることで、高速に単語意味クラスを抽出する手法を研究した。ついで、ある種の言語的なパターンは、概念具体物関係を表しやすく、またそこから概念具体物関係を比較的容易に抽出できることは知られていたが、「オンラインショッピングサイト楽天」のように単なる名詞連続で概念具体物関係を表すものから関係を抽出することは行われていなかった。我々は、概念名を表しやすい単語が存在し、これらを他の言語的パターンから抽出し、さらに検索エンジンを利用したフィルタリングをおこなうことで、高精度に概念具体物関係を抽出できることを示した。また、イベント間の時間的前後関係に関しては、日本語のいわゆる並列動詞句ならびに、動詞と名詞の共起頻度をもとに、時間的な前後関係を持ち、同時に論理的な含意関係を持つ二つのイベント間の関係を大量のコーパスから自動的に学習する手法について研究した。
筋線維タイプの決定機構の解明を目指した萌芽的研究

骨格筋を構成する主たる細胞は筋線維と呼ばれ、我々の体の中で最も巨大な細胞である。筋線維は代謝経路や収縮装置(筋原繊維)を構成するミオシン重鎖により、速筋タイプと遅筋タイプに分類されている。速筋タイプは、疲労度は高いが瞬発力発揮にすぐれている(短距離ランナー型)。一方、遅筋タイプは、瞬発力発揮には不向きだが耐疲労性を有している(マラソンランナー型)。速筋・遅筋の比率は全部位の骨格筋で同一ではなく、遅筋が多いヒラメ筋(Soleus muscle)や速筋が多い長趾伸筋(EDL muscle)など、部位によってその比率は異なる。また、様々な筋疾患特異的に遅筋が速筋に変化したり(slow-to-fast)逆に速筋が遅筋に変化したりする(fast-to-slow)。このように筋線維タイプの比率は内的・外的影響を受けると考えられている。また、発生学的には全ての筋線維は速筋タイプミオシン重鎖(Myh1)を発現し、その後速筋・遅筋タイプに分かれるとの報告が存在するが、詳細は不明である。申請者は、遅筋タイプの筋線維特異的に認識するモノクローナル抗体3A11-3を樹立した。この抗体は、、成体での遅筋線維(Soleus)よりも、新生仔時期(Neonatal Hind limb)の遅筋線維で反応性が強い結果が得られている。そこで、本年度は、ヌードマウスに3A11-3ハイブリドーマを投与することで、3A11-3抗体含有腹水を大量に採取した。また、生後7日前後の骨格筋組織を胎仔より採取し、3A11-3が認識する抗原として用いた。現在、連携研究者にサンプルの解析を依頼している。これまで採取していた抗体・抗原サンプルでは、確認できたバンドがウエスタンブロッティングで再現できなくなったため、抗体・サンプルとも採取し直すのに時間を要したため。3A11-3の抗原決定のために、再現性のある結果を追求する。抗原の決定はできていないために、予定の実験を行えていないため。
超平面処理に基づく集団型探索アルゴリズムの研究

本研究は平成6年度の単年度で,柔らかい最適化手法として注目される集団型探索法に関する基礎的な検討を行うものであり,解空間上で定義される超平面の統計モデルに基づく新しい解探索アルゴリズムの提案および評価を目的としている.1年間の研究活動による本研究の成果は以下のとおりである.まず,集団型探索法における局所処理の考案では,超平面で表現された部分空間上での解探索を正規分布からのサンプリングとしてモデル化して,「スキーマ貧欲」(schemata expliting)と呼ぶ局所探索メカニズムを定義した.そして,この「スキーマ貧欲」な局所探索を,解候補の集団から優れた部分集合を選択する問題に対応づけ,「確率的スキーマ貧欲法」(stochastic schemata exploiter,以下SSE)と呼ぶ新しい解探索アルゴリズムを提案した.次に,集団型探索法における最適化問題の分析では,超平面内に存在する解の平均および分散の観測値に基づき優れた超平面の選択の容易性を予測し,与えられた問題の容易/困難性を判断する方法を提案した.この分析法は最適解が既知であることを必要とするが,分析の結果を視覚的に把握でき大規模な問題に適用可能な点が特徴である.さらに,容易/困難なテスト問題を用いた評価では,提案したSSEと代表的な集団型探索アルゴリズムである遺伝的アルゴリズムの性能を比較した.実験の結果,SSEが局所探索に優れ,はやい収束特性を持つこと,および大域探索に関してはほぼ同等の能力を持つことを示した.また,ランダム探索とのハイブリッド化によるだまし問題の克服,ヒューリスティク探索とのハイブリッド化による近傍探索の改善,の2つについて両者の適性を評価し,SSEのはやい収束特性が他の探索手法とのハイブリッド化において有利であることを示した.本研究で提案した手法は,超平面上の処理を部分集合の選択問題に還元して領域に依存しない効率的な探索法を提供するものである.選択確率の計算法の検討などにより,さらに新しいアルゴリズムへと発展することが期待される.本研究は平成6年度の単年度で,柔らかい最適化手法として注目される集団型探索法に関する基礎的な検討を行うものであり,解空間上で定義される超平面の統計モデルに基づく新しい解探索アルゴリズムの提案および評価を目的としている.1年間の研究活動による本研究の成果は以下のとおりである.まず,集団型探索法における局所処理の考案では,超平面で表現された部分空間上での解探索を正規分布からのサンプリングとしてモデル化して,「スキーマ貧欲」(schemata expliting)と呼ぶ局所探索メカニズムを定義した.そして,この「スキーマ貧欲」な局所探索を,解候補の集団から優れた部分集合を選択する問題に対応づけ,「確率的スキーマ貧欲法」(stochastic schemata exploiter,以下SSE)と呼ぶ新しい解探索アルゴリズムを提案した.次に,集団型探索法における最適化問題の分析では,超平面内に存在する解の平均および分散の観測値に基づき優れた超平面の選択の容易性を予測し,与えられた問題の容易/困難性を判断する方法を提案した.この分析法は最適解が既知であることを必要とするが,分析の結果を視覚的に把握でき大規模な問題に適用可能な点が特徴である.さらに,容易/困難なテスト問題を用いた評価では,提案したSSEと代表的な集団型探索アルゴリズムである遺伝的アルゴリズムの性能を比較した.実験の結果,SSEが局所探索に優れ,はやい収束特性を持つこと,および大域探索に関してはほぼ同等の能力を持つことを示した.また,ランダム探索とのハイブリッド化によるだまし問題の克服,ヒューリスティク探索とのハイブリッド化による近傍探索の改善,の2つについて両者の適性を評価し,SSEのはやい収束特性が他の探索手法とのハイブリッド化において有利であることを示した.本研究で提案した手法は,超平面上の処理を部分集合の選択問題に還元して領域に依存しない効率的な探索法を提供するものである.選択確率の計算法の検討などにより,さらに新しいアルゴリズムへと発展することが期待される.
材料主導型再生医療を目指した表面電荷誘起無機生体材料の開発

再生医療の進展は医療においても学術的にも大いに期待されているが,臨床現場に供されるまでには克服すべき難題は多い.再生医療には細胞と生体物質の利用に加え,細胞の接着・増殖・分化を補助する優れた足場材料(スキャホールド)の開発が不可欠である.整形外科や歯科口腔外科領域においては,大規模欠損を再生させるため,既存材料の一層の機能強化と開発が強く望まれている.本研究においては,物理的あるいは化学的,生物学的作用力により材料自ら細胞の挙動を制御しうる材料主導型再生医療の推進を目的とし,その基盤となりうる普遍的理論と応用手法の構築を目指す.既に着手している骨系細胞から血管内皮細胞や神経細胞に対し,材料に導入した表面電荷により形成される局所電場による細胞遊走や増殖亢進効果などのナノバイオインターフェイス解析に基づく表面改質理論と手法を確立する.次に最新の研究において見出した共培養系での材料の作用力による異種細胞間のカスケード的シグナル伝達の促進や,幹細胞と肉腫細胞周期の制御などの画期的効果の理論構築と実用性の検証を行い,さらには臨床の視点も加味しながら,上述の種々の作用力を潜在的に有し再生医療に資する材料の開発と応用を目的とする.本研究では,バイオインターフェイスの創生する周辺環境の方法として,それを三次元的に制御されることが期待できる表面電荷誘起に着目し,ハイドロキシアパタイトセラミックス,生体吸性を有する炭酸アパタイトやβーリン酸三カルシウム(βTCP),またバイオガラスをポーリング処理することによってバイオエレクトレットを作製してきた.今後はセラミックエレクトレット上で接触角測定による表面エネルギー測定および,細胞培養を行い,その細胞接着形態を観察し,表面電荷誘起のためのポーリング理条件についての知見を蓄積していく.2年目に当たる平成29年度にはスキャホールド応用を勘案した材料科学的アプローチとして,塊状ポーラス体,顆粒及び微粒子,薄膜と種々の形態のエレクトレットを作製・加工を行った.3年目の平成30年度では,有機酸をテンプレートとしたナノ粒子合成を起点とする積層薄膜の合成法に成功した.ハイドロキシアパタイトを種々の有機酸を用いて水熱合成を行うことにより,ab軸方向とc軸方向の結晶成長を制御することが可能であり,カバーガラスにコーティングを行ったところ,ab軸方向が多く露出したハイドロキシアパタイト薄膜の開発に成功した.薄膜試料は新規スキャホールドとしての応用のみならず,ナノレベルでのバイオ界面の基礎現象を解析する上で重要である.また,有機酸およびポリペプチドを用いてダブルディフュージョン法による炭酸カルシウムの結晶成長の制御を試みた.その結果,ポリペプチドを用いたところ内部に気孔を有する階層構造を持つ球状のカルサイト結晶を得た.このような構造のカルサイトは,内部に種々の薬剤や機能性物質を内在させることが可能であり,今後応用研究へと発展させることが可能となる.また,我々はβ型リン酸三カルシウム(β-TCP)のエレクトレットの作製とそのメカニズムを明らかにするために,種々の濃度のナトリウムイオンを固溶したβ-TCPを作製した.その結果,β-TCPのエレクトレットは結晶構造中のカルシウム欠損を起点に生じていることが明らかとなった.β-TCPは骨補填材として幅広く利用されており,エレクトレット化により,骨形成を促進する骨補填材の開発が可能になると考えられる.エレクトレットでは表面に誘起された電荷が体温を含む常温域で安定に存在し,これに起因する電場,すなわち静電気力を周辺に発する.本研究ではその力を体内において組織及び細胞挙動の制御に利用し,バイオ界面をナノレベルでマニピュレートすることを総目的としている.これまでの研究期間において種々の形態のバイオセラミックスのエレクトレット化に成功し,細胞培養実験により生体安全性のみならず,種々の細胞に働きかけることのできる報告例のない新機能性スキャホールドの作製の糸口を見出してきた.今後はエレクトレットとしてバイオ及び電気的機能を発揮しうる効率の最適化条件を確立していく.またエレクトレット機能の寿命をシミュレーションと合わせ実験的に明らかにしていく.具体的に取りうる手法としては,バイオセラミックスの作製条件の最適化(温度と水蒸気存在の効果),ポーリング条件の最適化(電圧と温度,印可時間など),劣化実験による寿命の予測と劣化原因の解明,を予定している.また,生体由来のセラミックスの高機能化を試み,その骨形成能を評価することを予定している.再生医療の進展は医療および学術上大変期待されているが、臨床現場に供されるまでには克服すべき難題は多い。スキャホールドを始めとして、再生医療の発展に対して、材料については一層の機能開発が強く望まれている。本研究においては、物理的あるいは化学的、生物学的作用力により材料自ら細胞の挙動を制御しうる材料主導型再生医療の推進を目的とし、その基盤となりうる普遍的理論と応用手法の構築を目指す。既に着手している骨系細胞から血管内皮細胞や神経細胞に対し、材料に導入した表面電荷により形成される局所電場による細胞遊走や増殖亢進効果などのナノバイオインターフェイス解析に基づく表面改質理論と手法を確立する。次に最新の研究において見出した共培養系での材料の作用力による異種細胞間のカスケード的シグナル伝達の促進や、幹細胞と肉腫細胞周期の制御などの画期的効果の理論構築と実用性の検証を行い、さらには臨床の視点も加味しながら、上述の種々の作用力を潜在的に有し再生医療に資する材料の開発と応用を目的とする。本研究では、バイオインターフェイスの創生する周辺環境の方法として、それを三次元的に制御されることが期待できる表面電荷誘起に着目した。

ハイドロキシアパタイトセラミックス、生体吸収性を有する炭酸アパタイトやβーリン酸三カルシウム(βTCP)、またバイオガラスをポーリング処理することによってバイオエレクトレットを作製した。セラミックエレクトレット上で接触角測定による表面エネルギー測定および、細胞培養を行い、その細胞接着形態を観察し、表面電荷誘起のためのポーリング処理条件についての知見を得た。初年度は、実験に供するバイオエレクトレットの基材となる高品質セラミックスの作製とそのポーリング処理によるエレクトレット化技術の確立が研究計画通りに進捗した。再生医療の進展は医療においても学術的にも大変期待されているが、臨床現場に供されるまでには克服すべき難題は多い。再生医療には細胞と生体物質の利用に加え、細胞の接着ー増殖ー分化を補助する優れたた足場材料(スキャホールド)の開発が不可欠である。ヒト応用に有効な再生医療に対しては、既存材料の一層の機能強化と開発が強く望まれている。本研究においては、物理的あるいは化学的、生物学的作用力により材料自ら細胞の挙動を制御しうる材料主導型再生医療の推進を目的とし、その基盤となりうる普遍的理論と応用手法の構築を目指す。既に着手している骨系細胞から血管内皮細胞や神経細胞に対し、材料に導入した表面電荷により形成される局所電場による細胞遊走や増殖亢進効果などのナノバイオインターフェイス解析に基づく表面改質理論と手法を確立する。次に最新の研究において見出した共培養系での材料の作用力による異種細胞間のカスケード的シグナル伝達の促進や、幹細胞と肉腫細胞周期の制御などの画期的効果の理論構築と実用性の検証を行い、さらには臨床の視点も加味しながら、上述の種々の作用力を潜在的に有し再生医療に資する材料の開発と応用を目的とする。本研究では、バイオインターフェイスの創生する周辺環境の方法として、それを三次元的に制御されることが期待できる表面電荷誘起に着目し、ハイドロキシアパタイトセラミックス、生体吸収性を有する炭酸アパタイトやβーリン酸三カルシウム(βTCP)、またバイオガラスをポーリング処理することによってバイオエレクトレットを作製してきた。今後はセラミックエレクトレット上で接触角測定による表面エネルギー測定および、細胞培養を行い、その細胞接着形態を観察し、表面電荷誘起のためのポーリング処理条件についての知見を蓄積していく。平成28年度(初年度)に、実験に供するバイオエレクトレットの基材となる高品質セラミックスの作製とそのポーリング処理によるエレクトレット化技術の確立が研究計画通りに進捗した。2年目に当たる平成29年度にはスキャホールド応用を勘案した材料科学的アプローチとして、塊状ポーラス体、顆粒及び微粒子、薄膜と種々の形態のエレクトレットを作製・加工を計画した。さらに、線維芽細胞、血管内皮細胞、骨芽細胞、破骨細胞などの組織細胞に対する接着・増殖・分化特性を検討等の分子生物学的アプローチを行った。塊状ポーラス体と顆粒状粒子は臨床に最も頻繁に供される形状で、これらのセラミック作製とエレクトレット化を試み、成功するとともに最適に近いポーリング条件を明らかにした。また薄膜試料は新規スキャホールドとしての応用のみならず、ナノレベルでのバイオ界面の基礎現象を解析する上で重要である。
惑星探査機搭載用高速中性粒子観測器の開発

磁気圏を持つ惑星では、磁気圏内で起こったプラズマ現象によって加速・加熱されたプラズマ粒子の一部が磁力線沿いに惑星に向かって降り込んでゆくと考えられる。惑星に希薄な大気しか存在しない場合、降り込み粒子は惑星表面に直接降り注ぎ、惑星表面からは表面を構成する粒子の一部がたたき出される(スパッタリング)こととなる。これらのスパッターされた粒子を撮像観測すると、磁気圏内で起きたプラズマ現象の空間的広がりや時間変化などの情報が得られると考えられている。しかし、スパッターされる粒子のほとんどは中性粒子であり、その撮像観測技術には未だ問題点が残されている。本研究の目的はスパッター粒子を主なターゲットとした高速中性粒子分析器を開発することである。本年度は質量分析部に飛行時間分析(TOF)法を用いることとし、センサー設計を行った。今回用いるTOF法では、入射粒子をMgO等の表面に衝突させ、放出された二次電子を計測する。同時に表面で反射した粒子も別の検出器で計測し、二つの信号の発生時間差から粒子の速度を割り出す。このようにすることで、低エネルギーから高エネルギーにわたって質量分解能を維持できる。また、高速中性粒子のフラックスは観測器のノイズ源となる太陽紫外線フラックスに対し、圧倒的に少ないと考えられる。TOF法は原理的にある一定時間内に現れる二つの信号が必要である。ところが、TOF部内において一個の光子は一つの信号しか出せないために、TOF法を利用すると太陽紫外線除去効率を効果的に上げることができる。現状の観測器の質量分解能(M/dM)は約4であり、NaとK/Caを十分な精度で分離できる。またエネルギー分解能(E/dE)は約1、角度分解能は15°x 30°である。固有磁場を持つ惑星では、磁気圏内で起こったプラズマ現象によって加速・加熱されたプラズマ粒子の一部が磁力線沿いに惑星に向かって降り込んでゆくと考えられる。惑星に希薄な大気しか存在しない場合、この降り込み粒子は惑星表面に直接降り注ぐことになる。そのため、惑星表面からは表面を構成する粒子の一部がたたき出される(スパッタリング)こととなる。本年度はセンサー形状を計算機シミュレーションを用いて最適化した。また、高速中性粒子の電離に用いる表面の特性を取得した。本計測器では高感度でありながら、光子・プラズマ粒子等のノイズ成分を十分除去し、さらに角度分解能・質量分解能を落とさないことが重要である。質量分解には永久磁石を用いることを考えているが、広いエネルギー範囲に対して質量分解能を維持するような工夫をした。また、光子除去に関しては電場を用いて粒子軌道を何度も偏向し、直進する光子を除去できるような電極配置とした。高速中性粒子は一度観測器内で電離し、その後電場・磁場を用いて分析される。電離には表面との相互作用を用いる予定である。したがって、中性粒子を表面にすれすれの角度で入射させることになるが、その際、反射粒子の角度分散と反射率が問題となる。角度分散を抑え、反射率を上げるためには表面をできるだけフラットにすることが重要である。このことから、本年度は極めて表面がフラットな市販のシリコンウェハーを用い、実際に粒子ビームを照射し、その反射特性を得た。