hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機デバイス関連界面の解明と制御

さらに、巨大表面電位が形成されるAlq_3薄膜の電位保持時間を調べ、デバイス応用に問題ない長寿命であることを示した。(C)膜形成:長鎖アルカン分子のCu(100)(110)面上での成長モードを低速電子線回折、赤外分光で詳細に追跡したほか、誘電体基板(SiO_2)上での極性分子(nCB)の配列を、分子動力学法(MD)と光第二次高調波発生法(SHG)を用いて調べた。親水基板ではCN基を基板側に向け、乾燥基板ではCN基が基板と反対側を向く極性配列構造を取る事が分かった。対応する結果がMD計算でもサポートされた。昨年度の諸成果を活かし、本年度は下記の成果を得た。1.金属や黒鉛等の上に有機物質を堆積した際に界面にできる電気二重層は、電荷注入効率を左右する。無極性分子に関して昨年度開始した理論計算を精密化し、分子の非占有軌道と基板金属電子状態の混成が二重層形成に重要なこと、分子.基板表面距離が二重層の大きさに影響することを見出した。また、昨年度整備した高分解能光電子分光装置を駆使して無極性、極性のフタロシアニン(Pc)類等を試料として測定し、双極子の二重層への寄与、極性分子を挟む有機層と金属との電気平衡等について知見を得た。また、従来測定の困難だった典型的有機半導体の分子間エネルギーバンド分散の実測に成功した。また顕微光電子分光で局所的な電子構造情報を得た。2.有機デバイスを調べる方法として変位電流法の有用性を調べ、有機電界効果ランジスタ(FET)でのゲート電圧の印加による電荷蓄積では、ソースやドレインからの電荷注入が主要因であるのを見出した。3.厚膜への種々のドーピングの効果を検討し、チタニルPcでは酸素やアンモニアを雰囲気とすることでP,n^-制御ができること、ペンタセンFETでは酸素ドーピングで正孔注入が容易になることを見出した。さらにテトラチアナフタセンが良い材料のなかったn型ドーパントとして有効であることを見出した。フッ素化銅Pcでの放射線損傷によるドーピングの可能性も検討した。4.有機電界発光素子の代表的発光材料Alq3が、真空蒸着で強誘電的秩序を取り、これが光で消去される現象について、詳細を二次高調波発、ケルビン法、変位電流法等で追うと共に、物質依存性を調べて機構の解明を進めた。5.海外で関連主題について活発に研究しているドイツ、スウェーデン等の研究者を招聘し、二度の国際研究集会を開くと共に、成果を研究論文として発表し、国内外に発信した。本年度は、次のような主題について研究し、成果を挙げることができた。(1)有機半導体における各種のドーピングが界面電子構造に及ぼす効果:通常無ドープでデバイスに用いられる有機半導体に無機半導体と同様にドーピングによる電子構造制御を行うことができれば、より多彩なデバイスが可能になる。種々の電子供与体(ドナー)、電子受容体(アクセプター)を有機半導体にドープすることにより、いくつかの系で期待どおりドーピング効果を見出し、ドーパントの帯電状態を赤外分光などで評価することもできた。さらに長年にわたって懸案であった酸素によるドーピングについても、確かに電子受容体として作用していること、光照射による大きな影響があることなどを見出した。(2)高秩序有機配向膜の高分解能光電子分光によるキャリアーと分子内振動の結合:フタロシアニン類分子を層状半導体上に堆積した高秩序膜を用いた高分解能測定により、振動構造の観測に成功し、その詳細な解析から、分子内振動と電荷の結合についての詳しい情報を得ることに成功した。結合は孤立分子におけるものより強いことが分かり、さらにこれを追求する予定である。
肝マクロファ-ジの病態肝における生体機能調節能の解析とその治療への展望.

1)変硬変,閉塞性黄疸の免疫、代謝異常における肝Mφの関与について。肝硬変において、肝MφはO_2の産生能、TNF産生能の低下、ILー1産生能の上昇という知見を得た。とくに、ILー1の上昇は線維化の促進、非特異的ガンマグロブリン産生の上昇をもたらし、肝硬変の進行に関与していることが推察された。また、本症において脾MφのTNF,O^-_2の産生が亢進しており.これが更に肝障害を増幅するという可能性を追求中である。2)重症外科的感染症時の肝障害発生における肝Mφの関与について。育腸結紮穿刺による敗血症モデルでは.肝MφのILー1,TNFといったモノカインmRNAの発現が著明であることをノザンブロットにより明らかにした。同時に細胞接着分子ICAMー1も肝内において転写レベルで亢進、これらが類洞内皮障害を惹起し微少循環障害を生ずる大きな要因であることを示した。また.エンドトキシンによる肝障害は肝Mφのmedulationとヘパリン投与により抑制されることを肝環流系において明らかにした。3)肝更生における肝Mφ制御機構の存在。肝再生過程において肝Mφが活性化し、これが肝再生に促進的に働く可能性が、肝細胞との混合培養にて推察された。また、肝切除には、早期に肝MφのILー1mRNAの発現亢進が認められ、現在、その意義について検討中である。4)保存肝移植後のearly graft failureにおける肝Mφの関与について。肝の保存過程において肝Mφが活性化することをTNF,O^-_2の産生能、表面抗原の発現度を指標が明らかにした。そして、肝Mφの活性化を移植後に流入する血漿とが相まって類洞内皮障害→肝障害を来たすという仮説のもとに研究中である。
特定食品成分の摂取によるＴＲＰ受容体を介した糖質エネルギー代謝調節機構の解明

アリルイソチオシアネート(AITC)の投与によるTRP受容体を介した糖質エネルギー代謝変化へのインスリン分泌機構の関与について検討した。AITCはTRPV1を介して血中インスリン濃度を上昇させること、マウスの膵臓より単離した膵島に直接作用しインスリン分泌を促進しうること、さらにAITC投与による糖質エネルギー代謝変化および血中インスリン濃度の上昇にはアドレナリンβ受容体を介した交感神経系が関与することを示した。近年、肥満や糖尿病など糖質エネルギー代謝不良に起因する疾患が増加しており、早急な対応が望まれる。食品摂取により糖質エネルギー代謝の改善が可能となれば予防対策としての意義は大きい。そこで本研究はエネルギー代謝と深い関係があると考えられるTRP受容体に着目し、特定食品成分の摂取による糖質エネルギー代謝調節機構を解明する事を目的としている。これまでの検討で食品成分由来のTRP受容体の活性化成分であるアリルイソチオシアネート(AITC)の投与により、糖質代謝が亢進される事が明らかになっている。さらに、AITCによる糖質代謝の亢進にはTRPV1が関与している事、インスリン分泌の促進が関与している事、アドレナリンβ受容体を介した交感神経系の活性化機構が関与している事などが明らかにしてきている。そこで、生体内においてどの部位にて糖質代謝が亢進されているのか検討を行ったところ、骨格筋あるいは肝臓での糖質代謝が亢進している可能性が考えられた。また、TRPV1を活性化する他の食品成分を用いた検討では、AITCほど大きく糖質代謝を変動させる成分は確認することができなかった。食品成分摂取によるTRPV1を介した糖質代謝亢進には、作用部位が様々であり、TRPV1を活性化するだけではなく、体内でどのように代謝される成分であるかまで考慮する必要がある事が示唆された。これらの成果は食品成分の摂取によるTRP受容体を介したエネルギー代謝調節機構、特に糖質代謝調節の解明につながることが期待される。そこで本研究では、エネルギー代謝と深い関係があると考えられるTRP受容体に着目し、特定食品成分の摂取による糖質エネルギー代謝調節機構を解明することを目的としている。そこで生体内において糖質代謝が亢進される作用機序の検討として、糖質代謝に関連する液性因子の変動を確認したところ、AITC投与によりインスリン分泌が促進される事が明らかになった。インスリン分泌においてはAITCの受容による交感神経系を介した分泌機構と膵臓への直接作用による分泌機構との両方が存在することが示された。糖質代謝亢進への神経系の関与についてはアドレナリン受容体阻害剤を用いた検討によりアドレナリンβ受容体を介した交感神経系の活性化機構の関与が示唆された。これらの結果よりAITCが交感神経系を活性化することで作用効果器に作用し糖質代謝が亢進される機構とAITCの消化吸収後、内分泌器官などで直接作用効果器に作用し糖質代謝が亢進される機構との両方が存在することが明らかになった。さらにノックアウトマウスを用いた検討から、それら受容機構にTRPV1受容体の関与が示唆されている。これらの成果は、食品摂取によるTRP受容体を介したエネルギー代謝調節機構、特に糖質代謝調節の解明につながることが期待される。当初の計画では糖質代謝が亢進する効果器部位の特定ならびに効果器部位へのシグナル伝達経路の特定を行うことを目的としていた。筋肉、肝臓などの効果器部位と考えられる器官での糖質代謝変化についての検討はまだはっきりとした結果が出ていないものの、おおよそ結果が見えてきている状態である。効果器部位へのシグナル伝達経路の特定は液性因子と神経系に分類した検討を行い、両方の観点からの全体像をつかんでいる。従って研究は概ね予定通りに進んでおり、今後は当初の研究予定通りTRPV1受容体の関与を検討していく。当初の計画通り、TRP受容体によるAITCの受容部位の特定のためTRP受容体アンタゴニストの局所投与による検討などを行う。作用機序の検討の後、AITCと同様の作用機序での糖質エネルギー代謝の亢進が期待できる食品成分の検索を行う。他の食品成分による糖質エネルギー代謝の亢進へのTRP受容体の関与を明らかにし、他の食品成分への応用の可能性を示す。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を遂行したため当初の見込みの額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
進行波状制御による壁面乱流の再層流化メカニズムの解明

乱流摩擦の低減制御は輸送エネルギ削減に貢献ができると期待される.本研究では壁面乱流を再層流化する進行波状制御に着目した.この制御による再層流化現象のメカニズムはいまだ解明されていないが,これまでの研究から制御の空間的な発達が摩擦抵抗低減に大きな影響を及ぼしていることが分かった.そこで本研究では,再層流化メカニズム解明を目的として数値シミュレーション及び室内実験を行った.数値シミュレーションからは下流域に移動するに従い徐々に渦が減少し,再層流化の過程を観察できた.一方,実験においては同様の傾向が得られたものの,下流域では振幅が減衰するため制御効果が減少することが分かった.乱流摩擦の低減制御は輸送エネルギ削減に貢献ができると期待される.本研究では壁面乱流を再層流化する進行波状制御に着目した.この制御による再層流化現象のメカニズムはいまだ解明されていないが,これまでの研究から制御の空間的な発達が摩擦抵抗低減に大きな影響を及ぼしていることが分かった.そこで本研究では,再層流化メカニズム解明を目的として数値シミュレーション及び室内実験を行った.数値シミュレーションからは下流域に移動するに従い徐々に渦が減少し,再層流化の過程を観察できた.一方,実験においては同様の傾向が得られたものの,下流域では振幅が減衰するため制御効果が減少することが分かった.我々が直面する地球温暖化問題等の種々の問題に対し,例えば輸送機器におけるエネルギー損失を抑えることで解決への寄与になると期待されている.乱流摩擦抵抗の低減制御技術は,輸送コストの削減及び省エネルギー化に多大なる貢献できると期待されている.本研究では,平行平板間流において壁面乱流の層流化を達成できる壁面からの進行波状制御に関して取り扱う.この進行波状制御による再層流化現象のメカニズムは未解明であり,本研究ではこれを数値的及び実験的に明らかにする.本年度の研究業績は以下の通りである.1.数値計算による再層流化範囲の調査本研究で取り扱う進行波状制御は,振幅,位相速度,波長の三つの制御パラメータを有する.これらを系統的に変化させるパラメトリックスタディを行うことで,再層流化が生じるパラメータの範囲を明らかにした.また,レイノルズ数も110と300に関して行い,レイノルズ数依存性も調査した.2.実験による抵抗低減効果の確認作動流体を空気とした平行平板間の下壁にゴムシートを設置し,振動発生器によりゴムシート上を進行波を作成し,差圧実験及び粒子画像測定法より流れの様子並びに抵抗低減効果を確認した.ゴムシートの取り扱いを工夫することで下壁との干渉を抑え,単一波に近い進行波を作成することが可能となった.我々が直面する地球温暖化問題等の種々の問題に対し,流体制御はエネルギ損失を低減させるため問題解決へ寄与が可能である.本研究では平行平板間流において壁面乱流の層流化を達成し摩擦抵抗を低減できる,壁面からの進行波状制御に関して取り扱った.この制御による再層流化現象を,特に空間発達の影響に関して数値的及び実験的な解析を用いて明らかにすることを目的とした.数値計算による調査では,空間発達する系に制御を与えると上流部では渦が多くみられる一方下流域では渦が減少し,再層流化が生じうる事が分かった.壁面近傍には平らな形状をした横渦も観察された.時間平均した乱れ強度からもこの再層流化現象が確認された.他方,外力を用いた進行波制御を調査した結果,摩擦抵抗低減は発現したが期待されていた再層流化現象は生じなかった.室内平行平板間流れの風洞において下壁に敷いた薄いゴムシート上に振動を伝播させることで進行波状壁面変形を作成し,乱流場へ与える制御効果を実験的に検証した.その結果差圧計測から抵抗低減効果を確認した.またPIV計測から得られた速度場に対して位相平均を行うことで速度変動の定量的な評価を行い,壁から離れた位置においても制御が生成する速度変動が確認できた.流れ場の空間発達の効果を調査するため,PIV計測を上流域及び下流域の計2箇所で同時計測を行った結果,上流域においては制御効果がありレイノルズせん断応力の減少が確認されたが,下流域ではその効果はあまり表れない事が分かった.26年度が最終年度であるため、記入しない。流体工学26年度が最終年度であるため、記入しない。1.平行平板間流れの直接数値シミュレーション現在までに,平行平板間流れの直接数値シミュレーションを用いることで,壁面乱流の再層流化が生じるパラメータの範囲を明らかにした.またレイノルズ数依存性の調査も行い,この制御が制御手法として有効であることが分かった.2.室内風洞実験実験装置の下壁面に設置したゴムシートの取り扱いを工夫することで,高周波成分が乗らない進行波を作成することが可能になった.実験結果よりこの制御によって摩擦抵抗低減効果が確かめられた.効果が発現した理由として,作成した進行波が数値計算により明らかにされた制御効果が得られる範囲のパラメータを有するためであることが挙げられた.以上のことから,数値計算では有効なパラメータの範囲を明らかになり,実験によりそのパラメータの範囲で制御を実現できた.これらは本研究における最終的な目的である「制御効果のメカニズムの解明」及び「空間発達の影響の調査」に役立つものであり,現在までで研究の達成度は「おおむね順調」であると考えている.昨年度の研究成果により乱流がこの進行波状制御により再層流化する場合の制御パラメータの範囲が明らかになった.

本年度はこれを踏まえ,なぜこのパラメータが有効であったかの調査を行う.摩擦抵抗低減効果に大きな影響を及ぼす制御効果の空間的な発達に関しても,実験的手法により詳しく調べる.1.平行平板間流れの直接数値シミュレーション昨年度,乱流が再層流化する場合の制御パラメータの範囲を明らかにした.それを踏まえ本年度はその制御パラメータがなぜ有効であったか流れ場の詳細に観察により調査する.これまで上下壁での進行波の位相関係が逆位相のものに制御を制限していたが,制御効果が位相関係によらないのであれば実用化上大きな利点となるため,これについてもパラメータとして変化させることで,上下の位相関係が制御効果に与える影響の調査も行う.さらに現在低レイノルズ数に限って調査を行っているが,高いレイノルズ数における制御効果についても検討する.2.室内風洞実験引き続き制御効果の実験的な調査を行う.特に本年度は,粒子画像測定法により得られた速度場を入念に解析し,波状壁面とそれによって生じる流れ場の関係を調査し,さらに直接数値シミュレーションの結果と比較したうえで摩擦抵抗低減メカニズムの解明に役立てる.また調査する領域を主流方向に変えることで空間発達の効果も明らかにする.
先住民族テレビの成立・存続要件と国家の制度的支援のあり方に関する研究

本研究から得られた示唆は、情報通信技術の革新が、先住民族の権利宣言の立案過程とその議論にも影響を及ぼし、国家が先住民族テレビを制度的に支援する意義が、起草・交渉の過程を通じて低減または変質していったと推察される点である。また、事例分析からは、国内法における先住民族問題の認知が重要な役割を果たすことは明らかであり、技術革新だけに依拠していては、先住民族テレビの成立・存続は十分に達成しえないと考えられる。研究初年度にあたる本年度は、インターネットやデータベースを駆使し、(1)「先住民族の権利に関する国連宣言」第16条起草の背景、(2)ニュージーランドおよびカナダの先住民族テレビ関連政策の2点につき、網羅的な資料・文献の収集および分析を目的とした。日本国内で行うこれら作業は、研究焦点や手法の精緻化に不可欠であると同時に、現地調査でなければ得難い資料の特定、現地調査で検証すべき点の仮説化につながるものである。権利宣言は起草から採択まで22年という長い歳月を要しているが、この過程で先住民族メディアに関する第16条の規定がどの程度重視され、どのような議論が展開されたかは不明であり、当事者間の交渉経過を、議事録や関係者の回顧録等から明らかにする必要がある。同様に、先住民族メディアの進展(許容)度に関して世界でも主導的地位にあるニュージーランドとカナダの諸政策(放送政策、多文化政策など)につき、その形成過程における先住民族テレビをめぐる議論や争点を子細に調査分析することは、本研究への示唆を得るうえで有用と考えられる。結果的に本年度の研究成果は、(1)(2)双方について相当量の資料を入手することができた。一方で、存在は明示的・暗黙的に認められるものの、データベース化されていない(ゆえに日本国内からのアクセスが困難な)資料も少なくないことが判明した。その背景には、権利宣言も個別国家の関連政策についても、政策形成のためになされた議論の多くが1980年代になされており、当時の資料が必ずしも電子化して保存されていないことが背景にあると思われる。欠損資料の存在を考慮すれば、収集済資料の分析から結論を導くのは時期尚早であるが、「現地調査でなければ得難い資料の特定」という意味では本年度の研究は十分有意義であった。また、研究の焦点や方法も、計画段階の構想で十分に実現可能であることも確認された。前年度に引き続き、先住民族メディアと権利宣言第16条の起草背景に関する資料収集と文献調査を継続した。権利宣言が起草から採択まで長い歳月を要した背景(政治的な駆け引き等)は概ね明らかになっている。その背景には価値観の多様化(例えば環境問題に対する先住民族の伝統的知識の有用性が評価される等)などがあると推察されるが、より注目すべきは国連等の作業部会での政府間、あるいは政府と非政府組織(ここには先住民族団体も含まれる)間の対面交渉の背景にある、いわゆる情報通信技術の目覚ましい発展である。先住民族の権利宣言採択までの約20年間は、インターネットが社会的に広く普及した時期と重なり、これによる公論あるいは公共圏の形成とその影響を見過ごすべきではない。一方、先住民族メディアに関する第16条の規定がどの程度重視され、どのような議論が展開されたかについては、非公式の記録が残存しているとは限らず、また権利宣言の起草段階が長期に渡るため、利害関係者の入れ替わりや見解等の変遷もあり、引き続き資料収集と文献調査を進める必要性がある。なお、この点についても、インターネットの普及前と普及後では関連資料の蓄積に大きな差異があるように思われるため、本研究では二重の意味でITの影響を強く意識している。先住民族メディアに対する諸外国の制度的支援については、当該国の研究者を中心にエスノグラフィックな文献が少なからずあることから、それらの再検討を通じて知見や教訓等の国家・時期横断的な整理を進めている。当初予定していた国外での現地調査については、上述のように資料収集と文献調査をさらに進める必要があること、インターネットを利用した音声通話やメール等での聞き取りでもある程度対応可能であること(在外の研究者や関係者とは適宜連絡や意見交換を行った)から次年度に実施する予定である。研究の最終年度に当たる本年度は、先住民族メディアと「先住民族の権利宣言」第16条の起草背景に関する資料収集と文献調査を継続しつつ、次第に明らかになった情報通信技術(特にインターネット)が交渉に与えた影響の把握に傾注した。本研究から得られた示唆は次のとおりである。起草・交渉過程にあわせて発展・普及した人工衛星やインターネット等(特に後者)は、1先住民族に係る諸問題(以下、便宜的に「先住民族問題」とする)を社会全体で共有することに貢献した、2一部の先住民族団体に対して、テレビ以外の比較的廉価な情報発信手段を提供することになった。以上から、結果的に情報通信面での技術革新は、先住民族の権利宣言第16条(第一項は先住民族が固有の言語で独自のメディアを設立する権利を、第二項は既存メディアが先住民族の文化的多様性を反映するよう国家の働きかけを規定する)にも少なくない影響を与えたと推察される。

別言すれば、国家が先住民族テレビ・先住民族メディアを制度的に支援する意義は、起草・交渉の過程を通じて低減あるいは変質したといえる。それでもなお、本研究で調査したカナダのような国家では、最高法規レベルや放送法を含む国内法で先住民族問題の存在を認知しており、そのことが先住民族テレビの成立や存続に重要な役割を果たしていることは明らかである。つまり技術革新だけに依拠していては、先住民族テレビの成立・存続は十分に達成しえないといえる。法令の重要性を指摘することは、「国民国家あってこその先住民族問題」という、ある意味皮肉な帰結をもたらすことになるが、電波を伝送手段に用いる以上、現実には国家の法的枠組みの支援なしに先住民族テレビの存続は容易ではないというのが本研究の立場である。今後は、国家の法的枠組みにとらわれないインターネットがどこまでテレビを代替するか、という社会情報学的側面からも研究を進めてみたい。研究計画はほぼ当初企図していたとおりに進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初考慮していなかった情報通信技術(IT)の影響が明らかになりつつあることから、今後の研究は先住民族の権利宣言の起草過程や、諸外国の先住民族メディアに対する制度的支援(政策措置化の過程)におけるインターネットの影響、具体的にはその公論形成あるいは公共圏的機能の検証にも注目していきたい。
二軸性歪を有する半導体量子細線・量子箱構造の試作およびその光デバイス応用

本研究では、通信用長波長半導体レーザの超低電流・高効率動作を実現することをめざしており、二軸性応力の加わった歪量子細線および歪量子箱構造の形成法を確立すると共に、これらの構造のサイズ揺らぎ要因の解明と低減を行うことを目的として行い、以下に挙げる成果を得た。1)電子線リソグラフィー、メタンと水素の混合ガスによるドライエッチングと2回の有機金属気相成長法によって、周期100nm、幅21nmの2層歪量子細線を活性層とするGaInAs/GaInAsP/InP多層歪量子細線レーザを世界で初めて実現した。2)エッチング後の極微細線側面部へのInP結晶埋め込み過程での非発光再結合中心の発生を抑制することを目的として、元ウェーハを歪補償量子井戸構造とすることにより、周期100nm、幅43nmの一様なサイズを有する5層歪補償擬量子細線レーザを実現した。しきい値電流密度は、室温において318A/cm^2であり、1回の結晶成長で作製した同一層構造5層歪補償量子井戸レーザの約60%と低く、また微分量子効率は僅かであるが高い値が得られた。このように、量子薄膜レーザを凌駕する低電流・高効率特性は温度85°Cまで得られた。これらの結果より、本研究エッチングおよび埋め込み成長プロセスが極低損傷性に優れた極微構造形成法であることを実証した。3)本研究で開拓した極微構造形成法を用いて、2層歪補償量子井戸細線状活性層が周期状に配置された分布帰還(DFB)レーザを試作した結果、光ファイバ通信用1.55μm波長単一波長レーザとして、世界最小のしきい値電流(0.7mA)動作および最高の微分量子効率(23%/端面)を達成した。また、この細線状活性層を有するDFBレーザが、光の定在波ピーク位置と活性層位置の空間的整合(利得整合)効果による優れた単一波長安定性を有することを理論的に解明した。1)電子線リソグラフィーと2回の有機金属気相成長法によって、周期70nm、幅20-30nmの歪量子細線を活性層とするGaInAs/GaInAsP/InP歪量子細線レーザを試作し、そのしきい値電流、微分量子効率、および内部量子効率の温度特性測定を行った。その結果、温度200K以下ではあるが、同一ウェーハ上に作製した歪量子薄膜レーザよりも低しきい値電流かつ高効率動作する歪量子細線レーザを初めて実現した。2)上記作製法で形成した歪量子細線構造の光励起発光スペクトルを測定し、横方向量子閉じ込め効果に起因する偏波異方性が歪量子細線構造では、格子整合系量子細線構造よりも強くなることを初めて観測した。3)歪量子細線レーザの利得スペクトルを初めて測定した。同一ウェーハ上に作製した歪量子薄膜レーザのそれよりも幾分狭い利得スペクトルが観測され、量子細線中のバンド内緩和時間が量子薄膜中のそれよりも約1.5倍程度長いこと可能性を示唆した。

4)メタンと水素の混合ガスによるドライエッチング法を用いて、垂直極微構造形成を行い、多重極微共振器構造レーザに用いる高反射率端面の形成に成功すると共に、この方法により、100nm程度の幅を有する活性層完全分離構造DFBレーザの低電流動作、20nm程度の幅を有する多層量子細線レーザの低しきい値室温動作に成功した。本研究では、通信用長波長半導体レーザの超低電流・高効率動作を実現することをめざしており、二軸性応力の加わった歪量子細線および歪量子箱構造の形成法を確立すると共に、これらの構造のサイズ揺らぎ要因の解明と低減を行うことを目的として行い、以下に挙げる成果を得た。1)電子線リソグラフィー、メタンと水素の混合ガスによるドライエッチングと2回の有機金属気相成長法によって、周期100nm、幅21nmの2層歪量子細線を活性層とするGaInAs/GaInAsP/InP多層歪量子細線レーザを世界で初めて実現した。室温動作におけるしきい値電流密度は、昨年度、湿式化学エッチング法で加工した単層歪量子細線レーザよりも3割程度低く、この作製法で試作された中で最も低い値となった。2)さらに多層構造化を目指して元ウェーハ構造に改良を行い、周期120nm、幅42nmの一様なサイズを有する5層歪擬量子細線レーザを実現した。しきい値電流密度は、室温において540A/cm^2であり、5層歪量子井戸レーザのそれと同等の値が得られた。3)昨年度、湿式化学エッチング法で加工した単層歪量子細線レーザの利得スペクトルを測定し、理論解析との比較を行った結果、歪量子細線中でのバンド内緩和時間が歪量子薄膜中に比べて約50%長いことを明らかにした。4)本研究の極微構造形成法を用いて、5層歪量子井戸活性層が周期状に配置された分布帰還(DFB)レーザを試作し、低しきい値電流密度(330A/cm^2)を達成した。さらに量子井戸層数を2層に低減して活性層幅が90nmのDFBレーザを作製した結果、DFBレーザとして世界最低のしきい値電流密度(94A/cm^2)が実現され、100nm以下の極微構造に対する本作製法の低損傷性を実証した。2)エッチング後の極微細線側面部へのInP結晶埋め込み過程での非発光再結合中心の発生を抑制することを目的として、元ウェーハを歪補償量子井戸構造とすることにより、周期100nm、幅43nmの一様なサイズを有する5層歪補償擬量子細線レーザを実現した。しきい値電流密度は、室温において318A/cm^2であり、1回の結晶成長で作製した同一層構造5層歪補償量子井戸レーザの約60%と低く、また微分量子効率は僅かであるが高い値が得られた。このように、量子薄膜レーザを凌駕する低電流・高効率特性は温度85°Cまで得られた。これらの結果より、本研究エッチングおよび埋め込み成長プロセスが極低損傷性に優れた極微構造形成法であることを実証した。3)本研究で開拓した極微構造形成法を用いて、2層歪補償量子井戸細線状活性層が周期状に配置された分布帰還(DFB)レーザを試作した結果、光ファイバ通信用1.55μm波長単一波長レーザとして、世界最小のしきい値電流(0.7mA)動作および最高の微分量子効率(23%/端面)を達成した。
乳腺神経内分泌腫瘍(B-NETs)の発生機構の病理学的解析および新分類の提唱

我々は、乳腺神経内分泌腫瘍(B-NET)の発生機構として、一部のB-NETの背景乳腺組織に核異型性を有さない神経内分泌細胞が孤在性/散在性、集塊状ないし円周状パターンで広く分布する神経内分泌細胞過形成の概念を提唱し、前癌病変としての意義をはじめて示した。また乳管内乳頭腫と密接な関連性を示す症例や、高悪性度B-NETにおいて通常型管内癌が浸潤時ないし浸潤後に神経内分泌形質を獲得したとみなされる症例も報告し、B-NETの発生に複数のメカニズムが関与することを明らかにした。血性乳頭分泌の臨床症状とNECの関連性について分析を行い、本症状を呈する乳腺疾患の17% (24/144)、本症状により発見される乳癌の44% (24/55)がB-NECに相当することを明確にした(Breast, 2012)。低分化型B-NECにおいて、通常型乳管内癌の成分を有し、浸潤時に神経内分泌形質を獲得したとみなされる貴重な症例をまとめ、Histopathologyに投稿し、現在major revisionの状態である。本研究成果から、2012年に平成23年度日本病理学会学術奨励賞(日本病理学会)、日本臨床細胞学会平成24年最優秀論文賞(日本臨床細胞学会)、2013年に第18回山梨科学アカデミー奨励賞(山梨科学アカデミー)を受賞した。本研究から得られたデータや新知見に基づき、さらなる発展研究の計画・立案を行い、平成25ー27年度科学研究費助成事業(日本学術振興会)、基盤研究(C)(経費: 5,200,000円)を獲得した。既存の器材の老朽化、および、欧文論文投稿や学会発表の際の鮮明なFigures(図)の作製のため、顕微鏡用デジタルカメラ「DP72」(1,291,000円)の新規購入を最優先とする。繰越金(788,210円)は全て、その設備備品費に当てる。その他、消耗品費として、免疫組織化学、CGH/LOH等、旅費等として、国内外における学会成果発表、欧文論文の校正、英文学術専門誌への投稿等に使用する予定である。
アテ材形成時の形成層帯・木部分化帯におけるタンパク質変化の免疫学的解析

2年生ユ-カリ木(Eucalyptus camaldulensis)を傾斜させ、地上約35cmおよび約135cmの2ヵ所で固定し、引張アテ材を形成させた。傾斜固定後、2週間目に伐木し、傾斜上側・下側それぞれ約90度の幅で剥皮した。剥皮した樹皮およびその直下の分化中の組織は直ちに液体チッソに投入、-80°Cで凍結保存した。また、一部はFAAで固定し、組織観察用切片を作製し、サフラニン-ファストグリーン2重染色を行ない光顕観察した。また、螢光顕微鏡(U励起)でリグニンの沈着を、偏光顕微鏡で二次壁の体積を観察した。一方、凍結保存した試料の樹皮最内層および分化中の木部組織をそれぞれ液体チッソ中で磨砕し、1mM DTT,2mM EDTA,プロテアーゼインヒビターを含むトリス-塩酸緩衝液中で抽出、3000・gで遠心した上清をさらに100,000・gで遠心し、その上清をcytosol画分、沈澱物をmembrane画分とした。3000・g遠心の沈澱物から1MNaClを含むトリス-塩酸緩衝液で抽出したものをCell Wall画分とした。それらを5-20%グラディエントポリアクリルアミドゲル上でSDS電気泳動を行ない、傾斜上側(Tension)、傾斜下側(Opposite)を通常に成長中の個体から得られたものと比較した。木口切片の観察から、処理後の成長量は傾斜上側で約2.8mm、傾斜下側で約0.6mmであり、傾斜上側に偏心成長か認められた。サフラニン-ファストグリーン2重染色像では、傾斜固定を行なった時点で形成層付近にあったと思われる部分以降の傾斜上側の組織がファストグリーンで顕著に染色された。その部分を蛍光顕微鏡(U励起)で観察すると、導管壁に若干の自家蛍光がみられるものの、通常材に比較してその強さははるかに弱く、引っ張りアテ材が形成されていることがわかった。傾斜上側・下側の分化中の組織を、剥皮によって樹皮側に来る部分と木部側に残る部分とにわけ、それぞれ抽出したタンパク質を遠心分離でcytosol画分・membrane画分・cellwall画分とし、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法で通常材を形成中の試料から抽出した同一部位・同一画分のタンパク質とそれぞれ比較したところ、傾斜上側の木部側から抽出したcell wall画分で通常材形成時には見られないタンパク質のバンドがいくつか見られた。このことから、アテ材形成する際には二次壁肥厚期の壁に特異的なタンパク質が発現していることが示唆された。
エリート競泳選手の泳パフォーマンス向上のための呼吸筋トレーニングに関する研究

今年度は、エリート競泳選手30名を対象に、呼吸筋トレーニングを6週間行わせた。被験者を、MIPの75%強度で呼吸筋トレーニングを行う群(以下、75%群とする)、50%強度で呼吸筋トレーニングを行う群(以下、50%群とする)、呼吸筋トレーニングを行わない群(以下、con群とする)に分類した。呼吸筋トレーニングは、30呼吸を1セッションとし、1日あたり2セッション行い、1週間に6日間行わせた。呼吸筋トレーニングには、パワーブリーズ(IMT Technologies Ltd., Birmingham, UK)を用いた。6週間の呼吸筋トレーニングの前後で、呼吸機能の測定と泳パフォーマンステストを実施した。呼吸機能は、MIPと呼吸筋持久力を測定した。泳パフォーマンステストは、100mの自由形泳を行い、自由に呼吸を行う自由呼吸条件と、4ストロークに1回呼吸を行う制限呼吸条件の2条件で実施した。6週間の呼吸筋トレーニングを実施することによってMIPは向上し、100m自由形泳のパフォーマンスが改善した。また、呼吸筋トレーニングによって向上したMIPは、75%群のみトレーニング終了後4週目までトレーニング効果が持続した。しかしながら、75%群と50%群でMIPおよび泳パフォーマンスに有意な差はなかった。呼吸補助筋の動員が大きくなる高強度での呼吸筋トレーニングは、トレーニング効果を長く持続させるという点では、MIPの50%強度での呼吸筋トレーニングを比較して有益であるが、泳パフォーマンスの向上に対して付加的な効果があるかはわからない。当初の計画通り、順調に実験が進んでいる。今年度の研究結果で出た課題を踏まえて、2019年度では、実験を実施する。具体的には、呼吸筋力トレーニンングと呼吸筋持久力トレーニングとを比較し、泳パフォーマンス改善に対する影響について検討する。水泳運動中は常に水圧が胸部にかかっていることや、ストロークに合わせた呼吸が求められることによる呼吸のタイミングの制約が多いことから、陸上運動と比較して呼吸筋への負荷が大きい。したがって、水泳運動後に呼吸筋が疲労すると報告されている(Brown et al. JStrength Cond Res 2011;Lomax et al. JStrength Cond Res 2012)。呼吸筋への疲労を軽減することは、水泳運動パフォーマンスの改善に貢献するかもしれない。本研究では、陸上運動と比較して呼吸筋への負担が大きい水泳運動に着目し、競泳選手の運動パフォーマンス向上に貢献する呼吸筋のウォーミングアップおよびトレーニングの方法を明らかにすることを目的として研究を行っている。当該年度では、エリート競泳選手の呼吸筋の特徴およびレース時の基礎的データの収集を行った。大学体育会に所属するエリート競泳選手12名を対象に、50m、100m、200m、400m自由形泳を行いレース前後の呼吸筋の疲労の程度を検討した。本研究では、呼吸筋力の指標に最大吸気口腔内圧を用い、それが運動後に運動前と比較して低下することを呼吸筋の疲労と定義した。呼吸筋の疲労はそれぞれ、4.8%、1.9%、7.8%、6.1%であった。呼吸筋の疲労の程度は、個人差が大きいこと、泳距離によって異なることが示唆された。次年度以降は、当該年度の研究結果を踏まえ、呼吸筋のトレーニングを行う前に、被検者の呼吸筋疲労の耐性を把握することが、トレーニング効果を上げるために重要であると考えられる。エリート競泳選手のレース後の呼吸筋の疲労の程度は、先行研究とは異なる結果であった。現在は、その要因について詳細に分析している。当初の計画通り、研究を遂行する予定である。今年度は、競泳選手の運動パフォーマンス向上に貢献する呼吸筋のトレーニングの方法を明らかにするため、呼吸筋トレーニング実験を行う。実施時期については、10月頃を予定している。

エリート競泳選手20名を対象として、吸気抵抗をかける呼吸筋トレーニングを行い、トレーニン前後で呼吸筋力に関する指標と泳パフォーマンスに関する指標を測定する予定である。今年度の研究結果で出た課題を踏まえて、2019年度では、実験を実施する。具体的には、呼吸筋力トレーニンングと呼吸筋持久力トレーニングとを比較し、泳パフォーマンス改善に対する影響について検討する。当該年度では、当初予定していた被検者数より少なかったことから、呼吸筋のディバイスにかかる費用および被検者謝金が少なかったことから差額が生じた。次年度は、追加で被検者を確保し、データを取得する。その為に予算を繰り越す必要がある。実験を行うにあたり、検者および被検者の人数が計画よりも少なくなったことから、未使用額が発生した。今年度は、被検者の数が多くなることから、被検者の謝金に未使用額を使用する予定である。
外部電場印加により相安定関係を逆転させた大型ランガサイト単結晶の成長法

[研究の目的]外部電場印加を用いた相平衡関係の操作により、異相析出の無いコングルエント状態でランガサイト(La_3Ga_5SiO_<14>:LGS)のバルク単結晶を育成する技術の確立を目標とした。[研究の成果]1.外部電場印加により融液及び固相の化学ポテンシャルに静電エネルギー項が付加され、固液相平衡関係が新しい組成・温度条件のもとで成り立つ。これを利用し、非コングルエント性のLGSをコングルエント化することに成功した。なお、LGS近傍の組成で誘電率の値がLa-richに向かい上昇することがこの変換の必要条件となる。2.上記の非コングルエント性LGSのコングルエント化には、実験では、600V/cmの外部電場により実現されるが、解析の結果、実効電場として10^4-10^5V/cmの電場が必要であり、この巨大電場は、融液と白金容器の境界や固液界面近傍に形成されるnmオーダーの電気二重層に存在すると考えられる。3.外部電場印加機構を取り付けた浮遊帯溶融炉を開発し、600V/cmの電場印加下でLGS組成の融液から異相を含まずに10mm径のLGSの単結晶を直接育成することができた。4.液相+211相(Y_2BaCuO_5)の包晶反応によるYBCO123相(YBa_2Cu_3O_<7-x>)の成長ダイナミクスに対し、外部電場の及ぼす影響を検討した。211の溶解活性化エネルギーの減少が見られ溶解速度が上昇した。電気的導体の溶液内には電場はほとんど存在せず、イオン性溶質の輸送の電場による影響は見られない。核形成においては、臨界エネルギーが増大し、7°Cの過冷却増大が観察された。一方、付着キネティクスの大きさには、あまり電場の影響が見られていない。[研究の目的]外部電場印加により非コングルエント性のランガサイト(La_3Ga_5SiO_<14>:LGS)のコングルエント育成を行う。本年度はまず、外部電場印加による、融液のコングルエント化メカニズムの解析を行う。次に、外部電場を利用したLGSバルク結晶の育成システムを構築する。[研究成果]1.コングルエント化に必要な電場を解析した。10^4-10^5/cmの電場が必要となる。一方、融点近傍におけるバルク結晶や融液は、大きな電気伝導性を示すので、600V/cmの電場を外部印加しても、融液内の電場強度は、0.05V/cmとなる。変換に必要な10^4-10^5/cmの電場は、おそらく、白金電極と融液の間に存在する電気二重層にあり、ここで、ランガサイトのコングルエント化が起きると考えられる。解析結果について論文を投稿した。2.LGSを含む3元系La_2O_3-Ga_2O_3-SiO_2において、電場印加時の融液-固相間の相平衡関係変化を詳細に検討した。検討には、現有の結晶成長その場観察装置および、助成金により購入した示差走査熱量分析装置を用いた。更に、LGSと同じ結晶構造を有し、ランガテイト(La_3Ga_<5.5>Ta_<0.5>O_<14>:LGT)についても検討した。結果を応用物理学会、及び、論文にて発表する。

3.電場の成長ダイナミックスへの影響について、酸化物高温超伝導体のY123(YBa_2Cu_3O_6)を対象にし、溶液成長における成長速度を観察した。その結果、電場は、成長キネティックスに影響をおよぼさず、核形成に必要な過飽和を大きくすることをつきとめた。結果について論文を投稿し、また、応用物理学会にて発表する。4.電場印加によるバルク結晶の成長では、1500°CのLGS融液に対して電気的絶縁性を保つ、引き上げ炉用のルツボが存在しないので、現有の浮遊溶融帯炉に電場印加機構を付加し改造した。[研究の目的]本研究では、外部電場印加を用いた相平衡関係の変調によって、異相の析出の無いコングルエント状態でのランガサイト(La_3Ga_5SiO_<14>:LGS)単結晶を育成する技術の確立を目標としている。[研究の成果]1.外部電場印加における融液内での電場形態LGS融液は高いイオン性伝導率を示す。外部電場はイオン電荷によって遮蔽されるため、融液内部に存在することができないが、固-液及び気-液界面に形成される数nmの非常に薄い電気二重層内に、10^410^5V/cmという巨大な電場として存在することが分かった。これは、理論的に求めた、LGSのコングルエント化に必要な電場の大きさと一致しており、LGSのコングルエント化は、電気二重層内の電場により達成されたと考えられる。2.ランガテイト結晶の電気伝導機構LGSと同じ結晶構造を持つランガテイト(La_3Ta_<0 5>Ga_<5.5>O_<14>:LTG)結晶の浮遊溶融帯(FZ)成長を行い、その電気伝導機構について調べた。FZ法とチョクラルスキー(CZ)法によって育成したLTG結晶を比較した結果、CZ法で育成した結晶にはルツボ材であるIrが混入し結晶の抵抗率を低下させることが分かった。また、LTG結晶について輸率の測定を行い、720°C以下の温度域では電子伝導性が支配的であり、720°C以上の温度域ではイオン伝導性が支配的となることを見出した。3.外部電場によるYBCO結晶成長過程の変調YBCOの123相(YBa_2Cu_3O_<7-x>)の結晶成長過程に対して、外部電場印加がどのような影響を及ぼすかについて、その場観察実験及び示差熱分析を用いて検討を行った。123相と液相及び211相(Y_2BaCuO_5)との包晶反応において、外部電場印加は、211相の溶融過程と123相の核形成過程にのみ影響を及ぼすことが分かった。[研究の目的]外部電場印加を用いた相平衡関係の操作により、異相の析出の無いコングルエント状態でランガサイト(La_3Ga_5SiO_<14>:LGS)のバルク単結晶を育成する技術の確立を目標とした。[研究の成果]1.外部電場印加における融液内での電場形態外部電場印加機構を取り付けた浮遊帯溶融炉を開発し、無電界状態と600V/cmの電場印加状態で溶融帯に存在する相の違いを検討した。溶融帯形成後、試料を急冷し、光学顕微鏡下で観察したところ無電界状態では、LGS以外に初晶のランタン珪酸塩のLS(G)が見られたが、電場印加試料ではLS(G)は見られず、LGSのみ存在した。その結果、電場印加下で浮遊帯溶融法でLGS組成の融液から異相を含まずに1インチ径のLGSの単結晶を直接育成することができた。これで研究目的を達成したことになる。2.外部電場によるYBCO結晶成長過程の操作液相+211相(Y_2BaCuO_5)の包晶反応によるYBCO123相(YBa_2Cu_3O_<7-x>)の形成過程に対し、外部電場の及ぼす影響を検討した。過程を211の溶液への溶解、溶解した溶質の輸送、核形成、溶質付着キネティクスに関わる4項に分け解析した。
周期的およびランダムな磁場を持つシュレーディンガー作用素のスペクトルの解析

ガウス曲率-1を持つポアンカレ上半平面上の磁場を持つシュレーディンガー作用素について研究した。磁場としては、定数磁場と、格子上に台を持つディラックデルタ測度の和となるものを考察する。まず、それぞれのランダウ準位が多重度無限大の固有値となるための十分条件を与えた。また、最小ランダウ準位については、上の条件が満たされなければ、固有値ではないことを証明した。上半平面上の離散群の作用に関して不変な一様磁場とAharonov-Bohm磁場を持つシュレーディンガー作用素のスペクトルの解析に関して、結果をまとめた論文が出版された。具体的な成果は以下である。一様磁場のみの場合には、磁場の強さがある閾値を超えれば、ランダウ準位と呼ばれる多重度無限大の固有値が現れることが知られているが、これに離散群の作用に関して不変なAharonov-Bohm磁場による摂動を加えたとき、ランダウ準位がどのように影響を受けるかを解析した。離散群として、第一種フックス群を考察した。離散群がある条件を満たせば、以下が成立することを示した。すなわち、ランダウ準位の存在するための十分条件を、離散群の基本領域を貫く磁束の量をもとに記述し、特に最小ランダウ準位については、その存在のための必要十分条件を与えることができた。この事実が示せた具体的な第一種フックス群としては、上半平面を離散群で割ってコンパクト化してできるコンパクトリーマン面の種数が0の場合がある。その格子上に同じ位数の零点を持つ保型形式と、上半平面上に零点を持たないカスプ形式が、証明のための主要な道具はである。コンパクトリーマン面の種数が1の場合として、具体的にレベル11の合同部分群の場合を考察した。対応するパウリ作用素のゼロモードについても考察した。離散シュレーディンガー作用素のレゾナンス(共鳴状態)について調べている。離散ラプラシアンに有限の台を持つポテンシャルによる摂動を加え、その作用素のレゾルベントを、スペクトルバンドを超えて、あるリーマン面上の有理型関数として解析接続し、その極(これをレゾナンスという)の分布状態を考察した。さらに離散シュレーディンガー作用素を非自己共役変形したものを考察し、その作用素の複素固有値とレゾナンスの関係を調べている。d-次元格子上の離散シュレーディンガー作用素の固有値についての研究を行った。特に、離散ラプラシアンに有限個の台をもつポテンシャルを摂動した場合の離散固有値の個数を、離散ラプラシアンのグリーン関数から作られるある有限行列とポテンシャルの符号数から決定することが、任意の次元においてできた。離散ラプラシアンのグリーン関数の発散条件により、次元dが1,2であるか、3以上であるかによって異なった定式化になる。これらについて、現在論文作成中である。また、d-次元格子上の離散シュレーディンガー作用素の連続スペクトルに埋め込まれた固有値についての研究を行った。有限個のポテンシャルの場合には、連続スペクトルの内部には埋め込まれた固有値は存在しないことが知られている。しかし、連続スペクトルの端点においては固有値が存在する可能性があり、ポテンシャルの台が一点の場合には次元によって状況が異なる事が知られていた。我々は有限個の台の場合に2次元を除いて端点が固有値となる条件を決定することができた。これらも次元によって大きくその様相を異にする。以上について、現在論文作成中である。1次元離散シュレーディンガー作用素のレゾナンス(共鳴状態)について調べている。作用素のレゾルベントを、スペクトルバンドを超えて解析接続したときに現れる極(これをレゾナンスと呼ぶ)の分布を考察中である。さらに離散シュレーディンガー作用素の非自己共役変形をしたものを考察し、その作用素の複素固有値とレゾナンスの関係を調べている。上半平面上の離散群の作用に関して不変な一様磁場とAharonov-Bohm磁場を持つシュレーディンガー作用素のスペクトルの解析に関して、結果をまとめ、論文を投稿中である。この時には離散群の作用に関して不変な任意の格子上にAharonov-Bohm磁場を立てても、上記の定理が成立する。

その格子上に同じ位数の零点を持つ保型形式と、上半平面上に零点を持たないカスプ形式が、証明のための主要な道具はである。コンパクトリーマン面の種数が1の場合として、具体的にレベル11の合同部分群の場合を考察した。以上は、格子上にディリクレ境界条件を課したものについてであるが、ノイマン境界条件の場合についても考察した。この場合にはディリクレ境界条件の場合よりもランダウ準位は残りやすいことが示せる。また、対応するパウリ作用素のゼロモードについても考察した。上半平面上の離散群の作用に関して不変な一様磁場とAharonov-Bohm磁場を持つシュレーディンガー作用素のスペクトルの解析に関しての結果をまとめたものが出版されたため。また、新たなテーマであるレゾナンスの研究に着手できているため。上半平面上の離散群の作用に関して不変な一様磁場とAharonov-Bohm磁場を持つシュレーディンガー作用素のスペクトルの解析に関して、限られた離散群についてではあるが、ランダウ準位の存在条件を得ることができているためである。上記の上半平面上の離散群の作用に関して不変な一様磁場とAharonov-Bohm磁場を持つシュレーディンガー作用素のスペクトルの解析をさらに推進していきたい。現段階では限られたフックス群の場合にのみ示された定理について、より広い範囲の離散群に関して成立するかを調べていきたい。また、ユークリッド平面の場合には、基本領域を貫く磁束が閾値丁度の時にスペクトルの下端に絶対連続スペクトルが現れたが、上半平面の場合に対応する状況において、いかなるスペクトルが現れるか、非常に興味深い問題であると思われる。この点に関しても考察を進めたい。さらに、一様磁場のときにランダウ準位よりも高エネルギーの部分に現れる連続スペクトルが、離散群の作用で不変なAharonov-Bohm磁場の摂動についていかなる影響を受けるかもとても重要な問題であると思われる。この点についても解析をしていきたい。ユークリッド平面上の一様磁場と周期的Aharonov-Bohm磁場を持つシュレーディンガー作用素のスペクトルの解析についてもさらに進めたい。基本領域を貫く磁束が円周率の2n(自然数)倍であるとき対応する第n番目のランダウ準位において連続スペクトルが現れると予想しているが、これを追及して行きたい。離散シュレーディンガー作用素のレゾナンス(共鳴状態)についてさらに研究を推進していく。離散ラプラシアンに有限の台を持つポテンシャルによる摂動を加え、その作用素のレゾルベントを、スペクトルバンドを超えて、あるリーマン面上の有理型関数として解析接続し、その極(これをレゾナンスという)の分布状態を考察したが、これの定量的定式化を求めていく。さらに離散シュレーディンガー作用素を非自己共役変形したものを考察し、その作用素の複素固有値とレゾナンスの関係についてさらに研究していく。
2つの基質結合部位を持つ酵素の蛋白質工学的解析

アミノ基転移酵素は2つのアミノ酸基質間のアミノ基転移反応を触媒する。大腸菌アスパラギン酸アミノ基転移酵素(AspAT),芳香族アミノ酸アミノ基転移酵素(AroAT),分岐鎖アミノ酸アミノ基転移酵素(BCAT)などは,酸性基質に対する反応性は似かよっているが,疎水性基質に対する反応性は異なっている。蛋白質工学的解析より,これらの酵素は酸性基質用と疎水性基質用の2つの基質結合ポケットを持ち,基質によって2つのポケットを使い分けていることが明らかになった。このように2つの性質の異なる基質結合ポケットを使い分けるのは,アミノ基転移酵素のみならず,転移酵素一般に広く使われている酵素設計原理と考えられる。この「1酵素-2基質」酵素の分子設計原理を詳細に解析するために,立体構造および機能解析に適した高度好熱菌Thermus thermophilus HB8由来のAspATの遺伝子をクローニングし,DNAの塩基配列を決定し,酵素量産化のためのプラスミドを構築した。精製して得られた高度好熱菌AspATは非常に安定で,pH7では90°Cまで安定であり,25°CではpH2-12の領域で安定であった。この高度好熱菌AspATの分子全体の揺らぎは,常温生物の酵素よりも少ないことが明らかになった。常温生物のAspAT同様,塩基性の酸性基質結合用ポケットに,酸性基質のCOO^-が酵素結合した。ところが意外なことに,疎水性アミノ酸基質認識部位は,常温生物の疎水性基質結合部位よりも揺らぎが大きく,疎水性基質に対する基質特異性が広いことが明らかになった。このような疎水性基質に対する高度好熱菌酵素の広い特異性は,高度好熱菌の遺伝子数が常温生物よりもはるかに少なく,数少ない種類の酵素で多くの種類のアミノ酸のアミノ基転移反応を触媒する必要があるためと考えられる。