hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異種細胞遺伝子発現系を用いる植物機能物質イソフラボノイド生合成反応の解析

マメ科のイソフラボノイドはヒトの機能食品栄養として注目されるとともに,マメ科植物の環境への適応に深く関わっている.その生合成反応機構を,クローニングされた遺伝子の異種細胞発現系により明らかにし,生態生理におけるイソフラボノイドの機能をより深く理解することを目的として研究を行い,次の成果を得た.一般フラボノイドからイソフラボノイド骨格を形成するシトクロムP450酵素(IFS)への変異導入に基づく,アリール基転位反応機構の解明を進め,反応の鍵アミノ酸残基を同定するとともに,生成物がイソフラボノイドからジヒドロフラボノールやフラボンに完全に変化した変異酵素を作出した.このことより,酵素活性部位中での,基質とヘムとの微妙な位置関係が,反応に決定的な影響を与えることが推論された.ファイトアレキシンの前駆体formononetin生合成に関わるメチル基転移酵素のcDNAのクローニングに成功した.この酵素はエンドウマメのファイトアレキシン生合成の最終段階を触媒する酵素タンパク質と同一であることが判明した.イソフラボノイド合成系の複数段階が同一の酵素によって担われていることは新知見であり,生合成の経済性の観点からきわめて興味深い.またこの結果は,従来米国のグループによって主張されていた,類似酵素が細胞内の複合体において基質・位置特異性を変化させてformononetin生産に関わるという説を明確に否定するものである.酵素タンパク質複合系を介した生合成反応中間体のチャネリングは,複雑に分岐した生合成系から,特定の経路を選択的に作動させる機構である.上記formononetin合成における複合体の関与が不必要であることの解明,一連の生合成系での酵素の再利用という現象の発見より,チャネリングの別機構の可能性を模索する必要が生じた.この検討に向けて,cDNAクローンより各種酵素タンパク質(CHS, PKR, CHIなど)を完全精製した.今後は生合成系の細胞外再構築を目指す予定である.共生窒素固定におけるシグナル分子やファイトアレキシンとして働き,機能食品栄養としても注目されるマメ科の5-デオキシイソフラボノイドの生合成反応機構を,クローニングされた遺伝子の異種細胞発現系により明らかにするのが目的である.5-デオキシ構造の構築には,6'-デオキシカルコンを基質とし得るカルコン異性化酵素(II型CHI)が必須である.マメ科モデル植物ミヤコグサより取得したCHIアイソザイムcDNAには,マメ科ばかりでなく非マメ科植物の既知CHIと相同性なものがあり,大腸菌発現系においても,II型の活性と,6'-ヒドロキシカルコンのみに働くI型の活性を示すものに分かれた.これは同一植物から機能の異なるCHI cDNAを得た初めての例である.これらの遺伝子はゲノム中でクラスターを成し,分子系統樹から,マメ科のII型CHIは原CHI遺伝子の重複で生じ,新機能を獲得したものと推定された.また,関連酵素との配列の比較とホモロジーモデリングを基に,シトクロムP450の一種インフラボン骨格合成酵素(IFS,CYP93C2)の変異タンパク質を作製し,酵母発現系で触媒機能を調べるとともに,改変基質を用いた反応の解析を行った.その結果I-ヘリックス上のSer310は,活性部位に空間的余裕をもたらしアリール転位を促進すること,Lys375は基質フラバノン7位のヒドロキシル基との相互作用を通じた基質認識に関わり,転位反応に必須であることがわかった.これらの変異タンパク質の機能は,IFSがP450型フラバノン3-ヒドロキシラーゼから進化した可能性を示している.さらに,ファイトアレキシン中間体formononetinの生合成に関与する.2-ヒドロキシイソフラバノン4'-メチル基転移酵素(4'-OMT)の本体を明らかにしつつある.4'-OMTの細胞内局在性と他のタンパク質との相互作用に興味が持たれる.マメ科のイソフラボノイドはヒトの機能食品栄養として注目されるとともに,マメ科植物の環境への適応に深く関わっている.その生合成反応機構を,クローニングされた遺伝子の異種細胞発現系により明らかにし,生態生理におけるイソフラボノイドの機能をより深く理解することを目的として研究を行い,次の成果を得た.一般フラボノイドからイソフラボノイド骨格を形成するシトクロムP450酵素(IFS)への変異導入に基づく,アリール基転位反応機構の解明を進め,反応の鍵アミノ酸残基を同定するとともに,生成物がイソフラボノイドからジヒドロフラボノールやフラボンに完全に変化した変異酵素を作出した.このことより,酵素活性部位中での,基質とヘムとの微妙な位置関係が,反応に決定的な影響を与えることが推論された.ファイトアレキシンの前駆体formononetin生合成に関わるメチル基転移酵素のcDNAのクローニングに成功した.この酵素はエンドウマメのファイトアレキシン生合成の最終段階を触媒する酵素タンパク質と同一であることが判明した.イソフラボノイド合成系の複数段階が同一の酵素によって担われていることは新知見であり,生合成の経済性の観点からきわめて興味深い.またこの結果は,従来米国のグループによって主張されていた,類似酵素が細胞内の複合体において基質・位置特異性を変化させてformononetin生産に関わるという説を明確に否定するものである.酵素タンパク質複合系を介した生合成反応中間体のチャネリングは,複雑に分岐した生合成系から,特定の経路を選択的に作動させる機構である.上記formononetin合成における複合体の関与が不必要であることの解明,一連の生合成系での酵素の再利用という現象の発見より,チャネリングの別機構の可能性を模索する必要が生じた.

この検討に向けて,cDNAクローンより各種酵素タンパク質(CHS, PKR, CHIなど)を完全精製した.今後は生合成系の細胞外再構築を目指す予定である.
筋電信号を用いた言語的なシンボル生成に関する研究

「固い」「柔らかい」といった言葉を定義するには,固さを物理的に表現することが必要になる.固さは,物理量として数値化できるが,人間が固いと感じるのは,筋肉や皮膚にあるセンサによって得られた情報を用いることで判断しているのであって,正確な物理量を用いているわけではない.例えば,重量挙げの選手にとっては50kgのバーベルは軽いだろうが,普通の人にとっては,重いものである.単純に重さだけで「重い」「軽い」等の言葉は選択できない.言語処理(記号処理)だけでこのような状況を判断する為には,なぜ重たいかを,色々な場面,人の特性などを考慮に入れて書き表さなくてはいけないが,このような方法ではうまくいかないであろう.なぜなら,"size-weight illusion"と呼ばれる現象があり,同じ重さであっても物体の大きさが異なると小さいほうを重く感じたりするからである.このことを明らかにするために,物体を保持するときの関節トルクを腕と物体の重さに関する逆モデルを用いて計算し,物体の重さの予測に誤差があるときに姿勢がどのようになるのかを筋肉骨格系のモデルを用いて調べた.その結果,重さを実際よりも軽く予想すると,腕は目標位置よりも下の位置で収束し,逆に重さを実際よりも重く予想すると,腕は目標位置よりも上の位置で収束した.また,関節トルクは,目標位置よりも下にあるときは,より小さい力が,目標位置よりも上にあるときは,より大きい力が必要になることもシミュレーション実験から明らかにした.さらに,心理物理実験を行い,同じ重さで大きさが異なる2種類のおもりを用意し,被験者に交互に持たせ同じ重さだと認識できるまで繰り返し実験を行った.その結果,シミュレーションの結果のように,重さを軽く予測した場合(小さい物体)は,腕が下に,重く予測した場合(大きい物体)は,腕が上にくることを確かめた.「固い」「柔らかい」といった言葉を定義するには,固さを物理的に表現することが必要になる.固さは,物理量として数値化できるが,人間が固いと感じるのは,筋肉や皮膚にあるセンサによって得られた情報を用いることで判断しているのであって,正確な物理量を用いているわけではない.例えば,重量挙げの選手にとっては50kgのバーベルは軽いだろうが,普通の人にとっては,重いものである.単純に重さだけで「重い」「軽い」等の言葉は選択できない.言語処理(記号処理)だけでこのような状況を判断する為には,なぜ重たいかを,色々な場面,人の特性などを考慮に入れて書き表さなくてはいけないが,このような方法ではうまくいかないであろう.なぜなら,"size-weight illusion"と呼ばれる現象があり,同じ重さであっても物体の大きさが異なると小さいほうを重く感じたりするからである.このことを明らかにするために,物体を保持するときの関節トルクを腕と物体の重さに関する逆モデルを用いて計算し,物体の重さの予測に誤差があるときに姿勢がどのようになるのかを筋肉骨格系のモデルを用いて調べた.その結果,重さを実際よりも軽く予想すると,腕は目標位置よりも下の位置で収束し,逆に重さを実際よりも重く予想すると,腕は目標位置よりも上の位置で収束した.また,関節トルクは,目標位置よりも下にあるときは,より小さい力が,目標位置よりも上にあるときは,より大きい力が必要になることもシミュレーション実験から明らかにした.さらに,心理物理実験を行い,同じ重さで大きさが異なる2種類のおもりを用意し,被験者に交互に持たせ同じ重さだと認識できるまで繰り返し実験を行った.その結果,シミュレーションの結果のように,重さを軽く予測した場合(小さい物体)は,腕が下に,重く予測した場合(大きい物体)は,腕が上にくることを確かめた.
軟体動物腹足類における殻体構造の進化

軟体動物腹足類の殻の微細構造を比較し、系統との関係を明らかにすることが本研究の目的である。原始的な腹足類を中心に比較を行い、下記のような結果を得た。(1)カサガイ類は腹足類中、最も多様な微細構造を持つ。主に、稜柱構造、交差板構造、葉状構造からなり、それらに加えて交差葉状構造、複合交差構造などの複雑な構造を持つ種がある。細分すると、カサガイ類には17の殻体構造が識別され、それらの構造の組みあわせには20通りのパターンがある。(2)古腹足類は腹足類の中で唯一柱状真珠構造を持つことで特徴付けられる。螺層の内部に形成される内層には交差板状構造が特徴的に見られるものがある。しかし、これらの構造は古腹足類の中の一部にしか見られず、古腹足類全体に共通する構造はない。(3)アマオブネガイ類は主に交差板構造を持ち、殻の最外層には薄い均質構造を持つ種が多い。科や属レベルでの顕著な違いは少ない。(4)新生腹足類は主に稜柱構造と交差板構造を持つ。殻の最外層には薄い稜柱層、内側に厚い交差板構造を持つものが多い。これらの結果を外群の殻体構造と比較すると、腹足類の殻体構造は下記のように進化したものと考えられる。(1)外群と最も共通性の高い構造は交差板構造である。この構造は軟体動物の多くのグループに共通する。従って、祖先的な形質である。(2)腹足類の柱状真珠構造は、古腹足類の祖先形質ではなく、古腹足類の一部で生じた後に複数のグループで消失したと考えられる。(3)葉状構造は、カサガイ類の一部にしか見られない。この形質はそれらのグループの派生形質である。(4)カサガイ類と古腹足類を除く腹足類は、殻体構造の組成が比較的単純である。原始的な腹足類は多様な微細構造を持っていたが、次第に構造が均質化する方向に進化した傾向が見られる。軟体動物の多くは炭酸カルシウムからなる貝殻を持つことで特徴づけられる。貝殻は均一な構造物ではなく、複数の種類からなる結晶の複合体である。そのため、貝殻は微視的には多数の形態形質の集合体とみなすことができる。この特徴に注目して、貝殻の結晶レベルの構成(殻体構造)を明らかにすることで、貝殻の進化過程を議論することが可能である。腹足類全体の進化過程を考察する上では、その起源を推定することが重要な課題のひとつである。そこで、腹足類の中で最も原始的なクレードとされるカサガイ類(Patellogastropoda)に注目し、およそ50種以上の種を用いて、殻体構造の違いを詳細に比較検討した。その結果、カサガイ類の科レベルあるいは亜科レベルに相当するサブクレードでは、それぞれ特徴的な結晶の組み合わせを持っていることが明らかになった。そして、それらは生息環境の違いよりも分類群の違いを反映しており、系統性を強く反映する形質であることが明らかになった(Fuchigami & Sasaki,投稿中)。今後はカサガイ類全体の系統関係と比較することにより、個々の形質の形質進化とを考察することが主要な課題である。殻体構造と系統関係の対応を知る上では、貝殻の比較検討だけでなく、軟体部の比較解剖のデータを得ることも重要である。そこで、笠型貝類のひとつであるシンカイフネアマガイ類の解剖学的研究も行った(Sasaki et al.,in press)。シンカイフネアマガイ類が属するアセオブネガイ類(Neritopsina)は交差板構造を主体とする(Sasaki,2001)。アマオブネガイ類は深海から陸上にまで幅広く適応しており、今後それらの殻体構造を比較することにより、殻体構造、生息環境、系統関係の3者の対応関係を検証する予定である。本研究の目的は様々な腹足類の殻体構造と系統の関係を明らかにすることである。腹足類は、カサガイ類、古腹足類、ワタゾコシロガサガイ類、アマオブネガイ類、新生腹足類、異鰓類に大きく分けられる。これらの分類群の代表的な種を用いて、殻体構造の組成を比較した。その結果、原始的な腹足類では、殼体構造の組み合わせが多様であり、次第に単純な殻体構造の組成を持つ殼に進化した傾向が明らかになった。最も原始的な腹足類とされるカサガイ類では、稜柱構造、交差板構造、葉状構造が最も普通に見られる構造であり、その他にも交差葉状構造、複合交差構造など特徴的な構造が見られる。さらに、稜柱構造は7タイプに細分でき、葉状構造も2タイプに分類できる。再検討の結果、カサガイ類には17の殻体構造が認識され、それらの17構造の分布をカサガイ類の5科44種で比較すると20通りの組み合わせに分類される(Fuchigami and Sasaki, in press)。このことから、カサガイ類は腹足類の中で最も殻構造が多様な分類群であることが分かった。一方、他の原始的なグループの例として、従来殻体構造がほとんど研究されたことのない分類群であるワタゾコシロガサガイ類にも注目した。

沖縄トラフの熱水噴出域から発見された新種のPyropeltidaeの殻体構造を詳しく研究した結果、従来の腹足類には全く知られていなかった構造の組み合わせが見つかった(Sasaki et al.,in prep.)。他のワタゾコシロガサ類とも大きくことなっており、この構造はPyropeltidaeの固有派生形質の1つであると解釈される。その他の腹足類では、主に交差板構造を主体とする殻を持つ。特に、新生腹足類と異鰓類では基本的な構造の違いは乏しい傾向があるが、詳細な比較は不十分であり、来年度以降の課題である。軟体動物腹足類の殻の微細構造を比較し、系統との関係を明らかにすることが本研究の目的である。原始的な腹足類を中心に比較を行い、下記のような結果を得た。(1)カサガイ類は腹足類中、最も多様な微細構造を持つ。主に、稜柱構造、交差板構造、葉状構造からなり、それらに加えて交差葉状構造、複合交差構造などの複雑な構造を持つ種がある。細分すると、カサガイ類には17の殻体構造が識別され、それらの構造の組みあわせには20通りのパターンがある。(2)古腹足類は腹足類の中で唯一柱状真珠構造を持つことで特徴付けられる。螺層の内部に形成される内層には交差板状構造が特徴的に見られるものがある。しかし、これらの構造は古腹足類の中の一部にしか見られず、古腹足類全体に共通する構造はない。(3)アマオブネガイ類は主に交差板構造を持ち、殻の最外層には薄い均質構造を持つ種が多い。科や属レベルでの顕著な違いは少ない。(4)新生腹足類は主に稜柱構造と交差板構造を持つ。殻の最外層には薄い稜柱層、内側に厚い交差板構造を持つものが多い。これらの結果を外群の殻体構造と比較すると、腹足類の殻体構造は下記のように進化したものと考えられる。(1)外群と最も共通性の高い構造は交差板構造である。この構造は軟体動物の多くのグループに共通する。従って、祖先的な形質である。(2)腹足類の柱状真珠構造は、古腹足類の祖先形質ではなく、古腹足類の一部で生じた後に複数のグループで消失したと考えられる。(3)葉状構造は、カサガイ類の一部にしか見られない。この形質はそれらのグループの派生形質である。(4)カサガイ類と古腹足類を除く腹足類は、殻体構造の組成が比較的単純である。原始的な腹足類は多様な微細構造を持っていたが、次第に構造が均質化する方向に進化した傾向が見られる。
UNSATコアを活用した高性能論理診断手法とECOコスト削減への応用

BDD(二分決定グラフ)による論理関数表現と,SATソルバによる充足可能性判定を組み合わせ,ブール式が充足不能となる要因を示すUNSATコアを活用することで,多くの論理設計誤りを含む大規模回路に対して,短時間で効率よく修正解を求める高性能論理診断手法を提案するとともに,予め回路中に埋め込んだ再構成可能(RECON)セルを活用して配線層の変更のみで修正を実現することで,複雑な構造をもつ回路にも対応した柔軟性の高い論理診断・再合成システムを構築し,ECO(設計変更)コストの大幅な削減を実現した。本研究の核心部分である論理診断処理に関して,BDDとSATソルバを併用するとともに,ブール式が充足不能となる要因となる部分式を示すUNSATコアを活用して効果的に絞り込むことで,多くの論理設計誤りを含む大規模回路に対して,短時間で効率よく修正解を求める高性能論理診断手法を考案した。具体的には,SATソルバを用いた不一致外部出力に対する充足可能性判定結果から,修正に関係のない部分回路を除外して,診断対象とすべき部分回路を抽出する。誤り追跡入力の生成など,多くの外部入力変数を扱う必要のある処理にはSATソルバを用いるが,真理値シミュレーションのように,外部入力のほとんどが定数(0 or 1)で,修正箇所に対応する真理値変数のみを扱う場合には,真理値変数に関する制約条件をグラフ形式で陰に表現できるBDDを適用した。考案・実現した手法に基づき,もとになる機能仕様が変更された際に,すでに合成された回路に対する可能な限り少ない修正によってその変更を満足させる,仕様変更に対応した論理再合成手法を考案し,ソフトウェアとして実現した。変更前の仕様に基づいて合成された回路が誤りを含むと考え,変更後の仕様を正しい機能とみなして論理診断・修正を行う。その結果,回路に対する最小の修正で,変更された仕様を満足することが可能となる。特に,再構成可能なRECONセルについて,従来はもとの回路とは別に埋め込んでおき,ECO発生時にスペアセルとして利用することが一般的であったが,提案手法においては,もとの回路の実現にも積極的にRECONセルを利用し,タイミング制約の厳しいECO対応処理が必要となった場合には,そのRECONセルを別の回路に流用することで,面積および電力に関するオーバーヘッドを低く抑えたECO対応処理を実現した。上記「研究実績の概要」に述べたように,交付申請書に記載した「研究実施計画」について,ほぼ達成した。考案・実現した各種法の改良については今後の課題となっているが,この点についても,当初の計画通りである。論理診断処理に関して,BDDとSATソルバを併用するとともに,ブール式が充足不能となる要因となる部分式を示すUNSATコアを活用して効果的に絞り込む論理診断手法に関して,多くの論理設計誤りを含む大規模回路に対して,短時間で効率よく修正解を求めることが可能となるような改良を加えた。具体的には,誤り可能性の指標:EPI(Error Possility Index)に基づく組合せ箇所の抽出・絞り込み処理において,従来は一つの誤り追跡入力に対する一つの不一致外部出力から設定したEPIグループのうち,EPIの総和を最小とするグループを採用して組合せ箇所の抽出処理を行っていたが,EPI値が1もしくは0.5以上の大きな値をとる箇所が残存する場合,それを含む多くの組合せ箇所が抽出される点に問題があった。本研究において,複数のEPIグループにおける各箇所に割り当てられたEPI値を平均化した,平均化グループをもとに組合せ箇所の抽出処理を行うことによって初期組合せ箇所数を大幅に削減可能となり,回路例10例に対する平均で,処理時間を99.17%短縮することが可能となった。さらに,もとになる機能仕様が変更された際に,すでに合成された回路に対する可能な限り少ない修正によってその変更を満足させる論理再合成手法に関して,予め埋め込んでおくべき再構成可能なRECONセルの種類(2T/4T/6T)と数に関して,対象回路を用いた予備実験によって,適切なRECON埋め込みセルの構成を決定する手法を考案・実現した。合計500例に対する実験の結果,従来はセルの再割当てが不能となる例が7例存在していたのに対して,改良した手法では0例となることが確認されるとともに,再合成による遅延増加を平均で約28%抑制する効果を確認した。上記「研究実績の概要」に述べたように,交付申請書に記載した「研究実施計画」について,ほぼ達成したと考えられる。本研究は,大規模化・複雑化するLSIの設計変更要求(ECO: Engineering Change Orders)に対応するべく,BDDによる論理関数表現と,SATソルバによる充足可能性判定を組み合わせ,ブール式が充足不能となる要因を示すUNSATコアを活用することで,多くの論理設計誤りを含む大規模回路に対して,短時間で効率よく修正解を求める高性能論理診断手法を提案するとともに,予め回路中に埋め込んだ再構成可能(RECON)セルを活用して配線層の変更のみで修正を実現することで,大規模回路に対応した柔軟性の高い論理診断・再合成システムを構築し,ECOコストの大幅な削減を実現することを目的とする。本年度は論理診断処理に関して,UNSATコアを用いた組合せ箇所抽出とEPIによる組合せ箇所の絞り込みを併用することで,従来法では複雑な回路構造をもつために対応困難であった16ビット乗算回路についても組合せ箇所抽出が可能となる手法を考案・実現した。その結果,従来のEPIのみを用いた手法では,修正箇所数を表す多重度3の乗算回路では20例中11例,多重度4では20例すべてについて対応不可能であったが,新たな手法によってすべて対応可能となった。

さらに,大きなEPI値が残存する回路例に対する処理時間を短縮するため,それまで活性化されていない回路部分を活性化する誤り追跡入力を追加生成して得られるEPIグループを加えて平均化を行うことで,最大で約70%処理時間を短縮する手法を考案・実現した。さらに論理再合成手法に関して,従来はRECONスペアセルをチップ上に均等配置していたが,配線混雑度と事前の論理再合成試行実験の結果をもとに,論理再合成後の遅延時間増加抑制に有効なRECONスペアセルの配置決定手法を考案・実現し,30%75%の回路例について最大遅延時間短縮効果が確認された。BDD(二分決定グラフ)による論理関数表現と,SATソルバによる充足可能性判定を組み合わせ,ブール式が充足不能となる要因を示すUNSATコアを活用することで,多くの論理設計誤りを含む大規模回路に対して,短時間で効率よく修正解を求める高性能論理診断手法を提案するとともに,予め回路中に埋め込んだ再構成可能(RECON)セルを活用して配線層の変更のみで修正を実現することで,複雑な構造をもつ回路にも対応した柔軟性の高い論理診断・再合成システムを構築し,ECO(設計変更)コストの大幅な削減を実現した。昨年度の交付申請書に記載した通り,今後はUNSATコアを活用した論理診断手法の改良,およびマスク再利用部の作成のほか,提案手法の評価と研究成果発表を中心に研究を進めていく。交付申請書に記載した通り,今後は論理診断手法の改良,およびマスク再利用部の改良を進める一方で,提案手法の評価と研究成果発表を中心に研究を進めていく。集積回路設計工学調査・研究旅費について,特に外国出張を行わなかったために,想定よりも少なくなり,次年度使用額が生じた。一昨年度に約28万円の未使用額が生じたが,本年度はそのうち約半分を消化し,残る約半分が次年度使用額となった。調査・研究旅費の執行について積極的に取り組むとともに,当初の想定よりも使える金額が増えたため,設備備品費,消耗品費についても,有効に活用する。
肝移植のシステム化と推進にかんする研究

本研究は、各科の協力のもとに臨床肝移植を行うことを目的としたが、研究期間内に臓器提供が得られず、施行し得なかった。しかし各担当分野それぞれの研究は進み、臨床肝移植を行う体制を整えることができた。組織適合抗原の解析および特異的免疫制御体の解明について、HLAーDO系の第4番目の抗原として、Hu4bという単クローン抗体が関わる抗原分子を同定した。また習慣性流産の夫婦間で、夫リンパ球感作による妊娠維持に成功し、抗イディオタイプ抗体の出現を確かめ、さらにイヌ皮膚腎移植でリンパ組織照射による免疫不応答の検索を行い、新しい免疫抑制法の研究を進めることができた。脳死の実態調査と心肺蘇生後脳症についての検討では、46例の脳死判定後心臓死に至る時間は一次性障害群で平均29.3時間、二次性障害群で平均10.2時間であった。また経時的なneuron specific enolaseの測定により、心肺蘇生後に脳死へ移行するか否かは24時間以内に予測が可能であることが判明した。重症クモ膜下出血例102例の検討では、80%は脳死による死亡であり、脳死判定が成された症例はすべて不可逆的であった。さらに被殻出血例113例の検討では、21時間以内に51.3%が脳死状態で死亡した。死亡例の平均年齢は58.1歳であるが動脈硬化による合併症も多く、ドナーの対象とる例は少ないと考えられた。肝移植の対象疾患として、原発性肝癌271例肝硬変症288例、原発性胆汁性肝硬変症17例、Crigler Najjar症候群2例について検討し、肝移植で救命できる多くの症例のあることが判明した。虎の門地方腎移植センターに推進協議会委員として参加し、移植のネットワーク作りを進めている。有機ゲルマニウムを用いた腎保存実験でその有効性を認めた。イヌ肝移植実験で、無肝期にBioーpumpを使用し、循環動態の安定を得て手術成功率はほぼ80%となり、臨床肝移植開始のための手術手技的準備は十分に整った。1レシピェント予定者のリストアップとコンピュータへの入力肝硬変症,肝硬変合併肝癌,先天性胆道閉鎖症など20症例の現在の病態と肝機能検査の推移,各種画像診断検査所見など入力終る. 5例は死亡.5肝移植についての基礎的実験的検討(1)イヌにおいてバイオポンプによる体外シヤントを用い,手術生存率を80%以上とするのに成功した.(3)急性拒絶反応では血清ビリルビン,アルカリフォスファダーゼ,GOT,GPT値が著明に上昇し,組織〓的にはGlisson鞘の円形細胞浸潤と小葉間動脈〓皮の泡添細胞出現を認め,慢性拒絶反応では,破壊性非化膿性胆管炎と胆管消失症候群であった.本年度目標としていた、臨床肝移植を行う機会が得られなかったが、各担当分野におけるそれぞれの研究は進められ、臨床肝移植を行う体制を整えることができた。組織適合抗原の解折および特異的免疫制御体の解明について、HLA-DQ系の第4番目の抗原として、Hu4bという単クローン抗体が関わる抗原分子を同定した。また習慣性流産の夫婦間で、夫リンパ球感作による妊娠維持に成功し、抗イディオタイプ抗体の出現を確かめ、さらにイヌ皮膚腎移植で放射線照射による免疫不応答の検索を行い、新しい免疫抑制法の研究を進めることができた。

脳死の実態調査と心肺蘇生後脳症についての検討では、46例の脳死判定後心臓死に至る時間は一次性障害群で平均29.3時間、二次性障害群で平均10.2時間であった。また経時的なneuron specific enolaseの測定により、心肺蘇生後に脳死へ移行するか否かは24時間以内に予測が可能であることが判明した。重症クモ膜下出血例102例の検討ては、死亡は80%におよび脳死による死亡であり、脳死判定が成された症例はすべて不可逆的であった。さらに被殼出血例113例の検討では、24時間以内に51.3%が脳死状態で死亡した。死亡例の平均年齢は58.1歳であるが動脈硬化による合併症も多く、ドナーの対象となる例は少ないと考えられた。肝移植の対象疾患として、原発性肝癌271例、肝硬変症288例、原発性胆汁性肝硬変症17例、CriqlerNajjar症候群2例について、検討し、肝移植で救命できる多くの症例のあることが判明した。虎の門地方腎移植センターに推進協議会委員として参加し、移植のネットワーク作りを進めている。有機ゲルマニウムを用いた腎保存実験でその有効性を認めた。イヌ肝移植実験で、成功率はほぼ80%となり、臨床肝移植の手術手技的準備は十分に整った。
清朝における満・蒙・漢の政治統合と文化変容

楠木は,1.太宗ホンタイジに対する服従への規範意識が内モンゴルの王公らに形成されていたこと,及びホンタイジの対モンゴル政策が崇徳元年に冊立されたモンゴル諸王の冊文中に凝縮されていることを明らかにした。2.シボ族の八旗編入は,国軍への編入を意味しているのではなく,モンゴル王公の領旗から皇帝直属旗への編入を意味しているのであり,八旗が皇帝と愛新覧羅宗室の分権体制にあり,さらに八旗と同等のものとしてモンゴル王公のジャナク旗が存在していたことを解明した。3.清朝が満・蒙・漢の政治統合体であること,モンゴルの外縁にロシアを位置づけていたことを江戸文学の大家大田が正しく理解していたことを明らかにした。4.モンゴル人チベット仏教僧であるシャンナン=ドルジが,康熙帝の側近として1697-1707年の間,西寧に駐在し,満文の奏摺により,チベット仏教世界を構成するチベット・青海・ジューン=ガルに関する重要情報を秘密裏に康熙帝に報告していたことを明らかにした。片岡は,満漢合壁で作製される官印が,清朝の近代的変容を経てどうなったかを検討した。丸山は,中国北方のツングース系少数民族であるエヴェンキ族の宗教儀礼と清朝宮廷で行われた満洲族の宗教儀礼との関係を検討した。山本は,江寧(南京)周辺の旗人の資産が近現代中国においてどのように扱われたかを検討した。松本は,北方民族と対峙し中華を標榜した北朱徽宗の宗教政策を分析した。本年度は、楠木担当の「清朝皇帝一族とモンゴル王公の政治統合,及び政治統合に基づき編成された軍事力の実態解明」と,山本担当の「広西少数民族地域の土地政策と少数民族文化変容の分析」を重点的に推進した。楠木は78月に中国第-歴史档案館で満文档案「崇徳元年封王貝勒書」などを調査し,分析の結果,太宗ホンタイジに対する服従への規范意識が内モンゴルの王公らに形成されていたこと,及びホンタイジの対モンゴル政策が崇徳元年に冊立されたモンゴル諸王の冊文中に凝縮されていることを明らかにし,研究論文として公にした。また「刑法部貽谷案」「康煕朝満文〓批奏摺」など中国第一歴史档案館所蔵档案のマイクロフィムルや影印本を収集し,各研究者が本研究課題を推進するための史料状況を整備した。山本は中国北辺でなされた満・蒙・漢の政治統合と文化変容という現象の比較座標として,広西を取り上げ,漢族・壮族間の土地問題及び政府の土地政策を明らかにするため,8月に広西壮族自治区図書館で史料調査を行い,その成果を研究論文として公にした。松本は丸山とともに,宗教政策・国家儀礼から清朝の多様性と政治統合を分析するため,比較座標として北狄と対時し中華を標榜した北宋徽宗の宗教政策を分析し,松本は成果を研究論文として公にした。片岡は満・蒙・漢の旗人の重層的な文化変容が,どのように彼らが受験する科拳に反映されているかを明らかにするため,科挙の種類と対応する試験科目について分析した。楠木は,ホルチン部モンゴル王公のジャサク旗の成員であった民族集団シボ族が,清朝の対ジューン=ガル戦を契機として,黒龍江駐防八旗の成員となり,さらに盛京駐防八旗と禁旅八旗に編入されていく過程と意義を検討した。その結果,シボ族の八旗編入は,国軍への編入を意味しているのではなく,モンゴル王公の領旗から皇帝直属旗への編入を意味しているのであり,八旗が皇帝と愛新覺羅宗室の分権体制にあり,さらに八旗と同等のものとしてモンゴル王公のジャサク旗が存在していたこと,満・蒙の政治統合を標榜する重要な歴史事象であったことを解明した。

片岡は,満洲・蒙古・漢軍旗人が清王朝の官僚となっていく過程を翻訳科挙に着目し,史料を収拾した。丸山は,漢族の宗教文化がいかに変容したか,維持されたかを解明するために,清代に漢族移民社会として成立した台湾の都市の道教儀礼を,『道藏』と比較しながら検討した。松本も同様に,漢族の宗教文化がいかに変容したか,維持されたかを解明するために,清代に漢族移民社会として成立した台湾の都市の道教儀礼を,『道藏』と比較しながら検討した。またあわせて明代の都市・集落の信仰である城隍神信仰の源流を検討した。これは,清代の北辺において,満・蒙・漢が接触しながら,都市・集落を形成し,そのなかでどのような信仰対象が成立したかを理解するために必要な前提となる研究である。山本は,洋務運動期以降に漢人農民の大量流入と開墾がなされた蒙地を含む華北において,1934-40年代の国民政府がどのような土地政策を行っていたかを解明し,この土地政策に対して,かつて蒙地であったことがどのような影響を与えたかを検討した。清朝における満・蒙・漢の政治統合と文化変容を研究する場合,重要となるのは,当事者,すなわち満洲族である清朝皇帝や官僚,モンゴルの王公,漢人官僚らが,清朝をどのようにとらえていたかということと,外部の観察者がどのように理解していたかということである。そこで,楠木は,江戸文学の大家,大田南畝が,1804年のレザノブ来航時に,長崎奉行所に在任中であり,輸入漢籍『平定準〓爾方略』から露清関係史に関する部分を抜き書きした事実を指摘し,清朝が満・蒙・漢の政治統合体であること,モンゴルの外縁にロシアを位置づけていたことを大田が正しく理解していたことを明らかにした。また満・蒙の政治統合・文化的同一性を検討する場合重要となってくるのは,チベット仏教である。そこで,楠木は,康煕帝の側近であり,チベット仏教僧であるモンゴル人シャンナン=ドルジが,西寧に駐在し,青海・チベットの動向を密かに康煕帝に宛てて記した満文文書群を全訳しデータベース化し検討を加えた。成果は17年度に明らかにする予定である。片岡は,満漢合壁で作製される官印が,近代的変容を経てどうなったかを検討した。丸山は,本研究の比較軸として,四川・雲南の彝族に着目し,社会変動や国家権力が民間信仰にどのような影響を与え,変容をもたらしたかを検討した。山本は,近代における甘粛省での水利灌漑事業と土地政策を分析し,少数民族を含む当該社会の変容を検討した。松本は,本研究の比較軸として,宋朝の都市の祭祀の変遷に着目し,王朝と都市社会が与えた影響を分析した。清朝における満・蒙の政治統合と文化変容を研究する場合,重要となるのは,清朝皇帝やモンゴル族が信奉するチベット仏教の存在である。そこで楠木は,康煕帝の側近であり,モンゴル人チベット仏教僧であるシャンナン=ドルジが,西寧に駐在し,密かに康煕帝に宛てて記した満文文書群(満文奏摺)を全訳しデータベース化し検討を加えた。その結果,(1)シャンナン=ドルジが,康煕帝より3歳年上で1651年フフホトに生まれたが,幼少より紫禁城内で康煕帝の侍従幼童として養育されたこと,(2)シャンナン=ドルジがフフホト生まれのモンゴル人としてモンゴル語を,チベット仏教僧としてチベット語を,そして幼少の頃から康煕帝の侍従幼童として養育されたことにより満洲語に堪能であったこと,(3)満洲・モンゴル・チベットの3言語に堪能な康煕帝の側近・チベット仏教僧・モンゴル人として,シャンナン=ドルジは1697-1707年の間,西寧に駐在し,満文の奏摺により,チベット仏教世界を構成するチベット・青海・ジューン=ガルに関する重要情報を秘密裏に康煕帝に報告していたこと,以上の3点を明らかにした。片岡は,清朝時代における満・蒙・漢の政治統合に関する認識が,近現代中国の「西北」地域研究の中にどのように継承されたか,忘却されたかを検討した。
２０世紀初頭のチェコ人の音楽作品における国境観の形成過程

本研究では、19世紀末から20世紀初頭のボヘミアやモラヴィアにおけるチェコ人社会で創出されていたナショナリスティックな音楽作品や同地のチェコ人の間で伝承されていた民謡に関する理論的著作、そして彼らの民謡を利用して作曲された諸作品に見られる理念を扱った。本研究課題のもとで行った一連の研究は、多言語・多民族地域であった当時のボヘミアとモラヴィアにおける複数のナショナル・アイデンティティのありかたを研究してゆくための準備的な研究である。平成24年度には、研究課題として掲げた問題を論じてゆくための基本的な準備として、(1)チェコ史、文化史ならびに音楽史に関する最新の図書の購入ならびに精査、(2)国内の図書館における所蔵雑誌調査、(3)外国の図書館における所蔵図書並びに雑誌の調査といった作業を行った。以下では、(1)から(3)の具体的な内容について述べてゆく。(1)過去10年間にチェコ共和国や英語圏ならびに独語圏で出版された学術書のうち、主として19世紀から20世紀前半にかけてチェコ人の国民意識が学術や芸術の分野においていかに成立し、発展していったのかという問題を扱った書籍を収集した。現在は、収集した文献の精査を行っている。(2)平成25年2月26日から28日にかけて、北海道大学スラブ研究センターの図書室に所蔵されているスラヴ地域研究雑誌の調査を行った。同センターでは、主として英語圏ならびに独語圏におけるチェコ史や文化史に関する最新の論考や書評記事を調査した。研究課題を遂行する際に必要と判断した記事はすべて複写し、現在も複写した資料の精査を行っている。(3)平成25年3月17日から31日にかけて、チェコ共和国ブルノ市にあるモラヴィア図書館ならびに同市にあるモラヴィア博物館音楽史部門ヤナーチェク文書館において所蔵資料の調査を行った。前者では、19世紀後半から20世紀前半にかけて、ボヘミアやモラヴィアやシレジアそしてスロヴァキアの民俗音楽を用いてチェコ人作曲家が発表した音楽作品の楽譜を調査を行うとともに、こうした作品に関する研究文献の調査も行った。ヤナーチェク文書館では、シレジア地方出身のチェコ人詩人ペトル・ベズルチの詩を用いてヤナーチェクが作曲した合唱作品の上演記録に関する資料を調査し、複写する作業を行った。平成25年度には、多民族・多言語地域であった19世紀末から20世紀前半にかけてのボヘミアやモラヴィアのチェコ人の作曲家が音楽作品を創出したり民謡研究者が論考を著したりする際の理念の研究に重点を置いた。これを通して、彼らの作品や著作と「国民」のイメージとの関係がいかなるものだったのかという問題を考察することを目指した。所期の目的を果たすために、次の研究を行った。(1)レオシュ・ヤナーチェク(1854-1928)によるシレジア地方在住のチェコ人を扱った作品と19世紀末から20世紀初頭における同地の状況について論じた文章での理念に関する研究。(2) 19世紀末から20世紀前半のチェコ人の作曲家による民謡編曲や民謡研究者による研究手法と理念に関する研究。主として(a)ヤナーチェクによるモラヴィア民謡研究のうち、民謡の楽式に関する理論的考察が変遷する過程に関する研究と、(b)ヴィーチェスラフ・ノヴァーク(1870-1949)による民謡編曲作品の研究を平行して行った。ノヴァークは19世紀末から晩年に至るまでモラヴィアや隣接するスロヴァキアの民謡の旋律や歌詞を利用した作品を多数発表していた。(1)と(2)の研究からは、ヤナーチェクにせよノヴァークにせよ、作曲や研究の手法の新しさとは裏腹に、19世紀前半のロマン主義的なナショナリズムから影響を受けたものであることがあることが明らかになった。しかし、こうした作品や著作の理念には、一見すると断絶しているように見えるチェコ人楽壇において19世紀後半に広く共有されていたナショナリズムと、20世紀前半に同楽壇において支持されるようになるモダニズムとをつなぐ、「ミッシング・リンク」としての意義も認められる。平成24年度には、19世紀末から20世紀前半のチェコ人の芸術音楽の創出、受容における国民意識、国境観が涵養される過程を考える際に必須となる基本的な資料を収集することができた。資料を収集する際には、チェコ音楽史に関するものだけではなく、19世紀から20世紀にかけてのボヘミアとモラヴィアそしてシレジアのチェコ人のナショナル・アイデンティティの成立と発展の過程を政治史や文化史といった観点から論じた資料も含めた。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に収集ならびに調査を行った資料の読解を進めて、平成25年度には研究代表者が所属する日本音楽学会や民族藝術学会などで研究発表を行うとともに、研究発表の内容を論文にまとめ上げて所属学会が発行している学術雑誌へ投稿を行ってゆく。また、平成24年度に引き続き、研究課題に関連する文献の収集も続けてゆく。
糖尿病と一過性脳虚血併発時の障害悪化に対する硝酸塩/亜硝酸塩の改善効果の解析

本研究は、ストレプトゾトシン誘発糖尿病態(DM)ラットに一過性脳虚血処置した併発モデルラットを用いて脳障害悪化のメカニズムを明らかにするとともに食餌由来の硝酸塩/亜硝酸塩が医薬品の代替として有効か否かを明らかにすることを目的とした。非糖尿病態(non-DM)ラットでは、虚血直後に亜硝酸塩を静脈内投与することで脳保護効果を確認した。一方、DMラットでは検討したすべての条件で脳保護効果がみられなかったことから、単回投与による保護は病態時において消失した。しかしながら、DM群において硝酸塩の長期経口摂取では梗塞巣が減少し、生存率が上昇したことから虚血性脳障害による保護効果が認められた。糖尿病は、脳血管疾患の発症率を数倍に増加させる危険因子である。また、糖尿病に脳虚血を併発した場合、脳障害が急速に悪化することも報告されているがそのメカニズムは未だ明らかではない。一方、脳梗塞への薬物治療は、適用時期の制約などから選択薬は非常に少なく、根治は困難を極めていることからも脳梗塞に陥らないための一次予防が重要視されている。緑葉野菜に多く含まれる硝酸塩は、口腔内のバクテリアによって亜硝酸塩に還元される。亜硝酸塩は生理的に不活性であり、これまでは一酸化窒素(NO)の単なる代謝産物であると考えられてきた。しかし近年、体内に貯蔵された亜硝酸塩が低酸素や虚血時において化学的にNOに変換され、虚血性NOドナーとして作用することで虚血性脳疾患に対して軽減効果を示す可能性が考えられているが、その詳細は明らかではない。そこで本研究は、糖尿病および一過性脳虚血併発モデルラットを用いて脳障害悪化のメカニズムを明らかにするとともに食餌由来の硝酸塩/亜硝酸塩が医薬品の代替として有効か否かを明らかにすることを目的とした。ラットの脳虚血/再灌流モデルを用いて検討した結果、亜硝酸塩の濃度には脳保護効果を示す最適値が存在し、虚血直後の静脈内投与により脳保護効果が認められた。また、投与のタイミングも重要であり、再灌流後の投与では効果を示さないことも明らかになった。一方、糖尿病態ラットにおける脳虚血/再灌流群では、亜硝酸塩による保護効果はすべての条件下で見られなかった。さらに、非糖尿病に比べて糖尿病態ラットの脳ではスーパーオキシド産生や炎症が惹起されているのに対し、亜硝酸塩投与群では顕著にこれらの発現を減少させた。以上の結果より、亜硝酸塩は虚血性脳障害に対して保護効果を示すことが明らかになったが、糖尿病態においては亜硝酸塩の長期摂取も踏まえて今後さらに検討する必要がある。実施項目として以下の3項目を計画しており、1糖尿病と一過性脳虚血併発における障害の増悪機序について解析する。2亜硝酸塩投与における脳組織内のNO産生量を病態間で明らかにし、糖尿病モデルラットに対する亜硝酸塩の脳保護効果を示す条件を明らかにする。3緑葉野菜など食餌由来の硝酸塩が医薬品の代替として有効か否かを明らかにするため継続的に緑葉野菜を摂取させた後に一過性脳虚血を処置して脳保護効果を判定することを計画した。初年度となる平成27年度では、上記1、2の項目について実施途中ではあるが、非糖尿病に比べて糖尿病態ラットの脳においてスーパーオキシド産生、ミエロペルオキシダーゼ(MPO)およびニトロチロシンの発現増加などを確認しており、酸化ストレスおよび炎症反応の増強が示された。そこで次年度以降は、さらに詳細に増悪機序について解析していく。また、非糖尿病態の一過性脳虚血に対する亜硝酸塩の最適濃度を明確にしたが、糖尿病態ではその確認には至っていない。そこで、この病態間における相違についてNO産生に注目し、NO電極を用いた評価を行っている。以上のことから、おおむね順調に進展していると考えている。体内に貯蔵された亜硝酸塩は、低酸素や虚血時においてNOドナーとして作用することで虚血性障害に対して軽減効果を示す可能性が考えられているが、その詳細は明らかではない。そこで本研究は、ストレプトゾトシン誘発糖尿病態ラットに一過性脳虚血処置した併発モデルラットを用いて脳障害悪化のメカニズムを明らかにするとともに食餌由来の硝酸塩/亜硝酸塩が医薬品の代替として有効か否かを明らかにすることを目的とした。前年度では、ラットの脳虚血/再灌流モデルを用いて亜硝酸塩投与条件の検討をした結果、非糖尿病態ラットでは、虚血直後に亜硝酸塩を静脈内投与することで脳保護効果を確認した。一方、糖尿病態ラットでは検討したすべての条件で脳保護効果がみられなかったことから、単回投与による保護は病態時において消失した。そこで今年度は、糖尿病態の有無におけるその相違が脳内のNO量に関与しているかを検討するため、NO電極法を用いて虚血部位に相当する大脳皮質内のNO濃度を測定した。その結果、非糖尿病態ラットでは、亜硝酸塩投与約30分後から徐々にNO濃度が上昇し、約2時間後には定常状態に達した。また、脳血流量も同様の推移を示したことから脳組織内のNO量と血流量の変化は、ほぼ同調していることが明らかになった。一方、糖尿病態ラットでは、これらの現象が認められずNO量および血流量に変化は認められなかった。

以上の結果から、非糖尿病時では亜硝酸塩を虚血直後に投与することによって、亜硝酸塩から生成するNOが血管を拡張し、血流の確保に寄与することで脳障害を軽減する可能性が示唆された。今後は、糖尿病態時における障害悪化のメカニズムを詳細に検討するとともに長期的な硝酸塩/亜硝酸塩摂取による効果を判定する必要がある。実施項目として以下の3項目を計画しており、1糖尿病と一過性脳虚血併発における障害の増悪機序について解析する。2亜硝酸塩投与における脳組織内のNO産生量を明らかにし、糖尿病に対する亜硝酸塩の保護効果を示す条件を探索する。3緑葉野菜など食餌由来の硝酸塩が医薬品の代替として有効か否かを明らかにするため継続的に緑葉野菜を摂取させた後に一過性脳虚血を処置して脳保護効果を判定することを計画した。今年度は前年度に引き続き、上記1、2の項目について実施し、2を完了する予定であったが、測定条件の検討に時間がかかり虚血処置時における脳内NO量の測定が出来ていない。また、非糖尿病態時の一過性脳虚血に対する亜硝酸塩の脳保護効果は明確にしたが、糖尿病態ではその条件確認には至っていない。以上のことから、当初の実施計画より若干の遅れが認められる。緑葉野菜に多く含まれる硝酸塩は、口腔内のバクテリアによって亜硝酸塩に還元される。体内に貯蔵された亜硝酸塩は、低酸素や虚血時においてNOドナーとして作用することで虚血性障害に対して軽減効果を示す可能性が考えられているが、その詳細は明らかではない。そこで本研究は、ストレプトゾトシン誘発糖尿病態ラットに一過性脳虚血処置した併発モデルラットを用いて脳障害悪化のメカニズムを明らかにするとともに食餌由来の硝酸塩/亜硝酸塩が医薬品の代替として有効か否かを明らかにすることを目的とした。脳虚血/再灌流モデルラットを用いて亜硝酸塩投与条件の検討をした結果、非糖尿病態ラットでは、虚血直後に静脈内投与することで脳保護効果を確認した。一方、糖尿病態ラットでは検討したすべての条件で脳保護効果がみられなかったことから、単回投与による保護は病態時において消失した。そこで、糖尿病態の有無におけるその相違が脳内のNO量に関与しているかを検討するため、NO電極法を用いて虚血部位に相当する大脳皮質内のNO濃度を測定した結果、非糖尿病態ラットでは、亜硝酸塩投与後から徐々にNO濃度が上昇し、約2時間後には定常状態に達した。また、脳血流量も同様の推移を示したことから脳組織内のNO量と血流量の変化は、ほぼ同調していることが明らかになった。一方、糖尿病態ラットでは、これらの現象が認められずNO量および血流量に変化が認められなかったため、長期的な摂取による効果を評価した。その結果、長期的な硝酸塩の経口投与によって脳保護効果が認められた。以上の結果から、糖尿病態では緑葉野菜などに含まれる硝酸塩の長期的な摂取が脳虚血への予防効果を有する可能性が示唆された。本研究は、ストレプトゾトシン誘発糖尿病態(DM)ラットに一過性脳虚血処置した併発モデルラットを用いて脳障害悪化のメカニズムを明らかにするとともに食餌由来の硝酸塩/亜硝酸塩が医薬品の代替として有効か否かを明らかにすることを目的とした。非糖尿病態(non-DM)ラットでは、虚血直後に亜硝酸塩を静脈内投与することで脳保護効果を確認した。
赤外線・紫外線レーザを用いたポリマーの微細レーザ加工

YAGレーザ(波長1064,532,355,266nm,発振周波数10Hz)をポリマー試料(ポリエチレンテレフタレート(PET),二軸延伸)に照射し,加工痕を形成させた.照射パワー密度は10^<11>10^<12>w/m^2の範囲とした.この加工痕の3次元表面形状を表面粗さ計で計測し,走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察を行った.レーザ波長が1064,532nmでは熱的に加工される様子が見られたが,355,266nmではより鋭利な縁をもつ加工面が得られた.以下では特に第四高調波(紫外線266nm)の場合を説明する.周囲気体の種類(空気,窒素,酸素),圧力(1760Torr),ポリマー試料温度(25150°C)に着目し,周囲雰囲気との化学反応,ガラス転移点(PETで70°C)と試料温度の関数が物質除去に及ぼす影響を調べたが,加工体積に差は見られなかった.また,加工面および加工時の飛散物をSEMにより観察した結果,加工面では二次元的に配列した粒状突起が加工の進行とともにサイズを大きくした(無延伸の場合には加工面は平坦であった).また,物質除去における飛散物はサブミクロンの直径を持つ粒子として,加工面から悲惨していることが加工面周囲に堆積した悲惨物の観察からわかった.レーザ照射前に熱処理(220°Cで30分または5時間)を行うと,突起形状が一次元縞状に変化した.これは,熱処理により分子配向が一軸方向へ偏ったためと考えられる.また,二軸延伸熱処理材料および無延伸材料の飛散物は繊維状になっており,二軸延伸熱処理の場合との違いが確認された.密度測定による結晶化度は熱処理により増加しており,分子配向や結晶化度といった分子構造の変化が加工面性状に影響することが分かった.ポリマー材料のレーザ加工現象を支配すると考えられるパラメータ(照射パルス数,照射パワー密度,レーザ波長,ポリマー材質,材料の光吸収係数・延伸履歴,周囲気体・圧力,試料温度)を広範な範囲で変化させた実験を行い,その物質除去機構を明らかにし,ポリマー材料のレーザ加工における光熱変換・伝熱現象に関する詳細な知見を得ることを本研究の目的とし研究を行っている.今年度は,YAGレーザ第四高波長(波長266nm,パルス幅4.5ns,発振周波数10Hz)をポリマー試料(ポリエチレンテレフタレート(PET),膜厚250μm,二軸延伸)に照射し,加工痕を形成させた.照射パワー密度は10^<11>10^<12>W/m^2の範囲とした.この加工痕の3次元表面形状を表面粗さ計を用いて計測し,この3次元形状データの数値積分により除去体積を算出した.また,表面性状は走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて行った.周囲気体の種類(空気,窒素,酸素),圧力(1760Torr),ポリマー試料温度(25150°C)着目し,周囲雰囲気との化学反応,ガラス転移点,(PETで70°C)と試料温度の関係が物質除去に及ぼす影響を調べたが,加工体積に差は見られなかった.また,加工面および加工時の飛散物質をSEMにより観察した結果,加工面では二次元的に配列した突起が加工の進行とともにサイズを大きくしていく様子が観察された.この突起サイズの増加は,隣接する突起との合体のようにも見えたが,これが熱的に誘起・合体したものかどうかは今後の課題である.また,物質除去における飛散物はサブミクロンオーダの直径を持つ粒子として,加工面から飛散していることが加工面周囲に堆積した飛散物の観察からわかった.今後,高分子材料の分子配向が加工面性状に与える影響を調べるために,二軸延伸PETの他に無延伸PET,さらに熱処理をした二軸延伸PETへの加工実験を行う予定である.YAGレーザ(波長1064,532,355,266nm,発振周波数10Hz)をポリマー試料(ポリエチレンテレフタレート(PET),二軸延伸)に照射し,加工痕を形成させた.照射パワー密度は10^<11>10^<12>w/m^2の範囲とした.この加工痕の3次元表面形状を表面粗さ計で計測し,走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察を行った.レーザ波長が1064,532nmでは熱的に加工される様子が見られたが,355,266nmではより鋭利な縁をもつ加工面が得られた.以下では特に第四高調波(紫外線266nm)の場合を説明する.周囲気体の種類(空気,窒素,酸素),圧力(1760Torr),ポリマー試料温度(25150°C)に着目し,周囲雰囲気との化学反応,ガラス転移点(PETで70°C)と試料温度の関数が物質除去に及ぼす影響を調べたが,加工体積に差は見られなかった.また,加工面および加工時の飛散物をSEMにより観察した結果,加工面では二次元的に配列した粒状突起が加工の進行とともにサイズを大きくした(無延伸の場合には加工面は平坦であった).また,物質除去における飛散物はサブミクロンの直径を持つ粒子として,加工面から悲惨していることが加工面周囲に堆積した悲惨物の観察からわかった.レーザ照射前に熱処理(220°Cで30分または5時間)を行うと,突起形状が一次元縞状に変化した.

これは,熱処理により分子配向が一軸方向へ偏ったためと考えられる.また,二軸延伸熱処理材料および無延伸材料の飛散物は繊維状になっており,二軸延伸熱処理の場合との違いが確認された.密度測定による結晶化度は熱処理により増加しており,分子配向や結晶化度といった分子構造の変化が加工面性状に影響することが分かった.