hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
天然化合物によるｍｉｃｒｏＲＮＡ制御メカニズムの解明と生体応用への検討

さらに、selleckchem社製の天然化合物ライブラリー(139種類)を用いたスクリーニングを行い、リコリスに多く含まれるEnoxolone、ホオノキに多く含まれるMagnolol、黄連に多く含まれるPalmatine Chlorideといった3種類の天然化合物が候補化合物として同定された。これら、3つの天然化合物を10マイクロMの濃度で添加することで、乳がん細胞株でのmiR-200cの発現がコントロールと比較して1.5倍上昇した。さらに、miR-200cは浸潤能抑制能を持つことより、マトリゲルを用いて浸潤活性能を測定した。これら3種類の化合物を乳がん細胞株に10マイクロMの濃度で添加したところ、コントロールと比較して60%浸潤能を抑制した。これらの結果より、本アッセイ系はmiRNAを制御する天然化合物のスクリーニング系に有用なことが示唆された。本研究の成果は、国内学会で口頭発表した。また、国際科学雑誌に掲載された(Hagiwara K et al, Sci Rep. 2015.5:14697)。候補化合物まで同定し、その研究結果を論文として報告することができたこと。27年度が最終年度であるため、記入しない。スクリーニングによって同定された天然化合物がもつ抗がん作用とmiRNA発現制御機構の関係を明らかにする。同時にこれまで解析した抗がん作用が確認されている既知の天然化合物と新規の天然化合物が生体内の恒常性維持をどのように行なっているかを理解し、生体が食事内の天然化合物を用いて病気を防ぐかを考察し、病気の予防への概念を確立する。2年目に行う予定であった化合物のスクリーニングのアッセイ系を確立し、また候補化合物まで同定できたため。
IgA腎症における口蓋扁桃B細胞の免疫学的作用〜扁摘の適応基準設定をめざして〜

平成18年度に施行した研究を本年度も継続して行った。昨年度、以下の知見を得ている。ヒト末梢血、口蓋扁桃B細胞のほとんどが、RP105陽性で、口蓋扁桃B細胞においては疾患間で差は認めなかったが、末梢血において扁桃病巣感染症患者でRP105陰性のB細胞が若干多く認められた。また、急性感染の患者の末梢血においてもRP105陰性のB細胞は増加している。本年度も症例数を増やして同様の検討を行ったが、扁桃病巣感染症の患者の中にはRP105陰性のB細胞が末梢血中において増加している症例は認めるものの、慢性扁桃炎患者、健常人と比較して統計学的に有意な差は認めなかった。また、IgA腎症の上気道炎による臨床症状の悪化を検討する目的で、口蓋扁桃B細胞のin vitroにおけるLPS刺激実験も継続した。比重遠心法にて口蓋扁桃、末梢血単核球を採取し、CD19陽性細胞を磁気細胞分離システムMACSにて単離した。LPS刺激及び抗RP105抗体刺激により、B細胞表面のCD80/CD86の発現が増加することをFACSにて確認した。この結果から、B細胞がRP105を介して、直接活性化されることが示唆された。また、活性化したB細胞はRP105陰性になることが明らかになった。以上から、RP105を介したB細胞の活性化が示唆されるが、慢性扁桃炎、扁桃肥大と扁桃病巣感染症の間で有意なデータは得られず、今後、RP105が扁桃病巣感染症としてのIgA腎症の診断、治療の指標になりうる可能性については否定的である。IgA腎症に対する口蓋扁桃摘出術の効果は、広く認められてきており、その発症メカニズムの研究は重要と考えられる。今後も、口蓋扁桃を用いた研究を継続していく予定である。両側口蓋扁桃摘出術により得られた手術検体の一側口蓋扁桃および末梢血を、患者様の同意の上で当研究に使用した。まず、本研究にて注目したRP105がヒト末梢血、口蓋扁桃B細胞に発現していることをFACSにて確認し、その発現に、慢性扁桃炎、扁桃肥大、病巣感染症の間で、差を認めるか検討した。口蓋扁桃、末梢血のB細胞のほとんどが、RP105陽性であった。口蓋扁桃B細胞においては疾患間で差は認めなかったが、末梢血において扁桃病巣感染症患者でRP105陰性のB細胞が若干多く認められた。しかし、急性感染の患者の末梢血においてもRP105陰性のB細胞は増加している。現在のところ、サンプル数もまだ少ないため、RP105陰性のB細胞が、扁桃病巣感染症の患者の末梢血中において有意に増加しているかは確認取れていない。次に、IgA腎症の上気道炎による臨床症状の悪化を検討する目的で、口蓋扁桃B細胞のin vitroにおけるLPS刺激実験を行った。比重遠心法にて口蓋扁桃、末梢血単核球を採取し、CD19陽性細胞を磁気細胞分離システムMACS(平成18年度科学研究費補助金の一部を当てて、AutoMACS・自動磁気細胞分離システムを購入)にて単離した。しかし、現在のところ、サンプル数もまだ少ないため、慢性扁桃炎、扁桃肥大と扁桃病巣感染症の間でB細胞の活性化については一定の傾向は得られていない。今後も検討を継続する予定である。

以上から、RP105を介したB細胞の活性化が示唆されるが、慢性扁桃炎、扁桃肥大と扁桃病巣感染症の間で有意なデータは得られず、今後、RP105が扁桃病巣感染症としてのIgA腎症の診断、治療の指標になりうる可能性については否定的である。IgA腎症に対する口蓋扁桃摘出術の効果は、広く認められてきており、その発症メカニズムの研究は重要と考えられる。今後も、口蓋扁桃を用いた研究を継続していく予定である。
知的障害者のバランス障害の要因とそれに基づく教育支援に関する心理学的研究

本研究は,知的障害者の身体バランスの制約のメカニズムを解明し,その支援方法を考案することの一環である.今年度の目的は,知的障害者の測定事態と日常事態におけるバランス能力の差異を,関連する要因に注目しながら検討して,その教育支援原則を考案することであった.検討項目は以下の通りである.まず,測定事態の評価のために,平均台歩きと片足立ちというバランス運動課題を行い,日常事態の評価のために,歩行評価を行った.歩行については,普通歩行に加えて,コップ運び歩行と最速歩行も行い,様々な日常の歩行バリエーションについて吟味した.その結果,以下のことが明らかになった.まず,多くの場合,自閉症者は,もっているバランス運動それ自体は発達的に高い水準にあり,活動の文脈が理解しやすい場面では,そのパフォーマンスをかなり発揮できる.一方,ダウン症者は,そもそもの運動パフォーマンスが低いのであるが,その低さゆえ,安全性や正確性を重視する運動ストラテジーをとるために,さらに運動の力が低いようにみなされてしまう.教育支援法として,自閉症者については,活動の文脈がわかりやすい環境を呈示する.例えば,歩行の目的地や運搬する物体を明示するという支援が有効であった.平均台歩きのように,活動を具体物で補償するという支援も重要であろう.一方,ダウン症者については,なかまや教師がともに活動して,楽しくやりがいのある活動と結びつけて行うこと,次の運動の繋がる声がけなどの支援が有効であることが明らかになった.知的障害者の身体バランス能力の低さは古くから指摘されている.また,測定的な場面(測定事態)と日常生活場面(日常事態)で発揮される能力が食い違うことがよく指摘されている.本年度の目的は,知的障害者における測定事態と日常事態でのバランス能力のディスクレパンシーの実態を明らかにして,その要因を探ることである.具体的には,歩行の測定を取り上げた.測定事態の課題は,ゴールまでの普通歩行である.これは一般によく行われる歩行検査と同じ手続きである.一方,日常事態の歩行として,水の入ったコップをお盆にのせて,水をこぼさないようにしながら目的地まで歩行する.速く歩くことと丁寧にこぼさないように歩くことが同時に求められる課題である.50名の知的障害者を対象とした.施設を利用している成人と養護学校生徒であり,顕著な感覚障害や運動麻痺などはない人たちである.歩行距離は3mとした.分析パラメータは歩行速度とこぼした水の量である結果は以下の通りである.まず,自閉症のある知的障害者は歩行速度は速いのだが,こぼす水の量も多い傾向にあった.つまり,条件間であまり速度変化が見られないのである.このことから,自閉症者は文脈に応じて運動をコントロールすることの困難が示唆された.一方,ダウン症者は,歩行速度は遅いものの,丁寧にコップを運ぶ傾向にあった.ダウン症者の動作が緩慢なことはよく知られていて,これはこれまでは彼らの運動機能の低さと結び付けられているが,実際は丁寧な運動の遂行を優先するというダウン症者独特の心理的特性に関連している可能性が示唆された.本研究は,知的障害者の身体バランスの制約のメカニズムを解明し,その支援方法を考案することの一環である.今年度の目的は,知的障害者の測定事態と日常事態におけるバランス能力の差異を,関連する要因に注目しながら検討して,その教育支援原則を考案することであった.検討項目は以下の通りである.まず,測定事態の評価のために,平均台歩きと片足立ちというバランス運動課題を行い,日常事態の評価のために,歩行評価を行った.歩行については,普通歩行に加えて,コップ運び歩行と最速歩行も行い,様々な日常の歩行バリエーションについて吟味した.その結果,以下のことが明らかになった.まず,多くの場合,自閉症者は,もっているバランス運動それ自体は発達的に高い水準にあり,活動の文脈が理解しやすい場面では,そのパフォーマンスをかなり発揮できる.一方,ダウン症者は,そもそもの運動パフォーマンスが低いのであるが,その低さゆえ,安全性や正確性を重視する運動ストラテジーをとるために,さらに運動の力が低いようにみなされてしまう.教育支援法として,自閉症者については,活動の文脈がわかりやすい環境を呈示する.例えば,歩行の目的地や運搬する物体を明示するという支援が有効であった.平均台歩きのように,活動を具体物で補償するという支援も重要であろう.一方,ダウン症者については,なかまや教師がともに活動して,楽しくやりがいのある活動と結びつけて行うこと,次の運動の繋がる声がけなどの支援が有効であることが明らかになった.
光学活性アミノ酸金属塩のルイス酸的触媒機能

触媒的不斉マイケル付加反応,特に,多くの種類の不斉炭素を簡便に構築できるプロキラルなマイケルアクセプターの反応には,これまであまり成功例がない.本研究では,アミノ酸金属塩を用いるカルボニルの新しい触媒的活性化法を用いて,プロキラルアクセプターへのマロン酸エステルやニトロアルカンの不斉マイケル付加を検討してきた.本年度は,マロン酸t-ブチルエステルの反応で高い不斉誘起に成功した.L-プロリンルビジウム塩存在下,マロン酸t-ブチルエステルをエノンに付加させると高い不斉誘起を示すが,収率的に満足すべき結果を与えていなかった.ここにフッ化セシウムを添加すると,不斉収率を損なうことなく,反応が促進されることがわかった.L-プロリンルビジウム塩(20mol%)とフッ化セシウム(20mol%)存在下で,収率良くマイケル付加反応が進行し,鎖状(E)-エノンでは80%ee以上の高い不斉収率を達成した.ヘリセン類は光学活性で大きなπ-電子面をもつ興味ある不斉ユニットであるが,光学活性体を十分な量供給できないために,特性の研究があまりできなかった.今回新しいキラルbuliding blockである1,12-ジメチルベンゾ[a]フェナントレン-5,8-ジカルボン酸の合成法と光学分割法を確立し,絶対配値を決定した.この方法によって,光学活性体をグラム単位で供給できるようになった.対応する酸塩化物にジアニリンスペーサーを作用させて,ヘリカルキラリティーによって構築される大環状ポリアミド化合物を合成した.適切な反応条件を選択すると,[1+1]から[4+4]の組成の一連の環化物を得ることができた.触媒的不斉マイケル付加反応,特に,多くの種類の不斉炭素を簡便に構築できるプロキラルなマイケルアクセプターの反応には,これまであまり成功例がない.本研究では,アミノ酸金属塩を用いるカルボニルの新しい触媒的活性化法を用いて,プロキラルアクセプターへのマロン酸エステルやニトロアルカンの不斉マイケル付加を検討してきた.本年度は,マロン酸t-ブチルエステルの反応で高い不斉誘起に成功した.L-プロリンルビジウム塩存在下,マロン酸t-ブチルエステルをエノンに付加させると高い不斉誘起を示すが,収率的に満足すべき結果を与えていなかった.ここにフッ化セシウムを添加すると,不斉収率を損なうことなく,反応が促進されることがわかった.L-プロリンルビジウム塩(20mol%)とフッ化セシウム(20mol%)存在下で,収率良くマイケル付加反応が進行し,鎖状(E)-エノンでは80%ee以上の高い不斉収率を達成した.ヘリセン類は光学活性で大きなπ-電子面をもつ興味ある不斉ユニットであるが,光学活性体を十分な量供給できないために,特性の研究があまりできなかった.今回新しいキラルbuliding blockである1,12-ジメチルベンゾ[a]フェナントレン-5,8-ジカルボン酸の合成法と光学分割法を確立し,絶対配値を決定した.この方法によって,光学活性体をグラム単位で供給できるようになった.対応する酸塩化物にジアニリンスペーサーを作用させて,ヘリカルキラリティーによって構築される大環状ポリアミド化合物を合成した.適切な反応条件を選択すると,[1+1]から[4+4]の組成の一連の環化物を得ることができた.
固体酸化物直接電解による新規なセラミックスナノ結晶合成法の開発

本研究では、固体酸化物の直接電解反応を利用した電気化学的な酸化物ナノ結晶合成法について検討を行った。特に、産業上重要なセラミックス材料であるセリアに着目し、従来法では困難であった反応過程での積極的な構造制御を行える新たなナノ結晶合成法の開発を試みた。本研究では、固体酸化物の直接電解反応を利用した電気化学的な酸化物ナノ結晶合成法の開発を目的とする。酸化物ナノ結晶合成法として現在までに様々な手法が提案されているが、いずれの手法においても反応過程での積極的な構造制御が難しく、任意の形態・構造を得ることはできていない。本研究で提案する電気化学的手法を用いることができれば、反応過程での制御性が格段に向上し、環境負荷の小さい合成条件下で機能性の高い酸化物ナノ結晶合成が可能になると期待できる。一方で、導電性のない固体酸化物の反応を電気化学的に制御するためには、酸化還元対の基礎的な電気化学挙動に加えて、接触型電極上での直接電解反応の検討が不可欠である。本年度は、産業上重要なセラミックス材料であるセリア(CeO2)に着目して、価数の異なるセリウム水溶液中におけるイオン種および水酸化物の電気化学挙動について検討した。具体的には、3価および4価のセリウム水溶液にカルボン酸修飾剤を加えた系での沈殿形成反応の検討を行い、アルゴンガス雰囲気下の各水溶液中での電気化学測定、および沈殿物のX線回折およびラマン分光測定による分析を行った。また、沈殿の形成に伴って得られたスラリー中において白金電極を接触型電極として用い、スラリー中の水酸化物沈殿の酸化挙動について検討した。触媒材料への応用の可能性について検討するため、研究過程で得られたセリアナノ結晶を用いて貴金属材料との複合化を行い電子顕微鏡観察を行った。酸化物ナノ結晶合成法として現在までに様々な手法が提案されているが、いずれの手法においても反応過程での積極的な構造制御が難しく、任意の形態および構造を得ることができていない。本研究で提案する電気化学的手法を用いることができれば、反応過程での構造制御性が格段に向上し、機能性の高い酸化物ナノ結晶を環境負荷の小さい合成条件下で合成することが可能になると期待できる。一方で、導電性のない固体酸化物の反応を電気化学的に制御するためには、酸化還元対の基礎的な電気化学挙動の把握に加えて接触型電極上での直接電解反応の検討が不可欠である。本研究では特に、産業上重要なセラミクス材料であるセリア(CeO2)に着目し、価数の異なるセリウム水溶液中においてイオン種および水酸化物の電気化学挙動について検討を行った。また、沈殿の形成に伴って得られたスラリー中において白金電極を接触型電極として用いて、スラリー中の水酸化物沈殿の酸化還元挙動について検討した。これらの検討からセリアナノ結晶の形態と合成条件の相関を見出し、触媒材料への応用の可能性について検討するため、得られたセリアナノ結晶を用いてパラジウム等の貴金属材料との複合化について検討した。種々の条件で作製した複合触媒材料の電子顕微鏡観察を行い、触媒として有効なセリアナノ結晶/貴金属界面の形成条件を見出した。データの収集状況は十分ではないが、概ねセリウム酸化還元対の電気化学挙動を把握することができ、セリアナノ結晶を得る条件を見出すことができたため。界面化学・電気化学次年度はセリアナノ結晶の形態制御について検討を進める。水酸化物スラリー中での酸化挙動について得られた前年度の知見をもとに、酸化還元サイクルに伴う形態変化および酸化度の変化について調査する。また、貴金属触媒を担持して触媒評価を行うとともに、セリア以外の材料への応用可能性についても検討する。初年度計画段階では実験補助者1名を雇用することを予定していたが、支給額の減額に伴い、旅費と併せて人件費の支出を削減した。物品費を当初予定どおりに支出した結果として残額が発生した。初年度の残額は次年度の物品購入費の不足分の補助に当てることを予定している。
情報検索行動における認知過程とユーザーインタフェースに関する研究

インターネットの普及とともに、図書館のOPACや検索エンジンなどの情報検索システムが一般的に利用されるようになり、PCを利用することでアクセス可能な情報量は莫大なものとなった。このことにより、利用者には多大な利便が提供されるものと思われるが、実際には利用者は必ずしも効率的に情報にアクセスできていない。その理由は、検索システムのユーザーインタフェースに問題があるためと考えられる。一般に、システムの使いやすさはユーザビリティの観点から分析することができる。検索システムのインタフェースを改善し、利用者が容易に必要な情報にアクセスできるようにするためには、ユーザビリティの高いインタフェースを考案する必要がある。そこで、検索システムの利用におけるユーザビリティを調べるために、検索時の眼球運動を計測する実験を行った。被験者には、公立の図書館の検索システムを利用してもらい、指定の図書を見つけて所蔵館を答えてもらうという課題を与えた。検索中の視線の移動を記録し、実験後に停留に関する分析を行ってユーザビリティを検討した。メニューバーによるナビゲーションの異なる4つの図書館の検索システムについて、視線の動きにどの程度の無駄があるか、検索時間がどれくらいかかるかなどを比較し、画面のデザインと検索の効率との関係を調べた。その結果、デザインによって検索効率が異なることが示され、画面が単純でメニューバーが大きく明確に示されていること、必要な動作を促すボタンの表示がわかりやすいこと、内容を示すための用語の意味が一目でわかるような表現を使っていることが、図書検索のナビゲーションにおいて有効であることが示唆された。この結果は、使いやすい検索システムをデザインする上での指針を与えているものと考えられる。本研究は、情報検索システムを利用して検索行動をおこなう過程について、刻々と推移していく状況の中で生じる行動を記述的にとらえることから出発して、検索者の認知的な側面をとらえ、状況との相互作用という視点から検索行動の実態を明らかにすることを目的としている。今年度はまず、既存の眼球運動計測システムのコントローラーに非接触型アイマークレコーダを接続し、ソフトウェアのバージョンアップにより、LANに接続されたパソコン画面上の注視位置を計測することを可能にした。被験者は、頭部を固定した状態でOPACによるデータベース検索をおこない、その間の注視点の移動をビデオに録画し、既存の解析ソフトにより時間と位置の関係を数値化した。東洋大学図書館のOPACの書誌検索画面は、基本的にテキスト入力ボックスとボタンからなり、フレームを使用した画面構成となっている。注視点の移動パターンの特徴としては、画面全体を見回す行動はほとんど見られず、検索語の入力も一つのテキストボックスに限られる場合がほとんどであった。検索結果の表示では、大量にヒットした場合に一つ一つの書誌情報を順に注視することはせずに、ブラウザの「戻る」ボタンで検索語入力画面に戻る行動が多く見られ、画面上に表示される情報量が多すぎることが示唆された。また、継続しての絞り込み検索ができないことが、ユーザーインタフェースを損なっており、画面上にある「戻る」ボタンが使われないことも、検索作業上は問題がないものの、画面構成の問題点として指摘できた。まだ予備的実験の段階で、さまざまな検索状況で出現する検索パターンを分類し、論理的な絞り込みの認知過程との関連を調べている。被験者数を増していくと、データ量が膨大になる可能性があり、指標をある程度固定して検討する必要性を認識している。平成15年度に設置した非接触型アイマークレコーダを用いて、パソコン画面を見ているときの注視点の移動を計測するシステムを稼動させ、実験を行った。最近のナビゲーション用のWEBページでは、いくつかのパターンが典型的に見られることから、それらのパターンにしたがったサンプルのWEBページを作成し、利用者の注視点の移動を記録した。具体的には、ヘッダーとフッター、ナビゲーション、コンテンツを構成成分として、それらの位置関係をいろいろに変えてみた。WEBページの構成は2階層として、ファイルは平成16年度に購入したアプライアンス・サーバー上に置き、WindowsのIEで閲覧した。

ページの作成は、WEBページ制作を本業とする本学卒業生2名に依頼し、デザインについての議論を重ねながら実験を行った。平成16年度に得られた結果としては、いわゆる「左上から右下への法則」が典型的に見られ、ナビゲーションは左または上に置かれた場合に検索作業がスムースに進むことが示された。一方、ヘッダーの役割およびナビゲーションとの位置関係は微妙であり、ページの全体構成やコンテンツとの関係を考慮する必要があることが示唆された。構成成分の位置関係だけでなく、そのページが何をどのようにナビゲートすることを目的とするのかによって、検索過程が異なるようである。また、成分ごとの色の効果も調べてみたが、色の組み合わせの効果が明らかに認められるものの、何らかの法則性を見出すまでには至らず、詳細な検討は平成17年度に行うことにしている。コンテンツとの関係や、ナビゲーションの全体構成の検討を平成17年度に行う予定である。平成17年度は本研究の最終年度であることから、これまでの成果を整理しながら、テーマについての一貫性を持たせるように研究計画を立てた。まず、実験装置として用いた非接触型アイマークレコーダのデータ解析ソフトがWindowsXPに対応可能となったことを受け、パソコンとディスプレイ装置も含めてシステムの更新を行った。また、Webページを従来のHTMLによる記述からXHTMLとCSSを用いた記述に書き換え、コンテンツの構造と視覚表現を独立に操作できるようにした。その上で、ユーザビリティの観点からWebページのデザインについての組織的な検討とデータの収集を行った。デザインの基本として、レイアウト、ヘッダーとフッター、ナビゲーション、コンテンツ、階層構造などを操作し、さらに「パンくずリスト」と呼ばれる階層表示の効果についても検討した。レイアウトについては、「左上から右下への法則」に準拠した逆L字型構造の優位性が確認された。さらに、ページごとのレイアウトの一貫性が重要であり、ページの移動にともなってレイアウトが変化する場合の検索への悪影響が見出された。コンテンツの構成についても、左揃えの効果と、インデントに対する行間スペースの優位性が確認された。また、文の長さを短くすることや空白スペースを設けること、キーワード文字の強調の効果も認められた。バナー広告の挿入による効果も調べたが、動的なバナー広告への視線の移動傾向が見られた。配色については、ナビゲーションの背景色が効果を持つことや調和的配色の効果が見られたが、形式的には多くの色の組み合わせが可能であることから、詳細な検討には至らなかった。階層構造に関しては、検索過程での「パンくずリスト」への依存傾向が強く認められ、検索における「位置確認」の重要性が確認された。
ポジトロンCTを用いた大脳基底核疾患の病態生理に関する研究

ポジトロンCT(PET)を用い、局所脳グルコ-ス代謝(CMRg/c)、ドパミン代謝を測定し、パ-キンソン病(PD)、パ-キンソニズム(PK)、進行性核上性麻痺(PSP)の病態を検討した。CMRg/cは^<18>Fデオキシグルコ-ス法、ドパミン代謝は^<18>F-dopa(6FD)法により測定した。PD、PK、PSPともに線条体の6FD集積低下を認め、黒質線条体ドパミンニュ-ロン神経終末の機能低下を示した。CMRg/cはPDでは線条体を含む全ての構造で正常、PKでは線条体その他で低下、PSPでは前頭葉、線条体で低下が著明だった。またPDとPKを含めて、ドパミン作動薬無効例は、有効例と比べ、線条体のCMRg/cが有意に低かった。以上の結果はPDの線条体の機能異常は、黒質線条体ドパミンニュ-ロンの神経終末の機能低下に比較的限局しているのに対し、PK、PSPではそれに加えて、ドパミン受容体あるいは線条体内のその他のニュ-ロンの機能低下が存在することを示唆している。また線条体のCMRg/c低下の有無は、ドパミン作動薬の効果を予測する一つの指標となる可能性が考えられた。PETによる局所脳グルコ-ス代謝およびドパミン代謝の測定は、広い意味でのパ-キンソニズムを生じるPD、PK、PSPの病態の共通点、差異を明らかにするのに有効であった。
森林計画のための地理情報システム(G.I.S.)の開発研究

科学研究費の助成により1988年4月から進められた地理情報システムの開発研究の成果はGISKitと名付けられたソフトウェア-に集約されている。それはフロッピ-ディスクに納められ、利用の手引書であるGISKitのガイドブックをそえて関連する分野の大学研究室や研究機関に届けられた。GISKitの機能は3つあり、まず紙面に描かれている地図の内容をディジタイザ-により数値化して計算機媒体に記録する地図入力機能を持つ。つぎに、異なった種類の地図を重ね合わせて地図空間での検索を行い土地・森林の管理や利用保全計画のための地理情報を作り出す地図解析機能を持っている。最後に計算機に記録された地理情報を地図に描き出す地図出力機能をそなえている。GISKitは小型ディジタイザ-とプロッタ-をそなえたパ-ソナルコンピュ-タ(PC9800シリ-ズ)を標準機種として作られており、地理情報システムの基本機能の理解と地図解析の研究に用いることが出来る。また、そのプログラムを再編成することにより容易に応用目的に適するよう設計されたもので言語はパスカルで書かれている。1地理情報システムGIS(Geographic Information System)の基礎研究報告をまず集め、今日までに開発された技術水準を調べた。その中から森林計画に応用する時の問題点を調査した。その結果にもとづき、今回開発するGISの基本構造を検討して、研究用および教育用として必須要件を明確にした。すなわち、今後GISを開発する研究者へ基礎的な論理を提供することを主眼とし、さらに応用分野である森林計画担当者には容易にその操作と解析原理が理解できて、初歩的なレベルではあるが実用的な使用が可能な簡易GISとしての機能をもつよう設計した。2地理情報システムの基本アルゴリズムを文献および既往の応用実績にもとづき検討した結果、ポリゴン法(Polygon)を採用した。地図上の情報を点、線、面に分類し、特に面を表示するポリゴン構造としてノード(交点)とアーク(辺)の概念を定義することにより論理性を高めた。その結果地図上の森林区画図(林小班区画、土壌型区画、植生タイプなど)の入力操作の効率化を実現した。次に、このポリゴン法にもとづき2枚の地図の重ね合せのアルゴリズムを開発した。その成果地図を製図する出力機能もつけることが出来た。以上、論理的に明確な方法で地図情報の入力、解析、出力が可能であることが明らかになった。3以上の基本構造およびアルゴリズムに基づき研究用GISの原型プログラムを開発して、これをGISKitと名づけた。これはマイコンを対象に大学研究者および森林計画実務者がGISの原理を知り、日常業務への応用を可能にするもので、現在、その試行テストと試行プログラムの配布を行おうとしている所である。以上のとおり、本研究は第1年月として予定されたスケジュールにもとづき、目標とする成果を得ることが出来た。昨年度(1988年)に開発したソフトウェアGIS Kitの操作性とその解析能力のテストを行った。対照森林は信州大学農学部の構内演習林40haであり、その地図上に描かれた地理情報を点、線、画および記述デ-タとしてGIS Kitによりコンピュ-タファイルに入力テストを行った。次にファイルの中からの検索と分類のテストを行い地図上の所在地と記述デ-タとの照合により土地利用区分地図を作成した。地図作成の精度と速度について調べた結果、森林管理上の観点から十分な能力があることが判明した。以上の操作性と解析能力のテストから、このGIS Kitは森林管理のためのコンピュ-タマッピングおよび地理情報システムとして応用できることが判明した。次にこのGIS Kitの応用能力のテストとして信州大学農学部手良沢山演習林の施業計画の作成に応用した。演習林教官から提供された森林地図、地形図および土壌図を原資料として、演習林の林相図、林齢図、間伐対象林図、主伐対象林図を作った。次に樹種、地形、土壌型の3種類の地図の数理的な重ね合わせを行い、適地適木の立地分析を行った。以上の結果からGIS Kitは森林施業計画の立案上の用具として有効に応用できることが判明した。この地理情報システムの手引書とパッケ-ジ化されたプログラムとを全国の大学と研究機関へ配布して、その応用拡張性についてのテストを実施している。現在までの問題点は森林デ-タ量の大きさに対応したファイル構造である。

次年度の課題として、操作性の明確化とデ-タ量の処理があげられる。以上が解決した所で、応用性の高い地理情報システムとして森林研究および林業経営、森林資源管理に役立つことが判明するので、開発研究として成果をまとめることが出来る見通しを得た。1990年には研究成果を広く公開したい。科学研究費の助成により1988年4月から進められた地理情報システムの開発研究の成果はGISKitと名付けられたソフトウェア-に集約されている。それはフロッピ-ディスクに納められ、利用の手引書であるGISKitのガイドブックをそえて関連する分野の大学研究室や研究機関に届けられた。GISKitの機能は3つあり、まず紙面に描かれている地図の内容をディジタイザ-により数値化して計算機媒体に記録する地図入力機能を持つ。つぎに、異なった種類の地図を重ね合わせて地図空間での検索を行い、土地・森林の管理や利用保全計画のための地理情報を作り出す地図解析機能を持っている.最後に計算機に記録された地理情報を地図に描き出す地図出力機能をそなえている.GISKitは小型ディジタイザ-とプロッタ-をそなえたパ-ソナルコンピュ-タ(PC9800シリ-ズ)を標準機種として作られており、地理情報システムの基本機能の理解と地図解析の研究に用いることが出来る。また、そのプログラムを再編成することにより容易に応用目的に適するよう設計されたもので言語はパスカルで書かれている.GISKitは1991年2月現在で次の大学や研究機関に配布された。京都府立大学,三重大学,京都大学,宇都宮大学,愛媛大学,静岡大学,富山県林試,王子製紙,山形大学,高知大学,名古屋大学,北海道大学,宮崎大学,北海道林試,九州大学,森林総合研究所,福岡県林試,岐阜大学,島根大学,新潟大学,森林総研関西,東京大学,鳥取大学.
磁場中に置かれた導電性高分子の分子コイルによる誘導電流

導電性高分子であるポリアニリンを導電体化した状態で交流磁場中に置くと、誘導電流が発生することを見いだした。絶縁状態では誘導電流はまったく観測されず、導電体/絶縁体変換の閾値電位において急激に誘導電流が増加したとを考えると、従来の電気化学におけるローレンツ力による磁場効果とは本質的に異なることが分かる。この新しい現象の説明として、フラクタル性のある分子状コイルから生じるインダクタンス、およびイオン性溶液/導電体界面に形成される電気二重層容量であると考えている。まず現象の基礎を確立することを目的とした。磁場の強さ・磁場の周波数・導電性高分子膜の厚さ・ドーピング量・溶液のpH・電極電位等が誘導電流の大きさと位相差に与える影響を測定した。電磁場に対するポリアニリン膜の応答は導伝体の巨視的な大きさに関係するらしい。そこで散乱光の測定に挑戦した。可視レーザー光を電気化学セルに浸したポリアニリン膜に照射し,光路をはずした位置に光検出器を置いた。吸光度に依存しない散乱光測定のひとつとして,振幅の小さい交流電位を直流に重畳し,その散乱光の変化分を測定する方法を行ってみた。散乱光の角度依存性を測定したところ、単純なレーリー散乱ではなく、散乱光が干渉していることがわかった。干渉光の角度依存性に関する理論を適用したところ、5μm程度の大きさの導電体のクラスターが生成していることがわかった。クラスターは光学顕微鏡でも観測できた。クラスターの大きさは遅い緩和過程といわれる挙動を示した。この研究の目的は電極表面上での電子伝導性高分子膜の充電に関する“メモリー効果"の理論を確立することである。電位ステップ法と線形掃引ボルタンメトリーに関連した二つの異なる問題を調べている。1.電位ステップ法電極電位を正の値にステップすると、完全に電荷を取り除いた膜の中では荷電粒子の境界濃度が急激に増加する。膜の不均一性に因って電荷輸送係数、移動度、拡散係数はパーコレーションの特性をもつ。すなわち濃度が閾値を超えたときだけ、これらの物理量はゼロではなくなる。もし境界濃度がこの値よりも大きいならば、濃度変化が境界から広がっていく。その先端部ではパーコレーション特性を持つ物理量は0から閾値の値までジャンプし、“拡散を表わす尾"を伴う。その伝播速度は摂動強度の増加関数である。これらすべての特性は導電性高分子膜の充電中に観測されるものと同一である。しかし上の“パーコレーション拡散"モデルでは先端の変位が時間の平方根に比例するのに対し、この場合は一定速度で伝播する。もしイオン輸送がかなりのオーム電位降下をもつ対イオンによって起こっていれば、理論的予測はかなり実験値に近づくはずである。線形ボルタンメトリー膜を正または0の電荷を持ちうる正方格子上の不連続な要素の集まりとして表わし、モデル化した。初期状態は十分負な電位がかかっており、全サイト上で電荷を0と仮定した。正方向への電位を掃印すると電極表面に接した要素が徐々に帯電し、次々と隣の要素を帯電させていく。重大な新しい特徴はエネルギーの不均一性にある。すなわち要素の標準酸化還元電位の散らばりである。そのため充電中に閾値付近で鋭いピークを生じるパーコレーションの特性が現れる。新しい要素の充電速度の有限性と電極電位の依存性を考慮に入れることによりサイクリックボルタンメトリーの実験データの解釈に成功した。導電性高分子であるポリアニリンを導電体化した状態で交流磁場中に置くと、誘導電流が発生することを見いだしたが、本年では磁場の強さ・磁場の周波数・導電性高分子膜の厚さ・ド-ピング量・溶液のpH・電極電位等が誘導電流の大きさと位相差に与える影響、および温度変化を測定した。電解セルの入るような幾つかの容量の異なるコイルおよびその電源を準備した。

ドーパントの物質移動が律速にならないようにするため、1M硫酸溶液中のポリアニリン膜を用いた。また、ポリチオフェンも用いた。ポリアニリンをセットした状態で、膜付近の磁束密度を微小コイルを用いて測定した。膜に定電位をかけて準平衡に達した後に、外部磁場の強さ・周波数を変えながら膜に発生した誘電電流を測定した。データの再現性が得にくいため、磁気のシールに多くの時間を費やした。より明瞭なじき請うかを出すためには、交流磁場の振幅を上げる必要がある。しかしながら現在のところ、それなりの結果が得られ、考察に励んでいるところである。この新しい現象の説明として、フラクタル性のある分子状コイルから生じるインダクタンス、およびイオン性溶液/導電体界面に形成される電気二重層容量であると考えているが、未だにあいまいなところが多く、結論を出すには時期早急と考えている。導電性高分子であるポリアニリンを導電体化した状態で交流磁場中に置くと、誘導電流が発生することを見いだした。絶縁状態では誘導電流はまったく観察されず、導電体/絶縁体変換の閾値電位において急激に誘導電流が増加したとを考えると、従来の電気化学におけるローレンツ力による磁場効果とは本質的に異なることが分かる。この新しい現象の説明として、フラクタル性のある分子状コイルから生じるインダクタンス、およびイオン性溶液/導電体界面に形成される電気二重層容量であると考えている。まず現象の基礎を確立することを目的とした。磁場の強さ・磁場の周波数・導電性高分子膜の厚さ・ドーピング量・溶液のpH・電極電位等が誘導電流の大きさと位相差に与える影響を測定した。電磁場に対するポリアニリン膜の応答は導伝体の巨視的な大きさに関係するらしい。そこで散乱光の測定に挑戦した。可視レーザー光を電気化学セルに浸したポリアニリン膜に照射し、光路をはずした位置に光検出器を置いた。吸光度に依存しあい散乱光測定のひとつとして、振幅の小さい交流電位を直流に重畳し、その散乱光の変化分を測定する方法を行ってみた。散乱光の角度依存性を測定したところ、単純なレーリー散乱ではなく、散乱光が干渉していることがわかった。干渉光の角度依存性に関する理論を適用したところ、5μm程度の大きさの導電体のクラスターが生成していることがわかった。クラスターは光学顕微鏡でも観測できた。クラスターの大きさは遅い緩和過程といわれる挙動を示した。
酸化物高温超伝導体超薄膜のエピタキシャル多層成長と3端子デバイスへの応用

高温超伝導デバイスの実現に不可欠なエピタキシャル超薄膜多層構造の形成を目指してYBaCuO系を中心とする酸化物の原子層制御低温結晶成長に関する研究を行なった。1.MOCVD法によるYBaCuO薄膜の低温エピタキシャル成長MOCVD法の問題点の一つは原料のβジケトン化合物の蒸気圧が低いため原料温度を高くしなければならないこと、原料温度を高くすると原料の一部が分解してしまい再現性良く結晶成長を行なうことが困難である点であった。本研究では減圧雰囲気で熱重量曲線を測定した結果、Ba(HFA)_2の場合には原料雰囲気を1Torrに排気して200°C付近で使用すれば安定して再現性良く結晶成長を行なえることが示唆された。2.原子層エピタキシ-(ALE)法による超薄膜の成長単原子層(単分子層)成長を実現するためには結晶成長表面における化学吸着、物理吸着特性を制御する必要がある。本年度は、手始めに高温超伝導体に共通なCu-O構造を成長させ、原子層成長に必要な基礎デ-タを測定した。Cu(AcAc)_2,Cu(HFA)_2,cu(DPM)_2の3種類のCu-βジケトン原料とO_2をコンピュ-タ制御によりパルス的に反応室にガスを供給して堆積される膜の厚さと原料蒸発温度、基板温度、O_2パルス時間との関係を調べたところ、リガンドの極性や立体構造に応じて基板表面吸着物質の安定性が異なることが明らかになった。3.原子層成長の固体表面科学研究固体表面と酸化物超伝導体構成金属との反応を調べた結果、Si(100)表面のダングリングボンドはBi原子の吸着により不活性化されること、Cu(DPM)_2はSiO_2表面上の孤立水酸基と反応して酸化物表面に定量的に固定されること、さらに吸着したCuキレ-トのリガンドは400°CでH_2O気体と反応して除去できることを明らかにした。
日本の国際化に貢献できる学部大学生の養成-オーストラリアの短期留学を通して-

海外留学は、学部大学生の国際化教育の有力な選択肢であると考えられる。本研究の目的は、学部大学生にとってより効果のある海外留学ができるよう、事前・事後の海外留学指導等に参考となるデータを集めることである。本調査では、以下の点を明らかにした。1.2種類のアンケート調査及び、留学生との国際シンポジウムに参加した日本人大学生の手記の分析、日本人交換留学生への面接聞き取り調査により、国際人にはどんな資質が望まれるかを調査した。その結果、1.異文化を理解し、尊敬し、受入れようとする態度、2.自文化の知識を持ちそれを相手に正しく伝えることができること、3.お互いを平等な人間とする考え方、4.外国語でのコミュニケーション能力であった。さらに日本人に取っては、相手に自分の意見を明確に表示することの需要性が明らかとなった。2.上記アンケート調査の結果の一部をさらに詳しく検証するため、日本の大学からオーストラリアの提携大学に短期(1年)留学生として留学中の日本人学生20人のケーススタディーを行った。調査方法としては、面接聞き取り調査、月間レポート、心理テスト等の各種のテストを使用した。その結果、留学体験は日本人交換留学生にとって非常にインパクトの大きな経験であり、異文化理解、自分のルーツである日本や日本人に対する理解、また自分の持つ能力の限界にチャレンジし自分自身の能力への理解を深めた。留学体験を通してのアイデンティティーの変容、世界観の変容、英語力の変化や、留学中の住居での経験を通して、日本人学生にとってのオーストラリア留学の困難さや問題点を明らかにした。本年度の研究調査は、以下のような形で進められた。(2005年5月8月中旬)1.オンラインで行う予定の留学に関するアンケートの質問事項について協議しアンケート作成を開始した。2.オーストラリアの大学で調査を行う場合に必要となる関連する大学の人権倫理委員会に提出する必要書類等をチェックした。(2005年8月下旬9月上旬)1.研究代表者およびオーストラリアの研究協力者4名は、メルボルンに集まり、第1回のメルボルン会議を開催した。この会議では、各協力者、研究者の役割を再確認した。2.調査項目について協議決定した。3.オンラインアンケートの内容についてさらに協議を重ね、パイロットリサーチの最終版を作成した。4.さらに、本調査の被験者をどのようにリクルート方法について協議した。オーストラリアの協力者は、それぞれの大学の留学生担当部署に協力を依頼することとした。(2005年9月中旬)1.佐賀大学での研究協力者にアンケートをオンラインに載せる作業を依頼した。2.オーストラリアのメルボルン、シドニー、ブリスベン地区の大学と交流協定のある日本の大学を探し、そのうちのいくつかに、本調査の被験者希望者の推薦を依頼した。3.メルボルン大学、モナシュ大学の人権倫理委員会への提出書類作成開始。(2005年12月上旬1月上旬)1.調査の被験者が決定(21名)。被験者への連絡開始。2.メルボルン大学、モナシュ大学、クイーンズランド工科大学の人権倫理委員会より調査実施許可を得た。3.オンラインアンケートのパイロット調査を佐賀大学で実施した。(2005年1月中旬3月上旬)1.被験者への心理調査等を実施した。2.被験者のうち3名に留学前のPAC分析調査を実施した。3.メルボルン大学、モナシュ大学、クイーンズランド工科大学以外の被験者の留学先の大学の人権倫理委員会より調査への許可を得た。4.被験者はオーストラリアへ出発後、オーストラリア研究協力者と現地で連絡を取りあい、今後の調査の進め方について協議する。(2005年3月下旬)1.オーストラリア研究協力者は被験者に対して留学直後の面接調査を実施。2.被験者は3月期の月間報告を提出する。本年度の研究調査は以下のような形で進められた。(2006年4月11月)1.被験者より月間レポートを提出してもらった。

(2006年5月9月])1.「国際人」および「留学」に関するオンラインアンケート調査を実施した。(2006年7月)1.被験者より英文レポート1を提出してもらった。2.オーストラリア調査協力者による第2回面接調査を実施した。3.CCAI(異文化適応能力調査)実施(2006年8月)1.研究代表者およびオーストラリア調査協力者の3名はメルボルンに集まりこれまでの調査の進行状況および今後の調査の進め方について協議した。(2006年10月11月)1.被験者より英文レポート2を提出してもらった。2.オーストラリア調査協力者による第3回面接調査を実施した。3.研究代表者は、香港日本語教育学会第7回日本語教育シンポジウムにて『国際人とは』を口頭発表した。(2006年11月2007年2月)1.被験者にTOEFLテストを受験してもらった。(2007年1月2月)1.被験者が提出した英文レポート1と2を、メルボルン大学のLanguage Testing Centreにて被験者の英語による論文作成能力の向上を分析してもらった。2.被験者に帰国後のアンケート調査を行った。海外留学は、学部大学生の国際化教育の有力な選択肢であると考えられる。本研究の目的は、学部大学生にとってより効果のある海外留学ができるよう、事前・事後の海外留学指導等に参考となるデータを集めることである。本調査では、以下の点を明らかにした。1.2種類のアンケート調査及び、留学生との国際シンポジウムに参加した日本人大学生の手記の分析、日本人交換留学生への面接聞き取り調査により、国際人にはどんな資質が望まれるかを調査した。その結果、1.異文化を理解し、尊敬し、受入れようとする態度、2.自文化の知識を持ちそれを相手に正しく伝えることができること、3.お互いを平等な人間とする考え方、4.外国語でのコミュニケーション能力であった。さらに日本人に取っては、相手に自分の意見を明確に表示することの需要性が明らかとなった。2.上記アンケート調査の結果の一部をさらに詳しく検証するため、日本の大学からオーストラリアの提携大学に短期(1年)留学生として留学中の日本人学生20人のケーススタディーを行った。調査方法としては、面接聞き取り調査、月間レポート、心理テスト等の各種のテストを使用した。その結果、留学体験は日本人交換留学生にとって非常にインパクトの大きな経験であり、異文化理解、自分のルーツである日本や日本人に対する理解、また自分の持つ能力の限界にチャレンジし自分自身の能力への理解を深めた。留学体験を通してのアイデンティティーの変容、世界観の変容、英語力の変化や、留学中の住居での経験を通して、日本人学生にとってのオーストラリア留学の困難さや問題点を明らかにした。
英語学習成果に対する学習者の自己効力感の影響：横断研究及び介入研究による実証研究

本研究では、日本の高等教育での英語教育を対象とした介入実験研究を行い、自己効力感を高めることで、個別の科目としての英語の学習成果が向上するか否かを明らかにするとともに、個別の科目での自己効力感向上が、他の科目に対する転移効果として見られるか否かについても検証する。上記の目的を達成するため、本研究では第一段階として、欧米系での先行研究がほとんどを占める状況で、日本における結果が欧米等の結果と一致するものなのか、それとも異なるのか、について、高等教育における英語教育を研究対象として、確認を行う。第二段階として、英語教育の環境の中、自己効力感を向上させる学習介入を行い、英語教育自体に学力向上効果が見られるのかどうかを確認し、加えて英語以外の科目においても学習成果の向上効果が見られるか否かを検証する。本研究では、上記の二段階による実証研究を行う。全体の計画としては、第一段階は、初年度に準備を進め、二年目までに収集、分析を終える。二年目及び三年目に第二段階の準備を始め、四年目に介入実験を行い、五年目を最終年として、データの分析及び成果発表を行う。本年度は研究初年度として、計画では第一段階の横断研究の準備を行うこととしていた。本年度行ったことは、欧米系での先行研究がほとんどを占める状況で、日本における結果が欧米等の結果と一致するものなのか、それとも異なるのか、について、高等教育における英語教育を研究対象として、確認を行うための実験の準備を行った。具体的には、欧米を対象とした研究において使用されることが多かったテストバッテリーを日本語に訳し、データ収集の効率化のため、学内のe-learningサーバーに上記テストバッテリーを実装して、それが適切に機能するか否かのための予備調査を行った。次年度には、第一段階の本調査としての横断調査を行う予定である。計画通りに作業を完了した。計画の通り、第一段階の本調査として横断調査を行い、データの分析・論文化を進める予定である。基本的に計画通りに執行出来ている。次年度繰越額は少額となっている。
中枢神経における神経細胞の遊走機構

発生期での神経細胞の遊走の結果、個々の神経細胞の脳での位置決定が行われ、機能的な神経ネットワークが形作られる。本研究は、ヒト無脳回症の原因遺伝子LIS1に着目し発生期の神経細胞の遊走機構の解明を目的とした。特に、LIS1とNUDELが、モーター蛋白質ダイニンと微小管剪断蛋白質カタニンの制御を通し、どのように神経細胞遊走を制御するか生体内外で検証した。初年度は、Nudelノックアウトマウスの作出および表現型解析と、機能解析のため組み換え蛋白質の産生、精製法の確立を重点的に行った。1、Nudelの遺伝子改変マウスを作成し、NUDELの神経細胞遊走での役割を遺伝学的に解析した。LIS1変異マウスとの交配により、遺伝学的な相互作用を証明した。(Califorina大学、Wynshaw-Boris先生との共同研究)。2、cytoplasmic dyneinのモーター活性に対するNUDELとLIS1の影響を解析するため、バキュロウイルスを使用し昆虫細胞に組み換え蛋白質を発現させ、精製する系を確立した(東京大学、豊島先生との共同研究)。3、kataninの微小管剪断活性に対するNUDELとLIS1の影響を解析するため、バキュロウイルスを使用し昆虫細胞に組み換え蛋白質を発現させ、精製する系を確立した。4、NudelとLis1のloxP条件付きノックアウトマウスで、電気穿孔法を用いCre遺伝子を遊走神経細胞に特異的に発現させ、NUDELとLIS1の遊走に対する役割を解析する系を開発した(慶應大学、仲嶋先生との共同研究)。5、kataninノックアウトマウスの作出を行った。(Calfornia大学、Wynshaw-Boris先生と理化学研究所、バイオリソースセンター吉木先生との共同研究。)平成15年1月から平成15年3月まで共同研究員として理化学研究所、バイオリソースセンターでノックアウトマウスの作製にあった。
光周波数コムの計測、通信システムへの応用

光周波数コムはそのスペクトルの特異性から、計測や通信などの幅広い分野で種々の応用が期待できる。本研究においては、コム間隔が可変で広帯域な光周波数コムの発生技術を開発し、これを利用して膜厚や表面形状を測定するための3次元顕微鏡を開発した。特に、(1)パルスシンセサイザの導入によるコム間隔の可変化と広帯域化が可能なSC光発生技術の開拓、(2)広帯域光コムと2次元イメージセンサの導入による高速、高分解能化を主眼に研究を進めた。具体的には、基本光源となる光周波数コムの発生方法の原理検討および3次元顕微鏡の基本設計を主として実施し、測定分解能の向上、測定の高速化などを実現した。本研究の具体的な成果は次の2項目からなる。(1)光コムの超広帯域化:SC光による光周波数コム発生方法の原理検討を行った。非共振器型周波数コム発生器とパルスシンセサイザによりジッターとチャープの少ない種パルスを生成し、これを高非線形分散シフトファイバに導入して、コム間隔の可変化と広帯域化が可能なSC光発生技術を提案した。200MHzの掃引コム間隔周波数と80nmの帯域を有するSC光コム発生を達成した。(2)3次元顕微鏡の高性能化:3次元顕微鏡の光学系の設計を行い、3次元計測を実現した。特に2次元イメージセンサを導入した、空間光学干渉計の設計と製作を行って30フレーム/秒の速さで3次元計測が可能となった。さらに、SC光を応用した非共振器型の周波数コム光源を提案し、周波数掃引幅を増大させ干渉ピークの次数が低い、高い強度の干渉ピークを用いて測定を実現させた。その結果、測定分解能35μm、到達深度1mm以上を達成した。本研究においては、コム間隔が可変で広帯域な光周波数コムの発生技術を開発し、これを利用して膜厚や表面形状を測定するための3次元顕微鏡を開発することを目的とする。19年度は基本光源となる光周波数コムの発生方法の原理検討および3次元顕微鏡の基本設計を主として実施した。(1)スーパーコンティニューム光による光周波数コム発生方法の原理検討非共振器型周波数コム発生器とパルスシンセサイザによりジッターとチャープの少ない種パルスを生成し、これを高非線形分散シフトファイバに導入して、コム間隔の可変化と広帯域化が可能なSC光発生を行った。この方法では、パルスシンセサイザを用いることで任意にパルス波形を整形することが可能なため、どのような波形がSC光発生に最適であるか容易に調べることが可能となった。発生条件として、パルス形状(Gaussian、sech^2型)、繰り返し周波数(12.5GHz、25GHz)、伝播ファイバ長を変更し、SCコム光の20dB帯域幅のパルスピークパワー依存性を調べた。sech^2型とGaussian型ではGaussian型の方が帯域は拡大された。ファイバ長を1kmのときは,ピークパワーが8Wまで増価させたときに45nmまで広がり、2kmのときにはピークパワー5.5Wのときに今回の最大帯域幅60nmまで拡大された。また200MHzの掃引コム間隔周波数が可能であった。(2)3次元顕微鏡の光学系の設計2次元イメージセンサを導入した、空間光学干渉計の設計と製作を行った。
金属制御自己集合による数ナノメートルサイズの多核フラ-レン集合体の生成

本研究では、アニオン性ゲストをテンプレートとした自己集合により、新規な自己集合性かご状錯体の合成およびその構造解析に成功した。以下に、その結果の要旨を述べる。ピリミジル基を有する直線状の4座配位子1とパラジウム錯体2の自己集合をアセトン溶液中、テトラブチルアンモニウム・BF_4(3)存在下で行ったところ、1成分の集合体が生成した。詳細なNMR解析およびCSI-MS測定により、その構造は、パラジウム錯体12個と直線体配位子6個からなる、巨大な正四面体構造4であることが明らかになった。興味深いことに、その内部空間には、テトラブチルアンモニウムイオンが1分子とBF_4が4分子取り込まれていた。最終的な構造は、X線結晶構造解析により明らかにした。この構造の注目すべき特徴は、プラス電荷のゲスト分子の周りをマイナス電荷のカウンターイオンが覆い、さらにその周りをプラス電荷のかご状錯体が覆う、いわゆるオニオン状構造から成ることである。このような特異な構造体は他に類を見ない。さらにV字型の4座配位子5とパラジウム錯体2の自己集合では、BF_4^-やN0_3^-をテンプレートとして、小さなかご状錯体6が定量的に生成した。その構造は、各種NMRおよびX線結晶構造により明らかにした。結晶構造から、このかご状錯体内にはアニオンゲストを1分子取り込むのに最適な空間を有していることが明らかになった。