hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
突然変異による概日リズムのゆらぎがイネの光合成能力および生産性に及ぼす効果の検証

概日リズムは、24時間周期をもつ植物の体内時計であり、生命活動の根幹をなすものである。本研究では、概日リズムのゆらぎがイネの生産性に及ぼす影響を検証した。概日リズム制御に関与すると考えられるOsPRR59のエキソン内にmPingが挿入した突然変異系統GP8を作出した。遅延蛍光の観察による概日リズムの測定では、周期性の有無は検証が必要なものの、イネにおいても蛍光の強弱を観察することができた。すでに概日リズムに変化があることが示されている晩生突然変異系統HS276の収量構成要素の調査を行ったところ、穂長、一次枝梗数ならびに二次枝梗数において、HS276の方が大きくなる傾向にあった。本研究は、突然変異によってイネの概日リズム変異個体を作出し、圃場における光合成能力の変化と生産性の増減を調査することで、突然変異による概日リズムのゆらぎが光合成能力に与える影響を検証し、生産性向上に寄与する知見を得ることを目的とした。トランスポゾンmPingは銀坊主において活発な転移活性をもつ。そのため、自殖するごとに1030の新たな挿入箇所を増加させる。また、新たに挿入する位置は遺伝子内あるいは遺伝子近傍に多く、mPing挿入による遺伝子破壊あるいは転写調節領域の改変が生じることが明らかにされている。品種銀坊主由来の自殖系統において、多様な新規挿入をもつ逆遺伝学解析集団(Spontaneous Transposition of an Active rice transposable element mPing: STAmPing line)を用い、各個体が有するmPingの隣接サイトを次世代シーケンサーで解読し、それぞれの個体が有する特異的なmPing挿入位置を特定した結果、イネの概日リズム制御に関わると考えられる候補遺伝子のエキソン内にmPingが挿入した系統を選抜した。一方、銀坊主由来の変異系統HS276(Ef7を欠損し、概日リズムがやや長くなる変異系統)とX61(Se13を欠損し、概日リズム制御遺伝子の発現振幅が小さくなった系統)とを交配し、両遺伝子座に機能欠損アレルを有する二重突然変異系統を作出した。以上の変異系統は、概日リズムに何らかの異常をもつと考えられ、突然変異による概日リズムのゆらぎが光合成能力に与える影響を検証するための有用な材料と考えられる。概日リズムは、24時間周期をもつ植物の体内時計であり、様々な生理現象の制御に関与し、外的環境刺激に同調するリズムを生み出す。外的環境刺激の中でも光の明暗周期は、植物の生長に不可欠な光合成に深く関わる。光合成の概日リズムによる明暗周期への同調は植物の適応度(生存・繁殖能力)に影響を及ぼす。ルシフェラーゼ生物発光を利用した概日リズムを調査する実験系の確立に取り組み、OsCab1RならびにOsPRR1プロモーター領域とルシフェラーゼ遺伝子とを合成したコンストラクトを形質転換し、組換え植物体を得た。本年度は、1概日リズム観測システムの開発と2概日リズム変異系統の作出ならびに3ルシフェラーゼ生物発光を利用した概日リズム調査実験系の確立に取り組んだ。これらのうち、概日リズム変異系統の作出ならびに概日リズム調査実験系の確立については概ね順調に目標を達成できた。一方、概日リズム観測システムの開発については、測定機器を調達し、調査に向けた調整を実施している。概日リズムは、24時間周期を持つ植物の体内時計であり、生命活動の根幹をなすものである。本研究では、概日リズム制御に関与する遺伝子に変異を持つ突然変異系統を作出し、圃場における生産性ならびに光合成能力への影響について調査を行い、突然変異による概日リズムのゆらぎが光合成能力に及ぼす影響を検証し、生産性の向上に寄与する知見を得ることを目的とした。すでに概日リズムに変化があることが示されている晩生突然変異系統HS276を用い、圃場における生産性に関わる収量構成要素の調査を行ったところ、一穂籾数に関与する穂長、一次枝梗数ならびに二次枝梗数について、HS276の方が大きくなる傾向にあった。一方、分げつ数は同等かやや少なくなる傾向にあり、最終的な収量は、HS276が低くなった。HS276は原品種より約1週間晩生になることから、生育期間の長短による影響を排除できないことから、概日リズムの変化が光合成、ならびに生産性に及ぼす効果を検証するには、さらなる調査が必要であると考えられた。次に、概日リズム制御の構成要素の一つであると考えられるOsPRR59に変異を持つ新規突然変異系統GP8の圃場における到穂日数は原品種とほぼ同等であった。GP8の光合成能力をCO2ガス交換速度によって評価したところ、原品種とGP8との間に明確な差異は認められなかった。概日リズムは複数の遺伝子によって複雑にかつ冗長的に制御されていることから、OsPRR59の変異が、概日リズムの変化に至らなかったため、到穂日数や光合成能力に違いが認められなかったと考えられた。さらに、短日条件下において出穂遅延に関与する新規量的遺伝子座を見出した。

これらの遺伝子座は、概日リズム制御を通じて、出穂期の決定に関わる可能性があることから、今後はこれらの遺伝子座の単離をすすめるとともに、光合成や生産性に及ぼす効果を調査する必要がある。概日リズムは、24時間周期をもつ植物の体内時計であり、生命活動の根幹をなすものである。本研究では、概日リズムのゆらぎがイネの生産性に及ぼす影響を検証した。概日リズム制御に関与すると考えられるOsPRR59のエキソン内にmPingが挿入した突然変異系統GP8を作出した。遅延蛍光の観察による概日リズムの測定では、周期性の有無は検証が必要なものの、イネにおいても蛍光の強弱を観察することができた。すでに概日リズムに変化があることが示されている晩生突然変異系統HS276の収量構成要素の調査を行ったところ、穂長、一次枝梗数ならびに二次枝梗数において、HS276の方が大きくなる傾向にあった。本年度は、1概日リズム観測システムの開発と2概日リズム変異系統の作チュツに取り組んだ。これらのうち、概日リズム変異系統の作出については概ね順調に目標を達成できた。一方、概日リズム観測システムの開発において、幼葉鞘の回旋運動を観測する装置の設置に時間を要し、十分な観察を行うことができていない。これは、測定に利用する近赤外線カメラの選定と、自動観測システムの構築に時間がかかったためである。また遅延傾向の観察では、幼葉鞘の観測システムをカスタマイズして利用する予定であったが、観測装置の設置が遅れているため、未だ着手できていない。前年度に引き続き、概日リズム観測システムの開発において、幼葉鞘の回旋運動を観測する装置のにおける近赤外線カメラの選定を早期に実施し、自動観測システムを構築する。また、ルシフェラーゼ生物発光を利用した概日リズム調査実験系も平行して取り組み、確実に概日リズム測定を実施できる体制を整える。STAmPing Lineから得られたmPing挿入系統を用いて、圃場における光合成能力の調査を実施するともに、生産性についても比較する。植物育種学前年度に引き続き、多様な新規挿入をもつ逆遺伝学解析集団(STAmPing line)を用い、イネの概日リズム制御に関わると考えられる遺伝子にmPingの挿入のある系統を選抜し、光合成の調査に供試する。概日リズム観測システムの開発において、幼葉鞘の回旋運動を観測する装置のにおける近赤外線カメラの選定を早期に実施し、自動観測システムを構築する。概日リズム観測システムの開発において、幼葉鞘の回旋運動を観測する装置の測定に利用する近赤外線カメラの選定に時間を要したため、必要とする機材を購入できなかったため。前年度購入を予定していた測定装置にかかるカメラ等の機器を購入することに使用する。
新しいCo-Ni基強磁性形状記憶合金の開発と多機能素子への応用

従来の形状記憶合金は、温度変化により最大約10%もの歪を得ることができるが、材料の冷却速度によりアクチュエータの応答速度が律速され、他のアクチュエータ材料に比較して応答性に劣るという欠点があった。近年、強磁性形状記憶合金が見出され、世界的に注目を浴びている。この強磁性形状記憶合金は磁場によっても歪を制御でき,磁歪や電歪材料より10-100倍大きな歪が得られることから,新しいタイプの磁気駆動アクチュエータへの応用が期待されている.しかし、従来のMn-Mn-GaやFe-Pdなどの強磁性形状記憶合金は加工性に乏しいことや材料が高価であることが欠点であった。そこで、本研究では、冷間加工が可能で安価な強磁性形状記憶合金であるCo-Ni-Al合金について、磁気特性について調査を行った.Co-Ni-Al合金では、マルテンサイト相が母相に比較して結晶磁気異方性が大きく、強磁性状態ではマルテンサイト相の方が母相より磁化率が小さい.飽和磁化はマルテンサイト相の方が高い。このような挙動は、Ni-Mn-GaやNi-Mn-Al合金と同様である.しかし、マルテンサイト変態温度とキュリー温度が交差する組成範囲の場合、逆にマルテンサイト相において磁化率が高くなる.また、単結晶Co-Ni-Al合金において、0.06%の可逆的な磁場誘起歪が得られた.本合金系の磁気変態温度、及び、マルテンサイト変態温度は-150°C120°Cまで制御することが可能であり、加工性やコストの面からも実用化が期待できると言える.近年,Ni-Mn-GaやFe-Pd合金などが強磁性形状記憶合金として注目を浴びている.しかし,これらは延性に乏しく,非常に高価であるという問題点を有している.本研究は,Co-Ni-Al合金において,高延性・低コストの強磁性形状記憶合金の開発を行うことを目的として行った.Ni-(3045at%)Co-(2732at%)Alの組成範囲において磁気変態温度およびマルテンサイト変態温度を調査した.マルテンサイト変態は,すべてB2-L1_0変態であった.変態温度は組成によって変化し,キュリー温度はCo濃度が増加すると増加し,Al濃度が増加すると減少する.一方,マルテンサイト変態温度はCo, Alともに濃度が増加すると減少する.ただし,磁性の影響により,同一組成でもマルテンサイト相のキュリー温度はオーステナイト相のキュリー温度より約85K高くなることがわかった.また,適切な合金設計により,キュリー温度,マルテンサイト変態温度は120K420Kまで独立に変化させることができ,従来の強磁性形状記憶合金よりも幅広い利用が可能である.これらの2つの変態により,本合金系では3タイプの異なる変態挙動を示す.即ち,タイプI:常磁性母相→常磁性マルテンサイト相→強磁性マルテンサイト相,タイプII:常磁性母相→強磁性マルテンサイト相,タイプIII:常磁性母相→強磁性母相→強磁性マルテンサイト相の3種類が確認できた.タイプIIは歪を磁化の変化で感知するようなセンサー,タイプIIIは歪材料として期待できる.形状記憶合金は多くの場合規則構造であることから,延性に乏しいという欠点がある.本研究では,Co-Ni-Al強磁性形状記憶合金におけるγ相析出による組織制御と機械的性質及び形状記憶特性に及ぼす影響について調査した.1300°Cにおけるタイライン上の組成Ni-(38.544at%)Co-(2328at%)Al合金を作製して熱処理を施し,光学顕微鏡観察,冷間加工率の調査,引張り試験及び形状記憶効果試験を行った.熱処理温度が低下するにつれてγ相の体積分率は増加し,破断伸び,引張り強度共に上昇する.γ相体積分率37%のときに破断伸び10%,引張り強度1100MPaが得られ,冷間圧延も40%まで可能になった.この機械的性質の改善の原因として,延性のあるγ相自身の材料の延性化に対する効果に加え,結晶粒の微細化が影響していると考えられている.一方,γ相体積分率20%を越えると大きな形状回復率の低下が見られたため,形状記憶合金として用いるには20%までとするのが好ましいことが明らかになった.熱処理条件が高温・長時間では塊状化したγ相が見られるのに対し,低温・短時間になるほどβ相粒界に微細に存在するようになる.このことを利用し,2段熱処理を施してγ相をフィルム状に析出させることにより,機械的性質の向上が見られた.今回得られた以上の組織制御に関する知見より,多結晶体にて冷間加工が可能な強磁性形状記憶効果を作製することが可能となり,冷間引抜きによる線材の作製にも成功した.従来の形状記憶合金は、温度変化により最大約10%もの歪を得ることができるが、材料の冷却速度によりアクチュエータの応答速度が律速され、他のアクチュエータ材料に比較して応答性に劣るという欠点があった。

そこで、本研究では、冷間加工が可能で安価な強磁性形状記憶合金であるCo-Ni-Al合金について、磁気特性について調査を行った.Co-Ni-Al合金では、マルテンサイト相が母相に比較して結晶磁気異方性が大きく、強磁性状態ではマルテンサイト相の方が母相より磁化率が小さい.飽和磁化はマルテンサイト相の方が高い。このような挙動は、Ni-Mn-GaやNi-Mn-Al合金と同様である.しかし、マルテンサイト変態温度とキュリー温度が交差する組成範囲の場合、逆にマルテンサイト相において磁化率が高くなる.また、単結晶Co-Ni-Al合金において、0.06%の可逆的な磁場誘起歪が得られた.本合金系の磁気変態温度、及び、マルテンサイト変態温度は-150°C120°Cまで制御することが可能であり、加工性やコストの面からも実用化が期待できると言える.
遺伝子多形解析によるインプラント周囲炎リスク診断システムの新開発

本研究は,アジア系人種におけるTNFα, IL-1β一塩基多型(SNP)とインプラント喪失の関連を調査した. 1本以上のインプラントを喪失した13名(テスト群)と,経過良好なインプラント患者27名(コントロール群)の計40名を被験者とした.遺伝子型の判定はPCR-RFLP法にて行った.その結果,インプラント本数ベースにおいて, 2群間でTNFαのアリル分布に有意差が認められた(p=0.02).また, TNFα, IL-1β双方のアリルTを保有する遺伝子型の分布に2群間で有意差が認められた(p=0.008).以上の結果から,アジア系人種においてTNFα, IL-1β双方のSNP保有はインプラント喪失のリスクファクターとなることが示された.本研究は,アジア系人種におけるTNFα, IL-1β一塩基多型(SNP)とインプラント喪失の関連を調査した. 1本以上のインプラントを喪失した13名(テスト群)と,経過良好なインプラント患者27名(コントロール群)の計40名を被験者とした.遺伝子型の判定はPCR-RFLP法にて行った.その結果,インプラント本数ベースにおいて, 2群間でTNFαのアリル分布に有意差が認められた(p=0.02).また, TNFα, IL-1β双方のアリルTを保有する遺伝子型の分布に2群間で有意差が認められた(p=0.008).以上の結果から,アジア系人種においてTNFα, IL-1β双方のSNP保有はインプラント喪失のリスクファクターとなることが示された.近年,インプラント治療の予知率が向上し,治療オプションのひとつとして極めて高い成功率を達成している.しかし,ごくまれにインプラント周囲炎からインプラント喪失に至る症例もあり,その原因としてはインプラント周囲の清掃不良のみとは考えにくいようなケース(インプラント埋入直後の骨吸収やディスインテグレーション)も散見される.インプラント周囲炎は治療法が確立されておらず,インプラント周囲の消毒やデブライメントなど,姑息的な治療法に終始しているのが現状である.そこで本実験では少数例に起きるインプラント周囲炎の危険性を口腔粘膜より採取した口腔粘膜上皮細胞の遺伝子多型解析によるリスク診断調査で明らかにし,その後の治療計画やメンテナンス間隔の決定などに役立てることを目的とした.平成21年度は口腔粘膜細胞を用いた遺伝子多型解析の実験手技の確立を目標としてインプラント周囲炎を発症した男女10人程度の被験者から口腔粘膜細胞を採取し,以下の手順で実験を行った.・ギムザ染色を用いて,採取した細胞の確認・増幅後,0.6%アガロースゲルを用いて電気泳動を行い,DNA増幅の確認・IL-1遺伝子領域の増幅(PCR法)・PCR後3%アガロースゲルを用いて電気泳動を行い増幅の確認今回行った実験では遺伝子多型の検出には至らなかったものの,口腔粘膜細胞からIL-1遺伝子領域の増幅が可能であることが確認できたため,今後は被験者の数を増やすことでインプラント周囲炎と遺伝子多型との関連を明らかにしていく予定である.インプラント周囲炎と炎症性サイトカイン関連遺伝子多型についての調査は皆無であり,遺伝子多型解析によるインプラント周囲炎のリスク診断調査を行うことは非常に意義があると考えた.しかし,遺伝子診断の研究では,通常遺伝子サンプルを静脈血の採取によって得ているが歯科領域において静脈血の採取は一般的とはいえない,そこで本研究では,口腔内より粘膜上皮細胞を採取,Phi 29 DNA polymeraseを用いてDNAを増幅することによって,血液サンプルの採取を行わずとも遺伝子診断を行える手技を確立し遺伝子多型とインプラント周囲炎との関連を明らかにし,最終的には遺伝子多型解析によるインプラント周囲炎のリスク診断システムの開発を目的とした.1.昨年度確立したプロトコルに従い,多施設での大規模調査の実施と基礎データの収集を行った.男性25名(平均年齢73.8歳),女性30名(平均年齢73.7歳)の披験者で口腔内診査を行ったところ未処置歯数0.69本,欠損歯数16,6本,処置歯数5.8本,CPITN値2.3であった.2.すべての披験者の頬粘膜細胞を採取し,Phi29DNAポリメラーゼでDNAを増幅後,IL-1Aの遺伝子多型を検討したところ,55名中5名(9.1%)においてallele2つまり遺伝子多型を保有している披験者が認められた.3. IL-1Aの遺伝子多型を保有している5名中2名が無歯顎であり,1名は21本の歯牙欠損を認めた.その他2名は3本のみの歯牙欠損であったものの,CPITNはコード2と4を示した.以上より,口腔内より,非侵襲的に粘膜上皮細胞を採取し,少量のDNAから遺伝子多型を診断することが可能であることが示唆された.また,欠損歯数とIL-1Aの遺伝子多型との間には関連は認められないことが示唆された.インプラント周囲炎と炎症性サイトカイン関連遺伝子多型についての調査は皆無であり,遺伝子多型解析によるインプラント周囲炎のリスク診断調査を行うことは非常に意義があると考えた.しかし,遺伝子診断の研究では,通常遺伝子サンプルを静脈血の採取によって得ているが歯科領域において静脈血の採取は一般的とはいえない.

そこで本研究では,口腔内より粘膜上皮細胞を採取,Phi29 DNA polymeraseを用いてDNAを増幅することによって,血液サンプルの採取を行わずとも遺伝子診断を行える手技を確立し遺伝子多型とインプラント周囲炎との関連を明らかにし,最終的には遺伝子多型解析によるインプラント周囲炎のリスク診断システムの開発を目的とした.1.インプラントが埋入された患者のうち,研究の内容を理解し同意を得た40名,177本のインプラントを良好に経過しているグループ27名159本(Control group),インプラントが喪失したグループ13名18本(Test group)に分け,TNF-αおよびIL-1βの遺伝子多型とインプラントの喪失との関連を検討した.2.Control groupではTNF-αのCアリルを有する披験者は70.1%,Tアリルを有する披験者は29.9%であった.一方,Test groupではTNF-αのCアリルを有する披験者は50.0%,Tアリルを有する披験者も50.0%であり,インプラントの本数ベースで比較すると,Tアリルの方が有意にインプラントのロスト率が高い値を示した(p<0.05).以上より,口腔内より粘膜上皮細胞からの遺伝子多型解析は非侵襲的であり,術前のインプラントのリスク分析に有効である可能性が示唆された.
マクロファージ、T細胞由来サイトカインによる関節破壊制御機構の解明と治療への応用

関節リウマチ(RA)の滑膜におけるIFN-γ, IL-17, TNF-αの発現パターンと相関を遺伝子レベルで解析し、TNF阻害薬(TNFi)がこれらのサイトカインの発現に及ぼす影響を検討した。RA患者24例から手術時に採取した滑膜を用い、IL-17, IFN-γ, TNF-αに対する定量的PCRを行った。サイトカインの発現パターンからIFN-γ+TNF-α優位型、IL-17優位型、その他、の3群に分けられた。TNF-αはIFN-γと強い相関を示し、TNF-αとIL-17およびIFN-γとIL-17の間には弱い相関を認めた。なお、TNFiはどのサイトカインの発現量にも影響を及ぼさなかった。活動性の関節リウマチ(RA)の滑膜組織ではTh1, Th17などT細胞由来の炎症性サイトカインであるIFN-γ, IL-17や、マクロファージ由来のTNF-αが関節破壊の中心的な役割を果たしており、臨床的にTNF阻害薬(TNFi)の治療効果は極めて大きい。本年度は、RA滑膜におけるIL-17, IFN-γ, TNF-αの発現量の相関を解析し、TNFiがこれらのサイトカインの発現に及ぼす影響を検討した。RA患者20例20関節から手術時に採取した滑膜を用いた(TNFi群:10関節、非TNFi群:10関節)。RNA抽出後、IL-17, IFN-γ, TNF-αに対するTaqMan probeを用いてリアルタイムPCRを行い、各サイトカイン間の発現量の相関、TNFi群と非TNFi群間の各サイトカインの発現量について統計学的解析を行った。TNF-αはTNFiの有無に関わらず20関節中14関節(70%)に認められた。TNF-αの発現量はIFN-γと強い相関を認めたが(r = 0.659, p = 0.002)、IL-17とは相関を認めなかった(r = -0.304, p = 0.192)。なお、IFN-γとIL-17の間には相関を認めなかった(r = -0.297, p = 0.204)。また、IL-17, IFN-γ, TNF-αのいずれもTNFi群と非TNFi群間で発現量に有意差を認めなかった。活動性の関節リウマチ(RA)の滑膜組織ではTh1, Th17などのT細胞、マクロファージが浸潤し、これらの細胞から炎症性サイトカインであるIFN-γ, IL-17, TNF-αが組織内に多量に放出され、関節破壊の中心的な役割を果たしている。TNF阻害薬(TNFi)に代表される抗サイトカイン療法は寛解達成、骨破壊抑制を可能にし、IL-17阻害薬も現在臨床試験が進行中である。抗サイトカイン療法の問題点は不応・2次無効例の対処法であり、滑膜におけるサイトカインの発現パターン解析、他のサイトカインとの相対的な発現量の比較はこれらの問題点の解決に重要な手掛かりとなる。本研究では、定量的RT-PCRによってRA滑膜におけるIL-17, IFN-γ, TNF-αの発現量の相関を解析し、さらにTNFiがこれらのサイトカインの発現に影響を及ぼすかどうかを検討した。TNF-αはTNFi使用の有無に関わらず約70%の関節に発現が認められ、TNF-αの発現量はIFN-γと強い相関を認めた。一方、IL-17とは弱い負の相関を認めたものの、有意差はなかった。IFN-γとIL-17の間にも弱い負の相関を認めたが、有意差はなかった。また、IL-17, IFN-γ, TNF-αのいずれもTNFi群と非TNFi群で発現量に有意差を認めなかった。TNF-αとIFN-γの強い相関は、Th1由来のIFN-γ刺激によるマクロファージからのTNF-α放出という、RAのいわゆるTh1 theoryを反映していると考えられる。しかしながらIL-17はTNF-α, IFN-γとの相関を認めず、このことはTh17-IL-17を軸とした異なる炎症カスケードの存在(Th17 theory)を示唆する。また、TNFiは遺伝子レベルではIL-17, IFN-γに影響を及ぼさなかったことから、TNFi不応・2次無効例に対するIL-17阻害薬の有効性が期待される。滑膜からのRNA抽出、cDNA合成、定量的PCRは予定通り終了し、TNF-α, IFN-γ, IL-17の発現量およびこれら3つのサイトカインの発現量の相関解析は概ね終了した。また、TNF阻害薬使用群と非使用群でのこれら3つのサイトカインの発現量の比較も終了した。以上より、本研究課題の2年目の進捗状況としておおむね順調に進展している、と判断した。TNF阻害薬(TNFi)に代表される抗サイトカイン療法は寛解達成、骨破壊抑制を可能にした。しかしながら、抗サイトカイン療法の問題点は不応・2次無効例の対処法であり、滑膜におけるサイトカインの発現パターン解析、他のサイトカインとの相対的な発現量の比較はこれらの問題点の解決に重要な手掛かりとなる。

本研究では、定量的RT-PCRによってRA滑膜におけるIL-17, IFN-γ, TNF-αの発現量の相関を解析し、さらにTNFiがこれらのサイトカインの発現に影響を及ぼすかどうかを検討した。TNF-αはTNFi使用の有無に関わらず約70%の関節に発現が認められ、TNF-αの発現量はIFN-γと強い相関を認めた。一方、IL-17とは弱い負の相関を認めた。また、IFN-γとIL-17の間にも弱い負の相関を認めた。IL-17, IFN-γ, TNF-αのいずれもTNFi群と非TNFi群で発現量に有意差を認めなかった。TNF-αとIFN-γの強い相関は、Th1由来のIFN-γ刺激によるマクロファージからのTNF-α放出という、RAのいわゆるTh1 theoryを反映していると考えられる。TNFiは遺伝子レベルではIL-17, IFN-γに影響を及ぼさなかったことから、TNFi不応・2次無効例に対するIL-17阻害薬の有効性が期待される。関節リウマチ(RA)の滑膜におけるIFN-γ, IL-17, TNF-αの発現パターンと相関を遺伝子レベルで解析し、TNF阻害薬(TNFi)がこれらのサイトカインの発現に及ぼす影響を検討した。RA患者24例から手術時に採取した滑膜を用い、IL-17, IFN-γ, TNF-αに対する定量的PCRを行った。サイトカインの発現パターンからIFN-γ+TNF-α優位型、IL-17優位型、その他、の3群に分けられた。TNF-αはIFN-γと強い相関を示し、TNF-αとIL-17およびIFN-γとIL-17の間には弱い相関を認めた。なお、TNFiはどのサイトカインの発現量にも影響を及ぼさなかった。本年度は3年計画の1年目であり、研究概要に記載した通りある程度まとまった結果を出すことができた。研究成果は日本整形外科学会基礎学術集会などの国内における本研究領域の当該学会で発表することができ、達成度は「概ね順調に進展している」と評価した。現時点で本研究課題に関して第一報を英文誌に投稿準備中である。現時点では滑膜サンプル数が20と少ないため、もう少しサンプル数を増やして再検討する必要がある。特に各症例におけるTNF-α, IFN-γ, IL-17の発現量の相関に関して、TNF-αとIFN-γは比較的強い相関を認めているが、TNF-αとIL-17, IFN-γとIL-17は有意差はないものの、負の相関を認めている。サンプル数を増やして再度検討を行うことで、現時点で得られている結果を検証したい。整形外科学現時点では関節リウマチ滑膜組織由来の炎症性サイトカインの発現を遺伝子レベルでしか解析できていないため、今後はタンパクレベルでも検証する必要があると考えている。また、IL-17, IFN-γ, TNF-αを中心とした炎症性サイトカインの発現パターンによって滑膜組織を分類可能することができれば臨床的に意義があると考えている。研究計画当初は滑膜組織切片を作成し、免疫染色を行うための抗体購入費、ウェスタンブロットを行うための抗体購入費を計上していた。しかしながら、定量的PCRが順調に進んだこと、また、上記の実験を行うだけの時間的余裕がなかったことから断念した。研究分担者の一人がサイトカイン濃度測定用のELISAキットを購入予定であったが、TNF-α、IL-17、IFN-γの発現に関するデータがある程度まとまったため、分担者と協議の結果、実験を進めるよりもデータ解析、論文投稿準備を優先して進めることとなった。
力学的エネルギー直接変換・抽出指向型燃焼と超高効率ガスタービンへの新展開

研究は期間をとおして定常流燃焼系(芝浦工業大学)と非定常間歇燃焼系(千葉大学)に分けて実施した.定常燃焼系に関する研究のうち実験的研究では旋回流に関連する研究と平行平板間流路における高温予熱燃焼について行った.また理論解析では1次元熱力学モデルに旋回流の効果を取り入れる方法を採用し,旋回流の加速によって平均圧力は変化しないこととその加速が等温燃焼によって実現することが可能であることを前提条件としているが,定常流の加圧を定量的に明らかにした.さらに最終的な結果は得られなかったが,3次元解析による検討も進展し,旋回流の創出と粘性による旋回流の解消過程等いくつかの重要な知見を得た.また平行平板間流路系の解析を行い,高温に加熱された主流内に希薄な燃料を注入した場合の流動解析によって燃料の予混合比とか流入速度等燃焼の基本的な指針を得るとともに対応する実験において実際に燃焼させ,流域全体の温度分布を求めた.さらに旋回流の実験では旋回流加速のためにスパイラル状の熱線ヒーターを組み込んだスワーラを試作し,圧力分布の測定を行った.その結果旋回流と圧力の相関は得られたが,ヒーターによる加速は期待どおりの結果は得られなかった.また,非定常間歇燃焼系に関しては等温膨張的燃焼の燃焼機構を高速FIDによる局所燃料濃度測定によって解明することを試みた.この結果,ガス流動場と燃料噴射時期をコントロールすることで点火時期に適当な濃度の混合気が点火栓付近に存在し,温度の下がる膨張行程中であっても比較的急速な燃焼が維持されること及び等温的燃焼による熱損失の低減による燃費削減等が明らかになった.研究は期間をとおして定常流燃焼系(芝浦工業大学)と非定常間歇燃焼系(千葉大学)に分けて実施した.定常燃焼系に関する研究のうち実験的研究では旋回流に関連する研究と平行平板間流路における高温予熱燃焼について行った.また理論解析では1次元熱力学モデルに旋回流の効果を取り入れる方法を採用し,旋回流の加速によって平均圧力は変化しないこととその加速が等温燃焼によって実現することが可能であることを前提条件としているが,定常流の加圧を定量的に明らかにした.さらに最終的な結果は得られなかったが,3次元解析による検討も進展し,旋回流の創出と粘性による旋回流の解消過程等いくつかの重要な知見を得た.また平行平板間流路系の解析を行い,高温に加熱された主流内に希薄な燃料を注入した場合の流動解析によって燃料の予混合比とか流入速度等燃焼の基本的な指針を得るとともに対応する実験において実際に燃焼させ,流域全体の温度分布を求めた.さらに旋回流の実験では旋回流加速のためにスパイラル状の熱線ヒーターを組み込んだスワーラを試作し,圧力分布の測定を行った.その結果旋回流と圧力の相関は得られたが,ヒーターによる加速は期待どおりの結果は得られなかった.また,非定常間歇燃焼系に関しては等温膨張的燃焼の燃焼機構を高速FIDによる局所燃料濃度測定によって解明することを試みた.この結果,ガス流動場と燃料噴射時期をコントロールすることで点火時期に適当な濃度の混合気が点火栓付近に存在し,温度の下がる膨張行程中であっても比較的急速な燃焼が維持されること及び等温的燃焼による熱損失の低減による燃費削減等が明らかになった.力学エネルギーへの直接変換をするための燃焼として等温膨張燃焼を採り上げ,まず一次元膨張ノズル流路内における理論解析を行った.断熱ノズルの流路断面積を変化させた場合にはマッハ数Mが1を境に加速・減速の関係が入れ替わるのに対して等温ノズルでは断熱指数κの平方根の逆数に変化することを明らかにするなど基礎的な事項について多くの知見を得た.次いで等温膨張過程を組み込んだガスタービンサイクルについて理論解析を実施し,従来のようにタービン入り口温度の上昇のみが性能向上の必要条件ではなく,温度上昇をある程度抑制しても高圧化によって性能の向上を計れる路線があること,ランキンとの複合サイクルでの優位性,等温膨張の途中の中間圧力で断熱膨張に切り替えることによって排ガス温度を下げ,ガスタービン単体として性能向上ができること等を示した.(芝浦工大・越後亮三)等温膨張燃焼を間欠的非定常燃焼系に対して適用する上で,理論的な考察と実験による検討を行った.まず膨張行程中で燃焼を制御することが必要となるため,ベース機関としてガソリン機関を選んだ.さらにガソリン機関の燃焼制御のためには,混合気形成と着火時期を制御する必要がある.そこで燃焼を筒内に直接噴射させて燃焼を行う方式を採用した.理論解析から理想的な場合(熱損失なし)には等容燃焼が最も効率が高いはずであるが,熱損失を考慮すると等温膨張燃焼の方が高効率になることが予測された.モデル機関を使った実験でもこの様子を定性的に示す場合があり得ることが分かったので,これを制御しながら実現する方法について検討を行う.また気体燃料と空気が管内を対向して流れる場合の混合特性を調べるため,異なる種類の気体の対向流を作り,流れの様子を可視化した.(千葉大学・菱田誠,森吉泰生)最近のガスタービンの新しい技術情報の提供と技術的な課題について議論を重ね,等温膨張燃焼サイクルを適用した場合の問題点について検討した.(航空宇宙技術研究所・林茂,川崎重工・森建二)

本研究では化学エネルギーを熱に変換する従来の燃焼法を改め,燃焼過程中に価値の高いエネルギーを直接抽出する方法の中で特に力学エネルギーに注目して等温膨張燃焼による熱を経由しない変換方法の実現を(1)定常燃焼系,(2)間歇燃焼系について理論解析と実験研究を実施し,次のような成果を得た.1.等温膨張燃焼の理論解析においては実際の燃焼現象を反映できるようアレニウス型反応速度を考慮し,温度,流速,流路の断面積と長さ等をパラメータとして1次元解析を行い,等温膨張燃焼が成立する範囲(クライテリア)を示し,実機のエネルギー機器に適用する条件を明らかにした.2.等温膨張燃焼を採り入れたガスタービンサイクルの理論計算を行い,タービン入口最高温度を制限しても高い変換効率が得られることを明らかにし,複合サイクルガスタービン技術開発の新しい指針を得た.3.等温膨張と断熱膨張を組み合わせることによってガスタービン単独でも高い効率が実現出来ることを明らかにした.4.上記のガスタービンサイクルのエクセルギー解析を行なった.燃焼過程中に生成される高価値エネルギーによってエクセルギーが再生されるため非常に高いエクセルギー効率を実現することが出来た5.間歇燃焼による往復動内燃機関への適用に関してはガソリン層状給気燃焼場における実験および理論解析を通じて熱エネルギーを効率よく仕事に変換出来ることを明らかにした.6.これらの燃焼方式の内燃機関では未燃分排出性能を低下することなく,NOX排出を低減することが出来た研究は定常流燃焼系(芝浦工業大学)と非定常間歇燃焼系(千葉大学)に分けて実施されている.まず,定常系では管内流れに対してスワーラによって旋回流を発生させ,その旋回流を等温燃焼によって加速した後逆スワーラで平行流に戻して加圧できる可能性を1次元解析モデルによって確認することができた.重要なポイントは平均圧力変化させないで旋回流加速を等温燃焼によって可能であることを仮定し,モデルに反映させることである.より精度の高い議論のために純3次元解析による数値計算を行い,1次元モデルの妥当性を確認することができた.さらに等温膨張燃焼の実験的研究として高温空気中に希薄な混合気を投入した場合の燃焼の安定性,可燃範囲等の検討を行った.また,非定常間歇燃焼系に関しては等温膨張的燃焼の燃焼機構を高速FIDによる局所燃料濃度測定によって解明することを試みた.この結果,ガス流動場と燃焼噴射時期をコントロールすることで点火時期に適当な濃度の混合気が点火栓付近に存在し,温度の下がる膨張行程中であっても比較的急速な燃焼が維持されること及び等温的燃焼による熱損失の低減による燃費削減等が明らかになった.一方,気体の混合過程についての基礎的検討では異種流体の置換による実験を実施した.本年度は空気とアルゴンガス,空気とSF6との組み合わせを対象とし,矩形流路内において対向流を発生させ,速度分布,流量等を詳しく測定すると共に流れの可視化実験を行った.研究は期間をとおして定常流燃焼系(芝浦工業大学)と非定常間歇燃焼系(千葉大学)に分けて実施した.定常燃焼系に関する研究のうち実験的研究では旋回流に関連する研究と平行平板間流路における高温予熱燃焼について行った.
機械学習を活用した血管免疫芽球性T細胞リンパ腫と類縁疾患の予後予測モデルの構築

血管免疫芽球性T細胞リンパ腫、末梢性T細胞リンパ腫,非特定型、その他の濾胞性ヘルパーT細胞性腫瘍症例を対象に全エクソームシーケンス解析を行う。腫瘍検体と正常対照検体のペアがある解析データについて、一部を訓練データ・残りをテストデータとして、正常対照検体を欠く腫瘍検体の体細胞変異を予測するための機械学習モデルを構築する。構築したモデルを利用して、体細胞変異を予測する。得られたゲノム異常のデータについてクラスター化を行い、クラスター毎の臨床像の違いを検討する。
実在中低層建物の地震時挙動解明に向けた高精度数値解析モデル構築及び観測レシピ作成

中低層建物の実振動挙動を解明するために,本研究では弾性範囲内の振動に対象を絞り,中小地震の記録と常時微動記録の収集・データベース化を行った。また,対象建物の一つであるPCaPC造7階建て建物の各階にセンサーを配置した高密度観測を行い,桁行方向と張間方向で振動モード形状に明確な差異があること,建物へ入力する波動成分の違いがロッキング動に大きな影響を及ぼしていることを示し,これらを考慮した振動解析モデルを構築し,構造設計図書から作成した一般的な振動解析モデルと比較し,各要因の影響度合いを示した。高密度で得られる記録は,従来の紙ベースでの分析では現象を十分に把握できないため,建物の立体振動挙動をアニメーションで把握可能な振動分析ツールを作成した。振動解析モデルを構築する際の基礎データとなる振動実測記録(主に強震観測記録,常時微動記録)の収集,データベース化を行った。建物振動実測は多数の建物に対して様々な目的で行われており,観測目的にあわせた計測システムが採用されている。そのため,振動実測記録を体系的に分析するために,振動実測記録そのものの他,建物情報,観測情報,機器情報などの一連の情報を含んだデータベースを作成し,現在もデータを追加しつつある。この取り組みは,建物振動観測のノウハウを蓄積し,観測レシピへまとめる基礎データとしても重要である。各階質量・層剛性・モード形状を直接検討することが可能なデータを取得するために,1棟の建物に対し各階にセンサーを配置する高密度観測の体制を整えた。この観測から現在までに桁行方向と張間方向で振動モード形状に明確な差異が認められること,相互作用の影響度合いが異なることを示している。また,高密度で観測を行っていることから,従来の紙ベースでの分析では現象を十分に把握できないため,建物振動の新たな分析ツールを作成し,立体振動挙動の把握を試みている。振動実測に関する機材やコンピュータの発展により,建物における観測記録は質・量ともに増えてきている。質の面からは,従来,建物の固有振動数と減衰定数のみに着目した比較的簡易な観測体制で得られた記録が多かったのに対し,近年では立体振動挙動を把握するための観測体制で得られた多点・多成分の記録が得られている。量の面からは,継続的な観測によるデータの蓄積と,機器の精度向上による小振幅レベルの地震記録が得られるようになってきた。立体振動挙動を把握するために,多点・多成分の記録を効果的に分析する3次元アニメーションツールを作成した。このツールは,単に観測記録を表示するだけでなく,基本的なスペクトル解析や,着目したい振動数範囲を内部で容易に変更ずる機能が入れてあり,立体振動モードやその時刻歴での変動を抽出可能なものとなっている。継続的な観測からは,振動特性の経年変化に着目し,従来は扱われなかった小地震の観測記録も用いたた分析を進め,構造種別によって固有振動数と減衰定数の変動に違いが認められること,地震動の違いによって振動特性がばらついていること,その影響度合いが構造種別によって大きく異なることを示している。
親権法の基礎的研究-帰属及び行使、懲戒権、居所指定権を中心として

未成年者の監護養育については、英国法のように親の責任を強調しつつ、代替的な措置として養子縁組を重視する型と、仏国法のように親による養育を公的に支援することを強調する型とが対比できる。日本において継続的に課題となっている、親による子の養育の支援及び代替的措置の確保については、後見、養子縁組、社会的養護制度、さらに精神保健福祉法上の保護者制度まで視野に入れて、家族構成員間での私的支援と公的な監督・支援措置との関係性を考究する必要がある。平成21年度は、親権法の立法課題とされてる二大論点である児童虐待の対応の観点からの親権喪失制度等の見直し及び離婚後の共同親権を主たる対象として、仏、英を中心とする外国法の状況を概観し、次のような日本の親権法の構造的特徴及びその限界を確認した。まず、親権の「帰属」か「喪失」かという二者択一構造となっており、法は親権の所在を定める位相で親権を規律するにとどまっていること。そのために、帰属させつつその行使に法的な制御を行う方法が存在しないことである。次に、基本的には、親権を監護権及び財産管理権という抽象的なまとまりとして捉えて規律がなされており、特に複数者の親権行使の調整が必要なときに、きめの細かい調整を行い難いことである。最後に、第三者の関与の適正な位置づけがなされているとはいえないことが挙げられる。現行法では、父または母との関係でしか親権を定めておらず、第三者の子に対する関与は、未成年後見人、養親以外の形式としては予定されていないため、第三者による子への安定的な関わりが確保されにくいという問題がある。仏法、英法には、極めて詳細な、具体的かつ現実的な親権行使にかかわるルールが用意されており、日本法との格差に圧倒されるほどである。これらの法域で詳細なルールが発展してきたのは、一方で抽象的な権利義務の規律に留まらずに現実的に子の利益を実現する要請、他方で親又は親子に対して守られるべき固有の権利を尊重する要請との容易ではない微妙な衡量をねばり強く行っている結果であると思われる。今後は、このような基本的な問題意識に基づき、より具体的な解釈論に焦点を絞って比較法研究を続けていく予定である。本年度は、私人たる第三者と親権者との共同での親権の行使、離婚した父母間での共同親権行使の調整の制度につき、日本民法766条の解釈に関する既存の判例及び学説を批判的に再整理したうえで、イギリス法及びフランス法を対象に比較法的研究を進め、その成果の一部を「親子の養育関係」として中田裕康編『家族法改正-婚姻・親子関係を中心に』に発表した。この研究は、近代家族像をめぐる民法立法時及びその後の論争を概観したうえで、中川善之助と我妻栄という代表的な家族法学者の主張を対比することにより、親子の養育関係をめぐる権利義務についての具体的な解釈論(親権と未成年後見と野関係、養子縁組及び離縁の要件及び効果、扶養等)とその背景となる家族理念像とに相関がみられることを明らかとした上で、それぞれの家族像の特徴を婚姻と親子との相互関係及び相互関係を根拠づける理念に着目して描出したものであり、現行家族法の解釈のみならず、今日関心が高まっている.家族法の改正論に対して基礎的な視点を提供する、重要な成果である。また、成果の公表までには至らなかったものの、親権と関係の深い成年及び未成年後見制度及び後見制度と同様の機能を果たしている特別法上の制度である精神障害者に対する保護者制度について、基礎的な研究に着手した。この研究は、私人の保護に対する公的な関与の意義と限界について制度横断的な構造理解を促しうるものである。前年度までの研究において、親権制度、特にその制限の側面においては、未成年者の保護をめぐって親による私的な保護と裁判所等による公的な保護との関係を構造的にどのように考えるかが重要であるとの視点が得られた。本年度は、この成果を、大村敦志ほか編著『比較家族法研究-離婚・親子・親権を中心に』において、公表することができた。この研究では、イギリス法、フランス法との包括的な比較研究を通じて、未成年者の監護・養育法制を設計、考察するにおいて、親権制度のみならず、未成年後見、成年後見、養子縁組、行政上の社会的養護制度等を広く視野に入れる必要性を指摘し、私的な色彩の強いイギリス法と公的な関与が手厚いフランス法の特徴を示した上で、行日本法の課題を示した。このような課題の提示と外国法における枠組みの参照は、平成23年に実現した親権法の改正によって新たに導入された親権の一時停止制度の活用が期待され、親権が行時停止した場合の受け皿として、民法上の未成年後見制度と行政上の社会的養護制度とが共存する日本の現状において、とりわけ重要性を有するものである。

さらに、この視点からの研究の一環として、成年後見制度及び精神障害者の保護者制度について、各論的な研究を進め、それぞれ、「成年後見における「居所指定」」及び「シンポジアム「成年後見の現状と課題-能力の定義と判定について」民法学の立場から」、「精神保健福祉法と民法714条(責任無能力者の監督義務、責任)」としてまとめた。これらは、個別の論点を扱った、直接的には射程の狭い研究であるが、公的な関与の程度が高くない日本の課題を間接的に示すものとなっている。本研究課題は、親権法一般についての基礎理論研究を深化させることを通じて、親子関係の法的な位置づけにつき、民法の家族法及び家族に対する公法的規律との関係という視角から、体系的な考察を行うことを目的としている。平成25年度においては、第一に、後見制度を国際私法の観点から研究し、後見制度の法的性質につき、成年後見と未成年後見との違い、及び未成年後見について親権制度及び行政上の社会的養護措置との関連を視野に入れつつ、考察を行い、その成果を論究ジュリスト2号誌上に公表するとともに、日本私法学会におけるシンポジウム「国際家族法」で報告した。その中では、子どもの養育を誰がどのように行うかという問題は、財産を有する高齢者の財産管理をいかに行うかという問題とは異なる、国・親・子・家族にかかわる理念的な判断を伴うものであり、各国の法制度の理念に即しつつ、実効的に未成年者の利益を図る必要性を指摘した。第二に、精神保健福祉法上の保護者制度と民法上の後見制度との関係について、明治時代の立法期以来、一定程度の議論が存したものの、その後に断絶が生じていることを明らかとしたうえで、判断能力が不十分である等の問題を抱える個人の保護における家族と公的措置との関係を見直し、特に、家族による保護を重視する日本の制度の有する問題点を解決する必要性を指摘した。このように、本研究課題においては、未成年者を保護するための法的制度としての親権法の研究を出発点に、個人の保護における家族構成員間の私的権利義務関係及び公的措置の関係について、課題の提示を行うことができたと考えている。本年度までに、親権制度の比較法的研究及び隣接制度たる後見、保護者制度等の個別研究が進んでおり、比較対象国の補充及び個別論点の研究の相互の関連づけによって、研究の進展が見込まれる段階に至っているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。相対的に研究が進んでいない未成年後見制度に関する比較法研究を補充したうえで、本年度までの個別研究の成果を踏まえて、親権制度を中心とする未成年者の保護制度の構造を分析する視点を抽出するまとめの段階の研究を進める。なお、研究を進める中で、親権及び未成年者後見に加え、成年後見及び同様の機能を有する精神障害者の保護者制度との比較検討の重要性が明らかとなったため、これらも視野に入れて研究を進めたい。
半導体のレーザ結晶化過程の研究

1)ラプラス変換とグリーン関数を用いて導いた半無限多層構造における熱拡散方程式の線形解を基にして,多層構造材料の光学定数,熱伝導率や拡散係数の温度依存性を考慮に入れた数値計算アルゴリズムを確立した.2)固液間相転移に伴う潜熱の授受を非線形熱解析の数値計算アルゴリズムに取り入れるために,潜熱の吸収割合を表わす有効温度という尺度を取り入れた.有効温度が1412゚Cまでは,通常の温度と等しく, 1412゚C2857゚Cの時は部分的溶融状態を示し, 2857゚C以上の時は,完全に溶融するとした.3)Si/SiO_2/Si構造で実際にレーザ結晶化を行い,再結晶化幅を測定した結果と2)で示した数値計算結果と比較することによって,数値計算アルゴリズムの正当性を確認するとともに,実効的に溶融する有効温度2100゚Cになることを示した.この有効温度が固液界面形状を決める温度であり実際の温度は1412゚Cで潜熱を丁度半分吸収した状態に相当する.4)顕微赤外カメラを用いて固液間相転移時の熱輻射像を測定し,固液間の熱輻射率の相違から,核結晶の発生や固液界面の動きを可視化し, VTRに記録した.5)ディジタル画像入出力装置を製作し, VTRに記録した熱輻射像を画像処理することによって,固液間相転移時には固相と液相が混在し,その混在領域の固相部分を核として結晶化することを明らかにした.6)固液混在状態は,照射するレーザビームとの強度分布すなわちそれによって創り出される温度分布によって強く影響されることを明らかにした.しかし,固液混在状態を支配する物理的機構は複雑で,さらなる研究が必要である.1)ラプラス変換とグリーン関数を用いて導いた半無限多層構造における熱拡散方程式の線形解を基にして,多層構造材料の光学定数,熱伝導率や拡散係数の温度依存性を考慮に入れた数値計算アルゴリズムを確立した.2)固液間相転移に伴う潜熱の授受を非線形熱解析の数値計算アルゴリズムに取り入れるために,潜熱の吸収割合を表わす有効温度という尺度を取り入れた.有効温度が1412゚Cまでは,通常の温度と等しく, 1412゚C2857゚Cの時は部分的溶融状態を示し, 2857゚C以上の時は,完全に溶融するとした.3)Si/SiO_2/Si構造で実際にレーザ結晶化を行い,再結晶化幅を測定した結果と2)で示した数値計算結果と比較することによって,数値計算アルゴリズムの正当性を確認するとともに,実効的に溶融する有効温度2100゚Cになることを示した.この有効温度が固液界面形状を決める温度であり実際の温度は1412゚Cで潜熱を丁度半分吸収した状態に相当する.4)顕微赤外カメラを用いて固液間相転移時の熱輻射像を測定し,固液間の熱輻射率の相違から,核結晶の発生や固液界面の動きを可視化し, VTRに記録した.5)ディジタル画像入出力装置を製作し, VTRに記録した熱輻射像を画像処理することによって,固液間相転移時には固相と液相が混在し,その混在領域の固相部分を核として結晶化することを明らかにした.6)固液混在状態は,照射するレーザビームとの強度分布すなわちそれによって創り出される温度分布によって強く影響されることを明らかにした.しかし,固液混在状態を支配する物理的機構は複雑で,さらなる研究が必要である.本研究は、三次元集積回路の基本構造であるSi/Si【O_2】/Siのような多層構造電子材料を高出力レーザで局所加熱し、溶融すなわち固液間相転移時の熱解析を理論的に行い、三次元熱解析シュミレータを開発するとともに、顕微赤外カメラを用いて固液間相移転時の輻射熱分布を測定し、核結晶の発生や固液界面の動きなどの半導体の溶融再結晶化過程の可視化を行い、レーザ結晶化過程の機構を明らかにすることを目的として始めたものであり、本年度は以下に示す研究を行った。1.ラプラス変換とグリーン関数を用いて導いた半無限多層構造における熱拡散方程式の線形解折解を基として、多層構造材料の光学定数(反射率,吸収係数)や熱定数(伝導率,拡散係数)の温度依存性、さらに、固液間相転移時の潜熱の授受を考慮に入れた非線形数値解折アルゴリズムを確立した。2.半無限多層構造に限らず、より実際の集積回路に近い構造にも対処できる熱解析手法として境界要素法を適用し、二次元線形非定常問題を解くためのシュミレーションプログラムを開発した。今後、これを基礎とし、三次元場と非線形場にも適用できるように進展していく予定である。3.顕微赤外カメラを用いて固液間相転移時の輻射熱分布を測定し、固液間熱輻射率の相違と温度差による熱輻射率の相違から核結晶の発生や固液界面の動きを可視化することができた。固液間相転移時には、固相と液相が空間的に混在し、時間的にはゆらぎながら動き、一種の不安定性を示すことが明らかになった。