hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トロイダルプラズマの運動論的統合シミュレーションコードの開発

核融合炉において実現される核燃焼プラズマの挙動を正確に予測し,信頼できる制御手法を開発するため,運動論的効果を取り入れた炉心プラズマ統合シミュレーションコードを開発し,速度分布関数の時間発展に基づいた輸送シミュレーションおよび非軸対称効果を含めたトロイダルプラズマ統合解析を実現した.核融合炉において実現される核燃焼プラズマの挙動を正確に予測し,信頼できる制御手法を開発するため,運動論的効果を取り入れた炉心プラズマ統合シミュレーションコードを開発し,速度分布関数の時間発展に基づいた輸送シミュレーションおよび非軸対称効果を含めたトロイダルプラズマ統合解析を実現する核融合炉において実現される核燃焼プラズマの挙動を正確に予測し,信頼できる制御手法を開発するため,運動論的効果を取り入れた炉心プラズマ統合シミュレーションコードを開発し,速度分布関数の時間発展に基づいた輸送シミュレーションおよび非軸対称効果を含めたトロイダルプラズマ統合解析を実現した.核燃焼プラズマでは,加熱・電流駆動・燃料供給がプラズマ自身によって自律的に支配される.そのようなプラズマの挙動を正確に予測し,信頼できる制御手法を開発するために,炉心プラズマ統合シミュレーションコードの開発が急務となっている.本研究においては,炉心プラズマ全体の時間発展を記述する統合モデリングコードTASKの整備・拡張を行い,既存トカマクでの実験結果との比較によって物理モデルを検証するとともに,ITERプラズマ等の核燃焼プラズマの性能予測ならびに制御手法開発に利用できる統合コードへと発展させ,粒子の速度分布関数の時間発展を記述し,加熱や電流駆動に伴う速度分布関数の変形を自己無撞着に取り入れた運動論的統合輸送シミュレーションを実現することが目的である.今年度の主な成果は1.運動論的統合シミュレーション装置を導入し,運動論的輸送モジュール(FP)の並列化により,速度分布関数時間発展シミュレーションを高速化するとともに,空間拡散を取り入れた3次元解析を行った.2.運動論的誘電率を用いた波動伝播解析モジュール(WM)と運動論的輸送モジュール(FP)およびドリフト運動論的速度分布解析コード(GNET)を組み合わせることによって,トカマクおよびヘリカル系におけるICRF加熱の解析を行った.4.非軸対称効果を取り入れるために,磁気島のある平衡配位を記述できる3次元平衡コードの定式化,および核融合炉におけるシンクロトロン輻射輸送の運動論的定式化を行った.5.研究室のWebサーバを整備し,コードの開発状況および開発済コードを公開した.1.運動論的輸送モジュール(TASK/FP)に乱流輸送による空間拡散を取り入れるとともに,速度分布関数を用いて核融合反応率を正確に評価することを可能にした.そしてITERプラズマにおける複合加熱のモデリングに適用し,空間拡散による加熱分布幅の増大を定量的に示すとともに,DD核融合反応によって生成された高速イオンがイオンサイクロトロン波によってさらに加速されることを示した.2.波動伝播解析モジュール(TASK/WM)の並列処理による高速化を実現するとともに,ドリフト運動論的誘電率テンソルを導入し,低周波アルヴェン固有モードの線形安定性解析に着手した.3.粒子軌道追跡コード(GNET)の並列処理による高速化を実現するとともに,ヘリカル配位におけるアルファ粒子の閉じ込めやイオンサイクロトロン波によるポロイダル流駆動等の評価を行った.4.拡散的輸送モジュール(TASK/TR)にシンクロトロン輻射損失評価ルーチンを組み込み,ITERプラズマにおける電流立ち上げと加熱・電流駆動の統合シミュレーションを行った.さらに径電場の効果を取り入れた新古典輸送係数評価ルーチンを組み込み,ヘリカル系プラズマにおける輸送シミュレーションを行って,実験データと比較した.5.ITERに向けた統合モデリングコード開発に協力するとともに,APS会合,ITPA会合,日米ワークショップ等で研究成果を発表した.また,タイおよび韓国における研究グループとの統合コードTASKを用いた共同研究に着手した.6.並列処理計算装置を導入し,中規模並列計算能力を増強するとともに,解析用端末を整備した.7.2名の特定研究員を雇用し(1名は4月から,もう1名は8月から),ヘリカル系プラズマの輸送シミュレーション研究や流れを取り入れた平衡コードの開発等に従事させた.1.運動論的輸送モジュール(FP)に,運動量依存性をもつ空間拡散を取り入れ,ITERプラズマの加熱に与える影響を解析し,高速イオンの空間分布に大きな影響を与えることを示した.(福山)2.波動伝播解析モジュール(WM)に有限温度半径効果を取り入れて,イオンサイクロトロン波加熱の解析およびアルヴェン固有モードの安定性解析を行った.(福山)3.粒子軌道追跡コード(GNET)を波動伝播解析コード(WM)と結合させ,速度分布関数の時間発展を解析した.さらに,GNETにより電子サイクロトロン波による電流駆動の解析を行った.(村上)4.プラズマのポロイダル回転や高速イオンの有限ラーモア半径効果を取り入れた2次元MHD平衡解析コードを開発するとともに,磁気島のある平衡配位を記述できる3次元平衡解析コードの開発に着手し,重要コンポーネントである磁力線追跡モジュールを作成した.(福山)5.ヘリカル系プラズマの時間発展を拡散型輸送モジュール(TR)により解析し,LHDにおける実験データと比較するとともに,乱流輸送モデルの検証を行った.さらに,動的輸送モジュールを用いて,加熱パワーの増大に伴って径電場が負の状態から正の状態へと遷移が起こることを示した.(村上,福山)7.2名の特定研究員を継続して雇用し,ヘリカル系プラズマの輸送シミュレーション研究や3次元MHD平衡コードの開発等に従事させた.1.速度分布関数の時間発展を解析する運動論的輸送モジュール(FP)に有限粒子軌道幅効果ならびに径方向電界の効果を取り入れるため,エネルギー,ピッチ角,角運動量を変数とする定式化を行い,新しい運動論的輸送モジュール(FPX)への実装を行った.また,各種行列方程式解法の比較を行い,並列処理による高速化を進展させた.(福山)

2.有限要素法を用いた波動伝播解析モジュール(WF)を開発し,並列処理による高速化を実現するとともに,小型球状トカマクにおける電子サイクロトロン波による加熱・電流駆動の解析を行った.(福山)3.粒子軌道追跡コード(GNET)を波動伝播解析モジュール(WN)と結合し,速度分布関数の時間発展の解析を行うとともに,ICRF加熱解析に適用した.(村上)4.GENTコードに運動量を保存する衝突項を導入し,電子サイクロトロン波による電流駆動における電流駆動効率の定量的評価を行った.(村上)5.磁気島のある平衡配位を記述できる3次元MHD平衡コード(KITE)の開発を進め,プラズマの回転および有限温度効果を取り入れた定式化を行った.また,磁気島の効果を取り入れた輸送方程式の定式化を行い,輸送モジュールへの実装の検討を行った.(福山)6.ヘリカル系プラズマの時間発展を,流体的輸送モジュール(TR,TX)により解析し,LHDにおける実験データとの比較により乱流輸送モデルの比較を行った.(村上,福山)7.ITERに向けた統合モデリングコード開発に協力するとともに,APS会合,日米ワークショップならびに国内外の学会等で研究成果を発表し,統合運転シナリオに関するITPA会合を主催した.8.2名の特定研究員を継続して雇用し,ヘリカル系プラズマの輸送シミュレーション研究や3次元MHD平衡コードの開発等に従事させた.運動論的統合コードの開発:運動論的輸送モジュール(FP)に有限粒子軌道幅と径方向電界の効果を取り入れ,運動論的統合輸送シミュレーションを実現した.粒子軌道追跡コード(GNET)を波動伝播解析モジュール(WM)と結合し,速度分布関数の時間発展解析を実現し,ITERプラズマのICRF加熱解析に適用した.磁気島のある平衡配位を記述できる3次元MHD平衡コード(KITE)に,プラズマの回転および有限温度効果を取り入れて,従来の解析との比較を行った.トロイダルプラズマにおける統合シミュレーション:ヘリカル系プラズマの時間発展を,流体的輸送モジュール(TR, TX)により解析し,実験との比較により乱流輸送モデルの検証を行った.プラズマ外部から計測可能な物理量を計算する計測モジュールを開発し,得られた結果を用いてプラズマを制御するシミュレーションを行った.運動論的輸送シミュレーション,運動論的効果を取り入れた波動伝播・巨視的安定性解析,プラズマ計測・制御モジュールを組み合わせて,トカマクにおける運動論的統合シミュレーションを実現した.統合コード開発の連携:開発した統合コードのソースコードおよび利用情報をWebを通して公開するとともに,原子力機構で開発されている統合コード
生理活性物質と天敵を利用した環境にやさしいナラ枯れの総合管理技術の開発

H16年度には、野外でガロ酸の樹幹注入試験を行った。ミズナラが優占する金沢市内の広葉樹林に約2ヘクタールの調査地を設定した。5月に調査地内からミズナラ24本を試験木として選択した。5月18日には、予備試験として、試験木とは別に12本を選定し、濃度を4段階(0.1%、0.5%、1%、2%)に変えたガロ酸水溶液をファイザー製薬の松材線虫病用の樹冠注入ユニットを使って注入した。その結果、2%の濃度ではガロ酸が析出した。1%のガロ酸水溶液を、樹幹注入するのが好ましいことがわかった。6月2日に本試験として、12本に各4箇所ずつ1%のガロ酸水溶液を注入した。ガロ酸の移動は木の個体間でばらつきが見られた。また、1ヶ月後には樹体内の濃度は接種時に比較して薄くなり、カシナガの穿孔繁殖が認められた。また、24本のうち22本が枯死した。接種区と対照区でミズナラの死亡率に差は認められなかった。カシナガの穿孔数、坑道の長さ、カシナガ不在の坑道の割合にも,対照区と接種区で有意な差は認められなかった。今回の結果から、今後の改良点として以下のことが示唆された。ガロ酸の樹冠内の移動は予想以上に早かったため、カシナガのマスアタックが始まる直前に樹冠注入を行うのがよい。ガロ酸の樹液内の移動を抑制する手法の開発が有効である。ガロ酸の注入によって、形成層傷害や辺材部細胞の死亡を引き起こさないことを、実用化に向けて確認する必要がある。
新生児および乳児の消化管粘膜に及ぼす母乳中エイコサノイドの影響

新生児動脈管開存症の治療として使用されるインドメタシン(Ind)の新生児・乳児の消化管粘膜血流に及ぼす影響を検討するとともに、母乳あるいは母乳中に存在する生理活性物質であるプロスタグランジン(PG)やロイコトリエン(LT)の粘膜血流に対する作用をレーザー血流計を用いて検討した。1.生後7日の幼ラットでは成ラットに比し、胃および空腸粘膜血流がともに有意に低値を示した(p<0.01)。2.Indの投与により胃粘膜血流では投与後20分(p<0.05)および30分(p<0.01)で、また空腸粘膜血流では投与後30分(p<0.05)で幼ラットは成ラットに比し有意な血流の低下を認めた。3.幼ラットでは母乳の胃あるいは空腸投与による前処置により、Ind投与20分後の胃および空腸粘膜血流の低下は有意に抑制された(p<0.01)。4.ジメチルPGE_2およびLT合成阻害剤であるAA-861の前処置ではInd投与による血流の低下は抑制されなかった。以上の結果から、幼ラットでは成ラットに比しIndの投与により著明に血流が低下し、これがIndによる消化管粘膜障害の原因となっている可能性が示唆された。また母乳の投与によりIndによる血流の低下が抑制されることがわかったが、人工乳でも同様の抑制が認められたことやPGE_2やAA-861では血流に変化が認められなかったことから、母乳中に存在する脂肪などの刺激によるpostprandial hyperemic reactionと考えられた。
脳波,脳磁場を指標とした談話理解の可視化:解析の高度化と発達研究への応用

言語理解の神経機構については、脳波とくに誘発脳電位を用いた研究が多くの成果をもたらしてきた。しかしながら、従来の刺激にタイムロックした加算平均法には、1)時間的に広がりのある談話のような刺激を用いることが難しく、2)多くの繰り返しを要するので計測に時間がかかる,3)被験者の動き、瞬きがアーチファクトになる、という問題点があった。こうした問題に対処するため音声言語(談話)理解の成否を、他覚的に評価する「m系列変調法」を開発した。m系列は情報通信の分野で信号の符号化に用いられる2値(1と0の)擬似乱数系列で、簡単な2進演算で作成可能である。「m系列変調法」では、m系列で決まるタイミングで刺激談話の一部を無音区間(ギャップ)に置き換える。被験者にとっては、でたらめに無音部が挿入されたきれぎれの劣化音声となる。実際には刺激の50%の部分が無音部に置き換わって失われているが、前後の文脈から失われた部分が補完されて、全体としての意味をとることはできる。文脈にもとづく補完のため、脳はギャップごとに情報処理を行うことになるが、それに伴って誘発反応がでるとすれば、実験者が把握しているギャップを挿入したタイミングにあわせて、反応を信号として集めることは困難ではない。具体的には、この刺激を聴取させて計測した脳波と、無音部のタイミングをきめるm系列の相関関数を電極ごとに計算し、さらに相関関数に独立成分分析を施すと、効率的に談話理解関連成分を抽出することができる。本年度は独立成分得点から脳磁場の発生源の推定する方法を開発した。また。信号発生源を検索するために昨年度までの収集したfMRIデータを再解析したところ統計的に有意な男女差が得られたため、データの追加を行いさらに検討を行った。また。
投資ファンドが投資先企業経営に及ぼす影響についての国際比較研究

本年度は当研究プロジェクトの最終年度であるため、各研究分野において成果のまとめを行った。本研究では、投資ファンドとして株主アクティビスト・ファンド、プライベートエクイティ・ファンド、年金基金、投資信託、アセットマネジメント会社を考察し、特に日本、アメリカ、イギリス、ブラジル、フランスの投資ファンドが企業に及ぼす影響を考察した。日本では、2014年にコーポレートガバナンス・コード、2015年にスチュワードシップ・コードが導入され、機関投資家と企業の「建設的な対話」、エンゲージメントが積極的に推奨されることとなった。これらは金融のグローバル化、すなわち投資ファンドなどの機関投資家の資金が大量に日本に流入したことにより起こってきた。そこで日本おける外国人投資家の増加と株主価値極大化、すなわち配当増額、自社株買い、ROEの増大、そして企業雇用調整に及ぼす影響について実証分析を行った。米国、ブラジルについては、プライベートエクイティ・ファンド(PEファンド)の投資戦略と企業への影響について事例研究を行った。具体的には北米を中心として大型M&Aを展開している投資会社3Gキャピタルのバイアウト投資行動を分析した。少数の投資ファンドがグローバルな株式所有ネットワークと取締役兼任ネットワークを展開し、会社支配を通じて投資対象企業の利潤極大化と企業価値向上を追求し、少数の投資ファンドの運用益強大化追求傾向が強まっていることを明らかにした。一方フランスにおいては、短期主義の投資利益追求よりも長期的な視点で持続可能な成長を志向する傾向にあり、環境(E)、社会(S)を中心とした投資戦略を重視する傾向にある。日本ではガバナンス(G)、株主価値極大化に焦点があてられているが、フランスにおいては、ESが重視されていることが特徴である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、投資ファンドとコーポレート・ガバナンス、経営支配に関する先行研究について検討した。以下研究対象国毎にその概要を述べる。アメリカの先行研究として比較的上場企業を対象としたものが多く、投資ファンド、特にヘッジファンドがコーポレート・ガバナンスに及ぼす影響についての実証研究が多く確認できた。フランス研究においては、フランス証券市場と投資信託に関する文献調査を行った。ドイツ研究においては、投資ファンドの活動について中小企業への影響に関する文献調査を行った。ブラジル研究においては、ブラジルにおける株式市場構造、株式所有構造のマクロ的特徴を確認し、コーポレート・ガバナンス研究動向、特にエージェンシー問題のブラジル的特徴について文献調査を行った。中国研究においては、ファンド研究の前提として新たなビジネスモデルについて考察した。日本研究においては、ファンドが支配する企業の事例として、アデランスは昭和ゴムなどの研究を行った。特に昭和ゴムの事例においては、コーポレート・ガバナンス問題、会計監査の在り方、株主代表訴訟の効果を検討した。さらに、わが国における大企業の(株)保有構造の変化にを歴史的に検証した。日本に企業における投資ファンドの影響に関する実証研究のためのデータ整理を行った。また、近年の日米におけるヘッジファンド・アクティビズムの実態と企業への影響について検討した。ヘッジファンド・アクティビストの要求は、「株主価値極大化」戦略であり、ステークホルダーや既存株主の利益に反することもあることが明らかになった。今後、ファンドが介入した組織再編が進んでいくことが予想されるが、わが国においては企業の組織再編に労働者が交渉に参加できる方法がないことが問題である。ファンドの使用者責任の明確化などが検討されるべきである。本年度は、海外においては文献研究を行い、順調に進んだ。日本国内においては個別企業へのインタビューなどを通して事例研究を行うことができ調査は順調であった。本年度は、日本、ブラジル、中国、英国現地調査を行った。現地では、投資ファンド、投資顧問会社、規制当局などを訪問し、ヒアリング調査を行った。わが国においては、主要な機関投資家と企業へのヒアリングを行い、機関投資家と企業のコーポレート・ガバナンスコード、スチュワードシップ・コードに対する認識、取り組みにギャップを確認した。企業は自身の取り組みを評価している一方で、機関投資家の評価はそこまで高くないことが分かった。英国における調査では、ファンドなどの機関投資家が企業に対するエンゲージメントをする際に、ESGに積極的に取り組んでいることを確認した。フランスにおけるファンドは、以前より「株主価値重視」ではないことが分かり、日仏ファンドの比較では日本のファンドは「株主価値重視」に向かいつつあるという非常に興味深い結果が得られた。米国・ブラジル調査においては、企業のM&A、プライベートエクイティ・ファンドのバイアウト投資が企業に及ぼす影響について調査を行った。日本における投資ファンドと企業への影響については、昨今のコーポレート・ガバナンス改革の分析と「株主価値極大化」経営への影響について明らかにした。また、外国人投資家が日本のペイアウト政策および雇用に及ぼす影響に関する分析を行った。特に近年日本でも問題となっている「物言う株主」などのアクティビストファンドが配当増額や自社株買いを要求していることに注目をし、従業員の利益とどのような関係にあるのかについて、実証分性を行った。株主利益と従業員利益はトレードオフかという問いについては、株主利益である配当と従業員利益である雇用がトレードオフ関係にあることから、株主利益と従業員利益はトレードオフ関係にあることが示唆された。日本比較経営学会、アジア経営学会、JSAファンド研究会、証券経済学会などで関連テーマについて学会報告を行った。これまでのところ、おおむね順調に進展しているといえるが、中国、ドイツに関しては調査がやや遅れている。中国については、投資ファンド関連の資料が入手が容易ではないことが要因である。また、ドイツについては現地調査や資料をもとに今後さらに詳しく検討する必要がある。

当初予定していなかったが、英国に関する現地調査が行えたことは収穫である。現地の投資ファンドや規制当局などにインタビューを行うことができた。また、日本における投資ファンド、とくに外国人投資家の持ち株比率、ペイアウト政策、雇用との関連について実証分析を行えたことは大きな進展である。さらに、わが国のコーポレートガバナンス改革に関する分析、特に米国との関連に関する分析は重要な貢献であるといえる。本年度は当研究プロジェクトの最終年度であるため、各研究分野において成果のまとめを行った。本研究では、投資ファンドとして株主アクティビスト・ファンド、プライベートエクイティ・ファンド、年金基金、投資信託、アセットマネジメント会社を考察し、特に日本、アメリカ、イギリス、ブラジル、フランスの投資ファンドが企業に及ぼす影響を考察した。日本では、2014年にコーポレートガバナンス・コード、2015年にスチュワードシップ・コードが導入され、機関投資家と企業の「建設的な対話」、エンゲージメントが積極的に推奨されることとなった。これらは金融のグローバル化、すなわち投資ファンドなどの機関投資家の資金が大量に日本に流入したことにより起こってきた。そこで日本おける外国人投資家の増加と株主価値極大化、すなわち配当増額、自社株買い、ROEの増大、そして企業雇用調整に及ぼす影響について実証分析を行った。米国、ブラジルについては、プライベートエクイティ・ファンド(PEファンド)の投資戦略と企業への影響について事例研究を行った。具体的には北米を中心として大型M&Aを展開している投資会社3Gキャピタルのバイアウト投資行動を分析した。少数の投資ファンドがグローバルな株式所有ネットワークと取締役兼任ネットワークを展開し、会社支配を通じて投資対象企業の利潤極大化と企業価値向上を追求し、少数の投資ファンドの運用益強大化追求傾向が強まっていることを明らかにした。一方フランスにおいては、短期主義の投資利益追求よりも長期的な視点で持続可能な成長を志向する傾向にあり、環境(E)、社会(S)を中心とした投資戦略を重視する傾向にある。日本ではガバナンス(G)、株主価値極大化に焦点があてられているが、フランスにおいては、ESが重視されていることが特徴である。来年度は、投資ファンドの投資戦略・行動と企業パフォーマンスと関連についての実証分析を行う。また、各担当者による海外現地調査を行なう(アメリカ、欧州)。現地調査では、主なインタビュー先はヘッジファンド、PEファンド、政府系ファンドなどとその投資先企業、監督官庁、労働組合などを予定している。
有機化合物の分子レベル安定窒素同位体比分析による古海洋窒素サイクル復元法の研究

堆積物や生物殻体(貝殻や骨)に含まれるアミノ酸・クロロフィルの安定窒素同位体比(15_N/14_N)は,過去の地球環境の窒素サイクルを知り得る唯一のツールとして期待されている。本研究では,海洋堆積岩(数千万年前)・海洋堆積物(数百万年前現在)・生物化石(数万年現在)・ホルマリン固定生物(数十年前現在)・貝殻(数年前現在)などの様々な試料に対し本解析法を適用し,本手法が様々なケースに広く利用可能であることを証明した。堆積物や生物殻体中の含窒素有機化合物の窒素同位体比解析は、これらの分子を合成した当時の光合成生物の窒素同位体比や当時の生態系構造を復元することができ、過去の地球環境の窒素サイクルを知り得る唯一のツールである。本研究では、この解析法の実試料への応用として、生体.生物殻体(有孔虫の殻等).堆積物試料からのクロロ色素・フェオ色素.アミノ酸の窒素同位体比を測定し、現在及び過去の海洋環境の窒素サイクルの復元に取り組んでいる。本年度は、実試料として、植物や藻類・シアノバクテリアのクロロ色素、海洋・湖表層堆積物に含まれるクロロ色素・フェオ色素の窒素同位体比を測定した。そして、光合成生物に含まれる異なる構造のクロロ色素(例えば、褐藻ではクロロフィルaとc)の窒素同位体比がほぼ同じであること、また、水柱中や堆積物中でクロロフィルが続成変化を受けても、窒素同位体比が保存されていることを明らかにした。これらの結果は12月の7th International Conference on Tetrapyrrole Photoreceptors in Photosynthetic Organismsで発表した。また、藻類.シアノバクテリア・動物プランクトン.貝.蟹.魚等の多様な試料に含まれるアミノ酸の窒素同位体比を測定し、フェニルアラニンとグルタミン酸(非必須アミノ酸)の同位体比の比較により得られる栄養段階推定が、普遍的に適応できることを確認し、またその推定誤差が±0.3程度であることを明らかにした。本研究では、この解析法の実試料への応用として、生体・生物殻体(有孔虫の殻等)・堆積物試料からのクロロ色素・フェオ色素・アミノ酸の窒素同位体比を測定し、現在及び過去の海洋環境の窒素サイクルの復元に取り組んでいる。本年度は、現世過去の年代スケールの異なる様々な試料中のクロロフィル・アミノ酸の安定窒素同位体比分析を行い、生態系や海洋窒素サイクルの復元に対しての本研究手法の有用性・汎用性を評価した。昨年度の研究結果をふまえ、実試料として、日本海の海成頁岩(数千万年前)・海洋堆積物(数百万年前現在)・生物化石(数万年現在)・ホルマリン固定生物(数十年前現在)・貝殻(数年前現在)等を用いた。その結果、クロロフィルとその続成産物の安定窒素同位体比からは、数千年前現在までの試料について、当時の海洋一時生産者がどのような環境(とくに、窒素環境について)で生きていたのかをうまく復元することが可能であり、アミノ酸(とくに、グルタミン酸とフェニルアラニン)の安定窒素同位体比からは、数万年現在までの、生態系食物連鎖の情報を精度よく復元できることが明らかになった。これらの結果は、9月の日本地球化学会年会等で発表し、また論文にまとめて発表する。また、本手法の陸上植物や昆虫等の陸上試料への応用を試み、本手法が海洋環境だけでなく陸上環境にも適応可能あることを明らかにした。
MS臨床検査をハイスループット化するアナログ／アイソトポログ誘導体化法の開発

平成30(2018)年度は,まず前年度の続きとして,肝胆道系疾患のマーカーである血中一次胆汁酸(コール酸及びケノデオキシコール酸)の3検体一括定量法開発を行った.カルボン酸用誘導体化試薬,DAPPZとそのアイソトポログ2種を用い,従来法よりも分析時間を1/3に短縮できる測定系を確立した.現在,論文化を進めている.これと並行して,原発性アルドステロン症(PA)の検査において,左右副腎のそれぞれ3か所の静脈支脈から部位選択的に採血するssAVSとその後のアルドステロン(ALD)測定に,誘導体化に基づく多検体一括定量法のコンセプトを導入した.すなわち,LC/ESI-MS/MSにGirard試薬Pのアイソトポログ(GP及び2H5-GP)を用いる誘導体化を組み入れ,2検体同時定量法を開発した.検量線は1.0ー40 ng/mLの範囲で直線性を示し,また,精度,正確度も良好であった.誘導体化によってLOQ (1.0 ng/mL)は4倍改善された.片側性PA患者から得た計22のssAVS試料について,腫瘍(APA)が存在する副腎を確実に同定できた.また,高濃度のALDが検出された試料の採取部位と摘除組織の病理検査によるAPA部位はよく一致していた.このように本法は2つのssAVS試料を同時定量・直接比較することから,片側性/両側性PAの診断やAPA部位の特定の精度向上につながると期待される.さらに,1検体ごとのLC/ESI-MS/MS定量法に比べて,本法では前処理後の分析時間を2/3に短縮することができ,スループットも改善された.この成果について論文発表した.さらに,HPA軸の機能検査に有用な尿中テトラヒドロコルチコイドグルクロニドの定量にもDAPPZとそのアイソトポログを導入し,新規定量法を開発した.この成果も論文発表した.上述のように,肝胆道系疾患のマーカーである血中一次胆汁酸について,カルボン酸用誘導体化試薬,DAPPZとそのアイソトポログ2種を導入し,3検体一括定量法を確立した.また,ssAVSとその後のアルドステロンのLC/ESI-MS/MS測定に,Girard試薬Pのアイソトポログを用いる誘導体化を組み合わせ,2検体同時の原発性アルドステロン症の検査法を開発した.さらにHPA軸の機能検査に有用な尿中テトラヒドロコルチコイドグルクロニドの定量にも,DAPPZとそのアイソトポログを導入して新規定量法を開発した.このように,3項目について,本研究課題の鍵である誘導体化試薬アイソトポログの開発とそれを用いた新規測定手法の確立まで到達することができた.そして,ハイスループット化の評価,実試料を用いた臨床応用性の確認もできた.副腎静脈血中アルドステロン及び尿中テトラヒドロコルチコイドグルクロニドの研究については,既に論文化まで終わっている.また,アルドステロンの研究で得られた誘導体化の知見を活かし,原発性アルドステロン症の治療のために摘出された組織の質量分析イメージングにも成功した.一方,平成30(2018)年度の計画にあったエストロゲンの定量法開発では,検討した試薬4種のうち,2種が十分には機能しないことが判明した.そこで,本研究については2検体一括定量法として,測定対象をエストラジオールのみならずエストロンに拡大して新たに計画を練り直して進めているが,問題となるほどの進行の遅れはない.以上を総合し,研究は「概ね順調に進展している」と判断した.平成30(2018)年度までは誘導体化試薬アイソトポログを用いる多検体一括定量法の開発を行ってきたが,2019年度は誘導体化試薬アナログを用いるそれを行う.まず,先天性副腎過形成症の診断マーカーである17α-hydroxyprogesterone (17OHP)を対象として,多検体一括定量法の開発を試みる.すなわち,血漿中17OHPに対し,既存のGirard P試薬(pyridinium)やGirard T試薬(trimethylammonium)を基本に,メチル基を追加した4-methylpyridiniumやethyldimethylammoniumの荷電部位を有するGirard試薬アナログを合成する.さらには,得られる誘導体のLC挙動を大幅に変化させるために,既存試薬と大きく構造の異なるquinoliniumや4-phenylpyridinium部位を有する試薬も合成し,性能を評価する.平成29(2017)年度の研究により,検体数を増やしすぎると血漿マトリックスによる悪影響が見られることが分かっているため,同時測定は4検体程度とする.合成した試薬のうち4つ程度を組み合わせ,血漿中17OHPの新規ハイスループット定量法の確立を目指す.また,平成30(2018)年度に実施したエストロゲンの多検体一括定量法開発では,ダンシルクロリド(DNSCl)とDNSClのメチル基をエチル基に置き換えたDENSCl以外の試薬は満足に機能しなかった.そこで,用いる試薬をこの2種の絞り,エストラジオールとエストロンの同時定量法を確立させる.さらにDAPPZとそのアイソトポログの適用範囲拡大を目指し,グルタル酸血症(先天性代謝異常症)のマーカーであるヘキサノイルグリシンの多検体一括定量法の開発も並行して行う.LC/ESI-MS/MSを基盤とする臨床検査(MS臨床検査)は信頼性と経済性に優れる一方で,スループットが低いという問題を抱えている.

そこで,MS臨床検査の社会実装を図るべく,多検体一括測定を基盤にハイスループット化を達成する誘導体化試薬アナログ/アイソトポログと,これらを用いる新規測定手法の開発を検討した.平成29年度は,血中25-ヒドロキシビタミンD3 [25(OH)D3]を指標とするビタミンD欠乏症のハイスループットMS検査法の開発に取り組んだ.先に我々が開発した誘導体化試薬,DAPTADを用いると,25(OH)D3の高感度かつ高特異的(異性体識別)分析が可能である.そこで,そのアイソトポログ2種(2H3-及び2H6-DAPTAD)を合成した.次に10 μLの血漿のみで25(OH)D3測定が可能な前処理法,LC/ESI-MS/MS分析条件を確立し,先のDAPTADアイソトポログ3種をこれに組み込んだ.その結果,従来法に比し,感度,精度,正確度,特異性を犠牲にすることなく,分析スループットを3倍,すなわち,LC/ESI-MS/MS測定時間を1/3に短縮することに成功した.当初は,DAPTADのアナログであるDEAPTADとそのアイソトポログも組み込んで,6検体一括測定法の確立を目論んだが,それでは血漿マトリックスの増加による精度・正確度の低下が認められ,実用的ではなかった.このように,次年度以降の研究に活かせる,一括測定における検体数に関する情報も得られた.さらに,当初の計画にはなかったが,肝胆道系疾患のマーカーである血中一次胆汁酸(コール酸及びケノデオキシコール酸)の3検体一括定量法を並行して検討した.カルボン酸用誘導体化試薬,DAPPZとそのアイソトポログ2種を合成し,従来法よりも分析時間を1/3に短縮できる測定系確立の一歩手前まで到達できた.また,各種誘導体化試薬の開発,適用拡大などの実験も進めた.上述のように,血中25(OH)D3の6検体一括測定は達成できなかったものの,3検体一括測定法を確立し,実用性の試験を含め,全て終えることができた.すなわち,本研究課題の肝である誘導体化試薬アイソトポログの開発とそれを用いた新規測定手法の確立まで到達することができ,そしてハイスループット化,実試料を用いた臨床応用性の確認もできた.この研究については,既に論文化まで終わっている.また,試料のマトリックス効果と関係して,一括測定が可能な検体数に関する知見も獲得でき,これは次年度以降の研究に大いに役立つものと考えられる.さらに,当初の計画にはなかったが,ビタミンD欠乏症のMS検査法と同様のコンセプトに基づき,肝胆道系疾患診断マーカーである血中一次胆汁酸の3検体一括測定法の構築を試み,大部分が終了した.各種バリデーション試験,アプリケーション試験などを実施すれば,比較的早い時期に方法が完成するものと考えられる.また,DAPTADの抱合型ビタミンD代謝物分析への適用拡大,新規カルボン酸用誘導体化試薬の開発なども進めることができ,次年度以降の実験に活用可能なツール,知見を得ることができた.以上を総合し,研究は「概ね順調に進展している」と判断した.平成30(2018)年度は,まず前年度の続きとして,肝胆道系疾患のマーカーである血中一次胆汁酸(コール酸及びケノデオキシコール酸)の3検体一括定量法開発を行った.カルボン酸用誘導体化試薬,DAPPZとそのアイソトポログ2種を用い,従来法よりも分析時間を1/3に短縮できる測定系を確立した.現在,論文化を進めている.
高強度テラヘルツ波発生に向けた新デバイスの開発

本研究では,非線形結晶内の光整流作用により生じるテラヘルツ(THz)光の高強度化を目指し,回折格子と非線形結晶が一体となった透過型回折格子をもつ新しいデバイスの開発を行った.研究期間中に,回折効率を上げるための2種類のデバイスを考案し設計に基づいて作製を行った.2種類のうちの1つは高い屈折率の薄膜を非線形結晶上に作製し,そこに回折格子を作る方法,もう一方は,薄膜間の光干渉を利用しファブリーペロー共振器の原理を応用したデバイスである.どちらのデバイスからもテラヘルツ波の発生に成功し,これまでにない小型のテラヘルツ波発生装置を作製することができた.本研究の目的は,従来の回折格子とレンズ,非線形結晶からなるテラヘルツ(THz)波発生のための光源デバイスに換えて,回折格子と非線形結晶が一体となった透過型回折格子をもつ新デバイスの開発および作製である.回折効率を上げるため,高い屈折率の薄膜を非線形結晶上に作製し,そこに回折格子を作る方法を考案し,実際に開発を実行した.平成26年度は,申請者が新たに開発した酸化チタンの成膜技術を利用して,非線形光学結晶上に薄膜を作製し,屈折率,膜厚,吸収係数等,光学定数の物性評価に加えて,膜の耐力試験やSEM観察を実施した.その結果,薄膜作製途中の加熱処理の段階で,金属チタンが非線形結晶内を拡散し,そのために酸化チタン膜の屈折率が下がる現象が新たに見つかった.この問題を回避するため,非線形結晶と酸化チタン膜の間にバッファー層として石英膜を挟む解決策を取り,その結果,拡散を抑えることができた.バッファー層の導入により,石英膜と酸化チタン膜で構成される新たな多層膜構造についてデバイス設計が必要となったため,回折効率を指標に膜厚と回折格子の形状を新たに設計し直して,それに基づいて実際のデバイスを作製した.さらに,酸化アルミと酸化タンタルの多層膜を使った新たなデバイス構造も考案された.前述した高屈折率材料を使った膜構造と合わせて,これら2種類の多層膜構造を作製した後,膜上に回折格子を作って新デバイスを完成させた.出来上がった回折格子を伴うデバイスについて,回折効率を評価した.その結果,酸化チタン膜を使ったものではおよそ33%,酸化タンタルを使用したものでは70%の高い効率が得られた.さらに,両者にポンプ光を照射して,THz波の発生試験を実施した結果, THz波の発生に成功した.これは,新デバイスを使った方法でTHz波を発生した初めての事例である.平成27年度は,THz波の高強度化を目指して,デバイスの大型化に着手した.高い回折効率が得られたファブリーペロー型のデバイスに対し,新たなレジストを使ったエッチング法を採用して,回折格子作製時の時間短縮を計った.その結果,従来のレジストと遜色のない作製精度が得られることをSEM観察と回折効率の測定から確認した.これにより従来法より3倍の格子エリアの拡大が見込めることとなり,100mJのポンプレーザーをデバイスに入射しても,計算されるダメージ閾値を超えないことが明らかとなったため,THz波の高強度化の見込みがついたといえる.平成27年度は格子エリアを昨年度の10×5mmから10×14mmへ拡大した大型のデバイスを新たに作製した.大型化と並行して,昨年度作製したデバイスの詳細な特性評価を行った.回折効率の実測値と設計値に大幅なずれが生じたので,その要因について解析を行った.その結果,回折格子の形状が矩形からずれたことが回折効率低下の原因であることを突き止めた.また,THz波出力のポンプ光強度依存の測定を行い,最大1.3μJのTHz波出力を得た.ダメージ閾値を考慮すると,さらに高強度のポンプ光を入射することができるため,現時点でおよそ4.0μJの出力が見込まれる.また,上記の大型化と出力取り出し部分の改良などにより,50μJの出力が得られる試算を得た.高屈折率材料のデバイスについても詳細な特性評価を行った.このデバイスではポンプ光の入射角度にほとんど依存しない回折効率が得られる.この利点を生かして,THz波発生の位相整合に関する情報を得ることができた.これは,従来のプリズムを使ったTHz波発生はもちろん,ファブリーペロー型の新デバイスでも得られない実験的知見であり,この観点から高屈折率材料デバイス開発の意義は充分にある.この成果を近く論文にまとめる予定でいる.当初の計画では,平成27年度は,新デバイスを使ったTHz波の発生とその評価を行う予定であったが,THz波の発生は昨年度に達成しており,詳細な特性評価に加えて,デバイスの大型化の道筋をつけることができたので,当初より早く計画が進行しているといえる.当初の計画にはなかったファブリーペロー型の新デバイスの作製も行われ,高屈折率材料を使ったデバイスの回折効率を大きく超えるデバイスの開発もできた.このデバイスについては,特許申請と論文発表がなされた.本研究の目的は,非線形結晶内の光整流作用により生じるテラヘルツ(THz)光の高強度化を目指し,回折格子と非線形結晶が一体となった透過型回折格子をもつ新デバイスの開発および作製である.前年度までに,回折効率を上げるための2種類のデバイスの考案と設計・作製を行った.

2種類のうちの1つは高い屈折率の薄膜を非線形結晶上に作製し,そこに回折格子を作る方法,もう一方は,薄膜間の光干渉を利用しファブリーペロー共振器の原理を応用したデバイスである.昨年度までにこれらのデバイスでTHz波を発生させ詳細なデバイス評価を行い,ファブリーペロー型のデバイスについては評価結果をデバイスの原理と合わせて国際学会と論文に発表した.平成28年度は,高屈折率材料の新デバイスについて平成27年度に得られたテラヘルツ波発生試験とデバイスの特性評価を踏まえて成果を論文にまとめた.また数値計算を行い,得られた実験結果の解釈をはかった.このデバイスの特徴としてポンプ光の回折効率がほとんど入射角度に依存しないことが挙げられるが,この利点を活かしテラヘルツ波発生の位相整合条件を実験により精査した.この実験結果を解析するため,数値計算により入射角度によるテラヘルツ波の発生効率を詳細に計算し,得られた実験結果との整合性を得た.位相整合許容角度がおよそ5度と比較的広いこと,また発生するテラヘルツ波の周波数帯域がポンプ光の入射角度により低周波数側へシフトすることなどを実験および数値計算から確かめることに成功した.以上の成果を論文にまとめ,発表した.本研究では,非線形結晶内の光整流作用により生じるテラヘルツ(THz)光の高強度化を目指し,回折格子と非線形結晶が一体となった透過型回折格子をもつ新しいデバイスの開発を行った.研究期間中に,回折効率を上げるための2種類のデバイスを考案し設計に基づいて作製を行った.2種類のうちの1つは高い屈折率の薄膜を非線形結晶上に作製し,そこに回折格子を作る方法,もう一方は,薄膜間の光干渉を利用しファブリーペロー共振器の原理を応用したデバイスである.どちらのデバイスからもテラヘルツ波の発生に成功し,これまでにない小型のテラヘルツ波発生装置を作製することができた.当初の計画では,平成26年度は,酸化チタン膜を非線形結晶上に作製し,膜の特性評価を行う予定であったが,これらの計画が予定より早く進み,実際に新デバイスを作製する段階にまで達したので当初より早く計画が進行しているといえる.デバイス作製に進んだだけでなく,デバイスの評価やテラヘルツ波の発生試験も順調に行われ,新デバイスを使ったテラヘルツ波の発生という大きな目標をクリアすることができた.また,新たな膜構造をもつ新デバイスも考案され,このデバイスの回折効率は70%と非常に高い値が得られた.今後の研究の推進策は,テラヘルツ波のさらなる高強度化を目指して,新デバイスの出力部分を改良することである.現在,デバイスの裏面でTHz波が半分以上反射されて外側へ出てこない問題があるため,アウトプットカプラを作製し,その性能評価を実施する予定である.この改良により,THz波出力の効率を現在の49%から80%程度へ上昇することができる.レーザー物理今後の研究の推進策は,テラヘルツ波の高強度化を目指して,新デバイスを大型化することである.
高毒性コプラナーPCB誘導性セレン結合性タンパク質の分子生物学的解析

申請者らによりラット肝サイトソルで見い出されたセレン結合性タンパク質(SeBP)は、これまでに、ダイオキシン類の1つである高毒性コプラナーPCBによる誘導が明らかにされているものの、その他の知見はほとんど得られていない。昨年度、我々は、cDNAクローニングを行い、ダイオキシン類誘導性SeBPの塩基配列および全アミノ酸配列を決定した。本年度は、この知見を基に、ダイオキシン類によるSeBPの誘導が、転写促進によるものかタンパク質の安定化によるものかを明らかにするため、mRNAレベルでの変化を定量的RT-PCR法により解析した。コントロール、pair-fedコントロールおよびコプラナーPCB処理ラット肝臓よりmRNAを抽出し、逆転写反応を行い、cDNAを作製した。その後、SeBPに特異的なprimerを用いてPCRを行い、その産物をアガロースゲル電気泳動により解析した。また、コントロールとして、β-actinに特異的なprimerを用いて同様にPCRを行い、その産物の解析を行った。最後に、それぞれのバンド強度を定量し、β-actinのmRNA量に対するSeBP mRNAの発現量を算出した。この結果、高毒性コプラナーPCBの1つであり、芳香族炭化水素レセプターを介して酵素を誘導することが知られているPCB126により、SeBPのmRNA量は顕著に増加することが明らかとなった。以上の結果から、SeBPをコードする遺伝子の転写調節領域に、xenobiotic responsive elementが存在することが強く示唆された。また、ダイオキシン類の毒性発現機構へのSeBPの関与が考えられた。ダイオキシン類およびコプラナーPCBにより誘導されるタンパク質には、様々な薬物代謝酵素が知られているが、そのいずれかについても、毒性発現機構を説明するには不十分である。申請者らにより見い出されたラット肝サイトソルに存在するセレン結合性タンパク質(SeBP)は、コプラナーPCBによる顕著な誘導が明らかにされているものの、その他の知見はほとんど得られていない。本研究では、未解明な点が多いSeBPの生理的機能を、分子生物学的な知見から明らかにするため、その塩基配列の解析を行った。MC処理ラット肝臓より調製したmRNAとマウスSeBPのcDNAの塩基配列を利用して設計した数種のプライマーを用いてRT-PCRを行い、特異的に増幅するバンドをアガロースゲル電気泳動により分離し、その増幅産物をゲルから抽出精製してベクターに組み込み、大腸菌に導入した。増殖させた大腸菌から、プラスミドDNAを抽出しその塩基配列の解析を行った。今回の結果から、我々は、ラットSeBPのopen reading frameを含む、全1685bpの塩基配列を解析するに至った。また、この塩基配列からアミノ酸配列への翻訳を行った結果、全472アミノ酸の配列が推定された。この塩基配列およびアミノ酸配列は、マウスSeBPのそれぞれと、82%、および92%の相同性を示すことが明らかとなった。また、酸化還元に関わるタンパク質のいくつかがもつことが知られているユニークなモチーフ、bis(cysteinyl)sequence motifの存在が示唆されたことから、本タンパク質は、細胞内において酸化還元に関わりをもつタンパク質の1つである可能性が考えられた。この結果は、未解明な点が多いコプラナーPCBの毒性発現機構の解明に、新たな知見を与えるものであると考えられる。
ポリコーム群タンパク質による神経幹細胞の分化制御

マウス大脳新皮質の神経幹細胞は、発生早期にはニューロンとグリア細胞を産む分化能を有するが、発生後期にはニューロンを産む能力を失ってグリア細胞しか産まなくなることが知られている。そのため脳を正確に構築するには神経幹細胞の分化運命を制御し、ニューロンやグリア細胞の数をコントロールする機構が必要である。これまでに、この神経幹細胞の分化運命転換に遺伝子発現抑制因子であるポリコーム群タンパク質が関与していることが報告されているが、詳細なメカニズムについては明らかとなっていない。本研究ではこれまでに、発生早期と発生後期では神経幹細胞におけるニューロン分化関連遺伝子の抑制状態に質的な違いがある可能性を見出し、発生早期型抑制の特徴を得た。さらに、発生後期型の抑制を形成するメカニズムとしてPolycomb body(ポリコーム群タンパク質の核内凝集体)に着目し、発生後期にはニューロン分化関連遺伝子がPolydomb body形成因子Phc2に依存した抑制を受けている可能性を示唆するデータを得た。今年度は、ポリコーム群タンパク質とターゲット遺伝子の核内での空間配置制御に着目して解析を行った。ターゲット遺伝子の核内での動態を調べるために、クロマチン免疫沈降により得たDNAをプローブとして用いるFISH法の確立を目指し、ポリコーム群タンパク質結合遺伝子群のFISH染色像を得た。今後は染色像を解析し、発生時期の進行に伴う抑制様式の違いにさらに迫っていく。本研究によって明らかになった結果は、これまで明らかとなっていなかったポリコーム群タンパク質の機能の一端を明らかにするだけではなく、神経幹細胞の分化運命制御および哺乳類の脳形成メカニズムに迫るという意味で非常に意義深いものであると考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。マウス大脳新皮質の神経幹細胞は、発生早期においてはニューロンとグリア細胞を産む分化能を有するが、発生後期においてはニューロンを産む能力を失ってグリア細胞しか産まなくなることが知られている。さらに、発生後期型の抑制を形成するメカニズムとしてPolycomb body(ポリコーム群タンパク質の核内凝集体)に着目し、発生後期にはニューロン分化関連遺伝子がPhc2(Polycomb body形成因子)に依存した抑制を受けている可能性を示唆する結果を得た。次に、各発生時期の神経幹細胞を用いた免疫染色によりPolycomb bodyを観察したが、発生時期によってPolycomb bodyの状態(大きさ、数、他の核内構造体との局在関係)に顕著な差はなかった。しかし、神経幹細胞の核内で粒状に多数存在する凝集体1つ1つの大きさや局在は均一ではなかった。この結果から、Polycomb bodyには役割の異なるサブクラスが存在して神経幹細胞の分化運命転換に貢献している可能性を考え、研究を進めている。これらの結果はこれまで明らかとなっていなかったポリコーム群タンパク質の機能の一端を明らかにするだけではなく、神経幹細胞の分化運命制御の解明に近づくという点で非常に意義深いものであると考えている。大脳新皮質神経幹細胞におけるポリコーム群タンパク質の発生時期特異的な遺伝子抑制様式の一端が明らかになり、神経幹細胞におけるPolycombbodyのサブクラスが存在する可能性を示唆する結果を得たため。これまでの結果からポリコーム群タンパク質が形成する多数の核内凝集体(Polycomb body)には機能の違う集団が存在する可能性が考えられる。しかし、発生時期によってこれら個々の構造体は顕著に変化していないようだった。そこでImmuno-FISH(免疫染色-蛍光in situハイブリダイゼーション)によって、発生時期が進むにつれてPolycomb

body自体が変化するのではなく標的遺伝子が核内を移動している可能性を検証する。さらに、この可能性を検証するためには単一の遺伝子座を用いたFISH実験では不十分である可能性があるために、特定の発生時期におけるポリコーム標的遺伝子群すべてをFISH probeとして用いてPolycombbodyのサブクラス及びポリコーム群タンパク質による遺伝子制御の新たな機能を解析する実験系を確立する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
無機・有機複合微粒子の作製と微粒子分散系のOrder構造形成

材料の多様化、高付加価値化の観点から、無機粒子と有機物質をコロイド次元で結合させた無機-有機複合粒子の分散系は注目に値する新材料と言える。本研究では無機-有機複合微粒子の作製に関する基礎的研究を行うと共に機能性材料の開発と関連した濃厚分子系の構造形成について二、三の検討を行った。1)無機・有機複合粒子の調整:今年度は特に有機粒子(両性ラテックス;粒子径2a=250nm)と無機粒子(球状シリカ;2a=2401590nm)をヘテロ凝集させて得られる複合粒子の生成に対する両成分粒子の粒子径比の影響及び系への電解質(K_2SO_4)及び水溶性高分子(ヒドロキシルプロピルセルローズ:HPC)の添加の影響を調べた。その結果、独立した複合粒子を作製するには成分粒子の粒子径比が34以上必要であること、電解質を添加するとシリカ上に吸着したラテックス粒子の吸着密度が増大し、K_2SO_4の濃度が1.46×10^<-2>Molになると吸着被覆率(0)が1に近づくこと、及び媒質中に水溶性高分子を添加すると吸着親和力が弱められ有機成分含量の少ない複合粒子が生成されること等が解った。2)ラテックス濃厚系のOrder構造形成とDepletion効果;本年度は溶液中での分子の広がりが極端に異なる二種類の水溶性高分子(HPC及びポリスチレンスルフォン酸ソーダ(PSSNa)を選びラテックスのOrder構造形成挙動にDeplition効果がいかに影響するかをOrder相からの反射スペクトルを測定して検討した。高分子にHPCを用いると粒子体積分率(Φ)が小さい場合、濃度の増加と共に粒子間距離(Dm)はやや増大し、やがてOrder構造の崩壊が観察された。一方、高分子電解質のPSSNaを添加した場合Dm-値への寄与は大きくいずれもDm-値を著しく減少させた。これはPSSNaの大きな排除体積に基づく強いDepletion効果の結果で、この効果は系の相分離を引き起こすことが解った。
放射光を利用したイオン交換ゼオライト系の遠赤外領域その場観察と解析法としての確立

固体表面に担持された金属やイオンと反応分子との間の相互作用に関する情報を得るために,放射光利用による,実験条件下での遠赤外線吸収スペクトル測定法という新しい研究手法開発に挑戦する.放射光を利用した遠赤外線領域の振動スペクトル測定は,高感度・高分解能な実験が可能であり,大変魅力的である.この新手法を吸着・触媒系へ適用し,金属クラスターや交換イオンなどの活性サイト周りの結合状態に関する知見を得る.このようにして得られた知見を計算化学的手法と組み合わせた研究により,活性サイトの状態や活性サイト上における反応分子との相互作用を解明し,新物質合成や触媒・吸着物質のデザイン・合成への展開を図る.固体表面に担持された金属やイオンと反応分子との間の相互作用に関する情報を得るために,放射光利用による,実験条件下での遠赤外線吸収スペクトル測定法という新しい研究手法開発に挑戦する.放射光を利用した遠赤外線領域の振動スペクトル測定は,高感度・高分解能な実験が可能であり,大変魅力的である.この新手法を吸着・触媒系へ適用し,金属クラスターや交換イオンなどの活性サイト周りの結合状態に関する知見を得る.このようにして得られた知見を計算化学的手法と組み合わせた研究により,活性サイトの状態や活性サイト上における反応分子との相互作用を解明し,新物質合成や触媒・吸着物質のデザイン・合成への展開を図る.
「表面新物質相」の総括評価

本年度の当重点領域研究における総括班の活動としては、領域全般にわたる研究会(6月20日21日の両日開催の公募研究を含めた全体の計画を検討するためのもの、及び1月30日31日の両日開催の、同様に公募研究を含めた全体の報告のための研究会)と特定の幾つかの主題についてのワークショップ、計画全般について討議をする責任者会議が挙げられる(この他各計画研究班での研究会も行われた)。更に2月1日には大阪に於て企業を含む領域外の研究者を招待して成果を報告する公開講演会を開催した。研究成果としては、第二年度に当たることもあり、三計画研究にわたって、多彩で重量感のある研究の進展をみた。その幾つかを以下に挙げると、新表面検定法では走査トンネル顕微鏡を電子顕微鏡あるいは電界イオン顕微鏡と組み合わせる手法が成功し、後者では走査トンネル顕微鏡での針を電界イオン顕微鏡で確かめることが非常に効果的であることが示された。新物質相表面創製では表面での吸着分子がある程度の秩序状態を保ったまま反応が進行すると思われる興味ある反応性表面が見出され、新しい統計力学的対象の登場を予感させている。理論では半導体再構成表面特にGe(111)2×8及びSi(100)c4×2再構成表面、更に金属表面希薄吸着のアルカリ金属原子系に於ける短距離秩序に関して、計算機実験を用いての理論的解析が詳しく行われ、実験とも対応し、短距離秩序の性質の詳細を明らかにする著しい成果を得た。以上の成果を含めて、各計画研究にまたがるような研究活動に対して有効であったのは、上記の幾つか行われたワークショップで、表面光電子分光、新物質相表面創製、Si(111)√<3>×√<3>Ag、清浄及びアルカリ金属吸着Si(100)2×1表面の4ワークショップがそれぞれ活発で詳細に立ち入った討論で問題点を整理し、展望を可能にしその後の成果を生み出した。