hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミクロ液体クロマトグラフィー-マルチキャピラリー電気泳動による多成分一斉分析法

多数成分を一斉に効率よく分離定量する方法として、液体クロマトグラフィー(LC)とキャピラリー電気泳動(CE)とを組み合わせたLC-CE二次元分離法の確立を目的に研究を行った。2段目のCE分離にマルチキャピラリー電気泳動装置を利用するつもりであったが、装置の不調で利用をあきらめ、2段目はすべて1本のキャピラリーを用いる通常のCEにより実験を行った。1段目の分離に内径200μm、長さ25cmまたは50cmのモノリスシリカゲル逆相カラムにグラジェント溶離法を採用したミクロ逆相LCを、2段目のCEには内径50μm、有効長50cmのキャピラリーを用いた。試料には細菌内の代謝物を分析する目的で、代謝物と予想される標準化合物54種または118種の混合物と、枯草菌または大腸菌細胞抽出液の両方を用いた。ミクロLC溶出液を2μl(1min)毎に分取し、24分画に分けた。各分取分画を減圧下で溶媒を蒸発させ、残遭をCEに適した溶媒に溶解した。ミクロLCの初期の溶出物は極性の高い化合物なので、ダイナミックpHジャンクションによるオンライン試料濃縮と組み合わせたキャピラリーゾーン電気泳動分離を行った。LCからの遅い溶出物は疎水性が高いので、スウィーピングと組み合わせたミセル動電クロマトグラフィーにより分離した。この方法により標準化合物54種は完全に分離できた。118種の場合には紫外吸収の弱い化合物も含むので、63種が同定できた。枯草菌細胞抽出液については多数成分が分離できたが、感度が不十分で検出できた成分数は予想より少なかった。大腸菌抽出物では60種以上のピークが観測され、そのうち26種はアミノ酸、ヌクレオチドなどの広く分布する代謝物と同定できた。ミクロLCカラムによる固相抽出を用いたミクロLCによるフラビン補酵素類の高感度分析も検討し、大腸菌細胞内のフラビン補酵素類の分析に応用した。大腸菌中でのこれら補酵素類の濃度はサブμg/mL程度であり、精度よく測定できた。マイクロチップ電気泳動-化学発光検出を利用して、大腸菌中の高感度ATP分析を行った。多数成分を一斉に効率よく分離定量する方法として,液体クロマトグラフィー(LC)とキャピラリー電気泳動(CE)とを組み合わせたLC-CE二次元分離法の確立を目的に研究を行っている。本年度は2段目のCE分離にマルチキャピラリー電気泳動ではなく、1本のキャピラリーを用いる通常のCEにより実験を行った。1段目の分離に内径200μm,長さ25cmのモノリスシリカゲル逆相カラムにグラジエント溶離法を採用したミクロ逆相LCを,2段目にCEには内径50μm,有効長50cmのキャピラリーを用いた。試料には枯草菌細胞内の代謝物を分析する目的で、代謝物と予想される標準化合物54種の混合物と、枯草菌細胞抽出液の両方を用いた。各分取分画を減圧下で溶媒を蒸発させ、残渣をCEに適した溶媒に溶解した。

LCからの遅い溶出物は疎水性が高いので、スウィーピングと組み合わせたミセル動電クロマトグラフィーにより分離した。この方法により標準化合物54種は完全に分離できた。枯草菌細胞抽出液については多数成分が分離できたが、感度が不十分で検出できた成分数は予想より少ない。標準化合物と同じ化合物は分離結果から同定できた。今後は標準化合物の数を増した実験を行うとともに、マルチキャピラリー電気泳動装置の利用も考える。前年度には多成分試料の例として細胞内代謝物をとりあげ、ミクロ液体クロマトグラフィー(μ-LC)-キャピラリー電気泳動(CE)による2次元分離システムにより多成分を一斉分析する方法の開発を行った。この場合にはμ-LC溶出液を一定量ずつ分画し、各分画をCEによりオンライン試料濃縮法して分離する方法を採用した。細胞内における代謝物濃度が低い化合物が多いので、さらに高感度に分析するために、μ-LCにおいてもオンライン試料濃縮を行うための研究を行った。LCにおけるオンライン試料濃縮法としてはグラジエント溶離法を利用する方法と、オンライン固相抽出カラムを用いる方法があるが、両方法について検討した。カラムには内径200μm,長さ50cmのオクタデシルシリル修飾(ODS)シリカモノリスカラムを用いた。オンライン固相抽出カラムには分離カラムと同じODSシリカモノリスカラムで長さ15cmのものを用いた。モデル試料としてフラビン補酵素である、リボフラビン、フラビンモノヌクレオチド(FMN)およびフラビンアデニンジヌクレオチド(FAD)を用いた。どちらの方法でも110倍程度の濃縮が可能であった。この方法を大腸菌細胞内のフラビン補酵素の分析に応用した。大腸菌中でのFMNおよびFADの濃度はどちらもサブμg/mL程度であり、精度よく測定できた。さらに組み替えDNAを用いたフラビン酵素から遊離したFMNとFADの濃度比の測定も可能なことを示した。前年度開発のμ-LC-CEシステムに質量分析計(MS)を検出器として用いる場合を想定して、CEの泳動液に揮発性の成分を用いる研究も行った。118種の代謝物モデル化合物の混合物を試料に用い、二次元分離条件の最適化を試みた。CEの泳動液には炭酸アンモニウムを用いた。118種の化合物中には紫外吸光のない化合物も多数含めたため、紫外吸光検出器では全部の化合物を検出することはできないが、検出成分の数が最大となるように条件設定した。このシステムにより、枯草菌細胞抽出液中に、前年度のシステムよりも9種多くの成分を検出できた。本研究の最終年度に当たるので、これまでに開発したミクロ液体クロマトグラフィー(LC)とキャピラリー電気泳動(CE)を組み合わせた二次元LC-CEシステムの実証実験を行った。二次元LC-CEシステムは昨年度報告したものにほぼ同じであるが、シリカモノリスカラムに内径0.2mm、長さ50cmのものを用いた。試料には大腸菌(E.coli BL21)を2×YT培地で培養し、菌のみを単離後菌体内の代謝物を抽出した。システムの分離性能を確認するために代謝物標準試料118種を含む混合物の分離も、大腸菌抽出物の分離と併行して行った。代謝物標準試料には紫外吸収の弱い化合物も多く含まれるので、254nmでの吸光検出では63種の化合物が分離同定できた。
星周ダスト放射をプローブとしたIa型超新星の起源解明

本研究課題においては、Ia型超新星の親星に制限を与えることを目的とした観測研究を実施してきている。最近、我々のグループにおいてはIa型超新星の近赤外線観測によって、親星時代に放出されたと考えられる星周ダストの兆候を捉えることに成功した(Yamanaka et al. 2016)。これを受けて、爆発後の近赤外線観測がIa型超新星の親星に制限を与えることのできるプローブとなると考えている。私は、広島大学所有の口径1.5メートルかなた望遠鏡及び可視近赤外線観測装置HONIRを用いて、近傍銀河に出現する増光期のIa型超新星を系統的な可視近赤外線観測を実施してきている。本年度においては、昨年度取得した3天体の可視近赤外線データに加えて、さらに5天体のIa型超新星の可視近赤外線観測に成功した。また、得られたデータの解析を行った。これによって、極大光度後60日程度に亘る近赤外線ライトカーブを得ることができた。また、かなた望遠鏡においては可視観測装置HOWPolを用いて、これら5天体の分光観測も実施した。分光データは解析を済ませた。これらの分光データに見られる吸収線の青方偏移量を調べた。また、全体のラインプロファイルからも各々のIa型超新星のサブクラスを推定した。60日以上に亘る近赤外線ライトカーブは依然希少であり、その素性は明らかとなっていない。次年度星周ダストモデルで予言される理論ライトカーブとの比較を行うことで、星周ダストの性質に迫ることができると期待される。星周ダストの質量・ダスト組成・粒子サイズ分布に制限を与える。これらから親星システムを明らかにすることができると期待される。昨年度取得したデータに加えて、さらに5天体ものIa型超新星の可視近赤外線観測を実施することができた。これは、広島大学宇宙科学センターにおいて安定運用が難しいとされている近赤外線観測装置の保守管理が徹底されていたためである。また、即時解析パイプラインも構築し、得られたデータを速やかに解析することができた。得られた8天体もの60日を超える近赤外線ライトカーブを用いて、系統的な星周ダストの性質を明らかにする研究を実施する。具体的には、星周ダストモデルから予測される近赤外線ライトカーブと観測結果の比較を行う。星周ダスト構造は、幾何構造、質量、ダスト組成、ダスト粒子サイズ分布を仮定して構築されており、比較検討からこれらの物理パラメータに制限を与えることができると期待される。特に質量からは親星時代の星周物質の放出率を与えることができ、元の親星システムに強い制限を与えることができると期待される。宇宙における距離指標として扱える天体は限られている。Ia型超新星はその一つであり、絶対光度が明るく光度変化と絶対光度に強い相関関係を持つ。この性質を用いて、宇宙遠方の銀河の距離を測定する標準光源としての役割を担ってきた。それにも関わらずその爆発前の形態は依然として明らかになっておらず、その正体の究明が待たれている。理論的には、連星系において通常の恒星からの降着によって白色矮星が爆発に至る"降着説"と白色矮星同士が長い時間をかけて合体・爆発に至る"合体説"が提唱されている。"降着説"では星周物質の存在が期待される一方、"合体説"においては拡散によりほとんど周囲に物質は残らない。私は、ある特異な超新星について星周物質起源の赤外再放射を捉えたが、このような手法は未だ発展途上にあり、多くのIa型超新星に適用されるべきである。本研究計画においては、Ia型超新星の長期の可視近赤外線観測を実施し、星周物質の質量に制限を与え、爆発する星の正体に迫ることを目的としている。初年度として、私は広島大学かなた望遠鏡を用いて、明るいIa型超新星の可視・近赤外線のモニター観測を実施した。得られたデータを光度曲線およびスペクトルとして解析した。また、これらのデータに基づき、各々の天体の性質を詳細に調べている。今後、これらのデータに基づき赤外放射から星周物質の質量に制限を与える解析を進める予定である。また、一方で理論的な側面から研究に進捗があった。超新星からの放射が星周物質でどのように吸収再放射を行うか、特に幾何構造に焦点を当て理論的な知見を得た。それによれば少なくとも星周物質は非球対称的な分布を示し、特に双極状の構造を持てば観測データを説明しうることがわかった。私は、観測データに基づく知見を示し研究に貢献した。赤外放射に観測的な制限を与えるために、長期の可視・近赤外線観測の実施が必要となるが、広島大学1.5mかなた望遠鏡による柔軟的・機動的な観測によって順調にデータを得つつある。特に、今年度は比較的近傍銀河でのIa型超新星の発見が多く、当初目標の15天体のサンプルのうち、すでに8天体についてデータを取得することができた。また、システマティックなデータ解析を実現するため、パイプラインの構築も実施した。これらを通じて、光度曲線データおよびスペクトルをほとんど現在進行の形でチェックしている。また、これらのデータに基づいた観測的性質の研究も進めている。すなわち、従来の良く確立された分類スキームに従って、サブクラスへの分類を進めエジェクタの物理量を推定するに重要な観測量を見積もっている。また、理論的研究において発展があった。超新星放射に基づく星周物質の吸収再放射の理論計算とこれまですでに出版されているデータとの比較検討を行った。

その結果、星周物質は非球対称的な幾何構造を持つことがわかった。この研究においては、偏光度・偏光方位角の時間発展の予言も示唆されており、偏光観測機能を持つ観測装置が運用されているかなた望遠鏡の将来的な観測でこれを捉えることができるのではないかという新たな見通しを持つことができた。本研究課題においては、Ia型超新星の親星に制限を与えることを目的とした観測研究を実施してきている。最近、我々のグループにおいてはIa型超新星の近赤外線観測によって、親星時代に放出されたと考えられる星周ダストの兆候を捉えることに成功した(Yamanaka et al. 2016)。これを受けて、爆発後の近赤外線観測がIa型超新星の親星に制限を与えることのできるプローブとなると考えている。私は、広島大学所有の口径1.5メートルかなた望遠鏡及び可視近赤外線観測装置HONIRを用いて、近傍銀河に出現する増光期のIa型超新星を系統的な可視近赤外線観測を実施してきている。本年度においては、昨年度取得した3天体の可視近赤外線データに加えて、さらに5天体のIa型超新星の可視近赤外線観測に成功した。また、得られたデータの解析を行った。これによって、極大光度後60日程度に亘る近赤外線ライトカーブを得ることができた。また、かなた望遠鏡においては可視観測装置HOWPolを用いて、これら5天体の分光観測も実施した。分光データは解析を済ませた。これらの分光データに見られる吸収線の青方偏移量を調べた。また、全体のラインプロファイルからも各々のIa型超新星のサブクラスを推定した。60日以上に亘る近赤外線ライトカーブは依然希少であり、その素性は明らかとなっていない。次年度星周ダストモデルで予言される理論ライトカーブとの比較を行うことで、星周ダストの性質に迫ることができると期待される。星周ダストの質量・ダスト組成・粒子サイズ分布に制限を与える。これらから親星システムを明らかにすることができると期待される。昨年度取得したデータに加えて、さらに5天体ものIa型超新星の可視近赤外線観測を実施することができた。これは、広島大学宇宙科学センターにおいて安定運用が難しいとされている近赤外線観測装置の保守管理が徹底されていたためである。また、即時解析パイプラインも構築し、得られたデータを速やかに解析することができた。これまでに取得したIa型超新星のサンプルについて、星雲期観測を実施する。超新星は時間とともに膨張し、十分時間が経過したのちに大気全体が光学的に薄くなる。この時、分光観測を実施すれば輝線放射が見られる。"降着説"に基づけば、超新星爆発時に伴星が持つ水素の外層を剥ぎ取り、エジェクタに取り込むことが期待される。いくつかの理論的研究に基づけば、星雲期において、膨張速度の大きいエジェクタ成分とは異なる、速度の遅い成分が表出するのではないかと予言されている。我々は、これらの理論的研究に基づき、星雲期スペクトルを用いて星周物質に制限を与えることを目指す。星雲期スペクトルは、超新星が十分に暗くなった1年後に取得できるので、8メートルの大口径であるハワイ観測所すばる望遠鏡を用いる。
口腔唾液腺癌におけるMMPsおよび細胞外マトリックスの発現からみた癌転移能の評価

現在までに腺様嚢胞癌(ACC)16例、粘表皮癌(MEC)12例におけるMMP-1,2,3,9の発現状況について検索を行っている。MMP-1は、ACC25.0%、MEC33.3%、全体で28.6%であった。MMP-2は、ACC37.5%、MEC41.7%、全体で39.3%であった。MMP-3は、ACC31.3%、MEC50.0%、全体で39.3%であった。MMP-9は、ACC43.8%、MEC50.0%、全体で46.4%であった。MMP-9の発現率については前回検索時(平成5年度)にはACC71.4%、MEC42.9%、全体38.1%と比較するとACCで大幅に減少しており、何らかの交叉反応によるものと考えられた。臨床的事項との関連についてはMECで遠隔転移、予後不良症例との相関が認められたが、その他の事項同様明らかな有意差を見い出すには至らなかった。VI型コラーゲン、ラミニンなどの細胞間基質、c-erbB1,2遺伝子産物については抗体の選定に手間取ったため完了していない。その他、対象期間中の特記すべき症例については順次報告を行っている。
薄くてしなやかな触覚センサの飛躍的高空間分解能化とタッチパネルの高機能化

薄くてしなやかな触覚分布センサは、ヒトの指や手掌に接着すれば、ヒトの代替感覚器官となるのはもとより、各種装置に設置すれば高度な入力インターフェースとなることから、その実現が期待されている。特に透明なセンサができれば、タッチパネルにおいて直観的で高度な操作が可能となる。そこで本研究課題では、1枚の感受材シートに測定部をマトリックス状に配置することにより、せん断応力と接触圧力の同時センシング機構を高集積化できる新たな測定原理を確立し、測定システムを実現した。さらに透明性導電体材料を用いることにより、タッチパネルへの実装を想定した触覚分布センシングデバイスの開発に成功した。平成28年度は,集積化に適する3方向応力を計測可能なセンシング構造を開発するとともに,面内測定部の各々を走査する測定回路と専用ソフトの開発を試み,以下の成果を得た。1.集積センサ構造の開発1か所で3方向応力を計測可能なセンシング構造を縦4か所×横4か所の計16か所に配置した集積センサ構造の開発を行った。3方向応力を計測するために感受材シートの上下面に直交するように設置する櫛目状電極の形状パターンを設計した。上部電極(行)は1本に3応力測定部全体をカバーする電極形状を4測定か所分接続したパターンとし,それに直交する下部電極(列)は1本に4測定か所の同じ応力測定部を接続したパターンとした。これにより4本の櫛目行電極と12本の櫛目列電極による48測定部のマトリックス配置となる。測定点1か所の大きさは約5mm角とし,約80μmの厚さでフレキシブルな集積化センサの開発に成功した。2.集積センサの測定システムの構築上部櫛目電極の1本,下部櫛目電極の1本を各々選択し,電源供給,A/D変換を行う専用の測定回路を設計・製作した。選択されなかった電極を介しての廻り込み電流による寄生回路形成の影響を排除するために,反転増幅器を利用した測定回路とした。もし,感受材料に面内の導電性が厚さ方向の導電性よりも大きい電気的異方性を有する場合にもこの回路が有効となる。せん断応力測定部に含まれる圧力による電気抵抗変化の影響を取り除き,せん断応力のみによる変化を抽出するため,回路からの出力電圧を取得した後にせん断応力のみによる電気抵抗変化を抽出するソフトウェアを開発した。集積化センサを駆動する専用の測定用回路とソフトウェアを開発し,測定システムの構築を行った。さらに測定システムを用いた較正実験を行い,計測対象範囲の応力を計測可能であることを確認した。以上により,集積センサシステムの測定原理を確立した。当初は,1か所で3方向応力を計測可能なセンシング構造を,縦2か所×横2か所の計4か所に配置した集積センサ構造(応力測定部は12か所)の開発を行う予定であったが,電極形状パターンの改良を重ねることによって,縦4か所×横4か所の計16か所(応力測定部は48か所)となる集積化に成功した。これは目標の4倍の高集積化となる。また,測定システムの構築についても,作製したセンサを同システムにより実際に駆動させ,較正実験を行い,理論通りの応力ー出力電圧特性の獲得に成功している。よって,当初の計画以上に進展している。最終年度となる平成29年度は、前年度に確立した集積センシングシステムの測定原理を発展させ、より微小なセンシング構造の開発および透明なセンシングシステムへの応用に取り組み、次の成果を得た。1.高集積センシングシステムの作製1測定点の大きさが数百μmの大きさのセンサを実現するために、半導体級のフォトリソグラフィ技術により微小な電極パターンの作製を試みた。アルミと銅の双方の薄膜材料に対し、電極パターン微細化の鍵となるリード部の幅を10から20μmの大きさとした電極パターンの形成に成功した。2.透明なセンシングシステムへの応用電極にITO、基板にガラスとポリイミドを用いた測定点が4×4点の透明なタッチパネルセンサの作製に昨年度末成功しているが、さらに透明なセンサを実現するため、従来より透明度の高い導電性高分子材料の応力ー電気特性を明らかにし、触覚センサの感受材に実装した。薄くてしなやかな触覚分布センサは、ヒトの指や手掌に接着すれば、ヒトの代替感覚器官となるのはもとより、各種装置に設置すれば高度な入力インターフェースとなる。特に透明なセンサができれば、タッチパネルにおいて高度な操作が可能となる。しかしながら、三軸応力センシングの構造上、高空間分解能を有するセンサは実現できていない。本研究課題では、補助事業期間全体の成果として、1枚の感受材シートに測定部をマトリックス状に配置することにより、せん断応力と接触圧力のセンシング機構を高集積化できる新たな測定原理を確立するとともに、センサ、駆動回路、測定ソフトウェアを開発して、測定システムを実現した。さらに透明性導電体材料を用いることにより、タッチパネルへの実装を想定した触覚センシングデバイスの開発に成功した。

さらに透明性導電体材料を用いることにより、タッチパネルへの実装を想定した触覚分布センシングデバイスの開発に成功した。最終年度となる平成29年度は,当初計画の通り,平成28年度に確立した集積システムの測定原理を発展させ,より微小なセンシング構造を作製することによって,縦16×横16か所の合計256か所で3方向応力が計測可能な(III)高集積センシングシステムの作製を目指す。さらに,電極材料,感受材料,フレキシブル基板に透明な材料を用いてセンサを作製することにより,(IV)透明なセンシングシステムへの応用を試みる。以上により本研究の目的を達成する予定である。材料システム評価学
太陽系外惑星の精査に向けた赤外線天文衛星搭載コロナグラフの開発

太陽系外惑星の直接観測という重要で挑戦的な課題に向け、赤外線宇宙望遠鏡搭載コロナグラフを実現するために、可視光波長域から赤外波長域に拡張するための極低温真空チャンバーおよび内部に納める実験系の開発を行なった。さらに、実用化に向けた新しいデザインの自立型瞳マスクを開発し、常温大気中の可視光実験を行った結果、赤外域で系外惑星を観測するための要求を満たす高コントラストを実証した。また、コロナグラフの大敵となる波面誤差についての数値シミュレーションや、ハピタブルゾーン(生命居住可能領域)天体の検出能力等のシミュレーション検討も行なった。太陽系外惑星の直接観測は重要な研究テーマである。しかし、主星光と惑星光のコントラストが極めて大きいため、コロナグラフという特殊な光学系を開発する必要がある。申請者は現在、バイナリ瞳マスク方式のコロナグラフの研究開発を進めており、将来的には、これまでに可視光波長域での原理検証実験で得た成果を発展させ、実際の望遠鏡に搭載したいと構想している。そのためのプラットフォームとしては、次世代赤外線天文衛星SPICAを志向するのが最も有効と判断した。そこで本研究における目標を、SPICA搭載コロナグラフを実現するため、これまでに類例のない、中間赤外域での高コントラスト実証実験、とする。平成24年度では特に、極低温真空チャンバーおよび内部に納める実験系の開発、が大きな柱であった。中間赤外域で高コントラストの実証を志向する場合、熱輻射による膨大なバックグラウンドを回避するため、実験系全体を極低温( 5K)に冷却する必要がある。そのための極低温コロナグラフテストベッド(PINOCO:Prototype-testbed for Infrared Optics and Coronagraph)の開発を進めた。PINOCOの外枠には除振台で支えた大型( 1.5×1.5 ×0.5m )の真空チャンバーを用いる。冷却には、機械式GM冷凍機(住友重機製SRD208)を利用し、5K以下の極低温環境を実現した。PINOCO内部の光学系には、アルミ製軸外し鏡のコロナグラフ光学系を開発した。コロナグラフの方式としては、これまでの可視域での検証実験の成功を受け、金属薄膜による(基板を用いない)自立型瞳マスクを選択した。実用化に向けた新しいデザインの自立型リング瞳マスクの可視光実験では、系外惑星の赤外観測における要求を満たすコントラストを実証することができた。私は太陽系外惑星(系外惑星)の精査という重要で挑戦的なゴールを目指しており、そのために赤外線宇宙望遠鏡に搭載することを想定した、「バイナリ瞳マスクコロナグラフ」という高コントラスト観測装置の開発を行なっている。極低温環境を実現する中間赤外コロナグラフテストベッド用にアルミ製軸外し鏡を用いた光学系を開発した。これにより中間赤外域でもレンズ材料の問題(色収差など)から開放され、波長によらず有効な光学系となった。また、これまでの可視光原理検証実験で用いていたガラス基板瞳マスクは、実際の望遠鏡における副鏡やそれを支えるスパイダーの遮蔽には対応しておらず、そのままでは搭載できない。そこで、瞳遮蔽適用可能なデザインのニッケル製自立型マスク3種類を新たに開発した。マスクの大きさは10mm、厚さは5, 20, 25μmである。常温大気中での可視光実験の結果、赤外域で系外惑星を観測するために必要なコントラストを実証した。また、コロナグラフの大敵となる波面誤差についても数値シミュレーションを用いて評価し、望遠鏡の波面精度要求を検討した。その波面誤差を補正する収差補正鏡のシミュレーション設計および開発を行なった。さらに、ハビタブルゾーン天体の検出能力等のシミュレーション検討もおこなった。以上のように、これまでに類例のない、中間赤外域での高コントラスト観測を実現するために必要不可欠で、単体の研究成果としても重要な研究を着実に進めた。これらは、単体の研究成果として国内外のコンファレンスにて発表した。太陽系外惑星の直接観測という重要で挑戦的な課題に向け、本研究における目標を、SPICA搭載コロナグラフを実現するための、これまでに類例のない、中間赤外域での高コントラスト実証実験、と設定した。それに向けた平成24年度の取り組みは主に、可視光波長域から(より惑星観測に適した)赤外波長域に拡張するための極低温真空チャンバーおよび内部に納める実験系の開発、であった。具体的には、これまで可視光実験で用いてきたレンズ光学系に代えてアルミ製軸外し鏡を選定し、検出器に最適化したF値を計算し、PINOCO用のアルミ製軸外し鏡のコロナグラフ光学系を開発した。これにより中間赤外域でもレンズ材料の問題(色収差、多重反射など)の問題から開放され、波長によらず有効な光学系となった。さらに、これまでの原理実証で用いてきた自立型コロナグラフマスクの開発成果を踏まえ、実用化に向け我々がSPICA搭載用に提示した「自立型リング瞳マスク」を新たに製造開発した。

それを用いた初めての可視光実証に成功し、広い範囲(6-23λ/D:λは観測波長、Dは望遠鏡口径)で5桁6桁の高コントラストを得た。これにより、赤外域で系外惑星を観測するための要求を満たすコントラストを実証することができた。以上のように、赤外実験に向けた実証開発が着実に進んでいることから、研究の目的に沿っておおむね順調に進展していると評価する。25年度が最終年度であるため、記入しない。SPICA搭載コロナグラフを実現するため、これまでに類例のない、中間赤外域での高コントラスト実証実験をおこなう。平成25年度では特に、これまで開発を進めてきた、極低温真空チャンバーを用いた中間赤外コロナグラフの実証実験、が大きな柱となる。コロナグラフの方式としては、これまでの可視域での検証実験の成功を受け、瞳マスク方式を選択する。ただし、これまで可視域の実験で成功を収めてきたマスクデザインは、原理検証用であったため、実際の望遠鏡に搭載する際にコントラスト性能を悪化させる副鏡やその支持機構による遮蔽を考慮していなかった。そこで実用化に向けた新しいデザインで、銅、アルミ、ニッケル等を材料とし高精度の電鋳法などを適用することで、金属薄膜による(基板を用いない)自立型瞳マスクを開発する。平成24年度に開発を進め、さらに平成25年度にエレキ系の構築を完了させたPINOCOを用いて、新しい自立型瞳マスクを導入した真空低温中間赤外コロナグラフの世界初の性能評価をおこなう。実験結果と数値シミュレーションと突き合わせて実験時における波面誤差を逆算し、誤差要因について考察し、徹底的な改善を行う。その結果、SPICAに搭載するコロナグラフの原理実証が完了する。世界発の中間赤外コロナグラフの実験結果を、平成25年度のできるかぎり早い段階で論文にまとめる。このコロナグラフ実験によって得られた結果と、地球近傍にある星についての情報を合わせて、SPICAコロナグラフのサーベイ戦略の最適化などのサイエンス検討をする。
熱間押出し加工用高性能金型設計に関する基礎的研究

AlーMgーSi系(6063)アルミニウム合金を素材として、単軸圧縮試験、形状(線形絞り面を押出し方向軸に関して対称形あるいは非対称形に配置)と素材を変えた数種類のダイスを用いた熱間平面ひずみ押出し加工実験および実験に関連する各種の数値解析を行い、熱間押出し加工品の寸法形状、表面状態および内部組織を最良の状態とする型設計に必要な基礎資料を得た。研究成果の概要を以下に述べる。1)ダイス内部(変形領域内部)の相当応力値の算定において同領域内部の相当ひずみ速度、相当ひずみ、変形温度の各分布をすべて考慮できる高温変形抵抗予測計算式(ビレット材の加工硬化率式)を確立した。2)押し出し加工品の断面形状のゆがみに関係する加工品のダイスからの流出方向とダイス内部における塑性流れとの関係を明らかにした。加工品のダイスからの流出方向はダイス内部において押出し方向に直交する方向の塑性流れ速度成分uが0となる領域(直線で近似できる)の傾きに順応することが分かった。3)アルミニウム合金の熱間押出し加工品に現れる表層再結晶の発生条件となるダイス出口における押出し加工品内部の相当ひずみ値と相当ひずみ勾配値を求めた。その結果、相当ひずみθが1.55以上、相当ひずみ勾配が0.44θ以上の両条件を同時に満足する領域に表層再結晶が発生することが分かった。なお、1.55および0.44の値は変形温度473°Cにおける材料常数であり、変形温度が高い程両方の値は低い値となる。4)セラミックスダイスを用いた熱間押出し加工におけるビレットの塑性流れに現れる特徴を明らかにした。ダイス素材の熱伝導係数が小さい(鋼の約1/10)PSZ材の場合、鋼ダイスの場合と比較して、ダイス近傍の変形温度が高く保たれ、塑性流れが起こり易くなる。仕上げ面の表面あらさが極めて小さいセラミックスダイスを用いた押出し加工では、光輝表面を持った押し出し加工品が得られる。1)押し出し方向軸に関して対称あるいは非対称な工具面を持つ種々の金型による平面ひずみ熱間押出し加工実験(押し比:2、ラム速度:【approximately equal】5mm/s、温度:473°C)を行い、各変形条件下における(格子法で求めた)塑性流れ及び(顕微鏡観察による)加工組織の特徴を明らかにした。さらに、工具材料を通常の金属(SKD-4)からセラミックス(SiC,Si_3N_4,TiC,Zr_2O_3)に変えた押出し加工実験を行った。Si_3N_4あるいはZr_2O_3型(平滑さ、かたさに優れるとともに低熱伝動特性を有する)の場合、塑性流れに現れるデッドメタルゾ-ンの厚さが金属型の場合よりも薄くなる事が分かった。2)押し出し加工の詳細な力学解析を行うために、ビレット材(6063アルミニウム合金)の高温変形抵抗推算法を開発した。計算法の基礎式とする加工硬化率式中の材料因子と変形温度及び変形ひずみ速度との関係式(補助式)は、カムプラストメ-タを用いた単軸圧縮試験で求めた、室温から500°Cまでの温度範囲ならびに0.5から30s^<-1>のひずみ速度範囲の応力-ひずみ曲線を基礎にして、数値解析により確立した。加工硬化率式と補助式を用いて、押出し加工過程における変形領域内部の相当応力分布と変形による発熱量並びに温度分布を算定する計算プログラムを作成した。同計算プログラムで変形領域内部の詳細な相当応力分布と温度分布(特に金型出口ダイ壁近傍で高い値となることが定量的に分かった)を算定した。3)押出し製品形状を支配する型からの流出方向は押出し方向に直交方向の速度uが0の線(直線で近似できる)の傾きと関係ずけることが出来る。またu=0線の傾きは型形状とデッドメタルゾ-ンを介して制御できる事が分かった。4)製品表層の再結晶は相当ひずみεを1.55以下とするかあるいは大ひずみの押出し加工では相当ひずみの分布(ひずみ勾配)を0.44ε以下(両数値は473°C時)とすると発生しないことが分かった。

その結果、相当ひずみθが1.55以上、相当ひずみ勾配が0.44θ以上の両条件を同時に満足する領域に表層再結晶が発生することが分かった。なお、1.55および0.44の値は変形温度473°Cにおける材料常数であり、変形温度が高い程両方の値は低い値となる。4)セラミックスダイスを用いた熱間押出し加工におけるビレットの塑性流れに現れる特徴を明らかにした。ダイス素材の熱伝導係数が小さい(鋼の約1/10)PSZ材の場合、鋼ダイスの場合と比較して、ダイス近傍の変形温度が高く保たれ、塑性流れが起こり易くなる。仕上げ面の表面あらさが極めて小さいセラミックスダイスを用いた押出し加工では、光輝表面を持った押し出し加工品が得られる。熱間押出し加工の加工条件の最適化の検討と加工過程の力学解析に必要な、加工素材の変形抵抗に関する研究と熱間押出し加工用ダイスとしての高温強度に優れるとともに極めて平滑な滑り面を形成出来るセラミックス型の有用性に関する研究を中心としたいくつかの実験と数値解析を行った。以下に研究成果の概要を記す。1.AlーMgーSi(6063)合金の加工硬化率式と純アルミニウムの加工硬化率を比較して、合金化による変形特性の改変を定量的に検討した。6063合金の変形抵抗は400°C以上の温度で変形抵抗を律則する動的回復速度が純アルミニウムの場合と同様に温度上昇に対して緩やかに増加する特徴を示す様になり、押出し加工過程における変形領域内部の変形抵抗分布は同領域内部のひずみ速度の分布に大きく依存し温度変化に対して緩やかな応答を示すことが分かった。この他、合金化による変形抵抗の温度およびひずみ速度依存性の変化は400°C以下で著しい、200°Cから300°Cの範囲では変形温度毎の動的回復挙動が大きく異なる、などの事象を明らかにした。2.セラミックス(Si_3N_4あるいはPSZ)を型材に用いた場合の塑性流れと加工品の表面性状に検討を加えた。その結果、セラミックス材の熱伝導係数が小さいことによる断熱効果により型近傍の素材温度の低下が抑止されて変形抵抗が低く保たれるためにデッドメタルゾ-ンが鋼型を用いる場合に比較して薄くなる。押出し比を小さくして素材が型面で滑る様にした、セラミックスと鋼を対面させたダイスを用いた押出し加工実験によると、セラミックス側から押出された加工品表面が鋼側から押出された加工品表面よりも光輝面となる結果を得た。以上のことから、ビレット温度を高温度に維持すべき部分例えば薄肉断面部分、およびダイベアリング部分にセラミックスを用いる、セラミックスと鋼を組み合わせたダイスが熱間押出し加工用ダイスとして有用と考える。
スピン共役電子系の理論計算

本研究の目的はスピン共役電子系における磁性・導電性・超伝導性発現の可能性を理論的に.探ることである。平成10年度の研究計画に基づき、(I)電荷および電子移動機構磁性および超伝導発現の可能性を理論的に示した。また、最近のトピックスである(II)スピントンネリングについての理論的研究も行った。安定に存在するπ共役ラジカルを量子化学的研究については現在解析中である。(I)電子移動による超伝導発現の可能性についての理論的研究超伝導発現機構の中で、導電性高分子と側鎖からなる分子系はLittleモデルとして知られている。しかしこのモデルが超伝導になる可能性はほとんどないと結論づけられていた。そこで有機伝導体モデルに側鎖が着いたLittleモデルにおいて、その伝導体と側鎖間に電子移動があるモデル系でのエキシトン機構による超伝導可能性を理論的に考察した。一次元伝導体としてポリアセンを考えいくつかのモデルを計算した結果、以下のことが示された。(1)金属絶縁体転移する有機高分子鎖に電子移動を伴う側鎖を持つ系では、その移動エネルギーが小さい領域で絶縁体への転移温度が低くなる。(2)エキシトン機構有機超伝導の可能性を否定できない。(II)スピントンネリングについての理論的研究Mn_<12>O_2(O_2CR)_<16>(H_2O)_4のMn_<12>クラスターは異方性が高く、その磁気的振る舞いは、スピントンネリングを伴うために階段状のヒステリシスループを与える。そこで非線形σモデルを用いて、トンネリングレートを計算し、その磁気的振る舞いを調べた結果以下のことが示された。(1)系の磁気的性質が、異方性エネルギーを持つ有効スピンモデルで記述できる場合、有効スピンが半整数である場合はスピントンネルが起こらない。(2)有効スピンが整数である場合の基底状態間のトンネリングレートの一般式を導出した。(3)スピントンネリングは系の磁気的相互作用の構造に大きく依存する。
古典群,景子群,ヘッケ環の表現論と組合せ論

Stanleyらによって昇降盤とBrauer図形の間に与えられたRobinson-Schensted型の対応に対し、交代双線型形式とflagおよびべき零行列を用いた意味づけが前の研究で一部なされていたが、今回より精密な結果が得られた。すなわち与えられた昇降盤を根基列の型として持つようなべき零行列とそれで安定なflagおよび交代双線型形式の組の全体が既約な代数多様体になることが示され、SteinbergによるもとのRobinson-Schensted対応の意味づけとの平行性がより明確になった。Berele対応など他のRobinson-Schensted型の対応の幾何学的な意味を見つけることが今後の課題である。sp(2n,C)のWeil表現の何重かのテンソル積に現れる既約表現に対し、そのWeil表現とのテンソル積の分解を組合せ論的に記述するようなtableauの集合およびRobinson-Schensed型の対応を構成しようとする研究に関しては、組合せ論的扱いの基礎を普遍指標のある種の無限和に対して特殊化写像を定義すことにより明瞭にした。またT.Roby氏の研究に協力を行ったことにより、テンソル積の回数がrankに比して大きい“安定域"の場合およびn=2の場合にRoby氏がほぼ結果を得ている。これをすべての場合に拡張することが今後の課題である。その他、小池和彦氏によって古典詳の指標に関する結果、岡田聡一氏によって小行列の和公式とrhombus tilingに関する結果、小林俊行氏によってreductive groupの無限次元表現に関し分岐が無重複または離散的になる場合に関する結果などが得られている。Sundaramらによる昇降盤とBrauer図形の間のRobinson-Schensted型対応に対し、交代双線型形式とflagおよびべき零行列を用いた意味づけが与えられていたが、これに関しより精密な結果が得られた。すなわち与えられた昇降盤を根基列型として持つようなべき零行列とそれで安定なflagおよび交代双線型形式の組の全体が既約な代数多様体になることが示され、SteinbergによるもともとのRobinson-Schensted対応の意味づけとの平行性がより明確になった。他の対称空間の軌道分解に対応する組合せ論的対応を見つけることが引き続き今後の課題である。sp(2n,C)のWeil表現の何重かのテンソル積に現れる既約表現に対し、そのWeil表現とのテンソル積の分解を組合せ論的に記述するようなRobinson-Schensed型の対応を構成しようとするT.Roby氏との研究交流が進展し、rankが2の場合にはすべての場合にわたって構成に成功した。rankを定め、テンソル積の回数を多くしていったときの"安定域"に関しては、rankにかかわらず構成は成功している。これをすべての場合に拡張すること、またその意味づけを与えることが今後の課題である。その他、小池和彦氏によって古典群の指標に関する結果、岡田聡一氏似よって小行列の和公式とrhombus tilingに関する結果、小林俊行氏によってreductive groupの無限次元表現に関し分岐が無重複または離散的になる場合に関する結果などが得られている。sp(2n,C)のWeil表現の何重かのテンソル積に現れる既約表現に対し、そのWeil表現とのテンソル積の分解を組合せ論的に記述するようなtableauの集合およびRobinson-Schensed型の対応を構成しようとする研究に関しては、組合せ論的扱いの基礎を普遍指標のある種の無限和に対して特殊化写像を定義することにより明瞭にした。

またT.Roby氏の研究に協力を行ったことにより、テンソル積の回数がrankに比して大きい“安定域"の場合およびn=2の場合にRoby氏がほぼ結果を得ている。これをすべての場合に拡張することが今後の課題である。その他、小池和彦氏によって古典群の指標に関する結果、岡田聡一氏によって小行列の和公式とrhombus ti1ingに関する結果、小林俊行氏によってreductive groupの無限次元表現に関し分岐が無重複または離散的になる場合に関する結果などが得られている。
GMN癌細胞の動態解明へ： CAFによる癌悪性化へのシナジー効果

(1)GMN癌細胞由来のサイトカインもしくは、細胞外小胞に含まれる分子がNF (正常線維芽細胞)のCAF化や活性化へと繋がるメカニズムを解明する。(2)CAF由来の細胞外小胞や液性因子によるGMN癌細胞のEMT、腫瘍浸潤の加速メカニズムを解明する。(3)1と2のメカニズムの関与分子とヒト癌症例での腫瘍の悪性度、治療後再発との関連を検討する。
スタチン系薬剤の使用実態調査-検査値からみた効果と背景因子に関係はあるか?-

○研究の目的HMG-CoA還元酵素阻害薬(スタチン)は、高コレステロール血症に対する治療薬剤の第一選択薬となっており、愛媛大学医学部附属病院においても、多診療科にわたって処方されている。今回、当院におけるスタチン系薬剤の使用実態を調査し、血清脂質値と使用患者の背景因子との関係を検討した。○研究方法当院電子カルテより、2006年4月2007年3月に当院で新規にスタチンが投与された患者227名を対象とし、その患者のスタチン投与前後のTC値,HDL-C値,LDL-C値,TG値の変化と登録病名との関連について調査した。○研究成果対象患者は、男性103名、女性124名で、年齢は63.36±12.21歳であった。脂質異常症の診断基準(TC値220mg/dL以上,HDL-C値40mg/dL未満,LDL-C値140mg/dL以上,TG値150mg/dL以上)と投与前の検査値について比較すると、TC:82.90%,HDL-C:10.50%,LDL-C:73.64%,TG:40.00%の症例で診断基準に該当した。33.92%の症例では虚血性心疾患の既往があり、二次予防目的でのスタチンの投与であった。スタチン投与後のTC,LDL-C,TGの変化値は、各々-58.39±44.15mg/dL(p<0.0001),-44.70±34.73mg/dL(p<0.0001),-15.43±73.53mg/dL(p=0.0022)であった。しかし、HDL-C値については有意な増加は認められなかった。薬剤毎のTC変化値は、アトルバスタチンの-77.51±48.26mg/dLが最大で、次いでピタバスタチン-57.98±36.71mg/dLであった。マイルドスタチンに分類されるプラバスタチンは-35.45±31.29mg/dLであり、ストロングスタチンとの効果の差が確認できた。TC値について、スタチン投与後も220mg/dL未満に低下しなかった改善不良症例が23.08%存在した。薬剤毎に症例数を比較すると、アトルバスタチン11.76%,ピタバスタチン20.00%,プラバスタチン36.36%であった。改善不良症例について、年齢や糖尿病・高血圧症などの背景因子とオッズ比を求めたところ、肝炎・脂肪肝などの肝障害において2.81(95%CI:1.37-5.78)であり、肝疾患のある症例ではスタチンが効きにくい傾向が示唆された。

改善不良症例について、年齢や糖尿病・高血圧症などの背景因子とオッズ比を求めたところ、肝炎・脂肪肝などの肝障害において2.81(95%CI:1.37-5.78)であり、肝疾患のある症例ではスタチンが効きにくい傾向が示唆された。
水熱条件下におけるセラミックスの摩耗

今年度に行った研究によって得られた新たな知見,成果は以下の通りである.1)Si_3N_4, SiC,ジルコニアセラミックスを静的な条件でオートクレープ内で,高温高圧名で処理した.処理品の観察,腐食生成物の定量,そして反応速度の解析から静的な条件での腐食のメカニズムを明らかにした.(1)Si_3N_4では試料表面から酸化が始まり,酸化層であるSIO_2層をNH_4^+イオンが拡散しながら腐食が進行する.その再, Si_3N_4粒界の影響が顕著で,粒界にガラス層が多い場合は,より進行が速いことが明らかになった.(2)SiCでも試料表面から酸化が始まるが,その際に発生したCH_4はSiO_2層中を拡散しにくいため, Si_3N_4より腐食が進行が遅いことが明らかになった.(3)ジルコニアでは試料表面から正方晶→単斜晶状態が進行し,その際に水中のOH^-イオンの寄与が大きいことが明らかになった.2)オートクレープ中における回転摩耗試験を行うため,現有のオートクレープに今年度研究費で購入した回転計測計を取り付け,システムを完成した.3)摩耗に及ぼす水の圧力,温度の影響を調べた.摩耗即ち動的な腐食は静的な腐食に比べて著しく進行が速いことが明らかになった.以上の研究結果により,セラミックスの大気中の摩耗現象を明らかにし,さらに高温高圧水中の摩耗現象をセラミックスの加工に利用することが出来ると考えられる.今年度に行った研究によって得られた新たな知見,成果は以下の通りである.1)Si_3N_4, SiC,ジルコニアセラミックスを静的な条件でオートクレープ内で,高温高圧名で処理した.処理品の観察,腐食生成物の定量,そして反応速度の解析から静的な条件での腐食のメカニズムを明らかにした.(1)Si_3N_4では試料表面から酸化が始まり,酸化層であるSIO_2層をNH_4^+イオンが拡散しながら腐食が進行する.その再, Si_3N_4粒界の影響が顕著で,粒界にガラス層が多い場合は,より進行が速いことが明らかになった.(2)SiCでも試料表面から酸化が始まるが,その際に発生したCH_4はSiO_2層中を拡散しにくいため, Si_3N_4より腐食が進行が遅いことが明らかになった.(3)ジルコニアでは試料表面から正方晶→単斜晶状態が進行し,その際に水中のOH^-イオンの寄与が大きいことが明らかになった.2)オートクレープ中における回転摩耗試験を行うため,現有のオートクレープに今年度研究費で購入した回転計測計を取り付け,システムを完成した.3)摩耗に及ぼす水の圧力,温度の影響を調べた.摩耗即ち動的な腐食は静的な腐食に比べて著しく進行が速いことが明らかになった.以上の研究結果により,セラミックスの大気中の摩耗現象を明らかにし,さらに高温高圧水中の摩耗現象をセラミックスの加工に利用することが出来ると考えられる.
ゼンマイ科の系統進化と種分化に関する研究

ゼンマイ属の分子系統解析を行ない、ゼンマイとアメリカ産レガリスがかつて浸透性交雑したことがあり、ゼンマイとヤシャゼンマイの間で今も交雑が起っており、ラオス・ミャンマー産のOsmunda hybridaが雑種起源の4倍体種であり、中国南部のO.mildeiが不稔雑種であって、ゼンマイ属の多様化に交雑が関与していることを明らかにした。化石解析から、東アジアに今は分布しないレガリスゼンマイ(の祖先種)が分布していたことを示唆した。1)インド、タイ、ラオスで植物調査を行い、材料を収集した。静岡県と埼玉県、宮崎県他で集団構造について現地調査を行い、材料を収集した。2)ゼンマイ、ヤシャゼンマイ、レガリスゼンマイについて核遺伝子複数種と葉緑体遺伝子を用いて系統解析した。両遺伝子の系統I関係は大きく食い違い、核遺伝子ではゼンマイとレガリスゼンマイがそれぞれ単系統群をなし、ヤシャゼンマイはそのいずれかに近縁であった。一方、葉緑体遺伝子ではレガリスゼンマイは側系統群となり、アメリカの植物はゼンマイに近縁であった。この結果から、東アジアのゼンマイと現在ではアメリカに分布するレガリスゼンマイの間で浸透性交雑が起った可能性などが考えられる。現在、核遺伝子数を増やして解析中である。3)ゼンマイとヤシャゼンマイとの間の推定雑種オオバヤシャゼンマイの生態調査と系統解析および集団遺伝学的解析から、雑種2代等を含む複合雑種であることが示唆された。4)ゼンマイとレガリスゼンマイの間で葉の二型性以外の区別点を見つけるために標本観察した結果、側脈の間隔に量的な違いがあることがわかった。この違いは印象化石が豊富なゼンマイ類の化石調査で有効であると期待される。5)ラオスのレガリスゼンマイの染色体を観察した結果、倍数体であることを自生個体としては世界で初めて見いだした。そのゲノムは複雑であり、解析を継続している。6)世界のいくつかの植物標本室に保管されている標本を調べ、文献情報を加えて、現生種と化石種の詳細な分布域を明らかにした。1)ゼンマイ、ヤシャゼンマイ、レガリスゼンマイについて複数の核遺伝子領域と葉緑体遺伝子を用いて系統解析を行なった。調べたすべての遺伝子を合わせて系統解析したところ、ゼンマイ・ヤシャゼンマイの系統とレガリスゼンマイの系統に分かれ、レガリスゼンマイはアメリカの亜系統とヨーロッパ・アフリカ・アジアの亜系統に分かれた。一方、葉緑体遺伝子からゼンマイ・ヤシャゼンマイはアメリカの亜系統と姉妹群をなした。この結果から、ゼンマイとレガリスゼンマイが分化した後で、東アジアのゼンマイと、アメリカに分布するレガリスゼンマイ亜系統の間で浸透性交雑が起ったなど可能性が考えられた。これは、種分化の過程で、両種の間に複雑な関わりがあったことを示唆するものである。2)ゼンマイとヤシャゼンマイの間の推定雑種オオバヤシャゼンマイの生態調査と系統解析及び集団遺伝学的解析から、雑種1代、2代、戻し交配を含み、部分的に胞子繁殖する複合雑種であることが示唆された。3)ラオスのレガリスゼンマイとしたものは新種ラオスゼンマイであることが明らかになった。細胞分類学的観察、葉緑体遺伝子解析、核遺伝子解析の結果を総合すると、ラオスゼンマイは、インドのレガリスゼンマイを母親とし、ゼンマイを父親とする複2倍体であると推定された。本新種はゼンマイ科で初めての発見である。ベトナム最北部を除く東南アジアには現在ゼンマイ類が分布しないことを考慮すると、過去に分布域が変動した際に、種間雑種と倍数化が起ったと示唆された。4)世界のいくつかの植物標本室および化石資料室に保管されている標本を調べ、現生種と化石種の詳細な形態比較を行なった。2)ゼンマイ亜属3種について複数の核遺伝子領域と葉緑体遺伝子を用いて系統解析を行なった。それらの遺伝子を個別にあるいは結合して解析した結果、ゼンマイとレガリスゼンマイが分化した後で、東アジアのゼンマイと、現在は東アジアには分布しないレガリスゼンマイの新大陸亜系統の間で浸透性交雑が起ったことが示唆された。3)オオバヤシャゼンマイの生態調査と系統解析及び集団遺伝学的解析から、本シダが雑種2代や戻し交配を含む部分的に胞子繁殖する複合雑種であり、その母種であるゼンマイとヤシャゼンマイの間で浸透性交雑が起っていることが示唆された。4)ラオスとミャンマーに新種Osmunda hybridaが存在することを明らかにした。葉緑体遺伝子・核遺伝子解析などの結果を総合すると、本新種は、インドのレガリスゼンマイを母親とし、ゼンマイを父親とする複2倍体であると推定された。過去に分布域が重複あるいは近接していた時に、種間雑種と倍数化が起ったと示唆された。

5)香港と中国東南部に分布する亜属間雑種Osmunda mildeiの母種を推定するために、複数の核遺伝子領域と葉緑体遺伝子を用いて系統解析を行なった。得られたデータから、本雑種はゼンマイ(ゼンマイ亜属)を父種、Osmunda vachelliiを母種として生まれたことを明らかにした。6)現生種と化石種の詳細な形態比較を行ない、日本の化石種は葉脈間距離がゼンマイよりもレガリスゼンマイ(現在は東アジアに分布しない)に似ていることを突き止め、過去にレガリスゼンマイ(あるいはその祖先種)が日本を含む東アジアに存在していた可能性を示唆した。
日本における中央地方関係の再構成

上記の課題に関する1年間の研究においては、研究整理と実態調査において次の3点を明らかにした。1.日本の中央地方関係は政治的で、ダイナミックな関係である。この特徴は中央地方関係の制度改革においても例外ではない。自治体とりわけ府県レベルの自治体の制度的安定はそのダイナミックな関係の中の、言わば不安定の中の安定である。地方制度調査会の審議及び答申はその点をも明らかにしている。2.中央地方関係における制度と実態とは大きくずれている。また、そのずれの解釈にも大きく分かれいる。1.戦後一貫して府県の規模と機能に議論が集中。知事公選制、特別市、「地方」制提言、道州制、連合制、連邦制などがいずれもこれに関連。2.市町村は一貫して機能強化の道を進んできた。合併、広域化への対応が展開された。3.大都市制度問題は未解決。政治指定都市制度(府県との関係が問題)に拡張論と分割論がある。