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東アジア史上の国際関係と文化交流

本研究は本年度(昭和62年度)をもって2年間の継続研究を終了する.本年度の研究実績については,別紙の昭和62年度の研究報告書の「当該年度のまとめ」欄に記述した内容と重複する点も多いが,ここにその概要を略記する.本研究は過去2年における各研究役割分担者の個別的研究を基礎に,研究課題の総合的研究を推進した結果,以下の研究成果を達成することができた.(1)朝鮮と中国の国際関係・文化交流(以下,国際関係と文化交流を省略)の分野では,斎藤は前漢武帝と朝鮮の郡県化,福井は『魏志』倭人伝と『魏略』,李は『梁職貢図』と高句麗使を対象に,それぞれ漢魏六朝時代の朝鮮と中国を中心とする東アジア史上の諸問題を検討した.(2)中央アジアと中国の分野では,まず長澤がその全体的展望を示したのち,山本は東西ローマの地理書を通じて古代の欧亜関係の一端を摸索し,松崎は隋唐時代のタリム盆地に興亡した諸国の歴史を究明し,内藤は唐代における統治機関の処置をめぐる当時の国際関係を分析した.(3)北アジアと中国の分野では,石見は唐代の蕃望,近藤は入宋僧の入国手続,吉田は南宋の使節の旅行記などを焦点に,各自文献学的研究の成果をあげた.(4)東南アジアと中国の分野では,工藤は戦国秦墓出土の竹簡,岡安は魏晋時代の地方志,渡部は明代の農書を主体に,独自の論文を完成した.(5)日本と中国の分野では,古賀は記紀と中国史料に依拠して,両国の伝説や習俗の成立を比較吟味し,堀は律令を主体に日中の相違を分析し,藤家と美川はともに遺隋使,遺唐使の国書問題に注目した古代の日唐関係,細野は21か条をめぐる近代の日清関係を中心に,いずれも日中交渉の断面を取上げた.以上,各自の研究は様々の興味ある問題を喚起しており,本研究を終了するにあたって,近日中にこれらの論考を一書にまとめる予定である.本研究は本年度(昭和62年度)をもって2年間の継続研究を終了する.本年度の研究実績については,別紙の昭和62年度の研究報告書の「当該年度のまとめ」欄に記述した内容と重複する点も多いが,ここにその概要を略記する.本研究は過去2年における各研究役割分担者の個別的研究を基礎に,研究課題の総合的研究を推進した結果,以下の研究成果を達成することができた.(1)朝鮮と中国の国際関係・文化交流(以下,国際関係と文化交流を省略)の分野では,斎藤は前漢武帝と朝鮮の郡県化,福井は『魏志』倭人伝と『魏略』,李は『梁職貢図』と高句麗使を対象に,それぞれ漢魏六朝時代の朝鮮と中国を中心とする東アジア史上の諸問題を検討した.(2)中央アジアと中国の分野では,まず長澤がその全体的展望を示したのち,山本は東西ローマの地理書を通じて古代の欧亜関係の一端を摸索し,松崎は隋唐時代のタリム盆地に興亡した諸国の歴史を究明し,内藤は唐代における統治機関の処置をめぐる当時の国際関係を分析した.(3)北アジアと中国の分野では,石見は唐代の蕃望,近藤は入宋僧の入国手続,吉田は南宋の使節の旅行記などを焦点に,各自文献学的研究の成果をあげた.(4)東南アジアと中国の分野では,工藤は戦国秦墓出土の竹簡,岡安は魏晋時代の地方志,渡部は明代の農書を主体に,独自の論文を完成した.(5)日本と中国の分野では,古賀は記紀と中国史料に依拠して,両国の伝説や習俗の成立を比較吟味し,堀は律令を主体に日中の相違を分析し,藤家と美川はともに遺隋使,遺唐使の国書問題に注目した古代の日唐関係,細野は21か条をめぐる近代の日清関係を中心に,いずれも日中交渉の断面を取上げた.以上,各自の研究は様々の興味ある問題を喚起しており,本研究を終了するにあたって,近日中にこれらの論考を一書にまとめる予定である.東アジアの歴史を中国を中心にしてトータルに理解しようとする所謂「東アジア世界史観」は、今日まで学界に多くの貢献をしてきたが、一方では、この史観の根幹である「中国冊封体制論」に再検討の必要性が指摘されつつある。本年度は、そうした冊封体制論に対する再検討を総合的に試みるための基礎的作業として、次の点を中心に研究を進めた。1.基本的研究方針について(1)東アジア史上の国際関係や文化交流が中国を中心として展開されてきたことは確かであるが、その個々の形態を見ると、例えば中国の北方と南方とでは著しい差異のあることが認められてくる。そこでまず、中国と関係をもった諸外国・諸民族を地域的に東・西・南・北に分類し、それらの地域と中国との政治的関係や文化交流のあり方について、具体的に個々の問題点を抽出した。(2)各地域の国家や民族が中国との関係において事実上は独自の形態を有していた一方で、中国の朝廷には中華思想に基づいてそれらすべてを統括する基本理念が存在していたことも、また事実であると思われる。したがって、(1)と同時に、中国各王朝の法令等にそうした中国側の理念をさぐり、それが地域や時代等の状況変化によってどのように修正されるのかを追求した。

2.基礎史料および関係資料の収集・整理上記の研究方針を確認しつつ、研究分担者がそれぞれの問題点に関する基礎資料を収集・整理し、またそれらの問題点が特に東アジア世界史観や冊封体制論の中で従来どのように位置づけられてきたかを調査するために、これまでの関係論文を収集・整理した。
血管新生研究のためのin vitro血管ネットワークモデルの開発

本研究の目的は、血管新生研究のための三次元微小血管システムを構築することである。具体的には、マイクロ加工技術を用いて、中腔のコラーゲンゲル構造を作製し、三次元微小血管モデルの構築を行った。作製した微小血管は、VEGF濃度に応答して血管新生挙動を示し、また、がん細胞との共培養により、血管新生とがん細胞の血管内への侵入が観察された。以上より、本in vitro微小血管システムは血管新生研究への有用性が示唆された。本研究の目的は、血管新生研究のための任意のネットワーク形状を有する三次元微小血管システムを構築することである。具体的には、すでに開発した三次元コラーゲンゲルマイクロ流路デバイスを発展させ、血管新生研究に特化した1ネットワーク状の微小血管モデルの作製、2安定化構造の構築を行う。最終的には、癌細胞との共培養および抗血管新生剤などによる3環境応答試験を行うことで、作製した微小血管システムの血管新生研究利用への有効性を評価する。平成25年度の研究では、インクジェットプリンタおよびマイクロ流路デバイスによる、1のネットワーク状のコラーゲンゲル流路の形成について検討を行った。犠牲層材料としてアルギン酸を利用することで、コラーゲンゲル内に中腔の構造体の形成について検討を行った。また、来年度に予定している2と3の予備実験についても開始しており、安定構造形成においては、培地中の血清濃度、成長因子濃度、ペリサイトの導入、コラーゲンゲルの濃度等のパラメータをふることで、安定化の条件検討を行い、顕微鏡観察によるスプラウティングの本数、免疫染色法による血管構造の基底膜成分形成から評価を行っている。また、作製した微小血管内に蛍光デキストラン分子を灌流し、共焦点レーザー顕微鏡による血管の透過性計測方法を確立した。平成25年度に実施を予定していた微小血管内の流れの可視化については、顕微鏡観察にとどまっており、マイクロPIV法による流れの解析については準備中である。最終年度である平成26年度の研究では、主に血管の安定化構造の構築と環境応答試験、具体的には、がん細胞との共培養およびVEGF刺激に対する血管新生挙動、血管透過性評価について検討した。がん細胞(悪性黒色腫・メラノーマ)と共培養したところ、三次元状の微小血管からコラーゲンゲル内へ新生する挙動がみられ、かつ、がん細胞がコラーゲンゲル内を遊走し、微小血管内へ浸潤する様子が確認された。また、高濃度のVEGF刺激に対する血管新生の数を評価したところ、本数、長さともに高濃度条件において高くなることが示された。さらに、VEGF刺激時の血管透過性を蛍光定量法により評価したところ、刺激による透過性亢進を確認した。以上より、今回開発したin vitro血管ネットワークモデルは、血管新生および透過性亢進などの生体同様の挙動を示し、血管新生研究へと利用できる可能性が示唆された。組織工学実験の都合上、次年度に予定していた研究項目を前倒しで行ってはいるが、おおむね予定通り研究は進展している。得られた研究の結果も今後の研究予定に影響がないと思われる。平成26年度には、微小血管ネットワークモデルの特性解析および血管新生研究への有効性を評価するために、微小血管をとりまく細胞組織との共培養、あるいは、化学刺激による血管新生挙動、ネットワーク変化を観察し、モデルの有効性を評価する。
染色体18番における内因性精神病疾患感受性遺伝子の同定

本研究は、染色体18p11.2領域の内因性精神病責任座位の絞込みと最終的な疾患感受性遺伝子の同定とを目的とした。18p11.2領域は、我々が報告した細胞内情報伝達に関係する新規遺伝子IMPA2遺伝子を初めとして、精神疾患に対する危険因子(疾患易罹患性因子)が存在する可能性が高い領域として注目されている。まず、18p11.2領域を280kbで網羅する高密度マーカーを用いて日本人統合失調症80家系240名、214人の統合失調症孤発患者と313人の健常対照者について解析し、IMPA2遣伝子の1.2Mb下流に存在するC18orf1遺伝子についてD18S852、6409T>Cで構成されるハプロタイプで非常に強い関連を示唆する所見を報告した(P=0.00001)。さらに、全染色体について444マーカー(染色体18番については27マーカー)を用いて網羅的に連鎖不平衡マッピング・伝達連鎖不平衡テストを行い、11q13.3に新たな疾患感受性座位が存在する可能性があることを報告したが、18p11.2領域については関連を示唆する所見は得られなかった。しかし、IMPA2遺伝子およびその近傍に位置する17SNPsを用いて、496人の気分障害患者と543人の健常対照者について遺伝子関連研究を行ったところ、promoter領域に存在する-1051G>T、-708G>A、-461C>T、およびイントロン1に存在するIVS1+1801C>Tで構成される特定のhaplotypeと疾患との関連が示唆された(P=0.007)。現在はrisk haplotypeが転写活性にどのような影響を与えるのかなど、変異の疾患への機能的な関与を継続して検討している。加えて、18p11.2領域を20-30kb前後で網羅する高密度SNPsを用いた疾患感受性遣伝子の検索を続けている。本研究は、染色体18p11.2領域についての連鎖不平衡マッピング・伝達連鎖不平衡テストによる内因性精神病責任座位の絞込みと最終的な疾患感受性遺伝子の同定とを目的としている。18p11.2領域は、我々が報告した細胞内情報伝達に関係する新規遺伝子IMPA2遺伝子やWilliamsらによるGNAL(G-olfα)遺伝子を初めとして精神疾患に対する危険因子(疾患易罹患性因子)が存在する可能性が最も高い領域として注目されている。しかし、今までの報告・追試などを総合的に判断すると、IMPA2遺伝子、GNAL遺伝子ではない、これらの遺伝子と連鎖不平衡にある近傍の未知なる遺伝子が精神疾患に関与している可能性が高い。本年度は、まず18p11.2の遺伝子領域を280kbで網羅する15マーカーについて日本人統合失調症80家系240名を用いてETDT(Extended transmission disequilibrium test)による解析を行った。その結果、D18S852(P=0.010)とD18S40(P=0.023)とに有意な結果を得た。D18S852はC18orf1遺伝子の3'UTRに存在することから、次にこの遺伝子の詳細な検討を行い、6409T>C変異について有意な伝達連鎖不平衡を得た(P=0.046)。さらに214人の統合失調

症孤発患者と313人の健常対照者とで行ったハプロタイプ解析ではD18S852、6409T>Cで構成されるハプロタイプで非常に強い関連を示唆する所見を得た(P=0.00001)。今後はC18orf1遺伝子についての精密な遺伝統計学的解析による検討と機能的変異の検索を行う予定である。また、18p11.2領域の全遺伝子を50kb前後で網羅する高密度SNPsを用いた疾患感受性座位の検索と最終的な候補遺伝子の同定とを継続する予定である。本研究は、染色体18p11.2領域の内因性精神病責任座位の絞込みと最終的な疾患感受性遺伝子の同定とを目的としている。18p11.2領域は、我々が報告した細胞内情報伝達に関係する新規遺伝子IMPA2遺伝子を初めとして、精神疾患に対する危険因子(疾患易罹患性因子)が存在する可能性が高い領域として注目されている。昨年度は、18p11.2領域を280kbで網羅する高密度マーカーを用いて日本人統合失調症80家系240名、214人の統合失調症孤発患者と313人の健常対照者について解析し、IMPA2遺伝子の1.2Mb下流に存在するC18orf1遺伝子についてD18S852、6409T>Cで構成されるハプロタイプで非常に強い関連を示唆する所見を報告した(P=0.00001)。本年度は、まず全染色体について444マーカー(染色体18番については27マーカー)を用いて網羅的に連鎖不平衡マッピング・伝達連鎖不平衡テストを行い、11q13.3に新たな疾患感受性座位が存在する可能性があることを報告したが、18p11.2領域については関連を示唆する所見は得られなかった。しかし、IMPA2遺伝子およびその近傍に位置する17SNPsを用いて、496人の気分障害患者と543人の健常対照者について遺伝子関連研究を行ったところ、promoter領域に存在する-1051G>T、-708G>A、-461C>T、およびイントロン1に存在するIVS1+1801C>Tで構成される特定のhaplotypeと疾患との関連が示唆された(P=0.007)。
酸化電位水の殺菌、殺ウイルス効果による院内感染防止法および口腔内消毒に関する研究

MRSA、HIVあるいは肝炎ウイルスなどの院内感染が社会問題になっている。歯科治療時には、出血の頻度が高いことから、血液を介する感染性疾患に対しては十分な感染予防対策が必要である。特に、歯科治療で頻用される印象材には、血液や唾液の付着は避けられないことから、感染防御のため印象の消毒は重要である。また、その消毒処理によって、印象に寸法変化などの影響が生じないことが必要である。そこで、本研究では酸化電位水(pH2.6、酸化還元電位1,100mV、有効塩素濃度16ppm)を用いて、印象に対する消毒剤としての有効性について検討した。用いた印象材は付加重合型シリコーン印象材、縮重合型シリコーン印象材、寒天印象材、およびアルジネート印象材である。MO2級窩洞形成人工歯をこれらの印象材を用いて印象採得し、その印象を30分間、酸化電位水に浸漬し、その後10分間流水下で洗浄した。通法に従いメタルインレーを作成し、人工歯にセメント合着したのち、そのセメント厚さを測定して、酸化電位水の印象に与える寸法変化を検討し、次の結論を得た。1.酸化電位水で印象の消毒を行った場合、消毒処理を行わなかった場合と比較して、付加重合型シリコーン印象材で一部にセメント層の厚みが有意に増加したが、臨床では、問題になるセメントの厚みではなかった。縮重合型シリコーン印象、および寒天アルジネート連合印象では、無処理と比較して、有意差は認めなかった。2.従来印象の消毒に用いられている2%グルタールアルデヒドと比較して、同程度の適合性が得られた。3.酸化電位水を印象の消毒に用いる方法は、臨床応用が可能であると考えられる。また、近年、易感染患者に歯科治療を行う頻度が高くなり、歯科治療室環境の改善が必要である。本研究では酸化電位水、すなわち蒸留水あるいは水道水に0.07%NaClを添加した後、電気分解して得られる、pH2.6、酸化還元電位(ORP)1,100mV、有効塩素濃度16ppmの水を用いて、消毒剤としての有効性について検討し、次の結論を得た。1.酸化電位水の殺菌活性は有効塩素濃度に著明な影響を受けた。2.酸化還元電位が1,000mV以上の条件でも、有効塩素が低濃度では酸化電位水の殺菌活性は減弱していた。酸化還元電位は殺菌活性の有無を判定する指標としては、有用でない場合があった。3.pH2.5に調製した有効塩素を含まない水溶液中に、試験した6種の微生物のうち4種は60分以上生存していた。低いpHが酸化電位水における殺菌活性の主要な因子ではないことが示された。4.酸化電位水は同じ有効塩素濃度の次亜塩素酸ナトリウムに比べ、殺菌活性が高いことが示された。5.血清を酸化電位水に添加すると、有効塩素濃度は顕著に、かつ迅速に低減し、殺菌活性は著しく低下した。酸化電位水を消毒剤として有効に使用するためには、消毒剤対象物の表面からあらかじめ有機物を除去して、有効塩素濃度を維持することが必要である。
シングルローカスVNTRマーカーによる黒毛和種の育種改良

我々は黒毛和種の有効利用を図るため,肉質の優れている但馬牛の集団を対象に,種々の集団遺伝学的分析を加えてきた。その分析にDNA多型マーカーを取り込む事は今後の育種にとって不可欠である。そこで、本研究では黒毛和種を対象として,ミニサテライトやミクロサテライト遺伝子座等のシングルローカスVNTRマーカー遺伝子座のクローニングを行い,形質選抜のDNAマーカーの検索を行った。マーカーと形質との連鎖が明らかになれば、連鎖関係を利用して優良形質の選抜や形質を支配する遺伝子座を究明出来る。平成6年から平成8年の3年度にわたりミニサテライトとマイクロサテライト遺伝子座のクローニングを行った。ミニサテライトのクローニングではウシゲノムライブラリーからポジティブ・クローンを得た。その内、数個の多型性の高い遺伝子座に注目して、PCR分析が可能なプライマーを設計中である。一方、マイクロサテライトのクローニングでは黒毛和種のゲノムライブラリーから(GT)nの反復配列を持つのポジティブ・クローンが多数得られた。しかしながら、そのPCR産物の分析は技術的に困難を伴うため、3塩基以上の反復配列のクローニングを試みた。(GGAT)nの4塩基の反復配列では20個のクローンの塩基配列を決めた。その結果、それらは(GGAT)nの配列を含んではいるものの、完全な反復配列は発見されず、また、それらの遺伝子座における多型は顕著ではなかった。そこで、3塩基反復配列の(GTG)nを新たに分析対象に加えてクローニングを行った。その結果(GTG)nに関しては1個ではあるが極めて有望な遺伝子座がクローニングされた。その遺伝子座での多型性は平均ヘテロ接合度が87%に達し、しかも、その多型がアガロース・ゲル電気泳動で簡易に識別できるなどの特徴を備えていた。以上、本研究の結果、PCR法とアガロース・ゲル電気泳動で識別できる多型性の高い遺伝子座が数個発見された。それらについては、近々、学術誌に報告する予定である。黒毛和種の有効活用を図るため,肉質の優れている但馬牛の集団を対象に,種々の集団遺伝学的分析を行ってきた.その分析にDNA多型マーカーを加えることは経済形質の分析には不可欠である.そこで,本研究では黒毛和種を対象として,ミニサテライトやミクロサテライト遺伝子座等のシングルローカスVNTRマーカー遺伝子座のクローニングを行い,形質選抜のマーカーとして,利用しようとしている.本年度は先ずミニサテライト遺伝子座のクローニングを行った.ウシのコスミドゲノムライブラリーより,ミニサテライト反復配列33.15をプローブとしてスクリーニングを行った.3,000個のコロニーから20個のポジティブ・クローンを得た.このクローンよりコスミドDNAを精製した.サザン・ブロティングの結果,ポジティブ・フラグメントを持つものは17個であった.それらのフラグメントサイズは1kb,2kb,4kb,6kb等の小さなものから2kbの大きさのものまで様々であった.これらのポシティブ・フラグメントを用いて,制限酵素断片長多型の分析を行った結果,極めて多型頻度の高いVNTR遺伝子座が数個発見された.その結果,この方法によりVNTR遺伝子座のクローニングが可能なことが示され,今後YNZ22等,別のプローブを用いたクローニングに道が開かれた.次に,ミクロサテライト遺伝子座のクローニングではミュータジェネシスの変法を用いて黒毛和種のゲノム・ライブラリーから(GT)nの反復配列のクローニングを行った.現在,81個のポジティブ・クローンを得ており,その何れもが(GT)nの反復配列を持つ遺伝子座であることが確認された.

この内,2つについては多型が検出されている.本研究では黒毛和種を対象として,ミニサテライトやミクロサテライト遺伝子座等のシングルローカスVNTRマーカー遺伝子座のクローニングを行い,形質選抜のマーカーとして利用出来るものを検索しようとしている。これらのマーカーはマーカー・アシスト・セレクション法による育種に利用可能となり、マーカーと形質との関連が明らかになれば、ポジショナル・クローニング法によって直接形質にかかわる遺伝子を究明する手がかりを得られる事になる。平成6年と7年の両年度にわたりミニサテライトとミクロサテライト両種の遺伝子座のクローニングを行って来た。ミニサテライトのクローニングではウシゲノムライブラリーからミニサテライト反復配列33.15をプローブとしてスクリーニングを行った。その結果,20個のポジティブ・クローンを得た。その中には極めて多型性の高い反復配列が数個発見された。その内の幾つかはDNAフィンガープリント法のプローブとしても有効な事が示された。一方、マイクロサテライトのクローニングではゲノムライブラリーから(GT)nおよび(GGAT)nの反復配列のクローニングを行った.81個と20個のポジティブ・クローンを得,そのいずれもが当該の反復配列を持つ遺伝子座であることが塩基配列の分析結果から確認された。現在PCR反応用のプライマーを設計中である。本研究では黒毛和種を対象として,ミニサテライトやミクロサテライト遺伝子座等のシングルローカスVNTRマーカー遺伝子座のクローニングを行い,合計約120個の反復配列遺伝子座をクローニングした。しかしながら、それらのクローンされた遺伝子座の長さは20kbを越すものが有り、現在のところ、全長の塩基配列を決定する事が困難で、全部のクローンの塩基配列の解明には至っていない。我々は黒毛和種の有効利用を図るため,肉質の優れている但馬牛の集団を対象に,種々の集団遺伝学的分析を加えてきた。その分析にDNA多型マーカーを取り込む事は今後の育種にとって不可欠である。本研究では黒毛和種を対象として,ミニサテライトやミクロサテライト遺伝子座等のシングルローカスVNTRマーカー遺伝子座のクローニングを行い,形質選抜のマーカーとして利用出来るものを検索しようとした。マーカーと形質との連鎖が明らかになれば,ポジショナル・クローニング法によって直接形質にかかわる遺伝子を究明する手がかりが得られる。平成6年と7年の2年度にわたりミニサテライトとミクロサテライト両種の遺伝子座のクローニングを行った。一方、マイクロサテライトのクローニングではミュータゲネシスの変法を用いて黒毛和種のゲノムライブラリーから(GT)nの反復配列のクローニングを行った。
我が国の小児下痢症における細胞膨化致死毒素(CDT)産生性大腸菌の疫学調査

調べた406検体中37検体でcdt遺伝子が陽性となった。PCR-RFLPによりI:22検体、II:3検体、III:9検体、さらに、型別できなかった増幅断片の塩基配列を解析することによりIV:3検体、既存のタイプに型別できないものが1検体あった。分離できた34株を同定したところ、1株を除いて大腸菌であった。最も多い血清型は、O2:HNM(11株)であり、次いでO2:H^+(2株)であった。O142の1株を除いて発展途上国で報告されているEPECの血清型に属する株はなかった。病原因子の保有状況から、典型的なEPECに属するものはなかった。発展途上国と先進国で分離されるCDT産生性大腸菌は性状が異なる事がわかった。
ロコモティブシンドロームにおける要介護の予測因子の解明(LOHAS研究）

ロコモティブシンドロームは、要介護になるリスクの高い状態であるが、運動器疾患とそれに伴う長期の運動器疾患に対する薬剤使用が要介護、死亡の発生に与える影響については明らかではない。本研究の目的は、一般住民を母集団する疫学調査において、1)運動器疾患と、生活習慣病、心理社会的因子と認知症との関係を明らかにすること、2)運動器疾患における要介護と死亡発生の関係と予測因子を解明すること、3)運動器疾患に対する長期服薬が要介護と死亡発生に与える影響を解析すること、4)運動器疾患とその機能・生活習慣などの測定項目を用いて、要介護状態発生のハイリスク者を特定するためのリスクチャートを作成することである。
果実品質の向上のための果実液胞内への物質集積機構の解明と制御

果実の品質向上のために果実組織及び細胞内への糖の蓄積機構を明らかにすることを目的として研究し、次の結果を得た。1.液胞及び細胞外への糖のコンバートメンテーション:果実組織内での糖の局在と生長過程における変動を、コンバートメントアナリシス法によって調べた結果、イチゴ、メロン果実鞆に70%以上の糖が液胞内、残りの大部分はアポプラストに局在した。そして、成熟に伴って原形質膜の糖に対する透過性がルーズになることによって、アポプラストの糖濃度が増加することを明らかにした。2.糖の膜透過機構とホルモンによる促進:果実細胞内への糖の吸収にはキャリーに依存したものと単純拡散によるものとがあり、両者を区別して測定した。イチゴ、メロン果実とも未熟果ではスクロース、グルコース、フルクトースに対するキャリアーが検知されたが、成熟に伴ってスクロースのキャリアーが消失した。また、インドール酢酸はキャリアーによる透過を促進した。一方、アブシジン酸は拡散による吸収を促進したが、これは液胞内への糖の吸収を促進した結果として生じたものであることを明らかにした。3.液胞膜のプロトンATPaseとプロトンPPaseの役割:両者をトノプラストより調整し、ニホンナシ果実の生長段階での変動を調べたところ、プロトンPPaseは主に幼果において、プロトンATPaseは主に果実が成熟するときに大きな役割を持つことを明らかにした。4.液細胞小胞への糖の透過機構:トノプラスト小胞にはクルコース、フルクトースの促進拡散のキャリアーが存在することを明らかにした。1.Compartmental analysis法を用いて、セイヨウナシ、メロン、イチゴ果実での糖の細胞内局在場所を検討したところ、その大部分が液胞内に蓄積することを明らかにすることが出来た。また同様な方法により細胞内とアポプラストの体積を求め、これに基づいて細胞内とアポプラストの糖濃度を明らかにした。そして果実の成熟に伴って細胞膜の透過性が大きくなり、その結果アポプラストでの糖濃度が高くなることを示した。アポプラストに糖が蓄積することによって、液胞により形成される膨圧及びシンプラストやアポプラストへのアンロ-ディングを小さくし、果実の肥大成長を抑制することを示唆した。2.メロン及びイチゴ果実の原形質膜には、スクロース、グルコース、フルクトースを細胞内に積極的に取り込むためのキャリアータンパク質が存在した。このタンパク質は未熟な果実では活発に働くが、成熟につれて活性が弱くなった。特にスクロースのキャリアータンパク質は消失した。3.セイヨウナシ果実から、我々が果実において確立した亜細胞分画法に従って、液胞膜を調製し、トノプラスト小胞内への各糖の透過機構を明らかにすることを試みた。その結果、トノプラスト小胞にはグルコース及びフルクトースを取り込むキャリアータンパク質が存在し、その活性は強かったが、ATPやプロトンによって促進されなかった。このことより、このキャリアータンパク質は能動輸送のためではなく促進拡散のためにあることを示唆した。一方、ソルビトールやスクロースに対するキャリアータンパク質も存在したけれどもその活性は弱く、ATPやプロトンによる促進も認められなく、促進拡散に働くことを示唆した。液胞タイプのH^+-ATPase、H^+-PPaseそして水チャンネルと思われるVM23の抗体を用いて、セイヨウナシ果実の生長・成熟におけるそれらの活性とタンパク質量の変動を検討した。その結果、活性とタンパク質の発現はいずれも一致した。H^+-ATPaseは未熟な果実よりも成熟した果実においてより高い活性を示し、果実肥大に伴う液胞の生長や物質の蓄積に関与すること、またH^+-PPaseはむしろ幼果において活性が高く、細胞分裂に伴う液胞の構築及びピロリン酸の分解に機能すること、そしてVM23は幼果で多く液胞の構築に関与することを示唆した。

一方、セイヨウナシの成熟果よりトノプラストを調製し、トノプラスト小胞内への各糖の透過機構を検討した。メンブレンフィルター法により糖の透過を調べたところ、キャリアーを介した透過を検知したが能動輸送を検知できなかった。そしてゲルろ過法に変更したがやはり同様な結果を得た。そこで、キャリアーを介した促進拡散による糖の透過機構に注目して、そのキネティックスを解析した。この促進拡散は特にグルコースとフルクトースに対して強く、スクロースとソルビトールに対してはわずかであった。そして、基質に対して低濃度(約0.5mM)と高濃度(約10mM)の2つのKm値を持つ二重飽和曲線を示した。この促進拡散と液胞内への糖の蓄積との関係については不明な点が多いが、少なくとも液胞内に蓄積したグルコースやフラクトースの利用のために機能することを示唆した。現在、この促進拡散系を用いた^<14>C,^3Hの二重ラベル法によって、このキャリアータンパク質をトノプラスト小胞より単離している。
兵庫県加西市・一乗寺の歴史資料(巡礼札)の調査とデータベース化

本研究は、西国三十三所観音霊場第二十六番札所である法華山一乗寺に参詣した際に奉納された巡礼札を対象としたものである。一乗寺本堂は平成1219年度にわたって解体修理がなされ、天井部等に打ち付けられた大量の札が取り外されたことを契機として、そこに記された巡礼者の氏名・奉納年次・出身地・同行人数等を判読してデータベース化することを主たる目的とした。対象となる札は近世から現代に至る23,000点を超えるもので、その記述内容をデータベース化し諸情報を抽出して考察を可能にしたことは、近世期西国巡礼の様態を実証的に研究するための格好、かつ重要な基礎資料を提供する成果となった。本調査は、西国三十三所巡礼寺院である一乗寺に残される巡礼札の悉皆調査とそのデータベース化を目的としている。平成1219年度の一乗寺本堂の解体修理に伴い、本堂の天井等に打ち付けてあった大量の「巡礼札」もはずされた。本調査は、本堂の解体修理によって可能になったものであり、平成19年度までに調査を終了しなければならず、極めて緊急性のある調査である。17年度の調査実績は以下の通りである。1.実地調査を4回(各2泊3日)を行い、解体修理の作業上、緊急性のある「巡礼札」の調査から実施した。今年度に調査した員数は5681点である。2.今回の現地調査は、法量(縦×横×幅)や形状、虫損等の調査と写真撮影を行ったが、解読を行っていない。そのため、写真による解読作業を現在、行っている。状態の良好でないものも多く、今後の保存措置を考える必要がある。3.前田卓『巡礼の社会学』(ミネルヴァ書房1971年)によると、前田氏は天井に打ち付けた状態で6325点の「巡礼札」を調査されたが、今回の調査したものと重複する部分があるとおもわれるが、最終的には2万点を超えるのではないかと予想される。4.今回の調査で知り得た特徴を記すと、朱書した札が1点(享保5年<1720>銘)みられた。朱書は生前に逆修のために記されるもので、「巡礼札」にはその遺例は極めて珍しい。巡礼者の出身地は、関東(特に埼玉)や長州・城州に多く、一乗寺近辺の巡礼者の出身地をみることは、比較的少ない。今回の調査には、志方西中邨(現加古川市志方町西中)の「巡礼札」(文化10年<1813>銘)がみられた。5.大量に残されている「巡礼札」の調査とそのデータベース化によって、西国三十三所信仰の実態、巡礼者の出身地、階層や生業等について検討する素材を提供してくれる資料になるとおもわれる。本調査は、西国三十三所巡礼寺院である一乗寺に残されている巡礼札の悉皆調査とそのデーターベース化を目的としている。平成1219年度の一乗寺本堂の解体修理に伴い、本堂の天井等にうちつけてあった大量の「巡礼札」もはずされた。17年度に継続して、18年度の調査も実施した。18年度の調査実績は以下の通りである。1.実地調査は、4回(各2泊3日)を行い、解体修理の作業上、緊急性のある「巡礼札」の調査から実施し、長押から発見された「巡礼札」を調査した。今回の調査した員数は6332点であり、17年度に調査した員数とあわせると、12013点である。加西市史編さん室委員会で調査された平成13年度15年度分の員数376点(長押より発見)、5734点(天井より発見)を含むと、総数18000点を超える。2.今回の現地調査は、法量(縦×横×幅)や形状、虫損等の調査と写真撮影を行っているが、現地で解読を行っていない。写真による解読作業を現在、取り組んでいるが、その進捗状況は遅々としてものである。調査は19年度も継続して行うが、極力解読作業を進めたいとおもっている。3.今回の調査では、寛永5(1628)・12(1635)・17(1640)年の紀年銘のある「巡礼札」が発見されている。これは一乗寺に残されている「巡礼札」の中でも古いものである。この他に三十三所関係の「巡礼札」のみでなく「太神宮御本宮」の守護札、「六十六部」の札もあった。

「札」以外の奉納物として「経典」、「位牌」、「過去帳」や「遺髪」もみられた。本調査は、西国三十三所巡礼寺院である一乗寺に残されている巡礼札の悉皆調査とそのデータベース化を目的としている。平成1219年度の一乗寺本堂の解体修理に伴い、本堂の天井等にうちつけてあった大量の「巡礼札」もはずされた。本調査は、本堂の解体修理によって可能になったものであり、平成19年度までに調査を終了しなければならず、極めて緊急性のある調査である。17・18年度に継続して、調査も実施した。19年度の調査実績は以下の通りである。1.実地調査は、3回(各2泊3目)行い、解体修理の作業上、緊急性のある「巡礼札」の調査から実施し、長押から発見された「巡礼札」を調査した。平成18年度まで調査した員数は12013点である。平成19年度は、5327点を調査した。加西市史編さん室委員会で調査された平成13年度15年度分の員数376点(長押より発見)、5734点(天井より発見)を含むと、総数23450点現存していた。2.今回の現地調査も前年度に引き続き、法量(縦×横×幅)や形状、虫損等の調査と写真撮影を行っているが、現地で解読を行っていない。写真による解読作業を現在、取り組んでいるが、その進捗状況は遅々として進んでいない。20年度は解読作業を中心に進めたいとおもっている。3.今回の調査でも、寛永年間の紀年銘のある「巡礼礼」が発見されている。これは一乗寺に残されている「巡礼札」の中でも古いものである。4.巡礼札のみでなく、大型の絵馬形も多数みられた。本調査は、西国三十三所第26番札所としてしられる一乗寺に残される「巡礼札」(巡礼者が三十三所寺院に参詣した際に奉納する札であり、15世紀以降継続して行われていたことが札の遺例によりしられる。)の調査とデータベース化を目的としている。平成1219年度にかけて一乗寺本堂の解体修理が行われた。本堂の天井等に打ちつけてあった大量の「巡礼札」がはずされた。本調査は、その札に記された巡礼者の氏名・時代・出身地等を解読した。その作業は平成19年度まで継続し、総数23450点の札が確認できた。大量に残されている「巡礼札」の調査とそのデータベース化によって、西国三十三所信仰の実態、巡礼者の出身地、階層や生業等について検討する素材を提供してくれる資料になるとおもわれ、従来の巡礼研究の欠落している面が解明できよう。
新規石英ガラス製バーナーの考案とその構造に関する研究

【目的】半導体デバイス基板であるシリコンウェハの研究・実験で使用される石英ガラス器具は、不純物の混入を防ぐため金属製バーナーではなく石英ガラス製バーナーで製作する事が必要である。数社から石英ガラス加工用金属製バーナーが市販されているが、石英ガラス製バーナーは少なく、バーナーノズル形状も限られている。本研究では、新規石英ガラス製バーナーを考案し、石英ガラス製の大口径フランジ、大型セルの製作を目的とする。新規石英ガラス製バーナー「ラインバーナー」「リングバーナー」等を製作することで、加工時間の短縮、加工中の破損を防ぐことができる。これにより製作が困難であった大型石英ガラス器具を製作することが可能となる。【方法】ラインバーナー仕様を決定しバーナーノズルを設計する。バーナーノズル成形には、平成22年度採択課題「任意の断面形状をもつ石英ガラスセル製作法の開発」の石英ガラス管成形法を用いた。ノズル形状の異なるラインバーナーを数種類製作し、石英ガラス板辺の溶融テストを行った。また、炎の温度分布を調べるためサーモグラフィを用いて測定を行った。溶融結果、温度分布を元に火口幅、ノズル形状を改良したバーナーを製作した。酸素ノズル部については、細管ではなく細孔によるバーナーを設計製作し加工炎を比較した。【成果】板辺の溶融テストでは、製作したラインバーナーを用いることで溶融が容易になり均一な溶着面が得られた。加工時間が短縮出来るため大型の溶融加工が可能である。ただし、炎が大きく板辺から近い面も溶融されてしまう傾向が見られた。火口径10mm程度の小口径バーナーにおいて酸素ノズル数を増やすことはこれまで出来なかったが、細管を用いるのではなく細孔にした結果、ノズル数を自由に構成できるようになった。これにより、小口径バーナーノズル設計の幅が広がったといえる。
希土類イオンの単一スピン状態の１イオン光検出

古典コンピューターにおける論理演算の考え方を根底からくつがえす量子論理演算は、すでに少数の量子ビットであれば実現している。しかし、現実的な桁数の演算にはほど遠い。そこで、研究代表者らは、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指し、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。その結果、昨年春、ついにLaF3結晶中にドープされたPr3+を1イオンごとに光検出することに成功した。当該研究では、この成果を発展させ、1複数のイオンの核スピン状態を個別に光操作することで量子演算を実現する。2量子演算に用いるPr3+同士の三次元相対位置を数nmの精度で決定する方法論を確立し、Pr3+同士の相互作用を精密に分光測定することで、集積化されたPr3+で実現可能な量子論理演算を評価することを目標とする。当該年度は、この目標に向けて、Pr3+を高感度に測定するための高安定、高精度、非磁性の顕微システムを構築した。その結果、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、2030 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、系統誤差を2030 nmから0.5 nmに小さくすることに成功した。この技術によって、Pr3+を光走査するための基本かつ必須の技術を手に入れた。当該研究は2019年度で終了するが、今後も継続的に研究を続けることで、現実的な桁数の演算をPr3+で実現したいと考えている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。量子論理演算は少数の量子ビットであれば実現しているが、現実的な桁数の演算にはほど遠い。そこで研究代表者らは、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指している。この目標に向けて、光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。その結果、LaF3結晶中にあるPr3+を1イオンごとに光検出することに成功した。2量子演算に用いるPr3+同士の三次元相対位置を数ナノメートルの精度で決定する方法論を確立することで、集積化された複数のイオンを用いた量子論理演算を実現することを目標としている。当該申請では、この目標を達成するために5つの課題を実行する。当該年度では、予定通り、課題Bと課題Dに取りかかった。どちらの課題も単年度では実行不可能であり、当該年度はその準備をおこなった。課題Bでは、結晶に磁場を印加することで単一核スピンの光検出に挑戦する。結晶に磁場を印加すると、核スピンの量子化軸を磁場の方向に揃い、核スピンの固有状態が電子遷移の影響を受けないようにすることを目標としている。本課題の目標として、距離の近い2つPr3+を見分けなければならない。この場合、空間分解能は高ければ高いほど良い。1個のPr3+からの信号が微弱であるため、量子演算が困難になってしまう場合が考えられる。そこで、以下にしめすように、半球型に研磨したPr3+:LaF3結晶を用いることで、空間分解能と発光の検出効率を共に向上させる(課題D)。「研究実績の概要」にしめすように、当該年度は課題Bと課題Dの二つの課題を実行した。課題Bでは、磁場を印加するために非磁性の材料で試料ホルダーを作られなければならない。また、課題Dに関連して、数ナノメートルの安定性を両立しなければならない。研究が始まる前に用いていた試料ホルダーはどちらの条件を満たしていなかった。そこで、非磁性で低温でも特性が悪くならない純チタンを用いた試料ホルダーを製作した。その結果、きわめて機械的に安定で非磁性の試料ホルダーの製作に成功した。課題Dでは、半球型試料を用いることで、光の検出効率と分解能を同時に向上ようとするものである。すでに、我々は開口数NAが0.6の対物レンズではこの実験に成功しており、当該研究で用いる高開口数の対物レンズでもそれが実行可能なのかの検証が重要である。そこで、当該年度では、光学設計ソフトで半球レンズを用いた時に、メリット・デメリットを検証し、ほぼ問題なく実験に用いることができることを確認した。2量子演算に用いるPr3+同士の三次元相対位置を数nmの精度で決定する方法論を確立し、Pr3+同士の相互作用を精密に分光測定することで、集積化された

Pr3+で実現可能な量子論理演算を評価する。Pr3+の発光は微弱である。個々のイオンからの微弱な発光を用いて高精度な分光測定を実現するには、その発光をいかに効率良く測定するかが鍵になる。そこで平成28年度には、課題Cとして「超解像蛍光顕微鏡の開発による単一Pr3+の三次元空間イメージング」、課題Dとして「半球型LaF3結晶を用いることによる三次元分解能および発光検出効率の向上」をおこなった。二つの課題についてはおおむね順調に進んでおり、大きな計画の遅れはない。上記のように、課題Cでは、試料ホルダーの検討による静的な機械安定化をはかると共に、液体ヘリウム内の温度やステージの位置をアクティブに制御することで、標準偏差0.05 nmという世界最高のイメージ安定性を持ったクライオ蛍光顕微鏡の開発に成功した。蛍光色素をモデルとした予備実験により、この顕微鏡を用いれば、色素1分子の位置を焦平面方向で3Åというきわめて高い精度で決定できることをしめした。この成果はすでに投稿済みである。さらに、高い光学性能を得るために昨年度に引き続き課題Dの半球レンズを用いた研究をすすめていた。二つの課題については大きな計画の遅れはない。古典コンピューターにおける論理演算の考え方を根底からくつがえす量子論理演算は、すでに少数の量子ビットであれば実現している。しかし、現実的な桁数の演算にはほど遠い。そこで、研究代表者らは、結晶中にある無数のイオン一つ一つをそれぞれ1量子ビットずつに割り当てることで、量子ビットを高度に集積することを目指し、新しい系の探索と観察する光学顕微鏡の独自開発を10年にわたり続けてきた。その結果、昨年春、ついにLaF3結晶中にドープされたPr3+を1イオンごとに光検出することに成功した。当該研究では、この成果を発展させ、1複数のイオンの核スピン状態を個別に光操作することで量子演算を実現する。2量子演算に用いるPr3+同士の三次元相対位置を数nmの精度で決定する方法論を確立し、Pr3+同士の相互作用を精密に分光測定することで、集積化されたPr3+で実現可能な量子論理演算を評価することを目標とする。当該年度は、この目標に向けて、Pr3+を高感度に測定するための高安定、高精度、非磁性の顕微システムを構築した。その結果、Pr3+同士の三次元相対位置を決定する場合に、遷移双極子の向きにより、2030 nmの系統誤差が生じることが分かった。そこで、三次元のすべての軸を高精度に決定することで、系統誤差を2030 nmから0.5 nmに小さくすることに成功した。この技術によって、Pr3+を光走査するための基本かつ必須の技術を手に入れた。当該研究は2019年度で終了するが、今後も継続的に研究を続けることで、現実的な桁数の演算をPr3+で実現したいと考えている。希土類イオンであるプラセオジウムイオンを用いた量子実験を実現するために、今年度も顕微鏡の開発をおこなってきた。我々は、2014年に、1個のプラセオジウムイオンの核スピン状態を光で検出・操作することに成功している。しかし、プラセオジウムからの発光量は長い励起状態の寿命により制限されており、信号ノイズ比が十分では無かった。しかし、励起状態の寿命が短ければ、スペクトル幅の増大によって、核スピン状態に由来するハイパーファイン構造が隠れてしまうために、寿命が短い系を選ぶのも得策ではない。
金属薄膜の形態制御と新規化学計測法の開発

本研究では各種金属薄膜の表面形態を制御する技術を開発すると共に,表面プラズモン共鳴(SPR)現象や発光スペクトルの表面増強現象などの金属薄膜における特異な現象や物性を理解し,化学計測をはじめとして各種分野に利用できる金属薄膜を用いる新しい計測法を開発することを目的とした。得られた研究成果をまとめると以下のようになるが、これらは投稿中2報を含む学会誌等9報と2回の優先権出願による特許出願1件と特許成立見込み1件として既に報告している。1、金属薄膜表面の形態観察と表面吸着種の状態分析と形態観察雲母基板上にいろいろな温度で真空蒸着した金,銀,銅,アルミニウムをはじめとする各種金属薄膜の表面形態を観察し,金とアルミニウムにおいて走査プローブ顕微鏡の基板や反射分光法のミラーとして有用な原子レベルで平坦な表面を作製する条件を見出した。またアルミニウム薄膜について,単結晶薄膜として成長するエピタキシャル温度を決定した。アントラキノン-2-カルボン酸(AQ-2-COOH)を試料分子として,アルミニウム薄膜表面の自然酸化物上の吸着状態と吸着形態を検討し,この分子の吸着や薄膜形成に関する基礎的な知見を得た。2、金属薄膜を蒸着した光ファイバーを用いる新規屈折率測定装置の開発光ファイバーのコアの片面に金,銀,銅,アルミニウムを蒸着し,これらの金属薄膜におけるSPR現象を利用する屈折率センサーを作製し,センサーの応答特性を実験と理論の両面から評価し,新しい屈折率測定装置としての工業的な有用性を実証した。光源と検出器の小型化による測定装置の実用化に関する検討も行った。3、金属微粒子が発光に及ぼす効果に関する研究希土類元素を含むフッ化物ガラスのアップコンバージョン発光の基礎研究と金属微粒子による発光の増強現象に関する検討を行った。1、雲母基板上に各種温度と蒸着速度で真空蒸着した金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、スズ、ビスマス、鉛の薄膜の表面形態を原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した。低温において金属表面はセルフシャドーイングによる小さな丸い粒子により構成され、温度の上昇による金属の表面拡散と粒子の成長により、各金属特有の表面形態に変化した。アルミニウムは250350°Cの広い温度範囲において、金は473°C付近の狭い温度範囲において、各種化学計測法に有用な原子レベルで平坦な表面が得られた。2、原子レベルで平垣なアルミニウム薄膜上に溶液から吸着させたテトラシアノキノジメタン(TCNQ)の状態分析と形態観察を反射赤外分光法(IR-RAS)とX線光電子分光法(XPS)及びAFMを用いて行い、金薄膜上の結果と比較検討を行った。TCNQは両金属の表面にマイクロメーターの中性状態の粒子とナノメーターの陰イオン状態の粒子として吸着され、溶液の濃度と共に中性状態が増加することが明らかになった。3、光ファイバーのコアの片面に金薄膜を形成した簡単な構造の屈折率センサーを作製し、その応答特性を検討した結果、コア全面に金薄膜を持つ従来の構造のものに比べて感度と精度及び検出限界が向上した。更に表面プラズモン共鳴(SPR)の理論式を用いて、実験と良く一致する応答曲線を計算することができた。4、銀、銅、アルミニウムについても同様なセンサーを作製し検討した結果、金とは異なり表西酸化物の影響があるが、金属の誘電率の違いより固有の特性を持つセンサーが得られ、応用性を広げることができた。5、銀を非常に薄く蒸着した塩化ユーロピウムにおいて、銀のプラズマ振動によるユーロピウムの蛍光強度の増強を発見し、光触媒反応における金属ナノ粒子の表面増強現象の有用性を指摘した。

1、雲母基板上に各種温度で真空蒸着により作製したアルミニウム薄膜の内部構造と結晶状態を透過電子顕微鏡(TEM)と透過電子回折(TED)を用いて観察した結果、エピタキシャル温度は520°Cであり、この温度以上において雲母上のアルミニウムは単結晶薄膜になることが分かった。また原子間力顕微鏡(AFM)による表面形態の観察により、その薄膜の単結晶粒子は粒界が開いて孤立した状態であることも明らかになった。2、室温で作製したアルミニウム薄膜表面にアントラキノン-2-カルボン酸(AQ-2-COOH)をアセトン溶液から吸着させ、その析出状態と析出形態を非弾性電子トンネル分光法(IETS)、X線光電子分光法(XPS)、AFMを用いて研究した。その結果、AQ-2-COOHは陰イオン状態で表面に単分子層として吸着させ、溶液の濃度が高くなると、マイクロメーターオーダーの中性粒子として析出することが明らかになった。金薄膜上での吸着状態はアルミニウムと似ていたが、銀と銅薄膜上では反応性が高く、マイクロメーターオーダーの陰イオンの粒子が存在した。3、光ファイバーのコアの片面に金薄膜を蒸着した構造の屈折率センサーにおいて、光源として発光ダイオード(LED)を用い、これを光ファイバーに直接密着させることにより、レンズと光軸合わせ不要とした。また検出器としてフォトダイオード(PD)を用いることにより、装置の小型化とコストダウンを図った。各種LEDを用いた結果、その発光波長が短くなると応答曲線の最小値が低屈折率側へとシフトし、応答特性を制御できることが分かった。LEDは少ない消費電力で安定した強度が得られるため、測定精度はHe-Neレーザーを用いた場合よりも10倍程度向上した。各種蒸留酒のエタノール濃度の測定を行った結果、公称値と一致する値が得られ、実用性を示すことができた。光ファイバーの代わりにガラス棒を用いても同様のセンサー素子を作製することができた。1、各種温度の雲母基板上に真空蒸着したチタン薄膜の内部構造と表面の形態及び状態をX線回折法(XRD)、原子間力顕微鏡(AFM)、X線光電子分光法(XPS)を用いて研究した。室温で作製したチタン薄膜は六方晶の微結晶状態であり、薄膜表面は直径約20nmの丸い粒子で構成され、基板湿度の上昇と共に結晶の配向性が良くなり結晶サイズが大きくなった。薄膜表面は約4nmのTiO_2であった。チタン薄膜上に蒸着した金、銀、銅の二層薄膜の形態観察と両金属界面の状態分析を行い、これらの金属薄膜とチタン薄膜との密着性及び界面における相互作用に関する知見を得た。2、赤外反射吸収分光法(IRAS)とXPSを用いて、蒸着銅薄膜上に吸着させたテトラシアノキノジメタン(TCNQ)の吸着状態と表面との相互作用を研究した。蒸着銅薄膜表面はCu_2OでありTCNQは銅原子(Cu^+)から電子を受け取り陰イオン状態(TCNQ^-)で析出するが、酸素グロー放電によりCuOに酸化した銅薄膜上では銅原子(Cu^<2+>)から電子を受け取れず中性状態(TCNQ^0)で析出することを明らかにした。
CMRFモデルに基くプラスチック地雷探知システムの開発研究

本研究は、われわれが提案し世界をリードしている「複素ニューラルネットワーク」の理論に基づいて、対人プラスチック地雷を適応的に可視化するレーダシステムを構築することを目的として進められた。このレーダシステムは、人間の脳に似た機能を持ち、しかし一歩進んで、人間が持たない複素振幅情報を適応的に扱う能力を持ったニューラルネットワークを核としている。その結果、これまで事実上不可能であった浅く(03cm)埋設されたプラスチック地雷の可視化に成功した。現在は次段階の研究であるフィールド試験(地雷原に似た状況での模擬地雷可視化)の計画を進めている。構築・開発に成功したこのシステムは、次の3つの部分から成る。(1)高空間密度・広帯域の集積アンテナによるハンドセット新たなアンテナ・エレメントすなわちWalled-LTSA(walled linearly-tapered slot antenna)を提案・設計した。このアンテナ・エレメントは、小さい開口面積を持つため高密度に2次元的に集積化が可能であり、また広帯域を有しているため周波数掃引に好適である。この集積アンテナによって連続電磁波を放射し、また地中からの反射波を位相感受方受信機で2次元的に受信する。そして、その周波数を掃引することによって、空間および周波数空間の3次元空間での複素振幅データを得ることを可能にした。(2)複素画像を適応的に区分する複素自己組織化マップ(Complex-valued self-organization map : CSOM)モジュールまた、得られたデータの複素3次元テクスチャを適応的に区分するCSOM適応クラス分けモジュールを開発した。反射波は2次元×周波数の3次元のテクスチャ情報を持っている。CSOMモジュールは、この複素テクスチャに基づき画素を適応的に分類し、画像を区分する。その結果、プラスチック地雷領域を他の土石領域や金属片を含む領域などと分離して、別のクラスに分類することに成功した。(3)地雷クラスを同定する複素連想記憶モジュールさらにCSOMによって分類されたクラスのうち、どのクラスがプラスチック地雷であるか、同定する必要がある。われわれは、これを2段階の複素連想記憶を提案・構築するによって実現に成功した。まず計測取得画像に含まれる特徴ベクトル(クラスを表現している)のセットに対して、それに近い特徴ベクトル・セットを有する教師画像を連想記憶的に探索する。次に、最も近かった教師画像の特徴ベクトルのうち、プラスチック地雷のクラスに相当する計測結果クラスを複素連想記憶で探索する。この2段階探索によって、効果的にプラスチック地雷クラスを同定することができた。本年は研究の初年度であり、特に地雷(金属およびプラスチック)を検出するための基礎データの取得を行った。また複素ニューラルネットワークのダイナミクス(アルゴリズム)の改良に成功した。複素自己組織化マップ(C-SOM)を基本とし、ミリ波のキャリア周波数もスキャンして位相-振幅処理を行った。これは、現有システム(信号処理部分ソフトウエア)をカスタマイズすることにより実現した。