hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
妊娠初期の尿中Na/K比が分娩前の血圧上昇および妊娠高血圧症候群発症を予測するか

本研究では、妊娠初期の尿中Na/K比が、分娩前の血圧上昇の発症を予測するかを疫学的に解明し、妊娠高血圧症候群の発症に対する管理指標として有用なものであるか、その効果を明らかにすることを目的に行った。研究方法は、調査対象の毎受診時の血圧、尿検査、血液検査のデータを調査することに同意が得られた健常妊婦に対して、妊娠初期、中期、後期および産後の4回の尿中Na/K比を測定し、1血圧の値、2妊娠高血圧症候群発症の有無、3尿蛋白、4尿中アルブミン、5血小板、6出生時の児体重との関連を調査した。また、研究同意時に質問紙による調査も併せて実施した。調査の結果、234名の研究同意が得られた。その内、4回の継続した尿中Na/K比測定の実施数は102名であった。他については、初期111名、中期88名、後期37名、産後35名であった。質問紙からの結果では、ナトリウムの身体に及ぼす影響は、殆どの妊婦が認識していたが、カリウムについては、認識されていない現状が得られた。妊娠高血圧症候群の発症原因となる危険因子には高血圧があり、ナトリウムが血圧を上昇させることに対し、カリウムはナトリウムと反対の作用として血圧上昇の予防に効果があるとされている。尿中Na/K比と妊娠高血圧との間に関連をみとめた場合、簡単な検査で、ハイリスク妊娠が予測でき、ハイリスク妊婦の分娩までの積極的管理ができることから、本研究は重要な意義を持つものである。わが国では妊娠年齢が高齢化していること、妊婦のBMIの増加により、妊娠高血圧症候群が増加している。妊娠高血圧症候群は、ハイリスク妊娠のなかでも母児障害の最も大きな原因であり、その発症を予知・予防することは重要な課題である。これまでに、一般成人においては、高血圧の予防には減塩が有効であることが明らかにされているが、カリウムの多く含まれている食品の摂取も、血圧を低下させる効果があるとされ、尿中に排泄されるNa/K比が注目されている血圧に対するマーカーの1つとなっている。そこで、一般成人においての尿中Na/K比が、血圧上昇の危険因子となることが妊婦にも応用できるとすれば、妊娠高血圧症候群の発症予防の指標として臨床での実践が可能となる。本研究は、妊婦の尿中Na/K比が妊娠高血圧症候群におよぼす影響を疫学的に解明することである。研究の実施計画は、1.妊娠初期(12週まで)、妊娠20週(前後2週間)、妊娠37週の3回の尿中Na/K比を測定し、1血圧の値、2妊娠高血圧症候群発症の有無との関連、3尿蛋白、4尿中アルブミン、5血小板、6出生時の児体重との関連を分析するものである。研究の方法は、滋賀県下で研究協力の得られた産科施設において研究対象基準に適合する妊婦に対しリクルートし、血圧測定および血液検査:産婦人科外来受診時のデータを使用。尿測定:妊婦健診時のルチンの検査項目である検尿の残りを使用し、検査会社にデータ分析依頼。妊婦のNa、Kと血圧の認識は質問票を用いデータの採取を実施している。1.上半期では、●妊娠高血圧症候群、高血圧の定義および血圧測定、尿検査の方法の明確化●1調査を実施する滋賀県下の産婦人科1施設への説明と依頼。2データベース化のための効率的なシステムの構築とスタッフ間調整●質問紙(1妊婦のNa、Kと血圧の認識2塩分、野菜、果物、炭酸飲料の摂取状況)の作成を実施した。上半期の予定は、研究当初の実施計画通りの進行であった。2.下半期では、●倫理委員会の認可(本研究は前向き観察研究において、対象者から血圧測定、採血、尿検査を行うため、藍野大学倫理審査委員会の承諾が必要)申請。藍野大学研究倫理委員会より承認を得た(Aino2015-010)。●調査の実施本申請研究費により調査を実施した。平成27年度の目標として約50名の対象者からの調査を予定していたが、現段階では11名と目標を下回った。原因については、大学本務の都合により、倫理委員会への申請が遅れた事により、調査の実施スタートがずれた為である。研究の実施計画は、1.妊娠初期(15週まで)、妊娠中期(妊娠16週以降27週まで)、妊娠末期(29週以降)、産褥(1ヶ月検診まで)の4回の尿中Na/K比を測定し、1血圧の値、2妊娠高血圧症候群発症の有無との関連、3尿蛋白、4尿中アルブミン、5血小板、6出生時の児体重との関連を分析するものである。

研究の方法は、滋賀県下で研究協力の得られた産科施設において研究対象基準に適合する妊婦に対しリクルートし、血圧測定および血液検査:産婦人科外来受診時のデータを使用。尿測定:妊婦健診時のルチンの検査項目である検尿の残りを使用し、検査会社にデータ分析依頼。妊婦のNa、Kと血圧の認識は質問票を用いデータの採取を実施し、現在進行中である。平成27年度に引き続き、本申請研究費により調査を実施した。平成28年度の目標として約150名の対象者からの調査を予定していたが、現段階では妊娠初期の同意が126名と目標を下回った。原因については、日によっては分娩や処置と重なることもあり、産婦人科外来受診の全例の同意は困難であり、取りこぼしが生じたことである。しかし、進捗状況としては、中期までの進行が19名、末期までが12名、初期から産褥までの4回の全てのデータ収集完了者は44名であり、遅れがちではあるものの、着実にデータ収集は進んでいる。調査項目(1尿中Na、K・Na/K比、2血圧、3妊娠高血圧症候群の発症数、4尿蛋白、5尿中アルブミン、6血小板、7出生時の児体重、8質問紙ー妊婦のNa、Kと血圧の認識、塩分、野菜、果物の摂取状況)についても計画通りの内容で実施することができており、問題は生じていない。平成28年度は、100例の段階でデータベースの整備を計画していたが、4回の全てのデータ収集完了者が予定を下回った。しかし、対象の属性データも同時進行でデータ入力を進めており、40名の段階で、統計解析用データセットの変数の外れ値、欠損値などをみて、データセットに問題がないことを確認しデータ・クリーニングを行った。わが国では妊娠年齢が高齢化していること、妊婦のBMIの増加により、妊娠高血圧症候群が増加している。妊娠高血圧症候群は、ハイリスク妊娠のなかでも母児障害の最も大きな原因であり、その発症を予知・予防することは重要な課題である。これまでに、一般成人においては、高血圧の予防には減塩が有効であることが明らかにされているが、カリウムの多く含まれている食品の摂取も、血圧を低下させる効果があるとされ、尿中に排泄されるNa/K比が注目されている血圧に対するマーカーの1つとなっている。そこで、一般成人においての尿中Na/K比が、血圧上昇の危険因子となることが妊婦にも応用できるとすれば、妊娠高血圧症候群の発症予防の指標として臨床での実践が可能となる。本研究は、妊婦の尿中Na/K比が妊娠高血圧症候群におよぼす影響を疫学的に解明することである。研究の実施計画は、1.妊娠初期(15週まで)、妊娠中期(妊娠16週以降27週まで)、妊娠末期(29週以降)、産褥(1ヶ月検診まで)の4回の尿中Na/K比を測定し、1血圧の値、2妊娠高血圧症候群発症の有無との関連、3尿蛋白、4尿中アルブミン、5血小板、6出生時の児体重との関連を分析するものである。平成28年度に引き続き、本申請研究費により調査を実施した。平成29年度の目標として、当初の計画の200名の対象者からの調査を予定しており、現段階では妊娠初期の同意が200名と目標数に達した。
モバイル端末に適した省電力通信ミドルウェアの設計・開発に関する研究

本研究では,作業スケジュールやメディア再生時間長等のユーザの利用目的に応じて,バッテリの持続時間および通信方式をシームレスにコントロールする省電力に配慮した通信ミドルウェアの設計・開発を目的としている。具体的には,携帯端末上での動画のストリーミング再生は,動画のデコード処理,描画,無線通信デバイスの稼動に多くの電力を消費する。そのため,希望する再生時間の間バッテリがもつよう省電力制御を行ないたいといった要求や,バッテリ容量の指定した割合(例えば,50%)は今後の作業のために残しておきたいといった要求が生じる。本年度は,携帯端末上での動画のストリーミング再生において,トランスコーダによる動画の低品質化およびバッファリングによる無線デバイスの稼働時間の削減により,再生に要するバッテリ量を削減し,かつ,省電力化の度合いをユーザが指定した再生希望時間,動画の各品質項目に対する重要度および使用を許可したバッテリ量に従って制御することを目的としたビデオストリーミングシステムを設計した。次に,設計したシステムを実装し,PDAおよびノートPCを用いて実験を行なった結果,PDAで2.8倍,ノートPCで1.6倍程度までバッテリ持続時間を延長できることが確認できた。また,実用上十分な精度で,再生希望時間を満足できるようにバッテリ持続時間を制御できることを確認した。上記の結果は,本年度の情報処理学会論文誌に掲載された。本研究では,作業スケジュールやメディア再生時間長等のユーザの利用目的に応じて,バッテリーの持続時間および通信方式をシームレスにコントロールする省電力に配慮した通信ミドルウェアの設計・開発を目的としている.本年度は,ユーザの利用目的,利用可能無線通信方式,バッテリー残などの情報から,最適な通信手段およびコーデックを計算するアルゴリズムを考案した.PDAおよび無線通信(無線LAN, Bluetooth, PHSなど)を用いた予備実験を行い,コーデック,通信速度,通信方式ごとに,消費電力の概算値を予め求めておき,これらの値を用いて,ユーザの利用目的をできるだけ満たすようなコーデックおよび通信方式を算出した.得られた情報から,メディア変換システム全体のアーキテクチャを設計し,端末からそれらの機能を容易に利用するための基本プリミティブを定義し,ミドルウェアとして設計した.この際,特定のメディア変換サーバに負荷が集中しないように,複数のサーバで分散してメディア変換を行うとか、要求が近い複数のユーザにマルチキャストでデータ配信する機構等を考案して,メディアの受信がユーザから見てシームレスに行えるよう設計を行った.本研究では,作業スケジュールやメディア再生時間長等のユーザの利用目的に応じて,バッテリーの持続時間および通信方式をシームレスにコントロールする省電力に配慮した通信ミドルウェアの設計・開発を目的としている。本年度は,携帯端末での無線LANを経由するストリーミングビデオの再生において問題となるバッテリーの持続時間に関して,バッテリー残量およびユーザが希望する再生時間の制約を満たし,かつ,あらかじめビデオの各セグメントに対応付けられたカテゴリと,各カテゴリに対してユーザが指定した重要度に基づいて,動的にビデオの再生品質を制御する方式を考案した。上記の方式に基づき,サーバからのビデオストリームを任意のパラメータ値を持つビデオストリームに実時間変換するトランスコーダと携帯端末で実行可能なプレイヤから構成されるシステムを実装した。本システムにより,重要度の高い場面の時間的な割合が30%程度以内のとき,重要度の高いセグメントの再生品質を一定とした場合に比べ大幅に向上できること,動的な再生品質制御を行っても,希望再生時間と実際に再生可能であった時間の差が6%以内に制御可能であること等を確認した。以上の成果は,本年度の情報処理学会論文誌に掲載された。

本年度は,携帯端末上での動画のストリーミング再生において,トランスコーダによる動画の低品質化およびバッファリングによる無線デバイスの稼働時間の削減により,再生に要するバッテリ量を削減し,かつ,省電力化の度合いをユーザが指定した再生希望時間,動画の各品質項目に対する重要度および使用を許可したバッテリ量に従って制御することを目的としたビデオストリーミングシステムを設計した。次に,設計したシステムを実装し,PDAおよびノートPCを用いて実験を行なった結果,PDAで2.8倍,ノートPCで1.6倍程度までバッテリ持続時間を延長できることが確認できた。また,実用上十分な精度で,再生希望時間を満足できるようにバッテリ持続時間を制御できることを確認した。上記の結果は,本年度の情報処理学会論文誌に掲載された。
分散型「江戸時代における人工分析システム」の構築

本研究では、「宗門改帳(しゆうもんあらためちょう)」と総称される江戸時代に和紙に筆墨を用いて作成された古文書史料から人口学的指標を算出する研究過程をできる限り自動化するために、「江戸時代における人口分析システム」を構築を目指している。本年度は、システムを研究者間で共同利用できる研究環境を整備するとともに、古文書文字の自動認識に関する実験を継続した。さらに、分散化に向けての基礎的研究をおこなった。まず、「宗門改帳」古文書画像データベースと人口分析プログラムから構成される「江戸時代における人口分析システム」をインターネット上に構築し、研究者が活用できるような環境を整えた。本システムには、18世紀から19世紀の陸奥国会津郡小松川村、鴇巣村、石伏村、および陸奥国大沼郡桑原村における延べ約4万5千人の個人情報、約1万世帯の世帯情報が蓄積されており、60項目にのぼる人口学的指標をグラフ表示することができる。本システムを用いて、会津地方における人口分析を行い、論文を作成した。文字認識については、年齢を表記した16種類の文字を各200字採字して、ニューラルネットを用いて80字づつ学習させ、残りの未学習文字の認識率を求めた。認識率は92%に達した。さらに、シミュレーテッド・アニーリングに関する文献研究を行い、認識率の向上に向けて基礎的構想を討論した。分散化については、次年度に向けて、必要な機器、ネットワーク通信プログラムなどについて情報を収集して、基礎的構想を作成した。
抗酸化作用を利用した新規ホウ素ペプチドの開発

Boronophenylalanineをペプチド化し、分子あたりのホウ素含有率を向上させることを検討した。Fmoc固相合成法でBPA5分子、ないし10分子を有するペプチドの合成を行った。またこれらをもとにliposomeを構成するlipopeptideを新規に合成し、性能試験を行った。また、グルタチオンによるホウ素化合物の動態修飾を検討した。グルタチオンを用いたホウ素化合物代謝の修飾の検討ラット(フィッシャー344)腹腔内にBSOを5mmol/kg投与し、0,3,6,12,24時間後の組織内GSHを測定した。同様に、尾静脈よりBorocaptate Sodium(BSH)を100mg/kg投与し、組織内GSHの経時変化を測定した。各組織(脳、筋肉、肝臓)はホモジナイズし、8000×g、4°Cで10分間遠心し、上清をサンプルとした。血液は、ヘパリン採血し、1000×g、4°Cで10分間遠心して血球を分離し、4倍量の5%SSAを加えて溶血させ、8000×g、4°Cで10分間遠心した上清をサンプルとした。グルタチオン測定は、Total Glutathione Quantification Kit((株)同仁化学研究所)を使用した。BSH添加後、各組織中のグルタチオン濃度は上昇傾向を示した。またBSO添付によって組織中グルタチオン濃度は低下する傾向を示した。血球中グルタチオン濃度には、有意な変化は見られなかった。いずれも肝臓内組織濃度は24時間後には正常化する変化であった。BSH添加時のGSH変化は、24時間でほぼ0時間と同等に復した。これらは、BSHの細胞内でのwash outが早いことを示唆する。また細胞実験によっても同様の事象が観察されており、これらの検討をもとに投与スケジュールを調整する必要があると考えられた。またBSO投与によってホウ素化合物の代謝を修飾することが可能であることが示唆された。引き続き細胞内滞留性のよい、腫瘍選択性の良好な化合物について、検討を行う。1.腫瘍内動態を少量の合成化合物で評価するため、マウス皮下腫瘍モデルおよび吸入麻酔によるマウス脳内腫瘍モデルの作製、病理学的検討を行った。腫瘍細胞はいずれも生着していることが確認され、以後血液を介したDrug Deliveryの検討に用いることが可能であると考えられた。これにより、ホウ素Liposomeの投与を行い、全身臓器での経時変化を追跡したが、腫瘍でのホウ素濃度は低値であった。EPR効果を有するような十分な腫瘍血管が認められないことが原因と考えらえた。腫瘍接種から実験までの評価法について造影剤などを用いたイメージングなどの手法の更なる検討を要すると思われた。2.また、ホウ素含有アミノ酸を用いたペプチド合成について検討を行った。Fmoc固相合成法でBPA 5分子、ないし10分子を有するペプチドの合成を行った。HPLCでの分析を行ったが、ピークが広く化合物の同定が困難であった。BPAの縮合効率が悪い可能性があり縮合剤の検討がこれから必要であると考えている。あるいはペプチド配列(ホウ素含有部分)をホウ素アミノ酸単体ではなく、種々の組み合わせを今後検討する必要がある。3.抗酸化経作用の利用の点から、グルタチオンに注目して、ホウ素クラスターとの相互作用について検討を行った。これらの結果を踏まえてさらに有用性を検討してゆく予定である。1.グルタチオンを用いたホウ素化合物代謝の修飾の検討を引き続き行った。担癌ラット(フィッシャー344)腹腔内にBSOを5mmol/kg投与し、腫瘍・組織内GSHを経時的に測定した。同様に、尾静脈よりBorocaptate Sodium(BSH)を100mg/kg投与し、腫瘍・組織内GSHの経時変化を測定した。さらに72時間までの長時間の検討を行い、BSO投与によってホウ素化合物の代謝修飾が可能であることが示唆された。2.ホウ素ペプチドの新規合成を行った。新規にホウ素含有Lipopeptide(PBL)をデザインした。今回あらたに合成した化合物2種(A,B)は、いずれも、親水性で、細胞毒性がひくい。Aは細胞膜通過ドメインをもつことで、機能性liposomeの組成となることを目標とし、Bは、BSHを骨格にもつことでBSHの血液滞留性、腫瘍選択性を高める試みを行った。いずれも、TOF-MSおよびHPLCで高純度、高収率の合成が可能であった。これを用いたホウ素含有LiposomeをPBLの濃度を変えて作製した。Aを組成に加えたLiposomeは、細胞内導入効率の向上を認めたが、細胞選択性がなく、また動物において急性毒性を示した。

Bを用いたLiposomeは、粒子径は100nm前後を示し、ゼータ電位はPBLの修飾率に関係なく、アニオンを示した。この結果、PBLによるliposome形成への影響は低く、PBLの高密度修飾が可能であった。これを細胞に投与した。BSH同様に低毒性であることが示された。粒子径によるpassive targetingeffectを持つことが期待され、血液滞留性の註明のためのスケールアップ合成を行っている。
アジア太平洋諸国の収穫率の計測とその南北間所得格差に及ぼす影響に関する数量的研究

本研究は、以下のようないくつかの部分から成り立っている。(1)マクロ収穫率が南北間所得格差に及ぼす影響に関する理論数理モデルの構築。具体的にはクルグマンの2国2財モデルを基礎とし、収穫逓減を仮定したレ-ニン的モデルに書き換える作業を行った。その結果、収穫逓減が現代のアジア太平洋地域のConvergenceをよく説明する仮定であることがわかった。(2)ドルベースデータによるアジア太平洋10カ国・地域のマクロ収穫率の計測。これには各国・地域の資本ストック・データの推計という大変な作業が伴ったが、それをやり遂げ計測した。結果、途上国-先進国のの順に収穫率が逓増-逓減と移動していることがわかった。唯一の例外は中国であった。(3)以上の計測を、各国通貨単位のデータによって再計算した結果、ほぼ同じ結果がもたらされた。
酸化ストレス制御による口腔癌予防と化学放射線療法時の口内炎発症予防効果の解明

抗酸化物質である水素水の摂取により,ラットの口蓋の創傷治癒が促進されることが示された。また,血清中の抗酸化力の増加による酸化ストレスの減少と,炎症性サイトカインの抑制が認められた。今回の創傷治癒の促進は,水素水の摂取によって抗酸化反応を主体とする生体防御反応が誘導され,炎症や酸化ストレスが抑制されたことと,細胞の増殖因子が増加したために生じたと考えられる。つまり,水素水摂取は口蓋粘膜の創傷治癒の促進において有用であることが示唆された。平成28年度は,動物実験における口内炎モデルを用いる研究を中心に行った。抗酸化物質として水素水の摂取に着目し,酸化ストレス,炎症,増殖因子や創傷治癒に対する抗酸化物質摂取の効果を検討することを目的とした。その方法として,まずラットの口蓋粘膜に直径3.5mmの実験的な口内炎を発症させ,7日間経時的に創傷治癒の状態を確認した。ラットをランダムに2群に分け,飲料水として蒸留水か水素水のどちらかを与えて自由摂取させた。口蓋粘膜の創傷治癒を1,2,3,7日目にそれぞれ観察したところ,1日目と2日目には2群間で有意な差はなかった。しかし水素水を摂取させた群の方が, 3日目と7日目において蒸留水群よりも創傷の閉鎖率が統計学的有意に高かった。つまり,水素水の摂取によって創傷の治癒が促進されていたことが認められた。さらに,炎症性サイトカインであるinterleukin1 beta, interleukin 6とtumor necrosis factor alphaの血清中の濃度をそれぞれ測定した。その結果,3日目では各サイトカイン濃度は水素水摂取群の方が統計学的有意に低かったが,7日目においては有意な差は認められなかった。これらのことから,水素水摂取には口内炎の早期において炎症を抑制する効果があることが認められた。平成27年度は,ラットを用いた口内炎発症モデルについての研究を行うことを目的としていた。その結果,水素水摂取によって創傷治癒の促進と抗炎症作用が認められ,目標は達成できたものと思われる。平成28年度は,口内炎モデル(創傷治癒モデル)の動物実験を用いた研究を中心に行った。抗酸化物質としては水素水の摂取に着目し,酸化ストレス,炎症,増殖因子や創傷治癒に対する抗酸化物質(水素水)摂取の効果を検討することを目的とした。その方法として,まずラットの口蓋粘膜に直径3.5mmの実験的な創傷を発症させ,7日間経時的に創傷治癒の状態を確認した。その結果,口蓋粘膜における創傷の範囲は,水素水を摂取させた群の方が3日目と7日目において閉鎖率が統計学的有意に高く,水素水の摂取によって創傷の治癒が促進されていたことが認められた。また,血清中の酸化ストレス度(reactive oxygen metabolites),一酸化窒素代謝物(NOx;亜硝酸塩+硝酸塩),ニトロチロシン濃度と抗酸化力(OXY吸着テスト)は,3日目と7日目おいて二群間に統計学的に有意な差が認められた。さらに口蓋粘膜における創傷治癒関連遺伝子の発現では,水素水摂取群の3日目において,transforming growth factor beta1 (TGF-β1), fibroblast growth factor 7 (FGF7), vascular endothelial growthfactor (VEGF)とalpha smooth muscle actin (αSMA)の発現が対照群に比べて有意に増加していた。これらのことから,水素水摂取には口内炎(創傷治癒)の早期において酸化ストレスを抑制し,創傷治癒関連遺伝子の発現を増加させる効果があることが認められた。平成28年度は,ハムスターを用いた口内炎発症モデルについての研究を行った。抗酸化物質としてはレスベラトロールを用いて,口内炎の発症抑制が出来ることを確認した。平成29年度は,口内炎モデル(創傷治癒モデル)の動物実験を用いた研究のまとめと細胞培養の基礎実験を中心に行った。抗酸化物質としては水素水・レスベラトロールの摂取に着目し,酸化ストレス,炎症,増殖因子や創傷治癒に対する抗酸化物質の投与効果を検討することを目的とした。動物実験として,ラットの口蓋粘膜に直径3.5mmの実験的な創傷を発症させたモデルに,抗酸化物質である水素水を摂取させた実験を行った。その結果,口蓋粘膜における創傷の範囲は,水素水を摂取させた群の方が創傷の閉鎖率が有意に高く,水素水の摂取によって創傷の治癒が促進されていたことが認められた。また水素水摂取によって,口内炎(創傷治癒)によって発生した酸化ストレスや炎症を有意に抑制し,創傷治癒関連遺伝子の発現を増加させる効果があることも認められた。さらに本年度は,ヒト表皮角化細胞(ケラチノサイト)であるHaCaT細胞を用いた細胞培養研究を行った。まず,抗癌剤投与時の細胞培養による口内炎発症モデルの確認と抗酸化物質投与による抑制効果の検証のための基礎研究を行った。抗酸化物質はレスベラトロールを,抗癌剤としては5-fluorouracil (5-FU)を用いた。96ウェルプレートに1.0×104の細胞を播種し,10%血清入りのDMEM培地を用いて24時間培養した後,レスベラトロールや5-FUを様々な濃度で投与した。24時間,48時間や72時間後に,WST-1を用いて細胞毒性を評価した。

その結果,5-FUにはHaCaT細胞に対する毒性が,濃度依存的かつ時間依存的に認められた。さらに,レスベラトロールの投与には,5-FUの細胞毒性を抑制する効果があることが認められた。抗酸化物質である水素水の摂取により,ラットの口蓋の創傷治癒が促進されることが示された。また,血清中の抗酸化力の増加による酸化ストレスの減少と,炎症性サイトカインの抑制が認められた。今回の創傷治癒の促進は,水素水の摂取によって抗酸化反応を主体とする生体防御反応が誘導され,炎症や酸化ストレスが抑制されたことと,細胞の増殖因子が増加したために生じたと考えられる。つまり,水素水摂取は口蓋粘膜の創傷治癒の促進において有用であることが示唆された。平成28年度以降は,口内炎発症モデルについての研究をさらに推し進めていく予定である。内容としては,活性酸素種や抗酸化力の状態や増殖因子の発現への効果を検討していく。また,発癌モデルについての研究も併せて進めていく予定である。平成29年度は,現在の動物モデルを用いてさらなる研究を行っていく予定である。内容としては,酸化ストレスの測定や炎症の状態を確認し,抗酸化物質による抑制効果を検討していく。予防歯科発癌モデルの研究を28年度以降に持ち越したため,物品費の一部も28年度以降に持ち越した。発癌モデルによる動物実験を平成29年度に持ち越したため,物品費の一部も平成29年度に持ち越した。平成28年度以降に発癌モデル実験を開始し,持ち越した物品費が必要となる。平成29年度に口内炎モデルと平行して発癌モデルも開始し,持ち越した物品費が必要となる。
イギリス関連政府型地理カリキュラムの新展開に関する研究

本研究は,比較・分析を通して,イギリスに関係の深い政府(香港,オーストラリア,シンガポール)における新しい地理カリキュラムとその中の地理的概念の特徴について明らかにした。そして地理的概念の特徴から,アメリカ合衆国・中国・我が国も含め,それら諸外国地理カリキュラムを三つに類型化した。その上で,コンピテンシー重視の点から,我が国における一貫地理カリキュラムや地理的概念のあり方について検討した。1)シンガポール中学校低学年地理シラバス2014年版とオーストラリア地理ナショナルカリキュラム2013年実施版の特徴を把握し考察した。また香港2010年版中学校地理カリキュラムの価値態度の育成原理について総合的に追究した。主な結果には,シンガポール2014年版の地理的基本概念の内容は,イギリス地理ナショナルカリキュラム2007年版のそれと類似し,その影響が窺えた。そして吉田(2013)が指摘する地理的基本概念の序列階層性もみられた。地理的基本概念は,豪2013年版では主に思考技能として,シンガポール2014年版では知識理解の内容としての意味合いが強い。香港2010年版も知識理解内容に近いが,単元ごとのその重み付けがなされている。これらによって,国際的に地理的基本概念の機能の明確化が進んできている。背景には,アメリカ合衆国の5大テーマなどの基礎に繋がる英2007年版の地理的基本概念内容による影響,国際的なDeSeCo,Pにおける「キーコンピテンス」による諸外国カリキュラムへの影響(主に汎用的能力)が窺える。このような動向は,我が国地理カリキュラムにおける地理的見方・考え方の在り方に示唆を与える可能性がある。2)豪2013年版は,5つのねらい,および地理的知識理解(内容)と地理的探究技能(方法)のストランドを基に,地理的基本概念・汎用的能力・横断的優先事項が関わる構造となっている。3)我が国中学校社会科地理的分野「日本の諸地域」の分析より,主題の潜在的な階層性が得られたが,それに関わる地理カリキュラム全体での明確な系統性が米英豪のようにみられない。そこで動態的な地誌学習に必要な主題の設定や,地理的基本概念の整理・活用によって,主題の系統性(共通性)が見いだしていく必要がある。二つの主な成果を示す。1. NSW地理カリキュラム2015年版の地理的概念には,二つの機能がみられた。内容的側面への機能は,学習テーマ・単元の設定の際に重く関係付けられ,方法的側面への機能は,学習内容となる地理的事象に対する学習・思考行為の際に,思考技能として活用される。また各地理的概念が内容的側面を中心に,地理的探究スキルや地理ツール,単元の内容などを従属させる基底力が窺えた。オーストラリアナショナル地理カリキュラム(豪地理)2013年版では,従来のカリキュラム構造を刷新し,地理的概念の方法的側面への機能を強調させ,続くNSW地理2015年版では,内容的側面への機能を顕在化させ,両側面のバランスが図られた。他方で豪地理2013年版とNSW地理2015年版における地理的概念の序列階層性には三つの階層がみられた。2.中学校学習指導要領社会科地理的分野(平成20年版)でみると,地理的分野目標(2)(3)の内容や地理的な見方や考え方の理念的な内容については,各単元内容において具体的に落とし込み,授業実践へのその汎用性を高める必要がある。平成20年版は,異なる単元・スケールにおいて学習の内容的側面と方法的側面の各々に機能する地理的概念を様々に学習していくが,複雑で潜在的でありながらも発展的な段階が用意されている。しかしその意図を顕在化させ,明瞭に単元構成を行い,授業実践に反映させる方向も重要である。新しい地理カリキュラムの考える上で,一つの単元に多重なスケールから両側面に機能する地理的概念について,体系的に学習する方向も考えられる。様々な地理的概念の取り上げや,その配列・階層性,それに関わる学習対象となる様々な地理的事象・意味・意義の取り上げ方などの体系化や,それに伴って,地理的な見方や考え方にみられる地理的概念の利用のされ方も含めて,十分に議論する必要がある。概ね計画どおりに行えた。イギリス地理カリキュラムの動向の文献検討がやや不足しているが,一方で発展的に我が国中学校社会科地理カリキュラムの検討が深く行え,また小中高地理教科書の検討も行えた。1)諸外国地理教育カリキュラムの地理的概念,とくに「持続性」に着目し,比較・類型化した(トップダウン型・地理的概念活用重視型・ボトムアップ型)。分析対象は,米地理1994,英地理2007,豪地理2013,香港地理2011,新嘉坡中学校低学年地理2014,中国地理2011,台湾小中社会科地理2008,我が国中学校学習指導要領社会科地理2008である。その成果をもとに我が国の課題を検討し,コンピテンシー重視の地理カリキュラムのモデルや授業構成システムを開発した。地理学5大テーマや国際地理教育憲章より,資質に繋がる「持続性」エレメントの内容構成も行えた。2)米国のHSGPからの主な地理カリキュラムの特徴を把握し,とくに米国地理1994にみる地理的概念の機能を探究した。地理的概念の機能とその抽象度との関わりを議論しながら,その特徴を考察した。一方,戦後からの我が国中学校学習指導要領地理カリキュラムの変遷について,内容と方法の側面に機能する地理的概念に着目して分析し,その特徴を明らかにした。その上で米国との対比から,今後の課題を言及した。

3)豪・NSW地理2015の地理的概念をもとに,地理的概念の内容と方法の側面への機能と,カリキュラム・レベルにおける地理的概念の抽象度から,理論的な枠組みを構築した。それをもとに我が国小学校学習指導要領解説社会の目標と内容を分析し,地理的概念に基づく小学校社会科カリキュラム・モデルと単元の開発を検討した。併せて,NSW地理2015の地理的概念から,我が国の小学校の地理的単元と中学校社会科地理的分野の教科書分析も行い,単元構成レベルでみられる地理的概念の序列・構造的特徴を見いだした。4)フィンランド地理カリキュラムを検討し,自然科学と教育学が強調され,イギリス政府型地理カリキュラムの影響を大きく受けていないことが考えられた。概ね研究計画の通りに行えた。また発展的な成果も一部に得られた。それは次の3つである。(1)我が国が推奨するESDに関わる地理的概念「持続性」に着目した議論を行い,そのエレメント構成も行え,今後の我が国の社会科地理的分野とESDとの繋がりの可能性を高められる成果となった。(2)地理と同じ,人文科学系の歴史教育カリキュラムの歴史概念も,NSW歴史カリキュラムの歴史的概念を通じて検討した。その結果,地理的概念と同様に,概念の序列・構造的な特徴がみられた。(3)国際地理学連合の地理教育委員会の国際会議(IGU-CGE 2016 Singapore)に参加し,米英研究者による国際的視野からのジオ・ケイパビリティと,本研究との関連を考える機会が得られた。1)英関連政府型の共通性と関連は,基礎的な「場所」「空間」「環境」。「場所」は最も基礎的で他の概念と関連的な記述がみられる。「学習の方法的側面」に機能する地理的概念には,資質に関わる「持続性」がみられる。概ね,コンピテンシー重視の地理的概念の共通性と関連としてみられる。2)差異とその要因をみると,香港地理2010年版は,地理教育国際憲章1992年版の地理的概念の影響も窺え,地理的概念の活用も明確に強調されていない。時間的にも他の英関連政府型と比べて早期に作成されたためである。豪2013年版と新嘉坡2014年版は,英文化交流や,近い位置関係などの情報交換から近似点が多い。しかし,教科配置に根本的な差異があり,地理的概念の発達段階上の位置付けが異なる。新嘉坡地理2014年版の地理的概念の方がシンプルで活用性が高い。一貫系統からみると,豪地理2013年版は理論的に明確で,各学年の単元に位置付けられ,学習の積み上げの意図が鮮明である。よって,各政府の地理的概念の内容と取扱いは少しずつ異なる。それは各政府の研究者・教員などの地理的概念に対する認識に差異があり,研究者や教員などへのコンサルテーションなどを経て,実施版が作成されているからである。3)我が国への示唆として,まず,国内の地理的概念の内容と取扱いの議論が必要である。新学習指導要領の方向として,中高で地理教育国際憲章1992年版の地理的概念が配置されることとなり,それは世界的ともいえるが,他律的である。英関連政府ももちろんのこと,多くの国では独自の地理的概念を用いている。次に,社会系教科構造における系統と地理的概念の位置付けの明確化が必要である。
高温超伝導酸化物系における金属・非金属転移

高温超伝導が発現する系の基本的な電子状態を理解することを目標として、超伝導酸化物及びその周辺物質の伝導特性を調べた。特に、高温超伝導相は金属非金属転移の近傍に現れることが、これまで調べられた系に共通しているのでこの点に注目した。(3)(La_<1-X>Sr_X)_2CuO_4系の超伝導転移温度は圧力が異常に大きいことが知られている。またTcはX0.08で最大となりその両側で減少する。Tcの圧力効果をXの異なる一連の資料について測定したところ、圧力係数dlogTc/dpはTcのピークの両側でほぼ同じ振舞いを示すことが判った。またホール係数は圧力によって変化しないことから、Tcの圧力依存性がキャリアー密度の変化によるものでないことが判った。
細胞内小器官内部構造の形態学的マーカー酵素・蛋白質の免疫電顕的研究

細胞内小器官の内部構造を形態と蛋白質分子の両面から電子顕微鏡学的に研究して、各内部構造の形態学的マーカー酵素・蛋白質を明らかにすることを目標として、平成5、6、7年度に研究を行った。1.新たに得られた知見。主にペルオキシゾーム、ミトコンドリア、核について知見を得た。1)哺乳類の肝臓ペルオキシゾーム中の核様体に共通して存在すると考えられてきたurate oxidaseが、広く脊椎動物の肝臓ペルオキシゾームに存在して核様体の形態学的なマーカーであることが示された。2)さらに、培養細胞を用いた研究で形態学的なマーカーとなる過程と機構が示された。3)肝臓、心臓のミトコンドリアとくにクリスタには様々な脂肪酸酸化系酵素が局在することが示された。脂肪酸酸化系酵素がクリスタの形態学的なマーカーに成る可能性が示された4)allantoinaseがミトコンドリアの新たな形態学的なマーカーであり、特にミトコンドリア基質の新たな形態学的なマーカーであることが示された。5)Calcineurin isoform,CAP50、PCNA/cyclinが核の形態学的なマーカーにであることが示された。これら5点を中心に論文および学会発表した。とくにペルオキシゾームの内部構造についてsubcomparmtentという機能単位を提唱した2.研究上の問題点小胞体、ゴルジ装置、リゾソームについては、新たな酵素の精製に予想外の時間がかかった。あるいは作成した抗体に予想しなかった非特異反応がある。この二点の問題により、十分な成果が得られなかった。それは、組織材料を変更しても解決されなかった。3.問題点の解決法と今後の展開研究目標を達成するために、研究方法を変更して、合成ポリペプチドに対する抗体を作成して研究を始めている。細胞内小器官の内部構造を形態と蛋白質分子の両面から電子顕微鏡学的に研究して、各内部構造の形態学的マーカー酵素・蛋白質を明らかにすることを目標としている。平成5年度に新たに得られた知見は、下記の4点である。1)哺乳類の肝臓ペルオキシゾーム中の核様体に共通して存在すると考えられてきたurate oxidaseが、広く脊椎動物の肝臓ペルオキシゾームに存在して核様体の形態学的なマーカーに成る可能性が示された。2)ラットの肝臓、心臓のミトコンドリアとくにクリスタには様々な脂肪酸酸化系酵素が局在することが示された。脂肪酸酸化系酵素がクリスタの形態学的なマーカーに成る可能性が示された。3)カエルの肝臓、腎臓のミトコンドリアにはallantoinaseが局在することが示された。allantoinaseがミトコンドリアの新たな形態学的なマーカーに成る可能性が示された。4)カルシウム結合蛋白質は細胞質と核質にびまん性に局在すると考えられてきたが、一部のものが核のみに局在することが示されて、核の形態学的なマーカーに成る可能性が示された。これら4点を論文および学会発表予定である。研究はおおむね計画どおりに進展している。しかし、新たな酵素の精製に予想外の時間がかかっている。作成した抗体に予想しなかった非特異反応がある。この二点の問題がある。目的:細胞内小器官の内部構造を形態と蛋白質分子の両面から電子顕微鏡学的に研究して、各内部構造の形態学的マーカー酵素・蛋白質を明らかにする。平成5年度の問題点であった、酵素の精製は現在順調に行われるようになり、抗体も作製できた。

精製蛋白質に対する抗体に加え抗ペプチド抗体も使用して研究を進めている。平成6年度の問題であった、適当な培養細胞の選択も終了して、培養肝臓癌細胞を材料として使用している。新たに得られた知見1)urate oxidaseが、広く脊椎動物の肝臓ペルオキシゾームに存在して核様体の形態学的なマーカーに成る可能性が示された。2)allantoinaseがミトコンドリアの新たな形態学的なマーカーに成る可能性が示された。3)脂肪酸酸化系酵素がミトコンドリアクリスタの形態学的なマーカーに成る可能性が示された。なお、1)、2)は論文発表を行い、4)は論文を投稿して受理された。現在進行中の項目2)抗ペプチド抗体の本研究における応用。3)培養肝臓癌細胞を材料とした研究。細胞内小器官の内部構造を形態と蛋白質分子の両面から電子顕微鏡学的に研究して、各内部構造の形態学的マーカー酵素・蛋白質を明らかにすることを目標としている。平成7年度は、小胞体、ゴルジ装置、リゾソームについての研究を進めるとともに、ペルオキシゾーム、ミトコンドリア、核についての知見を整理して全体としての総括をめざした。下記の4点について、新たな知見を得るとともにそれらを確認した。1)平成5、6年示されたurate oxidaseが広く脊椎動物の肝臓ペルオキシゾーム核様体のマーカーに成る可能性が、本年度に確定できた。2)さらに、とくに本年度に培養細胞を用いた研究でマーカーとなる過程が示された。3)平成5、6年示された脂肪酸酸化系酵素がミトコンドリアクリスタの形態学的なマーカーに成る可能性が、本年度に確定できた。4)平成5、6年示されたCalcineurinが核の形態学的なマーカーに成る可能性が本年度に確定できて、さらにマーカーとして使用できる細胞の種類を検索した。これら4点を論文および学会発表した。とくにペルオキシゾームの内部構造についてsubcomparmtentという機能単位を提唱してきたが、招待論文として総説を著する事ができた。小胞体、ゴルジ装置、リゾソームについては、新たな酵素の精製に予想外の時間がかかった。あるいは作成した抗体に予想しなかった非特異反応がある。この二点の問題により、十分な成果が得られなかった。それは、組織材料を変更しても解決されなかった。そこで、アプローチを変更して、合成ポリペプチドに対する抗体を作成して研究を始めている。
ダイナミカルアセンブリー仮説-その数理的・生理学的検証

●多細胞同時活性記録実験の準備・動的細胞集成体の検出・視覚化の方法の開発については、重力クラスタリング、Joint PSTHなどの方法のソフトウェアを完成し、その特性評価を行った。・テトロード(4重)電極による多細胞同時化記録技術の開発にかんして、準備作業を開始。次年度から、実験開始の予定。(伊藤浩之)この研究は、米国Califomia大学Davis校C.Crayとの共同研究である。●脳内ダイナミクスの数理的研究・動的な細胞集成体という状態が生理学的にrelevantなモデルで実現可能か?をテーマに、興奮性媒質シミュレーションに対して考案した(文献2)イベント・スケジューリング・アルゴリズムを用いたプログラムを開発。具体的なシミュレーション研究は、次年度の課題である。●メタ結合系の数理と動的コーデイングの研究・ここでの課題は、情報の統合(bindeing problem)、不変コーデイング、階層構造の表現といった高次機能が、動的コーデイングによって実際に可能かどうか、の研究にある。Coincidence detectorからなる系は、文脈によって系の実効的結合効率が決定されるという意味でのメタ結合系として機能すること、その結果として形成される動的な細胞集成体は時空間パターン検知器として働く。このような動的コーデイング・モデルが実際に可能と考えられる。現在、初歩的モデルではあるが、このような系の研究が進行中である。
アルコール依存症者の中枢神経障害に対する脳由来神経栄養因子遺伝子多型の関与

アルコール依存症者において脳萎縮と認知機能障害が認められるが、断酒後には脳萎縮は一定の回復(脳容積の増加)や認知機能の改善をみる。一方、脳由来神経栄養因子(BDNF)は神経細胞の生存・成長やシナプスの機能など神経細胞の成長を調整する成長因子であり神経保護作用を持つとされ、それをコードする遺伝子の多型は統合失調症、感情障害をはじめ多くの精神神経疾患への関与が示されている。本研究では、BDNFの持つ神経保護作用に着目し、「アルコール依存症者に見られる脳萎縮や認知機能障害、さらに断酒による脳萎縮・認知機能障害の回復にBDNFの遺伝子多型が関与している」という仮説を検証した。得られた結果は、この仮説を支持するものではなかったが、今後、更に例数を増やし、再検討することが必要と考えられる。本研究での対象者は、断酒後から検査までの期間を1ヶ月以上空けている。このため、アルコールによる脳への直接的な影響は除外できる。さらに、神経保護作用を持つBDNFの遺伝子多型と、脳神経画像、認知機能との関連を調べ、アルコール使用による中枢神経傷害の程度を検討する。これにより、BDNF多型による個体間のアルコールによる影響の受けやすさが明らかとなる。一方、脳由来神経栄養因子(BDNF)は神経細胞の生存・成長やシナプスの機能など神経細胞の成長を調整する成長因子であり、神経保護作用を持つとされ、それをコードする遺伝子多型は多くの精神疾患の関与が示されている。本研究では、BDNFの持つ神経保護作用に着目し、「アルコール依存症者にみられる脳萎縮や認知機能障害、さらに断酒による脳萎縮・認知機能障害の回復にBDNF遺伝子多型が関与している」という仮説を検証する。最新の神経画像解析法を用い脳萎縮とその回復を、また確立された認知機能評価表を用い、認知機能障害とその改善を評価し、BDNF遺伝子多型との関連を調査することで、アルコール依存症の中枢神経におけるBDNFの神経保護作用の関与を明らかにすることを目的とする。平成24年度までに名古屋市の絋仁病院アルコール専門病棟に入院中のアルコール依存症患者で、入院までの3年間に寛解状態のなかった者からDSM-IVのI軸、II軸で他の診断を満たす者、重篤な身体疾患やウェルニッケ脳症やコルサコフ症候群を合併する者は除外した。平成24年度に被験者のリクルートを全て終了した。アルコール依存症群10名(年齢48.7±7.2)と、年齢性別を一致させた健常対照群10名(47.2±7.4)についてMRI撮像、認知機能評価、血液検体の採取が終了し、現在これらのデータを解析中である。解析終了後に欧米専門雑誌に投稿予定である。実験計画の予定としては、アルコール依存症者・健常者ともに10名の検査を予定していた。現在アルコール依存症者は7名、健常者は6名の検査が終了しており解析中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度も引き続き頭部MRI、認知機能評価、採血によるデータ収集を行い、アルコール依存症者、健常者の10名のデータが収集できた時点で、解析を行い国内外の専門誌へ結果を発表する。
魚類寄生微胞子虫と粘液胞子虫の宿主侵入における細胞生物学

粘液胞子虫の宿主侵入機構:96穴マイクロウエルプレートを用いて魚類体表粘液の段階希釈系列を作製し、放線胞子(コイの結合組織寄生性Thelohanellus hovorkai、サクラマスの神経系寄生性Myxobolus arcticus)と各粘液(コイ、キンギョ、サクラマス、ベニザケなど)を反応させて最適条件を検討した結果、粘液のタンパク量が0.2mg/ml以上で極糸弾出率および胞子原形質放出率が安定した。また、T.hovorkaiはコイの粘液に特異的に反応したが、M.arcticusでは魚種間の差はなかった。ある種の糖鎖と特異的に結合する7種類のレクチン(ConA,DBA,PNA,SBA,UEAI,WGA,RCAI)を添加して反応を阻害する実験において、いくつかのレクチンでは阻害効果が見られたが、粘液の状態により阻害率が変動した。これらの結果は、放線胞子が魚類体表粘液中の特異的な糖鎖パターンを認識して宿主魚に侵入することを示唆するが、糖鎖構造は粘液中に存在する他の因子、例えば糖加水分解酵素などの影響により変化しやすいと考えられた。In vivo感染実験の結果と合わせて、この粘液における糖鎖構造の変化は放線胞子の侵入を回避するための一種の生体防御反応としても解釈された。微胞子虫の宿主侵入機構:アユのグルゲア症原因微胞子虫Glugea plecoglossiのDNAを特異的に検出するin situハイブリダイゼーション法を開発し、in vivoにおける初期ステージを検査した結果、胞子が宿主上皮の細胞と直接接触して極管を弾出することが発見された。さらにin vitroの実験により、G.plecoglossiがFHM細胞には侵入したものの感染率が非常に低いこと、さらに、アユの体表粘液との接触によっては極管が弾出されないことが明らかとなった。以上の結果、微胞子虫の宿主侵入は粘液胞子虫とは異なる別のメカニズムが存在することを示唆する。粘液胞子虫のin vitroアッセイ系の確立:ブリ0歳魚から胆汁を無菌的に採取し、遠心分離して粘液胞子虫Myxobolus spirosulcatusおよび未記載のCeratomyxa属粘液胞子虫2種の栄養体を回収した。栄養体は、抗生物質(penicillin 100U/mL,streptomycin 100μg/mL,amphotericin B 0.25μg/mL)および10%FBSを添加したEagles-MEM培地(pH7.2)で一度洗浄後、再懸濁して12穴ウエルプレート内で培養された。細胞数および胞子数は血球算定盤(Fuchs Rosenthal)を用いて位相差顕微鏡下で測定した。これら栄養体はMEM培地内で18°Cで2-7日以内に胞子形成に到ったが、増殖することはなかった。さらに、培養温度と培地のpHが栄養体の発育に与える影響について検討した。培養温度については5,15,23°Cの範囲内で胞子形成率に有意差が認められなかった。一方、pHについてはブリ胆汁のpHが低い状態のサンプルほど多くの栄養体が観察され、実験的にpHを5から7に上昇させることで胞子形成を誘導できたが、極嚢未形成など異常な発育もみられた。栄養体の増殖を促進する培養条件についてはさらに検討を要するが、胞子形成については培養温度よりも培地のpHが重要な要因であることが示唆された。これは、魚の摂餌状態により胆汁酸の組成が変化し胆汁のpHが変わるという魚の生理的変化に寄生虫が適応しているためと解釈される。また、トリパンブルー染色法が粘液胞子虫栄養体の生死判別法に応用できることが見出された。この手法により、栄養体の薬剤感受性や魚体外での生残性について有用なデータが得られると期待される。

さらにin vitroの実験により、G.plecoglossiがFHM細胞には侵入したものの感染率が非常に低いこと、さらに、アユの体表粘液との接触によっては極管が弾出されないことが明らかとなった。以上の結果、微胞子虫の宿主侵入は粘液胞子虫とは異なる別のメカニズムが存在することを示唆する。
方位角走査反射高速電子回折による磁性ナノ人工格子界面の研究

本研究の目的は、トンネル磁気抵抗素子(TMR)や巨大磁気抵抗素子(GMR)の磁気抵抗に大きな影響があると考えられている磁性層と非磁性層の界面の構造やラフネスを方位角走査反射高速電子回折(φ-RHEED)を使用して調べ、磁気抵抗に対する界面の役割を明らかにすることである。はじめに、既存の超高真空槽に作成したエネルギーフィルタ、既存の電子銃、5軸試料マニピュレータを装着し、φ-RHEEDの測定が行うための装置を組み立てた。さらに、磁性ナノ人工格子を作成する基板の清浄化を行うための3KVイオン銃(購入備品)を取り付け、人工格子の組成をオージェ電子分光により評価するために静電半球型電子分光器(購入備品)をφ-RHEED超高真空槽に取り付けた。これにより、磁性ナノ人工格子の成長を行い、その場で表面・界面の構造を解析できるφ-RHEED測定装置が完成した。この装置を用いてはじめにSi単結晶表面にFeを蒸着し、その界面構造の研究を行った。Si(111)表面に蒸着されたFeは、Siと反応してシリサイドを形成するため強磁性を示さなくなるが、その界面の研究はSi上の磁気抵抗素子の作成にとって重要である。様々な条件で鉄シリサイドの成長を行った結果、Feが界面で反応するとβ鉄シリサイドが生じ、Si表面上で反応するとα鉄シリサイドが成長することが本研究で明らかになった。次にFe/MgO/Fe人工格子によるTMR素子をSi表面に作成するために、Si表面にエピタキシャルMgO薄膜の成長を行った。その結果、蒸着温度や蒸着時の酸素分圧、そして蒸着量に依存して、MgOが複数の異なった方位でエピタキシャル成長するという興味深い結果を得た。そして、方位のそろったMgO結晶を得るための指針を得た。残念ながら、最終目的である磁性層と非磁性層の界面研究は未達成であるが、本研究によりそれが十分可能であることが示された。まもなくそれらの研究を行う予定である。本研究の目的は、トンネル磁気抵抗素子(TMR)や巨大磁気抵抗素子(GMR)の磁気抵抗に大きな影響があると考えられている磁性層と非磁性層の界面のラフネスを方位角走査反射高速電子回折(φ-RHEED)を使用して調べ、磁気抵抗に対する界面のラフネスの役割を明らかにすることである。本年度は主に測定装置の製作と組み立てを行った。はじめにφ-RHEEDに不可欠なエネルギーフィルターを製作した。フィルターは、3枚の球面メッシュに金をメッキし、枠に点溶接で取り付けたものである。次に既存の超高真空槽に作成したエネルギーフィルタ、既存の電子銃、5軸試料マニピュレータを装着し、φ-RHEEDの測定が行うための装置を組み立てた。この状態で超高真空に排気して装置の試験を行ったが、試料の回転、エネルギーフィルタに問題は無く、φ-RHEEDによってSi表面の構造解析が行えることを確認した。次に磁性ナノ人工格子を作成する基板の清浄化を行うための3KVイオン銃(購入備品)を取り付けた。また、人工格子の組成をオージェ電子分光により評価するために静電半球型電子分光器(購入備品)をφ-RHEED超高真空槽に取り付けた。実際に、Si等のテスト試料を用いて取り付けた静電半球電子分光器の調整を行ったが、強度・分解能ともに仕様を満たしており、オージェ電子分光により表面の組成分析が行えることを確認した。以上のように装置の組み立てがほぼ完了し、装置の動作の確認と調整も順調に進んでいる。

本研究の目的は、トンネル磁気抵抗素子(TMR)や巨大磁気抵抗素子(GMR)の磁気抵抗に大きな影響があると考えられている磁性層と非磁性層の界面のラフネスを方位角走査反射高速電子回折(φ-RHEED)を使用して調べ、磁気抵抗に対する界面のラフネスの役割を明らかにすることである。本年度は初年度に製作組み立てを行った測定装置を用いて磁性層/非磁性層の界面の研究を行った。はじめに電子デバイスの基盤として重要なSi表面と最も基本的な強磁性であるFeの界面の研究を行った。Si表面にFeを蒸着すると界面で反応が生じ鉄シリサイドが形成されることが知られているが、本研究でFeが界面で反応するとβ鉄シリサイドが生じ、Si表面上で反応するとα鉄シリサイドが形成されることが分かった。この研究により、本研究で作製した装置が界面の構造の研究に有用であることが証明された。次にFe/MgO/Fe人工格子によるTMR素子をSi表面に作成するために、Si表面にエピタキシャルMgO薄膜の成長を行った。方位角走査RHEEDにより成長したMgO薄膜の結晶方位を明確に決定することができたが、蒸着温度や蒸着時の酸素分圧、そして蒸着量に依存して、MgOが異なった方位でエピタキシャル成長するという興味深い結果を得た。残念ながら、最終目的であるTMR素子の磁性層と非磁性層の界面研究は未達成であるが、現在良質なMgO薄膜の作成を行っており、今後、Fe、MgO、Feの順で薄膜を積み重ねてそれぞれの界面の構造やラフネスを観測する予定である。