hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
界面活性物質の状態変化に関する研究

(1)スモールシステムの熱力学(SST)を光散乱データの解析に応用してポリオキシエチレンアルキルエーテルやMEGAシリーズの非イオン性活性剤の,特異な水溶液物性を明らかにした.(2)以下に示す種々の界面活性剤混合系のミセル及び吸着膜形成を研究し,各組合せによる物性の相乗的変化を明らかにした.(a)炭化水素系陰イオン性合成活性剤-炭化弗素系,(b)炭化弗素系-MEGA系,(c)炭化水素系-胆汁酸塩.特に(a)の混合系においては第2CMCと共融点の存在を示した.(3)胆汁酸塩ミセル及び胆汁酸塩-レシチン混合系ミセルの形と内部構造をESRや螢光のラベル法で研究した.(4)脂質の消化吸収における胆汁酸塩の,眞の役割を知るため,モノグリセリド,ジグリセリドなどに対する胆汁酸塩の可溶化を調べ,特にケノデオキシとウルソデオキシの胆汁酸塩の物理化学的性質の相違を論じた.(5)炭化弗素系活性剤のパーフロロデカン酸ナトリウム水溶液について,臨界ミセル濃度及び溶解度を温度のみならず圧力の関数として求め,状態図を得た.これから臨界溶解温度(Krafft点),臨界溶解圧力(Tanaka点)を求めて,熱力学的議論をした.(6)Topjet Drop法により気-液界面の吸着を定量する方法を確立した.(7)同族列アルコールが水中から炭化水素系及び炭化弗素系活性剤ミセルへ移行する際の熱力学量を求める方法を,熱力学的考察に基づいて呈示した.(8)電荷が分離・分散した非金属性の対イオンを持つ陰イオン活性剤の,物理化学的性質は,普通の活性剤と大きく異ることが期待されるので,合成して諸物性を調べたところ,溶解度, CMC,ミセル化熱及びミセル化温度領域(MTR)が,一般の活性剤と著しく異ることが判り,新活性剤の開発に展望を与えることができた.(1)スモールシステムの熱力学(SST)を光散乱データの解析に応用してポリオキシエチレンアルキルエーテルやMEGAシリーズの非イオン性活性剤の,特異な水溶液物性を明らかにした.(2)以下に示す種々の界面活性剤混合系のミセル及び吸着膜形成を研究し,各組合せによる物性の相乗的変化を明らかにした.(a)炭化水素系陰イオン性合成活性剤-炭化弗素系,(b)炭化弗素系-MEGA系,(c)炭化水素系-胆汁酸塩.特に(a)の混合系においては第2CMCと共融点の存在を示した.(3)胆汁酸塩ミセル及び胆汁酸塩-レシチン混合系ミセルの形と内部構造をESRや螢光のラベル法で研究した.(4)脂質の消化吸収における胆汁酸塩の,眞の役割を知るため,モノグリセリド,ジグリセリドなどに対する胆汁酸塩の可溶化を調べ,特にケノデオキシとウルソデオキシの胆汁酸塩の物理化学的性質の相違を論じた.(5)炭化弗素系活性剤のパーフロロデカン酸ナトリウム水溶液について,臨界ミセル濃度及び溶解度を温度のみならず圧力の関数として求め,状態図を得た.これから臨界溶解温度(Krafft点),臨界溶解圧力(Tanaka点)を求めて,熱力学的議論をした.(6)Topjet Drop法により気-液界面の吸着を定量する方法を確立した.(7)同族列アルコールが水中から炭化水素系及び炭化弗素系活性剤ミセルへ移行する際の熱力学量を求める方法を,熱力学的考察に基づいて呈示した.(8)電荷が分離・分散した非金属性の対イオンを持つ陰イオン活性剤の,物理化学的性質は,普通の活性剤と大きく異ることが期待されるので,合成して諸物性を調べたところ,溶解度, CMC,ミセル化熱及びミセル化温度領域(MTR)が,一般の活性剤と著しく異ることが判り,新活性剤の開発に展望を与えることができた.1.陰イオン界面活性剤の対イオンに、電荷の極在、分散及び分離した多種の陽イオンを用い、対イオンの電荷の相違が、活性剤の固体物性及びミセル形成熱に及ぼす効果を、当科研費で購入したDSCを用いて熱的に研究した。その結果、対イオンの電荷が局在したもの及び極端に分離した活性剤では、その固体状態は安定化し、融点及び相転移の温度も高く、ミセル形成熱は発熱的であることがわかった。3.Alkanoyle-N-methylglucamide(MEGA-8,9,10)のミセル形成に及ぼす温度の影響の研究では、これらの非イオン活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系とは甚だしく挙動が異ることを明らかにした。4.動的光散乱法によるLimuluspolyhemus hemocyaninの圧解離の研究では、【Ca^(2+)】イオンの添加,EDTAの添加,pHなどがオリゴマータンパクが圧により、48量体,24量体,12量体,単量体へと解離して行く過程にいかなる影響を与えるかを調べて、新しい知見を得た。5.各種胆汁酸塩のミセルの形状、特に内部構造をESRや螢光の方法を用いて調べ、二種類のミセルに大別することができ、SDSのような活性剤のミセルとは異なること,二種類のミセルが共存する濃度領域の存在を証明。

6.胆汁酸塩-ジセチルフォスフェイトの混合系で、ジセチルフォスフェイトに胆汁酸塩添加量を増すと、ベシクル→ベシクル+混合ミセル→ミセルの相転移する様態を明確にとらえた。
抑制性サイトカインIL-27とIL-35による間葉系幹細胞の治療効果の増強

ヒト臍帯血由来間葉系幹細胞(UCB-MSC)に炎症性サイトカインで刺激することで、ICAM-1、VCAM-1、PD-L1等の細胞膜タンパク質、インドールアミン-2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)、TNF-Stimulated Gene 6 (TSG-6)の遺伝子発現が亢進することを報告してきた。この作用が他の組織由来のMSCでも同様な効果を有するかを検討した。その結果、臍帯由来MSCではUCB-MSCと同様な作用を示した一方で、骨髄由来、脂肪組織由来のMSCに関しては、その作用が見られない傾向が認められた。ところで、MSCの特性として、脂肪、軟骨、骨への分化する能力が知られているが、MSCの分化誘導能におけるIL-27とIL-35の役割を検討した。UCB-MSCをIL-27、もしくはIL-35の含有した脂肪細胞、軟骨細胞、骨細胞への分化誘導培地に培養したところ、上記サイトカインはどの分化誘導条件においても有意な差は認められなかった。同様に、他の組織由来MSCにおいても分化誘導能に顕著な差は認められなかった。最後にMSCのtrophic factorである各種成長因子(FGF-2、PDGF、VEGF、EGF)の分泌能や、MSC上のそれら受容体の発現にIL-27、もしくはIL-35が影響を与えるかをリアルタイムRT-PCR、ELISA、FACSで検討した。その結果、上記サイトカインはそれら成長因子、並びにそれら受容体の発現にも顕著な作用を占めることはなかった。以上により、UCB-MSCはIL-27のサプライヤーとして機能を発現し、その他のMSC機能には影響がないことが示唆された。in vivoでの評価の前にin vitroでのIL-27/IL-35によるMSC機能評価をすべて行うことができた。1IL-27またはIL-35の遺伝子導入MSCを調製する。具体的には、マウスIL-27およびIL-35の2つのサブユニットをリンカーを挟んで一本鎖にしたレンチウイルス発現ベクター(pLVSIN-CMV)を作製し、Lent-XTM 293Tパッケージング細胞株(共にTakara社購入済)に遺伝子導入した培養上清をマウスMSCに感染させ、IL-27およびIL-35発現MSCを調製する。コントロールとして、ベクターのみ発現MSCも作製する。発現は、上清のELISAと細胞溶解液のウエスタンブロットで確認する。3コラーゲン誘導性の関節リウマチ(CIA)モデルを作製した後、IL-27またはIL-35を前処理したMSC、もしくはそれらサイトカイン遺伝子を導入したMSCを投与し、コントロールMSCと比較して、関節炎が改善されるのか、TregやM1/M2マクロファージの割合などを観察する。今年度は、間葉系幹細胞(MSC)として、ヒト臍帯血由来MSC(UCB-MSC)を用い、まず、各種サイトカイン(IFN-γ、TNF-α、IL-35、IL-27)を含む培地で培養した後、それらUCB-MSCの遺伝子発現を定量リアルタイムRT-PCRにて、また培養上清液のIL-27産生をELISAにて測定した。その結果、IFN-γ、TNF-αといったサイトカイン刺激により、IL-27のサブユニットであるIL-27p28とEBI3の遺伝子発現とIL-27産生が有意に上昇した。また、抗炎症性サイトカインであるIL-35の刺激においてもIL-27p28遺伝子発現亢進とIL-27産生上昇が観察された。さらに、IFN-γ、TNF-α刺激により、MSCの免疫調節に関与するICAM-1、VCAM-1、PD-L1等の細胞膜タンパク質、インドールアミン-2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)、TNF-Stimulated Gene 6 (TSG-6)の遺伝子発現の亢進に加えて、共刺激により更なる増強が認められた。この増強効果はIL-27関連遺伝子、並びにIL-27産生にもその相関がみられたことから、IL-27がUCB-MSCの免疫調節因子発現に影響を与えているという可能性を示唆している。そこで、抗IL-27中和抗体を用いて、IFN-γとTNF-αの共刺激性遺伝子発現増強への関与をみてみると、PD-L1, IDO, TSG-6といった調節因子の遺伝子発現が有意に減弱された。さらに、この抗IL-27中和抗体を用いた実験において、IL-27p28発現に加えて、IL-27産生も顕著な抑制が観察された結果から、IL-27のオートクラインがIL-27産生上昇に必須であることが想定された。MSCへの免疫抑制機能へのIL-27の関与について、現在検討中であるため、当初の予定よりやや遅れている。

ところで、MSCの特性として、脂肪、軟骨、骨への分化する能力が知られているが、MSCの分化誘導能におけるIL-27とIL-35の役割を検討した。UCB-MSCをIL-27、もしくはIL-35の含有した脂肪細胞、軟骨細胞、骨細胞への分化誘導培地に培養したところ、上記サイトカインはどの分化誘導条件においても有意な差は認められなかった。同様に、他の組織由来MSCにおいても分化誘導能に顕著な差は認められなかった。最後にMSCのtrophic factorである各種成長因子(FGF-2、PDGF、VEGF、EGF)の分泌能や、MSC上のそれら受容体の発現にIL-27、もしくはIL-35が影響を与えるかをリアルタイムRT-PCR、ELISA、FACSで検討した。その結果、上記サイトカインはそれら成長因子、並びにそれら受容体の発現にも顕著な作用を占めることはなかった。以上により、UCB-MSCはIL-27のサプライヤーとして機能を発現し、その他のMSC機能には影響がないことが示唆された。in vivoでの評価の前にin vitroでのIL-27/IL-35によるMSC機能評価をすべて行うことができた。1.MSCの免疫抑制機能発揮における内在性IL-27およびIL-35の関与:昨年度の検討より、MSCのIL-27に対する中和抗体により、IFN-γとTNF-αによるPD-L1, IDO, TSG-6といった調節因子の遺伝子発現が有意に減弱された。そこで、この時のMSCの免疫抑制機能発揮への効果を、抗CD3抗体と抗CD28抗体の刺激やアロジェニックな刺激によるヒト末梢血単核球T細胞の細胞増殖やサイトカイン産生を測定し、調べる。次に、それぞれの調節因子の発現をsiRNAや中和抗体、阻害剤等で抑制した際の影響を調べ、エフェクター分子の同定とその作用機序を明らかにする。2.MSCの分化誘導能におけるIL-27とIL-35の役割:IL-27およびIL-35の中和抗体を共存下でMSCの分化能を比較検討し、内在性IL-27/IL-35の役割を明らかにする。MSCから脂肪、軟骨、骨芽細胞、さらに、神経細胞へのin vitro分化誘導能は、既報に従いそれぞれ特異的な分化誘導条件下で培養し、オイルレッド染色、アルシアンブルー染色、アリザリンレッド染色、ニッスル染色で検出する。3.MSCの組織再生修復能におけるIL-27とIL-35の効果:MSCをIL-27/IL-35刺激後、リアルタイムRT-PCRで血小板由来成長因子や塩基性繊維芽細胞増殖因子などの組織再生修復関連遺伝子の発現増強を調べ、その関与もsiRNAを用いて検討する。1IL-27またはIL-35の遺伝子導入MSCを調製する。具体的には、マウスIL-27およびIL-35の2つのサブユニットをリンカーを挟んで一本鎖にしたレンチウイルス発現ベクター(pLVSIN-CMV)を作製し、Lent-XTM 293Tパッケージング細胞株(共にTakara社購入済)に遺伝子導入した培養上清をマウスMSCに感染させ、IL-27およびIL-35発現MSCを調製する。コントロールとして、ベクターのみ発現MSCも作製する。発現は、上清のELISAと細胞溶解液のウエスタンブロットで確認する。3コラーゲン誘導性の関節リウマチ(CIA)モデルを作製した後、IL-27またはIL-35を前処理したMSC、もしくはそれら
エンドソーム・リソソーム系蛋白分解機構におけるカテプシンEの役割

カテプシシEはカテプシンDとともに動物細胞における主要な細胞内アスパラギン酸プロテアーゼである。筆者らはこれまでの一連の研究から、カテプシンEが非リソゾーム性酵素として限定的な分布をし、組織・細胞によって細胞膜型または細胞質型、あるいはその両方の存在様式をとることを明らかにした。また、カテプシンEは粗面小胞体上のリボゾームで合成された後、古典的分泌経路でゴルジ野に運ばれ二量体を構成することが示めされたが、その最終局在部位が細胞種によって異なるため、その選別・輸送および活性分子への変換機構については殆ど未解明のままであった。前年度の研究から、カテプシシEは最終的にはエンドソーム・リソソーム蛋白分解システムに寄与するこが示唆されたものの、多くの細胞では本酵素は成熟型酵素まで変換されておらず、活性化部位である酸性コンパートメントへも輸送されていないことが示されている。そこで本年度の研究では、NRK細胞に野生型および各種変異を導入したカテプシンE分子を発現させ、酸性コンパートメント以外の部位でのリテンション機構や活性化へのシグナル機構を詳細に解析した。NRK細胞に発現させた野生型カテプシンEはもっぱら小胞体に局在し、高マンノース型糖鎖をもつプロ型酵素であった。この細胞をSH還元剤で処理すると本酵素の大部分が小胞体から消失し細胞外へ分泌された。小胞体に局在するプロ分子は単量体として存在することから、本酵素の二量体を形成するための47番目のシステイン残基が小胞体に貯留するために重要であることが示唆された。また、このシステイン残基を含むプロ部分を欠いた変異体が小胞体に局在せず細胞外に検出されることからも、このシステイン残基を介した本酵素の小胞体貯留機構が示唆された。糖鎖を欠損させた変異体を発現させてもNRK細胞での局在には変化は見られず、小胞体での貯留には糖鎖は重要ではないことが示された。
外部磁場による表面SH波の音速変化および振幅変化を用いた非破壊残留応力測定

軟鋼中の応力の面内分布を非破壊的に評価する方法の確立を目的として,外部磁場による表面SH波の音速および振幅変化を調べた.外部磁場による超音波の音速変化は集合組織の影響を受けず,残留応力の非破壊測定に適している.従来は板厚方向に伝ぱする超音波を用いていたため,測定点は超音波の送受信子の位置で決定され走査は容易ではなかった.本研究では,板の表面に沿って伝ぱする表面SH波を用いることにより,電磁石の移動による測定点の走査を試みたものである.表面SH波の振動は表面内で起こるため,他の表面波とは異なり伝ぱ経路に電磁石を設置する影響を受けないことが期待される.外部磁場による音速変化,振幅変化は非常に微小であるため,表面SH波の送受信はアクリルシュー付きの圧電素子を直接試験片に貼り付けて行った.磁極寸法および磁極間距離の小さな電磁石により表面SH波の伝ぱ経路の一部分を磁化し,磁化にともなう音速および振幅の変化を測定した.測定精度向上のため,受信波形をデジタルオシロスコープで取り込み,音速変化,振幅変化を求めた.負荷応力下での測定の結果,伝ぱ方向に磁化した場合も伝ぱ方向に垂直に磁化した場合も伝ぱ時間および振幅の変化はそれぞれ0.2nsec.,0.02dB程度と小さく,応力の効果はさらに小さいことがわかった.応力分布を持つ測定対象の例として4点曲げ試験片を用い,電磁石を走査させることにより応力分布の測定を試みたが,測定点間の差が小さく,応力分布を評価するまでには至らなかった.以上の問題点を解決するためには,さらに強力な電磁石を用いること,より高精度な送受信子を用いることなどが有効であると考えられる.軟鋼中の応力の面内分布を非破壊的に評価する方法の確立を目的として,外部磁場による表面SH波の音速および振幅変化を調べた.外部磁場による超音波の音速変化は集合組織の影響を受けず,残留応力の非破壊測定に適している.従来は板厚方向に伝ぱする超音波を用いていたため,測定点は超音波の送受信子の位置で決定され走査は容易ではなかった.本研究では,板の表面に沿って伝ぱする表面SH波を用いることにより,電磁石の移動による測定点の走査を試みたものである.表面SH波の振動は表面内で起こるため,他の表面波とは異なり伝ぱ経路に電磁石を設置する影響を受けないことが期待される.外部磁場による音速変化,振幅変化は非常に微小であるため,表面SH波の送受信はアクリルシュー付きの圧電素子を直接試験片に貼り付けて行った.磁極寸法および磁極間距離の小さな電磁石により表面SH波の伝ぱ経路の一部分を磁化し,磁化にともなう音速および振幅の変化を測定した.測定精度向上のため,受信波形をデジタルオシロスコープで取り込み,音速変化,振幅変化を求めた.負荷応力下での測定の結果,伝ぱ方向に磁化した場合も伝ぱ方向に垂直に磁化した場合も伝ぱ時間および振幅の変化はそれぞれ0.2nsec.,0.02dB程度と小さく,応力の効果はさらに小さいことがわかった.応力分布を持つ測定対象の例として4点曲げ試験片を用い,電磁石を走査させることにより応力分布の測定を試みたが,測定点間の差が小さく,応力分布を評価するまでには至らなかった.以上の問題点を解決するためには,さらに強力な電磁石を用いること,より高精度な送受信子を用いることなどが有効であると考えられる.
3次元VLSI設計超並列アルゴリズムに関する研究

3次元VLSI設計に関して種々の理論的観点から調査・検討を行ない,問題点を明らかにした.更に並列配線アルゴリズムの理論的基礎を与え,そのプロトタイプを設計し,理論的に解析した.とりわけレイアウト設計の一層配線問題で現れる最短非交差道問題に焦点をあて,いくつかの評価基準の下で最適な非交差道を考察し,平面グラフおよび平面領域の非交差道を求める効率のよいアルゴリズムを与えた.1.平面グラフの外周上に全ての端子がある場合に,長さの総和最小な非交差道,すなわち最短非交差道をO(n log n)時間で求めるアルゴリズムを与えた.ここでnは入力の大きさである.2.平面グラフの2つの面の周上に全ての端子がある場合に,最短非交差道をO(n log n)時間で求めるアルゴリズムを与えた.このアルゴリズムは面積最小な配線設計に応用できる有用な結果である.3.上記2つのアルゴリズムを変更すれば,各道の長さに対して非減少な任意の評価関数を最小にする非交差道が求まることを示した.このアルゴリズムは長さの最大値が最小な非交差道を求めることができ,遅延時間が小さな配線設計に利用できる.4.軸並行な多角形の内部にいくつかの軸平行な多角形障害物がある平面領域で,2つの多角形の周上に全ての端子がある場合に,最短非交差道を求めるアルゴリズムを与えた.このアルゴリズムは,平面領域の問題を平面グラフの問題に帰着させることにより非交差道を求めたものである.5.長方形の内部に幾つかの長方形障害物があり,2つの長方形の周上に全ての端子がある場合に対し,最短非交差道をO(n log n)時間で求めるアルゴリズムを与え,その計算時間は係数の範囲内で最適であることを示した.3次元VLSI設計に関して種々の理論的観点から調査・検討を行ない,問題点を明らかにした.更に並列配線アルゴリズムの理論的基礎を与え,そのプロトタイプを設計し,理論的に解析した.とりわけレイアウト設計の一層配線問題で現れる最短非交差道問題に焦点をあて,いくつかの評価基準の下で最適な非交差道を考察し,平面グラフおよび平面領域の非交差道を求める効率のよいアルゴリズムを与えた.1.平面グラフの外周上に全ての端子がある場合に,長さの総和最小な非交差道,すなわち最短非交差道をO(n log n)時間で求めるアルゴリズムを与えた.ここでnは入力の大きさである.2.平面グラフの2つの面の周上に全ての端子がある場合に,最短非交差道をO(n log n)時間で求めるアルゴリズムを与えた.このアルゴリズムは面積最小な配線設計に応用できる有用な結果である.3.上記2つのアルゴリズムを変更すれば,各道の長さに対して非減少な任意の評価関数を最小にする非交差道が求まることを示した.このアルゴリズムは長さの最大値が最小な非交差道を求めることができ,遅延時間が小さな配線設計に利用できる.4.軸並行な多角形の内部にいくつかの軸平行な多角形障害物がある平面領域で,2つの多角形の周上に全ての端子がある場合に,最短非交差道を求めるアルゴリズムを与えた.このアルゴリズムは,平面領域の問題を平面グラフの問題に帰着させることにより非交差道を求めたものである.5.長方形の内部に幾つかの長方形障害物があり,2つの長方形の周上に全ての端子がある場合に対し,最短非交差道をO(n log n)時間で求めるアルゴリズムを与え,その計算時間は係数の範囲内で最適であることを示した.
一分子蛍光計測による膜タンパク質構造形成過程の揺らぎ解析

これまでに確立した膜貫通ヘリックス会合の一分子計測条件を元に、さらに条件を最適化した。モデル膜貫通ヘリックス(AALALAA)_3間の相互作用を蛍光励起エネルギー移動(FRET)により検出可能な事を示して来たが、FRETペアとしてCy3-Cy5ペアの代わりにより強い蛍光強度が期待できるCy3B-Cy5ペアを用いて実験を行った。Cy3をCy3Bに代えることで約1.6倍のシグナル/ノイズ比の改善が見られた。また蛍光のブリンキング、ブリーチングを抑えるには、還元剤Troloxと酸化剤Methyl viologenを併用すると良い事が明らかになった。強い自己会合が予想されるPOPC/コレステロール=7/3の組成のLUV中に、Cy3B/Cy5ラベルヘリックスを組み込み、Cy3B/Cy5の蛍光強度変化を同時測定した。ブリーチングによりCy5、Cy3Bがそれぞれ1つづつ組み込まれていたLUVを同定した。蛍光強度変化の解析を行った所、Cy3BからCy5へのFRETに揺らぎが観測された。FRET効率をヒストグラム化した所、モノマーとダイマーに相当する2つの分布ピークが見られた。さらに、モノマーとダイマーの持続時間はexponential型の分布を示し、寿命がそれぞれ160msec,50msecであった。これらから計算できる会合定数は、定常光FRET測定から得られた会合力と良く対応した。以上よりリポソーム系での一分子FRET測定は膜でのタンパク質間相互作用揺らぎを計測するのに有用な方法であることが明らかになった。また、会合揺らぎはコレステロール存在下でのみ観測された事から、脂質組成は膜貫通ヘリックスの動的挙動に大きく影響することが明らかになった。・試料調製と会合測定の条件検討蛍光励起エネルギー移動(FRET)用ドナー/アクセプター色素ペアとして、Cy3/Cy5をそれぞれN末端に標識したモデル膜貫通ヘリックス(AALALAA)3の合成を行った。またヘリックスを組み込んだ大きな1枚膜ベシクル(LUV)をガラス基板上に固定するため、カバーガラス・スライドガラスの洗浄とコーティングを行った。洗浄は1M KOH中で20分以上超音波洗浄することにより行った。ここにシランカップリング試薬を反応させ、表面のアミノ化を行った。次に、PEG-SEとbiotin-PEG-SE80/1の重量比で混合して反応させ、PRGコーティング上にbiotinがまばらに結合した状態のコーティングを行った。脂質パルミトイルオレオイルフォスファチジルコリン(POPC)および1%biotin-PEからなるLUVにCy3-((AALALAA)3、Cy5-((AALALAA)3を組み込み、ストレプトアビジン存在化でLUVをガラス表面に固定し、全反射蛍光顕微鏡による観察を行った。Cy3、Cy5蛍光ともに秒数10秒オーダーでブリーチングする事が確認できた。ヘリックス/脂質比=5/90000ではLUVあたり1-5個程度ヘリックスが実際に組み込まれていることがわかった。・FRETによるヘリックス間相互作用の検出強く会合することが予想されるPOPC/コレステロール=7/3の組成のLUV中で、Cy3/Cy5ラベルヘリックスを組み込み、Cy3/Cy5の蛍光強度変化を同時測定した。次に十分長い時間観測してブリーチングによりCy5、Cy3がそれぞれ1つづつ組み込まれていたLUVを同定した。蛍光強度変化の解析を行った所、Cy3からCy5へのFRETに由来すると考えられるCy3蛍光強度の減少に伴うCy5の蛍光強度増大が観測された。この変化は膜貫通ヘリックスの会合-解離を反映したものであると考えられる。会合は長い場合には秒オーダーで持続することが明らかになった。この結果は膜タンパク質フォールディングの重要な過程である貫通ヘリックスの会合-解離の揺らぎをリアルタイム測定した最初の例であり、膜でのタンパク質間相互作用揺らぎを計測する重要なツールになると考えられる。
日本海溝堆積物のSr同位体比およびその起源物質

日本海溝をはさんで堆積環境の異なる二本のドリル・コア,site435と436について計93個の試料のRb,Sr含有量およびSr同位体比を測定し、以下の結果を得た。1.Rb,Sr含有量およびSr同位体比の変化は、生物源シリカ、陸源砕屑物質(日本列島から供給された砕屑物)、遠洋性堆積物の三者の混合によって説明できる。2.遠洋性堆積物のSr同位体比は従来考えられていたように海水と平衡にあるのではなく、はるかに高い値を持つ。すなわちこれは偏西風によって中国の内陸乾燥地帯から運ばれた風成堆積物である可能性がある。3.海溝の大洋側の隆起帯でのコアであるsite436では層序変化が著しい。更新世の堆積物のRb/Sr比,Sr同位体比は海溝陸側斜面上の堆積物であるsite435と同じ値を持つが、堆積時代が古くなるにつれてRb/Sr比,Sr同位体比共に高くなる。これは現在は日本海溝のすぐ近くの大洋側に位置しているsite436の堆積物は15Ma以前にはずっと日本列島から離れた位置にあり、その堆積物はほぼ遠洋性堆積物のみからなっていたのが、プレートの動きによってしだいに日本列島に近づき、それからの物質の供給が増加していったことを示している。以上の結果の一部は1986年7月ケンブリッジ大学で開催された第6回地質年代学・宇宙年代学・同位体地質学の国際会議で発表し、さらにデータを加えて1987年4月の日本地質学会で発表の予定である。また標記の問題に関連して、室戸岬ハンレイ岩に伴う文象斑岩の黒雲母のRb-Sr年令を測定し、それが迸入した中新世の海溝充填堆積物と考えられる室戸岬オリストストロームとの時代的関係とその堆積場を議論した。その結果は1987年3月、九州大学理学部研究報告に発表する。
高分解能RBS法を用いた超深さ分解能計測

シリコン結晶にアンチモンを低温MBEの手法でδドーピングした試料を、本研究で開発した高分解能RBS法を用いて調べた。従来のSIMSを用いた研究ではドーピングされたアンチモンの深さ分布が、SIMSの深さ分解能に相当する約3nm以下であることが示されていた。今回、高分解能RBS法で測定したところ、アンチモンは0.6nm程度の広がりを持った分布をしていることが分かった。これにより、高分解能PBS法は、表面の定量分析では深さ分解能が最も良いされていたSIMSよりも、数倍以上深さ分解能が優れていることを示した。また、アンチモンのドーピング深さが数nm以下では、アンチモンの一部が表面に異常偏析していることが分かった。これは、アンチモンの拡散係数が、従来考えられていたよりもはるかに大きいことを示唆している。この詳細については、現在研究を続行中である。高分解能RBS法を用いてPbTe/SnTe(001)およびAg/Si(001)のエピタキシャル成長の初期過程を観察した。その結果、PbTe/SnTe(001)では、従来の電子顕微鏡による観察から結論されていた様に、層状成長をしていることが確認できた。しかしながら、第一層が完全に成長する前に第2層が成長を開始しており、完全な層状成長とは異なっていることが分かった。Ag/Si(001)については、760Kでは0.5MLのみ銀が層状に吸着し、それ以上は成長しないことが分かった。また520Kでは0.5ML程度層状成長し、その後は島状の成長をすることが分かった。
妊娠中における超早期子宮内手術ツールの開発

胎児手術は、当初のopen fetal surgery(子宮を切開し直視下に胎児に施行する手技)から、次第に侵襲の少ないfetoscopic procedure(子宮切開を伴わない低侵襲内視鏡手術)へとシフトしつつある。本研究では、マイクロマシン技術を利用して超早期子宮内手術に役立つ内視鏡ツールの開発を行った。具体的には、リアルタイムで患部を観察・評価するツールとして超音波内視鏡を、処置用ツールとしてマイクロレーザースキャナーと集束超音波ツールの開発を行った。いずれのツールも上述の低侵襲内視鏡手術に適応できるように設計・作製された。糸と針を用いた縫合処置が困難な小さく勝つ脆弱な胎児組織に対し、光ファイバーを用いて体内へ導いた治療用レーザー光を体内で精密にスキャンし切開、凝固、蒸散など精密なレーザー治療を実現する装置を開発した。3本の圧電カンチレバーを用いて直径1mmのミラーを2次元に傾けレーザーをスキャンし、スポット径100μm程度での2次元走査を確認できた。さらに、外径3.8mmのポリマー製チューブ内に実装し、内視鏡の鉗子口への挿入に適した形状を実現した。超音波ツールは超音波ビームの指向性を制御し、凸形状振動子を8個有した外径3mmの振動子を用いてイメージングを行うツールと、凹形状振動子を用いて超音波を集束させ治療に用いるツールの2種類を試作した。イメージャーは凸形状振動子を8個有した外径3mmの振動子を試作し、水中においてアルミ板からの反射エコーを取得できており、今後、胎児組織を含めた体内組織の画像化を試みる。治療ツールにおいては外径6mmの集束超音波治療ツールを試作し、治療目的に必要な超音波強度が実現できていることを確認した。集束性の最適化、超音波トランスデューサー材料の最適化により外径2mm程度でも実用的なツールが可能と考えている。マイクロレーザースキャナーの開発:早期子宮内低侵襲治療のために、ピエゾアクチュエータを用いた2次元マイクロレーザースキャナーを開発している。子宮鏡のワーキングチャネルに挿入できるよう、ツール外径は2.0mmとし、内部にレーザー伝送用光ファイバー、マイクロレーザースキャナー、反射ミラーおよび光学系を含む。ミラーを2次元にスキャンニングすることで、体内において精密なレーザースキャンを実現する。レーザー光源として、光ファイバーを通して蒸散、止血、凝固の使い分けができるカリウム・チタン・リン酸塩(KTP)レーザーを用いる(今年度予算で購入済み)。現在、アクチュエータとして、ユニモルフ圧電シートを、フェムト秒レーザーを用いて微細加工し3本のカンチレバーを得、さらにミラー及びカンチレバー先端とミラーと連結するフレキシブルジョイントを形成し、デバイスとした。ミラーは下面からピボットによって支えられている。電圧を印加することによりカンチレバーがたわみ、ピボットに支えられたミラーを傾ける。3本のユニモルフカンチレバーを制御することにより、様々な方向に傾けられることを確認した。なお、スキャナー部分は内径1.6mmの筒に収まる大きさとなっている。今後、光ファイバー、レンズをはじめとする光学系のパッケージング化と、より大きいスキャン角度を得るための設計改良、試作を行う。また現在、観察系を同時に実現するため同スキャナーを用いたEOCT(Endoscopic optical coherence tomography)について検討と基礎実験を始めている。マイクロレーザースキャナーの開発:早期子宮内低侵襲治療のために、圧電カンチレバーを用いた2次元マイクロレーザースキャナーを開発した。子宮鏡の鉗子口(ワーキングチャネル)に挿入できるように、ツールは外径の2.0mmの円筒にパッケージングする。

内部にレーザー伝送用光ファイバー、マイクロレンズ、反射ミラーを持ったマイクロレーザー走査装置(スキャナー)を含む。直径1.0mmの反射ミラーを2次元にスキャンニングすることで、体内において精密なレーザー照射を実現する。レーザー光源として、光ファイバーを通して蒸散、止血、凝固の使い分けができるカリウム・チタン・リン酸塩(KTP)レーザーを用いる。現在までに、3本の圧電カンチレバーとシリコンマイクロマシニングを用いて作成したミラーからなるマイクロスキャナーを試作し、2次元動作を確認した。3本の圧電ユニモルフを平行に並べることで,圧電ユニモルフの変位を大きくしながらデバイス全体のサイズを直径2mm以下に抑えることができた。圧電ユニモルフカンチレバーの長さは7mm,ミラーの大きさはφ1mmとした。スキャナー部の大きさは外形2.0mm円筒内にパッケージングできる最終目標の大きさである。また、圧電カンチレバー先端とミラーの間に球体関節を挟み込んだ構造により、大きくミラーを傾けた際のカンチレバーとミラーに生じるねじれ角度の問題を解決し、26°の量大傾き角を得られた.また,電圧を印加するカンチレバーの組み合わせをコンピュータ制御によりコントロールすることで,ミラーを2次元方向にスムーズに駆動できることも確認できた.さらにKTPレーザーをスキャナーのミラーに入射しレーザー光の2次元走査を確認した。マイクロレーザースキャナーの開発:早期子宮内低侵襲治療のために、圧電カンチレバーを用いた2次元マイクロレーザースキャナーを開発した。直径1.0mm、厚さ200μmの円盤型反射ミラーを2次元にスキャンニングすることで、体内において精密なレーザー照射を実現する。レーザーの光源として、光ファイバーを通して蒸散、止血、凝固の使い分けができるカリウム・チタン・リン酸塩(KTP)レーザーを用いる。試作した2次元マイクロスキャナーを用いて最大30°の傾き角が得られ、ファイバー出力のKTPレーザー(波長532nm)をスキャナーに入射し,スポット径50μm程度で2次元走査、ラスタースキャンを実現できた。また、直径数ミリの円筒にパッケージングするために設計と組立方法の改良を行い、専用パーツを自作し光学部品とスキャナー部を組み合わせ、外径3.8mmのポリマーチューブ内に挿入してプローブ形状とした。圧電カンチレバーを駆動するプログラムを改良し、レーザー光の位置合わせ精度を向上させ、複雑な形状の2次元走査を可能とした。
^<44>Ti領域における原子核の分子的構造の研究

αクラスタ模型はsd殻の^<20>Ne付近までの原子核の構造を包括的・統一的に記述し大変成功したが、fp殻の^<44>Tiではαクラスタ模型は多くの困難に直面しもはや基底回転帯を含めての包括的・統一的に記述はむずかしいのではないかと考えられていた。我々は散乱状態と束縛状態を統一的に記述するという新しい方法論を導入し、^<44>Tiが基底回転帯をも含めてαクラスタ模型により統一的に理解できることを示した。最大のポイントは、従来、αクラスタ模型は閾値付近にαクラスタ状態K=0^-バンドを出すが実験的にはこのような状態は知られてなく、αクラスタ模型がうまくいかない大きい理由として挙げられていたのにたいし、我々は散乱状態と束縛状態を統一的記述からこのK=0^-バンドはむしろ実在すると考えるべきであることを示したことである。我々は^<44>TiのK=0^-バンドを含むαクラスタ状態の分光学的性質を詳細に調べた。又、我々のK=0^-バンドが存在するという予言は有効2体力を用いた微視的模型計算によっても支持された。このK=0^-バンドが存在するかどうかがここ数年の最大の争点であったが、1989年大阪大学・核物理研究センタ-にて実験的に発見された。こうして、^<44>Tiにおいてもαクラスタ模型の視点が有効であることが理論的・実験的に明らかにされた。我々は^<40>Caについても同じ視点からαクラスタ構造が成立し、未知のαクラスタ状態K=0^-バンドが閾値付近に存在することを予言した。これは現在実験的に探索が行われている。αクラスタ構造はfp殻においても広く存在し、このK=0^-バンドも広く存在する可能性が明らかにされた。要するに、本研究を通じて原子核の分子的構造研究はfp殻領域へと大きく切りひらかれたのである。^<44>Tiの分子的構造がα+^<40>Caクラスター模型を用いて束縛状態から高いエネルギーの散乱状態まで研究された. α-^<40>Ca間相互作用として現象論的ウッドサクソンの2乗型ポテンシャル及びHNYforceのfoldingポテンシャルが用いられた. ^<44>Tiの基底帯からE_α〓100 Mevのα+^<40>Caの散乱の高いエネルギー領域までα+^<40>Caクラスター模型により統一的に説明されることが明らかになった. ^<44>Tiの基底帯はcompactなα+^<40>Ca模型をもつ,相対運動の励起した高次節帯は融合反応のoscillationsとして現われ,発達したα+^<40>Ca分子的構造をもつ.我々によってその存在が予言されているK=O_1^-帯は穀着て構造と分子的構造の中間の遷移的性格をもつことが明らかにされた.高次節帯及びK=O_1^-帯も共にanti-strechingを示し,高スピンにあるにつれて穀的性格が強まり,同一回転帯の中でも分子的構造から穀的構造への構造変化が見られる.これは^<20>Neでは見られなかった^<44>Tiでの新しい特徴である.α+^<40>Ca散乱で見られる後方角異常のメカニズムが解明された.後方角異常は^<44>Tiのα+^<40>Ca分子的構造の相対運動が2個励起した第2高次節帯及び〓パリティーの高次節帯によって引きおこされていることが明らかにされた.

α+^<16>Oの後方角異常と比較し,大きな差がみられる.更に,高いエネルギー領域での虹散乱も解析し,実験値の角分布がよく再現されることが明らかにされた.こうして, ^<44>Tiのα+^<40>Ca分子的構造の観点による理解は大きく前進した.今後, ^<40>Caのcore励起及びスピン軌道力をとり入れたクラスター模型による研究を進めることが必要である.今年度の研究の特徴はfp殻領域での分子的構造研究の領域の拡大と基礎ずけの進展である。又、筆者の^<44>Ti領域で分子的観点が成立するとの主張が国際的に認知されるようになり、分子的構造研究にとって飛躍の年であったといえる。1領域の拡大(1)分子的構造が^<44>Tiだけでなく、^<40>Caにおいても成立することが明らかにされ、α+^<36>Ar構造をもつ反転2重項K=O^-バンドの存在が予言された。又,K=O^-帯の分光学的性質が明らかにされた。(2)N≠Z閉殻^<48>Caによるα散乱の後方角異常が解析され、^<52>Tiの基底帯がα+^<48>Caクラスター模型で理解できる可能性が示された。(3)非4N核^<43>Scにおいても分子的構造とα散乱の後方角異常が統一的に理解できることが示された。2.基礎ずけの進展(1)有効2体力を用いた半微視的模型による研究が行われ、^<44>Tiの分子的構造の理解が深化され基礎ずけられた。基底帯ではクラスターの模型は適用すべきでないとする堀内及びミュンスター・グループの学説の破綻が一層明僚に示された。(2)^<44>Tiで現実的拡がりをもつRGM計算を行うコードが完成し、数値計算が可能となった。又、αを3体+1体にくずし、l・s力をとりこんだ計算を行うコードが出来上がり、数値計算ができるようになった。3.^<44>TiのK=O^-帯探索実験の開始と本格化K=O^-帯を探す実験が阪大RCNPで行われ、未知のαークラスター的状態が発見され、又従来のスピン決定の誤りが明らかになり我々の学説がより確かなものとなりつつある。4.今後、Ni領域まで分子的構造研究を拡大・展開していく予定である。^<40>Caにおけるαクラスタ-構造が束縛状態と散乱状態を統一的に記述するとの視点から研究された。^<40>Caはsd殻の^<16>Oとアナログ核であり、又fp殻の^<44>Tiとは弱結合描像により似かよった性質をもつと考えられている。^<44>Tiについては最近同様の視点から束縛状態・散乱状態ともαクラスタ-構造の観点からよく理解できることが明らかになった。^<40>Caについては3.35Mevの0^+状態からはじまるK=0^+バンドはα粒子移行反応で強く励起され、αクラスタ-構造をもつと考えられてきた。しかし、理論的にはαクラスタ-模型は^<40>Caの構造全体を統一的に記述することができず、分子的観点が有効かどうかについては議論が続いてきている。我々はα+^<36>Ar散乱と^<40>Caのクラスタ-構造を統一的に記述すべきであると提唱し、Woods-Saxonの2乗型及びスプライン関数型のポテンシャルを用いてα+^<36>Ar散乱の後方角異常現象を解析しよく再現することができた。これらのポテンシャルは^<40>Caのαクラスタ-状態として、K=0^+バンドとK=0^-バンドを反転2重項として与える。前者は0^+(3.35 l^neV)からはじまるK=0^+バンドによく対応する。しかし、後者は実験的には見つかってない。
微生物におけるケトヘキソキナ-ゼの発見とフルクト-ス代謝

微生物の糖代謝において、グルコ-スに生育せずフルクト-スに生育できる変異株を取得して、本菌の示す糖代謝について検討したところ、動物起項のケトヘキソキナ-ゼと同党の酵素が微生物にも存在することを見い出したことから本研究が開始された。新規な補酵素ピロロキノリンキノン(PQQ)の生成蓄積がメタノ-ル代謝と直接関係していることを明らかにする点からも重要な意味を有している。上記の変異株と同様な糖代謝を示す菌株の存在を広く検索したところ、かなりの高い出現率であらわれた。しかし、個々の解析は行わなかった。次にケトヘキソキナ-ゼの精製に着手した。2436時間フルクト-ス培地に生育させて得られる菌体を集め、フレンチプレスで細胞を破砕したのち、無細胞抽出液画分に本酵素を抽出した。酵素の精製にはブル-デキストランセファロ-スを用いるアフィニティ-クロマトグラフィ-が有効な手段であった。精製酵素は超遠心的にも、電気泳動的にも均一で、その等電点は4.5にあり、分子量は約6万で、分子量3万のサブユニット2量体であることを明らかにした。本酵は希薄な酵素液でもすぐれた耐熱性を示し、既報の動物起源の酵素に種々な性質で類似していた。微生物の酵素はかなりの割合でケトヘキソキナ-ゼ反応の逆反応を触媒することも明らかになった。ケトヘキソキナ-ゼ反応の次の段階の代謝系、アルドラ-ゼ、の精製に着手した。また、メタノ-ルの代謝系とフルクト-スの代謝系とが会合する会合点の調査も行った。グルコ-スに生育せずフルクト-スに生育できる理由の解明を行ったところ、細胞膜透過機構に依ることが明らかになった。なぜならば、細胞質内糖代謝に関係するほとんどすべての酵素は親株、変異株ともに等しく同値の酵素活性を示した。よって、本菌はフルクト-スの特異的バイオアッセイの被検菌として利用することが可能であることを示唆している。微生物の糖代謝において、グルコースに生育せずフルクトースに生育する変異株を取得して、本苗の示す糖代謝について検討したところ、動物起源のケトヘキソキナーゼと同等の酵素が微生物にも存在することを見出したことから本研究が開始された。上記変異株と同様な糖代謝を示す苗株の存在を広く検索したところ、かなりの出現率であらわれた。次にケトヘキソキナーゼの精製に着手した。2436時間フルクトース培地に生育させて得られる苗体を集め、フレンチプレスにより細胞を破砕したのち、無細胞抽出液画分に本酸素を抽出した。酵素の精製にはブルーデキストランセファロースを用いるアフィニティークロマトグラフィーが有効な手段であった。精製酵素は超遠心的にも、電気流動的にも均一で、その等電点は4.5にあり、分子量は約6万で、分子量3万のサブユニット2個から構成されている2量体であった。本酵素は希薄な酵素液でもすぐれた耐熱性を示し、既執の動的起源の酵素に種々な性質で類似していた。微生物の酵素はかなりの割合でケトヘキソキナーゼの逆反応を触媒することも明らかになった。

ケトヘキソキナーゼの次の代謝系、アルドラーゼの精製に着手した。また、メタノールの代謝系とフルクトースの代謝系とが会合する会合点の調査も同時に着手したところである。微生物の糖代謝において、グルコ-スに生育せずフルクト-スに生育できる変異株を取得して、本菌の示す糖代謝について検討したところ、動物起源のケトヘキソキナ-ゼと同等の酵素が微生物にも存在することを見出したことから本研究が開始された。新規な補酵素がピロロキノリンキノン(PQQ)の生成蓄積がメタノ-ル代謝と直接関係していることを明らかにする点からも重要な意味を有している。上記の変異株と同様な糖代謝を示す菌株の存在を広く検索したところ、かなりの高い出現率であらわれた。しかし、個々の解析は行わなかった。次にケトヘキソキナ-ゼの精製に着手した。2436時間フルクト-ス培地に生育させて得られる菌体を集め、フレンチプレスで細胞を破砕したのち、無細胞抽出液画分に本酵素を抽出した。酵素の精製にはブル-デキストランセファロ-スを用いるアフィニティ-クロマトグラフィ-が有効な手段であった。精製酵素は超遠心的にも、電気泳動的にも均一で、その等電点は4.5にあり、分子量は約6万で、分子量3万のサブユニット2量体であることを明らかにした。本酵は希薄な酵素液でもすぐれた耐熱性を示し、既報の動物起源の酵素に種々な性質で類似していた。微生物の酵素はかなりの割合でケトヘキソキナ-ゼ反応の逆反応を触媒することも明らかになった。ケトヘキソキナ-ゼ反応の次の段階の代謝系、アルドラ-ゼ、の精製に着手した。また、メタノ-ルの代謝系とフルクト-スの代謝系とが会合する会合点の調査も行った。グルコ-スに生育せずフルクト-スに生育できる理由の解明を行ったところ、細胞膜透過機構に依ることが明らかになった。なぜならば、細胞質内糖代謝に関係するほとんどすべての酵素は親株、変異株とも等しく同値の酵素活性を示した。よって、本菌はフルクト-スの特異的バイオアッセイの被検菌として利用することが可能であることを示唆している。
純チタンと歯科用コバルトクロム合金のレーザー溶接

(緒言)純Tiと歯科用Co-Cr合金のレーザー溶接強度は非常に弱く,口腔内での使用は不可能である.この原因は,TiとCoの状態図から判断されるように溶融部に金属間化合物が生成し,溶解凝固部に亀裂が発生するためである.しかし,純Tiと純Pdのレーザー溶接部は他の純金属より高い溶接強度を示し,また,PdとCoおよびCrの状態図にはほとんど金属間化合物は生成しない.そこで,純Tiに純Pdをレーザー溶接し,余剰部分を削除した後,歯科用Co-Cr合金とレーザー溶接した試験体の剪断試験を行い興味ある結果を得た。(方法)サンドブラスト処理された純Tiブロック(10×10×20mm)に純Pdをレーザー溶接し,余剰部を削除後,歯科用Co-Cr合金棒をレーザー溶接した.この時の条件はTiブロックにサンドブラスト処理のみ(条件(1)),また,純Pdワイヤーをレーザー溶接した揚合(条件(2)),さらに純Pdワイヤーで肉盛溶接を施した場合(条件(3))の3種類とした.各条件5個の試験体を製作し,万能材料試験機インストロンで剪断試験を行った.(結果,考察)条件(1)は非常に低く平均1.64Kgfであった.また,条件(2)は平均4.75Kgfで,多少の上昇が認められた.また,条件(3)は,平均41.84Kgfを示し,条件(1)の約25.5倍,条件(2)の約8.8倍の剪断強度を示した.また,統計分析の結果,各条件間に危険率1%で有意差が認められた.TiとCoの状態図から多くの組成において金属間化合物を生成する.このためTiとCoの合金には亀裂等が発生し,そのため条件(1)のレーザー溶接強度は弱かったと考えられる.また,TiとPdおよびCoとPdの状態図には金属間化合物の発生が少なく溶接強度が得られたものと考えられる.(結論)Tiブロックと歯科用Co-Cr合金のレーザー溶接部の剪断試験の結果,次の結論を得た.1)条件(1)の剪断強度は非常に弱かった.2)条件(2)は僅かに増加した.3)条件(3)は大幅に向上した.純Tiに歯科用Co-Cr合金をレーザー溶接する場合,純Pdワイヤーを純Ti側にレーザー溶接後,純Pdワイヤーを肉盛溶接する方法は,溶接強度改善に有効な技法である.(緒言)純Tiと歯科用Co-Cr合金のレーザー溶接強度は非常に弱く,口腔内での使用は不可能である.この原因は,TiとCoの状態図から判断されるように溶融部に金属間化合物が生成し,溶解凝固部に亀裂が発生するためである.しかし,純Tiと純Pdのレーザー溶接部は他の純金属より高い溶接強度を示し,また,PdとCoおよびCrの状態図にはほとんど金属間化合物は生成しない.そこで,純Tiに純Pdをレーザー溶接し,余剰部分を削除した後,歯科用Co-Cr合金とレーザー溶接した試験体の剪断試験を行い興味ある結果を得た。(方法)サンドブラスト処理された純Tiブロック(10×10×20mm)に純Pdをレーザー溶接し,余剰部を削除後,歯科用Co-Cr合金棒をレーザー溶接した.この時の条件はTiブロックにサンドブラスト処理のみ(条件(1)),また,純Pdワイヤーをレーザー溶接した揚合(条件(2)),さらに純Pdワイヤーで肉盛溶接を施した場合(条件(3))の3種類とした.各条件5個の試験体を製作し,万能材料試験機インストロンで剪断試験を行った.(結果,考察)条件(1)は非常に低く平均1.64Kgfであった.また,条件(2)は平均4.75Kgfで,多少の上昇が認められた.また,条件(3)は,平均41.84Kgfを示し,条件(1)の約25.5倍,条件(2)の約8.8倍の剪断強度を示した.また,統計分析の結果,各条件間に危険率1%で有意差が認められた.TiとCoの状態図から多くの組成において金属間化合物を生成する.このためTiとCoの合金には亀裂等が発生し,そのため条件(1)のレーザー溶接強度は弱かったと考えられる.また,TiとPdおよびCoとPdの状態図には金属間化合物の発生が少なく溶接強度が得られたものと考えられる.(結論)Tiブロックと歯科用Co-Cr合金のレーザー溶接部の剪断試験の結果,次の結論を得た.1)条件(1)の剪断強度は非常に弱かった.2)条件(2)は僅かに増加した.3)条件(3)は大幅に向上した.純Tiに歯科用Co-Cr合金をレーザー溶接する場合,純Pdワイヤーを純Ti側にレーザー溶接後,純Pdワイヤーを肉盛溶接する方法は,溶接強度改善に有効な技法である.
固液界面における不整合分子ネットワークの構築

最近、有機分子の自己集合により固体表面で形成される2次元分子配列の構造制御に多大な関心が集まっている。本課題では未知の構造制御因子の解明を目的として、不整合の導入を鍵とした、1、エントロピーの与える配列形成への影響の調査、2、分子配列のドメインの大きさと形状の制御、3、五角形分子を用いた分子性準結晶の構築の三つの課題に取り組んだ。1では、異なるアルキル鎖により置換されたデヒドロベンゾ[12]アヌレン(DBA)を合成した。この分子は、C3対称とC2対称の二つの構造を形成した。また、用いる溶媒により、形成される構造の比率が異なることが分かった。このことは、空孔における溶媒分子の共吸着によるエンタルピー的な安定化が二つの構造の選択性に影響を与えていること示している。結果として、ネットワーク形成に与えるエントロピー効果を評価することはできなかった。2の目的に関係して、三角形のDBAと菱形の縮環型DBAを混合して実験を行ったところ、二つの分子が表面で任意に混合した構造が形成されることが分かった。混合した構造の安定性について、温度め与える影響やモンテカルロシュミレーションにより現在詳細に調査を行っている。3については五角形状の分子が形成する固体表面上での配列について詳細に調査した。その結果、アルキルエステル基により置換された分子は、1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)/グラファイト界面では配列した構造を形成するが、TCB/Au(111)界面においては乱れた構造体を形成することが分かった。異なる基板を用いることで、分子配列が変化することが明らかとなった。このことは、基板の種類に依存して分子間相互作用と分子-基板間相互作用のバランスが変化したためだと考えられる。本課題により二次元分子配列の制御に関する重要な多くの知見を得ることができた。有機分子の自己集合を用いた固体表面における2次元分子ネットワークは、その構造制御が困難なため、分子システムに相当するような複雑な構造体にはほど遠い。これらを分子システムまで進化させるには、より高度な構造制御を可能とする制御因子の解明が望まれる。そこで本申請課題では、不整合の導入を鍵とした(1)エントロピーの与えるネットワーク形成への影響の解明、(2)分子ネットワークのドメインサイズと形状の制御、(3)分子性準結晶の構築の三つの課題に取り組む。(1)については、申請書記載の異なるアルキル鎖により置換されたDBAの合成を終えた。予想通り、C3対称構造とC2対称構造の二つの多孔性ネットワークが形成されることが分かった。現在、形成された二つの構造の形成される要因について、様々な観点から詳細に検討を行っている。(2)については、申請書に記載した四本のアルキル鎖により置換された三角形DBAの合成を終えた。また、この分子を菱形の縮環型DBAと混合すると不規則に混合したネットワークが形成されることが分かった。(3)については、申請書に記載された分子の合成を全て終えた。アルキルエステル基により置換された分子については1,2,4-トリクロロベンゼン/グラファイトもしくは金(111)界面において測定を行い、それらが様々な2次元ネットワークを形成することを明らかとした。また超高真空下における、分子配列に関しても調査をおこなった。これら得られた結果の詳細な分析と考察を次年度継続して行い、成果報告する計画である。なお、本申請課題と密接に関連した成果について海外学術誌に一報発表した。