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分離商と純非分離商を用いた代数曲線束の研究

代数曲線束の分離商と純非分離商に関してそれぞれ以下のような結果が得られ,代数曲面の分類の研究へ応用した.分離商に関しては過去の研究から,一般の商を考える前にエタール商を考えるのが妥当であることがわかっている.与えられた曲線をより単純な構造を持つ代数曲線束のエタール商として記述して研究するために,曲線束の基本群を研究した.底空間が曲線の場合(大域的な場合)と完備離散付値環のスペクトラムの場合(局所的な場合)を同時に扱うために,連結局所ネーター的正規スキームの間の射が誘導するエタール基本群のホモトピー完全系列を研究した.一般の曲線束等の場合には多重ファイバーのような幾何学的被約でない退化ファイバーが現れるため,従来に比べて弱い仮定のもとで考察し,結果として幾何学的被約でない射の場合にも,従来のホモトピー完全系列と類似した完全系列が誘導されることを見出だした.応用として,楕円曲面が単連結になるための必要十分条件を退化ファイバーの性質で与えた.この結果は複素解析的な場合には微分幾何と位相幾何を使って得られていた.ここでは,純代数的証明を与え,正標数の場合にも類似の結果を得た.証明には,一次元の単連結オービフォールドの分類を用いる.この分類は標数が零の場合,フックス群のねじれのない指数有限の部分群の存在に関する古典的な結果から導かれる.正標数の場合には,それと類似した主張を示す.純非分離商に関しては,ある種の単有理曲面の例の構成法を与え,結果としてザリスキーの提出したある種の単有理曲面の非存在性に関する問題を否定的に解決した.この構成には,複素解析楕円曲面の対数変換と類似した多重ファイバーを生成する変換を用いる.得られた曲面が単有理曲面であることを示す際に,局所環上の曲線束の研究結果を用いる.具体的には,底空間の純非分離被覆による多重ファイバーの解消に関する研究成果を用いる.代数曲線束の分離商と純非分離商に関してそれぞれ以下のような結果が得られ,代数曲面の分類の研究へ応用した.分離商に関しては過去の研究から,一般の商を考える前にエタール商を考えるのが妥当であることがわかっている.与えられた曲線をより単純な構造を持つ代数曲線束のエタール商として記述して研究するために,曲線束の基本群を研究した.底空間が曲線の場合(大域的な場合)と完備離散付値環のスペクトラムの場合(局所的な場合)を同時に扱うために,連結局所ネーター的正規スキームの間の射が誘導するエタール基本群のホモトピー完全系列を研究した.一般の曲線束等の場合には多重ファイバーのような幾何学的被約でない退化ファイバーが現れるため,従来に比べて弱い仮定のもとで考察し,結果として幾何学的被約でない射の場合にも,従来のホモトピー完全系列と類似した完全系列が誘導されることを見出だした.応用として,楕円曲面が単連結になるための必要十分条件を退化ファイバーの性質で与えた.この結果は複素解析的な場合には微分幾何と位相幾何を使って得られていた.ここでは,純代数的証明を与え,正標数の場合にも類似の結果を得た.証明には,一次元の単連結オービフォールドの分類を用いる.この分類は標数が零の場合,フックス群のねじれのない指数有限の部分群の存在に関する古典的な結果から導かれる.正標数の場合には,それと類似した主張を示す.純非分離商に関しては,ある種の単有理曲面の例の構成法を与え,結果としてザリスキーの提出したある種の単有理曲面の非存在性に関する問題を否定的に解決した.この構成には,複素解析楕円曲面の対数変換と類似した多重ファイバーを生成する変換を用いる.得られた曲面が単有理曲面であることを示す際に,局所環上の曲線束の研究結果を用いる.具体的には,底空間の純非分離被覆による多重ファイバーの解消に関する研究成果を用いる.
障害者の安全・安心のためのウェアラブルセンシングシステム

本課題では障害者のためのシート型ウェアラブルセンサデバイスの開発を進めている。まずはこれまでに研究室が開発してきたシート型せん断力センサの高機能化を進めた。その一つとしてセンシングをマルチ化できる様にするためにマルチセンシングシステムを開発した(これ自体はデバイスではなく回路とソフトのみ)。この成果についてはさっそく海外発表を行った。次に、我々のせん断力センサと市販のシート型圧力センサとの積層化(トータルの厚さ0.9mm)を行い、併せてその回路およびノートパソコン用ソフトを開発し動作確認を行った。成果については秋に国内発表を行ったが、今後は回路上の若干の改良を行った後、論文化することを予定している。また、せん断力センサの高機能化として、これまでに測ることができなかったトルク測定機能の開発に着手した。なお、分担研究者らによりシート型せん断力センサを使用した応用研究が行われ、学会発表(義足への応用)も行われた。以上のせん断力センサの高機能化と並行して、シート型皮膚水分センサの開発に着手した。皮膚湿度が高いことは褥瘡の発生要因の一つとされており、頸椎損傷者の臀部においてしばしば問題となっている。具体的には、せん断力センサ作製技術の一つとして我々が独自に開発したレーザープリンターと電子ビーム蒸着法を組み合わせたフレキシブル基板作製技術を使って、様々なデザインの電極シートを作製した。センサとしては複数の電極シートを積層するので厚さは0.3-0.5mmとなった。また、センサを駆動するための回路とソフトを併せて試作した。今後、適切な人体モデルを使用してセンサの基本特性を調べ、その後、実際の皮膚で実験を行う予定である。ウェアラブルシート型センサの一つとして、これまでに開発してきたせん断力センサの高機能化については、予定あるいはそれをやや上回る進展が得られた。まず、センサのマルチ測定システムは直ぐに完成し学会発表を行うことができた。また、我々のせん断力センサと市販の圧力センサとを積層化したシート型ハイブリッド3軸力覚センサを開発し、若干の回路の改良をすれば論文化できる段階である。さらに、新機能としてトルク測定機能開発にも年度内にスタートすることができた。今後その評価装置を作製することで、恐らく次年度には完成するものと思われる。一方、共同研究者(分担研究者)らにより応用研究が進められている。その成果の一部については学会発表も行われた。ただし、せん断力センサの長期耐久性には若干の問題も発見されたため、その改良を行う必要がある。材料検討によりおおよその見通しは得られているが、系統的な測定による確認が必要である。また、これとは別にシート型皮膚水分センサの開発にも着手し、センサや測定回路、ソフトの一次試作を行った。引き続きシート型せん断力センサの高機能化を行う。特に次年度はトルク測定機能を確立する予定である。また、昨年度にほぼできあがっているシート型ハイブリッド3軸力覚センサについても論文化を進める予定である。また、「現在までの進捗状況」にも記載した様にセンサの長期耐久性に問題が見られたが、これも解決の目処は付いており、それを加速試験等で確認する予定である。一方で並行して開発を進めているシート型皮膚水分センサについては、モデル皮膚を使用した客観的評価手法を確立し、さらに実際の皮膚による評価を進めたいと考えている。さらに、共同研究者(分担研究者)には随時開発したセンサを供給し、また取り付け方法などのアドバイスを行うことで応用実験を進める予定である。

さらに、新機能としてトルク測定機能開発にも年度内にスタートすることができた。今後その評価装置を作製することで、恐らく次年度には完成するものと思われる。一方、共同研究者(分担研究者)らにより応用研究が進められている。その成果の一部については学会発表も行われた。ただし、せん断力センサの長期耐久性には若干の問題も発見されたため、その改良を行う必要がある。材料検討によりおおよその見通しは得られているが、系統的な測定による確認が必要である。また、これとは別にシート型皮膚水分センサの開発にも着手し、センサや測定回路、ソフトの一次試作を行った。引き続きシート型せん断力センサの高機能化を行う。特に次年度はトルク測定機能を確立する予定である。また、昨年度にほぼできあがっているシート型ハイブリッド3軸力覚センサについても論文化を進める予定である。また、「現在までの進捗状況」にも記載した様にセンサの長期耐久性に問題が見られたが、これも解決の目処は付いており、それを加速試験等で確認する予定である。一方で並行して開発を進めているシート型皮膚水分センサについては、モデル皮膚を使用した客観的評価手法を確立し、さらに実際の皮膚による評価を進めたいと考えている。さらに、共同研究者(分担研究者)には随時開発したセンサを供給し、また取り付け方法などのアドバイスを行うことで応用実験を進める予定である。現時点で発注しているものの納入が年度をまたぐ物がある。また、年度末の学会の参加に関わる旅費等が反映されていない。なお、これらを考慮しても10万円程度が残ることとなる。しかし、計画が遅れているわけではなく、もともと前倒し支払い請求(20万円)を行った結果である。前倒し請求の結果の残額としての10万円は、シート型3軸ハイブリッド力覚センサの論文化が早く進んだ場合に、論文掲載費として考えていたものである。
出生時前後の洪水や干ばつが成人後の健康や経済に与える影響

インドネシアにおいて、胎児のときの米生産の豊凶と10歳までの子供の体格(性別と月年齢ごとに標準化された身長と体重)との間に正相関があることを示し、この正相関が因果関係に基づくものである証拠を提示した。この研究において、胎児のときの米生産と子供の体格の正相関の程度は、出自家計の社会経済的ステータス(SES)によって大きく異なった。具体的には、父親の教育が低い農家家計では、父親の教育が高い農家家計と比較して、10歳までの子供の体格が、胎児のときの米生産の豊凶に左右される程度はより大きいという結果を得た。胎児や生後間もない乳幼児が天災や災害に晒されたとき、成人後どのような健康上および社会経済的な影響があるのかについて既存研究は証拠の蓄積を進めてきた。しかし、既存研究は、1918年のスペイン風邪の蔓延や1960年の中国における食料飢饉など、稀に発生する災害の影響の分析がほとんどであり、開発途上国で頻発する洪水や干ばつが、胎児や乳幼児の成長に作用して成人後、どのような健康上および社会経済的な影響を与えるかについての研究は非常に限られている。本研究では、河川からの距離や土地の高度など地理情報を活用することにより、従来の研究では困難であった、胎児および幼少時に発生した洪水や干ばつが成人後の健康や社会経済状況に与える影響を、大規模データ(センサス)を使って分析するものである。平成25年度は、ラオスやインドネシアの過去の洪水や干ばつの記録とセンサスなどの大規模観察データの個票データを出生年および出生地を使って結合する作業を行った。洪水や干ばつが発生した地域を特定する作業が予想以上に困難であったため、従来の研究方法に加えて、インドネシアの州レベルの米生産の時系列データを使った研究方法も新たに行うこととして、現在データを収集中である。しかし、既存研究は、1918年のスペイン風邪の蔓延や1960年の中国における食料飢饉など、稀に発生する災害の影響の分析がほどんどであり、開発途上国で頻発する洪水や干ばつが、胎児や乳幼児の成長に作用して成人後、どのような健康上および社会経済的な影響を与えるかについての研究は非常に限られている。本研究では、河川からの距離や土地の高度など地理情報を活用することにより、従来の研究では困難であった、胎児期および幼少時に発生した洪水や干ばつが成人後の健康や社会経済状況に与える状況を、大規模データ(センサス)を使って分析するものである。本研究計画に従い、研究を進めてきたが、洪水や干ばつの正確な発生場所の特定が予想外に困難であったため、計画を一部変更して、インドネシアのデータを使用し、胎児期および幼少時の州レベルの米生産と10歳までの子供の健康状態の関係を分析している。すでに開発経済の有力学術誌に投稿して、改訂のためのコメントを受領済みであり、今後出版に向けて作業を継続して行く。当初の研究計画に従い研究を進めてきたが、洪水や干ばつの正確な発生場所の特定が予想外に困難であったため、計画を一部変更して、インドネシアのデータを使用し、胎児期および幼少時の州レベルの米生産と10歳までの子どもの健康状態の関係を分析した。この結果は、農家家計においては、出自家計のSESが高い場合、胎児は、米不作が起こっても、栄養不足に晒されにくいが、低SES家計は米不作のような負のショックから胎児を守る術を持たず、胎児は栄養不足に陥りやすいという解釈と整合的である。上述の、子供の体格と胎児期における米生産の豊凶の正相関が因果関係に基づくものであることを示すため、米生産量と1大人の体重、2米生産者価格、3妊婦検診の有無などとの関係も分析し、米生産から子供の体格への因果関係と整合的な結果を得た。一部計画変更が功を奏したため。社会科学・開発経済有力学術誌における出版を達成すべく、改訂作業を進めて行く。ラオスやインドネシアにおける洪水や干ばつが発生した地域を特定する作業が予想以上に困難であったため。

学術雑誌における出版への作業(改訂コメントへの対応)を優先して、海外における学会での発表を取りやめたため、旅費に残額が生じた。従来の研究方法に加えて、インドネシアの州レベルの米生産の時系列データを使った研究方法も新たに行うこととして、現在データを収集中である。データ収集は順調に進んでいる。学術雑誌における出版への作業(改訂コメントへの対応)を優先するが、原稿修正作業を終了した後は、海外学会での発表を計画しており、当初予定どおり旅費として支出する予定。データ・ライセンスが当初見積もりより安く済んだため。前年度の未使用額(30,615円)が少額であるため、当初の26年度使用計画に変更はない。旅費に約30万円、人件費・謝金に約50万円使用する予定。
金属酸化物表面構造をテンプレートした一次元金属細線の構築に関する研究

ZnO(10-10)表面のZn-Oダイマー列構造を利用して、蒸着金属を一次元配列させることで一次元金属鎖をつくること目的とし、様々な金属のZnO(10-10)表面上での構造と電子状態を光電子分光法と低速電子回折により明らかにした。1.ZnO(10-10)表面電子状態の決定これまで、実験的には明らかにされていなかったZnO(10-10)表面の電子状態を、シンクロトロン放射光を用いた角度分解光電子分光法により決定した。これにより、表面酸素のダングリングボンド準位が表面共鳴準位であること、表面に局在した2次元バンドを形成していることを明らかにした。2.アルカリ金属吸着ZnO(10-10)表面に、室温でアルカリ金属(Na,K,Cs)を蒸着させると、アルカリ金属は特定の長距離秩序構造を持たずに吸着する。しかし、アルカリ金属吸着表面を加熱すると、Na吸着面では約1200Kで(3×1)吸着構造が観測された。これは、Na原子がZnO(10-10)表面のZn-Oダイマー列に沿って一列に配列した、異方性の高い構造である。K吸着面でも加熱により(3×1)構造が観測されたが、Cs吸着面では特定の吸着構造はとらないことが分かった。このような違いは、アルカリ金属原子のサイズの違いが影響しているものと考えられる。(3×1)構造では、NaやKが原子間隔3.2Åの一次元鎖(鎖間隔は15.6Å)を形成している。しかし、アルカリ金属の小さい電気陰性度に起因して、アルカリ金属原子は陽イオンとして表面に吸着するため、形成された一次元鎖は金属的な性質を持たないことが分かった。3.貴金属吸着金や銀といった貴金属は、ZnO(10-10)表面上では3次元クラスターを形成する事がわかった。これは、これらの金属とZnO表面との結合エネルギーよりも吸着原子間の結合エネルギーが大きいことに起因する(凝集エネルギーは、金は3.81eV、銀は2.95eV)。金や銀の吸着面ではフェルミ準位近傍にsp軌道からなる半占有の状態密度を形成することを,光電子分光法により見出し、このことから、これらのクラスターは金属的性質を有することが分かった。吸着面の加熱処理でも、金や銀原子の一次元配列構造は見出すことが出来なかった。1.清浄酸化亜鉛(ZnO)表面の表面電子状態の測定高エネルギー加速器研究機構の放射光施設のビームライン11Cおいて、ZnO(1010)表面の電子状態を、角度分解光電子分光法を用いて測定した(課題番号2002G009)。その結果、表面酸素原子の02p軌道に由来するダングリングボンド(DB)準位を同定し、そのバンド構造を決定した。従来の理論研究では、DB準位の投影バルクバンドに対する相対的な位置が、用いられる計算手法によりまちまちであり、決定できていなかった。しかし今回のARPES測定から、DB準位はバンドギャップ内に存在し、表面準位を形成していることが明らかになった。この準位は、カリウム金属原子の吸着に敏感に応答したため、吸着に大きく関与することが明らかになった。2.ZnO(1010)表面への金属吸着我々が過去に行った研究では、ZnO(1010)表面に吸着したカリウム(K)原子は、基質温度をコントロールすることにより、Zn-Oダイマー列に沿って一次元的に配列することを見出している。今回、Na原子でも同様の一次元配列構造((3×1)構造)をとることを見出した。しかし、Na-Na間の静電斥力が大きいことに起因してNa-Na距離が大きいため、3s軌道同士の混成による金属バンドは形成されなかった。金原子の蒸着では、低速電子回折による観測から、室温では金原子は表面に無秩序吸着することが示唆された。吸着量が多くなると、フェルミ準位にAu5sp軌道由来の金属バンドが形成されることが光電子分光実験から明らかになり、金の吸着層は金属的であることが確認できた。しかし、カリウムで見られたような金原子による一次元配列は、吸着表面の加熱でも見られなかった。これは、金の凝集エネルギーが比較的大きい(3.81eV)ためであると予想される。

これは、Na原子がZnO(10-10)表面のZn-Oダイマー列に沿って一列に配列した、異方性の高い構造である。K吸着面でも加熱により(3×1)構造が観測されたが、Cs吸着面では特定の吸着構造はとらないことが分かった。このような違いは、アルカリ金属原子のサイズの違いが影響しているものと考えられる。(3×1)構造では、NaやKが原子間隔3.2Åの一次元鎖(鎖間隔は15.6Å)を形成している。しかし、アルカリ金属の小さい電気陰性度に起因して、アルカリ金属原子は陽イオンとして表面に吸着するため、形成された一次元鎖は金属的な性質を持たないことが分かった。3.貴金属吸着金や銀といった貴金属は、ZnO(10-10)表面上では3次元クラスターを形成する事がわかった。これは、これらの金属とZnO表面との結合エネルギーよりも吸着原子間の結合エネルギーが大きいことに起因する(凝集エネルギーは、金は3.81eV、銀は2.95eV)。金や銀の吸着面ではフェルミ準位近傍にsp軌道からなる半占有の状態密度を形成することを,光電子分光法により見出し、このことから、これらのクラスターは金属的性質を有することが分かった。吸着面の加熱処理でも、金や銀原子の一次元配列構造は見出すことが出来なかった。
アプタマー修飾カンチレバーによる生体分子モニタリング

【緒言】従来、DNAアプタマーを得るためには、試験管内で、ランダム配列を持つDNA群から親和性クロマトグラフィーの原理を用いて選抜するSELEX法という手法が用いられている。しかし、この手法では、標的分子と、得られたアプタマーの結合力、及び結合特異性を操作することは難しい。そこで我々は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いた、DNAアプタマーの新規SELEX法を提案した。【実験方法】60塩基のランダム配列を持つDNA群を、ビオチン化プライマーを用いたPCRによりビオチン化した。金板にアビジンを固定化した後、ビオチン-アビジン結合を介して一本鎖DNA群を固定化した。本研究で標的分子としているアミノ酸のL-ロイシンをカンチレバーに固定化する。L-メチオニンを含むBinding buffer中で一本鎖DNAを固定化した金板上を走査する。このとき、一本鎖DNAとL-ロイシンとの間で結合が起こり、さらにこの結合力がビオチン-アビジン結合の結合力を上回れば、ビオチン-アビジン結合が切断され、カンチレバー上に一本鎖DNAが残る。この一本鎖DNAを溶出し、PCRにより増幅する。これらの操作を1回の選抜ラウンドとし、これを繰り返すことにより、L-ロイシンに高い特異性と結合力を有するアプタマーを選抜した。【結果と考察】セレクションのラウンド3まで行った結果、ラウンドを進めるのに従って、それぞれラウンドのL-ロイシンと一本鎖DNA間の平均結合力が増加していった。このことから、L-ロイシンに対してのアプタマーが選抜されていると考えられる。また、得られたアプタマーの配列および、二次構造を解析したところ、構造中にアプタマー内の構造として代表的なループ構造を有していることが確認された。これまでのDNAアプタマー探索の研究成果より、結合定数の良いDNAアブタマーを従来の方法で探索するのは難しいと判断し、新しい手法として原子間力顕微鏡(AFM)を用いた、物理的な相互作用の解析手法による探索アプローチを試みた。AFMは光学顕微鏡や電子顕微鏡では観察できない液体中での生物試料の高分解能観察ができる装置として期待を集めており、AFMの特徴であるフォースカーブ測定を用いることで探針・試料間に働く吸着力や、試料の硬さに関する情報が得られる。まず、AFMの探針であるカンチレバーに抗体分子を固定化して液体中で抗原・抗体間の結合力の測定を行った。その結果、抗トロンビン抗体を固定化したカンチレバーを用いてフォースカーブ測定を行うことでトロンビン-抗トロンビン抗体の結合力を測定可能とする系を構築できた。そこで次に、トロンビンをターゲット分子にしてAFMを用いた新しいSELEX法を以下の方法にて試みた。アビジンが固定化されたカンチレバーに対して、5末端をビオチン化した一本鎖DNAライブラリーを固定化し、トロンビンを固定化した金板を対象として走査させる。この時、トロンビンと一本鎖DNA間で結合が起こり、その結合がビオチン-アビジン間の結合より強ければ一本鎖DNAはカンチレバーを離れて金板上に残る。この一本鎖DNAを回収して増幅し、再び上記の操作を行う。このサイクルを繰り返せばビオチン-アビジン間の結合力を上回るアプタマーが取得可能であると考えられる。その結果, AFMを用いてSELEX法を行い、わずか5回のラウンドでターゲット分子との大きな相互作用を有するDNAアプタマーを取得できた。この結果は我々が提案するSELEX法が通常のSELEX法と比較して非常に効率的であると考えられる。また既存の卜ロンビンアプタマーについてAFMを用いてその親和力を測定した文献との報告がなされているが、そのデータと比較しても本研究で取得されたアプタマーの親和力は非常に大きいものであることが確認できた。以上の結果から、本研究において提案したSELEX法を用いれば、効率的にターゲット分子に対して強い親和力を持つアブタマーが取得可能である。
スピンクロスオーバー挙動を示す金属錯体液晶の開発

液晶相転移とリンクしたスピンクロスオーバー挙動を示す金属錯体液晶系を開発することを目標として、以下の作業を行った。1.室温スピンクロスオーバー錯体(プロトタイプ)の液晶化修飾常温でヒステリシスを伴うスピン転移を示すFe(II)-アミノトリアゾール系配位高分子錯体をプロトタイプとして、配位子の4-アミノ基を4-アルコキシベンジリデン残基等で修飾した種々の錯体を合成した。得られた試料はせいぜい三核程度までのオリゴマー混合物で、液晶性も見られなかった。2.新規錯体・配位子の合成a.低スピン状態を取りやすい6配位トリスキレート錯体を選び、アルキル化された液晶性配位子を用いることにより、常温ネマティック液晶にも可溶なRu(II)錯体の誘導体を得た。また、強配位子場・多核化機能が期待できる新規ポリピリジル配位子を合成した。b.従来多くのスピンクロスオーバー錯体が見出されている単核のシッフ塩基系多座キレート錯体を骨格として選び、モデルとして4-6個のアルキル基を取り付けた各種の[M(salen)]型化合物(M=Ni, Cu, VO)を合成してポリカテナー液晶としての特性を整理した。合成済みの中長鎖誘導体は、ほとんどの場合カラムナー液晶相を示した。3.リオトロピック液晶系への展開の試み上記1のイオン性金属錯体からリオトロピック液晶挙動を引き出す目的で、水やアルコール類との混合系を調べた。(中心部と周縁部とが逆転しているが)両親媒性という点で共通するポリエーテル鎖修飾拡張芳香族化合物については、水との接触によるクロモニック液晶挙動を見出した。本研究の目的は、液晶相転移点近傍でスピンクロスオーバー挙動を示す金属錯体液晶を開発することである。交付申請時の合成計画は進展中であるが、本年度は以下の作業を行った。1.室温スピンクロスオーバー錯体(プロトタイプ)の液晶化修飾プロトタイプ[Fe^<II>(Hata)_3]Y_2・2H_2O(Hata=4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、Y=アルキルスルホン酸イオン)の配位子Hataのアミノ基を4-アルコキシベンジリデン残基で置換した誘導体の合成を試みた。配位子および対イオン上のアルキル基が、ヘキシルないしオクチル基といった中程度の長さの系を試したが、生成物は多くても三核程度のオリゴマー錯体であり、目的の鎖状配位高分子を得るためには合成条件のさらなる検討が必要であることがわかった。この結果は、以前に調べたY=塩化物イオンのような単純な塩の場合と類似している。2.新規配位子・錯体の合成液晶性金属錯体の合成にはサリチルアルディミン系の二座キレート配位子が多用されている。一方、低温の固体状態においてではあるが、スピン転移を示すFe錯体を多く与える配位子として類縁の五座キレートがある。そこで、次善の策として今後これらの系も探査する目的で、サリチリデン残基を複数のアルキル長鎖で修飾した各種誘導体を準備した。また、本年度の設備関係の作業として、偏光顕微鏡装置の機能拡充を計画通り実施した。上記1で得られた化合物は液晶性を示さなかったので、リオトロピック液晶系への展開を目的として若干の予備測定を行った。本研究の目的は、液晶相転移近傍でスピンクロスオーバー挙動を示す金属錯体液晶を開発することである。交付申請時の合成計画に従って以下の作業を行った。1.室温スピンクロスオーバー錯体(プロトタイプ)の液晶化修飾[Fe^<II>(Hata)_3]

Y_2・2H_2O(Hata=4-アミノ-1,2,4-トリアゾール、Y=アルキルスルホン酸イオン)の組成をもつプロトタイプ固体は、Fe(II)イオンの鎖状配位高分子構造を含むと考えられている。本研究においては配位子の4-位を4-アルコキシベンジリデン残基で修飾し、また今年度は金属イオンとして取り扱いの容易なCu(II)を用いて合成条件を探索した。しかし、得られた試料は常に組成の一定しないオリゴマー混合物のみであり、液晶性も見られなかった。2.新規配位子・錯体の合成a.[M(salen)]型液晶化合物:次善の策として、従来多くのスピンクロスオーバー錯体が見出されている単核のシッフ塩基系キレートを骨格として選び、4-6本のアルキル長鎖を取り付けた各種の[M(salen)]型化合物(M=Ni, Cu, VO)を合成し、ポリカテナー液晶としての特性を整理した。b.ネマティック液晶に可溶な6配位Ru(II)錯体:室温でも低スピン状態を取る母体化合物として6配位トリスキレート錯体を選び、アルキル基を含む修飾により、常温ネマティック液晶に数wt%程度溶けるRu(II)錯体の誘導体を得た。また、より強い配位子場を与える可能性のある配位子として、ツイン型6環系サリチリデンアニリン誘導体を合成し、その特異なスメクティック液晶性を明らかにしつつある。
結晶粒度分布の制御のための微小重力を利用した2次核発生のその場観察

結晶は、医薬品から機能性素材としての需要も多く、純度および粒度の厳密な制御が要求されてきているが、その方法は確立されていない。しかも元来不安定な過飽和溶液であるため、結晶核の起源が実証されていないのが現状である。また、多数の結晶が懸濁している工業晶析工程においては、その挙動も、他の結晶との合体により著しく製品結晶の粒度分布を左右するため成長に関する機構をも明かにすることは意義がある。そこで、本研究は、位相シフト干渉計を主体とした光学系観察装置に加えて、光散乱測定装置も導入し、結晶核の発生源数粒径、異物質の表面とその近傍の溶液の濃度などの構造変化、および、発生後のそれらの挙動をその場観察法で調べることを目的に、航空機による微小重力場20秒間に、結晶核の数、粒径、および挙動の測定を試み、微小重力場下の発生結晶核停止およびその後の挙動、さらに、それらの数、粒径の経時変化に関するデータを取得できた。そして、微小重力場において、過飽和溶液内で、発生結晶の挙動の停止と、それにともなう非合体、および新たな結晶の発生が生じなかったことが確認できた。また、固定結晶への微結晶の付着も起こらないことが確認できた。これらの結果は、微小重力場が、均一粒径および高純度結晶を生産する上で有効であることを示したものと考えられる。また、光散乱測定装置が微小重力下で充分稼働可能なことが確認できた。これからは、光散乱測定装置の導入による結晶核検出の改良と、その結果の定量的評価と検討、それらのデータ解析方法等の工夫の上に、より詳細な結晶近傍の測定を、地上および微小重力場実験、特に、微結晶挙動に着目して長時間微小重力場観察に重点を置き、結晶化機構解明のための実験を継続していく必要があると考えられる。
真空電子波デバイスの為のエピタキシャル金属/絶縁体構造平面放出型冷陰極

本研究は、ホットエレクトロントランジスタで高い利得が得られている唯一の金属/絶縁体構造であるエピタキシャル成長によるSi半導体上CoSi_2-CaF_2金属/絶縁体構造により、真空電子波デバイスのための平面放出型冷陰極を実現することを、目的に行われ、以下の実績を得た。1) Si基板上に形成された金属(Au)/絶縁体(CaF_2)/半導体(Si)構造に、電圧を印加した場合のポテンシャルの形状を自己無撞着計算により得た。また、走査型プローブ顕微鏡の探針を素子表面に近づけ、ショットキー効果を生じさせることで、金属/絶縁体/半導体構造より放出した電子を、トンネル障壁より高いエネルギーを持たせられることを明らかにした。そして、実際に作製した素子より放出された電子の検出を試み、素子表面-探針間の距離の変化による素子表面-探針間障壁の変化時の検出電流の変化から、検出された電流が金属/絶縁体/半導体構造より放出した電子であることを確認した。その大きさは素子への印加電圧3Vにおいて、約4pAであった。2)金属/絶縁体エピタキシャル成長の改善の為に、Si半導体上CoSi_2-CaF_2金属/絶縁体構造ホットエレクトロントランジスタの特性改善を通して、評価を行った。安定して電圧が印加できる金属/絶縁体構造を得るためには、現時点では電子ビーム露光法による極微細化を進めることが必要なことが明らかであることを実験的に明らかにした。3)極微細化した構造を積層化することが重要であることから、多数回の電子ビーム露光を組み合わせた素子作成技術を開発した。また、結晶成長とウェットケミカルエッチングを組み合わせたプロセスの開発を行い、その結果をDHBTに応用した。
新しいプロコアグラントCCA-1の酵素活性を調節する糖鎖構造の解析

1)CCA-1糖鎖の抽出と精製.糖鎖構造の決定:抽出精製を行ったCCA-1糖鎖のピリジルアミノ化を行い糖組成分析とNMR分析により,CCA-1糖鎖はLe^y糖脂質であることが明らかになった.CCA-1糖鎖はCCA-1蛋白とオクチルグルコシド存在下で結合することが出来る.また,エンドベータグライコセラミダーゼでその結合は容易に切断できフォスフォリパーゼでは切断できないことが明らかになった.またCCA-1の結合は超音波処理などの物理的影響を受けないことも明らかになった.3)CCA-1糖鎖とCCA-1蛋白の結合と癌細胞におけるCCA-1の役割:大腸癌細胞ではCCA-1は組織因子やHLA-DRと比較して高率に発現し凝固活性の多くを担っていることが示された.大腸癌原発巣におけるLe^y糖脂質の発現は予後や癌転移との関連は認められなかった.しかし,大腸癌組織と正常大腸組織の比較では癌組織のみにLe^y糖脂質依存性の凝固活性(CCA-1活性)が認めらCCA-1が生体内で凝固活性を有す事が示された.大腸癌細胞のCCA-1活性はアポトーシスの誘導やTGF-β1の刺激で上昇する事が確認された.また細胞周囲のカルシウム濃度もCCA-1活性の発現調節をすることが明らかになった.4)他の糖脂質と癌細胞の凝固活性: Le^y糖脂質以外のLe^x,s-Le^x,Le^Aなどの糖脂質についてもモノクローナル抗体を用いて癌細胞の凝固活性との関連を検討したところ凝固活性の抑制が認められたことから他の糖脂質も血液凝固活性に関連することが示唆された.1)CCA-1糖鎖の抽出と精製.糖鎖構造の決定:抽出精製を行ったCCA-1糖鎖のピリジルアミノ化を行い糖組成分析とNMR分析により,CCA-1糖鎖はLe^y糖脂質であることが明らかになった.CCA-1糖鎖はCCA-1蛋白とオクチルグルコシド存在下で結合することが出来る.また,エンドベータグライコセラミダーゼでその結合は容易に切断できフォスフォリパーゼでは切断できないことが明らかになった.またCCA-1の結合は超音波処理などの物理的影響を受けないことも明らかになった.3)CCA-1糖鎖とCCA-1蛋白の結合と癌細胞におけるCCA-1の役割:大腸癌細胞ではCCA-1は組織因子やHLA-DRと比較して高率に発現し凝固活性の多くを担っていることが示された.大腸癌原発巣におけるLe^y糖脂質の発現は予後や癌転移との関連は認められなかった.しかし,大腸癌組織と正常大腸組織の比較では癌組織のみにLe^y糖脂質依存性の凝固活性(CCA-1活性)が認めらCCA-1が生体内で凝固活性を有す事が示された.大腸癌細胞のCCA-1活性はアポトーシスの誘導やTGF-β1の刺激で上昇する事が確認された.また細胞周囲のカルシウム濃度もCCA-1活性の発現調節をすることが明らかになった.4)他の糖脂質と癌細胞の凝固活性: Le^y糖脂質以外のLe^x,s-Le^x,Le^Aなどの糖脂質についてもモノクローナル抗体を用いて癌細胞の凝固活性との関連を検討したところ凝固活性の抑制が認められたことから他の糖脂質も血液凝固活性に関連することが示唆された.(1)CCA-l糖鎖構造の決定:CCA-lを産生するLK52細胞を大量培養を行い中性糖脂質を抽出した.さらに抗CCA-l抗体FSO1を用いてCCA-1の血液凝固に関連する糖鎖を精製し,ピリジルアミノ化して糖組成を決定した.その結果FSOl抗体はフコース,ガラクトース,Nアセチルグルコサミン,グルコースを構成糖とする糖脂質を認識していた.また精製糖鎖をNMR測定にかけ,得られた2種類の糖鎖の立体構造の先端部分はルイスY型糖鎖(Le^v)と同じ構造であった。(2)CCA-l糖鎖の役割:CCA-lを分離してゆく過程でブチルトヨパールカラムで糖鎖部分CCA-lcと蛋白部分CCA-lcに分離が可能であり,分離によって凝固活性はほとんど消失した.このCCA-lcにイヌ小腸から抽出精製したLe^v糖脂質を結合する事で凝固活性は再現されかつFSOl抗体によりその凝固活性は抑制された.異常からCCA-1の凝固活性に関連する糖鎖はのLe^y糖脂質でありCCA-1のco-factorとして働くことが明らかになった.(3)CCA-l蛋白の存在:ヒト正常細胞,ヒト癌細胞,及びマウスやサル由来細胞の細胞膜画分にLe^y糖脂質を結合させた結果すべての細胞で血液凝固活性が上昇した.CCA-l蛋白は生体細胞のほとんどに存在し,凝固活性の調節はLe^v糖脂質の発現によることが明らかになった.(4)癌細胞におけるCCA-lの役割:乳癌細胞ではCCA-lは組織因子やHLA-DRと比較して高率に発現し凝固活性の多くを担っていることが示された.また,乳癌原発巣におけるLe^y糖脂質の発現は予後と相関することが明らかになり,これはLe^y糖脂質がCCA-l活性を通じて再発・転移に関連するものと思われる.(5)今後の展開:CCA-l蛋白の解析とLe^v糖脂質の結合解析を行う.

1) CCA-1糖鎮とCCA-1蛋白の結合:CCA-1糖鎖(Le^v糖脂質)はCCA-1蛋白とオクチルグルコシド存在下で結合することが出来る.また,エンドベータグライコセラミダーゼでその結合は容易に切断できフォスフォリパーゼでは切断できないことか明らかになった.またCCA-1の結合は超音波処理などの物理的影響を受けないことも明らかになった.2) Expression cloning: CCA-1に対する抗体は糖鎖部分のみが作成されたことから,蛋白のexpressioncloningは現時点では不可能であると半断された.3)癌細胞におけるCCA-1の役割:大腸癌細胞ではCCA-1は組織因子やHLA-DRと比較して高率に発現し凝固活比の多くを担っていることが示された.大腸癌原発巣におけるLe^v糖脂質の発現は予後や癌転移との関連は認められなかった.しかし,大腸癌組織と正常大腸組織の比較では癌組織のみにLe^v糖脂質依存性の凝固活性(CCA-1活性)が認めらCCA-1が生体内で凝固活性を有することが示された.大腸癌細胞のCCA-1活性はアポトーシスの誘導やTGF-β1の刺激で上昇する事が確認された.また細胞周囲のカルシウム濃度もCCA-1活性の発現調節をすることがあきらかになった.4)今後の展開: CCA-1蛋白の解析とLe^v糖脂質の結合解析を行う.1)CCA-1糖鎖の抽出と精製,糖鎖構造の決定:抽出精製を行ったCCA-1糖鎖のピリジルアミノ化を行い糖組成分析とNMR分析により,CCA-1糖鎖はLe^y糖脂質であることが明らかになった.CCA-1糖鎖はCCA-1蛋白とオクチルグルコシド存在下で結合することが出来る.また,エンドベータグライコセラミダーゼでその結合は容易に切断できフォスフォリパーゼでは切断できないことが明らかになった.またCCA-1の結合は超音波処理などの物理的影響を受けないことも明らかになった.3)CCA-1糖鎖とCCA-1蛋白の結合と癌細胞におけるCCA-1の役割:大腸癌細胞ではCCA-1は組織因子やHLA-DRと比較して高率に発現し凝固活性の多くを担っていることが示された.大腸癌原発巣におけるLe^y糖脂質の発現は予後や癌転移との関連は認められなかった.しかし,大腸癌組織と正常大腸組織の比較では癌組織のみにLe^y糖脂質依存性の凝固活性(CCA-1活性)が認めらCCA-1が生体内で凝固活性を有す事が示された.大腸癌細胞のCCA-1活性はアポトーシスの誘導やTGF-β1の刺激で上昇する事が確認された.また細胞周囲のカルシウム濃度もCCA-1活性の発現調節をすることが明らかになった.4)他の糖脂質と癌細胞の凝固活性:Le^y糖脂質以外のLe^x,s-Le^x,Le^aなどの糖脂質についてもモノクローナル抗体を用いて癌細胞の凝固活性との関連を検討したところ凝固活性の抑制が認められたことから他の糖脂質も血液凝固活性に関連することが示唆された.
溶液中のピコ秒レーザー光誘起イオン化により生成する種々のイオン対の磁場効果

p-アミノフェニルチイルラジカルの吸収が550nm付近に極大を持つことは良く知られている。Iの化合物ではヘキサン中で100から数100psの時間に650nm付近に別の吸収帯も観測されるが、IIでは短波長のラジカルの吸収帯のみが観測された。Iではラジカルバンドの速い減衰が観測されその寿命は約60psであった。又、650nmでは60ps程度の時定数の立ち上がりが観測された。この長波長部の吸収はジェミネート再結合の結果生成したラジカルダイマーによるものと考えられる。IIでは5nsまでにはラジカル吸収はほとんど減衰せず、吸収帯の長波長端でのみ20ps程度の速い減衰が観測されたが、これは熱的緩和と考えられる。励起直後の過渡吸収スペクトルを詳細に調べてみると両化合物とも550nm付近にのみ吸収がみられるが、IIの吸収は遅延の大きな時のラジカル吸収とほぼ一致した。一方、Iではかなりブロードであったが、これは解離直後のジェミネート対はラジカル間の強い双極子相互作用のためであると考えられる。室温でこのようなラジカルダイマーの生成過程を観測したのは初めてである。極性溶媒中ではラジカルダイマーの生成、ヘキサン中のような短い時間での吸収変化も見られなかったが、これはラジカル-溶媒相互作用が大きく、ラジカル間相互作用が隠されたためであると考えられる。以上のようにp-アミノチイルラジカルは、大きな双極子モーメントを持ち、ラジカル間相互作用による吸収スペクトルの変化がみられる等、溶液反応のミクロダイナミクスを調べる上で極めて有用な性質を持っていることが分かった。Iのジェミネート再結合はフェニルチイル、トリルチイルと比べて遅いが、これは双極子間の反発が大きいため解離の経路を逆にたどる再結合確率が小さくなっていることを示すと考えられる。このようにバルクの拡散ではなく対を成す分子のミクロな拡散過程の解明が二分子反応を明らかにするために必要なことが分かる。
プローブを用いないニアフィールド顕微鏡の高機能化と高速現象の観察に関する研究

本研究では、これまでのニアフィールド顕微鏡の発想を根本から転換し、プローブを用いずに、光の場を物質の形状、密度分布など、他の物理量に変換して検出する、新しいニアフィールド顕微鏡の原理を考案するとともに、実際に装置を試作し、高速現象の観察に応用することを目的として研究を進めてきた。この手法の特徴は、これまでのニアフィールド光学顕微鏡とは異り、観察像を得るためにプローブを走査する必要がないため、生きた生物など移動する試料の観察や高速現象の観察が可能となる。本年度は、感光材料にウレタン-ウレア共重合体を用いて、実際に生物試料の観察を試みた。試料として、生きたゾウリムシを用い、ゾウリムシのべん毛の動きを高分解能で観察することを試みた。ゾウリムシを含んだ水滴をウレタン-ウレア共重合体薄膜上に滴下し、レーザー光を照射した。ゾウリムシのべん毛の動きの軌跡が、薄膜上に記録でき、高分解能でかつ動きのある試料を観察可能であることを示した。
日本における資産市場とマクロ経済活動の相互依存関係

本研究では、従来の家計の消費・貯蓄行動に基づいていた資本資産価格モデルに機関投資家を含む金融機関の行動を導入することによって発展させる一方、金融資産市場のみならず、土地などの実物資産市場についてもC-CAPMによる分析の対象を拡大することを目的とした。羽森がこれまでに行ってきた消費に基づく資本資産価格モデル(C-CAPM)に機関投資家を含む金融機関の投資行動を導入することによって、C-CAPMを拡張した。また、小川は、機関投資家の配当の期待効用最大化についての理論モデルを検討した。このように金融機関の行動を導入して拡張されたC-CAPMについて実証的に検討を進めるとともに、拡張されたC-CAPMを利用してバブル期以前の時期やバブル期やバブル崩壊期における経済全体のマクロ経済活動における危険回避度及び時間選好率を推計した。羽森は、実質GDPと株価との間の時差相関係数を分析することによって、日米英について株価が上昇するとその数期後にGDPが上昇する傾向を持つことを見いだした。さらに、標本分割によって、日英については後半期の方が株価からGDPへのラグを伴う相関に持続性が出てきていることを見いだした。羽森と浅子は、民間消費と政府消費の限界代替率を推定し、リカードの等価定理の妥当性を実証的に分析し、米国に比較して日本における民間消費と政府消費の限界代替率が高いことを見いだした。小川は、日本の生命保険会社が外国証券(米国債、カナダ債、英国債)投資行動において為替差益・差損とインカム・リターンに注目しながら行動していたことを実証分析より示した。平成9年度においては、本研究の実証分析を行うために、C-CAPMの理論モデルの検討を行うとともに、分析の対象となる経済変数について予備的分析を行った。また、小川は、機関投資家の配当の期待効果最大化についての理論モデルが検討した。さらに、金融機関一般の行動を取り込めるようにこの理論モデルを拡張し、そして、実証分析を行うことも考慮に入れて、金融機関一般の行動を取り込んだ形でC-CAPMを拡張しつつある。また、浅子は、土地・住宅などの資産市場のC-CAPMへの導入を検討している。羽森は、論文「株価変動のクロスセクション分析」において、マルチファクターモデルを用いて株式のリスクプレミアムを説明した。Campbell(1993、1996)の研究に基づき、資産のリターンのクロスセクションのパターンを説明するファクターが、マーケットポートフォリオの収益率と、将来のマーケットリターンに関するイノベーションの二つから構成されることを示した。また、小川・羽森は、未発表論文「生命保険会社の対外証券投資における構造変化」において、C-CAPMの拡張モデルである配当に基づく資本資産価格モデルを利用して、代表的機関投資家である生命保険会社の近年の対外証券投資行動を説明した。また、小川は、機関投資家のは配当の期待効用最大化についての理論モデルを検討した。このように金融機関の行動を導入して拡張されたC-CAPMについて実証的に検討を進めるとともに、拡張されたC-CPAMを利用してバブル期以前の時期やバブル期やバブル崩壊期における経済全体のマクロ経済活動における危険回避度及び時間選好率を推計した。

さらに、標本分割によって、日英については後半期の方が株価からGDPへのラグを伴う相関に持続性が出てきていることを見いだした。羽森と浅子は、民間消費と政府消費の限界代替率を推定し、リカードの等価定理の妥当性を実証的に分析し、米国に比較して日本における民間消費と政府消費の限界代替率が高いことを見いだした。小川は、日本の生命保険会社が外国証券(米国債、カナダ債、英国債)投資行動において為替差益・差損とインカム・リターンに注目しながら行動していたことを実証分析より示した。
グリップ部の力学的特性からみたテニスラケットの衝撃振動が人体に与える影響

テニスラケットのグリップ部を強く握った場合と,弱く握った場合の2種類について,テニスマシーンからボールを発射させ,ラケットに衝突させる実験を行った.実験から,ボールとラケットが衝突した際振動が生じるが,そこには2種類の周波数が混ざっており,一つは約130Hzの高い周波数であり,もう一つは10から50Hzの低い周波数であることがわかった.この結果は,衝突時にラケットは,一つは振動体として,もう一つは剛体として振る舞うことを示している.高い周波数の振動はラケット面中心のスィートエリアと思われる点に衝突した場合には減少し,低い周波数成分だけがラケットに残る.この低い周波数成分の振動は手部と前腕部に伝わる.ラケット面の中心を外れた衝突では,グリップの強さを硬く握らず弱く握ると,高い周波数は伝わりにくいが,低い周波数成分だけがグリップ部を通してよく伝わる.米山(2003)とこれまでの研究によると,衝突の後の振動がテニス肘の原因になる可能性があると報告している.今回の実験結果から,高周波の振動だけでなく,低周波の振動もテニス肘の要因の一つとして考慮する必要があると思われる.衝突時に,ラケットは振動体と剛体の2種類の特性が混ざった振る舞いをするという観点から,ラケットがグリップを介して手部に連結したモデルを作製することにより,グリップの粘弾性特性について考察しようとした.このモデルは,ボールとラケットとの接触時間,ボールの反発係数,振動の減衰特性,振動の周波数とピーク値などの実験データと比較することで,その妥当性が認められた.このモデルをシミュレーションすることにより,グリップ部の握る強さを変えると,粘性係数は1.0から5.5N/m/sに変化し,弾性係数は50から500N/mに変化すると推察された.またグリップの強さを変えると,手関節の粘弾性係数にも影響するものと思われた.テニスラケットのグリップ部を強く握った場合と,弱く握った場合の2種類について,テニスマシーンからボールを発射させ,ラケットに衝突させる実験を行った.実験から,ボールとラケットが衝突した際振動が生じるが,そこには2種類の周波数が混ざっており,一つは約130Hzの高い周波数であり,もう一つは10から50Hzの低い周波数であることがわかった.この結果は,衝突時にラケットは,一つは振動体として,もう一つは剛体として振る舞うことを示している.高い周波数の振動はラケット面中心のスィートエリアと思われる点に衝突した場合には減少し,低い周波数成分だけがラケットに残る.この低い周波数成分の振動は手部と前腕部に伝わる.ラケット面の中心を外れた衝突では,グリップの強さを硬く握らず弱く握ると,高い周波数は伝わりにくいが,低い周波数成分だけがグリップ部を通してよく伝わる.米山(2003)とこれまでの研究によると,衝突の後の振動がテニス肘の原因になる可能性があると報告している.今回の実験結果から,高周波の振動だけでなく,低周波の振動もテニス肘の要因の一つとして考慮する必要があると思われる.衝突時に,ラケットは振動体と剛体の2種類の特性が混ざった振る舞いをするという観点から,ラケットがグリップを介して手部に連結したモデルを作製することにより,グリップの粘弾性特性について考察しようとした.このモデルは,ボールとラケットとの接触時間,ボールの反発係数,振動の減衰特性,振動の周波数とピーク値などの実験データと比較することで,その妥当性が認められた.このモデルをシミュレーションすることにより,グリップ部の握る強さを変えると,粘性係数は1.0から5.5N/m/sに変化し,弾性係数は50から500N/mに変化すると推察された.またグリップの強さを変えると,手関節の粘弾性係数にも影響するものと思われた.テニスラケットにボールが衝突した際に、ラケットに生じる衝撃・振動はグリップを通して人体へと伝わる.この衝撃・振動は、プレイヤーの打球感と関係が深く、また傷害とも関連性があると言われている.本研究では、天井から吊り下げられたボールをラケットで打つ実験を行ったその際、ラケットに表れる衝撃振動をシャフト部に接着したストレインゲージから検出する.同時にグリップ部に装着した圧力センサーからグリップ部の強弱を検出する.そしてラケットの衝撃振動が、握り方の強弱によって、人体の手・前腕部にどのように伝播するかを手部と前腕部に装着した加速度計によって検出した.その結果、ラケットに生じる衝撃振動の振幅の大きさは、ラケットの歪みで約500μStrainを示し、振動の周波数は約130Hzであった.グリップ部の掌側の圧力変化は、強く握った試技では1平方cm当たり最大約2030Nであり、ラケットシャフト部の歪みとほぼ同じパターンを示していた.また、弱く握った試技では、掌側の圧力の変化パターンは強く握った場合と大きな違いは見られないが、130Hzの周波数の振動振幅は小さく、かつ減水率が高いことを示していた.同様にラケットに生じた130Hzの衝撃振動が手部と前腕に伝播していることが、装着した加速度計の信号からわかる.グリップの握り方が強い場合は、手部で約30G以上の加速度が表れていたが、グリップ部の圧力が小さい試技では、加速度が約1/2に減少していた.この実験結果から粘弾性要素を含めたリンク機構のモデルを作製し、シミュレーションすると、グリップ部の粘性係数は強く握った場合で約1.5N/m/sで、弱く握るとその値が大きくなり、減衰率が高くなることが推察された.今後、ボールとの衝突後にラケットに表れる1020Hzの低い周波数の振動も考慮して、モデルを作製する必要があると思われた.テニスマシーンから発射されたボールを,グリップ部を手で握って保持,静止されたラケット面に衝突させる.

その際、ラケットに表れる衝撃振動をシャフト部に接着したストレインゲージから検出する.同時にグリップ部に装着した圧力センサーからグリップ部の強弱を検出する.そしてラケットの衝撃振動が、握り方の強弱によって、人体の手・前腕部にどのように伝播するかを手部と前腕部に装着した加速度計によって検出した.被験者は強いグリップと弱いグリップの2種類の試技を行った.この実験から,ボールとラケットが衝突した際,ラケットには2種類の周波数が混ざっており,一つは約130Hzの高い周波数であり,もう一つは1050Hzの低い周波数であることがわかった.この結果は,衝突時にラケットは,一つは振動体として,もう一つは剛体として振る舞うことを示している.これら高低2種類の衝撃・振動がグリップ部を通して,手部,前腕部に伝播する.グリップ部を握る強さの違いによる衝撃振動の伝播の様子をみると,グリップ部を強く握った試技では,高低2種類の衝撃振動が手や前腕部にも伝わる.しかし弱く握った試技では高い周波数の振動はすぐに減衰し,伝播しにくいが,低い周波数の振動のみが伝播していることがわかった.今回はラケットを剛体と見なし,ラケットが粘弾性特性を持ったグリップと手関節につながったリンク機構のモデルを作製し,グリップの特性について考察しようとした.このモデルをシミュレーションすることにより,グリップ部の握る強さを変えると,グリップ部の粘性係数は1.0から5.5N/m/sに変化し,弾性係数は50から500N/mに変化すると推察された.またグリップの強さを変えると,手関節の粘弾性係数にも影響するものと思われた.
経腸栄養が腸管環境に与える影響の基礎医学的検討

腸管には粘膜を被覆する粘液層やグリコカリックスにより形成される粘膜バリアが存在し、腸管上皮組織への腸内細菌の侵入を防いでおり、これらの機能により生体防御機構を担っていると考えられる。侵襲時には粘膜上皮の萎縮や腸管機能障害を来すことが知られており、早期経腸栄養を行うことで、その機能改善、生体防御機構が維持されることが報告されている。しかし、腸管細胞表面のグリコカリックスの構造や侵襲時におけるその変化についての報告は少ない。そこで、腸管粘膜バリアの正常な3次元構造を同定し、生体侵襲が腸管に与える影響について超微形態学的に検討するために10週齢オスのC57BL6マウスに15mg/kgのLPSを腹腔内投与した。投与48時間後の胃上部、中部、下部、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、上行結腸、横行結腸、下行結腸を取り出し、液体窒素を用いた凍結割断法によりサンプルを作成し、その超微形態を観察した。正常マウスでは、十二指腸下行結腸において、グリコカリックスにより微絨毛構造が覆われ、細胞の間隙も満たされていた。また、腸管毛細血管の内腔はグリコカリックスで覆われていた。しかし、LPS投与48時間後後のマウスでは、腸管毛細血管において血管内皮を覆っているグリコカリックスが脱落しており、血管内皮表面が内腔に露出している状態であった。また、腸管では微絨毛が脱落し、腸管上皮グリコカリックスの剥離や菲薄化により、細胞の間隙だけでなく微絨毛間の間隙を確認することができた。生体侵襲により腸粘膜バリアであるグリコカリックスが傷害されることが確認された。また、同時に毛細血管においても同様にグリコカリックスが傷害されており、腸管粘膜障害は血管内皮障害に起因するものであると思われた。腸管上皮グリコカリックスの形態を同定し、侵襲によりその構造が崩壊することを確認できている。敗血症性血管炎により腸管粘膜バリア変化が同定できたが、今後は腸内細菌叢の検討を行うとともに、この障害された粘膜バリアがどのような過程で修復していくのかについて検討を行う。差額が10000円以下であることから、当初予算と実使用額に誤差を生じたもの。この差額に関しては、研究遂行に必要な物品などの充当する