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表面科学的手法によるニホウ化マグネシウム超薄膜の作成とその超伝導特性の研究

前年度までに低温LEED装置の開発と改良を完成させたため、ニホウ化マグネシウムの超薄膜を作成する基板として、SiC(0001)表面を用いた実験を行った。SiC(0001)表面はニホウ化マグネシウムとの格子不整合が約1%であることから、超薄膜作成の良い基板となることが予想される。まずSiC(0001)表面を清浄化するために、水素ガスを用いた表面エッチングと、窒素雰囲気中での高温アニールを行った。その結果SiC(0001)表面上にシリコン酸窒化超薄膜がエピタキシャル成長することを見出した。この結果はSiC-MOSデバイスで問題となっている絶縁膜/SiC界面の高欠陥密度の解消のために、非常に重要な役割を果たすことが期待されたため、このシリコン酸窒化超薄膜の物性評価を行った。このシリコン酸窒化超薄膜の構造はLEEDによる動力学的解析によって明らかにすることができた。1原子層のSiOとSiNが積層する非常に興味深い構造であることが分かった。非常に重要なことに、このシリコン酸窒化超薄膜にはダングリングボンドがなく、さらにSiC(0001)との界面は原子レベルで急峻であることが明らかになった。また、STMを用いたトンネル分光によって、約9eVのバンドギャップを持つことが明らかになった。電子構造は放射光施設(高エネルギー研究機構)において行った光電子分光実験によって明らかにした。今回の研究で発見したシリコン酸窒化超薄膜がSiC-MOSデバイスの高性能化にむけ重要な役割を果たすだけでなく、学術的にも広い領域にわたって非常に興味深いものであることが期待されたため、これらの結果をまとめ、Physical Review Letters誌に投稿し、掲載受理された。本研究の目的であるニホウ化マグネシウム超薄膜の作成と、その場での低速電子回折(LEED)による構造解析,超伝導特性を評価するために、十分に試料冷却の可能なLEED装置が必要となる。このため、今年度は主に低温LEED装置の改良に取り組んだ。これまでのLEED装置では回折像観察のために、必然的に試料前面を開放しておかなくてはならない。従って放射熱シールドを試料前面に取り付けることができず、到達冷却温度は25K程度である。そこで本研究ではLEED光学系を液体窒素温度付近まで冷やすことによって、試料前面部からの放射熱をできるだけおさるようにした。さらに試料ホルダーにも改良を加えた。まずホルダー内部を大きくくりぬいて、寒剤である液体Heをできるだけたくさん溜めれるようにし、さらにホルダーを層状にして、外側は液体窒素,内側は液体ヘリウムで冷却するようにした。これらの改良の結果、約10K程度まで試料冷却が可能になった。また、試料温度を制御できるように、試料加熱用のヒーターをホルダーに取り付け、4端子電気抵抗測定などの試料評価のために複数の電流導入端子を設置した。さらに、この低温LEED装置の動作確認のためにSi(001)試料を用いて冷却実験を行ったところ、試料温度が約40K以下になると、Si(001)の表面構造が変化するという非常に興味深い現象を見いだした。LEEDによるスポット強度変化の詳細な解析の結果、この現象は構造相転移ではなく、低速電子線の照射によるものであることが分かったので、このことを論文にまとめた。ニホウ化マグネシウム超薄膜作成の基板として、Si(001)表面を用いた実験を行った。超薄膜作成のために、まずSi(001)表面を超高真空中で清浄化して、冷却実験を行っていたところ、約40K以下においてのみ、Si(001)表面の構造が、電子線照射によって変化することを見いだした。Si(001)表面は工業的、学術的に非常に重要な表面であるため、この特異な現象の起源を解明する事はたいへん重要であると判断し、昨年度改良を行った10Kまで冷却可能な低速電子回折(LEED)装置を用いてこの現象の原因を探った。同様の構造変化はヘリウムネオンレーザー照射によっても生じることも見いだし、電子線や光によって生じた表面における電子励起が構造変化の駆動力となっていることが分かった。また、複数のドーピングの異なる(不純物原子の密度や種類)試料を用いた詳細な実験の結果、低温におけるキャリア密度の減少が構造変化に深く関与していることが分かった。これらの結果から低温における構造変化の有力なモデルを提案した。この成果は「Physical Review Letters」誌に掲載された。また、この成果をミュンヘンで開催された国際会議「The 8th International Conference on the Structure of Surfaces」において発表したところ、高い評価を受け、若手研究者を対象とした「Young Scientist Prize」を受賞した。さらに超薄膜作成の基板表面の構造を明らかにするため、Si(001)表面再構成構造の詳細な解析をLEEDによって行った。詳細な解析の結果、非常に高い精度で表面原子の位置を決定する事に成功し、さらに表面再構成による格子歪みが表面から8原子層まで生じていることが明らかになった。同様の結果は同族であるGe(001)表面においても得られ、これらの結果を「Surface Science」誌に報告した。

まずSiC(0001)表面を清浄化するために、水素ガスを用いた表面エッチングと、窒素雰囲気中での高温アニールを行った。その結果SiC(0001)表面上にシリコン酸窒化超薄膜がエピタキシャル成長することを見出した。この結果はSiC-MOSデバイスで問題となっている絶縁膜/SiC界面の高欠陥密度の解消のために、非常に重要な役割を果たすことが期待されたため、このシリコン酸窒化超薄膜の物性評価を行った。このシリコン酸窒化超薄膜の構造はLEEDによる動力学的解析によって明らかにすることができた。1原子層のSiOとSiNが積層する非常に興味深い構造であることが分かった。非常に重要なことに、このシリコン酸窒化超薄膜にはダングリングボンドがなく、さらにSiC(0001)との界面は原子レベルで急峻であることが明らかになった。また、STMを用いたトンネル分光によって、約9eVのバンドギャップを持つことが明らかになった。電子構造は放射光施設(高エネルギー研究機構)において行った光電子分光実験によって明らかにした。今回の研究で発見したシリコン酸窒化超薄膜がSiC-MOSデバイスの高性能化にむけ重要な役割を果たすだけでなく、学術的にも広い領域にわたって非常に興味深いものであることが期待されたため、これらの結果をまとめ、Physical Review Letters誌に投稿し、掲載受理された。
ＧＰＵスパコンによる気液二相流と物体の相互作用の超大規模シミュレーション

気液二相流は気液界面を含んだ複雑な流れのダイナミックスを象徴する流体現象であるが、その数値計算は負荷が大きいにもかかわらず並列化がし難いため、これまでの計算は空間解像度が不十分であった。演算性能の高いGPUを大量に搭載するスパコンを用い、新しいCLSVOF法による界面捕獲、圧力Poisson方程式を解くためのマルチグリッド前処理付BiCGSTAB法などのGPUに適した数値計算手法、複雑形状の物体に対して境界埋込み法を導入し、複数GPU計算での通信と計算をオーバーラップさせることにより、超大規模な気液二相流と物体の相互作用計算を可能にした。気液二相流計算の気液界面を捕獲スキームとしてVOF(Volume of Fluid)値を保存させるスキームとLevel Set法を組み合わせた手法を試行した。界面の曲率が格子間隔に近づくと非保存形は体積を失い(小さな気泡などが消える)、保存形では位相誤差が大きくなるため存在しない気液界面(分裂)が発生することを確認した。この問題を解決するため、気液界面捕獲のためだけに流体を解く格子より細かいSub-gridを準備し、VOF値をそのSub-grid上で保存形を用いて計算する方法を検討した。Navior-Stokes方程式の非線形項や気液界面の曲率を精度よく求めるために、VOF値からLevel Set値を再構築により求める。そこでの反復計算には、高次精度のWENOスキームを導入した。これらは計算量が多く、GPU計算で効率良く計算するためには、GT200コアではGPUのShared Memoryの使い方やレジスタを有効に使う必要があったが、FermiコアのGPUではL1キャッシュに頼ることで十分高速計算できることが明らかになった。気液二相流の数値計算では、気体から液体に連続的に遷移する23メッシュの層を設け、ここでの1000倍の密度変化がPoisson方程式の微分演算子の内側に入り込み、疎行列計算を困難にする。BiCGStab法だけでなく前処理法が必要であり、不完全LU分解をスムーザとするMG(Multi-Grid)法を導入した。さらにGPU用のMG前処理には、隣接Thread間の依存性を排除するためにRed & Black法を導入した。大規模気液二相流計算を行うためには、(1)非ゼロ要素の値が気液界面で大きく変化するために収束性の悪いPoisson方程式の疎行列解法、(2)精度の高い界面追跡手法の導入である。これらを複数GPUを用いた高速計算を実行するために、(1) BiCGSTAB法に幾何学的マルチグリッド法を前処理として加えた疎行列ソルバーの適用、(2)界面移流に対して逆拡散を含んだ保存形のThinc WLICを導入した。表面張力は気液界面を含む近傍領域に体積力としてCSFモデルにより付加し、表面張力が強く影響する問題での数値安定化手法を適用した。気液界面を効率的に捕獲するために、AMR法を用いて界面近傍を高解像度で計算する。八分木データ構造に基づき再帰的に格子を分割し、界面からの距離(レベルセット関数)に応じて細分化レベルを制御し、効率的に高解像度格子を配置することができた。VOF値とレベルセット値のカップリング方法の問題点が浮き彫りになった。気液界面の移動に伴う細分化レベルを変化に対してGPU上のメモリ・プールを確保する実装を行った。リーフの細分化と合体を繰返すことにより、メモリ・プール中に不使用領域が増え、メモリ使用量の増加とともに連続アドレスでのメモリアクセスがし難くなり、実行性能が低下する。そこで、適当な頻度でGPUメモリをCPUにコピーし、CPUでデフラグ処理を行い再整列されたメモリ内容をGPUで行う処理を加え、大幅な性能向上を達成した。平成25年9月にスパコンTSUBAME2.0がGPUを交換したことにより性能が向上し、2048×1024×1024の規模の気液二相流と構造物の連成計算を実行することができた。得られた大規模データに対して高品位なレイトレーシング法によりリアルな可視化を行うためにPOV-RayおよびNVIDIA irayを用いた可視化を行った。気液二相流計算の界面に空間格子23格子幅で急激にVOF値が変化する界面捕獲法を導入し、高精度に計算するためには界面近傍に十分な格子解像度が必要となる。ダイナミックに変化する気液界面に対して効率的に空間格子を使うために、局所的に空間解像度を変更することが可能なAMR法の基礎検証を行った。界面からの距離関数をLevel Set法が保持しているので、距離に応じた格子のマルチレベル細分化を行う。隣接格子より離れた点を参照する高次精度スキームを導入するため、計算セルと参照セルの格子間隔が異なる場合の補間方法を検討し、計算結果に及ぼす精度とメモリアクセスおよび計算効率の評価を行った。複数GPUでのAMR法による計算を実現する場合、初期の領域分割のままでは各領域での計算負荷が大きく異なるために並列計算効率が極端に低下する。

そこで、動的負荷分散を行うために空間充填曲線(Dpace-Filling Curve)としてヒルベルト曲線とモートン曲線を実装し、その特性を評価した。ヒルベルト曲線の方が空間局所性が高く流体計算には適していることが明らかになった。直交格子法においては、任意形状の物体の境界は格子と並行ではなく、階段近似では境界層を含む境界近傍の計算制度が非常に低い。Immersed Boundary法を物体境界に適用し、固体の物体と気液二相流の計算を可能にした。さらに、Immersed Boundary法のGPU実装を行い、物体表面粒子からの力の効率的な計算方法とGPUスレッドの効率的な割り当て方法を調べた。任意形状の物体が移動し、気液二相流と相互作用する計算が可能になった。年度当初に予定していたGPUのリリースが遅れるなどの理由で予算を繰り越したが、平成24年度でほぼ予定した研究計画を達成した。25年度が最終年度であるため、記入しない。ほぼ当初の計画通り進んでいる。AMR法のGPU実装について、予想以上に時間を費やしたが、平成24年度の予定は十分に達成した。平成25年度は当初の研究計画の通り進めることができる。AMR法を気液二相流計算に組み込む部分が最も作業量が多く、KeplerコアのGPUが入手できるようになったので、研究室で最新のクラスタを構成し研究を進める。
真菌症克服に向けた多糖抗原搭載型リポソームワクチン開発への基盤構築

近年申請者は、正電荷脂質であるDOTAPとDC-cholesterolを構成成分とするリポソーム(DOTAP/DC-cholリポソーム)が種々の蛋白質抗原に対し、経鼻粘膜投与型の粘膜アジュバントとして機能することを発見した。本研究では、DOTAP/DC-cholリポソームの粘膜アジュバントとしての作用を多糖抗原に応用すべく検討を行った。まず多糖抗原搭載型DOTAP/DC-cholリポソームを作製した。本リポソームをDBA/2マウスまたはBALB/cマウスに対し経鼻投与したところ、DBA/2マウスにおいてのみであるが多糖抗原特異的抗体産生を誘導することに成功した。真菌細胞表面に存在すること、あるいは毒性の低さの観点から、真菌細胞壁多糖抗原は真菌症ワクチンの標的候補として有望である。しかしながら、真菌細胞壁多糖抗原に対し、免疫応答を誘導する方法論が乏しいことから、本課題の克服を目的とし、研究を進めた。まず、粘膜アジュバント作用を有する正電荷リポソームに、免疫原性の低いことが知られているベータグルカンであるラミナリンを搭載させた「多糖抗原搭載型リポソーム」を作製した。作製した「多糖抗原搭載型リポソーム」をマウスに経鼻投与することにより、多糖抗原に対する免疫応答を誘導できるか否かを、抗体産生を指標に検討した。短期間の投与あるいはベータグルカン低感受性系統であるbalb/cマウスにおいては、多糖抗原特異的な抗体産生は観察されなかった。また、ベータグルカン高感受性系統であるDBA/2マウスに対しても、短期間の投与では多糖抗原特異的な抗体産生は観察されなかった。そこで、種々の投与スケジュールを検討したところ、週1回の投与を4週間以上続けることにより、ベータグルカン高感受性であるDBA/2マウスに於いては多糖抗原特異的な抗体産生の誘導に成功した。T細胞依存的に抗体産生を誘導する蛋白質抗原と異なり、その多くはT細胞非依存的である多糖抗原に対し、抗体産生を誘導する方法論の報告はほとんどないが、正電荷リポソームをアジュバントとして用い、多糖抗原を免疫することにより、多糖抗原特異的な抗体産生が誘導可能という、非常に興味深い結果を本年度に得ることが出来た。近年、真菌細胞壁多糖は、ほぼ全ての真菌表面に特異的に発現すること、およびその毒性の低さから、真菌症ワクチンの候補として有望視されている。しかし、その抗原性の低さ故に、特異的免疫応答を誘導する方法論に乏しい。従って、本課題の克服を目的とし、本研究を行った。平成24年度では、βグルカンを正電荷脂質であるDOTAPとDC-cholesterolを構成脂質とするリポソーム(DOTAP/DC-chol liposome)へ搭載し、マウスへ経鼻投与すると、βグルカン高感受性マウスであるDBA/2マウスにおいて、βグルカン特異的抗体応答を誘導することに成功した。しかしながら、1) BALB/cマウスにおいて抗体産生を誘導できない点、2)長期の投与を必要とする点が課題であった。そこで平成25年度では、これらの課題の克服を目指した。1) βグルカンをキャリア蛋白質BSAと結合させ、DOTAP/DC-chol liposomeに搭載し、BALB/cマウスへと経鼻投与した。しかしながら、抗βグルカン抗体産生を誘導することが出来なかった。2) DOTAP/DC-chol liposomeの粘膜アジュバント活性の増強を目的とし、TLR9リガンドであるCpG ODNを静電気的にDOTAP/DC-chol liposomeへ搭載したCpG liposomeの作製を行った。比較的物性の安定したCpG liposomeを作製することに成功した。次に、CpG liposomeの粘膜アジュバント活性をモデル抗原であるOVAを用いて検討したところ、DOTAP/DC-chol liposome単独に比べ、有意にOVA特異的抗体産生を高めることに成功した。現在、このCpG liposomeを用いて多糖抗原に対する抗体誘導について検討中である。3)真菌細胞壁からマンナン、βグルカンの調整を行った。現在、これらをリポソームへ搭載し、抗体誘導能について検討中である。本研究により、抗原性の低いとされる多糖抗原に対して正電荷リポソームを用いて、多糖抗原特異的抗体を誘導する新規方法論を見いだした。本年度の検討により、1)、多糖抗原搭載リポソームの作製が可能となった。2)、はじめに、免疫原性の低いベータグルカン(ラミナリン)を搭載した正電荷リポソームを作製した。本リポソームを種々の投与条件(投与間隔、免疫スケジュール)を検討しながら、マウスに経鼻投与した。

その結果、ベータグルカン高感受性マウス系統であるDBA/2マウスにおいて、多糖抗原に対し特異的な抗体産生が誘導されることを明らかにした。3)、真菌より多糖抗原の作製も平行しておこなった。一方で本年度の検討項目であった、1)、リポソーム構成成分の最適化については、検討を行えていない。2)、用いる多糖抗原の選定に関しては、ベータグルカンであるラミナリンのみの検討である点、等の多少の遅れはあるものの、おおむね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究により、ベータグルカンであるラミナリンを粘膜アジュバントである正電荷リポソームに内封し、DBA/2マウスに経鼻投与することにより、多糖抗原に対し特異的な抗体産生を誘導することが出来た。しかしながら、抗体誘導までに4週間程度が必要なこと、ベータグルカン低応答性マウスであるbalb/cに対して抗体産生誘導が出来ないこと、また、抗体誘導能が弱いなどの問題点も明らかになった。そこで、本年度では、効果的な多糖抗原特異的な抗体産生の誘導を目的とし、1)、真菌より調製した他の多糖を抗原として用い、同様の検討を行う。2)、ベータグルカンをキャリア蛋白に結合させたバイオコンジュゲートを作製し、これを抗原として用い、同様の検討を行う。3)、免疫賦活能を有するCpG ODN等のToll like receptorリガンドを本正電荷リポソームと融合させることにより、アジュバント能の増強を試みる。上記の検討と平行しながら、誘導された多糖抗原特異的抗体の抗真菌効果をin vitro、in vivoの両面で検討を行う。
職業性膀胱癌を対象としたP53，erb−2，EGF−r蛋白発現の免疫組織化学的検

教室に保存されている128人の自然発生尿路上皮腫瘍患者のパラフィン包理組織を対象に、まずp53(Pab1801,Oncogene Science),PCNA(proliferating cell nuclear antigens)抗体を使用した免疫組織化学的手法から,これら発現蛋白のパターンおよび発現蛋白を定量(score)化し、同時に浸潤癌(膀胱全摘群),非浸潤癌群間(TUR群)の過剰蛋白発現の差異もあわせて比較検討した。結果はどちらの抗体scoreも腫瘍の組織学的grade,stageに対して有意に相関した。再発に関する検討では、両群ともどちらの抗体に対しても相関は認められなかったが、PCNA抗体の発現性は生命予後と有意な相関を示した。以上より、p53およびPCNA抗体の発現は尿路上皮腫瘍の組織学的所見と相関する。さらにPCNA抗体の発現は、自然発生尿路上皮腫瘍患者に対する初期治療選択に際して、有意な臨床情報となる可能性が示唆された。次に和歌山市で発生が確認され、教室に保存されている職業性尿路上皮腫瘍患者20人のパラフィン包理組織をp53抗体で染色を試みたが、薄切が硬くて均一にならず、そのため染色もうまくできなかった。はっきりした原因は不明だが、検体の保存条件によるものと考えている。現在、新しいミクロトームを使用し、条件を工夫して職業性尿路上皮腫瘍染色を再度行っている段階である。
土壌改良剤としての非晶質ケイ酸アルミニウムの施用法とその効果

初年度のスメクタイト質土壌粘土に対する凝集試験で、黒ボク土B層から分離したイモゴライト・アロフェン粘土と合成したイモゴライト・アロフェンでは、後者の凝集効果が勝っていた。次年度ではSi/Alモル比〓0.5の非晶質アルミノケイ酸ポリマ-(HASP)、アロフェン、イモゴライトを合成し、初年度の測定に基づいて組立てた凝集試験法によって、これらがスメクタイト質及びカオリン質土壌粘土に対して示す于凝効果を、ヒドロキシアルミニウムポリマ-(HAP)、AlCl_3、CaSO_4と比較して評価した。Alを含む凝集剤を20μmol Al、CaSO_4を220μmol/100mg粘土の割合で添加し、反応後水洗を繰り返し、粘土の沈定容積と分散開始時の平衡溶液の電気伝導度を基準にCa及びAllモル当たりの凝集効果を判定した。凝集効果は両粘土とも、CaSo_4<AlCl_3<HASP、HAP<イモゴライトの順に高くなり、アロフェンは凝集効果を示さなかった。また、未処理粘土とHAP及びイモゴライトの凝集効果検出後の粘土の交換性陽イオン(Ca、Mg、K、Na)総含量の差から、粘土の陽イオン交換基の一部、スメクタイト質粘土では約20及び10%、カオリン質粘土では約50%及び30%が、それぞれHAP及びイモゴライトの正荷電部位と静電気的に結合していることを推定した。なお、凝集効果に著しい違いがあったイモゴライトとアロフェンの間には、粘土の陽イオン交換基との結合に関しては違いがないことが推定された。これらの結果を総合して1)ポリマ-陽イオン、HAP、HASP、イモゴライトは、モノマ-陽イオン、Al^3^+、Ca^2^+とは異なり、低い濃度の電解質溶液中(NaCl換算で<10^-^3M)で凝集効果を示す、2)凝集効果の発現には、ポリマ-陽イオンの正電荷とともにその大きさと形状が重要な役割を果たす、3)凝集効果の発現に必要なポリマ-陽イオン添加量は、重量で粘土の約12%程度であり、重粘土壌の物理性改良に利用できることを結論した。有明海堆積物に由来する重粘質水田土壌下層土からスメクタイトを主要粘土鉱物として含む土壌粘土(<2μm)を分離し、そのNa^+飽和度を10%に調整し、透析した試料の懸濁液に、(1)黒ボク土B層(土壌番号905)から分離したアロフェン・イモゴライト粘土(<2μm)、(2)硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、あるいは塩化カルシウム、(3)塩化アルミニウムと水酸化ナトリウムあるいはケイ酸アルミニウムを混合し、100°Cで5日間放置して合成したヒドロキジアルミニウム、あるいはケイ酸アルミニウム溶液を添加し、それぞれの凝集効果を比較した。400mgのスメクタイト質粘土を含む懸濁液にアロフエン・イモゴライト粘土懸濁液を加え、その全容を25mlにしたとき、アロフェン・イモゴライト/スメクタイト重量比0.05(48mmolAl/100gスメクタイト質粘土)で凝集が認められた。

これに対して硫酸アルミニウムと塩化カルシウムでは、それぞれ4mmolAlと9mmolCa/100gスメクタイト質粘土で凝集が認められたが、これらの電解質添加による凝集は水洗によってその濃度が低下した(電気伝導度EC【.ltorrg.】0.10.2mS/cm)ときに消失した。一方、アロフェン・イモゴライトによる凝集は、EC=0.04ms/cmの溶液中でも維持された。100mgのスメクタイト質粘土を含む懸濁液に塩化アルミニウム、ヒドロキシアルミニウム、合成ケイ酸アルミニウム溶液を加えその全容を25mlにしたとき、いずれも16mmolAl/100gスメクタイト質粘土で凝集が認められたが、水洗による電解質濃度の低下に伴う凝集の消失はヒドロキシアルミニウムで最も速かに(EC=0.13mS/cm)、塩化アルミニウムがこれにつぎ(EC=0.045mS/cm)、合成ケイ酸アルミニウムでは水洗を繰り返したEC=0.001mS/cmの溶液中でもスメクタイト質粘土の分散は認められなかった。合成ケイ酸アルミニウムの主成分はイモゴライト・アロフェンでその特異なスメクタイト凝集効果を立証できたと結論する。佐賀県農業試験場と大分県農業技術センタ-の水田圃場からそれぞれスメクタイト、カオリン鉱物を主要粘土鉱物として含む土壌を採取した。その粘土(〈2μm)に、昨年度の測定に基づいて、新たに組立てた凝集試験法を適用し、合成した非晶質、準晶質ケイ酸アルミニウムポリマ-を中心に、両土壌粘土について凝集試験を行った。粘土の分散開始時の平衡溶液電気伝導度と粘土の沈定体積を基準に判定したAlを含む凝集剤の凝集効果は、両粘土とも、AlCl_3〈ヒドロキシアルミノケイ酸塩ポリマ-(HASP)、ヒドロキシアルミニウムポリマ-(HAP)〈イモゴライトの順に高くなり、アロフェンは凝集効果を示さなかった。また、20μmol Al/100mg粘土の割合でこれらの凝集剤を添加し、水洗を繰り返したとき、粘土が分散を開始した溶液のNaCl換算電解質濃度は、AlCl_3では10^<-3>10^<-4>M、HAPでは10^<-4>Mであり、イモゴライトでは10^<-5>Mでも粘土は凝集していた。次に、未処理の土壌粘土及びHAP、イモゴライトの凝集効果を検定した土壌粘土について交換性Ca、Mg、K、Naを定量し、その差に基づいて、20μmol Al/100mg粘土の割合の添加では、スメクタイト質土壌粘土では陽イオン交換基の約20及び10%、カオリン質土壌粘土では約50%及び30%がそれぞれHAP及びイモゴライトの正電荷部位と結合していることを推定した。また、Na^+飽和度を21及び40%まで高めた土壌粘土では、AlCl_3及びHAPによる凝集は不完全となったが、未反応Al^<3+>を含むイモゴライト溶液による凝集は原土壌粘土と同様で、この溶液の添加と水洗で粘土の分散をひき起こすことなく、Na^+をほぼ完全に除去できることを見出した。最後に、両土壌に凝集試験と同程度の割合で凝集剤を加え、風乾してその硬度を木屋式デジタル硬度計で測定した。しかし、凝集効果の発現と測定した土壌硬度との間には一義的な関係は認められなかった。
アジアの森林地域を保全する手段としての「サスティナブルツーリズム」に関する研究

聞き取り調査、資料調査、別途おこなった現地調査などから以下のことを明らかにした。1)アジアの森林保全には、法による罰則や巡視の強化はほとんど役に立っておよず、地域住民の経済的安定が不可欠であること。2)通常それは、生産量増加、換金作物への転換などによって達成されうると考えられているが、現実には農業収入の増加が森林収奪の緩和停止には結びついていないこと。3)森林保全が直接地域住民の収入増に結ぶつく方策が必要であり、森林を観光資源とするツーリズムは森林保全と収入増を同時に達成する有力な手段であること。そのようなツーリズムをサステイナブルツーリズムとする。4)サステ-ナブルツーリズムの資源は森林を中心とするが、その他の自然、湖などの景観資源などのほか、田園・農村景観、都市、遺跡など地域に存するものを柔軟に取り込む必要があり、それらを有機的に組み合わせることが重要であること。5)欧米日のツ-リストに魅力あるツーリズムを演出する工夫が重要であること。それは、(1)秘境性(奥地でたどりつくのが容易でないように感じられる)、(2)エスニック性の演出(アジアの熱帯らしさ)、(3)利用拠点のアメニティ確保(居心地良い空間は不可欠)、(4)良好な景観の提供(景観が最大の資源で、見るだけなら資源を枯渇疲弊させない)6)地域住民の収入に繋がるようにするためには、(1)エコツーリズムの導入によるガイド需要喚起、(2)利用拠点や交通機関のサービス職員雇用の誘導、(3)ツ-リストのニーズを的確に読み込んだみやげ物開発とその生産委託など、多様なことが早い段階から企画される必要があること。
STM・CVD法による単電子トランジスターの試作

「単電子トランジスター」は、高密度化急速に進む電子素子の次世代技術として注目されているが、この素子が優位性を発揮するのは在来素子のおよそ100分の1程度より小さい場合であるから実用化は容易でない。本研究の「STM・CVD法」はその製作技術の一つで、走査型トンネル顕微鏡(STM)の深針先端部に有機金属ガスを吹き付け、トンネル電子によって金属原子を析出させる(CVD法)から、超微細電極の基板上への直接描画が出来る。従来の単電子素子の成功例がニオブなどの特殊元素を用いたり、補助電極で仮想電極を形成させるなどの便法に頼っているのに対し、この方法は実用的な金属で実際に微細電極を形成することができる。本研究期間中には同一基板上に10μm程度の引き出し電極を用意し、この引き出し電極間にSTM-CVD法で超微細電極を作成する方法を採り、有機金属ガスとしては滋養音常圧で液状の高純度TMA(トリメチルアルミ)をボンベで購入して、減圧、気化させ、ノズルから噴入させた。まず(1)ノズルの設計製作を行った。また(2)ボンベからのCVDガスを減圧し、測定し、正確に諸望の量を噴入できるようにした。(3)バルブや配管、ノズル等の中にCVDガスが固着しないように加熱装置をつけた。(4)実験に使用され真空ポンプから排出されるCVDガスを無毒化し煙突から安全に戸外に排出するようにフィルターや俳風機を設置した。(5)実際にCVDガスを導入してSTM深針によって金属電極を作製する予備実験に進んだ。本年度末の段階では、実際に金属の微細電極が形成されることを確認することは出来ていない。その理由は付置されているCMA型オージェー分光装置の感度が不十分で面積の小さい電極からの信号を検出されないためである。しかし、今後この研究をさらに推進するには多くの課題を解決せねばならないことが判明したことも本研究の成果の一部である。本研究の目標は、STM-CVD法によるナノメートル級金属超微細電極の作成技術を開発し、種種の単電子素子の組み合わせを自由に作製することであるが、本年度は1)STM-CVD法による実験のために、CVDガス導入用のノズルの設計・試作を行い、部分修正を繰り返した。また、超微細電極に実際に電源を接続するための「引き出し電極」についても改良した。すなわち、2)前年度まではシリコン自然酸化膜上に100nm級の金属「引き出し電極」を作製ずる方針であったが、自然酸化膜が不安定で電極間が短絡する場合があるので、基板をガラスに置き換え、改めて製作条件を求めた。3)100nm(0.1ミクロン)級の引き出し電極がなお小さくて実際に電線を接続できないので、さらに、その外に第2の引き出し電極として0.1mm級の銀電極を設置することとした。

従来の単電子素子の成功例がニオブなどの特殊元素を用いたり、補助電極で仮想電極を形成させるなどの便法に頼っているのに対し、この方法は実用的な金属で実際に微細電極を形成することができる。本研究期間中には同一基板上に10μm程度の引き出し電極を用意し、この引き出し電極間にSTM-CVD法で超微細電極を作成する方法を採り、有機金属ガスとしては常温常圧で液状の高純度TMA(トリメチルアルミ)をボンベで購入して、減圧、気化させ、ノズルから噴入させた。まず(1)ノズルの設計製作を行った。また(2)ボンベからのCVDガスを減圧し、測定し、正確に所望の量を噴入できるようにした。(3)バルブや配管、ノズル等の中にCVDガスが固着しないように加熱装置をつけた。(4)実験に使用され真空ポンプから排出されるCVDガスを無毒化し煙突から安全に戸外に排出するようにフィルターや俳風機を設置した。(5)実際にCVDガスを導入してSTM深針によって金属電極を作製する予備実験に進んだ。本年度末の段階では、実際に金属の微細電極が形成されることを確認することは出来ていない、その理由は付置されているCMA型オージェー分光装置の感度が不十分で面積の小さい電極からの信号を検出ないためである。しかし、今後この研究をさらに推進するには多くの課題を解決せねばならないことが判明したことも本研究の成果の一部である。
光渦を用いたナノシートコロイド中のキラルな環境場の創出

本研究では、2次元物質であるナノシートに着目して、レーザー光を用いた光トラッピング挙動の詳細を明らかにすること、サブミリメートルに及ぶ大きなナノシートの構造体の構築を目指して研究を行なってきた。研究の推進によって、次の2つの事柄を明らかにすることが出来た。1レーザー光を高い開口数の対物レンズで集光するとナノシートが光トラッピングできること、2コロイドとしてのナノシートの特徴である大きな排除体積の効果で、集光点のサイズを超えたナノシートの集合体を誘起できることの二つである。1については、焦点で光トラッピングされたナノシートは、レーザー光の進行方向に垂直に、偏光方向と平行に配向することを、ニオブ酸ナノシート、粘土ナノシートを用いて実験的に明らかにした。2については、レーザー光を照射するとレーザー光の焦点の外縁部の100マイクロメートルに及ぶ範囲にナノシートが年輪状に並んだ構造体が組み上がることを、ニオブ酸ナノシートを用いて明らかにした。組み上がる構造体は、コロイド溶液中のニオブ酸ナノシートの濃度が低い時には生成せず、高い際に、すなわち排除体積効果によってコロイドが液晶性を示す試料において生成が確認されたことから、光によって誘起された配向変化が排除体積効果によってドミノ倒しのように大きく伝搬することで構築することを明らかにした。以上のように、本研究では、ナノシートからなる構造体形成のために、レーザー光照射を用いるという新しいサイエンスを生み出すことが出来た。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ナノシートが単層まで剥離した分散液(ナノシートコロイド)を試料として、コロイド中に分散した単一のナノシートをレーザートラッピングの技術を利用することで、非侵襲、非接触に光によって自在に操作することを目指している。試料としては、光との相互作用が強い屈折率が2.3程度のニオブ酸ナノシートを用いた。また、光源としては、対物レンズによって集光した直線偏光の連続発振の532nmのレーザー光を用いた。顕微鏡を用いて光学系を作成し、光マニュピレーションのために適切な光学パーツの選定、光学系の最適化にも取り組んだ。本年度で明らかにできたことは、濃度の低いナノシートのコロイド中に直線偏光のレーザー光を入射することで、焦点においてナノシート1枚がトラッピングされること。また、トラッピングされたナノシートはレーザー光の偏光の向きに沿って配向することである。この研究成果は、査読付きの学術論文として1報出版されている。また、高い濃度のナノシートコロイドに直線偏光のレーザー光を入射すると、焦点の大きさよりも100倍大きなナノシートの配向変化が生じることを明らかにした。また、この焦点外に及ぶナノシートの配向変化の大きさは、レーザー光を集光するレンズのN.Aによって変化することも明らかにした。これらの成果は、査読付きの学術論文として2報出版された。そのなかでも、1報は、ACS photonicsという、光学の分野でもハイインパクトな雑誌に掲載された。本年度だけで、すでに3報の学術論文を出版することができた。中でも1報は、ACS photonicsというインパクトファクターが6.7程度ある光学のジャーナルの中でもハイインパクトなジャーナルに、論文を掲載できた。1年間で、3報の学術論文を投稿、出版できたことから、研究は概ね順調に推進できていると考えている。また、研究成果を市民に向けて発信するために、山口大学内において、記者会見を開いた。その結果、山口地方のローカルテレビのニュース、地方新聞の記事に取り上げられた。以上のように国民への情報の発信も十分に行えたと考えている。これらの成果は、1回の国内会議、2回の国際会議でも報告しており、国内のみならず、国外の研究者にも研究内容のアピールを行った。自身の研究課題の推進は、概ね順調に行えているが、平成29年度においては、共同研究論文を報告できなかった。そこで、特に平成30年度においては、共同研究の推進に力を注ぐつもりである。

領域会議や、国内外の研究会を通して、新学術領域内の研究者との議論の機会を増加させ、お互いの議論を深めながら、共同研究の成果が順調に得られるように研究を進めていく。特に、ナノ粒子の開発、光による物質操作、光圧のシミュレーションの研究者との共同研究を進める。電話、メール、SNSでのコンタクトを行うことは、もちろんのこと、それぞれの研究室への訪問も複数回行いながら共同研究を進める予定である。また、自身の研究課題においては、平成30年度は、Structured lightの利用を積極的に行う予定である。平成29年度は、特にレーザー光の中でも、最もベーシックな直線偏光を用いてコロイド中のナノシートの光操作を行うことで、光圧がコロイド中のナノシートへ及ぼす影響、ナノシートの光マニュピレーションのメカニズムの理解が大きく進展した。この知見を基盤として、スピン角運動量を有する円偏光、光渦を用いてコロイド中様々なナノシートの配向変化構造を誘起していく。研究上、予期しないことが生じた場合は、領域内メンバーとの共同研究を利用しながら、研究を推進するつもりである。領域内メンバーとは、日頃から頻繁にコンタクトしており、いつでも研究の相談ができる体制を既にとってある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
環境発電で動作する電力・センサ網用信号処理集積回路

センサネットワークなどの計測用センサから受け取った信号を処理する集積回路の温度特性を検討し,改善手法を提案した。まず,MOSFETを低電圧動作させるときの温度の影響を表すモデルを提案した。次に,既提案の0.6V・広ダイナミックレンジのフィルタについて,温度変動による誤差を打ち消すように,負の温度係数をもつ直流電圧源を用いる回路を構成をした。さらに,カレントミラーにおけるMOSFETの拡散領域-基板間のpn接合電流を利用して温度特性を改善する設計を提案し,400Kにおける入出力電流間の誤差を1%未満に抑えることを可能にした。電力供給装置を内蔵したワンチッフセンサモジュールの開発を目指し,環境発電により得られる微小な電力でもセンサで得た信号を高精度にデジタル化して,他の情報通信機器に伝送する回路を設計している。今年度は,まず,局所発信回路を設計して,ディジタル回路からの雑音の影響評価を行うプロトタイプの試作を行った。次年度,これの評価と改善を行う。次に,アナログ・ディジタル変換回路(ADC)の設計に取り組み,並列RCフィルタを用いたアプローチを検討して,帯域制限フィルタが不要になるという利点が明らかになりながらも,素子値に対する感度が高く利用できないとの結論を得た。一方,ADCの低電力動作が期待されている逐次比較方式の構成において,精度の改善を行った。生体信号など低周波信号の処理にはMOS電界効果トランジスタ(MOSFET)を弱反転領域で使用するのが低電力化に有効であると考えられているが,信号の電圧が小さくなるのに対し,熱雑音は小さくならない。したがって信号対雑音比が悪化し,特に離散値を出力する比較器は,2つしか取りえない値を誤って出力してしまう確率が大きくなる。そこで,比較器を本質的に内包するADCにおいて,弱反転動作のMOSFETにより低電圧・低電力化と引き換えにディジタル出力値(出力コード)がばらついてしまうことを抑制するために.2分探索アルゴリズムに,再比較の機構を組み込んだ。同じ比較を2度行うので誤る確率を下げられる。さらに,1変換あたりの消費エネルギーも2倍になってしまうことを避けるために,1度目の比較で誤る可能性を判定するための簡易で小規模・省電力の補助比較器を導入することで,出力ばらつきを約2ビット精度で抑えながら,2度目の比較を省略して消費電力の増大の抑制をも同時に達成した。センサネットワークやスマートグリッドの計測用センサ素子から信号を受け取り,適切な信号処理をする集積回路の設計をした.具体的な個々の応用に特化しない省電力化手法の提案と,その実現に伴う新たな問題解決のための汎用的な基盤技術を確立して,様々なセンサ・電力網において電力のオーバーヘッドを零とし,インフラ全体の省電力化に資することを目的とした研究である。具体的には,現在主流の半導体プロセスであるCMOSにより,MOSFETを低電圧動作さている。弱反転領域での動作となり,モデルの検討から設計手法,バラツキによる影響まで検討した。まず,モデルについては,従来明示されてなかった基板電位の影響を,解析的に明らかにしたモデルに置き換え,従来,報告者が設計してきた回路の有用性を改めて示した。また,そのモデルに温度の効果が含まれているものの,十分でないことを指摘するとともに,定数と考えられてきたパラメータが温度の関数であることを物性の知識から初めて示すとともに,実測によって検証を行って確認した。次に,上述の改善したモデルに基づき,既存の回路の温度特性を調べ,さらに耐環境性の高い回路設計を行った。0.6V動作で十分なダイナミックレンジを確保していたフィルタについて,温度のバラツキによる特性を検討し,感度が高いことが明らかになったため,変動を打ち消す回路構成を行った。具体的には,バイアス用の直流電圧源を,温度係数を打ち消すように温度によって電圧が変化する電圧源に置き換える原理を提案し,具体的な構成を示した。さらに新たな回路設計として,温度特性が問題にならないと考えられていたカレントミラーを詳細に解析し,MOSFETの拡散領域と基板との間のpn接合電流の影響を指摘するとともに,定量的に解析し,その電流を積極的に利用して,温度特性の改善を行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。
Helicobacter pyloriの細胞接着機構の研究

Helicobacter pyloriの生細胞への接着機構を検討するために、胃ガン由来細胞株を用いて、菌の接着の半定量的解析が可能な系を作成し、その接着における硫酸化糖脂質特にスルファチドの重要性を明らかにした。この研究結果は平成6年度日本消化器病学会総会および第7回欧州ヘリコバクター研究会議(1994年米国ヒューストン)において発表した。現在その成果を英文論文にまとめ投稿中である。またこの研究に関連し、スルファチドのヒト胃粘膜での組織分布、各種病態での変化について検討し、これが胃粘膜上皮細胞に局在していること、炎症や悪性化によってその分布や含量が変化することを示唆する所見を得た。この結果は大正消化器国際シンポジウムならびに平成6年度日本消化器病学会大会において発表した。この成果は現在英文論文としてまとめ印刷中である。このように、すでに我々が明らかにしている薄層クロマトグラム上でこの細菌がスルファチドに結合生を示すだけでなく、生細胞での接着にも重要であること、またそれが胃粘膜上皮細胞に豊富に存在していることは、実際の菌の胃粘膜への接着にスルファチドが重要な役割を持っていることを示唆するものである。そこでスルファチドを認識する細菌側のアドヘシンの同定を行うため、硫酸化糖結合アフィニティークロマトグラフィーによってその精製を試み、いくつかの蛋白が特異的に結合することが明らかにできた。これらをポリアクリルアミドゲル電気泳動分離後、いくつかの蛋白についてその部分アミノ酸配列を決定した。今後この配列をもとにオリゴヌクレオチドを合成し、クローニングを行う予定である。
Development of Amino-Functionalized New Task Specific Ionic Liquids for Energy Efficient CO2 Capture

地球温暖化の一因とされる二酸化炭素を発電所などの大規模発生源から分離回収する研究が進められている。中でも化学吸収法は、大規模発生源からの分離回収に最も適しており、実用化が進められているが、更に高性能な化学吸収剤の開発が求められている。本プロジェクトでは、所謂、Amine Functionalized Task Specific Ionic Liquids(TSILs)に着目し、種々の検討を進めた。その結果、コリンをカチオンとするいくつかのTSILsが二酸化炭素の吸収速度、吸収量他化学吸収液の基本性能としてこれまでにない高性能を示すことを見出した。
臨床応用を目的とした局所用遺伝子製剤の理論的開発

遺伝子治療は、先天性・後天性の疾患に対する有用な治療法である。なかでも、眼は遺伝子治療の標的臓器として多くの利点を持つ。現在、非ウイルスベクターの使用がウイルスベクターの危険性がなくインビボの送達法として注目されている。我々はプラスミドDNA(pDNA)と正電荷リポソームの複合体をウサギの眼に注射し遺伝子発現を調べた。様々な脂質を用いた実験の結果、DOTMA/Cholリポソームが眼内注射後、最も高い遺伝子発現を示した。また、電荷比が+2.0の複合体が最も高い遺伝子発現であった。すなわち、正電荷リポソームの脂質組成と複合体の電荷比を適正化することで眼の遺伝子発現を増加できることが示された。我々は正電荷高分子ポリエチレンイミン(PEI)をベクターとして、ヒト内皮細胞への遺伝子発現に対する血液成分の影響を調べた。PEIの遺伝子発現は、牛胎児血漿、牛血漿アルブミン、ヒト血液、ヒト血漿、コレステロール、脂肪酸で減少し、レシチンや胆汁酸では影響を受けなかった。さらに負電荷高分子を加えた3重複合体を製剤として用いると、これら血液成分の影響を低減することができた。一方、グルコースの存在により遺伝子発現は増加した。我々はまた、非ウイルスベクターによる遺伝子発現が、肝炎のような疾患により影響されることを見出した。我々は、モデル薬物ブナゾシンの組織中濃度プロファイルや眼圧下降プロファイルを基にして、薬物速度論/薬力学(PK/PD)モデルを開発した。このPK/PDモデルを用いることにより、ブナゾシンを点眼後および眼内注射後の眼組織中濃度や薬理効果を正確に予測することができた。従って、このPK/PDモデルは遺伝子医薬品を設計する場合にも極めて有用である。眼に対する遺伝子治療は、難治性眼疾患の新しい治療法として期待されている。しかし、臨床において実用的であると考えられるカチオン性リポソームやカチオン性高分子などの非ウイルスベクターによる遺伝子導入法は、眼組織への遺伝子導入効率の改善に関する系統的な情報に乏しいのが現状である。そこで、カチオン性脂質のDOTMA、pH感受性の中性脂質のDOPE、コレステロール(Chol)を成分とするカチオン性リポソームを作成し、脂質組成の遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。モデルpDNAとして、CMVプロモーターを有し、ホタルルシフェラーゼ(Luc)をコードしたpCMV-Lucを用いた。まず、家兎を用いて硝子体内投与後の眼組織における遺伝子発現を調べた。Naked pDNAに比べ、pDNA・DOTMA/DOPEリポソーム複合体は1.1-7.0倍高い遺伝子発現を示し、pDNA・DOTMA/Cholリポソーム複合体は、僅かに低い遺伝子発現を示した。pDNAの投与量を増加した結果、naked pDNAは投与量が増加しても遺伝子発現の増大は認められなかった。pDNA・DOTMA/DOPEリポソーム複合体は、50μg/100mL以上の濃度では凝集が起こり複合体の調製が出来なかった。一方、pDNA・DOTMA/Cholリポソーム複合体では、pDNA投与量の増加に伴い遺伝子発現が増大し、naked pDNA投与時と比較して、約2-280倍もの高い発現を示した。また、電荷の制御によりさらに遺伝子発現を改善できることが示された。一方、細胞培養系を用い、pDNA・カチオン性高分子複合体の発現に及ぼす各種生体成分の影響を調べた結果、各種成分により、発現効率が減少したり、上昇することが示された。これらの情報から遺伝子発現の効率改善に関わる因子を整理した。局所に対する遺伝子治療は、難治性疾患の新しい治療法として期待されている。

しかし、臨床において実用的であると考えられる非ウィルスベクターによる遺伝子導入法は、遺伝子導入効率の改善に関する系統的な情報に乏しいのが現状である。そこでカチオン性脂質のDOTMA、融合能を持つ中性脂質DOPE、コレステロール(Cho1)を成分とするカチオン性リポソームを作成し、脂質組成の遺伝子発現に及ぼす影響を調べた。また、カチオン性高分子としてポリエチレンイミン(PEI)を用い、製剤的な工夫を加え遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。モデルpDNAとして、CMVプロモーターを有し、ホタルルシフェラーゼ(Luc)をコードしたpCMV-Lucを用いた。既に、家兎を用いて硝子体内へpDNA/リポソーム複合体を適切な電荷で投与することにより、高い遺伝子発現を得られることを示した。本年は、細胞培養系を用い、融合脂質DOPEを、生体膜に影響を及ぼす各種資質(ビタミンE、リモネンなど)に置換して、遺伝子導入効率を検討した。その結果、いずれの脂質もDOPEに匹敵する遺伝子導入発現が認められたが、生体成分による影響に差が認められた。また、細胞系を用い、カチオン性高分子PEIとpDNAの複合体を作成し、遺伝子導入効率を精査した結果、荷電を制御することにより高い遺伝子導入発現が認められた。さらにアニオン性高分子を添加し、3重複合体を作成し、遺伝子発現効率を調べた結果、poly-L-aspartic acidsodium saltにより、より高い遺伝子導入効率を得ることができた。実際、マウスを用いてpDNA/PEI複合体を静脈注射した結果、肝臓・脾臓・肺で高い遺伝子発現が認められた。これらの情報から遺伝子発現の効率改善に関する因子を整理した。眼に対する遺伝子治療は、難治性眼疾患の新しい治療法として期待されている。しかし、臨床において実用的であると考えられるカチオン性リポソームやカチオン性高分子などの非ウイルスベクターによる遺伝子導入法は、眼組織への遺伝子導入効率の改善に関する系統的な情報に乏しいのが現状である。そこで、カチオン性脂質のDOTMA、pH感受性の中性脂質のDOPE、コレステロール(Chol)を成分とするカチオン性リポソームを作成し、脂質組成の遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。まず、家兎を用いて硝子体内投与後の眼組織における遺伝子発現を調べた。Naked pDNAに比べ、pDNA・DOTMA/DOPEリポソーム複合体は1.1-7.0倍高い遺伝子発現を示し、pDNA・DOTMA/Cholリポソーム複合体は、僅かに低い遺伝子発現を示した。pDNAの探与量を増加した結果、naked pDNAは投与量が増加しても遺伝子発現の増大は認められなかった。pDNA・DOTMA/DOPEリポソーム複合体は、50・g/100・L以上の濃度では凝集が起こり複合体の調製が出来なかった。一方、pDNA・DOTMA/Cholリポソーム複合体では、pDNA投与量の増加に伴い遺伝子発現が増大し、naked pDNA投与時と比較して、約2-280倍もの高い発現を示した。
人生を語りやすくする旅表現の研究―歌詞を活用して―

今回の研究で明らかになりつつあるのは、歌詞とメロディは切り離せないということであり、人々がコラージュ療法や箱庭療法のように自身の「創作」としてのミュージック・テープを作りその全体をたのしむことである。また、これを気楽に持ち運んでいつでも聞くことができる時代となり、音楽仲間でその内容をコピーして交換することは貴重な交流体験であることが知られるようになった。そこで基礎データとして、人々が好きな音楽を、無数にある商業音楽から選び出し、選ばれた楽曲の性質や傾向を調べようと考えた。つまり歌詞研究は、その後の課題であると位置付けを改めざるをえなかった。対象は、「癒し」と「人生」の専門家である、精神科医、クリニカル・サイコロジスト、ソーシャル・ワーカーらである。これまでの人生で「癒された」と感じた曲、あるいはその種の体験だったと考えられる曲の曲名と演奏者名を20曲思いつくまま挙げて回答紙を私共に送り返してもらっている。現在約1000通配布して、35の回答を得ているが、最終的には全部で2500通配布する予定であり、締め切りは本年末に設定しているので、100通以上の回答を得ることになると考えている。すでに入力を開始しているが、あまりに偏りがなく、広く散らばっており、傾向が語れる状態ではない。ただし、多くの反応が、この選曲そのものが「ヒーリング」や「癒し」であると発言しているということは特記すべきことであろう。本年度は、現在のところ、昭和35年昭和54年のヒット曲の中で旅を歌った歌詞を収集している。収集した歌の歌詞を、作詞者の性別、時間経過、帰りたい感情の有無、目的地喪失感の有無、同伴者の有無、涙の有無などについての検討を行っている。旅の歌は、人生そのものをテーマにした歌と、失恋後の立ち直り過程をテーマにした歌に大別されたが、現段階では人生そのものがテーマとなっている旅の歌に限って検討を進めている。それらの歌が、私たちの人生観を物語っていると考えると、以下のことが示唆される。人生という旅の出発点付近では、後に辿り着くであろう目的地(夢・希望の虹・未来・誰も探しに行かないもの・ユートピア)に期待を膨らませて、帰りたいという感情は殆ど感じないが、人生の中盤から後半にかけては、目的地の不在を知ってその旅は"あてのない旅"となり、過去の出発点であるあの頃(幼い頃・ふるさと・母親)へ帰りたいという思いにかられるのだろう。そこでの人生の"辛さ"をどう感じるかには、旅の同伴者、もしくは、別々の道を歩いていてもどこかにいる仲間の存在が大きく関わっており、同伴者や仲間意識がある歌では、帰りたい感情や目的地喪失感、涙(泣きたい気持ち)が歌われない傾向にあった。しかし、一方では、人生後半の同伴者のいない一人旅を歌いながらも、辛さ(涙)を見せない歌もあったが、それらは歯を食いしばって我慢していたり、"流れもの"を自覚し、"いてもいいだろこんな奴"と開き直り、一人旅の自分を受け入れている歌であった。帰りたい感情や目的地の喪失感、一人旅であることをどのように受け入れるかということも、人生の"辛さ"の感じ方に関わっているようである。現段階は、この年代に限られた分析にとどまっており、年代毎の分析などを含めた全体的な結果は、残りの年代の歌詞収集と分析を待ってから検討したいと考えている。