hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
聴覚言語障害児における多感覚モダリテイを用いた言語機能評価法の開発に関する研究

(b)問題文の提示法は、聴覚経由条件((1)音声)と、聴覚経由に視覚条件を併用した視覚・聴覚多感覚併用条件((2)口型、(2)文字、(3)手話)の計4条件とする。(c)被検者が選択した問題文提示条件ごとに結果を分析し、出力を行う。4.実用性の検討:統語規則について獲得段階にある聴覚言語障害児1例に試行し、システムプログラムの修正を加え、臨床評価としての実施条件・方法を検討している段階にある。I.研究目的:幼児期中・後期の基礎的言語構造の獲得に関して、体系的な統語論的評価法を開発し、近年の新生児聴覚検査による早期診断、各種先進医療(人工内耳、デジタル補聴器)、遺伝子診断がもたらす成果を定量的に評価する臨床システムを開発することを目的とした。II.評価システム:1)言語の統語論側面について、「選択制限」「語順」「助詞」「主題関係」の言語規則について、言語障害段階の分析評価法を作成した。同方法をパソコンプログラム化することによって2)多感覚の経路(音声、音声と読唇、文字)を選択して評価し、さらに結果の相互比較を容易にした。3)パソコン画面タッチによる応答法を用い幼児の興味を持続させ、3)臨床場面で聴覚医学、言語病理学的な資料の収集を可能にした。III.研究実績1.言語機能評価法のパソコンプログラム作成とシステムの修正:使用上の観点から以下の修正を加えた。(1)統語能力評価の構造化:問題数が多いために、実施時間を短縮する目的で、スクリーニング検査と掘り下げ検査の2種に分割してシステムを組み、評価の構造化を図った。(2)画面表示の修正:文章容認評価(日本語文として正しいか否か)手法を用い、幼児への適用を考慮して興味が集中するように刺激素材の配置・デザイン、提示時間など、画面表示に修正を加えた。(3)結果分析の方法の修正:被検者の結果の分析法と結果の表示を修正し、臨床利用を有効にした。(本プログラム実施操作に円滑に稼動にするためにCPU、メモリ共高機能なノートパソコンが必要となった。)2.正常発達資料の収集:幼児期後期の幼児について、検査図版を用いて構文検査評価を実施し、採用した構文ごとの正答率を分析して、検査項目の取捨選択を行い妥当性を高めた。3.検査素材の音響学的測定と調整:音声提示素材について構文ごとに音響学的に測定し、Leq, A(Fast)のレベルを一致させた。本研究では、言語遅滞をもつ幼児・学童における体系的な統語論的評価法を開発した。すなわち、パソコンプログラムによって、検査文を聴覚と読話・手話の単独または多感覚を併用経由して提示し、症例に優位なモダリテイで評価するシステムを開発した。また、文章容認検査方式によって、小児の興味を持続させ、聴覚医学・言語病理学的資料を収集することが可能になった。近年の新生児聴覚検査による早期診断、各種先進医療(人工内耳,デジタル補聴器),遺伝子診断がもたらす成果を定量的に評価する臨床システムになることが推測された。本年度の研究概要を以下に示す1.パソコンプログラムにおける画面形式、操作、結果分析法などについて、実施の容易さ、実用性について向上させた。その結果、臨床システムとして使用可能な評価システムとし、必要な評価結果を入手できるようにした。
知識工学を応用したデータ解析支援システムの開発

本研究では、統計学に関する知識をあまり持たない利用者に対して、適切な解析作業・解析結果を与えるために、知識工学を応用して計算機側からの支援を行なうシステムの構築を目指した。具体的には、研究代表者により本研究以前に作成された試作システムに対し、以下に述べる3点の改良を試みた。まず、アルゴリズム再検討による推論速度の改良については、非単調推論アルゴリズムの導入により、推論過程そのものには改善がみられ、統計家の行なう判断に近付いたものの、取り扱わねばならない中途過程、述語数が増大し、知識工学におけるいわゆるフレーム問題と直面することとなった。研究前の予想を覆すほどの量であり、述語数の取捨選択では対処しきれないものと思われ、目的自体は半ば達成したものの、今後、知識ベースに関する再検討の必要性も研究結果として得られたことになる。次に、判断内容再検討による適用範囲拡大については、先に述べた通り、取り扱う知識量の増大により、わずかに数種の新手法、判断基準を盛り込むに留まった。知識として1基準増えるだけでも、推論過程では指数的に増大してしまうためである。また、グラフィクスを用いたインタフェース改良については、当初要求していた研究費が得られず、開発環境として不充分な状態であったが、幸い、研究代表者が研究分担者として参加している試験研究(B)(2)「探索的データ解析のための視覚的プログラミング環境の開発(代表者北海道大学・教授・佐藤義治)」との融合を図ることができ、具体的な成果を挙げつつある。同試験研究で試作対象となっているシステムは本研究の発端となったモジュール部分開発の動機づけともなったシステムであり、本研究との親和性、移植性が極めて高い。このため、現在、動作確認の段階であり、本研究終了時点では完成できなかったが、次年度、同試験研究の成果の一部として、公開できるものと考えられる。また、内容は同試験研究とともに、別紙に提示した通り、今年度末の国際学会で論文発表の予定である。以上により、本研究は全ての目標を達成し得なかったものの、研究過程による新たな問題点の発見と確認、また、部分的ではあるが具体的な成果を挙げることができ、概ね有益な結果を導出できたと考えられる。
Ewing肉腫の癌微小環境におけるマクロファージ制御因子の役割の解明

MCP-1安定過剰発現細胞株を作成し、ヌードマウス皮下に移植したところ、生着した腫瘍には浸潤血管が増加していた。腫瘍に浸潤したマクロファージを回収し、その解析をしたところ基質分解酵素の発現が上昇しており、そのことが血管新生に影響をもたらしている可能性が考えられた。マウスマクロファージ様細胞であるRAW264.7細胞をMCP-1過剰発現細胞の培養上清にて培養したところ、基質分解酵素の発現が上昇し、この発現はMCP-1 inhibitorにて抑制された。これらのことから、Ewing肉腫細胞から産出されるMCP-1はマクロファージから基質分解酵素の産出を促し、血管新生を誘導する可能性が示唆された。Ewing肉腫は主に小児、若年者に発生する高い炎症反応を特徴とした悪性腫瘍である。Ewing肉腫において炎症反応とマクロファージの浸潤は相関関係にあり、両者は共に予後不良因子の一つであることが証明されている。このことはマクロファージ制御因子がEwing肉腫の予後に重要である可能性を示唆している。本研究の目的はマクロファージ制御因子であるMCP-1 (Monocyte chemoattractant Protein-1)に着目し、癌微小環境におけるMCP-1の役割をマクロファージとの相互関係から明らかにすることである。MCP-1はある種の癌細胞では恒常的に産出が認められており、単球の遊走を引き起こすことが知られている。Ewing肉腫細胞株においてその発現を調べたところ、その発現は細胞株により異なっており、腫瘍の産出するMCP-1がマクロファージの浸潤と炎症反応の亢進を引き起こし、Ewing肉腫の予後と関連している可能性が考えられた。MCP-1過剰発現細胞株を作成し、xenograftモデルにてその成長の比較を行ったところ、MCP-1過剰発現細胞株では生着した腫瘍は親株と比較し増殖する傾向を認めた。病理切片で確認したところ腫瘍内浸潤血管が増加しており、腫瘍から産出されるMCP-1が癌微小環境の中でマクロファージの質的変化をおこし、血管新生を誘導し腫瘍成長をもたらす可能性が示唆された。予定通りの進行である。MCP-1過剰発現細胞株を作成し、xenograftモデルにて腫瘍を形成し、病理切片で確認したところ腫瘍内浸潤血管が増加しており、腫瘍から産出されるMCP-1が癌微小環境の中でマクロファージの質的変化をおこし、血管新生を誘導し腫瘍成長をもたらす可能性が示唆された。しかしながらxenograftモデルにおいて腫瘍の成長に有意差は認められず、in vivoの実験系における血管新生増加のもたらす影響については意義を見いだせていない。1MCP-1過剰発現細胞に浸潤しているマクロファージにおいて発現が亢進している血管新生に関与している因子を同定する。2In vitroにおいてMCP-1過剰発現細胞株とマクロファージの相互関係を解析し、In vivoと同様に血管新生因子の発現が亢進されるか解析する。それに加え、マクロファージから産出される血管新生因子の産出がMCP-1 inhibitorを使用し阻害されるかを解析する。3Ewing肉腫の臨床サンプル(凍結サンプル)を用いてMCP-1発現量と炎症反応、予後との関連を調査する。29年度が最終年度であるため、記入しない。整形外科29年度が最終年度であるため、記入しない。
アリストテレス自然学のアラビア語およびラテン語における伝承の文献学的研究

アッバース朝宮廷占星術師マーシャーアッラーフに帰せられた『天球について』アラビア語テクストの校訂とその英訳を完成させた。さらに、本作品の内容を分析することで、真の著者ドゥーナシュ・イブン・タミームの宮廷科学者としての役割が見えてきた。ドゥーナシュは『天球について』において天体運動を含めた自然現象の発生過程をギリシャ哲学や天文学の知識を使って合理的に説明し、このような合理的で素晴らしい世界を創造できるのは、全知全能の唯一神しか不可能である、という議論を展開することで、神の一性を証明しようとしたことが分かった。平成28年度は、『天球について』アラビア語原典の校訂を進めた。本作品は、ベルリン写本で66フォリオにも及ぶ大部の著作であり、全体の校訂の完成には、ある程度の時間がかかることが予想された。とはいえ、すでに関連する2写本(ベルリン写本およびフィラデルフィア写本)の全ページのデジタル・イメージを入手しており、そのイメージ・データの調査に基づいて、すでに、Taro Mimura, “The Arabic Original of (ps.) Mashaallah's Liber deorbe: its date and authorship", The British Journal for the History of Science 48 (2015), 321-352で以下のような本作品の校訂指針を打ち出している。まず、両写本を比べると、ベルリン写本は本作品の全体を収録している一方で、フィラデルフィア写本は、いくつかの章が欠落するのみならず、章の入れ替えがみられることから、フィラデルフィア写本に収録されている本文は、のちの学者による編集を経たものだと考えられるため、本作品の校訂を行う際には、より原文に忠実で全ての章の本文を収録していると考えられるベルリン写本を底本としつつ、フィラデルフィア写本の本文と綿密に比べながら、フィラデルフィア写本のほうが良い読みを持つと判断した場合はフィラデルフィア写本の読みを採用する、というものである。この校訂方針に従って、その全体の校訂を完成させた。さらに、当初平成29年度に行う予定だった英訳作業も進めることができた。加えて、11月にボストンで開催されたMESA(アメリカ中東学会)に参加することで、本研究に関連する研究者たちとの情報交換を行った。半年間での執行だったため、当初予定していたベルリンとフィラデルフィアへの訪問調査はできなかった。しかし、平成29年度で行う予定だったテクストの英訳作業を前倒しで進めることができたため、おおむね順調に進展していると判断した。最終年度である平成29年度は、前半でドゥーナシュ・イブン・タミーム『天球について』アラビア語テクストの校訂とのその英訳の全体を完成させた。その後、8月にロンドン・ウォーバーグ研究所に2週間ほど滞在し、チャールズ・バーネット教授とともに、そのアラビア語テクストと英訳を検討した。教授と共同読解を進めることで、より完成度の高いテクストと英訳を仕上げることができた。加えて、7月にブラジルで開催された国際科学史学会に参加し、本年度前半で完成させた『天球について』全テクストを踏まえて本作品の分析することで得られたドゥーナシュの宮廷科学者としての役割に関する研究成果を発表した。具体的には、『天球について』においてドゥーナシュは天体運動を含めた自然現象の発生過程をギリシャ哲学や天文学の知識を使って合理的に説明することで、この世の全自然現象が合理的にプログラムされていることを明示した。そうすることで、このような合理的で素晴らしい世界を創造できるのは、全知全能の唯一神しか不可能である、という議論を展開することで、神の一性を証明しようとしたことが分かった。いわば、一神教であるイスラーム擁護の一環として、ドゥーナシュは天文現象の合理的な説明を用いたといえる。さらに、本発表を通じてフロアーからコメントをもらうことで、ドゥーナシュの占星術への批判的な態度の背景がより鮮明になった。当時、宮廷が占星術の禁止を表明しており、その流れに乗って、ドゥーナシュも占星術に懐疑的な論調を本書で表明したことが分かってきた。平成29年度前半は、『天球について』アラビア語原典の英訳を完成させる。また、7月には4年に一度開催される国際科学史学会がブラジルで開かれるため、国際学会の場で、本作品の分析することで得られたドゥーナシュの宮廷科学者としての役割に関する研究成果を発表する。29年度が最終年度であるため、記入しない。古代中世科学史・アラビア語文献学29年度が最終年度であるため、記入しない。
甲殻類の威嚇行動で血中に放出される液性因子の研究

アメリカザリガニProcambarus clarkiiやアメリカンロブスターHamarusamaricanusなどの大きな鋏みを持つ甲殻類が鋏みを振り上げて威嚇行動をする際に、この行動に連関して血液中に未知の物質が放出されていることが突き止められた。この未知の物質を特定することが目的でる。現有設備で分析できる範囲で研究した結果、ペプチドがもっとも有力な候補となっていたので検討した。ペプチドとして有力候補は5アミノ酸から構成される甲殻類の代表的なホルモンであるプロクトリンであるが、まずプロクトリンを検出できる検出機器を確保することからはじめた。飛行時間検出型質量分析器によりプロクトリンが分子量648付近で検出できることが、機器の性能上、確かめられた。これを検出するため先ずマトリクスとして何を用いるか検討した。その結果、最終的に絞り込まれた物質は二つで、αシアノ4ヒドロキシ桂皮酸よりも、3,5ジ・メトキシ4ヒドロキシ桂皮酸が優れていることがわかった。プロクトリンはミリモル濃度程度の高い濃度ならば飛行時間検出型質量分析器で検知できることがわかった。そこで血液サンプルを得、除蛋白処理前、処理後のサンプルを得て実験した結果、除蛋白処理前の濃度の高いと思われる状態のサンプルからもプロクトリンらしいピークは検出できず、血液中の濃度は恐らくこの検出装置で測定できる濃度より低いことが判明した。したがって、ストレスホルモンとして血中に放出されたペプチドの増減を確実に捉えるためには、かなり感度の優れた機器やサンプル処理を工夫することが必要であることが明らかになった。今後の有力な方法としては新たにペプチド分析が可能なHPLCを購入することであるが、血液サンプルの成分の濃縮技術の開拓によっても突破できる問題であるかも知れない。しかしこの点はなお検討を要する。本研究最終年度においてはイセエビPamulirus japanicusでもこのストレス物質があるらしいことを確認した。これはこの物質が甲穀類に一般化できるらしいことを示唆しているので、今後の物質特定は機器の工夫のみならず、サンプルの工夫で新たな展開を見出せるものと期待される。動物一般にストレスホルモンが出でいるといわれるがなお未解明であり、この研究の発展には依然意義がある。甲殻類(ロブスター)がヒトを威嚇したり、他の個体に遭遇したりすると、血中に正体不明の物質を放出していることをこれまでの研究で発見した。この正体不明のストレス物質を特定するための研究を行ってきた。最初にこの物質の存在に気づいた時の分析装置は電気化学検出法HPLCであった。この装置に考えられる候補物質を次々に投入し、発見当初と同じ物質を探し当てるという方法は、海岸で砂粒のなかから宝物を探すようなものであったが、案外運良く一つの物質が候補にあがった。これまでの心臓生理学研究の経験から裏打ちされた絞込みが成功し、プロクトリンというペンタペプチドが怪しいことが分かってきた。しかし、今回の研究から、プロクトリンそのものがこのHPLCで検出されないことがわかった。ところが、威嚇時サンプル分析で出現する正体不明物質と同じピークがプロクトリン投入でも出現するのである。そこで、分析手段をまったく別の手法にかえてみた。飛行時間計測法質量分析装置(トフマス、東京女子医大霜田助教授と共同)で問題の正体不明ストレス物質を含むと思われるサンプルを分析した。ところが、そのペプチドの質量に相当する分子量のピークが得られなかった。

この原因は一つは、装置動作上必要なマトリクスという物質を、多くの候補から選択する際のミスマッチが考えられ、まだプロクトリンがあるともないとも断定できる状態ではない。また、別の装置(日本大学動物資源学部村田助教授のステロイド分析HPLC)でも、候補としてふさわいホルモンであるステロイドらしい物質は発見されなかった。すなわちプロクトリンを否定する結果も得られなかった。トフマスの利用に加え、従来のHPLCで、逆相カラムと投入サンプルとの相互作用で何かが溶出されるのではないかという問題が具体的な課題となってきた。すでにアメリカザリガニProcambarus clarkiiやアメリカンロブスターHomarus americanusなどの大きな鋏みを持つ甲殻類が鋏みを振り上げて威嚇行動をする際に、この行動に連関して血液中に未知の物質が放出されていることが突き止められた。この未知の物質を特定することが目的である。これまでに、現有設備で分析できる範囲で研究をした結果、ペプチドがもっとも有力な候補となっていたので検討した。ペプチドとして有力候補は5アミノ酸から構成される甲殻類の代表的ホルモンであるプロクトリンであるが、まずプロクトリンを検出できる検出機器を確保することからはじめた。飛行時間検出型質量分析器によりプロクトリンが分子量648付近で検出できることが、機器の性能上、確かめられた。これを検出するため先ずマトリクスとして何を用いるか検討した.その結果、最終的に絞り込まれた物質は二つで、αシアノ4ヒドロキシ桂皮酸よりも、3,5ジ・メトキシ4ヒドロキシ桂皮酸が優れていることがわかった。プロクトリンはミリモル濃度程度の高い濃度ならば飛行時間検出型質量分析器で検知できることがわかった。そこで血液サンプルを得、除蛋白処理前、処理後のサンプルを得て実験した結果、除蛋白処理前の濃度の高いと思われる状態のサンプルからもプロクトリンらしいピークは検出できず、血液中の濃度は恐らくこの検出装置で測定できる濃度より低いことが判明した。したがって、ストレスホルモンとして血中に放出されたペプチドの増減を確実に捉えるためには、かなり感度の優れた機器やサンプル処理を工夫することが必要であることが明らかになった。ひとつの方法としては新たにペプチド分析が可能なHPLCを購入することであるが、血液サンプルの成分の濃縮技術の開拓によっても突破できる問題である。本研究では今年度イセエビPanulirus japonicusでもこのストレス物質があるらしいことを確認した。これはこの物質が甲殻類に一般化できるらしいことを示唆しているので、今後の物質特定は機器の工夫のみならず、サンプルの工夫で新たな展開を見出せるものと期待される。
神経再生の促進とそのメカニズム:基底膜、成長因子、シュワン細胞の役割と臨床応用

1.神経成長円錐の伸長機構a.シナプトタグミン、SNAP-25、シンタキシンなどSNARE系の小胞関連蛋白とRab3Aの局在を明らかにし、小胞の開口によって成長円錐伸長のための膜の供給が行われることを示唆した。b.接着分子としてN-カドヘリン、およびインテグリンα_<5,6>が関与していることを明らかにした。2.栄養因子と受容体a.BDNFとNT-3に対する抗体を作成した。b.培養骨髄後根神経節細胞はBDNTとNT-3を合成し同時にTrkAとTrkBを発現していた。つまり自身で分泌と応答をしていると考えられる。高濃度Kclで膜分極させた神経細胞ではBDNFの発現が一過性に減弱した。つまり刺激の伝達機構ができ上がると神経細胞は標的で産生されるニューロトロフィンに依存するようになるものと考えられる。c.サルの中枢神経におけるNGFの発現を調べたところ海馬や大脳皮質各部等に検出されるが、脊髄等には検出されない。すなわちNGFは大脳皮質や海馬で合成され、マイネルト基底核や中隔野のコリン作動性細胞の維持に関与している。また発生において小脳では遺伝子の発現量に見合ったNGFが小脳内に取り込まれ、視覚野ではNGFが前脳基底核のコリン作動性ニューロンに取り込まれていることが示唆された。d.bFGFが、再生軸索の表面に発現されるbFGF受容体に結合して、伸長を促進させることを示した。シュワン細胞の基底膜を用いた同種移植で、移植片にbFGFを投与することによって、サルとイヌにおいて長い(5cm以上)移植片でも同種移植が可能であるという結果を得ている。本年度はこの研究班の初年度であったが次のような成果をあげることができた。(1)末梢神経のランヴィエ絞輪からの発芽の形態を明らかにし、それが成長円錐として伸びる経過において、シナプトフィジン、シナプトタグミン、シナプシンI、プロテインキナーゼCの局在を免疫組織化学的に明らかにした。さらにN-カドヘリンが再生軸索同士および再生軸索とシュワン細胞との接着に働くことを明らかにした。現在インテグリンが成長円錐の表面に局在することを明らかにしつつある。(2)末梢神経系と中枢神経系で神経成長因子(NGF)産生がどのように調節されているかを明らかにした。すなわち4-methylcatecholによる末梢神経におけるNGF産生の促進、interleukin-2,4,5による中枢神経系におけるNGFの産生促進と神経細胞生存維持効果などである。(3)サルを用いた神経移植においてシュワン細胞基底膜の有理性を検討し、58cmの移植片でも再生神経が通ることを明らかにした。(4)同種移植では他にアルコール処理の神経がやはり移植片として有用であることを認めた。(5)エキシマレーザーによって中枢神経の破壊と修復を調べ、髄鞘破壊後の稀突起膠細胞の動態を明らかにした。エキシマレーザーによってグリア細胞が破壊され軸索が裸となって残ることが多いが、35日後にこのような無髄軸索の間に稀突起膠細胞が現われて次第に軸索を囲み、中枢性の髄鞘を形成するようになる。また稀突起膠細胞の他にシュワン細胞も現われて末梢性の髄鞘を形成する。(6)中枢神経系におけるNGFの産生細胞をin situ hybridization法で調べて海馬に特に多いことを見い出している。(7)これらの成果は1994年3月1日の研究発表会で討論された。本年度は、平成7年1月28日(土)に京大会館にて研究発表会を開いて研究成果の検討を行った。主な研究成果は以下の通りである。

1.インテグリンのα5サブタイプが成長円錐内に高濃度に局在している。この所見は成長円錐がフィブロネクチンに対するリセプターであることを示している。2.N-カドヘリンが再生軸索同士および再生軸索とシュワン細胞間の接触部位に局在していることを示した。3.bFGFが再生軸索の伸長を促進する効果を持つこと、その効果はシュワン細胞の基底膜にbFGFが結合して基底膜に接触する再生軸索に直接作用するものであることを示した。4.エキシマレーザーの照射によって神経組織がどの様に傷害されるかを調べ、グリア細胞のみが傷害される条件を追求した。5.末梢神経および中枢神経においてNGF産生細胞を調べ、産生促進の薬理学的条件(alkylcatechol投与など)を調べた。1.基底膜は再生軸索の通路として機能する。この実験系を用いてin vivoにおける神経成長因子の効果を調べた。まず、凍結処理することによってシュワン細胞を除き基底膜のみとした自家神経において、再生軸索の伸長速度がbFGFの投与によって促進されることをラットで確かめた。次に同種移植の基底膜を移植した場合のbFGFの効果をサルで調べた。まだ例数は少ないが、bFGF投与により再生軸索の数が増し、伸長速度が促進されるという結果を得ている。2.bFGFは基底膜のプロテオグリカンに結合するので、基底膜に濃縮されたかたちで、基底膜のトンネル内を伸びてくる再生軸索の表面に接することができる。それによってbFGFは軸索形質膜表面のbFGF受容体と効率よく結合するものと考えられる。実際bFGF受容体が軸索表面に局在していることが確かめられた。3.グリア細胞のNGF産生能を調べるために培養アストロサイトにおけるNGF-mRNAの発現を調べたところ、NGF産生がbFGFとTGF-βによって調節されていることが明らかとなった。4.海馬と大脳皮質におけるBDNF(脳由来神経栄養因子)の分布を調べ、BDNFが主にこれらの部位にある細胞体から産生されていることを明らかにした。5.培養神経の成長円錐において、接着物質であるインテグリンとNGF受容体の局在を調べた。またレーザー照射によってグリア細胞の修復機転を明らかにした。
カルシウム依存性細胞機能に対するカドミウムの干渉とその生理的意義

カルシウム(Ca)細胞機能調節に対するカドミウム(Cd)の干渉作用の可能性を明らかにするためCaの細胞機能調節において重要な役割を担っている。calmodulin依存性、あるいはcalmodulin非依存性のCa依存性酵素に対するCdの影響および細胞内Ca濃度調節系に対するCdの作用について検討し以下の結果を得た。1豚脳よりcalmodulinを精製し、Ca-calmodulin依存性cAMP-phosphodiesterase(cAMP-PDE)の生理活性に対するCdの作用を検討した結果、(1)CdはCaの生理的濃度に相当する【10^(-6)】【10^(-5)】Mの範囲でCaに代って本酵素を活性化する。(2)このCdによる活性化はCdがcalmodulinに結合し、Caと同様の立体構造変化をひきおこすことによる。(3)CdによるcAMP-PDEの活性化は、他の金属イオン(Mn,Hg,Zn,Cr,Sr及びBa)より低濃度域で顕著に生ずる。2 calmodulin非依存性のCa依存性myosinATPase及びactomyosinATPaseの酵素活性に対するCdの影響を検討した結果、CdはCaに代って両酵素活性を増大させ、一定濃度範囲では完全にCaと同程度の活性化効果を示した。3 Ca輸送能力を有する筋小胞体を兎骨格筋より調製し、Ca輸送に対するCdの影響を検討した結果、(1)CdはCa-ATPaseによるATP依存性のCa輸送を3X【10^(-6)】M以上の濃度で抑制する(50%抑制濃度は約【10^(-5)】M).(2)【10^(-5)】M及び5×【10^(-5)】MのCd添加によりCaの輸送は拮抗的に抑制された。(3)Ca-ATPaseはcAMP-PDE及びmyosinATPaseの場合と同様、【10^(-6)】M5×【10^(-5)】MのCdにより活性化された。(3)Ca-ATPaseによるCaの輸送において必須のステップであるリン酸化酵素(EP)の生成は、【10^(-5)】MまでのCdにより影響されなかった。以上の結果より、CdはCa依存性酵素をCaに代って効率よく活性化する一方Ca-ATPaseによるCa輸送を顕著に抑制することが明らかになった。この様にCaの細胞機能調節において中心的な位置を占めるCa依存性生理活性に対するCdの干渉は、きわめて重大な生理的意義を有すると結論される。
カニクイザルにおけるインヒビンワクチンを用いた効率的な新規採卵法の開発

これまでカニクイザルの卵胞発育誘起は、ヒトの方法を踏襲しFSH投与を行ってきたが、個体間の遺伝的バンクグランドの差による採卵数のバラツキが発生工学研究を進める上で問題であった。このことから個体毎の採卵数を安定させることができれば、効率良く霊長類モデルの作出が可能となると考え研究に着手した。FSHはインヒビンによる負のフィードバックを受けるため、インヒビンに対して獲得免疫を誘導することで負のフィードバックを中和し、FSH投与に対する卵巣応答を均一化させることができるのではないかと考えた。卵丘細胞におけるqRT-PCRにより、カニクイザル卵胞で発現しているメジャーなインヒビンαのスプライシングバリアントを同定した。次に免疫誘導を行うための“ヤギ"インヒビンと類似または共通のアミノ酸配列を同定した。今後、同定した配列を元にインヒビンペプチドを合成し投与による免疫獲得およびFSHに対する卵巣の反応を検討していく。また血清AMH測定による、卵巣予備能の高い採卵候補カニクイザルのスクリーニングシステムの構築を行った。AMHは発育過程の卵胞から分泌されるホルモンであり、血清中のAMH値は卵巣内卵子の数と相関する。ELISA法によるAMH測定の結果、カニクイザルにおいてもAMH値と総採卵数には正の相関が見られた。このことから採卵候補カニクイザルのAMHを測定し、卵巣予備能の低い個体を候補から外すことで、一定数以上の卵子を安定して発生工学実験に供試することが可能となった。さらにカニクイザル発生工学研究の発展型として、Oct3/4のレポーターとしてtdTomatoを発現するカニクイザルES細胞を樹立した。インヒビンの免疫中和によるFSH投与への卵巣応答の均一化とAMH測定による採卵個体の選別、樹立したレポーター発現ES細胞を用いることで、カニクイザル発生工学研究の進展への相乗効果が期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。これまでカニクイザルの卵胞発育誘起は、ヒトの方法を踏襲しホルモン(FSH)投与を行ってきたが、個体間の遺伝的バックグラウンドの差による“採卵数と卵の質のばらつき"が問題であった。FSHはインヒビンによる負のフィードバックを受けることから、本研究では、インヒビンに対し獲得免疫を誘導することで、負のフィードバックを中和し、遺伝的統御がされていない動物種であってもFSH投与に対する卵巣の応答を均一化させ、安定して高品質な成熟卵を得ることを可能とする新規採卵方法の開発を目的として行う。本年度は、カニクイザルの卵巣から分泌されるホルモンである、インヒビン、AMH、そして抗体価を測定するために血清の採取を行った。また、カニクイザル卵胞で発現、分泌されるインヒビンの二つのスプライシングバリアントに対し、抗原候補である“ヤギ"インヒビンと、類似または共通のアミノ酸配列を同定した。さらにホルモン投与に対する卵巣の反応状態を腹腔鏡を用い、低侵襲的に形態学的評価を行った。本年度は本研究課題の初年度であるため、スタートアップ段階としてサンプルの集積および、カニクイザルを取り扱う上での基礎的なハンドリング手技の習得に着手した。さらに、ホルモン投与によるカニクイザルの卵巣の反応状態を低侵襲的に観察するために、腹腔鏡操作の手技習得に着手した。モニター越しに限定された視野・操作空間で、スコープと鉗子を同時に操作しなければならない腹腔鏡作業は、極めて難易度が高く、高度な総合的技術を必要とされるため、卵巣状態を適切に観察するための手技の習得には相当な時間と労力を要した。そのため、予定していたインヒビンペプチド投与実験に着手できなかった。

同定したアミノ酸配列を元に、インヒビンペプチドの合成を行い、免疫獲得を促すアジュバントと混合することで、インヒビンワクチンを作製する。さらに、インヒビンワクチンの投与により免疫獲得が誘導できたかを評価するために、ELISA法によるカニクイザル血中タンパク質の評価系の構築を行う。通常、カニクイザルはインヒビンに対し抗体を生産していないため、1)卵胞から分泌されているインヒビンやAMHの血中濃度を測定することで、ELISA法の条件検討を行う。2) ELISA法の実験系が整ったら、インヒビンペプチドを固相化したマイクロプレートを作製し、カニクイザルの血清と反応させ、免疫獲得が誘導されたかを評価する。3)これらと並行し、ホルモン投与(GnRH、FSH等)によるカニクイザル卵巣の反応を腹腔鏡を用いて観察し、卵巣および卵胞の形態学的評価を行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
セルソーター顕微鏡の開発

[目的]スライドグラス上をレーザーで走査して個々の細胞の蛍光を測定し、サイトメトリー(CM)解析できる顕微鏡、レーザー走査サイトメーター(LSC)はCM顕微鏡とも呼ぶべき装置で、望むCMデータを持つ細胞の画像と座標値を呼び出す機能を備えている。この課題研究では、呼び出した細胞を分取するためにこの顕微鏡にミクロマニピュレーターを組み込み、セルソーター顕微鏡(CSM)を製作する。[方法と結果]まず、CSMを組み立てた。モデル1「酵母の細胞融合」Saccharomyces cerevisiaeとSaccharomycopsis fibuligeraの細胞を別々の蛍光色素で標識してから融合処理した。混在する親細胞と融合細胞の懸濁液をスライドグラス上の寒天平板に塗付した。各標識の蛍光強度を両軸に採って各細胞のCMデータをプロットし、サイトグラムを得た。融合細胞は両標識を持つので、各々についてゲートを設けてウインドウを特定し、その中の細胞を呼び出し、形態を検鏡しながらマニピュレーターで採取し、平板培地上で再生させた。モデル2「アスタキサンチン(ASX)の生産」蛍光物質ASXを生成する単細胞緑藻Haematococcuspluvialisを用いた。488nm(レーザーの波長)で励起すると、標準ASXと緑藻懸濁液の蛍光は735nmで極大となったが、微弱で、ASX含量としては直接に測定し難いので、波長570nm以上を全測光することにした。生育に伴う形態変化をCM解析したところ、成熟に従い蛍光面積値(細胞画像の面積)が上昇した。ASX含量が高いと考えられた面積値が高い細胞(大きなシスト細胞)を分取し、培養して再びシストとした。その次世代細胞はサイトグラムが親株と同じで、ASX含量も必ずしも高くなかった。薬剤変異処理により得られるASXを高濃度に蓄積する細胞をスクリーニングした結果も同様であった。[目的]スライドグラス上のサンプルをレーザー光で走査して個々の細胞の蛍光を測定し、サイトメトリー解析ができる顕微鏡slide-based laser scanning cytometer(LSC)はサイトメーター顕微鏡と呼ぶべき装置で、解析により望む情報を持つ細胞の座標値と画像を呼び出すリコール機能を備えている。この研究では、その細胞を分取するためにミクロマニピュレーターと連動する機構を設計し、「セルソーター顕微鏡」を製作する。[方法]アルコール発酵能が高いSaccharomyces cerevisiae(SC)とα-アミラーゼとグルコアミラーゼの活性が強いSaccharomycopsis fibuligera(SF;蛍光色素FITCで標識する。)の間の細胞融合をモデル系とする。[結果と総括]本年度はまずオリンパス光学工業社においてLSCにミクロマニピュレーターを組み込み、セルソーター顕微鏡の原型を完成した。プロトプラスト融合法により2株のモデル酵母の間で細胞融合をさせた。両者と融合細胞が混合する細胞集団を溶融寒天に混釈し、スライドグラスに塗付して軟寒天とした。このスライドをサンプルとして、装置を運転し、蛍光標識された細胞を特定してリコール機能により検鏡し、結果をサイトメトリー解析の結果と照合した。ミクロマニピュレーターにより採取した個々の細胞は平板培地上に移して培養し、保存した。来年度はまず、生じたコロニーが目的の細胞のクローンであることを、形態的、生理的な解析により確認しなければならない。照合には発酵能とアミラーゼ活性を各々SCとSFの指標とする。[目的]スライドグラス上をレーザーにより走査して個々の細胞の蛍光を測定し、サイトメトリー解析ができる顕微鏡slide-

based laser scanning cytometer(LSC)は「サイトメーター顕微鏡」と呼ぶべき装置で、データの解析により、望む情報を持つ細胞の画像と座標値を呼び出す機能を備えている。本研究では、その細胞を分取するためにこの顕微鏡にミクロマニピュレーターを組み込み、「セルソーター顕微鏡」と呼ぶべき装置を開発する。[方法と結果]蛍光を持つカロチノイドアスタキサンチン(ASX)を生成する単細胞緑藻Haematococcuspluvialisをモデル系とした。緑藻をサイトメトリー分析するため条件として、ASXに最適な励起光の波長を387nmと求めた。レーザー(488nm)で励起した時のASXおよび緑藻の懸濁液の蛍光は735nmで極大となったが、極めて微弱であり、直接にASXの含量をモニターすることは難しく、570nm以上の波長の全蛍光を測定した。生育に伴う緑藻細胞の形態の変化を「サイトメーター顕微鏡」により解析した結果、細胞の成熟に伴い蛍光面積値(細胞の画像の面積)が上昇していた。蛍光面積値が高いシスト細胞、すなわち大きな細胞はASXを高濃度に蓄積していると考えられたので、「セルソーター顕微鏡」により蛍光面積値の高いシスト細胞を分取した。(しかし、そのシスト細胞を植え継ぎ、培養して再びシスト化させた、次世代の細胞は、再びサイトメトリー解析したところ、必ずしもASXを高濃度に蓄積せず、サイトグラムは変化しなかった。薬剤変異処理により高濃度蓄積変異株をスクリーニングした結果も同様であった。)[総括]構築した装置は目的にかなう性能を持つ。顕微鏡部分を倒立にし、画像処理ソフトウェアを組み込めば、容易に高精度にミクロマニピュレーターを操作できる実用機を得ると考察した。
多孔質小惑星を模擬した標的における衝突破片速度の測定

小惑星探査機はやぶさの観測データから、小惑星イトカワのような500mサイズの小さな天体表面にも多くの衝突破片(岩塊)によって覆われていることが明らかになった。しかしながら、低重力の小惑星が、なぜ多くの破片を捕獲、保持できたのか分かっていない。そこで本研究では、観測された小惑星の空隙率が高いことに注目し、小惑星を模擬した多孔質物質に対して高速度衝突破壊実験を行い、飛び出した破片速度が、空隙率などの衝突条件によってどのように変わるかを詳細に調べた。その結果、破片速度を代表する衝突反対点の破片速度は標的の空隙率よりも衝撃波の減衰率に強く影響を受けることが分かった。そこで本研究では、観測された小惑星の空隙率が高いことに注目し、小惑星を模擬した多孔質物質に対する衝突破壊実験を行うことで、飛び出す破片のサイズ、速度の空隙率依存性を詳細に調べることを目的とした。実験はJAXA宇宙科学研究所が所有する2段式軽ガス銃を用いて行った。標的には豊浦標準砂を少量のセメントと水で固めた大きさ数cm-数10cm程度の人工物体(圧縮強度3MPa)を用い、弾丸には直径7mmのナイロン球を用いて、衝突速度2-6km/sで衝突実験を行った。高速度カメラは標的の側面と上面に設置し共に1秒当たり数千コマの割合で2方向から撮影を行った。現在、得られた画像データから破片の大きさ、速度の測定の解析を行っている。当該年度では、速度解析に並行して、衝突実験で得られた破片形状の3軸比を調べた。衝突破壊破壊における破片の形状の分布は、実験条件に依らず特徴的でかつ普遍的な分布になっていることが知られている。それは破片の長軸a:中間軸b:短軸cの比が平均で2:√<2>:1になっていることである。また最近の研究で、この法則は大きさ200m以下の高速度回転の小惑星の形状、小惑星エロスの岩塊(一部)の形状でも成り立っており、小惑星イトカワの岩塊でも成り立っていることが示唆されている(Michikami et al., 2010)。しかしながら、過去の研究においては、玄武岩や花崗岩など強度が強い標的に対する衝突実験が主で、強度の弱い多孔質物質の破片の形状分布を調べる実験的研究は行われていなかった。そこで、本実験で調べたところ、強度の弱い多孔質物質でも普遍的な破片形状分布が成り立っていることが分かった。以上の知見は、より小さな粒子、はやぶさサンプル粒子の研究にも役立てることができた。標的には豊浦標準砂を少量のセメントと水で固めた大きさ数cm-数10cm程度の人工物体(圧縮強度3MPa)や、焼結温度を変えることで空隙率を変えることのできるガラスビーズ焼結体を用いた。弾丸には直径7mmのナイロン球を用いて、衝突速度2-6km/sで衝突実験を行った。また、破片の回収を行い、破片の質量、形状も測定した。得られた結果は、空隙率の大きなものほど、飛び出す破片の速度が小さいことが明らかになり、小惑星イトカワの脱出速度以下の遅い破片も観測できた。今後、より定量的な解析を続けて行う予定である。当該年度は、破片の形状について特に詳しく調べた。小惑星探査機「はやぶさ」が持ち帰ったサンプル粒子の初期成果研究において、サンプル粒子の形状とそれを裏付ける実験的研究が急務だったからである。本実験で調べたところ、小惑星イトカワのように、強度の弱い多孔質物質でも普遍的な破片形状分布が成り立っていることが分かった。この実験結果の考察は、大阪大学の土山明先生と共著で、米国雑誌サイエンスに論文が掲載された.
人工股関節全置換術の術前皮膚消毒に関する実証研究

本研究の目的は、我が国においてTHA(Total Hip Arthroplasty)のSSI( Surgical Site Infection)予防のために従来実施してきた厳重な術前皮膚処置は感染予防のエビデンスとはならないことを検証することである。厳重な術前皮膚処置を実施している1施設と、CDCガイドラインに則った皮膚処置を実施している2施設において術後創感染率を比較したところ、両施設間の術後創感染率に優位差はなく、従来の厳重な皮膚処置が術後創感染率減少に寄与しているというエビデンスは認められなかった。ただし、CDCに則った皮膚処置を実施している1施設において調査期間中、創感染はなかったものの手術室にて皮膚消毒後の皮膚より細菌が検出していることから今後手術室における消毒方法の検討を要する。本研究の目的は(1)人工股関節全置換術の手術前日の皮膚消毒前後及び手術室における皮膚消毒前、皮膚消毒後、閉創時に分けて患部の皮膚の細菌学的調査を実施することで皮膚の消毒効果を検証する。(2)手術部位感染した場合、感染部位より検出された細菌と事前に採取した皮膚に付着した細菌と同定することで皮膚消毒と感染との関連を検証する。(3)人工股関節全置換術手術部位感染のリスクファクターを抽出することである。今年度、実施した内容は下記の通りである。(1)について細菌学的調査用のプロトコールの作成及び細菌学調査(シードスワブ法)を実施した。その結果、30症例のうち消毒前の皮膚より採取した検体にて2件のみCNS (Coagulase negative staphylococcus)が検出された他はいづれも細菌が検出されなかった。そこで、検体採取法についてシードスワブ法よりフードスタンプ法へ変更した結果、12件中、消毒前の皮膚より10件Bacillus、CNSが検出され、消毒後2件Bacillusが検出された。今後はフードスタンプ法にて検体を採取し、皮膚の消毒効果を検証していく。(2)について現時点では手術部位感染を起こした症例はないことから検証に至っていない。(3)について一般的な手術部位感染のリスクファクターと、人工関節に関連すると考えられるリスクファクターを挙げ、データを収集しているが、現時点では症例数が少ないことと、手術部位感染が発生していないことから手術部位感染のリスクファクターは抽出することはできない。今後、継続してデータ収集していく。本研究の目的は(1)人工股関節全置換術の手術室における皮膚消毒前、皮膚消毒後、閉創時に分けて患部の皮膚の細菌学的調査を実施することで皮膚の消毒効果を検証する。(1)「について昨年度、シードスワブ法にて12症例のうち消毒前の皮膚より採取した検体にて2件のみCNS (Coagulase neg ative staphylococcus)が検出された他はいづれも細菌が検出されなかった。そこで、今年度は検体採取法についてシードスワブ法よりフードスタンプ法へ変更した。その結果、消毒前皮膚において18症例中3件は陰性であったものの、7件Bacillus、5件Micrococous、4件S. Hominisなどが検出され(重複検出あり)、皮膚消毒後は2件Bacillusが検出され、他は(-)であった。尚、閉創時においては菌の検出はみられなかった。(3)について今年度、従来の皮膚消毒法を実施している施設とCDCガイドラインに則り実施している施設の2施設における人工股関節全置換術後の感染リスクファクターを検討することとしたが、現時点では、手術部位感染が発生していないことから手術部位感染のリスクファクターは抽出することはでさていない。本研究の目的は従来実施してきた人工股関節全置換術(THA)の厳重な術前皮膚消毒方法の妥当性を検証するために(1)人工股関節全置換術の手術室における皮膚消毒前、皮膚消毒後、閉創時に分けて患部の皮膚の細菌学的調査を実施することで皮膚の消毒効果を検証する。

(3)について従来日本で実施していた厳重な術前皮膚消毒方法を実施している施設(A群)と、ガイドラインに則った術前皮膚準備方法を実施している施設(B群)においてTHAの術後創感染(SSI)率を比較した。対象は初回THAを受け、研究に同意された方で、A群は1施設、B群は2施設で18か月間実施した。A群は前日に電気バリカンにて剃毛、シャワー、2回の皮膚消毒後に滅菌布での消毒部位を被覆している。B群は前日に入浴またはシャワー浴で、手術当日は手術室で2回の皮膚消毒を実施している。その結果、対象はA群41名、B群130名で、両群において男女差・年齢・BMI・既往歴や合併症・創分類・ASAスコアなどについて優位差はなかった。入院日数・手術時間はA群がB群に比較して優位に長かったもののSSI率はA群41名中0件、B群130名中2件(1,5%)で優位な差はなかった。感染率が低いことからリスクファクターを抽出するには至らなかったが、従来実施されてきた厳重な術前皮膚消毒方法とガイドラインに則った方法において術後SSI率に優位差がなかったことから厳重な術前皮膚消毒方法は術後SSIを予防するたあの効果的な方法ではないことが推察された。
ラィプニッツにおける自然言語と人工言語の関連の哲学的問題

1.ライプニッツ哲学全体の中での言語・記号論の意義。これは、従来からその重要性が指摘されている普遍記号学のような形式論理・数学的記号論-人工言語に考察の重心を置く-だけにとどまるものではない。自然言語に関する研究-例えば、語源学や文法論-は、人類や民族の起源と関わる比較言語学や歴史学に方法的に貢献するばかりでなく、認識論的にもライプニッツ哲学にとって重要な意味をもつ点が確認される。2.近世哲学史の文脈での言語哲学とライプニッツの位置。1の論点は、具体的にはヨーロッパ近世哲学の複雑な歴史的連関の中で、究明される。それは論文「ライプニッツの反省行為論-その独自性と歴史性-」で部分的には、デカルトのコギトに含まれる精神の哲学とホッブズの物体論的言語観との葛藤からライプニッツの言語哲学の形成を見る作業を通して行われた。しかし、この問題は、ルネサンスの言語思想、ポール・ロワイヤル、オッカジオナリスムなどのライプニッツ以前の言語哲学の問題との関連でさらに深められることになるだろう。これに関しては、有名なフ-コ-の『言葉と物』における問題解明が批判的な参照基準ともなる。3.ポスト・ライプニッツの言語哲学-記号の恣意性のテ-ゼをめぐつて。ライプニッツの言語哲学から取り出される興味深い論点として、構造言語学の始祖ソシュールが体系化した「記号の恣意性」のテ-ゼのはらむ哲学的問題がある。ライプニッツのいわゆる「構造的類比」の意味論が、このテ-ゼに対してどのような意味をもつかは、今後の検討課題であるが、そこにヘルダーの言語起源論やフンボルトの言語哲学との接点も発見されるのではないか、と期待される。
骨芽細胞の分化調節機構の細胞生物学的・分子生物学的解析

本研究で,我々は骨芽細胞の分化過程におけるBMPとSonic hedgheog(Shh)とIndian hedgehog(Ihh)の相互作用を解析することと骨芽細胞の分化におけるCbfa1の役割を解析することの2点を目的として研究を行い、以下の結果を得た。1)骨芽細胞の分化過程におけるHedgehogsの役割について2)骨芽細胞の分化におけるCbfa1の役割について今回、3種類のCbfa1アイソフォームをC3H10T1/2細胞に過剰発現させて骨芽細胞への分化能を検討した。(1)いずれのアイソフォームをも10T1/2細胞のオステオカルシンmRNAの発現を誘導した。(2)各アイソフォームはオステオカルシン遺伝子の転写活性を促進した。(3)各アイソフォームを過剰発現させたC3H10T1/2細胞をdiffusion chamber内に入れ,ヌードマウスの腹腔内に4週間移植し,chanber内でも骨形成を検討したが,chamber内で明らかな骨は形成されなかった。以上の結果より、3種類のCbfa1アイソフォームは骨芽細胞の分化に関与しているが、その機能は各アイソフォーム間で異なると考えられた。
スピン交換法による偏^3Heイオン源の開発

我々は2年前に本科研費及び神戸常盤短大、大阪大学等の補助金の支援を受け、大強度・高偏度を目指して、偏極^3Heイオン源の開発を始めた。偏極生成に用いた方法は、低エネルギー(核子当たり1keV以下)での^3He+イオンとアルカリ原子との異常に大きなスピン交換断面積が期待されることを利用するものである。我々のこの偏極イオン源をSEPIS(Spin Exchange Polarized Ion Source)と名付けた。SEPIS実証のため、我々は低エネルギー^3He+とルビジューム(Rb)原子とのスピン交換断面積の測定を可能にするベンチテスト装置を製作し、調整を行った。その結果、我々はSEPIS原理を実証するのに十分な300μA以上の^3He+ビームを2.45GHzECRイオン源から引き出すことに成功した。また、偏極Rb原子とのスピン交換過程で生成された偏極^3He+ビームの核偏極度の測定のために用いられるポーラリメータ(ビームフォいる分光法形)は0.5%以上の精度で核偏極度測定が可能であることが分かった。また、SEPIS法による偏極^3He+の最大ビーム強度は^3He+イオンとRb原子との電子捕獲過程による^3He+ビーム損失によって決定される。しかし、この系の電子捕獲断面積の測定は、今までのところ、皆無であったので、今回新たに電子捕獲断面積を瓜・入射エネルギー範囲に渡って測定し、大きな偏極ビーム損失がないことを確認した。また測定した結果が、原子イオン衝突理論(Semiclassical close coupling model)で定性的に再現されることも確かめられた。本年度の研究実績の概要は、低エネルギーでの^3He^+イオンとルビジューム原子とのスピン交換断面積が増大することを実証するために、スピン交換型偏極^3Heイオン源(SEPIS)のベンチテスト装置を作り、その装置の基本的な性能を調べることである。ベンチテスト装置本体は、2.45GHzのECRイオン源部、分析双極電磁石、電気四重極レンズ、ルビジューム炉及びソレノイドコイル、静電分析器、偏極度測定用ポーラリメータ、偏極保持用ヘルムホルツコイル(2基)、ステアリング磁石、排気系、ファラデーカップ、ビームスリット、及び光学系から成っている。光学系はルビジューム光ポンピング系、及び蒸気厚・原子偏極度測定用モニターレーザ系から成っている。偏極度測定用ポーラリメータにはビームフォイル分光法を用いるもので、核偏極した^3He^+イオンを炭素薄膜(4μg/cm^2)を通過した後の3^3P_J状態から2^3S_1状態への389nmの脱励起光の円偏光度を測定するものである。装置の基本的な性能に関しては、特に2.45GHz ECRイオン源の性能と、ポーラリメータの性能を調べた。ECRイオン源の性能では、^3Heガスを用いて、マイクロ波依存性、引き出し電圧依存性、ガス流量依存性を測定した。その結果、最適化されたECRイオン源の性能として300μA以上の^3He^+イオンが引き出された。このビーム強度は、SEPISの実証のためには十分である。次に、ポーラリメータの性能測定に関しては、測定はPCを用いて行い、円偏光度測定用のλ/4波長板はGPIB駆動、光電子増倍管による光子測定にはCAMACを用いた。今回は核偏極測定を行わず、原子偏極をTilting Foil法で生成しその原子偏極度を測定した。測定系の信頼性を確認するために、このときTilting角は-40,-30,0,+30,+40度の5点で行った。ビームフォイル法の信頼性を調べるために、^3He^+イオンだけでなく^4He^+イオンに対しても行った。

測定の結果、核偏極度を測定する場合、その偏極度は0.5%以上の精度で測定が可能であることが分かった。以上のことから我々は、低エネルギーでのスピン交換断面積の入射エネルギー依存性が十分な精度で測定可能であることが分かった。原子核及び素粒子物理に於けるスピン物理は原子核や素粒子の基本構造を理解する上で最も重要な道具を提供して来た。中高エネルギー領域でのスピン物理は主として偏極陽子、重陽子で行われてきたが、中高エネルギー偏極重イオンビームを用いた研究は、そのような偏極ビームを発生できる研究所がないので、皆無であった。偏極重イオンビームの中でも、偏極^3He^<2+>ビームは近似的に偏極中性子に対応するので、偏極陽子のカウンターパートと見なされ、その重要性は極めて高い。また、天体核物理の観点から、原子核のスピン・アイソスピンM1共鳴の詳細な研究が可能になるので、星の元素生成におけるニュートリノの寄与を高い精度で調べることが出来る。しかし、残念ながら現在までのところ、大強度・高偏度^3Heビームが供給できる研究所は世界に皆無である。我々は2年前に本科研費及び大阪大学等の補助金の支援を受け、大強度・高偏度を目指して、偏極^3Heイオン源の開発を始めた。偏極生成に用いた方法は、低エネルギー(核子当たり1keV以下)での^3He^+イオンとアルカリ原子との異常に大きなスピン交換断面積が期待されることを利用するものである。我々のこの偏極イオン源をSEPIS(Spin Exchange Polarized Ion Source)と名付けた。SEPIS実証のため、我々は低エネルギー^3He^+とルビジューム(Rb)原子とのスピン交換断面積の測定を可能にするベンチテスト装置を製作し、調整を行った。その結果、我々はSEPIS原理を実証するのに十分な300μA以上の^3He^+ビームを2.45GHz ECRイオン源から引き出すことに成功した。また、偏極Rb原子とのスピン交換過程で生成された偏極^3He^+ビームの核偏極度の測定のために用いられるポーラリメータ(ビームフォいる分光法形)は0.5%以上の精度で核偏極度測定が可能であることが分かった。また、SEPIS法による最大偏極^3He^+のビーム強度は^3He^+イオンとRb原子との電子捕獲過程による^3He^+ビーム損失によって決定される。しかし、この系の電子捕獲断面積の測定は、今までのところ、皆無であったので、今回新たに電子捕獲断面積を広い入射エネルギー範囲に渡って測定し、大きな偏極ビーム損失がないことを確認した。また測定した結果が、原子イオン衝突理論(Semiclassical close coupling model)で定性的に再現されることも確かめられた。