hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タンニン酸を使用した象牙質コラーゲンの強化と象牙質接着耐久性の向上

本研究は,象牙質を強化することで接着耐久性を向上させることを目的とした。始めに,象牙質コラーゲンの抽出法の確立を検討した。牛象牙質をタービンで切削,または機械的に粉砕し,象牙質粉末を作成した。これらの粉末をEDTAで処理して抽出した象牙質コラーゲンの熱変性温度を測定した。その結果,それぞれ5565°C,7580°Cであり,象牙質コラーゲンの抽出は機械的に粉砕した粉末をEDTAで処理することとした。今後,象牙質コラーゲンを取り出し,DSCにて熱挙動が確認された時点で,そのコラーゲン粉末に0.1,1,10,20wt%のタンニン酸溶液を作用させる。これらの試料のらせん構造の解離に至るまでの温度の変化を確認するために,DSCを用いて,熱変性温度を測定する。さらに,これらの試料の耐酸性を確認するため,40%リン酸溶液を15秒間,または,10%クエン酸溶液を10秒間作用させる。その後,新鮮抜去牛象牙質被着面に0.1,1,10,20wt%のタンニン酸溶液をそれぞれ30秒,1,10,30分,1,3,6,12,24時間37°C恒温槽中で作用させ,接着性レジンセメントの象牙質に対する接着性を評価する。28年度が最終年度であるため、記入しない。歯学28年度が最終年度であるため、記入しない。
有機スズの発達神経毒性に関する研究:遺伝子発現とタンパク発現、行動学からの解析

トリブチルスズ(TBT)のF1ラットに対する神経毒性を検討した。妊娠ラットを餌中にTBTを混ぜ曝露した。つまりF1ラットは胎盤と母乳を介してTBTに曝露された。離乳後、半分のF1ラットは再度餌にTBTを混ぜることによってTBTに曝露された。胎盤と母乳を介してTBTに曝露されたF1ラットは成長抑制とともに行動抑制を示した。離乳後の3週令から餌を介しTBTに曝露されたF1ラットも成長抑制とともに行動抑制を示した。TBTの離乳後すぐの成長期の曝露は経胎盤経母乳曝露と同様に毒性があると考える。行動抑制はTBTによる中脳のチロシンハイドロキシラーゼ、ドーパミントランスポーター、ドーパミン受容体D2についてのdown-regulationの結果からドーパミン伝達と関連するかもしれない。トリブチルスズ(TBT)の発達神経毒性を明らかにするため、妊娠ラットに二世代曝露を行った。初回妊娠したラットにTBTを含む餌を、0、125ppm与え、生まれてきたオスのF1ラットについて、3週令までは、母乳を通してTBTに曝露させ(control-F1, TBT-F1)、3週から6週までいったん曝露をとめ、更に6週から9週令まで、それぞれの群を2群に分けて0,125ppmのTBTに曝露させた(control-control(CC), TBT-control(TC), control-TBT(CT), TBT-TBT(TT))。本年度は3週、9週令でオリゴヌクレオチドマイクロアレイ及びリアルタイムPCRにて、遺伝子解析を行い、6週令では行動学試験(オープンフィールド試験、Prepulse inhibition test)を行った。TBT曝露F1群では成長の抑制が見られ、骨密度もcontrol-F1群に比べて有意に低かった。3週令ではTBT曝露F1にtyrosine-hydroxylaseのup-regulatedが、9週令では、CC, TC, TT群にdown-regulatedが観察され、9週令で、dopamine transporterのTT群におけるdown-regulatedが観察されるなど、ドーパミン代謝系の遺伝子に対する影響が示唆された。行動学試験では、オープンフィールド試験の時間別移動距離について、最初の5分間にTBT曝露F1群について、有意な移動距離の平均値の低下が認められた。なお母ラットにもTBT曝露群に行動学的影響が認められた。遺伝子変化と行動にどのように関連があるかは、今後の課題である。トリブチルスズ(TBT)の胎児期、乳児期、発達期の曝露による発達神経毒性を明らかにするために妊娠ラットに二世代曝露を行い、F1ラットの影響をマイクロアレイ、リアルタイムPCR、行動学試験で評価した。妊娠ラットにTBTを125ppm含む餌を与える群と通常餌を与える群を設定した。オスのF1ラットについて3週令まで母乳を介しTBTに曝露させた。この3週令時点のTBT-F1群とcontrol-F1群を6週令まで通常餌で飼育し、6週時点でそれぞれTBT餌を与える群と通常餌群に分け9週まで飼育した。結局3、6週令ではTBT-F1、control-F1群、9週令でcontrol-control(CC),control-TBT(CT),TBT-control(TC),TBT-TBT(TT)群を設定した。3、6、9週でマイクロアレイを行い、リアルタイムPCRで結果を確認した。6、9週では行動学試験を行った。その結果、tyrosine hydroxylaseが3週でup-regulatedされ、6、9週でdown-regulatedされるなどドーパミン代謝系の遺伝子に影響が見られた。行動学試験では6週でTBT-F1群、9週でTC,TT群に総行動距離の低下が見られるなどの影響が見られた。またメスのF1群を用いた免疫学的検討で、胸腺、リンパ球サブセットの変化がTC群、TT群に見られ、免疫と神経の関連の検討も必要と考えられた。更に間に曝露中断期を挟まない場合にはCT群にも行動抑制が発生した。その他TBTの代謝産物であるジブチルスズの神経毒性もin vitroのアストロサイト系細胞に対する毒性によって示唆された。TBTによるドーパミン系に関連した神経毒性が行動抑制として現れやすいこと、免疫と神経の毒性の関連、発達期曝露の危険性、TBTの代謝産物の毒性などが明らかになりつつある。我々は今まで、トリブチルスズを妊娠ラットに餌に混ぜて曝露し、胎盤及び母乳を介してF1ラットに曝露し、離乳後の中断期間をおいた後の餌からの再曝露を行って、神経毒性を評価してきた。

本年度は、トリブチルスズをラットに二世代曝露する上で、先行研究では離乳後に曝露中断期間をおいたが、今回は離乳後引き続いてF1に対しても餌を介しての曝露を行い、連続曝露及び離乳後すぐの曝露の影響を主に検討することとした。F1ラットの体重は胎盤及び母乳を介しての曝露では対照群に比べて有意に低いことは再現されたが、離乳後すぐの曝露(3週令から9週令)でも有意に低くなった。連続曝露群では更に体重の抑制が見られた。またオープンフィールド試験では、離乳後すぐの曝露のみでも対照群に比べ行動距離の有意な低下が観察され、連続曝露では更に顕著な低下であった。先行研究では、発達期以後のトリブチルスズ曝露による体重抑制、神経毒性は顕著ではなかったため、比較すると発達初期の曝露の危険性が示され、また連続曝露による強い毒性が示された。免疫毒性については脾細胞に関して、サイトカイン産生については毒性を示す所見は得られなかったが、リンパ球のポピュレーションに関しては、Pan T,NK,cytotoxic T細胞がトリブチルスズ曝露群で減少を示した。またF1ラットの大腿骨をマイクロデンシトメトリーで検討した結果、トリブチルスズ曝露群(経胎盤及び母乳曝露、成長後曝露、両方の曝露)においてbone mineral contentが対照群に比べて有意に低値を示し、骨代謝への影響の可能性も考えられた。ただし、トリブチルスズの代謝産物でもあり細胞毒性を示すジブチルスズが、吸収性人工硬膜に含まれていても、触媒として残存する量の5倍程度であれば、挿入したラットに神経伝達物質の影響は起こらない。
転換期南極条約体制が直面する組織的・環境的諸課題の複合研究

本研究は、現時南極条約体制が直面している組織的・環境的諸課題を抽出し、これら課題を国際法的、国際機構法的及び国際環境法的視点から複合的に分析しつつ、その成果の綜合を通して、南極条約体制の根底に流れる「転換軸」の解明を試みることを目的とする。まず、南極条約体制が直面した組織的課題としては、南極条約事務局の設立(2003年6月)がある。本研究では、事務局設置の国際法的、国際機構法的意義について考察するため、南極条約体制の組織的展開を概観(柴田)しつつ、国際事務局の歴史的展開の中に南極条約事務局設置をいかに位置づけるか(黒神)を検討した。そして、南極条約事務局設置の法的意義を考察した結果、同事務局の設立は従来の国際機構法では必ずしも説明できない新たなタイプの「組織体」として位置づける必要性があるとの結論に至った。次に、南極条約体制が直面する環境的課題として、本研究は、「環境上の緊急事態から生じる責任」に関する南極環境保護議定書附属書Vl(2005年6.月採択)に着目し、その交渉経緯を子細に追い、地球公共財(global commons)に対する国際的な損害賠償制度が成立したのかについて考察した(高村)。同附属書の科学観測活動に対する影響等についても検討した(渡邉)。以上より、現代的な組織的・環境的諸課題への南極条約体制の対応は、同体制を「変革」-させるというよりも、その体制を「強化・発展」させていく過程であり、一般国際法、国際機構法そして国際環境法並びに関連先例を南極条約体制の中にうまく適応(adapt)させて取り込んでいく過程であった。その適応過程(adaptationprocess)こそが南極条約体制の特徴であり、かつ、強靱さ(resilience)であることが明らかとなった。平成15年度の研究は、当初の計画通り遂行され、十分な成果が得られた。まず、南極条約事務局設置に関する議論については、事務局設置に関する過去の議論を整理しつつ、関連資料をほぼ網羅的に収集することができ、結果として、約10年間にわたる事務局設置をめぐる議論の法的論点が明確になった。また、2003年6月に採択された事務局設置関連文書(南極条約事務局に関する措置、本部協定等)の交渉経緯を、克明にあとづけることもできた。この問題を、国際法的・国際機構法的理論の中で適切に位置づけるため、M.Hill, Immunities and Privileges of International Officials(2003)等の基本文献も購入した。これらの成果として、柴田明穂「南極条約事務局設置の法的意義」、黒神直純「国際事務局の成立とその役割」が発表された。なお、上記膨大な一次資料の一部を、インターネット上で公開する試みも開始した。次に、南極環境損害賠償付属書に関する議論については、これまでの交渉経緯を整理しつつ関連資料を収集し、2003年6月のマドリード会議における最新の議論をフォローするため、外務省主催の南極条約関係省庁検討会、環境省主催の関連会合等に参加した。環境保護議定書関係では、K.Bastmeijer, The Antarctic Environmental Protocol and its Domestic Legal Implementation(2003)等の関連文献も購入した。これらの成果として、高村ゆかり「南極環境保護議定書賠償責任附属書案における「責任」関連規定の検討」及び渡邉研太郎他著『北極と南極の100不思議』が発表された。平成16年度の研究は、当初の計画通り遂行され、十分な成果が得られた。まず、南極条約事務局設置に関する議論については、研究代表者(柴田)と研究分担者(黒神、渡邊)を第27回南極条約協議国会議に派遣し、同事務局の実際の運営を可能にする法的文書を収集すると共に、特に「事務局と協議国会議との間の会期間協議メカニズム」に関する議論に作業文書を提出するなどして貢献しつつ、議論の動向をつぶさにフォローした。

さらに、こうした議論の国際法的、国際機構法的分析を行うため、関連文献を収集・検討し、その研究に取りかかった。これらの研究成果として、柴田明穂「南極条約体制の組織的側面」(台湾国際法学会主催「台湾における国際海洋法と漁業法の展開」国際会議報告)がある。次に、南極環境損害賠償付属書に関する議論については、第27回南極条約協議国会議における損害賠償附属書作業部会において提出された全関連文書を収集し、議論の動向をつぶさにフォローした。これら資料及び動向の国際法的、国際環境法的分析にも取りかかり(柴田、高村)、特に、緊急事態に対応した際の費用の求償メカニズムを、国家間仲裁、国内民事訴訟法、ないし国内行政法によって履行する方法等について検討を開始した。また、関係省庁会議や商事法務研究会主催の本問題検討会にも積極的に参加し、情報収集するとともに、本研究に基づく知見等を提供した。これらの研究成果として、高村ゆかり「国際環境法におけるリスクと予防原則」がある。本件附属書交渉は、平成17年4月の会期間会合及び同6月の第28回協議国会議においてほぼ妥結する見込みであるところ、上記研究成果を基礎としつつ、附属書全体の法的検討を開始する予定である。平成17年度の研究は、平成17年6月に開催された第28回南極条約協議国会議(ATCM)において採択された、南極環境保護議定書附属書VI「環境的緊急事態から生じる責任」の交渉経緯に関する資料収集および当該交渉過程の分析と採択された附属書の実体的規定の予備的分析が中心となった。付属書VIに関する資料収集については、第28回ATCMに柴田と高村を派遣し、非公式交渉文書を含め関連文書を網羅的に収集し、更に、交渉の現場において議論の動向をつぶさにフォローした。その後、収集した資料および最終的に採択された附属書の国際法的、国際環境法的分析に取りかかり(柴田、高村)、附属書VIのコメンタリー作成にも着手している。その一部成果を、柴田、高村が関係省庁会議において報告した(平成17年7月開催の外務省主催「第28回南極条約協議国会議報告会」議事録、非公開)。来年度は、附属書VIの検討を終え、その国際法的、国際環境法的意義と課題を報告書にまとめる予定である。南極条約協議国会議の組織的展開については、柴田と黒神が、引き続き、南極条約事務局の実際の運用・活動を調査し、その機構法的位置づけについて検討を行っている。協議国会議における法形成過程については、NGO等の役割を含め、柴田「国際法制度におけるNGOの機能と現実」、同「締約国会議における国際法定立活動」にその一部成果を発表した。黒神は、国際機構法の全般的展開の中でATCMなどの組織を捉える努力をしており、その成果の一部を、黒神「国際連合の組織と課題」に発表した。来年度は、ATCMや南極条約事務局の国際機構法的位置づけについてまとめる予定である。最終年度である本年度の研究は、2005年に採択された南極環境「責任」附属書の分析・検討を中心に行いつつ、最終報告書作成に向けた検討会を開催し、原稿執筆を行った。南極環境「責任」
交感神経系を介した柔軟性体力と動脈硬化の関連機序

本研究課題は以下の仮説を検証した。(1)6ヶ月間のストレッチング介入は動脈硬化を抑制する。(2)柔軟性体力は交感神経系を介して動脈硬化と関連する。本研究結果から、(1)ストレッチングによる柔軟性体力の向上は加齢に伴う動脈の硬化を抑制すること、(2)この柔軟性体力と動脈硬化との関係は交感神経系によって介されない可能性が示唆された。本研究は柔軟性体力と動脈硬化度がなぜ関連するのかに関して答えを示すことができなかったが、柔軟性運動が循環器疾患に対する新たな予防戦略の一つに成りうる可能性を示した。血管は加齢とともに硬化していき、それは誰も避けて通ることができない。この加齢による動脈硬化は、心疾患や脳卒中といった死に繋がる生活習慣病の危険因子である。体力、特に全身持久力と動脈硬化との関連は数多くの知見があるが、体力の構成要素の一つである柔軟性と動脈硬化との関係を示した報告は皆無であった。我々は今年度、中高齢者において、体の硬い人は血管も硬いことを明らかにした(Yamamoto et.al. AJP 2009)。この結果は、柔軟性は動脈硬化と関連する体力の一つであることを示唆している。本研究は、この柔軟性と動脈硬化との関係には交感神経系が関与しているという仮説を検証することである。この目的を遂行するために、今年度は柔軟性と交感神経活動との関係を横断的に検討した。28名の成人男女(51-77歳)を対象に、柔軟性(長座位体前屈)、交感神経活動(血漿ノルエピネフリン)、動脈硬化度(cfPIW)を測定した。柔軟性と動脈硬化度との間には負の相関関係が観察された(P<0.01)。しかしながら、柔軟性と交感神経活動との間には有意な相関関係は観察されなかった。一方で、交感神経活動と動脈硬化度との間にも、有意な関係は見られなかった。今回の実験からでは、本研究の仮説をサポートする結果は得られなかった。交感神経活動の指標として用いた血漿ノルエピネフリンは、個人間のばらつきが大きいことが知られているが、このことが今回の結果に影響を及ぼしたのかもしれない。今後は、現在進行しているストレッチ介入研究によって、柔軟性、交感神経活動および動脈硬化との関係を縦断的に検討していく予定である。我々は昨年度、中高齢者において、体の硬い人は血管も硬いことを明らかにした(Yamamoto et.al.AJP2009)。今年度は、柔軟性を向上させると動脈硬化度が改善されるのかという疑問を明らかにするために、ストレッチング運動介入が動脈硬化度に及ぼす影響について検討した。被験者は、長座位体前屈が40cm未満で40歳以上の中高年者43名とし、ストレッチング介入群(n=20)と対照群(n=23)の2群に分けられた。ストレッチング介入群には、1回40分程度の静的ストレッチング指導が2ヶ月に1度、合計3回実施された。さらに、介入群の被験者は各自で1回15分間の静的ストレッチングを1日2回できる限り毎日実施した。ストレッチングの項目は、座位あるいは臥位で行う大腿部や殿部のストレッチングを主とし、上肢から下肢にわたる全身の静的なストレッチングで構成された。ストレッチング介入前後における変化を2群間で比較すると、柔軟性(長座位体前屈)および動脈硬化度(cfPWV)において有意な交互作用が認められ、対照群と比較して、ストレッチング介入後の柔軟性は増加、動脈硬化度は低下した(P<0.05)。一方で、食事摂取や身体活動量に関しては、交互作用は認められなかった。これらのことから、ストレッチング介入によって加齢に伴う柔軟性の低下が抑制されると、動脈硬化度の増大を抑制できる可能性が示唆された。本研究は生活習慣病予防に関するストレッチングの新しい側面を提示した。
皮膚疾患予防に向けたナノ粒子のリスク評価

本研究では、様々な皮膚疾患に対するnanoTiO2のリスク調査をin vivo、in vitro両方面から行うことを目的としている。In vivoの系では、マウスを用いて、nanoTiO2の、皮膚腫瘍発症、皮膚腫瘍の悪性化、白斑、メラノーシス、皮膚角化症等の皮膚疾患への影響を調査すること、また、in vitroの系では、ヒト培養細胞系を用い、nanoTiO2の毒性評価を行うことを計画していた。このうち、これまでに、皮膚癌を自然発症するモデルマウスを用いて、nanoTiO2の皮膚腫瘍に対するリスク評価を進めてきた。皮膚癌モデルマウスに生じた良性腫瘍に週5日間、6週間、nanoTiO2を塗布し、腫瘍のサンプリングを複数回行ってきた。平成27年度は、nanoTiO2を塗布した腫瘍と溶媒を塗布した腫瘍のパラフィン切片を作成し、HE染色を行い病理像の比較を行った。その結果、nanoTiO2を塗布した腫瘍とコントロール腫瘍の間には大きな差は検出されなかった。しかしながら、平成26年度に行ったコントロール腫瘍とnanoTiO2塗布した腫瘍における腫瘍マーカー発現量の比較解析からは、増殖マーカー遺伝子の中に、nanoTiO2によって発現量が増加する遺伝子が存在するという結果が得られており、切片像で影響が検出されなかったとは言え、nanoTiO2が腫瘍の性質に変化をもたらす可能性は否定できない。今後は、分裂マーカー抗体を用いて、nanoTiO2塗布腫瘍とコントロール腫瘍で免疫染色法により、増殖活性を詳細に比較する必要があると考える。本研究では、様々な皮膚疾患に対する酸化チタンナノ粒子(nanoTiO2)のリスク調査をin vivo、in vitro両方面から行うことを目的としている。In vivoの系では、マウスを用いて、nanoTiO2の、皮膚腫瘍発症、皮膚腫瘍の悪性化、白斑、メラノーシス、皮膚角化症等の皮膚疾患への影響を調査する。また、in vitroの系では、ヒト培養細胞系を用い、nanoTiO2の毒性評価を行う。本年度は、皮膚癌を自然発症するモデルマウスを用いて、nanoTiO2の皮膚腫瘍に対するリスク評価を行うことを目的とし研究を遂行した。結果(1);皮膚癌モデルマウスに生じた良性腫瘍に、週5日間、6週間、nanoTiO2を塗布し、週1回、体重測定を行った。その結果、nanoTiO2を塗布したマウスとコントロールマウスの間で、体重に変化は見られなかった。結果(2); (1)と同様に、皮膚癌モデルマウスに生じた良性腫瘍にnanoTiO2を塗布し、週1回、腫瘍サイズの測定を行った。その結果、nanoTiO2を塗布した腫瘍とコントロール腫瘍において、腫瘍サイズの増加が見られた腫瘍の割合を調べると、nanoTiO2を塗布した方は腫瘍サイズの増加が見られる腫瘍の割合が大きいという結果が得られた。結果(3); (1)と同様に、皮膚癌モデルマウスに生じた良性腫瘍にnanoTiO2を塗布し、腫瘍のサンプリングを行った。その後、Real-time PCR法を用いて、コントロール腫瘍とnanoTiO2塗布した腫瘍における腫瘍マーカー発現量の比較を行った。本実験では、皮膚腫瘍の増殖に関与していることが報告されている増殖マーカー遺伝子や、腫瘍の生存マーカー遺伝子について調査を行った。その結果、増殖マーカー遺伝子の中に、nanoTiO2によって発現量が増加する遺伝子が存在するという結果が得られた。以上の結果より、マウス皮膚良性腫瘍にnanoTiO2を塗布することで、腫瘍における腫瘍マーカー遺伝子の発現量に変化が生じ、腫瘍サイズが増加する可能性が示唆された。本研究では、マウスやヒト皮膚培養細胞系を用いて、nanoTiO2の皮膚疾患へのリスク調査を行うことを目的としている。中でも本年度は、皮膚癌を自然発症するモデルマウスを用いて、モデルマウスに発症した良性の皮膚腫瘍に、nanoTiO2を継続的に塗布することで、nanoTiO2の良性腫瘍の悪性化に対するリスク評価を行うことが目的であった。

本研究で使用するモデルマウスにおいては、腫瘍を発症するまでに時間がかかること、また、塗布前、塗布中にマウスが死亡することを考慮し、研究開始早々に、モデルマウスの量産を進めた。その結果本年度は、モデルマウスに発症した良性の皮膚腫瘍にnanoTiO2を週5日間、6週間塗布し、マウスの体重への影響、腫瘍サイズへの影響、腫瘍における腫瘍マーカー発現量への影響を調査することができた。その結果、研究開始1年目にして、信頼性のある解析結果が可能となる数以上の腫瘍が得られた。また、マウス皮膚良性腫瘍にnanoTiO2を塗布することで、良性腫瘍のサイズが増加する可能性、腫瘍増殖に関わる遺伝子マーカーの発現量が増加する可能性を示唆する結果が得られた。さらに、nanoTiO2が影響を与える可能性がある、皮膚癌の悪性化に関与する遺伝子の発現や作用についても論文として報告した。以上より、本研究は、当初の予定以上に進展していると言える。本年度の本研究は順調に進展しているが、マウスは個体間のばらつきが大きいため、結果の信頼度を上げるために引き続き繰り返し実験を行う。また本研究で用いるモデルマウスは、研究遂行に十分な数の確保に時間がかかるため、今後も引き続きマウスのメンテナンスにも力を入れる。今年度の研究において、nanoTiO2を塗布した良性腫瘍において、皮膚腫瘍の増殖に関与していることが報告されている増殖マーカー遺伝子の発現量に変化が見られたため、他のタイプの腫瘍マーカー(転移や浸潤に関わる腫瘍マーカー遺伝子等)についても追加調査を行い、nanoTiO2がどのような遺伝子の発現に影響を与えるか詳細に調査することも必要であると考えている。次年度以降も、皮膚癌モデルマウスを用い、nanoTiO2の動態も含めた皮膚腫瘍におけるnanoTiO2のリスク評価を進め、さらに詳しく解析するために、培養系を用いたリスク評価も行う予定である。
楕円曲線とガロア表現に対する反円分的および非可換拡大の岩澤理論の研究

本年度はpositively ramified拡大の岩澤理論の研究を重点課題とした。これまでの研究で既に私は虚二次体のアーベル拡大という特別な場合に、楕円単数の理論を用いてp進L関数にあたるものを構成し、主予想をいわゆる虚二次体の二変数の岩澤主予想から導くことが出来ることを示していたが、本年度はこの構成された関数がある種の関数等式を満たすことの証明を一つの目標とした。この問題は完全解決までにはいたらなかったがいくらか進展があり、弱い形での状況証拠というべき事実をいくつか得た。このことは現在発表のために準備中である。今後も引き続いてこの問題の解決に努力し、更にこの関数とL関数の特殊値との正確な関係の証明と、より一般のpositively ramified拡大のp進L関数の特徴づけを見出すことを目標に研究を続ける。また前年度に引き続き、もう一つの課題である反円分的Z_p拡大において二つの保型形式からくるガロア表現の間に合同関係があったときの二つの表現のp進L関数たちの間の関係についての研究も行った。今年度の課題は二つのp進L関数を結び付ける二変数のp進L関数の、今まで知られているものとは異なる構成の正当性の確認と、それによって得られる関数の性質の観察であった。これについては現在のところ所期の結果を完全に得るまでに至っていない。引き続き研究を行う。当研究の研究課題は次の3つであった:(a)反円分的Z_p拡大における非可換岩澤主予想の証明、(b)2つの合同なガロア表現に対するセルマー群,p進L関数どうしの間の関係、及び(c)positively ramified拡大の岩澤理論。このうち本年度は(b)についてA.Iovita氏(コンコルディア大学、カナダ)との共同研究により進展があった。この研究では2つのガロア表現の間にpを法として合同関係があったとき、反円分的Z_p拡大上で片方の表現のセルマー群が岩澤代数上torsionかつμ不変量が0であれば、他方のセルマー群もtorsionであることを証明した。pのより高い巾を法として合同関係にあるときにはこのことが成り立っことを以前に示していたが、今回μ不変量が0になることを除いては期待する結果を得ることが出来た。岩澤理論で重要な保型形式に付随する表現は、別のある重さ2の保型形式の表現に合同であることが分かっており、後者のセルマー群についてはtorsion性などが分かっている。つまりこの結果は一般の保型形式のセルマー群のtorsion性を多くの場合に示すことになる。p進L関数たちの間のほうについてもその関係を調べる上で我々は新しい構成法のアイデアを得た。現在はその構成の正当性の確認及び所期の関係を得るべく努力中である。これらの結果は(a)の非可換主予想の証明に資するものであると考えているが、その証明までには至っていない。しかしながら(a)に関連した一般の非可換岩澤理論について、いくっか結果を得ることが出来た。一つはある種の(一般の)可解な(反円分的Z_p拡大とは異なる)広いクラスの非可換拡大に関して、楕円曲線のセルマー群のtorsion性を示したことである。セルマー群のtorsion性は岩澤理論の最初の一歩である。もう一つは、セルマー群のpseudo-null部分加群と呼ばれるある種の小さい加群の非存在についてのOchi-Venjakobの定理について原証明とは異なる簡明な別証明を与えたことである。Ochi-venjakobの定理は非可換岩澤理論の初期における基本的な結果であったが、今回非常に見通しのよい証明を与えたことで、この方面の研究の発展に大きく寄与すると考える。これらの結果は現在落合理氏(大阪大学)との共同の論文として準備中である。(c)については次年度の重点的な課題とする予定である。引き続き研究を行う。
新規中分子医薬品シード創製を指向した脂肪酸を持つリポヌクレオシド系天然物の全合成

近年、結核、マラリアなどの再興感染症が社会問題となっており、将来治療が困難な多剤耐性菌が増加することが予測されている。そのため、新たな作用機序をもつ薬物開発が切望されている。本研究では、近年新薬が上市されていない結核に対して、新規作用機序を有する中分子有機化合物の薬剤としての可能性を検討するため、脂肪酸側鎖を持つリポヌクレオシド系天然物を取りあげている。リポヌクレオシド系天然物はウリジンとβ-ヒドロキシアミノ酸、脂肪酸側鎖を合わせ持つ複雑な構造を有するため,合成標的としても挑戦的な天然物である。本研究ではリポヌクレオシド系天然物の効率的合成法を確立することを目的としており、新規合成法を確立することで構造活性相関研究へ発展することを目指している。研究代表者はこれまでリポヌクレオシド系天然物であるカプラザマイシン類やCPZEN-45の合成研究に取り組んできた。本合成ではウリジン由来のアルデヒドとイソシアナートまたはフェニルカーバメートの連結を鍵としてウリジン部位を有するβーヒドロキシアミノ酸誘導体を調製している。本年度は本反応の立体選択性の要因を計算化学を駆使することで明らかにした。さらに、その知見を生かすことでシリル基に加えて、環状および非環状アセタール系の保護基を用いた合成経路も確立した。今後の誘導化には、様々な反応条件が想定されるため、自在に保護基を選択できることは重要である。さらに本合成知見を生かし、スファエリミシンAの右側フラグメントの大量合成法を確立した。現在、スファエリミシンAに含まれるピペリジン環の形成法について検討中である。2018年度はカプラザマイシン類やCPZEN-45の合成知見を生かし、スファエリミシンAの右側フラグメントの大量合成法について検討した。そして、シリル基に加えて、環状および非環状アセタール系の保護基を用いた合成経路を確立した。本合成法では、チオウレア触媒とアルデヒド、イソシアナートまたはフェニルカーバメートを用いる。計算化学を駆使することで、これら原料と反応剤間の水素結合に加えて立体的要因が、その立体選択性の制御に重要であることを明らかにした。これら結果と本選択性の要因の解明、および、リポヌクレオシド系天然物の共通構造合成法の開発をまとめて、国際学術誌に投稿した。また、スファエリミシンAに含まれるピペリジン環の形成法について検討した。銅触媒を用いたヨウ化ビニルの分子内アミド化による7員環ジアゼピノン環の形成では分子内の窒素の配位が重要であった。今回、モデル化合物と種々の銅触媒、リガンドを用いて分子間反応を試みたが、目的のカップリング体は得られておらず、現在検討中である。また、パラジウムやビスマスを触媒とした環化反応についても検討し、ピペリジン環形成にも応用可能な含窒素複素環構築にも成功した。今後は確立した右側フラグメントの大量合成法で得た中間体から、左側フラグメント中に含まれるピペリジン環の構築をさらに検討する。これまでの銅触媒を用いた方法に加えて、パラジウム触媒あるいはビスマス触媒反応や古典的な炭素ー窒素結合形成反応を利用することも視野に入れて、モデル化合物を用いた検討を実施する。現在、スファエリミシンAのピペリジン環上の立体化学は明らかとなっていない。ピペリジン環の構築法を確立したら、まず合成中間体と天然物のスペクトルデータ(NMR)を比較し、絶対立体配置を推定する。スファエリミシンAやリポシドマイシン類などのリポヌクレオシド系天然物では、糖の水酸基の一つがスルホン化されている。全合成に向けて、合成の最終段階での糖ユニットへのスルホン酸の導入を検討する。高い位置選択性を実現するために、有機触媒を用いて水素結合と有機触媒のかさ高さで反応を制御することを試みる。まず、モデル化合物を用いてスルホン化の位置選択性の制御法を確立した後、実際の全合成に用いる基質に適用する。以上の方法によりリポヌクレオシド系天然物の効率的合成法の確率を目指す。

さらに本合成知見を生かし、スファエリミシンAの右側フラグメントの大量合成法を確立した。現在、スファエリミシンAに含まれるピペリジン環の形成法について検討中である。2018年度はカプラザマイシン類やCPZEN-45の合成知見を生かし、スファエリミシンAの右側フラグメントの大量合成法について検討した。そして、シリル基に加えて、環状および非環状アセタール系の保護基を用いた合成経路を確立した。本合成法では、チオウレア触媒とアルデヒド、イソシアナートまたはフェニルカーバメートを用いる。計算化学を駆使することで、これら原料と反応剤間の水素結合に加えて立体的要因が、その立体選択性の制御に重要であることを明らかにした。これら結果と本選択性の要因の解明、および、リポヌクレオシド系天然物の共通構造合成法の開発をまとめて、国際学術誌に投稿した。また、スファエリミシンAに含まれるピペリジン環の形成法について検討した。銅触媒を用いたヨウ化ビニルの分子内アミド化による7員環ジアゼピノン環の形成では分子内の窒素の配位が重要であった。今回、モデル化合物と種々の銅触媒、リガンドを用いて分子間反応を試みたが、目的のカップリング体は得られておらず、現在検討中である。また、パラジウムやビスマスを触媒とした環化反応についても検討し、ピペリジン環形成にも応用可能な含窒素複素環構築にも成功した。今後は確立した右側フラグメントの大量合成法で得た中間体から、左側フラグメント中に含まれるピペリジン環の構築をさらに検討する。これまでの銅触媒を用いた方法に加えて、パラジウム触媒あるいはビスマス触媒反応や古典的な炭素ー窒素結合形成反応を利用することも視野に入れて、モデル化合物を用いた検討を実施する。現在、スファエリミシンAのピペリジン環上の立体化学は明らかとなっていない。ピペリジン環の構築法を確立したら、まず合成中間体と天然物のスペクトルデータ(NMR)を比較し、絶対立体配置を推定する。スファエリミシンAやリポシドマイシン類などのリポヌクレオシド系天然物では、糖の水酸基の一つがスルホン化されている。全合成に向けて、合成の最終段階での糖ユニットへのスルホン酸の導入を検討する。高い位置選択性を実現するために、有機触媒を用いて水素結合と有機触媒のかさ高さで反応を制御することを試みる。まず、モデル化合物を用いてスルホン化の位置選択性の制御法を確立した後、実際の全合成に用いる基質に適用する。以上の方法によりリポヌクレオシド系天然物の効率的合成法の確率を目指す。
自作ゲノムアレイによる癌関連遺伝子群の抽出と診断法の確立

ゲノムマイクロアレイは次世代シーケンサーに比べて低コスト・簡便・迅速に検査を行うことができ、得られた結果から即座にFISH解析へ移行する事も可能である。高密度BACマイクロアレイを平成16年12月より自前で作製している。また、これまでの研究において検出感度の向上、実験の簡便化、専用スキャナーを使用することなく肉眼でシグナルを確認できる方法を独自に開発し、簡易検査装置の作製も行った。1、癌組織バンクの構築:慶應義塾大学病院外科の協力のもと、食道癌、胃癌、小・大腸癌、乳癌から約50検体を採集し、癌組織バンクを構築した。また、慶應義塾大学病院産婦人科の協力により子宮頸癌解析の共同研究を行っている。BAC-Array7700を用いて食道癌44例、胃癌48例、大腸癌48例、乳癌38例のゲノム不安定性解析を行った。大腸癌において既報のゲノム増減頻度とほぼ同じデータを示したが、新たに2ヶ所のゲノム増幅領域を確認した。その領域は他臓器において、癌リスクとの関連性がゲノムワイドアソシエーション解析によって指摘された領域であり、大腸癌においても関連性があるか研究を進めている。また、異なる組織の癌にも関わらずゲノムの増減パターンが極似している事例も見出した。3、癌の種類に特化した小型DNA診断チップの作製:ゲノムマイクロアレイで検出可能な既知の癌マーカーと組み合わせて簡便かつ迅速正確に行える癌の小型DNA診断チップを設計した。BACマイクロアレイは次世代シーケンサーに比べて低コスト・簡便・迅速に検査を行うことができ、市販のオリゴアレイと比べて安定したデータを得られることができる。独自に構築した慶應BACライブラリーは日本人由来であり、過去にヒトゲノムシーケンスプロジェクトにも使用された実績がある。これを用いて慶應独自のBACマイクロアレイを作製した。当研究室ではマイクロアレイ作製のすべての工程を自前で行っている。選抜した7,718個のBACクローンを、信頼性向上のため同じスポットを3ヵ所に配置(合計23,154スポット)した高密度BACマイクロアレイを平成16年12月より作製している。また、これまでの研究において検出感度の向上、実験の簡便化、専用スキャナーを使用することなく肉眼でシグナルを確認できる方法を独自に開発してきており、個別化診療を目指した簡易検査装置の作製において、世界的に見て優位に立っている。1、癌組織バンクの構築:慶應義塾大学病院外科(北島政樹教授)等の協力のもとに食道癌、胃癌、小・大腸癌、乳癌から約50サンプルを採集して癌組織バンクを構築し、3分割した組織は、RNA、タンパク質、DNA抽出用とした。2、BAC-Array7700によるゲノム不安定性の検定、ゲノム解析:BAC-Array7700を用いて食道癌44例、胃癌48例、大腸癌48例、乳癌48例のゲノム不安定性解析を行った。また、得られた結果から即座にFISH解析へ移行する事も可能である。これに用いた材料は、日本人由来の独自に構築した慶應BACライブラリーであり、過去にヒトゲノムシーケンスプロジェクトにも使用された実績がある。選抜した7,718個のBACクローンを、信頼性向上のため同じスポットを3カ所に配置(合計23,154スポット)した高密度BACマイクロアレイを平成16年12月より作製している。
プラズマガスの電子との衝突による励起解離過程と発光断面積

1)装置の改良......助成金によりマイクロコンピュタ-を購入し測定と解析の自動化・効率化を行い、また真空バルブを購入し排気系の操作性の効率を高めた。赤外部の発光スペクトル測定装置の改良と調整を行い精度の高い測定を可能とするよう試みた。2)シラン測定......シランと電子の衝突により生成する励起水素原子のバルマ-線をファブリペロ-干渉計により高分解能で測定し、ドプラ-線形より励起水素原子の並進運動エネルギ-分布を求めた。これをもとに励起水素原子の並進運動エネルギ-別の生成断面積及びその電子エネルギ-依存性を求めた。3つの成分の生成断面積の電子エネルギ-依存性は互いに異なることを見いだした。3)エチレンの測定......同様の手法でエチレンと電子の衝突により生成する励起水素原子の並進運動エネルギ-分布を求めた。励起水素原子には4つの成分があることを見いだした。それらの並進運動エネルギ-分布の中心としきい値は、しきい値の低い順に(1)0.5-1eV,19.2eV,(2)2eV,23.9eV,(3)3-5eV,39eV,(4)5-10eV,?。また40eVでの角度差ドプラ-線形は上に凸であり、励起水素原子は電子ビ-ムの方向に遷移モ-メントがある遷移により生成している。4)方位量子数別生成断面積......従来断面積の測定はせいぜい主量子数別にしかされておらず、方位量子数別の取扱いは未開拓の分野である。以前、水素と電子の衝突により見られるバルマ-線のdecay curveの解析により励起水素原子(n=4)の4s,4p,4dの断面積を求めていたが、このたび赤外領域のパッシェン線の断面積の測定を行い、4fの生成断面積の測定を試みた。赤外部の発光測定は未開拓の分野であり、実験上の困難が多く、定量的な結果は今後の課題である。
アトピー性皮膚炎原因抗原の抗原性を決定するアミノ酸配列の同定と臨床への応用

ダニに対するIgE抗体高値の患者末梢血リンパ球からEB virusでトランスフォームしたBリンパ芽球様細胞株を確立してクローニングすることで抗ダニIgEモノクローナル抗体の作成を試みた。総IgEが5000以上でダニに対するIgE scoreが5以上の患者を合計で24人選択し、まずはBリンパ芽球様細胞株を作成したが、ヒトのIgEモノクローナル抗体はまだ作成されたことがないため、その方法も確立されておらずELISPOTとpanningを組み合わせたスクリーニングなどの試行錯誤を繰り返した。現在、ELISA法にて培養上清中に高い抗体価を確認できる細胞株ができているが、クローニングが完成するまでに今しばらく時間を要する。同時に抗ダニIgGモノクローナル抗体の作成も進めてきたが、ELISPOTによってIgG産生細胞の方がIgE産生細胞よりはるかに多く血中に存在することが確認された。ELISAでは二次抗体の違いに起因しIgE価とIgG価の比較はできないが、ELISPOTでは肉眼的にスポットを検出するため比較が可能となる。IgGとIgEの産生細胞の比はRASTによる抗ダニIgE抗体価に比例して、低くなることが証明されている。今後、どちらのクラスのモノクローナル抗体も多くのクローンから作成し、アトピー性皮膚炎の患者が反応するダニの正確な抗原部位をアミノ酸配列として同定する予定である。複数のエピトープが検出されれば米、麦など食事抗原部位との交差反応性、及びこのエピトープが実際に臨床的にも意義があるか否かも肥満細胞との反応性などで更に検討することを考えている。ダニに対するIgE抗体高値の患者末梢血リンパ球からEBvirusでトランスフォームしたBリンパ芽球様細胞株を作成してクローニングすることで抗ダニIgEモノクローナル抗体の作成にまず取り組んだ。総IgEが10000以上でダニに対するIgE scoreが5以上の患者を10人選んでBリンパ芽球様細胞株を作成いたものの当初考えていたELISPOTとパンニングを組み合せたスクリーニングは非特異的反応が想像以上に強いため効率良くIgE産生細胞を捕えられず、ELISA法にて培養上清中に相対的に高い抗体価を確認できるところまでは達するがクローニング中に急速に抗体価の低下を見るためモノクローナル抗体の作成がまだ成し得ていない。IgE抗体産生細胞を混ずる細胞株を幾つか保持しており現在もクローニングを続行中だが、始めてから既に8ヵ月が経過しており今後は効率よくクローニングしていく方法を検討する予定。抗ダニIgEモノクローナル抗体をアトピー性皮膚炎の患者から獲得したらダニの正確な抗原部位をアミノ酸配列として同定する。ウエスタンブロット法でバンドの出現する位置のタンパクを分取用タンパク電気泳動装置で取り出し、さらに抗ダニIgEモノクローナル抗体を付着させたアフィニティー・クロマトグラフィーで精製してアミノ酸配列を分析する。複数のエピトープが検出されれば米、麦など食事抗原部位との交差反応性、及びこのエピトープが実際に臨床的にも意義があるか否かも肥満細胞との反応性などで更に検討する予定。
防災関係機関のための電力供給量情報を利用したリアルタイム地震防災システムの開発

防災関連機関が迅速な初動をとるためには,災害の被害を早期に把握することが不可欠であるが,現在実用化されているリアルタイム地震防災システムの被害推定の精度は決して高いとはいえない.しかも推定精度を高めるには解決しなくてはならない問題が多く,その中の幾つかは現時点では解決策が明らかではない.本研究では,上記のような問題点の解決を図るために,時刻単位の電力供給量を利用した災害直後からの建物被害把握および地域活動の定量化手法を提案し,いくつかの地震災害に適用し,手法の有効性,普遍性,妥当性を検証するものである.以下,その結果を示す.1.近年の地震災害における電力供給量の変動の特徴と本手法の有効性の検討1999鳥取県西部地震,2001芸予地震,2003三陸南地震,に加えて,2004新潟県中越地震,2005福岡県西方沖地震を対象に,地震発生前後の供給量の変動について分析を行った。その結果,震度7を記録するなど甚大な被害が発生した新潟県中越地震では,被害の大きい配変ほど需要が落ち込み,なかなか回復しないことが示された.一方,被害が局所的かつ軽微であった三陸南地震や福岡県西方沖地震については,電力需要にはほとんど影響を与えていないことが示され,本手法の有効性が示された。次に,兵庫県南部地震,鳥取県西部地震,新潟県中越地震の3つの被害地震をとりあげ,配電用変電所内の建物被害率別に,ピーク需要の回復傾向の違いについて検討を行い,そのモデル化を行った.これにより,被害程度に応じた災害時電力需要の事前検討が可能になった.2.停電エリアの補間手法の構築地震後に観測される電力供給データから被害関数を構築し,従来停電のために評価ができない地域についても,被害の評価(補間)が可能にした.兵庫県南部地震を事例として検討し,従来評価が困難だった供給支障エリアの被害評価が可能になった.1.地震災害時における地域特性と被災程度と地域活動,地域活動のモデル化と被災シナリオの構築地震発生後の需要家の状態を,「建物被害」,「非活動」,「活動」の3つの状態に分類し,また,時刻歴電力需要を「待機電力」,「活動電力」の2つに分類して,地震発生後の時刻歴電力需要をモデル化し,地震の影響度を評価する手法を開発した.2.災害時における都市電力需要の時刻別,被害別,地域特性別の特徴のGISを用いた定量的分析兵庫県南部地震以降にわが国で起きた被害地震のうち,電力会社の協力によりデータを入手できた,2000年10月6日鳥取県西部地震,2001年3月24日芸予地震,2003年5月26日三陸南地震について,著者が開発してきた電力供給量情報を利用した被害は握手法を適用し,その有効性を検証した.また,上記の結果を踏まえて,地震直後23時間で,より高精度に被害の全体像を掴めるための評価モデルの検討を行った.具体的には,地震動情報を活用し,1の被災シナリオを考慮することで,停電地域を含めて地震直後の数時間後から被災エリアの評価を可能にする方法を開発した.さらに,2004年10月23日に発生した新潟県中越地震前後における東北電力新潟県内の配電用変電所時刻別供給量データを入手し,データベース化するとともに,被災程度やライフラインの復旧状況,避難者数の推移との関係について分析を行った.3.平常時における都市電力需要の時刻別,地域特性別の特徴の定量的把握と年間需要のモデル化東京23区のすべての配電用変電所における2002年度の時刻別電力需要データと時刻別気象情報をもとに,電力需要を時刻学位で予測する電力需要年間モデルの構築を行った.また,曜日の影響,祝、・祭日の影響,気温の影響などについて定性的,定量的な特徴について考察を行った.防災関連機関が迅速な初動をとるためには,災害の被害を早期に把握することが不可欠であるが,現在実用化されているリアルタイム地震防災システムの被害推定の精度は決して高いとはいえない.しかも推定精度を高めるには解決しなくてはならない問題が多く,その中の幾つかは現時点では解決策が明らかではない.本研究では,上記のような問題点の解決を図るために,時刻単位の電力供給量を利用した災害直後からの建物被害把握および地域活動の定量化手法を提案し,いくつかの地震災害に適用し,手法の有効性,普遍性,妥当性を検証するものである.以下,その結果を示す.1.近年の地震災害における電力供給量の変動の特徴と本手法の有効性の検討1999鳥取県西部地震,2001芸予地震,2003三陸南地震,に加えて,2004新潟県中越地震,2005福岡県西方沖地震を対象に,地震発生前後の供給量の変動について分析を行った。次に,兵庫県南部地震,鳥取県西部地震,新潟県中越地震の3つの被害地震をとりあげ,配電用変電所内の建物被害率別に,ピーク需要の回復傾向の違いについて検討を行い,そのモデル化を行った.これにより,被害程度に応じた災害時電力需要の事前検討が可能になった.2.停電エリアの補間手法の構築

地震後に観測される電力供給データから被害関数を構築し,従来停電のために評価ができない地域についても,被害の評価(補間)が可能にした.兵庫県南部地震を事例として検討し,従来評価が困難だった供給支障エリアの被害評価が可能になった.
銅酸化物高温超伝導体で新たに発見した80K超伝導相についての物性研究

Bi-2201相における超伝導転移温度(T_c)の向上に成功した。Srサイトの一部をCaで置換し、従来38K程度であったT_cを零抵抗値温度で86.5 Kにすることができた。この超伝導はバルク効果であることを磁化測定、比熱測定で確認した。また、T_cの上昇は銅-頂点酸素距離(d_A)が従来の値より長いことに依ることを明らかにした。さらに銅酸化物超伝導体全般についてT_cとd_Aの一般的な関係を見出した。本研究はBi系銅酸化物高温超伝導体の原点であるBi_2Sr_2CuO_6超伝導体(Tc〓10K)についてSr^<2+>を原子価の同じCa^<2+>で置換すると新しく80K超伝導相が生じることの物理的原因を見いだすことである。Caドープ量を増やしCa置換量がSrと等量(Bi_2SrCaCuO_6)になると新超伝導は結晶全体に広がり、比熱測定からもバルク効果であることが分かった。この系は、Caドープによってキャリヤー数、結晶構造などが変化せず、金属相中に80K高温超伝導が発現する、というこれまでにない新しい系である。この新しい超伝導相の物性を単結晶作製を行い、その物性を研究し、高温超伝導相発現のキイ・パラメータを実験的に解明することを目的とする。それぞれの単結晶についてc軸長についてのX線回折を行い、正しい構造をしている結晶であることを確認した試料について磁化測定、比熱計測、抵抗測定塗行い超伝導の基礎物性を明らかにしてきた。これまで作製した単結晶のX線構造解析を行ったところ、我々が作製してきたCaをドープした単結晶はBi-2201相であることを確認することができた。CaをドープしたBi-2201相の超伝導体Bi_<2+x>、Sr_<2-x-y>,Ca_yCuO_<6+δ>の単結晶試料作製を行った。Caのドープ量yおよび過剰Bi量xを変え、溶融帯移動赤外炉を使用して単結晶作製に成功した。組成(x、y)=(0.1,0.6)および(0.15,0A)の単結晶試料についてX線回折によりBi-2201相であることを確認したその試料について超伝導磁化測定および電気抵抗測定を行った。これらの試料はそれぞれにバルク超伝導を示し、超伝導転移温度は零抵抗温度で86.5Kおよび76.1Kであった。これらの超伝導温度はLaをドープしたBi-2201相単結晶の零抵抗転移温度、38Kより2倍以上高い。また、CaをドープしたBi-2201相の焼結体試料におけるPopovic達の先行研究結果、零抵抗温度50Kよりはるかに高い値である。CaをドープしたBi-2201相結晶の超伝導転移温度が高い理由について考察した。一つは、Laドープでは3価のイオンが2価のSrイオンと置換しており、電荷の不斉が生じている。これに比べCaはSrと同じ2価であり、電荷不斉ははるかに少ないと考えられる。またBi-2201相自身の超伝導転移温度が14Kと低いのは過剰Biの量が15%を超えており、このBiイオンが3価としてSrイオンサイトに入るためであると考えられる。もう一つの理由はペロヴスカイト1層系の酸素8面体の頂点酸素のCuO_2面からの距離d_Aが他のBi系に比べ長いためであると考えられる。実際榊原達の理論計算の結果と良い一致を示している。ペロヴスカイト1層系は銅酸化物超伝導体の基本であると考えられている。この系についてこれまでのいろいろ超伝導体の実験結果をまとめると超伝導転移温度はd_Aにほぼ比例していることを示すことができた。これらの結果は銅酸化物高温超電導体の発現機構の解明に迫るものであると考えている。Bi-2201相のSrサイトの一部をCaで置換すると超伝導転移温度がそれまでの30-40K程度から80Kを超えるまでになることを見出した。試料作製はTSFZ炉を用い単結晶作製を行った。試料の評価はX線回折、磁化測定、抵抗測定によって行った。特にBi2.1Sr1.3Ca0.6CuO6+dの組成から作製した単結晶はゼロ抵抗値による超伝導転移温度が86.5Kを観測した。これらの試料はX線回折測定から単結晶であり、磁化測定による超伝導反磁性の大きさから試料全体が超伝導であることが確認された。また比熱測定では超伝導転移に伴う比熱異常が観測され、その大きさからバルク超伝導であることも確認された。

本研究ではホールをキャリヤーとする銅酸化物高温超伝導体全体に対して、これまで観測され報告されている超伝導転移温度(Tc)と銅ー頂点酸素の距離(dA)の関係を46種類以上について調べた。CuO2面の数(n)によってデータを整理した。n=1の系ではLSCO, Bi-2201, Tl-2201, Hg-1201などが良く知られているが、これらのTc最大値はそれぞれの物質のdA値に比例することを見出した。特に本研究で観測されたBi-2201相のTc=86.5Kはこの比例関係に重要な役割を果たしている。同様にn=2の系における銅酸化物高温超伝導体、YBCO, Bi-2212, Tl-2212, Hg-1212等、およびn=3以上の銅酸化物高温超伝導体、Bi-2223, Tl-2223, Hg-1223などにおけるTc最大値とdAの関係を直線で近似したところこれらの直線が一点(dA=2.83 Å,Tc≈140 K)で交わることを発見した。この関係はすべての銅酸化物高温超伝導体の超伝導転移温度が示す新たな関係式として、その超伝導発現の起源に迫る新たな発見として提案している。単結晶試料についてX線回折、磁化測定、抵抗測定を行うことができた。単結晶構造解析に耐えうる良質な試料作製に成功したが、測定装置が東日本大震災の影響を受け、単結晶構造解析は行われていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。単結晶X線回折ばかりでなく、角度変化光電子分光や走査トンネル分光などに耐えうる上質な試料作製を行い、これらの測定を行う。また、Bi-2201相で初めての固有ジョセフソン結合を利用したテラヘルツ波の発振を行う。