hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
悪性脳腫瘍に対する遺伝子療法の基礎的研究

我々は悪性脳腫瘍に対する遺伝子療法の基礎的研究をサイトカイン遺伝子、細胞周期調節遺伝子、細胞骨格遺伝子導入を用い検討し以下のような結果を得た。サイトカイン遺伝子に関してはこれまでに他施設との共同研究により悪性脳腫瘍培養細胞に対しTNF-α,IFN-β遺伝子をリポソームで導入することにより抗腫瘍効果をin vitro,in vivoで共に確認している。我々はさらにG-CSF遺伝子をリポソーム法でヒトグリオーマ培養細胞に細胞に導入しこれをヌードマウス皮下に移植したところ、G-CSF遺伝子非導入腫瘍細胞はヌードマウス皮下に生着したが、G-CSF遺伝子導入腫瘍細胞は皮下に生着せず組織学的に好中球の著明な腫瘍内浸潤が認められ抗腫瘍性との関連性が示唆された。また我々は今回、細胞周期調節遺伝子であるp16あるいはp21がヒトグリオーマ培養細胞あるいは臨床材料において欠失ないしは変異をきたしていることを明らかにした。さらにこれらをヒトグリオーマ培養細胞に導入し、transfectantにおける細胞増殖能を検討したところいずれも細胞増殖に抑制が認められ、遺伝子導入効率の改善により臨床における抗腫瘍効果が得られる可能性が示唆された。GFAPは脳腫瘍細胞に認められる細胞骨格の一つでその発現は腫瘍の分化度と相関することが知られている。GFAPの遺伝子をヒトグリオーマ細胞にに導入したところ増殖に抑制が見られ坑ガン剤に対する感受性が上昇するなどの治療に応用出来うる形質変化が認められた。以上悪性脳腫瘍に対する遺伝子治療の基礎的研究結果が得られた。悪性脳腫瘍に対する遺伝子療法の基礎的研究として以下の実験、発表を施行し得た。1.サイトカイン遺伝子療法の基礎的研究;(1)Interferon-β,TNF-α発現ベクターをリポソーム法にて悪性脳腫瘍培養細胞に遺伝子導入し、そのin vivoの実験結果を別記の論文として発表した。すなわちInterferon-β遺伝子包埋リポソームをラット脳内移植グリオーマモデルに局所投与、TNF-α遺伝子包埋リポソームをヌードマウス皮下移植グリオーマに局所投与し、各々その発現をRT-PCR,western blot analysisにて確認し、抗腫瘍効果を腫瘍径の測定、動物実験用MRIにて確認した。(2)G-CSF発現ベクターを同様の方法にて培養悪性脳腫瘍細胞に遺伝子導入し、その発現をRT-PCR法にて、増殖抑制効果をcell count法にて確認した。本実験系をin vivoに拡大し、ヌードマウス皮下移植グリオーマを作成し、リポソーム包埋G-CSF発現遺伝子を局所投与した。その結果、対照群に比べ、G-CSF遺伝子導入群において腫瘍増殖抑制効果が認められた。2.細胞周期調節遺伝子導入による悪性脳腫瘍に対する遺伝子療法の基礎的実験;(1)培養ヒトグリオーマ細胞及びグリオーマ患者からの臨床材料よりDNA,RNAを抽出し、Southern/nothern blot analysisを施行した結果、LOHの存在が示唆された。sdi-1^<p21>発現遺伝子を培養脳腫瘍細胞に遺伝子導入し、その抗腫瘍効果を検討した。現在、亜鉛などのinducerでその発現をコントロールできる発現ベクターを作成中である。(2)pBluescript II内のp16のcDNAから発現ベクターを作成した。これまでのG-CSFをはじめとしたサイトカイン遺伝子導入による悪性脳腫瘍の遺伝子療法の基礎的研究に加え、本年度の研究では老化誘導遺伝子であるp21あるいは細胞周期調節遺伝子であるp16遺伝子導入による悪性ヒトグリオーマ培養細胞の増殖抑制効果を確認しえた。また更に脳腫瘍の発癌メカニズム解明のため、悪性グリオーマ患者からの臨床材料及びその他の脳腫瘍(髄膜腫、神経鞘腫、下垂体腺腫、転移性脳腫瘍、胚細胞腫)において、細胞の老化に関与するテロメア長、あるいは無限増殖に関与すると考えられているテロメアーゼの活性について検討した。その結果、astrocytomaでは18例中10例でその活性が確認され、また胚細胞腫、転移性脳腫瘍でも高率に発現が確認された。

これに対し、髄膜腫、下垂体腺腫、神経鞘腫等の良性腫瘍においてはその発現は確認されず、脳腫瘍においても細胞の不死化にテロメアーゼが関与している可能性が示唆された。現在、各種脳腫瘍におけるテロメア長の検討を行なっている。さらに悪性ヒトグリオーマ培養細胞におけるp21,p16のtransfectantにおいても、同様の検討を行なったが遺伝子非導入細胞とテロメアーゼ活性の変化は認められなかった。GFAPは脳腫瘍細胞に認められる細胞骨格の一つでその発現は腫瘍の分化度と相関することが知られている。GFAPの遺伝子をヒトグリオーマ細胞に導入したところ増殖に抑制が見られ坑ガン剤に対する感受性が上昇するなどの治療に応用出来うる形質変化が認められた。しかしGFAP遺伝子導入によりテロメラーゼ活性に変化は認められなかった。
ニッケル触媒による新規溝呂木-ヘック型ドミノ反応の開発

ニッケル触媒存在下,同一分子内にアルキンを有するアリルアルコール類を用いる反応を行ったところ,新しいタイプの溝呂木-ヘック反応が進行することを見いだした.具体的には、反応途中に形成するニッケル中心からβ位の炭素上にH原子とOH基とが共存する(σ-アルキル)ニッケル中間体を形成後,通常の溝呂木-ヘック反応で見られるβ-水素脱離ではなくβ-酸素脱離が先んじて起こることを明らかにした.ニッケル触媒存在下,同一分子内にアルキンを有するアリルアルコール類を用いる反応を行ったところ,新しいタイプの溝呂木-ヘック反応が進行することを見いだした.具体的には、反応途中に形成するニッケル中心からβ位の炭素上にH原子とOH基とが共存する(σ-アルキル)ニッケル中間体を形成後,通常の溝呂木-ヘック反応で見られるβ-水素脱離ではなくβ-酸素脱離が先んじて起こることを明らかにした.有機合成化学の分野において効率的な炭素-炭素結合形成法の開発は重要な課題である.近年,一回の反応で複数の炭素-炭素結合を連続的にかつ高選択的に形成することが可能な,ドミノ反応と呼ばれる反応手法の開発が盛んに検討されている.その中で,遷移金属触媒反応に基づいたドミノ反応の例はこれまでにも数多く存在し,その代表として,パラジウム触媒による,いわゆる「溝呂木-ヘック反応」を鍵とするドミノプロセスがある.申請者は,一段階多成分連結反応の新たな展開をはかる目的で,この「溝呂木-ヘック型反応」を鍵とするドミノプロセスを「ニッケル触媒」下において行い,更に「ニッケルで特徴的に起こる変換反応」を本系の鍵反応として組み込むような反応設計をすることにより,これまでにない新しい型式の触媒的ドミノプロセスを構築することを目的として研究を行った.本年度では、アリルアルコール類のアルケン部位への挿入を経る反応を本反応系に組み込み,これまでにない型式の触媒的ドミノプロセスの構築を目指し検討した.エンインのアルケン部にアリルアルコール誘導体を有する反応基質を合成し,α,β-共役エノンとの反応を検討した結果,アリルアルコール類のアルケン部位への挿入を経た後,ニッケルに対してβ-位の炭素-酸素結合の切断(β-酸素脱離)にて反応が完結するプロセスが予想通り進行することが分かった.また、本反応は,アリルアルコール誘導体の種類により,反応性が全く異なり,アリルアルコールにおいてもっとも良好な結果を得た.有機合成化学の分野において効率的な炭素-炭素結合形成法の開発は重要な課題である.近年一回の反応で複数の炭素-炭素結合を連続的にかつ高選択的に形成することが可能な,ドミノ反応と呼ばれる反応手法の開発が盛んに検討されている.その中で,遷移金属触媒反応に基づいたドミノ反応の例はこれまでにも数多く存在し,その代表として,パラジウム触媒による,いわゆる「溝呂木-ヘック反応」を鍵とするドミノプロセスがある.申請者は,一段階多成分連結反応の新たな展開をはかる目的で,この「溝呂木-ヘック型反応」を鍵とするドミノプロセスを「ニッケル触媒」下において行い,更に「ニッケルで特徴的に起こる変換反応」を本系の鍵反応として組み込むような反応設計をすることにより,これまでにない新しい型式の触媒的ドミノプロセスを構築することを目的として研究を行った.本年度では、アリルアルコール類のアルケン部位への挿入を経る反応を本反応系に組み込み,これまでにない型式の触媒的ドミノプロセスの構築を目指し検討した.エンインのアルケン部にアリルアルコール誘導体を有する反応基質を合成し,α,β-共役エノンとの反応を検討した結果,アリルアルコール類のアルケン部位への挿入を経た後,ニッケルに対してβ-位の炭素-酸素結合の切断(β-酸素脱離)にて反応が完結するプロセスが予想通り進行することが分かった.また,アリルアルコール部位のヒドロキシ基をマロン酸エステルのような1, 3-ジカルボニル化合物に置換した基質で同様の反応をおこなうと,この1, 3-ジカルボニル部位が切断(β-炭素脱離)する興味深い結果も見出した有機合成化学の分野において効率的な炭素-炭素結合形成法の開発は重要な課題である.近年一回の反応で複数の炭素-炭素結合を連続的にかつ高選択的に形成することが可能な,ドミノ反応と呼ばれる反応手法の開発が盛んに検討されている.その中で,遷移金属触媒反応に基づいたドミノ反応の例はこれまでにも数多く存在し,その代表として,パラジウム触媒による,いわゆる「溝呂木-ヘック反応」を鍵とするドミノプロセスがある.申請者は,一段階多成分連結反応の新たな展開をはかる目的で,この「溝呂木-ヘック型反応」を鍵とするドミノプロセスを「ニッケル触媒」下において行い,更に「ニッケルで特徴的に起こる変換反応」を本系の鍵反応として組み込むような反応設計をすることにより,これまでにない新しい型式の触媒的ドミノプロセスを構築することを目的として研究を行った.本年度では、前年に引き続き、環状並びに非環状アリルアルコール類のアルケン部位への挿入を経る反応を検討した.エンインのアルケン部にアリルアルコール誘導体を有する反応基質を合成し,α,β-共役エノンとの反応を検討した結果,アリルアルコール類のアルケン部位への挿入を経た後,ニッケルに対してβ-位の炭素-酸素結合の切断(β-酸素脱離)にて反応が完結するプロセスが予想通り進行することが分かった.シス-ならびにトランスの環状アリルアルコールを有する基質での検討では、シス体からはβ-酸素脱離を経た生成物が、トランス体からはβ-水素脱離を経た生成物が得られ、反応機構に関する新たな知見も得られた。
エフェクチュアル型起業者に関する実証研究

欧米の経験豊かな起業者と同様、日本でも創業後7年以上経過した創業者の場合、合理的なアプローチよりもエフェクチュアルなアプローチ(机上の綿密な計画策定よりも実際の創業行為を重んじるアプローチ)を採る傾向があるということが質問票調査の結果から見いだされた。しかし、産業ごとにエフェクチュアルアプローチを採用する傾向に差異があること、および創業経験が二回以上ある連続起業者の場合には合理的アプローチを採用する傾向が強かったことなどが見いだされた。これらの結果は、既存の理論とは異なっている。この差異が生じた原因を解明して確たる結論を得るためには、さらなる検証が今後必要となる。本年度は、創業に関するアンケートの作成と、アンケートおよびインタビューの依頼状を起業者に宛てて送付した。アンケートは、エフェクチュエーションロジックがアンケート結果から析出できるように設計を行った。まず第一の質問カテゴリーとして、創業年度と現時点で何回目の創業かということに回答してもらうことで、ベテラン起業者であるか否かの確認を行った。次に第二のカテゴリーでは、現時点で事業の中核となる製品やサービスを創業時点の製品サービスと比較してもらうことで、どの程度変容を遂げたか、それは創業時点で創造できたものか否かを回答してもらっている。これはエフェクチュエーションロジックにおける不確実性の対応に関連しており、本ロジックの中でも重要な部分である。第三のカテゴリーは、創業支援者に関する質問項目である。どのようなロジックを採ろうとも支援は重要であることは間違いないが、創業前と創業中に分けてその変化を探り出そうとするものは少ない。本研究ではそこに焦点を当てている。第四のカテゴリーは、ビジネスプランの作成に関するものである。ここはエフェクチュアルロジックを採るか否かの分岐点を象徴的に示す項目である。五つ目のカテゴリーでは、変化への対応策および変化に対応する際の心構えが問われている。創業に関するアンケートは実態調査が多く、本アンケートのように仮説を検証しようとするものは少ない。その点で極めて意義深いものと言える。また、同時に行ったインタビュー調査は、通常の創業プロセスに対するものではなく、架空の創業プロセスに対して、同様の質問を異なる起業者に行う形式を取り、異質(各起業者自身の創業物語)の中から同質なものを取り出すのではなく、同質な問い(架空ケースにおける意思決定)の中からより抽象度の高い同質項目(共通の意思決定スタイルや意思決定において重要と考えられる項目の選択)を取り出すものである。本研究の理論的基盤であるエフェクチュエーションおよび起業活動に関する新しい理論的パースペクティブの論文や書籍の収集を行った。これら多様な文献を、知識創造理論を基にして分類を試みた。本研究の前に既存企業のビジネスモデル創造について知識創造理論から分析を行い、二つの知識創造のタイプ(仮説逸脱型と行為逸脱型)があることを発見したが、この理論とタイプが起業という現象に適用できるかどうかを探りながら文献のサーベイを行った。結果として、起業を「高不確実性下のビジネスモデル創造」と捉えれば、上記の理論や二つのタイプをも提供可能だと分かった。ただ、既存企業と大きく異なる点ー知識創造プロセスの高速反復化ーも見いだせた。この文献サーベイによって、理論的な基盤が明確ではない起業研究にとって、知識創造論が一般理論の候補となりうることが明らかとなった。もう一つの実施予定項目は、調査対象となる起業者のリストづくりとインタビュー調査という実証であった。リストづくりの前に複数の起業者へのインタビューを行ってみた。そこで理解できたことは調査対象者を適切に選択していかないとインタビューは多くの労力と時間がかかる反面、得られる情報がきわめて少ないということであった。また、半構造化されているとはいえインタビューでは起業者の内面的な思考の内容を深く掘り起こすことが困難なことも分かり、米国で使われた「事例を基にした内面調査」手法をも使用することとし、その翻訳および米国特有な概念や言い回しを日本の実情に合わせる形での修正を今年度行った。それを使いベテラン起業者に対して予備調査を行ったが、デジタルレコーダーを手に取り吹き込む形としたためか、かなり緊張しかつ論理的に答えようとしてしまい、うまく内なる声を引き出すことができなかった。リラックスできる雰囲気をいかにうまく作り出せるかが次期の課題となった。前年度において実施した日本国内の起業者に対する質問票調査のデータに対して、複数の分析手法を適用し、得られた結果の検討を繰り返し実施した。結果的に、母比率の差の検定が最適の分析方法であると判断し、それを使ってデータ処理を再度行い、出てきた結果に詳細な検討を加えた。得られた結論の概要は次の通りである。基本的に10年超の経験を持つ起業者はエフェクチュアル論理を採用する傾向が大であったが、複数回の起業を行った起業者はそれとは対照的に因果論理を採用しがちであった。エフェクチュエーションのこれまでの議論では両者に差異を認めてはいなかったため、さらなる精度の高い調査は必要であるが、起業者の起業経験上の差異によってエフェクチュエーションの採用傾向に違いが生じる可能性を見いだせた点で新たな知見をこれまでの議論に加えることができたと考えている。また産業の影響が大きくサービス産業はエフェクチュアル論理を使用する傾向が強いことが分かった。今後この面においてもさらなる調査が必要であると考えられる。これらの分析結果を基にして、10月において開催された日本情報経営学会第69回全国大会で研究成果の報告を行った。

コメンテータからのコメントおよび参加者との質疑応答を通じて、エフェクチュアルな起業者活動の理論面および日本の起業者におけるエフェクチュアルな特性に関する実証分析の結果に対して、さまざまな示唆をもらうことができた。なお、質問票調査時に面談調査を依頼する文書を同封し、その依頼を受託してもらった起業者に対して行った調査結果(録音した音声データ)から、その内容の文字起こし(テキストデータ化)の作業に関して得られた音声データの一部を終了した。最終年度では、研究の目的である「日本の創業者も欧米の創業者と同様、エフェクチュアルアプローチを採用している」ということを検証するため実施した質問票調査・聞き取り調査のデータの分析を完成させた。データ分析から読みとれたことは、日本起業者はベテランになるほどおおむねエフェクチュアル的な傾向を強めていくということであり、欧米の創業者および創業実態とほぼ一致する結論が得られた。ただし、二つの点が今後さらに分析を行わなければならない課題として浮かび上がってきた。第一に、産業によってベテラン起業者であってもエフェクチュアル的傾向に差があるということである。この差異は元々のエフェクチュアルアプローチでは見いだせないとされていた。今回の調査で差異が検出されたことに関して、調査方法をより精緻化し産業ごとに創業アプローチには差異があるを検証する必要がある。第二に、ベテラン起業者の定義の問題である。今回の調査では元々の理論での定義(創業後10年以上経過した者あるいは複数回の創業経験がある者)を使った。ただし、10年以上では対象者数がきわめて少なくなってしまうため7年以上とした。その結果、7年経過した創業者はエフェクチュアル的であるが、二回以上創業した者は合理的であるという結果になった。このような差異にに関しても、さらなる調査が必要であると考えている。欧米の経験豊かな起業者と同様、日本でも創業後7年以上経過した創業者の場合、合理的なアプローチよりもエフェクチュアルなアプローチ(机上の綿密な計画策定よりも実際の創業行為を重んじるアプローチ)を採る傾向があるということが質問票調査の結果から見いだされた。しかし、産業ごとにエフェクチュアルアプローチを採用する傾向に差異があること、および創業経験が二回以上ある連続起業者の場合には合理的アプローチを採用する傾向が強かったことなどが見いだされた。これらの結果は、既存の理論とは異なっている。この差異が生じた原因を解明して確たる結論を得るためには、さらなる検証が今後必要となる。今年度において、質問票調査および対面調査ともにデータ分析を終了させ、最終的な結果を出す予定であったが、質問票調査の分析ツールに対して習熟していなかったこと、そして精度の高い結果を得ようとして複数の分析ツールを適用したこともあり、分析に想定以上に時間を取られた。また、得られた結果に対してどのように捉えるべきかという点に対しても複数の可能性があり最後までいずれを取るべきか、理論と照らし合わせて検討を繰り返したため、この点でも時間が想定以上にかかってしまった。
教員志望学生のカリキュラム開発力量に資するワークブックの開発

教員志望学生のカリキュラム開発力量について考察するため、現職教員5名(小学校3名・中学校2名)に対してこれまでのカリキュラム開発に関するインタビュー調査を実施した。その結果、「地域を基盤とした活動」「新たに直面した状況からの実践の創造」が共通に確認された。これらの内容を踏まえて、2013・2014年度に「カリキュラム開発プロジェクト」を立ち上げ、「松江市の教材化」「タブレット端末を用いた新たな実践の創造」に取り組んだ(両年度とも4名)。本プロジェクトを通して、いずれの学生もカリキュラム開発力量の向上につながったことが確認された。これらの取り組みを基にワークブックを執筆・完成させた。2013年度の実績として、(1)2012年度に実施した調査を基にした研究報告、(2)カリキュラム開発プロジェクトの実施、(3)海外における「カリキュラム」イメージの差異の把握、の3点が挙げられる。(1)については、日本教育工学会(於:秋田大学)で(2)に関するデザインを報告した。2012年度に実施した大学教員・現職教員に対するインタビュー調査から「地域の教材化」「新たな教育課題への対応」の重要性が確認されたことから、それを反映した内容となった。(2)については、島根大学教育学部の学生4名がプロジェクトメンバーとなり、2013年12月2014年3月に実施した。プロジェクトメンバーの4名の学生は、地域の探究と年間指導計画のデザイン、タブレット端末を授業に用いる際の新たな授業デザインに携わった。この活動を通して自ら挑戦的にカリキュラムを開発せねばならないという意識を高めることにつながったと事前・事後の調査から明らかにすることができた。(3)については、教師教育に関する国際学会、アメリカの宇宙教育に関するプログラムで現地の教師たちが主催するワークショップ・大学での授業見学・大学教員との懇談を通じて、「カリキュラム開発の自律性」が確認できた。教材の選択から授業のデザインまで教員に裁量が大きく与えられているがゆえにカリキュラムを開発せねばならない状況が認められた。これは、(2)における「自ら挑戦的にカリキュラムを開発せねばならないという意識」につながるものであった。本研究は、カリキュラム開発に関する力量が現職教員に求められる現在において、教員養成段階でその基礎を身につけるためのワークブックを開発することを目指すものである。教員養成段階におけるカリキュラム開発につながる取り組みとして、教育課程論の講義が挙げられる。そこで、全国の大学で開講されている教育課程論のシラバスを収集し、テキストマイニングの手法を用いてその傾向を検討した。その結果、教育課程論の講義で中心的に扱われている内容は、「教育課程に関する基礎知識」「教育課程の編成原理」「学習指導・教科の構造」「学習指導要領の変遷」といった概念的な内容であることが明らかとなった。そして、カリキュラムに関する研究を行っており、教育課程論を担当している研究者2名を対象にインタビュー調査を実施し、講義のねらいや全体のデザインなどを詳細に確認した。両者とも、教育課程・カリキュラムという題材を通して、学習指導要領などの法・制度と教育との関係性、教育における課題などを教員志望学生の経験と結びつけながら理解を促すことを試みていた。だが、両者とも、教員志望学生が授業づくりやカリキュラム開発を経験していないことによる教育課程論の指導の難しさを語っていた。また、現職教員がどのような経験を経てカリキュラム開発に関する力量を形成してきたのかを明らかにするために、ベテラン教員に対してライフストーリーを中心にしたインタビュー調査を実施した。その結果、勤務校における研究課題への対応、地域の特色を活かした授業への取り組みがカリキュラム開発への力量を高める契機となることが明らかとなった。本研究は、教員志望学生のカリキュラム開発力量に資するワークブックの開発を目指すものである。最終年度である平成26年度における主な研究実績の概要は、以下の3点である。(1)平成25年度に実施したカリキュラム開発プロジェクトの成果と課題を日本教育工学会第30回全国大会にて研究発表を行った(カリキュラム開発プログラムを通しての教員志望学生の変容)。(2)平成26年7月から平成27年3月にかけてカリキュラム開発プロジェクトをスタートとし、4名の学生と共に、a.松江地域を題材にした4年間を通した総合的な学習の時間のカリキュラム開発(地域を核とした実践)、b. a.の学習活動を拡張するタブレット端末の活用(新たな実践の創造)、に取り組んだ。カリキュラム開発プロジェクト発表会を平成27年3月に開催し、a. b.の内容を踏まえた模擬授業の実践を行った。(3)3年間の成果と課題を踏まえ、『カリキュラム開発力量を高めるためにー教員志望学生向けワークブックー』を執筆した。その主な内容は、以下の通りである。1.カリキュラム開発力量が求められる背景、2.教員養成段階で求められるカリキュラム開発に必要な力量とは、3.カリキュラム開発力量を高めるために(ワーク)、4.カリキュラム開発プロジェクトの成果と課題(3の実践事例)。

(3)に関しては、研究の年度を終えてからの公開となるが、平成27年度に開催される日本教育工学会全国大会などでワークブックを配布することで、その成果と課題の発信・共有に努めていきたい。教師教育当初予定していたカリキュラム開発プロジェクトを実施することができた。プロジェクトの内容としては、研究実績の概要に示した通り、「地域の探究と年間指導計画のデザイン」「タブレット端末を授業に用いる際の新たな授業デザイン」に設定した。この活動を通して、プロジェクトを通しての参加学生のカリキュラム開発力量の変化を追跡することができた。また、国際学会・アメリカの大学訪問を通じて、研究実績の概要に示した通り、自律的なカリキュラム開発が学校文化を背景に存在していることを明らかにすることができた。教科書等の制約がある中で、カリキュラムを自律的に行うためには、上記のプロジェクトのような新たな場面設定が必要であることが明らかとなった。全国の大学で開講されている教育課程論のシラバスについてはほぼ収集が終わっている段階である。中間段階であるが、日本教育工学会全国大会において、その分析結果を報告することができた。教育課程論担当者、現職教員に対するインタビュー調査を実施できており、それを研究成果としてまとめる段階に入っている。2013年度のカリキュラム開発プロジェクトのデータを分析・評価し、修正したものを基に2014年度前期(6-8月)に再度プロジェクトを実施する。プロジェクトを通しての参加学生のカリキュラム開発力量の事前・事後の変化を追跡する。2013年度・2014年度のデータを基に教員志望学生のカリキュラム開発力量に資するポイントを明らかにした上で、ワークブックを作成する。全国の大学で開講されている教育課程論のシラバスに関する研究については、学術雑誌論文への投稿に向けてデータ分析を行っている。また、教育課程論担当者、現職教員に対するインタビュー調査の結果については、今年度の学会・研究会等で発表する予定である。そのためにも調査対象者を追加してインタビュー調査を行う予定で進めている。今年度については、海外の大学において開講されている"curriculum development"に関する科目をWeb上から収集し、わが国のそれと比較・検討する。また、アメリカの大学を訪問し、そこでの取り組みについてインタビュー調査並びに授業観察を実施する。これらの成果を基にカリキュラム開発を教育志望学生が体験できるプログラムを予備調査として実践し、そのデータを収集する。インタビュー調査の謝金・学生の研究業務補助として予定していたものであったが、研究内容・スケジュール変更が若干あったため、次年度使用額が生じた。学生の研究補助については最終年度の業務として必要であり、インタビュー調査については今年度実施予定のためすべて使用予定である。
アルケンの還元的カップリングによる第四級不斉炭素中心の構築

第四級不斉炭素中心は生物活性化合物や医薬品中間体に多く見られる。その触媒的、エナンチオ選択的構築反応は、有用かつ魅力的手法である。しかし、C-C結合形成における反応点周りの立体的な込み合いなどの要因により、有機合成化学における挑戦的課題として知られている。本研究は、末端アルケンを求核剤前駆体として用いた遷移金属触媒エナンチオ選択的クロスカップリング反応による第四級不斉炭素中心の構築反応の開発である。アルキルボランの銅触媒エナンチオ選択的分子内アリル化反応によりキラル環状化合物が得られることを見出した。末端アルケン部位を有する第一級塩化アリル基質と9-BBN-Hを用いたヒドロホウ素化反応により、対応するアルキルボランを調製した。続いて、キラルCu(I)錯体触媒(10 mol %)とKOMe (1.1 eq)存在下、メシチレン/メチルターシャリーブチルエーテル混合溶媒中で作用させることで分子内アリル化反応が高エナンチオ選択的に進行した。本反応によりアルキル基とビニル基からなる第三級および第四級不斉炭素中心を有する様々なキラル環状化合物が得られた。生成物のビニル基は多様な官能基に変換できるため、キラル環状骨格を有する生物活性化合物合成への展開も期待できる。29年度が最終年度であるため、記入しない。しかし、高い触媒活性と厳密なエナンチオ選択性が要求されることから、有機合成化学における挑戦的課題として知られている。末端アルケンをヒドリド反応剤により還元、続く求電子剤との不斉カップリング反応が可能となるような遷移金属触媒系を設計する。本年度は、銅および鉄触媒系について検討し、以下に述べる成果が得られた。同一分子内に末端アルケン部位を有する第一級塩化アリルを9-BBN-Hによりヒドロホウ素化した後、キラルCu(I)錯体触媒(10 mol %)とKOMe(1.1 eq)を、メシチレン/メチルtert-ブチルエーテル混合溶媒中で作用させると分子内アリル化反応が高エナンチオ選択的に進行した。鉄錯体触媒とヒドリド源であるヒドロシラン存在下、スチレンと第三級ハロゲン化アルキルの還元的カップリング反応が進行することを見出した。本反応によって四級炭素中心を有する化合物が得られた。本年度、銅触媒エナンチオ選択的分子内アリル化反応による第四級不斉炭素中心の構築法を見出した。また、鉄錯体触媒存在下、スチレンと第三級ハロゲン化アルキルの還元的カップリング反応による第四級炭素中心の構築に成功した。イソシアニドは一酸化炭素と同じ電子構造を有し、多様な反応性を示すため有機合成反応に広く用いられてきた。例えば、イソシアニドは金属ー元素結合に挿入し、多様な反応性を示すイミドイル金属種を生成する。これを利用した触媒反応が盛んに研究されてきた。一方で、金属ーヒドリド結合への1,1-挿入反応過程を含む触媒反応はほとんど知られていない。得られるホルムイミドイル遷移金属種はホルミルアニオンの等価体と見なせる。このものは通常求電子的なsp2炭素原子が極性転換された反応剤である。イソシアニドをC1求核剤として利用し、続く官能基化を可能とする点で本手法は魅力的である。しかしホルムイミドイル金属種の発見から50年以上経過した現在においてもその利用は数例に留まっている。特に不斉合成への展開はなされていない。その理由として1金属ヒドリドがイソシアニドよりも先に求電子剤と反応してしまうこと2イソシアニドの多重挿入反応が進行することなどが挙げられる。今回申請者は、ホルムイミドイル銅種を触媒的不斉合成に適用した。独自に開発したナフトールーカルベン複合型キラル配位子のCu(I)錯体を用いたイソシアニド、ヒドロシラン、γ,γー二置換リン酸アリル求電子剤の不斉3成分カップリングを見出した。本反応により既存法では入手困難なキラルα-第4級ホルムイミドおよびアルデヒドが効率的に不斉合成できた。生成物のホルムイミドおよびアルデヒドは様々な官能基化に利用できることから、複雑な骨格を有するキラル分子の部分骨格としての利用が期待できる。本年度、ナフトールーカルベン複合型キラル配位子のCu(I)錯体を用いたイソシアニド、ヒドロシラン、γ,γー二置換リン酸アリル求電子剤の不斉3成分カップリングを見出した。反応は高収率かつ高エナンチオ選択的に進行し、既存法では入手困難なキラルα-第4級ホルムイミドおよびアルデヒドが効率的に不斉合成できた。

その触媒的、エナンチオ選択的構築反応は、有用かつ魅力的手法である。しかし、C-C結合形成における反応点周りの立体的な込み合いなどの要因により、有機合成化学における挑戦的課題として知られている。本研究は、末端アルケンを求核剤前駆体として用いた遷移金属触媒エナンチオ選択的クロスカップリング反応による第四級不斉炭素中心の構築反応の開発である。アルキルボランの銅触媒エナンチオ選択的分子内アリル化反応によりキラル環状化合物が得られることを見出した。末端アルケン部位を有する第一級塩化アリル基質と9-BBN-Hを用いたヒドロホウ素化反応により、対応するアルキルボランを調製した。続いて、キラルCu(I)錯体触媒(10 mol %)とKOMe (1.1 eq)存在下、メシチレン/メチルターシャリーブチルエーテル混合溶媒中で作用させることで分子内アリル化反応が高エナンチオ選択的に進行した。本反応によりアルキル基とビニル基からなる第三級および第四級不斉炭素中心を有する様々なキラル環状化合物が得られた。生成物のビニル基は多様な官能基に変換できるため、キラル環状骨格を有する生物活性化合物合成への展開も期待できる。銅触媒エナンチオ選択的分子内アリル化反応を用いた生物活性化合物合成を目指す。鉄触媒系に関しては、本格的に配位子検討を開始する。ピンサー型配位子を設計合成しながら順次適用していき、反応に最適なものを見いだす。配位子に対して不斉環境を付与していくことでエナンチオ選択的反応を検討する。イミドイル金属種を利用した触媒的不斉合成反応の開発を目指す。炭素ー金属結合へのイソシアニド1,1-挿入反応を利用する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
成人を対象とした臨床健康心理学的アセスメント・ツールの開発

[目的]身体的疾患のリスク・ファクター(あるいは、その対概念としてのプロテクティブ・ファクター)となりうる心理学的な特性に関する研究は、健康心理学の主要な研究テーマとなっている。そこで、そのような心理学的な特性を実際の臨床やさまざまな研究用として簡便にアセスメントするためのツールを開発することを目標に、まず、予備的研究として、(1)健康に関連した心理的特性として測定すべきものを選択すること、(2)それらに関してこれまでに発表された既存の質問紙の項目を収集し、それらを検討すること、そして、(3)それらの参考により実際的に利用可能な質問項目を作成することを目的とした。[予備調査項目の作成]先行研究の結果を検討したところ、10の特性が挙がった。すなわち、「抑うつ」「アレキシサイミア」「レリジエンス」「敵意・攻撃性」「ユーモア」「オプティミズム」「ガン性格(タイプC)」「Sense of Coherence(SOC)」「バーンアウト」「ハーディネス」を選定し、最終的に237の項目を選んだ。[予備調査の実施と結果]大学生250人(男子67人、女子183人)を対象に237項目5件法で調査を実施し、因子分析、クラスター分析を行った結果、抑うつ12因子、アレキシサイミア11因子、レリジエンス11因子、敵意・攻撃性14因子、バーンアウト8因子、ハーディネス7因子の解を採用することにした。「ユーモア」と「オプティミズム」については項目数が少なく原項目を単一尺度として使うことも考慮したが信頼性係数が低いため、因子分析を行いともに3因子解がほぼ整合的であることを見出した。「ガン性格」「SOC」については単一尺度を構成するには信頼性が不足し、因子分析、クラスター分析などを実施したが必ずしも納得のいく結果が得られなかった。[成果]全項目数が少なく、かつその特性をカバーできるような項目群を作成した。タイプAや、がん性格(タイプC)やペシミズム、ハーディネスなど身体的疾患のリスク・ファクター(あるいは、その対概念としてのプロテクティブ・ファクター)となりうる心理学的な特性は、臨床健康心理学の主要な研究テーマとなっている。本研究は、これらの心理学的な特性および関連する特性を、簡便でかつ信頼性・妥当性をもってアセスメントするツールを開発し、実際の健康相談、健康診断などの臨床的な現場で役立てるとともに、公衆衛生学、疫学調査に応用することをめざしたものである。本年度は、まず、研究論文や学会発表などで関連する研究から、アセスメントすべき概念の必要性を比較検討し、そこから概念を抽出する作業を行った。そして、既存の(主として研究用の)質問紙の項目を収集し、データベース化することで、それらを再検討し、項目の選択、試作版の作成を行った。まず、作成するアセスメント・ツールが扱う健康心理学関連の特性概念の精査と抽出を行い、10の特性概念を選択した。すなわち、抑うつ、アレキシサイミア、レジリアンス、敵意・攻撃性、ユーモア、楽観性、タイプC性格、sense of coherence、バーンアウト、ハーディネスである。次に、これらの抽出された概念を測定するための研究用のアセスメント・ツールの収集を収集した。抑うつでは、CES-D、SDS、BDI-IIという代表的な3尺度について項目を収集した。同様に、アレキシサイミアでは、MMPI-As、SPSS、TAS-20、Galexを収集した。同様に他の概念についても尺度項目をできるだけ収集した。そして、収集した項目をデータベース化して、それぞれの項目で検討されている内容にしたがって分類して、代表的な内容を区分した。これにしたがって、小集団での予備的調査によって、本研究で作成するアセスメント・ツールの質問項目の構成を検討した。

「ガン性格」「SOC」については単一尺度を構成するには信頼性が不足し、因子分析、クラスター分析などを実施したが必ずしも納得のいく結果が得られなかった。[成果]全項目数が少なく、かつその特性をカバーできるような項目群を作成した。
肝臓型マラリア原虫感染に対する免疫応答機構の解析

マラリア感染防御におけるCD28分子やCD40分子を介する補助シグナルの役割を検討するために、H-2^d class I拘束性肝臓型マラリア主要エピトープを発現するリコンビナントインフルエンザウィルスをCD28ノックアウトマウスまたは抗CD40リガンド抗体で処理したBALB/cマウスに免疫し、肝臓型マラリアエピトープ特異的な免疫応答をγ-IFN産生をCD8陽性T細胞の数を測定するELISPOT法を用いて検討した。その結果、これらのマウスでは正常マウスに比べてマラリアエピトープ特異的CD8陽性T細胞の誘導が低く抑えられていた。これらの結果により肝臓型マラリアに対する免疫応答の誘導にこれらの補助シグナル分子が極めて重要な役割を担っていることが明らかになった。マラリア原虫感染およびワクチン投与後における抗マラリアT細胞の機能分化・免疫学メモリー形成過程を解析する目的で、マラリア特異的なT細胞レセプター(TCR)を発現するTCRトランスジェニック(TG)マウスの作製を行った。CD8陽性T細胞クローンからのTCRα鎖,β鎖遺伝子をクローニングし、それらをT細胞に発現するトランスジェニックコンストラクトを作り、受精卵に移入しTCR TGマウスを作製した。現在までにTail PCRにてtransgeneを持つマウスが3ライシとられており、これらのマウスの末梢血中のT細胞のほとんどがtransgene TCR β鎖であるV β8.1陽性であることがわかっている。現在transgenic TCRのリガンドであるH-2K^d/SYVPSAEQIのtetramerを作製し、トランスジェニックT細胞の抗原特異性を検討中である。
超透過現象を利用したステンレス中トリチウム回収方法の実用性の検証

昨年度の研究において、中性子照射などにより照射欠陥を形成させた金属材料への重水素プラズマ曝露を行い、その脱離や滞留挙動などを実験的に評価した。その実験結果に基づき、材料内部における水素同位体のダイナミクスを表現するシミュレーションコードの最適化を進めた。この最適化により、金属内部及び表面における水素同位体の移行を理解することで、水素同位体透過時における予測の確度向上が見込まれる。実験では、重水素の測定は昇温脱離法を用いて行った。一方、欠陥及び重水素の分布は実測できないため、シミュレーションにおけるフリーパラメータとし、ある分布を与えた時の重水素脱離挙動を計算により予測し、実験データとの比較からパラメータを決定した。上記研究と併せて、ステンレスにおけるトリチウムの滞留要因と予測される酸化膜における水素同位体の滞留挙動や透過挙動への影響についても実験的に調査した。酸化膜を大気下での加熱により形成し、その後重水素ガス曝露を行った。形成した酸化膜は酸化時間と共に厚く形成することがわかった。一方、酸素の拡散は酸化膜の形成により抑制されるため酸化物は表面に偏析する状態で収束すると考えられた。この酸化膜形成速度の抑制効果により、重水素の滞留・脱離挙動には酸化膜厚さの影響は殆ど確認できなかった。上記の研究についてはそれぞれ国際会議にて発表を行い、既に1報は受理済みである。また、2019年度前期中に関連する論文の投稿を予定している。本研究は超透過現象を効果的に用い、ステンレス中に滞留したトリチウムを高速に除染することで核融合炉で主に使用され、炉全体において高いトリチウムインベントリが予測されるステンレス材料をリサイクルできるようにするためのものである。本研究ではこれまでに小さなステンレス片にトリチウムを含んだ水素同位体をガス曝露により滞留させ、その後の加熱や真空排気、水素同位体などにより脱離する水素同位体を計測、その脱離を再現できるようなシミュレーションコードを構築することに注力してきた。しかしながら、実際の炉で使用されるステンレス材料は大面積且つ厚いため、本研究で実施された実験及びシミュレーションコードの適用性を十分に評価する必要があるが、現状ではそのような作業はできていない。併せて、想定されるトリチウムインベントリを正確に予測しなければ除染法の適用範囲を決めることはできない。現状の炉設計やサブシステム設計において、精度の高いトリチウムインベントリやステンレス中の透過速度などが可能なシミュレーションコードの開発は発展途上である。次年度は本研究の最終年度であるため、上記の問題を解決するコード群開発や大型装置における実験データとの突合せなどを重点的に行う予定である。引き続きシミュレーションコードの開発に必要な物理化学定数の算出を実験的に行う。具体的には、水素同位体のステンレス表面酸化膜における再結合定数などを明らかにする。併せて、大規模処理などで必要になる流体シミュレーションも現状のシミュレーションコードに取り込むことで、実用性の高いコードとする予定である。また、炉環境におけるトリチウムインベントリを高い確度で予測するため、核融合炉サブシステムにおける水素同位体輸送コードを開発する。具体的には、プラズマ排ガス処理系、深冷蒸留塔のよる同位体分離系、水素吸蔵合金中の水素同位体貯蔵系における水素同位体の輸送計算を行うコードを開発すると共に、これらのコードの統合による核融合炉内の燃料循環シミュレーションを行う。これにより各サブシステムにおけるトリチウムの状態・密度を評価し、そのステンレスとの接触面積及びステンレス重量から除染が必要なトリチウム量の予測を行う。上記の研究および今年度までに得られた成果をまとめ、論文発表を行う予定である。超透過現象を実験的に調査するための試験装置について、装置のデザインを行った。水素同位体プラズマからのフラックスを計測するための絶縁処理などの工夫を取り入れた。試験装置組み立てと並行し、既存の真空システムとの接続、計測機器の立ち上げなどを行った。実験準備と並行して計算コードの作成を進めた。特に水素同位体超透過現象モデルと、材料内の水素同位体の脱離コードを組み合わせることで超透過現象下での水素の同位体交換に関するモデルとし、コードを新規に開発した。超透過現象下での水素同位体交換モデルについては、水素の拡散、溶解、表面再結合といった基礎移行モデルと、捕捉サイトにおける捕捉・脱捕捉平衡反応を組み合わせたものとした。材料内の全ての位置において各モデルの連立方程式が成り立つように収束計算を組み込んだコードとした。計算例として、ステンレス中にトリチウムが滞留している状態で、超透過現象を起こした際のトリチウム除染挙動について計算を行った。また、比較として超透過現象のない、通常のイオンビームによる透過現象を用いたトリチウム除染挙動も併せて計算した。室温付近では超透過とイオン駆動透過では水素同位体の透過速度に5桁以上の差異が確認された。それと同時に、イオン駆動透過ではトリチウムの除染は僅かであったが、超透過現象ではトリチウムの除染が効率的に進行し、トリチウムの滞留量は超透過現象の持続時間に対し、指数関数的に減少した。このことからトリチウムの除染に対し超透過現象の応用は非常に効果的であることが理論的に示された。実験装置のデザインに時間を要した。特にプラズマを試料に照射する際に重要となる印加電圧について、試料に印加する方法の工夫が必要であった。実験において試料は透過の上流側・下流側を隔てており、両側で真空状態が大きくことなる。従って試料が両者を分ける境界となるが、この試料を真空シールする際に金属を使用する必要があるため、電圧を印加すると装置全体に電圧がかかることが懸念された。

一方でフラックス計測には電流値の読み取りが必要であるが、プラズマが装置全体に印加された電圧で加速されることで、試料に対するフラックスの計測が困難となることが懸念された。そこで、試料部周辺をセラミックコーティングで覆うことを検討し、実際の装置の作製を実施した。この段階で相当な時間を消費したため、当初の目標よりもやや遅れ気味であると考えている。一方で計算コードの作成は過去の資源を有効に活用することでスムーズに進めることができた。今後は計算と実験データの蓄積を進め、コードの妥当性評価と共に、超透過現象の適用可能性について包括的に調査する予定である。昨年度の研究において、中性子照射などにより照射欠陥を形成させた金属材料への重水素プラズマ曝露を行い、その脱離や滞留挙動などを実験的に評価した。その実験結果に基づき、材料内部における水素同位体のダイナミクスを表現するシミュレーションコードの最適化を進めた。この最適化により、金属内部及び表面における水素同位体の移行を理解することで、水素同位体透過時における予測の確度向上が見込まれる。実験では、重水素の測定は昇温脱離法を用いて行った。一方、欠陥及び重水素の分布は実測できないため、シミュレーションにおけるフリーパラメータとし、ある分布を与えた時の重水素脱離挙動を計算により予測し、実験データとの比較からパラメータを決定した。上記研究と併せて、ステンレスにおけるトリチウムの滞留要因と予測される酸化膜における水素同位体の滞留挙動や透過挙動への影響についても実験的に調査した。酸化膜を大気下での加熱により形成し、その後重水素ガス曝露を行った。形成した酸化膜は酸化時間と共に厚く形成することがわかった。一方、酸素の拡散は酸化膜の形成により抑制されるため酸化物は表面に偏析する状態で収束すると考えられた。この酸化膜形成速度の抑制効果により、重水素の滞留・脱離挙動には酸化膜厚さの影響は殆ど確認できなかった。上記の研究についてはそれぞれ国際会議にて発表を行い、既に1報は受理済みである。また、2019年度前期中に関連する論文の投稿を予定している。本研究は超透過現象を効果的に用い、ステンレス中に滞留したトリチウムを高速に除染することで核融合炉で主に使用され、炉全体において高いトリチウムインベントリが予測されるステンレス材料をリサイクルできるようにするためのものである。本研究ではこれまでに小さなステンレス片にトリチウムを含んだ水素同位体をガス曝露により滞留させ、その後の加熱や真空排気、水素同位体などにより脱離する水素同位体を計測、その脱離を再現できるようなシミュレーションコードを構築することに注力してきた。しかしながら、実際の炉で使用されるステンレス材料は大面積且つ厚いため、本研究で実施された実験及びシミュレーションコードの適用性を十分に評価する必要があるが、現状ではそのような作業はできていない。併せて、想定されるトリチウムインベントリを正確に予測しなければ除染法の適用範囲を決めることはできない。
温度可変型STMによる個々の原子の運動、核形成およびナノクラスター成長機構の解明

近年、走査プローブ顕微鏡の発達により、固体表面の個々の原子の運動(拡散)の観察が可能になってきた。そこで、本研究では、基板と吸着原子・分子の相互作用の違いに着目しながら3つの系を選び、原子レベルでの拡散過程、核形成及びクラスター成長機構を明らかにした。第1の系として、相互作用の弱いSi(111)7×7表面上のAg原子を選択し、STM観察を行った。その結果、Ag原子は、7×7表面上で、長周期ポテンシャルに捕らえられながら障壁を越えて移動し、様々なナノメートル形状のクラスター(Ag)nに成長する過程を明らかにした。Ag原子の拡散過程は、障壁を越える際、隣のサイトにいる(Ag)nクラスターに依存する協力的拡散現象を示す。走査トンネル分光によりクラスター(Ag)nの電子状態の観察を行い、n=5,6のクラスターにおいて、特徴的な電子状態を示すことを明らかにした。第2の系として、相互作用の弱い水素終端Si(111)1×1表面上のペンタセン分子の成長過程を選び、低速電子顕微鏡観察を行った。その結果、有機半導体薄膜結晶の多結晶組織の発達機構及び基板表面の影響に関する知見を得た。この研究の初期過程において、テラス幅が広く、エッチピット等の欠陥の少ない高品位水素終端Si(111)1×1表面の開発に成功した。また、重水素終端表面の作成に成功し、電子エネルギー損失分光法により表面フォノンの特徴を明らかにした。第3の系として、相互作用の強いSi(111)7×7表面上のPt原子を選択した。その吸着過程、及び基板を過熱することによるシリサイド形成過程を明らかにした。原子数まで正確に求まったクラスターの構造と電子状態を求めることができれば、クラスターの成長過程、各種デバイス、表面反応、触媒作用等を原子1個の精度で解析することが可能である。本研究は、このような研究の第1歩であり、今後も継続して研究を実施する計画である。申請書に基づき、以下の研究、実験装置の設置を行った。1.基板との相互作用の弱い系でのナノクラスター成長過程のVT-STM観察(担当:須藤、佐崎、山田、早川)基板として水素終端シリコン表面(H:Si(111)-(1x1))表面を用いた。成長させる原子・分子としては、貴金属Agと有機物ペンタセンを用いた。Ag原子は、基板温度120,300,420Kでクラスター成長を行うことが明らかになった。吸着量依存性を測定し粒子数、形状の解析を行なった。その結果、原子の拡散運動の活性化エネルギー0.076±0.008eVが得られた。さらに、臨界核の原子数・形状、クラスターへの原子の融合エネルギーを求められた。現在、この値をシミュレーションと比較し、その成長機構を議論している。ペンタセン薄膜では、エピタキシャル構造に基づいた6方向に等方的にデンドライト成長をすること、さらに、ステップ上段方向への成長が下段方向に比べて著しく早いことが明らかになった。2.FS-STMのセットアップ(担当:須藤、佐崎)個々の原子の運動を、直接の時間スケールで観測するために、本申請の温度可変高速走査型トンネル顕微鏡(FS-STM)を購入しセットアップを行った。真空槽は、現有のものを改良して用いた。グラファイト、Si(111)7×7表面の原子像が、従来のものより約10倍程度高速で得られるようになった。3.シリコン表面の修飾(担当:須藤、山田)

水素終端表面の安定な供給を行うことができるように、原子間力顕微鏡(AFM)を用いながら、試料作成の最適条件を求めた。さらに、表面のエネルギーを変えるために、いくつかの有機分子単層膜の開発を行った。メチル基表面の作成が可能になった。申請書に基づき、以下の実験装置の設置、研究を行った。(1)基板と相互作用の弱い系でのFS-STMを用いた個々の原子の運動、クラスター形成過程の研究(担当:須藤、佐崎)個々の原子の運動を、直接の時間スケールで観測するために、本申請の温度可変高速走査型トンネル顕微鏡(FS-STM)を購入しセットアップを行った。Si(111)7×7表面の原子像が、従来のものよりも約10倍程度高速で得られるようになった。この装置を用いて、銀原子をSi(111)7×7表面に微量吸着し、吸着後3時間までのSTM実時間観察を行った。その結果、Ag1量体の拡散運動、2,3量体(クラスター)の形成過程を実時間観察し、その時定数を明らかにした。さらに、2量体は回転運動をしていることを実験的に示した。(2)基板との相互作用の弱い系でのナノクラスター成長過程のVT-STM観察(担当:須藤、佐崎、山田、早川)水素終端シリコン表面を用い、有機物ペンタセンの成長過程を観察した。特に、微傾斜表面を用いてステップの影響を調べた所、ステップが著しい成長の異方性を導入し、ステップ下段方向への成長が上段方向に比べて著しく早いことが明らかになった。(3)基板との相互作用の強い系でのナノクラスター成長過程のVT-STM観察(担当:須藤)Si(111)7×7表面上のプラチナクラスターの成長過程を明らかにした。また、加熱することにより、プラチナシリサイドの形成過程、その際構成表面の構造をはじめて観察することに成功した。(4)シリコン表面の修飾(担当:山田、須藤)重水素終端Si(111)1×1を高品位で作成することに成功し、高分解能電子エネルギー損失分光器を用いて、表面フォノンを観察した。その結果、従来の理論に、系統的な"ずれ"があることを明らかにした。固体表面では個々の原子が観察可能で、例えば蒸着された原子がどのように拡散しながらクラスターなどの安定構造を形成して行くかを調べるのに適した1つの系である。特にクラスターを構成する原子がお互いに或いは表面とどのように結合して安定するかを観察すれば、配列状態、表面反応、触媒作用、デバイス的動作等を原子1個の精度で解析することが可能である。我々はSi(lll)表面において拡散によって運動するAg原子が7×7構造の長周期ポテンシャルに1個1個捕らえられながらクラスターに成長して行く様子をほぼ実時間でn=10以上まで追跡することが出来た。その結果Ag原子はn=3まではポテンシャル内に束縛されつつ、ある程度動き回る。n=4以上で運動は弱まり、拡散で移動してくる次のAg原子を取り込みながら更に大きなクラスターへと成長して行くことを初めて明らかにした。このようにして(Ag)10までの過程を追跡した。その解析から、Ag原子は、1個1個が飛び移り(Ag)nクラスターを形成すること、(Ag)nクラスターの隣のサイトにある原子は、(Ag)nに飛び移るレートが高いこと、そのレートは原子数nに依存し、nが大きくなるにつれて高い(早くなる)ことが明らかになった。