hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超微細機械加工と自己組織化を併用したナノ加工技術の確立と光学機能創出への適用

良好な転写形状が得られ、本手法で大面積の母型の作製が可能であることが示された。2ケミカルスタンプ法:母型形状をホットプレスによりプラスチック板に転写しプラスチックモールドを作製する。有機溶剤をインクとしプラスチックモールドで清浄な石英ガラス基板にスタンプし、乾燥後その上から金薄膜をスパッターコーティングする。その基板を焼鈍し熱デウェッティングによりスタンプ形状に自己組織化させる方法を検討した。またコーティングした金薄膜にボンドを塗り、乾燥後剥離することにより母型形状を作製する方法を開発した。3転写法:石英ガラス基板に微細素子形状を加工し、そこに金薄膜をコーティングした後熱デウェッティング法で微細素子形状に自己組織化させた後、フィルムに転写する方法を検討した。ガラス基板の製作効率や素子の転写効率の点で不利であることが判った。4光学特性:製作した微細金属素子の可視光領域での消散スペクトルを測定し、光学特性を評価した。作製した素子形状は可視光領域ではまだ十分な特性が示されず、素子の形状精度の向上が必要であることが判った。本研究は、石英ガラス基板上にサブμmサイズの微細金属素子を製造するための低コストで効率的な加工技術の開発を目指した。このためにまず微細切削加工実験と微細塑性加工が行える微細複合機械加工装置を開発し、また単結晶ダイヤモンド製微細型工具を開発し、その加工特性を明らかにした。さらに微細機械加工と焼鈍による自己組織化により、金属ナノドットアレイや二重ナノロッドアレイなど特異な光学特性を有する微細金属素子を作製出来ることを示した。さらに母型に加工した微細構造を熱ナノインプリント法でプラスチック膜に転写し、それを用いたケミカルスタンプ法を提案し、金属微細素子の効率的製造法の可能性を示した。本年度の目標としていた超微細加工装置の開発、微細ダイヤモンド工具の開発、焼鈍を組み合わせた自己組織化法の検討を行い、前者2つについてはほぼ完了した。また後者については、微細ロッドアレイ構造やナノドット列の開発に成功した。今後さらに効率的な方法を検討する必要があるが、ほぼ予定通り進んでいると考えている。これまでのプロセスをさらに改善し、製造の安定性、形態の精度向上を図り、高い製造効率を実現できることを示していく。さらに多様な金属素子構造を加工するための方法を検討する。作成した金属微細構造の光学特性を評価し、光メタマテリアルの実現、プラズモニックバイオセンサーへの応用、SERS基板の開発を目指した検討を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。加工学微細金属構造を大面積に効率的に作成するために、薄膜プラスチック型を用いて基板もしくは金属薄膜に規則的パターンを転写し、その後自己組織化によりそのバターンに基づく微細形態を成型する方法を検討する。具体的には、1)超微細加工装置による微細構造を有する母型の作製、2)熱ナノインプリントによる母型からプラスチック薄膜への微細構造の転写、3)プラスチック薄膜型を用いた微細構造の転写、4)金属薄膜の自己組織化による各種形態の創出、5)本加工技術を用いたプラズモニックセンサー、SERS基板など光デバイスの開発、メタマテリアルの検討を行う。
超高速生物発光測定法による高感度多項目同時検出酵素イムノアッセイの検討

発光機構が全く異なる発光タンパク質イクオリンとビオチン化ルシフェラーゼの同時検出法を構築した.イクオリンとビオチン化ルシフェラーゼ溶液をプレートの各ウェルにそれぞれ10pLずつ分注し,最初にカルシウム溶液100μLを加え,直後に1秒間の発光量を測定しイクオリンの活性を測定した.次に,ルシフェラーゼ基質液100pLを加えた2秒後の1秒間の発光量を測定し,ビオチン化ルシフェラーゼの活性を測定した.本同時測定系におけるイクオリン及びビオチン化ルシフェラーゼの最小検出感度は各々9.4×10^<-21>mol/assay及び3.6×10^<-19>mol/assayであり,日内同時再現性は2.34.4%(CV%,n=8),3.65.8%(CV%,n=8)と良好であった.さらに二つの発光タンパク質を標識に用いる二成分同時イムノアッセイを試みた.抗前立腺特異抗原(PSA)抗体と抗前立腺酸性ホスファターゼ(PAP)抗体を固相化したプレートの各ウェルに,PSA, PAP標準溶液を各々10μL,ビオチン化抗PSA抗体溶液,ジゴキシゲニン化抗PAP抗体を各々50μL加え室温で、2時間放置した.洗浄後,イクオリン標識抗ジゴキシゲニンFab抗体溶液,ストレプトアビジンービオチン化ルシフェラーゼ複合体溶液を各々50μL添加し室温で一時間反応させた.再洗浄後,上述の方法でイクオリン由来の発光とルシフェラーゼ由来の発光を測定した.なおPSAとα-フェトプロテイン(AFP)の二成分同時イムノアッセイも同様の方法で行った.PSAとPAPの二成分同時イムノアッセイでは,各々の最小検出感度は5.92×10^<-17>mol/assay(PSA),7.14×10^<-18>mol/assay(PAP)であった.PSAとAFPの二成分同時イムノアッセイでは,各々の最小検出感度は7.14×10^<-18>mol/assay(PSA),2.07×10^<-18>mol/assay(AFP)であった.これらの感度は血清試料を測定するのに適しており,得られた値は市販のキットの値と良く相関した.発光機構が全く異なる発光タンパク質イクオリンとビオチン化ルシフェラーゼの同時検出法を構築した.イクオリンとビオチン化ルシフェラーゼ溶液をプレートの各ウェルにそれぞれ10pLずつ分注し,最初にカルシウム溶液100μLを加え,直後に1秒間の発光量を測定しイクオリンの活性を測定した.次に,ルシフェラーゼ基質液100pLを加えた2秒後の1秒間の発光量を測定し,ビオチン化ルシフェラーゼの活性を測定した.本同時測定系におけるイクオリン及びビオチン化ルシフェラーゼの最小検出感度は各々9.4×10^<-21>mol/assay及び3.6×10^<-19>mol/assayであり,日内同時再現性は2.34.4%(CV%,n=8),3.65.8%(CV%,n=8)と良好であった.さらに二つの発光タンパク質を標識に用いる二成分同時イムノアッセイを試みた.抗前立腺特異抗原(PSA)抗体と抗前立腺酸性ホスファターゼ(PAP)抗体を固相化したプレートの各ウェルに,PSA, PAP標準溶液を各々10μL,ビオチン化抗PSA抗体溶液,ジゴキシゲニン化抗PAP抗体を各々50μL加え室温で、2時間放置した.洗浄後,イクオリン標識抗ジゴキシゲニンFab抗体溶液,ストレプトアビジンービオチン化ルシフェラーゼ複合体溶液を各々50μL添加し室温で一時間反応させた.再洗浄後,上述の方法でイクオリン由来の発光とルシフェラーゼ由来の発光を測定した.なおPSAとα-フェトプロテイン(AFP)の二成分同時イムノアッセイも同様の方法で行った.PSAとPAPの二成分同時イムノアッセイでは,各々の最小検出感度は5.92×10^<-17>mol/assay(PSA),7.14×10^<-18>mol/assay(PAP)であった.PSAとAFPの二成分同時イムノアッセイでは,各々の最小検出感度は7.14×10^<-18>mol/assay(PSA),2.07×10^<-18>mol/assay(AFP)であった.これらの感度は血清試料を測定するのに適しており,得られた値は市販のキットの値と良く相関した.我々は生物発光検出を利用した高感度イムノアッセイを検討してきた。生物発光法のうち、ホタルのルシフェリン-ルシフエラーゼ反応は良く知られており、ATP、Mg^<2+>、分子状酸素およびルシフェリン存在下で発光する。またオワンクラゲから単離されたイクオリンはカルシウムイオンと特異的に発光する。各々の発光反応は13秒程度でピークが認められることから短時間での測定が可能である。これら二つの発光機構は全く異なることからイクオリンとビオチン化ルシフェラーゼの同時検出法を構築した。イクオリンの発光はカルシウム溶液添加後,1秒以内で最大値を示し瞬時消失した.一方,ビオチン化ルシフェラーゼの発光は基質添加後,約1秒で最大値を示し緩徐に減少した.

従って次の様に二つの発光タンパク質の同時測定を行った.イクオリンとビオチン化ルシフェラーゼ溶液をマイクロタイタープレートの各ウェルにそれぞれ10μLずつ分注した。最初にカルシウム溶液100μLを加え、直後に1秒間の発光量を測定しイクオリンの活性を測定した。次に、ルシフェラーゼ基質液100μLを加えた2秒後の1秒間の発光量を測定し、ビオチン化ルシフェラーゼの活性を測定した。次年度は本検出法を高感度2成分同時検出生物発光イムノアッセイに応用を行う.発光機構が全く異なる発光タンパク質イクオリンとビオチン化ルシフェラーゼの同時検出法を構築した,イクオリンとビオチン化ルシフェラーゼ溶液をプレートの各ウェルにそれぞれ10μLずっ分注し,最初にカルシウム溶液100μLを加え,直後に1秒間の発光量を測定しイクオリンの活性を測定した.次に,ルシフェラーゼ基質液100μLを加えた2秒後の1秒間の発光量を測定し,ビオチン化ルシフェラーゼの活性を測定した.本同時測定系におけるイクオリン及びビオチン化ルシフェラーゼの最小検出感度は各々9.4x10^<-21>mol/assay及び3.6x10^<-19>mol/assayであり,日内同時再現性は2.34.4%(CV%,n=8),3.65.8%(CV%,n=8)と良好であった.さらに二つの発光タンパク質を標識に用いる二成分同時イムノアッセイを試みた.抗前立腺特異抗原(PSA)抗体と抗前立腺酸性ホスファターゼ(PAP)抗体を固相化したプレートの各ウェルに,PSA, PAP標準溶液を各々10μL,ビオチン化抗PSA抗体溶液,ジゴキシゲニン化抗PAP抗体を各々50μL加え室温で2時間放置した.洗浄後,イクオリン標識抗ジゴキシゲニンFab抗体溶液,ストレプトアビジン-ビオチン化ルシフェラーゼ複合体溶液を各々50μL添加し室温で一時間反応させた.再洗浄後,上述の方法でイクオリン由来の発光とルシフェラーゼ由来の発光を測定した.なおPSAとα-フェトプロテイン(AFP)の二成分同時イムノアッセイも同様の方法で行った.PSAとPAPの二成分同時イムノアッセイでは,各々の最小検出感度は5.92x10^<-17>mol/assay(PSA),7.14x10^<-18>mol/assay(PAP)であった.PSAとAFPの二成分同時イムノアッセイでは,各々の最小検出感度は7.14x10^<-18>mol/assay(PSA),2.07x10^<-18>mol/assay(AFP)であった.これらの感度は血清試料を測定するのに適しており,得られた値は市販のキットの値と良く相関した.
超分子構造に基づく導電性高分子アクチュエータ

導電性高分子アクチュエータには長期安定性が必要であり、中でも特に重要な問題である電気化学クリープ現象は、電気化学刺激を受ける事でクリープが促進されてしまう現象である.この電気化学クリープは温度、負荷により増加する事が今回の実験で明らかとなった.さらに温度変化において、高温状態ではエントロピー弾性が発現し、高分子の熱運動が電気化学刺激との相互作用で発生する現象だとわかった.さらに、伸縮運動を行う際、電気化学活性層というモデルを立てる事で、電気化学反応部と伸縮率の関係を示した.その結果膜全体の約25%が電気化学活性となる事で最大伸縮量を示す事が判った.このような結果から電気化学クリープ抑制のため、架橋分子の導入というシンプルな方法でこれらを解決することができた.架橋分子の合成には、導電性高分子アクチュエータの主鎖に使用しているピロールから架橋分子であるジピロロアルカンを新規に合成し導入する事で電気化学クリープの抑制を可能とした.しかし、架橋ポリピロールは、ジピロロアルカンにより実効共役長を減少させてしまう事となり、導電率の低下、注入電荷量の低下に伴う伸縮率の低下という問題を引き起こした.そこでポリエチレンジオキシチオフェンを主骨格にチオフェンを架橋分子としたジチエノアルカンを導入した新規架橋導電性高分子アクチュエータを開発した.ポリエチレンジオキシチオフェンのみのアクチュエータの性能はピロールを遥かにしのぐ安定性動作を示した.さらに荷重の増加による伸縮率の増大というこれまでにない新たな現象の発見にも至った.このようなポリエチレンジオキシチオフェンを使用した新規架橋導電性高分子アクチュエータは電気化学クリープの抑制はもちろん、負荷に対する伸縮率の安定動作をも可能にした.本研究により電気化学クリープ現象の特性解明さらに抑制方法と安定な導電性高分子アクチュエータの分子設計の指針を示した.当初の目的として超分子を用いた複雑な分子を設計していたが、より簡単な架橋分子を設計し導入することで本来の目的である電気化学クリープを抑制できることを見出した.さらに、電気化学的に不安定であったアクチュエータを新たな高分子主鎖をを用いることで安定化させ、これまで以上に長期運転の可能性を見出した.また、電気化学クリープ現象はこれまでほとんどその現象が把握できていなかったが、温度、荷重、活性層などを調べることでその挙動を把握することができた.以上のことにより本来の目的であることは達成し、さらに性能の良いアクチュエータの作製に成功していることから当初の計画以上に進展していると言える.導電性高分子アクチュエータには長期安定性が必要であり、中でも特に重要な問題である電気化学クリープ現象は、電気化学刺激を受ける事でクリープが促進されてしまう現象である.この電気化学クリープは温度、負荷により増加する事が今回の実験で明らかとなった.さらに温度変化において、高温状態ではエントロピー弾性が発現し、高分子の熱運動が電気化学刺激との相互作用で発生する現象だとわかった.さらに、伸縮運動を行う際、電気化学活性層というモデルを立てる事で、電気化学反応部と伸縮率の関係を示した.その結果膜全体の約25%が電気化学活性となる事で最大伸縮量を示す事が判った.このような結果から電気化学クリープ抑制のため、架橋分子の導入というシンプルな方法でこれらを解決することができた.架橋分子の合成には、導電性高分子アクチュエータの主鎖に使用しているピロールから架橋分子であるジピロロアルカンを新規に合成し導入する事で電気化学クリープの抑制を可能とした.しかし、架橋ポリピロールは、ジピロロアルカンにより実効共役長を減少させてしまう事となり、導電率の低下、注入電荷量の低下に伴う伸縮率の低下という問題を引き起こした.そこでポリエチレンジオキシチオフェンを主骨格にチオフェンを架橋分子としたジチエノアルカンを導入した新規架橋導電性高分子アクチュエータを開発した.ポリエチレンジオキシチオフェンのみのアクチュエータの性能はピロールを遥かにしのぐ安定性動作を示した.さらに荷重の増加による伸縮率の増大というこれまでにない新たな現象の発見にも至った.このようなポリエチレンジオキシチオフェンを使用した新規架橋導電性高分子アクチュエータは電気化学クリープの抑制はもちろん、負荷に対する伸縮率の安定動作をも可能にした.本研究により電気化学クリープ現象の特性解明さらに抑制方法と安定な導電性高分子アクチュエータの分子設計の指針を示した.当初の目的として超分子を用いた複雑な分子を設計していたが、より簡単な架橋分子を設計し導入することで本来の目的である電気化学クリープを抑制できることを見出した.さらに、電気化学的に不安定であったアクチュエータを新たな高分子主鎖をを用いることで安定化させ、これまで以上に長期運転の可能性を見出した.また、電気化学クリープ現象はこれまでほとんどその現象が把握できていなかったが、温度、荷重、活性層などを調べることでその挙動を把握することができた.以上のことにより本来の目的であることは達成し、さらに性能の良いアクチュエータの作製に成功していることから当初の計画以上に進展していると言える.
ヨシ根圏の微視的環境における窒素変換機構の解明

抽水植物であるヨシの根の近傍は、植物体を通して地上部からの酸素供給が行われるために微好気的に環境になっており、ここでは硝化と脱窒による窒素変換が土壌間隙水中の窒素除去に大きく寄与できるものと考えられ、公共用水域の水質保全技術のひとつとして注目されている。本研究では、ヨシ植栽により水域の栄養塩類除去を効率良く行う手法の確立を目指して、ヨシ根圏の微視的な環境における窒素変換のメカニズムについて検討を行った。ヨシ根圏には地上部からの酸素供給が行われ、土壌中の酸化還元電位(ORP)は01100mVを示し、植栽をしていない土壌中の-1700-300mVに比べて、次第に微好気的環境が形成されることが示された。植栽系では、昼間はDO消費、夜間はDOの供給がそれぞれ卓越しながらも、経日的には根圏の微好気環境が形成されることが明らかとなった。ヨシを植栽していない湛水土壌中では、有機物の分解に伴いアンモニア態窒素が蓄積するだけで窒素の低減化はほとんど期待できないが、ヨシ植栽土壌中では、植物体によるアンモニア態窒素の摂取に加えて、土壌中への酸素供給による硝化、脱窒に伴う窒素の減少が顕著に起こっていることが確認された。その際、植物体へのアンモニア態窒素の取り込みは昼間に起こること、植物活性によってもたらされる根圏の好気・嫌気条件の微妙な違いは、根圏の脱窒特性に影響を及ぼし、ひいては窒素除去特性の違いとなって現れることが示された。抽水植物であるヨシの根の近傍は、地上部からの植物体を通しての酸素の供給により微好気的に環境になっており、この微好気部分における硝化とその外側での脱窒による窒素変化が水中の窒素除去に大きく寄与できるものと考えられ、公共用水域の水質保全技術のひとつとして注目されている。本研究では、これを効率よく行うための手法の確立を目指して、ヨシ根圏の微視的な環境における窒素変換のメカニズムについて、実験やモデル解析により検討を行うことにしている。そこで、今年度は、室内実験として、ヨシを水耕状態で植栽した実験系と湖沼底質土壌に植栽した実験系を用いて、根圏の酸化還元電位が窒素変換に及ぼす影響を把握することにした。福島県いわき市にある二級河川弁天川河口域から採取したヨシの種子を発芽させて、実験カラムに水耕状態で植栽した。発芽率は70%を超えていたが、実験期間中の生育は高さが5cm以下であり、根圏へのDO供給や各態窒素濃度の実測するまでには至らなかった。しかしながら、根圏における若干のTOC濃度の増加が見られ、根近傍への有機物のわずかな供給が観測された。尚、この水耕植栽実験系は現在も継続実験中であり、ヨシの成長に合わせて実験を行う予定である。一方、富栄養湖沼である賢沼の底質土壌を実験カラムに充填し、これに発芽させたヨシを植栽した。水耕植栽系よりも栄養条件が良いために成長は早かったが、高さはまだ8cmであり根の生育も十分ではなく、土壌中のORPの分布に特徴は見られなかった。今後ヨシの成長に合わせて実験を継続する予定である。

植栽系では、昼間はDO消費、夜間はDOの供給がそれぞれ卓越しながらも、経日的には根圏の微好気環境が形成されることが明らかとなった。ヨシを植栽していない湛水土壌中では、有機物の分解に伴いアンモニア態窒素が蓄積するだけで窒素の低減化はほとんど期待できないが、ヨシ植栽土壌中では、植物体によるアンモニア態窒素の摂取に加えて、土壌中への酸素供給による硝化、脱窒に伴う窒素の減少が顕著に起こっていることが確認された。その際、植物体へのアンモニア態窒素の取り込みは昼間に起こること、植物活性によってもたらされる根圏の好気・嫌気条件の微妙な違いは、根圏の脱窒特性に影響を及ぼし、ひいては窒素除去特性の違いとなって現れることが示された。
増殖因子Neuregulinと心筋緻密層形成不全、心筋リモデリングとの関係の解明

増殖因子Neuregulinの心筋細胞での働きを解明するのが本研究の目的である。まず、Neuregulinが心筋細胞に対し、Daunorubicinにより誘導されるApoptosisを抑制することが確認された。また、この抗Apoptosis作用はPhospho lnositol-3 kinase(PI3-K)の活性化を介するものであることが証明された。さらに、Neuregulinのシグナル伝達を同じファミリーであるEpidermal Growth Factor(EGF)と比較したところ、NeuregulinはErbB-2,-4 receptorを介してMAP kinase(ERK)とPI3-Kを活性化しているのに対し、EGFはErb-1,-2 receptorを介してERKのみを活性化していた。このようにEGFファミリーのシグナル伝達にはErbB-2が重要な役割を担うことが示唆された。そこでErbB-2のKinase domeinを削除したdominant negative ErbB-2 Adenovirus vectorを作成し、ラット培養心筋細胞に感染させた。Dominant negative ErbB-2の強発現は確認されたが、ErbB-2のリン酸化は2-3割しか減弱せず、ERK、PI3-Kの活性化の減弱は認められなかった。これは心筋細胞におけるErbB-2のintrinsicな発現が大きいためと考えられたため、次にErbB-2に対するAnti-senseを心筋細胞に導入し実験を継続した。しかし、ErbB-2 anti-sense導入の心筋細胞は致死的であり、改めて心筋細胞におけるErbB-2 receptorの重要性が確認される結果となったが、実験Dataとしては満足なものではなかった。現在、ヒトの臍胎血から間葉系細胞を抽出し、5'-azathitizine処理により心筋細胞likeな細胞を誘導し、この細胞を使ってErbB-2の不活化作用のあるヒト化抗体"Herceptin"を用いて本実験を継続である。EGFとNeuregulinのレセプターであるErbレセプターの内、Erb-1、Erb-2、ErbB-4の発現がラット心筋細胞において確認された。また、ラット培養心筋細胞ではNeuregulin(20ng/ml)にてErb-2、ErbB-4のリン酸化が確認され、さらにNeuregulinによるMAP kinase(ERK)、Phospho Inositol-3 Kinase(PI3K)の活性化が確認された。一方、EGF(100ng/ml)ではErbB-1、Erb-B2のリン酸化が確認され、EGFによるERKの活性化は確認されたがPI3Kの活性化は確認されなかった。このように、これらのシグナル伝達においてErbB-2が重要な役割を担っていることが示唆されたため、dominant negative ErbB-2アデノウィルスベクターを作成した。現在このdominant negative ErbB-2アデノウィルスベクターを用いてEGF、Neuregulinによるシグナルがどのように変化するかを確認中である。増殖因子Neuregulinの心筋細胞における働きを解明し、Neuregulinが先天性心疾患である心筋緻密層形成不全や心筋梗塞後の心筋リモデリングに際してどのように関わっているのかを解明するのが本研究の目的である。昨年度は、Neuregulinのラット培養心筋細胞における働きとシグナル伝達を、Epidermal Growth Factorと比較して検討した。その結果、NeuregulinのErbB-2 receptorがNeuregulinのシグナル伝達に重要であることが判明したため、本年度はErbB-2 receptorのkinase domainを削除したdominant negative ErbB-2 receptorを作成し、Adenovirus vectorに組み入れ、ラット心筋細胞に感染させた。

その結果、dominant negative ErbB-2の強発現は確認されたものの、Neuregulinの刺激によるErbB-2 receptorphosphorylationは23割程度しか減弱せず、NeuregulinによるMAP kinase、Phospho Inositol-3 kinaseの活性化の変化も認められなかった。これは心筋細胞におけるErbB-2のintrinsicな発現がとても大きいためと考えられたため、次にErbB-2に対するAnti-senseを心筋細胞に導入し実験を継続した。しかし、ErbB-2の発現は心筋細胞にとってかなり重要な意味があるらしく、ErbB-2 anti-sense導入の心筋細胞は致死的であり、実験に耐えられなかった。改めて心筋細胞におけるErbB-2 receptorの重要性が確認される結果となったが、実験Dataとしては満足なものではなかった。現在、ヒトの臍胎血から間葉系細胞を抽出し、5'-aza処理により心筋細胞likeな細胞を誘導し、この細胞を使ってErbB-2の不活化作用のあるヒト化抗体"Herceptin"を用いて本実験の継続ができないか検討中である。
電解水を用いた電子・電気材料の超精密洗浄

本研究は,環境および人体に悪影響を与えない希薄電解質塩溶液の電解水を電子・電気材料の表面洗浄に応用することを目的としている.まず,電解還元水のシリコン材表面に与えている影響,シリコンウエハの超精密洗浄および研磨における基本特性を解明した.つぎに,電解酸化水のCu, Ni, Alおよびその合金の表面に及ぼす影響,これらの純金属の表面に対するエッチング,酸化皮膜除去などについて検討した.本研究によって,電解水は,充分に電子・電気材料の表面洗浄に応用できることを明らかにした.本研究は,環境および人体に悪影響を与えない希薄電解質塩溶液の電解水を電子・電気材料の表面洗浄に応用することを目的としている.まず,電解還元水のシリコン材表面に与えている影響,シリコンウエハの超精密洗浄および研磨における基本特性を解明した.つぎに,電解酸化水のCu, Ni, Alおよびその合金の表面に及ぼす影響,これらの純金属の表面に対するエッチング,酸化皮膜除去などについて検討した.本研究によって,電解水は,充分に電子・電気材料の表面洗浄に応用できることを明らかにした.平成17年度においては,希薄NaCl電解水の特性および洗浄性能について,実験的検討を行ってきた,主な成果は次のとおりである.2.電解還元水は生成してから約23時間が経つと,pHおよびイオン濃度が変化しないが,ORPがゼロの収束する.電解酸化水の特性値は三日間以上保つことが可能である.3.電解酸化水と電解還元水を合わせて,約2時間置くと,中性の溶液になる.4.シリコンウエハーに及ぼす影響について,電解還元水は,同様のpH値を持つNaOH溶液より5倍以上のエッチングレートを有する.電解酸化水は,純水と同様にシリコンウエハーに対してエッチング能力がない.5.電解還元水は,研磨直後のシリコンウエハー上の微粒子除去洗浄に応用でき,その洗浄能力は現状の化学薬液と同様である.電解酸化水および電解還元水はイオン残渣除去洗浄に応用でき,その洗浄能力は現状の化学薬液よりも高い.特に金属イオン残渣について現状の薬液の510倍以上になっている.6.電解酸化水は配線工程後のデバイス洗浄にも応用できる可能性がある.平成18年度において,アンモニウム系の電解水の特性およびシリコンウエハーに及ぼす影響について,実験的な検討を行うと同時に,工業用純ニッケル材,無酸素銅材の表面に及ぼす電解水の影響,電解還元水を用いたシリコンウエハーの研磨についても実験を行ってきた.主な成果は次のとおりである.I.アンモニウム系の電解水によるシリコンウエハーの洗浄について2.シリコンウエハーの表面に対するエッチングレートについて,アンモニウム系電解還元水はNaCl電解還元水より小さいが,一定の大きさとなっている.また,NaCl電解還元水と比べ,同様な微粒子除去能力がある.3.オージェ分析結果より,5分程度の浸漬では,アンモニウム系の電解水はシリコンウエハーの表面に悪影響を与えない.II.ニッケル材・無酸素銅材表面に及ぼすNaCl電解水の影響1.電解還元水はニッケル材および無酸素銅材の表面に影響を一切与えないが,電解酸化水はこれらの材料に対して強いエッチング能力がある.そのエッチングレートは同pH値のHCl溶液より大きくなっている.2.電解酸化水および電解還元水は,これらの材料表面の脱脂洗浄に応用することが可能である.1.研磨スラリーの替りに,電解還元水を用いて,シリコンウエハーを研磨することが可能である.研磨レートはスラリーの半分であるが,研磨パッドの目詰まりおよび研磨面の性質(表面粗さ)においては,研磨スラリーよりよい.平成19年度において,配線後のデバイス上の金属イオン残渣除去洗浄を目的として,電解酸化水は主に銅材に対するエッチング性能の解明を行った.また,昨年度の補足研究として,KC1電解還元水がシリコンウエハーに対するエッチング性能について引き続き実験的な検討を行った.さらに,電解還元水はPolycrystalline siliconの表面に対するエッチング性能について検討を行ってきた。主な成果は次のとおりである.I.配線後のデバイスの洗浄について(1)電解酸化水(NaC1, Na_2SO_4)は無酸素銅材の表面に対するエッチング速度が同pHを有するHC1, H_2SO_4溶液の2倍以上で高くなっている.(2)電解酸化水はエポキシ基材およびシリコン材の表面に影響を一切与えない.よって,電解酸化水はデバイスおよびプリント基板の表面洗浄に応用できると判断した.(3) NaClおよびNa_2SO_4の電解水の経時変化を明らかにした.KCI電解還元水はNaC1電解還元水と比べ,シリコンウエハーに対するエッチング速度が高い.この結果は電解還元水を研磨スラリーの替わりにシリコンウエハーの研磨工程に応用して,実証した.III.ディスプレイ用のPolycrystalline siliconについて現在,まだ検討中ですが,使用できる見込みがある.特許の出願作業中.平成20年度において,主に金属イオン残渣除去,および電子・電気材料の表面酸化皮膜除去を目的として,リードフレーム用銅合金および,Fe-42wt%Ni合金,純鉄材,純ニッケル材などの表面に与える電解水の影響の解明について実験的な検討を行った.主な成果は次の通りである.(2)検討結果:電解還元水はこれらの合金の表面に影響を一切与えない.電解酸化水は,HCl溶液と比べ,これらの合金に対して,2倍以上の高いエッチング能力がある.また,電解酸化水は,銅合金表面の酸化皮膜除去に応用できるが,Cu-2.3wt%Fe合金の場合,処理時間が長くなると,電解酸化水中の溶存酸素が合金表面層に拡散してしまう可能性がある.(1)検討内容:NaCl

電解水がFe-42wt%Ni合金表面に及ぼす影響の解明と,エッチング性能の有無(2)検討結果:電解還元水は42材の表面洗浄に応用でき,電解酸化水はHCl溶液と比べ,42材に対して高いエッチング性能がある.また,処理時間を最適化にすれば,42材の表面酸化皮膜を除去できる.
インターネットを活用した環境教育のデータベース化

本研究は、インターネットを活用して、学校教育・社会教育で開発された教育方法や教材のデータベース化と検索システムの基礎を築くことを目的とした研究である。まず、インターネットを活用した環境教育活動や環境教育のネットワーク状況を日本とアメリカを中心に見直し、そこから得られる課題と教訓を整理した。とくに、日本でも進められているグローブ計画とアメリカで構築されているEE-Linkを検討した。そこから得られた教訓を下に、環境教育のデータベース化の基本コンセプトを設定し、データベースを試行し、その基礎を築いた。つまり、教育者が自分自身で実施した教育実践をWWW上でデータを送信すると同時に別途、画像データを送信し、それをデータベース化し、WWW上で誰でも検索が可能となるシステムの構築を目指し、その基礎を検討した。まず、データベースの登録を行う際のアイテムを決定し、データベース・インプット画面と同じ調査用紙を作成した。その調査用紙を環境教育先進学校に送付し、データベースインプットを想定しながら記載を求めた結果、77の小・中学校から回答を得た。総合学習、長期的学習の教育実践については、アイテムの変更やフォーマットの変更が必要であるとの課題も認められたが、基本的には今回作成したアイテムとフォーマットで可能であると結論づけた。そこで、そのアイテムを下に、WWW上でのデータの登録、データ一覧、データ検索が可能となるシステムを作成し、その作動を確かめた結果、いくつかの課題は残されているものの、環境教育のデータベース化と検索システムの基礎は作成できた。1)パーソナルコンピュータとワークステーションを接続し、地球環境のための環境教育プログラムであるグローブ計画を活用しながら、画像の送受信を試み、教材のデータベース化におけるネットワークの在り方や方法の基礎を検討した。画像の送受信はスムーズに行なわれたと同時に、各都道府県の教育委員会または教育センターをデータ送信の地域のキ-ステーションに位置付けることでこの画像の送信が可能であると判断された。また、データベースのセキュリティを確保する手段が必要であることも理解された。2)学校教育関係の環境教育のデータベース化における基本的指針を得るために、またデータベースのためのカテゴリー分類を目的に、環境教育を先進的に行なっている学校にアンケート調査を行ない教材をはじめとした教育方法を調査した。アンケートを送付した学校は、小学校、中学校の約320校であり、回収は80校であった。アンケートを検討した結果、カテゴリー分類には、(1)教科、(2)学齢、(3)実施フィールド、(4)総合か、または単教科、(5)実践期間、などのカテゴリーに分類できると判断され、WWW上で検索システムを構築する際はこのカテゴリーを活用した検索システムとなることが予想された。3)社会教育関係の環境教育データベース化のために、学校教育と同様にデータベースのカテゴリー分類のための調査依頼先を整理した。

そこで、そのアイテムを下に、WWW上でのデータの登録、データ一覧、データ検索が可能となるシステムを作成し、その作動を確かめた結果、いくつかの課題は残されているものの、環境教育のデータベース化と検索システムの基礎は作成できた。
全身麻酔薬作用機序における分子生物学的検討

他の遺伝子発現を調整する機能を持つmicroRNA(miRNA)が全身麻酔の種類に伴って如何に発現し、あるいは影響されるかを全身重要臓器において測定比較し、従来測定してきた全身麻酔に伴う体内遺伝子発現ならびにタンパク発現変動や代謝産物変動とどう関連するか、また、種々の臓器障害時における麻酔薬の種類による相違を分子生物学的に検討した。脳発達期における麻酔薬曝露、全身性炎症反応、臓器虚血再潅流等の状態における検討、血液と筋組織内miRNA変動の関連付けから、全身麻酔の機序解明におけるmiRNA発現変動ならびに臓器障害時における全身麻酔薬のmiRNA発現変動に及ぼす影響の基本的データを示した。microRNA(miRNA)が全身麻酔の種類によって如何に発現し、または影響を受けるかを種々の状況下で観察し、従来の体内遺伝子発現変動との関連を検討するため、まず前頭前野、海馬、視交叉上核等の中枢神経系ならびに、肝臓および肺にmiRNA発現の確認と麻酔による発現変化を確認した。次に発展研究として、主に3つの研究から成果を得た。1)脳発達期におけるセボフルランの影響を検討するため、幼若期ラットにセボフルラン麻酔を施行すると、成長後の不安増強様行動が惹起され、その機序にmo-miR-632等のmiRNA発現変動が関与する可能性が示唆された。2)全身性炎症反応時の麻酔薬による影響を検討するために、ラットにlipopolysaccharide(LPS)を投与し、肺障害の程度と麻酔による肺保護効果を調べた。LPS投与により呼吸機能は障害され、miR-155やmiR-let7i等のmiRNA発現が変動し、セボフルラン麻酔により、miRNA変動が調整され、肺保護効果が示された。3)臓器虚血による障害に及ぼす麻酔の影響を検討するために、ラット肝臓の虚血再潅流モデルを作成し、虚血プレコンディショニング(IPC)と麻酔プレコンディショニング(APC)による影響を比較した。虚血再潅流障害により肝機能障害が惹起され、多くのmiRNAが変動したが、IPCおよびAPCは肝保護効果とともに、虚血保護に働くとされる共通のmiRNAの調整を示し、IPCと同様の機序による麻酔薬のmiRNAを介した肝保護効果が示唆された。いずれの結果も麻酔薬によるmiRNA調整と、種々の生体侵襲時の麻酔薬による臓器保護効果について新知見を与えた。各臓器におけるmiRNA発現を測定でき、麻酔薬による影響が検討できた。麻酔薬の違いによる各臓器内発現のmiRNA定量を計画していたが、28年度以降に予定していた脳発達に及ぼす麻酔薬の影響、全身性反応時の麻酔薬の影響および、虚血再潅流障害時の麻酔薬の影響に関する研究が順調に進んだため、こちらを優先し、新知見が得られた。27年度当初の計画については、28年度に順調に実行されると考えられる。microRNA(miRNA)が全身麻酔の種類によっていかに発現にし、あるいは影響されるかを全身重要臓器において包括的に測定・比較し、従来測定してきた体内遺伝子発現(messenger RNA: mRNA)との関連を検討してきた。初年度に2年度以降に計画していた5つの研究のうち、1全身性炎症反応時の麻酔薬の影響と体内遺伝子発現、2脳発達に及ぼす麻酔薬の影響とmiRNA発言の関連検討、虚血再潅流障害時の麻酔薬とmiRNA発現の関連検討という3課題の結果が得られたため、さらにこの詳細について初年度計画のさらなる改善を試みた。本年度は、特に中枢神経系の視交叉上核(SCN)における日内変動リズム遺伝子であるPer2遺伝子発現と麻酔薬の関連を調べ、相互の遺伝子発現変動の関連性を検討するための基礎的研究を行った。主な結果として、1mouse脳を用いた研究により、吸入麻酔薬によるPer2発現抑制効果は、SCN内の全ての領域に及び、Per2転写に関わるCLOCKのプロモータへの結合活性を低下させ、その効果にGABA受容体が重要な役割を示している、2視交叉上核における日内変動遺伝子発現に及ぼす麻酔作用の分子的メカニズムを詳細に検討するために、均一で大量の細胞を提供できるcell lineを用いたin vitroでの実験系を確立した。培養細胞に対して麻酔効果を得るためには、細胞が神経細胞用の特性を持つことが必要であることを示しGT1-7:6D3を用いた実験系が麻酔薬の効果を検討できる系として確立できた。初年度に2年度以降に計画していた5つの研究のうち、1全身性炎症反応時の麻酔薬の影響と体内遺伝子発現、2脳発達に及ぼす麻酔薬の影響とmiRNA発言の関連検討、虚血再潅流障害時の麻酔薬とmiRNA発現の関連検討という3課題の結果が得られた。そのため、2年目にあたる本年度は、初年度に計画していた各種麻酔薬による全身麻酔に機序における体内遺伝子発現変動の関連を詳細に検討するため、麻酔薬による日内変動変化と日内変動遺伝子の発現について関連づけた検討を行い、また、より詳細な分子生物学的検討を行うための、cell lineを用いた麻酔機序解明の実験系を確立できたことは、最終年度の研究につながる。microRNA (miRNA)が全身麻酔薬の違いによっていかに発現し、あるいは影響されるかを全身重要臓器において包括的に測定・比較検討し、従来測定してきた体内遺伝子発現( messenger RNA: mRNA)との関連を検討してきた。初年度および2年度の研究において、1幼若期の全身麻酔が成長後の不安増強様行動を惹起する、2全身性炎症反応時に全身麻酔が肺保護作用を示す、3臓器虚血時に全身麻酔が再潅流

障害保護効果を示す、4全身麻酔が日内変動リズムを変化させることに、miRNAの発現変動が関連することの結果を得られた。これらの結果をもとに、2年度以降に計画した研究として、本年度は麻酔薬自身および虚血再潅流時のmiRNA発現変動と惹起される全身効果への機序について2つの実験系を用いて詳細に検討した。主な結果として、1腎虚血再潅流障害モデルにおいて、麻酔プレコンディショニングは虚血プレコンディショニングと同様な保護効果を示すが、異なるmiRNA発現にも関わらず同一のPTEN-PI3K-Akt pathwayをターゲットとして効果を示すことが示唆された。2プロポフォールとセボフルラン麻酔による血液および筋組織に於けるmiRNA発現を比較検討することにより、臨床における血液中のmiRNA測定が役立つことに加え、プロポフォール症候群の機序の一因として、筋特異性miRNA発現の差を示唆する所見を得た。他の遺伝子発現を調整する機能を持つmicroRNA(miRNA)が全身麻酔の種類に伴って如何に発現し、あるいは影響されるかを全身重要臓器において測定比較し、従来測定してきた全身麻酔に伴う体内遺伝子発現ならびにタンパク発現変動や代謝産物変動とどう関連するか、また、種々の臓器障害時における麻酔薬の種類による相違を分子生物学的に検討した。脳発達期における麻酔薬曝露、全身性炎症反応、臓器虚血再潅流等の状態における検討、血液と筋組織内miRNA変動の関連付けから、全身麻酔の機序解明におけるmiRNA発現変動ならびに臓器障害時における全身麻酔薬のmiRNA発現変動に及ぼす影響の基本的データを示した。28年度以降は、まず27年度当初に計画していた麻酔薬の相違による各種臓器おけるmiRNA発現変動の相違を検討する。ついで28年度に先行した研究により得られた知見、すなわち、中枢神経系発達時期における影響、全身性炎症反応時における影響、虚血再潅流障害時における影響について、麻酔薬の相違による影響の違いを比較検討する。また、血中miRNA測定と各臓器miRNA発現を比較検討し、臨床応用に向けた準備を行う。本年度の研究結果、すなわちcell lineを用いた実験系を基に、日内変動遺伝子発現と麻酔薬の効果を関連づけ、発現変動機序のより詳細な検討と、miRNAが従来のmRNA発現といかに関連するかを検討する。また、麻酔薬によるmiRNA発現の変動を臨床応用するために、血液サンプルと筋組織を用いて、筋組織特異性miRNA変動が骨格筋および肝臓において、麻酔薬によりいかに影響されるかを測定し、プロポフォール症候群との関連性も含めて検討する。麻酔科学
コンビケム・ライブラリーによる抗酸化性モチーフの分子設計と食品タンパク質への応用

AAX,AXA,XAAのAにHisまたはTyrを固定し,Xには化学的特性でグループ分けしたアミノ酸残基を導入したトリペプチドと,Leu-(His/Trp)-A,Pro-(His/Trp)-A,Arg-(His/Trp)-AのAに各種のアミノ酸残基を導入したトリペプチドのライブラリーを作成した。また,N末端にLeu,Pro,Arg,中央部にHisあるいはTrp,そしてC末端部に18種のアミノ酸を配置した108種のトリペプチドからなるライブラリーを構築した。これらのペプチドライブラリーのリノール酸の自動酸化に対する抗酸化性とラジカル消去作用,窒素酸化物ラジカルの消去作用をスクリーニングし,構造活性相関及びフェノール系抗酸化剤どの相乗作用を明らかにした。これらの知見を基にペプチドのハイブリッド型抗酸化剤をデザインした。このラジカル消去作用をABTS法で測定し,水溶性トコフェロールTroloxにまさる活性を持つことを明らかにした。ヒスチジンを含むジペプチドの抗酸化特性を,ウサギ赤血球,ハムスター由来の培養細胞株及びラットを用いて確認した。抗酸化ペプチドを経口投与したラットにおいて,投与45分後に血液中の抗酸化ペプチドは最大値を示した。ビタミンB2欠乏食で酸化ストレスを与えたラットに,抗酸化ペプチドを添加した餌を与えることにより,肝臓における過酸化脂質消去酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼの活性が増加した。また,抗酸化ペプチドの腸管からの吸収量は,ラットに少量の大豆レクチンを摂取させることにより向上した。AAX,AXA,XAAのAにHisまたはTyrを個定し,Xには化学的特性でグループ分けしたアミノ酸残基を導入しだトリペプチドと,Leu-(His/Trp)-A,Pro-(His/Trp)-A,Arg-(His/Trp)-AのAに各種のアミノ酸残基を導入したトリペプチドのライブラリーを作成した。ロダン鉄法でリノール酸自動酸化における抗酸化活性をスクリーニングした結果から,Tyr-(His,Lys,Arg)-Tyrを選抜し,サブライブラリーからTyr-His-Tyrが最も強い活性を持つことを明らかにした。このトリペプチドライブラリーは,フリーラジカル捕捉型抗酸化剤に対して大きな相乗効果を示した。C末端にHisを持つトリペプチドでは,Hisを他のアミノ酸に置換しても活性に変化はみられず,また,N末端のProをLeuまたArgに換えても活性に大きな変化はみられなかった。しかし,中心のHisをTrpに換えると抗酸化活性が大きく減少した。ABTSのラジカルカチオン消去活性では,C末端にTrp及びTyrを持ったトリペプチドが強い活性を示した。一方,窒素酸化物ラジカルの消去作用においては,システイン残基を含むトリペプチドに活性がみられ,CYYとYYCの作用はYCYより強かった。大豆タンパク質および卵白アルブミンのペプシン消化物にも活性があった。N末端にロイシン,プロリン,アルギニン,中央部にヒスチジンあるいはトリプトファン,そしてC末端部に18種のアミノ酸を配置した108種のトリペプチドからなるライブラリーを構築した。このペプチドライブラリーのリノール酸の自動酸化に対する抗酸化性とラジカル消去作用をスクリーニングした。リノール酸の自動酸化に対しては,中央にヒスチジンを持ったトリペプチドが強い活性を示した。一方,ラジカル消去作用では,C末端部がトリプトファン及びチロシンであるトリペプチドが強い活性を示した。抗酸化ぺプチドとフェノール系抗酸化剤との相乗作用を基礎に,両者を併せ持つハイブリッド型抗酸化剤をデザインした。すなわち没食子酸またはサリチル酸のカルボキシル基とヒスチジンペプチドのアミノ基の縮合によって調製したハイブリッド型抗酸化剤のラジカル消去作用をABTS法で測定し,水溶性トコフェロールTroloxにまさる活性を持つことを明らかにした。

ビタミンB2欠乏食で酸化ストレスを与えたラットに,抗酸化ペプチドを添加した餌を与えることにより,肝臓における過酸化脂質消去酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼの活性が増加した。また,抗酸化ペプチドの腸管からの吸収量は,ラットに少量の大豆レクチンを摂取させることにより向上がみられた。
震源の移動現象から見た日本列島の地殻流体分布

本研究課題では地震発生に与える地殻流体の役割を理解するため群発地震活動に焦点を当てその詳細な活動様式を調べた.箱根火山において発生する群発地震活動について、b値、応力降下量、メカニズム解の時間変化及び地震活動域及びその周辺の地殻構造を推定した結果、火山深部のマグマから生じた熱水が群発地震発生に深く関与していることが明らかになった.さらに日本列島規模で地殻流体の分布域を把握する目的で、震源移動現象を有する地震活動の検出を行ったところ、活火山周辺やプレート境界直上で類似した地震活動が検出された。本研究課題の主要な目的である、震源の移動現象に基づき地殻内の流体分布を明らかにすることを実施するため、本年度は地殻流体との関係が指摘される震源移動を有する地震活動を客観的かつ自動的に検出できるための手法の開発を行った。この手法は、「地震活動のクラスタリング」、「移動現象の同定及び移動速度の推定」、「移動現象の有意性の評価」というフローから構成され、地震カタログから震源移動現象を示す地震活動の抽出を行うものである。開発した手法を、2015年箱根火山の群発地震活動の震源カタログに適用し、その中からいくつかの震源移動現象を検出することができ、手法の有用性が示された。得られた震源の移動様式は放物線近似でき、またその拡散係数Dは120m2/secとなった。これらの結果は、過去に箱根地域で観測された結果(Yukutake et al., 2011)と調和的であり、群発地震発生と地殻流体拡散との関係を示唆するものである。また、カタログに記載されていない地震を再検出するため、基準となる雛形地震を用い連続波形記録と波形相関をとるマッチドフィルター法(例えば、Peng and Zhao, 2009)の整備を行った。また、本年度は箱根火山周辺部に設置された稠密な地震観測網のデータから、3次元地震波速度トモグラフィー解析を行い、火山内部の高分解能な速度構造モデルを得た。その結果、群発地震発生域において深部のマグマ起源の地殻流体が存在することを明らかにし、震源の移動現象と地殻流体との関係がより明確となった。震源移動現象の検出ツールの開発が概ね順調に行えたため。本研究課題の主要な目的である、震源の移動現象に基づき地殻内の流体分布を明らかにすることを実施するため、昨年度に開発した震源移動現象を客観的かつ自動的に検出する手法の妥当性の検証及び改良を進めた。検証には箱根火山の震源カタログを用いて、現存する問題点についての洗い出しを行った。火山性流体と火山深部で発生する深部低周波地震活動との関連性についても調査を行い、マッチドフィルター法(例えば、Peng and Zhao, 2009)を用いて箱根火山における深部低周波地震カタログの再整備を行った。その結果、深部低周波地震活動と火山深部の膨張や火山構造性地震の活発化時期に相関がみられることを明らかにした。深部低周波地震が地殻内の火山性流体の移動に密接に関連している可能性があり、今後さらに検証を進めていく予定である。2015年箱根水蒸気噴火時に発生した火山性微動についても解析を進め、その発生源は噴火口近傍のごく浅部に推定された。火山性微動が地殻内の非常に浅い場所に地殻流体が貫入してきた際に、励起される現象であることを明らかにした。さらに、箱根火山内における地震観測点の連続波形記録を用いて、地震波干渉法により火山内部の地殻構造の時間変化を推定した。その結果、活発な群発地震活動が起きる期間では有意な地震波速度の低下が起きていたことを明らかにし、群発地震活動と地殻流体及びそれに伴う地殻内での歪変化との関係が明確となった。日本列島規模での地震活動への適用はやや遅れているものの、箱根火山における地殻流体と地震発生との関係については多方面から詳細な検討を進めるととができたので、概ね順調に進展と判断した。地震活動特性に基づき地殻流体分布を明らかにすることを目的とし、震源移動を示す地震活動を日本列島全域で検出し、周辺地殻構造や深部低周波地震との関係性についても調査を行った。最初に拡散的な震源移動を示す地震活動を客観的に検出する手法開発を行い、箱根火山震源カタログに適用しいくつかの震源移動現象を検出することができた。推定された拡散係数Dは120m2/secであり、過去に同地域で観測された結果(Yukutake et al., 2011)と調和的な結果となった。さらに、小規模水蒸気噴火が発生した2015年は過去と比較して大きな拡散係数が推定され、火山活動活発化に伴う地殻流体の圧力増加や粘性低下などの何らかの時間変化を反映していることが示唆された。震源移動現象と地殻流体との関係を検証するため、地震波速度トモグラフィー解析を行い群発地震発生域において地殻流体の存在を示す速度異常域を検出することができた。箱根火山深部で発生する深部低周波地震についてマッチドフィルター法を用いて深部低周波地震カタログの再整備を行った結果、深部低周波地震活動と火山深部の膨張や浅部地震活動の活発化時期に相関があることが明らかになった。この結果から深部低周波地震は地殻深部から浅部への流体供給仮定を反映している可能性が示唆された。

最終年度は、日本全国域の地震活動を対象にして、Yano et al. (2017)により決定された震源カタログを上記の手法に適用し、拡散的な震源移動を有する地震活動の検出を行った。その結果、火山フロントを中心に地震活動が多数検出された。こうした領域には高圧流体が存在し、地震活動は流体挙動に影響されたことが示唆される。本研究課題により列島規模で震源移動現象を検出できたとともに、多方面からの解析を通して地殻流体と地震活動との関係の理解が進んだことは学術的に大きな意義がある。本研究課題では地震発生に与える地殻流体の役割を理解するため群発地震活動に焦点を当てその詳細な活動様式を調べた.箱根火山において発生する群発地震活動について、b値、応力降下量、メカニズム解の時間変化及び地震活動域及びその周辺の地殻構造を推定した結果、火山深部のマグマから生じた熱水が群発地震発生に深く関与していることが明らかになった.さらに日本列島規模で地殻流体の分布域を把握する目的で、震源移動現象を有する地震活動の検出を行ったところ、活火山周辺やプレート境界直上で類似した地震活動が検出された。開発された手法をもとに、箱根火山での過去20年間の地震活動についての震源移動現象の検出を行い、火山活動との関係性について議論する。さらに、気象庁一元化カタログをもとに日本列島規模での震源移動現象を有する地震活動の検出を試みる。箱根火山での地震活動について、震源移動速度の時間変化等について詳細に調査する。また深部低周波地震や火山性微動と地殻流体との関係性について、地震活動の時間変化や地殻変動との関係などから議論を進める。研究を始めた当初は通常の地震にのみ着目し、地殻流体との関係を議論する予定であったが、箱根火山でのこれまでの研究成果を通して、地殻内の流体移動はその場の温度圧力などの条件により、通常の地震ではなく低周波地震や微動という現象で観測される可能性が明らかになった。今後は、こうした特殊な地震活動についても対象を広げ、流体分布についての調査を進める。また、通常の地震活動における震源の移動現象に関する解析を他地域にも適用し、地震発生と地殻流体との関係についてさらに議論を深める。地震学使用物品が予定より安く購入できたため。参加予定していた学会が他の業務との関係で参加できなくなったため。学会や研究集会への旅費、データ保存用の記憶媒体及び論文出版料として使用する予定。学会や研究集会への旅費、論文出版料として使用する予定。