hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
絶縁膜/窒化物半導体界面の評価・制御とトランジスタ応用への基礎的研究

また、AlTiO薄膜の禁制帯幅はAl/Ti組成比に依存し、原料溶液中のAl/Ti組成比の制御によるAlTiO薄膜の禁制帯幅の制御に成功をした。ミストCVD法以外に、現在、GaN系ゲート絶縁膜堆積手法として最も広く用いられている原子層堆積法(ALD)によるAl2O3薄膜形成も行ない、Al2O3/AlGaN界面の評価、及びトランジスタの試作と評価を行なった。ALD法により形成したAl2O3薄膜においては、堆積後に電気的+熱的処理を行うことで、良好なAl2O3/AlGaN界面特性が得られ、この処理を用い作製したトランジスタは極めて有望な特性であった。絶縁ゲート構造を有するAlGaN/GaN高電子移動度トランジスタ(AlGaN/GaN MIS HEMT)の、しきい値変動などの動作安定性・信頼性に係わる問題を解決するため、絶縁膜/AlGaN界面の界面準位密度の特性評価をおこない、AlGaN/GaN MIS HEMTをパワーデバイスへと応用する上で重要な知見を得た.容量ー電圧特性の実験結果および理論的考察をもとに解析し、しきい値電圧変動は絶縁膜/AlGaN界面の界面準位に依存することが示唆された。また低ダメージの絶縁膜形成手法として有望なミスト化学気相成長法により、チタン酸アルミニウム薄膜を成膜することに成功した。主として、良好な界面形成プロセスの開発に取り組む。絶縁膜は大気圧中で溶液を原料とする、比較的に低コストであるミスト化学気相成長(ミストCVD)法により堆積する。様々な条件で絶縁膜を堆積した試料に対し、X線光電子分光法などによる化学分析、透過型電子顕微鏡観察による構造評価、容量ー電圧(CーV)・電流ー電圧特性による電気的評価、並びにCーV特性の数値計算結果との比較により、絶縁膜堆積条件と絶縁膜の特性、及び絶縁膜/AlGaN界面の特性の相関を明らかにする。これらの評価結果を絶縁膜堆積プロセス条件へフィードバックをすることにより、ミストCVD法による良好な界面形成手法を開拓する。平成29年度は研究期間の最終年度となるため、AlGaN/GaN MIS HEMTの動作信頼性に直結する研究項目を重点的に実施する。具体的には前年度までに得られた知見を基盤とし、AlGaN表面への前処理+絶縁膜堆積後の後処理を組み合わせ、界面準位密度の制御された絶縁ゲート構造作製プロセスを確立する。半導体デバイス工学当初はハロゲン光源装置代として予算を計上していたが、今年度途中での所属研究機関の変更に伴い、本研究で必須のLCRメータの購入が必要となったため、若干の次年度使用額が生じた。AlGaN/GaN基板代および電極用金属代として計上していた予算の一部について、効率的に研究が進んだため予定より使用額が少なかった。研究の進展にあわせて効果的に使用することが望ましいと判断し、次年度使用額が生じた。光源装置は現所属機関に現有しているため、大幅な使用計画の変更はない。ミストCVD法による絶縁膜堆積条件の最適化に、今後、多数必要になると思われるSi基板の購入に次年度使用額を充てる計画である。研究の進展にあわせて必要となったSi基板、及びミスト溶液の購入に充てる計画である。
十字架型DNAを介した染色体転座の発生メカニズムの解明

ヒト染色体転座t(11;22)(q23;q11)は、現在までに知られている中での、唯一の反復性非ロバートソン転座である。本研究代表者はすでにt(11;22)の11番、22番両染色体の切断点にはpalindromic AT rich repeat(PATRR)と呼ばれるAT含量の多い回文配列が存在することを報告し、それが生理的な条件で十字架構造DNAの立体構造をとるためゲノムが不安定になることが本染色体転座の原因であることを提唱している。また、代表者は、健常人から得た精子を材料として転座特異的PCRを用いた実験によって、ヒト生殖細胞において新生t(11;22)が高頻度に存在することを報告した。同時に、健常人のリンパ球や線維芽細胞ではPCRが陰性で、この転座が減数分裂相同組換えのエラーであると考えている。PATRRのPCR、クローン化、シークエンシングは困難を極めるが、本研究では、それを工夫して至適化することに成功した。そして17番染色体上のNF1遺伝子内のPATRRの詳細な塩基配列解析をおこない、ヒトで多くの多型が存在すること、霊長類でよく保存されていること、また、ある種の多型が染色体転座発生に密接に関与していることを証明した。またさらに、t(11;22)転座の11番染色体側切断点にあるPATRRの多型を詳細に解析した。そして、精子での新生転座の発生頻度が、この多型によって変化し、完全型対称型PATRRで発生頻度が高く、中心部近傍を欠失した短い非対称型PATRRでは頻度が低いことを報告した。ヒト染色体転座t(11;22)(q23;q11)は、現在までに知られている中での、唯一の反復性非Robertsonian転座である。本研究代表者はすでにt(11;22)の11番染色体側の切断点をクローン化し、切断点にはpalindromic AT rich repeat (PATRR)と呼ばれるAT含量の多い回文配列が存在することを報告し、それが生理的な条件で十字架構造DNAの立体構造をとるためゲノムが不安定になることが本染色体転座の原因であることを提唱している。同時に、健常人のリンパ球や線維芽細胞ではPCRが陰性で、この転座が減数分裂時においてのみ発生することを証明し、報告した。本年度の研究では、すでにクローン化した11番染色体のPATRRが、in vitroで十字架型の立体構造をとりやすいことを、2次元ゲル電気泳動、ヌクレアーゼ感受性試験、抗十字架型DNA抗体を用いたゲルシフト法を用いて証明し、また、原子間力顕微鏡を利用して直接十字架型構造を可視化することに成功した。また、PATRRの塩基配列の解析は困難を極めるが、工夫して至適化することに成功した。そして前年度に発見した17番染色体上のNF1遺伝子内のPATRRの詳細な塩基配列解析をおこない、このPATRRが霊長類で保存されていること、また、ある種のPATRRの多型が染色体転座発生に密接に関与していることを証明した(論文投稿中)。

本研究代表者はすでにt(11;22)の11番、22番両染色体の切断点にはpalindromic AT rich repeat(PATRR)と呼ばれるAT含量の多い回文配列が存在することを報告し、それが生理的な条件で十字架構造DNAの立体構造をとるためゲノムが不安定になることが本染色体転座の原因であることを提唱している。また、代表者は、健常人から得た精子を材料として転座特異的PCRを用いた実験によって、ヒト生殖細胞において新生t(11;22)が高頻度に存在することを報告した。同時に、健常人のリンパ球や線維芽細胞ではPCRが陰性で、この転座が減数分裂相同組換えのエラーであると考えている。PATRRのPCR、クローン化、シークエンシングは困難を極めるが、本年度の研究では、それを工夫して至適化することに成功した。そして17番染色体上のNF1遺伝子内のPATRRの詳細な塩基配列解析をおこない、ヒトで多くの多型が存在すること、霊長類でよく保存されていること、また、ある種の多型が染色体転座発生に密接に関与していることを証明した。またさらに、t(11;22)転座の11番染色体側切断点にあるPATRRの多型を詳細に解析した。そして、精子での新生転座の発生頻度が、この多型によって変化し、完全型対称型PATRRで発生頻度が高く、中心部近傍を欠失した短い非対称型PATRRでは頻度が低いことを報告した(論文印刷中)。
モルヒネ身体依存形成に関与するμ受容体遺伝子とプロテインキナーゼCの役割

本研究では、μ受容体のスプライスバリアントの中でも、それらの存在が明確化されているMOR1およびMOR1Bに着目し、その発現を選択的に抑制することが可能なexon-4およびexon-5のアンチセンス核酸を用いて、morphineの身体依存形成能におけるMOR1およびMOR1Bの役割について検討した。Morphineによる身体依存は注射法に従って形成し、morphine最終投与の2時間後に拮抗薬であるnaloxoneを投与することにより退薬症候を誘発させた。Naloxoneによって誘発されるmorphineの退薬症候のうち、body shakesならびにforepaw tremorはexon-4に対するアンチセンス核酸の脳室内前処置により有意に抑制されたのに対し、naloxone誘発jumpingはexon-5に対するアンチセンス核酸の脳室内前処置により有意に抑制された。さらに、naloxoneによって誘発される嫌悪効果は、exon-4に対するアンチセンス核酸の脳室内前処置によってのみ有意に抑制された。これらのことから、脳内のMOR1とMOR1Bの持続的な刺激はnaloxoneにより誘発される種々の異なったmorphine退薬症候発現において、それぞれ重要な役割を担っている可能性が示唆された。一方、本研究ではさらに、protein kinase C_γ(PKC_γ)の遺伝子ノックアウトマウスを用いて、μ容体作動薬の鎮痛効果ならびに身体依存形成における関与を検討した。その結果、PKC_γ遺伝子ノックアウトマウスでは、μ受容体作動薬による鎮痛効果やG-タンパク質活性化作用が著明に増大し、μ受容体を介した反応性の著しい亢進が認められた。また、PKC_γ遺伝子ノックアウトマウスは、μ受容体の発現そのものには野生型マウスとの間に何ら有意な差がなかったことから、PKC_γ遺伝子はμ受容体のリン酸化により引き起こされる細胞内陥入/再感作反応を調節する主要因子である可能性が示唆された。さらに、PKC_γ遺伝子ノックアウトマウスにおけるnaloxone誘発退薬症候の発現率や体重減少は、野生型マウスと比較して多少の増減は認められたものの有意な差は認められなかった。これらの結果から、morphineの身体依存形成にはPKC_γはほとんど関与していないことが明らかとなった。本年度は、まずμオピオイド受容体遺伝子のエクソン-4またはエクソン-5領域を標的としたそれぞれのアンチセンス核酸をデザインし、それらをマウスの脳内に慢性的に処置することによって、各エクソン由来μオピオイド受容体の発現を抑制したμ受容体サブタイプノックダウンマウスの作製に成功した。これらのマウスと遺伝子改変操作によって得られたエクソン-1由来μオピオイド受容体ノックアウトマウス、エクソン-2/3由来μオピオイド受容体ノックアウトマウスを使用して、モルヒネによる鎮痛効果、報酬効果ならびに消化管輸送能抑制作用発現の有無あるいはその抑制率の検討を行ったところ、エクソン-1あるいはエクソン-2/3由来μオピオイド受容体の完全欠損によりモルヒネ誘発鎮痛効果、報酬効果をはじめとするすべての効果は消失した。一方、アンチセンス核酸を処置してエクソン-4由来μオピオイド受容体の発現を制御することにより、モルヒネ誘発鎮痛効果、報酬効果および消化管輸送能抑制作用の発現はいずれも有意に抑制されたのに対して、エクソン-5由来μオピオイド受容体の発現を減少させることによって、モルヒネ誘発鎮痛効果は有意に抑制されたものの、モルヒネによる報酬効果ならびに消化管輸送能抑制作用はほとんど影響を受けなかった。また、このエクソン-4由来μオピオイド受容体サブタイプであるMOR1受容体とエクソン-5由来μオピオイド受容体サブタイプであるMOR1B受容体の選択的抗体を使用して上述した効果を確認した。さらには、こういった一連のアプローチによって、従来薬理学的に分類されていたμ-1オピオイド受容体サブタイプのノックダウンマウスであるCXBKマウスが、MOR1B受容体ノックダウンマウスであることをRT-PCR法や免疫染色法によって明らかにした。

また、PKC_γ遺伝子ノックアウトマウスは、μ受容体の発現そのものには野生型マウスとの間に何ら有意な差がなかったことから、PKC_γ遺伝子はμ受容体のリン酸化により引き起こされる細胞内陥入/再感作反応を調節する主要因子である可能性が示唆された。さらに、PKC_γ遺伝子ノックアウトマウスにおけるnaloxone誘発退薬症候の発現率や体重減少は、野生型マウスと比較して多少の増減は認められたものの有意な差は認められなかった。これらの結果から、morphineの身体依存形成にはPKC_γはほとんど関与していないことが明らかとなった。
自然免疫系による炎症性疾患、感染症の制御機構の解析

Toll-like receptor(TLR)を介した自然免疫系の活性化の細胞内寄生性原虫Trupanosomacruziの感染防御における役割を解析した。TLRを介した自然免疫系の活性化の消失するMyD88-/-TRIF-/-マウス由来のマクロファージや樹状細胞はT.cruziの排除能が低下していた。そしてT.cruzi感染後のIFN-betaの発現が低下していた。IFN-betaのシグナルが消失するMyD88-/-IFNAR1-/-マウス由来の細胞もT.cruziの排除能が低下していた。さらに、MyD88-/-TRIF-/-マウスとMyD88-/-IFNAR1-/-マウスは、T.cruzi感染に対する感受性が高くなっていた。さらに、TLR依存性に誘導されるIFN-betaがT.cruzi感染防御に関わる分子機構を解析した。MyD88-/-TRIF-/-マウスとMyD88-/-IFNAR1-/-マウス由来の樹状細胞では、T.cruzi感染による細胞内寄生菌の排除に関わるp47GTPase IRG47の発現誘導が障害されていた。そこで、MyD88-/-マクロファージでRNAi法によりIRG47の発現を抑えると、T.cruziの排除能が低下した。この結果から、TLR依存性に誘導されるIFN-betaがIRG47を誘導することによりT.cruzi感染防御を担っていることが明らかになった。自然免疫系の細胞では、Toll-like receptor(TLR)の各ファミリーメンバーが、病原体構成成分をそれぞれ特異的に認識し、活性化されることが明らかになった。また、そのシグナル伝達では、MyD88,TRIFのTIRドメインを有するアダプター群が極めて重要な役割を担っている事が明らかになった。そこで、TLRを介した自然免疫系の活性化が消失するTRIF/MyD88二重欠損マウスを用いて、結核感染における自然免疫系の関与について検討した。正常マウス、MyD88欠損マウス、TRIF欠損マウスではBCG感染による肺病変は観察されないが、MyD88/TRIF二重欠損マウスの肺では、BCG菌数の増加を伴う多数の壊死性病変が観察され、約半数が死亡した。また結核菌MtbH37Ra株の経気道的感染でも、TRIF/MyD88二重欠損マウスは感受性が高かった。この結果は、TLRを介した自然免疫系の活性化が結核感染防御にも生体レベルで重要な役割を担っていることを示している。結核感染においては、Th1応答が感染防御に重要な役割を担っている。MyD88欠損マウスでは、BCG感染後のTh1応答が正常と比べて3分の1程度に低下するが、TRIF/MyD88二重欠損マウスでもTh1応答の障害は同程度しか認められなかった。この結果は、TLRを介した自然免疫シグナル以外にもTh1誘導機構が存在し、さらに自然免疫系がTh1誘導以外の分子機構により結核感染を制御していることを示唆している。Toll-like receptor(TLR)を介した自然免疫系の活性化の細胞内寄生性原虫Trypanosomacruziの感染防御における役割を解析した。

さらに、TLR依存性に誘導されるIFN-betaがT.cruzi感染防御に関わる分子機構を解析した。MyD88-/-TRIF-/-マウスとMyD88-/-IFNAR1-/-マウス由来の樹状細胞では、T.cruzi感染による細胞内寄生菌の排除に関わるp47GTPase IRG47の発現誘導が障害されていた。そこで、MyD88-/-マクロファージでRNAi法によりIRG47の発現を抑えると、T.cruziの排除能が低下した。この結果から、TLR依存性に誘導されるIFN-betaがIRG47を誘導することによりT.cruzi感染防御を担っていることが明らかになった。
沖縄を舞台にしたアメリカ小説の基礎的研究

沖縄を舞台にしたアメリカ小説を分析し、米国作家が沖縄(人)をどのように描写しているかを検証し、ポスト・コロニアル理論を応用して、米軍基地の影響が大きい沖縄の軍事植民地状況を読み解いた。4作品を対象にしたが、米軍基地への批判的な視座を持つ作品と沖縄文化に敬意を払い、米沖関係の改善を希望する作品の2種類の傾向があることが分かった。また小説『八月十五夜の茶屋』に関して、これまでベールに包まれていた創作過程をスナイダーアーカイブの第一次資料を分析しながら解明できたことは大きな収穫であった。研究論考は、沖縄地元の大学の紀要や研究機関の学会誌に論文を発表し、沖縄及び米国の学会で口頭発表を行った。また、同時に、沖縄県内にいて県内大学附属図書館や沖縄県立公文書館およびインターネットを利用して2次資料の収集を行った。しかし、沖縄県内や日本国内では、2次資料がほとんどなく、収集活動には限界があることが判明した。そのため、直接経費使用内訳変更(前倒し支払い請求)を行い、当初の研究予定にはなかった研修・資料収集国外旅行を急遽3月に約2週間の期間で敢行し、カリフォルニア州の公立大学図書館を訪問し、資料収集に努めた。訪問先であるサン・ディエゴ州立大学(SDSU)、カリフォルニア大学サン・ディエゴ校(UCSD)、カリフォルニア大学バークレー校(UCB、カリフォルニア大学ディビス校(UCD)において学術雑誌論文、新聞・雑誌のマイクロフィルム、及び上記大学が提携しているWeb上の電子ジャーナル論文の収集を行えたことは大きな成果であった。また、今回の研修旅行では、研究3年目に予定している沖縄県内でのシンポジウム参加予定者であるアメリカ文学研究者ラリー・マキャフェリー氏およびシンダ・グレゴリー氏両名と直接お会いし、研究の担当役割分担や進め方、およびシンポジウム開催に関する調整を行うことができた。さらに、両者は、これまでアメリカ現代作家のインタヴュー集を数冊出版していることもあり、研究2年目に予定している研究代表者による作家本人へのインタヴューの方法などを教授していただいたことは大変有意義であった。沖縄外国文学会第30回年次研究大会において、ヴァーン・スナイダーの沖縄小説The Kingfrom Ashtabulaについて研究発表を行った。9月にミシガン州のモンロー市を訪問し、The Teahouse of the August Moon及びThe Kingfrom Ashtabulaの著者ヴァーン・スナイダー氏の資料が保管されているモンロー郡歴史博物館で、資料収集を行った、さらにイプシランティ市に住む未亡人のジューン・スナイダー氏にインタヴューを行った。この訪問で収集した資料から新しい発見があり、そのことを記述した報告書(エッセイ)を沖縄外国文学会の機関誌『サザン・レヴュー』第30号(2015年)に掲載した。ミシガン州のイプシランティ市において、ヴァーン・スナイダー氏の未亡人にインタヴューを行った。また、同州のモンロー市にある歴史博物館で、ヴァーン・スナイダー氏のコレクションを調査し、資料収集を行った。また、小説B. C. Streetの著者E. A. Cooper氏に、ジョージア州のご自宅でインタヴューを行った。小説Katsuren (2009)の作者Celine Nisaragi氏がアメリカ国外にいるため直接インタヴューすることができなかった。また、小説Gift of a Blue Ball (2007)の著者J. P. Tuthill, Sr.氏の所在が確認できないためインタヴューを行えなかった。上記に記したように、新たな研究課題を発見し、当初の計画と同時進行的に遂行できた点は大変良かったが、2名の作家にインタヴューができなかったことなどを総合的に判断し、「遅れている」ではなく「やや遅れている」という自己評価(判断)となった。平成28年6月18日に沖縄キリスト教学院大学で開催された沖縄外国文学会第31回年次大会において、渡久山幸功(研究代表者)が研究発表を行った(研究発表タイトル「沖縄を舞台にした小説」)。平成28年9月10日に沖縄県立博物館・美術館においてシンポジウム:「沖縄を舞台にしたアメリカ小説」を開催した。当初の研究予定であった全作品を網羅するシンポジウムとなった。研究発表者は以下の通り:(1)ラリー・マキャフェリー(サン・ディエゴ州立大学名誉教授)(2)シンダ・グレゴリー(サン・ディエゴ州立大学名誉教授)(3)セリーン・ニサラギ(作家)(4)E.A.クーパー(作家ビデオ講演)(5)渡久山幸功(琉球大学非常勤講師・研究代表者)。当初のシンポジウムの計画ではDarrel Hamamoto氏(カリフォルニア大学ディビス校教授)を招聘する予定であったが、残念ながら本人の体調不良が原因で参加できなかった。その代わり英米女性文学が専門のシンダ・グレゴリー氏に女性作家の2作品Katsuren及びAbove the EastChina Seaに関する研究発表を依頼し、発表していただいた。また、作家E.A. Cooper氏が本人の体調不良のため来日できず、ビデオ出演となったため、東京在中の作家セリーン・ニサラギ氏に小説創作のきっかけ、創作過程などを講演していただくことは有意義だと考え、招待講演を依頼し、急遽シンポジウムに参加していただくことになった。研究が「やや遅れている」と判断した主な理由は、(1)小説Gift of a Blue Ballの著者J. P. Tuthill氏とのインタビューがまだ実現されていないこと。(2)これまで学会やシンポジウムで口頭発表した研究成果を学会誌等に発表(活字化)していないこと。

さらに、シンポジウム参加者のアメリカ人研究協力者らから、ミシガン州モンロー郡歴史博物館に保管されているヴァーン・スナイダー・コレクションの資料収集の重要性と意義を指摘され、再訪することが望ましい、という認識に至った。これらの諸事情に鑑み、研究期間を1年延長した。2017年4月に米国カリフォルニア州サンディエゴにおいて開催されたPCA/ACAの第47回年次研究発表大会で口頭発表した。同年9月にマサチューセッツ州、ボストン大学のアーカイブで劇作家ジョン・パトリックの資料を収集、また、ミシガン州、モンロー郡歴史博物館で、作家ヴァーン・スナイダーの資料を収集した。それらの資料を分析して、2018年3月に米国インディアナ州インディアナポリスで開催されたPCA/ACA年第48回年次研究発表大会で学会発表を行った。3本の論文と1本の研究ノートを沖縄県内の学会や研究所の機関誌、勤務している大学等の紀要に掲載した。また、過去4年間の研究の集大成として研究報告書を作成した。ヴァーン・スナイダーのThe Kingfrom Ashtabula (1960)を分析した論文は、この小説を「第二の沖縄物語」として位置づけ、スナイダーの作品における沖縄文化・社会の影響を論じた。この小説の本格的な研究論文はこれまで皆無だったので、基礎的研究としては十分に意義深い研究成果と言えるだろう。また、沖縄の米軍統治時代を扱った作品を分析した論文では、スナイダー及びクーパーの両作者とも米軍政府に批判的な視座を持っている共通性とフィクションへのアプローチの仕方が異なることを指摘し、両アプローチとも日本復帰以前の沖縄の状況を描写するのに有効であると結論づけた。また、Katsuren及びGift of a Blue Ballの両作品をアメリカ人へ向け「観光文学」という観点から分析した論考も発表した。両小説とも在沖米軍基地の政治性をできるだけ排除するアプローチをとっているが、沖縄の文化・歴史への深い理解・愛情が明確に表現されており、アメリカ人作家には、沖縄題材にする際のジレンマ(複雑な感情)があるのではないかと結論付けた。沖縄を舞台にしたアメリカ小説を分析し、米国作家が沖縄(人)をどのように描写しているかを検証し、ポスト・コロニアル理論を応用して、米軍基地の影響が大きい沖縄の軍事植民地状況を読み解いた。4作品を対象にしたが、米軍基地への批判的な視座を持つ作品と沖縄文化に敬意を払い、米沖関係の改善を希望する作品の2種類の傾向があることが分かった。また小説『八月十五夜の茶屋』に関して、これまでベールに包まれていた創作過程をスナイダーアーカイブの第一次資料を分析しながら解明できたことは大きな収穫であった。研究論考は、沖縄地元の大学の紀要や研究機関の学会誌に論文を発表し、沖縄及び米国の学会で口頭発表を行った。1次資料(研究対象小説)を研究することは問題なかったが、沖縄県内や日本国内では2次資料収集活動には限界があることが分かり、当初の研究予定にはなかった研修・資料収集のためカリフォルニアへの研修旅行を行った。
「冷戦」とその国際政治における意味についての調査・研究

本研究は文部省科研「重点領域研究」申請を前提に、次の3点を念頭に置きながら実施された。1.重点領域研究は何を達成しようとし、そのための研究体制はどのようなものであるべきか。2.本研究助成および申請予定の重点領域研究(平成7年2月17日に申請書を提出)のテーマである冷戦研究を現在日本国内で行う意味は何か、研究はどのようにすれば有効に遂行され、最大限の成果を挙げることができるか。3.冷戦研究の国内外の現況はどのようなものであるか--である。資料収集はメンバー間の相互連絡、小研究会などを経たのち、第1回目の正式会議を平成7年1月21日22日に行った。会議は次のテーマで行われた。(1)「現行の他の重点領域研究の現況」についての評価、検討。具体的には「戦後日本形成」「総合的地域研究」「ユーラシアの政治経済」など現在進行中の重点領域研究について、いかなる点を参考にすべきかを中心として検討した。(2)現在米国で進行中の「冷戦国際史プロジェクト」を取り上げ、ロシアをはじめとする主として旧東陣営諸国で政府関連資料がどの程度公開されており、それをもとに如何なる成果が挙っているかが報告された。(3)重点領域研究を申請するにあたってその意義のほか、メンバーの人選など具体的な話し合いも行われた。第2回目の会議は平成7年2月11日12日に行われた。(1)「データベース入力の現状」、(2)「文献目録作成について」、(3)「本総合研究Bについての総括」を行った。メンバーのうち数名はそれぞれ北海道スラブ研究センター、国際大学日米関係研究所、広島大学平和科学研究センターなどに出張し、データ入力の現状について聴取を行い、資料収集も行った。本研究の最大の成果として、欧米の第一次、第二次資料のデータベースおよび文献目録の作成がある。約8000件を収録した800頁に及ぶもので、多くの労力と時間を要したため謝金が計上額を上回ることとなった。
NGOはジェンダー主流化の進展にどのような役割を果しているか-東南アジアを中心に

本研究は、東南アジア地域におけるジェンダー主流化の動きとNGOの役割について考察したものである。望月康恵(研究代表者)は、東南アジアの国際機構・制度に着目し、ジェンダー主流化への対応と加盟国との関係について考察を行い、機構・制度の独自の取り組みについて検証した。また、職務権限上の制限、加盟国への影響、取り組みの評価の必要性や将来への課題についても検討した。田村慶子(研究分担者)は、マレーシアおよびシンガポールの女性政策とNGOの関わりについて現地調査と具体的な検討を行った。それぞれの政府の女性政策と女性の地位について歴史的に明らかにし、またNGOが政府や州の政策にどのような役割を果たしているのか、その協力および対抗関係について分析し、問題点と課題を明らかにした。森谷裕美子(研究分担者)は、フィリピン、パラワン社会におけるNGO活動の個別、具体的な調査を行った。その結果、少数民族社会におけるNGO活動にはジェンダー主流化の配慮が欠けている例が多く見られたため、さらに、少数民族社会に影響力の大きいNGOにどのような課題が残されているかを明らかにし、今後、少数民族社会とNGOにどのような関係が期待されるのかを検討した。大形里美(研究分担者)は、インドネシアの女性政策の流れ、そして女性組織(社会団体、及びNGO)の発展について、インドネシア政府による2000年以降のジェンダー主流化政策が女性NGOの活動とアドボカシー活動によって実現したものであることを確認した。また、ジェンダー主流化に関連する様々な分野で活動を展開している女性NGOに着目し、組織の発展、活動内容について検討した。織田由紀子(研究分担者)は、ジェンダー主流化政策の歴史的変遷を踏まえつつ、アジア地域においてジェンダー問題に関わるNGOについて現状分析を行い、NGOが国境を越えたネットワークを通じて多様な課題におけるジェンダーの主流化の推進に影響を及ぼしてきていることを研究した。なお、研究代表者および分担者は、研究会を定期的に開催し、報告および意見交換を行うことによって、研究の進捗状況および方向性を確認しながら分析を深めた。その成果を日本国際政治学会東南アジア分科会(2002年11月淡路夢舞台国際会議場)にて報告し、また成果の一部を『アジア女性研究』(12号、2003年)の特集「ジェンダー主流化におけるNGOの役割-東南アジアを中心に」に掲載した。今年度は、ジェンダー主流化とNGOの役割についての先行研究を検討し資料収集を行い、海外での調査および意見交換を行いながら、研究を深めていった。望月康恵(研究代表者)は、国連システムおよび地域的国際機構に着目し、ジェンダー主流化推進のための活動および役割について考察した。また国際機構の活動が国際社会での規範の形成にいかに関わっているのかを検討していった。田村慶子(研究分担者)は、マレーシアおよびシンガポールの女性政策とNGOの関わりについて検討を行った。各国家体制における女性の地位について明らかにし、またNGOが政府や州の政策にどのような役割を果たしているのか、その協力および対抗関係について分析した。森谷裕美子(研究分担者)は、フィリピン、パラワン社会におけるNGO活動に着目し、少数民族社会であるパラワン族のジェンダーバランスにおいて様々なNGOが果たしつつある役割について調査・検討を行った。大形里美(研究分担者)は、インドネシアの女性政策について研究を深め、女性社会組織・女性NGOの歴史的発展に着目し、女性政策の中でも婚姻法の制定と改正に対するNGOの取り組みを考察した。

織田由紀子(研究分担者)は、ジェンダー主流化政策の歴史的変遷を踏まえつつ、アジア地域においてジェンダー問題に関わるNGOについて現状分析を行い、NGOが国境を越えたネットワークを通じて国家の政策にいかなる影響を及ぼしてきたのか分析を深めていった。なお、研究会を定期的に開催し、報告および意見交換を行うことによって、研究代表者および分担者は研究の進捗状況および方向性を確認しつつ研究を深めていった。今年度は、昨年度の研究を踏まえながら、ジェンダー主流化とNGOの役割について、研究代表者・分担者の興味関心分野に基づいて、研究をさらに深めていった。望月康恵(研究代表者)は、東南アジアの国際機構・制度に着目し、ジェンダー主流化への対応と加盟国との関係について考察を行い、機構・制度の独自の取り組みについて検証した。また、職務権限上の制限、加盟国への影響、取り組みの評価の必要性や将来への課題についても検討した。田村慶子(研究分担者)は、昨年の研究実績を踏まえて、マレーシアおよびシンガポールの女性政策とNGOの関わりについて現地調査と具体的な検討を行った。それぞれの政府の女性政策と女性の地位について歴史的に明らかにし、またNGOが政府や州の政策にどのような役割を果たしているのか、その協力および対抗関係について分析し、問題点と課題を明らかにした。森谷裕美子(研究分担者)は、昨年の研究実績を踏まえ、フィリピン、パラワン社会におけるNGO活動の個別、具体的な調査を行った。その結果、少数民族社会におけるNGO活動にはジェンダー・メインストリームの配慮が欠けている例が多く見られたため、さらに、少数民族社会に影響力の大きいNGOにどのような課題が残されているかを明らかにし、今後、少数民族社会とNGOにどのような関係が期待されるのかを検討した。大形里美(研究分担者)は、インドネシアの女性政策の流れ、そして女性組織(社会団体、及びNGO)の発展について昨年度行った研究から、インドネシア政府による2000年以降のジェンダー主流化政策が女性NGOの活動とアドボカシー活動によって実現したものであることを確認した。そこで今年度は昨年度に引き続き、ジェンダー主流化に関連する様々な分野で活動を展開している女性NGOを数多く訪問し、組織の発展、活動内容についてインタビュー調査を行なった。織田由紀子(研究分担者)は、ジェンダー主流化政策の歴史的変遷を踏まえつつ、アジア地域においてジェンダー問題に関わるNGOについて現状分析を行い、NGOが国境を越えたネットワークを通じて多様な課題におけるジェンダーの主流化の推進に影響を及ぼしてきていることを研究した。なお、研究会を定期的に開催し、報告および意見交換を行うことによって、研究代表者および分担者は研究の進捗状況および方向性を確認しつつ研究を深め、日本国際政治学会東南アジア分科会(2002年11月淡路夢舞台国際会議場)にて報告を行った。
デザイン型キラル4級アンモニウム塩を相間移動触媒に用いる実用的不斉合成法の開発

我々は、実用的有機分子創製法の確立を主眼として、キラル相間移動触媒に着眼して研究を展開してきた。相間移動触媒が有機合成化学の中で分子合成法における有用な手法となる所以は以下の理由による。すなわち、1)穏和な反応条件で化学反応が実現できる。2)簡便な実験操作で環境への配慮が十分に期待できる。3)反応溶媒に水を使用することも可能で、経済性に優れている。である。相間移動触媒の中でも4級アンモニウム塩は、その合成の容易さと汎用性の高さから注目を集めてきた。しかし一方で、その立体化学の制御は自由度の高いイオン結合に起因する為、非常に困難な研究課題でもあり、成功例は少ない。我々は、従来までの触媒とは異なる非常に高い対称性(D2対称)を有する新規触媒をデザイン、合成し触媒的不斉合成への展開を試みた。酒石酸から短工程で得られるスピロ型触媒を独自に調製し、シッフ塩基由来の基質を用いた不斉マイケル反応へ展開させたところ最高で91%eeが達成された。この値は、一連のマイケル反応でも最高値として位置付けられる。得られた化合物はキラルグルタミン酸誘導体へ容易に変換できることから、極めて有用性の高い化合物群である。更により迅速かつ多様な触媒群を高効率的に合成すべく、新規な触媒合成ルートの開拓にも成功した。この場合、保護基を使い分けることで従来にはない高い多様性で触媒を合成しうることを見出した。また、不斉4級炭素の構築にも展開しており、現在良好な結果が得られている。我々は安価な酒石酸をキラル源とする新しい4級アンモニウム塩を設計、合成しPTCとしての機能を検討した結果、本触媒が高い触媒活性を有することを見出した。特に触媒的不斉マイケル反応において最高77%eeを達成することに成功した。この触媒群は、その合成の過程で様々な置換基の導入が可能であるため、各基質における最適の反応場を提供することができる。その結果、まだ初期段階ではあるが同様の不斉アルキル化反応でもエナンチオ選択的な反応が進行することも見出している。種々検討の結果、本触媒の不斉誘起能は触媒に含まれる芳香環に大きく依存しており、遷移状態におけるπ電子の相互作用が示唆されている。さらに、類縁体の合成によって触媒骨格中で3、4位のアルキル側鎖が重要な役割を担っていることも見出した。上記の実験結果は次世代のPTCを創製する上で有用な知見となりうる。さらにジアゾエステルを用いるアルドール反応についても検討した。ジアゾ化合物は爆発性を有するが、それらの中間体を単離精製することなくワンポットで化学的に安定なジアゾエステルに導く一般性の高い方法論を確立した。同反応系にアルデヒドを添加すると速やかにアルドール反応が進行することも見出した。さらにキラルPTCを用いて不斉アルドール反応へと展開したところ、最高で74%eeの不斉収率まで向上した。本反応機構には特異なレトロアルドール反応が関与していることも突き止めており、詳細なメカニズムの解明へ向けて大きな足掛かりを得ることができた。今後はこれら結果を基に、様々な反応系への応用を展開する予定である。である。
両生類の絶滅リスク因子と共同因子の同定

1カスミサンショウウオにおけるメタ個体群の絶滅リスクの推定ハビタットモデルと野外調査によって潜在生息適地の空間密度がカスミサンショウウオの地理的分布に影響していることが明らかになった.コンピュータシミュレーションによってメタ個体群のスケールでの生息地占有パターンの再現を試み、推定された生息地占有パターンと実際の野外での分布パターンとの一致からベイズアプローチによって最適なモデルを選択した。シミュレーション結果は孤立した生息地における再移住率の低下がメタ個体群の絶滅リスクの要因とる可能性と、シンク生息地であっても再移住のための飛び石となる生息地を配置することが絶滅リスクを軽減することを示唆した。2オオサンショウウオの繁殖期移動への河川構造物の影響オオサンショウウオは繁殖期前に遡上するが、農業用の堰堤による遡上阻害の可能性が危惧されている。本種の密度が高い武庫川水系羽東川の中流域上流において規模の異なる6つの堰堤を含む区間(1523m)を調査した。本種をチップによって104個体識別し、再捕獲の位置より、各堰堤をそれぞれ十数個体が超えて遡上したことを確認した。しかし、堤高が30cm以上あり、かつ傾斜が30°以上の、両岸が護岸された堰堤では、繁殖期前に多数の個体が発見され、遡上の阻害が示唆された。3ミトコンドリアD-loop領域の多型によるカスミサンショウウオ地域集団間の遺伝的距離の推定昨年度設計したカスミサンショウウオmtDNAの調節領域(D-loop)を増幅するプライマーによって、滋賀県から山口県までの24集団由来の個体から抽出したDNA標本を用いてこの領域の塩基配列を決定し地域集団間の遺伝的距離を推定した。全標本中に現れたハプロタイプは29であり、大きく以下の5つのグループが識別された。(1)岡山県、香川県、徳島県、兵庫県の集団、(2)和歌山県の集団、(3)滋賀県と大阪府の集団、(4)島根県と山口県の集団、(5)鳥取県の集団。このうち島根県と山口県は地理的にモザイク状に遺伝的に異なる集団が存在した。(1)生息地の孤立化の影響絶滅が危惧される大阪府と比較的個体数が多い滋賀県において,水田や溜め池を任意に選び,卵嚢の有無を記録するとともに,生息適地モデルにより潜在的生息地を推定し,生息地の孤立化を評価した.卵嚢の発見された生息場所パッチの平均面積は,大阪府では19.8ha,滋賀県では26.8haと大きな差がみられ,3ha以下の生息地パッチでの卵嚢の発見率は3.6%(1/28)であるのに対し,3ha以上のパッチでは31.5%(17/54)で大きな生息地パッチで有意に高かった(p<0.01).これにより生息地の孤立と面積の縮小(2)メタ個体群構造と集団サイズの縮小の影響滋賀県大津市の約200haの連続していたが,水田が放棄されことによる植生遷移によって分断が進行していると思われる生息地で産卵数の多い4箇所の産卵場所を選定し,繁殖期に週1-2回卵嚢調査を,春季と秋季に成体の捕獲を行った.産卵場所付近で採集された個体の推定年齢は雄では2歳,雌では3歳の個体が多く,それぞれが繁殖開始年齢であると推定された.

また,成体の尾から得た試料からマイクロサテライトプライマーを開発した.開発した9組のマイクロサテライトプライマーのうち、3組のプライマーによって多型が検出された.非常に低いFstの値を示し.この地域的な4集団における分化の程度は非常に低いものと示唆された.しかしながら、それぞれの集団に特異な対立遺伝子が複数観察され、集団間に分化の方向に働く力がかかっていることが確認された.(3)卵期の死亡要因死亡していた卵からの試料を嫌気培養(Brucella寒天、ガスパック法、OXOID)により培養後生化学的性状検査を行ったところ,Pseudomonas fluorescensとYersinia intermediaと同定された.(1)両生類のポテンシャルハビタットモデルの開発生物多様性の効率的な保全のためには,予防的・戦略的な考え方の導入が必要である.これには広域的スケールで多種についてスクリーニングを行い,その中で脆弱な種や地域を同定し,重点的に予防や治療を行う段階とに分けることができる。本研究では,広域スケールで両生類の生息地を推定するモデルを開発した。予測モデルに用いた地理情報は,環境省自然環境GIS第2版の植生図,国土地理院発行1/25000地図画像,国土地理院発行数値データ50mメッシュ標高である。カスミサンショウウオ,アベサンショウウオ,モリアオガエル,ニホンアマガエル,シュレーゲルアオガエル,カジカガエル,ヌマガエル,ウシガエル,タゴガエル,トノサマガエルについてモデルを作成した。(2)カスミサンショウウオのミトコンドリアD-loop領域の多型による集団間の遺伝的距離の解析近似種の塩基配列情報を参考にして,カスミサンショウウオmtDNAの調節領域(D-loop)を増幅するプライマーを設計し,滋賀県から山口県までの14集団由来の個体から抽出したDNA標本を用いてこの領域の塩基配列を決定しハプロタイプ間の近隣結合樹状図を作成した。全標本中に現れたハプロタイプは21であり、近隣結合樹状図によって大きく以下の4つのグループが識別された。(1)岡山県、香川県、徳島県、兵庫県の集団、(2)和歌山県の集団、(3)滋賀県と大阪府の集団、(4)島根県と山口県の集団。(3)カスミサンショウウオの幼生期間への水位低下および捕食者の影響カスミサンショウウオの幼生は水位の低下によって幼生期間が短縮し,小型なサイズで早く変態するという適応反応が見られた。これは,池の乾燥による死亡のリスクを回避する適応と考えられた。しかし,同様なリスクと考えられる捕食者の存在によっては,幼生期間は短縮しなかった。1カスミサンショウウオにおけるメタ個体群の絶滅リスクの推定ハビタットモデルと野外調査によって潜在生息適地の空間密度がカスミサンショウウオの地理的分布に影響していることが明らかになった.コンピュータシミュレーションによってメタ個体群のスケールでの生息地占有パターンの再現を試み、推定された生息地占有パターンと実際の野外での分布パターンとの一致からベイズアプローチによって最適なモデルを選択した。シミュレーション結果は孤立した生息地における再移住率の低下がメタ個体群の絶滅リスクの要因となる可能性と、シンク生息地であっても再移住のための飛び石となる生息地を配置することが絶滅リスクを軽減することを示唆した。2オオサンショウウオの繁殖期移動への河川構造物の影響
メンタルローテーション能力を再現する創発的医療支援ロボットシステムの構築

本研究では,患者のみならず医師・検査技師の肉体的・精神的負担を軽減する創発的医療支援ロボットシステムの実現に向けて,側臥位診断に対応可能なシリアルリンク型超音波診断・治療補助ロボットを開発した.次に,医師・検査技師が潜在的に持っているプローブ走査のコツを解析し,メンタルローテーション能力として定義,定量的に示すことで検査者負担軽減のための支援システムの可能性が示唆された.そして,検査者がロボットと協調動作する際に,意図したプローブ走査の方向・大きさを計測する意図推定行列を提案し,算出実験を行った.これにより,ロボットと検査者の位置関係によらず,検査者のプローブ走査の意図の推定に成功した.本研究では超音波診断において医師・検査技師が実現している「どの位置にプローブを当てるとどんな断層像が得られる」「この位置から次の検査部位を抽出するにはプローブをどのように動かせばよい」といったメンタルローテーション能力のロボットによる再現を目指している.これにより患者側支援のみならず,医師側支援も可能とし,患者のための支援が結果として医師側の支援につながる,またその逆も起こりうるような創発環境の構築を大きな狙いとしている.このシステムの実現にあたり求められるのは(1)様々な体位の検査を可能とする医療支援ロボット,(2)メンタルローテーション能力・生体信号変化に基づいた疲労計測システム,(3)検査者・被検査者双方のための創発的医療支援のための制御システムの3点である.平成27年度は(1)および次年度テーマである(2)について実施した.本研究でこれまで開発を進めてきたロボットは、ロボットに取り付けられたプローブを検査者が持ち,通常の診断と同様に走査,所望の断層像を見つけた際にプローブから手を離しても,ロボットが自律的に撮像を続けるシステムとなっている.本ロボットの特徴として検者との協調動作のための6軸力センサを用いたコンプライアンス制御が挙げられ,これによってプローブ走査する際の反力を指令値とするコンプライアンス制御により検者とロボットの協調動作を可能にした.しかし,検査者がプローブを走査しようと意図した方向と力センサが検出する値に差異があるという問題に着目し,検査者の意図を推定することを目的として,協調動作時の力センサの出力を検者の意図する大きさ,方向へ変換する意図推定行列を構築した.そして,所望の臓器追従時のプローブの移動量と臓器の移動量の関係をキャリブレーション動作によって値を算出した後,検者の意図を推定する実験を行った結果,検査者の意図を推定することに成功した.平成27年度に実施予定のテーマは「様々な体位の検査を可能とする冗長自由度を有する医療支援ロボットの開発」であった.このロボットの試作機は先行研究により完成していたことから,力センサ情報に基づいた力制御系の構築,断層像情報に基づくビジュアルフィードバック系の構築を進めた.その結果,力制御系によって人とロボットの協調動作システムを実現したが,実験を進める上で,人がプローブを走査しようと意図した方向と力センサが検出する値に差異があるという問題が顕在化したため,新たに人の意図を推定する意図推定行列の提案,計測へと実験を進展させた.一方,断層像処理に基づいたビジュアルフィードバック系の構築については,「この位置から次の検査部位を抽出するにはプローブをどのように動かせばよい」といったメンタルローテーション能力の推定を中心に研究を進めたため,断層像情報のみから臓器の3次元的な移動量を推定するシステムの構築は発展段階にある.しかし,胆嚢を対象とした画像処理システムを構築した際に,関心領域の大きさの縦・横比の変化から臓器の回転方向の移動量を決める指標が測定できたため,今後はこの結果をふまえて実験を進めていく予定である.本研究では超音波診断におけるメンタルローテーション能力のロボットによる再現を目指している.これにより患者側支援のみならず,医師側支援も可能とし,患者のための支援が結果として医師側の支援につながる,またその逆も起こりうるような創発環境の構築を狙いとしている.このシステム実現にあたり求められるのは(1)様々な体位の検査を可能とする医療支援ロボット,(2)メンタルローテーション能力・生体信号変化に基づいた疲労計測システム,(3)検査者・被検査者双方のための創発的医療支援のための制御システムの3点である.平成28年度は(2)について実施した.超音波診断時に,検査者は臓器配置を理解し,プローブをどのように動かせば所望の断層像が撮像できるのかを導き出している.そこでこの空間把握能力をメンタルローテーション能力と定義し,その変換行列をメンタルローテーション行列とし,実験によりその値を計測した.また,診断部位や走査手技によって肉体的・精神的負担がどのように異なるかを調査するため,モーションキャプチャ・生体信号複合計測実験も行った.計測対象はプローブ走査軌跡と筋電図,脳波であり,筋電図に関しては右腕の撓側手根屈筋と上腕三頭筋を計測対象とした.この結果,モーションキャプチャシステムによって計測したプローブ位置・姿勢では変化が小さいため特徴を把握することが難しい部分も,メンタルローテーション行列の各成分に着目することで特徴を抽出することができた.また,体動による臓器の移動に合わせてプローブを走査する際,筋電図・脳波の平均周波数が増大していることから,肉体的・精神的に負担が増大していることが確認できた.このように,プローブ走査中の精神的・肉体的疲労を計測できるようになっただけでなく,プローブ走査の段階に応じてプローブ位置・姿勢と生体信号の関係性を議論可能なシステムを構築した.平成28年度に実施予定のテーマは「メンタルローテーション能力・生体信号変化に基づいた疲労計測システムの構築」であった.

モーションキャプチャシステムおよび断層像処理システムから得たプローブや臓器の移動量をもとにそれらの関係性を示すメンタルローテーション行列を提案し,計測実験を重ねているのでおおむね予定通りに進んでいる.今後は実験データを増やし,熟練度の指標や個人差による影響等詳細を考察していく.また,生体信号計測システムを用いて,診断中の姿勢や被験者との位置関係による影響考察を行った.信号処理手法についてはSTFTやwavelet解析等複数の方法を検討している段階であるが,今後はこれらを1つのソフトウェアに統合し,様々な視点から診断中に検査者にフィードバックする仕組みを検討していく予定である.本研究では超音波診断におけるメンタルローテーション能力のロボットによる再現を目指している.これにより患者側支援のみならず,医師側支援も可能とし,患者のための支援が結果として医師側の支援につながる,またその逆も起こりうるような創発環境の構築を狙いとしている.このシステム実現にあたり求められるのは(1)様々な体位の検査を可能とする医療支援ロボット,(2)メンタルローテーション能力・生体信号変化に基づいた疲労計測システム,(3)検査者・被検査者双方のための創発的医療支援のための制御システムの3点である.平成29年度は(3)について実施した.超音波診断におけるプローブ走査支援を行うために,検査者とロボットによる協調動作を行う際,ロボットに取り付けられた力覚センサが検出する大きさ・方向に応じて力制御系を構築することでロボットは検査者の意図した方向に駆動することは言うまでもない.しかしながら,この際の力センサ出力を見ても,検査者がどのような意図をもって力を加えたのか,その特徴を読み取ることは難しい.そのため,検査者が思い描く方向に力を入れ,プローブを動かそうとした際に,意図した方向に力センサの値が検出されるような変換行列の構築を行う必要がある.そこでロボットに取り付けた6軸力センサの出力を検査者の意図した方向の力・モーメントに変換する意図推定行列を提案し,実装した.従来の研究では力センサ出力は絶対座標系において出力されるため検査者とロボットの位置関係を考慮できないのに対して,意図推定することによって検査者座標系による検査者の意図を可視化することに成功し,協調動作時の検査者から見た意図を計測できるようになった.この意図をロボットシステムに組み込むことで,ロボットと検査者の位置関係によらない,検査者に合わせた支援システムの構築が可能となった.本研究では,患者のみならず医師・検査技師の肉体的・精神的負担を軽減する創発的医療支援ロボットシステムの実現に向けて,側臥位診断に対応可能なシリアルリンク型超音波診断・治療補助ロボットを開発した.次に,医師・検査技師が潜在的に持っているプローブ走査のコツを解析し,メンタルローテーション能力として定義,定量的に示すことで検査者負担軽減のための支援システムの可能性が示唆された.そして,検査者がロボットと協調動作する際に,意図したプローブ走査の方向・大きさを計測する意図推定行列を提案し,算出実験を行った.
可変波長密接型軟X線顕微鏡システムの開発

この研究は、100Å以下の軟X線を用いて生物試料を生きたまま観察するための軟X線顕微鏡の開発を目的としている。X線顕微鏡の線源として、従来はレーザー励起X線、シンクロトロン放射光などが線源として提案されてきたが、本研究においては装置の操作のしやすさ、X線発生効率、波長の可変性、軟X線強度、経済性などの観点からピンチプラズマ軟X線源を取り上げた。また記録媒体としての有用性からレジストを用いた密接型X線顕微鏡とした。現在までに得られた主な結果は次のようである。(1)ガスパフ付きプラズマフォーカス装置を開発することにより、N,C,O,Ne,Ar,Alなどの水素様、ヘリウム様、リチウム様などの高次電離イオンからなる密度10^<20>10^<21>/cm^3温度keV程度の安定なプラズマ生成法を確立した。(2)そこから放射されるパルス軟X線の波長、強度の空間分布ならびにその時間変化についての定量的測定法の開発を行った。(3)それらを手段としてピンチプラズマから放射される軟X線の特徴、再現性の検討を行った。(4)軟X線用フィルターならびにレジストを実験的に選定した。(5)得られた知見に基づく軟X線顕微鏡の試作と空間分解能などの性能試験を行った。(6)得られた軟X線による顕微鏡像を原子間力顕微鏡により可視化し必要な画像処理を行った。酵母菌およびとんぼのはねに生えている極めて微細な髭を観察対象とし、レジストとしてPMMAを用いた場合、一回の放電により内部構造を含む軟X線顕微鏡像が得られた。この際の空間分解能は0.2μmであった。この研究は、1100Åの波長領域の軟X線による、実用的な軟X線顕微鏡を開発して、(1)細胞などの試料を脱水や着色することなく、生きたまま分子のサイズの分解能で観察を可能とすること、(2)サブマイクロ秒の露光による観測を可能としてブラウン運動などからもたされるブレを避けること。(3)元素分析の機能を持たせること。すなわち同一試料に対して波長を変えた多こま撮影を可能とすることにより、試料中の特定の元素による顕微鏡像を得ること。(4)軟X線像の最適な記録法を開発すること。(5)得られた顕微鏡像を、画像解析の手法によりさまざまな処理ができるようにして顕微鏡像の画像情報をより有意義たらしめること。などの実現を目的とする。本年度は(1)有り合わせの大電流放電装置を改良してガス・パフ型z放電軟X線源を構成し、(2)単色または準単色の軟x線の取り出し方法の検討、(3)軟X線放出強度の定量的計測法の確立、(4)試料照射の予備的実験を行った。さらにまた(5)これらの結果を踏まえて試作1号機の設計と製作を行った。その結果、放出される軟X線は指向性が高く、アルゴンの4Å近傍のk線を対象とした場合、その平均強度は感光材の位置で一回の放電あたり20mJ/cm^2以上の、半値巾約20ns軟X線パルスが得られた。軟X線放出強度の放電ごとのばらつきは20%以下であり、軟X線用フォトレジスタに対して安定した露光が可能である。画像の分解能を上げるための処理方法も検討が進行中である。試作1号機の諸元はキャパシターバンクの容量12μF,初期充電電圧50kVでのエネルギー15kJであり、その軟X線放射特性は現在詳細に検討中であるが良好な結果が得られつつある。