hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性核酸による恒常性制御機構の解析

そこで、OPN siRNAを用いてのOPNノックダウンによる疾患治療効果を検討した。OPN siRNAはそれぞれ数種合成し、RNAi効果はOPN発現細胞株を用いて検討した。疾患モデルは癌転移と肝炎モデルを採用した。癌転移モデルは、マトリゲルチャンバーを用いた癌転移in vitroassayにて行い、siRNA導入癌細胞にて浸潤能の低下を確認することができた。肝炎モデルは、Concanavalin A(ConA)の静脈内投与により作製するConA肝炎モデルを使用し、OPN siRNAをConA投与の24時間前、16時間前、同時の計3回静脈内投与による治療効果を検討した。肝炎悪性度は血清中ALT値、組織学的検討により評価を行った。その結果、OPN発現抑制と肝炎治療効果の相関を認めることができた。本研究から、OPN siRNAの遺伝子治療薬としての可能性を示すことができた。さらにsiRNA処理、未処理の細胞からそれぞれRNAを抽出し、遺伝子発現プロファイルをDNAチップによって調べた。その結果、幾つかの遺伝子のmRNA量が変動していることが確認できた。今後、より詳細な解析を行っていく予定である。
支点と作用点が自由に移動し機能性と利便性を向上した開口訓練器の試作と評価

目的開口障害の多くは左右の症状に差がある.これまでの開口訓練器は歯列の両側同時に局所のみに圧が加わる開閉運動のみで,効率的な開口訓練が難しかった。昨年度は開口障害に左右差がある症例にも適応する開口訓練器を試作した.今年度はさらに改良を重ね試作し,開口障害患者に対し臨床応用した.作用原理ホタテ貝の殻を背中合わせにした形状を呈し,接する部分が支点となり,てこの原理で作用させるもので,支点と作用点が自由に可変することで,左右の症状に違いがある症例にも適応する.方法開口訓練器15セットをABS樹脂にて試作し臨床応用を行った.患者対象は,口腔悪性腫瘍術後4例,脳外科での側頭骨開頭術術後症例1例,顎関節症2例(顎関強直症1例),下顎骨骨折,顎変形症術後,下顎枝異物迷入摘出術後各1例,計10例の開口障害患者に対し,本開口訓練器の臨床応用を行った.訓練方法は,患者自身がマウスピース部を口腔内に入れ,顎関節部に抵抗が感じられる位置まで両手にて握り開口させ56秒間保持し,その後口を閉じ10秒間休み.このストレッチを5回で1セットとし1日5セット行うよう指導した.開口量はプラスチック製ノギスにて訓練前と訓練後の測定を患者自身が測定した.なお,臨床応用にあたっては当大学の倫理委員会の承認を得た.成果下顎骨骨折術後・顎変形症術後・顎関節症(1例),下顎枝異物迷入摘出術後の計4症例の開口量1015mmは,訓練開始1030日以内で開口量が3540mmに改善した.また,顎関節症の強直症例では開口幅は12mmでほとんど改善は見られなかった.悪性腫瘍術後の開口障害5症例の内4症例は訓練開始50日目で,開口幅が710mmと経時的に改善が見られ,現在も訓練継続中である.しかし,術前術後の放射線療法による組織瘢痕化の強い1症例では,開口幅が12mmとほとんど改善は見られなかった。脳外科での側頭骨開頭術術後の開口障害例では,訓練120日目で開口量が10mmから38mmと経時的に改善が見られ,現在も訓練継続中である.今後の課題顎関節強直症や放射線照射による組織瘢痕化の強い症例で,材質による強度不足と思われるマウスピース基部より破折が延べ4例起こった.今後,材質の再検討が必要である.目的開口障害の多くは左右の症状に差がある.これまでの開口訓練器は歯列の両側同時に局所のみに圧が加わる開閉運動のみで,効率的な開口訓練が難しかった。脳外科での側頭骨開頭術術後の開口障害例では,訓練120日目で開口量が10mmから38mmと経時的に改善が見られ,現在も訓練継続中である.今後の課題顎関節強直症や放射線照射による組織瘢痕化の強い症例で,材質による強度不足と思われるマウスピース基部より破折が延べ4例起こった.今後,材質の再検討が必要である.
線維細胞を指標とした気道リモデリング進展リスク評価法の確立

気管支喘息の重症化に気道リモデリングが関与する。気道リモデリングに関与する筋線維芽細胞の前駆細胞である線維細胞に着目し、気管支喘息の急性増悪因子である気道ウイルス感染が繊維細胞に与える影響を検討した。ウイルスに対する自然免疫応答で産生されるIFN-beta等で培養線維細胞を刺激すると、IFN-betaは濃度依存的に線維細胞の増殖能や筋線維芽細胞への分化を抑制し、組織リモデリングに関わるとされるYKL-40の産生の低下も認めた。気管支喘息の治療としてIFN-beta吸入が検討されているが、Th2反応抑制以外にも、線維細胞の機能を抑制することで気道リモデリングを抑制する可能性が示唆された。末梢血単核球から高純度の線維細胞を分離培養し、LPS、Poly(I:C)、Pam3CSK4、PGNで刺激、48時間後に線維細胞を回収し、線維細胞から線維芽細胞への分化の指標としてα平滑筋アクチン(SMA)の発現の変化をフローサイトメーターで測定した。その結果、一部の刺激では、αSMAの発現が増加する傾向がみられたが、統計学的には有意ではなく、LPS、Poly(I:C)、Pam3CSK4、PGNの刺激のみでは線維細胞の分化は誘導されないと考えられた。これまでの研究から、線維細胞自身はIL-13、IL-5を産生し、IL-33はその産生を増強すること、気管支喘息治療薬であるステロイドやロイコトリン拮抗薬は線維細胞のIL-13産生を抑制するが、IL-33存在下では抑制効果が減弱することを報告したが、線維細胞がアトピー性皮膚炎の皮膚の線維化に関与することから、アトピー性皮膚炎の治療薬であるカルシニューリン阻害剤が線維細胞機能に及ぼす影響を解析した。その結果、FK506存在下では、IL-33による線維細胞の増殖の増強効果が減弱する可能性が示された。しかし、線維細胞のIL-13、IL-5産生はFK506による有意な影響は受けなかった。FK506はステロイドやロイコトリエン拮抗薬とは異なる線維細胞機能を抑制することが示唆された。平成27年2月7日から平成28年3月31日まで育児休業取得による研究中断のため実施せず平成27年2月7日から平成28年3月31日まで育児休業取得による研究中断のため実施せず末梢血中の繊維細胞数を評価するには従来、単球細胞を分離し、一旦培養して付着する細胞を用いて検討されてきた。しかし、この方法では、付着細胞を培養器から剥離して数える必要があり、正確な繊維細胞数を確定するには大量の血液が必要となり、小児患者を対象とした検討に用いることは困難であった。そこで、本年度は少量の血液を用いて、末梢血中の繊維細胞をCD3-, CD19-,CD20-,CRTH2-,CD11b-, CD115-CD16-, CD45+, CD34+をマーカーとしてマルチカラーによるフローサイトメータで測定する方法を確立することができた。これにより、採血量が制限される年少児においても末梢血中繊維細胞を効率良く測定できるようになった。気道リモデリングに関わる因子を解析するため、末梢血単核球分画から分離した付着細胞を培養し、誘導した繊維細胞を用い、マスト細胞の増殖に関与してTh2細胞が産生するIL-9の繊維細胞に対する影響を検討した。その結果、IL-9は濃度依存性に繊維細胞の増殖を増強することが明らかとなった。小児の気管支喘息の発症増悪には下気道感染が重要な役割を持つ。そこで、ウイルス性気道感染時に産生されるIFN-betaやIFN-Lamdaが、気道リモデリングにどうのような影響を与えるかを検討した。その結果、IFN-betaやIFN-Lamdaは、濃度依存性に繊維細胞の増殖を抑制することが明らかとなった。また、同じ濃度当たりの抑制効果はIFN-betaの方が顕著であった。昨年度までは産休・育休を取得していたこともあり、年度初めの研究再開時に、実験系のセットアップに時間を要した。従来の大量の末梢血を一旦培養した後、回収した繊維細胞数を評価する方法ではなく、マルチカラーによるフローサイトメーターで末梢血中の繊維細胞を直接測定する方法を平成28年度確立した。平成29年度はRSウイルス感染症患者を対象とし、感染に伴う末梢結中線維細胞数の変化とその後のReactive Airway deiseaseへの移行を解析するため、症例を蓄積中するとともに、その後の呼吸器症状の追跡調査を実施している。YKL-40(Chitinase 3 like protein 1)は線維芽細胞や血管周囲平滑筋などの増生、接着、遊走に働き、リモデリングや炎症に関与すると考えられている。末梢血単核球からPDGFを利用して誘導した線維細胞がYKL-20を構成的に発現することが明らかとなった。RSウイスルなど気道ウイルス感染が気道リモデリングにどのような影響を与えるかを明らかにするため、ウイルス感染時に生体防御として自然免疫応答として気道局所において産生されると考えらるIL-9、IFN-beta、IFN-lamdaの繊維細胞機能にあたえる影響を解析した。その結果、IFN-betaでは濃度依存的に線維細胞の増殖が抑制され、YKL-40の分泌が抑制することが明らかになった。一方、IL-9、IFN-lamdaは線維細胞の増殖やYKL-40に有意な影響を与えなかった。気管支喘息の増悪には気道ウイルス感染が関与することが多い。

IFN-beta吸入療法は、気管支喘息の治療効果が期待されているが、IFN-betaが繊維細胞のYKL-40分泌を抑制することから、IFN-betaの気管支喘息に対する治療効果の一部に線維細胞機能の抑制が関与していることが示唆された。気管支喘息の重症化に気道リモデリングが関与する。気道リモデリングに関与する筋線維芽細胞の前駆細胞である線維細胞に着目し、気管支喘息の急性増悪因子である気道ウイルス感染が繊維細胞に与える影響を検討した。ウイルスに対する自然免疫応答で産生されるIFN-beta等で培養線維細胞を刺激すると、IFN-betaは濃度依存的に線維細胞の増殖能や筋線維芽細胞への分化を抑制し、組織リモデリングに関わるとされるYKL-40の産生の低下も認めた。気管支喘息の治療としてIFN-beta吸入が検討されているが、Th2反応抑制以外にも、線維細胞の機能を抑制することで気道リモデリングを抑制する可能性が示唆された。平成26年度の計画通り、ヒト末梢血から線維細胞を分離培養誘導し、気道感染の原因病原体のPRRであるLPS、Poly(I:C)、Pam3CSK4、PGNで刺激し、線維細胞の増殖・分化能、サイトカイン産生能等の機能解析を行なうことが出来た。また、線維細胞の機能を抑制する因子としてFK506の関与を明らかにするためにIL-33との共刺激での線維細胞の反応性を検討した。また、小児喘息患者臨床パラメーターと呼吸機能との関連性の解析は対象者数を増やして、平成28年度以降も引き続き継続し解析精度を向上させていきたい。線維細胞機能を抑制する因子を検討するために、FK506やtypeIIIIFNを用いて、増殖、サイトカイン産生、分化能、MMP産生を検証していく。また、小児喘息患者臨床パラメーターと呼吸機能との関連性の解析は対象者数を増やして、解析精度を向上させ検証していく。現在治療で用いられている吸入ステロイド剤やロイコトリエン拮抗剤により気道リモデリングを完全に抑制できない理由を、線維細胞内のシグナル伝達系の薬剤抵抗性の点から明らかにする。現在治療尾で用いられている吸入ステロイド剤やロイコトリエン拮抗剤により気道リモデリングを完全に抑制できない理由を、線維細胞、また、自然免疫応答における線維細胞の分化増殖反応を抑制する上で重要な細胞内シグナル伝達系の標的分子を検索する。末梢血中繊維細胞数をモニタリングする方法が確立できたことから、今後、気管支喘息の発症・増悪に関わるとされるRSウイルス感染、ヒトメタニューモウイルス、マイコプラズマ感染患者を対象に、感染時の経過とともに繊維細胞数の変化を解析し、その後の呼吸器症状との関連性を解明する。単球分画から誘導した繊維細胞を利用し、IL-9が繊維細胞機能にどのうような影響を与えるかを検討する小児科学線維細胞機能を抑制する因子を検討するために、FK506やtype IIIIFNやtype IIIFNを用いて、増殖、サイトカイン産生、分化能、MMP産生を検証していく。現在治療で用いられている吸入ステロイド剤やロイコトリン拮抗剤により気道リモデリングを完全に抑制できない理由を、線維細胞内のシグナル伝達系の薬剤抵抗性の点から明らかにする。
自由民権運動期の「ドイツ学派」の再検討：独逸学協会から自治党運動へ

1品川弥二郎や平田東助らドイツ留学経験に大きく規定された「ドイツ学派」官僚と、自由民権運動を率いた在野の元官僚や言論人とのあいだにおける地方社会観を再検討するため、その共通点と相違点の再整理に努めた。本年度は『東京横浜毎日新聞』『郵便報知新聞』『東京経済雑誌』など、民権派知識人が主筆を務めた新聞・雑誌の論説、および「品川弥二郎文書」(国会図書館憲政資料室所蔵)所収の建言書・探査書類・日記などを検討した。2「ドイツ学派」官僚は自治党運動やその後の国会対策において「実業」勢力の掌握に期待をかけていく。当該期の実業団体の組織・行動原理を理解するため、本年度は第一に渋沢栄一や益田孝ら自治党運動への参与者が率いた東京商業会議所、第二に他の同業者団体に先駆けて利益団体としての機能をそなえていく東京医会という、首都を拠点とする2つの団体の動向を、1890年代の動向と都市政治・全国政治東京商業会議所の決議録や建言書、東京医会および大日本医会の機関誌や決議録などを通じて検討した。3「ドイツ学派」官僚が情熱を注いだ主要な取り組みのひとつは、言うまでもなく明治地方自治体制の整備であったが、体制の整備およびその後の運用過程からは、彼らの地方社会に対するアプローチ、および中央-地方、都市-農村、富裕層-貧民層といった基底的な社会の編成のされ方に対する彼らの認識(とその変遷)が窺える。したがって本年度は、地方自治制定に深く関わった中山寛六郎や大森鍾一の旧蔵文書(市政専門図書館所蔵)を調査するとともに、井上友一・安井英二ら社会政策・地方自治政策を主導した内務官僚の社会観・政治観を、中央報徳会の機関紙である『斯民』所収の記事・論説、「松井茂関係文書」(国会図書館憲政資料室所蔵)所収の書簡などを通じて抽出することに努めた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究の基本的な関心は、明治維新以降の日本、とりわけ都市部において、経済格差をはじめとするさまざまな社会的緊張がどのように認識され、それがどのように同時代の政治のあり方を規定していったのかという点にある。その関心を追究する際の手がかりとして、早い時期から都市や都市住民に視線を向けたドイツ学派、および、彼らが少なからずかかわりをもった、商工業者の政治的組織化を目的のひとつとする自治党運動についての検討を、具体的な課題にすえた。初年度となる29年度の研究は、(1)自由民権期の内務官僚・地方官の動向を跡づけること、(2)長い射程で(1)を位置づけるため、20世紀も視野に入れ社会的緊張および緊張への対応の実態をとらえること、を課題とした。(1)自由民権期の官僚・地方官に関する検討明治初年のドイツ留学組の官僚として代表的な、品川弥二郎・平田東助について、公刊文書や憲政史料室所蔵の関係文書を中心に、上記観点から検討を進めた。また、滋賀県令・内務大丞・東京府知事を歴任し、品川らと密接な連携をとり続けた松田道之について、鳥取県において集中的に史料調査をおこなった。(2)都市経営・都市政策・都市社会政策に関する検討明治期を代表する実業家であり社会事業家でもある渋沢栄一の動向に焦点をあてた。彼が東京における政策形成に、いかなる立場に身を置いていかに関わったかを、『渋沢栄一伝記資料』をはじめとした刊行物のほか、東京府公文書、東京商法会議所関係史料、『伝記資料』未収録の受信・発信書簡(渋沢栄一記念館所蔵)等の調査を通じて跡づけた。当該期の都市政治・行政が置かれた環境、および東京という特定都市における、官僚層の問題意識・実業家の政治参与についての理解は確実に深まった。その一方で、ドイツ学派や自治党運動総体の描き直しに直結するような、諸主体の動向・認識についての史料収集・検討は予定よりも遅れており、先行研究を大きく超える知見を多くは得られていない状況である。

したがって本年度は、地方自治制定に深く関わった中山寛六郎や大森鍾一の旧蔵文書(市政専門図書館所蔵)を調査するとともに、井上友一・安井英二ら社会政策・地方自治政策を主導した内務官僚の社会観・政治観を、中央報徳会の機関紙である『斯民』所収の記事・論説、「松井茂関係文書」(国会図書館憲政資料室所蔵)所収の書簡などを通じて抽出することに努めた。今後の研究の推進方策は、大別して以下の2つである。(1)自治党運動、あるいは明治中期の実業家の政治的組織化に関わる動向や言説について、個人文書や地方新聞・雑誌などを広く検討することを通じて跡づける。とりわけ東京・大阪という2つの大都市に焦点をあて、両都市の置かれた環境の異同にも注意をはらう。あわせて、日本の自治論における都市(住民≒商工業者)の位置づけ変化を追い、自治党運動の挫折と、自治論一般の重心変化のあいだの相互作用を明らかにする。(2)明治後期に「社会問題」・「社会政策」といった観念が前景化するなかで、行政機構・議会・住民中のいかなる勢力がいかにこうした観念に呼応したのか、またその過程で代議という政治手続きの機能やその機能に対する認識が、いかに変化したのかを、都市自治体を中心に考察する。蓄積の厚い明治社会主義をめぐる研究を系統的に理解したうえで、内務省・警察等の報告資料、各種社会政策論などを整理・検討する。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
頭蓋内原発悪性リンパ腫の予後改善のための臨床病理学的研究

頭蓋内原発性悪性リンパ腫は形態学的に神経系以外のリンパ腫と同様であり、大部分はB-cell NON-Hodgkin's Lymphomaである。好発年齢は50才から70才であり、比較的高齢で男子に多い傾向がある。発生部位に関しては多発例が見られること、脳室周辺に多い等が挙げられる。当科では42例の悪性リンパ腫を経験しているが、1年生存率は53%、5年生存率は30%と極めて予後不良である。その予後因子は充分に検索されておらず、我々の組織学的検索では腫瘍組織内のastrocytesの有無ではその浸潤度が充分に反映されず、予後因子とはなり得なかった。悪性リンパ腫の国際分類等の亜型はその予後に関係するとの報告があるが、我々の検索では有意差はない、しかし、細胞増殖の指標であるMIB-1やPCNA陽性率はその予後に有意差を認めた。頭蓋内悪性リンパ腫の臨床像、画像診断では脳室周辺に発生が多く、再発時には多発性に播種される。免疫組織学的検索による浸潤増殖能ではMIB-1陽性率は30%以上であり、極めて増殖能の高い腫瘍である。更に11例の摘出標本を用いて、CD44の染色性と浸潤増殖能について検索した。CD44は細胞の認識と細胞接着に関係するといわれており、頭蓋内悪性リンパ腫における検索はすくない。今回の検索では悪性リンパ腫においては全ての症例に陽性であるが、症例により差が見られた。血管周辺の腫瘍細胞は強く染色されたが、リンパ球は染色されなかった。また腫瘍周辺の脳組織は強く染色され、これが浸潤様式に影響を及ぼすことが示唆された。これらの研究結果から頭蓋内悪性リンパ腫は診断早期に積極的な集学的治療が望まれる。
肺炎クラミジア遺伝子機能解析の為の遺伝子破壊株ライブラリの作製

偏性細胞内寄生性細菌である肺炎クラミジアは呼吸器感染症の原因の一つである。肺炎クラミジアは感染宿主細胞の感染免疫応答やストレスシグナルを誘発することにより肺炎クラミジア自身の増殖に利用していることが報告されている。しかし、肺炎クラミジアがどのように宿主の感染応答を“ハイジャック"しているのかについては明らかにされていない。それは、肺炎クラミジアの逆遺伝学的な解析手法が未確立のままな為である。そこで本研究では肺炎クラミジアの逆遺伝学的解析手法を確立し、遺伝子破壊株のライブラリを作製して、感染分子機構の詳細解明への足掛かりを作ることを目的とする。
硫化水素共存下における硫化物触媒上での一酸化炭素水素化サイトの形成

MoS_2にアルカリ金属を添加した触媒は合成ガスからC_1C_5のアルコールを生成し,耐硫黄性を有することが知られている。しかし,その活性は耐硫黄性のないCu/Zn系触媒より低く,メタノールの生成割合が多いという欠点がある。本研究課題では活性試験や触媒の表面微細構造解析によりMo系硫化物触媒の活性,選択性の支配因子を明らかにし,その知見をもとに新しい触媒調製法を開発してアルコール合成活性,選択性を向上させることを目的とした。Mo系硫化物触媒は燃料油の水素化精製反応に広く用いられており,硫化物の硫黄がH_2Sとして脱離することにより形成する配位不飽和サイトが活性サイトと推定されている。一方,CO水素化反応では硫化物の配位不飽和度と活性,選択性との関係は明らかにされていない。本触媒では流通時間の経過に伴いアルコールの選択性が増加することが知られているが,本研究ではアルコールの選択性の増加に伴いH_2Sが脱離することを明らかにした。反応雰囲気におかれた触媒の表面微細構造をプローブ分子を用いたFTIR分光法で調べた結果,反応中にMo側の配位不飽和度が増加していることが推定された。EXAFS分光法の結果とあわせて,反応雰囲気ではKのサイトおよびKと相互作用したMoS_2類似構造のエッジサイトが形成すると推定された。また,触媒の表面微細構造は気相のH_2S濃度に応じてダイナミックに変化することも示唆された。そこで,表面積の大きなMoS_2を調製し,その表面にアルカリ金属を均一に分散させることを試みた。これまで本触媒系では表面積が高々数+m^2/gのMoS_2が用いられてきたが,高表面積化(220m^2/g)により,上記したKとMoの相互作用種の数の増加だけでなく,質の変化も期待される。調製法を最適化した結果,従来の低表面積触媒より高いアルコール収量が得られるだけでなく,メタノールの生成割合を低く抑えることができた。K等のアルカリ金属を添加したMoS_2を用いて、H_2Sを含む合成ガスから炭素数15までのアルコールが生成することが報告されており、耐硫黄性混合アルコール合成触媒として注目されている。混合アルコールはガソリン添加剤としてだけでなく、そのまま輸送用燃料として用いることもできる。本研究は、従来よりもさらに高い活性を持つ耐硫黄性混合アルコール合成触媒を調製することを目的としている。このため、本年度はAl_2O_3担持K-MoS_2(以下、K-MoS_2/Al_2O_3と記す)のアルコール生成サイトの発現機構を明らかにすることを試みた。本反応は高圧条件で行われるにも関わらず、高圧反応条件における触媒の表面構造はこれまでに調べられていない。まずはじめに、K-MoS_2/Al_2O_3の混合アルコール合成活性を調べた。613K、4.1MPaの条件では、メタノール、エタノール及びプロパノールの他にメタンからブタンまでの飽和炭化水素、CO_2が生成した。反応開始直後はアルコールの生成量は少なく、特にプロパノールは反応開始後1時間経過しても検出されなかった。しかし、流通時間の増加にともないアルコールの生成量は増加した。これに対して、炭化水素及びCO_2の生成量は流通時間の増加に伴い減少した。これらのことから、K-MoS_2/Al_2O_3の表面は反応中、アルコールを選択的に生成する構造に変化すると推定された。

K-MoS_2/Al_2O_3のアルコール生成サイトを明らかにするため、触媒を活性試験と同じ温度・圧力で合成ガスに曝した時の表面構造を吸着NOの拡散反射IR(DRIFT)測定により検討した。その結果、DRIFTスペクトルは合成ガスの流通時間に依存して変化することが明かとなった。すなわち、反応中に触媒の表面構造が変化することを直接確かめることができた。スペクトルを詳しく解析した結果、アルコールを選択的に生成する表面にはK、及びKと相互作用したMoが露出していると考えられる。アルカリ金属を添加したMoS_2は合成ガスをアルコールに転化することが知られている。しかし、そのアルコール合成活性は工業的に用いられているメタノール合成用Cu/Zn系触媒と比べて低く、同程度の収量を得るためには3倍以上の高い反応圧力を必要とする。昨年度はKを添加したMoS_2のアルコール合成活性と表面微細構造の関係を調べ、アルコールはKとMoS_2が相互作用したサイトで生成することを明らかにした。本年度は主触媒であるMoS_2を高分散させ、活性サイトの数を増やすことによりアルコール合成活性の向上を試みた。文献に従い300m^2/gのMoS_2を調製し、それにKを添加して触媒とした。623K,5.1MPa,6000L(STP)/kg-cat/hの条件で100g/kg-cat/hのアルコール収量が得られた(K/Mo比:0.8mol/mol)。さらに、空間速度を増加させると収量は増加した(36000L(STP)/kg-cat/hで400g/kg-cat/h)。これまでに557K,20MPa,5200h^<--1>の条件で350g/kg-cat/hのアルコールが生成すると報告されている。従来法で調製した触媒のアルコール収量は反応圧力に依存し、20MPaの時の収量は5.0MPaの時の約3倍である。一方、反応圧力が5.0MPaではアルコール収量は反応温度にほとんど依存しない。これらのことを考慮すると、本研究で調製した触媒は従来法で調整した触媒よりアルコール合成活性が高く、低い反応圧力で従来と同程度か、それ以上のアルコール収量が得られる。さらに、上記の収量は同じ反応圧力でのCu/Zn系触媒のそれとほぼ同じである。なお、得られたアルコールはメタノールからブタノールまでの直鎖アルコールの混合物であった。昨年度は高表面積MoS_2を用いてK/MoS_2触媒を調製し,そのアルコール合成活性を調べた.その結果,調製した触媒により得られるアルコールの空時収量は従来の低表面積MoS_2を用いて調製した触媒より高いことを見い出した.しかし,生成したアルコールの大部分はメタノールであり,炭素数2以上のアルコール(C_<2+>アルコール)合成に対する選択性を向上させる必要があった。本年度はC_<2+>アルコール合成に対する選択性を向上させるため,下記の項目を検討した.1高表面積MoS_2と組み合わせるアルカリ金属の種類(K,RbおよびCs)2アルカリ金属塩の種類(炭酸塩,塩化物および臭化物)3アルカリ金属塩の添加方法(物理混合法,浸責法,含浸法および高表面積MoS_2を調製する際にあらかじめアルカリ金属塩を共存させておく方法)
学級崩壊・子ども集団脆弱化と通時・共時的調査による遊び歌の教材化CD―ROM化

20002003年度の調査・研究によって得られた成果は以下の通りである。(1)意識調査における「遊びと歌の伝承」の分析結果から、子ども集団の形成、タテ関係の構成、遊び時間の確保、遊び場所、伝承構造(3世代同居)など、子どもの遊びと歌を成立させる要因が厳しい状況にあることが判明した。また、2001年より調査対象として導入した「パソコン体験」は86%に達しており、学習塾通いとあわせて、野外での集団遊びの機会が大幅に制限されてきている。(2)ジャンル別では、「となえうた」の動植物・自然・天体気象を対象とした遊び歌はほぼ消滅。替え歌・数え歌・尻取りうた、中でも辛辣な悪口歌や、巧みな数え歌が姿を消した。(3)絵かき歌は、元来、即興的創造性を発揮するジャンルであったが、テレビ映像を模倣する絵が、歌を伴わないで描かれる状況となっている。(4)遊び歌の中で、「じゃんけん歌」と「お手合わせ歌」は即興性に富んでおり、今後とも伝承と創造が期待できる。さらに、近年では学級崩壊が小学校レベルで進行してきている。そこでは授業が成立しないだけではなく、子ども集団が脆弱化・崩壊の危機に見舞われている。これらの要因が、子どもの遊び歌を減少させる要因となっている。ただ、遊びが何らかの形で誘発された場合、子ども達は彼ら本来の天衣無縫な表現が可能であることも確認できた。このことから、子どもは基本的に遊びを希求していることであり、遊び時間・場所・タテ関係など子ども集団の成立条件が満たされれば、遊びが蘇るものと結論できる。平成12年度11月から開始した本研究は、まず12月に研究分担者の打ち合わせ会議を神戸市で実施し、今後4年間の研究計画の確認と、初年度の研究計画を討議した。平成12年度は、まず大阪市の小学校で子どもの遊び歌調査を実施した。予定は10年前の6校であったが、小学校の都合で4校で実施した。あとの2校は、表向きは研究会などの理由だが、実際は学校が荒れているのではという情報を得ている。今後も再度(4月以降)交渉する予定である。なお、この4校は、研究分担者の都合(年度末や妊娠)のため、岩井が神戸大学の院生とともに実施せざるを得ない状況であった。この4校の調査では、予測に反して子どもたちが生き生きと遊んでいる状況を確認できた。しかし遊びの内容は以前と比較して極端にジャンルが限られてきていることと、道具を用いて遊ぶことがなくなってきている(縄跳び以外)ことが明らかとなった。さらに前述したが、学級崩壊に近い学校が調査に協力を断ってきたこともあり、今後の綿密な分析が必要となってきている。報告書や論文は研究が」開始されてから数ヶ月であったため次年度に行う予定である。なお次年度は主として愛媛県における9校の小学校で調査を実施するとともに、諸外国との比較研究の1つとして、中国・南京市での調査を予定している。備品では、ビデオカメラ・MDウオークマンを購入し、次年度からの調査に備えた。2年度は、初年度の大阪市の調査に引き続き愛媛県下で10校、長崎県で2校、沖縄県で2校、そして東京都で3校の小学4年生を対象として、遊び歌とアンケート調査を実施した。沖縄では広域の子ども集団として附属小学校を設定した。那覇市では日常的に沖縄の子どもの遊び歌を学校教育として教えており、生きている。また、東京都ではわらべ歌教育を実践している小学校を設定した。遊び歌の伝承プロセスは多様でよいが、合唱曲として子どもに提供していることに関してはもう少し慎重さが必要ではないかと思われた。

今回の調査でも原則として4年生1クラスを対象としたが、クラスがまとまらず疎外された子どももいて、今後の分析から遊び歌との関連を明らかにする。長崎県壱岐では、僻地校で全校生徒11名を対象としたが、上級生がその場で下級生に遊びを教え、即座に歌って遊ぶという伝承パターンを確認できた。絵かき歌は全国的に歌なし描いており、テレビからの影響が大きいことが明らかとなった。通時的にはジャンルの盛衰が見られた。となえ歌なかんずく手まり歌・身体遊び歌・天体気象や自然を対象とした歌はほぼ衰退している。一方、じゃんけん歌、お手合せ歌は種類も多く盛んであること、なわとび歌、鬼遊び歌は種類は少ないが活発であることも判明した。クラスの規模は、遊びを活発化させる一つのポイントであることも明らかとなった。1学年1クラスという小規模校では、6年間同じ仲間であり、さまざまなデメリット(クラス替えのメリット>をはらんではいるが、まとまりからいうとメリットも多い。また複式学級である小学校でもタテ関係の伝承プロセスやまとまりが明確にとれる。子どもの文化の伝承と創造を保障する意味からは、学級定員の早急な削減が必要である。なお、口頭発表はThe 3rd Asia-Pasific SymposiumonMusic Education Research(国際学会・名古屋市)で行ない、論文は1本印刷中である。3年度は、中華人民共和国南京市とハンガリー共和国セゲド市で子どもの遊び歌調査を実施した。南京市の天妃宮(キェンフェイユン)小学校では、日本の「8の字」なわとびが昼休みに中庭で活発に遊ばれていた。教室内ではお手合わせ、じゃんけん、ハンカチ落とし、蹴鞠に似た羽根蹴り、歌を伴わない絵描き、数え歌を収録した。裴家〓(ペイシャーチャオ)小学校は、毎週2時間日本語の授業を導入しており、日本の唱歌や童謡もテープで聞いている。遊びはなわとび、蹴球、お手合わせ、ボール遊びなどであったが、日本ほど種類も豊かではない。2つの小学校とも1人っ子がほとんどで、兄弟関係が希薄であることと、授業終了後、親が迎えに来ていてすぐに帰宅するなど、放課後に、また帰宅道で遊ぶといった習慣が見られないことが遊び歌の少なさに影響を与えていると考えられる。ハンガリー共和国セゲド市では、Altlanoso iskola I Sakos Rokusi(第一ロークシイ小学校)で、音楽授業(1・3・4年)、民族ダンス授業(1・3年)、およびGaram utcai Ovoda(グラム通り保育園)で調査を実施した。ハンガリーはコダーイの理念で音楽教育システムを作成しているが、改革以降このシステムは縮小してきている。ただ、セゲド市は地方都市ではあるが、合唱をはじめコダーイの理念に基づくわらべうたを出発点とする音楽教育が続けられている。くぐり鬼、いす取り鬼遊びなど、集団としての遊びを伴ったわらべうたが主流である。そして民族ダンスも継承されている。これら2つの国における小学校は、遊びの活性化と連動して学級崩壊などは見られない結果を得た。最終年度は、愛媛、大阪、長崎、沖縄、東京都、そしてハンガリー共和国セゲド市、中華人民共和国南京市での調査で蒐集した遊び歌(=わらべ歌)のデータおよび子どもを対称とした遊びに関する意識調査の整理・分析を実施した。さらに平成16年2月にはスペイン共和国バルセロナ市において、野外における子どもの遊びの実態を調査した。
イメージングプレートで撮影した電子顕微鏡画像の定量解析システムの開発

近年、電子顕微鏡の新しい記録媒体として、汎用のフィルムの記録限界(ダイナミックレンジの狭さ、入射電子線強度と出力シグナルの線形性の欠如)を越える優れた特性を有するイメージングプレートが開発され、新素材の解析に大きな威力を発揮するものと期待されている。本研究では、この定量性の高いイメージングプレートで撮影した電子顕微鏡画像を定量的に解析するシステムを開発し、先端材料の構造評価に応用することを目的とした。本研究では、まず、イメージングプレートから出力される膨大なディジタルデータを高速で処理するため、ワークステーションと学内のネットワークシステム(TAINS:テインズ)を利用した、画像解析システムを開発した。また、イメージングプレートの分解能やフェーディング(撮影後、時間の経過とともにシグナル強度が減衰する現象)などの基礎特性の評価も行った。これらのシステム開発や基礎特性評価を踏まえ、イメージングプレートを用いた電子顕微鏡画像の解析を実施した。具体的には、電子回折図形、特に、短範囲規則配列に伴う散漫散乱などの弱い回折強度の定量的な解析への応用を図った。また、高分解能電子顕微鏡像を高精度で解析するために、測定値と計算値との一致の度合いを示す残差因子を導入し、高温超伝導体Tl_2Ba_2Cu_1Oyの構造評価に応用した。その結果、観察像と計算像の残差因子を5%以下に小さくすることにより、タリウムの欠損量を定量的に評価するとともに、急冷によって導入された酸素欠損位置についても明らかにすることができた。本研究で開発した画像解析システムは、従来用いられてきた電顕フィルムの画像についても入力が可能で、その解析に利用されている。今後、本システムが、電子顕微鏡を用いた定量構造解析を進めて行く上で、大きな進展をもたらすものと確信している。電子顕微鏡本体から発生する特性X線が及ぼす、イメージングプレートのデータのバックグラウンドについて、汎用の200kV及び超高圧電子顕微鏡を用いて、評価を行った。その結果、通常の電顕フィルム用のカメラ室を使用した場合、特に超高圧電子顕微鏡において、長時間露出を行った際、強いX線のバックグラウンドが生じることがわかった。イメージングプレートの分解能の測定法についての検討も行った。従来、イメージングプレートの分解能は、格子縞の観察や、プレート上においた金属線のコントラストから測定されていたが、この場合、前者では、ディフォーカス量などの撮影条件に左右され、また後者では金属線からのX線による影響を考慮する必要があった。本研究では、くさび形のエッジを持つ微粒子の切片の電子顕微鏡像を撮影し、分解能評価を試みた。くさび形切片の電子顕微鏡像を用いた場合には、上記のような実験条件やX線に伴う問題がなく、より高い精度での分解能の決定が可能となっている。汎用のワークステーション及び大型計算機上に、高分解能電子顕微鏡像の定量解析用のソフトを完成させた。定量化に際しては、測定値と計算値(シミュレーション像)の一致の度合いを示す残差因子(residual index)の導入を行い、具体的にタリウム系高温超伝導体の高分解能電子顕微鏡に応用した。その結果残差因子を5%以下におさえられることがわかり、また、これらの計算を通してタリウムの欠損量を定量的に評価でき、急冷によって導入された酸素欠損位置についても明らかにすることができた。また、プラズモン散乱や熱散漫散乱などの非弾性散乱に伴う、電子回折図形上のバックグラウンドを除去するため、フィッティング法に基づくプログラムを開発した。現在、化合物半導体や合金の短範囲規則配列に伴う散漫散乱の解析に応用を試みている。

本研究では、この定量性の高いイメージングプレートで撮影した電子顕微鏡画像を定量的に解析するシステムを開発し、先端材料の構造評価に応用するとを目的とした。本研究では、まず、イメージングプレートから出力される膨大なディジタルデータを高速で処理するため、ワークステーションと学内のネットワークシステム(TAINS:テインズ)を利用した、画像解析システムを開発した。また、イメージングプレートの分解能やフェーディング(撮影後、時間の経過とともにシグナルを開発した。また、イメージングプレートの分析能やフェーディング(撮影後、時間の経過とともにシグナル強度が減衰する現象)などの基礎特性の評価も行った。これらのシステム開発や基礎特性評価を踏まえ、イメージングプレートを用いた電子顕微鏡画像の解析を実施した。具体的には、電子回析図形、特に、短範囲規則配列に伴う散漫散乱などの弱い回析強度の定量的な解析への応用を図った。また、高分解能電子顕微鏡像を高精度で解析するために、測定値と計算値との一致の度合いを示す残差因子を導入し、高温超伝導体Tl_2Ba_2Cu_1Oyの構造評価に応用した。その結果、観察像と計算像の残差因子を5%以下に小さくすることにより、タリウムの欠損量を定量的に評価するとともに、急冷によって導入された酸素欠損位置についても明らかすることができた。本研究で開発した画像解析システムは、従来用いられてきた電顕フィルムの画像についても入力が可能で、その解析に利用されている。今後、本システムが、電子顕微鏡を用いた定量構造解析を進めて行く上で、大きな進展をもたらすものと確信している。
特異な電子的性質の期待される交差共役系オリゴマー・ポリマーの研究

著者は、酸化還元能力を持つ交差共役系を組み込んだオリゴマーやポリマーの性質に興味をもち、そのモデル分子としてペンタフルベンの6位を芳香環でつないだオリゴアリールフルベン類と特異な構造を持つオリゴアリールアセチレン類の研究を行った。これら化合物の基本物性を明かにすることによって、新たな機能性ポリマー開発の指針を得ることを目的とした。1.オリゴアリールフルベン類の研究ベンゼンのメタ位でつないだオリゴ(メターフェニレン)ペンタフルベン類の二量体四量体、および分岐型オリゴマーとしての1、3、5-トリフェニルフルベニルベンゼンのアルカリ金属還元を検討し、多重項ポリアニオンラジカル種の生成を試みた。その結果、二量体において還元体であるジアニオンラジカルが基底三重項種分子であることをみいだしたが、他のオリゴフルベン類については多重項種の生成を示唆する明確な証拠は現在までのところ得られていない。2.特異な構造をもつオリゴアリールフルベン類の研究著者は研究計画書に記載したキノイド構造をもつオリゴマーの合成を検討する過程において、著者らの考えた、マクマリ-反応を利用した多環状シクロファンポリエン類の合成法が歪みのかかったアセチレン結合をもつ環状アリールアセチレン合成に有用であることを見いだした。この方法により、これまで未知であった〔2._4〕メタシクロファンテトラインや、環状オリゴフェニルアセチレン類などを合成した。特に後者は、円筒状の共役系をもつ分子として初めての例であり、今後さらに詳細に検討してゆく予定である。報告者は酸化還元能力をもつ交差共役パイ電子系を組み込んだオリゴマーやポリマーの性質に興味をもち、そのモデル化合物としてオリゴペンタフルベン1を考え、その基本物性を明らかにすることによって、新たな機能性物質開発のための指針を得ることを目的に研究を行なっている。本年度、報告者は1、既に報告してある新しいペンタフルベン類合成法を用い、オリゴフルベン類2、3、4の四量体までの合成や分岐型オリゴマー5の合成を達成した。これらはいずれも比較的安定な化合物であった。2、オリゴマー2のアルカリ金属還元を行ない、その還元体がジアニオン6を基本ユニットとした繰り返し構造をとることを明らかにした。3、オリゴマー3および5の還元およびそのスピン状態のESRによる解析をおこなった。3(n=2)については三重項ジラジカルを観測しそれが基底状態であることを確認したが、しかし現在までのところそれ以外の系では多重項ポリラジカル生成を確認するまでには至っていない。4、現在ペンタフルベンよりも酸化還元能力が高く生成するイオン種の安定性に優れたキノイド型パイ電子系を組み込んだオリゴマー7の合成を検討している。著者は酸化還元能力をもつ共役π電子系を組み込んだオリゴマーやポリマーの性質に興味をもち、そのモデル化合物としてオリゴペンタフルベン、およびオリゴ-メターアリールアセチレン類をデザインし、その基本物性を明かにすることを通じて、新たな機能性物質開発のための指針を得ることを目標に研究を行った。本年度は、著者は1)ジ(2-チエニル)ペンタフルベンの酸化的カップリングによってチオフェン環の5位で繋いだポリジチエニルフルベンの合成を検討しその重合状態を調べたが、五量体を主成分とした重合度の余り高くない混合物であることがわかった。分岐型フルベンオリゴマー(1、3、5-トリフルベニルベンゼン)のアルカリ金属還元による多重項種の成功を試みたが、現在までのところ多重項種に由来とおもわれるデータは得られていない。2)ヒドロキシフェニルアセチレン類のオリゴマー化を検討し前駆体アセチレン誘導体および三量体のメチル体までの合成に成功した。さらに環状化、酸化について検討してゆきたい。

また、環状オリゴペンタフルベンや、オリゴ-メターアリールアセチレン類の合成を検討する中で、有機合成的には未だに未知化合物であったチューブ状の共役系をもつ環状パラフェニルアセチレン類合成の足掛かりをつかみ、六量体および八量体の合成に成功した。この成功はフラーレン類などを含む新しい非平面共役化合物の分野を開く嚆矢になると思われる。
歯周病原性細菌由来細胞死誘導因子の単離・抗体作製及びその臨床応用

重要な歯周病原性細菌であるTannerella forsythensisが保有する細胞致死因子(Cytocidal toxin : TfCCT)は、歯周炎の本能である歯周組織の炎症と破壊、防御機構からの回避に関わっていると推定される。そこで、本因子の同定・発現の調節・生体内での作用機秩の詳細を明らかにし、的確な診断・治療・予防法への新たな方法論の確立を目的とする。さらに、本菌のリポプロテイン、シアリダーゼについても研究したが、本概要では割愛した。<研究成果>1.TfCCTの精製:T.forsythensisの超音波抽出液をDEAE-Sepharoseカラム、ゲルろ過にて精製後、本毒素はDNAと親和性を有する事が明らかとなった為、ヘパリンカラムにて更に精製を行った(TfCCT)。2.モノクロナール抗体:マウスを細菌粗抽出物にて免疫し、ハイブリドーマを樹立した。スクリーニングの結果、坑細胞致死活性を有するハイブリドーマが得られ、モノクロナール抗体(Me-24)を得た。3.TfCCTをコードする遺伝子(Tfcct)のクローニング:TfCCTのN末端のアミノ酸配列から推定される塩基配列をプローブとして用い、T.forsythensisのgene bank (phage)に対してクローニングを行い、クローンの塩基配列の決定・分析を行なった。その結果、クローンには、約2.1kbpのインサートが存在し、また4つのORFの存在(CCT1から4)が明らかになった。特に、CCT2は、prtHとhomologyが高かった。又、in vitroにてリコンビナントタンパク質を合成した。4.細胞死誘導の機序:細胞周期への影響:TfCCTを細胞に作用させたところ、これまで報告されているCDTと共通の現象が認められたが、TfCCTに特異的な活性も認められた。高度に精製したTfCCT、リコンビナントタンパク質を培養細胞に作用させると、G2期において細胞周期が停止され、CyclinB1が分解を阻害され、p53と共に蓄積することが明らかになった。5.臨床応用:CCTをコードする遺伝子を保有する当該細菌が、歯周炎患者で有意に増加していることが明らかになり、精製TfCCTに対するモノクロナール抗体、リコンビナントタンパク質を用いた簡便な臨床検査方法(ELISA, ELISPOT法)の確立を試みている。1.クロマトグラフィーによる精製(1)Tannerella forsythenisis (Bacteroides forsythus)の超音波抽出物をDEAE Sepharoseカラムを用いて精製した結果、F1,F2の2つの致死細胞活性分画を得た。(2)ゲルろ過により精製を行ったところ、28kDa,400kDa超の2分画に活性が認められた。A_<245>、A_<280>の比較から、本因子は、細菌のDNAと相互作用すると予想され、DNaseIと作用させたところ、28kDaに収斂し活性が認められた。

よって、当該毒素は、DNA結合性のタンパク質であることが強く示唆された為、さらにヘパリンカラムを用いて精製を行なったところ、強い活性を示す分画(HepBF)を得た。(3)本精製タンパクのSDS-PAGE後鍍銀染色を行い、また我々の作製した坑致死細胞因子抗体を用いてImmunoblotを行ったところ、それぞれにおいて57,55,28.5kDaの3本のバンドを得た。2.クローニングおよびシークエンス解析(1)ZAP Express vector(phage vector)を用いて遺伝子バンクを作製後、精製物のN末端のアミノ酸配列より得た、degenerate oligonucleotide probesを用いてクローニングを行い、さらに本クローンの塩基配列の決定を行った。その結果、本遺伝子は、536個のアミノ酸からなる分子量約59.5kDaのタンパクをコードすることが示唆された。(2)PSI Blastによるhomology searchを行った結果、本遺伝子によりコードされるタンパク質はP1 nucleaseとhomologyのある立体構造を保有することが明らかになった。また、プローブとして用いたN末部分は、本遺伝子の269.280アミノ酸残基の領域に存在する事が判明した。3.フローサイトメトリーによる解析(1)MA-1細胞に精製因子(HepBF)を作用させ、P53,Cyclin B1に対する抗体にて染色後、フローサイトメトリーにて分析した。(2)その結果、殺細胞因子を作用させた細胞は、G2 arrestを起こし、かつ同時期において高レベルのp53,Cyclin B1の発現が認められた。(3)以上の結果から、機序としてはChk2を介したCdc25の不活性化による細胞周期の停止が考えられる。以上の結果より、本毒素は、CDT(Cytolethal Distending Toxin)の新メンバーであることが示唆された。また、精製タンパク質のN末端部分がクローンの中間部分に位置していたことから、現在致死細胞因子をコードする最小の遺伝子を解明中であり、その結果を利用し、臨床材料(歯肉縁下プラーク、歯肉溝滲出液、唾液など)に対してPCRを行い当該因子と歯周炎の発症、進行との関連を解明する計画である。重要な歯周病原性細菌であるTannierella forsythensisが保有する細胞致死因子(Cytocidal toxin : CCT)は、歯周炎の本態である歯周組織の炎症と破壊、防御機構からの回避に関わっている推定される。そこで、本因子の同定・発現の調節・生体内での作用機序の詳細を明らかにし、的確な診断治療予防法への新たな方法論の確立を目的とする。<研究成果>1.殺細胞因子の精製:T.fonythensisの菌体超音波抽出戚をDEAE-Sepharoseカラム、ゲルろ過にて精製後、本毒素はDNAと相互反応する事が明らかとなり、ペパリノカラムにて更に精製を行った(TfCCT)。2.抗細胞致死活性モノクローナル抗体:マウスをTfCCTにて免疫し、ハイプリドーマを樹立した。1次スクリーニングの結果、坑細胞致死活性を有するハイブリドーマが得られ、リクローニングにより抗体産生細胞を純化し、モノクロナール抗体を得た。3.CCTをコードする遺伝子(cct)のクローニング:TfCCTのN末端のアミノ酸配列から推定される塩基配列をプローブとして用い、T.forsythensisのgene bank(phage)に対してクローニングを行った。
結晶性絶縁膜によるMIS型トンネルエミッタの効率向上に関する研究

これまでMIM型、MIS型トンネルエミッタの絶縁層にはAl_2O_3やSiO_2などのアモルファス膜が用いられてきた。このとき、電子が絶縁層中を電界で加速されて走行する過程で、ランダムな位置に存在する絶縁物原子との衝突散乱により電子のエネルギーに分散が生じ、上部電極の仕事関数を越え得る電子の数が減少する。本研究では、絶縁層をアモルファスから結晶性絶縁膜にすることによりこの種の衝突散乱が減り、電子の放射効率の向上が期待できると考え、これを検討した。この結果を纏めると次の様になる。(1)真空蒸着法を用いて50nm-120nmの厚さのBaF_2膜をn-Si(111)基板上に室温から700°Cまで堆積温度を変化させて形成した。その結果、X線回折の測定から400°C以上で基板と同じ(111)方位に強く配向した結晶性絶縁膜が得られた。またSEMによるモフォロジー観察の結果のSEMによる、表面が比較的平坦でしかもSi(100)上のような粒子状の析出物は見られなかった。(2)堆積したBaF_2上に厚さ10nmのAu上部電極を蒸着し,放射面積1mm×1mmのMIS型トンネルエミッタを試作した。この素子の電流-電圧特性を測定した結果、基板温度が高いほど結晶性が良くなるためか高い加速電圧が得られた。しかし、5V以上の加速電圧を得るには120nm以上の厚さが必要であった。(3)エミッションの測定は、10^<-6>Pa.台の高真空下で行なった。その結果、堆積温度700°Cで作製した最も高い加速電圧が得られたBaF_2膜を用いた素子では、Auの仕事関数以上の素子電圧(5V)で、およそ2pA/mm^2の放射電流が観測された。このように電子の放射を確認することは出来たが、結晶性絶縁膜が完全でなかったために、この膜の優位性をアモルファス膜と比較して示すには至らなかった。今後は堆積条件の最適化、BaF_2以外の結晶性絶縁膜の検討等を行なう予定である。本研究の目的は、電子管を微小集積化する際に必要なミクロンサイズの冷陰極電子放出源を開発することにある。我々は、構造が簡単で大面積化が容易なトンネル型素子に注目している。しかし、この型の電子放射効率は10^<-5>10^<-3>と現状では極めて低い。その原因の一つとして、現在検討されている素子では絶縁層および上部電極の金属膜層が非晶質であり、電子がこれらの層を通過する際に散乱されエネルギーの分散を生じることが考えられる。ここでは、絶縁層と金属電極層を単結晶化し、電子の散乱を減らすことによるMIS型トンネルエミッタの放射効率向上の可能性について調べている。本年度は次のような検討を行った。その結果を次に示す。1.Si基板上へのフッ化物系絶縁膜の形成と評価n-Si(100)基板上に、BaF_2を真空蒸着法により基板温度を400°C650°Cまで変化させて堆積した。その結果、500°C以上で(111)に強く配向した厚さが均一なBaF_2絶縁膜を堆積することができた。

また、これらの絶縁膜の表面を走査型電子顕微鏡により観察した結果、600°Cで最も平坦な表面が得られた。MIS型トンネルエミッタ素子の作製および放射電子測定用チャンバの製作結晶性と平坦性の良い、600°Cの基板温度で堆積した厚さ60nmのBaF_2絶縁膜を用いて、MIS型トンネルエミッタ素子を作製した。素子は10mm×10mmのSi基板上に3つ作り、素子1個当たりの電子放射面の面積は1mm^2とした。電流-電圧特性を測定したところ、素子ごとのばらつきも少なく、4.5V付近から立ち上がるダイオード特性が得られた。またこの素子のファウラ-ノルドハイムプロットから、ダイオード電流の大部分が絶縁膜を通してのトンネル電流であることがわかった。さらに、この素子の放射電子を測定する高真空チャンバの設計を行い、現在排気系の製作を行っているところである。トンネル型冷陰極は電子の放射電流密度を大きくできること、構造が簡単で大面積化が可能であること、信頼性が高く寿命が長いことなど多くの利点を有している。しかし、現在のところ放射効率が低く、この原因の一つとしてトンネル絶縁層中での電子の散乱によるエネルギーの分散・減衰が考えられる。本研究では絶縁層を従来の非晶質から単結晶にすることにより電子の散乱を減らし、放射効率の向上の可能性を調べている。本年度は次のような検討を行なったが、その結果を以下に示す。1.フッ化物結晶性絶縁膜を用いたMIS型トンネルエミッタの試作とエミッション測定真空蒸着法を用いて、60nm-120nmの厚さのBaF_2膜をn-Si(111)基板上に堆積温度を室温から700°Cまで変化させて形成した。その結果、X線回折の測定から600°C以上で基板と同じ(111)方位に極めて良好に配向した絶縁膜が得られた。また、この絶縁膜はSEMによるモフォロジー観察の結果、昨年度報告したSi(100)上のBaF_2(111)膜と比較して表面が平坦で、しかも粒子状の析出物が見られずトンネル絶縁膜として優れていることがわかった。この絶縁膜上に厚さ10nmのAu膜の上部電極を蒸着し,放射面積1mm×1mmのMIS型トンネルエミッタを作製した。エミッションの測定は10^<-6>Pa.以下の高真空中で行なった。その結果、Auの仕事関数以上のダイオード電圧(5.2V)でおよそ2pA/mm^2の放射電流が観測された。現時点ではこれ以上のダイオード電圧を印加すると絶縁破壊するため、正確なエミッション電流が測れなかったが、今後は熱処理等の検討により絶縁耐圧の向上を図ることが必要であろう。2.絶縁層での電子の輸送についての検討トンネルエミッタでは電子が絶縁層の中を加速されて通り抜けて行く際に散乱を受け、エネルギーの減衰を生じる。この絶縁層の伝導帯における電子の輸送課程を検討し、結晶性絶縁層の優位性を電子が衝突散乱しエネルギーを失う過程をモンテカルロ法を用いた計算機シミュレーションにより示すことを試みた。簡単な電子-原子衝突散乱モデルを用いて、非晶質中と結晶中との電子輸送過程を比較した。