hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭素14マッピング直接測定を目指したレーザーアブレーション加速器質量分析法の開発

試料処理装置を用いて作成した標準試料のC-14試験測定を東京大学及び名古屋大学の加速器質量分析装置により実施して、所定の測定性能を得た。また、CO2ガス導入型負イオン源の開発と導入についても順調に進展している。CO2ガス導入型負イオン源の測定試験を引き続き実施する。今後、レーザーアブレーション法を想定したμgオーダーの実試料の測定試験を実施する予定である。μgオーダーの微量CO2の場合は、サポートガスの使用が不可欠であり、Heガスの混合割合と流量の最適値を確認する。レーザーアブレーションにより抽出した試料は、元素分析装置での燃焼によりCO2を取り出す。元素分析装置からは、シリンジを使って一定流量でCO2をガス導入型負イオン源へ導入する手法を検討する。加速器科学開発したCO2ガス導入型負イオン源と6 MVタンデム加速器から形成される加速器質量分析装置の稼働試験を開始する。本研究では、レーザーアブレーション法(LA法)により抽出した試料を如何にして直接的にCO2ガス導入型負イオン源に導入してC-14の高エネルギー加速器質量分析を実現するかが課題となる。最終年度の実施を目標として、LA-C-14導入装置の稼働試験及びCO2ガス導入型負イオン源と6 MVタンデム加速器による試験測定を試みる。本研究課題で使用する実験装置が平成28年3月より正式稼働した為に、年度をまたいで実験用消耗品を購入する必要があった。また、実験装置の稼働が遅れたため、試験的な炭素14測定について、外部機関に委託をおこなった。その為の必要経費を計上した為に次年度使用額が生じた。平成26年度末から年度をまたいで本科研費で試作した装置の稼働試験を実施している。稼働試験用の消耗品を購入予定である。また、平成26年度末に本科研費の研究成果を論文として提出しており、その論文の再投稿用の諸費用として次年度使用額を確保している。実験装置の稼働に関する消耗品と外部機関に委託した試験的な炭素14測定経費に使用する。平成26年度から継続して実施している試験測定に必要な消耗品を購入する。また、平成26年度末に投稿した本科研費の成果をまとめた学術論文の英文校正及び投稿料として使用する。
内皮細胞由来ADAMTS1の虚血バイオマーカーとしての可能性

ADAMITS1は超急性期虚血においてのみ強く内皮及細胞から分泌され、時間が経過した急性虚血では分泌されない性質を持つ。この実験的事実からADAMTS1は超急性期虚血でのみ内皮細胞に特異的に誘導され分泌されるタンパクであると考えた。そして、この特性を利用して、ADAMTSIを超急性期の虚血を検出するバイオマーカーとして利用できるのではないかと仮説を立て、これを証明するために下記の実験を行った。1.ADAMTS1に対するELISA系の確立市販されている精製ヒトADAMTS1タンパクを用いてADAMTS1のサンドイッチELISA法を確立した。各社より販売されている抗ヒトADAMTS1抗体および独自に作成したモノクローナル抗体を用いてそれぞれ反応性を検討した。もっとも反応性のよかった抗体を以後の検討に利用することとした。2.低酸素組織におけるADAMTS1の血清変動心筋梗塞ラットより虚血後、1,3,6,24時間後に血液を採取し、血漿を分離した。経時的なADAMTS1の血漿中レベルの変動について解析を行う予定であったが、血漿とは反応性が不良であったためか、測定感度レベルより低値であった。3.ADAMTS1の虚血バイオマーカーとしての可能性ADAMTS1が本当に超急性期虚血バイオマーカーとして利用可能かどうかを、以下の2群において血清中のADAMTS1変動を測定することにより検討する。(1)急性心筋梗塞および24時間以内の狭心症患者(2)胸痛があるが急性心筋梗塞や狭心症のない患者インフォームドコンセントの元に(1)急性心筋梗塞および24時間以内の狭心症患者から血清を採取した。心筋梗塞入院時および再灌流治療後4,8,12時間後にそれぞれ血清を採取し、血清ADAMTS1レベルの時間的推移をELISA法にて検討した。本研究の目的は、急性期虚血を簡便に診断できる方法の開発である。心筋梗塞を含む心血管疾患および脳梗塞を含む脳疾患は日本人死因のそれぞれ第2位、第3位をしめる重要な疾患である。さらに重要なことは心筋梗塞によってダメージを受けた心臓は、心筋が再生しないために機能不全に陥る(心不全)と、入退院を繰り返すこととなる。また、脳梗塞により脳組織がダメージを受けると、例えば片麻痺など個人の生活の質が極めて低下するとともに、介護する家族の負担は非常に大きいものがある。これらの疾患を発症した後に残る後遺症を軽減するためには、早期診断・早期治療開始が必須であり、そのためにこれらの急性虚血性疾患を短時間で鑑別に検出できる診断バイオマーカーの開発は非常に重要である。今回、我々は虚血マーカーとして内皮細胞から分泌されるタンパクに着目した。ADAMTS1が急性期虚血で一過性の発現を示す特異性を利用できるのではないかと考え、本研究を着想するに至った。1.低酸素組織におけるADAMTS1の分布低酸素状態におけるADMTS1の分布を検討するためにまずヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を培養し、低酸素状態(1%O2)にて1,3,6,24時間低酸素状態として、それぞれRNAを抽出し、リアルタイムRT-PCR法にてADAMTS1のmRNA発現量を検討した。2.ELISA系の構築低酸素状態におけるADAMTS1の発現量を定量的に測定するサンドイッチELISAの系を構築した。まずインフォームドコンセントの得られたヒト心筋梗塞忠者の血液を収集血清分離し、血清ADAMTS1レベルを測定した。これにより、国内特許出願した。
ラット視神経挫滅モデルにおけるニプラジロールの神経保護効果

雄成熟ウイスター系白色ラットを用い,眼球後方約2mmの部位で60g脳動脈クリップを使用し15秒間視神経を挫滅するモデルを作製した。他眼にはsham operationを施行した。それらを無作為に2群に分け,薬物投与群は視神経挫滅直後より1日2回右眼に(0.25)Nipradiolを点眼投与,左眼は同様にVehicleを点眼投与した。対照群においては両眼1日2回Vehicleを点眼投与した。眼圧測定は,視神経挫滅目を0日として,-3,4,7,14,21,28日にそれぞれ施行した。全身麻酔下における視神経挫滅モデル作製前のラット眼圧は10.4±0.5mmHgであった。視神経挫滅モデル作製後,少なくとも術後4日よりわずか1.0mmHg程度統計学的有意の眼圧上昇が認められ,少なくとも4週は維持された。また,コントロール群およびニプラジロール群との間に,統計学的有意な差を認めなかった。眼圧上昇により誘導される網膜神経節細胞死は,モデル作製後4週に評価した。ラット視神経挫滅4週後網膜周辺部における網膜神経節細胞死は,コントロール群において29.2±14.9%であった。一方ニプラジロール群においては10.7±3.7%であった(P=0.0094,Mann-Whitney Utest)。網膜中心部においては,コントロール群で22.5±13.8%,ニプラジロール群で11.2±3.9%の網膜神経節細胞死を認めた(P=0.0161,Mann-Whitney Utest)。網膜全体では各々25.0±13.4%,11.0±3.2%であった(P=0.0094,Mann-Whitney Utest)網膜の組織学的検討は,同様に視神経挫滅後4週で施行した。HE染色した後,網膜内網状層,内穎粒層,外網状層の厚さを計測した。コントロール群およびニプラジロール群との間に,統計学的有意な差をいずれも認めなかった。実験モデルには雄成熟ウイスター系白色ラット(11-16週齢)を用い、眼球後方約2mmの部位で60g脳動脈クリップを使用し15秒間視神経を挫滅するモデルを作製した。このモデルの評価をニューマトノメーターによる眼圧測定及び生存網膜神経節細胞数のカウントにて施行した。眼圧測定は、視神経挫滅日を0日として、-3、4、7、14、21、28日にそれぞれ施行した。視神経挫滅モデル作製後、少なくとも術後4日よりわずか1.0mmHg程度ではあるものの統計学的有意の眼圧上昇が認められた。さらに、この眼圧上昇は少なくとも4週は維持された。眼圧上昇により誘導される網膜神経節細胞死は、モデル作製後4週に評価した。対照眼と比較し網膜全体においては、25.0±13.4%の網膜神経節細胞死が認められた。視神経挫滅により誘導される網膜神経節細胞死を、網膜部位により検討したが網膜中心部においては22.5±13.8%、網膜周辺部においては29.2±14.9%であった。網膜の組織学的検討は、同様に視神経挫滅後4週で施行した。ヘマトキシリン-エオジン染色した後、網膜内網状層、内顆粒層、外網状層の厚さを計測した。視神経挫滅眼および対照眼との間に、統計学的有意な差をいずれも認めなかった。雄成熟ウイスター系白色ラットを用い、眼球後方約2mmの部位で60g脳動脈クリップを使用し15秒間視神経を挫滅するモデルを作製した。それらを無作為に2群に分け、薬物投与群は視神経挫滅直後より1日2回右眼に(0.25)Nipradilolを点眼投与、左眼は同様にVehicleを点眼投与した。視神経挫滅モデル作製後、少なくとも術後4日よりわずか1.0mmHg程度統計学的有意の眼圧上昇が認められ、少なくとも4週は維持された。また、コントロール群およびニプラジロール群との間に、統計学的有意な差を認めなかった。ラット視神経挫滅4週後網膜周辺部における網膜神経節細胞死は、コントロール群において29.2±14.9%であった。網膜中心部においては、コントロール群で22.5±13.8%、ニプラジロール群で11.2±3.9%の網膜神経節細胞死を認めた(P=0.0161,Mann-Whitney Utest)。

網膜全体では各々25.0±13.4%、11.0±3.2%であった(P=0.0094,Mann-Whitney Utest)網膜の組織学的検討は、同様に視神経挫滅後4週で施行した。HE染色した後、網膜内網状層、内顆粒層、外網状層の厚さを計測した。コントロール群およびニプラジロール群との間に、統計学的有意な差をいずれも認めなかった。雄成熟ウイスター系白色ラットを用い,眼球後方約2mmの部位で60g脳動脈クリップを使用し15秒間視神経を挫滅するモデルを作製した。他眼にはsham operationを施行した。それらを無作為に2群に分け,薬物投与群は視神経挫滅直後より1日2回右眼に(0.25)Nipradiolを点眼投与,左眼は同様にVehicleを点眼投与した。対照群においては両眼1日2回Vehicleを点眼投与した。眼圧測定は,視神経挫滅目を0日として,-3,4,7,14,21,28日にそれぞれ施行した。全身麻酔下における視神経挫滅モデル作製前のラット眼圧は10.4±0.5mmHgであった。視神経挫滅モデル作製後,少なくとも術後4日よりわずか1.0mmHg程度統計学的有意の眼圧上昇が認められ,少なくとも4週は維持された。また,コントロール群およびニプラジロール群との間に,統計学的有意な差を認めなかった。眼圧上昇により誘導される網膜神経節細胞死は,モデル作製後4週に評価した。ラット視神経挫滅4週後網膜周辺部における網膜神経節細胞死は,コントロール群において29.2±14.9%であった。一方ニプラジロール群においては10.7±3.7%であった(P=0.0094,Mann-Whitney Utest)。網膜中心部においては,コントロール群で22.5±13.8%,ニプラジロール群で11.2±3.9%の網膜神経節細胞死を認めた(P=0.0161,Mann-Whitney Utest)。網膜全体では各々25.0±13.4%,11.0±3.2%であった(P=0.0094,Mann-Whitney Utest)網膜の組織学的検討は,同様に視神経挫滅後4週で施行した。HE染色した後,網膜内網状層,内穎粒層,外網状層の厚さを計測した。コントロール群およびニプラジロール群との間に,統計学的有意な差をいずれも認めなかった。
日米によるDS86に換わる原爆線量評価システムの構築と人の放射線影響解析

広島・長崎の原爆線量評価体系(DS86)の再評価を日米の共同研究で進めてきた。合計16回の日米のワークショップを開催した。平成15年3月の日米の上級委員会で新しい線量体系(DS02)が決まった。今回の見直しでは2つの主たる問題があった。広島のEu-152などの1km以遠の結果がDS86より5-10倍も高かったこと、近距離では逆に低くなっていたことである。遠距離問題は研究代表者が提案して18個の被曝試料を使い実行されたCl-36とEu152との相互比較実験で解決された。すなわちEu-152の値が小さくなりDS86と一致した。これは今までと比べて1kgと量を10倍にしたこと、金沢大学の小村がトンネルの中で測定したことなどで検出限界が大幅に向上したことによる。自然界のバックグランドがEu-152のガンマ線に混入したことが原因であると考えられる。また近距離問題は爆発点の高さを20m引き上げ600mとすることで計算を下げた。このようにしてDS02が提案され全てが良く一致した。ただ平成15年7月31日発行のNature誌で、このワーキンググループの研究の中で出されてきた測定結果のうちNi-63のデータのみが、無断で一部の研究者により発表された。特に、日本側の提供したサンプルを使用したこと、旧DS86は正しく、その後の改訂(DS02)はマイナーであるとの結論を述べている点で、他の多くの仕事が解決させたことを無視したこと、が問題である。日米とも強く抗議した。このことに対して現在も解決の努力が続けられている。Nature誌との話し合いで、アデンダムを出し、サンプルを収集した日本側の著者の追加と、本文の修正をすることで解決する方向となっている。この後DS02の出版、全体をまとめた論文の出版、Health Physic誌などに特集号として研究の各部分を発表することで合意がなされている。本年度(平成13年度)の研究は、今までの結果に基づき、アメリカ側と交渉する事が中心であった。6月にクリーブランドで会議が開催され話し合いを持った。そこでは平成14年3月までに結論を出したいとの要請があった。しかしながら日本側としては今までも話し合いが十分でないとして、話し合いをもっと進めるべきであるとして注文を付けた。ここではドイツのリュームのCl-36のデータの発表が中心であった。このデータはユーロピウムと違い、1km付近でDS86と一致している。平成14年3月1日にサンディエゴの近くのSAICで日米の会議がもたれた。ここでは、厚生省からも担当者が参加した。DOEも参加していた。ほかは科学者グループで葉佐井先生、と私。アメリカ側は代表のヤング、SAICからカウルとエグバート、クリスティ、サントロ、ストローメであった。話はヤングさんの説明と質疑応答であった。結論として、ソースタームはそのままで、高さは20m引き上げ600mとし、エネルギーは15ktとそのままであった。内容的には、直線距離で1km以遠はDS86と一緒である。内容としては、1.塩素は爆心付近でまたデータが低い、1km付近は合っている。2.ユーロピウムは爆心付近が一致しているが、1km付近で高い。

3.コバルトなどはまあまあ、4.燐のデータはやや計算が低めだがまあまあか、5.銅はまあまあか、6.TLDはほとんど変わらないが近距離で少しだけ低いかどうかであった。それに対し質疑応答を進めたが、線源項の変更は、担当しているロスアラモスが変更はあり得ないといっているので無理であるとの説明であった。そのため結論として、原爆の線源項を変更しない条件ではこの変更がベストであろう。ただ正解かどうかはわからない。日本に持ち帰って検討することになった。現在、実際の被曝石を使った国際相互比較が進行中であるのでその結果が待たれる。広島・長崎の原爆線量評価体系(DS86)の再評価を日米の共同研究で進めてきた。本年度(平成14年度)に至り、平成14年9月に広島で開催された日米のワーキンググループで合意され、新しい線量体系(DS02)が決まった。その後、本年1月にアメリカのパサデナで上級委員会への報告を行い、ワーキングループでの役割を終えた。報告書を作成中であり、本年3月には上級委員会で決定される。本年度の特筆事項は、研究代表者の計画による相互比較実験の成功である。まず、(1)Cl-36の測定グループである、ストローメ(米国)、リューム(ドイツ)、長島(日本)と、(2)Eu-152の小村(日本)とその化学分離を行った日本分析センター、を全体として取りまとめた。試料は18個(11個は被曝、7個は非被曝)、すでに収集していた中から選び、各試料から必要量切り出し、それぞれを4個に分け各測定グループに配分した。特にユーロピウムの試料は今までの例より約10倍多い1kg程度分析にまわした。目的は2つあった、(1)1km位より遠距離でユーロピウムがDS86やCl-36のデータより高く出ていることの確認、(2)近距離でCl-36がEu-152に比べて15-20%低いことが本当かどうかの確認、であった。また岩石からの化学分離などの問題があるかどうかチェックするためにユーロピウムと塩素の標準液を混合し中性子を照射して、既知の中性子を照射した際の測定を行った。(1)については、Eu-152の遠距離での結果は過去の結果と全く異なり、値が低くなりDS86と一致した。(2)についてはCl-36がEu-152より15%低いことが分かった。これにより今まで長い間懸案であった、Eu-152のデータが遠距離で高かったことについて、測定が間違っていたとの明確な答えが出せた。平成。15年3月の日米の上級委員会で新しい線量体系(DS02)が決まった。しかし平成15年7月31日発行のNaturc誌で、この内のNi-63のデータのみが、日米共に全く知らないうちに、一部の研究者により発表された。特に、1.日本側の提供したサンプルを無断で使用し、2.旧DS86は正しく、その後の改訂(DS02)はマイナーであるとの結論を述べている点で、改訂のための多くの努力で今回の問題が解決されたことをないがしろにした。日米とも強く抗議した。著者やNature誌と内容の改訂について交渉中であるが、まだ現在(平成16年3月)にいたっても解決していない。このままでは今までの努力そのものがそっくり彼らに取られることを意味する。引き続き解決のため全力を尽くす。DS02の報告書は日本側の測定の部分などほぼ出来上がっているが、こういった問題もあり未だに作成中である。
ウイルスによる免疫抑制の分子機構-麻疹ウイルス感染をモデルとして-

われわれは,麻疹ウイルス感染をモデルとして,ウイルスによる免疫抑制のメカニズムの解明を目指している。麻疹ウイルスによる免疫抑制を研究するための動物モデルを作製する第一歩として,最近麻疹ウイルススレセプターとして同定されたCD46の遺伝子をマウス培養細胞に導入し,その細胞における麻疹ウイルスの増殖を調べた。その結果,ヒトCD46を安定に発現させたマウス線維芽細胞では,ウイルスの増殖が増加するだけでなく,感染による細胞融合も認められることを明らかにした。さらに,CD46の麻疹ウイルスレセプターとしての機能ドメインを調べるために様々な欠失変異体を作製し,麻疹ウイルスに対する感受性を調べることによりCD46のSCR (short consensus repeat) 1とSCR2が麻疹ウイルスの感染に重要であることを明らかにした。これらの情報を基に,われわれはヒトCD46の遺伝子を発現しているトランスジェニックマウスを樹立し,現在このマウスが麻疹ウイルスに対して感受性を示すかどうかを検討している。また,麻疹ウイルスによる免疫抑制のin vitroにおけるモデルとして,麻疹ウイルスに感染させたヒト末梢T細胞のマイトゲンに対する増殖反応の低下のメカニズムを解析した。その結果,ウイルス感染細胞上の麻疹ウイルス蛋白質とその周りの細胞の細胞表面分子の間の相互作用だけでは増殖抑制は起こらず,ウイルスが感染した細胞の中で増えることがT細胞の増殖抑制に重要であることが明らかになった。本研究は麻疹ウイルス感染をモデルとしてウイルスによる免疫抑制の分子機構を解明することを目的としている。ウイルス感染細胞上に発現されたウイルスエンベロープ蛋白質がまわりのリンパ球とウイルスレセプターをかいして結合することによりそれらのリンパ球に何らかのシグナルを与えてマイトゲンに対する反応を抑制する可能性を検討するために、麻疹ウイルスエンベロープ蛋白質を発現している細胞の樹立を試みた。遺伝子導入によりH蛋白質を安定に発現しているVero細胞株を樹立した。H蛋白質の発現は免疫蛍光染色、サル赤血球の吸着により確かめた。F蛋白質を発現している細胞株も発現している細胞株も現在作製中である。この様にして樹立された細胞と健常人のリンパ球をco-cultureしマイトゲン刺激後のリンパ球増殖にどのような影響が見られるかを今後調べる予定である。さらに、麻疹ウイルスレセプターCD46の麻疹ウイルス感染における役割を調べるために、ヒトCD46遺伝子をマウス細胞株に発現させた。CD46をマウス細胞は麻疹ウイルスに対する感受性が増加し、ウイルスの産生量も増加した。また、感染後、細胞融合を起こすようになった。また、CD46の機能部位を明らかにするためにCD46の種々のdeletion mutantを作製し同様にマウス細胞に導入した。その結果、CD46のshort consensus repeatのN末端領域が感染に関与すること、細胞内領域や感染や細胞融合に不用であることが明らかになった。麻疹ウイルスによる免疫抑制を研究するための動物モデルを作製する第一歩として,最近麻疹ウイルスレセプターをして同定されたCD46の遺伝子をマウス培養細胞に導入し,その細胞における麻疹ウイルスの増殖を調べた。その結果,ヒトCD46を発現させたマウス細胞では,ウイルスの増殖が増加するだけでなく,感染による細胞融合も認められることを明らかにした.さらに,CD46の機能ドメインを調べるために様々な欠失変異体を作製し,麻疹ウイルスに対する感受性を調べることによりCD46のSCR(short consensus repeat)1とSCR2が麻疹ウイルスの感染に重要であることを明らかにした。その結果,ウイルス感染細胞上の麻疹ウイルス蛋白質とその周りの細胞の細胞表面分子の間の相互作用だけでは増殖抑制はおこらず,ウイルスが感染した細胞の中で増えることがT細胞の増殖抑制に重要であることが明らかになった。
異なる波長帯で動作するシリコン光素子の1チップ集積

本研究では、異なる厚みを有するシリコン基板を作製して、異なる波長帯で動作する光素子を、単一チップ上に集積することを目指した。1年目は、サブナノメートル精度でシリコン基板を薄膜化するプロセスを開発した。つづいて、異なる厚みを有するシリコン基板を作製した。2年目は、この基板上に、1310nm帯と1550nm帯で動作する2つの高Q値ナノ共振器を同時に作製して、両者でQ値200万以上を達成した。さらに、シリコンラマンレーザの集積化にも実現して、当初計画を大幅に上回る成果を得た。Q値200万は、単一チップでも達成困難であり、ラマンレーザは、作製難易度が極めて高い素子である。今後は本技術の産業移転を行う。SOI基板上に作製されるシリコンフォトニクス素子の動作波長は、トップシリコン層の厚みにより制限されるため、同一チップ上に作製された多数の光素子は、基本的に狭い波長範囲でしか動作しない。本研究では、このボトルネックを解消して、単一のSOI基板上に、異なる波長帯で動作する光素子を自在に集積化することを目指している。本年度は、1サブナノメートル精度でSOI基盤を薄膜化するプロセス技術の開発、2異なる厚みを有するSOI基板の作製を行った。この技術を用いて、異なる2つの厚み、220nmと185nmを有するSOI基板を作製することに成功した。【リアルタイム膜厚変化計測法の開発】上記目的とする素子の実現には、SOI基板のトップシリコン層の厚みをサブナノメートル精度でリアルタイム計測を行いながら薄膜化する必要がある。これは、最先端のCMP装置でも困難である。そこで、実験室レベルでも可能な化学エッチングと光干渉膜圧計測を利用した手法を開発した。研究の結果、表面の原子平坦性を保持しながら室温に近い温度でエッチング可能な溶液条件を見出した。エッチングスピードは1 nm/min以下となるように条件だしを行い、サブナノメートル精度が得られることを確認した。用いた薬品は、安価で安全なものである。表面のラフネス検査をAFMにより行い、ラフネス増大は許容範囲であることを確認した。【位置選択機能の開発】つづいて、基板の薄膜化に位置選択機能を付与するために、基板表面の一部を保護膜で覆い、異なる厚みを有するSOI基板の作製を行った。化学エッチングに耐えられる保護膜を見出し、異なる2つの厚み、220nmと185nmを有するSOI基板を作製することに成功した。本研究のAFM評価においては、ナノテクプラットフォーム(京都大学)を利用した。本研究は、新たなシリコン薄膜化プロセスをゼロから開発するという工業的に見ても大変挑戦的なものである。リアルタイム膜厚変化計測法の開発と位置選択機能の付与に関して、狙った通りの結果が得られ、正直驚いている。実際には、SOI基板の全面を綺麗にエッチングすること、高い再現性を確保することは難しいと考えていた。また当初は、室温よりも高い温度でしか化学エッチング出来ないと考えていたが、溶液条件を工夫することで、室温で行うことに成功した。再現性も非常に高く、どこの研究室でも実行可能な簡便な手法であり、今後、大きく普及することが期待される。すでに、次年度の研究計画の1部を開始しており、異なる厚みを持つSOI基板に、1.55umと1.30um用のフォトニック結晶をEB描画できることを確認している。本研究は、単一のSOI基板上に、異なる波長帯で動作する高機能シリコンフォトニクス素子を集積化することを目的とした。初年度には、サブナノメートル精度でSOI基板のトップシリコン層を薄膜化する技術を開発した。さらに、異なる厚みを有するSOI基板の作製に成功した。本年度は、この基板上に、1310nm帯と1550nm帯で動作する2つの高Q値ナノ共振器を作製して、1両者でQ値100万以上を達成すること、2両者でシリコンラマンレーザー発振を実現することを目指した。2は、当初計画には無かったものである。【高Q値ナノ共振器の集積化】厚み185nmと220nmを持つSOI基板を準備して、薄い基板側に1310 nm、厚い基板側に1550 nmのナノ共振器を形成した。異なる厚みを持つ基板に対して、構造揺らぎを抑えて高Q値ナノ共振器を作製できるかは不明であった。しかし、卓越した技術を用いて、動作波長が1564.64nm、1323.28nmを有し、Q値がそれぞれ208万、214万というナノ共振器を1チップ上に作製することに成功した。Q値200万は、単一チップでも達成困難であり、本結果は、驚異的な加工技術を示すものである。【シリコンラマンレーザーの集積化】つづいて、1310nm/1550nm帯で動作するシリコンラマンレーザーの集積化に挑戦した。シリコンラマンレーザーは、もっとも作製難易度が高いシリコンフォトニクス素子であるが、どちらの波長帯においても、閾値1uW以下で、レーザー発振を確認した。これより、開発した薄膜化手法のポテンシャルが高いことが確認できたので、今後は産業移転を働き掛けていく。本研究のAFM評価、白色干渉顕微鏡評価においては、ナノテクプラットフォーム(京都大学)を利用した。また、高Q値ナノ共振器、ラマンレーザー作製に関して、京都大学野田進研究室の協力を得た。

本研究では、異なる厚みを有するシリコン基板を作製して、異なる波長帯で動作する光素子を、単一チップ上に集積することを目指した。1年目は、サブナノメートル精度でシリコン基板を薄膜化するプロセスを開発した。つづいて、異なる厚みを有するシリコン基板を作製した。2年目は、この基板上に、1310nm帯と1550nm帯で動作する2つの高Q値ナノ共振器を同時に作製して、両者でQ値200万以上を達成した。さらに、シリコンラマンレーザの集積化にも実現して、当初計画を大幅に上回る成果を得た。Q値200万は、単一チップでも達成困難であり、ラマンレーザは、作製難易度が極めて高い素子である。今後は本技術の産業移転を行う。平成28年度は、27年度に開発した基板に、1.30umと1.55umで動作する2つの高Q値ナノ共振器を作製して、1両者でQ値100万以上を達成すること、2異なる波長帯で動作するナノ共振器シリコンラマンレーザ素子を集積化することを目指す。2は、当初計画には無かったものであるが、予想以上に研究が進展したため、期間内のターゲットに追加する。作製プロセスのうち、EBとICPに関しては京都大学野田研究室の装置を使用する予定である。【1.30umと1.55umで動作する高Q値ナノ共振器の1チップ集積】本項目の研究の流れは、1共振器構造の設計→2サンプル作製→3光学評価となる。申請者は、すでにQ値100万以上のナノ共振器を、1.27um1.65umで実現している。そのため、1共振器構造の設計、3光学評価において大きな障害はない。克服すべき課題は、構造パラメーターが大きく異なる2つのナノ共振器を、空気孔の半径と位置揺らぎを1 nm程度に抑えて作製できるかである。全てが初めて挑戦する課題であり、学術価値の高い知見を多数もたらすと期待される。共振器構造:スケール則に従って、1.30umのナノ共振器の構造パラメータは、1.55umのナノ共振器の84%とする必要がある。厚み185nmと220nmを持つSOI基板を準備して、格子定数はそれぞれ343nmと410nm、孔半径は92nmと110nmとする。作製プロセス:フォトニック結晶パターンは、EB描画とICPエッチングによりトップシリコン層に形成されるため、空気孔揺らぎを抑えるためには、この2つのプロセスの精度が重要となる。既に、EB描画には問題ないことを確認している。残りの克服すべき課題は、ICPエッチングの精度である。Si層が薄い1.3um用の空気孔のオーバーエッチングが重大な問題になる。しかし、両者の空気孔を綺麗に形成できるICP条件を見出すことは可能と考えている。桑原充輝が下記発表により、第37回レーザー学会年次大会優秀論文発表賞を受賞した。「1310/1550nm帯で動作するシリコンラマンレーザーの1チップ集積」半導体光デバイス本研究では、最終的には、保護膜の微細パターン形成を目指している。保護膜にフォトレジストやEBレジストを用いることを試みたが、これは樹脂がエッチング溶液に対して耐性がなかったため困難と判明した。そこで、インクジェット方式などの採用を新たに検討する時間が必要となり、次年度に研究費を持ち越すこととした。微細パターン形成が可能な装置を購入するつもりである。
ドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御理論の構築と実験検証

平成30年度は,ドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御について,複数のマルチロータ型UAV(ドローン)の分散型位置・姿勢協調制御,およびドローン単体の学習型位置・姿勢制御の双方で順調に成果を挙げた.まず,分散型位置・姿勢協調制御問題に対して,ドローン群のフォーメーション制御問題を考察し,ドローン間の相対位置・速度の状況から動的に衝突を回避できる分散型協調制御手法を新たに提案した.つぎに,学習型位置・姿勢制御問題に対して,ドローンのモデル化が難しい要素をガウス過程回帰と呼ばれる機械学習手法に基づいて学習し,学習したモデルの不確かさに対してロバストな制御手法を新たに提案した.さらに,地面付近の飛行で特に空力干渉を強く受けることに着目し,提案手法によるドローンの着地実験を行うことにより提案手法の有用性を示した.ここでは,研究代表者らが新たに考案した位置・姿勢制御が容易な全駆動ドローンを対象としており,このドローンに対してオンライン計算に優れた逐次型最適制御手法も新たに提案した.また,主目的であるドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御理論の構築に向けて,協調制御理論と学習機構の融合の検討を行った.ここでは,主にガウスフィルタと呼ばれる研究代表者らが考案した統計情報から確率過程を推定する手法の適用可能性を考察した.対象は異なるが,ガウスフィルタを活用した統計情報に基づく逐次型最適制御手法をプラグインハイブリッド自動車に対して新たに提案しており,本手法のドローンへの応用も期待している.さらに,関連研究としてドローンのロータ配置構造に対する耐故障性の解析や拘束付き位置・姿勢制御手法の提案,実際の工学的応用を考慮したドローンネットワークの協調貨物運搬制御手法の提案も行った.以上の成果は,学術論文や多くの会議論文に採択されることで,学術的に意義が認められている.平成30年度は,主目的であるドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御理論の構築に向けて,部分課題としてドローンネットワークの分散型位置・姿勢協調制御,およびドローン単体の学習型位置・姿勢制御の双方で順調に成果を挙げた.特に,後者では単体のドローンに対してではあるが当初の計画では想定していなかった実機実験を実施し,提案手法の有用性を示すことができた.また,関連研究としてドローンの構造解析や制御に関する新たな課題にも着手し,これらに対しても順調に成果を挙げている.以上のことから,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.ドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御に向けて,引き続き「学習機構の選定」,「分散型学習機構の考案と協調制御手法との融合」,「クアッドロータ・ヘキサロータを用いた実験検証」の3つの主要課題に取り組む.「学習機構の選定」では,既にガウス過程回帰とガウスフィルタの応用可能性を検討しているが,今後は反復学習や深層ニューラルネットワークなどの学習手法の検討も行う.「分散型学習機構の考案と協調制御手法との融合」では,既に単体のシステムに対して提案している手法をマルチエージェントシステムへ応用することを試みる.ここでは,まずは2, 3機の少数のドローンに対する学習型協調制御手法の提案を行い,そこから一般化に取り組む.「クアッドロータ・ヘキサロータを用いた実験検証」については,研究代表者は既に複数のドローンを用いた協調制御実験を行える環境にある.しかし,学習機構は比較的計算コストが大きいため,ドローンネットワークに実装するためには計算機の分散化にも取り組む必要がある.また,以上の3つの課題に加えて,前述の協調貨物運搬など,実際の工学的応用を視野に入れた制御問題も考察していく.平成30年度は,ドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御について,複数のマルチロータ型UAV(ドローン)の分散型位置・姿勢協調制御,およびドローン単体の学習型位置・姿勢制御の双方で順調に成果を挙げた.まず,分散型位置・姿勢協調制御問題に対して,ドローン群のフォーメーション制御問題を考察し,ドローン間の相対位置・速度の状況から動的に衝突を回避できる分散型協調制御手法を新たに提案した.つぎに,学習型位置・姿勢制御問題に対して,ドローンのモデル化が難しい要素をガウス過程回帰と呼ばれる機械学習手法に基づいて学習し,学習したモデルの不確かさに対してロバストな制御手法を新たに提案した.さらに,地面付近の飛行で特に空力干渉を強く受けることに着目し,提案手法によるドローンの着地実験を行うことにより提案手法の有用性を示した.ここでは,研究代表者らが新たに考案した位置・姿勢制御が容易な全駆動ドローンを対象としており,このドローンに対してオンライン計算に優れた逐次型最適制御手法も新たに提案した.また,主目的であるドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御理論の構築に向けて,協調制御理論と学習機構の融合の検討を行った.ここでは,主にガウスフィルタと呼ばれる研究代表者らが考案した統計情報から確率過程を推定する手法の適用可能性を考察した.対象は異なるが,ガウスフィルタを活用した統計情報に基づく逐次型最適制御手法をプラグインハイブリッド自動車に対して新たに提案しており,本手法のドローンへの応用も期待している.さらに,関連研究としてドローンのロータ配置構造に対する耐故障性の解析や拘束付き位置・姿勢制御手法の提案,実際の工学的応用を考慮したドローンネットワークの協調貨物運搬制御手法の提案も行った.以上の成果は,学術論文や多くの会議論文に採択されることで,学術的に意義が認められている.平成30年度は,主目的であるドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御理論の構築に向けて,部分課題としてドローンネットワークの分散型位置・姿勢協調制御,およびドローン単体の学習型位置・姿勢制御の双方で順調に成果を挙げた.

特に,後者では単体のドローンに対してではあるが当初の計画では想定していなかった実機実験を実施し,提案手法の有用性を示すことができた.また,関連研究としてドローンの構造解析や制御に関する新たな課題にも着手し,これらに対しても順調に成果を挙げている.以上のことから,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.ドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御に向けて,引き続き「学習機構の選定」,「分散型学習機構の考案と協調制御手法との融合」,「クアッドロータ・ヘキサロータを用いた実験検証」の3つの主要課題に取り組む.「学習機構の選定」では,既にガウス過程回帰とガウスフィルタの応用可能性を検討しているが,今後は反復学習や深層ニューラルネットワークなどの学習手法の検討も行う.「分散型学習機構の考案と協調制御手法との融合」では,既に単体のシステムに対して提案している手法をマルチエージェントシステムへ応用することを試みる.ここでは,まずは2, 3機の少数のドローンに対する学習型協調制御手法の提案を行い,そこから一般化に取り組む.「クアッドロータ・ヘキサロータを用いた実験検証」については,研究代表者は既に複数のドローンを用いた協調制御実験を行える環境にある.しかし,学習機構は比較的計算コストが大きいため,ドローンネットワークに実装するためには計算機の分散化にも取り組む必要がある.また,以上の3つの課題に加えて,前述の協調貨物運搬など,実際の工学的応用を視野に入れた制御問題も考察していく.
大腿骨頚部骨折患者の退院後のADL低下の危険性を予測するスケールの開発

大腿骨頚部骨折後の高齢者のADLが、どこまで回復できるかを事前に予測する方法について調査、検討を行った。対象は、N県内2病院で大腿骨頚部骨折の治療を受けた高齢者および同居の家族とし、入院中、および退院後36ヶ月に構成的質問紙による面接調査を実施した。調査項目として、小牧式人工骨頭置換術施行患者に対する受傷前および術後のADL評価チャート(小牧式チャート)、老研式活動能力指標(老研式指標)、自作の生活範囲尺度、およびPGCモラールスケールを採用し、その他に、治療、生活環境、役割などについての質問項目を設けた。対象高齢者の平均年齢は76.7才、男性4名、女性9名、計13名であった。年齢と退院後ADLとの関係は、75才以上で、従来の知見とは異なる正の相関が認められ、高齢であってもADLの回復を促す他の要因があることが示唆された。術式、あるいは入院期間と退院後のADLとの相関は認められなかった。前述のADLにかかわる3つの尺度、およびモラールスケールは、受傷前と退院後のスコアに正の相関が認められた。特に生活範囲尺度は、生活範囲の制限のない人々についてはもとのレベルまで回復しているが、多少なりとも制限のある人々については、大腿骨頚部骨折をきっかけとして、大きく生活範囲が縮小する危険性があることを明らかにした。したがって、この指標に着目した入院中のアセスメントが、その後の生活範囲の回復のための看護介入に貢献できる可能性が示された。モラールスケールは、ADLに関わる3尺度と相関が認められた。しかし、モラールスケールから生活範囲尺度あるいは老研式指標を予測することは困難であった。家族が過度に介入し、対象者の生活範囲を縮小している事例も何件か観察されており、今後、家族の関わりに重点をおきながら、さらに研究を進める予定である。
癌原遺伝子C-maf産物タンパク質のニワトリ網膜における発現とその機能

ロイシンジッパー構造を持つ癌遺伝子蛋白Mafは神経系、間葉系、中胚葉由来上皮の発生に関連して発現している。本研究では発育鶏胚および新生鶏の眼球をAMeX包埋し、抗v-Maf、抗MafK、抗Fos抗体を一次抗体とするABC法で免疫染色した。孵化後5日の新生鶏の眼球網膜はパラホルムアルデヒドで固定し、凍結切片を作製、pre-embedding法で抗Maf抗体と反応させた免疫電顕法も実施した。また、別の孵化後5日の新生鶏については殺処分前2時間を完全暗条件下におき、赤色光下で採材、固定した眼球網膜材料も観察した。Mafの発現は網膜最外層の外節に認められた。この発現は孵化直前から孵化後7日まで強く、10日より減弱し、45日ではごく一部に限局していた。MafK、Fosは網膜では発現していなかった。孵化直後から孵化後7日までは網膜外顆粒細胞層の細胞核でもMaf陽性を示すものが少数あった。免疫電顕観察では、網膜外節内節の細胞膜がMaf陽性を示し、とくに外節最外層の色素上皮と接する部分で陽性反応が強かった。また、殺処分直前に暗条件飼育した孵化後5日の鶏においても明条件鶏と同様、Mafの網膜外節での発現が観察された。以上のことから、Mafは網膜の発育、完成に深く関係していると思われた。さらに、免疫電顕の結果を考慮すると、Mafは核内において転写因子として存在する以外に、網膜ではその成長過程において網膜と色素上皮細胞との連絡に関わる機能を有する分子として細胞膜に分布しているのかもしれない。視覚情報伝達系におけるNRLの発現、MafとNRLの関係およびこれらタンパクの機能を明らかにする研究は現在進行中である。
タンパク質機能発現の分子機構に関する理論的研究

F1-ATPaseのATP加水分解反応に対するアロステリック効果の分子機構前年度に引き続きQM/MM RWFE-SCF法を用いてリン酸結合部位でのリン酸脱離状態におけるATP加水分解反応の反応遷移状態の自由エネルギー構造最適化を行った。現時点で、構造最適化計算は収束に至っておらず、構造最適化計算を継続中である。また、リン酸結合状態では、γサブユニットを回転させた初期構造を用いたMDシミュレーションによるモデリングを行った。その結果、これまでとは異なる角度での安定構造を捕捉し、QM/MM自由エネルギー構造最適化計算の出発構造を得るために、平衡シミュレーションを行った。LOVドメインの光活性化機構発色団分子にタンパク質のシステイン残基が付加した光活性化状態生成に関して、シミュレーションの再現性を検討するべく、長時間MDシミュレーションから得た3つの異なる初期構造からQM/MM RWFE-SCF自由エネルギー構造最適化計算を行い、光活性化に伴う構造変化を調べた。その結果、いずれの初期状態から開始した自由エネルギー構造最適化計算においても、発色団分子近傍におけるアミノ酸側鎖構造の顕著な変化と水分子の侵入、及びそれによりトリガーされるシグナル伝達ヘリックスの大きな構造変化を観測することに成功した。HIVプロテアーゼの触媒活性昨年度の研究で、CCSD(T)計算を用いた計算により、妥当なエネルギーを与える密度汎関数を決定した。本年度は、その汎関数を用いて、基質ペプチド分子の反応始状態及び中間状態に対して、QM/MM RWFE-SCF自由エネルギー構造最適化計算を行い、収束構造を得た。自由エネルギー摂動法を用いて、始状態と中間状態の間の自由エネルギー差を計算した。その結果、実験を良く説明する反応中間状態を得ることに成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。F1-ATPaseのATP加水分解反応に対するアロステリック効果の分子機構:前年度に引き続きQM/MM RWFE-SCF法を用いてリン酸結合部位でのリン酸結合状態及びリン酸脱離状態の二つの状態におけるATP加水分解反応の始状態の自由エネルギー構造最適化を行った。Rhの光活性化中間状態:前年度までに行ったBSI及びLumi中間状態の構造モデリング及び分光学量の計算に関して、結果を解析し論文に発表した(Kamiya and Hayashi, J. Phys. Chem. B, 2017)。LOVドメインの光活性化機構:FMNリガンド分子の異なるプロトン化状態に対して、暗状態のQM/MM RWFE-SCF自由エネルギー構造最適化計算を行った。その結果、光吸収によりリガンド分子と付加体を形成するシステイン側鎖は、暗状態において既にFMN分子のπ電子と顕著な相互作用を形成していることを見出した。HIVプロテアーゼの触媒活性:天然基質ペプチド分子の結合状態に対して、触媒活性に関わる二つのカルボン酸の異なるプロトン化状態のMDシミュレーション系を構築し、平衡化計算を行った。その結果、安定な基質分子結合構造を与えるカルボン酸のプロトン化状態を明らかにした。それに基づき、QM/MM系を構築し、QM/MM RWFE-SCF自由エネルギー構造最適化計算を開始した。LysozymeのpKa計算:触媒活性に重要となるカルボン酸のpKaを、QM/MM RWFE-SCF自由エネルギー最適化構造に対するBennett acceptanceratio自由エネルギー摂動計算により求めた。F1-ATPaseに関しては、自由エネルギー構造最適化が収束の兆しを見せており、またγサブユニットの顕著な回転やATP加水分解反応部位の構造変化など、化学ー力学エネルギー変換に重要となる現象の観測に成功している。Rhに関しても、Gタンパク質の活性化に繋がるリガンド分子の構造変化の中間状態を捉えることに成功しており、その高効率な活性化機構を明らかにできた。LOVドメインに関しては、準備の計算が終了すると共に、これまでの計算では見えなかった暗状態でのシステイン側鎖と発色団分子の相互作用を明らかにした。HIVプロテアーゼに関しても、準備の計算が終了し、QM/MM自由エネルギー最適化計算が行えるようになった。LysozymeのpKa計算では、Glu35のpKaが非常に精度良く求まると共に、プロトン化に伴う大きな側鎖の構造変化を明らかにすることに成功した。F1-ATPaseのATP加水分解反応に対するアロステリック効果の分子機構QM/MM RWFE-SCF法を用いてリン酸結合部位でのリン酸結合状態及び脱離状態の二つの状態におけるATP加水分解反応の始状態の自由エネルギー構造最適化を行った。リン酸脱離状態に関しては、自由エネルギー構造最適化が完了した。その最適化構造を出発点として、以前の研究で得られた反応遷移状態の基質分子構造に基づき、反応遷移状態の自由エネルギー構造最適化計算を開始した。また、リン酸結合状態では、γサブユニットの顕著な二次構造の崩壊が観測されたため、新たにγサブユニットを回転させた初期構造を用いたMDシミュレーションによるモデリングを開始した。LOVドメインの光活性化機構プロトン化状態の異なるFMNリガンド分子を有する系に関して、暗状態及びシステイン側鎖と付加体を形成した光活性化状態のQM/MM RWFE-SCF自由エネルギー構造最適化計算及び最適化構造に対する長時間MDシミュレーションを行った。その結果、暗状態に関しては、自由エネルギー構造最適化が収束し、その後の長時間MDシミュレーションにおいても安定な構造を保つことが示された。一方、光活性化状態では、自由エネルギー構造最適化が収束した後の長時間MDシミュレーションにて、大きな構造変化が観測された。HIVプロテアーゼの触媒活性基質ペプチド分子の反応始状態及び中間状態に対して、QM/MM RWFE-SCF自由エネルギー構造最適化計算を行った。

その結果、数マイクロ秒の構造最適化計算の後、自由エネルギー最適化構造を得ることに成功した。一方、反応エネルギーに対する密度汎関数法の大きな汎関数依存性を発見し、それを解決すべく、高精度なCCSD(T)計算を用いた補正を行い、妥当なエネルギーを与える汎関数を決定した。申請書に記載の計画に対して、概ね順調な成果が得られている。F1-ATPaseに関しては、リン酸脱離状態の自由エネルギー構造最適化が完了し、反応遷移状態の自由エネルギー構造最適化計算を開始することが出来た。また、リン酸結合状態の計算でも、γサブユニットの回転がこれまで考えられてきたものより非常に大きいことが示唆される結果が得られており、今後のモデリングにより新たな知見が得られることが期待される。LOVドメインに関しては、光活性化状態における顕著なタンパク質の構造変化が観測されており、X線結晶構造解析では結晶場の影響により見えなかったタンパク質光活性化の構造変化を捉えることができると期待される。また、HIVプロテアーゼに関しても、長時間の自由エネルギー構造最適化計算が完了し、反応自由エネルギーの見積もりが可能になった。また、反応エネルギーの汎関数依存性も解決し、高精度の計算が可能となった。F1-ATPaseのATP加水分解反応に対するアロステリック効果の分子機構前年度に引き続きQM/MM RWFE-SCF法を用いてリン酸結合部位でのリン酸脱離状態におけるATP加水分解反応の反応遷移状態の自由エネルギー構造最適化を行った。現時点で、構造最適化計算は収束に至っておらず、構造最適化計算を継続中である。また、リン酸結合状態では、γサブユニットを回転させた初期構造を用いたMDシミュレーションによるモデリングを行った。その結果、これまでとは異なる角度での安定構造を捕捉し、QM/MM自由エネルギー構造最適化計算の出発構造を得るために、平衡シミュレーションを行った。LOVドメインの光活性化機構発色団分子にタンパク質のシステイン残基が付加した光活性化状態生成に関して、シミュレーションの再現性を検討するべく、長時間MDシミュレーションから得た3つの異なる初期構造からQM/MM RWFE-SCF自由エネルギー構造最適化計算を行い、光活性化に伴う構造変化を調べた。その結果、いずれの初期状態から開始した自由エネルギー構造最適化計算においても、発色団分子近傍におけるアミノ酸側鎖構造の顕著な変化と水分子の侵入、及びそれによりトリガーされるシグナル伝達ヘリックスの大きな構造変化を観測することに成功した。HIVプロテアーゼの触媒活性昨年度の研究で、CCSD(T)計算を用いた計算により、妥当なエネルギーを与える密度汎関数を決定した。
生体高分子量物質分析用TOF質量分析法の開発

パルス的に発生させたイオンの飛行時間差により質量を選別するTime offlight(TOF)質量分析計は測定可能質量域に上限がないこととイオンビームの掃引の必要性がないので検出感度の向上が期待される。一般的に生成イオンの絶対量の少ない高分子量物質の分析に適した装置である。私達は4個の269゚偏向電場からなる6重収束TOF装置の設計及び製作を行いパルス化適子衝撃型イオン源を用いて装置のイオン光学的調整を完了した。続いて60年度から進行中であった、パルスSI型イオン源を完成させ、ペプチド等難揮発性の生体高分子量物質のイオン化及び分析を可能ならしめた。得られた成果は次のようにまとめることができる。(1)TOF用パレスSIイオン源の完成。このイオン源では、まず電子衝撃によりXeの1次イオンを連続的に生成せしめ、IOKVに加速後2個のトロイダル電極によるエネルギーセレクター通過後ディフレクターにより高速掃引し、半値巾5n・s程度のパルス照射が可能となった。(2)高分子量化合物の分析.パルスSIイオン源を使用することにより、グラミシジンS(M.W.1140.7)及びパーフロロアルキル・フォスファジン(M.W.3911)等のTOFスペクトルを得ることができた。(3)後段加速型イオン検出器を製作し、質量数の多きなイオンについて検出効率が向上することを実験的に確かめた。またチャネルプレートをイオン検出器として用い、検出効率の向上をはかった。生体高分子量物質を分析する目的で高性能TOF質量分析計の開発を行っている。1TOF-MSでは分析しようとする物質をパルス的にイオン化しなければならないが、私達はSIMSイオン源を用いる方式を採用した。電子衝撃イオン化法でXe,Arのイオンを連続的に生成し10KVに加速し、今回購入した「パルスSIイオン源用エネルギー分析器」を用して効率よく試料を塗布したターゲット上に導くことができるようになった。ターゲット直前に置いたディフレクターに高速パルスを印加して、1次イオン流をパルス化した。パルスSIイオン源用エネルギー分析器の透過率は実測により43%の値を得た。これは予想通りである。2次に1次イオンを加速する際にも高安定価電源を必要とするが、今回購入したジョンフルーク社製安定価電源を使用した。3TOFの検出器としてマルチプライヤーを使用しているが、イオンの質量が重くなると二次電子の発生率が低下し感度が下がるのでポストアクセレーション型イオン検出器を製作した。正負イオンの検出が可能であり、検出感度も向上することが実験的に確認された。4実験結果、まずCsIを試料として用い【Cs^+】イオンを使って装置の調整を行った。20ns(FWHM)のピークを得た。これは分解能600に相当する。次に実際の生体化合物の測定を行い、アミノ酸及びグラミンジン(M.W.1140)のTOFスペクトルを得ることができた。次の研究目標は生体高分分子試料について分解能を向上せしめることである。
カンピロバクター属菌フードチェーン下流における汚染モデルの構築とリスク管理最適化

カンピロバクター属菌による食中毒は、調理段階における汚染実態が分析・定量化しにくい事を理由にその有効な対策が確立されていない。本研究では1流通段階における汚染菌量の実態を明らかにする。2伝播モデル実験を行い、調理操作による伝播率を算出する。3加熱調理の実態と生菌の生存率の調査を行い、伝播経路の分析、生残・死滅の定量的評価を実施する。4以上の研究活動の結果をフィードバックし、実際の調理現場に対して効果性の高い対策方法を示す。本研究により得られた定量的データとその活用方法を明らかにし、消費者に向けたリスクアナリシスに活用する事や、HACCP制度化に伴う調理現場での衛生管理に活用する事を可能にする。