hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周病関連細菌による激症性出血・壊死反応

モルモット皮膚にツベルクリン型の遅延型過敏症を誘導した後,ムラミルジペプチド(MDP)ないし内毒素性リポ多糖(LPS)を反対側側腹部皮下に注射すると,遅延型皮膚反応部位に出血・壊死を伴う組織破壊が惹起される(Nagao et al.,FEMSImmunol.Med.Microbiol.,11:231-246,1995;Nagao et al.,Microbiol.Immunol.,39:1011-1014,1995).そこで,モルモットを歯周病関連細菌の適当な抗原で感作して遅延型過敏症を誘導し,これに同一細菌の菌体成分で出血・壊死反応を惹起する事ができれば,aggressive periodontal diseasesの動物実験モデルになるのではないかと考えて,標記実験を計画した.まず,Prevotella intermedia ATCC 25611の凍結乾燥菌体(1mg)をフロイント不完全アジュバンド(FIA)に混じてモルモットの足蹠に免疫し,1ケ月後にP.intermedia超音波破砕遠心上清を皮内注射すると,強い発赤を伴う皮膚反応が起こった.翌日MDP(500μg)を反対側に皮下注射したところ,足蹠の反応が再燃し出血・壊死が認められ,さらに皮膚反応部位でも出血・壊死が認められた.但し,MDPを投与しない対照動物でも軽い出血・壊死が見られた.次に,同様に免疫した動物に55kDaの精製表層蛋白(infect.Immun.,62:2459-2469,1994)で皮膚反応を試みたところ,それだけで出血・壊死反応が起こったため,MDP等による惹起反応は検討できなかった.現在,小川知彦博士(阪大歯学部)より恵与を受けたPorphyromonas gingivalisの精製線毛を抗原として,P.gingivalis全菌免疫モルモットで,皮膚の出血・壊死反応惹起の検討を進めている.今後,適当な実験条件が確立できれば,各種サイトカインや接着分子の係わり等についても検討したいと考えている.モルモット皮膚にツベルクリン型の遅延型過敏症を誘導した後,ムラミルジペプチド(MDP)ないし内毒素性リポ多糖(LPS)を反対側側腹部皮下に注射すると,遅延型皮膚反応部位に出血・壊死を伴う組織破壊が惹起される(Nagao et al.,FEMSImmunol.Med.Microbiol.,11:231-246,1995;Nagao et al.,Microbiol.Immunol.,39:1011-1014,1995).そこで,モルモットを歯周病関連細菌の適当な抗原で感作して遅延型過敏症を誘導し,これに同一細菌の菌体成分で出血・壊死反応を惹起する事ができれば,aggressive periodontal diseasesの動物実験モデルになるのではないかと考えて,標記実験を計画した.まず,Prevotella intermedia ATCC 25611の凍結乾燥菌体(1mg)をフロイント不完全アジュバンド(FIA)に混じてモルモットの足蹠に免疫し,1ケ月後にP.intermedia超音波破砕遠心上清を皮内注射すると,強い発赤を伴う皮膚反応が起こった.翌日MDP(500μg)を反対側に皮下注射したところ,足蹠の反応が再燃し出血・壊死が認められ,さらに皮膚反応部位でも出血・壊死が認められた.但し,MDPを投与しない対照動物でも軽い出血・壊死が見られた.次に,同様に免疫した動物に55kDaの精製表層蛋白(infect.Immun.,62:2459-2469,1994)で皮膚反応を試みたところ,それだけで出血・壊死反応が起こったため,MDP等による惹起反応は検討できなかった.現在,小川知彦博士(阪大歯学部)より恵与を受けたPorphyromonas gingivalisの精製線毛を抗原として,P.gingivalis全菌免疫モルモットで,皮膚の出血・壊死反応惹起の検討を進めている.今後,適当な実験条件が確立できれば,各種サイトカインや接着分子の係わり等についても検討したいと考えている.
第二言語習得支援のための韻律知覚モデルの研究

音声のリズムやイントネーションに代表される自然さ・流暢さを人が聞きとる際の様々な特性を推定し、定量的に表現する方法を考案した。これにより、外国語を学習する者が話した外国語音声の良し悪しを主に流暢さの側面から客観的に評価することが可能となった。以上の成果は、パソコン等を介した外国語の学習やテストで音声を自動評価する部品として活用することにより、外国語の習得・検定の効率化に役立てることができる。本研究の目的は、音声の韻律的側面の知覚について人間が内的に行う処理を模擬した計算アルゴリズムを構築し、それを利用して第二言語習得を支援することである。より具体的には、リズムやテンポなどの時間構造と基本周波数の時間変化パターンを対象に、学習者の発話の良し悪しを客観的に評価するしくみを提供する。本研究では、先行研究で得た時間構造検出モデルを用い、これに基本周波数と時間との相互作用の部分を加えた言語非依存の(1)心理物理モデルを構築する。並行して、各言語に固有の韻律知覚特性、時間的側面であればリズムの単位など、を記述した(2)言語適応モデルを構築する。以上を統合して人に代わって音声の韻律の良し悪しを判断する(3)客観評価モデルを作る。さらに、第二言語習得における効果を明らかにするため、言語学習場面における実験によって(4)モデルの実証を行う。本研究の目的は,音声の韻律的側面の知覚について人間が内的に行う処理を模擬した計算アルゴリズムを構築し,それを利用して第二言語習得を支援することである。より具体的には,リズムやテンポなどの時間構造と基本周波数の時間変化パターンを対象に、学習者の発話の良し悪しを客観的に評価するしくみを提供する。平成20年度は,研究期間の初年度にあたるため,心理物理モデル,言語適応モデル,客観評価モデル,モデルの実証の4つのサブテーマを立ち上げるとともに,並行して先行プロジェクト(基盤研究A No.16200016,平成16-19年度)で得られた知識を発展させ,論文等として出版・定着させる作業にも注力した。主要な成果は以下のとおりであった。タイ語母語話者の英語学習者音声を評価する目的で,英語音声合成用の音韻長制御モデルから出力される音韻長を参照する手法を試した。その結果,学習者の熟達度と相関する指標を導くことができるとの見通しを得た。これは,評価可能なテキストに制約を持たない自由度の高い技術の実現に資する。日本語母語話者の英語学習者音声については,時間的側面の音響特徴に基づく尺度で良し悪しを客観的に評価するスキームが既に提案されていた。今回,音響特徴による尺度に人の聴知覚特性から得られた重みを付加することで,エキスパートによる評価に有意に近づくことが分かった。聴知覚特性による重みは言語に依存しないため,適用可能な言語に制約を持たない技術の実現に資する。平成21年度は,当初予定どおり、初年度に立ち上げた心理物理モデル,言語適応モデル,客観評価モデル,モデルの実証の4つのサブテーマをそれぞれ個別に推進した。タイ語話者の英語習熟度を、学習者音声の時間制御特性から客観的に予測することに成功した。従来手法と異なる点は、評価の基準となるお手本の母語話者音声を必要としないことである。その替わりに、音声合成規則により生成される英語の時間構造情報を基準とした結果、お手本音声を使った従来手法を凌ぐ予測精度を得た。これは,学習者音声のテキストに制約のない自由度が高い評価技術の実現に資する成果である。予定していた韓国語話者による日本語長短音韻の聞き取り学習実験に着手した。まず、学習する項目を絞ることで、PC支援による短期間(5日間)の聞き取り訓練でも有意な成績向上が見られることが分かった。さらに、訓練による聞き取り能力の向上が、発話能力にも般化する傾向のあることが示された。以上の成果を発展させることで、効率の良い第二言語習得支援方法を設計することが可能となる。より具体的には,リズムやテンポなどの時間構造と基本周波数の時間変化パターンを対象に,学習者の発話の良し悪しを客観的に評価するしくみを提供する。平成22年度は,後半期の活動を円滑に進めるため、これまでに蓄積された音声データの処理に注力した。特に,時間的に精度が高くかつ音声学的に精密な音韻ラベリングを実現するため,手動ラベリングにおける統一基準を定め,文書化した。

その他の主要な成果は以下のとおりであった。韓国語話者による日本語長短音韻の聞き取り学習実験の結果を英語話者によるものと比較することで,学習者の母語に依存した学習傾向のあることが明確になった。この結果は,韻律知覚モデルの構築において言語固有の要因として取り入れる。基本周波数の時間変化パターンによって人がリズムを感じる際に支配的にはたらく音響手がかりを見積もった。この成果を発展させることで,学習者の発話の良し悪しを客観的に評価するしくみを設計することが可能となる。また,当初予定どおり,音声言語処理の国際会議(INTERSPEECH 2010)のサテライト会議として第二言語音声研究に関する国際ワークショップを9月に開催した。早稲田大学「ことばの科学研究所」,国際音声コミュニケーション学会「教育のための音声言語技術分科会」等との共催であった。本研究の目的は,音声の韻律的側面の知覚について人間が内的に行う処理を模擬した計算アルゴリズムを構築し,それを利用して第二言語習得を支援することである。より具体的には,リズムやテンポなどの時間構造と基本周波数の時間変化パターンを対象に,学習者の発話の良し悪しを客観的に評価するしくみを提供する。平成23年度は,手動による音声データのラベリング処理に注力した。これには,前年度に定めた統一基準を用いた。これにより,時間的に精度が高くかつ音声学的に精密な音韻分節情報を持つ音声データベースの構築に着手できた。以上は学習実験の具体的な枠組みの構築に不可欠な要素である。韓国語話者による日本語長短音素の聞き取りおよび学習における誤反応の原因を多面的に調査した結果,音の強さに対応する心理物理量(ラウドネス)に関連するらしいことが分かった。この結果は,韻律知覚モデルの構築において言語固有の学習阻害要因を処理するために役立てる。オーストラリア音響学会の日本語教育コミュニティの招きでMacquarie大学(Sydney)にて日本語長短音素の知覚的手がかりのテーマで講演し,さらに本補助金を受けて開発した実験用の学習ソフトウェアを紹介した。近年,オーストラリアでは,日本語学習者の数が第二言語学習者の中で1番目あるいは2番目に多いため,豪州各地から多数の関係者が参加し,学習者支援のための基礎理論と実践に関する広範な情報交換を行うことができた。平成24年度は,研究期間の最終年度にあたるため,成果の取りまとめとその発表,広報に注力した。前年度までの研究活動により得た知見と構築した音声データベースを基に,韓国語話者の日本語学習者を対象として,学習者が発話した日本語音声の時間構造を客観的に評価する指標を導くアルゴリズムを試作し,その効果を検証した上で学会にて発表した。中でも,日本音声学会全国大会における発表は,人の聴知覚特性を考慮した評価指標を提案し,その有効性を示したことで特に注目を集め,同大会の優秀発表賞を受賞した。
ラジカル重合の成長反応規制によるポリマーの立体構造制御

本研究では,ラジカル重合における高分子の立体構造規制を行う上で最も重要な因子のひとつであるポリマーラジカルのコンホメーション制御を取り上げ,種々の構造を持つラジカルのコンホメーションをESRにより解析し,反応基質の化学構造とコンホメーションの関係を明らかにするとともに,ルイス酸などを加えることにより成長ラジカルのコンホメーションを任意に変化させ反応の立体化学制御を試みた.さらに,重合速度,立体規則性,共重合速度,ならびに共重合反応性に及ぼす重合溶媒の効果を明らかにすることができた.従来まではこれらの効果は一般に小さいと考えられてきたが,本研究では顕著な効果の現れるフマル酸エステル,イタコン酸エステル,マレイミドの重合系の速度解析を行い,溶媒効果の反応論的な解釈を行った.つづいて,成長反応制御の観点から結晶重合反応を詳しく調べるとともに,結晶構造と反応生成物の構造制御との関係を明らかにすることで反応設計への展開をはかった.まずムコン酸誘導体結晶の固相光重合に関する詳しい検討を行った.なかでも,立体規則性高分子の合成とトポケミカル重合の反応解析について重点的に研究をすすめ,結晶構造の構造や重合中の変化の追跡などから,トポケミカル反応機構や結晶構造とポリマーの一次ならびに高次構造との関連を明らかにするができた.さらに高分子結晶あるいは高分子微粒子としての特性解析も行い,新規な有機層間化合物としての機能を見出した.本研究では,まずラジカル重合における高分子の立体構造規制を行う上で最も重要な因子のひとつであるポリマーラジカルのコンホメーション制御を取り上げた.種々の構造を持つラジカルのコンホメーションをESRにより解析し,それをもとに高立体選択性を発現できる反応設計を行い,反応基質の化学構造とコンホメーションの関係を明らかにするとともに,ルイス酸などを加えることにより成長ラジカルのコンホメーションを任意に変化させ反応の立体化学制御を試みた.つづいて,トポケミカルラジカル重合における成長反応制御についての研究を行った.詳細な反応解析を行うため,トポケミカル重合が可能であると予想されるジエンモノマーであるムコン酸ならびにソルビン酸エステル,アミドやアンモニウム塩誘導体を合成し,これらのモノマー結晶の固相光重合を行った.モノマーや生成ポリマーの化学構造ならびに結晶構造を解析し,トポケミカル重合反応性との相関,生成したポリマーの一次構造や高次構造,モノマー結晶構造とポリマーの立体化学構造の相関についての新しい知見を得ることができた.結晶内で生成した成長ラジカルのコンホメーションについても解析した.さらに,これらジエンモノマーの結晶重合では,反応場制御下でラジカル成長反応が進行するため,生成ポリマーの立体規則性や分子量の制御が効果的に行えることを実証した.本研究では,ラジカル重合における高分子の立体構造規制を行う上で最も重要な因子のひとつであるポリマーラジカルのコンホメーション制御を取り上げ,種々の構造を持つラジカルのコンホメーションをESRにより解析し,反応基質の化学構造とコンホメーションの関係を明らかにするとともに,ルイス酸などを加えることにより成長ラジカルのコンホメーションを任意に変化させ反応の立体化学制御を試みた.さらに,重合速度,立体規則性,共重合速度,ならびに共重合反応性に及ぼす重合溶媒の効果を明らかにすることができた.従来まではこれらの効果は一般に小さいと考えられてきたが,本研究では顕著な効果の現れるフマル酸エステル,イタコン酸エステル,マレイミドの重合系の速度解析を行い,溶媒効果の反応論的な解釈を行った.つづいて,成長反応制御の観点から結晶重合反応を詳しく調べるとともに,結晶構造と反応生成物の構造制御との関係を明らかにすることで反応設計への展開をはかった.まずムコン酸誘導体結晶の固相光重合に関する詳しい検討を行った.なかでも,立体規則性高分子の合成とトポケミカル重合の反応解析について重点的に研究をすすめ,結晶構造の構造や重合中の変化の追跡などから,トポケミカル反応機構や結晶構造とポリマーの一次ならびに高次構造との関連を明らかにするができた.さらに高分子結晶あるいは高分子微粒子としての特性解析も行い,新規な有機層間化合物としての機能を見出した.
肺炎球菌性肺炎においてSectm1aが肺の感染免疫機構へ及ぼす作用の解明

そして、我々は2016年に世界で初となるSectm1aのノックアウト(KO)マウスの作成を開始した。具体的にはUniversity of California, Davis(UC Davis)よりSectm1aノックアウト凍結精子を購入し、理化学研究所筑波研究所でヘテロKOマウスに個体化する手続きを行った。本研究費助成の付与が開始された時点でSectm1aKOマウスが我々の所属する施設に存在し、安定し繁殖した後にSectm1aKOマウスを用いた実験を開始した。本報告作成の時点で、Sectm1aKOマウスは肺炎球菌感染後、WTマウスとの比較において肺内への好中球の集積が亢進し、かつ肺内の肺炎球菌の菌量が減少しているという、phenotypeを見出した。この所見は複数回の実験により確実に再現性が確認されている。肺炎球菌性肺炎は、近年の抗菌薬やワクチンの開発にも関わらず、依然としてしばしば致死的となる呼吸器感染症であり、さらなる病態の解明および、新たな治療戦略の構築が望まれている。このような状況において、これまでほとんど研究報告のない新規のサイトカインであるSectm1aが肺炎球菌肺炎における生体防御において重要な役割を果たしていることを証明し、その機序を解明することは、新たな治療戦略の構築に貢献しうると考えられる。本報告作成の時点で、Sectm1aKOマウスを用いた肺炎球菌感染実験において、WTマウスとの比較で、Sectm1aが生体の肺炎球菌に対する生体防御に大きく関わっていることを示唆する確固たるphenotypeを見出している。そして、その機序の解明も進みつつある。これは、当初目標としていた進捗と概ね合致しており、我々は今後もさらなる本研究の発展に努める。主に気道上皮より産生されるSectm1aがいかに好中球やマクロファージなどの自然免疫に大きく関与する白血球に作用を及ぼすかに着目し研究を進めていく。すでに、Sect1ma KOマウスにおいては好中球の遊走に関わるサイトカイン/ケモカインの肺内の濃度ががWTと較べて大きく変化している知見を得ている。
GIRKチャネル標的の独創的・画期的な難治性脳疾患治療薬の開発

CRISPR/Casシステムを用いて,ドパミントランスポーター(DAT)発現ニューロンのGIRKチャネルのGIRK2サブユニットをノックアウトしたマウスを作製した.組織化学的検討の結果、このマウスの腹側被蓋野のDAT発現ニューロンのGIRK2サブユニットは削除され,GIRKチャネルの電気生理学的機能は損なわれていた。このマウスの行動を強制水泳試験で検討した結果,一般行動に有意な影響はなく,無動時間が有意に短縮された.これらの成績は,中枢性鎮咳薬の抗うつ様作用の発現に,腹側被蓋野のGIRKチャネルの抑制を介したドパミンニューロンの活性化が関与するという我々の考えをさらに支持する.CRISPR/Casシステムを用いて,作製したKcnj6 floxed/floxedマウスとDAT-Creマウスを交配させ,ドパミントランスポーターを発現しているニューロンのGIRKチャネルのGIRK2サブユニットをノックアウトしたGIRK2 DAT KOマウス(Kcnj6floxed/floxed;DATcre/+)を作製した.このマウスにおいて,腹側被蓋などにおけるGIRK2の欠損を免疫組織染色により確認した.GIRK2DAT KOマウスの行動を,うつ様行動の代表的な評価系である強制水泳試験を用いて検討した結果,正常動物にGIRKチャネル阻害作用をもつ薬物を投与した場合と同様に,無動時間の有意な短縮が観察された.なお,GIRK2DAT KOマウスに外見上の形態学的な変化や,自発運動量の有意な増加は認められなかった.以上のように,本研究において,Kcnj6floxed/floxedマウスの作製に成功し,GIRK2 DAT KOマウスの表現型解析により,ドパミンニューロンにおけるGIRK2チャネルの欠損はうつ様行動の減少を示すことが明らかとなった.この表現型は,正常動物にGIRKチャネルを抑制する中枢性鎮咳薬の投与によっても見られる.これらの成績は、中枢性鎮咳薬の抗うつ様作用に,ドパミンニューロンにおけるGIRKチャネルが関与するという我々の考えをさらに支持する.強制水泳法や尾懸垂法で認められたチペピジンの抗うつ様作用は,ドパミンD1受容体ブロッカーにより抑制されたが,ケタミンの作用と異なり,AMPA受容体のブロッカーで抑制されなかった.このことは,チペピジンの抗うつ様作用は,チペピジンと同様に即効性を示すケタミンとは異なるメカニズムで,抗うつ様作用を発現していることを示唆する興味深い成績であり,さらに確認が必要と考えている.1)CRISPR/Casシステムを用いて、作成したKcnj6 floxedマウスとnestin-Creマウスを交配させ、脳内のGIRKチャネルのgirk2サブユニットをノックアウトしたGIRK2 Nestin KOマウスを作成した。このマウスの行動を、抗うつ様作用の評価系である強制水泳試験法を用いて検討した結果、正常動物にGIRKチャネル阻害作用をもつ薬物を投与した場合と同様に無動時間が著しく短縮した。なお、この作用は昨年度検討した、ドパミントランスポーター発現細胞のGIRKチャネルをノックアウトしたマウスでも観察されたが、無動時間の抑制の強さは、nestin発現細胞のGIRKチャネルをノックアウトしたマウスの方が強かった。このことは、チペピジンなどの中枢性鎮咳薬の抗うつ様作用は、少なくとも一部GIRKチャネルの抑制を介していることをさらに示唆する。2)チペピジンのアルツハイマー病治療薬としての可能性を調べるために、複数のモデルを用いて調べた。チペピジンは、Aβ25-35の脳室内直接微量注入マウスの新奇物体認識試験において改善作用を示した。この作用は、ドパミンD2受容体ブロッカーにより遮断され、認知障害改善作用に脳内ドパミン系が関与していることが示唆された。研究の進展は、やや遅れている。理由は、ドパミントランスポーター発現細胞でのGIRKチャネルノックアウトマウスの匹数を揃えるのに時間を要したことである。しかし、nestin発現細胞のGIRKチャネルをノックアウトしたマウスを用いた強制水泳試験で、GIRKチャネル抑制作用をもつ鎮咳薬のチペピジンとほぼ同様な作用が認められるなど、チペピジンの作用にGIRKチャネル抑制作用が関与していることを示唆されるデータが得られたことはよかったと言える。また、チペピジンにアルツハイマー病治療薬としての可能性を示唆するデータが出て、特許出願を果たしたことは重要な成果である。平成28年度は、熊本では4月入ってすぐ大地震に見舞われ、建物・実験機器・器具・試薬などが甚大な被害を受け、実験を行なうことが不可能な事態が続いた。夏休み前から徐々に実験が可能になったが、震災に加えて動物飼育施設が使用不可能な事態に陥り、また、実験の実施が困難になった。従って、研究実績はほとんど上がっていないが、実際に行なった実験で得た成績は以下のとおりである。認知機能障害に対するチペピジンの改善作用メカニズムについて以下の成績を得た。新奇物体認識試験において、MK-801誘発の認知機能阻害に対するチペピジンの改善作用は、5-HT1A受容体ブロッカーおよび5-HT7受容体刺激薬で抑制された。これらの成績から、チペピジンの認識機能改善作用は、5-HT1A受容体の活性化および、5-HT7受容体の抑制を介して発現していることが示唆された。また、GIRKチャネルのKOマウスおよびその野生型を用いて、側坐核および前頭皮質のドパミンレベルに対するチペピジンの影響をマイクロダイアリシス法で検討しようと試みた。

しかし、この実験は、ガイドかニューレの頭蓋骨への固定に失敗し、実験の中断を余儀なくされ、成果は上がっていない。平成28年4月14日に前震、同16日未明に震度7の本震が熊本地方を襲った。これにより、熊本大学薬学部も甚大な被害を受け、実験・研究の中断を余儀なくされた。また、その地震から派生したものか不明であるが、実験動物飼育棟が汚染され、規定上、実験動物の飼育が行なえなくなった。これらの理由により、平成28年度は研究をまともに実施することができなかったことが研究が遅れている主な理由である。平成28年度までのデータで一旦論文投稿したが、様々な指摘事項を受けたので、ドパミントランスポーター発現細胞のGIRK2サブユニットをノックアウトしたマウスの基礎解析を、免疫組織化学的手法、および電気生理学的手法、神経化学的手法を用いて行なった。その結果、野生型マウスでは、腹側被蓋野および黒質において、カテコラミン神経のマーカーであるtyrosine hydroxylase(TH)とGIRK2の共局在が認められたが、このノックアウトマウスでは、それらの共局在が認められなかった。また、野生型マウスの腹側被蓋野より急性単離した単一ドパミンニューロンにおいては、ステップパルスにより惹起されるIh電流およびグルタミン酸による内向き電流が観察された。一方、GIRK2DATKOマウスのその部位から単離したニューロンにおいてもこれらの応答は得られたが、これらのニューロンは、ドパミンやGABABアゴニストのバクロフェンに対しては、野生型からのニューロンと異なり、応答を示さなかった。また、これまでに、GIRKチャネル阻害作用をもつ薬物を投与すると、側坐核のドパミンレベルが上昇することを明らかにしてきた。そこで、腹側被蓋野ー側坐核ドパミン系のGIRK2サブユニットをノックアウトしたGIRK2DATKOマウスの側坐核のドパミンレベルが如何に変化しているか、ELISA法を用いて検討した。その結果、GIRK2DATKOマウスにおいて、DAニューロンの投射先である側坐核coreおよびshell、線条体、前頭皮質におけるドパミンレベルにおいて有意な変動は認められなかった。以上の成績から、チペピジンなど脳内GIRKチャネル抑制作用をもつ薬物は、そのチャネル抑制作用を介して腹側被蓋野ー側坐核ドパミン系を活性化し、その活性化を介して抗うつ様作用を発現していることが示唆された。CRISPR/Casシステムを用いて,ドパミントランスポーター(DAT)発現ニューロンのGIRKチャネルのGIRK2サブユニットをノックアウトしたマウスを作製した.組織化学的検討の結果、このマウスの腹側被蓋野のDAT発現ニューロンのGIRK2サブユニットは削除され,GIRKチャネルの電気生理学的機能は損なわれていた。このマウスの行動を強制水泳試験で検討した結果,一般行動に有意な影響はなく,無動時間が有意に短縮された.
歴史テクストとしての前期英国ロマン主義文学における「独創性」の研究

研究の理論的枠組は、新歴史主義と70、80年代の文学理論である「影響の不安」理論である。これに基くことにより、ロマン主義文学者の独創性探究行為と崇高美学論、そしてフランス革命を生むことになる千年王国論の各々が、エディプス・コンプレックスの図式の内部で絶対的根源を先行者である家父長から奪い取ろうとする行為として、西欧史のイデオロギーに参与する個別物語であることを明らかにした。この枠組みに基き、英国ロマン派前期のW.ワ-ズワスとS.T.コールリッジの文学的独創性を分析した。すると、彼らは一面で上記の方法論に依拠しながらも、他方それに対する必然的反動として、自ら虚構的に根源を作り上げることによって、別種の独創性をも主張していることが判明した。この現象が、コールリッジにおいては、文学論と政治的言説の間の理念上の矛盾として現れ、ワ-ズワスの作品では、フランス革命期の政治的現実の解釈行為とそれを阻む抑圧として表面化していることが今回初めて証明された。とりわけワ-ズワスにおいて二つの独創性の戦略は、各々の可能性の極限が修辞上の相克として結晶化していることが確認され、政治と美学の言説を巻き込んだ近代的独創性の概念が、英国ロマン派に至ってその極北に達すると同時に、行き詰まり状態にも至ったアイロニカルな状況が言語分析のレベルで証明された。これ以降の詩人は、ロマン主義的アイロニ-を鍵として、絶対的根源に依拠しない、個別的創造性を追及して行くことが予測される。次なる課題は、この研究で明らかになった極限的近代性を原点に据え、象徴派とモダニズムの言説を分析することによって、ポスト近代を定義する仕事になるだろう。(本研究の成果の一部は、日本英文学会中部地方支部第45回大会にて口頭発表された。学術論文は、1994年9月公刊予定で投稿中である。)研究の理論的枠組は、新歴史主義と70、80年代の文学理論である「影響の不安」理論である。)
地震に対する都市の確率論的相互連関脆弱性評価手法の構築と応用

平成19年度は,1)同一地点もしくは分散する複数対象の同時破壊を考慮した地震リスク評価手法の構築,2)複数自然災害の重合の表現手法の構築を中心に検討を行った。1)については,地震ハザード評価の高度化と都市システムのリスク評価手法の構築の2つに分けられる。前者では,ベイズ更新理論を用いた特定サイトでの地震ハザード評価手法の構築や地震動の包絡形のモデル化の検討を行った。後者では,地震動強さの空間相関構造や応答スペクトルの周期間相関構造,複数建物の耐力の相関等を考慮することで,同時破壊確率を精度良く評価する評価手法を構築した。また,相互連関する都市システムとして大学キャンパスを取り上げ,特に,電力システムや情報ネットワークの地震リスク評価を行った。構築した手法によりこれらの影響を適切に考慮することができ,各指標間の相関構造や機能の相互連関が地震リスク評価結果に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。2)については,複数災害の同時発生時のリスク評価手法の構築と地震の余震による被害拡大の評価手法の構築の2つに分けられる。前者では,自然災害による損失を,一辺が被害の大きさ,他辺が復旧時間で表わされる矩形パルスでモデル化し,時間軸上でランダムに発生する確率過程としてモデル化し,後者では,余震による建物被害の拡大をマルコフ連鎖でモデル化し,余震の発生を考慮することで地震リスクが大きく増大することを示した。17年度には、1)建築構造物の脆弱性評価手法の構築、2)地震入力の空間相関特性に関する検討、3)常時微動測定結果を用いてねじれを有する建築構造物の剛心位置の推定手法について主に検討を行なった。まず、1)においては、都市全体から見た木造住宅の脆弱性と、その耐震化程度に関する検討を行ない、都市全体の視点から木造建物の耐震化の範囲を決定する方法を検討した。また、一般建物の脆弱性の評価については、エネルギー的な考察を行ない建物の非線形挙動をエネルギーで表現するほうが従来の方法に比べて適していることを確認した。次に点ではなく都市スケールの面で地震入力を定義する必要が有り、著者らが数年前から研究している地震動強さの空間相関特性について、日本の最近の地震記録を用いて、そのモデル化を行なった。空間相関もデルを規定する地震動相関距離をデータから推定し、地域や地震によらず、ほぼ1530Kmであることが新しい知見として得られた。最後に、既存立ても尾の応答性状把握に利用される常時微動を用いて、剛心と重心が一致しない偏心を有する建物を対象に、それらから定義される剛心位置を同定する方法を提案した。常時微動のスペクトル解析や新しい同定手法を多用してある程度の精度で剛心位置を特定できる方法を提案したが、同定結果は満足のいくものでなく今後の手法の改善が必要であることがわかった。これらの研究成果は、建築学会に論文として発表したが、今後の研究の継続と新たな改良などが必要であり、これを来年度実施すると共に、都市全体の脆弱性評価に組み込むことを考えてゆく。18年度には、1)建築構造物の脆弱性評価手法の構築、2)地震入力の高精度評価方法に関する検討、3)常時微動測定結果を用いた建築構造物のねじれ特性の推定手法、4)地震被害のモデル化について主に検討を行なった。まず、1)においては、都市全体から見た木造住宅の脆弱性と、その耐震化程度に関する検討を行なった。また、土木分野で対象となる斜面や盛土についても地震時の脆弱性評価手法について検討した。これらの構造物は都市を構成する重要な要素であり、空間的に都市全体に分布しており、建築物や道路ネットワークとの同時損傷の評価方法などとも密接に係わり、それらを相互に関連するシステムとして取り扱い、システムの地震時評価手法の検討を行なっている。簡単なシステムであれば、十分な精度を確保しながら評価可能であることを示した。次に都市を構成する要素への地震入力の評価法として、エネルギー的な表現、地震動エネルギーの距離減衰特性、敷地を限定した時の地震動の評価手法についても新しく検討した。

構造物の地震被害を適切に表すには、時刻歴波形の情報があればよいが、無い場合には、エネルギー的表現でも十分であることが知見として得られた。既存構造物の被害評価の精度向上には、対象建物の振動特性を正確に把握する必要がある。そのために常時微動計測を実施し、特に建物のねじれ特性について評価方法を提案した。ねじれ現象が複雑であることから、計測点を増やした検討を行なっている。最後に、都市全体の地震被害を被害の大きさと被害の継続時間の両方を考慮した新しい被害のモデルを提案し、その検討を行なった。これらの研究成果は、建築学会等に論文として発表したが、最終年度の本年度に都市全体の脆弱性評価に組み込むことを検討する。本研究の目的は、都市が将来の地震に対してどれだけ脆弱であるか、大地震に対する都市の脆弱性の定量化を行い多面的に分析しながら、今後の災害対策の提言に供する新たな知見を得ることである。特徴として、都市全体を大きな複合システムととらえ、システムの構成要素である建築物、土木構造物、交通施設、情報、ライフラインなどを対象とし、これらの地震時の状態や挙動を相互に関連付けながらシステム全体の挙動を確率論的に追跡・分析する。分析結果として、都市システムを構成する複数の要素は機能的に密度に関連しており(相互依存性があり)、ある要素の破壊あるいは機能喪失が他の要素に被害を及ぼし、あるいは都市内の重要施設の被害が都市全体の麻痺状態につながる。これらの被害発生は時間的、空間的に連鎖的に生じ確率論的扱いが最も適しており、様々なレベルの状態に至る可能性を定量化しうる。建築構造物の脆弱性評価については、都市全体から見た木造住宅の脆弱性と、その耐震化程度に関する検討を行い、都市全体の視点から木造建物の耐震化の範囲を決定する方法を検討した。また、一般建物の脆弱性の評価については、エネルギー的な考察を行い建物の非線形挙動ををエネルギーで表現する方が従来の方法に比べて適していることを確認した。次に、地震入力の空間相関特性に関する検討では、日本の最近の地震記録を用いてモデル化し、空間相関モデルを規定する地震動相関距離は地域や地震によらず、概ね15-30kmであることが新たな知見として得られた。上記の検討結果を反映させる方法として、大きなスケールの都市を対象とする前に、複数の機能的に結び付けられた複数の建物を有する大学キャンパスを対象として試検討を行った。対象とする要素として、建物、建物を機能的に結びつけるインフラ(電気、情報)を考慮に入れて、それらが地震時に同時に損傷した時のキャンパス全体としての脆弱性の評価か試み、都市全体の脆弱性の評価の方向性を示した。
ゲノム戦略に基づく高尿酸血症治療薬の創製

尿酸は、ヒトにおけるプリン代謝最終産物であるが、その生理的機能や腎内輸送機構、さらに痛風などの生活習慣病の病態との詳細な関連、並びに治療薬の開発における分子標的など多くが不明であった。そこで本研究は、本研究代表者らが同定した血液中の尿酸値を制御する腎に存在する新しい尿酸トランスポーター(URAT1)を用いて、ゲノム戦略に基づく高尿酸血症治療薬の創製の基盤形成を目的として行った。本研究期間内に樹立したURAT1安定発現細胞を用いて、ベンズブロマロン、ピラジンカルボン酸、ロサルタン、インドメサシン、フロセミドなどの抑制効果が示され、それぞれの尿酸輸送に対するKi値を確定した。さらに乳酸、ピラジンカルボン酸、ニコチン酸、クロライドアニオン(Cl-)を交換基質として尿酸輸送は亢進したことからURAT1はこれらの有機及び無機アニオンを交換基質とする交換輸送体であることが明らかなった。ピラジナマイドは高尿酸血症を惹起するが、これはその代謝産物であるピラジンカルボン酸が、尿細管上皮細胞の内側から交換基質として尿酸の取込みを促進するためであると考えられる。URAT1の調節機構を明らかにする目的で、URAT1がC-末端にPDZ結合モチーフを有することに着目して、ここに結合するタンパク質を酵母ツーハイブリッド法でスクリーングし、PDZタンパク質PDZK1を同定した。PDZK1の4つのPDZドメインのうちPDZ1、PDZ2、PDZ4がURAT1との結合親和性を示した。URATIはPDZK1と、腎近位管腔側膜に共存し、両者は結合して存在することが免疫沈降法によって明かになった。HEK293細胞に両者を共発現させることによりURAT1の細胞膜上での存在量が上昇し、尿酸輸送活性が上昇することが明らかになった。従って、PDZK1とURAT1の相互作用は、血中尿酸値を反映すると考えられ、高尿酸血症の新たな治療標的となる可能性がある。ヒトゲノム解析が終了し、部分的ではあるがそのデータベースにアプローチすることができるようになったので、コンピューター検索による機能未知遺伝子の単離を行った。SLC22ファミリーの中のOAT4と呼ばれる有機アニオントランスポーター4と類似性が高い遺伝子が尿酸を輸送するので、これを新たにURAT1と名付けた。URAT1はヒトでは腎臓のみに発現が認められ、特異抗体を作成して免疫組成染色を行ったところ近位尿細管の管腔側膜にのみ認められ、このURAT1遺伝子の異常を有するヒトは特発性腎性低尿酸血症を発症することが明らかにされた。URAT1が高尿酸血症患者で異常を伴なうかを検索した結果、このエクソンには異常を認めないので、このURAT1機能を低下させる薬物が尿酸排泄遅延型の高尿酸血症の治療になり得るものと判断した。既存の尿酸輸送に関与する薬物をURAT1遺伝子の発現系で検索した結果、ベンズブロマロンが最も強力で、以下インドメタシン、ロサルタン、プロベネシド、ピラジンカルボン酸、ブメタニド、オロト酸、フロセミド、サリチル酸、フェニルブタゾン、スルフィンピラゾン、ニコチン酸、等多数の薬物がURAT1により認識されることが明らかにされた。

更にURAT1の機能調節機序を追求する目的でイーストを用いたツーハイブリド法により、URAT1に結合するタンパク質のスクリーニングを行った結果、PDZK1というタンパクがURAT1と結合することが明らかにされた。更にURAT1とPDZK1の遺伝子を培養細胞に共発現させると、URAT1単独に比べて共発現ではより多くの尿酸の輸送が確認された。従ってゲノム戦路による新規薬物の開発にはURAT1のみならず、PDZK1も標的分子と考えて追求できる展望が見出された。尿酸は、ヒトにおけるプリン代謝最終産物であるが、その生理的機能や腎内輸送機構、さらに痛風などの生活習慣病の病態との詳細な関連、並びに治療薬の開発における分子標的など多くが不明であった。そこで本研究は、本研究代表者らが同定した血液中の尿酸値を制御する腎に存在する新しい尿酸トランスポーター(URAT1)を用いて、ゲノム戦略に基づく高尿酸血症治療薬の創製の基盤形成を目的として行った。14年度に樹立したURAT1安定発現細胞を用いて、ベンズブロマロン、ピラジンカルボン酸、ロサルタン、インドメサシン、フロセミドなどの抑制効果が示され、すでにアフリカツメガエル卵母細胞発現系で明らかにされたURAT1の薬物感受性が安定発現細胞においても確認された。尿酸の腎内輸送は複雑で2回の再吸収と1回の分泌が想定されている。従って第二の尿酸トランスポーターの存在を想定し、ヒト及びマウスのゲノム及びEST(expressed sequence tag)データベースの検索を行い、十数種の新規配列を明らかにした。これらに関してノーザンブロットによるスクリーニングを行い、腎に発現するものについて、アフリカツメガエル卵母細胞発現系を用いて、機能解析を行った。その結果、新規トランスポーターのひとつに尿酸輸送活性を見い出し、その機能解析及び組織細胞局在の検討が進行中である。さらにURAT1の生体における機能的役割を明らかにする目的で、遺伝子欠失動物作製が進行中である。これに先立ち、マウスURAT1をマウス腎cDNAライブラリーより単離し、その尿酸輸送活性を明らかにした。このcDNAをもとにクローニングしたゲノムDNAを、ターゲティングベクター作製のために使用した。加えて、URAT1機能制御蛋白の同定を含めた制御機構の解析を進行させており、URAT1を標的としたゲノム創薬へ向けた基盤整備が整いつつある。14年度に樹立したURAT1安定発現細胞を用いて、ベンズブロマロン、ピラジンカルボン酸、ロサルタン、インドメサシン、フロセミドなどの抑制効果が示され、それぞれの尿酸輸送に対するKi値を確定した。さらに乳酸、ピラジンカルボン酸、ニコチン酸、クロライドアニオン(Cl^-)を交換基質として尿酸輸送は亢進したことからURAT1はこれらの有機及び無機アニオンを交換基質とする交換輸送体であることが明らかになった。ピラジナマイドは高尿酸血症を惹起するが、これはその代謝産物であるピラジンカルボン酸が、尿細管上皮細胞の内側から交換基質として尿酸の取込みを促進するためであると考えられる。
大容量MRAM対応のL10型規則合金とMgOの極薄積層膜形成技術に関する研究

次世代磁気抵抗メモリ(MRAM)のための硬磁性L1_0型規則合金層と酸化マグネシウム層と組み合わせた磁気トンネル接合(MTJ)の形成技術の研究を行った。ヘテロエピタキシャル成長により原子レベル構造を制御した。平坦表面を持つL1_0型規則合金膜を形成する手法として、低温製膜後に高温熱処理を施す2段階法を提案した。また、2段階法をMTJ形成に適応することにより、ギガビット級MRAM対応のエピタキシャルMTJが形成可能であることが分かった。次世代不揮発性メモリとして、スピン注入型磁気抵抗メモリ(MRAM)が注目されている。実用化のためには、主要構成要素の磁気トンネル接合(MTJ)の磁気抵抗変化率の増大に加え、MTJ素子特性の均一化が必須であり、結晶方位と原子レベル構造を高度制御したエピタキシャル単結晶薄膜によるMTJの形成が有力候補である。本課題では、MTJの電極材料として硬磁性L1_0型規則合金、トンネルバリアー材料として酸化マグネシウム(MgO)に着目し、1チップあたり48GbのMRAM対応MTJのためのエピタキシャル極薄積層膜形成技術の研究を行う。平成23年度は、L1_0型規則合金単層膜形成技術の検討を行った。2元系L1_0型規則合金材料を変化させることにより、規則化温度を低減でき、FePd<FePt<CoPtの順により低い規則化温度が実現できることが分かった。また、FePdを用いることにより磁化容易軸の制御も容易であることが分かった。更に、従来のL1_0型規則合金エピタキシャル膜の形成手法は、高基板温度を用いることによりL1_0構造へ規則化させた膜を形成するものであったが、低基板温度で不規則構造のエピタキシャル単結晶膜を形成し、その後、単結晶膜をアニールすることにより、高規則度を持ち、デバイス応用に最適な超平坦表面を持つL1_0型規則合金エピタキシャル膜を形成できる新手法を開発した。一連の研究成果を、雑誌論文として3件出版し(うち査読付き論文2件)、学術国際会議と国内学術講演会で合計8件発表した。次世代不揮発性メモリとして期待されるスピン注入型磁気抵抗メモリ(MRAM)の実用化のためには、主要構成要素の磁気トンネル接合(MTJ)素子特性の均一化が必須である。そのため、結晶方位と原子レベル構造を高度制御したエピタキシャル単結晶薄膜によりMTJを形成することが有効となる。本課題では、MTJの電極材料として硬磁性L10型規則合金、トンネルバリアー材料として酸化マグネシウム(MgO)に着目し、次世代MRAM対応MTJのためのエピタキシャル積層膜形成技術の研究を行う。平成25年度は、以下の項目(a)(c)について検討を行った。(a)本課題で、前年度、開発した技術である低基板温度で不規則構造のエピタキシャル単結晶磁性膜を形成し、その後、熱処理を施すことにより、高規則度を持ち、高平坦表面を持つ硬磁性L10型規則合金エピタキシャル膜を形成する手法の形成温度条件の検討を行った。製膜温度を200400°Cとし、熱処理温度を600°Cとした場合においても、表面平坦性と規則度を維持できることが分かった。この検討により、L10型規則合金層上に形成するMgO層の形成可能条件の把握に繋げることができた。(b)エピタキシャル単結晶MgO層を形成する技術を調べた。製膜温度を400°Cまで上昇させることにより、結晶歪が少なく、配向性がよく、更に表面平坦性が良好な単結晶MgO層を形成できることが分かった。(c)そして、(a)および(b)の技術を組み合わせて、L10型規則合金とMgOの積層膜を形成し、構造が制御された単結晶膜によるMTJ構造を実現できることを明らかにした。一連の研究成果を、雑誌論文として7件出版し(うち査読付き論文6件)、学術国際会議と国内学術講演会で合計11件発表した。硬磁性L1_0型規則合金材料と薄膜規則化温度との関係が明らかになり、薄膜材料としてFePd合金を用いることにより、高規則度を実現でき、かつ、磁化容易軸の制御が容易であることが分かった。また、低基板温度で不規則構造のエピタキシャル単結晶膜を形成し、その後、単結晶膜をアニールすることにより、高規則度を持ち、デバイス応用に最適な超平坦表面を持つL1_0型規則合金エピタキシャル膜を形成できる新手法を開発した。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、極薄状態で高い結晶特性を持つMgO薄膜を形成する技術を開発する。そして、MgO薄膜形成技術と平成23年度に開発を行った硬磁性L1_0型規則合金薄膜形成技術を組み合わせることにより、L1_0型規則合金とMgOを積層させた場合の薄膜形成技術を確立する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
中国近代書論の文献学的研究

本研究は、従来知られてこなかった近代中国の書論を、内外の図書館・博物館等から発掘し、文献学的な検討を加え、影印・翻刻によって公開し、以後の書論研究の礎を築こうとするものである。3年間にわたる調査により、特に後述の九件の書論文献について、主要部分の翻刻・公開と、書論史的跡付けに関する基礎的考察を試みた。今後も継続的に調査を進め、調査文献の集成を目指したい。本研究は、従来知られてこなかった近代中国書論を、各図書館・博物館の調査によって発掘し、文献学的な検討を加え、影印もしくは翻刻によって公開し、向後の書論研究の礎を築こうとするものである。本年度は、中国国家図書館・中国美術学院の協力により、恵兆壬『集帖目』、郭尚先『芳堅館書髄』、翁方綱『蘇斎論碑帖雑文』、陶濬宣『稜山論書詩』、銭泳『梅華渓居士縮本唐碑』などの書論文件を調査できた。そのうち、上記『集帖目』(国家図書館蔵)については、書誌データの記録とともに、披見部分(複印件提供部分)の翻刻を完了させた。この成果に加え、この本の逓伝や書論史的意義に関する検討も含め、中国近現代文化研究会第64回例会(2008年3月23日、大妻女子大学)にて口頭発表を行った。検討の結果、この国家図書館本は、徐康に伝わった恵兆壬の原稿をもとに抄録された可能性が高いこと、また『集帖目』は、金石学の目録学的性格が帖学に与える示唆を、恵自身が明瞭に自覚している点において、歴代の法帖著録の中でも特筆すべき位置にあること、などが明らかになった。今後は、上記の他の文献について検討を加えるとともに、薪たな文献の発掘に尽力する所存である。本研究は、従来知られてこなかった近代中国書論について、各図書館・博物館の調査によって発掘し、文献学的な検討を加え、影印もしくは翻刻によって公開し、向後の書論研究の礎を築こうとするものである。本年度は、昨年度調査した恵兆壬『集帖目』(中国国家図書館蔵)についての検討を誌上発表する他、同じく昨年度調査の及んだ銭泳『梅華渓居士縮本唐碑』(中国美術学院蔵)や翁方綱『化度寺碑考』(京都大学人文科学研究所蔵)をもとに、翁方綱の碑学に関する書論について、集中的に検討を進めた。『集帖目』については、国家図書館本の書誌的データを確認するとともに、この抄本が作成される経緯と逓蔵を見通し、あわせてこの著録が金石学から帖学への影響を端的に示す、書論史的に見て極めて意義深い書論であることを指摘した。翁方綱の書論については、上記『化度寺碑考』その他、関連の唐碑・北碑に関する言説を材料に、彼が唐碑・晋帖中心の書品体系を築いていた様を院元との比較も視野に入れながら明らかにした。また本年度は、上海図書館の調査から、方若『校碑随筆』?徳葬眉批、端方『萄斎蔵碑跋尾』、張祖翼『磊盒金石跋尾藁』などの未刊・稿本の書論も閲することができた。これらの書論は、いずれも近代の碑学を窺ううえで、資料性の極めて高い文献と考えられる。次年度はこれらの書誌学的・書論史的検討を課題とする他、更に浙江省を中心に、本国での調査・発掘を進める計画である。本年度は、上海図書館、浙江図書館のご協力を得、無名氏輯『陶斎蔵碑跋尾』、方若『校碑随筆』(〓徳彝眉批本)、陶濬宣『稷山文存』(以上、上海図書館蔵)、楊宝〓『観古碑法』、同『古碑古拓説明』(以上、浙江図書館蔵)を調査した。上海図書館蔵の上記文献は、昨年度からの継続調査であったが、これによって『陶斎蔵碑跋尾』の全容が把握できた。これにより、同著の文献学的・書論史的検討を加えた結果、同著が、端方所蔵碑拓に附載する題跋著録であることが明らかとなり、題跋著録の歴史からしても稀有な先行例であることを指摘した(第1回中国近現代文化研究会大会2009年8月大妻女子大学)。また、『稷山文存』については、書誌的な検討を加えるとともに、特に所収論文の一つ「宋元祐秘閣本晋唐小楷帖跋」について、陶の代表的な書論である『稷山論書絶句』との比較から考察した。

その結果、この「小楷帖跋」は『論書絶句』を導く貴重な先駆けであり、『論書絶句』で展開する所謂「互証論」については、むしろこの「小楷帖跋」のほうが、近代の書論史を見渡しても、貴重な視点を投げかけていることが明らかとなった(『書芸術研究』3号2010年3月)。
逆問題の解の構成に関する国際共同研究のための国内準備

本研究は、逆問題の解の構成並びに数値解析に関する今後の国際共同研究を計画するに当り、国内研究者の動向を調査することが第一の目的であり、らに共同研究相手と想定される米国・ロシア等諸外国の研究者との間の事前のコミュニケーションを図り、有意義で円滑な国際共同研究の実施を目指すものである。このために、本年度は分担者の各自の専門分野においての研究組織の充実を第一とし、加えて代表者の海外出張による動向調査、さらにはロシア人研究者の招聘による事前のコミュニケーションの深化を図り成果を得た。国内研究組織の充実の点では、分担者の田中正隆氏の組織する国際会議(信州大学にて平成12年3月開催)に向けて本研究の分担者の討論や会合が数回持たれ、工学分野での逆問題研究者の意見交換を通して逆問題、特に材料系の逆問題の解の数値的構成の重要性が改めて認識された。海外動向の調査では、代表者がドイツのUniversity Freiburgを訪問し、典型的な逆問題である脳内のニューロンの情報処理解析についてのドイツでの現状を視察し、ここでのこの問題に対する数学解析・数値解析のレベルを評価し、さらにはAd Aertsen教授を中心とする研究グループとコミュニケーションの深化を図った。ロシア人の招聘はSobolev数学研究所のBoukhgueim研究室長を京都大学に招聘し、現在のSobolev数学研究所の若手研究者の研究動向を調査し、今後の同研究所との共同研究の見通しについての討論を行い成果を得た。
高周波誘導結合による新しい液中プラズマ生成法の開発と粒子処理プロセスの開拓

本研究では、液体中での連続的かつ安定な非平衡プラズマ(低温)の生成と新たなプロセスへの応用展開を図ることを念頭に、高周波を用いた新しい液中プラズマ生成法に関わる放電機構の解明と最適化を行うと共に、ナノ粒子プロセスへの適用性を探求することを目指している。研究計画の最終年度にあたる本年度は、初年度での研究成果を踏まえ、本研究での方式による液中プラズマ生成における放電機構を明らかにすると共に、その特性を評価し応用への足がかりを築くことを念頭に、以下の研究を行った。まず、プラズマの特性評価と放電機構の解明するため、超純水中でのプラズマ生成におけるプラズマへの高周波電力の伝達効率を計測したところ、水中での放電にも関わらず高効率(供給した高周波電力のうち60%程度がプラズマに吸収)の放電が実現できていることが明らかとなった。これは、本研究で開発してきたプラズマ生成方式が、従来の高電圧パルスを用いた直流放電よりも、効率の良い放電形式であることを示唆している。さらに、放電後の水のPHを測定したところ、弱酸性に変化することも分かった。次いで、ナノ粒子を分散させた液中での放電を試み、ナノ粒子を含有した状態でも上記の放電を維持できることを明らかにした。さらに、水中で生成したプラズマの化学反応性を解明するため、水溶性の有機物を含有した水中でのプラズマ生成実験を行い、放電後の水中の有機物の構造を赤外吸収ならびにX線光電子分光法を用いて調べたところ、分子の酸化反応に加えて分解反応が顕著に生じていることを明らかにした。本研究では、液体中での連続的かつ安定な非平衡プラズマ(低温)の生成と新たなプロセスへの応用展開を図ることを念頭に、高周波誘導結合アンテナを用いた新しい液中プラズマ生成法に関わる放電機構の解明と最適化を行うと共に、ナノ粒子プロセスへの適用性を探求することを目指している。2年間の研究計画の初年度にあたる本年度は、本研究での着想の原点となったプラズマ生成手法について、放電特性と放電維持条件に関する知見を蓄積し、放電機構を探る足がかりとすると共に、特に材料プロセスへの展開を目指して、ナノ粒子処理に適したプラズマ源の構成に関する検討を重点に置いて、以下の研究を行った。まず、プラズマの特性評価と放電機構の解明を目指して、予備実験で用いた実験装置を用いて超純水中でのプラズマ生成実験を行い、導入ガスの有無と流量、放電圧力、高周波電力、高周波電圧・電流に対する安定な放電維持範囲を明らかにした。さらに、発光分光測定を実施し、放電媒体であるガス成分と共に水の解離に伴う原子状水素ならびに原子状酸素の線スペクトルならびに放電空間において生成したOHラジカルの強い発光が観測された。次いで、年度の後半においては、プラズマ源の高密度化と処理速度の向上に有効な構造因子を探ることを目的に、放電パラメータに対する発光種の変化についてデータを蓄積し、高周波電力の効果的な投入方法について検討を行い、基礎データを蓄積した。特に、放電電力に対する発光強度の変化においては、高電力領域において、原子状水素ならびに原子状酸素の線スペクトルの強度がアルゴン原子の発光強度に比べて顕著に増加する領域が存在することが確かめられた。