hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経性やせ症の低栄養状態への治療―グレリン活性化や心肺運動負荷試験の臨床応用

AN患者のAT値低下をきたす因子を探索するため、AT値とBMI、体表面積ANの関連を評価した。患者において、ATと体重、ATとBMI、ATと体表面積との間には、いずれも相関を認めなかった。我々の予想に反して、健常コントロールにおいても、ATと体重、ATとBMI、ATと体表面積との間には、いずれも相関を認めなかった。さらにATを従属変数、年齢、体重、BMI、および体表面積を独立変数とする重回帰分析を行った。その結果、上記の独立変数のうち、ATを説明しうる変数はなかった。引き継ぎ症例数を増加して、ANにおけるAT値を規定する因子を検索する。中鎖脂肪酸投与によるグレリン活性上昇が運動能力の改善に与える効果研究については、症例数を増加させている。心肺運動負荷試験研究は、2018年の目標症例数にほぼ到達した。あと5-6例追加の予定である。中鎖脂肪酸投与によるグレリン活性上昇が運動能力の改善に与える効果研究については、まず、心肺運動負荷試験研究の結果を集計後に評価する予定である。心肺運動負荷試験研究は症例数を増加させ、論文化を2019年度に予定している。中鎖脂肪酸投与によるグレリン活性上昇が運動能力の改善に与える効果研究を2019年ー2020年に推進する。今年度は、前年度の予備的研究を含め、患者11名、健常コントロール11名のデータを収集した。CPXで測定された最大O2摂取量(AT)は、AN群10.3±1.0 ml/kg/min,健常群15.3±3.0 ml/kg/minであり、AN群のATは健常群に比し有意に低下していた(P<.001)。AN患者のAT到達時のメッツ(身体活動強度)は2.5-3.4であった。AN群・健常群ともに、ATとBMIとの相関は認めなかった。AN患者のATは予想通り健常者に比し低下していたが、ATとBMI・除脂肪量・基礎代謝に相関は認めなかった。また、症例によって運動能力は様々であるが、2.83.4メッツ(普通歩行掃き掃除程度)の運動は可能であると推察された。今回の検討では、AN患者の運動耐容能は、今回測定した身体的因子のみでは予測できなかった。発症前にアスリートであった症例のATは12.2 ml/kg/min(年齢から推定される基準値の82%)と比較的高値であった。日常の身体活動度が高いとATが高いことが知られており、AN患者の運動耐容能に寄与する因子について、日常の身体活動度・運動習慣を含め検討が必要と考える。研究に参加する症例は順調に確保できている。研究の方法論は確立された。運動能力に関して、AN患者の特性を統計学的に検出するためにも、症例数の確保に努める。AN患者の運動耐容能は、同年齢の健常者に比し低下していたが、予想に反して、BMIや除脂肪量のみでは規定されていなかった。今後、症例数を増加させるとともに、AN発症前のアスリート歴の詳細な調査等を行い、AN患者の運動耐容能に寄与する因子について検討する必要がある。栄養療法による運動能力を評価する介入研究は、H29年ーH30年度の観察研究結果を踏まえ、H31年度後半より具体的な研究計画を開始する予定である。
水疱性類天疱瘡における抗BP180IgE抗体の動的解明

水疱性類天疱瘡(Bullous Pemphigoid以下BP)は、表皮基底膜部のヘミデスモソーム構成分子の一つであるBP180に対する自己抗体により、全身の皮膚や粘膜に緊満性水疱・びらん・紅斑を生じる自己免疫性水疱症である。近年の高齢化により患者数は増加し病態解明が切望されている。我々は生きた細胞内でタンパク分子の動きを可視化するLive cell imaging法により、BP180が抗BP180-IgG抗体と結合し、細胞内に取り込まれ(内包化)、表皮基底部の細胞接着低下が起こることがBPの重要な発症機序であることをすでに報告している。一方、水疱性類天疱瘡患者において、抗ヒトIgE抗体であるomalizumab投与により水疱数が激減した報告など、抗BP180 IgE抗体の水疱性類天疱瘡の病態への関与も近年注目されている。本研究では、Live cell imaging法を用いて、抗BP180 IgE抗体が水疱性類天疱瘡の病態にどのように影響するのか、さらに水疱性類天疱瘡の発症においてどのように関与するのかを解明することを目的としている。H29年度の研究期間においては、水疱性類天疱瘡患者血清より、抗BP180 IgE抗体を含むと考えられる総IgEを精製し、BP180のLive cell imagingに必要なGFP-BP180プラスミドを作成した。H30年度には、さらにこのIgEが804G細胞に発現させたGFP-BP180を細胞基底部から内包化させる様子をLivecell imaging法を用いて観察することに成功した。一方、BP-IgEの溶媒であるPBSを添加した場合はGFP-BP180の内包化が見られなかった。これらについて、再現性の確認も行った。▼BP患者血清より、抗BP180抗体を含むと考えられる総IgEを精製:当院皮膚科を受診した類天疱瘡患者で、当研究に同意を得た患者で血清IgEが非常に高値であることがELISA法により分かった。患者血清を用いて抗ヒトIgE抗体を固相化したアフィニティーカラムにより患者血清10 mlから約100μgの総IgEを得た。イムノブロット法により、この総IgE (BP-IgE)中に抗BP180抗体が含まれることが確認できた。▼GFP-BP180プラスミド作成:BP180のLive cell imagingに必要なGFP-BP180発現用プラスミドを作成した。新生児表皮ケラチノサイトからRNAを抽出後、cDNAを作成。PCRで増幅後、GFPベクターに融合させ、GFP-BP180プラスミドを得た。シークエンスにより変異がないことを確認としたのち、Lipofectamine3000を用いて804G細胞に発現させたところ、細胞内と細胞基底部にGFP-BP180局在が見られ、内在性BP180に近い局在を示すことが分かった。▼Live cell imaging:本年度に計画していたLive cell imagingの実験を行った。804G細胞をGFP-BP180のトランスフェクション後24時間後にガラスボトムディッシュに播種し、さらに24時間から48時間後に共焦点顕微鏡FLUOVIEW FV10i (Olympus)を用いてGFP-BP180の動態を観察した。類天疱瘡患者血清より精製したBP-IgE (100 ng/ml)を添加すると15-60 minの間に、細胞基底部に局在したGFP-BP180が細胞質内へ内包化するのが観察された。次年度は、当研究室において、以前に類天疱瘡患者から精製したBP-IgGがBP180ともに、細胞のマクロピノサイトーシスにより内包化することを報告している(Hiroyasu et al)。本研究で見られたBP-IgEによるBP180の内包化がBP-IgGによる内包化と同様の作用機序で行われるのか、また内包化の時系列や有効IgE濃度の差などについて検討する予定である。今回用いたIgEは病態発症時に急激に増加したIgEであるため、大部分が類天疱瘡に関与するタンパクに対する自己抗体と考えているが、総IgEであるためBP180に対する抗体のみが含まれているわけではない。そこで、血清中IgEは非常に微量であり困難ではあるが総IgEより抗BP180抗体のみを分離して、同様の現象がみられるかどうかについても検討していく計画である。

本研究では、Live cell imaging法を用いて、抗BP180 IgE抗体が水疱性類天疱瘡の病態にどのように影響するのか、さらに水疱性類天疱瘡の発症においてどのように関与するのかを解明することを目的としている。昨年度の研究期間においては、水疱性類天疱瘡患者血清より、抗BP180 IgE抗体を含むと考えられる総IgEを精製し、BP180のLive cell imagingに必要なGFP-BP180プラスミドを作成した。さらにこのIgEが804G細胞に発現させたGFP-BP180を細胞基底部から内包化させる様子をLive cell imaging法を用いて観察することに成功した。▼BP患者血清より、抗BP180抗体を含むと考えられる総IgEを精製:当院皮膚科を受診した類天疱瘡患者で、当研究に同意を得た患者で血清IgEが非常に高値であることがELISA法により分かった。患者血清を用いて抗ヒトIgE抗体を固相化したアフィニティーカラムにより患者血清10 mlから約100μgの総IgEを得た。イムノブロット法により、この総IgE (BP-IgE)中に抗BP180抗体が含まれることが確認できた。▼GFP-BP180プラスミド作成:BP180のLive cell imagingに必要なGFP-BP180発現用プラスミドを作成した。新生児表皮ケラチノサイトからRNAを抽出後、cDNAを作成。PCRで増幅後、GFPベクターに融合させ、GFP-BP180プラスミドを得た。シークエンスにより変異がないことを確認としたのち、Lipofectamine3000を用いて804G細胞に発現させたところ、細胞内と細胞基底部にGFP-BP180局在が見られ、内在性BP180に近い局在を示すことが分かった。水疱性類天疱瘡(Bullous Pemphigoid以下BP)は、表皮基底膜部のヘミデスモソーム構成分子の一つであるBP180に対する自己抗体により、全身の皮膚や粘膜に緊満性水疱・びらん・紅斑を生じる自己免疫性水疱症である。近年の高齢化により患者数は増加し病態解明が切望されている。我々は生きた細胞内でタンパク分子の動きを可視化するLive cell imaging法により、BP180が抗BP180-IgG抗体と結合し、細胞内に取り込まれ(内包化)、表皮基底部の細胞接着低下が起こることがBPの重要な発症機序であることをすでに報告している。一方、水疱性類天疱瘡患者において、抗ヒトIgE抗体であるomalizumab投与により水疱数が激減した報告など、抗BP180 IgE抗体の水疱性類天疱瘡の病態への関与も近年注目されている。H29年度の研究期間においては、水疱性類天疱瘡患者血清より、抗BP180 IgE抗体を含むと考えられる総IgEを精製し、BP180のLive cell imagingに必要なGFP-BP180プラスミドを作成した。H30年度には、さらにこのIgEが804G細胞に発現させたGFP-BP180を細胞基底部から内包化させる様子をLivecell imaging法を用いて観察することに成功した。一方、BP-IgEの溶媒であるPBSを添加した場合はGFP-BP180の内包化が見られなかった。
SODマウスの膵微小循環からみた急性膵炎の進展防止メカニズムの解明

重症急性膵炎の治療成績を向上させるためには、発症早期より膵局所における炎症の進展を抑制することが必要であり、この過程には活性酸素などのフリーラジカルによる細胞障害作用や、膵の虚血性変化が深く関わっていると推察される。我々は、微小血管内の血球成分の動態や血管透過性の変化を生体顕微鏡システムを用いて検討してきたが、ラットを用いたセルレイン急性膵炎モデルの早期変化として、膵細静脈レベルにおける血管透過性の亢進が生じることを画像として捉えた。本研究では、SODトランスジェニックマウスを用いて、活性酸素と血管内皮障害との関係について検討した。急性膵炎作成後、SODトランスジェニックマウスでは正常マウスにみられた早期の血管透過性亢進が有意に抑制された。このことから、血管透過性の亢進には活性酸素による血管内皮障害が関与していることが示唆された。また、集合静脈の部位を中心として急性膵炎作成後の正常マウスでは、白血球のrollingやstickingが確認された。すなわち白血球による二次的な内皮障害が進展する可能性が推測される。これは内皮と白血球とのadhesionを抑制する役割のあるnitric oxideが、活性酸素のスカベンジャーとして消費され、その結果として白血球と内皮との反応が悪化したとも考えられる。今回までの検討では、いずれも軽症の急性膵炎モデルを使用しているが、重症膵炎時に見られる壊死巣形成のメカニズムを解明することを目的とし、現在、胆汁酸を用いて重症膵炎モデルを作成し検討を開始している。
多種非言語行動に基づく会話のレベル推定と会話修復方略の決定

本研究は,視線や頭部動作など複数の非言語情報を統合して,多人数での会話の様子を推定する方式を提案することを目的としている.(1)多人数会話における優位性と非言語行動の関連性の分析前年度収集した会話エージェントと3人の被験者とのWizard-of-Ozによる対話コーパスに対して,ビデオと音声のデータを用いて,発話区間,発話者,発話の受け手のラベル付けを行った.また,モーションキャプチャからの頭部の位置と回転角度の情報を取得し,決定木学習によって各被験者が誰を注視しているかの推定をおこなった.その結果,90%程度の分類精度が得られたため,残りのコーパスについては,注視対象(誰が誰を見ているか)を自動でラベリングした.次に,ユーザ間のインタラクションの様子から,中心的な会話参加者(会話における優位性順位)の推定をおこなうために,自動アノテーションされた注視行動を分析した結果,ターンの譲渡や相互注視が会話の参与役割や優位性順位に大きく関わっていることが分かった.(2)複数人ユーザ対応型会話エージェントにおける受話者推定機構の開発ユーザとのグループ会話が可能な会話エージェントを実現するには,多人数で会話が交わされる中,会話エージェントがいつ応答すべきかを適切に決定する必要がある.そのためには,ユーザの発話が誰に向けられているのかを判断することが不可欠である.そこで,韻律情報として,ピッチ(FO),パワー,話速に着目し,これらと顔向きの情報を組み合わせることにより,発話がエージェントに向けられているのか,あるいは他のユーザに向けられているのかを判別する方式を確立した,その結果,F-measureは,受話者がエージェントの場合は0.807,ユーザの場合は0.752であり,全体の分類精度は78.3%となり,システム実装に向けて十分な精度が得られた.(1)会話参加態度推定機能を持つ会話エージェントの評価前年度に完成した会話エージェントシステムの評価を行った.本システムは,ユーザの会話関心度を推定しながら会話をすすめ,関心が低下した時には,「何か質問はありますか」,「次の話題に移りますか」といった問いかけを行うことができる.主観評価に加え,客観的な行動指標として,ユーザの会話関心低下の発生頻度,エージェントの問いかけをきっかけとしたユーザの質問行動の頻度を計測した.その結果,会話参加態度推定機能を有する会話エージェントとインタラクションする場合において被験者の会話関心低下の頻度は減少し,また,エージェントの問いかけをきっかけにシステムに質問する頻度は上昇した.これは,適切なタイミングでの問いかけはユーザの会話関心低下を防ぎ,ユーザの発話を促す効果を持つことを示唆する結果である.(2)参与構造の推定に向けた多人数会話コーパスの収集とその基礎的分析多人数対話コーパスを収集するために,34名の被験者とWizard-of-Ozエージェントとの会話を実施し,音声データに加え,モーションキャプチャシステムを用いて,被験者の頭部と上半身の動作データを収集した.まず,頭部と上半身の動きから,誰が誰の方向を向いているかを推定し,各被験者の注視方向のアノテーションを自動で行った.次に,この自動アノテーションの妥当性を検証するために,基礎的な分析を行った.その結果,人手のアノテーションによるビデオ分析の結果と一致し,注視相手の自動アノテーションの妥当性を裏付けるものであり,会話参与構造の自動推定において頭部と上半身の動作データを利用することの有用性,妥当性を確認した。本研究は,視線や頭部動作など複数の非言語情報を統合して,多人数での会話の様子を推定する方式を提案することを目的としている.(1)多人数会話における優位性と非言語行動の関連性の分析前年度収集した会話エージェントと3人の被験者とのWizard-of-Ozによる対話コーパスに対して,ビデオと音声のデータを用いて,発話区間,発話者,発話の受け手のラベル付けを行った.また,モーションキャプチャからの頭部の位置と回転角度の情報を取得し,決定木学習によって各被験者が誰を注視しているかの推定をおこなった.その結果,90%程度の分類精度が得られたため,残りのコーパスについては,注視対象(誰が誰を見ているか)を自動でラベリングした.次に,ユーザ間のインタラクションの様子から,中心的な会話参加者(会話における優位性順位)の推定をおこなうために,自動アノテーションされた注視行動を分析した結果,ターンの譲渡や相互注視が会話の参与役割や優位性順位に大きく関わっていることが分かった.(2)複数人ユーザ対応型会話エージェントにおける受話者推定機構の開発ユーザとのグループ会話が可能な会話エージェントを実現するには,多人数で会話が交わされる中,会話エージェントがいつ応答すべきかを適切に決定する必要がある.そのためには,ユーザの発話が誰に向けられているのかを判断することが不可欠である.そこで,韻律情報として,ピッチ(FO),パワー,話速に着目し,これらと顔向きの情報を組み合わせることにより,発話がエージェントに向けられているのか,あるいは他のユーザに向けられているのかを判別する方式を確立した,その結果,F-measureは,受話者がエージェントの場合は0.807,ユーザの場合は0.752であり,全体の分類精度は78.3%となり,システム実装に向けて十分な精度が得られた.
高性能レーザー多光子イオン化センサー

レーザーを試料に集光照射し二光子イオン化を起こさせ、イオン化にともなって流れる電流を観測し、原子・分子の高感度検出法として利用した。従来の装置を改良し、センサーのための新しい方法の開発を行った。1.装置の改良とミクロセルの試作....窒素レーザーまたは色素レーザーにより励起し、ボックスカー積分器またはピーク検出回路により測定した。レーザーの集光性のよさに着目し、Free Falling Jetの原理による容量14nlのセルを新しく試作した。液クロカラムから流出した試料液を内径0.15mmのステンレススチールのパイプから針状電極に向かって噴出させ、その間にできる細い液柱にレーザーを集光した。2.光イオン化信号の波長依存性の測定....パイロ検出器によりレーザー強度をモニターし、光イオン化信号のレーザー波長依存性を求めた。光イオン化信号は吸収スペクトルに対応する構造を示すがより幅が広く、短波長側ほど同じ吸光係数でも信号がより大きかった。溶媒のブランク信号も短波長側で急速に増加した。いくつかの分子の検出限界の波長依存性を測定した結果、吸光係数が大きく、強いレーザー強度がえられ、かつ雑音の大きくない(短波長側でない)波長を選ぶのが分析に最適であると結論した。3.セミミクロ液クロ装置との結合....補助金により購入したセミミクロ高速液体クロマトグラフ装置(日本分光880PU-100V)により芳香族分子の混合試料を測定した。吸収ピーク波長の差により選択性が得られた。ピレンを試料とし、注入量3μlで検出限界は0.54pg(S/N=3)であった。これは濃度では0.18ng/ml,検出体積中の試料量では2.5fgである。レーザー多光子イオン化法は新しいミクロセルと組合わせれば、高速液体クロマトグラフによる芳香族分子などの分析に有効で、蛍光法と同程度の感度となりセンサー化が可能な事を示した。
インヒビンテミリ-生理活性物質の分子の多様性の出現とそれらの生理活性の発現機序

1.インヒビンのα鎖とβAとβB鎖の抗体およびホリスタチンを用いて部分精製したヒト、ウシ、ブタ、ラット、ヤギのインヒビンの分子種の特徴を明らかにした。ヒトとウシのインヒビンの分子量はウエスタンブロッティングの解析の結果、大分子量と中分子量の前駆体が多く存在していたが、多くの生物活性は成熟型の30kDaのインヒビン分画に見られた。一方、ブタやラットでは成熟型のインヒビン分子種が多く見られた。2.ヒトとウシの卵胞液中にはインヒビンAのみが存在したが、ラットとブタの卵胞液中にはインヒビンAよりは少ないが、インヒビンBが存在した。3.ウシの卵胞液からインヒビンをアフィニティークロマトグラフィーによって除いた分画からアクチビンA,AB,Bを分離精製した。これらの収量の比率は約9:3:1であった。仮に、βAサブユニットとβBサブユニットのそれぞれの結合に差がないとすれば、βAサブユニットとβBサブユニットの生産量の比率は単純に計算すれば、3:1となることが明らかとなった。4.ウシの卵巣ではインヒビンのβBサブユニットは生産されているが、βサブユニット同士で結合し、αサブユニットとは結合しない。従って、インヒビンBは生成されないのである。インヒビンのαサブユニットはなぜ大量に生産される必要があるか、そこに原因があった。なぜαサブユニットとβサブユニットの結合率が低いのかは今後に残された課題である。1)ウシ、ブタとヒトの卵胞液、ブタの精巣網液、ラット卵巣を大量に採取した。また、ヒトの精巣のcDNAからクローニングしたヒトインヒビンのαとβサブユニットの遺伝子を導入したChinese hamster ovary(CHO)細胞を大量培養し、リコンビナントヒトインヒビンBを含んだ培養液を大量に生産することが出来た。2)ウシの卵胞液から精製したインヒビンの抗体を山羊を用いて大量に精製した。この抗体を用いて、1)で集めた全ての生物材料からインヒビンを精製することが出来る免疫吸着クロマトグラフィーを開発した。3)免疫吸着クロマトグラフィーで部分精製したインヒビンサンプルをFPLCシステムを用いてゲルクロマトグラフィーを行い、それぞれの生体材料中のインヒビンの分子量の特徴を解析した。全てのサンプル中に大、中、小のインヒビン分子が存在したが、ヒトとウシのサンプルには大と中のインヒビン分子が多く、ラットとブタの試料中には小分子、つまり成熟型のインヒビンが殆どであった。平成7年度においては、また途中過程ではあるが、ヒトを含む様々な動物からインヒビンを含んだ試料を大量に採取した。インヒビンの含有量は非常に少ないので、大量に集めなければその後の精製や解析を行うことが不可能である。特に、ラットの卵巣は数千匹から集めた物で、今までこのように大量に集め解析に用いた例は無い。さらに、今までに報告されたインヒビンの精製と特性に関する論文は、殆どインヒビンAに関するものである。今回我々が確立したヒトインヒビンBを遺伝子工学の手法で生産する方法は初めての成功であり、これを用いて、インヒビンAとBの物理化学的あるいは生物学的違いが検討可能となった。

3.ウシの卵胞液からインヒビンをアフィニティークロマトグラフィーによって除いた分画からアクチビンA,AB,Bを分離精製した。これらの収量のの比率は約9:3:1であった。仮に、βAサブユニットとβBサブユニットのそれぞれの結合に差がないとすれば、βAサブユニットとβBサブユニットの生産量の比率は単純に計算すれば、3:1となることが明らかとなった。4.ウシの卵巣ではインヒビンのβBサブユニットは生産されているが、βサブユニット同士で結合し、αサブユニットとは結合しない。従って、インヒビンBは生成されないのである。インヒビンのαサブユニットはなぜ大量に生産される必要があるか、そこに原因があった。なぜαサブユニットとβサブユニットの結合率が低いのかは今後に残された課題である。
自己修復作用を持つ資源循環型の異方形態ナノ触媒システムの創製

貴金属ナノ結晶による触媒は、その形を球状以外の異方形態に導くことで高活性化が期待できる。この触媒性能を高いレベルで維持する知見を導くため、異方形態の再生と機構の解明に取り組んだ。(110)面と(100)面に選択的に吸着するアミン末端型の界面活性剤を添加することで、金結晶形態をロッド構造へと高収率で変換することに成功した。制限視野回折像および原子間力顕微鏡から結晶形態変化の様子を詳細に観察したところ、初期結晶の(111)面から表面溶解が進行し、次いで(211)面を主とした再成長が起きていることが分かった。界面活性剤の種類と濃度の検討から、ミセルの作用が大きな影響をおよぼしていることが導かれた。本研究では高機能な異方形態ナノ触媒における再生システムを実現することが最終的な目的である。そのためにまず平成28年度は、高い触媒活性がのぞめる異方形態を有した金ナノ結晶の調製と担持手法の確立を行った。ナノ結晶調製には、両親媒性化合物が持つ貴金属ナノ結晶への配位・吸着特性を最大限に活用していくことを主軸とした。これまでに得てきた知見から、異方形態金ナノ触媒の作製には4級アミン両親媒性化合物が存在する液中でのボトムアップ成長が最適と考えた。よって本研究ではセチルトリメチルアンモニウム塩やメラミン、新たに合成して得た長鎖アミン誘導体らを保護剤として用い、塩化金酸を還元してナノ結晶を成長させた。得られた金結晶は、樹枝状や金平糖状の異方構造を持つことが高分解能透過型電子顕微鏡像から確認された。つぎに、得られたこれらの異方形態金ナノ結晶についてアルミナならびにシリカ表面への担持を行った。この段階で、調製時に用いた保護剤分子の種類、特に末端分子構造の違いに依存して金ナノ結晶の担持効率に大きな違いが見られた。そこで担持条件の検討を行い、分子種類によらず90%以上のナノ結晶が担持される条件を策定した。さらにより高い効率で担持された異方形態ナノ結晶を得るために、ナノ結晶ボトムアップ成長を担体上で行うことも試みた。得られたナノ結晶形態は担体無しで行ったものと類似するものの、異方成長する最適条件に差異が見られた。この成長機構の解明について、各種パラメータから検討を行った。高機能な異方形態ナノ触媒の再生システムを実現するという最終目的に対して、平成28年度はモデルとなる異方形態ナノ触媒の調製に取り組んだ。現在までに、複数の合成ルートによる異方形態ナノ結晶調製に成功しており、現段階での研究進捗は良好であると考える。さらに平成28年度中に行った「担体上での異方ナノ結晶成長」について、その機構の解明を慎重に進めることで、平成29年度に行う「ナノ結晶の形態再生」へと展開できる新たな知見を見出した。これは、本研究の目標達成に向けてきわめて評価できるものである。本研究では高い機能を発現しうる異方形態をもつナノ触媒について、その再生システムを実現することが最終的な目的である。平成28年度までに行った異方形態をもつAuナノ結晶の調製を踏まえ、平成29年度は、これら金結晶の初期形態をより高い触媒活性を持つ形態へと変換する手法の確立を行った。まず、液中で塩化金酸をゆっくりと室温で還元し、結晶面を明瞭に観察できるマイクロサイズの金結晶を作製した。この金結晶の主要な結晶面は(111)面であり、(100)面や(110)面と比べて表面自由エネルギーが低く活性は高く無い。より触媒活性が高いと見込まれる高指数面で構成された結晶へと変化させるため、これを初期結晶として表面溶解と再成長を連続して施すことを試みた。ナノ結晶のエッチングで汎用される臭化カリウムの存在下で、基質である塩化金酸を加えたところ、初期結晶の溶解が進行するとともに結晶の凝集が強く起こり、再成長を制御することが困難であった。そこで臭化物イオンを対イオンにもつ4級アンモニウム塩型界面活性剤の存在下で同様の操作を試みたところ、同程度のマイクロサイズを維持しながらロッド構造結晶へと形を変化させることができた。原子間力顕微鏡による金結晶の形態変化観察を行ったところ、はじめの1時間ほどは表面の溶解が穏やかに進行し、ついでロッド長軸方向への再成長が起こることが見受けられた。表面溶解過程では、基質である塩化金酸の価数変化が認められ、これが金溶解の酸化還元反応に寄与していることが示唆された。ロッド構造の主要な構成面は(211)面であることが確認され、ナノスケールで報告されてきたロッド状結晶よりも高活性面を導くことに成功した。結晶形態の維持とその再生手法の開発を行う。

触媒特性と結晶形態の相関性は、p-ニトロフェノールの水素化反応と1-フェニルエチルアルコールの酸化反応を行い、紫外可視吸収スペクトルとガスクロマトグラフから評価する。そして、触媒反応後のナノ結晶の形態変化を透過型電子顕微鏡像と表面プラズモン吸収バンドから調べ、さらなる触媒反応を行うことで結晶形態変化が触媒活性へおよぼす影響を体系づける。最後にアミン化合物の特異な吸着特性を用いて、「ナノ結晶の異方形態の修復手法の確立」を行う。これにはモデルとなる切頂八面体構造といった単結晶粒子のほか、より実際的な触媒反応により球形変化した粒子のそれぞれを用いて検討する。本研究の主眼は結晶表面構造の再生であることから、まず表面の微小な溶解を行い、その上で前年度での研究の知見をいかして(100)面と(110)面を選択的に安定化しながら再成長させる。微細な表面溶解はアミン化合物に臭化物もしくは塩化物を用いることで起こることを、前年度までに明らかにしている。平成29年度における結晶再生はこれをベースにした反応条件から着手し、最適なアミン化合物の選定を行う。得られたナノ結晶は、電子顕微鏡観察および紫外可視吸収スペクトルから確認し、前年度に調製したナノ結晶と同等のものが得られる修復処理条件を探し出す。さらに、前年度での知見に基づいて、再び担持と触媒特性の評価を行う。初段階で作製した異方形態ナノ結晶が示した触媒特性が、形態修復後のナノ結晶でも復元されているかどうかを確認する。コロイド界面化学、資源循環担持金ナノ結晶を得る手法を複数検討する中で、当初予定していなかった調製ルートにおいてきわめて良好な結果が得られたことから、平成29年度における検討項目が当初予定よりも増えた。そのために、二か年での研究費配分バランスを見直し、平成29年度使用額を確保した。ナノ結晶調製と評価のための物品費のほか、研究成果発表のための旅費に用いる。
子育て家族のためのソーシャルサポートに関する日本・中国・韓国の比較調査研究

本年は研究最終年にあたり、子育て中の家族が生活するにあたり、どのような子育てニーズを有しているのか、そのニーズは現在家族が置かれている状況、について、中国・韓国・日本を対象に質的な調査を実施した。その結果、同じアジア圏である社会的文化的背景の異なる日本、中国、韓国の子育て家庭の比較において、経済成長が著しい中国社会にあつては、母親の子育て負担や不安が高かった。日本韓国の実態と比較することで、具体的な対処方法の必要性が示唆された。核家族化と地域ネットワークの弱体化は、育児に関する知識・技術の伝承を阻害し、母親の孤立化がその背景となっていることが明らかとなった。本研究の目的は、中国、韓国、そして日本での子育て中の母親・父親への調査を通じて、家族の育児不安やストレスを低減し、そのQOL(生活の質)を高めるには、どのような子育て支援及びソーシャルサポート(社会的支援)が必要であるかということを明らかにすることである。特に子育て中の母親だけでなく、父親も調査の対象にすることで、母親の不安やストレスの軽減に通じる支援について夫婦の間での心理的な依存関係も踏まえ明らかにする点で意義がある。日本、中国、韓国の国際比較の視点から検討された適切な支援が実行されることで、身体的虐待やネグレクト、そして貧困から生じるストレスといった家族の一般的な問題を解決することに寄与するものと考える。本年度は、中国北京市在住の子育てをする親(父親90名、母親90名)を対象に、どのような子育てニーズを有しているのか、そのニーズは現在家族が置かれている状況、例えば、保育所幼稚園から小学校への接続期、教育支援、社会保障などによってどのように変化するのか、について量的な調査を実施した。調査内容については、子育てにかかわる社会的支援についてその要因は複合的であるため、そこでこれまでの研究において妥当性や信頼性、内的整合性などが確認された下記の質問方法を再考し、北京師範大学、ソウル神学大学の連携協力者と共同して対象者に負担のない簡便なものとして作成した。1.Family Support Scale (Dunst, Jenkins, & Trivette, 1984)これまで「育児不安」や「子育てストレス」の調査研究では、主に子育て中の母親に焦点を当て分析され、その原因が母親の「心理的問題」に帰結されることが多かった。そのため研究から示唆された知見も「母親の気持ち次第で子育ては変わる」といったもので、むしろ母親の不安やストレスを助長するものになっている。母親の不安軽減やストレス低下には、子育てにおけるソーシャルサポート源としての父親の役割が大きいことは知られている。本研究では、27年度子育て中の母親、父親の両方を調査の対象にすることで、家庭の持つ機能性を視野に入れた提言が可能となる。同じアジア圏にありながら、それぞれ社会背景や文化が異なる、中国と日本の比較研究を実施し、子育て中の家族に対する社会経済的な視野を拡大し、福祉・教育面への影響について考察した。またこの研究に関して中国、北京師範大学の研究協力者の霍力岩教授を日本に招き、日本の研究協力者、「子育て中の家族のQOL(生活の質)を高めるための方策とは」という内容ので国際共同シンポジウムを広島大学にて開催した。本研究の目的は、中国、韓国、そして日本での子育て中の母親・父親への調査を通じて、家族の育児不安やストレスを低減し、そのQOL(生活の質)を高めるには、どのような子育て支援及びソーシャルサポート(社会的支援)が必要であるかということを明らかにすることであった。日本、中国、韓国の国際比較の視点から検討された適切な支援が実行されることで、それぞれの国の子育てニーズが明らかになり、また身体的虐待やネグレクト、そして貧困から生じるストレスといった現代の家族の抱える問題を解決することに寄与するものと考える。日本と韓国のアンケートの分析より、育児ストレスは不安、恐怖、憂鬱、焦燥感、アイデンティティの喪失感、疲労感などネガティブな感情と状態を含めていることが明らかとなった。育児ストレスは母親のメンタルヘルスに大きな影響があった。さらに、親のメンタルヘルスは子どもの発達とメンタルヘルスにも大きな影響があった。ゆえに、親の育児ストレスを減少し、メンタルヘルス状況を向上することは親も子供も重要な意義があると考えられた。中国の協力研究者が病気のためにデータの収集ができていない。本年は研究最終年にあたり、子育て中の家族が生活するにあたり、どのような子育てニーズを有しているのか、そのニーズは現在家族が置かれている状況、例えば、保育所幼稚園から小学校への接続期、教育支援、社会保障などによってどのように変化するのか、中国・韓国・日本を対象に質的な調査を実施した。これまで「育児不安」や「子育てストレス」の調査研究では、主に子育て中の母親に焦点を当て分析され、その原因が母親の「心理的問題」に帰結されることが多かった。母親の不安軽減やストレス低下には、子育てにおけるソーシャルサポート源としての父親の役割が大きいことは知られているが十分な研究はなかった。本研究の結果から、同じアジア圏である社会的文化的背景の異なる日本、中国、韓国の子育て家庭の比較において、経済成長が著しい中国社会にあっては、母親の子育て負担や不安が高かった。日本、韓国の実態と比較することで、具体的な対処方法の必要性が示唆された。

核家族化と地域ネットワークの弱体化は、育児に関する知識・技術の伝承を阻害し、母親の孤立化がその背景となっていることが明らかとなった。母親の不安軽減やストレス低下には、子育てにおけるソーシャルサポート源としての父親の役割が大きいことが示唆された。孤立した状況では些細な原因による育児不安やストレスが解消されることなく積み重なり、深刻な事態が引き起こされる可能性があり、親子関係の発達、子どもの心の発達への影響が懸念されているが、母親のおかれた育児環境を的確に把握し、母親が抱える育児不安や孤立感を軽減するための環境を整備することは喫緊の課題となっていることが明らかになった。本年は研究最終年にあたり、子育て中の家族が生活するにあたり、どのような子育てニーズを有しているのか、そのニーズは現在家族が置かれている状況、について、中国・韓国・日本を対象に質的な調査を実施した。その結果、同じアジア圏である社会的文化的背景の異なる日本、中国、韓国の子育て家庭の比較において、経済成長が著しい中国社会にあつては、母親の子育て負担や不安が高かった。日本韓国の実態と比較することで、具体的な対処方法の必要性が示唆された。計画通りに進んでいる。28年度に延長し、データ収集の再依頼、分析結果のまとめをすることにした。28年度が最終年度であるため、記入しない。幼児教育学中国、韓国、日本の子育てをする母親、父親の聞き取り調査を計画している。今年度は韓国での実施を計画しており、研究協力者と連携を図る。本年度は、研究目的の実施のために、効果的な社会的介入の方法や、ソーシャルサポートを公的にするための方法を提案することが求められた。今後、意義ある国際比較研究を実行に移すために、日中韓の参加者が一同に会して活発に知識や意見の交換をし、綿密で実行可能な研究計画を練ることが不可欠となった。そこで、主任研究者が、北京、ソウルを訪問し、中国韓国の研究協力者と研究期間内に明らかにする次の2点を確認した。1.日本・中国・韓国の子育て家庭の育児ストレス、生活の質(QOL)の実態について上記で検討したアプローチにより、日本・中国・韓国の家族を対象に、調査に基づいた質的研究を実施する。保育所幼稚園から小学校への接続期、ヘルスケアと教育支援、障害の診断などについて、グループインタビュー(FGI)や観察による質的研究によって、量的研究ではとらえられない異なった社会ー文化的背景での「生の現実」について明らかにする。とりわけ、子育て家族の家族構成に着目し、子ども、父親、母親、そして祖父母などにも可能な限り調査を実施し、家族成員間での比較をする。本年度は以上にに基づいて、中国北京で大規模な調査を実施した。これは研究計画に即したもので、研究が順調に進んでいるものである。中国の研究協力者が、自身の都合のために研究に参画できなかった。
経験則的鍛冶技術の調査ならびに人間工学的研究-泊鉈について-

これまで「勘」で表現される事が多かった野鍛冶の鍛冶技術は、理想の鉈を目標にし、製作行為の反復とその成果の蓄積から、それらの関係を相対的に把握すると共にその法則を理解し、独自の目安を手掛かりとして経験則的に修得されていた。また、泊鉈の湾曲した刀身と長い刃渡りを活用し、鉈をスライドさせて切断しようとする使用者のイメージは、切断作業時の身体の使い方、つまり身体技法のイメージを表現している事が、高速度カメラによる働態観察によって判明した。平成20年度、本研究チームは泊鉈をはじめとする北陸圏(富山県泊、石川県能登、福井県越前)の鉈製作に関する調査を行った。その方法は文献により鍛冶職人の技術修得ならびにその継承方法の調査と共に、各地が保有する文献により鍛冶に関する歴史や背景などの調査である。また現地に赴き、各製作者(職人)に対してインタビューによる製作技術(鍛冶)の修得状況の調査と共に、作業環境や道具などを調査して映像などに記録した。その結果、二つのタイプの鍛冶師(職人)が存在し、技術修得方法や作業環境(設備)などの違いが明らかになった。一つは問屋を介し販売ルートを確保して特定の鉈を製作する専門鍛冶であり、もう一つは地域の様々な要求に対応し、主に農具などを製作する中で山林道具の鉈を製作する野鍛冶である。専門鍛冶は、産地において組合などを結成して技術的な面の切磋琢磨を行うと共に、工業技術センターなどの活用によって工学的な検証を行いつつ製作技術を高め、経験則的な技術修得と材料学的な知識により複合的に鍛冶技術の修得を行った。例えば、特に重要とされている熱処理に関して言えば、温度管理可能な設備によって大量生産を可能にした。一方、野鍛冶は多品種少量生産により多面的に得た経験則的な鍛冶技術の応用によって「勘」と言われるものが身体に形成し、発注者の要望に応用して個々に製作する。その技術の修得方法は失敗や疑問による個の試行錯誤と発注者の要求に応える為に編み出された工夫の成果によるものであり、熱処理なども個別に行う。今後、製作工程の調査の際に経験則的製作技術に関して更に詳細な考察を試みることは、現代における技術修得や継承方法ならびに教育を考える上で意義深く重要である。また、北陸の鉈を収集して形態的に比較検討を行い、各鉈の特徴を考察した結果、特に本研究で取り上げる泊鉈は独特の数値を示していた。今後、これらの形態的、機能的な面を人間工学から、ならびに材料学から解析を試み、それら特徴の考察を進める。平成21年度、本研究チームは泊鉈の製作者である富山県下新川郡朝日町在住・野鍛冶師・大久保中秋氏の作業場に赴き、長年の製作作業がどのような作業場の環境を築いてきたか、また同時に、氏が経験則的に修得し確立してきた製作工程とその技術ならびに使用している製作道具の調査を行い、記録した。その結果、一般に鍛冶師が行う熱処理時の事例とは異なって、氏の鍛造エリア(熱処理エリア)が暗くないこと、また製作道具が泊鉈製作に特化したものではなく特別な冶具なども少ないことが確認できた。このような状況の中、特に鍛造エリアの明るさから氏が重視していると推察できる泊鉈の構造や機能と熱処理(特に焼戻し方法)の関係について、サーモグラフィによるデータを集積し材料学的な観点から解析を進めた。また、泊鉈の製作工程のまとめとともに、多種にわたる鉄製道具製作から経験則的に築き上げてきた氏の製作技術の調査資料を俯瞰し、技術修得について考察も進めている。その技術について当事者達の間でも「勘」で処理されることが多く困難を極めているが、弟子になってからの長年に亘る経験から身体に記憶させたものであり、かつての年季奉公が重要な役割を果たしていたことが確認できた。これらを今年度の富山大学芸術文化学部紀要において公表する予定である。今後は、材料学的な視点から泊鉈における焼戻し(止め焼き)の実態、ならびに人間工学的な視点から独特な形態を有する泊鉈の機能と使用方法の関係などを考察するために実験データ資料などの解析をさらに進め、総合的にまとめる。平成22年度は、金属材料学の視点から泊鉈の金属組織と硬度を観察し、特に止め焼き法による焼戻ししの調査と共に、人間工学の視点から使用者の働態観察とその解析を行った。その結果、泊鉈は一般の刃金材料(炭素鋼)と異なり、含有炭素量が0.42%でS45C相当材であり、刃先の硬度が平均670HVで比較的低い値を示した。しかし、刀身地金は硬度がやや高い154HVであり、SS400相当材であった。また、刃先から刀身中央部(割込み奥部)における炭素鋼の硬度を計測したところ、刃先が658HV、シノギ部付近が657HV、刀身中央部が339HVであり、止め焼き法や割込み法の特徴が現れていた。

これらから、打撃によって切断する泊鉈の刃先に欠け難い強靭性、比較的薄い刀身地金に耐衝撃性と曲がり難い強度を与えるため、適切な材料や製作技法の選択を行い、硬度分布にしていると考察した。更に、ミネ部から余熱を移動させて行う止め焼き法を、サーモトレーサで連続観察した結果、長い刃渡りにおける酸化色(テンパカラー)を目安に、局部的な冷却を行うことで、移動する焼戻し温度と共に刃先硬度を的確にコントロールしていることが判明した。一方、泊鉈の使用者は凹状に湾曲した刃先ラインと長い刃渡りを活用し、スライドさせて切断する(引き切り)道具として、その方法を使用者間で伝承してきた。しかし、高速度カメラによる働態観察の結果、被切断物に刃先ラインが直角に当たり、スライドさせていない事が判明した。そのことから、伝承されてきた切断方法は、その瞬間に手首の返しを利かせて加速度を与え、軽い泊鉈を被切断物に強く切り込ませる行為の表現であると考察した。更に、独特の形態をした刀身とトンビ(突起)ならびにその角度は、通常のポジションに無いものの切断や切断物(枝など)を蔓などで結縛する時、また被切断物を引き寄せる時などの多様な場面で効果的であり、石などの硬い物体から刃先を保護するに止まらない、鉤の機能を有していた。
19世紀前半フランスにおける法的責任論の知識社会学的研究

本年度は、フランス革命の初期に人権宣言の影響下で制定された1791年刑事法典と、ナポレオン体制下で制定された1810年刑法典の「議会議事録」等の立法資料等の調査、お呼び1820年代なかばから起こった、モノマニ-患者の刑事責任をめぐる論争にかんする『一般医学雑誌』『公衆衛生学年報』などに掲載された精神科医の論文、『裁判新報』の記事などの諸資料の調査をおこなった。この結果、以下のことが確認された。1791年、1810年の両刑法典とも犯罪者を合理的な功利計算をする人間として把握しており、合理主義的な犯罪抑止論を基礎に組み立てられている。この論理をもってすれば、判断力のない精神病者を処罰することは許されず、1810年刑法典の64条では行為時に心神喪失状態にあった時には重罪も軽罪も成立しないことが定められた。モノマニ-論争では、「モノマニ-」と呼ばれる精神病が、この「心神喪失」に該当するかどうかが争われた。この論争は、新しく形成されつつあった精神医学の専門家が、「専門医」でなければ診断できない精神病が存在することを主張し、精神鑑定というかたちで司法装置のなかに確固たる地位をきづこうとしたものであり、新興の精神科医という専門家集団が、法律家という伝統的な専門家集団に論争を挑むことによって、その社会的地位を向上させようとしたものだと見ることができる。しかしながら、この論争においては、精神医学者の博愛主義的傾向は1791年刑法典の背後にあった博愛手記と通じるものがあり、むしろ法律家の一部に社会防衛論的な考え方があらわれているが、モノマニ-論争の段階では、合理主義的刑罰論に代わる刑罰論は提出されておらず、刑罰論の基本的枠組みには大きな変化は生じていない。以上の諸点は、『京都学園法学』に連載する論文「モノマニ-と刑事責任」で論じられる予定である。
独創性と制度化の相克に注目した社会教育の発展プロセスに関する研究

本研究は、社会教育の発展といわれるものが、単線的なものではなく、連続的でもないものであって、関係する個人の独創性や独自の努力・営為によるものであることを明らかにしようしたものである。公民館の運営に関わる事例、博物館の活動に関する事例、社会教育関係職員の活動に関わる事例などを取り上げて、制度化されることによる継続の条件が整うことの正と負の側面、事例が他の地域に転移すること、などについての知見を得ることができた。本年度は研究の開始年度であり、これまでの先行研究に関する情報を収集・整理すること、インテンシブな調査の対象の選定を中心とする作業を分担して行なった。1990年代に実施した岡山大学における社会教育主事講習受講者2年分の追跡調査については、過去の調査時の経験を確認しつつ、その記録を整理し、データの再入力を行なって、再度の調査が可能となる条件を整えた。インテンシブな調査の対象として、北海道上士幌町の生涯学習まちづくり施策、長野県茅野市の生涯学習まちづくり施策、沖縄県那覇市におけるNPO活動家の社会教育との関係史、愛媛県における地域に密着した社会教育活動の展開、兵庫県下の個人立博物館活動の展開、については、本格的な調査に向けた予備ヒアリングや資料の収集を行なって、来年度の調査の基礎を固めることができた。予備ヒアリングにおいては、本研究の意図、社会教育の活動は、個人の独創性や努力に依るところが大きいが、制度化されなければ発展・継続は困難になること、しかし、その制度化が、当初の意図とは異なる方向へと活動を向けていく可能性があることを解明することが十分に意義のあることを確認できたと考えられる。今年度の研究開始によっで、調査対象の候補となった事例の関係者が、自らの活動を跡づける必要性や新しい活動展開の意欲の刺激となったというような感想を述べられているが、実践と密着した研究の意義としても重要なことであると考えられる。本年度は研究の2年度目で、昨年度の研究を元にした研究が実施された。1990年代の岡山大学における社会教育主事講習の追跡調査については、昨年度の当時のデータ再入力を基礎にし、現在に至る変遷を辿るために当時の受講生を探し当て、簡単なヒアリングを行い、来年度におけるヒアリングによる本調査実施の条件を整えた。北海道上士幌町の生涯学習まちづくり施策に関しては、文献資料による把握をほぼ修了し、その整理を軸に、関係者へのヒアリングによる調査の準備は完了して、ヒアリング調査の日程の調整を行ったが、先方の都合もあり、実査は次年度に行われることとなっている。沖縄県那覇市の公民館の運営委託を受けているNPO活動家については、昨年度のヒアリングを整理した上で、再度の集中的なヒアリング調査を実施した。三重県鳥羽市答志地区のかつての青年集団を中心とした活動についても研究協力者がヒアリング・資料収集を実施している。長野県茅野市の生涯学習まちづくり施策に関しては、ヒアリングに基づく資料の収集を進めて、制度化とその変容について、全容を理解するための作業を進めた。さらに、近年の発展が著しい中国・上海地区の博物館、これまで伝統的に充実した活動をしてきている英国の博物館の活動状況に関して、とくに地域住民への存在意義の周知方策に関しての資料収集を研究協力者に分担してもらって実施した。以上のように、研究は、来年度の総括に向けて、ケーススタディを積み重ねつつ、順調に進行している。本年度は研究の最終年度で、これまでの研究を元にしての総括的な作業を行った。特に、沖縄県那覇市の公民館の運営委託を受けているNPO活動家のヒアリングについては、細部にわたる確認を行いつつ、追加の情報を収集し、かつ、今後の研究発展に結びつけるべく、周辺関係者への簡易なヒアリングを実施してきている。これについては、今後、記録を文字化して、さらに追加の資料をも加えて、資料集としてまとめることを予定している。現在みられる社会教育は、過去のさまざまな場面での教育活動の成果が複合的かつ相乗的に反映されたものであることが示されている。長野県茅野市のかつての生涯学習まちづくり施策とその成果の転移に関しても、ヒアリング内容の文字化と資料の収集整理を継続的に実施し、前掲の資料集に加える方向で進めることができた。博物館に関して、国内の数館の施設について、住民への地域意識の涵養という観点からの実査を行ったが、明示された博物館の存在意義は見られなくても、それぞれの施設が地域への貢献を意識した活動を継続的に検討・実施していることが近年の特徴であることが示されている。これについても、事例集的な冊子資料を準備している。社会教育主事講習のほぼ20年後の追跡調査へ向けた資料の整備については、過去に行った調査の再集計を完了し、当時の状況をよりクリアな形で確認することができた。この整理を元にして、インテンシブな調査を実施できる体制は整ったといえる。以上のように、最終年度の本年度は、予定していた研究をほぼ完了し、資料集の作成という、成果の確定と、次年度以降の研究の発展・展開に向けた体制を整えることもできたといえる。
能動的電子注入とプローブ電圧制御による誘電体の電顕内マイクロマニピュレーション

近年,高機能マイクロマシン実現や情報機器デバイス実装のためのマイクロマニピュレーション技術への需要が高まっている.一般に,マイクロメートルスケールの微小物体は他の物体への凝着が起こりやすく,その凝着現象を制御するためには,微小物体に電界をかけることによって発生する静電力を制御することが有効であると認識されるようになってきている.そこで本研究では,「静電マイクロマニピュレーションにおいて,電子線照射による電子注入等の方法により対象物を予め帯電させ,プローブ印加電圧を制御することによって,誘電体を自由にマニピュレーションする手法を確立する」ことを目的とした.今年度は,走査型電子顕微鏡やその真空チャンバーに対応した誘電体静電マイクロマニピュレーションシステムを用いて,微小誘電体が電子ビーム照射を受ける際にどの程度帯電するのかを理論・実験の両面から検討した.結果,微小物体における帯電のモデルは,入射電子(電子線),二次電子,放電により放出する電子など各々に対応する電流量を項に含む微分方程式で表現されることがわかった.モデルの妥当性は,電子顕微鏡による観察を通して,さまざまな寸法からなる微小粒子の帯電現象を加速電圧を変えた観察にて比較検討することによって検証された.さらに,大気中において,ポリスチレン球など,表面に微弱な導電性を持つ微小誘電体に対して,プローブに50msec幅のパルス電圧を印加することにより,対象をプローブに付着あるいはプローブから離脱することが可能であることを示した.これらの知見より,走査電子顕微鏡下における微小誘電体マニピュレーションの可能性を広げることに成功した近年,高機能マイクロマシン実現や情報機器デバイス実装のためのマイクロマニピュレーション技術への需要が高まっている.一般に,マイクロメートルスケールの微小物体は他の物体への凝着が起こりやすく,その凝着現象を制御するためには,微小物体に電界をかけることによって発生する静電力を制御することが有効であると認識されるようになってきている.そこで本研究では,「静電マイクロマニピュレーションにおいて,電子線照射による電子注入等の方法により対象物を予め帯電させ,プローブ印加電圧を制御することによって,誘電体を自由にマニピュレーションする手法を確立する」ことを目的とする.今年度は,走査型電子顕微鏡やその真空チャンバーに対応したマイクロマニピュレータに改造を行うことで誘電体静電マイクロマニピュレーションシステムを構築した.クロスローラガイド+超音波モータからなる粗動系と静電容量式のフィードバック系をもった3軸ピエゾアクチュエータステージからなる微動系を有し,マニピュレータ全体が真空チャンバー中にインストール可能となっている.これにより,電子線で対象物を観察しながらプローブにて機械的マニピュレーションが可能であると同時に外部端子導入によってプローブ電位を制御することによって静電力によるマニピュレーションが可能となった.また,電子注入による誘電体の帯電量が予測可能である場合に,プローブの印加電圧をどのように制御しれば,対象物をプローブから離脱させ基板に衝撃無く付着させる,あるいはその逆の動作が可能になるかを理論的に検討し,提案手法の実現可能性を示した.近年,高機能マイクロマシン実現や情報機器デバイス実装のためのマイクロマニピュレーション技術への需要が高まっている.一般に,マイクロメートルスケールの微小物体は他の物体への凝着が起こりやすく,その凝着現象を制御するためには,微小物体に電界をかけることによって発生する静電力を制御することが有効であると認識されるようになってきている.そこで本研究では,「静電マイクロマニピュレーションにおいて,電子線照射による電子注入等の方法により対象物を予め帯電させ,プローブ印加電圧を制御することによって,誘電体を自由にマニピュレーションする手法を確立する」ことを目的とする.今年度は,走査型電子顕微鏡やその真空チャンバーに対応した誘電体静電マイクロマニピュレーションシステムを用いて,微小誘電体が電子ビーム照射を受ける際にどの程度帯電するのかを理論・実験の両面から検討した.結果,微小物体における帯電のモデルは,入射電子(電子線),二次電子,放電により放出する電子,各々に対応する電流量を項に含む微分方程式で表現されることがわかった.モデルの妥当性は,電子顕微鏡による観察を通して,さまざまな材料からなる微小粒子の帯電現象を比較検討することによって検証された.その結果,帯電には二つのモード(帯電量が最終的に一定に収束するモードと"理論上"発散するモーと)があり,そのモードは微小物体の材料物性と電子線の加速電圧に依存する二次電子放出量によって決まることがわかった.また,微小球の径が10マイクロメートル以下の場合,帯電モデルには上記の項に加えて,物体を透過する電子の項を考慮することが不可欠であることも明らかになった.これらの知見から「電子顕微鏡下の静電マイクロマニピュレーションには,加速電圧を適切に選択することが非常に重要な要素である」という結論が導かれた.近年,高機能マイクロマシン実現や情報機器デバイス実装のためのマイクロマニピュレーション技術への需要が高まっている.一般に,マイクロメートルスケールの微小物体は他の物体への凝着が起こりやすく,その凝着現象を制御するためには,微小物体に電界をかけることによって発生する静電力を制御することが有効であると認識されるようになってきている.