hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
損傷DNAの認識と選択的修復におけるRNAポリメラーゼIIサブユニットの機能の研究

平成15年度RNAポリメラーゼIIサブユニットのDNA修復における役割の解析本研究の目的は真核生物における傷害DNAの修復メカニズムにRNAポリメラーゼIIのサブユニットが機能しているかどうかを検討することであった。このため、げっ歯類不死化細胞を培養し、遺伝子導入によりヒトRNAポリメラーゼIIサブユニットを強制発現させた。その後、紫外線やガンマ線などの物理刺激を用いて細胞傷害実験を施行し、DNA修復効率に関してマイクロサテライト解析、RNAポリメラーゼ阻害剤を用いた解析等により分子生物学的検討を行なった。マイクロサテライト解析では電気泳動ゲル上でのPCR反応産物の分布の変化から傷害細胞にDNA障害が生じていることが確認され、かつヒトRNAポリメラーゼIIサブユニット強制発現細胞でマイクロサテライト不安定性にわずかであるが変化がみられた。またRNAポリメラーゼII阻害剤のαアマニチンを用いた解析ではマイクロサテライト不安定性にみられた変化が減少した。以上からRNAポリメラーゼIIサブユニットの傷害DNA修復における役割の存在が示唆された。しかしながら、今回の研究では得られた結果がDNA修復の促進によるものかDNA修復を遅延あるいは抑制させる因子を阻害したことによるものかを厳密に検討するための解析は行なわれなかった。また、ヒトRNAポリメラーゼIIサブユニットを強制発現させない細胞において、物理刺激によりendogeneousなサブユニットの発現が誘導されるかどうかの検討も行なわれなかった。したがって本研究をさらに発展させてこれらの問題を検討し考察することが重要と思われた。放射線、紫外線、熱、化学物質(食品を含む)等による物理的および化学的刺激に対して敏感である表皮細胞、粘膜細胞中のDNAは、非常に効率的なメカニズムにより修復されることが知られている。DNA損傷が起こるとmRNAの鋳型鎖は相補鎖よりも修復される確立が高く、特殊なタンパクが遺伝子発現上重要なDNA鎖を他方と区別し、選択的にDNAを修復していることを強く示唆する。mRNAの合成酵素であるRNAポリメラーゼII(RPB)は12のサブユニットからなり、転写因子群とともに複合体を形成してDNA上を滑走しながらmRNAの伸張反応を触媒している。このRPB複合体はmRNAの鋳型になるDNA鎖と直接結合することから、選択的DNA修復に関与する特殊なタンパクがこの複合体と協力(もしくは複合体の部としてDNAを検査)していることが予想される。変異原となる物理的外因、化学的外因が種々の程度で関わることにより、真核細胞のゲノムDNAは可逆的あるいは不可逆的な変化を起こす。マイクロサテライト配列([CA]_nや[CAG]_n)の不安定性(MSI : microsatellite instability)は不可逆的変化の一つであり、マイクロサテライト配列の反復数nはDNA障害や細胞の癌化の前後で増減することが知られている。反復数nの増減は細胞ゲノムDNAを鋳型に用いたnested PCRによって、比較的短時間に直接検索することが可能である。培養上皮細胞に放射線を照射してDNA損傷を誘発し、MSIを指標にしてRPBのどのサブユニットが損傷DNAの認識と修復に関わるのかを確かめるため、本年度はその研究材料の作製を行なった。
アメリカにおける農業同組合による穀物販売の組織と事業方式の研究

アメリカ穀物流通・加工セクターでも,いわゆる「農業・食料の工業化」,すなわちセクターの各段階において企業の大型化・少数化が進展し,それら諸段階間の結合様式が開放的な価格メカニズムから閉鎖的な管理型・交渉型メカニズムに変化する傾向が確認された。そのため穀物生産者とその協同組合も加工等の付加価値過程への進出と流通の垂直的組織化という課題に直面している。それへのアプローチのひとつが大規模地域農協型で,自らが穀物関連の流通・加工諸分野に展開して多角的・寡占的な垂直統合体に進化し,先行する巨大アグリビジネスと競争せんとするものだった。その性格上,穀物生産者にとっての意味は規模経済とマーケットパワーを発揮しうるか否かに規定される。もうひとつは新世代農協型アプローチである。これは農業生産者が直接に出資して加工事業を興し,原料農産物への付加価値をより多く生産者と産地に留保しようとする戦略である。この場合の競争力基盤は出資と農産物出荷を直結した出荷権利株方式(delivery right share)におかれ,現実に特産品的商品やニッチ的市場分野では一定の成果を上げていることが判明した。この新世代農協型は191020年代のカリフォルニアに起源を持つ特産的農産物の自治統制的プール農協共販(サピロ型とも呼ばれた)の系譜を引く面があるが,サピロ型の特質をより強く継承しているのがアーカンソー州とカリフォルニア州の米の精米・販売農協である。米はアメリカ農産物としては特産品であること,規格化・標準化された汎用商品的流通や先物市場が未発達であること,本格的流通のためには精米過程を経ることが不可欠であること等を背景に,農協共販はその端緒から今日にいたるまで,基本的に無条件委託の完全プール共販の形態を取った。また農協が精米過程に進出するために集約的な投資=組合員出資が必要なことから,一般の穀物農協では殆ど見られない基本資本計画(base capital plan)によって利用量と出資額の均衡を図っていること等が明らかになった。農業・食料産業の構造変化と農政改革のもとでアメリカの農業協同組合が穀物等の共同販売や加工においていかなる組織と事業方式を展開しているかを明らかにするために,本年度は第一に基礎的な統計資料の収集と分析,第二に北西部穀物主産地の代表的地域農協および新世代農協についての現地実態調査を行なった。その結果これまでに明らかになった点は,概要以下のとおりである。まずアメリカ穀物流通・加工センターでも,農業・食料セクター全体について近年指摘されている「工業化」(industrialization),すなわち垂直的な付加価値諸段階の連鎖からなるセクターの各段階において企業の大型化・少数化の進展,およびそれら諸段階間の結合様式が開放的な価格メカニズムから閉鎖的な管理型・交渉型メカニズムに変化する傾向が確認された。そのため穀物生産者とその協同組合も,単なる原料生産者とその第一次集出荷業者にとどまるのではなく加工等の付加価値過程への進出と流通の垂直的組織化という課題に直面している。それへのアプローチのひとつが大規模地域農協型で,自らが穀物関連の流通・加工諸分野に展開して多角的,寡占的な垂直統合体に進化し,先行する巨大アグリビジネスと競争せんとするものである。

この場合の競争力基盤は出資と農産物出荷を直結した出荷権利株方式におかれ,現実に特産品的商品やニッチ的市場分野では一定の成果を上げていることが判明した。アメリカ穀物流通・加工セクターでも,いわゆる「農業・食料の工業化」,すなわちセクターの各段階において企業の大型化・少数化が進展し,それら諸段階間の結合様式が開放的な価格メカニズムから閉鎖的な管理型・交渉型メカニズムに変化する傾向が確認された。そのため穀物生産者とその協同組合も加工等の付加価値過程への進出と流通の垂直的組織化という課題に直面している。それへのアプローチのひとつが大規模地域農協型で,自らが穀物関連の流通・加工諸分野に展開して多角的・寡占的な垂直統合体に進化し,先行する巨大アグリビジネスと競争せんとするものだった。その性格上,穀物生産者にとっての意味は規模経済とマーケットパワーを発揮しうるか否かに規定される。もうひとつは新世代農協型アプローチである。これは農業生産者が直接に出資して加工事業を興し,原料農産物への付加価値をより多く生産者と産地に留保しようとする戦略である。この場合の競争力基盤は出資と農産物出荷を直結した出荷権利株方式(delivery right share)におかれ,現実に特産品的商品やニッチ的市場分野では一定の成果を上げていることが判明した。この新世代農協型は191020年代のカリフォルニアに起源を持つ特産的農産物の自治統制的プール農協共販(サピロ型とも呼ばれた)の系譜を引く面があるが,サピロ型の特質をより強く継承しているのがアーカンソー州とカリフォルニア州の米の精米・販売農協である。米はアメリカ農産物としては特産品であること,規格化・標準化された汎用商品的流通や先物市場が未発達であること,本格的流通のためには精米過程を経ることが不可欠であること等を背景に,農協共販はその端緒から今日にいたるまで,基本的に無条件委託の完全プール共販の形態を取った。また農協が精米過程に進出するために集約的な投資=組合員出資が必要なことから,一般の穀物農協では殆ど見られない基本資本計画(base capital plan)によって利用量と出資額の均衡を図っていること等が明らかになった。
重工業における産業再編成と雇用問題に関する実証的研究-造船業を中心として-

〈1〉近年の日本重工業なかんずく造船業における産業再編成は、単に日本国内の問題であるばかりでなく、韓国をはじめとするNIESの追いあげ等、国際的な産業構造転換の一環をなすものであった。したがって、この問題を研究する前提として、まず資本主義世界各国の国民経済を四つのタイプに分類した。〔I〕停滞型先進国経済(代表例:アメリカ)、〔II〕成長型先進国経済(日本)、〔III〕成長型後進国経済(韓国)、〔IV〕停滞型後進国経済(インド)、である。そして、その上で、これら諸9タイプ間の相互連関のなかで、日本重工業の産業再編成と雇用問題につき考察することとした。〈2〉この場合、造船業は鉄鋼業とともに、第IIIのタイプとの競争により決定的な打撃を受けた産業であり、(最近の一時的回復も長期的趨勢をくつがえすものではない)、電機、電子産業や自動車産業は第I、第IIIタイプとの競合に対応する海外現地生産の進展によって、国内、国外における雇用問題が注目されている産業である。〈3〉造船業についてみれば、この問題は、巨大造船企業の"城下街"における造船所閉鎖にともなう雇用・失業問題として発現した。I造船所の例をとれば、閉鎖造船所の1985年の従業員約3,300人中、1988年3月末で、同一企業ないし関連企業に雇用されている者34%、職安を通じての再就職者28%、求職中の者19%となっていた。その後、雇用状況は改善されて来たが、(1)求職中の「中高年者」がとりのこされていること、(2)再就職者が大企業から中小企業への下降的労働移動をよぎなくされており、賃金水準も大巾な低下をみていること。この結果、世帯員(特に主婦)の追加的就業という形で多就業化が進んでいることが問題である。ごく最近の雇用状況の改善も"企業城下街"では中小企業における雇用機会の増大にとどまっている。
心拍・呼吸情報並列制御型自転車エルゴメータの開発

本研究は2つの内容から構成され、それぞれ以下のような実績となった。1.呼吸情報のフィードバック機構の構築と並列処理システムの構築エルゴメータの負荷制御を心拍数と呼吸数の併用によって制御するシステムを構築した。システムの概要は以下のとおりである。心拍数、呼吸数の目標値(最大値)と下限値(最小値)を設定・入力し、運動開始後負荷は心拍数、呼吸数のいずれか先に目標値に到達するまでランプ状に漸増され、目標値に到達すると再度心拍数、呼吸数が下限値に下がるまで負荷は低下する。すなわち負荷は心拍数、呼吸数の入力された最大値、最小値間を負荷制御優先因子を選択しながら、波状に変動するものである。なお制御プログラム及び処理概要は次のとおりである。(1)使用OS:MS-DOS(2)開発言語:N88-BASIC(3)処理選択:メニュー方式(4)制御・計測時間:最大30min(5)サンプリング時間:1sec(6)サンプリング間隔:15sec(7)制御プログラムステップ:最大50ステップ(8)負荷制御:心拍数制御、呼吸数制御、並列制御2.呼吸情報のフィードバック制御の信頼性の検証と精度の向上負荷制御因子としての心拍数、呼吸数について以下のことが明らかとなった。(1)負荷が低い場合、呼吸数は負荷漸増に対して規則性は持たず、この場合は心拍数が優先因子となる。(2)負荷が高くなると、呼吸数は負荷漸増に対して規則性を持つために、高い負荷においては並列制御が有効となる。(3)ただし負荷が低い場合、呼吸の周波数特性を考慮すると心拍数よりも有効な負荷制御因子となることが明らかとなった。
マイクロ流路のプラグ流集積による脂質二分子膜アレイの形成と計測

本研究では,基板上に作製した微細な流路(マイクロ流路)の分岐構造を利用した,脂質二分子平面膜の作製および電気生理計測に関する研究を行った.マイクロ流路のT字,十字といった分岐構造を利用してナノリットルオーダの電解質水溶液の液滴を脂質を含む有機相中に連続生成し,流路下流域において有機相のみを選択的に吸引・除去することで,水滴同士を互いに接触させ,脂質平面膜の並列構造を作製することができた.さらにマイクロ流路に組み込んだ微細電極を用い,脂質膜および膜に組み込まれたチャネル形成物質に対する電気生理計測を行うことができた.脂質二分子膜を隔てた物質輸送の計測はさまざまな病気のメカニズムの解明や創薬において重要とされているが,そうした計測をハイスループットに行える汎用的手法は未だ確立されていない.そこで本研究では,マイクロ流路を用いた微小液滴生成法を利用し,マイクロ流路内で多数の脂質単分子膜を互いに接触させることで,多数の脂質二分子膜をハイスループットに作製できる装置を開発する.さらに,作製した脂質二分子膜を隔てた物質透過を,電気的あるいは光学的にハイスループットに計測できる装置を開発する.以上を踏まえ,平成24年度は以下の研究を実施した.(1)ハイスループット計測のための条件検討:マイクロ流路内にて数ナノリットルサイズの水滴間に脂質二分子平面膜の並列構造を形成し,これらを介した物質移動の光学計測のハイスループット化のための諸条件の検討を行った.先ず,流路内で静止した脂質平面膜に対して行う計測と,流路内で二分子平面膜を緩やかに流動させた状態での計測(シーケンシャル処理)の試験を行った.さらに,油水界面への脂質単分子膜形成,および液滴間への脂質二分子平面膜の形成と安定化に要する時間の短縮化を目的とし,脂質分子の種類と濃度,液滴生成速度,液滴静置時間等の諸条件の検討を行った.(2)取り扱い対象の膜蛋白質および輸送物質の拡張:前年度に用いたα-hemolysinに加えて,Magainin2, VDAC等のチャネル形成物質の使用し,蛍光分子カルセインの膜を介した輸送観察を試みた.また,脂質二分子膜への膜蛋白質の組込手法としてリポソームを用いた膜融合法を利用するため,水相にリポソーム(200 nm)水溶液を用い,液滴間に脂質二分子膜を製作できるか試験を行った.脂質二分子膜を隔てた物質輸送の計測はさまざまな病気のメカニズムの解明や創薬において重要とされているが,そうした計測をハイスループットに行える汎用的手法は未だ確立されていない.そこで本研究では,マイクロ流路を用いた微小液滴生成法を利用し,マイクロ流路内で多数の脂質単分子膜を互いに接触させることで,多数の脂質二分子膜をハイスループットに作製できる装置の開発を目的とした.さらに,作製した脂質二分子膜を隔てた物質透過を,電気的あるいは光学的にハイスループットに計測できる装置の開発を目的とした.以上を踏まえ,平成25年度は以下の研究を実施した.(1)マイクロ流路とAg/AgCl微細平面電極の複合化:Ag/AgCl微細平面電極を組み合わせたマイクロ流路デバイスを製作した.Ag/AgCl微細平面電極パターンは,ガラス基板に塗布したレジストのフォトリソグラフィ,Agのスパッタリング,次いでリフトオフによってAg微細電極を作製した後,基板を塩素系薬液に浸漬することにより作製した.作製した電極基板の上に,別途作製したPDMS製またはアクリル製流路を貼り合わせて使用した.(2)マイクロ流路内の微細平面電極を用いた脂質二分子平面膜の電気計測:上記で製作した装置を用い,マイクロ流路内に作製された液滴間脂質膜の電気計測を行った.先ず脂質膜の静電容量測定を行い,単位膜面積あたりの静電容量の値を文献値と比較することにより,二分子膜形成の確認を行った.さらに,脂質膜への各種チャネル(gramicidin, α-hemolysin等)の配置を行い,電気応答の確認を行った.本研究では,基板上に作製した微細な流路(マイクロ流路)の分岐構造を利用した,脂質二分子平面膜の作製および電気生理計測に関する研究を行った.マイクロ流路のT字,十字といった分岐構造を利用してナノリットルオーダの電解質水溶液の液滴を脂質を含む有機相中に連続生成し,流路下流域において有機相のみを選択的に吸引・除去することで,水滴同士を互いに接触させ,脂質平面膜の並列構造を作製することができた.さらにマイクロ流路に組み込んだ微細電極を用い,脂質膜および膜に組み込まれたチャネル形成物質に対する電気生理計測を行うことができた.脂質二分子膜を隔てた物質輸送の計測はさまざまな病気のメカニズムの解明や創薬において重要とされているが,そうした計測をハイスループットに行える汎用的手法は未だ確立されていない.そこで本研究では,マイクロ流路を用いた微小液滴生成法を利用し,マイクロ流路内で多数の脂質単分子膜を互いに接触させることで,多数の脂質二分子膜をハイスループットに作製できる装置を開発する.さらに,作製した脂質二分子膜を隔てた物質透過を,電気的あるいは光学的にハイスループットに計測できる装置を開発する.以上を踏まえ,平成23年度は以下の研究を実施した.(1)疑似ポーラス構造を有するマイクロ流路の製作:

脂質二分子平面膜アレイの作製および膜を隔てた物質輸送の計測を行うためのマイクロ流路として,既存の合成石英流路に加え,新たにアクリル樹脂(PMMA)にレーザ加工を適用し,主流路幅100-200um,副流路幅20-50um,深さを全域一様に50-100um程度とした微細溝を作製した.電気計測用に,Ag/AgClワイヤ電極を流路内に挿入した装置の検討を行った.(2)脂質二分子平面膜アレイの作製:マイクロ流路内にて約5nLの水相液滴を生成して互いに接触させ,脂質二分子膜の作製を行った.水相として電解質バッファ(例:350mM KCl, 10mM HEPES, pH 7.4),脂質溶液としてデカンあるいはヘキサデカンにリン脂質(DOPCあるいはDPhPC)を添加して用いた.(3)脂質二分子平面膜への膜蛋白質の組込と電気計測:イオンチャネルとしてα-ヘモリシンを組み込んだ脂質二分子平面膜アレイを作製し,脂質膜を隔てた蛍光分子(カルセイン)の輸送を光学的に確認した.また,流路外において液滴同士を接触させて脂質膜を作製し,電気生理計測を行い,チャネルの挿入による電気応答および脂質依存の応答を確認した.今年度,光学顕微測定による脂質膜の分子透過性評価試験を優先的に行い想定より時間を要したため,予定していた電気測定のためのAg/AgCl微細平面電極組込型マイクロ流路デバイスの製作と評価に遅延が生じた.あらためて次年度に脂質膜のマイクロ流路内電気測定のための装置開発を東京工業大学精密工学研究所にて行うために,必要な費用を次年度に持ち越すことを目的とし,補助事業期間の平成25年度への延長を希望した.マイクロ流路に組み込んだ微細電極を用いた電気計測はやや遅れているものの,流路外における液滴接触による脂質二分子膜形成および電気計測を並行して実施し,脂質膜およびチャネルの電気応答の計測を行えている.また,蛍光分子を用いた膜透過の光学的計測は当初の見込み以上に成果が挙げられている.全体として,おおむね順調に進展していると考える.平成25年度は以下の研究を行う.(1)マイクロ流路とAg/AgCl微細平面電極の複合化:Ag/AgCl微細平面電極を組み合わせたマイクロ流路デバイスを製作する.Ag/AgCl微細平面電極パターンは,ガラスあるいはシリコン基板に塗布したレジストのフォトリソグラフィ,Agのスパッタリング,次いでリフトオフによって製作する.作製した電極基板の上に,別途作製したポリマー製(PMMA, PDMS)マイクロ流路を貼り合わせて使用する.(2)マイクロ流路内の微細平面電極を用いた脂質二分子平面膜の電気計測:上記で製作した装置を用い,マイクロ流路内に作製された液滴間脂質膜の電気計測を行う.先ず脂質膜の静電容量測定を行い,膜厚の評価を行う.さらに,脂質膜への各種チャネル(gramicidin, α-hemolysin等)の配置を行い,電気応答の確認を行う.平成24年度は,前年度に得られた結果を基にして,脂質二分子平面膜の作製と電気・光学計測の両方のHT化の実証試験を行う.さらに解析対象の膜蛋白質・輸送物質を拡張するために,膜蛋白質の組込方法やデバイスの改良について検討する.
光学活性な蛍光ホスト分子を利用した蛍光法によるアミノ酸エステルの光学純度の決定

光学純度の決定法としては、施光度の測定が一般的であるが、近年では、高速液クロやガスクロまたはNMRなどの各種分析機器を用いる方法が実用化されてきている。しかしながら、これら方法には一長一短があり、たとえば生理活性物質など微量(1mg以下)成分の光学純度の決定には、施光度測定(100mg程度必要)やNMR(数mg必要)による方法は適さず、おもにクロマトグラフィー法が用いられる。クロマトグラフィー法は、微量物質(mgレベル)の光学純度の決定に優れているが、光学活性なカラムが高価であり、また試料に適したカラム、溶出条件を設定するためにかなりの時間を要するなどの短所がある。以上のような方法にくらべ、光学活性な蛍光ホスト分子を指示薬とした蛍光測定による決定法は、従来不可能であったナノグラム程度の微量試料の光学純度の決定を可能とする高感度かつ、簡便な測定法として期待できると考えられる。本研究では、光学活性な蛍光ホスト分子を利用して蛍光法により極微量物質(ナノグラム程度)に対する光学純度の決定法の開発をおこなう。光学活性な蛍光ホスト分子の分子設計と合成蛍光法によりアミノ酸エステルの光学純度を決定するために、蛍光指示薬としてカリックス[4]アレンを基本骨格とする光学活性な蛍光ホスト分子の分子設計と合成をおこなった。ホスト分子の分子設計としては、アミノ酸エステルとの錯形成により蛍光変化が起こるよう、カリックス[4]アレン分子内のアミノ基配位部位末端にピレン2分子を導入した。合成された化合物はラセミ体として得られた。アミノ酸エステルに対してメタノール中で、ピレンのモノマー/エキシマー発光の強度比が変化する事から、蛍光指示薬としての有効性を確認する事ができた。高速液体カラムクロマトグラフィーによる蛍光ホスト分子の光学分割光学活性な蛍光指示薬として利用するため、合成化合物の高速液体カラムクロマトグラフィーによる光学分割をおこなった。カリックス[4]アレン型の光学異性体の分離例が少なく、適した光学異性体分離用カラムの選択に多くの時間を費やしたが、年度内中にほぼ満足のいくカラムの選定ができ、光学分割を達成することができた。高速液体カラムクロマトグラフイ-による蛍光ホスト分子の光学分割光学活性な蛍光指示薬として利用するため、合成化合物の高速液体カラムクロマトグラフイ-による光学分割をおこなった。光学純度の決定法としては、旋光度の測定が一般的であるが、近年では、高速液クロやガスクロまたはNMRなどの各種分析機器を用いる方法が実用化されてきている。

しかしながら、これら方法には一長一短があり、たとえば生理活性物質など微量(1mg以下)成分の光学純度の決定には、旋光度測定(100mg程度必要)やNMR(数mg必要)による方法は適さず、おもにクロマトグラフィー法が用いられる。クロマトグラフィー法は、微量物質(mgレベル)の光学純度の決定に優れているが、光学活性なカラムが高価であり、また試料に適したカラム、溶出条件を設定するためにかなりの時間を要するなどの短所がある。以上のような方法にくらべ、光学活性な蛍光ホスト分子を指示薬とした蛍光測定による決定法は、従来不可能であったナノグラム程度の微量試料の光学純度の決定を可能とする高感度かつ、簡便な測定法として期待できると考えられる。本研究では、光学活性な蛍光ホスト分子を利用して蛍光法により極微量物質(ナノグラム程度)に対する光学純度の決定法の開発をおこなう。光学活性な蛍光ホスト分子の分子設計と合成蛍光法によりアミノ酸エステルの光学純度を決定するために、蛍光指示薬としてカリックス[4]アレンを基本骨格とする光学活性な蛍光ホスト分子の分子設計と合成をおこなった。ホスト分子の分子設計としては、アミノ酸エステルとの錯形成により蛍光変化が起こるよう、カリックス[4]アレン分子内のアミノ基配位部位末端にピレン2分子を導入した。合成された化合物はラセミ体として得られた。アミノ酸エステルに対してメタノール中で、ピレンのモノマー/エキシマー発光の強度比が変化する事から、蛍光指示薬としての有効性を確認する事ができた。高速液体カラムクロマトグラフィーによる蛍光ホスト分子の光学分割光学活性な蛍光指示薬として利用するため、合成化合物の高速液体カラムクロマトグラフィーによる光学分割をおこなった。カリックス[4]アレン型の光学異性体の分割例が少なく、適した光学異性体分離用カラムの選択に多く時間を費やしたが、年度内中にほぼ満足のいくカラムの選定ができ、光学分割を達成することができた。
次世代の臨床検査定量分析法の開発－ＭＳによるアルギニンバソプレシン定量法の開発－

AVPをWeinsteinらの方法によって抽出して質量分析法で測定する方法は確立されているが、非常に煩雑な方法であり、試料の前処理工程の技術習得、測定時間、費用から考えて臨床検査には適用できない。本研究は、抽出条件をいかに軽減できるかが最も重要な課題として有機溶媒による前処理や固相抽出を工夫しAVPを測定する条件を検討することとした。2014年にヒューストン大学のZhangらによって固相抽出法を利用した質量分析法によるAVPの分析法が報告された(Zhang D, Rios DR, J Pharm Biomed Anal. 2014Oct ; 99 : 67-73.)。この報告によってAVPの抽出は数時間に短縮されたが、血清や尿からAVPを直接的に分析することはできないため、臨床検査のように多検体の分析を行わなければならない分析に応用することは難しい。そこで本研究は抗血清による特異性を質量分析に応用したImmuno-mass spectrometryによる分析に方針を変えて検討を行った。AVPの抗体は入手することができなかったため、同様に臨床検査で重要なステロイドホルモンであるアルドステロンをターゲットとして予備的実験を開始した。NHSが付加してある磁性ビーズに抗ヒトアルドステロン抗体を結合させて抽出した血清中アルドステロン及びアルドステロン標準液と反応させ、RIA法で分析した。抗体ビーズと血清及び標準液の反応性を確認することが可能であり、標準液で作製した希釈系列で測定の直線性を得ることができた。今後は、MALDI-MSで定量的に分析可能かどうか検討し、AVPの測定に応用する。
遷移金属イオン添加ナノ結晶分散・超広帯域光増幅媒体の開発および素子化に関する研究

次世代の超高速大容量光通信網の実現には、伝送帯域全体(波長1.2-1.7μm)を増幅可能な超広帯域光増幅素子が不可欠である。遷移金属イオンは、現在増幅媒体に用いられている希土類イオンと比べて広帯域な発光特性を持っため、上記の光増幅媒体としてのみならず、近赤外域における波長可変レーザー、超短パルスレーザーなど様々な応用が期待される。我々はこの遷移金属イオンに注目し、Ni^<2+>添加MgO(Ni : MgO)およびCr^<4+>添加Mg_2SiO_4(Cr : Mg_2SiO_4)ナノ結晶微粒子を、独自の「噴霧火炎法」により作製し、広帯域の蛍光を確認している。本研究では、遷移金属イオン添加ナノ結晶微粒子の光増幅媒体としての応用を目指し、Ni : MgOおよびCr : Mg_2SiO_4分散有機・無機ハイブリッド材料の作製およびその光学特性の評価を行なった。ジフェニルジメトキシシラン(DPhDMS)、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS)、チタニウムテトラ-n-ブトキシド(TTBu)より作製したゾル溶液へ、噴霧火炎法により作製したNi : MgOおよびCr : Mg_2SiO_4ナノ結晶微粒子を分散させた。これを60°Cでゲル化、200°Cまで段階的に熱処理をすることで試料を得た。半導体レーザー(波長974nm)励起による蛍光測定(波長1000-1700nm)等の光学特性評価を行なった。ナノ結晶微粒子とホストの屈折率を折付けることで散乱が減少し、透明性に優れた試料を作製できたことから、ゾルの組成を精密に調整することで、完全に透明な利得媒体を作製可能であることが示唆された。また、作製した試料の発光スペクトルをそれぞれ測定した結果、ホストヘ固定後も粉末とほぼ同様の発光を示すことから、ナノ結晶微粒子はホスト中で凝集することなく分散しており、本材料が透明利得媒体として応用可能であることがわかった。遷移金属イオンは、現在増幅媒体に用いられている希土類イオンと比べて広帯域な発光特性を持つため、上記の光増幅媒体としてのみならず、近赤外域における波長可変レーザー、超短パルスレーザーなど様々な応用が期待される。我々はこの遷移金属イオンに注目し、Ni^<2+>添加MgO(Ni:MgO)およびCr^<4+>添加Mg_2SiO_4(Cr:Mg_2SiO_4)ナノ結晶微粒子を、独自の「噴霧火炎法により作製し、広帯域の蛍光を確認している。本研究では、遷移金属イオン添加ナノ結晶微粒子の光増幅媒体としての応用を目指し、Ni:MgOおよびCr:Mg_2SiO_4分散有機・無機ハイブリッド材料の作製およびその光学特性の評価を行なった。ジフェニルジメトキシシラン(DPhPMS)、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS)、チタニウムテトラ-n-ブトキシド(TTBu)より作製したゾル溶液へ、噴霧火炎法により作製したNi:MgOおよびCr:Mg_2SiO_4ナノ結晶微粒子を分散させた。これを60°Cでゲル化、200°Cまで段階的に熱処理をする二とで試料を得た。半導体レーザー(波長974nm)励起による蛍光測定(波長l000-1700nm)等の光学特性評価を行なった。ナノ結晶微粒子とホストの屈折率を近付けることで散乱が減少し、透明性に優れた試料を作製できたことから、ゾルの組成を精密に調整することで、完全に透明な利得媒体を作製可能であることが示唆された。また、作製した試料の発光スペクトルをそれぞれ測定した結果、ホストへ固定後も粉末とほぼ同様の発光を示すことから、ナノ結晶微粒子はホスト中で凝集することなく分散しており、本材料が透明利得媒体として応用可能であることがわかった。半導体レーザー(波長974nm)

励起による蛍光測定(波長1000-1700nm)等の光学特性評価を行なった。ナノ結晶微粒子とホストの屈折率を折付けることで散乱が減少し、透明性に優れた試料を作製できたことから、ゾルの組成を精密に調整することで、完全に透明な利得媒体を作製可能であることが示唆された。また、作製した試料の発光スペクトルをそれぞれ測定した結果、ホストヘ固定後も粉末とほぼ同様の発光を示すことから、ナノ結晶微粒子はホスト中で凝集することなく分散しており、本材料が透明利得媒体として応用可能であることがわかった。
風力発電導入量拡大のための風速変動高精度予測・電圧制御手法の研究

風力発電導入量拡大において現在課題となっている系統電圧の変動を抑えるため,事前に風速の変動を高精度に予測する手法を数値流体解析(コンピュータによる計算により地形の影響まで考慮して各地の風速を計算すること)を利用して開発した。また,この計算に基づき電圧の不適切な変動を抑えるための制御論理を開発した。これら開発した手法の有効性を実測データに基づくシミュレーションにより確認した。本研究では風力発電所の風速変動を予測し,これに基づき出力を安定化する予測制御手法を開発する。風力発電大量導入に関わる問題として,自然現象特有の不規則な風速変動に起因して出力が変動するという点が挙げられる。発電出力が変動すれば,これに呼応して系統電圧が変動し,場合によって正常範囲を逸脱する可能性があり,風力発電導入の制限要因となりうるからである。本研究により開発する手法を用いることで,風速変動に起因する電圧変動を予測・制御し電圧の逸脱を最小限に抑えることができれば風力発電の導入推進が図られる。平成22年度は,風の解析に特化した数値流体解析システムとして多くの実績を持つ市販ソフトウエアを導入し,当研究室で既開発の2次元流体解析プログラムと比較・検討し当該ソフトウエアの使用に習熟した。また,平成20年度に検討した風速変動のインテリジェント予測手法と比較したところ,短時間領域においては今回検討したシステムのほうが優れていることが分かった。なお,ここで用いるため,以前から続けている風速変動の実データの収集をさらに進めた。さらに年度当初の計画になかった事項であるが,上記の新導入ソフトウエアによる解析に基づいて,より容易に風速変動を予測することのできるモデルを開発した。ただし,現在までのところ,このモデルは予測精度が不十分な面があるため,その向上が必要である。本格的な検討は平成23年度となるが,平成22年度中に一部その検討を始めた。また,平成22年度に得られたこれら成果を外部へ発信するため,平成23年度電気学会電力エネルギー部門大会における研究発表を申し込んだ。発表は23年8月末に予定されている。平成23年度は,平成22年度に導入した風解析用数値流体解析システムと当研究室で既開発の2次元流体解析プログラムを併用して風速変動予測を実施し,風速変動の実データとの比較を通じて手法の精度改善を進めた。これらの成果については電気学会の部門大会および全国大会にて発表した。さらに年度当初の計画になかった事項であるが,上記の解析に基づいて,より容易に風速変動を予測することのできる手法であるTM(地形影響マッピング)を開発した。これを気象庁の配信するGPV予測データとともに使うことによって,さらに長時間先の風速変動も予測できることが分かった。この成果については再生可能エネルギーと電力品質に関する国際会議(ICREPQ'12)にて発表を行った。また,電圧制御に関しては,電力系統内の電力貯蔵システムとして電池電力貯蔵システム,特にプラグインハイブリッド自動車あるいは電気自動車に着目して,これらを可能な範囲で制御することによって,さらに風速変動の影響を抑えることができないかの予備検討を行った。現在までのところ良好な結果が得られたので,今後のさらなる研究展開につなげる予定である。本研究では風力発電所の風速変動を高精度に予測し,これに基づき電圧の安定化を行う予測制御手法を開発した。平成24年度は最終年度に当たり,前年度までに開発した数値流体力学シミュレーションや風速予測手法に基づき,以下のとおり研究を実施した:1)風速変動予測モデルの精度向上前年度までに開発した数値流体解析ベースの風速予測手法の精度の改善,風力発電量予測手法の開発・精度向上に努めた。この結果,数値流体解析に基づく風速予測については,地形影響の考慮法や伝達関数近似モデルの有効性等について成果が得られ,外部発表した。(RE&PQJournal Paper 303,Vol.10, 2012, ISSN:2172-038XおよびMJJS Paper 24, KL, 21 Nov, 2012)精度向上においてはインテリジェントモデルの適用も試み,一定の成果が得られたため外部発表(電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会PE-12-137)を行った。2)電圧制御手法の開発本研究の最終目的は,電圧制御の改善によって系統電力品質を維持・向上し風力発電の導入枠を拡大することである。このため上記1)の予測に基づく電圧制御手法について検討し,そのうち二つの手法については一定の成果が得られたため外部発表した。

第一は従来から指摘されている電池電力貯蔵システムの制御であり,変分法に基づいてその運用スケジュールを最適化することに成功した((2012 CIGRE SC C4 Colloquium in Japan, October 10-13, 2012))。第二は風力発電機自身の制御である。今後導入の中心となると予想されるPMSG型風力発電機についても変分法と制御構造同定によって最適な制御方式を定めることができた(Proc IEEE PECon 2012, pp454-459, Dec 4)。当初計画である風速変動については,ある程度の精度で予測ができる見通しが得られ,電圧制御についても有効性の基本的な確認がとれた。さらに,当初計画にはなく,より難しい課題ともいえる長時間風速変動予測についても数値流体解析の手法によって精度がどのように影響されるかを検討し,精度改善のための具体的な方策や有効な手法が見出されたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画の範囲外ではあるが,より重要ともいえる長時間風速変動予測について,さらに重点的に検討する。短時間風速変動については,系の非線形性によって風速変動波形を逐一高精度に予測するのは難しいので,この領域で最も実用上重要と思われるカットアウト付近の強風の短時間予測の高精度化に絞って検討を続行する。電圧制御については,電池電力貯蔵システムを有効利用する,これまでどおりの方針で研究を続行する。
睡眠時無呼吸現象の中枢神経機序

ハロセン麻酔下で除脳したネコの脳幹に微小電極を刺入し、脳幹内でシステマティックに微小電極を移動させながら微小電気刺激を加え、後肢筋緊張の減弱効果と呼吸運動の強い抑制効果をもつ部位(橋中心被蓋野背側部,DTF)を同定した。別の微小電極をDTFよりも吻側の橋網様体に刺入し、それを記録電極としてDTFの単発刺激によって逆行性応答をするニュ-ロンを同定した。DTF刺激によって逆行性応答を示すニュ-ロンは吻側橋網様核(PoO)にほぼ限局して認められた。それらのニュ-ロンは、安静時における自発発射がほとんど認められず、通常は活動が極めて弱いものと推定された。次に、逆行性ユニット電位の記録部位にカルバコルを封入したガラス管微小電極を刺入し、圧注入法によりコリンアゴストであるカルバコルの微量注入を行った。その結果、抑制の時間経過こそDTF刺激とは異なるものの、カルバコルの注入によっては、DTF刺激と質的にはほぼ同様な効果、すなわち筋緊張と呼吸運動の同時抑制効果が認められた。ハ-バ-ド大のHobsonらにより研究では、慢性ネコノPoO近傍へのカルバコル注入によって、ほぼ確実にREM睡眠が誘発できることがわかっている。そして、昨年までの我々の研究によって、PoOからDTF、延髄巨大細胞性網様核を介して脊髄ほ到る下行抑制系が同定された。そかもその抑制系は、全民の筋緊張の減弱(atonia)ばかりでなく、横隔膜・外助間筋などの呼吸筋活動も強く抑制し、運動系の全体に及ぶ強力な汎化抑制系であると推定された。DTF刺激に基づく無呼吸(apnea)からの回復過程の解析および以上の実験結果から、ここで同定したPoOに起源を有し、脊髄へ下行する汎化抑制系は、睡眠時とくにREM睡眠時に活動を高め、呼吸運動を含む運動系の全体を抑制する。そして、もし中枢化学受容野に機能障害があれば、持続した無呼吸状態を誘起するものと推定できた。除脳ネコの脳幹に微小電極を刺入し、脳幹内で背・腹側および内・外側方向に0.2mmステップで電極を移動させながら微小電気刺激を加え、筋緊張の喪失(atonia)と呼吸運動の強い抑制(apnea)を誘発する部位(DTF)を同定した。別の電極をDTFより尾側の延髄網様体に刺入し、それを記録電極としてDTFの刺激により単シナプス性に応答するニュ-ロンの局在を調べた。DTFから単シナプス性入力を受けるニュ-ロンは、両側の延髄の巨大細胞性網様核(NRGc)に局在しており、しかも単シナプス性入力を受ける全てのニュ-ロンは脊髄(L1)の刺激によって逆行性応答を示した。また、DTFから単シナプス性入力を受けるニュ-ロンの記録部位に微小電気刺激を加えることにより、DTF刺激と同様に筋緊張と呼吸運動の同時抑制を誘発できた。さらに、これらニュ-ロンの記録部位に対し、両側性キシロカインを微量注入することによって、記録部位近傍の可逆的機能ブロックを行った。この機能ブロックによって、注入から数分後、DTF刺激効果は減弱し、数頭のネコでは刺激効果が消失した。DTFの神経起源は吻側橋網様核(PoO)であることは既に明らかにしている。よって、この研究により、PoOからDTFを経てNRGcへ至り、そして脊髄へと下行する極めて特徴的な機能を有する下行抑制系の存在を世界に先がけて同定できた。すなわち、この下行抑制系は全身の抗動力筋の筋緊張ばかりでなく、助間筋や横隔膜などの呼吸筋活動も同時に抑制し、運動系の全体に及ぶ汎化抑制系であると推定される。この抑制系は、REM睡眠時に活動を高めていると推測され、今回得られた成績は睡眠時無呼吸の病態機序解明の鍵になる重要な知見である。

そかもその抑制系は、全民の筋緊張の減弱(atonia)ばかりでなく、横隔膜・外助間筋などの呼吸筋活動も強く抑制し、運動系の全体に及ぶ強力な汎化抑制系であると推定された。DTF刺激に基づく無呼吸(apnea)からの回復過程の解析および以上の実験結果から、ここで同定したPoOに起源を有し、脊髄へ下行する汎化抑制系は、睡眠時とくにREM睡眠時に活動を高め、呼吸運動を含む運動系の全体を抑制する。そして、もし中枢化学受容野に機能障害があれば、持続した無呼吸状態を誘起するものと推定できた。ハロセン麻酔下で除脳したネコの脳幹に微少電極を刺入し、脳幹内でシステマティツクに微小電極を移動させながら微小電気刺激を加え、後肢筋緊張の減弱効果と呼吸運動の強い抑制効果をもつ部位(橋中心被蓋野背側部,DTF)を同定した。別の微小電極をDTFよりも吻側の橋網様体に刺入し、それを記録電極としてDTFの単発刺激によって逆行性応答をするニュ-ロンを同定した。DTF刺激によって逆行性応答を示すニュ-ロンは吻側橋網様核(PoO)はほぼ限局して認められた。それらのニュ-ロンは、安静時における自発発射がほとんど認められず、通常は活動が極めて弱いものと推定された。次に、逆行性ユニット電位の記録部位にカルパコルを封入したガラス管微小電極を刺入し、圧注入法によりコリンアゴニストであるカルバコルの微量注入を行った。その結果、抑制の時間経過こそDTF刺激とは異なるものの、カルバコルの注入によっては、DTF刺激と質的にはほぼ同様に効果、すなわち筋緊張と呼吸運動の同時抑制効果が認められた。ハ-バ-ド大のHobsonらによる研究では、慢性ネコのPoO近傍へのカルバコル注入によって、ほぼ確実にREM睡眠が誘発できることがわかっている。そして、昨年までの我々の研究によって、PoOからDTF、延髄巨大細胞性網様核を介して脊髄へ到る下行抑制系が同定された。しかもその抑制系は、全身の筋緊張の減弱(atonia)ばかりでなく、横隔膜・外助間筋などの呼吸筋活動も強く抑制し、運動系の全体に及ぶ強力な汎化抑制系であると推定された。DTF刺激に基づく無呼吸(apnea)からの回復過程の解析および以上の実験結果から、ここで同定したPoOに起源を有し、脊髄へ下行する汎化抑制系は、睡眠時とくにREM睡眠に活動を高め、呼吸運動を含む運動系の全体を抑制する。
視覚に訴える魅力ある科学教育教材「液晶万華鏡」の開発とその活用

研究目的)本研究ではこれまでとは全く異なるアプローチによる魅力ある科学教育教材を志向した新しい「液晶万華鏡」の開発を目指した。これまでの万華鏡は、ガラスビーズ・ドライフラワー・貝殻等の具を観るものであったが、本万華鏡では「液晶」といった科学的現象を視覚に直接訴え魅せるものである。研究方法)ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、Pluronic P123等の様々な液晶高分子を用いて、液晶化による発色条件を、濃度・時間・温度を変化させ比較検討を行った。研究成果)HPCはある特定の濃度範囲で独特の色を示すリオトロピック液晶が発現されたが、濃厚水溶液であり粘性が高く「液晶万華鏡」には不向きであった。HPC以外の様々な液晶高分子について、液晶化による発色を中心に比較検討を行った結果、以下の条件での発色が液晶万華鏡に適用可能であった。Pluronic P123 20%、グリセリン10%、水70%で調整された溶液をねじ口試験管に入れ、偏光フィルムで挟んでみると液晶の不思議な虹色が発色した。この時の室温は20°Cであり、その後の再実験ではうまく発色しなかったが、温度変化が原因であった。温度条件については、鋭意検討する必要がある。本条件での溶液濃度であれば、試験管を逆さにすることで溶液が流れるため、偏光フィルムを直交させてネジロ試験管に貼り付けることで、これまでに無い全く新しいタイプの液晶万華鏡とした。本万華鏡は、従来のようなオブジェクト(具)を見るのではなく、自分自身の手による化学実験により作成されたオブジェクトを見ようとするものである。以上のように、視覚に訴える魅力ある科学教育教材「液晶万華鏡」の開発を行った。
大型赤外観測装置用用面分光ユニットの開発研究

東京大学天文学教育研究センターが南米チリ・チャナントール山頂に建設を進めている、東大アタカマ天文台(TAO) 6.5m赤外線望遠鏡の近赤外線多天体分光カメラSWIMSに面分光機能を付加する面分光ユニットのプロトタイプの開発を行った。その結果、14秒角×10秒角の視野を0.4秒角で26面に分割する非常に複雑な光学系を、非常にコンパクトな空間(170mm x 220mm x 60mm)に配置した光学系の設計を行うことに成功した。この光学系は非球面を多数含む多数の反射面を並べたものであり、その製作を超精密切削加工で行う検討を行い、実際に製造できる可能性を確認することができた。昨年度製造した切削による試作球面ミラー(20mm角)の液体窒素温度での冷却形状試験を行った。その結果、表面に施したニッケルメッキと母材のジュラルミンの熱膨張率差により、鏡面端の形状変形が大きく、ニッケルメッキを用いることができないことを明らかにした。鏡面形状確保のためにはジュラルミンへの直接加工が必要となるが、その場合には面粗さを達成することが難しくなる。上記結果を受け、面分光ユニットの光学素子の内、最も製造が難しいイメージスライサの製造の検討を進めた。本年度は、超精密研削加工機を用いてジュラルミン角材に3チャンネルのイメージスライサを直接加工する試作を行い、反射面の形状が要求仕様内で製造できることを実証した。反射面の表面粗さについても7nmRMSが達成され、要求仕様の5nmRMSにはわずかに及ばないものの、実用的な鏡面をニッケルメッキなしで超精密切削加工で製造することが可能であることを実証した。また、望遠鏡焦点に結像した像を拡大し、面分光ユニットのイメージスライサで再結像する2.5倍拡大光学系の検討を進めた結果、おおよそ目標とする光学系が組めることを確認した。また、SWIMSのマスク交換ユニットの耐荷重試験を行い、最大で950gのマスク(或いはそれに相当する物体)を取り扱い、交換できることを確認した。安全係数を1.2で考えると、面分光ユニットの総重量はおよそ800g以下に抑えることが必要となる。拡大光学系およびイメージスライサIFU部からなる、面分光光学系の解を得、それをもとに詳細設計を完了することができた。この光学系は、SWIMSに組み込みすばる望遠鏡に搭載した際の視野が14秒角×10.4秒角であり、これを0.4秒角幅で26スライスに分割したものとなる。拡大光学系は2枚の色消しレンズと1枚の凹面鏡からなり、望遠鏡焦点を2.6倍に拡大してスライスミラーに結像する。スライスミラーでのスケールは0.4秒角を520μmとした。ここで26スライスに分割された視野は瞳ミラー及びスリットミラーにより、SWIMS光学系の焦点部でスリットとして結像される。最終結像性能を達成するため、瞳ミラー及びスリットミラーの外側13チャンネルは非球面である楕円面を選択した。これにより、SWIMSの検出器面での結像性能はIFUの視野全面にわたって0.3秒角以下とシーイングリミットの観測で問題ないレベルを達成することができた。これと並行してスライスミラー、瞳ミラー及びスリットミラーの加工方法についても検討を進めた。まず、平刃を用いた超精密切削加工によりスライスミラーの試作を行い、形状については仕様を達成することができることを確認した。しかしながら、この方法では非球面の加工ができないため、それ以外の方法の検討を行った。その結果、5軸制御の超精密加工機に開き角20度、先端20ミクロンの円形刃を取り付けて、1μm送りの加工を行うことにより、スライスミラーを含めた自由曲面の製作を要求する表面粗さ(10nm)で達成することが可能であるとの結論を得た。SWIMSをすばる望遠鏡に取り付けた際の構成で面分光を実現するための光学系の検討を行い、スリット幅0.4秒角/長さ14秒角で26スライス(10.4秒角×14秒角視野)を持つ、SWIMSの多天体スリットマスクホルダーに収納・交換可能な150mm×188.5mmに収まる光学系の解を得ることに成功した。光学系の素子は大きく3つのコンポーネントで構成され、視野を分割するイメージスライサ、その光を再結像する瞳ミラー、さらにスリット状にSWIMSの焦点面に光を入れるスリットミラーである。これらの反射系素子は100K付近まで冷却されるため、材質は構造材と同じアルミニウム合金で作る必要がある。また、スライス数は26スライスで設計をおこなっており、非常に多くの光学面(現在の設計で78面)を十分な面精度で精密に並べる必要があることから、その加工をどうするかが問題となる。

そこで我々は、ここ数年で急激に進歩している研削・切削による超精密加工技術を用いることを検討し、最新の超精密加工機を保有する日精テクノロジー株式会社において超精密加工機械で実際に一辺20mm角の球面鏡を試作した。鏡面は荒加工の後、表面をニッケルメッキしたものを加工している。その面形状と精度を実測した所、形状誤差については0.1um(PV)以下、表面粗さは4-5nm(rms)程度と、SWIMSの観測波長である1-2.5umにおいての使用では全く問題ないレベルのものが超精密加工機械による加工のみで実現できることが実証された。昨年度の面分光光学系の検討の遅れにより全体の進行が遅れている。また、瞳ミラーアレイ、及びスリットミラーアレイのサイズのものを一体加工できる超精密加工機の選定とそれを用いた試作に時間を要したことも遅れの要因の一つであるまた、本面分光ユニットを取り付ける近赤外線分光カメラであるSWIMSの開発が、デュワーの変形試験の遅れにより大幅に遅れており、SWIMS本体に組み込んでの試験を開始できるのが2013年度後半にずれ込む状況である。ただ、研究の目的である「面分光ユニットのプロトタイプの開発」については、光学系の設計解の目処はほぼ立っており、各光学要素の製造の見通しもつきつつある。当初考えていたよりイメージスライサ型面分光ユニットの光学系の検討に時間を要した。特に、結像性能が十分なレベル(0.4秒角程度のスポット)のものを得る見通しが当初考えていたよりも難しく、様々な形状の瞳ミラーの面形状を探る必要があった。また、その結果得られたミラーの加工についても、スライサミラーについては当初想定していたメーカーの超精密加工機ではサイズ大きすぎるため加工が困難であることが明らかになった。そのような形状を加工できる超精密加工機を探したところ、別メーカーの超精密加工機によりスライサミラーを製作することが可能であることが明らかになり、現在加工方法を新たに検討しているところである。まず、現在進めている拡大光学系の検討を完了させる。特に、拡大光学系と面分光ユニットをSWIMSのマスク交換機構で取り扱えるサイズに押さえることが大きな挑戦となる。その後、拡大光学系のレンズと金属ミラー、さらにそのホルダを試作する。また、現在設計している26チャンネルの面分光ユニットの内、視野中心の1チャンネルと、視野両端の2チャンネルの計3チェンネルのみの試作ユニットを製造する。超精密研削加工機による一体加工で3チャンネルのみのイメージスライサ、瞳ミラー、スリットミラーの製造をするとともに、上記各光学部品をまとめて搭載するホルダーの設計製作を行う。機械的強度を確保しつつ、総重量をマスク交換機構で取り扱える800g以下に抑えこむことが大きな技術的挑戦となる。このホルダーに拡大光学系と各種面分光光学系を組み上げ、光軸調整を行なって、面分光ユニットのプロトタイプとして完成させる。また、実際にSWIMSのマスク交換ユニットに組み込んで冷却及び交換が可能であるかの検証も行う。これにより、本研究で目的としていた、SWIMS用のIFUモジュールのプロトタイプ開発の目標は達せられる。以上の結果を研究会および学会で発表する。これを受けて、より大きな科学研究補助金などに応募し、2014年度以降に14×10秒角をカバーするIFU光学素子の製造及び、SWIMSに取り付けてた観測を行う。次年度は、今年度設計した光学素子の試作を行う。