hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Y染色体STR領域の構造解析に関する基礎的研究

男性のY染色体上には、最近多くのShort Tandem Repeat(STR)領域が報告され、Y-STRは父-男子の鑑定や、異母男性兄弟の父親の決定などに有用な他、STR領域が多数発表されたことから、事件現場に残っていた遺留品と捜査対象の男性との異同識別、父子鑑定などにも応用され、注目を集めている遺伝子である。今回、DYS19、DYS389 I、DYS389 II、DYS390、DYS391、DYS392そしてDYS393の7種類の領域(ローカス)についてシーケンス分析をおこなった。つまり、PCR増幅後増幅産物を2%アガロースゲルで電気泳動し増幅を確認、DNA量として80100ngをサイクルシーケンス反応し、エタノール沈殿で回収した。シーケンスは4μlのホルムアミド溶液に溶かしたものを50%尿素を含む6%PAGに全量注入し、ABI Model 373Aで1300V、40mA、約9時間電気泳動し塩基配列を解析した。その結果、リピート構造は3つのタイプに分けることが可能であった。つまり、単純なユニットの繰り返し(DYS391)、2種類のユニットの混合した繰り返し(DYS389 I, DYS389 II, DYS390,DYS393)、そしてユニットの前あるいは間に特定配列の挿入があるもの(DYS19,DYS392)であった。以上のことから、単純なユニットの繰り返し構造を示すもの以外は、型判定においてPCRダイレクトシーケンス法によるフラグメント解析が必要であると思われた。さらに、構造分析をする価値があると判定されたローカスについて教室に保管されている他の方法で親子、兄弟関係が確認されている資料について男性DNAを用いて構造多型を検出したところ、父子関係や兄弟関係の有無に関する検査においてきわめて有効であった。平成13年度は、DYS19、DYS389I、DYS389II、DYS390、DYS391、DYS392そしてDYS393の7種類の領域(ローカス)についてシーケンスをおこなった。シーケンスは4μlのホルムアミド溶液に溶かしたものを50%尿素を含む6%PAGに全量注入し、ABIModel373Aで1300V、40mA、約9時間電気泳動し塩基配列を解析した。つまり、単純なユニットの繰り返し(DYS391)、2種類のユニットの混合した繰り返し(DYS389I, DYS389II, DYS390,DYS393)、そしてユニットの前あるいは間に特定配列の挿入があるもの(DYS19,DYS392)であった。14年度はこれらの結果を分析し、構造分析をする価値があると判定されたローカスについて教室に保管されている非血縁関係の男性DNAを用いて構造多型を検出するつもりである。

今回、DYS19、DYS389I、DYS389II、DYS390、DYS391、DYS392そしてDYS393の7種類の領域(ローカス)についてシーケンス分析をおこなった。つまり、PCR増幅後増幅産物を2%アガロースゲルで電気泳動し増幅を確認、DNA量として80100ngをサイクルシーケンス反応し、エタノール沈殿で回収した。シーケンスは4μlのホルムアミド溶液に溶かしたものを50%尿素を含む6%PAGに全量注入し、ABI Model373Aで1300V、40mA、約9時間電気泳動し塩基配列を解析した。その結果、リピート構造は3つのタイプに分けることが可能であった。つまり、単純なユニットの繰り返し(DYS391)、2種類のユニットの混合した繰り返し(DYS389I, DYS389II, DYS390, DYS393)、そしてユニットの前あるいは間に特定配列の挿入があるもの(DYS19, DYS392)であった。以上のことから、単純なユニットの繰り返し構造を示すもの以外は、型判定においてPCRダイレクトシーケンス法によるフラグメント解析が必要であると思われた。さらに、構造分析をする価値があると判定されたローカスについて教室に保管されている他の方法で親子、兄弟関係が確認されている資料について男性DNAを用いて構造多型を検出したところ、父子関係や兄弟関係の有無に関する検査においてきわめて有効であった。
富士山の砂礫地におけるフジアザミの環境保全に関する研究

富士山において宝永の噴火により裸地化した地域は、南東斜面に広く広がり、標高1,400mの位置にまで裸地が分布している。このような裸地の面は雪崩やスラッシュが頻繁に発生する。近年これらの自然災害に加え、人為的な攪乱が至るところで生じ、裸地化が拡大しつつある。上述のような攪乱された場所は、可能な限り攪乱以前の状態に復元することが望ましい。本研究は復元に関しての技術的な諸問題を解決することを目的としている。復元に対してもっとも適した植物の種類は、予備実験においてシブアザミであった。ここではフジアザミとフジアザミの群落に出現する他種を考慮し、いくつかの研究を試みた。研究は主としてフジアザミを対象として行った。これに加え、フジアザミと共存して生育している、イタドリ、ミヤマオトコヨモギ、ヤマホタルブクロ、ヤハズヒゴタイについても、比較研究のため詳しい調査を行った。フジアザミは、生産した花すべてに種子をつくるわけではなく、結実率(種子生産花数/全花数)は、50%程度であった。しかし、種子生産花は1花序内に多量の種子を生産し、それらは重量において約3倍もの変異を示した。また、フジアザミの生育地においては土壌の攪乱が特徴的な環境条件である。本研究においては、この種子重量と被土が、攪乱の大きい生育地における実生の定着と関連性をもつことが明らかとなった。さらに砂礫移動防止に対して、大きな役割を果たしていることが明らかになった。富士山南東斜面の森林限界付近と御殿場二子山付近の2ヶ所に永久コドラートを設置した。本年度は初年度であるため、まず個体群の構造を詳しく調査した。同時に種子の生産量を測定した。種子は花序あたり平均100個生産された。最大の個体は1花序あたり500個生産したが、それに対し花はつけても種子を全く生産しない個体が約20%存在した。生理学的性質については、個体をロゼットの大きさから大、中、小の3群に分け、各々の個体の光合成能力と貯蔵物質の季節変動の測定を行った。その結果、フジアザミの個体群は1年から68年の令を持つ個体からなり、令の若い個体から8年目までの個体の数はL字型を示した。光合成能力は大型個体については生長開始時に高く、種子が生産される生長終期には急速に低下した。それに対しロゼットの直径が数センチメートの小型個体は性長期間の終わりである、910月に高い値を示した。現地の移植実験と播種実験は攪乱の強い所から攪乱のない自然区まで、段階的に6ヶ所について行った。その結果攪乱の強い地点では種子の発芽は見られず、移植個体のほとんどは消失した。移植と礫の移動防止については本年度の調査では顕著な効果は見られなかったが、越冬期を経過した45月には、明らかな効果が見られるものと期待される。来年度の主なもく的である実生の移植・育成実験には多くの種子が必要となる。本年度の室内実験により、種子から実生を育成する過程が温度条件・光条件を中心にほぼ確立した。そのため、来年度の播種・移植実験は十分量の実験個体を使用して、実験を行うことができる。近年これらの自然災害に加え、人為的な撹乱が至るところで生じ、裸地化が拡大しつつある。上述のような撹乱された場所は、可能な限り撹乱以前の状態に復元することが望ましい。復元に対してもっとも適した植物の種類は、予備実験においてフジアザミであった。

ここではフジアザミとフジアザミの群落に出現する他種を考慮し、いくつかの研究を試みた。研究は主としてフジアザミを対象として行った。これに加え、フジアザミと共存して生育している、イタドリ、ミヤマオトコヨモギ、ヤマホタルブクロ、ヤハズヒゴタイについても、比較研究のため詳しい調査を行った。フジアザミは、生産した花すべてに種子をつくるわけではなく、結実率(種子生産花数/全花数)は、50%程度であった。しかし、種子生産花は1花序内に多量の種子を生産し、それらは重量において約3倍もの変異を示した。また、フジアザミの生育地においては土壌の撹乱が特徴的な環境条件である。本研究においては、この種子重量と被土が、撹乱の大きい生育地における実生の定着と関連性をもつことが明らかとなった。さらに砂礫移動防止に対して、大きな役割を果たしていることが明らかになった。
混合寡占市場における競争環境の内生化に関する研究

本年度は研究課題に関連する3本の論文が査読付きの国際的な学術誌に採用された。論文の詳細は以下の通りである。1.Government-leading welfare-improving collusion:利潤を最大化する私企業と、厚生を最大化する公企業が存在する混合複占市場において、政府が競争で達成される厚生よりも高い厚生を達成するcollusionを提示した場合のcollusionの安定性を、価格競争と数量競争で比較した。結果として、企業の割引率が大きい(小さい)時には数量(価格)競争において、価格(数量)競争よりも高い厚生を達成するcollusionが維持可能であることを示した。2.Supply function equilibriaand nonprofit-maximizingobjectives:混合寡占市場に各企業が供給関数を設定するような供給関数競争を導入し、公企業の最適な民営化率を議論した。結果として供給関数競争では混合複占市場において、公企業の最適な民営化は完全国有化になることを示した。3. Competitive pressure from neighboring market and optimalprivatization policy:1社の公企業が同質財を生産する私企業と、差別化された財を生産する私企業と競争している状況において、企業数と公企業の最適な民営化への関係を議論した。結果として、同質財を生産する私企業数が増加した場合には、公企業の最適な民営化率は単調に増加する。一方で、差別化財を生産する私企業数増加した場合には、最適な民営化率は非単調に変化することを示した。これに加えて、公企業の民営化のタイミングが私企業の利潤や参入、R&D投資に与える影響に関する研究、混合寡占市場での私企業の非対称性と民営化政策の関係を議論する研究を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
サイコパシーと攻撃性の関係を媒介するメカニズムに関する多面的検討

本研究計画は,共感性と道徳性を媒介要因として想定したサイコパシーと攻撃性の関係に対する包括モデルを提唱することを目的とした。本年度は,まず,サイコパシーと攻撃性の関連に対する道徳性の媒介効果を検討した。攻撃性を質問紙と実験課題の双方で測定することで,詳細で信頼性の高い結果を得ることを目指した。大学生36名を対象にPoint Subtraction Aggression Paradigmを実施し,攻撃性を測定した。加えて,サイコパシー,道徳性,能動的・反応的攻撃性,身体的攻撃を質問紙で測定した。分析の結果,実験課題で測定した攻撃性に関しては媒介効果は有意ではなかった。質問紙で測定した攻撃性に関しては,サイコパシーと能動的攻撃性の関連に対する道徳性の媒介効果が確認された。そのため,能動的攻撃性がサイコパシーの攻撃性のメカニズムに特有である可能性が示唆された。主観指標では予想を支持する結果が得られたが,実験の結果についてはサンプルサイズを拡張したさらなる検討が期待される。次に,サイコパシーと攻撃性の関連に対する包括モデルを検討した。先行研究および自身の研究成果から,共感性の低さと道徳性の低さが独立してサイコパシーと攻撃性の関連を媒介するモデルではなく,サイコパシーは共感性の低さに媒介されて道徳性が低く,さらに道徳性の低さに媒介されて攻撃性が高いことを意味するモデルを構築し,その妥当性を検証した。一般人口による200名を対象にWebでの調査を実施した。分析の結果,仮説モデルの妥当性が示された。具体的には,サイコパシーと共感性の関連に対する注意の調整効果が有意であった。そして,注意機能が高い場合に,共感性と道徳性を媒介したときのサイコパシーから攻撃性への間接効果が有意であった。したがって,サイコパシーで攻撃性が高まる背景には共感性と道徳性の双方の働きがあることが示された。29年度が最終年度であるため、記入しない。サイコパシーの攻撃性が共感性の低さと道徳性の低さという2つの過程から生起することを明らかにするために,本年度は,共感性に着目した検討を行った。サイコパシー傾向の高い人は,注意機能が高い場合に共感性が低い。つまり,サイコパシー傾向の高い人では,注意機能が高い場合,自身の目標に関連する情報以外に対する反応が低下するため,共感性が低いと考えられている。このことを考慮し,サイコパシーの攻撃性が高まるメカニズムとして,共感性と注意機能の双方の働きを想定した。また,注意機能と攻撃性を多面的に測定し,詳細なモデル検討を行った。大学生132名を対象にLetter Memory task (更新機能),Color-Shape task (切り替え機能),Stop Signal task (抑制機能)による3種類の認知課題を実施した。サイコパシー,共感性,身体的攻撃,能動的・反応的攻撃性を質問紙法で測定した。分析の結果,サイコパシー傾向の高い人は切り替え機能が高い場合,共感性の低さに媒介されて身体的攻撃が高かった。さらに,攻撃性を多面的に検討した結果,サイコパシー傾向の高い人は切り替え機能が低い場合にも,反応的攻撃性が高いことが示された。切り替え機能が高い場合は,共感性を喚起する情報に注意が向かないため攻撃性が高まると考えられる。一方で,切り替え機能が低い場合には怒り感情の制御不全に基づいて攻撃性が高まると解釈された。さらに,注意機能を多面的に測定することで,切り替え機能が重要であることが示された。以上より,予想通り,サイコパシーの攻撃性のメカニズムとして,共感性と注意機能の働きを想定したモデルが妥当であることが示された。加えて,攻撃性と注意機能を詳細に検討することで,サイコパシーの攻撃性が高まる背景には,注意機能が高い場合と低い場合とで異なるメカニズムが混在することも示唆された。本年度実施予定であった研究は完了しており,サイコパシーの攻撃性のメカニズムとして,共感性と注意機能の働きを想定したモデルが妥当であるという予想通りの結果が得られている。この研究成果は国内学会にて1件,海外学会にて1件を発表しており,さらに1件を海外学会にて発表予定としている(採択決定済み)。また,現在海外誌に投稿する論文を1件執筆中である。さらに,申請内容と関連する研究成果について論文執筆し,海外誌に1件,国内誌に1件の論文が掲載された。さらに,次年度予定していた研究についても実施中である。具体的には,サイコパシーと攻撃性の関係が,共感性と道徳性の双方によって媒介されることを検討した。本調査では,攻撃性は身体的攻撃のみで検討された。共感性を媒介要因とした場合,サイコパシー傾向の高い人は注意機能が高い場合に共感性の低さに媒介されて攻撃性が高いと予想される。一方で,道徳性を媒介要因とした場合,サイコパシー傾向の高い人は道徳性の低さに媒介されて攻撃性が高いと予想される。したがって,本調査では,サイコパシーと攻撃性の関係には,共感性と道徳性の双方が媒介要因として存在するモデルを構築し,モデルの妥当性を検証する。クロスマーケティング社に依頼して,一般人口による200名を対象に質問紙調査を実施した。年齢は20代から50代を対象とし,男女比は同程度になるようデータを収集した。結果は現在分析中である。以上より,本年度実施予定であった研究を完了し,研究成果の公表も実施中である。

さらに,次年度予定している研究についても開始し,データを分析中である。したがって,本研究課題は当初の計画以上に進展していると判断される。本研究計画は,共感性と道徳性を媒介要因として想定したサイコパシーと攻撃性の関係に対する包括モデルを提唱することを目的とした。本年度は,まず,サイコパシーと攻撃性の関連に対する道徳性の媒介効果を検討した。攻撃性を質問紙と実験課題の双方で測定することで,詳細で信頼性の高い結果を得ることを目指した。大学生36名を対象にPoint Subtraction Aggression Paradigmを実施し,攻撃性を測定した。加えて,サイコパシー,道徳性,能動的・反応的攻撃性,身体的攻撃を質問紙で測定した。分析の結果,実験課題で測定した攻撃性に関しては媒介効果は有意ではなかった。質問紙で測定した攻撃性に関しては,サイコパシーと能動的攻撃性の関連に対する道徳性の媒介効果が確認された。そのため,能動的攻撃性がサイコパシーの攻撃性のメカニズムに特有である可能性が示唆された。主観指標では予想を支持する結果が得られたが,実験の結果についてはサンプルサイズを拡張したさらなる検討が期待される。次に,サイコパシーと攻撃性の関連に対する包括モデルを検討した。先行研究および自身の研究成果から,共感性の低さと道徳性の低さが独立してサイコパシーと攻撃性の関連を媒介するモデルではなく,サイコパシーは共感性の低さに媒介されて道徳性が低く,さらに道徳性の低さに媒介されて攻撃性が高いことを意味するモデルを構築し,その妥当性を検証した。一般人口による200名を対象にWebでの調査を実施した。分析の結果,仮説モデルの妥当性が示された。具体的には,サイコパシーと共感性の関連に対する注意の調整効果が有意であった。そして,注意機能が高い場合に,共感性と道徳性を媒介したときのサイコパシーから攻撃性への間接効果が有意であった。したがって,サイコパシーで攻撃性が高まる背景には共感性と道徳性の双方の働きがあることが示された。次年度は,現在分析中の共感性と道徳性の双方を媒介要因として想定した,サイコパシーと攻撃性の関係に対する包括モデルの検討を引き続き実施する。共分散構造分析などを中心にデータの分析をし,サイコパシーで攻撃性が高まるメカニズムとして,共感性の低さと道徳性の低さの双方が関与することを包括的に検討する。研究成果について学会発表および論文の執筆を実施する。加えて,道徳性を媒介要因として想定したサイコパシーの攻撃性のメカニズムの検討を実施する。研究を実施するにあたって,まず,攻撃性を測定する課題として,Voodoo doll task (DeWall et al., 2013)を作成する。この課題では,人形に模した絵を親しい他者にみたて,ピンで絵の人形を刺した程度を攻撃性の指標とする。課題が完成次第,研究を実施する。質問紙でサイコパシー傾向と道徳性を測定する。仮説として,サイコパシー傾向の高い人は道徳性の低さに媒介されて攻撃性の高さを示すと予想される。本研究の成果について学会発表および論文の執筆を行う。さらに,これまでの研究で得られた成果をまとめ,レビュー論文を執筆する。
インフルエンザウイルスの病原性発現におけるノイラミニダーゼの役割

インフルエンザウイルスは、1918年にスペイン風邪と呼ばれる大流行を引き起こし、2000万以上もの死者を出したがその病原性獲得の機構は未だに不明のままである。インフルエンザウイルスの病原性発現の機構を理解するためには、各々のウイルス遺伝子産物により規定される病原性の分子基盤を明らかにする必要性がある。本研究では、ノイラミニダーゼの病原性発現における役割を分子レベルで理解するために実施した。まず、ノイラミニダーゼの病原性に関わっている機能ドメインを明らかにするために、ノイラミニダーゼのストーク領域に欠失・挿入変異を導入し、最近になって開発されたネガティブ鎖ウイルスの遺伝子操作の手法を用いて変異ウイルスを得た。それらのウイルスの中で、82個のアミノ酸残基を挿入したウイルスは増殖性の低下を示した。また、ストーク領域のほぼ全域を欠くウイルスは宿主域の変化が認められた。以上のように、ストーク領域はウイルスの増殖性および宿主域制御に関与していることがわかった。さらに、その分子機構を理解するために詳細に解析したところ、挿入変異ウイルスは赤血球凝集素の開裂活性化に影響を与えることによって増殖性の低下をきたすことが明らかになった。また、欠失変異ウイルスは、ウイルス表面蛋白である赤血球凝集素の糖鎖末端のシアル酸除去の効率が低下することによって宿主域が変化したことがわかった。さらに、欠失変異ウイルスの復帰変異ウイルスを単離し解析したところ、赤血球凝集素の糖鎖付加に変異があることがわかった。このことより、赤血球凝集素とノイラミニダーゼは相互に作用し合ってウイルスの増殖性や宿主域を制御していることが明らかとなった。現在、これらのウイルスについて、マウスの肺および脳における病原性について解析を継続して実施しており、細胞レベルでのウイルスの生物学的特性との関係について明らかになると期待される。
硬骨海綿の骨格に記録された海水中二酸化炭素濃度の復元

本研究では,過去の海洋環境,特に海水pHと溶存二酸化炭素濃度の推定を目的としている.過去の海洋環境を記録するサンプルとして硬骨海綿の炭酸塩骨格に着目し,過去のpHおよび溶存二酸化炭素を推定するため,骨格のホウ素同位体比およびホウ素濃度を測定する.前年度に引き続き,沖縄県海底洞窟内の堆積物に埋没していた化石の化学分析を行なった.化学分析に先立ち続成作用による変質の有無を確認するため, X線回折で骨格の鉱物組成を観察した.粉末にした骨格を洗浄し硝酸で溶解した後,ホウ素同位体比をマルチコレクター型誘導結合プラズマ質量分析計を用いて測定した.ホウ素同位体比は炭酸塩骨格が形成された時期のpHを記録することが知られており,本研究でもホウ素同位体比から過去の海水pHを見積もった.2,600-7,400年前に生息していた硬骨海面のホウ素同位体比を分析した結果から,当時の沖縄周辺海水のpHは現在の海水pHとほぼ同じ値で,大きな変動は無かったと示唆された.今年度は鹿児島県口永良部島沿岸でダイビング調査を行い,現生の硬骨海面を採取した.CTで骨格を撮影し,成長方向を確認した.成長方向に沿って切断し化学分析を実施する予定である.LA-ICP-MSを使った炭酸塩試料のホウ素濃度の測定を試みた.LA-ICP-MSを利用することで骨格を酸溶解しICP-MSで測定するよりも分析の前処理が簡便でより多くの個体の分析を短時間で行えると期待される.今年度は測定の精度を確認するため,ホウ素濃度が既知で均質な炭酸カルシウムの標準物質を反復測定し,現在データの解析を行っている.ホウ素同位体比分析は順調に行っているが,ホウ素定量分析の進捗がやや遅れている.しかし一旦ルーチン分析の手法を確立すればスムーズに分析が可能なため,来年度に分析を完了できる公算が高い.今後も硬骨海綿のホウ素同位体比とホウ素濃度の測定を実施し,過去の海洋環境の復元を行う.本研究では,過去の海洋環境,特に海水pHと溶存二酸化炭素濃度の推定を目的としている.過去の海洋環境を記録するサンプルとして硬骨海綿の炭酸塩骨格に着目し,過去のpHおよび溶存二酸化炭素を推定するため,骨格のホウ素同位体比およびホウ素濃度を測定する.今年度は化石の硬骨海綿のホウ素同位体比を測定した.沖縄県の海底洞窟で採取された堆積物中に埋没していた硬骨海綿の化石を入手した.サンプリングサイトの堆積速度はすでに決定されており,化石硬骨海綿の年代も推定できる.今回入手した化石硬骨海綿は計11個体で,およそ0.12kaの年代に生育していたと推定された.化学分析に先立ち続成作用による変質の有無を確認するため, X線回折で骨格の鉱物組成と走査型電子顕微鏡で骨格微細構造を観察した.粉末にした骨格を洗浄し硝酸で溶解した後,骨格サンプルのホウ素同位体比をマルチコレクター型誘導結合プラズマ質量分析計を用いて測定した.ホウ素同位体比は炭酸塩骨格が形成された時期のpHを記録することが知られており,本研究でもホウ素同位体比から過去の海水pHを見積もった.その結果から,化石の硬骨海綿試料が生息していた時代の沖縄周辺海水のpHは現在の海水pHとほぼ同じ値で,大きな変動は無かったと示唆された.今後は水温の影響を検討するため,同一試料の酸素同位体比や微量元素濃度(ストロンチウムやマグネシウム)も測定する.また,沖縄県とは水温が異なる海域で硬骨海綿を探索する.研究実施計画に従い,硬骨海綿の化学分析を実施したことから概ね順調に進展していると判断した.本研究では,過去の海洋環境,特に海水pHと溶存二酸化炭素濃度の推定を目的としている.過去の海洋環境を記録するサンプルとして硬骨海綿の炭酸塩骨格に着目し,過去のpHおよび溶存二酸化炭素を推定するため,骨格のホウ素同位体比およびホウ素濃度を測定する.前年度に引き続き,沖縄県海底洞窟内の堆積物に埋没していた化石の化学分析を行なった.化学分析に先立ち続成作用による変質の有無を確認するため, X線回折で骨格の鉱物組成を観察した.粉末にした骨格を洗浄し硝酸で溶解した後,ホウ素同位体比をマルチコレクター型誘導結合プラズマ質量分析計を用いて測定した.ホウ素同位体比は炭酸塩骨格が形成された時期のpHを記録することが知られており,本研究でもホウ素同位体比から過去の海水pHを見積もった.2,600-7,400年前に生息していた硬骨海面のホウ素同位体比を分析した結果から,当時の沖縄周辺海水のpHは現在の海水pHとほぼ同じ値で,大きな変動は無かったと示唆された.今年度は鹿児島県口永良部島沿岸でダイビング調査を行い,現生の硬骨海面を採取した.CTで骨格を撮影し,成長方向を確認した.成長方向に沿って切断し化学分析を実施する予定である.LA-ICP-MSを使った炭酸塩試料のホウ素濃度の測定を試みた.LA-ICP-MSを利用することで骨格を酸溶解しICP-MSで測定するよりも分析の前処理が簡便でより多くの個体の分析を短時間で行えると期待される.今年度は測定の精度を確認するため,ホウ素濃度が既知で均質な炭酸カルシウムの標準物質を反復測定し,現在データの解析を行っている.

ホウ素同位体比分析は順調に行っているが,ホウ素定量分析の進捗がやや遅れている.しかし一旦ルーチン分析の手法を確立すればスムーズに分析が可能なため,来年度に分析を完了できる公算が高い.研究計画に従い,今後も化石および現生試料のホウ素同位体比を測定する.また同一試料のホウ素濃度も測定する.得られたデータから過去の海洋のpHや溶存二酸化炭素濃度を推定する.研究計画には記載していなかったが,海綿試料の炭素・酸素同位体比も測定し過去の水温変化も検討することにした.今後も硬骨海綿のホウ素同位体比とホウ素濃度の測定を実施し,過去の海洋環境の復元を行う.当初の計画では研究設備や消耗品を購入する予定だった.しかし,現在所属している研究室の設備や消耗品を利用できたため,今年度予算の物品費の支出が抑えられた.また,技術補佐員を雇用し前処理などを委託する予定だったが,適した人材が見つからず初年度は自ら前処理など行った.そのため,人件費の支出も抑えられた.今年度の余剰額と合わせ,翌年度の助成金は消耗品・研究設備の他に14C年代の委託測定・新規サンプルの探索・技術補佐員の雇用などの費用として使用することを検討している.平成30年度の時点で、平成31年度に新しい試料を入手できる予定が決まった。新しい試料の分析を平成31年度に行うための費用として20万円を繰り越すことにした。
新規日本人模擬骨シミュレータのオーダーメイド設計・製造プロセスの研究開発

ポリウレタンを主成分とする外科手術トレーニング用の新規模擬骨材料を開発した。製造過程において,発泡材料の密度を変化させることができ,材料の機械的特性に関連するドリリング特性を制御することができる。本研究では,発泡による空隙の分布とドリリング特性の関係を定量化するため,密度を変化させた模擬骨材を用いたねじ押し抜き試験およびトルク試験を実施することにより,力学的挙動評価を行った。また,均質化法による機械的特性の評価を行い,X線マイクロCTを活用した模擬骨材のモデリング手法の有効性について検討した。空隙率と微視的な構造が,模擬骨の力学的挙動に大きな影響を与えることがわかった。2年次の研究では,模擬骨材料のドリリング特性評価のための定量的評価手法を確立するため,初年次に引き続き,密度だけでなく構成材料の配合割合の異なる模擬骨材料とブタ骨に対し,ねじ押し抜き試験を実施した.また,材料の微小構造と機械的特性の関連を明らかにするため,不均質材料の力学的特性評価が可能な均質化法解析の適用を考え,多孔質な模擬骨材料の解析モデルの作成方法や妥当性および模擬骨材料の内部構造に起因する機械的特性の変化について考察した.その結果,以下のような成果を得た.1.ねじ押し抜き試験において,模擬骨材料の密度上昇に伴って最大荷重値が大きくなることが明らかとなり,密度制御により,骨切り・骨ドリリング特性の制御が可能であることが示唆された.また,新規模擬骨材料におけるPVA含有量は,密度制御では不可能なわずかな材料特性を調整できる因子であることがわかり,オーダーメイド設計を可能にする新たな因子であることが示唆された.2.ねじ押し抜き試験から得られた荷重ー変位特性の変化率の比較は,骨切り・骨ドリリング特性評価の有用な指標になることが示され,新規模擬骨材料は,既存模擬骨材料と比較して,より実骨に近似した特性であることがわかった.3.X線マイクロCTを用いて既存模擬骨材料のイメージベースモデルを構築し,均質化解析を行った.模擬骨材料のイメージベースモデルと空孔の配置をランダムに定義して構築した簡易モデルでの解析結果を比較すると,機械的特性に20 %ほどの差が見られた.これは,各モデルにおけるポリウレタン部の連結度が異なるためと考えられ,多孔質な模擬骨材料の機械的特性が,材料の微小内部構造パターンと密接に関連しているが示唆された.4.モルフォロジー解析による模擬骨の内部構造の定量的評価は,オーダーメイド設計・製造のための重要な情報となり得ることを示した.ポリウレタンを主成分とする外科手術トレーニング用の新規模擬骨材料を開発した。本研究は,日本人患者に適した骨切り・骨ドリリング特性を持つ整形外科手術シミュレータ用新規模擬骨材料の開発を行い,その特性と形状を患者別に決定可能なオーダーメイド設計・製造手法を確立するものである。初年次の研究では,SEM観察および,圧縮試験,ねじ押し抜き試験を行うことにより,骨切り・骨ドリリング特性の評価手法を検討し,以下のような成果を得た。1.模擬骨材料に対し圧縮試験を行った。圧縮変位が1 mmから5 mmの領域において,新規模擬骨材料と既存模擬骨材料の荷重の大きさに差異が見られた。この差は,SEM観察による新規模擬骨材料と既存模擬骨材料の空孔の大きさと空孔の単位面積当たりの個数に起因すると考えられる。模擬骨材料の力学的特性は,空孔による微小構造と密接な関連があることが示唆された。2.模擬骨材料に対してねじ押し抜き試験を行い,骨切り・骨ドリリング特性の評価手法を確立するため,ねじ押し抜き試験より得られた荷重ー変位曲線から,骨切り・骨ドリリング特性と関連する材料の切削のメカニズムを基に考察した。その結果,最大荷重値,荷重上昇時の傾き,最大荷重後荷重減少時の傾き,残存荷重の傾きは,それぞれ切削の特性と密接に関連することが示唆された。3.ねじ押し抜き試験結果から得られた荷重ー変位特性において,各領域の傾きを新たな指標として抽出を行いそれぞれの関係を調べた結果,各指標間には線形関係があることがわかり,これらの指標と密度との間に密接な関連があることが示唆された。これより,要求される機械的特性を有する新規模擬骨材料の製作のための指標になり得る可能性が示された。4.ブタ大腿骨を用いて実骨試料と模擬骨両者のねじ押し抜き試験による骨切り・骨ドリリング特性の取得・比較を行った。その結果,実骨は,新規模擬骨材料と既存模擬骨材料の中間の特性を示すことがわかった。3年次の研究では,模擬骨材料の密度および構成材料の配合割合がドリリング特性に与える影響の定量的評価手法を確立するため,前年度までのねじ押し抜き試験では不十分であったドリルの動的挙動が得られるトルク試験を実施した。

また,材料の微小構造と機械的特性の関連を明らかにするため,前年度に引き続き不均質材料の力学的特性評価が可能な均質化法を適用し,マイクロX線CTを利用して作成した多孔質な模擬骨材料モデルの妥当性についての検討と新規模擬骨材料および既存模擬骨材料の構造変化に起因する機械的特性の違いについて考察した。その結果,以下のような成果を得た。1.トルク試験より得られたトルクー角度曲線から,密度の異なる既存および新規模擬骨材料は,各密度の上昇に伴いトルク値が大きくなることが明らかとなり,密度の制御により骨切り・骨ドリリング特性の制御が可能であることが示された。2.トルク試験結果から得たトルクー角度特性において,トルク増加時およびトルク減少時の変化率と密度との関係について評価した。密度の差に起因して,ドリリング特性の差が生じるが,同一密度の既存・新規模擬骨間では,密度以外の因子が,ドリリング特性を変化させることが示唆された。3.マイクロX線CTを利用して作成した模擬骨材料モデルの妥当性についての検討を行った。その結果,模擬骨材料の機械的特性評価には,内部構造が明確に表現される拡大率で撮像し,骨梁密度分布の評価を踏まえてトリミングを行う必要があることがわかった。4.モルフォロジー解析の結果,新規模擬骨材料は既存模擬骨材料に比べて,骨梁密度分布のばらつきが大きいことがわかった。このような密度以外の因子である内部構造の違いにより,均質化法により求めた新規模擬骨のヤング率は,既存模擬骨より低い値となることが示された。複合材料力学1.ねじ押し抜き試験による追実験を実施することにより,密度の異なる新規模擬骨材料および既存模擬骨材料は,各模擬骨材料の密度の上昇に伴い,最大荷重値が大きくなることを示し,密度の制御により骨切り・骨ドリリング特性の制御が可能であることを確認した.また,取得した荷重ー変位特性の変化率の比較は,骨切り・骨ドリリング特性評価の有用な指標であることを示し,新規模擬骨材料がより実骨に近似した特性を持つことを示した.2.模擬骨材料の密度以外の力学的特性に影響を与える要因としてPVA含有量についての検討を行い,発泡剤の含有量の変化による密度制御では不可能であるわずかな材料特性の制御が可能であることがわかり,新規模擬骨材料のオーダーメイド設計を可能にする新たな因子であることを示した.3.模擬骨のミクロ構造分析とそれに基づいた計算モデルを用いて,マクロな機械的特性と骨切り・骨ドリリング特性変化に与える影響について定量的評価を行った.日本人骨の個体別イメージベースモデリング手法を確立するため,模擬骨のX線マイクロCTスキャンによるイメージベース計算モデルに対するミクロ構造分析・観察と均質化解析を行い,材料の構成成分比と発泡率の変化が,マクロな機械的特性に与える影響を定量的に評価できた.1.新規模擬骨の材料構成成分比と機械的特性および,骨切り・骨ドリリング特性との関連を定量化するため,負荷試験とねじ押し抜き試験を検討し,骨切り・骨ドリリング特性を評価するための荷重-変位曲線を得ることにした。2.オーダーメイド設計に必要な患者固有の骨密度に対する模擬骨の材料構成比・発泡率の同定・決定方法を確立するため,模擬骨材料のSEM観察から構成材料成分比や発泡率の異なる模擬骨を分類し,負荷試験とねじ押し抜き試験を実施した。それぞれの模擬骨に対する破壊挙動のモデル化と骨切り・骨ドリリング特性との関連性について考察し,特性評価指標の有用性を検討した。
「甲状腺未分化癌の分化障害機構の分析」TSH受容体発現、発癌抑制遺伝子p53とサイログロブリン合成機序

1)P53遺伝子導入によるHTC/C3細胞の分化:P53(野生型)遺伝子を(1)HTC/C3野生株、(2)HTC/C3細胞にTSH-R遺伝子を導入発現させたクローンの中で、TSHに対する反応性の高い株にelectroporesion法を用いて導入した。TSH存在下で培養したものを固定し、ヒトTg産生細胞の有無を時系列的に調べた。一方、培養上清も回収してヒトTgを定量した。導入後48時間から10日目までの観察期間に於いて有意のヒトTgの産生は認められなかった。P53の導入により、アポトーシス現象が派生したことを直接示唆する所見は認められなかった。ヨードイオンの有意の取り込みも認められなかった。一方、ヨードイオンの取り込み機序(シンポーター)に作用する薬剤について検討を加え、消化性潰瘍治療薬に広く臨床応用されているプロトンポンプ阻害剤の中にその作用を示すものがあることが明らかとなったが、シンポーターへの直接結合活性を有さないことが明らかとなったため、甲状腺癌の分化形質発現マーカーとしての応用は不可能であった。2)甲状腺癌特異的抗原(TCM-9認識抗原):株化甲状腺癌からの抗原の精製は、抗原が不安定であり、保存性に再検討を要することが明らかとなった。この抗原の組織分布は、増殖性の高い部分に集積する傾向であることが確認された。3)まとめ:TSH受容体と野生型P53遺伝子の発現だけでは分化癌への形質転換には不十分と思われた。ラット甲状腺株化細胞FRTL-5との細胞融合によりヒトTgの発現が誘導できることから、TTFをはじめとする転写因子等を含めた多因子の検索が、甲状腺未分化/分化形質の検索に必要であると思われた。1)遺伝子導入によるHTC/C3細胞の分化TSH-Rを欠如しているHTC/C3細胞にTSH-R遺伝子の導入を行った。neoを用いて選択し樹立した3クローンについてTSHの投与下でのcAMP産生を観察したが、有意の反応は認められなかった。これは、CHO細胞などでも観察されている現象と一致し、TSH-Rの細胞膜へのインサートが不完全なためか、叉は発現コピー数が少ないためと理解される。再度遺伝子を導入し高濃度のG418存在下で長期間選択して、目的にかなったクローン(TSHに対して十分なcAMPの産生反応を示す株)の樹立を試みる。続いてTSH添加に伴うhTgの産生の変化の有無を観察する予定である。2)甲状腺癌特異的モノクローナル抗体TCM-9の認識抗原バセドウ病甲状腺組織から分離精製したhTgを還元剤処理することで抗原性が出現することが判明した。HTC/C3内の抗原産生量が極めて低下していることが判明したため、現在再クローニングを行っている。3)HTC/C3とラット甲状腺株化細胞FRTL-5の融合細胞を用いた解析FRTL-5はTSH-Rを有し、TSHの添加によってcAMPの産生が誘導されると共にラットTg(rTg)の産生、ヨードの細胞内への取り込みなどを生じるが、甲状腺ホルモンの産生はない。HTC/C3培養液中にはhTgは検出されなかった。HVJ(センダイウィルス)を用いて両者を融合し、細胞外液内のhTg、rTg量を測定した。混合培養及びTSHの非存在下で培養した融合細胞ではhTgの産生は検出されなかった。しかし融合細胞にTSHを添加した系では、融合後6日後から少量のhTgの産生が観察された。

その産生量の増減はrTgの産生量と良く並行していた。1)遺伝子導入によるHTC/C3細胞の分化TSH-Rを欠如しているHTC/C3細胞にTSH-R遺伝子の導入を行った。neoを用いて選択し樹立したクローンについてTSHの投与下でのcAMP産生を観察した。昨年度は有意な反応を示すクローンが得られなかったが、再度の細胞のクローニングにおいてTSHに反応性を示す複数のクローンが得られた。しかし、これらはTSHの添加の有無の如何に関わらず、抗体によって検出されるレベルのThyroglobulin(Tg)の産生は認められなかった。また、ヨードイオンの取り込み活性も発現されなかった。これらのクローン及びホスト細胞について、引き続き正常p53遺伝子の導入を行い、これらの分化形質の発現の有無を検索中である。観察として、p53発現細胞の増殖が抑制される可能性を認めており、仮に分化形質を誘導できたとしても株化細胞としての樹立には問題があるかもしれない。その対策として、transient gene expressionのレベルで細胞の形質観察を行う必要があるかもしれない。2)甲状腺癌特異的モノクローナル抗体TCM-9の認識抗原HTC/C3に認められている甲状腺癌特異抗原の存在の有無を8種類の樹立ヒト甲状腺癌細胞(未分化癌、低分化癌)で検討した。6株に存在が認められ、特に抗原が大量に含有していると思われるSW579から抗原を精製中である。TCM-9を用いた定量系の作成を試み、可能ならその発言量が甲状腺の分化度を示すマーカーの一つとなる可能性がないか否かについての検討を加える。1)P53遺伝子導入によるHTC/C3細胞の分化P53(野性型)遺伝子をHTC/C3細胞に、electroporesion法により導入した。対象としては、(1)HTC/C3野性株、(2)HTC/C3細胞にTSH-R遺伝子の導入したクローンの中で、TSHに対する反応性の高い株を用いた。細胞に野性型P53遺伝子を導入後、TSHまたはdb-CAMPを添加した培養液で培養したものを固定し、抗ヒトTg抗体を用いて染色し、Tg産生細胞の有無を時系列的に調べた。一方、培養上清も回収してヒトTgを定量した。導入後48時間から7日目までの観察期間に於いて有意のヒトTgの産生は認められなかった。P53の導入により、細胞の増殖性が抑制されたり、programed cell death機構が誘導される恐れも考えられたが、アポトーシス現象を直接示唆する所見は得られなかった。ヨードイオンの有意の取り込みも認められなかった。一方、ヨードイオンの取り込み機序(シンポーター)に作用する薬剤について検討を加え、消化性潰瘍治療薬に広く臨床応用されているプロトンポンプ阻害剤の中にその作用を示すものがあることが明らかとなった。しかし、シンポーターへの直接結合活性を有さないことが明らかとなったため、甲状腺癌の分化形質発現マーカーとしての応用は不可能であった。2)甲状腺癌特異的抗原(TCM-9認識抗原)株化甲状腺癌からの抗原の精製は、抗原が不安定であり、保存性に再検討を要することが明らかとなった。この抗原の組織分布は、増殖性の高い部分に集積する傾向であることが確認された。乳頭癌、濾胞癌の染色性はほぼ同様であり、未分化癌での染色性も高かった。
j 関数の実二次数値の数論

当年度の研究が始まる直前の平成30年3月に,スイスのOzlem Imamogluおよびその元学生,共同研究者より,本研究課題に関してかつて私が実験的に観察し予想した事実(Kyushu Journal of Mathematics, 2009)のいくつかを証明したとする論文のプレプリントが送られてきた.それは,楕円モジュラーj-関数の,同じ整数が並ぶタイプの特定の連分数展開を持つ二次無理数での「値」の極限値が,j-関数のフーリエ展開の定数項である744に収束するという結果と,マルコフ二次無理数と呼ばれる特別な実二次数でのj-関数の値のある種の連続性に関する結果であった.その証明の議論を詳細に分析したところ,使っている手法は既に我々がDon Zagier氏と進めていた方法であること,さらに,彼らが用いていた負の連分数展開によらず,通常の連分数展開を用いれば,より自然に,またもう少し一般的な形の命題が証明出来ることが分かった.この結果については6月に城西大学におけるセミナーで講演を行った.かなりの数の聴衆に恵まれ,有意義な議論を行うことが出来た.2009年の予想はまだ多く未解決のままであり,引き続き現在の手法を発展させるべく研究を続け,望むらくはもう少し成果を積み重ねた後に論文としてまとめる予定である.また,立谷洋平氏,Carsten Elsner氏と共同で,古典的なテータ関数の値の代数独立性に関する研究を行い,論文としてまとめた.これは現在投稿中である.そこでは楕円モジュラー関数の性質も用いられる.我々の結果から,Ramanujanの恒等式を用いると,新しい超越数の実例を与えることが出来る.Imamogluらに先を越されてしまったとは言え,使っている手法はなじみ深いものであり,まだまだ出来ることはあると思っている.2009年に提出した予想で残っているものについて,何らかの更なる進展につなげられるであろうとの見込みで,おおむね順調であると判断する.また,間接的ではあるが,テータ関数の値の代数的独立性の成果を得たことは,モジュラー関数の多様な側面の理解という点で,本研究の進捗に寄与しているものと考える.調和マース形式などを研究している学振研究員松坂俊輝君とも議論しながら,2009年に予想を提出して以来この方面で進展してきた研究成果を取り入れつつ,j-関数の実二次点での値について研究を進める.代数的な量を取り出すことについては依然として明確なアイデアはないが,逆に超越性に関する前年度の成果などがヒントになることもあろうかと思われ,その方面の研究も推進する.当年度の研究が始まる直前の平成30年3月に,スイスのOzlem Imamogluおよびその元学生,共同研究者より,本研究課題に関してかつて私が実験的に観察し予想した事実(Kyushu Journal of Mathematics, 2009)のいくつかを証明したとする論文のプレプリントが送られてきた.それは,楕円モジュラーj-関数の,同じ整数が並ぶタイプの特定の連分数展開を持つ二次無理数での「値」の極限値が,j-関数のフーリエ展開の定数項である744に収束するという結果と,マルコフ二次無理数と呼ばれる特別な実二次数でのj-関数の値のある種の連続性に関する結果であった.その証明の議論を詳細に分析したところ,使っている手法は既に我々がDon Zagier氏と進めていた方法であること,さらに,彼らが用いていた負の連分数展開によらず,通常の連分数展開を用いれば,より自然に,またもう少し一般的な形の命題が証明出来ることが分かった.この結果については6月に城西大学におけるセミナーで講演を行った.かなりの数の聴衆に恵まれ,有意義な議論を行うことが出来た.2009年の予想はまだ多く未解決のままであり,引き続き現在の手法を発展させるべく研究を続け,望むらくはもう少し成果を積み重ねた後に論文としてまとめる予定である.また,立谷洋平氏,Carsten Elsner氏と共同で,古典的なテータ関数の値の代数独立性に関する研究を行い,論文としてまとめた.これは現在投稿中である.そこでは楕円モジュラー関数の性質も用いられる.我々の結果から,Ramanujanの恒等式を用いると,新しい超越数の実例を与えることが出来る.Imamogluらに先を越されてしまったとは言え,使っている手法はなじみ深いものであり,まだまだ出来ることはあると思っている.2009年に提出した予想で残っているものについて,何らかの更なる進展につなげられるであろうとの見込みで,おおむね順調であると判断する.また,間接的ではあるが,テータ関数の値の代数的独立性の成果を得たことは,モジュラー関数の多様な側面の理解という点で,本研究の進捗に寄与しているものと考える.調和マース形式などを研究している学振研究員松坂俊輝君とも議論しながら,2009年に予想を提出して以来この方面で進展してきた研究成果を取り入れつつ,j-関数の実二次点での値について研究を進める.代数的な量を取り出すことについては依然として明確なアイデアはないが,逆に超越性に関する前年度の成果などがヒントになることもあろうかと思われ,その方面の研究も推進する.頂点作用素代数や保型微分方程式について大きな業績を挙げているGeoffry Masonをアメリカより招聘し,永友,松尾,川節らの関連研究者とともにセミナーを行い,本研究のムーンシャイン的側面や虚数乗法的側面について議論する予定であった.しかるに家庭の事情により急遽来日が取りやめとなり,セミナーを中止せざるを得なかった.
２電子励起水素分子の対称性と原子ペアのもつれ

光解離片の間には、解離前の分子の対称性を反映した非局所的な相関, "もつれ",の存在が期待される。しかし、H2分子から生成したH(2p)+H(2p)ペア由来の光子ペアの放出角度相関は、予測された“もつれ"状態、混合アンサンブル、それらの線形結合のどれとも異なる状態にあった。光解離過程において、光励起直後の“もつれ"がどのように失われたかは興味深い。本研究では、測定角度範囲を広げた放出角度相関測定により、光子放出直前の原子ペアの状態を特定し、光励起直後の分子状態から原子ペアへの解離過程における“もつれ"の変化過程を明らかにする。これまでのガスセルでは、放射光軸に直交した面内を2検出器が独立に回転した。しかし、この配置の実験結果のみでは、区別できない原子ペア状態がある。本研究では、2つの検出器が双極子面に無い配置での放出角度相関を測定するための新しいガスセルを製作する。今回のセルでは、6つの検出器の間の15通りの組合せの同時計数タイムスペクトルが同時に発生する。時間デジタル変換器への入力回路を工夫することで、15通りの組合せの同時計数タイムスペクトル全てを同時に測定できるようにした。ガスセルの製作は予定通り平成29年度に完了し、平成30年度には我々の理論予測を概ね再現する光子ペアの放出角度相関を得た。平成31年度は、6月に放射光施設のビームタイムを取得しており、再現性チェックの為の再測定結果を踏まえ、理論予測との比較により"もつれ"の変化過程を明らかにする。1)新ガスセルの製作平成29年度は、2つの検出器が双極子面に無い配置用の新しいガスセルを設計、製作した。放射光軸を中心に回転するガスセルに対し、放射光軸を含む平面内に4つの検出器を設置した。光の進行方向から見て45度、135度、225度、315度の方向に配置した。また、この検出器平面に直交する方向にも2つの検出器を配置した。検出器平面と偏向ベクトルの相対角を回転させることで、計測済みの配置に加え、未計測の配置の放出角度相関を計測する。ガスセルの製作は予定通りに完了した。2)放出角度相関の計算これまでは、分子領域における対称性から予測される原子ペア状態のみを実験結果と比較していたが、混合アンサンブルを含む任意の原子ペア状態と比較できるように、計算法を見直した。具体的には、原子ペア状態を記述する各基底関数に対し、その項のみから生成する放出角度相関と別の項との干渉により生成する放出角度相関を予め、それらを足し合わせる。足し合わせる際の重みや符号を調整することで、様々な原子ペアの放出角度相関を見通しよく比較できるようになった。3)放出角度相関の測定平成30年度は、29年度に製作したガスセルを用い、我々の理論予測を概ね再現する放出角度相関を得た。平成31年度は、再現性チェックの為の再測定を実施する。平成31年度は6月に放射光施設のビームタイムを取得しており、立再現性チェックの為の再測定を実施する。現在の暫定的な実験結果を再現する解離経路を既に見出しており、成果公表に向けた準備を進める。ガスセルの製作は予定通りに完了し、平成29年度中に予備的な評価実験まで行った。また、実測した放出角度相関は、理論計算と比較する。これまでは、分子領域における対称性から予測される原子ペア状態のみを実験結果と比較していたが、混合アンサンブルを含む任意の原子ペア状態と比較できるように、計算法を見直した。1)新ガスセルの製作平成29年度は、2つの検出器が双極子面に無い配置での放出角度相関を測定するための新しいガスセルを設計、製作した。

また、この検出器平面に直交する方向にも2つの検出器を配置した。検出器平面と偏向ベクトルの相対角を回転させることで、計測済みの配置に加え、未計測の配置の放出角度相関を計測する。今回のセルでは、6つの検出器の間の15通りの組合せの同時計数タイムスペクトルが同時に発生する。時間デジタル変換器への入力回路を工夫することで、15通りの組合せの同時計数タイムスペクトル全てを同時に測定できるようにした。ガスセルの製作は予定通りに完了し、計数系の評価実験まで完了した。2)放出角度相関の計算これまでは、分子領域における対称性から予測される原子ペア状態のみを実験結果と比較していたが、混合アンサンブルを含む任意の原子ペア状態と比較できるように、計算法を見直した。具体的には、原子ペア状態を記述する各基底関数に対し、その項のみから生成する放出角度相関と別の項との干渉により生成する放出角度相関を予め、それらを足し合わせる。足し合わせる際の重みや符号を調整することで、様々な原子ペアの放出角度相関を見通しよく比較できるようになった。光解離片の間には、解離前の分子の対称性を反映した非局所的な相関, "もつれ",の存在が期待される。しかし、H2分子から生成したH(2p)+H(2p)ペア由来の光子ペアの放出角度相関は、予測された“もつれ"状態、混合アンサンブル、それらの線形結合のどれとも異なる状態にあった。光解離過程において、光励起直後の“もつれ"がどのように失われたかは興味深い。本研究では、測定角度範囲を広げた放出角度相関測定により、光子放出直前の原子ペアの状態を特定し、光励起直後の分子状態から原子ペアへの解離過程における“もつれ"の変化過程を明らかにする。これまでのガスセルでは、放射光軸に直交した面内を2検出器が独立に回転した。しかし、この配置の実験結果のみでは、区別できない原子ペア状態がある。本研究では、2つの検出器が双極子面に無い配置での放出角度相関を測定するための新しいガスセルを製作する。ガスセルの製作は予定通り平成29年度に完了し、平成30年度には我々の理論予測を概ね再現する光子ペアの放出角度相関を得た。平成31年度は、6月に放射光施設のビームタイムを取得しており、再現性チェックの為の再測定結果を踏まえ、理論予測との比較により"もつれ"の変化過程を明らかにする。1)新ガスセルの製作平成29年度は、2つの検出器が双極子面に無い配置用の新しいガスセルを設計、製作した。放射光軸を中心に回転するガスセルに対し、放射光軸を含む平面内に4つの検出器を設置した。光の進行方向から見て45度、135度、225度、315度の方向に配置した。
能動型マルチスペクトル無収差焦点深度拡大位相差顕微鏡の試作

本研究の目的は、過去一般研究や試験研究として補助を受けた一連の能動型画像処理に関する研究をベースにして、傾斜動的ホローコーン照明と8の字型フィルタリング処理を利用した無収差焦点深度拡大位相差顕微鏡を試作、その実用性を評価するとともに、マルチスペクトル分光顕微鏡として動作できることを確認する所にある。この目的に添って、平成9年度にはまず以前の科研費補助金にて購入した光学顕微鏡をベースにして傾斜動的ホローコーン照明部を追加するとともに、照明部制御プログラムと外部ワークステーション上での処理プログラムならびにネットワーク関連のプログラム作成を行った。この結果、無収差焦点深度拡大位相差顕微鏡としての基本仕様を満たしていることを確認した。生物試料を含む何種類かの試料観察を通じて、実用性ありと判断している。一方光源に白色光源を用いた場合には、外部ワークステーション上での8の字型フィルターの段階で半径を変えることによりマルチスペクトル観察が出来るはずである。平成10年度においてはまず傾斜動的ホローコーン照明法と8の字型フィルタリング処理による無収差結像法の基礎理論を確立、公表した。本方式により、焦点深度を拡大できるとともに、主及び高次球面収差やコマ収差の影響を避ける事が可能である。一方実験面では高輝度白熱ランプを使用して、2色染色試料などの観察をおこなったが、目下充分なスペクトル分解顕微鏡像を得るには至っていない。その主原因は観察像中の非線型結像成分の影響、及び低空間周波数部分のスペクトル抽出域の重なりによると考えられる。前者は中、高領域、後者は低空間周波数領域のスペクトル分解能を低下させる。目下これらの解析と対策とを継続して検討中である。また透過型電子顕微鏡への適用は本研究の一部であるが、共同研究者側のマシンタイムの制約により次年度以降予備実験を行う予定である。目下生物試料を含む何種類かの試料観察を継続しており、実用性ありと判断している。予備的な試みとして高輝度白熱ランプを使用して、2色染色試料(風媒花粉)の観察をおこなったが、現在の所、予定したスペクトル分解顕微鏡像を得るには至っていない。その主原因は観察像中の非線型結像成分の影響によるものと考えられ、目下これらの寄与の解析と対策とを検討している。一方平成10年度に予定している透過型電子顕微鏡への応用に関しては、共同研究者からのデータ提供を受けて実現の可能性を検討している。とりわけこの分野においてはこの様な無収差焦点深度拡大位相差顕微鏡が実現できればその意義はきわめて大きい。