hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハイブリッド構造創成技術による極低濃度ガス分子検出ナノメカニカルセンサの開発

ppmppbレベルの極低濃度ガス分子検出を室温大気中で実現可能な超高感度ナノメカニカルセンサの実現を目指した.静電引力により共振周波数の制御が可能な連結機械振動子により9.7agの質量が検出可能であることを示した.酸化スズ被膜と両持梁機械振動子とを組み合わせた構造に酸化スズ被膜にPt薄膜を触媒としてさらに積層させることで実測10 ppm,推定でサブppmまでの検出感度が得られることを示した.市販のCVD単層グラフェンによるセンサで得られる抵抗のノイズ成分の類似度分析や周波数分析により窒素とアセトンのガス弁別が可能であることを示した.作製するナノ機械素子の特性を極低濃度ガス環境下で評価できる装置を設計・製作した.ナノ機械素子として両持梁振動子構造を採用し,これをシリコンあるいは酸化シリコンで構成し,その表面に酸化物半導体膜を塗布したハイブリッド構造の振動子を設計・試作した.初年度はppmオーダのガス検出が可能な寸法(長さ1050um,幅25um,厚さ100300nm)を設定した.酸化物半導体として酸化スズを採用し,これをMetal Organic Decomposition(MOD)法或いはスパッタ法で薄膜形成した.計測した一次の共振周波数は118MHzの範囲であった.このうち一次の共振周波数2.58MHzのサンプルについて真空度を0.025Paまで上げて1.93%の共振周波数増加を確認した.一方,MOD法で酸化スズ薄膜のI-V特性は確認されたものの,数百ppmのアセトンガスあるいはエタノールガスに暴露した際の電気特性変化は確認できなかった.連結ナノ機械振動子として,2本の片持梁(幅0.27um,長さ3.86um)をもう1本の別の梁で結合する構造を集束イオンビームでSOI基板上にパターンニングして作製した.質量検出のために静電引力で2本の梁それぞれの共振周波数を調整できる機構を設け,その機能を実験により確認した.その実験結果から検出可能な質量は9.7agであると推定した.剥離法で酸化シリコン基板に貼り付けたグラフェンに電極をパターニングしてセンシングエリアを2umとしたデバイスを作製しそのガス特性評価を実施した.アセトンガスの濃度変化に対するグラフェンの電流変化を評価した.10200ppmの濃度範囲に対して0.10.8%の電流変化を検出した.また, FIB-CVD装置内でフェナントレンガスをグラフェンデバイスに対して暴露した結果,2045ppmの範囲で0.2%の電流変化を検出した.ナノ機械素子として採用した両持梁の表面に,酸化物半導体膜を塗布したハイブリッド構造の振動子の振動特性を評価した.振動特性として共振周波数とQ値を取り上げているが,このうち共振周波数がハイブリッド構造振動子の作製プロセスの影響を受けて安定しない課題を解決した.このバラつきに対する議論は,連結ナノ機械振動子を構成する場合にきわめて重要であることから課題解決を図った.具体的には,エッチング液の選定,アニール温度の設定,電極材種の選定,酸化膜除去など,従来の研究事例では個別に議論されているものではあったが,本ハイブリッド構造の作製においてはこれら全てを幅広く検討した.最終的に,同一ウェハでのばらつき,ロットによる共振周波数のばらつき低減を可能とするプロセス及びその条件を決定し,所望の振動特性が得られることを確認した.両持梁表面に塗布する酸化物半導体膜として酸化スズを選び,その薄膜作製プロセスとガス感度特性評価を実施した.前年度MOD(Metal Organic Decomposition)法では感度が得られなかったことを踏まえ,スパッタによる成膜に変更して,薄膜作製プロセスを検討した.酸化スズ薄膜を10 nmとして,触媒となるPtを表面に成膜し,アニールする.両持梁振動子にパターンニングした酸化スズ薄膜について,1000 ppmのアセトン暴露により純空気比で2.5の抵抗変化率を得た.そこで,Siチップ上に成膜した酸化スズについて,アニール温度,Ptの膜厚,センシング中の駆動温度を変えてアセトンガス暴露に対する抵抗変化計測を実施した結果,純空気比で抵抗変化率6.0レベルの結果を得た.また,作製条件・駆動条件の好適化によって計測ノイズの低減も確認した.以上により酸化物半導体膜と両持梁とのハイブリッド構造で構成したガスセンサの基本特性を得ることができた.PS-b-PMMAのブロック共重合体をメカニカル振動子表面にディップコーティングし,アニール処理,紫外線照射,酢酸浸漬のプロセスを経ることによって,ナノポーラス構造を振動子表面に構成することに成功した.ナノポーラス構造は表面積を増大させる効果があり,その構成材料であるポリマー(PSあるいはPMMA)はガス吸着剤として機能することが期待される.そこで,PMMAだけを製膜した場合,PS-b-PMMAを製膜した場合,PS-b-PMMAをポーラス構造まで処理した場合について,アルゴンガスやアセトンガス混合アルゴンガスの暴露をON-OFFさせて振動子の共振周波数変化を計測し比較した.その結果,PS-b-PMMAをポーラス構造とした場合に,時間応答性が高く振動子の共振周波数変化が計測できることを確認した.次に,CVDグラフェンの抵抗の時間変化を計測して弁別機能を実装することとした.具体的には,シリコン基板上製膜されたCVDグラフェンに金電極を製膜し二単子で抵抗計測できるものをメカニカル振動子とは別に構成した.窒素ガス暴露,アセトン混合窒素ガス暴露の両ケース下にて,CVDグラフェンの抵抗値の時間変化を計測した.

特に,ガス濃度一定条件下における抵抗値の時間変化,すなわち,雑音成分に着目した.大気圧の窒素ガスを暴露したときの雑音成分,大気圧の窒素・アセトン混合ガス(アセトン濃度を3通りに変化)を暴露した時の雑音成分,をそれぞれ計測した.各条件16000点のデータを取得して相互相関を分析した結果,ガスの相違に対して有意差があることを確認し,抵抗雑音成分を分析することによって弁別が可能であることを確認した.以上により,少なくともブロック共重合体ナノ構造をハイブリッド構成したメカニカル振動子とグラフェン薄膜とを組み合わせれば,アセトンガスの濃度検出機能と弁別機能が実装できると結論付けられる.ppmppbレベルの極低濃度ガス分子検出を室温大気中で実現可能な超高感度ナノメカニカルセンサの実現を目指した.静電引力により共振周波数の制御が可能な連結機械振動子により9.7agの質量が検出可能であることを示した.酸化スズ被膜と両持梁機械振動子とを組み合わせた構造に酸化スズ被膜にPt薄膜を触媒としてさらに積層させることで実測10 ppm,推定でサブppmまでの検出感度が得られることを示した.市販のCVD単層グラフェンによるセンサで得られる抵抗のノイズ成分の類似度分析や周波数分析により窒素とアセトンのガス弁別が可能であることを示した.連結振動子性能に影響を与える共振周波数のばらつきが作製プロセスによることが判明したことから,その課題解決に時間を要した.そのため,ハイブリッド構造としての性能評価が当初の予定に比べて遅れることとなった.27年度が最終年度であるため、記入しない。ナノメカニカル構造作製技術,センシング技術,信号処理技術作製プロセスが決定し振動特性バラつきに対して課題解決が図られ,酸化物半導体薄膜の作製プロセスも確立できたことから,これらによるハイブリッド構造振動子を利用したガスセンシングの高感度化を中心に据えて研究を進める.グラフェンのガスセンシング機能は単独で検証し,上記ハイブリッド構造振動子へ組込む方策を検討した上で,グラフェンの成果を組込む.デバイス評価用チャンバの仕様を策定し,設計・製作を行い,極低濃度ガス環境下でナノ機械要素を駆動し,ガス濃度変化によってセンサの機械特性及び電気特性が計測できることを確認したため,この点において目標は達成できたと考えている.ナノ機械振動子の仕様策定を実施した.単一のナノ機械振動子両持梁構造に酸化スズを被膜させたハイブリッド構造の振動子の作製プロセスを検討し,試作・評価を実施した.ナノ機械振動子の機械的特性は所望の性能を満たしていることを確認したため,この目標においては達成できたと考えている.その一方で,このプロセスで被膜させた酸化スズ薄膜の電気特性,特にガス暴露時の電気特性が確認できなかった点は当初の目標を達成できなかった.連結ナノ機械振動子として2本の片持梁を連結させた構造を設計し,試作・評価を実施した.連結振動子に特有の同位相モード,逆位相モードの共振特性を確認した.また,連結ナノ機械振動子をガス検出に適用するための重要な機能である共振特性調整機構を静電引力で実現できることを実験により確認した.そのため,この点において目標は達成できたと考えている.グラフェンを用いたガス検出デバイスに関しては,センシングエリアを2umで規定したデバイスを設計・試作した.
カブトムシにおける日齢に応じた卵サイズと性比調節の資源投資戦略と表現型可塑性

カブトムシの体サイズは一つの個体群において大きくばらつく。これまで幼虫の発育条件が成虫の体サイズを決める主要な要因であると考えられてきた。私は実際に幼虫の餌条件や飼育密度を操作し、高密度条件下や発酵のあまり進んでいない腐葉土を食べたときに、幼虫の成長速度が低下すること、体の小さな成虫が羽化することを確かめた。さらに、母親の産む卵サイズも幼虫の発育に影響を与えることが分かった。体の大きい母親は大きな卵を産む傾向があり、これが卵を通した母系効果として子に伝わっている可能性がある。カブトムシは個体群内だけでなく個体群間においても体サイズが大きくばらつく。それらの変異を定量的に調べるために、国内の5箇所において成虫を採集し、体サイズやオスの角の長さを比べた。その結果、只見(福島県)や屋久島で採集された個体の体サイズは、関東地方などに比べ、ずっと小さいことが分かった。一方、体の大きさに対するオスの角の長さは、只見の個体群は関東のものに比べ変わらないが、屋久島の個体群は短いことが分かった。それぞれの個体群のメス成虫から採卵し、それを同一の条件で育てたところ、只見と屋久島の個体群はやはり関東の個体群に比べ、やはり体サイズが小さかった。つまり、只見と屋久島では、幼虫の生育条件が悪いという理由のみで、野外で小さい成虫が現れるわけではないと考えられる。遺伝的な要因や卵サイズを通した母系効果が影響を与えている可能性が高い。現在、体サイズに対する角の長さの解析を行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。カブトムシにおいて、母親の体サイズや日齢が、卵サイズの変異を通して、どのように子の適応度に影響するかを調べた。その結果、大きな母親から産まれた子は、大きな成虫になりやすいことがわかった。卵サイズと成虫時の体サイズ、母親の体サイズと卵サイズの間にも正の相関がみられたことから、母親と子の体サイズの間に見られた正の相関は、卵を通して生じると考えられた。一方、母親の日齢と卵サイズの間には弱い負の相関がみられた。しかし、母親の日齢と子の体サイズの間には相関がみられなかった。この理由を解明するため、卵サイズと幼虫の成長率の関係を調べたところ、小さな卵から孵化した幼虫は、大きな卵から孵化したものに比べ、より高い成長率を示した。この補償的な孵化後の成長によって、年老いた母親から産まれた子も、若い時期に生まれた子と同程度の大きさにまで生育すると考えられる。また、野外における、カブトムシの体サイズと捕食圧の関係を明らかにするため、捕食者に食べられたカブトムシの残骸を回収し、形態計測を行い、生存している個体の形態と比較した。その結果、メスよりもオスが、体の小さなオスよりも体の大きなオスがより食べられやすいことが分かった。また、カブトムシの集まる樹液に、赤外線センサーカメラを設置して捕食者を調べたところ、タヌキとハシブトガラスが重要な天敵であることがわかった。特にタヌキによる捕食は、食べられたカブトムシのうち7割程度に及んだ。長い角を持つ大きなオスは目立つために捕食者に狙われやすくなると考えられる。体の大きなオスは、同性内での競争に勝ち、多くのメスと交尾できる一方で、天敵に捕食されやすいという点で不利になるため、生涯の繁殖成功は従来考えられていたほど高くない可能性がある。カブトムシの成虫の体サイズは大きくばらつく。幼虫期の餌条件が成虫の体サイズに与える影響を調べるために、条件の悪い餌と良い餌を与えて幼虫を飼育した。その結果、悪い餌を与えられた幼虫は体重が5分の1程度にまで減少した。さらに、良い餌条件ではオスの体重はメスの1.5倍程度だったのに対し、悪い餌を与えられると体サイズの性的二型は完全に消滅した。これは、オスのほうがメスよりも鋭敏に栄養条件に対して反応した結果である。このようにオスとメスで可塑性が異なるケースはこれまでにあまり報告されていない。幼虫期の餌条件が同じ場合でも成虫の体サイズにはなお大きなばらつきが存在していたため、餌条件以外にも体サイズに影響する要因が存在するのではないかと考えた。このような中で私は、大きな母親ほど大きい卵を産むことを発見し(図3)、卵サイズがその後の幼虫の成長に影響を与えるのではないかと予想した。室内で飼育して調べたところ、卵サイズと蛹化時の体サイズ、母親の体サイズと子の蛹化時の体サイズの間にそれぞれ正の相関が見られた(図4,5)。また母親の日齢によっても卵サイズは変化した。母親の加齢とともに卵の大きさは小さくなったが、そのような卵から生まれた幼虫は高い成長率を示し、若い母親由来の幼虫と同程度の大きさの成虫へと成長した。本研究から、卵の大きさを介した母性効果により、母親の大きさが子へと受け継がれることが示唆された。この母性効果は、カブトムシの体サイズの大きな変異が維持される重要なメカニズムとなっている可能性がある。

さらに、母親の産む卵サイズも幼虫の発育に影響を与えることが分かった。体の大きい母親は大きな卵を産む傾向があり、これが卵を通した母系効果として子に伝わっている可能性がある。カブトムシは個体群内だけでなく個体群間においても体サイズが大きくばらつく。それらの変異を定量的に調べるために、国内の5箇所において成虫を採集し、体サイズやオスの角の長さを比べた。その結果、只見(福島県)や屋久島で採集された個体の体サイズは、関東地方などに比べ、ずっと小さいことが分かった。一方、体の大きさに対するオスの角の長さは、只見の個体群は関東のものに比べ変わらないが、屋久島の個体群は短いことが分かった。それぞれの個体群のメス成虫から採卵し、それを同一の条件で育てたところ、只見と屋久島の個体群はやはり関東の個体群に比べ、やはり体サイズが小さかった。つまり、只見と屋久島では、幼虫の生育条件が悪いという理由のみで、野外で小さい成虫が現れるわけではないと考えられる。遺伝的な要因や卵サイズを通した母系効果が影響を与えている可能性が高い。現在、体サイズに対する角の長さの解析を行っている。飼育実験が軌道に乗り、カブトムシの体サイズに影響を与える複数の要因を特定することができた。研究成果は複数の論文にまとめることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。体サイズの異なる複数のカブトムシ個体群を用い、幼虫期の餌条件や卵サイズが成虫の体サイズに与える影響を比較する。それにより、性淘汰が強くはたらく個体群(体サイズや角の大きい個体群)では、体サイズの可塑性が大きくなるという仮説を検証する。飼育実験系を早い段階で確立したため、順調にデータを得ることができ、昆虫における、母親の繁殖に対する資源投資戦略を理解するうえで重要な知見を得ることができた。また、それらの成果を、査読付きの専門誌において、論文として発表することができた。母親の体サイズと子、あるいは卵サイズに正の相関がみられたが、カブトムシの体サイズは幼虫時の栄養条件に強く影響されるため、この関係が遺伝的なものか表現系可塑性によるものなのか現段階では区別できない。これを区別するために、Half-sib法による交配実験を行う予定である。また捕食者がカブトムシの体サイズの性的二型の進化に与える影響を解明するために、捕食圧の異なる複数の調査地において、カブトムシの形態と捕食圧の関係を調査する。
オリゴアセン類の合理的合成ルートの探索と物性評価

ベンゼン環が直鎖状に縮合した芳香族化合物は、一般にアセンと呼ばれる。合理的な合成ルートは、オリゴアセンキノンを前駆体としてキノン部位に置換基を導入して還元する方法である。世界最大のオリゴアセンキノンであるノナセンキノン(ベンゼン環9個)の合成に成功し、これとアニリンの脱水縮合によってキノンジイミンを得た。ヒドラジンで還元反応を試み、1100 nmあたりまで伸びた吸収スペクトルを得た。これとは別に、ペンタセン2量体の合成にも成功した。世界でも3例目、結晶構造が得られたのは2例目である。電荷輸送能が期待できる。これまでにない大きなπ共役系をもつオリゴアセンの合成戦略および合成ルートを確立し、その物性を探索する。申請者はすでに、これらの化合物の合成を念頭に置き、世界最大のオリゴアセンキノンであるノナセンキノンの合成に成功していた。申請者は、5,11,16,22位に電子求引性の置換基を導入することで、溶解性と安定性を確保し、化合物の単離・同定に至った。このノナセンキノンとアニリンとの脱水縮合によってイミンを合成し、これをヒドラジンで還元することにより濃緑色の溶液を得ることにも成功した。この合成ルートが非常に有望であることを示している。ヘプタセン以上のオリゴアセンについては、理論上、開殻系(いわゆるシングレットビラジカル)であることが予見されており、これは有機化学上の大問題である。これについて実在する分子による明確な証拠を提示することは、学術的に大変重要である。また、縮環芳香族としてポルフィリン類の効率的な多量化合成にも成功し、その特異な光物性についても明らかにできた。当初想定していたオリゴアセンの合理的な合成ルートは、オリゴアセンキノンを前駆体として、キノン部位に置換基を導入して還元する方法である。申請者はすでに、電子求引性の置換基を効果的に導入することにより、世界最大のオリゴアセンキノンであるノナセンキノンの合成に成功している。キノンの反応性も探索しており、アニリンとの脱水縮合によってキノンジイミンを生成し、安定に単離できることを見出した。しかしながら昨年度はこれとは別法となる、ビシクロ化合物の逆ディールスーアルダー反応を利用したペンタセンダイマーの合成やパイ拡張TCNQとなるテトラシアノビスペンタセンキノジメタンの合成にも成功している。更に今年度は、偶然にもテトラセン縮環1,3-ジチオール-2-オンの加水分解によりテトラチアビステトラセンが生成することを発見し、ここから金属銅を用いた脱硫反応によるビステトラセノジチインの合成に成功した。これは2電子酸化によって形式的にはノナセンと等π構造となり、これはすなわち新規含硫黄アセンである。含窒素アセンや含ホウ素アセンは非常に活発に合成研究がなされているが、含硫黄アセンはバルクでは触媒として有能であるものの、低分子合成はこれまでほとんど研究がなされていない、未開拓領域である。これらの合成・精製手段を確立し、すべての化合物についてX線構造解析によって構造を明確にすることを目指しているが、テトラチア体、ジチア体に関しては構造解析に成功した。現在酸化種の結晶作成に挑んでいる。前年度までに、世界最大のオリゴアセンキノンであるノナセンキノンの合成に成功し、すでにキノンの反応性も探索しており、アニリンとの脱水縮合によってキノンジイミンを生成し、安定に単離できることを見出した。また、アセンの途中に酸素原子を導入した拡張キサンテンの合成にも成功し、1000 nm程度にまで吸収を持つ化合物の単離にも成功している。今年度は更にオリゴアセンの多量化に挑戦し、直接結合型ペンタセン2量体の合成に成功した。世界でも3例目、結晶構造が得られたのは2例目であるが、直交する2つのペンタセン平面が分子間でスタックして2次元的なネットワークを形成していることを明らかにした。これは電荷輸送には好適である。さらに同じ前駆体からテトラシアノビスペンタセンキノジメタンの合成に初めて成功した。ペンタセン2量体、テトラシアノビスペンタセンキノジメタンいずれも特徴的な酸化還元挙動を示すことを電気化学測定から明らかにした。ここで、鍵となるのは化合物の溶解性・反応性である。特に溶解性は化合物の同定にも影響するので非常に重要である。すでにキノンの反応性も探索しており、アニリンとの脱水縮合によってキノンジイミンを生成し、安定に単離できることを見出した。X線結晶構造解析以外の化合物同定を終えている。

25年度が最終年度であるため、記入しない。目標としているノナセンの合成に加え、ペンタセン2量体やテトラシアノビスペンタセンキノジメタンの合成に成功し、その物性を電気化学測定によって明らかにすることができた。特にペンタセン2量体に関しては単結晶の構造解析に成功しており、π電子の2次元的なネットワーク形成までも明らかにした。溶解度の確保と電子求引性置換基によるHOMOの安定化によって酸化に対する化学安定性の確保という化合物合成戦略が功を奏していることを物語っている。溶解度と化学的安定性を確保する方策を中心に考えつつ、引き続きアセン類の効率的な合成方法の探索を続ける。また、アセンの多量化についても検討する。X線結晶構造が得られていない化合物については、単結晶の作成を成功させる。デバイス化に向けて分子の合成だけではなく分子間の集合状態の制御まで含めた分子設計を必要としている。分子の側面にアリール基を導入することは分子間の反発を招くため避けられがちであるが、ルブレンの単結晶が非常に大きな伝導度をもつことからもわかるとおり、実はフェニル基程度であれば分子間距離が伸びても伝導度には影響しないのではないかと考えている。これを実証するために新たな化合物群の合成に挑戦する。
現実世界と仮想世界の融合に基づく拡張電子社会におけるオンライン協調型環境教育

前年度開発したDigitalEE2.0は,現実世界を仮想世界のコンテキストで,仮想世界を現実世界のコンテキストで,情報的に拡張し二つの異なる世界にいる人々の協調活動を支援する新しいリアルタイム分散型グループウェアである.このシステムにより,両世界の融合に基づく新たな社会(拡張電子社会)が実現される.この開発により,拡張電子社会におけるオンライン協調サービスを様々に支援可能とする礎が構築された.前年度評価したオンライン協調型環境教育は,拡張電子社会の実現へ向けた一つのモデルケースである.平成16年度,このシステムの応用領域を生涯学習の高度支援に拡張し,現実世界の生涯学習の場に重畳される拡張型電子コミュニティの研究を通して,拡張電子社会の設計指針の明確化,可能性について検討した.具体的には,(1)音声・動画・仮想空間のマルチモーダルインタフェースによって,幅広い世代の人々が学びを共有し,豊かな相互交流の輪の中で個々人の活動を高度に相互強化できるための検討,(2)DigitalEE2.0の情報処理モデルをアンビエントインテリジェンスの観点から整理し,人々の知や経験がどのように循環・生成されるのかの検討,である.これらの検討により,拡張電子社会の設計指針としては,人間の参加を中心にした社会の設計によって人々の社会的創造性を高めることが重要であることを明らかにした.また,この設計指針に基づき,拡張電子社会における人間の相互作用の情報処理プロセスをモデル化した.平成15年度,以下の研究(1)(2)を行った.(1)リアルタイム分散型グループウェアDigitalEE 2.0の開発DigitalEE 2.0を開発し,実参加者(自然環境)と仮想参加者(遠隔地)がマルチメディアコミュニケーション(高写実・仮想空間,音声,動画)によって実時間協調活動を行うことを可能とした.また,現実世界と仮想世界における相互の行動理解に必要なアウェアネス情報の共有の問題を,分散仮想環境技術,テレポインタ技術,ストリーミング動画配信技術などの開発によって解決した.参加者の協調活動のログ化機能も実現した.(2)DigitalEE 2.0の評価実験と,拡張電子社会の設計指針の明確化京都大学上賀茂試験地においてDigitalEE 2.0を用い、被験者に対する評価実験を行った.本実験により、DigitalEE 2.0のシステム性能やユーザビリティが概ね良好であることを検証した.また,本システムが現実世界と仮想世界における協調的な環境学習行動の獲得に貢献したことを確認した.本実験は,実参加者と仮想参加者に対して環境教育の第1段階の重要目標(環境への関心・気付きなどの向上)の達成を可能としたことを示し,拡張電子社会(現実世界と仮想世界が融合された未来社会)における新形態の教育の有効性を証明した.また,両世界における情報格差が両参加者からその格差補完への欲求を引き出し,両者の相互作用を促進したことがわかり,拡張電子社会の設計指針の一つとして,現実経験と仮想経験の情報格差を適切に制御することが重要であることを発見した.前年度開発したDigitalEE2.0は,現実世界を仮想世界のコンテキストで,仮想世界を現実世界のコンテキストで,情報的に拡張し二つの異なる世界にいる人々の協調活動を支援する新しいリアルタイム分散型グループウェアである.このシステムにより,両世界の融合に基づく新たな社会(拡張電子社会)が実現される.この開発により,拡張電子社会におけるオンライン協調サービスを様々に支援可能とする礎が構築された.前年度評価したオンライン協調型環境教育は,拡張電子社会の実現へ向けた一つのモデルケースである.平成16年度,このシステムの応用領域を生涯学習の高度支援に拡張し,現実世界の生涯学習の場に重畳される拡張型電子コミュニティの研究を通して,拡張電子社会の設計指針の明確化,可能性について検討した.具体的には,(1)音声・動画・仮想空間のマルチモーダルインタフェースによって,幅広い世代の人々が学びを共有し,豊かな相互交流の輪の中で個々人の活動を高度に相互強化できるための検討,(2)DigitalEE2.0の情報処理モデルをアンビエントインテリジェンスの観点から整理し,人々の知や経験がどのように循環・生成されるのかの検討,である.これらの検討により,拡張電子社会の設計指針としては,人間の参加を中心にした社会の設計によって人々の社会的創造性を高めることが重要であることを明らかにした.また,この設計指針に基づき,拡張電子社会における人間の相互作用の情報処理プロセスをモデル化した.
Research on the physics of language with particular emphasis on the quantum mechanical properties of syntax

本科研プロジェクトでは、新たに物理学の手法である行列力学用いて、自然言語の統語構造で観察される特徴を導出する。最初に、生成文法理論の語彙範疇の素性であるNとVを行列関数に置き換え、名詞や動詞などの語彙範疇を定義し、主要部-補部で用いられる最初の併合を行列乗算に置き換えられ、指定部と語句などの他の併合がテンソル積に置換されることを示し、自然言語に見られる可能な語句の組み合わせ/配列を導き出し、物理学の概念から自然の説明が行えることを示唆した。又、同様に移動の際に観察される連鎖や統語構造のラベルも導かれることを示し、物理学の概念を理論言語学に応用することで、研究を新たな段階に押し進めた。理論言語学
瑕疵ある組織再編行為の効力に関する研究

平成30年度は、昨年度に引き続き、瑕疵ある組織再編の効力に関連する諸問題についての研究を行い、その成果の一部を公表した。特に中心的に研究を行ったのは、会社債権者を害する濫用的な会社分割について、債権者保護を図るために会社分割(あるいは、会社分割の結果として生じる権利義務関係の変動)の効力をどう考えるべきかという問題である。会社分割の債権者のうち、債権者異議手続の対象外とされている金銭債権者については事後的救済を認める判例や議論の蓄積があり、法改正により一定の対処がなされているところであるが、債権者異議手続の対象であるか否かを問わず、双務契約の一方当事者等、会社分割による影響を受ける債権者には多様な者があり、それらの者の保護が、会社分割の利便性との関係で、どのような形で図られるべきかにはなお不明な点が多い。平成30年度の研究では、会社分割の効力として生じる権利義務関係の変動を事後的に一部否定するという手法を中心に、そのような問題に対する考察を深め、1つの素材として、会社分割による承継の対象とされた賃貸借契約の賃貸人(継続的契約上の債権者)の信義則による保護が問題となった最決平成29年12月19日民集71巻10号2592頁についての分析を公表した。そのような債権者は債権者異議手続の対象と考えるべきであるが、それでもなお、事案によっては信義則等による事後的救済を否定すべきではないというのがその結論である。日本法上の問題については様々な問題を検討することができており、平成31年度も引き続き同じように研究を進めていければよい。しかし、当初考えていたよりも、比較法的考察の材料となるべき外国法の研究に時間を割くことができず、具体的な成果物を公表することができていない。外国法については、引き続き、研究課題に関する米国法の全体像を把握・描写できるように文献資料の分析を進める。本年度における研究の中心的な作業は、我が国における組織再編行為の効力に関連する議論について改めて整理し、分析することであった。分析の視角としては、とりわけ、組織再編行為と類似の状況において、組織再編行為について用意されている形成無効の仕組みとは異なるやり方で効力の問題が取り扱われている領域との比較に重点を置いた。そこで得られた知見から直接得られた一つの成果として、平成26年会社法改正で導入された特別支配株主による株式等売渡請求制度による売渡株式等の取得について設けられた無効の訴えについて、そもそもそのような仕組みを置くことが立法論的にかなり疑問であることを示した上で、そのような認識を踏まえた上での解釈論を提案する論文を公表した。また、研究からの派生的な成果として、組織再編行為の効力問題を考える際に必ず参照すべき新株発行の効力問題につき仮装払込みを題材として論じた論文と、組織再編行為の一種である株式交換について無効の訴えを認容した最新の裁判例についての判例評釈を公表することができた。さらに、対価の不均衡と形成無効との関係を広く考察する論文の準備を進めており、それは平成28年度中に公表する予定である。以上のように、我が国の議論についてはそれなりに研究が進展しているが、計画していたアメリカ法の研究の準備作業は体系書のチェックを行った程度であり、データベースを活用した文献の読み込みまでは行っておらず、思うように進めることができなかった。当初考えていた以上に日本法の整理・分析に時間がとられ、アメリカ法については文献の渉猟・読み込みを十分に進めることができなかったため。平成28年度は、昨年度に引き続き、瑕疵ある組織再編の効力に関連する諸問題についての研究を行い、その成果の一部を公表した。特に中心的に研究を行ったのは、組織再編において株主や当事会社に交付される対価の(著しい)不均衡がある場合に、そのことが当該組織再編の形成無効の訴えにおいて無効をもたらす原因となるのかという問題である。この問題については、まず、「合併比率の不公正と合併無効事由」において裁判例を題材として検討を行い、大まかな方向性を示した。さらに、「組織再編行為における対価の不均衡と無効の訴え」において組織再編全体を視野に入れた総合的な検討を行い、昨今の法改正の内容を踏まえると従来からの議論とそれを踏襲した多数説的な議論には問題があること、対価の不均衡を理由ないし手がかりとする無効は、究極的には諸般の状況に鑑みたケース・バイ・ケースの判断と考えざるをえないこと、そして、そのことは組織再編の無効原因として挙げられている様々な瑕疵について同様に当てはまることを示した。また、以上の問題のほか、会社分割の当事会社の債権者のうち債権者異議手続の対象となっている債権者が、法が予定する形成無効の可能性をサンクションとして行う異議申述によらず、一般法理によって会社分割の効力を実質的に否定することによって事後的救済を受けることの是非についての研究を行った(その成果は、関西企業法研究会において報告した。それをもとに、平成29年度に論文として公表する予定である)。日本法上の問題については様々な問題を検討することができており、平成29年度以降も引き続き同じように研究を進めていければよい。平成29年度は、昨年度に引き続き、瑕疵ある組織再編の効力に関連する諸問題についての研究を行い、その成果の一部を公表し、また、その成果を反映した教育用資料を作成・公表した。

特に中心的に研究を行ったのは、会社債権者を害する濫用的な会社分割について、債権者保護を図るために会社分割の効力をどう考えるべきかという問題である。会社分割の当事会社の債権者のうち債権者異議手続の対象とされていない債権者については事後的救済を認める判例や議論の蓄積があり、平成26年改正でも一定の対処がなされたところであるが、同手続の対象とされている債権者については、会社法は、会社分割の形成無効の可能性をサンクションとして、同手続の適法な履践によって利害調整を行うことを予定するのみであるように見える。そこで、そのような債権者がそれとは別に、一般法理(詐害行為取消しや法人格否認など)によって会社分割の効力の一部を実質的に否定することによって事後的救済を受けることの是非についての研究を行い、そのような可能性を認めるべきとの結論を得た。これについては平成28年度末に中間的な研究会報告を行っていたが、平成29年度中に最終的な成果を論文にまとめ、すでに公表媒体に確定稿を提出している。また、この問題を扱った教育用演習問題を公表している。その後、組織再編による法律関係の変動についての理解を深めるために、組織再編と契約の関係について、雇用契約を中心に研究を行っているところである。日本法上の問題については様々な問題を検討することができており、平成30年度以降も引き続き同じように研究を進めていければよい。しかし、当初考えていたよりも、比較法的考察の材料となるべき外国法の研究に時間を割くことができず、具体的な成果物を公表することができていない。平成30年度は、昨年度に引き続き、瑕疵ある組織再編の効力に関連する諸問題についての研究を行い、その成果の一部を公表した。特に中心的に研究を行ったのは、会社債権者を害する濫用的な会社分割について、債権者保護を図るために会社分割(あるいは、会社分割の結果として生じる権利義務関係の変動)の効力をどう考えるべきかという問題である。会社分割の債権者のうち、債権者異議手続の対象外とされている金銭債権者については事後的救済を認める判例や議論の蓄積があり、法改正により一定の対処がなされているところであるが、債権者異議手続の対象であるか否かを問わず、双務契約の一方当事者等、会社分割による影響を受ける債権者には多様な者があり、それらの者の保護が、会社分割の利便性との関係で、どのような形で図られるべきかにはなお不明な点が多い。平成30年度の研究では、会社分割の効力として生じる権利義務関係の変動を事後的に一部否定するという手法を中心に、そのような問題に対する考察を深め、1つの素材として、会社分割による承継の対象とされた賃貸借契約の賃貸人(継続的契約上の債権者)の信義則による保護が問題となった最決平成29年12月19日民集71巻10号2592頁についての分析を公表した。そのような債権者は債権者異議手続の対象と考えるべきであるが、それでもなお、事案によっては信義則等による事後的救済を否定すべきではないというのがその結論である。日本法上の問題については様々な問題を検討することができており、平成31年度も引き続き同じように研究を進めていければよい。日本法については引き続き研究成果を公表していく。
大振幅地震動対応アクティブ系振動制御構造と非線形ハイブリッドシミュレーション検証

本研究は、アクティブ・セミアクティブ制御を用いて、大振幅地震動に対して、人命保護のみならず、建物の損傷を制御し、重要な機能を維持する方法を提案することを目的とする。構造部材(骨組や免震積層ゴム)が非線形化した後の挙動に対してもアクティブ・セミアクティブ制御の効果を検証するために、2つの加振装置によるリアルタイム・ハイブリッドシミュレーション(RTHS)による検証システム(デュアルRTHSシステム)を提案した。研究項目は、1)デュアルRTHSシステムの開発、2)非線形セミアクティブ免震構造の提案、3)大質量比アクティブマスダンパー(大質量比AMD)制振構造の提案である。これに対し平成30年度は、1)デュアルRTHSシステムを開発し、その動作を確認し、続いて2)非線形セミアクティブ免震構造の提案を行った。構築したデュアルRTHSとは、コンピュータ(DSP)内の建物モデルに地震動を入力し時刻歴応答解析を行い、得られた免震層の応答変位をアクチュエータで再現し積層ゴムを加振し、振動台で再現しセミアクティブ制御ダンパー(MRダンパー)を加振するものである。このときアクチュエータへは振動台側のコントローラからLANケーブルを通じて指令が送られる。そして積層ゴムの復元力とMRダンパーの減衰力をロードセルでそれぞれ計測し、DSP内建物モデルの運動方程式に代入して応答解析と制御演算を行う。これらの操作は500Hz間隔で繰り返される。このデュアルRTHSを使用し、積層ゴムがハードニングを生じる非線形領域で応答する免震構造の応答をセミアクティブ制御で低減する実験を行った。その結果、積層ゴムの非線形挙動時において、提案したセミアクティブ制御則によって、線形挙動時と同等またはそれ以上のセミアクティブ制御の効果が得られることが確認できた。平成30年度の当初計画では、デュアル・リアルタイムハイブリッド実験システム(デュアルRTHS)を構築することであったが、2年度目に計画されていた免震構造の積層ゴムの非線形挙動に対してもセミアクティブ制御で応答低減を行う研究が実施できたことが、当初の計画以上に進展していると評価する理由である。また大質量比AMDの解析的研究も進んでいる。構築したデュアルRTHSの適切さを次のように確認した。デュアルRTHSの再現性を検証するため、デュアルRTHS実験での、振動台側コントローラからアクチュエータ側コントローラへの指令、振動台への指令から実変位、アクチュエータへの指令から実変位までの遅れ時間、および指令信号と計測値の相関係数を全実験ケースで求めた。遅れ時間の全実験ケースの平均値は0.05秒以下で、免震構造の実験を行う上では十分に短い時間であり、相関係数の平均値も0.994と極めて1に近く相関が強いことを示しており、位相のずれが小さいことを確認した。次に、このデュアルRTHSを用いて実施した、提案したセミアクティブ制御則の制御効果の検証については、セミアクティブ制御と非制御の結果を比較し、さらに線形挙動時と非線形挙動時の結果を比較した。その結果、積層ゴムの非線形挙動時において線形挙動時と同等またはそれ以上の制御効果が得られたことを確認した。本年度は、まずデュアルRTHSシステムが適切に動作していることを確認するために、E-ディフェンスにおいて、セミアクティブ免震の実大に近い大型実験を行う。これによってデュアルRTHSシステムの妥当性が最終的に検証できることになる。このとき研究協力者であるErik A. Johnson教授(南カリフォルニア大学)、Richard Christenson教授(コネチカット大学)も参加する。次に基礎固定のコンクリート系建築物を対象に、アクティブマスダンパー(AMD)による振動制御のデュアルRTHSによる検証システムを構築する。得られた検証システムを用いて、大振幅地震動を受けた際、構造骨組が非線形挙動することが予想されるが、その非線形挙動に対してもAMDによる振動制御によって応答低減効果を発揮する制御システムの性能検証を目指す。AMDの制御システムの妥当性がデュアルRTHSで検証され、さらに、数値シミュレーションでデュアルRTHSの結果を追跡できることが確認されれば、その後は数値シミュレーションで十分な制度で振動制御の効果を検証できることになる。さらに最終年度には、基礎固定の鋼構造にも適用する実験を行う。それによって、非線形挙動する構造骨組に対するAMDによる制御設計への道を開くことになる。これらについて得られた成果を国内・国際学会に発表する他、国際共著論文の投稿を行う。

これらの操作は500Hz間隔で繰り返される。このデュアルRTHSを使用し、積層ゴムがハードニングを生じる非線形領域で応答する免震構造の応答をセミアクティブ制御で低減する実験を行った。その結果、積層ゴムの非線形挙動時において、提案したセミアクティブ制御則によって、線形挙動時と同等またはそれ以上のセミアクティブ制御の効果が得られることが確認できた。平成30年度の当初計画では、デュアル・リアルタイムハイブリッド実験システム(デュアルRTHS)を構築することであったが、2年度目に計画されていた免震構造の積層ゴムの非線形挙動に対してもセミアクティブ制御で応答低減を行う研究が実施できたことが、当初の計画以上に進展していると評価する理由である。また大質量比AMDの解析的研究も進んでいる。構築したデュアルRTHSの適切さを次のように確認した。デュアルRTHSの再現性を検証するため、デュアルRTHS実験での、振動台側コントローラからアクチュエータ側コントローラへの指令、振動台への指令から実変位、アクチュエータへの指令から実変位までの遅れ時間、および指令信号と計測値の相関係数を全実験ケースで求めた。遅れ時間の全実験ケースの平均値は0.05秒以下で、免震構造の実験を行う上では十分に短い時間であり、相関係数の平均値も0.994と極めて1に近く相関が強いことを示しており、位相のずれが小さいことを確認した。次に、このデュアルRTHSを用いて実施した、提案したセミアクティブ制御則の制御効果の検証については、セミアクティブ制御と非制御の結果を比較し、さらに線形挙動時と非線形挙動時の結果を比較した。その結果、積層ゴムの非線形挙動時において線形挙動時と同等またはそれ以上の制御効果が得られたことを確認した。本年度は、まずデュアルRTHSシステムが適切に動作していることを確認するために、E-ディフェンスにおいて、セミアクティブ免震の実大に近い大型実験を行う。これによってデュアルRTHSシステムの妥当性が最終的に検証できることになる。このとき研究協力者であるErik A. Johnson教授(南カリフォルニア大学)、Richard Christenson教授(コネチカット大学)も参加する。次に基礎固定のコンクリート系建築物を対象に、アクティブマスダンパー(AMD)による振動制御のデュアルRTHSによる検証システムを構築する。得られた検証システムを用いて、大振幅地震動を受けた際、構造骨組が非線形挙動することが予想されるが、その非線形挙動に対してもAMDによる振動制御によって応答低減効果を発揮する制御システムの性能検証を目指す。AMDの制御システムの妥当性がデュアルRTHSで検証され、さらに、数値シミュレーションでデュアルRTHSの結果を追跡できることが確認されれば、その後は数値シミュレーションで十分な制度で振動制御の効果を検証できることになる。
有限群の表現、指標和、および、その応用

ガウス和はガウスにより約200年前に考察された素数に依存する和でその値も見事に求められた。この和は、0からその素数未満までの和なので有限素体上の和と考えることが出来る。この有限素体を拡張する試みは様々になされてきた。この研究では任意の有限群に対しそのガウス和を定義し、最も基本的な有限群である対称群などを含む複素鏡映群についてその値を具体的に求めた。1.対称群のガウス和についてまず研究を行った。ガウス和はモジュラー表現と通常表現の対に対し定まりモジュラー表現が定める加法的な複素数値類関数の通常既約指標によるフーリエ展開の係数、フーリエ係数、と見ることがきる全ての有限群に対して定まる基本的な量である。有限線型代数群については、それぞれの自然なモジュラー表現に対するガウス和について、当研究代表者のものを含め先行する研究がある。しかし代表的な有限群である対称群については、十分には研究されてこなかった。本研究の成果として、対称群の場合にガウス和を次のように表すことができた。定理1の原始p乗根をz、既約表現に対応するヤング図形をYとする。このとき置換表現をp元よりなる素体上のモジュラー表現と見なしたとき、Yが定める既約表現に対応するガウス和はYの部分図形Y'でY-Y'が水平帯となるものついて、(Z-1)|Y'|/h(Y')の和を取ったものとなる。ここでh(Y')はY'のフック積である。2.上の結果を複素鏡映群G(m,1,n)について拡張した。これは特にB型ワイル群に対する結果も含む。さらに全てのワイル群について、モジュラー表現を鏡映表現としたときに、ガウス和の具体的表示を得た。3.交代群について1の結果を拡張することは容易である。全ての散在型単純群についても、そのガウズ知を簡潔に表す式を知りたい。例えばマシュウ群については、計算は容易であるが、対称群のようには簡潔に表すことはできない。部分群とその表現の列で表わされるはずで、その具体的な表示について現在研究中である。また有限線型代数群についても研究を継続中である。4.群の表現は群環の表現なので、ガウス和については自然に環についても拡張できるはずである。その意味で、ヘッケ環、および量子群についても、例の計算を中心として研究をしている。1.有限群のガウス和はガウス(1800)により研究された素体上の指標和の自然な拡張として前世紀より研究することが提唱され、有限体(ハッセ-ダベンポート、1935)、有限体上の一般線型群(近藤武、1964)などの場合に結果が得られていた.今回の我々の研究により、有限群の場合に最も基本的な群である対称群に対して、鏡映表現をモヂュラー表現(ガウス和の加法指標に対応)と複素数体上の各既約指標(乗法指標に対応)の組により定まるガウス和を具体的に定めることができた.この結果は対称群を拡張したクラスである複素鏡映群の場合に得られている.2.前項でのべた結果は、有限群のガウス和は、ある部分群とその既約指標の組の列により定まることを暗示している.例えば、対称群の場合は既約表現はヤング図形に対応するが、現れる列は、差が水平帯となる部分ヤング図形である.一般の群の場合に、どのような部分群と既約指標の組の列が対応しているかを、様々な例で調べた.まだ個別の例の段階に止まっている.3. 1の結果をヘッケ環に拡張することは必ず出来るはずである.ガウス和を言い換えると、ガウス和はモジュラー表現が定める類関数を既約指標により展開したときのフーリエ係数である、ということが出来る.この意味で、自然な類関数をフーリエ展開してその係数を求めることは意味がある.この問題の特別な場合には結果を得ることができた.一般の場合に研究中である.4.量子群とガウス和についても引き続き研究を続けている.1.ガウス和は有限素体上の乗法指標値と加法指標値の積の和として、まず研究された(ガウス、1800)。有限素体上のガンマ関数というべきもので、有限群の表現論や整数論の研究などによく現れる。これを有限群に拡張することが提起され、初めに完全な結果を出したのは近藤武(1964)の有限体上の一般線型群に対するものであった。斉藤-筱田(2000)などにより、さらに有限簡約群に対しては拡張されていたが、これを昨年度対称群まで拡張することができた。有限群のガウス和は、その群環の中心的なある加法指標を通常既約指標により展開したときのフーリエ係数ともいえる。この意味で、対称群を部分群として含む

複素鏡映群G(m,1,n)についても自然な対角和から定まる加法指標に対するガウス和を、閉じた形で求めることができた。さらに今年度は有限コクセター群を初めいくつかの有限群につき、そのガウス和を求めた。2.ガウス和のヘッケ環への拡張について研究した。対称群の拡張として自然なものであるべきであるという立場から幾つかの拡張を試みた。組み合わせ論などで、対称関数のq-類似について多くの結果が得られている。対称群のガウス和を得る我々の議論を適当なq-類似に置き換えてみると、A型の場合は結果も妥当なものでマルコフトレースに関係するなど、興味深いものが得られることが分かった。他の型についてはまだ得られていない。3.有限環(特に有理整数環の素数ベキが生成するイデアルによる剰余環)上の2次一一般線型群についてそのガウス和を研究した。この群は整数論とも関係し、さまざまな研究がされているが、指標値に関しては、既存の研究でも不完全なところがあり、そのことも一因でまだ解決にはいたっていない。4.ゲルファンド-グラエフ表現とガウス和との関係、および、2次有限行列環上のヴェイユ型方程式の解の個数とガウス和との関係についても調べた。1.有限群のガウス和について引き続き研究を続け、複素鏡映群G(m,1,n)についての結果を発表した。そこから幾つかの課題が提起された。我々の研究しているガウス和は与えられた有限群の通常既約指標とモヂュラー表現によって定まる。1G(m,1,n)の既約指標に対応するガウス和は、G(m,1,n)の部分群と既約指標の組の列を定める。このことは、どのように一般化されるか。2モヂュラー表現で考えていることは、群の表現というより群環の表現(群の演算(乗法と考える)より加法が大切)である。この意味で、環のガウス和に我々の定義を拡張することは容易であるが、例えばIwahori-Hecke環に拡張したとき、どのような結果が得られるか。3有限簡約代数群のガウス和の統一的理解の仕方はないか、などである。これらについて、研究を続けた。1については現段階では残念ながら一般的な結果は得られていない。2については五味靖がA型Iwahori-Hecke環で結果を出した。マルコフ・トレースと関係するおもしろい結果であるが、まだ他の型や一般の環に対する問題が残っている。3についても考察を続け、特殊一般線型群SL(n,q)については予想が得られ、nが小さい場合には確かめた。2.有限群のガウス和の応用に関係して、Weil型方程式を有限体上の対称行列の上で考え、その解の個数を考えた。2次対称行列の場合に解を数え上げ、結果を発表した。この結果は我々のガウス和との関係はなかったが、数え上げ自体は面白い問題で、3次以上の対称行列について拡張することを研究している。対称群をふくむ複素鏡映群についてガウス和を閉じた形で求めることができた。ヘッケ環への拡張は、この結果から比較的に容易に進むと期待されたが、そうはなっていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。q・類似の立場から、ヘッケ環のガウス和について研究する。さらに有限環上の2次一般線型群のガウス和についても、閉じた形での式を求めたい。これらがヴェイユ表現やテータ関数とも関係していることを期待しているので、さらに広く情報を収集して研究を深めたい。
頭頸部悪性黒色腫に対する遺伝子治療の可能性

黒色腫担癌ハムスターを用いてBNCT(ホウ素熱中性子捕捉療法)照射実験を行ない、メラニン合成能がBNCTの抗腫瘍効果におよぼす影響を検討した。平成16年度の研究では、メラニン合成のKey enzymeであるTyrosinase遺伝子を無色素性黒色腫細胞に導入した場合、ホウ素化合物(Tyrosine analogue)の取り込み量の増加とBNCTにおける抗腫瘍効果の増強が得られた。今年度の研究では、放射線、抗癌剤抵抗性因子としてその可能性が報告されているTRP-2に着目し、TRP-2の発現がみられるハムスター由来色素性黒色腫(RPMI-1846)およびTRP-2の発現がみられない無色素性黒色腫(FF)を用いて検討した。これらの細胞をシリアン・ハムスター(6週齢)の臀部皮下に移植し、腫瘍生着(約10日間)後、FFについてはTyrosinase遺伝子導入群(TFF)を作製した。遺伝子導入3日後、TFFはTyrosinaseの発現量がRPMI-1846と同程度認められたが、TRP-2の発現はみられないままであった。また、組織学的検討ではメラニン顆粒も認められなかった。ホウ素化合物(パラボロノフェニルアラニン)400mg/kg腹腔内投与2時間後のRPMI-1846、TFF、FFそれぞれにおける正常皮膚、および腫瘍内ホウ素濃度をICP-AESを用いて測定したところ、正常皮膚のホウ素濃度は各群に有意差はみられなかったが、RPMI-1846、TFFにおける腫瘍内ホウ素濃度はFFに比較して有意に高かった。このとき、熱中性子線を同線量照射した結果、RPMI-1846、TFF群の腫瘍抑制効果は同程度であった。すなわち、黒色腫におけるBNCTの抗腫瘍効果に影響を与える因子はTyrosinaseであり、TRP-2発現量および真性メラニン合成量には無関係であることが示差された。黒色腫担癌ハムスターを用いてBNCT(ホウ素熱中性子捕捉療法)照射実験を行ない、メラニン合成能がBNCTの抗腫瘍効果におよばす影響を検討した。基礎実験でメラニン合成能とBNCTによる抗腫瘍効果が相関することから、メラニン合成のKey enzymeであるTyrosinase遺伝子を黒色腫細胞に導入、ホウ素化合物(Tyrosine analogue)の取り込み量の増加とBNCTにおける抗腫瘍効果の増強が得られるかを検討した。ハムスター由来Amelanotic melanoma(D178)をシリアン・ハムスター(6週齢)の腎部皮下に移植し、腫瘍生着(約10日間)後、Tyrosinase遺伝子を6μg腫瘍にDirect injectionした遺伝子導入群(TD178)と、plasmidのみをDirect injectionした対象群(D178)を作成した。遺伝子導入4日後、遺伝子導入群においてTyrosinaseの発現量の増加が認められた。ホウ素化合物(パラボロノフェニルアラニン)400mg/kg腹腔内投与2時間後のTD178、D178それぞれにおける正常皮膚、および腫瘍内ホウ素濃度をICP-AESを用いて測定したところ、正常皮膚のホウ素濃度は両群に有意差はみられなかったが、TD178において腫瘍内ホウ素濃度の増加(D178に比較して約1.9倍)を認めた。このとき、熱中性子線を同線量照射した結果、皮膚反応は同程度のままでTD178に有意な腫瘍抑制効果が得られた。すなわち、Tyrosinase遺伝子の腫瘍内Direct injectionにより、メラニン合成を誘導し、ホウ素化合物の腫瘍内取り込み量を増加させることができ、BNCTの抗腫瘍効果の増強が得られた。