hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酵素を用いた加齢臭成分ノネナールの可視化計測による全身加齢臭の３Ｄマップ化

平成29年度は主として昨年度に開発したAcH用可視化システム(探嗅カメラ)を用いた呼気中および皮膚ガス中AcHの濃度分布計測を実施した。なお、飲酒を伴う生体ガスの計測実験に関しては東京医科歯科大学の倫理審査を受けて行った。探嗅カメラにおいてAcHガスはアルコール脱水素酵素(alcohol dehydrogenase, ADH)の触媒反応を利用して画像化される。ADHの逆反応では蛍光特性(励起波長340 nm、蛍光波長490 nm)を有するニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(nicotinamide adenine dinucleotide, NADH)が消費されるため、蛍光強度の減少を観察することでAcHガスを光学検出できる。実験では、予めアルコールパッチテストにて健常被験者の「2型アルデヒド脱水素酵素(ALDH2)の活性」を評価し、活性型と非活性型に分けた。各群の被験者に体重1 kgあたり0.4 gのエタノール量となるようにアルコール飲料を摂取させ、その後に呼気中AcHを可視化計測した。さらに、同様の実験条件にて皮膚ガス中のAcHについても可視化計測を行った。その結果、ALDH2活性が異なる被験者間の呼気中AcH濃度に明らかな差(活性型:8.6 ppm,非活性型:2.7 ppm)が観察され、またその濃度が代謝によって減少していく様子も観察された。また、飲酒後の皮膚ガス中AcH濃度分布と経時変化を捉えることに成功した。また新たなステップとして、皮膚ガスのリアルタイム計測のため、システム改良も進めた。新たにリング型の紫外光源を設計開発し、カメラレンズに搭載して励起系と撮像系が一体化した光学系を構築した。実験では、励起光の均一性や時間安定性を調べ、可視化計測に適用可能な特性を担保することを確かめた。本研究にて達成を目的とする生体ガス中ノネナールの可視化計測へ向け、モデルガスとして選択したアセトアルデヒド(AcH)について生体ガス中濃度分布の可視化計測を実現した。飲酒後に呼気中に含まれるAcH濃度は、個々人で異なるAcH代謝能力の差異を反映しており、簡便で非侵襲な生体ガス計測による代謝能評価が可能であった。また、体内での代謝状況を呼気中AcHにてモニタリングできた。更に、皮膚ガス中AcHでも呼気と同様に代謝に応じて変動するAcH濃度のモニタリングが可能であった。更に、従来の光学系では困難であった皮膚ガス中成分のリアルタイム可視化計測を実現するために新たに設計開発したリング型紫外光源は可視化計測に適用可能な励起光強度の均一性や時間安定性を示している。平成30年度は本研究課題にてこれまで開発した計測原理を基盤として皮膚ガス成分のリアルタイム可視化を目的に1「ガス可視化システム(探嗅カメラ)の高感度化」および、2「正確な皮膚ガスイメージングの達成」のため、エタノールガスをモデルとして研究開発を実施した。探嗅カメラでは、アルコール脱水素酵素(ADH)をコットン繊維のメッシュへと固定化した検出素子を利用した。このシステムでは、エタノールガスの存在下で生じる、蛍光特性(励起波長340 nm、蛍光波長490 nm)を有するニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)を生成するADHの触媒反応を利用して、蛍光強度分布からADH固定化メッシュに負荷されたエタノールガスの濃度分布を可視化する。
共分散構造を考慮した最適実験計画と符号・暗号の理論への応用

本研究では,要因実験において実験の類似性により誤差間に相関が生じるモデルを仮定し,それらのモデルの下でどのような要因組み合わせて実験をおこなうのが最適か(またはロバストか)という最適性の問題を下記のいくつかの場合について推定量の共分散構造を調べることにより考えて見た.ここでは実験の類似性を測る尺度として,Hamming距離を用いた.その結果、(a)実験の誤差間はその類似性をHamming距離で測った場合の1次,2次の移動平均型の誤差が生じる場合.(b)実験の誤差間にその類似性をHamming距離で測った場合の1次の自己回帰型の誤差が生じる場合.のいずれの場合についても,実験の水準組み合わせの最小ハミング距離が大きい実験が最適(ロバスト)であるという理論的結果を得た.また,ブロック計画において,分割実験を行う際に,resolvableBIBデザインが使われるが,実用上は巡回型のデザインを用いると便利であり,計画を立て易いという利点がある.しかし,巡回型BIBデザインでしかも巡回的に分割クラスが構成できるブロック計画の構成法はまだ知られていない.本研究では,巡回的に分割クラスが構成できる巡回型BIBデザインの2種類の構成法を得た.BIBデザインや直交配列は暗号の理論とも深い関係があることが知られており,認証暗号系においてBIBデザインを用いて構成する暗号系の最適性が理論的に示されている.本研究ではランダムに暗号系を構築した場合とBIBデザインを用いた場合との安全性の差異の評価を行った.この暗号に関する研究はシミュレーションにより,ある知見を得た段階であり,今後,さらに精力的に研究を続けて行きたい。
レコンビナントSERAによるマラリアワクチン開発の基礎研究

世界人口の4割がマラリア流行地域に居住し、年間に100-300万人が熱帯熱マラリアの犠牲となっている。抜本的な対策としてマラリアワクチンの開発に期待が寄せられている。我々は大腸菌において発現させた熱帯熱マラリア原虫のSERA蛋白質のN-末端領域(SE36蛋白質)を用いたマラリアワクチン開発を行なっている。SERAがマラリア発症の防御抗原であるか否かを調べるために、SERA蛋白質に対する抗体価について血清疫学調査、及び、血清による培養マラリア原虫の増殖阻害効果を測定した。その結果、流行地域に住む人々の血清成分のなかで抗SE36抗体がマラリア原虫の増殖阻害に最も大きく寄与するものであることが示された。(財)阪大微生物病研究会の協力のもと、組換えSE36蛋白質を水酸化アルミニウムに吸着させたSE36マラリアワクチン治験製剤を製造した。製剤は100μgのSE36蛋白質を1mgの水酸化アルミニウムに吸着させバイアルに入れ凍結乾燥させたものである。治験製剤を用いてリスザルによるワクチン試験を行った結果、ワクチン群において顕著なマラリア原虫増殖の抑制効果が見られた。SE36マラリアワクチンの非臨床試験を実施し、安全性において重大な問題となる全身性の毒性はないと判断した。ヒトにおける安全性を評価し、副次的に免疫原性を検討するため、平成17年1月より、日本国内において第1相臨床試験を実施した。ボランティアを2群に分け、50μg及び100μgの2用量でそれぞれ3回免疫を行った。その結果、ワクチンが原因と考えられる主要な副反応として硬結と腫脹が接種局部において観察された。また免疫原性についてはそれぞれの用量で100%の抗体陽転を観察した。50μgに比べて100μg接種群においては数倍の抗体誘導を認めた。それぞれの群において2回接種と3回接種で顕著な抗体誘導の違いは認められなかった。組換えSE36蛋白質を水酸化アルミニウムゲルに吸着させた試作ワクチンを作製し、チンパンジーに対して免疫試験を行ったチンパンジー血清よりIgG分子をプロテインGカラムで精製し、ヒト血中のモノサイト(1x10^5cells/well)とともに熱帯熱マラリア原虫の培養液に加えたところ、免疫前のIgG分画は原虫の増殖を阻害しなかったが、免疫後のIgG分画はマラリア原虫の増殖を顕著に抑制した。これらの結果はSE36試作ワクチンがマラリア防御免疫を誘導したことを示し、また、ヒトにおいても同様の防御効果を与えることを強く示唆するものである。マラリアゲノム上にはSERA遺伝子の9個のhomologueが存在する。SERA遺伝子ファミリーがvar遺伝子ファミリーのように遺伝子の選択的発現による免疫回避機構に関与するならば、SERAワクチン耐性株が容易に出現する可能性がある。SERA1-9の転写量を比較したところ、遺伝子ごとの転写量に違いはあるものの、株による差は観察されなかった。中でも転写量が多いSERA3,SERA5,SERA6,SERA9それぞれについてN末端領域のレコンビナント蛋白を作成し、ウサギから抗血清を得た。抗SERA4抗体と2重染色によるIFAを行った結果、すべての細胞においてそれぞれのSERA蛋白質はSERA4と共発現していることが明らかとなった。これらの結果から、SERA蛋白質は選択的な遺伝子発現による抗原性変換には関与していないことが明らかとなった。一方、SERAはプロセッシングによる活性化を受け、感染赤血球の壊裂に関与するプロテアーゼとなることが予想されているが、我々はシゾントからタンパク質を抽出し、その抽出物中でSERAのプロセッシングを再現することに成功した。SERAの切断にかかわる分子や、標的分子、生体内における役割を解明する最初のステップとして、このin vitroプロセッシングの系を活用し、二次元電気泳動や免疫沈降などの手法を用いてSERAの切断にともなって挙動が変わるタンパク質の同定を試みている。

その結果、ワクチンが原因と考えられる主要な副反応として硬結と腫脹が接種局部において観察された。また免疫原性についてはそれぞれの用量で100%の抗体陽転を観察した。50μgに比べて100μg接種群においては数倍の抗体誘導を認めた。それぞれの群において2回接種と3回接種で顕著な抗体誘導の違いは認められなかった。組換えSE36蛋白質を水酸化アルミニウムゲルに吸着させた試作ワクチンを作製し、3頭のチンパンジーに対して免疫試験を行った。2週間の間隔で3回の免疫を行なった後、ELISAにより抗体価の推移を観察したが、10μg/shotで免疫を行なった個体が1年後に抗体価が1,000を下回ったため、追加免疫を施した。その結果、2週間後には再び25,600という高い抗体価を示し、免疫記憶が十分に成立したことが明らかとなった。一方、マラリア免疫を獲得したヒト血清からSE36蛋白質カラムから抗SE36-抗体を除去し、これに、アフィニティー精製したチンパンジー抗SE36-抗体を加えたところ、培養マラリア原虫の増殖阻害活性が回復した。この結果は、チンパンジーにおいて誘導された抗SE36-抗体が流行地域に住むマラリア免疫を獲得した人々の抗SE36-抗体と同等の防御能力を持つことを強く示唆するものである。熱帯熱マラリア原虫におけるSERA(120kd)の機能解析では、プロセッシングされたSERAの各ドメイン(47kd,50kd,18kd)の原虫細胞における局在を明確について従来の相反する報告に決着をつけた。さらに、試験管内においてSERAのプロセッシング反応を再構成し、各種のプロテアーゼ阻害剤を用いてプロセッシングの素過程を明らかにし、関与するプロテアーゼを解析した。その結果、SERAのプロセッシングは新たなメロゾイトの放出する直前のシゾント感染赤血球壊裂に深く関与し、この過程に必須の機能を持つことが示唆された。また、熱帯熱マラリア原虫にはSERAホモログ遺伝子が9個存在するが、個々の細胞における発現解析から、SERAファミリー遺伝子が抗原性変換による宿主免疫監視からの回避機構に関与していないことを明らかにし、SERAワクチンに対する耐性株の出現が容易ではないことを示唆するデータを得た。我々は熱帯熱マラリア原虫の主要な抗原蛋白質であるSERA(Serine repeat antigen,SERA5)をもとにマラリアワクチンの開発を進めている。本年度の主要な成果は以下の通りである。1.SE36マラリアワクチン臨床治験薬を用いてリスザルにおけるワクチン試験を行った。ワクチン群(3頭)のリスザルは50μgのSE36を含む治験薬を2回接種し、その後、熱帯熱マラリア原虫のチャレンジ感染を行った。その結果、対照群に比べて、接種3日目にしてすでに有意な原虫率の抑制が観察された。この結果はワクチンによって誘導された抗体によって原虫率が抑制されたことを強く示唆する。また、血中の抗体価は原虫感染によって増強された。このことは、流行地域においてもワクチン効果の持続を保証するものと考えられる。2.SE36に対する特異抗体が、マラリア発症防御免疫において、どの程度寄与するかを評価するため、ソロモン諸島において血清疫学調査をおこなった。
IoTプロトコルのテストとモデル検査

平成29年度には,研究実施計画にしたがい,3項目(1)フォールトインジェクション, (2a) Modbatにおける量的モデリング手法の理論,および(4a)Modbatテストオラクル生成手法の改良,を実施した.項目(1)については,パケットフォワーダを設計,実装した.これを用いることにより,テスト対象ソフトウェアから見て,通信の遮断や遅延が発生しているように見せることができる.実際に,IoTのプロトコルであるMQTTで通信を行うプログラムのクライアント側にパケットフォワーダを組み込むことによって,モデルベーステストシステムの配下でフォールトインジェクションを行うことができることを確認した.項目(2a)については,従来Modbatで記述できる状態遷移系よりも上位のレイヤで,ネットワーク遅延や故障率などの量的関心事を表現する枠組みの開発を行った.時間オートマトン等を参考にしつつも,モデルベーステストに適した,階層的な記法となっている.項目(4a)では,クラウドコンピューティングに用いられる分散協調ソフトウェアであるZookeeperをテスト対象と設定し,テストオラクルの中で用いられるアルゴリズムとして,ヒューリスティックに基づく種々の探索手法を考案・実装し,従来の実装よりも高速に判定が行えることを確認した.さらに,特定の対象に依存せずに一般的なオラクル記述が可能になる枠組みをめざし,SMTソルバを用いた判定手法も考案,実装を行った.以上の成果について,第20回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップにおいて発表した.この際のフィードバックも踏まえ,2本の論文の執筆を行い,現在国際会議に投稿中(1本は準備中)である.上述の通り,計画にあげた3項目につき,いずれの項目についても概ね当初予定した内容は実行されている.(2a)については,ややアドホックな記法となっているために,まだ洗練が必要であると考えているが,逆に(4a)については当初予定していなかったSMTソルバの利用までできたため,全体としては概ね順調と評価している.現時点では研究推進上大きな問題点があるとは考えていない.研究実施項目にしたがって,進めていく.実装については,昨年度の担当者から変更が行われることになるが,資料・ソースなどの引継ぎは行われており,影響は限定的であると判断している.平成29年度には,研究実施計画にしたがい,3項目(1)フォールトインジェクション, (2a) Modbatにおける量的モデリング手法の理論,および(4a)Modbatテストオラクル生成手法の改良,を実施した.項目(1)については,パケットフォワーダを設計,実装した.これを用いることにより,テスト対象ソフトウェアから見て,通信の遮断や遅延が発生しているように見せることができる.実際に,IoTのプロトコルであるMQTTで通信を行うプログラムのクライアント側にパケットフォワーダを組み込むことによって,モデルベーステストシステムの配下でフォールトインジェクションを行うことができることを確認した.項目(2a)については,従来Modbatで記述できる状態遷移系よりも上位のレイヤで,ネットワーク遅延や故障率などの量的関心事を表現する枠組みの開発を行った.時間オートマトン等を参考にしつつも,モデルベーステストに適した,階層的な記法となっている.項目(4a)では,クラウドコンピューティングに用いられる分散協調ソフトウェアであるZookeeperをテスト対象と設定し,テストオラクルの中で用いられるアルゴリズムとして,ヒューリスティックに基づく種々の探索手法を考案・実装し,従来の実装よりも高速に判定が行えることを確認した.さらに,特定の対象に依存せずに一般的なオラクル記述が可能になる枠組みをめざし,SMTソルバを用いた判定手法も考案,実装を行った.以上の成果について,第20回プログラミングおよびプログラミング言語ワークショップにおいて発表した.この際のフィードバックも踏まえ,2本の論文の執筆を行い,現在国際会議に投稿中(1本は準備中)である.上述の通り,計画にあげた3項目につき,いずれの項目についても概ね当初予定した内容は実行されている.(2a)については,ややアドホックな記法となっているために,まだ洗練が必要であると考えているが,逆に(4a)については当初予定していなかったSMTソルバの利用までできたため,全体としては概ね順調と評価している.現時点では研究推進上大きな問題点があるとは考えていない.研究実施項目にしたがって,進めていく.実装については,昨年度の担当者から変更が行われることになるが,資料・ソースなどの引継ぎは行われており,影響は限定的であると判断している.
代数群の表現論の代数解析的研究

1.カッツ・ムーディ・リー代数の最高ウェイト加群の研究研究代表者と分担者の柏原正樹は,アフィンリー代数の臨界レベルにおける既約最高ウェイト表現の指標を求めることを目指して,半無限旗多様体上のD加群とアフィンリー代数の表現の関係について考察した.これにより,半無限旗多様体上の同変直線束の様子が,通常の旗多様体の場合と大きく異なることに気がつき,ここから理論を組み立てる必要があることが判明した.2.量子群の旗多様体の研究研究代表者は,量子群の旗多様体に関する研究を行ない,特にボレル部分群とは限らない放物型部分群に対応する場合にも,量子群の旗多様体が構成できることを確認した,その際巾単根基の扱いが,通常の場合より面倒である.また分担者の森田と共に非可換スキーム論の立場から,層係数コホモロジー・D加群等についてよい定式化を求める試みを行なった.3.トロイダル.リー代数の表現の研究分担者の斉藤は,トロイダル・リー代数のボゾン表示を用いた表現の構成を行なった.またトロイダル・リー代数の自己同型群について考察し,モジュラー群との関係を見いだした.4.量子群のローラン多項式環上での表現の研究分担者の兼田は,代数群の整数環上での表現に対応して,量子群のローラン多項式環上での表現について研究を行ない,ケンプの定理の量子群版をローラン多項式環上で証明した.5.可解ゲームの研究分担者の川中は,佐藤のゲームの拡張を与え,表現論的立場からこれについて研究を行なった.6.複素鏡映群とそのヘッケ環の表現の研究分担者の庄司は,A型ヘッケ環に対するフロベニウスの公式を,複素鏡映群のヘッケ環にまで拡張することを試み,有木・小池代数の場合にこれに成功した.1.カッツ・ムーディ・リー代数の最高ウェイト加群の研究研究代表者と分担者の柏原正樹は,アフィンリー代数の臨界レベルにおける既約最高ウェイト表現の指標を求めることを目指して,半無限旗多様体上のD加群とアフィンリー代数の表現の関係について考察した.これにより,半無限旗多様体上の同変直線束の様子が,通常の旗多様体の場合と大きく異なることに気がつき,ここから理論を組み立てる必要があることが判明した.2.量子群の旗多様体の研究研究代表者は,量子群の旗多様体に関する研究を行ない,特にボレル部分群とは限らない放物型部分群に対応する場合にも,量子群の旗多様体が構成できることを確認した,その際巾単根基の扱いが,通常の場合より面倒である.また分担者の森田と共に非可換スキーム論の立場から,層係数コホモロジー・D加群等についてよい定式化を求める試みを行なった.3.トロイダル.リー代数の表現の研究分担者の斉藤は,トロイダル・リー代数のボゾン表示を用いた表現の構成を行なった.またトロイダル・リー代数の自己同型群について考察し,モジュラー群との関係を見いだした.4.量子群のローラン多項式環上での表現の研究分担者の兼田は,代数群の整数環上での表現に対応して,量子群のローラン多項式環上での表現について研究を行ない,ケンプの定理の量子群版をローラン多項式環上で証明した.5.可解ゲームの研究分担者の川中は,佐藤のゲームの拡張を与え,表現論的立場からこれについて研究を行なった.6.複素鏡映群とそのヘッケ環の表現の研究分担者の庄司は,A型ヘッケ環に対するフロベニウスの公式を,複素鏡映群のヘッケ環にまで拡張することを試み,有木・小池代数の場合にこれに成功した.1.カッツ・ムーディ・リ一代数の最高ウェイト表現の研究研究代表者と柏原正樹(分担者)は,カッツ・ムーディ・リー代数の最高ウェイト表現の研究を行なった.特にアフィンリー代数の場合の臨界レベルのウェイトに関して研究を行ない,指標公式の予想の定式化に至った.解決には,半無限旗多様体上での解析・周期カジュダン・ルスティック多項式の幾何学的意味づけ等が必要となるであろうが,これは今後の課題である.2.量子群とそれに付随する非可換幾何学の研究研究代表者は分担者の森田らと共に,量子群の旗多様体の研究を行ない,特に非可換スキーム論の観点から,層係数コホモロジー・微分作用素・D加群等の非可換版について,それらのよい定式化を求める試みを行なった.このような方向での研究はローゼンバーグ・ルンツによるものがあるが,いろいろな意味で彼らの方法は必ずしも最適なものではなく,非可換幾何学が新たな1分野として自立するには,より本格的な定式化の必要があることが分かった.3・旗多様体上のラドン変換の研究研究代表者は,旗多様体上での拡張された意味でのラドン変換の研究を行ない,いわゆるBGG分解を用いて,ラドン変換の満たすスペクトル系列を得た.これによりラドン変換が引き起こすグロタンデエク群間の写像を完全に記述し,またその全射性・単射性が成り立つための必要十分条件を得た.特に,超幾何方程式とも関連するエルミート対称空間に関連する場合には,その完全な記述を得た.1.カッツ・ムーデイ・リー代数の最高ウェイト加群の研究研究代表者と分担者の柏原正樹は,アフィンリー代数の臨界レベルにおける既約最高ウェイト表現の指標を求めることを目指して,半無限旗多様体上のD加群とアフィンリー代数の表現の関係について考察した.これにより,半無限旗多様体上の同変直線束の様子が,通常の旗多様体の場合と大きく異なることに気がつき,ここから理論を組み立てる必要があることが判明した.

2.量子群の旗多様体の研究研究代表者は,量子群の旗多様体に関する研究を行ない,特にボレル部分群とは限らない放物型部分群に対応する場合にも,量子群の旗多様体が構成できることを確認した,その際巾単根基の扱いが,通常の場合より面倒である.3.トロイダル.リー代数の表現の研究分担者の斉藤は,トロイダル・リー代数のボゾン表示を用いた表現の構成を行なった.またトロイダル・リー代数の自己同型群について考察し,モジュラー群との関係を見いだした.4.量子群のローラン多項式環上での表現の研究分担者の兼田は,代数群の整数環上での表現に対応して,量子群のローラン多項式環上での表現について研究を行ない,ケンプの定理の量子群版をローラン多項式環上で証明した.5.複素鏡映群とそのヘッケ環の表現の研究分担者の庄司は,A型ヘッケ環に対するフロベニウスの公式を,複素鏡映群のヘッケ環にまで拡張することを試み,有木・小池代数の場合にこれに成功した.6.可解ゲームの研究分担者の川中は,佐藤のゲームの拡張を与え,表現論的立場からこれについて研究を行なった.
不完全合理的期待形成に基づく企業の最適投資行動方策に関する研究

本研究の主眼である,不完全合理的期待を企業の投資行動に適用する不完全情報モデルに注目した.われわれは,これを前提にして木島正明・中川覃夫, E JOR,57[1992]において提唱された,不完全予防保全を他の実社会モデル適用した.特にコンピュータシステムにおける適用を試みた.コンピュータシステムでは,人的な影響が変動に及ぼす影響が少ないことから,これらの結果を分析して企業の投資や資金調達の行動に不完全合理的期待の概念により企業の目的関数を最適化するモデルの構築を試みる計画を立てた.平成25年度は,不完全合理的期待を仮定した債券価格評価に対する金利水準の変動のインパクトと考える累積損傷モデルにおけるパラメータ特性の相互関連性のデータ収集など研究環境の整備を行うとともに、関連文献のサーベイや基礎的分析を行った。代表者中村は文献調査を行い分析手法について検討した.本研究の主眼である,不完全合理的期待を企業の投資行動に適用する不完全情報モデルに注目した.われわれは,これを前提にして木島正明・中川覃夫, E JOR,57[1992]において提唱された,不完全予防保全を他の実社会モデル適用した.特にコンピュータシステムにおける適用を試みた.コンピュータシステムでは,人的な影響が変動に及ぼす影響が少ないことから,これらの結果を分析して企業の投資や資金調達の行動に不完全合理的期待の概念により企業の目的関数を最適化するモデルの構築を試みる計画を立てた.平成24年度は,不完全合理的期待を仮定した債券価格評価に対する金利水準の変動のインパクトと考える累積損傷モデルにおけるパラメータ特性の相互関連性のデータ収集など研究環境の整備を行うとともに、関連文献のサーベイや基礎的分析を行った。代表者中村は文献調査を行い分析手法について検討した.システムの使いやすさなどの検証用の目的として教育支援システムのモデルを構築しその成果を研究分担者とともに,KES IDT/IIMSS 2012 (岐阜)にて「題目Stochastic Applications for e-Learning System」として研究発表を行った.さらに,これらの研究を発展させた論文を海外の学術雑誌に投稿中である.平成26年度は,企業の不完全合理的期待を仮定した投資・資金調達行動の債券価格変動の分析フレームワークのモデル構築を行い,さらに,これらのモデルをもとにしたファイナンスSupply Chain Management(FSCM)システムを構想し,実用化を行う予定であった.金融工学,信頼性理論理論と実際の運用上での数値の差違が生じる原因の追求が計画通り進行していないため,インパクト関数への反映を図る支援機能などの構築に至っていない.したがって,24年度の事例調査,FSCMシステム設計をふまえて,理論の実行性,並びに,FSCMシステムの本機能の効果・実証分析・整理に至っていない.また,企業の投資行動の不完全合理的期待における累積損傷モデル(D.R.Cox[1962])の適用のためのパラメータ・マッチング方法において,実証分析と分析結果に大きな相違が生じた場合,金利水準が債券価格評価に与える影響を他の計量モデルと比較検討する.企業の投資行動において,金利水準の変動をある程度認識が未知を想定した場合.金融環境からの変数をパラメータとした計量経済学の計量モデルと確率モデルとの差異検証のための,計量モデルのARMAやARIMAモデル構築が遅れている.金利水準の変動による債券価格評価に与える影響をインパクトの不確実性と捉えた確率モデルが遅れている.金利水準が債券価格評価に与える影響がモデルによってフィッテイングしない場合は,累積損傷モデルの状態変数の確率過程をマルコフ過程と想定して,単純なシングルファクターのモデルに変更する.計量経済モデルにおいても,金利水準に特定の分布型を仮定しない分析方法を適用する.特に,非線形最小二乗法を用いて予測を行い,確率モデルとの推計の差について明らかにする.理論をシステムとしてコーディングする場合,特に計算精度が重要になる.計算結果のスループット時間と計算時間はトレードオフの関係になっており,計算時間においては計算の簡便補による時間短縮を図る.また,モデルのFSCMシステム化においては,金融機関にヒヤリングをして,協力を得ることによりエンドユーザにもわかりやすいシステムを構築する.数値計算や数値シミュレーションのシステム構築.また,システムの実際的な利用を行う場合を想定して,モデルの妥当性の検証に数値計算の試行を行う.24年度の事例調査,FSCMシステム設計をふまえて,理論の実行性,並びに,FSCMシステムの本機能の効果を地域金融機関で実証分析し,整理する.これらの分析結果から,理論モデルの整合性FSCMシステムの改良,修正点を洗い出し,FSCMシステムに反映する.分担者1名は,当該年度に学会開催の幹事に当たっていたため,当該分担研究が進まず,分担金を計画的に使用できなかった.次年度にむけて,分担された研究,特に計量経済の面からの検討を進める.関連のデータ整備と資料整理を行う.
有効な脱離基を活用した新規ベーターラクタム誘導体の調製

近年、興味深い反応性や生物活性からセレン元素を含んだ化合物群の応用開発が盛んになされている。本研究では、系統的含セレンβ-ラクタム系化合物の効率的な調製のためにセレノカリウム塩に2-bromoethyl-trimethylsilaneを反応させ、新規セレン導入試薬を開発した。アルケンおよびアルキンにグラブス第2世代試薬を反応させることにより効率的に新規の含セレンβ-ラクタムを調製した。また、アルキンおよびアレンセレノ尿素から位置選択的ヨード環化反応によって調製した。今回調製した7員環、8員環化合物はこれまでほとんど報告例のない含セレン大環状化合物である。これまで、含セレンβ-ラクタム系の抗生物質の開発は、二つのグループのみが成功している。ひとつは、ラジカルと求核的手法を用いたもの。もうひとつはアゾメチンイリドを用いる方法である。しかしながら、どちらの方法も収率が低いだけでなく、官能基が限定的で構造活性相関を調べるために必要な多種類の誘導体を合成することが困難であった。本研究は、系統的含セレンβ-ラクタム系抗生物質の効率的な開発を広く切り開く事を目的とする。本年度は、セレノカリウム塩に2-bromoethyl-trimethylsilaneを反応させ、新規セレン導入試薬を開発した。これは、2-(trimethylsilyl) ethaneselenateアニオンを発生させる事ができ、セレンを2-(trimethylsilyl) ethyl(TSE)基で保護した誘導体の調製が可能である。またフッ化アニオンによってTSE基の選択的切断も可能となる有用な試薬であることを報告した(Org. Lett., 2007, 9, 4455-4458)。2次環内の2位、3位や4位へのセレン元素の置換によるβ-ラクタム誘導体の改変を検討した。鍵中間体であるアルキンセレノ尿素やアレンセレノ尿素はプロパルギルアゼチジノンおよびアレニルアゼチジノンとイソセレノシアネートとの反応によって容易に調製し、新規の含セレンβ-ラクタムであるイソデチアセレナペナム、3-セレナ-1-デチアセフェム及びセレナゼピンは、位置選択的ヨード環化反応によって調製した(Ore. Lett., 2008, 10, 3319-3322)。本研究は、系統的含セレンβ-ラクタム系抗生物質の効率的な開発を目的とする。これは、2-(trimethylsilyl)ethaneselenateアニオンを発生させる事ができ、セレンを2-(trimethylsilyl)ethyl(TSE)基で保護した誘導体の調製が可能である。またフッ化アニオンがTSE基の選択的切断を可能とする有用な試薬であることを報告した(Org.Lett., 2007, 9, 4455-4458)。TSE基に各種アルケンを導入しβ-ラクタム誘導体の改変を検討した。アルケンおよびアルキンにグラブス第2世代試薬を反応させることにより効率的にヘテロ環が調製され、新規の含セレンβ-ラクタムを合成することができた。今回調製した7員環、8員環化合物であるセレナゾシン、セレナゾニンはこれまでほとんど報告例のない大環状化合物である(Org.Biomol.Chem., 2009, 7, 2591-2598)。本研究は、系統的含セレンβ-ラクタム系抗生物質の効率的な開発を目的とした。

本年度は、bis-2-(trimethylsilyl)ethylselenideを新規セレン導入試薬として開発した。これに4-acetoxyazetidinoneを反応させ、セレンを2-(trimethylsilyl) ethyl (TSE)基で保護した誘導体の調製を行った。TSE基で保護された2-azetidinoneの窒素上に各種求電子基を導入し対応するβ-ラクタム誘導体を得た。これらはTBAFと反応させることにより効率的にヘテロ環が調製され、新規の含セレンβ-ラクタムを合成することができた。また、TSE基に各種アルキンやアルケンを導入しβ-ラクタム誘導体の改変を検討した。アルキンにグラブス第2世代試薬を反応させることにより効率的にヘテロ環が調製され、新規の含セレンβ-ラクタムを合成することができた。今回調製した7員環、8員環化合物であるセレナゾシン、セレナゾニンはこれまで報告例の少ない大環状化合物である。
ミトコンドリア薬剤送達技術およびミトコンドリア病に対する治療薬の開発研究

細胞膜透過性ミトコンドリア局在シグナルペプチドとして、Cdk5rap1のミトコンドリア局在シグナルに9個のアルギニンを付加した細胞膜通過性ペプチド(9R)を付加したペプチドを作製した。同ペプチドを初代培養心筋、骨格筋および神経細胞の培地中に添加すると、同ペプチドがミトコンドリアに局在することを確認した。このペプチドを付加したリポソームにエペリゾンを封入することに成功した。ミトコンドリア局在シグナルペプチド付加エペリゾン封入リポソームをCdk5rap1欠損骨格筋細胞に投与すると、ミトコンドリアに局在し、ミトコンドリア機能を改善することを明らかにした。我々は、細胞質およびミトコンドリアtRNAのチオメチル化修飾欠損が、アジア型2型糖尿病やミトコンドリア病を引き起こすことを明らかにした。また、同修飾を代償する低分子化合物としてエペリゾンを見出した。今年度より、細胞質tRNA修飾が低下しているアジア型2型糖尿病患者に対して、同薬剤のコンパニオン診断薬としての有効性を検討する医師主導臨床試験を開始した。本薬剤は、ミトコンドリア病の発症を抑制することも期待できるが、ミトコンドリア内に導入されないことが明らかになった。そこで、本研究では、エペリゾンをミトコンドリア内に導入できる技術開発を行い、また同技術によりミトコンドリア病モデルマウスにエペリゾンを投与し、ミオパチーやてんかん、心機能低下などの表現型が改善できるか明らかにすることを目的として実施した。平成28年度は、以下の研究を行った。1.ミトコンドリア内導入シグナルペプチドの開発と同ペプチドを付加したリポソームの作製・・・Cdk5rap1のミトコンドリア局在シグナルに9個のアルギニンを付加した細胞膜通過性ペプチド(9R)を付加したペプチドを作製した。同ペプチドをマウス初代培養心筋、骨格筋および神経細胞に導入し、FITCシグナルを共焦点レーザー顕微鏡で観察することにより、細胞内導入効率およびミトコンドリア内への局在について検討した。その結果、大部分はミトコンドリア内に局在することを確認した。さらに、リポソーム構成脂質として、DOPC:DOPG:DOGS-NTA-Ni:CH:DSPE-PEG2000を3:3:1:4:0.1モル比で混合し、逆相蒸発脱水法にてリポソームを作製し、Niとヒスチジンの結合により、同ペプチドを付加させたリポソームを作成することに成功した。平成28年度に計画していたミトコンドリア内導入シグナルペプチドの開発と同ペプチドを付加したリポソームの作製を終了することができたので、おおむね順調に進展していると評価できた。1.エペリゾン封入リポソームのミトコンドリアへのエペリゾン導入効率の検討・・・Cdk5rap1欠損マウスから心筋、骨格筋および神経細胞を取り出し、初代培養を行った。培養細胞の培地に1、5、10および100micro Mのエペリゾン封入リポソームを添加し、24時間培養した。培養後、エペリゾンに予め付加していた蛍光色素Cy5.5シグナルについて、共焦点レーザー顕微鏡で観察し、ミトコンドリア内へエペリゾンが導入されているか確認したところ、エペリゾンがミトコンドリア内膜内に導入されていることが明らかになった。さらに、エペリゾンを導入することにより、Cdk5rap1欠損細胞のミトコンドリアタンパク質の誤翻訳が抑制されるか、ミトコンドリアDNAがコードする全13種類のミトコンドリアタンパク質翻訳量、コンプレックス活性、ミトコンドリア膜電位、マイトファジーの形成などについて検討した。エペリゾン封入リポソームを培養細胞培地に添加することにより、ミトコンドリアDNA由来蛋白質量が、1.32.2倍上昇した。またコンプレックスIとコンプレックスIIIの活性が有意に上昇した。2.ミトコンドリア病モデルマウスでの効果検討・・・Cdk5rap1欠損マウスの尾静脈から1.6mg/kg160mg/kg量のエペリゾン封入リポソームを投与した。投与後の経時的エペリゾン体内動態について、小動物用イメージングシステムでCy5.5の蛍光色をイメージングすることにより検討した。心筋および骨格筋において細胞内へのエペリゾンの取り込みは認められたが、ミトコンドリアへの局在は認められなかった。今後は、当初の計画通りエペリゾンを封入したリポソームを作製し、同リポソームのミトコンドリアへのエペリゾン送達効率を骨格筋、心筋、および神経細胞を用いて確認する。細胞での確認が終了したら、ミトコンドリア病マウスモデルを用いて、同様に薬剤送達効果について検討する。生理学
クモ膜下出血後病変に対する重水の有効性の検討

カオリン誘発水頭症に対する重水の影響を検討した.即ち,カオリン大槽内注入により作成した水頭症モデルマウスに対して,30%重水および100%軽水をそれぞれ飲料水として投与した.大槽内注入後28日目に屠殺し,組織学的解析を行った.また行動解析についても検討を行った.組織学的検索および画像解析の結果,重水投与群では脳室容積の拡大が軽水投与群に比較して軽度であった.運動量の低下は重水投与群では軽水投与群に比べ軽度であった.軽水投与群では,大槽周辺部くも膜下腔における結合織の著しい線維増生が観察されたが,重水投与群では線維増生は軽度であった.免疫染色の結果、大槽周辺部くも膜下腔における結合織はMac3陽性の大食細胞と考えられる遊走細胞浸潤を中心とし,その周辺をI型collagen陽性線維が取り囲んでいた。大槽周辺部における線維芽細胞の電顕的観察では、重水投与群において線維芽細胞の粗面小胞体の拡張が軽水投与群に比較して低下しており、これより重水投与群において蛋白合成が阻害されている可能性が考えられた。これらの結果より,カオリンにより誘発されるくも膜下腔の炎症によって生ずる、線維芽細胞の増殖、コラーゲン合成を重水が抑制し、結果としてくも膜下腔の癒着が抑制されたために,癒着の2次的変化として起こる脳室容積の拡大および運動量の低下が抑制されたと考えられた.カオリン誘発水頭症に対する重水の影響を検討した.即ち,カオリン大槽内注入により作成した水頭症モデルマウスに対して,30%重水および100%軽水をそれぞれ飲料水として投与した.大槽内注入後28日目に屠殺し,組織学的解析を行った.また行動解析についても検討を行った.組織学的検索および画像解析の結果,重水投与群では脳室容積の拡大が軽水投与群に比較して軽度であった.運動量の低下は重水投与群では軽水投与群に比べ軽度であった.軽水投与群では,大槽周辺部くも膜下腔における結合織の著しい線維増生が観察されたが,重水投与群では線維増生は軽度であった.免疫染色の結果、大槽周辺部くも膜下腔における結合織はMac3陽性の大食細胞と考えられる遊走細胞浸潤を中心とし,その周辺をI型collagen陽性線維が取り囲んでいた。これらの結果より,カオリンにより誘発されるくも膜下腔の炎症によって生ずる、線維芽細胞の増殖、コラーゲン合成を重水が抑制し、結果としてくも膜下腔の癒着が抑制されたために,癒着の2次的変化として起こる脳室容積の拡大および運動量の低下が抑制されたと考えられた.
ベバシズマブの抗腫瘍活性を規定する新規バイオマーカーの探索

本年度は昨年度に確立した免疫学的手法を用いて臨床検体の解析(BV投与前後の血漿サイトカイン、末梢血Treg、MDSC、リン酸化STAT3、ELISPOT)を開始した。また千葉県がんセンターより検体の提供を受けたが、検体の輸送に要する時間より各種細胞解析は困難のため、血漿サイトカイン測定に限定した。報告書作成時点で帝京大学症例3例、千葉県がんセンター症例19例の合計22例が登録され、患者背景は、年齢22-81歳(中央値65歳)、M/F=13/9、Stage IVA/IVB=13/9,PS 0/1=19/3,観察期間:0.7-6.2M(中央値3.5M)であり、治療効果判定可能症例15例中、CR/PR/SD/PD=0/6/6/3であった。観察期間中に2名が死亡した。治療効果評価可能例数が少なく、統計解析で結論を導き出すのは困難であるが、現時点で奏効率と相関を認めた血漿サイトカインはVEGFのみであり(PR群7.64±5.39, SD群21.02±6.2pg/mL, p=0.013)、IL-8はPR群10.39±4.56, SD群92.3±64.7 pg/mL (p=0.085)と1コース終了後に低値のケースで奏効する傾向を示した。一方、IFN-γにおいてはPR群で高値を取る傾向を示した(p=0.013)。免疫抑制性サイトカインIL-6, IL-10, TGF-β1に関しては奏効率別に一定の傾向を示さなかった。また、細胞解析が可能であった帝京大の3症例はすべてPD症例であり、抗原特異的T細胞(ELISPOT)、末梢血Treg, MDSC、単核球核内リン酸化STAT3レベルと治療効果の間に相関は認めなかった。本研究では必要な症例の集積が進まず仮説検証に至らなかったが、一部のサイトカイン値と治療効果の相関を示唆する結果が得られており、仮説の妥当性検討の余地を残すと考察出来る。本年度は研究開始年度に当たり、当研究室・研究環境の整備、研究計画の院内IRB申請・認可、研究員の確保、および免疫学的解析の予備実験など準備に充当する結果となり、本年度は臨床研究の開始には至らなかった。免疫学的解析に関しては、健常人の末梢血単核球を用いた予備実験を複数回施行し、細胞膜透過試薬を用いた核内タンパク質と表面抗原の多重染色により、フローサイトメトリーを用いてCD4+CD25+Foxp3+の制御性T細胞の検出を既報通り健常人CD4陽性細胞中に46%程度の頻度で検出する系を確立した。またMyeloid-derived suppressor cells (MDSCs)の検出に関しては、細胞表面抗原の多重染色により、CD4-CD1b+CD33+細胞として検出する系を確立した。核内リン酸化STAT3蛋白の検出系は、細胞膜透過試薬を用いたフローサイトメトリーにより検出系を確立した。制御性T細胞とMDSCは免疫抑制に作用する抑制性の免疫細胞サブセットであり、担癌患者の血中で増加していることが広く知られている。リン酸化

STAT3は免疫細胞内でVEGF等のサイトカインの作用により活性化される結果核内に検出される転写因子であり、各種免疫細胞内でその機能抑制に関連する遺伝子の発現を誘導することが知られている。癌細胞が産生するVEGFはベバシズマブにより中和されることから、抗腫瘍免疫エフェクターの活性を抑制する種々の免疫動態の変化が予想され、上記抑制性免疫細胞やリン酸化STAT3等の変動を測定することにより担癌生体内における抗腫瘍免疫の変化を知ることが可能となる。まず研究室であるが、内科学講座腫瘍内科においては研究可能なラボスペースが無く、研究開始が大幅に遅れる結果となった。大学当局との交渉の結果、大学棟内の共同利用研究室の利用の認可が下りたのがH24年11月であった。スペースの確保に伴い、備品(冷蔵庫)、試薬・器具類の発注を開始することが出来た。学内倫理委員会への申請はH24年4月に行い、受理されたのが8月13日であった。研究員に関しては、H24年11月に専任の技術員を雇用し研究室の整備と免疫学的解析の予備実験を開始したが、技術員の事情によりH25年1月上旬より欠勤し最終的に2月末に雇用関係を終了。この間研究が完全に停止状態となった。3月下旬より新たに技術員を雇用し予備実験を再開し、健常人末梢血を用いた免疫細胞の解析で制御性T細胞、MDSC、リン酸化STAT3レベルのフローサイトメトリーを用いた計測がルーチーンに可能となった。5月以降、学内共同研究者に臨床研究の開始の通知を行った。また、学外施設にも共同研究を要請しており施設内IRBに現在申請中である。腫瘍内科および当院下部消化管外科グループにおいて、適格基準を満たす新規症例を登録し、計画に従い研究を遂行していく。単一施設では研究予定期間内に症例が予定数に達することが困難と予想されるため、学外施設に共同研究を呼びかけて症例数の確保を促進していく予定である。昨年度は備品(冷蔵庫2機)購入費が他の試薬・器具類の購入費を圧迫する状況が生じた為、前倒し請求を行った。今後の研究費の使用計画としては、免疫学的解析に必要な各種試薬および器具類の購入に充当する予定である。
メタ情報と自然言語処理に基づく法制執務支援システムの開発

本研究は,計算機による法制執務支援システムの開発を目的とし,特に,膨大な数の法令文書の構造化により,法令改正に伴う法令統合作業の自動化,高度化,迅速化が可能であることを明らかにする.本年度は,法令自動統合システムの実現と検証に関して,次の研究を行った.1.法令文書用DTDの拡充前年度に引き続き,わが国の法令文書の構造化のための文書型定義(DTD)を拡充した.特に,表,改正規定など,法令文書中に出現する複雑な構造を定式化する手法を明らかにした.2.法令文書自動タグ付けツールの拡充前年度までに開発した法令文書自動タグ付けツールを拡充したDTDに対応させるとともに,スクリプト化により使い勝手を向上させた.3.法令自動統合システムの実現と検証法令自動統合システムのプロトタイプを開発した.また,同システムの動作検証のために,法律17本(改め節965,改正箇所4,355)の新規制定時バージョンから一部改正法令に従って自動統合を繰り返し,現行バージョンと比較する実験を実施したところ,原データの誤植に伴うエラー,文字列の置換において,置換箇所の前後の文脈に注意して実行しなければならない場合を除き,良好な結果を得た.4.構造化法令データの蓄積主要法令101本の日本語原文および英訳,および,昭和2223年に新規制定された法律約300本について,構造化法令データを作成,蓄積した.なお,前者の構造化には,上述のタグ付けツールを用いた.本研究は,計算機による法制執務支援システムの開発を目的とし,特に,膨大な法令文書の構造化により,法令改正に伴う法令統合作業の自動化,高度化,迅速化が可能であることを明らかにする.特に本年度は,法令自動統合システム開発の基礎となる次の成果を得た.1.改め文コーパスの構築衆議院ウェブページ「制定法律」掲載の法律2,200本(平成元16年制定)から改め文(法律の改正内容を規定した法律文)76,159文を収集した.その際,改め文には7種類の動詞だけが用いられることを明らかにし,それを利用して改め文自動収集ツールを作成した.これを改め節(改正操作の基本単位を規定する改め文中の節)157,879節に分割した.2.改め文コーパスの解析改正操作の内容に注目し,収集した改め節を10種類に分類するとともに,改正操作ごとに用いられる動詞が限定され,12種類のクラスが存在することを明らかにした.さらに,そのクラスとの対応を基本として,改め文の文型は16種類の正規表現により記述できることを明らかにした.3.法律用文書型定義の設計本システムで扱う法律文書は構造化文書とする.そのため,収集した法律文書を解析し,条,項などの法令構造の要素を同定するとともに,法律用文書型定義(DTD)を設計した.4.自動統合システムの設計旧法と改め節を入力とし,改正を施した新法を出力するシステムの基本設計を行った.このシステムは,改め節を中間言語表現に変換し,それを直接実行して改正操作を実現する.本研究は,計算機による法制執務支援システムの開発を目的とし,特に,膨大な数の法令文書の構造化により,法令改正に伴う法令統合作業の自動化,高度化,迅速化が可能であることを明らかにする.本年度は,以下のように,法令自動統合システム開発の基礎となる成果を得るとともに,同システムの実現に向けて研究を推進した.1.法律用文書型定義の設計本システムで扱う法律文書は構造化文書とする.そのため,前年度に引き続き,収集した法律文書を解析し,条,項などの法令構造の要素を同定するとともに,法律用文書型定義(DTD)の設計の詳細化を行った.2.法令自動タグ付けシステムの開発設計したDTDに基づき,法令文書を構造化し,XML文書とするために,法令文書にXMLタグを自動的に付与するツールを開発した.このツールは,字下げなど法令文書の慣習的な書式を利用するもので,その実現にあたっては,文脈自由文法を用いて書式の特徴を記述し,構文解析器を自動生成する手法を利用した.3.自動統合システムの実現旧法と改め節を入力とし,改正を施した新法を出力するシステムの実現を推進した.このシステムは,改め節を中間言語表現に変換し,それを直接実行して改正操作を実現する.中間言語表現は11種類を定義し,プログラミング言語Rubyの関数と見なして実行できるようにした.また,Rubyの関数は,法制執務に関する種々の知識に照らしながら,XML文書の木構造や文字列に対する操作として実現した.本研究は,計算機による法制執務支援システムの開発を目的とし,特に,膨大な数の法令文書の構造化により,法令改正に伴う法令統合作業の自動化,高度化,迅速化が可能であることを明らかにする.本年度は,法令自動統合システムの実現と検証に関して,次の研究を行った.1.法令文書用DTDの拡充前年度に引き続き,わが国の法令文書の構造化のための文書型定義(DTD)を拡充した.特に,表,改正規定など,法令文書中に出現する複雑な構造を定式化する手法を明らかにした.2.法令文書自動タグ付けツールの拡充前年度までに開発した法令文書自動タグ付けツールを拡充したDTDに対応させるとともに,スクリプト化により使い勝手を向上させた.3.法令自動統合システムの実現と検証法令自動統合システムのプロトタイプを開発した.

また,同システムの動作検証のために,法律17本(改め節965,改正箇所4,355)の新規制定時バージョンから一部改正法令に従って自動統合を繰り返し,現行バージョンと比較する実験を実施したところ,原データの誤植に伴うエラー,文字列の置換において,置換箇所の前後の文脈に注意して実行しなければならない場合を除き,良好な結果を得た.4.構造化法令データの蓄積主要法令101本の日本語原文および英訳,および,昭和2223年に新規制定された法律約300本について,構造化法令データを作成,蓄積した.なお,前者の構造化には,上述のタグ付けツールを用いた.
低成長温度・無毒性 エレクトロニクス用高温超伝導薄膜材料の創成

独自に発見した有望な超伝導薄膜材料であるパルスレーザーアブレーション法による(Cu,C)-Ba-0系高温超伝導膜に関して、1)in-situ光電子分光による超伝導特性と電子構造の関連の評価、2)in-situ評価による膜構造・伝導特性の作成パラメーター依存性を明らかにし中核的課題である同薄膜の特性改善・低温成長等のプロセス条件の緩和の両立を達成した。1)では、i)この系の1201相の超伝導がホールドープに起因すること、ii)その伝導度向上・超伝導発現がCO3基あるいは過剰酸素の導入によるフェルミ準位の低下に対応していること、iii)このときの電子構造変化はほぼリジッドバンド的であり、陰イオンが導入されるサイトがドーピング初期におけるBaイオン周辺から、ドーピングの進行に伴ってCuイオン周辺に移ることを明らかにした。また、電子構造とTcの関係から、現在までに得られた超伝導膜(Tc-onset>60K、T_c(p=0)>40K)がアンダードープ領域にあることが分かった。2)では、iv)ドーピンクレベルの支配要因の一つであるCO3基の薄膜内濃度が膜堆積速度と正相関にあること、v)CO3濃度が、レーザーアブレーションでは、通常、軽微とされているアブレーション粒子による成長面衝撃に依存し、CO3濃度の制御には基盤配置、高エネルギー粒子のターゲット・成長面間での散乱過程を成長速度と併せて制御することが必要なことを明らかにした。これらにより、T_c_<-onset>>60K、T_c(p=0)>40K且つ表面凹凸が12ユニットセル以内の優れた超伝導特性と表面平坦性を有する(Cu,C)-1201相薄膜を500600°Cで低温形成するための手法を確立した。以上の成果は、この系が優れた低形成温度エレクトロニクス材料であることを実証するものであるとともに、その再現性の作成手法が確立されたことを示している。また、高特性・超平坦性が同時実現は、人工格子法による多層化・多成分系超伝導材料の創成の鍵となるものである。これらにより課題名に表された本研究の目的は達成されたと考える。本研究の中核的課題であるパルスレーザーアブレーション法による(Cu,C)-Ba-O系高温超伝導.膜の特性改善・プロセス条件の緩和に向けて1)in-situ光電子分光による超伝導特性と電子構.造の関連の評価、及び、2)膜構造・超伝導特性の薄膜作成パラメーター依存性を厳密に調べた。また、電子構造とTcの関係から、現在までに得られた超伝導膜(Tc-onset>60K、Tc(r=0)>40K)がアンダードープ領域にあることが分かった。2)では、iv)ドーピングレベルの支配要因の一つであるCO3基の薄膜内濃度が膜堆積速度と正相関にあること、v)

CO3濃度が、レーザーアブレーションでは、通常、軽微とされているアブレーション粒子による成長面衝撃に依存し、CO3濃度の制御には基盤配置、高エネルギー粒子のターゲット・成長面間での散乱過程を成長速度と併せて制御することが必要なことを明らかにした。これらにより現時点で、Tc-onset>60K、Tc(r=0)>40K且つ表面凹凸が12ユニットセル以内の優れた超伝導特性と表面平坦性を有する(Cu,C)-1201相薄膜を500600°Cの低温で形成するための手法を確立した。以上の成果は、この系が優れた低形成温度エレクトロニクス材料であることを実証するものであるとともに、その再現性の作成手法が確立されたことを示している。また、高特性・超平坦性が同時実現は、人工格子法による多層化・多成分系超伝導材料の創成への足掛かりとなるものである。本研究の中核的課題であるパルスレーザーアブレーション法により低温成長(500°C)した(Cu,C)-Ba-O系高温超伝導膜の特性改善に向けて1)in-situ電気伝導度測定による超伝導臨界温度T_cと常伝導伝導率σの関連及び臨界電流密度の決定、2)膜/基板界面歪みの効果を調べた。1)では、(Cu,C)-1201相薄膜のT_cが常伝導状態の伝導度σ及びその温度係数の絶対値と正相関に有ること、σ>500S/cm以上のときに良好な超伝導特性が得られることが確認された。T_c>40Kの試料は(T/T_c)<0.7,自己磁場化で10^6A/cm^2以上の高い臨界電流密度を持つことが見出され、(Cu,C)-Ba-O系が優れた低成長温度・超電導薄膜材料であることが明らかとなった。2)では、SrTiO3基板と(Cu,C)-1201相の中間的格子定数を持つSrCuO_2バッファ層上に1201相膜が原子オーダーの平坦性をもってエピタキシャル成長すること、SrCuO_2層の厚さにより1201相膜のa軸長を変調可能であることが見出された。SrCuO_2層厚を最適化したところ、T_<c-onse1>が挿入無しの状態の約60Kから70K以上に上昇することが見出された。この値はCuO_2面1層系として高い部類に属している。これらの結果は、研究実施者らが発見した(Cu,C)-1201薄膜が500°C程度の低温成長であるにもかかわらず、高成長温度が必要な系と同等の輸送特性を有する優れた薄膜材料であることを実証するものであり、低成長温度・エレクトロニクス用超伝導薄膜材料の創成という本研究の目的は達成されたものと考える。また、バッファ層挿入により得られた超伝導特性の改善は多層人工格子化によるCuO2面への歪み・キャリア選択的注入の制御の有効性を示唆するものであり、一層の特性向上のための足掛りが得られたと言える。