hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床応用に向けたクロマチン免疫沈降PCR法を用いたp53機能解析法の開発

まず、酵母を用いたp53機能解析法(FASAY法)にて確認した内因性に正常型p53を有する2種類の培養細胞(A549:肺癌細胞(嚢胞腺癌)、C32TG:悪性黒色腫細胞)、内因性に機能変異型p53を有する3種類の培養細胞(HSC-4:頭頸部腫瘍細胞(扁平上皮癌):R248Q、T.Tn:食道癌細胞(扁平上皮癌):V272M、Mewo:悪性黒色腫細胞:E258K)を用いて、前年度の研究で設定したクロマチン免疫沈降とPCR条件を用いて、p53の下流遺伝子とされる36遺伝子(40 PCR fragment)のプロモーター領域へのp53蛋白質の結合能について網羅的な解析を行なった。その結果、過去に報告されたp53蛋白質の標的配列を有する下流遺伝子であっても、細胞によってはDNAとの結合が観察されない遺伝子も認められた一方、変異型p53蛋白質であっても、HDM2によるネガティブフィードバックを受けないために過剰発現を起こしている細胞では、部分的にDNA結合能力を回復する可能性が示された。また、p53のstatusあるいは由来組織のどちらかが同一であっても、p53に対する免疫沈降法で共沈するDNA配列が異なることが観察された。これらの結果は既知の下流遺伝子が単離された過程が過剰発現系を用いていたため内因性のp53の本来の標的ではなかった可能性もあるが、もう一つの可能性としてp53は変異特異的、組織特異的な修飾因子により下流標的配列の使い分けを行っている可能性も示唆するものであった。今後、様々な培養細胞を用いて、p53蛋白質に対するクロマチン免疫沈降と網羅的なPCR法から得られたp53標的下流遺伝子群のプロファイルを作成し、組織型や抗がん剤感受性情報を含んだデータベースと組み合わせることで、p53蛋白質の転写活性化に関与する種々の因子や治療標的分子のスクリーニングに応用できるものと考えられた。1.p53の下流遺伝子(41遺伝子)のp53結合配列(すでにゲルシフトアッセイやChIPアッセイにてp53が結合することが示されているもの、あるいはルシフェラーゼアッセイにて転写応答に必要なものの応答配列が同定されていないものを含む)の周辺領域について、96穴プレートで一括してPCR反応がかかるように、プライマーおよびPCR条件の検討を行なった。その結果、SaO S2、SF126培養細胞およびヒトリンパ球由来genomic DNAを鋳型として、36遺伝子(40 PCR fragment)を一括してPCR反応がかかるような条件を設定することができた。2.次いで、テトラサイクリンで野生型p53蛋白質の発現誘導がかかるp53 stabletransformantのSaOS2、SF126培養細胞を用いて、p53のエピトープが異なる抗体(Ab-1、Ab-2、Ab-6)を用いてChIPアッセイを行なった。その際、同時にテトラサイクリンの濃度を振ってp53の発現量を変えたり、紫外線やアドリアマイシンなどのDNA損傷刺激を加えたときに免疫沈降により共沈されるDNA fragmentの変化などを調べた。その予備実験段階の結果ではあるが、p53蛋白質量とPCR産物生成量との間には大きな変化が見られなかったものの、用いた抗体により共沈されるDNA fragmentには違いが見られた。用いた抗体のエピトープ領域の修飾の差異によるものと考えられる。また、p53依存的に転写抑制が起きることが知られている数種類の下流遺伝子が共沈することも確認することができた。3.今後はこれら細胞を用いて経時的な変化による共沈DNA fragmentの違いについても明らかにするとともに、ミスセンス変異型p53を有する培養細胞を用いて、免疫沈降されるDNA fragmentの違いについての解析を進め、p53機能をChIPアッセイで明らかにすることができるか否かについて明らかにする予定である。

今後、様々な培養細胞を用いて、p53蛋白質に対するクロマチン免疫沈降と網羅的なPCR法から得られたp53標的下流遺伝子群のプロファイルを作成し、組織型や抗がん剤感受性情報を含んだデータベースと組み合わせることで、p53蛋白質の転写活性化に関与する種々の因子や治療標的分子のスクリーニングに応用できるものと考えられた。
タバコモザイクウイルスの系をもちいた植物細胞内での異種タンパク質の大量発現

タバコモザイクウイルス(TMV)のコ-トタンパク質が爆発的に合成されるしくみを主に転写という観点から解析をすすめ、以下のような知見を得、さらに異種タンパク質を植物体で作らせる目的に応用を行なっている。1.コ-トタンパク質を翻訳する鋳型となるサブゲノミックmRNAの転写の開始が、約100塩基ほどの領域(以下プロモ-タ-領域の存化によってひきおこされることが明らかとなった。2.このプロモ-タ-領域を残し、コ-トタンパク質の遺伝子部分の配列を欠失させてCAT遺伝子、エンケファリン遺伝子を発現する人工TMVを作成した。これらの人工ウイルスの感染によって、CATならびにエンケファリンの発現を確認した。現在GUS遺伝子についても同様の構築を行なっている。3.このプロモ-タ-領域をウイルスゲノム中に複数持つTMVを構築し、コ-トタンバク質を一方で合成させながら異種タンパク質を他のプロモ-タ-で合成するようなTMVを作成した。ただし結果は、転写同士の競合が起きることが明らかとなった。4.TMVのゲノムRNAの3端側約200塩基にはtRNA様構造およびpseudoknot構造と呼ばれる特徴的な二次構造がある。そのうちtRNA様構造と、pseudoknot構造のうち一番3^′端側のstemーloopがウイルスRNAに必須であることが明らかとなった。pseudoknot構造の残りの部分は、ウイルスRNAの安定性に寄与していることが示唆されてきた。現在、これらの2次構造部分をGUS遺伝子のmRNAの3^′非翻訳領域に導入した際に、mRNAの安定性に寄与するか否かをアッセイし、この構造のmRNAの安定性への寄与を考察する予定である。
青年期自閉性障害の表情認知における脳機能画像

自閉性障害、アスペルガー障害などの自閉症スペクトラム障害(ASD)では非言語性対人的相互性の障害があることが知られている。その基礎にある脳機能として表情認知の障害が注目されている。本研究はASDにおける表情認知の特徴を明らかにする目的で、表情認知課題遂行中の大脳皮質活動を機能的脳画像(fMRI)を用いて調べた。ASD群と定型発達者群各15名に、視覚刺激としてHappy、Anger、Sad、Neutralの4種類の表情からなる顔写真を用い、課題遂行中に撮像を行い、SPM8で解析した。MarsBarを用いて左右紡錘状回、左右ミラーニューロン(MN)領域、補足運動野、前部帯状回、左頭頂間溝、右島の8か所の関心領域(ROI)を設定し、各表情の偏回帰係数のROI毎のANOVAにより検定した。また、ASD群で自閉症スペクトラム指数(AQ-J)と各表情の偏回帰係数の相関をROI毎に求めた。ANOVAでは右前頭葉ミラーニューロン領域(FMN)で群×表情の交互作用を認めた。2群間での有意差のあった領域は、Happy,Sad,Neutralでは、右紡錘状回、Angryでは、右MNで、これはASD群で逆に有意に上昇していた。AQ-J値と各表情の偏回帰係数では右MN領域においてHとNで有意な負の相関を示した。これらの結果は表情認知に際してASD者は定型発達者とは異なる皮質活動を右MN領域で行っていることを示唆し、表情に対する情報処理に違いがあることを示している。ASD者において、Angryで定型発達者よりも高い活動が見られたことは、社会生活上の適応不全と関連している可能性がある。自閉性障害(ASD)の対人的相互性の障害は、他者の感情を推定する表情認知の障害であると報告され、他者の顔を見たときに目の部分を見ることがなく、このことが他者と視線を合わせないという特徴を表していると報告されている。一方、これらの視線の異常や、他者の表情認知に障害がないにもかかわらずfMRIで検討すると、賦活される脳部位は健常者とは異なっているという報告もあり未だ議論のあるところである。そこで、本研究では成人ASD 14名について、1)表情認知が困難かどうか、2)他者の顔のどの部分を見るかの視線解析と、3)同様の表情の顔をみたときに賦活される脳部位をfunctional MRI(fMRI)を用いて15名のcontrol群と比較検討した。ASD群のAQ-Jの値の平均は39.6であり、健常群の平均値(16.9)と有意の差が見られた。被験者は、頭部を固定して、computer display上のhappy, sad, angry, neutralの4種の表情の顔の視覚刺激を見て、DITECT社製のView Trackerにて視線解析を行った。一つの表情の写真を6秒間提示し、表情を正しく判断することができるか、また、顔の各部分への視線の総停留時間を調べた。表情認知の正誤は自閉性障害群の正答率が低い傾向にあったが有意差は見られなかった。また視線解析におけるエリアごとの停留時間は眉間・鼻周辺に多く見られ、両群間に有意差は見られなかった。しかし脳機能画像においては紡錘状回や上側頭溝(STS)などの表情認知領域やmirror neuron領域において自閉性障害群に賦活の低下が見られ、このことから自閉性障害群においては表情認知の際にcontrol群と異なる脳の領域を使っている可能性が示唆される。
ゼブラフィッシュの逃避行動制御の獲得に関する生理学的・分子生物学的研究

脳のニューロンはそれぞれの働きに応じて、特色のある興奮性を示す。同じように生まれたニューロンがどのように異なる興奮性を獲得して運動制御に関わるかを分子レベルで調べることが本研究の目的である。ゼブラフィッシュの後脳に存在する網様体脊髄路(RS)ニューロン群の一つであるマウスナー(M)細胞とMiD2/3cm細胞は、発生過程の同じ時期に後脳の隣接する分節に1対ずつ生まれ、共通の形態学的特徴をもつが、異なる発火特性を示す。MiD2/3cmは脱分極の大きさに従った発火頻度で連続発火するが、M細胞だけは単発の活動電位しか発生しない。興味深いことに、このM細胞の特異的な発火特性は、発達とともに獲得される。この特異的な発火特性を決定する分子基盤を明らかにするために、電気生理学的・分子生物学的に解析した結果、単発発火特性には低閾値型電位依存性カリウムチャネルであるKv1、Kv7が必要であり、発達に伴いそれぞれの寄与が増加することが明らかになった。Kv1、Kv7のα及びβサブユニットの発現解析により、Kv7αはKv7.4が発生初期からM細胞に発現していたが、相同ニューロンでは発現していなかった。ところが、Kv1αに関しては、Kv1.1が予想外に発生初期からM細胞だけでなく相同ニューロンでも発現することを見出した。一方、Kvβ2は発生初期のM細胞や相同ニューロンには発現しないのに対し、単発発火を示すM細胞で発現していた。アフリカツメガエル卵母細胞を用いた再構成系によって、Kv1.1とKv7.4は異なるキネティクスを持つことが明らかになり、KvβはKv1.1による電流量を増加させる機能があることを示した。以上の結果は、M細胞の単発発火特性の獲得にKv1.1αとKvβ2の組み合わせとKv7.4αの発現が重要であることを強く示唆し、ニューロンの興奮性を決定付ける要因として新しい概念を提示する脳のニューロンはそれぞれの働きに応じて、特色のある興奮性を示す。発生初期には同じように生まれたニューロンが、どのように異なる興奮性を獲得して運動制御に関わるのかを分子レベルで調べるのが本研究の目的である。対象としたのは、ゼブラフィッシュの後脳に存在する網様体脊髄路(RS)ニューロン群の一つであるマウスナー(M)細胞とその相同ニューロンのMiD2/3cmである。これらのニューロンは後脳分節に同じように生まれながら、発達に伴い異なる発火特性を示す。すなわち、RSニューロンは一般に膜電位を脱分極させると、脱分極の大きさに従った発火頻度で連続発火するが、M細胞だけは単発の活動電位しか発生しない。興味深いことに、M細胞の特異的な発火特性は、ゼブラフィッシュの発達とともに連続発火から単発発火特性へと変化していくことが示された。本年度、私はM細胞の単発発火特性獲得の分子基盤について詳細に調べた。M細胞の単発発火には、低閾値型電位依存性カリウムチャネルの発現が必要であると考えられる。ゼブラフィッシュの低閾値型電位依存性カリウムチャネルKv1ファミリーのα及びβサブユニットをすべてクローニングして、M細胞での発現解析を行った。その結果、αサブユニットのうちKv1.1のみが発達初期からM細胞にタンパクとして発現して軸索起始部および細胞体に局在していることを見出した。一方、βサブユニットはM細胞が連続発火する発達初期では少量発現しているのに対して、単発発火を示す発達後期では強く発現するようになった。すなわち、Kv1.1αサブユニットとKvβサブユニットの発現が組み合わさることがM細胞の単発発火特性の獲得に重要であると示唆される。これはニューロンの発火特性を決定付ける要因のひとつとして新しい概念を提示する成果といえる。同じように生まれたニューロンが、どのように異なる興奮性を獲得して運動制御に関わるのかを分子レベルで調べるのが本研究の目的である。ゼブラフィッシュの後脳に存在する網様体脊髄路(RS)ニューロン群の一つであるマウスナー(M)細胞とその相同ニューロンのMiD2/3cmは、同時期に後脳の隣接する分節の同じ位置に生まれ,共通の形態学的特徴をもつが、発達に伴い異なる発火特性を示す。すなわち、MiD2/3cmは他のRSニューロンと同様に膜電位を脱分極させると、脱分極の大きさに従った発火頻度で連続発火するが、M細胞だけは単発の活動電位しか発生しない。さらに興味深いことに、このM細胞の発火特性は、発達とともに獲得される。このような発火特性の違いを決定する分子基盤を明らかにするために、単発発火特性に必要な低閾値型電位依存性カリウムチャネルKv1ファミリーのα及びβサブユニットの発現を解析した。αサブユニットに関してはM細胞でのKv1.1の発現を認めたが、予想外に発生初期からM細胞だけでなく相同ニューロンでも発現することを見出した。一方、βサブユニットは発生初期のM細胞や相同ニューロンには認められないのに対して、単発発火を示す発生後期のM細胞では強く発現していた。このβサブユニットにはKv1.1による電流量を増加させる機能があることを、アフリカツメガエル卵母細胞を用いた再構成系で示した。さらに、連続発火する時期のM細胞にβサブユニットを過剰発現させ、単発発火特性を獲得させることに成功した。

以上の結果は、M細胞の単発発火特性の獲得にKv1.1αサブユニットとKvβサブユニットの発現の組み合わせが重要であることを強く示唆し、ニューロンの興奮性を決定付ける要因として新しい概念を提示する。脳のニューロンはそれぞれの働きに応じて、特色のある興奮性を示す。同じように生まれたニューロンがどのように異なる興奮性を獲得して運動制御に関わるかを分子レベルで調べることが本研究の目的である。ゼブラフィッシュの後脳に存在する網様体脊髄路(RS)ニューロン群の一つであるマウスナー(M)細胞とMiD2/3cm細胞は、発生過程の同じ時期に後脳の隣接する分節に1対ずつ生まれ、共通の形態学的特徴をもつが、異なる発火特性を示す。MiD2/3cmは脱分極の大きさに従った発火頻度で連続発火するが、M細胞だけは単発の活動電位しか発生しない。興味深いことに、このM細胞の特異的な発火特性は、発達とともに獲得される。この特異的な発火特性を決定する分子基盤を明らかにするために、電気生理学的・分子生物学的に解析した結果、単発発火特性には低閾値型電位依存性カリウムチャネルであるKv1、Kv7が必要であり、発達に伴いそれぞれの寄与が増加することが明らかになった。Kv1、Kv7のα及びβサブユニットの発現解析により、Kv7αはKv7.4が発生初期からM細胞に発現していたが、相同ニューロンでは発現していなかった。ところが、Kv1αに関しては、Kv1.1が予想外に発生初期からM細胞だけでなく相同ニューロンでも発現することを見出した。一方、Kvβ2は発生初期のM細胞や相同ニューロンには発現しないのに対し、単発発火を示すM細胞で発現していた。アフリカツメガエル卵母細胞を用いた再構成系によって、Kv1.1とKv7.4は異なるキネティクスを持つことが明らかになり、KvβはKv1.1による電流量を増加させる機能があることを示した。以上の結果は、M細胞の単発発火特性の獲得にKv1.1αとKvβ2の組み合わせとKv7.4αの発現が重要であることを強く示唆し、ニューロンの興奮性を決定付ける要因として新しい概念を提示する
新たな木材害虫カンモンシロアリの生態的特性の解明

本研究では、カンモンシロアリの防除体系を構築する上で重要な、本種の生態的特性を明らかにした。特に、(1)様々な環境における加害生態、(2)種内及び種間相互作用、(3)水運搬能力及びその生理学的機構の解明に焦点をあて、ヤマトシロアリ・イエシロアリの生態と比較した研究を行った。1)様々な環境における加害生態本種の摂食量は、職蟻個体数の増加に比例し直線的に増加し、30°C恒温条件下で最大となった。また本種は、兵蟻割合が高くなった場合も、摂食量は減少しなかった。これらの結果はヤマトシロアリと似ていた。また、野外では、ヤマトシロアリと同所的に生息する場合には、ヤマトシロアリがあまり利用しない乾燥した硬い木材を加害する傾向にあり、屋内被害も、イエシロアリと同様に乾燥した屋根部分にも及んでいた。同時に、本種が、ヤマトシロアリでは見られない生木を加害することも確認された。2)種内及び種間相互作用同所的生息しているカンモンシロアリとヤマトシロアリ両種の分布パターンの相違を2種の同巣認識能力として、栄養交換と攻撃行動という観点から調べた。その結果、同種異コロニーに対しては、ヤマトシロアリは攻撃行動を示さず栄養交換も行なったが、カンモンシロアリは栄養交換を行なわず強い攻撃行動を示した。従ってヤマトシロアリはコロニー融合をするが、カンモンシロアリはコロニー融合を行なわないと考えられる。これらの同巣認識行動の相違が、分布域の違いの要因になっていると考えられる。3)水運搬能力及びその生理学的機構の解明シロアリの水利用能力を調べるため、水透過タンパクアクアポリン(AQP)遺伝子の配列決定とその発現部位の特定を行った。その結果、イエシロアリの消化管にはC末端コード領域以降の塩基配列が異なるAQP mRNAが少なくとも2種類存在し、配列既知の昆虫AQPと57-63%と高い相同性を有することが推察された。本年度は、カンモンシロアリの基礎生態の解明を目的に、本種の摂食量に対して職蟻個体数、温度及び兵蟻割合が与える影響を調べた。また本種は、水分を運搬し、乾燥木材を加害する可能性があることから、本種の水分運搬能力に関する調査を行なった。これら二つの実験をヤマトシロアリとイエシロアリについても行い、比較することで、カンモンシロアリが今後、どのような範囲で分布を拡大することが可能であるか、さらに、どのような点に注意した防除をする必要があるかを考察した。その結果、本種の摂食量は、職蟻個体数の増加に比例し直線的に増加し、30°C恒温条件下で最大となった。これらの結果はイエシロアリと異なりヤマトシロアリと似ていた。特に、野外における一般的な兵蟻割合を超えた異常な状況においてもコロニー活性が減少しないことは注目すべき点である。さらにH管を用いた水分運搬能力に関する実験により、水分が近くにない状況においても水を運ぶことで乾燥した場所へも蟻道を構築し、乾燥した木材を摂食し、生存することが分かった。従って、本種はヤマトシロアリと非常に類似した生態を持ちながらも、水分運搬やコロニー拡大など世界的な大害虫であるイエシロアリと共通する特性を持つことが明らかとなった。つまり本種はヤマトシロアリと同程度の加害量と温度特性を持つことから、今後日本全域に分布拡大する可能性があるが、イエシロアリ同様に蟻道を通して広範囲で加害できると考えられた。次年度は、特にカンモンシロアリの持つ水分運搬能力に注目し、分子レベルでのメカニズムを明らかにする予定である。本年度は、カンモンシロアリの基礎生態の解明を目的に、以下の3つの研究を行なった。

1)同所的分布を行なう競争種ヤマトシロアリとの相互関係前年までの研究結果よりカンモンシロアリとヤマトシロアリは、温度条件等の生態的特性が類似しているにもかかわらず分布パターンが異なることが分かっている。そこで、両種の分布パターンの相違を2種の同巣認識能力として、栄養交換と攻撃行動という観点から調べた。その結果、カンモンシロアリもヤマトシロアリも、異種に対しては互いに強い攻撃行動を示し、栄養交換も行なわなかった。しかし、同種異コロニーに対しては、ヤマトシロアリは攻撃行動を示さず栄養交換も行なったが、カンモンシロアリは栄養交換を行なわず強い攻撃行動を示した。従ってヤマトシロアリはコロニー融合をするが、カンモンシロアリはコロニー融合を行なわないと考えられる。これらの同巣認識行動の相違が、分布域の違いの要因になっていると考えられる。2)野外における加害生態野外におけるカンモンシロアリの群飛生態の調査をおこなった。その結果、同所的分布種のヤマトシロアリは5月末に群飛を行なうのに対してカンモンシロアリの群飛は3月末4月初であることが確認された。さらに、シロアリでは珍しいケヤキやツツジといった生木からの群飛例が多く観察され、カンモンシロアリによる加害問題における重要な発見である。3)水運搬能力の生理学的解明シロアリの水利用能力を調べるため、アクアポリン(AQP)タンパク及びその遺伝子の決定を試みた。まずAQPタンパクの存在をSDS-PAGEにより推測した。その結果、既知のAQPタンパクと同程度である25kDa付近でのタンパク質の存在が確認できた。さらにRT-PCRによるAQP遺伝子のクローニングを行うために、イエシロアリ職蟻の消化管からRNA抽出を行った。その結果、職蟻100頭分の消化管よりcDNA合成に十分な濃度である0.712μg/μlのRNAを得ることが出来た。本年度は、カンモンシロアリの基礎生態の解明を目的に、以下の3つの研究を行なった。1)同所的分布種ヤマトシロアリとの相互関係前年までの研究結果で、同種異コロニーに対しては、ヤマトシロアリは攻撃行動を示さず栄養交換も行なったが、カンモンシロアリは栄養交換を行なわず強い攻撃行動を示したことが分かったが、この結果を同巣認識物質体表炭化水素組成と比較すると、ヤマトシロアリの炭化水素はコロニー内及び種内で非常にばらつきが大きいが、カンモンシロアリでは、非常に類似していることがわかった。同巣認識物質のまとまりが、同巣認識機構に関わっている可能性が示唆された。2)家屋における加害生態家屋におけるカンモンシロアリの被害調査をおこなった。その結果、同属であるヤマトシロアリでは観察されず、被害の大きなイエシロアリで頻繁に観察される幅広い蟻道が多く観察された。このことは、カンモンシロアリがイエシロアリと同様に広範囲な移動を行い、また水を運ぶ可能性を示唆し、従来のヤマトシロアリで行われていた床下のみの薬剤散布だけでは防除ができないことがわかり、カンモンシロアリによる加害問題における重要な発見である。3)水運搬能力の生理学的解明シロアリの水利用能力を調べるため、水透過タンパクアクアポリン(AQP)遺伝子の配列決定とその発現部位の特定を行った。
チーム医療を軸にした医療安全教育の有効性に関する研究

医療現場におけるコミュニケーション能力や協働能力が医療の安全に関連していることが報告されている。本研究では、これらコミュニケーション能力や協働能力についてのチームワークを重視した教育の有効性を評価した。医師、看護師、薬剤師、事務職員などの医療従事者を対象に、コミュニケーション能力を中心とするチーム医療教育(TeamSTEPPS)を実施した結果、実施前後の比較にて、コミュニケーション能力や協働能力の向上が認められ、チーム医療教育の有効性が示唆された。本研究では、医原性有害事象の発生に関連していると報告されている、医療現場におけるコミュニケーション技能や協働能力の向上を目的に、チーム医療教育(TeamSTEPPS)を実施し、その有効性と教育としての汎用性について評価した。本年度は、研究計画通り計34名の医療従事者を対象に、7つの多職種混成チームに分けチーム医療教育を実施した。対象者は、医師12名、看護師11名、薬剤師6名、事務職員4名、診療放射線技師1名で、臨床経験の中央値は12年、1年未満の者から最大で30年と実際の臨床現場を反映するような構成であった。チーム医療教育前後で1「コミュニケーション」、2「チーム内での役割の明確化」、3「チームへの積極的貢献」、4「チームとしての安全対応」について評価したところ、すべての項目において有意差がみられ(P値:1<0.0001、20.0005、3<0.0001、4<0.0001)、チーム医療教育介入によりチーム内における協働能力やコミュニケーションの質が向上したことが示唆された。更に、実施したチーム医療教育について、1「医療現場への実用性」、2「チーム医療スキルの改善」、3「教育の自施設への汎用性」の観点から評価したところ、それぞれ1実用性あり(97%)、2改善あり(94%)、3汎用性あり(80%)と評価した。今後、更に詳細な解析を行い、その結果をもとに、標準化した教育プログラムの作成を行う予定である。医療現場におけるコミュニケーション技能や協働能力が医原性有害事象の発生に関連していることが報告されつつあり、これらコミュニケーション技能や協働能力についての教育介入の有効性を評価した。本研究では、医師、看護師、薬剤師、事務職員などの医療従事者を対象に、コミュニケーション技能を中心とするチーム医療教育(TeamSTEPPS)を実施し、その実施にかかる現実的な要素や汎用性に関するデータを評価した。研究計画通り、本年度は京都府医療トレーニングセンターで京都府内の医師9名、看護師7名、薬剤師5名、事務職3人の計24人を5つの多職種混成チームに分けて、チーム医療教育を実施した。現在、得られた調査票について解析を加えているところであるが、チーム医療教育の前後で、「チームとしての積極性」「コミュニケーション」「役割の明確化」の項目の改善が見られた。個別コメントしても「今まであまり考えなかったことなので、これから実際に意識して使ってみようと思いました」「事務の立場として、チーム医療にどう加わるか?改めて勉強になりました。現場に戻り、今日学んだことを活かしたいと思います」といった、ポジティブな評価が多く、チーム医療教育の有効性が確認できた。一方で、少人数のグループを対象とした教育であり、教育を担当するトレーナーを多く必要とする。また、そのトレーナーの訓練には一定の時間が必要であり、本年度はオブザーバーをもうけて、養成を試みた。今後は標準化した教育プログラムを作成し、トレーナーを養成する必要がある。医師や看護師の多職種を対象としたチーム医療教育は、予定数を超える対象者に実施できた。しかし、短縮型の教育を京都大学医学部学生に実施する点については、研究代表者が年度途中で、近畿大学に異動となったため、本年度では実施できなかった。24年度に改めて、実施可能性について検討する予定である。研究計画通り、翌年度は研究対象数を増やして、多職種を対象としたチーム医療教育の有効性を科学的に評価する。また、本年度教育を受けた参加者の経時的変化についても評価する予定である。本年度データ収集が終了した定量的評価及び画像データについて、計画通りに解析する予定である。本年度、研究分担者であった種田憲一郎が本年度より海外機関に異動となったため、種田憲一郎が研究分担者から外れる予定であるが、研究全体の進行に影響はない。研究計画通り、得られたデータの処理を行うための人件費及び、研究結果を広く公表するための海外旅費に研究費を使用する予定である。
距離空間における次元の研究

可分距離空間の次元論は、現在でも着実に進展しつつあるが、距離次元については1950年代に於けるSitnikov,Smirnov,Katetov等による本質的な業績以来、注目すべき進展はなかった。本研究に於いては1956年,Smirnovによって提起された距離次元に関する問題を肯定的に解決するなど、各研究分担者と共に十分な成果をあげることが出来た。1。P.S.Alexandroffにより1930年代に導入されたユウクリツド空間の部分空間の距離次元に関しJu.Smirnovにより提起された問題を肯定的に解決できた。さらに、Katetovの導入したuniformly 0-dimensional mapおよびAlexandroffによるε-translationの概念を用いて、ユウクリッド空間の部分空間の被覆次元について新しい特徴付けに成功した。2。Nagami-Robertsによって導入された距離に依存する次元関数d_2およびd_3については、それらと距離次元、被覆次元との独立性はすでに知られているが、最も一般的な形での独立性が成立するかどうかは未解決である。本研究に於ける結果はその可能性が十分であることを示すものであり、今後の研究課題としたい。3。その他、研究分担者木村は、超限次元関数trindの値が1を持つ空間でありながら、その如何なるコンパクト化もtrindを持たない空間を構成することに成功した。1。2。3。
中世後期都市遺跡出土土器様式の変化と歴史的背景の研究〜北東日本海域を中心として〜

検討資料としては、遺物面では,十三湊遺跡での発掘資料の他,珠洲窯大畠窯発掘調査の編年的成果を用い,石川考古学研究会が実施した石川県普正寺遺跡での発掘資料,新潟県上越市教育委員会が実施した直江津港湾遺跡での発掘資料,十三湊消滅以降この地域での中心地的機能を果たしたと想定される北海道上ノ国勝山館での発掘資料などを具体的に分析した。さらに,参考資料として,草土千軒町遺跡,博多,滋賀県妙楽寺遺跡を検討した。ある程度予想されることは,14世紀代の輸入陶磁器の卓越,15世紀代のその減少とそれに伴う国産陶器の和様化,16世紀代の輸入陶磁器の復活と国産陶器の中国陶磁模倣という現象である。遺構面では,先述した十三湊遺跡,普正寺遺跡、直江津港湾遺跡,上ノ国勝山館を検討した。方法としては,遺構の変遷図を作成して画期を考察する他,十三湊遺跡など中世から開発を受けていない遺跡では,明治時代の地籍図が遺跡の空間構造を考察する上で有効な資料となる。結果としては,14世紀末頃の港湾都市遺跡構造の全国的な再編の契機,15世紀末頃の港湾都市遺跡の淘汰,などが予想される。
音速領域での超高速乾式粉砕への挑戦

本研究では、音速領域での粉砕を可能とする超高速乾式粉砕機を開発した。種々の運転条件下で音速領域での乾式粉砕を行ったところ、粉砕物の粒子径を数ミクロンレベルにまで微細化することに成功し、通常の乾式粉砕での粉砕限界を遙かに超える粉砕性能を実現できた。さらに、粉砕機内での粉砕挙動をコンピュータシミュレーションにより解析し、粉砕メカニズムを明らかにした。粉砕法は、あらゆる産業で使用される重要な単位操作である。プロセスの簡便さから、乾式の粉砕法が多用されるが、1020ミクロンに粉砕限界があり、それ以下のサイズには粉砕が困難であった。本申請では、解砕翼先端速度が音速を超える領域での乾式粉砕に挑戦するとともに、音速域での粉砕現象を、実験、コンピューターシミュレーション等によって解析し、粒子衝突・破壊現象を科学的に解明することを目的した基礎的研究を行った。研究の結果、まず、粉砕実験の結果から、超高速回転領域では原料粒子の供給速度及び供給粒子径によらず極めて高い粉砕性能が発揮できることを明らかにするとともに、通常の乾式衝撃式粉砕では到達が困難なシングルミクロン(数ミクロン)までの粉砕を実現した。さらに、超高速粉砕機内の粒子の挙動をDPM(Discrete Phase Model:分散相モデル)モデルを用いて、また流体挙動を数値流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)によりそれぞれ数値解析を行った結果、超高速領域での粉砕挙動を明らかにすることができた。さらに、数値シミュレーションの結果より、超高速回転領域では、粒子のステーター壁面に対する衝突回数ではなく、一回当たりの粒子衝突エネルギーに起因して粉砕性能が向上したことがわかった。また、音速領域の粉砕では、従来の乾式粉砕機の粉砕性能を遙かに超える粉砕性能が得られることを明らかにした。なお、実験、数値計算の双方から、超高速乾式粉砕機の最適な構造を決定した。本申請では、超高速モータからなる乾式粉砕機を試作し、世界で初めて、解砕翼をその先端速度が音速を超える超高速で回転させ、現存する乾式粉砕機の粉砕限界を超えるサブミクロン領域までの粉砕に挑戦する。さらに、粉砕現象を、実験、コンピューターシミュレーションおよび超高速ビデオカメラによる可視化によって詳細に解析し、衝撃波の効果も含めた亜音速音速領域での粒子衝突・破壊現象を科学的に解明することを目的とする。平成24年度では、高速モータからなる乾式粉砕機の試作を完成させ、解砕翼先端速度を、200→250→300→320の亜音速域まで増加させることに成功した。さらに、医薬品賦形剤として多用される乳糖(原末粒子径100ミクロン)を有機物粉体のモデルとして、また、無機物のモデル粉体には炭酸カルシウム(平均径20ミクロン)を使用した粉砕実験を行った。その結果、現存する衝撃式粉砕機での実現し得なかったシングルミクロン領域までの粉砕に成功した。解砕翼の周速を音速域に到達させるには、モーターの回転速度を40,000rpm以上に設定する必要があった。超高速で回転するモーターの動力を解砕翼に効率良く伝達させるには、高速回転に適したカップリングと高温の摩擦熱に耐えうる特殊なシールが必要となる。本学の生産技術センターや協力工場に何度も試作をお願いし、最終的には、満足の行く試作機を完成することができた。実験では、解砕翼先端速度を、200→250→300→320の亜音速域まで増加させることに成功した。これは当初の目標通りである。その結果、現時点でも、現存する衝撃式粉砕機での実現し得なかったシングルミクロン領域までの粉砕にも成功した。今後は、平成24年度に達成した解砕翼先端速度320m/sの亜音速域をさらに展開し、340m/sの音速域への到達を目的とする。研究計画段階で予想し得なかった、発熱対策、防音(消音)対策にも着手する予定である。解砕翼回転速度を音速領域まで達成させ、当初の目標である乾式の衝撃式粉砕機で世界初となるサブミクロン領域までの粉砕にチャレンジする。さらに、得られた粉砕物の粒度分布、粉末X線解析による結晶構造のなどを評価し、亜音速・音速領域での衝撃式粉砕の挙動を世界で初めて詳細に解析するコンピュータシミュレーションによる音速域での粉砕挙動の解析も同時にチャレンジする。次年度は、実験補助として雇用する非常勤職員の賃金として800,000円、物品費として粉体材料・実験器具等の消耗品に450,000円、情報収集を主とした国内・国外に出張に500,000円、さらに、通信費や印刷代金としてその他費に50,000円を計上する。
人為的撹乱が野生動物に及ぼす影響の総合評価：そのメカニズムの解明に向けて

人間と野生動物の共存を実現するには、野生動物に対する人為的攪乱の実態を理解する必要がある。本研究の目的は、屋久島において生息地改変(農林業・道路交通など)や狩猟・駆除などの人為的攪乱が、野生のシカの体内(ストレス・寄生虫や腸内細菌感染など)および生態(生息密度・逃走距離・活動性など)に及ぼす影響を明らかにすることである。2018年度は、その準備期間に充てる予定となっていた。そこで、まず人為的攪乱の大きい地域(攪乱地)と対照区となる攪乱の小さい地域(非攪乱地)の選定を行った。さらに、それらの地域で調査を行うための各種許可を行政各署に申請し、許可を取得した。本研究ではシカから非侵襲的に得られる糞を用いてストレスホルモン、性ホルモン、腸内細菌叢、寄生虫、糞をしたシカの個体識別のためのDNAを分析することにしている。しかしながら、糞中のホルモン濃度や細菌叢は排泄後の経過時間とともに変化していくことが予測される。どのように変化するかを事前に把握しておく必要があった。そこで、非攪乱地においてシカを個体追跡し、排泄直後の糞を採集し、その糞を野外に放置して、時間経過とともにホルモン濃度や細菌叢の変化の様子を調べた。さらに、収集した糞の新鮮さを推定する手法も検討した。また、試験的に各調査地に落ちている新鮮な糞の採集を行い、効率的な試料収集の手法を模索した。さらに各調査地におけるシカの生息密度・活動性などを調べるために、自動撮影カメラを設置した。駆除圧が高く交通量も多いなど人為的攪乱の大きな地域(攪乱地)として屋久島北部と南西部の2か所の森林を選んだ。また、それらの間にあり、この数十年駆除圧がかかっておらず交通量も比較的少ないなど人為的攪乱の少ない対象区(非攪乱地)の森林を西部に設定した。2018年8月にそれら3地域に自動撮影カメラをそれぞれ16地点に設置し、画像の記録を開始した。2019年2月までの画像データを回収し、画像の解析を始めた。なお、現在も撮影は継続中である。糞中のストレスホルモン濃度は排泄後の時間経過に伴い変化すると推測されるが、どのように変化するのかについてはニホンジカでは一切情報がなかった。そこで、非攪乱地においてシカを個体追跡し、排糞直後の糞を採取した上で、野外に放置して、ホルモン濃度(コルチゾールなど)の時間変化を計測した。その結果、排泄後10時間以内であればホルモン濃度は大きくは変化しないことが解った。また、糞の水分含量が50%程度であれば排泄後10時間以内である可能性が高いことも示された。同様の経過実験を細菌叢についても実施したところ、細菌叢については排泄後3日間経過しても、構成に大きな差がないことが解った。そこで、細菌叢について糞の水分含量が30%程度(24時間経過相当)以上の糞であれば分析に使えることが解った。なお、糞をしたシカの個体識別のためのDNA(マイクロサテライトDNA)分析については、申請者らの先行研究により3日間経過した糞でも分析できることが解っている。従って、ホルモン用の試料としては水分量50%以上、細菌叢・寄生虫・DNA用の試料としては水分量30%以上の糞を使用することを目安にした。試験的に各調査地で落ちている新鮮な糞の収集を2018年11月から開始した。現在まで20試料程度集まっている。なお、研究期間内に各調査地で30個体以上の糞の収集を目標にしている。当初、新鮮な糞を収集するため、各調査地で数10m2のプロットを数カ所設置して、毎日、見回りをして新規に排泄された糞を採集するようにしていた(ほぼ24時間以内に排泄されたと考えられる)。しかし、この方法では3地域あわせて1日、平均1個未満の糞しか採集することができなかった。そこで、2019年度からは調査地内を歩き回り、新鮮な糞を見つけて収集する方法を主に行うことを検討している。収集した糞については水分量を計測し、各分析項目に適した鮮度の糞を使用することにする。これにより試料の収集効率を格段に向上できると期待している。なお、糞の新鮮さを推測する糞中の水分量については、季節的変化もあることが解ってきた。2019年2月から3月の調査では、排泄直後であっても50%に満たない糞をしている個体もいた。従って、糞中の水分量に関する分析は継続し、より正確な排泄後の経過時間の予測を立てられるようにする予定である。

しかしながら、糞中のホルモン濃度や細菌叢は排泄後の経過時間とともに変化していくことが予測される。どのように変化するかを事前に把握しておく必要があった。そこで、非攪乱地においてシカを個体追跡し、排泄直後の糞を採集し、その糞を野外に放置して、時間経過とともにホルモン濃度や細菌叢の変化の様子を調べた。さらに、収集した糞の新鮮さを推定する手法も検討した。また、試験的に各調査地に落ちている新鮮な糞の採集を行い、効率的な試料収集の手法を模索した。さらに各調査地におけるシカの生息密度・活動性などを調べるために、自動撮影カメラを設置した。駆除圧が高く交通量も多いなど人為的攪乱の大きな地域(攪乱地)として屋久島北部と南西部の2か所の森林を選んだ。また、それらの間にあり、この数十年駆除圧がかかっておらず交通量も比較的少ないなど人為的攪乱の少ない対象区(非攪乱地)の森林を西部に設定した。2018年8月にそれら3地域に自動撮影カメラをそれぞれ16地点に設置し、画像の記録を開始した。2019年2月までの画像データを回収し、画像の解析を始めた。なお、現在も撮影は継続中である。糞中のストレスホルモン濃度は排泄後の時間経過に伴い変化すると推測されるが、どのように変化するのかについてはニホンジカでは一切情報がなかった。そこで、非攪乱地においてシカを個体追跡し、排糞直後の糞を採取した上で、野外に放置して、ホルモン濃度(コルチゾールなど)の時間変化を計測した。その結果、排泄後10時間以内であればホルモン濃度は大きくは変化しないことが解った。また、糞の水分含量が50%程度であれば排泄後10時間以内である可能性が高いことも示された。同様の経過実験を細菌叢についても実施したところ、細菌叢については排泄後3日間経過しても、構成に大きな差がないことが解った。そこで、細菌叢について糞の水分含量が30%程度(24時間経過相当)以上の糞であれば分析に使えることが解った。なお、糞をしたシカの個体識別のためのDNA(マイクロサテライトDNA)分析については、申請者らの先行研究により3日間経過した糞でも分析できることが解っている。従って、ホルモン用の試料としては水分量50%以上、細菌叢・寄生虫・DNA用の試料としては水分量30%以上の糞を使用することを目安にした。試験的に各調査地で落ちている新鮮な糞の収集を2018年11月から開始した。現在まで20試料程度集まっている。なお、研究期間内に各調査地で30個体以上の糞の収集を目標にしている。当初、新鮮な糞を収集するため、各調査地で数10m2のプロットを数カ所設置して、毎日、見回りをして新規に排泄された糞を採集するようにしていた(ほぼ24時間以内に排泄されたと考えられる)。しかし、この方法では3地域あわせて1日、平均1個未満の糞しか採集することができなかった。そこで、2019年度からは調査地内を歩き回り、新鮮な糞を見つけて収集する方法を主に行うことを検討している。収集した糞については水分量を計測し、各分析項目に適した鮮度の糞を使用することにする。これにより試料の収集効率を格段に向上できると期待している。なお、糞の新鮮さを推測する糞中の水分量については、季節的変化もあることが解ってきた。2019年2月から3月の調査では、排泄直後であっても50%に満たない糞をしている個体もいた。従って、糞中の水分量に関する分析は継続し、より正確な排泄後の経過時間の予測を立てられるようにする予定である。
視覚・聴覚障害者を対象とした災害時-斉安否確認システムの開発

本研究では災害発生時の要援護者を対象とする一斉安否確認システムの開発を行った。具体的には市の対策本部、消防、警察、社会福祉協議会など行政側のサーバを自律分散強調システムに、要援護者のもつ受信・送信端末をクライアントとする、サーバ・クライアントシステムとして開発した。視覚障害者、聴覚障害者に使用してもらい、その改善点を明らかにした。視覚障害者、聴覚障害者を対象に一斉に安否確認が出来るサブシステムを、ハードウェア、ソフトウェアともに開発した。地震のように突然襲ってくる災害には、本部からサーバを使って対象者へ一斉に安否の確認の連絡が行われる。それを受けた対象者は自分の状況に応じて「無事」であるか「救助」が必要かをボタンを押して応答する。その際、応答がない場合には繰り返し安否確認を繰り返すと共に、最悪の場合(閉じこめ、意識を失っている等)を考えて対応する。応答があった場合には、その応答を受け取ったという確認の連絡をする。台風や集中豪雨のように予め被害が予測できる場合には、避難勧告などの情報を一斉に送信する。通信の内容は事前に音声(視覚障害者対象)、文字列(聴覚障害者対象)共に記録しておき、状況に応じて最適な内容が出せるようにソフトウェアで制御する。一度に多くの対象者と通信するので、上記音声、文字列は記号化しておき、通信は記号を送ることによって通信量を出来るだけ少なくする工夫している。端末の機能としては、(1)通信:メールを基本とする、(2)音声:視覚障害者対象、(3)光:本部から送信があったことを対象者に知らせる、(4)文字:聴覚障害者対象、(5)振動:本部から送信があったことを対象者に知らせる、(6)電源:充電式とし、GPS機能をもたせた。上記機能の実現を目指すために、CPUモジュールとしてArmadillo-500、通信カードとしてe-mobileのD02HWを用いた。そしてe-mobileのダイアルアップ、DYNDNS登録、本部サーバからのHTTPリクエスト受信、スピーカーからの音声、LEDランプの点滅、ボタンを押すと本部サーバに救助、無事のリクエスト送信といった機能を実装した。GPS機能は本部が「救助」信号を受信後、救助に向かうときに要援護者の現在位置を知るために使用する。また、安否確認の応答がない場合にもGPSにより要援護者の現在位置を知り、救助に向かう。平時でも要援護者の行方不明の場合などにも活用できる。以上の端末を用いて、視覚障害者、聴覚障害者から意見を聞いた。それを基に改良を進める予定である。阪神・淡路大震災以後、大規模な自然災害が続発し、東日本大震災においても多くの犠牲者が、特に高齢者、身体障害者等の要援護者に出ている。これら犠牲者を一人でも少なくするためには、風水害のように襲来前に予想できる災害に対しては事前に注意の喚起や避難情報を提供することが、また地震のように突然襲ってくる災害に対しては直後に迅速に安否確認をし、さらに津波の恐れがある場合にはそのことを確実に知らせることが必要不可欠で、一刻も早い対応が求められる。そのためには一斉に要援護者の安否の確認ができ、かつ迅速な避難・救助活動を可能とする情報通信システム、および社会の仕組みが必要である。要援護者のうち介護施設等の利用者は比較的対応が可能であるが、独居あるいは在宅療養の高齢者、視覚障害者、聴覚障害者に対しては組織的対応が難しく、プライバシーの問題もあり、対応に困難をきたしているのが現状である。このような観点から本研究では上記の問題を解決するための一斉安否確認システムの開発を行った。サーバには要援護者のデータベールを持たせ、その属性から、災害の種類、規模、発生時間などから救援の優先順位の決定を支援する機能を持たせた。また要援護者の端末は、視覚障害者、聴覚障害者に求められる機能を所津減した。そして視覚障害者、聴覚障害者に使用してもらい、その改善点を明らかにした。要援護者へのヒヤリングの結果その必要性が極めて高いことが改めて明らかになった。
ダイヤモンドナノ粒子を用いた高性能電界放射電子源の研究

ダイヤモンドナノ粒子を用いて電界放射電子源を作製した.この電界放射特性を調べたところ,電子源の重要な特性の一つである放射電流が流れ出す閾値電圧は,超高真空中の熱処理により変化した.これは熱処理により表面状態が変化したものと考えられる.また,熱電子放射を測定し,ダイヤモンドナノ粒子の仕事関数を測定した.その結果,仕事関数は1.87eVと他の半導体や金属と比較して非常に低い値を得た.これより,ダイヤモンドナノ粒子は電界放射電子源材料として有望であることがわかった.ダイヤモンドナノ粒子を用いて電界放射電子源を作製した.この電界放射特性を調べたところ,電子源の重要な特性の一つである放射電流が流れ出す閾値電圧は,超高真空中の熱処理により変化した.これは熱処理により表面状態が変化したものと考えられる.また,熱電子放射を測定し,ダイヤモンドナノ粒子の仕事関数を測定した.その結果,仕事関数は1.87eVと他の半導体や金属と比較して非常に低い値を得た.これより,ダイヤモンドナノ粒子は電界放射電子源材料として有望であることがわかった.ダイヤモンド微粒子の鋭く尖った晶へきを利用することにより,低電圧で動作し安定な放射電流が得られる電界放射電子源の実現を目標に研究を進めている.本年度は,ダイヤモンド微粒子の表面状態と電子放射の関係を明らかにするために,基礎的な物性値の一つである放射電子に対する電位障壁高さ(実効仕事関数)を熱電子放射特性から詳しく調べた.ダイヤモンド微粒子では500°C以下の低温でも熱電度放射が確認でき,また,その特性はリチャードソン・ダッシュマンの関係式で記述することができた.ダイヤモンド微粒子の実効仕事関数はおよそ2.OeVであることが分かった.これは通常の金属や半導体の仕事関数と比較すると非常に小さい値である.実効仕事関数が小さいと低い電界でも電子に対する障壁幅が薄くなり,電界放射しやすくなる.したがって,ダイヤモンド微粒子は電界放射電子源の材料として有望であることが明らかになった.また,ダイヤモンド微粒子を超高真空中で熱処理することにより,実効仕事関数が変化することが分かった.この詳細な理由は不明であるが,熱処理により微粒子の表面状態の変化により,実効仕事関数が変わるものと推測できる.特にダイヤモンド微粒子表面での炭素-水素あるいは炭素-酸素結合に起因する表面状態の変化に興味が持たれる.来年度は,熱処理による表面の変化と実効仕事関数の関係を明らかし,電子源の実用化に向けた熱処理あるいは表面処理の方法を見いだして行きたいと考えている.バンドギャップが広い半導体(ワイドバンドギャップ材料)は,電子親和力が小さいため電子に対する実効的な電位障壁高さ(実効仕事関数)が低く,低電界で電界電子放射が可能と期待されています.我々は炭素系ワイドバンドギャップ材料であるダイヤモンド等の低電界での電界電子放射が可能という特長を活かし,かつ電界放射電子源の製作プロセスの簡単化を検討してきました.我々はナノ粒子そのものを電界放射電子源として利用できると考え,電界放射を測定し,通常の電界放射電子源アレー(FEA)と同程度以上の性能を有することを明らかにしました.また,ナノ粒子を電子源に用いることより,製作コストの低減化に大きく寄与できるものと考えます.申請の研究では,ダイヤモンドのナノ粒子を用いた低コストで低電圧動作が可能な電界放射電子源の開発を目的としています.ダイヤモンド微粒子の表面状態と電子放射の関係を明らかにするために,基礎的な物性値の一つである放射電子に対する電位障壁高さ(実効仕事関数)を熱電子放射特性から詳しく調べました.ダイヤモンド微粒子の実効仕事関数は,通常の金属や半導体の仕事関数と比較すると非常に小さい値であることがわかりました.超高真空中での熱処理により,ダイヤモンド微粒子の仕事関数が変化し,電界放射特性に影響を与えることが確認できました.これより,最適な熱処理温度を見いだすことができ,電界放射特性の改善をはかる指針を得ました.さらに,実用化に向けて基盤と微粒子の密着法についても検討しました.その結果,現在は無電解メッキおよびシンタリングを用いて密着化について検討し実験を進めている段階にあります.我々は炭素系ワイドバンドギャップ材料であるダイヤモンド等の低電界での電界電子放射が可能という特長を活かし,かつ電界放射電子源の製作プロセスの簡単化を検討してきた.我々はダイヤモンドのナノ粒子そのものを電界放射電子源として利用することを提案し,ダイヤモンド微粒子電界放射電子源の実験を進めてきた.申請の研究では,ダイヤモンドのナノ粒子を用いた低コストで低電圧動作が可能な電界放射電子源の開発を目的としている.電界放射に直接関係するダイヤモンド微粒子の仕事関数は,2.0eVと非常に小さく,低電圧での電界放射が可能であることが分かった.仕事関数の電圧依存性は,ショットキー効果による障壁低下よりもダイヤモンド表面からの電界の浸透効果による障壁低下が大きいことが分かった.また,超高真空中での熱処理により仕事関数は変化し,仕事関数が最低値となる適切な熱処理温度を見いだせた.この電界放射電子源の実用化のためには,微粒子と基板の密着化がキーポイントとなる.フォトレジストによるエッチング犠牲層と真空蒸着および無電解メッキを用いた方法を提案し実験を進めている.現在は基板へ密着させる微粒子の面密度等の制御が課題となっている.

本研究は(1)ダイヤモンド微粒子からの電界電子放射,(2)ダイヤモンド微粒子の基板への密着化,(3)微粒子とメッキ技術を用いて製作したダイヤモンドの電界放射電子源の評価,の三点を具体的な目標にしている.(1)については既に目的を達成し,(2)については,無電解メッキおよびシンタリングを用いて密着化を行う実験を進めている段階にあり,目的達成の確率は高いと考えます.よって,平成23年度終了段階ではおおむね順調に進展していると考えます,24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)無電解メッキおよびシンタリングを用いて基板とダイヤモンド微粒子の密着化をはかります.(2)基板とダイヤモンド微粒子の密着化した電界放射電子源の動作電圧,電流密度,放射電流の安定性等を評価し,実用化に向けての研究を進めます.24年度が最終年度であるため、記入しない。