hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クラスターイオンビームによる材料プロセスの研究

これらの結果から、クラスター衝突特有の多体衝突効果や超高密度照射効果が起こる領域の大きさが明らかになり、これらの効果を利用したプロセス開発の基礎を確立することができた。昨年度に引き続きクラスターイオンビームの持つ特異な照射効果について検詞を行った。クラスターイオンビーム法とは、数百から数千個の原子・分子からなるクラスターをイオン化・加速して、固体表面に照射するという手法である。この手法では表面のナノメートルオーダーの領域に超高密度の高速粒子が同時に入射するので、従来のプロセス技術では達成できない表面改質が可能となる。本研究では、京都大学のクラスターイオン照射と米国の大学が持つ高精度の結晶構造・表面界面および励起反応の評価技術を駆使して、基本的なクラスターイオンの固体への照射プロセスを明らかにして、材料プロセス技術を研究するこれらの衝突による基礎材料プロセス素過程を明らかにする。京都大学の保有している高エネルギークラスターイオン注入装置、汎用ガスクラスター照射装置を用いて作成した試料を米国側において解析評価した。今年度は特に応用面でも注目されているホウ素クラスターイオンをシリコンに注入した試料について集中して研究をおこなった。注入されたホウ素クラスターはシリコン中でアクセプタとなり、クラスターを用いろことで容易に浅い注入層を形成できる。このため、クラスター注入法は、大規模集積回路の形成に適した新しい技術として注目されている。注入時に問題となるシリコン中の欠陥について透過型電子顕微鏡を中心とした評価を行った。その結果、数keVと低いエネルギーで注入したときには、注入時に形成された結晶欠陥がすべて800度という低温で回復することが明らかになった。このことはイオン散乱法からも確認されている。クラスター衝突特有の多体衝突効果や超高密度照射効果が起こる領域が完全なアモルファスとなり容易に低温アニールで回復するためと結論づけられた。また,注入時に形成される欠陥量はモノマーイオン注入に比べて格段に大きことが明らかになった。同様の結果は、昨年度まで行ってきた高エネルギーの炭素クラスター注入時にも見られ、応用上も注目すべきクラスター固有の現象である。
リンパ球の活性化及び増殖におけるプロテインキナーゼCアイソフォームの役割

1)ウエスターンブロット法によるプロテインキナーゼC(PKC)アイソフォーム蛋白発現量の測定系を確立した。ラビット抗PKCα、β、δ、ε及びζの5種類の抗体を用いて各種細胞における各アイソフォーム蛋白の発現の有無の検討が可能となった。2)マウスPKCη、θおよびλに対してそれぞれ特異的なポリメラーゼチェインリアクション(PCR)プライマーを作製した。これらのPCRプライマーをもちいてマウスpreB細胞である70z/3細胞から抽出したmRNAを逆転写して作製したcDNAをテンプレートとしたPCRをおこなったところ、PKCθおよびλに予想されたサイズのバンドが検出された。これらのバンドのDNA配列を決定したところ、実際にアイソフォーム特異的なPKC産物であることが確認された。各種リンパ系細胞におけるこれらのアイソフォームの発現に関してはこれまでほとんど報告がみられず興味がもたれる。3)PKCδcDNAを哺乳動物細胞用発現ベクターへの挿入した過剰発現系の作製を開始した。PREP7ベクターにPKCδcDNAを挿入したベクターを作成し、ヒトJurkat細胞、マウス70z/3及びWEHI231細胞に導入した。ハイグロマイシンにて選択し変異細胞株を得たが、予想に反し、PKCδ蛋白の過剰発現は確認できなかった。この原因について現在検討中である。4)本研究と関連して、同様の手法を用い、ヒトリンパ系細胞におけるソマトスタチンレセプター(SSTR2)のサブタイプの発現が細胞種により異なることが明らかとなった。細胞株ではSSTR2の発現が多く、リンパ系白血病細胞でも同様であったが、正常末梢血リンパ系細胞ではSSTR2の発現はほとんど見られなかった。この結果はSSTR2がヒトリンパ系細胞の分化、活性化に何らかの役割を果たしていることを示唆しており、今後興味深い課題となると思われた。1)当研究室内でウエスターンブロット法による培養細胞のプロテインキナーゼC(PKC)アイソフォーム蛋白発現量の測定システムを確立した。市販されているラビット抗PKCα、β、δ、ε及びζの5種類の抗体を用いてジャーカットヒトT細胞等における各アイソフォーム蛋白の発現の有無の検討が可能となった。2)すでに報告されている塩基配列に基づきマウスPKCα、β、δ、ε及びζそれぞれに対する特異的ポリメラーゼチェインリアクション(PCR)プライマーを作製し適当なcDNAよりの各アイソフォーム特異PCR産物の産生を確認した。3)さらにマウスPKCη、θおよびλに対してもそれぞれ特異的なPCRプライマーを作製した。これらのバンドが実際に各アイソフォーム特異的なPCR産物であるか現在検討中である。4)PKCδcDNAの哺乳動物細胞用発現ベクターへの挿入による過剰発現系の作製を開始した。5)本研究と関連して、同様の手法を用い、ヒトリンパ系細胞におけるソマトスタチンレセプターのサブタイプの発現が細胞種により異なることが明らかとなった。この点についても平行して検討を行っている。

これらのPCRプライマーをもちいてマウスpreB細胞である70z/3細胞から抽出したmRNAを逆転写して作製したcDNAをテンプレートとしたPCRをおこなったところ、PKCθおよびλに予想されたサイズのバンドが検出された。これらのバンドのDNA配列を決定したところ、実際にアイソフォーム特異的なPKC産物であることが確認された。各種リンパ系細胞におけるこれらのアイソフォームの発現に関してはこれまでほとんど報告がみられず興味がもたれる。3)PKCδcDNAを哺乳動物細胞用発現ベクターへの挿入した過剰発現系の作製を開始した。PREP7ベクターにPKCδcDNAを挿入したベクターを作成し、ヒトJurkat細胞、マウス70z/3及びWEHI231細胞に導入した。ハイグロマイシンにて選択し変異細胞株を得たが、予想に反し、PKCδ蛋白の過剰発現は確認できなかった。この原因について現在検討中である。4)本研究と関連して、同様の手法を用い、ヒトリンパ系細胞におけるソマトスタチンレセプター(SSTR2)のサブタイプの発現が細胞種により異なることが明らかとなった。細胞株ではSSTR2の発現が多く、リンパ系白血病細胞でも同様であったが、正常末梢血リンパ系細胞ではSSTR2の発現はほとんど見られなかった。この結果はSSTR2がヒトリンパ系細胞の分化、活性化に何らかの役割を果たしていることを示唆しており、今後興味深い課題となると思われた。
マイクロ加工技術を応用した現場型金属イオン定量分析装置の開発と実海域展開

本研究は、海洋の現場においてマンガンに代表される金属イオンを高感度に定量分析することのできる装置の開発と実海域への展開を目指したものである。ルミノール反応を用いた発光による金属イオン定量機能、競合金属イオンの除去機能を全て超小型のマイクロ流体デバイス上に集積化し、実際にマンガンイオンの定量が可能であることがわかった。また、送液系・光検出系と組み合わせ、現場で運用可能なプロトタイプ装置を完成させた。平成19年度は,現場型金属イオン定量分析装置の中核となるマイクロデバイスについて,主に感光性樹脂を用いた鋳型構造の製作と透明シリコーンゴム(PDMS: polydimethylsiloxane)の型取り法を応用して,設計・製作を行った.具体的には,「マンガンイオン(Mn^<2+>)」定量の為のルミノール反応に必要な溶液の混合を確実,かつ効率的に行うことのできるマイクロ流路の設計を行った.微弱な発光を効率よく検出するための光検出用マイクロ流路の構造についても最適化した.現状の感度としては,10nMオーダーのマンガンイオンの検出と定量が可能であることを確認した.さらに,マンガンイオンの検出の際に競合的に作用し,定量性に影響を与える「鉄イオン」を除去する為のイオン交換カラムの集積化についても実施した.その結果,8-hydroxyquinolineキレート樹脂ビーズを充填したマイクロ流路を用いて鉄イオンを除去しながらマンガンイオンを定量できることが確認できた.また,実海域での現場分析にむけて,マイクロポンプ・バルブからなる送液系に加え,独自開発の小型制御装置,光検出系,またそれらを収納する耐圧容器について,その基本的な要件について明らかにし製作に着手した.特にマイクロポンプに関しては送液精度の高いものを選択し,その性能評価を実施した.本年度は、前年度までに製作したPDMS・ガラス製マイクロ流体デバイスを有する現場型金属イオン定量分析装置のプロトタイプ製作を行った。具体的には、1)送液の為の小型ポンプ・バルブ系の選定と流体マニホルドの製作、2)サンプル採集のためのポンプ選定と集積化、3)低いノイズかつ高感度な光検出系を有する制御・電装系の設計・製作、4)アクリル製耐圧窓を有する制御・電装系用耐圧容器の設計・製作、及び5)上記システムをリアルタイムに操作・監視し、同時にデータの取得を行うためのソフトウエア開発を実施した。その結果、6000mまでの現場運用を可能とするプロトタイプシステムのモックアップを完成させた。これにより、サンプルを取り込み、マイクロ流体デバイス内において鉄イオンの除去、マンガンイオンの高感度検出までを全自動で行うことが可能になった。平成20年6月及び12月に実施された研究航海(NT08-11, 24)及び平成21年3月に実施された石垣島・竹富島海底温泉調査に参加し、装置の評価に必要な現場海水サンプルを取得した。本装置の現場運用を実施するにはプロトタイプシステムの安定性・信頼性に関する事前評価が必要であるため、本年度は実海域運用試験については実施しなかった。ただし、ほぼ同等の部品構成の現場型微生物活性分析装置に関しては深海域も含めた現場運用に既に成功しているため、金属イオン定量分析装置の実現について技術的な課題はほぼ解決済みであるといえる。そこで、本年度は平成21年度中の現場運用試験に向けた計画を立案した。
胎生期肝臓造血における鉄元素-元素分析電顕と光顕観察の比較研究-

成熟ICRマウス肝臓を用い,0.5μm厚の未固定凍結切片と固定エポン切片を作成し,X線微小元素分析による鉄の定量解析の有用性を比較した.ついで胎生13日の肝臓未固定凍結切片で,赤血球系造血細胞と肝芽細胞で鉄カウント値を計測した.成体肝臓のエポン切片では,対照値(60.9±3.4)に比べ,赤血球は有意(p<0.01)に高い鉄カウント値(95.8±14.6)をとるが,肝細胞細胞質では有意差は認められない.一方凍結切片では,赤血球においてエポン切片の約3倍の高値(353.6±26.8)を示し,肝細胞細胞質でも対照値の約1.5倍の有意の高値をとる.胎生13日肝臓で,赤血球系造血細胞細胞質は,いずれも対照値と比べ高い鉄カウント値(131.8307.6)をとる.また,成熟赤血球および脱核中の赤芽球細胞質は共に,多染・好塩基赤芽球に対し,2倍以上の高鉄カウント値を示す.胎生13日の肝芽細胞は細胞質内にジデロソームを少数含み,ジデロソームは約1000の高鉄カウント値を示すが,それ以外の細胞質では低値(60.8±4.9)である.未固定凍結切片を用いた分析電顕による定量観察により,赤血球系造血細胞の成熟段階を鉄元素を指標として表現することが可能である.また,鉄元素は成体の肝細胞では細胞質中に濔滞漫性に散在するが,肝臓造血を行う胎子では細胞質内にジデロソームとして局所的に濃縮して存在し,肝細胞の細胞質内における鉄の分布様式は胎生肝臓造血最盛期と生後とでは著しい差違が存在すると考えられる.肝臓造血の推移にともなう肝臓内鉄含有細胞の分布の変化を明らかにする目的で,胎生11日から19日のICRマウス胎子の肝臓を用いて実験を行った.肝臓の1.5μm厚テクノビット7100切片で,フェロシアン化カリウムを用いたベルリンブルー法ならびにフェリシアン化カリウムを用いたターンブルブルー法により肝臓内に存在する2価および3価の鉄イオンを染色し,その局在を観察した.肝臓造血開始直後の胎生11日において鉄染色陽性反応を示すのは,類洞腔マクロファージの食胞の一部と循環原始赤血球細胞質に含まれる小型顆粒である.造血が最盛期となる胎生14日においては赤芽球島中心マクロファージの大型食胞の一部に陽性反応がみられ,大型で明るい核と明瞭な核小体を持つ肝細胞細胞質にもごく少数染色顆粒が認められる.このほか造血巣内の様々な成熟段階にある赤芽球や類洞腔内の恒久型赤血球において鉄染色陽性顆粒が認められる.造血退縮期である胎生19日には多くの赤芽球島中心マクロファージの食胞において大小さまざまな陽性顆粒がみられ,このほか赤芽球や恒久型赤血球に染色顆粒が観察される.以上のような光顕による定性的観察に加え,今後さらにX線元素分析装置を装着した透過電顕による観察を行い,鉄元素の定量的な解析を試み,最大の胚内造血器官として機能する肝臓において,鉄元素の含有量と分布を指標として肝臓造血の変動を解析する計画である.成熟ICRマウス肝臓を用い,0.5μm厚の未固定凍結切片と固定エポン切片を作成し,X線微小元素分析による鉄の定量解析の有用性を比較した.ついで胎生13日の肝臓未固定凍結切片で,赤血球系造血細胞と肝芽細胞で鉄カウント値を計測した.成体肝臓のエポン切片では,対照値(60.9±3.4)に比べ,赤血球は有意(p<0.01)に高い鉄カウント値(95.8±14.6)をとるが,肝細胞細胞質では有意差は認められない.一方凍結切片では,赤血球においてエポン切片の約3倍の高値(353.6±26.8)を示し,肝細胞細胞質でも対照値の約1.5倍の有意の高値をとる.胎生13日肝臓で,赤血球系造血細胞細胞質は,いずれも対照値と比べ高い鉄カウント値(131.8307.6)をとる.また,成熟赤血球および脱核中の赤芽球細胞質は共に,多染・好塩基赤芽球に対し,2倍以上の高鉄カウント値を示す.胎生13日の肝芽細胞は細胞質内にジデロソームを少数含み,ジデロソームは約1000の高鉄カウント値を示すが,それ以外の細胞質では低値(60.8±4.9)である.未固定凍結切片を用いた分析電顕による定量観察により,赤血球系造血細胞の成熟段階を鉄元素を指標として表現することが可能である.また,鉄元素は成体の肝細胞では細胞質中に濔滞漫性に散在するが,肝臓造血を行う胎子では細胞質内にジデロソームとして局所的に濃縮して存在し,肝細胞の細胞質内における鉄の分布様式は胎生肝臓造血最盛期と生後とでは著しい差違が存在すると考えられる.
線虫をモデル系としたアナンダミド受容体の同定と機能解明

内因性カンナビノイドの一種であるアナンダミドは、多くの生理学的過程に関与することが知られている。哺乳動物では、CB1/CB2およびTRPVに加えて、未知の受容体CBxがアナンダミド受容体として存在することが示唆されている。我々は、新規アナンダミド受容体を同定するために、線虫Caenorhabditis elegansをモデル生物とした機能的スクリーニングを試みた。その結果、sfah-1およびsfah-2と名付けた線虫の新規7回膜貫通型受容体の同定に成功した。SFAH-1はCB1およびCB2受容体と弱い相同性を示すのに対し、SFAH-2は脊椎動物のある種のペプチド受容体と相同性を示した。本研究では、線虫を用いた遺伝学的手法により、新規アナンダミド受容体の探索・同定を行うことを目的としている。昨年度までに、アナンダミド分解酵素FAAHの線虫ホモログfaah-1遺伝子の欠損による軸索再生低下の表現型を抑圧するスクリーニングにより、新規7回膜貫通型受容体SFAH-1を同定した。今年度はまず、sfah-1欠損変異体の解析を行い、この変異が通常の発生過程における軸索形成には関与しないことを確認した。次に、アナンダミド受容体をスクリーニングする新たなアッセイ系を構築するために、アナンダミド合成酵素であるNAPEの線虫ホモログNAPE-1を線虫で多量発現させたところ、切断する神経であるD型運動神経で発現させた場合でのみ、faah-1変異体と同様に神経軸索再生の低下が起こることを見出した。興味深いことに、この軸索再生低下の表現型は、sfah-1遺伝子の欠損によっては抑圧できなかったが、sfah-1の下流で機能することが示唆されている三量体Gタンパク質Goαの欠損変異により抑圧できた。これらの結果から、Goαの上流にはsfah-1以外にも別のアナンダミド受容体が存在しており、それが細胞自律的に産生されたアナンダミドに対する応答に寄与するのではないかと推測された。そこで、NAPE-1の多量発現による神経軸索再生低下の表現型を抑圧する変異体のスクリーニングを行った結果、SFAH-1とは異なるサブタイプの7回膜貫通型受容体であるSFAH-2を新たに同定できた。SFAH-2は哺乳動物のペプチド受容体と相同性があるが、その受容体はこれまでカンナビノイド受容体としての機能は報告されていない。以上のことから、本研究によりアナンダミド受容体の候補として、性質が異なる2つの受容体SFAH-1とSFAH-2を新たに同定することに成功した。AEAを分解する酵素であるFAAHの線虫ホモログFAAH-1は、in vivoにおいて線虫内のAEA量を負に制御することが分かっている。最近の我々の研究により、faah-1の欠損変異体はAEA投与と同様に神経軸索再生率の低下を引き起こすこと、さらにその抑圧シグナルが三量体Gタンパク質であるgoa-1を介して伝達されることが明らかになった(Nature Communications誌に掲載:今年度の業績参照)。このことから、線虫ではAEAがGタンパク質共役型のAEA受容体を介して軸索再生の抑制シグナルを伝達すると推測された。しかし、線虫には哺乳動物でこれまで分かっているGタンパク質共役型のAEA受容体(CB1, CB2, GPR55)の明らかなホモログが存在しないため、線虫においてどのようなタイプのGタンパク質共役型受容体がAEA受容体として機能しているのか、これまで不明であった。そこで、平成24年度は、faah-1変異体の神経軸索再生率低下の表現型を抑圧するサプレッサー変異をスクリーニングすることにより、線虫のAEA受容体およびAEAシグナル上にある他の因子の機能的な同定を試みた。その結果、現在までに少なくとも2種類のfaah-1抑圧変異を同定することができた。そのうちのひとつであるsfah-1(suppressor of faah-1)は、これまで解析されていないGタンパク質共役型受容体をコードしていた。treefamによる系統解析では、この受容体はリガンドが不明な一群のOrphan receptorの集団に属していた。このことから、SFAH-1が新しいタイプのAEA受容体として機能する可能性が考えられる。本研究の最大の目的は、線虫のAEA受容体を機能的に同定することにより、新規のAEA受容体を発見することにある。faah-1変異体の神経軸索再生率低下の表現型を抑圧するサプレッサー変異をスクリーニングする方法により、幸いにも初年度においてAEA受容体の候補としてsfah-1を同定することができた。treefamによる系統解析では、SFAH

-1はリガンドが不明な一群のOrphan receptorの集団に属していたことから、これが新しいタイプの受容体である可能性が考えられる。また、遺伝学的にSFAH-1がAEA受容体として機能していると示唆されることから、SFAH-1を含む一群の受容体が新規のAEA受容体として機能する可能性が大いに期待される。さらに、機能的なスクリーニングの経緯から、SFAH-1がAEAによる神経軸索再生の抑制に必要であることも示唆されており、その機能解析についても着実に進行している。それに加えて、前述のスクリーニングにより、AEAシグナル上で機能する別の因子としてsfah-2を同定できている。これらの進捗状況から、本研究は予想以上に進展していると言える。1SFAH-1の機能解析:平成24年度に同定した線虫のAEA受容体SFAH-1の機能解析を行う。特に、神経軸索の再生過程への関与が示されたことから、それがどのように機能しているか、発現パターンや局在パターンを調べることにより検討する。さらに、大量発現による効果についても調べる。2哺乳動物のホモログの探索: SFAH-1の哺乳動物ホモログの同定を行う。3SFAH-2の解析:平成24年度に同定できたsfah-2遺伝子について、解析を行う。4他のsfah遺伝子の探索:平成24年度に引き続き、スクリーニングを継続する。次年度の研究費は、線虫の培養、飼育、DNA操作、神経軸索切断および生化学的解析等に必要な消耗品の購入に使う予定である。また、哺乳動物ホモログが同定できて、培養細胞を用いた実験を行うことになった場合には、その培養や維持、DNAトランスフェクション等に必要な消耗品も購入する予定である。
歯質の微小領域における変形挙動に及ぼす加齢の影響

歯質や各材料の微小領域における変形挙動の特徴を明らかにし,入歯の加齢現象に適した加齢シュミレーションを考案し,加齢シュミレーション後の歯質の微小領域の変形挙動を明らかにするのが本研究の目的である.微小挙動の測定には当初ダイナミック硬さ試験機にて荷重徐荷時の押し込み深さより測定可能と考えられたが,象牙質の水分の影響を大きく受けたた,め微小な変化を評価するには適さないことが判明した.次に,非接触レーザースペックル歪み測定法を用いて弾性挙動が測定について検討した.歯科用コンポジットレジンを用いた測定結果と箔歪みゲージを用いた測定結果を比較検討したところ,非接触レーザースペックル歪み測定法と歪みゲージ測走法の値が良く一致することを明らかとなった.現在,この手法を用いて牛歯象牙質小型引張試験片の測定を検討中である.牛歯象牙質小型引張試験片を用いて加齢によって引張強さがどう変化するか検討したところ,単純な引張強さでは差が認められなかったが疲労強さは有意に減少していた.この加齢シュミレーションとしては蛋白質の変性に注目して根管治療薬に浸漬した象牙質の引張特性の変化と,熱による影響として5°C,55°Cの水中およびサーマルサイクルで2週間浸漬した象牙質の引張特性の変化について検討した.根管治療薬への浸漬により引張特性の変化が認められたが,必ずしも加齢シュミレーションに適するとは考えられなかった.2週間程度の熱による影響は引張特性にほとんど影響を及ぼさなかった.しかし,2週間サーマルサイクルを行った試片の引張強さをワイブル分析を行ったところ,ワイブル係数に変化が認められ,より長期間の浸漬後に評価を行うことで,加齢シュミレーションとして適切かどうかを評価できるものと考えられた.歯質や各材料の微小領域における変形挙動の特徴を明らかにし,入歯の加齢現象に適した加齢シュミレーションを考案し,加齢シュミレーション後の歯質の微小領域の変形挙動を明らかにするのが本研究の目的である.微小挙動の測定には当初ダイナミック硬さ試験機にて荷重徐荷時の押し込み深さより測定可能と考えられたが,象牙質の水分の影響を大きく受けたた,め微小な変化を評価するには適さないことが判明した.次に,非接触レーザースペックル歪み測定法を用いて弾性挙動が測定について検討した.歯科用コンポジットレジンを用いた測定結果と箔歪みゲージを用いた測定結果を比較検討したところ,非接触レーザースペックル歪み測定法と歪みゲージ測走法の値が良く一致することを明らかとなった.現在,この手法を用いて牛歯象牙質小型引張試験片の測定を検討中である.牛歯象牙質小型引張試験片を用いて加齢によって引張強さがどう変化するか検討したところ,単純な引張強さでは差が認められなかったが疲労強さは有意に減少していた.この加齢シュミレーションとしては蛋白質の変性に注目して根管治療薬に浸漬した象牙質の引張特性の変化と,熱による影響として5°C,55°Cの水中およびサーマルサイクルで2週間浸漬した象牙質の引張特性の変化について検討した.根管治療薬への浸漬により引張特性の変化が認められたが,必ずしも加齢シュミレーションに適するとは考えられなかった.2週間程度の熱による影響は引張特性にほとんど影響を及ぼさなかった.しかし,2週間サーマルサイクルを行った試片の引張強さをワイブル分析を行ったところ,ワイブル係数に変化が認められ,より長期間の浸漬後に評価を行うことで,加齢シュミレーションとして適切かどうかを評価できるものと考えられた.歯質や各材料の微小領域における変形挙動の特徴を明らかにし,人歯の加齢現象に適した加齢シュミレーションを考案し,加齢シュミレーション後の歯質の微小領域の変形挙動の相違を明らかにするのが本研究の目的である.本年度は比較的入手可能な牛歯象牙質を用い,ダイナミック硬さ試験機にて荷重徐荷時の押し込み深さにより弾性変形,塑性変形を求めた.しかし,牛歯象牙質は水分の影響を大きく受け,ダイナミック硬さ試験機の測定環境においては加齢による微小な変化を評価するには適さないことが判明した.次に、牛歯象牙質小型引張試験片を用いて加齢によって引張強さがどう変化するか検討したところ,単純な引張強さでは差が認められなかったが疲労強さは有意に減少していた.この小型引張試験片を用いて,非接触レーザースペックル歪み測定法を用いて弾性挙動が測定について検討した.まず,この測定法は表面のレーザー光の乱反射を利用する方法であるが,象牙質のような半透明体には前処置が必要となった.そのため,半透明体である歯科用コンポジットレジンを用いて測定結果と箔歪みゲージを用いた測定結果を比較検討した.その結果,コンポジットレジンにおいても非接触レーザースペックル歪み測定法の値と歪みゲージ測定法の値が良く一致することを明らかとなった.そこで,現在,より小型の牛歯象牙質小型引張試験片と歯科用コンポジットレジンを作製し,測定結果に寸法の影響が認められるかを検討中である.加齢シュミレーションとしては蛋白質の変性に注目し,牛歯を沸騰水や,根管消毒剤に浸漬して象牙質引張強さが変化するかを検討したところ引張強さが減少する条件と,増加すう条件が認められた.現在と測定試片にあらかじめ繰り返し荷重を付与してから引張強さや変形挙動がどう変化するかを検討中である.

1.引張測定用ジグと象牙質試料の製作象牙質の引張試験時における変形挙動を知る目的でレーザースペックル測定用引張試験片保持ジグを作製した.2. 2軸方向測定用レーザースペックル歪み測定装置の試作引張試験時の歪みを引張方向を測定するのみでなく,直行する2方尚の歪みを測定する目的でCCDカメラ保持用ステージを試作した.3.レーザースペックル歪み測定法を用いた引張試験保持用ステージを用いて2軸方向の歪み測走を試みたが,測定機器を設置している場所では振動があるため,ノイズが大きく,微小領域の変形挙動を検出することが困難であった.4.加齢現象のシュミレーションの検討加齢シュミレーションとして蛋白質の変性に注目し,本年度は根管清掃補助剤で処置後の象牙質を根管消毒剤に浸漬した場合の象牙質と,5°Cと55°Cのサーマルサイクルを行った象牙質の引張試験を行い変形挙動を測定した.根管清掃補助剤で処置後の根管消毒剤の影響を検討したところ,象牙質の引張強さを向上させた薬剤には主にアパタイトに作用するものと主にコラーゲンに作用するものがあることが判明したが微小変形挙動の変化は明瞭ではなかった.また,サーマルサイクルをした象牙質の引張強さは変化せず微小変形挙動の変化は明瞭ではなかった.
GPS首輪を用いたツキノワグマの生息地利用と食性の実態解明

研究の目的:特定地域でのクマの食物量と分布の変動に対し,クマの行動がどのように変化するのかについて,エサ食物のフェノロジー調査と共に,最新のGPSテレメトリー器機を用いて,クマの行動を個体の行動レベルで明らかにする研究を行うことである。研究方法:自家製バレルトラップを用いてツキノワグマを学術捕獲し,GPS首輪を装着後に再放逐した。不動化時には体計測,採血,体脂肪量計測を行った。GPS装着個体の秋期の集中利用域の算出と踏査を実施し,クマの利用食物の毎木調査を行った。堅果結実量を定量的に測定すると同時に,堅果フェノロジーも定点を設けて毎木調査を行った。研究成果:延べ13個体を学術捕獲し,その内9個体にGPS首輪の装着を行った。2006年からの継続追跡個体と併せ,2007年のGPS追跡個体は計13個体であった。2006年とは異なり,13個体中9個体は9月に入っても他地域への大きな移動を行わずに足尾地区にとどまった。残留個体の秋期集中利用域14箇所の踏査を行った結果,ミズナラが優先する林であることが確かめられた。利用標高については,夏期よりも秋期に高標高地を利用する傾向が認められた。堅果不作年の2006年には,夏期よりも秋期に低標高地を利用する事例が認められており,2007年とは異なる結果となった。堅果豊凶調査の結果では,ミズナラ=並作以上,コナラ=並作,ブナ・イヌブナ・クリ=凶作で,ミズナラは足尾地域内に豊作地点が認められた。クマによる実際のミズナラ堅果の樹上利用時期は,9月下旬から10月中旬の短い期間で,10月以降は落下堅果の拾い食いに移行することが確かめられた。この結果は,実際のミズナラのフェノロジーに一致するものであった。以上のことは,クマの秋のstaple foodがミズナラであると仮定するならば,ミズナラが凶から並作であった2006年と比較して2007年秋期は多くのクマが人間生活空間周辺に大きな移動を行わずに,足尾地内に留まった結果を説明するものと考えられた。
天然ガスと石炭との共反応による液体燃料合成の基礎研究

天然ガスの主成分であるメタンを直接化学原料へ転換するための新しいプロセスが熱望されている。これまでの数多くの研究から、メタン酸化カップリング反応において、メチルラジカル2分子からC_2炭化水素が生成することが分かった。しかし、並行してメチルラジカルと酸素分子の気相反応が進行するため、C_2炭化水素の選択性及び活性の限界が示唆されてきた。そこで、本研究では、炭素を脱水素剤としたメタンカップリング反応を検討した。ここで用いる炭素は、反応性から、グラファイト構造の発達しない非晶質炭素(石炭)が適していると考えられるため、メタンと石炭からC_2炭化水素を一旦合成し、それによりC_2炭化水素を液体燃料に転換することが可能となる。本研究では、メタンと褐炭として知られているヤルーン炭のチャーを用いた。メタンとヤルーン炭チャーの共反応を行ったところ、反応は1273K程度から進行し始めるが、反応ガスとしてメタンのみを供給すると、炭素析出が進行してしまうことが分かった。そこで、流通ガスとしてメタンと共に水素を流通し、また石炭に金属、酸化物、硫化物を担持し、これらを用い、水素のスピルオーバーを利用して炭素表面上の水素吸着量を制御し、炭素の析出反応の抑制を試みた。その結果、炭素析出は抑制されたものの活性炭表面上のラジカルサイトに水素が吸着することによりメタン転化率の大幅な減少が観測された。これまでの数多くの研究から、メタン酸化カップリング反応において、メチルラジカル2分子からC2炭化水素が生成することが分かった。しかし、並行してメチルラジカルと酸素分子の気相反応が進行するため、C2炭化水素の選択性及び活性の限界が示唆されてきた。そこで、本研究では、メタンの活性化に対して反応性の高い炭素の触媒開発が重要であると考えられ、活性炭及び金属を担持したした活性炭触媒について、C2炭化水素生成活性と選択性について検討した。まず、触媒反応用に高温・高圧固定床流通型反応装置の設計及び製作を行い、反応物及び生成物の定量分析は、ガスクロマトグラフにより行った。活性炭自身を触媒として用いた場合には、C2炭化水素生成は1123K程度から進行するが、反応ガスの接触時間を増加するごとにC2炭化水素生成量は減少してしまった。このことは活性炭素面における生成物の分解反応が進行することによることがわかった。さらに、金属を担持した活性炭触媒を用いた場合には、金属を添加することによりメタンの活性化に必要な温度を200K程度低下させることができたが、メタンの炭素と水素への分解反応をより大きく促進してしまうことを見い出した。そこで、本研究では、炭素を脱水素剤としたメタンのカップリング反応を検討した。その結果、炭素析出は抑制されたものの活性炭素面上のラジカルサイトに水素が吸着することによりメタン転化率の大幅な減少が観測された。
インテリジェント・ドアノブシステムの開発に関する研究とその評価

本研究はドアノブを握るという自然な動作の中で取得しやすい掌紋を個人認証に用いることを提案した.認証手法としては回転や移動,拡縮,明度変化にロバストであるSIFT特徴を用いている.ドアノブを握る動作の中で取得される1枚の画像のみでは握りの強弱により歪みが発生する.そこで,ドアノブを握る動作の動画を用い,複数の掌紋画像を時系列に時間幅を持たせて比較することを提案し,掌紋の歪みを考慮した認証を行うシステムを構築した.その結果,等価エラー率EERは3.16%となった.また他人受入率が初めて0%となる箇所を見た場合,本人認証率は93.7%となった.本研究はドアノブを握るという自然な動作の中で取得しやすい掌紋を個人認証に用いることを提案した.認証手法としては回転や移動,拡縮,明度変化にロバストであるSIFT特徴を用いている.ドアノブを握る動作の中で取得される1枚の画像のみでは握りの強弱により歪みが発生する.そこで,ドアノブを握る動作の動画を用い,複数の掌紋画像を時系列に時間幅を持たせて比較することを提案し,掌紋の歪みを考慮した認証を行うシステムを構築した.その結果,等価エラー率EERは3.16%となった.また他人受入率が初めて0%となる箇所を見た場合,本人認証率は93.7%となった.本課題では、我々人間が行う自然な行為=ドアノブを「握る」という接触のなかで個人を識別し、開錠が可能となるインテリジェント・ドアノブシステムを開発することを目的としたものである。従来の認証には、ドアの開閉時に、特別な行為が必要とされている。たとえば、4桁暗証番号を入力したり、インテリジェントカードをかざすなどの行為が挙げられる。そこで、本課題では以下の点について明らかにする。1.自然な行為中(ドアノブを握る)に、掌紋を取得すること。2.取得した掌紋より、個人を識別し、識別結果より、ドアの開閉を行う。本年度では、カメラを内蔵し、ドアノブを握ったときに、掌紋画像が取得できるドアノブ型掌紋取得システムを構築することが、最重要課題となる。成果として、3タイプのカメラ内臓型ドアノブを試作した。そのドアノブは、縦型ドアノブ+ノーマルカメラ、握り型ドアノブ+全方位カメラ、握り型ドアノブ+魚眼カメラで構成した。またドアノブを握ったときの掌紋画像を動画像として取得し、掌紋画像蓄積サーバに転送した。この動画像より、1フレームずつ取り出し、登録してある掌紋画像との一致度を、SIFT特徴を用いて比較するプロトタイプを完成させた。また、握り型ドアノブ+魚眼カメラでは、掌紋画像を鮮明に取得する手法として、RGBのLEDで掌紋を照らし撮影するシステムを完成させた。本課題では、人間が行う自然な行為=ドアノブを「握る」という接触のなかで個人を識別し、開錠が可能となるインテリジェント・ドアノブシステムを開発することを目的としたものである。3.ユーザがストレスを感じさせない、高速認証アルゴリズムの開発本年度は、汎用的な回転式ドアノブの中に、全方位カメラを内蔵させ、被験者がドアノブを握り、回転させるときに、掌紋画像を取得するドアノブを開発した。ここで、掌紋を照らす照明として、ELシートとLEDテープを用いた。どちらもドアノブ内に内蔵できる薄状の照明となる。高速認証アルゴリズムとして、掌紋の特徴点を抽出する手法を提案し、実際に特徴点の抽出を行うことができた。2.取得した掌紋より、個人を識別し、識別結果より、ドアの開閉を行うこと。3.ユーザがストレスを感じさせない、高速認証アルゴリズムの開発すること。昨年度は、汎用的な回転式ドアノブの中に、全方位カメラを内蔵させ、被験者がドアノブを握り、回転させるときに、掌紋画像を取得するドアノブを開発した。本年度では、高速認証アルゴリズムとして、掌紋の特徴点を抽出する手法を提案し、実際に特徴点の抽出を行った。2つの抽出アルゴリズムを提案し、1つは掌紋上に特徴点を取り、特徴点同士の対応付けを行うことで影やノイズに対してロバスト化を目指した特徴線ベースの手法である。もう1つは掌紋画像を特定パターンで複数に分割し、処理を行うことで掌紋の再現を目指した画像分割ベースの手法である。

簡易的な認証として、特徴線が検出された2つのセルが両画像とも同じになった量を特徴線の総数から割ることで認識率とした結果、本人認証率は、80%以上となり、インテリジェントドアノブシステムの可能性を示唆することができた。おおむね順調に進展している。ドアノブに内蔵した照明が、予想より暗かったため、LEDテープの導入に変更したため、迅速な掌紋の特徴抽出アルゴリズムの開発が求められる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、完成したインテリジェント・ドアノブシステムのプロトタイプを用い、掌紋の特徴抽出、掌紋による個人識別のアルゴリズムを開発し、多くの被験者による実験を行う予定である。
新しい歯髄診断法に関する研究-レーザードップラー法の応用-

歯髄は硬組織に取り囲まれているという特殊性から、その病態を的確に判断することは難しい。特に、外傷歯や歯根未完成歯などでは従来からある電気的歯髄診断法では、反応しないことが多く、誤診する危険性が非常に高い。近年レーザードップラー血流計の開発が進み、人の歯の歯髄の血流計測が可能となった。本研究の目的は、生体に非侵襲的で簡便な歯髄診断法をレーザードップラー血流計を用いて検討することである。本研究の主旨に賛同の得られた被験者の健全歯、外傷歯、齲蝕または歯髄炎に罹患した歯などを対象とした。各歯において、それぞれ安静時、温熱刺激または電気刺激等を負荷した際に生ずる歯髄の微小循環動態の変化を、レーザードップラー血流計により計測し記録した。まず、外傷歯において、外傷受傷直後では、従来の電気的歯髄診断で反応が無い症例において、歯髄血流の存在が認められた。これらを経日的に観察していった結果、血流値の上昇とともに痛み知覚の回復が得られた症例と、血流値の減少傾向の結果、最終的には失活歯と判定された症例が見られた。このように、外傷歯においては従来困難とされていた生死の判定は可能であるが、予後を左右する病態との関連については問題点が残される。次に、歯髄炎の症例においては、各種の歯髄刺激を負荷した際に血流の増加が認められ、症例により血流の増加の程度や持続時間に差が見られた。これらを総合的に分析することにより各種歯髄疾患の診断の可能性が示唆された。また、この方法は、歯髄の痛み知覚闘値を参考にするため診査時の患者の不快感は避けられないのが現状である。ところが、近年レーザードップラー血流計(以下、LDF)の開発が進み、人の歯髄の血流計測が可能となってきた。これは、生体に対し、非侵襲的であるため将来、電気的歯髄診断器にとって変わる可能性が高い。我々は、かねてから歯髄の微小循環網の実験モデルとして、ラビットイヤーチェンバー法(以下、REC)を応用してきた。この方法は、兎の耳介に装着した透明窓内部の微小循環動態を生体顕微鏡的に観察することができる。また、LDFにより血流量の変化を記録することも可能である。そこで、今回、REC内の組織に各種の刺激を加え、その際の血流変化をLDFにより計測した。また、本実験の主旨に賛同の得られた被検者の歯を用いて、臨床的に同様の計測を行った。まず、微小循環系の反応が正確にLDFにより計測されていること、またRECと歯との比較検討をするために2%キシロカイン(1/80,000エピネフリン含有)の浸潤麻酔による影響を観察した。その結果、両者で著明な血流の減少を示した。次に、各種の刺激としてレーザーを用いた。使用したレーザー装置は、Nd:YAGレーザー(American Dental Laser DLase-300)とHe-Neガスレーザー(タカラbelbeam)をもちいた。低出力でのレーザー照射では両者において顕著な血流の変動は見られなかった。なお、現在、他の条件により実験を継続中である。
巨大モーター蛋白質ダイニンのX線による原子レベル構造研究

ダイニンはATP依存的に微小管上を滑り運動するモーター蛋白質で、重鎖・中間鎖・軽鎖から構成される1000kDaを超える生体超分子複合体である。鞭毛運動や繊毛運動、さらに蛋白質輸送や染色体分離運動を担うモーター蛋白質であり、その生物学的重要性は極めて高い。しかしながら、ダイニンの分子量が巨大であるが故に同じモーター蛋白質のキネシンやミオシンと比べて運動機構の解明が遅れている。細胞質ダイニンの微小管と結合する領域は、長いcoiled-coil領域によってATPの加水分解を行う球状ドメインと繋がれている。この微小管と結合するドメイン(coiled-coil領域を含む)はストークドメインと呼ばれている。100Aを超える長さを持つcoiled-coil構造が微小管結合とATPの加水分解という2つの連動したイベント情報を相互に伝えていることは間違いないが、その情報伝達の分子基盤については明らかになっていない。そこで、豊島陽子教授(東大院総合文化)と共同で、並行して細胞質ダイニンストークドメインのX線結晶解析を行っている。再現性良く棒状の結晶を得ることに成功し、ゆっくり3日間かけて結晶化ドロップの状態で抗凍結剤を導入したSe-Met置換体結晶を使って3.2Å分解能の良質のMADデータを収集した。MAD法により初期位相を決定することに成功し、coiled-coil領域の電子密度図を得ることに成功した。現在、より高分解能の回折強度データを集めるべく、末端アミノ酸を少しずつ削り込んだ4種類のコンストラクトを作成し、結晶化を進めている。また、今後、モデル構築を進めるとともに更なる高分解能データを収集し、原子分解能での構造解析を目指す予定である。我々は、モーター活性を保持し構造解析用に精製可能な組換え体タンパク質、細胞質ダイニンモータードメイン(DynMD)を用いてX線による構造解析を目指して研究を行ってきた。動的光散乱法(DLS)で、DynMDの分子サイズ均一性を確認し、併せて安定に存在する溶液状態の検索を行った。DLS解析により、均一な分子サイズをもち、かつ安定に存在する溶液条件を見つけることができた。この基本溶液条件をベースにタグ付き、タグ無しの二種類のDynMDを用いて、ヌクレオチド状態を色々変化させ網羅的に結晶化条件の検索を行っているが、現在までのところ単結晶は得られていない。この微小管と結合するドメインはストークドメインと呼ばれている。100Åを超える長さを持つcoiled-coil構造が微小管結合とATPの加水分解という2つの連動したイベント情報を相互に伝えていることは間違いないが、その情報伝達の分子基盤については明らかになっていない。そこで並行して細胞質ダイニンストークドメインのX線結晶解析を行った。再現性良く棒状の結晶を得ることに成功し、抗凍結剤をソーキングで導入すると格子長の長い双晶結晶となり、抗凍結剤存在下で結晶化すると格子長の短い単結晶となることを突き止めた。抗凍結剤をソーキングで導入したSe-Met置換体結晶を使って2.8Å分解能のMADデータの収集に成功しているが構造解析には至ってい牟い。現在、グリセロール存在下で結晶化したSe-Met置換体結晶を使って、4.2Å分解能のMADデータの収集に成功している。10個あるMetを順番にAlaに置換した改変体の単結晶を順次作成し、低分解能ではあるが格子長の短い結晶で位相決定を行いたいと考えている。位相決定に成功した暁には、分子置換法により格子長の長い結晶に位相を展開し、原子分解能での構造解析を目指す予定である。
学校における不適応児童・生徒に対する担任教師による治療・指導法の開発

2年計画の第1年目においては、本実験に向けてのいくつかの予備的な研究が行われた。その1つは、学校において学級担任の教師を中心にして行われている子どもの行動上の問題に対する臨床的な研究論文を収集し、それを整理して、第2年目の本実験で協力していただく担任教師に提示し、本実験での可能性を探った。次に、小学生数人を対象として、彼らの授業中の様子を、直接観察、ビデオテープによる観察によって記録し、本実験でとりあげる行動の種類や観察・記録の様式について検討を加えた。さらに、従来より、大学の研究室に来談している子どもについて、その子が通学している学級の担任と綿密に連絡をとり、学校での子どもたちの適切行動を促進する方法について検討してきた。第2年目には、前年度に得られた知見をもとに、実践的な研究が行われた。ひとつは、授業中に逸脱的な行動の目立つ児童を対象児として、教室の中での様子を、直接観察及びビデオを利用しての観察によって記録し、担任と討議を重ねながら、対象児の授業中の改善を図ってきた。ふたつめは、場面緘黙児に対する治療的働きかけを、対象児が通う学級と対象児宅、及び大学の相談室(研究室)という3つの場面を相互に関係づけながら実施してきた。特に、教室内の対象児の様子については、担任との面談による情報のみでなく、教室に設置したビデオカメラに録画されたものからも、多大な客観的な情報を得ることができ、実験的な研究が実施できた。こうした、教育の現場に密着した研究を行ってみて、教育の現場からは、こうした現場に即した研究が待望されていることと、より洗練された研究方法の開発の必要性が痛感された。
遺伝素因をふまえた骨粗鬆症予防のための基盤的縦断研究

閉経前女性の骨密度変化に関連する要因を検討するため、地域情報紙等の案内に応じた138名の健常閉経前女性(平均年齢34歳)を対象として、平均405±82日の追跡調査を行った。追跡前後において、体格、腰椎骨密度(Dual Energy X-ray absorptiometry ; DXA法,L2-L4)、月経状態、運動・食事・生活状況、その他を調査・測定し、年間骨密度変化を目的変数として関連要因を検討した。重回帰分析の結果(括弧内の数値は係数を表す)、BMIの変化(0.620)、月経異常(追跡時)あり(-0.656)、定期的運動の中止(-2.690)がそれぞれ独立して、有意に腰椎骨密度(%)変化に関連していた(R^2=0.249,P<0.01)。特に、2%以上の骨密度低下を呈した33名中16名に月経異常を認めており、骨密度が維持向上群における頻度(105名中23名)より有意に高かった。月経異常の約2/3が月経周期の異常で、年齢との関連は認めなかった。また、追跡期間中に定期的運動を止めた7名中3名に、2%以上の骨密度低下を認めた。閉経前女性の骨密度減少を予防するには、過度の体重減少を避け、若年期から月経異常に適切に対応すること、運動を継続することが大切であると思われた。本研究の主要論文は現在投稿中である。また、若年女性における月経異常が骨密度と関連するという知見が得られたため、潜在的卵巣機能不全等の研究を今後展開していきたいと考える。閉経前健常女性144名の腰椎骨密度変化を追跡し、その関連要因について検討した。本年度は、主として環境要因について検討した。追跡中に5%を越える骨密度減少が16例に認められ、その関連要因について多変量ロジスティック回帰分析をおこなった結果、体重減少、月経異常、運動の中断が骨密度減少と関連していた。骨密度不変例をコントロールとしたときの骨密度減少に関するオッズ比は、それぞれ1.18(-1%ごとに)、1.21、16.22であった。さらに月経異常が継続している場合のオッズ比は15.02であった。Peak Bone Massを維持するためには、適正な体重の維持、月経異常への対応、運動の継続が重要であると思われた。今後は骨密度変化に関連する遺伝素因と環境要因の相互作用について検討していく予定である。閉経前女性の骨密度変化に関連する要因を検討するため、138名の健常閉経前女性(平均年齢34歳)を対象として、平均405±82日の追跡調査を行った。追跡前後において、体格、腰椎骨密度(DEXA法,L2-L4)、月経状態、運動・食事・生活状況、その他を測定し、年間骨密度変化を目的変数として関連要因を検討した。重回帰分析の結果、腰椎骨密度(%)変化には(係数)、BMIの変化(0.620)、月経異常(追跡時)あり((-0.656)、定期的運動の中止(-2.690)がそれぞれ独立して有意に関連していた(R^2=0.249,P<0.01)。

以上より、閉経前女性の骨密度減少を予防するには、過度の体重減少を避け、若年期から月経異常に適切に対応すること、運動を継続することが大切であると思われた。閉経前女性の骨密度変化に関連する要因を検討するため、地域情報紙等の案内に応じた138名の健常閉経前女性(平均年齢34歳)を対象として、平均405±82日の追跡調査を行った。追跡前後において、体格、腰椎骨密度(Dual Energy X-ray absorptiometry ; DXA法,L2-L4)、月経状態、運動・食事・生活状況、その他を調査・測定し、年間骨密度変化を目的変数として関連要因を検討した。重回帰分析の結果(括弧内の数値は係数を表す)、BMIの変化(0.620)、月経異常(追跡時)あり(-0.656)、定期的運動の中止(-2.690)がそれぞれ独立して、有意に腰椎骨密度(%)変化に関連していた(R^2=0.249,P<0.01)。特に、2%以上の骨密度低下を呈した33名中16名に月経異常を認めており、骨密度が維持向上群における頻度(105名中23名)より有意に高かった。月経異常の約2/3が月経周期の異常で、年齢との関連は認めなかった。また、追跡期間中に定期的運動を止めた7名中3名に、2%以上の骨密度低下を認めた。閉経前女性の骨密度減少を予防するには、過度の体重減少を避け、若年期から月経異常に適切に対応すること、運動を継続することが大切であると思われた。最終年度である本年度は、データの整理と投稿論文の完成に主眼をおいた。論文は現在投稿中である。
顕微反射分光法による有機伝導体の赤外および遠赤外スペクトルの研究

本研究ではフーリエ変換型の分光器を用い、より小さな試料でより短い時間で測定可能な顕微反射分光装置を開発し、さまざまな有機伝導体の反射スペクトルを測定し電子状態を研究することを目的とした。本装置は本体と顕微反射装置から構成され、クライオスタットを装着することにより低温での測定も可能である・本装置の特徴は、1)試料と標準試料を交互測定できること、2)カサグレインの倍率を15倍にしているため、測定可能な試料の大きさは10Ox100μmであり、入射角は最大16°であるため正反射の条件をほぼ満足していること、3)ハーフミラーを使っていないため、ビームスプリッターと検出器を変更することで波長領域を拡大できること、4)干渉計の駆動鏡をキュービックミラーを用いているのでS/N比が高いこと、5)4600650cm^<-1>での分解能が0.5cm^<-1>であることなどである。一方有機伝導体として非対称な分子DMETのラジカル塩を合成し、その構造、物性を調べた。電気伝導度の温度依存性からDMETのラジカル塩は5つのグループに分けられる。第1は陰イオンが正八面体型で半導体、第2は陰イオンが正四面体型で金属的であるが低温で半導体へ転移するもの、第3は陰イオンが直線型で金属的であるが低温で半導体に転移するもの、第4は陰イオンが直線型で極低温まで金属のもの、第5はAuBr_2塩で半導体ー金属の挙動をするものである。そのうちAu(CN)_2AUI_2,AUCl_2,I_3,IBr_2の各塩およびAUBr_2塩2種類の合計7個の有機超伝導体を発見した。非対称分子を用いた有機超伝導体としては世界で初めてのものである。これらの伝導体の電気的、磁気的性質を検討した。また上記の装置を用い、これらのDMETのラジカル塩の反射スペクトルを測定した。AuBr_2塩ではその温度変化も測定した。これらの反射スペクトルには電気伝導度の温度変化の挙動に関連した構造の違いがはっきりと反映されており、構造との関係を検討した。赤外から50【cm^(-1)】までの波数領域の顕微反射分光法を開発し、さまざまな有機伝導体の反射スペクトルを測定し電子状態を研究することにより高温有機超伝導体の開発の指針を得ることを目的とした。そのためフーリェ変換遠赤外分光光度計を購入した。試料室は真空とし二酸化炭素や水の影響を取り除いた。また、試料は直接望遠鏡を用いて観察でき、しかも試料のセッティングが早くできるようにした。一方測定試料としてS,Se,Teを含む電子供与体を合成した。本年度は非対称な電子供与体,DMET,に重点をおき、そのラジカル塩を作成し、その構造、物性を測定した。本ドナーは対応するセレノンとチオンの直接カップリングにより合成した。同時に得られる対称的なドナーと高速液体クロマトグラフィにより分離し精製した。DMET塩の単結晶は電気化学的方法により作成した。対応するBEDT-TTF塩より電気伝導度は高い。室温の電気伝導度はP【F_6】塩,300,As【F_6】塩;200,B【F_4】塩;250,Cl【O_4】

塩;800,Re【O_(4塩)】;40,Au【(CN)_2】塩;2500S【cm^(-1)】である。【PF_6】塩,As【F_6】塩は室温付近で半導体的挙動を示し、その他の塩では低温まで金属的挙動を示した。Xバンドを用いたESRスペクトルの測定では、Au【(CN)_2】塩を除き低温でスピン帯磁率が急激に減少し、低温でこれらの塩が反強磁性体相であることが示唆される。【PF_6】塩とB【F_4】塩の結晶構造解析を行った。【PF_6】塩ではドナーのスタックがC軸方向に走っており、弱い二量体化が見られる。【BF_4】塩ではドナースタックがCおよびa軸方向に走っており、C方向では弱く二量体化しているが、a方向では殆んど二量体化していない。これが電気伝導度の挙動の違いの原因であると思われる。【BF_4】塩ではスタック間の短かい原子間距離は観測されず、この塩はBEDT-TTFのような二次元性を持たないが二つのスタック方向を持った新しいタイプの二次元性を持つ錯体といえる。赤外から50cm^<-1>までの波数領域の顕微反射分光法を開発し,有機伝導体の反射スペクトルを測定し電子状態を研究することにより高温有機超伝導体の開発の指針を得ることを目的とした.今年度は測定温度領域を広げるため液体ヘリウム冷却器付きマイクロビーム反射測定装置を購入した.これは15Kまでの温度領域で微小試料の反射スペクトルの測定を可能にさせるものであるが,試料のセットなどに難があるので,次年度改良を計画している.試料作成面では昨年同様非対称な電子供与体DMETラジカル塩を取り上げ,合成ならびに構造を決定し物性を測定した.電気的性質からDMET塩は五つのグループに分類できた.正八面体形の対アニオンからなる塩では室温から半導体的な挙動を示した.正四面体形の対アニオンからなる塩では室温では金属的であるが,低温で半導体に転移した.直線形の対アニオンの塩は電気伝導度の挙動から三つのグループに分かれる. Au(CN)_2塩などは常圧では正四面体形の対アニオンからなる塩と同様に,低温で金属ー半導体転移を示した. I_3塩などは低温でも金属的で, 0.5Kで超伝導転移を示した. AuBr_2塩は温度の減少につれて室温から抵抗が増大するが, 150K付近で抵抗が最大となり,さらに低温では金属的な温度変化を示した.常圧で超伝導を示さぬAu(CN)_2やAuBr_2塩でも圧力下で超伝導転移を起こし,計七つの有機超伝導体を発見した.これらは非対称な分子からなる有機超伝導体としては世界で初めてのものであり,我々の発見は種類を増やす点でも意義が大きいと考えられる.電気伝導度から分類したグループの代表的な塩の結晶構造並びに磁気的性質も研究し,構造や磁気的性質がグループの違いによりかなり異なることが分かった.最近本研究で開発した顕微反射分光法で測定可能な大きさの結晶を各グループの代表的な塩で作成することができたので,次年度測定を行い光学的性質を明らかにすることを計画している.顕微反射赤外分光器の性能を検討するためαー(BEDT-TTF)_2I_3の反射スペクトルを測定した。スペクトルはすでに報告されているものとよく一致しているが、Eb方向では1350cm^<-1>のピークは完全に分裂しており本スペクトルの分解能の良さを示し、本装置が期待通りの性能を持つことを確認した。一方有機超伝導体を与える非対称ドナーDMETの各種の塩の結晶構造解析を系統的に行い、常圧での電気伝導度の温度変化挙動との関係を明らかにした。