hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重い電子が織りなす反強磁性と超伝導が競合・共奏する系の量子臨界点

反強磁性重い電子系の化合物の高圧力下での超伝導出現に関して、熱容量測定を通して研究した。結晶構造に反転対称性を有しないCeRhSi3やCeirSi3、また典型物質であるCeRhIn5、CeIn3などが研究対象となった。これらの物質系総てにおいて、量子臨界点近傍で熱容量が発散する傾向が出現し、フェルミ液体状態でない強電子相関あるいはスピンの揺らぎの著しい増大があることがユニバーサルに実現し超伝導出現に大きな役割を果たしていることが示唆される結果を得た。さらに、超伝導状態で回転磁場中の測定を行ったところ、その異方性からS波ではない超伝導が実現している可能性を見出した。重い電子系の反強磁性体で圧力誘起型の超伝導物質について、熱容量の測定から、その超伝導状態の特異性について研究を行うことが重要な課題でる。前年度までに、その研究が開始された。平成25年度は、(1)測定精度を向上させること(2)重い電子系の反強磁性体で圧力誘起型の超伝導物質の典型物資について多くの純良な単結晶を得ることを目的とした。(1)については、磁場を回転させることで生ずるノイズを押さえることが主な改良点となった。すなわち、圧力セルからのリード線の取り回しや圧力セル内部での熱電対極細線の取り回し等、磁場によるローレンツ力によって、細線の微小な「揺れ」がノイズの主原因であることをつきとめ、その防止を工夫した。それにより、測定精度が向上することが分かった。CeIrSi3、CeRhSi3、CeRhIn5、CeIn3単結晶を用いて、再測定を試みた。(2)については、CeRhIn5、CeIrIn5、Ce(CoRh)In5、CeIn3などの単結晶をセルフフラックス法で再び育成し、電子線、X線などのビームを用いた同定と電気的特性の測定等から純良性を議論した。2GPa以上の高圧力、0.5K程度の極低温、13テスラ程度の磁場下の所謂、多重極限下での測定、特に磁場を回転することで得られる超伝導ギャップの異方性について、前年度得ていたプリリミナリーなデータをさらに精度よく測定出来る実験装置系の構築が行えた。実績は以下の3つに大別される。(1)空間反転対称性の欠如した圧力誘起型重い電子系超伝導体であるCeRhSi3とCeIrSi3の高圧力下での熱容量測定をおこなった。(2)重い電子系圧力誘起超伝導体であるCeIn3、CeIrIn5、CeCoIn5、CeRh2Si2およびCeRhIn5、の単結晶を育成した。(3)新たなinsitu圧力装置の開発を始めた。(1)については、世界でも例が極めて少ない高圧力下、磁場中で角度分解の測定を行い、超伝導の対称性を得る実験を開始した。得られた実験データから、(a)両物質ともに反転対称性の欠如した結晶軸方向であるc軸に磁場を印加した場合、7テスラの磁場では、ほとんどTCに変化が見られない結果を得た。これは反転対称性の欠如によるラッシュバー効果が起因となり重い電子のクーパー対が強結合系であることを強く示唆するものである。今回の実験でa軸との異方性が確認されたことでさらに理解が深まったと言える。(b)角度分解能の実験は、圧力約2.5GPa、磁場1テスラの状況で広い角度範囲でおこなった。極めて精度の高い実験が要求されるが、構造が明確に判明する結果を得た。プリリミナリーな実験であるが、少なくともS波超伝導では無く、異方的なギャップ構造を有することは分かった。これにより、CeRhSi3とCeIrSi3は、p波でかつトリプレット超伝導体であっても矛盾しないという極めて興味深い物質群であることが示唆されたことになる。(2)に関しては、(1)で述べたような研究をこれから多くの物質に拡張するために、単結晶の育成を行ったものであり、単結晶の育成のみならず、その基礎物性の測定を通し、純良性を確認した。極めて良い結果を得ており、今後の研究に発展性をもたらしてくれる。(3)に関しては、物品を購入し、装置の開発の緒についた。困難な実験であるが圧力の印加には成功した。CeIrSi3、CeRhSi3、CeRhIn5、CeIn3などの重い電子系反強磁性体の高圧力下での熱容量測定を通して、重い電子系反強磁性がいかに圧力によって抑制され特異な超伝導状態に至るか研究を行った。また、超伝導状態のギャップに関しても磁場中角度依存性の測定を加圧下で測定し、研究を行った。

関連する希土類金属間化合物の高圧下での物性も研究した。CeIrSi3、CeRhSi3は反転対称性の欠如した結晶構造を有する圧力誘起型の重い電子系超伝導体であるが、反転対称性が欠如することからラッシュバ効果によって、極めて高いHcを有することが、熱容量の測定からバルク特性として観測された。また、Hcには異方性があり、反転対称性が欠如した正方晶のc軸が基底面より高いHcを有することが観測された。このような超伝導特性をバルクの特性として観測できたことは、超伝導特性の理解に有用な情報を得たことになると理解される。磁場中角度依存性の測定より、ギャップに異方性が観測され、BCS的な、すなわち、s波超伝導ではなくp波もしくはd波超伝導の可能性を見出した。CeRhIn5に関しても、同様な測定を行い非BCS的な振る舞いを観測した。CeIrSi3、CeRhSi3、CeRhIn5、CeIn3の4つの物質ともに、反強磁性秩序が圧力下でエントロピーが減ずることなく抑制されているようにみえることを観測した。すなわち、高圧・低温下で、熱容量が発散的傾向を示すことから、スピンの揺らぎが増大し、非フェルミ液体的状態に移行することがわかった。このことは、量子臨界点近傍でスピンの揺らぎが増大することが、超伝導発現の鍵となることがバルク特性として観測されたことを示しており、上記の非BCS超伝導の出現に大きく関与することを示唆する結果となった。固体物性実験2GPa以上の高圧力、0.5K程度の極低温、13テスラ程度の磁場下の所謂、多重極限下での測定、特に磁場を回転することで得られる超伝導ギャップの異方性について、前年度得ていたプリリミナリーなデータをさらに精度よく測定出来る実験装置系の構築が行えたことから、おおむね順調に進展していると言える。研究実績の概要で述べた順に記述する。(1)CeRhSi3とCeIrSi3の高圧力下での熱容量測定:少なくともS波超伝導では無く、異方的なギャップ構造を有することを示唆する結果を得たことは、CeRhSi3とCeIrSi3が、p波でかつトリプレット超伝導体であっても矛盾しないという極めて興味深い物質群であることということであり、世界にあまり例を見ない測定が行えたことは大きな成果である。十分以上の到達度であると考えられる。また、測定方法の確立がなれば、多重極限下の物性測定のフィールドに大きなインパクトを与えうる研究であり、これからも継続的に精度の向上につとめ、他の重い電子系圧力誘起超伝導体にも応用して行きたい。(2)CeIn3、CeIrIn5、CeCoIn5、CeRh2Si2およびCeRhIn5、の単結晶を育成:十分な到達度である。予定していた単結晶より多くの単結晶を得た。CeRh2Si2はチョクラルスキー法により容易に単結晶が得られる物質であるが、今回アークメルトによる溶解とアニールによる単結晶化を組み合わせた方法で1mm以下であるが純良な単結晶を選択することが出来た。CeIn3、CeIrIn5、CeCoIn5、CeRhIn5の単結晶はセルフフラックス法にて、純良な単結晶を得た。今後の発展を展望する上でも、極めて順調な達成度である。(3)insitu圧力装置の開発:物品を購入し、装置の開発の緒についた。困難な実験であるが圧力の印加には成功した。世界的な液体ヘリウムの供給量の減少により、新たな実験装置の開発は困難な状況にあると言えるが、室温および液体窒素温度で測定装置の開発を開始している。室温では、insituで3GPaの圧力の印加に成功している。
新生血管におけるFOXO1の機能解析

フォークヘッド型転写因子のサブファミリーであるFOXOは広範な生理作用を有することが知られている。このファミリーに属するFOXO1はFOXOファミリーの中でエネルギー代謝調節に中心的な役割を果たしているメンバーである。またFOXO1欠損マウスでは血管形成異常により胎生致死となることから血管形成においても必須の役割を果たしている。しかしFOXO1の血管形成に対する機能に関しては虚血による新生血管形成時には抑制、発達過程においては促進の両方の効果が報告されている。本研究では血管形成での役割を、血管内皮細胞特異的にFOXO1を欠損したマウス網膜の血管形成過程を追うことにより検討した。この過程で血管内皮細胞でのFOXO1の欠損がpericyteの内皮細胞への誘導異常を引き起こし、結果として血管の安定性が失われることから脳内出血死に至ることを見いだした。この原因としてPDGF-Bの発現低下が関与することを明らかにした。本研究の結果は新生血管形成時においてFOXO1は新生血管の安定性に大きな関与をしている可能性を示唆する。生後におこる血管形成過程は必ずしも個体の発達過程でみられる血管形成機構をそのまま繰り返しているわけではない。そのため腫瘍や糖尿病性網膜症などで既存の血管系からどのように新生血管が現れてくるかをあきらかにすることは新たな治療手段の開発につながる可能性がある。FOXO1は個体の発達過程でみられる血管形成に必須であるが、生後の血管新生にも関与するのか、そして関与する場合に発達過程での機能と何が違うのかは必ずしも明確になっていない。このことを明確にする目的で、今年度はTie2-CreによりFOXO1を生後に欠損するマウスを用いて以下の3点を検討した。1.生後に形成されてくる網膜血管の形成過程におけるFOXO1の機能を明らかにするため、tamoxifenの腹腔内投与により全身の血管でFOXO1を欠損させた。全身に影響があるため網膜の血管形成以外の影響を除けないが、少なくとも血.管伸長が悪くなる傾向が認められた。この点を明確にするため眼球内にtamoxifenを投与することによって局所的にFOXO1を欠損させることで確認する予定である。2.VEGF/bFGFを混ぜたmatrigelをシリコンチューブに詰めた系を用いて侵入血管量を測定するアッセイを試みたが十分な血管の侵入が見られなかった。そこでmatrigelの量を10倍に増やして、これをそのまま皮下に埋め込む系に変更した。現在,埋め込んでおく時間などの検討を行っている。3.腫瘍の成長に及ぼす影響を検討するため、LLC肺ガン細胞またはB16メラノーマ細胞を皮下に埋め込み2週間後に腫瘍の成長の変化を観察した。FOXO1の有無によって成長そのものには有為差は認められなかった。現在、その組織を用いて腫瘍内の血管、リンパ管について免疫組織化学法で詳細な検討をしている。あきらかになった問題点の改善をおこなって結果をより明確にする予定である。このことを明確にする目的で昨年度に引き続き網膜血管の形成過程などをTie2-CreによりFOXO1を生後に欠損するマウスを用いて検討した。最初に昨年度問題となっていたタモキシフェンによる血管形成への影響がどの程度あるのかを検討した。その結果腫瘍細胞の植え込み実験、およびシリコンチューブの埋め込み実験においてはコントロールとして野生型マウスにタモキシフェンを投与した場合にも強い血管形成抑制効果がみられるためFOXO1欠損の影響を見ることができなかった。しかし網膜血管の形成過程を追う場合には、野生型マウスにタモキシフェンを投与したものとコーンオイルを投与したものの間で網膜の血管伸長に有為差が認められないことから問題なく使えることが分かったので、以降は網膜の血管新生過程に焦点をあてて実験を進めることにした。その結果以下の2点が明らかになった。(1) FOXO1の発現抑制により網膜血管の伸長が有為に抑制される。(2) FOXO

1の発現抑制によりペリサイトによる血管の被覆過程に異常が認められる。最終年度において、それぞれの表現型が生じる原因を明らかにするためtip細胞の形態とそれに関与する分子の発現変化、ペリサイトの被覆に関連する分子の発現変化について詳細に検討する予定である。FOXO1は個体の発達過程でみられる血管形成に必須であるが、生後の血管新生にも関与するのか、そして関与する場合に発達過程での機能と何が違うのかは必ずしも明確になっていない。このことを明確にすることを目的として網膜血管の形成過程をTie2-CreによりFOXO1を生後に欠損するマウスを用いて検討した。この中で、FOXO1は血管の伸長過程だけでなく、FOXO1の発現抑制をおこすとペリサイトによる血管の被覆過程にも異常がおこることを見いだした。FOXO1が転写因子であることを考慮して、この表現型が生じる原因を明らかにするためペリサイトの被覆に関連する分子の中で発現変化をおこしているものがないか検討を加えた。ペリサイトの血管内皮細胞への遊走を促進する分子として最も重要であるPDGF-Bの発現量は、FOXO1を欠損した網膜においてコントロールの1/3程度まで有為に低下していた。またPDGF-Bの発現部位はtip細胞に限局していることも確認された。さらにFOXO1により転写調節されるang2についても、これまでの報告と一致してFOXO1欠損によりコントロールの1/3程度まで発現低下していることが確認された。同時にang2の発現部位もまたtip細胞に限局していることが新たに見いだされた。しかしtip細胞に発現することが知られているD114はFOXO1を欠損させても、その発現量に有為な変化が認められなかった。PDGF-Bの発現量が半分以下に低下するとペリサイトの血管被覆過程に異常が認められることが報告されていることから、少なくともFOXO1の欠損により生じるペリサイトの血管被覆過程の異常の一部は、PDGF-Bの発現の低下によるものと考えられた。今後、PDGF-Bの発現がFOXO1により直接的に転写調節を受けているか否かを明らかにしていく予定である。
甲状軟骨（のど仏）の移動距離に着目した非侵襲・嚥下機能評価法の開発

食べ物の飲み込み(嚥下)の際、「のど仏(甲状軟骨)」が上昇し、喉頭蓋で気道を塞ぐことにより誤嚥を防いでいる。つまり「のど仏」の移動は嚥下機能の重要な指標である。嚥下機能を評価する手法として嚥下造影検査があるが、被曝が問題となり頻繁に検査できない。本研究では1嚥下に伴う「のど仏」の移動を非侵襲的に精密に測定する装置の開発、2その装置の嚥下機能評価における有用性の検証、を目指した。その結果、新しいピエゾセンサーシートを開発し、頸部に軽く押し当てることにより嚥下に伴う「のど仏」の移動の計測に成功した(特願2017-24592)。成人男女の標準値を得た。嚥下リハビリテーションへの臨床応用が期待できる。本研究では柔らかく高空間分解能のセンサーアレイシートの開発、これを用い食べ物の飲み込み(嚥下)に伴う「のど仏」の移動を精密に測定する装置の開発、嚥下機能評価におけるこの装置の有用性の検証、装置の嚥下リハビリテーションへの臨床応用を目指している。本年度は、ピエゾセンサーアレイシートの開発を試みた。あらゆる基板やフィルムの厚さを検討したが、センサー間の干渉を抑えることができず、個々の独立した最少のセンサーを作成することとした。センサーの機械的強度を高めるため、外寸1.5×7×3.6mmのステンレス容器の中に、約1.2×5mmのピエゾフィルムを入れた。この新たに開発したピエゾセンサーの出力電圧は環境温度の変化によって著しく変化し、センサーを首に接着させたとき、圧力変化による電圧信号が取得できるようになるためには、センサーの温度が首表面の温度に温まるまでしばらく待たなくてはならなかった。しかし作成したセンサーの感度は良好でわずかな圧変化に対しても電圧を発生することが分かった。このセンサーを低反発ウレタンフォームに埋め込むことを試みたが、カッターを用いて正確な間隔で切れ込みを入れることができなかった。そのため、現在、ウレタンゲル加工の専門知識を持っている会社に依頼しセンサーの埋め込み方法について検討している。本研究では食べ物の飲み込み(嚥下)に伴う「のど仏」の移動を頚部表面から精密に測定する装置の開発、嚥下機能評価におけるこの装置の有用性の検証、装置の嚥下リハビリテーションへの臨床応用を目指している。平成26年度は外寸1.5×7×3.6mmのステンレス容器の中に、約1.2×5mmのピエゾフィルムを入れた圧力センサーを作成した。平成27年度は、このセンサー5つを3.0 mm間隔で種々の硬度のウレタンゲルで挟むことによって、センサー間の干渉を完全に抑えることに成功した。さらにセンサーを手のひらに乗せることができる大きさのポリウレタンゲルシート(縦100 mm、横80 mm、厚み8 mm)に埋め込んだ。シートのセンサー部分を「のど仏」周辺部に軽く密着させ、嚥下時にセンサーから出力される電圧変化を記録した。嚥下時に2山の圧信号が検出され、「のど仏」の頭側に配置したセンサーほど2山の間隔が短くなった。男女とも同様の波形が得られた。それぞれのピークは対応するセンサー位置を「のど仏」が通過する時点であると考えられた。最も2山のピーク間隔が長い記録の間隔を嚥下時間としたとき、男0.78±0.22秒、女0.80±0.24秒であった。上昇時の圧ピークを嚥下反射開始時点としたとき、嚥下指示からの潜時は男0.53±0.11秒、女0.56±0.18秒であった。視覚的に「のど仏」が不明確な女性においても記録できた。本装置は嚥下機能評価に用いることができ、嚥下リハビリテーションの評価にも有用と考えられる。平成26年度の目標であった「ピエゾ圧センサーアレイシートの作成」は、あらゆる基板やフィルムの厚さを検討したが、センサー間の干渉を抑えることができず、平成26年度に達成できなかった。しかし平成27年度、個々の独立した最小のセンサーおよび信号増幅器を作成し、ウレタンゲルに等間隔に埋め込むことによって、センサー間の干渉を完全に抑えることに成功した。そしてこのセンサーアレイを用いて健常男性より命令嚥下時の「のど仏」の移動に伴う圧変化を頸部表面から記録することに成功した。さらにこれまで他の手法ではとらえることが困難であった女性の嚥下に伴う「のど仏」の移動を記録できた。これを計測する手法として嚥下造影検査があるが、被曝が問題となり頻繁に検査できない。本研究では嚥下に伴う「のど仏」の移動を頚部表面から非侵襲的に精密に測定する装置の開発、開発した装置の嚥下機能評価における有用性の検証、装置の嚥下リハビリテーションへの臨床応用を目指した。市販の圧センサーではサイズが大きく、十分な空間解像度を得られなかったため、平成26年度は小型のピエゾ圧力センサーを新たに作成した(センサー面の外寸:1.5×7mm)。

平成27年度は、1個人差のある頸部表面にフィットし、2圧センサーを等間隔で配置し、3圧センサーを均等な圧力で頸部に押し当てることができ、4互いのセンサー間で干渉の無いセンサーシートの開発を目指した。その結果、センサーを3.0mm間隔でアスカーC硬度0のシリコンゲルで挟んだ後、そのセンサーアレーをやや硬めのポリウレタンゲルシート(縦100mm、横80mm、厚み8mm)に埋め込むことで14の条件を満たすセンサーシートを作成することに成功した。開発したシートのセンサー部分を「のど仏」周辺部に軽く密着させ、嚥下させたところ、男女とも「のど仏」の上昇と下降に伴う2山の圧信号が検出できた。平成28年度は解析を進め、健常人における嚥下指示後の嚥下潜時は約0.51s、嚥下持続時間は約0.79s、喉頭上昇速度は約92mm/s、下降速度は約102mm/sであることを明らかにした。この標準値と嚥下障害(パーキンソン病)患者より得た値と比較した結果、患者では顕著に嚥下持続時間が長いことを明らかにした。これらの研究成果をもとに特許申請を行った(特願2017-24592)。食べ物の飲み込み(嚥下)の際、「のど仏(甲状軟骨)」が上昇し、喉頭蓋で気道を塞ぐことにより誤嚥を防いでいる。つまり「のど仏」の移動は嚥下機能の重要な指標である。嚥下機能を評価する手法として嚥下造影検査があるが、被曝が問題となり頻繁に検査できない。本研究では1嚥下に伴う「のど仏」の移動を非侵襲的に精密に測定する装置の開発、2その装置の嚥下機能評価における有用性の検証、を目指した。その結果、新しいピエゾセンサーシートを開発し、頸部に軽く押し当てることにより嚥下に伴う「のど仏」の移動の計測に成功した(特願2017-24592)。成人男女の標準値を得た。嚥下リハビリテーションへの臨床応用が期待できる。平成26年度に、センサーアレイシート開発および「のど仏」(甲状軟骨)の移動を精密に測定する装置の開発までが終了している予定であったが、達成することができなかった。それはセンサーアレイシートの開発の段階でシート上にセンサーを配置した場合にはセンサー間の干渉を無視できず、正確な圧変化をとらえることができないことが分かったためである。そのため、シートではなく、個々の独立したセンサーを作成した。現在、このセンサーを埋め込むためのウレタンゲルの選定を行っている。平成28年度は当初の計画通り、嚥下リハビリテーションにおける有用性について検証を行う。呼吸生理学ウレタンゲルは高価であり、大量のゲルを使用したり、複数回試作を行うことが予算的に困難である。それゆえ最近普及しつつある安価ではあるが十分に高解像度の3Dスキャナーを購入し、女性の頚部を取り込み、平均化した頚部にフィットするゲルを作成する。これにより最小限の試作回数で多くの女性頸部にフィットするゲルフォームが作成できる。できるだけ早い段階で26年度の目標であった「のど仏」の移動を精密に測定する装置の開発までを行う。平成27年度は多くの被験者を用いて嚥下時の「のど仏」移動に関連したパラメーターの標準化を行いたい。試作装置ではセンサー数が5つのため多チャンネルのADコンバーター(LabView開発システム)が必要にならなかった。平成26年度はピエゾセンサーアレイシートの開発を行った。あらゆる基板やフィルムの厚さを検討したが、センサー間の干渉を抑えることができず、個々の独立した最少のセンサーおよび信号増幅器を作成した。そのため個々のセンサーを埋め込むための材料が必要となった。弾力性等などの面からウレタンゲルが最適と考えられ、これにセンサーを埋め込むこととしたが、センサー埋め込みの日程が平成27年度にまでずれたため、平成26年度の予算を平成27年度に使用することにした。
相転移問題を記述する偏微分方程式系の研究

今年度は、非線形力学的境界条件を伴うPenrose-Fifeタイプの液体-固体相転移問題について研究した。この問題を表現する偏微分方程式系は、昨年度に扱ったCaginalp-Fixタイプのphase fieldequationよりも一般的な相転移現象を記述する。Penrose-Fifeタイプのphasefield equationはCaginalp-Fixタイプのphasefield equationと比較すると非線形項が多いという点で数学的な扱いが難しくなる。ここで、未知関数の時間に関する導関数を含む固定境界上の境界条件を力学的境界条件(dynamic boundary condition)と呼ぶ。物理的には、対象とする物質が"薄い金属でできた容器に入っている"という状態を表す。この問題は、物質の温度、容器の温度、物質の状態を表す相関数を未知関数とする2階の放物型偏微分方程式の連立方程式で表される。解の一意性はCaginalp-Fixタイプの場合と同様に力学的境界条件の良い性質を活用することにより示すことができた。解の存在は、近似解を構成しその極限関数が解であることを示した。この間、不動点定理を二度用いる。また、ヒステリシス作用素を含む境界条件を伴うステファン問題についても解の存在とその一意性に関する結果を得ることが出来た。今年度は、非線形力学的境界条件を伴うCaginalp-Fixタイプの液体-固体相転移問題について研究した。未知関数の時間に関する導関数を含む固定境界上の境界条件を力学的境界条件(dynamic boundary condition)と呼ぶ。物理的には、薄い金属でできた容器内の物質の相転移現象を表す。数学的には、この研究以前の結果はすべて温度に関して境界条件が線形であったので、非線形である場合の研究を始めた。しかし、そのままでは、一意性を示すことができない。そこで、力学的境界条件を導入したその結果、解一意性を示すことができた。解の存在は不動点定理を利用して示した。次に、上記問題について、時間を十分大きくしたときの解の漸近挙動について解析した。対応する定常問題の物質の温度と容器の温度の一意性を得るためやや強い仮定の下で研究した。ただし、相関数については一般に無数の定常解が存在することに注意。次のような結果を得た。上記問題の物質の温度、容器の温度は、対応する定常問題の一意解にそれぞれ適当な意味で収束することが示された。相関数については、オメガリミットセットの存在が示され、その要素はすべて定常問題の解になっていることが示された。さらに、この集合の性質についてもいくつかの結果を得ることができた。
高密度集積化フルカラーLEDディスプレイの開発

シリコンマイクロマシニング技術を用いた高密度集積化LEDディスプレイの研究において以下の様な成果が得られた。(1)高密度のフルカ-LEDディスプレイを実現するため、LEDチップの実装基板に(100)シリコン単結晶を用い、異方性エッチングにより4角錐状のマイクロレフレクタを形成し、この中にLEDチップを装着することによりチップ側面からの光を前面に放射すると共に、チップからの熱を熱伝導率に優れたシリコン基板を通じて放熱することが可能となった。(2)LEDチップの上部電極からの電気的接続は従来ワイヤボンディングが使われていたが、本研究では、微細な配線をほどこしたガラス板を用いて、導電性ペーストによりLEDと一括接続する方法を開発した。この結果、LEDへの配線と表面保護が同時に行える利点がある。(3)マイクロレフレクタを有する25mm角のシリコン基板に16×16×3画素を形成したものを1ユニットとし、またQFP構造を有するリ-ドフレームによりユニットからの配線を引き出す構造を開発した。これによりユニットをタイル状にマザ-ボード上に並べて任意の画素数のLEDディスプレイパネルを形成することが可能である。(4)赤、緑、青色用のLEDとしてGaAlAs、GaP、SiCを用いてフルカラーディスプレイパネルを試作したが、青のLEDの輝度が極めて低いため十分な明るさを持つ画面が得られなかったが、近年開発されたGaNによる青色LEDを採用する事により高輝度の画面を実現できた。(5)LEDチップと駆動用回路を集積化するために、エンハンスメント形nチャネルMOSFETの試作を行ったが、使用した基板の比抵抗が0.1Ω-cm前後であるため、基板絶縁不良によるリ-ク電流が大きく点灯不良、輝度ムラが生じた。このため10Ω-cm以上の基板を用い、チャンンルドープ法を採用することが必要である。
動的連続再結晶と超塑性発現に関する研究

適切な冷間-温間加工を施した7075AlI合金の高温変形中に微細粒組織の形成と超塑性が同時に起こる現象に関して,冷間圧延率を25,50,67%の3種類に変化させて高温変形特性に及ぼす圧延率の影響を系統的に調査した.動的連続再結晶に伴う細粒化過程と超塑性との関係並びに両者の発現機構について検討を加え,次の諸結果を得た.1.冷間圧延率の増加は試験片内単位体積当たりの粒界密度を増加させること,偏平化した結晶粒の厚さ方向の粒径を減少させるために,高温変形に伴う微細粒の形成が促進されると共に超塑性特性を向上させた.2.高温変形組織のTEM間によれば,引張方向に平行なパンケーキ状旧粒界での粒界すべりとそれに伴いサブグレンの回転が変形初期から頻繁に生じた.冷間圧延直後のほぼ直線状のなめらかな旧粒界は,高温加熱中に亜結晶粒の形成に伴い凹凸化した.3.この組織に高温変形を加えると,引張方向に対し傾斜した粒界部分で局部的に粒界すべりを起こして亜結晶粒間の方位差を増加させ,その周囲の亜晶粒界を高傾角化させる.その粒界上での粒界すべりとそれに伴い粒回転を起こす.それが隣接領域へ伝播し続け,その結果高ひずみで微細粒組織が生じると結論される.これが本合金における動的連続再結晶過程である.4.冷間圧延で導入したパンケーキ状結晶粒界上での粒界すべりが活発な生起するため,微細粒の形成と動じに超塑性発現に対して粒界すべり大きな役割を果たすと結論される.適切な冷間-温間加工を施した7075AlI合金の高温変形中に微細粒組織の形成と超塑性が同時に起こる現象に関して,冷間圧延率を25,50,67%の3種類に変化させて高温変形特性に及ぼす圧延率の影響を系統的に調査した.動的連続再結晶に伴う細粒化過程と超塑性との関係並びに両者の発現機構について検討を加え,次の諸結果を得た.1.冷間圧延率の増加は試験片内単位体積当たりの粒界密度を増加させること,偏平化した結晶粒の厚さ方向の粒径を減少させるために,高温変形に伴う微細粒の形成が促進されると共に超塑性特性を向上させた.2.高温変形組織のTEM間によれば,引張方向に平行なパンケーキ状旧粒界での粒界すべりとそれに伴いサブグレンの回転が変形初期から頻繁に生じた.冷間圧延直後のほぼ直線状のなめらかな旧粒界は,高温加熱中に亜結晶粒の形成に伴い凹凸化した.3.この組織に高温変形を加えると,引張方向に対し傾斜した粒界部分で局部的に粒界すべりを起こして亜結晶粒間の方位差を増加させ,その周囲の亜晶粒界を高傾角化させる.その粒界上での粒界すべりとそれに伴い粒回転を起こす.それが隣接領域へ伝播し続け,その結果高ひずみで微細粒組織が生じると結論される.これが本合金における動的連続再結晶過程である.4.冷間圧延で導入したパンケーキ状結晶粒界上での粒界すべりが活発な生起するため,微細粒の形成と動じに超塑性発現に対して粒界すべり大きな役割を果たすと結論される.
フッ素含有グラファイト化合物の合成,構造とリチウム電池への応用

1.高濃度フッ素-グラファイト層間化合物の合成、構造と化学結合グラファイトの酸化剤としてMoF_6を少量溶解した無水液体HF中に天然黒鉛粉末を分散し、これにフッ素ガスを吹き込んで高フッ素濃度の層間化合物を合成した。生成物は第1ステージのC_<2.0>FC_<2.4>F、c軸方向の周期距離5.26.6A、炭素平面内格子定数2.4682.473Aであった。XPS測定ではF_<15>スペクトルは687.0687.1eVに、C_<15>スペクトルは284.6eVの他にC-F結合を示すピークが287.7288.0eVに現れた。またIR吸収スペクトルでは1120cm^<-1>にC-F結合による強い吸収が観察され、これらのデータはC-F結合が半共有性であることを示している。2.酸化フッ化バナジウム-グラファイト層間化合物の合成と構造酸化バナジウムをフッ素化し、揮発性のVOF_3をフッ素ガス中でグラファイトと反応させることによって、酸化フッ化バナジウムの層間化合物を合成した。ステージ2から15までの層間化合物が合成され、挿入種の平均組成はVOF_4であった。IR吸収スペクトルではVOF_3ガスの吸収位置に近い760、1040cm^<-1>に強い吸収が観察され、挿入されたVOF_4はVOF_3と過剰のフッ素から成ることがわかった。またXPSスペクトルにもV-F結合とV=O結合を示すピークが観察された。第2ステージ化合物のX線回析、電子線回析測定より、層間化合物は単斜晶形構造をとることがわかった。パイログラファイトをホストとした化合物の伝導度はステージ45で最大となり、1X10^5S・cm^<-1>であった。3.原子間力顕微鏡によるフッ素-グラファイト層間化合物の局所構造解析フレーク状天然黒鉛をホストとして合成した第1ステージのフッ素-グラファイト層間化合物をテープで剥離し、局所構造を解析した。多くの領域ではフッ素は無秩序に存在しているが、斜方晶系構造をとる領域が点在することが明らかとなった。1.フッ化バナジウム-グラファイト層間化合物の合成と電気化学的挙動天然黒鉛粉末を用いて、第2ステージのC_<22>VF_6C_<17>VF_6、第1ステージのC_<12>VF_6C_<10>VF_6を合成した。第2ステージ化合物は第1ステージの相を少量含んでおり、第1ステージの相は2つの異なった相から成っている。即ちVF_5と過剰のフッ素から成る相およびこの層とフッ素のみが挿入された層が交互に積み重ったbi-intercalation相から成ることがわかった。これらの層間化合物の電気化学的還元をリチウムを負極としてプロピレンカーボネート中で行った。

還元曲線には3つの還元ピークが見られ、-0.15V、-1.50Vの還元ピークはいずれの試料においても共通であるが、もう1つの還元ピークは+0.10Vから-0.9Vへの挿入物の濃度が低くなるにつれて低電位側に現れた。またフッ素のみが挿入されたCxFの還元を同様に行ったところ、フッ素濃度が低い試料ほど還元ピークが低電位側に現れた。フッ化バナジウムの中で安定な化合物はVF_5とVF_3であり、VF_3の還元ピークは-1.3Vに観察された。3つの還元ピークはVF_5およびフッ素が同時または連続的に還元された結果と考えられる。2.液体フッ化水素とルイス酸を用いる高フッ素濃度CxFの合成無水液体HFに少量のM_0F_6を加え、天然黒鉛粉末を用いて第1ステージのC_<2.0>FC_<2.4>Fを合成した。グラファイト格子の格子定数は2.4672.473A^^゚で元のグラファイトの値より大きく、XPS測定によるC_<1S>結合エネルギーは284.6eV、288.0eV、F_<1S>結合エネルギーは687.1eVであり、C-F共有結合の生成が観察された。またIRスペクトルにも1100cm^<-1>に大きな吸収が現れ、C-F共有結合の生成が確認された。1.高濃度フッ素-ブラファイト層間化合物の合成、構造と化学結合グラファイトの酸化剤としてMoF_6を少量溶解した無水液体HF中に天然黒鉛粉末を分散し、これにフッ素ガスを吹き込んで高フッ素濃度の層間化合物を合成した。生成物は第1ステージのC_<2.0>FC_<2.4>F、c軸方向の周期距離5.26.6A、炭素平面内格子定数2.4682.473Aであった。XPS測定ではF_<15>スペクトルは687.0687.1eVに、C_<15>スペクトルは284.6eVの他にC-F結合を示すピークが287.7288.0eVに現れた。またIR吸収スペクトルでは1120cm^<-1>にC-F結合による強い吸収が観察され、これらのデータはC-F結合が半共有性であることを示している。2.酸化フッ化バナジウム-グラファイト層間化合物の合成と構造酸化バナジウムをフッ素化し、揮発性のVOF_3をフッ素ガス中でグラファイトと反応させることによって、酸化フッ化バナジウムの層間化合物を合成した。ステージ2から15までの層間化合物が合成され、挿入種の平均組成はVOF_4であった。IR吸収スペクトルではVOF_3ガスの吸収位置に近い760、1040cm^<-1>に強い吸収が観察され、挿入されたVOF_4はVOF_3と過剰のフッ素から成ることがわかった。またXPSスペクトルにもV-F結合とV=O結合を示すピークが観察された。第2ステージ化合物のX線回折、電子線回折測定より、層間化合物は単斜晶形構造をとることがわかった。パイログラファイトをホストとした化合物の伝導度はステージ45で最大となり、1X10^5S・cm^<-1>であった。3.原子間力顕微鏡によるフッ素-グラファイト層間化合物の局所構造解析フレーク状天然黒鉛をホストとして合成した第1ステージのフッ素-グラファイト層間化合物をテープで剥離し、局所構造を解析した。多くの領域ではフッ素は無秩序に存在しているが、斜方晶系構造をとる領域が点在することが明らかとなった。
HDLによるPGI_2安定化作用の抗粥状硬化作用における役割の解明:組織蓄積コレステリルエステルのPGI_2による分解作用のHDLによる促進

プロスタサイクリンは平滑筋細胞においてコレステリルエステル水解酵素の活性を上昇させて細胞内のコレステリルエステルを分解する作用を持っている。最近、我々はプロスタサイクリンの血中での半減期がHDLにより延長することを見出した。HDLは抗粥状動脈硬化作用を持つといわれているがそのメカニズムについては不明である。我々はHDLがプロスタサイクリンを安定化されることによってコレステリルエステルの分解を促進し抗粥状硬化作用を行なっている可能性について検討した。プロスタサイクリンとHDLを培養細胞と共にインキュベ-ションした後酵素活性を測定するために酵素を抽出した。HDLは有意にプロスタイクリンによる酵素活性の上昇をさらに刺激していることが判明した。このHDLの作用はプロスタサイクリンの非存在下ではみられなかった。また細胞内の上昇したcyclic AMPの濃度はHDLにより、より長く続いた。細胞内cychic AMPと水解酵素の活性はadenylate cyclaseの阻害剤である2′、5′-dideoxyadenosineで阻害された。これらのことからHDLはプロスタサイクリンの安定性を増強させることによってコレステリルエステル水解酵素の活性を強めていることが結論づけられた。
11族金属フッ化物への挿入を基盤とするパーフルオロ金属活性種の革新的調製法の創出

1,10-フェナントロリン(phen)を支持配位子とする銅(I)フルオリド錯体(phen)CuFの塩化メチレン溶液に四フッ化エチレン(TFE; CF2=CF2)を作用させたところ、銅ーフッ素結合に対するTFEの挿入(フルオロキュプレーション)が進行し、ペンタフルオロエチル銅(I)錯体(phen)CuC2F5を単離収率54%で得るとともに、その分子構造を単結晶X線構造解析により明らかにした。この錯体のDMF溶液にヨードベンゼンを加え、60 °Cで5時間加熱したところ、ペンタフルオロエチルベンゼンを収率85%で与えた。この反応で副生する(phen)CuIをDMF中、フッ化セシウムで処理したところ、(Phen)CuFが再生することを分光学的手法から明らかにした。これらの量論反応の結果を踏まえ、四フッ化エチレンのフルオロキュプレーションを鍵過程とする、ヨードアレーン類の触媒的ペンタフルオロエチル化反応を確立し、その成果を専門誌に投稿した(2018年5月投稿→受理)。本触媒反応を効率よく進行させる鍵は、反応溶液を撹拌しないことにより溶存するTFE濃度を適切に制御(抑制)する必要がある。一方、多様なフルオロアルキル銅錯体の効率的な調製法の確立を目指し、(phen)CuFとヘキサフルオロプロピレンとの反応を検討したところ、2種類の錯体を含む混合物が生成物として得られた。種々精製条件を検討した結果、一方の錯体はパーフルオロイソプロピル銅(I)錯体(phen)Cu(i-C3F7)であることを単結晶X線構造解析により明らかにした。2017年度の当初計画においては、四フッ化エチレン以外のパーフルオロアルケンとの反応を検証する予定であったが、ヘキサフルオロプロピレンとの反応から当初想定していた生成物のみならず、別の錯体も生成していることが明らかとなった(このため、繰り越しを余儀なくされている)。種々検討の結果、当初想定していた生成物(ヘキサフルオロイソプロピル銅錯体)を単離・構造決定することができた。一方、この研究を進めている過程で、カナダのTom Bakerらの研究グループが、トリフェニルホスフィンを支持配位子とする銅フルオリド錯体とヘキサフルオロプロピレンとの反応から、同様のヘキサフルオロイソプロピル銅錯体が得られることをOrganometallics誌に発表した(Organometallics 2018, 37, 422)。この報告を踏まえ、種々の配位子を有する銅フルオリド錯体の調製とヘキサフルオロプロピレンとの反応に関する検証は一時中断している。一方、TFEとの反応から得られるペンタフルオロエチル銅錯体を鍵活性種とする有機骨格へのペンタフルオロエチル基の導入反応については、当初予定(銅試薬を化学量論量用いた反応)よりも大幅に進展し、ヨードアレーン類を基質として用いた場合には銅の触媒化を達成し、その成果を専門誌に発表する段にこぎつけた。四フッ化エチレンに限定されているものの、パーフルオロアルケンのフルオロキュプレーションを鍵過程とする有機化合物の触媒的パーフルオロアルキル化反応を確立することができたので、今後は、遷移金属フルオリドとパーフルオロ酸フルオリドとの反応を鍵過程とする、遷移金属パーフルオロアルコキシド錯体の発生法の確立と、これを鍵活性種とするパーフルオロアルコキシ基の導入反応の開発に注力する。

種々検討の結果、当初想定していた生成物(ヘキサフルオロイソプロピル銅錯体)を単離・構造決定することができた。一方、この研究を進めている過程で、カナダのTom Bakerらの研究グループが、トリフェニルホスフィンを支持配位子とする銅フルオリド錯体とヘキサフルオロプロピレンとの反応から、同様のヘキサフルオロイソプロピル銅錯体が得られることをOrganometallics誌に発表した(Organometallics 2018, 37, 422)。この報告を踏まえ、種々の配位子を有する銅フルオリド錯体の調製とヘキサフルオロプロピレンとの反応に関する検証は一時中断している。一方、TFEとの反応から得られるペンタフルオロエチル銅錯体を鍵活性種とする有機骨格へのペンタフルオロエチル基の導入反応については、当初予定(銅試薬を化学量論量用いた反応)よりも大幅に進展し、ヨードアレーン類を基質として用いた場合には銅の触媒化を達成し、その成果を専門誌に発表する段にこぎつけた。四フッ化エチレンに限定されているものの、パーフルオロアルケンのフルオロキュプレーションを鍵過程とする有機化合物の触媒的パーフルオロアルキル化反応を確立することができたので、今後は、遷移金属フルオリドとパーフルオロ酸フルオリドとの反応を鍵過程とする、遷移金属パーフルオロアルコキシド錯体の発生法の確立と、これを鍵活性種とするパーフルオロアルコキシ基の導入反応の開発に注力する。
語彙概念拡張の認可条件

名詞の語彙概念拡張が、項位置において生産的に生じ、付加的位置においては慣習化の度合いの高い解釈のみが認められるのではないか、という一般化を基本として、これに一見反すると思われる因果関係文脈における付加的要素の意味解釈などの例外事象を検討し、独自の動機付けを持つことを示した。また、このような例外事例も、語彙概念拡張の対象とその引き金となる要素が局所的な位置関係におかれるという点では他の概念拡張事例と変わりがないという共通性が認められることを確認した。・例外的な語彙概念拡張に関わる要因として、因果関係的な結束関係があげられると考えているが、これと対比して、類似的な結束関係や近接的な結束関係の場合のデータを検証することで、前者の結束関係が持つ特異性を明らかにできるのではないかと考え、調査を進めている。・もう一つの例外的事例として考察する予定であったeyes likea tiger/voice likean angelのような構造については、分析を進めていくうちに、語彙概念拡張現象ではなく、むしろ削除現象の事例として分析する方が妥当ではないか、という結論に至ったので、当初の予定を変更して、削除現象の事例としての分析を進めている。・また概念拡張対象(target)と、それを引き起こす引き金(trigger)の両者が同一節内に存在する必要があるのではないか、という局所性の条件については、いくつかのデータを集めているものの、特に因果関係的な文脈に認められるtargetとtriggerの関係性を規定することが難しく、現在解決策を模索中である。・当初目標としていた論文投稿をするために、現在までに集められたデータを元に英語論考を執筆中である。7月の国際学会での発表準備とともに、海外へ向けての情報発信を目指して準備を進めている。・本年はこれまでのデータ収集に基づき論文2編を発表し、また予定していたドイツでの国際会議での研究発表も無事に遂行できた。研究発表では、海外の研究者との意見交換ができて有意義であったが、同時にデータに関する意見の不一致なども見られたため、問題が残った。このような不備を改善すべく、さらにデータ収集を続け、より説得的な議論構築を目指していく。・例外的な概念拡張に関わる要因として、因果関係的たテキストの結束関係があげられると考えているがこれに対して類似的な結束関係(平行関係、対比関係、具体事例化、一般化などの結束関係)では、同様の概念拡張が認めにくいことや、近接的な結束関係においてもやはり概念拡張を引き起こすような環境が整えられないことを確認したが、これらはいずれもネイティブスピーカーの内省判断によるものであるのでさらに実際のテキストなどを利用して検証していく方法を模索する必要があると考えている。・もう一つの例外的概念拡張事例として考えていたeyes likea tiger/voice likean angelのような構造に関しては、概念拡張と考えるより、削除現象と考えるべき事例であるとの結論に至ったため、当初の予定とは異なる形での結論を得ることになったが、今年発表した2編の論文において、そのことを論じている。・概念拡張対象(target)とその引き金(trigger)の両者が同一節内に存在する必要がある、という局所性の条件については、いくつかのデータは集められているものの、まだ充分な量であるとは言えないため引き続きデータ収集の努力をしながら検討していく予定である。・7月に行った国際学会での研究発表を元に、現在論文を執筆中であり、来年度に向けて投稿の準備を進めていく。本研究の大きな目的は、項位置などの構造的に際立ちを持つ位置に生じる参与者が概念拡張の対象として選択されやすく、逆に付加詞に代表される背景化された参与者は概念拡張の対象としては選択されにくい、ということを様々なデータを通じて証明することであるが、特に修飾要素でありながら概念拡張の対象として例外的に利用可能な場合があることについての調査を行った。それは因果関係文脈に認められる名詞句の拡張的解釈であり、この結束関係に特有の認可条件が存在することにその理由を求めることができると考えた。類似関係や近接関係の結束構造においては同様の概念拡張が認められないことから、このような理由付けは支持されるものと考えている。同時に次の課題として、母語話者の内省直観判断に基づくデータ検証の範囲を超えて、コーパス調査に基づく量的な分析を通じて、様々な名詞表現がどのような意味で使用されているかの実態を突きとめ、その意味分布の有り様を項・付加詞という構造的な生起環境と関連づけて論じるための調査を始めた。その予備的調査内容について、学会の場で口頭発表を行い、フィードバックを得られたことが、非常に有益であった。これはドイツの学会発表で、参加者の母語話者から得られた判断の揺れがきっかけとなって開始した調査である。予定していた論文執筆と口頭発表を行えたので、おおむね計画通りであると考える。ただし、eyes like a tiger型の表現など、当初予定していた分析に合致しないと思われる事例も出てきたために、一部予定を変更して、論文の内容が変更された部分もある。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は論文を投稿することを予定しており、現在この目標に向けて執筆活動中である。
高品質食品創出のための調理加工中における食品中の機能成分の物理化学的変動に関する研究

高品質の食品の開発のために、農産物中の機能性成分に着目して、加工工程(分離や濃縮、加熱処理など)での機能性成分の挙動と生成された機能性物質の活性の確認と細胞を用いた吸収性などを評価することを目的としており、これらの研究において高機能食品の設計・製造に繋がる基礎データを集積と最適加工処理について提案することを最終的に目標としている。平成17年度から平成18年度前半にかけて、注目している機能性成分(抗酸化性等)を含む農産物及び加熱処理物の細胞への効果などの基礎的検討について、日本のスーパーマーケットで売られている15種類の野菜を選び評価してきた。ガン細胞(HT-29)の生存に対する抑制活性の評価においては、100gの生野菜のアセトン抽出により、遊離フェノール成分を抽出し、次に結合型フェノール成分を抽出した。これらの活性を評価し、さらに対象となる農産物の調理加工中の活性の変動について検討してきた。タマネギ、ニンニクなどの水溶性画分の抗酸化活性などが蒸煮などの熱処理で影響を受けることが明らかとなった。さらに実食品に近い系での調理加工モデルでの検討や機能性を高める新規加工技術(過熱水蒸気など)での検討を実施した。過熱水蒸気処理では、ビタミンCなどの酸化抑制などが期待されているが、本研究においても通常の蒸煮処理に比べて、抗酸化活性などの機能活性に差異が認められた。これら得られた知見は、滞在した製造工学ユニットの今後の機能性に着目した調理加工技術に利用できる成果である。また平成18年10月31日に課題実施期間修了予定であり、10月には博士号を取得した愛媛大学に玉井教授を訪問するなどして関連研究者との意見を得て2年間の成果を取り纏めた。昨年度は培養細胞を用いた調理加工を経た農産物成分(オニオンエキス)のバイオアッセイを実施するとともに、これらの培養細胞での挙動解明を行った。この成果については、今年度発表を行った。昨年度後半から検討を開始した農産物の加熱処理などでの機能性成分や活性の変化の評価については、15種類の野菜を選び予備評価を行い、、その上で、ほうれん草、小松菜、春菜、チンゲン菜、キャベツ、白菜の6種について、評価した。ガン細胞(HT-29)の生存に対する抑制活性を評価においては、100gの生野菜のアセトン抽出により、遊離フェノール成分を抽出し、次に結合型フェノール成分を抽出し、活性を評価し、さらに各野菜の搾汁液を加熱処理(50°C、75°C、102°C、各10,30分)し、上記のガン細胞を用いた抑制活性評価および抗酸化活性をDPPH法で評価した。その結果、すべての野菜試料について、生のガン細胞抑制活性、坑酸化活性が加熱処理したものより高かった。加熱処理においては、50°C加熱などのマイルドな処理では、活性は80%以上残存していた。またそれぞれの処理試料の総ポリフェノール量はDPPH活性とは高い相関が認められたが、細胞抑制活性とはあまり相関が認められなかった。今後は、ボイル処理などに比べて活性が保持できる加熱方法の検討を行う予定である。これらの成果は、論文として投稿を予定している他、以下の3つの国際会議で発表を行った。2.微生物学教育のための日本・バングラデッシュ連携国際会議(ダッカ、バングラデッシュ、2005.12.27)3.医療ターゲットとしてのシグナル伝達系に関する細胞シグナル国際会議(ルクセンブルク、2006,1,25,28)高品質の食品の開発のために、農産物中の機能性成分に着目して、加工工程(分離や濃縮、加熱処理など)での機能性成分の挙動と生成された機能性物質の活性の確認と細胞を用いた吸収性などを評価することを目的としており、これらの研究において高機能食品の設計・製造に繋がる基礎データを集積と最適加工処理について提案することを最終的に目標としている。
トキソプラズマの感染レセプター探索を目指したレトロウイルスベクターを用いた挑戦

トキソプラズマ原虫(Toxoplasma gondii)はマラリア原虫等と同じくアピコンプレックス門に属する原虫である。世界中で発症が見られ、高い感染率を示している。獣医学的にはトキソプラズマ原虫は猫科動物を終宿主とする人獣共通感染症であり、届出伝染病に指定されている。従って、ヒトを含めてほぼ全ての哺乳類、鳥類に感染する可能性があり、食肉は種類によらず感染源になることから、経済的な損失も非常に大きい。本研究計画では、効果的な原虫ワクチンの開発を目指し、トキソプラズマ原虫と宿主細胞の相互作用に焦点を当て、原虫の宿主細胞侵入メカニズムの解明を行うことを目的とした。今年度は、トキソプラズマ原虫の膜蛋白質であるP94、P104のレセプター解析を試みた。P104についてはレセプターの1つが糖鎖の一種であるコンドロイチン硫酸であることを明らかとした。さらに、感染細胞内あるいは細胞外(タキゾイト)におけるP104の局在を明らかとした。これらの研究成果は原虫感染における糖鎖の重要性を示唆しており、今年度学術雑誌PLoS ONEにおいて発表された。一方、P94については質量解析により特定のheat shock proteinと相互作用していることを見出し、感染細胞内外におけるP94の局在も明らかとした。現在P94がトキソプラズマ原虫感染において果たす役割について解析中である。これらの解析結果は、原虫ワクチンの開発に有用な基礎的データの蓄積とトキソプラズマ原虫の宿主細胞侵入機構の解明につながると考えられる。トキソプラズマ原虫の膜蛋白質であるP94、P104のレセプター同定が進んでおり、研究成果もPLoS ONEに発表していることから、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。今後はP94について、相互作用が確認された特定のheat shock proteinとの関係について、さらに解析を進め、トキソプラズマ原虫の膜蛋白質がトキソプラズマ原虫感染において果たす役割について解明を行う予定である。今年度は、原虫の膜蛋白質の中からSAG2,SAG3,SRS1,SRS3,SRS4,MIC13,P94,P104を選び、そのレセプター解析を試みた。その後、発現・精製を行ったが、SRS3,SRS4についてはうまく精製できなかった。他の膜蛋白質についてレセプター探索を行った結果、SAG2,SAG3については結合細胞が見つからなかった。シアル酸欠損細胞との結合解析から、MIC13がシアル酸と結合することを明らかとした。また、P104についてはレセプターの1つがコンドロイチン硫酸であることを明らかとした。P94については現在解析中である。これらの解析結果は、原虫ワクチンの開発に有用な基礎的データの蓄積につながると考えられる。
天然断裂系の高精度検出法の研究

本研究の目的は、地熱開発可能地域の天然の断層、断裂を高精度で求め、衛生画像、レーダ画像、空中写真の画像解析、野外地質調査、放射能探査を組合せた方法により、断裂形成のメカニズム、天然における断裂の実態を明らかにすることである。秋田県秋の宮地域について、空中写真で抽出されたリニアメントと地質調査で確認された断層との対応を検討した。ほとんどの地質断層がリニアメントと対応しており、空中写真の断層探査への有効性が確認された。しかし、リニアメントが圧倒的に多いことから、実際の断層に対応する空中写真上のリニアメントの画像としての評価基準を作る必要がある。空中写真からのリニアメント抽出はこれまで専門家の目による立体視により行われてきた。しかし人間の目に頼った方法は個人の経験差や観察時の疲労などの条件によりデータの一貫性が保たれず統計的な処理には不適である。そこで立体視可能な2枚の写真を使用し視差にもとづく3次元情報を抽出しその大きさに対応した線構造を求める方法を検討した。結果は、地形の定量的な高度差を持つエッジとして明瞭に抽出された。放射能探査は、精密解析の基礎となるデータの安定性について検討した。同一地点での2日間の変動を記録することにより、温度・湿度との対応が認められた。その変動幅を解析し、精密測定における補正法を確立した。現地調査主体の研究により、一部のリニアメントについて地質的な意義付けがなされた。その結果をもとに、空中写真、衛生画像などで観察される画像特徴を地質現象と対応させることが今後の研究目標である。