hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
iPS細胞の技術を応用したマルファン症候群に対する新規保存治療薬の開発

これまで我々はMFSの分子病態は、微細線維崩壊に伴うTGF-betaシグナルとmatrix metalloproteinase (MMP)の病的活性化により発症する事が示されてきた。本研究課題で、我々はMMPが関わるMFSの新規分子病態機構として、ADAMTSL6betaによるversican分解酵素であるADAMTS4の活性化が、解離性大動脈瘤の促進に関与することを証明してきた。すなわちMFSにおける解離性大動脈瘤の分子病態には、ADAMTSL6beta/ADAMTS4/fibrillin-1の3量複合体の形成によるVersicanの分解促進による大動脈の弾性システムの崩壊が関与する事が示された。以上の結果より、ADAMTSL6betaはADAMTS4のアダプター分子として働き、ADAMTSL6betaとADAMTS4は互いに協調してVersicanの分解に対して促進的に働き、MFSの大動脈中膜の組織破壊に関与している可能性が示された。従って、本研究成果により結合疾患と歯科領域の疾患に対する共通の標的とした新たな生物製剤の開発が期待できる。マルファン症候群(MF)は、微細線維と呼ばれる弾性機能を司る細胞外マトリックス成分の機能不全を原因に致死性の解離性大動脈瘤を発症する致死性の結合組織疾患である。これまでMFの治療に関して、薬物療法と外科手術で正常の人なみに寿命を延長することが可能になったが、完全に抑制する事は出来ないため、再外科治療を余儀なくされる事が多い。研究代表者はマルファン症候群の病態にADAMTSL6betaーADAMTS4の複合体によるversicanの破壊促進機構が関わり事を明らかにした。この結果より、マルファン症候群の治療薬としてADAMTS4の阻害薬が候補になることが示された。本研究ではiPS細胞を用いてマルファン症候群に対する新規治療薬の開発を行っている。研究計画当初はiPS細胞を用いての創薬ターゲットの探索を行う事を予定していたが、マルファン症候群モデル動物を用いて、創薬ターゲットのADAMTSL6βの治療効果を確認することが出来た。本年度の成果で、マルファン症候群モデル動物内で微細線維形成能力を有していることを確認出来た。また次年度予定している機能ドメイン決定も前倒しで着手することができたので、研究計画は当初の計画以上に進展していると判断した。研究計画に記載されているADAMTSL6βの機能ドメインである⊿TSPを作製し、これらの分子の微細線維形成能力の検証と、MFの大動脈瘤に対する抑制効果を解析する。この結果を元にADAMTSL6製剤の開発を進める。また昨年度に作製したADAMTS6αおよびβのノックアウトマウスを用いて、歯周病および大動脈瘤発症に及ぼす影響を解析すると共に、⊿TSPの効果を検証できる実験構築を目指す。これらの研究成果より、ADAMTSL6製剤の歯周病治療薬および大動脈瘤予防薬として基盤技術の確立を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。疾患生物学今後の研究方策として、ADAMTSL6betaを微細線維再生薬として開発研究を進めていく予定である。
ICタグ技術を応用した砂礫移動に関するトレーサ調査手法の開発

河川における砂礫移動の追跡調査に用いるために,砂礫にマイクロチップを埋め込み,個々に固有番号を与え,肉眼に拠らずその位置観測が可能となるシステムを構築した.本研究で用いたICタグシステムは,タグの読み取りに使用する使用周波数帯が水の影響を受けにくい(134.2kHz)点と,ICタグは電池を持たず読取器側から受ける電磁波により電力が供給されるパッシブ型である点が特徴である.装置は,(1)ICタグ,(2)アンテナ,(3)読取器,(4)ロガー(ノートパソコン)により構成される.本調査手法を実用に供するために,アンテナを河床に定置する定置型装置と,アンテナを河床上にかざして河床にある試料を捕捉する追跡型装置を考案した.ICタグの読み取りに関する基礎実験(H19実施)に引き続き,実際に真名川ダム(福井県大野市)のフラッシュ放流にあわせて設置し現地河川試験を実施(H19,20)した.ダムからの放流およびその後の出水により,ICタグを埋設した礫(直径40mmおよび70mm)の移動経過について,GPSを組み合わせて容易に特定する事に成功した.礫の移動距離は最大で300m程度まで認められ,本システムの有効性が確認された.一方,タグ側に電池を有するアクティブ型の検討も行った.アクティブ型の長所は,信号強度が強く,タグの認識距離が伸びることであるが,一方で,タグのサイズが大きくなることと,電池寿命により追跡可能期間が制限されることである.今年度は,このアクティブ型のICタグの製作も行い,河道内における追跡調査を行い,良好に認識できることを確認した.河川における砂礫移動の追跡調査に用いるために,砂礫にマイクロチップを埋め込み,個々に固有番号を与え,肉眼に拠らずその位置観測が可能となるシステムを構築した.本研究で用いたICタグシステムは,タグの読み取りに使用する使用周波数帯が水の影響を受けにくい(134.2kHz)点と,ICタグは電池を持たず読取器側からから受ける電磁波により電力が供給されるパッシブ型である点が特徴である.装置は,(1)ICタグ(ガラス封入型:長さ32mm,直径3.2mm),(2)アンテナ(715×270×16mmの平面形状のゲートアンテナ),(3)読取器,(4)ロガー(ノートパソコン)により構成される.ICタグを読み取る事が可能なアンテナとICタグとの距離や指向性等の読取特性を把握するための各種試験を実施した.その結果,ICタグ単体では読取距離最大30cm程度,試料速度V=4.0m/sec程度までは読取可能であること,試料が読取範囲に複数存在した場合は困難であること,機器としては流下,衝撃などに対して十分な耐性を有していることを明らかにした.また,本調査手法を実用に供するために,アンテナを河床に定置する定置型装置と,アンテナを河床上にかざして河床にある試料を捕捉する追跡型装置を考案した.これらを試作し,実際に真名川ダム(福井県大野市)のフラッシュ放流にあわせて設置し現地河川試験を実施した.このうち追跡型装置は,河床中の土砂にアンテナをかざし,掃流された試料の存在を確認するものであり,ダムからの放流およびその後の出水により,ICタグを埋設した礫(直径40mmおよび70mm)の移動経過について,GPSを組み合わせて容易に特定する事に成功した.河川における砂礫移動の追跡調査に用いるために,砂礫にマイクロチップを埋め込み,個々に固有番号を与え,肉眼に拠らずその位置観測が可能となるシステムを構築した.本研究で用いたICタグシステムは,タグの読み取りに使用する使用周波数帯が水の影響を受けにくい(134.2kHz)点と,ICタグは電池を持たず読取器側から受ける電磁波により電力が供給されるパッシブ型である点が特徴である.装置は,(1)ICタグ,(2)アンテナ,(3)読取器,(4)ロガー(ノートパソコン)により構成される.本調査手法を実用に供するために,アンテナを河床に定置する定置型装置と,アンテナを河床上にかざして河床にある試料を捕捉する追跡型装置を考案した.ICタグの読み取りに関する基礎実験(H19実施)に引き続き,実際に真名川ダム(福井県大野市)のフラッシュ放流にあわせて設置し現地河川試験を実施(H19,20)した.ダムからの放流およびその後の出水により,ICタグを埋設した礫(直径40mmおよび70mm)の移動経過について,GPSを組み合わせて容易に特定する事に成功した.礫の移動距離は最大で300m程度まで認められ,本システムの有効性が確認された.一方,タグ側に電池を有するアクティブ型の検討も行った.アクティブ型の長所は,信号強度が強く,タグの認識距離が伸びることであるが,一方で,タグのサイズが大きくなることと,電池寿命により追跡可能期間が制限されることである.今年度は,このアクティブ型のICタグの製作も行い,河道内における追跡調査を行い,良好に認識できることを確認した.
卵巣および精巣局所因子の発現，機能解析による配偶子形成機構の解明

本年度は,Nrg1flox/flox;Cyp19a1Creマウスを用いて,雌では排卵期の顆粒層細胞,雄ではライディッヒ細胞に発現するNRG1の機能解析を内分泌学的に実施した.その結果,雌においてはNRG1が黄体ホルモン(プロゲステロン)合成を持続的に高めること,これはプロゲステロン産生に関与する酵素群をコードする遺伝子発現を一過的なものでなく持続的にする作用であることが明らかとなった.この持続性はERK1/2-C/EBP系の持続的な活性化と密接にリンクし,一方でCa2+-PKCとは負の相関関係であることも明らかとなった.さらに,NRG1に立脚するプロゲステロン産生による正常な排卵誘導により,高い受精能を持った成熟卵が得られることも示された.一方,雄においてはNRG1によるライディッヒ細胞の増殖促進により,精巣間質におけるライディッヒ細胞と副腎様細胞の割合が決定され,NRG1が不足している,あるいは欠損している場合,副腎様細胞の割合が増加する結果,精巣局所におけるグルココルチコイド濃度が上昇することが明らかとなった.一方,正常個体ではNRG1に起因するライディッヒ細胞の増殖により充分量の男性ホルモン(テストステロン)が合成されていた.高グルココルチコイドは,精子形成過程の最終段階である尾部の伸長期に精子のDNAを不安定化させ,さらに異常な尾部形成となる結果,受精能力の極めて低い精子が造精される.この高グルココルチコイド環境をグルココルチコイド受容体拮抗剤投与により改善すると精子形成が正常化することも明らかとした.以上の結果から,雌雄ともにNRG1は組織(雌雄)特異的ステロイド産生に重要な役割を果たすことで,高い受精能力を持つ配偶子を形成させることが示された.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。卵巣の排卵過程におけるNeuregulin 1 (NRG1)の機能解析を行うために,胞状卵胞の顆粒膜細胞特異的にNrg1遺伝子の機能を欠失させたNrg1flox/flox;Cyp19a1Creマウスを作出した.本雌マウスを野生型雄マウスと交配し,妊孕性を確認した結果,一腹産子数の低下が認められた.この原因を探索すべく,排卵数,黄体形成を検討したが,野生型雌マウスとの間に著しい差は認められなかった.しかし,卵の減数分裂進行を経時的に観察した結果,Nrg1欠損マウスでは,減数分裂再開と第二減数分裂中期への進行が野生型マウスのそれらに比較して2時間早期に生じていた.さらに,第二減数分裂中期での停止能がERK1/2の脱リン酸化促進により低下し,排卵刺激20時間後には半数以上の卵が単為発生を開始していた.体外受精については卵を回収する時間を変えることによって,および体内受精は交配時間を変化させ,減数分裂進行の異常と受精能との関係を追求した.その結果,回収時間の遅延に伴い体外受精における正常受精率が低下し,交配のタイミングを遅らせることで,産子数が低下した.この妊孕性を低下させる主要因となる減数分裂進行の異常と顆粒膜細胞のNRG1との関係について,NRG1の標的細胞である卵丘細胞に着眼し,詳細に検討した.Nrg1欠損マウスでは,Sp1やCREBにより発現上昇する遺伝子が野生型に比較して2倍以上高い発現を示し,その原因としてそれらの転写因子の上流に位置するPKAではなくPKC活性が欠損マウスで高値を示した.これは,NRG1によるCa2+流入抑制作用に起因すること,PKC活性の上昇はギャップジャンクション構成因子であるconnexin43のリン酸化を促進すること,それがギャップジャンクションの閉鎖を誘導する結果,減数分裂が早期に再開することも明らかとなった.以上の結果から,排卵期に顆粒膜細胞で発現するNRG1が卵の受精能保持時間を決定するという新知見を得ることができた.本年度は,Nrg1flox/flox;Cyp19a1Creマウスを用いて,雌では排卵期の顆粒層細胞,雄ではライディッヒ細胞に発現するNRG1の機能解析を内分泌学的に実施した.その結果,雌においてはNRG1が黄体ホルモン(プロゲステロン)合成を持続的に高めること,これはプロゲステロン産生に関与する酵素群をコードする遺伝子発現を一過的なものでなく持続的にする作用であることが明らかとなった.この持続性はERK1/2-C/EBP系の持続的な活性化と密接にリンクし,一方でCa2+-PKCとは負の相関関係であることも明らかとなった.さらに,NRG1に立脚するプロゲステロン産生による正常な排卵誘導により,高い受精能を持った成熟卵が得られることも示された.一方,雄においてはNRG1によるライディッヒ細胞の増殖促進により,精巣間質におけるライディッヒ細胞と副腎様細胞の割合が決定され,NRG1が不足している,あるいは欠損している場合,副腎様細胞の割合が増加する結果,精巣局所におけるグルココルチコイド濃度が上昇することが明らかとなった.一方,正常個体ではNRG1に起因するライディッヒ細胞の増殖により充分量の男性ホルモン(テストステロン)が合成されていた.

高グルココルチコイドは,精子形成過程の最終段階である尾部の伸長期に精子のDNAを不安定化させ,さらに異常な尾部形成となる結果,受精能力の極めて低い精子が造精される.この高グルココルチコイド環境をグルココルチコイド受容体拮抗剤投与により改善すると精子形成が正常化することも明らかとした.以上の結果から,雌雄ともにNRG1は組織(雌雄)特異的ステロイド産生に重要な役割を果たすことで,高い受精能力を持つ配偶子を形成させることが示された.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。Nrg1に着目し,その発現および機能の性差を解明する研究として,平成25年度は雌における機能の明らかとして,学術論文に掲載された.また,次年度に向けて,雄における機能を解析するために必要な予備検討も終えることができた.平成26年度に雄の解析を進めることで,全容解明ができると考えている.平成26年度は,Nrg1flox/flox;Cyp19a1Cre雄マウスの解析を,精巣の間質における細胞種に着眼し,間質細胞の役割の専門家である九州大学諸橋教授の協力を得て,解析を行う計画である.さらに,間質細胞の分化が精子形成に及ぼす影響については,精子形成の専門家である基礎生物学研究所吉田教授の協力を得て,研究を遂行する.この共同研究により,精子形成に果たすライディッヒ細胞のNRG1の役割を解明する.
大規模音声データベースの内容要約と音声対話による内容検索システムの研究

講演音声や講義音声,ニュース音声等の大規模音声データベースからの情報アクセス方法として,音声内容の要約,検索,質問応答などの技術開発が必要である。そのための基本的技術として,話し言葉音声の認識(ディクテーション)が重要である.本研究では、音声ディクテーション技術として,1パストライグラムによる音声認識デコーダの高精度化,複数の認識システムの統合化による認識率の向上化,二つの認識システムの共通部分による高信頼度部分の抽出,高信頼度部分を利用した音響モデルと言語モデルの教師なし学習による認識精度の向上,などを図り,有用な結果を得た.講演音声を対象に表層的言語情報と韻律情報を用いた重要な文の抽出法を開発した.用いた主な技術は,手がかり語,キーワードの出現頻度,文の出現位置,長いポーズの直前などで,人間により重要文抽出精度と同程度の精度で要約文を得ることができた。音声ディクテーション結果から単語をインデックス化しておき,音声によって音声文書を検索する技術を開発した.検索の精度を上げるためには,認識単語を増大させ,未知語を減少させること,挿入誤りを許しても脱落誤りを避けること,キーワードの認識候補から関連するキーワードをグルーピングすること,が有用であることを示した.また,ユーザの音声による質問に対して,音声データベースから答えを見出す音声質問応答システムを開発した.本システムの特徴は,答えを音声で応答するので,音声認識誤りは問題でなく,答えとなるカテゴリが存在する箇所を高精度に見つけることが重要で,そのためにクラス言語モデルが有用であることを示したことである.音声データベースから,ユーザの欲する情報を検索する際,システムとユーザがインタラクティブにやりとりしながら欲しい情報を得る手段として,音声対話システム技術がある.本研究では,データベース検索,予約のための汎用的な音声対話システムを開発した.講演音声や講義音声,ニュース音声等の大規模音声データベースからの情報アクセス方法として,音声内容の要約,検索,質問応答などの技術開発が必要である。音声ディクテーション結果から単語をインデックス化しておき,音声によって音声文書を検索する技術を開発した.検索の精度を上げるためには,認識単語を増大させ,未知語を減少させること,挿入誤りを許しても脱落誤りを避けること,キーワードの認識候補から関連するキーワードをグルーピングすること,が有用であることを示した.また,ユーザの音声による質問に対して,音声データベースから答えを見出す音声質問応答システムを開発した.本システムの特徴は,答えを音声で応答するので,音声認識誤りは問題でなく,答えとなるカテゴリが存在する箇所を高精度に見つけることが重要で,そのためにクラス言語モデルが有用であることを示したことである.音声データベースから,ユーザの欲する情報を検索する際,システムとユーザがインタラクティブにやりとりしながら欲しい情報を得る手段として,音声対話システム技術がある.本研究では,データベース検索,予約のための汎用的な音声対話システムを開発した.近年、過去のニュース番組から興味のある記事を見つけたいという欲求が高まっている。必要なニュースを見つける場合、各ニュースに対してインデックスが付けられている場合はそれを使って検索することができる。しかし、インデックスが付与されていないニュース音声データからの検索に対する需要もあり、この場合は放送されたすべてのニュースをあらかじめ文字化し、データベースとして蓄積しておく必要がある。この作業を人手で行うのは不可能に近く、大語彙音声認識システムを用い、自動的に書き起こすことになる。本研究では、自動的に書き起こしたデータベース(誤認識単語を含む、数種類の異なる認識率をもつもの)での検索性能を、テキスト入力のキーワードを用いて実験的に検討した。実験の結果、単語認識率が低いにもかかわらず、高い再現率を得ることができた。次に、検索対象となる単語を音声で入力し、提案した方法を使って実験を行い、その有効性を示した。データベース検索を音声対話システムで実現するための要素技術である音声認識技術や言語処理技術の研究開発においては、今までのような使い易さ、頑健性などに関するだけでは不十分であり、拡張性や移植性なども十分考慮する必要がある。本研究では、音声対話システムの移植性、特に意味理解部と検索部の移植性に焦点を当て、システムのドメイン・タスク独立な部分とドメイン・タスク依存な部分を明確に分割することにより、音声対話システム構築の効率をあげる方法を提案した。実際に、観光案内ドメイン・タスクと文献検索ドメイン・タスクの二つのドメインにシステムを適用し、システム構築の効率の評価を行なった。既存のドメイン・タスク依存のシステムの性能を比較した結果、意味理解率を落とすことなく、構築作業量を大幅に削減することができ、効率が向上した。前年度までに構築した音声検索システムに対して、その検索性能を推定するためのモデル化を検討した。テキスト入力のクエリーを用いた音声文書検索、音声入力型クエリーを用いたテキスト文書検索、それぞれについての検索性能を推定するためのモデル化を行った。考案したモデルにできるだけ実際の値に近いパラメータをセットし、検索シュミレーションを行った。

実際の検索実験結果と比較すると検索性能に多少のずれが見いだされたが、現実に近いパラメータ(パープレキシティなど)の設定が難しいことを考えると、ほぼ実際に近いモデル化が構築できた。考案したモデルを用いることで、仮想的な検索シュミレーション行い、音声認識率の変化や文書データの大きさなどを変化させた場合にどのように検索性能が変化するのかを調べ、音声文書の検索性能は単語の正解率の影響が大きく、挿入誤り(認識精度)による影響をさほど受けないことがわかった。音声文書検索の発展として、音声入力を用いた質問応答システムの開発を行った。現在の情報検索システムの多くは、ユーザが入力したクエリーに対する回答として文書全体を返す。しかし、実際にユーザが必要としているのは、その文書に含まれている一部分であることが多い。質問応答システムでは、文書単位の回答を行うのではなく、ずばりユーザの質問に対する答えを、数単語、1文で提示するシステムである。音声文書を対象とした質問応答システムの開発には、音声認識誤りの対処が重要である。本研究では、応答は音声で返す方法を考えており、そのため質問に対する答えの部分を見つけることに焦点をあて、単語クラス言語モデルを用いた音声認識により応答精度を高められることを明らかにした。音声認識の基本技術として、複数システムの認識結果の混合法による候補単語の選択法を提案し、認識率の向上を得た。単語列探索法として1best近似木構造辞書展開探索法とN best線形辞展開探索法を併用する方法を提案し、探索エラーを大幅に減らすことができた。ニュース音声と講演音声に対して、韻律情報と表層的な情報を用いた音声要約法を開発した。韻律パターンによって係り受け関係を抽出し、係り部分を省略する方法や手がかり語の前後の文の長いポーズの直前の5文などを用いる手法の有効性を確かめた。Webの音声入力による検索に対しては、上述の複数システムの混合法によりキーワードの認識精度を向上させることができ、200万ページからのWeb検索で有効性を実証した。また、ニュース音声ドキュメントに対して質問応答するシステムを試作した。これは、ニュース音声を、一旦、音声認識装置で書き起こしておき、「小泉首相はいつ就任したか」などのタイプ入力による質問に答えるものである。テキストを対象とした通常の方法よりも音声認識誤りに頑健な答えを含む文の抽出法を提案しその有効性を確認した。一般的なデータベースと数十数百の対話例を用意するだけで、音声によるデータベース検索ができる汎用性の高いデータベース検索システムを開発した。特に本年度はEDR辞書を用いた汎用性の高い意味理解部の開発を行い、富士山観光案内、文献検索、ホテル検索に適用し有効性を示した。講演音声や講義音声,ニュース音声等の大規模音声データベースからの情報アクセス方法として,音声内容の要約,検索,質問応答などの技術開発が必要である.
国指定重要文化財工作機械及び機械遺産を用いた機械加工技術継承法

研究目的:何を解明しようとしたのか。理工離れが急速に進む中,工業教育の必要性が見直されている.若者に機械加工技術に対する興味を持たせ,理解させることは重要な意味を持っている.近年,若者の理工系そして,それら技術を継承し,後世に残すことは,我が国の発展に欠かすことができない要素のひとつである.研究方法:どのような方法で研究を進めたのか。1,重要文化財工作機械の機械加工に関する原理を,修復作業を踏まえて整理する.さらには,今後の動態保存に向けて,維持管理に関する方法を確立する.2,学生実習などで重要文化財工作機械を用いて,機構に関する実習教育を行う.3,平成19年8月に機械遺産に認定された直歯傘歯車歯切り盤,万能フライス盤の2台も,機械の整備保守に努めてゆく.4,機械の特性や固有の癖などに対応できる技術者を養成するための方法を検討し,若い技術職員のスキルアップにつながる技能検定の挑戦を計画する.研究成果:成果としてどのようなことが明らかになったのか。今日まで,約8年間維持管理を行い,一般公開を行っている.また,平成19年8月に日本機械学会より機械遺産に認定された直歯傘歯車歯切り盤(独)明治33年(1900),万能フライス盤(米)明治34年(1901)の2台も,機械の整備保守に努めてゆく.このことから,本年度は,特に小中高生を始めとする学生から,社会人,熊大卒業生まで幅広い方々の見学者が多く,地域貢献にも関与できたと考えている.今後とも,機械加工技術を継承していく.平成20年度京都大学総合技術研究会において,ポスター発表を行うことが出来た.研究目的:何を解明しようとしたのか。今日まで,約8年間維持管理を行い,一般公開を行っている.また,平成19年8月に日本機械学会より機械遺産に認定された直歯傘歯車歯切り盤(独)明治33年(1900),万能フライス盤(米)明治34年(1901)の2台も,機械の整備保守に努めてゆく.このことから,本年度は,特に小中高生を始めとする学生から,社会人,熊大卒業生まで幅広い方々の見学者が多く,地域貢献にも関与できたと考えている.今後とも,機械加工技術を継承していく.平成20年度京都大学総合技術研究会において,ポスター発表を行うことが出来た.
メタン分子の直接レーザー冷却の試み

気相の原子に対するレーザー冷却の技術は確立されているが、分子には原子には存在しない振動・回転の内部自由度があるため分子の系にレーザー冷却を適用した例はない。しかし、我々は対称性の高いメタン分子分子ではレーザー冷却を行うためのクローズドサイクルを実現することが可能であることを見いだした。しかしながら、赤外活性の準位といえ、その振動励起状態の自然発光寿命は100m秒と電子遷移と比べて5桁も長いことと光子の運動量が小さいため、室温300Kからのレーザー冷却のためには10^5秒という非現実的な時間を要するので困難であることがわかった。そこで、別の方法で分子を1Kまで冷却すれば、レーザー冷却に要する光子数は300個と激減するので、先ずはこれを実現することが先決と判断した。そのために、1)分子ジェット、2)バッファーガス冷却、3)電場を用いたシュタルクトラップ装置を試作した。1)分子ジェット中のメタン分子の赤外スペクトル観測と冷却サイクルに用いる遷移の選択。現有の分子ジェット装置を用いて、メタン分子を数度Kまで冷却し、J=0,1,2のいくつかの遷移について、スペクトル線の分裂の様子を実測する。K縮重が解け、ドップラー幅より大きく分裂する吸収線の中から、レーザー冷却に最も適した遷移について実際のスペクトルを測定した。その結果、振動回準位は絶対温度で1Kまで冷却できたことを確認した。2)、メタンを極低温ヘリウム気体との衝突で4Kまで冷やす予冷セルのプロトタイプでメタンの回転遷移の検出を試みたが、サブミリ波領域のマイクロ波分光ではまだ検出できていない。そこで、メタンの変わりにアンモニア分子を用いて同様の実験を行った。その結果、J=1-0の遷移を600GHz帯で観測することができた。3)シュタルク効果を用いた四重極ガイド低速分子フィルター装置を製作した。レーザー冷却の技術はすでに原子の系に適用され、BECの実現等ここ数年の間にめざましい成果を上げている。しかしながら、分子には原子には存在しない振動・回転の内部自由度があるため分子をレーザー冷却した例はない。しかし、我々はある種の対称性の高い分子ではレーザー冷却を行うためのクローズドサイクルを実現することが可能であることを見いだした。例えば、メタン分子の対称性は点群T_dに属し、4つの基準振動モードを持つが。基音振動数が最小のV_4モードを用いれば振動遷移としてクローズドサイクルとなる。さらに、このモードは赤外活性のF_2対称性を有するのでT_dの対称性とパウリの原理によって、光学許容遷移にはΔJ=±1以上にも厳しい制限が課せられる。例えば、J=0の状態から出発してV_4振動励起状態のJ=1の状態に励起したときに、基底状態のJ=2へ落ちる過程が絶対禁制となり、必然的にJ=0だけに戻るクローズドシステムとなる。すなわち、これまで原子にしか適用されなかったレーザー冷却の手法が、原理的に分子にも使えるということである。今年度はこれを実証する研究を行った。1、分子ジェット中のメタン分子の赤外スペクトル観測と冷却サイクルに用いる遷移の選択。2、メタンを極低温ヘリウム気体との衝突で4Kまで冷やす予冷セルのプロトタイプでメタンの回転遷移の検出を試みたが、サブミリ波領域のマイクロ波分光ではまだ検出できていない。
リ-スが製品市場の競争におよぼす効果の研究

わが国でもリ-スによる設備投資の比率は1割を超え、その重要性が高まりつつある。従来、リ-スに関する研究は、急速な技術進歩にともなう陳腐化への対策や節税手段という観点からなされてきた。本研究では、取引形態の変化としてのリ-スの普及が、製造業の競争に及ぼす影響という関連から、リ-スを分析した。リ-スという取引形態が製造業の競争に及ぼす影響については3つの視点から検討した。第一は、リ-スがメ-カ-の市場支配力を強くする反競争的な行為の一つであるという視点で、伝統的な産業組織論の立場からみたリ-スの分析である。第二は、内部組織の経済学からみたリ-スで、非対称な情報のもとで取引コストを節約するためにリ-スという取引が用いられるという考え方である。第三は、双方独占のモデルの応用で、メ-カ-とリ-ス会社が垂直的に統合した場合、両者が結合利潤の最大化をめざして反競争的にふるまう可能性があるという考えである。この3つの仮説にもとづいて、コンピュ-タと航空機のリ-スについて実際のリ-ス化が及ぼしている影響を分析した。コンピュ-タの場合、アメリカでは取引費用説と参入障壁説の間で論争があるが、日本ではむしろ垂直統合の傾向があることがわかった。航空機の場合、航空機という特殊な財の性格から取引費用説が妥当するという結論にいたった。モデル分析では、財の耐久性という点を明示的にあつかったモデルを今後考える計画である。また事例として自動車リ-スもとりあげる計画であったが、資料不足のため今回はできなかったが、今後これにも取り組みたい。
環境・生態リスク低減のための統計モデルの構築とその応用

環境・生態リスク低減のための環境データ解析において、データの取得法および統計モデルの構築について研究を行った。併せて、共同研究者等から寄せられたリスクに関わる問題についても検討した。加えて、秋期田園地帯におけるダイオキシン類の日間変動から汚染源を推定するためのベイズ型半因子モデルおよび東京湾水質データを解析するための時空間モデル等の構築とその応用について検討し口頭発表すると共に、リスクに関わる問題として脳動脈瘤の破裂状態との関連における振動速度指数を用いた血行力学的不規則性の定量化についても検討し国際学術誌に発表した。30年度は、水質測定のためのリモートセンシングとして、特に円偏波マイクロ波を用いた方法により平均水位の変化を精度良く推定するための方法を検討した。これにかかる学術論文4件を国際学術電子ジャーナルJournal of ElectromagneticsおよびInternational Journal of Communicationsに発表した。環境データの取得法について、特に円偏波を用いたリモートセンシング法を開発したが、今後、具体的なデータ取得系の検討が必要となる。気象データ取得システム等の他のシステムを参考に検討を進める。また、データ取得法と平行して、データ生成源としての生物的モデルの検討と、データ解析手法について検討を行う。具体的には、農村部で秋期に測定したダイオキシン類を対象に、構築した発生源解析法の実用性について検討した。通常、農村部ではダイオキシン類の発生源として農薬が想定されるが、開発したモデルに依れば農薬以外の寄与が大きいと推定された。通常の燃焼を発生源に加えても同様の結果であった。そこで、種々の燃焼データを収集整備し、それらを発生源に加えて再計算した。その結果、未知発生源寄与率が劇的に減少し、現象としても合理的に説明できるようになり、構築した方法の実用性を確認できた。また、東京湾水質の長期変動傾向を推定するための時空間季節変動モデルの改良に取り組む一方で、環境データの取得法についても検討し、環境汚染発生源解析のためのリモートセンシングとして、従来、気象観測等に用いられてきたマイクロ波技術に着目した。特に円偏波マイクロ波を用いたリモートセンシングにより水質を精度良く推定するための方法を開発した。これにかかる学術論文2件を国際学術誌International Journal of Systems Applications, Engineering & Developmentに発表した。次年度はまとめとして、ジャーナルへの投稿費用および国際学会への出張費用が必要となる。30年度の残額を次年度へ繰り越しを行った。
ナノスケールのオール塗布型トランジスタ作製

塗布によって低コストかつ簡便に微細な電極配線や有機半導体をナノスケールでパターニングするための基盤技術を確立し、塗布型高性能トランジスタの作製を目的とした。塗布パターニングのための新たな基盤技術として、撥液性のフッ素系ポリマーを微細加工するためのフォトレジストを開発し、基板上に親撥処理を施す技術を確立した。金属あるいは半導体インクは、基板の親液部分にのみに形成され、微細なパターンが形成可能なことを確認した。またこの技術を100 ppiのディスプレイのバックプレーン回路の作製へと応用し、産業化にも充分に適用可能な技術であることを示した。本年度はフッ素系ポリマーのパターニング技術を用いてナノスケールの撥液バンクを作成することを目指した。フッ素系ポリマーのパターニングのために、フッ素系界面活性剤を様々な市販のレジスト溶液に混入させ、撥液性表面上へスピンコートができる手法を確立した。これによって一般的なフォトリソグラフィとエッチング手法を用いて、基板の撥液性をマイクロスケールでパターニングすることを可能とした。本手法によって作製した撥液バンクによって、塗布型有機トランジスタの半導体層をパターニングしたところ、ソース・ドレイン間のリーク電流を減らすことができた。具体的にはトランジスタのオン/オフ比は未パターニングデバイスの100程度から100,000程度へとおよそ5桁の改善ができた。トランジスタの移動度も1cm2/Vsを超え、優れたデバイスの作製に成功したと言える。また、この技術を用いることで、100ppiレベルのディスプレイのバックプレーン回路を塗布型有機トランジスタによって作製することに成功し、フッ素系ポリマーによる撥液バンクが塗布型集積回路の作製に極めて有用であることを示した。よりナノスケールへのパターン作製のためにUVナノインプリントを用いてフッ素系ポリマーのナノパターニングも検討したが、モールドのパターン転写・剥離条件等の最適化が難しく、現在のところ再現性のあるパターニングには成功出来ていない。フッ素系ポリマーのナノパターニング技術の確立を通して、塗布による電極作製およびそれを用いた短チャネル有機トランジスタの作製を目指した。フッ素系ポリマーのパターニングには、PDMSモールドを用いたソフトナノインプリントを検討したが、フッ素系であるゆえの剥がれやすさによって、再現性に大きな問題を抱えた。PDMSモールドを用いずに、石英のマスターモールドを直接用いた結果、再現性の向上があった。一方で、そのフッ素系ポリマーの撥液性を利用しての電極の作製までは今回の期間内では実現出来ず、課題を残した。またナノスケールのトランジスタの課題では、短チャネル効果によって良好なトランジスタ特性が得にくい。この問題解決のために、一般的なリソグラフィを用いた電極でチャネル長2ミクロンのトランジスタを作製し、短チャネル効果の解決を目指した。有機トランジスタの作製には、塗布型高分子半導体材料PBTTTを活性層に、誘電体層に電解質材料であるイオン液体EMIMーTFSIを用いた。トランジスタは良好なP型特性を示した。特に短チャネルにおいても出力特性には良好な飽和特性が観察されたことから、電解質材料を誘電体層として用いることは、短チャネル効果を抑え、良好なトランジスタ動作を実現させることが分かった。デバイスのオン・オフ比は、わずか0.5Vのゲート電圧の印加で10^5乗オーダーを実現した。キャリア移動度はおよそ0.75 cm2/Vsであり、短チャネルの塗布型有機トランジスタとしては優れた低電圧、高移動度のデバイスを作成することが出来た。これはイオンの作る電解質/半導体界面での電界集中によって、半導体層に充分に高電界が印加出来たためであると考えられる。今後、短チャネルで良好なトランジスタ動作を実現する手法として、電解質の利用を提案できる。マイクロスケールでのフッ素系ポリマーの作製には成功したものの、ナノスケールでの撥液バンクは条件の最適化が難しく、現在のところは良い再現性で成功はしていない。ナノスケールでのパターニングには、ナノインプリントを利用することが鍵であると考えているが、PDMSモールドの加圧条件、温度条件、UV照射条件がうまく出せておらず、フッ素系ポリマー薄膜上のレジストに均一なパターンが転写できていないことが課題である。またフッ素系ポリマー層の基板からの剥離も観察されており、ナノインプリント法の改良が必要であると考えている。有機トランジスタフッ素系ポリマーのナノスケールでのパターニングに引き続いて挑戦する。特にこれまで検討していたUVナノインプリント法だけでなく、熱ナノインプリント法を検討する。また、マイクロスケールでのパターニングで実績のあるフォトリソグラフィをナノスケールまで落としこむことを検討する。特にDUV光源を有するマスクアライナの使用によって、数百ナノメートルスケールでのパターニングの可能性を検討する。また、フッ素系ポリマーをパターニングする本手法は、塗布法を用いたディスプレイバックプレーンの作製には非常に適していることがわかったため、より高精細な300ppiレベルのディスプレイ作製の可能性を検討していく。

スピンコーターおよび顕微鏡を購入予定であったが、同じ研究グループ内での別プロジェクトのものを使用することができたために、他の物品の購入を行った。特に、素子を真空中で測定するための真空排気システムを購入した。ナノインプリント用のモールドを特注品の購入を検討する。高額消耗品であるために、繰越予算と合わせて購入を行う。
局所領域3D-CT画像再構成法の基礎的研究

顎顔面口腔領域では医療の高度化に伴い、顎関節症の診断や人工歯根の稙立などに3次元的な画像診断が求められるようになった。このような場合、従来は、医科用の全身用CTが使用されていた。このCTは原理的に被写体の全域にX線を照射しながら360度の投影データを得て、それから画像再構成していた。このため、顎関節などの局所のみの画像を得たいときでも、頭部全体にX線を照射しなくてはならなかった。そこで本研究では、画像を必要とする局所のみにX線を照射するようにして、360度の投影データを得て、その部分の画像を再構成することを行った。また、処理時間の短縮を目的として、より高速な画像処理装置の開発を行った。この装置は、ベースクロック100Mhzのマザーボードに2個のPentiumII(450Mhz)を搭載し、OSにはNT4.0Workstationを使用し、高速HDD、及び512MBのmemoryを搭載し、高速化を図った。また、LANを100Baseで構築し、データの高速転送を行った。画像再構成ソフトはdual CPU用に書き換えで画像処理の高速化を試た。これらの処置により画像再構成時間が10分以下に短縮され、実用的な処理速度が得られた。このため、顎関節などの被写体の局所のみの画像を得たいときでも、頭部全体にX線を照射しなくてはならなかった。そこで本研究の目的は、画像を必要とする局所のみにX線を照射するようにして、360度の投影データを得て、局所のみの画像を再構成することを試みることである。申請者は、本年度、PENTIUM II 300Mhzを使用して3D-CT装置の画像再構成装置を独自に開発した。また、より複雑な演算を高速に処理できるように、新たに局所領域3D-CT画像再構成法に最適な画像処理関数の開発をC++で行った。この結果、Voxel sizeが0.136x0.136xO.136mm、Voxel areaが240x280x280のとき、その画像再構成時間は約15分となった。次年度は更に、処理時間の短縮を試みる。
コンピュータ歴史博物館のための歴史資料データベースの作成

本研究者らは、東京農工大学名誉教授西村恕彦による計算機コレクションを管理してきた。それらは日本における最初期(1950年代後半から1970年代前半)の国産コンピュータのほとんどを網羅する、計算機コレクションである。このコレクションを母体とするコンピュータ歴史博物館のための歴史資料データベースの作成として、主に次のことを行った。(1)タイガー計算器についてa.タイガー計算器のコレクション210台の実機を点検した結果、タイガー計算器の最初期の普及号以外の全機種(基本型、特装型、連乗式特装型、連乗式20号、特装型ニホ、十進式基本型、時間計算器、H08-20、H68-21、電動式)の存在を確認し、その計算機としての性能をまとめた。b.平成15年現在、修理できる工具を持ち、自身で修理できる身体能力を維持している方が少なくとも1名存命していることがわかり、その修理の様子、詳細をビデオに撮影することに成功した。(2)データベース化とコレクションの保存についてハードウェア物品1059種類については、表形式の一覧表を作成し、その全種類についてディジタルカメラにより上下左右前後、斜め上方からの全体像および部分的な接写などを撮影した。マニュアルなどの冊子については、特に紙質の悪い資料51部を優先的にマイクロフィルム化し、TIFFフアイルへの電子化を行った。また1960年代初頭の初期のコンピュータ環境を撮影したフィルムもコレクションに含まれる。一覧表を作成し電子化した。また、特に重要なコレクションの保存用の箱を中性紙製の箱に切り替えた。(3)コレクションの歴史的な調査コレクションの主な物品の歴史的な経緯などの情報を謝金によりまとめることができた。このコレクションを母体とするコンピュータ歴史博物館のための歴史資料データベースの作成として、平成15年度に次のことを行った。(1)タイガー計算器について今年度の成果として、特筆するべきはタイガー計算器に関する技術史資料としての情報を得たことである。a.タイガー計算器のコレクション210台の実機を点検した結果、タイガー計算器の最初期の普及号以外の全機種(基本型、特装型、連乗式特装型、連乗式20号、特装型ニホ、十進式基本型、時間計算器、H68-20、H68-21、電動式)の存在を確認し、その計算機としての性能をまとめた。c.タイガー計算器の外形上の図面をえることを目標に、上下左右前後方向からほぼ正確に撮影した。d.タイガー計算器の使い方、操作音などを記録に残すためにビデオを作成した。(2)データベース化とコレクションの保存について博物館などにおける資料保存の方法および、産業遺産の公開状況などの調査の上、次に述べるような電子化作業を通して、必要となるデータベースの容量、複雑さの度合いなどの見積もりを得た。また、コレクションの物理的な劣化の進行を妨げるためにbで述べる改善方法を行った。a.一覧表の作成及び電子化ハードウェア物品1059種類については、表形式の覧表を作成し、そのうち473種類についてディジタルカメラにより上下左右前後、斜め上方からの全体像および部分的な接写などを撮影した(全4070枚)。マニュアルなどの冊子については、特に紙質の悪い資料51部を優先的にマイクロフイルム化し、TIFFファイルへの電子化を行った。また1960代初頭の初期のコンピュータ環境を撮影したフィルムもコレクションに含まれる。

b.保存方法の改善特に重要なコレクションの保存用の箱を中性紙製の箱に切り替えた。本研究者らは、東京農工大学名誉教授西村恕彦による計算機コレクションを管理してきた。それらは日本における最初期(1950年代後半から1970年代前半)の国産コンピュータのほとんどを網羅する、計算機コレクションである。このコレクションを母体とするコンピュータ歴史博物館のための歴史資料データベースの作成として、次のことを行った。(1)一覧表の整備及び電子化ハードウェア物品1059種類については、表形式の一覧表を作成し、全種類についてディジタルカメラにより上下左右前後、斜め上方からの全体像および部分的な接写などを撮影した(約13000枚)。1959年に東京大学で製作された真空管式計算機TACのブラウン管メモリなど、特に重要な物品については4×5フィルム撮影を実施し、高詳細な画像を得ることができた。(2)主な物品の歴史的経緯などのまとめそろばん、手回し計算器、虎印計算器、計算尺、電卓といったコンピュータ以前の計算器から、パンチカードシステム、日本の初期のコンピュータとしてのETLMarkシリーズ、電子計算機の誕生以来の数十年間の発展の概観、またはUNIVACという特定の企業における大型計算機の開発の歴史、これらを総括した資料を当時を知る専門家の手によって得ることができた。これは謝金により文書にまとめられた。(3)コレクションの解説文コレクションのうち代表的な300点ほどであるが、これを調査し解説文として謝金により文書にまとめられた。(4)電子資料の保存整理資料公開のために、一覧表などをDVDにまとめた。
微小球マイクロオプティクスのオンデマンド型レーザー転写作製技術の開発

本研究では、微小球マイクロオプティクスの新たなオンデマンド作製法開発を目指し、レーザー転写を利用した酸化物微小球の調製に取り組んだ。これまで酸化物の場合、レーザー照射時の原料膜破砕や転写サイズの微細化に課題があった。そこで有限要素法による原料膜内高温分布シミュレーションを実施、条件最適化を図った結果、ミクロンサイズの酸化物微小球のオンデマンド作製に成功した。高度情報化社会において、光信号による高速情報処理のための光回路が望まれている。光回路の普及には小型集積化が重要な課題であり、その課題解決の手段として微小球マイクロオプティクスの活用が期待される。そこで本研究では、微小球マイクロオプティクスの活用に向けて、新奇オンデマンド作製法開発を目指し、レーザー誘起ドット転写法の透明酸化物への適用と高度化を図った。本手法では、透明支持板上に成膜した酸化物膜原料を用い、透明支持板側からレーザーパルスを照射し、対向基板上へ微小球をオンデマンド作製する。しかし当該研究ターゲットである酸化物の場合、金属に比べ、レーザー照射による原料膜の破砕が起こるなど転写のプロセスウィンドウが狭小化し、また転写物の形状制御に課題が残っていた。H23年度は、レーザー誘起ドット転写法の酸化物への適用を進めるため、実験および有限要素法による伝熱シミュレーションの両面から、本手法の材料物性・照射パラメータ依存性解明に取り組んだ。その結果、レーザー照射時の原料膜内高温分布シミュレーションに成功。比熱の大きい物質や熱伝導率の小さい物質で膜厚方向温度の均質化に時間がかかる様子が明らかとなり、酸化物では比較的大きな熱応力の発生が予想されるなど、応力発生などの膜破砕を抑制できるレーザー照射条件などの検討に有用な情報を得ることが出来た。最終年度は、前年度モデル化に成功した原料膜内高温分布シミュレーション結果をもとに、透明導電性酸化物として有用なITOをモデル材料にレーザー転写条件の最適化を図った。その結果、酸化物において、転写物のサイズ・形状が顕著な原料膜依存性を示すことを見出し、原料薄膜化により、課題であった原料膜破砕を起こすことなく、レーザー集光径の約10分の1まで微細化した直径約1-3ミクロンの微小球を調製でき、さらにその自在配列によるオンデマンド堆積を実証した。光回路の開発・普及には小型集積化が重要な課題であり、その課題解決の手段として微小球マイクロオプティクスの活用が期待される。そこで本研究では、微小球マイクロオプティクスの画期的なオンデマンド作製法の開発を目指し、レーザー誘起ドット転写法の酸化物ガラス等への適用と高度化を図る。本手法では、透明支持板上に成膜した膜原料を用い、透明支持板側からレーザーパルスを照射し、対向基板上へ微小球をオンデマンド作製する。しかし当該研究の有力ターゲットである酸化物の場合、金属に比べ、レーザー照射による原料膜の破砕が起こるなど転写のプロセスウィンドウが狭小化し、また転写物の形状制御に課題が残る。そこでH23年度は、レーザー誘起ドット転写法の酸化物への適用を進めるため、実験および有限要素法による伝熱シミュレーションの両面から、本手法の材料物性・照射パラメータ依存性解明に取り組んだ。比熱の大きい物質や熱伝導率の小さい物質で膜厚方向温度の均質化に時間がかかる様子が明らかとなった。この結果から、酸化物では比較的大きな熱応力の発生が予想されるなど、酸化物で膜破砕が起きる実験結果とよい一致を示し、今後、応力発生などの膜破砕を抑制できるレーザー照射条件などの検討に有用な情報を得ることが出来た。H23年度計画のとおり実験および有限要素法による伝熱解析両面からのメカニズム解明に取り組み、本手法の材料物性依存性を明らかにすることができた。H23年度に得られた本手法と原料の光・熱物性およびレーザー照射パラメータの相関関係をもとに、酸化物転写の場合の形状制御指針を獲得し、高品位微小球化を検討する。更に複数微小球の連結配置手法の開発に取り組みたい。連結配置システム構築に必要な原料膜・基板保持具の完成のため、収支状況報告書記載の次年度使用額とH24年度物品費の一部を使用予定。さらに、転写原料や基板購入などの物品費、成果普及のための旅費や学会参加費など(「その他」費目)の経費使用を予定している。
共存できない3つのイオン液体固有物性間の可逆変化を利用したバイオリファイナリー

常温で液体の有機塩であるイオン液体は、その構造によって“優れたセルロース溶解性"あるいは“タンパク質の安定的溶解性"、“疎水性"などの性質を示す。その一方でこのような異なる物性を1つのイオン液体で同時に発現することができない。そこで私は動的共有結合を有するイオン液体を開発した。当該イオン液体は外部刺激に応答して異なる物性を可逆的に発現した。カチオンにアミン、アニオンにアルデヒドを含むイオン液体を新規に合成した。合成は1H NMR、13C NMR、元素分析によって確認を行った。熱分解点を調べたところ、二段階の熱分解を示し、一段階目は142°C、二段階目275°Cであった。このイオン液体に水を添加した後、CO2/N2ガスを吹き込み、定量13C NMR測定によって構造を確認した(アルデヒドのシグナル:195 ppm、イミンのシグナル:163 ppm)。その結果、CO2ガスを吹き込んだ場合にはイオン液体型が支配的に、N2ガスを吹き込んだ場合にはアルデヒドとアミンがイミンを形成することでzwitterion型が支配的になっていることがわかった。イオン液体型とzwitterion型の割合は、イオン液体の濃度および溶液の温度にも依存することが分かった。CO2およびN2を吹き込んだときの、イオン液体水溶液の相変化を確認した。CO2を吹き込んだ場合には温度にかかわらず均一相だった。その一方で、N2を吹き込んだ場合には常温から42°Cまでは均一相、42°Cから90°Cまでは2相、90°C以上で均一相へと再び戻った。このことから、CO2/N2を吹き込むことでイオン液体の構造を変化させ、イオン液体の親水性⇔疎水性をスイッチングさせることに成功した。当初の目的としていた、2つの物性間でのスイッチングについて成功した。イミダゾリウム系のイオン液体の合成、詳細評価をおこなった。イミダゾリウム系のイオン液体はセルロースを溶解することができた。pHを変化させることでイオン液体とzwitterionの割合が100:0から15:85まで変わることが分かった。イオン液体とzwitterionの間で変化するpH範囲は69.5であることが分かった。CO2を吹き込んだときは93:7、N2を吹き込んだときは14:86となることが分かった。これらのことから、動的共有結合を利用することで、pHあるいはガスバブリングによって、イオン液体とzwitterionの構造をスイッチングできることが分かった。構造変化にともない、親疎水性の大きな変化はなかったが、電気透析を利用してグルコースとイオン液体を分離する新規手法を提案することができた。つぎに、カチオン構造をテトラアルキルホスホニウムに変更した。イミダゾリウム系イオン液体と同様にpHあるいはガスバブリングによって構造が大きく変化した。さらに、ホスホニウム系のイオン液体を使った場合にははっきりとした相挙動の違いが観察された。CO2を吹き込んだ場合には親水性、N2を吹き込んだときは疎水性であった。また、CO2を吹き込んだときも、N2を吹き込んだときも下限臨界溶解温度を示すことがわかった。動的共有結合をもつイオン液体を合成することでイオン液体にしかない固有の物性をスイッチングすることに成功し、バイオリファイナリーへの展開も示すことができた。当初の計画通り進行する予定である。作製したイオン液体について、酵素への影響などを検討する。イオン液体平成27年度に必要な器具、試薬は全て揃ったので、無理に使用せずに平成28年度に使用することとした。イオン液体を合成するための器具、試薬代として使用する。
ミトコンドリア膜電位依存的腫瘍集積性を示す放射性薬剤の集積意義と新規薬剤への展開

腫瘍核医学においてT1-201やTc-99m-MIBI(以下、MIBIと略す)のような脂溶性カチオンが一部の腫瘍に集積し、腫瘍イメージング上有用であることは良く知られている。T1-201およびMIBIはいずれも心筋血流シンチグラフィに用いられているが、最近の研究では心筋集積機序に大きな違いがあり、異なった輸送系により細胞内に取り込まれるとともに、細胞内での動態も異なることが報告されている。特にMIBIは細胞内でその多くがミトコンドリア画分に存在し、ミトコンドリア膜電位に依存した動態を示すと考えられている。事実、心筋細胞の膜電位は他の組織に比べてより低いことが知られている。同様に、正常細胞に比べて腫瘍細胞のミトコンドリア膜電位はより負に帯電しているものもあることから、この電位差に依存してMIBIが腫瘍に取り込まれているものと考えられる。そこで、この様な脂溶性カチオンの腫瘍集積性に関してモデル実験系を用いて検討し、その集積性を利用した病態機能分析を本研究の目的として検討を行った。種々の腫瘍細胞系を準備し、JC-1により相対的ミトコンドリア膜電位を測定したところ細胞により異なる値を示すことが認められた。インビトロ実験系ではミトコンドリア膜電位とMIBIの取り込みに高い相関性があることと共に、FDGとの取り込みに相関性があることが確認された。また、T1-201についても弱いながら相関が観察された。これらのことを基礎として、光線力学療法時における細胞のMIBIおよびFDGの集積変化を観察したところ、MIBIのみ照射13時間後に細胞あたりの取り込み量が低下した。アポトーシスに伴うミトコンドリア機能変化を示していると考えられ、今後の治療効果判定に有用と考えられた。腫瘍核医学においてTl-201やTc-99m-MIBI(以下、MIBIと略す)のような脂溶性カチオンが一部の腫瘍に集積し、腫瘍イメージング上有用であることは良く知られている。Tl-201およびMIBIはいずれも心筋血流シンチグラフィに用いられているが、最近の研究では心筋集積機序に大きな違いがあり、異なった輸送系により細胞内に取り込まれるとともに、細胞内での動態も異なることが報告されている。そこで、この様な脂溶性カチオンの腫瘍集積性に関してモデル実験系を用いて検討し、その集積意義に関して検討すること、およびその結果をもってより有用性の高い新規放射性医薬品の開発研究に有効な指針を示すことを本研究の目的として検討を行った。まず種々の腫瘍細胞系を準備し、それぞれの性格付けを行うことを目的として、細胞培養系を整備した。この目的のために本研究費によりCO2インキュベータSANYO社製・MCO-96型、および、倒立顕微鏡OLYMPAS社製・CKX41型をそれぞれ購入した。なお、コントロール細胞としてNIH3T3を用いることとした。各細胞の代謝能を表現していると考えられる細胞膜電位の評価を目的として、DiBAC_4(3)とフローサイトメーター用いて測定することとし、その測定系の検討を行っている。さらにJC-1という蛍光色素を用い、細胞を破砕することなくミトコンドリア膜電位を評価可能な測定系を確立しているところである。