hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
食品成分β-カロテンによる抗原呈示細胞活性調節における作用メカニズムの究明

従って、我々が今回得た実験結果を総合すると、脾細胞に含まれる抗原提示細胞に蓄積したβ-カロテンが、細胞内のグルタチオン合成を誘導した結果、細胞内の抗酸化性が亢進し、活性中心が抗酸化的に保護を介してカテプシンB+L活性が亢進したものと考えられる。この現象は、抗原提示に有利に作用すると考えられるが、抗原提示の亢進がI型ヘルパーT細胞誘導に作用するとの報告があり、今回の実験結果は、これまで、我々が得てきたβ-カロテンの作用を裏付けるものと位置づけることができる。次年度は、このβ-カロテンの作用について、さらに詳細に検討する予定である。本研究は、β-カロテンが免疫系に対して影響を及ぼすメカニズムを解析することを目的としている。昨年度の研究で、β-カロテンを摂取したマウスの脾細胞およびそこに含まれる抗原提示細胞を実験材料に種々の検討を行った結果、β-カロテンを摂取したマウスでは、脾細胞内のグルタチオン量が亢進していることを見出した。さらに、脾臓細胞のプラスチック付着画分(抗原提示細胞リッチ画分)において、カテプシンB+L活性が亢進していることが判明した。カテプシンは抗原提示において重要なリソソームプロテアーゼであり、中でもカテプシンB及びカテプシンLは、活性中心にシステイン残基を持ち、レドックス感受性であることが知られている。従って、脾細胞に含まれる抗原提示細胞に蓄積したβ-カロテンが、細胞内のグルタチオン合成を誘導した結果、細胞内の抗酸化性が亢進し、活性中心が抗酸化的に保護を介してカテプシンB+L活性が亢進したものと考えられる。本年度はマウスマクロファージ培養細胞RAW264を用いて、培地にβ-カロテンを添加することにより、その作用のより詳細な分析を行った。その結果、β-カロテン蓄積後、細胞膜の脂質過酸化が起こり、その後グルタチオン量の増加が生じることが判明した。このグルタチオンの増加は、活性酸素による情報伝達を必要とするLPS誘導性のサイトカインmRNA産生を抑制した。これらの応答はいずれも培地へのβ-カロテン添加濃度との相関性が認められた。以上の成果は、β-カロテンの免疫調節機能に対して、科学的根拠を与えるものである。一方、β-カロテンのグルタチオン合成への影響を遺伝子レベルで証明すべく、グルタチオン合成酵素(γ-グルタミルシステインリガーゼ)の転写調節をモニターする目的で、そのプロモーター領域のDNA配列を長さを変えて挿入した発現プラスミド数種を作製じ、これをRAW264細胞ヘトランスフェクトすることによるルシフェラーゼアッセイを行ったが、シスエレメントを特定するには至らなかった。これについては、今後の更なる検討を必要としている。
人工酸素運搬体によるMMP/ADAMの発現制御により肺移植術後拒絶反応を抑制する

肺移植後の拒絶反応であるbronchiolitis obliterans (BO)は移植後5年以内に50%程度の患者に認められる病態であるが,病態は明らかになっておらず,また有効な治療法も現状では無い.マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)がBOに関与している可能性がありマウスの気管移植モデルを用いて検討した.MMP阻害薬により制御性T細胞の増加と拒絶反応の抑制が認められた.C57/BL6マウスとBALB/cマウスを用いた気管移植モデルを行い、allograft(異種移植)とisograft(同種移植)を行ったそれぞれの群において術後一週間での狭窄、Tリンパ球浸潤の数を病理組織学的に検討した。AllograftでTリンパ球の浸潤の増加、高度の狭窄を認めることを確認した。C57/BL6マウスとBALB/cマウスを用いた気管移植モデルを用いて同種移植(isograft),異種移植(allograft)を行った.移植後1週間に犠牲死させ気管を取り出し,組織の検討,またPCR法を用いて各種サイトカインの発現を検討した.また実験群としてMMP阻害物質であるGM6001を投与した群についても同様に比較した.TNFalphaの発現においてはGM6001投与群で高発現となっていた.IL-10においても同様の結果であった.IL-2においては発現量の有意差は認められなかった.T細胞の組織内への浸潤の検討では,allograftに高度のT細胞の浸潤を認めた.GM6001投与群ではT細胞の浸潤が軽度である傾向にあった.制御性T細胞については今後この組織を用いて検討する予定である.MMPの発現に関しては,今後はどの種類のMMPが抑制されているのかを免疫染色で検討する予定である.ノックアウトマウスは現在使用できていないが,allograft, isograftを用いた検討,またMMP阻害薬を用いた組織,RNAの検討は出来ている.サイトカインの発現の種類による違いには今後検討が必要である.また制御性T細胞の浸潤についても検討が必要であると考えている.肺移植後拒絶反応であるbronchiolitis obliterans(BO)は肺移植後5年間で50%程度の患者に認められる障害である.現在まで病態,治療法は確立されていない.一方マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)は組織の線維化,炎症などに重要な役割を果たすタンパク質であり,肺移植後拒絶反応にも重要な役割を果たす可能性がある.我々は,BOの前病変と考えられるリンパ球性気管支炎をマウス気管移植モデルで作成した.そのマウス気管移植モデルを用いてMMPの発現,MMP阻害薬による拒絶反応,制御性T細胞の浸潤の程度,炎症性サイトカインの発現を検討した.また人工酸素運搬体によるMMP発現の変化をin vitroにて検討する予定であった.MMP阻害薬投与群では、非投与群と比べ制御性T細胞数に有意な差は見られなかった。しかしながらMMP阻害薬投与群では制御性T細胞の数が増加していた.また一方総T cell数はMMP阻害薬投与群,非投与群で差が無かった.狭窄率はMMP阻害薬投与群で有意に改善されていた.炎症サイトカインであるIFN-ガンマはMMP阻害薬投与群で抑制されていた.またFOXP3のmRNAはMMP阻害薬投与群で増加していた.総T細胞数に変化のないものの制御性T細胞の数の増加が見られ,FOXP3mRNAの増加が認められたことは,制御性T細胞を経由したMMPの移植拒絶反応の抑制が起こっていたと考えられる.気管移植モデルにおいて薬剤により制御性T細胞の変化することが拒絶反応と関係していることを初めて示した実験となった.肺移植後の拒絶反応であるbronchiolitis obliterans (BO)は移植後5年以内に50%程度の患者に認められる病態であるが,病態は明らかになっておらず,また有効な治療法も現状では無い.マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)がBOに関与している可能性がありマウスの気管移植モデルを用いて検討した.MMP阻害薬により制御性T細胞の増加と拒絶反応の抑制が認められた.ノックアウトマウスは現状では使用できていないが、動物モデルにおける手技、拒絶反応の程度は安定しているため、ノックアウトマウスの入手次第MMP欠損マウスにて気管移植を行い、組織病理学的、mRNAの発現を検討する。またMMP阻害薬であるBATIMASTATやTIMPー1を投与し、有効投与量を検討した後にマウス気管移植モデルにおいて検討する。制御性T細胞の免疫染色,フローサイトメトリーを行い,GM6001投与群と非投与群において制御性T細胞の移植拒絶反応における役割を検討する.呼吸器外科学ノックアウトマウス使用前に現在の確立したマウス気管移植モデルにおいて、MMP阻害薬を投与してallograftにおいて拒絶反応が軽減されるのか、または変化無いのか、増悪するのかを病理組織学的、mRNAの発現において検討する。抗体,組織処理において前年からの持ち越しを利用した.またフローサイトメトリーまで実験が到達しなかった.動物実験はほぼ予定通り進行した。PCRの試薬使用量が予定よりも少なかったため、次年度使用額が生じた。次年度にPCR試薬また免疫染色の抗体を追加して使用する予定で有り、相殺すると考える。平成28年度はフローサイトメトリー,組織処理を計画通り行う予定である.PCRの試薬、免疫染色の抗体の購入に使用する。
超高精度ヘリウム同位体比分析による中性子寿命の決定と原子核・宇宙物理学への貢献

本研究では、J-PARCパルス中性子源で進められている中性子寿命測定実験で、中性子数の決定に用いている検出器内のヘリウムガスの同位体比(3He/4He比)を精確に求めることで中性子寿命の高精度決定に貢献するために、希ガス質量分析計を改良し、0.1%以下の確度・精度で3He/4He比を決定可能にすることを目指した。3He/4He比の測定値の揺らぎの要因を洗い出し、分析磁場の安定化とイオン光学の最適化を行った結果、3He/4He比の決定精度は0.08%となり、目標を達成できた。また国際原子力機関が作製した標準水試料中のトリチウム濃度を3He蓄積法により測定し、3He/4He比測定の確度を確認した。今年度は前年度に引き続き、質量分析計の改良とその評価を行いつつ、J-PARCパルス中性子源にて中性子寿命測定用の検出器に用いたターゲットガスの3He/4He比測定を行った。その結果、J-PARCで高純度の3Heガス(99.95%以上)と4Heガス(3He/4He=1E-9以下)を混合し、その際の圧力計の読みから求めた3He/4He比と、質量分析計で求めた3He/4He比に、それぞれの分析精度(1%以下)を超える差があることが明らかになった。質量分析計で求めた大気中ヘリウムの3He/4He比は文献値と分析誤差以内で一致しているため、ガス混合の際に何らかの問題が起こっていると考えられ、現在も検討を進めている。また向上した分析精度の評価と確度の確認のため、国際原子力機関(IAEA)が調製・配布しているトリチウム標準試料水を入手し、3He法によるトリチウムの定量を試みた。真空中にて試料水にもともと含まれていたヘリウムを十分に脱ガスさせた後、3/8インチ径の銅管に封じ、数週間後にトリチウムの壊変により生じ蓄積した3Heを試料水から抽出して質量分析計を用いて定量することで、もとのトリチウム濃度を求めた。その結果は、世界の各研究機関が報告した多数の報告値の平均値と概ね一致し、特に分析精度は優秀との評価を得た。ただ一方で、脱ガスの際あるいは3He蓄積中の保管時に、建物内に他の研究室が使用していると考えられるボンベ由来のヘリウムがごくわずかに混入することが、トリチウム起源3Heを正確に見積もる上で大きな問題となることが明らかになった。さらに一連の分析を進める過程で、3Heの検出効率が検出器へのイオンの入射位置に依存することが測定精度の不安定性に大きく影響することが分かってきたことから、当初計画にはなかった新たな検出器を導入することを計画している。本研究は、He同位体比(3He/4He比)測定に用いる希ガス質量分析計の徹底的な改良により、3He/4He比の絶対値を、従来をはるかに超える0.1%以下の確度・精度で決定可能な分析システムを構築する。これを用いて、現在J-PARCパルス中性子源で行われている中性子寿命測定実験で、中性子数を決定するために用いる検出器内のHeガスの3He/4He比を精確に求め、中性子寿命の高精度決定に貢献することを目標とする。本年度は、既存の質量分析計の3He/4He測定の誤差の主要因を特定するために、様々な条件でHeスタンダードガス(HESJ)の測定を行った。その結果、質量分離用の磁場が室温に大きく左右されることが分かったため、電磁石に保温シールドを設置し温度の安定化を図り、さらに高分解能・高安定度の磁束計(Group 3社製テスラメータDTM151-PG)を導入し、その測定値を元にフィードバックをかけるよう磁場制御用のプログラムを書き換えた。また磁場の変動の3He計数値への影響を最小限にするため、イオン光学の調整を3Heに最適化した。イオン光学の調整の結果、3He/4Heの変動を0.1%に抑えるために許容される磁場の変動幅が、調整前の<4ppmから5-15ppmと拡がった。磁場そのものの変動も、温度の安定化と磁束計を用いたフィードバックにより、30ppmから8ppm程度と、大幅に小さくなった。これらにより、HESJの一回あたりの測定精度は0.08%となり、目標である0.1%以下を達成できた。また平行して、新規に導入した高確度・高精度絶対圧力計(MKS社製バラトロン真空計)を用いて、3He/4He測定の一次標準として用いる校正用Heを、高純度3Heと高純度4Heの混合により、1E-71E-5の3He/4Heの範囲で調整する準備も進めている。

本研究は、He同位体比(3He/4He比)測定に用いる希ガス質量分析計の徹底的な改良により、3He/4He比の絶対値を0.1%以下の確度・精度で決定可能な分析システムを構築する。これを用いて、現在J-PARCパルス中性子源で行われている中性子寿命測定実験で、中性子数を決定するために用いる検出器内のHeガスの3He/4He比を精確に求め、中性子寿命の高精度決定に貢献することを目標とする。昨年度までに行った、様々な条件でのHe標準ガス(HESJ)の測定により、質量分析計による3Heの計数率が、検出器である二次電子増倍管の配置に大きく左右されることが分かった。そこで本年度は、代替の検出器としてマイクロチャンネルプレート(MCP)の導入を検討した。通常のMCPでは検出器の全面積に占めるチャンネル開口部の割合が60%程度であるため、検出効率が入射イオンの位置に大きく依存する。しかし開口部に加工を施し開口率を90%以上にすればこの問題は克服でき、従来の二次電子増倍管よりも広い範囲に入射するイオンに対して、高くかつ安定した効率でイオン検出が可能になると期待される。このようなMCPを浜松ホトニクスの協力を得て設計・製作した。製作に時間を要したために予察的な評価しかできなかったが、おおむね期待した性能が得られている。また検出器の新規製作と並行して、中性子寿命測定に用いたガスとHESJを交互に複数回測定することで、3Heの検出感度の時間的変動の相殺を試みた結果、3He/4Heの相対的な決定精度は0.1%を下回った。これによりHESJの3He/4Heの絶対値そのものの確度が残された本質的な問題となったため、今後は高純度3Heと4Heガスから、高精度絶対圧真空計を用いて両者の混合比を精確に決めたHeガスを作成し、それを標準として中性子寿命測定用ガスの3He/4He比測定を行っていく予定である。同位体地球化学質量分析計の改良とその評価は概ね計画通りに進展し、目標としていた3He/4He比の分析精度(0.1%以下)を達成できている。ただし、より安定した分析を行うために新たな検出器を導入することを検討するため、研究機関を当初計画よりも延長することとした。J-PARCハドロン実験施設における放射性物質漏えい事故(H25年5月25日)以降中断していた、J-PARCに設置した3He-4Heガス混合ラインを用いた標準ガスの調製も、確度の問題が解決していないものの必要な設備の準備は整っている。He同位体比測定用の質量分析計の改良は、上述の通り目標通りの性能を達成できていることから、予定通り完了したと言える。3He/4He比の一次標準となる校正用ガスの調整は未だ行っていない。これはガス混合に用いる高純度3Heの手配が滞っているためであるが、ガス混合のための真空ラインと圧力計の準備は整っているので、入手次第すぐに行うことができる。上記の通り、現状で既に目標を達成している3He/4He比の分析精度(0.1%以下)をさらに安定して得られるようにするために、イオンの入射位置による検出効率の変動が小さい検出器として、低ノイズ・高開口率の特注のマルチチャンネルプレートの導入を検討している。現在データの蓄積が進められている、J-PARCにおける中性子崩壊事象の計数誤差も1%を切りつつあるので、3He/4He比測定の確度の問題を解決した上で中性子寿命を0.1%の精度で決定し、ビッグバン元素合成などの原子核・宇宙物理学における標準モデルに、より確実なパラメーターを提供することを目指す。また応用として、地下水試料に含まれるトリチウム(半減期12.3年)が放射壊変して蓄積した3Heを精密に定量することにより、トリチウムー3He年代を高精度に測定するシステムを構築する。
古代ローマの文芸における弁論術と詩学の実践

本研究は、古代ローマの文芸における理論面(弁論術・詩学)を対象とするものと、その理論面を踏まえたうえで実作たる作品を対象とするものである。本年度は、特に理論面に関して、ホラティウス『詩論』について以下のような内容を研究成果として発表した。vraisemblance「真実らしさ」という概念について、ホラティウス『詩論』338においても、proxima veris「できるだけ真実に近いもの」という表現があることから、vraisemblanceという概念が形成されていくにあたり、『詩論』も一定の役割を果たしたと思われる。しかし、ここでのproxima verisは、『詩論』中の文脈を踏まえるならば、一般的なvraisemblance概念よりもずっと限定的な内容が意図されたものと推測される。結局、proxima veris(338)はあくまで「舞台上で見せること」に限定されたものであり、報告者による語りにまで適用されるものではなく、したがって物語創作全般に適用されるようなvraisemblanceというわけではない。そもそも『詩論』本来の文脈での理解が、今日定着しているvraisemblance概念によって、歪められたものとなっているのである。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、古代ローマの文芸における理論面(弁論術・詩学)の分析と、その理論面の分析を踏まえたうえで実作たる作品を分析するものである。本年度の研究は、以下のように大きく三つの方向性に分けることができる。第一の方向性は、このような研究の準備段階のものとしてのオウィディウスの作品研究である。ここでは主に『名高き女たちの手紙』について作品の特質やテクストの校訂について分析・調査をした。この研究成果を「Ovid. Heroides12再考ー手紙に隠されたメーデイアの真意」として京都大学西洋古典研究会例会にて発表し、また「Ovidius Heroides 4.175-176ーヒッポリュトスの拒絶を危惧するパイドラー」として第12回フィロロギカ研究集会にて発表した。またさらに、国際ワークショップにおいてもこのような研究成果を発表する機会を得、「Hercules' Honor and Dishonor : Deianira in Ovid Heroides 9」としてKyoto-UCLA student workshop on Inde-Europeanにて発表した。第二の方向性は西洋古典古代における弁論術と詩学関連のテクストの精読・調査である。ここでは、アリストテレス『弁論術』やキケロ『弁論家について』などの弁論術関連のテクストや、アリストテレス『詩学』やホラティウス『詩論』などの詩学関連のテクストを対象として取り組んだ。またホラティウス『詩論』については一定の研究成果を得ることができ、これについては、「ホラーティウス『詩論』における詩人の「狂気」と「霊感」」として美学会西部会第295回研究発表会にて発表した。第三の方向性は、弁論術関連のテクストを踏まえた上での実作の分析である。ここではオウィディウス『名高き女たちの手紙』がどのようにして弁論術的要素を取り込んでいるかについて検討を施した。この成果として、「オウィディウス『名高き女たちの手紙』第4歌「パイドラーからヒッポリュトスへの手紙の構成についてー弁論術とエウリーピデース『ヒッポリュトス』との関連から」として名古屋大学西洋古典研究会例会にて発表した。本年度は、以下のように研究を進めることができた。(1)古代ローマの文芸における理論面(弁論術・詩学)での研究ホラティウス『詩論』について、アリストテレス『詩学』との綿密な比較から研究を進めた。この際、ルネサンス期における両作品の受容と、その受容によりなされている解釈の問題を明らかにし、改めて『詩論』本文のより良い解釈を模索するという手法をとった。また1548年に出版され後代の解釈に大きな影響を与えているロボルテッロによる両作品の注釈も検討した。また、これと関連して、『詩論』338行目ficta uoluptatis causa sint proxima ueris「喜ばせるためにつくられたものは、できるだけ真実に近いものでなければならない」という一節についてさらなる検討をしているところである。ここでは、美学におけるvraisemblance「本当らしさ」の概念と関連して、このホラティウスの一節の美学史上での位置づけを再検討している。(2)古代ローマの文芸の実作たる作品研究上述の理論面での研究と並行して、古代ローマの文芸の対象として中心的であるギリシア神話を題材とした作品研究も進めた。これまでの研究に引き続きオウィディウス『名高き女たちの手紙』を対象とし、とくに各手紙の冒頭の表現の問題について検討した。この各手紙の冒頭にはしばしば後代のinterpolationが確認されるが、それは本来の冒頭の表現がある種の「唐突さ」を有しているためである。そこでこの「唐突さ」は背景となる神話と関連してどのように解釈するべきかということを、特に検討した。

vraisemblance「真実らしさ」という概念について、ホラティウス『詩論』338においても、proxima veris「できるだけ真実に近いもの」という表現があることから、vraisemblanceという概念が形成されていくにあたり、『詩論』も一定の役割を果たしたと思われる。しかし、ここでのproxima verisは、『詩論』中の文脈を踏まえるならば、一般的なvraisemblance概念よりもずっと限定的な内容が意図されたものと推測される。結局、proxima veris(338)はあくまで「舞台上で見せること」に限定されたものであり、報告者による語りにまで適用されるものではなく、したがって物語創作全般に適用されるようなvraisemblanceというわけではない。そもそも『詩論』本来の文脈での理解が、今日定着しているvraisemblance概念によって、歪められたものとなっているのである。一次文献の精読、研究書の精読、そしてそれに基づいた研究発表を、定期的なペースでこなすことができた。特にホラティウス『詩論』について、確かな手応えを得られる形で研究を進めることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。特に美学の分野で、自分の研究を発展させていく。(1)海外の学会で英語による発表をし、自らの研究に対してより広く意見を得ていく。(2)海外の学術雑誌に、英語による論文投稿をする。今後はこれら(1)(2)を積極的に行っていく。継続的に研究成果を発表し続けることができたため。とりわけ美学会で発表できたことは大きい。より研究の精度を上げるため、海外の研究機関において一定期間滞在し研究を進める。またこれまで以上にギリシア語・ラテン語テクストを精査し、また弁論術の観点からの研究には、ウァレリウス・マクシムスのテクストも扱うようにする。
関数近似の新しい手法の開発

1.代用電荷法は、一種の「radial basis function」による関数近似法と見なすことができる。そして、代用電荷法における電荷点配置問題が、関数1/(z-c)に対するLagrange補間多項式の零点分布と関連があるように思えるため、これについて詳しく研究した。まだ発展の余地はあるが、標本点が楕円上に等間隔に配置されている場合については顕著な結果を導くことができたので、昨年度、それを中心とした論文「関数1/(z-c)のLagrange補間多項式の零点に関する一考察」を日本応用数理学会論文誌に投稿し、今年度、掲載された。2.Bernstein作用素は代数多項式で表現され、形状保存性を持つ線形近似作用素の中で(ある意味で)最良であることが知られている.そこで、この代数多項式に関する結果に対し、三角多項式で表現される正線形近似作用素に関しても、何らかの最適化問題を考察することができるだろうという着想を得た。そして実際、その最適化問題を定式化した上で「Fejer-Korovkin作用素」と呼ばれるものが最良であるという結果を導くことができた。この結果に対し、Fourier級数・Fourier積分・離散Fourier変換との関連や物理的意味等について、現在研究している最中であり、結果がまとまり次第、Journal of Approximation Theoryのような専門誌に投稿する予定である。3.他にも、「最良の関数近似法は何か」という問題に対し、様々なアイディアや手法を発見した。まだ、それらを具体化する段階には至っていないが、今後順調に事が運べば非常に意義深い成果を出すことができそうだという手応えを得ている。2.代用電荷法は、一種の「radial basis function」による関数近似法と見なすことができる。まだ研究の途上ではあるが、標本点が楕円上に等間隔に配置されている場合については顕著な結果を導くことができたので、それを中心として論文「関数1/(z-c)のLagrange補間多項式の零点に関する一考察」を執筆し、日本応用数理学会論文誌に投稿した。(現在、査読結果を待っている最中である。)3.Bernstein作用素は代数多項式で表現され、形状保存性を持つ線形近似作用素の中で(ある意味で)最良であることが知られている。そこで、この代数多項式に関する結果に対し、三角多項式で表現される正線形近似作用素に関しても、何らかの最適化問題を考察することができるだろうという着想を得た。そして実際、その最適化問題を定式化した上で、いわゆる「Fejer-Korovkin作用素」が最良であるという結果を導くことができた。この結果について、Fourier級数・Fourier積分・離散Fourier変換との関連や物理的意味等をもう少し調べた上で、Journal of Approximation Theoryのような専門誌に投稿する計画である。
新規な高純度水素製造プロセス開発を目的としたメタノールの液相改質反応

通常のメタノールの水蒸気改質反応では、水素と二酸化炭素の生成にともなって高濃度の一酸化炭素が生成する。そのために固体高分子型燃料電池への水素供給システムに用いる場合、一酸化炭素濃度の低減のためにCOシフト反応を行う必要があり、コンパクトなシステムの構築が難しい。本研究で行った液相改質反応の場合、メタノール水溶液中に懸濁した固体触媒上で改質反応が進行し、副生する一酸化炭素濃度が極めて低くなるという特徴を有している。また本法式では水の気化にかかるエネルギーを節約できるというメリットも有している。本研究では、このメタノールの液相改質反応に対して高活性を有する触媒の探索を行い、メタノール液相改質反応機構と触媒の高活性発現の要因を明らかにすることを目的とした。本研究で作成した反応装置を用いて種々の担持8-10族金属触媒の活性を検討した。その結果、酸化アルミニウムや酸化チタン上にモリブデンや鉄等の酸化物モノレイヤーを形成した後に、白金やイリジウムを担持した触媒が非常に優れた触媒活性を示すことを見出した。メタノールの液相改質反応では水の活性化が重要と考えられるが、本研究における動力学的検討と分光学的な検討から、酸化物担体上に形成された添加遷移金属のモノレイヤー上で吸着水が活性化され、貴金属上で一部脱水素されたメタノールを効率的に酸化するため、これらの触媒が高活性を示すことが明らかとなった。添加効果の検討:本年度はまず、中性のSiO_2担体に担持した種々の8-10族金属触媒によるメタノールの液相改質反応を行った。これら触媒表面金属原子当りの速度定数であるTOFの活性序列は、Pt>Rh>Os>Ru>Ni>Ir=Pdであった。さらにこれら触媒に対するReの添加効果を検討した。全ての触媒において顕著に活性は向上し、活性序列はPt>Rh>Ir>Ru>Os>Ni>Pdとなり、CO_2選択率は90%以上と高選択性を示した。特にIr-Re/SiO_2触媒は無添加触媒の結果と比較すると一桁以上TOFが向上し、また、副生成物であるCO生成はなくCO_2選択率は99%を越える選択性を示した。Re添加による活性向上の要因は、水和の過程を選択的に進行させており一部脱水素されたメタノールの逐次的な脱水素によるCO生成過程が抑制され、CO_2への高い選択率を示すものと考えられる。担体効果:TiO_2およびAl_2O_3に担持したPtに対するMoやFeの添加効果を検討した。全ての添加触媒で活性が大きく向上し、特に逐次含浸のMo添加が最も顕著な効果を示した。大きな活性向上を示したPt-Mo、Pt-Feでは、Pt/TiO_2よりも高分散な状態となっていることから担体上に形成される添加物のモノレイヤー層がPt金属の微粒子化を促し、高活性発現に寄与していることが示唆された。続いて担体をAl_2O_3、添加物としてFeに着目し、添加物のより詳しい存在状態を検討するため、Pt/Al_2O_3触媒に対するFe添加効果を検討した。逐次含浸によるPt-Fe(1:1)触媒で活性は大きく向上したが、Feを過剰に添加した(1:10)触媒では活性は減少した。XANES測定の結果からPt-Fe(1:10)触媒は金属FeとFe酸化物モノレイヤーの混合物であることが分かった。担持金属触媒上におけるメタノールの液相改質反応を検討した。

本研究では、このメタノールの液相改質反応に対して高活性を有する触媒の探索を行い、メタノール液相改質反応機構と触媒の高活性発現の要因を明らかにすることを目的とした。本研究で作成した反応装置を用いて種々の担持8-10族金属触媒の活性を検討した。その結果、酸化アルミニウムや酸化チタン上にモリブデンや鉄等の酸化物モノレイヤーを形成した後に、白金やイリジウムを担持した触媒が非常に優れた触媒活性を示すことを見出した。メタノールの液相改質反応では水の活性化が重要と考えられるが、本研究における動力学的検討と分光学的な検討から、酸化物担体上に形成された添加遷移金属のモノレイヤー上で吸着水が活性化され、貴金属上で一部脱水素されたメタノールを効率的に酸化するため、これらの触媒が高活性を示すことが明らかとなった。
呼吸数増加を指標とした簡易的乳酸性作業閾値推定法

呼気ガス分析器(ミナト医科学株式会社、AS-300ss)を用いて、数名の被験者について走運動による漸増負荷運動中の呼気ガスデータの取得を行った。また、同時に血中乳酸濃度の測定を行い、比較を行った。また、平成18年度から東京大学の新入生に対する授業内で、走運動による漸増負荷運動を行わせ、走運動時の心拍数と呼吸数の変化の関係についてのデータを取得している。これらについて得られた結果で、平成20年度に学会発表を行い、出版物としてまとめた。さらに同結果について学術雑誌への投稿を行う予定である。健康・スポーツ科学分野、スポーツ医学分野、身体運動科学分野において、古くから最大酸素摂取量(maximum oxygenintake, VO_2max)が有酸素的能力の評価指標として用いられている。しかし、VO_2max測定のためには最大運動負荷強度までの運動を被験者に行わせる必要があるため被験者への負担が大きく、また特別な測定機器を用いる必要があるため実験室で測定を行うことが不可欠である。臨床的および実践的な視点から、より簡便に有酸素的能力を評価する方法の確立が求められている。運動時の血中乳酸濃度の上昇点である乳酸性作業閾値は、最大下運動負荷強度の測定により求めることが出来るため、VO_2max測定よりも測定時の負担が少ないが、採血を必要とするため侵襲的である。本研究では、実験室以外において特別な機器を用いることなく簡便に測定できる呼吸数を指標として、乳酸性作業閾値に類似した運動強度指標を提案することを目的とし、個人で異なる有酸素的能力を体育授業という現場において簡便に評価できる方法の開発を目的とした。まず、従来の研究結果との照合を行うために、平成19年度の本研究予算により呼気ガス分析機(ミナト医科学株式会社、AE-300ss)を購入し、数名の被検者について走運動による漸増負荷運動中の呼気ガスのデータ取得を行った。また、呼気ガスのデータ取得と同時に、血中乳酸濃度の測定を行った。平成18年度から東京大学の新入生に対する授業内で、走運動による漸増負荷運動を行わせる実習を全学生対象に実施している。本研究の目的を達成するためにその実施データについて解析を行い、大人数で体育授業という現場において走運動時の心拍数と呼吸数との関係についてのデータを取得し、現在解析中である。健康・スポーツ科学分野、スポーツ医学分野、身体運動科学分野において、古くから最大酸素摂取量(maximum oxygen intake, VO2max)が有酸素的能力の評価指標として用いられている。しかし、VO2max測定のためには最大運動負荷強度までの運動を被験者に行わせる必要があるため被験者への負担が大きく、また特別な機器を必要とするため実験室で測定を行うことが不可欠である。運動時の血中乳酸濃度の上昇点である乳酸性作業閾値は、最大下運動負荷強度の測定により求めることが出来るため、VO2max測定よりも測定時の負担が少ないが、採血を必要とするため、侵襲的であることが問題となる。本研究では、実験室以外において特別な機器を用いることなく簡便に測定可能である呼吸数を指標として、乳酸性作業閾値に類似した運動強度指標を提案することを目的とし、個人で異なる有酸素的能力を体育授業という現場において簡便に評価できる方法の開発を目的とした。これらについて得ちれた結果で、平成20年度に学会発表を行い、出版物としてまとめた。
地形・地質が地震動に与える影響の解明

表層地質の違いが地震動とそれによる地震動被害に影響を与える可能性を,表層地質のHDサンプラーによるボーリング資料の採取と簡易間入試権による調査で詳細な検討するとともに,地質調査で明らかになった表層地質が変化する場所において地震計を設置して連続観測することで,表層地質の違いによる地震動の変化を蓮像的に捉えることを目的に調査をおこなった.調査の結果,地震被害が,砂質の地層と泥質の地層との漸移部で起こっていることが明らかになり,それぞれの場所における地震波の速度応答スペクトルが,泥質堆積物の分布地域で遅くなり,両者を跨いで建つ住家において被害が発生していることなどを明らかにした.表層地質の違いが地震動とそれによる地震動被害に影響を与える可能性を,表層地質のHDサンプラーによるボーリング資料の採取と簡易間入試権による調査で詳細な検討するとともに,地質調査で明らかになった表層地質が変化する場所において地震計を設置して連続観測することで,表層地質の違いによる地震動の変化を蓮像的に捉えることを目的に調査をおこなった.調査の結果,地震被害が,砂質の地層と泥質の地層との漸移部で起こっていることが明らかになり,それぞれの場所における地震波の速度応答スペクトルが,泥質堆積物の分布地域で遅くなり,両者を跨いで建つ住家において被害が発生していることなどを明らかにした.本研究では,大きな地震が起きた際に,表層地質および地形によって特有の被害が発生するが,これまであまり注目されてこなかった表層地質による被害について,被害を起こした表層地質の.堆積環境発達史と堆積体としての物性的特徴,特に震動特性の2つの側面から被害の発生要因を解明し,同様な地質条件の場所で今後起こりうる地震の際に被害の予防対策になることを目的としている。平成21年度は,実際に2007年新潟県中越沖地震で地表直下の地層が液状化したために,農地と宅地が変形し,家屋に被害ができた新潟県柏崎市東長崎地内において,表層地質の実態を明らかにするために,簡易貫入試験およびHDサンプラーによって約5m地下までの地層の調査をおこない,それらの堆積年代を明らかにするためにC14年代測定用の資料の採取をおこなった.また,研究協力者によって従来から調査が継続されている千葉県白子町において調査をおこない,1987年千葉県東方沖地震による液状化・流動化層のC14年代測定をおこなった.地震計の設置に関しては,本年度は,地震計の動作を確認するために,天童市長岡北の一ヶ所に集中的に配置して記録することで,個々の地震計の動作の検証をおこなった.平成22年度に実際に表層地質の調査結果が出つつある柏崎市東長崎に配備予定である.また,過去の地震被害の実態を踏まえるために,山形盆地において,聞き取りを含む,鳥居の地震被害履歴の調査をおこない,データを蓄積した.本研究では,大きな地震が起きた際に,表層地質および地形によって特有の被害が発生するが,これまであまり注目されてこなかった表層地質による被害について,被害を起こした表層地質の.堆積環境発達史と堆積体としての物性的特徴,特に震動特性の2つの側面から被害の発生要因を解明し,同様な地質条件の場所で今後起こりうる地震の際に被害の予防対策になることを目的としている。平成22年度は,実際に2007年新潟県中越沖地震で地表直下の地層が液状化したために,農地と宅地が変形し,家屋に被害ができた新潟県柏崎市東長崎地内において,表層地質の実態を明らかにするために,簡易貫入試験およびHDサンプラーによって約5m地下までの地層の調査をおこない,それらの堆積年代を明らかにするためにC14年代測定用の資料の採取をおこなった.その際,地盤沈下観測井に新潟県中越沖地震の変位記録が残されているのを発見し,3種類ある深度ごとの観測井ごとの変位記録を解析し,表層地質と地震の変位記録との関係を解析した.また,活断層上にあって,直下型地震の被害にあう可能性のある村山市白鳥地区の扇状地上において,層相による扇状地の堆積相を解析し.堆積環境の違いによる地震動の違いの基礎的調査研究を行なった.さらに,過去の地震被害の実態を踏まえるために,山形盆地において,聞き取りを含む,鳥居の地震被害履歴の調査をおこない,データを蓄積した.本研究では,大きな地震が起きた際に,表層地質および地形によって特有の被害が発生するが,これまであまり注目されてこなかった表層地質による被害について,被害を起こした表層地質の.堆積環境発達史と堆積体としての物性的特徴,特に震動特性の2つの側面から被害の発生要因を解明し,同様な地質条件の場所で今後起こりうる地震の際に被害の予防対策になることを目的としている。

平成23年度は,実際に2007年新潟県中越沖地震で地表直下の地層が液状化したために,農地と宅地が変形し,簡易貫入試験およびHDサンプラーによって約5m地下までの表層地質の実態調査をおこなった,家屋に被害ができた新潟県柏崎市東長崎地内において,深度ごとに3本ある観測井の伸縮計のベースに残った地震動の変位記録の解析を深め,表層地質と地震の変位記録との関係を解析した.また,昨年に引き続き,活断層上にあって,直下型地震の被害にあう可能性のある村山市白鳥地区の扇状地上において,層相による扇状地の堆積相を解析し.堆積環境の違いによる地震動の違いの基礎的調査研究を行なった.さらに,2011年東北地方太平洋沖地震による山形盆地内の被害調査をおこない,昨年度までに明らかにした1964年新潟地震などとの違いを比較し,山形盆地における地震動の特徴と,表層地質と地震動との関係を検討した.また,同様な観点から,東京都港区において,関東地震と2011年東北地方太平洋沖地震による鳥居の損傷痕を調査し,台地と低地との震動特性の違いに関する調査をおこなった.表層地質・地形と地震動,地震被害と関係を明らかにするために,平成25年度は,昨年度の鳥居等の被害調査で,地震の際に表面波が卓越することが明らかになった山形盆地中央部の中山町長崎達磨寺地域において設置した地震計で観測を継続し,表層地質と地震動との関係に関するデータを蓄積するとともに,2011年東北地方太平洋沖地震による甚大な津波を被った仙台平野のうち,仙台空港東側の宮城県名取市岩沼市にかけての地震動による地形変化と表層地質との関係についての調査おこなった.仙台平野の調査では,海岸平野ということで,仙台平野の微地形は,10数万年間におこった海水準変動による海岸砂丘と砂丘間低地が注目されていたが,実際には,仙台空港の東方では,微地形の検討および地元の方による井戸掘削時の地質状況の聞き込みなどから,海岸線方向に直交する方向の微地形があり,それが河川(阿武隈川)の自然堤防である可能性があることがわかった.実際に簡易ボーリング調査をおこなうことで,堆積構造から自然堤防堆積物であることがわかるとともに,その高まりが花崗岩由来の砂でできてていることから,阿武隈川の河道変遷によって河口が移動していたことが明らかになった.また,地形的にも砂丘間低地で,表層にラグーン堆積物が発達しているにもかかわらず,強震動による表層変形が起こっていない部分があり,そこでは,ラグーン堆積物の発達は厚さ50cmに満たず,ごく表層のみで,それの下は,河川成堆積物が発達していることがわかり,表層付近の地質は,非常に複雑であることがわかった.一方,山形盆地中央部の達磨寺における地震動観測では,同じ山形盆地における気象庁や防災科研による観測地点と比べて,明らかに長周期の地震動になっていることが明らかになり,地震被害状況から予測された,厚い軟弱な泥質地質による地震動の長周期化が裏付けられた.本研究では,大きな地震が起きた際に,表層地質および地形によって特有の被害が発生するが,表層地質による被害について,被害を起こした表層地質の堆積環境発達史と堆積体としての物性的特徴,特に震動特性の2つの側面から被害の発生要因を解明し,同様な地質条件の場所で今後起こりうる地震の際に被害の予防対策になることを目的としている.平成24年度は,昨年度に引き続き,家屋に被害ができた新潟県柏崎市東長崎地内において,深度ごとに3本ある観測井の伸縮計のベースに残った地震動の変位記録の解析を深め,表層地質と地震の変位記録との関係を解析するとともに,活断層上での直下型地震の被害にあう可能性のある村山市白鳥地区の扇状地上において,層相による扇状地の堆積相を解析し.堆積環境の違いによる地震動の違いの基礎的調査研究をすすめた.さらに,2011年東北地方太平洋沖地震による仙台平野沿岸部における調査をおこない,津波襲来前における表層地質による地表変状に関する調査をおこなった.調査では,津波被害によって建屋が流出して露出した基礎部分の観察によって,表層が砂丘堆積物や自然堤防堆積物が厚いと思われる部分では基礎には基本的に変形が無い一方で,元々砂丘間低地の湿地であったと思われる場所を造成した場所では,周囲の田畑の沈下とともに,基礎が傾いたり,基礎が割れて割れ目が開いているものがあることも明らかになった.
肥満患者におけるWNKキナーゼを介した塩分感受性高血圧メカニズムの解明

近年、WNK-OSR1/SPAK-NCCリン酸化カスケードの存在が明らかになるにつれ、PHAIIという特定の疾患だけでなく、この新しいカスケードが腎臓での塩分再吸収をどのように生理的に制御しているかに注目が集まってきている。本研究では、アルドステロンやアンギオテンシンIIによりOSR1/SPAKとNCCのリン酸化が制御されることから、生理的な生体内の塩分出納制御に重要であることを報告した(J Cell Sci. 2011, BBRC 2010)。2011年には培養細胞とマウス腎臓において、1 :インスリンの急性負荷がNCCを活性化するThr 53/58とSer 71のリン酸化を亢進すること、2 :この急性インスリン負荷によるNCCリン酸化にWNK4とSPAKが関与している事をノックダウン細胞とノックアウトマウスを用いて明らかにした(Sohara Eet al. PLoS ONE 2011)。元来、インスリン投与により腎臓での塩分再吸収が亢進する事はよく知られており、メタボリックシンドロームの塩分感受性高血圧の一因とされているが、その詳細なメカニズムは不明であった。申請者蘇原の発見は高インスリン状態における腎臓尿細管での塩分再吸収亢進のメカニズムの一つを明らかにし、WNKキナーゼが高インスリン血症と塩分感受性高血圧をつなぐ重要な鍵であることを示した。本研究は肥満など、遺伝性高血圧の原因となるWNK-OSR1/SPAK-NCCリン酸化カスケードが高インスリン状態において活性化することにより、肥満やメタボリック症候群における塩分感受性高血圧の一因になることを検討する。全体としては、以下の3つに大きく分けられる。mpkDCT細胞においてInsulinが内因性のSPAK,NCCのリン酸化を亢進する事を明らかにした。Insulin投与でリン酸化亢進するWNK4のRxRxxSモチーフのSerineをAspartic acidにしたPhospho-mimicking mutant WNK4とAlaninにしたPhospho-deficient mutant WMK4のvector作成が完了した。これらを用いて、生理的に重要なWNK4内のRxRxxSモチーフを見いだす。2:マウスにおけるInsulin WNK-NCCリン酸化カスケードの研究インスリン投与マウス、肥満/糖尿病モデルマウスにおいてOSR1/SPAK-NCCリン酸化が亢進している事を明らかにした。同時にOSR1/SPAK遺伝子改変モデルマウスでは亢進がなく、インスリン投与NCCリン酸化にOSR1/SPAKが関与している事が明らかになった。さらにPI3K inhibitorの投与で、OSR1/SPAK-NCCリン酸化が抑制される事を発見した。これらはインスリンがPI3Kを介してOSR1/SPAK-NCCリン酸化を亢進する事を生体内で明らかにしており、現在論文投稿中である。さらに、同カスケードが亢進していると考えられるWNK4 R1169C BAC Tgマウスが完成し、現在解析中である。3:メタボリックシンドローム/肥満患者における尿中NCCの研究ヒト、マウスの尿中NCC、リン酸化NCCをエクソソームと膜分画からウエスタンブロッティングで検出する方法を明らかにしたので、各種遺伝子改変モデル、ヒト疾患群での解析に取りかかる。本研究では、アルドステロンやアンギオテンシンIIによりOSR1/SPAKとNCCのリン酸化が制御されることから、生理的な生体内の塩分出納制御に重要であることを報告した(J Cell Sci. 2011,BBRC2010)。

2011年には培養細胞とマウス腎臓において、1:インスリンの急性負荷がNCCを活性化するThr53/58とSer71のリン酸化を亢進すること、2:この急性インスリン負荷によるNCCリン酸化にWNK4とSPAKが関与している事をノックダウン細胞とノックアウトマウスを用いて明らかにした(Sohara E et al. PLoS ONE 2011)。元来、インスリン投与により腎臓での塩分再吸収が亢進する事はよく知られており、メタボリックシンドロームの塩分感受性高血圧の一因とされているが、その詳細なメカニズムは不明であった。申請者蘇原の発見は高インスリン状態における腎臓尿細管での塩分再吸収亢進のメカニズムの一つを明らかにし、WNKキナーゼが高インスリン血症と塩分感受性高血圧をつなぐ重要な鍵であることを示した。すなわち、生体内で高インスリン血症がおきるとInsulin-WNK-NCCのリン酸化カスケードが亢進することが、メタボリックシンドロームや肥満などの高インスリン状態における塩分感受性高血圧のメカニズムを本研究は明らかにした。
細胞骨格制御によるインスリン顆粒の動態調節機構の解析

Rab27aは、GTP型とGDP型の2種類の構造をとり、従来はGTP型にのみ特定の分子が結合し、インスリン分泌を調節すると考えられてきた。本研究では、不活性型と考えられてきたGDP型Rab27aにコロニン3という分子が結合することをつきとめ、この結合によりインスリン分泌で使用した膜が細胞内に回収されることを見出した。Rab27aはこれら2つの型を使い分けることで、インスリン分泌前後のステップを制御する分子であることがわかった。本研究では、膵B細胞に発現し開口放出上流に関与すると示唆されている低分子量Gタンパク質Rab27aを介したインスリン顆粒の新たな動態調節機構を明らかにすることを目的とする。アフィニティーカラムクロマトグラフィーより、Rab27a結合分子としてアクチン束化活性を持つタンパク質coronin3を同定した。細胞内におけるcoronin3とRab27aの結合は、免疫沈降法によって確かめた。マウス膵島を免疫染色した結果、coronin3は膵B細胞の細胞質に分布しており、その一部はRab27aと共局在していた。Coronin3とRab27aを過剰発現したCOS7細胞を用いて免疫沈降実験を行った結果、coronin3はGDP型Rab27aと特異的に結合した。Rab27aなどの低分子量Gタンパク質は、GTP型にエフェクター分子が結合し下流にシグナルを伝える。それとは逆に、この結果はGDP型依存性のエフェクターを介した新たなシグナル伝達経路の存在を示唆している。精製タンパク質を用いた結合実験より、GDP型Rab27aはcoronin3のβ-propeller構造と直接結合した。Coronin3のβ-propeller領域を培養膵B細胞MIN6に過剰発現し、内在性のcoronin3とRab27aの結合を妨げると、インスリン顆粒が細胞膜近傍に集積するとともにエンドサイトーシスマーカーであるFM4-64の取り込みが抑制された。GDP型Rab27aはcoronin3と結合することにより、エキソサイトーシスによって供給されたインスリン顆粒膜を細胞内に回収し、メンブレンリサイクリングを制御している可能性が示唆された。本年度の成果は、インスリン顆粒の動態調節を理解する上で極めて重要である。従って、本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。増え続ける2型糖尿病に対する新しい治療や創薬を開発することは早急の課題であるが、そのためには膵B細胞におけるインスリン分泌のメカニズム、および糖尿病状態における分泌の障害機序を明らかにすることが必要である。本研究では、膵B細胞に発現し開口放出上流に関与すると示唆されている低分子量Gタンパク質Rab27aを介したインスリン顆粒の新たな動態調節機構を明らかにすることを目的とした。GDP型Rab27a結合分子としてアクチン束化活性を持つタンパク質coronin3を同定し、GDP型Rab27aとの特異的な結合を確認した。Coronin3はマウス膵B細胞の細胞質に分布しており、その一部はRab27aと共局在していた。また、グルコースによりGTP型からGDP型に変換されたRab27aはcoronin3と結合し、coronin3の局在を細胞質から細胞膜近傍へ変化させた。ノックダウン法を用いてcoronin3の発現を抑える、あるいはドミナントネガティブ体によりcoronin3とRab27aの結合を妨げると、インスリン顆粒膜のエンドサイトーシスが抑制された。以上の結果より、グルコース刺激によりGDP型に変換されたRab27aはcoronin3と結合し、エキソサイトーシスによって供給された細胞膜を細胞内に回収し、メンブレンリサイクリングを制御していることが明らかになった。本研究成果は、Journal of Cell Science誌に掲載された。本成果は、インスリン顆粒の動態調節を理解する上で極めて重要であると共に、基礎生物学上重要な知見である。
キャリヤ閉じ込め効果を用いた新構造高効率太陽電池

本研究は,異なった禁制帯幅を持つ異種半導体のヘテロ接合を用いて,光によって励起生成されたキャリヤを閉じ込めて高効率で電流を取り出せる新構造太陽電池を設計・製作することを目的としている.本年度は,動作性能の理論的検討ならびにヘテロ接合の形成と評価に重点をおいて研究を進めた.得られた成果は次の通りである.1.[新構造太陽電池の変換効率の理論的検討]素子構造を一次元モデルで近似し,変換効率の理論的検討を行なった. 0.110Ωcmの抵抗率のシリコン基板を用いた場合,セル厚を薄くすることにより光照射時短絡電流密度が増加し,最適厚では従来型のセルより大きな値を得られることが分った.暗時逆方向飽和電流密度を表面再結合効果を考慮して求めた.セルの変換効率は,最大21%(AM1.5, 100mW/cm^2)が達成できる.2.[シリコン上の異種半導体ヘテロ接合の形成と界面評価]シリコン上に広禁制帯幅半導体としてアモルファスシリコンカーボン(禁制帯幅2.34.0eV)をグロー放電法を用いて製作した.容量一電圧特性より求めたシリコンカーボンとp-Siとの界面準位密度はカーボン組成の増加とともに減少し,最小5×10^<11>cm^<-2>eV^<-1>の良好な界面を形成することが分った.光化学気相堆積法により製作した窒化シリコンもn-Siと良質の界面を持つことを示し,良好なヘテロ接合の形成技術を確立した.3.[キャリヤ閉じ込め効果の確認]光誘起電流法により求めた実効拡散長は表面電位障壁層の存在により2倍以上増加した.これは,電位障壁によりキャリヤが閉じ込められ表面再結合の影響が低減されたためであると考えられる.以上の結果を基にして,セルを試作し光電変換効率の分光特性を評価したところ,キャリヤ閉じ込めによる短波長感度の増加が得られ,新構造太陽電池の動作が確認された.今後,構造の最適化により効率改善を図る.本研究は,異なった禁制帯幅を持つ異種半導体のヘテロ接合を用いて,光によって励起生成されたキャリヤを閉じ込めて高効率で電流を取り出せる新構造太陽電池を設計・製作することを目的としている.本年度は,動作性能の理論的検討ならびにヘテロ接合の形成と評価に重点をおいて研究を進めた.得られた成果は次の通りである.1.[新構造太陽電池の変換効率の理論的検討]素子構造を一次元モデルで近似し,変換効率の理論的検討を行なった. 0.110Ωcmの抵抗率のシリコン基板を用いた場合,セル厚を薄くすることにより光照射時短絡電流密度が増加し,最適厚では従来型のセルより大きな値を得られることが分った.暗時逆方向飽和電流密度を表面再結合効果を考慮して求めた.セルの変換効率は,最大21%(AM1.5, 100mW/cm^2)が達成できる.2.[シリコン上の異種半導体ヘテロ接合の形成と界面評価]シリコン上に広禁制帯幅半導体としてアモルファスシリコンカーボン(禁制帯幅2.34.0eV)をグロー放電法を用いて製作した.容量一電圧特性より求めたシリコンカーボンとp-Siとの界面準位密度はカーボン組成の増加とともに減少し,最小5×10^<11>cm^<-2>eV^<-1>の良好な界面を形成することが分った.光化学気相堆積法により製作した窒化シリコンもn-Siと良質の界面を持つことを示し,良好なヘテロ接合の形成技術を確立した.3.[キャリヤ閉じ込め効果の確認]光誘起電流法により求めた実効拡散長は表面電位障壁層の存在により2倍以上増加した.これは,電位障壁によりキャリヤが閉じ込められ表面再結合の影響が低減されたためであると考えられる.以上の結果を基にして,セルを試作し光電変換効率の分光特性を評価したところ,キャリヤ閉じ込めによる短波長感度の増加が得られ,新構造太陽電池の動作が確認された.今後,構造の最適化により効率改善を図る.