hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
白杖歩行におけるベアリングの評価と支援に関する研究

また,今年度得られた研究成果の一部を当該領域の専門家の集まる研修会でも発表しており,当初の計画以上に進展していると考える。平成31年度は,平成30年度の研究成果を実験参加者に報告する。また,研究成果は日本特殊教育学会第57回大会に発表するとともに,「障害科学研究」および「Journal of Special Education Research」に学術論文として投稿する予定である。さらに,新たに実験を計画し,視覚障害者の日常的な歩行状態や歩行の変動性とベアリングの関係について検討する予定である。そのために,視覚障害者を実験参加者とした実験を実施する。そして,ベアリングと視覚障害者の日常生活面でのリスクの関係について検討し,より詳細にベアリングの評価と支援を行えるように努める。2019年,北九州市福祉事業団自主研修グループ「視覚障害者の支援を考える会」,研修会講師(研究内容の発表)
頭頸部がんにおけるSP細胞の同定と幹細胞としての機能に関する研究

近年、癌組織中に自己複製と多分化能をもつ幹細胞の存在が明らかとなりその機能について多くの報告がなされている。癌幹細胞は癌の再発、転移に深く関わっていることが報告されている。予後不良の頭頸部癌に対して再発や転移を抑制するために、頭頸部癌における癌幹細胞の同定とその機能を解明することをも目的に研究を行った。その結果、頭頸部癌細胞を用い癌幹細胞としてのSide population(SP)の存在、Clone形成率また幹細胞マーカーも発現を確認した。本研究によって頭頸部癌のSP細胞の存在が確認され、それらが癌幹細胞としての機能を持つことが示唆された。今後それらの因子やマーカーを明らかにすることによって頭頸部癌の治療の進歩が期待できる。癌組織中には、自己複製と多分化能をもつ幹細胞の存在が明らかにされており、癌の再発、転移に癌幹細胞は深く関わっていることが報告されている。頭頸部癌においても高い再発率、転移率のために、根治治療にもかかわらず3年生存率は40-60%と予後不良である。再発、転移を抑制するために頭頸部癌における癌幹細胞の同定とその機能の解明は重要な課題である。舌癌由来の2種類の頭頸部癌細胞株HSC3とHSC4を用いて、Side population(SP)の存在、Clone形成率また幹細胞マーカーの発現を調べた。その結果、HSC3はHSC4より高いClone形成能力を示したが、HSC4から形成したCloneのほうがAlkaline Phosphatesの発現が強く認められた。また、HSC3よりHSC4のほうがES細胞マーカーの発現が強く、HSC3において上皮前駆細胞のマーカーや上皮細胞のマーカー発現が強く認められた。さらに、HSC4にSP細胞の存在を確認されたが(約0.4%)、HSC3にはSP細胞の存在は確認されなかった。以上の結果から、頭頸部癌細胞株によって幹細胞としての強度が異なる可能性が示唆された。同部位の頭頸部癌であっても細胞集団の幹細胞しての機能が異なることが考えられる。今後、これら二つの細胞株について、癌幹細胞としての性質の維持、増殖、分化に関連する因子を解明して、さらに幹細胞と癌の生物学的悪性度との相関を検討する予定である。近年、癌組織中における、自己複製と多分化能をもつ幹細胞の存在が明らかとなりその機能について多くの報告がなされている。癌の再発、転移に癌幹細胞は深く関わっていることが報告されている。頭頸部癌においては高い再発率、転移率のために、根治治療にもかかわらず3年生存率は40-60%と予後不良である。頭頸部癌に対して再発や転移を抑制するために、頭頸部癌における癌幹細胞の同定とその機能の解明が必要となる。我々が継代培養している頭頸部癌細胞株HSC3とHSC4を用いて、Side population(SP)の存在、Clone形成率また幹細胞マーカーも発現を調べた。その結果、HSC4にSP細胞の存在を確認されたが(約0.4%)、HSC3においてはSP細胞の存在あ確認されなかった。HSC4から分離したSP細胞とMP細胞をささらに培養すると、SP細胞由来の細胞にはSPとNo-SP(MP)細胞が存在することが確認された。しかし、MP由来の細胞にはSP細胞の存在は確認されなかった。SPとMP細胞における単一細胞のClone形成率では、有意差が認められなかった。幹細胞のマーカーであるOct3/4,Nanog,Bim-1の発現について検討した。その結果、Oct3/4,Nanog,Bim-1のすべてにおいてMP細胞と比べてSP細胞の方が高発現していることが確認された。以上の結果から、頭頸部癌においてSP細胞の存在が確認され、それらが癌幹細胞としての機能を持つことが示唆され、癌幹細胞のマーカーを発現していることが確認された。今後、このSP細胞を利用して、癌幹細胞としての性質の維持、増殖、分化に関連する因子を解明する予定である。それらの因子やマーカーを明らかにすることによって頭頸部癌の治療の進歩が期待できる。
MSLR法における未知語処理に関する研究

本研究課題では,MSLR法において今までほとんど考慮されていなかった未知語処理を行うことを目的とする.MSLR法とは,形態素解析と構文解析を同時に行うために構文解析手法のひとつである一般化LR法を拡張した手法である.MSLR法における未知語処理で一番問題となるのは,未知語の境界を認定することである.ひらがな,カタカナなどの文字種が異なるところに未知語の境界がある場合は,未知語の境界を認定することは容易である.しかし,「カヤぶきの屋根」において,「カヤぶき」が未知語であるように,未知語の境界の前後の文字種が同じ場合は,その認定は難しい.本年度は,EDRコーパス中に含まれるEDR日本語単語辞書に登録されていない単語を未知語とみなし,その境界の前後の文字種が同じであるものを調査し,その特徴を分析した.まず,未知語の境界の前後の文字種がともにカタカナ,記号,数字となる未知語はほとんど見られなかった.また,未知語の境界の前後の文字種がともにひらがなの場合,未知語の前には助詞,助動詞「た」,活用語の終止形が,未知語の後には助詞,助動詞「だ」が現われることがほとんどであることがわかった.したがって,入力文中にひらがなが連続している場合,全ての位置を未知語の境界の候補として解析する代わりに,上記の条件を満たず位置のみを未知語の境界の候補とすれば,解析効率を大幅に向上させることができる.MSLR法においては,未知語の前の単語の品詞情報はスタックトップから,未知語の後の単語の品詞情報は先読み記号から読み取れるので,提案手法は容易に実装することができる.本研究課題では,MSLR法において今までほとんど考慮されていなかった未知語処理を行うことを目的とする.MSLR法とは,形態素解析と構文解析を同時に行うための構文解析手法のひとつである一般化LR法を拡張した手法である。まず,MSLR法を実装した既存のMSLRパーザを用いて例文の形態素・構文解析を行い,辞書引きに失敗し,何らかの未知語処理が必要となる事例を調査した.その結果,未知語のほとんどは名詞であること,未知語を構成する文字種としてはカタカナが多いことなどを確認した.また,辞書に登録されている単語が全く存在しない場合だけでなく,辞書に登録されている単語が存在しても,それが入力文を構成する単語として適切でない場合があり,そのような場合にも未知語処理が必要であることがわかった.これにより,辞書引きに失敗した時のみ未知語処理を行うだけでは不十分であり,辞書引きに成功した場合でも,未知語を解析結果の候補として加える必要があることがわかった.辞書引きに成功したか否かに関わらず未知語処理を行うことは,解析結果の候補が爆発的に増大することが予想される。そこで,LR表に記述されている構文的な制約を利用し,未知語処理に伴なう解析コストを削減する手法を考案した.MSLR法においては,LR表に記述された状態番号と先読み記号によって次の解析動作を決定するが,未知語は全て名詞であると仮定し,先読み記号として名詞が現われない状態のときには未知語処理を行わないことにした.この手法の有効性を確認するために,いくつかの日本語解析用文法からLR表を作成し,先読み記号として名詞が現われない状態数の割合を調べたところ,20%40%であることがわかった。この結果,MSLR法における未知語処理のコスト削減にLR表の先読み記号の情報を利用することはある程度有効であるとの見込みを得た.本研究課題では,MSLR法において今までほとんど考慮されていなかった未知語処理を行うことを目的とする.MSLR法とは,形態素解析と構文解析を同時に行うために構文解析手法のひとつである一般化LR法を拡張した手法である.MSLR法における未知語処理で一番問題となるのは,未知語の境界を認定することである.ひらがな,カタカナなどの文字種が異なるところに未知語の境界がある場合は,未知語の境界を認定することは容易である.しかし,「カヤぶきの屋根」において,「カヤぶき」が未知語であるように,未知語の境界の前後の文字種が同じ場合は,その認定は難しい.本年度は,EDRコーパス中に含まれるEDR日本語単語辞書に登録されていない単語を未知語とみなし,その境界の前後の文字種が同じであるものを調査し,その特徴を分析した.まず,未知語の境界の前後の文字種がともにカタカナ,記号,数字となる未知語はほとんど見られなかった.また,未知語の境界の前後の文字種がともにひらがなの場合,未知語の前には助詞,助動詞「た」,活用語の終止形が,未知語の後には助詞,助動詞「だ」が現われることがほとんどであることがわかった.したがって,入力文中にひらがなが連続している場合,全ての位置を未知語の境界の候補として解析する代わりに,上記の条件を満たず位置のみを未知語の境界の候補とすれば,解析効率を大幅に向上させることができる.MSLR法においては,未知語の前の単語の品詞情報はスタックトップから,未知語の後の単語の品詞情報は先読み記号から読み取れるので,提案手法は容易に実装することができる.
記憶項を伴う双曲型方程式の位相解析的研究

記憶項を伴う双曲型方程式とその関連分野に関して,方程式を一般的かつ組織的に取り扱うための「理論構築」および方程式が働く場である「関数空間」の双方の観点から研究を行った.その結果,準線形および半線形発展方程式の時間大域的な古典解を求めるための抽象理論を構築し,解析関数空間やBloch空間上の荷重合成作用素や合成作用素の特徴づけが得られた.また,q-変形正規作用素に1対1対応する縮小作用素の特徴付けも与えた.記憶項を伴う双曲型方程式をより一般的かつ組織的に取り扱えるような枠組みを提供することを目指して位相解析的に研究する。ヒルベルト空間における作用素論的な側面、解析関数空間およびハーディー空間それぞれの立場からの理論的考察をも併せて行う。記憶項を伴う双曲型方程式とその関連分野に関して,方程式を一般的かつ組織的に取り扱うための「理論構築」および方程式が働く場である「関数空間」の双方の観点から研究を行った.その結果,準線形および半線形発展方程式の時間大域的な古典解を求めるための抽象理論を構築し,解析関数空間やBloch空間上の荷重合成作用素や合成作用素の特徴づけが得られた.また,q-変形正規作用素に1対1対応する縮小作用素の特徴付けも与えた.(1)無限小生成作用素が正則半群の生成素の非線形摂動として表されるリプシッツ作用素半群を、距離に似た汎関数とそれを用いて表現される安定性条件、及び、基礎空間のノルムより強い、正則半群の生成素の分数ベキのノルムを用いて表現される放物型劣接線条件により特徴付けた。さらに、この特徴づけを複素Ginzburg-Landau方程式に応用し、適切性定理と解の平滑性に関する先行研究結果を改良した。(2) N次元複素空間内の単位球上で定義されるHardy空間の問に作用する荷重合成作用素の本質ノルムをCarleson型測度条件とBerezin型積分変換により評価した。また、主結果の系としてコンパクトな掛け算作用素の特徴付けを与えた。(3)単位球上のN変数重み付きBergman空間の間に作用する荷重合成作用素の本質ノルムに対する評価をCarleson型測度条件とBerezin型積分変換を用いて与えた。(4) N変数整関数から成るBargmann-Fock空間上の荷重合成作用素の有界性とコンパクト性の特徴付けを作用素を構成する関数を用いて特徴付けた。また、コンパクト性については作用素の本質ノルムに対する評価不等式を与えた。(6)ヒルベルト空間上の自己共役な有界線形作用素および正規作用素に対するHyers-Ulam安定性について考察し、近似的自己共役作用素(近似的正規作用素)が真に自己共役作用素(正規作用素)となるかどうかを調べた。(1)重み付きHardy空間の間に作用する荷重合成作用素とチェザロ型積分作用素の有界性とコンパクト性を特徴付けた。(2)重み付きBergman型空間の間に作用するチェザロ型積分作用素の有界性とコンパクト性を特徴付けた。(4)リプシッツ作用素半群の生成定理と密接に関係する抽象的コーシー問題には,古典解の一般化である,軟解(=抽象的発展方程式に対する後退差分方程式の解の一様収束極限として得られる解)の概念がある。ノルムによる準消散条件のもとに,軟解から形成される解作用素は初期値に関して縮小的であり,軟解はBenilanによるintegral solutionであることが知られている。そこで,Benilanによるintegral solutionを暗示させる,準消散条件と劣接触条件を組み合わせた条件を提示し,その条件下でリプシッツ作用素半群の生成定理を考察した。(5)Bloch空間からH^∞りへの荷重付き合成作用素の作用素ノルムと本質ノルムを完全に決定した。(6)Bloch空間上の合成作用素の線形結合のコンパクト性を特徴付けた。また、little Bloch空間上の合成作用素の線形結合の有界性とコンパクト性を特徴付けた。(7)Bloch空間上の荷重付き合成作用素の固有値を、シンボルの増大度が対数オーダーの場合に決定した。(8)Bloch空間からH^∞への荷重付き合成作用系の差の有界性とコンパクト性を特徴付けた。また、荷重付き合成作用素の差の作用素ノルムと本質ノルムの評価も与えた。1.半形発展方程式の時間大域的な古典解を求めるための抽象的な枠組みを提案した。その枠組みの特色は、主部である線形作用素の定義域が考えている空間で稠密とは限らない点、及び、解の低階のエネルギー評価に対応する『近似解に対する増大条件』を課すだけで、解の高階のエネルギー評価を導出できて、それがゆえに時間大域的な古典解が得られる設定になっている点である。これらの特徴を備えた偏微分方程式として、強い粘性を伴う準線形双曲型偏微分方程式、及び、Zakharov方程式などが挙げられる。これらの方程式の時間大域的可解性の問題へ得られた定理を応用した。2.ヒルベルト空間における作用素論的な側面からの研究の成果として、q-変形正規作用素に1対1対応する縮小作用素の特徴付けを行った。また、ヒルベルト空間型の1次のソボレフ空間と2次のソボレフ空間の距離の値の代数的性質を調べた。3.2つの単位的半単純可換Banach環の間の全射な写像のうち、スペクトル半径を保存しているときの写像の形を決定した。4.解析関数空間上の荷重合成作用素、積分型作用素の有界性・コンパクト性を作用素を構成する因子uとφが持つ函数論的な性質を用いて特徴付ける研究を行った。

Fock型関数空間上の荷重合成作用の研究では、uとφから構成される関数の無限遠点における挙動により、その有界性・コンパクト性を特徴付けた。Bloch型空間上の積分型作用素の性質は、uとφの境界における挙動で特徴付けられることを明らかにし、さらに、それらの境界挙動を示す条件と作用素ノルム・本質ノルムとが互いに比較する評価不等式を確立した。1.準線形双曲型方程式が一意な時間大域解をもつと仮定するとき、解を記述する関数と準線形作用素から生じる作用素族を生成素にもつ発展作用素の存在を示し、解の一意性により、両者を結びつける等式を導出した。これを用いて、準線形双曲型方程式に附随するリプシッツ作用素半群の概念を導入し、このクラスのリプシッツ作用素半群に対する積公式を証明した。2.半線形確率微分方程式に対するviabilityを証明するために、その問題を発展作用素の生成の問題に翻訳し考察した。AubinとDa Pratoによる有限次元の結果をヒルベルト空間の場合へと拡張することに成功した。3.解析関数空間上の荷重合成作用素や合成作用素の性質を、作用素を構成する正則関数uおよび正則写像φの持つ函数論的性質を用いて特徴付ける研究を行った。ベルグマン空間の間に作用する荷重合成作用素の順序有界性を、uとφ、再生核関数から構成される関数の可積分性により特徴付けた。また、ベルグマン・オーリッツ空間上の合成作用素の研究では、一般化されたネバンリンナの個数関数を導入し、消滅カールソン測度条件および境界点におけるφの角微分係数の非存在性により、コンパクト性が特徴付けられることを明らかにした。4.ヒルベルト空間上の半閉作用素の集合上で定義されるq-距離について、その位相的な性質と作用素の摂動との関連性を調べた。5.有界正則関数空間H^<∞>上の積分作用素I_gとそれに付随するコンパニオン作用素J_gが有界であることは、共にgが有界であることと同値であることを示した。また、I_gがコンパクトであることとgが恒等的に0であることと同値であることを示した。J_gのコンパクト性については、十分条件と必要条件を与えた。
ヘパリンコファクターIIを用いた心筋梗塞後心臓リモデリングに対する新規治療法の開発

急性心筋梗塞に対する再灌流療法は急性期死亡率の劇的な減少をもたらす。しかしながら慢性期の心臓リモデリングは心機能の低下を来たし心不全の発症を招く。ヘパリンコファクターIIは組織内のトロンビン作用を選択的に阻害することにより多面的作用を発揮する。今回、急性心筋梗塞後心臓リモデリングに対するヘパリンコファクターIIの果たす役割に関して検討した。再灌流療法を施行した急性心筋梗塞症例において血漿ヘパリンコファクター活性90%以上の症例は慢性期に有意に左室拡張末期容積は縮小した。今回の検討によりヘパリンコファクターIIは急性心筋梗塞に対して抗リモデリング作用を発揮する可能性が示唆された。平成24年度は平成23年度に引き続き急性心筋梗塞後心臓リモデリングとヘパリンコファクターIIとの関係について検討するため、1急性心筋梗塞で入院し再灌流療法を実施した症例を対象にした心臓MRI検査による各種心機能指標の解析、2急性心筋梗塞症例における血漿ヘパリンコファクターII活性の検討を行った。1急性心筋梗塞で入院し再灌流療法を実施した症例を対象にした心臓MRI検査による各種心機能指標の解析具体的には急性心筋梗塞に対して急性期再灌流療法を行った25症例に対して急性心筋梗塞急性期(発症後1週間以内)および慢性期(約6ヶ月後)に心臓MRIを実施し、各種心臓リモデリング指標の計測を行った。急性期の左室駆出率は38%と低下を認めた。ガドリニウム遅延造影は造影検査施行例全例で陽性を呈した。ガドリニウム遅延造影陽性に加え出血性梗塞、microvascular obstruction(MVO)の所見を高率に認めた。出血性梗塞症例と非出血性梗塞症例における臨床背景および心機能指標を比較したところ、出血性梗塞症例は有意にpeak CKが高値を示した。現時点で15症例において慢性期の心臓MRI検査撮像を完了している。今後はリモデリングの頻度やMRI所見および血漿ヘパリンコファクターII活性の関係について検討を行う。2急性心筋梗塞症例における血漿ヘパリンコファクターII活性の検討急性心筋梗塞25症例(平均年齢57歳、女性2例)を対象に血漿ヘパリンコファクターII(HCII)活性の測定を行った。25症例のHCII活性は平均110%(71.08147.2%)であり、年齢とHCII活性の間に優位な相関関係は認めなかった。心筋梗塞発症当日と約7日後の比較ではHCII活性に差は認めなかった。しかし心筋梗塞発症後に血漿ヘパリンコファクターII活性が低下する症例と、増加する症例が存在した。急性心筋梗塞後心臓リモデリングとヘパリンコファクターIIとの関係について検討するため、1急性心筋梗塞で入院し再灌流療法を実施した症例を対象にした心臓MRI検査による各種心機能指標の解析、2急性心筋梗塞症例における血漿ヘパリンコファクターII活性の検討を行った。急性心筋梗塞で入院し再灌流療法を実施した症例を対象にした心臓MRI検査による各種発症後24時間以内に再灌流療法を受けた急性心筋梗塞28症例(平均年齢60歳、男性2例)を対象に血漿ヘパリンコファクターII(HCII)活性を測定した。28症例のHCII活性は平均104%(43141%)であり、年齢とHCII活性の間に優位な相関関係は認めなかった。28症例中22例において対して心筋梗塞発症後1週間以内に心臓MRI検査を行い、更に17症例において発症後36ヶ月後の慢性期に心臓MRI検査を再検し、各種心機能指標の解析を行っている。左室拡張末期容積の増大ならびに左室駆出率低下などの左室リモデリングを来している症例が存在しており、今後、急性期のHCII活性および変動との関わりについて統計解析を行う。平成23年度において急性心筋梗塞後心臓リモデリングとヘパリンコファクターIIとの関係について検討するため、(1)急性心筋梗塞で入院し再灌流療法を実施した症例を対象にした心臓MRI検査による各種心機能指標の解析、(2)急性心筋梗塞症例における血漿ヘパリンコファクターII活性の予備的検討を行った。具体的には急性心筋梗塞に対して急性期再灌流療法を行った18症例に対して急性心筋梗塞急性期(発症後1週間以内)および慢性期(6ヶ月後)に心臓MRIを実施し、各種心臓リモデリング指標の計測を行った。ガドリニウム遅延造影は18症例中17症例に対して行い、全例で陽性所見を認めた。7症例では出血性梗塞、3症例でmicrovascular obstruction(MVO)所見を認めた。一方、左室拡張末期容積や左室駆出率に関しては両群間に有意差は認めなかった。現時点で11症例において6ヶ月後にも心臓MRI検査を行い左室拡張末期容積、左室駆出率などの心機能指標の推移を検討した。

11例全体では左室拡張末期容積は減少傾向を示し、左室駆出率は不変であった。個々の症例での検討では11症例中3例で左室拡張末期容積は増大し、4例で左室駆出率の低下を認めた。また7症例に対して心筋梗塞発症超急性期から発症1週間までの血漿ヘパリンコファクターII活性の変動を計測した。7例の血漿ヘパリンコファクターII活性は平均99%(84.66119.56%)で発症1週間までで明らかな活性値の変動は認めなかった急性心筋梗塞後心臓リモデリングとヘパリンコファクターIIにとの関係に関する臨床的検討は行っている。ただし研究前の予想より徳島大学病院における急性心筋梗塞症例数が少なく、左室リモデリングの変動とヘパリンコファクターII活性との関わりを証明するに十分な症例数に到達していない。今年度も引き続き、臨床的側面から急性心筋梗塞後心臓リモデリングに及ぼすヘパリンコファクターIIの影響について検討を行う予定。急性心筋梗塞後心臓リモデリングとヘパリンコファクターIIとの関係に関する臨床的検討のはすでに着手し、多数例への検討に移行している。一方、動物心筋梗塞モデルを用いた基礎的検討に関しては、現時点では予備的な検討にとどまってる。平成24年度より本格的な検討を行う予定であり、当初の予定から遅れている。急性心筋梗塞発症時に認めた血漿ヘパリンコファクターII活性の変動が臨床的意義を有するかをより多数の症例で検討する。また心筋梗塞以外の循環器疾患における血漿ヘパリンコファクターII活性と急性心筋梗塞症例との違いについても検討する。一方、動物実験モデルに関する検討についてはヘパリンコファクターII補充のタイミングを含め、臨床に即した実験計画の見直しが必要と考える。急性心筋梗塞後心臓リモデリング進行症例を対象にリモデリング進行の規定因子を血漿ヘパリンコファクターII活性との関わりをさらに多数例で検討する。動物心筋梗塞モデルを用いた基礎的検討を勧めていく。引き続き血漿ヘパリンコファクターII活性および心筋梗塞に関わるバイオマーカー測定に用いる。加えて研究実績の公開に向けた準備に用いる予定。血漿ヘパリンコファクターII活性の測定並びに各種心筋梗塞に関わるバイオマーカーの触低を行う。更には本研究で収集した臨床データに基づき、急性心筋梗塞後心臓リモデリングの規定因子の解析を行う。なお平成23年度において繰越が生じた。繰越の研究費も併せて、統計解析や各種バイオマーカー測定に使用する予定である。基礎的検討としてはラット心筋梗塞モデルを用いたヘパリンコファクターIIの抗心筋リモデリング抑制作用に関する検討を行う。
不飽和土のミクロ構造変化の解明とマクロな強度評価方法の確立

本研究では,排気-排水,排気-非排水条件の不飽和砂三軸圧縮試験を実施し,初期飽和度の異なる供試体を作製し各条件下での変形・破壊挙動の違いを調べた.また, X線CTとCT画像解析を適用し,特にせん断帯を含む局所領域における間隙水の微視的特性を調べることで,砂のマクロな挙動とミクロ構造変化との関係の解明を試みた.CT画像解析を行った結果,排水条件によらず,限界状態における局所的な間隙比は同じになること,初期飽和度が同じであれば局所的な飽和度もほぼ同じになること,液架橋の数はせん断中に減少傾向を示すこと,液架橋の数が減ることが明らかとなった.一方,非排水条件では,液架橋の数が排水条件よりも多く減少する傾向にあり,間隙水の曲率も減少することが明らかとなった.初期飽和度が低い場合,サクションは不飽和砂のせん断剛性とせん断強度を効果的に高めると考えられる.非排水条件でせん断すると,排水条件に比べてより多くの液架橋が減少し,間隙水の曲率も減少するため,サクションの効果が発揮されず,結果としてピーク応力と残留応力は排水条件よりも低くなる.初期飽和度が高い場合,間隙水の連続性が低い状態に比べせん断剛性やせん断強度に対するサクションの効果が小さいため,ピーク応力まではサクションが巨視的応答へ及ぼす影響は排水条件と非排水条件で差がなく,両条件におけるピーク応力に差が生じない.一方,非排水条件では液架橋の数も間隙水の曲率も排水条件に比べて減少するため,サクションがせん断剛性やせん断強度へ及ぼす影響が小さくなり,残留応力の低下につながる.このように,間隙水のミクロな特性が不飽和土のマクロな応答へ影響を与えることが本研究により明らかとなった.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は,不飽和土のミクロ構造変化の解明に主眼を置き研究に取り組んだ.具体的には,粒度調整した珪砂を使用した排気ー排水,非排水条件不飽和砂三軸圧縮試験ならびにX線CT撮影を実施し,データの蓄積を行った.これらと並行して,本研究の核となるCT画像解析手法の確立を目指し,手法の提案から実装,妥当性の検証まで取り組んだ.実験に関しては,当初は初期飽和度を数パターンに変える予定だったが,供試体の不飽和化に想定より時間を要したため2パターンに留まった.しかし,排水条件や初期飽和度が異なる場合の不飽和砂の応力レベルの差異等を確認でき,目的は概ね達成できたと考える.画像解析に関しては,計画以上に進捗した.当初は,水の曲率解析と土粒子の接触点解析の確立を目標とした.前者は,当初予定していた曲率が既知のガラスビーズを用いる方法ではなく,数値計算で仮想的な真球画像を作成し曲率解析を適用した結果,物体の曲率を議論する手法として妥当なことがわかった.後者は,既知の接触点数,粒子の配位数を持つ仮想的な球充填構造を対象に解析を行った.その結果,既知の量と解析結果が調和し,接触点を評価する手法の妥当性を確認した.一方,変形前後の画像から変位場を測定する画像相関法の解析精度を向上する補正アルゴリズムや,土粒子間1つ1つの間隙を抽出しポアスケールの含水量分布を評価する画像解析手法の確立も並行して取り組み,手法の構想から妥当性の検証まで完了した.これらの成果の一部は学術雑誌や多数の国際会議で発表した.これまで知り得なかった不飽和土の特性をミクロな視点から詳らかにした上,マクロな力学挙動との関係性に言及した点は当該分野の発展に寄与する学術的意義のある知見と考える.新たに提案した画像解析手法を保水状態や密度分布が異なる土の画像に適用すれば,水分特性の変化や密度依存性についてさらなる成果が見込める.本研究課題の目的は,不飽和土のミクロ構造変化の解明と,マクロな強度評価方法の確立である.以下,現在までの進捗状況を示す.後者のマクロな強度評価方法の確立では,実現場で使用される土を対象に三軸圧縮試験を実施し,強度・変形特性を調べる.H29年度のうちに本試験まで数ケース実施することを想定していたが,実施には至らなかった.しかしながら,実験条件の決定と予備実験は終えており,実験を重ねデータを蓄積していくことで最終目的は達成できると考える.前者のミクロ構造変化の解明では,実験データの蓄積と画像解析手法の確立を軸に研究を遂行した.実験に関しては,排気ー排水条件,非排水条件をベースに,試験体の初期飽和度を様々なパターンで変えて実験データを蓄積する予定だったが,不飽和化に想定より時間を要したため2パターンのみに留まった.しかしながら,排水条件や初期飽和度が異なる場合の不飽和砂の応力レベルの差異等を確認でき,目的は概ね達成できたと考える.画像解析に関しては,計画以上に進捗した.当初は,水の曲率解析と土粒子の接触点解析の確立を目標とした.前者は,当初予定していた曲率が既知のガラスビーズを用いる方法ではなく,数値計算で仮想的な真球画像を作成し曲率解析を適用した結果,物体の曲率を議論する手法として妥当なことがわかった.後者は,既知の接触点数,粒子の配位数を持つ仮想的な球充填構造を対象に解析を行った.その結果,既知の量と解析結果が調和し,接触点を評価する手法の妥当性を確認した.

一方,変形前後の画像から変位場を測定する画像相関法の解析精度を向上する補正アルゴリズムや,土粒子間1つ1つの間隙を抽出しポアスケールの含水量分布を評価する画像解析手法の確立も並行して取り組み,手法の構想から妥当性の検証まで完了した.以上が現在までの進捗状況であり,計画以上の成果が得られたと判断できる.本研究では,排気-排水,排気-非排水条件の不飽和砂三軸圧縮試験を実施し,初期飽和度の異なる供試体を作製し各条件下での変形・破壊挙動の違いを調べた.また, X線CTとCT画像解析を適用し,特にせん断帯を含む局所領域における間隙水の微視的特性を調べることで,砂のマクロな挙動とミクロ構造変化との関係の解明を試みた.CT画像解析を行った結果,排水条件によらず,限界状態における局所的な間隙比は同じになること,初期飽和度が同じであれば局所的な飽和度もほぼ同じになること,液架橋の数はせん断中に減少傾向を示すこと,液架橋の数が減ることが明らかとなった.一方,非排水条件では,液架橋の数が排水条件よりも多く減少する傾向にあり,間隙水の曲率も減少することが明らかとなった.初期飽和度が低い場合,サクションは不飽和砂のせん断剛性とせん断強度を効果的に高めると考えられる.非排水条件でせん断すると,排水条件に比べてより多くの液架橋が減少し,間隙水の曲率も減少するため,サクションの効果が発揮されず,結果としてピーク応力と残留応力は排水条件よりも低くなる.初期飽和度が高い場合,間隙水の連続性が低い状態に比べせん断剛性やせん断強度に対するサクションの効果が小さいため,ピーク応力まではサクションが巨視的応答へ及ぼす影響は排水条件と非排水条件で差がなく,両条件におけるピーク応力に差が生じない.一方,非排水条件では液架橋の数も間隙水の曲率も排水条件に比べて減少するため,サクションがせん断剛性やせん断強度へ及ぼす影響が小さくなり,残留応力の低下につながる.このように,間隙水のミクロな特性が不飽和土のマクロな応答へ影響を与えることが本研究により明らかとなった.これまでの検討で,当初予定していた排水条件,非排水条件における不飽和砂のミクロ構造変化の違いは明らかにすることができた.今後は,実際の盛土や堤防に用いられる土を対象に同様の条件で三軸圧縮試験を行い,強度評価をしていく.実験試料は,堤防の改修に用いられ,本研究機関でも実験データがある程度蓄積されている淀川堤防砂を使用する.サクションの制御方法は,水頭型吸引法ではなく,空気圧と水圧を両方与えるAxis translation法を採用し,より大きなサクションを供試体に与えて強度評価を行う.排水,非排水条件の三軸圧縮試験において,与えるサクションを数パターン変えることで,巨視的なサクションおよび排水条件の違いがマクロな強度変化に及ぼす影響について検討する.変形中の体積変化については,これまで通りX線CTを用いた精緻な計測を行う.淀川堤防砂を用いた三軸圧縮試験を実施することで,強度変化,体積変化,せん断強度および破壊基準が明らかとなる.これらのマクロな力学挙動に対して,珪砂を対象に得られたミクロ構造変化がどのような効果を発揮し,寄与しているのかを考察する.これにより,マクロな挙動とミクロな挙動のリンクが明白となり,各排水条件およびサクション下における強度発現メカニズムに物理的背景が与えられる.これにより,堤防や盛土等の強度評価を行う際,どのような条件を採用して試験を実施するかの基準を明確にしていく.博士論文では,これらの内容をまとめ,学術雑誌にも投稿することを計画している.当初は従来の土の破壊基準にミクロな特性から得られるパラメータを導入し,新たな破壊基準を定義することを予定していた.
児童の神経症と心理社会的問題における年齢・発達と親の養育態度の関連

1.対象と方法:東北地方の総合病院の小児看護外来で,神経症圏内の児童とその親に対して,受診初期に実施している心理尺度による検査の過去16年間のデータを統計的に分析した。対象者は小学1から6年生の児童78名(男子33名,女子45名)とその親である。2.学年区分と性別による比較(1)児童からみた親の養育態度は,父親では[期待][心配],母親では[盲従]が4から6年生より1から3年生でみられた。男児では,母親の養育態度[非難][厳格][心配]が3から4年生より5から6年生でみられた。(2)男児では,母親の特性不安が3から4年生より5から6年生で高かった。女児では,父親の状態不安と特性不安が3から4年生より1から2年生で高かった。3.親の養育態度と親と児童の不安の関連(1)父親の状態不安が高いほど,父親の養育態度[非難][期待],児童からみた父親の養育態度[非難]が強かった。母親の状態不安が高いほど母親の養育態度[非難]が強く,母親の特性不安が高いほど母親の養育態度[不満][心配][矛盾]が強かった。また,父親の養育態度[非難]と児童からみた父親の養育態度[非難],児童からみた母親の養育態度[矛盾]が強いほど,児童の状態不安が高かった。父親の養育態度[不一致]と児童からみた母親の養育態度[盲従]が強いほど,児童の特性不安が高かった。このことより,親の不安が養育態度にあらわれ,それを強く感じて児童が不安になると考えられる。また,児童と親の養育態度に関連がみられない項目があったことから,親と児童の養育態度の評価に違いがあることが分かった。以上より,神経症圏内の児童の学年区分による親の養育態度と不安の関連が明らかになった。
健康学習の評価指標の開発-その信頼性・妥当性の検討-

健康学習の評価指標となる「主体的な健康管理能力」尺度開発のため、東京都文京区の4079歳の地域住民399名を対象に、2段階無作為抽出による調査を実施した。その結果、271名(67.9%)から回答があり、「主体的な健康管理能力」の中心概念であり、研究代表者が開発した「批判的思考能力」尺度について、以下の結果を得た。第1に、信頼性係数による分析の結果、予備調査の時とは異なり、15項目からなる尺度の信頼性が最も高かった(α=.839)。第2に、実際の尺度得点は、最小29、最大85、平均±標準偏差が54.9±9.7であったが、この尺度得点は、性、年齢との関連を認めず、高学歴ほど(p=.005)、そして職についているほど(p=.035)高いことから、この尺度の妥当性が支持されたものと考えられた。一方、糖尿病患者における「主体的な健康管理能力」の形成には、情緒的適応、自己効力感、社会的支援が重要な役割を果たしているものと考えられたので、某大学医学部附属病院の糖尿病外来受診患者を対象に、外来受診時の待ち時間を利用し、自己記入式の調査票による調査を行い、これらの概念と、「主体的な健康管理能力」の結果を示す食事療法と運動療法の実施状況の関係を、新たな尺度を開発しつつ検討した。その結果、自己効力感が食事療法や運動療法の実施状況に最も大きな影響を与えていることが明らかとなった。主体的な健康管理能力形成への援助を目的とする健康学習の結果評価の指標を尺度として開発するため、糖尿病患者を念頭に、(1)構成概念の明確化、(2)development sampleでの調査を実施した。結果は以下のとおり。1.糖尿病患者における主体的な健康管理能力の形成には、情緒的適応、自己効力感、社会的支援が重要な役割を果たしている可能性が、文献的検討より明らかになった。これらの構成概念は既に幅広く用いられているので、既存文献よりそれぞれを潜在変数とする尺度を選び出した。また、主体的な健康管理能力は、食事療法や運動療法の実施状況から把握できないかと考え、これらの構成概念を測定する複数の尺度より、本研究のためのitem-poolを作成した。2.本研究では、某大学医学部附属病院の糖尿病外来受診患者をdevelopment sampleと考え、外来受診時の待ち時間を利用し、自己記入式の調査票による尺度の検討を行った。その結果、178名から有効回答を得て、食事の実施状況については、8itemsで信頼性係数α=0.84、運動療法については、4itemsで信頼性係数α=0.87の尺度を得ることができた。同時に調査した、情緒的適応、自己効力感、社会的支援などとの関係は、現在解析中である。一方、東京都文京区民を対象に実施した予備調査の結果の解析も引き続き進めており、平成10年度には、その結果もあわせてまとめる予定である。その結果、271名(67.9%)から回答があり、「主体的な健康管理能力」の中心概念であり、研究代表者が開発した「批判的思考能力」尺度について、予備調査との比較において、以下の結果を得た。1.尺度項目については、予備調査との比較において、「人の考えに流されやすいほうである」などのように回答が安定している項目と、「ニュースやドキュメンタリー番組は事実を伝えてくれるものである」などのように、回答がやや不安定な項目のあることが明らかとなった。2.信頼性係数による分析の結果、予備調査の時とは異なり、15項目からなる尺度の信頼性が最も高かった(α=.839)。

また、予備調査の時と同様に9項目で尺度を構成するとその信頼性はα=.819となるが、尺度項目からは、「ニュースやドキュメンタリー番組は事実を伝えてくれるものである」「縁起をかつぎやすい」がはずれ、「ひとつの考えにとらわれやすい」「上司や目上の人のいうことは素直にきいたほうがよい」が加わる結果となった。なお、予備調査で得た9項目での尺度の信頼性はα=.794となった。3. 15項目で構成された尺度得点の範囲は1590で、高得点ほど「批判的思考能力」が高いことを示すが、実際の尺度得点は、最小29、最大85、平均±標準偏差が54.9±9.7であったこの尺度得点は、性、年齢との関連は認められなかったが、高学歴ほど(p=.005)、そして職についているほど(p=.035)高く、この尺度の妥当性が支持された。
ケブラー型トロポノイド液晶ポリマーの合成

防弾チョッキなどに使用されているケブラー遷移で代表されるように,主鎖型液晶ポリマーは高性能材料として実用化されている。また,測鎖型液晶ポリマーは高機能性材料としてアゾベンゼン誘導体の記録材料としての検討が盛んに行われている。本研究では、トロポノイドを中心コアにするケブラー型新規トロポノイド液晶ポリマーや液晶ポリマーを目指した新規モノマー液晶などを合成することを目的とした。極性構造の寄与の大きなトロポン環にアルコキシ鎖などの非極性基を導入すると,ミクロ相分離を起こすことと,トロポン環の双極子モーメントを打ち消すように分子がhead-to-tail型で配列するためにスメクチック相を優先的に発現する。このことに着目していくつかのトロポノイド液晶化合物を合成し、対応するベンゼノイドより液晶性に優れていることを見出している、先ず,トロポノイドツイン型2量体を合成し,対応するベンゼノイドより優れていることを明らかにした。続いて,トロポノイドが液晶ポリマーのコアに成り得るかを調べた。5-ヒドロキシトロポロンと塩化アルカンジオイルから合成した単環性トロポノイドポリマーは,ネマチック相を発現したが,対応するベンゼノイドは非液晶であった。分子量分布の広いトロポノイドオリゴマーを分取して,分子量分布を狭くすると,液晶性が消失した。低分子量オリゴマーの存在が,液晶性の誘起に繋がったと解釈した。次に,ツイン型2環性オリゴマーの場合は非液晶であったが,分子量分布をある程度揃えると,液晶性が発現した。現在,3環性オリゴマーを合成している。また,5-アミノトロポロンや2,5-ジアミノトロポンをコアにしたモノマー及びポリマー液晶を合成し、液晶相が発現することを確認している。1973年,Du Pont社から市場に出されたケブラー(Kevlar)繊維は,ポリ-p-フェニレンフタルアミド(PPTA)で,ナイロンや同重量の鋼線の数倍の引張りに強く,防弾チュッキにも用いちれているリオトロピック液晶である。本研究では,トロポノイドを中心コアにするケブラー型新規トロポノイドポリマー液晶やポリマー液晶を目指した新規モノマー液晶などを合成することが目的である。極性構造の寄与の大きなトロポン環にアルコキシ鎖などの非極性基を導入すると,ミクロ相分離を起すことと,トロポン環の双極子モーメントを打ち消すように分子がhead-to-tail型で配列するためにスメクチック相を優先的に発現する。このことに着目していくつかのトロポノイド液晶化合物を合成し,対応するベンゼノイドより液晶性に優れていることを見い出している。特に,トロポノイドは単環でも液晶性を示したが,対応するベンゼノイドは非液晶で,顕著な相違点を示した。このようなモノマー液晶で得た知見を基に,トロポノイドポリマー液晶の合成へ展開する。先ず,トロポノイドがポリマー液晶のコアになり得るかを調べた。5-ヒドロキシトロポロンと塩化アルカンジオイルから合成した単環性トロポノイドポリマーはネマチック相を発現したが,対応するベンゼノイドはポリマーでも非液晶であった。分子量分布の広いトロポノイドオリゴマーを分取して,分子量分布の狭いオリゴマーにすると,液晶性が消失した。現在,3環性オリゴマーの合成や5-アミノトロポロンや2,5-ジアミノトロポンをコアにしたモノマー及びポリマー液晶を合成している。
北太平洋熱帯サンゴ礁海域に棲息する無脊椎動物の生理・生態と化学成分の調査研究

本研究課題は、熱帯サンゴ礁に棲息する海洋生物の生理・生態と化学成分について調査することが目的である.これまでの研究により、海綿から、細胞増殖阻害活性を示す新規化合物、がん抑制遺伝子産物p53の作用を増強することが期待される化合物、および、プロテアソームの作用を阻害する化合物などを発見することができた.今後、さらに生物活性物質の探索を続ける予定である.本研究課題は、熱帯サンゴ礁に棲息する海洋生物の生理・生態と化学成分について調査することが目的である.これまでの研究により、海綿から、細胞増殖阻害活性を示す新規化合物、がん抑制遺伝子産物p53の作用を増強することが期待される化合物、および、プロテアソームの作用を阻害する化合物などを発見することができた.今後、さらに生物活性物質の探索を続ける予定である.2006年度は、9月と12月の2回、インドネシアの北スラウエシ州において、海洋無脊椎生物の採集と生物からの真菌の単離を行った。1回目は、2006年8月31日9月9日の日程で、日本側のメンバーとして、研究代表者塚本佐知子(金沢大学)、研究分担者浪越通夫(東北薬科大学)に加えて、鵜飼和代(東北薬科大学)、小林久芳(東京大学)、Megie Melanie Kapojos(東北薬科大学)、インドネシア側から、サムラトランギ大学のRemy E.P.Mangindaan、Hengky Manoppoが調査研究に加わった。その際、海綿やホヤなどの無脊椎動物を41種類採集し、真菌は412種類単離した。無脊椎動物は、少量をEtOH抽出しスクリーニングを行った。スクリーニングは、抗菌、細胞毒性、細胞周期阻害、神経突起伸展、p53-Hdm2結合阻害、Ubc13-Uev1A結合阻害について調べた。そのうち、黄色の海綿(コード番号06M024)からは、細胞毒性を有する新規イミダゾールアルカロイドを2個単離し構造決定した。現在、その成果を報告する論文を投稿中である。また、2007年3月に富山で行われる日本薬学会においても、その成果を発表する予定である。単位した真菌は、現在、東北薬科大学において培養を行っているが、サンプルができ次第、金沢大学においてスクリーニングを行う予定である。2回目は、2006年12月15日12月24日の日程で、日本側のメンバーとして、研究代表者塚本佐知子(金沢大学)、小林久芳(東京大学)、Megie Melanie Kapojos(東北薬科大学)、インドネシア側から、サムラトランギ大学のRemy E.P.Mangindaan、Hengky Manoppoが調査研究に加わった。海綿やホヤなどの無脊椎動物を139種類採集した。前回、多くの真菌を単離したので、今回は、真菌の単離は行わなかった。今後、スクリーニングを行い、活性物質の精製を行う。2007年度は、インドネシアの北スラウエシ州において、2回の調査研究を行った。1回目は、2007年8月31日9月11日の日程で海洋無脊椎生物の採集と生物からの真菌の単離を行った。日本側のメンバーは、塚本佐知子(金沢大学)、研究分担者浪越通夫(東北薬科大学)に加えて、鵜飼和代(東北薬科大学)、小林久芳(東京大学)、加藤光(金沢大学)、川畑哲郎(金沢大学)、Megie Melanie Kapojos(東北薬科大学)、インドネシア側から、サムラトランギ大学のRemy E. P. Mangindaan、Hengky Rotinsuluが調査研究に加わった。海綿やホヤなどの無脊椎動物を96種類採集した。また、採集した78種類の生物から、合計300種類の菌を単離した、今後、スクリーニングを行う予定である。2回目は、2007年12月16日12月25日の日程で、日本側のメンバーとして、研究代表者塚本佐知子、浪越通夫、鵜飼和代、インドネシア側から、サムラトランギ大学のRemy E. P. Mangindaan、Hengky Rotinsuluが調査研究に加わり、海綿やホヤなどの無脊椎動物を263種類採集した。今後、スクリーニングを行う予定である。また、2006年度に採集したサンプルのうち、スクリーニングを行っていなかったものについてもスクリーニングを行った。交付申請書に記載した内容について、ほぼ計画通りに研究を行った。一方、2006年9月に採集したLeucetta microrhaphisから、Ubc13-UevlA結合阻害、および、プロテアソーム阻害活性を示す活性が認められたので、精製を行い、以前、抗菌物質として報告されていたleucettamol Aを得た。この成果については、現在、論文を投稿中である。また、2008年3月に横浜で行われた日本薬学会においても、成果報告を行った。インドネシアの北スラウエシ州において、2008年9月14日23日の日程で海洋無脊椎生物の採集と生物からの真菌の単離を行った。日本側のメンバーは、塚本佐知子(千葉大学)、浪越通夫(東北薬科大学)に加えて、鵜飼和代(東北薬科大学)、小林久芳(東京大学)、インドネシア側から、サムラトランギ大学のRemy E. P. Hangindaan、Hengky Rotinsuluが調査研究に加わった。そして、海綿やホヤなどの無脊椎動物を225種類採集した。また、別途、菌単離を目的として採集した155種類の生物から、合計122種類の菌を単離した。

無脊椎動物は、採集後、直ちにEtOH漬けにし、順次、サムラトランギ大学においてEtOH抽出している。ある程度の数がまとまった段階で、日本に輸送する予定である。無脊椎動物の抽出液、および、菌の培養液がそろいしだい、スクリーニングを行う予定である。一方、2006年9月に採集したLeucetta microrhaphisから、Ubc13-Uev1A結合阻害物質としてleucettamol Aを得た。この成果については、論文がBioorg. Med. Chen. Lett.に掲載された。また、この成果を2008年2月にアメリカで開催されたGordon Research Conference(Marine Natural Products)において発表したこときっかけとして、スクリプス研究所のMolinsli教授との共同研究により、leucettamol Aの絶対配置を決定することができた。その成果は、J. Nat. Prod.に掲載された。また、2006年12月にマンテハゲ島で採集した海綿Aaptos suberitoidesから、プロテアソームのキモトリプシン様作用を阻害する物質としてaaptamine関連化合物を単離した。その成果は、2009年3月に日本薬学会において発表した。
ナノ構造体を用いたピコワット熱量センサ

VOxの加工方法を確立し,実際にVOxの任意形状機械振動子を作製し,その共振周波数温度係数(TCRF)とQ値を評価した(-1308ppm/K,約500程度).高感度化に重要な高いTCRFを得るために,Si薄膜による両もち梁の共振熱センサを有するチップ型計測デバイスを作製し,評価した(TCRF:1900ppm/K,熱分解:79uK&1.90nW).単一褐色脂肪細胞の熱計測にも成功した.また,VOxサーミスタによる熱計測デバイスも作製し,評価した(熱分解能:0.3mK/√Hz).グルコースとコレステロールによる発熱反応の検知に成功し,各々の濃度分解能は各々30,15uM/√Hzであった.本研究の目的はピコワット(p(10e-12)W)の熱分解を持つ超高感度熱計測デバイスの開発である.27年度の研究実施計画は,(1)ナノ材料を用いたセンサ(酸化バナジウム(以下VOx)の加工技術・方法の確立とVOx共振型熱センサの反応温度範囲の広帯域化)および(2)試料-センサ間熱伝導効率の改善であった.(1)に関して,VOxの機械振動子の作製を行った.酸素雰囲気かつ高温(400°C)化におけるバナジウム(V)の反応性スパッタリングによりVOxを成膜し,フォトリソグラフィとCF4によるプラズマエッチングによるVOxのパターニング,VOxに対してダメージフリーである犠牲層エッチング(SiO2:蒸気HFエッチング,もしくはAu:ヨウ素系エッチャント)といった微細加工による任意形状VOxの機械振動子の作製方法を確立した.作製したVOx振動子の共振周波数温度係数を計測したところ,-1400ppm/Kという値を得た.これは報告されているVO2ナノワイヤ機械振動子の5000ppm/Kに対すると小さい値ではあるももの,MEMS分野で頻繁に用いられるSiの-35ppm/Kと比較すると40倍ほど大きい値である.ただし,Q値は500600程度と,Siの値より大幅に小さいため,機械振動子としての特性を高めるにはQ値の改善が必要である.(2)に関して,熱センサ周辺の熱損失のFEM解析を行った.Siにナノパターンを施す等して面内方向の熱損失の改善を試みたが,大きな改善は見られなかった.つまり,熱損失は面外方向が主で,面内方向の影響は少ないことがわかった.また,機械振動子だけでなく,VOxによる微小サーミスタによる熱センサも作製し,それをマイクロ流体チップ内に組み込み,人の血中濃度に相当するグルコースやコレステロールの検知に成功した.VOx機械振動子デバイスにおいて,今年度の計画は作製プロセスの確立と広温度帯域で共振周波数温度係数が大きいVOx成膜手法の検討であった,前者は計画通り,後者は当初の構想と異なる形ではあるが,スパッタリング製膜時の酸素濃度や温度の条件を整えることで一度の成膜で広温度帯域における共振周波数変化を有するVOx薄膜の成膜に成功した.さらに次年度に計画していた作製したVOx振動子の評価も前倒しして今年度内に行い,種々の改善点を見出した.また,もう一つのアプローチとしてVOxによる微小サーミスタによる熱センサも行い,グルコースやコレステロールの検知に成功している.これらは初期の研究計画にはなかったが,VOxの電気抵抗値温度依存性が大きいことに着目した.実際に作製した薄膜デバイスのそれを評価したところ,-1.34%/Kであった.この値はサーミスタとして一般的に用いられるPtより3倍大きく,高感度熱量センサの材料として非常に期待の持てる材料であることを示した.熱量センサの材料としての評価だけでなく,実際にマイクロ流体チップデバイス内にVOx微小サーミスタを組み込み,応用例として生体分子検出を行った.以上の評価より,現在の達成度を「当初の計画以上に進展している」とした.本研究の目的はピコワット(pW)の熱分解能を持つ高感度熱計測デバイスの開発である.本年度は,1.前年度の成果である酸化バナジウム(VOx)による共振型熱センサのマイクロ流体チップへの組み込み,2. VOxサーミスタによる生体分子の熱計測を主に行った.1.共振型熱センサのマイクロ流体チップへの組み込み:検証した結果,通常の微細加工技術ではVOx振動子のマイクロ流体チップへの組み込みは非常に難しいことがわかった.そこで,高感度化に重要な高い共振周波数温度係数(TCRF)を得ることを軸に,シリコン(Si)薄膜による両もち梁型の共振型熱センサに着目した.両もち梁型のTCRFは熱応力による影響のため大きくなることが理論的にわかってた.実際にそれを作製してTCRFを評価したところ,-1900ppm/Kを得た(ただし,振動子のサイズによる).熱機械ノイズを基にした熱分解は79uK,1.90nWであった.この薄膜Si振動子をマイクロ流体チップへ組み込み,単一褐色脂肪細胞の熱計測に成功した.2. VOxサーミスタによる生体分子の熱計測:作製したVOxサーミスタ熱計測デバイスの熱分解能を評価すると,0.3mK/√Hzであった.また,酵素反応発熱を介したグルコースとコレステロールの検知を行ったところ,ともに濃度に比例した出力信号を得,血液中のグルコース(5.0-10 mM)はもちろん,尿中のそれ(0.11-1.1 mM)を十分に検知できる能力を有することがわかった.