hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト血球をモデルにした過酸化反応の解析および坑酸化酵素の動態について

1.ヒト赤血球溶血を指標とした酸化障害解析のモデル系ヒト赤血球を界面活性剤添加緩衝液に浮遊させ,触媒を用いて溶血を惹起させるモデル系を確立した.坑酸化酵素であるスーパーオキサイドディスムターゼやカタラーゼの阻害剤で処理した赤血球はより脆弱であることから,スーパーオキサイドと過酸化水素から生成される活性酸素種が原因物質と推定された.本溶血系は血清蛋白の添加により阻害されることから,血清の坑酸化能を,また病的赤血球の溶血パターンから赤血球の酸化剤に対する抵抗性を,それぞれ検索することが可能であり,臨床的にも大いに利用できる.2.慢性腎不全患者の未梢血好中球の過酸化水素産生能と貪食能同症患者は細菌に対して易感染性を示すことが多い.患者の未梢血好中球の過酸化水素産生能と貪食能をフローサイトメトリーを用いて検索したところ,透析前には共に低下し,透析により正常値に回復,また透析前に低下というサイクルを示した.この異常は好中球自体に在るのではなく阻害的に作用する血清中の阻害因子によるものと考えられた.3.全血による好中球貪食能と過酸化水素産生能の同時測定法.従来好中球諸機能を検査するには,多量の血液から好中球を分離する必要があったが,本法により少量の血液(100μl)で好中球の酸素代謝能の測定がさらに容易となった.4.新生児好中球走化能・付着能におけるFc受容体表現の異質性新生児好中球と成人好中球をそれぞれ2つの亜群に分類し,上記機能をしらべたところ差が見られ,この差が新生児の細菌に対する易感染性の一因となるものと考えられた.本法を用いてそれぞれの亜群の酸素代謝能を検索する予定である.1.ヒト赤血球溶血を指標とした酸化障害解析のモデル系ヒト赤血球を界面活性剤添加緩衝液に浮遊させ,触媒を用いて溶血を惹起させるモデル系を確立した.坑酸化酵素であるスーパーオキサイドディスムターゼやカタラーゼの阻害剤で処理した赤血球はより脆弱であることから,スーパーオキサイドと過酸化水素から生成される活性酸素種が原因物質と推定された.本溶血系は血清蛋白の添加により阻害されることから,血清の坑酸化能を,また病的赤血球の溶血パターンから赤血球の酸化剤に対する抵抗性を,それぞれ検索することが可能であり,臨床的にも大いに利用できる.2.慢性腎不全患者の未梢血好中球の過酸化水素産生能と貪食能同症患者は細菌に対して易感染性を示すことが多い.患者の未梢血好中球の過酸化水素産生能と貪食能をフローサイトメトリーを用いて検索したところ,透析前には共に低下し,透析により正常値に回復,また透析前に低下というサイクルを示した.この異常は好中球自体に在るのではなく阻害的に作用する血清中の阻害因子によるものと考えられた.3.全血による好中球貪食能と過酸化水素産生能の同時測定法.従来好中球諸機能を検査するには,多量の血液から好中球を分離する必要があったが,本法により少量の血液(100μl)で好中球の酸素代謝能の測定がさらに容易となった.4.新生児好中球走化能・付着能におけるFc受容体表現の異質性新生児好中球と成人好中球をそれぞれ2つの亜群に分類し,上記機能をしらべたところ差が見られ,この差が新生児の細菌に対する易感染性の一因となるものと考えられた.本法を用いてそれぞれの亜群の酸素代謝能を検索する予定である.1.ヒト赤血球溶血を指標とした酸化障害解析のモデル系の確立。ヒト赤血球を、それ自体では溶血を惹起しない程度に希釈した界面活性剤を含むクエン酸緩衝液加生理食塩水に浮遊させ、触媒として硫酸アンモニウム第1鉄を添加した溶血系を作成した。本反応液を37°Cに孵置すると、2030分後に溶血が始まり、その後速やかに進行して、60分でほぼ完了した。時間と溶血との関係はS字状の曲線を示した。反応液を最初から氷水中に孵置すれば60分後でも溶血はみられないが、37°Cで20分孵置後氷水中に移し、その後60分まで静置すれば、20分で溶血陰性であっても、かなりの程度の溶血が認められた。この事実は、肉眼的に溶血が明らかになる前から膜の障害が進行していることを示唆するものである。ついで抗酸化剤であるヒスチジンを0時間で本反応系に添加したところ溶血は完全に抑制されたが、37°Cで反応開始5分後に添加し60分まで孵置した場合には阻止効果は認められなかった。つまり抗酸化剤は膜障害の極めて初期にのみ作用するものと考えられた。血清蛋白にも溶血阻止効果があり、本反応系により各種病態の血清抗酸化能および血球の酸化障害に対する脆弱性をさぐることも可能となる。その方面の検索を今後の計画として発展させたい。2.慢性腎不全患者の末梢血好中球の酸素代謝と貧食能慢性腎不全患者は易感染性を呈することが多いが、起炎菌は大部分カタラーゼ陽性・過酸化水素非生産菌である。この関連性に注目し、本症患者の食細胞機能と透析について検討した。食細胞代謝物質の一種であるPMAの刺激による過酸化水素産生能および異物貧食能を指標としたところ、患者血球機能は透析前には低下していたが、透析後には正常に復した。

白血球機能の低下と腎機能の低下の程度とはは相関し、透析により除去可能な血清因子が食細胞代謝を阻害するものと考えられた。1.ヒト赤血球溶血を指標とした酸化障害解析のモデル系ヒト赤血球を,それ自体では溶血を惹起しない程度に希釈した界面活性剤を含む炭酸緩衝液加生理食塩水に浮遊させ,触媒としてニトリロ三酢酸ナトリウムを用いて溶血をおこさせる素を確立した.本反応液を37°Cに孵置すると10分後に溶血が始まり,その後速やかに進行して, 60分で完了した.孵置時間と溶血との関係はS字状の曲線を示した.溶血度と触媒量との関係も同様にゆるやかなS字状を示した.抗酸化酵素である.スーパーオキサイドディスムターゼ(SOD)やカタラーゼの阻害剤で処理した赤血球は対照に比較しそれぞれ溶血度が亢進し,共に阻害した赤血球は単独阻害赤血球よりもより高い溶血を示し,スーパーオキサイド,過酸化水素両者から生成される活性酸素種が原因物質として推定された.本溶血系は血清蛋白の添加により阻害されることから,血清の抗酸化能を,また病的赤血球の溶血パターンから赤血球の酸化剤に対する脆弱性を,それぞれ検索することが可能であり,臨床的応用には今後大いに期待できる.本研究の前半部分は現在投稿準備中である.2.慢性腎不全患者の末梢血好中球の過酸化水素産生能と貪食能慢性腎不全患者は細菌に対して易感染性を呈することが多いが,起炎菌は大部カタラーゼ陽性・過酸化水素非産生菌である.この関連性に注目し,本症患者の食細胞機能をさらに検討した.3.全血による顆粒球貪食能と過酸化水素産生能の簡便な同時測定法を開発した.本法により少量の血液で白血球の酸化反応がさらに容易となった.4.ヒト好中球を2つの亜群に分類し,それぞれの群で各機能を検討した.本研究により好中球の酸素代謝動態がより詳細に解明されるものと期待される.
ゼブラフィッシュ初期胚における頭部領域の決定機構

中枢神経系の前後軸形成における周縁部中胚葉の役割昨年度以降我々は、オ-ガナイザー活性を持つ種々の組織をゼブラフィッシュ初期胚に移植して、誘導されてくる神経組織のパターンと誘導源の位置との関係を調べるている。そして、ゼブラフィッシュ胚における神経組織の前後軸形成は、胚盾(魚のオ-ガナイザー)や背側中胚葉からのシグナルとは別の組織からの後方化シグナルによって決まっていることを見いだした。本年度では、この後方化シグナルが胚盤周縁の中胚葉(lateral to ventral mesoderm)に由来することを細胞移植及びdominant negative FGF receptorの過剰発現による中胚葉形成阻害の実験で明らかにした。これらの実験結果を踏まえて、ゼブラフィッシュにおける神経誘導モデルを提案した。このモデルでは、神経系の前後軸形成は、オ-ガナイザーを含めた中軸中胚葉から分泌される一般的な神経誘導因子(Chordinなど)と、胚盤周縁の中胚葉(non-axial mesoderm)からの後方化シグナルの組み合せで起こっている。後方化シグナルは腹側も含めて存在し、隣接する外胚葉(epiblast)の神経誘導因子に対する応答能(competence)を変えるが神経誘導能はないと予想される。従って、同じ神経誘導因子に対して、胚盤周縁に近いepiblastでは後方化シグナルを受けているために、後方の神経マーカー(hoxa-1など)を発現し、後方化シグナルが発達しない動物極周囲のepiblastでは前方の神経マーカー(otx2など)を発現することになる。このモデルは、従来の中軸中胚葉を中心とした神経誘導モデルに修正を迫るものである。
フゴッペ洞窟・岩面刻画の美術史的研究

北海道余市町にあるフゴッペ洞窟の岩面刻画は,我が国でもまれな本格的な先史美術遺跡でありながら,これまで美術史的に調査・研究されてこなかった。本研究では,まず,作品のありうる岩面の写真を撮り,その後の調査に備えた。直接的な描き起こしは岩面の脆い状態から断念せざるをえず,写真を台帳に間接的な描き起こしを行い,同時に詳細な観察を行った。その結果,1970年に出版された考古学的報告書に添付されている作品図面を相当程度修正することになった。美術史的調査においては,各研究者により作成された図面が研究の出発点になるが,今回新たに作成した図面は今後の研究の基礎となるものである。ただし,当初研究の目標に掲げた,制作年代の決定や作者の問題などは,考察すべき資料が多くあり,今後の課題とせざるをえなかった。一方,考古学的調査時に作成された岩面刻画の石膏型という世界的にも貴重な資料が,北海道開拓記念館に所蔵されており,これについても詳細に研究した。それぞれの石膏型がどの作品に対応するのか,記録文書類が欠如していたため,まず実作品との照合作業から始めたが,ほぼ決定でき,この資料の全貌を明らかにすることができた。しかし,フゴッペ洞窟の現場には,石膏型作成時以来ほとんど風化,損傷していないオリジナルが存在し,原作と複写という2種類のほとんど異ならない資料をどのように扱うかという問題が残った。結局,今後とも原作に即した調査が可能である以上,現地調査により得られた資料を第1次資料とすべきであり,石膏型は調査の対象にはほとんどならないにせよ,研究史上の貴重な資料として位置づけることができるだろう。フゴッペ洞窟の岩面刻画は、予備調査の結果、風化等による損壊が予想以上に進行していた。それゆえ、本年度は、これまでまったく調査されていない北海道開拓記念館所蔵の石膏型を記録分析したうえで、原作との照合作業を行った。その際、1970年刊行の考古学的報告書添付の画像部分の図面も参照したが、その作成者の過剰解釈による不正確な部分も多くあることが判明し、資料評価という点で、困難な問題に直面した。すなわち、本研究の資料としては第一次資料ではあるが既に損壊著しい<原作>と損壊以前の状態をある程度は残している<石膏型>、そして不正確な<報告書図面>の3種類が存在するのであり、それらをどのように評価して、よりありうべき<原資料>を構築してゆくかが大きな課題となるのである。今後とも上記3資料に加えて、現状の写真も分析してゆかなければならない。ところで、石膏型からは原作では確認できない刻画制作技法もある程度は復元可能であり、鋭利な制作画などを詳細に分析することにより、制作時の道具として、金属器の使用も想定すべきではないかと判断するに至った。これは、本研究の目的の一つである刻画全体の制作時期を解明するためにもに重要な問題であり、来年度以降においても綿密に考察しなければならないが、これも、原作以上に発見時の状態をよく残す石膏型という世界的にも貴重な資料を対象とできているためであり、その点が本研究の独自性の一端というべきところである。また、今年度には予定していた文献資料も順調に入手でき、北東アジアの先史岩面画伝統の中で、フゴッペ洞窟をどのように位置付けてゆけるのか、比較研究する基盤も整ってきたといえよう。今年度も前年度に引き続き、北海道余市町のフゴッペ洞窟の現場で作品を実地に調査した上で写真を撮影し、また札幌市の北海道開拓記念館所蔵の石膏型の記録を取った。

新たに北海道開拓記念館に未整理のまま所蔵されている「刻画のある岩石片(オリジナル)」も見ることができ、これでほぼ全資料を網羅的に記録することになった。現在はこれらの資料をデジタル化して互いに照合しやすいようにする作業中で、その結果作品画像を確定することになるが、そのためには前年度からの課題である、石膏型の美術資料としての評価が重要である。石膏型が示す1951年の発掘当初の形態をとるか、あるいは1970年の保護建設時までに相当程度風化している現状を是認するか、2種類の異なった資料を有するフゴッペ洞窟・岩面刻面ならではの問題である。本研究の主目的であるフゴッペ洞窟・岩面刻画の制作年代決定に関しては、まだ確定的な結論に達していないが、従来から出土土器により考古学的に主張されている「続縄文時代後半(紀元後300年400年)」が現在のところ最も有力な仮説であることは認めざるを得ない。その根拠としては、石膏型やオリジナルの刻画のある岩石片にきわめてシャープな制作痕が見いだされ、金属器の使用を想定することが妥当だからである。ただし、刻画制作の伝統も、その制作道具も日本海の対岸からもたらされた可能性も残されており、本研究の最終年度である来年度は、画像の確定とともに、さらに制作状況の検討を行わなければならない。北海道余市町にあるフゴッペ洞窟の岩面刻画は,我が国でもまれな本格的な先史美術遺跡でありながら,これまで美術史的に調査・研究されてこなかった。本研究では,まず,作品のありうる岩面の写真を撮り,その後の調査に備えた。直接的な描き起こしは岩面の脆い状態から断念せざるをえず,写真を台帳に間接的な描き起こしを行い,同時に詳細な観察を行った。その結果,1970年に出版された考古学的報告書に添付されている作品図面を相当程度修正することになった。美術史的調査においては,各研究者により作成された図面が研究の出発点になるが,今回新たに作成した図面は今後の研究の基礎となるものである。ただし,当初研究の目標に掲げた,制作年代の決定や作者の問題などは,考察すべき資料が多くあり,今後の課題とせざるをえなかった。一方,考古学的調査時に作成された岩面刻画の石膏型という世界的にも貴重な資料が,北海道開拓記念館に所蔵されており,これについても詳細に研究した。それぞれの石膏型がどの作品に対応するのか,記録文書類が欠如していたため,まず実作品との照合作業から始めたが,ほぼ決定でき,この資料の全貌を明らかにすることができた。しかし,フゴッペ洞窟の現場には,石膏型作成時以来ほとんど風化,損傷していないオリジナルが存在し,原作と複写という2種類のほとんど異ならない資料をどのように扱うかという問題が残った。結局,今後とも原作に即した調査が可能である以上,現地調査により得られた資料を第1次資料とすべきであり,石膏型は調査の対象にはほとんどならないにせよ,研究史上の貴重な資料として位置づけることができるだろう。
強相関電子系の物性発現におけるサイズ依存性

(1)単量項結晶場効果と近藤効果の競合ある種のウラニウム化合物では,f電子の結晶場単重項が基底状態になっている。本研究では,結晶場単重項と近藤単重項の安定性の競合をスケーリング理論によって調べた。繰り込まれた交換相互作用に対するスケーリングの方程式を数値的に解き,交換相互作用にあるしきい値があり,しきい値以下では結晶場単重項が基底状態になるが,しきい値以上では,繰り込みの過程で交換相互作用が発散することを示した。しきい値付近の交換相互作用の場合には,競合によって新しいエネルギー尺度が生じ,結晶場分裂と近藤温度のどちらよりも非常に小さくなり得ることを指摘した。これらの結果は,国際会議で公表された。(2)銅酸化物系4スピン相互作用の効果を詳細に調べた。そのために,微視的な計算から得られている値(最近接相互作用の1/4程度)だけでなく,4スピン相互作用の種々の大きさに対してラマン・スペクトルと基底状態に及ぼす効果を調べた。これらの結果のあるものは既に和文の報告としてすでに出版され,英文報告は出版論文として掲載可となり,印刷中である。(3)長距離相互作用を持つ1次元超対称t-J模型前年度までに,新しい厳密解が可能なモデルとして超対称t-Jモデルを提出し,いわゆるGutzwiller波動関数が固有関数になっていることを解析的に証明した。また計算物理的手法の新しい展開として,変分モンテカルロ法における揺らぎの欠如を,厳密な励起状態の判定条件に用いた。本年度の研究では,磁化と流れが有限の励起状態を変分モンテカルロ法で広範に調べ,またその結果の分析を解析的な手法を用いて行なった。更に理論の現状をまとめた。これらの成果は,国際会議,英文報告,および総説として公表されている。
金属・誘電体極細ファイバにおける特異な伝搬モードに関する理論的研究

本研究は金属・誘電体極細ファイバにおける1次元光波の伝搬モードについて理論的に調べ、光の回折限界より十分小さな光ビームを形成し、回折拡がり無く伝搬させる方法を見いだすことを目的とする。系として金属コートした光ファイバーの理想的モデルである負誘電体(金属)チューブを考え、その伝送特性(伝搬モードと伝送損失)の解析を行った。本研究で我々が得た新たな結果を以下にまとめる。1. 1次元光波のTMモードとハイブリッドモードについて伝搬モードを求めた。その結果、TMモードでは1次元光波の解が二つのモードに分かれることがわかった。この分離は負誘電体層の厚さに強く依存しており、厚さが真空波長の1/10程度以下になると明確に現れる。また界分布の計算から、これが各界面の表面波の偶、奇結合に対応していることがわかった。奇モードの伝搬定数はコア半径を小さくするとカットオフを持つが、偶モードの伝搬定数は無限に大きくなる。これは負誘電体薄膜および間隙において知られているFanoモードの振る舞いと同様であった。また、ハイブリッドモードの中にも、伝搬定数がコア半径を小さくすると無限に大きくなるものがあることがわかった。2. TMモードのビーム半径について調べた。その結果、偶モードの伝搬定数がコア半径を小さくすると無限に大きくなる性質のために、ビーム半径はコア半径を小さくするにつれていくらでも小さくできることがわかった。このことは光ビームの直径をナノメートルオーダーまで小さく絞ったまま伝送できることを示している。また、金属の損失を考慮して伝送距離を求めた結果、サブμmμ程度の伝送距離があり、長距離伝送はできないもののナノ領域の伝送には十分であることがわかった。以上の結果から、負誘電体チューブはナノメートル径を持つ光の伝送路となることがわかった。
流動のマイクロメカニズム解明のためのPIV計測システムの開発

環境汚染物質の除去装置,化学反応装置,微小重力環境装置,半導体デバイス,バイオテクノロジーなどの分野では,流動現象のマイクロメカニズムが機器の性能を左右する重要な問題となっている.本研究課題では,これをPIV(Particle Image Velocimetry:粒子画像流速測定法)により明らかにすることを目的として,PIVシステムの開発に専念してきた.本研究課題に対する3年間の研究成果は次の3つの項目に分けられる.山本は,デローニ三角分割PTV法(DT-PTV),速度勾配テンソルPTV法(VGT),ならびにFuzzy Logic(FLPTV)を導入したPTV法のアルゴリズム開発を行った.DT-PTVでは従来型アルゴリズムの500倍程度の処理速度を実現し,VGTでは,回転・せん断などの変形自由度に対処した計測を実現し,いずれもExp.Fluidsに掲載された.Fuzzy Logicを併用した手法では,可視化画像からの粒子位置の認識と乱れ度の大きな流動に対して従来法よりも大幅に測定精度の向上が実現することを示した.太田は,微小流路内の表面張力駆動流れ,自由噴流ならびに脈動噴流における局所的乱流構造に関するLDVとPIVの精度比較,ホログラフィによる微小空間流動の三次元PIV計測方法についてシステムを開発した.この中で,微小流路内では気液界面の存在が二次流れを誘発し,流動抵抗を増加させること,重ね合わせ法によるPIVによりLDVにひけをとらない流動計測精度を得ることを示した.村井は,PIV手法の気泡流への応用と新しいPIVデータの後処理手法を開発した.これにより,気泡流中で微小な乱れが増幅する「逆エネルギーカスケード」現象,気泡プルームの三次元螺旋構造,物体周りの二相流の特異な伴流構造を定量的に解明することに成功した.これらの成果は,Exp.Fluidsを初めとする国際学術雑誌に発表され,内外から大きな反響があった.以上,本課題の遂行によりこの技術を応用した新技術の創出,環境対策や安全性向上のための基盤が確立され,今後もさらに発展の期待できる成果を得た.環境汚染物質の除去装置,化学反応装置,微小重力環境装置,半導体デバイス,バイオテクノロジーなどの分野では,流動現象のマイクロメカニズムが機器の性能を左右する重要な問題となっている.本研究課題では,これをPIV(Particle Image Velocimetry:粒子画像流速測定法)により明らかにすることを目的として,PIVシステムの開発に専念してきた.本研究課題に対する3年間の研究成果は次の3つの項目に分けられる.山本は,デローニ三角分割PTV法(DT-PTV),速度勾配テンソルPTV法(VGT),ならびにFuzzy Logic(FLPTV)を導入したPTV法のアルゴリズム開発を行った.DT-PTVでは従来型アルゴリズムの500倍程度の処理速度を実現し,VGTでは,回転・せん断などの変形自由度に対処した計測を実現し,いずれもExp.Fluidsに掲載された.Fuzzy Logicを併用した手法では,可視化画像からの粒子位置の認識と乱れ度の大きな流動に対して従来法よりも大幅に測定精度の向上が実現することを示した.太田は,微小流路内の表面張力駆動流れ,自由噴流ならびに脈動噴流における局所的乱流構造に関するLDVとPIVの精度比較,ホログラフィによる微小空間流動の三次元PIV計測方法についてシステムを開発した.この中で,微小流路内では気液界面の存在が二次流れを誘発し,流動抵抗を増加させること,重ね合わせ法によるPIVによりLDVにひけをとらない流動計測精度を得ることを示した.村井は,PIV手法の気泡流への応用と新しいPIVデータの後処理手法を開発した.これにより,気泡流中で微小な乱れが増幅する「逆エネルギーカスケード」現象,気泡プルームの三次元螺旋構造,物体周りの二相流の特異な伴流構造を定量的に解明することに成功した.これらの成果は,Exp.Fluidsを初めとする国際学術雑誌に発表され,内外から大きな反響があった.以上,本課題の遂行によりこの技術を応用した新技術の創出,環境対策や安全性向上のための基盤が確立され,今後もさらに発展の期待できる成果を得た.半導体産業,宇宙産業,リサイクル産業などにおいては,流動のマイクロメカニズムの解明と制御が問題となっている.本研究課題では,その流動現象の解明にあたり,最も有力な計測ツールとしてPIV(Particle Imaging Velocimetry,粒子画像流速測定法)の拡張と応用を進めている.平成10年度の研究成果の概要を以下に示す.山本は既に開発に着手している新しいPIV計測手法である速度勾配テンソル法とデローニ三角分割相関法を,実用問題に対して適用し,その有志性を示した.具体的には,可視化情報学会において企画されているPIV標準化・実用化研究会の委員として,標準実験と定義される"容器内の水面の自励振動噴流"に対し,従来法の二値化画像相関法と新しい速度勾配テンソル法の速度ベクトル正捕獲率の比較を行った.この結果,後者が噴流部や回転部においてPIV性能の改善が見られることなどが実験的に確認された.またPIVの粒子選定,照明方法,撮影方法とあわせた一連のPIV性能の評価がなされ,平成10年11月に,PIVワークショップ-熱海'98において資料集提供と口頭発表が行われた.

太田は三次元PIV計測を目的とするホログラフィ撮影装置を非定常流動に応用し,気泡流中の気泡の三次元位置,三次元形状をComputer Graphicsで再構築することに成功した.またリキッドブリッジやループ型細管ヒートパイプなど,微小流路内の気液界面挙動に関する様々な可視化実験ならびに画像計測を行い,マイクロ流動環境における可視化手法の多面的検討を行った.さらに脈動自由噴流場中の乱流変動成分をPIV計測することにより,乱流統計量計測においてPIVがLDVと同程度の分解能を有することが確認された.以上の内容は混相流国際会議(ICMF'98-Lyon)や,日欧混相流会議(平成10年7月)において口頭講演発表なされた.村井はPIV計測結果から流動の高波数成分を推定・復元するためのハイブリッドCFD-PIVツールを開発するための第1段階として,等方性乱流のN-S解を用いた新しいPTVの速度ベクトル補間法(LER-E)を提案し,国際光計測会議(VSJ-SPIE'98,平成10年12月)に口頭講演発表を行った.また,気泡流中の微視的な乱れ生成機構を明らかにするため,気泡流全体と個々の気泡の伴流の二つのスケールによるPIV計測を実行し,乱流スペクトルの獲得に成功した.なお,この結果は,平成11年4月の機械学会論文に掲載されることになった.環境汚染物質の除去装置,化学反応装置,微小重力環境装置,半導体デバイス,バイオテクノロジーなどの分野では,流動現象のマイクロメカニズムが機器の性能を左右する重要な問題となっている。本研究課題では,これをPIV(Particle Image Velocimetry,画像処理流速測定法)により明らかにすることを目的として,PIVシステムの開発に専念してきた。これまで2年間の研究成果は次の3つの項目に分けられる。山本は,デローニ三角分割PTV法(DT-PTV),速度勾配テンソルPTV法(VGT),ならびにFuzzy Logic(FLPTV)を導入したPTV法のアルゴリズム開発を行った。DT-PTVでは従来型アルゴリズムの500倍程度の処理速度を実現し,VGTでは,回転・せん断などの変形自由度に対処した計測を実現し,いずれもExp.Fluidsに掲載が決定した。Fuzzy Logicを併用した手法では,可視化画像からの粒子位置の認識と乱れ度の大きな流動に対して従来法よりも大幅に測定精度の向上が実現することを示した。太田は,微小流路内の表面張力駆動流れ,自由噴流ならびに脈動噴流における局所的乱流構造に関するLDVとPIVの精度比較、インラインホドグラフィによる微小空間流動の三次元PIV計測方法についてシステムを開発した。この中で,微小流路内では気液界面の存在が二次流れを誘発し,流動抵抗を増加させること,重ね合わせ法によるPIVによりLDVにひけをとらない流動計測精度を得ることを示した。村井は,気泡流中で微小な乱れが増幅する「逆エネルギーカスケード」現象の解明のため,二相流用のPIV計測法を提案した。また,マイクロバブルが壁面摩擦抵抗を低減させる技術に関連し,壁面での気泡間相互作用のPIV計測に成功するとともに,界面における微小な乱れの増幅効果を利用したマイクロバブル発生方法を提案した。環境汚染物質の除去装置,化学反応装置,微小重力環境装置,半導体デバイス,バイオテクノロジーなどの分野では,流動現象のマイクロメカニズムが機器の性能を左右する重要な問題となっている.
インタラクティブ音空間システムの構築

臨場感あふれる3次元音空間の提示システムの構築を目的として,聴取者の移動を可能とするインタラクティブ音空間システムの要素技術とプロトタイプシステムの試作を行った.主に,音空間レンダリング技術の高精細化,聴取者の動きに応じた音空間提示法の開発,プロトタイプシステムの試作について検討を行った.その結果,知覚上,背景音も含めて音空間を動的にレンダリングするシステムの試作を行うことができた.臨場感あふれる3次元音空間の提示システムの構築を目的として,聴取者の移動を可能とするインタラクティブ音空間システムの要素技術とプロトタイプシステムの試作を行った.主に,音空間レンダリング技術の高精細化,聴取者の動きに応じた音空間提示法の開発,プロトタイプシステムの試作について検討を行った.その結果,知覚上,背景音も含めて音空間を動的にレンダリングするシステムの試作を行うことができた.昨年度の研究では, A)音レンダリング技術の高精細化のために,回折現象のレンダリングおよびB)聴取者の動きに応じた音レンダリング提示法の開発として,頭部運動に追従する背景音のレンダリング手法について検討を行った.各項目の主な成果は以下の通りである.A)音空間レンダリング技術の高精細化回折音のレンダリングアルゴリズムを検討し, Calamia-Svenssonの手法を改良し,従来我々が構築してきたソフトウェア聴覚ディスプレイミドルウェアに実装した.パラメータとして聴取者の位置情報及び頭部の方向情報,音源の位置情報,及び障壁の配置位置情報を入力することで,方向特性を付加した回折音を出力する仕様とした.B)背景音をレンダリングするにあたり,実環境において録音された環境音の周波数スペクトルを解析し,レッドノイズがそれに近いことが分かった.次に,レッドノイズに対して,頭部の動きに応じて頭部伝達関数を用いて空間性を与えた背景音を与え,両耳間相互相関関数を制御する方法を検討し,単純に背景音をモノラルで加えるよりも,音空間の臨場感が向上することがわかった.しかし,この場合には頭部運動の有無による,効果の向上は有意ではなかった.このため,空間の一部に音圧の重みを与え,その部分をアンカーとして頭部運動に追従させることをこころみた.その結果,頭部運動がある場合に,聴取者の感じる音空間が安定し,全体の臨場感が向上することが示唆された.平成20年度の研究結果から、音空間のリアリティを向上させるには、単に頭部伝達関数をたたみこんで音の位置情報だけを与えるのではなく、聴取者を取り囲むように配置し、頭部運動に感応するような背景音が効果的であった。このため、本研究所の設備としてあった157チャネル包囲型マイクロホンアレイ上に、アンビソニックス集音再生原理に基づく、高精細音空間提示システムを設計することとした。本原理に基づけば、聴取点位置における平面波の到来の物理現象は、実空間のそれと正確に一致させることができる。したがって、聴取者は自由に頭部を動かすことができ、自然な物理現象として頭部伝達関数がたたみこまれる。一方、アンビソニックス集音再生原理は球面調和解析に基づく手法であるが、包囲型マイクロホンアレイは矩形状に配置されているため、有効な実チャネル数を見積もる必要がある。検討の結果、5次の次数までは音場を作ることができることを明らかにした。また、音の制御にはこれまで、オフラインで編集した音を使うのみであったが、本年度はフランスのircamで考案・作成されたpure data(PD)を導入することにし、準リアルタイムでインタラクティブ性のある音場を構成することがみこまれつつある。次年度は、この原理に基づく具体的なシステム構築に取り組む。また、3次元音空間ミドルウェアの改編にも努力し、距離遅延やたたみこみのFFT化などによる48kHzサンプリング化などを終了することができた。1.頭部伝達関数のピークやディップを個人に合わせてデフォルメするための、高精度空間補間方法について検討を加えた。ピークの深ざや位置を正確に補間、再現するために、共通極モデルでモデル化を行い、z平面上で補間を行うことにより音源に対して影とならない耳で精度が向上することを確認した。一方、影となってしまう角度についてこの方法は、うまくモデル化が行えず時間軸や周波数軸における線形補間とあまり精度がかわらないことが示された。2.トランスオーラル型の耳介開放型のインタラクティブ音空間システムのプロトタイプを検討した。クロストークキャンセラを構成するためには、スピーカから両耳までの伝達関数に共通零点がないこと、大きなレベル差がないことが望ましい。しかしながら、クロストークキャンセラを頭部運動に追従させるために、頭部位置に応じてクロストークキャンセラを構成する必要があり、スピーカからみて頭部の影側に耳が位置するときには、フィルタが不安定になりがちであることが分かった。これを回避するには、数チャネルのスピーカアレイで頭部を囲む必要がある。今後、このシステムを発展させるためには、聴取位置における頭部運動に対してどの位置にスピーカを配置するべきであるかを検討する必要がある。また、アンビソニックスに基づぐ音空間合成システムについても、不均一スピーカアレイを想定した新しいデコーディング手法を提案し、その有効性を検証した。
脳波・眼球運動および筋電図の時空間的計測による神経系の複合情報処理様式の研究

神経系の情報は脳波,眼球運動,筋電図などの多次元の観測量として現われる。本研究の目的は意識および睡眠の深さを定量的に精密化するために,時空間上の脳波波形から詳細な情報を抽出するための方法論を確立することである。すでに,本研究グル-プは脳波,眼球運動により睡眠の深さの定量化の研究を行い,基礎的な成果をあげた。本研究ではより詳細な波形分析のため睡眠紡錘波を取りあげた。睡眠紡錘波は睡眠研究の重要な指標である。しかし,終夜睡眠中に出現する紡錘波の数は膨大であり,視察による解析では多大の労力を要するものであった。本研究では,これまでのさまざまな,紡錘波の検出法の長所を生かし,特徴量計測も可能な五つの紡錘波の検出法を提案した。特に周波数精密計測の検出法として,非定常な狭帯域信号の振幅と位相の時間変動を追跡する目的で,比較的簡便かつ有効性のあるComplex Demodulation(CD)法による紡錘波の検出アルゴリズムを提案した。この方法を用いて,紡錘波を周波数上で精密に計測し分布を調べた。これらの処理過程で,頭上の中心部優位と前頭部優位の二つの周波数成分が一つの連結型睡眠紡錘波として連結する現象が見られた。これを,我々は連結型睡眠紡錘波と名付けたが,視察的にも二つの睡眠紡錘波として認識することが可能である。しかし従来の自動解析法では,周波数の異なる二つの睡眠紡錘波が連結して出現する場合,二つに分離した各々の周波数を計測することは極めて困難であった。本研究では,わずかな周波数変動をコンピュ-タで精密に処理することにより,このような連結型睡眠紡錘波を分離できる手法を考案し,その有効性を確認した。次に深い睡眠ステ-ジ3と4で重要となる徐波(Slow Wave)について, Slow Waveの持続時間と振幅,出現パタ-ンの特徴などを明らかにする数学的な三角形モデルに基づいた波形認識法を開発した。神経系の情報は脳波、眼球運動および筋電図の多次元の観測量として現れる。すでに我々は脳波解読のため、藤森法に基づく改良波形認識法を提案し、睡眠中の脳活動をこの脳波解読の手法を用いて明らかにして来た。しかしこの方法はヒトの認識感覚をまねた手法であるため、睡眠紡錘波の出現中にその周波数成分の範囲外の成分が混ざり合う時、それらの扱い方により睡眠紡錘波の周波数や振幅などの計測は不正確となる。また、睡眠紡錘波の個々の波の周波数を計測するものであるため、周波数の時間的変動を詳細に分析することができない。本年度は、睡眠紡錘波の周波数精密計測法の確立のため、新しい検出法を展開した。すなわち、非定常な狭帯域信号の振幅と位相の時間変動を追跡する目的で、比較的簡便かつ有効性のあるComplesx Demodulation法(CD法)による検出アルゴリズムを新たに考察した。ここでは瞬時振幅の計測に高速化を図るためヒルベルト変換を用いた。また瞬時周波数を計測する際、高精度をも考慮し補間法を適用するCD法に改良した。

この改良CD法に関して、従来のCD法と同じコンピュ-タ・シミュレ-ションおよび実際の睡眠紡錘波に適用したところ、検出した紡錘波はほとんど一致しており、処理速度は周波数領域での改良CD法が時間領域でのCD法よりおよそ2.5倍になり、十分に実用性のあることを確認した。従来の自動解析法では、周波数の異なる二つの睡眠紡錘波が連結して出現する場合、その紡錘波を中心部誘導の脳波のみで二つに分離して各々の周波数を計測することは極めて困難であり、一つの睡眠紡錘波として扱っていた。本研究では改良CD法により、わずかな周波数変動をコンピュ-タで精密に処理することにより、このような連結型の睡眠紡錘波を分離する手法を考察した。また眼球運動については、低い周波数成分に重疊する高い周波数成分の追従性のモデルについて検討を進めた。神経系の情報は脳波,眼球運動,筋電図などの多次元の観測量として体表面上に現われる。本研究の目的は意識および睡眠の深さを定量的に精密化するために脳波波形から時空間上でより詳細な情報を抽出するための方法論を確立することである。すでに,本研究グル-プは脳波,眼球運動により,睡眠の深さの定量化の研究を行い基礎的な結果を得て来た。ここでは,より詳細な波形分析のため睡眠紡鍾波をはじめに取り上げた。睡眠紡鍾波は睡眠研究の重要な指標である。しかし,経夜睡眠中に出現する紡鍾波の数は膨大であり,視察による解析では多大の労力を要するものであった。最近ではコンピュ-タによるディジタル処理へと移行して来たが,紡鍾波の睡眠指標としての有用性が認められるにつれ,紡鍾波の特徴量を正確に計測できる検出方法が求められるようになって来た。本研究では,これまでのさまざまな検出法の長所を生かし,特徴量計測も可能な五つの紡鍾波の検出法を提案した。特に周波数精密計測の検出法として,非定常な狭帯域信号の振幅と位相の時間変動を追跡する目的で,比較的簡便かつ有効性のあるComplex Demodulation(CD)法による紡鍾波の検出アルゴリズムを提案した。この方法を用いて,紡鍾波を精密に周波数上で計測した分布を調べた。これらの処理過程で,頭上の中心部優位と前頭部優位の二つの周波数成分が一つの連結型睡眠紡鍾波として連結する現象が見られた。これをわれわれは連結型睡眠紡鍾波と名付けたが,視察的にも二つの睡眠紡鍾波として認識することが可能である。従来の自動解析法では,周波数の異なる二つの睡眠紡鍾波が連結して出現する場合,二つに分離した各々の周波数を計測することは極めて困難であった。本研究では,わずかな周波数変動をコンピュ-タで精密に処理することにより,このような連結型睡眠紡鍾波を分離できる手法を考察し,その有効性を確認した。
レベル2地震動に対する液状化対策工の効果に関する研究

1995年に発生した兵庫県南部地震では,液状化対策工に関し新たな問題を提議した。それはレベル2地震動といった強震動に対する既往の液状化対策工の有効性の再検討と,設計方法の見直しである。そこで,本研究では,締固めによる液状化対策工法の代表的なもとして広く用いられているサンドコンパクションパイル工法を取り上げ,レベル2地震動に対する設計で考慮した方が良い2つの事項について模型および室内実験によってその定量的な評価方法を研究した。また,構造物として共同溝を対象にし,締固めの程度と液状化に伴う浮上り量の関係を模型実験によって研究した。平成11年度にはこの内きれいな砂に対して,模型地盤を用いその密度,K_0値を変えて標準貫入試験を実施した。また,同じ地盤条件で繰り返しねじりせん断試験を行って液状化強度を求めた。これらを総合して,液状化強度とN値,K_0値の関係を求めた。一方,コンパクションパイルと周辺地盤との複合地盤の模型を作り,振動台で加振して複合地盤が液状化発生特性に与える影響を検討した。そして,これらを総合して,レベル2地震動に対する締固め効果の設計法への取り入れ方を検討した。平成13年度はこれに引き続き,シルト質砂を対象にし,密度,K_0値を変えた模型に対して標準貫入試験を行った。その結果,N値とK_0,密度の間にきれいな砂と少し異なる結果を得た。また。きれいな砂に対して,共同溝の模型を地盤に埋設し,振動台で加振して密度が異なる場合の浮上がり挙動の違いを調べた。その結果,地盤が密になると,液状化が発生しても浮上り量は減ってくることが明らかにされ,締め固めた地盤ではレベル2地震動で液状化しても構造物に与える影響は小さいことが明らかになった。また。レベル2地震動に対する液状化対策工の効果に関して,今年度はサンドコンパクションパイル工法を対象にして,これまで考慮されてこなかった次の二つの点に着目して研究を行った。(1)コンパクションパイル打設に伴い,杭間の地盤の水平応力(静止土圧)が増加する。この場合平均拘束圧が増加するため液状化強度が増加する可能性がある。これに対して,土槽貫入試験と繰り返しねじりせん断試験を行った。両実験は同じ砂を用い,拘束圧,静止土圧係数,密度も同じ条件で実験を行った。そして両者の実験結果を組み合わせたところ,標準貫入試験におけるN値と液状化強度の関係に与える静止土圧の影響が定量的に明らかになった。(2)コンパクションパイルは周囲の地盤より剛性が高い。つまり砂地盤の改良と言えども,剛性が異なる部分からなる複合地盤になっている。このため,杭芯の剛性により地震時に地盤全体の変形が抑えられ,発生する繰返しせん断力が小さくなって液状化しにくくなる可能性がある。さらに,杭間で過剰間隔水圧が発生しても,過剰間隔水圧が発生しない杭芯に向かって水平方向に消散し,液状化しにくくなる可能性もある。このことを振動台実験で再現してみた。その結果,両者の効果ともあることが定量的に示された。

また,構造物として共同溝を対象にし,締固めの程度と液状化に伴う浮上り量の関係を模型実験によって研究した。平成11年度にはこの内きれいな砂に対して,模型地盤をの標準貫入試験および繰り返しねじりせん断試験を行って,液状化強度とN値,K_0値の関係を求めた。一方,コンパクションパイルと周辺地盤との複合地盤の模型を作り,振動台で加振して複合地盤が液状化発生特性に与える影響を検討した。そして,これらを総合して,レベル2地震動に対する締固め効果の設計法への取り入れ方を検討した。平成13年度はこれに引き続き,シルト質砂を対象にし,密度,K_0値を変えた模型に対して標準貫入試験を行った。シルト質地盤では模型地盤の作成時に試料が分級し易いので,ここでは二重トレミー管を用いる方法の開発し,それで地盤を作成した。そして,標準貫入試験を行った結果,N値とK_0,密度の間にきれいな砂と少し異なる結果を得た。次に,きれいな砂に対して,共同溝の模型を地盤に埋設し,振動台で加振して密度が異なる場合の浮上がり挙動の違いを調べた。相対密度は50%90%程度と大きく変化させた。その結果,地盤が密になると,液状化が発生しても浮上り量は減ってくることが明らかにされ,締め固めた地盤ではレベル2地震動で液状化しても構造物に与える影響は小さいことが明らかになった。
共和党多数議会と米国の対中国外交:外交エスタブリッシュメントとの対抗関係において

1) 1995年以来の共和党多数議会による外交イニシアティヴのいくつかが、主として共和党を支持する団体の影響を強く受けていることは明かである。たとえば、クリスチャン・コアリションが選挙の年に作成する全議員の成績表には、採点基準となる法案に、宗教的迫害からの自由法案と、海外での人工妊娠中絶に対する資金援助の禁止法案が含まれていることが確認できた。これらはともに、対中国外交に直接関わる法案である。2)また共和党多数派連合を支える多様な集団のなかに、国防タカ派が存在し、活発に活動を展開していることも重要である。この集団は中国による兵器の近代化とミサイル攻撃力、そして核技術の他国への移転を問題視しており、アメリカの国防費の増額を強力に働きかけている。この見解は共和党のなかでは完全に多数派となっており、ついにクリントン政権も1999年1月に1985年以来国防費を増額させることを決定した。3)下院は中国に対してきわめて強硬な態度をとっている11本のいわゆる「反中国法案」をすべて可決しており、上院もそのうちのいくつかを可決した。(ただし、まだ立法化されてはいない。クリントン大統領が拒否権を発動することが予想される。)また、クリストファー・コックス議員(共和党)は、現在クリントン政権による対中国ミサイル・衛星技術移転に関連した政治資金疑惑を調査中である。この結果次第では、クリントン政権に対する第2の弾劾問題となりかねない深刻な情勢である。4)かくして現在の米中関係は、政権レベルでは相互接近がみられるが、多くの権限を握る共和党多数議会は、人権、囚人労働、宗教的自由の迫害、人工妊娠中絶、軍事的脅威、核技術の移転、人民解放軍の諸活動、そしてクリントン政権への政治資金の流入など、じつに広い範囲にわたる争点をめぐって政権と対立している。こんにちの米中関係のアメリカ国内における政治的基盤はきわめて脆弱であると考えられる。
ゲノムの複製終結と分配制御

1.大腸菌染色体分配に関与するmukB遺伝子の上流に存在するofr50の破壊株を解析して、この遺伝子(mukFと命名)もmkB遺伝子と同じく染色体分配に関与することを明らかにした(平賀)。2.ヒト染色体セントロメア領域に存在するアルフォイドDNA中のCEN-B-BoxとCEN-B蛋白の複合体の高次構造について解析した(岡崎)。3.トポイソメラーゼIIαとIIβの両方の活性阻害をする抗体を注入すると細胞は中記まで進がそれ以後は進まないことを明らかにした(菊池)。4.大腸菌のトポイソメラーゼIV(parCとparE)と相互作用をする蛋白質を検索することを目標として、dominant negativeなparC変異を抑制する多重コピー抑制遺伝子を多数分離し、解析した(加藤)。5.FtsH蛋白は熱ショック転写因子δ32を分解するATP、Zn++依存性の新しいタイプの蛋白分解酵素であることを明らかにした(小椋)。6.DNA合成阻害時においても細胞分裂の阻害が起こりにくいcfcA、cfcB変異がそれぞれglyS、apaHの変異であることを明らかにし、細胞内のAppppAの量が細胞分裂の頻度を調節していることを明らかにした(西村昭子)。7.Fプラスミドの分配遺伝子sopBの欠失が宿主細胞の増殖を阻害する現象を解析して、この増殖阻害現象はsopB欠失のミニFプラスミドでは見られないが、このミニFプラスミドに3040kb以上の長いDNA断片を挿入すると強く表れることを明らかにした(三木)。本研究より染色体分配の分子機構について下記のことがらが明からになった。1.大腸菌染色体分配に関与するMukB蛋白を精製して。この蛋白の2量体はN端とC端に球状ドメインを持ち中心部がコイルドコイルのロッド状をしていることを電顕で明かにした。またMukB蛋白はDNA結合能、ATP/GTP結合能を持つことを証明した(平賀)。精製したDNAトポイソメラーゼIVにはDNAジャイレースと異なりREP配列への特異的結合能はなことが明かになった。トポIVは種としてdecatenationに働いているらしい(加藤)。3.マウスII型DNAポイソメラーゼを単離した(菊池)。4.par-271変異はmazE,Fの変異であることを明かにし、さらにmazEはR100プラスミドPostsegregational Killingのpeml,Kのホモローグであることが分かった(西村(行))。5.fish変異株ではβラクタマーゼの前駆体は細胞質内にとどまっているガPBP3の前駆体は既に内膜に到達している。FtsH蛋白はATP結合部位を持つ膜蛋白で細胞当たり約4000分子存在し、内膜を2回貫通する(小椋)。6.大腸菌複製起点oriCと膜との複合体に含まれる17Da蛋白について解析してこの蛋白はH-NSとは異なることを明かにした(永井)。7.ヒト染色体セントロメア領域に存在するアルフォイドDNA中の17bp配列(CEN-Bボックス)にCENP-B蛋白が特異的に結合することを明かにして、この領域のDNA一蛋白複合体の高次構造についてのモデルを提出した(岡崎)。8.分裂酵母の動原体のdg-dhの反復配列を持つ環状ミニ染色体は不安定となるが、top遺伝子をマルチコピーで導入するとミニ染色体の安定化が起こることが分かった。また見に染色体を安定化する宿種変異株を3種明かにした(丹羽)。1.大腸菌染色体分配に関与するMukB蛋白を精製して、この蛋白の2量体はN端とC端に球状ドメインを持ち中心部がコイルドコイルのロッド状をしていることを電顕で明かにした。またMuKB蛋白はDNA結合能、ATP/GTP結合能を持つことを証明した。mukBオペロンの構成を調べ、mukB遺伝子の上流に細胞の致死に関与する二つの遺伝子(kicB,kicAと命名)が存在することを明らかにした。またmukB106変異のマルチコピーサプレッサーを解析して、コールドショック蛋白とホモロジーを持つ二つの遺伝子を同定した(平賀)。4種のトポイソメラーゼの二、三、四重変異株を解析して、in vivoでは完全に複製が終わったプラスミドのカテナンの分離はtopoIVによって行われるが、複製が完了する前のプラスミドの分離の経路もあり、そこではtopoII(gyrase)やtopoIIIも働きうることが示唆された(加藤)。3.単離したマウスのtopoIIalphaのDNAクローンは、酵母のtopoIIの欠失変異を相補することができるが、この系を使いマウスtopoIIalphaのts変異株を分離し機能ドメインの解析を行った(菊地)。4.染色体分配異常par-271変異はgyrG(CTP合成酵素の遺伝子)の変異であることを明らかにした(西村(行))。5.FtsH蛋白を精製し、約90%の純度の標品を得た。この標品はATP結合能、ATPase活性を示した(小椋)。6.ヒストン様蛋白H-NSの変異株では高頻度で無核細胞が放出されるが、この原因は染色体DNAの複製開始頻度が低下したにもかかわらず、細胞分裂との共役性が失われたためであるということが示唆された。またfcsA29変異株では高濃度のカルシウムによって細胞分裂が阻害され巨大細胞を形成して死に至ることを見いだした(永井)。

7.ヒト染色体セントロメア領域に存在するアルフォイドDNA中の17bp配列(CEN-B-Box)にCENP-B蛋白が特異的に結合することを明かにし、この領域のDNA-蛋白複合体の高次構造についてのモデルを提出した(岡崎)。8.分裂酵母の環状ミニ染色体の脱落頻度を増加させる変異sta1遺伝子を単離し、紡錘体の形成に関わるsadI遺伝子と同一であることを明らかにした(丹羽)。9.過剰な細胞分裂によって有核のミニ細胞となるcfcB1変異株はAppppA分解酵素の遺伝子apaHに変異を持つことを明らかにした(西村(昭))。1.大腸菌染色体分配に関与するmukB遺伝子の上流に存在するofr50の破壊株を解析して、この遺伝子(mukFと命名)もmkB遺伝子と同じく染色体分配に関与することを明らかにした(平賀)。2.ヒト染色体セントロメア領域に存在するアルフォイドDNA中のCEN-B-BoxとCEN-B蛋白の複合体の高次構造について解析した(岡崎)。3.トポイソメラーゼIIαとIIβの両方の活性阻害をする抗体を注入すると細胞は中記まで進がそれ以後は進まないことを明らかにした(菊池)。4.大腸菌のトポイソメラーゼIV(parCとparE)と相互作用をする蛋白質を検索することを目標として、dominant negativeなparC変異を抑制する多重コピー抑制遺伝子を多数分離し、解析した(加藤)。5.FtsH蛋白は熱ショック転写因子δ32を分解するATP、Zn++依存性の新しいタイプの蛋白分解酵素であることを明らかにした(小椋)。6.DNA合成阻害時においても細胞分裂の阻害が起こりにくいcfcA、cfcB変異がそれぞれglyS、apaHの変異であることを明らかにし、細胞内のAppppAの量が細胞分裂の頻度を調節していることを明らかにした(西村昭子)。7.Fプラスミドの分配遺伝子sopBの欠失が宿主細胞の増殖を阻害する現象を解析して、この増殖阻害現象はsopB欠失のミニFプラスミドでは見られないが、このミニFプラスミドに3040kb以上の長いDNA断片を挿入すると強く表れることを明らかにした(三木)。
表面形態を制御したナノ構造半導体のガスセンサーの特性評価と応用に関する研究

本研究では、(1)周期的なナノ構造を有するポーラスシリコン、(2)ナノ構造を有する酸化物半導体(TiO_2)薄膜を対象として、その熱伝導率を非接触的で測定できる方法(透過型光音響法と改良型過渡回折格子法)を確立した。ナノ構造の表面形態の違いや表面に吸着した分子や半導体量子ドットおよび金属ナノ粒子により熱拡散率が顕著に変化することを見出した。従来のガス吸着による電気抵抗変化の測定法の代わりに、ガス分子吸着による熱拡散率の変化を利用するガスセンシングへの応用に関する基礎研究を行った。本研究では、(1)周期的なナノ構造を有するポーラスシリコン、(2)ナノ構造を有する酸化物半導体(TiO2)ナノ粒子やナノチューブの薄膜を対象にして、そのナノ構造とmorphologyをコントロールし、ガスセンシング機能の特性評価を目的とする。本研究では、従来のガス吸着による電気抵抗変化の測定法の代わりに、上記の(1)と(2)系のガス吸着による熱伝導率の変化を非接触的で迅速に測定することを提案した。平成18年度では、以下の研究を行った。1)光音響分光法(PAS)は、光励起後の無輻射遷移緩和による熱エネルギーを測定するため、半導体の光物性・熱物性・電子物性を非破壊的に評価することに有効である。これまでに我々はPASを利用してPSi/Siの2層構造試料における実効的な熱拡散率・熱伝導率を測定した。その場合、光をPSi側に照射し透過型PA法で測定を行った。今年度は、従来のPSi側からの照射(検出:Si側)のみでなく、基板のSi側からの照射(検出:PSi側)を行い、PA信号強度と位相の変調周波数依存性について比較検討を行った。Psi/Si2層構造モデルを考え、それにより熱反射係数RとPSiのみの熱拡散率α1を算出した。PSiのみの熱拡散率はSiのものより3桁以上小さくなったことが分かった。2)界面活性剤であるラウリルアミン塩酸塩(LAHC)にアセチルアセトン(ACA)で修飾したテトライソプロピルオルトチタネート(TIPT)を混合し、40°Cで攪拌し透明な液が得られた。その後、80°Cで3日間反応させてTiO2ナノチューブを含むゲルを作製いた。作製したゲルに含まれている界面活性剤は、イソプロピルアルコールで洗浄し、遠心分離によって除去した。ゲルを基板上(たとえば導電性ガラスFTO)上に塗布し、400-500°Cで熱処理し新規なナノ構造を有するTiO2薄膜を作製した。塗布回数を変化させることによって、TiO2電極の厚さを1μmから10μmのものができた。これらの試料について、XRD、SEM、PA法による光吸収などの評価を行った。本研究では、(1)周期的なナノ構造を有するポーラスシリコン、(2)ナノ構造を有する酸化物半導体(TiO_2)ナノ粒子やナノチューブの薄膜を対象にして、そのナノ構造とmorphologyをコントロールし、ガスセンシング機能の特性評価を目的とする。平成19年度では、以下の研究を行った。1)光音響分光法(PAS)は、光励起後の無輻射遷移緩和による熱エネルギーを測定するため、半導体の光物性・熱物性を非破壊的に評価することに有効である。PASを利用してPSi/Siの2層構造試料における実効的な熱拡散率・熱伝導率を測定した。さらに、PSi側からの照射と基板のSi側からの照射を行い、2層構造モデルを考案し、PA信号強度と位相の変調周波数依存性からPSiのみの熱拡散率を算出した。さらに、PSi表面に吸着分子や粒子による熱物性変化を研究するために、CdSe量子ドットを吸着し、そのサイズの変化によるPSiの熱物性の変化について検討した。CdSe量子ドットの吸着によるPSiの熱拡散率が小さくなったことを見出した。2)ナノ秒のYAGレーザーを購入し、簡易型高感度で表面が荒い試料でも測定できるヘテロダイン過渡回折格子装置を開発し、透過型の配置でナノ構造TiO_2試料信号が測定できるまで進んできた。現在安定性と感度を向上させよう装置系を改善し、また反射型配置でPSiのような不透明な試料でも測定できるよう検討している。本研究では、(1)周期的なナノ構造を有するポーラスシリコン、(2)ナノ構造を有する酸化物半導体(TiO_2)ナノ粒子や逆オパールの薄膜を対象にして、そのナノ構造とmorphologyをコントロールし、ガスセンシング機能の特性評価を目的とする。