hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子シャペロン及びATP依存性プロテアーゼの遺伝子系譜と新機能の解明

(1)分子シャペロン及びATP依存性プロテアーゼの遺伝子分布とその系譜を解明するために、真核生物を含めて、DNA全ゲノム情報既知の生物数10種類から上記の遺伝子を選別した。更に、データバンク及び発表論文を探索し合計約500個の遺伝子のドメイン構成及び遺伝子系譜を解明した。(2)上記の情報をもとに、従来のタンパク質の分子量をもとにしたストレスタンパク質の分類方法に対してそれぞれのタンパク質のドメイン組成に基づく新たな分類方法を提案した。(4)ストレスタンパク質の中で難病の原因や真核生物形成過程において重要な遺伝子である活性酸素処理(スーパーオキシドジスムターゼ、SOD、及びカタラーゼ遺伝子)遺伝子に焦点を当て、これらの遺伝子の系統樹を上記(1)の生物に於いて作成し、進化的な背景を解析した(論文作成中)。(5)カタラーゼ遺伝子を好塩性バクテリアからクローニングし、カタラーゼタンパク質の大腸菌による大量生産により、その性質を解析した。更に工業的応用を考えて、遺伝子工学的にC末端に100アミノ酸を連結した。この遺伝子は大腸菌中ではインクルージョンボディを形成したが古細菌由来のシャペロンタンパク質と共発現することにより可溶性高活性カタラーゼの生産に成功した(論文作成中)。(6)更に、最も原始的な真核生物ジアルジアからのSOD遺伝子のクローニングを行った。
インフルエンザ症例における麻黄湯坐剤投与後のエフェドリン体内動態に関する研究

【目的】本研究では,小児のインフルエンザ罹患者を対象として,麻黄湯顆粒内服後,あるいは麻黄湯坐剤投与後の指標成分であるエフェドリンの血中濃度測定法を確立し,その体内動態を明らかにし,麻黄湯の小児への安全な臨床使用法を確立することを目的とする.【方法】(1)血中エフェドリン測定法の確立:中野らの報告(薬学雑誌;120:583-586,2000)を参考にGC/MS法を用いて血漿中エフェドリンを内因性カテコールアミン等と分離定量可能な測定法を検討した.なお,エフェドリンは覚醒剤原料であるため,島根県より覚せい剤原料研究者指定(指導教官:指定番号第20-1号)を受けて研究を行った.(2)臨床効果・副作用との関連性の検討:麻黄湯投与の効果判定を行った.さらに,副作用発現,臨床検査値異常とエフェドリンの血中濃度との関連を評価した.【結果・考察】(1)血中エフェドリンの定量法:塩酸エフェドリンを既知量添加したヒト血清からヘキサン-酢酸エチル混液(9:1)を用いてエフェドリンを抽出し,N-ヘプタフルオロブチリルイミダゾール(HFBI)により誘導体化した.その誘導体化エフェドリンをGC/MSにて検出した.ISとして3-フェニル-1-プロピルアミンを用いた.エフェドリンのピークはm/z254をモニターしたところ,保持時問が約6.1分に認められ,ヒト血清による妨害となるピークは検出されなかった.エフェドリン濃度として0.00110μg/mLの範囲で分離定量可能であった.(2)麻黄湯坐剤の臨床応用を行い,インフルエンザを含む小児有熱患者に対して投与した結果,有害作用の発現は見られず,明らかな解熱効果が認めちれたことを報告した.(西村信弘他,薬学雑誌;127:in press,2009).インフルエンザ患者の麻黄湯投与後のエフェドリン体内動態は解析中であり,症例を増やして報告する予定である.【目的】本研究では,小児のインフルエンザ罹患者を対象として,麻黄湯顆粒内服後,あるいは麻黄湯坐剤投与後の指標成分であるエフェドリンの血中濃度測定法を確立し,その体内動態を明らかにし,麻黄湯の小児への安全な臨床使用法を確立することを目的とする.【方法】(1)血中エフェドリン測定法の確立:中野らの報告(薬学雑誌;120:583-586,2000)を参考にGC/MS法を用いて血漿中エフェドリンを内因性カテコールアミン等と分離定量可能な測定法を検討した.なお,エフェドリンは覚醒剤原料であるため,島根県より覚せい剤原料研究者指定(指導教官:指定番号第20-1号)を受けて研究を行った.(2)臨床効果・副作用との関連性の検討:麻黄湯投与の効果判定を行った.さらに,副作用発現,臨床検査値異常とエフェドリンの血中濃度との関連を評価した.【結果・考察】(1)血中エフェドリンの定量法:塩酸エフェドリンを既知量添加したヒト血清からヘキサン-酢酸エチル混液(9:1)を用いてエフェドリンを抽出し,N-ヘプタフルオロブチリルイミダゾール(HFBI)により誘導体化した.その誘導体化エフェドリンをGC/MSにて検出した.ISとして3-フェニル-1-プロピルアミンを用いた.エフェドリンのピークはm/z254をモニターしたところ,保持時問が約6.1分に認められ,ヒト血清による妨害となるピークは検出されなかった.エフェドリン濃度として0.00110μg/mLの範囲で分離定量可能であった.(2)麻黄湯坐剤の臨床応用を行い,インフルエンザを含む小児有熱患者に対して投与した結果,有害作用の発現は見られず,明らかな解熱効果が認めちれたことを報告した.(西村信弘他,薬学雑誌;127:in press,2009).インフルエンザ患者の麻黄湯投与後のエフェドリン体内動態は解析中であり,症例を増やして報告する予定である.
成長期骨軟骨疾患の発症要因を探索し検証する-新たな運動療法の確立へ向けて-

本研究では、実験動物を対象とした基礎的な解析からは、運動をある程度まで定量化して系を組むことで、遠心性収縮が増加するとされる下り坂走行群で石灰化線維軟骨層の割合が他の群と比較し増大していたことから、単純なoveruseのみでなく、メカニカルストレスの特異性が成長期骨軟骨疾患の発症に影響している可能性が示された。一方、ヒトを対象としたバイオメカニクス研究の結果から、姿勢の変化に伴うモーメントの変化に、身体の反応としての筋活動が線形に変化しないことを表しており、このメカニカルストレスと身体の反応である筋活動との不一致が、成長期骨軟骨疾患の発症に関連している可能性が考えられた。本年度は、当初の予定通り、異なる筋収縮様式によるメカニカルストレスが、筋腱複合体およびEnthesis部に及ぼす影響について、小動物実験モデルを対象として解析を行った。運動の様式としては、小動物用トレッドミルにて、18m/minの速度で1回あたり60分間を週に5日、これを4週間継続した。異なる筋収縮様式とするために、トレッドミルを16度上方に傾斜させる群と、下方へ傾斜させる群を設定し、運動を実施した。介入期間終了後、肩関節から棘上筋、膝関節から膝蓋腱と膝蓋下脂肪体を採取し、mRNAを抽出した。解析に際しては炎症系サイトカインや筋腱複合体およびEnthesis部の合成に必要な因子等についてターゲットを選定した。また、筋の形態的な変化として、筋湿重量や横断切片における筋線維あたりの面積等を解析した。結果として、先行研究において遠心性収縮が主となるといわれている下方走行群において、筋湿重量が最も重く、平地走行群と比較し有意に増加していたが、上方走行群とは有意差を認めなかった。mRNAの発現量解析では、各種因子においてグループ間の有意な発現量に差を認めなかった。これらの結果から、平地走行と比較して、上方および下方走行は何らかの異なるメカニズムで筋の発達を促進する可能性を示しているものの、その詳細なメカニズムの差については、今年度の解析からは認められなかった。また、筋腱複合体の骨接合部であるEnthesis部の解析については、現在解析をすすめている所である。前年度の、小動物モデルにおいて異なる力学的ストレスを付与したラット棘上筋の筋・腱に対する生化学的解析・筋自体の組織学的解析においては、メカニカルストレスの違いが明確には観察されなかったが、今年度実施したEnthesis部の組織学的解析では、線維軟骨層全体における非石灰化線維軟骨層および石灰化線維軟骨層の割合を算出したところ、遠心性収縮を負荷した群で、他の2群に比べ石灰化線維軟骨層の割合増加が観察された。統計学的有意差は見られなかったものの、群間に構造的な違いが観察されたことから、Osgood-Schlatter病のようなEnthesis部疾患においては、筋収縮様式の違いが疾患発症に寄与している可能性が示唆された。また、今年度は当初の計画通り、ヒトを対象とした運動学的・運動力学的研究も実施した。体幹のアライメントを直立位、通常(軽度前傾)位、前傾位の3条件とし、そのままのアライメントのままスクワット動作を行った際の下肢3関節の運動力学的データおよび筋活動データを計測し解析した。結果として、体幹のアライメント条件の変化に伴い、膝関節周りのモーメントデータは大きく変動したが、膝関節周囲筋の筋活動データには一定の傾向性は認めるものの、統計学的な違いは見られなかった。すなわち、スクワット動作時の体幹のアライメント変化は下肢関節の力学的パラメータに変化を及ぼすものの、活動する筋群の関係性には大きな影響を及ぼしていなかった。膝関節周囲筋の多くが2関節筋であることを考慮に入れ、本研究結果を解釈すると、体幹条件の違いは、各筋間で負荷量に違いを及ぼすわけではなく、各の活動時における筋の長さ変化に影響を及ぼすことが明らかとなった。以上の研究結果から、Osgood-Schlatter病のようなEnthesis部疾患においては、単純な負荷量以上に、活動時の筋長が影響している可能性が示唆された。当初の予定であった実験動物を対象としている解析はやや遅れているものの、27年度に予定しているヒトを対象とした実験の準備を当初の計画以上に順調に進められており、すぐにでも始められる用意ができているため。リハビリテーション小動物を対象とした実験においては、筋腱複合体の解析において、各種関連が疑われる因子の発現にグループ間の有意な差を認めなかった。しかし、本年度の解析では、筋腱複合体を全体としてまとめて採取し分析したため、このような結果となった可能性を考えている。すなわち、異なるメカニカルストレスが及ぼす影響は、筋実質と腱において異なる反応を示す可能性を昨年度実施した組織学的な観察か得ており、今年度は、これらを踏まえた上で解析をすすめていく予定である。

また、人を対象とした解析については、昨年度に十分な予備実験を行えており、今年度は詳細な実験条件を検討した上で、計測を行っていく予定である。当初、平成26年度にほぼ終了する予定であった、小動物モデルを対象とした解析について、遺伝子の発現解析で思うような結果が得られなかったこと、および組織学的解析について、やや時間がかかり、計画が当初より押してしまったため、次年度使用額が生じた。前年度の結果から、本研究計画では対象サンプルを採取する際に、筋実質と腱とを分離して採取することが望ましいと考えられるため、新たに採取品をした組織を用いて、平成26年度と同様の解析を実施する際に使用することを計画している。また、組織学的な解析においては、Enthesis部における反応の解析に、免疫組織化学染色を使用することを計画していたが、やや遅れており、昨年度実施できなかったため、今年度実施する際その試薬・抗体等の購入に充てる予定である。
電子線照射プロセス利用による超微細粒第一壁タングステン被覆開発

核融合炉におけるタングステン被覆はプラズマ物理と材料工学の両面から高性能化が求められています。皮膜作製に必要な基本パラメータの検討や高速粒子吹き付けに関する検討、電場に依る軌跡制御の可能性検討の準備、さらにレーザー衝撃試験法を用いた付着力測定について適用可能性を示しました。メカニカルアロイングによる微細粒化によるバルク高性能化の試みは成功していますが、プラズマ対向材料としての適用には至っていません。一方、エアロゾルデポジション法は磁性材料や生体材料など温度条件が比較的低温に制限された条件での高機能薄膜の作製方法として確立しつつあります。本研究ではメカニカルアロイング法による微細粒化タングステン合金の優れた性能を電子線照射プロセスと組み合わせ改良したエアロゾルデポジション法を用いて革新的な被覆作製を試みることを目的としました。皮膜作製プロセスでは超微細粒を保持することが肝要です。プラズマスプレイ法などの高温プロセスでは溶融付着による粗大化、熱ひずみが課題であり、エアロゾルデポジション法などの低温プロセスでは凝集による粗大化、付着力が課題です。電子線照射プロセスとエアロゾルデポジション法との組み合わせ、超微細粒の凝集による粗大化を抑制、静電力による付着力改善、電磁場こよる粒子軌道制御の可能性を調査しました。エアロゾルデポジション法は固体微粉末を常温で基板に吹き付け機械的な衝撃力で緻密かつ高密着力の皮膜形成プロセスです。エアロゾルデポジション法による皮膜作製に必要な基本要素の製作に関連し、本研究においても必要な基本構成要素を組み合わせた装置を検討しました。エアロゾルには単体の既成微粉末を使用しました。皮膜作製に必要な粒子吹き付け条件について流速等の基本パラメータを検討や高速粒子吹き付け粒子軌跡の検討の準備あるいは微粉末を帯電させる機構検討、電場に依る軌跡制御の可能性検討の準備として、成膜状況を観察する顕微鏡を購入し、レーザー衝撃試験法を用いた付着力測定について適用可能性を示しました。電子線照射プロセスを組み合わせたエアロゾルデポジション法により高性能タングステン合金皮膜を作製する基本プロセスについての課題を抽出しました。
地下水位分布と汚濁流出機構の理解に基づくディリ市民が実施可能な水環境保全策の提案

東ティモールの首都ディリの4流域の13井戸と16水路測点で水質調査,水位調査を実施した.その結果,流域全体に地下水深度が小さい流域と,中上流で地下水深度が大きい流域があり,前者では汚濁負荷量が大きいのに対して後者では汚濁負荷量が1桁小さいこと,浸透性や漏水のある腐敗槽があり,地下水深度が小さい地域での貯留可能年数の短縮など汚染を助長する恐れがあることが示された.地下水深度が小さい地域では,浸透性のあるし尿処理施設を水密性の高い施設に切り替え,定期的に汲み取りを行う必要があること,土壌処理などの簡易分散処理手法を導入すること、このような地域に優先的に下水道整備を進める必要があることを指摘した.2015年9月13日9月26日に乾期調査、2016年2月29日2月11日に雨期調査を実施した。当初計画どおり、16井戸の水質・水位調査、周辺4水路の水質調査を実施した他、Dili市内の地盤高測量も実施した。一方、予定していた水無川湧水調査については、河口部で流水が見られたため、湧出水の調査は実施していない。また、28年度の前倒し調査としての洪水時水質調査を実施することはできなかった。現在までに判明した結果としては、Dili市東端と西端の2水路については最上流部の地下水位が低く、水質濃度も比較的良好であること、中央部の2水路については地下水位が高く、水質濃度も比較的劣悪であること、井戸水質はいずれも大腸菌群が検出された他は、一部の硝酸性窒素が高い井戸を除いて煮沸などを行えば飲用可能であること、水路の化学物質はわが国に比べて単純ではあるが、毒性はかなり高いことなどが判明している。また、調査に協力的な市民の確保などが行えた。おおむね計画どおりに研究が進行している。2回の渡航調査を実施し、計画通りの項目について調査を完遂した。一方、可能なら実施するとしていた28年度計画の先取り調査までは実施できなかった。2016年9月10日24日に乾期調査、2017年3月4日18日に雨期調査を実施した。2015年度中に井戸調査は完了しているが、水路調査については1水路あたり複数点で水質調査を実施することの重要性が2015年度の雨期調査で明らかになったため、本年度の乾期調査では同じ複数測点にて乾期の水路水質調査を実施した。また、腐敗槽の管理状況、水使用状況、化学物質使用状況などの聞き取り調査を実施した。雨期調査では、腐敗槽に設置した水位ロガーを回収するとともに、4水路に水位ロガーを設置し、降雨による増水状況を記録した。また、魚毒性調査および流域を確定するための現地踏査を実施した。雨期の調査期間中、降雨時の流出負荷量の計測を計画していたが、採水可能な時間帯(安全に行動できる時間帯)には十分な増水が見られなかったこと、また先行降雨期間や降雨状況の違いにより同じような流量でも目視による水質の変動が大きく、少数の洪水時水質調査の代表性に疑問が感じられたことから、洪水時水質調査を断念した。一方、腐敗槽の漏水状況調査を追加実施した。漏水状況調査は水位ロガーを使用して9月から3月まで連続的に実施した。これまでの調査結果をとりまとめ、人口分布などと照査することで、ディリではやや標高が高く地下水位の低い地域からの汚濁負荷流出はかなり小さく、ディリ中心部の低地からの汚濁負荷流出が多くを占めること、ディリ市内で一般的に用いられている腐敗槽の構造では腐敗槽による水質改善効果はきわめて限定的であることが明らかになった。この結果については3月の調査終了時に第一回現地報告会を開催し、現地教員と対策について議論した。洪水時水質調査を断念したことにより水無川に着目した浄化機構の検討ができなくなったが、追加した腐敗槽漏水調査の成果もありディリ市の汚濁負荷流出機構と市民の生活状況の関係について考察できる見通しが立ったたため、おおむね計画どおりに研究が進行していると評価した。2017年4月以降,2016年度3月調査で持ち帰った毒性資料の分析を実施し,その時点での研究成果を取りまとめた2編の論文を執筆した.これらの論文は11月に出版された.また2016年度に執筆した論文が8月に出版された.2017年8月12日8月26日に乾期現地研究を実施した.8月17日には2016年度3月の現地教員に対する第一回現地報告会に引き続き,Workshop onWASH learning networkにおいて研究成果を現地政府関係者,UNESCO,NPOと共有し,今後の方策について議論した.現地における水環境情報が不足していることが改めて浮き彫りになり,UNESCOなどからデータの提供を求められた.モデル化の必要性の有無,下水道計画の実現性などが議論された.また,同滞在期間中,ディリ前面海域の水質調査,人口解析のための土地利用教師データの採取,現地で実施可能な水質浄化手法の教授のための土壌処理・ろ過装置の作成を実施した.9月以降,水質調査結果の整理と人口解析を実施し,とりまとめを進めた.2018年3月22日28日には雨期現地研究を実施した.現地では急峻な地形から細粒分の多いろ過砂の入手が難しい.現地教員とともに土壌処理・ろ過用ろ材の探索を実施し,現地で実施可能な水処理方策について議論した.

これまでの結果より,ディリ市のやや標高の高い地域では,各戸雨水貯留など積極的に地下水を涵養することを考えること,ディリ市内低地では地下水位が高いことから,現存する空心菜畑などの湿地帯は処理湿地として積極的に利用し,その他の地域では遮水シートなどを利用して表層部の土壌だけを利用する各戸土壌処理を行うこと,飲用水は各戸で緩速ろ過を行うことなどを基本対策とし,東ティモール国立大学でこれらの規格について研究することを今後の課題とした.東ティモールの首都ディリの4流域の13井戸と16水路測点で水質調査,水位調査を実施した.その結果,流域全体に地下水深度が小さい流域と,中上流で地下水深度が大きい流域があり,前者では汚濁負荷量が大きいのに対して後者では汚濁負荷量が1桁小さいこと,浸透性や漏水のある腐敗槽があり,地下水深度が小さい地域での貯留可能年数の短縮など汚染を助長する恐れがあることが示された.地下水深度が小さい地域では,浸透性のあるし尿処理施設を水密性の高い施設に切り替え,定期的に汲み取りを行う必要があること,土壌処理などの簡易分散処理手法を導入すること、このような地域に優先的に下水道整備を進める必要があることを指摘した.27年度は順調に進展したことから、28年度も計画どおりの研究を実施する。ただし、28年度に計画している降雨時調査については、交通手段の制約が想定以上に強く、27年度の状況のままでは実施が困難だと思われる。現地協力者の交通手段も年々改善しているため、28年度計画が予定通り実施できる可能性もあるが、交通手段の制約が改善されない場合の代替手段について事前に十分検討する必要がある。29年度は計画通り、これまでの調査結果を詳細に解析し、地下水位で区分した地域ごとの環境保全策を立案する。28年度、既に第一回の研究報告会は開催しているが、29年度には詳細な解析と環境保全策立案の結果をもって現地にて研究報告会を開催し、政府関係者とも懇談する計画である。環境衛生工学3月に東ティモールにおいて雨期調査を実施しており、東ティモール国内でのレンタカー借り上げ費およびその燃料費が予定より少なく済んだために残金が生じた。残金は少額であり、平成29年度の東ティモールでの活動で使用する予定である。
霊長類疾患モデル作製にむけた霊長類パーソナルゲノム・トランスクリプトーム解析

ヒト精神・神経疾患の霊長類モデル動物の開発のために、マーモセットを対象としたエキソーム解析を行い、精神・神経疾患関連遺伝子における自然発症機能喪失変異を有する個体・家系の同定を行った。マーモセット369個体を解析した結果、ヒトの精神・神経疾患に関与が強く示唆される19遺伝子おいて稀な(頻度5%以下)LoF変異を持つ個体が存在することを明らかにした。同定した遺伝子には、脳の発達時において神経細胞の移動に重要な役割を持つ遺伝子、中枢神経系の発生や成長、維持に重要な遺伝子、レット症候群の原因遺伝子など、多くのヒト精神・神経疾患関連遺伝子が含まれていた。ヒトの精神・神経疾患の理解には、ヒトに近縁かつ実験が可能なモデル動物の開発が必要不可欠である。そのモデルとなりうるのが小型霊長類のマーモセットである。本研究では、げっ歯類では代替不可能なヒト精神・神経疾患や高次認知機能解明のモデルとしてのマーモセットに注目し、モデル動物開発の端緒として、マーモセット200個体を対象とした精神・神経疾患関連遺伝子3,323個の全遺伝子配列決定によるパーソナルゲノム解析および機能喪失型変異を有する個体における遺伝子発現解析による自然発症ノックアウトマーモセットの同定を行ない、ヒトの疾病モデルと資する個体あるいは家系の同定を行うことを目的とする。平成26年度中に、5施設からマーモセットの血液試料の提供を受け、合計234個体分のDNAおよびRNAの調整を行った。その中から82個体に関して、ヒト精神・神経疾患関連遺伝子と相同遺伝子の次世代シーケンサーによる配列解析を行い、精神・神経疾患関連遺伝子に自然発症的な遺伝子機能喪失型変異[LoF(Loss-of-Function)変異]を有する個体および家系の同定を試みた。イルミナ社のHiSeq1500型シーケンサーによりライブラリーの両末端100塩基の配列を決定した。個体あたりの平均リード数は1220万リード、ターゲット領域(精神・神経疾患関連3,323遺伝子)の平均カバー率は52.6×のデータを取得した。それらのデータをもとに詳細な解析を行った結果、ヒト精神・神経疾患(11疾患)のうちで特に関連性の高い545遺伝子を対象とした場合、10遺伝子においてマーモセット内において稀な(頻度10%以下)LoF変異を保有する個体がいることを明らかにした。そのうち2個の遺伝子においては、LoF変異をホモで保有する個体が存在し、また、多数のヘテロ個体が存在することも明らかした。ヒト精神・神経疾患の霊長類モデル動物の開発のために、マーモセットを対象とした実験的認知ゲノミクス研究を行った。マーモセットはマウスのように近交系がなく、遺伝的に統制のとれた均質な集団ではないため、表現型にばらつきが生じる可能性が高いことが予想される。そこで、マーモセットのエキソーム解析を行い、精神・神経疾患関連遺伝子における自然発症機能喪失(Loss-of-Function;以下LoF)変異を有する個体・家系の同定を行った。エキソーム解析を行う際に、ゲノム情報以外の表現型情報を有する個体からその原因遺伝子の同定を行う“Phenotype-Driven Approach"と、ヒトの精神・神経疾患関連遺伝子として同定されている遺伝子とマーモセットにおける相同遺伝子の変異解析を行う“Genotype-Driven Approach"の両面からの研究手法があるが、本研究では、“Genotype-DrivenApproach"を用いて、日本国内において飼育・繁殖されている数百頭規模のマーモセットの網羅的遺伝的解析を行い、自然発症的なLoF変異を有する個体・家系の同定を行うことにより、ヒト精神・神経疾患をターゲットとした霊長類モデル動物の開発を研究の目的とした。具体的には、以下の配列解析を行った。精神・神経疾患に関与が強く疑われる479遺伝子を解析対象とし、マーモセット369個体において精神・神経疾患関連遺伝子の配列解析を行った。その結果、41遺伝子においてマーモセット内において稀な(頻度5%以下)LoF変異を持つ個体がいることを明らかにした。さらに、精神・神経疾患に関与する可能性がより高い遺伝子に絞り込むと19遺伝子においてLoF変異を持つ個体を同定した。そのうち多くの個体はヘテロ接合でLoF変異を持つが、2遺伝子においては、LoF変異をホモで保有する個体がいることを明らかにした。現在まで多施設との共同研究により、当初予定していたサンプル数(200個体)を超えるDNA/RNA試料をすでに確保できており、今後、さらにこの数は増加する予定である(最終的には400個体程度を予定している)。DNA/RNAの純度のチェックから、ライブラリー調整、次世代シーケンサーによる配列解析を行うまでには、時間を要するが、サンプリング(234個体)および配列解析(82個体)をすでに終えており、またすでに新たな96個体分の配列解析を現在行っているところである。また、すべてのサンプルに関して末梢血由来のRNAも取得しているため、遺伝子機能喪失型変異を有する個体の遺伝子発現を調べることも可能な状況にある。

比較認知ゲノム科学現時点で保有しているサンプル数をさらに増加させて400個体の試料収集を多施設との協力関係のもとでより一層推進する。また、現在解析中の96個体分のデータと合わせて当初予定していた200個体を超える350個体程度の解析データの取得、変異個体・家系の同定を行う。得られた結果から、LoFホモ変異個体の表現型解析、およびヘテロ個体のin vivo, in vitroでのペアリングを介したホモ化に向けた基礎データの収集を行う。また、LoFホモ/ヘテロ個体の遺伝子発現解析も行い、霊長類疾患モデルとしての総合的な考察を行う。物品(試薬:553,881円)の発注は1月に行ったが、海外による受注生産品であり、試薬の納品は3月30日にあったものの、実際の支払は4月になってしまったため。すでに全額の支払を終わっている。
高齢者を対象とした血液浄化療法に関する技術動向調査

本年度は調査最終年度であり昨年度に構築した国内国外の施設見学、研究者・医療関係者からの情報をもとに今後高齢者の血液浄化療法に直接関与する)持続腹膜透析の技術動向の調査を中心に作業を行った。さらに、腎機能代行のみならず、自己免疫疾患、癌、心臓疾患などの成人病に対する血液浄化法の適応と課題、遺伝子操作技術と血液浄化療法の接点についても調査を行った。本調査の一部は、平成5年3月10日に米国ヒューストンで開催された第5回国際アフェレ-シス学会のシンポジウムセッションで分担研究者のMalcheskyとともに公表した。1.高齢者に対する腹膜透析の問題点と技術腹膜透析は患者の腹膜を用いた透析法である。血液透析と異なり通院せずに在宅で治療が可能であり、かつ煩雑な操作を必要としないので高度な腎機能障害を持つ高齢者にとっては最大の適用と考えられる。実際、カナダ、イギリスなどの医療先進国においては、透析患者の半数以上が本療法によって治療を受けている。世界的にみると15%、わが国では5%とその普及率は低いが、その伸び率は血液透析よりも高く、14%を越える。そこで、長期に亙り高齢透析患者の腹膜透析を行っているカリフォルニア大学透析センター長Dr.Nissenson、クリーブランドクリニック高血圧・腎臓科Dr.Schreiber、ロスアンジェルス透析トレーニングセンターDr.Straussの各施設を視察し技術的問題点について調査した。一般的にはカテーテルの出口感染、腹膜機能の劣化、糖代謝異常(肥満、食欲不振)、透析不足、栄養不良である。腹膜の劣化、糖代謝異常は現在使用されている浸透圧剤のグルコースが原因とされているが、昨今アミノ酸や合成ポリペプチドの開発がなされており、近い将来解決されるものと考えられている。透析不足に関してはサイクラ-という自動的に腹膜透析液を注廃液する装置にて就寝時にも積極的に治療を行う方法も取り入れられてきており現行よりも1020%の効率上昇が期待できる。ただし、各患者の腹膜機能は各々異なっており、サイクラ-を有効に用いるためには、腹膜透析の理論的な解明が急務と考えられた。感染症は技術的な問題よりも、患者教育におうところが大きいが、早晩高齢患者の多くが判断力の低下、反応の遅延を伴うことは十分想定できるため、操作方法や装置はできるだけ簡略化したものが必要となるであろう。2.予防手段としての血液浄化療法既存の血液浄化療法の改良のみならず、患者人口を抑える予防手段としての血液浄化法の可能性を調査することの重要性を認め、加齢に伴い蓄積または欠損する物質の検索を行った。この分野の先駆的な業績はリューマチやSLEなどの自己免疫疾患への血漿交換から始まったが、現在では高脂血症や神経疾患、癌などでも着実にその成果がでているようである。研究分担者の能勢(ベイラー医科大学、ホンブルグ(ドイツ)で積極的に抗動脈硬化療法である選択的低比重コレステロール除去を行っているDr.Bambauer、米国MDアンダーソン癌研究所でPhotoapheresisなど体外免疫療法を行っているDr.Hesterらの施設を視察した。血漿交換療法の効果の確認されている疾患に対しては血液製剤の安全面、経済面から選択的除去や精密分離操作が課題となっている。選択的除去は免疫反応を示す可能性のある生物学的な手法よりも非生物学的手法に開発の方向性が移行している。血液型不適合の患者、臓器提供者の間の移植において術前の血液型抗原に対する抗体の除去が免疫反応を抑制することが臨床的にみられていることから、異種移植への技術的break-throughが体外的な免疫操作(Immuno modulation)によって可能なことが示唆されている。3.物理的手段による細胞操作体外的な免疫操作が重要なキ-テクノロジーとしてクローズアップされてきている。その多くは、実験段階のものであるがPhototherapyのように臨床段階のものも評価を受けつつある。この分野は生物学的な手法と物理的な手法に分けられるが制御性や安全性、経済性を鑑みると両者の組み合わせが妥当と考えられる。本調査では、スタンフォード大学遺伝学教室のDr.Herzenberg、クリーブランドクリニック生体工学教室のDr.Zworowski、分担研究者の村林俊らとの意見交換よりとりまとめたが、体外循環系での血液浄化への応用は交流磁界による免疫担当細胞の刺激が最も臨床化へ近いものと考えられる。

そこで、長期に亙り高齢透析患者の腹膜透析を行っているカリフォルニア大学透析センター長Dr.Nissenson、クリーブランドクリニック高血圧・腎臓科Dr.Schreiber、ロスアンジェルス透析トレーニングセンターDr.Straussの各施設を視察し技術的問題点について調査した。一般的にはカテーテルの出口感染、腹膜機能の劣化、糖代謝異常(肥満、食欲不振)、透析不足、栄養不良である。腹膜の劣化、糖代謝異常は現在使用されている浸透圧剤のグルコースが原因とされているが、昨今アミノ酸や合成ポリペプチドの開発がなされており、近い将来解決されるものと考えられている。透析不足に関してはサイクラ-という自動的に腹膜透析液を注廃液する装置にて就寝時にも積極的に治療を行う方法も取り入れられてきており現行よりも1020%の効率上昇が期待できる。ただし、各患者の腹膜機能は各々異なっており、サイクラ-を有効に用いるためには、腹膜透析の理論的な解明が急務と考えられた。感染症は技術的な問題よりも、患者教育におうところが大きいが、早晩高齢患者の多くが判断力の低下、反応の遅延を伴うことは十分想定できるため、操作方法や装置はできるだけ簡略化したものが必要となるであろう。2.予防手段としての血液浄化療法既存の血液浄化療法の改良のみならず、患者人口を抑える予防手段としての血液浄化法の可能性を調査することの重要性を認め、加齢に伴い蓄積または欠損する物質の検索を行った。この分野の先駆的な業績はリューマチやSLEなどの自己免疫疾患への血漿交換から始まったが、現在では高脂血症や神経疾患、癌などでも着実にその成果がでているようである。研究分担者の能勢(ベイラー医科大学、ホンブルグ(ドイツ)で積極的に抗動脈硬化療法である選択的低比重コレステロール除去を行っているDr.Bambauer、米国MDアンダーソン癌研究所でPhotoapheresisなど体外免疫療法を行っているDr.Hesterらの施設を視察した。血漿交換療法の効果の確認されている疾患に対しては血液製剤の安全面、経済面から選択的除去や精密分離操作が課題となっている。選択的除去は免疫反応を示す可能性のある生物学的な手法よりも非生物学的手法に開発の方向性が移行している。血液型不適合の患者、臓器提供者の間の移植において術前の血液型抗原に対する抗体の除去が免疫反応を抑制することが臨床的にみられていることから、異種移植への技術的break-throughが体外的な免疫操作(Immuno modulation)によって可能なことが示唆されている。3.物理的手段による細胞操作体外的な免疫操作が重要なキ-テクノロジーとしてクローズアップされてきている。その多くは、実験段階のものであるがPhototherapyのように臨床段階のものも評価を受けつつある。この分野は生物学的な手法と物理的な手法に分けられるが制御性や安全性、経済性を鑑みると両者の組み合わせが妥当と考えられる。
SLEにおける抗プロテインC自己抗体の血栓症発症に関する作用機序の研究

我々は現在まだ未知である抗リン脂質抗体症候群の発症機序として、線溶と血栓阻止の重要な経路であるトロンビン(Tb)-トロンボモジュリン(TM)-プロテインC(PC)系に着目し、PCに対するリン脂質非依存性の自己抗体の存在について検討を行なうこととした。PCを抗原としたELISA法による抗体アッセイ系を用い、SLE61例のストック血清102検体のPC抗体を測定した。この検討から抗PC抗体は経過中に消長を繰り返すものが多くみとめられ、治療あるいは血栓症の発症と関連を追及中であるが、抗PC抗体陽性者の80%は血栓症を発症していた。抗β2GP1抗体との相関はなかったが、血清中のβ2GPIがβ2GP1-PC複合体を形成している可能性があり、検体のβ2GP1血中濃度の測定、β2GP1の添加による抗体価の変化、血清のIgGのみをとりだしてなお活性が維持されるか等の検討が必要であると考えられた。そこで、現在も継続し解析を継続中である。
論客としてのラシーヌ考察 --- 作品の位置づけと影響関係に関する諸問題

本研究課題に取り組んで以来、フランス国立図書館やパリのソーショワール図書館などで収集してきた資料をもとに、ラシーヌに関する文献のとりまとめ、彼の作品や言動が古典主義時代の文学論争に影響を与えているケースの抽出等と並行し、周辺作家のなかから、古典主義時代において「書くこと」の意義を左右したと目されるアントワーヌ・ド・クルタンの著作に重点を置きつつ、論客としてのラシーヌの位置づけを再確認した。古典主義時代の文学論争の実態を多面的に把握することを目的に、9月に約2週間、主にパリのフランス国立図書館で資料調査を実施した。17世紀の文献にもPDF化されて閲覧しやすくなったものや、新たな批評校訂版が見つかるなど、期待以上の収穫が得られた一方、複写が許可されない文献があるほか、複製の枚数制限が概して厳しく、作業には予想よりも多大な時間がかかり、時間切れの感も否めない結果となった。同図書館では次年度以降も引き続き可能な限りの追加調査を実施の予定である。新たに参照した文献のなかでは、とりわけ古典主義時代に刊行され、以後全ヨーロッパで広く読まれたアントワーヌ・ド・クルタンの礼儀指南書が、「効果的に語ること」が「効果的に書くこと」よりも優位とされてきた古典主義時代の価値観を論じる上で有用ではないかとの示唆を得た。ラシーヌおよび周辺作家にとっての「書くこと」の意義や認識を問うことにも繋がるのではないかと予想されるため、これに関して次年度に短い論文としてまとめるべく、先行研究の参照に努めつつ検討を重ねている段階である。また、キリスト教の権威による演劇の断罪という問題についても、幾つかの新しい文献が見つかった。論客としてのラシーヌを論じる上では極めて重要なテーマであるため、慎重に細部を検討し、これまでの論考に加えた。さらに、作者が文学論争の渦中にあったとは考えられていない時期にも目を配りつつ、主義主張の変化を長期的にとらえ、対立した、あるいは同調した文人たちとの影響関係を俯瞰する準備を進め、これを次年度の研究の中核として計画した。古典主義時代の文学論争の実態を多面的に把握するための調査を補うことを目的に、9月に約10日間、主にパリのフランス国立図書館で資料調査を実施した。複製の枚数制限が厳しいため短期間での調査には困難な面もあったが、マイクロフィルム化されている17世紀の文献を通読することができたほか、写真撮影が許された文献もあり、貴重な参考資料となった。時間切れとなった部分については、何らかの形で引き続きの調査を実施する予定である。新たに参照した文献から、前年度の研究により注目していたアントワーヌ・ド・クールタンおよびその著作『フランスの貴紳が実践する礼儀についての新論』に関しての情報が得られ、また新たに発見した同時代の類書をマイクロフィルムにより読むことができたが、「効果的に語ること」が「効果的に書くこと」よりも優位とされてきた古典主義時代の価値観を論じ、ラシーヌおよび周辺作家にとっての「書くこと」の意義や認識を問う段階には至らなかった。これについては、さらに分析を重ね、次年度に論文としてまとめることができるよう努めたい。このほか、古典主義時代の文人たちによる相互の批評について、幾つかの新しい文献を発見することができた。文学論争という事象を通じての作家たちの影響関係を論じる上で有用と思われるが、十分な論拠となりうるものかどうか、なお慎重な検討を要することも予想される。論客としてのラシーヌ本人について、文学論争の渦中にあったとは考えられていない時期も視野に入れての長期的な主義主張の変遷を追う作業は最終年度の課題として残ったが、「書くこと」の意義をいかに捉えたか本研究課題に取り組んで以来、フランス国立図書館等で収集した資料をもとに、ラシーヌに関する文献のとりまとめ、彼の作品や言動が古典主義時代の文学論叢に影響を与えているケースの抽出等を行うことと並行し、周辺作家のなかから、古典主義時代において「書くこと」の意義に一石を投じたと目されるアントワーヌ・ド・クルタンの著作に重点を置きつつ、論客としてのラシーヌの位置づけを再確認することを優先課題に据えた。クルタンの著作『フランスの貴紳が実践する礼儀についての新論』を、フランス国立図書館所蔵のオリジナルに遡って検討し、同時代の類書も参考にしつつ、「効果的に語ること」が「効果的に書くこと」よりも優位とされてきた古典主義時代の価値観が変化しはじめた時期を推定、とりわけ重要と思われるクルタンの主張を部分的に訳出、註を施すなどの作業を行った(一部を『人文学論叢』に発表、字数の関係で残りは平成25度に発表予定)。世俗的な指南書と思われがちな著作のなかに文学論争に関わりの深い事項が盛り込まれており、古典主義時代の宮廷人たち・文人たちの意識を量る上で有用な発見も多かった。

これらを踏まえてラシーヌおよび周辺作家たちにとっての「書くこと」の意義や認識を整理し、それが文学論争にどのように影響したかについては現在とりまとめ中で、年度内に公表にまで至らなかったことが悔やまれるが、論客・文人たちの影響関係にまで言及するには根拠となる資料が足りず、安易に結論を出すことは控えざるをえなかった。十分な論拠を用意できた「書くこと」の意義と認識の推移については、クルタンの影響を中心に、本研究課題の成果として平成25年度の紀要に投稿予定である。資料の取り寄せを含む文献調査に多くの時間を費やし、予定していた研究成果の一部とりまとめにまでは至らなかったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。追加調査もできる限り継続するが、これまでの文献調査の結果をとりまとめることに重点をおいて研究課題の遂行に努める。研究計画の大幅な変更は予定しておらず、構想の「部を微修正(重点的に論考する文人の変更など)する程度で対応可能と推測される。
エジプト古代都市の盛衰・変容に関する考古学的研究

アコリス遺跡で実施した三箇年の考古学的調査によって、(1)末期王朝からプトレマイオス朝、(2)コプト時代から都市廃絶以降という二つの空白が埋まり、末期王朝時代から中世に至る長期に及ぶ都市の変遷を辿ることができるようになった。すなわち、(1)末期王朝時代の都市壁の北辺が確認され、同朝下における都市の範囲が明らかになった。(2)プトレマイオス朝のもとで営まれた石灰岩の石材加工施設が出土し、巨柱などの未成品が遺存していた。エジプトでの初例であり、巨石の運搬方法や加工工程の復原に、有力な資料を提供した。(3)大量のワイン壷など、エ一ゲ海方面の製品が出土し、プトレマイオス朝下の交易の実態が明らかになった。(4)プトレマイオス朝に入ると、都市は再び殷賑をとりもどしたことが、こうして知られるが、同朝の支配は伝統的な都市社会を変革するとこまでは至らなかったことが、建物方面の踏襲から察せられる。(5)コプト時代に都市域は外壁を越えて拡大し、北方に隣接する現在のテヘネ村方面にのびていたらしい。(6)紀元700年頃のアコリスの廃絶以降、ファティマ朝下の紀元10-11世紀に、人間活動が活発になったことが、北端出土の大量のイスラム陶器から察せられる。これがテヘネ村の原型になったようである。末期王朝から中世に至る都市の変遷を復原し、こうしてアコリス・モデルを設定しえたことがまず大きな成果であり、ついで、プトレマイオス朝下における石材加工や交易の実態を解明する手がかりが得られたことが、成果としてあげられる。夏に予定していた調査は、エジプト国内の政情不安により,冬季に延期せざるをえなくなったが,冬期の調査では,アコリス遺跡の発掘を所期の通り遂行し,予想以上の成果にめぐまれた。その第1は,ヘレニズム時代(プトレマイオス朝)のワークショップ・交易センターを発見したことである。発掘の結果,そのワークショップでは石材の加工および土器焼きを行っていたことが判明した。第2は,出土品のなかにロードス島産のアンフォラ(ワイン壺)が大量に含まれていた点である。これは,当時の地中海交易の実態を知る貴重な資料である。研究によると,前200年前後に作られた製品であることが明らかになった。第3は,これも出土品のなかから,テラコッタ製の神像が数多く見いだされたことである。いずれもギリシア風の体裁をみせており,このような外来様式の神像が伝統的な神がみの像とならんで信仰をあつめていたことは,当時の宗教生活を復原するうえで興味深い。これまで考古学的には知られることが少なかったプトレマイオス朝下の都市の実態を解明する重要な資料や成果が得られたことになる。エジプト・カイロから南へ240km、ナイル東岸に所在する古代都市アコリスで、昨年度に引き続いて考古学的調査を実施した。平成10年7月9日に川西、辻村、スペンサー、次いで周藤がエジプトに入国して調査開始前の交渉準備を行なったのち、同月16日より調査を開始し、9月14日に終了した。1日当たり2530人の現地人を雇用し、エジプト政府側の監督官1名、日本側最大時5名で昨年度と同じく遺跡北端において発掘調査を実施した。調査面積200m^2深さ最大で4.5mに及んだ。発掘調査は、排土と平行して遺構・遺物の検出につとめ、必要に応じて写真撮影と実測を行った。出土品の多くはプトレマイオス朝の土器で、大量のアンフォラスタンプを発見した。ほかにランプ、土製品(テラコッタ)、コイン、ガラス、石材、オストラカなどがある。

調査によって、同朝下に営まれた石材加工場の全貌がかなり明らかになった。遺物は発掘終了後、現地で整理して、写真撮影と実測を行ったのち、遺跡近傍に設けてある倉庫に、エジプト政府側立ち会いのもと、収納して鉄扉を封印した。本研究の分担者でギリシア考古学専攻の周藤は平成10年8月16日から同月28日までギリシアのアテネに赴き、本研究に関連する資料や情報の収集を行った。残る分担者・協力者はそれぞれ現地での考古学調査終了後、カイロに戻り、フランスやアメリカの考古学研究所で関連資料の検索に努めるとともに、エジプト政府当局への今次調査の報告書を作成し提出した。全員が帰国したのち、平成10年12月19・20日の両日、関係者が筑波大学に集まり、本年度調査成果の検討・総括を行い、成果の概要(英文)を昨年度同様、公刊することを決定した。2月末現在、5月の公刊に向けて執筆を進めているところである。エジプト・カイロから南へ240km、ナイル東に所在する古代都市アコリスで、平成10年度に引き続いて考古学的調査を実施した。平成11年7月16日に代表者の川西ならびに協力者の辻村とスペンサーがエジプトに入国した。調査開始前の交渉や準備を行ったのち、7月23日から調査を開始し、同月30日に分担者の周藤が、8月27日に協力者の高橋がこれに加わり、9月9日に調査を終えた。1日当たり2530人の現地人を雇用し、エジプト政府側の監督官1名、日本側最多時4名で昨年度に引き続いて遺跡北端地区の発掘を実施した。調査面積150m^2、深さ最大5mに及んだ。発掘調査は、排土と併行して遺構・遺物の検出につとめ、必要に応じて写真撮影と実測を行った。出土品の大半はプトレマイオス朝期に属し、エーゲ海方面やイタリア産のワイン壺、土製品(テラコッタ)、ランプ、オストラカなどがあげられる。それらの分析によって、同朝下で営まれた石材加工場の全貌とその後の推移があきらかになった。また、下層から末期王朝時代の都市の外壁が出土し、これによって、末期王朝時代からプトレマイオス朝にかけての都市の変化の様子を推測することが可能になった。出土遺物は発掘終了後、現地で整理して、写真撮影と実測を行ったのち、エジプト政府側の立ち会いのもとで倉庫に収納した。現地調査に携った周藤は、8月21日にカイロを発ってアテネに赴き、本研究に関連する資料や情報の収集を行った。残る分担者・協力者はそれぞれカイロに戻り、フランスやアメリカの考古学研究所で関連資料の検索に努めるとともに、今次調査の報告書を作成してエジプト政府に提出し、帰国の途についた。全員の帰国後、関係者が筑波大学に集まり、調査成果の検討・総括を行い、成果の概要(英文)を昨年度同様、公刊することを決定した。2月末現在、5月の公刊に向けて準備を進めているところである。
ピウスツキ録音ろう管の工学的再生

音声再生は、(1)ろう管の修復とカビの除去、(2)永久保存のためのろう管のレプリカ作成、(3)信号検出、(4)雑音低減の4段階で行なわれた。1.ろう管の修復とカビの除去:ろう管の特性を調べ、かつカビの性質を知った上で、カビの除去が行なわれた。さらに、破損したろう管については、顕微鏡下でできる限りの修復が行なわれた。2.レプリカ作成方法の研究とろう管レプリカ作成:歯科技術にもとづいてろう管レプリカ作成方法が確立され、カビ除去と修復が終了したろう管のレプリカを作成した。3.音声信号検出:接触による触針式と非接触によるレーザー光反射式によって信号検出を行なうための装置が試作された。触針式では、ピックアップの針圧を種々変化させ、できる限りろう管に傷をつけないようにし、溝の谷部に触れながら差動トランスを利用して精度高く溝の深さを計測して音声に変換した。検出出力は、データレコーダおよびフロッピーディスクに保存した。つぎに、レーザー光による音声再生装置を検討し、非接触レーザー反射式による音声再生検出器を完成させた。特に、照射レーザービーム・スポットと再生音の関係を明らかにし、最適スポットによる再生を行なった。さらに、レーザー反射式にもとづく方法の問題点を検討し、かつそれを解決した。最後に触針式再生音と非接触レーザー光による再生音の比較検討を行った。4.雑音低減:すべてのろう管がある程度劣化している現状を考慮した場合、再生音からの雑音低減は最大研究課題である。音声の明瞭度を著しく向上させ得る雑音低減法は、まだ開発されていない。しかし、雑音の性質を正確に把握すれば改善の可能性がある。検出音声から雑音解析を行ない、2種類の雑音が明らかになった。ランダム雑音はスペクトル領域でフィルター操作により行ない、スパイク状雑音は実時間である程度除去する方法を確立した。
フェムト秒レーザ励起微粒子支援近接場光による2次元ナノプロセシング

本研究では、フェムト秒レーザの微細加工特性と近接場光の新規特性を利用し、半導体・誘電体基板上に周期ナノ構造のアブレーションによる作製および作製されたナノ構造の新規な機能を明らかにした。1.誘電体微粒子を用いたシリコン基板表面のナノスケール・プロセシング特性本研究では、シリコン基板上におけるナノホール作製にあたり、入射波長の最適化およびナノホール・サイズの入射エネルギー依存性を明らかにした。Mie散乱理論により近接場発生効率が高い波長特性を明らかにし、FDTD(Finite Difference Time Domain)法によりシリコンのナノ加工に最適な波長を計算した結果、フェムト秒レーザの基本波(800-nm)と第二高調波(400-nm)が適当であることが分かった。入射エネルギーを変化させることによって加工径や加工深さを制御する実験を行った結果、基本波においては、加工径が100-250nm程度であり、加工深さは20-100nm程度であった。第二高調波においては、加工径が50-200nm程度であり、加工深さは10-60nm程度であった。2.六方最密充填状に単層配列された誘電体微粒子の表面増強ラマン散乱の特性本研究では、直径450nmの誘電体微粒子を六方最密充填状に単層配列して金を蒸着した周期ナノ構造の表面増強ラマン散乱(SERS)への応用研究を行い、近接場光の光強度分布と発生機構についてFDTD法を用いて解析した。入射波長800-nm付近に強い散乱を誘起するこの構造体は、局在表面プラズモン共鳴を誘起することが分かった。加えて誘電体微粒子を六方最密充填状に配列した構造は、偏光方向の依存性がないことも明らかとなった。光強度分布の計算結果と実験結果を比較するために、フェムト秒レーザ微細加工技術を利用した。近接場光が発生した箇所を展性することで、展性した分布が計算結果と一致することが分かった。本研究は、フェムト秒レーザと誘電体微粒子を用いることにより、半導体・誘電体基板上にナノ周期構造を作製および作製された基板を応用研究に進展させることを目的としている。1.誘電体微粒子のサイズに依存する電界強度分布変化の解析誘電体微粒子がマイクロレンズの役割を果たし、入射光を微粒子と基板の接触部に集光させることでナノホールは基板上に作製される。ナノホール作製の制御あたり、微粒子近傍での電界強度分布を研究することは欠かせない。本研究では、波長と同程度サイズの誘電体微粒子を使用しており、そのサイズの微粒子近傍の電界分布は未だ詳細に研究されていないため、この物理現象を明らかにした。2.誘電体微粒子を用いた誘電体基板上のナノホール形状の解析ガラス基板上に作製されるナノホールは、非常に特徴的な形状を取る。通常、ナノホールは誘電体微粒子真下に作製されるが、入射エネルギーを高くすると真下に作製されない。微粒子を六方格子状に単層配列したテンプレートに高強度のフェムト秒レーザを入射すると、粒子の隙間部分にナノホールが作製される。この物理現象解明はナノホール形状制御に必須であり、これを明らかにした。3.六方格子状に単層配列された誘電体微粒子を利用した表面増強ラマン散乱への応用本研究では、作製したナノ周期構造を化学分野で利用されている表面増強ラマン散乱(SERS)へ応用した。ガラス基板上に誘電体微粒子を六方格子状に単層配列し、その上に金・銀を蒸着することによって、高強度の近接場光を発生させる実験とその近接場光分布を視覚化する研究を行った。実験的な近接場光分布の表示は、上記構造における近接場光発生原理の解明に必須である。フェムト秒レーザ微細加工技術を利用し、近接場光が発生した箇所を改質することで、その分布の視覚化を行った。

入射波長800-nm付近に強い散乱を誘起するこの構造体は、局在表面プラズモン共鳴を誘起することが分かった。加えて誘電体微粒子を六方最密充填状に配列した構造は、偏光方向の依存性がないことも明らかとなった。光強度分布の計算結果と実験結果を比較するために、フェムト秒レーザ微細加工技術を利用した。近接場光が発生した箇所を展性することで、展性した分布が計算結果と一致することが分かった。
半透過型液晶ディスプレイの高性能化に関する基礎的研究

半透過型LCDの高性能化(省電力化、高画質化、広視野角化、構造簡単化)を目的として(1)平行配向セルをベースとした半透過型LCD(2)TNセルをベースとした半透過型LCD、(3)60°ねじれのTNセルをベースとしたシングルセルギャップの半透過型LCDについて検討し、以下のことを明らかにした。(1)平行配向セルをベースとした半透過型LCD・位相差板で補償し,セル条件を最適化すると、セル法線方向に対してはNBモード、NWモードともに、ITFT駆動のオン電圧を現状の4.0[V]から2.0[V]まで低下させても、表示の明るさ(明状態の反射率または透過率)49%以上、コントラスト比100:1以上で、分光反射率の波長依存性の小さい白黒表示が得られる。ただし、位相差板のΔnの波長分散は、通常とは異なり逆分散となる。・NBモードでは、位相差板の屈折率nzを最適化すると、TFT駆動のオン電圧を2.0[V]まで低下させても比較的広い視野角が得られる。また、2ドメイン構造にすることで、透過部の視野角を更に広げることができる。したがって、TFT駆動のオン電圧が4.0[V]である現状の半透過LCDに比べ、パネルの消費電力を高画質と広視野角を保ちながら約1/4に低減できる。・セルギャップが設計値(最適値)から±2%変動しても視野角特性にほとんど影響を及ぼさないことから、上記の半透過型LCDは現状の技術で容易に製造できる。(2)TNセルをベースとした半透過型LCD・10°90°のねじれ配向セルをベースとしても上記の平行配向セルをベースとしたときの表示特性を凌駕するセル条件は存在しない。(3)60°ねじれのTNセルをベースとしたシングルセルギャップの半透過型LGD・オン電圧を10Vと高くすると視野角を広くできるが.オン電圧を通常の3V4Vにするためには視野角補償を工夫するなど更に検討を要する。半透過型LCDの高性能化(省電力化、高画質化、広視野角化)を目的として、今年度は主に、平行配向セルを、反射部は位相差1枚、透過部は光の入射と出射側に各1枚(計2枚)の位相差板で補償した最も簡単な構成の表示特性と関連パラメータの関係をシミュレーションで調べた。その際、まずセル法線方向の表示特性を反射部、透過部の順に最適化、続いてセル法線方向に対して最適化したセル条件の視野角特性を反射部、透過部の順に最適化した。その結果次のような結果が得られた。1.セル法線方向に対してはNBモード、NWモードともに、TFT駆動のオン電圧を現状の4.0[V]から2.0[V]まで低下させても、表示の明るさ(明状態の反射率または透過率)49%以上、コントラスト比100:1以上で、分光反射率の波長依存性の小さい白黒表示が得られる。ただし、位相差板のΔnの波長分散は、通常とは異なり波長とともに大きくなる逆分散となる。2.NBモードでは、セル法線方向の表示特性を最適化したセル条件における位相差板の屈折率nzを最適化すると、TFT駆動のオン電圧を2.0[V]まで低下させても比較的広い視野角が得られる。したがって、TFT駆動のオン電圧が4.0[V]の現状の半透過LCDに比べ、パネルの消費電力を高画質と広視野角を保ちながら約1/4に低減できる。一方、NWモードに対してはNBモードと異なる広視野角化手法が必要である。