hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自由表面及び界面を持つ流体現象の数値解析と工学プロセスへの応用に関する研究

その結果,ラグランジュ乗数技法によるフラックス・フリー変分問題は少なくとも一つ解(u,p,λ)を持ち,さらに(u,p)は通常のNavier-Stokes方程式に対する変分問題の解に一致することが示された.なお,(u,p)が滑らかであればラグランジュ乗数は0であることも示された.また,定常問題の近似問題に対しては速度および圧力に対する有限要素空間がinf-sup条件および或る種の補助的条件の下で,一意可解性が示された.また,近似解の誤差評価についてはメッシュサイズhに依存する定数を持つタイプの評価式とhに依存しないタイプの評価式を得られた.また,後者の評価式におけるラグランジュ乗数の絶対値は,連続問題と(フラックス・フリー)近似問題との"ずれ"に対する評価と理解することも可能である.本手法の有郊性を検証するために,ダムブレイク問題,スロッシングタンク問題等について,Navier-Stokes方程式および移流方程式に対してそれぞれMini要素を用いて有限要素計算を行った.その結果,いずれの問題でも界面におけるフラックスはほぼマシンイプシロン程度で0であり,その結果として本手法の質量保存率が高いことが示された.一方,混ざらない非圧縮性の2流体問題は一般に,不連続な粘性係数および密度をもつNavier-Stokes界面問題で記述される.そこで,動粘性係数υの不連続性を考慮したStokes界面問題の有限要素近似の考察を念頭におきながら,フラックス・フリー有限要素法の誤差評価および収束性を考察した.具体的には,P_1isoP_2/P_1要素をモデルとして,動粘性係数υの三角形要素における近似を考慮したStrangタイプの誤差評価式をベースにし,界面の滑らかさ及びStokes界面問題の解の正則性を仮定して,フラックス・フリー有限要素近似の収束性を示した.
全方位高感度検出型ナノピペットプローブの開発と微小開口の内部形状測定に関する研究

本研究ではマイクロメートルスケールの微細構造物の寸法計測のため全方位高感度検出型ナノピペットプローブの開発に取り組んだ。中空のガラス製ナノピペットの先端に高精度ガラス微小球を取り付けることによって、直径10マイクロメートル未満の微小な先端プローブ球を有する全方位検出マイクロスタイラスを作製した。また測定対象との接触検出にはシェアフォース検出を応用した表面水膜層との相互作用力検出を用いるた。開発したプロービングシステムは全方向に対してナノメートルオーダーの変位検出分解能とサブナノメートルオーダーのプロービング精度で計測できることを実証した。インクジェットプリントなどの印刷技術を応用し、マイクロ光学素子や電子デバイス、ディスプレイなどの微細デバイスを作製するプリンテッドエレクトロニクスの発展は新たな微細加工や製造技術として近年注目を集めている。これらの印刷技術を応用した加工技術では、微小な開口を有するノズルを用いて機能性材料を基板やフィルム上に塗付し、パターニングすることでデバイス作製を行う。そのためノズル開口部分の寸法および形状は加工精度や歩留まり、デバイスの集積度に影響を与える重要なパラメータであり、精密な計測と評価が不可欠である。またノズルに用いられる微小開口の作製方法も年々発展し、近年では直径100マイクロメートル未満の微小開口を作製する加工方法に関する研究も報告されており、マイクロメートルオーダーの微小開口の寸法計測の需要はますます高まっている。本研究ではガラス製ナノピペットの先端に直径10マイクロメートル未満の精密ガラス球を取り付けたスタイラスを用いた微小球付きナノピペットプローブを作製した。測定対象物表面との接触を高感度で検出するために、測定対象物表面に存在する数10ナノメートルの水膜層との相互作用力の検出が応用された。水膜層との相互作用力は音叉型水晶振動子の圧電効果を用いた力センサによりサブナノニュートンオーダーで検出することが可能であった。開発したプロービングシステムは水膜層との相互作用力を検出することにより、ナノメートルオーダーでスタイラスと表面との間の距離の変位を測定することが可能であり、サブマイクロオーダーでのプロービング精度が確認された。作製された微小球付きナノピペットプローブにより、直径30マイクロメートルの微小開口の内径及び真円度を測定することが可能であることが確認された。インクジェットプリントやオフセット印刷等の技術を応用し電子デバイスやディスプレイを作製するプリンテッドエレクトロニクスの発展が新たな微細加工技術として近年注目されている。しかしながら、プリンテッドエレクトロで作製されるデバイスの性能は加工工程で使用するマイクロノズルやマイクロスリット等の開口部形状精度に依存する。そこで本研究ではマイクロスケール開口部形状の精密計測のために、微小球付きナノピペットを用いた全方位の接触検出が可能な高感度検出型プローブを開発を目的として取り組んでいる。本研究の目標はマイクロメートルオーダーの微小構造物をナノメートルオーダーの分解能により形状測定を実現することである。全方位からの接触検出を実現するためにガラス製ナノピペットの先端にガラス微小球を配置した微小球付きナノピペットを作製した。先端が球状びプローブは全方位に対して均一な形状を維持することが可能になる。再現性良くプローブを作成するために、光学顕微鏡観察下において動作する精密組立装置を試作した。プローブと試料との接触検出には、音叉型水晶振動子の圧電効果を用いた高感度センサを開発した。またプローブと試料の接触検出には、試料表面に存在する水膜層との相互作用を応用したシェアフォース検出法を採用した。シェアフォース検出によって、微小球付きナノピペットプローブは5 nmステップの変位を検出することが可能であり、ナノメートルオーダーの分解能を実現することが可能であった。また先端に微小球を配置したプローブは全方向から試料との接触を検出することが可能であり、作製したプローブによりマイクロスケール構造物の3次元形状を測定することが可能であった。今後は本研究で開発した全方位の接触検出が可能な高感度検出型プローブを用いて、実際のマイクロノズルなどの計測に取り組む予定である。本研究では熱引き加工により先鋭化された中空ガラス管であるナノピペットの先端にチップボールとなるガラス微小球を配置するために、光学顕微鏡観察下で取付作業を行う組立装置を試作した。この作製方法は電気泳動法を用いる当初の計画と比較し、再現性が高く、取付強度も強いことが確認された。またナノピペットプローブを非剛性軸方向に振動させ、その振動振幅の変化からシェアフォースを検出し、3軸方向の接触検出を試みた。開発した微小球付きナノピペットプローブに対して3軸方向から測定試料を接近させた。プローブは水平1軸方向に振動せられ単一のセンサにより振動振幅が検出されているが、全軸方向においてプローブ振動振幅の変化が確認された。プローブを水平方向に振動させることによって、剛性軸に垂直な方向だけでなく、水平方向でも接触検出感度は著しく向上され、全方位の接触検出が可能となった。

また各軸方向における接触検出の感度はそれぞれに異なる値を示しており、接触する軸方向と検出感度には関係性があるものと推測される。すなわち、1軸方向の振動検出から接触方向の判別ができる可能性が確認された。さらに微小球付きナノピペットプローブは5 nmステップの変位検出が実験的に観察され、ナノメートルオーダーの分解能が達成されていることが確認された。また開発したプローブと精密位置決めステージを組み合わせることにより、マイクロメートルスケールの微小構造物の形状計測を実施した。形状計測については当初の予定よりも早く初年度中に予備実験まで実現することができた。また形状計測において、サブマイクロメートルの繰返し精度が確認された。以上の得られた成果より、本年度の達成度は当初の研究目的以上に達成していると考えられる。これまでの取り組みにおいて、本研究で開発した微小球付きナノピペットプローブはマイクロメートルスケールの微小構造物をナノメートルオーダーの分解能で形状計測できる能力を有していることが確認された。今後の研究推進方策として、以下の点について取り組む。まず始めに、本研究で開発している形状計測用プローブと精密位置決め装置を組み合わせることにより測定範囲の拡大を試みる。本研究において測定対象としているノズルやスリットの開口自体はマイクロメートルオーダーの構造を有しているが、計測用プローブの位置決め操作を行うためには数ミリメートルの動作範囲が必要となる。一方で位置決め装置は、動作範囲が広くなるほど位置決め誤差が増加するという問題点を有している。そこで位置決め誤差を補正し、形状計測における測定精度の向上に取り組む。既知の形状を有する標準試料を用いてプローブによる接触検出から位置決め誤差を算出し、測定された形状の補正を行う。これによりサブマイクロからナノメートルオーダーの計測精度の実現を目指す。つぎにマイクロノズルやマイクロスリットなどの実際の計測対象を想定した開口内部側壁およびエッジ部分の形状測定に取り組む。得られた形状データに基づいて、粗さや真直度、平面度、エッジ角度などの見積りを行い、幾何形状および設計形状との比較評価に利用する。これらの取り組みを通してマイクロスケール部再構造物の3次元形状計測手法の開発および評価方法に関する検討についての研究を推進する。該当なし
新規遺伝子型RSウイルスが従来型RSウイルスを凌駕した分子メカニズムの解明

RSウイルスは、感染すると主に細気管支炎を引き起こす。本研究課題では、近年出現したON1型と呼ばれる新たな遺伝子型をもつRSウイルスについて解析を行った。ON1型RSウイルスがもつ遺伝子学的特徴を全ゲノムレベルで明らかし、系統学的解析によってON1型が出現した進化過程を考察した。さらに、数理モデルによる検討の結果、季節性の有無や免疫学的差異が新しい遺伝子型をもつウイルスの流行拡大に寄与しうることがわかった。さらに、培養細胞を用いた感染実験によって、ON1型RSウイルスが従来のウイルスとは異なる形質を示すことがわかったため、今後その分子生物学的メカニズムをさらに詳細に検討する必要性が示唆れた。Respiratory syncytialvirus (RSV)は、急性気管支炎を引き起こす主要な病原体の1つである。2012年以降、従来とは異なる遺伝子配列をもつ型(ON1)が世界中で報告されており、従来型(NA1)と比較し感染が拡大した要因を明らかにすることで、RSV感染症の病態を理解することを目指している。世界中から報告されているON1およびNA1遺伝子型RSVのゲノム情報を収集し、さらに東北大学で収集されているRSVの全ゲノム解析と組み合わせて解析を行った結果、ウイルスのG遺伝子・F遺伝子・L遺伝子においてON1/NA1型間に違いのある共通の変異が同定された。とくにG遺伝子における変異は72塩基の挿入という大きなものであった。ヒトの気道上皮に由来する培養細胞に、ON1およびNA1遺伝子型のRSVをそれぞれ感染させたところ、TCID50法による感染粒子数にもとづく増殖能解析では、ON1/NA1型間に明らかな違いは見られなかった。一方で、細胞間伝播による増殖を反映すると考えられるプラーク法による解析では、ON1型の形成するプラークがNA1型より小さかった。さらに、遺伝子型間で違いのある遺伝子に着目し、同定された変異がそれらの各遺伝子の機能に影響を及ぼしているのか検討するために、現在L遺伝子の機能を解析するためのレポーターミニゲノムアッセイ、F遺伝子の機能の解析するための細胞融合アッセイ、G遺伝子の機能を解析するためのウイルス様粒子吸着アッセイの構築を試みている。また、本研究の派生として「新しい遺伝子型のウイルスが出現した際に、従来の遺伝子型がいなくなるメカニズム」の理論的な解明を試みたところ、“比較的小さくも安定したウイルスの伝播状態"が重要な因子であることがシミュレーション研究によってわかった。これまでの研究によって、RSVの新しい遺伝子型であるON1型が、従来のNA1遺伝子型に比べて複数の遺伝子変異を共通してもっていることがわかった。増殖能に関する検討も概ね終了している。現在は、1つ1つの遺伝子の働きを調べていくための実験形を構築中であるが、広く用いられている実験用の(現在ヒトの間で流行しているものとは異なる)RSVを用いた系は確立されたものの、現在の流行株であるON1/NA1型のRSVではこれらの系が一部で正しく働かなかったため、現在、これに対処すべく原因を究明中である。このため、予定していた宿主因子解析のための実験を当該年度内に開始することができなかった。RSウイルスは、主に細気管支炎を引き起こす。このウイルス感染症は冬季に流行し、年間で3000万人以上の小児が感染し6万人ほどが死亡している。RSウイルスは2つのグループにわけられ、さらに複数の遺伝子型へと細分化される。ON1型と呼ばれる新たな遺伝子型の出現が2012年にカナダから報告された。その後、このON1遺伝子型をもつウイルスは世界中へと拡がり、それまでに流行していた遺伝子型と置き換わり主要な割合を占めるようになった。本研究では、ON1型RSウイルスが、1)どのように発生したのか、2)どのように感染が拡大したのか、3)従来の遺伝子型をもつRSウイルスとどのように異なるのかを、遺伝学的・分子系統学的・分子生物学的に明らかにすることを目的とした。7件のON1型RSウイルスと6件の従来の古い遺伝子型をもつRSウイルスの全ゲノムの塩基配列を決定し、ON1型をもつRSウイルスは複数の特徴的なアミノ酸変異をもつことがわかった。さらに、世界中から報告されているRSウイルスのゲノムとの比較によって、G遺伝子の重複が過去に2回起きたという進化過程が明らかとなった。2階層のSIRモデルによってシミュレーションをおこなったところ、免疫学的な違いが大きいことと、季節による伝播能の変動がない状況において、新しい遺伝子型をもつウイルスの流行が拡大することがわかった。また、ヒトの気道上皮に由来する培養細胞にON1型RSウイルスを感染させたところ、古い遺伝子型をもつウイルスに比べて増殖が若干遅く、細胞融合が小さいことが観察された。さらに、臨床検体においてもON1型RSウイルスに感染した患者ではウイルス量が古い遺伝子型をもつウイルスに比べて少なかった。これらのことから、遺伝子型間での増殖の違いは、細胞内での複製効率よりも細胞間での伝播能の違いによるものである可能性が考えられた。

さらに、培養細胞を用いた感染実験によって、ON1型RSウイルスが従来のウイルスとは異なる形質を示すことがわかったため、今後その分子生物学的メカニズムをさらに詳細に検討する必要性が示唆れた。これまでの成果として、細胞間伝播の効率における違いが示唆されたことから、ウイルスが細胞に吸着する過程・あるいは入り込む過程においてON1型RSVは効率化を図っているのかもしれない。しかしながら、培養細胞によるウイルスの増殖過程に大きな差はなく、増殖そのものよりもウイルスが細胞に吸着し入り込むまでの過程のどこかに有利に働く変異があることが示唆された。今後は、その具体的なメカニズムを明らかにする研究を行っていく予定である。これを証明するためには、各遺伝子の機能にフォーカスした独自の実験系を構築中であり、今後もこの開発を継続していく予定である。さらに、ウイルス側だけでなく感染細胞における応答にもウイルスの遺伝子型間で差があるのか検討していきたい。ウイルス学当該年度での実験を予定していたいくつかの生化学的実験と次世代シーケンサーによる宿主因子の解析を行わなかったため、その消耗品代や技術費、解析ソフトのための費用が生じなかったため。当該年度に行うことのできなかった実験を次年度に持ち越し行い、そのための経費を支出する。
スマートフォンアプリを用いた歩行中の注意機能評価による効果的な転倒予防戦略

実行する認知課題や運動課題の難易度が増加することに伴い課題の注意負荷も増加する。ヒトの注意容量には限りがあるため、課題が複数になった場合には、適切に注意を分配する必要がある。加齢に伴う注意容量の減少や分配といった注意機能の低下は、転倒リスクを増加させる因子となり得ることが報告されている。課題中の注意負荷量は、反応時間課題を用いた二重課題法で評価することが可能である。我々は世界的に広く普及しているスマートフォンを使用して、上記の評価が簡便に行えるAndroid版アプリケーションを開発し、課題実行中、特に歩行中の注意機能の変化を評価している。前年度はこのスマートフォンアプリケーションを用いて、杖の使用が歩行中の注意需要に及ぼす影響について研究を実施した。注意需要の変化は仮説をしていた結果に近いものであったが、さらに、杖の使用や歩行不安定性に伴う注意需要の変化は、同時に測定された歩行速度の変化と非常に一致するという結果を得た。すなわち、両者の評価結果は強く関連していることが明らかとなった。そこで、本年度はこれらの関係性をより明らかにするため、運動課題の難易度変化に伴う注意需要と歩行速度の変化について研究を実施した。歩行条件のわずかな難易度増加に対して、注意需要は鋭敏な変化を示した。一方、注意需要に比べて歩行速度はわずかな難易度増加に対する変化は示されなかった。歩行課題が高度に自動化されている運動課題であることが、この要因として考えられた。本研究では運動課題を操作したが、続いて認知課題を操作する研究を開始している。これらの研究データを集積し、注意需要と歩行速度変化の関連性を明らかにすることで、効果的な転倒予防戦略に示唆を与える知見が得られるものと期待される。開発したスマートフォンアプリケーションは、自由な歩行環境下において簡便に注意需要を評価することができ、新規性が高い方法である。本方法で評価された歩行中の注意需要変化は、歩行速度と密接に関連していることが示唆され、これは先行研究からも支持される結果であった。歩行速度の評価は非常に簡便であり臨床的に広く用いられている、また、転倒リスクとの関連性も示されている著名な評価法である。そのため、転倒を引き起こす運動課題である歩行とその速度が、注意需要とどのような関連性を有するのか詳細に検討する必要性が生じている。歩行中の注意需要評価を行い、ヒトの歩行とその速度に影響を及ぼす要因ならびに注意機能との関連性を明らかにしていく。次年度は、運動課題である歩行に付加する認知課題の難易度変化に対して、注意需要と歩行速度変化の関連性を検討する。転倒には運動機能のみならず注意機能が関与するため、注意機能面を考慮して転倒を予防する戦略が必要である。課題中の注意機能は、反応時間課題を用いた二重課題法で評価することができる。そこで、我々はスマートフォンアプリを開発し、歩行課題の注意需要を評価している。29年度は、杖の使用が歩行中の注意需要に及ぼす影響について研究を実施した。杖は世界的に広く用いられている移動補助具であるが、転倒リスクを軽減させるという明らかな根拠はない、また、杖の制御は運動課題であり、かつ認知課題でもあるため注意需要が生じると考えられた。結果として、平地歩行中の杖(移動補助具)の使用は明らかに注意需要を増大させた。一方、杖の使用が歩行安定性に寄与している場合、不安定性軽減による注意需要の減少によって、杖使用による注意需要増加は相殺された。すなわち、不安定な歩行条件下における杖の使用は、注意需要を増大させるとは限らないことが示唆された。さらに、杖の使用や歩行不安定性に伴う注意需要の変化は、歩行速度と密接に関連することが示された。多くの杖使用者は、必ずしも医療関係者の処方や評価を受けたわけではなく、杖の不適切な使用も多くみられることが報告されている。これによって増加した注意負荷は、危険に対する反応を困難にし、転倒リスクを増加させると考えられる。本研究の結果から、身近な道具である杖は、安全で転倒予防に効果的であるとは限らないことが示唆された。よって、移動補助具の適切性は医療専門職によって評価、フォローされるのが望ましいと考えられた。自由な歩行環境下における注意需要の評価は、新規性の高い方法であり、先行研究はほとんど存在しない。そのため、本研究手法を用いて明らかにすることができる歩行と注意需要との関連性には様々な展開が見込まれる。これらの関連性と効果的な転倒予防戦略をリンクさせるために必要な知見について面密に検討する必要性が生じている。

すなわち、両者の評価結果は強く関連していることが明らかとなった。そこで、本年度はこれらの関係性をより明らかにするため、運動課題の難易度変化に伴う注意需要と歩行速度の変化について研究を実施した。歩行条件のわずかな難易度増加に対して、注意需要は鋭敏な変化を示した。一方、注意需要に比べて歩行速度はわずかな難易度増加に対する変化は示されなかった。歩行課題が高度に自動化されている運動課題であることが、この要因として考えられた。本研究では運動課題を操作したが、続いて認知課題を操作する研究を開始している。これらの研究データを集積し、注意需要と歩行速度変化の関連性を明らかにすることで、効果的な転倒予防戦略に示唆を与える知見が得られるものと期待される。開発したスマートフォンアプリケーションは、自由な歩行環境下において簡便に注意需要を評価することができ、新規性が高い方法である。本方法で評価された歩行中の注意需要変化は、歩行速度と密接に関連していることが示唆され、これは先行研究からも支持される結果であった。歩行速度の評価は非常に簡便であり臨床的に広く用いられている、また、転倒リスクとの関連性も示されている著名な評価法である。そのため、転倒を引き起こす運動課題である歩行とその速度が、注意需要とどのような関連性を有するのか詳細に検討する必要性が生じている。引き続き、歩行中の注意需要評価を行い、ヒトの歩行に影響を及ぼす要因を明らかにしていくとともに、転倒リスクとの関連性を調べる。加えて、これまでに得られた研究データから、歩行速度との関連性が示されており、先行研究からも支持される結果であることから、この点に関して詳細に検討していく意義があると考えている。歩行中の注意需要評価を行い、ヒトの歩行とその速度に影響を及ぼす要因ならびに注意機能との関連性を明らかにしていく。次年度は、運動課題である歩行に付加する認知課題の難易度変化に対して、注意需要と歩行速度変化の関連性を検討する。既存の実験環境を用いた研究の遂行、ならびに進捗状況の遅れに伴い支出が抑えられた結果、当該助成金が生じた。進捗に応じて次年度使用する計画である。進捗の遅れに伴い次年度使用が生じている、また、実施している研究方法においては開発したスマートフォンアプリケーションを更新することなく遂行可能であり、既存の設備、実験環境を多く利用することができている。研究計画の進捗により、論文作成および公開に生じる費用、アプリケーション開発環境の整備費用、実験に要する物品費用等として、次年度使用する予定である。
磁性体に於ける量子効果

研究課題が『磁性体に於ける量子効果』でありCe金属間化合物に於けるKondo効果に関係した研究が主体である。主な研究内容を箇条書にした。(1) CeRu_2Si_2は近藤温度が24Kで基底状態はフェルミ液体である。100K以上の高温ではCeの4f電子のスピンは局在しているが低温では遍歴的な準粒子になっている。この2つの異なる電子状態間の温度による遷移を3d電子系のFe合金に見られるlow spin-high spin statesの2準位間の遷移によるINVAR効果による結晶の体積変化と対応させる。(2)最近の重い電子系研究のトピックスとして非フェルミ液体的振舞いの原因とその基底状態の研究がある。非フェルミ液体的振舞いは常磁性と反強磁性相の境界付近で現れT=0の相転移の可能性が指摘されている。Ce(Ru_<1-x>Rh_x)_2Si_2の基底状態は0.03<x<0.4がSDW,x>0.5がq(1/2,1/2 ,0)の反強磁性である。この物質は3つの臨界点をもつ利点がある。X=0.03ではフェルミ液体であり、q_3(0,0,0.35)の相関長は60Aである。x=0.03の臨界点では非フェルミ液体的現象は現れず、x=0.4,0.5で生ずる。x=0.4,0.5の臨界点ではT<2Kで4f電子のスピンは局在型から遍歴型に変化し、局在スピンは0.001μ_B程度までKondo効果により消失していることがμSRから明らかになった。また非フェルミ液体的振舞いはRu,Rhのランダム分布のため磁気相互作用の競合が生じshort range orderの発達がないことがμSRにより示唆されている。Ce(Ru_<1-x>Rh_x)_2Si_2のフェルミ、非フェルミ液体を示すx=0.03.0.4,0.5等について相転移をT_N<0の領域にまで拡張したscaling理論により解析しT=0で帯磁率、比熱は発散傾向を示すが、転移温度はT_N<0でありT=0で相転移がない事を示した。理論的研究ではスピンの揺らぎが支配的な場合、帯磁率の温度変化が動的臨界指数z=2のとき1-aT ^<1/4>z=3のとき1-bT ^<1/3>になることを示すと共に、UPt_3,URu_2,Si_2のtiny momentの磁性の理論的研究を行った。平成9年度下記の研究を行った。(I)重い電子系化合物Ce(Ru1-xRhx)

2Si2(x=0,0.03 and 0.05)はKondo効果により約5k以下非常に狭い準粒子バンド(30k)が形成されフェルミ液体になる。準粒子のスピンの揺らぎについて研究した。(イ)比熱、帯磁率の結果をSCR理論により解析しJ.Phys.Soc.Jpnに投稿した。(ロ)電気抵抗、μSRによる研究。論文投稿準備中(フランスとの共著)。(ハ)中性子散乱実験。論文準備中。また、ドイツとの協同研究継続中。(ロ)μSR及電気抵抗。(1)の結果と共にフェルミ、非フェルミ液体中のスピンの揺らぎに関する論文を投稿準備中。(IV)U2Rh3Si5は四重極相転移を伴った反強磁性相転移を示す。熱膨張、磁歪についての研究がPhys.Rev.B(11月、1997)に掲載された(オランダのグループとの共著)。また、強磁場(20T)でのメタ磁性転移について解析中(オランダのグループとの共同研究)。(V)CeA13薄膜の磁性についてPhysica B(1998)に掲載予定(ドイツのグループとの共著)。(VI)URu2Si2の圧力下の中性子散乱による研究継続中(オランダのグループとの共同研究)。研究課題が「磁性体に於ける量子効果」でありCe金属間化合物に於けるKondo効果に関係した研究が主体である。主な研究内容を箇条書にした。(1)CeRu _2Si_2は近藤温度が24Kで基底状態はフエルミ液体である。100K以上の高温ではCeの4f電子のスピンは局在しているが低温では遍歴的な準粒子になっている。この2つの異なる電子状態間の温度による遷移を3d電子系のFe合金に見られるlow spin-high spin statesの2準位間の遷移によるINVAR効果による結晶の体積変化と対応させる事ができる。(2)最近の重い電子系研究のトピックスとして非フェルミ液体的振舞いの原因とその基底状態の研究がある。非フェルミ液体的振舞いは常磁性と反強磁性相の境界付近で現れT=0の相転移の可能性が指摘されている。Ce(Ru_<1-x>Rh_x)_2Si_2の基底状態は0.03<x<0.4がSDW,x>0.5がq(1/2,1/2、0)の反強磁性である。この物質は3つの臨界点をもつ利点がある。x=0.03ではフェルミ液体であり、q_3(0,0,0.35)の相関長は60Aであるx=0.03の臨界点では非フェルミ液体的現象は現れず、x=0.4,0.5で生ずる。x-0.4,0.5の臨界点ではT<2Kで4f電子のスピンは局在型から遍歴製に変化し、局在スピンは0.001μ_B程度までKondo効果により消失している事がμSRから明らかになった。また非フェルミ液体的振舞いはRu,Rhのランダム分布のための磁気相互作用の競合が生じshort range orderの発達がないことがμSRにより示唆されている。Ce(Ru_<1-x>Rh_x)_2Si_2のフェルミ、非フェルミ液体を示すx=0.03,0.4,0.5等について相転移をT_N<0の領域にまで拡張したscaking理論により解析しT=0で帯磁率、比熱は発散傾向を示すが、転移温度はT_N<0でありT=0で相転移がない事を示した。理論的研究ではスピンの揺らぎが支配的な場合、帯磁率の温度変化が動的臨界指数z=2のとき1-aT ^<1/4>z=3のとき1-bT ^<1/4>になることを示すと共に、UPt_3,URu_2Si_2のtinymomentの磁性の理論的研究を行った。
新たなサイトカイン IL-34 を応用したマクロファージ分化・機能発現制御機構の解明

マクロファージは自然免疫を司る、重要な血液・免疫担当細胞である。そしてその分化や機能はサイトカインと呼ばれる機能蛋白質によって制御される。これまで同定された主なサイトカインはM-CSFであるが、近年、新たにIL-34と呼ばれるサイトカインもマクファージの分化や機能を制御する事が明らかとなった。本研究では、M-CSFとIL-34が必ずしも同じ作用を示す訳でない事を明らかにし、これらサイトカインの生体内での役割が異なる可能性を示唆する事ができた。マクロファージの分化・機能はM-CSFなどのサイトカインで厳密に制御される。一方で最近、M-CSFと受容体Fmsを共有する新規サイトカインIL-34が同定された。本研究では、両者がマクロファージの分化・機能をどのように異なって制御するかを明らかにする事を目的とした。そして以下の新たな事実を見出し、論文として発表した(Chihara T, Suzu S etal. Cell Death and Differentiation, 17:1917-1927,2010)。先ず、単球由来マクロファージ及び単球系細胞株TF-1-fmsを用いて、両者の生物活性が異なる事を明確にした。特に、ケモカインの産生様式が同一ではない事、又、IL-34で培養した細胞がより強い遊走能を示す事を明らかにした。更に、両者によるシグナル活性化様式が、特に、時間経過において異なる事も明らかにした。この事と一致して、両者が同じ受容体に結合はするものの、結合部位が異なっていた。具体的には、受容体Fmsに対する抗体、そしてFmsの変異体を用いた生化学的実験で明らかにした。又、M-CSFとIL-34が結合した後の、受容体分解の速度が異なる事も示した。以上の結果は、M-CSFとIL-34は同じ受容体の具なる部位に結合し、その結果、シグナル伝達の速度及び強さが具なり、最終的に具なる生物活性を示す事を初めて明らかにしたものである。本研究の結果は、マクロファージの機能が、たとえ1つの受容体システムにおいても、極めて厳密に制御される例を示したものである。研究は予定通りであり、今後は更に詳細な分子機構と核内転写因子活性化様式の比較、更に、受容体Fmsに異なる2つのリガンドが存在する意義そのものを解明する。本研究は、マクロファージの分化や機能が生理的に厳密に調節されるメカニズムを明らかにする事を試みている。中でも、M-CSFはマクロファージにとって重要な生理活性物質(サイトカイン)である。このM-CSFの作用はマクロファージ表面上の受容体(Fmsと呼ばれる)を通して発揮される。一方で最近、M-CSFと受容体Fmsを共有する新規サイトカインIL-34が同定されている。そこで本研究では、申請者らが既に見いだした新事実「M-CSFとIL-34は生物活性・シグナル活性化の点で全く同一ではない」を発展させ、両者がマクロファージの分化・機能をどのように異なって制御するか、そしてその生体内での役割の違いは何かを詳細に明らかにする事を目的として行っている。これまでに、M-CSFで培養して得られたマクロファージとIL-34で培養して得られたマクロファージの表現型・機能を、各種アレイ、ELISA、FACSおよび各種バイオアッセイを用いて、同時にM-CSFとIL-34により活性化されるシグナル分子・転写因子をWestern blotおよび各種アレイを用いて比較解析してきた。その中で、炎症性サイトカインやケモカインの産生パターンに違いがある事を見出してきた。更に、マクロファージ系の細胞はIL-34に対して強い遊走能を示す事も見出してきた。つまり、M-CSFとIL-34は同じ受容体を介するにもかかわらず、必ずしも同じ作用を示す訳ではない事を明らかとした。一方、シグナル活性化を調べた所、その速度と時間経過においてIL-34とM-CSFには明らかな違いがある事が明らかとなった。つまり、IL-34は一過性に強いシグナルを引き起こすが、直ぐに収束してしまう。今後、生物活性の違いとシグナル活性化の違いの因果関係を明らかにする事で、IL-34とM-CSFという2つのサイトカインが同じ受容体を利用する事の意義を明らかにできると期待される。本研究では、マクロファージの分化と機能がサイトカインで厳密に調節されるメカニズムの解明を試みた。中でもマクロファージにとって重要な生理活性物質サイトカインM-CSFに着目した。M-CSFの作用はマクロファージ上の受容体Fmsを通して発揮されるが、最近、M-CSFと受容体Fmsを共有する新規サイトカインIL-34が同定された。本研究では申請者らが既に見いだした新事実「M-CSFとIL-34は生物活性・シグナル活性化の点で全く同一ではない」を発展させ、両者がマクロファージの分化・機能をどのように異なって制御するかの解明を試みた。2年で以下を明らかにした。

M-CSF培養マクロファージとIL-34マクロファージの表現型・機能を、各種アレイ、ELISA、FACSおよび各種バイオアッセイを用い、同時にM-CSFとIL-34で活性化されるシグナル分子・転写因子をWestern blotや各種アレイを用いて比較解析した。そして炎症性サイトカインやケモカインの産生パターンに違いがある事を見出した。シグナル活性化では、その速度と時間経過においてIL-34とM-CSFには明らかな違いがある事を初めて見出した。最終年度は更に、マクロファージがM-CSFよりもIL-34に対して強い遊走能を示す事も見出した。そしてこの現象はIL-34とM-CSFとでは刺激後の受容体のエンドサイトーシスとリサイクリングの速度が異なるという結果と良く一致していた。そして、IL-34とM-CSFは共通の受容体Fms上の異なる領域に結合する事も変異体解析で明らかにした。以上、マクロファージの分化と機能発現の上で必須の受容体Fmsには2つのサイトカインが結合する事が最近明らかにされたが、それらのマクロファージの対する作用は異なっている事実、そしてその分子機構の一端を明らかに出来た。以上の成果は現在、論文として投稿中である。予定通りに進んでおり、成果は学会にて発表している。24年度が最終年度であるため、記入しない。大きな変更は無く、概ね、当初の計画通り進める。同時に、2年間の研究で当初は予想しなかった知見も得られたので、研究内容を追加して行う。
クラウンゴ-ル腫瘍形成の分子機構の研究(単子葉植物へのT-DNA転移)

我々は、これまでに、アグロバクテリウムが植物に感染すると、バクテリア内でTiプラスミドからT-DNAが切り出され、環状化することを見い出した。さらに、この環状化反応は、植物から由来する物質により誘導されること、Tiプラスミド上のvir遺伝子群が必要であることを示した。また、双子葉植物だけでなく、単子葉植物にも、T-DNAの切り出しを誘導する物質が存在するかどうかを検討した。その結果、単子葉植物には、双子葉植物とは異なる新しいタイプの誘導物質(シグナル物質)が存在することが明らかになった。昨年度の研究からvir遺伝子発現を誘導する活性は精製の途中で、粗水性画分と水溶性画分の二つの画分に分かれることがわかった。また、粗水性画分の誘導物質は、フェノ-ル化合物の1種であるフェルラ酸であることがわかった。フェルラ酸はリグニン合成の中間体であり最終的には多糖に結合し細胞壁のポリ多糖に結合している構成成分になることが知られている。本年度は、親水性画分の成分について詳細に解析した。その結果次のことが明らかになった。1.親水性物質は、それ自身ではvir遺伝子の発現は誘導しないが、活性の弱いフェノ-ル性の誘導物質の働きを著しく促進する。2.種々のクロマトグラフィ-の結果から、それはおそらく単糖であると考えられた。このような促進物質は、単子葉、双子葉の両者に存在している。3.購入した純度の高い単糖をもちいて、どんな糖が促進するかを検討したところ、効果のあるものは、D-キシロ-ス、L-アラビノ-ス、D-ガラクト-ス、D-グルコ-ス、であること、D-マンノ-ス、D-タロ-スも弱いが効果があることがわかった。我々は、これまでに、アグロバクテリウムが植物に感染すると、バクテリア内でTiプラスミドからTーDNAが切り出され、環状化することを見い出した。さらに、この環状化反応は、植物から由来する物質により誘導されること。Tiプラスミド上のvir遺伝子群が必要であることを示した。また、双子葉植物だけでなく、単子葉植物にも、TーDNAの切り出しを誘導する物質が存在するかどうかを検討した。その結果、単子葉植物には、双子葉植物とは異なる新しいタイプの誘導物質が存在することが明らかになった。本年度は、小麦のフスマからその誘導物質を精製し、構造を決定した。その結果以下のようなことが明らかになった。1.vir遺伝子発現の誘導活性を指標として精製を進めたところ、活性は途中で、粗水性画分と水溶性画分の二つの画分に分かれた。つまり二つの画分をまぜた時のみ活性が検出された。2.粗水性画分の誘導物質は、フェノール化合物の1種であるフェルラ酸であることがわかった。フェルラ酸はリグニン合成の中間体であり最終的には多糖に結合し細胞壁の構成成分になることが知られている。3.2の結果から、双子葉植物では、vir遺伝子発現誘導物質が細胞外に分泌されるのに対して、単子葉植物では分泌されない細胞壁成分が誘導物質になっていることがわかった。次年度は、1実際に糖に結合したフェルラ酸が誘導活性があるかどうかを検討すること。2親水性成分を精製し、分子構造を決定することを計画している。

さらに、この環状化反応は、植物から由来する物質により誘導されること、Tiプラスミド上のvir遺伝子群が必要であることを示した。また、双子葉植物だけでなく、単子葉植物にも、T-DNAの切り出しを誘導する物質が存在するかどうかを検討した。その結果、単子葉植物には、双子葉植物とは異なる新しいタイプの誘導物質(シグナル物質)が存在することが明らかになった。昨年度の研究からvir遺伝子発現を誘導する活性は精製の途中で、粗水性画分と水溶性画分の二つの画分に分かれることがわかった。また、粗水性画分の誘導物質は、フェノ-ル化合物の1種であるフェルラ酸であることがわかった。フェルラ酸はリグニン合成の中間体であり最終的には多糖に結合し細胞壁のポリ多糖に結合している構成成分になることが知られている。本年度は、親水性画分の成分について詳細に解析した。その結果次のことが明らかになった。1.親水性物質は、それ自身ではvir遺伝子の発現は誘導しないが、活性の弱いフェノ-ル性の誘導物質の働きを著しく促進する。2.種々のクロマトグラフィ-の結果から、それはおそらく単糖であると考えられた。このような促進物質は単子葉、双子葉の両者に存在している。3.購入した純度の高い単糖をもちいて、どんな糖が促進するかを検討したところ、効果のあるものとはD-キシロ-ス、L-アラビノ-ス、D-ガラクト-ス、D-グルコ-ス、であること、D-マンノ-ス、D-タロ-スも弱いが効果があることがわかった。
ケモカイン受容体CXCR3によるメモリーCTL樹立・維持の制御機構の解明

ケモカイン受容体CXCR3が、活性化したCD8陽性T細胞上に急速に発現し、プライミングされるT細胞領域から抗原や炎症性サイトカインが豊富である脾臓辺縁帯へと抗原特異的CD8陽性T細胞を選択的に誘導することを明らかにした。ケモカインによる微小環境局在差がエフェクター細胞への分化、さらにはメモリー細胞の形成に影響することを示した。CXCR3シグナルへの介入はワクチンへの応用できる可能性がある。(1)基本解析モデル(2)CTL感染応答の「量」に関する制御(3)CTL感染応答の「質」に関する制御(2)にてFCM解析を行う際に同時にCTL分化・成熟に関する既知の表面マーカー(CD27, CD28, CD43, CD122, CD127, KLRG-1等)を定量的に比較・評価した。また細胞内サイトカイン多重染色にて複数のサイトカイン等(IFNγ, TNF, IL-2, Granzyme B, Perforin等)の産生性を同時に測定し、単細胞レベルでサイトカイン多重産生性(=良質のCTL形成状態)を評価した。CXCR3KO細胞は質的にも良質のメモリー細胞表現型を示すことが明らかとなった。次年度に機序の解析を行う予定である。CXCR3がG蛋白共役受容体であることから、CXCR3が直接CD8陽性T細胞に内因的な刺激シグナルを伝達している可能性を考慮して研究を進めてきたが、in vitroでのリガンド添加培養実験では顕著な影響を認めることができなかった。このため、CXCR3が制御する生体の局在(移動)がCD8陽性T細胞の応答の質を制御していると考え、感染後早期の脾臓内局在に焦点を当てて組織学的な解析を実施した。その結果、活性化後早期にCD8陽性T細胞上に発現誘導されるCXCR3が、脾臓内においてCD8陽性T細胞を傍リンパ鞘周辺T細胞領域から辺縁帯へ遊走させることで、エフェクター型への分化を促進していることが明らかになった。CXCR3は抗原特異的な活性化を受けたT細胞のみに発現が誘導されるため、辺縁帯への集積は抗原特異的T細胞に限定され、その他の非特異的な集団はT細胞領域内に残ることになる。これにより辺縁帯のスペースやサイトカインなどのリソースは抗原特異的細胞が大量のエフェクターCTLを産出するために有効に利用され、大多数の非特異的集団は炎症性サイトカインによるbystander活性化を避けることができるのではないかと、我々は考えている。CXCR3がほぼ全ての活性化CTL上に発現することから、ワクチン接種量(抗原や炎症シグナルの総量)を増加させずともCXCR3シグナルを制御することでワクチン効果を増強することが可能であると考えられる。本研究の成果は、The Journal of Experimental Medicineにて発表した。
家畜腫瘍の的確な迅速診断法の開発と診断基準作成に関する研究

平成6-8年度家畜腫瘍の収集・診断を行った.その数は年々多くなり、1994年では383、1995年では449さらに1996年では823の生検を、また、100-500の剖検をおこなって病理学的に検索した。基本的には肉眼的に観察、生材料では塗沫標本を作成した。材料のほとんどすべて組織標本を作成して病理組織学的に診断をした。その中で特に論文にまとめた腫瘍はウシでは希な乳腺由来線維腺腫、腹腔内に播種性に転移したイヌ血管肉腫、これまでに報告のないイヌの巨細胞性膠芽腫giant cell glioblastoma、脳転移したイヌの乳腺癌等でこれらについては肉眼的に、組織学的にさらには免疫組織学化学的に検索した.腫瘍は家畜病院、開業医または一部食肉衛生検査所から入手した.多くはホルマリン固定材料であつたが、生材料では細胞塗沫標本を、一部では凍結切片による診断を実施し、細胞診断では良性と悪性の診断はそれほど困難ではなかったが、まれに由来の特定が容易ではなかったことがあった。その中でイヌとネコに見られる肥満細胞腫はそれぞれに特徴があってギムザ染色による肥満細胞顆粒のメタクロマジ-(異染性)が由来特定の目安となった。しかしながら、一部の例で細胞顆粒がはっきりせずに最後まで診断困難だった例では凍結標本で最終的に診断がついた稀な例であった。その症例は治療も困難だったが、放射線に反応した。データのさらなる蓄積が必要であると思われた。また、イヌの腫瘍細胞培養による細胞系を樹立して解析した。組み替えネコγ-インターフェロンの培養細胞の効果を調べ、培養系では効果があることがわかった。平成6年度は研究の初年度にあたるため、家畜腫瘍材料の集収が主に行なわれた。検索項目については、生検及び剖検により採取された腫瘍組織より、スタンプ標本の作成と細胞診断、組織培養、DNA抽出及びサザンブロット法による癌遺伝子の検索、凍結切片による組織診断、及びメタノールカルノア固定パラフィン切片による確定診断を各々分担して行なっている。これらのデータを総合的に蓄績した上で、診断法の的確性が判断される予定である。また平成6年度には、パラフィン切片を用いて、増殖性細胞のマーカーとして知られるPCNA(増殖性細胞核抗原)抗体の有用性について検討したところ、マイクロウェーブ法などの前処理を加えることにより、本抗体を用いた免疫染色が動物腫瘍にも応用することが可能であることが明らかになり、実際に、「若齢ホルスタインにおける乳腺線維腺腫」例においては、その腫瘍細胞の増殖性の指標として用いられた。本症例については、概に学術雑誌に公表ずみである。その他稀れな腫瘍例として、「イヌの脳の巨細胞性膠芽腫Giant Cell Glioblastoma」を病理学的に詳細に検討し、海外の学術雑誌に概に公表をすませている。また腫瘍組織の培養については、イヌの歯肉腫と乳腺混合腫瘍のCell line化に成巧し、また癌遺伝子の検討については、サザンブロット法により、C-yes-1癌遺伝の増幅が、イヌのリンパ球性白血病に確認された。これらの結果については個別に学術雑誌に投稿・公表した。平成7年度以降は、特に、迅速診断に加わるスタンプ標本による細胞診断と、凍結切片による組織診断にとりくみ、データの蓄績を図りたい。平成7年度も前年度に引きつづき家畜腫瘍の収集・診断が行われた.特に成果があったものとしては,小動物腫瘍では,イヌの脳腫瘍の組織学的・免疫組織化学的検討が行われ,イヌではこれまで報告されていなかった巨細胞性膠芽腫giant cell glioblastomaであることが判明した.

イヌ白血病について塗末標本・凍結標本等による細胞診,酵素組織化学,免疫組織化学等の検索が行われ,その結果,本腫瘍がイヌでは非常に稀とされているT細胞性の急性リンパ球性白血病であることが明らかになった.また,大動物腫瘍に関しては,食肉衛生検査所の協力も得て,ウシの大動脈体腫瘍や神経芽細胞腫等の症例が収集され,各々細胞診,病理組織学,免疫組織化学的検索が迅速固定法などの手法を用いて行われた.これらの研究の一部についてもすでに論文としてとりまとめ、海外の学術雑誌に投稿した.以上のように,平成7年度は比較的発症が稀とされている腫瘍が小動物・大動物共に収集され,詳細な検索が行わるなど,当初の予定を鑑みると一定の研究成果が挙げられたものと考える.しかしながら,計画していた新鮮腫瘍組織の収集が多数例については出来なかった点が反省点として挙げられる.これは多くの腫瘍組織がホルマリン固定材料として搬入されることに起因し,また平成7年度は本学家畜病院に訪れた腫瘍罹患動物が比較的少なかったことも影響した.このため,平成8年度は周囲開業獣医師や食肉衛生検査所等の関係機関の協力を得て新鮮材料の収集に努める必要がある.平成6-8年度家畜腫瘍の収集・診断を行った.その数は年々多くなり、1994年では383、1995年では449さらに1996年では823の生検を、また100-500の剖検をおこなって病理学的に検索した。基本的には肉眼的に観察、生材料では塗沫標本を作成した。材料のほとんどすべて組織標本を作成して病理組織学的に診断をした。その中で特に論文にまとめた腫瘍はウシでは希な乳腺由来線維腺腫、腹腔内に播腫性に転移したイヌ血管肉腫、これまでに報告のないイヌの巨細胞性膠芽腫giant cell glioblastoma、脳転移したイヌの乳腺癌等でこれらについては肉眼的に、組織学的にさらには免疫組織学化学的に検索した.腫瘍は家畜病院、開業医または一部食肉衛生検査所から入手した.多くはホルマリン固定材料であったが、生材料では細胞塗沫標本を、一部では凍結切片による診断を実施し、細胞診断では良性と悪性の診断はそれほど困難ではなかったが、まれに由来の特定が容易ではなかったことがあった。その中でイヌとネコに見られる肥満細胞腫はそれぞれに特徴があってギムザ染色による肥満細胞顆粒のメタクロマジ-(異染性)が由来特定の目安となった。しかしながら、一部の例で細胞顆粒がはっきりせずに最後まで診断困難だった例では凍結標本で最終的に診断がついた稀な例であった。その症例は治療も困難だったが、放射線に反応した。データのさらなる蓄積が必要であると思われた。また、イヌの腫瘍細胞培養による細胞系を樹立して解析した。組み替えネコγ-インターフェロンの培養細胞の効果を調べ、培養系では効果があることがわかった。
光学式回転型角加速度センサの研究及び開発

光学式回転型角加速度センサの製造方法を確立するためには次の試作および評価試験を行った.1.製作した露光用装置および紫外線発光装置を用いて,2枚のガラスディスクに同時にスリットを露光し,相対的な誤差を低減した.2.試作したガラスディスクを角加速度センサに組み込み,周期的な誤差信号を評価した.3.スリットディスクとバネの部分を一体にした金属ディスクの試作およぴ精度の評価を行った.試作および評価試験の結果は次である.1.考案したスリットディスクの製造方法は低コストにもかかわらず,電子ビームを用いる高価な高精度の製造方法に比べて同程度,または,場合によってより低い振幅の周期的な誤差信号を発生する光学式回転型角加速度センサの製造が可能であることがわかった.2.金属ディスクのエッチング加工で製造されるスリットディスクは高い定格角加速度(例えば,サーボモータのレベル)に適していることを確認した.3.スリットの寸法的な精度と定格角加速度およびセンサのバンド幅との関係を明らかにし,センサの設計指針を求めた.結論:1.考案したスリットディスク製造方法は従来の電子ビームを用いる製造方法に比べて低コスト,かつ,得られる精度は同レベルにあるので,有効な製造方法であると結論する.2.ガラスディスクと金属ディスクの試作を行い,それぞれの精度に適したアプリケーションを選び,コストと性能のバランスを得たセンサの設計が可能である.今後の課題:光学式回転型角加速度センサの製品化および市場ニーズ調査などを行う必要がある.光学式回転型角加速度センサの製造方法を確立するためには次の試作および評価試験を行った.1.製作した露光用装置および紫外線発光装置を用いて,2枚のガラスディスクに同時にスリットを露光し,相対的な誤差を低減した.2.試作したガラスディスクを角加速度センサに組み込み,周期的な誤差信号を評価した.3.スリットディスクとバネの部分を一体にした金属ディスクの試作およぴ精度の評価を行った.試作および評価試験の結果は次である.1.考案したスリットディスクの製造方法は低コストにもかかわらず,電子ビームを用いる高価な高精度の製造方法に比べて同程度,または,場合によってより低い振幅の周期的な誤差信号を発生する光学式回転型角加速度センサの製造が可能であることがわかった.2.金属ディスクのエッチング加工で製造されるスリットディスクは高い定格角加速度(例えば,サーボモータのレベル)に適していることを確認した.3.スリットの寸法的な精度と定格角加速度およびセンサのバンド幅との関係を明らかにし,センサの設計指針を求めた.結論:1.考案したスリットディスク製造方法は従来の電子ビームを用いる製造方法に比べて低コスト,かつ,得られる精度は同レベルにあるので,有効な製造方法であると結論する.2.ガラスディスクと金属ディスクの試作を行い,それぞれの精度に適したアプリケーションを選び,コストと性能のバランスを得たセンサの設計が可能である.今後の課題:光学式回転型角加速度センサの製品化および市場ニーズ調査などを行う必要がある.光学式回転型角加速度センサの製造方法を確立するために,次の試作及び実験を行った.・電子ビーム式露光装置を用いて,ガラス上にスリットマスクを試作した.・マスク保持機構の設計及び試作を行い,マスクの繰返し位置決め精度の評価を行った.この場合,角加速度センサに用いる光学式ピックアップを使用した.・紫外線露光装置を用いて,ガラスディスクにスリットを転写する実験を行った.・露光時間等のパラメータとスリット精度の関係を調べた.以上から次の結果及び結論を得た.・確認したマスクの繰返し位置決め精度からは,確立したい角加速度センサの製造方法を用いると,センサのリプルが従来の1/5にはると期待できる.・露光時間とスリット幅及びピッチ精度との関係があり,短い露光時間の場合には,スリットの精度が高くなる結果を得た.今後の課題は次に考える.・上記の得た結果を踏まえて,角加速度センサのスリットディスクを試作し,リプルの評価を行う.・ガラスディスク以外に,金属製ディスクの可能性も研究する.・エッチング時間や環境のクリーンレベル等についての検討が今後必要である.光学式回転型角加速度センサの製造方法を確立するためには次の試作および評価試験を行った.1.初年度に製作した露光用装置および紫外線発光装置を用いて,2枚のガラスディスクに同時にスリットを露光し,相対的な誤差の低減した.2.試作したガラスディスクを角加速度センサに組み込み,周期的な誤差信号を評価した.3.スリットディスクとバネの部分を一体にした金属ディスクの試作および精度の評価を行った.試作および評価試験の結果は次である.1.考案したスリットディスクの製造方法は低コストにもかかわらず,電子ビームを用いる高価な高精度の製造方法に比べて同程度,または,場合によってはより低い振幅の周期的な誤差信号を発生する光学式回転型角加速度センサの製造が可能になったことがわかった.2.金属ディスクのエッチング加工で製造されるスリットディスクは高い定格角加速度(例えば,サーボモータのレベル)に適していることを確認した.3.スリットの寸法的な精度と定格角加速度およびセンサのバンド幅との関係を明らかにし,センサの設計指針を求めた.結論:1.考案したスリットディスク製造方法は従来の電子ビームを用いる製造方法に比べて低コスト,かつ,得られる精度は同レベルにあるので,有効な製造方法であると結論する.2.ガラスディスクと金属ディスクの試作を行い,それぞれの精度に適したアプリケーションを選び,コストと性能のバランスを得たセンサの設計が可能である.今後の課題:光学式回転型角加速度センサの製品化および市場ニーズの調査などを行う必要がある.
原爆被爆者に見られるクローン性造血の解析

原爆放射線は白血病、骨髄異形成症候群の発症リスクを上昇させる。一方、近年にMDSなどの前病変としてClonal hematopoiesis of indeterminate significance (CHIP)の存在が明らかとなり、健常人でのクローン性造血が注目されている。本研究では原爆被爆者におけるCHIPを解析し、原爆放射線による造血器腫瘍発症機序にせまることを目的とする。