hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転位のバーガース・ベクトルに関するキルヒホッフ則の破綻

結晶性材料の機械的特性は、その大部分が、転位の挙動によって担われる。よって、工業的に要求される性質をもつ新材料を創製するには、転位の挙動に関する基礎的知見が必須となる。本申請者は、前年度までに、孤立したナノメートルサイズの転位ループのバーガース・ベクトルの変動の様子をリアルタイムで直接検出するために、既存の電子顕微鏡を改良し時間変動回折波による弱ビーム暗視野法を全く新しく開発した。これは、具体的には、コンデンサー・レンズ下段の偏向コイルに新しく開発するスイッチング回路を取り付け、電子ビームの傾斜を短い時間間隔で周期的に変動できるようにするものである。こうすることによって、弱ビーム暗視野法において励起する電子回折波を短い時間周期で変動することが可能となった。このように新しく開発した実験手法において、回折波の回折ベクトルと転位のバーガース・ベクトルの間に成り立つ関係などを利用することにより、個々の転位ループのそれぞれの時刻でのバーガース・ベクトルを高い精度で動的に決定できるようになった。この手法をBCC鉄にあてはめ、微小な転位ループのバーガース・ベクトルが自発的に変化する確証を得ることに成功した。本年度は、BCC鉄中のナノメートルサイズの転位ループ同士が合体した際に起こる転位反応について電子顕微鏡法により詳細に調べた。その結果、例えば、バーガース・ベクトルb1=1/2[111]とb2=1/2[1-1-1]の転位ループ同士が衝突・合体しても、新たに形成する転位ループのバーガース・ベクトルは、b3=b1+b2とはならずに、b1あるいはb2となってしまうことが判明した。これらの転位反応は、転位のバーガース・ベクトルに関する従来のキルヒホッフ則から予想されない結果であり、ナノメートルサイズの転位ループに固有の現象であると考えられる。本申請者は、前年度までに、電子顕微鏡法によって、BCC鉄中の微小な格子間原子型転位ループのバーガース・ベクトルが自発的に変化する様子を転位ループの像の変化から間接的にではあるが示した。本申請者が得たこの実験結果は、転位に関する最も基本的な法則の一つであるバーガース・ベクトルのキルヒホッフ則が破綻し得る可能性を示唆するものである。本年度は、金属・合金におけるプリズマティック転位ループのバーガース・ベクトルの自発的な変化過程を既存の電子顕微鏡に改良を施すことによって直接的に検出し、このような奇妙に見える現象の確証を得ることを第一の目的とした。個々の転位ループのバーガース・ベクトルの変動の様子をリアルタイムで直接検出するために、既存の電子顕微鏡を改良し時間変動回折波による弱ビーム暗視野法を全く新しく開発した。
分子鎖ネットワークモデルによる高分子材料特性の力学場連成解析法の開発

本研究では,高分子材料を分子鎖の集合体として捉えたメゾスコピックレベルにおける材料特性解析モデル,すなわち,「分子鎖ネットワークモデル」に基づく材料特性の力学場連成解析手法を開発することを目的とする.本年度は3次元ネットワークモデルを構築し,それをもとに以下の点について検討した.すなわち,分岐および架橋構造について検討し,分岐数の方が側鎖長さよりも力学特性に与える影響が大きいことや架橋による力学特性の変化のメカニズムなどを実験結果と比較して明らかにした.さらに,ナノインデンテーション試験を想定した押し込み解析手法を示し,解析から得られる荷重変位曲線の傾向が実験によって通常得られるものと一致することから,押し込み解析の妥当性を示した.続いて,紫外線硬性化樹脂を想定したネットワークモデルに対して押し込み解析を行い,硬化の分布と押し込み特性との関係について考察を加えた.また,結晶構造を考慮したネットワークモデルやメゾ領域の構造と,光特性との関係などについての解析を行い,分子鎖ネットワークモデルによる高分子材料特性の力学場連成解析法の可能性を示した.本研究では,高分子材料を分子鎖の集合体として捉えたメゾスコピックレベルにおける材料特性解析モデル,すなわち,「分子鎖ネットワークモデル」に基づく材料特性の力学場連成解析手法を開発することを目的とする.そのために,まず,分子鎖ネットワークの生成法について検討を行い,つぎに,分子鎖間のすべり,分子鎖の破断を考慮した力学解析法ならびに電気特性や光学特性などの材料特性の解析法について検討を行い,高分子材料の力学場によってもたらされる高次構造の変化と材料特性の関係を明らかにすることを目指す.本年度は2次元ネットワークモデルの構築を目標とし,以下の点について検討した.(1)分子鎖ネットワークの生成法について検討を行った.複雑なパターン形成のアルゴリズムとして着目されているセル・オートマトンの手法等を応用して,2次元分子鎖ネットワークモデルを生成するアルゴリズムの構築を行った.(2)分子鎖端の重合反応過程を考慮したアルゴリズムを考案し,実在の材料の高次構造に対応したネットワークモデルを生成できるようにした.その際,分子鎖間の架橋等を考慮したモデルの構築も行った.(3)生成されたネットワークモデルに外力が作用する場合の変形状態を解析するための計算プログラムを作成した.その際,分子鎖間のすべり,ファンデルワールに相互作用,さらに分子鎖の切断を考慮した.(4)作成したプログラムを用いて,数平均分子量の異なる種々のネットワークモデルに対して引張負荷を与えた解析を行い,数平均分子量と引張強度との関係について実験結果と定性的に一致する結果が得られた.(5)紫外線劣化を想定したセグメントをランダムに削除したモデルの解析より,紫外線照射時間と破断ひずみとの関係について実験結果と定性的に一致した結果が得られた.本研究では,高分子材料を分子鎖の集合体として捉えたメゾスコピックレベルにおける材料特性解析モデル,すなわち,「分子鎖ネットワークモデル」に基づく材料特性の力学場連成解析手法を開発することを目的とする.本年度は3次元ネットワークモデルを構築し,それをもとに以下の点について検討した.1)モデル及び解析手法の三次元への拡張を行ない,ひずみ速度を変えた三次元の引張り解析を行った.その際,温度変化とひずみ速度の変化を考慮し,各変化の破断に与える影響について調べた。そして,引張試験による結果と解析結果とを比較,検討し,ひずみ速度が速いときに,静的なときよりも破断ひずみが向上する場合には,分子鎖間の摩擦熱に起因する昇温によって,分子鎖の破断が抑制されていることを示した.2)ネットワークモデルを用いて高分子系粘着剤を表現し,重合度と付着強度の関係について検討し,重合度によって付着強度が変化するメカニズムについて明らかにした.また,凸凹のある被着材を想定した解析により分子鎖レベルのアンカー効果についても検討を行った.3)力学的特性に影響を及ぼす高分子の分岐および架橋構造のモデル化について検討した.そして,分岐の数と側鎖の長さを変化させたモデルを作成し,引張解析を行い,分岐の数と側鎖の長さが力学的特性に与える影響について検討した.4)ナノインデンテーション試験を想定した押し込み解析手法を提案した.そして,解析から得られる荷重変位曲線の外形が一般的ものと一致することから,押し込み解析の妥当性を示した.そして,紫外線硬性化樹脂を想定したモデルに対して押し込み解析を行い,硬化の分布と押し込み特性との関係について明らかにした.本研究では,高分子材料を分子鎖の集合体として捉えたメゾスコピックレベルにおける材料特性解析モデル,すなわち,「分子鎖ネットワークモデル」に基づく材料特性の力学場連成解析手法を開発することを目的とする.本年度は3次元ネットワークモデルを構築し,それをもとに以下の点について検討した.すなわち,分岐および架橋構造について検討し,分岐数の方が側鎖長さよりも力学特性に与える影響が大きいことや架橋による力学特性の変化のメカニズムなどを実験結果と比較して明らかにした.さらに,ナノインデンテーション試験を想定した押し込み解析手法を示し,解析から得られる荷重変位曲線の傾向が実験によって通常得られるものと一致することから,押し込み解析の妥当性を示した.続いて,紫外線硬性化樹脂を想定したネットワークモデルに対して押し込み解析を行い,硬化の分布と押し込み特性との関係について考察を加えた.また,結晶構造を考慮したネットワークモデルやメゾ領域の構造と,光特性との関係などについての解析を行い,分子鎖ネットワークモデルによる高分子材料特性の力学場連成解析法の可能性を示した.
統合ゲノミクスによる抗線虫活性を示す微生物群集のプロファイリングと農地での再構築

植物寄生線虫は最も農業被害額の大きな病原微生物の1つであり、年間被害額は世界全体で十数兆円と試算されている。本研究では植物の根圏に共生する微生物の中から抗線虫活性をもつ微生物、及び、植物に寄生線虫に対する免疫反応を誘導する微生物を探索する。このような根圏微生物により植物寄生線虫を防除することで、有用土壌微生物を殺さず、植物寄生線虫のみを選択的に防除する方法の開発につなげる。日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌の中から、抗線虫活性を有する細菌、及び、植物に寄生線虫に対する免疫反応を誘導する細菌がいるか検証を進めている。また、細菌を捕食する自活性線虫が豊富な土壌では植物寄生線虫による害が少ないことが経験的に知られている。そこで自活性線虫の破砕液を植物へ処理したところ、植物は非常に強い免疫反応を誘導し線虫抵抗性が増強した。この抵抗性機構について調べたところ、処理した根において免疫関連遺伝子の発現が誘導されるとともに、細胞壁の強化に働くリグニンの蓄積が観察された。これは自活性線虫が根圏に集まった細菌を捕食する過程で植物の根に接触することで免疫を誘導しているのではないかと考えている。そこで、自活性線虫の大量培養系を確立し、破砕条件を最適化した。さらに、免疫マーカー遺伝子のプロモーターGUSラインを用いて、簡便に免疫反応の誘導を調べられるアッセー系を確立した。カラムクロマトグラフィー法により免疫誘導物質の単離精製、及びLCMSMSによる同定を進めている。また、国内で問題となっているアレナリアネコブセンチュウ本州型、及び、沖縄型のゲノムシークエンスしGenome Announcement誌に誌上発表した(Genome Announc. 28;6(26))。現在は、両ゲノムを比較して両病原型に特徴的なゲノム領域を探索するとともに、病原性に関わる因子の単離同定をすすめている。自活性線虫が豊富な土壌では植物寄生線虫による害が少ないことが経験的に知られていたが、我々の研究から自活性線虫は植物に強い免疫反応を誘導する物質を持っていることが分かって来た。自活性線虫の大量培養系を確立するとともに、独自のアッセー系を確立して免疫誘導物質の単離精製を進めている。雇用している博士研究員が病気のため、昨年度までに予定していた研究の遂行に若干の遅れが生じた。現在は体調も回復して研究に従事しているため、研究が遅延した分について事業期間を延長して当初予定していた計画を遂行する。昨年度に引き続き自活性線虫から植物寄生線虫に対する免疫反応を植物に誘導する物質の単離同定を進める。免疫誘導物質が単離されたら、植物による免疫誘導物質の認識機構、及び、誘導される免疫反応を解明する。また、同様に植物免疫を誘導する根圏細菌について免疫誘導物質の単離精製にも取り組む。植物寄生線虫は最も農業被害額の大きな病原微生物の1つであり、その年間被害額は世界全体で毎年十数兆円と試算されている。本研究では植物の根圏に共生する微生物の中から抗線虫活性をもつ微生物を探索する。このような根圏微生物により植物寄生線虫防除をおこなうことで、有用土壌微生物を殺さず、植物寄生線虫のみを選択的に防除する方法を開発する。日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌89種の分離に成功した。そして現在これら細菌の培養上清に植物寄生センチュウを殺す活性があるか調べている。また、これら細菌を培養しポットで育成したトマトに接種して、サツマイモネコブセンチュウの感染を防除する効果があるか検証を行っている。研究協力企業である株式会社「大地のいのち」は様々な好気性土壌微生物を育む有機土壌を作りだす技術を持っており、この土壌で育てた植物は様々な線虫に対して強い抵抗性を持っている。そこで、この好気性土壌微生物を単離し、種の同定を進めている。また、国内の農業現場で問題となっているアレナリアネコブセンチュウ本州型、及び、沖縄型の2期幼虫を大量培養して精製し、ゲノムシークエンスを行った。すると、興味深いことにセンチュウゲノム由来のリードだけでなく、特定の細菌種のゲノムシークエンスリードが数多く得られた。よって、これら細菌はセンチュウの体表面、または体内に共生している可能性が考えられる。そこで、今後はこれら細菌のセンチュウへの共生を確認すると共に、センチュウの生育、及び植物への病原性に及ぼす影響を調べる。当初予定したように、日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌を単離し、抗線虫活性の試験をおこなっている。また、株式会社「大地のいのち」の農業資材に含まれる微生物の単離同定を行っている。さらに、アレナリアネコブセンチュウのゲノムシークエンス解析から、センチュウに寄生、または共生する細菌の候補が見つかった。よって研究は概ね順調に進展していると考えている。このような根圏微生物により植物寄生線虫を防除することで、有用土壌微生物を殺さず、植物寄生線虫のみを選択的に防除する方法を開発する。また、研究協力企業である(株)大地のいのちは様々な好気性土壌微生物を育む有機土壌を作りだす技術を持っており、この土壌で育てた植物は様々な線虫に対して強い抵抗性を持っている。

そこで、(株)大地のいのちと共同研究契約を締結し、この好気性土壌微生物を単離し、種の同定を進めている。また分離したこれら細菌が抗線虫活性を持っているか検証を進めている。細菌を捕食する自活性線虫が豊富な土壌では植物寄生線虫による害が少ないことが経験的に知られている。そこで自活性線虫の破砕液を植物へ処理したところ、非常に強い免疫反応を誘導し線虫抵抗性が増強した。この抵抗性機構について調べたところ、処理した根において、免疫関連遺伝子の発現が誘導されるとともに、細胞壁の強化に寄与するリグニンの蓄積が観察された。これは自活性線虫が根圏に集まった細菌を捕食する過程で植物の根に接触することで免疫を誘導しているのではないかと考えている。そこで、自活性線虫破砕液から免疫反応を誘導する物質の単離同定を進めている。国内で問題となっているアレナリアネコブセンチュウ本州型、及び、沖縄型のゲノムシークエンスし比較ゲノム解析を行った。これにより、アレナリアネコブセンチュウ、及び、両病原型に特徴的なゲノム領域の探索、さらには線虫に寄生する微生物由来のリードがないかを探索している。当初予定したように、日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌を単離するとともに、線虫抵抗性を付与する資材から、微生物の単離同定を行っている。一方で、自活性線虫由来の物質を植物が認識すると強い免疫反応が誘導されることを発見し、現在この免疫誘導物質の同定を進めている。さらに、国内で問題となっている線虫のゲノム解析を行っており、今後これらの解析が、線虫に寄生する微生物の発見や、汚染土壌にいる線虫の病原型診断などにつながると期待している。植物寄生線虫は最も農業被害額の大きな病原微生物の1つであり、年間被害額は世界全体で十数兆円と試算されている。本研究では植物の根圏に共生する微生物の中から抗線虫活性をもつ微生物、及び、植物に寄生線虫に対する免疫反応を誘導する微生物を探索する。このような根圏微生物により植物寄生線虫を防除することで、有用土壌微生物を殺さず、植物寄生線虫のみを選択的に防除する方法の開発につなげる。日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌の中から、抗線虫活性を有する細菌、及び、植物に寄生線虫に対する免疫反応を誘導する細菌がいるか検証を進めている。また、細菌を捕食する自活性線虫が豊富な土壌では植物寄生線虫による害が少ないことが経験的に知られている。そこで自活性線虫の破砕液を植物へ処理したところ、植物は非常に強い免疫反応を誘導し線虫抵抗性が増強した。この抵抗性機構について調べたところ、処理した根において免疫関連遺伝子の発現が誘導されるとともに、細胞壁の強化に働くリグニンの蓄積が観察された。そこで、自活性線虫の大量培養系を確立し、破砕条件を最適化した。さらに、免疫マーカー遺伝子のプロモーターGUSラインを用いて、簡便に免疫反応の誘導を調べられるアッセー系を確立した。カラムクロマトグラフィー法により免疫誘導物質の単離精製、及びLCMSMSによる同定を進めている。
真正昆虫主要群の初期発生過程の系統進化-欠触角動物類の進化の比較発生学的再検討-

本研究の目的は、昆虫類の形態形成を比較発生学的見地から検討することにより、本群のグラウンドプランの理解を深め、高次系統の再構築を試みることにあった。そこで、検討が不可欠な原始的昆虫主要高次分類群、すなわち、コムシ目とカゲロウ目を、比較の上で重要な発生形質に焦点を絞り厳密な検討を行い、得られたデータを基に、真正昆虫類におけるグランドプランの進化的変遷およびその高次系統を論究した。また、昆虫類および欠第二触角類における胚・胚膜間の機能分化に関する総括的な議論も行った。1.コムシ目(1)ナガコムシ亜目の口器の形成を詳細に検討し、ハサミコムシ亜目のそれに酷似するものの、同じく内顎類のトビムシ目のそれとは異なることが確認された。このことから、コムシ目の単系統性は強く指示されるものの、内顎類の単系統性の再検討の必要性がでてきた。(2)一次背器の形成にともない、羊膜が産生されることが明かとなり、羊膜という特化形質を基に、コムシ目十外顎類の単系統性が示され、このことも、やはり、内顎類のステータスに疑問を投げかけるものである。2.カゲロウ目(1)今まで断片的であったカゲロウ目の胚発生過程の概略を明らかにし、昆虫類の基本的体節制を論じた。特筆される点は、今まで昆虫では同定されなかった尾節を確定、第11腹節の一部とされてきた尾糸を尾節と同定したことである。(2)真正昆虫の基本型と考えられるカゲロウ目の成熟分裂受精にいたる発生過程を、準薄樹脂連続切片ならびに間欠微速度ビデオ観察装置により観察し、受精には雄性前核の特異な行動が伴うことを明らかにし、このような現象が昆虫類に普遍的である可能性を示唆した。3.昆虫類および欠触角動物類における胚・胚膜間の機能分化本研究の目的は、昆虫類の形態形成を比較発生学的見地から検討することにより、本群のグラウンドプランの理解を深め、高次系統の再構築を試みることにあった。3.昆虫類および欠触角動物類における胚・胚膜間の機能分化今年度は、主にコムシ目、カゲロウ目の胚発生過程の検討を行った。内容は下記の通りである。1.コムシ目(1)ナガコムシ亜目の口器の形成を詳細に検討した結果、ハサミコムシ亜目のそれに酷似するものの、同じく内顎類のトビムシ目のそれとは異なることが確認された。この内容は第20回国際昆虫学会議のシンポジウムで発表し、また、現在投稿準備中である。(2)一次背器の形成にともない、羊膜が産生されることが明らかになった。内顎類昆虫では羊膜は存在しないことが定説となっており、この報告は、系統学的考察において非常に重要なものである。この内容は短報として印刷中である。2.カゲロウ目体節制の検討を行い「尾糸」の起源を明らかにした。従来、尾糸は第11腹節(最後端節)の背板の伸長と解釈され定説となってきた。しかし、この考えは誤りであり、原始的な体節動物に見られる「尾節」に相同な構造であることを明らかにした。この内容は印刷中、投稿中の2篇の論文とした。また、沖縄県山原に採集を行い、検討の必要な昆虫群を得、次年度の研究材料として、現在飼育中である。今年度は、主にコムシ目、カゲロウ目の発生学的検討を行い、また、昆虫類および欠第二触角類における胚・胚膜間の機能分化に関する総括的な議論を行った。

1.コムシ目(1)ナガコムシ亜目の口器の形成を詳細に検討し、ハサミコムシ亜目のそれに酷似するものの、同じく内顎類のトビムシ目のそれとは異なることが確認された。このことから、コムシ目の単系統性は強く指示されるものの、内顎類の単系統性の再検討の必要性がでてきた。この内容は、原著論文として印刷中である。(2)一次背器の形成にともない、羊膜が産生されること、また、胚帯が昆虫類では今までに例を見ない特異な様式で形成されることが、準薄樹脂連続切片の観察ならびに新たに開発した間欠微速度ビデオ観察装置により確認された。この内容は学会発表ならびの講演要旨集で報告したが(1篇および印刷中1篇)、予報段階であり、現在、原著論文として公表するために、ビデオ解析ならびに透過型電子顕微鏡の観察を行っている。2.カゲロウ目(1)今まで断片的であったカゲロウ目の胚発生過程の概略を明らかにし、昆虫類の基本的体節制を論じた。特筆される点は、今まで昆虫では同定されなかった尾節を確定、第11腹節の一部とされてきた尾糸を尾節と同定したことである。この内容は2篇の論文として公表された。(2)カゲロウ目カゲロウ属の卵を詳細に比較し、本属ならびに本目の卵の特徴ならびに一般化を行った。この内容は1篇の論文として印刷中。(3)真正昆虫の基本型と考えられるカゲロウ目の成熟分裂受精にいたる発生過程を、準薄樹脂連続切片ならびに間欠微速度ビデオ観察装置により観察し、受精には雄性前核の特異な行動が伴うことを明らかにした。この内容は1篇の短報として印刷中、また原著論文として、現在、投稿準備中である。3.昆虫類及び欠第二触角類本研究課題で得られた知見を含め、昆虫類に焦点を当て、欠第二触角類の進化にともなう胚と胚膜の機能分化の変遷を論じた。すなわち、これらの動物群の進化において、胚と胚膜間の機能分化が進み、これにともない、各動物群で特徴的な胚膜構造が獲得されてきたことを明らかにした。この内容は総説として印刷中である。
付加体玄武岩中に発達する断層調査・分析と摩擦特性から読み解く海溝型地震の実態

平成27年度は平成26年度の調査の際に採取された玄武岩/泥岩境界試料の詳細な分析と地震性すべりの痕跡の候補を見出すためのさらなる調査を行った。調査を行った槙峰メランジュは変成相解析と白雲母のb0値から緑色片岩ー角閃岩漸移相に達し、温度・圧力条件は400°C・< 3.5 kbarであると見積もられている。現地性玄武岩は玄武岩体に沿った地震性すべりの痕跡であるという当初の仮説をもとに、現地性玄武岩が報告されている槙峰メランジュ中の玄武岩体の調査を行った。研究対象とした玄武岩体は、構造的下位より塊状玄武岩、枕状玄武岩、ドレライトより構成され、ドレライトの構造的上位には凝灰岩と泥質岩の互層が重なる。ドレライトの斑晶はオブレート状の形態をとるが、泥質岩との境界に向かって次第に伸張の程度が強くなり、境界から幅1 cm以内ではプロレート状の形態をとる。ドレライトの直上には厚さ約20 cmの優白色化した泥質岩が重なり、境界近傍ほど優白色化の程度が強い。微視的スケールにおいて、ドレライト中の斑晶はしばしば斜ゆうれん石に置換され、境界近傍では著しく白雲母化している。泥質岩では圧力溶解劈開が密に発達し、変成由来の白雲母が観察されるが、優白色化した泥質岩では白雲母は認められない。アイソコン法に基づくマスバランス分析の結果、優白色化した泥質岩ではSrやBaが減少していることが明らかになった。君波・宮下(1992)は調査地域に分布する玄武岩体は、海嶺沈み込みに伴って海溝近傍で噴出・貫入したいわゆる現地性玄武岩であると考え、泥質岩の優白色化を玄武岩の貫入に伴う変質であると解釈した。しかしながら、ドレライトと泥質岩境界近傍に変形が集中しており、剪断変形により玄武岩体は構造的に定置したものであると考えられる。Sr、Baのような流体に動きやすい元素が移動していることは、ドレライト/泥質岩境界における流体移動を反映していると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は四国東部牟岐メランジュの玄武岩を用いて行った摩擦実験の結果分析、実験試料の微細構造観察を行った。牟岐メランジュでは、玄武岩は脆性的な剪断変形を被っており、地震すべりの証拠も見つかっている。この地震すべりの証拠が見出された露頭から、玄武岩起源ウルトラカタクレーサイト、玄武岩起源面状カタクレーサイト、およびそれらの母岩(枕状玄武岩)を摩擦実験用試料として採取した。それらの摩擦特性を検討するため、回転式せん断摩擦試験機を用いて、低速域での速度急変実験と高速摩擦実験を行った。速度急変時の過渡的な挙動を比較すると、枕状玄武岩は負の速度依存性を示す一方、面状カタクレーサイトとウルトラカタクレーサイトは速度強化する挙動を示した。高速摩擦実験では全ての試料が実験開始直後にピーク摩擦係数に到達した後、すべり弱化し、低速時に比べて低い摩擦係数となった。ピーク摩擦係数はウルトラカタクレーサイトが最も低く(0.26ー0.29)、対照的に枕状玄武岩と面状カタクレーサイトは高い値を示した(それぞれ0.49ー0.57、0.6ー0.75)。また、枕状玄武岩とウルトラカタクレーサイトはすべり弱化距離が非常に短いが、面状カタクレーサイトはそれらに比べて長い傾向がある。XRD解析と微細構造観察の結果、速度弱化を示した試料は粘土鉱物に乏しく(21 wt.%)、粉砕に伴う粒子の細粒化が見られた一方、速度強化の挙動を示した試料は粘土鉱物により富んでおり(29ー50 wt.%)、せん断帯に沿った粘土鉱物の配列が認められた。これらの結果は、海洋地殻を構成する枕状玄武岩は不安定すべりの発生ポテンシャルを有するが、断層岩形成に伴ってすべりが安定化することを示唆する。高速摩擦実験の結果は、ウルトラカタクレーサイトにおいて、地震破壊が伝播しやすいことを示している。このことは、ウルトラカタクレーサイトにおいて地震性すべりの痕跡が認められることと調和的である。

微視的スケールにおいて、ドレライト中の斑晶はしばしば斜ゆうれん石に置換され、境界近傍では著しく白雲母化している。泥質岩では圧力溶解劈開が密に発達し、変成由来の白雲母が観察されるが、優白色化した泥質岩では白雲母は認められない。アイソコン法に基づくマスバランス分析の結果、優白色化した泥質岩ではSrやBaが減少していることが明らかになった。君波・宮下(1992)は調査地域に分布する玄武岩体は、海嶺沈み込みに伴って海溝近傍で噴出・貫入したいわゆる現地性玄武岩であると考え、泥質岩の優白色化を玄武岩の貫入に伴う変質であると解釈した。しかしながら、ドレライトと泥質岩境界近傍に変形が集中しており、剪断変形により玄武岩体は構造的に定置したものであると考えられる。Sr、Baのような流体に動きやすい元素が移動していることは、ドレライト/泥質岩境界における流体移動を反映していると考えられる。九州東部槙峰メランジュにおいて優良な断層露頭が見つからないことが原因である。当初の予定通り先行研究に基づき現地性玄武岩と認定された露頭の再調査を行ったが、四国東部の牟岐メランジュ中の現地性玄武岩と報告された玄武岩とはあまりに異なる産状をしていた。以上の理由により、玄武岩中に発達している断層帯において地震すべりの痕跡を見出せずにいるため、その後の実験にも進めずにいる状態である。27年度が最終年度であるため、記入しない。九州東部、五ヶ瀬川流域に分布する槙峰メランジュの玄武岩中に発達する断層帯において地震すべりの痕跡が認められないは、最高到達条件が400 ̊C、3.5kbar(深度13.5 kmに相当)と地震発生深度下限域に位置するため、地震すべりが起きておらず、深部低周波微動などのようなスロー地震域になっている可能性がある。加えて、調査の結果、流体の関与を示唆する組織が見られたため、地震すべりの痕跡が流体の流入により消されている可能性もある。平成27年度は調査範囲を拡大し、九州東部、大分県海岸域に分布する槙峰メランジュ(最高到達温度350 ̊C)にて調査を行い、新たな地震すべりの候補を発見し、そこから地震すべりの痕跡が見出されるかを検討する必要がある。
破砕・鉗子除去併用療法による唾液腺内視鏡下唾石摘出術の低侵襲化に関する基礎的研究

ホルミウム・ヤグレーザーによる唾石破砕法で、導管から自然排泄される大きさに破砕した場合(破砕単独法)と、バスケット鉗子を併用して除去する大きさに破砕した場合(把持併用法)とで必要なエネルギーを比較した。レーザー装置VersaPulseSelect30(日本ルミナス社製)と外径0.2mmレーザーファイバーを使用して唾石9個に対し、照射エネルギー(0.1-1.0J/pulse)とパルスレート(1-10pulse/秒)を段階的に変化させて破砕実験を行った。その結果、把持併用法に必要なエネルギーは破砕単独法の1/2程度であり、把持併用法はより低侵襲であることが明らかとなった。1)ホルミウム・ヤグレーザーによる唾石破砕実験2前年度に破砕実験した唾石9検体の破折片のサイズを解析した結果、唾液腺管から自然排泄される大きさに達していない破片があったため、さらに破砕実験を追加した。外径0.2mmのホルミウム・ヤグレーザーファイバ(前年度申請購入済)を使用し、機器本体はレンタルして唾石破砕実験を行った。レーザー照射条件は、pulse周波数を5-15Hzまでを5Hzごとに可変、エネルギーを0.5-2.0J/pulseまでを0.5Jことに可変して出力調整した。唾石は純水中に保持して行った。破砕の第一段階として、唾石がバスケット鉗子で把持できる指標の大きさである1mm径に破砕されるまで照射した。破砕だけで唾石が排泄される大きさとなる0.5mm径以下になるまでレーザー照射条件した場合の射の累積エネルギーを計測した。その時点で破砕唾石を収集し、デジタルX線画像を取得した。以上より必要なデータ収集をほぼ終えた。研究のための専門情報を収集するためを日本口腔科学会(広島市)に出席した。ホルミウム・ヤグレーザーによる唾石破砕実験結果の解析破砕実験した唾石9検体の破折片のサイズを解析した結果、唾液腺管から自然排泄される大きさに達するまで破砕した場合と、バスケット鉗子で把持することを前提にした大きさまで破砕を限定した場合の破砕エネルギーを比較した。レーザー照射条件は、pulse周波数を5-15Hzまでを5Hzごとに可変、エネルギーを0.5-2.0J/pulseまでを0.ことに可変して出力調整した。その結果、バスケット鉗子で把持することを前提にした大きさまでに破砕を限定した場合の破砕エネルギーは、唾液腺管から自然排泄される大きさに達するまで破砕した場合のエネルギーの平均約1/2に低減できた。以上より、唾液腺内視鏡下唾石摘出術において、破砕単独法より、破砕・鉗子除去併用療法の方が、より低侵襲の治療法であることが明らかとなった。1)唾石の収集と唾石の性状解析1収集した唾石9検体に対して、全唾石のX線撮影をアルミステップエッジとともに行い、デジタルX線画像を取得した。唾石の不透過性をアルミステップエッジで補正したアルミ当量として求め、石灰化程度の指標とした。さらに唾石の長径、短径もデジタル画像上でImageJを用いて計測し、唾石容積の指標した。2)ホルミウム・ヤグレーザーによる唾石破砕実験1外径0.2mmのホルミウム・ヤグレーザーファイバ(申請購入)を使用し、機器本体はレンタルして第一段階の唾石破砕実験を行った。その時点での照射の累積エネルギーを計測した。つぎにさらに破砕だけで唾石が排泄される大きさとなる0.5mm径以下になるまでレーザー照射条件した場合の射の累積エネルギーを計測した。

同時に、これらの累積エネルギーよって発熱した場合の純水容積に対する温度上葉を実測した。以上の1次実験により、来年度の2次実験の方法を確立できた。研究のための専門情報を収集するためを日本歯科放射線学会(新潟市)と日本口腔外科学会(大阪市)に出席した。当初の計画より実験に使用する唾石数は少なくても研究の実施に支障がないことが前年度の実験で明らかとなり、実験資料としての唾石収集を終え、前年度から引き続き第2段階の実験をほぼ予定通り実施できた。唾石の収集がやや予定よりわずかに遅れているが、それ以外では当初の予定通り進捗している。ホルミウム・ヤグレーザー照射による唾石破砕実験1および2の解析平成23-24年度の実験結果をもとに、全ての収集唾石のホルミウム・ヤグレーザー照射による破砕実験結果の解析を行う。つまり、basket鉗子で把持して除去するレベルの唾石破砕に要する熱量(J)と唾石が導管開口部から自然排泄されるまでに細片化するのに必要な熱量(J)をそれぞれの唾石ごとに算出する。(中山英二、大西隆、佐野友昭担当)。そしてバスケット鉗子の把持に適する段階のサイズまで破砕するのに要する照射条件とその発熱量、および完全に細粉化するまで破砕するのに要する照射条件とその発熱量を比較し、両者の発熱量の差異を明らかにする。この結果を公表し、実験の結果発表のため学会(未定)に参加する。1)唾石の収集と唾石の性状解析2唾石の収集(永易裕樹、北所弘行、吉本良太担当)とその性状解析(大西隆、佐野友昭、杉浦一考担当)を継続して行う。2)ホルミウム・ヤグレーザー照射による唾石破砕実験2と発熱量計測平成23年度の実験結果をもとに、全ての収集唾石のホルミウム・ヤグレーザー照射による破砕実験を行う。その際に全ての唾石において、破砕程度の分類ごとの照射条件と、その照射によるした発熱量を計測する。温度計は分解能が0.1°Cのデジタル温度計SK-1250MCIIIα(新規申請)を使用し、生理食塩液中に固定した唾石にレーザーを照射した場合の水温上昇を計測することにより発熱量をJで求める。そしてバスケット鉗子の把持に適する段階のサイズまで破砕するのに要する照射条件とその発熱量、および完全に細粉化するまで破砕するのに要する照射条件とその発熱量を計測し、両者の発熱量の差異を明らかにする。情報収集と実験の結果発表のため学会(未定)に参加する。高額な設備備品の購入計画はない。実験データを解析するPC、書籍購入費、資料、文献収集費の使用を予定している。さらに唾液腺内視鏡の保持用品、バスケット鉗子、実験データの解析アプリケーションソフトウェアの購入を予定している。また、消耗品であるレーザーファイバも必要があれば追加購入する。旅費としては関連学会への参加費支出を予定している。実験データを保管する機器、記録媒体の購入、書籍購入費、資料、文献収集費の使用を予定している。
半導体劈開表面に形成された新しい2次元電子系

InAs壁開表面に鉄を蒸着して表面反転層を誘起したハイブリッド系において、特定の被覆率領域で磁気抵抗曲線の明瞭なヒステリシスを観測した。1原子層以下の鉄薄膜の磁気的状態を2次元電子系の電気伝導を通じて観測した初めての研究成果である。ヒシテリシスは10K程度の温度で消失するが、これより低い温度領域で、温度変化や磁場変化の履歴による抵抗変化やその長時間緩和過程を詳細に調べたところ、鉄薄膜がスピングラス状態を形成していることを示唆する実験結果が得られた。InAs壁開表面にアルカリ金属を蒸着した場合について、表面原子密度と2次元電子密度との関係を詳細に調べた。表面原子密度はイオンソースの積算電流から求め、2次元電子密度はホール係数から求めた。低原子密度領域においては、2次元電子密度は表面原子密度と比例して増加し、銀の場合の実験結果に対して我々が提唱したモデルとコンシステントな結果を得た。この増加は2次元電子のフェルミエネルギーが表面ドナー準位に達すると飽和する。飽和電子濃度から表面ドナー準位を導出するため、自己無撞着な計算手法を開発した。表面ドナー準位と原子のイオン化エネルギーとの関係は、これまで光電子分光から示唆されていた傾向と矛盾しないが、今回の実験結果の方が表面ドナー準位は高い。光電子分光の先行研究においては、金属蒸着は室温において行われたため、クラスター形成等の問題が生じたためだと思われる。我々の手法の方が、高精度に表面ドナー準位を求めることができるので、今後、様々な物質に対して研究を拡張する必要がある。半導体劈開表面に形成された2次元電子系の面内伝導の測定については、InAs劈開表面に対してのみ我々のグループの成功例があったが、本年度、InSb劈開表面においても2次元電子系を誘起して整数量子ホール効果の測定に成功した。InAs劈開表面に対する以前の測定では10テスラ以上が必要だったのに対して、銀を蒸着したInSb劈開表面では、2テスラでホール抵抗の量子化と対角抵抗の消失が観測された。今後、走査プローブ顕微鏡を用いてエッジチャネル伝導の測定などに研究を拡張することを見据えると、低磁場おける量子ホール効果の発見は、実験技術上の制約を大きく引き下げることにつながる。劈開表面に2次元電子を誘起するための表面ドナーの蒸着は、通常、試料が液体ヘリウム温度にあるときに行っている。したがって、蒸着後、試料の温度を上昇させることによって、表面ドナーの吸着状態が変化することが予想された。実際、銀を蒸着したInSb劈開表面において、比較的低温における熱処理によって、表面電子濃度や移動度が変化することが明らかになった。さらに温度を上げると2次元伝導は消失した。同様の現象は、セシウムを吸着した劈開表面においても観測された。InAs劈開表面に鉄を蒸着して誘起した2次元電子系に対して、面内磁場に対する大きな正の磁気抵抗効果を測定した。シュブニコフドハース振動の角度依存性から、2次元電子系自身のスピン偏極は小さく、磁気抵抗効果の直接の原因でないことがわかった。吸着原子と2次元電子スピンとの相互作用の可能性が示唆される。
熱帯地域疾患に関する総合的情報集積・アクセス・発信システムの開発

[研究実績の概要]熱帯はじめ世界各地域における、医学的諸問題に関する十分な情報を恒常的に集積できる機能を持ち、それらの情報を使い易く整理、分析し、各方面の研究者や関係者が容易にアクセスできる、総合的地域疾患情報システムの設置を目指すことを目的とする。討議と企画調査の内容は以下のごとくである。1.検討事項:(1)情報システムの概要(ハードとソフト)、(2)想定される利用者、(3)情報内容:i)各国の一般事情、ii)地域の疾病の種類と分布、iii)各国の医療事情:保健医療およびその政策、外国からの保健医療関係援助の実情、(4)情報の質、量、範囲、(5)情報収集(方法、対象機関:国内、国外)、(6)情報集積・アクセスシステム:i)方法として報告書、コンピュータシステム、データーバンク、シンクタンクなど、ii)既存設備や既存情報の利用、iii)アクセスの機能内容、(7)人手,設備,予算等、(8)具体的成果の予測。2.作業事項:(1)システム全体の企画、(2)国内外図書館、情報センター等の情報収集方法の調査と検討、(3)関連諸機関の医学情報に関する資料・文献のリストアップと整理:国内(文部省、厚生省、外務省、およびそれらの関連機関、諸学会、民間諸団体、図書館など、国外(各研究機関、WHO、諸学会、民間団体など、(4)熱帯諸国の現地における医学的諸問題に関する情報を、恒常的に集積する試験的方法、(5)整理された情報に容易にアクセスできる試験的方法の確立。本企画の最大の特徴とするべき点は、1.世界各地域で現在、現地活動を行っている研究者あるいは医療関係者、そして現地活動の豊富な経験と実績を持つ研究者と医療関係者から直接生の情報を収集すること、2.それらの情報を処理技術の専門家により実用に供され地域研究のノウハウを有効に生かされる、などである。本研究をさらに拡充し発展させることを強く要望された。
歯科臨床におけるX線被曝線量とその防護の実態調査

北海道内の1,000人の歯科開業医を北海道歯科医師会名簿より無作為に抽出し,歯科臨床でのX線撮影に際しての医師の意識調査をアンケート形式で答えて貰うため,質問項目を印刷したものを郵送して回答して貰った.回答率は456通(46.1%)で前回の43%にほゞ等しかった.答の中で注目すべきことは,従業員および歯科医師自身のフィルムバッジ着用率は前回同様極めて低く(約7.1%)いまだフィルムバッジの普及が進んでいないことがわかった.しかし鉛エプロン,防護衝立の使用はかなり普及している点では,患者ならびに術者の被曝を軽減しようとする配慮がなされつゝあるように思われた.これを裏書きするように,開業医6カ所,病院歯科2カ所のX線撮影室での散乱線量測定(ガンマー線線量計,熱蛍光線量計による)の結果では,いずれも問題になる施設はなく,良好の防護状態であることが判明した.X線撮影は歯科の場合歯科医師が自ら撮影することが義務ずけされているが,実際はかなりの施設で歯科衛生士が撮影していると思われる現状である.アンケートで「歯科衛生士に歯科X線の撮影に限り資格を与えてもよいのではないか」という問いに対して,わずか10%しか賛成が得られず,この問題には触れて欲しくない心情が推察された.なお,歯科開業医の新しい画像診断への関心が高く,例えば最近保険点数がついたデンタルゼロラジオグラフィについての情報の提供を望むものが80%にみられ,注目すべきことであった.北海道内の1,000人の歯科開業医を北海道歯科医師会名簿より無作為に抽出し,歯科臨床でのX線撮影に際しての医師の意識調査をアンケート形式で答えて貰うため,質問項目を印刷したものを郵送して回答して貰った.回答率は456通(46.1%)で前回の43%にほゞ等しかった.答の中で注目すべきことは,従業員および歯科医師自身のフィルムバッジ着用率は前回同様極めて低く(約7.1%)いまだフィルムバッジの普及が進んでいないことがわかった.しかし鉛エプロン,防護衝立の使用はかなり普及している点では,患者ならびに術者の被曝を軽減しようとする配慮がなされつゝあるように思われた.これを裏書きするように,開業医6カ所,病院歯科2カ所のX線撮影室での散乱線量測定(ガンマー線線量計,熱蛍光線量計による)の結果では,いずれも問題になる施設はなく,良好の防護状態であることが判明した.X線撮影は歯科の場合歯科医師が自ら撮影することが義務ずけされているが,実際はかなりの施設で歯科衛生士が撮影していると思われる現状である.アンケートで「歯科衛生士に歯科X線の撮影に限り資格を与えてもよいのではないか」という問いに対して,わずか10%しか賛成が得られず,この問題には触れて欲しくない心情が推察された.なお,歯科開業医の新しい画像診断への関心が高く,例えば最近保険点数がついたデンタルゼロラジオグラフィについての情報の提供を望むものが80%にみられ,注目すべきことであった.
3次元多様体や結び目の体積予想の研究

本研究は体積予想に関する研究である。量子不変量と呼ばれる結び目の不変量は主に量子群の表現を使って構成される。Jones多項式の発見以降、数々の量子不変量が発見されたが、それは主に表現論や数理物理的な手法によるもので、長年、こういった不変量の幾何学な解釈で特に直接的なものは得られていなかったが、本研究のテーマでもある体積予想はこの直接的な解釈を与えられる魅力的な予想である。R.Kashaevによって構成された量子不変量のある種の極限が結び目の補空間の双曲体積を決定することが1995年に予想され、後に、Jones多項式の一般化でもあるcolored Jones多項式の特殊値に等しいことが示されたため、colored Jones多項式のある種の極限が補空間の体積を決定することも予想された。この予想が体積予想と呼ばれている。近年、S.Gukovや村上斉により、colored Jones多項式の極限は、結び目を特異集合とする3次元錐多様体の体積、もっと一般的に、結び目に一般化されたDehn手術を施して得られる3次元多様体の体積、Chern-Simons不変量とも関係することも予想され、8の字結び目に関して、そのことを示唆する結果が得られている。さらにS.GaroufalidisやT.T.Q.Leらによってこういった極限の研究がなされ、複数の結果が得られている。今年度、私は、Borromean ringsに対して、colored Jones多項式の極限とBorromean ringsの3つの成分を特異集合とする双曲錐多様体(3つの錐角が異なる)の体積の関係についての研究を行った。また、体積予想の厳密な証明をするためのキーとなる不変量の積分表示、鞍点法による評価方法等の研究も行った。結び目の量子不変量は主に量子群の表現を使って構成される。Jones多項式が発見されてから、長年、こういった量子不変量と幾何学的な構成で得られる不変量との関係が疑問となってきた。約10年前、R.Kashaevは、彼が構成した量子不変量のある種の極限が結び目の補空間の双曲体積を決定することを予想した。後に、Kashaevの不変量はJohes多項式の一般化でもあるcolored Jones多項式の特殊値に等しいことが示され、colored Jones多項式のある種の極限が補空間の体積を決定することも予想された。現在、この予想は体積予想と呼ばれ、研究されている。近年では、S.Gukov、村上斉、横田佳之により、colored Jones多項式の極限は、結び目を特異集合とする3次元錐多様体の体積、もっと一般的に、結び目に一般化されたDehn手術を施して得られる3次元多様体の体積、Chern-Simons不変量とも関係することも予想され、8の字結び目に関して、そのことを示唆する結果が得られている。今年度、私は、2つの絡み目、Whitehead絡み目、Borromean ringsに対するcolored Jones多項式の解析を行い、その2つの絡み目に対する体積予想を示した。また、Borromean ringsに対して、colored Jones多項式の極限がBorromean ringsの3つの成分を特異集合とする双曲錐多様体(3つの錐角はすべて等しい)の体積を決定することを示した。
超小型熱分析計とその熱分析方法に関する研究

本研究は、マイクロマシン技術によりSi基板に形成したエアブリッジ型マイクロヒータとその中に形成する試料ホルダーと温度センサとを一体形成して熱分析用のセンシング本体部を作成し、その独自の昇温方法と制御系の検討、熱方程式と実験的データとの比較等から得られる各種物理量の導出方法の検討、カロリーメトリックな測定法のための検討、極低温から高温までの計測可能な熱分析計の開発、無機および有機材料の実際の熱分析的評価・検討、磁性材料に対する評価・検討、更に、各種試料の初期熱的変化から初期質量の同定、試料質量変化の熱計測など、理論的に検討し、ハンデイな超小型熱分析計の作製とその独自の熱分析方法に関する基礎を確立するとともに、搭載するトランジスタサーミスタのB定数可変回路を確率することを目的としたものである。研究結果として、(1)マイクロヒータの寸法と形状、試料ホルダーの寸法と形状、熱電対の構成要素の種類とエッチング工程の評価を行い、飼料の温度センサとしての熱電対は、金とニッケルとの組合わせが、純金属から構成されるので再現性が良いことを確認した。(2)センシング部に適合する温度走査の制御系の製作と実験的評価として、定側電力走査方式を採用して、パソコン制御した。(3)センシング部の温度走査における時間微分法の確率と評価として、参照試料を必要としない新しい加熱速度曲線を得る方式を確立した。(4)水試料の初期質量の評価法の確立、エンタルピーの算出等を行った。(5)基板の絶対温度を常時計測するために、バイポーラ型およびMOSFET型のトランジスタ・サーミスタを提案し、理論的検討を行い、さらに集積化することを検討し、実証した。(6)低温から高温まで試料ホルダーを温度制御するための周囲または部分的冷却法の検討し、ペルチェー素子と組合わせた温度制御システムを作成し、ほぼ良好な結果が得られた。(7)30秒程度の短時間に各種試料の熱分析計の設計指針がはっきりし、磁性材料の評価は時間的に余裕がなく、まだであったが、ほぼ目標の基礎的研究は達成された。マイクロマシン技術を用いた超小型のエアブリッジ型マイクロヒータの特長を最大限に生かした超小型の熱分析計とその熱分析方法に関する研究である。本年度は、次の研究をした。(1)センシング部の製作プロセスの検討として、マイクロヒータの寸法と形状、試料ホルダーの寸法と形状、熱電対の構成要素の種類とエッチング工程の評価を行った。長さと幅の異なるマイクロヒータ(試料ホルダーの寸法も同時に異なる)の組み合わせを検討した。また、熱電対は、金とニッケルとの組み合わせが、やはり純金属から構成されるので再現性が良いことを確認した。(2)センシング部に適合する温度走査の制御系の製作と実験的評価として、マイクロヒータに印加する電圧を時間の平方根的に上昇ずる関数で印加する、定速電力走査方式を採用して実験をした。LabViewソフト利用してパソコン制御した。(3)センシング部の温度走査における時間微分法の確立と評価として、マイクロヒータの高速応答性を利用して、単一のマイクロヒータを使用して、参照試料を必要としない新しい加熱速度曲線を得る方式を確立した。これ〓微小時間前の試料温度と現在の温度とを差動増幅するもので、サンプリング・ホールド回路と差動増幅器とを組み合わせ、実質的に加熱曲線を時間微分する回路となっている。(4)液体試料用の検討と評価として、水を中心に検討し、蓋を取り付け対流等の外乱要素を除く工夫、回路のノイズ対策等を検討した。また、水試料の初期質量の評価法の確立、エンタルピーの算出等を行った。(5)基準温度の設定として、基板の絶対温度を常時計測するために、基板がSl単結晶基板であることを利用し、また、トランジスタのコレクタ抵抗がサーミスタとして利用できることを見つけ(トランジスタ・サーミスタと呼ぶことにした)、これを集積化することを検討し、実証した。

(6)低温から高温まで試料ホルダーを温度制御するための周囲または部分的冷却法の検討し、ペルチェー素子と組合わせた温度制御システムを作成し、ほぼ良好な結果が得られた。(7)30秒程度の短時間に各種試料の熱分析計の設計指針がはっきりし、磁性材料の評価は時間的に余裕がなく、まだであったが、ほぼ目標の基礎的研究は達成された。マイクロマシン技術を用いた超小型のエアブリッジ型マイクロヒータの特長を最大限に生かした超小型の熱分析計とその熱分析方法に関する研究である。本年度は、昨年度に引き続き、主に、超小形熱分析計のセンシング部本体の試料ホルダーの特殊試料の形状・構造の検討と特殊試料による評価、極微量試料の供給法の検討と作成および評価、質量変化の計測法の検討と評価、低温から高温までの温度制御法の確立と評価を中心に研究することを目標とし、次の研究をした。(1)液体、個体及びこれらの混合物の熱分析用の試料ホルダーの形状と構造の検討を行った。特に、液体試料の注入法と試料ホルダーの関係を検討した。(2)センシング部の製作プロセス、特に、温度センサとしてのトランジスタサーミスタの搭載のための製作工程の確立と評価を行った。(3)バイポーラ型トランジスタサーミスタのB定数可変回路と温度表示回路の確立のための基礎的研究を行った。(4)低温から高温まで試料ホルダーを温度制御するための周囲または部分的冷却法の検討を行った。微細な温度制御を達成するために、試料ホルダー上部及び下部の蓋の設計、試作を行い、ペルチェー素子と組み合わせた温度制御システムを作成した。(5)質量変化の計測のために、試料ホルダーの形状、検出法の検討を行い、顕微鏡とビデオシステムによる液状試料の温度変化の状況を観察評価した。(6)試料ホルダーの温度、基準となる基板温度の温度センサとして、簡便なMOSFET型トランジスタサーミスタの提案と基本的な特性評価を行った。このように、ほぼ目標は達成され、新たな各種の応用可能な温度センサが出現したが、より一層の高感度化が望まれる有機極微量試料、バイオ極微量試料と酵素反応などの特性評価、ハンディな超小型熱分析計のシステムの特性評価までは、至らなかった。
Protein Kinase Cの構造と機能、並びに細胞増殖の調節

本年度は下記の項目について研究を行った。(1)Protein Kinase C CPKC)の構造と機能の相関を明らかするためのPKC分子種の酵素化学的解析並びにPKC変異分子の構築とその解析。(2)PKC分子種の発現細胞系を用いた情報伝達機構の解析並びに特異抗体を用いたPKC分子種の局在の解析。(3)PKCによる受容体のダウンレギュレ-ションや遺伝子発現の調節等、細胞膜機能、核機能の調節についての解析。(4)PKCの分子種特異的抑制剤の開発。その結果、それぞれの項目について以下の知見を得た。(1)クロ-ン化されたγ種PKCの各種欠失変異体の解析により、PKCのN末端側の活性調節ドメイン中にあるC1,C2領域の内、C1領域内のcysteine-rich配列がホルボ-ルエステルの結合に必須であり、C2領域はカルシウムとの相互作用に関与する部位であることが明らかとなった。また、精製酵素を用いた実験から、PKCの各分子種はカルパインによって異なる部位で、また異なる速度で限定分解を受けることが明らかとなった。さらにその際、活性化されたPKCほど速く開裂を受けることが示された。(2)クロ-ン化されたPKC分子種の発現細胞の構築を試み、新たにζ種PKCの発現と性質の解析を行った。また、特異抗体を用いた分子種の組織、細胞における局在を調べ、新たにβI,βII,α種PKCのラット脳における局在を明らかにした。(3)ヒトTリンパ球のTCR-CD3複合体のダウンレギュレ-ション、インタ-ロイキン2の受容体発現に果たすPKCの機能を解析し、その重要性を示した。また、転写調節因子CRE結合蛋白質のリン酸化を介した、遺伝子発現した果たすPKCの役割についても解析を行った。(4)乳癌治療薬temoxifenの種々の誘導体を作成しPKCに対する阻害効果を解析した結果、N末端側の活性調節ドメインとC末端側のキナ-ゼドメインのそれぞれに作用する誘導体をデザインすることが可能となった。