hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光合成反応中心タンパク分子の単一分子電気特性測定と素子構築

光合成細菌や植物に含まれる光反応中心(RC)は極めて高効率かつ超高速な電子移動が起きていることが分かっている。この優れた特徴を持つRCタンパク分子はデバイスへの応用が期待されているにも関わらず、金属電極上で変性しやすく、また大きな出力電流を取り出すことが困難なため応用が進んでいなかった。本研究ではRCタンパク分子をAu(111)基板上の数種類の自己組織化膜に吸着させ、導電性原子間力顕微鏡を用いて2つの金属電極で挟んだ構造を作成し、デバイスの試作を行った。昨年度はπ共役自己組織膜である2-mercaptopyridine(2MP)を用いると出力電流の向上が起こることを導電性原子間力顕微鏡によって確認した。従来の研究では金電極上に吸着させたRCの電流-電圧特性に整流性が現れることで構造変化してないと結論していた。しかし、整流性は界面の局所的な電子状態により発現している可能性が考えられ、構造変化していない証拠としては十分とはいえない。そこで、本年度はSAM上に吸着したRCが構造変化していないことを分光的に確認することを目指し、成功した。また、2MPで修飾したAuコートカンチレバーを用いた際に観測された電流増大がカンチレバーの曲率半径増大による可能性も考えられる。そこで、TEMで大きさを確認した金ナノ粒子が分散吸着した試料の原子間力顕微鏡とカンチレバーのSAM溶液浸漬時間とを比較し、修飾前後でカンチレバーの曲率半径が変化しない条件で再度測定し2倍以上の電流増大が起こることを再確認した。これらにより2MPがRCタンパク分子の配向固定と金電極-RCタンパク分子間の効率良い電荷注入とを同時に達成できることを初めて見出した。
大脳皮質神経細胞の移動様式とその制御機構

ほ乳類の大脳皮質神経細胞は発生過程において脳室帯で誕生し、中間帯、皮質板を経て脳の最表層まで達し、整然と配置されて6層からなる大脳皮質を形成する。大脳皮質神経細胞の移動様式として、ロコモーションと細胞体トランスロケーションが知られていた。これらの移動様式をとる細胞は放射状方向に向いた双極性の細胞として観察される。しかし、脳の発生過程においては、はっきりした極性を持たない多極性細胞が豊富に存在していることが組織学的な観察から知られており、この細胞群の性格付けが必要となっていた。本研究課題では、この多極性細胞が神経細胞移動において、どのような位置を占めるのかを明らかにした。子宮内電気穿孔法を用い、GFP発現ベクターを導入することで移動神経細胞を可視化し、その形態を詳細に観察した。またこれらを、共焦点レーザー顕微鏡を用いてtime-lapse観察した。その結果、多極性細胞は複数の細い突起を色々な方向に伸ばしており、この突起を活発に伸縮させながら、ゆっくりと移動していた(速度=約2μm/hr)。同じ方法でロコモーション細胞を観察すると、これらの細胞は直線的に速い速度(約10μm/hr)で移動しており、多極性細胞の移動とは明らかに異なっていた。我々はこの移動様式を多極性移動と呼ぶことにした。以上のことから、大脳皮質の形成過程には、ロコモーション、細胞体トランスロケーション、多極性移動が関与することが示されたが、これらの移動様式がどのように使われて皮質形成が成し遂げられるのかが、次の大きな問題であった。そこで、胎生16日目でGFPベクターを遺伝子導入後12時間後から3時間おきにBromodeoxyuridine(BrdU)を投与する実験を行った。この実験で、BrdU陰性細胞に注目すれば、12時間後の時点ですでに最後のS期を終了した細胞集団の動きを見ることができる。その結果、分裂を終了した神経細胞の大部分は多極性細胞として脳室下帯に留まり、その後、その同じ細胞が、ロコモーションになって皮質板に入ることが示された。マウス大脳皮質の発生過程において、神経細胞が配置する機構を解明する目的で、我々の開発した子宮内電気穿孔法を用いて、神経細胞の移動様式を解析した。本研究スタート時点で、我々は、3種類の移動様式が区別できることを観察していた。従来から知られている放射状線維を足場として移動するもの、移動開始時点から突起の先端が脳表面に結合し、この突起を短縮しながら細胞体が移動する細胞体トランスロケーション、そして我々が観察した多極性細胞に特有の移動様式(multipolar migration)である。ここでは、簡略化のために、これらをそれぞれA, B, Cタイプと呼ぶ。今年度は、これらの移動様式が、発生過程でどのように使い分けられているのかを解析した。現在までに以下の結果を得ている。1、最終分裂を終えた神経細胞は、放射状グリアの形態からの連続として、放射方向に伸びた双極性や単極性の形態を持つ。そのうち、放射状線維を持ち、脳室面との接触を失った細胞がBタイプとして観察される。これらの細胞のほとんどは、皮質板に入る前に突起を短縮させ、Cタイプに変化する。さらに皮質に進入するまでには、Aタイプに変化する。つまり、3種類の移動様式は、異なる細胞集団を反映したものではなく、同一の細胞の異なる移動段階を見ていたと考えられる。2、BタイプからCタイプへの変化は皮質形成期の初期ほど早く起こり、後期ではBタイプで移動する時間が長くなる。3、皮質がまだ出来ていない最初期の移動神経細胞は、Aタイプの移動様式をとることなく、Cタイプの移動により最終目的地にまでたどり着く。4、Cタイプの細胞は、皮質投射性神経としての性質をもち、大脳基底核から来る介在神経のマーカーとは一致しない。

そこで、胎生16日目でGFPベクターを遺伝子導入後12時間後から3時間おきにBromodeoxyuridine(BrdU)を投与する実験を行った。この実験で、BrdU陰性細胞に注目すれば、12時間後の時点ですでに最後のS期を終了した細胞集団の動きを見ることができる。その結果、分裂を終了した神経細胞の大部分は多極性細胞として脳室下帯に留まり、その後、その同じ細胞が、ロコモーションになって皮質板に入ることが示された。
熱中症の立場から見た入浴中急死の病態解明と予防対策に関する研究

入浴中の急死は高齢者を中心に年間14000人に発生している。本研究(1)では、入浴事故に関わる救急隊到着時の救急現場の状況をアンケートにより調査した。心肺停止は46%、浴槽から出られずに救助を要した群(救助群)は16%、発見者が心肺蘇生術を行っていた群は1%、浴槽からの救助を要しなかった群は18%、外傷群は18%であった。救助群は、浴槽中に放置された場合に体温が湯温まで上昇して心肺停止に至る可能性があることから、心肺停止の予備軍と考えられた。救助群では殆どの例で意識障害が認められ、このために出浴行動が不能となったものと考えられた。意識障害の原因として、飲酒、低血圧、胸痛の関与は少なく、病態を説明するには困難であった。研究(2)では、若年男性9人に文書の同意を得て、40°Cおよび40°Cの湯温での入浴負荷試験を行ない、44°C入浴では体温(口腔温)40.1°C、40°C入浴では38.1°Cまでの体温上昇を認めた。心電図、血圧、体温、HRV、血液内分泌検査、高次脳機能検査(PASAT)を施行した。体温上昇に伴い、心拍数増加、心拍変動の減少、血圧変動(収縮期血圧の軽度上昇、軽度低下、拡張期血圧の減少、起立性低血圧など)を認めた。44°C入浴の直後に高次脳機能検査(PASAT)の正答率の低下を認め、40°C入浴では低下を認めなかった。血液内分泌検査ではノルエピネフリン、エピネフリン、hANPの増加と共にβエジドルフィンの増加を認めた。以上の結果より、高体温にともない高次脳機能の低下が誘発されることが示され、βエンドルフィンの増加から内因性オピオイドの関与が示唆された。以上より、入浴中の急死には入浴中の意識障害が関与すること、意識障害の原因として高体温による高次脳機能の低下が示唆された。1)プレホスピタルの検討:東京消防庁の救急隊長600名を対象に平成11年1月施行したアンケート調査を解析した。1775件の内容は、心肺停止群812件(46%)、救助群(浴槽内発症で、浴槽からの救助を要した)292件(17%)、蘇生群(心肺蘇生術を要したが救急隊の到着時には心拍再開)10件(1%)、医非救助群(洗い場での発症あるいは浴槽から自力脱出)339件(19%)、外傷群(滑って転んだなど)322件(18%)であった。救助群は心肺停止群の前状態と考えられた。殆どの心肺停止は浴槽内で発症し、心肺停止群では溺没が多く、救助群では少なかった。心肺停止群に比べて、救助群では公衆浴場での発生が多かった。救助群は73%が何らかの意識障害と推測された。胸痛は認めなかった。2)入浴負荷試験:2023歳の健常男性9名を対象に湯温44°C、(1)7分間の入浴、(2)5分の休憩、(3)耐用の限界までの入浴負荷を行い、次に40°Cで同時間の入浴を行った体温変動:

(1)で口腔温は37.0±0.8°C(血圧125+/-13mmHg)から38.6±0.4°Cに上昇し(128+/-16mmHg)、(3)で6名が平均10.2分で40°Cに達した(144+/-24mmHg)。出浴時は40.2±0.3°Cであったが、10分後には38.1±0.6°Cまで低下した。同一被検者に40°Cで同時間の入浴を行ったところ、体温は(1)で37.4±0.3°C(120+/-10mmHgから108+/-5mmHg)、(2)で38.1±0.5°Cまでの上昇にとどまった(117+/-9mmHg)。心拍変動解析:Wavelet変換法を用いて、1秒ごとの心拍変動解析を行い、低周波成分(LF)および高周波成分(HF)を求めた。入浴開始後の心拍変動は、両周波数成分ともに入浴直後から減少し、入浴終了とともに、徐々に回復した。44°C入浴は40°Cと比較して、この傾向が顕著であった。入浴負荷試験:2023歳の健常男性9人を対象に湯温44°Cの条件で、(1)7分間の入浴、(2)5分の休憩、(3)その後に体温が40度に上昇するまでを目標としたの入浴負荷を行なった。(3)では心拍数150bpm、気分不快が生じた場合には、体温40°C以下でも中止とした。次に、同じ被験者に、同一時間の入浴負荷を湯温40°Cの条件で負荷した。(1)血行動態:44°C負荷では口腔温は37.0±0.8°C(血圧125+/-13mmHg)から38.6±0.4°Cに上昇し(128+/-16mmHg)、その中で6人が平均10.2分で40に達した(144+/-24mmHg)。この6人は出浴時は40.2±0.3°Cであったが、10分後には38.1±0.6°Cまで低下した。心拍数は(1)で71+/-7bpmから116+/-16bpmへ、3では127+/-17bpmへと上昇した。同一被検者に40°Cで同時間の入浴を行ったところ、体温は(1)で37.4±0.3_(120+/-10mmHgから108+/-5mmHg)、(3)で38.1±0.5_までの上昇にとどまった(117+/-9mmHg)。心拍数は(1)で68+/-9bpmから87+/-7bpmへ、(3)で100+/-6bpmまでの上昇にとどまった。以上より、高温浴では高次脳機能の低下が発生すること示された。今後の課題として、高体温にともなう高次脳機能低下と入浴事故の関連をさらに検討することが必要である。
災害・気候変動による塩害に対する農家のレジリエンス強化要因の定量的評価手法の開発

異なる塩性化の条件でのレジリエンス要因を検討するため,沿岸部(パンガー県)と内陸部(コンケン県)で調査を実施した。パンガー県では,2004年のスマトラ島沖地震の津波被災地(塩害農地を含む地域)がどのように復興してきたのか,ヒアリング調査を中心に実施した。ヒアリング対象は5村18名に実施した。またヒアリング調査の際に,地震以前から現在までの個人の復興曲線(Y軸:復興度,X軸:経過時間)を記入してもらった。その結果,塩害の復旧にはおおよそ6年要したものの,現在の塩害被害は無いということであった。復興曲線は居住する村や回答者の年齢によってパターンの違いが確認された。住居の移転,死別,病気などが復興度を下げる要因であり,就業・開業,心の復興(遺体が発見されたこと)などが,この値を上げる要因であることが示された。加えて,若年層や生業が多様(農地を複数持つことも含めて)な人たちほど,復興への適応力(回復力)の高いことが示された。コンケン県では,昨年と同様のヒアリング調査と塩害圃場での水位・圃場塩分測定など塩類化のメカニズに関する現地調査を実施した。ヒアリング結果から,複業選択は様々なリスクに対する生活保障のための方策であり,必ずしも塩類化のみが複業選択の原因ではないことが確認された。また,その複業選択の指向性は,所有農地面積×生産性×作物価格が重要であることが示唆された。このとき生産性に強く影響する因子として,塩性化の程度と用水確保の状況の違いが挙げられた。対象地域の地下水位の変動からみると,どのような土地利用であれ塩類集積は促進すると予測されたが,水田のECaが低いことから灌漑用水によるリーチング効果が生産性向上に影響していることが示された。今年度は,これらの結果から,レジリエンス要素を検討してきた。農家家計に関するデータ取得が遅れているため,最終的なモデル構築には至っていない。現地調査等は順調に進んでいるものの,年度報告にも示したが,農家家計に関するデータ取得が遅れており,そのため当初計画で予定していたモデル構築に至らなかった。これは公共の統計データの信憑性について問題があったためである。最終の現地調査を2019年9月に実施する予定である。また,統計データに関する部分については,正確なデータを入手するために,研究協力者のコンケン大学の先生の協力を得て,アンケート調査を実施することをで対応する予定である。本研究は,灌漑農業におけるレジリエンス概念の適用ならびにその定量的評価手法の開発を目指すものである。初年度は,「レジリエンス要素の定義を行い,現地調査・観測によりその基礎データを取得する」ことを目標とした。対象地域はタイ王国のパンガー県とコンケン県である。以下に具体的な活動内容の予定と実施成果を示す。(1)雨季と乾季に2つの調査サイトを訪問して土壌,地下水等のレジリエンス要素に関する調査を実施する。土壌調査を実施し,水位計等の機器を設置・観測する。成果:コンケン県では観測圃場を設定し,地下水位計・土壌水分計を設置した。また,土壌塩分の現地観測を実施した。パンガー県ではヒアリング調査のみを行うこととした。(2)農家を訪問し聞き取り調査を行う。次年度のワークショップ開催に向け準備を行う。成果:パンガー県では調査対象者の選定に時間がかかり,聞き取り調査は実施できなかった。一方,コンケン県では2個所の村で地域住民への聞き取り調査を実施し,十分な成果を得た。ワークショップの準備は関係機関と調整中である。(3)研究協力者の協力のもと各種統計データの収集を行う。(2)と共同で聞き取り調査を行い,農家家計データを取得する。成果:聞き取り調査では,農家家計に関するデータはある程度得られたものの,十分な統計データの収集には至っていない。以上の調査から,レジリエンス要素として,1地下水位変動と塩分移動の関係,2塩害の程度と住民の対策選択(低収量で持続・放棄・除塩・転作など)における志向性の関係,3選択した塩害対策と副業(場合によっては主業)の家計におけるバランス,などがあり,さらに2の志向性においては,4米価(維持にかかる施策)をはじめとする農産物価格,5土壌改良や施肥による増収効果,6利用可能な水源の有無,7農外雇用の需要,8成功事例の存在,などが影響していることが判明した。コンケン県では予定以上に調査ができ成果も得られたものの,パンガー県では聞き取り対象となる住民(津波によって被害を受けたのちに,そこに残って営農している人,他の地域に移転して農家を継続している人,離農した人)の選定に時間を要したため,聞き取り調査を実施できなかった。また,予算が減額されたことで,どちらかの地域を重点化する必要があり,その結果,パンガー県での連続観測体制を断念することとしたため,十分な成果を得るには至らなかった。一方,次年度予定していた,伝統的な営農や社会制度から水土の知を収集することについては,今年度の調査で多くの知見がえられた。以上のことから,若干,研究計画の軌道修正が必要となったが,修正後の計画に対しては十分な成果が得られたと判断できる。

パンガー県では,2004年のスマトラ島沖地震の津波被災地(塩害農地を含む地域)がどのように復興してきたのか,ヒアリング調査を中心に実施した。ヒアリング対象は5村18名に実施した。またヒアリング調査の際に,地震以前から現在までの個人の復興曲線(Y軸:復興度,X軸:経過時間)を記入してもらった。その結果,塩害の復旧にはおおよそ6年要したものの,現在の塩害被害は無いということであった。復興曲線は居住する村や回答者の年齢によってパターンの違いが確認された。住居の移転,死別,病気などが復興度を下げる要因であり,就業・開業,心の復興(遺体が発見されたこと)などが,この値を上げる要因であることが示された。加えて,若年層や生業が多様(農地を複数持つことも含めて)な人たちほど,復興への適応力(回復力)の高いことが示された。コンケン県では,昨年と同様のヒアリング調査と塩害圃場での水位・圃場塩分測定など塩類化のメカニズに関する現地調査を実施した。ヒアリング結果から,複業選択は様々なリスクに対する生活保障のための方策であり,必ずしも塩類化のみが複業選択の原因ではないことが確認された。また,その複業選択の指向性は,所有農地面積×生産性×作物価格が重要であることが示唆された。このとき生産性に強く影響する因子として,塩性化の程度と用水確保の状況の違いが挙げられた。対象地域の地下水位の変動からみると,どのような土地利用であれ塩類集積は促進すると予測されたが,水田のECaが低いことから灌漑用水によるリーチング効果が生産性向上に影響していることが示された。今年度は,これらの結果から,レジリエンス要素を検討してきた。農家家計に関するデータ取得が遅れているため,最終的なモデル構築には至っていない。現地調査等は順調に進んでいるものの,年度報告にも示したが,農家家計に関するデータ取得が遅れており,そのため当初計画で予定していたモデル構築に至らなかった。これは公共の統計データの信憑性について問題があったためである。進捗状況にも示したとおり,パンガー県での地下水位等の連続観測体制を断念する必要があったが,現地の聞き取りからも,塩性化被害が継続していない状況にあることから,この変更は研究目的達成に大きな影響は与えないと判断できる。2年目の目的は,<取得データをもとに農家の家計収入のシミュレーションを行う.また,ワークショップによって農家の水土の知を収集し,レジリエンスを支える社会的・文化的背景を明確にする>ことである。そのために,具体的には以下の3テーマについて調査をすすめる予定である。テーマ1:前年度同様の調査を行い,不足しているデータを追加で取得する.得られた基礎データをもとに,Hydrus 1D, 2D等の物理モデルを用いてシミュレーションを行い,農地の除塩とその回復時間について検討する。テーマ2:ワークショップを開催(2019年2月で調整中)し,塩類化に関する科学的な情報の共有と,地域的な対応策について議論する。また,同時に伝統的な営農や社会制度から水土の知を収集し,それらとレジリエンスの関係について検討を行う。テーマ3:前年度調査結果をもとに家計調査票を設計し,アンケート(個別聞き取り)調査を実施し,家計収入のシミュレーションを行う。2年目の総括として,以上の成果を統合し,塩類化による撹乱シナリオを作成し,レジリエンスの定量化を開始する予定である。最終の現地調査を2019年9月に実施する予定である。
べーパーミストによる気体誘電体の絶縁耐力上昇機構に関する研究

ベーパーミスト誘電体(Vapor-mist dielectrlcs)絶縁法は、絶縁ガス中にC_8F _<16>Oなどの絶縁液体のベーパー(蒸気)とミスト(微細液滴)を分散させたもので、優れた絶縁耐力、優れた冷却能力、優れた放電抑制能力およびコロナ抑制能力を持つものである。平成元年度の研究結果は、C_6F_<14>,(C_4F_9)_3N,FC77,FC40,FC70およびFC84をベーパーミスト誘電体として用い、バッファーガスである空気、SF_6、cーC_3F_3などの縁特性を向上させる結果を得た。このこのことからベーパーミスト誘電体絶縁法の有効性が確認された。今年度は、ベーパーミスト誘電体による気体の絶縁耐力上昇機構のうちミストによる上昇機構を、絶縁性粉体(固体微粒子:ファインパウダー)でシミュレートすることを考え、ファインパウダーを空気中に浮遊させ、その交流破壊電圧値の測定、およびファインパウダーの絶縁耐力への影響について検討し、以下のような結果を得た。1)平等電界下で、SiO_2ファインパウダー誘電体が電極間にブリッジを形成すると破壊電圧値は飛躍的に上昇することが確認された。2)平等電界下で、SiO_2ファインパウダー誘電体が電極間に浮遊していれば、破壊電圧値は上昇することが確認された。3)不平等電界下においても、SiO_2ファインパウダー誘電体が電極間に浮遊していれば、破壊電圧値は上昇することが確認された。4)SiO_2ファインパウダー誘電体が電極間に浮遊すると破壊電圧値が上昇する原因として粘性抵抗力が影響していると考えられる。5)SiO_2ファインパウダー誘電体でミスト単独の効果をシミュレートできる可能性があることが示唆された。これらの結果と前年度の結果を成果報告書としてまとめ、ベーパーミスト誘電体絶縁法の基礎データとして公表する。ベーパーミスト誘電体は絶縁性液体のミスト(微細液滴)を気体誘電体中に分散させたもので、大きな絶縁耐力の向上、冷却能力の上昇、優れた放電抑制およびコロナ抑制能力が報告されており、ガス絶縁変圧器やガス絶縁コンパクト開閉装置などの高電圧電力機器の絶縁に適用して、その小型化、高性能化を特段に進めるための極めて高いポテンシャリティーを秘めている。本年度は実験装置を建設整備するとともに計算機シミュレーションの体勢を整え、これによって、優れた絶縁液体の探索とベーパーミストによる破壊電圧上昇機構の解明を進めた。I.絶縁性液体の開発:代表者らはC_2Cl_4、C_8F_<18>、(C_4F_9)_3N、C_8F_<16>O、C_6F_<14>等の絶縁性液体について空気を気体誘電体(バッファーガス)とした時のベーパー特性、ベーパーミスト特性と特徴を明らかにしてきたが、今年度は更にFC-77、FC-84等(いずれも3M社商品名、組成は明らかにされていない)について特性を研究した。その結果FC-84とFC-77がベーパーミスト破壊電圧が大きく、特性が優れていることを見出した。II.破壊電圧上昇機構の解明:この機構についてはベーパーミスト発生による初期電子の抑制等をはじめ諸説があるが、未だ十分に解明されていない。本研究ではこれを電離電流発生の基礎過程の観点から実験及び計算機シミュレーションを行なって解明を試みた。

その結果、同一のギャップ条件(ガス、液体の種類、印加電圧、キャップ長等)においては、ベーパー、更にベーパーミストを加えることによってギャップ間に発生する電子なだれの大きさの、大きなものの発生が抑制されることを実験的に明らかにするとともに、この過程を電子による気体分子の衝突電離過程と陰極における二次過程で計算機シミュレーションした結果、定性的に非常によい一致を見た。なお、気体分子の衝突電離と二次過程のいずれの抑制がより重要かを明らかにするのが、今後の課題である。ベーパーミスト誘電体(Vaporーmist dielectrics)絶縁法は、絶縁カス中にC_8F_<16>Oなどの絶縁液体のベーパー(蒸気)とミスト(微細液滴)を分散させたもので、優れた絶縁耐力、優れた冷却能力、優れた放電抑制能力およびコロナ抑制能力を持つものである。平成元年度の研究結果は、C_6F_<14>,(C_4F_9)_3N,FC77,FC40,FC70およびFC84をベーパーミスト誘電体として用い、バッファーガスである空気、SF_6、cーC_3F_8などの絶縁特性を向上させる結果を得た。このこのことからベーパーミスト誘電体絶縁法の有効性が確認された。今年度は、ベーパーミスト誘電体による気体の絶縁耐力上昇機構のうちミストによる上昇機構を、絶縁性粉体(固体微粒子:ファインパウダー)でシミュレートすることを考え、ファインパウダーを空気中に浮遊させ、その交流破壊電圧値の測定、およびファインパウダーの絶縁耐力への影響について検討し、以下のような結果を得た。1)平等電界下で、SiO_2ファインパウダー誘電体が電極間にブリッジを形成すると破壊電圧値は飛躍的に上昇することが確認された。2)平等電界下で、SiO_2ファインパウダー誘電体が電極間に浮遊していれば、破壊電圧値は上昇することが確認された。3)不平等電界下においても、SiO_2ファインパウダー誘電体が電極間に浮遊していれば、破壊電圧値は上昇することが確認された。4)SiO_2ファインパウダー誘電体が電極間に浮遊すると破壊電圧値が上昇する原因として粘性抵抗力が影響していると考えられる。5)SiO_2ファインパウダー誘電体でミスト単独の効果をシミュレートできる可能性があることが示唆された。これらの結果と前年度の結果を成果報告書としてまとめ、ベーパーミスト誘電体絶縁法の基礎データとして公表する。
光受容色素蛋白中の高機能性テトラピロール発色団の新合成戦略

植物中に存在する光受容色素蛋白質フィトクロムは,いわゆる「赤・遠赤色光可逆的反応」により,植物の発生や生長,分化等の様々な光形態形成を制御しており,発色団として開環状テトラピロール化合物の一種であるフィトクロモビリン(PΦB)を有している。これまでアポ蛋白質と再構成可能な発色団の合成は極めて困難であったことから,発色団の構造と機能の関係を探究することは不可能であった。そこで本研究では,再構成フィトクロム中における発色団の構造と機能の関係を解明することを目的とし,まず,テトラピロール骨格の構成成分である四つのピロール誘導体(AD環)の新規一般合成法の確立と,それらのピロール誘導体のカップリング法を開発し,側鎖カルボン酸が遊離でアポ蛋白質と再構成が可能なPΦBや,従来,代替発色団として用いられてきたフィコシアノビリン(PCB),さらに20種以上のPCB誘導体の全合成を世界に先駆けて達成した。次に得られた合成発色団とアポ蛋白質とのin vitroにおける再構成実験により,フィトクロムの発色団結合サイト周辺の化学的環境解明と光可逆的機能の発現に成功し,これらの結果を総合して,発色団とアポ蛋白質との間の結合形成の概念図を描くことができるようになった。さらに発色団欠損変異株を用いたin vivoにおける再構成にも成功し,フィトクロムAとBでは発色団の機能が全く異なることを世界で初めて発見するとともに,D環18位におけるビニル基の重要性を指摘した。また,Agrobacterium tumefaciensから得られるバクテリオフィトクロムAgp1は,植物フィトクロムとは異なるN末端付近のシステイン残基でBVと共有結合していることが見出されていたが,その結合部位は不明であった。そこで種々のBV誘導体を合成し,in vitroでの再構成実験を行うことにより,BVはA環3位のビニル基で共有結合していることを明らかにした。「赤・遠赤色光可逆的反応」は,植物の発生や生長・分化などの様々な過程に広く関係して,環境の光情報を植物に伝える重要な役割を果たしており,植物が生きて行くために欠くことのできない調節作用の一つである。この環境の光を吸収する光受容色素はフィトクロムと呼ばれる色素蛋白質で,特定波長の光で可逆的に相互変換する二つの異性体(P_r型およびP_<fr>型)で存在する。発色団のフィトクロモビリン(PΦB)は,天然から極微量しか得られず,精製も極めて困難である。そこで本研究では,発色団の構造と機能相関や,アポ蛋白質と発色団との相互作用の解明,更に光合成系遺伝子発現・調節機構の解明など,この分野を飛躍的に発展させるために,PΦB及びその誘導体の新合成戦略の確立を目指して種々検討し,下記のような成果を挙げることができた。1.PΦB及び代替物として用いられるフィコシアノビリン(PCB),さらにそれらの誘導体の全合成を世界に先駆けて達成し,in vitroにおけるアポ蛋白質との再構成実験によりフィトクロムの発色団結合サイト周辺の化学的環境の解明と光可逆的機能の発現に成功した。2.発色団欠損変異株を用いたin vivoでの再構成実験により,フィトクロムAとBでは発色団の機能が全く異なることを世界で初めて見出した。3.発色団結合サイトにおける光ラベル化実験の実現を目指し,18位への光ラベル基導入に成功した。4.入手容易なビリルビンを出発物質とする新規で簡便なPΦB誘導体の一般合成法,及びバクテリオフィトクロムの発色団であるビリルビン誘導体の一般合成法を確立した。6.アポ蛋白質を単離精製するためのアフィニティークロマトグラフィーの実現を目指して,PCB誘導体の樹脂への固定を試み,好結果を得た。

また,Agrobacterium tumefaciensから得られるバクテリオフィトクロムAgp1は,植物フィトクロムとは異なるN末端付近のシステイン残基でBVと共有結合していることが見出されていたが,その結合部位は不明であった。そこで種々のBV誘導体を合成し,in vitroでの再構成実験を行うことにより,BVはA環3位のビニル基で共有結合していることを明らかにした。
アジアのサイエンス型産業クラスターに関する理論・実証研究

21世紀に入り、世界各国で知的・産業クラスター政策が推し進められた。大学から民間への技術移転促進と地域活性化政策とが一体となって、アジアでは日本やシンガポールで実施された。日本においては企業の技術開発の自前主義が依然強い一方、基礎・応用研究については海外を含めて幅広くネットワークを形成しているため、狭い地理的空間内である特定の大学を中心に据えた知的・産業クラスター政策は産業発展のためには逆効果となる可能性が明らかとなった。平成19年度は、次の三つの研究成果をあげた。まず第一に、日本と同様、21世紀に入り、アメリカに追いつくべくサイエンス型産業の育成に全力を挙げている欧州の文献を調査したが、その結果、欧州においてさえも科学技術の実用化面でかなり多くの困難な面に直面しており、今後の日本イノベーション政策を考える上で、多いに参考となる結果が得られた。第二点は、サイエンス型産業クラスターの代表であるバイオ産業を取り上げ、日本が何故、特にバイオ医薬品の開発において多きな遅れをとってしまったのか、バイオ産業育成政策に問題がなかったのかについて明らかにした。サイエンス型産業のように、かなり、各国間で共通点が多く見出されると思われるような産業においてさえも、ある政策がある国において成功をしたからといって。企業組織、文化、ビジネスのあり方が異なる国においてその政策がうまく機能するとは限らないことが日本の例を通して明確になったことは、今後のイノベーション政策を考える上で非常に意味深い結果となった。日本のバイオ産業の形式・発展メカニズムは欧州のそれとはかなりことなっており、特にアメリカの主要大学の周辺に発展したバイオクラスターを日本の多くの地方にトランスプラントすることは不可能であることが明らかとなった。第三点は、東アジア経済が現在、二極化に向かっていることを明らかにした。その根底には、急速に進展する科学技術革新の影響が少なからすあると考えられ、今後のアジアの科学技術政策を考える上で有意義な結果が得られた。今年度は特に、何故、日本のバイオクラスター政策は失敗に終わったのか、及び、シンガポールのバイオクラスター政策の理論的根拠の整理、及び、その政策評価を行った。以下、具体的な研究成果とその重要性・意義をまとめる。1.日本のバイオベンチャーは、大学発ベンチャーとともに、大企業の企業内ベンチャーからスタートした企業も多い。後者のような大企業から派生した新しい企業の場合、大学等との地理的近接性は全く立地決定要因として重要性が見出せなかった。前者の場合でも、ある1つの大学のみならず、外国を含めて多くの大学等と連携をとっている。自前主義が依然強い一方、技術開発のシーズとなる基礎・応用研究については海外を含めて幅広くネットワークを形成しているため、狭い地理的空間内のある特定の大学を中心としたクラスター形成政策はバイオ産業発展のためには逆効果となることが明らかとなった。これまでの政府の地域クラスター計画に抜本的な見直しを迫る、重要な結果であると考えられる。2.シンガポール政府もまた、21世紀に入り、バイオ産業を将来の重要な産業の1つに位置付け、バイオクラスター政策を大規模に実施していった。確かに、同分野におけるシンガポールの世界的プレゼンスは急速に高まっているが、日本を除く他の主なアジア諸国と比較すると、研究成果を付加価値創出に結びつける企業やその周辺産業の発展が遅れていることもわかった。シンガポールにおいては、科学・技術と企業・産業育成のバランスのとれた政策が必要であることが明らかとなった。これは、途上国の今後の産業政策を考えるにあたって重要な示唆を与えていると考えられる。
放射線誘発口内炎モデル動物を用いた口内炎予防薬・治療薬の探索研究

【研究概要】これまでに我々は、ハムスターのチークポーチに放射線を単回照射することで口内炎が発症することを確認していた。しかしながら、過去の報告からも線量に応じた詳細な口内炎の発症頻度および重症度は明らかになっていなかった。そこで今回我々は第一の目標として、放射線量による反応性を確認し、誘発口内炎モデルの作成・評価を行った。次に、放射線により惹起された口内炎に対してフリーラジカルスカベンジャーであるエダラボンの作用について検討した。【方法】雄性シリアンハムスターのチークポーチに放射線照射(2050Gy)を行うことで口内炎を発症させた。口内炎の評価は、発生した口内炎の程度を判断するスコアリングに加え、炎症の指標である好中球ミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性を測定することで行った。エダラボン(10mg300mg/kg)は放射線照射30分前に腹腔内投与した。【結果・考察】20Gy以上の照射でハムスターチークポーチに口内炎は全例発症し、口内炎スコアは線量に依存して増加を認めた。MPO活性に関してはスコアとほぼ相関して線量に応じた炎症の増大を認めた。これらの結果から、放射線誘発口内炎の評価系として、ハムスターモデルは有用であると考えられた。また、炎症やスコアリングの評価を行うには30Gyが適切な線量であると考えられたため、エダラボンの評価は30Gy照射により惹起した口内炎モデルを用いた。エダラボンを投与することで、口内炎発生初期より用量依存的に口内炎スコアの軽減が認められた。本研究によりエダラボンは口内炎予防・軽減作用を示すことが明らかとなった。このことによりエダラボンは放射線誘発口内炎の予防薬として、有用である可能性が示唆された。さらに詳細なメカニズムについては引き続き検討を行う予定である。
超高齢社会を迎える地域の保健医療福祉サービスの生産性向上に関する研究

団塊の世代が75歳以上の後期高齢者になる2025年が直前に迫ってきている。保健医療福祉サービス需要の量的拡大に対応するとともに、多くの住民が高齢者になっても健康で自立した生活を長く営める社会システムの実現が求められている。一方で、生産者人口の減少局面を迎えた日本においては、サービス分野の生産性向上が重要な課題となっており、様々な保健・医療・福祉(介護)サービスが対象者やその内容によって細分化されて実施されている保健医療福祉の分野においては、サービス提供の生産性向上の早急な対応が必要である。本年度(2018年度)は、保健医療福祉サービスの生産性を向上するためのモニタリング方法に着目して研究を行った。とくに、保健分野のがん検診受診率向上を目的とした関係者の活動を適宜モニタリングした地域・職域連携推進事業(2016年から実施)の結果を分析・考察した。具体的には、保健分野の関係者が集まる地域・職域連携推進事業において、がん検診受診率向上という同じ目標を持って活動を行うことにより、その成果(受診率向上)を狙う取り組みの生産性を向上するための方法について考察した。本事業では、市町および職域の関係者が、がん検診の受診動向を予測し実績と比較することにより、活動内容の有効性を意識しながら活動することを促進させる。年度当初に、がん検診を実施する各市町が当該年度の目標受診者数を月ごとのグラフに記載する。そして、毎月のがん検診受診者の実績数を同じグラフに記入するとともに、その月に実施した活動を振り記録した。また、それらの情報を職域関係者と会議で共有した。これら活動の分析結果より、目標値(この場合、受診率)と受診率向上施策等が必ずしもマッチしていない現状が明らかになった。また、記録した情報は本来、業務上定期的に確認できるものであるが、それらを意識した活動の実施が困難であることが推察された。本学の管理業務が多忙となったため、当初予定していたモニタリング指標を「がん検診受診率」を除いて、複数の指標を分析することができなかった。また、生産性向上を確認するためには、アウトプットだけでなく、インプットを分析する必要があるが、その情報を収集することが本年度はできなかった。次年度(2019年度)は、当初の研究計画である「関係機関の業務および資源(強み)の見える化」を計画通り進めながらも、今年度(2018年度)、実施することができなかった各関係機関の「インプット」および「アウトプット」情報についても収集・分析を行う予定である。(理由)大学本務の管理業務多忙のため、予定していた国内関係機関を対する調査を実施することができなかった。また、調査データ収集ならびに分析が遅れたため、その分析およびシステム開発に必要とする設備やソフトウェアの購入を見送ったことにより、次年度使用額に変更が生じた。(使用計画)次年度(2019年度)は、本年度(2018年度)に実施できなかった分析およびシステム開発に必要な機器およびソフトウェアを購入し、研究環境を整える。
誤記憶想起の学習促進効果に関する応用的研究

平成28年度の実験(Iwaki, Nara, & Tanaka, 2017)では、日本語の語彙学習課題を用い、矯正フィードバックを与える直前にエラーの記憶を想起させるかどうかを独立変数として操作した。また、反応に対する矯正フィードバックを与えるタイミングを反応直後か1週間後に設定した。エラー反応を呈示しない場合(no error-cueing条件)、直後フィードバック条件ではエラーの記憶が短期記憶に保持されているが、遅延フィードバック条件ではエラーの記憶の忘却が進んでいるはずである。しかし、エラー反応を視覚的に呈示すれば(error-cueing条件)、エラーの記憶が想起される。もし順行干渉が生じるならば、矯正フィードバックの学習がno error-cueing条件と比較して棄損されるはずである。しかし、この予想は支持されなかった。この結果は、エラーの記憶とその想起が矯正フィードバックの学習に対して少なくとも妨害的ではない可能性を示唆していた。平成30年度の実験では、類似の手続きを用いて、エラー反応の記憶の想起が学習にもたらす影響を詳細に調べた。その結果、(1)エラーを想起させると、低確信度エラー試行において学習促進効果があり、(2)中確信度以上ではそのような促進効果がなく、(3)最終の再テスト時にエラー反応の記憶を検索できた試行でのみ学習促進効果が認められるという結果であった。この複雑な結果の総合的な解釈はまだ確立できていないが、エラー反応情報の活用の教育現場への応用のための貴重な知見が得られた。語彙学習事態において、エラー反応の視覚的確認が正答の学習を促進するのかどうかを検討した。古典的なA-B/ A-Dパラダイムによれば、手がかりと反応は“A-B"を形成し,手がかりとターゲットに当たる“A-D"の記憶に順向干渉を生じるはずである。しかし、一部の研究では、エラー反応の記憶がむしろ正答の学習を促進する可能性が示されており、これら両者の可能性を検討した。2つの実験では、参加者に漢字熟語(160語)を一度に一つ口頭で読ませ、実験者が入力した。誤っていた場合には正答だけをフィードバックするか(反応FBなし条件)、反応を表示してから正答をフィードバックした(反応FBあり条件)。また、反応にどの程度自信があるかを確信度として試行ごとに測定した。その結果、再テストにおける確信度を込みにした平均手がかり再生率は、いずれの実験においても反応FBあり条件の方が有意に高かった。つまり、エラー反応の視覚的確認が正答の学習に順向干渉を生じることはなく、むしろ、その学習を促進することがわかった。確信度によって試行を低・中・高の3群に分けた分析も行った。結果は、エラー反応の表示によって正答の学習が促進されるのは低確信度で顕著であることが分かった。中確信度以上の試行、特に高確信度の試行では、エラー反応の表象がワーキングメモリに明瞭に保持されていると考えられる。一方、低確信度ではエラー反応はすぐに忘却されると考えると、短期記憶にエラー反応表象を保持していることが正答FBの学習促進に重要な要素である可能性が示唆された。学習材料として漢字熟語を用い、予定通りの実験を行った。結果も理解できる内容であった。今後は一般的知識問題にも拡張して調べる必要があるが、現在のところ計画段階であり、まだ実行はしていない。この点を早く調べて、児童への応用段階に移行することが必要である。総合的にはおおむね順調であると考えられる。平成29年度は、児童を対象とする実験のための基礎データを得るために、大学生を対象として学習に及ぼす正答フィードバック(FB)の呈示の仕方(実験1:直後FB vs.遅延FB)、および、正答フィードバックの学習に関わる注意要因(実験2:自動的/制御的)を検討した。実験1では漢字の読み誤りの修正に及ぼす矯正FBの効果をその呈示タイミングを変数として検討した。通常、直後FBよりも遅延FBの方が矯正FBの学習が促進されるが、実験の結果、自己生成した誤答の想起が遅延FBの直後FBに対するアドヴァンテージに寄与する可能性が示唆された。つまり、遅延FBのアドヴァンテージは被験者が自己エラーを短期記憶に想起することによって起こることが示唆され、これは我々の当初の仮説に沿った結果である。この成果は、国際誌に公表済みである(Iwaki, Nara, & Tanaka, 2017)。また、漢字の読み誤り時の矯正FBの学習に自動的注意が寄与することが明らかにされているが(e.g., Butterfield & Metcalfe, 2006)、実験2として制御的注意の効果の有無について電気生理学的に(脳波を用いて)検討した。その結果、自動的注意だけではなく、制御的注意も矯正FBの学習に寄与することが明らかとなった。この成果は、現在、国際誌にて審査中である(Iwaki & Tanaka, submitted)。平成30年度の計画としては、自己生成エラーの記憶の想起が矯正FBの学習に与える影響をさらに学生を対象として追及し、効果的な手続きを特定したい。その上で、その成果を児童への実験に応用する予定である。学習における矯正フィードバック(FB)の影響を検討するうえで、新しい課題が認識され、その検討のために時間を要してしまった。具体的には、矯正FBを与えるタイミング(反応の直後に与えるか、遅延させるか)、および、注意要因(自動的/制御的)の関与の検討である。これらの検討は平成29年度にほぼ終えることができた。従来の予定では、平成29年度に児童への応用を計画していたが、これは、平成30年度に実施する予定である。

したがって、平成30年度は、自己生成エラーの想起の学習に及ぼすポジティブな効果について、学生と児童の両者で検討する予定である。平成28年度の実験(Iwaki, Nara, & Tanaka, 2017)では、日本語の語彙学習課題を用い、矯正フィードバックを与える直前にエラーの記憶を想起させるかどうかを独立変数として操作した。また、反応に対する矯正フィードバックを与えるタイミングを反応直後か1週間後に設定した。エラー反応を呈示しない場合(no error-cueing条件)、直後フィードバック条件ではエラーの記憶が短期記憶に保持されているが、遅延フィードバック条件ではエラーの記憶の忘却が進んでいるはずである。しかし、エラー反応を視覚的に呈示すれば(error-cueing条件)、エラーの記憶が想起される。もし順行干渉が生じるならば、矯正フィードバックの学習がno error-cueing条件と比較して棄損されるはずである。しかし、この予想は支持されなかった。この結果は、エラーの記憶とその想起が矯正フィードバックの学習に対して少なくとも妨害的ではない可能性を示唆していた。平成30年度の実験では、類似の手続きを用いて、エラー反応の記憶の想起が学習にもたらす影響を詳細に調べた。その結果、(1)エラーを想起させると、低確信度エラー試行において学習促進効果があり、(2)中確信度以上ではそのような促進効果がなく、(3)最終の再テスト時にエラー反応の記憶を検索できた試行でのみ学習促進効果が認められるという結果であった。この複雑な結果の総合的な解釈はまだ確立できていないが、エラー反応情報の活用の教育現場への応用のための貴重な知見が得られた。附属学校との連絡調整をこれから行い、一年間の実験計画を練る必要がある。勤務校(岩手大学)の他の教員との共同体制を組み、研究を推進する予定である。また、研究分担者の勤務校(徳島文理大学)とも連絡調整をする予定であり、研究推進のための体制作りを急ぐ予定である。自己生成エラーの想起が学習に与えるポジティブ効果について、まずは学生で追加検討する。この実験はすでに始めており、7月末までに終える予定である。この実験を実施する大学生の確保ができており、十分可能である。また、児童への応用については、前期中に附属小学校と調整をし、夏休みから12月にかけて実験を実施する予定である。この実験の実施に貢献できる大学院生を確保する予定である。平成28年度は、本科学研究費補助金を受け入れる前に準備していた実験を既存のシステムで行ったため、購入予定のシステムの費用を次年度に繰り越すことになった。予定していた実験が次年度の実施となり、また、英文校閲に予定していた予算が一部余ったため。古くなった刺激呈示システム(OS: Windows Xp)を新しくする(OS: Windows 7か10)予定である。
低雑音・低ゆらぎ高精度基準電圧発生装置の開発に関する研究

物理量を電気信号に変換する各種センサの最小検出分解能は、センサの構成要素である電子回路や磁心の雑音で規定された。従って、センサを高分解能化するには、増幅器自身を低雑音化すると同時に、被検出諸量の大きさに対応して定める基準電圧の低雑音・低揺らぎ化も実現しなければならなかった。本研究では、センサ回路に実装可能で汎用性に富む基準電圧の実現を目指して検討した.基準電圧で解決しなければならない問題は、(1)ゆらぎと雑音(2)温度依存性であった。(1)の問題に対しては、ツェナーダイオードに極めて低雑音のリチウム電池を抵抗を介して並列接続する方式を提案した。(2)に対しては、ダイオードとリチウム電池の両者に温度制御を施すことにし、10mm厚の銅板を用いて二重構造の恒温槽を構成しで対応した。その結果、内槽に5×10^<-5>°C(p-p)の変動と平均レベル1.5×10^<-5>°C程度のゆらぎを許せば、内槽は室温フリーとなるものを実現した。このことにより、8.45ppm/°Cであった温度依存性を0.45ppm/°Cまでに改善できた。提案する重畳する雑音は100nV以下と微小であるため、これを市販のデジタルマルチメータ等で直接計測することは不可能であった。これに対し、雑音電圧を一旦増幅して計測する方式について検討した。ここで、増幅器に混入する外来電磁雑音に対してば、二重のパーマロイパイプで構成する磁気シール装置と増幅器の並列接続による低雑音化により、300nVであったマルチメータの分解能を単一周波数ではあるが、8nVまでに下げることができた。この測定法により、基準電圧の1Hz以下の揺らぎは1.5μV(p-p)以下で、1Hzから2MHzまでの雑音は、0.9μV(rms)以下であることが明らかになり、極めて高性能の電源を実現した。磁心と電子回路とを用いて構成した電流や磁界センサにおける最小検出分解能は、磁心雑音と電子回路の雑音によって規定される。センサの検出分解能を向上させるためには、センサに用いる増幅器と直流安定化電源の低雑音・高安定化が重要な問題になる。特に、被検出諸量の大きさに対応して定める基準電圧の低周波ゆらぎは、センサの安定性を決定するため、可能な限り小さくしなければならない。また、直流安定化電源ゆらぎと雑音も、その電源に用いる基準電圧の振舞いに依存して定まる事から、ここにも高精度の基準電圧が要求される。本研究では、各種センサ回路等に実装可能で汎用性に富む基準電圧発生装置について検討するが、ツェナ-ダイオード型基準電圧で問題になるのは、(1)ゆらぎと雑音と(2)温度依存性である。先ず(1)の問題に対しては、ツェナ-ダイオードに極めて低雑音であるリチウム電池を並列接続する事を考え、(2)に対してはダイオードとリチウム電池の両者に温度制御を施す事にした。その結果、現時点では8.45ppm/°Cであった温度依存性が0.45ppm/°Cまでに改善し、1Hz以下の揺らぎは1.5μV(p-p)以下、1Hzから2Hzまでの雑音は0.9μV(rms)以下のものを得ている。ここで、市販の基準電圧では得られない0.1ppm/°C以下の温度依存性を得るためには、ダイオードとリチウム電池両者の温度変化を±1.73×10^<-3>°C以下に抑えなければならない。これに対し、10mm厚の銅板を用いて二重構造の恒温槽を構成し、内槽に5×10^<-5>°C(p-p)の変動と平均レベル1.5×10^<-5>°C程度のゆらぎを許せば、内槽は室温フリーになる恒温槽を実現している。今後はこの二重構造を用いた場合、どの程度の基準電圧が得られるかを明らかにしていく予定である。

これに対し、雑音電圧を一旦増幅して計測する方式について検討した。ここで、増幅器に混入する外来電磁雑音に対してば、二重のパーマロイパイプで構成する磁気シール装置と増幅器の並列接続による低雑音化により、300nVであったマルチメータの分解能を単一周波数ではあるが、8nVまでに下げることができた。この測定法により、基準電圧の1Hz以下の揺らぎは1.5μV(p-p)以下で、1Hzから2MHzまでの雑音は、0.9μV(rms)以下であることが明らかになり、極めて高性能の電源を実現した。物理量を電気信号に変換する各種センサ、例えば磁心と電子回路とを用いて構成した電流や磁界センサにおける最小検出分解能は、共に磁心雑音と電子回路雑音によって規定された。センサの検出分解能を向上させるためには、センサに用いる増幅器自身を低雑音化すると同時に、被検出諸量の大きさに対応して定める基準電圧の低雑音・低揺らぎ化も実現しなければならない。また、直流安定化電源にゆらぎと雑音も、これに用いる基準電圧の振舞いに依存して定まることから、ここにも高精度の基準電圧が要求される。本研究では、各種センサ回路等に実装可能で汎用性に富む基準電圧発生装置について検討してきた。問題となるツェナ-ダイオードのゆらぎと雑音に対しては、ツェナ-ダイオードに抵抗を介してリチウム電池を並列接続することで解決し、1Hz以下の揺らぎは1.5μV(p-p)以下、1Hzから2MHzまでの雑音は0.9μV(rms)以下のものを実現した。また、温度依存性については、室温変化に対し、10^<-5>°Cという分解能の恒温槽を構成し、その中に基準電圧回路を挿入することにより、8.45ppm/°Cであったものを0.45ppm/°Cまでに改善している。今検討しているのは、基準電圧に重畳している雑音の評価法である。つまり、100nV以下の雑音電圧を計測するには、市販のデジタルマルチメータ等既存の計測器では、計測不能である。従って、雑音を増幅して計測すれば、今度は商用電源に基づく雑音磁界が問題になる等、100nV以下の計測は簡単ではなく新たな計測法を確立しなければならない。物理量を電気信号に変換する各種センサの最小検出分解能は、センサの構成要素である電子回路や磁心の雑音で規定された。従って、センサを高分解能化するには、増幅器自身を低雑音化すると同時に、被検出諸量の大きさに対応して定める基準電圧の低雑音・低揺らぎ化も実現しなければならなかった。これに対して、これまでセンサ回路に実装可能で汎用性に富む基準電圧の実現を目指して検討してきた。本研究では、シェナーダイオードに極めて低雑音のリチウム電池を抵抗を介して並列接続する方式を提案した。そこで問題となった基準電圧の温度依存性に対しては、10mm厚の銅板を用いて二重構造の恒温槽を構成して対応した。その結果、内槽に5×10^<-5>°C(p-p)の変動と平均レベル1.5×10^<-5>°Cのゆらぎを許せば、内槽は室温フリーとなるものを実現した。この事により、8.45ppm/°Cであった温度依存性を0.45ppm/°Cまでに改善でき、1Hz以下の揺らぎは、1.5μV(p-p)以下にし、1Hzから2Mhzまでの雑音は、0.9μV(rms)以下を実現した。提案した基準電圧に重畳する雑音は100nV以下と微小であるため、これを市販のデジタルマルチメータ等で直接計測することは不可能であった。これに対し、平成10年度は雑音電圧を一旦増幅して計測する方式について検討した。先ず、増幅器に混入する外来電磁雑音に対しては、二重のパーマロイパイプで構成する磁気シール装置と増幅器の並列接続による低雑音化により、300nVであったマルチメータの分解能を単一周波数ではあるが8nVまでに下げることができた。