hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
画像分光法(UV〜NIR)による果菜類の品質・鮮度(一部安全)検査システムの研究

これらの解析は5月から実施し,品質評価の基準値を確定し,品質(安全・安心)の指標を明らかにしたい。次に,イチゴの他にピーマン,バナナおよびニンジンを対象として,ハロゲンランプ光源下で各被写体から反射しカメラへ入射される分光分布を算出し,450650nm(±5nm)における分光画像を取得した。着色度の比較のために新配色カード7色を用いた。各波長において撮影した分光画像と青果物から反射される分光分布との関係から明らかになったことは,各波長域内にある物体の色は被写体から反射される強度が高いと,フィルターへの入射光が多くなり白く写し出される画像となることが判った。また、測定された分光画像は,被写体から反射される分光分布の波形に類似した濃淡画像となることが判った。ニンジンの表層における3種類の異なる損傷部位の特徴抽出を500640nm(±5nm)の8波長において分光画像を取得した結果,色・傷の特徴ある分光画像が取得できたことから,損傷部位の判定が可能であることが判った。今年度の研究結果より、目的とする農産物の品質評価・検査は,特徴ある波長域の選定を行うことによって可能と判断された。食に対する「安全・安心」への関心が高まり,生産現場では,これまで以上に青果物の検査・評価方法の充実が急がれることから,果実全体を面で計測できるように画像を利用した品質評価・検査に着目し,分光画像を用いた非破壊による青果物の品質検査システムの研究に取り組んだ.近赤外領域(6501100nm)の分光画像(近赤外分光画像)を用いたトマト(桃太郎)の糖度予測では、高感度冷却CCDカメラに可変液晶フィルターを取り付け,6501100nmの範囲を10nm間隔に連続的に分光画像の取得を行い,各ピクセルの輝度値を吸光度二次微分値へ変換した後,糖度(Brix値)と相関の高い15波長を選択(変数増減法)し,検量線を作成した.各着色度における平均吸光度二次微分値と糖度の実測値との単相関係数を求めた結果,1-4分着色で750nm,5-6分着色で730nm,10分着色で820nmの分光波長においては糖度と高い負の相関を得た.統計解析ソフトウェア(SPSS10.0)を用いて5波長まで自動選択した結果,上記の分光波長が第一波長として選択された.5波長による着色度毎の予測結果は,1-4分着色果でR=0.899,SEC=0.133,5-6分着色果でR=0.974,SEC=0.092,10分着色果でR=0.939,SEC=0.094,と高い精度が得られた.近赤外分光画像法から非破壊によるトマトの糖度予測の可能性を示唆できた.次に近赤外分光法による温州ミカンの糖度予測では,ファイバープローブの計測距離は果実から3mm離した位置での非接触型による測定,測定ポイントはファイバープローブを赤道部に設置した半透過光型,照射光量は照射穴径15mmの測定条件が最も良好な糖度予測ができた.またイチゴでは,イチゴ果皮の着色を分光測色計により測定し,その分光反射強度(可視光域400700nm)から糖度予測を行った.その結果,各熟度とも,620nmの単波長において糖度と強い相関を示した.また,選択波長が増えるに従って,予測精度は高くなった.3波長を選択した場合,04分着色で0.727,58分着色で0.772,910分着色で0.647の相関係数値を得た.わが国では,食の安全・安心・高品質化への関心が高く,生産現場では,品質評価・検査体制の整備が重要となっている。青果物の選果施設では,これまでの外部品質(形,大きさ,色,傷等)に加え,内部品質(糖度,酸度等)の評価・検査の充実が急がれている。
テーパーねじによるオビスギ接合性能向上のメカニズム解明

テーパー形状による引き抜き性能向上のメカニズムを解明するために、木ねじと接触する木材の局部的な圧密に着想して定量的・定性的な分析を行うことにした。そこで、第1年度目の昨年は農学的視点から、木材の組織構造的特性がテーパーねじの引き抜き耐力に及ぼす影響について検討した。そして、第2年度目の本年は工学的視点から、木ねじと木材の接触部における有限要素解析を行った。解析ソフトDIANAを使用して、木ねじの引き抜き挙動を解析するモデルを開発し、実験結果と比較を行った。そして、解析モデルの適用性を以下のように確認した。まず、木ねじと木材の接触部を連結する要素に完全剛結あるいはインターフェイスを用いて線形ならびに非線形解析を行ったが、十分な結果は得られなかった。そこで、木ねじと木材の接触部に簡易化した要素を配置したモデルの非線形解析を行った。解析の結果、実験では確認できない木ねじと木材の接触部における応力分布を視覚化することができた。テーパーねじは平行ねじと比べ、上部の応力負担区間が長くなっている傾向が見られた。木材に関しては木ねじ近傍に応力が集中し、その分布は上下が大きかった。また、ねじ山と接触する部分をみると、ねじの引き抜きによって圧縮される部分に応力が集中していることが観察された。ねじ谷と接触する部分およびねじ山が離れる部分は発生応力が小さくなっていた。一方、最大荷重を実験結果と比較したところ、解析では木ねじの形状による差異が小さく、その値も実験結果より30%程度大きくなっていた。すなわち、解析モデルの精度に課題が残っていることが示唆され、オビスギ特有の圧密効果を解析するまでには至らなかった。27年度が最終年度であるため、記入しない。宮崎で生育するオビスギのように成長が早い木材は比較的軽くて軟らかいため、木ねじを高比重材に使用する場合と比べて引き抜き性能が低下する。この課題を改善するためにこれまでの研究でテーパーねじを開発し、引き抜き性能向上を実験的に検証した。木ねじのテーパー形状による局部的な圧密効果が木材への拘束力を高めると推測されるが、そのメカニズムを説明できる科学的な根拠は不足している。そこで、木材の組織構造的特性がテーパーねじの引き抜き耐力に及ぼす影響について検討することにした。今年度の研究では、まず、木材の容積密度数と木ねじの引き抜き耐力の関係を調べた。そして、テーパー形状による引き抜き耐力向上が大きかった試験体とそうでない試験体から採取した木材小片の組織構造的特性を調べ、比較を行った。具体的には以下のように試験を実施した。引き抜き実験を行った供試材端部から試料を切り出し、中央部から全年輪を含む木材小片を採取した。木材小片は容積密度測定用と組織構造観察用の2種類を用意した。これらの木材小片はメタノールによる抽出および水での煮沸処理をほどこして、木材抽出成分の影響を取り除いた。容積密度数は生材時の体積と全乾時の重量から求めた。仮道管の組織構造特性は水につけた試料の切片を作成し、染色した後、プレパラートにして光学顕微鏡で観察した。また、年輪内の密度変化は木材小片を特殊ツインソーで厚さ2mmに製材し、気乾状態で軟X線撮影装置を用いて撮影した後、年輪解析プログラムにより算出した。その結果、引き抜き耐力の増大が大きかった試験体は、早材から晩材に移行する部分に中間的仮道管を比較的多く含んでいることがわかった。これにより、細胞壁が厚く扁平である中間的仮道管の形状が引き抜き耐力向上に寄与している可能性が示唆された。まず、木材の容積密度数と木ねじの引き抜き耐力との相関関係を調べた。

その結果、平行ねじと比べてテーパーねじは相関係数が低下する傾向が見られ、その関係が弱くなることがわかった。既往の研究によると、木ねじの引き抜き耐力は木材の密度や比重と密接に関係するとされ、高比重材の方が大きな引き抜き耐力である。しかし、今年度の研究によって、テーパーねじの引き抜き耐力が増大する仕組みは、木材全体の密度や比重では説明できないことを明らかにした。次に、木材の組織構造的特性を調べた。平行ねじと比べて引き抜き耐力が大きく増大した試験体とそうでない試験体の木材小片を取り出し、工学顕微鏡で観察した。引き抜き耐力の増大が大きかった試験体で共通している特徴は、早材から晩材に移行する部分に中間的仮道管を比較的多く含んでいることであった。中間的な仮道管は細胞壁が厚く扁平であり、テーパーねじにより圧密を受けて押しつぶされると引き抜き耐力への寄与度が高い典型的な晩材仮道管のような形状に変化すると推測される。これにより、木材の組織構造をミクロに分析することでテーパーねじによる引き抜き耐力向上のメカニズムを解明できる可能性が示唆された。今年度の研究成果によって、テーパーねじによる引き抜き耐力向上のメカニズムについて、仮説を立てることができた。次年度で、伝統的なはぎあわせ技術から推測された圧密効果を、仮道管の形状に着目し、定量化することで、解明できると期待される。したがって、現在までの達成度を(2)おおむね順調に進展していると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。テーパーねじによるオビスギの接合性能向上についてそのメカニズムを定量的・定性的分析により解明するために研究を進めた。今年度の研究成果から中間的な仮道管が多く含まれる木材ほど、テーパーねじによる引き抜き耐力増大が大きいことを見出した。次年度、仮説の検証実験を進める予定である。また、テーパー効果を木ねじの形状違いによる応力状態との関係からも分析する。木ねじを繊維直角方向にねじ込んだ後、静的単調加力を行った試験体の縦断面から破壊性状を観察すると、テーパーねじは供試材の表層部に持ち上がるような破壊が生じていた。このことから応力分布を調べる意義があると考えた。すなわち、木ねじに荷重が作用する時、接触木材にはこれに抵抗する応力が発生するが、木ねじの形状により応力状態が異なる傾向を示すと予想される。接触木材との境界面に発生する応力状態は実験で測定することが困難であるため、有限要素法による解析で把握することにした。有限要素法を用いた先行研究を調べたところ、ボルトの埋め込み深さによって応力集中が生じ、不均一な応力度分布を示す解析結果が報告されていることがわかった。これに着目し、テーパーねじの大径部が、木材表層部に集中すると推測される応力に対してどのように抵抗するか分析を進める予定である。このように、木ねじと木材の境界面における応力度分布を解析することで、木ねじの形状による応力集中の傾向と接合性能の向上率との関連性を明らかにできると期待される。
パルス磁気による歯髄の石灰化促進に関する研究

イヌ上顎大臼歯に直接覆髄法を行い,パルス磁気と永久磁石を併用した装置を用い,1日5分間ずつ4回総計20分になる様にして3日毎に5回わたり4μF,15Hz,320Vの出力で暴磁した.対側の歯には直接覆髄法のみ行い暴磁せずにコントロールとした.暴磁直後,1,4,8週間後屠殺して顎骨を切除し,被験歯をホルマリンに固定し,通法どおりセロイジン包埋,ヘマトキシリン・エオジン染色をし,光学顕微鏡で病理組織学的に歯髄の硬組織形成について病理組織学的に観察する計画を立てた.セロイジン包埋に時間がかかるため,暴磁直後,1,8週間後についてはセロイジンに包埋中である.暴磁後4週のものはヘマトキシリン・エオジン染色をし現在検討中であるが,コントロールと暴磁した歯髄の硬組織形成には大きな違いはないようである.パルス磁気や電場が骨折の治癒促進や骨形成促進などの硬組織形成促進に有効であるという報告が多くある.本実験では,毎日の暴磁時間,暴磁期間が今まで報告されたものよりかなり短かった.また,本実験では以前行った実験で象牙質知覚過敏症の疼痛緩和に最も有効であった暴磁出力を用いたが,暴磁出力についても再考するべきであると思われる.今後さらにパルス磁気の歯髄組織に対する硬組織形成促進作用の可能性を調査,検討する予定である.イヌ上顎大臼歯に直接覆髄法を行い,パルス磁気と永久磁石を併用した装置を用い,1日5分間ずつ4回総計20分になる様にして3日毎に5回わたり4μF,15Hz,320Vの出力で暴磁した.対側の歯には直接覆髄法のみ行い暴磁せずにコントロールとした.暴磁直後,1,4,8週間後屠殺して顎骨を切除し,被験歯をホルマリンに固定し,通法どおりセロイジン包埋,ヘマトキシリン・エオジン染色をし,光学顕微鏡で病理組織学的に歯髄の硬組織形成について病理組織学的に観察する計画を立てた.セロイジン包埋に時間がかかるため,暴磁直後,1,8週間後についてはセロイジンに包埋中である.暴磁後4週のものはヘマトキシリン・エオジン染色をし現在検討中であるが,コントロールと暴磁した歯髄の硬組織形成には大きな違いはないようである.パルス磁気や電場が骨折の治癒促進や骨形成促進などの硬組織形成促進に有効であるという報告が多くある.本実験では,毎日の暴磁時間,暴磁期間が今まで報告されたものよりかなり短かった.また,本実験では以前行った実験で象牙質知覚過敏症の疼痛緩和に最も有効であった暴磁出力を用いたが,暴磁出力についても再考するべきであると思われる.今後さらにパルス磁気の歯髄組織に対する硬組織形成促進作用の可能性を調査,検討する予定である.
多職種構成による効果的な教育マネジメント・システム開発に関する国際比較研究

本研究は、学校における多職種個々の職務内容や分担・協働関係の実態、マネジメントの態様を比較分析することを通じて、多職種を効果的にマネジメントするシステム開発の促進要因と阻害要因を明らかにし、多様な職種による効果的な教育マネジメント・システムの開発することを目的として進めてきた。本年度は、最終年度として、主としてこれまでの研究を総括することに取り組んだ(9月打ち合わせ会議、10月の日本教育行政学会大会時に調整会議)。これまでの研究を通じて、1日本の学校における多職種構成の実態整理、2学校組織の構成が多職種構成である欧米諸国(ドイツ、アメリカ)における実態整理、3日本における外国人児童生徒への対応、「子どもの貧困」への対応をはじめとした他専門職を活用した個別事例の分析、4教員リーダーシップやチーム概念に関する理論的追究を進めてきた。そこから浮かび上がったのは、1他専門職と教員との同化(協働・連携)過程での齟齬や葛藤の状況と2管理職を含む教職員が抱く他律的な外部人材投入への危惧と多忙感の蔓延である。これらの解明を通じて、多職種構成には以下のパターンが存在することが明らかになった。すなわち、1教員機能分化(ドイツにおけるカウンセリング・ティーチャー、日本における部活動支援員など)、2教育課題の高度化・複雑化への対応(SSW、SC、日本語指導教員など)、3業務遂行の効率化(図書館支援員、事務職員、学生ボランティアなど)、4ベテランの教育指導力の活用(メンターティチャーや指導教員など)、5マネジメント機能の強化(新しい職、統括校長など)である。そこで平成30年度は、多職種構成による効果的な教育マネジメント・システムの開発に向けて、1多職種構成の各パターンへの対応、2地域学校経営への指向、3福祉システムとの連動について考察を進め、校内協働と地域協働を繋ぐシステムのあり方を提起した。本研究は、「新しい職」等に関して取り組んできた研究知見を基盤に、学校における多職種個々の職務内容や分担・協働関係の実態、マネジメントの態様を比較分析することを通じて、多職種を効果的にマネジメントするシステム開発の促進要因と阻害要因を明らかにし、多様な職種による効果的な教育マネジメント・システムの開発を行うことを目的とする。本年度は、12月に全体会(第1回研究打ち合わせ)を実施し、本研究の課題意識の共有とともに、採択決定後以降の各自の研究進捗について報告を行い、今後の研究の進め方について検討を行った。研究打ち合わせでは、国内事例(岡山、新潟、高知、鳥取)、海外事例(イギリス、アメリカ、カナダ)それぞれについて、各分担者が検討してきた事例の報告をもとに、そこに見られる多様な職の配置形態とその協働のあり様について議論・確認することができた。それらの検討を通じて、多様な職として何を位置づけるのか(どの主体が学校と関係を織りなすのか)によって、そのつながり方や効果的なマネジメントが大きく異なる可能性について示唆を得た。また、ここでの議論をより深め、次年度では研究成果を学会発表につなげるとし、その内容について検討を行った。本年度は、1日本国内における多様な職種の配置とその職務内容の実態、教育マネジメントの実際の把握、2諸外国(主にイギリス)における多様な職種の配置とその職務内容の実態、教育マネジメントの実際の把握を目標にしていた。12ともに、文献をベースに事例についての基礎情報等を把握することはできたが、現地でのインタビュー調査を通じたデータの収集、分析は十分に行うことができなかった。特に担当者らの学内外の勤務状況もあり、海外調査を行うことは断念せざるを得なかった。しかし、ここまでの研究成果の一部(国内事例)を6月に実施される日本教育経営学会において発表する。発表内容は、基礎的な問題整理のために、学校における多職種配置の実態を事例的に明らかにし、その実態から窺える教育マネジメントの課題をチームマネジメントの視点から析出したものである。なお,本発表で取り扱う事例は、大都市圏に所在しながらもベットタウンとして発展してきている小規模自治体と、大都市圏とは離れた地方に所在しながらも県庁所在地として全県的な影響力を発揮している中核市規模の自治体である。いずれの自治体も「チーム学校」論議が活発化する以前から「学校組織マネジメント」研修に取り組み、学校に適合的なマネジメントモデルを探りつつ、多職種の配置を積極的に進めてきた。しかし、学校組織マネジメント研修に積極的に取り組んできた地域であっても,正規職員と非常勤職員との協働的な関係形成という点で、大きな問題を抱えていること、また、正規職員(とりわけ教員)には、非常勤職員の待遇と職務内容についての理解が弱く、自己と対等に位置づけたり、職名に関わらず職務外の勤務負担を求めたりする傾向もあることなどが明らかになった。こうした多様な実態の掘り起こしが他地域においても進められており、したがって、一部遅れは認められるものの、おおむね順調に進展していると判断する。平成28年度は、6月、10月、3月に全体での研究打ち合わせ会を実施し、各研究分担者からの研究進捗報告をもとに、研究課題の解明に取り組んだ。本研究は大きく、国内調査、国外調査、理論研究からなるが、それぞれの研究成果は次のとおりである。国内調査:昨年度に引き続き、高知県、愛知県、新潟県、鳥取県における調査を実施した。高知県及び愛知県での成果は日本教育経営学会(平成28年6月)で、新潟県と鳥取県での成果は日本教育行政学会(平成28年10月)で報告した。前者については、多様な勤務条件下で教育専門性を基準とした非常勤職員が雇用されている県がある一方で、専門性に関わらず人員確保のために民間人を臨時雇用している県があり、いずれも配置の効果を認めているものの、時間的な調整に苦慮していることなどが明らかになった。

また後者については、専門スタッフの課題として、学校側の受け入れ格差の問題、資質や力量を維持・向上させるための教委の支援、特に研修や日常的なサポートはが不可欠であることが明らかになった。加えて今年度は新たに、三重県を事例に、外国人児童生徒教育における多職種による職務分担の実態調査も実施した。国外調査:平成29年2月にドイツを訪問し、教員(ティーチングスタッフ)並びに学校経営職(校長、副校長)と、スクールカウンセラー、ソーシャルワーカー、社会福祉士との恊働の実態調査と関連する資料の収集を行った。特筆すべきは、従来の教員と他の専門職との分業ではなく、教育職ながら「カウンセリング教員」と呼ばれる新たな役割・職位が構築され、教育課題の複雑化・困難化(例えば、特別な支援を要する子どもや外国にルーツを持つ子ども増加など)に対応すべく配置されていることが明らかになったことである。理論研究:国内外の「チームとしての学校」に関連する文献を収集し、今後の理論的研究の可能性を念頭に置いて整理・検討を行った。本年度は、1国内調査事例について引き続き調査を実施し、その成果を基に、学校に配置されている多様な職について、その職種別の職務遂行パターンの析出を試みること、2海外事例についてサポートスタッフをはじめとする多様な学校職員の勤務実態、あるいはそのバリエーションについてインタビュー調査を実施すること、3海外の理論的動向を引き続き把握することの主に3点を目標として掲げていた。これまでの成果は、上述のように2度にわたって全国学会で発表を行ってきたが、具体的には次のような進捗状況にある。1については、継続して4県(高知県、愛知県、新潟県、鳥取県)での配置および活用状況について、学校内での協働実態はもちろん行政当局も視野に含めながら調査できた。さらに、三重県での外国人児童生徒への対応という現代的な教育課題に焦点化した実践事例についても新たに検討することができた。都道府県の状況に応じて、多様な配置や活用の状況にあることが次第に明らかとなり、それらを前提とした教育マネジメントモデルを構想する基礎情報は順調に収集・分析が進んでいる。2については当初、イギリスへの渡航を想定していたが、すでに課題解明に相応の情報を把握できていたという進捗が確認されたため、同じヨーロッパ圏において異なる特徴を有するドイツに渡航先を変更し、調査を実施した。その結果、「カウンセリング教員」と呼ばれる特徴的な職員の配置を確認することができた。また多職種の配置が、教員の負担や多忙の問題とも関連づいている状況が存在するなど、今後日本との比較検討を進めていくうえでの重要な示唆を得ることができた。3については、洋文献を中心に、一般経営学における「チーム」の考え方を析出し、組織論的な検討を進めることができた。今後、「チーム学校」に関する組織論的考察を進める上での、基本的かつ重要な理論的観点の把握に努めているところである。平成29年度は、7月と2月に全体で研究打ち合わせ会を実施し、研究課題の解明に取り組んだ。本年度は特に、「チーム」概念の実態とマネジメント上の課題について検討を進めた。
交差相関法を用いた新しい偏極パルス中性子分光法の開発

3年間にわたる本研究において以下のことを行った。1.交差相関法デ-タ集積装置の製作(第一年度:1988年度)(1)中性子スピンフリッパ-・チョッパ-システムの製作(2)2時間現象タイムアナライザ-の製作以上は本開発計画におけるハ-ドウエア部分である.これらを設計するに当っては,情報理論的なトリックに満ちた交差相関法の原理を実際のエレクトロニクスの回路に実現すること,及び,これに中性子分光法に応用するための要請を取り入れること,等に特別の注意と努力を払った.2.交差相関法デ-タ解析用ソフトウエアの開発(第一年度:1988年度)これは,第1に,上記のデ-タ集積装置を,これを用いた実験を行う分光器付属のコンピュ-タからコントロ-ルするため,及び,第2に,得られた生デ-タに対して交差相関の処理を行って,最終的なデ-タとするために必要であった.3.中性子散乱の実験及びこれの解析(第一年度:1988年度,第2年度:1989年度,第3年度:1990年度)実験は,高エネルギ-物理学研究所(KEK)のPEN分光器において行った.中性子磁気非弾性散乱測定の標準物質として、ホイスラ-型合金Cu2MnAlの単結晶を用いて,それからの強磁性スピン波の測定を行った.第1年度においては,本研究の基本である中性子スピン偏極フリップ・チョッパ-法の実地による確認,及びこれを実現するためのスピンフリッパ-・チョッパ-システムの動作を確認するために,1測定周期当たり単発のパルス状スピン偏極変調を行って,これによるスピン波の測定を行った.その結果,予想どうりのスピン波散乱が観測され,これによって,本研究計画の成功のメドが得られた.第2年度に入ってから,第1年度において完成していた2次元タイムアナライザ-を用い,擬ランダム・シ-ケンスによるスピン偏極変調を用いた,本格的な交差相関法によるスピン波の測定を行った.得られた結果はすべて予想どうりであり,広い測定領域でのスピン波散乱を,一挙に観測することができた.これによって,本研究の目的が基本的に達成されたことが明らかになった.第2年度から第3年度にかけて,得られた結果を詳しく分析し,またシミュレ-ション計算等も行い,本研究において開発したあたらしい分光法の有効性,得失等について検討を行った.その結果,現時点では,得られる偏極中性子ビ-ムの強度が弱いため,本分光法は必ずしも有効ではないが,将来,現在の約10倍の偏極パルス中性子ビ-ムが得られれば,本分光法を用いて高いエネルギ-の磁気非弾性散乱を高い分解能で測定することが可能となることを明かにした.なお,本研究で開発した分光法は,偏極アナライザ-と組み合わせることによって,より有効となるものである.そのための予備的な研究として,磁化したホイスラ-合金Cu_2MnAlの単結晶を中性子偏極子として用いた偏極アナライザ-システムを製作した.3年間にわたる本研究において以下のことを行った。1.交差相関法デ-タ集積装置の製作(第一年度:1988年度)(1)中性子スピンフリッパ-・チョッパ-システムの製作(2)2時間現象タイムアナライザ-の製作以上は本開発計画におけるハ-ドウエア部分である.これらを設計するに当っては,情報理論的なトリックに満ちた交差相関法の原理を実際のエレクトロニクスの回路に実現すること,及び,これに中性子分光法に応用するための要請を取り入れること,等に特別の注意と努力を払った.2.交差相関法デ-タ解析用ソフトウエアの開発(第一年度:1988年度)これは,第1に,上記のデ-タ集積装置を,これを用いた実験を行う分光器付属のコンピュ-タからコントロ-ルするため,及び,第2に,得られた生デ-タに対して交差相関の処理を行って,最終的なデ-タとするために必要であった.3.中性子散乱の実験及びこれの解析(第一年度:1988年度,第2年度:1989年度,第3年度:1990年度)実験は,高エネルギ-物理学研究所(KEK)のPEN分光器において行った.中性子磁気非弾性散乱測定の標準物質として、ホイスラ-型合金Cu2MnAlの単結晶を用いて,それからの強磁性スピン波の測定を行った.第1年度においては,本研究の基本である中性子スピン偏極フリップ・チョッパ-法の実地による確認,及びこれを実現するためのスピンフリッパ-・チョッパ-システムの動作を確認するために,1測定周期当たり単発のパルス状スピン偏極変調を行って,これによるスピン波の測定を行った.その結果,予想どうりのスピン波散乱が観測され,これによって,本研究計画の成功のメドが得られた.第2年度に入ってから,第1年度において完成していた2次元タイムアナライザ-を用い,擬ランダム・シ-ケンスによるスピン偏極変調を用いた,本格的な交差相関法によるスピン波の測定を行った.得られた結果はすべて予想どうりであり,広い測定領域でのスピン波散乱を,一挙に観測することができた.これによって,本研究の目的が基本的に達成されたことが明らかになった.第2年度から第3年度にかけて,得られた結果を詳しく分析し,またシミュレ-ション計算等も行い,本研究において開発したあたらしい分光法の有効性,得失等について検討を行った.

その結果,現時点では,得られる偏極中性子ビ-ムの強度が弱いため,本分光法は必ずしも有効ではないが,将来,現在の約10倍の偏極パルス中性子ビ-ムが得られれば,本分光法を用いて高いエネルギ-の磁気非弾性散乱を高い分解能で測定することが可能となることを明かにした.なお,本研究で開発した分光法は,偏極アナライザ-と組み合わせることによって,より有効となるものである.そのための予備的な研究として,磁化したホイスラ-合金Cu_2MnAlの単結晶を中性子偏極子として用いた偏極アナライザ-システムを製作した.以下研究実施計画にそって、本年度研究実績を述べる。1.交差相関法データ集積装置の製作(1)中性子スピンフリップ・チョッパーシステムの製作(2)2時間現象タイムアナライザーの製作上記2装置は、いずれも製作を完了し、下記のテスト実験に用いた。その結果、これらの装置が所期の性能を有することが、確認された。2.交差相関法データ解析用ソフトウェアの開発ソフトウェアには、上記のデータ集積装置と、これを用いた実験を行うPEN分光器附属のコンピュータとのインターフェースとなる部分及び、交差相関法のデータ解析に固有な部分の2種類あるが、いずれも基本的部分の開発を完了し、下記のテスト実験によって得られたデータの処理及び解析に用いた。3.中性子散乱テスト実験の実施上記のデータ集積装置を用いた交差相関法による中性子散乱実験は、高エネルギー物理学研究所パルス中性子源PEN分光器において行われた。実験においては、ホイスラー合金(Cu_2MnAl単結晶)の強磁性スピン波の測定を試みた。その結果、(111)逆格子点の近傍において、1020meVのスピン波励起を、フォノン等のバックグラウンドから分離して測定することに成功した。来年度は、上記の成果を基に、いくつかの磁性体のスピン波の測定を進め、また、偏極アナライザーをつけ加えるなかで、交差相関法を用いた中性子分光法を確立していく予定である。本年度は以下の研究を行なった。1.交差相関法を用いた磁気非弾性散乱の測定昨年度開発した、中性子スピンフリップ・チョッパ-システム及び2時間タイムアナライザ-を用いた交差相関法中性子分光法を確立するため、ホイスラ-合金Cu_2MnA1を試料とし、これの強磁性スピン波の測定を行なった。その結果、異なる入射中性子エネルギ-に対応した、異なる情報を持つ数十のスペクトルを一挙に得るという、本課題の主な目的が、問題なく達成されることを確認した。これは、白色パルス中性子への交差相関法の応用の有効性を、事実でもって示したことになる。なお、得られたスピン波散乱のスペクトルは、装置の分解能も考慮にいれたシミュレ-ションの結果とも良く一致していることを確認した。2.偏極アナライザ-システムの制作散乱中性子の偏極度を解析するための偏極アナライザ-を新たに制作した。これは、中性子偏極子として、磁化したホイスラ-合金Cu_2MnA1の単結晶の(111)反射を用いるものである。これを用いた散乱実験については、PEN分光器のマシンタイムの都合で実施することはできなかった。本年度は,研究実施計画書にも記したように,高エネルギ-研究所(KEK)のPEN分光器における実験が諸般の事情により行えなかったので,昨年度までに蓄積した実験デ-タのくわしい解析を行ない,これに基ずいて研究のまとめを行った.その際、装置の分解能の評価や、シミュレ-ション計算との比較などもくわしく行い、交差相関法分光法の得失や将来における応用の展望についても検討を行った.
血管内皮細胞の増殖および管腔形成を制御する培養基材の研究

本研究は従来の培地制御による培養システムとは異なり、培養基材表面にin vivoにおける血管形成の細胞構築に対応させた微細構造を種々の官能基を配置することにより分子設計し、基材表面と細胞膜との特異的相互作用により血管内皮細胞の増殖、機能維持および自己組織化による管腔形成を制御できる新しい血管内皮細胞培養床の開発を目的とた。カチオンーアニオンの双方を備えた高分子両性電解質であるポリ(スチレンーメタクリル酸ジエチルアミノエチル)ランダム共重合体、ポリ(スチレンークロロメチルスチレンーpスチレンスルフォナトリウム)三元共重合体を合成し、ガラス表面にこれらのポリマ-をキャストした。また、スチレン・クロロメチルスチレン共重合体にスルフォン酸基、水酸基、四級アンモニウム塩をそれぞれ固一液界面反応で導入したポリスチレン誘導体を合成した。これらの官能基を導入した高分子表面の特性を光電子分光法(XPS)、動的接触角測定法により解析した。これらの高分子表面上でヒト血管内皮細胞を培養し、表面特性と細胞の接着性、増殖性、形態変化およびプロスタサイクリン産生能との相関を調べた。イオン基導入表面は高い細胞接着率を示し、形態も安定しており、細胞の初期接着には三級化アミンやスルフォン酸基などのイオン基の存在が有効であることが示唆された。また細胞の増殖能およびプロスタサイクリン産生能は導入したイオン基の種類とその導入量に大きく依存し、細胞増殖性を促進する表面ほどプロスタサイクリン産生を促進した。しかし、それぞれの官能基が初期細胞接着に及ぼす影響と細胞増殖能に与える影響とは異なることが示唆された。本研究は、in vivoにおける血管形成の細胞構築に対応させて、種々の官能基、マトリックス成分、血管新生因子などを基材表面にグラフト化した微細構造を分子設計し、細胞膜との特異的相互作用により血管内皮細胞の増殖、機能維持および自己組織化による管腔形成を制御できる新しい血管内皮細胞の培養基材の開発を目的とする。本年度は基礎的検討を行うために、ポリスチレン表面に細胞外マトリックス成分に多い硫酸基、アミノ基、水酸基をグラフトしたブロックコポリマ-を合成し、それらの表面解析をするとともに、血管内皮細胞の接着性、増殖性、各種機能との相関を調べた。スチレン・クロロメチルスチレン共重合体にスルホン酸基、水酸基、四級アンモニウム塩をそれぞれ固ー液界面反応で導入したポリスチレン誘導体を合成し、それらの表面をXPSおよび動的接触角測定法により解析した。各種官能基を導入したポリスチレン表面上でヒト臍帯静脈より単離したヒト血管内皮細胞を培養し、表面特性と血管内皮細胞の接着率、増殖率、形態変化およびプロスタサイクリン(PGI_2)産生能との相関を調べた。その結果、スルホン酸基導入表面は高い細胞接着率を示し、細胞形態も血管内皮細胞に特有な安定した敷石状を示した。無血清培地で培養した場合には、基材表面のスルホン酸基の導入率の増加に伴って細胞接着率は増加した。また四級アンモニウム塩導入表面も高い細胞接着性を認めた。スルホン酸基および四級アンモニウム塩を導入した表面上での血管内皮細胞の増殖能は市販の組織培養用皿と同等もしくはそれ以上であった。また、プロスタサイクリン産生能はスルホン酸基、水酸基、四級アンモニウム塩導入表面の間で明確な差異は認められなかった。カチオンーアニオンの双方を備えた高分子両性電解質であるポリ(スチレンーメタクリル酸ジエチルアミノエチル)ランダム共重合体、ポリ(スチレンークロロメチルスチレンーpスチレンスルフォナトリウム)三元共重合体を合成し、それらの表面構造を解析するとともに、それらの表面上でヒト血管内皮細胞を培養し、高分子表面特性と細胞の接着性、増殖性、形態変化および特異的細胞機能維持との相関性を明かにすることを目的とした。

ポリ(スチレンーメタクリル酸ジエチルアミノエチル)ランダム共重合体とポリ(スチレンークロロメチルスチレンーpスチレンスルフォナトリウム)三元共重合体はラジカル重合法により合成し、ガラス表面にこれらのポリマ-をキャストした。官能基を導入した高分子表面の特性は香典詩文光のより表面元素組成を解析し、高分子表面の表面自由エネルギ-の指針として、空気ー高分子界面、水ー高分子界面における水に対する動的接触角を測定した。これらの高分子表面上でヒト臍帯静脈から酵素法により単離したヒト血管内皮細胞を血清を含む培地中で培養し、表面特性と細胞の初期接着性、殖殖性、形態変化および機能発現との相関を調べた。イオン基導入表面は高い細胞接着率を示し、形態も安定しており、細胞の初期接着には三級化アミンやスルフォン酸基などのイオン基の存在が有効であることが示唆された。また細胞の増殖能およびプロスタサイクリン産生能は導入したイオン基の種類とその導入量に大きく依存し、細胞増殖性を促進する表面ほどプロスタサイクリン産生を促進した。しかし、それぞれの官能基が初期細胞接着に及ぼす影響と細胞増殖能に与える影響とは異なることが示唆された。
確率的情報処理としての複雑ネットワークにおけるコミュニティ検出・制御理論の構築

本研究の目的は主に2つあり,複雑ネットワーク生成の数理的理解の深化と,数理的理解をもとにしたコミュニティ検出・制御のための理論構築であった.本年度の計画では複雑ネットワーク生成の数理的理解を深めることを目的としていた.ネットワーク生成モデルと壺モデルと呼ばれる確率モデルとの対応関係に注目し,分配関数を用いて次数分布の解析を実行できることを明らかにした.さらにランダムネスを含む数理モデルの解析手法を発展させた.以上の研究の実施によって,ランダムネスを伴う複雑ネットワーク生成モデルの数理的な解析に成功した.これらの研究は複雑ネットワーク生成の数理的な理解を深化させたばかりでなく,ランダムネスを含む壺モデルの数理という新たな研究トピックスへと発展することが期待される.また,翌年度の研究課題であったコミュニティ検出のための理論についても前倒しをして研究を遂行した.新しい視点に基づくコミュニティの指標である『非加法的体積』という概念を用いることを提案した.体積という直感的な理解が可能な概念に基づくという特徴があるほか,『非加法性』という特徴を有することなどを明らかにした.さらに提案した概念に基づき,具体的なコミュニティ検出のアルゴリズムの提案も行った.非加法的体積が最小になるようなコミュニティ検出を実行すればよいという指針に基づき,さまざまな最適化手法を用いて検出を行うことができる.本研究ではシミュレーテッド・アニーリングを用いて実際に検出を行い,従来提案されている指標と同程度の性能で検出を行うことが可能であることを数値実験により明らかにした.非加法的体積という概念は,従来提案されているコミュニティの指標よりも簡潔な理論的枠組みを持つことが期待されるため,さらにその理論に関して研究を遂行することにより高精度のコミュニティ検出を実行できる可能性が期待される.本研究の目的は主に2つあり,複雑ネットワーク生成の数理的理解の深化と,数理的理解をもとにしたコミュニティ検出・制御のための理論構築であった.本年度の計画では複雑ネットワーク生成の数理的理解を深めることを目的としていた.ネットワーク生成モデルと壺モデルと呼ばれる確率モデルとの対応関係に注目し,分配関数を用いて次数分布の解析を実行できることを明らかにした.さらにランダムネスを含む数理モデルの解析手法を発展させた.以上の研究の実施によって,ランダムネスを伴う複雑ネットワーク生成モデルの数理的な解析に成功した.これらの研究は複雑ネットワーク生成の数理的な理解を深化させたばかりでなく,ランダムネスを含む壺モデルの数理という新たな研究トピックスへと発展することが期待される.また,翌年度の研究課題であったコミュニティ検出のための理論についても前倒しをして研究を遂行した.新しい視点に基づくコミュニティの指標である『非加法的体積』という概念を用いることを提案した.体積という直感的な理解が可能な概念に基づくという特徴があるほか,『非加法性』という特徴を有することなどを明らかにした.さらに提案した概念に基づき,具体的なコミュニティ検出のアルゴリズムの提案も行った.非加法的体積が最小になるようなコミュニティ検出を実行すればよいという指針に基づき,さまざまな最適化手法を用いて検出を行うことができる.本研究ではシミュレーテッド・アニーリングを用いて実際に検出を行い,従来提案されている指標と同程度の性能で検出を行うことが可能であることを数値実験により明らかにした.非加法的体積という概念は,従来提案されているコミュニティの指標よりも簡潔な理論的枠組みを持つことが期待されるため,さらにその理論に関して研究を遂行することにより高精度のコミュニティ検出を実行できる可能性が期待される.
アモルファス・シリコン薄膜における低ノイズ・アバランシェ増幅機能の発現

アモルファス・シリコン(a-Si:H)膜堆積時に堆積表面を水素原子などの化学的活性種で処理することにより、網目構造を変調する新規な製膜技術で作製した高品質ワイドギャップa-Si:H膜(Eg<2.1eV>を用いて、透明導電膜をコートした基板上にNIPの順序に堆積したダイオード構造を作製し、一次光電流測定を行った。電極からの正孔の注入を阻止するブロッキング層として用いたN-type a-Si:H膜厚を最適化し、10^5V/cmの電界印加下でも漏れ電流を低い値に保つデバイス構造を考案した。しかし、それでも>10^5V/cmの印加電界下では、電圧の増加とともに、漏れ電流が指数関数的に増加してしまった。この再、10を越える光電流利得が得られたが、その詳細を検討したところ2次光電流であることが判明した。そこで、P-type a-Si:H層の替わりにSb_2S_3薄膜層を堆積した撮像デバイスを作製し評価した結果、漏れ電流は印加電界<6x10^5V/cmまで低い値に保持することができたが、>4x10^5V/cmの印加電界下では白キズが現れ、電極から局所的に漏れ電流が注入されていることが分かった。この研究の目標であるアバランシェ増倍効果は、10^6V/cm程の高電界下で観測されることから、この白キズを取り除くことで、実現が期待できる段階に到った。工学ギャップ(EgeV>2.0eV)の欠陥の少ないアモルファス・シリコン(a-Si:H)薄膜を作製できる「化学アニーリング法」を開発し、ワイドギャップa-Si:H膜を用いて、アバランシェ増倍効果を実現するための検討を行った。この新規な製膜技術では、Eg>1.9eVのワイドギャップa-Si:H膜で、欠陥濃度(Ns<1016cm-3)の高品質膜が容易に得られる。さらに、p-i-n構造デバイスを試作し、一次光電流測定の結果、電子、正孔いづれのキャリアについても、mt>10-8cm2/Vの高い値をしめし、光伝導度の温度依存性から、伝導帯近傍のトラップ準位もこれまでの高品質a-Si:Hのそれと同程度であることを確認した。そこで、高電界においても電極からの注入を阻止できるブロッキング電極を形成するため、透明電極上にPH3/SiH4混合比と膜厚をパラメータとし、N-type a-Si:H薄膜を堆積し、その上にワイドギャップa-Si:H膜(1mm厚)を堆積し、上部電極としてPt半透明電極を設けたSchottkyダイオードを作製した。その結果、PH3=250vppm、膜厚100-200nmのN-type a-Si:H膜をブロッキング膜とした場合、5x105V/cmの逆電界印加にも耐えるデバイスが形成された。このデバイスの光電流ゲイン(G)はE>1.5x105V/cmからG=1を越え、5x105V/cmでは、G=10に達し、ホットエレクトロンによる光電流の増倍効果が観測された。しかし、ここで試作したSchottky型デバイスでは、E>1x105V/cmの高電界印加条件で、暗時におけるリ-ク電流が飽和することなく、印加電界の増加と共に、指数関数的に増加する領域が存在する。このリ-ク電流の原因は電極との接合からのキャリア注入が原因と思われ、その低減のための検討を進めている。さらに、この増倍効果がアバランシェ増倍効果であるか否かを確認するために、撮像デバイスを試作し、電子ビーム操作による光電流測定による評価の準備を進めている。
誘発筋音図を用いた骨格筋の力学的定数の推定

本研究の目的は,単収縮時の筋の収縮機構を明らかにするため,電気的に誘発された筋音図を用いて筋の力学的モデルにおける各要素の動的な変化を定量的に捉えることを試み,力学的定数推定のための筋音図解析法の確立,さらに本手法のロボット制御や筋機能評価への応用を検討することであった.平成18年度においては,筋モデルの各要素の生理学的意味を検討するため,対象とする筋を上腕二頭筋から筋線維組成(遅筋線維と速筋線維の構成比率)の異なるヒラメ筋と腓腹筋に広げ,筋モデルのシステム同定を試みた.実験では,20歳代の成人男性10名の協力の下,ヒラメ筋と腓腹筋を対象に電気的に誘発した単収縮時の筋音図および筋力の導出・記録を行った.また,導出した筋音図と筋力からFFTアルゴリズムを用いてフーリエ変換を行い,筋の周波数応答特性から筋モデルとそのパラメータの推定を行った.その結果,筋音図を用いた場合,筋モデルの構造が既に報告した三つの一次遅れ要素とむだ時間要素からなるシステムに位相補償要素を追加する必要があることが明らかとなった.また,筋モデルのパラメータは,上腕二頭筋,ヒラメ筋,および腓腹筋のすべてにおいて,三つの一次遅れ要素の極の中で一つは0.54Hzに存在し,他の二つは615Hzに存在することが明らかになった.さらに,前者の極は筋による差はあまりなく,後者の極はヒラメ筋で比較的低く,腓腹筋で比較的高く現れる傾向が示された.現在は,こうしたパラメータの特徴と筋線維組成との関連を検討している.本研究の目的は,単収縮時の筋の収縮機構を明らかにするため,電気的に誘発された筋音図を用いて筋の力学的モデルにおける各要素の動的な変化を定量的に捉えることを試み,そのための筋音図解析法を確立することであった.また,平成17年度においては,既に発表されている多数の力学的モデルの特徴を整理し,本研究の目的に適したモデルの選定あるいは新たに構築することを行うとともに,上腕二頭筋を対象として誘発筋音図の導出を行い,得られた信号に様々な解析方法を試みることとした.その結果,まず,注目したモデルは筋の動的活動を巨視的に捉えることのできる二要素モデルを基本とする粘弾性モデルであり,これに興奮収縮連関の入出力特性を含めた数理モデルを考えた.さらに,筋をひとつのブラックボックスとして,その入出力から周波数応答法によって周波数伝達関数を推定する方法にも注目した.実験では,20歳代の成人男性20名に協力してもらい,上腕二頭筋を対象に,電気的に誘発した単収縮時の筋音図および筋力の導出・記録を行った.なお,筋音図の導出には,小型加速度計と専用の筋音計(メディセンスMPS110,移動後の所属機関の現有設備)を使用した.また,導出した筋音図と筋力からFFTアルゴリズムを用いてそれぞれのフーリエ変換を算出した.現段階では,従来のモデルの検討から,筋が三つの一次遅れ要素とむだ時間要素から構成される伝達システムとして記述できると仮定しており,その妥当性を検討するため,上腕二頭筋から導出・算出した誘発筋音図と筋力のフーリエ変換から,モデル・パラメータの推定を試みている.本研究の目的は,単収縮時の筋の収縮機構を明らかにするため,電気的に誘発された筋音図を用いて筋の力学的モデルにおける各要素の動的な変化を定量的に捉えることを試み,力学的定数推定のための筋音図解析法の確立,さらに本手法のロボット制御や筋機能評価への応用を検討することであった.平成18年度においては,筋モデルの各要素の生理学的意味を検討するため,対象とする筋を上腕二頭筋から筋線維組成(遅筋線維と速筋線維の構成比率)の異なるヒラメ筋と腓腹筋に広げ,筋モデルのシステム同定を試みた.実験では,20歳代の成人男性10名の協力の下,ヒラメ筋と腓腹筋を対象に電気的に誘発した単収縮時の筋音図および筋力の導出・記録を行った.また,導出した筋音図と筋力からFFTアルゴリズムを用いてフーリエ変換を行い,筋の周波数応答特性から筋モデルとそのパラメータの推定を行った.その結果,筋音図を用いた場合,筋モデルの構造が既に報告した三つの一次遅れ要素とむだ時間要素からなるシステムに位相補償要素を追加する必要があることが明らかとなった.また,筋モデルのパラメータは,上腕二頭筋,ヒラメ筋,および腓腹筋のすべてにおいて,三つの一次遅れ要素の極の中で一つは0.54Hzに存在し,他の二つは615Hzに存在することが明らかになった.さらに,前者の極は筋による差はあまりなく,後者の極はヒラメ筋で比較的低く,腓腹筋で比較的高く現れる傾向が示された.現在は,こうしたパラメータの特徴と筋線維組成との関連を検討している.
上質牛肉生産ならびにその機構解明に関する生化学的研究

本研究では上質牛肉生産に関連する栄養・生理学的要因の検索と解明に向けた試験を行った。黒毛和種去勢牛、ホルスタイン種去勢牛、それぞれ約100頭のデータでは黒毛和種去勢牛の約半数が1.0μg/g以下の肝臓中ビタミンA含量であり、明かなビタミンA欠乏であると判定された。一方、ホルスタイン種去勢牛の肝臓中ビタミンA含量は黒毛和種去勢牛のそれより512倍高く、ビタミンA欠乏と見なされる牛はいなかった。しかし、1990年と比較すると1991年ではホルスタイン種去勢牛のビタミンA栄養状態は明らかに低下していた。血漿中、肝臓中ビタミンE濃度については黒毛和種去勢牛とホルスタイン種去勢牛の間には差はなく、欠乏と判定される牛もいなかった。肉質との関係では肝臓中ビタミンA含量と脂肪交雑(BMS)は有意な負の相関、肝臓中ビタミンA含量と肉色(BCS)、血漿中ビタミンE濃度と肉色(BCS)の間には有意な正の相関があり、これらの脂溶性ビタミンが肉質に影響を与えることが示唆された。ラットを用いた試験においても、ビタミンA欠乏は肝臓脂肪量を明らかに減少させるが、筋肉中の脂肪割合については、増加あるいは対照区と差がないという結果を得た。現在、何故ビタミンA欠乏が脂肪交雑を改善するのかという点について、脂肪細胞の培養系を用いて検討を進めると共に、ビタミンA欠乏の牛の脂肪細胞の大きさと数について調べようとしている。本研究ではさらにラットを用いて中鎖脂肪酸(MCT)を与えた場合の体構成成分、肝臓脂肪の脂肪酸組成の変化と、β-アゴニスト投与と甲状腺ホルモン状態の組合せが体構成成分、脂質代謝に及ぼす影響について検討を加え、筋肉中の脂肪含量を調節する方法についての基礎知見を得た。ビタミンA栄養状態と肉牛の増体、枝肉形質との関係を和牛去勢牛20頭、ホルスタイン種去勢牛30頭を用いて調べた。測定項目は増体能力、体高、胸囲、肥育度指数、枝肉の重量、歩留り、ロ-ス芯面積、肉色、脂肪交雑、脂肪色、血液中および肝臓中のビタミンA含量であった。平均と殺前体重は和牛で659Kg、ホルスタイン種牛で713Kgであった。血液および肝臓中のビタミンA含量は和牛において22.5±12.8ug/100mlと7.6±10.5ug/gであったのに対してホルスタイン種牛では39.5±7.0ug/100mlと89.2±65.5ug/gとなり、和牛の血液中のビタミンA濃度はホルスタイン種牛のそれの半量近く、さらに和牛の肝臓中のビタミンA含量はホルスタイン種牛のそれの1/10以下の値となった。また明かなビタミンA欠乏の指標とされる1ug/g以下の肝臓中ビタミンA含量の牛は和牛で45%にもなった。これは肥育農家においてホルスタイン種牛にはビタミンAの正常な飼料を与えているが、和牛には枝肉形質改善のためにビタミンAを含んでいないかあるいは量の少ない飼料を与えている結果と考えられた。牛のビタミンA栄養状態と枝肉形質の関係では肝臓中のビタミンA含量と脂肪交雑(BMS)の間には和牛では有意な負の相関が見られたがホルスタイン種牛では有意な相関はなかった。また和牛では血漿中のビタミンA含量と肉色(BCS)の間には有意な正の相関が存在した。試験に用いた牛の頭数が少ないのでまだ断定的なことは言えないが興味のある結果が得られている。ラット36匹を用いてビタミンA欠乏飼料と対照飼料を与え、ビタミンA欠乏が増体、肉質、脂質に及ぼす影響を調べる試験を行った。

増体には両区間に差は見られなかったが、試験開始後16週間でビタミンA欠乏区の肝臓中ビタミンA含量は対照区の1/6以下の値となった。またビタミンA欠乏区のラットは対照区のラットと比べ胸腰最長筋の脂肪の含有量がやや高い傾向であった。本年度も昨年度に引き続き和牛去勢牛20頭とホルスタイン種去勢牛30頭の共進会出品牛を用いてビタミンA栄養状態と枝肉形質の関係について検討をした。肝臓中ビタミンA濃度の平均値と標準誤差は平成2年度では4.6±2.4μg/g,平成3年度では9.6±5.4μg/gであり,昨年度と大差なく,明らかなビタミンA欠乏と判断される肝臓中ビタミンA含量が1μg/g以下の牛は平成2年度が20頭中9頭であったが,平成3年度は11頭に漸増していた。一方,ホルスタイン種去勢牛は,ビタミンA欠乏であると判断される1μg/g以下の牛は存在しなかったが,平成2年度の値である89.2±12.0μg/100mlと比べると平成3年度では44.6±5.6μg/100mlとなり肝臓中ビタミンA含量は半分になっていた。これは肥育農家の人がホルスタイン種牛でもビタミンA欠乏飼料を与え始めていることを示している。肝臓および血漿中ビタミンA含量と枝肉形質との一次相関をみると,ホルスタイン種牛ではどの項目にも有意な相関は見られなかったが,40頭の和牛では肝臓中のビタミンA含量とBMSで示される脂肪交雑の間に1%水準で有意な負の相関,光沢・きめ・しまりなどを肉質との間にも1%水準以下で有意な負の相関を示していた。牛がビタミンA欠乏になると様々な障害がでることは明白な事実であるので、本試験結果を安易に公表すべきでないと思われると同時に,ビタミンA欠乏が何故に肉質にこのような影響を与えるかについては今後検討しなければならない課題であると考えられる。血漿中Mg濃度が1.1mg/100mlまで低下させたマグネシウム欠乏めん羊と0.4mg/100mlまで低下させたマグネシウム欠乏ラットを用いて,血漿中各脂肪分画濃度の変化を調べているところであるが,ラットの試験ではトリグリセライド濃度,めん羊の試験では遊離脂肪酸濃度に明かな変化は見られていない。黒毛和種去勢牛40頭とホルスタイン種去勢牛60頭の肝臓および血液中ビタミンE含量を測定するとともに枝肉形質との関係を検討した。肝臓中のビタミンE含量は1991年の黒毛和種去勢牛で2.95±0.54μg/g、ホルスタイン種去勢牛で2.60±0.43μg/gとなった。血漿中ビタミンE濃度は1990,1991年の黒毛和種去勢牛において、それぞれ、0.38±0.03μg/100ml,0.29±0.02μg/100ml,1990,1991年のホルスタイン種去勢牛において、それぞれ0.42±0.04μg/100ml,0.30±0.03μg/100mlであった。一般的にビタミンE欠乏は0.05μg/100ml以下とされており、黒毛和種、ホルスタイン種去勢牛とも、ビタミンE欠乏にはなっていないと考えられた。また、黒毛和種去勢牛とホルスタイン種去勢牛との間にもビタミンE栄養状態に差はないようであった。しかし、1990年と比較すると、1991年では黒毛和種去勢牛、ホルスタイン種去勢牛とも血漿中ビタミンE濃度は低下する傾向にあり、ビタミンE栄養状態は悪くなっていることを示していた。ホルスタイン種去勢牛におけるビタミンEの栄養状態と枝肉の特徴との関係では、どの項目にも有意な相関はみられなかったが、黒毛和種去勢牛では、血漿中ビタミンE濃度と肉色(BCS)の間に正の相関が見られた。農水省の三津本らは、牛へのビタミンE投与は肉色の退化を防ぐことを報告しており、ビタミンEの栄養状態は肉色と関係があることが伺われた。
超高圧下アニールと圧力・温度差比例降下法によるヘテロ構造の熱不整欠陥の抑制

本年度は、Si基板上にMOCVD(有機金属気相成長)法で、GaAs薄膜を成長させた構造に最大2.1GPa(2万1千気圧)の圧力を印加して実験を行った。アニール時間は2040分間、アニール温度は300500°Cである。この結果、圧力の増加と共に残留歪が直線的に減少し、1.9GPaの圧力下でアニールするとGaAs膜中の残留歪がほぼ0となること、圧力依存性はアニール温度を変化させてもほとんど変化しないことなどが明らかになった。同時に、GaAs膜の結晶性を高速イオン後方散乱法で評価した結果、超高圧下でアニールすると膜の結晶性が若干悪化することが示された。次に、結晶性が劣化する原因について考察し、Si基板上にGaAs膜が一様に形成されている場合には、超高圧アニール中に界面原子が十分に再配列できない可能性のあることを指摘した。さらに、この問題を避けるために、GaAs薄膜を縞状にエッチングすることを提案し、実験的に検討している。GaAs膜を幅10μmの縞状にエッチングした結果では、高速イオンの後方散乱法で評価する限り、膜の結晶性が全く劣化しないことが明らかとなり、超高圧下アニール法の有効性が実証された。さらに、フオトルミネッセンス法を用いて発光特性を評価したが、ルミネッセンス特性は劣化することが見出され、発光デバイスとして用いるためにはさらにアニール方法を工夫する必要のあることが明らかとなった。