hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光合成などの生理生化学機能診断のためのハイパースペクトル画像計測システムの試作

本研究ではハイパースペクトル画像計測により得られたスペクトル画像データからコムギの窒素施肥の違いによるクロロフィル量や成長の違を診断した。異なる生育時期において計測されたスペクトル画像データのバンド間の比をとり、クロロフィル量と乾物量との関係を検討したところ、550nmと900nmの比が最も相関係数が高く、クロロフィル量との関係ではR^2=0.74、乾物量との関係ではR^2=0.55であった。また、このバンド比画像では、施肥量の違う区のクロロフィル量と乾物量の違いを明確に識別することができた。次に、植物葉の色素や構造、生理機能の情報を非破壊・非接触で得るのに適している蛍光分光計測について検討した。まず、3次元分光蛍光光度計を用いて、暗期乾燥状態におかれたホウレンソウ葉を対象とし、複数の励起波長に対する蛍光スペクトル(励起・蛍光matrix)の経時変化を計測した。その結果,ホウレンソウの相対含水率変化の検知には短波長の紫外線(330nm程度)によって励起したときのF450/F680およびF450/F725が適していることがわかった。さらに、インダクション法と飽和パルス法によるクロロフィル蛍光画像計測が可能なシステムを開発した。そして、このシステムを用いて、除草剤の影響を解析した。除草剤の一つであるネコソギエースによる不可視障害はインダクション法および飽和パルス法のどちらでも検知可能なものであった。インダクション法では、PSIIとPSIの間に光合成電子伝達系の阻害部位があることを特定でき、葉脈周辺部の障害が主にネコソギエースの尿素系成分によって引き起こされたものであると診断することができた。また、飽和パルス法ではqN画像やNPQ画像において、葉面における光合成機能障害の進行程度を定量的に評価することができた。これによって、両計測法の併用による診断が有効であることが示された。飽和パルス法は、その計測に強光(飽和パルス光)の計測対象面への均一な照射が必要なため、広い範囲の計測は困難であるが、インダクション法は、計測に必要な光強度が飽和パルス法の1/10程度ですむため、比較的広い範囲の葉面の計測が可能である。この点からも、クロロフィル蛍光画像計測による植物の光合成機能障害の診断において、両計測法の併用は有効であろう。本年度は、葉の可視から近赤外域の分光反射・蛍光画像を得るためのハイパースペクトル画像計測システムの試作を行った。このシステムは、400nm1,000nmをライン分光できる分光部と分光部からのライン分光情報を検出するためのCCDカメラ、そして、分光部とカメラを回転させて、ハイパースペクトル画像を得るための制御部と解析のためのソフトウエアで構成される。この試したハイパースペクトル画像計測システムの性能を評価したところ、約450950nmまでの波長で有効であり、1nm毎のスペクトル画像を得ることができた。また、DV装置を用いた記録も可能なようにシステムを設計した。次年度以降、このシステムをバージョンアップし、レーザー照射と組み合わせて、LIF蛍光スペクトル画像が計測・解析可能な可搬型のハイパースペクトル画像計測システムを試作する予定である。

一方、光合成機能診断が可能なクロロフィル蛍光画像計測システムの試作も併せて行った。このシステムは、クロロフィル蛍光画像計測におけるインダクション法と飽和パルス法による計測を両方同時に行えるように設計した。システムの性能を検討するために、市販の除草剤の一種であるネコソギエースによる光合成機能障害の検討を行った。その結果、インダクション法では、PSIIとPSIの間に光合成電子伝達系の阻害部位があることが特定でき、葉脈周辺部の障害が主にネコソギエースの尿素成分によって引き起こされているものであると診断することができた。また、飽和パルス法では、非光化学系クエンチングパラメータによって、葉面における光合成機能障害の進行程度を定量的に評価することができ、インダクション法によって検出された阻害部位と一致することがわかった。前年度までに試作したクロロフィル蛍光画像計測システムを用いて、尿素系土壌処理剤がin situの植物に与える光合成機能障害の早期診断を行った。インダクション法と飽和パルス法の併用により、光合成電子伝達系における電子伝達阻害力所の特定と障害程度の数値評価が可能であることが示された。また、尿素系土壌処理剤は、in situの植物に対する長時間処理でも、葉柄から除草剤の希釈溶液を急激に吸収させた場合と同様に、尿素系成分による電子伝達系阻害が主な殺草作用として有効であることがわかった。さらに、診断の過程で、葉柄から切断したインゲンマメ葉を用いた場合にはみられなかった、進行途中の光合成機能障害や、気孔閉鎖を伴わない光合成速度低下など、in situの植物に特徴的な現象を検知できた。これは、in situを実験材料とし、実際の除草剤の使用状況を再現して光合成機能の診断を行うことの意義を確認するものであった。また、市販の装置を用いて、Yieldを測定し光合成速度を簡単に求める方法が注目されているが、本研究において、YieldはCO_2固定速度の指標にならない場合があることが確認された。一方、前年度までに試作したハイパースペクトル画像計測システムを用いて、窒素施肥量が異なる土壌で生育させたコムギの診断を行った。その結果、窒素施肥の違いによりクロロフィル含有量の違いがみられ、この違いがハイパースペクトル画像で診断できた。さらに、ハイパースペクトル画像計測システムによるLIFイメージングの基礎データを得る目的で、水ストレスに対する励起-蛍光スペクトルの解析を行った。現在、結果を解析中である。前年度に引き続き、LIFイメージングのために、水ストレスに対する励起-蛍光スペクトルの解析を行った。その結果、ホウレンソウ葉の水ストレス処理において、蛍光強度比F450/F680およびF450/F725は、F450/F520、F680/F725に比べ、水ストレス処理による相対含水率の変化に伴い大きく変化した。また、この変化は励起波長が短いほど顕著であった。さらに、F450/F680およびF450/F725は水ストレス処理初期で増加、その後減少した。
技術的プロテクションに関する法的規整と知的財産法制の変容

技術的プロテクションの発達が知的財産法制度に与える影響を検討するため、今年度は主に著作権法および不正競争防止法の領域を素材として研究を行った。著作権法は著作物の一定の利用行為に禁止権を設定しているが、インターネット等の普及により、多くの者が簡単に複製行為や送信行為を行い得るようになったため、実効的な保護を図る必要性が指摘されている。この際に、技術的プロテクションの活用が注目される。まず、技術的プロテクションに対する法的支援の根拠として著作物の利用行為の変化があげられているが、この根拠の正当性と妥当範囲を明らかにするため、インターネットが発達する以前に、新たな技術に対していかなる法的な対応がとられてきたのか、それらとインターネットの出現とは質的にいかなる差異を生じさせるのかについての調査を進めた。データベースを素材として、イギリスにおける著作権法による保護から新規立法による保護への移行の経緯と.その内容について分析したものの部を「法学」において公表した。なお、(財)デジタルコンテンツ協会における研究委員会に出席する機会を得、現在の情報利用技術、情報保護技術、利用追跡技術等の状況、その活用の可能性についての知識を得ることができた。
テロメレース活性化の分子機構の解明

我々は1999年にhTERTプロモーターのクローニングに成功して以来、hTERT発現の分子機構を解析してきた。hTERT転写活性化因子としてc-Myc/MaxやSp1,ER, EWSなどいくつかの因子を見いだしたがこれらの因子では癌特異的なテロメレース活性化機構を説明するのは不十分であり、他に重要な機構が存在すると推定される。そのひとつが正常細胞におけるhTERT抑制機構である。今回の研究ではERM (Enhanced Retroviral Mutagenesis)systemを用いてhTERT転写抑制因子のクローニングを試みた。HeLa細胞を用いてtTA細胞を樹立し、hTERT promoter-GFPレポーター遺伝子を導入した。TREおよびsplicing donar sequenceを含むプロモーター領域をLTR下流につないだレトロウイルスベクターを上記tTA細胞に導入し、GFP発光強度が著しく減少した細胞集団をFACS解析にて回収した。さらに2次スクリーニングでテトラサイクリンを添加し、GFP陽性転化する2クローンを回収した。現在これらのクローンでレトロウイルス下流に存在する遺伝子の単離を進めている。さらにhTERT転写活性化に関わる新たな転写因子として低酸素環境下に誘導されるHIF1がhTERT core promoterのE-boxに直接結合し、低酸素化で腫瘍細胞のhTERT転写活性化に重要な役割を演じていることを明らかにした。
皮膚特異的T細胞の皮膚疾患発症への関与についての研究

皮膚特異的T細胞としてはヒトでCutaneous Lymphocyte Associated antigen(CLA)を発現しているT細胞の存在が指摘されている。CLA陽性T細胞は血管内皮細胞に発現しているE-セレクチンを介して皮膚に浸潤していることが示唆されている。マウスでは表皮内にdendritic epidermal T cells(DETC)が,真皮には我々が報告した.dermal Thy-1^+DCが存在する。本年度はIL-7トランスジュニックマウスを作成、免疫組織化学的にIL-7tgマウス表皮および真皮に存在するT細胞について検討した。IL-7tgマウスでは加令によって脱毛を伴なう皮膚炎が誘導された。免疫組織化学的検討から,脱毛を伴なう皮膚炎部では真皮に多数のγδTCR陽性細胞の浸潤がおこること,その浸潤は毛嚢に一致して始まり次第に毛嚢を破壊する過程をとること,表皮におけるT細胞の増数と真皮におけるT細胞の増値は独立して行なわれている可能性が示唆された。そして真皮における増殖はdermal Thy-1^+DCの増殖による可能性があるものと推測した。本年度はヒトのアトピー性皮膚炎(AD)でのケモカイン(TARC)の発現とそれに対応するCCR4を発現しているリンパ球について,そのCLA発現やCD25発現についても検討した。その結果ADの表皮ではTARCの強発現がみられること,末梢血ではCD4^+CCR4^+細胞が有意に増加していること,CD4^+CCR4^+ではCD4^+CCR4^-に比較してCLA,CD25の発現が増加していることが示された。このことからADでは末梢血中のCD4^+,CCR4^+細胞がTARCによって皮膚へ浸潤していることによって病変が形成されることが示唆された。皮膚特異的T細胞としてはヒトでcutaneouslynphocuteassociated antigen(CLA)を発現しているT細胞の存在が指摘されており、CLA陽性T細胞は血管内皮細胞に発現しているEセレクチンを介して皮膚に浸潤してくることが明らかにされている。興味あることにヒト皮膚に存在する抗原提示細胞であるランゲルハンス細胞(LC)もCLAを発現しており、LCの皮膚への遊走に際してもCLAが関与している可能性のあることが明らかとなった。マウスにおいては表皮にdendritic epidernal T cell(DETC)と呼ばれるγδT細胞受容体(TCR)を発現しそのほとんどがγ_3δ_1である均一なT細胞集団がある。また真皮には我々が見出したThy-1抗原を発現している大型の樹枝状細胞(dermal Thy-1+DC)が存在している。この細胞の一部がγδTeRを発現していることも明らかにされている。DETCの皮膚における役割りとしては接触皮膚炎の抑制に働いているとされている。接触皮膚炎の表皮ではIFN-γのmRNAが検出されており、それは浸潤T細胞に由来するとされていた。今回我々はこのDETCがIFN-γを産生する可能性について検討した。先ずDETCを90%以上の純度で採取することを試み、パニング法によってそれに成功した。そのDETCをIL-12とIL-18によって刺激したところ、それぞれ単独ではできなかったが、両者を同時に加えたところ著名なIFN-γ産生が見られた。IFN-γ産生はC57BL/L由来DETCの方がBALB/C由来のものより多く産生しており、これがC57Bl/6がTh1へ偏位する要因のひとつでる可能性が考えられた。このことからDETCの接触皮膚炎への関与については再検討する必要があると考えられる。真皮のdermal Thy-1^+DCについてはIL-7トランスジェニック(tg)マウスで検討し、これらの増殖と皮膚炎発症の関係が示唆されている。これらや、胎仔マウス皮膚のT細胞については現在検討を加えている。
蛋白質分子集合体構造の形成と機能

蛋白質分子集合体の構造形成をめぐって、ファージ尾鞘の形成と収縮能の解析が進み、サルモネラ菌べん毛の基部体の形成に関する遺伝学的研究が展開された。またウニ精子のヒストンが特殊なアミノ酸配列(SPKK)の繰り返しを持ち、これが遺伝子制御に重要な役割をはたしていることが示された。蛋白質分子集合体のエネルギー変換に関しては、好熱菌のATP合成酵素の中性子散乱実験が行われ、集合体構造内の各サブユニットの位置及びヌクレオチド結合によるその変化が明らかにされた。アクチン・ミオシン間の滑り運動について、超微操作により1本のアクチンフィラメントがガラス面上に固定されたミオシン分子との間に発生する力を測定する技術が開発された。こうして測った滑り力の時間的揺ぎの小さいことから、化学エネルギーが小出しに使われている可能性が強い。蛋白質分子集合体のダイナミックスをめぐり、試験管内の微小管の動的不安定性が詳しく調べられるとともに、人工リポゾーム内で微小管を伸長させ、これによりリポゾームを変形させる実験が行われた。細胞内のアクチンの集合状態を制御すると考えられる2種類の新しい蛋白質が見つかった。ヤリイカ巨大軸索の膜裏打ち骨格の研究から、アクチンフィラメントが付着する領域がスポット状に局在することが示された。蛋白質分子集合体と膜機能の関係については、アクチンフィラメントを付着するアドヘレンスジャンクションの研究が進展しており、その構成蛋白質が明らかになりつつある。カルシウムに依存して働く細胞接着蛋白質カドヘリンの研究が急速度に進んでいる。そのタイプの違いによって細胞選別が行われることが見事に示された。膜リセプターの多重化学修飾(主にリン酸化)による機能制御をアロマテリックモデルに基づいて体系的に明らかにしようとする理論的研究がようやく完成した。
薬物トランスポーター群のmultispecificity発現機構に関する研究

薬物動態特性は薬効に著しい影響を及ぼすため、未然の薬物間相互作用予測や副作用防止のためには、薬物動態制御機構の解明が必要である。薬物動態に影響する生体側因子の一つはトランスポータータンパク質である。薬物のような生体異物輸送に働く分子の中には幅広い基質選択性を有する場合が多い。そのような基質多選択性(multispecificity)に関する検討が行われてきているが、未だ不明である。本研究では、薬物輸送に働く有機アニオントランスポーターOATPならびに有機カチオン/カルニチントランスポーターOCTN2に焦点を当て、その基質多選択性発現機構に関する検討を行った。OCTN2は生理的基質としてカルニチンを、異物としてTEAのような有機カチオン輸送に働く。カルニチン輸送における駆動力はNa^+であるが、TEA輸送にはNa^+が関与しない。OCTN2上にはカルニチンに特異的なCOO^-基を認識する部位が存在し、その活性化にNa^+の関与が示唆された。一方、TEAにはCOO^-基がなく、Na^+の影響を受けないと考えられた。カルニチンとTEAは相互阻害を示すが,完全な競合阻害形式ではなく、両者はOCTN2タンパク質上の活性部位を一部共有しており、完全には一致しないものと推定された。Na^+はカルニチン輸送の駆動力となるが、TEAはそれ以外のエネルギーを利用していると考えられる。従って、同一のトランスポーター上で基質により膜輸送機構が異なるトランスポーターの多機能性(multifunctionality)が、トランスポーターの示す基質多選択性の一メカニズムとして関与していることが示された。このようなトランスポーター分子のmultifunctioniltyに基づくmultispecificityの解析は例がなく、薬物トランスポーターの基質選択性の解明に新たなアプローチを提示する成果を得ることができた。本研究では、非常に幅広く様々な物質を認識輸送する一部のトランスポーターについて、そのような基質多選択性がいかなるメカニズムによって生じるかについて検討した。OCTNトランスポーターはNa^+依存的なカルニチン輸送に働くが、一方でNa^+非依存的な有機カチオン輸送に働く。このようなトランスポーターの多機能性メカニズムについては、Na^+の役割を明らかにすることが重要である。そこで、Na^+がOCTN2とカルニチン輸送の間でいかなる作用を示すか検討を行った。OCTN2を外来的に導入した安定発現HEK293細胞を作製し、そこから膜小胞を用いて、Na^+のカルニチン輸送における役割を調べた。その結果、Na^+の濃度勾配を駆動力とした二次性濃度輸送によるカルニチンの濃縮的輸送が生じることが明らかになった。一方、有機カチオン輸送にはNa^+がないことから、OCTN2を介した物質輸送には多機能性とともに、トランスポータータンパク質上で両者の機能部位が一部異なるために多様性が生じるものと考えられた。また、有機アニオントランスポーターのOATP-Cに着目したところ、本トランスポーターを発現させ、その良好な基質となるエストロン3硫酸輸送を測定したところ、Kmの異なるニカ所の機能部位の存在が示唆された。高親和性部位は生理的なエストロン3硫酸輸送に必須であると思われたが、低親和性部位の役割は明確ではない。このように見かけ上複数の機能部位の存在することにより、基質選択性に多様性が見られることも考えられた。今後はこれら両トランスポーターを用いて、いかなるトランスポーター上の構造がそのような多様性あるいは特異的基質認識に重要か見いだすことが必要である。本年度では、生理的物質ならびに薬物など生体異物の細胞膜透過に働くトランスポーターの中で、有機アニオントランスポーターに分類されるOATPならびに有機カチオントランスポーターに分類されるOCTNに関する検討を行った。

OATPは多くのアイソフォームから形成されるが、その中でヒト肝臓選択的に発現するOATP-Cの基質選択性に関する検討を行った。OATP-Cは、内因性基質としてステロイドホルモン代謝物、ビリルビン、胆汁酸塩、サイロイドホルモン、プロスタグランジンなど多様な化合物輸送に働く一方で、生体異物輸送に働く。薬物動態的には一部のペプチド性化合物が胆汁中によく排泄され、それが有機アニオン性化合物との共通性の存在が知られている。そこでペプチド性化合物を中心に基質選択性に関する検討を行った結果、オピオイド活性を有するペンタペプチド輸送活性を有すること、ならびにテトラペプチドあるいはトリペプチドに対する親和性は低い傾向が観測された。従って、OATOP-Cは、基質の荷電状態にもならず、分子サイズも影響因子となり、ペプチドの中には有機アニオントランスポーターを介することにより肝指向性が高まることが示された。一方、有機カチオン・カルニチントランスポーターであるOCTN2については、アミノ酸置換効果、相互阻害効果、ナトリウム効果などから、両性イオン型のカルニチンとテトラエチルアンモニウムのような4級カチオンは一部基質認識部位がオーバーラップするが、ナトリウムイオン要求性の相違などとも関連し、両体タイプの化合物認識は異なることが示された。このように多様なトランスポーターの基質多選択性multispecificityは、トランスポーター上の活性部位が非常に幅広いもの、ならびに活性部位が複数存在するものがあり、多彩な化合物の認識メカニズムを複数存在することが明らかになった。
ホウ素中性子補足療法（ＢＮＣＴ）への臨床展開を見据えた新規薬剤の開発研究

研究目的であった「中性子捕捉療法(BNCT)に用いることのできる理想的薬剤の開発研究」として、その可能性をもつ新規ホウ素化合物(ペプチド結合リン脂質類似体)の合成に成功した。本化合物は既存のホウ素化合物(BPA)と新規リン脂質類似体とをアミド結合により合成した新規化合物である。さらに本化合物と各種リン脂質を用いて新規薬剤であるホウ素リボソームを作製し、その機能評価として、マウス大腸がん細胞(CT26)に対するホウ素集積効果により検討した。結果、腫瘍細胞腫でのホウ素取り込み比較と腫瘍細胞内ホウ素濃度は、曝露ホウ素濃度25ppmに対して従来のホウ素化合物であるBSHのホウ素集積効果がほぼ見られない中、ホウ素リボソームは4,5μg^<10>B/1x10^6 cellsを示した。さらにホウ素リボソームにBSHを内封した製剤はさらに高いホウ素集積効果を示し、ホウ素リボソームがBSHを内封した状態でもホウ素集積を行うことができることを確認した。よって、BNCTにおける有用な薬剤の条件のひとつである十分な腫瘍ホウ素濃度に対して、現在用いられているBSHと比較してin vitroではあるものの高いホウ素集積効果を得ることに成功した。当初の本年度計画に組み込んだ正常細胞への影響および担癌マウスへの投与による体内分布などの実験を実施することは叶わなかったが、本結果によっても、BNCTにおいて有用な薬剤となる可能性を示すことができたと考える。新規ホウ素化合物の合成および同定に当初考えていたよりも多くの時間を費やしたため。本年度に開発に成功したホウ素リボソームを用いて、正常細胞への影響および担癌マウスへの投与による体内分布の実験を行う。さらに中性子照射における殺細胞効果および腫瘍抑制効果を確認する。
磁気特性を有する植物の磁束制御とその応用に関する研究

(1).磁性流体による植物の生育法は、水だけで発芽生育させた植物に、磁性流体を加える栽培方法が適した方法であることが明らかになった。(2).磁性流体の各化学成分の生育への影響として、磁性流体の分散剤であるオレイン酸がもっとも発芽・生育に悪影響を与えることが了解された。(3).磁性流体で生育した植物の磁性流体の分散状態をインダクタンス測定による磁気測定法により、茎の上部にインダクタンスが高い値を示すことが了解された。(4).化学分析結果により、単位質量当りの磁性流体蓄積量の測定では、花葉、めしべの順に磁性流体が吸収されていることも明確となった。(5).磁性流体を用いて茎ざしおよび根ざしで栽培したカイワレダイコンの生育の測定結果より、磁性流体吸収メカニズムを光学顕微鏡およびフェライトロリン法による化学分析結果より明確とした。(6).短期生育および長期生育した場合の発根について、磁性流体および磁性流体の各化学成分で栽培した試料について影響を明らかにした結果、オレイン酸による影響が最も大きいことが了解された。(7).外部磁界の印加による磁性流体で栽培したカイワレダイコンの生育状況を明らかにした結果、ほとんど外部磁界の影響がないことが了解された。本研究では、磁性流体で植物を生育させ、磁性流体が、根から吸収されるかどうか、最適な栽培方法、磁性流体が植物内にどのように分散されるか、および磁性流体の化学的成分が生育にどのような影響を与えているかについて、植物学および磁気応用工学の観点より検討を行った。以上のの結果、明らかになったことを次に述べることにする。(1)磁性流体が、カイワレ大根の根より吸収していることが、フェナントロリン法による化学分析の結果より明らかになった。(2)磁性流体の各化学成分の中でオレイン酸が植物の生育に一番大きな影響を与えることが了解された。(3)栽培方法としては磁性流体で直接発芽させるよりも、水で発芽、生育させた後に磁性流体を加える方法が適していることが明らかになった。(4)化学分析の結果、茎よりも葉に鉄含有量が多いことが明らかになった。すなわち、植物の末端に磁性流体が溜るのでないかと考えられる。(5)鉄砲百合を、磁性流体に茎ざしにして栽培した結果、磁性流体が百合中に吸収されることが明らかになった。また、百合の見掛け透磁率の測定結果より、磁性流体の磁性粒子が百合中に蓄積されていることが、確認された。更に、磁性流体により栽培した鉄砲百合を、定量分析の結果より、百合の茎の上部や、花、めしべに、比較的多くの鉄分が、蓄積されることが、明らかになった。(1).磁性流体を用いて、茎ざし、根ざしで栽培したカイワレダイコンの生育状況を明らかにした。この結果、磁性流体濃度が増すほどカイワレダイコンの葉および胚軸双方とも単位グラム当りの鉄分量が高い値を示すことがフェライトロリン法による化学分析結果より了解された。(2).磁性流体の吸収メカニズムを明らかにするため、茎ざしおよび根ざし双方で栽培したカイワレダイコンの胚軸における維管束の光学顕微鏡の観察結果より磁性流体が十分に吸収されていることが視覚的に明らかになった。(3).磁性流体および化学成分によるカイワレダイコンの栽培と、直流磁場の印加による生育への影響についての実験では、ほとんど影響がみられないことが了解された。(4).短期間生育の場合に発根に及ぼす影響として、トラデスカンチアを茎ざしし、発根の影響について、磁性流体および分散剤の各化学成分で生育した試料と、蒸留水で栽培した試料の発根の時期、発根数および根の長さを測定し、さらに各試料の根の部分の光学顕微鏡写真より、それぞれの栽培液による発根への影響を明らかにした。(5)長期間生育による発根への影響を明らかにするため、サンデリア-ナ、アカメヤナギを用いて実験した。その結果、オレイン酸および磁性流体で生育した試料は蒸留水およびDBSで栽培した試料と比較し、発根および生育ともに劣ることが了解された。
フラーライド半導体結晶による分子素子の界面制御

フラーレンC60は高い電子親和性を持ち、容易に電子を受け取ることによってフラーライドと呼ばれるアニオンとなる。本研究ではフラーライド系結晶を有機固体薄膜の界面制御に応用し、その新規分子素子としての機能解明を目的に、フラーライド分子結晶を構成要素とする自己組織化超薄膜を作製し、構造物性相関を調べた。さらにフラーレン誘導体をn型半導体とする有機薄膜太陽電池への応用を図り光電変換効率などの物性を評価した。本研究は、電子材料開発のキーとなる概念であるπ共役系物質による界面修飾、とりわけフラーライド半導体による分子素子の界面制御による、新たな電子デバイスの開発を目指している。これまでの研究で、不安定なラジカルであるフラーライド(fulleride)と総称されるC60フラーレンアニオンラジカルを嵩高い対カチオンを用いて安定な分子性の塩として取り出す手法を確立し、電解結晶成長法により、構造解析や物性測定に適した、いくつかの高品位のC60ーアニオンラジカル塩単結晶を得てきた。結晶構造と物性発現の観点から、分子性フラーライド単結晶の物性を探究するなかで、フラーライド単結晶に特異な低次元構造が存在することを、トリフェニル色素カチオンを用いて初めて見いだすことに成功した。フラーライド単結晶が示す、このような1次元カラム構造やジグザグ構造が、どのようなカチオンの時に実現するのか、普遍的な構造なのかを探索するため、電解結晶成長法により、フラーライド単結晶の育成を試みる。ナノ構造がフラーレンアニオンラジカル集合体の結晶相において形成されることは、その伝導挙動とならんできわめて興味深い。トリフェニルメタン系色素以外の色素系カチオンに関しても、このようなフラーライドナノウィスカー構造が一般的に見いだされるかに関して、フラーライド単結晶を育成し、結晶構造を明らかにする。また、予備的な測定結果から、このようなフラーライド単結晶は有機半導体的性質を有していることから、分子素子の界面制御に用いることができると考えられる。伝導挙動など物性測定に関しては、直流4端子法を用いた単結晶伝導度測定を行う。電極/有機界面の界面制御に関して、薄膜同定手段として必須の光導波路を用いたエバネッセントUV/VIS表面・界面分光測定装置による測定系を確立する。フラーレンがアニオン化されたフラーレンアニオン(フラーライド)は、超伝導性、強磁性などの様々な特異的物性を示すことが知られているが、本研究課題では、これらフラーライド物性を活かし、将来電子材料として展開するための基本的知見を蓄積するため、電子材料でとりわけ注目されている界面制御に関する観点から研究を進めてきた。フラーライドの示す興味深い物性発現には、フラーレンのフロンティア軌道と電子状態が大きく関わっており、主としてヤーン-テラー効果により生じるフラーレンケージの歪みであるが、フラーライド塩の構造解析には対カチオンとの相互作用によりディスオーダーを抑制することが非常に重要なアプローチとなる。平成25年度には、2価のフラーライドのケージ歪みとその電子状態に関する新たな知見を得るため、対カチオンとして、これまでの1価フラーライドを与えるトリアリールメタン系色素カチオンに対して、同様に三次元的な立体構造を取りながら、2価の有機カチオンであるルシゲニンを用いた。このカチオンとの相互作用はヤーン-テラー効果に加えてフラーレンケージにさらなる歪みを引き起こすため、対カチオンの影響を検討することができる。対カチオン誘導体合成、および新規分子性フラーライドジアニオン塩に関する電解結晶成長法によるフラーライド塩の合成のための詳細な条件検討に加え、伝導度測定装置を整備して伝導挙動も測定し、またESRに関しても検討を加えた。X線構造解析により、フラーレンケージがカチオンとの相互作用により強く歪んでいることが示唆された。最終年度の成果としてフラーライドジアニオンにおいて、ヤーン-テラーゆがみを実証し、分子性カチオンとの強い相互作用によりフラーレンケージ歪みが増大することを明らかにし、電子状態に関して新たな知見を見出したことは、非常に興味深い研究成果と言える。本研究は、申請者らがこれまで研究を積み重ねてきたフラーライド系分子結晶を有機固体薄膜の界面制御に応用し、その新規分子素子としての機能解明およびその性能を飛躍的に向上させるために要求される基本的条件を明らかにすることを目的としている。フラーライド分子結晶を構成要素とする強靱かつ稠密な自己組織化超薄膜を作製し、その分子素子としての性能を向上させる手法を確立することによって、界面での分子素子の果たす役割を解明しようとするものである。特に、電極/有機膜界面および有機/有機界面の果たす役割に焦点を絞り、高応答性を実現するための界面の化学的制御に関する方法論を確立する。最近申請者が発見した、トリフェニルメタン系色素カチオンで安定化されたフラーレンアニオンラジカル(フラーライド)単結晶が形成する特異な低次元ナノ構造を有するナノウィスカー構造体を構成要素とする新たな分子素子を構築し、界面制御における有用なナノ材料として用いることによって、その電子機能性を探索し、電子材料としての新たな応用の可能性を探索する。

フラーライド単結晶が有機半導体的挙動を示すことは、予備的な研究から明らかになっていたが、ビクトリアピュアブルー色素カチオンで安定化されたフラーライド単結晶の伝導度測定を直流4端子法を用いておこない、温度が低下するとともに伝導度が減少する半導体的な挙動を示す再現性を確認した。また、トリフェニルスルフォニウム(TPS)など新たなカチオンを用いて電解結晶成長法を試みた。さらにC60の誘導体の合成も行い、4種の新規フラーレン誘導体を得た。平成23年度に得られた結果を基にして、フラーライド分子性結晶育成を継続し、新たにルシゲニンやジフェニルナフチル系色素カチオンを有機カチオンとする安定なC60アニオンラジカル塩が得られ、結晶構造や伝導度物性を検討した。ルシゲニンを有機カチオンとする系では、ルシゲニンがジカチオン、C60がジアニオンとなる、これまで得られているC60モノアニオン系とは全く異なる非常に興味深い系が新たに見いだされた。また、有機薄膜太陽電池への応用を目指した新たなPCBM類縁体を合成し、変換効率の測定結果を得ることができた。さらに、非PCBM類縁体として、新規物質であるアルコキシフラーレンC60(OR)8、C60Br(OR)5 (R=Me, Et, Pr)の合成に成功し、2件の特許を申請をすることができた。森山廣思、内山幸也“フラーレン誘導体及びその製造方法、並びにその利用"特願2012-194209 (2012. 9. 4出願)、特願2013-46948 (2013. 3. 8出願)今後これらの結果を論文として公表する予定である。また、これらの新規フラーレン化合物に関してもフラーライド分子性結晶育成する。一方で、これらのフラーライド結晶を有機薄膜系へ導入し、その薄膜の伝導性を調べる計画は遅れていると言わざるを得ない。とくに、新たな機能性発現の探索として、当初計画していた、金ナノ粒子や量子ナノドットを介在させることによるフラーライド分子性結晶の物性に与える影響の検討には、現在まだ至っていない。界面近傍のモルホロジーは電子素子の高効率化にきわめて重要な役割を担うと考えられており、電極/有機界面の界面制御に関して、薄膜同定手段として必須の光導波路を用いたエバネッセントUV/VIS表面・界面分光測定装置による測定系を平成23年度に導入することができた。平成23、24年度に得られた結果を基にして、フラーライド分子性結晶育成を継続するとともに、このフラーライド結晶を有機薄膜系へ導入し、その薄膜の伝導性を調べる。また、平成24年度に新規物質として得られた非PCBM類縁体であるアルコキシフラーレンC60(OR)8、C60Br(OR)5 (R=Me, Et, Pr)に関しては、安定13C同位体C60を用いて13Cエンリッチした生成物を得、INADEQUATE法により、13C NMRから完全帰属を行い、化合物の同定を完了する。またさらに、新たな機能性発現の探索として、金ナノ粒子や量子ナノドットを介在させることによるフラーライド分子性結晶の物性に与える影響に着目し、これらのナノ粒子が構造や物性にどのような変化を及ぼすかどうか検討する。
ES細胞を用いたB-1細胞の発生分化の基礎研究

ES細胞(胎生幹細胞)からリンパ球への分化誘導させる実験系(Nakano et al.272, Science 1996)を用いてB-1細胞の発生分化の謎を解くことを目的に実験を行なった。C57BL/6マウス由来及び129マウス由来のES細胞を用いてB-1細胞への分化を試みたが,通常の条件では未熟なB細胞が出現するのみで,Mac-1陽性CD5陽性のB-1細胞の出現は観察できなかった、次にIL-5,IL-10をこのバイヨウ系に添加してCD5陽性B細胞の出現を期待したが,あまり変化はなかった。現在のところこのバイヨウ系を使ってB-1細胞を出現させ得る条件は残念ながら見出せていない。今后IL-5,IL-10以外のサイトカインや分子を用いてB-1細胞の出現が観察できる実験系を早急に樹立したい。ES細胞(耐性胎生幹細胞)からinvitroで血球系を分化誘導させる実験系は,共同研究者の大阪大学微生物研究所の仲野博士らが開発したものであり(Nakano et al.272,Science1996)、血球系の発生分化の研究において非常に有力と考えられる.現在、仲野博士の研究室に出向しこの実験系を樹立すべく準備をしている段階であり、発表できる実験デ一夕は残念ながらまだ得られていないが、今後、B-1細胞の分化にBtk(Bce11 tyrosine kinase),HSP(hematopoetic stem cell phosphatase)やIL-5、IL-10などのサイトカインがどのように作用しているかを検討する予定である.一方、B-1細胞の発生分化に関与する物質の候補として,レプチン(肥満物質)に注目して現在検討中である.レプチンは、主に脂肪細胞から分泌され間脳下垂体に存在する受容体を介して摂食中枢を調節すると考えられているが、近年胃にも存在することが報告され(Bado,A.etal.394,Naturel998)その生理的役割が注目されている.B-1細胞は、腸管にもおおく存在することや肥満加齢とともに増加することなどから,レプチンがB-1細胞の発生分化に関与する可能性についてレプチン欠損マウス(obマウス)、レプチン受容体欠損マウス(dbマウス),レプチントランスジェニックマウスを用いて検討中であるが、それぞれのマウスの腸管に存在するB-1細胞数については、現在のところ有意な差は認めていない.今後、ES細胞を用いた実験系においてin vitroにレプチンを添加してその効果を検討したい.ES細胞(胎生幹細胞)からリンパ球への分化誘導させる実験系(Nakano et al.272, Science 1996)を用いてB-1細胞の発生分化の謎を解くことを目的に実験を行なった。
高度に官能基化されたねじれ構造を持つ天然生理活性物質の合成と開発

ねじれやひずみの存在する特異な構造を持つ多環式生理活性天然物の全合成研究を行った。これまでに合成例のない数種の天然物の全合成を達成し、その他の化合物の特異な連続多環式骨格の構築に成功した。また、合成研究途上、チオラクトンを使ったハウザー環化やクロモンカルボキシアルデヒドと不飽和マロン酸エステルとのキサントン環構築法、還元型ポリプロピオネートの短工程構築法など、複数の新規骨格形成法を開発した。社会問題になっている疾病(がんや生活習慣病)に効果が期待される化合物のうち、未だに合成されていない複雑な構造を持つ化合物を対象として全合成研究を行った。酸化段階の異なる四環式化合物が連なった構造を持つ八環式化合物hibarimicin類の合成研究においては、これまで四環式化合物を合成した際に用いたチオラクトンの二量体を合成することによって、軸不斉と酸化段階を調整したチオラクトン擬二量体を合成し、この両方のチオラクトン部にアニオンを発生させ、糖由来のデカリン骨格を持つエノンとMichael-Dieckmnn型付加環化反応させることにより、一挙に八環式骨格へと導いた。さらに変換を進めて、保護基の付いたhibarimicinoneを合成した。中性脂肪鎖合成酵素阻害物質epi-cochlioquinone Aの合成研究においては、ニトロアルケンを用いる光学活性なシクロヘキセノンの構築法を開発するとともに、自己酸化還元触媒反応を発見してo-aminophenolからcatecholへの一工程変換を実現した。さらに糖誘導体からオキサデカリン化合物へと導く有効な経路を築いた。また、五環式化合物XR-774の合成研究においては、異なるテトラヒドロナフタレン環を連結した化合物のに対してNiを用いた5員環形成反応を行うことによって五環式骨格を構築し、ラセミ体の全合成を達成した。5-6-7-5員環が連なる四環式骨格をもつtetrapetalone Aについては、5-6員環部ともう一方の5員環部の構築法を確立した。五環式化合物xanthofulvinについては、左右のユニットを連結させて炭素数を整えた。また。球状骨格を持つherquline Aについては、生合成類似のチロシン二量化経路は困難であることがわかったので、官能基化された6員環同志をつなぎ合わせる経路をとることとした。本年度はこれまで合成研究を行ってきた以下の化合物に対し、それぞれ下記の成果を得た。ヒバリマイシンB:ヒバリマイシン類に共通なコア構造(アグリコン)であり、13個の不斉中心と軸不斉を併せ持つ8環式化合物であるヒバリマイシノンの初の全合成に成功した。チオラクトンがテトラサイクリン骨格構築に有効であることを示し、軸不斉を持つチオラクトン二量体から一挙に8環式骨格を構築し、一か所の酸化段階を両側の環にずらす戦略によって、3つの環の酸化段階が異なる擬似二量体構造を合成した。XR-774:ラセミ体の全合成を達成した。本合成経路にいては立体異性体の混合物を取り扱う段階で、いずれの立体異性体も合成に使えるものであることとそれらの反応性の違いを明確にし、現在各工程の最適化を行っている。テトラペタロンA;5-6-7-5員環の連なる4環式骨格を持つ化合物のうち、5-6員環部合成法を効率化するとともに、本化合物の特徴であるキノイド構造の構築法に成功した。また、5-6員環部構築の直前にもう一つのセグメントである5員環とカップリングできることを見いだした。キサントファルビン:5環式構造のうちで最も困難であった3環式構造の構築に成功した。この構築の際に、特異な付加反応を見いだしており、現在、反応機構について調査中である。この3環式構造については、グラムスケールでの合成は可能となっている。既にカップリングパートナーとなる2環式化合物のグラムスケール合成にも成功しており、全合成間近となった。テトラサイクリン擬二量体ヒバリマイシン類の合成研究においては、前年度コア構造のヒバリマイシノンの全合成に成功おり、本年度はそのルートの効率化とデオキシ糖の合成を行った。特に中間体であるベンゾチオラクトン二量体については、光学分割の後に不要となっていた軸異性体のヒドロキノン部をキノンに酸化することで、70°Cにて軸異性化を起こして望みの異性体とすることに成功した。また、デオキシ糖を合成し、シクロヘキサノールに対する反応性を調べた。八環式骨格のうち、デオキシ糖を導入する位置の水酸基のみがフリーとなった中間体が合成可能であることが分かっているため、糖の導入の段階に至っている。6-6-5-6-6員環の五環式化合物XR-774の合成は一通りラセミ体での全合成は終えており、報文化に向けて各工程の収率の向上を行っている。

本年度は、五環式構造の構築の鍵反応となる、分子内売る万型カップリングにおける中央5員環の構築の際に問題となっていた立体異性体による環化反応の良し悪しについて、それぞれの基質の立体異性体を解明し、環化しやすさとの関係を明らかにした。光学分割を行った後に報文とする予定である。5-7-6-5員環を有する四環式化合物tetrapetalone Aの全合成研究においては、四環式骨格の合成に成功した。キノール環の構築にも成功しており、初の全合成の達成には二重結合の異性化とデオキシ糖の導入および脱保護を行えばよい段階にある。キサントン骨格とフラボン骨格がつながったxanthofulvineの合成研究においては、両セグメントの接続とxanthofulvineの骨格構築に成功し。残すところは脱保護のみである。現在、部分構造の脱保護には成功しておりxanthofulvine保護体の脱保護を残すのみである。長年の課題であったヒバリマイシノンの全合成に成功し、絶対構造の確証を得た。XR774はラセミ体の合成に成功しており、光学分割をするだけとなっている。テトラペタロンAについても、キノイド構造の構築に成功しており、キサントファルビンも、最も困難であった3環式構造の構築に成功して全合成間近である。24年度が最終年度であるため、記入しない。ヒバリマイシンBはヒバリマイシノンもしくはその前駆体に糖鎖を導入して全合成を行う。ヒバリマイシンBはpH3-5で安定であることがわかっているので、この範囲内で除去できる保護基を使って全合成を行う。XR774は合成終盤のラセミ中間体を光学分割することによって光学活性体の全合成を行う。XR774は塩基には不安定であるが、酸には安定であるので、合成終盤は光学分割も含めて酸性条件の反応を駆使する。テトラペタロンAは収束的な4環式骨格の構築法を検討しており、これが難しい場合は、環を一つずつ構築してゆく。キサントファルビンは、両セグメントを1か所でつないだ後に脱保護するだけであり、脱保護の条件も検討済みであることから、最適化を行いながら全合成を達成する。
提示情報制御による不器用さ改善の可能性

モノヅクリの際に,ヒトが得る感覚情報(例えば,思い通りの直線が描けているか)を制御することで,器用さ(パフォーマンス)にどのような影響が生じるのかを観察することで,不器用さ改善を試みた.具体的には,基本動作となる直線描画を題材にとり,様々な点線を提示することで,被験者のパフォーマンスがどのように変化するのかを観察した.結果から,スキルレベルに応じて器用さを向上させる提示情報が異なることが分かった.この結果に基づくヒトの器用さ制御は今後の課題である(現在試行中である).ヴァーチャルリアリティ技術を用いて,視覚,音,力などの提示することで,人が制作などを行う際のパフォーマンス(器用さ)を制御し,最終的には望みのパフォーマンスを獲得できることを目指す.具体題材として,道具を用いた作業として最も基本となる作業の一つである描画をとりあげた.人間は,運動学的には回転関節とリンクから構成されるため,曲線よりも直線の方が苦手である.実際,絵の教科書などで最初に行う練習が直線描画である.このことから,直線描画を題材とした.ペンタブレッド,PC,ディスプレイを活用することで,1)ディスプレイ上に視覚(サポート)情報を提示する,2)ペンタブレッドにて描かれた線をディスプレイ上に表示する,システムを構築した.幼児に字を学ばせる際,点線が使用されることを考慮し,目標情報として点線を用いた.点の図形を丸,四角,三角の三種類,またそれぞれに点の間隔を変えた2種類の画像を用いることで,図形と点の間隔の差異がパフォーマンスに与える影響を調べた.パフォーマンスの評価として,目標となる直線からのずれ量を評価基準の値とした.この値が大きいほど,“不器用"と考えることが出来る.全データの平均評価値を器用さレベルととらえ,レベル毎に区分すると,各グループにおいて評価値が高くなる提示情報が異なることが分かった.そこで,この情報をもとに,ヒトの器用さの制御を試みた.全データの平均評価値と相関が高い提示情報を提示して,器用さレベルを推測し,それに基づいて適切な提示情報を表示することで,,パフォーマンス(器用さ)を制御することを試みた.5割のヒトにおいて器用さの向上が見られた.提示情報の変化に驚くなど,別要因が重なったことが全員において器用さの向上が見られなかった原因と考える.今後は,再度実験条件を最適化し,再度器用さ制御が可能かどうかの検証に取り組む.モノヅクリの際に,ヒトが得る感覚情報(例えば,思い通りの直線が描けているか)を制御することで,器用さ(パフォーマンス)にどのような影響が生じるのかを観察することで,不器用さ改善を試みた.具体的には,基本動作となる直線描画を題材にとり,様々な点線を提示することで,被験者のパフォーマンスがどのように変化するのかを観察した.結果から,スキルレベルに応じて器用さを向上させる提示情報が異なることが分かった.この結果に基づくヒトの器用さ制御は今後の課題である(現在試行中である).ヴァーチャルリアリティ技術を用いて,視覚,音,力などの提示することで,人が制作などを行う際のパフォーマンス(器用さ)を制御し,最終的には望みのパフォーマンスを獲得できることを目指す.一年目は,目標情報提示システムの確立と,目標情報提示システムを用いてヒトのパフォーマンスを制御できる可能性について調査した.具体題材として,道具を用いた作業として最も基本となる作業の一つである描画をとりあげた.人間は,運動学的には回転関節とリンクから構成されるため,曲線よりも直線の方が苦手である.実際,絵の教科書などで最初に行う練習が直線描画である.このことから,直線描画を題材とした.ペンタブレッド,PC,ディスプレイを活用することで,1)ディスプレイ上に視覚(サポート)情報を提示する,2)ペンタブレッドにて描かれた線をディスプレイ上に表示する,システムを構築した.幼児に字を学ばせる際,点線が使用されることを考慮し,目標情報として点線を用いた.点の図形を丸,四角,三角の三種類,またそれぞれに点の間隔を変えた2種類の画像を用いることで,図形と点の間隔の差異がパフォーマンスに与える影響を調べた.パフォーマンスの評価として,目標となる直線からのずれ量を評価基準の値とした.この値が大きいほど,“不器用"と考えることが出来る.全データの平均評価値に応じて“器用",“普通",“不器用"と区分すると,各グループにおいて評価値が高くなる提示情報が異なることが分かった.また,全データの平均評価値と相関が高い提示情報を提示して,器用さ(“器用",“普通",“不器用"のどれか)を推測し,それに基づいて提示情報を上述の考察に基づいて提示情報を変化させることで,パフォーマンス(器用さ)を制御できる可能性があることが分かった.当初の計画では,一年目は提示情報を提示するためのシステム作りを行い,それを用いた器用さの評価や制御の可能性を探る調査は二年目に行う予定であった.実際には,視覚情報のみ提示するシステムを構築し,それに基づいて提示情報が器用さに与える影響について調査し,その結果,器用さを制御できる可能性があることを示すことができた.調査に関しては一部前倒しで行っていると言え,この点は当初計画以上に進んでいると言える.一方で視覚以外の聴覚や触覚に対する提示システムの構築はまだ完成しておらず,この点は当初計画より遅れていると言える.総合すれば,概ね順調に進展していると言える.

視覚以外の聴覚や触覚に対する提示システムの構築はまだ完成しておらず,これらのシステム構築をまず,推進する.一方で,提示情報が器用さに与える影響の調査に関しても,単純な一種類の提示情報による影響を調べる基礎実験と,複数の提示情報を組み合わせて提示することで総合的な影響を調べる実験を並行して行うことで,より器用さ制御の可能性に踏み込む.視覚以外の聴覚や触覚に対する提示システムの構築はまだ完成しておらず,これらのシステム構築を行うため,これらの研究費を使用する予定である.また,当初予定していた学会発表など,研究成果の公表に関しても行っていく予定である.
動脈圧波形の解析による麻酔・精神鎮静法深度の評価方法に関する基礎および臨床的研究

Finapresにより麻酔中の動脈圧波形を記録し、その波形の解析を行った。心電図波形とFinapresの動脈圧波形を同時記録し、心電図R波から動脈圧波形の立ち上がり部分までの時間を計測し、脈波伝播時間とした。脈波伝播時間について以下の傾向がみられた。1.血圧の上昇ともに脈波伝播時間は短縮する傾向がみられた。2.心拍数の増加とともに脈波伝播時間は短縮する傾向がみられた。しかし、血圧の上昇や心拍数の増加にともなう単純な相関関係にはなく、症例により脈波伝播時間の増減の程度は異なっている。連続的血圧測定により手術中のストレスの程度をある程度をある程度察知することができるが、脈波伝播速度は血圧・心拍数とは単純な相関関係にはなかった。本研究はストレスから生じる生体の変化を検出し、生体に対するストレスの程度を知ることが目的である。現在のところ手術中のストレスの程度を知る示標が存在せず、間接的に血圧・心拍数の変化をもとにストレスの状態を知ろうとした。しかし、この方法では脈波伝播時間が減少する血圧・心拍数が上昇しているものの、ストレスに対し反応が出るまでの時間差、あるいはそれぞれの反応の大きさが異なることから細かい部分では変化が一致しない。このことから手術中のストレスに対する反応は、血圧・心拍数および脈波伝播時間について同一ではなく異なった反応を示すものと考えられる。
異方性シンチレータによる極低温熱量計型暗黒物質方向感度検出器の開発

今年度は、極低温熱量計型検出器で試験することを念頭に既存のホルダーの収まるサイズの1cm角のウクライナ製ZnWo4の結晶についての評価をすすめた。まず、東北大において、発光量、透過率、発光波長などの光学的評価を行った。結晶のカットの向きと結晶軸の関係を確認するとともに、ZnWO4が複屈折を示すことと、光学軸と結晶軸の関係を理解するに至った。異方性の由来に結び付く事実と思われ、引き続き、複屈折を示す単斜晶系結晶の探索を進めていく。そして241Amからの5.5MeVのα線を照射して、異方性を評価したところ最大で8%程度の差があることを確認した。この結晶について、韓国KAISTにある二重ベータ崩壊探索実験AMoREの材料スクリーニング用核断熱消磁冷凍機を使用して、Metallic magnetic calorimeter(MMC)を用いた読み出しを行った。具体的には、ZnWO4結晶の光学面でない1面に直接蒸着した金フィルムにMMCを取り付けphononセンサーとして動作させ、また結晶から離したGe基板を光吸収体として用い、そこへMMCを取り付けphotonセンサーとして動作させた。ZnWO4の光学軸と平行な2面に210Poからの5.3MeVα線と148Gdからの3.2MeVのα線を照射してその応答を測定したのち、二つの面を入れ替えて再度測定を行った。2回の測定発光量の非線形性から、14%程度の発光量の異方性を確認した。40mKの低温で発光量が増えると同時に、異方性も増大していることは、本研究を進める上で非常に有利になるであろう。一方、低バックグラウンド化を見据え、Czochralski法により、半インチサイズのZnWO4結晶の育成を行った。炉内の温度勾配、育成雰囲気、ロッドの回転速度、引き上げ速度等の結晶育成条件の検討を行った。本年度は特にZn2+サイトをMg2+に置換した(Zn1-xMgx)WO4結晶の育成に取り組み、これに成功した。今年度は、軸出しした結晶に対し、極低温に冷却して、極低温熱量計型検出器として動作させることを目標としていた。しかし、結晶への金蒸着やワイヤーボンディングが思いのほかスムーズに進展し、結晶2面へのα線照射が実現し、異方性の確認まで進めることができた。今後は、新たに製作した、結晶軸とカット面が一致しているロシア・二コラエフ研究所製の結晶を用いた評価を行っていく。まずは中性子を用いた結晶バルクでの原子核反跳を測定して発光量の異方性を確認する。より低エネルギー領域の原子核反跳測定については、2.5MeVの単色中性子発生装置であるDD generatorが韓国KAISTで使用できる見込みであり、低温における測定と合わせて計画している。

より低エネルギー領域の原子核反跳測定については、2.5MeVの単色中性子発生装置であるDD generatorが韓国KAISTで使用できる見込みであり、低温における測定と合わせて計画している。