hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シンギュラリティと責任の論理

さらにトロッコ問題が代表的な例と挙げられる道徳的ジレンマの議論は二つの選択肢に限るという点で問題設定そのものに問題があり、選択肢および損害・利得についてさらに精緻な設定を行うべきだという結論に達した.教育現場における人工知能及び情報システムの利用に関しては、研究・開発の方向性と現場のニーズのずれについてケーススタディを行った.成果発表については、2018年9月のETHICOMP2018での講演(採択済)を予定している.課題期間中に当初想定の人工知能が人類を滅ぼすというシンギュラリティ論の指摘するフェーズは過ぎたと判断し、電子的法人格、人間性、責任など哲学的概念の変容に注目して分析を進めており、欧州において実務提案が行われたことから方向性は正当化された。論理的記述については今後も進展させたい。学術・実務・教育というそれぞれの現場における人工知能の利用について調査した。人工知能の学術利用の可能性と研究者の労働代替のリスクについて議論を行った.教育現場における人工知能利用に関して現場のニーズについてケーススタディを行ったが、道徳的ジレンマの詳細分析は今後の課題である。AI内の推論体系のレベルでの制限は可能か?また行為規範の改定の制限はAI内部で可能か?という一群の問に関する考察に資する論理体系の構築を中心課題として取り組む。同時に、人格・自由意思・責任・プライバシーを巡って、技術的進歩が引き起こす哲学的概念の変容可能性に関して、可能な変容の分類とそれを引き起こす条件についての検討を行うとともに、望ましくないタイプの変化を予防するための可能な措置について考察を行う。このとき、哲学系以外の研究者・技術者・実務家とも意見交換を進め、実際の社会への影響について情報交換を進める。2年目の成果発表として、応用哲学会ワークショップ、電気情報通信学会技術と社会・倫理研究会、4S(国際学会)に投稿済のほか、人工知能学会で招待講演を行う予定である。さらに3年目の成果発表として、Ethicomp 2017(2017年5月)でのワークショップ企画に応募中である。人工知能による犯罪予測システムがすでに導入されている現実に加えて、犯罪性が予測される時点での逮捕が法制化されようとしており、人工知能を含む社会システムに道徳的判断、とりわけ価値観の変更・過誤による冤罪への説明責任を実装する方法論を探究する.この際に重要なのが、人間が人工知能と共存するための人間対象の教育カリキュラムと人工知能の推論機構及び訓練データの設計である.この点について、最終年度には(1)道徳的ジレンマのデータベース化に向けた予備調査、(2)所属コミュニティによる道徳的ジレンマの「難易度」の予備調査(サルトルの実存や出生前検査のジレンマについて、日本の通常の高校生や大学生に考察させても身近な問題として認識できないが、社会的責任を担う大人であればより自分に引き付けて考えることができる等)、(3)多層価値観論理モデルにもとづく推論体系の開発と分析(4)情報教育の現場における道徳的ジレンマの取り扱いに関する問題の分析を行う.哲学DEONに投稿を見送ったため。4S2016参加予定。6月4-10日のイタリア出張での支出を予定している.
量子カオスの着想による演算量最小実対称固有値問題解法アルゴリズムの確立

本研究は最新の実対称固有値問題数値解法アルゴリズムの一つである分割統治法の拡張を行い、従来2であった分割数を3以上に拡張可能なアルゴリズムを構築して演算量の大幅な削減を図るとともに、精度・性能両面で満足のいく実装を行い、さらに、特異値分解等の数値線形代数の他分野への応用を図るものである。アルゴリズム構築については、平成17年度中に提案した再直交花法を発展させ、2倍精度演算の範囲で固有ベクトルの直交性を高速に保障するアルゴリズムを確立し、従来の2分割分割統治法に基づくLAPACK中の実対称固有値問題解法ルーチンを上回る性能、同等の精度を実現した.この成果は日本応用数理学会論文誌に発表した.また、提案アルゴリズムの特異値分解への応用、共有メモリ型並列計算機への実装を行い、前者については従来の2分割分割統治法に基づくLAPACK中の特異値分解ルーチンと同等の性能・精度を実現した。後著についてはSGI Onyx 3400上でプレリミナリな実装を行い、コンパイラの自動並列化は有効ではなく、OpenMPを用いたアルゴリズムレベルでの並列化が高速化に必須であることを明ちかにした。本研究テーマに関する残された最重要課題は、行列の性質と減次の発生率の相関の解明、再直交化法を改良した代数演算をベースにした固有ベクトルの直交性保証法の開発の2点であることも明らかになった。現在、実対称固有値問題の数値解法の中で、分割統治法は演算量最小の解法である。従来の分割統治法では、ハウスホルダー法による前処理により構成した実対称3重対角行列Tを2分割し、Tを大きさのほぼ等しい2つの実対称3重対角行列の直和と階数1の摂動の和で表すことをアルゴリズムの基本にしている。本研究ではこれを拡張し、一般にTをk分割し、Tを大きさのほぼ等しいk個の実対称3重対角行列の直和と階数k-1の摂動の和で表し、これを元に従来より演算量の少ない分割統治法のアルゴリズムの構築を目的としている。平成16年度の得られた主な成果・結論・実績は以下のとおりである。(1)k分割分割統治法のアルゴリズムを構築し、その結果、従来の2分割の場合に比べ、演算量を約3k/(2(k^2-1))に減らせることを示した。(2)固有値の計算に関しては、k分割の際においても、摂動項の順序を適当に並べ直すことにより、本質的に2分割時と同等のアルゴリズムを構成することができ、分割数を増やすことにより演算量が増加することはないことを示した。(3)分割統治法で問題になる固有ベクトルの直交性の確保は、4倍精度演算を適当な箇所に導入することで行った。(4)提案アルゴリズムに基づくプログラムを作成し、前3項の妥当性を数値的に検証した。(5)実装したプログラムの演算量を定量的に評価した。この評価により、問題サイズに応じた最適分割数の決定が可能になった。(6)以上の成果をまとめた論文を日本応用数理学会論文誌に投稿した。現在査読中である。本研究では、realatively robust representation algorithmとともに最新の実対称固有値問題数値解法として著名である分割統治法の拡張を行い、従来2であった分割数を3以上に拡張可能なアルゴリズムを構築し、演算量の大幅な削減を図ることを目的としている。昨年度(平成16年度)はk分割統治法の初期版アルゴリズムを作成し、固有ベクトルの直交性を保証するために部分的に拡張精度演算を必要とするものの、従来の2分割に比べ演算量を約3k/(2(k*k-1))に削減することに成功した。今年度はまず、昨年度末に日本応用数理学会論文誌に投稿した上記成果をまとめた論文の改訂を行い、同誌に論文を掲載した。更に、実質的な進展として、2倍精度演算の範囲で、しかも、演算量の実質的な増加を抑え(行列サイズをnとしたとき、主要項であるn*n*nのオーダーの演算量を増加させることなく)、固有ベクトルの直交性を保証できるアルゴリズムを作成することに成功した。現在、分割統治法が苦手とされる悪条件問題を含め、種々の問題で改良アルゴリズムの有効性(特に精度保証の状況)を検証中であり、同時に、改良アルゴリズムの演算量の定量的評価、それに基づき、行列サイズに応じて最適分割数を決定する手順の検討を行っている。また、これらの成果を論文にまとめる作業も平行して行っており、今年度末また次年度当初に日本応用数理学会論文誌に投稿する予定である。

後著についてはSGI Onyx 3400上でプレリミナリな実装を行い、コンパイラの自動並列化は有効ではなく、OpenMPを用いたアルゴリズムレベルでの並列化が高速化に必須であることを明ちかにした。本研究テーマに関する残された最重要課題は、行列の性質と減次の発生率の相関の解明、再直交化法を改良した代数演算をベースにした固有ベクトルの直交性保証法の開発の2点であることも明らかになった。
準安定組織の溶解による相変態を利用した機能組織制御

過冷融液(融点以下で液体)形成を伴う準安定組織から平衡組織への相変態の現象を利用して機能組織制御手法を開発する目的で、準安定組織が溶解して平衡組織が形成する機構解明のための基礎研究として、準安定組織の種類が過冷融液形成に与える影響の検討および変態によって生じる歪エネルギーを考慮した熱力学的観点による考察を行った。また、光学特性を有する蛍光体への利用を目指した応用研究を行った。過冷融液形成を伴う準安定組織から平衡組織への相変態は、Al_2O_3・Y_2O_3系でのみしか観察されておらず、準安定組織の形成条件や過冷融液形成の条件など不明な点が多い。この現象の普遍的な理解や他の材料への応用のためには、原子種を変化させた系統的な研究が必要である。そこでコランダム構造(α-Al_2O_3)、ガーネット構造、ペロブスカイト構造を有したAl_2O_3-Dy_2O_3、Ho_2O_3、Er_2O_3共晶系について、準安定共晶の選択が起こるのかを調べた。また、準安定共晶の再溶解によって過冷融液が形成され、同時に平衡共晶で凝固するかどうかを調べた。Al_2O_3-M_2O_3系(M=Dy,Ho,Er)のいずれの系において融液を2050°Cから急冷凝固させることにより準安定共晶が選択できた。さらに準安定共晶が準安定共晶温度以上で溶解し、過冷融液が形成され、同時に平衡共晶で凝固した。溶解凝固界面の移動速度は10^<-4>10^<-3>ms^<-1>のオーダーであり、準安定共晶温度における平衡共晶温度に対する過冷度とは無関係であった。準安定共晶から平衡共晶への変態時にはいずれの系でも10%程度の体積膨張が起きる。従って、準安定共晶温度において準安定共晶組織が溶解するのは、体積膨張によって発生する弾性歪エネルギーにより、固相内での平衡共晶の成長を抑制するメカニズムもしくは、準安定共晶温度まで固相変態が起こらない可能性があることが示唆された。本プロセスを利用して機能性を付与したセラミックス材料の開発を目指して、蛍光特性を有するAl_2O_3-YAG(Ceドープ)共晶の作製を試みた。Al_2O_3-YAG平衡共晶はCe添加の場合、組織の色が黄色に変化し、組成分析により、CeはYAG相に置換されている可能性が高いことが明らかとなった。Ce添加のAl_2O_3-YAP準安定共晶とAl_2O_3-YAG平衡共晶からそれぞれ波長480nm付近で吸光度スペクトルのピークが検出され、本プロセスを利用した蛍光特性の付与の可能性を示すことが出来た。過冷融液形成を伴う準安定組織から平衡組織への相変態を利用したプロセスの学術的理解の構築を行うために準安定組織から平衡組織への相変態過程の時間分解でのその場観察を試みた。硬X線単色光が得られる放射光施設SPring-8において、スポット集光型赤外線ゴールドイメージ炉およびハイスピードカメラを使用して1700°C付近で起こる準安定共晶組織からの変態過程をその場観察できる装置を開発した。試料の厚さ200μm、炉の加熱速度5.4K/s、X線エネルギー22KeV、ピクセルサイズ5.2μm、フレーム速度125fpsにおいて実験を行った。準安定組織から平衡組織への相変態する際に約10%の体積膨張が起きるため、結晶がひずむことによりブラッグの反射条件を満たす回折面が移動する。X線透過像において黒い領域(ブラッグ反射を満たしてX線が回折された領域)が移動する現象が観察でき、相変態が観察可能であることが示唆された。過冷融液形成を伴う準安定組織から平衡組織への相変態を利用して機能組織制御手法の開発を行う目的で初晶のなり均一な準安定組織が得られる組成範囲を調べた。準安定共晶組成23.5mol%Y_2O_3よりAl_2O_3リッチ側の18.5mol%,19.5mol%およびY_2O_3リッチ側の24.5mol%,25.5mol%,26.5mol%において冷却速度を変化させて実験を行った。Al_2O_3リッチ側では19.5mol%,Y_2O_3側では25.5mol%の組成において初晶のない準安定共晶組織が得られた。これらの試料を加熱したところ、準安定組織が再溶解し、平衡組織が得られることが明らかとなった。冷却速度を400K/sと大きくした場合、準安定組織が形成することなく、ガラス化することが明らかとなった。
周術期使用薬剤が細胞の酸素代謝に及ぼす影響の細胞生物学・分子生物学的解析

転写因子低酸素誘導性因子1を介した遺伝子発現、糖代謝におけるエネルギー需給バランス、細胞の酸素代謝の三者の相互関係に対して麻酔薬を含む周術期使用薬剤が及ぼす影響を培養細胞、臓器を用いて検討した。結果として高グルコース暴露は,膵ベータ細胞においてインスリン分泌を促し,細胞内酸素消費量の増大,細胞内低酸素を誘導してHIF-1の活性化をもたらす。この反応を揮発性吸入麻酔薬,デクスメデトミジンが臨床使用濃度で有意な抑制することを見いだした。周術期における患者管理の要諦は、麻酔技術を駆使して手術侵襲を受ける生体のホメオスターシス、とくに細胞レベルにおける酸素需給バランス、すなわちエネルギー需給バランスを保つことにある。この観点に立ち、低酸素誘導性転写因子1 (Hypoxia-Inducible Factor 1, HIF-1)を介した遺伝子発現、糖代謝におけるエネルギー需給バランス、細胞の酸素代謝の三者の相互関係について培養細胞、臓器を用いて周術期使用薬剤の影響を検討し、よりよい周術期管理法の開発のための基礎的なデータを得ることが本課題の目的である。研究計画に則り研究を行い今年度は以下の研究成果を得た。#1細胞酸素消費量のアッセイ系の確立クラーク電極を用いた実験装置を用いて樹立細胞株,マウス肝臓由来初代培養系において酸素消費量をアッセイする実験系を確立した。この実験系を用いて,数種類の静脈麻酔薬,局所麻酔薬が細胞の酸素消費量に直接与える影響を検討した。#2レポーター細胞の樹立HRE(転写因子HIF-1の結合部位)を用いて作成したレポータープラスミドを安定的に組み込んだ樹立培養細胞を確立した。#3ミトコンドリア電子伝達系に着目したHIF-1活性の検討細胞に供給された酸素の細胞内濃度は細胞での酸素消費つまりミトコンドリアの電子伝達系での酸素利用の程度によって決定されるはずである。このため様々なミトコンドリアの電子伝達系の阻害剤(Rotenone, antimycin,シアン化合物など)を用いHIF-1の活性化を検討した。この観点に立ち、低酸素誘導性転写因子1(Hypoxia-Inducible Factor 1, HIF-1)を介した遺伝子発現、糖代謝におけるエネルギー需給バランス、細胞の酸素代謝の三者の相互関係について培養細胞、臓器を用いて周術期使用薬剤の影響を検討し、よりよい周術期管理法の開発のための基礎的なデータを得ることが本課題の目的である。初年度確立した細胞の酸素消費量測定系,低酸素誘導性因子1活性化をレポータープラスミドを安定的に組み込んだ樹立培養細胞を用いて今年度は以下の研究結果を得た。マウス膵ベータ細胞由来の樹立細胞株MIN6は,細胞外液のグルコース濃度の上昇に反応してインスリンを細胞外へ分泌する性質を持つ。高グルコース暴露は,インスリン分泌を促し,細胞内酸素消費量の増大,細胞内低酸素を誘導してHIF-1の活性化をもたらす。この反応を揮発性吸入麻酔薬イソフルレンとセボフルレンは用量依存的に抑制すること,さらにミダゾラム,プロポフォールにはこの抑制作用は見られないがデクスメデトミジンには臨床使用濃度で有意な抑制作用が観察されることを見いだした。またフェンタニル,塩酸モルヒネ,レミフェンタニルがオピオイド受容体依存的にHIF-1の活性化を20%酸素環境下でももたらす事を見いだして成果を公刊した。
精神遅滞児のための性教育プログラムの作成に関する実証的研究

本教育学部附属養護学校性教育研究グル-プの協力を得て、高等部の精神遅滞生徒を対象に、次のような実践的研究を実施した。すなわち、1,生徒の性に関する身体的成熟と意識の調査、および保護者への子どもの性に関する知識・意識の調査を行なった。2,性教育の年間カリキュラムの作成、および一部の単元の授業案を作成し授業の実施と分析評価を行なった。その結果、1,対象生徒の性に関する身体的成熟と意識は、おおむね健常児と大差のない面が見出だされた。しかし、親の意識には、発達に遅れをもつ障害児を抱えた親ならではの問題点のいくつかが捉えられ、対象児への性教育プログラムの実践には、親への啓蒙や親との連携、あるいは親ぐるみの指導が不可欠であることが示唆された。2,授業実践の分析を通しての精神遅滞児の実態や特性から、特に教材・教具の作成と使用に関して次の点が指摘された。(1)対象児の興味・関心をひくものであること、(2)単純明快であり、かつ応用のきくものであること、(3)五感に訴えるものであること、(4)目に見えない体の部分をイメ-ジ化できるものであること、(5)実際に利用しているものと違和感のないものであること、がそれである。今後の課題としては、さらに指導計画を強化推進し、授業回数を増やして計量的な分析に耐え得るような資料を集積することが求められよう。すでに検討を終えた準備的な研究(主として「教育目標」に関する研究)の成果をもとに、精神遅滞児のための性教育プログラムの開発と実践を行ない、その妥当性を検討するために、次の作業課題を遂行した。1.性教育指導案の作成先に立案した性教育指導計画の中項目のうち、「生命誕生」を採り上げ、養護学校高等部生徒を対象にした指導案を作成した。2.研究授業の実施と収録上記の指導計画案に基づいて、附属養護学校性教育研究グル-プの協力を得て、分析用の資料を採取するために、同校教諭によって高等部生徒を対象に研究授業を実施し、その内容をビデオテ-プに収録保存した。3.評定尺度の作成授業内容を評定、分析するために、(1)評定尺度、および(2)分析カテゴリ-を作成した。すなわち、(1)評定尺度としてSD法を用い、20項目の形容詞対からなる尺度を作成した。(2)分析カテゴリ-として、フランダ-スの分析法を参考に、分析カテゴリ-を作成した。4.評定、分析の実施3のように作成した方法を用い、2で得た資料を評定、分析するべく準備中である。2.授業実践の分析を通しての精神遅滞児の実態や特性から、特に教材・教具の作成と使用に関して次の点が指摘された。
中国の「単位社会」とサービス部門

「単位社会」の枠を越えてサービス経済化が進行している。特に注目したのは地方財政収入である。行政の各段階、たとえば北京市・各区(海淀区など)・街道と郷の財政収入の、ところによっては50%以上がすでに第三次産業部門からの税収である。地方でも都市化の進んだ地域が小売り商業とサービス業からの収入を急激に増大させている実態が明らかになった。とりわけ最近の2年から3年の間の増加が急である。ある市の場合、商業サービス業からの税収は全税収の20%以下の水準から30%以上を占めるまでに急激な上昇をみせた。地方政府の財政源として大きな比重をもち、中央の「単位」が作る独立採算の第三次産業企業に対しても地方税務所の発言権が強化されているようである。これまでの企業や機関、団体の「単位」に内部化されていたサービス部門を対外開放してきたがこれらのサービス部門は相対的に比重を低下させ、下部の行政サイドの管理下にサービス業が拡大をつづけている。個人経営や私営企業の発展の影響もあるが、「単位」の投資ではじめようとする工業企業は上級の行政的指導や規定に縛られて容易に許可がおりないのに対し、サービス部門の開業は容易だからでもある。1993年に第三次産業の実態調査が全国で行われた。統計も整備が進み、92年93年にはテスト的にこれまで公けに集計されてこなかった第三次産業の第四層:すなわち公務・団体・軍隊なども含めたGDPの統計が行われている。1995年統計からは公表されるはずであるが、技術的問題は残るようである。サービス領域の制度的整備もこのように急速に進展している。
不斉相間移動触媒反応を基軸とした有用軸不斉および面不斉化合物の集積合成

BINOLやBINAPに代表される軸不斉ビアリール化合物は、近代の有機化学において欠かす事の出来ない重要な化合物である。これら軸不斉化合物を光学活性体として得るためには、通常、等量以上のキラル源を用いた分割法が利用されてきたが、より効率的に光学活性体を得る手法として、近年、その触媒的不斉合成法の開発が注目を集めている。我々は、軸不斉ビアリール化合物の中でも、その重要性が広く認識されている含窒素化合物に着目し、キラル相間移動触媒を用いた新たなアプローチにより、含窒素軸不斉化合物の触媒的不斉合成法の開発に取り組んだ。まず、代表的な含窒素軸不斉ビアリール化合物であるNOBIN誘導体に着目し、キラル相間移動触媒を用いたN-アリル化反応を利用した速度論的光学分割を検討した。その結果、本触媒反応系を利用する事で効率的な光学分割が可能である事を明らかにした。今回開発した速度論的光学分割は、NOBINのみならず、様々な構造を有するビアリール化合物の不斉合成へと適用可能である事を明らかにした。例えば、ビナフチル骨格だけでなくフェニルーナフチル、あるいはビフェニルタイプのビアリール化合物の不斉合成にも有効で、いずれの場合も高選択的に生成物を得る事が出来た。また、得られた光学活性ビアリール化合物は、保護基の脱保護を行う事で、容易に目的化合物であるNOBINへと誘導可能である事を示した。また、ここで開発した速度論的光学分割法の知見を活かし、ビアリール化合物の非対称化を利用した、光学活性含窒素軸不斉ビアリール化合物の触媒的不斉合成にも挑戦した。その結果、本法は非対称化反応にも非常に有効であり、目的のビアリール化合物を高エナンチオ選択的に獲得する事が出来た。25年度が最終年度であるため、記入しない。オルト位にヨウ素置換基を有する軸不斉アニリド化合物は、有用な有機化合物群を合成するためのキラルビルディングブロックとなるため、非常に重要な合成ターゲットである。しかし、その触媒的不斉合成は未だ達成されておらず、効率的な触媒的不斉合成法の開発が強く望まれていた。今回本研究では、デザイン型キラル相間移動触媒を用いた不斉アルキル化反応を利用し、本軸不斉化合物の高エナンチオ選択的不斉合成法の開発に取り組んだ。その結果、本反応に有効な相間移動触媒反応系の構築に成功し、本法を利用する事で、様々な置換基を有する軸不斉アニリド化合物群を、高いエナンチ選択性で効率的に合成する強力な手法を確立する事ができた。本手法を利用することで、オルト位にヨウ素置換基を有する軸不斉アニリド化合物の効率的ライブラリー合成がはじめて可能となった。さらに、合成した光学活性軸不斉アニリド化合物を有用な化合物へと変換する手法の開発に取り組んだ。軸不斉アニリド化合物のオルト位のヨウ素置換基を利用し、軸不斉情報を損なう事なく、光学活性軸不斉リン化合物へと変換する事ができた。本化合物は、不斉配位子および不斉触媒開発における有用なキラルビルディングブロックとなる事が期待される。また、軸不斉アニリド化合物の不斉情報を不斉炭素中心へと転写する事で、重要なヘテロ環化合物の一つである光学活性インドリン化合物へと効率的に変換する事に成功した。

当初計画した通り、既にその有効性を報告している、ビナフチル骨格を有するキラル相間移動触媒を用いたアルキル化反応を利用し、軸不斉アニリドの触媒的不斉合成法の開発を行った。その結果、良好な結果を与える反応系を構築する事に成功し、当初の目的を達成することができた。昨年度の研究は、当初の計画通り順調に進んでいるため、本年度も当初の計画通り研究を進めていく予定である。25年度が最終年度であるため、記入しない。
オーファントランスポーターの生理機能解明による新規がん治療標的分子の探索

機能未知のオーファントランスポーターであるSLC22A18の細胞内局在は細胞膜ではなく細胞内小器官の膜に発現していることが示唆された。メタボロミクスによる細胞内代謝物変動解析からタンパク質の翻訳後修飾であるO-GlcNAc化の基質であるUDP-GlcNAc量が増加していることを見出し、Western blot法を用いた解析からSLC22A18発現変動によってO-GlcNAc化タンパク質量が変動することを明らかにした。がん細胞においてSLC22A18発現低下は細胞増殖速度を増加させることから、SLC22A18が腫瘍形成と関連があることが示唆された。本研究の目的は、機能未知のオーファントランスポーターであるSLC22A18の「生体分子機能」と「病態生理的役割」を解明することである。トランスポーターは生体内で複合体を形成して機能することが数多く報告されているため、siRNAを用いたノックダウン法が機能解析には有効であると考え、SLC22A18特異的siRNAの作成並びにsiRNA効果を定量的に評価するための定量PCR法を確立した。一方、メタボローム解析で得られた基質候補から基質を同定する際にはSLC22A18発現系が有効である。そこで、目的遺伝子を効率的にゲノムDNAに挿入できるFlp-In法を用いてSLC22A18安定発現細胞株の樹立を行った。トランスポーター機能は細胞内の発現部位によって解釈が大きく変化するため、局在を明らかにすることが重要である。トランスポーターの細胞内局在を明らかにするには免疫染色法が有用であるが、SLC22A18の細胞内局在解析に用いることができる抗体はないのが現状である。そこで、3種類の市販抗体およびSLC22A18のC末端を標的にした合成ペプチドをウサギに免疫して得られた抗SLC22A18抗体の4種類の抗体の評価を行った。その結果、Caco2細胞、MCF7細胞およびHEPG2細胞の粗膜画分を用いて行ったところ、自作抗体と1種類の市販抗体から約90 kDa付近にバンドを得た。2種類の異なるエピトープを標的とした抗体によって同一のバンドが検出されたことから得られたバンドはSLC22A18タンパク質由来である可能性が高い。従って、SLC22A18は膜画分に発現していること及びSLC22A18は細胞内で何らかの修飾を受けている可能性が高いことが推察された。構築したSLC22A18安定発現細胞株のwhole cell lysateを昨年度評価した抗体を用いたWestern blot法にて解析したところ、35 kDaに強いバンドを検出した。また、細胞分画(細胞質、粗膜および細胞膜)における検討では、粗膜画分でSLC22A18タンパク質発現が最も高かった。免疫染色法による細胞内局在解析からSLC22A18安定発現細胞のSLC22A18発現局在は細胞膜よりも細胞内であった。以上の結果から、SLC22A18は細胞内小器官の細胞膜に発現していることが示唆された。SLC22A18の生理機能を解明するために、SLC22A18安定発現細胞のメタボロミクス解析を行った。その結果、タンパク質のO-GlcNAc化修飾の基質であるUDP-GlcNAcの産生が増加していた。そこでSLC22A18安定発現細胞におけるO-GlcNAc化タンパク質の変動をWestern blot法を用いて解析を行ったところ、複数のバンドに含まれるタンパク質のO-GlcNAc化が亢進していた。従って、SLC22A18は細胞内代謝調節に関与してタンパク質のO-GlcNAc化制御を担っていることが示唆された。SLC22A18は腫瘍形成に関与する遺伝子として報告されている。そこでshRNAを用いてSLC22A18タンパク質発現をノックダウンさせた肝がん細胞株と乳がん細胞株の細胞増殖試験を行ったところ、細胞増殖速度が1.5倍増加した。これら細胞におけるタンパク質変動をWestern blot法を用いて解析したところ、NF-kBのリン酸化が亢進していることが示された。以上の結果から、SLC22A18は細胞内小器官の膜に発現し、細胞内代謝調節によるタンパク質のO-GlcNAc化に関与することでがん細胞におけるNF-kBを介したエネルギー供給に関与している可能性があることが示唆された。平成24年度の計画では1.内因性SLC22A18高発現株に対するsiRNA導入条件の検討、2.メタボローム解析を用いたSLC22A18タンパク質依存的に変動する内因性物質の同定、3.肝臓がん細胞株におけるSLC22A18タンパク質発現量と腫瘍形成への関係、4.抗SLC22A18抗体の作成を計画した。

このうち、達成されたのは4の抗体作成である。1、2および3に関しては計画より若干遅れてはいるものの、おおむね実験計画通り順調に進んでいる。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は、Caco2およびHEPG2細胞に対するSLC22A18 siRNA導入条件を確立し、メタボローム解析を行う実験条件を構築する。メタボローム解析と同時に標的プロテオミクスを行い、SLC22A18タンパク質の発現低下によってどのような生体内基質および細胞内タンパク質変動が起きるかを明らかにする。現在得られている2種類の抗体評価を早急に行い、タンパク質発現・局在解析に用いることができるかを明らかにする。一方、マウスにおけるSLC22A18タンパク質発現量と同定した内因性物質の体内動態との関係をsiRNAによるin vivoノックダウン法を用いて解析する。さらに、得られた抗SLC22A8抗体を用いた免疫組織化学的解析によってSLC22A18の組織分布および細胞内局在を明らかにする。最終的にSLC22A18遺伝子欠損マウスを作製し、その表現型、血液および組織を標的プロテオミクス、メタボローム解析および免疫組織化学的解析することによってSLC22A18の輸送機能異常が遺伝子疾患発症機構に関与することを明らかにする。
環境放射線スペクトルの現場測定による堆積環境のフィールドマッピングへの挑戦

砕屑物の後背地解析を定量化するために,源岩と砕屑物を結びつけるデータとしてKとThに関するγ線強度を利用した.簡便に測定できる条件として,堆積物では深さ40cm以上,1000秒の測定時間が実用的であることがわかった.後背地の地質と砕屑物組成の関係を解明するために,3つの河川において,後背地の地質からの期待値と,河川堆積物のγ線強度と比較した結果,Thに関しては変成岩を起源とする試料で大きく実測値が低く,源岩中のジルコンやモナザイトの粒径分布が異なるため,堆積学的に挙動が異なり,変成岩地域で大きく実測値が低くなったと考えた.濃尾平野の矢作川、揖斐川の河川堆積物のγ線スペクトルを測定し、後背地の岩石と細説物組成の関係について検討した。まず、スペクトル強度の測定方法の検討を行った。測定場所、測定時間、測定回数などによる誤差の大きさを検討し、簡便性と数値の有効性を加味し、適切な測定方法と測定条件を決定した。その結果、Uのγ線スペクトルはこの流域堆積物では誤差が大きく、1時間程度の測定が必要になり簡便性という点では条件に合わないことがわかった。KとThについては15分程度の測定で、十分な解像度が得られることがわかった。またγ線検知装置の地表からの位置を変化させて測定した結果、地表から40cm程度でスペクトル強度が一定になった。このことから、堆積物中のγ線はほぼ半径40cmの範囲の物質からのものをカウントしていることが判明し、地層内での解像度は40cm程度であるといえる。矢作川の数地点で、現世河川堆積物のγ線スペクトルを測定し、またその現岩となる岩石のγ線スペクトルを測定し、水系内の岩石種の分布面積とそのスペクトル強度から堆積物測定地点での期待値を求め、測定値と比較検討した。その結果、花崗岩を主として起源とする堆積物ではほぼ期待値と測定値が一致したが、変成岩を主として起源とする堆積物では、Thの期待値に対して測定値が低くなった。このことはThを含むモナザイトやジルコン粒子の源岩中での粒径に関係していると推定され、変成岩中ではもともと小さい粒径のものが多く、運搬/堆積作用によって、運び去られてしまったためと考えた。このように堆積学的な検討を行い、砕屑物組成形成時の堆積学的作用の影響が少しずつ明らかになってきた。今後、古期岩類の後背地解析に応用する際に注意すべき条件を見いだしていく予定である。研究目的は、スペクトルサーベイメータを用い、野外でウラン、トリウム、カリウムの相対放射線強度を測定し、簡便な方法で後背地解析への応用を目指すことであった。3年計画で、2012年より研究を開始したが、東日本大震災の影響で放射線関係機器の入手が約11ヶ月遅れ、またその後半年の故障期間が生じ、実質1年半での研究となった。その中で、矢作川水系において、後背地に分布する岩石と矢作川の現河床堆積物の両方のγ線スペクトルを測定し、後背地の岩石のデータから計算で求められる計算値と実際に堆積物から得られたデータを比較した。その結果、花崗岩を主とする地域では比較的よい相関が得られたが、変成岩を主とする地域では実測値が低く出る結果となった。このことから、源岩におけるウランを含むジルコンが惨状やカリウムを含むカリ長石や黒雲母の惨状が花崗岩地域と変成岩地域で異なることが推定されたため、源岩での惨状を調査することにした。最終年度では、花崗岩における風化の程度とカリウムを含む鉱物の状態及びそれらから発生されるγ線スペクトルの強度について検討を行った.その結果、風化の程度はγ線強度にあまり影響がしない、あるいは影響はしているが、そのばらつき以上に眼帯内の不均質性の方が大きい結果が得られた。当初の計画では、キャリブレーション、現河川系でのテスト測定、堆積環境と放射線強度の関係、古期岩類の後背地解析を行う予定であったが、キャリブレーションと現河川系でのテストまで検討することができ、その中で生じた問題点の解明のため、源岩における風化の程度と放射線強度の関係を調べることになった。実質の研究機関の短縮も生じたため、当初計画の半分程度の達成度となったが、新しい手法の確立に向けて多くのデータが得られた。砕屑物の後背地解析を定量化するために,源岩と砕屑物を結びつけるデータとしてKとThに関するγ線強度を利用した.簡便に測定できる条件として,堆積物では深さ40cm以上,1000秒の測定時間が実用的であることがわかった.後背地の地質と砕屑物組成の関係を解明するために,3つの河川において,後背地の地質からの期待値と,河川堆積物のγ線強度と比較した結果,Thに関しては変成岩を起源とする試料で大きく実測値が低く,源岩中のジルコンやモナザイトの粒径分布が異なるため,堆積学的に挙動が異なり,変成岩地域で大きく実測値が低くなったと考えた.後背地と堆積環境が明らかな現河床堆積物の放射線スペクトルを測定するために,変成岩起源のみが堆積する場所と花崗岩起源のみが堆積する場所の探索をおこなった.対象とした河川は愛知県東部の領家帯変成岩と花崗岩がぶんっぷする地帯を集水域とする矢作川である.

地質図を参考にし,変成岩を主とする集水域及び花崗岩を主とする集水域の地点付近を調査し,中粒砂が堆積する現河床堆積物の堆積する場所を探索した.このような条件と合致する場所は比較的上流域にあり,中粒砂の堆積する場所は少ないが,数地点にてそのような適当な場所を見いだした.測定器の納入が遅れたため,放射線スペクトルの測定までは至らなかったが,適当な測定点を見いだしたことで,現地測定がスムーズに進行するものと思われる.周辺の地質からの放射線スペクトルの影響をできるだけ排除し,現河床堆積物の放射線スペクトルのみを測定するため,測定センサーを堆積物中に差し込んで測定することを考案した.そのため,堆積物にセンサーを差し込む穴を現地で容易に掘ることができるように,金属製のハンドコアリング装置を作成した.現地でテストを行った結果,十分に機能することが判明した.また放射線を発生させる鉱物の存在状態を確認するために,偏光顕微鏡観察が複数人で容易にできるように,偏光顕微鏡映像をモニターに表示させる装置を導入した.この相地は当初,予定されていなかったものであるが,砂岩薄片の観察において,事前に協力研究者や実験補助員と観察映像を見ながら検討会を行う上で効率よいものと判断し,導入した.ハイビジョンによる映像は,偏光顕微鏡を直接観察している精度に近く,モニターを等しての観察は詳細な部分までも忠実に再現されており,十分に効果があった.2011年の東北大震災の影響で、初年度に測定器の調達に時間がかかり、初年度はほとんど研究の進捗がなかった。そのため、全体計画が遅れる事態になった。本研究の達成度は当初予定の10%程度に過ぎない.2011年3月11日の東日本大震災の原子力発電所放射能漏れに関係し,本研究の必需品である放射線測定装置の入手が困難になり,その納入は2月上旬になってしまった.年度末の多忙時期になり,研究に十分な時間がとれなかった.当初予定では,放射線感度のプロファイルが検出器ごとに変わるため,標準試料を用いてキャリブレーションを行う予定であったが,それができなかった.放射線スペクトルの測定もできなかったため,スペクトルの解析もできていない.検出器の納入遅れは致命的な打撃をうけた.現世河川堆積物を対象とした堆積学的研究を継続し、堆積・運搬作用時の対象鉱物粒子の挙動についてさらに詳細なデータを取得し、後背地解析に向けた問題点を見いだす。特に源岩中の対象鉱物の粒径の相違が細説物中の含有率にどのような影響を与えているかを検証する。そのため、砕屑岩中の観察に加えて、源岩の分布の詳細な調査と岩石学的検討を行う。これまでの、手法開発および堆積学的成果について学会発表を行う予定である。2011年度は放射線スペクトルの測定は検出器納入遅れのためできなかったので,2011年度に予定していたキャリブレーション,後背地と堆積環境が明らかな堆積場の堆積物を用いての放射線スペクトルと後背地の地質との関係の検討,そして,放射線スペクトルと鉱物組成,化学組成との関係を明らかにしていく予定である.さらに過去の堆積物の後背地解析に応用するため,濃尾平野周辺の第四系あるいは新第三系を対象として放射線スペクトルの測定を行う.後背地の地質が異なる地点を数点選び,その影響が放射線スペクトルに現れるかどうかを検討する.具体的には花崗岩の影響が大きい東部から北東部と付加体の影響が大きい北部や北西部などの地層を対象としてその相違について検討をする.初年度に生じた遅れによる予算残高がそのまま、2年目にも残高となっている。次年度は最終年度でもあるので、野外調査や実験のスピードを上げて、当初の予定を達成したいと考えている。2011年度の野外での放射線スペクトル測定ができなかったため,繰り越し分は2012年度にその分を行う旅費として使用予定である.
エアータービンハンドピ-スの消毒に関する基礎的研究

実験試料:歯内療法、とくに抜髄治療における随腔開拡に使用したエアータービンハンドピ-スを実験に使用した。実験方法:試料を以下の条件で処理後、滅菌シャーレ内に噴出する冷却水と空気を、20秒ごとに2分後まで採取する。1.70%アルコールに浸漬、回転停止を行い内部にアルコールを吸引させたもの。続けて薬剤を以下のように変化させた。2.70%アルコール+30%グリセリンについて。3.70%アルコール+20%グリセリンについて。4.70%アルコール+10%グリセリンについて。5.50%アルコールについて。6.50%アルコール+30%グリセリンについて。7.50%アルコール+20%グリセリンについて。8.50%アルコール+10%グリセリンについて。9.ハンドピ-ス外表面を70%アルコールで清拭したもの。10.薬剤を作用させないもの(コントロール)。(N=10)採取した冷却水から釣菌し、プラディア培地、BHI培地に接種、培養後の生菌数を計測した結果、9および10の群ではハンドピ-スの内部汚染は著しかった。これに比較して18の各群では、内部汚染に対して良好な消毒効果が得られた。また、各条件で処理した場合のハンドピ-スの回転数を計測した結果、3、4、7、8の群で機械的負担が軽いものと思われた。
歯髄細胞細胞膜に対する水酸化カルシウムの影響(イオンチャネルレベルでの解析)

歯髄細胞及び象牙芽細胞の機能面を解析するためにパッチクランプ法を用い、一個の培養ヒト歯髄細胞及び象牙芽細胞の動態をミリ秒単位で調べた。歯髄細胞は、ウ蝕のないヒトの抜去歯牙より無菌的に取り出した歯髄片をDMEM液(牛胎児血清、抗生物質を含む)で培養し、増殖した細胞を継代培養した。象牙芽細胞はラットの切歯を幅0.30.5mmの厚さに切断し、歯髄を含む歯牙のスライス標本を作製し、標本はさらに半分に分離し、コラゲナーゼ(3mg/mL)とプロテアーゼ(0.25mg/mL)で37°C、5%CO_2、20分間で酵素処理を行った。象牙芽細胞は歯牙の歯髄側と歯髄体の表面に見られ、形態学的に他の歯髄細胞と区別できた。被験細胞を倒立顕微鏡のステージ上の実験容器に移し、通常のK^+-電極内液で満たしたパッチ電極を用い、歯髄細胞をホールセル状態にした。パッチ電極で検出した電流値は増幅された後、パソコン内のハードディスクに記録した。前年度、培養歯髄細胞で発生する電流を解析し、歯髄細胞の有するイオンチャネルを検討した。また、K^+チャネルの阻害剤であるBa^<2+>の細胞膜特性に対する効果についても調べた。今年度、象牙芽細胞において、同様の効果を検討した。培養歯髄細胞では、10mM Ba溶液で灌流した時、3種類の応答パターンが得られた。(1)Ba^<2+>によって漏洩電流が増強されるタイプ、(2)外向き電流がBa^<2+>によって抑制されるタイプ、(3)0 mV付近にピークを持つ内向き電流を発生するタイプの3種類である。象牙芽細胞では、パッチ電極でホールセル状態にした細胞の表面をB_a溶液で灌流した時、外向きの整流性の電流が抑制され、K^+チャネルの存在の可能性が示唆された。また、膜電位変化から象牙芽細胞は培養細胞の第2のタイプと類似していた。また、水酸化カルシウムとの関連では、水酸化カルシウムは難溶性で十分な濃度の水溶液を作ることが困難なこと、また、pHが高いため細胞膜の損傷が大きいことなどから、十分な結果が得られなかった。今後、溶液の濃度、pHのコントロールにさらなる研究が必要である。歯髄細胞の機能面を解明するためには、動的現象をとらえる必要がある。そこで、パッチクランプ法を用い、一個の培養ヒト歯髄細胞の基本的な電気生理学的膜特性を調べた。パッチクランプ法には、継代2-6代目の歯髄細胞を用いた。培養された細胞をトリプシン含有のリン酸緩衝液で細胞を剥離後、35mmシャーレ内の滅菌カバーグラス上に1×10^4個を播種し、5%CO_2の条件下で24時間以上培養した後カバーグラス上に吸着したものを実験に用いた。倒立顕微鏡上の正常リンガー液で満たされたチャンバー内に細胞が吸着したカバーグラスごと移した。顕微鏡下で通常のK^+-電極内液で満たしたパッチ電極を歯髄細胞に接触させホールセル状態とした。電圧ステップまたはランプ電位変化を電圧固定化した細胞に与え、それによって誘発される電流値を検出、増幅後、パソコン内のハードディスクに記録した。本年度は、発生する電流を解析し、歯髄細胞の有するイオンチャネルを検討した。また、K^+チャネルの阻害剤であるBa^<2+>の歯髄細胞膜特性に対する効果についても調べた。パッチ電極でホールセル状態にした歯髄細胞の表面を10mM Ba溶液で潅流し細胞を刺激したとき、3種類の細胞応答パターンが得られた。第1はBa^<2+>によって漏洩電流が増強されるタイプ、第2は外向き電流がBa^<2+>によって抑制されるタイプ、第3は0mV付近にピークを持つ内向き電流を発生するタイプの3種類であった。第1のタイプでは、逆転電位が0mV付近にあり、カチオンチャネルまたはCl^-チャネルの可能性がある。第2のタイプでは、ランプ電位変化で生じた電流が外向き整流性の電流を抑制することからK^+チャネルの存在の可能性がある。第3のタイプでは、0mV付近にピークを持つ電流の発生パタンからL型-Ca^<2+>チャネルの存在の可能性が考えられた。

前年度、培養歯髄細胞で発生する電流を解析し、歯髄細胞の有するイオンチャネルを検討した。また、K^+チャネルの阻害剤であるBa^<2+>の細胞膜特性に対する効果についても調べた。今年度、象牙芽細胞において、同様の効果を検討した。培養歯髄細胞では、10mM Ba溶液で灌流した時、3種類の応答パターンが得られた。(1)Ba^<2+>によって漏洩電流が増強されるタイプ、(2)外向き電流がBa^<2+>によって抑制されるタイプ、(3)0 mV付近にピークを持つ内向き電流を発生するタイプの3種類である。象牙芽細胞では、パッチ電極でホールセル状態にした細胞の表面をB_a溶液で灌流した時、外向きの整流性の電流が抑制され、K^+チャネルの存在の可能性が示唆された。また、膜電位変化から象牙芽細胞は培養細胞の第2のタイプと類似していた。また、水酸化カルシウムとの関連では、水酸化カルシウムは難溶性で十分な濃度の水溶液を作ることが困難なこと、また、pHが高いため細胞膜の損傷が大きいことなどから、十分な結果が得られなかった。今後、溶液の濃度、pHのコントロールにさらなる研究が必要である。
強固な粒間結合を有するex situ法MgB2線材の開発

ex situ法MgB2線材に於いて、結晶粒間結合を改善するために、焼結反応の阻害となるMgB2粒表層のMgO除去を行った。弱酸性溶液による溶解除去、Ca化合物添加による還元除去、粉砕処理による機械的除去のうち、臨界電流密度(Jc)特性の改善に最も有効であったのが機械的除去であった。この手法を用いた研究は既に報告されているが、粉砕処理による活性粉末の取り扱いに注意することによって、これまでの報告値と比較して、温度ー269°C(4.2 K)、磁束密度10 T(テスラ)でのJc値は2倍、線材の最適加熱処理温度は100°C以上低下した。MgB2の硼素の炭素置換は、MgB2の上部臨界磁界(Bc2)の改善、即ち、高磁界特性の改善に最も有効な手法の一つであるが、ex situ法における炭素置換は、MgB2粒表面のMgO層の存在によって反応が起こりづらい。これまで、MgB2粉の酸性溶液処理やミリング処理など、化学的及び機械的手法でMgO層を除去すると、炭素置換反応が促進されることを報告してきたが、高磁界側では線材試料の臨界電流密度(Jc)特性は改善されるものの、低磁界側では逆に劣化する。これは、炭素置換反応に伴い、硼素が放出され、弱結合を引き起こしているためだと考えられる。そこで、予め炭素置換した粉末Mg(B,C)2を充填粉として用いると、硼素放出による弱結合が軽減されるものと期待される。Mg(B,C)2は市販されておらず、自作する必要があるが、自作Mg(B,C)2粉には多量のMgOが含まれており、優れたJc特性を示す線材を得るためには、このMgOの除去が肝要となる。また、活性な充填粉を得るために、出発原料粉の影響も大きいものと考えられる。25年度は上記二点について検討を行った。MgOは有機酸でも溶解除去できるが、酢酸で速やかに除去できることがわかった。こうして得られた精製粉を用いて作製した線材試料のJc特性は向上した。一方、出発原料に関しては、劣化しやすいものの、粒径の小さいMgの方が、劣化しづらい大きいMgよりも均質混合に有利であり、より高品質なMg(B,C)2粉が得られ、その線材試料のJc特性も優れていた。硼素に関しては、非常に高価な試薬を用いて作製したMg(B,C)2粉は、より高品質であったが、溶液処理後の品質で比較すると、安価な試薬でも高価な試薬を用いて作製した粉末と同等の品質となった。こうして得られた精製粉を用いて作製した線材試料のJc特性は、どちらの硼素試薬を用いても同程度となった。本研究では、パウダー・イン・チューブ(PIT)法によるMgB2線材の開発において、その臨界電流密度(Jc)特性に大きな影響を及ぼす充填粉の精製、高品質化を図っている。高活性な粉末の使用により、結晶粒間結合が改善され、更なるJc特性の改善が期待できる。これまで種々の方法で充填粉の精製、活性化を行ってきたが、26年度は、MgB2粒表面に付着しており、結晶粒間結合の弱結合化を引き起こすMgO層を還元剤で除去することを試みた。種々の還元剤を試したが、Ca化合物の添加によりMgOがMgに還元され、Ca化合物を添加した充填粉で作製した線材のJc特性が改善されることがわかった。このほか、25年度で、市販MgB2の品質が、その製造ロットによって大きく変わることに気づいたが、26年度では種々のMgB2粉に機械的粉砕処理を施した粉末を充填粉として線材作製を行った。その結果、それらの線材のJc特性は、未処理粉末を使用した線材のJc特性と強い相関があることがわかった。高品質な未処理粉を精製処理することによって、その粉末を用いて作製したex situ法線材のJc特性は、これまで報告されている最も優れたin situ法線材のJc特性とほぼ同等にまで達した。ex situ法MgB2線材の作製において、充填粉であるMgB2粒表層に存在しているMgO層が結晶粒間結合の弱結合化を引き起こし、臨界電流密度(Jc)特性の向上の妨げとなる。そこで、このMgO層の除去のために、化学的手法による除去としてCa化合物による還元除去、ならびに従来報告されている充填粉のミリング処理による機械的除去を試みた。加熱処理後の線材には、通常MgO相とMgB4相の存在が認められるが、Ca化合物添加により、それらの相が減少する一方、CaB6の生成が認められた。XRDから見積もったMgB2相は添加により増加しており、線材試料のJc特性は改善された。ミリング処理によって結晶粒の微細化が起こり、ピン留め点として作用する結晶粒界が増加する。この微細化とMgO層の機械的除去によってJc特性が改善することはこれまで知られていたが、そのJc値は4.2K、10Tで100A/mm2程度であった。ミリング処理粉は高活性で、大気中で速やかに劣化してしまうので、今回その取り扱いに注意を払い、線材の最終加熱処理まで極力大気に曝さないようにして作製を行った。

作製プロセスの最適化を行ったところ、これまでに得られた値は上記条件で180A/mm2となった。また、その最適加熱処理温度は、通常の未処理粉末使用線材の温度よりも100-150°C低下した。現在使用しているMgB2粉は市販のもので、かなりの量のMgOやMgB4を不純物として含んでいる。これまでに得られた知見を元にした化学的手法による自作単相MgB2粉末を使用して、作製作業雰囲気に更に注意を払えば、Jc特性の一層の向上や加熱処理温度の低下が期待できる。これまでex situ法MgB2線材のJc特性の向上を目指してきたが、それには充填粉の活性化による結晶粒間結合の強化が有効である。その手法の一つとして充填粉のミリング処理が挙げられるが、活性粉末は非常に劣化し易く、不注意な取り扱いによって、却って特性の低下を招くことがある。当初、線材加熱処理までの作製工程において、試料の不注意な取り扱いにより、得られたJc特性の再現性が高くなく、劣化試料の評価を行った可能性を排除できなかった。最近、各工程での試料取り扱い雰囲気を数値で測れるようになり、実験結果の再現性が高くなってきて、劣化の影響を排除できるようになってきたが、研究開始時の計画からはまだやや遅れている。Powder-In-Tube(PIT)法のうち、ex situ法で作製したMgB2線材に於いて、充填粉であるMgB2粉末を予め粉砕処理するとピン留め点の導入などにより臨界電流密度(Jc)特性が改善されることが知られていた。本研究ではその粉砕エネルギーを従来より高め、且つ得られた高活性粉末の取り扱いに注意して線材試料の作製を行った。同製法によるこれまでのJc報告値は、4.2K、12Tにおいて40A/mm2であったが、本研究ではおよそ4倍の170A/mm2に達した。この理由として、従来の充填粉よりも結晶子サイズが一層低下し、上部臨界磁界(Hc2)が向上したこと、及び高エネルギー粉砕により充填粉の活性度が増加し、線材の最終加熱処理温度が700から750°C程度となって100°C以上低下したことが挙げられる。加熱処理温度の低下により、MgB2微粒子の酸化や分解による異相の生成が抑制されて、超伝導相の体積分率の低下や結晶粒間の弱結合化を防ぐことに有効となる一方、MgB2コア層とシース材との界面での反応も抑制される。こうして得られたJc特性は、in situ法を含むPIT法で作製した炭素置換MgB2線材のそれと既に同等であるが、本手法で炭素置換MgB2粉を充填粉として用いれば特性の一層の改善が期待できる。また、最も優れた特性を示すInternal-Mg-Diffusion(IMD)法MgB2線材のJc特性と比較すると、本研究で得られた特性はまだまだ劣っているが、シース断面積を含めたengineering Jc(Je)特性で比較すれば、かなり近づいた値にまで向上してきた。ex situ法MgB2線材に於いて、結晶粒間結合を改善するために、焼結反応の阻害となるMgB2粒表層のMgO除去を行った。弱酸性溶液による溶解除去、Ca化合物添加による還元除去、粉砕処理による機械的除去のうち、臨界電流密度(Jc)特性の改善に最も有効であったのが機械的除去であった。この手法を用いた研究は既に報告されているが、粉砕処理による活性粉末の取り扱いに注意することによって、これまでの報告値と比較して、温度ー269°C(4.2 K)、磁束密度10 T(テスラ)でのJc値は2倍、線材の最適加熱処理温度は100°C以上低下した。本研究では、パウダー・イン・チューブ(PIT)法によるMgB2線材の開発において、その臨界電流密度(Jc)特性に大きな影響を及ぼす充填粉の精製、高品質化を図っている。高活性な粉末の使用により、結晶粒間結合が改善され、更なるJc特性の改善が期待できる。