hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しい環境調和型の黒色遮熱、赤色無機顔料の開発

その結果、Ca14(Al0.85Fe0.15)10Zn6O35において、最も高い赤色度(CIEL*a*b*表色系においてa*= +14.6)が得られ、試料は鮮やかな橙色を呈し、市販橙色顔料を遥かに凌ぐ耐熱性を有することを明らかにした(Chem. Lett., 2018, 47, 1522)。加えて、Bi2O3を母材に、Bi3+サイトをTa5+イオンで部分置換した(Bi1-xTax)2O3+2xを合成した。その結果、正方晶型の(Bi0.97Ta0.03)2O3.06において、最大の赤色度(同表色系においてa*= +17.3)が得られ、鮮やかな橙色を呈した(ACS Omega, in press)。黒色遮熱無機顔料については、前年度までに開発したCa2Mn0.85Ti0.15O4顔料に、Zn2+をさらに固溶させたCa2Mn0.80Ti0.15Zn0.05O3.95が十分な黒色度と高い日射反射率(JIS K 5602規格で75%)を示し、Ca2Mn0.85Ti0.15O4(日射反射率74%)と比較して、日射反射率を下げることなく、より純粋な黒色を呈した。また、Ca2Mn0.80Ti0.15Zn0.05O3.95は、市販の黒色遮熱顔料よりも濃い黒色を呈しながらも、市販顔料を凌ぐ日射反射率(市販顔料は最大でも50%)を有することを明らかにした(論文執筆中)。平成30年度(1年目)は、高い赤色度を示す新規な優環境型無機顔料の開発を目指し、無害な元素のみから構成されるCa14Al10Zn6O35及びBi2O3を母体材料に選択した。Ca14Al10Zn6O35に発色源としてFe3+イオンを固溶させることで、試料は橙色を呈し、市販橙色顔料を凌ぐ耐熱性を有する新規な無機顔料の開発に成功した。さらに、Bi2O3にBi3+よりもイオン半径の小さいTa5+を固溶させることで、Ca14(Al0.85Fe0.15)10Zn6O35よりも鮮やかな橙色を呈する無機顔料を実現した。黒色遮熱無機顔料については、前年度までに開発したCa2Mn0.85Ti0.15O4顔料にZn2+イオンをさらに固溶させることで、日射反射率を下げることなく、黒色度が向上し、市販の黒色遮熱顔料よりも濃い黒色を呈しながらも、市販顔料を凌ぐ日射反射率を有する黒色遮熱顔料の開発に成功した。上記のように、赤色無機顔料については、赤色の発色には至っていないものの、開発顔料は鮮やかな橙色を呈している。今後、開発顔料の構成元素とイオン半径の異なるイオンを固溶させ、格子サイズを拡大あるいは縮小させることで、結晶場やバンド構造が変化し、赤色度が大きくなることが期待される。黒色遮熱顔料については、すでに市販顔料を凌ぐ日射反射率を有する黒色遮熱顔料を実現している。これらを踏まえ、「(2)おおむね順調に進展している」とした。今後は、平成30年度(1年目)の研究によって開発した顔料の発色機構を詳細に検討し、さらに高い彩度及び日射反射率を有する新規な無機顔料の開発を目指す。具体的には、まず、開発顔料について、結晶構造や電子構造などが色彩、遮熱性能に及ぼすメカニズムを解明する。各顔料の粉末X線回折測定の結果をもとに、リートベルト解析を行うことで、各顔料の結晶構造を精密化する。さらに、密度汎関数法を用いたバンド構造計算を取り入れることで、結晶構造、電子構造と色彩、遮熱性能の関連性を明らかにする。また、合成した顔料の粒子径や粒子形状とその色彩との関係も明らかにする。1年目の研究と同様に、既存の顔料の単なる改良ではなく、新しい母体材料の探索を行い、得られた知見を新規無機顔料の合成にフィードバックすることで、色純度(原色性)及び近赤外線反射能を向上させ、より鮮やかな色彩及び日射反射率を有する優環境型無機顔料を創製する。
陸域の災害や人類活動が半遠洋的環境の堆積作用に与えたインパクトの解明

日本列島周辺の東海沖,熊野沖,新潟沖の3海域の陸域近傍の深海底(水深5002000 m)で採取された泥質堆積物試料の鉛同位体(Pb-210)放射能濃度を測定し,過去50100年程度の堆積速度を復元した.陸域から流れ込んだタービダイト泥と半遠洋性泥質堆積物をPb-210濃度から判別することはできなかったが,各海域の試料において20世紀半ばに堆積速度がそれ以前の1/21/4程度に低下していることを見出した.堆積速度の低下とその海域に流入する大河川の巨大ダムの建設時期はよく一致し,陸域の人類活動(ダム建設)が深海の堆積環境に大きな影響を与えていることが推定された.1.半遠洋性堆積物の過去100年間の堆積速度測定(1)鉛210(Pb-210)濃度測定:ガンマ線スペクトロメーターを用いて,熊野沖で1地点,新潟沖で4地点のPb-210濃度測定を行った.堆積速度を見積もるため,得られた測定記録から過剰Pb-210濃度の変化を算出した.(2)「真の堆積速度」の算出:熊野沖の1地点,新潟沖の3地点の試料について,孔隙率の測定を行い,試料採取時の水分含有量を補正することにより,コア試料の「真の堆積速度」を求めた.新潟沖の堆積速度は全般的に大きく,Pb-210測定を行ったコアの内2本は20世紀の堆積速度の変化を議論するに十分な長さの試料を得られなかったことが判明した.阿賀野川河口沖の海岸線からより遠いコア試料では,1970年頃に堆積速度の低下が認められた.2.陸上の泥質堆積物の採取9月の台風で増水した直後の信濃川,2012年に多数の土石流災害が発生した熊野川で,それぞれ泥質試料採取を行った.また前年度に天竜川水系佐久間ダムで採取した泥質堆積物のPb-210濃度測定を行った.佐久間ダム湖の泥質堆積物は海域の試料と比較して時間あたりの過剰Pb-210量は大きいが,堆積速度が大きいため堆積物単位量あたりの濃度はあまり差異がないことが明らかとなった.日本列島周辺の東海沖,熊野沖,新潟沖の3海域の陸域近傍の深海底(水深5002000 m)で採取された泥質堆積物試料の鉛同位体(Pb-210)放射能濃度を測定し,過去50100年程度の堆積速度を復元した.陸域から流れ込んだタービダイト泥と半遠洋性泥質堆積物をPb-210濃度から判別することはできなかったが,各海域の試料において20世紀半ばに堆積速度がそれ以前の1/21/4程度に低下していることを見出した.堆積速度の低下とその海域に流入する大河川の巨大ダムの建設時期はよく一致し,陸域の人類活動(ダム建設)が深海の堆積環境に大きな影響を与えていることが推定された.1.半遠洋性堆積物の過去約100年間の堆積速度測定(1)鉛210(Pb-210)濃度測定:ガンマ線スペクトロメーターの校正用標準試料を更新し,本研究に使用する陸域近傍の深海の堆積物(半遠洋性堆積物)試料のうち,泥質堆積物のみからなる熊野沖の7地点,遠州沖の4地点のコア試料のPb-210濃度測定を行った.大気中より水中・海底に降下した「過剰Pb-210」濃度の変化を求め,下記(2)の補正を加えることで,過去約100年間の堆積速度を推定できる.(2)「真の堆積速度」の算出:熊野沖の全試料と遠州沖の1地点の試料については,深海の泥質堆積物に含まれる多量の水による「厚さの水増し」を補正するための乾燥重量および孔隙率の測定を終えた.水分含有量を取り去ることで,過去約100年間の堆積粒子沈積速度(真の堆積速度)を見積もることができる.熊野沖の水深約2000 mの熊野トラフでは,トラフの陸側縁辺に伸びる海底谷沿いの堆積速度が概ね0.02 g/cm2/yと,過去100年間で特に変化が認められないのに対し,その南側からトラフ中央部にかけては1950年前後を境に,堆積速度が0.04 g/cm2/y程度から約0.01 g/cm2/yに減少していることを確認した.これは熊野川から海域に流出する堆積粒子のうち,海底谷内を流れ下る粒子の輸送には大きな変化がないものの,海底谷内を流下しない懸濁物質の輸送量が1950年頃より低下した可能性を示唆する.遠州沖で「真の堆積速度」を算出したコア試料は海底谷内に位置するためか,堆積速度はほぼ一定であった.2.陸上の泥質堆積物の採取:9月と3月の2回,遠州灘に注ぐ天竜川の中流河口域で泥質堆積物試料の採取を行った.特に3月の調査では水位の下がった佐久間ダム湖において,大量の泥質試料を採取した.日本列島周辺の東海沖,熊野沖,新潟沖の3海域の陸棚半遠洋的環境で採取されたコア試料と流入河川河口域・ダム湖内の試料のPb-210濃度を測定し,(i)

タービダイト直上に普遍的にPb-210高濃度層が存在するか,(ii)河口陸棚域でPb-210濃度が有意に高いかを解析し,Pb-210濃度からタービダイト泥を識別できるか検証した.また,Pb-210濃度変化を基に過去50100年程度の堆積速度を復元し,陸域の人類活動との関連性について検討した.Pb-210濃度による,陸域から流れ込んだタービダイト泥と半遠洋性泥質堆積物の判別はできなかったが,各海域の試料において20世紀半ばに堆積速度がそれ以前の1/21/4程度に低下していることを見出した.年代見積もりに信頼がおけるコア試料でのMAR低下時期とダム建設時期の一致,新潟沖におけるMAR低下コアとMARが一定のコアの河口との位置関係,またダム堆積物は一般にその体積の半分以上が泥質粒子からなり,深海堆積物と粒度が共通すること,以上から,ダム建設による土砂供給の阻害が,深海域の堆積作用にも影響を与えている可能性が高いことが示唆された.東海沖・熊野沖でMAR低下を記録したコアの地形的特徴から,泥質粒子はタービダイトを形成するような混濁流ではなく,低密度の濁水が海面近くに広がった後,濁水中の粒子が下降するようなプロセスを経て堆積したと考えた方が合理的である.一方斜面や陸棚上ではMARの低下は検出できないことが多く,堆積物の再移動・再堆積によりMARの変化が顕著でないと推定された.河川における巨大ダムの建設が,沿岸域への土砂供給を阻害していることは良く知られているが,実際にはその影響は深海の半遠洋的環境にまで及んでいる可能性が高いことが示された.この新たな知見が環境学や海洋科学などの分野に与える影響は大きいと予想される.堆積学本研究の目的は,(A)過剰Pb-210濃度を用いてタービダイト泥と半遠洋性泥質物を判別することができるか明らかにする,(B)過剰Pb-210濃度変化の状態から,半遠洋的環境に人類活動がどの程度の影響を与えているか検討を加える,以上の2点に大別される.(A)については引き続き試料の分析・結果の検討を続ける必要があるが,Pb-210濃度からタービダイト泥と通常の泥質堆積物を区別することは難しいとの結論を得つつある.(B)に関連して,各海域でより遠洋側にあたる,熊野沖の3つのコア試料,遠州沖の1つのコア試料,新潟沖の1つのコア試料から,20世紀半ばの堆積速度の低下が認められた.多くのコア試料の分析を行った熊野沖では19世紀末に大規模水害が発生しており,土砂の流出が20世紀前半の堆積速度の増加を引き起こし,その収束が20世紀半ばの堆積速度低下として現れた可能性があったが,日本海側でも堆積速度の低下例が認められたことで,堆積速度の低下が日本全域に及ぶ可能性が高くなった.半遠洋的環境での堆積速度低下は,その同時性,粒度の共通性などから,河川に建設された大規模ダム湖中に泥質粒子が捕捉されたことが原因である可能性が高いと推定された.半遠洋性堆積物のPb-210濃度測定は順調に進んでいる.当初は半遠洋性堆積物試料のうち,陸域浅海から流入した砂質層(タービダイト)を挟むものも積極的に測定する予定であったが,試験的な測定の結果,それぞれの海域における半遠洋性堆積物の平均的な堆積速度(堆積粒子沈積速度)を優先的に見積もることとし,まずは砂質層を挟まない試料について測定を行った.熊野沖,遠州沖の泥質試料のPb-210濃度測定は既に終了し,熊野沖の試料については既に孔隙率の測定も終えた.その結果上述のように,過去100年間程度堆積速度に大きな変化がない海底谷と,1950年前後に堆積速度が著しく減少するそれ以外の地域に大別される可能性が示されている.現在のところ,以上の差異は泥質粒子の輸送形態の違いによって引き起こされると仮説をたてている.また天竜川中流河口域において泥質試料の採取を行った.3月の調査では水位の下がった佐久間ダム湖において,大量の泥質試料を採取し,現在Pb-210測定のための試料処理中である.夏季秋季の出水状況に応じて熊野川または信濃川河口域でも泥質試料の採取を行う予定であったが,2012年には著しい増水はなかったため,調査を次年度に見送った.
惑星物質－大気相互作用を規定する過渡的現象の実験的研究

昨年度に引き続き,雰囲気制御ケラマックス縦型管状炉をを用いて微粒子試料の落下・溶融実験を行った。本年度は,硫化鉄を主成分とする粒子を用いて,最高到達温度1600°Cとし,酸素分圧条件として現在の地球高層大気を代表する,FMQ-0.5,+0.9,+2.4 log unitでの一連の実験を行った。出発物質として用いた粒子は純粋なFeS(troilite)相ではなく,酸化鉄及び金属鉄相を不均質に含んでいる。実験生成物粒子のほとんどは,完全な溶融状態を経たことを示す外形を示し,表面には酸化鉄殻が形成していた。出発物質粒子の組成不均質および酸化の進行により,酸化鉄に富む組成となった粒子は,粒子全体にわたって一定方位の磁鉄鉱結晶が格子状構造体を作っているものがみられる。また,粒子表面に放射状の樹枝状構造を持つ磁鉄鉱結晶が存在するものもある。粒子内部の構造を観察した結果,メルトからリキダス相として磁鉄鉱の樹枝状急冷結晶が成長した粒子では,結晶粒間のメルト相は硫黄に富む組成を示す。一方,相対的に硫黄に富む組成を持つ粒子の内部では,メルトからの晶出相として硫化鉄の樹枝状急冷結晶が成長しているものが見られた。硫化鉄結晶が成長している粒子では,結晶粒間メルト組成は硫黄に乏しく,酸化鉄成分に富んでいる。従って,酸素分圧が低く,還元条件のために酸化が抑制される条件においては,粒子組成が全体としては硫黄に富むにもかかわらず硫黄の揮発が抑制され,リキダス相として磁鉄鉱結晶が晶出する組成まで酸化が進んだ場合は,硫黄の揮発が促進されると考えられる。これらの成果は,国際学会を含む複数の学会発表として公表すると共に,論文投稿の準備を進めている。また,共同研究者と共に進めているコンドリュール形成過程における揮発・凝縮過程の再現実験について,本研究課題との関連を含む発表を行った。おおむね,本研究課題の主要テーマである硫化鉄粒子の加熱・急冷を伴う酸化・揮発過程に関する30年度実施計画に沿って実験を実施した。硫化鉄粒子を用いた実験の結果,酸化および硫黄揮発の進行度によって,磁鉄鉱または硫化鉄がリキダス相として晶出する場合が見られ,この現象がメルト相の組成を規定するために硫黄の揮発が促進または抑制している可能性が見いだされた。これは当初の予想を超える成果である。この結果は,予定していた実験条件の範囲で得られたものであり,実験計画については装置の運用を含め,おおむね計画通り進捗しているものと考える。29,30年度の進捗状況を踏まえ,基本的に実施計画に沿って計画最終年度としての研究を進めて行く。硫化鉄試料を用いた実験については,最高到達温度の向上を試みる。また,より広い酸素分圧条件との組み合わせた実験を行う。これにより,地球高層大気における鉄および硫黄の酸化挙動,さらに硫化鉄メルトの揮発現象が微小隕石と大気の相互作用に果たす役割を検討する。その結果を,隕石試料を用いた実験に適用し,惑星物質が超高層大気に与える影響について検討する。その結果と,天然の溶融微小隕石の形状,組織,産状との比較を試みる。また,結晶学的に極めて興味深い,急冷に伴う成長組織が,磁鉄鉱のみならず硫化鉄結晶にも見いだされているため,その形成条件,形成過程を解明するための実験を行い,実験生成物について詳細な分析,解析を試みる。結晶学的解析については,微小試料の処理および観察,解析について連携研究者の協力を仰ぎつつ進めて行く。雰囲気制御ケラマックス縦型管状炉をを用いて,微粒子試料の落下・溶融実験を行った。本年度は,鉄隕石および炭素質コンドライト隕石2種から作成した粒子を用いて,最高到達温度1600Cでの実験を行った。酸素分圧条件は,溶融微小隕石が形成される高層大気における大気圧によって規定される酸素分圧を基準とし,+/-1.5 log unitの酸素分圧での実験を行った。その結果,1秒程度という極めて短時間での溶融,急冷過程においても,鉄隕石に由来するFe-Ni金属は酸素分圧条件に対応した酸化挙動を示すことが見いだされた。その過程において,FeとNiは酸化反応に対して異なる応答を示す。粒子表面から形成される酸化鉄相はNiを含まないmagnetite相であり,残存金属相のNi含有量が上昇していた。これは,Ni-NiOバッファが規定する酸素分圧条件がFMQバッファによる酸素分圧条件よりもおよそ1 log unit高いことと整合的である。また,炭素質コンドライト隕石から作成した粒子を用いた実験では,粒子表面に排出される硫化鉄メルトの揮発によって形成されたと考えられるくぼみを多数持つ粒子が観察された。これは,粒子の到達温度が1600C程度から硫化鉄相は酸化よりも揮発が卓越することを示唆している。さらに,一部の試料では,微小なケイ酸塩鉱物上で磁鉄鉱のepitaxial成長が起こったことを示唆する組織が観察された。しかも,その成長はケイ酸塩メルト内ではなく,気相中で起こったと考えられる。1秒程度というごく短時間に,一定の結晶方位を持つ単結晶が気相成長することは,結晶学的にも極めて興味深い現象である。これらの成果は,共同研究者が行っているコンドリュール形成過程における揮発現象に関する実験成果と合わせて論文発表を行うとともに,国際学会を含む複数の学会発表として公表した。

おおむね,研究所年度である29年度実施計画に沿って実験を実施した。当初は,Fe-Ni硫化物単体を用いた実験を行う予定であったが,実際の惑星物質である炭素質コンドライト隕石や鉄隕石を用いて,到達温度と酸素分圧条件によって実験生成物にどのような変化が生ずるのかを確認するための実験を行った。鉄隕石を用いた実験の結果,酸化反応の進行に対するFe,Niの挙動の違いにより,酸化物相および金属相の間でFe-Niの分別が起こることが見いだされた。また,炭素質コンドライト隕石を用いた実験からは,硫化鉄相の揮発現象は,到達温度に強く依存することが示された。これらの結果は,当初予定していたFe-Ni硫化物単体ではなく,隕石試料を用いた実験を行ったことによって得られた成果である。実験条件については計画に沿って装置を運用しており,おおむね計画通り進捗しているものと考える。昨年度に引き続き,雰囲気制御ケラマックス縦型管状炉をを用いて微粒子試料の落下・溶融実験を行った。本年度は,硫化鉄を主成分とする粒子を用いて,最高到達温度1600°Cとし,酸素分圧条件として現在の地球高層大気を代表する,FMQ-0.5,+0.9,+2.4 log unitでの一連の実験を行った。出発物質として用いた粒子は純粋なFeS(troilite)相ではなく,酸化鉄及び金属鉄相を不均質に含んでいる。実験生成物粒子のほとんどは,完全な溶融状態を経たことを示す外形を示し,表面には酸化鉄殻が形成していた。出発物質粒子の組成不均質および酸化の進行により,酸化鉄に富む組成となった粒子は,粒子全体にわたって一定方位の磁鉄鉱結晶が格子状構造体を作っているものがみられる。また,粒子表面に放射状の樹枝状構造を持つ磁鉄鉱結晶が存在するものもある。粒子内部の構造を観察した結果,メルトからリキダス相として磁鉄鉱の樹枝状急冷結晶が成長した粒子では,結晶粒間のメルト相は硫黄に富む組成を示す。一方,相対的に硫黄に富む組成を持つ粒子の内部では,メルトからの晶出相として硫化鉄の樹枝状急冷結晶が成長しているものが見られた。硫化鉄結晶が成長している粒子では,結晶粒間メルト組成は硫黄に乏しく,酸化鉄成分に富んでいる。従って,酸素分圧が低く,還元条件のために酸化が抑制される条件においては,粒子組成が全体としては硫黄に富むにもかかわらず硫黄の揮発が抑制され,リキダス相として磁鉄鉱結晶が晶出する組成まで酸化が進んだ場合は,硫黄の揮発が促進されると考えられる。これらの成果は,国際学会を含む複数の学会発表として公表すると共に,論文投稿の準備を進めている。また,共同研究者と共に進めているコンドリュール形成過程における揮発・凝縮過程の再現実験について,本研究課題との関連を含む発表を行った。おおむね,本研究課題の主要テーマである硫化鉄粒子の加熱・急冷を伴う酸化・揮発過程に関する30年度実施計画に沿って実験を実施した。硫化鉄粒子を用いた実験の結果,酸化および硫黄揮発の進行度によって,磁鉄鉱または硫化鉄がリキダス相として晶出する場合が見られ,この現象がメルト相の組成を規定するために硫黄の揮発が促進または抑制している可能性が見いだされた。これは当初の予想を超える成果である。この結果は,予定していた実験条件の範囲で得られたものであり,実験計画については装置の運用を含め,おおむね計画通り進捗しているものと考える。
単結晶シリコン選択成長による生体電位計測用スマート極微細多電極チップ形成の研究

本研究では、選択VLS(Vapor-Liquid-Solid)成長技術を用いた挿入型Siプローブ電極と制御回路を集積化したスマート神経電位測定チップを提案し、その実現に必要な基礎技術を確立した。平成12年度脳の皮質から神経細胞までの距離は数ミリメートル程度あり、十分に長いSiプローブの成長が課題であった。実験開始当初、2時間で10μm程度の長さのプローブが成長したが、より高い成長圧力に対応した装置構成に変更することで、従来の約10倍の成長速度を得られた。また、成長温度の低温化に関して、最低500°Cでのプローブ成長を確認した。よって、集積回路との一体化をより低温・短時間で行うことで、回路へのダメージが少ない成長技術を確立できたと言える。また、VLS成長時には成長の核としてAuドットを用いるが、デバイス特性変動などの悪影響を引き起こす懸念があった。そこでVLS成長時のAu拡散によるMOSFET特性への影響を調査した結果、デバイスへの悪影響は全く無視できる程度と確認された。よってプローブの最適形成条件、一体化に適したMOSFET製作工程を確立することができたといえる。平成13年度シリコン電極の基礎的電気的特性(絶縁性、抵抗)と成長条件、不純物ドーピング条件との関係を把握し、設計、試作条件を完成させるべく、リンの拡散炉で不純物拡散を行った。1150°Cにおける液体拡散源を用いたリン拡散工程によって、プローブの抵抗率を4桁以上低減できることを確認することができた。抵抗値としては100Ω以下のものが得られており、生体信号を検出するプローブとしては十分低抵抗のものが実現できる見通しを得た。VLS成長によるCMOSの信頼性テストとして、試作したMOSスイッチ回路とワイヤーを、繰り返しパルス信号印加・計測装置を用いて信号測定を行い、トランジスタとワイヤーの劣化を評価した。その結果、繰り返しパルス印加によるワイヤー特性の劣化は見られず、金ドーピングされたシリコンワイヤーの電気的な不安定性については問題ないとの結論を得た。本研究では、極微細電極アレイを形成するために選択VLS成長法を用いることを提案しており、これによってSi基板上に高アスペクト比をもつSiプローブを構築し、細胞レベルのサイズに適応する直径と電極間のSiプローブをアレイ状に一括構築する。今年度はVLS成長条件を詳細に検討し、プローブ成長速度の改善について検討した。また、Siプローブの電気的特性評価および低抵抗化についても検討し、Siプローブと集積回路の一体化における問題点について解決を試みた。当初の実験で得られたSiプローブの長さは成長温度700°C、時間120minにおいて10μm程度であった。しかし、脳の皮質から神経細胞までの距離は数ミリメートル程度あり、長いSiプローブの形成が課題であった。プローブ成長速度を向上させるため、従来以上のSi_2H_6ガス量を用いたSiプローブの成長を試みた。新しい成長条件で得られたSiプローブのサイズは長さ160μm、直径3.5μmであり、当初の約10倍の成長速度を実現した。また、成長温度に関しては約500°Cまで問題なくプローブ成長可能なことも確認された。Au-Si_2H_6系VLS成長で成長するSiプローブはノンドープのため、その抵抗率は約10^4Ω・cmと高い。測定用プローブとして使用するには、プローブを低抵抗化し、側面部分も絶縁処理をする必要がある。今回、Siプローブの低抵抗化にはP(りん)拡散による不純物拡散を試みた。1100°Cの拡散条件では、直径3.5μm、長さ10μmのSiプローブで抵抗値が77Ωとなった。この時、プローブの抵抗率は約10^<-2>Ω・cmであり、拡散によって約6桁の抵抗率低減が行われている。よって、Siプローブの低抵抗化の十分な見通しが得られた。Siプローブの集積回路上への構築時には、配線に高温プロセスに耐性のあるW(タングステン)を用いる。今回の形成条件においても、W配線の良好な電気的接続性が十分維持されることを確認した。これらの結果より、ワンチップ上の微小Siプローブアレイ形成におけるいくつかの大きな問題点が解決されたと言える。

平成13年度シリコン電極の基礎的電気的特性(絶縁性、抵抗)と成長条件、不純物ドーピング条件との関係を把握し、設計、試作条件を完成させるべく、リンの拡散炉で不純物拡散を行った。1150°Cにおける液体拡散源を用いたリン拡散工程によって、プローブの抵抗率を4桁以上低減できることを確認することができた。抵抗値としては100Ω以下のものが得られており、生体信号を検出するプローブとしては十分低抵抗のものが実現できる見通しを得た。VLS成長によるCMOSの信頼性テストとして、試作したMOSスイッチ回路とワイヤーを、繰り返しパルス信号印加・計測装置を用いて信号測定を行い、トランジスタとワイヤーの劣化を評価した。その結果、繰り返しパルス印加によるワイヤー特性の劣化は見られず、金ドーピングされたシリコンワイヤーの電気的な不安定性については問題ないとの結論を得た。
固―固分配現象と自然エネルギーを用いる土壌中ダイオキシン類の捕集・光分解法の開発

土壌の中のダイオキシン類を捕集し太陽光により分解する方法の開発のための基礎的な実験を行った。ダイオキシンを固体表面の有機相に吸着させ太陽光による分解を試みた結果、無機固体表面と比較して分解速度の増加と、有毒ダイオキシンの発生の抑制に有効であることを見出した。1,2,3,4-テトラクロロジベンゾ-p-ダイオキシン(TCDD)をシリカ表面に吸着させて冬季の太陽光による分解を行うと、10-40時間で1,2,3-トリクロロジベンゾ-p-ダイオキシン(TrCDD)と1,2,4-TrCDDが0.3-2%生成した。一方、オクタデシルシリル(ODS)化されたシリカ表面に1,2,3,4-TCDDを吸着させて太陽光による分解を行うと分解率は4-8%であり、約5倍の加速効果が見られた。1,2,3-と1,2,4-TrCDDの生成比率は、シリカ上で17:83,ODSシリカ上で1:99であった。1,2,3,4,7,8-HxCDDの分解においても、1,2,4,7,8-PeCDDに対する1,2,3,7,8-PeCDDの生成比率がODSシリカ上で高いことを見出している。この結果は、1,2,3,4,5,6,7,8-OCDDのように毒性のないダイオキシンが、ODSシリカ上では容易に光分解して2,3,7,8-位から塩素を失い無毒化されるのに対して、無機表面においては遅く、しかも1,4,6,9-位から塩素を失って高い毒性等価係数をもつダイオキシンを生成し、毒性を増加させること、すなわち汚染土壌を放置することにより毒性(TEQ)の増加を招くおそれがあることを示す。また、疎水性の有機化合物が無機シリカ表面からODSシリカ表面に空気層を通って移動することを見出しており、土壌中のダイオキシンを有機物質上に分配・移動させ、太陽光による分解を行う処理法の可能性を見出した。ゴミ処理にともなって継続的に発生が続くこと、および、土壌の無機表面での光分解によって毒性が増加する可能性があることは、ダイオキシン類の有機物上への捕集法とエネルギー消費の少ない太陽光による分解法の開発の必要性を示唆するものと考えられる。土壌の中のPCBやダイオキシンは、高い疎水性をもつので有機物質あるいは無機物質の表面に吸着されて存在する。ダイオキシンは、無機物質表面に吸着された状態では安定であるが、有機物質、とくに、引き抜くことができる水素をもつ有機物質中では、光により容易に分解して2,3,7,8-位から塩素を失い無毒化される。しかし、無機物質上で分解されたときのダイオキシン生成物は、1,4,6,9-位から塩素を失った高い毒性等価係数(TEQ)をもつ同族体である。したがってダイオキシン汚染土壌を放置することは、TEQの増加を招くおそれがあり、また放置してもダイオキシン類の速やかな分解は期待できない。このような土壌中のダイオキシン類を速やかに光分解するために、(1)無機物質上から、有機物質上にダイオキシン類を移動させる、次に(2)有機物質上のダイオキシンを太陽光を用いて光分解することを、目的に検討を行った。第一段階として、シリカゲルを土壌のモデルとし、アルキル化シリカゲルを有機物質のモデルとして、芳香族化合物が固体-固体間を移動するかどうかを検討した。ナフタレン、アントラセン、および、ピレンをモデル化合物として、シリカゲルに吸着させた後、乾燥状態でアルキル化シリカゲルと混合し、シリカゲルとアルキル化シリカゲルとを分離して芳香族化合物の分布を測定したところ、これらの芳香族化合物は、シリカゲルからアルキル化シリカゲルに移動することが示された。次の段階は、ダイオキシン類についても固体-固体間を移動するかの検討、およびダイオキシンを吸着した有機物質を土壌中から表面に移動させる段階の実験であり、これに続いて光分解まで実行する計画である。この結果は、1,2,

3,4,5,6,7,8-OCDDのように毒性のないダイオキシンが、ODSシリカ上では容易に光分解して2,3,7,8-位から塩素を失い無毒化されるのに対して、無機表面においては遅く、しかも1,4,6,9-位から塩素を失って高い毒性等価係数をもつダイオキシンを生成し、毒性を増加させること、すなわち汚染土壌を放置することにより毒性(TEQ)の増加を招くおそれがあることを示す。また、疎水性の有機化合物が無機シリカ表面からODSシリカ表面に空気層を通って移動することを見出しており、土壌中のダイオキシンを有機物質上に分配・移動させ、太陽光による分解を行う処理法の可能性を見出した。ゴミ処理にともなって継続的に発生が続くこと、および、土壌の無機表面での光分解によって毒性が増加する可能性があることは、ダイオキシン類の有機物上への捕集法とエネルギー消費の少ない太陽光による分解法の開発の必要性を示唆するものと考えられる。
ヒト精巣胚細胞分化増殖制御に関する細胞間調節機序(Paracrine)機構の解明

1培養Sertor細胞よりPlasminogen activator活性を、生殖細胞のDNA産生能の低下が証明されている停留精巣について検討し、正常者に比較して明白な低下をみとめ、生殖細胞ーSertoli細胞間のparacrine systemが証明された。2生常精巣および特発性不妊症や停留精巣より得られた障害精巣の器管培養をおこない、生殖細胞および支持細胞の形態変化や支持細胞機能を評価のうえ、生殖細胞のDNAおよび支持細胞のRNA合成能をそれぞれ相違した温度環境下にて追求することにより、生殖細胞分化能の部分的な独立性と栄養細胞への依存性が解明された。また思春期前後における正常精巣へのDNA、RNA、蛋白合成能を温度環境の変化に応じて測定することにより、思春期前には生殖細胞を中心とするparacrine systemの作動が無いことが示唆された。ヒト精巣胚細胞分化増殖制御に関する細胞間調節機序解明の第一段階として、正常および病的状態にあるヒト精巣を器管培養し、培養条件設定(温度、アンドロゲン、FSH、LHなど各種ホルモンの添加)に応じた胚細胞のDNA、RNA、蛋白合成量を観察、また形態学的変化を観察し、DNA合成能との相関性を求め、同時にFSH、hCG、アンドロゲン受容体を同定し、胚細胞分化との関係を検討した。培養条件については、温度に対する著しい感受性を胚細胞に認めたが、セルトリ細胞やライディヒ細胞は安定性を示し、アンドロゲン、FSH、LHに対してはまずセルトリ細胞やライディヒ細胞が反応し、つづいてDNA度生量の変化として胚細胞機能が変化した。胚細胞を直接支持栄養し、多様な蛋白合成を行なうセルトリ細胞を分離培養し、プラズミノ-ゲンアクティベ-タ-産生量のFSH依存性を証明、同時に同物質の分子量を同定し得た。さらにこれらの実験系に基づき、ヒトにおいても精巣中の各構成細中に存在すると推定されており、胚細胞の分化・成熟に必要と考えられるアンドロゲン受容体とFSH、hCG受容体、セルトリ細胞の蛋白合成能および胚細胞のDNA合成能との相互関係を細胞間レベルにおいて検討解明し得た。以上の細胞遺伝学および分子生物学的手抜を用いた系統的な精巣機能の解明方法を用いて前立腺増殖抑制機序の解明にも一定の成果を得た。1正常および病的状態にあるヒト精巣を器管培養し、培養条件に応じたDNA、RNA、蛋白合成能を観察検討することにより、胚細胞分化とDNA合成能との相関性を見い出した。2器管培養の条件については、温度感受性が著しいことを証明し、精巣高温環境を呈する停留精巣や精索静脈瘤を用いたvivoの実験系でもDNA合成能の著い低下をみとめた。3培養ヒトSertor細胞よりplasmimogen activatorの同定に成功したが、病的精巣についても検討を加え、著しい産生能の低下を証明した。5ヒト生殖細胞の障害と支持細胞機能低下との間に存在する細胞間調節(Paracrine)機構の解明にin vivoの実験系を導入し、所定の成果を得た。
ゼロ金利制約下における経済政策のマクロ経済効果の実証的解明

本研究ではベクトル自己回帰モデルをはじめとする時系列分析の手法を利用、及び、拡張することで金融財政政策といった政府・中央銀行の経済政策の効果と波及メカニズムを解明することを目的としている。さらに、経済状況に応じて政策の効果が変化する、政策効果の状態依存性や非線形性に着目して、より効果的な経済政策の在り方や発動のタイミングを明らかにしたいと考えている。また、分析を通じて新たな推計手法を確立することも本研究の目的のひとつである。
ナチス占領下のフランスにおける検閲と文学作品の映画化との相関研究

本研究の目的は、ナチス占領下のフランスにおけるメディア統制の実態を明らかにし、さらには映画検閲の課す制約に対して監督や製作者らがどのように対処したかの検証を通じて、表現規制への対応が単なる「検閲逃れ」といった消極的な側面を持つだけでなく、新しい映画表現が生まれる契機にもなりえたか否かを検証することである。占領期の映画全体のおよそ3分の1が小説ないし戯曲を題材とした文芸映画であったように、検閲規制を逃れる手段としては文学作品の翻案が有力であった。よって分析の対象を文学作品の映画化に絞り、個々の映画作品について、原作と脚本、さらには映像の比較を通じて、翻案のプロセスにおける検閲の影響を分析する。このようなアプローチは文学研究と映画研究を架橋するものでもあり、さらに映像表現と言語表現の相互作用を捉える方法論的可能性を広げることで、占領期映画研究の新しい知的営為の基盤づくりを目指す。本研究の実施にあたっては、以下の手順に沿って検証を進めていく。(1)フランス国立図書館(BNF)などで調査を行い、所蔵されている検閲資料を収集、分析する。その目的は占領期のフランス映画を管理したナチスのフランス宣伝部およびヴィシー政府、さらには民間の組織も含めた検閲の実態を解明することである。(2)220本ある占領期映画のおよそ3分の1を占める文芸映画に関して、原作と脚本ないし映像の間の相違点を調べ、検閲規制を掻い潜るために映画製作者たちがとった戦略の傾向の抽出およびその分析を行う。(3) (2)の分析結果をもとに、表現規制があることで逆に可能になった新しい発想方法や演出テクニック等を考察し、それが戦後の新しい映画の潮流にも影響を与えうるものであったのか否かを検討する。本研究の第一段階として、ナチス占領下フランスにおけるナチス当局の検閲体制とヴィシーを中心とするフランス側の検閲体制の錯綜した検閲状況を調査し、その結果をもとに論文「ナチス占領下フランスにおける映画検閲の状況」(2019年3月)を執筆した。また占領下の映画時評の分析も行い、当時の映画時評を通じてみえてくるヴィシー政府の検閲の影響を考察し、その成果をもとに論文「フランソワ・ヴァンヌイユとは何者かー対独協力(コラボ)作家による映画評論と占領期のフランス映画」(2019年5月発行予定)を執筆した。占領下の映画に対する表現規制の実態を明らかにすることを目的としたこの第一段階は、本研究の基礎部分といえるものであり、今後の研究の進展にとって重要不可欠なステップといえる。さらに詳細な分析を行うために2019年6月にフランス(フランス国立図書館およびシネマテークフランセーズ付属図書館等)での調査の実施を計画している。この調査ではヴィシー政府の御用メディアでもあった雑誌『ル・フィルム』などの資料にあたる予定である。そして2019年度中に、研究の第二段階に着手したい。主だった文芸映画をとりあげ、原作と脚本および映像の比較を通じて、文学作品の翻案のプロセスにおける検閲の影響を分析する。

この調査ではヴィシー政府の御用メディアでもあった雑誌『ル・フィルム』などの資料にあたる予定である。そして2019年度中に、研究の第二段階に着手したい。主だった文芸映画をとりあげ、原作と脚本および映像の比較を通じて、文学作品の翻案のプロセスにおける検閲の影響を分析する。予定していた海外出張を行うことができなかったため。6月にフランスで調査を行う予定。
神経細胞の増殖・分化に関与するmyc遺伝子と神経難病

myc遺伝子群は数種類のファミリーを成すが、代表的なものに細胞種を問わず発現するc-myc、神経系細胞で発現するN-mycがある。神経細胞の増殖、分化、更には細胞死を考える上でN-myc遺伝子は極めて重要である。そのN-myc遺伝子の構造と産物タンパク質の機能解析を行い以下の結果を得た。1、マウスN-myc遺伝子の転写調節領域と制御タンパク質マウスN-myc遺伝子転写プロモーター上流約1000塩基対上流には、ヒト神経芽腫細胞IMR32でより発現特異性を示すエンハンサーが存在することが明らかになった。このエンハンサー領域約90塩基対にタンパク質結合配列21塩基対(N-21box)を同定した。N-21boxで90塩基全体の機能を相補できるが、その発現様式は神経系細胞と非神経系細胞では異なっていた。N-21boxに結合するタンパク質として、分子量38、45、110Kが同定されたが38Kは非神経系でのみ発現していた。これらのタンパク質は1本鎖及び2本鎖DNAに結合した。2、ヒトN-myc遺伝子の転写調節、DNA複製開始領域ヒトN-myc遺伝子もマウス同様、上流1000塩基対にエンハンサーが存在した。DNA複製開始領域の同定のために、自律増殖活性(ARS)領域を同定したところ、このエンハンサーと一致した、次にin vitro DNA複製系を確立し、必須領域の限定を行ったところ、約1000塩基対全体が必要であることが明らかになった。N-mycタンパク質はN-myc遺伝子、MHC classI遺伝子の転写抑制を行った。各種欠損変異株を作製して機能部位を同定したところ、N末、中央、C末の各40アミノ酸が必須であった。
アルドース還元酵素阻害剤による線維芽細胞増殖因子の発現調節と糖白内障の再透明化

Sprague Dawley(SD)ラットに50%ガラクトース含有食を経口投与、もしくはストレプトゾトシン(STZ)を80mg/kgで腹腔内投与することで糖白内障動物モデルを作製した。上皮細胞の多層化領域が形成される時期にbFGFの発現が蛋白、mRNAレベルにて上昇し、アルドース還元酵素阻害剤(ARI)の同時投与により、上皮の多層化、皮質の液化、bFGFの発現上昇はそれぞれ抑制された。bFGFの発現は、免疫組織染色の結果、多層化領域に強く発現が見られた。bFGFの発現上昇により、線維細胞への分化の可能性が考えられたが、マーカーであるβクリスタリンの発現が見られなかった事から、bFGFの発現が上昇して上皮は多層化しても線維細胞への分化は起きないことが示唆された。弓状部において線維細胞への分化が促進されたかどうか、トリチウムを前房内に投与しマーキングされた細胞の移動距離を計測した所、ガラクトース群、コントロール群、ARI投与群の間に有意な差は無かった。よってbFGFの発現上昇により、上皮細胞の増殖、遊走は惹起されたが、分化は影響されなかった事が明らかとなった。ラット水晶体上皮細胞を、5mMないしは30mM高ガラクトースを含んだ培養液で培養したところ、上皮の多層化やbFGFの発現上昇は見られなかった。しかし、bFGFを含んだ培養液で培養したところ、上皮は多層化した。よって糖負荷により直接的にbFGFの発現が上昇したとは考えにくく、皮質の液化が要因であると考えられた。ARIは、皮質の液化を抑制することでbFGFの発現を抑制したと考えられた。ラット糖尿病白内障を補助により購入した50%ガラクトースを含んだ飼料を6週齢のSD系雄ラットに負荷して作製した。負荷後2週頃から水晶体の混濁と上皮細胞の多層化が観察された。経時的に試料(摘出された眼球から採取された水晶体嚢を含む上皮細胞)を採取し、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)の蛋白、RNAレベルでの発現をELISA法、リアルタイムRT-PCR法においてそれぞれ解析した。その結果、蛋白、RNAレベルいずれにおいても、びまん性の細胞増殖が見られた時期にはbFGFの発現上昇は認めなかったが、上皮細胞の多層化が見られた時期に有意な発現の上昇が確認された。また、免疫組織染色により上皮細胞の多層化領域を含めbFGF蛋白に対する染色性が強まった事が示された。このbFGFの発現上昇は、アルドース還元酵素阻害剤(ARI)により抑制され、組織的にも上皮の多層化、および水晶体皮質の液化、崩壊は認めなかった。これらの結果から、bFGFの発現上昇が上皮細胞の多層化と関連があることが示唆された。糖白内障の再透明化においては、上皮細胞から皮質線維細胞への分化による供給が必要と考えられている。上皮細胞から線維細胞への分化をマーキング細胞の移動で観察したところ、コントロールと糖白内障群との間に差は無かった。糖白内障のARIによる再透明化は、分化した線維細胞の糖アルコールの蓄積による崩壊が抑制される為であることが明らかとなった。
アメリカ西部変成コアコンプレックスの大陸地殻強度マッピング

これまでの本研究課題研究では南カリフォルニア大学を拠点にアメリカ・ネバダ州イーストハンボルトレンジ及びルビー山地の野外地質調査から得られた定方位岩石試料の薄片化を行い、試料分析を開始していた。昨年度は調査地域の中でもシークレットパスで採取された岩石試料が、大陸地殻内での高歪領域を保存していると思われる岩石組織を示す岩石試料が多く見られた。本年度はアメリカ・ネバダ州イーストハンボルトレンジの試料分析を継続して行い、特にエンジェルレイクで採取された岩石試料の室内分析を実施し、エンジェルレイク周辺では石英の深部から浅部への各深さ領域での変形をそれぞれ示唆するgrain-boundary migration、subgrain rotation recrystallization、grain-boundary bulgingの各変形微細組織が同一剪断帯内で見られた。そのためEPMAによる鉱物組成分析を実施した。またこのEPMA分析をもとにEBSD分析のための最適な結晶構造データベースを検討した上で、EBSDによる剪断帯の広域結晶方位マッピングを実施した。これまでに得られた採取試料の分析結果をもとに大陸地殻岩の構成鉱物の変形時の各条件と変形機構を推定し大陸地殻内の岩石強度推定を実施していく。このほか、昨年度の四国三波川帯及び関東三波川帯釜伏山周辺、及びアメリカ・カリフォルニア州サンフランシスコ及びジェードコーブ周辺から得られた天然試料の観察・分析に加え、本年度はギリシャ・シロス島の野外調査を実施した。また昨年度に引き続き上部マントル構成岩類に関連した岩石高圧加熱実験を継続して実施することで上部マントル構成岩類の岩石強度に関して得られた知見からリソスフェアの強度推定を実施していく予定である。本研究課題において主な調査地域であったアメリカ・ネバダ州イーストハンボルトレンジ及びルビー山地の野外地質調査と試料採取を南カリフォルニア大学を拠点に実施した。またそれらの野外調査記録をまとめた。イーストハンボルトレンジ及びルビー山地での採取試料に関しては岩石試料を定方位試料として採取し、約30試料の岩石試料に関して薄片試料作成が完了し、偏光・電子顕微鏡観察を含め分析を開始している。本年度の野外調査では主にエンジェルレイク、シークレットパス及びラモイルキャニオンにおいて重点的に調査、試料採取を行った。中でもシークレットパスで採取された岩石試料は、大陸地殻内での高歪領域を保存していると思われる岩石組織を示す岩石試料が多く見られ、本研究課題に適した試料が採取できた。これら採取試料の分析から大陸地殻岩の構成鉱物の変形時の温度圧力などの各条件と変形メカニズムの推定から大陸地殻内の岩石強度推定を行っていく。このほか、上部マントル構成岩類に関連した岩石高圧加熱実験に加え、四国三波川帯及び関東三波川帯釜伏山周辺、及びアメリカ・カリフォルニア州サンフランシスコ及びジェードコーブ周辺から得られた天然試料の観察・分析を行い、これら上部マントル構成岩類の岩石強度に関して得られた知見からリソスフェアの強度推定を実施していく予定である。現在まで研究は順調に進んでおり、本年度得られた研究成果を筆頭著者として国内外の学会で発表した。アメリカ西部変成コアコンプレックスでみられる大陸地殻構成岩類の変形構造の詳細な観察から異なる深さ起源を持ち、変形程度の異なる岩石試料セットを採取することは本研究課題の遂行に重要であったが、現在までにネバダ州イーストハンボルトレンジ及びルビー山地での野外地質調査を行い、岩石試料の採取を実施した。採取岩石試料は今後順次薄片試料作成と試料分析を実施していくが、現在までに野外調査記録をまとめ、イーストハンボルトレンジでの約30試料の薄片作成が完了しており、室内分析を開始している。これらに加え、蛇紋岩試料を用いた高圧加熱実験では、アンチゴライトとブルース石の分解反応によるかんらん石の生成に成功した。この実験はブルース石と蛇紋石鉱物であるアンチゴライトが含まれた天然試料を用いて、実際の沈み込み帯ウェッジマントル領域でブルース石とアンチゴライトの脱水分解が予想される温度・圧力条件と同様の温度・圧力条件下で実施した。また実験試料の反応前後の直接的な比較を行うことに成功しており、実験試料は反応前後の鉱物化学組成や結晶方位関係の測定を行っている。これらの分析結果は沈み込み帯ウェッジマントル起源の天然試料で見られるブルース石とアンチゴライトの反応によるかんらん石の分析と整合的な結果が得られている。また四国三波川帯及び関東三波川帯釜伏山周辺の野外調査、及びアメリカ・カリフォルニア州ジェードコーブ周辺での野外地質調査から得られた岩石試料に対して、構成鉱物の同定とこれらの結晶方位測定を行った。特に釜伏山とジェードコーブから採取した滑石片岩中の滑石の鉱物結晶方位測定に成功し、滑石の結晶軸定向配列パターンを報告した。

またこのEPMA分析をもとにEBSD分析のための最適な結晶構造データベースを検討した上で、EBSDによる剪断帯の広域結晶方位マッピングを実施した。これまでに得られた採取試料の分析結果をもとに大陸地殻岩の構成鉱物の変形時の各条件と変形機構を推定し大陸地殻内の岩石強度推定を実施していく。このほか、昨年度の四国三波川帯及び関東三波川帯釜伏山周辺、及びアメリカ・カリフォルニア州サンフランシスコ及びジェードコーブ周辺から得られた天然試料の観察・分析に加え、本年度はギリシャ・シロス島の野外調査を実施した。また昨年度に引き続き上部マントル構成岩類に関連した岩石高圧加熱実験を継続して実施することで上部マントル構成岩類の岩石強度に関して得られた知見からリソスフェアの強度推定を実施していく予定である。本年度に引き続き、今後も変成コアコンプレックスであるアメリカ・ネバダ州イーストハンボルトレンジ及びルビー山地の調査を引き続き実施し、大陸地殻構成岩類の地質構造の調査と採取試料の分析から、大陸地殻構成岩類の各深度における変形組織の詳細な微細観察を行う。本年度では主にエンジェルレイク、シークレットパス及びラモイルキャニオンから岩石試料の採取を行い、特にシークレットパスで採取された岩石試料では、大陸地殻内での高歪領域を保存していると思われる岩石組織を示す岩石試料が多く見られ、本研究課題に適した試料が採取できた。そのため、これらのシークレットパスの採取試料と新たに得られる採取に対して今後、変形時の各条件や構成鉱物の変形メカニズムを推定する目的で、南カリフォルニア大学でのFE-SEM-EBSD装置を始めとする南カリフォルニア大学内及び協力研究室の分析装置による分析を実施していく。また本年度、その他三重県飯南地域の中央構造線近傍の領家変成帯から得られた地殻構成岩類や所有する四国三波川帯及び関東三波川帯釜伏山周辺の野外調査、及びアメリカ・カリフォルニア州サンフランシスコ及びジェードコーブ周辺での野外地質調査からの得られた上部マントル構成岩類に関しても岩石試料の分析から岩石強度を推定することで、リソスフェアの岩石強度推定に活用していく予定である。来年度、引き続き野外調査と採取試料の分析を順次行うと同時に、本年度の成果の国際誌への投稿を実施していく予定である。
唾液を用いたシェーグレン症候群の診断および重症度分類法の確立

シェーグレン症候群(SS)患者および健常者それぞれ3例の口唇腺を用いたDNAマイクロアレイ、そして症例数を増やしたValidationの結果、Toll様受容体(TLR)ファミリーの1つであるTLR8のみmRNA発現が有意に亢進していた(P<0.05)。TLR8は樹状細胞や単球/マクロファージ、B細胞に発現し、ウイルスや自己のRNAを認識して自然免疫に寄与し、自己免疫疾患の病態にも関与することが知られている。そこで、これらの発現候補細胞マーカー(樹状細胞:CD123、CD11c、単球/マクロファージ:CD68、B細胞:CD20)で蛍光二重免疫染色を行い、各細胞のTLR8陽性率を半定量的に解析したところ、SSの口唇腺における主なTLR8発現細胞は単球/マクロファージであった。さらに、TLR8+単球/マクロファージの機能解析を目的に、ヒト単球細胞株(U-937)にTLR8を過剰発現もしくはノックアウトさせ、TLR8アゴニスト(R848)で刺激実験を行い、炎症性サイトカインであるTNF-αの産生能を検討した。その結果、アゴニスト無刺激群では、いずれの細胞株でもTNF-αの産生は認めなかった。一方、アゴニスト刺激群では、TLR8を過剰発現させた細胞株で有意にTNF-αの産生が亢進し、ノックアウトさせた細胞株では産生能は著明に低下した。以上より、唾液腺に浸潤するTLR8+単球/マクロファージがTLR8刺激を介してTNF-αを産生し、Th1誘導型炎症を引き起こし、唾液腺の破壊やアポトーシスを促進させることが示唆された。今後は、TLR8トランスジェニックマウス(東京大学医科学研究所との共同研究)を用いてTLR8を介したSSの発症機序の解明し、SSの新規診断マーカーとしてTLR8の有用性の検証(特に患者唾液に着目して)を行う予定である。シェーグレン症候群(SS)は「難治性疾患」に指定されており歯科医師がSS患者を診療する機会も増えると考えられる。この特定疾患の認定には重症度により選定される予定であり、現時点ではヨーロッパリウマチ学会の分類案(ESSDAI)が用いられているが、この分類では口腔乾燥症状や唾液量など歯科が診療すべき項目は含まれておらず、内科的所見の項目がほとんどである。われわれの先行研究では、患者の唾液中のサイトカイン濃度を測定することよりリンパ球浸潤程度と正の相関を認めることを明らかにしている。そこで本研究では、より病態を反映した評価法の作成を目的に患者の唾液を用いた診断法および重症度の評価法の確立を目指す。本研究は、まずSS患者の口唇腺を用いて、病態発症に関与する分子をDNAマイクロアレイに法にて網羅的に検索した上で疾患関連分子を同定し、さらに唾液で検出できるかを検証する。対象はSSをはじめ、コントロールとして健常者、そしてSSの類似疾患として神経性・薬物性、放射線性口腔乾燥症患者の口唇腺および唾液を採取する。検査方法は実用化を考えると、勘弁で再現性が保たれていることが必須条件であり、そのため、濃度測定には短時間で数十種類の分子を一度に測定出来るCBA flex system (Flow cytometry法)を用いる予定である。最終的にはその測定結果と臨床所見(唾液量、VAS、画像所見、血清学的所見など)との相関について検討し、重症度分類に応用可能かを検討する。今年度はSSと健常者(粘液貯留嚢胞)の口唇腺より抽出したRNAを用いて遺伝子発現パターンをクラスタリングで比較し、Gene Ontologyアノテーションを用いて発現変動遺伝子の機能解析を行う目的にて唾液腺サンプルを収集している途中であり、倫理委員会への申請準備中である。研究対象である口唇腺サンプルは研究に必要なサンプル9症例中3症例まで採取終了している。採取に際して患者協力が必須であるが、サンプル採取が困難なため当初の計画より遅れている。シェーグレン症候群(SS)は「難治性疾患」に指定されており歯科医師がSS患者を診察する機会も増えると考えられる。この特定疾患の認定には重症度により選定される予定であり、現時点ではヨーロッパリウマチ学会の分類案(ESSDAI)が用いられているが、この分類では、患者の唾液中のサイトカイン濃度を測定することよりリンパ球浸潤程度と正の相関を認めることを明らかにしている。そこで本研究では、より病態を反映した評価法の作成を目的に患者の唾液を用いた診断法及び重症度の評価法の確立を目指す。本研究は、まずSS患者の口唇腺を用いて病態発症に関与する分子をDNAマイクロアレイ法にて網羅的に検索した上で疾患関連分子を同定し、さらに唾液で検出できるかを検証する。対象はSSをはじめ、コントロールとして健常者、そしてSSの類似疾患として神経性・薬物性、放射線性口腔乾燥患者の口唇腺および唾液を採取する。検査方法は実用性を考えると、勘弁で再現性が保たれていることが必要条件であり、そのため、濃度測定には短時間で数十種類の分子を一度に測定できるCBA flex system (Flow cytometry法)を用いる予定である。