hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テロメラーゼを標的にした癌の遺伝子治療

これまでに、組み替えアデノウイルスベクターを用いたテロメラーゼ蛋白成分hTERTのアンチセンス発現によりテロメラーゼ活性の抑制を試みてきたが、単にテロメラーゼ活性を抑制するだけでは有意な株化癌細胞の増殖抑制効果が得られなかったため、染色体末端のDループの形成に主役を演ずるテロメア結合タンパク質TRF2に変異を導入したドミナントネガティブ蛋白発現ベクターを入手した。これらを、ヒト癌細胞株に導入して細胞増殖抑制をこころみたが、明らかな結果は得られなかった。TRF2の阻害による細胞増殖抑制効果は、p53を介したアポトーシスによるため、p53が不活化されていることの多い癌細胞株では、効果が十分に得られない可能性も考えられた。また、テロメラーゼ抑制による明らかな細胞増殖効果が得られないのは、テロメラーゼ活性も細胞数も集団で検討しているからで、個々の癌細胞におけるテロメラーゼ抑制とアポトーシスは得られている可能性は否定できない。そこで、個々のテロメラーゼ活性を正確に評価する方法の確立をめざした。hTERT抗体を用いた免疫染色を試みたところ、細胞検体であれ、組織検体であれ、テロメラーゼ活性とよく相関する結果が得られた。すなわち、テロメラーゼ高活性癌組織・細胞集団は例外なく染色される細胞の割合が高く、低活性組織・細胞集団では染色されない細胞の比率が高かった。本手技により、多数のテロメラーゼ陽性癌細胞のなかで、個々テロメラーゼ活性が抑制された細胞の存在を検出することが可能となった。
博物館におけるX線CT法を用いた古生物試料のデータ収集及び可視化に関する研究

本研究では、博物館にコレクションされている恐竜等の頭蓋骨資料内部に保存されている形態学的差異を明らかにし、博物館における資料情報の構築と活用を図ることを目的として、X線CT装置により得られたデータを用いて可視化するとともに、3Dプリンターによって立体模型を製作し、展示・教育活動における有用性を検討した。CT検査装置は熊本大学X-EarthセンターのマイクロフォーカスX線CTスキャナー(TOSCANER-32300FPD)を使用し、書き出したボリュームファイルをImageJ及びAmiraを用いて処理した。試料はMesocricetus auratus、Numida meleagrisの頭骨、御船層群産テリジノサウルス類頭骨化石を使用し、それらのCTデータを取得し、3次元構成と内耳構造の抽出の作業を行った。現生・化石標本ともに閾値設定による抽出はできなかったため、2次元画像から手作業により当該領域を抽出した。以前、当該化石標本については産業用X線CTスキャナーを用いて撮影を試みたが、解像度が不足していたため、微細構造の抽出には至っていなかった。今回の検査では、十分な解像度は得られたものの、X線強度不足によると思われるアーチファクトが多数生じていた。今後は、データの蓄積が課題になってくることから、ロッキー博物館においてデータ化が可能な標本を調査したが、マイクロCTによる検査に適合する標本はきわめて限定的であった。今回、マイクロフォーカスX線CTスキャナーを用いることで、化石標本の微細な構造を解析することができた。しかし、化石内部には堆積物が充填されており、その密度変化が大きいため、境界の判定が困難な場合もあり、また、画像処理及び撮影段階においてアーチファクトの除去が課題となることが明らかとなった。しかし、これらのデータを用いた哺乳類及び恐竜類(鳥類含む)の映像資料及び3次元模型は、非破壊による可視化を実現し、博物館における展示及び教育普及活動に一定の役割を果たす可能性が示された。
ナノ印刷技術による伸縮自在な大面積シート集積回路

本研究では、ナノ印刷技術を駆使して、ゴムのように伸縮自在な大面積シート集積回路を実現した。最終年度は、実用化への最大の懸案である有機トランジスタの高信頼性化に関する課題に取り組んだ。その結果、今年度は、フレキシブル基板上に250°Cの加熱に耐えることができる低電圧駆動する有機トランジスタの作製に成功した。これまでの耐熱温度150°Cから100°Cも改善できた。ナノ印刷技術を駆使して、世界初であるゴムのように伸縮自在な大面積シート集積回路を実現することをねらいとする。アトリットル・インクジェット印刷と自己組織化単分子膜を融合した独自のナノ印刷技術を確立し、有機トランジスタをナノ寸法まで微細化する。また、世界初、伸縮性のあるカーボンナノチューブ配線を実現して有機トランジスタと集積化し、自由曲面にも貼れるゴムのような伸縮自在の大面積シート集積回路を実現する。本研究では、伸縮自在の大面積シート集積回路を実現すため、伸縮性電子材料のデバイス物理・界面物性を解明し、さらに作製技術の確立を目指すが、まずは初年度として、ナノ印刷技術によって有機トランジスタのチャネル長をサブミクロン寸法まで微細化することを目指した。さちに平行して、伸縮自在のカーボンナノチューブ導体材料の実現を目指した。特に、本研究では、世界初の伸縮自在な集積回路の実現に向けて、これまで集積回路では全く用いられてこなかったゴムやゲルを配線・コンタクトの材料に応用した。さらに、この基礎的な知見を最大限に活用し、伸縮性のある大面積シート集積回路を実現して、自由曲面に貼り付けた状態での動作を確認した。具体的には次の二点を確認した。(I)ナノ印刷技術による有機トランジスタの微細化有機トランジスタの性能向上には、素子寸法の微細化が有効である。印刷プロセスで有機トランジスタをナノ寸法に微細化し、実用レベルまで性能を向上させた。(II)伸縮自在のカーボンナノチューブ配線金属に代わるしなやかな導電性材料をカーボンナノチューブで実現し、有機トランジスタ集積回路の配線に応用した。まず、カーボンナノチューブをゴムに均一に分散させる技術を開発し、伸縮陸のある配線を実現させた。導電率57S/cmと伸張性38%を同時実現した。本研究では、伸縮自在の大面積シート集積回路を実現すため、伸縮性電子材料のデバイス物理・界面物性を解明し、さらに作製技術を確立する。特に、ナノ微細化された有機トランジスタと伸縮性の配線を集積化し、曲げても引っ張っても壊れない伸縮自在で丈夫な大面積シート集積回路を試作する。さらに、有機トランジスタとシリコンLSIを融合し、大面積シート集積回路の設計と製造技術を確立する。染谷らは、有機トランジスタを印刷した高分子フィルムを機械加工でメッシュ構造にすることで、伸縮性のある電子人工皮膚の作製に成功している。このメッシュ構造は、25%以上伸張させると金属の配線が破断して機能しなくなった。本研究では、メッシュ構造の配線に伸縮性のナノチューブを活用し、伸縮率200%の大面積シート集積回路を作製する。さらに、自由曲面に貼れて初めて可能となる大面積シート集積回路のユニークなアプリケーションを示していく。有機トランジスタは、シリコンにはない優れた特徴を兼ね備えながら、これまでアプリケーションが明確ではなく、いまだに産業化に至っていない。筆者らは、既存の競合素子が多いディスプレイ応用ではなく、電子人工皮膚のように既存素子では実現されていないところで有機トランジスタの突破口を切り開き、新しいアプリケーションのデモを行うことによって、社会に分かりやすい形で広く情報を発信していく考えである。本年度は、ナノチューブをゴムの中に均一分散させる技術をさらに進めることで、ナノチューブ・ゴムのコンポジットを作製し、これを印刷手法を用いて微細にパターニングする技術を確立した。より具体的には、導電率100S/cmで伸縮率3040%、導電率10S/cmで伸縮率100%を示す新しい伸縮性導体の開発に成功した。特に、新しい分散方法により、ペーストの粘性を10Pas以上まで向上させることにができ、スクリーン印刷を用いて100ミクロンのパターニングを行うことができた。この伸縮導体配線の有用性を実証するため、有機トランジスタ、有機発光素子(LED)と集積化を行い、世界で初めてアクティブマトリックス駆動の伸縮性有機LEDディスプレイの作製に成功した。これまでのディスプレイとは異なり、球面や人も体などあらゆる曲面、可動面に張ることが可能となり、新しいディスプレイの可能性を切り開くことができた。一連の成果は、2009年5月のNature Materials誌に掲載されて、話題を呼んだ。この伸縮配線の更なる微細化を進めるため、アトリットル・インクジェットを応用する手法を検討し、さまざまなインクを微細にする技術開発を進めている。有機トランジスタの高性能化に関しては、自己組織化単分子膜をゲート絶縁膜に用いる技術開発をさらに進めており、2V駆動で移動度2cm2/Vsを実現するなど、高機能化、高速動作化において特筆すべき成果を上げることができた。本研究では、伸縮自在の大面積シート集積回路を実現するため、伸縮性電子材料のデバイス物理・界面物性を解明し、さらに作製技術を確立する。

特に、ナノ微細化された有機トランジスタと伸縮性の配線を集積化し、曲げても引っ張っても壊れない伸縮自在で丈夫な大面積シート集積回路を試作する。さらに、有機トランジスタとシリコンLSIを融合し、大面積シート集積回路の設計と製造技術を確立する。昨年度までに、ノチューブをゴムの中に均一分散させる技術をさらに進めることで、ナノチューブ・ゴムのコンポジットを作製し、これを印刷手法を用いて微細にパターニングする技術を確立した。また、自己組織化単分子膜をゲート絶縁膜に用いる技術開発をさらに進めており、2V駆動で移動度2cm^2/Vsを実現するなど、高機能化、高速動作化において特筆すべき成果を上げている。更に、自己組織化単分子膜に金属電極を埋め込むナノヘテロ構造の作製技術を確立し、これを用いた相補型の有機フローティングゲート型不揮発性メモリの開発を行った。基板にはフレキシブルフィルムを用いているため、非常に柔らかい。我々のグループの先行成果では、ペンタセンをチャネルとしたp型単一のフローティングゲート型メモリマトリックスの開発とセンサ応用について進め、一連の成果は2009年のScience誌に掲載され話題を呼んだ。今年度は、大気安定で極めて高品質なn型有機半導体を用いて同様のフローティングゲート型構造の作成手法を開発し、p型構造と組み合わせることで、相補型(CMOS)構成での不揮発性メモリとその回路応用に成功した。これにより、低電圧駆動でき、かつ低消費電力な有機不揮発性メモリに道を拓くことができた。今後は、この低消費電力のシート型不揮発性メモリと、これまでに開発してきた大面積で伸縮可能なシート型集積回路との集積化を行い、伸縮エレクトロニクスの高機能化を進めていく。本課題では、ナノ微細化された有機トランジスタと伸縮性の配線を集積化し、曲げても引っ張っても壊れない伸縮自在で丈夫な大面積シート集積回路を試作することを目的としている。さらに、有機トランジスタとシリコンLSIを融合し、大面積シート集積回路の設計と製造技術を確立することを目的としている。今年度、伸縮基板材料の最適化、伸縮導体と基板材料の密着性の向上、さらに長尺のナノチューブを活用し、伸縮率150%の大面積シート集積回路を作製を行った。さらにこの伸縮基板を用いて1MHzの周波数応答を持つ有機トランジスタの性能を生かすために、伸縮導体の低抵抗化を実施した。さらに、伸縮エレクトロニクスの学理を深めるために伸縮性カーボンナノチューブの伝導機構の解明をめざし、機械的特性と伸縮特性、材料の密着を高性能に評価できる計測系を確立することに成功した。より具体的には、有機半導体と金属電極の界面における伝導については多くの研究がされており、従来のバンド理論に基づく伝導現象として理解されている。一方で今回のように、形状が変化する導電性ゴムや導電性ゲルと金属電極との界面では、物質間のキャリア授受に伴う酸化還元現象や電気泳動現象などを伴う伝導機構が関係し、従来の界面とは異なる物性を示すと考えられる。
腸管免疫系における樹状細胞分化を制御する転写因子Eosの機能解明

腸管免疫系においては免疫反応の促進と抑制のバランスを保つことが重要であり、その乱れは様々なアレルギー疾患や炎症性腸疾患発症等を引き起こす。この腸管免疫系における免疫反応のバランスの制御には、レチノイン酸産生制御性樹状細胞(DC)サブセットの役割が重要であり、その性状や分化制御の解明は、腸管免疫系の理解に欠かせない。我々はこのDCサブセットに転写因子Ikarosファミリーに属するEos遺伝子が構成的に高発現していることを発見した。本研究では、はじめに、このDCサブセットにおけるEosの役割を明らかにするため、腸間膜リンパ節に存在する樹状細胞を種々の表面抗原(CD11b、CD8α、CD103)で分画し、それぞれのサブセットにおけるレチノイン酸産生酵素RALDH2遺伝子の発現とEosおよび他のIkarosファミリー(Ikaros、Helios、Aiolos)発現を詳細に比較検討した。その結果、EosおよびHeliosの発現はRALDH2遺伝子と類似していたが、IkarosやAiolosは対照的な発現傾向を示し、RALDH2遺伝子非発現細胞で顕著な発現が観察された。これらの結果は、腸間膜リンパ節に存在する各DCサブセットの機能において、Eosをはじめとする転写因子Ikarosファミリーがそれぞれ異なった働きをしていることを示唆している。次に種々の炎症性および抑制性サイトカイン発現の制御にEosをはじめとするIkarosファミリーが関与している可能性を考え、種々のサイトカインのレポーターアッセイ系を用いてそれぞれの転写活性への影響を検討した。その結果、樹状細胞サブセットにおいて対照的な発現パターンを示すEos、Ikarosは、それぞれ異なるサイトカイン遺伝子の発現を選択的に抑制することが明らかになった。腸管免疫系においては免疫反応の促進と抑制のバランスを保つことが重要であり、その乱れは様々なアレルギー疾患や炎症性腸疾患の発症等を引き起こす。この腸管免疫系における免疫反応のバランスの制御には、レチノイン酸を産生する酵素(RALDH2)を発現している制御性樹状細胞(dendritic cell; DC)サブセットの役割が重要であり、その性状や分化制御の解明は、腸管免疫系の理解に欠かせない。我々はこの制御性DCサブセットに転写因子Ikarosファミリーに属するEos遺伝子が構成的に高発現していることを発見した。今回、Ikzf4 (EOS)遺伝子の発現がRALDH2遺伝子の発現に、何らかの関係があるかどうか明らかにするために、腸の所属リンパ節やその他リンパ節に存在する樹状細胞におけるIkzf4 (EOS)遺伝子の発現を検討した。正常マウスからパイエル板、腸間膜リンパ節、脾臓、末梢リンパ節を単離し、それらリンパ節に存在する樹状細胞からmRNAを調整しreal-time PCR法によりIkzf4 (EOS)遺伝子およびRALDH2遺伝子の発現を解析した。その結果、Ikzf4 (EOS)遺伝子はRALDH2遺伝子と同様に、腸間膜リンパ節に存在する樹状細胞に強く発現し、末梢リンパ節の樹状細胞にもある程度発現していることが判明した。しかしながら、RALDH2遺伝子の発現量が著しく低下しているビタミンA欠乏マウスの樹状細胞では、EOS遺伝子の発現にあまり変化は無いことが判明した。本研究課題とは関連性があるものの、別課題のまとめの実験に時間がかかり、本研究課題に十分取り組めていないことによる。また、また、予備実験によりIkzf4 (EOS)遺伝子の発現とそのタンパク質の発現は必ずしも一致していない可能性があることから、mRNAの発現だけではなく、タンパク質発現と並行して調べる必要性があることが判明したため。これらの結果は、腸間膜リンパ節に存在する各DCサブセットの機能において、Eosをはじめとする転写因子Ikarosファミリーが何らかの働きをしていることを示唆しているものと考えられる。一方、レチノイン酸自身はRALDH2遺伝子の発現に必須な因子であり、ビタミンA欠乏マウスではその発現は著しく低下することが知られている。今回、ビタミンA欠乏マウスで同様にEosの発現を検討した結果、以外にも、その発現傾向に変化は認められなかった。この結果は、RALDH2遺伝子の発現においてレチノイン酸を介するシグナルとEosの役割は異なったポイントでそれぞれ機能していることが明らかになった。腸間膜リンパ節に存在する各DCサブセットにおけるEosおよび転写因子Ikarosファミリーの発現をレチノイン酸産生酵素RALDH

2の発現と詳細に比較検討し、Ikarosファミリー間で顕著な違いがあることを見出し、その発現が、各DCサブセットの機能や分化に関与している可能性を見出した。一方で、BMDCを用いた実験では、当初計画していたRNAiを用いた機能阻害実験が難航し、Eos自身の機能解析には至らなかった。腸管免疫系においては免疫反応の促進と抑制のバランスを保つことが重要であり、その乱れは様々なアレルギー疾患や炎症性腸疾患発症等を引き起こす。この腸管免疫系における免疫反応のバランスの制御には、レチノイン酸産生制御性樹状細胞(DC)サブセットの役割が重要であり、その性状や分化制御の解明は、腸管免疫系の理解に欠かせない。我々はこのDCサブセットに転写因子Ikarosファミリーに属するEos遺伝子が構成的に高発現していることを発見した。本研究では、はじめに、このDCサブセットにおけるEosの役割を明らかにするため、腸間膜リンパ節に存在する樹状細胞を種々の表面抗原(CD11b、CD8α、CD103)で分画し、それぞれのサブセットにおけるレチノイン酸産生酵素RALDH2遺伝子の発現とEosおよび他のIkarosファミリー(Ikaros、Helios、Aiolos)発現を詳細に比較検討した。その結果、EosおよびHeliosの発現はRALDH2遺伝子と類似していたが、IkarosやAiolosは対照的な発現傾向を示し、RALDH2遺伝子非発現細胞で顕著な発現が観察された。これらの結果は、腸間膜リンパ節に存在する各DCサブセットの機能において、Eosをはじめとする転写因子Ikarosファミリーが何らかの働きをしていることを示唆しているものと考えられる。一方、レチノイン酸自身はRALDH2遺伝子の発現に必須な因子であり、ビタミンA欠乏マウスではその発現は著しく低下することが知られているが、ビタミンA欠乏マウスでは予想に反しEosの発現低下は認められなかった。また、レポーターアッセイ系を用いてRALDH2遺伝子プロモーター活性に対するEosの影響を検討した結果、顕著な影響は観察されなかったことから、EosのRALDH2遺伝子発現への関与は間接的なものであることが示唆された。腸間膜リンパ節に存在する各DCサブセットにおけるEosおよび転写因子Ikarosファミリーの発現をレチノイン酸産生酵素RALDH2の発現と詳細に比較検討し、Ikarosファミリー間で顕著な違いがあることを見出し、その発現が、各DCサブセットの機能や分化に関与している可能性を見出した。一方、レポーターアッセイ系を用いた解析によりEosのRALDH2遺伝子発現への直接的な影響は観察されず、他の分子の介在する新たな制御機構の存在が示唆され、EosのDCにおける機能解明は当初の予定より遅滞している。
心理主義化と再帰的主体の生成

本研究は、現代社会におけるセラピーやカウンセリングに代表される心理主義的な知が、個々人の自己形成、ひいては社会統制に与える影響を分析したものである。その主要な成果としては、特に2000年代に入ってから心理主義的知がマニュアル化・単純化され、それに併せた形で「人間力」といったコトバに現されるように、自己実現・自己達成へと簡単に煽られる社会が形成されたことがある。本年度は、心理主義化とそれを支える感情労働の変節について検討を深めた。感情労働については、従来は疎外論の文脈で分析されがちであったのに対して,近年では感情労働へと人々が積極的に参与していく傾向が見られる。その源泉にあるのが、クライエントとの「人として」の交流を報酬と見なす心性と、感情労働を自己疎外と見なす心性との交錯である。本研究ではこれを感情労働の二重性と捉えかえした。そしてこの二重性の中でも感情労働に肯定的な意味を付与していくものとして、近年の「EQ」や「人間力」といったコトバが用いられる事により、人との繋がりの中に重要な意味があるといったように煽られる心性が広がりつつあることを示した。その成果として、本年度の業績「When emotionallabourbecomes'good'」や「感情を社会学的に考える」がある。今年度の成果として第一にあげられるのが、感情労働が変化しつつあることを指摘したことである。1983年にホクシールドがThe Managed Heartで初めてこの概念を提出した際の論点はサービス産業における労働疎外であった。それに対して、本年度の研究では、それとは反して、労働者が感情労働に楽しみを見いだすなかで積極的に身を投じる有り様を描き出した。言わば「幸福な疎外」(マルクーゼ)として感情労働が、広く労働と疎外という問題圏から描き出されるべきことを示したのである。第二には、それとセラピーの言説やEQといった心理学的な知とが密接な関係を保っている点である。心理学的な知が欲望されることの高度化が、心理主義を支える構図であることを示したのである。本研究では、全体として現代社会において、対人援助が「心」へとシフトしていく有り様を感情労働論から解きほぐしつつ、支援実践において〈善き〉行為へと囚われていく機制を理論的・実証的に明らかにする土台を構築した。具体的な理論的成果について述べていくならば、第一にはこれまでの自身の感情労働研究を引き受けつつ、その現代的特性として〈心〉の尺度化と心理学的な知の広まりによる統治論の系譜について、フーコーやローズの現代統治理論と感情社会学の権力論とを比較し、心理学的知をもって、〈知り〉つつ〈統治〉する再帰的自己の有様を明らかにした。第二には、これを踏まえつつ、既存の感情労働研究では、感情労働が疎外/幸福の二項対立で論じられていたのに対し、感情労働の遂行の中でリアル・セルフが形成される有様をあきらかにした。次に実証的成果について述べるならば、第一には、2000年代のビジネス誌の言説分析の中で、EQに代表されるような通俗的な心理学的な知が、いかに上述した再帰的自己を形成しているのかを明らかにした。その中では、その知の効果の細分化=広範化といったことに加え、メリトクラシーの原理に絡め取られていく有様を研究した。第二には、前年度に継続してターミナル期でのケアに注目し、究極の感情労働の中での振り返りのあり方を考察した。これらの成果は、拙稿「「心」を求める社会」に収録されるほか、平成23年度に書籍、論文の形で発表される。計画の最終年度となる本年度は、従来からおこなってきた心理主義化の進展に関する研究の蓄積をすすめた。また併せて、補完的な関係となる社会調査を素材とした、感情と社会調査のあり方、並びに緩和ケアにおける看取りの技法に関する実践知の分析を行った。前者に関しては、これまでの本研究の成果をさらに深めつつ発展させるため、1990年代以降の雑誌メディアに現れる「心」に関する言説の収集を試みた。その上で、近年の社会学・哲学で展開されている統治論、自己論の成果を参照しながら、心理主義の進展が「自発的」に「人間力」を磨き、労働へ駆り立てていく自己を形成していくことを分析した。後者に関しては、社会調査という関係を題材にしながら、調査する側-される側がいかに自らの感情をマネジメントするか、という原理的な問いがあることを確認した。その上で、「当事者」と形容されるような、社会的に一定の磁場がある調査対象者との関係が、同情でもなく巻き込まれでもなく、強いていうならば共感と名付けられるような関係が望ましいことを指摘した。さらに、緩和ケアに関しては仏教ホスピスを対象としながら、看取りの場面において宗教が相互行為の資源として参照されることを通して、感情のコントロールのみならず、「良い」看取りが可能になりうることを示した。またそれを通して、看取りの場がホスピス内に留まらずに社会的ネットワークにも広がりうるものであることを示唆し、現在の相互行為や自己形成が必ずしも心理主義的知に依存しなくてもすむ可能性を示唆した。
爆発的水素燃焼過程における元素合成過程

(1)新黒爆発開始の鍵反応^<15>O(α,γ)^<19>Neで重要な状態とされる4.033-MeV準位の性質を荷電対称反応(d,t)及び(d,^3He)を使って調べた。角度分布のDWBA解析から、J^π=3/2^+、S=0.033ということが判り、5p-2hという特異な構造を持つ可能性が判明した。また、この準位のα分岐比の測定を試みたが、バックグランドに埋もれて観測されなかった。この事から、この状態のα幅は極端に小さく、約100μeV以下であると推定された。(2)高温rP-過程開始の重要反応である^<14>O(α,p)^<17>Fの鍵となる^<18>Neの閾値近傍の構造を^<20>Ne(p,t)反応を使って調べ、準位の幅やスピンの決定等を行った。(3)NeE問題と^<22>Naガンマ線観測に関わる天体核反応^<21>Na(p,γ)^<22>Mgを調べた。^<24>Mg(p,t)反応の測定により、^<22>Mg核の陽子閾値近傍準位の励起エネルギーを2-3KeVの精度で決定した。また、新星の有効温度領域に複数の共鳴準位を発見した。これらは、シナリオにかなりの影響を及ぼすものと考えられる。(4)漸近係数(ANC)法の中性子捕獲反応への有効性について、初めての検証実験を行った。^<12>C(d : p)^<13>C反応から低エネルギー(n,γ)反応の断面積を導出し、実験の(n,γ)反応断面積を約8%の範囲で再現した。したがって、ANC法は、約±10%の不確かさで使えることが分かった。(5)高分解能磁気分析器(PA)用重イオン用焦点面検出器の開発を行った。大型のS-i検出器を導入し、粒子識別能の向上とともに、質量数16付近までの粒子識別能が得られた。(6)爆発的元素合成過程の直接的実験研究のための低エネルギー二次ビーム生成分離器開発と実験検出器の開発を進めた。また、関連の各種モニターや、実験用検出器の整備なども行った。(7)新星における水素の爆発的元素合成過程の理論的解析を行った。実験で得られた核反応率を使い、新星模型のシミュレーションを行い、生成される元素比を調べた。この計算から、各陽子過剰核の役割と実験で解明すべき反応過程を明らかにした。

1.水素の高温高密度下の爆発的元素合成過程(rp-過程)の前兆反応である^<15>O(α,γ)^<19>Ne天体核反応の研究については、陽子閾値近傍準位の性質を明らかにする実験が行われた。^<20>Ne(d,t)(d,^3He)反応によりA=19核の構造が詳しく調べられた。特に重要な共鳴状態と考えられている^<19>Ne(4.033 MeV)状態の分光学的因子が求まり、この共鳴反応経由の反伝率が精度良く求まることになった。また、より高温の水素の爆発的元素合成過程が始まる過程と考えられている^<14>O(α,p)^<17>F天体核反応が調べられた。高分解能の^<20>Ne(p,t)^<18>Ne反応の実験により^<18>Neの陽子近傍準位が明らかにされた。ここでは、炭素箔の中に埋め込まれた^<20>Ne標的を用いる事により、エネルギー分解能で12keVという高分解能測定が実現された。問題領域の核準位の自然幅やスピンに関する新しい知見が得られた。これらを基に精度の高い^<14>P(α,p)^<17>F体核反応の評価ができる見通しがたった。2.また、ONeMg新星の爆発初期の重要性が指摘されている^<22>Mg(p,γ)^<23>Al天体核反応の実験的研究を行った。本実験は、新しく開発した大型半導体検出器を焦点面検出器に用いることにより、種々の開発テストの結果、重イオン核反応からの希少現象粒子の測定が可能となった。具体的には、^<24>Mg(^<14>N,^<15>C^<23>Al反応を測定することにより、^<23>Al核の構造を明らかにした。3.一方、本研究で目指す断面積の小さい核反応測定を可能とする新しい高速ハイブリッドCRDC検出の開発は、ビームによるテストをもとに設計を行い、部品の製作を終了した。これから組み立て調整、テストを行う予定である。宇宙における水素の爆発的元素合成過程(rp-過程)の始まりを決定づける反応連鎖は、新星などの条件では、^<15>O(α,γ)^<19>Ne(p,γ)^<20>Na...と考えられる。本研究では、特に、^<19>Neのα閾値近傍の準位を鏡像反応、^<20>Ne(d,t)(d,^3He)反応を用いて調べた。閾値近傍の鏡像準位の分光学因子が求まり、準位の対応が明らかになった。rp一過程の典型的状況である新星における^<22>Naの生成量は、ラインガンマ線観測や隕石の同位体異常の問題で重要な課題であるが、これに直接関わる一反応として、^<21>Na(p,γ)^<22>Mg天体核反応がある。これを調べるために、^<22>Mgの陽子閾値近傍を^<22>Mg(p,t)^<22>Mg反応を使って調べた。新たに複数の陽子共鳴準位を発見した。この準位の性質を更に調べるために、同反応の角度分布測定も行った。また、高温のrp-過程における初期の爆発連鎖の新しい可能性を実験的に調べるために、^<18>Ne+pの共鳴状態を^<18>Ne短寿命核ビームを使って調べた。^<18>Neビームは、当研究センターのサイクロトロンから得られる陽子ビームとKEKの短寿命核ビーム生成分離加速装置を使って生成した。核子あたり1MeVの高純度ビームの強度が低いことから、弾性散乱を観測するにとどまった。これは、ISOL型の短寿命核ビーム施設からのビームを使った実験としては、日本で始めての試みであった。
プロダクトライフサイクルのためのデジタルセマンテック製品モデルの研究開発

製品設計から製造において,CAD,CAE,CAM,PDM,CNC工作機械などといったデジタルツールへの依存が増加している.コンカレントエンジニアリングにおいては,異なるデジタルツール間での製品データのデータ交換が頻繁に行われることが必要となっている.設計と製造の有機的な結合と,トレーサブルな製造システムを実現するためには,どのコンピュータ実装にも依存しない形での情報の意味を表現することによる相互運用可能なデジタルツールの実現が必要不可欠である.相互運用性は,製品モデルデータにおいて,対象をすべての協調製造環境において正確に表現することができるかどうかということである.今日では,幾何表現データ,公差データなどすべてのエンジニアリングデータがすべての製品開発段階を通して使用されているわけではない.相互運用におけるエラーは,デジタルツールにおいて製品モデルデータを使用不可能にするエラーである.協調製造環境において相互運用におけるエラーが発生した場合,エラーの原因を探すのは,コストと時間の観点から大変な作業となる.さらに,製品のライフサイクルの間中,情報を表現するデータの品質を保つ必要がある.本研究では,これらの要求を満たすモデルとして,デジタルセマンティック製品モデルを提案した.デジタルセマンティック製品モデルは,製品モデルの品質保証法,人間(設計者や作業者)が理解できコンピュータが処理可能なセマンティックモデル,製品のライフサイクルをサポートするための機能モデルから構成している.本研究では,ISO規格に準拠した製品モデルに対する,製品データ品質検査法の提案,すべてのライフサイクル作業をサポートするための機能モデルの開発,データの意味を表現するために,ISO規格でありオブジェクト指向言語であるEXPRESS言語を用いたデータモデル化と,XMLを用いたデータの表現を行った.製品設計から製造において,CAD,CAE,CAM,PDM,CNC工作機械などといったデジタルツールへの依存が増加している.コンカレントエンジニアリングにおいては,異なるデジタルツール間での製品データのデータ交換が頻繁に行われることが必要となっている.設計と製造の有機的な結合と,トレーサブルな製造システムを実現するためには,どのコンピュータ実装にも依存しない形での情報の意味を表現することによる相互運用可能なデジタルツールの実現が必要不可欠である.相互運用性は,製品モデルデータにおいて,対象をすべての協調製造環境において正確に表現することができるかどうかということである.今日では,幾何表現データ,公差データなどすべてのエンジニアリングデータがすべての製品開発段階を通して使用されているわけではない.相互運用におけるエラーは,デジタルツールにおいて製品モデルデータを使用不可能にするエラーである.協調製造環境において相互運用におけるエラーが発生した場合,エラーの原因を探すのは,コストと時間の観点から大変な作業となる.さらに,製品のライフサイクルの間中,情報を表現するデータの品質を保つ必要がある.本研究では,これらの要求を満たすモデルとして,デジタルセマンティック製品モデルを提案した.デジタルセマンティック製品モデルは,製品モデルの品質保証法,人間(設計者や作業者)が理解できコンピュータが処理可能なセマンティックモデル,製品のライフサイクルをサポートするための機能モデルから構成している.本研究では,ISO規格に準拠した製品モデルに対する,製品データ品質検査法の提案,すべてのライフサイクル作業をサポートするための機能モデルの開発,データの意味を表現するために,ISO規格でありオブジェクト指向言語であるEXPRESS言語を用いたデータモデル化と,XMLを用いたデータの表現を行った.本研究では,製品のライフサイクル全般にわたって貴重なデータを維持・利用・管理するために,コンピュータの実装系に依存しない,データの意味と品質を保証するデジタルセマンテック製品モデルの開発を目的とする.さらに、製品ライフサイクルの各段階において必要なモデル(Functional Model)を導入し,人間とコンピュータの協調作業を可能とするデジタルセマンテック製品モデルとそのコミュニケーションシステムに関する研究開発を目的とする.以上の目的を遂行するために,本研究の初年度においてはデジタルセマンテック製品モデル構築のための必要な基本機能に関して,以下の研究について行い,それぞれ結論を得た.(1)工業製品の設計と生産を統合する製品モデルの意味と品質を保証するデジタルセマンテック製品モデルの研究製品モデルの表現方法と設計・生産に用いる形状モデル,機能モデルの基礎理論について検討を行った.(2)デジタルセマンテック製品モデルの流通形式としてXMLを利用するための,XMLの表現と変換と推論に関する基礎的研究XMLに関連する基礎研究として,XMLの問い合わせ処理に関する研究やXMLの問い合わせに負制約を用いて否定を表現し,それを正しく処理するための技術を開発した.(3)製品モデルデータの長期保存と検索を可能とするデータエンジニアリングに関する研究オブジェクト指向デザインパターンモデリングを用いたモデル化の方法論に関する基礎研究を行った.(4)デジタルセマンテック製品モデルの実例のひとつとして工具を対象とした,工具のデジタルセマンテック製品モデル化に関する研究(5)製品機能モデルのための加工法のモデル化に関する基礎的研究加工法のモデル化として,形状創成関数を用いた加工プロセスモデルを提案し,その基礎理論を構築した.本研究では、製品のライフサイクル全般にわたって貴重なデータを維持・利用・管理するために,コンピュータの実装系に依存しない,データの意味と品質を保証するデジタルセマンテック製品モデルの開発を目的とする.さらに、製品ライフサイクルの各段階において必要なモデル(Functional Model)を導出し、人間とコンピュータの協調作業を可能とするデジタルセマンテック製品モデルとそのコミュニケーションシステムに関する研究開発を目的とする.以上の目的を遂行するために、本研究の2年度においては、異なる部局間(設計および製造)での共同研究作業を効率的に実施するための模擬環境として学内ネットワークを用いて複数のクライアント間でデジタルセマンテックス製品モデルデータおよび生産資源モデルデータのXML言語表現によるデータの共有化方式を実現した.このためにクライアントマシンとクライアント間の画像・音声・設計データを用いた設計者間のコミュニケーションを可能とする協調設計環境システムを構築し、前年度に設置したサーバマシンとWeb/XML方式による製品モデルおよび生産資源データの共有化を計った.

この環境を実現することで以下の研究項目を実施し、各検証システムにてその有効性を検討した.(1)設計における人間とコンピュータの協調作業を可能とするデジタルセマンテック製品モデルの構築とモデルデータの品質の保証を可能とする方法に関する研究(2)生産設計における人間とコンピュータの協調作業を可能とするデジタルセマンテック製品モデルの構築とモデルデータを用いた検証実験(3)生産における人間とコンピュータの協調作業を可能とするデジタルセマンテック製品モデルの構築とモデルデータを用いた検証実験(4)XMLの表現、変換に関する基礎的研究、およびモデルデータ品質保証アルゴリズム構築の基礎的研究(5)工具のデジタルセマンテック製品モデル化に関する研究工業製品の設計・生産・利用・保守にわたるプロダクトライフサイクルは50年以上に及ぶ。しかしながら、この年月の間に情報処理技術は急速に変化・発展することが確実であるため、工業製品の設計・生産・利用・保守データを同一のコンピュータシステムで長年にわたり利用・管理することは極めて困難である。製品のライフサイクル全般にわたって貴重なデータを維持・利用・管理するためにはコンピュータの実装系に依存しない、データの意味と品質を保証するデジタルセマンテック製品モデルが必要となる。さらに、製品ライフサイクルの各段階において必要なプロセスモデル(Functional Model)を導出し、人間とコンピュータの協調作業を可能とするデジタルセマンテック製品モデルとそのコミュニケーションシステムに関する研究開発が必要とされている。この様な背景の下で、以下のサブテーマに関して本年度実施した具体的なテーマと進捗状況を以下に示す。研究課題1形状特徴認識プロセスモデルに関する研究1-1 3軸フライス加工フィーチャモデルの開発:EXPRESS処理系によるモデル表現が終了した。1-2 5軸フライス加工フィーチャモデルの開発:表現すべき情報の相互関係構築が終了した。研究課題2次世代CNC加工プロセスモデルに関する研究2-1次世代CNC加工プロセスモデルの開発:プロセスの行うべきアルゴリズムの基本的な考え方の確定が終了。2-2既存のNCデータからCNC加工モデルデータへの変換システム開発:基礎的な開発が終了。
ギャンブル・薬物依存への脆弱性とストレスレジリエンス：動物モデルを用いた検討

本研究の目的は,個人の持つストレスからの回復力,すなわちストレスレジリエンスと,ギャンブル嗜好性および薬物依存への脆弱性の関係について明らかにすることである。プロジェクト初年度である本年度は,Long-Evans系雄ラットを用いて,放射状迷路課題を用いたラットギャンブリング課題(rGT)と,薬物依存に対する脆弱性を評価するためのメタンフェタミン(METH)による条件性場所選好(CPP)を同一個体で実施し,ギャンブル嗜好性の個体差の検出およびギャンブル嗜好性と薬物依存への脆弱性の関係を検討した。rGTでは,ペレットを報酬,キニーネでコーティングされたペレットを罰として,High risk-High reward(H-H)アームとLow risk-Low reward(L-L)アームを設定し,ラットのギャンブル嗜好性を各アームへの進入回数から評価した。H-Hアームでは1日16試行のうち2試行で6個の報酬が得られたが,残りの14試行では罰が与えられた。一方,L-Lアームでは16試行の内14試行で1個の報酬が得られたが,残りの2試行で罰が与えられた。CPPでは,黒・灰色・白の3つのコンパートメントで構成された装置を用いて,装置順化,ベースレベル測定,条件づけ,条件づけテスト,消去,消去テストおよび再燃テストを行わった。その結果,ギャンブル嗜好性には明確な個体差があることが示され,さらにrGTでのH-Hアームの選択率と,CPPでのMETHと対提示された部屋への選好率の間に有意な正の相関がみられたことから,ギャンブル嗜好性が高い個体ほど依存薬物に対して脆弱であることが示唆された。研究費が申請額よりも大幅に減額されたため,予定していた自動型T字迷路が購入できなかったが,既存の放射状迷路を用いてギャンブル課題を設定し,当初の目的であったギャンブル嗜好性の個体差と薬物依存への脆弱性との関係については明らかにできた。次年度は申請時の研究計画通り,まず新生仔期母仔分離がギャンブル嗜好性への影響を検討する予定である。また今年度購入を断念した自動型T字迷路の代わりに,今後購入予定であったオプトジェネティックス実験の装置を前倒しで購入したので,オプトジェネティックス実験の準備を進めていく。具体的には,近年,薬物依存との関連が指摘されている背外側被蓋野を中心とした脳部位をオプトジェネティックスによって操作し,ギャンブル課題中の意思決定段階における各脳部位の役割について検討できるように準備を進める。
マルチメディアデータベースを用いる人文科学研究支援のための統合環境の構築

本年度は、歴史学研究の支援を行うシステムの構築を行った。歴史学的研究に利用される歴史史料の特徴を考察した。それに基づいて歴史学研究において支援を必要とするポイント、さらにその具体的な現実方法を検討し、その方法に基づいてシステムを実装した。今回は、(1)対象をテキスト文書に限定し、膨大な史料の中から歴史学者の独自の視点から関心のある史料を選び出すこと、(2)選び出した史料を歴史学者の主観に基づいて整理すること、そして(3)整理された史料を一つの空間に配置して全体を俯瞰しやすく提示すること、の3点を取り上げ、そのような支援を行うシステムについて研究した。そして、その方法に基づきシステムを実装する際のポイントやデータ構造の検討を行った。さらに、今回作成したシステムを用いて、歴史学研究の仮説検証を実際に行い、システムの評価を行った。具体的題材としては、1867年頃、伊勢神宮などのお札降りを発端として起こった「ええじゃないか」と呼ばれる事件に関する仮説を歴史学研究者から提示してもらい、その検証を行った。その第一ステップとして、仮説検証に必要な静岡県西部、愛知県東部の江戸時代末期の史料データベースを構築し、仮説検証作業を進めた。現在のところ、史料が不足していることと、表現パタンや基準値などが、最初に直観的に設定したものをそのまま利用しており、リファイン作業が十分に行われていないことなどにより、十分な検証には至っていない。しかし、研究分担者である歴史学者の印象評価により、自分の思いつきが比較的簡単な作業で可視化して確認できる点で、システムの有用性が認められた。
神経幹細胞を用いた中枢神経伝導路の再生誘導と臨床応用

本研究では,難渋する脊髄損傷の根本的な治療法を開発するべく,神経幹細胞を用いて,損傷中枢神経伝導路の再生誘導と,運動麻痺の治癒を目指した.Wistar ratを用いて,脊髄の挫滅巣を作成し,上行性及び下降性伝導路に損傷を加えた.組織学的検討を加える過程で,損傷を受けた多くの例で,脊髄内に空洞が形成されるのに気付いた.癜痕組織scarが脊髄内で,再生軸索の伸長の,物理的な障害になっていることは以前に明かにしたが,併せて,この空洞が,再生の阻害因子と考えられた.一方で,こうしたscar,空洞が形成されなかった例で軸索標識を行うと(皮質脊髄路及び後索),軸索は何ら制限を受けることなく,著明な再生を示した.ラットが生後1ヶ月以内の幼若例では,空洞が形成されない症例も多数あり,そうした例では,この再生傾向は極めて顕著であった.ただし,生後2ヶ月以上の成ラットでは,殆どの例で,自然再生は極めて希であり,再生を誘導するべく何らかのtreatmentを必要とした.我々は神経幹細胞の軸索誘導に対する意義を明確にすべく,培養した神経幹細胞を,成ラットの損傷脊髄に移植した.従来神経幹細胞はmulti-potentであるとされ,軸索が寸断された損傷部では,これをrelayする効果も理論上は予想されたが,実際にはこうした状況は観察されなかった.一方で神経幹細胞により著明な軸索の再生が誘導された例も認められた.こうした例で共通しているのは,神経幹細胞は常に,再生軸索の足がかり(guidance cue)として機能していた.以前より我々は,中枢神経は潜在的には大きな再生能を有すること,損傷部位の微小環境を整えることの重要性を示してきた.神経幹細胞を用いた本研究により,こうした概念の正当性が再確認され,今後の研究を方向付ける重要な成果が得られた.まずラット脊損モデルを作成した.モデルはネンブタール麻酔下に椎弓を切除し,脊髄の背側を露出した(T8-T10).ついで脳動脈瘤の手術用クリップを用いて脊髄を挟み込み,挫滅巣を作成した.この損傷モデルにより上行性および下行性伝導路の障害がどの程度誘導されるかを評価した.これにはWGA-HRP,Texas-Redを用いて,予め伝導路を標識しておいて,損傷作成後に,暗視野及び蛍光顕微鏡により標識の連続性の有無を判定した.その結果,例え高度に挫滅した脊髄でも相当数の軸索が保たれているのが判明した.但し電気生理学的にはSEP,MEPともに潜時が著しく延長し,反応も殆ど消失した.この脊損モデルに,ラットの脊髄から得られた神経幹細胞を移植し,脊髄伝導路の再生に与えるその効果を判定した.移植は定位脳手術装置に固定した注射針を用いて,脊髄背側から行った.その結果,神経幹細胞の分布は注入部を中心に,周囲に拡がり頭尾側数髄節に及び生着が確認された.また特異マーカーを用いて検証すると,ニューロン,astroglia,oligodendrogliaへの分化が確認された.ニューロンに分化した細胞と脊髄伝導路の関係を調べると,分断された脊髄伝導路を架橋するような分化は認めなかった.外傷後の脊髄cavitation形成については,非移植群と比較して移植郡の方が有意に抑制された.現在移植群と非移植群の後肢の運動機能回復を比較検討中である.H14年度に引き続きラット脊損モデルを作製した.モデルはWistar rat(生後2週3ヶ月)を用いて,ネンブタール麻酔下に背部正中を切開し,椎弓をair drillで切除し,脊髄背側を露出した(T8-T10高位に相当).ついで脳動脈瘤用クリップを用いて脊髄を挟み込み,挫滅巣を作製した.今年度は更に重りを脊髄に落下させ,新たな脊髄挫滅モデルとして,組織所見を集積している.実際にはHE,Nissl染色による従来の方法に加えて,WGA-HRP,Texas-Redを用いて,脊髄上行性・及び下行性伝導路を標識した.これまでの検討で,高度に挫滅した脊髄でも相当数の軸索が保たれていることが判ったが,電気生理学的にはSEP,MEPで,反応が殆ど消失していた.しかし,こうしたモデルラットを注意深く経時的に調べると,徐々にSEP,MEPが回復してくるのが観察された.形態学的に残存している脊髄伝導路が極めて重要な役割を示すことが,電気生理学的所見により示された.前年度に引き続き,この脊損モデルにラット由来の神経幹細胞を移植し,脊髄前道路の再生に与える効果を判定している.移植は定位脳手術装置に固定して注射針を用いて,脊髄背側から行った.神経幹細胞は注入部を中心に頭尾側方向数髄節に渡って移動するが,その距離は比較的限定されたものであった.また移植された細胞はニューロン,astroglia,oligodendrogliaへと分化する.損傷された軸索を直接に架橋する所見に注意を払い,検索を繰り返し続けているが,明かなものは未だ見出せていない.いずれにしてもラットの対麻痺が,限定的であるにせよ回復してくる.

この回復に対応する組織所見が何であるのかの比較検討を進めている.本研究では,難渋する脊髄損傷の根本的な治療法を開発するべく,神経幹細胞を用いて,損傷中枢神経伝導路の再生誘導と,運動麻痺の治癒を目指した.Wistar ratを用いて,脊髄の挫滅巣を作成し,上行性及び下降性伝導路に損傷を加えた.組織学的検討を加える過程で,損傷を受けた多くの例で,脊髄内に空洞が形成されるのに気付いた.癜痕組織scarが脊髄内で,再生軸索の伸長の,物理的な障害になっていることは以前に明かにしたが,併せて,この空洞が,再生の阻害因子と考えられた.一方で,こうしたscar,空洞が形成されなかった例で軸索標識を行うと(皮質脊髄路及び後索),軸索は何ら制限を受けることなく,著明な再生を示した.ラットが生後1ヶ月以内の幼若例では,空洞が形成されない症例も多数あり,そうした例では,この再生傾向は極めて顕著であった.ただし,生後2ヶ月以上の成ラットでは,殆どの例で,自然再生は極めて希であり,再生を誘導するべく何らかのtreatmentを必要とした.我々は神経幹細胞の軸索誘導に対する意義を明確にすべく,培養した神経幹細胞を,成ラットの損傷脊髄に移植した.従来神経幹細胞はmulti-potentであるとされ,軸索が寸断された損傷部では,これをrelayする効果も理論上は予想されたが,実際にはこうした状況は観察されなかった.一方で神経幹細胞により著明な軸索の再生が誘導された例も認められた.こうした例で共通しているのは,神経幹細胞は常に,再生軸索の足がかり(guidance cue)として機能していた.以前より我々は,中枢神経は潜在的には大きな再生能を有すること,損傷部位の微小環境を整えることの重要性を示してきた.神経幹細胞を用いた本研究により,こうした概念の正当性が再確認され,今後の研究を方向付ける重要な成果が得られた.
液体-プラズマシステムを用いた高秩序コアシェル型ナノ粒子の創製

前年度までの成果に基づき,本年度は,気相-液相界面プラズマによる金ナノ粒子合成の際に重要な役割を果たす還元剤の種類を特定しナノ粒子合成メカニズムを解明するとともに,バイオ応用が期待される金ナノ粒子がコアでDNAがシェルである新規コアシェル型ナノ粒子を制御して合成し,さらにドラッグデリバリーへの応用を目指して,カーボンナノチューブ(CNT)への挿入実験を行った.1.気相-液相界面プラズマにより合成される金ナノ粒子の密度,直径の時間発展を詳細に調べることによって,金ナノ粒子合成にはプラズマによって形成される寿命の異なる2つのカテゴリーの還元剤が重要な役割を果たしていることを明らかにした.一つは,短寿命の還元剤であり,プラズマから照射される電子,紫外線,および高エネルギーイオンの液相への照射によって生成される二次電子,水素ラジカル,水酸化ラジカルである.もう一つが,長寿命の還元剤であり,プラズマ照射により液相で生成される過酸化水素(H_2O_2)である.これらの還元剤の生成をプラズマパラメータを変化させて制御することにより,コアシェル型ナノ粒子のサイズ,シェルとしてのDNAの被覆率,ナノ粒子の凝集度などを制御できることを明らかにした.2.高度に秩序化されたナノ粒子周期構造の実現およびドラッグデリバリーへの応用を目指し,CNTが塗布された基板へのバイアス(V_<DC>)印加によるプラズマイオン照射法を用いることによって,金コアーDNAシェルナノ粒子をCNT内部へ挿入する実験を行った結果,V_<DC>を正方向に増加させることによって,CNT内部およびCNTの束の隙間にナノ粒子が存在することが明らかとなり,本手法により金コアーDNAシェルナノ粒子を内包したCNT形成が可能であることを実証した.このようにして形成された金ナノ粒子とCNTの複合物質は,高効率の光電変換素子の創製のみならず,タンパク質高感度センシング等の幅広いバイオ・医療分野への応用が期待できる.初年度は,気相-液相界面でのプラズマシース電場構造を利用した新しいナノ粒子形成法を構築することを目的として,減圧下でも安定して存在する蒸気圧が極めて低いイオン液体を液相として導入し,プラズマ基礎特性計測とナノ粒子形成実験を行った.1.イオン液体を導入することによって,大気圧から10Pa程度の減圧下の広い圧力範囲において気相-液相界面を有する直流及びパルス放電プラズマを安定に生成できることを明らかにした.また,静電プローブ測定により,気相-液相界面で形成されたシース電場構造を解明するとともに,電極に印加する電位の極性を変化させることで,気相プラズマから液相へ電子及びイオンを制御して照射することに成功した.2.プラズマ生成のガス圧力を変化させることで,特に1kPa以上の高気圧領域でプラズマ中の空間電位が大きく変化し,液相へのプラズマイオン照射エネルギーが変化することが分かった.3.液相中に金属元素イオンを含む塩化物を溶解させ,液相上部でプラズマを生成し,プラズマ中の電子やイオンを液相に照射することによって,金属イオンが還元され,金属ナノ粒子が形成されることを明らかにした.4.ナノ粒子の粒径制御を目的として,DNAを液相に導入しナノ粒子形成を行った結果,DNAの濃度を増加させるに従って,溶液の色が次第に濃い赤紫色に変化し,Auナノ粒子の表面プラズモン共鳴に対応する可視光領域の約550nmの吸収強度が増大していくことが分かった.この結果は,DNA濃度の増大により金ナノ粒子の合成量が増大することを示しており,金ナノ粒子が形成される過程においてDNAがナノ粒子の表面を修飾し,ナノ粒子の成長を抑制することで,小さい粒径の金ナノ粒子が高密度で形成されたものと考えられる.前年度の成果に基づき,本年度は気相-液相界面プラズマの放電特性を詳細に調べることで生成メカニズムを解明するとともに,バイオ応用が期待される金ナノ粒子がコアでDNAがシェルである新規コアシェル型ナノ粒子を制御して合成した.1.イオン液体を液相電極としたパルス放電により,大気圧から10Pa程度の減圧下の広い圧力範囲において,気相-液相界面放電プラズマを生成することに成功しているが,このときの放電電圧-放電電流特性,及び放電開始電圧-ガス圧力特性(パッシェン曲線)を詳細に調べた結果,400Paよりも低ガス圧力領域ではカソードの二次電子放出係数が,それ以上の高ガス圧力領域ではタウンゼンド一次電離係数が主に放電に寄与していることが初めて明らかになった.2.負パルス放電の場合には,ガス圧力の増加とともにプラズマ密度が増大し,大気圧では10^<14>cm^<-3>程度になることが分かった.一方,正パルス放電の場合には,プラズマは生成されているが密度が負パルス放電時と比較して2桁程度低いことが明らかとなった.これは,正パルス放電時にはプラズマ径方向中心領域の空間電位が100V以上になっており,周辺領域との電位差でプラズマが急激に周辺領域へ拡散したためであると考えられる.3.DNA水溶液に金塩化物を溶解させ,それを電極とした気相-液相界面プラズマを生成することにより金-DNAコアシェル型ナノ粒子を形成し,このときのDNA濃度を増加させることによって,金ナノ粒子の表面プラズモン共鳴吸収波長が長波長側にシフトするが,濃度が閾値(約1.5μM)を超えると,反対に短波長側にシフトすることが明らかとなった.これは,負電荷を有するDNAが金ナノ粒子表面上の正電荷を遮蔽し凝集を助長する効果とDNAシェル膜厚の増加に伴う金ナノ粒子間距離が増加する効果で説明できることを示した.