hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複雑集合の内と外のポテンシャル解析

・境界の容量密度条件の下で,一様領域,内部一様領域,John領域が境界Harnack原理や調和測度の評価で特徴付けられることを示した.また,非可積分な核に対する境界挙動を調べ,Fatou型の定理とLittlewood型の定理を導いた.3G不等式を内部一様領域に対して示すとともに,3次元以上の次元ではMartin境界が位相境界と一致するにもかかわらず,Cranston-McConnellの不等式が成立せず,その結果3G不等式が成立しない領域の例を構成した.p-調和関数に関するCarleson評価を導いた.・ベソフ空間の理論の応用として、フラクタルを典型例として持つd-setと呼ばれるクラスの上に構成した飛耀型対称確率過程が、Triebel氏を初めとした関数空間の専門家が研究している作用素とどのような関係にあるかを調べ、論文にまとめた。・境界上のHolder連続な関数のDirichlet解がHolder連続になる条件を研究した。特にLipschitz連続性を保存する領域が存在しないことを示した.そのために,境界の一様完全性と調和測度の減衰状況の比較を行った.また,John領域のMartin境界を研究し,John定数によって,位相的境界点上の極小Martin点の数が評価できることを示した.さらに,John定数が十分大きければ極小点の数は1か2であり,凸集合の和で表される領域について極小点の数が1となる条件を与えた.(相川)・Lienard力学系において,ホモクリニック軌道が極限集合になるための条件を研究するとともに平衡点におけるglobal attractivityとglobal weak attractivityの関係を明確にした。また,各種方程式の解の振動問題を議論した。まず,Euler型2階非線形微分方程式や減衰係数を持つ2階非線形微分方程式に対する振動定理及び非振動定理を証明し,未解決として残されていた微妙な場合にも完全な解答を与えた。その応用として,自己随伴方程式に関する振動定数問題を研究するとともに,半線形楕円型方程式やSchrodinger方程式の正値解の存在を保証する条件を求めた。(杉江)・フラクタル上の対称な確率過程から決まるディリクレ形式の定義域が、多くの場合ベソフ空間と呼ばれる関数空間となることを証明した。その応用として、フラクタルにしみ込む拡散過程を構成し基本的な性質を調べた。(熊谷)・Denjoy領域とはその境界が一つの超平面内にのみある領域をいうが,境界が超平面内にあるという条件を緩めて,グラフで挟まれた領域に含まれるときDenjoy型領域と呼ぼう.Denjoy型領域のMartin境界はDenjoy領域に比べて,はるかに複雑になってしまうが,有限位数の正調和関数に限ればDenjoy領域と類似した結果が成立することを示した.・境界が容量密度条件を満たすという仮定の基で,John領域や一様領域,一様John領域の特徴付けを行った.John領域のための必要十分条件は調和測度の下からの評価が成立する事であり,一様領域のための必要十分条件はそれに加えて一様な境界Harnack原理が成立することであることを示した.また一様John領域は対応する一様境界Harnack原理で特徴づけられることを示した.・Besov空間上に自然に定義される作用素に対する精密な解析を行うとともに,その熱方程式の基本解の精密な評価を行った.・境界の容量密度条件の下で,一様領域,内部一様領域,John領域が境界Harnack原理や調和測度の評価で特徴付けられることを示した.また,非可積分な核に対する境界挙動を調べ,Fatou型の定理とLittlewood型の定理を導いた.3G不等式を内部一様領域に対して示すとともに,3次元以上の次元ではMartin境界が位相境界と一致するにもかかわらず,Cranston-McConnellの不等式が成立せず,その結果3G不等式が成立しない領域の例を構成した.p-調和関数に関するCarleson評価を導いた.・ベソフ空間の理論の応用として、フラクタルを典型例として持つd-setと呼ばれるクラスの上に構成した飛耀型対称確率過程が、Triebel氏を初めとした関数空間の専門家が研究している作用素とどのような関係にあるかを調べ、論文にまとめた。
近代日本における塩国家専売制の総合的研究

明治期の日本(内地、特に瀬戸内地方)塩業は、各製塩経営者の経営効率化の努力や塩業組合の結成による共同化・組織化によって安定的な塩生産を維持していた。しかし日清戦争後の台湾領有などによる外地・外国塩の内地移入により内地塩業は存続の危機に見舞われたため、国家専売制導入は内地塩業の保護の側面もあったと考えられる。実際、日露戦争後の関東州塩業には多くの内地資本が参入し、内地への移入を図った。こうした外地・内地間の調整を、専売制は果たしたと考えられる。本年度は、(1)日本国内塩業の経営分析、(2)明治初期府県勧業政策と塩業政策の関係、(3)旧関東州(遼東半島)塩業に関する史料の収集、以上3点を課題とした。(1)については、山口県防府市の三田尻塩田で製塩を営んだ有富家の経営帳簿の分析に努め、学会にて研究発表を行った。また、三田尻塩田関係史料の精査・史料収集をすすめた。(2)は、これまですすめてきた山口県の塩業政策について、さらに検討するために史料を収集しつつ、他府県の塩業政策・勧業政策の実体を把握し、山口県と比較するために、大阪府公文書館、京都府立総合資料館、兵庫県公館県政資料館、長崎歴史文化博物館など各府県の明治期行政史料収蔵機関、及び明治初期に作成された各県の『県史料』を所蔵する東京都・国立公文書館の調査を行った。また、関係文献の収集・分析をすすめた。(3)は、国立公文書館アジア歴史資料センターのHPで運用されている史料閲覧システムを利用し、旧関東州の塩業に関する公文書の調査・収集を行ったほか、国立公文書館においても関係史料を調査した。また、関東州・満州関係の文献を収集した。以上本年度は、(1)は学会報告・雑誌掲載まで到達し、今後さらに検討した上で成果の公開を目指すが、(2)、(3)は、次年度以降の成果公開に向けての下準備として、史料の収集に努め、大きな成果を得た。特に(3)については、外務省に伝来した旧関東州の塩業政策をまとめた一件書類が発見された。次年度以降その分析を進め、予定している九州大学附属図書館付設記録資料館産業資料部門所蔵の「村井家文書」(大連で塩田を経営した家)の分析につなげていく。資料調査は、大阪府立図書館における塩問屋関係資料調査、国立国会図書館・国立公文書館における塩業関係資料・文献調査、愛媛県立図書館における塩田地主資料調査などを実施し、近世近代における日本国内の塩生産・流通の実態、及び明治後期から昭和戦前期における日本統治下の中国遼東半島(旧関東州)の塩生産に関する資料を収集した。特に塩田地主資料調査は、塩業のみならず当該地域(現愛媛県東部)の地域経済の動向に関わる資料も多数調査し、今後地域における塩業の役割を検討するうえで貴重な資料となることを確認した。また旧関東州塩業関係では、南満州鉄道株式会社の調査部が作成した、塩業に関する報告書が多数存在することを確認した。また、外交史料館に所蔵される外交関係資料の中に、旧関東州が日本の統治下に入った直後、中国(清朝)と塩の流通販売をめぐり交渉した際の資料を確認した。それらの資料は、アジア歴史資料センターのHPにてダウンロードし、その整理・翻刻をすすめた。塩は清朝にとって専売制による収入を確保するために車要な産物であり、その販売流通をめぐる、日清間の交渉推移が判明する貴重な資料である。その他、以前収集した山口県の塩業関係資料マイクロフィルムを秋焼さし、整埋・翻刻をすすめた。特に現山口県にあった三田尻塩田および秋穂塩田の塩業組合に関する資料は、塩業の景況や組合の活動が判明する資料であり、重点的に分析し、専売制施行前後における日本国内塩業の動向を検討するための基礎研究をすすめた。資料調査は、1)国文学研究資料館所蔵祭魚洞文庫の塩業関係史料調査、2)東京大学経済学部図書館にて関東州関係企業の営業報告書(マイクロフィルム)調査、3)九州大学附属図書館付設記録資料館所蔵村井家文書の関東州塩業関係史料調査を実施した。1)では瀬戸内地方全域の資料を対象とし、明治大正期「内地」塩業の実態をさぐる上で重要な史料を調査した。2)は、大日本塩業株式会社など、戦後消滅した関東州塩業関係企業を中心に調査し、僅かではあるが営業報告書を確認した。3)は、前年までより引き続き村井家の関東州塩業経営関係史料を調査した。そのほか、福岡市総合図書館所蔵の山口県小松塩業組合関係資料や、福岡県地域史研究所所蔵の戦前期台湾塩業関係資料の所在確認調査を行った。上記1)3)のような詳細調査は実施できなかったが、ともに塩業史において貴重な資料であり、今後調査をすすめたい。また、前年度収集した外交史料館所蔵の関東州塩業関係史料、及び防府市立防府図書館所蔵の三田尻塩業組合日誌の翻刻作業を実施した。

前者では、塩にかける関税をめぐり日本・清国のあいだで対立が生じていたこと、後者では、三田尻塩業組合の金融活動や専売制実施後の対応などが明らかとなった。その成果は、2009年刊行予定の共著に掲載予定である。そのほか学会・研究会に参加して意見交換に努め、特に松代藩研究会では藩の経済政策について議論し、近世瀬戸内地方の諸藩を検討するうえで示唆を得た。
地域特性に適合する都市温暖化の緩和・適応策の基礎となる市街地熱環境評価技術の開発

平成27年度は、都市温暖化に対する緩和・適応策を両方の観点から総合的に評価するための評価フレームの再拡張と、本研究で開発する温熱環境予測システムの一部である人体生理量の予測モデルの適応可能性の検証を行った後、代表性の高い解析条件を検討した結果、新橋を対象として街区スケールの温熱環境の高精度予測を行い、その解析結果を基に壁面高反射化、壁面緑化、遮熱舗装、街路樹の4つの都市温暖化対策を行うことによる物内外の熱収支の変化と、評価フレームの各観点から4つの対策の効果の全体像を評価した。この結果、以下の4点が明らかとなった。1)壁面高反射化は日射吸収量を抑え表面温度を低下させ、壁体からの顕熱流出量・室内への貫流熱量が減少し、地球温暖化緩和・ヒートアイランド現象緩和には効果があるが、人体側方への日射入射量を増加させ、都市温暖化への適応の観点からは悪影響を与える。2)壁面緑化は潜熱放散により表面温度を低下させ、壁体からの顕熱流出量・室内への貫流熱量が減少し、地球温暖化緩和・ヒートアイランド現象緩和には効果があるが、湿度上昇により特に熱中症リスクを増加させる。3)遮熱舗装は地面の日射吸収を抑え表面温度を低下させ顕熱流出量が減少し、ヒートアイランド現象緩和に効果があるが、人体と建物への日射入射量を増加させ、地球温暖化緩和、都市温暖化への適応の観点からはやや悪影響を与える。4)街路樹は緑陰を形成し都市表面温度を低下させ、都市表面からの顕熱流出量・室内への貫流熱量・人体へ入射する日射量が減少し、3つの観点から効果が高い。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.領域気象モデルWRFの精度検証・都市気候の解析に適したWRFサブモデルの組み合わせを検討するため、東北大学川内キャンパスを対象に、メソ・ミクロスケールの一貫気候解析を行い、実測結果と解析結果の比較を行った。2.放射解析への指向性反射の組み込み・指向性反射が大きく影響する放射環境を解析するため、既存の放射解析プログラムへの指向性反射の影響の組み込みを行い単体建物を対象とした解析では妥当な結果を得た。3. CFD解析と放射解析の連成解析手法の改良・日本工業大学敷地内の屋外都市模型COSMOにおける実測結果の分析を進め、測定期間中の大気安定度と安定度が流れ場に与える影響を分析し、特徴的な時刻を抽出した。・屋外都市模型COSMOと同形状の街区を対象に、RANSモデルを用いた非等温CFD解析を行った。浮力の影響の強い流れ場の解析実施のノウハウを得た。・LESについて、コレスキー分解に基づく手法の採用により、次年度に実施出来る見通しを得た。4.都市温暖化への緩和・適応、各々の観点から評価対象の優劣を決める評価基準の開発・地球温暖化の緩和、ヒートアイランドの緩和、都市温暖化への適応の異なる観点から、緑化や高反射といった環境配慮技術の優劣を評価するためのフレームを構築した。・暑熱環境下に発生する健康被害発生も災害と捉え、防災分野のリスク評価の手法を適用した新たな屋外温熱環境評価の方法を考案した。5.樹木の蒸効率の算定モデル開発のための実大樹木の蒸散量の長期測定・樹木数値モデルの蒸散に係る部分を改良するため、既に手代木らが行っている実大ケヤキの蒸散量の長期測定に加え、実験場の上空に風速計を設置した。上空の乱流統計量、気温といった気象条件と蒸散量の関係を分析している。1.都市温暖化に対する緩和・適応策を両方の観点から総合的に評価するための評価フレームの拡張25年度に考案した防災分野のリスク評価の概念を援用した新たな屋外温熱環境評価手法(都市温暖化への適応効果の評価手法)を改良し、実際の市街地の熱中症搬送リスク評価を行った。さらに、このリスク評価の概念に人間の移動の概念を加え、人間の選択する歩行経路全体での熱中症発症リスクの評価を可能とするため、研究の第一段階として人体生理量と温熱環境の同時移動計測を行い、歩行時の物理環境と人体の反応の関係を分析した。2.人体生理量の予測モデルの適応可能性の検証これまで室内環境分野で広く開発されてきた人体生理量(皮膚温、深部温度など)の予測モデルが屋外の歩行者を対象とした場合も生理量を精度よく予測できるか検証するため、上述の同時移動計測の結果を用いて人体生理量の予測モデルの計算値との比較を行った。3.指向性反射を組み込んだ放射解析の精度検証25年度に既存の放射解析プログラムに指向性反射の影響を組み込み、昨年度はこの精度検証を行った。単純な解析モデルを設定し、指向性反射面と受照面のメッシュ分割と解析精度の関係を分析した。4.解析システムへの空調負荷計算の組み込み放射解析に基づく非定常熱収支解析内で、建物の使用スケジュールに応じた時刻ごとの内部発熱量も考慮した詳細な熱負荷計算を行い、人工排熱量を流体計算の入力条件として出力するシステムを作成した。5.樹木の密度差による蒸散量の分析と樹木の形状・配置の効果分析25年度に引き続き、実大ケヤキの蒸散量の長期測定を行い、蒸散量と密度差の関係を分析した。また昨年度8月には対象ケヤキ周辺で短期の温熱環境測定を行い、測定で得られたパラメータを基に放射・対流解析を行い、樹木形状・配置と蒸散効果の影響範囲の関係を分析した。

平成27年度は、都市温暖化に対する緩和・適応策を両方の観点から総合的に評価するための評価フレームの再拡張と、本研究で開発する温熱環境予測システムの一部である人体生理量の予測モデルの適応可能性の検証を行った後、代表性の高い解析条件を検討した結果、新橋を対象として街区スケールの温熱環境の高精度予測を行い、その解析結果を基に壁面高反射化、壁面緑化、遮熱舗装、街路樹の4つの都市温暖化対策を行うことによる物内外の熱収支の変化と、評価フレームの各観点から4つの対策の効果の全体像を評価した。この結果、以下の4点が明らかとなった。1)壁面高反射化は日射吸収量を抑え表面温度を低下させ、壁体からの顕熱流出量・室内への貫流熱量が減少し、地球温暖化緩和・ヒートアイランド現象緩和には効果があるが、人体側方への日射入射量を増加させ、都市温暖化への適応の観点からは悪影響を与える。2)壁面緑化は潜熱放散により表面温度を低下させ、壁体からの顕熱流出量・室内への貫流熱量が減少し、地球温暖化緩和・ヒートアイランド現象緩和には効果があるが、湿度上昇により特に熱中症リスクを増加させる。3)遮熱舗装は地面の日射吸収を抑え表面温度を低下させ顕熱流出量が減少し、ヒートアイランド現象緩和に効果があるが、人体と建物への日射入射量を増加させ、地球温暖化緩和、都市温暖化への適応の観点からはやや悪影響を与える。4)街路樹は緑陰を形成し都市表面温度を低下させ、都市表面からの顕熱流出量・室内への貫流熱量・人体へ入射する日射量が減少し、3つの観点から効果が高い。・対策技術の評価フレームを検討していくうちに、都市温暖化への適応効果を評価する際に、人間の熱的な生理反応を詳細に予測する必要があると思い至り、街区スケールの温熱環境の高精度予測システムを構築するうえで、当初の計画にはなかった人体生理量の予測モデルに関しても精度の検討をすることとした。そこで昨年度は人体生理量と温熱環境の同時移動計測を行い、結果を用いた人体生理量の予測モデルの計算値との比較によるモデルの屋外の歩行者に対する適用可能性の検証を行うことができた。・実大ケヤキの蒸散量測定に基づく樹木の蒸散モデル開発に関しては、密度差による蒸散量の違いを明らかにし、モデルの基礎的な分析を行うことが出来た。さらに昨年度は当初の計画に加え、対象ケヤキ周りで大規模な短期測定を行い、樹木の効果を放射・対流解析に組み込むために必要なパラメータを取得し、放射・対流解析に基づく形状や配置の違いによる温熱環境改善効果の変化を分析し、適応策として効果的に街路樹を導入するための知見を得ることが出来、計画以上の進展があったといえる。・解析システムへの空調負荷計算の組み込みに関しては、ほぼ予定通りに完了することが出来た。・コレスキー分解に基づくLES解析の流入変動風作成手法の開発に関しては申請者が所属する研究室で別途検討が行われており、現在はその手法を学習している段階であり、やや遅れている。また、LESを用いたCFD解析と放射解析の連成計算と屋外都市模型COSMOでの測定結果の比較によるRANS解析の予測精度の検証に関しては、RANS解析の収束が遅く、現在もRANS解析に取り組んでおり、やや遅れている。・以上のように、予定以上に進展している部分とやや遅れている部分があるが、総合的に考えると当初に想定していた以上の成果が挙がっているものと判断している。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.LES解析、測定結果との比較によるRANS解析の精度検証
複数財オークションの研究:理論と実験による分析

複数の分割不可能な財を、オークションを用いて多数の買い手に配分する問題を考える。特に買い手が個別の財だけでなく、任意の財の組み合わせ(パッケージ)を指定して入札できるオークションのことを組み合わせオークションと呼ぶ。本年度の研究では、ゲーム理論の手法を用いて、様々な組み合わせオークションの均衡配分を特徴づけると共に、買い手の戦略的入札行動の特性について明らかにすることができた。主たる成果は以下の3点である。3.組み合わせオークションの均衡について特徴づけた論文"Core-Implementing Nash Equilibrium in the Vickrey and Some Unstable Mechanisms"及び"Ascending Core-Selecting and Vickrey Auctions"を執筆した。前者は組み合わせオークションの均衡分析に関する既存研究を発展させ、特定の均衡が存在する配分ルールのクラスを特徴づけた。後者は、既存研究によって指摘されている組み合わせオークションの複数均衡問題が、現実にしばしば用いられる価格せり上げ方式を採用することで一定程度解決されることを示した。価格せり上げ方式は、組み合わせオークションを現実の市場設計に応用する上で重要視されることが多いにも関わらず、その理論的性質については未だほとんど研究されていなかった。前項の論文と合わせて、価格せり上げ方式の分析結果は組み合わせオークション研究における重要な発見であると考えており、今後更に研究を洗練させていく予定である。特に買い手が個別の財だけでなく、任意の財の組み合わせ(パッケージ)を指定して入札できるオークションのことを組み合わせオークション、あるいはパッケージオークションと呼ぶ。本年度の研究では、ゲーム理論の手法を用いて、パッケージオークションの均衡における買い手の入札行動や、配分の効率性、収益の特性について明らかにすることができた。主たる成果は以下の2点である。パッケージオークションは現在、欧米の周波数オークションで実際に利用されているほか、空港の発着枠の割り当て方法として採用が検討されるなど注目を集めている。これらのオークションは価格せり上げ形式のルールが提案されているが、そのような動学的なパッケージオークションの均衡分析についてはこれまで研究されてこなかった。二本目の論文は価格せり上げ形式のパッケージオークションの均衡分析を初めて行った重要な研究である。本論文では、価格せり上げ形式のオークションには特有の問題が存在し、積極的な入札を控えさせる効果があることを示した。結果として、配分の効率性や収益の点で封印入札形式よりも劣る可能性があることを指摘した。以上の結果は、より一般的な問題に対しても適用可能であると考えられ、理論面の更なる発見が期待できる。実験分析に関しては、この理論研究の進展状況を踏まえた上で、実施したいと考えている。
Amyloid β-protein fragmentによる細胞膜の透過性の解析

Alzeheimer病との関連からamyloid β-proteinの細胞毒性が注目されている。しかし、細胞毒性の機序についての解明は十分でない。最近、amylod β-proteinのアミノ酸配列の25-35が神経細胞のイオン膜透過性を亢進させる事が明らかになっている。我々は、amyloid β-protein 25-35の膜の物質・分子の透過性に与える影響をレーザー計測機器と蛍光プローブを利用して検討する事を目的とし、(1)実験手法の開発を行い、(2)その方法を利用して、amyloid β-protein 25-35の細胞毒性について検討を加えた。まず、実験方法の開発であるが、正常な細胞膜では膜を透過しないCaイオン蛍光指示薬であるfluo-3とDNAを染色するethidiumを細胞の内と外にそれぞれ置いた。これにより、正常な膜透過性を有している細胞ではfluo-3蛍光(緑色)のみを有し、ethidium蛍光(赤色)はない。しかしながら、細胞毒性を有する物質(digitonin、methylmercury、tri-n-butyltinなど)を適用すると、fluo-3蛍光の一過性の上昇とそれに続く蛍光の減少、それと同時にethidium蛍光の増強が観察された。これは細胞膜が毒性物質によりfluo-3やethidiumの蛍光プローブを透過させる様な状態、すなわち、細胞膜の物質・分子の透過性が亢進している事(あるいは、膜の選択的な透過性に障害を与えている事)を意味する。さて、この実験システムで、amyloid β-protein 25-35の脳神経細胞に対する細胞毒性を評価すると、(a)一過性の細胞内Caイオン濃度上昇に続き、fluo-3の細胞外への流出とethidiumの細胞内への流入が観察された。(b)この現象は細胞内Caイオン濃度が上昇した神経細胞に著明に起こった。(c)神経細胞と胸腺細胞(リンパ細胞)でこのamyloid β-protein 25-35の作用を比較すると前者に対する細胞毒性が強かった。
分子ビーコン型プローブを提示したナノ複合体による標的ウイルスの検出

本研究では、蛍光効率が高い半導体ナノ粒子である量子ドット(QD)を分子ビーコン(MB)にカップリングした分子ビーコンプローブを作製し、ターゲットウイルスの相補的遺伝子配列を検出することでウイルスの高感度検出を試みた。【研究方法】界面活性剤、安定剤、キャッピング剤を用いた有機金属の熱分解に基づくホットインジェクションにより高結晶性のQDを合成した。バンドギャップ合金の場合、Se/Sの比を調製し、thiol-capped CdZnSeS/ZnSexSy QDを構成した。可溶性チオルキャッピング剤を用いたリガンド交換反応によりQDの疎水性表面を親水性表面に変え、QDの表面を機能化した。QDとMBとは、N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride/N-hydroxysuccinimideを用いて共有結合で結合した。本研究では、検出ターゲットウイルスに適したQD-MBプローブを作製するため、異なるQDとMBを設計し使用した。【結果】1)合金CdZnSeS/ZnSe1.0S1.3QDをインフルエンザウイルス(H1N1)の検出に用いた。H1N1 RNAを2コピー/mLレベルまで検出が可能であった。本結果を検証するために、従来のCdZnSeS QD-MBプローブを用いて検出した結果、12倍高感度であることが明らかになった。2)合金CdZnSeS QDをチオグリコール酸でキャッピングし、量子効率92%の高蛍光強度を持つQDを合成した。また、SiO2をコーティングした合金SiO2-coated CdZnSeS QDを合成したところ、極めて高い量子効率98%を得た。ノロウイルスのRNAを検出したところ、緩衝液中では9.3コピー/mL、ヒト血清中では8.2コピー/mLの検出感度を得、検出の汎用性が認められた。28年度が最終年度であるため、記入しない。今回の研究では、InAs/InP/ZnS QDsの合成を目指したが、設備の不具合でCadniumを基礎とした三つの異なるタイプの量子ドット(QD)の合成に成功した。1.CdZnSeSコア及びCdZnSeS/ZnSeSコア/シェル量子ドット:CdZnSeSの合成方法は知られているが、Thioglycolic (TGA)でQDの表面を覆い、可用性で生体適合性を有するTGA-CdZnSeSの合成は初めてである。また、このQDにZnSeSのシェル層をつくり、TGA-CdZnSeS/ZnSeS量子ドットは、全く新しい成果である。TGA-CdZnSeS QDsとTGA-CdZnSeS/ZnSeSとシリカ薄膜で覆ったCdZnSeSやCdZnSeS/ZnSeS QDsを作製し、QDの光ルミネセンス量子効率(PL QY)を調べたところ、TGA-CdZnSeS QDsとTGA-CdZnSeS/ZnSeSは100%に上った。これは、合成したQDは十分感度が高く、感染症の検出用プラットフォームとして応用が可能である。シリカをコーティングしたQDにおいても同様な結果が得られた。前年度開発した量子ドット(QD)を用いて分子ビーコン(MB)の設計やMBプローブの作製を行い、ウイルス検出を行った。その成果は、次のとおりである。1)近赤外(NIR)範囲で検出が可能な超蛍光レポーター(CdZnSeTeS QD)を開発した。一方、標的RNA配列を分子ビーコン(MB)のループ領域にコンジュゲートし、MBのステム両側にクエンチャーとCdZnSeTeS QDをそれぞれ結合したMBプローブを作製した。インフルエンザウイルスH1N1からRNAを抽出し、最適条件下で本MBプローブと反応させたところ、蛍光増強シグナルを検出した。この方法で、インフルエンザウイルスH1N1 RNAの二つの異なる株間判別に成功した。本MBプローブを用いてヒト血清中のH1N1ウイルスRNAを検出したところ、2コピー/mLまで検出が可能であった。この結果はCdZnSeTeS-MBプローブによって極めて低い濃度でも迅速、高感度、特異的にH1N1ウイルスを検出可能であることを示した。2)QDの合成においてCdZnSeS/ZnSeS QDの硫黄のモル分率を制御することで、均一な粒子サイズ分布で光学特性を制御することができた。本法で合成したQDは、UV照射下で鮮やかな発光色を示し、フォトルミネッセンス量子収率(PL QY)は3698%であった。CdZnSeS/ZnSe1.0S1.3QDを分子ビーコン(MB)プローブ用蛍光レポーターとして用い、ヒト血清中のインフルエンザウイルスH1N1 RNAの検出を行ったところ、2コピー/mLまで検出可能であった。本研究では、MBプローブを用いて迅速に微量のウイルスRNAを選択的に検出することに成功した。この成果は、著名な国際学術誌Biosens. Bioelectron.やJ. Mater. Chem. Bに掲載された。今後、ウイルスの種類の違いによる感度や選択性などを検討が必要である。将来的に本成果は診断用プローブの開発に繋がると確信している。当初予定した量子ドットの効率が、予想以上量子収率であった。これによって分子ビーコンプローブの感度が高く、RNAを2コピー/mlレベルまで検出可能であった。

本研究では、蛍光効率が高い半導体ナノ粒子である量子ドット(QD)を分子ビーコン(MB)にカップリングした分子ビーコンプローブを作製し、ターゲットウイルスの相補的遺伝子配列を検出することでウイルスの高感度検出を試みた。【研究方法】界面活性剤、安定剤、キャッピング剤を用いた有機金属の熱分解に基づくホットインジェクションにより高結晶性のQDを合成した。バンドギャップ合金の場合、Se/Sの比を調製し、thiol-capped CdZnSeS/ZnSexSy QDを構成した。可溶性チオルキャッピング剤を用いたリガンド交換反応によりQDの疎水性表面を親水性表面に変え、QDの表面を機能化した。QDとMBとは、N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide hydrochloride/N-hydroxysuccinimideを用いて共有結合で結合した。本研究では、検出ターゲットウイルスに適したQD-MBプローブを作製するため、異なるQDとMBを設計し使用した。【結果】1)合金CdZnSeS/ZnSe1.0S1.3QDをインフルエンザウイルス(H1N1)の検出に用いた。H1N1 RNAを2コピー/mLレベルまで検出が可能であった。本結果を検証するために、従来のCdZnSeS QD-MBプローブを用いて検出した結果、12倍高感度であることが明らかになった。2)合金CdZnSeS QDをチオグリコール酸でキャッピングし、量子効率92%の高蛍光強度を持つQDを合成した。また、SiO2をコーティングした合金SiO2-coated CdZnSeS QDを合成したところ、極めて高い量子効率98%を得た。ノロウイルスのRNAを検出したところ、緩衝液中では9.3コピー/mL、ヒト血清中では8.2コピー/mLの検出感度を得、検出の汎用性が認められた。当初インジウムをベースとした量子ドットの合成を試みたが、機器の不具合で急遽計画変更を行い、カドミウムをベースにした量子ドットを合成した。今回合成に成功した34重コアシェル構造のQDは、可用性で生体適合性を有し、高量子効率を示すもので、今後ウイルス検出への応用が見込まれる。当初計画変更はあったが、学問的重要な成果を得たと判断し、概ね順調と評価した。本研究で開発した分子ビーコンプローブを用い、インフルエンザウイルス以外のウイルスの検出に応用する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。今回合成したTGA-CdZnSeS QDsとTGA-CdZnSeS/ZnSeS、シリカをコーティングしたTGA-CdZnSeS QDsとTGA-CdZnSeS/ZnSeS QDsについて、X線回折やFT-IR解析を行う。また、QDの長期間保存可能性等の安定性を確認する必要がある。その後、QDに分子ビーコンをコンジュゲーションし、感染症原因物質、例えばウイルスのRNAとの反応を確認し、検出の特異性、感度を評価する。さらに当初の計画インジウムをベースとした量子ドットの作製を試みる。
鉄錯体を用いる生体内一酸化窒素(NO)の分析法とNOの生理作用に関する研究

単純な2原子分子の気体のNOが、思いがけない能力を生体内で発揮していることがわかってから10年が経過した。この10年間に「NOの生理的・病理的役割」に関して実施された精力的な研究はめざましい成果を上げ、[NOの生理活性分子」という位置付けが定着している。生体内で産生される内因子性NOの多様な生理的作用を評価するためには、細胞、組織、器官におけるNOの濃度と分布に関する知見が必要である。NOは無機ラジカルであり、電子スピン共鳴(ESR)装置を用いるスピントラップ法の適用が可能である。このような観点から、NOと結合して安定なラジカルを生成するスピントラップ試薬の開発が望まれてきた。NOは金属(特に鉄)に対して高い親和性をもっているので、鉄錯体はNOトラップ試薬として有望である。本研究では、安定なNO錯体を生成するジチオカ-バメート誘導体を配位子とする鉄錯体を合成し、in vitroおよびin vivoの系でNOのトラップ試薬として適用した。本研究の成果は以下の通りである。1.NOのトラップ効率は溶媒(緩衝液)により変動するが、本錯体は既報告のNOトラップ錯体よりも高効率でNOを捕捉できることを明らかにした。2.NOの産生量が最も少なく、検出が難しいといわれている血管内皮細胞由来のNOも、本NOトラップ試薬によって捕捉・検出することができた。3.in vivo ESR画像化システムを用いて、マウスの体の中でつくられたNOラジカルを上記トラップ試薬で捕捉して、画像化することに成功した。体の中でつくられた生物ラジカルのin vivoでの画像化としては本例が世界初である。4.ラットの脳に細菌性髄膜炎を惹起して、脳内に産生されたNOをin vivoで測定することに成功した。細菌性髄膜炎に対するNOの関与を直接証明することができた。5.血管拡張薬の一つである硝酸イソソルビド(ISDN)を投与したマウスの腹部で、ISDN由来のNOを検出し画像化した。肝臓と腎臓の明瞭な画像が得られた。本研究で開発し、種々の系に適用したNOトラップ試薬は、生体内で産生されるNOの生理作用や病理作用を明らかにする上できわめて有効であることが明らかとなった。今後も実施例を増やすとともに新規なNOトラップ試薬の開発に努めたい。生体内で産生される一酸化窒素(NO)は、血液循環系、中枢神経系、免疫系に於いて多彩な生理作用を発揮している。生体内でのNOの挙動を理解するためには、in vivoの濃度及び分布を知る必要があるが、NOは極微量しか生成されず、また寿命も短いために、分析が極めて困難である。NOは、1個の不対電子を有する無機ラジカルであり、電子スピン共鳴(ESR)装置を用いるスピントラップ法の適用が可能である。

本研究では、水溶性で、安定なNO錯体を生成するジチオカルボキシサルコシン(ジチオカ-バメート誘導体)鉄錯体を合成し、in vitroおよびin vivoの系でNOのトラップ試薬として適用した。1.NOのトラップ効率は溶媒(緩衝液)により変動するが、本錯体は既報告のNOトラップ錯体よりも高効率でNOを捕捉できることを明らかにした。2.NOの産生量が最も少なく、検出が難しいといわれている血管内皮細胞由来のNOも、本NOトラップ試薬によって捕捉・検出することができた。3.in vivo ESR画像化システムを用いて、マウスの体の中でつくられたNOラジカルを上記トラップ試薬で捕捉して、画像化することに成功した。体の中でつくられた生物ラジカルのin vivoでの画像化としては本例が世界初である。今後、さらに実施例を増やすと共に、低毒性で臓器特異性等の付加価値を持った高性能スピントラップ試薬の開発に努め、内因性のNOの生理作用の解明に寄与したい。生体内で産生される一酸化窒素(NO)は、血液循環系、中枢神経系、免疫系に於いて多彩な生理作用を発揮している。生体内でのNOの挙動を理解するためには、in vivoの濃度及び分布を知る必要がある。NOは、1個の不対電子を有する無機ラジカルであり、電子スピン共鳴(ESR)装置を用いるスピントラップ法の適用が可能である。このような観点から、NOと結合して安定なラジカルを生成するスピントラップ試薬の開発が望まれてきた。NOは金属(特に鉄)に対して高い親和性をもっているので、鉄錯体はNOトラップ試薬として有望である。本研究では、水溶性で、安定なNOT錯体を生成するジチオカルボキシサルコシン(ジチオカ-バメート誘導体)鉄錯体を合成し、in vitroおよびin vivoの系でNOのトラップ試薬として適用した。初年度は、本NOトラップ試薬の性能を調べる研究を実施するとともに、培養細胞(血管内皮細胞)由来のNOの検出と生きているマウスの腹部でのNOの検出と画像化に本NOトラップ試薬を適用し、成功を収めることが出来た。今年度の成果は以下の通りである。1.ラットの脳に細菌性髄膜炎を惹起して、脳内に産生されたNOをin vivoで測定することに成功した。細菌性髄膜炎に対するNOの関与を直接証明することができた。2.血管拡張薬の一つである硝酸イソソルビド(ISDN)を投与したマウスの腹部で、ISDN由来のNOを検出し画像化した。肝臓と腎臓の明瞭な画像が得られた。
RNAiによるHPV陽性口腔扁平上皮癌の遺伝子治療および遺伝子予防

本研究の目的は、ヒトロ腔扁平上皮癌において、ヒト乳頭種ウィルス(human papilloma virus : HPV)感染の関与について検索することである。ヒト子宮頚癌培養細胞(HeLa、CaSki)細胞を内部コントロールとして用い、HPV16あるいはHPV18 oncoprotein(E6およびE7)の発現量を、ヒトロ腔癌外科切除症例70例を対象に、TaqMan-PCRにて定量化し、発現を検討した。方法としては、PCR用プライマーとTaqManプローブは、HPV16あるいはHPV18ゲノム内のE6のopen reading frame上に設定した。さらに、CaSki細胞と、HeLa細胞から調整したmRNA逆転写したcDNAを段階希釈した鋳型を用いて、設定したプライマーとプローブがそれぞれ、HPV16-E6,E-7とHPV18-E6,E-7を特異的かつ定量的に増幅することを確認した。次に、当教室で外科的切除した口腔扁平上皮癌70症例を対象にHPV16-E6,E7とHPV18-E6,E7 mRNAの発現を検索した。HPV16-E6,E7は、70症例中11症例で発現が認められた。しかしながら、HPV18-E6,E7 mRNAの発現はいずれの症例においても認められなかった。以上より、口腔扁平上皮癌の発生にHPV16の感染と、oncoprotein E6,E7の発現が関与していることが明らかとなった。また,70例すべての症例で癌抑制遺伝子p53の核内異常蓄積の検索を行ったが,HPVの感染とp53の異常(遺伝子変異)に関連はなく,癌の進展の過程で,p53の変異が入った可能性が示唆された。さらにHPV陽性症例と陰性症例で臨床病理学的な差を検索したところ,組織学的に陽性症例は乳扇状の増殖を示すものが多いが,すべてではなく,周辺粘膜には高頻度にコイロサイトーシスが見られた。腫瘍の発生部位や組織型に大きな偏りはなく,予後も両者で有意な差は認められなかった。
遺伝性凝固線溶系蛋白欠損症の発症機転としての変異蛋白の細胞内輸送障害

アルファプラスミンインヒビター(以下α2PI)は、プラスミンによるフイブリン溶解を特異的に効果的に阻害する血漿中プロテアーゼインヒビターである。その先天性遺伝性欠損症の成因の一つとして、1アミノ酸(137番のグルタミン酸)の欠失がある。この1アミノ酸の欠失により、産生されたα2PIの細胞内輸送が障害され、血中に分泌されないため欠損症が生じることを前年度に報告した。本年度は、この137番目のアミノ酸のかわりに、その週辺のアミノ酸を欠失させた場合、産生されたタンパクの細胞内輸送や分泌はどのような影響が及ぼされるかを検討した。117,127,132,147,157,177番のアミノ酸をそれぞれ欠失するように、遺伝子変異を導入して、発現ベクターに導入しCOS7細胞にトランスフエクトした。48時間培養後、培養上清のα2PIと、細胞内α2PIを免疫学的に測定して、α2PI分泌効率を各変異α2PIと正常α2PIについて比較した。一方、48時間培養後、放射活性標識メチオニンでパルスラベルし、時間を追って、細胞内および培養上清中のα2PIを免疫沈降後、SDS電気泳動、オートラジオグラフィーで測定した。127,132,137番のそれぞれのアミノ酸の欠失では、α2PIの分泌は正常α2PIのそれの10%ないし20%に低下していた。147番のアミノ酸欠失では低下は50%にとゞまり、117,157,177番のそれぞれのアミノ酸欠失では、正常にくらべ有意の分泌低下はみられなかった。パルスラベルの実験結果は、タンパクの細胞内輸送が障害され、細胞内に停滞したタンパクが除々に細胞内で崩壊されるため、分泌の低下が起きることを示した。これらの結果は、125附近から150附近の狭い領域がα2PIの細胞内輸送においてタンパク構造上重要な役割を演じていることを示している。1.変異プロテインCの細胞内輸送障害によるプロテインC欠損症の発症:血中にプロテインC(PC)が検出されない先天性PC欠損者の遺伝子を解析した結果、2つの変異対立遺伝子が見出された。一つは母方由来でエキソンVIの末端部に5塩基の欠失があり、フレ-ムシフトを起こし、ほん訳の早期終了が予想された(変異I)。他は父方由来でエキソンIXにGからAへの点変異があり、アミノ酸置換が予想された(変異II)。変異Iは、重鎖を欠いた1/2縮小蛋白を産生し、変異IIは、蛋白の酵素活性ドメイン内のよく保存された基であるGly367のAspへの置換をもたらす。これらの結果より、本患者は2つの異った変異をそれぞれ別々に両親より遺伝された複合へテロ接合体であることが判明した。これらの変異が、如何にして欠損症の成因となるかを解明するため、それぞれの変異PCと正常PCの発現ベクタ-を構築して、COSー7細胞にトランスフエクトして発現実験を行った。変異PCでは、いずれも、細胞抽出液中には正常の1.5倍以上見出されたが、培養上清中には正常PCの僅か5%以下しか出現していなかった。ノ-ザン解析でも転写に差が無いことが認められ、いずれの変異PCも、その細胞内輸送・分泌過程の障害が欠損症発症の成因機序であると結論された。2.変異アルフア2プラスミンインヒビタ-の細胞内輸送障害の構造的要因

:アルアア2プラスミンインヒビ-(α_2PI)欠損症の変異α_2PIの細胞内輸送・分泌障害の構造的要因を明らかにする目的で、sitedirected mutagenesisによって各種変異α_2PI発現プラスミドを作成し、それらのトランスフェクションによる発現実験を行った。欠損症において欠失しているアミノ酸を他のアミノ酸へ置換した場合、50ー80%の分泌障害を来すことが明らかになったが、障害の程度と疎水性の変化、荷電の変化との関係は明らかではなかった。
発達期視覚野の可塑性と皮質ニューロンの形態学的変化

哺乳類大脳皮質一次視覚野の片眼遮蔽による可塑的変化は発達脳の可塑性のモデルとして数多くの研究がなされているが、これまで視床から視覚野への入力線維の可塑性が主に注目されてきた。この入力は視覚野第IV層に投射して眼優位コラムを形成し、片眼視覚遮断により、このコラム構造や視覚野ニューロンの光反応性は顕著な可塑的変化を示す。しかし最近、光反応性の可塑性は視覚情報が入力する第IV層よりも、それ以外の層でより早く進行することが報告されている。このことは、可塑性発現の初期段階には、視床からの入力でなく、皮質内神経結合が重要な役割を果たしている可能性を示す。そこで、可塑性の初期過程において、皮質神経回路網が形態的変化を示すかどうかを明らかにするため、可塑的変化がとりわけ早く観察される第III層で、その主たる入力である第IV層からの神経投射がその密度や分布を変化させるかどうかを検討した。さらに、軸索の伸長や退縮に関わるとされる神経栄養因子が、片眼遮蔽によりどのように変化するかも検討した。光学計測法により眼優位コラムを確認し、両眼コラムの境界領域の第III層に逆行性トレーサを注入することで、その部位に投射する第IV層ニューロンの分布を調べた。その後、片眼視覚遮断を行い、さらに1回目のトレーサ注入と同じ部位に異なった逆行性トレーサを注入した。2種類のトレーサにより標識されたIV層ニューロンの分布を比較し、その分布を眼優位コラムのパターンと重ね合わせることで、それぞれの眼からの情報を運ぶ投射がどのように変化したかを調べた。その結果、一部の皮質領域において、片眼遮蔽後に遮蔽眼コラム内で標識されるニューロンの割合が減少していた。このことは、片眼遮蔽により、遮蔽眼の情報を担う皮質内神経結合が退行することを示唆する。また、このような変化が生じるタイミングで、コラム構造に影響を与えるとされる神経栄養因子が視覚野内で示す変化を調べたところ、脳由来神経栄養因子の蛋白質量が顕著に減少することが明らかとなった。このことは、この脳由来神経栄養因子が神経活動依存的に変化し、続いて起こる軸索の形態変化に関わる可能性を示している。哺乳類大脳皮質一次視覚野の片眼遮蔽による可塑的変化は発達脳の可塑性のモデルとして数多くの研究がなされているが、これまでの研究においては、視床から視覚野への入力線維の可塑性が主に注目されてきた。この入力線維は視覚野の第IV層に投射して眼優位コラムを形成し、片眼視覚遮断により、このコラム構造や視覚野ニューロンの光反応性は顕著な可塑的変化を示す。しかし最近の研究により、光反応性の可塑性は視覚情報が入力する第IV層よりも、それ以外の層でより早く進行することが報告されている。このことは、可塑性発現の初期段階においては、視床-視覚野間の神経投射でなく、皮質内神経結合が重要な役割を果たしている可能性を示す。そこで、この可塑性の初期過程において、皮質神経回路網が形態的変化を示すかどうかを明らかにするため、可塑的変化がとりわけ早く観察される第III層において、その主たる入力である第IV層からの神経投射がその密度や分布を変化させるかどうかを検討する。

光学計測法により眼優位コラムを確認し、両眼コラムの境界領域の第III層に逆行性トレーサを注入することで、その部位に投射する第IV層ニューロンの分布を調べる。その後、片眼視覚遮断を行い、さらに1回目のトレーサ注入と同じ部位に異なった逆行性トレーサを注入する。2種類のトレーサにより標識されたIV層ニューロンの分布を比較し、その分布を光学計測法で得られた眼優位コラムのパターンと重ね合わせることで、それぞれの眼からの情報を運ぶ投射がどのように変化したかを明らかにする。今年度の研究により、片眼遮蔽前後に複数のトレーサを繰り返し注入する、また標識されたニューロンの位置を機能的なコラム構造と重ね合わせるなどの、研究遂行に必須の手法について、技術的な問題点を洗い出し、解決することができた。すでに一部得られつつあるデータの解析を進めるとともに、来年度、さらに実験を重ねることで、目的とする成果を得られるものと考える。哺乳類大脳皮質一次視覚野の片眼遮蔽による可塑的変化は発達脳の可塑性のモデルとして数多くの研究がなされているが、これまでの研究においては、視床から視覚野への入力線維の可塑性が主に注目されてきた。この入力線維は視覚野の第IV層に投射して眼優位コラムを形成し、片眼視覚遮断により、このコラム構造や視覚野ニューロンの光反応性は顕著な可塑的変化を示す。しかし最近の研究により、光反応性の可塑性は視覚情報が入力する第IV層よりも、それ以外の層でより早く進行することが報告されている。このことは、可塑性発現の初期段階においては、視床一視覚野間の神経投射でなく、皮質内神経結合が重要な役割を果たしている可能性を示す。そこで、この可塑性の初期過程において、皮質神経回路網が形態的変化を示すかどうかを明らかにするため、可塑的変化がとりわけ早く観察される第III層において、その主たる入力である第IV層からの神経投射がその密度や分布を変化させるかどうかを検討する。今年度は、昨年度の研究において確立した手法を用いて実験を重ね、さらに多くのデータを収集した。得られた逆行性標識ニューロンの分布と、眼優位コラムのパターンとの関係を解析したところ、一部の皮質領域において片眼遮蔽前後変化が見られた。すなわち、遮蔽眼コラム内で標識されるニューロンの割合が減少していた。このことは、片眼遮蔽により、遮蔽眼の情報を担う皮質内神経結合が退行することを示唆する。
富山の深層水と八丈島の発光生物群を標的とした生物発光のショットガン的解明の試み

八丈島の発光生物を調査した結果、新たにムネクリイロボタル(Cyphonocerus ruficollis)の生息が確認された。このサンプルを用いて、ホタル上科の分子系統を行い、論文として発表した(Sagegami-Oba et al., 2007)。八丈島の発光種ニッポンヒラタキノコバエ(Keroplatus nippponicus)からの発光物質の抽出を試みた。その結果、発光はルシフェリンールシフェラーゼ反応ではなく、発光タンパク質であることが示唆された。これは、オーストラリアや北米の発光性キノコバエがルシフェリンールシフェラーゼ反応であることと比べると非常に興味深い。オーストラリア産の種類と18SrRNA遺伝子配列を比較した結果、両者は非常に遠い関係にあることが初めて示唆された。さらに、八丈島にはニッポンヒラタキノコバエと非常に近縁な非発光種が居ることが分かった。分析の結果、これはHeteropterna属の一種であることが判明。新種である可能性があるため、現在詳細を検討中である。ニッポンヒラタキノコバエの発光メカニズムは、この近縁種との比較が重要な手がかりとなるだろう。簡便な発現クローニング法の確立を目指して、CCDカメラによるポジティブコロニー検出を試みた。その結果、培地中に直接ルシフェリンを加えると安定した発光が検出されることが分かった。これによりコロニーのメンブレンリフティングといった煩雑な操作を行う必要がなくなったため、より効率的なスクリーニングが期待できる。八丈島の海産発光生物調査を行った。その結果、発光性巻貝ヨコスジタマキビモドキが引き潮時のタイドプールに見つかることが判明した。とくに、海から特定の距離にある限られたタイドプールの石の下に群生していることがわかり、サンプルの安定した供給の手がかりが得られた。さらに、凍結サンプルを解凍するさいに発光が確認されたことから、発光に関与する物質は比較的安定であることが明らかとなった。八丈島の陸棲発光生物の調査も同時に行った。その結果、発光性双翅目ニッポンヒラタキノコバエ幼虫を集めることに成功した。ただし、ある程度の割合で幼虫がヒメバチの仲間(Megastylus sp.)に寄生されていることも新たに判明した。凍結したニッポンヒラタキノコバエ幼虫サンプルを融解する際にイメージアナライザで発光が確認することができた。またこの発光は酸に対して比較的安定であるが、アルカリで不安定であることがわかった。クローニング法を確立するために、ルシフェラーゼ遺伝子が既知であるヘイケボタルを用いた実験を行った。当初の計画ではゲンジボタルを使う予定であったが、材料の供給の問題で変更した。結果、ルシフェラーゼを発現するコロニーをニトロセルロースのメンブレンでリフティングし、それをルシフェリンがしみ込んだ濾紙の上に載せることで発光するコロニーを特定する方法を確立した。発現クローニングのために、まず、より簡便なプラスミドベクターを用いる方法を最初に試みた。しかし、十分なコロニー数が得られなかった。おそらく、プラスミドベクターがより短いcDNAを効率よくライゲーションしたためと考えられる。今後クローニングしようとしている遺伝子は未知なので、その配列長は不明である。したがって、今後はより長いクローンを効率よく取り込むためにファージベクターの系を確立する必要がある。
低温強磁場下の2次元電子系の量子輸送:量子ホール効果と電子局在

強磁場下2次元電子系の局在と量子ホール効果の総合的実験研究を行ない、以下に述べる結果を得た。1.整数量子ホール効果.(1)電子濃度と移動度が異なるGaAs/AlGaAsへテロ構造ウエハから、測定部幅を10200μmで変化させたバタフライ型ホールバーを製作した。1K以下の低温度で散逸状態のブレイクダウン電流は試料幅に比例し、ブレイクダウン電場は磁場の3/2乗に比例するが、絶対値はランダウ準位間遷移で期待される電場の約1/10であることを明らかにした。(2)コルビノ円盤電極による測定はこの結果と一致した。(3)対角抵抗率の活性化エネルギーのホール電場による減少特性を測定し、ブレイクダウンの機構に関連する知見を得た。(4)巨大バタフライ型ホールバーを基準試料にして、バタフライ型ホールバーの量子化ホール抵抗を高精度で直接比較測定し、ブレイクダウン電場より低い電場で量子化ホール抵抗の崩壊を発見し、散逸状態のブレイクダウンはホール抵抗の量子化とは直接的関係を持たないことを説明する現象論模型を導いた。2.複合フェルミオン.GaAs/AlGaAsへテロ接合2次元系のランダウ準位充填率1/2における対角抵抗率の逆数から複合フェルミオンの電気伝導率を求め、20mK1.5Kの温度領域で測定した温度依存性を複合フェルミオン間相互作用による量子補正項として解析して、不合理でない結果を得た。3.電子局在.(1)Si-MOS反転層2次元系絶縁体相の対角抵抗率の活性化エネルギーの面内磁場に対する直線的増加と高磁場での飽和ならびに垂直磁場に対する振動現象を発見し、ウイグナー固体を作る電子間の交換相互作用により説明した。(2)高電子移動度Si-MOS反転層2次元系の金属-絶縁体遷移領域近傍で抵抗率の電子濃度、温度および磁場依存性を測定し、金属伝導においてスピン自由度が重要な役割を果たすことを発見した。電子局在の物性を含む量子ホール効果の総合的実験研究を行ない、以下に述べる結果を得た。1.量子ホール効果.(1)量子ホール効果のブレークダウン: (A) GaAs/AlGaAsヘテロ構造からバタフライ型ホールバー(電流電極間長約3mm、電流電極幅400μm、測定部は長さ600μmで幅が異なる矩形)と、その測定部と同じ矩形ホールバ-を作製し、ブレークダウン臨界電流はバタフライ型ホールバーでは幅に比例し、矩形ホールバーでは幅に比例せず飽和することを発見した。(B)電子移動度が約100m^2/Vsのウエハーから作製したバタフライ型ホールバーでブレークダウン特性は量子数i=2,4のプラトーではこれまでの測定結果と一致することを確かめた。(C)同じ試料で量子数i=1,3のプラトーで、i=2,4のプラトーと同じくプラトー中心の磁場Bに対して臨界電場はB^<3/2>に比例することを発見した。(2)量子化ホール抵抗の高精度測定:バタフライ側ホールバーは高精度測定に使用できることを確かめ、巨大バタフライ型ホールバーを作製して、良い結果を得た。2.電子局在.(1)強磁場下の二次元電子系の局在長の温度依存性:移動度約5m^2/VsのGaAs/AlGaAsヘテロ構造ウエハーから試料長が異なるコルビノ円板を製作し、15Tまでの磁場で1Kから0.1Kまでの温度で測定を試みた。(2)強磁場下の低電子濃度