hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高レベル放射性廃液からの発熱性核種の選択分離とその癌の放射線内部照射法への応用

使用済み燃料の再処理により発生する高レベル放射性廃液(HLLW)から発熱性核種であるCs(I)とSr(II)を選択的かつ効率的に分離するために新規含浸吸着材を用いた革新的分離プロセスを開発した。更に、分離・回収した発熱性核種を分離・精製し、癌の放射線内部照射治療に利用する新規プロセスの実証を検討した。また、癌放射線治療に実用的なY(III)の供給法を開発し、Y(III)ラクトソームを用いた腫瘍集積評価を行った。模擬高レベル廃液からのCs/Srの分離には、Csについてはカリックスクラウン誘導体(Calix[4]arene-R14)やSrについてはクラウンエーテル(DtBuCH18C6)抽出剤をスチレン・ジビニルベンゼンポリマーを被覆した多孔性シリカ担体粒子(SiO2-P)に含浸担持して吸着材を創製した。吸着材の基本特性は、フーリエ変換赤外分光分析及び示差熱・熱重量分析により、その表面構造や重量組成・熱分解特性を測定評価した。これを用い、高レベル廃液中からのCs/Srの吸着・分離特性をバッチ法及びカラム法にて検討した。Calix[4]arene-R14、DtBuCH18C6/SiO2-P吸着材を用いて、硝酸溶液中における代表的なFP元素の吸着試験を行うとともに、カラムに充填して抽出クロマトグラフ法による分離試験を検討した。吸着材にCs/Srのみの収着を確認した。また、24 M硝酸で高い吸着性を示した。Cs, Srに対する分配係数は温度の増加と共に低下した。EPMA分析によりCs/SrはCalix[4]arene-R14、DtBuCH18C6/SiO2-P吸着材の内部まで収着したことを確認できた。次に、破過試験において、線流速を小さくすると5%破過が増加した。破過試験回数によって吸着材カラムの劣化が見られた。Cs/Srとその他FP元素を分離することができた。また、発熱性核種であるSrのHLLWからの分離、さらにその娘核種であるYの分離にはDtBuCH18C6/SiO2-P、CMPO/SiO2-P、TODGA/SiO2-P及びHDEHP/SiO2-P吸着材をそれぞれ作製し、Sr、Y混合硝酸溶液を用いてSrとYの相互分離性を検討した。DtBuCH18C6/SiO2-P、CMPO/SiO2-P、TODGA/SiO2-P及びHDEHP/SiO2-P吸着材を用いることにより、Sr、Y混合硝酸溶液からSrとYの相互分離性が確認できた。この結果から、上述した吸着材によりHLLWからSrを除去でき、また、その娘核種であるYもミルキングを明瞭にとらえることができた。廃棄物処分の負担軽減、環境負荷低減及び資源化・有効利用の観点から、高レベル廃液中に含まれる発熱元素(Cs、Sr)は分離することがより好ましいと考えられ、それらの選択的分離・回収を行うために、カリックスクラウン化合物誘導体であるCalix[4]arene-R14及び18-crown-6型クラウンエーテル化合物誘導体であるDtBuCH18C6を多孔性シリカ/ポリマー担体(SiO2-P)に含浸担持させた複合吸着材(Calix[4]arene-R14+DtBuCH18C6/SiO2-P)を創製した。複合吸着材の基本特性は、TG-DTA及びFT-IRによる重量組成分析、熱分解挙動分析及び官能基の定性分析を行うことで評価した。複合吸着材を用いて、模擬高レベル廃液中からの発熱元素(Cs、Sr)の吸着・分離特性を検討した。CsとSrの分配係数(Kd)は、硝酸濃度の上昇と共に増加し、硝酸濃度3 M付近で極大となった。一方、他の代表的なFP元素に対するKdは10以下を示した。この結果から、高レベル廃液の硝酸濃度範囲(23 M)において、CsとSrの選択的な吸着が可能であると考えられる。複合吸着材を用いて、抽出クロマトグラフ法による分離試験を検討した。模擬高レベル廃液と洗浄液を通液後、ほぼ99%の白金族元素、ZrとMo、希土類が吸着されることなく流出し、その後純水を供給するとCs、Srが同時に溶離された。これらの結果、創製した複合吸着材を用いることで模擬高レベル廃液から、Cs、Srの効率的な分離が可能になった。更に、Srの高純度分画のために、吸着材DtBuCH18C6/SiO2-Pを固定相とし、塩酸溶液を展開溶媒として用いる2段階の抽出クロマト分離プロセスを検討した。その結果、DtBuCH18C6/SiO2-Pにより模擬高レベル廃液から一括分離したCsとSrを高純度で分離することができた。高レベル放射性廃液(HLLW)の処理・処分のための技術的自由度を大幅に増大させるために、HLLW処理の初段においてCs(I)とSr(II)の発熱性核種の革新的分離プロセスを開発した。更に、これらの発熱性核種を抽出クロマト分離し、癌の放射線内部照射治療に利用する新規プロセス(癌特異性ミセル標識)の実証を検討した。癌放射線治療に実用的なY(III)の供給法を開発し、Y(III)ラクトソームを用いた腫瘍集積評価を行った。

実用的なY(III)の供給法開発では、線源供給システムからのSr(II)を用いたY(III)のミルキングプロセスを開発するために、Sr(II)に高い吸着選択性を示す多孔性シリカ担持型DtBuCH18C6, CMPO, TODGA含浸吸着材について、後段のY(III)のミセル中への展開に有利となる硝酸、塩酸溶液系でのY(III)溶離条件の検討及びイオン交換分離クロマトカラム設計を行うとともに、含浸吸着材の耐放射線性の評価も行った。これらの結果から、非放射性Sr(II)及びY(III)の分離特性を明らかにし、相互のクロマト分離に成功した。また、Y(III)ラクトソームを用いた腫瘍集積評価では、上記の方法で得られたY(III)を用い、Y(III)内包ラクトソームを作製し、Y(III)内包ラクトソームの分離、精製条件の検討を行った。この結果から、Y(III)内包ラクトソームを作製とY(III)内包ラクトソームの分離、精製を明瞭にすることができた。これらによって、高レベル放射性廃棄物の環境負荷を大幅に低減し更に21世紀の人類が直面している重篤疾患を克服する為の安定したRI供給・利用システムを構築するために、HLLW中の発熱性核種の分離技術と医療応用技術の両面にわたる総合的なシステムの構築ができた。使用済み燃料の再処理により発生する高レベル放射性廃液(HLLW)から発熱性核種であるCs(I)とSr(II)を選択的かつ効率的に分離するために新規含浸吸着材を用いた革新的分離プロセスを開発した。更に、分離・回収した発熱性核種を分離・精製し、癌の放射線内部照射治療に利用する新規プロセスの実証を検討した。また、癌放射線治療に実用的なY(III)の供給法を開発し、Y(III)ラクトソームを用いた腫瘍集積評価を行った。高レベル廃液を模擬した条件下での新規多孔性シリカ担持型複合吸着材を用いる抽出クロマトグラフ法によるCsとSrの分離・回収技術、両親媒性ミセルであるラクトソームへのイットリウム標識法の開発はほぼ終了しており、研究は全体的なシステムの調整段階にある。今年度、実用的なY(III)の供給法開発とY(III)ラクトソームを用いた腫瘍集積評価を行う。これについては基礎技術をすでに持っているため、大きな障害はないと考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。放射性廃棄物処理実用的なY(III)の供給法開発では、線源供給システムからのSr(II)を用いたY(III)のミルキングプロセスを開発するために、Sr(II)に高い選択性を示すDtBuCH18C6/SiO2-P吸着材について、後段のY(III)のミセル中への展開に有利となる塩酸溶液系でのY(III)溶離条件及びイオン交換分離クロマトカラム設計を行い、大環状抽出剤含浸多孔性シリカ担持型吸着材の耐放射線性の評価と合せて、対象とする癌放射線治療に実用的なY(III)の供給法を開発する。また、Y(III)ラクトソームを用いた腫瘍集積評価では、上記の方法で得られたY(III)を用い、Y(III)内包ラクトソームを作製し、Y(III)内包ラクトソームの分離、精製条件の検討を行う。HLLW条件下での新規シリカ担持型吸着材を用いるCs/Srの抽出クロマトグラフ分離法、両親媒性ミセルであるラクトソームへのイットリウム標識法の開発はほぼ終了しており、全体的な研究システムは調整段階である。137Cs及び90Srの高純度供給システムの開発と137Cs小線源による癌の内部照射法の開発を今年度行う。
革新的物性制御を基盤としたビスマス太陽電池の探求と学理の確立

これまでに時間分解マイクロ波伝導度法(TRMC)という測定手法を用いた光伝導度評価から、硫化ビスマスが非常に高い光伝導度を持つことを突き止めている。しかしながらデバイス応用を考えると材料を薄膜化する必要があり、従来の薄膜作製手法では結晶サイズや膜平坦性、純度などを同時に高い水準で保つことが困難であった。そこで我々は、高品質な硫化ビスマス薄膜の作製プロセスを新規開発した(CASC法)。本手法は溶液塗布によるアモルファス膜作製と硫化水素雰囲気下でのアニールによる結晶化の2段階のプロセスから成り、結晶サイズ・平坦性・純度を同時に高水準で実現できる。この手法を用いて光センサを作製したところ、既存の成膜手法に比べ非常に高い感度が得られた。このように硫化ビスマスの光電変換材料としての高いポテンシャルを示すことができた。また、近年報告が増えてきている有機ビスマスハライド系材料にも着目した。ビスマスのみならずアンチモンも対象に入れ、全40種の材料を実際にスピンコートにより作成し、材料スクリーニングを行った。その結果、2種類ほどの材料が特に高いポテンシャルを示した。さらに、条件を統一して太陽電池素子の作製も行った。すると、TRMCスクリーニングにおいて特に有望と判断された材料は他の材料群に比べ比較的高い効率を示し、TRMC測定の結果との相関が得られた。これまで多くのビスマス・アンチモン系材料が報告されてきたが、どれが特に有望であるのかを総合的に比較検討した例は今回が初めてである。ゆえに本研究で得られた知見は、今後の非鉛ペロブスカイトの研究において非常に有益な情報であるといえる。硫化ビスマス薄膜に関して、新規開発したCASC法と既報の複数の薄膜化手法を包括的に比較し、結晶サイズ・平坦性・純度が高い水準で実現されていることを実証できたことは本研究の重要なポイントである。過去と比較し単に性能が向上したのみならず、そのoriginを突き止めることも達成でき、scienceとして一定の成果が得られたといえる。さらに、本研究に関する論文を執筆し、比較的インパクトの高い学術誌であるThe Journal of Physical Chemistry Letterにおいて受理・出版されたことも、本研究の成果を顧みて上記の区分を選択した理由の一つである。また、近年鉛・スズペロブスカイトの代替材料として研究されているビスマス・アンチモンハライド系材料を包括的に比較することに挑戦した。しかしながら、これらの材料ではいくつか異なる結晶構造のものが報告されており、各々の結晶構造においてその組成を構成するカチオンやアニオンの種類を変えていくと、その総数は約40種類にものぼる。それぞれの材料に関して参考文献をリサーチし、実際にサンプル作製から測定まで行ったことで、多くの情報を得ることができた。以上を踏まえ、本研究はおおむね順調に進展していると区分できる。これまでTRMCを主軸として、光伝導度、および異種界面での電荷輸送に着目してスクリーニングを行ってきた。今後はこれらのデータベースの精度を向上すべく、複数の測定を組み合わせてデータの多角性を増す。吸収スペクトルからのバンドギャップ・電子遷移の評価、光電子収量分光(PYS)による価電子帯準位の評価を行う。太陽電池デバイスに関しては、これまでは一種類の素子構造に統一して作製・評価を行ってきたが、今後はそれぞれの材料に対して最適な素子構造を模索し、比較を行う。一つ一つの材料に関してこれらのデータを揃えるのには多くの労力を要するが、このような包括的なデータベースの作成によってこそ多角的な比較が可能となり、より良い材料を見出すことができると期待される。そうして絞り込んだ材料に注目し、太陽電池デバイスの構造を最適化することで、光電変換効率の向上を試みる。また、新たな系統の材料がないかも常にリサーチを行う。次いで、これらのビスマス・アンチモン系材料における、電荷生成から界面における電荷輸送までのダイナミクスを調査し、その効率とkineticsを明らかにする。太陽電池の電荷ダイナミクスでは、励起・界面までの電荷移動・界面での電荷輸送といった複数の段階が存在し、いずれが律速段階になっているのかを知ることは重要である。ここではTRMC測定や過渡吸収分光といった時間分解測定を用いたアプローチを行う。これらの結果を鉛ペロブスカイトと比較することで、問題点などを突き止める。

すると、TRMCスクリーニングにおいて特に有望と判断された材料は他の材料群に比べ比較的高い効率を示し、TRMC測定の結果との相関が得られた。これまで多くのビスマス・アンチモン系材料が報告されてきたが、どれが特に有望であるのかを総合的に比較検討した例は今回が初めてである。ゆえに本研究で得られた知見は、今後の非鉛ペロブスカイトの研究において非常に有益な情報であるといえる。硫化ビスマス薄膜に関して、新規開発したCASC法と既報の複数の薄膜化手法を包括的に比較し、結晶サイズ・平坦性・純度が高い水準で実現されていることを実証できたことは本研究の重要なポイントである。過去と比較し単に性能が向上したのみならず、そのoriginを突き止めることも達成でき、scienceとして一定の成果が得られたといえる。さらに、本研究に関する論文を執筆し、比較的インパクトの高い学術誌であるThe Journal of Physical Chemistry Letterにおいて受理・出版されたことも、本研究の成果を顧みて上記の区分を選択した理由の一つである。また、近年鉛・スズペロブスカイトの代替材料として研究されているビスマス・アンチモンハライド系材料を包括的に比較することに挑戦した。しかしながら、これらの材料ではいくつか異なる結晶構造のものが報告されており、各々の結晶構造においてその組成を構成するカチオンやアニオンの種類を変えていくと、その総数は約40種類にものぼる。それぞれの材料に関して参考文献をリサーチし、実際にサンプル作製から測定まで行ったことで、多くの情報を得ることができた。以上を踏まえ、本研究はおおむね順調に進展していると区分できる。これまでTRMCを主軸として、光伝導度、および異種界面での電荷輸送に着目してスクリーニングを行ってきた。今後はこれらのデータベースの精度を向上すべく、複数の測定を組み合わせてデータの多角性を増す。吸収スペクトルからのバンドギャップ・電子遷移の評価、光電子収量分光(PYS)による価電子帯準位の評価を行う。太陽電池デバイスに関しては、これまでは一種類の素子構造に統一して作製・評価を行ってきたが、今後はそれぞれの材料に対して最適な素子構造を模索し、比較を行う。一つ一つの材料に関してこれらのデータを揃えるのには多くの労力を要するが、このような包括的なデータベースの作成によってこそ多角的な比較が可能となり、より良い材料を見出すことができると期待される。そうして絞り込んだ材料に注目し、太陽電池デバイスの構造を最適化することで、光電変換効率の向上を試みる。また、新たな系統の材料がないかも常にリサーチを行う。次いで、これらのビスマス・アンチモン系材料における、電荷生成から界面における電荷輸送までのダイナミクスを調査し、その効率とkineticsを明らかにする。太陽電池の電荷ダイナミクスでは、励起・界面までの電荷移動・界面での電荷輸送といった複数の段階が存在し、いずれが律速段階になっているのかを知ることは重要である。ここではTRMC測定や過渡吸収分光といった時間分解測定を用いたアプローチを行う。
実時間高精細動画像処理プロセッサLSIの研究

第3世代移動体通信サービスが開始され、携帯電話で動画像通信が可能になった。携帯電話での動画像符号化では、バッテリの制約から低消費電力化が必須技術であるが、今後もっとも注目すべき技術は、低電圧技術を用いた低消費電力かつ高性能なCPUや汎用DSPの上で動画符号化ソフトウエアを構築することである。CPUやDSP上で動画符号化が実現可能になれば、動画符号化の拡張性や将来的なIPとしての再利用性が高まる。一方で、消費電力の観点からは、H/Wベース、専用DSPベースのコーデックに比較して、CPU上でのS/Wベースコーデックの消費電力は増大の傾向にある。したがって、その低消費電力化技術は今後の瞬時処理システム構築における重要な基礎技術であるといえる。本研究の目的は、知的電子携帯システム実現に向けてのキーファンクションともいうべき低消費電力型動画像実時間ソフトウエア処理の開発とそれを実行するための低消費電力VLSIアーキテクチャを提案することである。14年度は、知的電子携帯システム応用に最適な、フォワードアナリシスを用いた動的電源電圧制御型MPEG4アルゴリズムをひきつづき検討し、その詳細化を実施した。また、そのアルゴリズムの画質評価を定量的に実施した。その後、市販のRISC評価ボードを用いたソフトウエア開発を実施するとともに、VDECを活用して動的電源電圧制御型動画像処理プロセッサLSIを設計、試作した。また、評価ボード上で画質を評価するとともに、消費電力低減効果の見積もりを実施し、画像シーケンスに依存して、従来技術より30%-70%の電力低減の見通しを得た。本成果を、CoolChipsVIシンポジウム(平成15年4月)にて発表する。携帯電話での実時間動画像符号化では、バッテリの制約から低消費電力化が必須技術であり、ハードウエアベースのLSIが開発されてきている。しかしながら、今後もっとも注目すべき技術は、低電圧技術を用いた低消費電力かつ高性能なCPUや汎用DSPの上で動画符号化ソフトウエアを構築することである。そのため、ソフトウエアでの動画像符号化処理が今後ますます期待される。一方で、消費電力の観点からは、H/Wベース、専用DSPベースのコーデックに比較して、CPU上でのS/Wベースコーデックの消費電力は増大の傾向にあり、その低消費電力化技術研究は今後の知的瞬時処理システム構築における重要な課題であるといえる。本年度の研究では、動画符号化の特性と低電圧技術RISCプロセッサの特徴を利用して、ソフトウエアによる実時問動画像符号化において、フォワードアナリシスによりフレーム毎の必要演算量を予測し、ソフトウエアから動的に電圧制御することにより、最適な電源電圧とクロック周波数を実現し、ソフトウエア処理ながらハードウエア処理と遜色ない低消費電力化を実現するアルゴリズムとVLSIアーキテクチャを検討した。例えば、動作周波数が200MHz時1.5V、150MHz時1.2V、100MHz時0.9V、75MHz時0.75Vの多値電圧CPUを想定した場合、電圧制御しない方式に比較して、動きの少ない映像では約75%・動きが中間の映像では約66%、動きが激しい映像では約42%の低消費電力化が見通しが得られた。本成果を、平成14年度電子情報通信学会総合大会にて発表した(C-12-17)。
マラリア原虫の増殖機構をターゲットとする新規マラリア治療薬の開発研究

(1)マラリア原虫、Plasmodium falciparum、の赤血球ステージの栄養に必須のヘモグロビン消化酵素PlasmepsinIIを標的とする抗マラリア剤に焦点を当てて,独自に開発した"aza-Payne転位反応"を応用した基質遷移状態模倣型酵素阻害剤合成研究を行った。(2)マラリア流行地域において数回の妊娠により獲得される保護抗体が世界の異なる各地域から分離される原虫のCSA結合能を阻害することに着目して、Plasmodium falciparum感染赤血球上に発現されている膜タンパク中のCSA-結合ドメインを同定することを目的として研究を行った。固相ペプチド合成法を応用してbiotin標識したChondroitinsulfateA及びCを合成し、これをプローブとしてCSA-結合性感染赤血球中(PRBC)に発現されているvar-geneをクローニンゲした。その結果、得られたvar-geneは8個の受容体様モチーフを有することを明らかにした。また、*受容体様モチーフをCHO-細胞表面に発現させることによりCSAとの結合能を評価し、biotin標識CSAを用いることにより2個のDuffy-結合様ドメイン(DBL-3及びDBL-7)がCSAと結合することを明確にした。このうちDBL-7はbiotin標識chondroitin sulfatc C(CSC)とも非特異的結合したが、DBL-3はCSCとは結合せず、DBL-3がCSAとの特異的な結合に関与していることが明らかとなった。すなわち、DBL-3ドメインのみがP.f.感染赤血球と同様な結合特異性を示すことを明らかにした。今回同定した、DBL-3ドメインは妊婦やその胎児を守るための保護免疫を誘起するワクチン候補として有用であると判断する。
新規2次元赤外分光法による複雑分子高次系での構造揺らぎの実時間計測

溶液中には無数の溶質、溶媒分子が存在するため、幅広い吸収や発光スペクトルから揺らぎなどのダイナミクスについての詳細な情報を得ることは困難である。本研究では、非常に速い時間領域での分子高次系の構造揺らぎを調べるために、ポンプ-プローブ法をベースとした2次元赤外分光法の計測系を構築した。さらに、電子基底状態だけではなく、電子励起状態での溶質-溶媒間水素結合の生成と解離に伴う揺らぎについての検討を行った。1.ポンプ-プローブ法をベースとした2次元赤外分光法の測定系を構築した。実験結果から、これまでの非同軸入射配置のフォトンエコー法に比べて、2次元赤外スペクトルを短時間で測定できることがわかった。しかし、遷移双極子モーメントの小さな系に適用するためには装置をさらに先鋭化する必要がある。光源の最適化と測定系の改善を行い、測定感度を大幅に向上させることができた。2.我々はこれまで、溶液中での構造揺らぎが溶質分子の電荷分布や振動モードの性質によってどのように支配されているかを検証するため、プロトン性、非プロトン性極性溶媒中でのN_3^-の反対称伸縮振動モードに対して実験を行い、SCN^-での結果と比較してきた。こうした揺らぎの要因をさらに調べるため、赤外フォトンエコー法により、振動数の揺らぎの相関関数の温度依存性を計測した。その結果、揺らぎの相関関数の減衰の時定数に大きな温度依存性は見られず、溶媒分子の回転運動の寄与が小さいことがわかった。3.電子励起状態での分子間水素結合ダイナミクスについて知見を得るため、メタノールーd_4中でのフルオレノンを対象に、紫外ポンプ-赤外プローブ法により、過渡吸収スペクトルを測定した。ここではC=0伸縮振動モードの振動スペクトル変化に着目した。実験結果から、電子励起状態での水素結合ダイナミクスが10-50psの時間スケールで起こっていることがわかった。今年度はまず、非常に速い時間領域での分子高次系の構造揺らぎを調べるために、ポンプ-プローブ法をベースとした2次元赤外分光法の計測系を構築した。実験では、赤外パルス光をまず3つに分割し、そのうち2つをポンプ光、残りをプローブ光とした。2つのポンプ光はそれぞれを光学遅延路に通した後、ビームスプリッターで再び同軸に重ねた。同軸にしたポンプ光とプローブ光はサンプル位置で交差させ、透過したプローブ光は分光器に導入し、マルチチャンネル赤外検出器で強度変化をモニターした。また、同軸にしたポンプ光のインターフェログラムを計測することにより、光学遅延ステージのキャリブレーションを行った。装置の性能評価として、重水中のアジ化物イオンの反対称伸縮振動モードなどの2次元赤外スペクトルを測定した。これまでのフォトンエコー法をベースとした計測に比べて、2次元赤外スペクトルを簡便かつ短時間で測定することが可能になった。さらに、赤外フォトンエコー法により、極性溶媒中での構造揺らぎの計測を行い、その溶媒和ダイナミクスについて検討した。ここでは特に、振動数の揺らぎが溶質分子の電荷分布や振動モードの性質によってどのように支配されているかを検証するため、プロトン性、非プロトン性極性溶媒中でのN_3^-の反対称伸縮振動モードに対して実験を行い、SCNでの結果と比較した。振動数の揺らぎの相関関数は、100フェムト秒以下の非常に速い減衰と数ピコ秒の遅い減衰で特徴付けられた。N-メチルホルムアミドなどのプロトン性溶媒では、遅い減衰成分の割合が大きく、水素結合の解離や生成に伴う溶媒和構造の変化による寄与が重要な役割を果たしていると考えられる。これらの3原子分子イオンでは、揺らぎの時定数は比較的長距離の溶媒和構造の変化を反映しており、溶質分子の電荷分布や振動モードの性質にはそれほど依存していないことがわかった。

3.電子励起状態での分子間水素結合ダイナミクスについて知見を得るため、メタノールーd_4中でのフルオレノンを対象に、紫外ポンプ-赤外プローブ法により、過渡吸収スペクトルを測定した。ここではC=0伸縮振動モードの振動スペクトル変化に着目した。実験結果から、電子励起状態での水素結合ダイナミクスが10-50psの時間スケールで起こっていることがわかった。
急性散在性脳脊髄炎における分子遺伝学的病態解析

1.症例集積と検体採取急性散在性脳脊髄炎(ADEM)例集積のために、小児神経学会評議員の勤務する90施設と78大学病院神経内科に対し、研究への参加を呼びかけた。15施設が参加に同意し、各施設の遺伝子倫理委員会で本研究が承認された。承認後、文書による同意を得たADEM患者の臨床資料を収集し、採取血液よりDNAを抽出した。2.ADEM患者の臨床像平成19年度末までにADEM31例(男15女16)を集積した。発症年齢(中央値)は7歳(11か月51歳)で、23例が感染後、4例がワクチン接種後であった。74%に発熱を認め、歩行障害(58%)、意識障害(45%)で発症し、軽度の炎症所見(白血球数平均11,000/μl、CRP平均0.84mg/dl)と髄液細胞増多(平均92/μl)を認めた。病変は皮質下白質(57%)、脳室周囲白質(63%)、脳幹(43%)、小脳(33%)、脊髄(27%)に認められた。この結果は福岡県での我々の調査結果と大きな相違なく、日本人ADEMの臨床像が比較的一様であることを示すと考えられる。3.ADEM患者DNAの遺伝子多型解析ADEM患者のDNAを用いて、多発性硬化症(MS)の代表的な疾患感受性遺伝子について遺伝子多型解析を行った。CTLA4遺伝子やVDR遺伝子の相関解析では、患者群と対照群との間に統計学的有意差は認められなかった。また、MSの大規模集団でのゲノムワイド研究でMS感受性を示された、HLA-DRA遺伝子、IL2RA遺伝子およびIL7R遺伝子に存在する一塩基多型(SNP)に関しても、患者群と対照群で相関解析を行ったが、報告SNPの遺伝子型頻度とアレル頻度の有意な相違は認められなかった。遺伝子解析からは、ADEM患者の遺伝的素因はMS患者と異なる可能性があり、免疫学的病態の相違を反映している可能性がある。平成17年度研究計画予定に基づく進行状況(1)検体の採取急性散在性脳脊髄炎例集積のために、小児神経学会評議員の勤務する90施設および全国の78大学病院神経内科に対して、書面で研究への参加を呼びかけ、応じた施設に対して、われわれと共同で、各施設の遺伝子倫理委員会に本研究の申請を行った。平成18年度末までに10施設が倫理委員会の承認を得ているが、症例数を増やす必要があり、今後さらに参加施設を増やす予定である。現在、各施設で文書による同意を得たADEM患者より採血を行い、当施設に輸送し、細胞保存、DNA保存、RNA抽出、cDNA作成を行っている。(2)ADEM患者のデータベースの作成上記倫理委員会の審査を終了した施設から、同意を得たADEM患者の臨床資料を収集し、データベース化している。臨床資料は、当施設で作成した個人識別情報を除いた臨床票を用いて、臨床データ(年齢、性、病型、発症年齢、血液所見、髄液所見、病変分布、治療法、予後)を収集している。本年度は,臨床データを用いて、灰白質を主体とする病変を有するADEMを、ADEMの特殊型(灰白質ADEM)として新概念として、日本神経免疫学会学術集会(平成18年3月2日、名古屋)にて発表した。(3)cDNAマイクロアレイ解析

現在、ADEM急性期の未治療患者から得られたcDNAを用いて、ADEM急性期のリンパ球での遺伝子発現をcDNAマイクロアレイを用いて正常コントロール、非ADEM脳炎患者と比較し、統計的解析を行っている。平成18年度研究計画予定に基づく進行状況(1)検体の採取急性散在性脳脊髄炎例集積のために、小児神経学会評議員の勤務する90施設および全国の78大学病院神経内科に対して、書面で研究への参加を呼びかけた。本研究への参加に同意した施設に対しては、われわれと共同で、遺伝子倫理委員会への本研究の申請を行った。平成18年度末までに15施設が倫理委員会の承認を得ている。現在、各施設で文書による同意を得たADEM患者より血液を採取し、細胞保存、DNA保存、RNA抽出、cDNA作成を行っている。(2)ADEM患者のデータベースの作成上記倫理委員会の審査を終了した施設から、同意を得たADEM患者の臨床資料を収集し、データベース化している。18年度末までにADEM24例(男13女11)を集積した。平均発症年齢は7.6歳(11か月26歳)で、18例が感染後、3例が予防接種後であった。75%に発熱を認め、歩行障害(54%)、意識障害(50%)で発症し、軽度の炎症所見(白血球数平均9,950/μl、CRP平均0.54mg/dl)と髄液細胞増多(平均99/μl)を認めた。全例で大脳白質病変を認め、皮質下と脳質周囲の頻度はともに65%であった。全例ステロイドパルス療法が施行され、全例有効であった。後遺症は4例で認められた。ADEM患者の臨床的特徴については第8回国際神経免疫学会(Oct 15-19,2006,Nagoya, Japan)で発表を行った。(3)遺伝子多型解析ADEM患者のDNAを用いて、多発性硬化症との関連が報告されている遺伝子について遺伝子多型解析を行った。多発性硬化症の代表的な疾患感受性遺伝子であるCTLA4遺伝子の相関解析では、患者群と対照群との間に統計的有意差は認められなかった。また、遺伝子型毎に臨床的特徴の解析を行ったが、遺伝子型間に有意な差は認めなかった。平成19年度研究計画予定に基づく進行状況(1)検体の採取急性散在性脳脊髄炎例集積のために、小児神経学会評議員の勤務する90施設および全国の78大学病院神経内科に対し、書面で研究への参加を呼びかけた。平成19年度末までに15施設が倫理委員会の承認を得た。各施設で文書による同意を得たADEM患者より血液を採取し、DNA保存を行った。(2)ADEM患者のデータベースの作成上記倫理委員会の審査を終了した施設から、同意を得たADEM患者の臨床資料を収集し、データベース化した。19年度末までにADEM31例(男15女16)を集積した。ADEM症例の発症年齢(中央値)は7歳(11か月51歳)で、23例が感染後、4例がワクチン接種後であった。74%に発熱を認め、歩行障害(58%)、意識障害(45%)で発症し、軽度の炎症所見(白血球数平均11,000/μl、CRP平均0.84mg/dl)と髄液細胞増多(平均92/μl)を認めた。病変は皮質下白質(57%)、脳室周囲白質(63%)、脳幹(43%)、小脳(33%)、脊髄(27%)に認められた。(3)遺伝子多型解析2007年、多発性硬化症患者の大規模集団でのゲノムワイド研究の結果が報告され、HLA-DRA遺伝子、IL2RA遺伝子およびIL7R遺伝子に存在する一塩基多型(SNP)が多発性硬化症と関連を示すことが明らかにされた。
進行性ミオクローヌスてんかんの病因遺伝子(EPM1)の単離

CEPHの第21染色体特異的整列YACライブラリーから、EPM1領域(21q22.3 : D21S19-PFKL-CD18)のYACを単離した。7種類のSTSを用いてPCRスクリーニングを行い、12個のYACクローンをこの領域から単離することができた。ただし、連鎖不平衡からEPM1に最近接していると予想されているPFKLは調べた13クローン中1クローンのみにしか確認されず、これより遠位側のD21S400、D21S171は調べた全てのYACクローンに含まれていなかった。これらの結果は、この領域のDNAがYACにクローニングされた時に非常に不安定であるために生じたものと思われるが、いずれにせよCEPHのYACコンティグにはギャップがあることは確かである。YAC-DNAを直接プローブとして用いることにより、平成4年度に染色体ソーティングにより作成した第21染色体特異的コスミドライブラリー(約10600クローン: 6ゲノム相当)から調製した高密度レプリカフィルター(1536クローン/フィルター)をスクリーニングした。合計371個のコスミドが同定された。さらにEPM1領域のマーカーD21S25等を含むコスミドも単離し、これらを起点としてウォーキングを行った。また独自に作製したBACライブラリー(平均110kb : 3ゲノム相当)も用いてD21S1458-D21S25-PFKL-D21S154-D21S171を含む1.2Mbのコンティグを17個のBACと98個のコスミドを用いて作成した。さらにエキソントラッピングによる未知遺伝子の探索を行い、16個の未知遺伝子由来のエキソンを発見し、EPM1の候補遺伝子KNP1、KNP3、KNP4等を単離した。セルソーターを用いて分別・精製した約1000万本の第21染色体由来のDNAを制限酵素MboIを用いて部分分解し、コスミドベクターSuperCoslを用いて染色体特異的コスミドライブラリーを作成した。得られたコロニーは個別に96穴のマイクロタイタープレート中に独立クローンとして収集し、保存した。現在までに345プレート、約33、000クローンを保存した。また得られたコスミドをプローブとしてFISHマッピングを行ったところ13クローン中10クローンが第21染色体由来であることが確認されたので、約25、000クローンの第21染色体特異的コスミドが得られたことになり、これは第21染色体DNA(48Mb)を約18倍カバーする数に相当する。さらにハイブリダイゼーションによるスクリーニングを迅速に行うためにコスミドライブラリーから22枚1組からなる高密度コロニーフィルター(1536コロニー/フィルター)を作成した。既知の第21染色体特異的DNAマーカーを用いてハイブリダイゼーションを行ったところ、調べた17種類のすべてから陽性コスミドクローンが同定された。従って本ライブラリーは第21染色体のほぼ全域を網羅するものと考えている。一方我々は最近CEPHからYACライブラリーを入手した[Nature 359:380-387(1992)]。これらのYACクローンの中には、EPM1領域のものも含まれている。

YACには複数のインサートが連結したキメラが多いことや、インサート内で欠失を起こしやすいなど種々の問題があるが、複数のYACをプローブに用いて我々の作成した第21染色体特異的コスミドライブラリーをスクリーニングすることによりEPM1領域のコスミドを一挙に多数分離できるので、コスミドコンティーグを迅速に作成できる。今後はEPM1領域のコスミドコンティグの作成、未知遺伝子の同定を目指す。CEPHの第21染色体特異的整列YACライブラリー[Chumakovら、Nature359:380-387(1992)]から、EPM1領域(21q22.3:D21S19-PFKL-CD18)のYACを単離した。7種類のSTSを用いてPCRスクリーニングを行い、目的のYACを確認すると共にパルスフィールドゲル電気泳動法及びサザンブロット解析によりYACのサイズを決定した。この結果合計12個のYACクローンをこの領域から単離することができた。ただし、連鎖不平衡からEPM1に最も近接していると予想されているPFKLは調べた13クローン中1クローンのみにしか確認されず、これより遠位側のD21S400、D21S171は調べた全てのYACクローンに含まれていなかった。これらの結果は、CEPHのマップに誤りがあるためか、あるいはこの領域のDNAがYACにクローニングされた時に非常に不安定であるために生じたものと思われるが、いずれにせよCEPHの整列YACライブラリーにもギャップがあることは確かである。次にパルスフィールドゲル電気泳動後のゲルから精製したYAC-DNAを32Pで標識し、直接プローブとして用いることにより、平成4年度に染色体ソーティングにより作成した第21染色体特異的コスミドライブラリー(約10600クローン:6ゲノム相当)から調製した高密度レプリカフィルター(1536クローン/フィルター)をスクリーニングした。12個のYACから合計371個のコスミドが同定された。各々のYACで同定されたコスミド群同士の重なりを解析することにより12個のYACは3個のコンティグ(整列クローン)を形成することが判明した。またこれらのコスミド群は、20のサブ領域に分類された。現在これらの領域特異的コスミド群の整列化を進めると共に領域内の未知遺伝子の同定を試みている。
ネマトライソゾ-ムの細胞内動態および微細形態に関する電顕細胞化学的研究

目的本研究は近年我々が発見したネマトライソゾ-ム(肺胞マクロファ-ジの異物貧食時に観察される細く棒状に伸びたライソゾ-ム)が、ライソゾ-ム指標酵素である酸性フォスファタ-ゼ(Acid phosphatase;AcPase)の細胞化学的検出方法や試料の固定方法などを改良することにより、これまで報告されていない組織に存在するか否かを検索することを目的とする。材料と方法正常Wistarラットを種々の濃度の固定液(0.12%グルタ-ルアルデヒドと2%ホルムアルデヒドの混合液、PIPES緩衝液pH7.4)にて1020分間、室温潅流固定して、各種臓器(肝臓、腎臓、膵臓、顎下腺、十二指腸、小脳など)を採取した。それぞれの40μm厚未凍結片切を作成後、AcPaseを細胞化学的に検出した。常法に従い超薄切片を作成し、酢酸ウラニ-ルとクエン酸鉛の二重染色を行い電顕観察した。結果と考察ネマトライソゾ-ムは今回検索したすべての組織に存在していたが、ネマトライソゾ-ム検出に最適の固定条件はPIPES緩衝0.5%以下のグルタ-ルアルデヒドと2%ホルムアルデヒドの混合液にて組織を処理した場合であった。各種細胞内でのネマトライソゾ-ムは肝臓実質細胞では毛細胆管周囲、腎臓の遠位曲尿細管や顎下腺の導管線条部細胞では基底膜陥入部位、膵臓では外分泌細胞の基底部、十二指腸では吸収円柱上皮細胞の側基底部、そして小脳ではプルキンエ細胞の基底部に観察された。このようにネマトライソゾ-ムは細胞の周囲に局在する傾向があり、通常形態のライソゾ-ムとは異なった細胞内分布を示していた。このようなネマトライソゾ-ムの機能の解析は今後の課題である。
波長分散型X線マイクロアナライザーと免疫組織化学を用いた間質性肺炎の病理学的検討

1,超硬合金肺(HMLD)1,検体採取:職歴からHMLDが疑われる症例に、肺生検を行った。また他施設でHMLDが疑われ肺生検が行われた症例のうち、当施設に元素分析を依頼された症例も対象に加えた。2,波長分散型X線マイクロアナライザー(EPMA)解析(1)生検肺組織中にW(タングステン)が証明されれば、HMLDと診断した。HMLDと診断された症例は20例であるが、このうち外科的肺生検で検体を採取された17例を次の解析に回した。(2)Wは、主にHMLDにみられる線維化巣内および血管細気管支周囲に存在していた。(3)画像解析ソフトを用いてEPMAデータの陽性ピクセル数をカウントすることにより、各元素の半定量化を試みた。今後は各ピクセル内の元素量に重みをつけて半定量化を行う予定である。3,免疫組織化学(1)HMLDの肺組織の免疫染色では、本疾患の発症にCD163とCD8陽性細胞の関与が疑われた。(2)Wが存在しない肺間質にも主にCD8陽性細胞が分布しており、肺病変への関与が疑われた。4,研究報告これらの結果は米国胸部疾患学会(ATS)誌に報告した(in press)。また、EPMAによる元素量の半定量化研究は、2007年ATS年次総会(サンフランシスコ)の発表に応募したところ、ポスターディスカッションに受理された。II,特発性肺線維症(IPF)1,検体採取;当施設で外科的肺生検を行い組織学的にusual interstitial pneumoniaと診断された症例と、IPFの診断で経過観察中、呼吸不全で死亡した症例の剖検肺組織を対象にした。2,各沈着元素とIPF発症の関係をみるため、HMLD検体と同様にEPMAデータの陽性ピクセル数をカウントすることにより、各元素の半定量化を試みる予定である。1症例の選択(1)当科外来および入院患者で、病歴、臨床症状、検査成績から超硬合金肺(HMLD)が疑われる患者を選択した。(2)上記症例のうち、全身状態、呼吸機能検査から肺生検が可能と判断され、書面でのインフォームドコンセントが得られた症例から、胸腔鏡下肺生検で、肺組織を採取した。また他施設から元素分析を依頼された症例の肺生検検体も解析対象に加えた。吸入歴のない肺癌手術症例の切除肺非癌部を正常対象として解析した。2波長分散型X線マイクロアナライザー(EPMA)解析(1)検肺組織の元素マッピングを行った。HMLDが疑われている症例でW(タングステン)が証明されれば、HMLDと診断した。なお本解析方法は他施設では行われておらず、特許申請を行っている(特願2004-293053号、発明者;小林正義、渡辺孝一『生体組織中の微量元素分析装置、試料台及びこれを用いた分析方法』)。(2)通常のHEあるいはEVG染色標本とWの分布マップとを比較することにより、HM(W)はGIPおよびUIP様病変の、主に線維化巣内および血管細気管支周囲に存在することが明らかになった。正常対象肺ではWは検出されなかった。3免疫組織化学(1)HMLDの浸潤炎症細胞の表面マーカーを検討するため、抗CD4、抗CD8、抗CD14、抗CD20、抗CD68、抗CD163、抗CD204モノクローナル抗体を用いて免疫染色を行った。

Wの分布はほぼCD163陽性細胞に一致しており、その周囲に多数のCD8陽性細胞を認めた。(2)組織内の部位ごとの各炎症細胞の分布については、現在検討中である。I,超硬合金肺(HMLD)1,検体採取(1)当施設で、病歴、臨床症状、検査成績から超硬合金肺(HMLD)が疑われる患者を選択した。(2)上記症例から、胸腔鏡下肺生検で肺組織を採取した。また他施設から元素分析を依頼された肺生検検体も解析対象に加えた。これらから、20例を対象症例とした。2,波長分散型X線マイクロアナライザー(EPMA)解析(1)病歴からHMLDが疑われている症例でW(タングステン)が証明されれば、HMLDと診断した。(2)通常のHEあるいはEVG染色標本とWの分布マップとの比較から、WはHMLDにみられる間質性病変の、主に線維化巣内および血管細気管支周囲に存在することがみいだされた。3,免疫組織化学(1)HMLDの肺組織に浸潤する単核球を、抗CD4、CD8、CD20、CD68、およびCD163抗体を用いて免疫染色を行った。Wの周囲にCD163陽性細胞が、その周囲に多数のCD8陽性細胞が分布していた。(2)Wが存在しない肺間質にも、主にCD8陽性細胞が分布していた。4,研究報告これらの結果は第100回米国胸部疾患学会,および第二回北関東信越呼吸器フォーラム(優秀賞受賞)で発表した。II,特発性肺線維症(IPF)1,検体採取;当施設で外科的肺生検を行い、組織学的にusual interstitial pneumoniaと診断された5例を対象にした。2,生検組織中の単核球を抗CD4、CD8、CD20、CD68、CD163、CD204抗体を用いて免疫染色を行った。今後EPMA解析を行う予定である。I,超硬合金肺(HMLD)1,検体採取:職歴からHMLDが疑われる症例に、外科的肺生検を行った。また多施設でHMLDが疑われ、外科的肺生検が行われた症例も解析対象に加えた。対象症例は全部で20例に達した。2,波長分散型X線マイクロアナライザー(EPMA)解析(1)生検肺組織中にW(タングステン)が証明されれば、HMLDと診断した。(2)Wは、主にHMLDにみられる線維化巣内および血管細気管支周囲に存在していた。(3)画像解析ソフトを用いてEPMAデータの陽性ピクセル数をカウントすることにより、各元素の半定量化を試みた。3,免疫組織化学(1)HMLDの肺組織の免疫染色では、本疾患の発症にCD163とCD8陽性細胞の関与が疑われた。4,研究報告II,特発性肺線維症(IPF)1,検体採取;当施設で外科的肺生検を行い組織学的にusual interstitial pneumoniaと診断された症例と、IPFの診断で経過観察中、呼吸不全で死亡した症例の剖検肺組織を対象にした。2,各沈着元素とIPF発症の関係をみるため、HMLD検体と同様にEPMAデータの陽性ピクセル数をカウントすることにより、各元素の半定量化を試みた。
高齢期夫婦における介護-被介護関係への移行と心理的適応に関する実証的研究

在宅での高齢者介護における介護者-被介護者の人間関係およびメンタルヘルスについては、近年非常に注目されており、実証研究も積極的に取り組まれている。しかしながら、結婚生活の文脈に焦点を当てた研究はいまだ十分に行われていない。そこで本研究では、3年間を通して配偶者の有無および配偶者がいる場合にどのような関係性を有するかに着目し、主として介護者の心理的適応との関連について検討を行ってきた。研究が終了する今年度は、介護者の配偶者との関係性と心理的適応について、福岡県および大分県内の訪問看護や在宅支援センター利用者を対象に調査票による統計的手法と聞き取り調査による事例分析的手法による検討を行うとともに、過去2年間に得られた知見も含めた総合的考察を行った。とくに(1)続柄による介護役割の質が介護者の負担感および生活満足感に及ぼす影響の違い、(2)配偶者介護における、配偶者との個別性と共同性のバランスとその規定要因、(3)夫婦における介護-被介護関係への移行に伴う関係性の変容過程、(4)介護者の社会参加活動における配偶者および他のサポート源の役割、(5)配偶者以外の家族員(老親など)を介護している者の、結婚生活に対するコミットメントおよび配偶者からのサポートが生活満足感に及ぼす影響、などの分析結果を中心に考察が行われた。本研究から、配偶者介護においては、長期にわたって形成される関係性の質が非常に重要であると考えられた。また、他の家族員を介護する場合も、結婚生活の文脈すなわち主介護者に配偶者がいる場合、その配偶者からのサポートや自分自身の結婚生活へのコミットメントによって、介護を行う心理的環境が大きく異なるのではないかと推察された。本研究の目的は,高齢期夫婦のどちらか一方が要介護状態となることによって,配偶者との関係性がいかに変容し,また介護-被介護関係に機能しているのかを明らかにすることである。一年目にあたる平成14年度は,はじめに理論的検討として,家族内の介護-被介護関係の質を規定する要因や,高齢期夫婦の心理的適応などに関する内外の研究動向をふまえ,先行研究の成果とそれらの問題点について整理した。その上で,在宅介護者を対象に,以下の調査研究を行った。本研究では,まず対象者を要介護高齢者が配偶者か否かによって区別するとともに,配偶者を介護している場合,どのような関係性を配偶者と有しているかについても着目し,関係性ステイタスの観点から分類した。その上で,介護役割が介護負担感さらには生活満足感に及ぼす影響について検討した。また,その影響過程に作用すると考えられる要因として,基本的属性や要介護レベルの他に,介護者のソーシャル・ネットワークおよび社会参加の機能についても検討した。なお,本年度の分析データは質問紙法によるものであるが,対象者の一部に対しては,来年度以降の研究計画を見据えて,半構造化面接による聞き取り調査も実施している。分析の結果,配偶者に対する介護を行っている場合,関係性ステイタスによって介護役割が心理的適応に及ぼす影響過程は,異なる可能性が示唆された。さらに,介護役割への心理的適応において,介護者のソーシャル・ネットワークおよび社会的活動への参加が重要な要因であると推察された。本研究の目的は,高齢期夫婦のどちらか一方が要介護状態となることによって,配偶者との関係性がいかに変容し,またその関係性が介護-被介護関係にどのように作用しているのかを明らかにすることである。二年目にあたる平成15年度は,まず理論的検討として,家族内の介護-被介護関係の質や,中高年以降の心理的適応などに関する内外の研究動向をふまえ,先行研究の成果とそれらの問題点について整理した。調査法は,質問紙調査および聞き取り調査(半構造化面接)による。本研究では,まず前年度同様に,対象者を要介護高齢者が配偶者か否かによって区別するとともに,配偶者を介護している場合,どのような関係性を配偶者と有しているかについても着目し,関係性ステイタスの観点から分類した。その上で,介護-被介護関係が始まるまでの結婚生活の質が,関係性ステイタスおよび介護者の現実生活への適応(介護役割の受容や人生満足感など)とどのような関連にあるか検討した。結婚生活の質,個別住と共同性の二つの観点から分析した。その結果,介護-被介護関係が始まるまでの結婚生活の質は,高齢期の関係性や心理的適応と関連があることが示され,過去の結婚生活の受容が重要であると考えられた。過去の夫婦内にみられた個別性と共同性(その組合わせを含む)は,現在の介護者の心理社会的状況を左右する重要な一因であることが示唆されたといえる。とくに(1)続柄による介護役割の質が介護者の負担感および生活満足感に及ぼす影響の違い、

(2)配偶者介護における、配偶者との個別性と共同性のバランスとその規定要因、(3)夫婦における介護-被介護関係への移行に伴う関係性の変容過程、(4)介護者の社会参加活動における配偶者および他のサポート源の役割、(5)配偶者以外の家族員(老親など)を介護している者の、結婚生活に対するコミットメントおよび配偶者からのサポートが生活満足感に及ぼす影響、などの分析結果を中心に考察が行われた。本研究から、配偶者介護においては、長期にわたって形成される関係性の質が非常に重要であると考えられた。また、他の家族員を介護する場合も、結婚生活の文脈すなわち主介護者に配偶者がいる場合、その配偶者からのサポートや自分自身の結婚生活へのコミットメントによって、介護を行う心理的環境が大きく異なるのではないかと推察された。
レーザラマン分光法による混晶半導体中の原子間結合の評価

レーザラマン分光法を用いて、混晶半導体中の原子間結合の評価を行った。本年度得られた主な結果は、以下のとうりである。(1)混晶半導体中のクラスタを表わす指標であるクラスタリングパラメータと原子間結合に蓄積した内部応力の評価に、レーザラマン分光法を応用する方法を提案し、その妥当性を明らかにした。クラスタリングパラメータは、混晶半導体のラマンスペクトルに現れる二つのLOフォノンの強度比から、また原子間結合に蓄積した応力は、LOフォノンの周波数から評価を行った。この方法により得られたクラスタリングパラメータの値は、混合の過剰自由エネルギーの計算に基いて理論的に得た値とよく一致した。また、内部応力は直接比較する他の実験結果が無いため、応力に対応した原子間結合の長さを求め、EXAFSにより測定された結果と比較したところ、非常によい一致が得られた。混晶半導体としては、【Ga_(1-x)】AlxAs,【Ga_(1-x)】InxP,【Ga_(1-x)】InxAs,Ga【As_(1-x)】Pxを用いた。(2)混晶半導体表面の電気的特性と原子間結合との関係を明らかにするために、まず表面をAGW法で陽極酸化し、アニールした際に陽極酸化膜中または酸化膜と半導体との界面に生じる析出物に著しい差のあることを見出した。これらの析出物はアニールの雰囲気や温度にも、強く依存することが明らかになった。混晶半導体の種類とアニール条件による析出物の違いは、界面での固相反応及び酸化物質の環元に伴う自由エネルギーの計算結果に基いて、説明できた。(3)ラマンスペクトルのLOフォノン強度と励起レーザ光強度の関係に基き、各種混晶半導体の表面再結合速度を半定量的に比較したところ、【Ga_(0.47)】【In_(0.53)】Asの表面再結合速度は、【Ga_(0.52)】【In_(0.48)】P,Ga【_(0.78)Al_(0.22)】As等のそれらより小さく、反転型のMOSFETの製作にこれまで成功しているという事実と一致した。