hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中脳黒質ドパミン神経の障害に起因する難治性認知症の発症機構の解明

中脳黒質のDA神経細胞を特異的に破壊する1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)をマウスの腹腔内に投与することでPD患者と類似した脳病変が再現できるPDモデルマウスを作出した。以前、研究代表・石井は当該PDマウスの認知機能を調べる目的で、記憶の固定・再固定・消去のそれぞれの機能を文脈的恐怖条件付けテストを用いて評価した結果、記憶の固定と再固定はPDマウスとcontrolマウス間で差はなかったが、PDマウスの記憶の消去はcontrolマウスと比べて亢進し、さらに記憶の保持能力においてもcontrolマウスと比べ有意に低下することを報告した(Life Sci.[2015]137:28-36)。そこでH29年度はPDマウスで認められた記憶の消去の亢進と記憶の保持能力の低下を引き起こす脳領域を特定し当該脳領域の神経細胞の種類と細胞内シグナルを同定した:PDマウスの海馬の歯状回におけるNeuN陽性細胞(25%)と非陽性細胞(75%)のcAMP-PKAシグナルの低下が活性型CREBの発現低下に導き、その結果、記憶の消去亢進が生じる。さらに同定した脳領域の当該シグナルを増加させる薬物をPDマウスに投与することで亢進していた記憶の消去機能がcontrolマウスのレベルにまで回復することを証明した:PDマウスにphosphodiesterase IV阻害薬であるrolipramを投与すると、海馬のcAMP含量が有意に増加し、亢進していた記憶の消去機能がcontrolマウスのレベルにまで有意に回復した(J.Pharmacol.Sci.[2017]134:55-58)。神経活性のマーカーであるc-fosを用いて記憶の消去時に働く脳領域が海馬・扁桃体・前頭前皮質の3つの脳領域であること、また活性化の程度はPDマウスとcontrolマウス間で差はないことが分かった。ところが、記憶形成に寄与する転写因子の1つであるcAMP response element-binding protein(CREB)の発現を当該3つの脳領域で調べると、活性型であるリン酸化CREBの発現量は、PDマウスの海馬歯状回でのみcontrolマウスと比べ有意な減少が認められた。CREBはcAMP-PKAシグナルによりリン酸化を受けて活性化するので、記憶の消去時の海馬におけるcAMP含量をPDマウスとcontrolマウス間で比較した。その結果、PDマウス海馬における記憶の消去時のcAMP含量はcontrolマウスと比べ有意な減少が認められた。これらの結果から、記憶の消去時、PDマウスの海馬歯状回におけるcAMP含量の低下が、活性型のリン酸化CREBの発現量を低下に導き、記憶の消去機能の亢進を引き起こす可能性が示唆された。そこで、cAMPの分解酵素であるphosphodiesterase IVを阻害することでcAMP含量を増やした場合に、亢進していた記憶の消去機能が回復するか否かを調べた。PDマウスにphosphodiesterase IV阻害薬であるrolipram(3 mg/kg, i.p.)を記憶の消去学習60分前に投与した結果、海馬のcAMP含量が有意に増加し、亢進していた記憶の消去機能がcontrolマウスのレベルにまで有意に回復した(J.Pharmacol.Sci.[2017]134:55-58)。以上の結果から、PD患者に併発する難治性の認知障害にはphosphodiesterase IV阻害薬が有効であることを明らかにした。
超対称ゲージ理論の３点関数とＡｄＳ時空の弦の相互作用の研究

まず以前からの目標であったモノドロミー関係式と呼ばれる理論の可解性を反映した恒等式を用いて強結合領域の半古典的3点関数の計算と同様の手法により、弱結合領域の3点関数を決定することに成功した。この手法はいままで計算が難しいと考えられてきたクラスのものについても予言を与える。これにより弱結合、強結合両者において古典積分性という共通の構造により3点関数という重要な構成要素を決定する手法が確立したことになる。この共通の構造はAdS時空の弦の相互作用をゲージ理論の立場から理解するための足がかりになると期待される。今回のモノドロミー関係式を用いた定式化は理論の可解性を先験的に仮定しないので、最近提唱された可解性をあらかじめ仮定し、自己無道着かつ非摂動的に3点関数を定式化する手法と相補的であり、2つの定式化との関係を理解することは重要であると考えられる。この関係性の理解のための第一歩として、1/2 BPS Wilson lineと呼ばれる非局所演算子の挿入を考えその上で定義された3点関数を考えた。特にWilson lineに結合するスカラー場を変えるdefectであるdefect changing operator(DCO)の3点関数については関連するFeynman図をladder limitと呼ばれる極限においてはSchwinger-Dyson方程式を用いて足し上げることができる。この計算は非摂動的な3点関数の定式化を理解する上での貴重なデータになると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。AdS/CFT対応の包括的な理解へ向けて、研究計画一年目は主にSU(2)セクターと呼ばれる理論のスペクトルを特別な部分空間へ制限した場合における3点関数の解析を行う予定であった。当初の予定では、3つの状態のもつ量子数が非常に大きい半古典近似の枠内で普遍的な構造を抽出することを目的としていたが、今回、弱結合領域において3点関数を構成するための全く新しい手法を開発した。従来の手法では3点関数の計算は、Bethe状態と呼ばれるスピン鎖模型の状態間の内積を用いて評価されていたが、この手法では解析が簡単化するのは非常に特殊なクラスに限られ、その本質は捉えられていなかった。しかし新しい手法では、場の理論の摂動計算におけるWick縮約をスピン鎖模型の立場から正しく捉え直すことにより、従来よりも広いクラスの3点関数を構成することに成功した。その結果、SU(2)セクターに置ける3点関数の基本的構成要素は、Bethe状態間の内積ではなく、スピン鎖模型におけるある種の分配関数であることが分かった。この物理量の評価は、以前我々が開発した公式が適用可能であり、半古典極限も体系的に評価できる。さらにモノドロミー条件とよばれる強結合領域の半古典的3点関数の計算において、重要な役割を果たした関係式を弱結合領域におけるSU(2)セクターでも同様に導出した。この関係式は理論の可解性、すなわち十分な数の保存量の存在を強く反映しており、場の理論におけるある種のWard恒等式のようなものだと解釈することができる。一方でこの関係式は互いに異なる3点関数同士を関係づけるためにSchwinger-Dyson方程式とも捉えることができ、この関係式は3点関数の決定に大きな役割を果たすことが期待される。AdS/CFT対応の包括的な理解へ向けて、研究計画初年次は主にSU(2)セクターと呼ばれる理論のスペクトルを特別な部分空間へ制限した場合における3点関数の解析行った。そこで二年時目は理論のスペクトルを制限すること無く、全体に拡張した場合を考えた。この場合においても理論の可解性を担保するモノドロミー関係式と呼ばれる重要な関係式を第一原理から導出することに成功した。この際、SU(2)セクターに制限したとき前回得られた関係式を正しく再現することを確認することで整合性のチェックを行った。また理論全体に拡張することで前回では得られなかったより非自明な関係式を得ることにも成功した。さらに我々はSU(2)セクターにおいて弱結合におけるダイナミクを支配するLandau-Lifshitz模型とそのモノドロミー関係式を用いて強結合領域の半古典的3点関数の計算と同様の手法により、弱結合領域の3点関数を決定することに成功した。この共通の構造はAdS時空の弦の相互作用をゲージ理論の立場から理解するための足がかりになると期待している。また弱結合領域において摂動の次数を上げていくことにより、可解性の構造がどう変化していくかを調べることは重要な課題であるが、これについては現在進行中である。2年次の研究計画では、モノドロミー条件と呼ばれる関係式を用いて理論全体の可解性の有無を明らかにする予定であった。前年度の時点で特定の場合に関係式を導出していたが、本年度でこれを理論全体に拡張した。さらにこの関係式を用いて強結合領域の半古典的3点関数の決定とほぼ同様の手法により、弱結合領域でも3点関数を計算した。これは半古典極限における可積分性を具体的な計算により担保しているだけでなく、AdS時空における弦の相互作用をゲージ理論側から捉えるという研究目標に着実な進展をもたらしたと言える。

まず以前からの目標であったモノドロミー関係式と呼ばれる理論の可解性を反映した恒等式を用いて強結合領域の半古典的3点関数の計算と同様の手法により、弱結合領域の3点関数を決定することに成功した。この手法はいままで計算が難しいと考えられてきたクラスのものについても予言を与える。これにより弱結合、強結合両者において古典積分性という共通の構造により3点関数という重要な構成要素を決定する手法が確立したことになる。この共通の構造はAdS時空の弦の相互作用をゲージ理論の立場から理解するための足がかりになると期待される。今回のモノドロミー関係式を用いた定式化は理論の可解性を先験的に仮定しないので、最近提唱された可解性をあらかじめ仮定し、自己無道着かつ非摂動的に3点関数を定式化する手法と相補的であり、2つの定式化との関係を理解することは重要であると考えられる。この関係性の理解のための第一歩として、1/2 BPS Wilson lineと呼ばれる非局所演算子の挿入を考えその上で定義された3点関数を考えた。特にWilson lineに結合するスカラー場を変えるdefectであるdefect changing operator(DCO)の3点関数については関連するFeynman図をladder limitと呼ばれる極限においてはSchwinger-Dyson方程式を用いて足し上げることができる。この計算は非摂動的な3点関数の定式化を理解する上での貴重なデータになると考えられる。当初の予定では弱結合領域におけるSU(2)セクターの半古典極限の解析により、3点関数についての普遍的な構造を抽出し、理論全体への理解への一歩とする予定であった。半古典極限の解析はまだ完全には終了していないが、その基本となるモノドロミー関係式を導出することに成功した。この関係式は強結合領域において3点関数の決定に非常に重要な役割を果たしたため、大きな進展と言える。さらにモノドロミー関係式を導く際に3点関数の新しい計算手法を提案し、従来より広いクラスの3点関数の計算が可能となった。またモノドロミー関係式の理論全体への拡張も導出できたため、完全に予定通りではないが、研究計画は順調に進展していると言える。これまでの研究により、弱結合領域において理論の可解性を担保すると考えられているモノドロミー関係式が理論全体で成り立つことを解析的に示した。また特に重要となる半古典的な3点関数の計算においては、その計算の主要な要素はモノドロミー関係式と解析性により完全に決定出来ることが分かった。この構造は強結合領域と共通しており、ゲージ理論から弦の相互作用を理解するという研究目標からすると深い示唆を与えていることになる。そこで次に取り組むべき重要な課題は(1)弱結合、あるいは強結合領域において摂動の次数を上げていったときにモノドロミー関係式を用いて3点関数の決定を試みること。(2)昨年提唱された摂動論によらない3点関数の計算手法との比較を試みること。の2つが挙げられる。(1)については単純な摂動論を展開していくと計算に関わる式の組み合わせの数が爆発的に増えていくためナイーブなアプローチは好ましくない。しかし理論の対称性を反映した恒等式であるWard-高橋恒等式を用いることで許される組み合わせは強く制限されることを用いる。またWard-高橋恒
ガ類害虫の音響行動と聴覚特性：超音波を使った行動制御技術の開発を目指して

モモ、クリ果実の主要害虫であるモモノゴマダラノメイガ(以下本種)において、オスが超音波からなる短いパルスと長いパルスを交尾に用いることを明らかにした。短いパルスは、食虫性のキクガシラコウモリが捕食時に発する超音波とパルス構造が極めて似ており、交尾の競合相手となる他個体のオスの接近を阻害した。また、短いパルスは多様なチョウ目害虫(アワノメイガ、ノシメマダラメイガ等)の飛翔をも効率よく抑制した。聴神経の電気生理実験の結果とあわせ、周波数40-60 kHz、パルス長20-30 ms、パルス間間隔(静音部)25-45 msの超音波が、チョウ目害虫の飛来を効果的に阻害することを突き止めた。モモ、クリ果実の主要害虫であるモモノゴマダラノメイガ(以下、本種)の種内音響交信における、発音の機能の全容を明らかにするとともに、本種が発する超音波を模倣した防除技術の開発に向けた基礎的な知見を得た。昨年度の研究にて、オスが求愛時に音圧の大きい超音波を発し、このうち後半部に発せられる100 ms以上の長いパルスがメスの交尾受入れ行動を引き起こすことを解明している。しかしながら、25 msの短いパルスから構成される前半部の機能は分かっていなかった。今年度は、主にこの短いパルスの機能解析と本種の聴神経の細胞外記録、およびレーザードップラー振動計を用いた鼓膜の振動計測をおこなった。合成音を用いた行動実験により、前半部に発せられる25 msの短いパルスが、周囲にいる他個体のオス、すなわち交尾の競合相手に対し、忌避的に作用することを突き止めた。オスがメスへの求愛の前半で短いパルスを発することで、他のオスが接近するのを阻害していたのである。これにより、他のオスからの干渉を受けずに円滑に交尾に至ることができる。そこで、短いパルスが持つ忌避行動を利用して、本種の飛来を抑止する技術の開発を試みた。実験室内に風洞を設置し、風上に合成性フェロモンもしくは産卵基質(リンゴ果実)を置くことで、本種のオスもしくは既交尾メスによる定位飛翔を再現した。ここで、オスが発する超音波の合成音を提示し、飛来を阻害する音の特性を調査した。その結果、25 msまたはそれよりも短いパルスに対し、オス・メスともに飛来を抑制することができた。行動制御に有用な音の時間構造については上記の知見を得ることができた。一方、周波数に関しては未知である。そこで、聴神経応答および鼓膜の振動特性の観点から、本種が感受しやすい音の周波数を明らかにした。聴神経、鼓膜はともに、50100 kHzの高い周波数の音に敏感であることが分かった。モモノゴマダラノメイガのオスが交尾の競合相手である周囲の他のオスの接近を阻害するのに用いる短いパルス(持続時間25-28 ms)が、他種のチョウ目害虫の飛来をも抑制することを解明した。メスが発する性フェロモンへのオスによる誘引行動を室内風洞にて再現し、室内のノイズ、モモノゴマダラノメイガのオスが発する持続時間28 msのパルス、同所的に分布するモモジロコウモリが昆虫を捕食時に発する持続時間5 msのパルス、同じくキクガシラコウモリが捕食時に発する持続時間30 msのパルスを100 dB SPL(ノイズは24 dB SPL、@ 10 cm)の音圧で提示した。風上には性フェロモン剤と粘着板トラップを設置し、15分間でトラップされたオス成虫の数を比較した。トウモロコシ害虫のアワノメイガにおける各種音響刺激を提示した際の誘引率は、ノイズで68%、28 msパルスで20%、5 msパルスで52%、30 msパルスで16%であった。シソ害虫のベニフキノメイガの誘引率は、上記と同順に示すと64%、23%、24%、28%となった。貯穀害虫のノシメマダラメイガでは、85%、50%、90%、45%であった。また、風上に産卵基質である米ヌカを設置し、ノシメマダラメイガの既交尾メスに対して同様に試験したところ、同順の音刺激で70%、23%、73%、33%の誘引率であった。上記3種にシロオビノメイガ、ヒメトガリノメイガを加え、異なるパルス長に対する聴神経の応答閾値を電気生理実験により解明した。その結果、全種において、20 ms以上の長いパルスへの感受性が高いことを突き止めた。以上の結果および本課題全体の結果より、チョウ目害虫の飛来を阻害する超音波は、周波数40-60 kHz、パルス長20-30 ms、パルス間間隔(静音部の長さ)25-45 msのパラメータを有すことを明らかにした。聴神経の電気生理実験の結果とあわせ、周波数40-60 kHz、パルス長20-30 ms、パルス間間隔(静音部)

25-45 msの超音波が、チョウ目害虫の飛来を効果的に阻害することを突き止めた。モモ、クリ果実の主要害虫であるモモノゴマダラノメイガ(以下、本種)において、交尾時にオスが発する超音波を利用した雌雄間交信と配偶システムを明らかにした。本種は2-4日齢のメス、3-4日齢のオスの交尾活性がもっとも高く、暗期後半に交尾をおこなうことを室内実験にて確認した。この時、オスの胸部側方にある振動膜を用いて音の大きな超音波(ピーク周波数80kHz、測定距離1cmにおける音圧103dB SPL(0dB = 20μPa))が発せられた。また、オスの発する超音波は、前半部で持続時間25msの断続的なパルスを、後半部で100ms以上の連続したパルスであることが分かった。オスの発音器官の表面には8-9本の溝があり、膜の内面に付した筋肉を伸縮させることでこれらの溝が膨張と収縮を繰返し、破裂音を発する。この発音器官もしくはメスの腹部にある鼓膜器官を人為的に破壊すると、交尾率がゼロになることから、オスの発音が交尾に必須であることを明らかにした。交尾行動を詳細に観察すると、オスの発音に対してメスが左右の翅を背側に立てる特異的な行動を示し、続いてオスがメスの側方に着地し、交尾器の接合をおこなった。したがって、メスの翅を立てる行動反応は交尾を受入れる合図であり、オスの超音波を受容できないと交尾に至ることができない。メスの翅を立てる行動は合成音によっても再現可能であり、オスの超音波を利用した交信を実証することができた。合成音を用いた行動実験により、オスが発する超音波のうち後半部に発せられる連続的なパルスがメスの交尾受入れ行動を引き起こす示唆を得た。このことは、100ms以上の長い持続時間を示すパルスが、本種の交尾および産卵行動を阻害する超音波として不適であることを示す。今後、前半部に発せられる25msの断続的なパルスの機能を解析するとともに、防除に有効な音響特性の解明を目指す。当初は、行動試験は平成25年度(研究計画最終年度)に実施する計画であった。しかしながら、オスが発する短いパルスの忌避効果を確認できたことに付随し、交尾阻害と産卵阻害に関する行動試験にて、飛来の阻害を予定よりも先に実証することができた。以上のように、現在までの達成度としては、当初の計画以上に研究を進展させることができた。本種における音響交信の有無、配偶行動連鎖、オスの発する超音波の音響特性、発音器官について、当初の計画通りに進展した。さらに、オスの超音波が交尾成功に寄与するメカニズムの一部を明らかにすることができた。持続時間の長いパルスがメスの交尾受入れ行動を引き起こすことは、このような音響特性を示す超音波がメスに好まれるということを意味する。したがって、メスが交尾後に産卵基質となるモモ、クリ果実へ飛翔する行動を効率的に抑止する超音波を今後2年間で探索していく上で、持続時間の短いパルスに焦点を絞ってスクリーニングすることが可能となった。今後は、聴神経の細胞外記録を中心におこなう。これにより、本種が感受しやすく、かつ慣れが生じにくい音の時間構造(パルスおよびパルス間の長さ)を神経レベルで解明することができる。具体的には、感受しやすいことが分かっている周波数50 kHzのパルスを用い、持続時間が110 ms(1 msステップ)、1550 ms(5 msステップ)、60100 ms(10 msステップ)のパルスを提示し、聴神経が応答する音圧の閾値を明らかにする。
高次の電子-光子相互作用を考慮した光電子放出理論

原子間共鳴光電子放出(MARPE)は、高次の電子.光子相互作用である輻射遮蔽が直接的に引き起こす現象であり、注目する原子Aに対する最近接原子Bを直接決定可能な手法である。本研究では輻射遮蔽が内殻励起分光に及ぼす影響を理論的に明らかにし、MARPEの強度を推定可能にすることを目指した。その結果、MARPEシミュレーションの精度が向上し、実測データを用いた簡便な方法で実測結果に近いMARPE強度を再現することができた。輻射遮蔽は高次の電子-光子相互作用で、内殻励起領域においては多くの場合、補正的に寄与すると考えられるが、MARPE(原子間共鳴光電子放出)は輻射遮蔽が直接的に引き起こす現象であることが分かっている。MARPEスペクトルの強度は(1)局所構造と(2)X線吸収に関わる因子に分けられ、本研究課題では(2)の部分について検討する。(2)はX線異常散乱因子と関係づけられるので、データベースとして提供されている異常散乱因子をこれまでに作成してきたシミュレーションに取り入れるためのプログラムを作成した。実験が報告されているMnOについて数値計算を行い、MARPEを生じない下層からの光電子放出の寄与を含めることで実測結果に近い計算結果を得た。以上の内容を日本表面科学会にて発表した。また、MARPEの解説と散乱理論の入門についての論文を執筆した。(2)はX線異常散乱因子と関係づけられるので、データベースとして提供されている異常散乱因子を取り入れたシミュレーションの開発を昨年度に引き続き行った。また、異常散乱因子をもとに、より正確なシミュレーションを実施するための方法について検討を行った。輻射遮蔽は高次の電子-光子相互作用で、内殻励起領域においては多くの場合、補正的に寄与すると考えられていたが、MARPE(原子間共鳴光電子放出)は輻射遮蔽が直接的に引き起こす現象であることが分かっている。MARPEスペクトルの強度は(1)局所構造と(2)X線吸収に関わる因子に分けられ、本研究課題では(2)の部分について検討するものである。(2)はX線異常散乱因子と関係づけられるので、これまでデータベースとして提供されている異常散乱因子を取り入れたシミュレーションの開発を行った。また、共鳴の大きさを実測結果から見積もるためのフィッティングパラメータを異常散乱因子をもとにして正確に求める方法について検討したが、定量性を確保することが困難であることが分かった。
ラット・ミニブタを用いたGDF-5の歯周組織再生に対する組織学的検索

前年度、ラット歯周組織欠損モデルを用いて行ったGDF-5/コラーゲンスポンジ担体(実験群)、コラーゲンスポンジ担体のみ(対照群)に対して、今年度、組織学的検索を行った。4週の観察期間を通して両群共、炎症所見は認められなかった。組織学的評価の結果、対照群と比較して実験群では骨欠損底部に作製したノッチを超える歯槽骨の増生が認められた。これらの結果より、ラット実験系においてはGDF-5の歯槽骨再生の可能性が示唆された。しかしながら、ラット口腔内の規格欠損の作製は非常に困難であり、ミニブタなどの大型動物の使用が求められた。そこで、今年度、GDF-5を医用ミニブタ3頭の1壁性歯周組織骨欠損へ応用を行った。12週の観察期間を通してGDF-5/アテロコラーゲンスポンジ担体(実験群)、アテロコラーゲンスポンジ担体のみ(対照群)共、際だった炎症所見は認められなかった。組織学的評価の結果、新生骨形成量については両群間で差は認められず、顕著な骨再生は認められなかった。一方、実験側では新生セメント質再生量が大きく、上皮の深行増殖が抑制されている傾向が認められた。両群間で組織再生量について統計学的有意差が認められなかった点については歯周組織再生について予知性の低い1壁性歯周組織欠損を用いたためと考えられる。新生セメント質に関しては、GDF-5による分化・誘導の関与が示唆された。しかしながら、今後、欠損サイズ、欠損形態、GDF-5の至適濃度、適切な担体についてさらに検討を進める必要があろう。今回は、実験動物としてヒトと高い類似性を有する医用ミニブタを用いた点で新規性を有しており、その解剖学的特性を把握することが可能であった。今後、歯周組織再生の評価のみならず、多角的に医用ミニブタを用い貴重なデータを得るうえで有意義であったと考えられる。ラットを用いた歯周組織欠損モデル確立に向け、非外科処置のラット(Wister系・雄)をエーテル吸入麻酔後、頸椎脱臼及びネンブタール過剰投与により屠殺。上顎第一臼歯部位を、周囲組織を含めて一塊として採取した後、4%パラホルムアルデヒドで固定し、脱灰標本及び非脱灰標本を通法に従い作製した。H-E染色標本にて同部位の解剖学的形態を観察し、菊池ら(2001)の方法を参考にし、上顎第一臼歯近心根近心に近心裂開型骨欠損(近心-歯根・約1.5mm・骨欠損最上部-欠損底部1.5mm・頬側-欠損底部口蓋側1.5mm)を作成することとした。またGDF-5の投与方法に関して、担体は欠損部位の大きさからCollagen sponge Honeycomb (Koken CSH-10)を用い、1000ng/mlのGDF-5含有溶液に浸潤後、投与、コントロール群としてBufferを浸潤したCollagen sponge Honeycombを投与することとした。以上の予備実験をもとに、ラット上顎第一臼歯近心根近心に対し、双眼式拡大ルーペ(サージテル)を用いて拡大視野の元、近心裂開型骨欠損を携帯型歯科用ドリルと骨ノミを用い注意深く作成。上述の投与方法に従い片側にGDF-5投与し、反対側にはコントロール群とした。その後、絹製縫合糸(6-0)を用いて手術部位の歯肉を一糸ずつ縫合した。現在・組織学的検索の準備中である。また、ミニブタ実験系確立の準備として、CTを用いミニブタ下顎骨模型の断層写真撮影を行い歯根形態および下顎菅の位置等、解剖学的観察を行った。その結果、下顎両側第2前臼歯近心側に外科的一壁性骨欠損(5×5×8mm)を作成し、ラット実験系と同じくコラーゲンスポンジを担体として実験群にGDF-5・コラーゲンスポンジ複合体を埋植、反対側を対照群としてコラーゲンスポンジ担体のみを埋植することとした。

しかしながら、今後、欠損サイズ、欠損形態、GDF-5の至適濃度、適切な担体についてさらに検討を進める必要があろう。今回は、実験動物としてヒトと高い類似性を有する医用ミニブタを用いた点で新規性を有しており、その解剖学的特性を把握することが可能であった。今後、歯周組織再生の評価のみならず、多角的に医用ミニブタを用い貴重なデータを得るうえで有意義であったと考えられる。
Adsorption-assisted decompositionの研究

固体触媒の表面における吸着種の挙動は、触媒作用のメカニズム解明の上で、最も重要なポイントである。吸着種の脱離は過去長い間、吸着量のみによってその速度が決まるとされ、この方面のテキストブックにもそのことが述べられて居り、実際に吸着種の脱離速度はいわゆる界温脱離法により、真空中で昇温して測定されている。しかし本研究代表者等は同位体を用いて、実際に吸着が起こっている際における吸着種の脱離速度を測った所、一般に信じられているのと著しく異り、気相中の圧力の関数であることが初めて発見された。この新しい現象(Adsorption-assisted Desorption)が更に発展して、いろいろな反応において共存する気体が、吸着種の挙動、反応性などに如何に影響を与えるかについて広く調べられた。本研究も正にそのような、基本原理がどこまで実際に起こっているのか、どの程度の効果を与えているのかについて調べたものである。ギ酸の分解反応における金属表面上のギ酸イオンの分解反応、メタノ-ルの分解反応におけるMgOやZnOなど金属酸化物の上での吸着種(メトキサイド)の分解反応、その他多くの場合に明かにこの種の効果が認められ、それら一般的にadsorption-assisted proeessesとして、より広く、重要な効果を与えていることが順々に解明されて来た。これまで、全く意識されなかったことが、実は重要な決定的な因子として、触媒反応の進行する中に、その役割りを果たしていることが判明して来て、大きな反響を与えている。固体触媒表面における吸着種の反応性のような動的挙動は一般に昇温分解(TPD)などの方法で、真空中で、調べられている。田丸らは反応物が気相中に共存する場合と、真空中とでは、反応性が著しく異る現象を見出し、Adsorption Assisted Decomposition(or Desorption)と名付けた。この現象はこれまでは知られていなかったが、非常に重要な知見であり、固体表面での動的挙動に関する根本的な問題点である。この現象がどこまで一般的なものなのかについて研究した。今年度はAl_2O_3触媒上における吸着ギ酸イオンと気相中に含まれるメタノールとの反応について研究を行った。触媒は、住友化学製の高純度γ-アルミナ(99.99%)を用い、ガスクロマトグラフ技法を応用して行った。反応炉中の石英管に触媒をつめ400°Cで2時間O_2による前処理酸化を行い室温に戻す(Ar分囲気下で)。触媒上のギ酸を吸着させた後、気相中のメタノール混合して流す場合と、触媒上にギ酸とメタノールとを同時に吸着させた場合の反応性の違いを調べた。前者の場合には生成物中にギ酸メチルが存在するのに対し後者の場合にはギ酸メチルは存在しない。このことからギ酸メチルは触媒上のギ酸と気相中のメタノールと3次元的な反応によって生成し、触媒上に2次的に吸着された状態では反応は起こらないことがわかった。また気相中のメタノールの蒸気圧が高い程ギ酸メチルの生成量が多くなる事も確認した。この事実はAdsorption Assisted Desorption効果を裏付けていることなる。
MicroRNA発現を指標とした新規細胞検出法の開発

本年度はmiRNAを標的としたFACS-mQ開発のために以下2点の検討を行った。1.細胞株でのmiRNAの発現解析miRNAを指標にしたFACS-mQ開発の基礎検討を行うために、標的のmiRNAが発現している細胞(positivecontrol)と発現していない細胞(negative control)を選定した。数種類の細胞株からmiRNAを抽出・精製し、miRNAを逆転写しcDNAを作成し、リアルタイムPCR法を用いて発現解析・評価した。今後、これら細胞株を用いて条件検討を行う。2. miRNAに対するLNAプローブの作成細胞1個1個のmiRNAの検出法として、LNA技術を用いたIn-tube In situ hybridization法を考えている。LNAとはLocked NucleicAcidの略で、リボ核酸の2'位の酸素原子と4'位の炭素原子が架橋した2つの環状を持つ核酸である。オリゴ配列にLNAを導入することにより、二本鎖の安定性が上がりTm値が上昇し、その結果、高い特異性と再現性を実現できるため発現プロファイリング、発現量の低いRNAの解析などに応用される事が期待されている。細胞株のmiRNA発現解析の結果を基に標的のmiRNAに対して、LNA技術を用いたオリゴプローブを作成し、Northern blottingなどでプローブの感度・特異度を含めた精度を評価した。今後はこのプローブを用いてIn-tube In situ hybridization法の条件検討を行う。本研究はフローサイトメトリーを用いて細胞1個1個のmicro RNA(miRNA)発現を解析し、さらにmiRNAを指標に細胞分離し、遺伝子発現解析を可能にする新規の細胞検出法の確立を目的とする。細胞1個1個のmiRNAの検出法として、LNA技術を用いたIn-tube In situ hybridization法を採用した。オリゴ配列にLNAを導入することにより、二本鎖の安定性が上がりTm値が上昇し、その結果、高い特異性と再現性を実現できるため発現プロファイリング、発現量の低いRNAの解析などに応用できる。細胞株のmiRNA発現解析の結果を基に標的のmiRNAに対して、LNAオリゴプローブを作成し、Northern blottingなどでプローブの感度・特異度を含めた精度を評価し、条件検討した。今後はこのプローブを用いてIn-tube In situ hybridization法によりフローサイトメトリーで細胞解析していく予定である。交付申請書に記載した「研究実施計画」に沿って順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究を遂行する上での問題点はない。今後も交付申請書に記載した「研究実施計画」に沿って研究を遂行していく予定である。
ゲノムインプリンティングによる胎盤の発生・分化・癌化の制御

1.ヒト染色体11p15.5内の非常に近接した位置に存在する由来ゲノムを選択的に発現するIGF2遺伝子、逆に母親由来ゲノムを選択的に発現するH19遺伝子に関しヒト正常初期絨毛、胎盤、胞状奇胎児組織におけるその発現パターンの解析を行った。その結果、全ての組織でIGF2遺伝子は父親由来のアレルのみ発現することが判明した。しかしH19に関しては胎盤組織で大部分母親由来のアレルの発現を認めたが、父親及び母親双方に由来するアレルの発現を認める例も存在した。これらはいずれも妊娠68週の産物であった。父親由来IGF2の選択的発現様式は確率していたため、初期絨毛細胞におけるIGF2-H19発現制御機構は各々独立した機構が存在することが示唆された。さらに父親由来ゲノムの選択的継承を特徴とする胞状奇胎においてもH19遺伝子の発現を認め、母親由来アレルの選択的発現に一致しなかった。絨毛癌細胞株ではインプリンティングの消失が胎児性腫瘍であるウイルムス腫瘍同様、高頻度(約80%)に監察された。ウイルムス腫瘍においては、IGF2の発現は亢進し、H19発現は抑制される。通常IGF2は癌遺伝子としてH19は癌抑制遺伝子として機能している。しかし、ほとんどの絨毛癌ではH19遺伝子の発現量は亢進し、IGF2遺伝子の発現は抑制されていた。この現象は絨毛癌に特異的であり、前述の初期絨毛での両側アレルの発現を認めること、また雄核発生である胞状奇胎においても発現を認めることなどより、絨毛細胞の増殖因子であることが示唆された。さらに絨毛癌ではH19全領域で両側H19アレルの高メチル化も示した。この結果は、H19遺伝子の発現亢進と合致せず、絨毛癌における独特な、IGF2-H19遺伝子の発現調節機構が存在することが推測された。2.絨毛癌の発生起源についての解析24例のパラフィン包埋された絨毛性腫瘍組織について14の遺伝子座についてサザンプロット法、ドットプロット法、SSCP法(Single-stand conformative polymorphism)によるPCR多型解析を行った。妊娠歴より胞状奇胎後に発症した腫瘍9例、正常妊娠および流産後に発症した腫瘍12例、妊娠の既往のない腫瘍3例を対象とした。胞状奇胎後に発症した絨毛性腫瘍のうち8例は雄核発生を示し、残り1例は正常な妊娠に由来した腫瘍であった。また、6例は1精子受精・胞状奇胎より発生したもので、2例は2精子受精・胞状奇胎より発生したものと考えられた。正常妊娠および流産後に発症した12例は全例父親及び母親双方に由来するアレルで構成されていた。しかし3例は、先行妊娠とする子供のDNA多型と一致せず、流産絨毛の癌化によることが推察された。非妊娠性絨毛癌3例に関しては患者組織と比較し、ホモ接合及びヘテロ接合の混在を認めいずれも第一減数分裂終了後の未受精卵からの単為発生であることが推測された。以上の結果より24例の絨毛性腫瘍で少なくとも3種の異なった発生起源を示した。また、絨毛性腫瘍における臨床的、生物学的特徴を明確にするためにはさらに多数例の正確なPCR多型解析が重要であることが示唆された。3.ヒト7番染色体に存在すると推察される絨毛癌抑制遺伝子は、STSマーカーによる共通欠失領域の検索により、7番染色体セントロメア付近のD7S663領域に絨毛癌細胞株7株に欠失を認めた。この領域とERV3領域を共に含むYACクローンを4クローン単離し、現在導入実験を行っている。また、同クローンを用いてExonトラップにてcDNAを単離中である。さらに絨毛癌ではH19全領域で両側H19

アレルの高メチル化も示した。この結果は、H19遺伝子の発現亢進と合致せず、絨毛癌における独特な、IGF2-H19遺伝子の発現調節機構が存在することが推測された。2.絨毛癌の発生起源についての解析24例のパラフィン包埋された絨毛性腫瘍組織について14の遺伝子座についてサザンプロット法、ドットプロット法、SSCP法(Single-stand conformative polymorphism)によるPCR多型解析を行った。妊娠歴より胞状奇胎後に発症した腫瘍9例、正常妊娠および流産後に発症した腫瘍12例、妊娠の既往のない腫瘍3例を対象とした。胞状奇胎後に発症した絨毛性腫瘍のうち8例は雄核発生を示し、残り1例は正常な妊娠に由来した腫瘍であった。また、6例は1精子受精・胞状奇胎より発生したもので、2例は2精子受精・胞状奇胎より発生したものと考えられた。正常妊娠および流産後に発症した12例は全例父親及び母親双方に由来するアレルで構成されていた。しかし3例は、先行妊娠とする子供のDNA多型と一致せず、流産絨毛の癌化によることが推察された。非妊娠性絨毛癌3例に関しては患者組織と比較し、ホモ接合及びヘテロ接合の混在を認めいずれも第一減数分裂終了後の未受精卵からの単為発生であることが推測された。以上の結果より24例の絨毛性腫瘍で少なくとも3種の異なった発生起源を示した。また、絨毛性腫瘍における臨床的、生物学的特徴を明確にするためにはさらに多数例の正確なPCR多型解析が重要であることが示唆された。3.ヒト7番染色体に存在すると推察される絨毛癌抑制遺伝子は、STSマーカーによる共通欠失領域の検索により、7番染色体セントロメア付近のD7S663領域に絨毛癌細胞株7株に欠失を認めた。この領域とERV3領域を共に含むYACクローンを4クローン単離し、現在導入実験を行っている。また、同クローンを用いてExonトラップにてcDNAを単離中である。胎盤の発生、分化、癌化過程におけるゲノムインプリンディングの関与について、IGF2,H19遺伝子について解析した。ヒト正常絨毛、胞状奇胎組織、絨毛癌細胞株を用い、RT-PCRとRFLP法を併用し、IGF2,H19遺伝子の発現について検討した。正常絨毛組織及び胞状奇胎組織でのIGF2遺伝子の発現は、すべて父親由来ゲノムに認めた。また、H19遺伝子に関しては正常絨毛組織は、母親由来ゲノムのみに認められたが、胞状奇胎組織では父親由来ゲノムに認められた。この結果により、正常絨毛組織におけるゲノムインプリンティングの保持は確認されたが、胞状奇胎組織ではゲノムインプリンティングの消失が示唆された。さらに妊娠性絨毛癌細胞株(10株)ではIGF2遺伝子発現は一方のゲノムに由来するホモ接合(6株)、両親のゲノムに由来するヘテロ接合(2株)を認め、後者は正常妊娠に由来する絨毛細胞の癌化に伴うゲノムインプリンティングの解除が示唆された。また、H19遺伝子に関してもインプリンティングの解除が示唆されたものは3株あった。増殖因子を規定するIGF2遺伝子とがん抑制遺伝子候補であるH19遺伝子における発現パターンの異常は、絨毛癌発症、進展の関与が示唆され、現在メチル化との相関について検討中である。絨毛癌の発生起源については、24例のパラフィン包埋組織切片よりDNAを抽出し、その患者及び配偶者のDNAを用いPCR多型解析にてその発生起源について証明した。14の遺伝子座についてPCR法を用い、サザンプロット及びドットプロット、SSCP解析を行った。
降着星における微分回転,物質混合とX線バースト現象

本研究では,近接連星系で質量降着している縮退星の進化について,従来あまり論じられていなかった降着物質のもつ角運動量の影響を解明し,この効果を考慮すれば, X線バーストの現存のモデルと観測との矛盾が解決できることを示した.角運動量の流入に伴い降着星の内部に微分回転が生じると考えられるが,まず,回転星の流体力学的な不安定について,筆者が求めた安定性の条件を基礎に,これまで地球物理学の分野で精力的に調べられてきた成果を解析整理し,全体的な描像にまとめた.さらに,不安定の結果発生するであろう乱流による角運動量の輸送効率を評価し,回転星内部の角運動量の再配分には,非軸対照断熱不安定が有効であり,特にこれまでも指摘されてきたケルビンーヘルムホルツ不安定ではなく,微分回転の勾配が小さい(即ちリチャードソン数の大きい)状況下でも起きるバロクリニック不安定が重要であることを示した.同時に乱流は降着した核燃料の輸送も伴うが,この効率についてもオーダーを推定した.物質混合のためには,必要な位置エネルギーを微分回転のエネルギーでまかなわねばならず,従って,微分回転の勾配の小さい場合には,角運動量の輸送と比べると効率が悪く,リチャードソン数に反比例して小さくなることを指摘した.これは従来の回転星の物質混合の研究で見過されていた点である.また,これらの結果を中性子星の場合に応用して, X線バーストの場合従来指摘されていたモデルの欠陥,即ち,回帰周期やプロファイルの不規則変動,十分間以下の短周期の回帰,また増光に伴うバースト活動の停止等の現象が降着角運動量の効果によって如何に解決できるかを明らかにした.成果の一部は既に発表済みであり,他は現在投稿中または執筆中である.また,本研究の予備的な成果は, 1987年7月のソフィアでは,国際天文連合,コスパー共催のシンポジウムでも発表した.本研究では,近接連星系で質量降着している縮退星の進化について,従来あまり論じられていなかった降着物質のもつ角運動量の影響を解明し,この効果を考慮すれば, X線バーストの現存のモデルと観測との矛盾が解決できることを示した.角運動量の流入に伴い降着星の内部に微分回転が生じると考えられるが,まず,回転星の流体力学的な不安定について,筆者が求めた安定性の条件を基礎に,これまで地球物理学の分野で精力的に調べられてきた成果を解析整理し,全体的な描像にまとめた.さらに,不安定の結果発生するであろう乱流による角運動量の輸送効率を評価し,回転星内部の角運動量の再配分には,非軸対照断熱不安定が有効であり,特にこれまでも指摘されてきたケルビンーヘルムホルツ不安定ではなく,微分回転の勾配が小さい(即ちリチャードソン数の大きい)状況下でも起きるバロクリニック不安定が重要であることを示した.同時に乱流は降着した核燃料の輸送も伴うが,この効率についてもオーダーを推定した.物質混合のためには,必要な位置エネルギーを微分回転のエネルギーでまかなわねばならず,従って,微分回転の勾配の小さい場合には,角運動量の輸送と比べると効率が悪く,リチャードソン数に反比例して小さくなることを指摘した.これは従来の回転星の物質混合の研究で見過されていた点である.また,これらの結果を中性子星の場合に応用して, X線バーストの場合従来指摘されていたモデルの欠陥,即ち,回帰周期やプロファイルの不規則変動,十分間以下の短周期の回帰,また増光に伴うバースト活動の停止等の現象が降着角運動量の効果によって如何に解決できるかを明らかにした.成果の一部は既に発表済みであり,他は現在投稿中または執筆中である.また,本研究の予備的な成果は, 1987年7月のソフィアでは,国際天文連合,コスパー共催のシンポジウムでも発表した.
遺伝子操作によるウェルシュ菌alpha毒素の構造と生物活性

ウェルシュ菌のalpha毒素は、致死、壊死、溶血、ホスホリパーゼC(PLC)活性を有し、本菌によるガス壊疸の起病因子であると考えられている。本毒素は、分子内にZnを有し、このZnが、活性発現と密度に関連していると推察されている。今回、alpha毒素遺伝子を用いて部位特異変異法によりZnのリガンドであると考えられている126、136、148番目のヒスチジン(His)残基を中性アミノ酸であるグリシン、アラニン、ロイシンに置換したH126G、H136A、H148Lを作成し、構造と毒素活性の関係を検討した。作成した変異alpha毒素とインタクト毒素は枯草菌で発現させ、精製した。これらの変異alpha毒素とインタクト毒素の活性を比較するとH126Gは、溶血、Egg yolk、致死、スフィンゴミエリンナーゼ活性が、インタクト毒素の1/501/100に減少し、H136AとH148Lは、いずれの活性も全く示さなかった。一方、3種類の変異毒素とインタクト毒素はオクタロニ-法で、抗alpha毒素血清との間に、一本のfuseした沈降線を形成し、また、トリプシンによる部分加水分解でも、変異毒素とインタクト毒素は、SDS-PAGEで同じ切断パターンを示した。これらのことから、これらのアミノ酸残基の変異によるalpha毒素の構造変化は、ほとんどないと考えられる。次に、各変異毒素とインタクト毒素のZn含量を原子吸光分光度計を用いて測定すると、H126G、H136G、そして、インタクト毒素は、分子当り、2個のZnを含有するの対して、H148Lは、1個のZnのみを含有することが判明した。以上から、置換された126、136、148位のHis残基は、いずれも、毒素活性発現に重要であることが判明した。さらに、148位のHis残基は、毒素に強固に保持されている2個のZnの1個のZnの重要なリガンドであることが判明した。
消減する方言音韻の緊急調査研究

(1)京都市で行われた国際会議・全体会議・班会議に出席し、研究者間で意見を交換した。(2)研究代表者の佐藤、研究分担者の屋名池と木部、研究協力者の大橋が、青森県弘前市、青森県金木町、岩手県三陸町、秋田県秋田市、山形県三川町、新潟県佐渡島、新潟県津南町、長野県秋山郷、山梨県奈良田、島根県隠岐島、香川県伊吹島、鹿児島県鹿屋市、鹿児島県甑島で高年層話者を対象に伝統的方言音声を収録した。調査の結果はすべてDATのテープに録音し、将来のCDなどによる公開に備えた。(3)これまでの調査結果の一部を記載・分析した調査報告書を刊行した。報告書の種類とそれぞれの概要は以下のとおりである。(1)『方言音声調査報告書』(「東日本に残るオ段長音開合現象」大橋純一執筆、「屋久島・尾之間方言の調査報告」木部暢子執筆、「方言語彙用例の音声化-山形県三川町方言・岩手県三陸町方言-」佐藤亮一執筆、「奈良田・秋山郷・隠岐五箇方言の音声・音韻」屋名池誠執筆、「鹿児島方言語彙集」木部暢子執筆)(2)『信越国境秋山郷方言談話資料』馬瀬良雄収録文字化・CD付き(特異な方言的特徴を有することで知られる秋山郷で1970年に収録した土地の古老による会話を文字化し、標準語訳を付けたもの)(3)『長塚節「土」会話部分の茨城方言による朗読』宮島達夫編・CDとCD-ROM付き(茨城方言で書かれた同書の会話部分を茨城県出身の宮島氏が方言音声で朗読し、標準語訳を付けたもの)(1)研究代表者・研究分担者・研究協力者が検討会を行い、準備調査地点を選定し、調査項目を検討した。(2)神戸および京都で行われた全体会議ならびに国際会議に参加し、研究者間で意見を交換した。(3)青森県弘前市、山形県三川町、山形県朝日村、岩手県大船渡市、宮城県石巻市、新潟県湯沢町、長野県秋山郷、山梨県奈良田、愛知県蒲郡市、鳥取県鳥取市、島根県松江市、福岡県福岡市、鹿児島県甑島で準備調査を行い、鹿児島県甑島では、本調査も実施した。調査の結果はすべて、DATのテープに録音し、将来のCD等による公開に備えた。調査対象者は、伝統的方言音声を保持していると推定される高年層話者を中心とした。また、調査項目は、四つ仮名、開合、合拗音、両唇摩擦音、ズーズー弁、ガ行・ザ行・バ行・ダ行の鼻音化、連母音の融合、カ行・タ行の有声化など、衰退しつつある音声を中心とし、それらの音声を含む方言語彙および方言語彙の用例を録音した。(4)調査時に録音した録音内容を聴取し、音声記号を用いて記録し、それらをパーソナルコンピュータに入力した。また、一部の録音について、公開のための編集作業を実施し、編集上の問題点について検討した。(5)鹿児島県甑島の調査結果を記述し、報告書の原稿を作成した。(1)東京および京都で行われた全体会議ならびに国際会議に参加し、研究者間で意見を交換した。(2)研究代表者の佐藤、研究分担者の屋名池と木部、研究協力者の大橋が、青森県弘前市、山形県三川町、岩手県三陸町、山形県朝日村、新潟県湯沢町、新潟県佐渡島、長野県秋山郷、神戸市、大阪市、香川県伊吹島、島根県隠岐島で調査を行った。調査の結果はすべてDATのテープに録音し、将来のCD等による公開に備えた。(3)調査時に録音した録音内容を聴取し、音声記号を用いて記録し、それらをパーソナルコンピュータに入力した。(4)東京女子大学で研究打ち合せを行い、次年度に刊行予定の報告書の内容について検討した。(1)『方言音声調査報告書』(「東日本に残るオ段長音開合現象」大橋純一執筆、「屋久島・尾之間方言の調査報告」木部暢子執筆、「方言語彙用例の音声化-山形県三川町方言・岩手県三陸町方言-」佐藤亮一執筆、「奈良田・秋山郷・隠岐五箇方言の音声・音韻」屋名池誠執筆、「鹿児島方言語彙集」木部暢子執筆)

(2)『信越国境秋山郷方言談話資料』馬瀬良雄収録文字化・CD付き(特異な方言的特徴を有することで知られる秋山郷で1970年に収録した土地の古老による会話を文字化し、標準語訳を付けたもの)(3)『長塚節「土」会話部分の茨城方言による朗読』宮島達夫編・CDとCD-ROM付き(茨城方言で書かれた同書の会話部分を茨城県出身の宮島氏が方言音声で朗読し、標準語訳を付けたもの)
マイクロ波プラズマの発生法とその構造の制御

本研究においては、(1)反応室内のマイクロ波電力の空間分布を制御し、また直流磁界および、直流またはRFバイアス印加などにより、プラズマパラメ-タを自由に制御すること、(2)マイクロ波プラズマ内外の反応性の差異をプラズマパラメ-タに基づき系統的かつ定量的に解明すること、さらに(3)プラズマ粒子衝撃による損傷が少なく、プロセス効率の高い条件を見いだすことを目的とする。そこで、特に制御性および結合性に優れた、同軸線路型、直行磁界型、(ガス流と磁界とが直行するもの)とリジタ-ノコイル型について着目して研究を進めてきた。平成元年度は、ダブルモノクロメ-タ-、デジタルオシロスコ-プなどを用いて、プラズマの測定精度を向上させ、以下の成果をあげた。(1)新しく作製した大口径の同軸線路型マイクロ波放電管を用いることにより、直径6インチの基板上に、膜厚が均一でかつ均質な水素化アモルファスシリコン膜を作成することに成功した。(2)同軸線路型において、ガス流量を変化させることにより、放電プラズマ領域の広がりを制御できることを示した。(3)窒化シリコン(SiN)膜作成において、プラズマ粒子衝撃による膜表面加熱効果のために、水素含有量の減少や膜密度の増加など、膜の構造緩和が引き起こされることを明らかにした。(4)高エネルギ-のプラズマ粒子衝撃を受けるECRプラズマ内で、高密度かつ高屈折率の良質なSiN膜を作成できた。(5)リジタ-ノコイルによるプラズマの生成機構を定性的に明らかにした。(6)比較的高いガス圧である25[mTorr]までECRプラズマを発生させることに成功した。(7)リジタ-ノコイルを用いたプラズマ化学気相堆積装置により、直径5インチのシリコンウェハ-上にカ-ボン膜を堆積した。
反応性亜臨界、超臨界炭酸ガスとオゾンによる低吸着性低ガス放出性酸化膜の製作

本研究は高い清浄(酸化)効果をもつオゾンと炭化水素に対し高い溶解度をもつ超臨界炭酸ガスを混合した処理を施し,超高真空用材料(アルミニウム)の清浄でかつ低ガス放出率,低吸着性の表面を得ることを目的とする。昨(第2)年度はアルミニウム表面に付いた自然汚染(厚さ10^<-7>)m位からそれ以下)の除去を行い、ため込み式と放流式の効果を比較し、後者が洗浄効果を上げることがわかった。ヨウ化カリウム法により、オゾンの超臨界炭酸ガスの中での存在を予備実験で確認した。前者はX線光電子分光(XPS)により評価した。本(第3)年度はアルミ表面に、人間の皮脂に近いトリグリセリドを強制的に付着させたものを汚染(10^<-5>mオーダの厚さ)とし、除去実験を行い、FTIR法で評価した。FTIRは破壊検査であるため、処理前のピーク高は作成した検量線に基づいて求め、処理後測定したピークとの比をとって%で求めたものを除去率とした。ただし、CH2とCH3の二つの吸収ピーク高を用いている。1.除去率は自然汚染の場合(40%)より高い50-98%を得た。その場合、CH3から得た値はCH2から得たものより数%から11%高い。2.汚染除去率は100-300気圧で超臨界炭酸ガスの圧力に比例する。3.酸素を添加物(1%)として処理した場合の平均値は79-75%で、無い場合(69-63%)に比べ高く、酸素添加の効果があることがわかった。4.0.2%のオゾンガスを用い、寿命測定の結果、10Cで10時間、20-40Cで4.5時間、60-70Cで2時間、90Cで数十分であった。昨年度の結果と合わせ超臨界炭酸ガス中のオゾン処理ができることが分った。1実験装置...イ気体(炭酸ガス)液化のための圧縮装置、圧力計などを購入し、測定系製作。ロオゾン発生用の光導入とオゾン濃度測定用の光導入導出のサファイア窓のついた高圧容器を設計製作した。ハオゾン濃度測定用UV分光分析装置はないので、校長の紹介で超臨界流体の専門家がいる東北工業技術研究所にお願いし、装置、場所も借りて指導を受けながら実験した。なおXPS、X線回析などの表面分析も上記研究所から多大なご支援を頂いた。2実験...イ1-ロの高圧容器の製作(外注)には耐圧試験を含めて時間がかかったので、上記研究所から窓なしの高圧容器を借用し、アルマイト処理表面も一部にもつアルミニウム材料の表面清浄化を目的としてオゾンを使わない超臨界炭酸ガスを使った処理実験を先行し、次の結果を得た。ただし、特性の評価はXPS分析による炭素、酸素、アルミニウムの三元素の存在割合(%)で行った。a以下の結果は超臨界炭酸ガスの条件、圧力(100-250気圧)と温度(40-100C)に殆ど依存しない。bアルミ表面およびアルマイト表面の汚れはおちた。これは炭素の割合で90から70(%)で、期待値以下である。表面汚れの同定とそれに見合った処理条件の探索が必要である。c水および食塩をわずか加えた処理でも汚れは落ちる。水の効果は予想していたように表面を酸化させる。しかも不均一である。この不均一性は容器のスレンレス鋼とアルミのイオン化傾向の違いを反映していた。dアルミ表面には炭酸結合が検出された。