hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低バックグラウンド技術を応用した方向感度をもつ暗黒物質探索の基礎研究

-<ガス検出器>これまでに、μPIC材料中の放射線不純物が混入箇所の同定、代替材料となるガラス繊維を含まないポリイミドを絶縁体として用いた10cm角及び30cm角のμPICの試作・製作を行った。平成29年度後半より地下実験室にて方向に感度を持った暗黒物質探索を開始、平成30年度も観測を継続した。地下実験で取得した一部のデータに関して解析を進め、これまでの感度を約1桁上回る制限を与えることに成功した。-<スピンに依存しない探索>これまでに、高圧ガスによる柱状再結合を用いた方向感度をもつ検出器としての基礎試験、低圧ガスでのμPICの動作試験、磁場によるガス拡散の抑制の研究を行ってきた。平成30年度には、地下実験のデータを用いて方向に感度を持つスピンに依存しない制限を評価した。また、柱状再結合に関する論文を出版、アルゴンをベースとしたガス検出器中のガス中での電子拡散を測定した論文を投稿した。-<原子核乾板>これまでに、原子核乾板中の放射性同位体40Kの1/100以上の低減を達成、14Cを含めた総合的なバックグラウンドの評価を行った。グランサッソ研究所へ実験提案文書を提出、平成28年度から平成29年度にかけて約一か月のデータ取得をグランサッソ研究所で行った。平成30年度は、データ解析システムを完成させ、定量的なバックグラウンドの見積もりを行った。-<中性子測定>これまでの本計画研究主催の若手研究会を通じて、地下環境での中性子バックグラウンド測定が領域全体に資する重要な測定となることが分かり、平成28年度には田中を中心として地下実験室での測定を開始した。平成29年度には中性子エネルギー取得に向けて感度を上げての基礎開発を進めた。平成30年度は、初期のデータの結果を論文として出版した。地下環境での中性子観測を継続、方向に感度を持つ暗黒物質探索へのBGをモニターした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1既存のμPICとGEMの材料中のバックグラウンドを測定、材料の選択を行うという計画を立てた。ゲルマニウム検出器を用いたγ線の測定を行い、バックグラウンドの測定を行った。この結果、GEMには優位な放射性同位体の混入は観測されなかったが、μPICには優位な量(ppmレベル)のウラン、トリウムの放射性不純物の混入が確認された。μPICをさらに材料ごとに測定したところ、絶縁体として用いられているポリイミド樹脂、特にその中で強度補強に使用されているガラス繊維が放射線不純物の混入箇所であることがはっきりした。これを受けて、製作業者とガラス繊維を含まない絶縁体を用いたμPICの製作について打ち合わせを行い、平成27年度の試作に向けての準備を整えた。2アルゴンガス等を用いた方向に感度を持つスピンに依存しない暗黒物質探索実験の検討を行うという計画を立てた。アルゴンガスはCF4ガスに比べて電子拡散が大きいという難点があるため、積極的には使用してこなかった。調査、検討を行った結果、columnar recombinationという原理を用いることが、アルゴンガスを用いた方向に感度を持つ暗黒物質探索実験をもっとも現実的にすることが判明した。平成26年度には、α線で信号を検出するという検出器準備まで行った。平成27年度以降に原理実証を進めて行く。3乳剤を用いた暗黒物質探索実験は、質量を稼げるという長所がある。平成26年度には、既存の乳剤のバックグラウンドを測定、放射線不純物低減の目標を立てることを計画した。実際にイタリアグランサッソグループと共同で原子核乾板中の放射性不純物の測定を行った。測定の結果、放射性同位体40Kの混入が確認された。1/100以上の低減を目標として、カチオン・アニオンの積極的な除去とKを用いない結晶成長を行い、再度製作したところ、混入量を1/2000に抑えることに成功した。本研究では、方向に感度を持つ暗黒物質研究の為の低バックグラウンド(BG)化による基礎研究を総合的に行う。ガスを用いた高精度な手法(SD探索、SI探索)、相補的である原子核乾板を使用した大質量検出器の開発を合わせて研究を進めることで国内技術を結集、当該分野で世界をリードしてゆく。1(SD探索)ガスを用いた方向に感度をもつ暗黒物質探索実験は、スピンに依存した探索(SD探索)においてガス検出器μPICを用いた研究が進んでいる。平成27年度は低バックグラウンド材料を用いたμPICの試作を行うという計画を立て、実際に10cm角μPICの製作に成功した。2(SI探索)ガスを用いた方向に感度をもつ暗黒物質探索実験において、スピンに依存しない探索(SI探索)は、性質のよいガスがないため、SD探索と比較して遅れている。アルゴンガスを用いた検出器試験を行うという計画を立て、暗黒物質探索実験で必要となる低圧力での動作確認、電子拡散などの測定をおこなった。3(大質量探索)原子核乾板を用いた暗黒物質探索実験は、質量を稼げるという長所がある。平成27年度には14Cを含めた総合的なバックグラウンドの評価を行い、検出器の低バックグラウンド化を進めた。またグランサッソ研究所へ実験提案文書を提出、地下実験の準備を開始した。これまでの本計画研究主催の若手研究会を通じて、地下環境での中性子バックグラウンド測定が領域全体に資する重要な測定となることが分かった。田中を中心として中性子バックグラウンドの測定、系統的な理解へ向けての研究を開始した。

実績の概要に記した通り、3つの計画とも計画通りに研究が進んでいる。平成27年度は、中性子バックグラウンドの測定という新しい進展があったために(1)とした。本研究では、方向に感度を持つ暗黒物質研究の為の低バックグラウンド(BG)化による基礎研究を総合的に行う。ガスを用いた高精度な手法(SD探索、SI探索)、相補的である原子核乾板を使用した大質量検出器の開発を合わせて研究を進めることで国内技術を結集、当該分野で世界をリードしてゆく。1(SD探索)ガスを用いた方向に感度をもつ暗黒物質探索実験は、スピンに依存した探索(SD探索)においてガス検出器μPICを用いた研究が進んでいる。平成28年度は低バックグラウンド材料を用いたμPICの実機製作を行うという計画を立て、実際に30cm角μPIC実機の製作に成功した。2(SI探索)ガスを用いた方向に感度をもつ暗黒物質探索実験において、スピンに依存しない探索(SI探索)は、性質のよいガスがないため、SD探索と比較して遅れている。平成28年度はアルゴンガスを用いた磁場中での検出器試験を行うという計画を立て、暗黒物質探索実験で必要となる低圧力・磁場中での動作確認、電子拡散などの測定をおこなった。3(大質量探索)原子核乾板を用いた暗黒物質探索実験は、質量を稼げるという長所がある。平成27年度には14Cを含めた総合的なバックグラウンドの評価を行い、検出器の低バックグラウンド化を進めた。またグランサッソ研究所へ実験提案文書を提出、地下実験の準備を開始した。並行して、解析システムの高度化において、局在表面プラズモン共鳴効果を用いた新たな解析システムをナポリ大と共同で進め、実用的なデータ取得が可能となった。さらに、kgスケール解析を目指した高速解析システムの開発も開始した。4これまでの本計画研究主催の若手研究会を通じて、地下環境での中性子バックグラウンド測定が領域全体に資する重要な測定となることが分かった。平成28年度には、田中を中心として神岡地下実験施設での中性子バックグラウンドの測定を開始した。平成28年度は、地下実験施設での中性子バックグラウンドの測定という進展があったために(1)とした。平成29年度は低バックグラウンド材料を用いたμPICの実機の性能評価及び地下実験の開始という計画を立て、実際に30cm角μPIC実機の性能評価を行い、2017年11月より地下実験室の装置に組み込んで暗黒物質測定を開始した。2(SI探索)
変調法を用いた強相関高分子混合系の機能の時空間制御

本研究では、ポリマーブレンドの相分離過程を光変調法で制御することを目的として以下に述べる実験を行ったのでその結果の概要について報告する。1)異なる2波長の紫外光の交互照射による分離・相溶性の制御:Polystyrene/Poly(vinyl methylether)(PSA/PVME)ブレンドにおいてPSA鎖にAnthraceneを化学的に修飾し、365nmと298nmの紫外光を交互に照射して、相分離過程を可逆的に制御した。結果として、365nm.と298nmを交互に照射する時間の比率を変化させると、298nm光の照射時間が長くなるにつれて相分離構造の特性長分布が狭くなることがわかった。2)架橋されたポリマーブレンドに発生した弾性ひずみの観測:光架橋によって試料内で発生した弾性ひずみを測定するためにMach-Zehnder干渉計を設計した。これを用い、架橋されたポリマーブレンドのナノメータ領域におけるひずみを非破壊的手法で評価し、モルフォロジーと弾性との相関を明らかにした。3)架橋と相分離の競合による共連続構造の設計:Methyl methacrylateモノマーに溶かしたPSAの溶液を紫外光照射することによってPSAとPMMAのネットワークを同時に形成させ、相分離を引き起こした。光強度と開始剤の濃度を調整することによって様々なスケールの共連続構造を設計することができた。平成13年度では、時間変調および空間変調の実験を行っていた。二成分ポリスチレン/ポリビニルメチルエテール(PS/PVME)においてPS成分を光異性化できるスチルベンをラベルして(PSS)、相溶する領域において313nmの紫外光を照射して相分離を引き起こした。相分離の空間を制限するため、間隔が8mmから20μmまでのフォトマスクを通して照射実験を行い、また10μm以下の領域では紫外光レーザーの干渉縞を用いて相分離を引き起こした。以上の実験より次の結果が得られた。(1)マスクの間隔(Λ)が8mmの場合、相分離構造が等方性であり、相分離に対する空間の制限効果が見られなかった。Λを50μmまで減少させると相分離が異方性になり、モルフオロジーがマスクの方向と平行な構造に変わり行く。最後にΛ=20μmまで相分離領域を制限すると秩序性の高いラメラ構造が得られた。(2)Λ=20μmの場合、試料に形成した格子は二重になり、光の明暗に対応するcis-スチルベンとtrans-スチルベンの屈折率の格子(マクロ格子)と、照射光によって引き起こされたPSS/PVMEのラメラ相分離構造による格子(ミクロ格子)である。すなわち、照射されたPSS/PVMEブレンドにSuper Latticeが形成されることがわかった。現在、光強度、実験温度などを変化させながらこのSuper Latticeの形成機構と光伝播特定を調べていく予定である。高分子混合系の相分離を時空間的に制御するために、下記した二系統の実験を行って来た。一つは空間変調した条件下で相分離を引き起こし、相分離構造の成長をミクロン域に制限しながらモルフォロジーの特性長分布を尖鋭化する実験と、もう一つは時間変調した条件下で相分離を誘起し、相分離過程を周期的に誘起しながら、モルフォロジーを制御した。得られた結果は次の通りである。1)空間変調条件下における相分離の誘起:この実験条件では、8mm,100,50,20,10μmの間隔を有するフォトマスクを通して光照射し、相分離する領域をミクロン域に制限・誘発した。結果として、相分離領域が50μmまでは、空間制限の効果が見られないが、50μm以下になると相分離構造の異方性が見られ、20μmになると相分離構造がラメラ状になることが観測された。位相差光学顕微鏡と光散乱によって、得られた相分離構造は2重の周期をもった超格子構造であることがわかった。2)時間変調条件下における相分離の誘起:相分離を周期的に誘起するために励起光を一定の周波数で遮断することによって試料を周期的に照射し、相分離を引き起こした。

照射周波数を1/120Hzから200Hzまで変化させ、構造周期の分布と変調周波数との相関関係を調べた。結果として、ある特定の変調周波数に対して構造周期の分布が最も尖鋭化されることがわかった。一方、照射光のON/OFFの割合を変化させた場合、OFFの時間が長くなるにつれて、周期分布がだんだん狭くなってからある一定の値に達することが見られた。すなわち、光照射過程にOFFの時間を導入することにより、架橋によって生成した弾性歪の緩和はモルフォロジーに対して重要な役割を演じていることがわかった。現在、Mach-Zehnder干渉計を用い、架橋過程における弾性歪の緩和の寄与を明らかにしている。本年度では、ポリマーブレンドの相分離を光変調法で制御することを目的として以下の実験を行った。1)異なる2波長の紫外光の交互照射射による分離・相溶の制御:ポリスチレン/ポリビニルメチルエテール(PSA/PVME)においてPSA鎖にアントラセンを化学的に修飾し、365nmの紫外光を照射することによりPSA鎖の架橋反応を誘発し、相分離を引き起こした。また、298nmの紫外光を照射するとアントラセンダイマーの解離を起こし、相分離したPSA/PVMEブレンドを相溶させた。また、365nmと298nm光を交互に照射する時間の比率(τ)を変化させると、298nm光の照射時間が長くなるに連れて、相分離構造の特性長分布が狭くなることがわかった。2)架橋されたポリマーブレンドに発生する弾性ひずみの観測:光架橋で試料内に発生した弾性ひずみを測定するためにMach-Zehnder干渉計を設計した。結果として、架橋されたポリマーブレンドのナノメータ領域における変形を非破壊的な手法で評価できた。3)架橋と相分離の競合による共連続構造の設計:相反する要因の競合でモルフォロジーを制御するため、メチルメタクリレートモノマーにアントラセンをラベルしたポリスチレンを溶解させ、紫外光を照射して、相分離させた。きらに、共焦点顕微鏡で観察するため、ポリスチレン鎖に蛍光性分子フルオレセインを化学修飾した。光強度と架橋剤濃度を変化させると様々な共連続構造や階層構進が発現した,その周期は競合によって数ミクロンから数百ミクロンまで及んだ。
顕示選好理論による所得効果の推定

本研究では、顕示選好理論の方法を通じて、消費者需要の所得単調性について検証する方法の構築を試みた。消費者需要の所得単調性とは、所与の価格の下で、消費者の各財・サービスに対する需要量が単調非減少的となることであり、特に応用経済学の場面では頻繁に課される仮定である。本研究では、特に有限個の価格・消費データから実行可能なテストの構築を主要な目的とした。結果として、応用上しばしば用いられる2財モデルの範疇で、有限個の価格・消費データが所得単調的な需要行動と無矛盾であるための必要十分条件の導出に成功した。特に構成的な証明法を採ることにより、需要の所得単調性の下では効用関数(消費者の嗜好を表現する関数)について、その凹かつ優モジュラ性が有限データからは反証し得ないことを同時に示した。後者の性質は、需要の所得単調性を保証するために効用関数に課される最も基本的な十分条件として知られているものである。また、上述の条件が、有限データと所得単調性の仮定のみで導出されうる最も精緻な需要予測の導出にも簡単に応用できることも併せて示した。所得単調性のテスト、ならびに需要予測の導出はいずれも極めて簡明な線形不等式系を解くことで実行可能である。一般のn財モデルについても、2財モデルでの必要十分条件を適切に拡張することで、有限データと所得単調需要の整合性について、その必要条件については導出に成功している。2011年度から、「顕示選好理論による所得効果の推定」をテーマとして研究を遂行してきた。その第一の目的は、理論経済学/応用経済学、あるいは実証研究においてもしばしば用いられる需要の所得単調性の仮定について、実際に観察された価格・消費データから妥当性を検証する方法論を与えることである。したがって、当該年度もっとも重視したことは:1.有限個の価格・消費データが与えられたとき、それが所得単調な需要行動とconsistentであるための必要十分条件を導出すること.である。昨年度内に得られた結果として、2財モデルにおいて上の条件を導出することに成功した。特に、それがデータから容易に構築される線形不等式系の可解性を持って特徴づけられることが示された。もちろん、2財モデルの仮定は制約的であるが、特定の財の需要行動にのみ注目する際にはしばしば用いられるフレームワークである。また、線形不等式については数学的に極めて多くの成果が知られており、それらを適切に応用することで一般のケースへの拡張可能性が期待されると言える。また、1.の結果を応用して、次についても導出することに成功した:2.有限個の価格・消費データを基にして、所与の価格・所得の下で理論上許容されうる需要行動のbound(簡単に言えば、需要の予測範囲)の推定方法.特に、1.に関する結果から推察されるように、2.における需要のboundは特定の線形不等式系の解集合として特徴づけられることが判明した。このことは、本研究で得られた理論が実証研究に容易に応用可能であることを示している。現在、これらについてworking paperとしてまとめているところであり、近々に公開する予定である。特に今年度6月に開催される日本経済学会春季大会およびQueenslandにて開催される12th SAET conferenceにおいて報告される予定である。前年度に引き続き、「顕示選好理論による所得効果の推定」という研究題目の下、研究に取り組んだ。当該研究は、消費者の所得変化がその需要行動にもたらす影響を、観察された価格・消費データから推定するための方法論に関するものである。本研究が立脚する顕示選好理論は、理論上の仮説・仮定について、観察可能なデータからその妥当性を検証する際に有効なツールである。そこで本研究では応用研究でしばしば課される、需要の所得単調性について検証する方法の構築を進めてきた。

24年度においては23年度までに得られた成果をさらに発展させ、特に実証データによる分析がより容易となるような形に定理を書き換えること、および実際にデータ分析を行ってみることに重点をおいた。そしてそれらの結果について論文としてまとめ、国内外の学会・セミナーにおいて報告を行った。国内学会としては北海道大学にて開催された日本経済学会春季大会であり、国際学会としてはQueensland大学で開催された、12th SAET Conferenceである。特に後者においてはsession organizer及びsession chairも務め、同分野の研究者との意見交換を積極的に行うことができた。その後、両学会で得られたコメントをもとに論文の改訂をすすめ早稲田大学ならびに上智大学におけるセミナー報告を行ない、さらなる論文の改善をはかった。研究課題自体は25年度以降も日本学術振興会特別研究員として継続する計画であり、24年度までに得られた成果は25年度前半には国際ジャーナルに投稿可能な状態である。研究成果の欄で述べた2つの結果は本研究の最も核となる部分であることによる。もちろん2財モデルの仮定については現在それを緩和すべく鋭意研究中である。一方で研究計画書においても述べたとおり、n財モデルの扱いが困難であった場合は2財モデルにおいて結果を導出することから始める、という点はまさに想定の範囲内である。上に述べたようにその解決策にも目星はついており、研究初年度としては問題ないものと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。特に研究計画の変更は必要なく、今後上記に示した点について、鋭意研究を進めていく方針である。
PCクラスタを単一のシステムとするオペレーティングシステムの設計と実装

PCクラスタを単一の計算機として扱うオペレーティングシステムのための要素技術として、ネットワークの単一システム化について研究を進めている。昨年度中に、TCPを用いた通信に関して設計と基本的な実装は完了しているため、今年度は実装の見直しと性能評価を行った。実装に当たってはTCPソケットのみならず、UDPやUNIXドメインソケットでも同様の手法を用いるべく、TCP依存の部分とそうでない部分を分割し実装する方法を採った。これによりTCP以外のソケットへも容易に移植できるようになった。性能評価はWebサーバとしての性能を評価した。ベンチマークには標準ベンチマークとして世界的に認められているSPEC Web 2005ベンチマークを使用した。この結果、本研究で提案、実装した手法はVirtual Serverと呼ばれる既存の手法と比較し、単位時間あたり7.9%多くのリクエストが処理できることが示された。また、本ベンチマークは5000人のユーザーが同時にサーバに対して処理要求を出す状況を模擬しているが、このような高い負荷をかけても開発したソフトウェアは安定に動作することが確認された。一方、今後の主流となる10Gbpsネットワークへの対応の検討を行ったが、現在の実装をそのまま10Gbpsのネットワークで使用しても、ネットワーク性能の二分の一程度しか活用できないことが分かった。この問題の解決のためには、マルチプロセッサを有効に活用できるように、更なる実装の最適化が必要である。PCクラスタを単一の計算機として扱うオペレーティングシステムのための要素技術として、本年度はネットワークの単一システム化について研究を行った。本年度の研究では、クラスタが全体として単一のIPアドレスを持ち、クラスタ外部の計算機がクラスタを単一の計算機として扱うことのできるTCP/IPのプロトコルスタックを提案した。提案手法では、クラスタ内にネットワーク入出力を専門に扱うI/Oサーバを準備し、その計算機がTCP/IPのプロトコル処理を行う。そしてI/Oサーバと他のクラスタノードの間はIPに依存しないクラスタ向けのプロトコルで通信を行う。本方式ではI/0サーバのみがIPアドレスを持つため、それがクラスタが全体として持つ単一のIPアドレスとなる。提案手法ではクラスタの個々のノードはTCP/IPのプロトコル処理を行う必要がなく、通信状態はすべてI/Oサーバが管理する。従って通信中のプロセスのノード間移動が、I/Oサーバにプロセスの移動を伝えるのみで実現され、複雑な通信状態の保存、移動、および復元作業は不要である。この通信プロセスのノード間移動の実現が、TCP/IPを個々のノードで処理する従来手法に対する、提案手法の優位点である。本手法をLinuxオペレーティングシステムを拡張する方式で実装し、米国で行われた並列分散コンピューティングに関する国際会議SC|05においてデモ展示を行った。デモにおいてはクラスタノードに擬似的に障害を発生させ、そのノードで動いていた通信中のプロセスを他の安全なノードに移動することを、3日間を通して安定的に実演することができ、実装の安定性および提案手法がクラスタの耐故障性向上に有効であることが示された。
イオン感応性を原理とする超高感度ナノレーザバイオセンサ

ナノレーザバイオセンサは,低濃度のタンパク質に対しては発振波長が応答し,高濃度のタンパク質に対しては発振強度と発振波長が応答する.昨年度,前者は電気的ポテンシャルに捕獲されたキャリアによるプラズマ効果,後者は同ポテンシャルによる表面再結合と物質堆積による屈折率効果が起源となっていると考察した.これを確認するため,本年度はスクリーンプリントセルを用いて,ナノレーザを含む電気化学回路を構成し,バイアス電圧を掛けた状態での発振特性を調査した.その結果,まず,バイアス電圧によって発光強度と発振波長が制御できることを見出した.あらゆる半導体レーザにおいて,電気化学回路により発振特性が制御できることを示したのはこれが初めてである.また,発光強度と発振波長が変化するバイアス領域が異なることも見出した.電気化学測定し,標準電極で校正したフラットバンド電位と自然電位の考察から,発光強度は逆バイアス領域で,発振波長は順バイアス領域で変化することがわかった.これより,低濃度領域の波長シフトの要因として,プラズマ効果に加え,電気二重層に掛かる電界による水のポッケルス効果があり得ることがわかった.実際,バイアス電圧を掛けながら極低濃度のPSAタンパク質の抗原抗体反応の検出を試みたところ,順バイアスを掛けたときの方が明らかに波長シフトが大きくなり,しかも10aMという極低濃度から,濃度に対応して増加する波長シフトが安定して確認できるようになった.つまりこれまで想像していたしきい値的な波長シフトではなく,濃度を定量化できる検量線を得ることが可能な波長シフトの可能性が高まった.本年度はさらに保護膜として用いてきた酸化ジルコニウム薄膜に低温原子層堆積を導入したところ,発振特性を安定化させることにも成功し,今後のナノレーザセンサの安定化の見通しが得られた.ナノレーザを電気化学回路に取り込むというアイデアを当初計画の中に盛り込んでいたものの,本年度の研究ではこれが思いのほか成功し,スクリーンプリントセルを利用することで簡単にこれを導入することができ,これによって印加したバイアスにより,ナノレーザの発振特性を制御できること,発光強度と発振波長の変化の原理が異なること,超高感度バイオセンシングが安定化できること,そのまま定量評価が可能になりそうなことなど,様々な効能が実現できた.これは本研究の大きな進展である.現在,このスクリーンプリントセルは微小流路との融合ができないため,手動で液を滴下しているが,現在,新たな電気化学セルを製作中であり,これが完成すれば,既に導入済みの分注システムと組み合わせ,全自動でバイオマーカーの超高感度定量システムが完成すれば,本研究の目標に大きく前進できると考えられる.またセンシング中の保護膜として利用する酸化ジルコニウムを堆積させると,半導体表面準位の増加と思われる発振特性が起こることが当初より問題となっていた.本年度,上記のように低温堆積を試した結果,発振特性が大きく改善された.それと同時に,発光強度に関する感度は低下した.これは,発光強度を用いるセンシングにとっては不利となるが,発光強度と発振波長とでは感度の起源が異なることがわかったので,発振波長の感度については,むしろセンシングが安定化したという好ましい特性のみが得られたと考えられる.加えて,計算のみではあるが,当初予定になかった機械学習によるナノレーザ構造の最適化を試みたところ,これまでの理論値を一桁上回る水中Q値10万以上の共振器構造が見いだされた.これはナノレーザの発振特性安定化にさらに有効に働くと考えられるため,今後,加えて検証していく.ナノレーザの発光強度と発振波長に見られるイオン感応性の感度の解明がかなり進んでいるので,上記の超高感度による定量測定の実験結果を蓄積し,検量線が得られるかどうかを検証する.また,高感度CCDカメラとそれを搭載できる光学系を導入し,あらたに一分子蛍光の観測を可能にする.これをナノレーザの実験と併用すれば,蛍光標識した超低濃度バイオマーカーが実際にナノレーザに吸着する瞬間にナノレーザの反応が起こる様子を確実に捉えることができ,上記の解明がさらに進むと共に,バイオマーカーセンサーとして安定化をさらに確固としてものにできると考えられる.ここまでできれば,本研究の物理的探究はおよそ完了したと思われ,最終的にバイオマーカーセンシングシステムを完成させる作業に移行できると考えている.それに向けた機械学習による高Q値構造の検証,低温保護膜の堆積など,ナノレーザの製作に関わる条件を再度,掘り下げると共に,センシングデバイスの簡易モジュール化,周辺機器の自動化を進める.本年度はGaInAspフォトニック結晶ナノレーザセンサがイオントロニクスセンサとして動作していることを多角的に検証した.まず同センサをプラズマに曝露し,すぐに純水中に入れて動作させると,センシング信号である波長が時間と共に大きくブルーシフトすることが観測され,これがイオントロニクスセンサの傍証となっている.そこで変化が起こる各時刻におけるゼータ電位を測定した.ここでは液体に浸漬したデバイス表面近傍に微粒子を流し,その速度の分布をレーザ測定することで,表面近傍の電位分布を捉え,そこからゼータ電位を見積もる手法を採用した.その結果,プラズマ曝露と共に表面は大きく負に帯電し,フラットバンド電位の電気化学測定を行ったところ,プラズマ曝露と共に電位が正側に大きくなり,時間と共に負側に戻る様子が観測された.一方,半導体内部のショットキー障壁高さの電気化学測定も行ったところ,プラズマ曝露と共に表面は大きく負に帯電して障壁が高くなり,そこから徐々に障壁が減少する様子が見られた.

以前に我々は,低いpHの溶液に対して表面が正に帯電し,障壁が減少することを確認し,このときのゼータ電位も正から負に変化すると考えていたが,プラズマ曝露による挙動はゼータ電位とフラットバンド電位の挙動が逆であり,必ずしもpHに対する応答とは一致しない.これはセンシング特性にも表れていて,プラズマ曝露では波長が変化し,強度はあまり変化せず,pHに対しては強度が変化し,波長があまり変化しない.以上を総合し,半導体物性を解析したところ,プラズマ曝露では半導体として用いている量子井戸がショットキー障壁が歪み,それによって量子井戸の障壁層にキャリアがトラップされて,波長をシフトさせること,これは表面再結合をあまり変化させないので,強度が変化しないという実験結果を説明できることがわかった.本研究は平成27年度まで実施してきたナノレーザバイオマーカーセンサの基盤(S)研究において,動作メカニズムが必ずしも屈折率センシングを主要原理としているわけではなく,イオントロニクスセンサともいうべき電荷やイオンに対する感応性の基づいている,という結論を受けて,それをさらに深く探求することを目的としている.この前期の基盤(S)では,特にデバイスを浸漬する溶液のpHを変えたときに表面電荷が変化し,それによって半導体の表面再結合が変調され,発光強度が大きく変化することを見出した.これとナノレーザセンサの主要な信号である波長シフトを結び付けるべく,本年度は実験的,理論的な研究を進めた.イオントロニクスの傍証をさらに明確化すべく,当初は電気化学プローブ顕微鏡を導入する予定であったが,それと同様の電気化学測定をデバイス表面に対して遠隔的に行うことができるゼータ電位計を導入し,さらに電気化学測定と組み合わせることで,デバイス表面近傍に起こる電気化学効果を総合的に計測し,その挙動を時間を追って把握することに成功したことは重要な成果である.結果として,上記の表面再結合をメカニズムとする効果とは別のメカニズムがあることが明らかになり,上記のようなキャリアプラズマ効果が有望とわかったことは大きな前進である.また改めてフォトニックセンサのこれまでのセンシング特性を系統的に調査すると,タンパク質の量に依存した特性を示す結果と,無関係な結果に大きく二分され,高感度が示されているのは半導体を用いたセンサであり,しかも後者の特性を示していることもわかった.これは本研究で用いているGaInAsPではなく,Siを用いたときも同様である.よってSiにおいても,二光子吸収などを起源とした同様のキャリアプラズマ効果がある可能性もわかった.これも本研究の予想を裏付ける状況といえる.ナノレーザバイオセンサは,低濃度のタンパク質に対しては発振波長が応答し,高濃度のタンパク質に対しては発振強度と発振波長が応答する.昨年度,前者は電気的ポテンシャルに捕獲されたキャリアによるプラズマ効果,後者は同ポテンシャルによる表面再結合と物質堆積による屈折率効果が起源となっていると考察した.これを確認するため,本年度はスクリーンプリントセルを用いて,ナノレーザを含む電気化学回路を構成し,バイアス電圧を掛けた状態での発振特性を調査した.その結果,まず,バイアス電圧によって発光強度と発振波長が制御できることを見出した.
巨核球の分化機構-トロンボポエチン活性の間質細胞による増幅効果

1.昨年度の実験手技を使い免疫ビーズ法でラット巨核球を精製分離したあと、巨核球成熟因子(Meg-POT)の中で、極めて類似した幅広い生物学的活性(多機能)を共有することが知られているIL-6とIL-11のPPF活性を比較検討した。その結果(1)IL-11はIL-6と異なり、0.01100ng/mlの濃度範囲においてPPF活性を殆ど示さなかった。(2)IL-6はEpoとの間に相加的あるいは相乗的なPPF活性を示すが、IL-11はEpo,IL-6に対して全く相乗的効果はなく、むしろ抑制的であった。(3)ヒト繊維芽細胞(KD細胞)と巨核球の共生培養系ではIL-11は弱いPPF活性を呈し、IL-6,EpoのPPF活性はこれまで通りに増強された。2.最近開発されたc-Mplリガンドはトロンボポエチン(TPO)とみなされている。キリンビール社が開発したヒトTPOとIL-6,EpoのPPF活性を有血清と無血清培養で比較検討した。TPOによるPPF数はIL-6,Epoと同程度であったが、そのPPFに対する有効濃度には著しい差異を認めた。TPOは10^<-4>10^<-2>ng/ml濃度の範囲でPPF活性があり、至適濃度は10^<-4>10^0/ng/mlで、10^110^2ng/mlでは活性が低下した。この至適濃度をEpoの至適濃度0.11ng/ml,IL-6の1100ng/mlと比較して、明らかに10^210^3倍の高い比活性を示す。3.KD細胞の増殖が不良であるため、KD細胞より強いPPF活性の増幅効果を示すブタ血管内皮細胞株を使って巨核球との共生培養系におけるTPOのPPF活性を検討した。その結果、10^<-4>10^1ng/mlの濃度範囲で用量依存性にPPF活性は8倍に増強された。4.KD細胞の増殖が不良であるため、当初の共生培養の解析が行えない状況にある。その代用としてブタ血管内皮細胞株の解析をすすめている。1.本研究の予備実験としてこれまでに行ってきた、巨核球の分離培養系を使ったバイオアッセイ法によるトロンボポエチン活性の検定をさらにすすめた。各種リコンビナント造血因子のうち巨核球系造血に関係するMEG-POT(巨核球成熟因子)としてIL-6,Epo,IL-11,EDF,LIF,SCF,GM-CSFなどについて、有血清(2%FCS添加)及び無血清下で検討した。免疫ビーズ法で分離したラット巨核球をIMDM培養液で上記の因子を添加して培養を開始し、巨核球が形成する前血小板(Proplatelet Formation,PPF)を観察し、この前血小板を形成する巨核球数を算定してPPF活性すなわちin vitroでのトロンボポエチン活性とみなした。

その結果、IL-6(10ng/ml)とEpo(1U/ml)添加では培養2-3日目をピークとする顕著なPPFを認め、かつ容量依存性であり、両者は相乗的に作用した。これに対して、他の因子は明らかなPPF活性をしめさなかった。このIL-6,EpoのPPF活性は無血清培養においても認められ、かつ各々の抗体で失活したので因子自身が持つ活性と判断される。2.ヒト線維芽細胞(KD細胞株)を使った巨核球との共培養系で、同様のPPF活性を検討した結果、IL-6およびEpo添加によるPPFは有血清下ではさらに増強され、最高で約10倍に達した。この増強作用はIL-6とEpoの抗体で消失したが他の因子に対する抗体添加では残った。間質細胞のみの培養上清にはこの増強作用はなく、かつ共培養系では微量のIL-6(1ng/ml)を添加するだけでEpoのPPF活性は容量依存性に顕著に増強されることから、KD細胞にはIL-6とEpoのPPF活性を増強する補助因子が存在すると考えられる。現在、この増幅作用の解析を接着因子、膜糖鎖と関連ずけて進めている。KD細胞の細胞膜成分から可溶化タンパクの抽出を試みている。1.昨年度の実験手技を使い免疫ビーズ法でラット巨核球を精製分離したあと、巨核球成熟因子(Meg-POT)の中で、極めて類似した幅広い生物学的活性(多機能)を共有することが知られているIL-6とIL-11のPPF活性を比較検討した。その結果、(1)IL-11はIL-6と異なり、0.01100ng/mlの濃度範囲においてPPF活性を殆ど示さなかった。(2)IL-6はEpoとの間に相加的あるいは相乗的なPPF活性を示すが、IL-11はEpo,IL-6に対して全く相乗的効果はなく、むしろ抑制的であった。(3)ヒト繊維芽細胞(KD細胞)と巨核球の共生培養系ではIL-11は弱いPPF活性を呈し、IL-6,EpoのPPF活性はこれまで通りに増強された。2.最近開発されたc-Mplリガンドはトロンボポエチン(TPO)とみなされている。キリンビール社が開発したヒトTPOとIL-6,EpoのPPF活性を有血清と無血清培養で比較検討した。TPOによるPPF数はIL-6,Epoと同程度であったが、そのPPFに対する有効濃度には著しい差異を認めた。TPOは10^<-4>10^<-2>ng/ml濃度の範囲でPPF活性があり、至適濃度は10^<-4>10^0ng/mlで、10^110^2ng/mlでは活性が低下した。この至適濃度をEpoの至適濃度0.11ng/ml,IL-6の1100ng/mlと比較して、明らかに10^210^3倍の高い比活性を示す。3.KD細胞の増殖が不良であるため、KD細胞より強いPPF活性の増幅効果を示すブタ血管内皮細胞株を使って巨核球との共生培養系におけるTPOのPPF活性を検討した。その結果、10^<-4>10^1ng/mlの濃度範囲で用量依存性にPPF活性は8倍に増強された。4.KD細胞の増殖が不良であるため、当初の共生培養の解析が行えない状況にある。その代用としてブタ血管内皮細胞株の解析をすすめている。
単一ミトコンドリアにおけるATP合成機構の研究

本研究では、ミトコンドリアのATP合成に関連した活性を蛍光顕微鏡を用いて、単一ミトコンドリアで測定した。従来のミトコンドリア研究はミトコンドリア集団を用いて行われてきた。そのため、例えばチャネルの開閉のような個々のミトコンドリアで異なった時刻におこる現象は、検出できないという欠点があった。本研究では、顕微鏡の下で1個のミトコンドリアで活性測定を行う技術を開発し、上記弱点を克服した。単一ミトコンドリアを顕微鏡観察するために、ミトコンドリアをポリフェノール蛋白で表面をコーティングしたカバーガラスに吸着させた。この吸着は、ミトコンドリアのATP合成速度を下げることはなく、活性測定には適した吸着方法であることがわかった。次に、ミトコンドリアに呼吸基質であるリンゴ酸を添加して代謝応答を測定した。NADHの生成とフラビン蛋白質の還元ではミトコンドリアごとに大きな差は認められず、得られた結果は従来ミトコンドリア集団で測定されていた結果と同じであった。一方、ミトコンドリア膜電位は、個々のミトコンドリアごとに異なった時間で形成と消失を繰り返しており、ミトコンドリア集団で得られていた結果と大きく異なっていた。ミトコンドリアの膜電位の急激な消失はPermeability transition poreと呼ばれる巨大な蛋白質複合体からなるチャネルが開いて起こることが確認できた。このチャネルの開閉はミトコンドリアのATP合成に大きな影響を与えるものであり、ミトコンドリア電子伝達系の酸化・還元と関連して開閉することが分かった。ミトコンドリアは、生物のエネルギー源であるATPを作る細胞内器官である。ATPを合成する過程では様々な物質がミトコンドリアに出入りしており、これらの物質によりミトコンドリアの機能は制御されている。また、ミトコンドリアはアポトーシスに深く関わっており、細胞がアポトーシスに至る過程ではミトコンドリアが細胞質からの信号を受けて通常では起こらない働きをすることが知られている。このようにミトコンドリアは細胞からの情報を処理することによって、機能を調節している。今まで、ミトコンドリアの活性測定は大別して2つの方法で行われてきた。1つはミトコンドリア懸濁液で行う方法であり、もう一つは細胞内のミトコンドリアで測定するものである。いずれの場合も、1個のミトコンドリアでその活性の経時変化を追うことはできていない。細胞内ミトコンドリアは、1つ1つ個別に存在しているので、与えられた刺激に対し全てのミトコンドリアが同じ挙動を示すわけではないと思われる。また、ミトコンドリア集団での測定では、1個1個のミトコンドリアの反応の経時変化が平均化され、正確な応答を測定していない可能性もある。特にミトコンドリア機能の重要な指標である膜電位は、ミトコンドリア内外の電荷の移動を用いて測定するため、個々のミトコンドリアのレベルで測定しないと経時変化を追うことは困難である。上記の理由から、細胞内信号をミトコンドリアで変換する機構を正確に調べるために、個々のミトコンドリアでその反応機構を調べることが必要とされてきた。本研究では、1個のミトコンドリアで活性の経時変化を測定する技術を開発し、NADHの生成、フラビン蛋白質の還元、膜電位の変化を検出することに成功した。平成10年度には、単一のミトコンドリアでは膜電位が生成・消失を繰り返していることを発見した。平成11年度には、この現象が生じるメカニズムについて検討した。蛋白質複合体からなるチャネル(PTP)が開くと、ミトコンドリア膜のイオンに対する透過性が一過的に上昇することが我々の研究以前に知られていた。この透過性の変化を抑える試薬として、Bongkrekic Acid、ADPがミあり、これらの試薬が我々の発見した膜電位の変動に影響を与えるか調べた。その結果、これらの試薬により膜電位の変動が抑制され、我々の発見した膜電位の変動がPTPの開閉によることが分かった。

2)PTPが開く頻度は、電子伝達系を電子が流れる速度に応じて決まる。ミトコンドリアに添加するリンゴ酸濃度を増加すると、膜電位の生成・消失回数がそれに応じて増加した。同時に、ミトコンドリア内NADH量、ATP合成量も増加しており、これらとの関連を検討した。まず、ロテノンを添加しNADH生成を抑制せずに電子伝達を抑制した。この結果、振動回数は大きく抑えられ、PTPが開くのはNADHやリンゴ酸が直接影響を与えているのではなく、電子伝達系を電子が流れる速度に依存することが分かった。次に、ATP合成酵素を阻害してPTPの開閉を測定すると、ATP合成酵素の阻害の有無には関係なくPTPの開閉は生じていた。更に、電子伝達系によらず膜電位を形成させた場合もPTPの開閉は観察されなかった。
SST-REXによるミクログリア由来Aβ結合蛋白質の発現クローニングと機能解析

アルツハイマー病(AD)の主な病因物質であるアミロイドβ(Aβ)が、ADの発症または制御に関与していると考えられているミクログリアに作用する機序を解明する為に、Aβと結合するミクログリア膜表面蛋白質について解析した。膜蛋白質選択的に分離できるという特徴をもつSST-REX法を用いて、ミクログリア膜蛋白質を発現する細胞群を作製し、その中から、Aβと結合する細胞を単離し、ミクログリア細胞表面のAβ結合膜蛋白質を同定、解析した。アルツハイマー病(AD)はアミロイドベーダ(Aβ)が主な病因と考えられている。また脳のマクロファージと考えられているミクログリアはAβの刺激により活性化し、ADの発症または防御に関与していると考えられている。Aβがミクログリアを活性化し、様々な作用を誘発する為にはAβがミクログリア細胞表面の膜蛋白質と相互作用することが必要である。本研究では膜蛋白質を選択的に分離できるSST-REX法(signal sequence trap by retrovirus-mediated expression screening system)を用いて、Aβ刺激によるミクログリア活性化に関与する膜蛋白質を同定、解析することを目的としている。本年度は、SST-REX法によるミクログリア膜蛋白質のクローニングと絞り込みを行うことを目的とし研究を行った。ミクログリア細胞株であるRa2からRNAを抽出、cDNAを作製し、pMX-SSTベクターに組み込みSST-REXライブラリーを作製した。このライブラリーをBaF/3細胞に導入し、ミクログリア膜蛋白質を発現するBaF/3細胞を作製した。次に、ミクログリア膜蛋白質を発現するBaF/3細胞群から、Aβと結合する膜蛋白質を発現する細胞を得る為に、BaF/3細胞に蛍光標識したAβを添加しFACSによりAβと結合する細胞群を分離した。さらに、Aβと結合するBaF/3細胞群から細胞をクローニングし、クローン化した細胞のAβとの結合能をFACSにより解析した。その結果、いくつかのAβと結合するクローンが得られ、これらの細胞が発現するミクログリア由来膜蛋白質の遺伝子配列を確認した。来年度は、これらの膜蛋白質とAβによるミクログリア活性化との関係を知る為、膜蛋白質の発現をRNA干渉により特異的に抑制し、機能解析を行う。アルツハイマー病(AD)はアミロイドベータ(Aβ)が主な病因と考えられている。また脳のマクロファージと考えられているミクログリアはAβの刺激により活性化し、ADの発症または防御に関与している可能性が示唆されている。前年度までにミクログリア由来蛋白質を発現するBaF/3細胞ライブラリーを作製し、Aβとの結合について調べた。本年度は、Aβと結合する可能性のある細胞をクローン化し、得られたクローンのミクログリア由来蛋白質の同定、Aβとの結合能、また機能解析をすることを目的として研究を行った。まず、Aβと結合する細胞群を分離し、その細胞群をクローン化し、各々のクローンについてAβ結合能を解析した。Aβと結合する可能性のあるクローンについて、ミクログリア由来膜蛋白質を同定する為に、導入ベクター遺伝子特異的primerを用いてPCRを行い、シークエンスの解析を行った。その結果、得られたAβ結合クローン由来のものは全てprosaposinであることが確認された。prosaposinは分泌蛋白質、膜構成成分であり、これまでに神経保護作用を持つことが報告されていることから、ミクログリアのAβによる活性化と何らかの作用を持つ可能性がある。prosaposinのAβによるミクログリアの活性化への関与を解析することは、ミクログリアとAD発症との関係を解明する上でも重要であると考えられた。
超小型模型振動破壊実験による鉄筋コンクリ-ト造中高層建物の耐震性の研究

公称直径1mm,2mm,3mmの極細異形鉄筋,及び粒度分布を縮尺率に合わせたマイクロ・コンクリ-トを用いて,縮尺1/15の雁行型,及び非雁行型の2住戸平面を有する,桁行方向2スパン,梁間方向1スパンの11階建の鉄筋コンクリ-ト造梁崩壊型壁式ラ-メン構造建物の超小型模型をそれぞれ1体製作し,振動台による破壊実験を行なった。この振動破壊実験により得られたデ-タの整理・分析を行なった結果以下の知見を得た.1.試験体の応答はひび割れの発生などによる剛性低下に伴う固有周期の変化に大きく依存している.固有周期の変化を考慮すると,試験体の最大応答量は加振波の加速度応答スペクトルにより推定できるものと考えられる.これは実験対象とした試験体がいずれも特定層への変形集中があまり極端でなかったことに起因するものと考えられる.2.各階に加わる水平力の最大値分布は,試験体が弾性範囲と考えられるレベルの入力加速度に対してはほぼ逆三角形分布となり,入力加速度レベルが上昇するに従いS字型分布成分が入り込んでくる.これは高次振動モ-ドの影響が現われたものと推察される.3.各層最大せん断力係数分布は,概して降伏までは外力分布を逆三角形としてその上限値を抑えることができるが,その後の分布は逆三角形と仮定すると上層階において過小評価となる.4.部材の弾塑性性状に立脚した地震応答解析により試験体の振動性状の解析的な検討を行なったが,今なお解釈しきれないところがあり,今後部材の復元力特性を再検討するなど更なる探求が必要である.公称直径1mm,2mm,3mmの極細異形鉄筋,及び粒度分布を縮尺率に合わせたマイクロ・コンクリ-トを用いて,縮尺1/15の雁行型,及び非雁行型の2住戸平面を有する,桁行方向2スパン,梁間方向1スパンの11階建の鉄筋コンクリ-ト造梁崩壊型壁式ラ-メン構造建物の超小型模型をそれぞれ1体製作し,振動台による破壊実験を行なった。この振動破壊実験により得られたデ-タの整理・分析を行なった結果以下の知見を得た.1.試験体の応答はひび割れの発生などによる剛性低下に伴う固有周期の変化に大きく依存している.固有周期の変化を考慮すると,試験体の最大応答量は加振波の加速度応答スペクトルにより推定できるものと考えられる.これは実験対象とした試験体がいずれも特定層への変形集中があまり極端でなかったことに起因するものと考えられる.2.各階に加わる水平力の最大値分布は,試験体が弾性範囲と考えられるレベルの入力加速度に対してはほぼ逆三角形分布となり,入力加速度レベルが上昇するに従いS字型分布成分が入り込んでくる.これは高次振動モ-ドの影響が現われたものと推察される.3.各層最大せん断力係数分布は,概して降伏までは外力分布を逆三角形としてその上限値を抑えることができるが,その後の分布は逆三角形と仮定すると上層階において過小評価となる.4.部材の弾塑性性状に立脚した地震応答解析により試験体の振動性状の解析的な検討を行なったが,今なお解釈しきれないところがあり,今後部材の復元力特性を再検討するなど更なる探求が必要である.公称直径1mm、2mm、3mm、の極細異形鉄筋、及び粒度分布を縮尺率に合わせたマイクロ・コンクリ-トを用いて、縮尺1/15の雁行型の2住戸平面を有する、桁行方向2スパン、梁間方向1スパンの11階建の鉄筋コンクリ-ト造梁崩壊型壁式ラ-メン構造建物の超小型模型を製作し、振動台による破壊実験を行なった。試験体は、鉄筋コンクリ-ト造の基礎上に、配筋、型枠セット、コンクリ-ト打設を1工程とし、11工程繰り返すことにより製作し、コンクリ-トは実際の建物と同様に縦打ちすることとした。なお、試験体は十分に湿潤養生されたため、収縮による亀裂は生じなかった。一方、この養生期間中に、部材の弾塑性性状に立脚した地震応答解析を行ない、試験体の振動性状の解析的な検討を行なった。振動破壊実験には、時間軸を1/√<30>倍に圧縮した加速度波形(八戸EW波.1968年)を台上の加速度にして40gal.200gal.400gal.600gal.800galに規準化したものをそれぞれ制御加速度波形として用いた。なお最終加振には、時間軸を2/√<30>倍にし、800galに規準化した加速度波形を用いたが、これらの総計7回にわたる加振により、試験体は降伏点を越えた弾塑性応答を記録し、梁崩壊型の様相を呈し破壊に至った。この振動破壊実験により、試験体の振動性状を把握し、その耐震性能を評価する上で充分なデ-タが得られたものと考えている。現在、実験により得られたデ-タの整理、分析を行なっており、今後、解析結果との比較検討を進めて行く予定である。また、試験体に用いられたコンクリ-トの材料試験も近く予定している公称直径1mm,2mm,3mmの極細異形鉄筋、及び粒度分布を縮尺率に合わせたマイクロ・コンクリ-トを用いて、縮尺1/15の雁行型、及び非雁行型の2住戸平面を有する、桁行方向2スパン、梁間方向1スパンの11階建の鉄筋コンクリ-ト造梁崩壊型壁式ラ-メン構造建物の超小型模型をそれぞれ1体製作し、振動台による破壊実験をこれまでに行なってきた。

本年度は、この振動破壊実験により得られたデ-タの整理・分析を行なうとともに、部材の弾塑性性状に立脚した地震応答解析により試験体の振動性状の解析的な検討を行ない、実験結果との比較検討を進めてきた。これまでに行なってきた解析によると、直交壁、床スラブといった解析構面に直交する部材の協力幅を中高層壁式ラ-メン鉄筋コンクリ-ト造設計施工指針により定められている幅と仮定した場合、試験体の耐力は実験値より低く、全幅とした場合、実験値に近いものとなった。しかしながら、全幅有効と仮定すると、応答変形が過小評価される傾向がみられ、この点においては、より詳細な検討が必要と考える。また、試験体は特定層への変形集中を生じなかったため、固有周期の変動を考慮すると、最大応答量は加振波の加速度応答スペクトルによりある程度推定できるとの結論を得た。また、部材の復元力特性を実験的に得ることを目的とした、超小型部材模型による静的載荷実験装置の設計・製造を行なった。本実験装置により得られる復元力特性に基づき弾塑性解析を行ない、実験結果の再検討を行なう予定である。公称直径1mm,2mm,3mmの極細異形鉄筋,及び粒度分布を縮尺率に合わせたマイクロ・コンクリ-トを用いて,縮尺1/15の雁行型,及び非雁行型の2住戸平面を有する,桁行方向2スパン,梁間方向1スパンの11階建の鉄筋コンクリ-ト造梁崩壊型壁式ラ-メン構造建物の超小型模型をそれぞれ1体製作し,振動台による破壊実験をこれまでに行なった。本年度はこの振動破壊実験により得られたデ-タの整理・分析を行なったが,検討結果を以下に簡単にまとめる.試験体の応答はひび割れの発生などによる剛性低下に伴う固有周期の変化に大きく依存している.固有周期の変化を考慮すると,試験体の最大応答量は加振波の加速度応答スペクトルにより推定できるものと考えられる.これは実験対象とした試験体がいずれも特定層への変形集中があまり極端でなかったことに起因するものと考えられる.試験体の各階に加わる水平力の最大値分布は試験体が弾性範囲と考えられるレベルの入力加速度に対してはほぼ逆三角形分布となり,入力加速度レベルが上昇するに従いS字型分布成分が入り込んでくる.各層最大せん断力係数分布は,概して降状までは外力分布を逆三角形としてその上限値を抑えることができるが,その後の分布は逆三角形と仮定すると上層階において過小評価となる.部材の弾塑性状に立脚した地震応答解析により試験体の振動性状の解析的な検討を行なったが今なお解釈しきれないところがあり,今後部材の復元力特性を再検討するなど更なる探求が必要である.