hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸化物の反応性スパッタリング過程に関する研究

前年度までに、Mgターゲットを用いたコンベンショナルなプレーマナグネトロン放電での反応性スパッタリング成膜過程を調査し、以下のことを明らかにしてきた。1)導入酸素流量に依存して、放電とスパッタ過程が、金属モードと酸化物モードに分かれる。2)導入酸素流量が少ない金属モードでは、ターゲット表面から主にMg原子が高収量でスパッタされ、供給したO_2はターゲットや壁に急速に吸着し、空間内には殆んど残存しない。3)他方、導入酸素流量が多い酸化物モードでは、ターゲット表面が酸化された状態で酸化物が低収量でスパッタされ、空間内の残留酸素圧力は極端に低下することがない。4)ターゲットでのスパッタプロセスと基板表面での酸化膜形成プロセスは密接に連動しており、その独立制御は困難である。5)結果的に、通常方式の反応性スパッタではMgOの高速成膜は困難である。以上の研究結果をもとに、平成13年度は、そのための装置設計・製作・放電特性の評価を行った。具体的には、入念な装置設計を経て、容量結合を極力回避した内部アンテナ型誘導結合プラズマを生成し、その基本動作特性を電子密度、電子温度のプローブ測定および発光スペクトル計測を通して評価した。マグネトロン単独動作と、ICP単独動作、マグネトロンとICP併用動作における放電・発光特性を比較調査し、以下の結果を得た。●軸対称性の良好なICPの発生に成功し、プラズマパラメータの空間分布を把握した。●ICPはスパッタMg原子の励起・電離に有効であることが発光分光分析から確認できた。●ICPとプレーナマグネトロンを併用する際には、スパッタ量をマグネトロン放電電力で統一的に制御するといった注意が必要である。反応性IPVDによるMgOの高速成膜の実現には、本プロセスの地道な解明が重要であり、マグネトロンとICPアンテナ間への遮蔽板の設置、酸素ガス供給部および基板ホルダーの設計製作、動作圧力、投入電力の最適化など今後やるべき課題が明確になった。反応性スパッタリング法で作成される膜の組成比制御は、導入される反応性ガスの流量と放電電流密度を制御することで原理的には可能であるが、現実には反応性ガスの流量を変化させると、放電電圧や成膜速度だけでなく膜組成においてもヒステリシスを伴う大きなモード変化(金属モードと酸化物モード間の遷移)が発生する。本年度は、ITO透明導電膜やMgO電極保護膜(高い二次電子放出係数を有し、かつ耐スパッタに優れた誘電体膜)などの高機能・高品質電子薄膜材料製造に重要な反応性スパッタリング素過程の解明と制御を目的として、直流プレーナマグネトロン放電中のITOとMgOの反応性スパッタリング過程について主に導入酸素量とプロセス状態の関係について実験的・理論的に検討を行なった。ITOターゲットを用いた実験では、レーザー誘起蛍光法と発光分光法によるプラズマ空間分布を詳細に明らかにし、成膜速度・膜抵抗率等の膜計測と比較検討した(1999年、Thin Slid Film誌に掲載済)。この実験を通じて、導入酸素量変化に伴う反応性スパッタリング特有のモード変化が確認されたが、ITOは3元系の酸化物ターゲットであることから、その定量的な解析は以外に複雑であることがわかった。一方、Mgターゲットを用いた反応性スパッタリングでは、ターゲット表面がMgとMgOの場合で極端に電子特性が異なるため、明確なモード変化が発現し、定量解析に好都合であることが認識された。そこで、Mgターゲットでの実験結果をもとに、定量解析を試みた。ターゲットと基板上でのガス吸着・脱離の粒子バランスに基づく従来の定性モデル(スウェーデンUppsala大学のBerg、1988年)を基礎として、反応性ガス流量の変化に伴うターゲット表面の二次電子放出係数の変化とそれによる全放電電流に対するイオン電流と電子電流比の変化を考慮することにより、より定量的なモデル化が可能であることがわかった(速報を2000年1月に公表済、詳細は今後公表予定)。

●ICPはスパッタMg原子の励起・電離に有効であることが発光分光分析から確認できた。●ICPとプレーナマグネトロンを併用する際には、スパッタ量をマグネトロン放電電力で統一的に制御するといった注意が必要である。反応性IPVDによるMgOの高速成膜の実現には、本プロセスの地道な解明が重要であり、マグネトロンとICPアンテナ間への遮蔽板の設置、酸素ガス供給部および基板ホルダーの設計製作、動作圧力、投入電力の最適化など今後やるべき課題が明確になった。プラズマディスプレイパネル(PDP)は、1964年に米国で発明されて以来、長寿命化、高輝度化、高解像度化、大画面化に関する地道な研究が続けられ、最近壁掛け大画面カラーテレビとして実用化され、量産されるに至っている。しかし、ブラウン管式テレビと比較すると、薄型大画面と寿命の点では優れているが、輝度、消費電力、価格などの点でまだ開発途上にある。克服すべき要因は多々あるが、電極保護層として広く利用されているMgO酸化物薄膜の高品質化、長寿命化およびそのためのプロセス技術開発がとりわけ重要である。MgO薄膜の作成には高速成膜が可能であることから電子ビーム蒸着法が広く利用されているが、段差被覆特性と平坦度に優れ、制御性にも優れ、より高品質・大面積のMgO膜を作成可能なスパッタ法を用いた安価なプロセスが実現できれば、PDP全体にもたらす飛躍的な特性向上とコストメリットは計り知れない。本年度は、前年度開始したMgOの反応性スパッタリング過程に関する実験的・理論的研究を本格化させた。得られた結果をまとめると、以下の通りである。1)Mgターゲットを用いた反応性スパッタリングでは、極端なスパッタ速度の違い、放電電圧の違い、残留酸素分圧の違いとしてスパッタリングのモード変化が生じる。2)このモード遷移は、ターゲットと基板上での酸素ガスの吸着・脱離の粒子バランスに加えて、反応性ガス流量変化に伴うターゲット表面の二次電子放出係数の変化とそれによる全放電電流に対するイオン電流と電子電流比の変化を考慮することにより、より定量的なモデル化が可能である。3)差動排気質量分析システムを構築し、放電の有無による残留酸素分圧の変化をその場計測した結果、放電開始に伴い残留酸素圧力が急激に減少することがわかった。その減少率は金属モーでは大きく、酸化物モードでは小さく、その変化の傾向はモデル予測と合致する。4)各スパッタリングモードで得られた膜についてX線回折とX線光電子分光などの表面分析を行った結果、金属モードでは(111)配向のMg膜が、酸化物モードでは(200)配向のMgO膜が形成されることが確認された。5)金属モードに比べて酸化物モードでは極端に成膜速度が低下するので、MgOの高速成膜の観点からは、通常方式のマグネトロンスパッタリングとは異なる手法が必要である。前年度までに、Mgターゲットを用いたコンベンショナルなプレーマナグネトロン放電での反応性スパッタリング成膜過程を調査し、以下のことを明らかにしてきた。1)導入酸素流量に依存して、放電とスパッタ過程が、金属モードと酸化物モードに分かれる。2)導入酸素流量が少ない金属モードでは、ターゲット表面から主にMg原子が高収量でスパッタされ、供給したO_2はターゲットや壁に急速に吸着し、空間内には殆んど残存しない。
土壌の遷元された作物遺体中のジベレリンの動態に関する研究

前年度は完熱風乾状態のササゲさや(pericarp)に含まれている3種類のGA(GAI,II,III)が土壌中でどのように変化するかを調査した。その結果,結合型のGAIIIは土壌中で遊離型のGAIIに変化し,GAIIはイネ植物体中でGAIに変化するであろうとの推測を得た。また供試材料中にもっとも多く含まれているGAIは土壌中で比較的長期間分解せず,イネに吸収させた場合その体内から容易に検出され,生長促進の作用も顕著であった。一方著者はすデにGA_3を植物体に吸収させた際,イネを含む一部の種類の植物以外ではGA_3は植物体内で結合型のGA_3グルコサイドに変化することを観察した。ササゲさやのGAIはGA_3とその行動が類似していることから,植物の種類によっては,GAIを吸収させることによって,結合型のGA(恐らくGAIII)が生成されるのではないかと考え,イネ,エンバク,ササゲの幼植物に根から吸収させて調査を行った。実験は70パ-セントアセトンで抽出後,酸性で酢酸エチル,およびnーブタノ-ル可溶性のGAに分画しペ-パ-クロマトグラフィ-で展開したのち,イネ幼苗テストで行われた。その結果GA_3で認められた結合型GAの生成は認められなかった。またインゲンさやのGAIに相当するGAについても同様な実験を行ったが,結合型GAの生成は認められなかった。しかしながら,本実験はなおその可能性を否定できないため,さらにGAIの精製の度合いを高め,吸収方法に改良を加え,かつ,より多くの種類の植物を用いて調査する予定である。
数体上の線型不等式系の同値類がなす淡中圏の構造とそのディオファントス近似への応用

数の有理近似に関する一性質を記述する線型不等式系の同値類全体は適当な群の表現全体と自然に同一視されることが知られていて,特に,有名なRothの不等式に対応する古典的線型不等式系がどの様な代数群を経由して問題の群の表現とみなせるのかは本研究の研究代表者が前に明らかにしています.他方,その巨大な群の全体像の詳細は未だよく分かっていません.この研究では,数とその平方の同時有理近似を与える線型不等式系がどの様な代数群を経由して問題の巨大な群の表現とみなせるのかを,或る意味で例外的なもの除いて,解明しました.有名なRothの不等式の整数解の有限性は,それに適切に対応した線型不等式系の整数解の有限性から得られますが,その様に整数解を有限個しか持たない或る型の線型不等式系は一般Roth系と呼ばれます.座標変換で移り合う一般Roth系を同一視して出来る同値類を考えると,一般Roth系の同値類全体は自然に淡中圏をなすことが知られています.淡中圏とは,適当なアファイン群の有限次元線型表現全体のなす圏と同一視出来る圏のことで,圏に付随する情報だけからもとのアファイン群を復元することが出来ます.さて問題の淡中圏については,特に平成2022年度科学研究費補助金(基盤研究(C)課題番号20540030)による本研究の研究代表者の研究で,有名なRothの不等式に対応する2変数線型不等式系の同値類がどの様な代数群を商として経由した表現とみなせるのか既に解決されていました.有名なRothの不等式は単独の代数的数の有理数による近似(有理近似)に関する性質を記述していますので,次は自然に,幾つかの代数的数の同時有理近似を与える線型不等式系の同値類が具体的にどの代数群を商として経由した表現から得られるのかが,素朴な疑問として浮かび上がります.平成25年度の研究では,代数的数の同時有理近似を与える線型不等式系のうち最も基本となる3変数の場合について,線型不等式系の同値類がどの様な代数群を商として経由した表現となっているのかを大部分の場合に決定し,その証明をプレプリントにまとめました.有名なRothの不等式の整数解の有限性は,それに適切に対応した線型不等式系の整数解の有限性から得られますが,その様に整数解を有限個しか持たない或る型の線型不等式系は一般Roth系と呼ばれます.座標変換で移り合う一般Roth系を同一視して出来る同値類を考えると,一般Roth系の同値類全体は自然に淡中圏をなすことが知られています.淡中圏とは,適当なアファイン群の有限次元線型表現全体のなす圏と同一視出来る圏のことで,圏に付随する情報だけからもとのアファイン群を復元することが出来ます.さて問題の淡中圏については,特に平成2022年度科学研究費補助金(基盤研究(C)課題番号20540030)による本研究の研究代表者の研究で,有名なRothの不等式に対応する2変数線型不等式系の同値類がどの様な代数群を商として経由した表現とみなせるのか既に解決されていました.有名なRothの不等式は単独の代数的数の有理数による近似(有理近似)に関する性質を記述していますので,次は自然に,幾つかの代数的数の同時有理近似を与える線型不等式系の同値類が具体的にどの代数群を商として経由した表現から得られるのかが,素朴な疑問として浮かび上がります.平成26年度の研究では,平成25年度の研究の結果を受けて,代数的数の同時有理近似を与える線型不等式系のうち最も基本となる3変数の場合について,線型不等式系の同値類がどの様な代数群を商として経由した表現となっているのかを,別途取り扱わざるを得ない例外的なものを除いて, 2変数の場合と全く同様に決定出来ましたので,論文にまとめて雑誌に投稿しました.有名なRothの不等式の整数解の有限性は,それに適切に対応した線型不等式系の整数解の有限性から得られますが,その様に整数解を有限個しか持たない或る型の線型不等式系は一般Roth系と呼ばれます.座標変換で移り合う一般Roth系を同一視して出来る同値類を考えると,一般Roth系の同値類全体は自然に淡中圏をなすことが知られています.淡中圏とは,適当なアファイン群の有限次元線型表現全体のなす圏と同一視出来る圏のことで,圏に付随する情報だけからもとのアファイン群を復元することが出来ます.さて問題の淡中圏については,特に平成2022年度科学研究費補助金(基盤研究(C)課題番号20540030)による本研究の研究代表者の研究で,有名なRothの不等式に対応する2変数線型不等式系の同値類がどの様な代数群を商として経由した表現とみなせるのか既に解決されていました.

有名なRothの不等式は単独の代数的数の有理数による近似(有理近似)に関する性質を記述していますので,平成25年度及び平成26年度の研究では,幾つかの代数的数の同時有理近似を与える線型不等式系のうち最も基本となる3変数の場合について,線型不等式系の同値類がどの様な代数群を商として経由した表現となっているのかを,別途取り扱わざるを得ない例外的なものを除いて, 2変数の場合と全く同様に決定し論文にまとめて雑誌に投稿しましたが,結局この成果は平成29年1月開催予定の研究集会にて発表することに成りました.平成27年度の研究では, 4変数以上で最も基本となる場合においても, 2変数の場合と全く同様に決定出来るものがあるという見当が付きました.また,未だ決定的な方法が得られていない高次元連分数展開について,代数群の作用という立場からの方向付けを検討することが出来ました.数の有理近似に関する一性質を記述する線型不等式系の同値類全体は適当な群の表現全体と自然に同一視されることが知られていて,特に,有名なRothの不等式に対応する古典的線型不等式系がどの様な代数群を経由して問題の群の表現とみなせるのかは本研究の研究代表者が前に明らかにしています.他方,その巨大な群の全体像の詳細は未だよく分かっていません.この研究では,数とその平方の同時有理近似を与える線型不等式系がどの様な代数群を経由して問題の巨大な群の表現とみなせるのかを,或る意味で例外的なもの除いて,解明しました.昨年度も理由として挙げました通り, 2変数線型不等式系の同値類が2×2行列の成す代数群の表現から得られるのに対し, 3変数線型不等式系の同値類は3×3行列から成る代数群の表現に由来して次元が(3×3ー2×2=)5つ増える為に,研究開始当初に予想したより遥かに複雑で,計算を実行して省察し,その構造を捉えるのに時間を要しています.数物系科学3変数線型不等式系の例外的なものについて, 2変数の例外的なものには見られなかった場合分けが生じ,代数的数の同時有理近似を与える3変数線型不等式系の同値類の中には,どんな代数群の表現から得られるのか未だ解決していないものがあります.これに対しては, 4変数以上の線型不等式系の研究と平行して継続的かつ精力的に取り組みたいと思います.また,これまでに得られた結果のディオファントス近似の理論への応用を探ります.2変数線型不等式系の同値類が2×2行列の成す代数群の表現から得られるのに対し, 3変数線型不等式系の同値類は3×3行列から成る代数群の表現に由来して次元が(3×3ー2×2=)5つ増える為に,研究開始当初に予想したより遥かに複雑で,計算を実行して省察し,その構造を捉えるのに時間を要しています.紙類等の消耗品類の使用量を節約した為, 2,281円の未使用額が生じました.次年度の消耗品類の購入費用の一部として活用します.
センチメーターレベルのマイクロ多孔性単結晶薄膜の創製とナノホストとしての応用

分子サイズの空間を有するゼオライトは触媒、吸着剤として幅広く実用化されており、その薄膜も分子認識機能を有するセンサーや分離膜としての利用に期待が集まっている。一方で、マイクロ多孔性材料は、さまざまなナノ構造を作製する上での「ホスト」・「鋳型」として利用することに期待されている。これらを達成するためには、従来の多結晶の薄膜ではなく、粒界が存在せずに、細孔が特定の報告に完全に配向した単結晶薄膜の創出が不可欠である。本研究においては、既に実用化されているセンチメーターレベルの単結晶基板を用い、ゼオライト及びその類縁物質の単結晶薄膜を合成すること並びにこれらをホストとしてナノ構造体を創出することを目指す。初年度は格子の整合する基板の利用や基板表面への構造規剤分子の固定を検討したが、いずれも目的とするゼイライト薄膜の製膜に到らなかった。そこで本年度は以下の2つの方法で検討を進めた。そこで本年度は、まずゲル中での結晶核生成前後のナノ粒子の配向付着の可能性を検討した。様々なサイズのパターンを有する基板表面で核生成をさせることで、核の配向付着の可能性を探ったが、必ずしもパターンの構造が薄膜の構造を支配するには到らなかった。そこで、基板そのものをゼオライトに転換する方法を開発し、パターン化した基板をゼオライトに転換することで、核の配向を制御することを考えた。シリコンウェファーを素材とし、その表面にテトラプロピルアンモニウム水酸化物(TPAOH)をコーティング、乾燥後、水蒸気下で処理することで、シリコンをSi-ZSM-5に転換することに成功した。パターン化処理を施していないSiに対しては、面外にb軸配向した薄膜を合成することに成功した。現在パターン化し表面での検討を行っている段階である。同法で配向核を形成し、それをエピタキシャル成長させることで目的とする構造を形成できるものと考えている。まず既存のシミュレーターを用いて、格子が整合する基板とゼオライト薄膜の組み合わせを検討し、結晶とその結晶面を探索した。その結果Al_2O_3-MCM-22とMgO-Betaの系で格子定数の違いが極めて小さいことを見出した。これらの組み合わせについて、様々な実験条件でエピタキシャル成長の可能性を検討したが、これまでに単結晶膜の製膜には至っていない。次に、次にSi基板表面に構造規定剤となる有機分子を固定した系での製膜を検討した。様々な構造規定剤の固定を検討したが、ゼオライトの製膜には至らなかった。更にアプローチを変えて、ゲル中での結晶核生成前後のナノ粒子のOriented Attachmentの可能性を検討した。現在この可能性を未処理基板及び、パターン構造を有する基板上で検討を進めている段階である。
粒子分散強化合金の高温強度に及ぼす粒子-母相界面物性の効果

第2相分散粒子は金属材料の強度に大きな影響を及ぼすことはよく知られている。これは、分散粒子が粒子と母相との界面を通して、母相の変形に大きな影響を及ぼすからである。したがって、強度に及ぼす分散粒子の効果は粒子と母相間の界面物性に強く依存するはずである。特に高温では、界面拡散と界面すべりは界面の物性に強く依存するので、高温強度に及ぼす界面物性の効果は著しいものと考えられる。そこで本研究では、界面物性を母相と粒子が整合であるか、非整合であるかに大別し、整合系としてAl-Al_3Zr、とAl-Al_3Liを選び、また非整合系としてAl-BeとAl-Al_6Mn合金を選び、室温から高温(約450゚)までの強度を測定して、強度に及ぼす界面物性の効果を明らかにすることを目的とした。整合系のAl-Al_3Li合金の転位と粒子の相互作用は高温でも斥力型であることが知られた。これに対して非整合系のAl-BeとAl-Al_6Mn合金では引力型であった。さらに、Al-Al_3ZrとAl-Al_3Li合金のしきい応力を応力緩和法を用いて測定し、分散パラメータより求めたオローワン応力とほぼ一致することが明らかになった。また、Al-BeとAl-Al_6Mn合金ではしきい応力はボイド強化応力と一致した。以上のことにより、分散強化合金の転位と粒子の相互作用およびしきい応力は母相と粒子界面構造に強く依存することが知られた。
磁気刺激および電流分布イメージングによる脳機能ダイナミックスの研究

本研究は、脳神経の局所的磁気刺激による脳神経活動の制御、及び新しい手法による神経電流活動の電流分布イメージングや脳磁図・脳波計測により、高時間分解能、高空間分解を有する新しい脳機能ダイナミックスイメージング法を構築することである。本年度は、研究最終年度として、磁気刺激時の脳波計測システムの確立、脳磁図計測により、認知活動、記憶活動の脳活動を調べること、及び、MRIを用いた電気情報イメージング技術の確立を目指した。また、同時に強磁場、およびパルス磁気刺激の安全性、および磁気刺激の治療効果の検証も行った。脳神経磁気刺激においては、磁気刺激時の脳波計測システムを確立し、磁気刺激時の活動の伝搬をとらえることが出来た。脳磁図、脳波計測においては、注意反応に関わる脳内処理が、刺激後約200msに後側頭部及び前頭部にある知見を得た。また、ワーキングメモリに関する脳内活動をイメージングした。MRIを用いて、体内の導電率分布を画像化する方法として、拡散強調MRIを応用した方法を提案し、ラット脳、ヒト脳の導電率分布を画像化することに成功した。また、定常磁場の生体影響に関し、再生医学の基礎技術のひとつとして細胞の磁場配向制御法を開発し、シュワン細胞で磁場による細胞配向制御を実現するなど、強磁場の積極的な医学応用においても成果を得ることができた。さらに、神経系に対する静磁場の影響を、ウシガエルの坐骨神経を用いて調べた。その結果、静磁場曝露により伝導速度の変化は認めなかったが、相対不応期における活動電位振幅に影響を認め、強磁場が神経膜イオンチャネルになんらかの影響を与えることが示唆された。パルス磁気刺激の医療応用に関しては、免疫効果を高め、ガン細胞の成長抑制に効果が見られた。本研究は、脳機能ダイナミックスの解明のため、脳神経の局所的磁気刺激による脳神経活動の制御、及び新しい手法による神経電流活動の電流分布イメージングや脳磁図・脳波計測により、高時間分解能、高空間分解を有する新しい脳機能ダイナミックスイメージング法を構築し、神経電磁気現象に関する様々な脳機能情報を解析して、脳機能の動的機構の解明に迫る脳機能研究法および脳機能診断技術の確立を目指すものである。本年度の研究目的は、脳神経を多点で効果的に磁気刺激出来るような磁気刺激装置の基本設計を行うとともに、脳機能ダイナミックスイメージングのイメージング部分の柱となる、MRIを用いた電流分布MRI、およびインピーダンスMRIの手法を開発することである。また、強磁場、およびパルス磁場の安全性に関しても検証していく。電流分布MRIは、1.5TのMRI装置を用いてヒトの感覚野や運動野のイメージングに成功している。現在、新しく導入した動物用4.7T MRIにより高時間分解能、高空間分解能の手法の開発に取り組んでいる。インピーダンスMRIは、高周波(RF,radio frequency)での磁気共鳴周波数でのインピーダンス断層像は鮮明に得られているが、低周波数のインピーダンス画像はまだ満足のいくものが得られていない。また、磁気刺激においては、頭皮上2点で連続磁気刺激可能な装置の開発に取り組んでいる。基本設計は終了し、試作を行っている。強磁場の生体影響に関しては、8Tの磁場の中で骨芽細胞に平行に配向し、さらに長期暴露することにより磁場方向に平行に石灰化が生じることがわかった。本研究は、脳機能ダイナミックスの解明のため、脳神経の局所的磁気刺激による脳神経活動の制御、及び新しい手法による神経電流活動の電流分布イメージングや脳磁図・脳波計測により、高時間分解能、高空間分解を有する新しい脳機能ダイナミックスイメージング法を構築することである。これにより神経電磁気現象に関する様々な脳機能情報を解析して、脳機能の動的機構の解明に迫る脳機能研究法および脳機能診断技術の確立を目指す。本年度の目的は、脳神経を多点で効果的に磁気刺激出来るような磁気刺激装置の開発を行うとともに、脳機能ダイナミックスイメージングの柱となる、MRIを用いた電流分布MRIの技術を確立することである。また、強磁場、およびパルス磁場の安全性、および生体への影響に関しても検証する。電流分布MRIに関しては、いくつかの手法を提案しているが、動物用4.7TMRIを用いて、ファントムによりこれら手法の有用性を確かめている段階である。これに関連して、MRI撮像中にサンプルに電流を流すことで、水分子の自己拡散係数が増加し、拡散強調画像のコントラストが高くなる現象を見出した。新しく、この手法を用いて生体内のインピーダンスの分布を求める方法を提案した。磁気刺激においては、頭皮上2点で連続磁気刺激可能な装置の開発を行い、脳波との同時測定を行った。その結果、磁気刺激によって生じる電流によりアルファ波が抑制されることがわかり、抑制は後頭部刺激に優位に現れることがわかった。また、パルス磁気刺激の影響が、脳神経細胞にどのような影響があるかを、ラット海馬を用いて調べた。その結果、MPTP投与における細胞死の抑制効果の可能性が示された。さらに、定常磁場の生体影響に関し、白血球細胞の増殖抑制効果、骨形成の促進効果、付着細胞の配向制御法の開発など、強磁場の積極的な医学応用においても成果を得ることができた。

本年度の目的は、磁気刺激と同時に脳波の計測が可能な脳波計測システムの開発を行うとともに、脳機能ダイナミックスイメージングの柱となる、MRIを用いた電流情報イメージングの技術を確立することである。また、強磁場、およびパルス磁場の安全性、および生体への影響に関しても検証する。磁気刺激においては、磁気刺激時の磁気ノイズを除去できる脳波計測システムを開発し、磁気刺激によって誘発される脳波の計測を行った。その結果、後頭部の小脳磁気刺激において、刺激強度依存性の特異的な反応が見られた。MRIを用いて、体内のインピーダンス分布を画像化する方法として、新しく拡散強調MRIを応用した方法を提案した。この手法を用いて、ファントム、ラット脳のインピーダンス分布を画像化することに成功した。パルス磁気刺激の影響が、脳神経細胞にどのような影響があるかを、ラット海馬を用いて調べた。その結果、MPTP投与における細胞死の抑制効果が示された。また、磁気刺激がラット海馬のフィールドEPSPに影響を与える調べた結果、磁気刺激の条件によって、fEPEPの増強効果や抑制効果が見られた。さらに、定常磁場の生体影響に関し、白血球細胞の増殖抑制効果、骨形成の促進効果、シュワン細胞の配向制御法の開発など、強磁場の積極的な医学応用においても成果を得ることができた。本研究は、脳神経の局所的磁気刺激による脳神経活動の制御、及び新しい手法による神経電流活動の電流分布イメージングや脳磁図・脳波計測により、高時間分解能、高空間分解を有する新しい脳機能ダイナミックスイメージング法を構築することである。本年度は、磁気刺激時の脳波計測を行い、磁気刺激による脳内信号伝播を調べること。脳磁図計測により、認知活動、記憶活動の脳活動を調べること。及び、MRIを用いた電気情報イメージングの技術を確立し、脳機能ダイナミックスイメージングの要素技術の確立を行った、また、同時に強磁場、およびパルス磁気刺激の安全性、および生体への影響に関しても検証を行った。脳神経磁気刺激においては、磁気刺激時の磁気ノイズを除去できる脳波計測システムを用いて、磁気刺激によって誘発される脳波の計測を行った。その結果、後頭部と前頭部における興奮の伝播が明らかとなった。脳磁図計測においては、認知反応における注意視野の違いによる脳内処理が、刺激後約200msに後側頭部で生じていることがわかった。MRIを用いて、体内のインピーダンス分布を画像化する方法として、新しく拡散強調MRIを応用した方法を提案し、ラット脳のインピーダンス分布を画像化することに成功した。パルス磁気刺激の影響が、脳神経細胞にどのような影響があるか、また、磁気刺激の治療効果の可能性を、ラット海馬を用いて調べた。ラット海馬における長期増強現象(LTP)に着目し,TMSがラット海馬に与える影響を検討した。ラット海馬のフィールドEPSPを調べた結果、fEPSPの増強効果や逆に抑制効果が見られ、刺激条件によって異なる結果となった。
新規リチウム-遷移金属系錯体での水素貯蔵機能

本研究では、新規リチウム-遷移金属系錯体水素化物Li(M-H)(ここでMは遷移金属)の合成を試みた。本研究の目的は、i)Li(M-H)の生成組成域を明らかにするとともに、ii)Mと水素化・脱水素化特性の相関を調べ、錯体水素化物の安定性に及ぼすMの効果を明らかにすることである。得られた成果は以下の通りである。1)前年度の結果より遷移金属MはLiの代わりに陽イオンになることが明らかとなった。そこで今年度は陽イオンとして遷移金属MとLiを含む陽イオン置換系錯体水素化物の合成を進めた。その結果、M=Zr、Hfでは(M-Li)B-H系錯体水素化物が合成できるが、その他の遷移金属では合成できないことが分かった。この合成可能範囲はMとLiの電気陰性度χ_pの差およびMの価数により整理できる。つまりMとLiの電気陰性度掬の差が比較的近く(Liのχ_pが1.0に対してMのχ_p<1.4)、Mの価数が大きい場合に置換試料が合成できることが明らかとなった。2)1)で合成された(M-Li)B-H系錯体水素化物の脱水素化温度は、(M-Li)の平均電気陰性に依存する。つまり平均電気陰性度が大きくなると、(M-Li)とB-H錯イオン間のイオン結合が弱まるため脱水素化温度が低温化することが明らかとなった。これは置換していないM-B-H系錯体でみられた傾向と同じである。Mの電気陰性度は元素によって不変であるが、(M-Li)とすれば平均電気陰性度が調整できるので、脱水素化温度を任意に制御できることが明らかとなった。3)リチウム-遷移金属-水素化物の合成は困難であるが、カルシウム-遷移金属-水素化物は合成でき、水素量によって水素の状態は固溶イオン結合錯イオン(共有結合)へと多様に変化することがわかった。この系は、固溶型水素化物と錯体水素化物の結合性を系統的に調べる上で非常に重要な系になるであろう。新規リチウムM遷移金属系錯体水素化物の生成組成域および安定性を明らかにした本研究の結果は、軽量水素貯蔵材料の今後の研究開発に有用な情報を与えると考えられる。本研究では、材料密度の増加を目指して、新規リチウム-遷移金属系錯体水素化物Li(M-H)(ここでMは遷移金属)の合成を試みた。1)生成組成域を明らかにする目的で、ミリングによってリチウム-遷移金属系錯体水素化物Li(M-H)(ここでM遷移金属はScCu,Pd)の合成を試みた。その結果、M=Pdにおいて、新規水素化物相が確認された。一方、遷移金属B-H系錯体水素化物の合成が確認され、B-H錯体水素化物においては、遷移金属は陽イオンとして安定化することがわかった。2)1)のLi-Pd水素化物では低温領域から脱水素化が進行することが確認された。これは遷移金属-水素間の結合が弱いことに起因していると考えられる。一方、遷移金属B-H系では遷移金属の電気陰性度が大きくなると、遷移金属とB-H間のイオン結合性が弱まるため、脱水素化温度が低温になることが明らかとなった。3)Mの効果を明らかにする目的で、Li-(BN-H)系、Li-(AlN-H)系錯体水素化物の合成を試みた。Li-(BN-H)系では一種類の陽イオン(ここではLi^+)に対してB-H、N-Hの2種類の錯イオンが混在する特異な構造が確認されたとともに、それに起因した低温から脱水素化反応が確認された。その他、リチウム-遷移金属-水素化物の合成は困難であるが、カルシウム-遷移金属-水素化物ではペロブスカイト構造を有した水素化物が合成できることなども明らかとなった。

つまり平均電気陰性度が大きくなると、(M-Li)とB-H錯イオン間のイオン結合が弱まるため脱水素化温度が低温化することが明らかとなった。これは置換していないM-B-H系錯体でみられた傾向と同じである。Mの電気陰性度は元素によって不変であるが、(M-Li)とすれば平均電気陰性度が調整できるので、脱水素化温度を任意に制御できることが明らかとなった。3)リチウム-遷移金属-水素化物の合成は困難であるが、カルシウム-遷移金属-水素化物は合成でき、水素量によって水素の状態は固溶イオン結合錯イオン(共有結合)へと多様に変化することがわかった。この系は、固溶型水素化物と錯体水素化物の結合性を系統的に調べる上で非常に重要な系になるであろう。新規リチウムM遷移金属系錯体水素化物の生成組成域および安定性を明らかにした本研究の結果は、軽量水素貯蔵材料の今後の研究開発に有用な情報を与えると考えられる。
視覚性注意機構に対する前頭葉の関与の検証

視覚性注意における前頭葉の影響を検証するためにreaction time taskを作成し左右前頭葉損傷群それぞれ7例ずつ、および正常対照18例に適用した。taskは次のごとくである。14インチコンピュータ画面上に中心固視点と、等間隔に配列された左右3本ずつ計6本の垂直なcolumnを提示し(初期画面)、200ms、500ms、800ms、1300msの間隔をおいた後それぞれのcolumnのいずれかの部位に欠損刺激を発生させ(刺激画面)、これを繰り返す。初期画面から刺激画面までの間隔と刺激出現部位はいずれも不規則である。被検者は狙撃認識後出来るだけ早くボタンを押すことによってこれに反応するよう指示され刺激出現から反応までの時間は反応時間として各columnごとに記録される。反応には前頭葉損傷群では損傷と同側示指を用い、また正常対照群では右手反応群、左手反応群を設定した。中心固視点より左の3本のcolumnを左空間、右3本を右空間とし左右空間での反応時間の比較を行い、さらに各columnにおける反応時間の比較を行った。このとき各部位での反応時間の平均値を算出した上で分散分析による比較を行った。この結果正常対照群および右前頭葉損傷群においては左右空間および各columnにおける反応時間に有意差はみられなかったが、左前頭葉損傷群においては反対側すなわち右空間の視覚刺激に対する反応の遅延が検出された。従来視覚性注意について右大脳半球、特に後半部の関与が注目されていたが今回の実験の結果により左半球前半部にもその機能分布が存在する可能性が考えられた。今後は前頭葉損傷について弓隆部、内側面、底部等に細分化した上での検討が必要と思われる。
光強度の時間変動を利用した植物の抗酸化能の増強

本研究では、植物葉の抗酸化能の強化を目的とした光環境制御技術におけるブレイクスルーをめざし、レタスのベビーリーフ栽培をモデルに、光強度の時間変動と生育および抗酸化能(ORAC)との関係を調査した。その結果、補光により与えた適度な光強度変動がベビーリーフの生育を促進する可能性が示されたが、抗酸化能に関しては、光強度変動との明確な関係は認められなかった。さらに、1日の積算光量を一定とした場合は、比較的弱い光を長時間照射すると、生育は向上するものの、抗酸化能は低下する可能性が示唆された。以上、光強度の変動はレタスベビーリーフの生育や抗酸化能に影響を与える可能性が示唆された。本研究では、作物の高付加価値化の観点から、植物葉の抗酸化能の強化を目的とした光環境制御技術における新たなブレイクスルーをめざし、光強度の時間変動と抗酸化能の関係を調べることを目的としている。本年度は、1)モデル植物の決定と抗酸化能評価法の確立、2)光環境が抗酸化能に与える影響に関する文献調査とデータベース作成、3)光強度の変動を評価する指標の導出、4)光強度に変動を与える制御方法の検討に取り組んだ。1)に関しては、当初、蛍光観察可能なCCDカメラと蛍光プローブを用いた抗酸化能評価法の利用を検討したが、汎用性や安定性を考慮し、測定手法が確立しているORAC法による抗酸化能評価を利用した実験系を構築することとした。蛍光マイクロプレートリーダーを購入し、測定プロトコルの確認と標準的なサンプルによる測定を試行した。モデル植物としては、人工光型植物工場で栽培されるベビーリーフを選定し、光合成の特性を調べるために、光光合成曲線をクロロフィル蛍光から推定する手法の検討も行った。2)に関しては、光環境が葉内抗酸化成分に与える影響について調査している研究事例を収集し、それらを入力したリレーショナルデータベースを作成し、既存のデータをもとに光環境の影響を解析した。3)および4)に関しては、まず、光強度の時間変動を、「変動強度(光強度変化速度)」と「光強度が一定の時間」の2つのパラメータで表現し評価する方法を考案した。さらに、光強度の時間変動の影響を調べるための単純な系として、明期に光強度が瞬間的に変化する(明期の光強度が途中で変えられる)装置(光照射パターンがプログラム可能な環境制御チャンバ(既存)およびタイマで複数の光源を別々に点灯できる光照射装置(自作))を利用することとした。本研究では、作物の高付加価値化の観点から、植物葉の抗酸化能の強化を目的とした光環境制御技術における新たなブレイクスルーをめざし、光強度の時間変動と抗酸化能の関係を調べることを目的とした。本年度は、レタスのベビーリーフ栽培をモデルとして、1)光強度変動を与える栽培試験方法の確立、2)光強度変動が植物の生育と抗酸化能に与える影響の調査、3)1日の積算光量を一定にし、明期時間を変えた際の生育と抗酸化能の調査を行った。1)については、側面に蛍光灯を配したインキュベータ内で、栽培面上方に棒状のLEDランプを設置し、蛍光灯は常時点灯下で、LEDランプの点灯をタイマで制御することで、光強度の変動を与える試験栽培方法を構築した。2)に関しては、前述の栽培方法を使い、光変動条件(補光条件)がレタスの生育と抗酸化能に与える影響を調査した。ベビーリーフの抗酸化能は、ORAC法を用いて、蛍光マイクロプレートリーダーにより、水溶性ORAC値として評価した。また、光強度変動の程度を定量化するために、光強度の変動係数や変化速度を算出し、生育やORAC値との関係を調査した。その結果、適度な光強度変動は、ベビーリーフの生育を促進する可能性が示されたが、抗酸化能に関しては、光強度変動区で高くなる場合があったものの、ばらつきが大きく、光強度変動の明確な影響は認められなかった。3)については、1日の積算光量を一定として、24時間一定強度の光照射を行う場合と、16時間、比較的強い光を照射した場合の、ベビーリーフの生育とORAC値を調査した結果、弱光24時間照射の方が、生育は向上したものの、抗酸化能は低下する結果が得られた。以上の結果より、光強度の変動はベビーリーフレタスの生育や抗酸化能に影響を与える可能性が示唆された。更なる詳細な実験を通じ、光強度の変動を積極的に与える光環境制御法の実現が期待される。まだ、光強度の変動評価指標と抗酸化能の関連性を調査する実験を開始できていない。抗酸化能の評価法に関して、購入可能機器などの兼ね合いから、当初は、CCDカメラを利用した方法を検討したが、定量性や汎用性が低いことが判り、ORAC法を利用することに変更した。

その結果、ORAC測定機器であるマイクロプレートリーダーの導入が遅れために、まだ、対象植物に対するORAC測定プロトコルを確立するに至っていない。しかしながら、当初は予定していなかった光環境と抗酸化成分との関係に関するデータベースのプロトタイプが作成できており、過去の研究事例が有効活用できる状態となっている。農業生産環境工学モデル植物に対するORAC測定法が確立した後、早急に、光強度の変動評価指標と抗酸化能の関連性を調査する実験を行う。モデル植物であるベビーリーフは栽培期間が短いため、繰り返し実験を行うことが可能である。得られた結果に加え、過去の研究事例も参考に、光強度の変動パターンを変え、実験を繰り返していく予定である。抗酸化能の評価法に関して検討した結果、当初の予定を変更し、ORAC法を採用することとしたため、必須の測定機器である蛍光マイクロプレートリーダーの購入が遅れ、対象植物に対するORAC測定が十分には行えていない。繰り越し分は対象植物のORAC測定法の確立のための実験に使用する。
ウイルス性脳炎における組織破壊誘導シグナル分子の研究

HIVによるエイズ脳症およびHSVによるヘルペス脳炎の分子メカニズム、特にそのシグナル分子群の解明を行うために、組織学的に神経組織が再構築できるラット脳海馬スライス培養系を確立し、この培養系を用いてこれらのウイルスによる組織破壊過程の動態把握実験を行った。このスライス培養にHSV-1を感染させると急速なウイルス増殖と組織破壊がみられたが、ある未分化細胞群に、おそらく神経幹細胞と考えられるが、ウイルスは感染し、細胞内に定着、そして持続的にウイルスを産生することが判明した。この事実は、神経幹細胞は脳内においてウイルス持続感染細胞として中心的な役割を担うことが示唆された。一方、これまで脳内におけるHIV-1の標的細胞としてマクロファージが注目されてきたが、それはHIV-1に感染したマクロファージが脳内に侵入し、神経細胞に対して障害性因子を遊離すると考えられてきたからである。そこで、このスライス培養系にHIV-1に感染したマクロファージを共存させたところ、もちろんラット脳スライス内の細胞はHIV-1に感染しないが、特に神経細胞、さらに、未分化神経細胞に対してその細胞障害活性が見出された。この事実は、神経障害因子とともに神経細胞分化阻害因子がマクロファージから遊離されている可能性が考えられた。そこで、このHSV-1、ならびに、HIV-1感染スライス培養内における細胞性遺伝子発現の変化を把握するために、マイクロアレイ法を用いて、いくつかの神経細胞障害に関わる遺伝子の発現が大きく変化していること、さらに、この遺伝子発現の変化をRNA-PCR法により確認した。これらの結果は脳内の宿主因子がウイルス脳炎の成立過程に関わり、増悪因子あるいは防御因子として働いて可能性を示唆する。本年度は主に、HIVによるHIV脳症およびHSVによる単純ヘルペス脳炎の基盤となる研究を行った。1)これまで研究代表者が中心となって開発してきたエイズ脳症モデルマウスの行動学的解析を行った。このマウスは、ヒトマクロファージを移植したSCID-huマウスにHIVを感染させ、LPS処理を行ったものである。T迷路を用いた行動解析(CAT-maze)を行った結果、正常のマウスに比して記憶能の異常がある可能性が考えられた。2)新規エイズ脳症モデルマウスの開発のために、これまでのヒト末梢血ではなく、ヒト血液幹細胞移植をSCIDマウスに試みた。このマウスにHIVを接種すると感染が成立し、新規エイズ脳症マウスの基盤となるモデルを確立することができた。このモデルの特徴は潜伏感染細胞が生体内に存在していることである。3)我々が近年確立してきたラット脳スライス培養系を用いた感染実験を行った。この培養系にHIVに感染したマクロファージを共培養すると、神経細胞を中心とした障害が起こり、新規の感染培養系モデルが確立された。4)単純ヘルペス脳炎モデルラットを作製し、解析した。方法は感染性の単純ヘルペスウイルス1型を脳内注射および鼻腔接種した。その結果いずれの場合でも組織破壊を伴う脳炎症状を呈し、死亡した。その脳組織を解析すると従来報告されてきた神経細胞以外にも様々な細胞に感染破壊が起こっていることが判明した。5)前記の脳スライス培養系およびラット脳初代培養系に感染性単純ヘルペスウイルス1型を感染させ、経時的な感染伝播および組織破壊を観察した。その結果、これまで報告されている神経細胞のみならず、様々な細胞に感染し、組織破壊を引き起こしていた。ウイルス感染による脳組織構築に対する影響を把握できる実験系である海馬スライス培養系を使って、HIV感染細胞が産生するシグナル分子による神経組織障害過程が解析できるか検討した。その結果、培養開始時からウイルス感染マクロファージとの共培養を行うとスライス培養開始後に見られるCA1とCA3領域の層構造形成、ならびに、歯状回と周辺グリア層形成などの神経系組織の再構築反応が明らかに阻害されることが判明した。

次に、培養後2週目に神経細胞層と周辺のグリア層の再構築が完了し、その維持が可能になっている海馬スライス培養にウイルス感染マクロファージとの共培養を行うと、スライス内の神経細胞全般に脱落が見出されるとともに、特にCA3領域から歯状回の神経細胞層に際立った脱落が観察された。一方、神経細胞の脱落とは対照的にアストロサイトならびにマイクログリア細胞の形態変化からこれらの細胞の活性化が推測された。その後の詳細な神経組織の形態学的変化の解析から、神経細胞のアポトーシス、軸索領域の脱落が観察された。さらに、この海馬スライス上に神経幹ならびに未分化細胞を維持するNeurosphere培養細胞をのせると、神経ならびにグリア細胞への分化過程が再現できるが、HIV感染マクロファージの存在下では、神経細胞への分化が特異的に抑制されることが判明した。これらの事実は、HIV脳症組織内に多く見られるHIV感染マクロファージ細胞は神経組織に対する障害ならびに分化抑制シグナル因子を遊離していることがわかった。
特発性肺線維症合併肺癌における遺伝子解析

本研究では特発性肺線維症(IPF)合併肺癌の臨床手術検体を用いて、Infiniumビーズアレイ、エクソンシークエンスを用いた網羅的遺伝子解析を行い、得られた遺伝子プロファイルを元に遺伝子学的特徴や発癌機構、ピルフェニドンの効果を検証する事を目的としている。前年度では異常メチル化解析を行い、肺扁平上皮癌は大きく2つのepigenotype(高メチル化群、低メチル化群)に分類され、IPF合併扁平上皮癌では低メチル化傾向を示すタイプの腫瘍が多い事が分かった。H30年度の成果:前年度抽出したメチル化遺伝子に加え、新たなメチル化遺伝子を加え、パイロシークエンス法による検証を行いepigenotypeを再分類した。臨床情報を用いて多変量解析による予後解析を行ったところ、低メチル化が独立した予後因子である事がわかり、IPF合併扁平上皮癌は分子生物学的にも予後不良であるタイプの癌が多く含まれる可能性が示唆された。網羅的解析の症例数を追加し、IPF合併肺癌20例、IPF非合併肺癌20例に対して、FFPEの検体を用いてInfiniumビーズアレイによる異常メチル化検証を行ったところ、凍結検体のみの解析と同様にIPF合併扁平上皮癌では低メチル化傾向を示すタイプの腫瘍が多い事が分かった。さらにTCGAのデータ(390例)を用いた解析でも、低メチル化はIPF合併例と相関し、予後不良である事が分かった。メチル化遺伝子とピルフェニドン投与例に有意な相関は認められなかった。RNAシークエンスを予定していたが、抽出したRNAの品質が確保できず、施行できなかった。リアルタイムPCR法による遺伝子発現の検証を行ったが、同様に品質の問題で有意な結果は得られなかった。エクソンシークエンスに関してはDNA量の不足や品質不良により、検体調整に時間を要したが、現在シークエンスの作業を行えている。最終年度ではエクソンシークエンスによる遺伝子変異解析を行う。また免疫染色やFISH等を用いた形態学的評価も行い、さらに抽出された遺伝子に関しては機能解析も行う。ピルフェニドンの効果に関しても遺伝子学的な側面から合わせて検証する。臨床検体のRNAの品質不良のため、主に異常メチル化解析、遺伝子変異解析からIPF合併肺癌に対する遺伝子異常の解明に向けて取り組む予定である。本研究ではIPF合併肺癌の臨床手術検体を用いて、DNAメチル化、エクソンシークエンスを用いた網羅的遺伝子解析を行い、得られた遺伝子プロファイルを元に遺伝子学的特徴や発癌機構、ピルフェニドンの効果を検証する事を目的としている。H29年度の成果:A.外科切除検体からのRNA, DNA抽出H29年度では当院で手術を施行した原発性肺扁平上皮癌にしぼって症例を選択し、IPF合併肺癌34例、IPF非合併肺癌43例に対して、腫瘍検体からRNA、DNAを抽出した。またそれぞれ10例づつ、背景肺に対しても核酸抽出を行った。コントロールとしては、2例の正常の背景肺を使用した。腫瘍検体は腫瘍含有率が高いものを千葉大学大学院分子腫瘍学教室の病理医によりスライド上で確認の上、使用した。腫瘍検体、および非癌部肺組織検体から抽出したDNAに対してイルミナ社のビーズアレイInfiniumを用いてDNAメチル化に関する網羅的解析を行い、IPF合併肺癌、またIPFの背景肺組織における特徴的なDNAメチル化プロファイルを作成した。また抽出された代表的な遺伝子に対してはパイロシークエンス法による検証を行ったところ、肺扁平上皮癌は大きく2つのepigenotype(高メチル化群、低メチル化群)に分類され、IPF合併扁平上皮癌では低メチル化傾向を示すタイプの腫瘍が多い事が分かった。予定通り、臨床検体の核酸抽出が終わり、網羅的解析としてDNAメチル化解析、またパイロリーケンスによる検証を完了した。

エクソンシークエンスに関してはDNA量の不足や品質不良により、検体調整に時間を要したが、現在シークエンスの作業を行えている。次年度ではRNAシークエンス、エクソンシークエンスを行い、遺伝子発現、遺伝子変異に関する検証を行う。最終年度では免疫染色やFISHを用いた形態学的評価も行い、さらに抽出された遺伝子に関しては機能解析も行う。ピルフェニドンの効果に関しても遺伝子学的な側面から合わせて検証する。最終年度ではエクソンシークエンスによる遺伝子変異解析を行う。また免疫染色やFISH等を用いた形態学的評価も行い、さらに抽出された遺伝子に関しては機能解析も行う。臨床検体のRNAの品質不良のため、主に異常メチル化解析、遺伝子変異解析からIPF合併肺癌に対する遺伝子異常の解明に向けて取り組む予定である。実際に解析対象となる検体が保存検体の核酸の品質の問題から77例となり、当初の見込みの100例から少なくなった。また、研究代表者が平成28年度末に現在の施設に移り、研究環境整備と開始に時間がかかったのも一因である。次年度以降にも症例数を追加する予定で、それの核酸抽出、遺伝子解析の費用として使用する予定である。初年度に研究代表者の異動があり、環境を整えて研究を開始するまでに遅滞が生じたことが当初の予算案からのずれとなり、繰越金が生じる結果となった。現在研究は順調に進行中であり、最終年度までに予定通りの予算が消費される見通しである。
有機ケイ素化合物を用いる高選択的合成反応の開拓

人間の生活に役立つ物質の数多くは有機合成にたよっている。また自然科学諸分野の発展とともに合成が要求される化合物も多い。しかもそれらの構造はますます複雑なものとなってきている。これらの要求に答えるには、官能基選択性の点でも位置選択性の点でもさらには立体選択性においてもすぐれた合成反応の開発が重要な課題となっている。本研究では有機ケイ素化合物の特性を活かした新規高選択的反応の開発を目的とする。本年度は3つの反応について検討し次のような成果を得た。1.Ph【Me_2】SiLiと【Et_2】Znや【Et_3】Alから調製される反応剤が種々の遷移金属触媒共存下にアセチレン結合に対して位置および立体選択的に付加し、加水分解によりビニルシラン体を与えることを見いだした。反応の大きな特徴として(1)ジアルキル亜鉛のアルキル基の種類によって付加の位置選択性が大きく変化すること,(2)ジ置換のアセチレン化合物に対しても容易に反応するという2点を挙げることができる。2.Ph【Me_2】SiMgMeとMn【Cl_2】から調製される反応剤がアルケニルハライド,ビニルスルフィド,あるいはケントのエノールリン酸エステルと容易に反応してビニルシラン体を収率よく与えることを見いだした。またこの反応剤は1,3-ジエンに対してもシリルマンガン化を起こす。途中に生成するアリルマンガン活性種を種々の求電子剤と反応させると官能基をもったビニルシラン体を与えることも明らかとなった。3.【Et_3】BとPh【Me_2】SiLiを等モル混合すると、ホウ素のアート錯体が生成する。このことは【^(11)B】のNMRから明らかである。すなわち68.5ppm(【Et_3】B)のピークがPh【Me_2】SiLiを加えると-36.8ppmへ大きく高磁場シフトする。このアート錯体にCuCN触媒共存下にノードデシンを加えるとビニルシラン体が得られる。しかし収率は高々50%であった。これに対し反応を過剰のMeOH共存下に行うと反応は瞬時に完結しビニルシラン体が定量的に得られることが明らかとなった。