hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フォトニック結晶による放射光発生と粒子加速

この結晶の表面にほとんど接するように,表面に平行に電子ビームを走らせ,放出する放射光(いわゆるスミス・パーセル放射光)の観測を試みた.ビーム源は早稲田大学理工学総合研究所のフォトカソードRF電子銃で,エネルギー3.9MeV,バンチあたりの電荷は1.4nC,バンチ長は10psであった.バンチ断面は扁平で5mmx1mmであった.ほぼ結晶表面に垂直方向に放出する光の強度を,偏光方向,波長および放出角の関数として測定した.そのために光を凸レンズで平行光線として角度を水平方向の位置に変換し,特定の位置における光を分光し,光電子増倍管で検出した.加速器室内で分光器の位置と波長を掃引し,データを取り込むために,ラボビューのソフトウェア・ハードウェアと信号伝送系を整備した.電子ビーム強度も測定し,光強度との相関をソフトウェアで排除した.実験結果からブリリアン図上の光強度分布を求めた.このブリリアン図にフォトニック結晶のバンド図と電子ビームの分散図を重ねて描くと,バンド図とビーム図の交点で光強度が大きくなることが期待される.現在はデータ処理を行っている段階である.フォトニック結晶は,これと相互作用させる電磁波の波長程度の格子定数を持つ人工結晶である.電磁波としてレーザーを用いる場合,格子定数は1μm以下になる.この,フォトニック結晶と電子ビームとが関連するふたつの実験を行った.第一の実験はフォトニック結晶からの放射光発生である.回折格子表面に平行に電子ビームを走らせたときに,格子面と垂直方向に発生する放射光はスミスパーセル光として知られている.回折格子の代わりに2次元フォトニック結晶をもちいると,電子ビームの分散とブリリアン図との交点に対応する(ω,k)を持つ光の観測が期待される.阪大産研のエネルギー35MeVバンチ電荷1nCバンチ長5psのレーザーフォトカソードrf電子銃ライナックと,広大製Siフォトニック結晶による実験では,予期されない(ω,k)成分を持つ放射光が豊富に観測された.スミスパーセル光を観測するためには電子ビームを格子定数以内の距離(すなわち1μm以下)で結晶表面に平行に走行させる必要がある.しかしビーム自体のサイズが数mmであったため,この条件を満たすことは不可能であった.このため,スミスパーセル効果以外の機構で発生した光が雑音として観測されたものと思われる.第二はフォトニック結晶ファイバによる電子加速である.レーザー加速の問題点のひとつは,レーザーの焦点付近でしか大きな加速勾配が得られないことである.小径で長距離レーザーを伝播させる技術が必要である.通常の光ファイバは周囲より誘電率の大きいコアに光を閉じ込める.この構造ではビームを走行させる空間がない.しかしフォトニック結晶のバンドギャップに対応する光(ω,k)は結晶内部に入り込めないという性質を利用すれば,コアを空間としてそこにレーザーを閉じ込めることが出来る.このときレーザーは誘電体との相互作用により縦電場を作るので,この電場で電子ビームを加速することを試みた.ファイバはCrystal Fibre社800nm仕様の,直径6μmのコアを三角格子をなす1μmの孔がとりまいた形状のものを使用した.12mm長のファイバのレーザー透過率は8%強で,ここにパワー700GW,パルス幅50fs,直径30μmのレーザーを入射したところ,450keVまでの電子を観測した.またこれとは別に再現性は悪いが2MeV程度の電子群も観測された.
ヒト化マウスにおける樹状細胞を介したHIV感染伝播動態のin vivo解析

本研究はHIV-1感染伝播における樹状細胞の役割についてヒト化マウスモデルで明らかにすることを目的とした。ヒト化マウスは樹状細胞等の骨髄系細胞の分化が乏しいため、まず、ヒト由来サイトカインであるGM-CSFおよびFlt3-Lの導入による樹状細胞の分化誘導について検討したところ、骨髄系樹状細胞亜集団であるBDCA-1+ MDC1およびBDCA-3+ MDC2の顕著な分化誘導が可能となった。そして、これらヒト化マウスにHIV-1を感染させた結果、感染前の単球数と感染後1週目の血中ウイルス量が有意に相関した。つまり、HIV-1初期感染において樹状細胞がその伝播効率に関与することが推察された。本研究はHIV-1感染伝播における樹状細胞の役割についてヒト化マウスモデルで明らかにすることを目的とする。これまで我々は重度免疫不全NOD/SCID/Jak3 nullマウスにヒト臍帯血由来造血幹細胞を移植することによりヒト化マウスを作出するシステムを構築してきた。H26年度はこのように作出したヒト化マウスにヒト由来サイトカインであるGM-CSFおよびFlt3Lの発現プラスミドをin vivo transfection法により導入し、樹状細胞を含めた骨髄系細胞の分化向上について検討した。まず、血中のサイトカインについて解析した結果、GM-CSFおよびFlt3Lはプラスミド非導入群では検出されないものの、プラスミド導入群では導入後3日目で両サイトカインともに検出された。続いて、プラスミド導入後10日目の脾臓および骨髄におけるヒト骨髄系細胞の頻度について解析し、プラスミド非導入群と比較したところ、脾臓・骨髄ともにCD11c(low) CD123-およびCD11c+ CD123-細胞(マクロファージまたは古典的樹状細胞)の増加が認められた。なお、CD123+細胞(形質細胞様樹状細胞)の頻度はプラスミド導入群とプラスミド非導入群間で有意な差は認められなかった。また、プラスミド導入群ではプラスミド非導入群よりも骨髄系細胞におけるHLA-DRの発現頻度ならびに発現強度が高かった。以上の結果から、ヒト化マウスへのin vivo transfection法によるヒト由来サイトカイン(GM-CSFおよびFlt3L)導入は、骨髄系細胞の分化ならびに成熟化の促進に有用であることが示唆された。これまで我々は、重度免疫不全NOD/SCID/Jak3 nullマウスにヒト臍帯血由来造血幹細胞を移植することによりヒト化マウスを作出するシステムを構築しており、H26年度はこのように作出したヒト化マウスにヒト由来サイトカインであるGM-CSFおよびFlt3Lの発現プラスミドをin vivo transfection法により導入することで、樹状細胞を含めた骨髄系細胞の分化を向上させることが可能となった。そこでH27年度は、サイトカイン導入および非導入ヒト化マウスにHIV-1を接種し、in vivoにおけるHIV-1感染伝播の解析を行った。その結果、サイトカイン導入ヒト化マウスではウイルス接種後1週目の血中ウイルス量が非導入マウスと比較して高いレベルを示した。2週目以降の血中ウイルス量はサイトカイン導入・非導入マウスともに同レベルとなった。また、ウイルス接種前の末梢血CD14陽性単球の絶対数とウイルス接種後1週目の血中ウイルス量との間に正の相関が認められた。末梢血CD14陽性単球の頻度・絶対数は脾臓や骨髄におけるマクロファージや古典的樹状細胞の頻度と関連することから、in vivoにおけるHIV-1感染初期のウイルス体内伝播に樹状細胞を含めた骨髄系細胞が関与することが推察された。ヒト臍帯血の入手が予定よりも非常に少なく、予定していた数のヒト化マウスを構築できなかった。しかしながら、HIV-1感染初期のウイルス体内伝播に対する樹状細胞を含めた骨髄系細胞の関与について有益な知見が得られた。これまで我々は、重度免疫不全NOD/SCID/Jak3 nullマウスにヒト臍帯血由来造血幹細胞を移植することによりヒト化マウスを作出するシステムを構築しており、H27年度までの成果として、このように作出したヒト化マウスにヒト由来サイトカインであるGM-CSFおよびFlt3-Lの発現プラスミドをin vivo transfection法により導入することで、樹状細胞を含めた骨髄系細胞の分化を向上させることが可能となった。そして、このようなヒト化マウスにHIV-1を感染させた結果、ウイルス接種前の末梢血CD14+単球数とウイルス接種後1週目の血中ウイルス量との間に正の相関が認められた。そこでH28年度は、各樹状細胞亜集団ならびにT細胞亜集団の性状に及ぼすサイトカイン導入の影響について解析を行った。プラスミド導入後10日の脾臓について解析した結果、全ての樹状細胞亜集団(BDCA-1+ MDC1、BDCA-3+ MDC2、CD123+ pDC)におけるCD40, CD80, CD86, CXCR4の発現上昇ならびにCCR5の発現低下が認められ、サイトカイン導入により成熟が進行することが示された。

また、T細胞亜集団についてはCD4+ T細胞およびCD8+ T細胞ともにセントラルメモリー型のフェノタイプを示す細胞集団の頻度上昇が認められ、特にCD4+ T細胞についてはFoxp3+細胞集団の顕著な分化誘導が認められた。以上の結果は、ヒト化マウスをHIV-1感染モデルとして適用させる際の重要な基礎知見である。本研究はHIV-1感染伝播における樹状細胞の役割についてヒト化マウスモデルで明らかにすることを目的とした。ヒト化マウスは樹状細胞等の骨髄系細胞の分化が乏しいため、まず、ヒト由来サイトカインであるGM-CSFおよびFlt3-Lの導入による樹状細胞の分化誘導について検討したところ、骨髄系樹状細胞亜集団であるBDCA-1+ MDC1およびBDCA-3+ MDC2の顕著な分化誘導が可能となった。そして、これらヒト化マウスにHIV-1を感染させた結果、感染前の単球数と感染後1週目の血中ウイルス量が有意に相関した。つまり、HIV-1初期感染において樹状細胞がその伝播効率に関与することが推察された。ヒト臍帯血の入手が予定よりも非常に少なく、予定していた数のヒト化マウスを構築できなかった。しかしながら、サイトカイン発現プラスミドのin vivo transfectionによる骨髄系細胞の分化・誘導については有益な知見が得られた。1骨髄系細胞あるいは樹状細胞を除去したヒト化マウスにおけるHIV-1感染伝播動態を解析する。2HIV-1感染初期の骨髄系細胞をマクロファージ/単球、古典的樹状細胞、形質細胞様樹状細胞に分画し、それぞれの細胞集団におけるHIV-1 RNA/DNAコピー数の定量的解析を行う。3まずin vitroにおいて、ヒト化マウス構築に用いた臍帯血由来単球から樹状細胞を分化させ、逆転写酵素阻害剤で処理した後にHIV-1を感染させる。それを同一ドナーの造血幹細胞を移植して構築したヒト化マウスに養子移入し、in vivoでのHIV-1感染伝播動態を解析する。感染免疫学H27年度は以下の実験を予定している。1骨髄系細胞の分化誘導を向上させたヒト化マウス、および未処置のヒト化マウスに対してHIV-1を感染させ、骨髄系細胞の分化レベルと血中ウイルス量の動態の関連について詳細に解析する。2あらかじめ逆転写酵素阻害剤で処理した樹状細胞にin vitroでHIV-1を感染させ、それをナイーブのヒト化マウスに養子移入する。当初予定の実験を全て行うには至らず、研究費の支出も予定より下回った。また一部の研究費については年度末納品等にかかる支払いが平成28年4月1日以降となったため、当該支出分については次年度の実支出額に計上予定。ヒト化マウス構築に必要な臍帯血の供給量が予定を大幅に下回ったため、当初予定の実験を全て行うには至らなかった。それに伴い、研究費の支出も予定より下回った。未使用分(48万円)の一部(年度末納品等にかかる支払いが平成28年4月1日以降のもの)の対応は上記の通りであるが、その他未使用分については、平成27年度に予定していた一部の実験計画について現在も進行中であり、その遂行のために充てる。さらに、平成28年度は120万円の研究費を請求する。
脂質代謝酵素ファミリーが織りなす生命現象と疾病：細胞応答から個体レベルの解析

両親媒性の性質を持つリン脂質は、脂質二重層を形成し、外界から隔離された「細胞」という微小空間を成立させる。脂質二重層を構成するリン脂質は、グリセロ脂質であるジアシルグリセロール(DG)のリン酸化を起点として合成されるが、このDGはエネルギー代謝や情報伝達系とも密接に関与する。我々はこれまで、DGのリン酸化酵素DGキナーゼ(DGK)の遺伝子クローニングと形態学的解析に従事し、DGKファミリーの分子発現局在の多様性を解明してきた。本研究では、各アイソザイムの機能解析を発展させ、DGKという脂質代謝酵素ファミリーから観た生命現象について細胞応答から個体レベルの解析を行うことにより、1)ストレス応答、2)炎症応答、3)生活習慣病、4)高次脳機能の病態解明に向けた研究基盤を確立することを目的とする。本年度は、DGKの遺伝子欠損(KO)マウスを解析する過程においてε型DGK-KOマウスを高脂肪食で40日間給餌すると、野生型に比して白色脂肪の沈着が増加することを見出したので、そのメカニズムを解析した。組織学的解析の結果、DGKε-KOマウスの精巣上体周囲白色脂肪細胞は、野生型の約1.5倍の大きさであった。ウェスタンブロット解析を行った結果、DGKε-KOマウスの白色脂肪細胞では、脂肪分解酵素であるATGL(Adipose TG lipase)およびHSL(Hormone Sensitive Lipase)のタンパク発現が低下していた。これらの酵素はそれぞれ、TGをDGに、DGをMG(モノグリセリド)に分解する酵素であることから、DGKεの欠損は、高脂肪食飼育環境下において脂質分解系全般の機能低下を引き起こすことが示唆された。本研究では、DGKファミリーの機能解析について、細胞応答から個体レベルの解析を行うことにより、1)ストレス応答、2)炎症応答、3)生活習慣病、4)高次脳機能の病態解明に向けた研究基盤を確立することを目的とする。本年度は、生活習慣病モデルとして用いられる高脂肪食40日間給餌の実験系を確立しε型DGK-KOマウスの解析を行い、個体レベルにおいて表現型を明らかにした。また、ウエスタンブロットにより、その原因と考えられる分子を同定することができたので、概ね順調に進んでいると思われる。この後はさらに研究を進め、高脂肪食給餌DGKε-KOマウスにおける脂肪分解酵素の発現低下がどのようなメカニズムで生じるのかを追求したい。また、他のDGKアイソザイムでは、同様の実験系でどのようは表現型を示すのかを検討したいと考えている。
連続フロー法核磁気共鳴装置の開発と分子ダイナミックスへの利用

液体クロマトグラフィと組み合わせて、簡単なフロー法を開発した。また、パーソナルコンピュータにNMRデータを構築することにより、新しい複雑なスペクトルの解析が短時間にできるようになった。かくして、ダイナミック法を種々の研究プロジェクトに応用して、成果をあげることができた。2)DNA突然変異に関連して、放射線照射により生成するラジカルに対するアスコルビン酸の防御作用を検討した。医学用のMR造影剤の新規開発に、ダイナミック法を用いた。3)新しいポリマー原料のためのフラン誘導体や、エレクトロルミネッセンス素子としてのタ-フェニル型複素環化合物などの研究における複雑なスペクトルの解析に、本方法を有効に用いた。4)平成8年度から島根大学に転任したために、液体クロマトグラフィーが使用できなくなり、一部実験手法を変更した。変更した研究の一つは、コルベ・シュミット反応における[アルカリ金属フェノラート・二酸化炭素]複合体の問題である。その存在が長年推定されていたが、NMRによる時間変化を追跡することにより、間違いなく複合体であることを証明した。ダイナミック法によりその化学構造も決めることができた。1.核磁気共鳴(NMR)分光装置本体は学科共通で使用するため、本研究で得られるデータを処理するための専用のシステムを構築した。メモリーを増設して収納した多量のスペクトルデータの検索を容易にし、スペクトルの解析をより短時間で正確に行うことができるようにした。さらに、NMR関連の情報収集・整理も可能にした。これらを以下のような研究に活用した。2.Dibenzophenazineの構造異性体の確認方法は、従来の方法では不十分で間違った報告がなされていた。NMRの分子ダイナミック法も利用して、4種類の構造異性体([a.h],[a.j],[a.c],[a.i])の確実な判別法を示した。3.多官能性キレート剤であるピリジルアゾ化合物の金属錯体について、クロマトグラムの相対保持時間と金属錯体の分子構造との関係を明らかにすることを目的として、先ずクロマトのデータを得た。次にNMRを用いてスペクトルの変化、緩和時間への影響を検討中。4.DNA突然変異に関連してアルコルビン酸の作用を調べた。重水素化したアルコルビン酸を合成して細胞モデル内の長寿命ラジカルとの反応を調べた結果、大きな同位体効果が見いだされた。これが生体系で初めての量子化学的トンネル反応となる可能性があり関連の反応についても詳細に検討した(論文作成中)。5.NMRの医療への利用の一つであるMRI造影剤の開発に関して、水分子のダイナミックを測定した。横緩和時間と縦緩和時間の比に着目して、MRI撮影用造影剤の実用性の評価を行った。6.高分子材料の開発を目的として、Dihydroxynaphthaleneから誘導されるフラン環を有するアルキル化物の合成とその構造決定を行った。1.1-Naphthylim inodimagnesiumdibromideからdibenzophenazineが生成する新しい反応の解明をおこなった。生成する可能性のある4種の構造異性体を2次元性NMR(ダイナミック法を含む)を駆使して識別したことに基づき、従来のUllmann-Ankersmit反応の生成物は、[a.j]体でなく[a.h]体であることを明らかにし、次に1-aminonaphthaleneと2-aminonaphthaleneの等量混合をt-BuOK存在下に酸素酸化することにより、選択的に[a.j]体が得られることを見出した。2.DNA突然変異に関連して、アスコルビン酸の生体系での反応を追求する目的で、重水素化アスコルビン酸を合成して(NMRにより確認)放射線照射により生成するラジカルの消失速度を測定した。その結果、異常に大きな同位体効果(k_H/K_D=20-50)が得られ、生体系では初めて見られる量子化学的トンネル反応として説明できた。3.平成8年度から島根大学に転任したために、液体クロマトグラフフィーが使用できなくなり、一部実験手法と対象物質を変更した。コルベ・シュミット反応における[アルカリ金属フェノラート・二酸化炭素]複合体は、その存在が長年推定されていたが、NMRによる時間変化を追跡することにより、間違いなく複合体であることを証明した。

4.新たに購入した、ロータリー・エバポレーターは、上記の実験における原料合成の外、エレクトロルミネッセンス素子を目指して、タ-フェニル型複素環化合物の開発研究や高分子材料としてフラン環を有するアルキル化化合物に変換する研究に使用した。
表面波励起プラズマを用いた超小型プラズマスラスターの研究開発

本研究課題における超小型プラズマスラスターは、マイクロ波を励起源としたミリメートルサイズの軸対称表面波励起マイクロプラズマ源と、該プラズマを真空中に放出して推力を得るマイクロノズルから成る.本年度は、昨年度試作したマイクロプラズマ源(内径1.5mm,長さ10mm,同軸型)とマイクロノズル(オリフィス径0.4mm)を改良し、アルゴンガスと窒素ガスを用いて、微小領域でのマイクロ波励起マイクロプラズマの生成・維持,および微小オリフィスを通しての真空中へのプラズマの超音速自由膨張を実証した。さらに、発光分光と静電プローブ計測によりプラズマ特性を把握し、昨年度完成したモデル数値解析に基づき推進特性を推算した。なお、マイクロ波は周波数が2と4GHz(<10W)、誘電体は比誘電率が6と12-25を用い、ガス流量は50-500sccm、プラズマ源圧力10kPaで実験を行った。実験の結果、(i)マイクロ波周波数と誘電体比誘電率が高いほど発光強度は強くプラズマ密度は高い、(ii)マイクロ波投入電力2-10wにおいて、オリフィス下流のプラズマ自由噴流におけるプラズマ密度は10^<11>-10^<13>cm^<-3>程度(プラズマ源では1桁程度高いと推測)、(iii)窒素添加により見積もった窒素分子の回転温度は1100-1500K程度、であることがわかった。回転温度をガス温度とみなして、モデル解析結果にもとづくと、期待できる推力は1.5mN、比推力は70s程度であり、あと少し改良の必要はあるが、本超小型プラズマスラスターが小型衛星(<10kg)の軌道・姿勢制御に適用できることが基本的に実証された。また、マイクロノズルと微小推力測定器を新たに設計し、今後の研究発展に備えた。本年度は、(1)まず、マイクロ波を励起源とした軸対称表面波励起プラズマについて、ミリメートルサイズの小型プラズマ源(直径2mm、長さ10mm)の実現性を、数値シミュレーションによって調べた。プラズマ中のマイクロ波伝播をFDTD (finite-differencetime-domain)近似を用いて、またプラズマ生成・消滅を体積平均モデル(グローバルモデル)を用いてモデル化することにより、マイクロ波入力パワーが10数10W、ガス圧力が大気圧の条件下で、10^<14>cm^<-3>を越える密度を有する小型・高密度プラズマ源が得られることを明らかにした。プラズマ生成効率は、マイクロ波周波数とプラズマ容器を構成する誘電体の比誘電率に依存し、周波数・誘電率が高いほど効率は高い。(2)さらに、該プラズマ源の一端に設置された小型ノズル(スロート直径0.2mmのラバールノズル)内のプラズマ流れを流体方程式を用いてシミュレートし、プラズマの空力加速の様子を調べた。それによると、推力300μN、比推力200s程度の性能が得られ、小型プラズマスラスターとして有用であることが明らかになった。(3)また、半導体マイクロ波素子を用いた小型マイクロ波増幅器を製作するとともに、機械加工によりミリメートルサイズの軸対称表面波励起プラズマ源を試作し、プラズマ生成を確認した。今後、このプラズマ生成の最適化、プラズマ特性の計測診断、およびスラスター特性の計測診断を行うとともに、マイクロ・エレクトロメカニカルシステム(MEMS)技術とマイクロエレクトロニクス技術を用いて、サブミリメートルサイズの超小型プラズマ源試作のための準備を行っていく。本研究課題における超小型プラズマスラスターは、マイクロ波を励起源としたミリメートルサイズの軸対称表面波励起プラズマ源(直径2mm、長さ10mm)と、該プラズマを真空中に放出して推力を得るためのマイクロノズル(スロート直径0.2mm)から成る。本年度は、(1)まず、マイクロノズルにおけるプラズマ流れの解析について、粘性・熱伝導係数の温度依存性、輻射損失、およびノズル壁条件を詳細にモデル化することにより、マイクロノズル流れでは流れの境界層がノズル空間の寸法と同じ程度になり超音速流れが十分に発達しないこと、そのため推力に関して運動量推力のみならず圧力推力の寄与が2040%と顕著になること、を明らかにした。(2)さらに、軸対称表面波励起プラズマ源とマイクロノズルを機械加工により製作し、半導体素子を用いた小型マイクロ波増幅器からのマイクロ波(周波数4GHz,パワー10W)を導入することによりアルゴンプラズマ生成とプラズマの真空中への超音速膨張を実証した(アルゴンガス流量100500sccm)。ここで、超小型プラズマ源に対するマイクロ波パワーとガスの導入に関するコンパクトな軸対称構造、およびプラズマの初期点火方法を考案した。(3)また、超小型スラスターの推力測定のための装置について調査・検討を行い、測定システムの設計を行った。来年度(最終年度)は、モデル計算と機器製作・実験を相補的に推進し、超小型プラズマ源およびノズル流れの特性解明と最適化を行うとともに、推力の測定を行い、超小型プラズマスラスターの設計指針と今後の課題をまとめる。

なお、マイクロ波は周波数が2と4GHz(<10W)、誘電体は比誘電率が6と12-25を用い、ガス流量は50-500sccm、プラズマ源圧力10kPaで実験を行った。実験の結果、(i)マイクロ波周波数と誘電体比誘電率が高いほど発光強度は強くプラズマ密度は高い、(ii)マイクロ波投入電力2-10wにおいて、オリフィス下流のプラズマ自由噴流におけるプラズマ密度は10^<11>-10^<13>cm^<-3>程度(プラズマ源では1桁程度高いと推測)、(iii)窒素添加により見積もった窒素分子の回転温度は1100-1500K程度、であることがわかった。回転温度をガス温度とみなして、モデル解析結果にもとづくと、期待できる推力は1.5mN、比推力は70s程度であり、あと少し改良の必要はあるが、本超小型プラズマスラスターが小型衛星(<10kg)の軌道・姿勢制御に適用できることが基本的に実証された。また、マイクロノズルと微小推力測定器を新たに設計し、今後の研究発展に備えた。
脳ホスホリパーゼDのクローニングと機能解析

1.オレイン酸活性化型ホスホリパーゼD(PLD)精製の過程で酵素を強く阻害する脂質性阻害因子がブタ大腸粘膜に存在することを見出したのでそれらの精製,同定を行った.内在性PLD阻害因子はリゾホスファチジルセリン,ホスファチジルイノシトール,リゾホスファチジルイノシトールと同定された.またこれらのリン脂質をPLD1,PLD2,および脂肪酸依存性PLDに添加するといずれのPLDアイソホームも低濃度(10μMオーダー)で阻害した.2.神経発生におけるPLDの役割を明らかにするためショウジョウバエのホスホリパーゼD遺伝子とcDNAをクローニングした.ショウジョウバエPLDは1278アミノ酸残基から成り,分子量は145Kであった.動植物,酵母のPLDで共通してみられる5個所のコンセンサスはすべて含まれており,PXドメイン,PHドメイン,および活性部位と考えられる2つのHKDモチーフは完全に保存されていた. dPLDとPLD1, PLD2との相同性はそれぞれ37,36%でそれらと等距離にあると考えられた.遺伝子は第2染色体(2R42A16-18)にマップされた.RNAプローブを作成し,in situ hybridizationによってPLDが発生のどの時期に発現するのか調べたところ,発生過程の中で卵,およびblastoderm初期にのみ発現しておりdPLDが発生初期に機能する酵素であることが示唆された.3.アナンダミドは1-アラキドノイルPCから合成されるが,この脂質がどのようにして生ずるのかわかっていなかった.最近我々が精製,クローニングした60Kリゾホスホリパーゼのトランスアシラーゼ活性を詳細に調べたところ,酵素は2-アラキドノイルリゾPCからアラキドン酸を別の分子の2-アラキドノイルリゾPCの1位に転移させる機能を有することが判明し,この酵素がアナンダミド合成の前駆体生成に関与していることが示唆された.1.オレイン酸活性化型ホスホリパーゼD(PLD)精製の過程で酵素を強く阻害する脂質性阻害因子がブタ大腸粘膜に存在することを見出したのでそれらの精製,同定を行った.内在性PLD阻害因子はリゾホスファチジルセリン,ホスファチジルイノシトール,リゾホスファチジルイノシトールと同定された.またこれらのリン脂質をPLD1,PLD2,および脂肪酸依存性PLDに添加するといずれのPLDアイソホームも低濃度(10μMオーダー)で阻害した.2.神経発生におけるPLDの役割を明らかにするためショウジョウバエのホスホリパーゼD遺伝子とcDNAをクローニングした.ショウジョウバエPLDは1278アミノ酸残基から成り,分子量は145Kであった.動植物,酵母のPLDで共通してみられる5個所のコンセンサスはすべて含まれており,PXドメイン,PHドメイン,および活性部位と考えられる2つのHKDモチーフは完全に保存されていた. dPLDとPLD1, PLD2との相同性はそれぞれ37,36%でそれらと等距離にあると考えられた.遺伝子は第2染色体(2R42A16-18)にマップされた.RNAプローブを作成し,in situ hybridizationによってPLDが発生のどの時期に発現するのか調べたところ,発生過程の中で卵,およびblastoderm初期にのみ発現しておりdPLDが発生初期に機能する酵素であることが示唆された.3.アナンダミドは1-アラキドノイルPCから合成されるが,この脂質がどのようにして生ずるのかわかっていなかった.最近我々が精製,クローニングした60Kリゾホスホリパーゼのトランスアシラーゼ活性を詳細に調べたところ,酵素は2-アラキドノイルリゾPCからアラキドン酸を別の分子の2-アラキドノイルリゾPCの1位に転移させる機能を有することが判明し,この酵素がアナンダミド合成の前駆体生成に関与していることが示唆された.
日本古写経に伝承される玄奘訳『大乗掌珍論』の研究

玄奘訳にのみ伝承されるバーヴィヴェーカ(清弁)作の『大乗掌珍論』は、その重要性にも関わらず、漢訳にやや難があることと、独自の論法を用いて初期のインド哲学諸学派の学説を含む多岐に及ぶ論題を扱うこともあって、本格的な研究が待たれる状況にあった。また、私が日本において当該研究を遂行することの意義として、研究対象となる玄奘訳『大乗掌珍論』(2巻)の写本が、日本の奈良・平安時代の古写経にのみ伝承されているという点は重要であった。2年間の研究期間内に、関連写本の調査および複写による入手、定期的な研究会の開催、国内外の関連学会、ワークショップでの口頭発表、および内外の学術雑誌において研究成果の一部を公にした。この間に私が公刊した成果は、英語論文3本、日本語論文2本、中国語論文5本である。研究期間中の2015年9月に、浙江大学人文学院・教授に採用され、それまでの中国社会科学院(専任研究員)から所属を移した。2016年10月22-23日には、同大学の佛教資源与研究中心(BBRC)の責任者として、Harvard大学および同大学・燕京研究所との共催で、International Conference on Recent Trends in Buddhist Researchと題する学会を、ドイツ、オーストリア、アメリカ合衆国、日本、中国、インドの各地から、総勢16名の仏教研究者を招聘して開催した。H28年度に所属した国際仏教学大学院大学では、「仏教学特殊研究」の授業において、「陳那の名称をめぐって」と題する研究成果の発表を行うとともに、同大学紀要第20号(2017.3)に当該題目の論文を発表した。また、同大学附置の日本古写経研究所蔵の古写経(複写)をも用いて、『大乗掌珍論』の校訂本を作成した。この成果は、本年度の同研究所紀要に投稿予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、日本の博物館、美術館、および複数の寺院に所蔵されるバーヴィヴェーカ(清弁、490-570頃)作・玄奘訳『大乗掌珍論』の諸写本を校合して同論の信頼に足る校訂本を作成し、その上で、引用ないし論及されるインド哲学諸学派の学説を分析・検討する作業を通して、詳細な訳注研究を完成させることを目的とする。本年度は根津美術館、金剛寺他に所蔵される『大乗掌珍論』の複数の写本を複写により入手し、大正蔵を含む他の諸版本とも校勘のうえ、新たな校訂テキストを作成する作業を行い、ほぼ完成させた。これと並行して、研究代表者と研究分担者は、同論の内容をバーヴィヴェーカ自身による他の著作『中観心論』、同注釈『論理炎論』、および『中論』注釈『般若灯論』を比較考察しながら分析し、8月26-28日に東京大学で開催された国際ワークショップ"Candrakirti vs. Bhaviveka"においてそれぞれ研究発表を行った。研究分担者はまた、6月28日から7月2日にバンコクで開かれた国際サンスクリット学会で"Turning the Wheels"と題する関連発表を行った。なお、これとは別に研究代表者は、11月6日に開催された東方学会・秋季学術大会のシンポジウムにおいて「インド仏教思想史に見る言語論的転回と認識論的転回ー<認識>をめぐる瑜伽行・唯識派と中観派のせめぎ合いー」と題する関連発表を行い、研究分担者は「玄奘、清弁、陳那ー从"簡別立宗"談起」『世界哲学』(2015-4), pp.151-159(CSSCI)と題する関連論文を、本研究の中間成果として公刊した。研究対象となる『大乗掌珍論』に関する日本古写経の複写はほぼ入手し、予定どおり大正蔵本を底本にした上で、他の版本との校勘をも踏まえて信頼に足る校訂本をほぼ完成させた。また、これらの作業の中間的な成果報告を国際学会および国際ワークショップで発表し、研究論文にも結実させることができた。これにより、次年度は本格的な内容分析と詳細な訳注研究を行う環境が整い、本年度の研究は順調に進捗したと自己評価している。

2016年10月22-23日には、同大学の佛教資源与研究中心(BBRC)の責任者として、Harvard大学および同大学・燕京研究所との共催で、International Conference on Recent Trends in Buddhist Researchと題する学会を、ドイツ、オーストリア、アメリカ合衆国、日本、中国、インドの各地から、総勢16名の仏教研究者を招聘して開催した。H28年度に所属した国際仏教学大学院大学では、「仏教学特殊研究」の授業において、「陳那の名称をめぐって」と題する研究成果の発表を行うとともに、同大学紀要第20号(2017.3)に当該題目の論文を発表した。また、同大学附置の日本古写経研究所蔵の古写経(複写)をも用いて、『大乗掌珍論』の校訂本を作成した。この成果は、本年度の同研究所紀要に投稿予定である。次年度は、本年度作成した校訂本をもとに、本格的な内容分析と詳細な訳注研究を行う予定である。本書は、訳文の厳密さに定評のある玄奘訳であるが、文の切れ目がときに不明瞭であることに加え、批判対象となる瑜伽行派等の仏教内の他部派の諸学説、インド哲学諸学派の多くの学説が批判的に論及されているため、本格的な訳注研究と詳細な内容分析が俟たれてきた。本年度の成果をもとに、次年度はぜひこの研究課題に挑みたいと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。
適応の生理学的研究のための高環境温度耐性ラットの系統開発とハイブリット作出

本研究は三つの部分から成っている。(1)高環境温度耐性ラットの系統開発すでにある程度まで育成していた高環境温度耐性ラットを、この三年間でさらに選抜と交配をくりかえして純化し、二十数世代をかぞえる近交系として確立した。この系統は、1982年および1988年に発表した約20系統のラットよりも、高温耐性であった。遺伝分析のために、既存の系統のうち最も高温非耐性であったACIラットとの間に、F1、F2、BCを産ませて、高温耐性を測定した。その結果、高温耐性はポリジーニックに決定されていることと、主要な数個の遺伝子が特につよく関与していることがわかった。(2)ハイブリッドの作出このF2をもとに数系統のリコンビナント・インブレッズを作出したが、途中で研究室の研究条件が一過性に悪化したときに、一系統を残してすべて殺した。その後、高環境温度耐性ラットと祖先を同じくする対照系が絶滅したために、残ったリコンビナント・インブレッズを高環境温度耐性ラットにBCして、対照系として育成しつつある。現在、研究条能が少し好転してきたので、再びリコンビナント・インブレッズを育成する準備をしている。(3)生理的機能の研究既存の系統では、高温耐性であるほど、唾液分泌が活発で、唾液分泌が長く持続し、体水分利用公立が高かった。高環境温度耐性ラットでは、唾液分泌はさらに活発で、さらに長時間持続したが、体水分利用効率は既存の系統のうち最高のものと同値であるにすぎなかった。高環境温度耐性ラットは、室温25°Cでの体温が約1°Cひくく、高環境温度へ暴露されると体温を40°C付近に設定した。1.近交系の確立高環境温度耐性ラットの中に混在しているハイパーサーミアラットを排除して、環境温度42.5°Cで300分以上生存するラットの近交系がほぼ確立してきた。さらに、この近交系の中に、400分生存する個体が2匹含まれていた。このことは、この近交系全体を400分近くの生存時間を持つ近交系に改良できることを示している。2.高環境温度耐性ラットを高温環境(37.5°Cから42.5°C)に暴露すると、体温が40.5°Cで長時間維持されることがわかった。また、唾液腺の潅流実験を生理学研究所で行ったが、技術習得に止まった。3.SPF動物化は、前述の如く400分以上生存する個体が出現したために、近交系の改良を優先し、昭和63年度へ延期する。4.F1、F2、BC等を作出して、遺伝解析を行なっている。リコンビナントインブレッズは、ラット飼育経費の制限があるので、1系統のみ作出した。リコンビナントインブレッズの本質に照らし、1系統のみでは無意味である故に、今後系統を増やさなければならない。5.従来の研究を完成させる作業を、おこなった。【IV】istar系ラットの比較、および麻酔薬が高環境温度耐性に及ぼす影響の研究を完成した。6.今後の方向(1)400分に近い高環境温度耐性ラットの近交系を確立する。(2)高温環境での体温設定温度と唾液腺潅流実験とを組みあわせる。(3)遺伝解析を完成する。(4)リコンビナントインブレッズをあと2系以上作出する。(5)昭和63年度にSPF化する。

この系統は、1982年および1988年に発表した約20系統のラットよりも、高温耐性であった。遺伝分析のために、既存の系統のうち最も高温非耐性であったACIラットとの間に、F1、F2、BCを産ませて、高温耐性を測定した。その結果、高温耐性はポリジーニックに決定されていることと、主要な数個の遺伝子が特につよく関与していることがわかった。(2)ハイブリッドの作出このF2をもとに数系統のリコンビナント・インブレッズを作出したが、途中で研究室の研究条件が一過性に悪化したときに、一系統を残してすべて殺した。その後、高環境温度耐性ラットと祖先を同じくする対照系が絶滅したために、残ったリコンビナント・インブレッドを、高環境温度耐性ラットにBCして、対照系として育成しつつある。現在、研究条件が少し好転してきたので、再びリコンビナント・インブレッズを育成する準備をしている。(3)生理的機能の研究既存の系統では、高温耐性であるほど、唾液分泌が活発で、唾液分泌が長く持続し、体水分利用効率が高かった。高環境温度耐性ラットでは、唾液分泌はさらに活発で、さらに長時間持続したが、体水分利用効率は既存の系統のうち最高のものと同値であるにすぎなかった。高環境温度耐性ラットは、室温25°Cでの体温が約1°Cひくく、高環境温度へ暴露されると体温を40°C付近に設定した。
高い光学純度を有するキラル化合物の触媒的簡易製造法の確立と応用

アルデヒド類とジケテンとの反応において、キラルなシッフ塩基のチタン錯体を触媒に用いて、高い光学純度の5-ヒドロキシ-3ケトエステルが生成することを発見した。生成物はコレステロール低下剤の新薬合成の原料となることから研究を進めた。種々反応条件を研究した結果、不斉収率も最高90%に達することも分かった。さらに20モル%のキラルな配位子を用い、Ti(OR)_4を化学量論的に用いても光学活性な生成物が良い化学収率で得られることを発見した。また実用化に必要な条件である光学純度100%の生成物は光学活性ラクトンに化学誘導した後、再結晶により得ることが可能となった。また光学活性配位子の回収は企業の研究によりカチオン交換樹脂を用いて90%以上光学純度を落とさずに行うことに成功した。また上記と同じ触媒がアルデヒドのジメチル亜鉛による不斉メチル化反応の優れた触媒となることを発見した。この反応もリウマチの新薬の製造原料となることから、光学純度100%にあげるための研究が行われ、結晶誘導体にすることと、この化合物の再結晶により光学純度を99%にすることができた。本研究は科学研究費基盤Bを引継ぎ、ジケテンのアルデヒド類への触媒的不斉付加反応の応用及びシクロヘキセンオキシドの不斉開環反応の応用に関する研究である。前者の基礎研究はすでに終了して、反応の最適条件は確立している。触媒としてシッフ塩基チタン化合物を基質に対して15モル%、チタンアルコキシドを等モル量使用することにより摂氏0度の反応で高い化学収率および不斉収率で生成物を得ることができた。基質としてプロピナールまたはアクリルアルデヒドを使用した時、コレステロール低下剤としての新薬の光学活性製造原料を得ることが判明した。特許はすでに企業と一緒に申請した。後者の反応は従来まったく報告例のなかったキラルな触媒による対称エポキシドの不斉開環アルキル化の発見と応用化に関する研究である。この反応においても私の分子設計によるキラルなシッフ塩基が一番有効な触媒となることを発見した。少量実験では、触媒量3モル%の使用、室温の反応で化学収率100%、不斉収率90%で生成物を得ることができた。スケールを大きくした(100倍)実験では、0°Cの反応で光学純度100%の生成物を結晶として製造単離することができた。今後は生成物の医薬品製造の原料としての開発を企業とともに協同して行っていきたいと思っている。アルデヒド類とジケテンとはTiCl_4のようなルイス酸触媒の存在で反応して5-ヒドロキシ-3ケトエステルを生成する。しかしこの反応で得られる生成物はラセミ体であり、しかも桂皮酸のようなαβ不飽和アルデヒドとは反応性が低い。本申請者はTi(OR)_4を触媒に用いることにより、アルデヒドの種類によらず高い化学収率で生成物を与えることを見い出した。ついで、著者らの発見であるアルデヒドの不斉シルルシアノ化反応の優れた触媒であるキラルなシッフ塩基のチタン錯体がこのジケテンの反応の優れた触媒となることを発見した。
イメージング核分光による銀河内元素合成・循環その場観測

MeVガンマ線観測は超新星爆発での元素合成を核ガンマ線で直接観測できる唯一の窓である。また加速器による不安定核実験からも元素合成が議論されている。しかし宇宙ガンマ線観測は不明確な画像法と高雑音のため結果が少なくデータの比較検討は進んでいない。我々は電子飛跡検出コンプトンカメラ(ETCC)によりMeVガンマ線の完全な到来方向測定に成功しPoint Spread Function(PSF)を定義、PSFで1度の分解能を実現することで、数百のSNの検出が期待される1mCrabの感度の衛星観測装置が実現可能なことを実証した。それを実現するため、まず現在の気球用ETCC観測装置(SMLE-II)のPSF10度から5度に改善しJAXA豪州気球を用いて銀河511 keVの精密な銀河面分布を測定、PSFの能力を実証することで宇宙核ガンマ観測に基づく「観測的核宇宙物理学」を始動する。そのため北半球でのCrab観測用に開発したETCC気球観測装置SMLE-IIの有効面積を約4倍改善する必要がある。具体的には底面PSAの放射長を2倍、TPCガス層を2気圧耐圧に変える。μPICをTPC底部から上部に移動し、また底面PSAをガス層内部に入れられるようにする。同時に側面PSAをTPC内部に設置する。この改善でTPCを飛び出す300keV以上の電子の測定、これらの改善で有効面積を約4倍改善したSMILE-II+装を制作する。H28年度に装置の各要素を開発、H29年度にSMILE-II+として君上げ、調整を行い、H30年3月4月に予定されている豪州での気球実験を予定通り実施、H30年5月から得られたデータの解析を継続している。2017年1月にJAXAの2018年3ー4月での豪州アリススプリングでの気球実験に採択され、29年度ではSMILE-II+気球ガンマ線観測装置を完成させ、H30年1月に豪州に輸送し、3月からアリススプリングで装置の組上げと調整を実施、年度が変わったH30年4月7日に気球の放球を実施、予定通り1日以上の26時間の観測を予定高度の38km異郷の高度で行うことが出来た。装置も順調に動作し予定したかに星雲、銀河面、銀河中心の観測を無事終えた。終了後すぐに人員の帰還、および装置の日本への返送を行った。装置は5月に研究室に戻った。4月帰還直後から得られたデータの整理を実施、観測時間全体でデータが取得保存されていることを確認、解析作業に入った。9月の日本物理学会で気球実験の詳細とデータ取得状況、雑音除去が予定通り行えたことを報告、それ以後に銀河中心からの511KEVガンマ線の5σ程度の検出器、かに星雲からは3σの検出、さらに今までほとんど観測されていない銀河拡散ガンマ線の高精度な検出、宇宙背景MeVガンマ線の高精度検出の高い可能性を得、今年3月の物理学会に報告し、高い評価を得た。最初の気球実験で予定以上の解析結果を得ることは今までの50年以上のJAXA気球でも初めてで最大級の成果が期待できている。今年3月時点の解析ではまだ気球装置の方向精度が不完全で、ガンマ線の到来方向と観測対象天体の方向誤差が大きかった。しかしそれでもかに星雲、銀河中心など天体方向情報が不可欠な対象からも明確な信号を得ている。すでに今年5月には位置補正が完成、今後統計精度の改善を予定している。さらに1MeV以上のガンマ線に対しては高エネルギー散乱電子の再構成法も開発が終了、現在、取得でーたの4割を占めるこの高エネルギーガンマ線のデータ解析も進んでいる。今年夏までには昨年度解析を行った1MeV以下の結果にこの1MeV以上のデータを加え、すべての観測天体の統計精度とエネルギー帯域の改善を行う。また装置の応答巻関数を求めるシミュレーションを完成させ、応答関数を求め、測定したガンマ線のフラックスのスペクトルとその空間分布を求める。この作業を秋までに実施し、論文作成に入る。今年3月までの状況でも今までの宇宙MeVガンマ線観測を大きく凌駕することは確かである。我々のこの革新的な結果を早く論文として世に出し、MeVガンマ線天文学を飛躍的に発展させる糸口とする。具体的には底面シンチレーターアレイ(PSA)の放射長を2倍、TPCガス層を2気圧耐圧に変える。

μPICをTPC底部から上部に移動し、また底面PSAをガス層内部に入れられるようにする。同時に側面PSAをTPC内部に設置する。この改善でTPCを飛び出す300keV以上の電子の測定、これらの改善で有効面積を約4倍改善したSMILE-II+装を制作する。H28年度に装置の各要素を開発、H29年度にSMILE-II+として君上げ、調整を行い、H30年3月4月に予定されている豪州での気球実験に対応する。H28年度は以下の項目の開発・制作を実施した。1.TPCガス容器を制作。ガス圧を1気圧から2気圧での動作を実現。2.TPCガス容器内部に底面、側面PSAを格納できる容器に改善。3.μPICを容器上面に配置し、反跳電子が薄いドリフト面を通過するだけでPSAに入れた。4. S-II+では1MHzの動作も予想される。それに対応するためシンチレーター回路すでにネットワーク転送に変換したモジュールを導入する。H28年度でSMILE-II+の主要な項目の開発が終了した。H29年度でTPC内のドリフト電場を制作、ETCCをくみ上げ気球観測装置S-II+を完成させ、調整を実施。H29年度3月H30年度4月に予定されている豪州での気球実験に備える。上記の2放射線長のGSOシンチレーター制作がこのGSOを開発した会社が他社に制作特許を譲渡したため新しい会社との交渉が必要となり納入に時間がかかり、一部をH29年度に制作を繰り越したが早期に納入され全体の進捗状況に問題は出ず、予定の項目の開発を行ことができた。MeVガンマ線観測は超新星爆発での元素合成を核ガンマ線で直接観測できる唯一の窓である。また加速器による不安定核実験からも元素合成が議論されている。しかし宇宙ガンマ線観測は不明確な画像法と高雑音のため結果が少なくデータの比較検討は進んでいない。我々は電子飛跡検出コンプトンカメラ(ETCC)によりMeVガンマ線の完全な到来方向測定に成功しPoint Spread Function(PSF)を定義、PSFで1度の分解能を実現することで、数百のSNの検出が期待される1mCrabの感度の衛星観測装置が実現可能なことを実証した。それを実現するため、まず現在の気球用ETCC観測装置(SMLE-II)のPSF10度から5度に改善しJAXA豪州気球を用いて銀河511 keVの精密な銀河面分布を測定、PSFの能力を実証することで宇宙核ガンマ観測に基づく「観測的核宇宙物理学」を始動する。そのため北半球でのCrab観測用に開発したETCC気球観測装置SMLE-IIの有効面積を約4倍改善する必要がある。具体的には底面PSAの放射長を2倍、TPCガス層を2気圧耐圧に変える。2017年1月にJAXAの2018年3ー4月での豪州アリススプリングでの気球実験に採択された。
反射板付き小型スロットアンテナの開発

コプレーナガイドで給電する反射板付き小型スロットアンテナの開発した。このスロットアンテナの動作周波数はスロットの長さだけではなくスロット金属板と反射金属板の間の共振モードにも強く依存している。スロットを含むアンテナ表面の一部に長方形パッチ周期構造の人工磁気導体とすることでUWB帯の高域(7.2 GHz9.8GHz)において約6dBiのほぼ平坦な利得を有する小型(サイズ29mm×16mm×1.6mm)の短距離インパルスレーダー用のアンテナを開発した。反射板付き小型スロットアンテナとして、920MHzバッテリーレス電子ペーパー用レクテナ、5.8GHzスポット通信用円偏波発生平面スロットアンテナ、5GHz帯単方向指向性スロットダイポールアンテナアレイを開発し、他にもこれらから派生したいくつかの小型アンテナを開発した。レクテナは56mm×80mmの長方形導体パッチの端にスロットがあり、反射板はスロットに対して反対側に伸びた100mm×80mmの長方形導体板である。反射板をパッチと同じ大きさからスロットと反対側の方向に徐々に大きくするにつれて、単方向性が強調され、最終的に9.17dB円の前後比が得られた。アンテナの最大利得は1.5dBiである。アンテナの全体の大きさは電子ペーパーのサイズで与えられ、幅は自由空間波長の4分の1、長さは3分の1であり、1波長程度の大きさを有する通常のスロットアンテナよりもかなり小型である。アンテナと給電線のインピーダンスを整合するため、インターディジタルキャパシタを用いたインバータ回路を用いた。偏波発生アンテナは、左右対称な直線偏波スロットアンテナを半分に切った構造であり、半分に切ることにより左右非対称構造となって円偏波を発生している。右半分と左半分で円偏波の回転の向きは逆転する。アンテナを半分に切ることで反射板も半分になるが、片面指向性は維持されている。アレイアンテナも、単方向指向性スロットアンテナをアレイ状に並べたものであるが、給電線の分岐点でのインピーダンス整合を調整することで片面指向性を持ち良好な利得を持つアンテナを実現できた。反射板付き小型スロットアレイアンテナとして、2.4GHz帯及び5GHz無線LANの長距離接続用アンテナ、920MHz帯RFIDリーダー用アンテナを開発し、そのほかにフレキシブルなRFIDタグ用アンテナ、フレキシブルな920MHz/2.4GHz/3.5GHz/5GHzの多周波帯アンテナ、CMOS基板上の小型アンテナ、コグニティブ無線用干渉低減アンテナを開発した。2.4GHz帯のスロットアレイアンテナは、縦横に4つのアンテナを配置した構造であり、縦幅84mm(0.7波長)横幅161mm(1.34波長)の大きさである。さらにこのアレイアンテナを同じサイズの金属反射板の上に25mm(0.25波長)の間隔をあけて置くことにより9.4dBiの利得と15.4dBの前後比の単一指向性が得られた。5GHz帯のスロットアレイアンテナは、単体が幅22mm、長さ28mmの大きさのアンテナを幅方向に0.37波長、長さ方向に0.5波長の間隔で4行4列に16個並べたものである。このアンテナは基板の背面に金属板を備えており、利得が10.7dBiで単一指向性を持つ。2.4GHzのアレイアンテナは電波を透過しやすい構造であるため、このアンテナを5GHz帯アレイアンテナの上部に25mmの間隔で重ねることにより、省スペース化した2.4GHzおよび5GHz帯の単一指向性高利得アンテナとすることができた。920MHz帯円偏波スロットアンテナは5GHz帯のスロットアンテナを対称面で半分に切った構造であり、左右対称な構造の直線偏波アンテナ半分に切ることにより左右非対称構造となって円偏波を発生させている。反射板付き小型スロットアンテナとして、AMC表面を用いたUWBパルスレーダ用アンテナ、単方向指向性を持つXバンド小型高利得平面アンテナを開発し、その他にハイバンドUWBチップアンテナ、ワイドバンド円偏波アンテナスロットアンテナ、60GHZCOMSオンチップアンテナ、小型3バンドMIMOアンテナ、再構成可能クローバー型円偏波アンテナ、バラクタダイオードを用いた再構成可能フィルタアンテナを開発した。AMC表面を用いたUWBパルスレーダ用アンテナは、以前開発したUWBハイバンド(7.25GHz10.25GHz帯、サイズ29mm×16mm×1.6mm)のレーダーセンサ用アンテナに長方形パッチ(サイズ4.5mm×6.3mm)によるAMC構造(Artificial Magnetic Conductor、人工磁気導体)を取り入れることにより、利得が約2dB改善され電波の到達距離が14%向上した。単方向指向性を持つXバンド小型高利得平面アンテナは、UWBハイバンドアンテナのサイズを21mm×15mm×0.4mmに小型化し、スロットダイポール部分とアンテナの上端および下端までの長さを等しくしてこの部分による共振が同時に発生するように設計することにより10.6GHzにおいて5.56dBの高利得が得られた。反射板付き小型スロットアンテナの主要部であるアンテナの裏面に置いた電気的接続のないフローティングメタルの動作の明快な解明には至っていないが、フローティングメタルの効果を利用したアンテナを作成し動作が確認できた。

スロットを含むアンテナ表面の一部に長方形パッチ周期構造の人工磁気導体とすることでUWB帯の高域(7.2 GHz9.8GHz)において約6dBiのほぼ平坦な利得を有する小型(サイズ29mm×16mm×1.6mm)の短距離インパルスレーダー用のアンテナを開発した。平面スロットアンテナは磁流を放射源とするアンテナであるため、導体板を近傍に置くと導体側への放射が遮られ、反射側へは強い放射が得られる。片面指向性アンテナとして初期に考案した長方形導体パッチに長方形スロットを設けたアンテナと長方形反射板という単純な形状のアンテナだけではなく、折れ曲がりスロットを持つスロットアンテナや、直偏波発生アンテナから派生した円偏波アンテナにおいても近接反射板によって片面指向性が得られている。動作原理を明快に説明するまでには至っていないが、片面指向性平面スロットアンテナのアレイ化により高利得の片面指向性が実現できている。電磁波工学基本となる長方形パッチ上のスロットの位置と、近接反射板の大きさの関係を調べ、片面指向特性の基本的な動作原理を解明する方向で研究を進める予定である。片面指向性アンテナとしては初期に考案した長方形導体パッチに長方形スロットを設けたアンテナと長方形反射板という単純な形状のアンテナだけではなく、折れ曲がりスロットを持つスロットアンテナや、直線偏波発生アンテナだけではなく、円偏波発生アンテナにおいても、近接反射板によって片面指向性が得られている。動作原理を明快に説明するまでには至っていないが、様々な形状の平面型スロットアンテナに於いて、近接反射板により片面指向性が実現できている。初年度に購入したEXAシグナルアナライザの精度保証の期間が2年であるため、本年度末にメーカーの校正を受けることを予定していたが、研究遂行用のワークステーションが突然故障し修理のためのハードディスクを購入することになり予定が変わったため。今回開発したアンテナのうち、比較的単純な形状のレクテナにおいて、長方形パッチ状のスロットの位置と、近接反射板の大きさの関係を調べ、片面指向特性の基本的な動作原理を解明する方向で研究を進める予定である。校正保障日までにメーカー標準校正を行う予定である。