hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代不揮発性メモリに向けたd電子系相変化カルコゲナイドの開拓

以上より、Cr2Ge2Te6は、高い結晶化温度を示すと同時に、成長支配による高速結晶化が可能である事が分かった。(2)伝導機構低い電気抵抗を有する特異なCr2Ge2Te6アモルファスの伝導機構について、伝導の温度依存性から評価した。その結果、300K以上の温度領域ではバンド伝導、300K以下の温度領域では、ホッピング伝導により伝導している事が明らかとなった。更に、300K以下のホッピング伝導は、200K以上ではMott VRH伝導、200K以下ではEfrosーShklovskii VRH伝導に変化する事が分かった。また、Cr2Ge2Te6アモルファスでは、従来材料のように、フェルミ準位はバンドギャップの中央にピンニングされておらず、価電子帯の直上に位置している事が明らかとなった。2018年度は、特に、Cr2Ge2Te6に焦点をあて、その結晶化メカニズムを明らかにすると共に、Cr2Ge2Te6アモルファス相が有する特異な性質、即ち、一般的な相変化材料アモルファス相よりも極めて低い電気抵抗を有する特徴について、その伝導機構の観点から解析を行った。その結果、Cr2Ge2Te6アモルファスは、界面成長支配により結晶化が進行すること、アモルファス相の伝導機構は、300Kを境にバンド伝導とホッピング伝導に変化し、更に、200Kを境に、MottーVRHとESーVRHに変化する事を明らかにし、伝導機構の観点からも従来材とは異なる事が分かってきた。また、一般的には、相変化材料のアモルファス相のフェルミ準位は、その不規則構造に由来して、バンドギャップの中央に位置(ピンニングされている)すると理解されているが、Cr2Ge2Te6アモルファスでは、そのフェルミ準位は価電子帯近傍に位置している事が明らかとなった。以上のように、Cr2Ge2Te6アモルファス相の伝導機構は、従来材とは異なる特徴を持っている事が示された。以上のように、d電子系相変化材料は、これまでのp電子系相変化材料とは、結晶化メカニズムや伝導メカニズムも異なる事を明らかにしており、今後の材料設計指針に重要な知見を与えるものであり、当初の計画通りに進展している。来年度も、引き続き、伝導機構について、特に、Cr2Ge2Te6の結晶相について解析を行い、相変化に伴う伝導機構の変化について議論する。また、d電子系相変化材料の化学結合や局所構造の観点から、その相変化メカニズムを解明する。その為、光電子分光測定やX線吸収微細構造測定を行う予定である。更に、Cr2Ge2Te6のみならず、Cu2GeTe3といったd電子系相変化材料のメモリ動作についても評価を進める。メモリ動作にあたっては、特に、動作エネルギーや動作速度に注目しながら評価を行う。更に、Cr2Ge2Te6では、アモルファス相の伝導機構が従来材とは異なる事が分かってきたが、この伝導機構の相違が、アモルファス中の電気抵抗のドリフト現象(材料をある温度で等温保持した時、電気抵抗が徐々に変化してしまう現象)に及ぼす影響を調査し、実用へのメリットデメリットを明確する予定である。
地下変電所設置酸化物超伝導変圧器用大容量超伝導導体の開発研究

本研究では、まず、既に設計・製作している500kVA液体窒素冷却酸化物超伝導変圧器の特性試験結果を見直し、大容量器開発のための問題点及び開発項目を整理した。これに基づき、(1)ビスマス系銀シース線の基礎電磁現象(電流電圧特性、交流損失特性等)の定量的評価、(2)それに基づく大電流容量低損失超伝導転位並列導体の最適構成法の検討、(3)超伝導転位並列導体の液体窒素温度領域における安定性の評価、(4)超伝導導体が常電導状態に転移した場合の飽和液体窒素及び過冷却液体窒素中での気泡形成条件の評価、(5)過冷却液体窒素冷却方式における耐高電圧化法の検討、(6)系統内環境を模擬する酸化物超伝導試験コイルの設計と特性評価等、酸化物超伝導変圧器における超伝導巻線の高電圧、大電流容量化に向けて基盤となる研究を行った。さらに、超伝導変圧器の系統内での運用法の検討を行い、これら研究成果に基づき、過冷却液体窒素冷却方式1000kVA-22kV/6.9kV酸化物超伝導変圧器の研究開発を支援し、この設計、製作、特性評価に全面的に参画、成功裏に完成させた。これを用いて国内初となる実系統との連系試験を行い、実規模の液体窒素冷却方式酸化物超伝導電力機器の実系統環境下における超伝導転位並列導体の電磁特性、大気圧過冷却状態の液体窒素の絶縁特性、冷却特性等を観測・評価し、本研究成果の検証を行った。本研究は、都市部地下変電所内変圧器を酸化物超伝導装置の特長である小型・軽量化、低コスト化、不燃化等を最も有効に利用できる当面のターゲットとして設定し、地下変電所に設置可能な酸化物超伝導変圧器に必要となる基盤技術のうち、特に超伝導巻線の大電流容量化と高電圧化技術の確率を目指している。本年度は、既に製作した500kVA液体窒素冷却酸化物超伝導変圧器の特性試験結果を見直し、大容量器開発のための問題点及び開発項目を整理し、まずビスマス系銀シース線の基礎電磁現象(電流電圧特性、交流損失特性等)の定量的評価の確率とそれに基づく大電流容量並列導体の構成法の検討、超伝導導体のクエンチ時の飽和及び過冷却液体窒素中での気泡形成条件の評価と耐電圧対策の検討、超伝導変圧器の系統内での運用法の検討を行った。その結果として以下のような成果を得た。(1)ビスマス系超伝導多芯線材は、当初、ツイストの有無によらずフィラメント同士の接触等により単芯線的電磁特性を示したが、ツイスト加工、伸線工程等の改善により、真の多芯線的電磁特性(低交流損失性)に近づきつつある。しかしながら、フィラメント内の結晶粒、もしくは結晶粒がいくつか集まった局所的ループにおいて誘起される遮蔽電流がもたらす交流損失がフィラメントの履歴損失より大きく、線材の低損失化には結晶粒の配向性、粒界面の改善が不可欠であることを明らかにした。(2)ビスマス系超伝導多芯線材を用いた並列導体において転位位置が最適位置からずれた場合の導体化に伴う付加的交流損失について検討し、定量的評価式を導出した。(3)巻線のクエンチを想定し、コイル状ヒータ電極を用いて飽和液体窒素中における気泡の形成、成長に電界がどのような影響を与えるかを観測し、気泡の挙動をグラデイエント力と浮力等を用いて記述する半定量的評価式を導出して、飽和液体窒素中における気泡の有無(発熱量)、空隙の寸法(電極形状)等と絶縁耐力の相関関係を明らかにした。(4)励磁突流、短絡電流等の臨界電流以上の過大電流に対するビスマス系超伝導線材の応答特性を実験的に把握した。次年度以降も、本年度の成果を踏まえてさらに標記導体の開発研究を遂行する。

本研究は、都市部地下変電所内変圧器を酸化物超伝導装置の特長である小型軽量化、低コスト化、不燃化等を最も有効に利用できる当面のターゲットに設定し、地下変電所に設置可能な酸化物超伝導変圧器に必要となる基盤技術のうち、特に超伝導巻線の大電流化と高電圧化技術の確立を目指している。本年度は、昨年度に行った要素的研究の結果に基づいて、低損失多条型超伝導導体の最適構成法の検討、多条型導体の安定性の評価、過冷却窒素冷却の耐高電圧化法の検討、系統内環境を模擬する酸化物超伝導試験コイルの設計と特性評価法の検討等の酸化物超伝導変圧器用巻線の大容量化に向けて基盤となる研究を行った。その結果として、以下のような成果を得た。1.薄いテープ形状の酸化物超伝導線材の大電流容量化の方法として提案している転位並列導体の交流損失特性について、理論・実験の両面から検討を進めた。今年度は、特に周波数特性に着目し、両端の電極部の接触抵抗と素線間のインダクタンスで決まる素線間結合時定数をパラメータとして、臨界周波数(結合時定数に反比例)以上の周波数帯域で導体化に伴う付加的交流損失が周波数の増加とともに単調に減少していくことを確認した。2.従来の変圧器では電圧階級が上がるにつれ絶縁対策の観点から巻線は円板巻線で構成される傾向にある。従来の絶縁対策のノウハウを超伝導変圧器にも活用することを想定し、転位並列導体を円板巻線、すなわち超伝導マグネットで言うパンケーキコイルに適用した際の最適導体構成法について理論的に考察し、小型模擬コイルを用いて検証実験を行った。3.配電系統用22kV/6.9kV-1000kVA単相超伝導変圧器を想定し、概念設計に基づき雷サージ侵入時の電位振動解析を行うと同時に模擬テストコイルを製作し、液体窒素中で150kVまでの雷インパルス電圧、50kVまでの交流電圧を印加して絶縁特性の検証実験を行った。次年度も、本年度までの成果を踏まえて、酸化物超伝導変圧器に必要な基盤技術である大容量導体の開発研究を行う。本年度は,昨年度に引き続きビスマス系銀シース線の基礎電磁特性(電流電圧特性,交流損失特性等)の定量的評価法の確立とそれに基づく並列多条型大容量導体の構成法の検討,超伝導導体のクエンチ時の飽和及び過冷却液体窒素中での気泡形成条件の評価と耐高電圧対策の検討,超伝導変圧器の系統内での運用法の検討などを行った。また,本研究による支援により完成させた1000kVA-22kV/6.9kV酸化物超伝導変圧器の実系統との連系試験を行い,実規模の液体窒素冷却方式酸化物超伝導電力機器の環境下における転位並列超伝導導体の電磁特性,大気圧過冷却状態の液体窒素の絶縁特性,冷却特性等を観測し,本研究成果の検証を行った。具体的には,(1)ビスマス系銀シース線を素線として多数本束ねる大容量の並列多条型導体に交流電流を通電し,横磁界を印加したときの素線内及び素線間の電流分布を測定して,大容量導体全体の交流損失の低減法や安定に動作する導体構成について検討した。(2)絶縁モデルを用いて飽和液体窒素の絶縁耐力を観測,評価し,耐高電圧対策の検討を行った。(3)1000kVA-22kV/6.9kV酸化物超伝導変圧器の特性試験を通して,1)酸化物転位並列導体を用いた超伝導巻線の交流損失特性及び電流分流特性,2)液体窒素による絶縁特性等を総合的に観測,評価し,液体窒素冷却超伝導変圧器巻線構成法の検証とさらなる大電流容量導体の開発研究の方向性について考察した。
植物ミトコンドリアATP合成酵素サブユニット遺伝子の発現制御

双子葉植物ミトコンドリアのF_1-ATPaseはα、β、γ、δ、δ'、それにεの6種のサブユニットから構成され、ミトコンドリアゲノムにコードされたαサブユニットを除くと核遺伝子によってコードされている。我々はサツマイモミトコンドリアF_1-ATPaseのγ、δ、δ'、εの4種のマイナ-サブユニットの全てを精製してcDNAクローニングを行い、他生物種や葉緑体のF_1-ATPaseのサブユニットとの対応を明らかにしてきた。本研究においては、植物からは始めてマイナ-サブユニットの核遺伝子クローンをサツマイモやその近縁二倍体野生種から単離し、特に、δ、δ'、εサブユニットでは複数の核遺伝子について構造を決定することができた。複数のサブユニット遺伝子の間で、特にエキソン部分の構造は高度に保存されていたが発現において違いが見られるかに興味が持たれた。2つのδサブユニット遺伝子では5'-上流域に互いに他方の遺伝子に無い2種の挿入配列が含まれていたものの、これら挿入配列以外の部分では高い相同性を示した。2つの遺伝子の5'-上流域配列と大腸菌のβ-グルクロニダーゼ(GUS)との融合遺伝子はいずれも形質転換タバコ培養細胞や再生タバコ植物個体で発現し、いずれも活性ある遺伝子であったが、2つの融合遺伝子の培養細胞や再生個体における発現レベルや発現パターンには明らかな違いがあった。DAM1遺伝子に存在するIns-1配列を欠失させると、培養細胞においてはGUS比活性は約3倍高くなり、DAM2-GUS融合遺伝子形質転換細胞とほぼ同じレベルにまで上昇した。しかし、形質転換タバコ植物個体の各器官におけるGUS活性の発現レベルやGUS活性の組織染色パターンは、Ins-1配列の欠失によって大きな影響は受けなかった。DAM2-GUS融合遺伝子の根での高い発現レベルにはDAM1遺伝子にないIns-2配列か、あるいは両者で相同性の見られない更に上流の領域が関与している可能性が示唆された。サツマイモのミトコンドリアF_1ATP合成酵素δサブユニットの2種の核遺伝子クローンと1種のδ'サブユニット遺伝子の部分構造を決定した。これらの核遺伝子と、先に決定したチトクロムc酸化酵素Vcサブユニットの核遺伝子の5'上流域の配列には幾つかの類似した配列が存在したが、これらが転写制御に関わるシス制御配列か否かは不明である。2種のδサブユニット遺伝子は良く似た構造をしており、転写領域のみならず推定転写開始点の上流域も約2kbにわたって高い相同性を示したが、その一つのD1遺伝子の転写開始点の146bp上流には他方のD2遺伝子に無い880bpの挿入配列が存在した。この挿入配列の前後には10bpの配列が重複しており、何らかの転移因子である可能性がある。D1とD2の2つの遺伝子の5'上流域から翻訳開始部位までの配列と大腸菌のβ-グルクロニダーゼ(GUS)との融合遺伝子を作製してタバコ培養細胞に導入した。いずれの融合遺伝子も形質転換タバコ培養細胞で発現し、どちらの遺伝子も活性ある遺伝子であることが示唆されたが、2つの融合遺伝子は発現レベルや継代後の培養過程での発現パターンに違いが見られた。また、2つの融合遺伝子はそれらを導入した再生タバコ植物個体においても根、茎、葉などのいずれの器官でも発現をしたが、特に根における発現レベルにおいて2つの融合遺伝子の間で顕著な違いが見られた。

サツマイモのF1-ATPaseのδサブユニット遺伝子の一つのDAM1遺伝子の転写開始点の140bp上流には他方のDAM2遺伝子に無い888bpの挿入配列(lns-1)が、またDAM2遺伝子の転写開始上流-2062にはDAM1遺伝子に無い361bpの挿入配列(lns-2)が存在したが、これら挿入配列以外の部分では90%以上の高い相同性を示した。DAM1とDAM2遺伝子の約4kbの5′-上流配列と大腸菌のβ-グルクロニダーゼ(GUS)との融合遺伝子をタバコ懸濁培養細胞BY-2および再生タバコ植物個体に導入したところ、どちらの融合遺伝子も発現が見られ、いずれも活性ある遺伝子であることが示された。しかし、2つの融合遺伝子の培養細胞における発現は発現レベルと継代培養後の変動パターンに明らかな違いがあり、再生個体においても特に根における発現レベルにおいて顕著な違いが見られた。DAM1-GUS融合遺伝子からlns-1配列を欠失させると、培養細胞においてはGUS比活性は約3倍高くなり、DAM2-GUS融合遺伝子形質転換細胞とほぼ同じレベルにまで上昇した。しかし、形質転換タバコ植物個体の各器官におけるGUS活性の発現レベルやGUS活性の組織染色パターンは、lns-1配列の欠失によって大きな影響は受けず、DAM1遺伝子の転写開始点上流域にあるlns-1挿入配列は少なくとも個体の体細胞組織での発現においては顕著な影響を与えていないものと推定された。GUS融合遺伝子の5′-上流域からの欠失変異の解析から、DAM2-GUS融合遺伝子の根での高い発現レベルには-1538より上流域が重要であることが示唆され、-2171の位置に存在する363bpのlns-2配列か、あるいは-2865より上流の相同性のない領域にそうした機能が備わっている可能性が示唆された。
飲酒によるエタノールとその代謝物およびそれらの蛋白・脂質結合体の循環器系・骨への影響機序に関する研究

本研究費により明らかにせんとしたことは、多量飲酒による循環器障害とくに血圧の上昇と大腿骨骨頭壊死にかかわる機序解明を目指したことにある。多量長期飲酒者における障害として肝障害は周知であるが腎への影響の指摘は皆無に等しい。しかし血圧の変動や骨の代謝には腎が大きくかかわっている。申請者らはラットを用いて、エタノールの投与を投与開始時期および期間を何段階にも組み合わせた条件で、系統的観察を実施した結果、組織学的に肝よりも腎に早期に変化所見が多く観察されることを1982年に報告した。その後腎機能に関する生化学的指標に有意の変動のあることも検証した。観察の結果ラットに17ヶ月間エタノール投与後、断酒して48時間、96時間において腎臓中にEtおよびAcAldの蛋白結合体が存在すること、腎組織所見としてAcAld蛋白結合体が抗原として産生されたと考えられる抗体・免疫複合物が腎糸球体内PAS陽性物質として沈着が認められ、その結果と見られる糸球体腫瘍、基底膜肥厚、メサンギウム細胞増殖、傍糸球体細胞の増殖等、膜性腎炎様変化として観察された。尿細管についても上皮細胞腫脹、脱落、硝子様滴、間質への細胞浸潤、塩基性尿細管が観察された。肝機能指標には特に著変は見られなかった。以上より、多量長期飲酒による腎を中心とした影響は大きく、renin活性の高いこと、とくにACE II型であってALDH2 NN型の者には特設に高値で、angiot ensin I、II高値につながり血圧上昇をもたらすことや骨端の栄養血管の収縮にも関与することなどが推定される。1α,25(OH)_2D_3の変動は骨粗鬆など骨吸収にも関与するものであり、飲酒による高血圧、骨障害の機序解明の重要なうらずけが出来たものと考える。飲酒の生体影響のうち肝障害は周知である。しかし循環器系や骨の障害事例が存在するにも拘らず、機序は明らかにされていない。申請者らは多量飲酒者および動物実験例において腎および尿中におけるエタノールおよび一次、二次代謝物およびそのaductsの存在を明らかにすると同時に対応する臓器器官への影響を明らかにすることを目的とした。初年度の成果としては、尿中におけるethanolおよびその代謝関連物質のaductsの存在が明らかにされたこと。さらに腎組織中にもaductsの蓄積を観察し得たこと。Angiotensin converting enzymeの活性が有意に高められたこと。腎におけるcholecarciferolのhydroxylationが有意に低下したこと。またこれらは、腎組織所見における傍糸球体細胞の増殖、メサンギウム細胞の増殖、近位尿細管機能の低下を示すaduct貯留とも関連した尿細管上皮細胞内硝子様滴貯留、塩基性尿細管、細胞浸潤等とよく符合した。肝影響指標の一つでもあるα-GST、Cholecarciferolに有意の変化が起らず、肝組織所見にも著変の起こらぬ時期に、斯様な腎の機能的形態的変化の起ることも確認され、エタノールの腎への機能的、形態的障害がエタノールによる肝への影響より先んじて起っていることが明らかにされた。1.マウスにおよびラットによる実験的研究(1)ラットに17ケ月間エタノール投与後、断酒して48時間、96時間において腎臓中にEtおよびAcAldの蛋白結合体が存在すること、腎組織所見としてAcAld蛋白結合体が抗原として産生されたと考えられる抗体・免疫複合物が腎糸球体内PAS陽性物質として沈着が認められ、その結果と見られる糸球体腫脹、基底膜肥厚、メサンギウム細胞増殖、傍糸球体細胞の増殖等、膜性腎炎様変化として観察された。

尿細管についても上皮細胞腫脹、脱落、硝子様滴、間質への細胞浸潤、塩基性尿細管が観察された。(2)マウス15ケ月投与後における大腿骨骨頭部、大腿骨、脛骨の観察において顕著な骨梁の菲薄化、骨細胞数の減少が観察された。2.多量長期飲酒者による研究平成8年度成果および本年度観察結果より、多量長期飲酒による腎を中心とした影響は大きく、renin活性の高いこと、とくにACE II型であってALDH2NN型の者には特段に高値で、angiotensin I、II高値につながり血圧上昇をもたらすことや骨端の栄養血管の収縮にも関与することなどが推定される。1α,25(OH)_2D_3の変動は骨粗鬆など骨吸収にも関与するものであり、飲酒による高血圧、骨障害の機序解明の重要なうらずけが出来たものと考える。
非晶質酸化物の結晶化組織

結晶化ガラスにおける結晶集合組織制御の基礎的研究として、B2O3-LiO2系ガラス中に温度勾配下の熱処理によって結晶相を折出させ、このとき生成する組織・結晶集合組織を観察した。2)結晶化焼鈍一定温度に保ったステンレスブロック上に試料をのせ、50K/mm程度の温度勾配を試料中生じさせた。結晶化時間はステンレスの温度が823Kのとき24h、913Kのとき300s程度である。3)方向性結晶化組織の顕微鏡・X線回折による観察結晶化は加熱面から始まる。作製条件のよかった試料では繊維状の複合組織からなる直径0.15mmの球状晶が成長する。ステンレス温度873K付近で結晶化した試料では、表面層(0.4mm)ではLi2O・2B2O3、2Li2O・5B2O3,Li2O・4B2O3-I,Li2O・4B2O3-IIの4相が、奥の層ではLi2O・2B2O3とLi2O・4B2O3ーIIの2相が存在する。球状晶中のLi2O・2B2O3相の繊維状結晶には優先方位が存在する。4)結論Li2O-B2O3系酸化物非晶質の温度勾配下の結晶化によって、結晶配向したLi2O・2B2O3相が得られた。今後の発展としては、この系ではLi2O・2B2O3相の優先方位の指数の決定、Li2O・2B2O33相が結晶配向した試料の誘電的特性の異方性の測定がある。本研究では、酸化物を急冷凝固により非晶質とした後熱処理によって結晶化させ、これによって生成する複合相セラミックスの組織を制御しようとしている。本年度は、強磁性相の晶出を期待してFeO-Fe2O3系を選び、これに非晶質形成能を与えかつ配向性成長を起こし易い化合物を形成する物質としてP205を加えた3元系について調べ以下の結果を得た。系差熱分析により、これらの試料のガラス点移温度が773K828Kに、結晶化開始温度が813K863Kにあることを決定した。光学顕微鏡観察により、上記の結晶相は一般には球晶を形成すること、温度勾配下の成長では表面からの方向性成長が起こり得ることが見いだされた。方向性成長に伴って未同定相に結晶配向が形成されることが確認された。今後は、系の組成と熱処理条件の選定を進め、強磁性相の配向性成長の実現を試みる。結晶化ガラスにおける結晶集合組織制御の基礎的研究として,B2O3-LiO2系ガラス中に温度勾配下の熱処理によって結晶相を析出させ,このとき生成する組織・結晶集合組織を観察した。2).結晶化焼鈍一定温度に保ったステンレスブロック上に試料をのせ,50K/mm程度の温度勾配を試料中生じさせた。結晶化時間はステンレスの温度が823Kのとき24h,913Kのとき300s程度である。3).方向性結晶化組織の顕微鏡・X線回析による観察結晶化は加熱面から始まる。作製条件のよかった試料では線維状の複合組織からなる直径0.15mmの球状晶が成長する。ステンレス温度873K付近で結晶化した試料では,表面層(0.4mm)ではLi2O・2B2O3,2Li2O・5B2O3,Li2O・4B2O3-I,Li2O・4B2O3-IIの4相が,奥の層ではLi2O・2B2O3とLi2O・4B2O3-IIの2相が存在する。球状晶中のLi2O・2B2O3相の線維状結晶には優先方位が存在する。4).結論Li2O-B2O3系酸化物非結晶質の温度勾配下の結晶化によって,結晶配向したLi2O・2B2O3相が得られた。
知的財産権制度のエンフォースメントに関する研究

本研究による成果は6編の公表論文のとおりである.第1,2論文では,同質財複占市場で企業が完全補完的な2技術の特許権を一つずつもつとき,特許侵害とそれに対する提訴,訴訟費用,損害賠償などの知財権の行使を考慮してモデルを作り,2企業間に締結可能な実施契約の態様,また実施契約の結果達成される均衡での経済厚生への知財権の行使の影響を分析した.そして,双務的実施契約締結により厚生上望ましい複占均衡が生ずるための,知財権行使の程度による条件を与えた.また,片務的な実施契約締結により望ましくない独占均衡が生じるための十分条件を,知財権行使の程度と原告,被告の訴訟費用により表現した.第3論文では,独占企業が操業している2輸出国と,財を輸入するのみの1輸入国から成る3国間貿易モデルを考えた.先進国企業が先進国で特許を所有するが,途上国企業はしないとき,実施契約と途上国内での消尽,および途上国企業の特許権侵害とそれに対する先進国企業の訴訟についてゲームモデルで議論し,8つの均衡の存在を示した.第4論文では,医薬品を貿易取引する二国の市場に,需要の価格弾力性の差異及び外国政府の輸入価格介入による価格差別があるとき,並行輸入が製薬会社の研究開発投資に及ぼす影響について考察した.そして,知的財産制度の変更を通じ並行輸入を認めることは,外国政府の価格交渉力が強く外国の市場の価格弾力性が小さいとき,製薬会社の研究開発投資を促進し並行輸入を禁じたときより外国の消費者余剰を改善することを示した.第5,6論文では同質財複占市場の企業の特許保有状態ごとに,互いに完全補完的な2技術の特許権の片務的,双務的実施契約締結の可能性を考え,特許侵害,模倣費用,侵害訴訟などの知財権の行使が市場均衡での経済厚生に及ぼす影響を分析し,知財権保護の程度と均衡で結ばれる双務的・片務的実施契約締結と経済厚生の関係を明らかにした.本研究による成果は6編の公表論文のとおりである.第1,2論文では,同質財複占市場で企業が完全補完的な2技術の特許権を一つずつもつとき,特許侵害とそれに対する提訴,訴訟費用,損害賠償などの知財権の行使を考慮してモデルを作り,2企業間に締結可能な実施契約の態様,また実施契約の結果達成される均衡での経済厚生への知財権の行使の影響を分析した.そして,双務的実施契約締結により厚生上望ましい複占均衡が生ずるための,知財権行使の程度による条件を与えた.また,片務的な実施契約締結により望ましくない独占均衡が生じるための十分条件を,知財権行使の程度と原告,被告の訴訟費用により表現した.第3論文では,独占企業が操業している2輸出国と,財を輸入するのみの1輸入国から成る3国間貿易モデルを考えた.先進国企業が先進国で特許を所有するが,途上国企業はしないとき,実施契約と途上国内での消尽,および途上国企業の特許権侵害とそれに対する先進国企業の訴訟についてゲームモデルで議論し,8つの均衡の存在を示した.第4論文では,医薬品を貿易取引する二国の市場に,需要の価格弾力性の差異及び外国政府の輸入価格介入による価格差別があるとき,並行輸入が製薬会社の研究開発投資に及ぼす影響について考察した.そして,知的財産制度の変更を通じ並行輸入を認めることは,外国政府の価格交渉力が強く外国の市場の価格弾力性が小さいとき,製薬会社の研究開発投資を促進し並行輸入を禁じたときより外国の消費者余剰を改善することを示した.第5,6論文では同質財複占市場の企業の特許保有状態ごとに,互いに完全補完的な2技術の特許権の片務的,双務的実施契約締結の可能性を考え,特許侵害,模倣費用,侵害訴訟などの知財権の行使が市場均衡での経済厚生に及ぼす影響を分析し,知財権保護の程度と均衡で結ばれる双務的・片務的実施契約締結と経済厚生の関係を明らかにした.本年度の研究では、以下の「11.研究発表」で記した3編の研究論文を執筆した。このうち、第1論文と第2論文で行われた分析と得られた結論は以下のとおりである。近年、知的財産権の保護は各国で重要な政策である。他方、今日では一財の生産に相当数の技術利用を要する「技術の補完性」が存在する場合が多い。同質財市場で競争する2企業が、互いに完全補完的な2技術の特許権を一つずつ保有するとき、互いの特許侵害によるスピルオーバーと、侵害に対する提訴、訴訟費用、損害賠償などの知的財産権の行使を表すパラメータを明示的にモデルに組み込み、2企業間に結ばれる可能性のあるライセンス契約の態様、またライセンス契約の結果達成される市場均衡での経済厚生が、知的財産権の行使から受ける影響を簡単なモデルで分析した。その結果、知的財産権行使を記述するパラメータに関するある条件下では、クロスライセンス契約が結ばれ、かつ経済厚生上独占より望ましい複占均衡が生ずるが、原告の勝訴確率が2分の1より高く、かつ相対的に原告の訴訟費用のほうが被告の訴訟費用より高いとき、片務的なライセンス契約が両企業により結ばれて経済厚生上複占より劣る独占均衡が成立することを示した。また第3論文では並行輸入が製薬会社の研究開発動機に及ぼす影響について考察した。知的財産制度の変更を通じ、並行輸入が認められると、独占企業は市場ごとに異なる価格を設定することができない。そのため並行輸入の導入は、一般に利潤の低下をもたらし、企業の研究開発動機に負の影響をもたらすと考えられている。

本論文では製薬会社と政府の交渉による現実的な薬価決定過程を明示的に考慮し、並行輸入が製薬会社の研究開発動機に与える影響について再考察を試みた。その結果並行輸入が製薬会社の研究開発動機に正の影響をもたらす可能性があることを示した。本年度の研究では,以下の「11.研究発表」で記した4編の研究論文を執筆した.まず,近年先進国と途上国間で,先進国企業のもつ知財権の消尽論との関係で論争となる並行輸入を扱った.第1論文では,Brander-Spencer(1985)タイプの2輸出国で各国には1企業ずつの企業が生産活動をしている1輸入国から成る3国間国際貿易モデルを考え,先進国企業xがある財の生産技術に関して先進国で特許権を所有する一方,途上国企業はこれをもたない状況で,ライセンス契約と途上国内での消尽,および途上国企業の特許権侵害とそれに対する先進国企業の訴訟を明示的に組み込んだ4段階ゲームモデルを提案した.このゲームには,ある条件下で8つのタイプの部分ゲーム完全均衡が存在することを示した.第2論文では,医薬品の貿易取引のある二国の市場に需要の価格弾力性の違い及び外国政府の輸入価格への介入に基づく価格差別が存在するとき,並行輸入が製薬会社の研究開発投資に及ぼす影響にっいて考察した.そして,知的財産制度の変更を通じ並行輸入が認められたとしても,外国政府の価格交渉力が強く,外国の市場の価格弾力性が小さいとき,並行輸入が製薬会社の研究開発投資を促進し,並行輸入を禁止したときよりも外国の消費者余剰を改善することを示した.また,第3,4論文では同質財市場で競争する2企業の特許保有状況ごとに,互いに完全補完的な2技術で特許権の片務的,双務的実施契約締結の可能性を考え,特許侵害によるスピルオーバー,模倣費用,侵害訴訟,知的財産権の行使を表すパラメータなどを明示的にモデルに組み込み,知的財産権の行使が市場均衡での経済厚生に及ぼす影響を分析した.その結果,知的財産権行使保護の程度が強い(模倣費用が大きい)ほど,片務的実施契約は結ばれず(結ばれ),経済厚生上望ましくない独占(望ましい複占)均衡が生じることを示した.
癌組織における転写因子NF-Yの発現と腫瘍増殖との関連

乳癌、前立腺癌でNF-Yの発現が示唆されたが、胃癌では特に高発現を示した。正常胃粘膜の増殖帯である腺頚部でもNF-Yの発現頻度が高く、多くの細胞核が陽性であった。同様にPCNAやMIB-1陽性核も腺頚部に観察され、NF-Yの分布とほぼ一致していた。胃癌組織においてもPCNA、MIB-1、MF-Yは高頻度に陽性であり、同様の染色態度を示したことより、NF-Yが細胞増殖の新しいマーカーと成りえることを示唆している。胃癌の壁深達度別あるいは組織型別による陽性核数の変化は観察されなかった。問題点は、検出に用いたCatalyzed signal amplificationsystemによる免疫染色の手技の煩雑さと、ときに観察される強い共染であった。Cdc2については良好な免疫染色が得られなかったため、抗体の選択や検出方法等の再検討が必要と考えられた。ヒト胃癌細胞株(MKN7、MKN28、NUGC4)を用いた細胞学的アプローチでは、cdc2プロモター活性がNF-Yのdominant negative mutantによって濃度依存性に抑制されることを確認した。これらの胃癌培養細胞の核抽出物をもちいてcdc2遺伝子のNF-Y結合配列との結合活性を調べる予定であったが、核抽出物を得ただけに留まっており、実験は遅延している。今年度で、助成は終了であるが今後も追加実験を行い、論文作製予定である。当初の予定に従って市販の抗NF-Ya抗体(Chemicon社)を用いて、通常のホルマリン固定、パラフィン切片にて染色性の検討を行った。染色条件はマイクロウェーブ処理の有無、カゼインブロックの有無、抗体の希釈倍率(100、250、500倍)で検討し、病理組織は比較的固定時間の短いと考えられる、前立腺針生検(10症例)、乳腺生検(10症例)、消化管ポリペクトミー(20症例)材料を使用した。発色には通常のLSAB法(DAKO社)を使用した。結果は、マイクロウェーブ処理、カゼインブロックの有、抗体の希釈倍率250倍の条件が染色性、再現性ともに良く、細胞核に強く染色された。特に前立腺癌での染色性が良好で多数の癌細胞の核に陽性像が観察され、正常前立腺組織と比較して陽性率が高い可能性があることが示唆された。また、低分化な前立腺癌での陽性率は分化の良いものに比較して、高いことも示唆された。乳腺組織では良好な染色は得られなかった。消化管では、胃、大腸では有意な染色性とは言えなかったが、早期食道癌(扁平上皮癌)部分では、周辺の正常上皮の比較して、腫瘍細胞の核での陽性率が高い傾向がうかがえた。腫瘍の種類、数ともに検討症例を蓄積し、NF-Yaについての更なる検討と、既知の増殖マーカーとの比較を次年度に行う予定である。前年度には通常の免疫組織化学(マイクロウエーブ処理、カゼイン処理、LSAB法)により前立腺癌と食道癌こおいてNF-Yaの陽性染色像が観察された。しかしながら染色はやや共染の傾向があり、また胃癌組織においては良好な染色が得られなかったため、今年度は新たに従来法より検出感度の高いCatalyzed signal amplificationsystem (DAKO)を用いて胃癌で組織でのNF-Yaの検出を試みた結果は、正常の胃粘膜上皮の増殖帯の細胞とともに、胃癌組織を構成する癌細胞の大部分(80から90%)の核がNF-Ya陽性であった。粘膜内癌と粘膜下層に浸潤する癌との間、あるいは浸潤部分と非浸潤部分の間に、陽性率の差はなかった。背景組織に共染は少なく、LSAB法よりも感度が高く、非特異的染色も低い可能性が考えられた。胃癌は未だ本邦で頻度の高い悪性腫瘍のひとつであり、胃癌とNF-Yaとの関連をさらに検索するために、当初の予定に従って細胞生物学的アプローチも開始した。

まず、ヒト由来の胃癌細胞株であるMKN7(高分化型)、MKN28(中分化型)、NUGC4(低分化型)を収集し、通常培養状態での増殖曲線を作成し、増殖状態を把握し、これらの細胞からゲルシフトアッセイに必要な核抽出物が得られること、またNF-Yaのcdc2遺伝子に対する転写活性を検討するための遺伝子導入が可能であることを確認した。今年度にはNF-Yに加えて、使用頻度の高い細胞増殖マーカーであるProliferating nuclear antigen(PCNA)とMIB-1による免疫染色を行い、NF-Yによる染色とを比較した。前年度の結果では、正常胃粘膜の増殖帯である腺頚部ではNF-Yの発現頻度が高く、多くの細胞核が陽性であった。同様にPCNAやMIB-1陽性核も腺頚部に観察され、NF-Yの分布とほぼ一致していた。胃癌組織においてもPCNA、MIB-1、NF-Yは高頻度に陽性であり、同様の染色態度を示したことより、NF-Yが細胞増殖の新しいマーカーと成りえることを示唆している。胃癌の壁深達度による陽性核数の変化は観察されなかった。問題点は、Catalyzed signal amplificationsystemによる免疫染色の手技の煩雑さと、ときに観察される強い共染であった。Cdc2については良好な免疫染色が得られなかったため、抗体の選択や検出方法等の再検討が必要と考えられた。ヒト胃癌細胞株(MKN7、MKN28、NUGC4)を用いた細胞学的アプローチでは、cdc2プロモター活性がNF-Yのdominant negative mutantによって濃度依存性に抑制されることを確認した。これらの胃癌培養細胞の核抽出物をもちいてcdc2遺伝子のNF-Y結合配列との結合活性を調べる予定であったが、核抽出物を得ただけに留まっており、実験は遅延している。今年度で、助成は終了であるが今後も追加実験を行い、論文作製予定である。
視交叉上核が産生する伝達物質のmRNAレベルでの転写機構からの概日リズムの解析

哺乳動物の概日リズムの中枢である視交叉上核(Suprachiasmatic nucleus,SCN)での振動機構を分子レベルで解明することを目的として研究した。SCN内で自発的に振動している物質にはsomatostatinとArg-vasopressin(AVP)及びそのmRNAが認められており、SCNからの約24時間という時間と時刻情報はAVP含有神経によって中隔核等を経て他の脳部位へ伝達されると考えられる。脳内でAVPを産生、保有している神経核には視索上核と室蒡核があるこれらの核でのAVPの生理、生化学的研究は広く行われている。今回、SCNでは浸透圧非感受性、GABAによる興奮性、corticosterone,dexamethasone等に対する反応性が視索上核や室蒡核とは異なることを明らかにした。また、SCNで光刺激でc-fos(FOS)が発現することからAVPの合成過程でAVP遺伝子上にAP-1 activation siteがあることを示唆するものであるが、視索上核のcDNA上では-560から-54の5'末端上流にはAP-2 site,CRE,GRE siteしか存在しない(AP-1 siteが無い)。これらのことからSCNと視索上核とではAVPの合成過程(転写、翻訳機構を含む)または遺伝子配列に差があるものと考えられ、現在、SCNからのゲノムDNAの解析を始めている。今後の課題としては、昨年同定されたショウジョバエのper遺伝子と相同性のあるヒト及マウスの時計遺伝子との関連性を調べることにある。しかし、per自身にはこれをコードする遺伝子にプロモタ-領域を持たない、従ってtrans-タイプの転写機構調節があるのか又はtim様の別の転写調節因子で時計が発動しているかであり、これらのどの段階でAVPやその転写因子が作用しているのかを解明していく予定。概日リズム発現の主な中枢は視床下部の視交叉上核(SCN)に存在するとされている。SCNでは約24時間の周期と外的又は内的な同調因子に対して同調(エントイン)を行なっている。SCNでの振動を分子機構そのうちでも遺伝子からの転写レベルでの調節機構に着目した。位相を保った約24時間の周期の情報はSCNから室傍核(PVN)を含め他の脳部位に伝達される。SCNからの出力に関与する神経にはA rg-vasopressin (AVP)、VIP、PHI含有神経がある。この内のVIP、PHIは恒暗条件下で概日リズムが消滅するので、AVP含有神経の活動リズムが構成及び出力の主たる要因である事が充分考えられる。実際、SCNのスライスカルチャー系でメディウム中に遊離されるAVPの量は概日リズムを示し、SCNの腹外側野に多く存在してSCNの活動に位相変位を生起させる、GRP, VIPによってAVP分泌のリズムの位相が変化することを報告した。またSCNの殆ど全ての神経細胞はGABAを含有しており、GABAのAVP分泌に対する影響は大細胞性のAVP含有神経とはかなり性質が異なることが推察できた。そこでAVPの生合成経路、そのうちでもAVP geneからの転写の過程に概日リズムがあることを仮定し、先ず、ラットのゲノムAVP geneの塩基配列からプロモタ-、エンハンサー領域(IEGに相当)を想定し、且つRT-PCRの逆転写に用いるプライマーを作る。明暗周期下及び恒暗下採取したSCNからmRNAを抽出し,RT-PCRで増幅したDNA量を指標として転写機構の解明と、エンハンサーによる調節機構のどこがKey Pointとなっているかを今検討している。哺乳動物の概日リズムの中枢である視交叉

上核(Suprachiasmatic nucleus,SCN)での振動機構を分子レベルで解明することを目的として研究した。SCN内で自発的に振動している物質にはsomatostainとArg--vasopressin(AVP)及びそのmRNAが認められており、SCNからの約24時間という時間と時刻情報はAVP含有神経によって中隔核等を経て他の脳部位へ伝達されると考えられる。脳内でAVPを産生、保有している神経核には視索上核と室蒡核があるこれらの核でのAVPの生理、生化学的研究は広く行われている。今回、SCNでは浸透圧非感受性、GABAによる興奮性、corticosterone,dexamethasone等に対する反応性が視索上核や室蒡核とは異なることを明らかにした。また、SCNで光刺激でc-fos(FOS)が発現することからAVPの合成過程でAVP遺伝子上にAP-1 activation siteがあることを示唆するものであるが、視索上核のcDNA上では-560から-54の5'末端上流にはAP-2 site,CRE,GRE siteしか存在しない(AP-1 siteが無い)。これらのことからSCNと視索上核とではAVPの合成過程(転写,翻訳機構を含む)または遺伝子配列に差があるものと考えられ、現在、SCNからのゲノムDNAの解析を始めている。今後の課題としては、昨年同定されたショウジョバエのper遺伝子と相同性のあるヒト及マウスの時計遺伝子との関連性を調べることにある。しかし、per自身にはこれをコードする遺伝子上にプロモタ-領域を持たない、従ってtrans-タイプの転写機構調節があるのか又はtim様の別の転写調節因子で時計が発動しているかであり、これらのどの段階でAVPやその転写因子が作用しているのかを解明していく予定。
膜動輸送シミュレータの開発研究―細胞内物質輸送および細胞移動の機構解明への応用―

最新の分子細胞生物学的知見を取り入れた膜動輪送機構の力学的解析及びそれに基づいた独自の生体紬胞膜変形解析用有限要素法の開発とこれによる新たなシミュレータシステムの開発の成果について述べる.1.膜動輸送の力学的解析によるシミュレーション:解析的手法により,連結小胞及びチャネルの力学的挙動をシミュレートする手法を提示し,以下の新たな知見を得た.(1)球形膜シェルの開口部を軸に平行に保持して開口展開していくと,わずかな開口半径の変化で大きく形状や張力などのパラメータが変化する位置が数カ所存在する.これは自然曲率を有する膜の,ある種の座屈のような現象と考えられる.(2)連結小胞の繰り返し部では,円筒状および砂時計状のエネルギー的に安定な形状が見出された.(3)以上のことから,連結小胞およびこれから派生した円筒状チャネルがエネルギー的に安定な形状の一つとして血管内皮細胞内に生成され,存在し得る可能性が理論的に示された.(4)面内せん断及び周辺細胞膜の影響を考慮することにより,実際に電子顕微鏡で観察されている結果により近い形状を得ることができた.(5)2重小胞の場合は,小胞やそれに近い形状が縫持される区間は,開口開始後のごく狭い範囲にあり,この間では開口半径の微小な変化で展開形状も劇的に変動する.また個々のくびれが消失する際,ひずみエネルギにジャンプ状現象の存在が確認された.2.膜動輪送シミュレータ用有限要素法の開発:汎用数理解析ソフトMathematicaを利用し,特に生体膜の大変形解析を夕ーゲットとする独自の有隈要素法の開発を行い,以下の新たな知見を得た.(1)弾性ポテンシャル関数を用いた大変形解析用有限要素法の定式化を提示し,半球形生体膜シェルの大変形解析を行い,膜に圧力を印加する事により表面積一定条件を満足させ得ることを明らかにした.(2)表面積一定条件は,変形形状に大きな影響を及ぼす.特に展開における変形形状では開口部付近の要素の伸びに対応し,表面積の増加を抑えるために小胞の形状が大きく変化することを明らかにした.(3)物性値として,Mooney-Rivlin体型ゴム製赤血球膜解析に用いられる定数を使用した結果,変形過程における膜張カは0.003-0.18[dyn/cm]となり,既知の実験結果である0.03[dyn/cm]を支持する値を得ることができた.最新の分子細胞生物学的知見を取り入れた膜動輪送機構の力学的解析及びそれに基づいた独自の生体紬胞膜変形解析用有限要素法の開発とこれによる新たなシミュレータシステムの開発の成果について述べる.1.膜動輸送の力学的解析によるシミュレーション:解析的手法により,連結小胞及びチャネルの力学的挙動をシミュレートする手法を提示し,以下の新たな知見を得た.(1)球形膜シェルの開口部を軸に平行に保持して開口展開していくと,わずかな開口半径の変化で大きく形状や張力などのパラメータが変化する位置が数カ所存在する.これは自然曲率を有する膜の,ある種の座屈のような現象と考えられる.(2)連結小胞の繰り返し部では,円筒状および砂時計状のエネルギー的に安定な形状が見出された.(3)以上のことから,連結小胞およびこれから派生した円筒状チャネルがエネルギー的に安定な形状の一つとして血管内皮細胞内に生成され,存在し得る可能性が理論的に示された.(4)面内せん断及び周辺細胞膜の影響を考慮することにより,実際に電子顕微鏡で観察されている結果により近い形状を得ることができた.(5)2重小胞の場合は,小胞やそれに近い形状が縫持される区間は,開口開始後のごく狭い範囲にあり,この間では開口半径の微小な変化で展開形状も劇的に変動する.また個々のくびれが消失する際,ひずみエネルギにジャンプ状現象の存在が確認された.2.膜動輪送シミュレータ用有限要素法の開発:汎用数理解析ソフトMathematicaを利用し,特に生体膜の大変形解析を夕ーゲットとする独自の有隈要素法の開発を行い,以下の新たな知見を得た.(1)弾性ポテンシャル関数を用いた大変形解析用有限要素法の定式化を提示し,半球形生体膜シェルの大変形解析を行い,膜に圧力を印加する事により表面積一定条件を満足させ得ることを明らかにした.(2)表面積一定条件は,変形形状に大きな影響を及ぼす.特に展開における変形形状では開口部付近の要素の伸びに対応し,表面積の増加を抑えるために小胞の形状が大きく変化することを明らかにした.(3)物性値として,Mooney-Rivlin体型ゴム製赤血球膜解析に用いられる定数を使用した結果,変形過程における膜張カは0.003-0.18[dyn/cm]となり,既知の実験結果である0.03[dyn/cm]を支持する値を得ることができた.生命の最小単位である細胞内の膜動輸送機構は,物質輸送,エネルギー変換,情報伝達など細胞の機能存亡にとって根幹的な役割を果たしている.また細胞分裂,細胞移動,細胞膜融合にも密接に関与している.本研究では,膜動輸送機構を数値シミュレーションにより可視化し動的に解析する新たなシミュレータシステムの開発,実用化をめざす.本年度は,汎用数理解析用プログラムMathematicaを利用し,生体膜大変形解析用の独自の有限要素法基本コード開発を試み,新たに以下の知見を得た.1)弾性ポテンシャル関数を用いて大変形解析用有限要素法の定式化を提示した.

2)生体膜の大変形解析を行い,膜に圧力を印加することで表面積一定条件を満足させ得ることが分かった.また表面積一定条件は,変形後の形状に大きな影響を及ぼす.例えば,平面生体膜に存在する小孔の半径は,周辺部の膜のわずかな変異に反応し大きく変化することが明らかになった.3)物性値として,Mooney-Rivlin体型ゴム製赤血球膜解析に用いられる定数を使用した.その結果,変形過程における膜張力は,平面生体膜では0.01ー0.04[dyn/cm],3次元球形膜シェル解析では,0.001ー0.05[dyn/cm]となり,既知の実験値を理論的に裏付けることが出来た.さらに解析的手法により,連結小胞及びチャネルの力学的挙動を解析する手法を提示し,以下の新たな知見を得た.1)球形膜シェルの開口部を軸に平行に保持して開口展開していくと,わずかな開口半径の変化で大きく形状や張力などのパラメータが変化する位置が数カ所存在する.これは自然曲率を有する膜の,ある種の座屈のような現象と考えられる.2)連結小胞の繰り返し部では,円筒状および砂時計状のエネルギー的に安定な形状が見出された.3)連結小胞の末端部においても,砂時計状のくびれを有するエネルギー的に安定な形状が見出された.4)以上のことから,連結小胞およびこれから派生した円筒状チャネルがエネルギー的に安定名形状の一つとして血管内皮皮細胞内に生成され,存在し得る可能性が理論的に示された.生命の最小単位である細胞内の膜動輸送機構は,物質輸送,エネルギー変換,情報伝達など細胞の機能存亡にとって根幹的な役割を果たしている.また細胞分裂,細胞移動,細胞膜融合にも密接に関与している.本研究では,膜動輸送機構を数値シミュレーションにより可視化し動的に解析する新たなシミュレータシステムの開発,実用化をめざす.本年度は,汎用数理解析用プログラムMathematicaを利用し,生体細胞膜シェルの大変形解析用の独自の有限要素法開発を試み,新たに以下の知見を得た.1.弾性ポテンシャル関数を用いて大変形解析用有限要素法の定式化を行った.2.半球形生体膜シェルの大変形解析を行い,膜に圧力を印加する事により表面積一定条件を満足させ得ることを明らかにした.3.表面積一定条件は,変形形状に大きな影響を及ぼす.特に展開における変形形状では開口部付近の要素の伸びに対応し,表面積の増加を抑えるために小胞の形状が大きく変化することを明らかにした.4.物性値として,Mooney-Rivlin体型ゴム製赤血球膜解析に用いられる定数を使用した結果,変形過程における膜張力は0.003-0.18[dyn/cm]となり,既知の実験結果である0.03[dyn/cm]を支持する値を得ることができた.さらに解析的手法により,特に幾つかの小胞が連結した多重小胞の変形挙動に及ぼす面内せん断の影響を探るため,第一段階として二つの小胞が連結した二重小胞の展開形状解析を行った.その結果から新たに以下の知見を得た.1.面内せん断の影響を考慮した二重小胞の展開形状をはじめて理論的に求めることができた.2.面内せん断は,考慮するせん断係数が赤血球膜の値μ=0.66×10^<-2>dyn/cm程度で変形形状に大きな影響を与えることがわかった.3.開口半径が大きくなるほど,全ひずみエネルギーは高くなることが分かった.特にせん断ひずみエネルギーは,二重小胞が展開し大きな単一小胞へと形態の劇的な変化を示す付近で急激に増加することが分かった.
ピクセル半導体検出器における3次元の電荷分配測定と可視化に関する研究

昨年度の研究成果により、電荷結合素子(CCD)放射線検出器の短パルスレーザー入射時の応答信号が得られている。そのため、本年度は、主に昨年度の測定結果に対する理論的な説明を行うため、データ処理のための数値計算クラスライブラリの構築と測定器シミュレーションによる実験結果の検証を行った。数値計算クラスライブラリの構築では、将来的な拡張を踏まえてオブジェクト指向技術を導入し、分析と設計を行った。可視化への対応についても考慮するため、言語としてJava言語を用いている。しかし、実行速度の面でC言語やC++言語による処理に劣るため、本研究上の処理に関しては、C言語による測定システムを並行して開発し用いた。開発したクラスライブラリは、必要な数値計箪をほぼ網羅しており、より高速な演算能力を持つ計算機を用いることで、測定にも利用できると考えている。今後、現行のC言語による測定システムとの入れ替えを計っていく予定である。昨年度の測定により得た結果の理論的裏付けのため、モンテカルロシミュレーションにより、電荷分配の様子を再現した。電荷分配は内部電場によるものと考えられるため、出力信号を再現することで、間接的に内部電場を主要因とする検出器内部での電子の動きを考察することが可能である。本年度の研究により、測定に用いているCCD検出器では、強い電場を持つ空乏層の領域は、信号が発生する有感領域の10%程しかなく、その他の電荷の多くは、弱い電場を持つ中性領域で生成されていると結論付けられる。これらの研究により、ピクセル半導体検出器の内部を、出力信号から考察する方法の基礎的研究を纏めることができた。今後、研究を更に進めることで、実時間で測定と表示を行えるように発展させることを検討中である。電荷結合素子(CCD)は、宇宙物理学分野における光子検出や、素粒子物理学分野での荷電粒子検出による崩壊点検出器への利用など、広範囲において用いられている。本研究では、これら広範囲にわたる研究分野でCCD放射線検出器として用いる際、最大限の性能を発揮するために、信号の入射とその応答を詳細に測定し、検出信号のピクセル間への漏れ(電荷分配)を測定評価し、CCDの構造と位置分解能の関係を明らかにすることを目的としている。本年度行った研究概要とその成果は、以下の通りである。1)スキャンテーブルとレーザーからなるシステムを構築高出力YAGレーザーを減衰フィルタにより弱め、最小電離粒子に近い信号量で、CCD放射線検出器に照射する。また、CCD表面上を数ミクロン間隔で走査することが可能である。2)構築したシステムを用いて、2種類の異なるCCD放射線検出器について測定測定試料として、EEV社製のCCD06-02SISと浜松ホトニクス社製のS5466を用いた。2種類のレーザー波長で測定を行い、吸収長の違いにより532nmでは低エネルギーX線やα線などを再現し、1064nmでは最小電離粒子に近い信号が得られることを確認した。(平成12年度日本物理学会、応用物理学会北陸・信越支部合同講演会発表)(平成12年度日本物理学会第56回年次大会発表)3)測定により得られるデータ処理のための数値計算ソフトウェア開発莫大なデータを高速に処理するため、分散環境を考慮しJava言語によりオブジェクト技術を取り入れたソフトウェアの開発を行った。(平成12年度電気関係学会北陸支部連合大会発表)(情報処理学会第62回平成13年前期全国大会発表)昨年度の研究成果により、電荷結合素子(CCD)放射線検出器の短パルスレーザー入射時の応答信号が得られている。