CKANTO CHEMICAL CO., INC.

2012 No.4（通巻226号）

ISSN  0285-2446

フラットパネルディスプレイ概論（10）FPDの将来展望

鵜飼

育弘

2

感染症四方山話（4）：感染性心内膜炎

菊池

賢

8

遷移金属触媒とヒドロシランを用いる合成化学の新展開（Ⅱ）：ヒドロシランの機能は、還元剤だけではない。

西形孝司

集光型太陽熱発電（CSP）方式とその現状

西村

啓道

最近のトピックス	

永島

英夫

14
18
24

フラットパネルディスプレイ概論（10）FPD の将来展望
Introduction to Flat Panel Display (10) The future view of FPD
Ukai Display Device Institute

代表

工学博士

鵜飼

育弘

YASUHIRO UKAI Ph.D.
Ukai Display Device Instituteにガラス基 板 毎に処 理をする枚 葉 方 式を採 用してい1. はじめにる。ガラス基板サイズは、第 1 世代（約 300mm 角）から

2010 年に始まった「フラットパネルディスプレイ概論」

現在の第 10 世代（約 3m 角）となり、設備投資も数千億もいよいよ今回が最終となった。FPD 業界は一部の企円と巨額になっている。TFT-LCD は FPDとして揺るぎ業を除いて元気がなくなっている。また技術者も「夢のない地位を確立しているが、更なる特性の向上と相まっ壁掛けTV」を実現したものの、かつてのチャレンジ精神て省エネルギー、省 資 源といった環 境 対 応 技 術 分 野を失いつつある。しかし、人間生活にディスプレイは欠（グリーン化）でも大きな進展を見せている。ポストフルハ

かせない存在で、今後ますます重要になると思われる。

イビジョン用ディスプレイを目指す要素技術開発も活発

そこで、最終章は FPD 産業の光と影を述べ、次世代

で、この分 野の最 新 情 報から目が離せない状 況であFPDとして欠かせない薄膜トランジスタの将来展望と要る。今後は、この連載（5）の図 2 に示したように脱真空、求される移動度の関係および脱真空・脱フォトリソグラ

脱フォトリソグラフィによるロール・ツ・ロール（R2R）方式

フィによるロール・ツゥ・ロール
（R2R）への期待についてへの期待が高まっている。この方式で生産されるFPD述べる。最後に、若い技術者に託すメッセージを述べはフレキシブルであり、用いられる材料も無機から有機たい。

材料へと変わるものと思われる。図 1 にディスプレイの技
術および市場推移とロードマップを示す。

2. FPD 産業の光と影
ディスプレイ技術者にとって長年の夢だった「壁掛けTV」は実現した。壁掛け TV に代表されるように、ディスプレイ技術のイノベーションで我々のライフスタイルは大きく変わってきた。
かつて FPD の目標は CRT の置き換えであったが、これからは FPD が新しい世界を切り開いていく時代となっている。FPD の技 術 革 新に伴なって、新しい商 品 が
我々の生活の中の溶け込み、ライフスタイルが大きく変貌を遂げている。この流れは今後ますます加速するで

図 1 ＦＰＤ技術および市場推移とロードマップ

あろう。身の周りのあらゆる場所に様々な形態のディスプレイが存在する世界「アンビエント」の到来である。
TFT-LCDの生産方式は、半導体の生産方式と同様

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一方、調査会社によると2010 年以降 FPD 市場は飽和すると言われている。しかし、FPD は人間生活に欠フラットパネルディスプレイ概論（10）FPD の将来展望

かせないデバイスであり（連載（1）参照）、新規デバイスに立ち戻り、消費者が「わくわく」する商品開発に取り組の開発と合わせて新しい応用分野を切り開いてきた。しむ必要がある。技術開発は、｢ 儲かって何歩の世界 ｣たがって、FPD は持続的成長が可能な産業と言える。

である。我々にはビジョンを持ち、目標に向かって果敢

図 2 には、フレキシブルディスプレイ実現への道程を示に挑戦することが求められている 2）。

す。現 状のガラス基 板を用いたディスプレイの堅 牢 性

ここからは、次世代 FPDとして欠かせない薄膜トラン（Unbreakable）
を高めることから始める。つぎに、曲げらジスタの将 来 展 望と要 求される移 動 度の関 係、脱 真

れる Bendable Display へと進 化し、最 終目的である

空・脱フォトリソグラフィによるロール・ツゥ・ロール
（R2R）

Rolled Displayとしての Flexible Displayを実現する。

への期待について述べる。

ここで用いられるであろうディスプレイとしては OLED やEPD（電気泳動ディスプレイ、電子ペーパー）が考えられる。

3. 薄膜トランジスタの将来展望
薄膜トランジスタが電子デバイスとして初めて実用化されたのは、a-Si TFTとLCD の特徴を上手く活かしたa-Si TFT-LCD である。当初は、3 型の小型ディスプレイ
からは始まった商品化は、現在では 100 型を超えるもの
が 商 品 化されていることは既に述 べたとおりである。
ディスプレイの大面積化と相まって、高精細化への需要が高まっている。2003 年から始まった地上ディジタル放送に対応したフル HD（1080 × 1920）が既に商品化されている。また、TFT-LCD の応答特性を改善するために、フレームレートが従来の倍速（120Hz）駆動のデバイ

図 2 フレキシブルディスプレイのロードマップ

スが 商 品 化され、3D 対 応 の LCD-TV では 4 倍 速（240Hz）が実用化されている。

日本の FPDメーカーは、世界の FPD 産業に対して多小型ディスプレイから大型ディスプレイに至るまで、基大の貢献をしてきた。最大の貢献は、技術者が寝食を本的なデバイス構造およびプロセスを順守できるデバイ

忘れてFPDという技術を研究開発から量産技術を確立

スは、数あるフラットディスプレイ中 a-Si TFT-LCD のみ

し製 品 開 発に導いたことある。その過 程で、日本メーである。しかし、更なる高精細化および高フレームレート

カーは多くの経験やノウハウを積んできた。例えば、製対応には、現状の a-Si TFT は限界である。高精細化造装置、部材、製造・プロセス技術など豊富な経験とノの動向として、2005 年 10 月から配信放送が開始されウハウを持っている。しかし、現状は、日本の FPDメー

たディジタルシネマ〔2k × 4k（ 2160 × 4096）1k × 2k

カーに元気のある会社は少なく、技術者もかつてのチャ（1080 × 2048）〕や 2015 年試験放送開始、2020 年か

レンジ精神を失いつつある。

ら2025 年に実用放送が予定されているスーパーハイビ

FPDメーカーおよび FPD-TVメーカーは軒並みに赤ジョン（4k × 8k）には、a-Si TFT のスイッチング特性で字である。
しかも、アジアのメーカーが赤字で苦しんでいは対応できない。TFT のスイッチング速度は、移動度にるのとは裏腹に、欧米の部材メーカーやセットメーカーは逆比例するため、高精細化、ハイフレーム駆動を実現

巨額の利益を得ている。このパターンは昨今、固定化しするには a-Si TFT の移動度（0.5cm 2 /Vs）の 10 倍以上てきたように思える。一 橋 大 学 沼 上 幹 商 学 部 長 は、の移動度を有するTFT が求められる。

「ディスプレイ産業の巨額投資に対する極端な反省論
は思考停止を生む」と警告する 1）。さらに「日本企業には戦 略 思 考 力を高める以 外に競 争 力 向 上の道はない」と言い切る。我々技術者には、今一度消費者目線

4. TFTに要求される移動度 3）
TFT には、選択時間 T 内に、液晶容量 C LC および蓄THE CHEMICAL TIMES

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積容量C Sを所定の電位に充電する能力が求められる。

容 量、フレーム周 波 数の関 係をシュミレーションした結TFT の選択時間 T（s）は、走査線数 n、60Hzを基準と果である。表から、表示容量が HD（1920 × 1080）、フ

した駆動フレーム比 mを用いて、レーム 周 波 数 60Hz 駆 動 に 要 求 され る 移 動 度 は

T＝

160 × n ×m

0.9cm 2 /Vsと実情の 2 倍の値が必要であることが分か（1）る。
a-Si TFT-LCD は表示容量の増加やフレーム周波数で表され、高解像度化、駆動フレームレートの高速化にの増加に伴って、TFTの書き込み時間が減少するため、伴って TFT の選択時間 T が短縮される。

トランジスタのサイズを大きくしたり、駆動電圧を上げたり

一方、TFT による画素充電に必要な時定数τ（s）は、することで対策している。しかし、このような対策では、

液晶容量 C LC（ F）、蓄積容量 C（F）
、TFT の ON 抵抗S

開口率の低下や消費電力の増加などデバイスとして好R TFT（Ω）
を用いて、ましい状態ではない。そこで、書き込み特性を向上する

τ＝ RTFT ×（CLC＋CS）（2）

ことが重要な課題になってきた。表 2 に実用化されている Si 系 TFTと一 部 実 用 化 が 始まった酸 化 物 半 導 体

で表され、大面積化、すなわち画素容量（C LC＋C S ）のTFT（Metal Oxide TFT）と開発中のナノ結晶 Si（nc-Si

増加とともに充電に必要な時定数τが増加する。

TFT）および有機半導体 TFT（OTFT）の特性と特徴の

TFT の ON 抵抗 R TFT（Ω）は、TFT が線形領域で動比較を示した 4）。図 2 に示したフレキシブルディスプレイ

作している場合、電界効果移動度 µ（ cm 2 /Vs）、チャネ

用 TFT の有力候補は有機半導体 TFT（OTFT）と思わ

ル長さL（µm）、チャネル幅 W（µm）、ゲート絶縁膜の単れる。

位面積当たり容量（C INS ）、TFT のゲート電圧 V G（ V）、
ドレイン電圧 V D（ V）、
しきいち電圧 V（V）
を用いて、t

RTFT ＝VD
1＝ W
IDµ L CINS（VG−Vt ）表 2 各種 TFT の特性と特徴（3）で表される。
TFT による画素の充電が、選択期間内に余裕をもって終了するには、
τ＜＜ Tを満足する必要がある。これよりTFT の要求移動度は、（C ＋C ）µ ≫ W LC S
× 60 × n ×m
（VG−Vt ）L CINS（4）で表現され、大面積化による画素容量の増大、高精細化による走査線数 n の増加、駆動フレームレート比 m の増加とともに、TFT には高い移動度が要求される。
表 1 は、ある条件下での要求される移動度を、表示
表 1 要求される移動度と表示容量、フレーム周波数の関係

5. 脱真空・脱フォトリソグラフィによるロール・ツゥ・ロール（R2R）への期待
a-Si TFT-LCD および LTPS TFT-LCD は、技術者の寝食を忘れた努力の結果、CRTを凌駕する性能と高度の生産性を実現し、大きなビジネスとして開花した。
デバイスの観点から見ると、TFT-LCD は、CRT に比べ軽薄短小のデバイスであり、CRT では実現不可能な領域のマン・マシン・インターフェースとしての地位を確立

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フラットパネルディスプレイ概論（10）FPD の将来展望

したといえる。しかし、課題がないわけではない。例えば、生産技術面では、ライン構築に当って巨大なクリー
ンルーム
（建屋）
と重厚長大な設備を必要とする産業になっている。また産業の海外流出も大変重要な問題となっている。
そこで、TFT-LCD 生産工程における省資源、省エネ
ルギーを実現しなければならない。とりわけ、TFTアレイ
工程の革新的な生産技術開発が求められる。確かに、TFT-LCD は、CRT に比べて省エネルギーのデバイスといえる。しかし、生 産に必 要なエネルギーの観 点からは、到底 CRTを凌駕しているとはいえない。TFT-LCDを生産するに必要な電力、純水、薬液等は CRT の比ではない。そこで、真に CRTを凌駕するために生産技

図 3 LCDとOLED のコスト構造比較

さらにデバイスの性能でも取り組むべき課題は残され術としての課題を列記すると、ている。まずデバイスの入力に対する出力、いわゆる効① 脱真空プロセス率の問題である。現状のTFT-LCDの構成は、表示モー② 脱フォトリソグラフィ

ドによらず 2 枚の偏光板とカラーフィルタで構成されてい③ 低温プロセスる。この構成を用いる限り原理上、最大でも15％以上④ 枚葉プロセスからロール・ツゥ・ロールプロセスの効率を実現することは不可能である。しかも、TFT の⑤ 環境に優しいプロセス、地球と共 生する技術

開口率に起因する透過率の低減があり、BLU の効率の確立などが急務である。

を考慮すると、図 4 に示すようにトータルの効率は数％に

TFT-LCD 産業は、装置産業と労働集約産業から成り立っている。基板サイズの大型化は、装置産業として過ぎない。この点からみても光の取り出し効率は、必ず解決しなければならない問題である。

の投資生産性の向上に大いに貢献してきた。既に 3m
角の超大型基板を用いて量産されているが、さらなる大型化には疑問視する向きが多い。
また、TFT-LCD 産業は半導体産業に比べ直材費比率が大きい産業でもある（TFT-LCD モジュールのコストに占める直材費比率は 70% から80%）。TFT-LCD は、図3に示すように、偏光板、位相差板等の光学フィルム、
タッチパネル、バックライトユニット（BLU）等のモジュー
ル部材を使用している。図 3 には比較のため OLEDと構成部材のコスト割合を示す。そこで著者はそれらの部材をセル内に形成するいわゆる「In-Cell 化」を提唱している 5）。In-Cell 化によって、① TFT-LCD モジュールの薄型化、軽量化、堅牢性および信頼性の向上② TFT-LCD モジュールの部材・材料費を付加価値としてパネルメーカに取り込む③ 労働集約的な生産工程の削減による産業流出の回避

図 4 TFT-LCD の光利用効率

デバイスの表示品位でも解決しなければならない問題はある。TFT-LCD はコントラスト、色再現性、応答時間等で CRTと同等もしくは C RTを凌ぐ性能が実現されている。しかし、ディスプレイとしての質感、光沢等の感覚的な領域まで表現できる状況には至っていない。
連載（6）で FPDを支える部品・材料として「タッチパ④ 新規デバイスの創生ネル」をとりあげた。タッチパネルは、機 器とのインターなどが期待できる。

フェースとして重要であり、キーボードやマウスに比べ直THE CHEMICAL TIMES

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観的に使えることから飛躍的に成長している。しかも、今年はソニーからIn-Cell TPを用いたTFT-LCD（Pixel
Eyes “ACX433BLN”）の量産が始まり、正しくIn-Cell

TFT-LCD の本 格 的な研 究 開 発が始まって四半 世

TP 元年と呼ぶに相応しい年となった。この技術は、従紀。私は幸いにしてそのスタートからこの研究に携わり、来のタッチパネル技術では成し得なかった新しいマン・

発 展の歴 史とともに歩むことができた。その間、TFT-

マシン・インターフェースを切り開くものと期待される。新LCD 技術と産業の典型的な特質を目の当たりに見、多技術がビジネスの糧になるように、しかもメーカーの技術

くのことを学習した。ここでは、若い技術者の皆さんへ伝者が開 発の喜びを分かち合えるようにしたいものであえたいことを述べる 2）。

る。タッチパネルは最 早 FPD を支える部 品 ではなく、故東大名誉教授の多田富雄氏が朝日新聞に連載さ

FPDと一体化したデバイスとしてなくてはならない存在とれた記事 6）の中から一部紹介する。
『このごろの研究なった。

者は、なんでも競争、後から参入して成果の先っぽだけ

図 5 にタッチ技術の過去・現在・未来を示す。光セン横取りすることをなんとも思っていない。そんな競争は、

サ内蔵技術でスキャン機能が可能となる。我々が日常

嫉妬と憎しみが残るだけ。文部科学省も過去の成果だ用いている複写機やファックスでは、ラインセンサによるけを重んじて、これから何をやりたいかということを聞こう

ドキュメントの取り込みが行われている。しかし、これらともしない。勢い成果主義と仁義なき戦いに走ることにの機 器にはラインセンサの走 査 機 構が必 要であるたなる。やせ細った、小粒の研究しか育たない。何より未め、機器のコンパクト化などには適さない。これに対し、来への夢が無い。若い研究者は、小さい競争に現を抜

フォトセンサアレイ内蔵のデバイスを用いることでこの機

かすのではなく、自分のアイデアを引っさげて、世界の構が不要となる。瞬時に 2 次元のドキュメントの読み込

研究者のコミュニティーに参加する心がけが大切であみが可能となり、しかも同じデバイスで表示できる。すなる。そのためにも自国の文化を知ることは必須である。まわち入力 / 出力一体型デバイスが実現する。その先は、た、他国の文化を知ることも、競争相手の科学的モチ

タッチしなくても入 力できるジェスチャ機 能やエアータッ

ベーションを知る大事な手がかりである。いくら英語でチに進展するとともに、対話型ディスプレイが主流とな論文を書いても、競争一辺倒のぎすぎすした論文しかり、タッチデバイスとディスプレイデバイスは切っても切れ生まれない』。

ない関係となる。インプット・アウトプット一体型デバイスの時代の到来である。

図 5 タッチ技術の過去・現在・未来

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6. 技術者はロマンを求めて Never Give-Up の精神でTHE CHEMICAL TIMES

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最近、日本におけるa-Si TFT-LCD 産業は、一部の企業を除いて元気がなくなりつつある。また、技術者もアフラットパネルディスプレイ概論（10）FPD の将来展望

メリカナイズされた人事制度の導入により、リスクを伴うと開発に従事した。小学校卒業の文集に書いた「科学研究開発には取り組み難くなりつつある。このような状況者」の夢は残念ながら実現できなかった。しかし、2008の中で、最 近の関 連 技 術 者は夢と自信を失いつつあ

年 3 月末まで通算 30 年間も TFT-LCD の技術開発と事る。

業化に携わった。技術者にとってこのようなことは多くの

元立命館大学・末川博総長の言葉に、「青年は未来を信じ未来に生きる。そこに青年の使命がある」があ機会があることではないと思う。本当に技術者冥利に尽きる。

る。私は、ここで言われている「青 年」とは、肉体 的に顧みれば、先生、上司、先輩、同僚、仲間の多くの「青年」のみならず精神的にも「青年」を意味しての言方々と、両親と家族の支えがあって今の私がある。
『福，葉と理解している。死ぬまで 1日19 時間、数学の問題

受けつくすべからず』（ 法演の四戒：瀬戸内寂聴著「美を解き続けた鬼 才の数 学 者ポール・エルデーシュは、

しいお経」
より）
を肝に銘じ、今後ともTFT 分野の学業界「頭を働かせている人は若々しい」と弟子たちに話してに少しでも寄与できれば幸いである。

いたという。また彼は、研究を止めた、つまり脳細胞の活動を停 止した人を「死んだ」といい、人が死んだ時は「去った」と表現したという。

7. おわりに

TFT-LCD はいくつかの Break Throughを経て、現在

TFT-LCD はフラットパネルディスプレイとして揺るぎなに至っている。しかし，克 服しなければならない課 題もい地位を確立しているが、更なる特性の向上と相まって多々ある。もちろんこれらの技術的課題を突破するのは省エネルギー、省資源といった環境対応技術分野でも技術者の役目である。しかし忘れてはならないことは、

大きな進展を見せている。ポストフルハイビジョン用ディス技術者自身のものの考え方、および仕事の進め方に常プレイを目指す要素技術開発も活発で、この分野の最に Break Through が求められることである。独創的な技

新情報から目が離せない状況である。ここで紹介した術で、夢と情熱を常に持ち、しかもNever Give-Up の精技術が確立し、新規フラットパネルディスプレイ
（FPD）、神で果敢に挑戦する。そのことで、真に CRTを凌駕しとりわけフレキシブルディスプレイを用いた商品が人々にた理想の TFT-LCD 技術が確立すると私は信じている。

感動を与えてくれることを期待している。読者には新規技術者には、未来を信じ大きな夢を抱いて、日々夢を実

FPDの実用化に参画され、｢ 知 ｣の創造に寄与されるこ現するために失敗を恐れず果敢に挑戦する精神と実とを切望する。

行力が問われている。
イラク戦争やリビア内戦に見られるように、地球上には残念ながら戦争が絶えない。東京電力の原発事故

長期間にわたり連載を読んで頂いた読者の方々に感謝いたします。また、この連載の企画をいただいた関東
化学の関係者の方々に感謝の意を表します。

は、人災と言われながらも加害者（東京電力と国）と被害者（国民）の区別なく「日本の文化」で済まそうとする風潮がある。日本人によって何の罪もない人々から命と

参考文献

土地および生活を奪ったことを忘れてはいけない。この

1）沼上 幹 . 朝日新聞朝刊 . 2011.11.8

被害は未来永劫続くかもしれない。我々には地球との

2）鵜飼育弘 . 研究開発リーダー. 2009, Vol.5, No.12, 70-77.

共生（我々の生きている時代）だけではなく、共生（とも3）鵜飼育弘 . マイクロ・ナノx 領域の超精密技術 . 日本学術振興
会 将来加工技術第 136 委員会編 , オーム社 , 2011, 183-201

いき）（ 開発した技術や製品が孫末代に与える影響を考えること）が重要である。技術者以前に一社会人とし

4）鵜飼育弘 . 液晶 . 2011, 15（3）, 201-216て、世界が戦争や核兵器および原発のない平和で幸5）Ukai,Y. Proceeding of the XIV International Workshop on the
Physics of Semiconductor devices. IEEE, 2007, 29-34

せな時代になるよう常日頃関心を持ち、地道な活動が重要である。

6）多田富雄 . 朝日新聞朝刊 . 2008.6.18

ホシデンで a-Si TFT-LCD の黎明期から研究開発や事業化に携わり、ソニーでは LTPS TFT-LCD の事業化

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感染症四方山話（4）：感染性心内膜炎
Various Topics concerning Infectious Disease (4) Infective endocarditis

順天堂大学医学部

感染制御科学／細菌学／総合診療科学

准教授

菊池

賢

KEN KIKUCHI, MD, PhD.(Associate Professor)
Department of Infection Control Science, Department of Bacteriology, Department of General Medicine,
Faculty of Medicine, Juntendo University

喜八郎教授に責任者になって頂いた。コンサルテーショ

はじめにンがあれば、病棟に出向き、診察させてもらいながら、前回の感染症四方山話（3）で、私が感染症の世界

suggestionを行う。毎週金曜日午前中に受けたコンサに入った経緯、感染症の研究歴等を書かせて頂いた。

ルテーションの症例検討を実施し、スタッフ間で症例の一方、感染症の医師としてのキャリアは、卒後 5 年目の共有を行う。そんな流れだった。最初の年は相談してく

中央検査部（第二内科兼任）助手としてスタートとなっるのはほぼ内科に限られており、総数も確か60例弱だった。勤めていた東京女子医大では感染症を網羅的にた。それでも徐々に様々な診療科の信頼を勝ち取る度

診ている診療科はなく、中央検査部に清水喜八郎教授にコンサルテーション件 数 は 増え、数 年 後には 年 間を初めとして、感染症に関わる研究（主に抗菌化学療

7-800 例の相談が来るようになり、実績が認められ、紆

法の理論的構築）に携わる医師のスタッフが数名いた

余曲折はあったが、中央検査部の内部から徐々に、中が、臨床への対応という点では清水教授が個人的に

央検査部感染対策部→感染対策科→感染症科、と独感染症のコンサルテーションをオンデマンドで受けてい立した科として認めてもらえるようになった。

るのみだった。折角、感染症を自分の仕事としてできるよこの感染症コンサルテーションシステムを通じ、貴重うになったので、できれば感染症のコンサルテーションをな感染症症例に数多く出会うことができた。そこで感じた

正式な業務として行いたい。今、思い出してみると恥ず「なぜ？」に対する答え探しの旅が今も私の研究の一番

かしい限りだが、その頃の私は、血気盛んな怖いものなのモチベーションになっている。今日までの私の感染症

しで、先ず行動ありきだった。当時は全国の大学病院で診療の礎を築いてくれたこれらの感染症の診療の中かも感染症科を標榜している施設はほとんどなく、欧米のら、強い印象を受けた感染症をこれから、取り上げてみ感染症科の多くのスタイルである、ベッドを持たず（自分たいと思う。

の診 療 科 所 属の患 者を持たないこと）、コンサルテー
ションを主な業 務とするシステムは国 内では皆 無だった。臨床現場が感染症で困った時に相談する相手はお8

感染性心内膜炎とはらず、もっぱらそれぞれの診療科が独自の判断で診断・

感染性心内膜炎（infective endocarditis；IE）は心治療を日常診療の中で決めていた。他になくても、需要

臓の心内膜─多くの場合は弁、に菌が定着した感染があるなら（というよりも、「開拓出来るなら」という感覚病変（疣 贅と呼ばれる─図 1）を有し、そこから遊離しただった）作ってみよう。中央検査部医局の入り口に他科菌による持続性の菌血症を起こす特有の感染症であ依頼申し込みボックスを設置して、0から感染症コンサルる。心臓が機械的に破壊されることに基づく弁膜症、心テーションシステムが始まった。勿論、当時の私ごとき若不全、不整脈などの心臓由来病態、敗血症症状と播種造が「相手」では、相談する方も躊躇するだろう。清水

された菌血症が衛星病変（膿瘍など）を形成する敗血THE CHEMICAL TIMES

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感染症四方山話（4）：感染性心内膜炎症病態、遊離した疣贅が血管を閉塞することで起こるが必要で、心室中隔欠損がない例では新生児期に動塞栓症状、Osler 痛斑、Roth 斑、Janeway 発疹、眼瞼脈転換手術（Jatene 手術）
を受けなければならない。こ

結膜の出血斑、爪下出血斑（splinter haemorrhage）、の患者はⅢ型と呼ぶ心室中隔欠損と肺動脈狭窄があ

糸球体腎炎など、高濃度の微生物抗原暴露による免るタイプで、生直後に手術する必要はなかったが、チア

疫反応─主として免疫複合体による血管炎など、非常ノーゼが強く、4ヶ月時にシャント手術を受け、8 歳で、根に多彩な病態を呈する。

治術であるRasteli 手術（人工血管─ conduit：心外導管と呼ぶ を用いて右心室と肺動脈をつなぎ、左心室と大動脈を結ぶトンネルを作成する）
を施行されていた。
IE は健康な心臓に起こることは滅多にない。弁が傷ついていたり、血液が淀んだりするような病態があってはじめて、菌がくっつき、IEを成立させることができるのだ。
中でも先天性心疾患、特にチアノーゼを伴う（動脈と静脈血が混じることが想定される状態）
ものは IE の危険因子としてよく知られている。また、人工血管や人工弁な
どの異物も微生物定着の良い足がかりになる。

図 1 大動脈弁に付着した巨大な疣贅

彼 女は 6ヶ月前に抜 歯をされており、2 週 間 前 から抗菌薬が実用化される以前は、真綿で首を絞めるよ

39℃の発熱、呼吸困難、浮腫を呈して、入院となった。

うに徐々に衰弱し、確実に死に至る病として、恐れられ血液培養も陰性で当初は IEを疑われず、各種抗菌薬ていた。ペニシリンをはじめとする抗菌薬が自由に使用を使用されたが、発熱は持続し、炎症所見も良くならなできるされた現在でも、死亡率は入院中で 15-20％、1い。この時点で、コンサルテーションがあり、IE の診断を

年死亡率で 20-30％に至る 。死に至らない場合でも、やり直そうということになった。一旦、抗菌薬を中止し、日常診療で遭遇する一般的なIE で通常 4 〜 8 週間、Q

抗菌薬濃度が下がった時点で血液培養を取り直したと熱の病原体であるCoxiella burnetii によるIE では少な

ころ、グラム染色でレンサ状を示すグラム陽性球菌が 4

くとも18ヶ月以上と、他の感染症に比べ、著しく長期のセットの血液培養から立て続けに検出された。心臓超2）抗菌薬投与を強いられる 。脳塞栓、脳出血など、後音波検査で心外導管内部の狭窄、重度の三尖弁閉遺症を残す合併症も少なくない。数ある感染症の中で鎖不全が確認され、IE であることがこの時点で診断さも、難治性という点では他の追随を寄せ付けない特有れた。しかし、このレンサ球菌はよくあるviridans groupの位置を占めている。

streptococci には見られない、おかしな特徴を有してい1）

それでは症例を顧みることにしよう。

た。血液培養のボトルが陽性になり、確かに顕微鏡で菌が確 認できているのに、血 液 寒 天に継 代 培 養する

11 歳の女性で、大血管転移という先天性の心と、生えてこないのである。この菌を接種した血液寒天

奇形に加え、多脾症（複数の脾臓を持つが、通常の脾

上にブドウ球菌を画線培養（培地上に白金耳で菌を線機能が著しく低下ないし欠如

─機能的無脾症と呼状に接種すること）すると、ブドウ球菌コロニーの周囲にすることが多い）、内蔵逆位を伴っていた 3）。大コロニーが生えてきた（図 2）。これは衛 星 現 象と呼ば血管転移は生まれつき、心室から出る動脈がそれぞれれ、画線した株（この場合はブドウ球菌）が何らかの試

入れ替わっており、右心室から大動脈が、左心室から験菌株増殖に必要な栄養素を供給することで、試験株肺動脈が出ている。このままではもちろん動脈血が全身が発育可能になるものである。レンサ球菌ではこのように送られることがないが、心室に穴（心室中隔欠損）がな衛 星 現 象を示 すものに、栄 養 要 求 性レンサ 球 菌：

開いているか、動 脈 管などの短 絡 路（シャント）を通し

nutritionally variant streptococci（NVS）と呼ばれる菌て、静脈血と動脈血がある程度混じるため、ある程度のがあった。発育に要求される栄養素はビタミンB 6 ないし期間は生存することができる。もちろん、根治には手術

L-cysteine であり、本菌もビタミンB 6 を添加した培地に症例

ぶ─

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は普通に増殖することが確認された。NVS には当時、代培養ができず、測定できなかった）、penicillin G がStreptococcus defectivus, Streptococcus adjacensと投与されたが、血液培養からは菌が検出され続いた。

いう2 種類の菌が知られていたが、これらはレンサ球菌

gentamicinを併用しても菌の陽性は続いた。この症例

属とは異なった遺伝背景を持つ菌であることがわかり、のように異物（人工血管）が入っており、しかもそこが感それぞれ、Abiotropia defectiva, Granulicatella adiacens

染巣になっている場合には、感染巣である人工物を外と別々の属に再 分 類された。本 症 例の菌 株は DNA-

科的に取り除かない限り、抗菌薬単独での治癒はほとDNA hybridization の結果、A. defectiva であることがんど不 可 能である。主 治 医に何 度も再 手 術を勧めた

確認できた。NVS によるIE の治療は基本的には通常が、中々実施されず、ようやく、心外導管を交換し、三尖の viridans group streptococciと同じであり、penicillin

弁 形 成 術を施 行されて、治 癒にこぎ着けることができとaminoglycoside の併用を行うが、治療抵抗性である

た。後から調べた感受性試験では penicillin の MIC はこと、再発が多いことが知られている。本症例でも当初、4mg/Lと耐性を示しており、penicillin では治療がうまく

レンサ球菌ということで（感受性はこの時点では菌の継いかなかった理由も判明した。入院期間はほぼ 1 年の326日に、抗菌薬投与期間は 276日に及んだ。図 3 に症例の経過を示した。
この症例は以後 IEを診るにあたって、重要な教訓をいくつも私の胸の中に刻み込んだ。
第一の教訓は、異物に伴う感染巣は物理的に除去することが必須であり、抗菌薬のみで治療を完遂できる
ことは極めて困難だということである。こんなこと感染症医には常識と思われるかもしれない。しかし、教科書通りの症例ばかりではない。臨床現場には様々な問題を

図 2 衛星現象

図 3 症例 臨床経過10

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感染症四方山話（4）：感染性心内膜炎

抱えた症例が溢れている。本症例のように複雑性心奇

めて IEと診断される。しかし、この時点では既に抗菌薬形を抱えていれば、再手術は大掛かりになる。手術にが断続的に投与されており、血液培養を行っても陽性

耐えうるかどうかの全身状態の判断も頭を悩ませることにならない。起 因 菌 は 不 明 のまま、viridans g roupだろう。
「できれば手術を回避して内科的に治療できな

streptococci によるIE だろうということで、penicillin がいか」、もし私が本症例の主治医であったとしても、きっ投与される。しかし、本症例のように予想とは異なる菌とそう思ったことだろう。
「感染症コンサルテーションとい種であったり、耐性菌で penicillin が効かない場合など

うものは、患者の意思を尊重するのみならず、主治医があるのだ。実際、海外の報告に比べ、こうした培養陰の判断も許容しながら、お互いの信頼関係を築き、そ性心内膜炎は我が国では多いことが知られている。如の上で、落としどころに如何に持ち込めるか、なのだ」

何に起因菌を正確に同定するか、培養陰性であれば、と痛感した。これ以後も、IEを繰り返し、その度に人工

何か他の手段で微生物学的診断を下すことができない

弁を入れ替えて、遂に再手術しようにも交換する新しいか。IE の起 因 菌 診 断の新たな方 法を模 索することに人 工 弁を縫い合わせる心 臓の縫い代が確 保できなくなった。

なった症例にも複数、遭遇した。現在も年単位で抗菌解決策の一つは、手術になった場合に適応される。

薬治療を続けている人工弁心内膜炎：prosthetic valve

手術が施行されれば、手術で切除された感染病巣検

endocarditis： PVE 患者を診ている。手術の望みは絶体を得ることができる。緊急手術であれば、直接、検体

たれ、何度も抗菌薬中止を試み、その度に再発が起きの培養で微生物が証明されることもある。しかし、IE のた。万策尽きて、他に方法がないのである。幸い、抗菌手術の多くは抗菌薬治療が完了した後に、待機的に薬の至適濃度が維持されている限り、菌は人工弁に付行われる。血液培養も陽性にならず、抗菌薬治療が終着してはいるが、悪化する様子はない。このような患者了した段階では、まず手術検体からの培養検査が陽フォローの方法等、どこの教科書にも書いてはいまい。

性になることはない。だが、培養可能な微生物はいなく

そして、これが感染症臨床の現実なのである。

ても、組織内に起因菌の死骸（死菌）や DNA の残骸は第二の教訓は、IE のマネージメントで最も重要なこと

結構残っているのだ。細菌全てに含まれ、ヒトには存在は、確実な診断、即ち起因菌の正確な同定にある、とい

せず、複数のコピーがある（感度が上がる）遺伝子があ

うことである。IE の治療はかように長期に渡る上、本症れば、それをPCR で増幅すれば細菌感染であることが例のように手術が必要なケースも少なくない。起因菌の証 明できる（図 4）。また、こうした細 菌 共 通 遺 伝 子の確定診断がなければ、推定診断で治療を選択せざるを

DNA 塩基配列を解読することで、菌種の同定を行うこ得ない。場合によっては無効なあるいは無駄な抗菌薬とも可能だ（図 5）4）。具体的には 16S ribosomal RNA

が月単位で使用されることになるばかりか、治療失敗は

遺 伝 子 が 汎 用される。真 菌 の 場 合には 18S rRNA,

即、患者予後に影響を及ぼす。

ITS1, ITS2, 26S rRNA 遺伝子などが用いられる。例え

黄 色ブドウ球 菌のような比 較 的 病 原 性の強い菌にば、penicillin で治療されて手術になった IE の起因菌

よる IE（急 性 の 経 過を取る）と違い、viridans g roupが、penicillin の無効で再発が多く治療が著しく長い

streptococciなどによる多くの IE は比較的亜急性の経Coxiella burnetii であることが判明すれば、必要な追過を辿る。症状も病初期は発熱のみということが少なく

加の確定治療実施が可能になる。こうした手法は我がない。外来を受診したこうした IE の患者は、大概、「か国に多い培 養 陰 性 心 内 膜 炎の診 断に貢 献しているぜ」と診断されて、数日間、抗菌薬を処方される。抗菌が、問題もある。手術ないし生検などで病巣部の検体薬を飲んでいる間は解熱しているのだが、飲みきると、が得られなければ、検査が行えないのは当然であるが、再び、発熱する。また受診して、再度、同じまたは別の

Propionibacterium, Corynebacterium, コアグラーゼ

抗菌薬が処方され、飲んでいる間はやはり解熱する。

陰性ブドウ球菌のように、皮膚などの常在菌 DNA が検止めると、再度、発熱がぶり返す。こうしたことを繰り返し出された場合は非常に悩まされる。実際、これらの皮膚ているうちに、倦怠感、息切れ、浮腫などの心不全徴候

常 在 菌による IE は決して珍しいものではない。特にが現れ、別の入院施設の有るような病院にかかって、初PVE で一番多い起因菌はコアグラーゼ陰性ブドウ球菌

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なのだ。私のところには全国から年間 50 例程の IE の起感度や手間を考えるとそれほど簡単ではない。IE の遺因菌診断依頼が来る。IE の起因菌として臨床像をよく

伝子診断にはまだまだ解決しなければならない問題を説明しうる結果が得られれば良いのだが、かような皮膚抱えているのである。

常在菌が検出され時は本当に悩む。単なる手術時の第三の教訓は、「長い臨床経過を経た菌、治療が行汚染と考えて良いのか、真の起因菌なのか、判断する

われたにもかかわらず病 巣に居 座り続けたような菌に拠り所がないため、報告書には「臨床的に判断して下さは、同じ菌種でも他の株にみられないような変化をきた

い」と書かざるを得ない。いつもジレンマに陥る。対処方

すことがある」ということである。本菌はビタミンB 6 を加え法として、組織からDNAを抽出するのではなく、in situ

た培地で増殖させると、培地表面に強固に付着して、

hybridizationなどの手法を用いて、どこに微生物由来

寒 天 内に潜り込むような特 殊な発 育を示した。本 菌

DNA が局在しているのか確かめることが求められるが、（TW691 株）は液体培地で増殖させると、図 6 に示すように液体培地を入れたプラスチッ
ク試験管壁に強固に固着して発育する、特異な増殖を示した。コントロール に 置 い た A. defectiva
ATCC 49176 T が均一に混濁しているのと、明らかに異なるのがわかる。近 年、心 臓ペースメーカー
だけでなく、埋め込み型 除 細 動器（implantable cardiover terdef ibrillator：ICD）など、心臓内に電気リードを挿入する器械が広く使用されるようになり、これらの器機の装着された患者に発生する
I E （ c a r d i ov a s c u l a r d e v i c e -図 4 IE 手術検体からの起因菌遺伝子診断の流れ

related endocarditis）が増えている。こうした IE でも、異 物感染
巣を取り除くことは必須であるが、心筋内に埋め込んだリードを取り出すことが難しかったため、これまでは 抗 菌 薬 の み で 治 療をするケースもあった。しかし、心筋リー
ド抜去を行わないと、治癒が望めないことがはっきりし、レーザーで心筋リードを取り外す手技が開発され、心筋リード抜去も以前程は敷居が高くなくなってきた。こうしたIE から分離される菌にも、同じように、ひねくれた株、くせ者が多いのである。ブドウ球菌なのに生育に炭酸ガスを要求してみたり、呼吸

図 5 得られたPCR 産物の解析

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回路が障害されているため、コロ感染症四方山話（4）：感染性心内膜炎

ニーの大きさが通常の 1/10 以下にしかならない、いわき起こすが、やはり、IE 由来株は他の由来株と比較した

ゆるsmall colony variant であったり（このため、しばし場合、血清抗原型を消失している株が多いことが明らば同定が間違えたり、正しく感受性測定が行えなかっかにされている 6）。IE に限らないであろうが、慢性感染たりする）する。普段、検査室でよく見かける菌とはとてを成立させるためには、菌は病巣環境に適合した進化も同一種とは思えない、一癖二癖ある株が少なくないのを強いられるということなのかも知れない。

だ。実際、こうしたくせ者によるIE は難治性であるばかり
か再発も多い。くせ者は人工弁、ペースメーカー本体や心筋リードを取り除いても、どこからか湧き出てまた同じおわりに感染を起こす。多くは抗菌薬の耐性とは関係しないた

感染症コンサルテーションを始めてから、それまでほとめ、抗菌薬の種類を代えても治療に結びつかない。IE

んど診る機会のなかった IE に関わるようになって、そのという生体内のニッチな環境に適応した変化なのだろ時々に感じた「なぜ？」を追い求めているうちに、今ではう。どのようなメカニズムによるのか、どのようにして、そう循環器専門病院で感染症を診るようになった。いつしした変化を獲得するのか等、興味が尽きない。そこを明か、IEは私の中では最も診る機会の多い感染症の一つ

らかにすれば、PVE や cardiovascular device-relatedになったが（一 般 的には決してそのようなことはない）、

endocarditis の予防・治療に対する新たな戦略が描け

それでも毎回、新たな IE 患者を診るたびに、新しい発るだろう。

見がある。IE は今も、私の感染症魂に喝を入れてくれる
貴重な感染症の「師」なのである。

参考文献
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図 6 試験管内でのA. defectiva の増殖

本症例の NVS や viridans group streptococci、グラ
ム陰性桿菌の HACEK groupなど、多くの IE の起因菌
は口腔内の常在菌として知られている。例えば、IE 由
来のレンサ球菌では莢膜抗原や表層の多糖抗原が消失して、口腔由来株とは異なった抗原性を呈することが知られている 5）。おそらくは IEという全身感染を持続成立させるためには、宿主の免疫反応から逃れる進化が必要になるのであろう。人獣共通感染症を起こすレンサ
球菌、Streptococcus suis は豚に IEなどの感染症を引

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遷移金属触媒とヒドロシランを用いる合成化学の新展開（Ⅱ）：
ヒドロシランの機能は、還元剤だけではない。
New synthetic chemistry using hydrosilanes and transition metal catalysts (II) :Hydrosilanes do not Always behave as a Reducing Reagent
九州大学先導物質化学研究所

特任助教

西形

孝司

Takashi Nishikata (Research Assistant Professor)
教授

永島

英夫

Hideo Nagashima (Professor)
Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University

還元剤ではなく、脱水剤、脱保護剤、あるいは、重合や

1. はじめにアルキル化の補助剤として働く機能を持つことである。本

還元反応は、アルコール、アミン、さらには炭素−炭素結合を効率的に得るための重要な有機合成的手段のひ

稿では、筆者らの最近の成果であるヒドロシランの新しい利用法について紹介する。

とつであり、水素、金属水素化物、そして時にはアルコー
ルやHantzschエステルなどの有機物水素化剤が還元剤

2. アミドの脱水反応によるニトリル合成 4）として用いられている 。高度な還元反応の研究開発が1）

進む一方で、近年の深刻な資源問題や環境問題を克通常、ヒドロシランはルテニウム触媒存在下でアミド、ケト服するために、水素よりも安全で扱いやすく、また水素化ンやアルデヒドにおけるカルボニル基の優れた還元剤としアルミニウムやホウ素をはじめとする金属水素化物を構て働き、対応する還元体を与えるが、場合により脱水剤と成する元素よりも地球上に豊富に存在するケイ素を基本

して働く場合がある 5）。ルテニウム触媒とヒドロシランの組骨格とするヒドロシランが還元剤として注目を集めていみ合わせは、3 級アミドの還元に優れた成果を与える。2る。有機合成に用いられる有機ヒドロシランは一般に空級アミ
ドは3 級アミドよりも反応が遅いが、2 つの Si-H 基が気中で長期保存でき、蒸留やカラムクロマトグラフィーで近接して存在するヒドロシランであるMe2Si（CH2）
2SiHMe2

精製可能なほど安定である。このため、ヒドロシランの（BDMSE）
や Me 2SiOSiHMe（TMDS）
を用いると、反応
2Si-H 結合を活性化するためには触媒が必要である。

がすみやかに進行する。ところが、1 級アミドを基質とした

著者らが開発した 3 核ルテニウムクラスターによりヒドロ場合は、ヒドロシランとの反応で予想される1 級アミンがシランを活性化すると、極めて活性な金属種が発生する生成物として得られずに、代わりにニトリルが生成する（図 1） 。この触媒を用いるとヒドロシリル化のみならずア（図 2）。

2）

ミドなどのカルボニル化合物還元などを温和な条件で実現可能であり、その還元触媒としての特徴は、本誌 2009
年 No.4にまとめられている3）。
しかしながら、このルテニウ
ム触媒の特徴は、ヒドロシラン類が反応によっては単純な

図 2 アミドからのニトリル合成

この様な還元系でヒドロシランが脱水剤として機能することは珍しい。1 級アミドからニトリルを生成するには、まず、1 級アミドの脱水素シリル化が起こり、図 2 の中間体
A 及び Bを経由する必要があると考えられる。そこで、
29

図 1 ルテニウムクラスターによるヒドロシランの活性化

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Si 及び 1HNMR による追跡実験を重ベンゼン中ルテニ

ウム触媒存在下、p-tolylCONH 2とBDMSEとの反応で

遷移金属触媒とヒドロシランを用いる合成化学の新展開（Ⅱ）：ヒドロシランの機能は、還元剤だけではない。

行ったところ、反応の途中で中間体 A 及び Bに相当する

ル基の選択的な脱保護を容易に実行可能である。例えピーク（δ=10.1, 14.0, 15.7, 23.9ppm）が観測され、反応ば、図 4 に示したそれぞれのフェノールをメチル基とtert

が 進 むにつれ 生 成 物と［Si］2O に 相 当 するピーク（δ−ブチル基で保護したビスフェノールA は、Me3SiIとの反=8.59ppm）も観測された。中間体 A からBを経て生成物

応でメチル基を脱保護することが可能である。一方、tertを生じるルートは熱的にも進行するが、ルテニウム触媒非−ブチル基を脱保護する一般的な条件（強酸や強いルイ

存在下では 27% であった生成物の収率が、ルテニウム

ス酸の使用）ではメチル基も同時に外れてしまうが、ルテ

触媒存在下では55%になり、ルテニウム触媒がヒドロシラ

ニウム触媒存在下ヒドロシランも用いて反応を行うと選択ンの活性化のみならずニトリル生成段階をも加速している

的にtert−ブチル基の脱保護反応が進行する。

ことが明らかになった。1 級アミドからニトリルを合成する
反応は、Swern 酸化条件や ROP（ O）Cl 2 による反応でも進行することが報告されているが 6）、遷移金属触媒による反応は毒性の無いヒドロシランを用いることができる点
で優れており、様々なニトリルを温和な条件で合成することが可能となった。
3. tert－ブチル基の脱保護 7）

図 4 選択的脱保護

4. 還元的アルキル化による炭素－炭素あるいは炭素－窒素結合形成 9,10）
最近我々はヒドロシランの上記のような重合や脱離反
応の利用の他に、炭素−炭素あるいは炭素−窒素結合

ヒドロシランの脱水反応が円滑に進行する背景には、形成反応にも本系が有効であることを見出している。図5

ケイ素と酸素の強い親和力がある。ケイ素と酸素の親和に示したように、ルテニウム触媒存在下ヒドロシランとエス性を応用した反応として、古くから、Me 3SiOTf や Me 3SiIテルの反応に炭素あるいは窒素求核剤を加えると、還元がアルコールのアルキル保護基を除去する試薬として働

的アルキル化が進行する。

くことが知られている 8）。とくにtert−ブチル基は、保護基アルデヒドあるいはケトンをアミン存在下でヒドリド還元

として多くの需要があり古くから効率的な保護・脱保護法

する還元的アミノ化反応は、アミンのハロゲン化アルキルの 研 究 が 行われている。我々は、ルテニウム触 媒とによるアルキル化で生じる4 級アンモニウム化を避け 11）、BDMSE や PhMe2SiHなどのヒドロシランをtert−ブチル

選択的に 1 あるいは 2 級アミンを合成する方法として知エーテルやエステルに適用すると、生じたルテニウムヒドリ

られている。ケトン等よりも酸化度の高いカルボン酸誘導ド（図 1）とtert−ブチル基の水素が反応し水素の脱離を体を直接のアルキル源とする還元的アミノ化反応は、1伴いながら脱保護することに成功した（図 3）。本反応で級アミンの合成法として期待されるが、エステルの還元

は、反応後にイソブテンが生成することをNMR により確を行うことができるヒドリド反応剤が限られているため報認している。これまでの Boc や tert−ブチル基の脱保護

告例がない。我々は、ルテニウムクラスター触媒とTMDS剤である強酸性の Me 3SiOTf や Me 3SiIと比較して、本（（HMe 2Si）2O）
やEtMe2SiHなどのヒドロシランの存在下系で用いるヒドロシランも触媒も中性あり、共存できる官にエステルとトシルアミドを反応させるとトシルアミドの窒素能基の制限を大幅に減らすことが可能である。

に 1 級アルキル基が導入できることを見出した。さらに興味深いことに、3級アルキルエステルを用いると、トシルアミ
ドの 3 級アルキル化反応が進行する（図 5）。この 1 級ア
ルキル化反応はエステルが還元されて1 級アルキル基が生じるが、3 級アルキル化反応は還元過程を含まない。

図 3 tert-ブチル基の脱保護

一般に 3 級アルキル基は、通常の条件では導入が難し
く、基質の制限も多いが本反応では様々な構造のアルキ

一方、本反応の脱保護可能な置換基の適用性は、

ル基を導入できる点で優れている。これを応用すること

Me3SiOTf や Me3SiIより狭いため、メチル基とtert−ブチ

で、光学活性グルタミン酸エステルの化学選択的環化やTHE CHEMICAL TIMES

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アザスピロ環などの複雑な環状アルキルアミンの合成にも適用可能である（図 6）。

5. 重合か転位か？12）

一方、同様の原理で電子の極めて豊富な1,3,5−トリメ

以上述べてきたように、脱水反応、脱保護反応、アル

トキシベンゼンをトシルアミ
ドの代わりに加えると、対応する

キル化反応に共通して、反応の駆動力はケイ素の強い還元的アルキル化が芳香環上で進行する（図 5）。こちら

酸素親和性である。一般に遷移金属触媒を用いるヒドは、電子豊富な基質に限られるものの、芳香環への 1 級

ロシランの反応は、Si-H 結合が金属に酸化的付加する

アルキル 化を容 易に 行うことが 可 能 であることからことにより開始されると考えられている。一方、本ルテニウ

Friedel-Crafts 反応に代わる芳香族アルキル化化学に

ム触媒を用いる反応の結果から類推される活性種は、重要な知見を与える結果である。

むしろシリルカチオンとしての性質を示している。中性のヒドロシランと中性のルテニウム触媒から酸性のシリルカチ
オンが生じるというのは奇妙であるが、実際に、ルテニウ
ム触媒で活性化されたヒドロシランは典型的なカチオン
重合反応であるTHF の開環重合を起こす 2）。この反応
では、生じたシリルカチオンがＴＨＦのカチオン重合の開図 5 還元的アルキル化

始 剤としての役 割を果たし、末 端にケイ素を持つポリマーが得られる。同様の条件で、環状のジシロキサンやオキセタンの重合も可能である（図 8）13,14）。興味深い応用例として、工業的に生産されている置換オキセタンの図 6 環化反応

重合は、共重合や得られたポリマーの化学変換を組み

本反応は、ルテニウムヒドリドとシリルカチオンをエステ
ルと求核剤との反応に利用することで達成される。1 級ア

合わせることにより多様な官能基を含むポリマーの合成に展開可能である。

ルキル化と3 級アルキル化を分けるルートは、エステルのシリルカチオンによる活性化の第一段階にある。図 7に示すように、シリル基で活性化されたエステルは、R 2 が 3 級
アルキル基の場合、R2 カチオンが生成するpath A が優
先的に進行するのに対し、R 2 が 3 級アルキル基以外の場合は、ルテニウムヒドリドが反応する（path B）。path B
はエステルの還元を伴いながら進行し、アセタール中間体を経て、1 級アルキル化反応が始まる。1 級アルキル化

図 8 ヒドロシランを利用するRu 触媒重合反応

は求核剤とルテニウムヒドリドのエステルへの反応が交ビニルエーテルも典型的なカチオン重合を起こすモノ

互に進行することで達成されるため、適用可能な求核剤マーであり、ルテニウム触媒とヒドロシランの組み合わせがトシルアミドや電子豊富な芳香環のみであるという制限

により付加重合が進行する。興味深いことに、異なる反がある。今後は、ヒドロシランや触媒系などの工夫によりこ

応が電子供与性の置換基をもつビニルエーテルで進行の制限を克服することが課題である。

する（図 9）。ルテニウム触媒とヒドロシランの存在下で、通常のビニルエーテルモノマー、例えば、tert−ブチル基や環状アルキル基をもつビニルエーテルでは重合反応が進行し、分子量が最高で 17,000、分子量分布 1.5 前
後のポリマーを得ることが可能である。一方、カチオン安定化能力の高い R 2 基、例えば、4−メトキシフェニルメチ
ル基、2−フリルメチル基やジフェニルメチル基を持つビ
ニルエーテルを用いて反応を行うと、R 2 の 1,3- 転位反応

図 7 推定反応機構

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遷移金属触媒とヒドロシランを用いる合成化学の新展開（Ⅱ）：ヒドロシランの機能は、還元剤だけではない。

を引き起こす。選択的な1,3- 転位は、α位に置換基のあしてルテニウムよりも安価で資源豊富な鉄を用いたヒドロ

るビニルエーテルで一般的に進行し 15）、ケトンの新しい

シランの化学を展開することにより、持続的な社会を実合成法を提供する。ケトンの合成にはヒドロシランは触媒現するより高次な有機合成反応を開発できると期待して量でよいが、ここでヒドロシランを1 等量以上加えると、転いる。

位反応だけでなくカルボニル基の還元反応が進行しシリ
ルエーテルが生成する。α置換ビニルエーテルの 1,3- 転位反応は典型的なルイス酸触媒の反応であるが、ケトンとシリルエーテルが簡単に作り分けられるのは本系の特徴であり、有機合成反応として価値がある。
反応機構は、ビニルエーテルがシリルカチオンにより活性化されると考えると理解しやすく、通常であれば中間体 Bを経由して付加重合反応が進行するが、中間体 Aを経由すると、電子供与性の R 2 基では対応する
R 2 カチオンが生じることにより転位が進行し対応するア
ルデヒドまたはケトンが生成する。ビニルエーテルの反応
が転位反応になるのか、それとも重合反応になるのかは
ビニルエーテルの R 2 置換基のカチオン安定化能力に
依存する。

参考文献
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図 9 転位反応と重合反応の推定反応経路

6. おわりに
ヒドロシラン類はその構成元素であるケイ素が資源として豊富に地球上に存在し、安価かつ安全で扱いやすいことから工業的にも容易に扱える物質群である。本稿で説明した通り、ヒドロシラン類の機能は、ルテニウム触媒と組み合わせることで単なる還元反応に用いることができるだけにとどまらず、重合反応、転位、脱水、脱保
護、炭素−炭素及び炭素−窒素結合形成にも適用可能であることが分かってきた。これらの反応は従来のヒドロ
シラン化学から考えると予想外の成果であり、将来の有11）Kan, T.; Fukuyama, T. Chem. Commun. 2004,（4）, 353-359.
12）a）Harada, N.; Nishikata, T.; Nagashima, H. Tetrahedron, 2012,68（15）, 3243-3252.
b）Nagashima, H.; Itonaga, C.; Yasuhara, J.; Motoyama, Y.;
Matsubara, K. Organometallics, 2004, 23（24）, 5779-5786.
13）Matsubara, K.; Terasawa, J.; Nagashima, H. J. Organomet.
Chem., 2002, 660（2）, 145-152.
14）Harada, N.; Yasuhara, J.; Motoyama, Y.; Fujimura, O.; Tsuji, T.;
Takahashi, T.; Takahashi, Y.; Nagashima, H. Bull. Chem. Soc.
Jpn. 2011, 84（1）, 26-39.
15）a）Palani, N.; Balasubramanian, K. K. Tetrahedron Lett. 1995,
36（52）, 9527-9530.
b）Petasis, N. A.; Lu, S.-P. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117（23）,6394-6395.
c）Gansäuer, A.; Fielenback, D.; Stock, C. Adv. Synth. Catal.,
2002, 344
（8）
, 845-848.

機合成化学に一石を投じるものである。今後は、触媒とTHE CHEMICAL TIMES

2012  No.4
（通巻 226 号）

17

集光型太陽熱発電（CSP）方式とその現状
Trend of Concentraring Solar Power

岡本硝子株式会社

顧問

工学博士

西村

啓道

Hiromichi Nishimura Ph.D.
Okamoto Glass Co. ltd., Adviser

光度の制御あるいは発電時の除熱・ヒートシンクが必要

1. はじめにとなる。

石油エネルギーの枯渇は時間の問題であり、また昨
年東日本大震災に起因する原子力発電所の重大事故

熱発電に於いては太陽光を集光し、その光を吸熱材

は原子力発電の安全性に重大な疑念をもたらし、日本料に照射し発熱を促し熱媒体を加熱する。この熱媒体に止まらず世界の新エネルギー政策にも大きな影を投により水蒸気を発生させ、それによりタービンを回転させげかけた。長期にわたるエネルギー対策の中で再生可て発電をするという原理である。熱発電の技術そのもの

能エネルギー利用の重要性を再認識させるに至っていは従来からあるものであり、効率を左右するのは太陽光る。

の日射量（直達光照射量）の多さである。また発電所の前報 1）でも述べた通り、太陽光は 1 平方メートル当り

発電システム、その熱利用効率が優劣を決定する。

1KWというエネルギー密度であり、決して高密度とは言

地球上で日射量が多いのは赤道を挟んだ地域でありい難い。しかし地球に降り注ぐ太陽光エネルギーの僅日照を確保できる米国、豪州、中央アジアの砂漠地帯、か 1 時間で人類が年間に使用するエネルギー量に匹

降雨の少ない地中海沿岸等が発電には適している。こ敵するということは、太陽エネルギーおよびその派生エ

れらの地帯をサンベルト地帯と呼んでおり図 1 に示す。

ネルギーを上手に利用すること
で、化石エネルギーに替るほぼ
永 遠の代 替エネルギーを手にすることになると期待できる。
太 陽 熱 発 電の定 義は太 陽の光をレンズや反射板を使って太陽炉に集めることで、それを熱源として利用する発電方法のことをいう。太陽光集光発電は集めた光エネルギーを太 陽
電池により電気エネルギーとして取り出すものであるが、一般的に太 陽 電 池は温 度 上 昇によって発 電 効 率 の 低 下を引き起こすことが知られており、集18

THE CHEMICAL TIMES

Suitability for solar thermal power plants:
図 1 サンベルト地帯の地図

2012  No.4
（通巻 226 号）

Excellent

Good

Suitable
出典：Solar Millenium

集光型太陽熱発電（CSP）方式とその現状

太陽が遮られることの少ないサンベルト地帯にある米2．
1．
1 パラボリックトラフ型熱発電

国南部、豪州、中国西部砂漠地帯、地中海沿岸・サハ

太陽熱発電システムの実用化は、パラボリックトラフ

ラ砂漠地帯等に於いては太陽熱発電が急速に起ち上型から始まったと言われている。図 2 に放物面鏡の概がり、全電力消費量に占める比率の上昇が予測されて念、図 3 4）と図 4 5）には代 表 的 例としてのトラフ型 CSPいる。

装置の部分図とシステムの例を示す。

日本での太陽光発電と言えば屋根やビルの屋上に設置するものが主であり、メガソーラー発電と言った大規模発電はやっと軌道に乗り出したところである。しかし太陽熱発電は全くと言っていい程話題にならなかった。というのは 1970 年 代に入って海 外で進み始めた
太陽光発電を見て政府は 1974 年第一次オイルショッ
ク後に国家プロジェクト“サンシャイン計画”を発足させ、その中で初めて熱 発 電を取り上げることになった 2）。
1974 年 香 川 県 仁 尾 町（現 三 豊 市）において 1M W のパイロットプラントが建設され実証テストが実施された。
直達日照時間の短い日本に於いては良好な結果は得

図 2 パラボリックトラフ型熱発電の概念図

られず、それ以降二度と検討が行われることはなかった。しかしながら近年、日本には発電プラントの技術が蓄積されており、主として国外向けの事業展開を睨んで多くの企業が進出の機会を狙って参入が図られるに至っている 3）。
2. 集光型太陽熱発電方式と特徴
2．
1 主な熱発電方式
太陽熱利用技術に関して日本でも豊富な実績はある。太陽熱温水器が広く利用されていたことは記憶に新しいが、近年その使用実績が著しく減少していることは大変省エネルギーの観点で残念なことである。
ここで取り上げる熱発電は太陽光の集光によって高温を実現し、その熱で水蒸気を発生、水蒸気タービン

図 3 パラボリックトラフ型反射板の写真例 4）を回転させ発電する方式である。
実用化実験は既に記したが日本のサンシャイン計画
で取り上げられ、その当時世界最先端の熱発電技術が試されていたのである。サンベルト地帯では日本と異なり直達日照条件が良好なため発電容量 0．
5〜10MW
クラスの太陽熱発電所（Concentrating Solar Power：
CSP）のパイロットプラント建設が進み、さらに 1985 年米国で民間商用プラントがカリフォルニア州モハベ砂漠にSEGS 名で建設されていたのである。
図 4 パラボリックトラフ型熱発電システム概念図 5）

THE CHEMICAL TIMES

2012  No.4
（通巻 226 号）

19

パラボリックトラフ型は図 2、3 に示されるように半円筒状の放 物 面の集 光 鏡により平 行 太 陽 光を反 射し、焦点の線上に設置されている集熱媒体（合成油）
を加熱
昇温し配管内の熱媒を循環させる。

を達成できるため効率良く発電できるので熱発電方式の主流となると考えられている。
このシステムの光電変換効率は 20〜35％にもなると見られており、一般の太陽光発電よりもはるかに高い効

放物面鏡で反射した光を集熱管でおよそ 96％を熱に率を発揮することは注目される。図 5 にタワー型太陽熱

変換し（コレクターは効率よく光 - 熱エネルギーに変換す

発 電システム概 念 図 8）を、また図 6 にタワー型 太 陽 熱る最も重要な要素技術である 6））集熱管中をおよそ 10m

発電プラントの写真の 1 例を示す 9）。

単位で直列に繋いだモジュール管を流れながら熱媒体

トラフ型 CSPと比較するとより広い面積から狭い面積を加 熱し続け、蓄 熱 部に集め 400℃程 度の熱 エネル

へ集光することで高温が実現することが利点である。まギーとして蓄積してゆく。最終的には 390℃程度の水蒸たトラフ型のように長い配管で媒体を流すことによる大き気を発生し、それでタービンを駆動し発電することにな

な熱損失を起こすことが避けられることが特徴である。

る。蓄熱することで必要な時間に熱媒を廻し夜間でも発電させることができるという利点を有する。一方長いパス
を通って熱を集めるために熱損失も大きく、熱 - 電エネル
ギー変換効率は高くない。また大規模化を進めてもこの欠点をクリアーすることにはならないのが限界である。
既にトラフ型熱発電として 1システムで 80MWレベルの発電容量での商用発電が実現している。
トラフ CSP 技術は既に確立された技術であり、今後大幅な技術の進展は望めない、完成した技術と考えられる 6）。
2．
1．
2 タワー型熱発電
東京ドームが 2 つ入る広い面積の敷地の中央におよ図 5 タワー型太陽熱発電システム概念図

そ 50 ｍ高さのタワー2 基 がそびえ、それを囲む 2 万4000 枚の大きな鏡が並びその反 射 光を集めたタワー
は目もくらむ輝きを持つ。頂 上の集 熱 器に水 蒸 気を流し、より高温の水蒸気とし、その蒸気がタービンを回し発電する7 ）。この例は米国のベンチャーe-Solar 社のプラントで 2009 年にカリフォルニア州 南 部で稼 働を始めた実証プラントであり、最大で 5MW の能力を有する。
日本の仁尾プラントで試験されたものの一つがこのタワー型であり、世界で初めて実現したものである。しかし直達日照時間不足の日本で試験されたために失敗とされ、2 度と振り返られることが無かった。
前記トラフ型に始まる熱発電は海外で広がり、次にこのタワー型熱発電が主力になりつつある。未だトラフ型

図 6 タワー型太陽熱発電プラント写真の一例の後塵を拝しているものの、タワー型が主力となることは間違いないとされている 4）。
タワー型 発電は多くの鏡（ヘリオスタットと呼ぶ）を並べ、しかも2 軸で太陽光を追尾することで 600℃の高温

20

THE CHEMICAL TIMES

2012  No.4
（通巻 226 号）

2．
1．
3 その他
（1）
リニアーフレネル型熱発電
トラフ型と類似の技術としてリニアーフレネル型の集集光型太陽熱発電（CSP）方式とその現状

光型熱発電方式（図 7，8）がある10）。これは平面あるい行うのでその発電出力は 5〜50k W 程度であり他のシは短 径 面で僅かに湾 曲した短 冊 状の長いリニアーミ

ステムと比較して小規模であり、分散型発電に適してラーを1 軸で太陽を追尾すると同時に、数メートル上方いる。大電力を得るには多くの発電機を並べる必要がに配置された集熱管に集光して蒸気を直接発生させある 12）。

る方法である 11）。現状ではトラフ型よりもシステム効率

熱媒の温度は約 750℃まで昇温可能であり、米国では 8〜10％と低いが、トラフ型の大きなパラボリック曲面

は 25kW システムで 30％の発電効率を実現している。

ミラーに比較してフレネル長尺ミラーの作成が容易なた

米国や欧州等を中心に実証試験が進められているがめコスト的には有利となる。また熱交換器を通さず直接大規模発電にはやや不向きと思われる。

約 480℃の高温水蒸気を発生できることからタービン効率向上が可能となること、さらに装置は地上に固定され一軸追尾に必要な駆動動力が小さくて済むこともこのリニアーフレネル型の利点である。
現状未だ実証試験の段階で米国や豪州等で運転されている。

図 9 ディッシュ型集光発電装置

図 7 リニアーフレネル太陽熱発電システム概念図（3）
日本の新しい動向仁 尾プラント以 来 長い間 熱 発 電に関する動きが無かった日本においても再興の兆しが見られる。その要因
は大規模太陽光発電がグローバルな事業として熾烈な受託競争時代に突入してきたことにある。熱発電はグ
ローバル競 争の中でも太 陽 光 発 電に劣らず大 切な発電事業となっているにもかかわらず、太陽光発電開発
に対する日本政府の厚い開発支援に比べると圧倒的に少ない。しかし開発に新たな政府援助あるいは海外

図 8 リニアーフレネル型太陽熱発電実証機（豪）の支援が得られるようになり実商への動きが激しくなってきた。もう一つの理由として基本的な技術は古い既成（2）
ディッシュ型熱発電の技術であり、参入のバリアーが低いことにもある。

ディッシュ型 太 陽 熱 発 電はパラボリック曲 面 集 光ミ

新しい技術として東京工業大学玉浦教授らの提案

ラーあるいは小型の多数の集光ミラーを配置し太陽をしたビームダウン発電方式 13）等を挙げることができる。

追尾し、その焦点にスターリングエンジンあるいは小型

この技 術はタワー方 式の変 形であるが多くのヘリオスのタービンを配置し発電するものである。

タットから集 光した光を二 次 反 射 鏡で下 方に集 光し、いずれの方式とも図 9 に示すような形状であり、全体

熱 媒体の加 熱を地上 付 近で行うことで操 作を簡 単にの大きさは 10m 前 後、太 陽 追 尾 装 置を備えて発 電をする利点があること、また将来的に高熱化学反応を通THE CHEMICAL TIMES

2012  No.4
（通巻 226 号）

21

してエネルギーの形態変化による蓄積を実現しやすくするというもう一つの利点がもたらされた 14）。
また JFE エンジニアリング（株）
らが中心となって、三鷹光器（株）の太陽追尾円形ヘリオスタット反射鏡を80基使用して高さ20 ｍのタワー上部にあるレシーバーに集光し蒸気を発生しタービン発電する比較的コンパクトなタワートップ熱発電装置の実証試験が 2012 年度始まっている 15）。図 10 に太陽熱発電タワートップ方式シス
テム写真を示す。中央のタワーの周りに配置されたヘリオスタットからの光が集まり、光っているのがわかる。
図 10 太陽熱発電タワートップ方式システム写真

2．
2 熱発電のまとめ

		：JFEエンジニアリング（株）様好意による熱発電方式として上記 4 方式がある。それぞれの方式の特徴、利点・欠点また発電の特性などを表 1 にまと画が進められている。その見通し（概算値）が表 2 に示めて示す。

されている 16）。また低炭素化の流れ、さらには原子力

各方法一長一短あり、どの方法でなくてはならないと発電の危険性とフィッション生成物の処理に重大な懸は言えない。事実、開発歴史を見れば先ずトラフ型が念が明らかになり再生可能エネルギーへの転換にシフ

先行し 2007 年スペインでの 31MW のタワー型プラント、

トせざるを得ない状態から考えて太陽熱発電量が2050

上記 e-Solar 5MWプラント（米国）が稼働している。他

年 度には 5000TWh 以 上になると推 定されている 17）。

にも次々とサンベルト地帯でタワー型商用プラントの計

全使用エネルギーの約 11％以上となる見込みである。

表 1 太陽熱発電集光タイプと特徴
パラボリックトラフ型
現

状

利

点

欠
特

点

リニアーフレネル型

タワー型

ディッシュ型

３０から８０MWｐ/

トラフ型に類似

大型のパワープラント～３０KW 規模でユニット、商業運転中

実証試験～実証に

実証試験中

実証試験から実証化

・いち早く実用化

・比較的簡単機構

・長期的に高性能

・熱効率良好 30％・比較的簡単機構

・貯蓄能力あり・ハイブリッド可能

・需要に応じた稼働

・貯蓄能力あり・駆動コスト低い・高温貯蔵可能・運転温度低い・トラフ型と類似・初期投資大・熱損失大きい・貯蔵・バックアップに問題あり

・ヘリオスタット性能改善余地あり ・高コスト ・分散型放物面鏡を並べ運転

線状ミラー多数配置

集光面に平面配置

集光部に面上配置

集光方式

線集光

線集光

点状集光

点状集光

追尾方式

１軸追尾

１軸追尾

各ミラー2 軸追尾

各ミラー２軸追尾

焦点距離（ｍ） ～３

～３０

～数１００

～４

集光倍率

30～４０

３０～４０

～８００

～３０００

合成油、熔融塩

合成油、蒸気熔融塩、蒸気

Heガス

徴

熱媒体

NEDO 資料、日揮資料等から筆者が編集
表 2 太陽熱発電の導入実績・見通し（概算値）
2009 年までの導入量［MW］

2009 年までの発電量［GWｈ］

建設・計画中の容量
［MW］

トラフ型

500

＞１６０００＞１００００（フレネル型）

5

8

500

タワー型

40

80

3000

ディッシュ型

0.5

3

1000
出典：CSP Global Outlook 200922

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2012  No.4
（通巻 226 号）

集光型太陽熱発電（CSP）方式とその現状

3. 熱発電装置における材料・システム技術
以上に述べてきた熱発電装置を開発・販売する上で重要な各種の要素技術についてまとめてみる。

本レヴューを終わるに当たって、写真・図等の使用許可をいただきました、（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構様および写真等使用の便宜をおはからいい
ただいたJFE エンジニアリング（株）家本様には深く感謝いたします。

3．
1 要素機器・設備
現在国内外に於いても様々な企業が高効率・高性
能の太陽熱発電関連機器・設備の開発を実施してい参考文献

る。主なものとして熱媒体、集熱管、集熱板、反射板、

1）西村啓道 . The Chemical Times. 2011, 220, 7-11.

集光板、蓄熱設備がある。反射板として最も高性能な

2）田中忠良 . 日本エネルギー学会誌 . 2011, 90（4）, 351-356.

のが 銀 膜 であるが 単 独では耐 環 境 性 が 劣るために

3）a）渋谷英俊 , 宮本哲史 , 都築寛志 . エネルギーと動力 . 2011,
61（276）, 43-53.

様々な工夫がなされているが未だ絶対的なものは無いのが現状である。またコスト削減要求が強く低コスト化b）
森伸芳 . O plus E. 2011, 33（7）, 702-709.

が大きく問われている。

c）
中村勝重 , 中村雅一 , 中村学 , 松葉正 , 石間実 , 中村実 , 小野村敏之 . 日本エネルギー学会誌 . 2010, 89（4）, 349-354.

集熱性能は熱発電では重要因子であり、より高熱を発生するために耐熱性があり光を熱に変える効率の高いレシーバー材料技術の開発が喫緊事項である。
3．
2 新システム日本が先行している集光システムの中でビームダウン方式の優位性を今後もどう活かすか、またどう発展させるかが今後大変重要である 13）。
一 方では水を使 用しない発 電 方 式も三 菱 重 工 業（株）が開発を進めている。水を使用しないで高圧・高4）独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構 編 .
“太陽熱発電の技術の現状とロードマップ”. NEDO 再生可能
エネルギー技 術白書 . 2010,253-310. http://www.nedo.go.jp/
content/100107273.pdf
5）沖田信雄 , 須山章子 , 伊藤義康 . エネルギーと動力 , 2010, 60（274）, 41-49.
6）http;//www.solaroaces.org/
7）金子憲治 , 花澤裕二 , 半沢智 , 瀧本大輔 , 山根小雪 , 小瀧
真理子 . “主役に躍り出る太陽熱 米国や中東で進む大計画”, ECO Japan, 2010-7-13, http://eco.nikkeibp.co.jp/article/
special/20100709/104189/

温の空気でタービンを廻し発電できる技術を提案し、砂8）NEDO 再生可能エネルギー技術白書 . 2010, p.255.

漠地帯で優位性を発揮できれば大変優位性を世界に

9）http://www.swissinfo.ch/jpn/detail/content.html?cid=8589986

示すことになる 13）a）。

10）NEDO 再生可能エネルギー技術白書 . 2010, 254-255.

また太陽熱発電技術単独ではなくガスタービン発電を複合化する技術開発も重要になると考えられる。
4. まとめ日本に於いて太陽熱発電は長い時間忘れ去られていたが、近年特にグローバル化対応が重要化するに従11）NEDO 再生可能エネルギー技術白書 . 2010, p.254.
12）“Solar thermal energy”,Wikipedia, 2012-7-3,
http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_thermal_energy13）a）NEDO 再生可能エネルギー技術白書 . 2010, p.300.
b）金子憲治、花澤裕二、半沢智、瀧本大輔、山根小雪、小瀧
真理子、“主役に躍り出る太陽熱 米国や中東で進む大計
画日本発の新方式が登場”, ECO Japan, 2010-7-13, http://
eco.nikkeibp.co.jp/article/special/20100709/104189/ /?P=5

い太陽光集光および集光熱発電等大規模発電システ

14）玉浦 裕 . 太陽エネルギー. 2000, 26（4）, 31-40.

ムの海外展開が重要課題となり、そのシステム化対応

15）“太陽熱発電構想”. Fole, 2012,（116）, p18.

は日本が得意とするインフラ産業輸出の一環としてオー16）NEDO 再生可能エネルギー技術白書 , 2010, p267.

ル日本での対応が求められつつある。そのことに鑑み、

17）International Energy Agency. Technology Roadmap

光発電に限ることなく熱発電さらには熱利用技術のさらConcentrating Solar Power, 2010, p20.

なる向上は日本にとって再生可能エネルギーの利用化に大変重要な課題であると言えるのではないだろうか。

THE CHEMICAL TIMES

2012  No.4
（通巻 226 号）

23

最 近 の ト ピ ッ ク ス－食品検査について（Bacillus cereus ）－ワックス状の粗造で湿潤な灰色から暗灰色のコロニーを疑い検

セレウス菌食中毒は、セレウス菌（Bacillus cereus）に汚染されの熟練が必要とされます。この度、関東化学は本菌を簡便に鑑た食品を喫食することにより発症する食中毒であり、嘔吐型と下別分離できる酵素基質培地「クロモアガー・バチルス セレウス」
を査を進めます1）。
しかしながら、
このコロニーの鑑別作業には検査痢型の2種類に大別されます 。嘔吐型食中毒は、本菌に汚染さ上市致しました。図1に示しますように、30℃で18～24時間培養れた食品中で産生された毒素（セレウリド）の摂取により、下痢型

後、本菌は明瞭なハローを伴食中毒は食品とともに摂取された本菌がヒト小腸で増殖し、産生

う青色コロニーとして識別できされた毒素（エンテロトキシン）
によって発症します。

ます。これにより検査にかかる

1）

本邦におけるセレウス菌食中毒の原因食品は、チャーハンやピ培養時間が短縮され、かつ明

ラフ等の焼飯類が最も多く、嘔吐型食中毒が本菌食中毒事例

瞭に本菌を検査できるものとの大半の報告とされています 。通常の食品に認められる菌数

考えます。

2）

（＜103 CFU/g）
では発症しないとされていますが、本菌の産生す

今後も、皆様のご要望におる毒素が耐熱性をもつこと、本菌が耐熱性の芽胞を形成するた応えできる試薬作りに鋭意努

め、加熱調理された食品であっても毒素もしくは芽胞（食品の保力してまいります。

存環境によっては発芽増殖を招く）が残ることから注意が必要です。検査が推奨される食品は、食肉・魚肉練製品、弁当、惣菜、調理パン、給食調理などです。本菌の検査法は、一般的に食品の10%乳剤を0.1mLずつ2枚の選択分離培地に塗抹し、32℃で24～48時間培養後、マンニット非分解、レシチナーゼ反応陽性、－「知の市場」における無料公開講座の開講－
このたび当社は、社会貢献活動の一環として、社会人向け公開講座「知の市場」において無料公開講座を開講します。
「知の30℃、24時間、好気培養

図１．
クロモアガー・バチルスセレウスの培養所見

引用文献
1）上田成子.“セレウス菌”. 食品衛生検査指針 微生物編 2004. 厚生労働
省 監修. 社団法人 日本品衛生協会, 2004, 266-282.
2）河合高生, 浅尾務. “Bacillus cereus”. 食品由来感染症と食品微生物.
仲西寿男, 丸山務 監修. 中央法規出版, 2009, 439-455

演することにしています。これにより試薬が日常の生活や産業および経済活動を円滑に実施するための社会基盤の構築を支え、社会のリスク管理のための役割も果たしていることを周知していきたいと考えています。

市場」は、「互学互教」の精神のもと「現場基点」
を念頭に「社学【科目名】 試薬論
（副題：生活と産業を支える社会インフラとしての試薬）
して、人々が自己研鑽と自己実現のために自立的に行き交い自 【日 時】 2012年10月3日 ～ 2013年1月23日［全15回］
律的に集う場とすることを理念とした、大学生や大学院生を含む
毎週水曜日 18:30 ～ 20:30
広範な分野の社会人に開放された学びの場です。
【場 所】 お茶の水女子大学

連携」
を旗印として実社会に根ざした「知の世界」の構築を目指

当社は、お茶の水女子大学ライフワールド・ウオッチセンター
（増

講義内容

田研究室）
の連携機関として、今年度新たに開講することにしたものです。従来は大学などの公的機関による開講が中心でしたが、昨年からは民間企業が組織的に行う講座を始めています。当
社は、
「試薬論」
と題した講座を開講し、計量・環境・人の健康・
食の安全・産業の発展などを支える試薬の成り立ちから、各分野における試薬の役割などについて、それぞれのエキスパートが講※本件に関する情報は、当社ホームページからも確認できます。
http://www.kanto.co.jp/info/chinoichiba.html

C K
表紙写真：ウラシマツツジ（撮影／北原音作）

はじめに

1. 試薬とは
2. 試薬の規格と分析技術

計量を支える3. 計量のトレーサビリティにおける試薬の役割

4. 標準物質と認証標準物質

環境を支える

5. 増大する環境分析

人の健康を支える6. 健康管理における試薬の役割
7. 細菌検査における試薬の役割
8. バイオマーカーの検出を目的とした試薬と検査薬への応用

食の安全を支える

9. 食の安全を守る試薬

10. 食中毒に対する試薬の役割

産業の発展を支える

11. 医薬品産業を支援する実用的な触媒技術

12. エレクトロニクス産業を支える
高純度薬品
13. 最先端エレクトロニクスデバイ
スの製造に用いられる機能性
薬品

さいごに

14. 薬品管理
15. 未来に向けた材料開発〒103-0022 東京都中央区日本橋室町2丁目2番1号
室町東三井ビルディング
電話（03）
6214−1056   FAX（03）3241−1029
インターネットホームページ  http://www.kanto.co.jp
編集責任者 金田 尚
平成24年10月1日  発行「無断転載および複製を禁じます。」