hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高性能円偏光発光材料の開発を目的とした不斉ケイ素原子の構築

円偏光発光を示す化合物は3次元ディスプレイの発光材料としての利用が期待されている。本研究では、新しい不斉ケイ素原子の構築法に立脚した、単分子状態で良好な蛍光量子収率と円偏光発光特性を併せ持つ光学活性ケイ素化合物を合成した。合成はパラジウム触媒を用いる手法で行った。得られた光学活性化合物を再結晶などで精製し、光学的に純粋にした後に単結晶X線構造解析を行うことで、絶対立体配置を決定した。合成した化合物の中で特にピレン骨格を有する光学活性3級シランは円偏光発光特性glum: 0.01と単分子状態では非常に高い値を示した。DFTやTD-DFT計算からこれらの光物性挙動について考察した。平成27年度はまず、アントラセンの9位と10位の2か所に不斉ケイ素原子を導入した化合物群の合成を検討した。これらは予備実験で検討した9位のみを化学修飾した化合物の不斉中心を2箇所に増やしたものである。9位にのみ不斉ケイ素原子を導入した場合の不斉収率は82%ee((R) : (S) = 91 : 9)なので、不斉ケイ素原子を2か所導入する際に各部位が独立で反応が進行すると仮定すると、反応剤として2-ヨードアニソールを用いた場合、不斉収率98%ee((R,R) : (S,S) = 91×91 : 9×9 = 99 : 1)の生成物を得ることができると予想される。実際に反応を行うと、予測通り99%eeの化合物を合成することができた。ケイ素原子上の絶対立体配置については単結晶X線構造解析にて確認した。再結晶を1度行うことにより、光学的に純粋な化合物(100%ee)を得ることができ、gCPLを測定したところ0.008程度の円偏光発光が見られた。さらにケイ素に結合する置換基をピレンに変化させた化合物群も合成した。ピレン骨格に不斉ケイ素原子を1か所並びに2か所導入した化合物を同様の手法で合成した。不斉収率はおよそ60%ee程度であったが再結晶並びに分取用HPLCを用いて光学的に純粋(100%ee)にした。これらの分子構造と光物性の相関を調査したところgCPLはおよそ0.010.005程度であった。現在研究成果を取りまとめており、ピレン誘導体の円偏光発光の測定を行った後、学外の共同研究者と議論を行い、近々論文に投稿予定である。円偏光発光性化合物はこれまでにアトロプ異性体やπ共役高分子などの凝集状態での研究報告が殆どであり、単分子状態で良好な結果を示す例はあまり知られていない。一方、π共役置換基が結合した有機ケイ素化合物は良好な発光特性を示すものが多い。不斉ケイ素原子にπ共役置換基を結合させれば、不斉ケイ素原子を介してキラルな共役系を構築することができるために、単分子状態で高性能な円偏光発光特性(gCPL)を示すことが期待できる。平成28年度は平成27年度で行った化合物群のπ共役系をより拡張した化合物の合成と光物性に関する研究を行った。具体的には平成27年度で合成したアントラセン部位をより大きなπ共役系を有する置換基(具体的にはピレン骨格)に置換したものである。合成は我々が開発したパラジウム触媒を用いた2級シランの不斉アリール化反応で行った。収率は20%50%程度で単離でき、光学的に純粋な化合物は再結晶を繰り返すことで得られた。予測したように分子のキラル性が大きいほどgCPLの値は大きくなった。キラル性の大きさは不斉ケイ素原子に結合する各々の置換基の大きさの差に依存するため、ピレン誘導体はアントラセン誘導体と比較し、より大きなgCPL値を示した。吸収および発光過程の考察のため、Gaussian 09を用いた理論計算を行った。これらの化合物の吸収及び発光は、アントラセンやピレンの骨格上及びその骨格に結合したケイ素原子上に存在するHOMO-LUMO(S0-S1)間の遷移が主である。したがって、これらの化合物のgCPLの大きさは、1分子内の不斉ケイ素原子の数に依存すると考えられる。ケイ素上のπ共役置換基を変化させることで分子構造と円偏光発光特性の相関を調査し、最大でgCPL=0.008を示し、単純な有機ケイ素化合物では非常に高い値を示した。研究は順調に進んでおり、最終年度はより高い円偏光発光特性を示す化合物の合成を試みる。円偏光発光(CPL)を示す化合物は3次元ディスプレイの発光材料としての利用が期待されている。CPL化合物はこれまでにアトロプ異性体やπ共役高分子などの凝集状態での研究報告が殆どであり、単分子状態で良好な結果を示す例はあまり知られていない。不斉ケイ素原子にπ共役置換基を結合させれば、不斉ケイ素原子を介してキラルな共役系を構築することができるために、単分子状態で高性能なCPL特性を示すことが期待できる。

平成28年度は平成27年度で行った化合物群のπ共役系をより拡張した化合物の合成と光物性に関する研究を行った。具体的には平成27年度で合成したアントラセン部位をより大きなπ共役系を有する置換基(具体的にはピレン骨格)に置換したものである。合成は我々が開発したパラジウム触媒を用いた2級シランの不斉アリール化反応で行った。収率は50%程度で単離でき、光学的に純粋な化合物は再結晶を繰り返すことで得られた。予測したように分子のキラル性が大きいほどCPL値は大きくなった。キラル性の大きさは不斉ケイ素原子に結合する各々の置換基の大きさの差に依存するため、ピレン誘導体はアントラセン誘導体と比較し、より大きなCPL値を示した。吸収および発光過程の考察のため、Gaussian 09を用いた理論計算を行った。これらの化合物の吸収及び発光は、アントラセンやピレンの骨格上及びその骨格に結合したケイ素原子上に存在するHOMO-LUMO間の遷移が主である。したがって、これらの化合物CPLの大きさは、1分子内の不斉ケイ素原子の数に依存すると考えられる。ケイ素上のπ共役置換基を変化させることで分子構造と円偏光発光特性の相関を調査し、最大でCPL特性glum=0.008を示し、単純な有機ケイ素化合物では非常に高い値を示した。円偏光発光を示す化合物は3次元ディスプレイの発光材料としての利用が期待されている。本研究では、新しい不斉ケイ素原子の構築法に立脚した、単分子状態で良好な蛍光量子収率と円偏光発光特性を併せ持つ光学活性ケイ素化合物を合成した。合成はパラジウム触媒を用いる手法で行った。得られた光学活性化合物を再結晶などで精製し、光学的に純粋にした後に単結晶X線構造解析を行うことで、絶対立体配置を決定した。合成した化合物の中で特にピレン骨格を有する光学活性3級シランは円偏光発光特性glum: 0.01と単分子状態では非常に高い値を示した。DFTやTD-DFT計算からこれらの光物性挙動について考察した。平成28年度はπ共役系を拡張した化合物群の合成研究を行う。これらは平成27年度に合成したアントラセン部位をより大きなπ共役系を有する置換基(例えばテトラセン、ペンタセン、ピレン骨格など)に置換したものである。分子のキラル性が大きいほどgCPLの値は大きくなると予想できる。キラル性の大きさは不斉ケイ素原子に結合する各々の置換基の大きさの差に依存するため、新規化合物群はアントラセン化合物と比較し、より大きなgCPL値を示すと考えられる。ここでもπ共役置換基をはじめとするケイ素上の置換基を変化させることで構造と円偏光発光特性の相関を調査する。ケイ素上に不斉中心を有していないが、骨格炭素上に不斉点(軸不斉、面不斉)を持つ有機ケイ素化合物の合成に申請者が開発した合成反応を適用し(光学活性金属触媒を用いた速度論的光学分割を活用する)、多方面からの本合成反応による円偏光発光性化合物の合成も合わせて検討する。有機化学平成27年度に一部の目的とする化合物を光学的に純粋(100%ee)にすることが非常に困難であることがわかった。最終的にはキラルカラムを用いて分離することができた。平成28年4月より本化合物の円偏光発光特性の調査を行っているところである。平成28年9月に環状ジシラン化合物の合成と光学活性体の単離に成功した。この研究は本申請研究から派生した研究で、4ヶ月この研究を行ったため、その分遅れが生じた。平成27年度までに合成はほぼ完了し、論文投稿までいくつかの円偏光発光特性を調査する必要性がある。円偏光発光特性は他大学(奈良先端科学技術大学院大学または富山大学)に測定依頼する。ディスカッションや論文作成の議論ための旅費として使用する。合わせて、論文作成のための校正代金、別刷代金にも使用する。
天然歯の経年的近心移動の統計学的解析

歯周病は天然歯とインプラントの隣接面コンタクト(以後IC)の離開のリスク因子になると考えられるが,これを調査した報告はない.そこで,本研究では105名の患者に対し,歯周組織の状態とIC離開の関係について調査した.その結果,IC離開とIC調査時の全顎的歯周病の重症度には有意な相関があることが分かった(r=0.246,P=0.001).また,IC離開と食片圧入には有意な相関があることがわかった(r=0.344,P=0.01).これらの結果より,インプラントのメインテナンス時には,IC離開の有無と歯周組織の慎重な観察が必要であり,IC離開が認められたら,ICの回復を行う必要があることが示唆された.背景および目的:歯周疾患は、天然歯の歯周組織を徐々に破壊し、その支持能力を低下させる。残存歯の支持能力の低下は、天然歯とインプラントの隣接面コンタクト(以後、ICと略す)の接触強さに影響すると考えられる。本研究では、隣在歯の歯周疾患の状態および全顎的な歯周病の重症度がIC離開に与える影響について検討することを目的とする。材料と方法:選択基準を満たす患者105名(男性38名、女性67名、ICの数186カ所)を対象に、インプラント補綴装置の隣在歯の歯周組織の状態、全顎的な歯周病の重症度および食片圧入の有無を調査した。95名において歯周組織の状態を記録することができた。なお、10名については、当該時期の歯周組織検査結果の欠如、カルテ記載の欠如などの理由でデータを記録できなかった。IC離開の有無とインプラント補綴装置の隣在歯の初診時およびIC調査時における歯周組織の状態、初診時およびIC調査時における全額的な歯周炎の重症度および食片圧入の有無との相関はSpearmanの相関分析を用いて解析した。有意水準はP<0.05とした。結果:IC離開とIC離開調査時の全額的な歯周病の重症度との間には有意な相関があったが(r=0.246, P=0.001)、隣在歯のプロービングポケットデプス、動揺度、歯周炎の重症度、初診時の全額的重症度との間には有意な相関はみとめられなかった。考察および結論:IC離開とIC調査時における全額的な歯周炎の重症度は有意に相関しており、全顎的な歯周炎の程度はICの離開に影響を及ぼす因子であることがわかった。また、IC離開と食片圧入には有意な相関があることがわかった。天然歯間の隣接面コンタクトの離開は歯周炎の増悪因子となることが報告されていることから、インプラント治療時には歯周炎の改善およびIC離開時にはその回復が必要となることが示唆された。歯周病は天然歯とインプラントの隣接面コンタクト(以後IC)の離開のリスク因子になると考えられるが,これを調査した報告はない.そこで,本研究では105名の患者に対し,歯周組織の状態とIC離開の関係について調査した.その結果,IC離開とIC調査時の全顎的歯周病の重症度には有意な相関があることが分かった(r=0.246,P=0.001).また,IC離開と食片圧入には有意な相関があることがわかった(r=0.344,P=0.01).これらの結果より,インプラントのメインテナンス時には,IC離開の有無と歯周組織の慎重な観察が必要であり,IC離開が認められたら,ICの回復を行う必要があることが示唆された.インプラント治療に伴う補綴的偶発症の中で、天然歯とインプラントの間の隣接面コンタクト(IC)の離開は高い頻度を占める。同偶発症は食片圧入や咬合の変化を引き起こす可能性があるため、同現象についての解明が必要である。ICの離開の原因には、1隣在天然歯の移動、2隣接面コンタクト部の材質の摩耗、3隣在天然歯の歯周病が考えられる。本研究では1と3を同時に調査することとした。現在の進捗状況については以下のとおりである。1隣在天然歯の移動に関する検討インプラント上部構造装着後の患者において、前向きデザインでICの離開量を計測するプロトコールを立案した。本年度は研究実施準備を行った。すなわち、倫理審査資料(研究計画書、同意説明文書、同意書等)の準備、および研究機材の購入と整備、計測手順書の整備、データ収集及び解析法の整備を行った。九州大学医系地区臨床研究倫理委員会の承認後研究実施予定である。3IC離開に対する隣在天然歯の歯周病の影響インプラント上部構造を装着後の患者のICの離開量と隣在天然歯の歯周病の状態を調査する後ろ向き研究を立案した。本研究は九州大学医系地区臨床研究倫理委員会でPermission No 20-24で承認済みの研究であり、被験者収集を開始した。現在45名の被験者について、観察時点での隣接面コンタクト離開の有無、および全顎的歯周病の重傷度、隣在歯の歯周病の重傷度、隣在歯のプロービングポケットデプス、隣在歯の動揺度、食片圧入の有無を調査した。

また交絡因子を考え多変量解析を行うため、IC離開に影響する可能性のある因子(年齢、性別、対合歯の状態、隣在歯のvitality、隣在歯の連結状態、インプラント数、インプラント補綴装置の装着期間も同時に調査した。今後はさらに被験者数を増やし、歯周病がIC離開の危険因子であるかどうかロジスティック回帰分析により調査する予定である。インプラントの隣在天然歯の歯周病のIC離開に対する影響についての調査は順調に進行しており、平成24年度において45症例のデータ収集が完了した。このペースで研究データを収集すれば、当初予定していた研究期間内で研究成果を報告することが可能と考えられる。インプラントの隣在天然歯の移動に関する検討については、研究実施準備中であり臨床研究倫理委員会の承認を得る必要がある。インプラントの隣在天然歯の影響に関する検討については、100症例収集予定であり、インプラントのメインテナンスで来院した患者の調査を引き続き行って行く必要がある。本年度から研究補助として大学院生を短期雇用することとしたので、協力を得て被験者収集を完了する必要がある。インプラントの隣在天然歯の移動に関する検討についても、臨床研究倫理委員会の承認後、研究補助者の協力を得て、30名の収集を完了する方策を立案している。次年度はさらに被験者収集する必要があるので、大学院生を短期雇用して、被験者の早期収拾につとめる。また必要症例数の収集が完了したら、研究成果を統計解析し、発表する必要があるので、成果発表の旅費や論文の投稿費として使用予定である。
革新的機械構造物特性同定法の開発

第1に,機械の動特性を把握するための振動試験において最適な加振点の探索から必要最小限の追加測定点の示唆などを行うインテリジェントナビゲータの研究を実施し,理論的研究および適用事例研究にてその有効性を確認でき,動特性同定法との融合化により的確な動特性同定の信頼性と精度を向上させた.第2に,動特性とともに重要な剛体特性同定については,従来の方法よりも格段に高精度な誤差1%以下となる同定が可能で,実施工程的にもほぼ自動化ができる新しいアルゴリズムを開発でき,実際にプロトタイプの計測システムを具体的に開発して基礎検証計測によって検証した.第1に,機械の動特性を把握するための振動試験において最適な加振点の探索から必要最小限の追加測定点の示唆などを行うインテリジェントナビゲータの研究を実施し,理論的研究および適用事例研究にてその有効性を確認でき,動特性同定法との融合化により的確な動特性同定の信頼性と精度を向上させた.第2に,動特性とともに重要な剛体特性同定については,従来の方法よりも格段に高精度な誤差1%以下となる同定が可能で,実施工程的にもほぼ自動化ができる新しいアルゴリズムを開発でき,実際にプロトタイプの計測システムを具体的に開発して基礎検証計測によって検証した.機械の動特性を把握するための振動試験において最適な加振点の探索から必要最小限の追加測定点の示唆などを行うインテリジェントナビゲータの研究を実施し,理論的研究および適用事例研究にてその有効性を確認できた.すなわち,振動試験現場で初期設定の加振点でのFRF計測から同定困難または測定から欠落する次数のモードをスピーティーに探索して,必要最小限の追加加振点とその最適な場所を教示できるアルゴリズムを開発し,その有効性を基礎的適用事例実験にて明らかにした.動特性とともに機械設計や安全管理で重要な剛体特性同定については,従来の方法よりも格段に高精度な同定が可能で,実施工程的にもほぼ自動化ができる新しいアルゴリズムを開発することができた.すなわち,疑似周辺自由となる柔軟支持境界条件を既知化してアルゴリズムに精密に組み込むことを行い,最適化法で同定することで測定誤差はほぼ1%以下となる高精度同定を実現できた.同定法中に利用する最適化アルゴリズム(非線形最適化)の飛躍的性能向上に関する研究では,剛体特性についての同定法ではその物理的な性質に依存して満足する結果を得たが,動特性まで一括同定する実験的特性行列同定法に組み込む手法としては確立には至らなかった.この技術課題については研究継続を行う.3年間の研究期間の2年目であり,モード試験のためのインテリジェントナビゲータの研究として最適な加振点の探索から必要最小限の追加測定点の示唆などを行う理論確立とシステム化を行った.そして適用事例研究にてその有効性を確認した.すなわち,振動試験現場で初期設定の加振点でのFRF計測から同定困難または測定から欠落する次数のモードをスピーティーに探索して,必要最小限の追加加振点とその最適な場所を教示できるアルゴリズムを開発し,その有効性を基礎的適用事例実験にて明らかにした.動特性とともに機械設計や安全管理で重要な剛体特性同定については,従来の方法よりも格段に高精度な同定が可能で,実施工程的にもほぼ自動化ができる新しいアルゴリズムを開発し,それを実現実施するシステム開発を行った.すなわち,そのシステムを使って測定誤差はほぼ1%以下となる高精度同定を実証した.同定法中に利用する最適化アルゴリズム(非線形最適化)の飛躍的性能向上に関する研究では,初期値の適切かつ自動的な設定法を見出し,それによって収束速度の向上がはかれた.剛体特性についての同定法ではその物理的な性質に依存して満足する結果を得た.動特性まで一括同定する実験的特性行列同定法に組み込む手法としてはさらに改善の余地があると考えられるので最終年でも継続研究する.機械の動特性を把握するための振動試験において最適な加振点の探索から必要最小限の追加測定点の示唆などを行うインテリジェントナビゲータの研究を実施し,理論的研究および適用事例研究にてその有効性を確認できた.すなわち,振動試験現場で初期設定の加振点でのFRF計測から同定困難または測定から欠落する次数のモードをスピーティーに探索して,必要最小限の追加加振点とその最適な場所を教示できるアルゴリズムを開発し,その有効性を基礎的適用事例実験にて明らかにした.本成果は国際会議にて講演発表するとともに現在学会論文集への投稿準備を進めている.動特性とともに機械設計や安全管理で重要な剛体特性同定については,従来の方法よりも格段に高精度な同定が可能で,実施工程的にもほぼ自動化ができる新しいアルゴリズムを開発することができた.すなわち,疑似周辺自由となる柔軟支持境界条件を既知化してアルゴリズムに精密に組み込むことを行い,最適化法で同定することで測定誤差はほぼ1%以下となる高精度同定を実現できた.実際にプロトタイプの計測システムを具体的に開発して基礎検証計測によって確認した.同定法中に利用する最適化アルゴリズム(非線形最適化)の飛躍的性能向上に関する研究では,剛体特性についての同定法ではその物理的な性質に依存して満足する結果を得たが,動特性まで一括同定する実験的特性行列同定法に組み込む手法としては確立には至らなかった.しかしながら,この技術課題は数理工学的にもひじょうに有意義な課題であることを新たに見出しており,近い将来の確立を目指したい.
ノックアウトマウスを用いた神経・血管形成におけけるMeltrin-βの機能解析

ADAM(a disintegrin and metalloprotease)ファミリーはメタロプロテアーゼドメイン、ディスインテグリンドメインをもつ膜貫通型糖タンパク質である。代表的な機能としては、細胞膜表面に存在する増殖因子や接着因子などを切断する事により、細胞間相互作用の制御に関与する事が報告されている。培養細胞を用いた研究により、メルトリンβはニューレグリンの切断に関与することが明らかにされているが、発生段階における役割は明らかではない。そこで申請者はメルトリンβノックアウトマウスの心臓における心室中隔欠損、弁の形成不全の原因を詳細に解析することにより、心臓の発生過程におけるメルトリンβの機能を検討した。心臓の心室中隔、弁の形態形成には神経堤細胞、心内皮細胞由来の間葉細胞が関与しており、メルトリンβはこの両者において発現が確認されている事から、Cre-loxPシステムを利用したトランスジェニックマウスを用いて、これらの細胞を区別して細胞動態を観察した。その結果、近位のoutflow tract(OT)において心内膜床(endocardial cushion)の融合に異常が生じている事がわかった。また、その原因を明らかにするため、トランスジェニックマウスを用いて各細胞系譜特異的にメルトリンβを発現させる機能回復実験を行ったところ、神経堤細胞特異的にメルトリンβを発現させると心室中隔欠損および一部の弁形成不全が回復した。以上のことから、神経堤細胞に発現するメルトリンβは近位OT cushionの融合に必須であり、この融合異常が心室中隔欠損、弁の形成不全の原因であることが明らかになった。本研究の目的は神経・血管形成におけるMeltrin βの働きをノックアウトマウスの解析を通して明らかにする事である。今年度はこの研究目的遂行のために必要なトランスジェニックマウスの作製・解析に重点を起いて実験を行った。今回、作製したトランスジェニックマウスは、Cre-loxPシステムを用いて神経冠由来細胞、内皮由来細胞特異的にLacZを発現させる事により、発生に伴うそれぞれの細胞の動態を観察することと、各々の細胞においてMeltrin βを発現させノックアウトマウスの表現型を回復させることにより、Meltrin βがどの細胞において重要な役割を果たしているかを明確にする事を目的としている。本年度はまずMeltrinβノックアウトマウスを用いて、Cre-loxPシステムにより、それぞれの細胞特異的にLacZを発現させたマウスを作製し、解析を行った結果、心臓、神経系、血管系において神経冠細胞、内皮細胞に由来する細胞の動態に異常があることを見い出した。ノックアウトマウスにおいて異常が見られた心臓は発生段階においてそれぞれの細胞が形成に関与し、相互作用を持つ事が知られていることから、今回見られた異常がどちらの細胞が発現するMeltrin βの欠損が原因となっているかを明らかにする必要がある。そのため、Cre-loxPシステムによりそれぞれの細胞特異的にMeltrin βを発現する事ができるトランスジェニックマウスを作製し、機能回復実験を行う事にした。そこで今年度、このトランスジェニックマウスの作製を行い、実験に使用可能なトランスジェニックマウスを確立することができた。来年度はこのトランスジェニックマウスを用いてより詳細な解析を行っていく予定である。本研究の目的は神経・血管形成におけるMeltrinβの働きをノックアウトマウスの解析を通して明らかにする事である。今年度は昨年度中に作成したトランスジェニックマウスを用いてMeltrinβノックアウトマウスにみられる表現型の機能回復を試みた。今年度の実験の目的はCre-loxPシステムを用いて神経冠由来細胞、内皮由来細胞特異的にMeltrinβを発現させ、ノックアウトマウスの表現型を回復させることにより、Meltrinβがどの細胞において重要な役割を果たしているかを明確にすることである。その結果、神経冠由来細胞特異的にMeltrinβを発現させるとMeltrinβノックアウトマウスの表現型の一つである心室中隔欠損が回復することが明らかになった。心臓の心室中隔の形成には複数の細胞種が関与し、そのメカニズムは不明な点が多い。Meltrinβは心臓の発生段階において少なくとも神経冠由来細胞、内皮由来細胞に発現している事が確認されており、その機能を明確にする為には今年度の実験成果は非常に有用なものとなる。神経冠由来細胞は心室中隔の形成の他に弁や血管系の形成など、心臓の発生段階において幅広い関与がある事が示唆されているが、分子レベルでどのような働きを担っているかは不明である。今後この結果をもとに詳細に解析していく事により、神経冠由来細胞の心臓の形態形成における役割を明確していく予定である。また、内皮由来細胞特異的にMeltrinβを発現させると、心室中隔欠損は回復しなかったが、血管の形成において興味深い結果が得られたので、より詳細な解析を行っていきたい。

心臓の心室中隔、弁の形態形成には神経堤細胞、心内皮細胞由来の間葉細胞が関与しており、メルトリンβはこの両者において発現が確認されている事から、Cre-loxPシステムを利用したトランスジェニックマウスを用いて、これらの細胞を区別して細胞動態を観察した。その結果、近位のoutflow tract(OT)において心内膜床(endocardial cushion)の融合に異常が生じている事がわかった。また、その原因を明らかにするため、トランスジェニックマウスを用いて各細胞系譜特異的にメルトリンβを発現させる機能回復実験を行ったところ、神経堤細胞特異的にメルトリンβを発現させると心室中隔欠損および一部の弁形成不全が回復した。以上のことから、神経堤細胞に発現するメルトリンβは近位OT cushionの融合に必須であり、この融合異常が心室中隔欠損、弁の形成不全の原因であることが明らかになった。
キサンチンオキシダーゼ阻害活性を有するプリン及びプリンヌクレオシド類の分子設計

アロプリノールはキサンチンオキシダーゼ(XO)阻害剤として知られており,痛風治療の一つの有効な手段として臨床で唯一用いられている。しかしながらアロプリノールが全く安全な薬であるとは言い難く,脈管炎,皮疹,好酸球造多症,肝炎や進行性腎不全などの副作用が報告されている。我々は,アロプリノールがプリン類縁体であることから他の核酸関連化合物の中にもXO阻害活性を有する化合物が見つかるのではないかと考え,種々縮合ピリミジン及びプリン誘導体を合成し阻害活性を検討した結果,三環性のプリン誘導体や6ーヒドラジノプリンのアルデヒドヒドラジン類及びそれらの類縁体にアロプリノールを凌駕するXO阻害作用を有する化合物を多く見出した。本研究では先ず,7H-purine類や1H-pyrazolo[3,4-d]pyrimidine類の簡便な一般合成法を確立し,これらから導かれる三環性化合物の9H-1,2,4-triazolo[3,4-i]purine類及び7H-pyrazolo[4,3-e]-1,2,4- triazolo[4,3-c]pyrimidine類の新規合成法を開発した。合成した誘導体について,牛ミルク由来キサンチンオキシダーゼに対するin vitro阻害活性スクリーニング試験を行った結果,多くの化合物にアロプリノールより数百倍程度の強いXO阻害作用が見出された。(1)2-オキソプリンの6位や6-オキソピラゾロピリミジンの4位にアリールアルデヒド類の導入された化合物はアロプリノールより数10倍から900倍もの強い阻害活性を示した。(2)三環性化合物のトリアゾロプリン類は一般的に対応する二環性のプリン類より活性がやや減弱した。(3)三環性化合物のピラゾロトリアゾロピリミジン類は対応するピラゾロピリミシン類より活性が強く,アロプリノールより30倍から800倍程度の強い活性を示した。本研究で,in vitroでのXO阻害活性物質検索に於いて,痛風治療薬として唯一臨床で用いられているアロプリノールより数百倍強い新規物質を見出すことに成功した。これらの誘導体の中に,in vivo試験に於いても強いXO阻害活性化合物の発掘・開発が今後期待出来る。痛風はプリン代謝での尿酸産生異常で引き起こされる病気であり、この尿酸の生成を阻害することは、痛風発作の直接の原因である高尿酸血症を改善することになり、痛風治療の一つの有効な手段として臨床で用いられている。しかし現在、尿酸生成阻害剤(XO阻害剤)として使用されているのはアロプリノールだけであり、他の有効な薬剤はこれまで発見されていない。本年度から3年を目処に痛風治療薬開発に向けて研究を進めた。本年度は,2,6-ジクロロプリン(1)を出発原料にして、これにヒドラジンを作用させ6-ヒドラジン体(2)とし、ついで各種アルデヒド類を作用させてそのアルデヒドヒドラゾン誘導体(3)へと導いた。この化合物(3)を酸化閉環することにより5-chloro-7H-[1,2,4]tirazolo[3,4-i]purine及びその3-置換誘導体(4)を合成した。

また,これらから5位のオキソ,チオキソ,アミノ等の種々の誘導体も合成した。この新規な三環性プリン誘導体(トリアゾロプリン)の合成法及びXO阻害活性に関して,国際特許出願[PCT Int.Appl.WO 96 26,208;Chem.Abstr.,125:247848j(1996)]した。目的とするプリン誘導体及びトリアゾロプリン誘導体の一般合成法を確立したので、構造活性相関を中心とした数多くの誘導体を合成し、随時in vitro及びラットとマウスを用いるin vivoスクリーニングを行った。in vitro試験ではアロプリノールより数百倍強いXO阻害作用を持つ化合物を多く見いだすことができた。しかしながら,in vivo試験に於いては,アロプリノールと同程度の活性化合物しか見いだせなかったので,次年度に更なる活性化合物の検索を行う予定である。本年度は,既に昨年度までに確立した合成法により6位にアルデヒドヒドラゾン類が置換したプリン誘導体及び3位にアルキルやアリール基が置換した3環性7H-[1,2,4]tirazolo[3,4-i]purine誘導体を種々合成した。合成したこれらの化合物を、随時in vitroに於ける牛ミルク由来キサンチンオキシダーゼに対する阻害活性及びラットとマウスを用いるin vivoスクリーニングを行った。先ず,プリン骨格を持つ誘導体が阻害活性を発現する為には,その2位にハロゲン,カルボニル,チオカルボニル等の置換基を有し,しかも6位にはアルデヒドヒドラゾン類の置換基を有することが必須条件であることが判った。特に,カルボニル基が導入された誘導体にはアロブリノールより約300800倍強い化合物が見出せた。一方,3環性のトリアゾロプリン類については,その骨格の3位にアリール基が導入され,しかも5位にカルボニルやチオカルボニル基が導入された化合物類にアロプリノールより約100400倍強い活性が見出せた。しかしながら,in vivo試験に於いては,アロプリノールと同程度かやや少し強い活性化合物しか見いだせなかった。その原因の一つとして,化合物の溶解性が良くないことが考えられている。次年度は化合物の溶解性を考慮しながらこれまでの構造活性相関をもとに,更に新規なキサンチンオキシダーゼ阻害活性化合物としてトリアゾロプリン骨格と類似のピラゾロトリアゾロピリミジン類の合成法を開発し,構造活性相関を中心とした研究を行い本プロジェクトの3年間の研究を終える予定である。本年度は,これまでに合成したトリアゾロプリン誘導体について,牛ミルク由来キサンチンオキシダーゼ(XO)に対するin vitro阻害活性及びラットとマウスを用いるin vivoスクリーニング試験を行い,本研究の総括を行った。その結果,多くの化合物にアロプリノールより数百倍程度の強いXO阻害作用が見出された。しかしながら,in vivo試験に於いてはアロプリノールと同程度の阻害活性であった。本年度は更に,ピラゾロピリミジン及びピラゾロトリアゾロピリミジン骨格を有する誘導体の合成法を開発し,これらのXO阻害活性分子設計を試みた。先ず,二環性ピラゾロピリミジン類のXO阻害活性については,環の4位にアルデヒドヒドラゾン類が置換し,しかも6位オキソ化合物にアロプリノールの数倍から300倍程度の強い阻害活性が認められた。4位に関しては,アルキルヒドラゾンよりアリールヒドラゾン類により強い阻害活性が認められた。
副腎白質ジストロフィ-遺伝子の解明

副腎白質ジストロフィ-(Adrenoleukodystrophy,以下ALD)の原因遺伝子を解明することを目的として、ヒトX染色体の一部(Xq24→qter)のみを有する雑種細胞(X3000-11.1)からコスミドゲノムライブラリ-を作製し、^<32>Pでラベルしたtotal human genomic DNAをプロ-ブとしてスクリ-ニングするとこにより、1784個のコスミドクロ-ンを単離した。これらについてプラスミド抽出器を用いてコスミドDNAを調製し、NotI制限酵素による消化実験により、NotI認識部位を有するクロ-ンとして400クロ-ンを同定した。これらについて雑種細胞パネルを用いてregional mappingを行い、さらにこれらのコスミドクロ-ン間の相互のhybridizationのリ-グ戦を行った結果、Xq28領域に19個の独立したcosmid contigを作製することができた。ALD遺伝子を同定するためには、Xq28領域において発現している遺伝子を同定していくことが必須のステップと考えられ、このために、1)Xq28領域にマップされるコスミドクロ-ンで、種間で保存性の高い配列を有しているコスミドクロ-ンを同定し、このコスミドをプロ-ブとしてcDNAを単離すること、2)ヒトX染色体の一部のみを有する雑種細胞において発現しているヒト由来のtranscriptをクロ-ニングする、という2つのアプロ-チを行っている。後者はスプライシング前のRNA(hetero-genous nuclear RNA,以下hnRNA)がイントロン内にヒトに特異的なAlu配列を有していることを利用するもので、X3000-11.1から調製したhnRNA、Aluプライマ-を用いてhnRNA-complementary DNAライブラリ-を作製し、現在までにXq28由来のhncDNAクロ-ンとして6クロ-ンを同定することができた。今後、今回単離したコスミドクロ-ンを用いて、物理地図の作製およびYACクロ-ンの単離、発現遺伝子の同定を行っていく予定である。
京都留守居を通した公武関係史の研究

研究課題に即し、具体的には、佛教大学附属図書館所蔵「新発田藩京都留守居役寺田家文書」のうちから、日々の執務記録である『御用留』のデジタル撮影と、それを用いた翻刻ならびに解読を、主な柱として作業を進めた。その結果として、これまでに知られていなかった京都留守居が、具体的にどのような職務を担い、また特に幕末の慶応期において、現実の政局にどのようにかかわっていたか、を相当程度、明らかにしえた。第1に、佛教大学『歴史学部論集』第4号(2014年3月)に、研究協力者の淺井良亮と共著で論文「新発田藩京都留守居寺田家と旧蔵文書」(PP.17ー33)を発表した。この論文は、本研究が対象としている寺田家文書の概要を広く学界一般に紹介するとともに、御用留を中心として、その史料価値、すなわちそこから何を明らかにできるか、などの問題を考察した。京都留守居については、これまでに、まとまった研究が行なわれていない状況であるため、基礎的な事項を明らかにできる史料群が存在するという事実を公表しただけでも、大きな反響を得ている。第2に、寺田家文書中でも中核というべき御用留26冊について、研究協力者の協力を得て、その翻刻を進め、ほぼ完了した。現在は、記載様式の統一など、全体の体裁を整える段階に入っている。平成26年度中に全部の作業を終え、記憶媒体に収容して、実際の研究素材として26冊全部を活用できるようにしたい。第3に、2014年3月に東京大学史料編纂所に研究協力者4名とともに出張し、同所が所蔵する越後新発田の大名、溝口家(いわゆる新発田藩)の文書について、調査を行った。その結果、「御維新以来御達願伺等記録」6冊などが、寺田家文書と密接に連動する内容を持つことが判明し、原本所蔵者である新潟県新発田市立図書館の許可を得て、その写真版を入手した。平成26年度においては、これら関係史料と突き合わせを行いながら、研究課題の達成に努める。研究代表者は、研究協力者4名とともに、平成26年8月に、新潟県新発田市立図書館を訪問し、所蔵されている新発田藩関係文書を調査した。これらの文書は、本研究の対象である佛教大学附属図書館所蔵の新発田藩京都留守居寺田家文書に直接に対応するもので、調査は必須の作業である。ただし、新発田市立図書館所蔵分は、その量が膨大であるため、一回の調査で、完全に目的を達成することは不可能であり、とりあえず、その全容をだいたい把握するとともに、どのような史料が、本研究にとって有益であるかの概略をつかむことができた。また研究代表者は、9月に、2014年度明治維新史学会関西拡大例会「幕末史を再考する-元治元年から150年」において基調講演を行い、また10月に筑波大学人文・文化学群シンポジウム「グローバル・ヒストリーと異文化理解」において報告を行った。これら報告に共通するテーマは、文久年間の破約攘夷論の意義、元治元年の下関戦争の国際的な背景、さらに孝明天皇による慶応元年の条約勅許というものである。とくに、勅許の際には、諸藩京都留守居を御所に召集して意見を聴取するという行事が行われた。それらの意味で、本研究のテーマである「京都留守居を通した公武関係史の研究」の一環をなすものである。研究代表者は、以上の報告を文章化し、「通商条約の調印と天皇」と題して、佛教大学『歴史学部論集』第5号、2015年3月、及び「密勅三題」と題して、『茨城県史研究』第99号、2015年3月に発表した。平成27年度は、第1に、新発田藩の京都留守居、寺田家文書のうちから、文化10年(1813)より明治12年(1879)に至る『御用留』の翻刻を進め、全26冊のうち、最後の第26冊を除く、ほぼ全冊について、作業を終えた。『御用留』は、京都留守居の業務記録として根幹をなすものであり、その内容を通覧するだけで、寺田家が果たした留守居としての役割の大体をたどることができる。その意味で、『御用留』の翻刻は、それ自体が研究の成果を示すものである。第2に、上記を踏まえ、研究代表者は、平成28年度における研究の継続的な展開を目指し、寺田家文書のうちから『御用留』以外の、主要な史料を精査して、約300点(冊子及び一紙文書が混在)を選び出し、デジタル撮影の準備を整え、業者に発注した。史料の選定は、研究進展の第1歩であるが、この作業を終えることにより、史料としての取り扱い(寺田家文書は、図書館でも貴重図書指定を受けているため、出納作業だけでも煩瑣な手続きを要するうえ、取扱いにも慎重な注意が求められる)が、格段に容易になった。第3に、研究協力者の淺井良亮は、以上の作業を経る過程で得られた知見をもとに、論文「京都留守居研究覚書」をまとめ、『佛教大学大学院紀要文学研究科篇』第44号、2016年3月、に公表した。第4に、研究代表者は、第2に挙げた史料のうちから関係部分を選び出し、とくに慶応3年(1867)10月、大政奉還後に、江戸家老窪田平兵衛が、溝口家当主の名代として上京し、京都留守居寺田喜三郎と共に、混迷する政局の中で、活動する有様について、分析を進めつつある。

本研究は、佛教大学附属図書館が所蔵し、長期間にわたって未整理であった寺田家文書の内容を、史料研究として精査すること自体が、一つの目的であるので、「研究実績の概要」で記したように、『御用留』の翻刻や、またそのほかの史料が、どのような研究に利用できるか、言い換えれば、それらの史料から何がわかるか、に目途をつけることができるようになったことは、進捗状況として、まずは順調な進展である。但し、それらの内容を読み込み、論文としてまとめることは、短期間でできることではないので、論文としての公表には、まだ若干の時間を要する。あるいは、『御用留』自体を翻刻した書籍として、解題等を附したうえで刊行することは、もとより計画中であるが、これも、具体的な期日を明示することは困難である。研究目的に沿って、佛教大学附属図書館所蔵『新発田藩京都留守居役寺田家文書』のうちから、特に『御用留』の慶応3年分を中心に解読し、大政奉還から王政復古政変の時期に至る京都留守居の活動と政局とのかかわりを、具体的に明らかにすべく、考察を行った。とくに、10月13日、諸藩重臣の二条城召集において、寺田喜三郎はその場に参加し、政権上表草案の写本を含む関係記録を残している。その場に列席した当事者が書き残した自筆記録は、これまで知られていないものであり、その発見は大きな成果である。慶応3年10月14日の大政奉還の直後、新発田藩(溝口家)では、当主誠之進の名代として、家老窪田平兵衛が上京することになった。その動きは、先発として上京した、寺田惣次郎が書残した記録と、喜三郎の記録とを突き合わせることにより、より鮮明になる。京都留守居寺田喜三郎は、窪田の京都における補佐役として、情報収集や、御所への参集など、積極的な活動を展開している。また、その前後の時期にも、在京諸藩は、単に事態の推移を傍観していたわけではなく、相互に連携して朝廷への建白を行うなど、薩長土3藩の動きをけん制し、みずからの存在と政治的主張を、政局に反映すべく、活発な動きを示していた。それは実際に功を奏し、薩長土3藩にしても、決して、その思い通りに政局を牽引できていたわけではなく、在京諸藩と折り合いをつけながら、王政復古政変、さらには、その後の政局が展開されていったことを明らかにした。研究課題に即し、具体的には、佛教大学附属図書館所蔵「新発田藩京都留守居役寺田家文書」のうちから、日々の執務記録である『御用留』のデジタル撮影と、それを用いた翻刻ならびに解読を、主な柱として作業を進めた。その結果として、これまでに知られていなかった京都留守居が、具体的にどのような職務を担い、また特に幕末の慶応期において、現実の政局にどのようにかかわっていたか、を相当程度、明らかにしえた。新発田市立図書館所蔵の新発田藩関係文書は、存在自体はこれまでにも知られていたが、主要な研究の対象にされず、また佛教大学附属図書館所蔵の寺田家文書との対応関係も不明確なままであった。今回の調査により、両者の対応関係を確認することができた。新発田藩政文書によれば、寺田政得は、京都の町人身分の出身ながら、たしかに国許でも「京都留守居」として認知されていること、および役人帳簿類にも氏名が掲載されていることなどを確認できた。これらは、町人から武士へという身分上昇と、その藩政府側での認知の状況を見るうえで貴重な成果である。さらに、それらの背景に当たる全般的な政治状況について、学会やシンポジウムで報告できたこと、また、その内容を、研究誌上で活字化して公表できたことなど、研究の進展ぶりを具体的に表示できる。第1に、『御用留』26冊を、書籍にまとめて刊行する。京都留守居の活動状況を全般的に、通覧できる史料は、これまでに活字化されたことがないので、この刊行は、それだけでも、大きな意義を持つと予想される。
ショウジョウバエ極細胞形成因子の卵巣内および胚内分布の電子顕微鏡による解析

ショウジョウバエ胚発生過程において、mtlrRNAは極細胞形成因子として機能することが証明されており、ミトコンドリアから搬出され極顆粒に局在することが明らかにされている。極顆粒にmtlrRNAが局在することは、このRNAが生殖系列形成に重要な役割を果たしていることを示唆している。本研究は、mtlrRNAが、発生過程のどの時期にミトコンドリアからどのようにして搬出され極顆粒に局在し、極細胞形成に関わるのかを形態レベルで明らかにすることを目的とした。1.初期胚発生過程におけるmtlrRNAの分布を観察した結果、mtlrRNAは産卵直後から極細胞形成直前までの限られた時期のみに極顆粒に局在することが明らかになった。産卵直後の極細胞質では極顆粒とミトコンドリアが近接しており、その状況下でmtlrRNAがミトコンドリアから搬出される可能性が示唆された。2.pre-embedding法によるin situ hybridization法を開発し、ミトコンドリア内部と外部のmtlrRNAのシグナルを検出できるようになった。その結果、mtlrRNAがミトコンドリアから搬出される過程を追跡することが可能となった。3.Tudorタンパク質の機能を欠く突然変異胚ではmtlrRNAがミトコンドリア外へ搬出されないことが示唆されており、Tudorタンパク質は極顆粒のみならずミトコンドリアにも局在していることが報告されている。したがって、Tudorタンパク質がmtlrRNAのミトコンドリアからの搬出に関わるのではないかと考えて、Tudorタンパク質の局在を観察した。実際、Tudorタンパク質は、mtlrRNAがミトコンドリアから搬出される時期にmtlrRNAと同様に極顆粒の周縁部にかたよって分布していた。今後はTudorタンパク質とmtlrRNAの同時検出を試みmtlrRNAの搬出機構の糸口を明らかにする予定である。電子顕微鏡レベルのin situ hybridizationによって、ショウジョウバエ極細胞形成因子の一つであるミトコンドリアのlrRNA(mtlrRNA)の初期発生過程における分布の変化の概要を明らかにした。産卵直後の卵細胞でmtlrRNAのシグナルはミトコンドリアと極顆粒との間に分布し、次に極顆粒に分布し、極細胞形成期に極顆粒から離れ、極細胞中の極顆粒ではMtlrRNAが局在しないという観察結果を得た。またパラフィン切片を用いた光学顕微鏡レベルのin situ hybridizationの結果、卵巣中の成熟した卵母細胞ではMtlrRNAのシグナルは認められないが、産卵直後の卵ではシグナルが認められた。さらに、未受精卵では、mtlrRNAは既に後極に局在していた。卵巣中の成熟卵におけるMtlrRNAの局在を成熟卵を針で切断した後にin situ hybridizationを行いMrlrRNAを検出したが、卵巣内の成熟卵ではmtlrRNAはミトコンドリアから外に搬出されていないと思われる。従って、MtlrRNAのミトコンドリアから細胞質への搬出が受精ではなく卵成熟を契機にしている可能性が示唆された。一方、ショウジョウバエ極細胞形成にはposterior group遺伝子群と呼ばれる遺伝子のうちでoskar,tudor,vasa遺伝子が不可欠である事が知られている。これらの遺伝子産物の局在とmtlrRNAの局在とを比較することによりmtlrRNAの機能を一層明かにする計画である。極細胞形成因子であるmtlrRNAがミトコンドリアから搬出されてから極細胞質から消失するまでの変化過程を電子顕微鏡レベルのin situ hybridization法を用いてほぼ明らかにすることができた。この結果を現在まとめている。しかし、ここで用いたpost-embedding法によるin situ hybridization法はミトコンドリア外部のmtlrRNAの検出には適していたが、モトコンドリア内部のmtlrRNAの検出ができなかった。

そこでpre-embedding法によるin situ hybridization法を検討中であるがまだ充分な結果は得ていない。Ding etal(1994)はmtlrRNAは極細胞形成に不可欠な因子とは言えないと報告した。しかし、我々のグループでは同様の実験からまったく異なる結果を得ていた(Kobayashi et al,1994)。両者の結果はosk-bcd3'UTRのショウジョウバエ胚を用いた実験から得られている。bicoid遺伝子はショウジョウバネ胚の前極で発現するがbicoid3'UTRを生殖細胞決定因子であるoskar遺伝子に結合させた融合遺伝子を、ショウジョウバエに導入すると、本来は後極にしか形成されない極細胞が前極にも形成される(Ephrussi and Lehman,1992)。このようなosk-bcd3'UTRのショウジョウバエの卵の後極ではmtlrRNAのシグナルが見られるのに前極ではmtlrRNAのシグナルが見られないのでmtlrRNAは極細胞形成に不可欠とは言えないとDing etal(1994)は報告した。我々のグループでさらに詳しい追試および電子顕微鏡レベルでのin situhybridizationを行い検討した結果、osk-bcd3'UTRのショウジョウバエの前極でも後極と同様にmtlrRNAはミトコンドリアから外に搬出されていることが明らかとなった(Kobayashi et al,1995)。極細胞形成因子であるmtlrRNAがミトコンドリアから搬出されてから極細胞質から消失するまでの変化過程とを電子顕微鏡レベルのin situ hybridization法を用いてほぼ明らかにすることができた。この結果をD.G.D.38,489-498(1996)に報告した。しかし、ここで用いたpost-embedding法によるin situ hybridization法はミトコンドリア外部のmtlrRNAの検出には適していたが、ミトコンドリア内部のmtlrRNAの検出ができなかった。そこでpre-embedding法によるin situ hybridization法を試みた。その結果、Lowicryl HM20に包埋し低温紫外線重合させたブロックを薄切した切片を用いることにより、ミトコンドリア内部のmtlrRNAシグナルが検出可能になった。次に、mtlrRNAの搬出機構解明の糸口を得るためにTudorタンパク質の局在を観察した。Tudorタンパク質の機能を欠く突然変異胚ではmtlrRNAがミトコンドリア外へ搬出されないことが示唆されている。さらにTudorタンパク質は極顆粒のみならずミトコンドリアにも局在していることが報告されている。以上のことからミトコンドリアに局在するTudorタンパク質がmtlrRNAと結合しmtlrRNAをミトコンドリア外の極顆粒へと移送するのではないかと考えた。
複合アニオン化合物の新規化学物理機能の創出

光触媒、光電極:前田、岡(A01公募)、本郷(A01分担)らの協働により、パイロクロア構造を有するPb2Ti2O5.4F1.2が可視光応答可能な狭いバンドギャップを特異的に有し、可視光応答型光触媒となることを明らかとした。内本、片桐(A01公募)らが中心となり、Zn-Ga LDHと尿素の混合物から調製されたGaN:ZnO光触媒の合成メカニズムをXAFSと質量分析法により追跡したところ、Znシアナミド化合物が反応中間体として生成し、Gaを窒化することが明らかになった。電池材料:内本が中心となり、Ruddlesden-Popper型構造の酸フッ化物Sr2MO3F(M=Ni, Co, Mn)が電気化学的なフッ化物イオンの挿入脱離を可能とし、高い充放電容量を示すことを明らかにした。蛍光体:田部を中心として、Ce3+添加(Gd,Y)3(Al,Si)5(O,N)12ガーネット、Ce3+添加Sr3AlO4F蛍光体の開発に成功した。前者では、発光波長のレッドシフトと温度消光が酸化物より低温で起こることを明らかとし、後者では同型構造のSr2GdAlO5蛍光体と比較して、高温まで温度消光しにくいことを認めた。磁性体:松石らが先行して見出していた反強磁性絶縁体であるLaMnPOにおいて、酸素イオンの水素アニオン部分置換により強磁性金属に変化すること、および高水素置換領域ではさらに反強磁性金属に変化することを発見した。南部(A02公募)との協働による中性子回折測定によって、LaMnPO0.05H0.95ではMnAs層内でMnのスピンが強磁性配列、層間で反強磁性配列した新たな磁気構造であることを明らかとした。長谷川、関場(A02公募)らの協働により、酸素をドープした蛍石型NdD2エピタキシャル薄膜(NdD2Ox)を合成し、最高でTC10 Kの強磁性を示すことを見出した。上記の通り、A03班が関与した領域内共同研究は極めて活発に行われている。その結果として、2018年度内に出版した共著論文は40報以上になる。複合アニオン化合物の新規物理化学機能の創出という観点からも、これまでの光触媒研究で主たる探索ターゲットとなり得なかった酸フッ化物が、有望な可視光応答型光触媒になりうることを明らかにするなど、突出した成果が得られている。これらの事実から、本計画研究は順調に進展していると判断した。本計画研究は、班長の前田の統括の下、光触媒・光電極(前田)、二次電池活物質(内本)、蛍光体(田部)、誘電体・磁性体・薄膜材料(長谷川)、熱電材料(森)、超伝導(松石)の計6チーム、公募研究9件、さらにはA01班、A02班も含めた有機的連携に基づき推進していく。2019年度においては以下の研究を計画している。(1)尿素窒化法による窒化物合成メカニズムを体系化するため、本法で調製可能なLaTiO2N等の酸窒化物について、XAFSによる反応機構解明を実施する。(内本、A01公募・片桐、A02分担・野田、前田)(2)酸フッ化物Sr2MO3F(M=Ni, Co, Mn)におけるフッ化物イオン挿入脱離時の電荷補償機構、フッ化物イオンの挿入サイトを明らかにし、フッ化物イオン電池の新規電極材料設計のための知見を得る。(内本、A01分担・陰山、A01公募・辻本、前田)(3)酸ハロゲン化物YOX:Eu3+の価電子帯のアニオンX置換による制御を目指し、第一原理による構造最適化およびフォノン計算によって安定な結晶構造について予測する。また発光スペクトルに基づいて局所構造について議論し、価電子帯制御による残光発現の可能性についても検討する。(田部、A01分担・本郷、A02公募・前園)(4)非晶質複合アニオン化合物半導体薄膜を用い、フレキシブル熱電変換モジュールやInフリーの高移動度薄膜トランジスタなどのデバイスを実現する。また、XAFSなどの分光学的手法により組成・構造と電子状態や物性の関係を明らかにする。(長谷川、森、A02分担・吉田、A02公募・関場)(5)高温熱電材料を複合アニオン化したことによる機械的特性などの効果を解明し、実用化へ向けて知財を創出確保するだけでなく、本材料を使用した熱電発電モジュールの試作と評価を実施する。(森)光触媒、光電極: TiO2:Ta/Nが優れた水の酸化光触媒となることを見出し、光電極系の構築にも成功した(前田)。さらには、実反応条件下での光触媒の姿を捉えるためのその場XAFS測定に関する予備的検討を済ませた(内本)。また、酸素をヘビードープしたTa3N5が超分子錯体光触媒との融合により新たなCO2還元光触媒となることを明らかとし、無ドープのTa3N5を用いた系と比べて4倍の高活性を実現した。この材料に関する理論計算を行い、Ta3N5への酸素ドープが、不純物準位をバンド間に生じさせ、それが還元反応に重要な役割を果たしていることを明らかとした(牛山)。電池活物質、蛍光体、磁性体、熱電材料など: LiFePO