hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネットワーク分析を用いた生活機能維持困難地域の測定手法の開発

今後は一部地域で終わっている分析を今回調査を行った自治体すべてに分析を進めていく予定である。また高齢者の移動は、高齢者自身の生活に関わる行動への規範や意識が大きく影響するので、高齢者の規範の違いを投影した分析という次の研究目標への進展を考えている。本研究は人口減少している地方で、生活維持のために必要とする社会資本はどれだけか、特に地域の人口減少を遅らせ、地域においてコミュニティが機能し維持できるために何が必要か、その判断材料としての社会資本を定量的に記述できる指標の構築を目指した。この調査過程で、住民の移動手段の充足率を測定することで、コミュニティの安定度を表現しうる指標になり得ることが、現地調査、地域の各種統計データなどを交えて明らかになった。また高齢者住民には一定の移動アルゴリズムが存在することを定量的に示すことができた。この結果は、一部学術論文や学会発表の形で公表しているが、今後も分析を続け、結果を公表して行く予定である。平成26年度の研究概要でも書いたとおり、まず研究計画の順序を入れ替え、地方での生活機能維持に関する状況について調査した。この調査の中で、研究の領域を自家用車非所有層への交通支援への取り組みを評価することで、地域の生活機能に関わるインフラ(商店・病院・学校など)へのアクセスの容易さを評価する一指標となりうるのではないかと考えた。このため平成25年度での和歌山などの調査に加えて、中国・四国・東北の各地方を訪問し、地域住民向けのデマンド交通の実施状況を調査することで、利用に関する実態の特徴を抽出することが出来た。この調査の結果、デマンド交通の利用者は後期高齢者の女性が大半(概ね80%前後)、利用目的は病院への通院と買い物がほとんどということが明らかになり、こうしたデマンド交通が地域の生活機能維持に重要な役割を果たしていることが明確になった。この結果は同時に、生活機能の維持に別の課題をもたらすことも明らかになった。まず、こうした交通の提供が地方財政に負担になること、交通機関の利用は地区人口に影響を及ぼすケースがあることなどが示された。このどちらのケースとも地域に影響をもたらすことは明らかである。しかし、交通機関提供から発生する問題ではないので、この地域の特性を評価する必要がある。これを平成27年度の交通機関が比較的充実していると考えられる大都市部で調査を行うことで、ある程度地域特性の評価を踏まえた研究に進展すると予測できる。また各自治体からデマンド交通や詳細な地区別社会指標データを入手したものを、一部地域のみで試行的に所属研究機関の学術誌から論文として刊行し、和歌山の例も環境経済・政策学会で発表を行った。これをベースに、平成27年度では他地域との比較を明確にしながら、地域の生活機能維持の状況を評価する指標やメカニズムについて、学会発表や論文の刊行に繋げていく予定である。数理社会学平成27年度においては、平成26年度までの各地方での調査によって明確になった問題点を整理して、生活機能維持に関して地域が持つ特性を明確にするために、大都市部での調査を行おうと思う。
学習者用デジタル教科書の標準書式に基づくコンテンツ開発と協働学習アプリとの連携

昨年度までに開発したStudyXのアクティビティモードを活用したデジタル思考ツール系の開発と試行を行った。懸案であった、テキストボックス機能を実装することは、予算的に困難であったため断念し、次の2つを実施し、成果を得た。〇プログラミングの思考過程を記録し再現できる教材を開発し、実践してその活動記録を分析することによって、児童の思考過程には、二つのタイプがあることを明らかにした。「論理的試行錯誤」と考えられるものと、「当てずっぽう試行錯誤」と考えられるものであった。誤りのあるプログラムを修正する課題を出したところ、論理的試行錯誤グループはその誤りに気づき修正できるが、当てずっぽう試行錯誤のグループは誤りに気づき、修正することが困難であることが明らかになった。このことから、小学校におけるプログラミング教育において、当てずっぽう試行錯誤を行う児童を見つけ、しかるべき対応をすることが必要と思われる。〇本システムを活用したデジタル教材の可能性を拡大するために、ドローンによる空撮教材の試作を行った。小学校の上空約100mから360度写真を撮影し、それを1か月毎に継続して1年間の変化を観察できるようにした。児童にとって、身近な環境の時間変化を、上空から俯瞰することによって、様々な発見があることが示された。これをもとに、StudyX上で、空撮写真を操作しながら、季節の変化を探る教材を構想した。これまでの成果および本年度の成果により、本システムの考え方は、市販の既存の教育用システムに拡張機能として取り入れられることが決定した。デジタル教科書は次年度から本格運用になるが、アクティビティモードによる、操作過程の再現と蓄積機能、クラスとしての共有機能が、一般に使われるシステムにも応用されることが期待される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、1学習者用デジタル教科書に求められる主要な機能を含むデジタルコンテンツの開発と試行を通して、標準仕様とデジタル教科書ビューアの効果と課題を明らかにすること、2学習者用デジタル教科書コンテンツの必要な部分をコピーして自分用のデジタルノートを作成し、友達と共有することのできる表現・協働学習アプリケーションを開発し試行・評価すること、3学習者用デジタル教科書と連携して稼働する、児童生徒の理解状態を診断・補充する機能を有する個別学習アプリケーションを開発し、試行・評価すること、4必要性があれば標準仕様の改善方法を提案することを目的としている。1については、標準仕様が公表されなかったため、次年度以降の課題としたため、平成26年度の成果は、2と3に関係する次のような内容である。2については、学習者用デジタル教科書と連携して稼働する表現・協働学習アプリケーションを試作し、文部科学省が進めるデジタル教科書の実証に協力した。具体的には、デジタル教科書ビューアからのイベントによって表現・協働学習アプリケーションが起動され、学習者が選択した画像データを受け取り、同アプリケーションの画面の背景として取り込み、上のレイアに描画して、その画面を電子黒板に送信してクラスで共有できる仕組みを実現した。文部科学省の委託授業の実証協力校において、算数の面積の授業で試行が行われ、動作することが検証された。3については、児童生徒の理解状態を診断・補充する機能を有する防災教育用のコンテンツを開発し、将来、理科や社会科のデジタル教科書と連携して稼働することができるような準備を行った。このコンテンツについては、防災教育のテーマの研究開発学校である実証校で児童とカリキュラムの評価のために活用された。今年度は、主に2と3に関する成果が得られた。2について表現・協働学習アプリケーションとして、板書を記録し共有するツールとタブレットに表示されたデジタル教科書をキャプチャして書き込み共有するためのツールを開発した。これは、デジタル教科書が使用されるようになっても、日本の一斉指導の授業スタイルが大きく変わることがないことを想定し、教員による課題等の板書を基本とする授業展開の中で、デジタル教科書と表現・協働学習アプリケーションを組み合わせて活用できる環境を提供するものである。3についてデジタル教材がデジタル教科書と一体的に使用できるようにするために必要となる教材内容コードのデータ構造および、デジタル教材のモジュールコードのデータ構造の設計を行った。データの内容は、作成機関識別、学校種、学年、教科・科目、単元、知識目標、能力目標、属性1(提示型/個別学習(チュートリアル/ドリル)/資料/解説/整理)、属性2(練習/テスト/分析(診断)/補充/チャレンジ)、属性3(難易度)、通し番号(3桁の番号、属性4(モジュール内容(分岐あり/なし等)、属性5(アクセシビリティ/特別支援向け/通常)、属性6(予約)などである。デジタル教科書の位置付けに関する検討会議が文部科学省の教科書課において設置され検討が開始されたことにともない、情報教育課で進めていたデジタル教科書の標準化は、その検討結果を待つこととされた。そのため当初本研究で計画していた想定とは異なってきたが、逆に教科書課の検討によって、デジタル教科書が制度的にも明確なものとなってきたため、本研究は、新たに定められつつあるデジタル教科書の定義に基づいて進行することとした。

すなわち、従来はデジタル教科書の範囲をコンテンツとビューアの両者として想定していたが、紙の教科書の同一の内容のコンテンツ部分のみをデジタル教科書とする方針が明確になり、音声や動画などは、デジタル教科書と一体的に活用できるデジタル教材として位置づけられることとなった。この変更にともない設計を変更することとした。学びのイノベーション事業により示されたデジタル教科書・教材のイメージと比較し,文部科学省の検討会議では,デジタル教科書の範囲を狭く定義した。このことから,デジタル教科書と一体的に利用できるデジタル教材やアプリなどを含む学習環境の在り方が一層重要となった。そこで,本研究では,デジタル教科書,デジタル教材,アプリが連携して稼働する学習環境を構築するための基本的な仕組みを提案し開発した。なお,多様な情報端末,複数のOSに対応することが前提である。その特徴は,一般のWebブラウザをビューアとして用い,html5により記述されたデジタル教科書コンテンツを中核とした設計としている点である。具体的には,アノテーションやデジタル教材やアプリとの連携のための「教科書・教材基本ツールライブラリ(JavaScriptコード)」が,デジタル教科書コンテンツによりロードされて,API経由で有効化され利用される。次の4つの学習モードを備えている。1デジタル教科書モード:デジタル教科書を閲覧でき,ピンチアウト拡大が可能。2アクティビティモード:教科書の内容と関係するインタラクティブなシミュレーションなどが可能。学習記録データによって画面上でのオブジェクトの操作やアノテーションの表現過程の再現が可能。また,協働学習アプリとの連携が可能。3デジタル教材モード:補助テキスト,動画など関連する情報を提示可能。4指導者モード:教科書の内容に関係する指導書の内容を閲覧可能。また,協働学習のためのアプリケーションであるシェアリングボードを開発した。各学習者のアクティビティモードの学習者端末の情報を電子黒板でサムネイル表示し,さらに選択された学習者のアクティビティを再現することが可能である。デジタル教科書モード,指導者モード,アクティビティモードの基本部分は開発を完了した。また,再現機能を有するシェアリングボードが完成したことは,予定よりやや進んでいることになる。アノテーションについては,undo機能を有していない,テキスト(文字列)ボックスの機能を有していないなど,今後の改善の余地がある。ユーザ管理,学習記録の保存・管理・活用に必要となる機能は,今後の開発課題である。開発を完了した機能を活用した試行を行った。内容は防災教育に関するもので,小学校1年生から6年生まで,各学年1クラスの児童の協力を得て,システムが有効に機能することを示すことができた。
生物活性炭と膜処理のハイブリッドシステムによる浄水処理の基礎的研究

水道水に対する、水質、水量両面の要求の高まりにより、現在益々浄水処理の高度化が求められている。そのためには、一つには膜処理により固液分離の精密化をはかり、また、膜では除去できない溶解性成分の除去を活性炭処理により行わせることが有効と思われる。本研究では、生物活性炭と、膜処理を組み合わせた処理のための基礎的研究を行った。まず、公称分画分子量50000の膜を用い、生物難分解性のフミン質を主成分とする北村泥炭地水を原水として、活性炭処理が膜処理に与える影響を検討し、凝集処理との比較を行った。また、活性炭の生物活性炭としての機能を検討するために、千歳川表流水を原水としてCalgon社製Filtasorb400(以下F-400)とPICA社製PICABIOL(以下PICA)の性質の異なる2種類の活性炭を用いて、プラント実験を行った。F-400は単位質量当たりの膜面積が非常に大きく、有機物等の吸着能に優れ、一方PICAは吸着能はF-400より劣るものの、細孔径が大きく活性炭層への微生物の付着を促し、有機物の生分解やアンモニア性窒素の硝化をより有効に行えるものと考えられている。本研究により以下の知見が得られた。(1)膜のFLUX低下を抑制する効果は凝集処理の方が活性炭処理より優れている。(2)実験に用いた分画分子量50000の膜では紫外部発現性の分子量2000以上の成分が膜の閉塞に大きく関与し、原水のE260、TOCの値のみでは不十分である。(3)生物活性炭としての機能はアンモニア性窒素の除去についてはPICAが若干優れていたものの、E260除去率、THMFPの除去性のいずれもF-400が優れていた。しかしながら、低水温期の実験で生物処理性が低かったので今後も実験を続ける必要がある。
上皮管腔組織が内包する細胞間相互作用を介したがん抑制システムの遺伝的基盤

ヒトのがんのほとんどは上皮由来であり、上皮がんの発生・進展には上皮細胞の頂底極性(apico-basal極性)の崩壊が深く関与している。一方、上皮管腔組織に極性が崩壊した細胞が生じると、正常な組織は極性崩壊細胞を積極的に組織から排除することでその恒常性を維持する可能性が近年示唆されている。我々のグループはこれまでに、嚢状の上皮管腔構造を示すショウジョウバエ成虫原基をモデル系として用い、このような細胞排除システムが実際に上皮管腔組織に存在することを明らかにしてきた。しかしながら、その分子基盤についてはいまだ不明な点が多い。本研究では、正常な上皮細胞が極性崩壊細胞を認識・排除する分子基盤を明らかにし、上皮管腔組織が内包するがん抑制システムの分子基盤を生体レベルで理解することを目指す。この目的を達成するために、極性崩壊細胞を取り巻く正常細胞側に突然変異を導入し、これにより細胞排除システムに異常をきたす変異体を網羅的に単離・その責任遺伝子を解析した。その結果、正常細胞側で機能する細胞膜上のリガンド様タンパク質を同定することに成功した。さらに我々は、このリガンド様タンパク質に結合する、極性崩壊細胞側の受容体を、RNAiを用いた遺伝学的スクリーニングを行い、その同定に成功した。27年度が最終年度であるため、記入しない。この目的を達成するために、本年度は、極性崩壊細胞を取り巻く正常細胞側に突然変異を導入し、これにより細胞排除システムに異常をきたす変異体を網羅的に単離・その責任遺伝子を解析した。その結果、興味深いことに、正常細胞側で機能する細胞膜上のリガンド様タンパク質を同定することに成功した。本年度は、大規模遺伝学的スクリーニングを実施し、極性崩壊細胞が生じた上皮管腔組織において機能する、細胞膜上のリガンド様タンパク質を同定することに成功した。本研究成果は、上皮管腔組織に生じたがん原性の極性崩壊細胞を認識するリガンドが存在することを示唆しており、「リガンドー受容体システムを介した上皮管腔組織における内在性がん抑制」という新たな概念を提起する可能性を秘めていると考えられる。極性崩壊細胞上に発現すると考えられる、内在性がん抑制機構における受容体を同定する。今回同定された細胞膜上のリガンド様タンパク質を認識し得る受容体は、ショウジョウバエにおいては32種類存在する。そこで、この32種類の受容体候補に対するRNAiを極性崩壊細胞において発現させ、細胞排除システムに異常をきたす変異体を単離・受容体を同定するスクリーニングを実施する。さらに、本実験により同定された「リガンドー受容体」システムが細胞排除を引き起こす分子機構を遺伝学的に解析する。
歯髄細胞が産生する TNF-α 誘導因子の探索

我々は、これまでに歯髄線維芽細胞が分泌するタンパク質に絞りマクロファージのTNF-α誘導因子の同定を行ってきた。今回は蛋白以外の候補分子、特に細胞外分泌核酸に焦点を絞り、その同定を進めてきた。大量の培養上清からDNA、mRNAを濃縮・回収しTHP-1に作用させた結果、TNF-α産生誘導能は僅かに存在する程度であった。回収したDNA、mRNA単独では僅かなTNF-α産生誘導能しか存在しなかったが、歯髄細胞から産生されるタンパク質との相互作用によってTHP-1からのTNF-α産生誘導能を増加させる可能性は考えられるため現在検討を行っている。申請者はこれまでの当研究室の研究を発展させ、ヒト歯髄細胞、ヒト歯肉線維芽細胞、ヒト歯根膜線維芽細胞の培養上清をマクロファージに添加し、歯髄細胞の上清を添加したときのみマクロファージからTNF-αの産生誘導が生じることを確認した。また、歯髄細胞培養上清をタンパク質分解酵素で処理後にマクロファージ上清に添加すると、そのTNF-α産生性は非処理群と比較して有意に低下するものの、その減少は50%程度に留まり、マクロファージが歯髄細胞からの液性因子に未だ反応することを明らかにしている。更に作用因子を同定する為回収した歯髄細胞の上清の凍結、解凍を繰り返し行いマクロファージに作用させた場合においてもTNF-α産生はタンパク質分解酵素で処理後と同様の結果を示した。以上からTNF-α産生誘導分子はタンパク質のみではなく、核酸や脂質などの歯髄細胞分泌因子もマクロファージに作用し、TNF-α産生誘導に寄与している可能性が示唆された。培養上清からのDNAの回収は、溶液からのDNA抽出用にデザインされた磁気ビーズを回収した培養上清と混合させ、培養上清中に微量に存在するDNAを分離することで行い、それぞれ無血清標準培地に混合し、マクロファージをこの培地で24時間培養した。マクロファージからのTNF-α産生誘導は認められたが、反応は微弱であった。歯髄炎の初期反応では、歯髄において樹状細胞やマクロファージなどの炎症性細胞浸潤が認められ、歯髄炎の成立に重要な役割を果たしていると考えられている。申請者はこれまで歯髄炎を想定した「歯髄細胞とマクロファージの共培養系」において、炎症性サイトカインである腫瘍壊死因子(TNF-α)の産生が亢進することを明らかにしてきた。歯髄細胞が産生する液性因子を介することで、マクロファージはTNF-αを産生していると考えられそこにはある種のネットワークが存在すると想定される。申請者は歯髄細胞の培養上清中のTNF-α誘導因子として主にタンパク質に着目して同定を行ってきたが、培養上清中には他に核酸、脂質、イオンなども存在しマクロファージの活性に影響を与えていると考えられる。そこで、歯髄細胞培養上清中のタンパク質以外のマクロファージに対するTNF-α誘導因子が存在するかどうかを確認するために回収した歯髄細胞の培養上清をproteinasekで処理後、分化THP-1に作用させTNF-α産生量があるかどうかを確認した結果、減少はするものの一定のTNF-α産生誘導が残存する事を確認した。その上で核酸に焦点を絞り誘導因子の同定を行った。培養上清を回収し、DNA・mRNA回収用にデザインされた磁気ビーズを回収した培養上清と混合させ、培養上清中に微量に存在するDNA・mRNAを濃縮・回収した。回収したDNA・mRNAをTHP-1に作用させたがTNF-α産生誘導能は微弱であったため、更に大量の培養上清からDNA・mRNAを濃縮・回収したが同様の結果であった。申請者のH26年度の予定は、1培養上清中に微量に存在するDNAを分離・濃縮し、抽出したmRNA及びDNAをそれぞれ無血清標準培地に混合後、マクロファージをこの培地で24時間培養、形態変化を観察、記録すると共に24時間後の上清を回収し歯髄細胞培養上清から得られたmRNAまたはDNAにTNF-α産生能があるかを検討する事、2mRNAまたはDNAにマクロファージにおけるTNF-α産生能が認められた場合には、その責任配列を同定し目的RNAを大量に精製する事であった。DNAを抽出しマクロファージに添加した後のTNF-α産生誘導が微弱であり安定した結果が得られないため責任配列を同定できていない。現在、培養上清を大量に産生し濃縮する作業を行っているがその作業に時間を要している。保存治療系歯学まず歯髄培養上清を大量に産生し濃縮する。その溶液からDNA抽出用にデザインされた磁気ビーズを回収した培養上清と混合させDNAを分離する。抽出したmRNA及びDNAをそれぞれ無血清標準培地に混合し、マクロファージをこの培地で24時間培養する。

上清を回収し、上清内のTNF-α量をELISAにて検討し、歯髄細胞培養上清から得られたmRNAまたはDNAにTNF-α産生能があるかを検討する。mRNAまたはDNAにマクロファージにおけるTNF-α産生能が認められた場合には、その責任配列を同定する。候補となった核酸と先行研究で同定したタンパク質をそれぞれマクロファージの培養上清に添加し、マクロファージからのTNF-α産生の違いを比較検討する。さらに同定核酸のマクロファージにおけるパスウェイ解析を行い、特に同定核酸がmRNAであった場合、同定したmRNAまたはDNAをcy3またはcy5で標識し、マクロファージ上清中に添加し、経時的にその細胞内への取り込みを解析することで、その受容体が細胞膜上、細胞質内、核内かを併せて検討する。臨床応用を想定したin vivo研究ではラットの第一臼歯を露髄させ、同定核酸を髄腔内に投与した後に、経時的に炎症状態や患部周囲でのTNF-α産生量を検討する。H26年度は候補分子の同定を行う予定であった。培養上清中に微量に存在するDNAを分離し無血清標準培地に混合後にマクロファージをこの培地で24時間培養したが、マクロファージからのTNF-α産生誘導は認められたものの、反応は微弱であった。今後、歯髄細胞を培養した上清を大量に回収し濃縮後同様の実験を行う予定であるが当初の予定と比較して研究が遅れているため、予定していた物品購入をしなかったことが差額となった。歯髄細胞を培養した上清を大量に回収し濃縮後にDNAを回収する。遅れた実験を順次進めていく上で該当助成金を使用し物品購入を行う。その後はH27年度の助成金使用計画に沿ったものとする。
一価及び二価金属酸塩における水素結合をもつ新しい構造相転移物質の探索

1。新しい構造相転移物質の探索(1).Tl【H_2】As【O_4】において、DSC測定により-18゚Cで相転移によると思われるピークが見出された。ピークの面積から求めた熱量は0.2cal/g。(2).【Tl_3】H【(SeO4)_2】において、DSC測定により開始温度約393゚Cで相転移と思われるピークが見出された。面積から求めた熱量は0.8cal/gである。(3).【CsH_3】【(SeO3)_2】において、-128゚Cにあらわれる既に知られた反強誘電性相転移の他に、開始温度で降温時約-37゚C、昇温時-10゚Cに相転移と思われるピークが見出された。面積から求めた熱量は0.02cal/g。2.水素結合によるイオンの構造変化の規則性結晶中の水素結合したP【O_4】イオンHnP【O_4】(n=13)の歪が水素結合の長さによりどう変わるかを、集積したX線・中性子線構造解析データにより検討し、以下の知見を得た。(1).P-O距離,OPO角,O-O距離のBaur歪指数はO...O距離の増加とともに増加する。即ち、P【O_4】イオンの歪は水素結合距離とともに大きくなる。(2).(1)に対応して、いくつかの平均の、または個別の、P-O距離,OPO角,O-O距離もO...O距離と相関を示す。(3).P-O距離,OPO角,O-O距離の平均値は一定に保たれる。(4).HP【O_4】グループの方が【H_2】P【O_4】グループよりも明瞭な相関を示す。(5).O...O水素結合距離の変化によるP【O_4】イオンの歪の変化は、近似的に次のようにあらわすことができる。即ち、O...O距離が増加するにつれて、P原子はHP【O_4】では3m、【H_2】P【O_4】ではmm2の局所対称性を保ちながら、O原子のつくる正4面体の中心から遠ざかる。1。
片麻痺回復過程の運動準備電位およびfMRIによる脳機能分担再構築の研究

成人の脳にも可塑性のあることが示されている。本研究では機能的磁気共鳴画像によって脳機能の再構築をとらえることを目的とした。タスクは第2指の屈曲運動の反復で、健側、麻痺側、両側同時の手指運動の3種を、20秒運動後20秒休息で3サイクル実施した。1.5Tスキャナーにより、gradient echo-type EPIを得、統計処理を行って、運動により賦活化された脳の局在を同定した。対象は正常者1名、亜急性期の片麻痺患者4名である。いずれも初診時には中等度以上の筋力低下があったが、検査時には手指運動が可能なまでに回復していた。その結果、正常者、片麻痺患者ともに片側運動では反対側の、両側同時運動では両側の感覚運動野とその皮質下、補足運動野が賦活された。正常者では賦活部位は狭い範囲に限局し、片側運動で、わずかに同側感覚運動野も賦活された。患者では麻痺側運動で補足運動野の賦活の少ないもの2例、障害脳の賦活が正常脳より強いもの、両側同時運動で補足運動野の賦活のないものが1例ずつあった。随意運動のストラテジーは各自異なるように思われたが、これまでの報告とは異なり、麻痺手指運動で、正常脳がより賦活されることはなかった。どの患者にも正常手指の連合運動が見られなかったことと関連するかも知れない。また、補足運動野の賦活部位が1側か、両側か、障害脳の賦活部位が正常脳と全く同じ部位であるか否かは更に検討を要し、経過を追ったfMRIと症例の集積も必要である。一方、脳機能の再構築を知るために2回のfMRIはいつ撮るのが適切かを検討するために、手持式数取器で上肢巧緻運動を、握力計で筋力を1週ごとに4週まで測定した。正常側の運動機能は発症14日目以降で優位の改善を示すことがわかった。*なお、本研究構帝京大学医学部附属市原病院の倫理委員会で承認され、被験者には検査の目的と方法を十分説明した後で書面での同意を得た。平成12年度はfMRIによる脳機能の評価のための下準備を行った。先ず、帝京大学医学部附属市原病院の倫理委員会に、脳血管障害患者および正常者のfMRIを撮ることについて実施の申請をし、承認された。次に、手指の伸展、屈曲を繰り返すことにより、良好なfMRIが得られるか検討した。そのために、1)右側の全手指運動、2)左側の全手指運動、3)両側の同時の全手指運動を、20秒運動後20秒休息で6-10サイクル(合計約10分間)実施し、この時、T^*MRIをとり、後に統計処理を行って、運動により活性化された脳の局在を同定した。手の運動野と補足運動野に運動により活性化された部位が、比較的良好な画像として得られた。本来は1本の手指(示指)によるfMRIを目的としているので引き続き検討する。一方、脳機能の再構築を知るために2回のfMRIはいつ撮るのが適切か検討した。そのために、単巣性脳血管障害による片麻痺患者26名の上肢機能を手持式数取器で巧緻運動を、握力計で筋力を1週ごとに4週まで測定した。発症から初診時までの期間は平均2.5日であった。

その結果、4週目と比較した初診時の健側上肢機能は巧緻運動で84%、握力で89%に低下しており、運動機能は発症14日目以降で優位の改善を示すことがわかった。平成13年度はfMRIによる解析を行った。タスクは第2指の屈曲運動の反復で、健側手指運動、麻痺側手指運動、両側同時の手指運動の3種であり、20秒運動後20秒休息で3サイクル実施した。対象は正常者1名、亜急性期の片麻痺患者4名である。いずれも初診時には中等度以上の筋力低下があったが、検査時には手指運動が可能なまでに回復していた。なお、本研究は帝京大学医学部附属市原病院倫理委員会で承認され、被験者には検査の目的と方法を十分説明したあとで書面での同意を得た。その結果、正常者では、片側運動で反対側の感覚運動野、その皮質下、補足運動野とわずかに同側感覚運動野が賦活され、両側同時運動では両側の感覚運動野とその皮質下、補足運動野が賦活された。いずれも狭い範囲に限局していた。片麻痺患者でも正常者と同様に、片側運動では反対側の感覚運動野、その皮質下、補足運動野が賦活され、両側同時運動では両側の感覚運動野とその皮質下、補足運動野が賦活された。しかしいずれも手指運動と同側の皮質の賦活は見られなかった。中大脳動脈の梗塞例で障害脳の賦活部位は上、前方に偏倚した。麻痺手指運動で補足運動野の賦活の少ないものが2例、障害脳の賦活が正常脳より強いもの、両側手指同時運動で補足運動野の賦活のないものが1例ずつあった。随意運動のストラテジーは各自異なるように思われたが、予想に反して、障害脳の機能を代償すべく正常脳の感覚運動野野や補足運動野がより賦活されることはなかった。また、補足運動野の賦活部位が1側か、両側か、障害脳の賦活部位が本来の感覚運動野や補足運動野と全く同じ部位であるか否かの結論はまだ得られなかった。今後経過を追ったfMRIの解析と症例の集積が必要である。
植物ステロイドホルモン「ブラシノステロイド」の生殖ホルモンとしての新機能解明

<ブラシノステロイド(BR)の生殖能獲得に対する促進効果の解析>シロイヌナズナでの予備実験で観察された、培地上で発芽した花粉管に対する生殖能獲得促進効果について、トレニアでも見られるか調べる条件を検討した。培地上で安定してトレニアの花粉管を発芽させ胚珠と共培養する実験系ならびに技術の確立を進めた。また、シロイヌナズナを用いて、雌しべ組織とBRの関係について解析した。BRは雌しべ組織と、花粉管に対して、それぞれ効果を持つことを明らかにした。<花粉への作用メカニズムの解析>花粉においてBRのシグナリングがどのように働いているか調べた。培地上で発芽した野生型花粉管に対してBRを与えた場合は、与えない場合に比べて700以上の遺伝子が発現上昇し、雌しべを通過した花粉管の発現プロファイルに近づくことが明らかとなった。<新規受容体探索への挑戦>雌しべおよび花粉管において、BRシグナリングがどのように働いているか解析した。花粉管では、BRの受容体BRI1、BRLs、BAK1をはじめとした、シグナリング経路の遺伝子群は、ほとんど発現していなかった。bri1変異体については、少なくとも形成された花粉管は問題なく伸長、誘引されるようであるので、BR感受性についてさらなる解析を進める。また、有機化学合成による解析で、BRI1のアンタゴニストとされる分子にも促進活性があり、構造活性相関を明らかにした。この知見を基盤に、受容体の同定を進める。なお、有機合成化学の成果から、新規の花粉管機能の制御分子群として、特許を出願した。有機合成化学に関する共同研究が想定以上に進展し、ブラシノステロイド受容体BRI1のアゴニストおよびアンタゴニストとされる分子をもとに、構造活性相関解析を進めた。これにより、BRI1に対するアンタゴニストとされる分子やその誘導体群にも促進活性があることが明らかとなり、新規受容体同定に向けた端緒が得られた。さらに、特許の出願も完了し、自由に研究活動も進められる状態となった。初めの論文について投稿の目途もたったため、当初の計画以上に進展していると判断できる。<ブラシノステロイド(BR)の生殖能獲得に対する促進効果の解析>トレニアでは培地上で受精を引き起こすために花粉管が花柱を通過することは必須であり、花粉管の花柱依存性はシロイヌナズナよりも高い。トレニアにおいてもBRが生殖能獲得に対する促進効果が見られるか、これまでに確立しつつある実験系を用いて解析を進める。普遍性について議論する。<花粉への作用メカニズムの解析>花粉においてBRのシグナリングがどのように働いているか調べる。特にBRI1シグナリング経路の関与について明らかにする。BRI1が欠損してもBRの生殖能獲得促進が見られるか、BRI1下流のシグナリング経路の活性化が生殖能獲得に関係しないか、明らかにする。また、BRの花粉(管)での細胞膜透過性について調べるために、蛍光分子をつけた誘導体の作製についても検討する。<新規受容体探索への挑戦>花粉管誘引に対する促進効果見られる新規分子について、BRと同じ標的遺伝子群が発現変動するか確認する。誘導体を用いた、相互作用分子の直接的な同定に向けた条件検討を進める。また、ステロイドホルモンであることに着目し、候補と考えられる分子がないか検討し、逆遺伝学的なアプローチについても検討する。<ブラシノステロイド(BR)の生殖能獲得に対する促進効果の解析>

トレニアでは培地上で受精を引き起こすために花粉管が花柱を通過することは必須であり、花粉管の花柱依存性はシロイヌナズナよりも高い。トレニアにおいてもBRが生殖能獲得に対する促進効果が見られるか、これまでに確立しつつある実験系を用いて解析を進める。普遍性について議論する。<花粉への作用メカニズムの解析>花粉においてBRのシグナリングがどのように働いているか調べる。特にBRI1シグナリング経路の関与について明らかにする。BRI1が欠損してもBRの生殖能獲得促進が見られるか、BRI1下流のシグナリング経路の活性化が生殖能獲得に関係しないか、明らかにする。また、BRの花粉(管)での細胞膜透過性について調べるために、蛍光分子をつけた誘導体の作製についても検討する。<新規受容体探索への挑戦>花粉管誘引に対する促進効果見られる新規分子について、BRと同じ標的遺伝子群が発現変動するか確認する。誘導体を用いた、相互作用分子の直接的な同定に向けた条件検討を進める。また、ステロイドホルモンであることに着目し、候補と考えられる分子がないか検討し、逆遺伝学的なアプローチについても検討する。本研究により想定を超えてブラシノステロイドの重要性や、花粉特異的な経路を制御する化合物が見いだされたため、特許の出願を優先し、秘密保持状態で研究活動を進めた。計画通りに特許出願を達成し、論文発表に向けた研究活動や共同研究の加速などが次年度に予想されたことからも、次年度使用額が増えるよう計画・実行した。
ヒトミトコンドリアＤＮＡの異常に関わる新規因子の探索と機能解析

ミトコンドリアDNAの健全な複製、修復そして伝達は生命にとって必要不可欠である。これらミトコンドリアDNA維持機構に働く因子の異常は様々な病態と関連しているために長年興味深い研究対象となっているにもかかわらず、まだその全貌は明らかになっていない。本研究ではミトコンドリアDNAの量的維持に着目したゲノムワイドRNAiスクリーニングで得られた陽性遺伝子について機能的な解析を行った。その結果、ミトコンドリアDNAの複製フォークの保護機構などミトコンドリアDNAの量的異常に関わる新たな分子機構を解明する端緒となる成果を上げることができた。2スクリーニング陽性遺伝子として呼吸鎖複合体V(ATP合成酵素)のいくつものサブユニットをコードする遺伝子が得られた事から、呼吸鎖複合体Vの機能とmtDNAおよびmtDNAヌクレオイド構造の安定性との関係を詳細に調べた結果、呼吸鎖複合体Vの機能低下を原因とする活性酸素種の産生あるいはミトコンドリア膜電位の低下がmtDNAやヌクレオイド構造の不安定化に関連することが明らかになった。その結果を現在Mol. Syst. Biol.誌に投稿中である。3その他の研究実績。平成25年度計画に基づき、絞り込んだ候補遺伝子産物についてmtDNA異常検出を開始している。その結果、いくつかの遺伝子産物の発現をRNAiによって抑制するとHeLa細胞のmtDNAのコピー数の減少とヌクレオイドの形態異常が検出されている。現在、計画を進めるとともにこれらの検証を行っている。1.ヒトホモログの探索:バイオインフォマティクス的手法によりショウジョウバエゲノムのスクリーニングで陽性となった約100の遺伝子に対するヒトホモログの探索を終了させ、本研究のターゲットになる遺伝子のリストを作成した。このリストに含まれる遺伝子はヒトのmtDNA維持機構に関わる新規因子の発見につながる貴重なリストであると期待できる。2.ノックダウン細胞と過剰発現細胞の作成:本研究で利用を計画しているFlp-Inシステム導入細胞とベクター系を研究協力者である九州大学病院検査部で保有している事が分かり、それを利用する事にした。計画では複数の細胞系を用いる事にしていたが、計画を簡素化する為にFlp-Inシステム導入HeLa細胞を用いる事にした。現在、候補遺伝子のクローニングを順次進めている。平成24年度に細胞培養実験に必要な顕微鏡の購入を計画していたが、所属研究機関で所有する機器を利用できる事になり、購入を中止した。3.mtDNA異常の検出:平成25年度から計画しているmtDNA異常検出の為に以下の通り準備をおこなった。1mtDNAのコピー数を定量的PCR法によって定量化する為の条件検討を行った。複数のコントロール遺伝子のプライマー設計を行い、いずれも良好な結果を得ている。2mtDNAの形態についてはサザンハイブリダイゼーションに必要な電気泳動槽、ハイブリオーブン等の必要な機器を購入した。また、non-RIプローブによるmtDNA検出の条件検討を行った。現在、いくつかの動物細胞からmtDNAを抽出し条件検討を行っている。3上記のHeLa細胞を用いてPicoGreenを用いたミトコンドリアヌクレオイドの形態観察の条件検討を行った。平成26年度の研究実績は以下の通り。2その他の研究実績。平成26年度計画に基づき、絞り込んだ候補遺伝子産物についてmtDNA異常検出を進めている。その結果、いくつかの遺伝子産物の発現をRNAiによって抑制するとHeLa細胞のmtDNAのコピー数の減少とヌクレオイドの形態異常が検出された。一方、これまで異常が検出された遺伝子産物の主な細胞内局在はミトコンドリアではなく細胞質あるいは核であった。それらがmtDNA維持機構にどのように関わっているかを現在解析中である。ミトコンドリア病の分子生物学研究代表者の所属する研究機関は平成26年度に完成年度を迎えたばかりの新設大学であり、講義等の学生教育についても試行錯誤しながら進めており、当初予定していたエフォート50%が平成25年度も達成できなかった。しかしながら、研究協力者の協力や必要な設備の購入等の研究環境の充実により、【研究実績の概要】の項に記載した通り、いくつかの成果をあげる事が出来ている。平成25年度は本研究課題が対象とする候補遺伝子を絞り込み、そのいくつかがHeLa細胞でミトコンドリアに局在する事を確認し、また、それらの発現抑制(RNAi)によりmtDNAのコピー数、ヌクレオイドの形態異常を検出している。研究代表者の所属する研究機関は平成23年4月に開校したばかりで、最低限の設備機器は揃っているとはいえ、研究支援の為の組織や制度などが十分に整っていないのが現状である。また、講義等の学生教育についても試行錯誤しながら進めており、当初予定していたエフォート50%が平成24年度は実現できなかった。その結果、予定していた90遺伝子のクローニングの進捗状況が遅れている。その為、研究協力者のJacobs教授(フィンランド)のグループで候補遺伝子の解析を分担する事などを話し合い、研究代表者の解析対象を絞り込む事にした。

一方、「研究実績の概要」に示した通りmtDNAやヌクレオイドの異常を検出する為の準備は予定通り進んでいる。【これまでの達成度】の項にも記載したように平成25年度は候補遺伝子を絞り込み、解析を進めてきた。今後も絞り込んだ遺伝子産物の機能解析を中心に研究を進めていく事にしている。候補遺伝子の機能解析のうち、膜電位や酸素消費の解析については当初の予定通り、研究協力者である九州大学やタンペレ大学と連携を深めて遂行してゆく予定にしている。平成26年6月にはタンペレで開催されるミトコンドリア研究における権威のある国際会議(Euromit2014)にて研究成果の一部を報告するとともに、本研究課題の最終年度において共同研究グループとして研究成果をどのようにまとめていくかを議論することを予定している。「これまでの達成度」に記載したように候補遺伝子のクローニングが遅れている。その為に、予備実験にもとづく解析対象の優先順位を以下の条件で設定した。1ショウジョウバエモデルでミトコンドリアに局在する事が予備実験で示されたもの、2DNAやRNAと相互作用する可能性の高いもの。樹立された細胞株を用いて順次平成25年度以降に計画していた解析を行っていく事にする。また、計画では解析内容により複数の培養細胞株を利用する事を予定していたが、HeLa細胞に統一して実験系を簡素化する事にした。平成24年度に計画していた蛍光顕微鏡の購入の必要がなくなり、その代わりに新しい支出としてmtDNAの解析に必要な電気泳動層等の購入を行った。また、平成25年度に解析対象を国際共同研究として分担していく事になった為、支出内容が変更になった。また、平成25年9月にタンペレ大学において研究打ち合わせおよびデータの解析と検討とを行ったが、その際の渡航費用も支出した。次年度にはそれらの余剰分が繰り越されている。平成26年度は解析手法はほぼ当初の計画書通り進めていく予定であるが、平成25年度以降は当初単独で行う予定であった網羅的解析計画を修正して国際的な研究協力体制の基に遂行してゆくした。そのため、研究交流をより緊密にする必要が生じている。平成26年度6月に予定しているEuromit2014(欧州ミトコンドリア研究会)での研究成果発表とは別に研究打ち合わせを行う必要が生じる可能性やタンペレ大学での解析を行う必要が生じる可能性などがあり、繰り越し分については追加の旅費として使用する事も考えている。平成25年度の当初研究計画では研究経費の多くを細胞培養と発現系構築およびmtDNAの解析に必要不可欠な消耗品費を中心に計上しており、「今後の研究の推進方策」とも矛盾しない。一方、解析対象を国際共同研究として分担していく事になった為、研究打ち合わせをより密にする必要が生じている。そのため海外旅費を支出する事を計画している。
血液がんにおけるA・B抗原減弱とその他の血液型減弱との関連性の検証

<研究目的>血液がんにおけるA・B抗原減弱とその他の血液型減弱との関連性を検証する。<研究方法>A・B抗原減弱を認める血液がん患者を対象として、Rh系血液型とKidd血液型を対象としフローサイトメトリーを用いて発現率と蛍光強度の測定を行った。対象としてO型健常人を用いた。<研究成果>初めに陽性対象の発現率と蛍光強度の測定を行った。被検血球はO型Rh(D)陽性を10例使用した。発現率の結果は平均でRh(C)抗原92%、Rh(c)抗原98%、Rh(E)抗原97%、Rh(e)抗原93%、Jk(a+)抗原84%、Jk(b+)抗原94%、Rh(D)抗原99%であった。蛍光強度(GMFI)の結果は平均でRh(C)抗原251、Rh(c)抗原613、Rh(E)抗原362、Rh(e)抗原143、Jk(a+)抗原52、Jk(b+)抗原87、Rh(D)抗原301であった。Rh(D)抗原を除き、抗原量に量的効果があるので陰性対照と比べ蛍光シフトが弱いものが存在し一部閾値として設定できないものが存在した。過去にA・B抗原に減弱を認めた患者5例に対し、Rh(D)抗原を測定したところ、発現率99%と減弱を認める症例は存在しなかった。次にJk(a+)抗原とJk(b+)抗原について抗原を測定したところ抗原ヒストグラムパターンがキメラ像を呈した。原因として、輸血による抗原陰性血球が混和していることにより2峰性を示したことが考えられ、減弱との判別を困難にした。これまでの検討から輸血の影響が検査結果に大きく影響を与えるため、検査するタイミングが重要であると考えられた。
改造自動車青少年の意識形成過程の研究

本研究の目的は、「改造自動車青少年」たちの意識の形成過程を実証的に分析しようとするものであった。今年度は筑波山を拠点とするいわゆる「峠族」に焦点を定め調査・研究を行った。調査方法は、直接面接によるインタビューを主体とし、つくば市、宇都宮市に彼らを尋ね面接するとともに、法務省保護観察官、所轄の警察署、および彼らの動向を最も良く把握していると考えられる関係者への面接調査を行った。インタビューおよび調査データはパソコンに入力し、必要な事項については解析を行い、近く報告書を発行の予定である。そこで得られた知見として、1.峠族の社会的属性は年齢的に20歳前後の男性が多く、学歴は「暴走族」の者と比較して高く、また有識者も多い。2.行動パターンとしては都市部を集団で走行するのではなく、各自が単独で峠道を走行する。3.車両の改造は「みせびらかし」的ではなく、機能的な向上に主眼が置かれている。4.人間関係としては、多少の仲間意識は見られるが、概して個人主義的である。5.パーソナリティとしては、自己顕示性は有するものの、それらは仲間同志の間に限られ、「暴走族」のように一般他者を対象としたものではない。また概して将来の見通しについても堅実な考えを持っていると判断される。以上を併せて判断すれば、「正真正銘の逸脱」を行っていると見なされている「暴走族」に比較して、「峠族」の行動は「隠れた逸脱」の領域に留まっていることが理解される。彼らの意識形成の背景を成すものは、当該社会内で確保された一定の位置であり、社会内でのアイデンティティが彼らを「正真正銘の逸脱」に追いやることを防いでいると思われる。彼らの価値意識と行動を分析するためには、「レイベリング理論」だけではなく「フロー経験論」やカイヨワの理論を借りて考察する必要があると考えられる。
左脳の論理的思考力と右脳の形象的想像力を生かす創造性育成法の開発

本研究では,創造性育成法を開発することを目的としている.創造力は,右脳の中で経験のない事物や現象を思い描きながら目的を設定する力と,目的を達成するために,左脳の中で論理的な思考により具体的な問題を解決する力からなっていると考え,まず創造力を目的設定力(何を)と問題解決力(如何に)からなる能力と定義した.したがって,創造性育成においては,左脳の論理的な思考能力と右脳の想像力を同時に育てることが必要である.想像力は豊かな感性から生れる.真の感性は物との触れ合いでしか得られない.次に脳科学および認知科学に基づいて,創造性育成を目的とするスパイラルサイクルモデルを提案した.本創造性育成モデルが,実在性と感性と想像性と創造性における内在的な関係を示しているので,創造性育成を行う際に,多種多様な実現法が考えられる.平成18年では,5歳7歳の子供を対象として,保護者や先生はその場には居なくても,より安全安心で何時でも何処でも気軽に利用できる創造性育成のツールとして,独自なソフトブロックを開発した.市販された積み木もある程度効果があるが,木や硬質プラスチックで出来ているので,危険を伴うだけではなく,多様性やゲーム性が欠けているので,継続的に実施することが困難である.提案するソフトブロックは,柔らかいシリコンゴムを材質として,中に入れる素材の量により単体ブロックの形状を制御することが可能で,単体の連結により多様な創作ができる.また,低学年の生徒の算数道具としても利用が可能である.5歳7歳の子供を対象とする実験により本創造性育成モデルの有効性について確認している.最後に光・トポグラフィー脳測定装置を利用して,問題設定と問題解決の際に,脳の活動状況を定量的に測定した.創造力は、右脳の中で経験のない事物や現象を思い描きながら目的を設定する力と、目的を達成するために、左脳の中で論理的な思考により具体的な問題を解決する力からなっていると理解しているため、創造性育成においては、左脳の論理的な思考能力と右脳の想像力を同時に育てることが必要である。想像力は豊かな感性から生れる。真の感性は物との触れ合いでしか得られない。よって、創造性育成は、想像と実在の間で右脳と左脳を融合する形で行うべきであると考え、本研究では、想像と実在の間では創造性育成のスパイラルサイクルを提案し、提案モデルにしがって、定量的に創造性育成の実験を重ねることで、安全・安心に使用できる新型教具を開発している。今年度では計画書のとおり具体的に次の3点を行なっていた。1.創造性育成の有力なツールとして世に生み出す目的で、教育現場である小学校に出かけて、本プロジェクト研究の趣旨と創造性育成のスパイラルサイクルについて説明し、ソフトブロックのパーツとしてあり得る形について、広く調査を行っていた。2.3Dモデラーを用いて各パーツを感性的にデザインする。デザインしたイメージ図を再度小学校に持っていって、子供たちの反応を調査した。3.実際にソフトブロックを試作した。試作品を用いて実験を行った。実験の途中を観察することで、試作したツールは安全・安心で作品を創ることが出来ることが分かった。4.小学生を6名対象としロボット操作も含めて創造行為を行なう際に脳波を測定した。5.小学生2名成人5名を対象としてソフトブロックを用いて創作する時の脳の血流などを測定した。創造性を支配する部位は特定できなかったが、脳の活性化効果が認められた。また、脳の中で推論プロセスと模倣行為を表現できる数式モデルを開発した。本研究では,創造性育成法を開発することを目的としている.創造力は,右脳の中で経験のない事物や現象を思い描きながら目的を設定する力と,目的を達成するために,左脳の中で論理的な思考により具体的な問題を解決する力からなっていると考え,まず創造力を目的設定力(何を)と問題解決力(如何に)からなる能力と定義した.したがって,創造性育成においては,左脳の論理的な思考能力と右脳の想像力を同時に育てることが必要である.想像力は豊かな感性から生れる.真の感性は物との触れ合いでしか得られない.次に脳科学および認知科学に基づいて,創造性育成を目的とするスパイラルサイクルモデルを提案した.本創造性育成モデルが,実在性と感性と想像性と創造性における内在的な関係を示しているので,創造性育成を行う際に,多種多様な実現法が考えられる.平成18年では,5歳7歳の子供を対象として,保護者や先生はその場には居なくても,より安全安心で何時でも何処でも気軽に利用できる創造性育成のツールとして,独自なソフトブロックを開発した.市販された積み木もある程度効果があるが,木や硬質プラスチックで出来ているので,危険を伴うだけではなく,多様性やゲーム性が欠けているので,継続的に実施することが困難である.提案するソフトブロックは,柔らかいシリコンゴムを材質として,中に入れる素材の量により単体ブロックの形状を制御することが可能で,単体の連結により多様な創作ができる.また,低学年の生徒の算数道具としても利用が可能である.5歳7歳の子供を対象とする実験により本創造性育成モデルの有効性について確認している.最後に光・トポグラフィー脳測定装置を利用して,問題設定と問題解決の際に,脳の活動状況を定量的に測定した.
新規オルガノゼオライトの開発と吸着分離への応用

1.水熱合成法及び水蒸気処理法により、多孔質アルミナ基板を用いたアルミノメチルホスホネート(AlMepO)膜の合成を試みた。疑ベーマイト、メチルホスホン酸、水、t-ブチルアルコールを混合した原料混合液を多孔質アルミナ基板内に吸引させた後、浸漬させ、160°C、48時間オートクレーブ中で水熱合成を行なったところ、基板内部にコンポジットを形成したと考えられるAlMepO-β膜構造が得られた。また、水熱合成法と同じ原料混合液を基板中に吸引して乾燥した後、オートクレーブ中で水蒸気処理を行ったところ、微細な結晶が基板と密着して成長した40μm程度の厚さの膜構造が得られた。なお水蒸気処理法により得られた膜は水熱合成法とは異なりAlMepO-<であった。しかしながら、両法による膜を用いて酸素、空気、水素のシングルガス透過を検討したところ、共に基板そのものとほとんど透過係数に差がなかった。2.かさ高い有機基を有するホスホン酸と金属を骨格に含むオルガノゼオライトの合成を種々検討した。窒素吸着可能な細孔を有する物質を得ることはできなかったが、t-ブチルホスホン酸に由来する長周期構造を有する生成物はいくつか得られ、特に、Zn/t-ブチルホスホン酸/メチルホスホン酸の系では、トリオキサンを添加した場合に、d=25Åの回折線を与えメチルホスホン酸とTBAがともに骨格内に存在すると考えられる生成物が得られた。また、ニトリロトリスホスホン酸とアルミニウムを骨格に含むオルガノゼオライトの合成を種々検討した。有機添加物としてトリオキサンを添加した場合に得られた化合物は、窒素吸着可能な細孔は有しないものの、脱水によってXRDの低角ピーク位置が変化しないことから、3次元的な骨格を有する物質であることが考えられる。疑ベーマイト、メチルホスホン酸、水、tプチルアルコールを混合した原料混合液中に基板を固定し、160°C、48時間オートクレーブ中で反応させた(水熱合成法)ところ、基板表面にAlMepO-βの膜状構造が得られた。しかし、結晶の形状、サイズは液相での合成時と同程度であり、結晶間の隙間が多く緻密な膜形成には至らなかった。そこで、水熱合成法と同じ原料混合液を基板中に吸引して乾燥した後、オートクレーブ中で水蒸気処理を行った(水蒸気処理法)ところ、微細な結晶が基板と密着して成長した緻密な膜構造が得られた。なお水蒸気処理法により得られた膜は水熱合成法とは異なりAlMepO-αであった。水熱合成法の場合は主に液相中で核発生、結晶成長が起こり基板表面に付着して、膜状に凝集したものと考えられるのに対し、水蒸気処理法の場合は前駆体粒子が基板の細孔内部まで含浸され、基板内部から結晶化が進んだものと考えられる。2.かさ高い有機基を有するホスホン酸とアルミニウムを骨格に含むオルガノゼオライトの合成を種々検討した。疑ベーマイト、t-ブチルホスホン酸、及び亜リン酸を2:1:2の比で混合し、2-プロパノールを溶媒として160°C、48時間オートクレーブ中で反応させた際に、XRDにおいてd=17Åの回折線を与える新規化合物が生成した。この化合物は窒素の吸着を示さないものの、加熱による面間隔の変化が見られず、t-ブチルホスホン酸に由来する長周期構造を有するものと考えられる。

1.昨年度に引き続き、多孔質アルミナ基板を用いたアルミノメチルホスホネート(AlMepO)膜を再現性良く合成できる条件を検討した。原料混合液として、疑ベーマイト、メチルホスホン酸、水、t-ブチルアルコールを混合したものを用いて、基板に塗布後オートクレーブ中で水蒸気処理を行なった。原料液中の水量を減少させた場合には透明膜が得られたがアモルファスであった。膜厚を大きくするため多段階の塗布を試みたが一度乾燥させると結晶性のAlMepOは得られなかった。水蒸気処理法によるAlMepO-α膜状構造の生成には原料液の基板内への吸引が必要であることがわかった。また、同様に基板に原料液を吸引、浸漬した後に水熱合成を行なうことにより基板内部にコンポジットを形成したと考えられるAlMepO-β構造が得られた。しかしながら、両法による膜を用いて酸素、空気、水素のシングルガス透過を検討したところ、共に基板そのものとほとんど透過係数に差がなかったことから、膜が十分に緻密でないものと考えられる。2.ニトリロトリスホスホン酸とアルミニウムを骨格に含むオルガノゼオライトの合成を種々検討した。ほとんどの合成条件において既知の非多孔性のAl[(HO_3PCH_2)_3N〕・H_2Oが生成したが、有機添加物としてトリオキサンを添加した場合には未知相が生成し、窒素吸着可能な細孔は有しないものの脱水によってもXRDの低角ピーク位置が変化しないことから3次元的な骨格を有する物質であることが考えられる。