hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性誘電体層集積導波管スロットアレーアンテナとその近接テラヘルツ無線応用の研究

本研究の目的は、アレーアンテナ上に周期的な金属パタンを配置した機能性誘電体層を一体形成したアンテナ構造の設計論を確立し、新奇材料集積平面アレーアンテナという新学術分野の開拓とともに、本アンテナのテラヘルツ帯超高速近接無線への適用性を実証することである。本年度は、送信機単体では電波は外部に漏れないが、送信機と受信機を接触させると、送信機と受信機が接触したエリアのみ電波が透過する近接無線システムの実現に向けて、2つの機能性誘電体基板を近接した場合に微小金属パタンの共振モードが分裂する現象を利用して電波透過率を制御するための機能性誘電体基板の設計理論を確立した。また、平面アレーアンテナ同士を近接させた場合での多重反射を抑制するアンテナ構造の検討を実施した。機能性誘電体基板としてslot ring resonator (SRR)を規則的に配置した透過型の電波吸収体を設計・試作し、124.8GHzで透過率が-37.8 dBであることを確認した。しかしSRR基板同士を対向させた場合、混成共振モードの発生および透過率の向上は見られなかった。そこで、新たに格子パタン基板を設計・試作した。SRR基板と格子パタン基板を近接させた場合、125GHzの透過率は-4.1dBとなり、SRR基板単体と比較し、33dB以上の透過率の向上が見られた。SRR基板と格子パタン基板を対向させた基板を電波の伝搬路上に挿入した125 GHz帯無線通信リンクでのデータ伝送実験を行い、10Gbpsのエラーフリー伝送に成功した。平面スロットアレーアンテナ同士を近接させた場合での多重反射を抑制するアンテナの設計を実施した。アレーアンテナの各放射スロット上に設けられたキャビティの大きさを変更することにより、対向距離0.5mmでのS11が通常の平面スロットアレーアンテナと比較し、約8dB低減させることに成功した。Slot ring resonator (SRR)を規則的に配置した透過型の電波吸収体を設計・試作し、その透過特性を評価し、124.8GHzでの透過率が-37.8 dBであり、120GHz130GHzにおいて、透過特性が-10 dB以下となっていることを確認した。新たに設計した格子パタン基板をSRR基板に対向距離50umで近接対向した場合、混成共振モードの発生による共振ピークの分離が確認され、112.8GHzと133.8GHzに2つの鋭い吸収ピークが観察された。また、125GHzの透過率は-4.1dBとなり、SRR基板単体と比較し、33dB以上の透過率の向上が見られ、目標である15 dB以上の透過率の向上を達成した。また、近接対向させた2枚の機能性誘電体基板の位置ずれによる透過特性の変動の評価を実施し、SRR基板と格子パタン基板を対向させた場合、SRR基板を対向させた場合と比較して、位置ずれに対する透過特性の変動が小さいことを確認し、目標である上下のパタンの位置ずれと、共振モード分裂の周波数間隔や透過率の変化などの誘電体層の物性との関係を明らかにすることに成功した。また、平面スロットアレーアンテナの近傍界のシミュレーションおよび電気光学結晶を利用した計測を実施して、平面スロットアレーアンテナ表面から1mm以下の距離における電界分布を明らかにし、昨年度構築した平面スロットアレーアンテナの近傍界での伝搬モデルを高精度化することに成功した。また、2枚の誘電体基板のSRR基板と格子パタン基板を対向させた基板を電波の伝搬路上に挿入した125 GHz帯無線通信リンクでデータ伝送実験を行い、SRR基板単体では通信は行えないが、2枚の機能性誘電体基板を近接配置させた場合のみ、目標である10Gbpsのエラーフリー伝送が可能であることを実証した。平成30年度は、二つの機能性誘電体層を接触させた場合と離した場合で、電波の透過率を15 dB以上変化させることを可能にする機能性誘電体層の設計試作に成功した。平成31年度は、平面スロットアレーアンテナ上に一体集積可能な機能性誘電体層の設計・試作を実施し、機能性誘電体層を一体集積した送信-受信アンテナを接触した場合と、送信アンテナ単体の場合の比較で、受信アンテナが接触したエリアのみ電波の透過率を15 dB以上減少させる送信-受信アンテナの設計・試作・評価を実施する。また、平成31年度に設計・試作したアンテナを使用したデータ伝送実験系を構築し、受信アンテナが接触したエリアのみ、データ伝送に必要な受信電力が得られ、その他のエリアでは、送信アンテナからデータ伝送が不可能なレベルの電波しか放射されないことを実証する。また、機能性誘電体層への受信アンテナの接触により、電波の受信が可能になる機能性誘電体層のエリアが平面スロットアレーアンテナ面積の2倍以上となるアンテナの基礎検討として、誘電体基板内の120 GHz帯の電波伝搬モデルをシミュレーションおよび実験により構築するとともに、導波管から機能性誘電体層へ電波を伝送するトランジションについての設計を実施する。本研究の目的は、アレーアンテナ上に周期的な金属パタンを配置した機能性誘電体層を一体形成したアンテナ構造の設計論を確立し、新奇材料集積平面アレーアンテナという新学術分野を開拓するとともに、本アンテナのテラヘルツ帯超高速近接無線への適用性を実証することである。平成29年度は、slot ring resonator(SRR)を規則的に配置した電波吸収体を設計し、125GHzで-37dBの吸収特性を実現した。

アレーアンテナについては、広帯域化した導波管並列給電平面スロットアレーアンテナを設計し、反射-14dB以下の比帯域19.6%を実現した。さらに、SRR吸収体と平面スロットアレーアンテナを一体集積したアンテナを利用した近接無線の伝送特性のシミュレーションを実施した。近接無線の伝送特性を改善するため、スロット上のSRR吸収体をSRR導波体に置換したSRR吸収体・導波体一体集積平面スロットアレーアンテナを設計し、送信-受信アンテナ間の透過特性を2.7dB改善した。また、本アンテナの利用により、多重反射波の強度を20dB以下に抑制し、120-130GHzにおけるS21の変動を3dB以下に抑えた。また、平面スロットアレーアンテナ単体を利用したデータ伝送実験を実施し、送信アンテナ近傍における受信アンテナ位置のデータ伝送特性に与える影響を評価した。このように、機能性誘電体層一体集積平面スロットアレーアンテナで、微小金属パタンとアレーアンテナの配置周期や相対位置等が機能性誘電体層の特性や電波の透過特性、アンテナー誘電体層間の整合に与える影響を明らかにし、最適なSRR電波吸収体の設計に成功した。また、上記アンテナを送信ー受信アンテナに利用した近接無線伝送系で、機能性誘電体膜が多重反射波を選択的に減衰させることにより、直接波/多重反射波の比20dB以上を実現するという目標を達成した。(1)テラヘルツ帯での平面アレーアンテナ-機能性誘電体層一体構造の設計論の確立:石英基板上にSlot Ring Resonator(SRR)を規則的に配置した電波吸収体を設計。高抵抗材料Ta2N薄膜の利用により、125GHzでのS11は-37dB、10dB帯域は41GHzと広帯域での電波吸収特性を実現。平面スロットアレーアンテナのスロット直上のエリアにおいて、近接無線通信の透過特性のSRR吸収体の開口部面積依存性を評価。2×3素子のSRR除去により、直接波の透過特性と多重反射波の抑制の両立を実現。(2)誘電体層形成による平面スロットアレーアンテナの高機能化:積層薄板拡散接合導波管並列給電16x16素子スロットアレーアンテナを125GHz帯で設計試作。放射素子単位である2x2素子サブアレーの設計において反射-18dB以下の比帯域22.6%を実現。アンテナ全構造の解析では反射-14dB以下の比帯域19.6%、125GHzにおいて利得32.8dBiをアンテナ効率78.9%で実現。SRR吸収体集積平面スロットアレーアンテナで、近接無線通信における直接波の透過特性向上させるため、スロット直上のSRR吸収体を金薄膜で形成したSRR導波体に置き換えたモデルを設計し、透過特性を2.7dB改善。(3)平面スロットアレーアンテナを使用した超高速近接データ伝送:平面スロットアレーアンテナを送信、導波管プローブアンテナを受信に使用した近接無線伝送特性を評価。送信-受信アンテナ間距離が1mm以下では、受信アンテナの位置に応じてBER特性が大きく変動するが、2.5mm以上ではほぼ一定のBER特性を得た。SRR吸収体・SRR導波体集積平面スロットアレーアンテナを送信に使用した近接無線伝送特性のシミュレーションを実施。アンテナ間での多重反射抑制により120-130GHzでのS21変動が3dB以内となった。
外界と接触する対象物の多指ロボットハンドによる協調制御

ロボットア-ムの将来の応用においては、人間の手と同じように巧妙な作業の行える多指ロボットハンドの開発が必要不可欠であることを考慮して,本研究ではロボットハンドの複数本の指が協調して把持対象物が外界と接触状態にある場合の相対的運動と接触力を同時に制御するためのアルゴリズムの確立と,その実験による検討を行うことを目的とした。本研究より得られた成果は以下のようにまとめられる。1.制御アルゴリズムの確立.我々がすでに提案している動的制御の考え方を拡張して動的協調ハイブリッド制御の概念を提案し、そのアルゴリズムを確立した。このアルゴリズムは、対象物の運動軌道、ハンドが対象物に加える内力、および対象物と他の物体間の拘束力の3つを同時に目標値に一致させるように制御するものである。2.3本指ハンドの制作.全長が約26cmで、3自由度をもつ直列駆動形の指をもつハンドの機構部を完成した。指先に取付け予定の小型3軸力センサについても設計製作を行った。3.ハンド制御装置の作成.当初計画の16ビットでなくより高速な32ビットパ-ソナルコンピュ-タを用いて制御装置ならびに制御用ソフトウエアを作成した。この結果サンプリング4ミリ杪を達成した。4.制御用アルゴリズムの実験的検証.2本指ハンドを用い、1個の対象物を把握し、それを拘束平面に押しつけて移動させる実験に成功した。以上の研究成果により、外界と接触する対象物の多指ロボットハンドによる協調制御アルゴリズムの開発と実証という本研究課題の当初の目的は達成されたと考える。ただし3本指ハンドによる実験的検証は今後の課題として残された。ロボットア-ムの将来の応用を考える時、人間の手と同じように巧妙な作業の行える多指ロボットハンドの開発が必要不可欠である。しかも組立て、スイッチの操作、ドアの開閉などの身近な作業を考えればわかるように、ハンドは対象物を運搬するだけでなく、対象物が他の物体と種々の接触(ないし拘束)状態にある時に、接触(拘束)個所に生じる力をも適切に制御できなければならない。この点を考慮して本研究ではロボットハンドの複数本の指が協調して把持対象物が外界と接触状態にある場合の相対的運動と接触力を同時に制御するためのアルゴリズムの確立と、その実験による検討を行うことを目的としている。本年度の研究計画は、「制御アルゴリズムの確立」と「3本指ハンドの製作」である。1.「制御アルゴリズムの確立」については、我々がすでに提案している動的制御の考え方を拡張して動的協調ハイブリッド制御の概念を提案し、そのアルゴリズムを確立した。この結果は本年5月米国で開かれるIEEEのロボット工学およびオ-トメ-ションの国際会議で発表予定である。2.「3本指ハンドの製作」については全長が約26cmで、3自由度をもつ直列駆動形の指をもつハンドの機構部を完成した。指先に取付け予定の小型3軸力センサはその設計を行っているところである。今後は力センサの作成を急ぐとともに、ハンド制御装置を作成し、上記の3本指ハンドを用いた、動的協調ハイブリッド制御アルゴリズムを実験的に検討する予定である。ロボットア-ムの将来の応用を考える時,人間の手と同じように巧妙な作業の行える多指ロボットハンドの開発が必要不可欠である。しかも組立て,スイッチの操作,ドアの開閉などの身近な作業を考えればわかるように,ハンドは対象物を運搬するだけでなく、対象物が他の物体と種々の接触(ないし拘束)状態にある時に,接触(拘束)個所に生じる力をも適切に制御できなければならない。

この点を考慮して本研究ではロボットハンドの複数本の指が協調して把持対象物が外界と接触状態にある場合の相対的運動と接触力を同時に制御するためのアルゴリズムの確立と,その実験による検討を行うことを目的としている。本年度の研究計画は,「ハンド制御装置の作成」と「制御用アルゴリズムの実験的検証」である。1.「ハンド制御装置の作成」については,当初計画の16ビットでなくより高速な32ビットパ-ソナルコンピュ-タを用いて制御装置を作成した。この結果サンプリングタイム4ミリ秒を達成し,まずまずの制御性能を有することとなった。制御用ソフトウエアも基本的なものを整備できた。2.「制御用アルゴリズムの実験的検証」については,2本指ハンドを用い,1個の対象物を把握し,それを拘束平面に押しつけて移動させる実験に成功した。これによって我々が開発した協調制御アルゴリズムの有効性が一応実験的に検証されたと考える。以上の研究実績により,本研究課題の当初の目的は一応達成されたといえる。ただし3本指ハンドによる実験的検証は今後の課題として残されている。
地域ネットワークを用いた現役社会人のための金融リテラシー教育の開発

現在行われている金融経済教育の教材開発や効果に関する研究は、小学校から大学に至る学校教育の中で主に展開されている。これに対して、社会人を対象とした金融経済教育は取り残されている。金融経済教育を学校教育現場のみならず、対象を社会人に拡大していくには、金融経済教育の目的、内容、方法論を再構築し体系化することが重要である。本研究では、金融経済教育の対象とする現役社会人を「若年社会人(20代)」、「一般社会人(3040代)」、「退職前の社会人(5060代)」に分ける。そして、各フェーズに合わせた金融経済教育の教材開発とその実践と効果測定を通じ、より効果的な金融経済教育の体系化を提案したい。
流体デバイスを用いた光-分子強結合化学反応の直接実証

本研究では、光-分子強結合反応場の光化学反応効率を定量的に捉えるツールを開発し、光-分子強結合反応場を直接実証した。具体的な成果は以下の通り。1.専用流体デバイスの試作:専用流体デバイスは、物質・材料研究機構内ナノファウンドリー施設の協力により試作した。μ流体デバイス中の流路の型は、4インチシリコン基板をフォトリソグラフィーとドライエッチングで製造し、更にニッケル鋳造により金型を作製した。この金型を使って約300度でアクリル樹脂へインプリントを行い流体デバイスを作製した。基板は石英ガラスを用いて、溝構造を上部から封じる形で管構造にした。2.光-分子強結合反応場の直接実証:金ナノ粒子配列の有無により、アントラセンカルボン酸単量体から光化学反応によりアントラセンカルボン酸2量体を合成する光環化付加反応の加速を確かめた。また作製した金ナノ粒子配列が不均一触媒効果を示す事も分かり、固定触媒としての効果を及び汎用性を調べた(論文投稿済み)。本研究では、光-分子強結合反応場の光化学反応効率を定量的に捉えるツールを開発し、光-分子強結合反応場を直接実証することを目的とする。本提案実施により、光と分子のエネルギー交換が飛躍的に向上できる二とを定量的に示す。(1)専用流体デバイスの試作:専用流体デバイスは、物質・材料研究機構内ナノファウンドリー施設及び産業技術総合研究所インプリント製造技術研究グループの協力により試作した。この金型を使って約300度で樹脂ヘインプリントを行い流体デバイスを作製した。(2)光-分子強結合反応場の直接実証:専用流体デバイスを用いる前の試行実験として、金ナノ粒子配列の有無により、アントラセン単量体から光化学反応によりアントラセン2量体を合成する光環化付加反応の加速が起きるかどうかを確かめた。NMR測定によりアントラセン2量体の光環化付加反応の進行を定量的に解析した結果、金ナノ粒子単体よりも配列の方が加速効果が大きいことが実証できた。
応用行動分析を用いた認知症の行動障害に対する介入法の開発

認知症高齢者とその介護者を対象として、応用行動分析を用いた介護者指導を行った。介護の継続が困難になる行動障害に対して、先行条件、行動、結果事象の関連に注目して分析を行った。この方法を用いることで、行動の改善をみるとともに、在宅での介護の継続と介護者の負担の軽減が可能となった。一方で、一時的で変動しやすい行動には適用が困難であった。この手法の適応となる行動とその限界について論文や学会発表を通して報告した。研究協力者の宮裕昭(福知山市民病院心理技師)と申請者が京都府立医科大学付属病院,および福知山市民病院の老人性認知症診断センターを受診した認知症高齢者とその介護者を対象として,応用行動分析を用いた介護者指導を行った。対象となった行動は,攻撃的言語行動,不適切な性的行動,保続的な行動,そして拒食などであった。介護者へのインタビューによって,もっとも負担となる行動を選択した。不適応行動発現の前後の状況を詳しく介護者から聞き取り,不適応行動を誘発,維持している因子を取り除き,適応行動を強化する行動を介護者が取れるよう援助した。手法としては,消去,タイムアウト,分化強化,確立操作の変更といった行動分析の手法を用いた。具体的には,(1)不適応行動には対応せず,少しでも適応的な行動が見られたらそれに注目を随伴することで強化する,(2)行動が発現する時間帯が決まっていれば,その時間帯を別の適応的な行動で埋める,(3)時間を決めて患者本人とのコミュニケーションをとることで行動発現の頻度を低下させる,といった対応を介護者にアドバイスし,介護者がそういった行動をとれた場合は定期的な面接の中でそれを評価して,持続的に対応を変えられるようサポートした。これにより,不適応行動の頻度は低下し,介護者も自分の対応に自信を持つことにつながった。この結果から応用行動分析は認知症の不適応行動への対処に有用であることが示唆された。一方で,不適応行動の頻度や強度,介護者の負担感を簡便に評価する手法の開発が必要であることが明らかとなり現在検討中である。今後さらに症例数を増やすとともに,本介入が介護者の負担軽減につながっているかどうかを介入前後に介護者対象にアンケートをとることで評価していく予定である。
フィリピン共和国における国家医療保険制度の現状と問題点に関する研究

フィリピン共和国における公的医療保険制度は、1969年に成立したPhilippine Medical Care Actに基づくPhilippine Medical Care Plan(Medicare)に始まる。同法は、被雇用を対象とするpartIおよび、その他の国民(自営業者、貧困層等)を対象とするpartIIからなるが、後者の運営は実質的にはなされてこなかった。partIの給付対象サービス、給付条件は、旧宗主国米国のMedicare制度を参考にしている。保険料は、給与の2.5%相当額を労使で折半し、給付率は33%であった(1989年)。民間企業の勤務者を対象にしたThe Social Security System(SSS)と、政府職員を対象にしたThe Government Service Insurance System(GSIS)がMedicareの中心的な組織となっているが、1989年の調査では対象労働人口の20%しか加入していない。1995年に施行されたNational Health Insurance Actは、National Health Insurance Cooperationを創設し、すべての国民に対する健康保険を一本化した国家医療保険制度を15年以内に成立することをめざした、発展途上国としては画期的な制度である。しかし、同制度には以下のような問題がある。1)人口の半数を占め、安定した現金収入をもたない零細農民・漁民をも含めた全国民の加入を目指しているが、運営に必要な財源の確保に問題がある(特にinformal sectorの就労者の保険料徴収)、2)National Health Insurance Cooperationは、最大の保険組合であるSSS、GSISの基金を引き継ぐが、それ以外の保険組合の基金は独立のままであり、SSS GSISの加入者にとって不公平である。国家医療保険制度の成立と運営の継続のためには、上記1)の問題への対策が不可欠であり、保険料の決定方法、徴収方法等、運営の具体的な方策を検討する必要がある。他の途上国に比して、フィリピンでは保健分野のNPOの活動が活発であり、Health Maintenance Organizationや、住民による共済組合がさまざまな組織・地域で運営されている。公的保険の導入のみに頼ることなく、これら民間組織のサービスも組み合わせることによって、住民の便益を最大にすることが当面必要である。
歯科矯正用治療支援システムに関する医工学的研究

歯科矯正治療は、現在のところ医師の経験に基づき長期に亘り試行錯誤的に行わざるを得ない。本研究では、この様な問題点を克服し定量的かつ効率的な治療を実現するために、矯正治療の各段階に対応させ、治療計画・歯牙移動予測・治療評価を定量的に行い得る歯科矯正用治療支援システムの開発を行い、以下の成果を得た。(1)歯列形状データを三次元的に移動し、医師が計算機ディスプレイ上で予測歯列模型を作成できる治療計画支援システムを開発した。本システムは、歯列石膏模型の分解再構成で作成していた煩雑な従来法に代わり、はるかに簡便で、かつ移動すべき各歯の三次元移動量を数値として把握できるなど、治療計画の強力な手段となり得ることが実証された。(2)矯正スプリングの有限要素解析を行い、bend角などスプリング形状の各種設定条件の相互依存性を定量化できる見通しを得た。(3)矯正スプリング、歯、歯根膜、歯槽骨から成る力系の三次元モデルを作成し、有限要素法による応力解析と歯牙移動の実測データから、歯根部応力と歯槽骨吸収量の関係を解析できる新手法を考案した。本法による解析の結果、応力と歯槽骨吸収量はよい相関を示し、歯牙移動メカニズムの基本量のひとつである歯槽骨吸収速度は4μm/g・mm2・dayという結果を得た。(4)上下顎の歯列形状を測定し、計算機上で歯列咬合を模擬し、咬合時の歯の接触部位と上下歯列間の距離分布を算出表示できる咬合評価システムを開発した。矯正治療患者において、初診時、保定時、治療終了時と次第に接触面積が増加する過程を実測するなど、本法が治療効果の客観的判定基準となり得ることを確認できた。以上より、治療計画・歯牙移動予測・治療評価に関する歯科矯正用治療支援システムを実現するための基礎を確立することができた。歯科矯正治療は現在のところ医師の経験に基づき長期に亘り試行錯誤的に行わざるを得ない。本研究は,この様な問題点を克服し定量的かつ効率的な治療を実現するために,矯正治療の各段階に対応させ,治療計画,歯牙移動予測,治療評価を定量的に行い得る歯科矯正用治療支援システムの開発を行い,以下の成果を得た。(1)治療に先立ち,医師が計算機ディスプレイ上で患者歯列模型を自由自在に分解再構成し,矯正治療後の予想最適歯列を作成できる治療計画支援システムを開発した。開発システムは,石膏歯列模型の切り貼りで作成していた煩雑な従来法に代わり,はるかに簡便で,さらには移動すべき各歯の三次元移動量を数値として把握できるなど,治療計画の強力な手段となり得ることが実証された。(2)上顎と下顎の歯列形状を測定し,計算機上で上下顎の歯列を動かし,咬合時の歯の接触部位と上下歯列間の距離分布を算出表示できる上下顎歯列咬合状態の定量化法を開発した。矯正治療患者を対象に測定を行った結果,初診時,保定時,治療終了時と次第に接触面積が約2倍まで増加するなど,治療効果の客観的判定基準となり得ることが確認できた。(3)矯正スプリング,歯,歯根膜,歯槽骨から成る力系の三次元モデルを作成し,有限要素法による応力解析と歯牙移動の実測デ-タから,歯根部応力と歯槽骨吸収速度の関係を求める新たな解析法を考案した。矯正治療患者の歯の移動量計測デ-タを基に,犬歯部における歯槽骨の吸収速度を算出したところ,応力と歯槽骨吸収速度はよい相関を示し,4μm/g/mm^2/dayという試算値を得た。

これにより,歯牙移動メカニズムの基本量のひとつを明らかにするとともに,次年度計画の歯牙移動予測モデルを構築するための重要な足掛りを得ることができた。歯科矯正治療は,現在のところ医師の経験に基づき長期に亘り試行錯誤的に行わざるを得ない.本研究は,この様な問題点を克服し定量的かつ効率的な治療を実現するために,矯正治療の各段階に対応させ,治療計画,歯牙移動予測,治療評価を定量的に行い得る歯科矯正用治療支援システムの開発を目指したもので,本年度は前年度の成果を基に,以下の研究成果を得た.1.有限要素法による歯根部の応力解析と歯牙移動の実測データから,歯根部応力と歯槽骨吸収量の関係を解析できる前年度開発の手法を用い,歯牙移動メカニズムの基本量のひとつである歯槽骨吸収速度を算出した.応力と歯槽骨吸収量はよい相関を示し,骨吸収速度は4μm/g・mm^2・dayという結果を得ることができた.2.歯牙移動の駆動力となる矯正スプリングの有限要素解析を行い,解析結果よりanti-rotation bend角の増加に伴いgable bendの効果が減少するなど,スプリング形状の各種設定条件の相互依存性を定量化でき,矯正装置の設計指針を逐次医師に提供するシステム構築の可能性を見いだした.3.前年度に,歯列形状データを計算機処理により三次元的に移動し,医師が計算機ディスプレイ上で予測歯列模型を作成できる治療計画支援システムを開発した.本年度は,予測歯列模型作成時に求められた各歯の移動量と矯正治療による実際の移動量を比較し,相関係数0.87と比較的よい対応を見いだすなど,治療計画支援システムとしての本法の有用性を,臨床計測結果に基づき実証することができた.以上,前年度開発の手法を臨床応用し,歯科矯正用治療支援システムを実用に移す基礎を確立するとともに,骨吸収速度などの新知見を得ることができた.
肝疾患マーカーとして期待される胆汁酸エステルグリコシドの検出と高感度測定法の開発

生体内胆汁酸測定法の飛躍的な進歩により、特異な化学構造を有する胆汁酸代謝異常成分(異常胆汁酸)が肝胆道疾患患者体液中から有意な量で検出・同定され、それらが病態解析をする上での疾患の特異的マーカーになりうるものと期待されている。最近、新規異常胆汁酸として胆汁酸エステルグリコシドの存在が予想され、肝胆道疾患との関連から生物学的・生理学的重要性が指摘されているにもかかわらず、全く検討が加えられていなかった。本研究では一連の胆汁酸エステルグリコシド標品の合成を行い、それらの高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による高感度・高選択的測定法を開発し、生体試料中からの胆汁酸エステルグリコシドの検出・同定とフロフィル分析を試み、肝疾患の早期発見・診断に資することを目的とした。従来、標品の得難いことが胆汁酸エステルグリコシドの測定法を開発するうえで大きな隘路となっていた。そこで有機合成化学的手法を駆使し、リトコール酸、デオキシコール酸、ケノデオキシコール酸、ウルソデオキシコール酸およびコール酸を対象として、それらのC-24エステルグルコシドの合成を試みた。その結果、遊離胆汁酸と2,3,4,6-O-ベンジル-D-グルコヒラノースをカップリング試薬、2-クロロ-1,3,5-,トリニトロベンゼン、の存在下、ピリジン中で縮合反応に付すると胆汁酸1'-O-アシル-D-グルコシドベンジルエーテル誘導体のα-およびβ-アノマー体を好収率で生成した。次いで、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法と包接試薬あるいはイオンヘアー試薬を移動相添加物として組み合わせた逆相包接HPLC法、逆相イオンヘアーHPLC法を開発し、胆汁酸エステルグルコシドの至適分析条件を確立し、高選択的・高感度測定法に成功した。本法は感度、特異性に優れ、今後生体内胆汁酸エステルグルコシドの体内動態を研究する上で大いに役立つものと期待される。近年、各種肝胆道疾患との関連から、成人及び新生児・胎児における体液、組織中の胆汁酸異常成分(異常胆汁酸)、とりわけグリコシド抱合型異常胆汁酸の体内動態に多大の注目が寄せられ、それらの信頼度の高い測定法の開発・確立が望まれている。しかしグルコシド抱合型異常胆汁酸は構造が相互に酷似し、標品が得難く、生体内に微量しか存在しないうえ、高極性・難揮発生・イオン性であることなどから、それらの測定は極めて困難な課題となっている。従来、標品の得難いことがグリコシド抱合型異常胆汁酸の測定法を開発するうえで大きな隘路となっていた。そこで先ず、リトコール酸、ケノデオキシコール酸、ウルソデオキシコール酸、デオキシコール酸、コール酸を対象として、それらの核内水酸基にグルコース、N-アセチルグルコサミンあるいはグルクロン酸がエーテル結合によって結ばれた一連の胆汁酸グリコシド類を、相応するハロゲン化糖とのKoenig-Knorr反応によって調製した。合成した胆汁酸グリコシド標品を用い、それらの高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による高感度・高分離な至適測定条件を明らかにした。次いで、胆汁酸の側鎖末端C-24位カルボキシル基に単糖がエステル結合した新規胆汁酸エステルグリコシド標品の合成を試みた。その結果、胆汁酸の核内水酸基をトリイソプロピルシリルエーテル誘導体、糖原料として2,3,4,6-テトラ-O-ベンジルグルコピラノースを用い、触媒量の4-ジメチルアミノピリジンの存在下、N,N'-ジシクロへキシルカルボジイミドを縮合剤とするエステル化反応により、相応する胆汁酸エステルグリコシドの得られることが判明した。現在、胆汁酸エステルグリコシド合成における収率の向上と生成物のキャラクタリゼーション並びにHPLCによる分離分析法を検討中である。

次いで、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法と包接試薬あるいはイオンヘアー試薬を移動相添加物として組み合わせた逆相包接HPLC法、逆相イオンヘアーHPLC法を開発し、胆汁酸エステルグルコシドの至適分析条件を確立し、高選択的・高感度測定法に成功した。本法は感度、特異性に優れ、今後生体内胆汁酸エステルグルコシドの体内動態を研究する上で大いに役立つものと期待される。近年、各種肝胆道疾患との関連から、成人及び新生児・胎児における体液、組織中の胆汁酸異常成分(異常胆汁酸)、とりわけ胆汁酸C-24エステル(アシル)グルコシドの体内動態に多大の注目が寄せられ、それらの信頼度の高い測定法の開発・確立が望まれている。しかしそれらは構造が相互に酷似し、標品が得難く、生体内に微量しか存在しないうえ、高極性・難揮発生であることなどから、それらの測定は極めて困難な課題となっている。そこで先ず、リトコール酸、ケノデオキシコール酸、ウルソデオキシコール酸、デオキシコール酸、コール酸を対象として、それらの側鎖末端C-24位カルボキシル基にグルコースがエステル結合した新規胆汁酸C-24エステルグルコシド標品の合成を試みた。その結果、糖原料として2,3,4,6-テトラ-O-ベンジルグルコピラノース、縮合剤として2-クロロ-1,3,5-トリクロロトリニトロベンゼンを用いるエステル化反応により、相応する胆汁酸C-24エステルグルコシドベンジルエーテル誘導体が好収率で得られることが判明した。生成したαβ-アノマー体は中圧液体クロマトグラフィーによって分離され、このものを10%PdC触媒を用いて接触水素化反応することにより、目的とする遊離の胆汁酸エステルグルコシド標品が合成された。現在、合成標品を用い、その分離分析法の確立と体内動態を検討中である。
エネルギー散逸的非線形保存則の解の時間大域構造

解のアプリオリ評価を得るための様々な重み付きエネルギー法を工夫することにより、エネルギー散逸構造を持つ非線形保存則系、特に、流束関数が凸でないときの単独粘性保存則、理想気体の方程式系、消散的波動方程式、半導体方程式系、大規模力学系などの解の時間大域構造の解析に大きな進展を得た。応用上大切な量子効果を考慮した半導体方程式系については、その定常解を求める実用的な数値計算法を提案することが出来た。研究代表者松村は、中国科学院応用数学研究所のリー・ジン助教授との共同研究において、空間3次元における粘性気体の等エントロピーモデルに対する初期値問題をポテンシャル外力下で考察し、対応する定常解が真空を持たなければ、この定常解の周りに弱い解が時間大域的に存在して、定常解に漸近することを証明した。また、大学院生との共同研究において、粘性気体の等温モデルに対し、気体が一様に真空に漸近して行くような特殊解の漸近安定性を特性曲線の方法と時間についての重み付きエネルギー法を用いて証明した。研究分担者茶碗谷は、散逸的な大自由度カオス系の漸近的挙動について解析し、微視的なカオスによるノイズ的な揺らぎと巨視的な集団運動による構造をもった揺らぎの共存により、広い時間スケールにわたる間欠的な状態変化が発生する機構の存在を示した。連携研究者西畑は、双曲・楕円型方程式系及び双曲・放物型方程式系の解の時間大域的構造について考察し、代表例である半導体の流体力学モデルやプラズマのオイラー/ポアソン方程式系に対し時間大域解が存在して、定常解に収束する事を示した。連携研究者柘植は、ノズル内を流れる非粘性圧縮性気体の運動を表す方程式を研究し、音速を含む時間大域解の存在を示すことに成功した。連携研究者の小田中は、半導体における量子流体モデルから、拡散スケーリングによって4モーメント量子エネルギー輸送方程式を導出し、その数値解法を与えた。連携研究者柳沢は、定常MHD方程式の非斉次境界値問題に対するある存在定理を示した。携研究者甲斐は、空間多次元での外領域におけるバーガーズ方程式の球対称解に対し、定常解や希薄波の漸近安定性を示した。研究代表者松村は、研究協力者の大学院生吉田夏海との共同研究において、単独粘性保存則の初期値問題に対する時間大域解の漸近挙動の問題を、移流項の関数が一部区間で線形でありその他では一様な凸性を持つ場合について考察し、適当な初期値の条件の下に、解は希薄波と粘性接触波で構成される多重波パターンに漸近することを示した。また、JSPSポスドクXiangdi Huangとの共同研究において、空間3次元における粘性気体のbarotropicモデルの初期値問題に対する球対称解の古典解について考察し、時間大域解が存在しなくなる時間には必ず原点で質量が発散することを示し、現在この結果の軸対称解などへの拡張を試みている。研究分担者茶碗谷は、交流電場により駆動された磁壁の運動を記述するモデル系における分岐を調べカオスの発生を伴う周期運動の不安定化のメカニズムを明らかにした。現在、対称性等による拘束条件の元にある力学系における分岐構造、特に準周期外力系における分岐構造の解析について、数値的な解析方法の開発及びそれを用いた解析を行っている。連携研究者西畑は、プラズマが固定壁に接する境界周辺に構成されるシースと呼ばれる境界層について研究し、Bohm条件の下で、定常解の存在と時間安定性を証明した。連携研究者の小田中は、半導体における量子流体モデルについて、量子エネルギー輸送モデルを導出し、それに対する数値スキームと反復解法を開発、定常問題に対する数値シミュレーションを実現した。連携研究者柘植は主にノズル内の気体の運動を表す圧縮性オイラー方程式について、その時間大域解の存在に関する新結果を得た。携研究者甲斐は、一次元粘性保存則のある初期値境界値問題の解の漸近挙動について、L1空間での縮小性と比較定理を組み合わせることで、任意の流束に対し解はL1空間の位相でリーマン解に収束することを示した。研究代表者松村は武漢工芸大学のL.Fanとの共同研究において、熱伝導性を持つが粘性を持たない理想気体の一次元方程式系の初期値問題を考察し、非粘性部分のオイラー方程式のリーマン問題が二つの衝撃波で構成される場合,対応する二つの粘性衝撃波の一次結合の合成波がその波の強さが適当に小さければ漸近安定であることを証明した。また、和歌山大学片山聡一郎と大阪大学砂川秀明との共同研究において、3次の非線形項を持つ非線形波動方程式系を考察し、非線形項の満たすある構造条件の下、小初期値に対し時間大域解が存在すること及びその減衰評価を示した。研究分担者茶碗谷は、昨年度に引き続き、非自律系における分岐現象について考察を進め、準周期系においてアトラクターがトーラスからカオスへと変化する2つの代表的な分岐経路の違いが、比較的簡単に観測できるアトラクターの大きさの変化の連続性の違いとして現れること及びこれらの2種類の分岐がぶつかる分岐点近傍においてアトラクターの大きさが特異的な変化を示すことを報告した。

また、これまで具体的に計算することができていなかった非自明な構造を持つ不安定不変集合を数値的に求める方法を提唱した。連携研究者西畑は、プラズマ物理に現れるオイラー・ポアソン方程式に対して、半空間上でディリクレ境界条件を満たす単調な定常解(境界層解)について考察し、ボーム・シース条件のもとに定常解が漸近安定であること、また漸近への減衰評価も示した。連携研究者の小田中は、量子エネルギー輸送方程式に基づく半導体流体モデルの数値シミュレーションにおいて、Si,Ge,III-V族からなるFET特性を評価した。携研究者甲斐は、多次元バーガーズ方程式の球対称解の研究を行い、定常解や希薄波の漸近安定性を示した。連携研究者柘植は摩擦項のあるノズル流の考察を行い遷音速部分を含む時間大域的弱解の存在を示した。研究代表者松村は、昨年度に引き続き研究協力者の特別研究員吉田夏海との共同研究を進め、粘性項が非線形退化型である単独粘性保存則の初期値問題に対する時間大域解の漸近挙動の問題を考察しこの場合も、移流項の関数が一部区間で線形その他では一様な凸性を持つならば、適当な初期値の条件の下に、粘性保存則の解は希薄波と粘性接触波で構成される多重波パターンに漸近することを示した。また、中国科学院のXiangdi Huangとの共同研究において、空間3次元における粘性気体の等エントロピーモデルの初期値問題に対する球対称解の古典解について引き続き考察し、時間大域解が存在しなくなる時間には必ず原点近傍で質量が発散する結果を、エネルギー保存則まで考慮した理想気体モデルでも成立することを示した。研究分担者茶碗谷は、非自律系における分岐現象、主にそのうちで準周期外力系における自明解が安定性を失う際にみられる諸現象について考察し、アトラクターが滑らかなトーラスからSNA(strange non-chaotic attractor)に変化する際に、複素数の空間で見たbasinの構造がriddled basinに変化することを数値的な結果により示した。連携研究者西原はある種の半線形消散型波動方程式の時間大域解を考察し、大域存在と爆発を分かつ非線形性についての臨界指数を得た。連携研究者西畑は、対称な線形双曲-放物型方程式系に対して、ディリクレ境界条件を課した半空間上での解の時間大域解の存在とその漸近挙動を解析した。携研究者甲斐は、凸性を持たない移流項を持つ消散型一次元波動方程式の半空間での初期値境界値問題を考察し、定常解や希薄波の漸近安定性を示した。連携研究者柳沢は非斉次境界条件下の定常MHD方程式に対する境界値問題を考察し、定常解の存在定理と,得られた定常解の安定性に関する新たな結果を得た。26年度が最終年度であるため、記入しない。一昨年度、昨年度に引き続き、本補助金のお蔭で、研究協力者、分担研究者や連携研究者さらには中国科学院の研究者を含む多くの研究者間の研究交流が可能となり、この相互交流によって、研究実績の概要に記したようにそれぞれに研究が順調に進んでいる。解析学26年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究交流の成果に基づき、改めて連携研究者や研究協力者との研究交流、また関係研究者間の交流の時間を確保することこそが推進の方策である。特に本年度も、中国科学院の研究者複数名を短期に大阪大学に招聘し実質的な研究進展を図る予定である。
環境汚染物質による高次情報伝達機能障害の評価法の開発-遺伝子および中枢神経の情報伝達制御金属を指標として-

本研究では、環境汚染物質による高次情報伝達機能障害の良い評価法を開発することを目的とする。本年度の研究で得られた主な成果は、以下のごとくである。内分泌撹乱化学物質として知られている2,4,5-トリクロロフェニル酢酸およびトリブチルスズを、神経細胞の分化のモデルとして使用されるPC12細胞に添加し、神経突起の成長およびアポトーシスに対する影響を調べた。その結果、両化学物質ともppbオーダーの濃度で、神経突起の成長およびアポトーシスの発現を阻害することが明かとなった。学習・記憶機能に密接に関連する海馬の長期増強(LTP)に対するトリクロロエチレン(TCT)曝露の影響を検討した。その結果、TCT曝露により、LTPが抑制されることが明かとなった。以上より、環境汚染物質による神経細胞分化および学習記憶機能障害の影響評価法を確立した。また、この評価法は、環境汚染物質による神経機能障害の発生機構の解明にも有効であることが示唆された。本研究では、環境汚染物質による生理機能障害の良い評価法が存在しないこと、微量元素が生体内情報伝達機構で重要な役割を担うことに注目し、1. DNAとその制御に係わる微量元素代謝系、2.中枢神経情報伝達とその制御に係わる微量元素代謝系の二つの評価システムを作成し、これらを用いた環境汚染物質による生体内情報伝達機能障害の評価法を開発することを目的とする。本年度は、環境汚染物質によるDNA切断の指標としてアポトーシスに着目し、内分泌撹乱物質とされるトリプチル錫、ビスフェノールAが、アポトーシスを起こすかどうかを、免疫組織化学的手法とセルソーターを用いて検討し、トリブチル錫がDNA切断を起こすことを明らかにし、環境汚染物質のDNAへの影響評価に、アポトーシスを起こすかどうかの検討が有効であることを示した。さらに、環境汚染物質のDNAへの影響評価として、環境汚染物質の曝露によるDNAの転写を制御する転写因子の動態を指標とした系の開発も行っているところである。本研究では、環境汚染物質による生理機能障害の良い評価法が存在しないこと、微量元素が生体内情報伝達機構で重要な役割を担うことに注目し、1.DNAとその制御に係わる微量元素代謝系、2.中枢神経情報伝達とその制御に係わる微量元素代謝系の二つの評価システムを作成し、これらを用いた環境汚染物質による生体内情報伝達機能障害の評価法を開発することを目的とする。環境汚染物質の神経細胞分化機能に対する影響評価:内分泌撹乱化学物質として知られているビスフェノールAおよびトリブチルスズを、神経細胞の分化のモデルとして使用されるPC12細胞に添加し、神経突起の成長に対する影響を調べた。その結果、両化学物質ともppbオーダーの濃度で、神経突起の成長を阻害することが明らかとなった。また、微量のトリブチルスズは、PC12細胞のアポトーシスの発現にも影響をおよぼすことが明かとなった。これらより、PC12細胞を用いた細胞分化に対する化学物質の影響評価法を確立した。また、この評価法は、環境汚染物質による分化機能障害の発生機構の解明にも有効であることが示唆された。
カイコ貯蔵タンパク質遺伝子における cisー発現調節領域の解析

カイコには貯蔵タンパク質SP1,SP2という2種類の体液タンパク質が存在する。これらのタンパク質遺伝子の発現を調節していると考えられるcisー領域について無細胞転写系,ゲルシフト法,およびDNaseフットプリント法により解析した。カイコ卵巣由来の培養細胞BmNより調節した無細胞転写系を用いて,各種欠損SP1遺伝子の発現様式を解析したところ,SP1の基本的転写にはTATA box,TATATATA,を含む-44から+16の領域が重要であることが判明した。特にTATA boxは「TA」の4回の繰り返しから構成されているが、この繰り返しを3回にすることにより転写活性は90%以上失なわれた。以上の結果よりSP1遺伝子の転写にはTATA boxの構造または位置が重要な役割を果しているということが判明した。2種の貯蔵タンパク質遺伝子の構造を比較すると-90から-70にかけて約70%の相同性がある。この領域が貯蔵タンパク質遺伝子の発現に関与するのではないかと考え,この部分を含むDNAフラグメントを調製し,ゲルシフト解析を行った。貯蔵タンパク質が活発に合成されている5齢2日目の脂肪体から核を調製し,この核から核タンバク質を抽出した。核抽出液とDNAフラグメントを反応させゲルシフトを行うと,確かにこの領域にタンパク質が結合することが判明した。この結合にはSP1に対してはSP2の,逆にSP2に対してはSP1のフラグメントにより阻害がかかる。さらにDNaseフットプリント法により確かにこの領域にタンパク質が結合していることが明らかとなった。以上の結果よりカイコ貯蔵タンパク質遺伝子上流に共通に存在する配列がこれらの遺伝子の転写を調節している可能性が示唆された。今後,この領域に結合するタンパク質が実際に転写因子として機能しいてるか否かについて,現在開発中のカイコ脂肪体無細胞転写系を用いて解析する予定である。
筋サテライト細胞におけるエピゲノム記憶と老化誘導

本研究では老化の中でもエピゲノムの「増殖」、「分化」、「再生」、「フレイル」における機能と分子制御に着目し、骨格筋幹細胞/Satellite cellに焦点を絞る。自然老化に伴って骨格筋幹細胞の数が現象し、その機能も低下する。酸化ストレス、DNA損傷などライフコースにおいて生じる外的ストレスが、どのようにエピゲノムに記憶され、長期的影響を与えるのか分子機構を明らかにする。そして骨格筋幹細胞の多様な機能とフレイルにおける機能低下がエピゲノムを標的にすることで回復可能か、「老化の可逆性」についてエピゲノム編集を用いて検討する。
否定が頭部に出現する論理プログラムの理論研究

論理プログラミングで用いられる「失敗による否定(negation as failure)」を、ルールのボディだけでなくヘッドにも許すような体系について考察した。これは「一般不確定プログラム(GEDP)」と呼ばれており、GEDPを用いることで、仮説生成(アブダクション)におけるメタレベル仮説のオブジェクトレベル表現や、選言的知識の包含的解釈などが可能となることが申請者の研究で既に示されている。本研究においては、このGEDPの理論をさらに発展させ、人工知能の問題に応用することを目的とした。本年度の研究実績は以下の通りである。1.GEDPの計算可能性と複雑さの計算量、記述能力などについて考察した。このとき、GEDPや部分クラスのいくつかについて、その特徴的な性質を調べた。例えば、計算量が軽減されるクラスや、頭部に置かれた失敗による否定がすべて消去された形の等価プログラムが存在する場合などを解明した。2.人工知能における各種の常識推論にGEDPを応用した。とくに、非単調推論の形式化で用いられる極小限定(circumscription)のGEDPによる記述可能性について吟味した。またアブダクションとの関連から、GEDPを演繹データベースの更新、とくにビュー更新に応用することも考察した。3.GEDPから複数の解集合得られる場合に、それらの間に優先度を設定し、最も好ましい集合が選択されるような枠組を考案した。これにより、アブダクションにおける説明の選択や優先順序付き極小限定(prioritized circumscription)の記述も可能になった。以上により、拡張された論理プログラミングのクラスにちおいて、知識表現言語としての機能がより充実し、人工知能の多くの応用が記述可能となった。
分子認識部位を有するルテニウム錯体の合成とその炭化水素酸化反応への応用

筆者はアルキルヒドロパーオキサイド(ROOH)を酸化剤とし、ビスμ-クロロルテニウム(II)-TPA2核錯体を触媒とするアルカンの触媒的酸素化反応の機構に関する研究を行った。その結果、それらの反応はルテニウム(II)中心からROOHへの電子移動を律速とするラジカル連鎖反応であることを明らかにした。そしてその反応の制御要因が、ルテニウム中心の酸化還元電位とルテニウム周りの立体効果であることを明らかにした。さらに酸素分子がラジカル連鎖キャリアーとして反応を加速していることも指摘した。また、2つの1-及び2-ナフトイルアミド基を有するTris(2-pyridylmethyl)amine(TPA)を配位子とするルテニウム(II)錯体を合成し、そのキャラクタリゼーションを分光化学的、電気化学的手法、及びX線結晶構造解析により行った。その結果、1-ナフチル基と2-ナフチル基という芳香環の配向の違いにより、結晶状態でも溶存状態でも分子内π-π相互作用に顕著な差があることが明らかとなった。特に2-ナフチル基を有する錯体の場合、その分子内π-π相互作用は温度依存性を示し、温度可変NMR測定によりその相互作用の熱力学的パラメータを決定した。さらに、それらの錯体からη^2-side-on配位アセトニトリル錯体を合成単離した。これはRu(II)カチオン錯体としては最初の例であろう。そのアセトニトリル錯体とβ-ジケトンを反応させると、β-ジケトンの置換基Rが2つの1-ナフチル基の間に位置する三元錯体が生成することを明らかにした。その様なβ-ジケトナト錯体において、その置換基と1-ナフチル基との間にπ-π相互作用(R=フェニル)もしくはCH/π相互作用(R=メチル)が作用していることを明らかにした。一方、TPAの3つのビリジン環の3位にメチル基を導入した3-Me_3-TPAを配位子とする新規Ru(II)錯体を合成し、そのキャラクタリゼーションをおこなった。この配位子を用いた場合、他のTPA誘導体とは異なり、立体的及び電子的効果により立体選択的にキラルなac-cis型ビスキレート錯体のみを与えることを見い出した。この結果は、3回対称なプロキラルでない分子がルテニウムへの配位により不斉化するという興味深いものである。さらにその光学活性な構造は溶存状態でもRu(II)イオンの置換不活性な性質により安定化されることを明らかにした。筆者は分子認識部位として2-ナフトイルアミド基を2つ有するトリス(2-ピリジルメチル)アミン(TPA)誘導体を有するルテニウム(II)錯体[RuCl((2一naph)_2-TPA)]PF_6(1)の結晶構造を明らかにした。この錯体は先に筆者らにより合成され構造決定された1-ナフトイルアミド基を有する錯体[RuCl((1-naph)_2-TPA)]PF_6(2)の場合と異なり、その分子内π-π相互作用に温度依存性があることが明らかとなった。このことは芳香環のトポロジーにより分子認識挙動に差異を生じせしめることが可能であることを示す。錯体1及び2をアセトニトリル中硝酸銀で処理し、塩化物イオンを除去した錯体とジベンゾイルアセトン(Hdbm)及びベンゾイルアセトン(Hbza)などのβ-ジケトンを反応させると、配位子の配位アミドカルボニルの乖離を誘発し、β-ジケトナトが2座配位した混合配位子錯体を与えることが明らかとなった。錯体2について、[Ru(dbm)((1-naph)_2-TPA)]PF_6及び[Ru(bza)((1-naph)_2-TPA)]PF_6を合成したところ、dbmのフェニル基の一つが2つのナフタレン環の間にπ-πstackingし、bzaの場合は主にメチル基がナフタレン環の間に包接されることがそれぞれのNMRスペクトルから推定された。これらのことから、錯体1及び2の分子認識部位にゲスト分子が相互作用することが示された。一方、錯体2をCe(IV)イオンで酸化して単核Ru(III)錯体とした場合、その錯体がルチジン誘導体からの電子移動によりもとのRu(II)錯体に還元され、その速度がルチジン誘導体のHOMOレベルと相関があることが明らかとなった。なお、その錯体1の酸化体の単離を行い、そのESI-MSスペクトルから基本組成に変化なく1電子酸化を受けることが示唆された。

その結果、1-ナフチル基と2-ナフチル基という芳香環の配向の違いにより、結晶状態でも溶存状態でも分子内π-π相互作用に顕著な差があることが明らかとなった。特に2-ナフチル基を有する錯体の場合、その分子内π-π相互作用は温度依存性を示し、温度可変NMR測定によりその相互作用の熱力学的パラメータを決定した。さらに、それらの錯体からη^2-side-on配位アセトニトリル錯体を合成単離した。これはRu(II)カチオン錯体としては最初の例であろう。そのアセトニトリル錯体とβ-ジケトンを反応させると、β-ジケトンの置換基Rが2つの1-ナフチル基の間に位置する三元錯体が生成することを明らかにした。その様なβ-ジケトナト錯体において、その置換基と1-ナフチル基との間にπ-π相互作用(R=フェニル)もしくはCH/π相互作用(R=メチル)が作用していることを明らかにした。一方、TPAの3つのビリジン環の3位にメチル基を導入した3-Me_3-TPAを配位子とする新規Ru(II)錯体を合成し、そのキャラクタリゼーションをおこなった。この配位子を用いた場合、他のTPA誘導体とは異なり、立体的及び電子的効果により立体選択的にキラルなac-cis型ビスキレート錯体のみを与えることを見い出した。この結果は、3回対称なプロキラルでない分子がルテニウムへの配位により不斉化するという興味深いものである。さらにその光学活性な構造は溶存状態でもRu(II)イオンの置換不活性な性質により安定化されることを明らかにした。