hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨格性不正咬合による発音機能障害の診断システムおよび機能改善治療法の開発

本研究は、重要な口腔機能の一つである発音に関し、その生理的障害に対して日常臨床に応用することのできる客観的な機能検査システムを構築すること、発音障害に対する治療法を確立することを目的に行った。1.骨格性反対咬合者の音声スペクトルを健常者と比較すると、/S/では、広域周波数領域での音圧エネルギーが低いことが、/∫/では、中域周波数領域での音圧エネルギーが低いことが明らかとなった。いずれの場合も術後には健常者の音声スペクトルに類似したスペクトルパターンを示した。2.発声音の音響的特徴を表す音圧比と発声音の自然性を表す心理量との関係を調べたところ、相関係数は、/S/では-0.68、/∫/では0.78といずれも強い相関が認められ、この音圧比が、発音障害の程度を表すパラメータになりうることがわかった。3.発音障害の成因を確かめるために、下顎前方位をとらせた健常者および声道モデルを用いて模擬試験を行った結果、/S/の場合は、音源の性状に影響されること、また/∫/の場合には、音響管としての声道の形態異常によることが確認された。4.構音運動器官の計測機器の開発として、下顎と舌の運動の三次元運動計測装置の開発を行った。その結果、下顎運動計測装置の三次元的誤差の平均は、6×6×8(mm)の範囲で60μm、4×4×6(mm)の範囲で30μmであり顎運動計測装置として十分な精度であった。また、舌運動計測装置では、現在は矢状面での計測に限定されているが、矢状面での二次元的誤差の平均は、28×24mmの範囲で約200μmであった。本装置を用いて骨格性反対咬合者の/S/発音時の下顎運動について計測を行った。その結果、骨格性反対咬合者の安静空隙および最少発音空隙は健常者と比較して有意に大きく、しかも両空隙間の差は有意に小さかった。1.骨格性不正咬合者の発声音の音響学的特徴について骨格性不正咬合者の発声音の音響学的特徴を抽出するために、これらの患者の実音声を音声分析した。被験者として、外科的矯正治療を行った骨格性反対咬合者を用い、被験音として、これらの患者に特に障害が強く現れる無声摩擦音の1つである/〓/を用いた。音声分析の結果、手術前に比較して手術後では、音声スペクトルの中域周波数領域での音圧エネルギ-の増加が認められ、正常な場合の/〓/の音声スペクトルに類似したスペクトルパタ-ンを示すことがわかった。さらに手術後3カ月に比較して、手術後6カ月ではその特徴がより明確となった。これらの結果については、今年度の第49回日本矯正歯科学会において報告した。さらに、この音響学的特徴の成因が何であるのかを確認するために、Heガスを用いて健常者による模擬実験を行った。その結果、この音響学的特徴の成因の1つとして、骨格性反対咬合によって生じた音響管としての声道の形態異常によることが確認された。2.構音運動器官の計測機器の開発について発音機能障害の成因として、構音器官(声道、口唇、舌)の形態および機能異常が考えられる。しかし、現在のところこれらの器官の時間的変化を立体的に計測するシステムは開発されていない。

そこで、構音運動で最も重要な舌運動について、現在、チップコイルを用いた3次元舌運動解析装置を開発し、その運動解析の可能性を検討しており、装置完成後直ちに計測実験を行う予定である。1.骨格性不正咬合者の発声音の音響学的特徴と聴覚印象について骨格性不正咬合者の発音障害の音響学的特徴を抽出するために、被験者として、外科的矯正治療を行った骨格性反対咬合者を用い、これらの患者の実音声の音声分析を前年度に行った。被験音として、骨格性反対咬合者に特に障害が強く現れる無声摩擦音の1つである/∫/を用いた。音声分析は周波数領域10kHzまでのFFTケプストラム分析を行った。その結果、手術前に比較して手術後では、音声スペクトルの中域周波数領域での音圧エネルギ-の増加が認められ、正常な場合の/∫/の音声スペクトルに類似したスペクトルパタ-ンを示すことがわかった。この結果に基づいた音響学的特徴を数値化する試みとして、平均スペクトルから35kHzと68kHzでの平均音圧を算出し、音圧比を求めた。この音圧比と聴覚実験より求めた発声音の自然性をあらわす心理量との関係を調べたところ、相関係数0.78と強い相関が認められた。以上のことよりこの音圧比が、発声音の発音障害の程度を表すパラメ-タになりうることがわかった。これらの結果については、平成4年度第2回日本顎変形症学会において発表予定である。2.構音運動器官の計測機器の開発について発音機能障害の成因として、構音器官(声道、口唇、舌)の形態および機能異常が考えられる。しかし、現在のところこれらの器官の時間的変化を立体的に計測するシステムは開発されていない。そこで、構音運動で最も重要な舌運動について、前年度より、チップコイルを用いた3次元舌運動解析装置の開発を開始し、その運動解析の可能性を検討してきた。現在、チップコイルの機械的特性の把握がほぼ終了し、実際の舌運動を計測するための設定方法を検討中である。その後に実際の骨格性反対咬合者について計測実験を行う予定である。前年度までに骨格性反対咬合者で発音障害が多く認められる無声摩擦音/s/、/s/について、音響学的特徴およびその成因について明らかにするととも、聴覚印象との関連性についても検討した。今年度は前年度まで行ってきた基礎実験に基づき、三次元顎運動計測装置および三次元舌運動計測装置の開発を行った。(1)下顎位計測装置について今回開発した下顎位計測装置の三次元的誤差の平均は、6×6×8(mm)の範囲では60μm、4×4×6(mm)の範囲では30μmであり顎運動計測装置として十分な精度であった。この装置を用いて、骨格性反対咬合者および健常者の/s/発音時の下顎運動について計測を行った。測定結果より健常者と比較して骨格性反対咬合者の安静空隙および最少発音空隙は有意に大きかった。これに対して、両空隙間の差は有意に小さかった。以上のことから、/s/発声時に健常者では下顎を大きく挙上してせばめを形成しているのに対して、骨格性反対咬合者では舌の補償によりせばめを形成しているため、下顎の挙上量が小さくなっていたものと推察された。(2)舌運動計測装置について現段階では、矢状面での舌運動しか計測できず、精度も二次的誤差の平均は24×28mmの範囲で約200μmであり舌運動計測装置として十分とはいえない。しかし現在、センサに用いているチップコイルの配置を変更することにより三次元的に測定できるように改良中であり、精度についても顎運動計測装置と同様の補正を行うことにより改善されるものと思われる。発音時の舌尖の動きは約20×20mmの範囲といわれているので、発音時の舌尖の運動を計測するためには十分な計測範囲を有している。今後は一次コイルの傾きの影響についても検討を加え、また空間的歪みの補正を行うことにより、計測誤差を小さくするように改良を加えていく予定である。
衛星測位を利用したライン引きシステムの開発

研究目的体育的活動(体育,部活動,体育祭等)におけるライン引き作業を支援する衛星測位を利用したシステム開発である.ライン引きしたい敷地の紙図面に,線を書き込みスキャナで読み込んで図面上にラインカーの位置と方位角を画面表示することで,事前作業となるグランドでの距離計測や下書きなしにライン引きできるシステムである.研究方法本システムは,高精度衛星測位となるRTK法を用いて位置と方位角を計測し,ラインカーに設置する2つのGNSSアンテナの位置関係からラインカーの方位角を計測するとともに,ラインカーとは別の場所に固定設置したGNSS受信機で観測したデータを無線通信で受けることで,ラインカーの位置を計測する.これらの情報を元にグランド図面を背景としてラインカーの位置と方位角をタブレット画面に表示するシステムを構築するため4輪ラインカーへのアンテナ,受信機,タブレット等の機器を組み込む設計製作を行った.研究成果本研究ではラインカーの位置と方位角を衛星測位で計測するため,事前に定点実験で精度評価した,その結果,水平方向2cm程度の位置精度, 0.5度程度(アンテナ間距離1mの場合)の方位角計測精度であることがわかった.また方位角計測では,個々のアンテナの位相中心の製造上のばらつき(約2cm)の影響を受けることを確認した.この問題はラインカーにアンテナ設置後にキャリブレーションによりオフセット誤差を計測してキャンセルする方法で回避できた.今後はナビゲーションの実用性を評価し,改良を加えていく必要がある.研究目的体育的活動(体育,部活動,体育祭等)におけるライン引き作業を支援する衛星測位を利用したシステム開発である.ライン引きしたい敷地の紙図面に,線を書き込みスキャナで読み込んで図面上にラインカーの位置と方位角を画面表示することで,事前作業となるグランドでの距離計測や下書きなしにライン引きできるシステムである.研究方法本システムは,高精度衛星測位となるRTK法を用いて位置と方位角を計測し,ラインカーに設置する2つのGNSSアンテナの位置関係からラインカーの方位角を計測するとともに,ラインカーとは別の場所に固定設置したGNSS受信機で観測したデータを無線通信で受けることで,ラインカーの位置を計測する.これらの情報を元にグランド図面を背景としてラインカーの位置と方位角をタブレット画面に表示するシステムを構築するため4輪ラインカーへのアンテナ,受信機,タブレット等の機器を組み込む設計製作を行った.研究成果本研究ではラインカーの位置と方位角を衛星測位で計測するため,事前に定点実験で精度評価した,その結果,水平方向2cm程度の位置精度, 0.5度程度(アンテナ間距離1mの場合)の方位角計測精度であることがわかった.また方位角計測では,個々のアンテナの位相中心の製造上のばらつき(約2cm)の影響を受けることを確認した.この問題はラインカーにアンテナ設置後にキャリブレーションによりオフセット誤差を計測してキャンセルする方法で回避できた.今後はナビゲーションの実用性を評価し,改良を加えていく必要がある.
大規模楽譜叢書編纂事業にみる、音楽芸術の価値基準の変化と西洋音楽史学の戦略

本研究では、19世紀末から21世紀の現在まで続いている楽譜叢書『ドイツ音楽の遺産Erbe deutscher Musik』に収載された作品の傾向分析および各巻序文の解題を通して、ドイツにおける音楽観ないし音楽史観の変遷を明らかにしようと試みた。戦争や国体の変化にともなって刊行事業もいくつかの「時代」に分けられる。本研究を通じては、各時代の前後で生じた断絶だけでなく、継続された要素についても明らかになった。本研究初年度は、約半年間において、対象とする資料の内容をデータベース化する作業に専念した。楽譜叢書各巻序文のなかで、研究の資料となる部分を抜き出した。なお、収集したデータの詳細な分析、および包括的な考察は次年度の作業とする。研究実施計画に照らしては、現状は2ヶ月程度の遅れと言わねばならないが、資料の整理は着実に進んでおり、次年度において充分に取り戻せる予定である。現段階で報告できる具体的内容としては、次のことがある。戦前刊行分の『ドイツの音楽遺産Das Erbedeutscher Musik』(EDM)では、それ以前の『ドイツの音楽記念碑Denkmaeler deutscher Musik』(DDT)に比較して序文が簡潔化し、1巻の分量が減少する傾向が見られた。DDTの序文はしばしば詳細な譜例を用い、学術論文と同等の充実した内容を備えていたが、EDMでは数ページ程度のごく簡単なものとなっている。次年度の研究で、議事録等の編集に関わる記録を調べる際には、こうした方針の変化の理由についても明らかにしたいと考えている。以上の作業は、本研究の基盤を成すと同時に、これまで手近にありながら歴史的な史料としてほとんど注目されてこなかった文書の整理、いわば新資料の発掘としての重要性を持っている。本研究は当初、史料研究として成果を出すことを目的に掲げていなかった。が、次年度の成果を報告する際に、これら収集資料の内容の分析結果だけでなく、その内容を具体的に紹介することで、本研究は史料研究としても意義を持つことになると、現在は考えている。本研究2年次の成果は、論文「『ドイツの音楽遺産・地方編』の成立、消減と継承」(沖縄県立芸術大学紀要第19号)にまとめた。当論文では、最初に、第1次世界大戦後にドイツの音楽学の研究者たちが国際的に孤立を深めていったことが、『地方編』すなわち各地域のまだ知られていない音楽作品の収集活動の背景となったことを指摘した。しかし一方で、新たな事実も判明した。従来、戦時下では『ドイツの音楽遺産』はナチス政権の主導で行われたと考えられてきたが、経済的な援助は中央政府からはほとんど得られず、『地方編』は各地の研究機関の独自の運営によって刊行されたのだった。戦後、『ドイツの音楽遺産』の刊行事業は再編成され、『地方編』というセクションは中止となったが、実際には戦前の『地方編』の計画はそのまま引き継がれていくことになる。こうしたことから、『地方編』は必ずしも政府主導のプロパガンダとして始まったわけではなかったが、一時的にせよ編集組織が整えられたことによって、編集の経験が各地に蓄積され、戦後に新たな地域的音楽記念碑事粟をおこなう契機と拠点を形成したことが明らかになった。本研究は、第二次世界大戦以前から21世紀までの各時代のドイツについて、当初予定したような刊行物を通じての包括的な発表には至らなかった。が、次年度の学会発表や学会誌への投稿を通じて、成果を順次公表する予定である。本研究を進める中で、第一次世界大戦の影響がきわめて大きかったことをあらためて意議した。しかし、このことが音楽および音楽学に特殊な状況であったのか、あるいは他分野にも連携する動きがあったかどうか、という点について疑問を持った。今後は、こうした点について芸術学の研究成果を学び、音楽学という学問領域の特殊性と一般性について新たな研究課題を設定し、考察を深めたいと考えている。
災害時におけるコミュニケーションツールの開発

本研究では、東日本大震災時の通信の問題点をアンケート調査し、災害時の通信手段として有用と考えられている衛星電話にも改善すべき問題があることがわかった。そのため、衛星電話ワイドスターII(NTT docomo)にWi-Fiルータを接続して多通信端末を同時に利用できる環境を構築し、その通信速度や通信特性の検討を行った。その結果、電波の受信レベルが低下すると通信速度が落ちること、標高が高い場所で通信すると速度の低下がなく、また送信できるデータ容量が増えることがわかった。今後起こりうる災害では衛星電話の通信特性を理解して使用することが重要であると考えられる。本年度の研究では、現在広く用いられている衛星電話にウエブやインターネットが行える機能を持たせることで、それが災害対応時のコミュニケーションのツールとして実用性があるかを検証することである。昨年度に行った東日本大震災での連絡体制の実態に関するアンケート調査では、衛星電話の回線が繋がらない、通信の安定性が悪い、操作性が悪いなどの問題点も解った。この問題を解決する目的で、平静25年度は衛星電話ワイドスターII(NTT docomo)にWi-Fiルータを接続し、衛星電話から複数のコンピュータやスマートフォンの接続ができるシステムを構築して、その通信速度を測定した。まず、室外での受信レベルCNR (Carrier to Noise Ratio: dB)を9dB, 7dB, 5dBと変化させて通信速度を測定した。下り速度は、9dBで122138 Kbps (16KB/sec), 7dBで6594 Kbps (12 KB/sec), 5dBで3649 Kbps (4 KB/sec)と、電波の受信レベルが悪くなるとともに、通信速度も低下した。一方、上り速度は、200KBの容量データを送信した場合9dB, 7dB, 5dBのいずれの受信レベルでも、30 Kbpsで送信時間は52秒と安定していた。次に室内(ガラス越しにアンテナを設定)の場合、下りの速度は室外の時と差はなかった。上りの速度は200KBの容量データの送信した場合9dB, 7dB, 5dBのいずれの受信レベルでも、11 Kbpsで送信時間は136秒かかり、室外のときに比べて送信時間の延長を認めた。以上の結果から、災害時に衛星電話を用いインターネット回線を利用したデータ通信は可能であるが、その通信速度は遅いためリアルタイムでの通信は限界がある。しかし、瞬時の通信を必要としないデータ通信には有用であると考えられた。今回の研究では、東日本大震災で実際に活動した経験を生かし、今後に起こることが予想される大規模災害に対応できるよう、新しい通信システムや連絡体制の開発を提案する。平成24年度に、今回の震災での連絡体制の実態を把握するためにアンケート調査を行う。対象は、震災直後の医療活動に従事あるいは震災後1カ月までに医療活動したチームとした。調査内容は、チーム内、災害対策本部、派遣元の医療機関との通信方法と、その使用頻度ならびに通信状況を調査、その通信手段で十分な情報の伝達が行えたかを含む満足度調査を行い、今回の震災における通信体制の問題点を抽出できる内容とする。平成25年度には、我々が被災地内で行った診療活動での問題点から、連絡体制のツールとしての衛星電話の改良型を提案する。現在、普及している衛星電話に加えてウエブやインターネットが行える機種を使用し、災害対応時のコミュニケーションのツールの実用性を検証する。実際には、衛星電話ワイドスターII(NTT docomo)にWi-Fiルータを接続し、衛星電話から複数のコンピュータやスマートフォンの接続ができるシステムを開発し、その実用性を検証する。平成26年度には、アンケート調査ならびに25年度に行った実験をもとに、災害時の急性期に有用である通信機器の整備とタブレット型コンピュータを内蔵した一体型の衛星電話の開発を提案する。本年度は、現在広く用いられている衛星電話にウエブやインターネットが行える機能を持たせることで、それが災害対応時のコミュニケーションのツールとして実用性があるかを検証することである。研究は衛星電話にWi-Fiルータを接続して使用した場合の通信特性を調べるために、受信レベルCNR (Carrier to Noise Ratio)と測定地点の標高を変化させた場合、通信速度に相違が生じるかについて調べた。その結果、標高50mの地点での受信速度は、CNRが低くなるとともに遅くなった。一方、200KBのデータを送信した速度は、CNRに関係なく30 Kbpsで安定していた。標高毎の受信速度の違いを検証する調査では、標高100mと200mでの測定で測定した場合は、CNRの低下による速度低下はなく受信速度は安定していた。次に各標高における送信可能容量を調べたところ、標高50mでCNRが9dBの時には、400KBまでのデータを送信することが可能で、CNRが低くなると送信可能なデータ容量の減少を認めた。また、標高100mの測定では、50mの時に比べて、CNR毎の送信できる容量は増加し、9 dBで500 KBのデータ送信が可能であった。

標高200mでも同様であり、CNRが9dBで600KBのデータ送信が可能であった。以上から、使用場所の標高が高いと、電波状況に関係なく安定した受信速度が得られ、電波状況が悪くても送信可能な容量が大きくなった。この要因として、標高が低い場所は高い場所に比べて、障害物があること、複数の波長が違う電波が存在すること、などが衛星電話の通信状況を悪くしている要因と考えられた。今回の検討で、衛星電話にWi-Fiルータを接続した通信は、CNRレベルや使用場所の標高により受信、送信時の通信速度や通信容量に違いがあった。そのため、災害時に使用する場合には、これら通信環境の特性が考慮する必要があると考えられた。救急医学平成24年度には、予定したアンケート調査を実施し、その結果を国内外の学会で発表したが、その内容を英文論文として作成し現在投稿中である。平成25年度は計画していた、衛星電話にWi-Fiルータを接続し、インターネット回線を持いた通信実験を行うことができた。この実験結果は、平成26年2月に行われた日本集団災害医学会で発表した。また、平成25年6月に国際学会であるWorld Conference on Disaster Managementで発表する予定である。平成25年度に行った実験は、その施行回数が少ないため、平成26年度には、その回数を増やして行うとともに、衛星電話の設置場所を変えて行う追加実験が必要となる。当初に立案した研究計画の90%は実施することができおり、未実施分については、平成26年度に行う予定である。平成24年度は、東日本大震災時に使用された通信手段とその通信状況の実態を把握するためにアンケートを用いて調査した。アンケート調査は、被災地内の災害対策本部として活動、あるいは震災後に被災地内で活動したDisaster Medical Assistance Team (以下DMAT)を375チーム選び出し、これらを対象に行った。アンケート内容は、東日本大震災後の医療活動を行った主な都道府県、時期、活動した場所、通信機器の満足度調査、活動時期毎の通信機器の満足度、機器の不満であった理由、今後の通信機器に求める要件などである。アンケートは、220チームから回答があった(回収率58.7%)。この回答のうち、震災時に医療活動を行ったのは197チームであった。通信機器の調査で、震災後4日まで携帯電話は75%に何らかの問題があり。その理由として通信できない、回線が繋がりづらい、通信が安定しないなどがあった。災害時に有用と考えられている衛星電話も、震災後4日目までにおいて約50%に問題があった。その理由に回線が繋がらない、通信の安定性が悪い、操作性が悪いなどがあった。この結果から、災害時の通信手段として有用と考えられている衛星電話にも改善すべき問題があることが解った。この結果から、通信回線が回復してくる震災後5日7日目までの期間における通信体制と機器の整備を重点的に行うことが重要と考えられた。
ヘリコバクタピロリ感染ネズミにおけるカビ毒素、食塩及び低V.C食による胃発癌実験

スナネズミにヘリコバクタピロリ菌を感染させ、感染させたネズミに、更に食塩を負荷、沃素欠乏食を与える群および感染ネズミに食塩負荷と沃素欠乏食を同時に与えた群並びにそれぞれの単独負荷群ヘリコバクタピロリ感染なしで食塩負荷とヨー素欠乏の群計7群のネズミ170匹を2年6ヶ月間飼育した。現在、胃標本のパラフィン包埋を行ったところである。今後、切片を作りヘマトキシリンエオジン染色、パス染色、アルーシャンブルー染色並びに免疫組織学的検査(PCNA,P53発現)などを行い胃発がんの機序を明らかにしつつ、これまでのステリグマトシスチン投与に関する研究結果(Scand J Gastroenterol,2003)と比較検討する予定である。(日本臨床,2004)(1)未処理群に胃病変は全く認められなかった。(2)ヘリコバクタピロリ感染ネズミへの食塩添加は胃発がんを促進するが、食塩のみでは胃発がんは認められなかった。(3)同様にヘリコバクタピロリ感染と低ヨー素食投与は胃発がんを促進する。しかし、低ヨー素食だけでは胃発がんは見られなかった。(4)ヘリコバクタピロリ感染群への食塩添加並びにヨー素欠乏食は胃病変に著しい変化を起こし著名な腸上皮生像の出現をもたらした。(5)予想外な所見として、非感染群でも食塩添加とヨー素欠乏食群では腸上皮化生の出現が見られた。(6)胃粘膜下組織を破壊して筋層下への侵入上皮細胞は明らかに対照群のものとは異なっていることが明らかとなった。即ち粘液分泌細胞である青色斑点が多数見られた。結論的に考察すると、(7)ヘリコバクタピロリ菌は発がんの有利な条件を作り、高食塩は促進作用、ヨー素欠乏やV.C欠乏は修復機構に関与していることが推測された。これまでヘリコバクタピロリ感染とカビ毒素ステリグマトシスチンの相乗作用並びにVac A毒素の影響等について胃発がん作用について検討してきた。その結果、ステリグマトシスチンは胃粘膜にインテスティナルメタプレイシア腸上皮化生即ち、前がん状態をヘリコバクタピロリ単独感染群に比し有意に発生することを明らかにしてきたが、明白な胃がんの発生は見られなかった。今回、更に、胃がん発生要因を明らかにするため、これまで疫学的に指摘されている高食塩及び農村癖地に多いヨー素欠乏のヘリコバクタピロリ感染との相乗作用としての胃発がんへの影響を明らかにするため、7週令のヘリコバククピロリ感染スナネズミを用い、高食塩と低ヨー素並びに高食塩と低ヨー素の組合せの群を作った。具体的には、CE-2標準食に5%食塩添加食22匹とCE-2から添加ヨー素を抜いた低ヨー素食群22匹及び低ヨー素でかつ5%高食塩の投与群40匹、ヘリコバクタピロリ感染のみの群16匹、ヘリコバクタピロリ非感染群も同様に5%食塩群21匹,低ヨー素群21匹,並びに5%食塩と低ヨー素群21匹,リコバクタピロリ感染なしの群7匹の計170匹である。対照群21匹の各群間の胃発がん作用について比較検討する実験を進めている。24ヶ月ないし30ヶ月の飼育期間中、各群の体重の測定を行い、成長曲線の作成、動物の行動や症状等の変化の観察を行っている。用いたヘリコバクタピロリの菌株はATCC43504である。スナネズミはセアック吉富(株)から購入。

飼育室は準クリーンルームで室温は25°C、12時間毎の明暗リズムで飼育している。水と餌は自由摂取としている。餌は九動(株)から購入。餌の調整は3ヶ月毎としている。これまでヘリコバクタピロリ感染とカビ毒素ステリグマトシスチンの相乗作用並びにVac A毒素の影響等について胃発がん作用について検討してきた。その結果、ステリグマトシスチンは胃粘膜にインテスティナルメタプレイシア,腸上皮化生即ち、前がん状態をヘリコバクタピロリ単独感染群に比し有意に発生することを明らかにしてきたが、明白な胃がんの発生は見られなかった。今回、更に、胃がん発生要因を明らかにするため、これまで疫学的に指摘されている高食塩及び農村癖地に多いヨー素欠乏のヘリコバクタピロリ感染との相乗作用としての胃発がんへの影響を明らかにするため、7週令のヘリコバクタピロリ感染スナネズミを用い、高食塩と低ヨー素並びに高食塩と低ヨー素同時組合せの群を作った。具体的には、CE-2標準食に5%食塩添加食22匹とCE-2から添加ヨー素を抜いた低ヨー素食群22匹及び低ヨー素,かつ5%高食塩の投与群40匹、ヘリコバクタピロリ感染のみの群16匹、ヘリコバクタピロリ非感染群も同様に5%食塩群21匹,低ヨー素群21匹,並びに5%食塩と低ヨー素群21匹,ヘリコバクタピロリ感染なしの群7匹の計170匹である。対照群21匹の各群間の胃発がん作用について比較検討する実験を進めている。24ヶ月ないし30ヶ月の飼育期間中、各群の体重の測定を行い、成長曲線の作成、動物の行動や症状等の変化の観察を行っている。用いたヘリコバクタピロリの菌株はATCC43504である。スナネズミはセアック吉富(株)から購入。現在、ちょうど12ヶ月を経過したが食塩投与群の食事摂取量が多く、体重増加傾向がある他は特に外見上変化は見られていない。スナネズミにヘリコバクタピロリ菌を感染させ、感染させたネズミに、更に食塩を負荷、沃素欠乏食を与える群および感染ネズミに食塩負荷と沃素欠乏食を同時に与えた群並びにそれぞれの単独負荷群計6群のネズミ200匹を2年6ヶ月間飼育した。現在、胃標本のパラフィン包埋を行ったところである。今後、切片を作りヘマトキシリンエオジン染色、パス染色、アルーシャンブルー染色並びに免疫組織学的検査(PCNA, P53発現)などを行い胃発がんの機序を明らかにしつつ、これまでのステリグマトシスチン投与に関する研究結果(Scand J Gastroenterol,383,2003)と比較検討する予定である。現在肉眼的にヘリコバクタピロリ感染に加え、食塩を負荷した群は他の群に比し著しい胃粘膜上皮の硬化や腫瘤などがみられており、非常に面白い成果だと思われる。沃素欠乏単独群では変化は著明ではない。
ヒト純化造血幹細胞の増殖・分化に対するcーkitおよびcーkitリガンドの作用

cーkitプロトオンコジ-ンのコ-ドする産物は膜通過型チロシンキナ-ゼ活性をもつリセプタ-蛋白であって、またそのリガンドもストロマ細胞から分子クロ-ニングされ、stem cell factor(SCF)/SLF/KLと名付けられ、血球分化の最も初期に作用する因子として注目されている。今回、我々はFACSを用いて、ヒト血液前駆細胞を純化し、極めて少数の細胞の遺伝子情報を検討するため、Reversed transcriptaseーpolymerase chain reaction(PTーPCR)の基礎的検討を行なうとともに、cーkit/SCFのシグナルが自己複製可能な幹細胞レベルで作動しているかどうかを明らかにすることを目的として、以下の検討を行なってきた。すなわち、(1)マウスの系では、cーkitの抗体(西川らのACKー2)を用いてCFUーS形成能を検討した。この結果、8日目のCFUーS_8は抗体投与によりCFUーS形成能は抑制されたが、12日目のCFUーS_<12>は抑制は認められなかった。この結果から、cーkitはCFUーSの増殖・分化を支持するが、Cーkitの標的細胞はやや分化した幹細胞(Thyー1low,LinーWGA^+cーkit^+)であると考えられた(Okadaら,1991)。(2)ヒトの系では、ヒト骨髄細胞よりソ-ティングしたCD33^+およびCD34^+細胞中のcーkit mRNA発現を検討したところ、cーkitはCD34陽性細胞においてmRNA発現の増強が認められた(Yamaguchiら、投稿準備中)。このことよりヒトの系においても初期の造血機構にcーkitが関与していることが示唆された。これまで行なってきた幹細胞純化の研究より、自己複製可能の真の幹細胞はCD34陽性(全骨髄細胞の約1%)細胞のうちのさらに1%以下であると考えられた。本研究は幹細胞純化とRTーPCR法による分子生物学的方法を結合させた点で先駆的である。従来、造血微小環境といわれていたストロ-マ細胞と造血幹細胞との関係が、このcーkitリガンドで代用でき得るか否か、さらに実験を行なう予定である。
マイクロフィジオメトリーアッセイ法による内分泌撹乱化学物質スクリーニング法の開発

我々は,特定受容体を発現する細胞の試験化学物質に対する反応をマイクロフィジオメトリーアッセイ法によって検出するシステムを考案し,内分泌攪乱作用が疑われる物質に対するスクリーニングへの応用を試みた.マイクロフィジオメトリーアッセイ法は細胞の微細な代謝変動をpH測定によって検出する技術であり,最近ホルモンやサイトカインの研究に多用されるようになった技術である.この方法を応用することで,ある化学物質の内分泌攪乱作用の有無,仲介するホルモン受容体の種類,そのホルモン作用あるいは抗ホルモン作用の強さを明らかにすることが可能である.今回は,強い毒性を持つ環境汚染物質であり,また最近では内分泌攪乱物質としての作用が注目されているカドミウムの内分泌攪乱作用の測定を,本検出システムを用いて行った.エストロゲン受容体(α型)を発現するMCF-7細胞を用いて,β-エストラジオールと塩化カドミウムの暴露実験を行って結果,10^<-4>Mの塩化カドミウムはエストロゲン受容体(α型)を介する代謝系だけでなく,他の代謝系をも阻害することが分かり,高濃度の塩化カドミウムがエストロゲン受容体(α型)だけを選択的に阻害する可能性は少ないと考えられた.また,ムスカリン受容体を発現するCHO-K1M細胞を用いた実験でも,同様の結果が出ており,カドミウムの阻害作用が特定受容体に限らず細胞の代謝系全般に及ぶことを示唆した.我々は,特定受容体を発現する細胞の試験化学物質に対する反応をマイクロフィジオメトリーアッセイ法によって検出するシステムを考案し,内分泌攪乱作用が疑われる物質に対するスクリーニングへの応用を試みた.マイクロフィジオメトリーアッセイ法は細胞の微細な代謝変動をpH測定によって検出する技術であり,最近ホルモンやサイトカインの研究に多用されるようになった技術である.この方法を応用することで,ある化学物質の内分泌攪乱作用の有無,仲介するホルモン受容体の種類,そのホルモン作用あるいは抗ホルモン作用の強さを明らかにすることが可能である.今回は,強い毒性を持つ環境汚染物質であり,また最近では内分泌攪乱物質としての作用が注目されているカドミウムの内分泌攪乱作用の測定を,本検出システムを用いて行った.エストロゲン受容体(α型)を発現するMCF-7細胞を用いて,β-エストラジオールと塩化カドミウムの暴露実験を行って結果,10^<-4>Mの塩化カドミウムはエストロゲン受容体(α型)を介する代謝系だけでなく,他の代謝系をも阻害することが分かり,高濃度の塩化カドミウムがエストロゲン受容体(α型)だけを選択的に阻害する可能性は少ないと考えられた.また,ムスカリン受容体を発現するCHO-K1M細胞を用いた実験でも,同様の結果が出ており,カドミウムの阻害作用が特定受容体に限らず細胞の代謝系全般に及ぶことを示唆した.研究者らは内分泌撹乱物質または推定内分泌撹乱物質に対する細胞の反応を検出るるため,マイクロフィジオメトリーアッサエイ法を用いた,内分泌撹乱物質スクリーニングシステムの構築を企画し,本研究を推進してきた.マイクロフィジオメトリーアッサエイ法は細胞の微細な代謝変動をもpH測定によって検出する技術であり,最近ホルモンやサイトカインの研究で多用されるようになった.本法を用いた内分泌撹乱物質スクリーニングシステムによれば,試験化学物質が内分泌撹乱物質であるのか,どのホルモン受容体を介しているのか,また,その作用の強さは如何ほどであるかを明らかにすることも可能であると考えられる.今年度は,本スクリーニングシステムの効率を確かめることを目的に,ムスカリンM1受容体を形質移入したCHO細胞(M1WT3細胞)を用いて,ムスカリンM1受容体の作用薬であるcarbacholを投与し,その反応を測定する実験を行った.マイクロフィジオメータの中でM1WT3細胞に0.1,0.3,1.0,3.0,10,30,100μMのcarbacholを30分間の洗浄作業を挟んで各々60秒間暴露し,細胞の酸性化反応を測定した.同様の実験を10回実施し,その平均値を求めたあと解析を行った結果,carbacholのEC_<50>は2.5μMであった.標準誤差は510%であり,本法により得られた測定値は再現性があることを示した.今後の研究として,エストロゲン受容体などのホルモン受容体形質移入した細胞を用いて,既知または推定内分泌撹乱物質に対する反応を測定・解析し,スクリーニングシステムの確立を目指した実験を続ける予定である.我々は,内分泌攪乱物質または推定内分泌攪乱物質に対する細胞の反応を検出するため,マイクロフィジオメトリーアッセイ法を用いた検出システムを考案し,内分泌攪乱作用が疑われる物質に対するスクリーニングへの応用を試みた.マイクロフィジオメトリーアッセイ法は細胞の微細な代謝変動をpH測定によって検出する技術であり,最近ホルモンやサイトカインの研究に多用されるようになった.この方法を応用することで,ある化学物質の内分泌攪乱作用の有無,仲介するホルモン受容体の種類,そのホルモン作用あるいは抗ホルモン作用の強さを明らかにすることが可能である.昨年度は,CHO-K1M細胞を用いて本スクリーニングシステムの効率を確かめる実験を行い,高い効率と再現性があることを確認した.本年度は,最近,内分泌攪乱物質としての作用が注目されているカドミウムの内分泌攪乱作用の測定を行った.

エストロゲン受容体(α型)を発現するMCF-7細胞を用いて,β-エストラジオールと塩化カドミウムの暴露実験を行って結果,10^<-4>Mの塩化カドミウムはエストロゲン受容体(α型)を介する代謝系だけでなく,他の代謝系をも阻害することが分かり,高濃度の塩化カドミウムがエストロゲン受容体(α型)だけを選択的に阻害する可能性は少ないと考えられた.また,ムスカリン受容体を発現するCHO-K1M細胞を用いた実験でも,同様の結果が出ており,カドミウムの阻害作用が特定受容体に限らず細胞の代謝系全般に及ぶことを示唆した.
血球系転写因子NF−E2の活性調節機構の解析

マウス赤白血病細胞を用いた解析から、p45のN末端側83アミノ酸の領域内に転写活性化ドメインが存在することが明らかになった。そこで、本年度はこのドメインと直接結合しうる補助転写活性化因子の単離をYeast Two Hybridシステムを用いて試みた。まず、スクリーニングに際し標的として用いる領域を決定するため、p45のN末端側83アミノ酸の領域を1-83、1-36および39-83の各アミノ酸領域に分割し、それぞれとpGBT9プラスミドとの融合コンストラクトを作製した。それぞれの融合コンストラクトを酵母HF7cに遺伝子導入したところ、1-36アミノ酸領域を導入した場合のみヒスチジン(-)選択培地上で全くコロニー形成能を示さなかった。この結果から、1-36アミノ酸領域がスクリーニングの標的として最も適していると結論された。そこで次に、1-36アミノ酸領域とpGBT9との融合コンストラクトで形質転換された酵母HF7cを、マウス17日目杯由来cDNAライブラリーでさらに形質転換し、ヒスチジン要求性を指標に相互作用因子のスクリーニングを行った。第1回目のスクリーニングでは標的領域と結合しうる因子を最終的に得ることができなかったため、引き続き二回目のスクリーニングを行った。その結果、当初21個のコロニーがヒスチジン(-)選択培地より単離されたが、LacZ活性などを指標に陽性コロニーを数個まで絞り、現在それぞれのクローンについて塩基配列を決定している。今後は、得られた塩基配列を基に補助転写活性化因子としての可能性が高いと考えられるのを選択し、哺乳類の培養細胞を用いて標的領域との相互作用について確認する予定でいる。
ＩＴＳ用通信シミュレータによる車車間・路車間通信プロトコル開発

近年、車車間通信の応用として、市街地での事故や災害などの緊急情報配信が検討されている。そこで、本研究では、情報配信の一つであるフラッディング方式(情報を受信した車両は、1度だけ受信情報を転送する)に着目した。多くの高層建造物や交差点がある市街地では、見通し外の道路に位置する車両への情報が届きにくい。そこで、定期的な更新が必要である地図データの代わりにRSSI(受信信号強度)を利用することで、見通し外を推測し、見通し外の道路に位置する車両に早く情報を届ける方式を検討した。そして、提案方式が既存方式よりも、配信率と配信時間に関して優位であることを、シミュレーション実験によって確認した近年、車車間通信の応用として市街地(多くの高層建築物や多数の車両を想定)での事故や災害などの緊急情報配信が検討されている。そこで本研究では、情報配信方式の一つであるフラッディング方式(情報を受信した車両は、必ず1度だけ受信情報を転送する)に着目した。フラッディング方式の性能評価は、小規模や見通し内通信、かつ車両移動のない静的モビリティであったりと、現実的でない仮定のもとで行われてることが多い。そのため、シナリオにおけるモビリティの有無、建物によるシャドウィング(遮蔽物による電波エネルギー到達量のミクロな変動にて発生する現象)の有無によって、代表的なフラッディング方式の性能を、商用シミュレータScenargieにてシミュレーション評価した。その結果、モビリティの有無、建物によるシャドウィングの有無が、配信率特性や遅延特性に影響を与えることを確認し、これらの要因を考慮すべきであることを明らかにした。また、フラッディングに関する従来方式は、市街地では、車両の進行方向に対し、建物などの遮蔽により交差点を曲がった道路(以降、交差道路と呼ぶ)側の車両に情報伝搬しにくいという問題があった。これは、地図情報を活用することである程度の改善が見込めるが、全ての車両が地図情報を持つことが前提となるため、本研究では、地図情報なしに交差道路への情報配信を効率よく行う方式の実現を目指した。さらに、従来方式において、情報転送までの遅延時間をある時間範囲で一様ランダムに選択していることが、交差道路上への配信が効率的に行えていない一要因となっているため、この点にも着目している。本方式と従来方式をScenargieにてシミュレーション評価した結果、本方式の優位性を確認できた。近年、車車間通信の応用として、市街地での事故や災害などを対象とした、緊急情報配信が検討されている。そこで本研究では、昨年度に引き続き、情報配信方式の一つであるフラッディング方式(情報を受信した車両は、条件によって最大1度だけ受信情報を転送する)に着目した。市街地では、車両の進行方向に対し、建物などの遮蔽により交差点を曲がった道路(以降、交差道路と呼ぶ)側の車両に情報伝搬しにくいという問題がある。これは、地図情報を活用することでかなりの改善が見込めるが、全車両が地図情報を持つ必要があるため、本研究では、地図情報なしに交差道路への情報配信を効率良く行う方式の実現を目指した。そのために、昨年度提案した方式(情報を転送した車両からより遠く、かつ交差道路に位置する車両から、受信情報を早く転送する)に、同じ情報を複数回受信したときの機能を追加した。具体的には、最初に受信した情報の送信元、同じ情報を送信した車両、かつ自車両の位置関係において、(1)送信車両間に自車両が位置する時は、自車両の転送の有無を判断、(2)送信車両間に自車両が位置していない時は、転送する、という機能である。そして、本方式と従来方式を商用シミュレータScenargieにて評価し、配信率と配信時間に関し、本方式の優位性を確認できた。さらに、隣接する車両数とネットワークの負荷により、自律的に受信情報の転送可否を決定する、負荷適応型フラッディング方式に関しても検討した。これに関してはまだ方式の提案段階であるが、上記の提案方式に組み込むことで、冗長な転送が抑制され、限られた無線資源が有効に活用されることが期待できる。このように、本提案方式と負荷適応型フラッディング方式の組み合わせにより、市街地における事故や災害の発生情報が、周辺車両へ即座にかつ確実に配信されることで、渋滞や二次災害の発生が抑制されると考えられる。そして、提案方式が既存方式よりも、配信率と配信時間に関して優位であることを、シミュレーション実験によって確認した本年度は、まずシミュレーション評価に用いる商用シミュレータScenarigeにおいて、車車間通信環境を構築した。また、神戸市三宮地区の地図データから道路情報と建物情報を抽出し、Scneargieで利用できるように環境を整えた。次に、IEEE802.11pによるシングルチャネルでのマルチホップ通信による緊急情報の情報配信特性を評価した。IEEE1609WAVEにおけるマルチチャネル環境にしなかったのは、アプリケーションが利用するチャネル決定方法に関する標準化がなく、我国ではシングルチャネルでの運用が予定されているからである。都市部では、ある車両からその進行方向道路に対して交差点で交わる道路(交差道路)上の車両への通信は、ビル等の建物により見通し外通信となる。

すなわち、交差点を回折した際の電波伝播損失は大きく、電波が遠くまで届かないため、交差道路上への通信距離は短くなる(本研究では、これを交差点問題と呼ぶ)。このため、緊急情報や道路情報などを遠くの車両には配信できない可能性がある。そこで、グリッド状道路モデルにおいて、情報配信の一形態であるフラッディング方式の情報配信特性を調査することを目的として、基本フラッディング方式、カウンタ型フラッディング方式、距離型フラッディング方式の3方式をシミュレーションにて比較した。このとき、ある車両で情報の初受信における再送待ち時間RAD(Random Assessment Delay)に、その情報の送信端末までの距離が長いほど短くなるような優先権を与えることで、情報がより遠方に速く配信されるような仕組みを導入した。シミュレーション実験結果から、交差道路上の直接通信できない車両に対しても、情報がグリッド状道路をマルチホップ通信により迂回して配信されることが確認され、都市部でのマルチホップ通信による情報配信の有用性が示された。本研究の課題として、当初、以下の3点を考えていた。2.路側機の設置密度や設置場所が通信性能に与える影響を検討3.IEEE1609WAVEを想定したマルチチャネルでの車車・路車間通信切り替えならびに供用方法について検討しかし、本研究を進めるにあたり、アプリケーションが利用するチャネル決定方法に関する標準化がないために、我国ではシングルチャネルでの運用が予定されていることがわかった。そこで本年度は、無線LAN規格IEEE802.11pおよびIEEE1609WAVEを利用したシングルチャネルでの研究を行った。これまでの車車間通信の研究において、市街地における情報配信方式で、地図情報および隣接車両情報を使わず、実測値による受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indicator)と情報の送受信間距離からの計算値によるRSSIの差異にて、交差道路の判断を行っているものはない。そこで、本研究では、交差道路に位置する車両が優先的に転送を行える方式を提案し、シミュレーション実験にて提案方式の優位性を確認できた。さらに、市街地を想定した際、車両の移動や建物によるシャドウィング(遮蔽物による電波エネルギー到達量のミクロな変動にて発生する現象)の考慮、さらに、車両数1100台という大規模なシミュレーション実験はこれまでに行われていないため、今年度の研究は、当初の課題とは異なった内容であるが、車車間通信における研究で有意義であると言える。車車間通信の研究において、都市部や市街地におけるシャドウィングの影響を考慮した先行研究はほとんどない。今回、ビル等による交差点でのシャドウィングの影響を考慮した電波伝搬モデル(ITU-R P.1411-5)を用いて、面的な配信特性を明らかにした。
純イオンプラズマによる加速器ビームの非線形共鳴に関する実験的研究

本課題では,線形ポールトラップに捕捉した高密度のイオンプラズマを用いて大強度ビームの共鳴現象に空間電荷効果がどのような影響を与えるかを実験的に研究することを目的とした.実験に先立ち,断面方向密度分布計測システムの開発を行った.次にこのシステムを用いて線形,非線形共鳴実験を行ない,空間電荷効果が影響していると思われる幾つかの現象を観測することに成功した.本課題では,線形ポールトラップに捕捉した高密度のイオンプラズマを用いて大強度ビームの共鳴現象に空間電荷効果がどのような影響を与えるかを実験的に研究することを目的とした.実験に先立ち,断面方向密度分布計測システムの開発を行った.次にこのシステムを用いて線形,非線形共鳴実験を行ない,空間電荷効果が影響していると思われる幾つかの現象を観測することに成功した.本年度は画像計測システムの製作とこれを用いた基礎的な実験,またイオントラップ装置改良のための数値計算を行った.(1)画像計測システムの製作.ビーム物理の理論と実験を比較するためには,イオンプラズマの断面方向分布を精度良く測定する必要がある.そこで,蛍光面付きMCPとCCDカメラによるイオンプラズマ断面方向分布の画像計測システムを製作した.この方法は多くのイオン種に対し高い感度と空間分解能が実現できる.直接的に測定できるのはイオンの実証間分であるが,そこから断面方向の温度(速度空間広がり)とチューンディプレッション(加速器分野で使われる自己揚の強さを現す指標)も決定できる.実際に充分な性能を持っていること実験的に確認し,現在,学術誌への投稿の準備を進めている.(2)共鳴の誘起と横方向分布の変化.イオンプラズマに共鳴を誘起して,その密度分布の変化を画像計測システムにより観測した.その結果,イオンプラズマ中の個々のイオンに独立に誘起されるインコヒーレント共鳴とイオンプラズマ全体の集団的運動に誘起されるコヒーレント共鳴が同時に観測された.また共鳴により断面方向の粒子輸送が促進される様子も観測された.これらの結果に関しても学術誌への投稿め準備を進めている.(3)イオントラップ改良に向けた数値計算実験.上述のように画像計測システムは非常に有用な手法であるが,その性能を十分に発揮するためには計測システムや補助電極の配置を最適化する必要がある.3次元の粒子追跡コードにより最適条件の探索を行った.これらの結果を踏まえ最終年度となる来年度は,実験装置の改良とバッファガス冷却によるイオンプラズマの高密度化を行い,ビーム中の非線形な共鳴現象に対する実験的検討を進める.本研究は,線形ポールトラップ(LPT)に捕捉した高密度のイオンプラズマを用いて大強度ビームの共鳴現象に空間電荷効果がどのような影響を与えるかを実験的に研究することを目的とした.実験に用いるLPTシステム,密度分布計測システムの開発及び予備実験は昨年度までに終了している.本年度は,このシステムを用いて実験を行い,主に以下の二つの成果を得た.1.画像計測によるチューンデプレッションの決定昨年度までに整備した蛍光面付きMCPとCCDカメラによる分布計測システムを用い,イオンプラズマのチューンデプレッションを計測する方法を確立した.その特徴は,単一のプラズマショットからチューンデプレッションを決定することが可能な点である.通常用いられる共鳴条件のずれからこれを評価する方法に比べ,この方法では測定時間を格段に短縮することが可能であり非常に有用である.これらの成果をまとめ学術誌に発表した.2.摂動場印加による「より現実的な加速器」の再現と集団運動に起因する共鳴の発生円形加速器では収束・発散の組み合わせからなるセル(LPTのrf一周期に相当)が複数個集まって超周期構造を作る.従って,加速器ではセルと超周期構造のそれぞれに起因する共鳴現象が発生する.本研究では閉じ込め用rf周期の整数倍の摂動場を加えることでこの超周期構造をLPT内に再現することに成功した.その結果,通常のLPTでは共鳴が生じない条件下でも強い共鳴が観測された.プラズマ密度が低い場合には,この共鳴条件は加速器の単粒子軌道モデルからの予測とよく一致する.一方,プラズマの密度が高い場合には,イオンプラズマの集団運動に起因するとはえられる共鳴も観測された.これはイオンプラズマによる大強度ビーム模擬実験が有用であることを示している.この成果は学術誌に投稿中である.
水中で稼働する水素発生ー貯蔵システムの構築

常温常圧水中の極めて温和な条件で、ギ酸を分解して水素を発生させる全く新しい有機金属イリジウムールテニウム複核金属錯体触媒を見い出し、水中常温条件では比類無き高触媒活性を示すことがわかった。ギ酸分解により生成する二酸化炭素を再び水素貯蔵に用いることで、二酸化炭素を大気中に放出することなく循環させることができ、水中で稼働する水素発生一貯蔵システムを構築できる。特に、重水素化物としては比較的安価な重水と安価なギ酸を原料に、高価な水素同位体ガスを選択的に発生させることができた。水素(H_2)は、各種物質の合成、還元、石油の水素化脱硫、水素化分解、燃料電池などの多様な用途があり、産業上のあらゆる分野で必要とされている。研究代表者は、最近、常温常圧水中の極めて温和な条件で、ギ酸を分解して水素を発生させる全く新しい有機金属イリジウムールテニウム複核金属錯体触媒を発見した。本申請研究では、この発見をベースに、さらにその触媒能の向上を目指して、ギ酸から効率良く水素を取りだすことのできる金属錯体触媒を開発することを目的とする。水中で単核金属錯体を触媒として用いてCO_2を水素によりギ酸に変換して固定化する技術と、本研究で開発するギ酸分解手法を組み合わせることで、水素発生と同時に生成するCO_2を再び水素貯蔵媒体として用いることで、CO_2を大気中に放出することなく循環させることができ、水中で稼働する水素発生-貯蔵システムが構築できる。有機金属イリジウム塩化物をトリアクア錯体へと変換し、これを別途、遷移金属アクア錯体と架橋型配位子とを反応させて得た遷移金属錯体と水中で混合して反応させ、イリジウムー遷移金属複核アクア錯体を得た。これにギ酸を反応させて新規複核金属ヒドリド錯体を得た。このヒドリド錯体のフェムト秒時間分解過渡吸収スペクトルによる3重項励起状態生成過程(項間交差)の観測とその速度論解析を行った。また、MLCT励起状態からの脱プロトン化過程の観測とその速度論解析を行ない、同時に脱プロトン化の量子収率も決定した。光励起により脱プロトン化して生成したイリジウム(I)中心にプロトンが再結合する過程は、生成する過渡種である低原子価(イリジウム(I))有機金属錯体をナノ秒時間分解過渡吸収スペクトルにより観測し、その速度論解析を行なった。各種複各金属錯体を水素発生の触媒として用い、水中での触媒的水素発生を試みた。本申請研究では、この発見をべースに、さらにその触媒能の向上を目指して、ギ酸から効率良く水素を取りだすことのできる金属錯体触媒を探索し、開発することを目的として研究を行った。研究期間内で、ロジウムヒドリド錯体が、常温水中という温和な条件でギ酸分解水素発生反応の触媒として機能することを見出し、国際論文とし報告した。このヒドリド錯体では、プロトンの同位体交換反応が進行し、その結果、選択的な重水素(HD, D_2)発生が可能となることを見出し特許出願した。水中で単核金属錯体を触媒として用いてCO_2を水素によりギ酸に変換して固定化する既存技術と、本研究で開発したギ酸分解手法を組み合わせることで、水素発生と同時に生成するCO_2を再び水素貯蔵媒体として用いることができ、CO_2を大気中に放出することなく循環させることで、水中で稼働する水素発生一貯蔵システムが構築可能となる。