hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
統合失調症患者の口腔衛生に関する意識・知識・自己管理の現状と衛生指導要項の確立

本研究は、統合失調症を含む精神障害者に実効性のある口腔衛生指導要項を開発することを目的とした。20か所の精神科デイケアに通所する精神障害者を対象に、開発した口腔衛生指導要項を用いて教育指導を実施し、教育啓発前から教育啓発半年後までの期間でアンケート調査を実施し、指導要項の有効性を検証した(有効回答数142名)。その結果、「フッ素入り歯磨き剤の使用」や「歯間ブラシまたはフロスの使用」など歯磨き用具の使用が促進することが示された。本研究の目的は、統合失調症患者に実効性のある口腔衛生指導要項を提供することである。そのために本年度は以下の研究を行った。1.まず、統合失調症患者の口腔衛生支援に関するレビューをおこなった。国内研究では事例報告と口腔衛生調査結果が示されていた。国外研究では,口腔衛生調査結果と統合失調症に特有の口腔衛生に関する概説とが示されていた。それらの内容検討から,口腔衛生指導に関する疫学研究の促進,および口腔衛生指導の実践・導入のための組織的な支援体制の整備,更にわが国の精神保健医療福祉システムに則した効果的な支援方法の検討が必要であると考えられた。2.対象者に口腔衛生状態や知識を問う質問紙は、日本歯科医師会「生活歯援プログラム」と「新潟市成人歯科健診記録票」内の質問内容を一部引用して作成した。さらに、統合失調症患者に特化した「内服している薬剤名」や「副作用」などの内容を加えることで、全37項目の質問紙を作成した。3.口腔衛生指導要項は、新潟県口腔保健協会からの許可を得て、「歯の健康教育実践スライド集」から引用し作成した。さらに、統合失調症患者に特化した「内服による口渇や多飲」への対処なども加え、説明を聞きながら30分で視聴できる内容とした。4.本研究を本学倫理審査委員会に提出し承認を得た。5.東京、栃木、新潟、仙台にある5箇所の精神科デイケアに通所中のメンバー約80名を対象として、「嗜好品」「歯磨き」「口腔衛生の知識」に関するアンケート(上記2.)を実施した。6.その後で口腔衛生指導要項(上記2.)を実施し、1週間後、1月後に追跡アンケート調査を実施した。これは研究者が実施した統合失調症患者の口腔衛生支援に関するレビュー結果である「口腔衛生指導に関する疫学研究の促進、および口腔衛生指導の実践・導入のための組織的な支援体制の整備の必要性」を受けて実施している。この報告は昨年度論文にまとめて学術誌に掲載したが、本年度は、これを国際学会で発表し諸外国の研究者から多くの共感を得ることができたことで、改めて本研究の意義を認識することができた。また本年度は、研究者が開発した口腔衛生指導要項の効果を検証するために、昨年度に引き続き、静岡、仙台、山形にある15箇所の精神科病院デイケアを追加訪問し、通所中のメンバー300名を対象に本要項を視聴して頂いた。そして視聴前後に、昨年度作成した「嗜好品」「歯磨き」「口腔衛生の知識」の内容を含む口腔衛生状態や知識を問うアンケート用紙に答えて頂き、更に要項視聴の1週間後、1月後、3ヵ月後、半年後、1年後にも追跡アンケートに答えて頂いている。現在までに、合計20箇所の精神科病院デイケア通所中のメンバー合計380名を対象とした口腔衛生指導要項の視聴と3ヵ月後追跡調査までを終了しており、追跡データの収集および届いたデータの整理を実施している。そのために本年度は、開発した啓発資料の有効性を検証するために、20か所の精神科デイケアに通所する380名の精神障害者を対象に啓発資料視聴半年後と1年後にアンケート調査を実施し、2016年2月に終了した。啓発資料視聴前データの解析結果は以下のとおりである。1口腔状態スコアと関連のある人口学的因子は特定できなかった(p>0.05)。2セルフケアと関連のある人口学的因子は、性別、振戦、たばこが歯周病に与える影響に関する知識、周囲の人々の歯みがきへの関心だった(p<0.05)。3男性は女性よりセルフケアスコアが有意に低かった(p<0.001)。4振戦が生じている対象者は、生じていない対象者よりセルフケアスコアが有意に高かった(p<0.05)。5周囲の人々の歯みがきへの関心の高い対象者が、低い対象者よりセルフケアスコアが有意に高かった(p<0.05)。以上から、抗精神病薬の副作用である振戦が生じ、歯みがきがままならなくなることによって、対象者はセルフケアに、より注意を払うのだと言える。さらに、周囲の人々の歯みがきへの関心の高さが、対象者のセルフケアの高さと関連していたことから、人的環境の重要性が示唆された。さらに、啓発資料視聴前から視聴半年後までの期間でアンケートに応じた対象者のうち、有効回答数142名について、啓発資料の効果を検証したところ、以下の内容で有意な向上が示された。1フッ素入り歯磨剤の使用2歯間ブラシまたはフロスの使用この結果から、本研究で開発した啓発資料は対象者のセルフケア促進には至らなかったが、歯磨き用具を工夫するために役立つことが示された。

本研究は、統合失調症を含む精神障害者に実効性のある口腔衛生指導要項を開発することを目的とした。20か所の精神科デイケアに通所する精神障害者を対象に、開発した口腔衛生指導要項を用いて教育指導を実施し、教育啓発前から教育啓発半年後までの期間でアンケート調査を実施し、指導要項の有効性を検証した(有効回答数142名)。その結果、「フッ素入り歯磨き剤の使用」や「歯間ブラシまたはフロスの使用」など歯磨き用具の使用が促進することが示された。当初計画より対象者の獲得に時間がかかったため、まだデータ解析が完了していないが、おおむね順調である。精神看護学統合失調症患者の口腔衛生状態や知識に関するデータ解析及び介入前後での数理的差異から口腔衛生指導要項の効果を統計学的手法を用いて検証し論文にまとめる。当初計画より参加者が少ない現状にあるがおおむね順調である。初年度に参加できなかった学会参加費用、そしてデータ整理を手伝ってもらう研究補助員への謝金がそのまま持ち越す形となっている。有効回答数n300を得るために、今年度も多数の精神科デイケアおよびメンバーに研究協力依頼をしたい。その上で、統合失調症患者の口腔衛生状態や知識等に関するデータ解析と介入前後の差から口腔衛生指導要項の効果を検証していきたい。学会参加のための旅費やそれに伴う経費とする。当初行く予定だった学会へ参加しなかった。
加齢に伴うミトコンドリアDNA酸素ラジカル障害部位のホットスポット解析

目的)ミトコンドリアDNAが正しく複製されることは、ミトコンドリア遺伝子の遺伝情報の維持に必須である。しかしミトコンドリアDNA複製を定量的に測定する良い系がなく、そのin vivoでの解析は困難であった。ミトコンドリアDNAの酸化的障害および自然突然変異のミトコンドリア遺伝子の遺伝情報の維持に及ぼす影響を解析するため、ミトコンドリアDNAの複製を測定する系を新たに作製した。その方法を用いてミトコンドリアDNA複製開始点を1塩基の解像度で決定することに成功した。(結果および考察)複製途中の新生鎖はその5'端が自由端になっていることを利用し、Ligation Mrdiated Polymerase Chain Reaction(LMPCR)法を用いて、新生鎖のみを増幅した。真の複製鎖と放棄された複製鎖を区別することが必要であるが、今まではその区別が非常に困難であり、さらに、複製開始点が多数であることから、複製を正しく定量することが不可能であった。LMPCR法で、複製停止領域の両側にプライマーを設定することで、真の複製鎖と放棄された複製鎖の新生鎖を独立して増幅することに成功した。増幅新生鎖をシークエンスゲルで解析し、その5'端の位置を正確に決定した。また同時に、新生鎖の量を定量した。真の複製鎖と放棄された複製鎖の新生鎖の5'端の位置が完全に一致することから、複製の停止現象がその複製開始点の依存しないことを明らかにした(JBC,272,15275)。また、この測定系を用いることで、1-methyl-4-phenylpyridinium ion(MPP+)がミトコンドリアDNA複製を選択的に阻害することを見い出した(JBC,272,9605)。また8-oxoguanine認識グリコシダーゼであるMutMおよびMutYで切断後、切断されたDNA鎖を特異的にLMPCRで増幅することで、酸化障害部位を遺伝子特異的に1塩基の解像度で同定することの成功した(論文作製中)。しかし、ヒトのミトコンドリアDNA複製は、その大部分が約700塩基対進んだところで停止し、放棄されてしまう。そのため、真の複製鎖と放棄された複製鎖を区別することが必要であるが、今まではその区別が非常に困難であり、さらに、複製開始点が多数あることから、複製を正しく定量することが不可能であった。

真の複製鎖と放棄された複製鎖の新生鎖の5'端の位置が完全に一致することから、複製の停止現象がその複製開始点に依存しないことを明らかにした。また、この測定系を用いることで、1-methyl-4-phenylpyridinium ion(MPP+)がミトコンドリアDNA複製を選択的に阻害することを見い出した。この測定系法により、ミトコンドリアDNAの酸化的障害がDNA複製に及ぼす影響についての解析が容易になるものと期待される。(目的)ミトコンドリアDNAが正しく複製されることは、ミトコンドリア遺伝子の遺伝情報の維持に必須である。しかしミトコンドリアDNA複製を定量的に測定する良い系がなく、そのin vivoでの解析は困難であった。ミトコンドリアDNAの酸化的障害および自然突然変異のミトコンドリア遺伝子の遺伝情報の維持に及ぼす影響を解析するため、ミトコンドリアDNAの複製を測定する系を新たに作製した。その方法を用いてミトコンドリアDNA複製開始点を1塩基の解像度で決定することに成功した。(結果および考察)複製途中の新生鎖はその5'端が自由端になっていることを利用し、Ligation Mrdiated Polymerase Chain Reaction(LMPCR)法を用いて、新生鎖のみを増幅した。真の複製鎖と放棄された複製鎖を区別することが必要であるが、今まではその区別が非常に困難であり、さらに、複製開始点が多数あることから、複製を正しく定量することが不可能であった。LMPCR法で、複製停止領域の両側にプライマーを設定することで、真の複製鎖と放棄された複製鎖の新生鎖を独立して増幅することに成功した。増幅新生鎖をシークエンスゲルで解析し、その5'端の位置を正確に決定した。また同時に、新生鎖の量を定量した。真の複製鎖と放棄された複製鎖の新生鎖の5'端の位置が完全に一致することから、複製の停止現象がその複製開始点に依存しないことを明らかにした(JBC,272,15275)。また、この測定系を用いることで、1-methyl-4-phenylpyridinium ion(MPP+)がミトコンドリアDNA複製を選択的に阻害することを見い出した(JBC,272,9605)。また8-oxoguanine認識グリコシダーゼであるMutMおよびMutYで切断後、切断されたDNA鎖を特異的にLMPCRで増幅することで、酸化障害部位を遺伝子特異的に1塩基の解像度で同定することの成功した(論文作製中)。
三陸沖における有用水産魚種の餌料としての毛顎類の役割

サンマによる肉食性動物プランクトン毛顎類の捕食調査が千島列島周辺、親潮域、三陸沖、親潮黒潮混合水域、黒潮域の31測点(7調査航海)で各季節に実施された。サンマは表層トロール(0-20m)と流し網で捕獲され、すぐに船上でホルマリン固定され、研究室に持ち帰り胃内容物の検鏡が行われた。毛顎類については消化の状態を調べた後、顎毛の計数と形状観察が実施され、形状より判定した最大顎毛の長さを計り、キタヤムシ(Sagitta elegans)の場合には換算式によって推定体長を求めた。900個体の検鏡の結果、サンマの58.1%が毛顎類を補食していた。また約1/3は100個体以上の毛顎類を補食しており、サンマの摂餌活動が主に肉眼によることを考慮すると餌となった毛顎類(おもにキタヤムシ)は表層で群集団を形成している可能性が高い。サンマによる捕食は日没から深夜が活発で、この時間帯には毛顎類のほかにカイアシ類、オキアミ類、端脚類等の甲殻類も胃の中から検出されたが、昼間にはほとんど毛顎類のみを捕獲していた。これは甲殻類が顕著な日周鉛直移動によって昼間にはサンマと遭遇しない中層に降下するためと推察される。親潮域でではキタヤムシがほとんどであったが、黒潮域ではフクラヤムシ(S.enfalata)とエンガンヤムシが多く補食されていた。同じ海域に生息するサンマでは11月に比べ7月の方がおおきなキタヤムシを捕獲していた。夏季に親潮域を索餌回遊している時期には大型から小型のキタヤムシが胃の中から検出されサンマの体長と餌ヤムシの体長には相関関係は認められなかった。その後、成長したサンマは南下して11月に三陸沖で採集された時には水中に生息するキタヤムシの中でより大型の個体を選択的に補食していた。このように本研究によって毛顎類は有用魚種、サンマの主要な餌であることが明らかになった。サンマ試料は2000年2月(黒潮域)、7月(三陸沖・千島列島南親潮域)、9月(三陸沖・親潮域)、11月(三陸沖・親潮域)、2001年7月(三陸沖・親潮域)から流し網、表層トロール(0-20m)によって捕獲された。このうち全139個体(内76個体は胃前部と胃後部に分離)について胃内容物を顕微鏡で調べ、毛顎類については顎毛の形状より種の査定、顎毛数の計数、最大顎毛長の計測を行った。139個体(体長23.8-34.2cm)のうち88個体(63.3%)が毛顎類を捕食していた。このうち29個体は100個体以上の毛顎類を食べていた。18-24時の時間帯に捕獲されたサンマが最も多く毛顎類を捕食しており(40.7%)、次いで12-18時が多かった(34.5%)。胃の前部から検出された顎毛の方が多い個体は全体の1/3で、12-18時に採集されたサンマが多かった。サンマの胃内容物としては大型カイアシ類、ツノナシオキアミ(Euphausia pacifica)に代表されるオキアミ類、端脚類が多く見られ、これらの甲殻類の少ない内容物に毛顎類が多く認められた。親潮域から捕獲されたサンマの胃から検出される毛顎類はほとんどキタヤムシまれにS.scrippsaeの顎毛が認められた。同じ海域に生息するサンマでも11月に比べ、7月の方が大きなキタヤムシを捕食していた。黒潮域のサンマはエンガンヤムシ、フクラヤムシなどの種類を捕食し、全個体の胃から顎毛が検出された。胃の中のキタヤムシの平均体長は、生息環境中よりかなり大きい傾向が認められた。通常、サンマは日没前後に活発な摂餌を行い、甲殻類などの消化時間は約6時間である。日没後はカイアシ類、オキアミ類に混じって毛顎類も食べられるが、むしろ甲殻類が表層に少ない日中(6-18時)に毛顎類が餌として利用されている。

サンマによる捕食は日没から深夜が活発で、この時間帯には毛顎類のほかにカイアシ類、オキアミ類、端脚類等の甲殻類も胃の中から検出されたが、昼間にはほとんど毛顎類のみを捕獲していた。これは甲殻類が顕著な日周鉛直移動によって昼間にはサンマと遭遇しない中層に降下するためと推察される。親潮域でではキタヤムシがほとんどであったが、黒潮域ではフクラヤムシ(S.enfalata)とエンガンヤムシが多く補食されていた。同じ海域に生息するサンマでは11月に比べ7月の方がおおきなキタヤムシを捕獲していた。夏季に親潮域を索餌回遊している時期には大型から小型のキタヤムシが胃の中から検出されサンマの体長と餌ヤムシの体長には相関関係は認められなかった。その後、成長したサンマは南下して11月に三陸沖で採集された時には水中に生息するキタヤムシの中でより大型の個体を選択的に補食していた。このように本研究によって毛顎類は有用魚種、サンマの主要な餌であることが明らかになった。
^<111>In-DTPA抗アネキシン抗体を用いた障害心筋の早期検出法の開発

拡張型心筋症を早期発見し、現在の進歩した内科的治療を早期に行うことにより、病期の進行を止める可能性が指摘されているが、早い病期段階において、ウイルスの慢性感染が原因と考えられている拡張型心筋症を確定診断することは、臨床上困難な場合がある。標識抗アネキシンV抗体が、心筋障害を陽性に描出できるかについて、アドリアマイシン心筋症モデルを用いて検討を行った。【方法】wister rat40匹に、Doxirubicin 0.2mg/kgを7日毎に皮下注射を施行して、アドリアマイシン心筋症モデルを作成した。生存したラットを対象として、投与4週6匹、投与6週6匹、投与8週7匹、投与9週5匹、およびコントロールラット4週6匹、投与6週6匹、投与8週6匹、投与9週6匹を対象として、標識抗ヒトアネキシンV抗体イメージングを施行した。【結果】ガンマカメラで撮像した像から得られた心集積(心肺集積比)は、投与4週2.56±0.48、投与6週2.30±0.49、投与8週2.20±0.23、投与9週0.85±0.41であった。コントロールラットの心肺集積比は、4週1.30±0.21、投与6週1.32±0.38、投与9週1.39±0.23であり、いずれの時期においても、アドリアマイシン心筋症モデルラットがコントロールと比較しての有意に標識抗ヒトアネキシンV抗体の高集積を示した。【結語】標識抗アネキシンV抗体イメージングは、アドリアマイシン心筋症モデルの心筋症初期から、高集積を呈した。病期の初期から高集積を呈することから、心筋障害の軽度な初期より、障害心筋をイメージングできる可能性がある。^<111>In標識抗ヒトアネキシンV抗体が、心筋虚血を陽性に抽出できるかについて検討を行った。方法wister ratを麻酔下に心筋虚血群39匹のラットを、左前下行枝走行近位部にocculuderを装着して10分の閉塞を行い、その後に再潅流をおこなって閉胸した。コントロール群(N=25)は、開胸した後に心膜切開後に閉胸した。ラット心筋のアネキシンVに対して、抗原性を確認した抗ヒトアネキシン抗体(11)を用いて、DTPAをキレート剤として^<111>In標識抗アネキシン抗体を作成した。投与後24時間にガンマカメラで撮像、屠殺して臓器の重量測定とカウント測定を用Biodistributionを検討した。モデル作成後7日目にイメージングされたラットの摘出心臓は、縦切除後に薄切切片を作成しFuji Bas400を用いてマクロオートグラフィを施行。結果コントロール群では心臓に集積が見られないが、心筋虚血群では2日、7日、14日目まで^<111>In標識抗アネキシン抗体の心臓高集積所見が認められる。心筋虚血群は2日、7日、14日目まで有意に心筋/肺集積比が高値を示し、21日以降は心筋/肺集積比が低下した。マクロオートグラフィでは、虚血群で左前下行枝領域に一致しての高集積所見が見られた。梗塞群では、梗塞周囲に一致して高集積を示している。コントロールでは、均一に軽度の集積が認められるのみである。心筋虚血群の2日、7日において、有意にコントロールと比べて高値を示した。

心筋虚血群の心筋を心尖と心基部に分けて、集積を検討すると心筋虚血群の左前下行枝の領域を含む、心尖部領域で高集積の所見が認められた。結語^<111>In標識抗アネキシンV抗体イメージングは、10分再潅流の心筋虚血モデルにおいて、2日目から14日目まで心筋虚血領域を高集積所見として抽出した。^<111>In標識抗アネキシンV抗体イメージングは、運動負荷をもちいずに心筋虚血領域を抽出することが可能であった。心不全死する症例の原因の第1位に拡張型心筋症があげられる(日本国内)。拡張型心筋症を早期発見し、現在の進歩した内科的治療を早期に行うことにより、病期の進行を止める可能性が指摘されているが、早い病期段階において、ウイルスの慢性感染が原因と考えられている拡張型心筋症を確定診断することは、臨床上困難な場合がある。心筋症例の心筋細胞膜に提示1-3)されるアネキシンVを、抗原で認識することにより、拡張型心筋症の早い病期に、異常心筋を早期発見することが可能になると予測される。標識抗アネキシンV抗体が、心筋障害を陽性に描出できるかについて、アドリアマイシン心筋症モデルを用いて検討を行った。【方法】wister rat40匹に、Doxirubicin 0.2mg/kgを7日毎に皮下注射を施行して、アドリアマイシン心筋症モデルを作成した。生存したラットを対象として、投与4週6匹、投与6週6匹、投与8週7匹、投与9週5匹、およびコントロールラット4週6匹、投与6週6匹、投与8週6匹、投与9週6匹を対象として、標識抗ヒトアネキシンV抗体イメージングを施行した。【結果】ガンマカメラで撮像した像から得られた心集積(心肺集積比)は、投与4週2.56±0.48、投与6週2.30±0.49、投与8週2.20±0.23、投与9週0.85±0.41であった。コントロールラットの心肺集積比は、4週1.30±0.21、投与6週1.32±0.38、投与9週1.39±0.23であり、いずれの時期においても、アドリアマイシン心筋症モデルラットがコントロールと比較しての有意に標識抗ヒトアネキシンV抗体の高集積を示した。【結語】標識抗アネキシンV抗体イメージングは、アドリアマイシン心筋症モデルの心筋症初期から、高集積を呈した。病期の初期から高集積を呈することから、心筋障害の軽度な初期より、障害心筋をイメージングできる可能性がある。
日米における乳癌・子宮内膜癌のホルモン環境の検討

本研究の申請者である笹野は1999年6月12日から15日にかけてカリフォルニア州サンジエゴ市で開催された米国内分泌学会において米国シカゴ大学のSerdar E.Bulun博士、テキサス大学のStefan Andersson博士らと会談した。そしてこの時に日米共同の子宮内膜癌ならびに乳癌のエストロゲンの産生動態を中心とする腫瘍局所における性ステロイド代謝の研究をすすめる事に対して討論を深めた。日米の各々の研究室で今まで行った研究データーを相互に交換して討論したところ、日本人の子宮内膜癌では血中のアンドロゲンをエストロゲンに転換するアロマターゼの過剰発現を呈する症例では遺伝子発現のプロモーターとして線維芽細胞型が用いられる事が多いが、米国白人の子宮内膜癌では性腺型がプロモーターとして用いられる事が判明した。一方乳癌においてのアロマターゼの発現動態は子宮内膜癌と比較するとそれほど大きな差異が認められない事が分かった。アロマターゼによりアンドロゲンから作られたestroneとより生物学的活性の高いエストロゲンであるestradiolとの相互変換を行っている1型、2型の17β水酸化ステロイド脱水素酵素(17β-HSD1,2)の発現動態は日米間の乳癌ならびに子宮内膜癌とでそれほど差異はないという事も考えられた。このように日米相互の研究者によるこのような率直なデーターの開示も含めた意見交換は極めて有意義なものであった。
マウス個体を用いた心筋細胞の成熟化因子の探索

マウスの心筋細胞は、出生後もその表現型が変化し、機能的に最終分化する。具体的には、整ったT管構造が形成され、興奮収縮連関の要であるL型Ca2+チャネルの電流密度や、活動電位に伴う細胞内Ca2+濃度上昇の上昇が見られる。しかし、このような心筋細胞の最終分化の分子メカニズムは明らかになっていない。本研究は、このような出生後に起こる心筋細胞の最終分化の分子メカニズムを明らかにすることを目的とした。出生後の心臓内でその発現が変化する液性因子に着目し、その因子を介する細胞間シグナル経路が、心筋細胞の最終分化にどのような役割を持つかについて、マウス個体での検証を行った。生後1日目から30日目まで、マウスに種々の受容体阻害薬を継続投与し、心臓の機能、および心筋細胞の最終分化への影響について評価した。本研究の計画段階では、糖質コルチコイドおよび甲状腺ホルモンについてその役割を追う予定であった。しかしながら、甲状腺ホルモン受容体の阻害薬(1-850)や、糖質コルチコイド受容体の阻害薬(Mifepristone)を投与した個体から単離した心筋細胞の表現型に、顕著な変化は見られなかった。その一方で、gp130(Cardiotrophin-1受容体)阻害薬(SC144)、もしくはVEGF、PDGF、FGF受容体阻害薬(Nintedanib)をマウスに投与することで、その心筋細胞の最終分化が抑制されるという知見を得た。これらの阻害薬は、T管形成の異常、L型Ca2+チャネル電流密度上昇の抑制、活動電位に伴う細胞内Ca2+濃度上昇の抑制を引き起こし、また心臓では、左心室の収縮能低下が見られた。一方で、左心拡張期径の増大や不整脈は確認できず、心筋の繊維化も見られなかった。以上の結果から、gp130やVEGF、PDGF、FGF受容体が、心筋細胞の最終分化に関与することが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
運動ニュ-ロンにおける各種ペプタイドおよびリセプタ-mRNAの同定とその調節機構

運動ニュ-ロンにはアセチルコリン(Ach)の他、種々のペプタイドが含まれるが、その働きについては不明である。また、運動ニュ-ロンにおいては、神経伝達物質や種々の神経栄養因子に対するリセプタ-も産生されている。運動ニュ-ロンの軸索を傷害し、その再生過程でこれらのペプタイドやリセプタ-の産生がどのように変化するかということをin situハイブリダイゼ-ション法により明らかにして、運動ニュ-ロンにおけるこれらの物質の産生調節機構の解明を試みた。ペプタイドとして、αおよびβーCG2P,Galanin(Gal),CCK,リセプタ-としてニコチニックAchリセプタ-,神経成長因子(NGF)リセプタ-をとり上げ、ラット顔面神経核の運動ニュ-ロンをモデルとして、顔面神経を切断した場合とピンセットで圧迫した場合について、時間経過を追って検討した。その結果、以下の二点が明らかになった。1)同じファミリ-に属する二種のペプタイド,αーCGRPとβーCGRPの産生が、別々に制御されていること、また、同じニコチニックAchリセプタ-を構成するα_3サブユニットとβ_2サブユニットも別々に制御を受けていることがわかった。2)軸索損傷により、αーCGRP,Gal,CCKのmRNAは著明な増加を示しβーCGRPmRNAは減少したが,これらの変化は,αーCGRPを除き,神経切断例の方が、圧迫例よりも著明であった。一方、NGFは種々のペプタイドの発現を調節する働きが知られているが、運動ニュ-ロンにおけるNGFリセプタ-mRNAの発現は、神経切断例より圧迫例において著明であった。このことより、少なくともβーCGRP,Gal,CCKの発現調節には、NGFは関与していないのではないか、と考えられる。本年度はまず、運動ニュ-ロンに含まれるペプタイドおよびリセプタ-を明らかにし、それらの産生機構が軸索切断などの神経障害により、どの様に変化するかということを、免疫組織化学およびin situハイブリダイゼ-ション法により検討した。カルシトニン遺伝子関連ペプタイド(CGRP)には、αーCGRPとβーCGRPがあり、両者とも運動ニュ-ロンに含まれる。今回我々は、軸索切断によりαーCGRPのmRNAは増加するのに対し、βーCGRPのmRNAは減少することを明らかにした。一方コレシストキニン(CCK)の前駆体preproCCKのmRNAや、ガラニンおよびその前駆体のmRNAも、軸索切断により増加することがわかった。次に、これらのペプタイド産生の増加をひきおこすメカニズムについて検討した。種々のペプタイドの産生に影響を与える因子として、現在のところ、神経成長因子(Nerve Growth Facior:NGF)と、glucocorticoidが考えられる。そこで、軸索を切断した運動ニュ-ロンで、NGF・リセプタ-(R)とglucocorticoid receptor(GR)のmRNAが増加するかどうかをin situハイブリダイゼ-ション法により検討したところ、早期よりNGFーRのmRNAが増加し、NGFーRが産生されることがわかった。一方、GRは著明に減少することから、軸索切断に伴うペプタイド産生の調節にはNGFが重要な働きをしていると考えられる。また、アセチルコリンリセプタ-(ニコチン性)の各サブユニットの産生調節がどの様に行われているかを検討したところ、軸索切断に伴ってのサブユニットは減少するが、βサブユニットは増加することがわかった。一つのリセプタ-でも、その産生調節はサブユニット毎に行われていると思われる。運動

ニュ-ロンに含まれるペプタイドのうち、昨年度はαーCGRPとβーCGRPをとり上げ、互いに構造の似たこれらのペプタイドの産生が別々に制御されていること、またニコチニック・アセチルコリン(Ach)リセプタ-のαサブユニットとβサブユニットの産生も別々に制御されていることを明らかにした。今年度は、αーおよびβーCGRPの他、ガラニン(Gal)とCCKをとり上げ、顔面神経核の運動ニュ-ロンをモデルとして、顔面神経を切断した場合と、ピンセットで圧迫してcrushした場合で、それぞれのmRNAがどの様に変化するかということをin situハイブリダイゼ-ション法により、時間経過を追って検討した。すなわち、αーおよびβーCGRPとも早期より増加したが、その後αーCGRP mRNAは高値をとり続けるのに対し、βーCGRPmRNAは消失した。Gal,CCKの場合、CGRPよりやや遅れて増加し、神経切断例の方が、crush例よりも著明な増加を示した。一方、成熟運動ニュ-ロンは、神経成長因子(NGR)の影響は受けないが、軸索損傷を受けた運動ニュ-ロンでは、NGFリセプタ-が産生されてNGFに感受性となる。NGFはまた、種々の細胞でペプタイドの発現を調節する作用が報告されているので、上記のペプタイドの発現を調節する作用が報告されているので、上記のペプタイドmRNAの動きと比較するため、神経切断とcrushによるNGFリセプタ-mRNAの発現の時間経過について検討したところ、神経切断例では長期にわたり増加を示したが、crush例の方は早期において特に著明な増加を示し、2ー3週間でもとに戻った。このようなNGFリセプタ-mRNAの動きと同期する可能性のあるペプタイドはαーCGRPだけで、βーCGRP,Gal,CCKについては、NGFはその産生の調節に関与していないと思われる。
保育における遊びのリスク・ベネフィットバランスに関する総合的研究

子どもの心身の発達において,リスクのある遊びは必要であると考えられているが,十分に実証されていない。そこで本研究では,保護者と保育者を対象にリスクマネジメント評価尺度を開発し,遊びにおいてリスクの価値を認める程度やリスクの管理を行う程度が,子どもの発達に及ぼす影響を検討した。調査の結果,3歳から6歳の子どもの保護者においては,怪我の回避に関する意識が高いほどスリルのある遊びを制限すること,また,遊びを制限する程度が高いほど子どもの身体能力等が低いこと,などが明らかになった。本研究の目的は,保育者や保護者の遊びに関するリスク・ベネフィット観と子どもの遊びのベネフィットの関係を明らかにするとともに,リスク・ベネフィット観の変化や調整の過程を検討することであった。そのために今年度は,リスク・ベネフィット尺度(保護者用)作成のための予備調査と,子どもの遊びのベネフィット尺度の作成のための観察と面接を行った。予備調査では,まず,幼児の保護者を対象に,子どもがスリルのある遊びをすることに対する意識や関わり方について自由回答法を実施し,質問項目を作成する資料を収集した。そして,松田他(2009)などの項目も合わせた質問紙を,保護者338名を対象に実施した(有効回答率58.6%)。因子分析を行ったところ,価値と管理の2側面から成る5つの下位尺度が構成され,下位尺度間相関から,怪我の回避に関する意識が高いほど,スリルのある遊びを制限する親のリスク管理が高くなることが明らかになった。観察と面接では,年長児25名がターザンブランコを行う場面を6回観察するとともに,観察終了後にインタビューを行い,メタ認知と自己調整学習を合わせた枠組みで整理した。その結果,観察も面接も,メタ認知的知識,メタ認知的制御,情動的制御などに該当する行動や発話があり,枠組みが有効であると考えられた。今後は,この枠組みを使うことで,発達差や個人差の検討が可能になる。また,この枠組みは一般性が高いと考えられるので,リスクのある遊びとそれ以外の遊びの比較を行うことも可能で,そうすることにより,リスクのある遊びの特徴が明確になってくるであろう。そのために今年度は,昨年度開発した保護者用のリスク・ベネフィット尺度をベースに,保育者を対象にした自由回答法による検討と,保育者を対象にした評定法による検討を行った。保育者を対象にした自由回答法による検討では,保育者19名に,以下の5つの質問項目に対して自由回答を求めた。1)スリルのある遊びをさせるか否かとその理由,2)スリルのある遊びを経験する意味,3)遊具等での定形外の遊び方をする意味,4)スリルのある遊びへの大人の関わり方で気になっていること,5)スリルのある遊びに対する保育者と保護者との意識の違い。その結果,保育者は,スリルのある遊びを通じて「危険の理解」「身体の発達」「自信」「友達との関わり方」「発想力」等が育つと考えていることが明らかになった。また,保育者と保護者では,スリルのある遊びを通じて得られる能力を意識する程度が異なることが示唆された。保育者を対象にした評定法による検討では,私立幼稚園の保育者15名と私立認定こども園の保育者112名,合計127名に,保護者用の項目に自由回答を参考に作成した項目を加えた合計47項目の質問紙を実施した。因子分析の結果,幼児の遊びにおけるリスクマネジメント評価尺度として,価値は3因子構造,管理は2因子構造,調整は4因子構造の9つの下位尺度が構成された。また,下位尺度間相関から保育者管理には,リスク管理能力,怪我の回避,不安,各子どもの特性が関連していることが明らかになった。平成27年度は,予備調査の結果に基づき尺度項目を調整した後,保護者1,000名程度を対象に本調査をインターネットで実施する予定であった。しかし,保育者と保護者とで因子構造が異なったため,どのように調整するかの検討に予想以上に時間がかかった。また,子どもの発達を評価する既存の尺度に適切なものが見当たらず,その選択も難航した。そのために,年度内にインターネット調査を実施することができなかった。子どもの心身の発達において,スリルのある遊びは必要であると考えられている。しかし,国内では大坪他(2011)が,リスクにチャレンジすることが危険回避能力の発達と関係することを明らかにしているものの,保護者が子どもにスリルある遊びを許容することが,子どもの心身の発達のどのような側面にどの程度の影響を与えるのかに関しては,検討されてこなかった。そこで本研究では,保護者のかかわり方の影響が特に大きいと考えられる幼児期において,両者の関係を調べることを目的とした。3歳から6歳の幼児を持つ保護者,父親500名(平均年齢40.9歳),母親500名(平均年齢36.8歳)の合計1,000名を対象に,インターネット調査を実施した。スリルのある遊びに対する親のかかわり方の測定には,上山他(2015)が作成した保護者用のリスクマネジメント評価尺度から,管理に関する2つの下位尺度を用いた。

幼児の発達の測定には,手先の器用さや身体能力など11の下位尺度,102項目から成る『東アジアこども発達スケール』(青柳他, 2013)を用いた。リスク管理尺度の得点と11の発達の下位尺度の得点との月齢を統制した偏相関を算出した。その結果,保護者のリスク管理と幼児の発達との間で,最も強い関係が見られたのは,父親と身体能力の間で,父親が,怪我をする可能性のある遊びをさせなかったり,子どもが少しでも怪我をしそうな場合は遊びを制限したりする程度が高いほど,子どもの身体能力が低く,その反対に,父親が,安全に遊べるかどうかは子ども自身に判断させるといった程度が高いほど,子どもの身体能力が高いことが示された。母親に関しては,怪我をする可能性のある遊びをさせなかったりする程度が高いほど,子どものことばの表現や,集団活動,社会的ルールの理解の発達の程度が低いことが示された。本年度の早い時期に,保護者1,000名を対象にインターネット調査を実施する予定であったが,そこで用いる他の研究者が作成した5つ尺度のうち,3つは数日以内に利用の許可を得ることができたが,青柳他が作成した『東アジアこども発達スケール』と田研出版の『TK式こどもの社会性発達スケールSTAR』に関しては,交渉に2ヶ月以上かかった上,『STAR』に関しては,著作者と出版社の考えが異なった。そのために,インターネット調査の実施が平成29年の1月となり,計画全体が遅延した。子どもの心身の発達において,リスクを伴う遊びは必要であると考えられている。しかし,リスクを伴う遊びが子どもの心身の発達のどのような側面にどの程度の影響を与えるのかに関しては,検討されてこなかった。そこで本研究では,保護者のかかわり方の影響が特に大きいと考えられる幼児期において,昨年度は尋ねなかったスリルのある遊びに対する親の価値観も含めて,両者の関係を調べることを目的とした。3歳から6歳の幼児を持つ保護者1,000名を対象に,インターネット調査を実施した。スリルのある遊びに対する親の価値観とかかわり方の測定には,上山他(2015)が作成した保護者用のリスクマネジメント評価尺度から,価値と管理に関する2つの下位尺度を用いた。幼児の発達の測定には,身体能力や自発性など11の下位尺度,102項目から成る『東アジアこども発達スケール』(青柳他, 2013)を用いた。価値および管理尺度の得点と11の発達の下位尺度の得点との月齢を統制した偏相関を算出した。その結果,保護者のスリルのある遊びに対する価値や関わり方は,特に身体能力と関連があり,怪我をさせたくない意識や,遊びを制限することで身体能力が抑制されることが示された。また,保護者が子どもに遊びを主体的に取り組ませる場合,子どもの発達の諸側面(身体能力,手先の器用さ,状況判断等)を促進する一方,保護者が遊びを制限する場合,子どもの発達のいくつかの側面(身体能力,ことば理解,状況判断等)が抑制される可能性があることが明らかになった。子どもの心身の発達において,リスクのある遊びは必要であると考えられているが,十分に実証されていない。そこで本研究では,保護者と保育者を対象にリスクマネジメント評価尺度を開発し,遊びにおいてリスクの価値を認める程度やリスクの管理を行う程度が,子どもの発達に及ぼす影響を検討した。調査の結果,3歳から6歳の子どもの保護者においては,怪我の回避に関する意識が高いほどスリルのある遊びを制限すること,また,遊びを制限する程度が高いほど子どもの身体能力等が低いこと,などが明らかになった。
安全性に係るヒューマン・ファクター問題

安全問題について五年間にわたる研究を行ってきたが、「安全性に係るヒューマン・ファクター問題」に関して、今年度特に着目・研究したのは以下の5点である。1.科学技術者の社会的責任:安全問題において、科学技術は重要な要素であり、それを創造する時点において、人間が重要な役割を担っている。科学技術者が、創造者として負う責任、倫理を考察し、「主←→客」の作用を主体的に考える研究活動のスタイルが必要である。2.高度技術社会のあり方:兵庫県南部地震にみられるように、人類社会もまた壊れやすく儚いものであることを再認識し、将来の子孫のことを念頭に置く必要がある。しかし、今日の科学技術行政が、長期的な将来的なものであるのだろうか。福祉・環境保全・安全確保という積極的な守りの科学をバランスよく発展させようとしているのだろうか。3.安全管理のあり方:放射性物質の輸送に際し、地上輸送における盗難等の人間的事件の危険度と航空機輸送における事故性の危険度を比較考察した際、社会、教育による危機の回避などの本質的な問題やヒューマン・ファクターが安全管理として見落とされてはいないだろうか。4.宇宙輸送システムの検討:将来、現実に宇宙輸送システムを構築する際、運行上の問題、宇宙港の問題など、保安、安全上の検討すべき事柄がある。宇宙輸送を実現に向けて検討していくのであれば、国際空港などは将来の利用を考えて建設すべきである。5.NTSBデータベース:今までの作業を踏まえ、航空事故関連データベースの利用環境を整備し、一般への利用、解放に向けての作業が行われた。安全問題を研究する上で、必要、かつ、より良い環境が今後も必要となろう。高度技術社会における安全問題の中心的な課題は、事故原因に係るヒューマン・ファクター問題である。従って、この問題に焦点を絞り、高度技術社会に向う技術開発の方向性に安全問題から指針を与えることが本研究の目的である。そのため、昨年度に引続き、航空事故関連情報の収集を続行し、データベース・マシンを拡充整備した。さらに知的な援助を得る方途を考究しつつ、当研究により試作中の航空事故関連情報データベース:AAID(Aviation Accident/Incident Database)の増強を進めた。具体的には、(1)多量の入力データ等に対応すべく、ハードディスクの記憶容量をさらに2Gバイト増加、(2)磁気媒体による大容量記憶のバックアップや大容量データの入力を可能にするため、1/2インチMT及び8GバイトDAT等の装置を導入、(3)米国NTSBの2万件に及ぶ航空事故データの移植、(4)OCRあるいは直接入力によるICAOの航空事故データや日本の航空事故調査報告等のデータベース化等がその成果として挙げられる。このようにして構築されたデータベースを基に、技術科学論を進化・発展させつつ、個別事例研究を媒介にして、ヒューマン・ファクター問題克服の本質にアプローチした。技術の発展の中で、技術システムの外部の人問は云までもなく内部の人間についても、その存在については、取扱いが困難であるがゆえ後回しにされるか、無視されてきた。しかし、高度技術社会の進展の中で安全問題は技術システム内外の人間の存在をクローズ・アップする。技術が社会の隅々にまで普及する高度技術社会にあっては、困難ではあっても、ヒューマン・ファクター問題は避けて通ることはできない。高度技術社会における安全問題の中心的な課題は、安全性に係るヒューマン・ファクター問題である。したがって、この問題に焦点を絞り、航空事故等を媒介に高度技術社会に向う技術開発の方向性に安全問題から指針を与えることを目的とする。そのため、今までに構築した航空事故関連データベース:AAID(Aviation Accident/Incident Database)をもとに、アクシデントやインシデントなどの航空事故関連データの活用を重点にデタベースの再構築を行ってきた。具体的には、MicroVAX上で構築されているデータベースへのアクセスの容易さを考えた表示の日本語化のために、日本語端末としての機能およびその高速化を図った。東大のLAN(UTnet)との接続にはルーターが置かれ、セキュリティの強化と内部トラフィックの効率化が図られ、さらに電子メール等のサービス環境の整備も行われた。保守/開発においても、高速で容量の大きい1.3Gbyte光磁気ディスクにより、大容量ファイルのバックアップが高速にかつ容易になり、また常駐不要なデータを待避させることにより、検索等の高速化のために、より多くのディスク空間を提供できるようになった。このようにして構築されたデータベースを基に、技術科学論を進化・発展させつつ、個別事例研究を媒介にして、技術開発の方向性に指針を与えるべく、ヒューマン・ファクター問題克服の本質にアプローチした。技術の発展の中で、技術システムの外部の人間は云うまでもなく内部の人間についても、その存在については、取扱いが困難であるがゆえ後回しにされるか、無視されてきた。

しかし、今日の科学技術行政が、長期的な将来的なものであるのだろうか。福祉・環境保全・安全確保という積極的な守りの科学をバランスよく発展させようとしているのだろうか。3.安全管理のあり方:放射性物質の輸送に際し、地上輸送における盗難等の人間的事件の危険度と航空機輸送における事故性の危険度を比較考察した際、社会、教育による危機の回避などの本質的な問題やヒューマン・ファクターが安全管理として見落とされてはいないだろうか。4.宇宙輸送システムの検討:将来、現実に宇宙輸送システムを構築する際、運行上の問題、宇宙港の問題など、保安、安全上の検討すべき事柄がある。宇宙輸送を実現に向けて検討していくのであれば、国際空港などは将来の利用を考えて建設すべきである。5.NTSBデータベース:今までの作業を踏まえ、航空事故関連データベースの利用環境を整備し、一般への利用、解放に向けての作業が行われた。安全問題を研究する上で、必要、かつ、より良い環境が今後も必要となろう。
生命の起源物質生成の計算機シミュレーション：アミノ酸・核酸とその重合化

原始地球でタンパク質や核酸などの生命分子がどのように形成されたかを探る大規模計算機シミュレーションを行っている。約40億年前の大量の隕石の飛来がもたらした衝撃波のエネルギーによって非還元的小分子(水、窒素、二酸化炭素など)から還元的分子(アンモニア、メタンなど)やアミノ酸・核酸・糖などが生成されたとする仮説に基づき、主に第一原理量子力学的動力学シミュレーションにより、隕石に含まれる鉄を触媒として、高温高圧下でアンモニアやギ酸などの炭素化合物の生成が確認され、仮説を裏付ける計算結果が得られた。また、化合物生成に至る様々な反応メカニズム・反応経路について詳細に議論し、これらの成果は既に3編の論文としてまとめられている。ところで、現在の生命起源論においては海底の熱水噴出孔が注目されており、そこでは反応を促進する上で、鉄イオウ(FeS)クラスターの果たす役割が重要であると考えられている。そこで、硫化鉄の触媒作用に着目した化学反応シミュレーションを実行し、特定の反応条件下における成果が得られたが、更なる検証のためには分子動力学計算の高速化が必要となった。そのため、第一原理手法である密度汎関数法(DFT)に経験的パラメータを組み込み計算の精度維持と高速化を可能にする、強結合近似に基づく密度汎関数法(Density Functional Tight Binding : DFTB)に着目した。しかし、DFTBパラメータには、硫化鉄のシミュレーションに必要なFe-S間のパラメータが報告されておらず、また、パラメータ開発の明確な手順が公開されていない。そこで現在、Fe-Sのパラメータ開発に着手し、まずはPyrite構造に対して、格子定数、体積弾性率、定積熱容量などの実験値の再現を試みている。本研究の大きな目標は「生命分子系が原始地球においてどのように形成されたか」を明らかにすることであり、その目標に向けて、原始地球環境における化学反応を第一原理的に記述できるシミュレーション手法の開発を島村孝平助教とともに進めている。本プロジェクトでは、化学反応の高速シミュレーションを可能とするDFTB法に注目しており、そこでのパラメータ開発において、機械学習や人工知能技術を用いた解析の重要性を鑑み、H30年度には本課題の予算で、計算機システム「Deep Learning Entry Workstation」を購入・設置した。また、「生命の起源」研究は極めて学際的であり、他分野の研究者との活発な交流が必須であるため、2018年10月のCBI学会2018年大会において、フォーカストセッション「生命の起源:その現状と展望」を開催し、オーガナイザーとして国内の著名な研究者を招聘して講演を行っていただいた。DFTBソフトウェアの改良に関し、今後、パラメータ化対象の元素の結合(共有結合性・金属結合性)を正確に評価できるようにし、さらに、パラメータフィッティングの時間短縮のためにプログラムコードを改良する予定である。また、硫化鉄に関しては、これまでPyrite構造だけに着目してきたが、今後、他のFeS結晶構造でも再現可能かどうかを検証する。そして、現在、DFTB法による化学反応シミュレーションを可能とするために、主にFeを中心とした研究を進めているが、今後は、分子動力学シミュレーションの高速化を目的とした他の遷移金属(Mn、Cu、Niなど)に対するパラメータ(DFTBパラメータ)開発も考えている。こうした研究開発においては、近年進展が目覚しい機械学習や人工知能の技術も積極的に活用していく。

また、「生命の起源」研究は極めて学際的であり、他分野の研究者との活発な交流が必須であるため、2018年10月のCBI学会2018年大会において、フォーカストセッション「生命の起源:その現状と展望」を開催し、オーガナイザーとして国内の著名な研究者を招聘して講演を行っていただいた。DFTBソフトウェアの改良に関し、今後、パラメータ化対象の元素の結合(共有結合性・金属結合性)を正確に評価できるようにし、さらに、パラメータフィッティングの時間短縮のためにプログラムコードを改良する予定である。また、硫化鉄に関しては、これまでPyrite構造だけに着目してきたが、今後、他のFeS結晶構造でも再現可能かどうかを検証する。そして、現在、DFTB法による化学反応シミュレーションを可能とするために、主にFeを中心とした研究を進めているが、今後は、分子動力学シミュレーションの高速化を目的とした他の遷移金属(Mn、Cu、Niなど)に対するパラメータ(DFTBパラメータ)開発も考えている。こうした研究開発においては、近年進展が目覚しい機械学習や人工知能の技術も積極的に活用していく。H30年度に予定していた書籍購入・納入が年度内に間に合わなかったため、購入を次年度に繰り越した。
面制御金属ナノ粒子を用いた固体触媒による水の浄化

表層水中の有害な硝酸イオンを無害な窒素に還元するために、白金および銅をアルミナに担持した固体触媒の開発を行った。白金ナノ粒子の面制御は、還元反応における副生成物であるアンモニアの生成を抑制することが示された。白金の面制御による触媒性能の向上は、大量の水を連続的に処理するための膜型反応装置においても確認された。さらに、白金ナノ粒子表面に選択的に銅を付加することに成功し、得られた触媒が活性および選択性において優れた性能を示すことを確認した。以上の結果から、面制御白金ナノ粒子を用いた固体触媒の有効性が明らかになり、実用化の可能性を示すことができた。研究の初年度である本年度は・亜硝酸還元反応に適した白金結晶面の選定に関する研究を行なった。硝酸の還元反応において選択性を決定するのは・亜硝酸イオンの還元反応である。白金の面制御によって窒素への選択性を高めるための前提として・(1)亜硝酸の還元反応が構造敏感反応であること・かつ・(2)表面を{100}もしくは{111}面に制御した白金ナノ粒子が窒素への選択性を向上させること・の2点が必要になる。{100}面に形態制御された触媒・および含浸法によって調製された触媒存在下・亜硝酸ナトリウム水溶液に還元剤である水素を通気し・室温でのバッチ試験を行なった。一定時間ごとに溶液のサンプリングを行い・亜硝酸イオンの残留量・およびアンモニウムイオンの生成量を測定した。その結果・白金の形態によって表面原子あたりの活性が変化することが明らかになり・白金表面における亜硝酸イオン還元反応の構造敏感性が実証された。また・{100}面での反応において・窒素への選択性が優れることが明らかになった。しかし・一方で・研究前に予想していなかった亜硝酸イオンの触媒(担体であるアルミナ)への吸着現象が起こっていることが明らかになった。亜硝酸イオンのマスバランスを考える際には・触媒によって窒素もしくはアンモニアに転化する分以外に・吸着によって液相から除去される分を考慮する必要ができた。そのため・実験の際には毎回水素を通気しないブランクテストが必要となり・当初予定よりも実験に手間がかかることがわかった。その結果・{111}面での反応については来年度に持ち越すこととなった。昨年度来課題になっていた、亜硝酸イオンの触媒(担体であるアルミナ)への吸着現象を加味した亜硝酸イオンについてのマスバランスの計算法を確立した。実験の際には毎回水素を通気しないブランクテストを行い、吸着量の測定を行なった。Ptの担持量や粒子径と亜硝酸イオンの吸着量との関係を比較した結果、亜硝酸イオンの吸着は、主としてイオン交換によって生じているらしいという結論を得た。また、持ち越し課題となっていた{111}面と{100}面の比較について実験を行った結果、{111}面を有意に有する正四面体白金粒子は、含浸法で調製された、微小・不定形な白金粒子に比べて窒素への転化率が高いことが明らかになった。しかし、{100}面を有する立方体の白金粒子のほうが{111}面を有する粒子よりも、さらに窒素への選択性に優れることが明らかになったので、今後は{100}面を卓越して有する立方体白金ナノ粒子を用いた実験を中心に進めていくことにした。その上で、本年度は、バイメタル化と膜型装置への応用を並行して行なった。バイメタル化については、酢酸銅を出発塩とした含浸法を中心に進めている。TOP、TPRなどの結果、面制御したPtと含浸法によって生成したPt粒子で、Cuとのバイメタル化構造に違いがあるらしいことが明らかになった。しかし、TPR、TPOのピーク位置の違いが、具体的にどのような構造の違いに基づくのかについては、今後、さらに検討する必要がある。一方、膜型装置への応用については、多孔質のアルミナ中空膜を用いて順調に進行中である。今年度は、含浸法によって調製した白金ナノ粒子を担持するにとどまったが、来年度は、面制御した白金粒子の担持および、それを用いた実験を行う予定である。昨年度までの研究結果を受け、本年度は、膜型反応装置での実験、およびPt-Cuのバイメタル化状態の評価についての実験を中心に行った。膜型反応装置を用いた実験では、多孔質のアルミナ中空膜に形態制御されたPtを担持して、水素およびNaNO_2水溶液を流通させて還元反応を行った。形態制御していないPt粒子を担持した場合の結果と比較したところ、形態制御することにより、NO_2^-の還元におけるN_2の選択性が向上することを確認できた。

一方、Pt-Cuバイメタル化状態の評価については、バイメタル化する方法として、含浸法および表面還元法を用いた。表面還元法とは、Pt粒子表面に水素を吸着させ、そこにCuイオンを反応させることにより、Pt粒子表面で選択的にCuを還元させる方法である。これら二つの方法で得られた触媒は、NO_3^-還元反応において異なる挙動を示すことが明らかになった。そこで、バイメタル化状態を評価するために、TPR, TPO測定を行った。Pt-CuのTPR, TPO測定については、いくつかの報告例があるが、今回詳細な検討を行った結果、それらを大幅に見直す必要が明らかになった。我々の実験では、室温から800°Cの範囲でのTPR, TPOで観察することができるのは、Cuの酸化還元状態の変化であること、Cuは完全に0価に還元されることはなく、CuO及びCu_2Oの間で変化を繰り返すこと、ただし、その変化の仕方はバイメタルの調製法や粒子サイズなどに依存すること、が明らかになった。さらに、Cuの酸化状態が異なるPt-Cu触媒を用いてNO_3^-の還元反応を行ったところ、Cuの酸化状態が反応生成物の選択性に重大な影響を及ぼしていることが明らかになった。