hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肝癌における腫瘍増殖因子による細胞増殖停止とp27Kiplによる遊走化機構の解明

細胞の運動機能は癌細胞では特に転移に関係し、その制御機構を解明することは癌細胞の転移を制御できることに繋がる可能性もあり重要である。我々はヒト肝癌細胞株HepG2がHGF(肝細胞増殖因子)により運動能が亢進し、それがp27kip1(CDK抑制因子)により招来されることを見い出した。これをさらに推し進めるためにHuH2やHuH7といった他の肝癌細胞株に対しても同様の実験を行っている。HuH2やHuH7の細胞培養液中にHGFを添加すると同様の細胞運動能の亢進が見られるが、HepG2細胞ほどには著明ではない。我々はさらにTGF-βをこれらの細胞培地中に添加する実験を行っているが、TGF-β添加前にHGFを培地中に加えておくと細胞の運動能は著明に亢進することが判明した。さらにこの時の細胞周期をFACSで解析するとG1期で細胞増殖が停止しており、HepG2細胞と同様の結果であった。このように細胞の運動能と細胞周期のG1停止が密接に関連しているようにみえる。現在この条件下でp27Kip1の発現上昇やCDKとの結合する割合が増加しているかどうかを確認中である。線維芽細胞ではTGF-βにより生ずるG1期停止はp27Kip1によるものと考えられているので、肝細胞癌での運動能上昇がp27Kip1単独でで生ずるのか、それとも他の因子が必要なのか、G1期停止が必須であるのか等を解明する必要がある。肝細胞及び肝癌細胞の増殖制御機構についてはまだまだ未解明な点が多く、細胞外からの刺激や細胞内シグナル伝達系の重要な分子についての、特に相互作用に関する研究は不十分である。腫瘍増殖因子(以下TGF-b)は上皮細胞では細胞増殖に抑制的に作用するが、特に肝細胞や肝癌細胞に対してはアポトーシスを誘導する。我々はHuh2、Huh7、Hep3B、HepG2の4つの継代肝癌細胞株を用いてこれらに対するTGF-bの細胞増殖抑制作用を検討したところ、Huh2、Huh7、Hep3Bではアポトーシスが誘導され、HepG2ではG1期での細胞周期停止がみられた。また肝細胞増殖因子(HGF)投与によりHepG2では同様にG1期停止が観察された。Huh2、Huh7、Hep3BのアポトーシスはHGF、上皮増殖因子(EGF)の前投与により回避されたが、FACSによる解析で細胞は増殖せずG1期で停止していることが判明した。さらにHGFやEGFの前にERK阻害剤のPD098059やAkt阻害剤であるLY294002を投与しておくとアポトーシスが再度誘導された。またHepG2細胞をLY294002、PD098059で前処理した後TGF-bを添加するとやはりアポトーシスが生じた。これらの結果はTGF-bによるアポトーシス誘導は肝癌細胞では一般的な現象であり、HepG2細胞においても恒常的に活性化しているERKやAktの経路を遮断してやると同様にアポトーシスを誘導できた。さらにアポトーシスを回避するにはERK,Aktの両者の活性化が必要であり、しかもこの時細胞がG1期で細胞周期停止を来たしていることを考えるとTGF-bは通常アポトーシスとG1期での細胞周期停止により細胞増殖を抑制していることが判明した。
電界効果によるバンド制御を用いたグラフェン，二次元層状物質における新規物性の開拓

二次元層状化合物に対して、電界効果キャリアドーピングの手法を用いて物質界面のキャリア濃度を変調し、電子状態の制御ならびに新規物性を開拓することを目的として研究を行ってきた。最終年度である平成28年度は、まず前年度から行ってきたLaOBiS2における電界効果超伝導発現の研究を完成させ、Applied Physics Lettersにおいて成果を公表した。また、トポロジカル絶縁体のAgxBi2Se3に電気二重層キャパシタを用いて電子を蓄積することで、フェルミレベルを制御した。xが0、0.05ならびに0.2の3種類の試料を用意し電気抵抗の温度依存性を測定した。Agを含まないBi2Se3においては、金属的振る舞いが観測されたのに対し、x = 0.05ならびに0.2の試料は35から300 Kまでは、温度の低下とともに半導体的に抵抗が上昇していく性質が観測され、35 Kより低い温度領域では温度の減少に伴う電気抵抗の減少を観測した。高温領域において半導体的性質を示したAg0.05Bi2Se3に対して電界効果電子ドーピングを行うと、Bi2Se3と同様の金属的な振る舞いが観測され、フェルミレベルを伝導帯に戻すことに成功した。さらに、遷移金属カルコゲナイド化合物のMo(Se1-xTex)2をチャネルに用いた電界効果トランジスタ(FET)を作製し、SeとTeの含有量(x)の変化によってFET特性が変化することを見いだした。厚み5 - 15 nmの単結晶FETではx < 0.4のときにnチャネル型のFET動作を、x ≧0.4ではpチャネル型または両極性型のFET動作が観測された。移動度はx = 0.4で極小となった。これらの結果は、MoSe2とMoTe2のバンド構造から予想される結果と一致し、またSeとTeが混じったことによる結晶中の乱れがキャリア輸送を妨げることを示している。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、「電界効果によるキャリア注入による無機・有機二次元層状物質の電子物性制御」という目的を達成するために、「(1)絶縁性無機結晶を使った電界効果トランジスタの作製と動作制御、(2)数層グラフェンのバンド制御によるグラフェントランジスタの動作特性制御」の二つを研究課題とした。以下に具体的な研究成果と研究の重要性を記載する。K2Pt(CN)4と類似したCuの一次元鎖が架橋構造をとるBi2CuO4は、高温超伝導体として知られるLn2CuO4 (Ln =ランタノイド原子)とは異なる物性を示す。本研究では、Bi2CuO4単結晶を用いた電気二重層電界効果トランジスタ(EDL FET)を作製し、ゲート電圧を負に印加したときに電流が流れるpチャネル特性を観測した。光電子収量スペクトル測定と光伝導の測定から、深いHOMOレベル(-5.7 eV)とワイドバンドギャップ(Eg = 1.8 eV)であることを確認した。このように、電子特性を明らかにするとともに、電界効果正孔注入を初めて行うことができた。この物質は、磁気的性質に特徴があるので、高濃度正孔注入によって、磁気的特性を制御したいと考えている。厚さ数10数100 nmの薄いLaOBiS2単結晶を用意し、これの電界効果トランジスタを作製して動作特性を調べた。SiO2絶縁層をゲート誘電体に用いたトランジスタ(FET)、イオン液体を誘電絶縁体とするEDL FETのいずれにおいても、安定なnチャネルFET動作を観測した。また、EDL FETの印加ゲート電圧を増加させると、電気抵抗の温度依存性に金属的振る舞いが観測された。LaOBiS2はOのFによる部分置換による電子ドーピングにより超伝導転移を示す化合物であることから、電界効果による電子蓄積が達成されたことは、電界誘起超伝導の実現の可能性が期待できる。平成27年度は、電界効果キャリアドーピングの手法を用いて、新規な二次元層状物質のLaOBiS2とペロブスカイト層状化合物のKCa2Nb3O10に静電的に電子を蓄積させ界面のキャリア濃度を変調し、その電子物性を制御する研究を行った。I.LaOBiS2:イオン液体を用いた電気二重層(EDL)キャパシタを用いて高濃度の電子を蓄積したLaOBiS2において超伝導転移の観測に成功した。LaOBiS2単結晶に電極を取り付け、イオン液体のBMIM[PF6]を滴下し電気二重層トランジスタ(EDLT)を作製した。LaOBiS2への電子蓄積は、イオン液体が凍り始める温度(T 240 K)で正のゲート電圧Vgを印加して行った。240Kから1.3 Kまで冷却しながら電気抵抗Rを測定したところ、Vg = 6 V及び8 V印加したときのRの温度依存性において、T = 4 K付近でRの急激な低下を観測した。これについて磁場依存性を確認したところ、磁場H = 0.5 Tにおいては、Rの急激な低下が完全に消失し、温度の低下に伴いRが増加していく半導体的なR - Tプロットが観測された。したがって、T = 4 K付近のRの減少は超伝導転移に由来していると結論した。II.KCa2Nb3O10:層状ペロブスカイト化合物のKCa2Nb3O10について電界効果トランジスタ(FET)を作製しnチャネル型のFET動作を観測した。

KCa2Nb3O10の層間に電気化学の手法を用いてLiを挿入したLixKCa2Nb3O10は超伝導を発現することが報告されている。x = 0.1という少ないLi挿入量(電子ドーピング量)でも、電気抵抗率の低下と超伝導転移が観測されている。そこで本研究では、絶縁体のKCa2Nb3O10に静電的電子ドーピングを行い、電子物性制御と超伝導の観測を目指した。SiO2/Si基板上に転写した80 nm程度の厚みのKCa2Nb3O10単結晶を用いてFETを作製した。現時点ではドレイン電圧Vd = 10 V、Vg = 0 80 Vの条件で4端子法を用いて測定した伝導特性においてnチャネル型のFET動作を観測している。本研究は、無機・有機層状物質について電界効果キャリアドーピングを用いて電子状態制御を行い、新規な物性を開拓することを目的としている。平成27年度は、反強磁性絶縁体のBi2CuO4と二次元層状物質のLaOBiS2の電界効果トランジスタ特性のまとめと、LaOBiS2における電界誘起超伝導の観測に取り組んだ。Bi2CuO4とLaOBiS2の電界効果トランジスタ特性については、論文としてまとめAdvanced Electronic Materials誌に掲載した。LaOBiS2における電界誘起超伝導に関しては、バルク単結晶を用いた電気二重層トランジスタにおいて超伝導転移の観測に成功し、日本物理学会や日本化学会でその成果を発表した。しかしながら、目指していた絶縁体ー金属ー超伝導の相転移は観測できなかった。今後は、デバイスの形状を変えて電気抵抗の温度依存性を測定し、上述した相転移の観測に取り組むと同時に、論文投稿に向けて超伝導性に関する議論を発展させまとめを行う予定である。新規物質における電界誘起超伝導に関する報告は増えていないのが現状である。したがって、電界効果キャリアドーピングにおいてこれまでに着目されていなかったLaOBiS2の超伝導を実現できたことは電界効果の分野発展の観点からも意義があると評価できる。本研究では引き続き様々な対象物質について電界効果キャリアドーピングを実行し、電界誘起超伝導の可能性を見出していきたいと考えている。ただし、年度内に研究を完遂できていない超伝導と結晶構造の関係の解明については、次年度にも取り組んでいく予定である。電界誘起超伝導だけでなく、バンドエンジニアリングによる多様な電子状態の創出から高性能な電界効果トランジスタの開発を目指すなど、今後はさらに研究の幅を広げていきたいということから評価区分を2とした。二次元層状化合物に対して、電界効果キャリアドーピングの手法を用いて物質界面のキャリア濃度を変調し、電子状態の制御ならびに新規物性を開拓することを目的として研究を行ってきた。最終年度である平成28年度は、まず前年度から行ってきたLaOBiS2における電界効果超伝導発現の研究を完成させ、Applied Physics Lettersにおいて成果を公表した。また、トポロジカル絶縁体のAgxBi2Se3に電気二重層キャパシタを用いて電子を蓄積することで、フェルミレベルを制御した。xが0、0.05ならびに0.2の3種類の試料を用意し電気抵抗の温度依存性を測定した。Agを含まないBi2Se3においては、金属的振る舞いが観測されたのに対し、x = 0.05
仙骨部電気刺激による子宮の形態および動態に関する画像医学的研究

本研究の目的は、原発性月経困難症や不妊症の治療を非侵襲的で副作用のほとんどない仙骨部表面電気刺激(ssES)で行うという全体構想の中、MRIを用いてssESによる子宮内部構造の形態と動態の変化を捉え、子宮機能不全について非観血的な画像医学的手法により解析することである。結果、全月経周期において、ssESに子宮平滑筋および子宮近傍組織の緊張を緩める効果があることを確認した。Cine mode MRIでは、junctional zoneに始まり子宮体部筋層に広がっていく、子宮平滑筋の律動的収縮が詳細に観察された。ssES後には、この子宮平滑筋の律動的収縮の周期が長く、かつ収縮の強さが弱まり、それに応じて子宮内膜すなわち子宮内腔直径が拡大することが確認された。MRIによる画像所見は血流による磁化率効果の変化を強く反映したものと考えられ、ssESが子宮平滑筋の循環動態にも影響を与えている可能性が示唆された。臨床効果については、一回15分の刺激で、下腹部痛・腰痛・食欲・疲労感について2545%のスコア減少が認められた。また、2日に一回、一回15分のssESを5ヶ月継続したところ、下腹部痛・腰痛のスコアは刺激ごとに漸減し、5ヶ月後には75%の疼痛改善効果が得られた。これは鎮痛剤による疼痛軽減とほぼ同程度の改善効果で、薬剤投与量を減らし電気刺激を併用するなど、より侵襲の少ない月経困難症治療法を提案できる可能性があるという点で意義がある。ssESが子宮に対し何らかの作用を及ぼすことは確実であり、ssESが月経困難症や不妊症のような、子宮機能不全の治療に応用できる可能性がより強く示唆され重要である。本研究の目的は、原発性月経困難症や不妊症の治療を非侵襲的で副作用のほとんどない仙骨部表面電気刺激(ssES)で行うという全体構想の中、staticなT2WIとT2強調cine mode MRIを用いてssESによる子宮内部構造の形態と動態の変化を詳細に捉え、加えて、超音波ドップラーを用いてssESによる子官の血流変化を測定し、子宮機能不全について非観血的な画像医学的手法により解析することである。本年度は、無作為に抽出した研究協力者(健常ボランティア)に対し、月経開始初日(day1)および二日目(day2),三日目(day3)にssESを与え、ssESの前後でMRIおよびCine mode MRIを撮像して、子宮の形態および動態の変化を調べた。その結果、Day1およびDay2,Day3の全月経周期において、ssESの前後で子宮頸部に対する子宮体部の角度が変化することが認められた。これは、全月経周期において、ssESに子宮平滑筋および子宮近傍組織の緊張を緩める効果がある可能性を示唆するものと考え現在も追跡している。T2強調cine mode MRIでは、junctional zoneに始まり子宮体部筋層に広がっていく、子宮平滑筋の律動的収縮が詳細に観察された。ssES後には、この子宮平滑筋の律動的収縮の周期がく、かつ収縮の強さが弱まり、それに応じて子宮内膜すなわち子宮内腔直径が拡大することが確認された。また、この律動所見はssESにより子宮平滑筋の循環動態が化し、磁化率効果が変化したために生じたと考えられ、これを明らかにするために、超音波ドップラーでの血流解析を継続して行っている。pilot studyにおいて、ssEsによって約75%において自覚的月経痛の軽減が認められている。また、不妊症のボランティア女性1名においては、人工授精胚着床前のssESにより短期間に妊娠に成功している。

今年度の結果から、ssESが子官に対し何らかの作用を及ぼすことは確実であり、ssESが月経困難症や不妊症のような、子宮機能不全の治療に応用できる可能性がより強く示唆された。本研究の目的は、原発性月経困難症や不妊症の治療を非侵襲的で副作用のほとんどない仙骨部表面電気刺激(ssES)で行うという全体構想の中、MRIを用いてssESによる子宮内部構造の形態と動態の変化を捉え、子宮機能不全について非観血的な画像医学的手法により解析することである。結果、全月経周期において、ssESに子宮平滑筋および子宮近傍組織の緊張を緩める効果があることを確認した。Cine mode MRIでは、junctional zoneに始まり子宮体部筋層に広がっていく、子宮平滑筋の律動的収縮が詳細に観察された。ssES後には、この子宮平滑筋の律動的収縮の周期が長く、かつ収縮の強さが弱まり、それに応じて子宮内膜すなわち子宮内腔直径が拡大することが確認された。このMRIによる画像所見は血流による磁化率効果の変化を強く反映したものと考えられ、ssESが子宮平滑筋の循環動態にも影響を与えている可能性が示唆された。臨床効果については、一回15分の刺激で、下腹部痛・腰痛・食欲・疲労感について2545%のスコア減少が認められた。また、2日に一回、一回15分のssESを5ヵ月継続したところ、下腹部痛・腰痛のスコアは刺激ごとに漸減し、5ヵ月後には75%の疼痛改善効果が得られた。ssESが子宮に対し何らかの作用を及ぼすことは確実であり、ssESが月経困難症や不妊症のような、子宮機能不全の治療に応用できる可能性がより強く示唆された。
ケイ素非集積植物におけるケイ素の有用生理作用の解明

(1)ミョウガのマンガン栄養に及ぼすケイ素の効果近年,ミョウガ栽培現場においてMn過剰症の発生事例が報告されている.そこで,Si施肥が,ミョウガのMn吸収に及ぼす影響について検討した.処理区として,Si添加または無添加条件下で,Mnを10,100,200μM共存させる区を設け,ミョウガ幼植物を35日間水耕栽培した.その結果,(1)Mn100,200μM区の根・地上部Mn含有率は,Si添加区の方が無添加区よりも高い結果が得られた.(2)Mn100,200μM区の根をNH_2OH・HC1で洗浄した結果,Si無添加区では,根に存在するMnの約10%が,Si添加区では約40%が,根表面に酸化・吸着されて存在すると考えられた.また,洗浄後の根のMn含有率も,Si添加区のほうが高い結果が得られた.(3)以上の結果から,Si添加は,根の酸化力増大を通じて根表面でのMn保持能力を向上させるが,根によるMn吸収量,地上部移行量を低下させるには至らなかったと推察された.(2)紫外線ストレスに対するケイ素の軽減効果ナス果皮に含まれるナスニンは,光(UVストレス)に応答して合成される2次代謝産物である.Siの有用効果は,植物がストレスを受けた際に現れると考えられている.そこで,ナスをUVカットフィルムまたは通常の農業用フィルムで被覆したハウス内で水耕栽培し,UVストレスが軽減された場合とそうでない場合において,Siがナスニン合成にどのような影響を及ぼすか検討した.その結果,通常の農業用フィルム下で栽培した場合,ナス果皮に含まれるナスニン含量は,Si施用区の方がSi無施用区よりも高い結果が得られたのに対し,UVカットフィルム下の場合は,両処理区のナスニン含量に差は認められなかった.これらの結果から,Siが,ナスニン等のフェノール性二次代謝物の合成に関与している可能性が示唆された.本研究では、イネ科植物等のケイ素集積植物以外の畑作物(ケイ素非集積植物)を取り上げ、様々なストレスに対して体内に存在する可溶性Siの果たす役割を解明することを目的とする。平成19年度の研究成果の概要は以下の通りである。(1)ミョウガのリン酸、亜鉛栄養に及ぼすケイ素の効果培養液中のZnレベルを0.3、1.0μM、Pレベルを0.5、1.0、1.5mM、Siレベルを0、1.0mMとし、これらを組み合わせた処理区を設けて水耕栽培を行なった。100日間栽培後、2番目に若い葉のZn、P、Siの全含有率および搾汁液中濃度を分析した。今回の実験では、典型的なZn欠乏症状である「ささば症」は観察されなかった。しかしSi0mM区の場合、P0.5、1.0mM区の葉のSPAD値は、P1.5mM区よりも低く、Si添加でSPAD値が向上する結果が得られた。これらの処理区では、Si添加で搾汁液中P濃度が上昇したのに対し、P1.5mM区では逆の傾向が認められた。また、Si0mM区とSi1.0mM区の葉の搾汁液中Si濃度は、2.4、22.7mgL^<-1>と大きな差が認められた。以上の結果から、ミョウガの葉に存在する可溶性Siは、体内でのP有効性を調節する機能を有すると推察された。(2)ケイ酸質資材の施用がハウス栽培ナスの病害発生に及ぼす影響高知県安芸市のナス栽培ハウスで農家の協力を得て、赤ナスとトナシムの栽培時に、ケイ酸質資材(シリカゲル肥料、イネルギー)を500kg ha^<-1>施用し、ススカビ病の発生程度を観察した。しかし、両品種ともに、ススカビ病の発生程度は、ケイ酸質資材を施用しなかった場合とほとんど変わらなかった。畑作物におけるケイ素の有用効果は、上述のミョウガやウリ科植物等の中間型のケイ素吸収パターンを示すものの方が現れやすいと考えられた。(1)ミョウガのマンガン栄養に及ぼすケイ素の効果近年,ミョウガ栽培現場においてMn過剰症の発生事例が報告されている.そこで,Si施肥が,ミョウガのMn吸収に及ぼす影響について検討した.処理区として,Si添加または無添加条件下で,Mnを10,100,200μM共存させる区を設け,ミョウガ幼植物を35日間水耕栽培した.その結果,(1)Mn100,200μM区の根・地上部Mn含有率は,Si添加区の方が無添加区よりも高い結果が得られた.(2)Mn100,200μM区の根をNH_2OH・HC1で洗浄した結果,Si無添加区では,根に存在するMnの約10%が,Si添加区では約40%が,根表面に酸化・吸着されて存在すると考えられた.また,洗浄後の根のMn含有率も,Si添加区のほうが高い結果が得られた.(3)以上の結果から,Si添加は,根の酸化力増大を通じて根表面でのMn保持能力を向上させるが,根によるMn吸収量,地上部移行量を低下させるには至らなかったと推察された.(2)紫外線ストレスに対するケイ素の軽減効果ナス

果皮に含まれるナスニンは,光(UVストレス)に応答して合成される2次代謝産物である.Siの有用効果は,植物がストレスを受けた際に現れると考えられている.そこで,ナスをUVカットフィルムまたは通常の農業用フィルムで被覆したハウス内で水耕栽培し,UVストレスが軽減された場合とそうでない場合において,Siがナスニン合成にどのような影響を及ぼすか検討した.その結果,通常の農業用フィルム下で栽培した場合,ナス果皮に含まれるナスニン含量は,Si施用区の方がSi無施用区よりも高い結果が得られたのに対し,UVカットフィルム下の場合は,両処理区のナスニン含量に差は認められなかった.これらの結果から,Siが,ナスニン等のフェノール性二次代謝物の合成に関与している可能性が示唆された.
うつむき姿勢の保持が身体へ及ぼす影響および温罨法、マッサージの効果の検討

本研究は、うつむき姿勢の保持が身体へ及ぼす影響について検討し、更に姿勢保持に伴う苦痛への温罨法およびマッサージの効果を検討した。20歳代健常成人において、姿勢の保持により気分的な活気の低下、疲労の増大、および疼痛の増強がみられたが、温罨法またはマッサージを行うことで軽減された。60歳以上健常成人において、姿勢の保持により気分的な落ち込み、活気の低下、疲労の増大、および疼痛の増強がみられた。気分は、温罨法またはマッサージによる著名な改善はみられなかったが、温罨法により直接作用する部位の疼痛は増強せず、マッサージにより疼痛は軽減された。これらの効果は心拍数、血圧等の生理学的知見からも裏付けられた。眼科疾患のうち網膜剥離、糖尿病性網膜症、黄班円孔等の網膜疾患は、裂孔部や剥離部の網膜の復位を目的とした硝子体腔内のタンポナーデが行われることが多い。この手術の場合、タンポナーデ物質の浮力により網膜を圧迫し固定を促すため、患者は、術後数日約10日間にわたり下を向いた姿勢(以下、うつむき姿勢とする)の保持を余儀なくされ、この体位の保持により、多くの患者は、頚部痛、腰痛、頭痛、および精神的な苦痛を訴えることが多い。このような患者の訴えに対し、臨床現場においては、温罨法やマッサージなどの援助が行われることが多いが、これらの援助は、看護師の経験や主観的知見に基づいたものであり、エビデンスが確立されているとは言えない状況にある。本研究は、うつむき姿勢を想定した体位の保持が身体へ及ぼす影響を生理学的および心理学的側面から検討し、更にうつむき姿勢保持による苦痛を軽減するための温罨法およびマッサージの効果を検討することを目的とした。本研究における被験者は、まず基礎的な知見を得るために眼科疾患患者ではなく健常成人とし、眼科疾患術後のうつむき姿勢を想定して測定を実施することとした。更に被験者の年齢は、網膜剥離の発症が1020歳代および60歳以上に二極化していることや、糖尿病性網膜症および黄班円孔は60歳以上に多く発症することから、本研究では、被験者を20歳代および60歳以上の健常成人とした。平成23年度は、20歳代健常成人男女計22名を被験者として測定を実施した。測定項目は、心拍数、心拍変動解析による心臓自律神経活動指標、皮膚温、筋硬度、POMSおよびVASによる身体的苦痛の感覚を用いた。現在、測定した個々のデータを分析中であり、今後は統計学的分析を含め更に詳細に分析していく予定である。網膜剥離、糖尿病性網膜症、黄班円孔等の網膜疾患に対して行われる硝子体腔内のタンポナーデ術では、患者は術後数日約10日間にわたり下を向いた姿勢(うつむき姿勢)の保持を余儀なくされる。うつむき姿勢の保持により多くの患者は頚部痛、腰痛、精神的苦痛等を訴え、臨床現場では温罨法やマッサージ等の援助が行われることが多いが、このような患者の苦痛や援助の有効性についてはこれまでに詳細に調べられていない。本研究は、眼科疾患術後のうつむき姿勢を想定した体位の保持が身体へ及ぼす影響を生理学的、心理学的側面から調べ、更に温罨法およびマッサージの身体への効果を検討することを目的とした。本研究における被験者は、まず基礎的な知見を得るために眼科疾患患者ではなく健常成人とし、眼科疾患術後のうつむき姿勢を想定して測定を実施した。被験者の年齢は、網膜剥離の発症が1020歳代および60歳以上に二極化していることや、糖尿病性網膜症および黄班円孔は60歳以上に多く発症することから、本研究では、被験者を20歳代および60歳以上の健常成人とした。平成25年度は、60歳以上の成人男女計12名を被験者として測定を実施し、主にうつむき姿勢による苦痛に対する温罨法の効果について心拍数、心拍変動解析による心臓自律神経活動指標、皮膚温、筋硬度、POMSおよびVASを用いて検討を行った。その結果、60歳代以上の成人においては、うつむき姿勢の保持により気分的な活気の低下と疲労の増大が起こることが示され、疼痛はうつむき姿勢の時間と共に増強するが、温罨法の介入を行うことで軽減される傾向が見られた。眼科疾患のうち網膜剥離、糖尿病性網膜症、黄班円孔等の網膜疾患に対して行われる硝子体腔内のタンポナーデ術では、患者は術後数日約10日間にわたり下を向いた姿勢(うつむき姿勢)の保持を余儀なくされる。

うつむき姿勢の保持により多くの患者は頚部痛、腰痛、精神的苦痛等を訴え、臨床現場では温罨法やマッサージ等の援助が行われることが多いが、このような患者の苦痛や援助の有効性についてはこれまでに詳細に調べられていない。本研究は、眼科疾患術後のうつむき姿勢を想定した体位の保持が身体へ及ぼす影響を生理学的、心理学的側面から調べ、更に温罨法およびマッサージの身体への効果を検討することを目的とした。本研究における被験者は、まず基礎的な知見を得るために眼科疾患患者ではなく健常成人とし、眼科疾患術後のうつむき姿勢を想定して測定を実施した。被験者の年齢は、網膜剥離の発症が1020歳代および60歳以上に二極化していることや、糖尿病性網膜症および黄班円孔は60歳以上に多く発症することから、本研究では、被験者を20歳代および60歳以上の健常成人とした。平成23年度の20歳代健常成人男女に対する検討結果をふまえ、平成24年度は、60歳以上の成人男女計13名を被験者として測定を実施し、主にうつむき姿勢が生体に及ぼす影響とマッサージの効果について心拍数、心拍変動解析による心臓自律神経活動指標、皮膚温、筋硬度、POMSおよびVASを用いて検討を行った。その結果、60歳以上の成人においてもうつむき姿勢の保持により気分的な活気の低下と疲労の増大が起こることが示され、疼痛はうつむき姿勢の時間と共に増強するが、マッサージの介入を行うことで軽減される傾向が見られた。平成23年度は、倫理委員会での審査、被験者の募集、測定の実施、分析および学会発表の準備を計画していた。現在までに目標としていた20歳代の被験者の測定を実施することができ、現在、分析および学会発表の準備中である。よって、当初の計画通りおおむね順調に進展していると言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、予定していた60歳以上の被験者に対して測定を行い、主にうつむき姿勢保持の生体への影響とマッサージについての検討を行った。また、平成24年度は、平成23年度に実施した20歳代の被験者22名の検討結果を学会にて発表した。よって、予定していた測定および学会での発表を行うことができているのでおおむね順調に進行していると言える。今後の計画としては、平成24年度は60歳以上の被験者を募集し測定を行うこととしているが、60歳以上の被験者を目標とする例数募集するのは困難であることが予想されるので、目標の例数の測定が行えなかった場合には、平成25年度にも追加募集し測定を実施していく。更に、平成24、25年度は60歳以上の被験者での分析を行うと共に、20歳代の被験者と60歳以上の被験者との比較を含めた詳細な分析を進めていく。平成24年度は、予想していた通り60歳以上の被験者について、予定被験者数の6割程度の測定しか終了していない。よって、平成25年度は、60歳以上の被験者に対する追加測定を行っていく。平成24年度は被験者数の関係から60歳以上の被験者に対するうつむき姿勢が生体に及ぼす影響とマッサージについての検討を中心に行ったが、平成25年度は追加測定を行うことで、温罨法についての分析を進めていく。更に、平成23年度に測定を行った20歳代の被験者のデータを含め、20歳代と60歳以上の被験者との比較を含めた詳細な分析を進めていく。
社会科学系文献情報データベースの分散型自動編集システムの開発

文献情報データベースのうち,速報性と同時に累積性が重要視される社会科学系の分野でデータベースを編成するためには,これ迄の冊子体で作成されている索引誌の編集経験を吸収する必要がある.これ等の索引誌の編集工程の分析から,採録雑誌の維持・更新管理,著者典拠ファイルの編成,入力データについて,各データ要素の符号付け(entagging)の適否の管理,内容の分類格付の適否の管理,入力データの入力ミスの摘出といった諸点が計算機支援の編集システムとして作られると極めて有効であることが明らかである.日本では,社会科学データベースがようやく開発の緒についた段階であるが,各種索引誌は計算機化社会に適合できず,急速に消滅しつつある現状である.本研究の目的は,社会科学分野の文献情報データベースを分散型で編集する際の計算機支援システムを開発することにある.2.第二年度は, a)アメリカ合衆国の議会図書館の約106万件の著者典拠ファイルの統計解析を基礎に,「経済学文献季報」の7万5千件の著者典拠ファイルを編集し,人手による検索の結果, 9千件が機械の同定誤りであることを検出した.6)編集センターの兵站基地として,採録雑誌管理システム,入力用エラー析出システム,分類誤りの析出システムなどを作成した.3.最終年度では,第二年度の研究を進めると同時に,さらに主題別書誌を「経済学文献季報」累積版から作成し,検索システムの高次化の手法を検討した.扱った主題は, (1)現代の事象では,実際的検討の対象である多国籍企業,(2)歴史的事象としては,日本の地主制,(3)経済学説史上の人物研究の例としては,リカードゥ研究の3主題である.文献情報データベースのうち,速報性と同時に累積性が重要視される社会科学系の分野でデータベースを編成するためには,これ迄の冊子体で作成されている索引誌の編集経験を吸収する必要がある.これ等の索引誌の編集工程の分析から,採録雑誌の維持・更新管理,著者典拠ファイルの編成,入力データについて,各データ要素の符号付け(entagging)の適否の管理,内容の分類格付の適否の管理,入力データの入力ミスの摘出といった諸点が計算機支援の編集システムとして作られると極めて有効であることが明らかである.日本では,社会科学データベースがようやく開発の緒についた段階であるが,各種索引誌は計算機化社会に適合できず,急速に消滅しつつある現状である.本研究の目的は,社会科学分野の文献情報データベースを分散型で編集する際の計算機支援システムを開発することにある.2.第二年度は, a)アメリカ合衆国の議会図書館の約106万件の著者典拠ファイルの統計解析を基礎に,「経済学文献季報」の7万5千件の著者典拠ファイルを編集し,人手による検索の結果, 9千件が機械の同定誤りであることを検出した.6)編集センターの兵站基地として,採録雑誌管理システム,入力用エラー析出システム,分類誤りの析出システムなどを作成した.3.最終年度では,第二年度の研究を進めると同時に,さらに主題別書誌を「経済学文献季報」累積版から作成し,検索システムの高次化の手法を検討した.扱った主題は, (1)現代の事象では,実際的検討の対象である多国籍企業,(2)歴史的事象としては,日本の地主制,(3)経済学説史上の人物研究の例としては,リカードゥ研究の3主題である.社会科学分野の文献は、自然科学分野の文献と異り、その発表形式の標準化の度合が低い。従って、それ等の文献の検索用のデータベースの編成に当っては、(1)散在している文献の広範囲な蒐集と(2)蒐集文献の書誌記述の標準化が必要である。(1)の問題の解決のためには、文献の蒐集とデータベースへの採録についての分散型編集システムを開発するのが、その一つの方式である。(2)の問題の解決のためには、データの入力時にその書誌記述の管理を行うこと、データファイル完成時にその入力データの編集センターで集中的点検が必要である。前者のためには、効率的な校正システムの開発、後者のためには、各種典拠ファイルの整備とシソーラスの開発が必要である。今年度は、分散型協同採録システムをとっている「経済学文献季報」の編集採録システムの検討とその改善方式の開発を行った。研究作業は、(1)「季報」の編集システムの工程分析と機械化の可能性の検討、(2)校正システムの開発とその機械化システムの開発、(3)著者名・誌名典拠ファイル作成のための既存の典拠ファイルの蒐集検討、(4)シソーラス編成のための実験用データファイルの作成、(5)歴史分野の詳細シソーラス編成のための累積版作成のための既存資料の蒐集検討である。社会科学系文献情報のデータベースを編集するためには、典拠雑誌(Sourcejournals)の正確な管理が必要である。特にどの号のどの論文を採録したかの記録を保存することによって採録該当論文が存在しなかったのか、採録もれであるのかが正確に識別されなければならない。このための編集用データベースを管理することが、分散型の採録システムの場合には不可欠である。社会科学、特に経済学で典拠雑誌が特定の図書館ですべてを網羅出来ないことと入力すべき情報の急増とを考慮に入れて、分散型編集システムを樹立しなければならない。本プロジェクトは、「経済学文献季報」をテストデータとして、編集システムの機械管理を行うことが目的である。昭和61年度には、昭和60年度以来、このための基本システムの設計と素材としてのデータベース編成に力点を置いている。

さらに、検索用語のコンピュータ処理を目標に、分類体系とシソーラスの編纂を検討している。本年度は、昭和60年度来蓄積してきた多国籍企業の研究文献に関して、実験用データファイルを編集して分類表の点検等を行い、結果を文献目録として公刊した。昭和61年度の新規なテスト用のデータ編成は、学説史研究としてリカード研究を中心に行った。昭和62年度は、日本経済史の地主制研究文献のデータベース編成のためのデータを整備することと、日本経済思想史文献情報のデータ整理を行う。システムの編成としては、校正用データ処理システムの開発と、前記編集事務管理システムの編成が中心である。特に校正システムの開発には、典拠ファイル(authority file)の思想を中心に組み立てる。
感覚間一致・音象徴の比較認知科学

本研究では、言語進化、とくにラベル獲得の進化的・発達的基盤のひとつの要因として近年注目を浴びている「感覚間一致」に着目し、その進化的起源を探るため、比較認知科学的なアプローチを施した。とくに、順序と空間の間の感覚感一致について分析を行ってきた。その結果、チンパンジー、オランウータン、アカゲザルといった動物種においてヒトとよく似た順序と空間の間の感覚感一致が知覚されていることがわかった。また、チンパンジーを対象に行った追加研究では、とくに脳の半球優位性がこの知覚に影響を与えること、更には実際にこの順序と空間を処理する認知リソースが重複を持っている可能性が示唆される結果を得た。本研究では、ラベル獲得の進化的・発達的基盤のひとつの要因として注目を浴びている、感覚間一致に焦点を当て、比較認知科学的研究を実施している。本年度は、特に、チンパンジーを対象とし、空間と序列の間の感覚間一致に注目し下記の2実験を実施した。1:社会的順位と空間の感覚間一致、2:学習した系列と空間の感覚間一致。実験1では、選択肢を上下に配置する見本合わせ課題をもちい、既知個体弁別をさせた。その際、3条件を設定した。高順位の個体が画面上部に、低順位の個体が画面下部に提示される一致条件。その配置が逆になった不一致条件。そして、同程度のランクの個体が選択肢に出される統制条件であった。実験の結果、順位については一切問わない個体弁別課題であったにもかかわらず、見本刺激が優位個体か劣位個体化によらず、一致条件時には不一致条件よりも反応時間が短かった。また統制条件では、ちょうど中程度の反応時間を示した。これは、社会的順位が空間上にマッピングされる形で一種メタフォリカルにとらえられていることを示唆している。実験2では、日常の経験による影響を排除するため、学習状況を統制した人工的な系列をもちいて、順序と空間情報処理の間の感覚間一致を分析した。霊長類研究所のチンパンジーは、ランダムな場所に提示される1から9のアラビア数字を小さい順に触ることを学習している。この課題をベースラインとし、テスト試行では、1と9だけを水平に配置した。テスト試行の半分は1が左、残り半分は1が右に提示された。その結果、利き手によらずチンパンジーの反応時間は、左に1が提示された場合に早くなることが分かった。これは、空間情報を無視したほうが都合がよい課題であるにもかかわらず、系列情報を処理する際には、空間的にとらえてしまうということを示唆している。本研究では、ラベル獲得の進化的・発達的基盤のひとつの要因として注目を浴びている「感覚間一致」に注目し、その進化的期限を探るべく比較認知科学研究を実施している。平成25年度には、チンパンジーを対象とし、彼らが社会的順位を空間上に自発的にマッピングしていること、さらにこうした社会的刺激のみならず、実験の中で学習した系列であっても、自発的に空間上にマッピングすることを示した。これらの結果は、彼らが「順序」と「空間」の間に感覚間一致を知覚していることを示している。平成26年度は、ここから二つの方向に研究を展開してきた。すなわち、1)チンパンジーを対象とし、「順序」と「空間」の感覚間一致と脳の半球優位性の関連を探る研究、2)「順序」と「空間」の感覚間一致を、ヒトと系統的にさらに少し離れた霊長類種、アカゲザルを対象に分析する研究、である。1)では、数字系列課題中に、1と9が左右に並んで提示されるテスト試行を設けた。このとき、今回の実験では、刺激が左視野に提示される場合と、右視野に提示される場合の2条件を設定した。実験の結果、左視野に刺激が提示された際に、感覚間一致がより安定して生じるという結果が得られた。視野と脳の接続は半交叉しているため、この結果はこの感覚間一致が脳の右半球により依存していることを示唆しており、ヒトを対象とした先行研究とも一致する。2)では、アカゲザルを対象に、社会的対象と空間、さらに、学習した系列と空間の間の感覚間一致を分析した。前者については、屋外放飼場にてグループ飼育されている個体を被験体としており、放飼場に取り付けた全自動実験装置にて現在課題を訓練中である。後者については、1から5の数字系列を訓練した後、チンパンジーの実験同様のテストをおこなった。その結果アカゲザルもまた、学習した系列を空間上に自発的にマッピングし、その方向性が左から右であることが示された。本研究では、ラベル獲得の進化的・発達的基盤の一つの要因として注目を浴びている「感覚間一致」に着目し、その進化的起源を探るべく比較認知科学的研究を実施した。平成25年-26度には、チンパンジーを対象とし、かれらが社会的順位を空間上に自発的にマッピングすることをしめした。この結果は、かれらが「順序」と「空間」の間に感覚間一致を知覚していることを示している。さらに、そのメカニズムを分析するために人工的に順番を訓練し(数字系列課題)、その「順序」が空間上に自発的にマッピングされるかを分析した。その結果、チンパンジーおよびさらにヒトとは系統的にさらにすこしはなれたアカゲザルでもこの学習された「順序」が自発的に空間上にマッピングされることを確認した。

さらにチンパンジーでは、刺激が左視野に提示されている際にこうした自発的なマッピングがより強く生じることが認められ、脳の半球優位性と関連しうることが示唆された。平成27年度は、この「順序」と「空間」の感覚感一致が、本当に認知リソースを共有しているのかを分析した。具体的には、空間位置情報を記憶しなければならない課題を第1次課題として訓練し、その遅延時間中に1)数字系列課題(標的条件)、2)見本合わせ課題(認知負荷統制条件)、3)連続画面タッチ課題(運動統制条件)の3つのうちのどれかの課題を第2次課題として挿入し、干渉効果を測定した。その結果、チンパンジーは、数字系列課題が挿入された際に最も干渉効果が大きく見られた。このことは、数字系列を処理する認知リソースと、空間記憶にかかわる認知リソースがオーバーラップしていることを強く示唆するものである。さらに、この研究をオランウータンへも拡張し同様の結果を得た。本研究では、言語進化、とくにラベル獲得の進化的・発達的基盤のひとつの要因として近年注目を浴びている「感覚間一致」に着目し、その進化的起源を探るため、比較認知科学的なアプローチを施した。とくに、順序と空間の間の感覚感一致について分析を行ってきた。その結果、チンパンジー、オランウータン、アカゲザルといった動物種においてヒトとよく似た順序と空間の間の感覚感一致が知覚されていることがわかった。また、チンパンジーを対象に行った追加研究では、とくに脳の半球優位性がこの知覚に影響を与えること、更には実際にこの順序と空間を処理する認知リソースが重複を持っている可能性が示唆される結果を得た。本申請研究では、さまざまな感覚間一致を調べることで、その進化的な期限を探ることを目的としている。平成26年度は、平成25年度の発見を元に研究を展開しており、順調に研究は進んでいるといえる。また、米国のヤーキス国立霊長類研究センターにて共同研究を実施する機会を得たため、当初提案していた視聴覚情報間の感覚間一致を後回しとし、空間と順序の感覚間一致の比較研究を推進した。得られた研究結果をもとに順当に研究が展開できているとはいえ、当初案とはその点において異なっているため、「おおむね順調」と判断した。比較認知科学今後も、引き続き感覚間一致、音象徴について比較認知科学的な分析を行う。特に下記の2点に重みをおくが、選択する感覚間一致にや音象徴については、研究の遂行状況や環境に応じ柔軟に選択し、包括的に感覚間一致の進化的期限を探求する。研究1:音の高さと空間的高さの間の感覚間一致まず、音の高さと空間位置の間の感覚間一致を分析する。視覚刺激の種類自体は、特に問題とならないため、通常の見本あわせ課題をもちいる。ただし、選択刺激の配置を上下に並べて提示する。干渉刺激として高音・低音、あるいは低音から高音へと移行する上昇音、またはその逆の下降音を用いる。もし、ヒトと同様の感覚間一致をもつとすると、被験体は高音や上昇音からは空間上方に、低音や下降音からは空間の下方に注意が向きやすくなると考えられる。研究2:音の大きさと視覚刺激の大きさの間の感覚間一致まず、さまざまな形・大きさをした視覚刺激を用いて、大小弁別を訓練する。手続きには多対一象徴見本あわせ課題(バイセクション課題)をもちいる。その後、干渉刺激として聴覚刺激を提示する。聴覚刺激には異なるデシベル数の純音を用意する。
日本人アトピー性皮膚炎におけるフィラグリン遺伝子異常の解析

日本人アトピー性皮膚炎の患者について、フィラグリン遺伝子変異解析を行い、新しく4種類のナンセンス変異を同定した。それらはQ835X (2503C>T), possibly Q3122X (9364C>T), R1998X (5992A>T), probably G2200X (6598G>T)であった。日本人アトピー性皮膚炎患者において、フィラグリン遺伝子変異は高頻度(26%)に見られることが明らかとなった。今回の研究により、フィラグリンは日本人アトピー性皮膚炎患者の原因遺伝子として、極めて重要なものであることが明らかとなった。972塩基の繰り返し配列そのものを、以下のプライマーでPCR増幅し、それをTA-cloning vectorにクローニングし、おのおののクローンをシークエンスした。proof reading活性の高い酵素である、platinum Taqhigh-fidelity DNA polymeraseを使用して、PCRを行う。それをゲル精製する。TA-cloning vectorにクローニングする。得られたクローンを、一検体につき36クローンについて、mini-preparationを行う。Plasmid DNAをtemplateとして、BigDye Terminator v1.1 Cycle Sequencing Kitを用い、シークエンス反応を行う。反応産物は、医局で運用している310キャピラリーシークエンサーに流して、塩基配列を解読する。長い配列を読める(600塩基)ように、シークエンサーを設定し、TA-cloning vectorのM13-forwardprimerおよびM13-reverse primerにより、972塩基のすべてを前からと後ろから解読する。得られた塩基配列は、DNAstar遺伝子解析ソフトでalignmentを行い、前から読んだ配列と後ろから読んだ配列を、一本化する。一本化した配列は同じソフトを使用して、コンピューター上で翻訳し、ナンセンス変異や、挿入変異、欠失変異がないかを確認する。8症例の検討により、3種類の病的変異をこの方法により見出した。アトピー性皮膚炎の原因遺伝子研究としてのゲノムスキャンで同定されたlq21という場所には、皮膚の角化に関連した遺伝子が数十個集まって存在します。そのうちの一つであるフィラグリンは、尋常性魚鱗癬の原因遺伝子であることが推測されていました。スコットランドのMcLeanらのグループが、尋常性魚鱗癬がフィラグリン遺伝子の病的変異で生じることを証明しました。さらに同じ病的変異が、アトピー性皮膚炎患者に普通に認められることをNature Geneticsに発表しました。これらの2つの病的変異は、白人にのみ認められ、モンゴロイドや黒人には認められないと書いています。そこで、私は日本人アトピー性皮膚炎患者における、フィラグリン遺伝子の変異解析を行うことにいたしました。フィラグリン遺伝子のエクソン3は大きさが10キロ塩基ほどあるので、全体を一度に増幅することができません。部分的に分解して増幅することを通常では行うことになりますが、10回以上の繰り返し配列があるために、部分的PCR増幅は不可能です。したがって、972塩基の繰り返し配列そのものを、PCRで増幅し、それをTA-cloning vectorにクローニングし、おのおののクローンをシークエンスいたしました。それらはQ835X(2503C>T),possibly Q3122X(9364C>T),R1998X(5992A>T),probably G2200X(6598G>T)であった。
社会的相互作用の脳内機構解明：音声コミュニケーションにおける前頭ー側頭回路の役割

本研究では、集団生活を営む霊長類にとって特に重要な社会的相互作用である、音声コミュニケーションに注目し、その神経メカニズムの理解を目指す。この目的のため、学問分野の垣根を越えた独自のアプローチを開発し、音声コミュニケーションのメカニズムを体系的に明らかにしていく。このアプローチは、心理学、生態学、脳科学で用いられてきた手法を統合することによって、サルが自然に近い状態で音声コミュニケーションする間の行動と神経活動を同時記録し、音声コミュニケーションの行動・神経メカニズムを明らかにするものである。本研究の成果は、社会的相互作用のメカニズムの体系的理解に貢献する重要なものとなるに違いない。
逆ミセル吸着ナノ界面場の特性と新規な液体クロマトグラフ分離法の開発

本研究は,逆ミセルがシリカ表面に吸着するという現象を明らかにし,その逆ミセル(以下,これを吸着逆ミセルと称す)の界面場を固定相とする新規な液体クロマトグラフ(LC)分離法を開発することを目的として,逆ミセルの吸着・脱着挙動,吸着ナノ界面場の特異性,およびその界面場の設計と制御において考慮すべき主な因子に関する知見を得るための基礎的研究とともに,LC分離への応用に関する実験を行い,以下の結果を得た。(1)水晶振動子秤量法(QCM)による逆ミセルの吸着量の測定:QCM測定装置に用いる水晶発振子の片側の金電極表面にシリコン薄膜を蒸着させ,加熱することによってシリカ表面を作成し,その表面に吸着する逆ミセルによって生じる振動数変化を測定して,その吸着量を求めた。その結果から逆ミセルの吸着挙動に対して影響を及ぼす諸因子を明らかにした。(2)シリカゲルへの逆ミセルの吸着:シリカゲルに吸着した逆ミセルを脱着させた後,界面活性剤の濃度及び水分量の測定を行った結果,吸着逆ミセルの組成と吸着量に対するシリカゲルの粒径や細孔径の大きさの影響,及び吸着平衡にあるバルク相中の逆ミセルの組成との相関性を明らかした。さらに顕微蛍光法を用いて,石英板表面への逆ミセル吸着挙動の可視化に成功した。(3)吸着逆ミセルを固定相とするLC分離法の開発:カラムに充填したシリカゲルに吸着させた逆ミセルを固定相として用いてo-,m-,p-異性体のHPLC分離挙動を調べた結果,1)固定相としてシリカゲルのみを用いた場合と比較して,異性体の分離能は維持されるが,固定相との相互作用の強さが界面活性剤相の被覆によって軽減されること,2)そのため短時間での分離が可能になること,3)保持時間の再現性が向上すること,4)界面活性剤相に対する内水相の比率を変えることによって保持時間の制御が可能となることを明らかにした。本研究では,シリカ表面に吸着させた逆ミセル(以下,これを吸着逆ミセルと称す)の界面場を液体クロマトグラフィー(LC)の固定相とする新規なLC分離法の開発をめざしている。平成16年度は基礎的研究を主体とし,シリカ表面への逆ミセルの吸着及び脱着挙動の解明と顕微蛍光法による吸着逆ミセル界面場の可視化を目的として,吸着ナノ界面場の設計や制御において考慮すべき主な因子に関して検討し,以下のような研究成果を得た。1水晶振動子秤量法(QCM)によるシリカ表面への逆ミセルの吸着挙動:QCM測定装置に用いる水晶発振子の片側の金電極表面にシリコン薄膜を蒸着させ,加熱することによってシリカ表面を作成し,その表面に吸着する逆ミセルによって生じる振動数変化を測定し,その吸着量を求めた。2シリカゲルへの逆ミセルの吸着量及びその組成:カラムにつめたシリカゲルに吸着した逆ミセルの量と組成を決定するために,それを脱着させた後,クロマトグラフィーにより界面活性剤の対陰イオン濃度をマルチチャンネル検出器で定量した。またクーロメトリーによる水分測定を行った。これらの結果から,吸着逆ミセルの組成と吸着量対するシリカゲルの粒径や細孔径の大きさの影響,及び吸着平衡にあるバルク相中の逆ミセルの組成との相関性を明らかした。

3石英板表面への逆ミセル吸着挙動の可視化:水溶性の蛍光色素であるフルオレセインをプローブとして内水相に分散させた逆ミセルをシリカ表面に吸着させ,顕微蛍光法を用いて,その表面に形成される逆ミセル相の観測に成功した。その結果から,吸着逆ミセルが有するナノ界面場の特性について考察した。なお,上記1及び2に関する論文を現在投稿準備中である。本研究では,シリカ表面に吸着させた逆ミセル(以下,これを吸着逆ミセルと称す)の界面場を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の固定相とする新規なLC分離法の開発をめざしている。吸着ナノ界面場の設計や制御において考慮すべき主な因子に関する初年度の基礎的検討によって得た知見をもとに,平成17年度にはLC分離への応用を目的として,以下のような研究成果を得た。シリカ表面に陽イオン性界面活性剤であるセチルトリメチルアンモニウムの逆ミセルを接触させると,その内側の水相を介して界面活性剤相が吸着するという現象によって生じる吸着逆ミセルを新規な固定相とするHPLCの開発を目指して,有機化合物の幾何異性体の順相HPLC分離について検討した。カラムに充填したシリカゲルに逆ミセルを吸着させ,これを固定相として用いてジメトキシベンゼン及びニトロアニソールのo-,m-,p-異性体のHPLC分離挙動を調べた結果,1)固定相としてシリカゲルのみを用いた場合と比較して,シラノール基との水素結合に起因すると考えられている幾何異性体の分離能は維持されるが,その相互作用の強さが界面活性剤相の被覆によって軽減され,保持時間が短縮されること,2)そのため短時間での分離が可能になること,3)固定相,特にその内水相が安定に保たれるため保持時間の再現性が向上すること,4)界面活性剤相に対する内水相の比率を変えることによって保持時間の制御が可能となることを明らかにした。上記4)のような特性が発現する原因として,逆ミセル内水相の比率を下げると,水和が減少するため界面活性剤相の極性基は双極子間の相互作用によって有機化合物の保持を増大させる一方,その比率を上げると,極性基への水和が増すため,内水相の水との水素結合による相互作用が保持の主因になると推測した。なお,上記の研究成果に関する論文を現在投稿準備中である。