hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クロム-アレーン錯体を用いた芳香族求核置換反応によるポリチオエーテル類の合成

パラジクロロベンゼンとクロミウム-ヘキサカルボニル錯体を出発物質としてクロム-アレーン錯体を調製した。フェノール類,チオール類による芳香族求核置換反応を行い、生成物中の組成比を高速液体クロマトグラフィーにより算出した。従来の報告ではカラムクロマトグラフィーにより分離してから再結晶により単離してから再結晶により単離していたが、錯体の溶液中での安定性を考慮してカラム分離精製物を昇華して目的物を単離した。構造はIR、NMRスペクトルにより確認し、融点(80-81°C)は文献値と一致した。錯体はヘキサン、クロロホルムなどの無極性溶媒からDMF、DMSOなどの極性溶媒などに対して優れた溶解性を示した。この錯体の溶液中での安定性を325nm付近に見られる吸収スペクトルの変化により評価した。溶液調整後一時間ではDMF、DMSOなどの極性溶媒中では安定だが、無極性溶媒中では吸収強度が7割程度まで減少した。溶存酸素、水の影響を調べたところ、乾燥窒素中との差は観察されなかった。溶液中での配位子の交換、脱離などが主な原因と考えられる。DMSO中でフェノール、チオフェノールによる求核置換反応を行い、一置換体と二置換体の生成比を高速液体クロマトグラフィーにより算出した。チオフェノールを用いたとき二置換体の生成比が大きく増加した。チオエーテル結合はパラ位にある置換基に対する影響が少ないため、二置換体が多く生成したと考えられる。ヨウ素酸化による生成物の脱クロム-カルボニル化を行ったところ、定量的に生成物を得ることができた。錯体の安定性があまり良くないことが判明したため、現在までのところ重合反応に関する検討は行っていない。錯体の解離反応を上回る迅速な成長反応による重合系の構築が必要とされる。パラジクロロベンゼン-クロムトリカルボニル錯体(1:1)を合成し、錯体の安定性を紫外可視吸収スペクトルを用いて検討した。得られた錯体とチオフェノキシアニオン、フェノキシアニオンとの反応を重合のモデルとして行い、高速液体クロマトグラフィー法により調べた。錯体の合成はパラジクロロベンゼンとクロミウムヘキサカルボニル錯体を出発物質として文献記載の方法を参考にして行った。生成するアレーン錯体が溶液中では不安定であることが判明したので、精製操作をカラム分離から昇華精製へと変更することにより高純度のモノマーを得た。得られたアレーン錯体の同定はIR、NMR、元素分析、融点測定により行った。得られたアレーン錯体は当初の予測と異なり溶液中で不安定であった。種々の条件下における溶液の安定性を調べた結果、非プロトン性極性溶媒中(DMF、DMSO)では比較的安定であること、酸素、水分に対しては安定であることが明らかとなった。極性の低い溶媒中(クロロホルムなど)では酸化クロム(緑色沈殿)の生成が促進されることが観察された。アレーン錯体と求核試薬を1:2で反応させ、生成物を高速液体クロマトグラフィーにより分析した。求核剤としてチオフェノキシアニオンを用いると、フェノキシアニオンの時と比較して二置換体生成量が増加した。チオフェノキシアニオンの求核性が充分高いため、二置換体の生成が錯体の分解より速く進行したものと考えられる。各成分の収率を算出すること、二置換体の収率を100%近くまで引き上げることが今後の課題である。パラジクロロエンゼンとクロミウム-ヘキサカルボニル錯体を出発物質としてクロム-アレーン錯体を調製した。フェノール類、チオール類による芳香族求核置換反応を行い、生成物中の組成化を高速液体クロマトグラフィーにより算出した。

1)錯体の調製従来の報告ではカラムクロマトグラフィーにより分離してから再結晶により単離していたが、錯体の溶液中での安定性を考慮してカラム分離精製物を昇華して目的物を単離した。構造はIR、NMRスペクトルにより確認し、融点(80-81°C文献値と一致した。錯体はヘキサン、クロロホルムなどの無極性溶媒からDMF、DMSOなどの極性溶媒などに対して優れた溶解性を示した。2)クロム-アレーン錯体の安定性この錯体の溶液中での安定性を325nm付近に見られる吸収スペクトルの変化により評価した。溶液調製後一時間ではDMF、DMSOなどの極性溶媒中では安定だが、無極性溶媒中では吸収強度が7割程度まで減少した。溶存酸素、水の影響を調べたところ、乾燥窒素中との差は観察されなかった。溶液中での配位子の交換、脱離などが主な原因と考えられる。3)フェノール類、チオフェノール類による求核置換反応DMSO中で求核置換反応を行い、一置換体と二置換体の生成比を高速液体クロマトグラフィーにより算出した。チオフェノールを用いたとき二置換体の生成〓が大きく増加した。チオエーテル結合はパラ位にある置換基に対する影響が少ないため、二置換体が多く生成したと考えられる。4)酸化による脱クロム-カルボニル化反応ヨウ素酸化による生成物の脱クルム-カルボニル化反応を行ったところ、定的に生成物を得ることができた。錯体の安定性があまり良くないことが判明したため、現在までのところ重合反応に関する検討は行っていない。錯体の解離反応を上回る迅速な成長反応による重合系の構築が必要とされる。
１９世紀のアジアの銀吸収と貿易成長－国際自由港シンガポールの通貨システム－

ロンドンのブリティッシュライブラリーにおいて、19世紀前半から中葉にかけての英領インドの貿易統計の収集を完遂した。収集した統計資料のうち、ベンガル管区の1800年から1850年にかけてのデータを、外部委託によりエクセルファイルに入力・整理した。19世紀のアジアでも最大の貿易規模を有したインドの銀吸収と貿易成長について、統計的な分析を加えるための基礎データが揃った。2015年8月3日から7日にかけて京都で開催された第17回国際経済史会議において2回の研究報告を行った。まずは、会議1日目の博士論文セッションにおいて、19世紀のシンガポールの貿易成長と東南アジア地域経済の発展に関する博士論文の概要を発表した。また会議3日目のセッション(組織者:城山智子)では、19世紀中葉のシンガポールにおける国際銀行の発達に関する研究報告を行った。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究の目的は、19世紀における西欧とアジア間の遠隔地貿易、そしてアジア域内貿易を支えた国際通貨システムの発展について考察することである。特に、国際中継港シンガポールが、アジア域内の銀流通と貿易成長に果たした先駆的役割に焦点を絞る。これによって、国際金本位制の優位という歴史認識のみでは理解しきれなかった、アジアの自律的な貿易成長をも牽引した、金と銀を軸とする19世紀の国際通貨システムの全体像の解明が目指される。上記の課題を達成するために、まずは国際的に貨幣の流通規模が増加したとされる1840年代から1870年代初頭にかけての、アジアにおける銀流通を補足する必要があった。そこで、イギリスのブリティッシュ・ライブラリーに所蔵されているインドの貿易統計、そしてイギリス公文書館に所蔵されている東南アジア・海峡植民地の貿易統計から銀の輸出入を捕捉した結果、1850年代以降に両地域で銀の流通規模が拡大したことが判明した。また同時期に、インドと海峡植民地の貿易についても増加傾向にあったことが分かった。こうしたアジアにおける銀流通の拡大と貿易成長のリンクを探るべく、19世紀中葉のイギリス系国際銀行のアジアにおける金融活動を検証する必要があった。そこで、ロンドンの香港上海銀行アーカイブに所蔵されている、マーカンタイル銀行の1850年代から70年代の帳簿を収集した。この資料の整理と分析は、次年度にかけて継続して行っていく。また、研究成果の一部を社会経済史学会の全国大会で報告した。そこでは19世紀中葉の東南アジアにおいて、シンガポールを中心とした銀流通の拡大があったことを論じ、聴衆からはインドや中国との比較から議論を展開することの重要性を指摘されるなど、今後の研究につながるコメントを得ることができた。当初の予定通り、資料の収集と学会報告を行った。本年度は資料収集のためイギリスへの渡航を二度遂行し、19世紀中葉のインドの貿易統計と東南アジアの貿易統計を収集したことで、本研究の根幹となる数量的捕捉の準備が整った。さらにそれら資料の整理と分析も進め、1850年代以降のインドと東南アジアにおいては、銀の流通規模が拡大していたという実態が捉えられた。これによって、19世紀におけるアジアの銀流通を基盤とした国際通貨システムの検討という、本研究課題の実証性をより高めることができた。そして、こうした成果の一部を学会の全国大会で報告したことにより、アジア経済史における本研究課題の意義についても、一層の理解を深めることができた。以上の実績から、本年度は予定通りに研究が進展したといえる。本年度は19世紀中葉のアジアにおける銀流通の実態と、貿易成長の動向といったマクロな動態を統計的に捕捉した。そこで今後は銀流通の担い手を明らかにし、さらにそれが貿易成長にどのような影響を与えたのかというミクロな側面の分析を進めていく。具体的には、19世紀のアジアにおいて銀貨の地域間流通を担い、商人たちに貿易金融を提供していたイギリス系国際銀行の活動に分析を加える。基礎的な資料は本年度に収集したマーカンタイル銀行の帳簿である。これの整理と分析を進めていく。また、アジアにおける銀流通は、アジアと西欧の間、またはアジア地域内での貿易の支払いとして流通していた。そのため、その流通は為替レートの動向と密接に関係するといえる。そこで今後は、19世紀のアジア各地の為替レートに関する資料の収集を進め、そこから銀流通と貿易成長とのリンクを明らかにしていく。また、すでに統計的に把握した19世紀中葉のインドと東南アジアの貨幣流通規模の増大について、投稿論文を執筆することで議論の整理と公表を進めていく。19世紀アジアの貿易統計データベースを掲載している上記ウェブページに、シンガポールの情報を提供した。
河川魚の突進速度の解明と組織乱流理論を用いた遡上率の高い魚道の設計値の提案

階段式魚道において,プールの幾何学形状および流量を変化させて魚の遡上実験を行った.体長が約70mmのアユの遡上に適したプール水深は0.20.4mであることが判明した.流下方向に水路幅が広がっていくプール形状,流下方向に水路幅が狭まっていくプール形状,水路幅が流下方向に一定のプール形状において,遡上実験を行った.その結果,流下方向に水路幅が広がっていくプール形状が最も遡上率が高いことが判明した.ダムや堰等の河川横断構造物によって生じる水位落差は,魚の遡上および降下を妨げる.そのため,水位落差を分割あるいは滑らかに接続し,魚類の遡上および降下を可能にする魚道の設置が必要となる.我が国の既設魚道の9割以上は階段式魚道である.階段式魚道を設計する上で,適切な勾配,プール間落差,プール長,プール水深等の情報が必要となる.階段式魚道のプール部分における適切な幾何学形状は解明されていない.プール部分の形状を構成する要素の一つに,プール水深が挙げられる.2005年に国土交通省河川局が発表した「魚ののぼりやすい川づくりの手引き」にはプール水深に関しては,「プール水深が深すぎると鉛直方向の渦流が発生し,魚が遡上方向を見失う場合があるため留意する.また,浅すぎると減勢効果が低下するため,適切な流況及び流速に留意する.」と記されている.しかしながら,推奨される定量値は示されていない.H24年度は片側切欠き付階段式魚道において,プール水深および流量を系統的に変化させて,アユの遡上特性を解明した.その結果,以下の知見が得られた.(1)プール水深の減少に伴ってアユの遡上率が高くなった.これは和田の発見と同様である.ただし,流量が少ない時および多い時に遡上が困難になることが判明した.(2)アユの遡上が誘発される要因として,1アユの定位場所と上流側切欠きとの距離が近いこと,2魚向が上流側切欠き方向を向いていること,3各魚の魚向が揃っていること,の3条件が必要なことが解明された.(3)プール水深の増加に伴いアユの降下率が低下することが解明された.(4)魚群と下流側切欠きまでの最小距離が近いほど降下率は高くなる.これは,下流側切欠きとの距離が小さくなると上流側隔壁から下流側隔壁へと流れる高速流に乗り,下流に流されているからである.河川にダムや堰等の河川横断構造物が建設されると,水位落差が生じ,魚類等の遡上や降下が困難になる場合がある.そのため,水位落差を分割あるいは滑らかに接続し,魚類の遡上および降下を可能にする魚道の設置が必要となる.国内において最も採用例の多い魚道形式は階段式である.しかし,既設の階段式魚道において,魚の遡上が困難なものが存在する.魚の遡上が困難になる理由として,魚道内の流況が適切でないことが挙げられる.魚道内の流況を決定する最も大きな要因は,魚道の幾何学形状である.本研究では,魚の遡上しやすい階段式魚道の幾何学形状を実験的に解明することを目的とした.階段式魚道の下流から2番目のプール内の様々な位置に仕切り板を設置した.高さ0.8m,幅0.25mの仕切り板をプール縦断方向の中央の位置に固定し,横断位置のみを4ケース変化させた.また,仕切り板を設置していないケースについても実験の対象とした.また,隔壁において切欠き部を流下方向に投影した領域をNotch area,それ以外の領域をPool areaと定義した.下流から2番目のプールに平均体長が80mmのオイカワを30尾挿入し,切欠き部の越流流速が体長倍流速で9倍となるように3L/sの流量を与えた.目視で定常を確認した後,切欠きに設置した遡上防止用ネットを除去すると共に,プールの側壁および上部に設置した2台のカメラで30fpsで30分間の撮影を行なった.撮影後,オイカワの遊泳位置を10sごとに解析すると共に,遡上数をカウントした.階段式魚道のプール内に仕切り板を設置することにより,オイカワの休憩場所の制御が可能であることが判明した.また,オイカワのプール内の瞬間遊泳位置が上流側切欠きに近い程,遡上率が向上することが判明した.階段式魚道において,プールの幾何学形状および流量を変化させて魚の遡上実験を行った.体長が約70mmのアユの遡上に適したプール水深は0.20.4mであることが判明した.流下方向に水路幅が広がっていくプール形状,流下方向に水路幅が狭まっていくプール形状,水路幅が流下方向に一定のプール形状において,遡上実験を行った.その結果,流下方向に水路幅が広がっていくプール形状が最も遡上率が高いことが判明した.本年度は側壁の存在が魚の挙動に及ぼす影響および魚の遊泳速度の解明について検討した.河川は側壁の無い無限大の横断幅を有していない.したがって,側壁の存在が魚の遊泳挙動に及ぼす影響を解明しなければならない.近年,魚の挙動をシミュレーションすることが試みられているが,この分野においても側壁付近の魚の挙動の解明が望まれている.

そこで,開水路流において体長倍流速を010の範囲で変化させ,1尾で矩形断面開水路流を遊泳するアユの挙動を観察し,壁面付近の遊泳挙動を解明した.その結果,側壁からの距離の増加に伴い,横断方向対地速度および平均魚向は増加し,体長の1倍の距離を超えるとほぼ一定値となることが判明した.これは,側壁付近では側壁への衝突を防ぐため,横断方向へ移動が制限されることが原因である.したがって,魚の遊泳挙動が側壁の影響を受ける「側壁領域」と側壁の影響を受けない「普遍領域」の定義はそれぞれ,側壁から体長の1倍未満の領域,体長の1倍以上の領域であることが解明された.一方,魚の多くは魚群の形態を保ちながら遊泳することが知られている.魚群とは「各個体が遊泳速度と遊泳方向を群れの他の個体全てと一致させようと絶えず調整している3尾以上のグループ」である.これまで2尾以下の魚の挙動を解明した研究はあったが,魚群の挙動を解明した研究はほとんど無かった.そこで,流速を系統的に変化させて,3尾で遊泳するアユの挙動を解析した.その結果,アユの魚群形状は,流速の増加に伴い流下方向に細長くなること,3尾アユの先頭交代率は流速の増加に伴い減少すること,流速の増加に伴い対地速度および遊泳速度は増加することなどを解明した.本研究のタイトルは「河川魚の突進速度の解明と組織乱流理論を用いた遡上率の高い魚道の設計値の提案」である.本年度はタイトル後半の「遡上率の高い魚道の設計値の提案」を行った.「研究実績の概要」で記載したとおり,遡上率の高い水深を解明したため,「おおむね順調に進展している」と判断される.本研究の目的は魚の遡上しやすい魚道の設計指針を策定することにある.これには,魚の遊泳挙動を解明することおよび遡上に適切な魚道の幾何学形状を解明する必要がある.我が国の遡上魚の代表であるアユは単独ではなく,魚群で遡上することが知られている.そのため,まず第一にアユが魚群で遡上する形態を解明する必要がある.本年度の研究において魚群の最小単位である3尾で遊泳するアユの遊泳挙動についてはほぼ解明が終了した.ただし,魚群が魚道を遡上できる状態,すなわち,最適な魚道の幾何学形状の解明には至っていない.これは,来年度以降に行う予定である.H24年度は片側切欠き付階段式魚道において,プール水深および流量を系統的に変化させて,アユの遡上特性を解明した.その結果,遡上に適した水深が定量的に解明できた.本年度は水深以外の幾何学形状を変化させて引き続き,魚の遡上実験を行い,遡上に適した階段式魚道の幾何学形状を定量的に解明する予定である.本年度は3尾で遊泳するアユの挙動を解明した.これは魚群を形成する最低尾数に相当する.ただし,実河川における魚群内尾数は3尾よりも遙かに多いため,本年度は5尾および10尾で遊泳するアユの挙動について解明を行う予定である.尾数の増加に伴い挙動の変化がある一定値に漸近することが推測される.そのため,ある程度尾数を増加させることで漸近値を推定することが可能となる.一方,我が国の既設魚道の9割を占める階段式魚道の最適な幾何学形状がほとんど解明されていないため,本年度は階段式魚道の幾何学形状を変化させた状態でアユ等を用いた遡上実験を行い,遡上に適切な幾何学形状を解明する予定である.具体的には,潜孔の位置や潜孔の形状,プールの縦横比などを変化させる予定である.階段式魚道において,幾何学形状を変化させる上で木材やペンキなどの消耗品が必要となる.また,実験に使用する魚の維持費として,水槽や餌などが必要となる.一方で魚の挙動を解析するためにコンピュータが必要となる.これらの研究に協力いただく人への謝金も必要となる.研究打ち合わせおよび成果発表のために旅費も必要となる.魚を用いた実験を行うため,魚の購入費や飼育費が必要である.
超音波分析を用いた種々のカゼイン混合タンパク質ゲルの物性制御と伸展性フィルム創出

昨年度までに、加熱凝固性タンパク質に対して、熱に安定なカゼインナトリウムを添加し、その混合タンパク質ゲルの形成機構とフィルム物性について調べ、その成果を日本食品科学誌(vol. 65(11) 508-517 (2018))に報告した。その中で、一般に可塑剤として使用されることの多いグリセロールの一部を共存する加熱凝固性タンパク質に対してシャペロンとして作用するカゼインに置換した際、形成されたフィルムは無添加の単独タンパク質フィルムに比べ、伸展性に加えて引っ張り強度も増加していることを述べた。更に、この傾向は加熱凝固性タンパク質の種類によっても異なり、乳清タンパク質や大豆グロブリンを使用した際に観察された現象であった。これは逆可塑化現象が起きている可能性が示唆される。また、タンパク質を懸濁する為に使用する溶媒の種類によっても発現する物性は顕著に異なっており、これらのグロブリンではフィルム調製には、まずタンパク質を水に分散させ、加熱誘導ゲルを形成させその後水分を乾燥により減少させることが適していることを示唆した。即ち、エタノールなどの有機溶媒を用いた際には容易に溶媒の蒸発がなされ、フィルム化に要するステップが簡単となるものの、その構造が粗く脆い物性となった。その後の研究において加熱処理に替えて常温で酸性化することによりゲル状凝集体を形成するカゼインを主成分とした混合たんぱく質系に研究を進展させている。この酸性化ゲルは豆腐の凝固剤として利用されているグルコノデルタラクトンを使用する事とし、温和にpHを低下させその際の共存タンパク質との相互作用を詳細に研究する事を目指している。上述した様に、カゼインナトリウム添加混合タンパク質のゲル化とそのフィルム形成性について研究を遂行している。現在、その際に与える刺激を当初の手法である加熱処理に加えて、酸性化処理にも着手している。現時点では、超音波分光分析法などで観察されるスペクトル変化は、これまでの加熱処理で観察される変化に比べ、およそ1/10程度と極めて小さい事が判ってきており、その点でより慎重な解析が求められている。以上のような経緯でおおむね順調と自己評価した。継続して、常温下での超音波分光分析を行うが、ここで観察される現象をレオログラフゾルによる動的粘弾性測定、共焦点顕微鏡観察および赤外分光分析などの手法を加えてより多面的に研究を進める。これまでの研究で、タンパク質を基盤としたフィルムの一般的特性である「硬く脆い」という性質を、汎用されている多価アルコール性可塑剤に加え、極めて熱安定性の高い、且つ、シャペロン活性を有することで共存する熱凝固性タンパク質の熱変性を制御する事が期待されるカゼインナトリウム添加により改変できる可能性を強く示唆してきた。このような背景に立脚し、H28H30にかけて進める研究の初年度において以下の知見を見出した。即ち、添加する多価アルコールと熱非凝固性カゼインタンパク質ではフィルム中での寄与のメカニズムに違いがあることが判った。熱凝固性タンパク質として、乾燥卵白を例にとり、タンパク質二次構造レベルでの解析を行ったところ、グリセロール非存在下での、乾燥卵白・カゼインナトリウム混合フィルムは乾燥卵白単独に比べ、分子間β-シート構造のピークの波数がやや高波数側にシフトしていること、また、更にこの混合タンパク質系にグリセロールを共存させるとα-へリックス及び分子間β-シートの両方が顕著に増加する事が判った。以上のような結果からカゼインナトリウムは多価アルコールとは異なるメカニズムで熱凝固性タンパク質フィルムに伸展性を付与する事が示唆された。今後は熱凝固性タンパク質とカゼインナトリウムの相互作用の本体を見出すための数種の機器分析を展開することを計画している。現在は、以前の科学研究費補助金により導入した中低圧の液体クロマトグラフィーシステムを用いた分析手法を構築中である。現在、主にH25H28に見出してきた内容(市販乾燥卵白ゲルからのフィルム化に及ぼすカゼインナトリウム添加効果)を6月末に開催される国際会議IFT17にてePosterする運びとなった。更に学会発表後Journal of Food Scienceに投稿予定である。その内容は、フィルムの機械的性質、ガラス転移温度の測定、タンパク質二次構造解析を中心とし、主に乾燥卵白単独フィルムとの違いを公表するものである。その為新しく得られた実験データそのものは少ないが、より詳細に踏み込んだ内容がまとまりつつある。以上のことによりおおむね順調と自己評価した。昨年度(H28年度)の研究で、熱安定性を異にするタンパク質を混合して調製するフィルムは、一般に可塑剤として使用される多価アルコールの一つであるグリセロールとは異なるメカニズムでフィルムに伸展性を付与している可能性をFT-IR分析により示した。H29年度においては、これまで主として使用してきた熱凝固性タンパク質である乾燥卵白に替えて、市販の大豆や乳ホエータンパク質を用い、これに分子シャペロンとしての機能を有するカゼインナトリウムを添加し、その効果を超音波分光分析にて解析した。温度上昇に伴う超音波速度及び超音波減衰の変化を調べたところ、乳ホエータンパク質単独の挙動とカゼインナトリウム混合系では顕著な違いがあることが判った。即ち、超音波速度の変化の比較から、ゲル化の指標である系の圧縮率の増加が温和になること、また、超音波減衰の変化挙動から、カゼインナトリウムの添加が乳ホエータンパク質の初期の変性を促進するものの、その後の加熱による凝集を抑制することが示唆された。更に、ゲルから水分蒸発により調製したフィルムの特性を評価した。

その結果、熱凝固性タンパク質として乾燥卵白を使用した場合とは異なり、大豆や乳ホエータンパク質にカゼインナトリウムを添加した混合タンパク質フィルムでは、伸展性に加えフィルムの曲げ強度も増加する傾向にあり、カゼインナトリウムとグリセロールの共存により系全体として逆可塑化現象に類似した状態になっていると考察した。現在この成果は日本食品科学工学会誌に投稿準備である。当初からタンパク質相互作用機序を調べる手段として、超音波分光分析、赤外分光分析、液体クロクロマトグラフィーを用いる予定で研究を進めている。超音波分光分析、赤外分光分析による解析はほぼ順調に進んでいるが、液体クロクロマトグラフィーはやや難航している。そこで今後、ブルーネイティブPAGEを含む電気泳動法に切り替えることも視野に入れ研究を進める。以上のような経緯でおおむね順調と自己評価した。昨年度までに、加熱凝固性タンパク質に対して、熱に安定なカゼインナトリウムを添加し、その混合タンパク質ゲルの形成機構とフィルム物性について調べ、その成果を日本食品科学誌(vol. 65(11) 508-517 (2018))に報告した。その中で、一般に可塑剤として使用されることの多いグリセロールの一部を共存する加熱凝固性タンパク質に対してシャペロンとして作用するカゼインに置換した際、形成されたフィルムは無添加の単独タンパク質フィルムに比べ、伸展性に加えて引っ張り強度も増加していることを述べた。更に、この傾向は加熱凝固性タンパク質の種類によっても異なり、乳清タンパク質や大豆グロブリンを使用した際に観察された現象であった。これは逆可塑化現象が起きている可能性が示唆される。また、タンパク質を懸濁する為に使用する溶媒の種類によっても発現する物性は顕著に異なっており、これらのグロブリンではフィルム調製には、まずタンパク質を水に分散させ、加熱誘導ゲルを形成させその後水分を乾燥により減少させることが適していることを示唆した。即ち、エタノールなどの有機溶媒を用いた際には容易に溶媒の蒸発がなされ、フィルム化に要するステップが簡単となるものの、その構造が粗く脆い物性となった。その後の研究において加熱処理に替えて常温で酸性化することによりゲル状凝集体を形成するカゼインを主成分とした混合たんぱく質系に研究を進展させている。この酸性化ゲルは豆腐の凝固剤として利用されているグルコノデルタラクトンを使用する事とし、温和にpHを低下させその際の共存タンパク質との相互作用を詳細に研究する事を目指している。上述した様に、カゼインナトリウム添加混合タンパク質のゲル化とそのフィルム形成性について研究を遂行している。現在、その際に与える刺激を当初の手法である加熱処理に加えて、酸性化処理にも着手している。現時点では、超音波分光分析法などで観察されるスペクトル変化は、これまでの加熱処理で観察される変化に比べ、およそ1/10程度と極めて小さい事が判ってきており、その点でより慎重な解析が求められている。熱凝固性タンパク質とカゼインナトリウムの相互作用の本体を見出すための数種の機器分析の一つとして液体クロマトグラフィーの手法を使うことを計画している。
冷戦終結後の世界における米国の武力行使をめぐる同盟諸国の外交政策の研究

本研究の目的は、冷戦終結後の世界における米国主導の武力行使に対する日本、ドイツ、カナダの対応を実証的に考察し、各国の外交政策の類似点と相違点を比較検討することである。申請者はこれまで、主として、冷戦時代に国連憲章が想定していなかった強制行動(平和維持活動、平和執行活動、国連決議に基づく多国籍軍編成による軍事行動など)と冷戦終結後の世界における国連を主体とした強制行動との連続性と非連続性に焦点を当てて研究を進めてきた。それに対して、本研究における主要な問題関心は、冷戦終結後の世界において国連の枠内で実施される強制行動と国連の枠外で実施される米国主導の強制行動(個別的、集団的自衛権に基づく単独及び同盟を通じた強制行動)との相互関連性とを念頭に置きつつ、米国の主要な同盟諸国の外交政策の考察を行うことにあった。研究助成期間中、主として以下の手順に従って研究に従事した。まず、冷戦終結後の世界における米国の武力行使の実例を実証的に調査し、国連の枠内と枠外でのそれぞれのアプローチの比較を行い、類型、特徴、問題点などを明らかにした。次いで、国連の集団安全保障及び平和維持活動、集団的自衛権に依拠する地域同盟行動、及び個別的自衛権に基づく単独武力行使などの関係を、冷戦終結後の湾岸戦争以降の地域紛争、内戦、テロ・国際犯罪などの文脈において理論的に明らかにし、その観点から米国主導の武力行使の正当性と有効性とを評価した。これらの作業を踏まえ、最後に冷戦終結後の米国主導の武力行使に対する日本、ドイツ、カナダの三カ国の対応を実証的に調査し、主たる共通点と相違点を考察した。本研究の目的は、冷戦終結後の世界における米国主導の武力行使に対する日本、ドイツ、カナダの対応を実証的に調査し、各国の外交政策の類似点と相違点を比較検討することにある。この場合、主要な問題関心は、冷戦終結後の世界において国連の枠内で実施される強制行動と国連の枠外で実施される米国主導の強制行動(個別的、集団的自衛権に基づく単独及び同盟を通じた強制行動)との相互関連性とを念頭に置きつつ、米国の主要な同盟諸国の外交政策の考察を行うことにある。本年度については、主として次の二つの作業に従事した。第一は、冷戦終結後の世界における米国の武力行使の実例を実証的に調査し、国連の枠内と枠外でのそれぞれのアプローチの比較を行い、類型、特徴、問題点などを明らかにする作業である。なお、この場合の主たる理論的関心は、各種統計データに基づく時系列的分析及び国際政治学における文献解釈を中心にして、1)経済、金融、情報などの分野を中心とした米国主導のグローバライゼーションの進展、2)国際刑事裁判所設立問題、地球温暖化問題、地雷禁止条約などに見られる米国のユニラテラリズム外交、及び3)世界秩序樹立及び自国の国益確保のために冷戦終結後頻発する米国の武力行使の発動の三者の関係について整理することにあった。第二は、国連の集団安全保障及び平和維持活動、集団的自衛権に依拠する地域同盟行動、及び個別的自衛権に基づく単独武力行使などの関係を、冷戦終結後の湾岸戦争以降の地域紛争、内戦、テロ・国際犯罪などの文脈において理論的に明らかにし、その観点から米国主導の武力行使の正当性と有効性とを評価する作業である。この点については、国際法や国際政治学における主要な先行研究を中心に考察を行った。今年度の研究成果は、平成15年度中にまとめる予定である。
実用化を目指した新しい心・肺移植後急性拒絶モニタリングシステムの開発(MHCクラスI指向性細胞障害活性を指標としたシステム)

本研究は臨床心・肺移植が直面している術後急性拒絶反応に対する制御を目的とした新しい診断法を開発することを目的とした。臨床肺移植において、レシピエントの気管支肺胞洗浄液中のリンパ球がドナーの不一致なHLAクラスI抗原に対して特異的な細胞障害活性が急性拒絶反応の早期(病理grade Al)から上昇することを明らかにした。また、サイトメガロウイルス・その他の感染では特異的細胞障害活性は上昇しないことを明らかとした。本活性の計測において、標的細胞としてドナー由来細胞を用いる代わりに、不一致なクラスI抗原を有するlymphoblastoid細胞株を用いることが可能であることを明らかにした。この細胞は培養・維持が容易であるため、本法は急性拒絶反応の早期・特異的診断に有効であり普及が見込まれる。次いで肺実質細胞が同種抗原提示細胞になる可能性について検討した。不死化した気道上皮細胞株BEAS-2Bとリンパ球の混合培養をモデルとして検討したが、気道上皮細胞株はリンパ球の細胞障害活性をむしろ阻害することを明らかとした。さらに、気道上皮細胞刺激でリンパ球からinterleukin-10が分泌されることを明らかとし、気道上皮細胞がリンパ球に対してTh2分画優位の細胞増殖を引き起こすシグナルを与えることを明らかとした。このシグナルはMHCクラスI/II抗原ならびに接着分子のLFA-3に関連していることを明かとした。この気道上皮細胞刺激は、IL-2の存在下では逆に同種リンパ球のMHCクラスI抗原特異的な細胞障害活性を引き起こすことをT細胞クローン生成することで証明した。即ち炎症などでサイトカインの存在する条件では気道上皮細胞も抗原提示細胞となりうることを明らかとした。平成6年度では、ヒト細胞培養系において同種気道上皮細胞株stimulatorとした場合、同種リンパ球が活性化されるかどうかをIL-2,10分泌能を中心に検討した。[方法]ヒト末梢血リンパ球(PBL)10^7個をeffectorとし、stimulatorとしては、(1)同種PBL(2)同種気道上皮細胞株BEAS-2Bとしたリンパ球混合培養系(MLC)を作成した。コントロールとして(3)stimulatorなし(4)effectorなしの以上4種類のMLCを作成した。培養72時間後の生細胞数の直接計数・MTTassay・上清中のIL-2,IL10濃度を測定した。またBEAS-2BおよびPBLについて、抗HLA-classIおよびclass-II monoclonal抗体で染色し、Flow cytometry(FCM)を行った。[結果](A)MLCの72時間後の各々の生細胞数・MTTassay活性ではともに(1)>(2)>(3)の順であった。(B)IL-2濃度:(1)2.13±0.26(Unit/ML)(2)1.82±0.12(3)1.45±0.54(4)1.42±0.10であり、(1)>(2),(3)と有意差を認めた。(C)IL-10濃度:(1)9.30±11.8(pg/mL)(2)128±110(3)13.0±15.3(4)8.9±17.8であり、有意に(2)>(1),(3)であった。(D)FCMではBEAS-2BはClass-I,II各々ほぼ100%染色陽性であった。[考察]BEAS-2Bは細胞表面にHLA-ClassI.IIを発現していたが、MLCでは同種PBL刺激と比較して、軽度の細胞増殖を引き起こし、IL-2分泌誘導は有意に少なく、またIL-10分泌を有意に促進した。即ちIL-

2分泌に続くTh,CTLのclonal expansionが十分進まず、さらにIL-10によってCTLの増殖阻害が起こると考えられた。仮説としてBEAS-2Bは同種リンパ球のTh2分画を刺激・活性化すると考えられた。[結論]気道上皮細胞株Beas-2Bは同種PBLとのMLCにおいて、PBLを増殖させるがIL-2分泌増加は軽度で、IL-10分泌を促進した。昨年度はヒト細胞培養系における同種気道上皮細胞株が同種リンパ球MHCクラスI指向性細胞障害活性を賦活化するかどうかについて検討を行った。今年度(1)同種気道上皮細胞株表面のcostimulatory factorの関与(2)内皮細胞の冷凍保存によるAPC能の変化に関して検討を行った。(1)健康人末梢血リンパ球(PBL)をeffector(EFF)とし、(1)気道上皮細胞株BEAS-2B(B2B)をstimulator(STM)としたリンパ球混合培養でSTMを(A)抗HLA-classll(B)classll(C)抗ICAM-1(D)抗B7(E)抗LFA-3モノクローナル抗体(MAb)のいずれかにて予めマスクし培養後の活性生細胞をMTTassayにて測定した。Flowcytometry(FCM)によるB2B表面抗原解析では上記5抗原全て染色陽性であった。MTTではB2BがSTMの場合、MAbマスクによる比活性はHLA-class I. II, LFA-3のマスクで有意に低下したがICAM-1,B7では低下しなかった。B2Bは通常アロPBLにTh-2優位の活性化を起こす事を既に明らかにしたが、ICAM-1, B7が発現しているのにこれを阻害しても活性化が低下しなかったことは、別の機序によるCOS機能の低下がすでにあるか、または別種のCOSが欠損している可能性がある。(2)ヒト内皮細胞株(HUVEC, ECV304)について冷蔵保存またはプログラムフリーザ-保存において、細胞のviabilityについてMTTassayにて、またHLA classI, II抗原発現についてFCMにて検討した。コントロールと比較し、1週間保存では冷蔵保存のMTTは有意に低値であった。HLA classIIの発現では冷蔵保存では有意に低値であり、またinterferon-γによるclass II発現誘発も起こらなかった。一方プログラムフリーザ-群ではMTT, class II発現、IFN誘発も良好であった。本研究では肺移植における急性拒絶反応の診断法としてレシピエントの肺胞洗浄液中リンパ球のドナーHLAクラスI抗原特異的な細胞障害性リンパ球(CTL)活性が上昇する事を明らかとし、さらにlymphoblastoid cell line(LCL)を標的細胞とした新しいCTL活性測定法を考案した。本年は最終年度に当たるが、今までの研究成果をふまえてさらに移植臓器の新しい保存法に関する免疫学的検討を行った。すなわち、凍結保存が気道上皮細胞のアロ抗原性に及ぼす影響、特にinterferon-gamma(IFN)反応性の検討を行った。ヒト気道上皮培養細胞株BEAS-2B(B2B)を用いて、凍結保存がHLA抗原性およびIFN刺激抗原発現度に及ぼす影響を検討した。
ステンレス鋼のイオン照射後変形挙動解析による照射誘起応力腐食割れ機構解明の新展開

ステンレス鋼の不均一変形挙動と局所的なひずみの集中が照射誘起応力腐食割れ(IASCC)につながるき裂発生に及ぼす影響を調べるために、水素イオン照射したオーステナイトステンレス鋼の疲労試験を行った。また、粒界に集積する可能性のあるヘリウム(He)の影響についても調べた。照射損傷導入による不均一変形の発現により、微小き裂発生に要する疲労負荷繰返し数の減少が生じることが明らかとなった。また、き裂発生箇所とEBSD解析の比較により、4種類のサイトで微小き裂が発生することが明らかとなり、特にすべり線上では、照射によって発生割合が大幅に増加した。微小き裂発生要因として表面形状と塑性ひずみに着目した結果、照射材では表面形状が微小き裂発生の主要因となると考えられる。微小き裂発生までの表面形状の発達過程を調べた結果、入込みや突出しが形成され、その段差は飽和する傾向を示し、照射材ではより少ない繰返し数で段差が飽和することが分かった。照射材は繰返し荷重によるすべり変形が一部の転位チャンネルに集中し、すべり線の入込みや突出しの発達が促進され、その段差がある一定値に飽和した状態で疲労損傷が蓄積されることで微小き裂が発生すると考えられる。He非注入材は延性破壊であったのに対し、He注入材は濃度や焼鈍の有無によらず粒界破壊であった。注入後に焼鈍を行ったものにはHeバブルが粒内および粒界に観察された。引張試験において、降伏後に連続的なHe放出が検出され、最終的な破断の際に急峻なHe放出ピークが検出された。放出されたHeの総量は焼鈍の時間よりも、He注入量に強く依存していた。Heの影響により、粒界で選択に破壊が起こっていることから、不均一変形とHeの影響は、き裂発生において相乗効果となると考えられる。両者の影響を評価することでIASCC発生におけるそれぞれの影響を定性的ではあるが明らかにすることができた。水素イオン照射を用いた照射実験を行うために、316Lステンレス鋼の通常多結晶材および粒界制御材を用いた照射用微小試験片を製作した。照射量や塑性ひずみ量と不均一変形挙動との関係を明らかにするために、試験片に対して水素イオン照射を行い、照射後に段階的に塑性ひずみを導入することに、光学顕微鏡による表面観察と後方散乱電子回折(EBSD)解析を用いた局所的なひずみの評価を行った。照射した通常多結晶材は、塑性ひずみの導入とともに粗大すべりが試料表面に現れたすべり線が観察された。粒界とそこで拘束されているすべり線の交点では、局所的なひずみの大きさと相関があるとされる局所方位差(KAM)が増加していた。また、微細組織観察では、粗大すべりが粒界で拘束されている箇所にひずみ場によるコントラストが観察されたことから、不均一変形評価におけるEBSD解析を用いた局所的なひずみ評価が有効であることが実証された。塑性ひずみ量を増加させるとある段階で拘束されていたすべり線が隣の結晶粒へ伝播し、KAMが増加から減少に転じた。この塑性ひずみのしきい値は照射損傷量0.1dpaでは約4%だったのに対し、1dpaでは約1%と照射量が増加するとともに減少した。すべり線の発生も高照射量ではより小さな塑性ひずみで発生し、すべり線の間隔とそれによる表面の段差の高さも増加した。このことは原子炉の高経年化にともなう照射量の増加が、不均一変形による照射誘起応力腐食割れ(IASCC)の発生を促進させることを意味しており、炉内機器の許容照射量を検討する上で重要な知見である。初めて照射を行った粒界制御材においても、すべり線と粒界の交点近傍でKAMが増加していた。すべり線の間隔と段差は通常多結晶材よりも大きかった。今年度の実験では粒界性格の影響は確認できず、両者の不均一変形挙動の違いは結晶粒径の大きさの違いによるものだと考えられる。

引張試験において、降伏後に連続的なHe放出が検出され、最終的な破断の際に急峻なHe放出ピークが検出された。放出されたHeの総量は焼鈍の時間よりも、He注入量に強く依存していた。Heの影響により、粒界で選択に破壊が起こっていることから、不均一変形とHeの影響は、き裂発生において相乗効果となると考えられる。両者の影響を評価することでIASCC発生におけるそれぞれの影響を定性的ではあるが明らかにすることができた。
カイロミクロンレムナント蓄積の臨床的意義とリポ蛋白単離による機能解析

アポB-48濃度は測定値に異常ない健診症例でTG・RemL-C・酸化ストレスマーカーと正相関し、心原性脳塞栓症例において低値となりレムナントリスクの評価に有用だった。耐糖能異常や糖尿病群では正常群よりも高値となり、糖負荷により濃度が上昇するがDPP4阻害薬の投与で抑制された。アポB-48モノクローナル抗体により分離したカイロミクロンレムナントは様々なサイズを有し、表面に多くのアポ蛋白のみならず補体やPON-1など炎症に関連する蛋白を有しマクロファージの泡沫化も可能であった。今回の検討によりリスク評価・効果判定におけるアポB-48測定の有用性やカイロミクロンレムナントの活性が明らかとなった。1検診で「異常なし」症例でのインスリン抵抗性・酸化ストレス・炎症とCM-R蓄積との相関の検討;大阪大学勤務者で健康診断を受けた99例の血清アポB-48、RemL-C濃度や脂質マーカーHODE、HETE濃度を測定した。nonHDL-C濃度はTC、LDL-C濃度と極めて強い相関を示し、TG濃度とRemL-C・アポB-48濃度は正相関した。HODE、HETEとアポB-48濃度は4分位の各群で正相関した。これらのことから、nonHDL-C濃度は内因性のレムナントに、外因系レムナントであるアポB-48は酸化ストレスに影響を与えいずれも動脈硬化惹起性につながるものと考えられた。2糖代謝正常・耐糖能異常・糖尿病(治療前後)における空腹時・糖負荷後のCM-Rの蓄積の評価;大阪大学医学部附属病院におけるOGTTの結果分けられた正常糖代謝(NGT27名)、耐糖能異常(IGT19名)および糖尿病(DM39名)の3群の空腹時検体、およびNGT群28名とDM群57名糖負荷後検体のアポB-48濃度や脂質マーカーを測定した。空腹時log-apoB-48値はIGTおよびDM群でNGTより有意に高値であり、apoC-3濃度、2時間後インスリン値およびAUC-インスリン値と相関していた。IGT群における空腹時高log-apoB-48値の規定因子はapoC-3濃度およびAUC-インスリン値であり、IGTにおいてもカイロミクロンレムナントの増加が示唆された。さらにapoB-48濃度は糖負荷後いずれの群においても有意に上昇した。incrementalAUC-アポB-48濃度はNGTよりDM群で高値であり、DM群においてHOMA-IRおよびapoC2/apoC3比が強い相関を有し、apoC2/apoC3比が規定因子と判明した。カイロミクロンレムナントは糖負荷後に増加し動脈硬化惹起性と関連している可能性が示唆された。事前に研究計画に設定した2項目である「検診で「異常なし」症例でのインスリン抵抗性・酸化ストレス・炎症とCM-R蓄積との相関の検討」「糖代謝正常・耐糖能異常・糖尿病(治療前後)における空腹時・糖負荷後のCM-Rの蓄積の評価」のいずれにおいても結果を得ることができた。特に、予想された通り小腸由来レムナントの蓄積は動脈硬化惹起的である炎症反応や酸化ストレスを誘発しまた糖尿病のみならず耐糖能異常の段階から糖分の負荷のみだけで認められたことから、これら動脈硬化惹起的な変化を捉えることができており満足のいく結果が得られている。平成28年度はB. CM-R蓄積は動脈硬化イベントの発症および進行にどのような影響を与えるか、の検討およびC.今まで分離できなかったCM-R粒子が有する動脈硬化惹起性についての直接的な検討、を進めた。心原性脳塞栓症は脳梗塞のなかでも他の病型に比し重症であるが、経験的には動脈硬化性の背景を有することは少ない。心電図にて心房細動を指摘することが診断の上で重要であるが心電図変化が一過性で診断に苦慮することも多いため心電図検査を補完する検査としてアポ蛋白(apo)B-48を脳梗塞症例(97例)で測定し検討した。入院翌朝の血液検体にてT-Cho、TG、HDL-C、LDL-C、nonHDL-C、apo B-48濃度を測定し、脳卒中病型と比較した。結果として、心原性脳塞栓症におけるapo B-48は、非心原性脳塞栓症よりも低値であり(average apoB-48; 2.1 vs 3.8 μg/mL, p=0.019)、1.25μg/μLをカットオフ値とすると、心原性脳塞栓症と非心原性脳塞栓症の鑑別に有用であった(感度81%、特異度57%、AUC 0.70)。このことからapoB-48は、脳梗塞における病型分類に有用である可能性が示唆された。さらに、正常コントロールおよび耐糖能異常、糖尿病症例から脂肪負荷後に抗アポB-48モノクローナル抗体により分離したアポB-48含有リポタンパクの評価を進めた。分離リポたんぱくは小粒子カイロミクロンから大粒子LDLまでの様々なサイズを有するレムナントの集合であり、マウス腹腔マクロファージと共培養すると泡沫化が可能であり動脈硬化惹起性を有していた。さらに多くのアポ蛋白のみならずC3,C4が含まれておりPON-1も有していた。またこれらの補体は脂肪負荷に伴い産生が増加し小腸由来のレムナントの炎症に深く関与している可能性が示唆された。

事前に研究計画に設定した3項目のうち第2、3項目である「B. CM-R蓄積は動脈硬化イベントの発症および進行にどのような影響を与えるか」「C.今まで分離できなかったCM-R粒子が有する動脈硬化惹起性についての直接的な検討」に関して、いずれも結果を得ることができた。特に、脳梗塞に関しての有用性に関しては今まで報告されていなかった脳血栓の判定にも有用と考えられ今後の発展が期待される。また直接的な検討においても結果を得ることができており、最終年度に向けて総括が可能であると考える。平成29年度は昨年との引き続き抽出リポ蛋白検討をすすめ、VLDL、LDLあるいはHDLなどの粒子組成と異なった生理活性を有していること、とくに補体(C3, C4など),アポ蛋白(apoB, apoA2, apoD, apoHなど)、paraoxonase 1 (PON-1)、serine protease inhibitorなどを含んでいることを取りまとめ論文作成し投稿中である。さらにアポB-48含有リポたんぱくであるカイロミクロンおよびカイロミクロンレムナントが増加する代表的な疾患である糖尿病症例において、近年中心的に使われているDPP4阻害薬sitagliptinの投与によりこれらがどのように改善するかを検討した。38名の2型糖尿病患者(男性20名、女性18名、平均65.7 ±9.9才、HbA1c <8.4%)に承諾を得てsitagliptinを50 mgから開始、100mgまでの増加を許してHbA1cの低下(<7.4%)を目指した。sitagliptinの投与により、TG(161 ±90 vs. 130 ±66 mg/dl)およびnon-HDL-C (129 ±29 vs. 116 ±20 mg/dl)の低下がglucoseやHbA1cの低下とともに見られ、アポB-48 (7.8 ±6.7 vs. 5.6 ±4.0 μg/ml)、レムナントコレステロール(15.3 ±9.5 vs. 12.0 ±7.9 mg/dl)のいずれも抑制された。HPLCによる解析ではVLDLやLDL分画に含まれるレムナントの抑制も認められ論文報告した。今回の検討を通じて、カイロミクロンレムナントの知られていない特性や近年増加している糖尿病患者における動脈硬化惹起性を担うレムナントの現状評価や治療効果の評価においてもアポB-48測定の有用性が示された。アポB-48濃度は測定値に異常ない健診症例でTG・RemL-C・酸化ストレスマーカーと正相関し、心原性脳塞栓症例において低値となりレムナントリスクの評価に有用だった。耐糖能異常や糖尿病群では正常群よりも高値となり、糖負荷により濃度が上昇するがDPP4阻害薬の投与で抑制された。アポB-48モノクローナル抗体により分離したカイロミクロンレムナントは様々なサイズを有し、表面に多くのアポ蛋白のみならず補体やPON-1など炎症に関連する蛋白を有しマクロファージの泡沫化も可能であった。今回の検討によりリスク評価・効果判定におけるアポB-48測定の有用性やカイロミクロンレムナントの活性が明らかとなった。事前に研究計画を立てた通りH28年度は「疫学検体における急性冠症候群(ACS)・脳梗塞の発症とCM-R蓄積との関連の検討、ACS・脳梗塞発症急性期におけるプラーク破綻・血管閉塞・安定化の経過におけるCM-R変化の検討」「今まで分離できなかったCM-R粒子が有する動脈硬化惹起性についての直接的な検討」を遂行する。後者においてはすでに研究が進んでおり予定どおりの推移が見込まれている。前者においては臨床研究はすでに大半が終了しており解析を進めている。
拡散方程式の非負値解の構造とその応用

平成12年度から13年度において、拡散方程式の非負値解の構造と応用ということ研究を行った。まず、熱方程式の非負値解の一意性について研究を行った。まず、石毛は東京工業大学教授村田實氏とともに、全空間における非負値解の一意性について研究を行い、拡散係数と解の構造について詳細に研究した。これによって、以前に知られていた結果の改善を行うとともに、最善の結果を得た。さらに、石毛はこの研究を非有界領域の非負値解の研究に応用し、拡散係数、領域の形と解の構造の関係について研究した。これによって、ディリクレ境界条件下においては無限大での領域の漸近挙動が解の構造について強く影響することがわかった。その後、今まで得られた非負値解の構造の結果の応用ということで、石毛は固体燃料の燃焼問題から派生する、ある熱方程式の爆発問題について研究を行った。特に、拡散係数が十分大きいとき、解は領域のどの場所で爆発するかノイマン条件の下で研究を行った。解が爆発する場所は非定数第一固有関数の最大点または最小点と予想し、それを筒状領域について証明を行った。さらに、東京学芸大学助教授溝口紀子氏とともに、一般の有界凸領域において、上の結果を一般化し、拡散係数が十分大きいときの準線形拡散方程式の爆発解の爆発点の特徴付けを、ノイマン境界条件の下で行った。解が爆発する場所は、Oではない第一固有値に対応する固有空間への初期の射影の最大点の近くで起こることが証明された。これは、筒状領域に比べ、非定数第一固有関数の形状がより複雑になることから、その解析ははるかに難しくなっていた。また、これらの研究においては、分担者である名和氏、三宅氏、長田氏のそれぞれの分野からの支援が重要な役割を為した。今年度においては、熱方程式の非負値解の一意性について研究を行った。その一方で、石毛は固体燃料の燃焼問題から派生する、ある熱方程式の爆発問題について研究を行った。これには確率論からの詳しい解析が必要となった。また、上の研究においては、分担者である名和氏、三宅氏、長田氏のそれぞれの分野からの支援が重要な役割を為した。今年度においては、固体燃料の燃焼問題から派生する、ある熱方程式の爆発問題について研究を行った。東京学芸大学助教授溝口紀子氏とともに、有界凸領域において、拡散係数が十分大きいときの準線形拡散方程式の爆発解の爆発点の特徴付けを、ノイマン境界条件の下で行った。解が爆発する場所は、0ではない第一固有値に対応する固有空間への初期の射影の最大点の近くで起こることが証明された。これは昨年度研究を行った、筒状領域での爆発点の特徴付けの研究の発展版であり、一般の有界凸領域においては、非定数第一固有関数の形状がより複雑になることから、その解析ははるかに難しくなっていた。我々はこれらの難しさを克服するために、爆発時刻直前までの解の詳しい漸近展開を行い、それに基づき、解のエネルギーに関する評価を得た。

さらに解が爆発するときの詳しい挙動を調べることを行い、0ではない第一固有値に対応する固有空間への初期の射影の最大点から離れたところでは解の爆発は起こらないことを証明した。ここでは、C.C.Poonによって最近になって得られた解の新しいエネルギーを参考に、さらに改良を加えたことも証明を完成できた大きな点でもあった。また、上の研究においては、分担者である名和氏、三宅氏、長田氏のそれぞれの分野からの支援が重要な役割を為した。