hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核酸塩基の立体構造解析を目的とした中赤外マーカー振動バンドの探索

我々はこれまで気相クラスターを用いて、核酸塩基対(水素結合型、スタッキング型)、水和構造(塩基、糖への水和)、糖やリン酸基の立体構造(syn、anti構造)などを赤外分光法により検討してきた。しかし、近赤外領域に現れる振動はNHやOH伸縮振動のような局在化したモードであるため、高次構造に関する直接的な情報を得ることが困難である。そこで本研究では、中赤外領域での振動スペクトルを測定することで、核酸塩基対の立体構造をより顕著に反映するようなマーカーバンドを見出すことを目的とした。対象はグアニンを含む塩基対、9-メチルグアニン2量体[(9MG)2]と9-メチルグアニンー1-メチルシトシンWC型塩基対[(9MG)(1MC)]である。(9MG)2の中赤外スペクトルには強度の大きな3つのピークが観測された。このうち1721cm-1のピークは計算スペクトルとの比較から、2つのC6=O伸縮振動が反対称的(out-of-phase)に結合したバンドと帰属した。しかしこの基準振動に対するそれぞれの塩基のC6=O伸縮内部座標(internal coordinate)の寄与は-11%と12%であり、9MG単量体の場合の58%に比べかなり低下していることがわかった。この場合、最も大きな内部座標の寄与はN1Hを含む面内変角で、22%と見積もられた。このように一般にC=O伸縮振動と帰属されているピークも塩基対を生成すると、他の振動の寄与が大きくなる。一方対称的結合(in-phase)の強度は殆どゼロである。他の2つのピーク1667と1646cm-1では、2つのアミノ基変角内部座標の反対称結合の寄与が大きく、またこの2つの違いは面内変角の位相が異なる点である。以上から、塩基対を生成すると内部座標の寄与の割合が大きく変化するため、詳細な内部座標の解析が必要であることを明らかにした。これまでに整備した中赤外レーザー分光装置を用いて、代表的な生体分子の一つである尿酸分子の中赤外振動領域のスペクトルを測定した。その結果、尿酸の一水和物について、2つの構造異性体のローカルモード結合様式に大きな違いがあることを見出した。更にこのモード結合様式の水素結合サイト依存性を利用することで、以前の近赤外領域の測定では困難であった、尿酸-メラミンの水素結合錯体の構造を明確に決定した。このことにより、メラミンが混入した粉ミルク乳幼児に発症した尿結石の核となる水素結合錯体の構造について、分光学的な観点から考察にすることができた。我々の研究グループは、同様に生体分子の赤外レーザー分光を行っているFrance (CEA)のMichel Mons博士のグループと共同研究を行ってきた。そこで本研究グループで博士号を取得した浅見祐也が、Mons博士の研究室で博士研究員として一年滞在した結果、DNA塩基グアニンに関する共同研究が急速に進展した。DNA中に存在するグアニンのケト互変異性体は、電子励起状態の寿命が短いため、ナノ秒UVレーザー光によるイオン化では観測できないとされてきた。そこで、グアニンの一部をナフチル基で化学修飾し電子励起状態の寿命を長くすることを試みた結果、世界で初めてケト体を観測することに成功した。更にこの修飾グアニンのカルボニル伸縮振動スペクトルを測定し、ケト互変異性体であることを明確に示した。以上の成果は、中赤外領域の振動スペクトルを高感度で測定できるようになったためで、今後核酸塩基類の構造を敏感に反映するような振動バンド(マーカーバンド)を多く見出すことができると期待される28年10月より研究室が新館に移転したため、その準備と実験装置の立ち下げ、立ち上げに多くの時間と労力を費やした。現在でも一部のレーザーシステムの整備と調整を行っており、29年5月末に終了する予定である。そのため28年度の研究費の一部は今年度に繰越とした。本研究では、核酸塩基試料を非破壊的に気化するためパルスレーザー脱離法を用いている。この目的のために従来から用いてきたYAGレーザーは比較的大型のため、空間的制約から試料から数メートル離れた位置にしか設置できず、真空チャンバー内の試料に正確に照射することが困難であった。これはレーザー媒体の温度が時間とともに変動し、レーザー光の空間的位置が徐々に変化するため、数メートル先にある試料の照射位置がずれてしまうことが原因であった。このため分光測定を度々中断し、照射位置を合わせなおすことが必要であった。そこで今年度、小型のYAGレーザーを導入し試料から約30cm離れた場所に設置することが可能となり、照射位置の調整が必要なくなった。その結果、測定の効率が飛躍的に改善され長時間のスペクトル測定ができるようになった。この改善により核酸塩基対の中赤外スペクトルを感度良く観測することが可能となった。グアニン-グアニン、グアニン-シトシン塩基対について得られた結果は、インドで開催されたSpectroscopy and Dynamics of Molecules and Clusters (SDMC2018)において招待講演として公表した(Dooars,India, 2018年2月13-19日)。28年度は研究室移転のため、研究の進捗に大きな遅れが生じた。しかし29年度は実験室の整備もほぼ終了し新たな研究体制をスタートすることができた。

特に脱離に用いているレーザーを小型し、試料から約30cm離れた場所に設置することができるようになり、測定中に照射位置の調整が必要なくなった。その結果、測定の効率が飛躍的に改善され長時間のスペクトル測定が可能となった。この改善により核酸塩基対の中赤外スペクトルを感度良く観測できるようになった。我々はこれまで気相クラスターを用いて、核酸塩基対(水素結合型、スタッキング型)、水和構造(塩基、糖への水和)、糖やリン酸基の立体構造(syn、anti構造)などを赤外分光法により検討してきた。しかし、近赤外領域に現れる振動はNHやOH伸縮振動のような局在化したモードであるため、高次構造に関する直接的な情報を得ることが困難である。そこで本研究では、中赤外領域での振動スペクトルを測定することで、核酸塩基対の立体構造をより顕著に反映するようなマーカーバンドを見出すことを目的とした。対象はグアニンを含む塩基対、9-メチルグアニン2量体[(9MG)2]と9-メチルグアニンー1-メチルシトシンWC型塩基対[(9MG)(1MC)]である。(9MG)2の中赤外スペクトルには強度の大きな3つのピークが観測された。このうち1721cm-1のピークは計算スペクトルとの比較から、2つのC6=O伸縮振動が反対称的(out-of-phase)に結合したバンドと帰属した。しかしこの基準振動に対するそれぞれの塩基のC6=O伸縮内部座標(internal coordinate)の寄与は-11%と12%であり、9MG単量体の場合の58%に比べかなり低下していることがわかった。この場合、最も大きな内部座標の寄与はN1Hを含む面内変角で、22%と見積もられた。このように一般にC=O伸縮振動と帰属されているピークも塩基対を生成すると、他の振動の寄与が大きくなる。一方対称的結合(in-phase)の強度は殆どゼロである。他の2つのピーク1667と1646cm-1では、2つのアミノ基変角内部座標の反対称結合の寄与が大きく、またこの2つの違いは面内変角の位相が異なる点である。以上から、塩基対を生成すると内部座標の寄与の割合が大きく変化するため、詳細な内部座標の解析が必要であることを明らかにした。新館への研究室移転により、レーザーシステム等を新たに整備しし直したため、実験の精度や効率が大幅に改善された。今後このシステムを利用することで、著しい研究の進捗が期待される。特に、小型の脱離レーザーを設置することで、効率の良いレーザー脱離法の開発を目指す。29年度において研究を遂行する上での障害が殆どクリアされたため、最終年度は研究題目である核酸塩基対の立体構造を直接反映するような中赤外振動バンドの探索に専念する。特にグアニンやシトシンなどにおける互変異性化やアデノシンのスタッキング塩基対生成を容易に追跡できるマーカーバンドを見出すことを目指す。28年10月の研究室の新館への移転に伴い、その準備と実験装置の立ち下げ、立ち上げに多くの時間と労力を費やした。現在でも一部のレーザーシステムの整備と調整を行っており、29年5月末に終了する予定である。そのため28年度の研究費の一部は今年度に繰越とした。外国旅費の経費が予定より少なかったため残高が生じた。これまでのレーザー脱離法に用いていたレーザーは比較的大型のため、真空装置内に置かれた試料から離れて設置されていた。
新材料パワー半導体を用いたハイブリッドカー用次世代型電力変換器に関する研究

新材料パワー半導体であるGaNとSiCの車載用電力変換器への応用を試みた。GaNパワー半導体を適用した1.6kW出力のDC-DCコンバータを作成し、駆動周波数200MHzの高周波駆動を実現することで、従来比に対して1/25の平滑キャパシタの小型化を実現できることを実証した。さらに同条件において、3.56W/ccの超高電力密度性能を実現し、GaNパワー半導体の電力変換器応用における大きな可能性を示唆した。次世代型パワー半導体(SiC、GaN)を用いたハイブリットカー用電力変換器の高効率化・小型軽量化の実現を目的に研究を行った。高効率化についてはSiCやGaNといったパワー半導体における駆動方法、モジュール方法を研究ターゲットとして、安定した駆動を実現しながらの高効率動作可能なゲート駆動回路や配線設計を検討した。また、小型軽量化については、次世代型パワー半導体における冷却システムの小型化算定はもちろんのこと、インダクタやトランスといった磁性部品、キャパシタの容量設計、並びに種類選定まで、システム全体の観点から最適化を行った。この様に、ハイブリットカー等に応用可能な次世代型車載用電源の高性能化を目的に研究を行った。平成26年度は主に、昇圧コンバータにおける最小変換器容量を実現可能なスイッチング周波数の選定、並びにその実証的評価を行った。既に理論上では最小変換器容量とスイッチング周波数の関係を導出しており、電気学会産業応用部門大会にて発表済みである。この結果は、従来のSi系IGBTを使用した場合と比較して、SiCとGaNを適用することでスイッチング周波数を50kHzから100kHz以上に城主させることで、変換器容量を半分程度に低減可能であることを示している。平成26年度は、この実機による検証を行った。また、SiCの最適周波数における効率測定を行い、従来に対しての省エネ化の観点からの有効性も示した。新材料パワー半導体であるGaNとSiCを用いた車載用電力変換システムの構築を試みている。車載用DC-DCコンバータにおいては1200V耐圧品のGaNパワー半導体を作成し、これらを用いて800V出力の昇圧チョッパを構築し、実機動作を確認した。従来のSi系IGBTと比較して60%の損失低減を実現していることを実証評価した。さらに、GaN-HEMTを用いて絶縁方式のDC-DCコンバータを作成し、2.2kWの三相LLCコンバータを実機構築した。また駆動周波数を1MHzという高いスイッチング周波数での実機動作も実現している。このシステム構築により、出力に使用される大きな平滑キャパシタが従来に比べて1/25に小型化できることを実証した。また、車載用インバータに関してはSiCを適用することで高周波動作の実現を試みた。結果として1kW条件下における三相インバータにおいて、従来のIGBT使用条件における10kHzのスイッチング周波数に対して、50kHzの高周波動作を実現した。さらに、この高周波化により、出力側フィルタの小型化が可能であることを示した。具体的には、出力フィルタ部における体積として1/5に低減可能となり、実際にフィルタをそれぞれの条件で最適設計したものを実機構築し、相対比較を行った。効率としても従来比2%の効率改善を実現した。また、ハイブリッド車に使用されている昇圧チョッパとインバータを直列に接続した連携システムの構築も実現した。この実機を用いることで、インバータにおける制御を工夫することで、昇圧チョッパとインバータのリンクキャパシタを1/10の容量に抑制することが可能なことも示した。従来はGaNパワー半導体においてはオンシリコンにて形成されるGaN-HEMT構造のパワー半導体が一般的であったが、今回はオンサファイアのGaNパワー半導体を作成できたことが、研究を飛躍的に前進させた原動力となっている。従来は600V耐圧程度が限界であったのに対して、今回のオンサファイアのGaNパワー半導体は1200V耐圧のプロトタイプ品が作成できた。本半導体を電力変換器にて評価したのは、世界初である。車載用電力変換器におけるGaNパワー半導体の適用を行い、電力変換器に使用されるインダクタやキャパシタの受動素子、さらに冷却システムを含めた体積最適化設計を行うことで、最高電力密度を実現可能な駆動周波数を算出した。さらに、この駆動周波数に適したGaNパワー半導体のゲート駆動回路の最適化設計を行い、最も低損失で駆動可能なゲート駆動回路の実機構築を行った。最終的には、車載において重要な電力変換器であるインバータとDC-DCコンバータの双方について、バッテリ電圧350Vと仮定した状態で、補記類用絶縁DC-DCコンバータ、並びに電動パワーステアリング用インバータを想定して、それぞれ、1.6kW、1.1kW出力時における最高電力密度を実現可能なスイッチング周波数を算出後、最適化設計を行い、高電力密度電力変換器の実機構築を行った。結果、GaNパワー半導体を適用した絶縁型DC-DCコンバータにおいて3.06W/ccという世界的に見ても非常に高電力密度である電力変換器を実装することができている。性能としては、350V入力で1.6kW出力時に97.4%の高効率を維持することができており、スイッチング周波数は200kHzに設計実装している。このスイッチング周波数は、50kHzから1MHzの範囲内において、電力変換器の体積が最も最小化できる性能獲得のためにシステム設計を行うことで算出されたものである。1.7kW出力時においても、GaNパワー半導体の低損失性能により、空冷方式(自然空冷方式)による冷却にて実機構築が可能となっている。

GaNパワー半導体を適用した1.6kW出力のDC-DCコンバータを作成し、駆動周波数200MHzの高周波駆動を実現することで、従来比に対して1/25の平滑キャパシタの小型化を実現できることを実証した。さらに同条件において、3.56W/ccの超高電力密度性能を実現し、GaNパワー半導体の電力変換器応用における大きな可能性を示唆した。平成26年度は研究の目的通り、昇圧コンバータにおける最小変換器容量を実現可能なスイッチング周波数の選定、並びにその実証的評価を行った。実機による検証を行い、SiCの最適周波数における効率測定から、従来に対しての省エネ化の観点からの有効性も示した。既に、小型化、高効率化を具現化する車載用電力変換器の構築は、DC-DCコンバータ、インバータに対して共に実現している。今後は、実際の製品化にあたり問題となる技術的なハードルについて洗い出し、並びに対策を行っていく。具体的には、スイッチング周波数が上昇することによるノイズの問題である。車載用電力変換器として、ラジオに影響を及ぼすノイズについて完成者メーカ各社は独自に厳しい規制を持っている。これらの問題にあたり、SiCやGaNがどの様な問題を内包するかについて、実証評価を行い、洗い出しを実現する。具体的には、IGBTで10kHzで駆動した場合とSiCで50kHzにて駆動した場合における伝導性、放射性ノイズの発生状況である。これらを踏まえて、車載用電力変換器としてGaNとSiCの応用の可能性を模索し、将来の我が国の新材料パワー半導体応用市場の糸口を見いだす。パワーエレクトロニクス平成27年度は、ハイブリットカー用の電力変換器における三相インバータ部にSiCやGaNを適用し、その実証的評価を行っていく。さらに入力キャパシタのSiCやGaNを使用時における最適化設計や、これまでの既成概念に捕らわれないキャパシタ素材の選定を行う。SiCやGaNを適用した三相インバータを使用して島根大学にある2.2kWの誘導電動機を駆動させ、従来のSi系IGBTとSiC-MOSFETにおける効率の相対評価を行う。
MQL適用高能率ヘリカル送りエンドミル加工と環境インパクトの低減―穴加工・ねじ加工の高能率化と環境インパクトの低減―

MQLを適用して,エンドミル径10mmで穴径15mm,深さ20mmの止まり穴をヘリカル送りエンドミル加工し,以下の結果を得た.●MQLとフラッドクーラントにおける浮遊粒子数を比較すると,前者の方が少ないことがわかった.フラッドクーラントにおいては主軸回転速度の増加に伴って空気中に浮遊粒子が増加するが,MQLではほとんど変化がない.これは主軸回転速度の増加に伴いエンドミルに付着した加工液が遠心力により飛散する量が増加するためと考えられる.一方,オイルミストを吐出させた場合には,主軸回転速度が増加しても空気中に浮遊するオイルミスト量は変化せず,増加する傾向は見られなかった.●MQLでは,特に0.3から1.0μmのミストの個数が多く,0.3μmのミストは30万個/L以上であることがわかった.これはフラッドクーラントに比べ,必ずしも多くない.●ヘリカル送りエンドミル加工時の加工面の仕上げ面性状およびサーモグラフィーによる加工時の加工穴出口の温度測定を行った.また,穴径,真円度,真直度について通常ドリル加工との比較も行った。その結果,ヘリカル送りミリングのドリル加工に対する優位な特徴として,一本の工具で工具径以上の穴径に柔軟に対応できるだけでなく,穴形状精度が高い,バリの生成が少ない,断続切削となるため加工温度を抑えられる,加工力が小さいなどの点を実験的に明らかにした.磁気軸受スピンドルを搭載したマシニングセンタにより,MQLを適用し,エンドミル径10mmで穴径15mm,深さ20mmの止まり穴をヘリカル送りエンドミル加工し,以下の結果を得た.●ヘリカル送りエンドミル加工時の加工面の仕上げ面性状およびサーモグラフィーによる加工時の加工穴出口の温度測定を行った.また,穴径,真円度,真直度について通常ドリル加工との比較も行った.その結果,アルミ合金を対象とした場合,ドライ加工では工具へのアルミの凝着が生じやすく加工面のむしれや穴径の拡大につながりやすいが,MQLにより加工面性状や形状精度はフラッドクーラントと同等の加工が可能であることが明かとなった.また,穴加工の際には,穴内の工具に効果的にMQLを到達させることが必要である.そのためには,供給するノズルは工具をはさんだ対向する2本とし,工具軸から10°程度傾けて穴入口から穴内に向けて噴射し,かつ工具は間欠的に穴入り口まで引き上げることによりMQLを供給することが効果的であることが明かとなった.●MQLに用いられるオイル分は粒径数ミクロンの霧状であるため,そのうちの工具や被削材に付着しなかったものは空気中に飛散しやすい特徴を持つ.このことは作業環境を良好に保つ点ではマイナス要因となる.そこで加工中に空気中へ飛散するオイルミストの量をミスト濃度測定器により測定した.エアのみを噴射する場合に比べ,MQLでは明らかにミスト濃度が高いことが明らかとなった.特に0.3から1.0μmのミストの個数が多く,0.3μmのミストは30万個/L以上であることがわかった.●有限要素法によるエンドミル加工時の工具の温度解析を行った.能率を同一とする拘束条件下では,一刃あたりの送りを大きく,半径切り込みを小さく設定することにより工具温度の上昇が抑えられる.MQLを適用して,エンドミル径10mmで穴径15mm,深さ20mmの止まり穴をヘリカル送りエンドミル加工し,以下の結果を得た.●MQLとフラッドクーラントにおける浮遊粒子数を比較すると,前者の方が少ないことがわかった.フラッドクーラントにおいては主軸回転速度の増加に伴って空気中に浮遊粒子が増加するが,MQLではほとんど変化がない.これは主軸回転速度の増加に伴いエンドミルに付着した加工液が遠心力により飛散する量が増加するためと考えられる.一方,オイルミストを吐出させた場合には,主軸回転速度が増加しても空気中に浮遊するオイルミスト量は変化せず,増加する傾向は見られなかった.●MQLでは,特に0.3から1.0μmのミストの個数が多く,0.3μmのミストは30万個/L以上であることがわかった.これはフラッドクーラントに比べ,必ずしも多くない.●ヘリカル送りエンドミル加工時の加工面の仕上げ面性状およびサーモグラフィーによる加工時の加工穴出口の温度測定を行った.また,穴径,真円度,真直度について通常ドリル加工との比較も行った。その結果,ヘリカル送りミリングのドリル加工に対する優位な特徴として,一本の工具で工具径以上の穴径に柔軟に対応できるだけでなく,穴形状精度が高い,バリの生成が少ない,断続切削となるため加工温度を抑えられる,加工力が小さいなどの点を実験的に明らかにした.
植民地時代から現代の中南米の先住民文化

7月7日専修大学神田キャンパスで計画研究A03班と合同の研究会を開催した。7月16日に国際アメリカニスト会議(スペイン、サラマンカ大学)において「過去評価の課題」に関するパネルを開催した。8月22日、23日には「日墨(メキシコ)国際会議:メソアメリカ社会とその歴史過程における文化変容」(メキシコ、国立自治大学)を開催した。研究代表者、分担者の研究概要は次の通り。鈴木は、上記の研究集会を計画、実施した他、中米諸国(ホンジュラス、ニカラグア等)、南米南部諸国(アルゼンチン、パラグアイ等)、カリブ海諸国(ドミニカ共和国、ジャマイカ等)の博物館展示の比較分析を行った。生月は、エクアドルの先住民教育における古代文明の資源化の研究を継続した。井上は、アルバ・イシュトリルショチトルの例を中心に、先住民クロニカの内容の白人系知識人への継承を考慮しつつ、過去についての記憶の受け継がれ方を分析した。工藤は、チリの首都近郊の先住民族マプーチェの民族医療活動の調査を継続した。小林は、メキシコ政府の観光開発事業プエブロス・マヒコスが地域社会に及ぼす影響と都市景観の変容に対する市民の反応について研究を進めた。杓谷は、メキシコのチチェン・イツァ遺跡公園内で地元露店商が扱っている品物の生産地と、商品を卸してるピステの仲介業者に関する調査を行った。禪野は、メキシコ市内の旧先住民村落の住民が、自決権を求める社会運動において、先住民であることを資源化する場面としない場合、およびその背景について明らかにした。本谷は衣文化の知的所有権保護運動に取り組むグアテマラ高地のマヤ先住民の女性団体AFEDESの活動について、現地調査とインタビューを実施した。藤掛はパラグアイの伝統工芸品仲介人・作り手・買い手への聞き取り調査を行うとともに、テネリフェ島のニャンドティ美術館を訪問し、歴史資料の確認・分析を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。10月に国立民族学博物館で研究会を開催し、分担者の研究計画と進捗状況を確認した。各分担者の調査概要は次の通り。鈴木は、メキシコ国立人類学博物館、マヤ世界大博物館、グアテマラ国立考古学民族学博物館、イシュチェル先住民族衣裳博物館等にて展示内容を調査し、先スペイン時代の文明と現在の先住民族文化の関連性がいかに表象されているかを分析した。井上、杓谷、禪野、小林(研究協力者)はメキシコで調査を行った。井上は、クロニカ(年代記)およびクロニカ研究資料を収集し、その読解・分析に着手した。またメキシコ市の先スペイン期関係の史跡を訪問して、その現状把握に努めた。杓谷は、ユカタン州のチチェン・イツァ遺跡公園で地元露店商の不法侵入問題の現状を観察し、行政担当者へのインタビューを実施した。禪野は、メキシコ市および近郊の「旧先住民村落」に関する文献研究と並行して、メキシコ市南西部で、復元されたピラミッドの管理、利用方法を調査した。小林は、観光開発・経済推進事業に関連した文献調査、および現地での予備調査を実施し、「神秘的集落」の認定を受けた3箇所(プエブラ州チョルーラ等)を次年度以降の調査地として選定した。本谷は、米国東海岸の博物館(ペンシルヴァニア大学と国立アメリカ先住民博物館)にて、19世紀末から20世紀初頭にかけてのグアテマラ・マヤ先住民族女性の衣裳の変遷を観察・記録し、既存の研究データと比較した。工藤は、チリの先住民族マプーチェに関する文献資料を基に研究を進めた。国内の図書館収蔵文献と、チリ国立図書館収蔵の文献を中心に整理し、次年度に現地での調査を行うためのリスト等を作成した。藤掛は、パラグアイにて、現地の文化人類学者、言語学者、メディア関係者への聞き取り調査ならびに農村部における調査を実施し、グアラニー文化に対し「憎しみと愛」が混在することが明らかにした。10月に東京で研究会を開催し、研究分担者の進捗状況を確認した。各研究分担者の研究概要は次の通り。鈴木は、エクアドルのキト市とクエンカ市等でアンデス地域の先住民族に関する博物館の展示手法の調査を行った。またペルーの博物館資料との比較研究を行った。井上は、先スペイン期テスココおよびトラスカラのイメージ形成に関わる植民地時代以降の先住民クロニカ(年代記)資料を収集した。上記地域の現状把握のためにメキシコで調査を行った。工藤は、チリのサンチァゴ市で二つのマプーチェ組織の活動の参与観察を実施した。組織メンバーからの聞き取りと国立図書館等での文献調査からマプーチェ文化に内在するインカの影響について考察した。小林は、地方創生を意図した観光開発の実態を探るため、メキシコ政府が指定する「神秘的集落」であるプエブラ州チョルーラで調査を進めた他、メキシコ州マリナルコでの予備調査を実施した。杓谷は、メキシコ、ユカタン州のチチェン・イツァ遺跡公園において、観光に関する諸ステークホルダーと地元露店商の対応について調査を行った。併せて、近隣2カ所の遺跡公園における観光インフラの進展状況について観察した。禪野は、メキシコ市内の旧先住民村落、サン・ベルナベ・オコテペク地区およびサン・ヘロニモ・リディセ地区において調査を行った。前者には復元された先スペイン期の遺跡が存在するため、住人によるその資源化について考察した。藤掛は、パラグアイのグアラニー語の変容や法的変遷について現地調査を行った。また、伝統工芸品ニャンドティ(蜘蛛の糸)の植民地時代以来の変化に関する資料を収集した。

パナマのノベブクレに関する先行資料を読み進めた。本谷は、グアテマラの中西部高地とメキシコのチアパス高地にて、先住民女性の衣文化に見られる紋様見本帳の影響と流布状況、見本帳の紋様を使った織布の生産・流通に関するフィールド調査を行った。研究代表者および7名の研究分担者全員が計画通り中南米諸国に渡航し、資料収集および参与観察を行った。また10月に開催した研究会では、各自が研究の中間報告を行い、お互いに進捗状況を確認した。この他、5月31日に開催された第36回日本ラテンアメリカ学会(専修大学)では、小林が分科会「現代メソアメリカ社会における古代遺跡の保存と活用ー文化資源の管理をめぐる学際的パースペクティブ」を企画し、本研究のメンバーのうち、小林と杓谷が発表し、鈴木と本谷がコメンテーターを務めた。この分科会の成果に基づいて、古代アメリカ学会の学会誌『古代アメリカ』18号に特集を提案し、鈴木・小林・杓谷の投稿が掲載された。このように研究分担者個人の業績だけでなく、共同研究の形でも研究成果の一端を公表することができたため、研究が順調に進展していると判断する。9月、1月、3月に国立民族学博物館で研究会を開催した。1月と3月は外国人研究者を招聘した。研究代表者の鈴木は、メキシコ国立人類学博物館およびアステカ文明に関する博物館展示の分析を継続した。生月は、エクアドルの先住民教育政策と先住民文化に関して現地調査を実施した。先住民教育のプロジェクトを参与観察し、先住民教員と意見交換を行った。井上は、植民地時代メキシコのクロニカの分析を続け、サパタやイシュトリルショチトルほかシグエンサなどの歴史書を対象に、植民地期における先スペイン期文化イメージを考察した。工藤は、チリのサンチァゴ市で二つのマプーチェ組織の民族医療活動の調査を継続した。民族医療を受診する患者にとっての民族医療の位置づけや薬草などについてデータを収集した。小林はメキシコ政府観光開発事業「プエブロス・マヒコス」の展開が地域社会に及ぼす影響を明らかにするため、登録地であるプエブラ州チョルーラとモレロス州テポストランにおいて継続調査を実施した。杓谷は、メキシコ、ユカタン州のチチェン・イツァ遺跡公園と近隣のコミュニティとの関係性についての調査を行い、比較のために同州のエク・バラム遺跡公園、および中央高原のテオティワカン遺跡公園でも調査を実施した。禪野は、メキシコ市内旧先住民村落の居住者による「過去」の解釈を調べるため、1)サン・ヘロニモ地区の自称「地元民」による「伝統的」なカトリックの祭礼、2)サン・ベルナベ地区で復元されたピラミッド上で行われる新たな儀礼を調査した。藤掛は、パラグアイの伝統工芸品ニャンドゥティ、アオポイ、エンカヘジュの作り手が考える伝統と買い手が考える伝統、それを仲介する人々の認識のずれについて調査を行った。本谷は、グアテマラ高地の五つの先住民村落において、コマラパ村の一人の女性が生み出した紋様見本帳によって女性の機織りに生じている変化と現状を調査した。研究代表者の鈴木は、昨年度から実施しているメキシコの博物館展示研究を継続したため、予定していた中米や南米の博物館展示研究に着手することができなかった。
患者中心の作業療法を実践するための作業療法意思決定支援パソコンソフトの開発研究

我々は,作業療法の目標設定における意思決定を支援するためのiPadアプリである作業選択意思決定支援ソフト(ADOC)を開発し,作業療法を実施中のクライエント100名を対象に,その信頼性と妥当性について検証した.結果,対象者からは「今回決めた作業療法の目標は自分自身の希望を反映したものである」,「今回決めた作業療法の目標は自分自身納得のいくものである」などの項目で高い値を示した.満足度評価においても,検査者間信頼性, SatisfactionIndexKとの併存的妥当性が確認された.従って, ADOCの意思決定部分は対象者にとって良い意思決定するといった妥当性を有しており,選出した作業の「満足度評価」に関しても信頼性と妥当性があることが示唆された.我々は,作業療法の目標設定における意思決定を支援するためのiPadアプリである作業選択意思決定支援ソフト(ADOC)を開発し,作業療法を実施中のクライエント100名を対象に,その信頼性と妥当性について検証した.結果,対象者からは「今回決めた作業療法の目標は自分自身の希望を反映したものである」,「今回決めた作業療法の目標は自分自身納得のいくものである」などの項目で高い値を示した.満足度評価においても,検査者間信頼性, SatisfactionIndexKとの併存的妥当性が確認された.従って, ADOCの意思決定部分は対象者にとって良い意思決定するといった妥当性を有しており,選出した作業の「満足度評価」に関しても信頼性と妥当性があることが示唆された.我々は,作業療法の目標設定における意思決定を支援するためのiPadアプリである作業選択意思決定支援ソフト(ADOC)を開発中である.22年度は,ADOCの開発と,その信頼性と妥当性について検証した.対象は作業療法を実施中のクライエント92名(平均年齢70.5歳,男性42名,女性50名)とし,認知症が疑われるものは除外した.ADOCでの面接後に,意思決定の内容に関する自作のアンケートに答えてもらった.「満足度評価」に関して,信頼性は検者内信頼性にて検証した.すなわち,ADOCの満足度評価実施から1週後に満足度評価のみ2回目の評価を実施,1回目と2回目の満足度評価結果の級内相関係数(ICC)を求めた.妥当性は満足度評価であるLife Satisfaction Index K(LSIK)との併存的妥当性を検討した.有意水準は全て5%未満とした.なお,本研究は神奈川県立保健福祉大学倫理審査委員会の承認を得た上で実施し,対象者からは十分な説明をした上で書面による同意を得た.自作アンケートの結果は,「今回の話し合いで自分の希望や意見をしっかり言う事ができた」,「今回の話し合いで担当者から目標設定に関して十分な説明をうけた」,「今回の話し合いで自分の作業療法の目標を整理することができた」,「現在自分の作業療法の目標が何であるか明確に分かる」,「今回決めた作業療法の目標は自分自身の希望を反映したものである」,「今回決めた作業療法の目標は自分自身納得のいくものである」の全項目で高い値を示した.満足度の検者内信頼性は,優先順位15番目に選択された作業の満足度とも有意な相関が認められた.また満足度の併存的妥当性では,選択された作業全体の満足度の平均と,LSIKの因子の一つである「生活全体の満足度」の合計点とに有意な相関が認められた.これらの結果から,ADOCの意思決定部分は対象者にとって良い意思決定するといった妥当性を有しており,選出した作業の「満足度評価」に関しても信頼性と妥当性があることが示唆された.昨年度は,作業療法の目標設定においてより良い意思決定を支援するためのiPadアプリであるADOC(作業選択意思決定支援ソフト)を開発した(Tomori et al.2011,2012。齋藤ら,2011).ADOCでは,ICFに準拠した95項目のイラストの中から,クライエントと作業療法士がそれぞれの立場でクライエントにとって重要,必要な作業を選出し,両者で納得がいくまで協議しながら決定する.ただし,ADOCはあくまで目標設定の意思決定を支援するためのツールであり,決定された目標を達成するための具体的な方法の選択や考案まで支援するものではない.そこで今年度は,作業を実現した具体的な方法を共有するためのWebサイトを開発した(みんなのリハプラン).Webサイトの概要として,投稿するユーザーはまずユーザー登録を行い,ユーザーはパスワード入力によってログインし,事例情報と作業の実現方法を入力する.個人情報保護に関する規約に同意後,投稿する.投稿された内容を管理者が審査し,承認後に実現方法は公開される,という手順である,登録したユーザーは目的の作業を自由に検索・閲覧することができる。現在(2012.5),このWebサイトは開設に向けて最終調整中である.
人工脂質膜小胞巨大リポソームを用いた形態形成運動模倣モデル細胞系の構築

細胞や細胞内小器官は、膜によって恒常性を維持し機能を発揮している。膜はそれらの機能に応じて特異的な形を取る一方、周囲の環境やシグナルに応じて形態を変え運動もする。これら膜の挙動を制御しているのは、膜と相互作用する細胞骨格だと考えられている。従って細胞骨格が膜の動態を制御している仕組みを知ることはダイナミックな生命現象を理解する上でとても重要である。これまでの研究成果として、巨大リポソーム内にアクチンとアクチン線維束化蛋白質を封入しアクチンの束を重合形成させることによって、一定の形態をリポソームに誘導できることを明らかにしてきた。しかし、細胞は形態を維持するだけではなく変形や運動も行う。この時、多くの調節蛋白質によって制御された多くの分子モーターが働いていると考えられている。従ってこれからは、細胞骨格様ネットワークの再構成系だけではなく、分子モーターも巨大リポソーム内へ組込むことによって、形態形成と共に運動や変形も模倣できる様な人工細胞モデル系を構築し研究に利用して行くことが必要である。そのためには分子モーターやその「燃料」であるMg-ATPも同時に組込んだ巨大リポソームを作成できなければならない。ところが従来の静置水和法では、2価の陽イオン存在下では巨大リポソームを安定に作ることが難しい上、蛋白質の封入にも限界があった。本研究では、近年開発された新規の巨大リポソーム作製法、Spontaneous Transfer Methodを用いることによって上記の困難を克服し、より生理的な塩強度条件下で高濃度のアクチン線維とミオシンの限定分解産物でそのモータードメインからなるHMMを同時に含む巨大リポソームを効率よく作製することに成功した。細胞や細胞内小器官は生体膜によって外部から区画されることでその機能を維持している。従って、膜穿孔のようなトポロジー変化をも伴う膜の形態変化は、外界と物質や情報を交換する際に有益に働く可能性がある反面、恒常性を失わせて細胞に死をもたらすことにもなる重要な現象である。実際、自然免疫系の主力の1つ、抗菌ペプチドの多くは病原微生物に対して膜穿孔活性を示す。また病原体の方も、免疫系や宿主細胞の食作用から逃れるために膜穿孔能を持つ毒素を産生するものが存在する。本研究では、人工脂質膜小胞(リボソーム)の水溶液中における動態挙動を光学暗視野顕微鏡で直接リアルタイムで観察する系を用いることによって、細胞膜とアクチン系細胞骨格とを架橋することで知られるBand 4.1 Superfamilyに属する一群の蛋白質がリボソームに膜穿孔を引き起こす現象を解析した。その結果、1)これらの蛋白質が膜穿孔を引き起こすためには、これらの蛋白質が膜結合ドメインであるFERMドメインに加えて、蛋白質問相互作用に必要なC末端領域も必須であること、2)同じBand 4.1 Superfamilyに属する非常によく似た蛋白質同士であっても、膜穿孔活性の強弱、塩強度依存性、コレステロール感受性に違いがあり、この相違が各蛋白質の同士間相互作用の性質に依存するらしいこと、が明らかとなった。以上は、膜の表面での蛋白質の重合凝集が、膜穿孔に繋がることを示している。得られた結果は、膜穿孔現象を利用してリボソーム内に蛋白質などの物質を封入する際の重要な知見となる。また蛋白質をリボソーム内に封入するための別法として京大吉川研究室のエマルジョン法の利用も試みている。この手法によって充分濃度のアクトミオシン系を封入出来ることが確かめられた。これにより、リボソームを用いた運動性人工細胞の構築に突破口が開かれたといえる。
パーキンソン病関連脳内テトラヒドロイソキノリン類の高効率的合成法の開発

テトラヒドロイソキノリン類が人脳内に存在しそしてパーキンソン病の発症や抑制に関連することが明らかにされているが,その生理化学的な研究は必ずしも進んでいるといえない.研究を阻害する主な原因は微量成分であるためのサンプル入手の困難さにある.その意味で,簡便でかつ効率のよいテトラヒドロイソキノリン類合成法の開発が,パーキンソン病の発症原因やその発症を抑制する機構などの生理化学的な機構の解明に寄与すると考え,本合成研究を開始した.テトラヒドロイソキノリンの合成をsulfoxideを経由するPummerer型環化反応を用いて検討した.本反応は試薬にtrifluoroacetic anhydrideを,また,溶媒としてベンゼンを用い,そして基質の窒素原子における保護基にホルミル基を用いて行ったとき,その分子内環化反応が定量的に起こることを見いだした.さらに,trifluoroacetic anhydrideとborontrifluoride etherateの組み合わせ試薬の反応では,さらに分子内環化反応が進行し,テトラヒドロイソキノリンが効率よく得られることを見いだした.このように,Pummerer反応の分子内環化を利用したテトラヒドロイソキノリン合成法は極めて有効であること,そして環化の位置が異なることからPictet-SpenglerやBischler-Napieralski法の相補的な一般合成法になると結論できる.最近キラルな1-MeTIQの薬理試験の結果パーキンソン病誘発抑制作用に立体選択性があること,すなわちそのR-体が対応するS-体より強い保護作用を明らかにした.テトラヒドロイソキノリン類は植物界においてはアルカロイドとして、また哺乳動物の脳内アミンとして存在し、種々の生理作用を有していることが知られている。特に、脳内アミンの中にはパーキンソン病の症状を誘起するもの、またその発症を抑制するものなどがある。発症化合物として、salsolinol、1-benzylTIQ、1-phenylITQなどが知られている。また、1-MeTIQはその発症を抑制する特異な化合物とし下注目をされている。これらの化合物の合成にはPictet-Spengler、Bisher-Napieralski、Pomeranz-Fritschなどの従来からよく知られた方法が存在するけれども、芳香環に電子供与性の活性基を有しないときは、その合成が困難とされている。そこで、我々はテトラヒドロイソキノリンの合成法としてPummerer反応を利用した新しい合成法を検討した。本方法は上記の脳内アミンの合成ばかりでなく、一般合成法として1)芳香族アルデヒド、芳香族ケトンおよびアリルメチルアミンなどの種々の市販の化合物を利用できること、2)各スッテプにおける操作が簡単であること、3)Pummerer反応による環化が極めて緩和な条件下で進行すること、4)高効率的であること、5)標識化合物の合成が容易であること、6)キラルアミンの原料使用して、キラルなテトラヒドロイソキノリンの合成が可能であること、7)テトラヒドロイソキノリン環の芳香環の上に種々の置換基を痔つ誘導体の合成が可能であること、などの利点を有していることが明かとなった。現在種々の脳内テトラヒドロイソキノリンのTIQ類似化合物合成と薬理試験を行っている。テトラヒドロイソキノリン類が人脳内に存在しそしてパーキンソン病の発症や抑制に関連することが明らかにされているが,その生理化学的な研究は必ずしも進んでいるといえない.研究を阻害する主な原因は微量成分であるためのサンプル入手の困難さにある.その意味で,簡便でかつ効率のよいテトラヒドロイソキノリン類合成法の開発が,パーキンソン病の発症原因やその発症を抑制する機構などの生理化学的な機構の解明に寄与すると考え,本合成研究を開始した.テトラヒドロイソキノリンの合成をsulfoxideを経由するPummerer型環化反応を用いて検討した.本反応は試薬にtrifluoroacetic anhydrideを,また,溶媒としてベンゼンを用い,そして基質の窒素原子における保護基にホルミル基を用いて行ったとき,その分子内環化反応が定量的に起こることを見いだした.さらに,trifluoroacetic anhydrideとborontrifluoride etherateの組み合わせ試薬の反応では,さらに分子内環化反応が進行し,テトラヒドロイソキノリンが効率よく得られることを見いだした.このように,Pummerer反応の分子内環化を利用したテトラヒドロイソキノリン合成法は極めて有効であること,そして環化の位置が異なることからPictet-SpenglerやBischler-Napieralski法の相補的な一般合成法になると結論できる.最近キラルな1-MeTIQの薬理試験の結果パーキンソン病誘発抑制作用に立体選択性があること,すなわちそのR-体が対応するS-体より強い保護作用を明らかにした.
シロザケの資源密度が再生産力ならびに成長におよぼす影響

三陸地方に回帰するシロザケの再生産形質(卵類・抱卵数)を資源量との関わりから検討した。調査の対象河川は岩手県南部の片岸川,盛川,気仙川の3河川である。1980年より1990年までの10年間に測定した試料を解析した。調査個体数は1598である。〔結果〕(1)回帰量は放流量と正の相関があり,近年は次第に増大傾向にある。(2)回帰量の増大とともに平均年齢は(回帰時の)高化している。(3)回帰魚の体長は経時的に振動しながらも減少傾向にあり,特に高令魚で顕著である。(4)この成長の鈍化は海洋生活の第1年目に顕著であることなどが判明した。再生産形質として卵経および抱卵数について,いずれの河川間でも差が認められた。河川間で年令組成および体の大きさに差があるので,魚体の大きさで修正した平均値で比較したところ,(1)卵サイズは高令魚ほど大きく,(2)抱卵数は逆に高冷魚ほど少ない傾向が認められた。魚体の小型化が進むにつれ,同一体重階終に属する魚の卵径は大きくなっている。これは各階級に属する魚の平均年令が上昇したことによる。近年、東北地方に回帰するシロサケの回帰尾数は、岩手県を中心に飛躍的に増加した。この量的変化が、成長、肥満度、回帰年令、性比などのシロサケ資源の質におよぼした影響を検討した。1.三陸地方の気仙川、盛川、片岸川で年齢別に魚体の大きさ(体長、体重)を比較すると、1975年以降、いづれの年齢群でも経年的に小型化傾向が認められた。この傾向は、1980年代にはいって特に明瞭となった。さらに、肥満度も減少傾向を示した。また、回帰親魚の平均体長と、本州(特に岩手県)への回帰尾数との間に負の相関が認められた。2.海洋生活期の成長災を推定するために、前述の3河川で1980年から1988年までの隔年、4才魚の鱗相の解析を行った。年輪の間隔は、3河川とも同様の経年変化を示した。2年目と最終年には、明瞭な変動はみられなかった。しかし、3年目の間隔は減少傾向を示し、1984年回帰群で最小となったが、その後回復した。また1年目も減少傾向を示し、回帰年度で、1986、1988年と特に小さかった。このことから、海洋生活3年目の成長の遅滞と、それに引き続く1年目の成長の遅滞が回帰親魚の小型化に大きく寄与したものと推察された。3.放流年級ごとの平均回帰年令は、振動しながらも上昇傾向を示す河川が多く、高年齢化が伺われた。さらに、岩手県への回帰尾数とその平均回帰年齢との間に正の相関があり、1.とあわせて、海洋生活期の密度依存的成長が示唆された。4.回帰親魚中の雌の割合は、平均回帰年齢と正の相関があり、近年の回帰親魚中の雌の増加と、高齢化との関連が示唆された。次年度は、さらに抱卵数、卵径などの再生産形質におよぼした影響を検討する予定である。三陸地方の河川に回帰したシロサケOncorhynchus Ketaの再生産形質(卵径、抱卵数)の特性について検討した。さらに、近年、顕著となった魚体の小型化現象が再生産形質に与えた影響についても検討を加えた。調査河川は、岩手県南部の片岸川、盛川、気仙川の3河川で、1980年から1989年の10年間に蓄積されたデ-タを用いた。解析に用いた標本個体数は1598であった。現場で体長、体重を計測した後、1個体毎に切開法により全卵を採取し、その重量を10g単位で計測した。その後、少量の卵サンプルを持ち帰り、卵径は体積法により、抱卵数は重量法により推定した。

一般に、体サイズを各再生産形質との間には正の相関があるため、解析には共分散分析法を用い、体サイズの影響を除いて比較を行った。卵径、抱卵数ともに3河川間で差が認められた。さらに、同一河川において魚体の大きさで補正した修正平均値を用いて、年齢間で比較を行ったところ、卵サイズは高齢魚ほど大きく、また、抱卵数は逆に高齢魚で少ない傾向がみられた。近年魚体の小型化が進むにつれて、同一体重階級に属する魚の平均卵径は大きくなっている。この現象は各体重階級に属する魚の平均年齢が上昇したためであると考えられる。さらに、1980ー1989年の10年間の4歳魚の鱗から推定した、海洋生活期の成長について検討したところ、1年目の成長の低下が明瞭であるという前年度の結果を支持した。
天然有機抗酸化物質のFABMSスペクトルを用いた探索法に関する研究

前年度実績において,抗酸化能が高い有機化合物はFAB-MSスペクトルにおいて強い分子イオンピークを与えることから,FAB-MSによって化合物の抗酸化能の有無の予測が可能であることが示唆された。本年度において,その理由につきサイクリックボルタンメトリィによる電気化学的な観点から考察した。FAB-MSは試料をマトリックスと呼ばれるグリセロール等の粘稠性の高い液体に溶解させるが,高速中性原子の衝突によるspattering現象続くcollision cascadeの過程でマトリックスから放出されるプロトンが試料分子に付加する。このプロトン放出はマトリックスの酸化過程と考えられることから,抗酸化能を有する検体の場合,一電子酸化によりその過程を阻害すると考えられる。そこで,一般に用いられるマトリックスの酸化還元電位を本研究計画において購入したポーラログラフィー装置を用いて測定した。その結果,酸化電位が高いマトリックスほどプロトン付加(MH^+)イオンを与えやすい性質であることがわかった。すなわち,酸化電位の高さはプロトン放出能を意味していることから,MH^+イオンの出現頻度とマトリックスの酸化電位との間に密接な相関関係が成立していることを明らかにすることができた。この結果を基に,抗酸化能を持つ化合物につき酸化電位を測定した結果,期待された通り,酸化電位が低く,電子放出能が高いことが明らかとなった。これらの結果から,抗酸化能の高い有機化合物はFAB-MSスペクトルにおいてマトリックスのプロトン放出過程を抑制して分子イオンピークを与えることを支持しており,FAB-MSスペクトルが天然抗酸化物質の探索に有用であることが示された。FAB-MSスペクトルは難揮発性化合物の分子質量の決定に有効な機器分析法であり,検体をマトリックスと呼ばれる粘稠性の液体に溶かし,アルゴンなどの中性粒子を高速で衝突させて飛び出してくるイオンを補足する。通常の有機化合物はマトリックス由来のプロトンが付加してプロトン化分子となり,それが疑似分子イオンとして観測される。マトリックスからのプロトンの放出は酸化過程と考えられることから,抗酸化能を有する検体の場合,一電子酸化によりその過程を阻害すると同時に自らはカチオンラジカルになり,結果として中性の分子イオンピークの出現が期待される。実際,抗抗酸化剤のαートコフェロールを検体として用いた場合,観測されたイオンはプロトン化分子ではなく顕著な強度を持つ分子イオンであった。また,天然有機化合物として抗酸化能が報告されているエピガロカテキン誘導体,クルクミン誘導体等いずれも顕著な分子イオンをスペクトル中に与えた。また,種々のフラボノイド誘導体について検討した結果,疑似分子イオンを比較的強く与えるもの,分子イオンを強く与えるもの,あるいは両イオンの強度が同等のもの,の3種のパターンに分類された。そこで,アンモニアチオシアネート法によってこれら各種フラボノイド誘導体の抗酸化能を定性的に比較したところ,分子イオンピークを比較的強く与える群では抗酸化能が高く,逆に疑似分子イオンを強く与える群は抗酸化能は低いことが示された。このことから,FAB-MSによって化合物の抗酸化能の有無の予測が可能であることが示唆された。
フォトクロミックオルガノメタリックス

本研究では、フォトクロミック分子であるジチエニルエテンを架橋配位子とする多核有機金属錯体の合成方法を開発し、そのクロミズム現象の解明と金属部位での新機能発現をめざした。本年度は、ジチエニルエテンの金属錯体化の方法を確立し、フォトクロミックオルガノメタリックスのライブラリーを構築することができた。得られた錯体についてフォトクロミズム挙動を精査したところ、光反応性は金属部位の構造に大きな影響を受けることがわかった。また、酸化還元活性な金属部位が直接ジチエニルエテンに結合したフォトクロミックオルガノメタリックスにおいては、金属部位の酸化還元にともなって大きな色調の変化がみられ、エレクトロクロミズムを示すことを明らかにした。すなわち、淡色の開環体は二電子酸化によって着色した閉環体となり、さらに二電子の還元によって中性の閉環体を与える。この中性の閉環体は可視光の照射によって消色するとともに、開環体へと変換する。ジチエニルエテン有機誘導体では酸化体が不安定であるが、本系では強力な電子供与体である金属部位によって酸化体を安定化することが可能であり、閉環した酸化体を単離することにも成功した。すなわち、本フォトクロミックオルガノメタリックスはフォトクロミズムとエレクトロクロミズムを組み合わせたデュアルクロミズムを発現することを見いだした。今後得られた知見をもとに高性能な分子スイッチや分子ワイヤーなどの分子素子開発へと期待できる。
可換及び非可換ブロツホ理論

本研究では、グラフ上のランダム・ウォークに関する研究をブロッホ理論の応用として行い、結晶格子の場合に大偏差理論を応用することにより周期的ランダム・ウォークに対するいくつかの結果を確立した(小谷、砂田)。ただし、これまでの各辺の両側に正確率を持つランダム・ウォークを一般化し、片側に歩行が制限される場合を含めて考察した。結晶格子上の一般の周期的ランダム・ウォークについては、その既約性が問題になる。すなわち、有限グラフ上のランダム・ウォークが既約と仮定しても、一般にはそのリフトとして得られる結晶格子上のランダム・ウォークが既約とは限らない。この場合、エントロピーの有限値領域は次元的に退化した凸多面体になる。この凸多面体が原点を内部に含むことが既約性に条件となることを見出した(砂田)さらに、結晶格子のグロモフ・ハウスドルフ極限は大偏差理論と密接に関係することを見出し、極限空間の距離関数を明示的に表現した。この距離関数の単位球は凸多面体であり、その特徴づけを行うために、有限グラフの組合せ論を展開し、すべての面の組合せ論的特徴づけに成功した。ここで考察する有限グラフは、結晶格子を格子群で割って得られるグラフである。その結果、頂点はグラフの単純閉曲線に対応することが分かった。さらに、大偏差原理に登場するエントロピー関数を調べ、その有限値領域が上記の凸多面体と一致することを確かめた。そして、凸多面体の境界上でのエントロピー関数の値を明示的に与えることに成功した(小谷)。これは、グリーン関数の漸近挙動の研究に応用されることが期待される。ユニタリ指標に対するブロッホ理論は,元来周期的なシュレディンガー作用素のスペクトル問題であるが,これまでの研究で,離散モデル(結晶格子)・連続モデル(周期的多様帯)双方の中心極限定理に応用されることを示した.ここで,結晶格子とは,有限グラフのアーベル被覆となる無限グラフのことである.連続モデルでは,ブラウン運動が,結晶格子では乱歩が考察の対象となる.今年度の研究では,実指標に係わる研究を行い,その応用として結晶格子状の乱歩に対する大偏差原理について詳しく研究した.中心極限定理及び大偏差原理共に,推移確率の無限時間における挙動に関する性質である.研究の中で,実指標によってtwistされた推移作用素の主固有数値を詳しく研究し,それが大偏差におけるエントロピー関数に密接に結びつくことを証明した.さらに、エントロピー関数の有限値領域が,凸多面体であること,それが結晶格子の相似極限(グロモフ・ハウスドルフ極限)を考えたときの距離関数の単位球に一致することを示した.さらに有限グラフの最大サーベル被覆に対する凸多面体の境界を調べることにより,それが有理多面体であること,その頂点が単純閉路で表されることを示した.多面体の面と,有限グラフの部分グラフとの関連も明らかにした.連続モデルの場合は,様相が著しく異なることも観察したが,詳細な性質の解明は,将来の研究に待つところが多い.また,非可換の場合は,指標だけでは不充分であり,全く異なる手法が必要となるだろう.ブロッホ理論に関連する離散幾何解析学の1つのテーマとして,有限グラフのアーベル被覆である結晶格子の上の解析学と幾何学を研究し,特に結晶格子上の乱歩に対する大偏差の性質を詳細に調べた.大偏差原理は極めて一般的枠組みで成り立つ確率論的な原理であるが,結晶格子上の乱歩の場合は,有限グラフの位相的性質と組合わせ論的性質が密接に関連し,大変興味深い結果を得ることができた.