hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
XFEMの異種材界面を横切るき裂進展問題への適用

異種材界面を有する構造物のき裂解析にも適用可能な,三次元XFEM解析プログラムNLXH3Dを開発,整備した.ここで用いるXFEMは,レベルセット法によりき裂面形状の定義し,拡充関数としてヘビサイド関数だけを用い,8節点六面体ソリッド要素を用いた解析モデルに対して,要素形状と独立にき裂面を定義できる.線形弾性問題だけはなく弾塑性解析も実行可能である.開発プログラムを用いて,様々なき裂問題に対して停留き裂解析を実施し,き裂前縁のJ積分や応力拡大係数を参照解や従来のFEM解と比較することにより,開発プログラムの検証を実施した.開発プログラムは,標準的なC言語で記述されており,WinodowsおよびLINUXで実行可能である.開発プログラムを,商用FEM解析システムのAbaqus/CAEを用いて実行できるようなシステムを整備した.このシステムを用いることにより,XFEM解析の前処理、後処理が,汎用システムを利用して実行可能となった.領域積分法によるJ積分評価法に関する定式化を見直し,補正項の導入することにより,積分経路独立性を有する積分法について検討した.汎用FEMプログラムAbaqusを用いて、異種材界面を含む二次元き裂問題についてJ積分の経路独立性について評価した.三次元弾性・弾塑性XFEMプログラム:NLXH3Dの開発,検証を終了した.補正項を導入した領域積分法によるJ積分評価法に関する定式化を実施した.開発したプログラムを用いて、異種材界面を含む構造物のJ積分の評価を試みる.補正項の導入した領域積分法によるJ積分評価法をプログラム実装し,その妥当性を検証する.異種材界面を有する構造物のき裂解析にも適用可能な,三次元XFEM解析プログラムNLXH3Dを開発,整備した.ここで用いるXFEMは,レベルセット法によりき裂面形状の定義し,拡充関数としてヘビサイド関数だけを用い,8節点六面体ソリッド要素を用いた解析モデルに対して,要素形状と独立にき裂面を定義できる.線形弾性問題だけはなく弾塑性解析も実行可能である.開発プログラムを用いて,様々なき裂問題に対して停留き裂解析を実施し,き裂前縁のJ積分や応力拡大係数を参照解や従来のFEM解と比較することにより,開発プログラムの検証を実施した.開発プログラムは,標準的なC言語で記述されており,WinodowsおよびLINUXで実行可能である.開発プログラムを,商用FEM解析システムのAbaqus/CAEを用いて実行できるようなシステムを整備した.このシステムを用いることにより,XFEM解析の前処理、後処理が,汎用システムを利用して実行可能となった.領域積分法によるJ積分評価法に関する定式化を見直し,補正項の導入することにより,積分経路独立性を有する積分法について検討した.汎用FEMプログラムAbaqusを用いて、異種材界面を含む二次元き裂問題についてJ積分の経路独立性について評価した.三次元弾性・弾塑性XFEMプログラム:NLXH3Dの開発,検証を終了した.補正項を導入した領域積分法によるJ積分評価法に関する定式化を実施した.開発したプログラムを用いて、異種材界面を含む構造物のJ積分の評価を試みる.補正項の導入した領域積分法によるJ積分評価法をプログラム実装し,その妥当性を検証する.
精密な反応場空間の制御に基づく新規Z型配位子含有金属錯体の設計と触媒反応の開発

1.緒言遷移金属触媒反応では、中心金属だけでなく配位子も反応性に大きな影響を及ぼす。Greenらの定義に基づくと、L型(リンや窒素等)、X型(ヒドリドやアルキル基等)、Z型(ホウ素やアルミニウム等)の三種に分類される。これまでに開発された遷移金属触媒反応の錯体に用いられる配位子に着目すると、そのほとんどはL型やX型に分類され、電子受容性のZ型配位子を用いた例は限られている。2.Z型配位子含有金錯体の合成とその触媒反応による7員環構築我々は、Z型配位子の電子受容性が、中心金属の電子密度を下げてそのルイス酸性を向上し、新たな反応性創出をもたらすのではないかと考えた。そこで、Bourissouらの錯体を参考に、Z型配位子(ホウ素)を有する新規金錯体[Au(DPB)L]X (DPB = diphosphine-borane)を各種合成した。また、その触媒反応を検討したところ、エン-イン体を用いた分子内[2+2]環化付加反応やイン-ジオール体による連続的7-exo型環化反応において、7員環を効率的に構築可能であることを見出した。3.1価のZ型金触媒を用いたその他の環化反応空気中の二酸化炭素を利用した室温下でのプロパルギルアミン誘導体との触媒的環化反応やアルキン酸-アルケンとの分子内[4+2]環化付加反応において、一般の金触媒よりもZ型金触媒を用いた場合に良好な収率で目的の環化体が生成した。4.3価のZ型金触媒を用いた環化反応Z型配位子は中心金属の電子を受容するため、金属のd電子数や形式酸化数に影響を及ぼす可能性がある。より強いルイス酸性の獲得を目的に、一般的な3価の金にZ型配位子を導入したAu(DPB)Clを合成し、そのカチオン性触媒[Au(DPB)](SbF6)3をイン-インドール体と処理したところ、ダイマー型環化体がジアステレオ選択的に得られることを見出した。これは、2つの7員環と1つの5員環に加え、スピロ原子を含む2つの四級炭素を一挙かつ高立体選択的に構築している点に特徴を有している。当初の計画通りではないが、Z型配位子が金属の形式酸化数へ及ぼす影響を利用した従来にない反応場の構築に成功し、新規反応性創出に成功しているため。今後、錯体の構造からZ型配位子が及ぼす影響等を分析、考察し、新規反応についての論文作成を行う。また、本触媒のトリカチオンの状態での安定化を図ると共に、その触媒を用いた新規反応性の創出も検討する。
軽鎖リン酸化による軸糸ダイニンの機能修飾機構の解明

軸糸ダイニンの活性調節機構は、精子をはじめ種々の鞭毛繊毛の機能調節に欠くことのできないものである。我々はこれまで、サケ科魚類の精子運動の活性化時にリン酸化される外腕ダイニン軽鎖を同定し、そのcDNAクローニングに成功した。本年度は、この軽鎖のリン酸化に至る周辺経路を明らかにする目的で、軽鎖をリン酸かするプロテインキナーゼ、脱リン酸化するプロテインホスファターゼを中心に研究を進めた。軽鎖はcAMP依存的プロテインキナーゼによりリン酸化されるが、リン酸化部位を含むペプチドを大腸菌で発現したところ、このペプチドは軸糸のcAMP依存的プロテインキナーゼの良い基質となった。一方、この脱リン酸化に関与するホスファターゼを検討したところ、タイプ2Aのプロテインホスファターゼ(PP2A)を同定することができ、オカダ酸感受性の実験からもPP2Aがダイニン軽鎖ホスファターゼであることが明かとなった。一方、軸糸における軽鎖のリン酸化はカルシウムの存在下で著しく阻害される。このカルシウムに依存した脱リン酸化活性(PP2B活性)は軸糸に強く結合しており、オカダ酸による阻害を受けない。PP2Bの軽鎖リン酸化における機能を調べた結果、PP2BはcAMP依存的プロテインキナーゼの調節サブユニットのリン酸化に関与しており、間接的に軽鎖のリン酸化調節に関わっていることが明かとなった。以上、ダイニン軽鎖のリン酸化は複数の酵素による制御を受けており、このような厳密な制御のもと、軸糸運動が制御されていることが明らかになった。
近世造仏聖の造像活動に関する基礎的研究

最終年度である本年度は、昨年度までの調査同様、木喰の群像制作における最多作例である四国堂仏(享和元年〈1801〉頃制作)の調査を継続して進めるとともに、現時点での成果を展覧会図録論考(「四国堂の仏ー故郷に残された生涯最大の群像ー」『身延町なかとみ現代工芸美術館開館二十周年事業生誕三百年木喰展故郷に還る、微笑み。』)としてとりまとめを行った。四国堂仏は、大正13年(1924)に民芸運動の創始者である柳宗悦により、現在の山梨県身延町で発見された。しかしその時にはすでに堂宇は破却され、安置仏は全国に売却されていた。しかし柳による発見を契機に全国的な探索が始められ、各地に散逸していた四国堂仏の情報が柳のもとに寄せられるようになっていった。今年度は、柳による発見以降の経緯経過などについても諸資料の記述から整理を行い、四国堂仏はじめ柳宗悦による初期の木喰研究の成果の集大成といえる大判写真集『木喰上人作木彫佛』を中心とした展覧会を開催し、その成果をリーフレットにまとめ、公表した。本研究は3年間という研究期間を通じ、特に木喰の群像制作に着目して、木喰僧の宗教観と作仏活動の連関について言及することを試みた。中でも木喰が故郷において、かつ最大数を誇る群像として制作した四国堂仏の制作において、人々の要望を受け入れて作仏を行うばかりでなく、彼自身の宗教性を主体として像種の選択がなされた可能性の言及にいたった。また、展覧会を開催し、広く研究成果を一般に公開することにより、未確認であった四国堂仏の発見にもつながった。以上のようなことから、本研究の成果により、今後の木喰研究に新たな局面を開くことができたと考えてる。今年度は、木喰行道の多仏作例について、参考書籍等により、これまでの研究成果などから整理を進めた。加えて、特に東海地方の作例について、展覧会出品作例などを中心に視察・予備調査を行った。また、多仏作例の初期の作例にあたる、宮崎県国分寺所在の五智如来像(寛政6年・1974)を視察するなどした。本作はその大きさが2メートルほどにも及ぶ特筆すべきものであり、また構造的にも独特な形式・工夫がみられる。さらに当地に伝わる伝承などから、その制作は地元の人物の手を借りて行ったものと言われ、池に巨木を浮かべて制作したなどとも言われ、通常の仏像制作ではなされないと思われる方法がとられていることが推察される。こうしたことから、木喰の作仏行為に対する取り組み方や、多仏制作を志した契機について考察するうえで、本作は非常に重要な作例と思われる。なお、初期作例のひとつである北海道正隆寺(古平郡古平町)所蔵子安地蔵菩薩立像について、これまでの調査結果をまとめた。赤外線撮影の結果、背面に墨書がなされていることが確認されたこと、これまで指摘されることのあった木食白道による制作の可能性について作風や様式の検討などから否定されることなどについて、資料紹介として山梨県立博物館研究紀要第11集(2017年3月刊行)に掲載した。これにより、北海道での木喰の活動範囲がこれまで想定されていた以上に広まる可能性を提示することができた。所属の業務の増加により、十分な研究時間が確保できなかったため、行道の初期作例ならびに多仏作例関連の情報整理が滞り、それをもとにした現地調査も遅れている。今年度は主に木喰行道の多仏作例について、特に山梨県内において制作された事例について調査を進めた。四国堂とその安置仏(南巨摩郡身延町)については、これまでの研究成果の振り返り、写真資料の確認を行い、新たに赤外線撮影を含む写真撮影および調査を進めた。また教安寺(甲府市)の七観音菩薩像については、写真資料の確認や、類似する造形などについて考察を行った。教安寺像は、構成は7体と少ないものの、制作が確認される最後の群像であり、戦災で失われてしまった現在、写真資料や類似する現存作例などからその様子について考察することは有意義なものと考える。また、彫刻を制作するうえで用いる材料には制作者の宗教的志向が反映される場合がある。多仏制作を行ううえでそれを可能にする材料(用材)の確保はその事業を成立させるために重要である。同様の作仏聖である円空の作例を視察し、特に制作に関わる用材選択について検討すべき課題を新たに見出すなどした。所属の業務の増加により、十分な研究時間が確保できなかったため、行道の初期作例ならびに多仏制作関連情報の整理が滞り、それをもとにした現地調査(特に遠隔地での調査)が滞っている。

しかし柳による発見を契機に全国的な探索が始められ、各地に散逸していた四国堂仏の情報が柳のもとに寄せられるようになっていった。今年度は、柳による発見以降の経緯経過などについても諸資料の記述から整理を行い、四国堂仏はじめ柳宗悦による初期の木喰研究の成果の集大成といえる大判写真集『木喰上人作木彫佛』を中心とした展覧会を開催し、その成果をリーフレットにまとめ、公表した。本研究は3年間という研究期間を通じ、特に木喰の群像制作に着目して、木喰僧の宗教観と作仏活動の連関について言及することを試みた。中でも木喰が故郷において、かつ最大数を誇る群像として制作した四国堂仏の制作において、人々の要望を受け入れて作仏を行うばかりでなく、彼自身の宗教性を主体として像種の選択がなされた可能性の言及にいたった。また、展覧会を開催し、広く研究成果を一般に公開することにより、未確認であった四国堂仏の発見にもつながった。以上のようなことから、本研究の成果により、今後の木喰研究に新たな局面を開くことができたと考えてる。引き続き行道の事績に関する整理を進め、現地調査の実施に努める。さらにその結果をさらなる事績整理に反映させるべく検討し、将来的に論文等で広く成果を公表できるように努める。引き続き、行道の事績に関する整理を進め、現地調査の実施に努め、写真撮影などデータの収集を進める。さらにその結果を事績整理に反映させるべく検討し、将来的に論文等で広く公表できるように努める。所属業務等の増加により十分な研究時間が確保できなかったため、研究計画の遂行が遅れているため。調査の遅滞に伴い、旅費等の執行が予定より遅れている。これまでの調査内容を整理するために必要な資機材(設備備品費)を調達するとともに、現地調査を実施(旅費)し、その調査ならびに結果について調査協力者等と情報を共有し、検討する機会を設けるなど(人件費・謝金)、計画的な執行に努める。現地調査(旅費)を実施し、その調査ならびに結果について調査協力者等と情報を共有し検討する機会を設ける(人件費・謝金)など、計画的な執行に努める。
シェーグレン症候群モデルマウスにおけるγδT細胞の病因病態への関与

Id3-/-マウスにおいてγδT細胞の増殖の異常が出現する機序と、シェーグレン症候群様症状発症との関連の検証を行った。γδT細胞の増加は胸腺におけるT細胞発生の段階のうちβ鎖再編成の進んだ段階でおこっていた。γδT細胞の多くがVγ1陽性でレパトアの異常があり、刺激によるIFN-γ産生は亢進していた。さらにId3-/-γδT細胞を野生型マウスに移入したところ、唾液腺への細胞浸潤を認め、シェーグレン症候群発症への関与が示唆された。これまでにId3-/-マウスにおいて生後1週よりgdT細胞の増加を認め、以後継続して認められることがわかっている。そこでId3欠如によりgdT細胞がどのようにして増加するのかを検討した。Id3-/-マウスにおいて、gdT細胞は胸腺において分化の異常により増加している可能性と末梢で増加している可能性があり、そのいずれであるかを検討した。BrdUを投与し増殖中の細胞のDNAに取り込ませて標識し、BrdU陽性細胞の動態を観察した。BrdU陽性gdT細胞の絶対数は野生型に比較してId3-/-マウスで増加していたが、逆にその頻度は低下していた。このことからId3-/-マウスにおけるgdT細胞の増加は胸腺で前駆細胞の発生の過程でおこることが示唆された。次に胸腺の発生のどの段階で生じるのかを検討した。gdT細胞のTCRb鎖の再編成の有無についてPCRを行い検討したところgdT細胞においてもTCRb鎖の再編成がおこっていることが確認された。続いてgdT細胞がTCRb鎖再編成の過程のどの段階で起こるのかについて調べた。遺伝子再構成されていないTCRb遺伝子を持つT細胞の量(germline configuration)を定量的PCRを用いて測定することにより検討した。Id3-/-マウスでは野生型に比較しgdT細胞におけるTCRb鎖のgermline configurationが低下していることからTCRb鎖再編成の進んだ段階から発生していると考えられた。次に胸腺や末梢で異常なgdT細胞が増殖し、シェーグレン症候群様症状を引き起こす可能性について検討するため、gdT細胞のレパトアをフローサイトメトリーにより調べた。その結果、Id3-/-マウスにおけるgdT細胞のほとんどがVg1陽性であり、gdT細胞のレパトアに異常があることが確かめられた。Id3-/-マウスにおけるgdT細胞の増加がgdT細胞のアポトーシスの減少による可能性の有無について検討するため、蛍光標識したAnnexin Vで染色し、フローサイトメトリーを用い評価した。Id3-/-マウスにおいて明らかなアポトーシスの増加は認められず、Id3-/-マウスにおけるgdT細胞の増加がgdT細胞の産生の増加に起因すると考えた。これらのgdT細胞機能の異常の有無につきId3-/-マウスより脾臓のgdT細胞を単離して、PMA+ionomycinで刺激し、Id3-/-マウス由来gdT細胞のIFN-g産生能を蛍光色素で標識した抗IFN-g抗体を用いた細胞内サイトカイン染色を行いフローサイトメトリーにて測定した。また細胞障害作用があるかどうかを同様の刺激後、細胞内のperforinおよびgranzymeを蛍光色素で標識した特異的な抗体により染色しフローサイトメトリーにて解析した。これらの結果Id3-/-マウス由来gdT細胞において、IFN-g産生の産生が有意に増加しており、病態への関与が疑われた。perforinおよびgranzymeの産生は野生型マウスと同程度であった。Id3-/-gdT細胞が、シェーグレン症候群の発症に関与しているかどうかを直接的に調べるため、Id3-/-マウスからgdT細胞を取り出し、野生型マウスに移植した。唾液腺への細胞浸潤を認め、Id3-/-gdT細胞が、Id3-/-マウスにおけるシェーグレン症候群の発症に関わっていることが示された。
ICE-InhibitorによるIL-18の抑制と抗原特異的免疫抑制療法の開発

昨年度に引き続きマウス肝虚血再灌流障害モデルにおいて,血中IL-18値の変動を検証した.モデルはC57BL/6雄性マウス(2025g)を使用.最初に30%肝切除後,残肝の肝門部血流遮断を30分おこなった後再灌流し,肝虚血再灌流障害の程度を血清ALT値で評価し,さらに血清IL-18の上昇をELISA法にて測定した.ALTは虚血前値252(Mean値)(n:5)に対して,再灌流60分後では1789.5(Mean値)と有意に上昇を認めた.またIL-18も虚血前値383.9(Mean値)に対して,再灌流60分後は634.04(Mean値)と上昇傾向を示した.同時に再灌流後60分のALT値とIL-18値には1次相関の傾向(p=0.023)が見られ,IL-18の上昇が肝障害の程度にも関係のある可能性が示唆された.しかし,当モデルでは各マウスによる再灌流障害の程度の個体差が大きく,再灌流後360分ではMultiple Organ Failureとなる場合が多く見られ,本モデルではマウスに対する侵襲は過剰であるとの結論に至った.(別に作製したマウスの劇症肝不全モデルにおいてもIL-18の上昇が見られたことからも急激な肝障害においてはIL-18が上昇するものと考えられた.)この点に関してはモデルを肝70%虚血(90分間)モデルに変更して更なる検討をするべきであると考えられた.さらに,実際の生体肝移植5例についても術中門脈遮断前から再灌流5時間後まで血清IL-18のモニタリングをおこなった.その結果,再灌流後に有意なIL-18の上昇は見られなかった.ただし,マウスなどの小動物とは違い,実際の人肝移植では再灌流障害も軽度であった可能性がある.引き続き,人間について検討症例を増やし,さらに拒絶反応時にも血清IL-18を検討してみる予定である.また,別モデルによりマウスの虚血再灌流障害時のIL-18を検討して明らかな上昇が無ければ,移植モデルにおいて急性あるいは超急性の拒絶反応時のIL-18の変動をモニタリングする予定である.本課題を研究するにあたり問題点が2つあった.(1)ラットでの血清IL-18の測定法が未確立であること.(2)ICEInhibitorとして遺伝子導入するに適した高分子蛋白が平成11年春の時点で見つかっていないことであった.以上の問題点を解決するべく種々検討を重ねたが結局,(2)に関しては平成11年Novickら(Immunity vol.10 127 1999)によりIL-18 Binding Proteinが発見,cloningされ種差を超えた投与,発現および遺伝子導入に適しているとの理由からICE Inhibitorの代わりにIL-18 BPによるIL-18の抑制を検討することとした.しかし,(1)の問題についてはマウスのIL-18 ELISAキットはようやく実用化されたが,ラットのキットはまだ無く,実験動物をマウスに変更するしかない状況となってしまった.マウスはラットに比べて体重で約10分の1と更に小さく移植モデルの作製ははるかに困難であるため,まずマウスの肝虚血再灌流障害モデルを作製し,IL-18の役割を検討およびBinding ProteinによるIL-18の抑制を検討することとし,その後可能ならラットの移植モデルに移行することに計画変更した.マウスの肝虚血再灌流障害モデルは移植モデルに比べれば容易だがラットを用いたモデルよりはかなり難しい.そのため,モデルの完成までかなりの時間を要したがようやく30分間100%肝虚血後再灌流のモデルで著明な肝障害を起こすことに成功した(GOT:4585,GPT:7902(いずれもMean値)).現在同モデルによるIL-18のELISA測定をおこなっているがまとまったデータはまだ完全に出ていないため報告は次回とする.昨年度に引き続きマウス肝虚血再灌流障害モデルにおいて,血中IL-18値の変動を検証した.モデルはC57BL/6雄性マウス(2025g)を使用.最初に30%肝切除後,残肝の肝門部血流遮断を30分おこなった後再灌流し,肝虚血再灌流障害の程度を血清ALT値で評価し,さらに血清IL-18の上昇をELISA法にて測定した.ALTは虚血前値252(Mean値)(n:5)に対して,再灌流60分後では1789.5(Mean値)と有意に上昇を認めた.またIL-18も虚血前値383.9(Mean値)に対して,再灌流60分後は634.04(Mean値)と上昇傾向を示した.同時に再灌流後60分のALT値とIL-18値には1次相関の傾向(p=0.023)が見られ,IL-18の上昇が肝障害の程度にも関係のある可能性が示唆された.しかし,当モデルでは各マウスによる再灌流障害の程度の個体差が大きく,再灌流後360分ではMultiple Organ Failureとなる場合が多く見られ,本モデルではマウスに対する侵襲は過剰であるとの結論に至った.(別に作製したマウスの劇症肝不全モデルにおいてもIL-18の上昇が見られたことからも急激な肝障害においてはIL-18が上昇するものと考えられた.)この点に関してはモデルを肝70%虚血(90分間)モデルに変更して更なる検討をするべきであると考えられた.

さらに,実際の生体肝移植5例についても術中門脈遮断前から再灌流5時間後まで血清IL-18のモニタリングをおこなった.その結果,再灌流後に有意なIL-18の上昇は見られなかった.ただし,マウスなどの小動物とは違い,実際の人肝移植では再灌流障害も軽度であった可能性がある.引き続き,人間について検討症例を増やし,さらに拒絶反応時にも血清IL-18を検討してみる予定である.また,別モデルによりマウスの虚血再灌流障害時のIL-18を検討して明らかな上昇が無ければ,移植モデルにおいて急性あるいは超急性の拒絶反応時のIL-18の変動をモニタリングする予定である.
自発運動が社会的隔離ストレス下の生理指標，脳内神経伝達物質，情動行動に及ぼす影響

本研究では,社会性に関連する生育環境の違い(隔離飼育vs.集団飼育)に注目し,生理指標,脳内神経伝達物質,情動行動に及ぼす影響や,自発運動による各指標への効果を解明することを目的としている.2年目は1年目に取得した各指標(生理指標,脳内神経伝達物質,情動行動)に対する運動の効果に着目した.実験手法は1年目と同様とし,雄Wistar系ラットの4週令を用いた.隔離飼育群と集団飼育群に分け,自発運動が可能な回転かご付きケージ内で1ヶ月間飼育した.飼育環境は12h:12hの明暗サイクル(7:00-19:00明期),環境温23°C,湿度50%で飼育した.実験中以外の時間は,水,餌の摂取を自由とした.各群の深部体温,活動量の測定はデータロガー式小型体温計(nanotag,キッセイコムテック,Japan)を用いて行った.飼育開始1か月後,ホモジネート用のラットは,隔離飼育群と集団飼育群の脳をそれぞれ素早く取り出し,マイクロスライサーにて300μmの切片を作成し,マイクロパンチにて1mm四方の大きさで体温調節,運動,情動に関連する領域を取り出し,即座にホモジナイザーにて磨り潰した.セロトニン,ドーパミン,ノルアドレナリンは,高速液体クロマトグラフィー(HPLC System, Eicom, Japan)を用いて分析した.また,各群1ヶ月間飼育した後,行動実験用のラットは,オープンフィールドテスト及びソーシャルインタラクションテストを行った.まだ分析の途中だが,現在までのところ,深部体温,脳内神経伝達物質,情動行動に隔離飼育群と集団飼育群の有意差は見られていない.安静時の結果と異なり,隔離飼育でも運動が可能な環境下に置かれた場合には,それほどネガティブな影響が出ない可能性が示唆された.今後更に分析を進めて検討していく.今のところラットの飼育を始め,生理指標,脳内神経伝達物質,情動行動の測定が研究計画通りに問題なく実施することが出来ているため.研究計画通り最終年度となる次年度は,テレメトリー法とマイクロダイアリシス法を用いて全ての群のストレス耐性,運動の効果をリアルタイムに比較する予定である.新奇環境及び温熱ストレス暴露時の生理指標とセロトニン,ドーパミン,ノルアドレナリン放出量の経時的変化を測定し,短期的なストレス刺激に対する反応を比較検討する予定である.最終的に,1年目,2年目の研究結果の詳細な分析も含め,社会的隔離ストレスに対する自発運動の効果を明確にしたい.本研究では,社会性に関連する生育環境の違い(隔離飼育vs.集団飼育)に注目し,生理指標,脳内神経伝達物質,情動行動に及ぼす影響や,自発運動による各指標への効果を解明することを目的とした.1年目は先ず隔離飼育群と集団飼育群の生理指標,脳内神経伝達物質と情動行動の比較に着目した.データロガー式小型体温計(nanotag,キッセイコムテック,Japan)を用いて,飼育中の深部体温や活動量の日内リズムの計測をした後,ホモジネート法により脳内の様々な領域(特に,体温調節,運動,情動関連領域)のセロトニン:5-HT,ドーパミン:DA,ノルアドレナリン:NAを測定し,比較検討した.更に,複数の行動テストにより情動行動(不安,鬱様,攻撃性,社会性)の違いを比較した.実験には雄Wistarラットを使用した.4週令(幼若モデル)で購入し,その後,ホモジネート実験用と行動実験用に,隔離飼育群と集団飼育群に分けて1ヶ月間飼育した.飼育環境は12h:12hの明暗サイクル(7:00-19:00明期),環境温23°C,湿度50%で飼育した.実験中以外の時間は,水,餌の摂取を自由とした.なお本研究は,立教大学ライフサイエンスに係る研究・実験の倫理および安全委員会の審査・承認を得た上で行った.深部体温については,3週目以降の集団飼育群において明期中の体温変動が観察されたことから,集団飼育環境下では,隔離飼育環境下よりも活動性が高まる可能性が示唆された.脳内神経伝達物質は,飼育環境の違いが脳内NA分泌量に影響を及ぼすことが明らかになった.集団飼育群と比較して隔離飼育群で記憶を司る海馬におけるNA分泌量が減少する可能性が示された.ラットは本来群れで生活し,その群れの他個体と共に行動する動物であるため,隔離という本来在るべき環境とは異なる環境に置かれたことで,その分泌が乱された可能性がある.今のところラットの飼育を始め,生理指標,神経伝達物質,情動行動の測定が研究計画通りに問題なく実施することが出来ているため.本研究では,社会性に関連する生育環境の違い(隔離飼育vs.集団飼育)に注目し,生理指標,脳内神経伝達物質,情動行動に及ぼす影響や,自発運動による各指標への効果を解明することを目的としている.

2年目は1年目に取得した各指標(生理指標,脳内神経伝達物質,情動行動)に対する運動の効果に着目した.実験手法は1年目と同様とし,雄Wistar系ラットの4週令を用いた.隔離飼育群と集団飼育群に分け,自発運動が可能な回転かご付きケージ内で1ヶ月間飼育した.飼育環境は12h:12hの明暗サイクル(7:00-19:00明期),環境温23°C,湿度50%で飼育した.実験中以外の時間は,水,餌の摂取を自由とした.各群の深部体温,活動量の測定はデータロガー式小型体温計(nanotag,キッセイコムテック,Japan)を用いて行った.飼育開始1か月後,ホモジネート用のラットは,隔離飼育群と集団飼育群の脳をそれぞれ素早く取り出し,マイクロスライサーにて300μmの切片を作成し,マイクロパンチにて1mm四方の大きさで体温調節,運動,情動に関連する領域を取り出し,即座にホモジナイザーにて磨り潰した.セロトニン,ドーパミン,ノルアドレナリンは,高速液体クロマトグラフィー(HPLC System, Eicom, Japan)を用いて分析した.また,各群1ヶ月間飼育した後,行動実験用のラットは,オープンフィールドテスト及びソーシャルインタラクションテストを行った.まだ分析の途中だが,現在までのところ,深部体温,脳内神経伝達物質,情動行動に隔離飼育群と集団飼育群の有意差は見られていない.安静時の結果と異なり,隔離飼育でも運動が可能な環境下に置かれた場合には,それほどネガティブな影響が出ない可能性が示唆された.今後更に分析を進めて検討していく.今のところラットの飼育を始め,生理指標,脳内神経伝達物質,情動行動の測定が研究計画通りに問題なく実施することが出来ているため.研究計画通り2年目となる次年度は1年目に取得した各指標に対する運動の効果に着目する.実験手法は1年目と同様とし,各群に運動群と非運動群を設定し,生理指標,脳内神経伝達物質,情動行動に対する運動の効果を計測する.研究計画通り最終年度となる次年度は,テレメトリー法とマイクロダイアリシス法を用いて全ての群のストレス耐性,運動の効果をリアルタイムに比較する予定である.新奇環境及び温熱ストレス暴露時の生理指標とセロトニン,ドーパミン,ノルアドレナリン放出量の経時的変化を測定し,短期的なストレス刺激に対する反応を比較検討する予定である.最終的に,1年目,2年目の研究結果の詳細な分析も含め,社会的隔離ストレスに対する自発運動の効果を明確にしたい.(理由)年度末に学会参加を予定していたが,都合が合わなかった.(使用計画)残額は次年度分と合わせ,消耗品購入に割り当てる予定である.(理由)年度末に実験用ラットの購入を予定していたが,都合が合わなかった.(使用計画)残額は次年度分と合わせ,ラットの購入に割り当てる予定である.
移植後リンパ増殖性疾患の発症に関わる細胞疲弊の研究

臓器や骨髄の移植治療は、多くの小さな子供に命を救っている一方で、免疫抑制剤の内服が必要になります。この免疫抑制剤を使用することで、慢性的にウイルス感染をおこすことがあります。中でもEBウイルスによる持続感染状態が長期間続くと、細胞が「がん」のように増殖してしまう病気(移植後リンパ増殖性疾患:PTLD)があります。本研究ではPTLDの発症機序を解明するために、ヒトの細胞やモデル動物を用いて、慢性ウイルス感染に対する免疫細胞の特徴を探究し、PTLDの早期診断や治療の実現を目指します。
高等植物の細胞周期チェックポイントに関わる新規蛋白質の探索

高等植物におけるチェックポイント機構の全容を明らかにする目的で、DNA損傷や複製障害を受けたときに特異的にリン酸化される蛋白質を解析し、チェックポイントの制御に関与すると思われるいくつかの新規蛋白質の候補を得た。また、チェックポイント応答の下流で起こる損傷乗り越え複製について解析し、特異的なポリメラーゼが突然変異を誘発したり、相同組み換えを制御することを見出した。細胞周期チェックポイントとは、DNAが損傷を受けたり複製の過程で何らかの障害が生じた際に、一時的に細胞周期の進行を止め修復などの措置を行うための機構である。本年度は、シロイヌナズナのAtATRIP蛋白質の解析を中心として、高等植物のチェックポイントやDNA損傷応答機構で働くいくつかの重要な遺伝子の機能を明らかにした。1.これまでの解析で、大腸菌中で発現させたAtATRIP蛋白質に対してシロイヌナズナ核蛋白質画分を作用させるとリン酸化が起こることがわかっている。そこで、今回DNA損傷処理によってこのリン酸化活性が変化するかどうかを解析した。その結果、ガンマ線処理を行った植物から抽出した蛋白質画分を用いると、未処理の植物由来の蛋白質画分に比べてリン酸化活性が上昇した。このことから、シロイヌナズナのリン酸化活性はチェックポイントの活性化にともなって誘導されることが示唆された。2.DNA複製とチェックポイント応答に関わるAtRPA2蛋白質に着目し、この蛋白質をコードするAtRPA2遺伝子を欠損した植物の解析を行った。その結果、AtRPA2遺伝子の欠損により植物のサイズが矮化し、紫外線に対する感受性が上昇する一方で、稔性が低下することが明らかになった。3.DNA損傷応答に関与するAtREV7蛋白質をGFPと融合させた形で発現させ、その挙動を蛍光顕微鏡で観察した。その結果、GFP-AtREV7蛋白質は、DNA損傷処理や複製阻害処理の有無にかかわらす、主に核と細胞質に局在していることがわかった、4.紫外線、および放射線で処理した植物における突然変異頻度の計測を行い、チェックポイント応答に連動して働く損傷乗り越え型ポリメラーゼの突然変異誘発における機能を解析した。その結果、ポリメラーゼAtRevlが突然変異誘発で中心的な役割を果たしていることが明らかになった。本年度は、シロイヌナズナの新規チェックポイント蛋白質の探索を中心として、高等植物のチェックポイント応答やDNA損傷応答で働くいくつかの重要な遺伝子の機能を明らかにした。1.チェックポイントに特異的にリン酸化される蛋白質の探索および同定ガンマ線処理を行ったシロイヌナズナから蛋白質画分を抽出し、2次元電気泳動にかけることによりDNA損傷によって特異的にリン酸化される蛋白質を探索した。その結果、6つの蛋白質がガンマ線処理によって特異的にリン酸化することを見出した。さらに、検出された蛋白質をトリプシンで処理し、PMF解析にかけることにより、蛋白質の同定を試みた。その結果、RuBisCOを含むいくつかの蛋白質がガンマ線照射によって特異的にリン酸化されることが明らかになった。2.AtATRIP蛋白質と相互作用する蛋白質の解析チェックポイント応答で衝くAtATRIP蛋白質と、DNA複製に必須なRPA2蛋白質との相互作用を解析するため、大腸菌中で発現させたAtATRIPのN末領域とHalo-RPA2との相互作用を解析した。その結果、AtATRIPとRPA2はin vitroで相互作用することが明らかになった3.DNA修復遺伝子と突然変異スペクトルの関係の解析紫外線、および放射線で処理した植物における突然変異スペクトルの解析を行い、チェックポイント応答に連動して働く修復遺伝子の突然変異誘発における機能を解析した。その結果、塩基除去修復やヌクレオチドプール浄化遺伝子を欠損することにより変異スペクトルに変化が生じることを明らかにした。細胞周期チェックポイントとは、DNA複製作業の中断や染色体の分配異常などといった異常事態に際して細胞周期の進行を停止し、適切な処理が行われるまで次のステップに移行しないようにする機構である。平成24年度は、前年度までに行った実験を継続し、チェックポイントシグナルによってリン酸化される蛋白質を検索するとともに、DNA複製やDNA修復に働く蛋白質とチェックポイント蛋白質との相互作用を解析することにより、チェックポイントシグナルがゲノム安定性の保持に与える影響を明らかにした。1)紫外線を照射した植物から総蛋白質を抽出し、リン酸化蛋白質画分を濃縮した上で2次元電気泳動で分画し、ProQ diamondによってリン酸化蛋白質の検出を行った。得られた蛋白質のスポットをトリプシン処理後にPMF分析にかけた結果、熱ショック蛋白質(HSP) 90などのいくつかの蛋白質がチェックポイントシグナルに関わる新規蛋白質の候補として見出された。2)チェックポイント応答で働くAtATRIP蛋白質と相互作用するRPA2蛋白質とGFPとの融合蛋白質をシロイヌナズナで発現させた。その結果、GFP-RPA2融合遺伝子は、RPA2の欠損に由来する表現型(dwarf)を相補することが明らかになった。

また、GFPをタグとしてGFP-RPA2融合蛋白質の精製を試みた結果、GFP-RPA2とともにいくつかのバンドが検出され、RPA2と相互作用する新規蛋白質である可能性が示唆された。3)紫外線損傷を乗り越える活性を持つAtREV3およびAtREV1を欠失した植物における相同組換え活性を調べたところ、AtREV1の欠失では組換え頻度が低下したのに対し、AtREV3の欠失では組換え頻度の上昇が見られた。このことから、AtREV3とAtREV1は相同組換え活性の制御において異なる機能を持つことが示唆された。申請時に設定した目的のうち、AtATRIPと相互作用する蛋白質の解析、チェックポイントに特異的にリン酸化される蛋白質の解析、およびチェックポイント応答に置ける修復遺伝子の機能解析についてはほぼ達成することが出来、新規蛋白質の同定に向けて順調に解析が進んでいるため。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、前年度までに行った実験を継続し、チェックポイントシグナルによってリン酸化される蛋白質を検索するとともに、DNA複製やDNA修復に働く蛋白質とチェックポイント蛋白質との相互作用を解析することにより、チェックポイントシグナルがゲノム安定性の保持に与える影響を明らかにする。研究施設の保守点検等でラジオアイソトープの使用が制限される時期があるため、Non-RIのマーカーを利用した実験方法も検討する予定である。
高次π空間の創発と機能開発

本新学術研究領域ではπ電子を持つ化合物に対し、電子や磁場等の影響や、別の化合物が相互作用する状況下において、より広がりを持った、あるいは特徴が変わった、そして究極的には高度で複雑な秩序やシステムまでもが生じる場を「高次π空間」と定義し、この機能、物性、構造および反応機構を明らかにすることを目標とした。四つの研究項目を設定し、項目間での緊密な連携のもとに研究を行ってきた。研究項目A01は「非平面」を切り口に新しいπ電子系の創製を行い、A02はπ電子系の集積化による機能性「高次π空間」の開発を行い、A03では高次π空間にはたらく電子、光、磁気的相互作用を明らかにしながら革新的機能の開発を行ってきた。A04では高次π空間を有する生体分子とタンパク質あるいは他の化合物との相互作用を研究することで新概念の構築を図ってきた。本研究ではこれまでの研究成果を取りまとめることを目的とした。これまでの研究成果の取りまとめを、各研究項目A01A04で行うと共に、研究項目内および研究項目間での総合的な取りまとめ活動を、本申請研究組織(新学術領域総括班)が中心となって行った。このようにして取りまとめた研究成果を、「研究成果報告書」の冊子体作成ならびに「公開シンポジウム」の開催にて公表した。本新学術領域での研究成果を報告するのみならず、「高次π空間の創発と機能開発」の研究をどのように進展させてきたか、今後どのように展開させて行くべきか等をまとめ、今後の若手研究者、大学院生への指針を提示するとともに、周辺の関連分野の研究者に「高次π空間」の魅力を示した。25年度が最終年度であるため、記入しない。本新学術領域研究では、分子に多様な機能や構造をもたらすπ電子に焦点を当て、これまでにない超分子的集積化ならびに光・電子・磁場の影響など様々な相互作用の研究を展開する。このπ電子を軸とした相互作用により、高度で複雑な秩序やシステムが生じる場を「高次π空間」と定義し、1)ストラテジックリサーチ、および、2)創発的研究を推進する。本計画研究の総括班は、領域内での有機的な繋がりのある連携による共同研究を推進することにより、新物質創製、新材料創製、機能開拓を展開し、新現象の発見や新概念の創出を目指す。総括班は領域全体の研究方針の策定を行うと共に、領域内の計画研究班と公募研究班間の有機的な連携による共同研究の促進や連絡調整等、領域全体の研究推進に係る企画調整を行う。またシンポジウムや研究会を開催して領域内での意見交換や議論を進める。さらに、得られた研究成果の社会還元を行う。本研究の成果については主に学術雑誌への発表を行う。と同時に、より社会・国民へ発信するために、公開シンポジウムや国際シンポジウムでの成果発表を行い、領域ホームページにおいて論文発表、学会発表、新聞等媒体掲載などの情報を積極的に公開する。さらに、定期的に発行しているニュースレター等にて、研究活動の内容や成果を国民に分かりやすい言葉で説明し、「国民との科学・技術対話」に積極的に取り組む。本研究では、分子に多様な機能や構造をもたらすπ電子に焦点を当て、これまでにない超分子的集積化ならびに光・電子・磁場の影響など様々な相互作用の研究を展開した。このπ電子を軸とした相互作用により、高度で複雑な秩序やシステムまでもが生じる場を「高次π空間」と定義し、その構造、反応機構、物性および機能を明らかにした。新しいπ電子系分子の合成、それらの集合体や複合体への集積化と新機能の発現、精緻な物性評価に基づく革新的機能開発、生体内π空間の構造と機能解析などに成功した。本領域研究では、π電子を持つ化合物に対し、電子や磁場等の影響や別の化合物が相互作用する状況下においてより広がりを持った、あるいは特徴が変わった、そして究極的には高度で複雑な秩序やシステムまでもが生じる場を高次π空間と定義し、この機能、物性、構造および反応機構を明らかにすることを目的としている。総括班は領域全体の研究方針の策定を行うと共に、研究計画および公募研究から格段な研究成果を得るためにそれらを総括し、領域の効率的かつ効果的な研究支援活動を行う。また、研究者の知的好奇心の単なる延長上の研究に陥ることなく、かつそれぞれの研究が有機的に連携するように適切な研究マネジメントを実践する。研究開始の本年度は、領域研究のホームページを立ち上げ、研究内容、目標等を広く社会へ情報発信するための準備を整えた。また、公開シンポジウムを開催し、広い領域分野の研究者および一般社会の人々への領域研究の紹介を行い、参加者間の交流、情報交換を行った。さらに、情報発信の一つとして、ニュースレターの発行を行った。また、それぞれの研究が有機的に連携するように適切な研究マネジメントを実践する。さらに、若手研究者が自発的に知を生み出せるような創発的な研究体制、組織体制の構築を目的としている。

本年度は、21の公募研究班を交えて2回の領域全体会議を開催し、領域内での目指す方向性について意見交換や現段階での問題点などの議論を行なった。これにより異なる学問分野の研究者による密接な情報交換と相互連携して行なう共同研究等を推進した。また、領域内外の若手研究者が共同研究の可能性、研究の将来展望などを自由に議論し合う場として若手研究会を開催した。さらに社会還元の一環として情報発信のために、2回の公開シンポジウムおよび1回の国際シンポジウムを開催し、研究成果と到達点について外部への情報公開を行なった。一方、領域研究の紹介およびシンポジウムや研究会活動を紹介したニュースレターを2刊発行し、広く一般社会に発信した。本新学術研究領域ではπ電子を持つ化合物に対し、電子や磁場等の影響や、別の化合物が相互作用する状況下において、より広がりを持ったあるいは特徴が変わった、そして究極的には高度で複雑な秩序やシステムまでもが生じる場を高次π空間と定義し、この機能、物性、構造および反応機構を明らかにする。総括班は領域全体の研究方針の策定を行うと共に、研究計画および公募研究から格段な研究成果を得るためにそれらを総括し、領域の効率的かつ効果的な研究支援活動を行う。本年度は公募研究班を交えての全体会議として、第4回公開シンポジウムおよび第2回国際シンポジウムを開催し(第5回公開シンポジウムは開催直前の震災により中止とした)、領域内での目指す方向性について意見交換や現段階での問題点の議論を行った。これにより異なる学問分野の研究者による密接な情報交換と相互連携して行なう共同研究等の推進を実施した。また上記シンポジウムは、社会還元の一環としての情報発信をも目的としており、研究成果と到達点について外部への情報公開を行なった。さらに本年度は、幅広い一般の方を対象とした市民向け公開シンポジウムを開催した。本領域研究で行っている研究について、参加者への分かり易い言葉での説明と研究成果等の情報発信を行った。また第2回若手研究会を開催し、領域内外の若手研究者が共同研究の可能性、研究の将来展望などを自由に議論し合い、創発的な研究体制構築の足掛かりとした。一方、領域研究の紹介およびシンポジウムや研究会活動を紹介したニュースレターを2刊発行し、またホームページを充実させ、目標や成果などの情報を広く社会に発信した。本新学術研究領域ではπ電子を持つ化合物に対し、電子や磁場等の影響や、別の化合物が相互作用する状況下において、より広がりを持ったあるいは特徴が変わった、そして究極的には高度で複雑な秩序やシステムまでもが生じる場を「高次π空間」と定義し、この機能、物性、構造および反応機構を明らかにすることを目的としている。総括班は、領域全体の研究方針の策定を行うと共に、研究計画および公募研究から格段な研究成果を得るためにそれらを総括し、領域の効率的かつ効果的な研究支援活動を行う。平成23年度は、公募研究班を交えての第6回、第7回領域会議(公開シンポジウム)および第3回国際シンポジウムを開催し、領域内での目指す方向性についての意見交換や現段階での問題点等について議論を行なった。昨年度に引き続き、異なる学問分野の研究者による密接な情報交換を行ない、相互連携して行なう共同研究等の推進を実施した。
変調分子線を用いた有機薄膜成長の動的機構解明と触媒的成長制御吸着種の探索

本研究では、申請者が開発した変調有機分子線散乱装置を駆使して有機薄膜成長の動的過程を追及し、さらに基板および有機膜表面の分子吸着を利用して新しい有機結晶成長制御法を確立することを目的として研究を行った。1.分子の表面滞在時間の測定による分子・基板相互作用の定量的測定H_2Pc、C_<60>のパルス分子線を様々な無機基板に照射し、散乱される分子の時間分布を測定した。その結果、滞在時間には顕著な分子と基板物質依存性があることが明らかになった。基板物質依存性はイオン結晶性絶縁物>金属>アモルファスのようになっており、分子と基板の相互作用を反映しているものと考えられる。特にアモルファス表面上で滞在時間が小さくなっている理由は分子の電荷分布と基板の電荷分布の整合が影響する、いわゆる量子摩擦に関係している可能性がある。2.パルス分子線による結晶成長の制御法の開発パルス分子線を用いて結晶成長を行ったところ、パルス幅に対応して結晶成長初期の核形成頻度が変化する現象が観察された。デューティ比が同じであってもこの現象は見られたが、分子に異方性がある場合は、パルス幅に対して核生成頻度に極小が見られた。これは、表面上を動き回る分子が相互に衝突することによって脱離がおこる過程が関与していることを理論的に解明した。3.Alq3エピタキシャル薄膜の成長と構造解析Alq3は電界発光素子などに多用される分子であるが、その異性体についてはわかっていなかった。アルカリハライド(001)表面上にAlq3を超薄膜成長させることにより初めてエピタキシャル成長に成功した。高感度電子線回折により特異な3倍周期構造を見出し、その詳細な解析によりmer異性体の薄膜ができていることがわかった。この系は緻密な単分子層形成後に針状結晶が形成されるため、結晶成長制御の観察には適した系である。変調分子線との組み合わせた実験に期待が持たれる。本研究では、申請者が開発した変調有機分子線錯乱装置を駆使して有機薄膜成長の動的過程を追求し、さらに基板および有機膜表面の分子吸着を利用して無機半導体に見られるサーファクタント・エピタキシーを発展させた新しい有機結晶成長制御法を確立することを目的としている。平成11年度に得られた結果は以下の通りである。1.パルス分子線による結晶成長速度分布のわかったパルス分子線(キナクリドン、Alq_3、C_<60>)をパルス幅を変えて単結晶基板に照射することによって結晶成長を試みた。結晶成長の過程を原子間力顕微鏡で追跡することにより、結晶核の発生頻度がパルス幅に依存することが明らかになった。特に、ある中間のパルス幅で核形成が起こらなくなる条件があることを見出し、表面をマイグレーションする分子が衝突した際にダイマーを形成するか脱離するかの比に依存することを理論的に解明した。これは、気相からの結晶成長の際、基板に衝突する分子と基板から脱離する分子が動的平衡に達する過程を初めて定量的にとらえたものである。2.分子の表面滞在時間の測定による分子-基板間の量子摩擦の解明H_2Pcのパルス分子線を様々な無機基板に照射し、散乱される分子の時間分布を測定した。その結果、滞在時間には大きな基板物質依存性があること、単結晶mica(001)基板に比べてアモルファスSiOx基板上の滞在時間が2桁短いことが明らかになった。これは、mica上では分子・基板間に規則的な電機双極子相互作用が働き拡散時間が長くなる量子摩擦の効果であると考えられる。

現在、脱離位置を特定する測定を行い、拡散定数を精度良く求めるために装置を改良している。平成12年度においては、さらに多種の基板・分子に対して分子-基板相互作用を測定することと表面吸着を併用した結晶成長制御法の確立を目標とする。本研究では、申請者が開発した変調有機分子線散乱装置を駆使して有機薄膜成長の動的過程を追及し、さらに基板および有機膜表面の分子吸着を利用して新しい有機結晶成長制御法を確立することを目的として研究を行った。平成12年度に得られた結果は以下のとおりである。1.分子の表面滞在時間の測定による分子・基板相互作用の定量的測定H_2Pc、C_<60>のパルス分子線を様々な無機基板に照射し、散乱される分子の時間分布を測定した。その結果、滞在時間には顕著な分子と基板物質依存性があることが明らかになった。基板物質依存性はイオン結晶性絶縁物>金属>アモルファスのようになっており、分子と基板の相互作用を反映しているものと考えられる。特にアモルファス表面上で滞在時間が小さくなっている理由は分子の電荷分布と基板の電荷分布の整合が影響する、いわゆる量子摩擦に関係している可能性がある。2.分子の滞在時間を決める因子の実験的検討装置の幾何学的構成をin-situで変化させる機構を開発し、様々な測定を行った。その結果、分子の表面上での拡散距離が滞在時間に影響していることがわかった。これは、大きな分子は特定の吸着サイトにとどまってから脱離するのではなく、表面を拡散していくうちにステップなど分子・基板相互作用が弱くなる特定の脱離サイトにぶつかってから脱離する過程が滞在時間を支配していることを示唆している。Alq3は電界発光素子などに多用される分子であるが、その異性体についてはわかっていなかった。アルカリハライド(001)表面上にAlq3を超薄膜成長させることにより初めてエピタキシャル成長に成功した。高感度電子線回折により特異な3倍周期構造を見出し、その詳細な解析によりmer異性体の薄膜ができていることがわかった。この系は緻密な単分子層形成後に針状結晶が形成されるため、結晶成長制御の観察には適した系である。変調分子線との組み合わせた実験に期待が持たれる。
新しいパルプ漂白剤としての過マンガン酸カリウムの応用とその機能

KPの漂白シーケンスの初段、あるいは酸素処理後の2段目の処理法として過マンガン酸カリウム処理を導入し、従来の塩素系漂白に替わる新たな漂白法を開発する事を試みた。主たる評価は、パルプの物理的性質を損なわず、漂白シーケンスの後段で高白色度を与えるパルプが得られるかどうかということに絞って行われた。また、過マンガン酸カリウム漂白におけるリグニンや炭水化物の反応に関しても検討を行った。この結果、下記に示したいくつかの重要な知見が得られた。KPの過マンガン酸カリウム処理は高収率で容易にK価を減少させ、後の漂白処理を容易にした。漂白したパルプの性質から、過マンガン酸カリウム処理は中性条件で行った方がより優れた強度のパルプが得られたが、反応終了後に残留する二酸化マンガンを可溶化する必要があり、残留過マンガン酸塩と等量の還元剤を加える必要がある。過マンガン酸カリウム漂白後にオゾン、過酸化水素、二酸化塩素などで漂白処理をした結果、充分な白色度のパルプが得られた。過マンガン酸カリウム処理パルプの粘度は、粘度測定前にパルプを還元する事により、非還元パルプより45cpほど高い値を示した。これは、過マンガン酸カリウム処理によって、セルロース分子鎖中にカルボニル基が生成し、これが粘度測定でセルロース溶剤として用いられるCEDのアルカリ性によってβ解裂が引起こされた結果であると予想した。過マンガン酸カリウム処理におけるセルロースの分解は反応初期に起こることが明らかにされた。工場生産のKPと酸素処理KP、それに実験室で調製したKPを理論薬品要求量に対して、50%から1501%の範囲で過マンガン酸カリウムを用いて漂白し、反応液のpH、反応温度、反応時間の影響等を検討した。さらに、漂白シーケンスのなかで過マンガン酸カリウム漂白の有効性を試験した。1.過マンガン酸カリウム漂白を酸性条件下で70°C以上で行えば、過マンガン酸カリウムは5電子酸化を行い、自身は二酸化マンガンを経由して水溶性無色のマンガン塩になる。その他の条件で漂白を行えば、過マンガン酸カリウムは3電子酸化を行い、自身は不溶性褐色の二酸化マンガンになる。2.どの条件でも過マンガン酸カリウムから二酸化マンガンまでの反応(3電子酸化反応)はきわめて速いが、二酸化マンガンからマンガン塩までの反応(2電子酸化反応)は遅い。3.酸性、70°C以下での漂白の場合、反応修了後に残留する二酸化マンガンを可溶化するために等量の還元剤を加える必要がある。4.中性からアルカリ性では、反応後に残留する二酸化マンガンを可溶化するのに、所定量の酸と還元剤を加える必要がある。5.結論として、どの条件でも過マンガン酸カリウム漂白は良好に行われるが、酸性条件で加熱する条件(5電子酸化)では、セルロースの粘度低下が認められ、二酸化マンガンからマンガン塩になるまでに行われる2電子酸化は漂白には効果がなく、セルロースの分解を引き起こすだけであることが判明した。6.過マンガン酸カリウム漂白後にオゾン、過酸化水素、二酸化塩素などで漂白処理をした結果、充分な白色度のパルプが得られた。平成4年度までに、過マンガン酸カリウムがKPの漂白剤として充分適用すると判断できる結果を得た。平成5年度では漂白処理条件の精査、反応機構などについて検討を行い、以下の結果を得た。1.リグニンモデル化合物と過マンガン酸カリウムとの反応について1)遊離フェノールを有する化合物では、芳香核のメトキシル置換が多いものほど反応性が高いこと、pH3-10の範囲では反応性が低くなること、芳香核の解裂が容易に生じていることが明らかにされた。