hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液中グロープラズマによる先進的反応場の生成と解析

大気圧下にて簡単に生成可能なLF(Low Frequency)マイクロプラズマジェットの生成と応用に関する研究を進めてきた。従来に無いシンプルな高電圧単電極構造にもかかわらず、50μmから50mmと多様なサイズにて一様なプラズマ生成を実現している。低温なプラズマという特徴を有しており、熱負荷を与える事無く電子やラジカル等の活性種を非照射物に供給することが可能であり、液体、有機物、人体などのソフトマテリアルを非破壊でプラズマ処理する事が可能である。本方式によるプラズマジェットを液体に照射して行う"液中プラズマプロセシング"においては、液体そのものや液中溶解物に対する先進的な反応場としての利用が期待され、これまでに、液中イオンの還元によるナノ粒子合成、液中モノマーの重合による高分子合成、液中細菌のラジカル滅菌、等に関する先進的な研究成果が得られた。特に液中滅菌の研究においては、液中のラジカル反応が重要で有ることが示された。液体のpHが4.8以下で強力な滅菌効果が得られたが、これは気相中の酸素が由来のスーパーオキシドアニオンラジカルが液中に生成され、液中のプロトンとラジカル平衡関係(pKa=4.8)を保っていることから、p4.8以下でより滅菌力の強いヒ.ドロペルオキシラジカルがより多く生成されることだと結論づけた。また、液体表面に接するプラズマが生成する液中ラジカル診断のためにラジカルトラップ電子スピン共鳴法を用いることを提案したところ、各種ラジカルが生成されることが確認された。以上に示したように、液中プラズマプロセスに関して、プラズマ生成、応用、反応機構の解明に関する研究に関して、先進的な研究を行えたと結論づけることが出来る。液体と気体が接触する新しい反応場の構築を目指して種々のプラズマ源の開発を行った。マイクロプラズマの技術を利用して、大気圧下で着火したプラズマを液体と接触させることにより、プラズマ中の高エネルギー粒子(特に電子やラジカル)が、液体そのものや、液中溶解物へ化学反応を起こす新しい反応場の研究を目指している。主に、1)電極間距離分布型誘電体バリア電極構造による液体表面接触プラズマ、2)らせん電極構造による液中気泡内プラズマ、3)LFマイクロプラズマジェットによる液体接触プラズマ、の3つプラズマ源を用いて研究を進めた。1)、2)に関しては誘電体バリア電極と13.56MHzの高周波電源を用いてグロープラズマの生成に成功した。2)では液中を移動する希ガスからなる気泡内部でグロー状のプラズマを着火できるという成果をあげた。また、それぞれ液体に溶解した色素(メチレンブルー)の分解実験を行ったところ、指数関数的にその濃度が減少した。発光分光分析から、OHラジカルがこの反応に寄与していると推定される。また、3)のプラズマ源に関しては、単電極によるプラズマジェットの生成が可能であることを実験的に発見したのをきっかけに、未知であった放電機構を解明し、さらに幅広いパラメーターでプラズマを着火することが可能となった。このLFマイクロプラズマジェットは、温度的に非平衡なプラズマ源であり、ガス温度は室温程度であるので指で触れるにもかかわらず(安全試験は行っていないのでお勧めはしない)、空気中の酸素からオゾンを生成できるだけの反応性を有する高い電子温度を持っている。この希有な特徴を有するプラズマは液体接触プラズマ源として好適であり、液中金属イオンのプラズマ還元や、液状モノマーのプラズマ重合や、緑膿菌の殺菌と言った応用研究に着手し、それぞれ初歩的な結果が得られている。バッテリー駆動のハンディタイププラズマ源の開発にも成功した。
固体電解法で作製したビスマス系酸化物高温超伝導体の結晶配向度と臨界電流密度の関係

固体電解法は交融点金属の精練に用いられる手法のひとつである。すなわち、試料を融点直下の温度に保持して半溶融の状態にし、直流通電により不純物をイオン化して正負電極に移動させ試料の高純度化を図る。本研究では、Bi(2223)高温超伝導体が部分溶融状態下で成長することに着目し、固体電解法を用いて銀シースBi(2223)高温超伝導線材を作製し、焼結中の直流通電が微細構造と臨界電流に及ぼす影響を研究した。具体的には、出発原料(共沈粉)を仮焼・粉砕した後、銀パイプ(外径8mm、内径6mm)と銀の丸棒(直径4mm)を同軸状に組み合わせた隙間に封入する。この銀/セラミックス複合体をスエージング加工した後、一次焼結及び二次焼結する。二次焼結の際、最後の1030hに、5、10Aの直流電流を通電して試料とする。固体電解法を用いて、焼結温度820°C840°Cで百数十本にのぼる試料を作製し、結晶配向度、微細構造及び臨界電流I_cを測定した。その結果、通電により微細構造や結晶配向性への顕著な変化は認められなかったものの、臨界電流ヒストグラムからは、無通電試料の場合にはI_cの増加とともに度数は急激に減少するが、通電した場合にはI_c15Aにピークをもつ正規分布に近い度数分布が得られた(1993年秋季第54回応用物理学会講演予稿集pp.166)。この事実は、固体電解法によって15A級のI_cが安定的に達成されることを示しており、高温超伝導線材の実用化に向けて大きな意義がある。この理由としては、結晶配向度の変化よりも結晶粒界の変化による粒間弱結合性の改善が考えられる。1.緒言:本研究では、高融点金属の精練に用いられる固体電解法をBi系(110 K相)酸化物高温超伝導体に応用し、結晶配向度の向上を図り、結晶粒間の弱結合性を改善させて高電流密度化への道を拓くことを目的とする。具体的には、金属被覆加工法を用いて、銀同軸円筒電極の間に超伝導酸化物を封入した銀/酸化物コンポジットを作製し、電界強度Eをパラメタとして直流通電下で酸化物試料を焼結し、試料の超伝導特性(主として臨界密度I_C)に及ぼす直流通電の影響を研究した。2.実験:出発原料(共沈粉:Bi_<1.8> Pb_<0.3> Sr_2 Ca_<2.2> Cu_3 O_X)を790°Cで仮焼の後、粉砕する。これを2回繰り返し、銀パイプと銀丸棒を同軸状に組み合わせて、両者の隙間に仮焼粉を封入する。その後、複合体スエージング加工し、830°C、100hで一次焼結する。更にスエージングを行った後、試料を適当な長さに切断し、パイプの一端を加工して内部の丸棒を約1cm露出させる。パイプと露出した丸棒に銀電極を取り付け、二次焼結を830°C、150hで行う。二次焼結の際、最後の10hは直流電流を28Aの範囲(E=1560 V/m)で通電した後、77Kでの試料の電流ー電圧特性を測定して臨界電流I_Cを評価する。3.結果:直流通電試料の方が無通電試料に比べて高いI_Cを示し、またばらつきも少ない。

具体的には、無通電試料のI_Cは、同じ条件で作製した場合でも、8A20Aの範囲で大きくばらつくが、通電試料では常に安定して20A以上のI_C(最大値は30A)を示す。これは、融点直下の直流通電を通じて、電気分解の原理により、とくに質量の軽い銅、酸素イオンがそれぞれ-、+極に移動し、結晶の成長が一層促進されて粒間弱結合性が改善し、I_C値の改善及び安定化が実現したものと考えられる。高融点金属の精練に用いられる固体電解法をビスマス系酸化物高温超伝導体に応用し、結晶配向性を向上させるとともに、結晶粒間弱結合性を改善させ、高電流密度化への道を拓くことを目的に研究を実施した。昨年度の実験結果を踏まえて、試料の作製と評価に関する一連の実験を行った。金属被覆加工法を用いて、銀同属円筒電極間に超伝導酸化物を封入して銀・セラミックス複合体を作製し、通電電流をパラメタとして直流通電下で試料を焼結し、試料の超伝導特性(主として臨界電流I_c)に及ぼす直流通電の影響を研究した。焼結温度820°C840°Cで百数十本にのぼる試料を作製し、結晶配向度、微細構造及び臨界電流I_cを測定した。実験結果からは、直流通電試料と無通電試料との間で微細構造及び結晶配向性への顕著な違いは認められなかった。しかし、臨界電流I_cに対する度数ヒストグラムからは、無通電試料の場合にはI_cの増加とともに度数は急激に減少するが、通電試料の場合には、通電電流が510Aの範囲ではI_c=(1520)Aにピークをもつ正規分布に近い分布が得られた(1993年秋季第54回応用物理学会講演予稿集pp.166)。この事実は、固体電解法によって15A級のI_cが安定的に達成されることを示しており、高温超伝導線材の実用化に向けて大きな意義がある。高いI_c値が安定的に得られる理由としては、結晶配向度の変化よりも結晶粒界の変化による粒間弱結合性の改善が考えられる。
蛍光分子センサーを用いた培養耳下腺細胞のイノシトール三リン酸のリアルタイム測定

本研究は、我々の開発したIP3分子センサーLIBRAを唾液腺細胞に導入し、刺激によるIP3動態を明らかにすることを目的とする。LIBRAを腺房細胞に発現させるため、その初代培養法を検討した。培養細胞が腺房細胞としての形態と機能を保持していることを確かめ、腺房細胞へのGFP付加蛍光タンパク質の導入に成功した。またpH抵抗性の改良型LIBRAを開発した。細胞培養法をさらに改良し、改良型LIBRAにより培養腺房細胞のIP3動態を解析中である。本研究は、耳下腺腺房細胞における受容体刺激による細胞内イノシトール三リン酸(IP_3)濃度の時問・空間的変化をリアルタイムで測定することを目的とする。我々の開発したIP_3バイオセンサー"LIBRA"を耳下腺腺房細胞に導入するには、細胞機能を保持した培養腺房細胞を調製する必要がある。平成19年度は、細胞機能および形態を保持した培養腺房細胞の調製方法を開発するとともに、培養腺房細胞へのLIBRA発現ベクターの導入方法について検討を行った。ラットから耳下腺を摘出し、コラゲナーゼなどの酵素処理によって単離腺房細胞を調製した。単離腺房細胞は、細胞培養用培地あるいはHanks緩衝液中で624時間培養した。得られた培養腺房細胞を光学顕微鏡で観察したところ、腺房細胞に特徴的なぶどうの房状の形態と細胞内に分泌顆粒が観察された。培養腺房細胞がアゴニスト刺激に対する反応性を保持しているか否か確かめるため、調製した細胞にCa^<2+>蛍光指示薬fura-2を導入し、アゴニスト刺激による細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)変化を測定した。培養腺房細胞をカルバコールで刺激したところ、有意な[Ca^<2+>]iの上昇が観察された。しかし、反応する細胞数は酵素処理直後の細胞群と比べ約50%程度であった。細胞調整法および培養条件は現在も検討中である。培養腺房細胞にLIBRAなど蛍光タンパク質を付加した目的分子を発現させるため、遺伝子導入法について検討を行った。リポフェクション法によって小胞体局在シグナルを付加した蛍光タンパク質の導入を試みたところ、発現遺伝子導入24時間後の細胞で、小胞体に局在するGFP蛍光が観察された。しかし、その導入効率は5%未満と極めて低かった。今後マイクロインジェクション法や昆虫由来のバキュロウイルス等を使ったシステムを用いて、より導入効率の高い方法を検討する予定である。本研究は、耳下腺腺房細胞における受容体刺激を介した細胞内イノシトール三リン酸(IP3)濃度の時間・空間的な変化を生きた腺房細胞を用いて測定することを目的とする。初年度で、酵素処理によって調製した単離腺房細胞が、24時間までの細胞培養で腺房細胞に特有な形態を持ち、受容体刺激でCa^<2+>応答を起こすことを確かめた。培養腺房細胞のCa^<2+>応答は、調製直後の細胞と比べ約半分程度の反応であったが、培養時間の短縮や培養用培地を変えることで、Ca^<2+>応答を向上させることに成功した。さらに培養腺房細胞へのLIBRA発現ベクター導入法について検討した。GFP標識タンパク質発現遺伝子を導入後、18時間で、蛍光タンパク質の発現が観察された。培養後の腺房細胞では強い自家蛍光が観察され、GFP蛍光の観察に影響する可能性があり、さらなる培養方法の改良が必要であった。またLIBRAの改良を行い、pH耐性LIBRAやIP_3非感受性HBRAなどを作成し、これらを用いて細胞IP_3濃度を定量解析可能なシステムを構築した。さらに、改良型LIBRAを用い、IP_3受容体の細胞内集積とIP_3濃度との関係や、唾液腺由来培養細胞を用いて機械刺激によるIP_3濃度動態を明らかにした.さらに新たな腺房細胞への改良型LIBRA導入法を検討した。1つは単離精製したLIBRAタンパク質を腺房細胞に直接導入する方法である。これまでにマイクロポレーション法により腺房細胞に精製したLIBRAタンパク質を導入することに成功した。現在、細胞障害を抑制する導入条件を検討している。別の方法として、ウイルスベクターによる導入法を試みた。GFP標識したタンパク質を発現するウイルスベクターによって、唾液腺組織の腺房細胞に標識タンパク質が発現することを確かめた。現在、LIBRA発現ウイルスベクターを作成中である。
脊髄損傷における病態の解明と治療

本研究では、正常および損傷脊髄における脂質の変化を、質量分析顕微鏡法で解析し、損傷後の損傷部におけるフォスファチジルコリン分子種の分布を可視化することに成功した。ドコサヘキサエン酸含有フォスファチジルコリンは、脊髄損傷後1日より脊髄損傷の中心部より減少し、その後不可逆的に減少した。IL-6受容体抗体を損傷後マウスに投与することで、ドコサヘキサエン酸含有フォスファチジルコリンが、損傷周辺部で対照群よりも増加することを明らかにした。我々は昨年度,正常および損傷脊髄における脂質の変化を, MALDI法を用いた質量分析顕微鏡法(Imaging Mass Spectrometry)で解析した.まず,正常脊髄におけるリン脂質,フォスファチジルコリン(PC)の分布を可視化した.そして,ドコサヘキサエン酸(DHA)含有PCは,脊髄損傷後1日より脊髄損傷の中心部より減少し,その後不可逆的に減少することを明らかにした.本年度では,炎症を抑制する薬剤であるIL-6受容体抗体(MR16-1抗体)を脊髄損傷後マウスに投与し(M群),損傷脊髄においてPCがどのように変化するか対照群(C群)と比較検討した.解析には質量分析顕微鏡法に加え,免疫組織学染色, Luxol fast blue染色の組織評価を同時に行った.また行動解析を行い,実際にこの薬剤の行動学的有効性を本実験系において検証した.免疫染色の結果,損傷後1週,4週の時点でM群はC群に比較して損傷周辺部の炎症細胞の浸潤が抑制され,Luxol fast blue染色では損傷後4週時のM群においてC群よりも残存した髄鞘面積が大きかった.行動解析では損傷後3週以降においてM群で有意な運動機能回復が観察された.IMS解析では,損傷後1週の損傷脊髄においてDHA含有リン脂質であるPC(diacyl(d)-16:0/22:6),PC(d-18:0/22:6)が、損傷周辺部でC群よりも有意に増加していた.脊髄損傷では炎症が惹起され,脊髄損傷部の脂質に変化が生じる. DHAは神経保護作用を有しており,IL-6受容体抗体投与によりDHA含有PCが損傷周辺部で増加したことは,脊髄損傷後に神経保護的に作用し,運動機能の回復に関与している可能性が考えられた.本研究では、正常および損傷脊髄における脂質の変化を、質量分析顕微鏡法で解析し、損傷後の損傷部におけるフォスファチジルコリン分子種の分布を可視化することに成功した。正常および損傷脊髄における脂質の変化を、MALDI法を用いた質量分析顕微鏡法(Imaging Mass Spectrometry)で解析した。まず、正常脊髄におけるリン脂質、フォスファチジルコリン(PC)の分布を可視化した。これにより、同じリン脂質の分子種であっても含有する脂肪酸の違いでそれぞれ特異な分布を示していることが分かった。例えば、PC(diacyl-16:0/22:6)は脊髄灰白質の特に前角に発現が強くみられた。また、PC(diacyl-16:0/16:0)は後角に強発現部位があり、後角細胞の層構造に一致していた。これらのようにリン脂質は細胞特異的に産生されていること示された。次に、脊髄損傷後の変化を正常脊髄と比較することで、時期特異的に増加または減少しているリン脂質を同定し、可視化することができた。例えば、アラキドン酸含有PCは脊髄損傷部を中心に脊髄損傷後1週で著明に増加し、その後減少していた。脊髄損傷後の炎症の状態を反映すると考えられた。また、ドコサヘキサエン酸含有PCは、脊髄損傷後1日より脊髄損傷の中心部より減少し、その後不可逆的に減少した。脊髄損傷における神経細胞の不可逆的脱失の状態を局在まで評価可能であった。さらに、アラキドン酸含有PC変化の変化に注目し、プロスタグランディンの脊髄損傷後の経時的変化を定量した。これにより、各種プロスタグランディンはそれぞれ時期特異的な増減を示し、脊髄損傷における急性炎症から慢性炎症への変化を反映するものと考えられた。例えば、プロスタグランディンE2は急性期の増加し、プロスタグランディンD2は亜急性期から増加しているなどの時期特異的変化を示せた。我々はH24年度,正常および損傷脊髄における脂質の変化を, MALDI法を用いた質量分析顕微鏡法(Imaging Mass Spectrometry)で解析した.まず,正常脊髄におけるリン脂質,フォスファチジルコリン(PC)の分布を可視化した.そして,ドコサヘキサエン酸(DHA)含有PCは,脊髄損傷後1日より脊髄損傷の中心部より減少し,その後不可逆的に減少することを明らかにした. H25年度は,炎症を抑制する薬剤であるIL-6受容体抗体(MR16-1抗体)を脊髄損傷後マウスに投与し,質量分析顕微鏡法を用いる事で,損傷後1週の損傷脊髄においてDHA含有リン脂質であるPC(diacyl(d)-16:0/22:6),PC(d-18:0/22:6)が、損傷周辺部でコントロール群よりも有意に増加したことを明らかにした.この脊髄の質量分析顕微鏡研究は新しい手法であり脊髄

損傷のみならず,脊髄変性疾患の脊髄での脂質の経時的変化に応用可能であり,H26年度はヒトG93A変異SOD1トランスジェニックマウス(筋萎縮性側索硬化症モデルマウス)を用いて脊髄のリン脂質, PC分布の経時的変化を調査した.解析には質量分析顕微鏡法に加え,免疫組織学染色の組織評価を同時に行った.質量分析顕微鏡解析では,末期ALS脊髄前角においてDHA含有PCであるPC(d-16:0/22:6), PC(d-18:0/22:6), PC(d-18:1/22:6)がALS発症末期で定性的に減少することを明らかにした.次にこの減少がどの時期から生じるか明らかにするために, 5(発症前), 10(発症後早期), 22週(発症後末期)齢のマウスにおいてPC(d-16:0/22:6)の発現を調査した.その結果PC(d-16:0/22:6)の減少は発症後末期でのみ明らかであった.また,免疫染色の結果,このPC(d-16:0/22:6)の減少と運動神経に特異的に発現するタンパクであるHb9の発現の減少は同様のパターンを示しており, DHA含有PCであるPC(d-16:0/22:6)の減少はALS脊髄前角における神経細胞減少と関連していると考えられた.脊椎脊髄外科今回IL-6受容体抗体の脊髄損傷に対する運動機能回復効果と投与後の損傷脊髄における脂質変化の局在を明らかにした.これは、昨年度までに質量分析顕微鏡法におけるマトリックスの条件設定を確立してきたことにより,脂質のイオン化,画像化が安定してできたと考える.脊髄損傷による脂質の変化は、その時期、局在まで示せた。また、プロスタグランディンの定量での炎症の評価も可能であった。これは、質量分析顕微鏡法がマトリックスの作成方法などを含め、確立してきたことにより、脂質のイオン化、画像化が安定してできたことがある。また、プロスタグランディンの定量が、LC-MS/MSで可能となったため、各種プロスタグランディンが測定できたことが挙げられる。この脊髄のIMS研究は新しい手法であり脊髄損傷のみならず,脊髄変性疾患の脊髄での脂質の経時的変化や末梢神経損傷後の疼痛モデルにおける脊髄経時的脂質変化等にも応用可能であり,今後研究をすすめていきたいと考えている.脂質の研究に関しては、炎症を抑制する薬剤を投与することで、脊髄損傷後のリン脂質の変化がどのように異なるかを質量分析顕微鏡法に加え、免疫染色での組織評価、定量的評価を進めていき。脊髄損傷治療への応用について評価する。また、プロスタグランディンは脊髄でのLC-MS/MSで定量し、変化を評価したが、臨床的応用も考慮し、脳脊髄液や血液中の変化についても実験する予定である。研究二年度目としては昨年に引き続き、実験動物の購入費とその管理費、他試薬等の消耗品800000実験に関する技術補佐員の人件費500000研究成果発表のための学会参加旅費交通費200000、合計1500000を予定している。
HTLV-1キャリア中の欠損型プロウイルスの生物学的意味の解明

2.キャリア中の欠損型provirusの検出:キャリア20人を対象とした.U5-gag,gag-pol間では,全検体から設計サイズの増幅産物を得た.pol-px間では,2例のキャリアを除き18例で設計サイズの増幅産物を得た.gag-px間では,17/20例でintactの6.2kb bandは観察できず主としていろいろな大きさのdeletion bandが検出された.キャリア体内に高率に欠損型プロウイルスが存在することが証明できた.3.欠損型プロウイルスのクローニングと塩基配列の決定:gag-px領域に絞り上記PCR産物をクローニングベクターに組み込み塩基配列の決定を行った.11人のキャリアより29クローンの解析の結果,全てのクローンで共通にgag領域の一部,pol全領域,envの一部を欠損していた.また,その結合部位は3-10basesのHomologous sequnceをもって結合しているものが1例を除いて全ての検体で見つかった.加えて1つのクローンたりとも同じ位置での組み換えの例はなくそれぞれユニークなsequenceであった.4.生物学的意味の考察:欠損型プロウイルスは,ATLのCell lineではその存在が証明されていたが,我々の今回の新たな方法の開発解析によりキャリア中にもその存在が明らかにされた.通常他のretrovirusで証明されているようにHTLV-1のDeleted provirusの成因は,逆転写中に起きていることが推察されるがその生物学的意味は依然として不明である.2.キャリア中の欠損型provirusの検出:キャリア20人を対象とした.U5-gag,gag-pol間では,全検体から設計サイズの増幅産物を得た.pol-px間では,2例のキャリアを除き18例で設計サイズの増幅産物を得た.gag-px間では,17/20例でintactの6.2kb bandは観察できず主としていろいろな大きさのdeletion bandが検出された.キャリア体内に高率に欠損型プロウイルスが存在することが証明できた.3.欠損型プロウイルスのクローニングと塩基配列の決定:gag-px領域に絞り上記PCR産物をクローニングベクターに組み込み塩基配列の決定を行った.11人のキャリアより29クローンの解析の結果,全てのクローンで共通にgag領域の一部,pol全領域,envの一部を欠損していた.また,その結合部位は3-10basesのHomologous sequnceをもって結合しているものが1例を除いて全ての検体で見つかった.加えて1つのクローンたりとも同じ位置での組み換えの例はなくそれぞれユニークなsequenceであった.4.生物学的意味の考察:欠損型プロウイルスは,ATLのCell lineではその存在が証明されていたが,我々の今回の新たな方法の開発解析によりキャリア中にもその存在が明らかにされた.通常他のretrovirusで証明されているようにHTLV-1のDeleted provirusの成因は,逆転写中に起きていることが推察されるがその生物学的意味は依然として不明である.
明治期における華族と御歌所の文化圏形成に関する研究

当該年度は和歌結社「正風社」の実態解明に向けた資料調査・収集を研究の中心に掲げた。しかし、華族と御歌所による和歌活動は「正風社」に限らないため、彼らの和歌活動を裏付ける様々な資料も調査対象として本研究の一環に位置付け、整理をおこなうことを目指した。まず「正風社」に関する資料調査の結果、新たに『明治四年正月御歌会留』(学習院大学図書館蔵)、陸奥国弘前津軽家文書『正風社歌会始112』(国文学研究資料館蔵)の所在が明らかとなった。「正風社」の全貌解明に向け、今後詳細な検討に入る予定である。また、華族と御歌所の和歌活動の実態がうかがえる資料として『御歌所寄人阪正臣談話速記』がある。宮内庁書陵部に原稿を含む3点(AC)が所蔵されていることを確認し、巻菱湖記念時代館に1点(D)所蔵されていることがわかった。ACの内容は同じであり、DもまたACとほぼ内容を同じくする。しかしながら、ACとDとでは阪の「正風社」に関わる発言に大きな違いがあることが確認できた。今後ACとDの関係性を明らかにするとともに、その真偽についても検討を行う予定である。さらに、東京華族による「興風会」と京都華族による「向陽会」の実態について調査、検討をおこない、その成果を「明治期における華族と御歌所による和歌活動ー『向陽会』・『興風会』を中心にー」と題して学会発表をおこなった。ともに明治天皇の歌道奨励を契機に設立されたが、設立に至る目的や経緯、歌会の実態は異なる。一方で、御歌所が華族の指導的立場に位置し、歌会活動を主導していたのは共通の事実である。「興風会」は東京華族と御歌所によって、「向陽会」は京都華族と御歌所によってそれぞれ成立していたということを明らかにした。「正風社」に関する新たな資料を収集することができ、さらに華族と御歌所によって組織された「興風会」と「向陽会」の実態とその和歌活動について明らかにし、その成果を公表(学会発表)するに至ったためである。引き続き研究計画に従って進める予定である。「正風社」をはじめとする華族と御歌所による和歌活動に関する資料調査・収集を継続しながら、人的ネットワークの構築と文化圏形成の実態についての検討に着手する。
注意の逆説的投資効果とニューロフィードバック

本年度は,注意の意図的制御,および自動的制御の両側面からの行動実験を実施した。意図的制御に関しては,作業記憶に探索すべき属性を残してから探索する,能動的注意条件と,探索すべきではない属性を残してから探索する,能動的抑制条件,および無関係な属性を残してから探索する統制条件を設けた。こうした実験では,能動的注意条件が探索を容易にさせる効果があることはこれまでに頑健に示されてきた。しかし,能動的抑制条件に関しては見解に不一致があり,属性の抑制が可能であるという知見と,それを否定する知見が混在していた。詳細に従来の知見を比較したところ,鍵となる要因はおそらく2つあり,1つは空間配置の交絡,もう1つは手がかり先行時間であった。本年度実施した実験では,先行研究では攻落していた空間配置を分離することができ,さらに,これまで知られていなかった形状次元での抑制効果を見出すことができた。この際,手がかりの先行時間が重要であることがわかった。従来,能動的抑制が効かないと主張する研究では,手がかりの先行時間は比較的短め(500-1000ms程度)であり,一方で抑制効果を見出していたものでは1300msよりも長かった。本年度はこの手がかり先行時間を体系的に操作したところ,1500msよりも長い条件で抑制効果を見出すことができた。この結果から,意図的抑制が起こるためには,長い手がかりの先行時間時間が必要であることが結論できる。この成果はAttention, Perception & Psychohysics誌に投稿・改稿中である。自動制御に関しては,個人特性(不安傾向)の高低と,ネガティブ表情および中立表情顔への注意捕捉の程度が相関することを見出した。いくつもの先行研究で論争がある注意操作の課題を一部の条件を操作して追試したところ,当然ではあるが安定した効果が得られた。新奇性のある課題に挑戦すると,どうしても不安定な結果が得られることが多く,最適な条件を特定することが必要になる。本年度の実験では,表情画像を用いた実験で,オリジナルのデータベースに含まれていた画像の順番が表情と一対一の対応ではなく,無秩序に混在していた。そのため,表情が混在した実験条件を設定してしまい,結果として実験を再度実施することになってしまった点は反省点である。能動的制御課題を用いた実験では,属性に関して意図的な制御ができることがわかり,かつ手がかりの先行時間の混在がこれまでの研究の不一致を生じていたことをを発見できたことは大きな進歩であった。懐疑的に見ると,手がかりの先行時間が長いときにのみ属性に基づく能動的制御ができるということは,いったん位置に基づく抑制に変換しているため,時間が余計に必要になっているのかもしれない。この点を検証するために,位置に基づく抑制が極めて困難な実験事態を設ける必要がある。今後の実験では,この可能性を検証する実験を行う。具体的には,リング状に配置した標的,非標的,妨害刺激を重ねて呈示する。このとき,リングを2つ,中心をずらして呈示する。Curve tracing課題に似た配置であるが,直線で繋げない図形であるので,物体に基づく選択によってのみ,特定の属性を無視できる。言い換えると,この刺激配置でも能動的制御ができれば,位置に変換している可能性を限りなく減らすことができるだろう。

そのため,表情が混在した実験条件を設定してしまい,結果として実験を再度実施することになってしまった点は反省点である。意図的注意資源配分が行動成績に及ぶ場合,注意のどの下位成分に反映されるかを特定する。3つの成分(定位,実行系,警戒)を特定可能な注意ネットワークテスト(Fan et al., 2009)を用いて実施した。これは汎用性が高い単純な標的の検出課題で,多様な被験者群に適用可能である。20分程度の実施で3つの成分が条件間の差として抽出可能である。教示を2水準(注意資源の投資: 100%,50%,被験者内要因)設ける。これに被験者間で教示なし条件を加える。メタ認知は教示にどれだけ忠実に従って注意資源を配分できたかを視覚アナログスケールで評定させた。その結果,注意配置の逆説的投資効果は行動課題では概ね再現できた。しかし,効果は微弱であり,fMRIスキャンを実施するには不十分であった。そこで,注意の意図的配置を可能にする別の課題を確認するために,Bernstein & Zvielli (2014)の注意フィードバック課題A-FACT(Attention feedback awareness and control training )を実施した。加えて,Zvielli, Amir, Goldstein, & Bernstein (2015)の,改良版A-FACTを実施した。この課題では,10試行程度ごとに反応時間をモニタリングし,ベースライン条件との差分をフィードバックする。実験の結果,注意の抑制方向の自己制御活動は確認できなかったが,活性化方向の手がかり効果は再現可能であることがわかった。したがって,行動レベルで頑健な条件間の差を生じていない場合はスキャナでの計測には適さないと考えられる。同時に実施しているネガティブテンプレート形成に関する実験課題では良好な結果が得られたため,これを次年度では拡張する。当初から企画したとおり,MRスキャナ外での行動実験では概ね逆説的投資効果は確認できた。ただし,効果が微弱であり,頑健性が保たれていないため,この効果を増幅できる実験パラメタを特定する必要がある。追加で実施したBernstein & Zvielli (2014)の注意フィードバック課題A-FACT(Attention feedback awareness and control training )および,Zvielli, Amir, Goldstein, & Bernstein (2015)の,改良版A-FACTでは,抑制方向の自己制御活動が再現できなかったことは懸念材料である。この結果に対して,ネガティブテンプレート形成に関する一連の議論に貢献しうる実験デザインを考案することができた。能動的制御課題を用いた実験では,属性に関して意図的な制御ができることがわかり,かつ手がかりの先行時間の混在がこれまでの研究の不一致を生じていたことをを発見できたことは大きな進歩であった。懐疑的に見ると,手がかりの先行時間が長いときにのみ属性に基づく能動的制御ができるということは,いったん位置に基づく抑制に変換しているため,時間が余計に必要になっているのかもしれない。
液相析出(LPD)法による酸化物薄膜の生成機構の解明

金属フッ化物の水溶液内加水分解平衡反応を利用した液相析出法による金属酸化物薄膜生成機構について検討を行った。酸化チタン薄膜の薄膜生成条件を確立した後、酸化チタン薄膜を水晶振動子上に析出させることにより、水晶振動子マイクロバランス法による薄膜形成速度のモニタリングを行った。反応に関与する金属フッ化物錯体、ホウ酸の濃度により反応速度は変化し、薄膜形成反応が溶液内の金属フッ化物の平衡反応により進行していることを明らかにした。また、反応過程におけるin situ AFM,in situの表面電荷測定により、薄膜形成初期段階における誘導期間(薄膜成長が見られない期間)においては、基板上における酸化物の核生成反応が進行していることが明らかとなった。また、LPD法による酸化バナジウム薄膜の合成に成功し、焼成時の雰囲気によってそのバナジウムイオンの価数の制御ができることが明らかとなった。V_2O_5については、空気雰囲気中での焼成により作製され、Li^+イオンのインターカレーションが認められた。また、VO_2は窒素雰囲気中での焼成により作製され、70°C付近で電気伝導度の転移現象が認められた。また、FeOOH,Fe_2O_3からなる薄膜を作製した。さらに、従来フッ化物の沈殿が生成されるため、LPD法による薄膜合成が困難であるとされてきた希土類イオンをキレート化し、フッ化物含有の水溶液内で安定化することによって、希土類含有酸化物薄膜を調製に成功した。液相析出法による薄膜合成法により、TiO_2/FeOOH/TiO_2等の酸化物積層薄膜の合成を試み、その合成条件の最適化とその得られた薄膜における反応機構に関する検討を行った。また、Zr系酸化物薄膜に調製法の確立に関する検討も行った。酸化物積層体であるTiO_2/FeOOH/TiO_2については明瞭な界面を持つ積層体が均一に形成されており、液相析出法による酸化物積層体の合成が可能であることが明らかとなった。ウルトラミクロトームにより切削された試料の透過型電子顕微鏡観察の結果、界面近傍における酸化物相において、結晶領域を示す格子像が明瞭に観察された。XPS測定による深さ方向の定量分析により、界面付近において両成分が存在しており、組成的傾斜を有していることが明らかとなった。また、酸化ニオブおよびタンタル酸化物薄膜の合成を試み、それらの薄膜形成条件に関する検討を行った。いずれの反応においても、Nb_2O_5, Ta_2O_5をフッ化水素酸アンモニウムに溶解させたものを反応溶液としたが、フッ素消費剤として添加したホウ酸溶液の濃度の制御により、それぞれの酸化物薄膜が得られることが明らかとなった。また、反応過程におけるin situ AFM,insituの表面電荷測定により、薄膜形成初期段階における誘導期間(薄膜成長が見られない期間)においては、基板上における酸化物の核生成反応が進行していることが明らかとなった。

さらに、従来フッ化物の沈殿が生成されるため、LPD法による薄膜合成が困難であるとされてきた希土類イオンをキレート化し、フッ化物含有の水溶液内で安定化することによって、希土類含有酸化物薄膜を調製に成功した。
仮像形成相転移を利用したエナメル質類似組織の構築

最終年度目標であったアメロゲニンのエナメル質形成に及ぼす影響を解明すると共に、本研究で開発したACPナノ粒子圧縮成形基板を実際の歯科治療に応用するための予備研究を開始した。1)アメロゲニンの効果に関して:実験の結果、アメロゲニンはアパタイトの成長速度にほとんど影響を及ぼさず、アパタイトの前駆体である八リン酸カルシウム(OCP)の結晶成長機構に決定的な影響を与えていることが判明した。すなわち、ACP基板を用いた人工エナメル質形成過程において、アメロゲニンの存在により、基板上に形成したOCPの形態が薄板状からアパタイトに酷似した長柱状に変化した。成長層のXRDパターンにはOCP特有の低角度ピークが消失しているが、TEM及びSAED解析から結晶がOCPであることを確認した。つまり、過去の研究においてアメロゲニン存在下で確認された「エナメル質様アパタイト」はOCPの可能性がある。とすれば、エナメル質形成期にOCPが存在していることになり、歯の形成機構を再考する必要がある。本結果に関する論文は現在投稿準備中である。2)象牙質再生に関して:ACP基板をヒト歯の象牙質再生に応用する研究を開始した。in vitroにおいて豚歯髄より抽出した歯髄細胞を象牙芽細胞に誘導分化し、象牙質様アパタイトの形成実験を行った。この実験において外部添加物質(ミダゾラム)によるアパタイトの形成促進を行うと共に、形成したアパタイトのマクロ及びミクロ結晶構造を、ACP基板中のACPナノ粒子が相転移したアパタイトの結晶構造と比較検討した。その結果、両アパタイトはマクロ、ミクロ構造が全く同一であり、化学組成も酷似することが判明した。この知見は、ヒト象牙質形成過程でACPからアパタイトへの相転移が起こっていることを意味し、ACPを象牙質の迅速再生に利用可能なことを示す。結果は査読付き国際誌(IJMS)に掲載された。本研究の目的は、人工エナメル質、すなわちc軸配向した高結晶性HAP(アパタイト)ナノロッド群の密充填構造を室温、擬似生理環境場で迅速に形成することである。これは、現在、貴金属あるいはコンポジットレジンを用いてしか治療できない虫歯欠損歯を、初めて自然歯と同等の材料で治療可能な道を開く極めて革新的な技術となる。当初の研究計画では、本年度は八リン酸カルシウム(OCP)の迅速作成方法を開発したのち、同結晶群を基板成形して、その上にOCP-HAPの仮像形成相転移反応を利用してHAPナノロッド構造の基礎となるアモルファスHAPを構築する研究を行う予定であった。しかしOCP以外のリン酸カルシウム塩類も基板として試した実験の結果、アモルファスリン酸カルシウム(ACP)ナノ粒子を圧縮成形するとセラミックス様の硬質基板となり、この基板を37°C弱酸性リン酸カルシウム溶液(擬似生理環境)に浸漬するだけで、「OCP及びアモルファスHAPを経ずに基板上にエナメル質類似構造を直接形成できる」ことが判明した。形成したHAP層の成長速度は約1μm/hであり、この値は擬似生理環境場での過去のアパタイト形成速度の報告例中、最も速い。また成長層は高結晶性HAPであり、c軸配向度はほぼ100%である。更に、HAPナノロッド結晶群のCa/Pモル比は1.64でエナメル質のそれに非常に近い。このHAPナノロッド群は、ACPナノ粒子からHAPナノ粒子への直接相転移、及びそれに続くgeometrical selectionにより形成すると結論された。形成したHAP層の機械的強度(弾性率と硬度)は、いずれも自然歯エナメル質に近い値を呈する(報告値の下限程度)。本年度の研究成果結論:本研究の最終目的であった、人工エナメル質作成技術開発の90%は既に達成した。論文2報投稿中、特許出願中、プレス発表準備中。最終目的であったエナメル質類似構造、すなわち高結晶性HAPナノロッド結晶群の一方向配列構造作成を、本年度で既に達成できたため。作成手法においても、当初予定していたOCPからの相転移を利用するより遥かに簡便で且つ迅速な手法(アモルファスナノ粒子の相転移)を活用する新たな手法を開発できた。また、作成した人工エナメル質構造の機械的強度測定からヒトエナメル質の強度に近い値が得られており、エナメルタンパク質の併用により、ヒトエナメル質に限りなく近い強度達成が現時的になったため。本研究の最大目標であるエナメル質類似組織(人工エナメル質)を迅速作成する基礎技術は、昨年度に達成した。その概要は、圧縮成形アモルファスナノ粒子基板を用いて、表面に一配向アパタイトナノロッドの密充填構造を作るものであった。本年度はナノロッドの充填度に関する詳細な研究を行う予定であったが、予想よりも簡単にデータが得られたため、人工エナメル質の作成技術を新規骨代替材料創製に応用した成果、及び人工エナメル質組織形成に対するフッ素イオンの効果を検証した成果を合わせて述べる。1)人工エナメル質組織におけるアパタイト結晶の充填度に関して:アモルファスナノ粒子基板の成形圧力を変えるだけで、ナノロッドの幅及びナノロッドの数密度を簡単にコントロールできることを証明した。具体的には、基板成形圧力を5MPaから60MPaに変化させると各ナノロッドの幅が約1/3に減少し、数密度は5倍に上昇した。2)アパタイトナノロッドの充填度に関するエナメルタンパク質の影響:豚歯牙組織から抽出したアメロゲニン及びエナメリンを含むタンパク質溶液を、人工エナメル質を作成する擬似生理リン酸カルシウム溶液中に添加してナノロッド形状及び充填度に対する影響を調べた。

研究は現在進行中であるが、特にOCPとアパタイトが形成する臨界のフッ素イオン濃度近辺において、ナノロッドの形状と充填度が大きく変化するデータが得られている。3)人工エナメル質作成技術の骨代替材料作成への応用:新生骨誘導能力に優れたOCPをβ-TCP基板上に作成することに世界で初めて成功した。圧縮成形β-TCP基板上にOCP結晶層をコーティングし、且つ基板のTCP粒子のサイズをナノ化することでOCPの構造と化学組成をコントロール可能なことを示した。4)フッ素イオンの効果:アパタイトナノロッド及びOCPが形成するフッ素イオン濃度に関する詳細な条件を確立した。本研究の目標である人工エナメル質形成技術の確立、及び形成組織に対するエナメルタンパク質の効果検証に関しては、平成29年度終了時点で99%終了している。研究過程における副次的な成果として、人工エナメル質作成技術を新規骨代替材料の創製に応用することに成功した。加えて人工エナメル質を作成する溶液中の微量フッ素イオンの濃度を変えることで、アモルファスナノ粒子基板上に形成する結晶群を「歯組織特有物(アパタイト)から骨組織特有物(OCP)」に任意にコントロールできる技術を開発した。これらの成果は全て特許出願しており、当初の計画を大きく超えて研究が進展していることは明白である。更に本研究の応用として、共同研究先である鶴見大学とのプロジェクトも複数進行している。それらは、アモルファスナノ粒子基板を用いたヒトセメント質組織の再現(これまでに成功例なし)、アモルファスナノ粒子とジルコニア基板を組み合わせた新たなインプラント用材料創製、象牙芽細胞を用いた人工象牙質の形成、等である。これらの進展は、研究計画が当初の予想を遥かに超えて大きな広がりを見せていることを意味する。最終年度目標であったアメロゲニンのエナメル質形成に及ぼす影響を解明すると共に、本研究で開発したACPナノ粒子圧縮成形基板を実際の歯科治療に応用するための予備研究を開始した。1)アメロゲニンの効果に関して:実験の結果、アメロゲニンはアパタイトの成長速度にほとんど影響を及ぼさず、アパタイトの前駆体である八リン酸カルシウム(OCP)の結晶成長機構に決定的な影響を与えていることが判明した。すなわち、ACP基板を用いた人工エナメル質形成過程において、アメロゲニンの存在により、基板上に形成したOCPの形態が薄板状からアパタイトに酷似した長柱状に変化した。成長層のXRDパターンにはOCP特有の低角度ピークが消失しているが、TEM及びSAED解析から結晶がOCPであることを確認した。つまり、過去の研究においてアメロゲニン存在下で確認された「エナメル質様アパタイト」はOCPの可能性がある。とすれば、エナメル質形成期にOCPが存在していることになり、歯の形成機構を再考する必要がある。本結果に関する論文は現在投稿準備中である。2)象牙質再生に関して:ACP基板をヒト歯の象牙質再生に応用する研究を開始した。in vitroにおいて豚歯髄より抽出した歯髄細胞を象牙芽細胞に誘導分化し、象牙質様アパタイトの形成実験を行った。
音声生成における高次機能から末梢機能までの計測とモデル化に関する研究

本研究では、従来の生理学的発話機構モデルを末梢器官モデルとして精密化し、ハイレベルモータ表現からローレベルモータ表現への写像を取り入れ、ニューロン計算モデルを構築して、幼児の言語音声学習の模擬によりモデルの妥当性を確認した。母音学習実験では、なじみのない音声を知覚するとき、被験者は母語音響空間に投影することでバーチャルターゲットを形成し、そのターゲットに接近するように学習していることを示唆した。人間の音声生成では、発話計画や調音器官の運動制御、聴覚による発話のスクリーニングなど、脳の高次機能から旨生理物理運動までの過程が関わっている。人間の音声生成機能に関連する、言語音声の獲得や発話障害などの未解明問題が山積しているが、技術的・倫理的な制限のため、実験的な手法により解明することが困難である。そこで、本研究は、生理学的発話機構モデルを基に、発話計画、発話運動制御、視覚・聴覚フィードバックなど脳の高次機構を取り入れ生理学的ニューロン計算モデルを構築し、モデルによるシミュレーションと計測データとの比較により、人間の音声生成過程および発話障害の解明を行っている。平成22年度では、我々は観測データに基づいて、本グループが開発した生理学的発話機構モデルを3次元的に精密化し、生理学的発話機構の連続型モデルを実現した。このモデルを用いて幼児の発音学習過程を模擬しながら、筋活動空間(運動指令)から音響空間への投影関係を考察して、モデルの制御法を検討した。音声知覚による調音への影響を考察するため、我々は復唱による母音学習過程を計測した。そこで、なじみのない母音の学習過程における復唱音声と調音位置を磁気センサシステム(EMA)により同時に測定した。復唱による母音学習過程においては、目標母音の知覚および、復唱音声と目標母音との音響的な差が調音位置の更新に影響を与えていると想定したうえ、音声知覚から調音位置決定へのマッピングを表す聴覚誘導の音声生成(AGSP)関数を定式化した。その結果,学習過程では目標母音を被験者の現有音響空間に射影しバーチャルターゲットを形成して、そのバーチャルターゲットに接近していることを示唆した。また、音声生成と知覚の相互作用が生じた場合の脳活動部位を特定するため、fMRIを用いて変形聴覚フィードバック呈示時の脳活動計測を行った。人間の音声生成では、発話計画や調音器官の運動制御、聴覚による発話のスクリーニングなど、脳の高次機能から生理物理運動までの過程が関わっている。平成23年度は、観測データに基づいて、本グループが開発した生理学的発話機構モデルを用いて幼児の発音学習過程を模擬しながら、筋活動空間(運動指令)から音響空間への投影関係を考察して、モデルの制御法を検討した。また、調音筋に部分的に障害があった場合の代償機能について、モデルを用いて検証を行った。人間の第二言語習得過程における音声生成と知覚の関係は未知な要因が多く存在している。本研究では、復唱による母音学習過程に着目し、長期間にわたって、被験者の復唱音声と内観を分析することで、学習において利用される音響特徴量や学習過程における知覚カテゴリの変化を考察した。その結果、復唱学習実験における被験者の内観から学習途中には目標母音に対する知覚カテゴリの変化が生じたものと生じなかったものが見られた。これは、人間の知覚および調音空間上には音響的にも調音的にも安定した場所と不安定な場所が存在しており、音響的にも調音的にも安定した場所を探索するように学習が行われている可能性が考えられる。このことは調音目標の形成においてQuantal Theoryにより記述された現象が存在することを明らかにした。平成24年度では、我々は観測データに基づいて、本グループが開発した生理学的発話機構モデルをを用いて幼児の発音学習過程を模擬するため、新しい制御方法を開発した。まず、従来数個離散点の代わり、舌と下額の輪郭を用いる制御法の開発を試みた。筋活動の組み合わせにより調音運動を生成し、主成分分析により調音空間を構築して、調音目標から運動指令空間への投影関係を創立した。発話制御には、フィードフォーワード制御が主に熟練な発話の制御方式とされるが、フィードバック方式は調音目標から運動指令空間へのフィードフォーワードマッピングの学習には役を果たしている。本研究では、フィードバックとフィードフォーワードと取り入れ、新しい制御を構築して、モデルを用いて検証した。我々は、短期多感官記憶が多感官情報による認知整合への影響を研究するため、元に生態的に関連のない音声と画像を試料として、被験者にその関連を学習させた上、多感官の意味プライミング実験を行った。

その結果、プライミング画像及び目標音声は多感官の記憶と一致したとき、被験者の応答時間が短く、しかも100-160ms gamma波領域での活動は不一致である場合より著しく増強された。不一致である場合では、N400の効果を引き起こす。N400の変化は、音声からマルティモダリティの意味ネットワークへの射影過程には意味ネットワークが短期多感官記憶の影響を受けられることを示唆していると思われる。gamma波領域活動の増幅は、音声と画像による刺激とワーキングメモリーにある多感官記憶へのマッチング過程を反映している。N400とgamma波の源を限定した結果は,MTGが多感官情報の意味マッチングにより促進された。本研究結果は、短期多感官記憶による多感官の情報間の関連と長期記憶は多感官意味プライミングの変調には特に差はなかった。本研究の計画は基本的に合理的で、実験はおおむね順調である。生理学的音声生成モデルの制御方法と復唱による学習過程についていくつかの成果を挙げた。それらの成果を3つの学術雑誌論文と9つの学会研究発表にまとめた。平成24年度は、音声生成の生理学的ニューロン計算モデルの構築とモデルによるシミュレーションを中心として研究を展開する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究成果を基に、音声生成の生理学的ニューロン計算モデルの構築を行う。多様な条件を設定し、モデルのパラメータを変動させながら、個々構成要素の挙動および全体機能を調べる。モデルシミュレーションについて、音声生成過程の模擬、言語音声獲得過程の模擬および発話障害の模擬を行う予定である。さらに、上記のシミュレーション結果と生理データを比較することによって、人間の音声生成メカニズムについて考察を行う。これにより、言葉の鎖における脳高次機能から末梢器官までの機能的役割を明確化させる。
最適化基礎理論の数学的手法による研究

最適化理論は数学理論のいろいろな手法を取り入れ、応用数学の多くの分野に重要な役割を果たして来ている。現在は、実社会の各種の管理計画や作業計画に最適化の手法は既に使われて来ている。今回の研究では、最適化理論の基礎を数学的に再構成する事が目的であり、特にベクトル値関数に関係する最適性の条件に新しい概念を導入し、幾何学的な側面の考察で新しい知見を加える事が出来た。更に、確率的な現象への最適化理論の適用には、確率的な現象は無作為的な観察結果で数学理論の適用が困難に思いたが、統計理論の逐次解析の手法を取り入れて、観測を逐次に蓄積して得られる情報を、増加させながらこれを有効に使い解析する、新しい手法を前進させる事が出来た。また、動的計画理論との関連を考察し、時間的に変化する現象の最適化計画では、現象が非常に複雑な状況で数学理論の適用が困難であり、正確な数学的な最適解を求める事については良い結果が出ていなかった。しかし、摂動と言う概念を導入し、近似解の存在条件を示し、この近似解が充分に有意義な解になりうる事が示されたので、成果を数学と経済学に関する国際会議に報告した。この論文はLecture Notesに掲載される。これからの高度情報化社会の発展と共に、最適化理論の適用は社会の重要な関心事になって来ている。しかし、数学的な理論付けが遅れており、この理論付けがこれからの重要な課題になって来ており、あらゆる数学、特に関数解析学理論や関数方程式論、幾何学理論等の側面からの総合問題として位置づける事が必要になるし、また実社会における管理や作業計画問題等への高度の適用もより重要になるものと思われる。
ブタ腸管腔内に存在するIgGの免疫的な重要性を解明する

ブタを健康に飼養するために,彼らの免疫を理解することは重要である。免疫のとくに重要な因子として,古くから「抗体」の存在が知られている。抗体は構造及び機能で幾つかの種類があり,主に血液内を循環するIgG,粘膜組織から分泌されるIgAが量として最も多い。一方で,腸管管腔内にはIgAと同程度の量のIgGも存在していることは既に認識されているが,これまでその機能については検討されていない。本研究では,腸管内に分泌されるIgGの免疫的役割を解明することを目的とした。市販ブタ流行性下痢(PED)ウイルスワクチンを購入し,繁殖母豚へ用法用量通りワクチネーションを行った(V群)。ワクチン未接種の母豚も設け,比較対照とした(C群)。通常分娩後,1日齢(分娩直後),21日齢(離乳時),35日齢(離乳前期飼料給餌終了時)及び60日齢(離乳後期飼料給餌終了時)で剖検を行った。回腸から無菌的にパイエル版を採取して,常法により初代培養細胞を採取した。これらの培養細胞に,PED抗原を添加する培養区,添加しない培養区を設け,培養後のIgG濃度をELISAで測定した。その結果,1日齢ではV及びC群間のIgG産生に変化は認められなかったが,21日齢では,PED抗原を添加していない培養区間で,V群がC群よりもIgG濃度が高値を示した。離乳以降でもこの傾向は継続し,35及び60日齢でも同様のIgG高値化が認められた。一方で,C群ブタの脾臓にPED抗原を添加したところ,21日齢でのみ顕著なIgG産生亢進作用が認められた。以上の結果から,母豚へのPEDワクチン接種でも,腸管管腔内でのIgG産生亢進が認められたことから,IgGも腸管内で何らかの機能を有している可能性が示唆された。
ゼオライト細孔構造規制を利用した選択的環化反応

チタンを骨格に含んだゼオライトを触媒とし、過酸化水素を酸化剤とした液相酸化反応により、不飽和アルコールから一段で選択的にテトラヒドロフラン環やテトラヒドロピラン環を有する生成物を合成する反応を開発した。ゼオライトの構造ならびに細孔径の影響、温度、共存溶媒の効果についての検討を行った。Ti-Betaを用いてより多環式不飽和アルコールなど、嵩高い基質の酸化と続いての環化を行ったところ、TS-1では転化率も環化選択性も低い基質を効率よく環化させることができた。シリカ源としてSi(OEt)_4(TEOS)ならびにRSi(OEt)_3(RTES)、Ti源としてTi(OBu)_4を用いヘキサデシルトリメチルアンモニウムカチオン存在下、140°Cでの水熱合成により、Ti-MCM-41の有機基を直接導入することに成功した。とくにRTESとして、C1(CH_2)_3Si(OEt)_3を用いると構造規則性を保ちつつTiの導入量を高くできた。Rの小さいときd間隔は増加し細孔径は増加したが、Rをペンチル、フェニルとすると構造規則性の低下と細孔径の減少傾向が見られた。有機基導入による疎水性の増加は水の単層吸着量の減少から窺うことができた。各種の不飽和アルコールのエポキシ化触媒として、有機基導入前より活性が大きく向上した。酸化剤としてはTS-1と異なりtert-ブチルヒドロペルオキシドが優れ、エンド付加生成物も得られた。有機基の導入により環化反応が抑制されエポキシドでとまる傾向がみられ、シラノール基の減少により酸性が低下するためと推測された。