hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
本邦古生代〜中生代初期小型有孔虫類の研究総括

上記のような研究過程である程度明らかになったことは、石灰紀前期とペルム紀後期に地球的規模の対比が可能なきわめて特徴的な群集があること、西南日本外帯と北海道において三畳紀の小型有孔虫群集が新たに定義される可能性があること、石灰紀からペルム紀にかけて古生物地理区の変化がかなり激しく、プレートテクトニクスおよび海水準変動との関連を明らかにする資料が整備される可能性が見いだされたことなどが揚げられる。本研究は、わが国の古生代中生代初期の小型有孔虫類に関するmonographをつくるための基礎資料を収集して、記載・報告されているすべての種についてその内容を再検討し、試・資料の管理システムが完成した段階で正しい同定および検索が可能である基礎資料を整備することにあり、当該年度の研究は、昨年度の継続とまとめを行った。本年度当初の計画にしたがって、東北大学・筑波大学・東京大学・兵庫県立自然誌博物館・秋吉台科学博物館・九州大学などにおいて発表されている種の標本、資料を解析した。また、完全な標本をうるために模式地においてtopotype specimensを採取して再検討も行った。本年度は、まず記載されている標本、未記載だが図版整理されている種、リストとしてのみ報告されている種のすべてについてその産出年代および地域を区別したBibliographを完成し、全ての種の索引リスト(アルファベット順・分類単位順)を整備した。その結果を日本古生物学会(平成8年1月27日)で発表した-発表内容の主なものは、古生代シルル紀1種、石灰紀前期98種、石灰紀中後期46種、ペルム紀前期33種、ペルム紀後期35種、三畳紀中期に10種、三畳紀後期に30種がわが国から報告されているが、Endothyra属の種の同定に典型的にみとめられるように、属種の分類のための基本的要素の解析がきわめて不十分であることが明らかになったこと、および化石層位学的な価値の吟味が不十分であることをあきらかにしたことである)。
医療用セラミックス表面のレーザー誘起周期構造形成機構解明と新しい制御手法の開発

医療用インプラントとして用いられるジルコニアセラミックス表面に、パルス幅が短いフェムト(10の-15乗)秒レーザーを適切な条件で照射することで、周期が数百nmから1μm程度の微細な構造による表面修飾が可能であることを見出した。レーザーを用いる表面修飾方法は高精度でかつ非接触であることから医療用部材に適した方法である。医療用部材応用のために機能性材料膜の形成や部材の機械強度評価を進めている。本研究では周期構造形成の時間発展測定を行い形成機構を明らかにすること、および周期構造の新しい制御方法を開発することを目的とする。
大強度パルス相対論的電子ビームによる土壌中の揮発性有機化合物の無害化

大強度パルス相対論的電子ビーム(Pulsed,Intense Relativistic Electron Beam:PIREB)を土壌に照射して、土壌中の揮発性有機化合物(Volatile Organic Compounds:VOC)を無害化することを最終的な目的とし、1.模擬汚染土壌中のVOC濃度変化のPIREB照射回数依存性、および、2.PIREBを土壌に照射した際に発生する制動エックス線の数値シミュレーションを行った。カイネティク・エネルギー2MeVのPIREBをVOCとしてホルムアルデヒド36%溶液を含ませた模擬土壌試料(長さ230mm、直径100mm、密度1g/cm2、水分39%)に照射し、処理実験を行った。初期ホルムアルデヒド濃度が300ppmにて、1回のPIREB照射後で200ppmに、2回照射後で150ppmに低下した。しかしながら、3回目のPIREB照射でホルムアルデヒド濃度は上昇に転じ、240ppmとなった。以後、4回、5回とPIREB照射を重ねても240ppm前後で推移し、VOCの処理が行われなかった。この原因の調査検討を試みたが、その詳細を解明するには至らなかった。制動エックス線の発生と伝搬に関しては、土壌の表面付近(PIREBの進入直後)にて大部分のエックス線が発生すること、および、エックス線はPIREBの数倍の深さまで土壌中に進入することが分かった。これより、土壌深部でのVOC処理には制動エックス線の寄与が大きいと考えられる。大強度パルス相対論的電子ビーム照射による土壌中の揮発性有機化合物の無害化実験用の土壌処理チャンバの設計、製作および基本特性の評価を行った。チャンバにはハニカム状に多数の小穴を設けたフランジに厚さ数十μmのチタン膜を組み合わせた電子ビーム照射窓を採用して、真空側(電子ビーム発生装置)と大気側(汚染土壌試料)の密封遮断を確実に行い、なおかつ、電子ビームがチャンバ中に効率的に入射するように設計、製作した。照射窓の光学的透過率は50%以上である。また、電子ビームの進行方向に沿って仕切り窓を設けてチャンバを2分割して電子ビーム入射の上流側と下流側の2つの領域に分けて汚染土壌試料をチャンバ内に装填できる構造とすることにより、電子ビームの土壌への進入深さと揮発性有機化合物の無害化特性の関係を吟味することが可能となっている。さらに、電子ビームモニタ用の電流センサー、揮発性有機化合物測定用のVOC濃度計、副生成物ガス観測用のガス検知管、および、制動エックス線計測用のエックス線測定器の各種モニター機器の接続ポートを有する構造とした。製作したチャンバを電子ビーム発生装置に接続して真空試験を行った結果、良好な密閉遮断特性が得られ、チャンバの接続が電子ビーム発生特性に影響を及ぼさないことが確認された。また、チャンバ固有の化学特性を吟味するため、空のチャンバ(大気を充填)に大強度パルス相対論的電子ビーム(最大エネルギー2MeV、ピーク電流2kA、パルス幅50ns)を照射し副生成物ガスの観測を行った結果、揮発性有機化合物の濃度測定を妨げるチャンバ固有の副生成物ガスの発生のないことが分かった。大強度パルス相対論的電子ビーム(Pulsed, Intense Relativistic Electron Beam: IREB)を土壌に照射して、土壌中の揮発性有機化合物(Volatile Organic Compounds: VOC)を無害化することを最終的な目的とし、1.土壌中への電子ビームの進入・エネルギー付与特性の解明、2.電子ビーム照射による模擬汚染土壌中のVOC濃度変化の測定、3.土壌中へのIREB進入の数値シミュレーションを行った。カイネティク・エネルギー2MeVのIREBを模擬土壌試料(長さ230mm、直径100mm、密度1g/cm^2、水分39%)に照射したところ、IREB電流は土壌試料入射端で0.41kA、試料末端で0.12kAであった。試料末端で電流が確認されたことからIREBは十分に土壌中に進入する能力があることが確認され、試料中で0.29kAの電流減少が認められたことから土壌へのエネルギー付与も確認された。VOCとしてホルムアルデヒド36%溶液を含ませた汚染土壌試料に上記のIREBを照射したところ、ホルムアルデヒド濃度は、照射前の60ppmが、1回照射後で50ppmに、2回照射後で40ppmに、3回照射後で30ppmに、4回照射後で20ppmに減少した。しかしながら、5回照射以後は濃度の低下は認められなかった。さらに、初期ホルムアルデヒド濃度が300ppmでは、1回のIREB照射後で200ppmに、2回照射後で150ppmに低下した。これらの結果より、IREB照射による汚染土壌中のVOC(ホルムアルデヒド)処理の成功が確認された。くわえて、数値シミュレーションでは、土壌およびIREB照射窓のモデル化、土壌がない場合のIREBの進入特性の計算(土壌がある場合の比較対象用)を行った。

カイネティク・エネルギー2MeVのPIREBをVOCとしてホルムアルデヒド36%溶液を含ませた模擬土壌試料(長さ230mm、直径100mm、密度1g/cm2、水分39%)に照射し、処理実験を行った。初期ホルムアルデヒド濃度が300ppmにて、1回のPIREB照射後で200ppmに、2回照射後で150ppmに低下した。しかしながら、3回目のPIREB照射でホルムアルデヒド濃度は上昇に転じ、240ppmとなった。以後、4回、5回とPIREB照射を重ねても240ppm前後で推移し、VOCの処理が行われなかった。この原因の調査検討を試みたが、その詳細を解明するには至らなかった。制動エックス線の発生と伝搬に関しては、土壌の表面付近(PIREBの進入直後)にて大部分のエックス線が発生すること、および、エックス線はPIREBの数倍の深さまで土壌中に進入することが分かった。これより、土壌深部でのVOC処理には制動エックス線の寄与が大きいと考えられる。
光化学的酸化還元を利用するカーボンナノチューブの新規分離法

本研究では、カーボンナノチューブ(CNT)の光励起を介した酸化還元反応を利用して、任意のCNTだけを合目的に分離・精製することを目指した。任意のCNT異性体に対し、その電子準位に合う適切な電子供与体(D)および電子受容体(A)を可溶化剤とし、光励起が介在した電子授受によりその可溶化能を失うよう分子を設計する。これにより、電子状態依存的に特定成分のCNTを回収できると期待した。本年度ではまず、D分子としてCu(II)とバソフェナントロリンジスルホン酸(BPS)との1:2錯体が可溶化剤として適切であることを明らかにした。さらに、Cu(I)に対する配位能が高いバソクプロインジスルホン酸(BCS)の共存下で、Fe(II)による還元反応を行った結果、CNTと分子構造的に相互作用することができないCu(I)(BCS)_2およびFe(II)(BPS)_3錯体の生成によりCNTが完全に凝集した。凝集は還元反応を起点としているため、今後CNTの光励起を利用した還元反応を検討する上で、Cu(II)(BPS)_2錯体がD分子として有効である。続いて、上述のような可溶化分子の立体構造の変化が、カーボンマテリアル分散状態に与える影響を評価するため、評価の容易なフラーレンC_<60>をターゲットとした可溶化を試みた。pHにより開閉機能を有する環状分子・シクロデキストリン(CD)を合成し、CDによるC_<60>の包接挙動を評価した。pHが中性域では、CDが開構造をとるためC_<60>と2:1錯体を形成したが、弱酸性になるとCDが閉構造をとるため、C_<60>がCDから離脱した。この結果は、C_<60>のような疎水性分子であれば、pHによりその包接を制御できることを示しており、例えば生体中における弱酸性環境場を特異的に認識して疎水性薬剤を放出できるシステムが構築できると期待される。カーボンナノチューブ(CNT)は構造異性に伴って電子的性質を大きく変化させる特異な物質であり、その有用性からCNTの構造異性体分離について数多く検討されている。本研究では、CNTの光励起を介した酸化還元反応を利用して、ある特定の性質を有するCNTだけを合目的的に分離・精製することを目指す。具体的には、任意のCNT異性体を標的とし、そのHOMOおよびLUMO準位に合う適切な供与体分子(A)および電子受容体分子(D)をCNTの可溶化剤として用いる。すなわち、可溶化剤間の電子移動反応は、標的としたCNTの光励起が介在してはじめて可能になる。加えて電子を授受した際にその可溶化能を失うよう分子設計を施す。これにより、D分子およびA分子で可溶化されたCNTに光照射することにより、CNTの電子状態依存的にCNTの会合が促進し、特定成分のCNTを不溶物として抽出できることが期待できる。本年度ではまず、D分子の選定を行った。光励起されたCNTから効率よくD分子に電子を渡すためには、CNTが一本一本に孤立した状態で分散している必要がある。また、D分子は還元されることによりCNTから脱離して可溶化能を失うような分子である必要がある。これらの要求に合致するD分子として、Cu(II)イオンと水溶性配位子であるバソフェナントロリンジスルホン酸(BPS)との1:2錯体を可溶化剤として選定し、このCu(II)(BPS)_2錯体によるCNTの水溶化を試みた。その結果、Cu(II)(BPS)_2錯体は、一般的なCNT可溶化法である超音波を用いてCNTを高い孤立状態を有しながら分散できることを吸収スペクトル測定および透過型電子顕微鏡観察より明らかにした。また、このCNT/Cu(II)(BPS)_2分散水溶液に、Cu(I)に対する配位能が高いバソクプロインジスルホン酸(BCS)を共存させた状態で、Fe(II)イオンによる還元反応を行うと、完全にCNTが凝集することを示した。CNTの凝集は還元反応を起点としているため、今後CNTの光励起を利用した還元反応を検討する上で、Cu(II)(BPS)_2錯体がD分子として有効であることを明らかにした。

続いて、上述のような可溶化分子の立体構造の変化が、カーボンマテリアル分散状態に与える影響を評価するため、評価の容易なフラーレンC_<60>をターゲットとした可溶化を試みた。pHにより開閉機能を有する環状分子・シクロデキストリン(CD)を合成し、CDによるC_<60>の包接挙動を評価した。pHが中性域では、CDが開構造をとるためC_<60>と2:1錯体を形成したが、弱酸性になるとCDが閉構造をとるため、C_<60>がCDから離脱した。この結果は、C_<60>のような疎水性分子であれば、pHによりその包接を制御できることを示しており、例えば生体中における弱酸性環境場を特異的に認識して疎水性薬剤を放出できるシステムが構築できると期待される。
マイクロRNAを切り口とした歯周病・糖尿病によるアルツハイマー病への影響

認知症の原因の7割を占めるのがアルツハイマー病で、その治療・予防が喫緊の課題である。アルツハイマー病のリスク因子には慢性炎症(歯周病など)・生活習慣病(糖尿病など)などがあるが、データが不足している。一方、申請者のグループは、歯周病の病態に連動して発現するマイクロRNAの中で、アルツハイマー病に関連するものを発見した。そこで本研究の目的は、歯周病と糖尿病がアルツハイマー病の発症・進行にどのような影響を与えるかを、マイクロRNAを切り口に調べることである。通常ではアルツハイマー病を発症しないワイルドタイプマウスとアルツハイマー病を自然に惹起するモデルを用いて、歯周病のみ、糖尿病のみ、あるいはその相加・相乗作用でアルツハイマー病を引き起こすかどうか、および進行をさらに促進するかどうかを調べる。ワイルドタイプのマウス(C57BL/6の雄、10週齢)を対照群、歯周病群、糖尿病群、歯周病+糖尿病群の4群に分けた。対照群は通常食で飼育した。歯周炎群にはベースライン時に両側上顎第二臼歯と下顎第一臼歯に歯周病を惹起させるため絹糸を巻いて(イソフルランによる吸入麻酔下で巻く)、通常食を与えた。糖尿病群は高脂肪高蔗糖食(D12331; 58kcal% fatfrom coconut oil + 28kcal% sucrose, Research Diet)を与えた。歯周病+糖尿病群では、絹糸を臼歯に巻き付けて歯周炎を惹起して高脂肪高蔗糖食を与えた。4か月後の体重では、対照群・歯周病群に比べて、高脂肪蔗糖食を与えられた糖尿病群・歯周病+糖尿病群の体重が重くなっていた。Y字型の迷路試験では、4群間の正答率に有意な差はみられなかった。ワイルドタイプの研究結果が予定通り進んでいる。また、トランスジェニックのマウスの繁殖も始めているため。ワイルドタイプの研究結果をまとめる。また、トランスジェニックのマウスの繁殖が十分行えるように配慮し、N数が充足した時点で、予定している群間比較を行う。
バセドウ病眼球突出症、限局性粘液水腫の病因に関する研究

バセドウ病の合併症として古くから眼球突出症と限局性粘液水腫が知られている。しかしこの病変の成立機序は長く解明されないできた。我々はここにこの二つの病変の成立にはヒアルロン酸(HA)やプロテオグリカン(PG)の代謝の異常があることを初めて証明することができた。1)バセドウ病限局性粘液水腫の成因の解明:この病変部皮膚にHA、PGが存在することを我々はすでに明らかにした。皮膚線維芽細胞がこのPG過産生の責任細胞で、皮膚線維芽細胞を刺激してPGを産生する原因となるのがバセドウ病患者IgGであるかどうかを確かめるため、正常皮膚線維芽細胞を培養し、これに正常IgG、バセドウ病IgG、限局性粘液水腫を伴うバセドウ病IgG、眼球突出症IgGを添加して48時間培養し、最後の24時間^<35>SO_4と培養し、^<35>SO_4のPGへのとりこみを調べたところ、限局性粘液水腫を伴うバセドウ病と眼球突出症IgGで^<35>SO_4が特異的にPGにとりこまれ、これはグリコサミノグリカン鎖のサイズの延長やoversulfationでなく、PGのdegradationも変わらないことから、PGの合成の増加であることが明らかにされた。2)悪性眼球突出症では眼窩後組織に細胞浸潤と間質の増加が著しい外傷患者から得た眼窩後組織線維芽細胞のHA、PGの合成を調べると、皮膚線維芽細胞よりも眼窩後組織線維芽細胞の方が約4倍これらの産生量が多い。IGF-1、PDGF、IL-1、TGF-βと眼窩後組織線維芽細胞を培養すると、コンドロイチン硫酸をグリコサミノグリカンの主成分とする小さなPGと大きなPGを合成していることがわかった。IL-1やIGF-1はこのうち小さなPGを、PDGFやTGF-βは大きなPGを合成していることが明らかとなった。炎症性細胞の浸潤によりこれらのサイトカインが分泌され、線維芽細胞がPGを大量に合成分泌し、眼窩容積を増大し眼球突出をつくるものと思われる。〈背景〉バセドウ病では眼球突出症や前脛骨部限局性粘液水腫を合併することが希ではない。この病変の開因は今だ明らかではないが、病変部にヒアルロン酸やプロテオグリカンが畜積している可能性が組織化学的検査によって示されている。我々はこれらの畜積を化学的に解析してその特徴を明らかにする共に、線維芽細胞によるこれらの合成がどのように調節されているかを調べることにした。〈目的〉眼窩後組識線維芽細胞がどのようなglycosaminoglycan(GAG)やプロテオグリカンを作るか、またこの合成にバセドウ病IgGが影響するかどうかを検討した。〈方法〉眼窩外傷患者の手術時.及びバセドウ病眼症の手術時(オリンピアクリニック井上眼科)に組織片を得.線維芽細胞を分離して培養しconfluencyになった後.培養液を0.1%BSAを含む以外に他の血清成分を含まないものに変え.正常IgG、バセドウ病眼症IgG2mg/mlを加えて72時間培養し、最後の24時間.^3Hーグルコサミン、^<35>SO_4と培養したGAGやプロテオグリカンを抽出し、^3H、^<35>Sの取り込みを調べ.その量から合成量を調べた。ヒアルロン酸の合成は培養液中に分泌されるヒアルロン酸の量をイムノラジオメトリックアッセイで測定した。皮フの線維芽細胞を14才女性の整形外科手術時に得.0.1%bsa以外に血清成分を含まない培養液にて検査すべきIgGと72時間培養した。〈成績〉眼窩後組織線維芽細胞は皮フ線維芽細胞と異なり.コンドロイチン硫酸を主体とする大きなプロテオグリカンを合成する。バセドウ病眼症の患者線維芽細胞は外傷例と比較してヒアルロン酸、プロテオグリカンとも大量に合成している。バセドウ病眼症IgGは眼窩後組織線維芽細胞に作用して大きいプロテオグリカンの合成を修飾し、眼局性粘液水腫患者のIgGは正常IgGと異なり、線維芽細胞に作用してプロテオグリカンの合成を刺激することが明らかとなった。〈目的〉バセドウ病眼症はその病因が今だ明らかにされていない病態である。その実態に関しても形態学的に外眼筋などの眼窩後組織中にリンパ球浸潤があること、酸性ムコ多糖類の蓄積があることが報告されているにすぎない。今回我々は血清由来の成長因子が眼窩後組織の線維芽細胞を刺激し、過剰のヒアルロン酸やプロテオグリカン(PG)を産生することがバセドウ病眼症の原因であるかどうかを検討した。〈方法〉眼窩骨折の患者から得た組織片から線維芽細胞を培養し、細胞数が増加して培養が停止したところで10%ウシ胎児血清を除去して0.1%BSAに変え、72時間IGFー1、PDGFとインキュベ-トし、最後の24時間^<35>SO_4を加えて培養した。4M GdHclbufferによりPGを抽出、QーSepharose columnに吸着させて0.151.5M Naclで溶出、PGを精製して取り込まれた^<35>SO_4測定した。

PGの種類はchondroitinase AC,ABC,NO_2による処理で、大きさはsuperose 6 columnで調べた。〈成績〉(1)眼窩後組織から得た線維芽細胞は皮膚線維芽細胞と異なり、glycosaminoglycan chainはコンドロイチン硫酸であり、サイズの大きいPGとサイズの小さいPGを合成する。(2)IGFー1は主として小さいPGを、PDGFはサイズの大きいPGの合成を選択的に刺激する。(3)従ってバセドウ病眼症の成因は種々の原因によって産生される成長因子(PDGFは局所の炎症によっても血小板から放出される)により線維芽細胞が刺激され、線維芽細胞の形成する大きなPGが増加し、眼窩内容積を占めることにより眼球突出をはじめとするバセドウ病眼症を生ずるものと思われる。バセドウ病の合併症として古くから眼球突出症と限局性粘液水腫が知られている。しかしこの病変の成立機序は長く解明されないできた。我々はここにこの二つの病変の成立にはヒアルロン酸(HA)やプロテオグリカン(PG)の代謝の異常があることを初めて証明することができた。1)バセドウ病限局性粘液水腫の成因の解明:この病変部皮膚にHA、PGが存在することを我々はすでに明らかにした。皮膚線維芽細胞がこのPG過産生の責任細胞で、皮膚線維芽細胞を刺激してPGを産生する原因となるのがバセドウ病患者IgGであるかどうかを確かめるため、正常皮膚線維芽細胞を培養し、これに正常IgG、バセドウ病IgG、限局性粘液水腫を伴うバセドウ病IgG、眼球突出症IgGを添加して48時間培養し、最後の24時間^<35>SO_4と培養し、^<35>SO_4のPGへのとりこみを調べたところ、限局性粘液水腫を伴うバセドウ病と眼球突出症IgGで^<35>SO_4が特異的にPGにとりこまれ、これはグリコサミノグリカン鎖のサイズの延長やoversulfationでなく、PGのdegradationも変わらないことから、PGの合成の増加であることが明らかにされた。2)悪性眼球突出症では眼窩後組織に細胞浸潤と間質の増加が著しい外傷患者から得た眼窩後組織線維芽細胞のHA、PGの合成を調べると、皮膚線維芽細胞よりも眼窩後組織線維芽細胞の方が約4倍これらの産生量が多い。IGF-1、PDGF、IL-1、TGF-βと眼窩後組織線維芽細胞を培養すると、コンドロイチン硫酸をグリコサミノグリカンの主成分とする小さなPGと大きなPGを合成していることがわかった。IL-1やIGF-1はこのうち小さなPGを、PDGFやTGF-βは大きなPGを合成していることが明らかとなった。炎症性細胞の浸潤によりこれらのサイトカインが分泌され、線維芽細胞がPGを大量に合成分泌し、眼窩容積を増大し眼球突出をつくるものと思われる。
情報社会システムにおける人間行動の潜在構造的研究

[1]青年層のマスメディア反応と芸術活動マスメディアが青年層に潜在する意識・概念の構成に影響し、顕在する多様な言語・行動として観測されるモデルを、「わが国の芸術活動の動向に関する基礎研究」の資料を用いて青年の芸術活動の上で、諸種の潜在構造の数理的解法によって実証研究した。[2]社会科学分野における研究行動の潜在構造の国際比較成果として公表された文献を計量書誌学的に分析することにより研究行動を定量的に明らかにすることを目的とし、IBSSに収録された経済学文献および社会学文献のデ-タを用いて解析をおこなった。まず、文献で使用されている言語別の分布を通して、世界各国の社会科学分野の文献の出版状況の背後にある潜在構造(支配的言語、植民地支配の影響など)を明らかにし、さらに、国別にどのような主題(分類記号)に研究が集中しているかの分布構造の類似性を用いた階層的クラスタ-分析によって、各国の研究行動の特性を明らかにした。[3]潜在構造分析のための統計的解析法の開発(I)人間が種々の技術を学習する際の学習過程を説明するための、潜在クラスモデルを用いた潜在反応パタ-ンのパス分析法(II)構造化された潜在距離モデルを用いた潜在連続特性の階層評価法(III)探索的因子分析における母数の循環法による推定(IV)数値的デ-タを扱う調査票における調査項目の分割・併合を用いた完全デ-タの構築を因子分析モデルに導入した、EMアルゴリズムを利用した推定法(V)因子分析モデルでの、分散共分散行列の固有値分解を用いた独自因子分散行列に対する非反復推定法[1]青年層のマスメディア反応と芸術活動マスメディアが青年層に潜在する意識・概念の構成に影響し、顕在する多様な言語・行動として観測されるモデルを、「わが国の芸術活動の動向に関する基礎研究」の資料を用いて青年の芸術活動の上で、諸種の潜在構造の数理的解法によって実証研究した。[3]潜在構造分析のための統計的解析法の開発(I)人間が種々の技術を学習する際の学習過程を説明するための、潜在クラスモデルを用いた潜在反応パタ-ンのパス分析法(II)構造化された潜在距離モデルを用いた潜在連続特性の階層評価法(III)探索的因子分析における母数の循環法による推定(IV)数値的デ-タを扱う調査票における調査項目の分割・併合を用いた完全デ-タの構築を因子分析モデルに導入した、EMアルゴリズムを利用した推定法(V)因子分析モデルでの、分散共分散行列の固有値分解を用いた独自因子分散行列に対する非反復推定法
環境変動下におけるサケ科魚類の生活史多型の長期変動予測

サケ科魚類雄には二型(降海型と河川残留型)が出現することが知られている。これらの進化的出現機構と環境変動による出現頻度の動態を明らかにするために、その基礎的研究を行い、主に以下のような結果をえた。(1)野外実験によってサクラマスの産卵時における河川残留型雄(早熟雄)のに形態に働く選択勾配を、産卵行動とスニ-ク成功率などの行動によって測定した。適応度要素のうち、産卵床からの距離と体サイズに有意な関係が認められたことから、性選択は体サイズを大きくする方向で働いていることが明らかとなった。このことから、早熟雄の体サイズには早熟雄内における選択と従来から言われてきた分断選択とによって最適サイズが決定されていると考えられた。また、降海型には二次特徴や体サイズに選択がかかっていることが知られていることから、降海型と残留型の選択圧には差があることが示唆された。(2)北海道大学雨竜地方演習林にあるシュマリナイ湖に生息するサクラマスの相対的卵重量は他の地方のサクラマスのそれに較べて有意に小さいことが明らかとなった。このことから本湖に生息するサクラマスの生活史戦略は繁殖投資量を少なくする方向に変化している可能性がある。(3)ミヤベイワナの雄2型の受精成功率をフィンガープリントDNAを用いて測定した。その結果、一産卵あたりの早熟雄の総受精成功率は、その個体数の増加に伴い、17.5%まで増加したが、個体あたりの受精成功率は減少した。以上のことから、ペア産卵をする降湖型雌雄の周囲に倒流木や大石などの遮断物が多くなると、早熟雄の産卵への機会が増加するため、早熟雄の生涯繁殖成功度が大きくなる可能性を示す。環境変動に伴うサケ科魚類の生活史の変化を明らかにする目的で、以下の調査および実験を行った。得られた資料の大部分は現在分析中であるが、予備的な結果は次の通りである。(1)北海道シュマリナイ湖とその流入河川に生息するサケ科魚類の生活史を明らかにする目的で流入3河川に降下魚および遡上魚が捕獲できる梁(やな)を、5月初旬から9月下旬まで設置した。サクラマスの降下は5-7月、産卵遡上は8月から9月中旬に認められた。しかしその遡上数は多くはなかった。しかし上流には成熟した河川残留型雄が多数認められた。少数の繁殖行動の観察から、湖沼型雌雄の回りに極めて多数の河川型が産卵に参加することが明らかとなった。このことから本個体群における河川残留型雄の比率が高い理由として残留型の繁殖成功が高いことが示唆された。また、本個体群には残留型雌は出現しなかった。(2)サケ科魚類の生活史型の変動を予測するために、遡河回遊性集団としては分布南限域に近いアメマス個体群の構造および生活史特性に関する調査を行った。その結果、遡河回遊型が個体群の主体を構成するが、一部に河川残留型雌が出現することが明らかとなった。本種に見られる生活史変位は遺伝的基盤をもつ形質の発現に、成長速度などの後生的要因が作用することによってもたらされ、その変異は閾値反応モデルにより説明可能であることが示唆された。(3)北海道大学演習林内の自然河川に降海型由来のサクラマス、アメマス、ギンザケを放流しその生活史を追跡した。その結果、これら3種は放流後1-2世代で、完全な淡水型に変化することが明らかとなった。本年度はサケ科魚類の雄の多型における形態に働く選択圧と繁殖成功に関して実験を行った。

(1)野外実験によってサクラマスの産卵時における河川残留型雄(早熟雄)の形態に働く選択勾配を、産卵行動とスニ-ク成功率などの行動によって測定した。適応度要素のうち、産卵床からの距離と体サイズに有意な関係が認められたことから、性選択は体サイズを大きくする方向で働いていることが明らかとなった。このことから、早熟雄の体サイズには早熟雄内における選択と従来から言われてきた分断選択とによって最適サイズが決定されていると考えられた。また、降海型には二次性徴や体サイズに選択がかかっていることが知られていることから、降海型と残留型の選択圧には差があることが示唆された。(2)北海道大学雨竜地方演習林にあるシュマリナイ湖に生息するサクラマスの相対的卵重量は他の地方のサクラマスのそれに較べて有意に小さいことが明らかとなった。このことから本湖に生息するサクラマスの生活史戦略は繁殖投資量を少なくする方向に変化している可能性がある。(3)ミヤベイワナの雄2型の受精成功率をフィンガープリントDNAを用いて測定した。その結果、一産卵あたりの早熟雄の総受精成功率は、その個体数の増加に伴い17.5%まで増加したが、個体あたりの受精成功率は減少した。このことから、ペア産卵する降湖型雌雄の周囲に倒流木や大石などの遮断物が多くなると、早熟雄の産卵への機会が増加するため、早熟雄の生涯繁殖成功度が大きくなる可能性を示す。
抗癌剤耐性機序における熱ショック蛋白とapoptosis pathwayとの関連性の解明

これまでの研究結果から薬剤の種類に関わらず、薬剤耐性ガン細胞株では薬剤耐性獲得に伴い種々の熱ショック蛋白(HSP)の発現も増強し、多剤耐性の一部に関わっていることが明らかとなった。本年度の研究目的はHSPの発現様式の違いをHSPの転写因子の発現パターンから解析を行い、どのような機構によって、種々のHSPの発現が制御されているかをRT-PCR法やGel-Shift法で検討した。また、各種HSPやHSP転写因子に対するanti-sense oligoprobeを用いた薬剤耐性解除の方法を検討した。その結果HSEの発現様式は発現されているHSPの種類には関係なく抗癌剤耐性細胞ではある一定レベルに発現されており、従って、HSEではなくHSFの発現様式がHSPの発現様式の決定に重要であると考えられる。しかし、残念ながらHSFの発現様式の相違については本研究の期間内では明らかにできなかった。さて、一方anti-senseoligoprobeを用いた薬剤耐性の解除については十数種類のoligoprobeを作成しその効果を検討した。そのうち3種類に耐性解除の効果が見られた。特にHSP27に対するanti-senseoligoprobeはその効果が著明でHSP27の発現を抑制し、それによると考えられる耐性解除効果も見られた。TGF-β耐性HACC細胞ではTGF-βのみならず抗癌剤をすべて解除することができた。さらに興味あることはceruleninのような脂質代謝障害物質との相乗効果がみられ、HSP27が何らかの形で脂質代謝の過程に関与している可能性が高いことがわかった。しかし、他のHSPのanti-senseoligoprobeにはこのような効果は観察されなかった。HSP遺伝子によるapoptosis関連遺伝子の直接的な発現効果は観察されなかったが、HSP70やHSP27の遺伝子導入後にはBAX遺伝子の発現の減弱が見られた。この効果が直接HSP遺伝子によって引き起こされたものか否かは今後さらに検討を要する。抗癌剤耐性獲得に伴って熱ショック蛋白(HSP)の発現が高まることを見出し、しかも細胞内での発現のlocationも関連があることを示してきた。今回の検索ではまず、HSP27の発現が増強している抗癌剤耐性ヒト白血病細胞株およびヒト唾液腺細胞株においてHSP27のantisense oligonucleotideを加えて培養したところ、部分的ではあるが抗癌剤耐性の程度が解除されることを観察した。しかし、同時に数種のHSPを発現している抗癌剤耐性株ではその結果は著明ではなく、むしろFK506やcyclosporinAのような免疫制御剤でHSPsのmRNAの発現の低下が見られ、抗癌剤耐性の部分的解除やapoptosis誘導が容易になった。興味あることはFK506やcyclosporinAの添加によりbcl-xLのmRNAの発現が同時に現弱することが観察され、このことがapoptosis誘導を容易にする理由の一つと考えられる。ただし、現在のところこれらの薬剤がどのようにしてHSPsやbcl-xLのmRNAの発現を抑制しているのかは不明であり、今後更にその作用点の解明を進める予定である。一方、耐性になる抗癌剤の種類とHSPsの発現あるいは発現のlocationに関してはいまだ明らかな関連性は確定できず、さらに検索が必要である。

本年度の研究目的はHSPの発現様式の違いをHSPの転写因子の発現パターンから解析を行い、どのような機構によって、種々のHSPの発現が制御されているかをRT-PCR法やGel-Shift法で検討した。また、各種HSPやHSP転写因子に対するanti-sense oligoprobeを用いた薬剤耐性解除の方法を検討した。その結果HSEの発現様式は発現されているHSPの種類には関係なく抗癌剤耐性細胞ではある一定レベルに発現されており、従って、HSEではなくHSFの発現様式がHSPの発現様式の決定に重要であると考えられる。しかし、残念ながらHSFの発現様式の相違については本研究の期間内では明らかにできなかった。さて、一方anti-sense oligoprobeを用いた薬剤耐性の解除については十数種類のoligoprobeを作成しその効果を検討した。そのうち3種類に耐性解除の効果が見られた。特にHSP27に対するanti-senseoligoprobeはその効果が著明でHSP27の発現を抑制し、それによると考えられる耐性解除効果も見られた。TGF-β耐性HACC細胞ではTGF-βのみならず抗癌剤をすべて解除することができた。さらに興味あることはceruleninのような脂質代謝障害物質との相乗効果がみられ、HSP27が何らかの形で脂質代謝の過程に関与している可能性が高いことがわかった。しかし、他のHSPのanti-senseoligoprobeにはこのような効果は観察されなかった。HSP遺伝子によるapoptosis関連遺伝子の直接的な発現効果は観察されなかったが、HSP70やHSP27の遺伝子導入後にはBAX遺伝子の発現の減弱が見られた。この効果が直接HSP遺伝子によって引き起こされたものか否かは今後さらに検討を要する。
地球温暖化分子の空間分布測定用差分吸収レーザーレーダーの開発

赤外域の各波長におけるDIAL計測の検知下限についてのHITRAN分光データを用い詳細なシミュレーションを行った。その結果、地球温暖化に関連したCO_2、CO、CH_4、N_2Oの4分子については、距離分離DIALが実現可能であることが判明した。次に、アレキサンドライトラマンレーザーを用いて吸収線への同調を行った。アレキサンドライトラマンレーザーの同調域が限られているため、最適ラインには同調できないが、DIAL計測に必要な同調技術の開発を行った。吸収線への同調にはOG法とPAS法を併用して行った。室内の音響ノイズをさけるためPASセルを二重管にし、セルの中を真空に引き測定対象分子を詰められるように改良したものを用いた。本研究では、4分子の中でもCO_2分子への同調実験を行った。実際、同調したCO_2吸収線を用いて、ターゲットライダー(LPAL)では光路長180mで測定し、HITRAN分光データを用いて、吸収プロファイルのシミュレーションを行ったところ、実際の二酸化炭素了330ppmと一致した。最適ラインでなくても400m程度はDIAL計測できることがわかった。さらに測定域を拡大するには最適吸収線を用い、レーザーエネルギーを大きくし、望遠鏡を大きくすればよい。これは、OPOなど最適ラインに同調できるレーザーを適用することで可能になる。
各種制吐薬が体温調節性シバリングに与える影響についての研究

麻酔中の体温低下は種々の原因で生じ、その結果、覚醒後にシバリングを認めることがある。一方、周術期に麻酔薬等の影響で悪心嘔吐が起こることが多くあり、制吐薬を投与する機会も多い。今回、ウサギにおいて、各種制吐薬(ドロペリドール、トラベルミン注(ジフェンヒドラミン塩酸塩・ジプロフィリン注射液))をウサギに投与しシバリング閾値温度の変化を比較検討した。ドロペリドールはウサギのシバリング閾値温度を低下させ、トラベルミン注は変化させなかった。ドロペリドールは制吐作用と共にシバリング抑制作用も期待できる可能性がある。一方、トラベルミンはシバリング抑制作用は期待できない。手術中の体温は低下することが多く、その結果、術後の患者でシバリングが認められることがある。その結果、患者にとって重大な合併症が起こりうる。ウサギにおいて、各種制吐薬を投与したときのシバリングの閾値温度を調べ、シバリングと各種制吐薬の影響を調べる。ドロペリドールはブチロフェノン系の神経遮断薬であり、現在では主に麻酔中の制吐薬として使われる。ドロペリドールとシバリング閾値温度との関係は現在不明である。今回われわれは、ドロペリドールはシバリング閾値温度を低下させるという仮説を立て、検討した。予備実験の結果、2群間で比較検討を行うこととした。そのこと以外は、実験方法は研究実施計画の通りに行った。ニホンシロウサギ35羽を無作為に分け、コントロールのC群18羽、ドロペリドール投与のD群17羽とした。D群はドロペリドール5mg/kgを静注後、5mg/kg/hrで持続静注した。C群は同量の生理食塩液を静注および持続静注した。結果はunpaired Student's t testで統計処理した。シバリング閾値温度は、C群で38.2±1.0°C、D群で36.4±1.3°Cとなり有意差を認めた。つまり、ウサギにドロペリドールを投与するとシバリング閾値温度が低下した。以上の内容を平成26年5月に開催の日本麻酔科学会第61回学術集会において報告する予定である。麻酔中の体温低下は種々の原因で生じ,覚醒後にシバリングを認めることがある。ウサギにおいて、各種制吐薬を投与したときのシバリング閾値温度(ST)を調べ、シバリングと各種制吐薬の影響を調べる。昨年に引き続き、ジフェンヒドラミンとジプロフィリンの合剤であり,周術期の制吐剤として一般的に使われるトラベルミン注とSTとの関係を比較検討した。ジフェンヒドラミンは抗ヒスタミン薬であり鎮静作用がある。一般的に麻酔薬はSTを低下させるので,鎮静作用がある薬物はSTを低下させると推測される。我々は、トラベルミン注はSTを低下させるという仮説を立てた。ニホンシロウサギ60羽を、生理食塩水投与のC群,トラベルミン注0.02ml/kg投与のT0.02群,トラベルミン注0.2mg/kg投与のT0.2群に無作為に分けた。プロトコル違反または死亡のために6羽が除かれ、C群の17羽、T0.02群の18羽およびT0.2群の19羽を比較検討した。各群のSTの平均値±標準偏差はC群で39.1±0.9°C、T0.02群で39.3±0.2°C、T0.2群で39.2±1.0°Cであり,3群間に有意差を認めなかった(分散分析とTukey-Kramer's testで処理)。今回、STが変化しなかった原因として、投与量不足と薬剤の作用が考えられる。まず、ウサギに関する投与量の報告はないので、ヒトでの投与量をもとに、体重換算で投与量を決めた。投与量がウサギに影響を与える量であるという前提のもとで、ジフェンヒドラミンは閾値温度を上げたが、ジプロフィリンが閾値温度を下げ、両方の作用により、閾値温度が変化しなかった可能性がある。トラベルミン注にシバリングを抑制する作用を期待することはできない。

麻酔科学交付申請書に記載した研究計画では、シバリング閾値温度を調べる各種制吐薬として、ドロペリドール、メトクロプラミド、トラベルミン注(ジフェンヒドラミン塩酸塩・ジプロフィリン注射液)の3種類をあげている。2群間比較とはなったが、ドロペリドールについて比較検討を行い、平成26年度の日本麻酔科学会において発表する予定であり、また、トラベルミン注(ジフェンヒドラミン塩酸塩・ジプロフィリン注射液)の予備実験がおわり現在本実験施行中であるので、おおむね順調に進展している。現在、トラベルミン注(ジフェンヒドラミン塩酸塩・ジプロフィリン注射液)において、シバリング閾値温度の比較検討を行うため、次の3群に分け、実験中である。1生食を30分かけて静注した群、2トラベルミン注0.02ml/kgを30分かけて静注した群、3トラベルミン注0.2ml/kgを30分かけて静注した群。実験終了後、学会において発表の予定である。平成26年5月に開催の日本麻酔科学会第61回学術集会において報告する予定のドロペリドールのシバリング閾値温度の比較検討に関する内容については、今後論文作成予定である。本年度は予備実験が多く消耗品購入が少なくなり当該額を次年度に繰り越すこととなったが、次年度は本実験の施行が多く、当該額を使用予定である。消耗品として、制吐薬(トロベルミン注(ジフェンヒドラミン塩酸塩・ジプロフィリン注射液)、メトクロプラミド)、実験動物(ウサギ)、麻酔を施行するための麻酔薬やボンベ類、ウサギを手術するための物品、各種測定に用いるキット類等が、研究遂行のため必要で、これに使用する予定である。
不斉1、3-双極子付加反応による光学活性2-イソオキサゾリンの効率的合成法の開発

光学活性2-イソオキサゾリンは、還元的条件で容易にbeta-ヒドロキシケトン、gamma-アミノアルコール等の化合物へと変換できる有用な合成中間体であるが、エナンチオ選択的な光学活性2-イソオキサゾリンの合成法は未だ報告されていない。本研究では、アリルアルコールとニトリルオキシドとのエナンチオ選択的1、3双極子付加反応を開発を試みた。その結果、アリルアルコールにジエチル亜鉛、(+)-酒石酸エステル、続いてジエチル亜鉛を加えて亜鉛で架橋したアルコキシ亜鉛中間体を生成させた後、ヒドロキシモイルクロリドを作用させて反応を行ったところ、エチル亜鉛が塩基として働いてニトリルオキシドが系内で発生し、引き続く1、3-双極子付加反応がエナンチオ選択的に進行し、光学活性(R)-2-イソオキサゾリンが得られてくることを見出した。反応溶媒としては、エーテル系溶媒、トルエンに比べてハロゲン系溶媒の方が良く、ハロゲン系溶媒の中でも特にクロロホルムを用いた場合、極めて高い光学純度で対応する2-イソオキサゾリンを得ることができた。不斉源のエステル基の違いによる光学純度の違いはそれほど見られなかったが、イソプロピルエステルを用いた場合、特に収率良いことがわかった。最適条件下、種々のニトリルオキシドについて反応を行ったところ、何れの場合にもほぼ95%ee以上の高い光学純度で、対応する2-イソオキサゾリンを得ることを明らかにできた。本、1、3-双極子付加反応の特徴としては、1)極めて高い光学純度で、2-イソオキサゾリンを得ることができ、2)不斉源の導入、除去が不要であり、3)不斉源の酒石酸ジイソプロピルが、RRである(+)体、SSである(-)体のどちらも入手が容易であることから、2-イソオキサゾリン化合物の両鏡像体が合成できることが挙げられる。
触覚技術データベース構築のための双方向モーションコントロール

既往の科学技術は,人間が有する五感の中でも視覚と聴覚のみに留まっている。しかし,人間の技術の多くにおいて,実環境から得られる力覚・触覚は視覚情報・聴覚情報と同等に極めて重要な感覚情報である。したがって,今日社会的にも危惧されている熟練技術者のスキル保存や若手技術者に対するスキル教育・伝承という課題に対し,科学的解決策の提示を行うためには,この触覚情報技術の発展が大変重要なものとなる。本年度においては次のような研究実績を得た。1.加速度制御に基づく高い透明性を有するバイラテラル制御を応用することで,実世界触覚情報記録のための基礎技術を開発した。これはバイラテラル制御によって抽出した力覚情報から,環境インピーダンスの数値モデルを構築し保存することで実世界力覚情報を記録し,さらに力覚情報の再現を可能とした。また,この手法は人間の動作の記録にも拡張可能であることを実験的に示した。2.人間の微細動作の支援と記録を実現するためのミクロ/マクロバイラテラル制御技術の開発を行った。可変伝達率という新しいパラメータを加速度制御に基づくバイラテラル制御に導入することで,人間の動作を任意の動作比に拡大/縮小することが可能となることを示した。3.触覚情報に基づいたスキル教育システム実現のための基礎技術として,各操作者からの入力を調節する触覚伝達率というパラメータを導入した新しいマルチラテラル制御手法を開発した。
金属エネルギー資源を産出可能なグラフト高分子吸着材の開発

本研究は、放射線グラフト重合法より長鎖アルキル基を構造内に有するモノマーを予め高分子基材にグラフト鎖として導入したのち、導入したグラフト鎖が有するアルキル基とレアアースメタルに対して高い親和性を持つ金属抽出剤が有するアルキル基を疎水性相互作用により結合させ、抽出剤を吸着基として付与する事で高選択性グラフト吸着材を開発する。本年度は、吸着基の脱離を抑制するため、長いアルキル基(直鎖部分の長さC=18)を構造内に持つメタクリル酸オクタデシルを、放射線グラフト重合によりポリエチレン製不織布基材に導入したのち、レアアースに対して優れた分離性能を有する2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル(EHEP)を吸着基として導入して吸着材を作製し、レアアースであるジスプロシウム(Dy)、ネオジム(Nd)に対する吸着特性をカラムを用いた通液試験で評価した。作製した吸着材(EHEP導入量1mmol/g)を直径7 mmの円筒状カラムに充填したのち、DyとNdがそれぞれ10 mg/Lの濃度で共存するpH2の混合溶液を空間速度(SV)100 h-1の速度で通液し吸着試験を行った結果、通液開始直後においては全てのDy、Ndを吸着したが、通液50分後にNdの溶出が確認され、通液開始から350分後においてNdを全く吸着しなくなった。一方、Dyについては、通液400分後においても溶存する全てのDyを吸着することができた。1200分間の通液試験における吸着材1gあたりのDy、Ndの吸着量はそれぞれ26 mg、0.9 mgだった。この結果から、作製した吸着材はカラムを用いた通液試験において、Dyに対する高い吸着量と選択性を示す事がわかった。次に、1 mol/L塩酸をSV100 h-1の速度で通液し溶離試験を行った結果、僅か10分間の通液で吸着したDyの97%以上を溶離する事ができた。本年度は、カラムを用いた吸着性能評価を行い、通液試験においても吸着基である抽出剤の脱離を抑制し、高い吸着性能を保持できる事を実証した。また、酸を用いて吸着した金属を効率的に溶離できた事から、本研究は概ね順調に進展していると考えている。今後の研究では、グラフト鎖の導入量(密度)及びグラフト鎖が有するアルキル基の鎖の長さがおよぼす吸着基の安定性への影響を明らかにする事で、繰り返し使用においても高い吸着性能を保持可能な吸着材の開発を目指す。さらに高性能な吸着材の創製を目指し、EHEP以外の金属抽出剤についても引き続き検討を行う。長鎖アルキル基を構造内に持つ金属抽出剤は、レアアースメタルに対して高い親和性を有しているため、抽出剤の優れた特性を保持したまま基材となる高分子材料に導入できれば、選択的にレアアースを回収可能な吸着材を合成できる。本研究では、放射線グラフト重合法により長鎖アルキル基を構造内に有する様々なモノマーをグラフト鎖として予め高分子基材に導入したのち、足場として導入したグラフト鎖のアルキル基と抽出剤のアルキル基を疎水性相互作用により結合させる事で高選択性グラフト吸着材の開発を目指す。本年度は、基材に導入したグラフト鎖中アルキル基の鎖の長さが、吸着特性にどのような影響を及ぼすのかを解明するため、放射線グラフト重合によりアルキル基の鎖の長さが異なる3種類のモノマー(直鎖部分の長さC=6、12、18)をポリエチレン製不織布基材に導入した後、代表的な金属抽出剤の一つである、2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル(EHEP)を吸着基として導入して吸着材を作製し、吸着特性評価を行った。作製した吸着材を直径7mmの円型に切り出し、スカンジウム(Sc)と鉄(Fe)がそれぞれ1mg/Lの濃度で共存するpH2の混合溶液に浸漬させてバッチ吸着試験を行った結果、アルキル基の鎖が最も長いメタクリル酸オクタデシル(C=18)をグラフト鎖として導入した吸着材がScに対して最も高い吸着量(9.4 mg-Sc/g-吸着材)だった。一方、Feの吸着量は僅か1.2 mg-Fe/g-吸着材であり、Scに対して高い吸着選択性を示した。Scに対する吸着選択性はC=18>C=12(メタクリル酸ドデシル)>C=6(メタクリル酸ヘキシル)となり、アルキル基の鎖が長いほどSc吸着選択性が高い傾向を示した。また、吸着試験におけるEHEPの脱離量については、グラフト鎖中アルキル基の鎖が長いほど脱離量が少ない事が分かった。本年度は、アルキル基の鎖の長さが異なる3種類のモノマーを用いて金属抽出剤担持吸着材の作製に成功した。また、吸着特性評価を行い、グラフト鎖中アルキル基の鎖の長さが吸着特性及び金属抽出剤(吸着基)の結合安定性に及ぼす影響を明らかにできた事から、本研究は概ね順調に進展していると考えている。

本年度は、吸着基の脱離を抑制するため、長いアルキル基(直鎖部分の長さC=18)を構造内に持つメタクリル酸オクタデシルを、放射線グラフト重合によりポリエチレン製不織布基材に導入したのち、レアアースに対して優れた分離性能を有する2-エチルヘキシルホスホン酸モノ-2-エチルヘキシル(EHEP)を吸着基として導入して吸着材を作製し、レアアースであるジスプロシウム(Dy)、ネオジム(Nd)に対する吸着特性をカラムを用いた通液試験で評価した。作製した吸着材(EHEP導入量1mmol/g)を直径7 mmの円筒状カラムに充填したのち、DyとNdがそれぞれ10 mg/Lの濃度で共存するpH2の混合溶液を空間速度(SV)100 h-1の速度で通液し吸着試験を行った結果、通液開始直後においては全てのDy、Ndを吸着したが、通液50分後にNdの溶出が確認され、通液開始から350分後においてNdを全く吸着しなくなった。一方、Dyについては、通液400分後においても溶存する全てのDyを吸着することができた。1200分間の通液試験における吸着材1gあたりのDy、Ndの吸着量はそれぞれ26 mg、0.9 mgだった。この結果から、作製した吸着材はカラムを用いた通液試験において、Dyに対する高い吸着量と選択性を示す事がわかった。次に、1 mol/L塩酸をSV100 h-1の速度で通液し溶離試験を行った結果、僅か10分間の通液で吸着したDyの97%以上を溶離する事ができた。本年度は、カラムを用いた吸着性能評価を行い、通液試験においても吸着基である抽出剤の脱離を抑制し、高い吸着性能を保持できる事を実証した。また、酸を用いて吸着した金属を効率的に溶離できた事から、本研究は概ね順調に進展していると考えている。今後の研究では、グラフト鎖の導入量(密度)と金属抽出剤導入量及び結合安定性の相関性を明らかにする。また、吸着したScの溶離条件の最適化を行うとともに溶離試験における金属抽出材の耐久性についても評価を行い、吸着材の再利用について検討する。さらに高性能な吸着材の創製を目指し、EHEP以外の金属抽出剤についても検討を行う。今後の研究では、グラフト鎖の導入量(密度)及びグラフト鎖が有するアルキル基の鎖の長さがおよぼす吸着基の安定性への影響を明らかにする事で、繰り返し使用においても高い吸着性能を保持可能な吸着材の開発を目指す。さらに高性能な吸着材の創製を目指し、EHEP以外の金属抽出剤についても引き続き検討を行う。既に所有していた試薬や器具類を活用することで、予定していた予算から減額できたため、次年度使用が生じた。金属抽出剤やグラフト重合用モノマーなどの試薬類の他、吸着材の性能評価に用いる器具などを購入する。また、研究成果を学会等で発表するための旅費などに使用する予定である。