hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カーボンナノチューブを中枢材料としたナノトライボロジーの研究

カーボンナノチューブは特異なトライボロジー特性を示し、μNオーダーの接触力では超高摩擦でμ=1を超え、mNオーダーではμ=0.3程度、潤滑油中に(PAO)ではμ=0.001と変化した。このようなトライボロジー特性を示す材料は現在までに報告されたことがない。また、低摩擦を示した接触力mNの条件では、カーボンナノチューブが摩擦過程中に自己組織化を行い、グラファイト薄膜が形成されていることを高分解能透過電子顕微鏡観察により明らかにした。また、μNオーダーの接触力では相手材料、相手湿度、すべり速度等の影響を受けず、高摩擦、ゼロ摩耗を呈することも判明した。予測されたように、カーボンナノチューブの高剛性、超撥水がこのような結果に関連したものと考察される。カーボンナノチューブのアトムプローブ電界イオン顕微鏡を用いて観察した結果、C_<14>C_<20>の炭素クラスターとなって離脱することが明らかとなった。すべて5員環を含むクラスターであるので、5員環の存在が極めて重要な変形特性を与えることが分かった。カーボンオニオンに関しては、前年度の透過電子顕微鏡内での電子線照射実験の結果を踏まえ、10^<-4>Torrの真空中で1700°C、10分のアニールにより作製する条件を確立した。ダイヤモンドナノ粒子から直径約10nmのカーボンオニオンが作成できることを高分解能透過電子顕微鏡を用いて確認した。超高真空中で作動する原子間力顕微鏡を用いてカーボンオニオンのトライボロジー特性を評価した結果、凝着力は27nNと高配向グラファイトの約2.5倍の値を示すとともに、摩擦係数も約2.5倍となった.このことは、カーボンオニオンが変形してグラファイト板状になるときの変形抵抗の起因するものと思われるが、現在同装置に具備されている走査トンネル顕微/分光を用いて原因を究明している。カーボンオニオンをPAOに添加して摩擦を行った実験では、超低摩擦、高耐磨耗性の自己組織膜が形成されることを発見した。前年度までの研究結果から、μN荷重下における林立カーボンナノチューブは、1を超える超高摩擦係数を示すことが明らかとなっている。本研究ではその高摩擦機構を解明するために、膜厚や密度の異なるカーボンナノチューブ膜を作製し、トライボロジー特性評価を行った。μN荷重下のトライボロジー特性は、カーボンナノチューブ膜最表面の微細なバンドル構造に強い依存性を示すことが明らかとなった。さらに、カーボンナノチューブ膜の密度が低下すると、摩擦相手材がカーボンナノチューブ膜中に埋没し摩擦運動が停止した.一方、カーボンネットワークによる原子レベルのトライボロジー特性を検証するため、結晶中のダングリングボンドを検出する電子スピン共鳴による解析を導入した.これにより、球状の構造を有するオニオンライクカーボン及びC_<60>の擦過によるダングリングボンドの生成を検出し、原子レベルの摩擦特性はダングリングボンドの生成量と比例して増加することを認めた。したがって、カーボンネットワークの原子レベルの摩擦特性は、結晶中のダングリングボンドに強い依存性を示すことが明らかとなった。
ポリアミン骨格を有する新規光学活性相間移動触媒の開発と応用

1ビナフチル型アミン触媒による直截的不斉アルドール及びMannich反応アミノ酸の一種であるL-プロリンを用いることで、ケトンとアルデヒド間の直截的不斉アルドール反応が報告されて以来、様々なL-プロリン誘導体が開発されている。しかしながら、いずれもL-プロリンを出発原料として用いていることから、その触媒設計には限界があった。そこで本研究では、ビナフチル骨格を有する新規光学活性アミノ酸を入手や誘導体の合成が容易な1,1'-ビ-2-ナフトールから合成し、直截的不斉アルドール反応に応用した。具体的には、5mol%のビナフチル型アミノ酸触媒存在下、4-ニトロベンズアルデヒドとアセトンの直截的不斉アルドール反応を行ったところ、82%の収率、95%eeの光学収率で目的とするアルドール付加体が得られ、収率、選択性共にL-プロリンを用いた際よりも良好な結果を示した。また、触媒の酸性官能基をカルボキシル基からスルホンアミド基に変換したところ、L-プロリンを触媒とするとsyn選択的に進行する直截的不斉Mannich反応において、高anti選択的かつ高エナンチオ選択的に目的とするアミノアルデヒドが得られた。2光学活性含窒素ヘテロ環カルベン触媒による2級アルコールのエナンチオ選択的アシル化含窒素ヘテロ環カルベンの中でも、チアゾリウム塩やトリアゾリウム塩から調製されるカルベンは、ベンゾイン縮合やStetter反応における触媒として用いられ、光学活性なカルベン触媒による不斉反応も報告されている。一方、イミダゾリウム塩由来の含窒素ヘテロ環カルベンは、金属塩の配位子として遷移金属化学において汎用されているが、触媒としてはアルコールとエステル間のエステル交換反応に用いられているのみであった。そこで光学活性なイミダゾリウム塩から調製される含窒素ヘテロ環カルベンを用いて、ビニルエステルと2級アルコールのラセミ体とのエステル交換反応を試みたところ、速度論的光学分割により、新たに得られたエステルの光学純度は最高で96%eeを示した。光学活性相間移動触媒の不斉合成への利用は近年ますます増加しており、より高い反応性及び選択性を有した触媒の開発が急務となっている。従来は天然由来の光学活性アミンであるシンコナアルカロイド類から誘導される光学活性相間移動触媒が汎用されてきたが、最近当研究室にてN-スピロ型光学活性四級アンモニウム塩が相間移動触媒として開発された。この新しい光学活性相間移動触媒を用いることで、様々な不斉反応において従来の触媒にない非常に高い反応性と選択性が得えられている。しかし、従来のシンコナアルカロイド類由来の触媒に比べて、その合成には多段階を要することから、目的の反応や基質に応じた最適な触媒を創製することが容易とは言い難いのが現状である。このような状況をふまえて本研究では、種々の誘導体をより簡便に調製し得る光学活性四級アンモニウム塩を設計し、それらを相間移動触媒とした不斉合成反応への応用を行った。具体的には市販で入手容易なポリアミンと不斉源としてのビナフチル化合物から、分子内に複数のアンモニウム塩部位を有した化合物を調製し、それらを相間移動触媒として用いてグリシン誘導体の不斉アルキル化反応を行ったところ、良好な触媒活性およびエナンチオ選択性が得られた。用いるポリアミンによっては生成物の立体化学が逆転する現象も見出されており、これはポリアミン骨格の構造が不斉場の構築に大きく影響していることを示唆している。そこで光学活性なイミダゾリウム塩から調製される

含窒素ヘテロ環カルベンを用いて、ビニルエステルと2級アルコールのラセミ体とのエステル交換反応を試みたところ、速度論的光学分割により、新たに得られたエステルの光学純度は最高で96%eeを示した。
カオス発生回路を結合したネットワークに生じるカオス的遍歴現象に関する研究

本研究では、多数のカオス発生回路を結合したネットワークを設計し、発生するカオス的遍歴の調査を行った。主たる結果は以下の通りである。1.完全結合カオス回路に発生するクラスタリング現象5個から30個程度のカオス発生自励振動回路を抵抗素子で完全結合したネットワークを作成し、回路実験と数値実験によりカオス同期が生成するクラスタリング現象とその組合せのカオス的遍歴現象について調査を行った。数値実験による統計的解析を行うことにより、クラスタリングの振る舞いについて明らかにすることができた。2.リングオシレータを用いたカオス回路の結合系に見られる時空カオスIC化可能なリングオシレータを用いたカオス回路を多数結合したネットワークを作成し、簡略化モデルを用いた数値実験より、複雑な時空カオス現象が発生することを確認した。特にカオスとリミットサイクルが共存する領域において、カオスの発生領域が時間と共に移り変わる興味深い現象の発生を確認することができた。現在、この現象についての統計的な解析を行っており、今後の成果が期待できる。3.カオス回路の結合系の外部入力応答複数のカオス回路を結合したネットワークに、外部入力信号を注入した場合に見られるカオス擬似同期現象の変化についての調査を行った。特に正弦波信号を入力した場合に、入力信号の振幅と各周波数に対する応答に関する有益な知見が得られた。この結果は、カオス同期やカオス的遍歴の制御に利用するだけでなく、カオス回路を利用した情報処理に応用できる可能性がある。本研究では、カオス発生回路の結合系にみられる様々なカオス的遍歴現象についての解析を行った。まず、カオスを発生する簡単な電気回路を4個結合した系を作成し、発生するカオス擬似同期の遍歴現象の調査を行った。カオス的遍歴現象を統計的に処理するために、発生している位相状態を判別する必要がある。本研究では、状態変数からカオス信号の位相に対応する補助変数を導出し、その大きさにより位相状態を定義した。さらに精度を上げるために、中間位相状態を導入した場合と、ヒステリシス判定を用いた場合について、位相の判定がどの様に変化するかの調査も行った。これにより、位相状態が切り換わる回数、ある位相状態に留まる時間の確率分布などの統計量を得ることができた。次に、カオス的遍歴のマルコフチェーンによるモデリングを行った。シミュレーションにより得られた位相状態の切り換わり回数より、位相状態間の遷移確率を求め、それを基にマルコフチェーンモデルを作成した。シミュレーション結果との比較により、一次マルコフモデルでは不十分であるが、二次マルコフモデルでは、実際の現象を精度良く説明できることを明らかにすることができた。本研究の成果は、極めて複雑な連続時間カオスの遍歴現象が、簡単な確率モデルで説明できる場合があることを示している。
都市部の男性高齢者における介護予防活動を活用した地域のつながり強化に関する研究

本研究の目的は地域のつながり強化にむけた介護予防活動における男性高齢者のバランスのとれたサポート授受を促進するための具体的な要因や支援方法を明らかにすることである。2018年度は本研究を実施する準備として、介護予防活動内における参加者間のバランスのとれたサポート授受の関係性を築くための具体的な要因を明らかにすることを目的にインタビュー調査を実施する研究計画案の見直しを行った。研究対象は、大阪府下A市において2015年7月から9月までの期間に開催された介護予防活動に参加した高齢者554人の無記名自己式質問調査結果から抽出し、参加者間のサポート授受の実態を既存の尺度を用いて測定した結果、バランスのとれたサポート授受の関係性が多かった高齢者が在住する小学校区で開催されている介護予防活動グループのリーダーとし、男性高齢者には限定しないこととした。また対象者の抽出の際はA市高齢施策担当者から情報収集を行った。研究に用いるインタビューガイドについては、対象者の見直しに伴い再考するため文献検討を行い完成した。また質的記述的分析を行うにあたり、分析手法を学ぶため質的研究の関連書籍を購入したり、学会に参加し知見を深めた。2019年度は2018年度に作成した資料をもとに所属機関の倫理委員会に申請し承認後、個別的に半構成的面接調査を実施し、介護予防活動における参加者同士のバランスのとれたサポート授受の関係性を築くための具体的な要因および性差について質的記述的研究にて分析を進める予定である。2020年度は質的研究で明らかになった要因をもとに、男性高齢者のソーシャルサポート授受を促進する関連要因を明らかにするために、明らかになった要因を元に自記式質問紙を作成し、郵送による調査を実施する予定である。今年度から調査を実施する予定で進めてきたが、男性高齢者の特徴を捉えるためにも対象者を男性に限定せず質的調査を実施する内容に研究計画を変更したため、研究方法や分析方法について再考するために時間を要した。またインタビューガイドについても、目的を明らかにするための内容を再考するため、文献検討に時間を要した。当初計画では1年目に質的調査を実施、2年3年目に無記名自己式質問紙調査、分析、論文執筆を行う予定であった。1年目は本研究の調査準備期間としたため、2年目に質的調査、3年目に量的調査・論文執筆を計画している。初年度は本研究の実施準備として、研究計画をブラッシュアップするため、知見を得るための学会参加費に使用し、また研究に使用するためのパソコン購入のための費用を使用した。次年度から質的調査・量的調査を進めるために、必要な文具類、分析のための持ち運び可能なノートパソコンの購入やICレコーダー等の物品購入費を使用する予定である。またインタビュー調査にあたって、調査対象者への謝金や交通費を使用する予定である。論文執筆にあたり、知見を深めるため学会に参加する予定である。
間質性肺炎急性増悪の人種差および好中球転写因子を用いた多角的病態解明と治療開発

<平成30年度>1間質性肺炎急性増悪の発症危険因子として,口腔内細菌叢による潜在感染症の関与について解析を継続した.特発性肺線維症140名(日本70名・ドイツ70名),健常者260名(日本100名・ドイツ160名),および細菌性肺炎30名のコホートを使用して,口腔内常在菌16種類の抗体価を解析した.その結果,急性増悪発症率に対して促進的に作用する細菌と防御的に作用する細菌があることが分かった.2C57BL/6マウスにブレオマイシンを投与し間質性肺炎動物モデルを作成した.気管支肺胞洗浄液中・肺組織中における,好中球転写因子C/EBPの発現解析(real time PCR)・ELISAを行った.しかし,いずれの検討においても,C/EBP familyの発現は,健常マウスと比較して有意差を認めなかった.<研究期間全体(平成2830年度)>1ドイツと複数回の連携を取り,日本・ドイツの間質性肺炎患者コホートのデータを追跡調査し,予後・急性増悪発症率をアップデートした.日本人の急性増悪発症率はドイツ人比べ有意に高率であることが確認された(15% vs 8%).2016(平成28)年度は,これまで行ってきた特発性肺線維症急性増悪の発症危険因子の探索を発展させ,さらに多角的に解明することを目指した.これまで我々は,以下のような臨床的・免疫学的・遺伝子的発症危険因子を複数同定してきた.1)特発性肺線維症急性増悪の発症率には人種差がある.2)年齢・性別・呼吸機能から算出される臨床的重症度指標(GAPスコアー)は急性増悪の予測因子となる.3)血清タンパク(CCL16,GDF-15)は,特発性肺線維症急性増悪の発症予測因子となり,その値の推移には人種差がある.4)細胞分裂に関与するTERT遺伝子・酸化ストレスに関与するHMOX1遺伝子における遺伝子多型は,特発性肺線維症急性増悪の危険因子である.2016(平成28)年度は,以下の点について研究を実行・発展し成果を得た.1日本人・ドイツ人の間質性肺炎コホートの追跡調査を行い,治療状況・急性増悪の有無・生死について,データベースのアップデートを行った.2間質性肺炎肺組織のマイクロアレイ解析で,健常者に比べて間質性肺炎患者で発現上昇している膜タンパク・分泌タンパク分子(DSG3,EPHB3,GDF15,HABP2,PVRV1,ROS1)を中心に,SNPと特発性肺線維症急性増悪発症率の相関を解析した.3新たな危険因子として感染症・好中球機能の関与に関する解析を開始した.4Helicobacter pylori感染に着眼し,この抗体価が高い患者は特発性肺線維症急性増悪を高率に発症しうることを発見した(2017年米国胸部学会で発表予定).研究計画は概ね順調に進行している.臨床データベースのアップデート,特発性肺線維症急性増悪の疾患関連遺伝子の同定・SNP解析については,大きな問題なく進行している.発症危険因子としての感染症については,Helicobacter pyloriに着眼し,有意な所見を認めた.好中球機能については,実験条件検討中であり,来年度も引き続き条件検討を継続していく.平成29年度は,以下の点について研究を実行し成果を得た.1間質性肺炎の疾患感受性遺伝子と報告されている17種類の遺伝子(ANGPT2, Caveolin, HER2, MUC5B, TOLLIP等)について,そのSNPと人種差,特発性肺線維症急性増悪発症率の相関を解析した.その結果,TERT,HMOX1,DPP9のSNPは,間質性肺炎急性増悪の発症と有意な相関があり,多変量解析の結果では,TERT,HMOX1の2種類のSNPが,間質性肺炎急性増悪の独立した危険因子であることが明らかになった.しかしなお,日本人種は,これらのSNPとは独立した間質性肺炎急性増悪の危険因子であることも分かった.つまり,日本人には,これらの遺伝子多型とは別に,間質性肺炎急性増悪の危険因子が存在していることを示している.2間質性肺炎急性増悪の発症危険因子として,日本人高齢者に高率に感染しているヘリコバクター・ピロリ菌の関与を解析した.多変量解析の結果,血清ヘリコバクター・ピロリ抗体価が高値である患者は,高率に間質性肺炎急性増悪を発症することが明らかになった.しかしなお,日本人種も独立した危険因子であったことから,ヘリコバクター・ピロリの潜在感染とは別に,間質性肺炎急性増悪の危険因子が存在していることを示している.3間質性肺炎急性増悪の発症危険因子として,さらに口腔内細菌叢の関与について解析を開始した.日本人・ドイツ人の間質性肺炎患者血清を使用して,主要な口腔内常在菌16種類の抗体価を解析しているところである.臨床データベースのアップデート,特発性肺線維症急性増悪の疾患関連遺伝子の同定・SNP解析については,大きな問題なく進行している.発症危険因子としての感染症については,Helicobacter pyloriに関する解析がほぼ終了し,次は口腔内細菌叢の関与について解析を開始している.好中球機能については,マウスを使用した実験系を確立し,遺伝子発現の解析を開始したところである.<平成30年度>1間質性肺炎急性増悪の発症危険因子として,口腔内細菌叢による潜在感染症の関与について解析を継続した.

特発性肺線維症140名(日本70名・ドイツ70名),健常者260名(日本100名・ドイツ160名),および細菌性肺炎30名のコホートを使用して,口腔内常在菌16種類の抗体価を解析した.その結果,急性増悪発症率に対して促進的に作用する細菌と防御的に作用する細菌があることが分かった.2C57BL/6マウスにブレオマイシンを投与し間質性肺炎動物モデルを作成した.気管支肺胞洗浄液中・肺組織中における,好中球転写因子C/EBPの発現解析(real time PCR)・ELISAを行った.しかし,いずれの検討においても,C/EBP familyの発現は,健常マウスと比較して有意差を認めなかった.<研究期間全体(平成2830年度)>1ドイツと複数回の連携を取り,日本・ドイツの間質性肺炎患者コホートのデータを追跡調査し,予後・急性増悪発症率をアップデートした.日本人の急性増悪発症率はドイツ人比べ有意に高率であることが確認された(15% vs 8%).好中球転写因子C/EBPβの実験系確立のため,条件検討を継続して行う.また,これと並行して,気管支肺胞洗浄・マイクロサンプリングによって採取した末梢気道検体に含まれる微量細菌叢を,極めて高感度に検出しうる次世代シークエンス法の導入も試みる.さらに口腔内常在細菌叢にも焦点を当て,特発性肺線維症急性増悪との相関について解析を行っていく予定である.口腔内細菌叢が間質性肺炎急性増悪に与える影響を,国際人種比較も行いながら検証していく.また,マウスを用いて様々な炎症・感染などの刺激を与え,好中球転写因子C/EBPβが肺線維化に与える影響を解析していく予定である.<理由>実験の進捗状況に伴い,必要経費に変更が生じたため.<使用計画>これまでの基礎的検討で,種々の潜在感染症や好中球機能が肺線維化に影響を与えている可能性が明らかになってきた.次年度は,口腔内細菌叢関連抗原の血液中発現量をELISAで測定するとともに,種々の刺激を与えたマウスにおける好中球転写因子C/EBPβ発現量をリアルタイムPCRで測定する予定である.
拡張型心筋症の病態生理とその対策

基礎的研究(1)心筋症ハムスターBIO14.6に対するβ遮断薬投与で血中ノルエピネフリン濃度の上昇と心筋β受容体数の増加を観察した。(2)モノクローナル抗体を用い心筋ムスカリン-2受容体、β_1,β_2受容体の性質を検討した。(3)ヒト赤血球膜Na-K・ATPase活性およびα-subunitの定量法を開発した。臨床的研究(1)拡張型心筋症に対し、β遮断薬、Ca^<++>拮抗薬の長期投与が有効であることを証明した。β遮断薬ではβ受容体のup-regulationが観察された。(2)拡張型心筋症を含む心不全患者で運動時β受容体の反応が正常者に比し減弱しており,このことが運動能力低下の一因と考えられた。(3)拡張型心筋症、心不全症例における心筋脂肪酸代謝を血中、尿中カルニチン動態より検討した結果、重症心不全では体内カルニチン欠乏を来す可能性があることを報告した。(4)心不全では代償機序としての神経体液性因子の活性亢進があるが高齢者ではこの代償が不充分であった。(5)拡張型心筋症では運動時骨格筋におけるアデノシン産生が低く、これが運動能力低下の一因と考えられた。拡張型心筋症の進行過程における病態生理を解明し,その治療上の対策を見いだすことを主眼とし基礎的並びに臨床的研究を行なった.1)基礎的研究:心筋症ハムスタ-を用い,各週令に摘出した心臓をプロテア-ゼ阻害剤の存在下に遠心分離して細胞膜画分と細胞質画分を得,これらを用いてβーアドレナリン受容体,GTP結合蛋白質(Gー蛋白質),アデニ-ル酸シラク-ゼ活性(AC活性)を測定すると同時に病理組織標本を作製して細胞内の微細な変化を調べた.また潅流心を用いて^<31>PーNMRスペクトロスコピ-を測定し心筋エネルギ-代謝の変化を調べた.心筋症ハムスタ-の無治療群では,β遮断剤,Ca^<2+>ブロッカ-投与群に比して心不全症状の出現が早い傾向を示した.薬剤投与1ヶ月後,3ヶ月後のハムスタ-から心臓を摘出し細胞膜画分と細胞質画分に遠心分離し,ー80°Cにて凍結保存した.6ヶ月後のサンプル作製後に受容体,Gー蛋白質,AC活性などを同時に測定する予定である.2)臨床的研究:拡張型心筋症症例に対してβ遮断剤やCa^<2+>ブロッカ-を投与して血中カテコラミン,レニン,アンギオテンシン,心房性Na利尿ホルモン(ANP),バソプレッシン,心筋遊離蛋白質ミオシン,プロコラ-ゲンIIIペプチド(P III P)を経時的に測定した.さらに経過中に心エコ-,ラジオアイソト-プ検査(RI法)や運動耐容能検査などにより総合的評価を行なった.我々がすでに報告してきたようにβ受容体は心筋症の進行と共にその数を減らした(down regulation)が,β遮断剤の投与により受容体数の回復をみた(up r'egulation).Ca^<2+>ブロッカ-の投与でも受容体数の改善を認めたが,β遮断剤ほどの効果は期待できなかった.心エコ-やRI法などの画像診断や運動耐容能検査は,β受容体の回復と共に改善傾向を示した.一方,血中の各種指標のうちANPのみが心筋症の進展による心不全症状の出現に応じてその血中レベルを増加させた.また我々が心筋梗塞の進展に有用であると報告したミオシンやP III Pは今回の症例では有意な増加を示さなかったが,恐らく測定機器の問題と考えられた.1.基礎的研究:(1)心筋症ハムスタ-BIO 14.6に対するβ遮断薬投与実験では血中ノルエピネフリン濃度の上昇と心筋β受容体数の増加を観察した。細胞内情報伝達系への影響に関しては現在検索を進めている段階である。(2)モノクロ-ナル抗体を用いβ_<2ー>受容体の性質を検討し、Mg濃度が影響を及ぼすことを証明した。

2.臨床的研究:(1)拡張型心筋症に対しβ遮断薬、Ca^<++>拮抗薬の長期投与(6ヶ月2年)が有効であることを証明した。β遮断薬ではβ受容体のupーregulationが観察されたが、Ca^<++>拮抗薬ではβ受容体の変動は認めず、その奏効機序には両薬剤間に差異がみられた。(2)拡張型心筋症を含む心不全患者で運動時β受容体の反応が正常者に比し減弱していることが観察された。この反応性低下が心不全患者における運動耐容能低下の一因と考えられた。運動耐容能に対するβ遮断薬の効果については現在検討中である。(3)拡張型心筋症、心不全症例における心筋脂肪酸代謝を血中、尿中カルニチン動態より検討した結果、重症心哲全では体内カルニチン欠乏を来す可能性があることを証明した。又、心筋RI imagingを用い肥大心では早期より脂肪酸代謝障害があり心機能障害の一因となりうることを証明した。(4)慢性心不全患者の運動耐容能を呼気ガス分析法を用い検討し、自覚症状の客観的距価法となりうるかを検討中である。将来心不全の運動療法の有用性を本法を用い検討する予定である。(5)心不全では代償機序としての神経体液性因子の活性亢進があるが高齢者ではこの代償が不充分であり、より重症化すると考えられた。基礎的研究:(1)ヒト赤血球膜Na・K・ATPase活性およびαsubunitの定量法を開発した。(2)ムスカリン受容体およびβ_1受容体に対するモノクローナル抗体を作製し、その性質を検討した。臨床的検討:(1)^<123>I-MIBGを用いた心筋RI imagingより拡張型心筋症では、心筋交感神経活性の低下が認められ、これが心機能低下の一因と考えられた。(2)拡張型心筋症を含む心不全患者で健常者に比し運動時β-受容体機能の反応性低下があり、これが運動能容能低下の一因と考えられた。(3)心不全症例における心筋脂肪酸代謝を血中、尿中カルニチン動態より検討し、重症、遷延する心不全症例では体内のカルニチンが欠乏し、脂肪酸代謝に障害を来す可能性があることを指摘した。(4)呼気ガス分析を用いた心不全の運動耐容能の検討より、本法が心不全の運動能力の容観的評価法であることを証明した。(5)拡張型心筋症においては抗ムスカリン抗体が34%の症例で認められた。一方健常者では10%に認められその差は有意であった。(6)運動中、後の血中アデノシン動態の検討より心不全における運動耐容能低下の一因として運動筋におけるエネルギー代謝の産物であるアデノシンの産生不足が考えられた。
弾性波による植物の根圏生長量の非接触・非破壊計測

最終年度である本年度は土壌から発生するAE波を検出し,その特徴について主として周波数領域において評価した.実験の結果より,計測系固有の特徴量によって計測結果が大きく影響を受けていることが推察される.あらかじめ計測系の伝達関数を求め,それによって計測結果を割るなどの操作によって可能な限り計測系そのものによる影響を排除したが,周波数領域における特徴的な成分については検出棒の直径によって異なる結果を得た.これは貫入する検出棒の断面積,土壌と接触する表面積が異なることから,実際にこのような周波数成分が土壌そのものから発生していると考えることも可能であるが,これを確認するにはさらなる実験が必要であり,現段階では結論的な言及は避ける.しかしながら,計測系を一つに限定しその系より得られる実験結果の周波数解析によって特徴的なピークに着目すれば土壌からのAE波の解析により土壌中における植物根圏の生長をある程度把握する可能性が示唆された.今後は深さ,水分などをパラメータとした実験により,これらの可能性を追及する必要があると考える.本研究における計測方法は土壌中から発生する弾性波を利用しているので,いわゆる普通の生育環境で計測が行え,しかも連続的に非破壊・非接触計測が実現できるところに大きな特色を有する.植物の根圏生長の計測は,計測そのものが困難であったため,特に根圏生長の経済的な変化や地上部の生長との関係を調べたものは皆無に近い.上述のとおり,根圏の生長状態は植物全体の生長にとって非常に重要な意味を持っており,これを非破壊で連続的に計測する技術は,植物の効率的生産を目的とした植物の生長制御に関わる有効且つ貴重な知見を得るための重要なものであると位置づけられる.最終年度である本年度は土壌から発生するAE波を検出し,その特徴について主として周波数領域において評価した.実験の結果より,計測系固有の特徴量によって計測結果が大きく影響を受けていることが推察される.あらかじめ計測系の伝達関数を求め,それによって計測結果を割るなどの操作によって可能な限り計測系そのものによる影響を排除したが,周波数領域における特徴的な成分については検出棒の直径によって異なる結果を得た.これは貫入する検出棒の断面積,土壌と接触する表面積が異なることから,実際にこのような周波数成分が土壌そのものから発生していると考えることも可能であるが,これを確認するにはさらなる実験が必要であり,現段階では結論的な言及は避ける.しかしながら,計測系を一つに限定しその系より得られる実験結果の周波数解析によって特徴的なピークに着目すれば土壌からのAE波の解析により土壌中における植物根圏の生長をある程度把握する可能性が示唆された.今後は深さ,水分などをパラメータとした実験により,これらの可能性を追及する必要があると考える.本研究における計測方法は土壌中から発生する弾性波を利用しているので,いわゆる普通の生育環境で計測が行え,しかも連続的に非破壊・非接触計測が実現できるところに大きな特色を有する.植物の根圏生長の計測は,計測そのものが困難であったため,特に根圏生長の経済的な変化や地上部の生長との関係を調べたものは皆無に近い.上述のとおり,根圏の生長状態は植物全体の生長にとって非常に重要な意味を持っており,これを非破壊で連続的に計測する技術は,植物の効率的生産を目的とした植物の生長制御に関わる有効且つ貴重な知見を得るための重要なものであると位置づけられる.平成7年度は弾性波による検出方法に関する基礎的な知見を得るため以下の項目について実験を行った。(1)金属試験片による基礎実験供試しているAEセンサーの特性を把握するため、金属試験片を用いて基本的な特性値を評価した。また、植物の根の生長あるいは移動を3次元的に特定するための基本的な実験として、2つのAEセンサーを使用して金属試験片内でのアコースティックエミッションの発生源を2次元的に特定する実験を行った。(2)弾性波検出方法に関する基礎実験栽培ポット内で根が生長あるいは移動することに起因する土の移動によって発生する弾性波を高精度で検出するための適切な検出部の構造を評価した。特に弾性波を検出するAEセンサーと土壌あるいは栽培ポット壁面との界面の状態が検出結果に与える影響や、センサーに弾性波を伝達するための補助器材およびその構造について調査した。平成7年度は、弾性波検出に関する基礎的な実験および解析を行った。金属試験片を使用した実験では試験片とAEセンサーの接着状態などについても調べ、弾性波を検出するための基礎的な知見を得た。また栽培ポット内での土の移動におる弾性波の検出についてはセンサーに取りつけてある弾性波検出部材と土との界面状態がより密着していることが望ましいなどの結果を得た。さらに栽培ポット中の土壌から発生する弾性波の周波数成分は低周波成分が比較的多いことなどが判明した。これらの結果は実際に植物の根の移動を検出する際に使用すべき土壌の種類や水分状態などの決定に関して重要なデータであり、次年度の研究を遂行する上で非常に有益な情報である。最終年度である本年度は土壌から発生するAE波を検出し,その特徴について主として周波数領域において評価した.実験の結果より,計測系固有の特徴量よってに計測結果が大きく影響を受けていることが推察される.あらかじめ計測系の伝達関数を求め,それによって計測結果を割るなどの操作によって可能な限り計測系そのものによる影響を排除したが,周波数領域における特徴的な成分については検出棒の直径によって異なる結果を得た.

これは貫入する検出棒の断面積,土壌と接触する表面積が異なることから,実際にこのような周波数成分が土壌そのものから発生していると考えることも可能であるが,これを確認するにはさらなる実験が必要であり,現段階では結論的な言及は避ける.しかしながら,計測系を一つに限定しその系より得られる実験結果の周波数解析によって特徴的なピークに着目すれば土壌からのAE波の解析により土壌中における植物根圏の生長をある程度把握する可能性が示唆された.今後は深さ,水分などをパラメータとした実験により,これらの可能性を追及する必要があると考える.本研究における計測方法は土壌中から発生する弾性波を利用しているので,いわゆる普通の生育環境で計測が行え,しかも連続的に非破壊・非接触計測が実現できるところに大きな特色を有する.植物の根圏生長の計測は,計測そのものが困難であったため,特に根圏生長の経時的な変化や地上部の生長との関係を調べたものは皆無に近い.上述のとおり,根圏の生長状態は植物全体の生長にとって非常に重要な意味を持っており,これを非破壊で連続的に計測する技術は,植物の効率的生産を目的とした植物の生長制御に関わる有効且つ貴重な知見を得るための重要なものであると位置づけられる.
ホヤの原始的な中枢神経系発生過程における細胞単位の遺伝子発現プロファイル解析-脳発生機構の進化を解析する端緒として-

原索動物ホヤのオタマジャクシ幼生中枢神経系および脳胞内感覚器を形成する細胞全てについて、細胞ごとのcDNAライブラリーを作製し、その網羅的な発現プロファイルを作製すること、さらにそこにいたる発生段階の異なる胚においても当該プロファイルを作製し、空間的また時間軸に沿った発生プログラム解析を可能にすることを、本研究は大きな目標としている。端緒として、オタマジャクシ幼生の脳内に分化するotolith(平行器)とocellus(眼点)を構祓する2つの色素細胞それぞれを、その色素を目印にして分離し、そこからGDNAライブラリーを作成しその解析を行うことにした。すでに作製していた当該ライブラリーのクオリティーが、配列解析に満足のいく結果を示さなかったため、再度方法を変えて調製したところ、平行器および眼点色素細胞からそれぞれ2.57×10^8,4.52×10^6のcomplexityを持つcDNAライブラリーが得られた。それぞれから現在のところ約2000のファージクローンをピックアップし、そのインサートをサブクローニング後、配列決定を行らた。これらのライブラリーは、生体の特定の1細胞における遺伝子発現プロファイル解析を可能とすることがもっとも大きな特徴である。解析数がまだ十分ではないものの、これまでのところこれらのライブラリーは、、個体や組織全体に由来するライブラリーに比べて、ハウスキーピング遺伝子を含む割合が少なく、重複して出現する配列が少ない等々、特徴あるプロファイルが明らかになってきた。解析されたクローンの一部については、in situ hybridization法によってその発現領域を解析した。その結果、上記二つの色素細胞以外にも脳胞全体で発現するもの、幼生前側で特殊な発現をするもの等々興味ある結果が得られた。
アクチビンの情報伝達とその制御の分子機構

アクチビンがもつ細胞増殖、分化、アポトーシスのシグナル伝達の素過程を明らかにすることを目的とし、細胞の内外におけるアクチビンのシグナル伝達系の制御機構を検討した。(1)細胞内での制御アクチビンIIA型受容体の細胞内領域と結合する分子ARIPを数種類単離した。その中の一つARIP1は脳に高い発現が認められ、5個のPDZドメインと2個のWWドメインを有していた。ARIP1はPDZドメインを介してアクチビンIIA受容体と特異的に結合するが、他のTGF-βファミリーのII型受容体との相互作用は認められなかった。また、WWドメインを介してSmad2/3と強く結合した。ラット海馬細胞の初代培養系で、アクチビン受容体とSmad2/3が、ARIP1を介して神経シナプスにおいて複合体を形成して存在していることが分かった。この結果は神経ネットワーク形成において、アクチビンのシグナル伝達の制御機構が必要であることを示唆している。さらに、ARIP1はPDZドメインを介してβ-カテニンとも結合し、その過剰発現がβ-カテニンの核移行を阻害することから、アクチビンとWntの両シグナル経路がARIP1上でクロストークしている可能性が示された。(2)細胞外での制御先にアクチビン結合蛋白質(フォリスタチン)を発見し、それがアクチビンやBMPの細胞外制御因子として機能していることを明らかにしてきた。本研究では、さらに、新規のフォリスタチン様蛋白質FLRGの同定に成功した。FLRGは2個のフォリスタチンドメインを有し、アクチビンやBMPと結合して、それぞれの作用を阻害した。FLRGのプロモーター領域にはSmadやNF-kappa Bの結合部位が複数個存在することが分かった。これらの結果はアクチビンのシグナルが細胞外でも複雑に制御を受けていることを示唆している。本研究では、アクチビンの多様なシグナルの細胞内情報伝達系の全容を明らかにすることを目的としている。本年度は特にアクチビンII型受容体と細胞内で相互作用する分子の同定と脳・神経系特異的に発現するアクチビン受容体の神経幹細胞分化に伴う消長について検討を加えた。アクチビンII型受容体はリガンド結合能およびI型受容体のリン酸化活性をもつが、構造的に多様であり、これらの作用以外にさらに未知の機能を持つことが予想される。そこでIIA型受容体の細胞内領域と結合する分子を酵母2-ハイブリッド法により探索した。その結果、ARIPlを単離し、その構造を解析したところ、5個のPDZドメイン、2個のWWドメインおよび1個のグアニレートキナーゼドメインを有する分子であることが判明した。ARIPlはアクチビンIIA型受容体のC末端配列を認識して特異的に結合し、他のTGFβファミリーの受容体には結合しないことが分かった。また、ARIPlの過剰発現によりアクチビンの細胞内シグナル伝達が抑制された。神経系でのアクチビン作用の制御に関与していることが示唆された。我々が先に同定した脳・神経系特異的アクチビンII型受容体ヴァリアント(IIAN型)のマウス神経系多分化能幹細胞MEB5の分化過程における発現を追跡した。その結果、IIAN型受容体は未分化状態のMEB5細胞では発現は認められなかったが、分化を誘導すると、神経細胞にのみその発現が認められ、アストロサイトやオリゴデンドロサイトには発現は観察されなかった。また、LIFによるMEB5細胞のアストロサイトへの分化誘導がアクチビンにより促進された。アクチビンが神経系細胞の分化と深く関わっていることが示唆された。

アクチビンが持つ増殖、分化、アポトーシスのシグナル伝達の素過程を明らかにすることを目的とし、細胞の内外におけるアクチビンのシグナル伝達系の制御機構を検討した。最近、我々はアクチビンII型受容体の細胞内領域と結合する新規分子群ARIP(Activin Receptor Interacting Protein)を見いだした。その中の一つARIP1は脳に高い発現が認められ、5個のPDZドメインと2個のWWドメインを有していた。5個のPDZドメインの中で最もC末側に位置するドメインを介してアクチビン受容体と結合した。他のTGF-βファミリーのII型受容体やいずれのI型受容体とも結合しなかった。また、WWドメインとはアクチビン情報伝達分子であるSmad3と強く結合した。ラット海馬細胞の初代培養系で、ARIP1はアクチビンII型受容体、Smad3及びシナプトタグミン(神経シナプス指標蛋白質)と共沈することから、アクチビン受容体とSmadがARIP1を介して神経シナプスにおいて複合体を形成して存在していることを示している。この結果から、神経ネットワーク形成にこれまで知られていなかったアクチビンのシグナル伝達の制御機構が必要であることが示唆された。アクチビン結合蛋白質フォリスタチンには、3個の増殖因子結合モチーフ(フォリスタチンドメイン)が存在する。最近、我々はフォリスタチンドメインを2個しか持たない新規フォリスタチン様分子FSLP(Follistatin-like protein)を見いだした。FSLPは胎盤、副腎、肺、心血管系、精巣、卵巣などに広く分布していた。FSLPはC末側のフォリスタチンドメインを介してアクチビンと結合していることが分かった。発生過程における役割を検討するためにトランスジェニックマウスの作製を試みている。TGF-βファミリーに属するアクチビンの作用の分子基盤を明確にするために、特にそのシグナル伝達機構に検討を加えている。最近、アクチビン受容体IIAの細胞内領域と会合するPDZドメインやWWドメインをもつ分子群ARIPを単離することに成功した。さらに、フォリスタチン(アクチビン結合蛋白質)ドメインをもつFLRGを発見し、細胞外でアクチビンのシグナルを調節する分子として働いていることを見いだした。本課題では、アクチビンのシグナル伝達系がARIPやFLRGにより制御される機構について検討を加えた。1.ARIPによる細胞内での制御機構Smad3を強制発現させるとマウス海馬細胞HT22はアクチビン応答性を獲得するが、ARIP1を同時に過剰発現させるとアクチビン応答性を失った。さらに、ARIP1がそのC末側のPDZドメインを介してβ-カテニンと結合することが分かった。ARIP1を過剰発現させるとβ-カテニンの核移行が完全に阻害された。このような結果は、ARIP1が神経シナプスにおいてアクチビン/Smad系とWnt/β-カテニン系のクロストークに関わる分子として機能していることを強く示唆している。2.FLRGによる細胞外での制御2個のフォリスタチンドメイン(アクチビンなどの増殖因子結合モチーフ)をもつFLRGはアクチビン以外にBMPとも弱いながら結合能を有し、BMPの活性を阻害することが分かった。
軸索切断後の網膜神経節細胞で発現が誘導される分子群の機能の解明

視神経切断後の網膜神経節細胞死に関わる分子として、BH3-only proteinについて注目した。BH3-only proteinは、種々の異なるアポトーシス誘導刺激と、共通したアポトーシス決定、実行過程との間をつなぐ分子であり、刺激特異的なアポトーシス誘導のメカニズムを明らかにする上でキーとなる分子と考えられる。その中で、特にHrkおよびBimELについて解析した。Hrkは視神経切断後の網膜神経節細胞で特異的に発現が誘導されること、またその発現が少なくとも1週間は持続することを明らかにした。また、発現量の変化を定量するため、realtime PCRを行なった。その結果、Hrkは視神経切断後1日で、正常網膜の3倍まで発現が上昇することがわかった。一方、BimELはHrkと同様にその活性調整が転写レベルで行われているため、Hrkと同様に定量PCRを行ったBimELにおいても約2倍に発現が上昇した。今後、免疫染色により、BimELの発現誘導される細胞種と、サブタイプを明らかにする。一方、申請者が単離した分子ARG357についての解析も進んでいる。ARG357を発現ベクターpCI-neoに組み込み、これを神経系細胞のモデルであるPC12細胞に導入した。WST-8によるアッセイではARG357が導入された細胞と、コントロール細胞との間で細胞増殖、血清除去後の細胞死には明らかな差は認められなかった。一方、ARG357が導入された細胞ではBimELの発現レベルが上昇したがHrkの発現レベルには影響がなかった。以上の結果から、ARG357はBimELの転写レベルの調整に関与すること、BimELとHrkはその転写活性化メカニズムが異なることが明らかとなった。今後、この発現誘導メカニズムと、BimEL,ARG357の相互作用を明らかにする。成熟哺乳動物の視神経切断後に、網膜神経節細胞がアポトーシス至るメカニズムを解明する目的で、視神経切断前後のラット網膜より単離したmRNAからサブトラクションライブラリを作成し、視神経切断後に網膜における発現量が上昇する遺伝子の単離した。視神経切断後に発現が上昇する遺伝子は、細胞死に能動的に関与していると考えられる。これらの遺伝子群について、RT-PCRを行うとともに視神経切断前後のラット網膜切片上においてin situ hybridizationを行った。このような分子の1つHrkはBH3 domain onlyprotein、RT-PCRでは視神経切断前には網膜における発現はみとめられなかった。視神経切断後、12時間後より網膜における発現が認められ、切断後3日目をピークとし、1ケ月後までその発現は持続した。ついで、in situ hybridization histochemisitryを施行したところ、視神経切断前には網膜上での発現は認められないことが確認された。一方、切断後3日目の網膜ではHrkのシグナルは神経節細胞層にのみ認められた。シグナルは神経節細胞層の一部の細胞にのみ発現していた。これらの細胞は網膜神経節細胞の一部であることが明らかとなった。視神経切断後、網膜神経節細胞の細胞死は1月以上続くことが知られており、Hrkは網膜神経節細胞の一部にのみ発現すること、また、発現が長期にわたることから、視神経切断後Hrkが網膜神経節細胞の一部に順次誘導され、その細胞が次々とアポトーシスに陥るメカニズムが考えられた。
サイトカイン産生性免疫微小環境の可視化と機能解析

IL-15遺伝子座にCFP cDNAを挿入したIL-15-CFPノックインマウスを作製し、生体内におけるIL-15産生細胞の分布を解析した。その結果、骨髄では主に血管周囲に存在するVCAM-1陽性の間葉系ストローマ細胞にIL-15の発現が見られた。胸腺ではMHCクラスIIを強く発現する成熟した胸腺髄質上皮細胞にIL-15の発現が検出された。リンパ節ではT細胞領域の細網線維芽細胞や樹状細胞がIL-15を産生していた。さらに、高内皮性細静脈とすべての血管内皮細胞でIL-15が検出された。以上の結果から、生体内のIL-15産生性ストローマ細胞を初めて同定し、その特徴的な分布と発現様式を明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。IL-15はNK細胞の増殖・分化や成熟T細胞の維持など免疫系において重要な働きをしているが、免疫組織におけるIL-15産生細胞の分布と機能についてはよくわかっていない。そこで、この問題を明らかにするために、IL-15-CFPノックインマウスを作製し、IL-15産生細胞の生体内分布を調べるとともに、IL-15-floxマウスを作製しさまざまなCreマウスと交配した。1. IL-15産生細胞の生体内分布IL-15-CFPマウスの骨髄、胸腺、リンパ節、脾臓などの組織切片を作製し、CFP陽性のIL-15産生細胞の分布を共焦点顕微鏡にて観察した。胸腺ではIL-15は髄質に強く発現しており、MHCクラスII強陽性の成熟した髄質胸腺上皮細胞が主な産生細胞であった。骨髄ではIL-15は主にVCAM-1陽性PDGFRβ陽性CD31陰性Sca-1陰性ストローマ細胞に発現していた。リンパ節ではIL-15は主にT細胞領域と髄質に発現しており、線維芽細胞様細網細胞の一部で発現していた。さらに、高内皮性小静脈をふくむ血管内皮細胞でIL-15が強く発現していたが、リンパ管内皮細胞では発現していなかった。脾臓ではVCAM-1陽性のストローマ細胞で発現しており、その数は加齢とともに増加した。以上の結果から、免疫組織におけるIL-15産生細胞の分布を初めて明らかにし、IL-7とIL-15の発現パターンが一部の細胞で異なることを示した。2.組織特異的IL-15遺伝子破壊マウスの作製IL-15遺伝子座にCFP cDNAを挿入したIL-15-CFPノックインマウスを作製し、生体内におけるIL-15産生細胞の分布を解析した。組織特異的IL-15遺伝子破壊マウスの解析は、平成26年度中には複数のCreマウスにおいて解析が可能となる予定である。この解析を進めつつ、他のCreマウスについても交配を進め、解析できるマウスの作出をおこなう。また、当初の計画にはなかったが、筋肉由来のIL-15と脂肪組織・肥満との関係が報告されているので、筋肉特異的にCreを発現するMuCre-Aマウスとの交配も開始する。
イオン認識・還元機能をもつナノファイバーの創出と貴金属イオンの革新的分離法の開発

本研究の最終目標は、有害金属や貴金属イオンを含む浸出液や廃液から、「貴金属イオンのみを固体ナノ粒子」として分離回収できる、今までにない貴金属イオンの革新的分離・回収技術の創出である。本年度も昨年に引き続き「金イオン」を対象とし、さらに「パラジウムイオン」も対象金属とし、詳細に検討を重ね、さらに金属ナノ粒子の生成反応がナノファイバーの表面、あるいはコーティング膜内での反応であるかの検証を行った。1.濃縮・還元機能を発現する高機能性ナノファイバー(RDF)の分子設計・合成本年度は昨年に引き続き、バイオマス廃棄物であるキトサンを原料にして、水相に容易に溶解する「カルボキシキトサン誘導体」、および自らがキレート形成機能と還元機能を有している天然素材である「タンニン」を用いてナイロンファイバーをコーティングし、高比表面積で「濃縮・還元機能」を有する高機能性ナノファイバーを創出し、さらに、「官能基の効果」を明らかにするために官能基を固定化するためのスペーサー鎖長(自由度の確保)の最適化を行った。2.濃縮・還元機能を有する高機能性ナノファイバー(RDF)による貴金属イオンの分離・回収(機能性評価)今年度は貴金属イオンとして「金とパラジウム」を対象にしたので、室温でこれらの金属イオンを含む酸溶液中に、濃縮・還元機能を有するナノファイバー(不織布)を加えてかき混ぜると、ファイバー上に金が濃縮され、徐々に金粒子がナノファイバー表面に形成された。パラジウムは黒っぽい粉末が溶液中に分散する状態が観測された。その溶液をろ過し、金とパラジウムの粉末として回収することができた。RDFは回収後、再生され、環境調和型新材料として再利用できると思われる。金の収率はほぼ80%以上であったが、パラジウムについては20-30%の収率であった。今後は、パラジウムの収率を増加させる工夫が必要である。ナイロンとの相溶性がよい「タンニン酸やキトサン誘導体」がナイロンナノファイバーの重量の半分以上固定化され、微小空間に「濃縮・還元・脱離」の3機能を集積した場所の確保は、「水溶液中の金やパラジウムイオン」を「固体の金やパラジウムのナノ粒子」にするのに大きく貢献できることを示唆している。金イオンがタンニンに吸着することが必須だと思われるが、金のナノ粒子の形成はある程度の距離がないと容易に始まらないこともわかってきた。これはタンニン酸が「保護コロイド」の役割をしているのではないかと予想している。一方、ナイロンナノファイバーにキトサン誘導体を固定化する際、アンカーの役割をする長鎖アルキル基を導入したキトサン誘導体ナイロンナノファイバーについても、金イオンを選択的に吸着し、それを還元剤中にしばらく置いておくと、金のナノ粒子らしきものが、表面や表面近くに観察できた。特にキトサンの場合には金イオンが吸着すると考えられる吸着座は「規則的に配列された官能基(ーNH2)」と「高度に制御された細孔構造」が金やパラジウムのナノ粒子の大きさや形状にも大きく影響しているようだ。さらに、「カルボキシル基やリン酸」のような新たな配位子を導入した新規なキトサン誘導体を用いて、ナイロンとハイブリッドした「キトサン誘導体膜」の作成を詳細に検討した。使用したキトサン誘導体の吸着選択性はそのまま発現され、またその強度についても工業的なモジュール化に十分な強度であることが明らかとなり、特許申請中である。さらに、金、パラジウム、白金が混合しているpH5の塩化物溶液から吸着すると、金イオンだけが吸着され、その膜を各種の還元剤に浸漬すると、各種の形状をしたものやナノ粒子からマイクロ粒子までキトサン膜の表面に作成することができた。この機構を如何に明らかにできるかが、大きなもう一つの課題となろう。3.濃縮・還元機能を有する高機能性ナノファイバー(RDFを用いた分離回収システムの実サンプルへの応用これまでの多くの成果は、「当初の計画以上に進展している」と判断している。最終年度の今年度は「吸着・還元・脱離」を示した「タンニン」ではなく、「キトサン」と「ブチラール』を自己組織化ポリマーとしてナイロンナノファイバーに「コーティング」を行い、次に「キレート形成能+還元能力」を持っている、例えば硫黄アミノ酸であるシステインやチオール基のような化学構造を持った官能基を導入し、貴金属イオンの濃縮・還元機能の評価行う。前年度までに得られた基礎データをもとに、貴金属イオンの分離回収システムを構築し、実サンプルとしてメッキ廃液や廃電子機器に含有する貴金属・レアメタルの分離・回収を行う予定である。特に貴金属イオンの非常に希薄な濃度領域でさえも、「濃縮⇒還元⇒ナノ粒子形成」機能が発現し、本法が極希薄溶液にも適用できることを検証し、上述したプロセスの中で「金属イオンの還元」という現象が起こるためにはナノファイバーの表面および内部における「濃縮」というプロセスがいかに重要であることを検証したい。また、今年度は、これらの基礎データと応用データに基づいて、銅、ニッケル、コバルトおよび金混合系からの実用化試験を行い、本分離・回収システムが高効率的な革新的技術であることを検証する。今年度の後半では、ターゲットを貴金属だけでなく、水環境汚染重金属にも応用し、これらに関する基礎データを集積し、本分離・回収システムの実用化に向けた検討も同時に遂行する計画である。本研究は、貴金属イオンを含む浸出液や廃液から、「貴金属イオンのみを固体ナノ粒子」として分離回収できる、今までにない貴金属イオンの革新的分離・回収技術の創出である。