hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会参加とネットワークに関する実証研究 -韓国と日本における調査と計量分析

本研究は、人間関係と参加行動に着目して多次元的な社会構造を解明し、韓国で独自の統計的社会調査を複数実施し、日本のデータも用い実証分析を行うことを目的とする。厳密な無作為抽出を行い、調査会社に委託せず調査員を直接雇用し、韓国の春川市で1600人、大田市で1500人を対象に社会調査を実施した。過去のものと合わせ韓国4地域、日本3地域のデータを作成し、データファイルを公開した。参加や社会意識について分析し成果を発表した。まず理論的検討や既存データの分析を行い,次に当初予定の通り,韓国の農村部(江原道春川市)において,1600人対象の統計的社会調査を実施した。関係的資源,階層構造の評価,再配分への志向,その他の社会意識等について質問項目を設定し,既存の調査との比較を可能にした。地図上で無作為抽出を行い,韓国の国立江原大学の協力を得て,大学生を調査員として雇用した。既存データを分析して英語論文として米国社会学会で発表した他,日本社会学会と東北社会学会でも成果を発表した。また,政治意識について分析し立教大学の紀要『応用社会学研究』に論文を掲載した。また,多変量解析のテキスト『SPSSによる多変量解析』を執筆し,社会調査データを分析する上での注意点を執筆した。予算は統計的調査の回収作業謝金や調査票印刷費などに用い,その他の予算は可能な限り節約した。これまでのデータを含め我々の-連の研究により,春川と,韓国の首都,第3の都市である大邱という地方都市(旧軍事政権の拠点地域)におけるデータと,日本の3地域,合計6地域におけるデータを得ることができた。調査会社に丸投げせず学生を雇って調査を実施し,データの質はよい。今年度は社会調査実施と調査データ作成に重点をおいた。韓国の政治学者へのインタビューも行った。今年度の調査の具体的な日程は以下の通り。4月理論的検討,質問項目の作成,韓国側との連絡;5-6月韓国での調査実施準備を開始,質問項目案の作成と理論的検討のための研究会実施;7-10月韓国での調査準備,小規模な予備調査実施,質問項目を確定;11月韓国の農村部(江原道内の1地域を予定)にて本調査実施;12月コーディング,調査票のチェック,データ入力;1月職業など自由回答部分を日本語への翻訳;2-3月データの計量分析,結果の検討本研究は参加行動や人間関係を含む多次元的な社会構造を解明することを目的とする。とくに構造と意識、関係的資源保有、社会参加との関連に着目し韓国において独自の社会調査を実施した。本年度は、これまでと性質の異なる地域として忠清南道の大田市を選び、参加や関係的資源、階層構造の評価、その他の社会意識等について質問項目を設定し、1500人対象の統計的社会調査を実施した。市内の各地点の人口をもとに無作為抽出を行い、大田市の又松大学の協力を得て大学生を調査員として雇用した。予算は調査の回収作業謝金や調査票印刷費などに用いた。一連の研究により、韓国の首都、第3の都市である大邱、春川市、大田市におけるデータと、日本の3地域、計7地域におけるデータを得た。データはホームページ上で公開した。調査会社に委託せず、学生を調査員として直接雇用して厳密な社会調査を実施しデータの質は良い。韓国の町内会長にあたる統長や里長へ聴き取り調査も行った。また台湾における最近の社会調査実施の状況について、研究機関を訪問し聴き取りも行った。分析結果を見ると、個別接触について、数年に1度以上の経験は、男性では、韓国は15%前後であまり地域差がなく、日本農村で約2割、東京は約1割だった。女性は男性よりもやや少ない。ボランティア活動や消費者運動は、韓国男性は3割前後、東京は1割強、日本農村部は3割近くだった。また、韓国は日本より平等志向が強く、日本では農村部ほど平等志向が強かった。女性は男性よりもやや強い。また韓国の方が、親の社会的地位が出世に必要という回答が多い。平等志向に関する重回帰分析によると、韓国男性は年齢と学歴の規定力が有意だが、日本男性は学歴のみだった。日本女性は複数の地域で学歴が有意だが、韓国では地域で一貫した傾向はない。調査データを分析して英語論文として米国社会学会で発表した他、韓国と台湾でも成果を発表した
未熟児・新生児期における大脳運動感覚野の機能的支配領域の発達的変化に関する研究

本研究の目的は多チャンネル近赤外光脳機能画像計測システムを利用して、未熟児・新生児期における運動・感覚野の機能的支配領域の局在化の発達的変化を捉え、脳障害を認める児の治療・リハリビテーション介入の時期やその方法の確立、可塑性の可能性の評価などを行うことである。本研究費補助金による研究成果は以下の通りである。1)10例の新生児を対象に、他動的な上下肢の屈曲伸展による運動感覚刺激を行った場合、刺激により対側運動感覚野の脳血液量の増加を認め、その反応が最大となる時間は、下肢の刺激が16秒、上肢が18秒であり、従来の成人の報告例より遅いことが判明し、発達的に変化することが示唆された。また同側運動感覚野での脳血液量の増加も認めるが、対側よりもその増加量は少ないことが確認された。更にこの運動感覚野の頭頂・側頭部における局在性は、下肢が上肢より広範囲であることが確認された。2)自然静睡眠状態での光刺激による後頭部視覚野の脳血液量反応パターンの発達的変化を研究する目的で、成人のノンレム睡眠状態との比較検討をした。その結果、成人では脳血液量が増加するが、新生児では反対に減少することを見出した(Human Brain Mapping,2004)。3)近赤外光時間分解測定装置の臨床応用のため、基礎的検討として新生仔豚を対象に吸入酸素濃度の変化させた研究の結果、光拡散係数は酸素濃度を変化させても変化せず、吸収係数を用いたHb値の算出では、水以外のbackground absorptionの決定が問題であることを見出し、新たなbackground absorptionを算出し、定量的測定の問題を解決した。(J Biomed Opt,2005)4)近赤外光時間分解測定装置での早産児及び正期産児の測定により、光拡散係数:は在胎週数に比例して大きくなり、解剖学的変化を捉える新しいパラメーターとなり得ることを見出した。また同時に脳血液量が在胎週数に比例して増加し、頭部Hb酸素飽和度が減少することを報告した。(Pediatr Res,2005)5)新生児における言語発達の左右優位半球の関与について、多チャンネル近赤外光脳機能画像計測システムを用いた検討をした結果、早産児では右優位であり、正期産児においては左右優位性がなく、3-6ヶ月児では左優位である可能性が示された。(2004年日本周産期・新生児医学会及び日本小児科学会学術集会にて発表)本研究の目的は多チャンネル近赤外光脳機能画像計測システムを利用して、未熟児・新生児期における運動・感覚野の機能的支配領域の局在化の発達的変化を捉え、脳障害を認める児の治療・リハリビテーション介入の時期やその方法の確立、可塑性の可能性の評価などを行うことである。(2004年日本周産期・新生児医学会及び日本小児科学会学術集会にて発表)本研究の目的は多チャンネル近赤外光脳機能画像計測システムを利用して、未熟児・新生児期における運動・感覚野の機能的支配領域の局在化の発達的変化を捉え、脳室周囲白室軟化症、頭蓋内出血などの脳障害を認める児の治療・リハリビテーション介入の時期やその方法の確立、可塑性の可能性の評価などを行うことである。研究初年度に行った研究成果は以下の通りである。

1)未熟児、正期産新生児から成人までの頭部形状に応じた、両側大脳半球を同時計測可能な計測プローブの組み立てを行った。特に体重700,1000,2000,3000gの4種類の頭部形状に合わせた側頭・頭頂部同時測定可能ブローベも作成した。2)脳血流の揺らぎの局所的特徴やそれらの相互関係を解析する目的に、装置のノイズを除去し生体情報のみを捉える信号処理法を検討し、頭部の安静時での測定データを用いた結果、130msecで測定した場合では、Savitzky Golay法を用いて54ポイントのスムージング処理が最適であることを見出した。3)7例の新生児を対象に、他動的な上下肢の屈曲伸展による運動感覚刺激を行った場合、刺激により対側運動感覚野の脳血液量の増加を認め、その反応が最大となる時間は、下肢の刺激が9,7秒、上肢が10.3秒であり、従来の成人の報告例より遅いことが判明し、発達的に変化することが示唆された。また同側運動感覚野での脳血液量の増加も認めるが、対側よりもその増加量は少ないことが確認された。4)刺激による、脳血液量の増加領域の解析法については、現在検討中である。5)自然静睡眠状態での光刺激による後頭部視覚野の脳血液量反応パターンの発達的変化を研する目的で、成人のノンレム睡眠状態との比較検討をした。その結果、成人では脳血液量が増加するが、新生児では反対に減少することを見出た(Human Brain Mapping,2004)。6)多層構造である頭部の近赤外光測定における光路長の問題に対し、近赤外時間分解測定装置を用いて新生仔豚を対象に吸入酸素濃度の変化させ検討した結果、光路長は低酸素になるほど短くなることを見出した(Optical Review,2003)。本研究の目的は多チャンネル近赤外光脳機能画像計測システムを利用して、未熟児・新生児期における運動・感覚野の機能的支配領域の局在化の発達的変化を捉え、脳障害を認める児の治療・リハリビテーション介入の時期やその方法の確立、可塑性の可能性の評価などを行うことである。本研究費補助金による研究成果は以下の通りである。1)7例の新生児を対象に、他動的な上下肢の屈曲伸展による運動感覚刺激を行った場合、刺激により対側運動感覚野の脳血液量の増加を認め、その反応が最大となる時間は、下肢の刺激が9,7秒、上肢が10.3秒であり、従来の成人の報告例より遅いことが判明し、発達的に変化することが示唆された。更にこの運動感覚野の局在性が成人と異なる事が示唆された。2)自然静睡眠状態での光刺激による後頭部視覚野の脳血液量反応パターンの発達的変化を研究する目的で、成人のノンレム睡眠状態との比較検討をした。その結果、成人では脳血液量が増加するが、新生児では反対に減少することを見出した(Human Brain Mapping,2004)。3)近赤外光時間分解測定装置の臨床応用のため、基礎的検討として新生仔豚を対象に吸入酸素濃度の変化させた研究の結果、光拡散係数は酸素濃度を変化させても変化せず、吸収係数を用いたHb値の算出では、水以外のbackground absorptionの決定が問題であることを見出し、新たなbackground absorptionを算出し、定量的測定の問題を解決した。(J Biomed Opt,2005)4)近赤外光時間分解測定装置での早産児及び正期産児の測定により、光拡散係数は在胎週数に比例して大きくなり、解剖学的変化を捉える新しいパラメーターとなり得ることを見出した。
Fucciマウスを用いた、創傷部組織培養法による各種細胞のリアルタイム動態解析

Fucci (Fluorescent Ubiqutination-based Cell Cycle Indicator)は、生細胞の細胞周期をリアルタイムに観察することが出来る蛍光プローブである。本研究では、遺伝的にFucciを組み込んだマウス(Ficciマウス)を用いて、申請者が新たに開発した創傷部組織培養法で、皮膚創傷後の細胞の移動と分裂をリアルタイムで観察する。さらに、同マウス由来の表皮細胞ならびに線維芽細胞培養系を用いてin vitroの創傷治癒モデルを用いて細胞の分裂と移動を、創傷部組織培養法で観察することを目的とする。
パーキンソン病の遺伝的素因に関する研究

[目的]パーキンソン病(PD)の成因の一つにミトコンドリア電子伝達系複合体I(complex I)酵素活性の低下が指摘されている。本研究ではcomplex Iのサブユニットの一つである核由来24-kDaサブユニット(24k)の遺伝子多型の有無とPDにおける遺伝子多型の頻度を検討し、危険因子となりうるか明らかにすることを目的とした.またα-Ketoglutarate dehydrogenase complex(KGDHC)のsubunitE2における遺伝子多型についても検討を加えた。[方法]明らかにされた塩基配列を基に各エクソンを鋏むプライマーを作成しPCR法にて増幅し直接塩基配列決定を行い遺伝子多型の有無を検討した。また遺伝子多型の頻度に有意差が存在するか(PD126例,コントロール113例),ミスマッチプライマーを用いたRFLP-creating PCRを用いて検討した.subunit E2についても同様に検討した.[結果および考察]シグナルペプチドを構成するエクソン2内にアミノ酸置換(Ala29Val)を伴う遺伝子多型を認めた。PDにおけるその遺伝子多型の頻度はアリルでは有意差を認めなかったが,ゲノタイプの分布に有意差が認められ変異ホモ接合体はコントロール(11.5%)と比較し,PD(23.8%)において有意に高かった(Fisher exact test p<0.01),subunit E2にはアミノ酸置換を伴う変異は認めなかった。[結論]認められた遺伝子多型は,その変異置換により蛋白2次構造がα-helixからβ-sheet構造に変化すること,またラット,ウシ,ヒトで保存されている部位であることより機能的に重要なサイトであり,ホモ接合体の危険度はオッズ比2.40(95%CI,1.18-4.88)で,PDの危険因子と成りうると考える.[目的]パーキンソン病(PD)の成因の一つにミトコンドリア電子伝達系複合体I(complex I)酵素活性の低下が指摘されている。[結論]認められた遺伝子多型は,その変異置換により蛋白2次構造がα-helixからβ-sheet構造に変化すること,またラット,ウシ,ヒトで保存されている部位であることより機能的に重要なサイトであり,ホモ接合体の危険度はオッズ比2.40(95%CI,1.18-4.88)で,PDの危険因子と成りうると考える.
形態と遺伝子に基づく魚類寄生虫ウオノエ科の分類と幼生期形態の解明

齋藤暢宏氏らとの共同研究の結果、静岡県伊東市の海中において、群れをなして遊泳中のハタンポ属(スズキ目:ハタンポ科)の幼魚(ツマグロハタンポPempheris japonica D&ouml;derleinとミナミハタンポP. schwenkii Bleekerの両方、あるいはどちらか一方)の体表にウオノギンカ属Anilocraのエガトイド幼体の寄生を記録した。採集したウオノギンカ属個体は標本にし、形態を詳細に記載した。寄生部位は主に宿主魚類の頭部背面であったが、体側尾鰭付近にウオノギンカ属小型個体がみられることもあった。ウオノギンカ属個体は比較的速く泳ぎ、被寄生魚を手網で捕獲した瞬間に宿主から離脱して遊泳行動をとった。ウオノギンカ属エガトイド幼体の形態形質による識別点としては以下に挙げるものが有効であった:1)頭部前縁に腹面に反り返る大きな吻を備える、2)頭部後縁は直線的、3)第1触角は第2触角より短く、第4第8節は短い、4)腹部は胸部と連続的につながり、特に細くならない。既報の記載や本標本の調査では腹尾節や尾肢の長さに種差の可能性のある変異がみられたため、今後精査していくと共に、DNA解析を併用しながら種の特定を行う予定である。齋藤暢宏氏との共同研究の結果、イワシノコバンNerocila phaiopleura Bleekerの幼体には、体サイズで分類できる複数のステージと考えられるものがあることを示した。また、エガトイド幼体から成体へ脱皮している途中(体前半分がエガトイド幼体で、体後半分が成体)の個体を見出した。日本産ウオノエ科等脚類の研究の現況を整理し、「日本産魚類に寄生するウオノエ科等脚類について」というタイトルで、日本甲殻類学会第53回大会(東京海洋大学品川キャンパス)の自由集会「フクロエビ類の生物学」において講演した。さらに、この講演内容を基礎として、日本産ウオノエ科等脚類の既知種と宿主情報を整理し、一覧表を作成した。その結果、体表に寄生するウオノエ類は4属8種,口腔内あるいは鰓腔内に寄生するウオノエ類は7属23種,そして体腔内に寄生するウオノエ類は1属3種であり,日本から合計12属34種のウオノエ類が記録されていることが明らかとなった。標準和名を欠いていた日本産ウオノエ類3属9種に新しい標準和名を命名した。さらに、1属6種については、標準和名を改称した。この論文は、2016年に出版される日本甲殻類学会の和文誌『Cancer』への掲載が確定している。また、本年度は、ウオノギンカ属(Anilocra)、ウオノコバン属(Nerocila)、ウオノドウカ属(Renocila)、ヒゲブトウオノエ属(Ceratothoa)、エルウオノエ属(Elthusa)、エラヌシ属(Mothocya)、ウオノエ属(Cymothoa)の標本の整理を実施した。これらのうち、ウオノギンカ属、ウオノコバン属、ヒゲブトウオノエ属、エルウオノエ属、エラヌシ属、ウオノエ属で、日本未記録種あるいは未記載種が見つかったため、現在、これらの論文執筆作業を進めている。日本産ウオノエ科の概要をおおむねまとめることができた。日本産ウオノエ類の文献記録を整理し、大まかな寄生部位ごとに一覧表を作成した。その結果、体表に寄生するウオノエ類は4属8種、口腔内あるいは鰓腔内に寄生するウオノエ類は7属23種、そして体腔内に寄生するウオノエ類は1属3で種あり、日本から合計12属34種のウオノエ類が記録されていることが明らかとなった。これまで標準和名の無かった3属と9種に以下の通り標準和名を提唱した:ウオノドウカ属、エビスエラヌシ属、カタウオノエ属、タカベノエ、サカイエビスエラヌシ、ソコダラエラモグリ、オオエラモグリ、カレイノエ、トウザヨリノエ、トビウオエラヌシ、ダツエラヌシ、アンコウハラモグリ。また、6種については以下の通り標準和名を改称した:サッパヤドリムシ→サッパノギンカ、ニザダイヤドリムシ→ニザダイノギンカ、ゼブラヤドリムシ→ゼブラドウカ、コウノヤドリムシ→コウノドウカ、ヤマザトヤドリムシ→ヤマザトドウカ、トビウオヤドリムシ→トビウオヒゲブトウオノエ。日本で採集された標本に基づいてウオノエ科の新種トリカジカエラモグリElthusa moritakiiを記載・命名した。これは日本産本科における35番目の種である。また、ソコダラエラモグリElthusa propinquaの新宿主記録を報告した。本種は様々な種のソコダラ類に寄生することが明らかとなった。静岡県と神奈川県において、それぞれダルマガレイ科の1種(カレイ目)とアゴハゼ(スズキ目:ハゼ科)の体表に寄生するウオノエ類の幼体が撮影されたため、これらについて報告した。その際、日本産ハゼ科魚類へのウオノエ類の寄生記録も整理したところ、寄生ウオノエ類のうち属レベルの同定がなされたものは、ウオノコバン属とエラヌシ属のみであった。日本産ウオノエ科全種のリストを作成すると共に、日本で記録された宿主魚類についてもまとめることができたため。

大阪府のきしわだ自然資料館に収蔵されているウオノエ科標本を調査し,その結果を報告した.68個体のウオノエ科標本(液浸および乾燥標本)を調査した結果,以下の5同定種と未同定の8個体を確認した:ナミオウオノエCeratothoa carinata (Bianconi, 1869),タイノエCeratothoaverrucosa (Schioedte & Meinert, 1883),ソコウオノエCeratothoa oxyrrhynchaena Koelbel, 1878,Mothocya parvostis Bruce, 1986,サヨリヤドリムシMothocya sajori Bruce, 1986,ウオノコバン属の未同定個体Nerocila sp.,ヒゲブトウオノエ属の未同定個体Ceratothoa sp..きしわだ自然資料館収蔵の中島徳一郎コレクションには古いウオノエ科標本が多数含まれていた.残念ながらそれらの多くは採集データが不完全であったが,M. parvostis(KSNHM-C00183)はデータが完全であり,1941年8月4日に岸和田市で採集されたサヨリHyporhamphus sajoriから得られた個体であった.日本国内に現存する戦前のウオノエ科標本は非常に少なく,これらは歴史的標本として貴重であることを述べた.我が国のハタンポ属Pempherisの幼魚から得られたウオノギンカ属Anilocraのエガトイド幼体を共著者と調査したところ,新知見が得られた.そこで,この結果を論文にまとめ,某誌へ投稿した.これまでの調査で得られたウオノエ科に関する知見を一般向けにわかりやすくまとめ,一般書を分担で執筆した.標本収集・調査が順調に進んでいるため。齋藤暢宏氏らとの共同研究の結果、静岡県伊東市の海中において、群れをなして遊泳中のハタンポ属(スズキ目:ハタンポ科)の幼魚(ツマグロハタンポPempheris japonica D&ouml;derleinとミナミハタンポP. schwenkii Bleekerの両方、あるいはどちらか一方)の体表にウオノギンカ属Anilocraのエガトイド幼体の寄生を記録した。採集したウオノギンカ属個体は標本にし、形態を詳細に記載した。寄生部位は主に宿主魚類の頭部背面であったが、体側尾鰭付近にウオノギンカ属小型個体がみられることもあった。ウオノギンカ属個体は比較的速く泳ぎ、被寄生魚を手網で捕獲した瞬間に宿主から離脱して遊泳行動をとった。ウオノギンカ属エガトイド幼体の形態形質による識別点としては以下に挙げるものが有効であった:1)頭部前縁に腹面に反り返る大きな吻を備える、2)頭部後縁は直線的、3)第1触角は第2触角より短く、第4第8節は短い、4)腹部は胸部と連続的につながり、特に細くならない。既報の記載や本標本の調査では腹尾節や尾肢の長さに種差の可能性のある変異がみられたため、今後精査していくと共に、DNA解析を併用しながら種の特定を行う予定である。齋藤暢宏氏との共同研究の結果、イワシノコバンNerocila phaiopleura Bleekerの幼体には、体サイズで分類できる複数のステージと考えられるものがあることを示した。また、エガトイド幼体から成体へ脱皮している途中(体前半分がエガトイド幼体で、体後半分が成体)の個体を見出した。分類学的な混乱の著しいエルウオノエ属の分類学的再検討を進める。手元に多数の未記載種、未記録種、新宿主記録の標本が集まったため、まずこれらの記載と発表を急ぐ予定である。手元に集まった多くの標本に関する論文執筆と発表を急ぐ。論文投稿が思うように進まず、論文投稿料やページチャージとして支払う金額が少なくなったため。(理由)論文投稿が思うように進まず、論文投稿料やページチャージとして支払う金額が少なくなったため。
リンパ系腫瘍における3q27転座の分子生物学的解析

3番染色体のバンドq27(3q27)上に位置し染色体転座に関与するBCL6遺伝子の構造異常につきB細胞型の非ホジキンリンパ腫(B-NHL)症例にて検索したところ、50例中11例でサザンブロットにて再構成が認められた。さらに詳細に解析したところ、これら11例中5例は両アレルにて別々の再構成が生じていると考えられ、また、うち1例では染色体転座を起こしていない方のBCL6アレルにて1.5kbの内部欠失が生じていた。以上より、B-NHLでは、BCL6遺伝子に両アレルでの再構成が時にみられ、また、染色体転座によらない構造異常も起こり得ることが示され、本遺伝子異常の特徴の一つと考えられた。なお、BCL6遺伝子に両アレルでの異常がみられた症例はいずれも長期生存が得られず、予後不良因子の一つであることが示唆された。また、染色体転座の結果生ずる構造異常につきmRNAレベルでの検討を、t(3;14)あるいはt(3;22)転座を有する2つの細胞株にて行ったところ、BCL6遺伝子の5'非翻訳領域が、免疫グロブリン重鎖(IgH)あるいは免疫グロブリンλ鎖(Igλ)遺伝子(イントロン部分を含む)からの転写物で置き換えられたキメラmRNAを形成していることが判明した。なお、両者の細胞株ともにこれらのキメラmRNAにはalternative formが存在し、正常BCL6アレルからの転写物は認められなかった。一方、IgH遺伝子のJH部あるいはIgλ遺伝子のCλ部のconsensus sequenceとBCL6遺伝子内のsequenceをもとにプライマーを設定し、PCRを施工したところ、一部の症例にて増幅産物が得られた。現在、条件等につきさらに検討し、t(3;14)あるいはt(3;22)転座の新たな分子診断法として応用してゆく予定である。1)t(3;14)(q27;q32)を有する細胞株、MD903よりゲノムライブラリーを作成し、転座切断点を含むクローンを得て解析したところ、14q32の免疫グロブリン重鎖遺伝子内のJHとCμの間で切断があり、3q27のBCL-6遺伝子の第1イントロン以下の構造遺伝子部分と5'→3'・・・5'→3'の向きに結合していた。また、14番染色体由来の部分内でもVDJ結合による再構成が起こっており、染色体転座によるDNA再結合はこれとは別個に生じていると考えられた。切断点周囲には、生理的な免疫グロブリン遺伝子再構成に関与するheptamer-nonamer様配列がみられた。2)MD903細胞株では、BCL-6遺伝子mRNAは正常サイズのものに加え、それよりも大きいものの異常発現がみられるが、これにつき詳細に検討するため、cDNAクローニングを行ったが、未だ塩基配列での異常は見出だされていない。これは、異常があると予想される5'側を含むクローンが得られていないためと考えられ、再度cDNAライブラリーを作成し、現在検索中である。3)B細胞型の悪性リンパ腫検体37例につきサザンブロットでスクリーニングしたところ、9例(24%)でBCL-6遺伝子の異常がみられた。これらの症例につきさらに詳細に解析したところ、うち3例では転座切断点周囲に欠失が起こっており、また、3例では複数のアレルで別個の再構成をおこしているものと思われた。さらに1例では転座を起こしていない方の染色体内に部分的な欠失がみられた。

複数のアレルにBCL-6遺伝子の異常がみられた症例は悪性度が高く治療抵抗性であり、予後不良因子の1つである可能性があり、さらに多数例で検討予定である。既に、昨年度までの本研究により、染色体3q27上に位置し染色体転座に関与する、BCL6遺伝子の再構成は本邦のB細胞型の悪性リンパ腫症例でも高頻度にみられ、また、両アレルでの再構成が時にみられることがわかっていたが、うち1例では、染色体転座を起こしていない方のアレルにてBCL6遺伝子内での内部欠失が生じていることが判明した。これにより、BCL6遺伝子には染色体転座によらない構造異常も起こり得ることが示され、本遺伝子異常の特徴の一つと考えられた。また、t (3; 14)(q27; q32)およびt (3; 22)(q27; q11)転座検出のため、免疫グロブリン重鎖(IgH)遺伝子内のJH部位ならびにλ鎖(Igλ)遺伝子内のCλ部位と、BCL6遺伝子内の塩基配列をもにプライマーを設定しPCRを行ったところ、上記染色体異常をもつ例では全例、また染色体分析未施行例でも一部にて、増幅産物が認められた。現在、各染色体上での切断点の分布や結合様式などにつき解析中であり、また、PCRの条件などをさらに検討し、微小残存病変の検出などに応用を試みる予定である。一方、t (3; 14)ならびにt (3; 22)転座を有する細胞株での検討では、上記染色体転座の結果、BCL6遺伝子の5′非翻訳領域が、IgHあるいはIgλ遺伝子(イントロン部分を含む)からの転写物で置き換えられたキメラmRNAを形成していることが判明した。今後、臨床例についても同様の解析を進めてゆく予定である。また、BCL6遺伝子の発現変化についての検討では、細胞株Daudiにおいて、インターフェロンα刺激によりc-MYCなどと同様に本遺伝子の発現が抑制されることがわかり、この系を用いて、発現調節機構についての詳細を検討中である。
Zintl相より誘導される新規シリコンネットワーク構造と機能性

1.目的シリコン単体ではその網目構造の種類は限られるが、アルカリおよびアルカリ土類金属、希土類金属とシリコンとのZintl相(電気陽性金属元素と比較的弱い電気陽性元素間のインターエレメント化合物)には、種々のアニオンクラスターや一次元、二次元シリコン網目構造が含まれる。本研究では、シリコンZintl相の多様性に着目し、これを出発物質として、種々の興味ある機能性を有する新規なシリコンネットワークを誘導する。2.研究成果の概要(i)種々の金属原子をド-ピングしたシリコンクラスレートの合成新たに導入した超高圧発生装置を用いて、シリコンクラスレートの合成を行った.バリウムを内包するクラスレートBa_8Si_<46>およびBa_8Ag_xSi_<46-x>(0≦x≦6)の単一相合成に成功し、前者は臨界温度8Kの超伝導体となることを見い出した.引き続き、3元系クラスレートの高圧合成を行う.(ii)金属原子を全く含まないシリコンだけのクラスレートの合成と物性研究レーザーアブレーションによる薄膜作成装置を用い、Si_<46>の薄膜合成を試みている.(iii)層状シリコンネットワークの化学修飾CaSi_2を出発物質として、層状ポリシランを誘導し、光ルミネッセンスを測定した.酸化物を除去した層状ポリシランでは、光吸収端と光ルミネッセンスの最強ピーク波長がほぼ対応し、バンドギャップに相当する発光が得られることを明らかにした.引き続き層状ポリシランへのインターカレーションを試みる.1.目的シリコン単体ではその網目構造の種類は限られるが、アルカリおよびアルカリ土類金属、希土類金属とシリコンとのZintl相(電気陽性金属元素と比較的弱い電気陽性元素間のインターエレメント化合物)には、種々のアニオンクラスターや一次元、二次元シリコン網目構造が含まれる。2.研究成果の概要(i)種々の金属原子をド-ピングしたシリコンクラスレートの合成新たに導入した超高圧発生装置を用いて、シリコンクラスレートの合成を行った.バリウムを内包するクラスレートBa_8Si_<46>およびBa_8Ag_xSi_<46-x>(0≦x≦6)の単一相合成に成功し、前者は臨界温度8Kの超伝導体となることを見い出した.引き続き、3元系クラスレートの高圧合成を行う.(ii)金属原子を全く含まないシリコンだけのクラスレートの合成と物性研究レーザーアブレーションによる薄膜作成装置を用い、Si_<46>の薄膜合成を試みている.(iii)層状シリコンネットワークの化学修飾CaSi_2を出発物質として、層状ポリシランを誘導し、光ルミネッセンスを測定した.酸化物を除去した層状ポリシランでは、光吸収端と光ルミネッセンスの最強ピーク波長がほぼ対応し、バンドギャップに相当する発光が得られることを明らかにした.引き続き層状ポリシランへのインターカレーションを試みる.
スピンドル極体の機能から見た分裂装置形成の制御機構

分裂酵母を用いて、分裂装置の分裂極を構成するスピンドル極体(Spindle Pole Body:SPB)の機能とその細胞周期による制御機構について明らかにすることが本研究の目的である。分裂酵母SPBの微小管形成能力は,間期に不活性化され,分裂期の開始時に活性化される。活性化のメカニズムを調べるために,分裂酵母間期細胞の不活性型SPBをアフリカツメガエル卵分裂期抽出液を用いて活性型に変換できるcell-free系を用いた。平成4年度までに、活性型への変換はcdc2キナーゼによって間接的に制御されていることを明らかにしている。平成5年度において明らかにしたことを以下に示す。1.フォスファターゼ阻害剤存在下で抗体を用いてcdc2キナーゼを除いたツメガエル卵分裂期抽出液はSPB変換活性をもち、その活性はキナーゼ阻害剤で抑制されるので、cdc2キナーゼと異なるキナーゼが活性化に必要であることがわかった。2.SPBの構成成分であるガンマチューブリンに対する抗体がSPBからの微小管形成を阻害することから、ガンマチューブリンが微小管重合核の構成成分であることが明らかになった。3.抽出液に大腸菌中で合成した分裂酵母のガンマチューブリンを加えると活性化が阻害されること、ガンマチューブリン結合ビーズで処理した抽出液が変換活性をもたず、ガンマチューブリン結合分画を加えると変換活性が回復することから、ガンマチューブリン結合因子が活性化に必要であることが明らかになった。以上の結果にもとづき、SPBの活性化に必要と思われる2つの因子、cdc2キナーゼと異なるキナーゼおよびガンマチューブリンと結合する因子を同定することを現在試みている。
波動解析から読み解く爆発的連続噴火のマグマ破砕過程～噴火推移への役割解明～

大量のマグマを長時間にわたって噴出する噴火様式について、その発生と推移のメカニズムを明らかにすることを目的とした。良質の観測データがそろっている霧島火山新燃岳2011年噴火を研究対象とし、地震・空振の波動場解析の新しい手法を編み出した。噴出物の物質科学分析、映像解析、室内実験と併せ、以下の結論を得た。3回の爆発的連続噴火(準プリニー式噴火)のうち、1回目3回目はは水蒸気噴出や固まったマグマの栓の破裂による急減圧という浅部駆動型の噴火、2回目は、深部から泡を多く含んだマグマが押し上げて成長した深部駆動型の噴火であった。本研究は,(1)爆発的連続噴火に伴う波動場の観測データの解析,(2)噴出物の物質科学的解析と(1)の結果の比較,(3)室内実験による模擬波動場の形成と解析方法の開発を3つの柱としている。(1)新燃岳2011年噴火の爆発的連続噴火の波動解析を行う準備として,地震データから,大気の圧力変動(風・空振)による変動を除去する解析を行った.連続噴火中の地面の振動に対し,空振がその場の地面をたたいて揺らす効果が少なからず寄与しているが,これまでの研究では定量的な評価がされていなかった.新燃岳の観測点の場合には,約40km離れた桜島火山の爆発による空振を用いて,地面の応答を評価することができる.この応答関数を用いて地震データを補正し,新燃岳2011年噴火の3回の爆発的連続噴火による空振と地震のエネルギー分配を調べた.その結果を用い,それぞれの噴火において,主要な振動発生メカニズムが異なること,特に,2回目の噴火の発生の原因がマグマ内部の物質的変化にある可能性を指摘した.また,地震と空振の相関関係を用い,連続噴火の波動場からその中の爆発現象の波動場を見分ける見通しを立てた.本成果は,国際火山学地球内部化学会の総会(2013年7月鹿児島市)において,招待講演として発表することになっている.(2)本課題での物質科学的解析の役割は,地震・空振データからとらえられた,爆発的連続噴火でのマグマ破砕過程の変化について,その変化をもたらした火道でのマグマ挙動を突き止めることである.物質科学的解析を観測データと比較できる精度で,火道でのマグマダイナミックスの時間変化が解析できるよう,2011年噴火時の緊急調査で定義されていた堆積ユニットを,さらに細かく区分し,新たにサンプルを採取した.さらに堆積ユニットのキャラクタリゼーションの第一歩として,堆積物の粒度分布測定,堆積物を構成する軽石のみかけ密度測定を進めた.(3)粘弾性流体の底部から連続的に空気を送り込み,大気中に空気の抜ける音を模擬波動場として使用する予定である.今年度は,過去に行った実験の波動場を詳細に解析し,音の発生メカニズムを明らかにした.本成果は,国際学術誌に論文として投稿し,受理された.平成24年度の結果から,2回目の準プリニー式噴火の成長要因が,噴出するマグマに内在することが推測された.平成25年度は,その過程をさらに詳しく調べ,一つの仮説を立てるに至った.地震ー空振の解析結果では,1回目の準プリニー式噴火が終了してから2回目が十分に成長するまでの間に,空振の寄与を有意に超える連続振動が発生していること,地震,空振のエネルギーはともに,マグマだまりの体積収縮率や噴煙高度から推定される噴出率ともほぼ比例関係にあることが分かった.爆発的連続噴火に伴う空振と地震の発生機構としてこれまでに提案されているメカニズムは,この比例関係を説明できず,破砕面の変動が波動発生源であるという新しい描像を表現する理論式を構築した.そして,2回目の準プリニー式噴火の成長期において,火道流システムが変化しないまま,二桁に渡って噴出量が増加したことが分かった.物質科学解析の結果では,1回目と2回目の噴出物の境界は確定できないものの,両噴火の噴出物の一番最後の部分に密度の低いマグマが多く含まれ,その直前に密度の高いマグマの層が存在することを見出した.以上の解析結果と,加速膨張するマグマの理論を合わせ,2回目の準プリニー式噴火の成長過程として以下のモデルを提案した.1回目の準プリニー式噴火が終了後,火口からは弱い噴火が継続していたが,火道の中は脱ガスしたマグマが次第に蓄積して行った.2回目の噴火の成長原因は,マグマだまりから発泡度の高いマグマが流出し始めたことによる.このマグマによって、火道にたまっていた脱ガスしたマグマが次第に噴出率を上げながら押し出されて行った.やがて,発泡度の高いマグマが火口に達したときにチョーキングが発生し,火口での過剰圧が生じたために火口の拡大が発生した.今後は,この仮説に基づいて,波動形成実験を行う予定である.

平成24年25年度の研究結果から,新燃岳2011年噴火の2回目の準プリニー式噴火の成長要因が,噴出するマグマに内在すること,そして,それが後続する発泡度の高いマグマによるものであるという仮説がたてられた.平成26年度は,この仮説を確認するための噴出物解析と,その噴火過程を模擬する室内実験を行った.噴出物の組織解析では,前年度までに得られていたマグマの発泡度(みかけ密度)に加えて、結晶度の定量化と,結晶数密度の変化の傾向を調べた.その結果,1回目から2回目の準プリニー式噴火の噴出物においては,浅部におけるマグマ滞留時間に大きな違いがないことが示唆された.それは,発泡度の高いマグマがその上の重いマグマを押し上げ,一緒に加速したという仮説に矛盾するものではない.室内実験では,水あめをマグマ模擬物質として使用し,マグマだまりと火道を模擬するシステムを組み立てた.化学反応によって水あめを発泡させ,火道を通って噴き出す様子とそれに伴う波動を計測した.この実験で,噴出の成長期に発泡度の低いマグマが出ること,噴出の成長に伴い,空振や地震の振幅が増加すること,爆発が激しくなる後期に発泡度の高いマグマが噴出すること,また、その時期には噴出率自体は低下すること、など,新燃岳の噴火過程に類似した現象を作り出すことができた.爆発的な連続噴火について,空振・地震の観測データと噴出物解析,室内実験を組み合わせた本研究により,これまでの定常火道流モデルに基づく描像では見落とされていた流れの時間変化と火道内マグマの空間的変化,噴出中の波動の持つ意味が大きく見直されることになった.26年度が最終年度であるため、記入しない。火山物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定では,1年目は室内実験を中心に行い,2年目から観測データの解析を行うことになっていた.しかし,物質分析の進め方の都合から先に観測データの解析を進めることにした。両者は順調に成果をあげている.室内実験は,予定より遅れてはいるが,今年度中にある程度の結果を出す目処は立っている.新燃岳2011年噴火における爆発的連続噴火に伴う波動場を解析する手法として,地震ー空振統合解析の新しい手法を考案した.この手法により,これまで区別できていなかった噴火に伴う地震動と,空振が地面をたたくことによる地震動を定量的に区別することができるようになった.そして,地震と空振のエネルギー分配の変化に注目することにより,波動放出機構や火道流システムの変化を検知できる可能性を示した.また,顕著な爆発現象なく成長した2回目の準プリニー式噴火では,地震・空振のそれぞれのエネルギーが噴出率に比例して二桁に渡って増加していることを見出した.以上のように,波動場の解析については,十分に目的が達成されている,物質科学分析は,予定していた密度測定が終了した. 2回目の準プリニー式噴火の成長過程における噴出物の物質科学的特徴の変化として.噴出ポテンシャルの上昇を示唆する発泡度の高いものがあることを期待していたが,反対に,脱ガスした密度の高いマグマ片を多く含むことが分かった.発泡度の高いマグマは,その後,準プリニー式噴火の後期に噴出している.注目している層が本当にその成長期に当たるものかどうかさらに検討を進める必要がある.室内実験による波動場の模擬実験は十分に進められなかった.本研究のため2年間の予定で雇用していた物質科学科解析を担当する研究者支援者が,常勤の研究職に就職が決まったため,平成25年度一杯で退職することになった.そのため,平成25年度中は,新燃岳2011年噴火の統合解析に注力することにした.
交通管制データからみた交通事故の特性分析

交通事故分析の高度化のために、交通事故データ、車両感知器データ、アメダスデータ、を統合するシステムを開発した。交通事故データと道路ネットワークデータ、車両感知器データと道路ネットワークデータを最初に結合し、道路ネットワークデータを介して、交通事故データと車両感知器データを結合した。また、アメダスデータは交通事故データと結合した。このように結合したデータ群を用いて、交通事故分析を行った。交通管制データは信号制御等のため、交通事故データは交通事故を記録して様々な交通事故防止対策に分析するため、別々の目的で収集されているものである。そのため、過去においては、高速道路以外の一般道路において、交通管制データと交通事故データを繋げて分析した研究事例は非常に少ない。本調査研究では、平成20年度は研究の第一段階として、海外事例を調査して、海外の実状を把握することに努めた。その結果、海外においても、一般道路においては、交通事故と車両感知器を組み合わせた分析事例はほとんど存在しないことがわかった。また、千葉県内の一部地域の交通事故データと車両感知器データを、道路ネットワークを介して統合した。具体的には、車両感知器属性ファイルと道路ネットワークをGIS上で統合し、車両感知器が設置されている道路は、車両感知器設置地点に最も近い道路リンクとした。その結果、ほとんどの車両感知器は、当該車両感知器が設置されている正しい道路リンクと結合することができた。交通事故データには、交通事故発生地点の緯度経度情報、第一当事者と第二当事者の進行方向ベクトル、発生年月日、発生時刻等が含まれている。そのため、交通事故発生地点の緯度経度情報、進行方向ベクトルと道路ネットワークを用いて、第一当事者、第二当事者の走行道路を決定した。そして、近接する車両感知器の交通事故発生時刻前の任意の5分間の交通量・占有率と統合することが可能となった。このような方式で交通事故データと車両感知器データを統合し、交通事故発生時の交通量を把握することが可能となった。交通管制データは信号制御等のため、交通事故データは交通事故を記録して様々な交通事故防止対策に分析するため、アメダスデータは気象情報として、別々の目的で収集されているものである。そのため、過去においては、高速道路以外の一般道路において、交通事故データと交通管制データを繋げて分析した研究事例は非常に少ない。しかし、交通事故分析の高度化のためには、交通事故発生時の当事者の走行道路の交通状態量や交通時御発生時の降雨量を分析することも重要である。そのため、本研究では、道路ネットワーク、交通事故発生地点の緯度経度情報、当該交通事故に関係した車両の進行方向ベクトル、アメダスデータ等を活用して、交通事故原票と交通事故発生時の交通状態量が記録されている車両感知器データ、アメダスデータを統合するシステムを開発した。本研究で開発したシステムは、GISと道路ネットワークを活用して、交通事故当事者が走行してきた道路を特定することができ、交通事故と車両感知器データ、アメダスデータを時間的・空間的に統合できるという特徴がある。このように、交通事故データ、車両感知器データ、道路ネットワークデータ、アメダスデータを活用して、交通事故データと交通事故の当事者が走行してきた道路の事故直前の交通状態量や交通事故発生時の降雨量を結合するシステムを構築することができた。千葉県の東葛地区において、本研究で開発したシステムを用いて、これらのデータを統合した。その結果、リンクが存在しない道路も含めると、交通事故の当事者が走行してきた道路を95%程度は特定できたため、今後の交通事故分析のための有力なツールが完成した。そのうえで、交通量レベル別の事故率(件/台・キロ)を算出した。交通管制データは信号制御等のため、交通事故データは交通事故を記録して様々な交通事故防止対策に分析するため、アメダスデータは気象情報として、太陽位置データは天文学等の基礎情報として、別々の目的で収集されているものである。そのため、過去においては、高速道路以外の一般道路において、交通事故データと交通管制データや太陽位置データを繋げて分析した研究事例は非常に少ない。しかし、交通事故分析の高度化のためには、交通事故発生時の当事者の走行道路の交通状態量、交通時御発生時の降雨量、太陽グレアを分析することも重要である。そのため、本研究では、道路ネットワーク、交通事故発生地点の緯度経度情報、当該交通事故に関係した車両の進行方向ベクトル、アメダスデータ、太陽位置データ等を活用して、交通事故原票と交通事故発生時の交通状態量が記録されている車両感知器データ、アメダスデータ、太陽位置データを統合するシステムを開発した。本研究で開発したシステムは、GISと道路ネットワークを活用して、交通事故当事者が走行してきた道路を特定することができ、交通事故と車両感知器データ、アメダスデータ、太陽位置データを時間的・空間的に統合できるという特徴がある。本年度は、これまでほとんど分析されてこなかった太陽位置が交通事故に与える影響について中心的に分析し、太陽が交通事故の第一当事者の正面付近に存在する場合には、交通事故の発生件数が多くなることを示した。特に、交差点事故や歩行者事故は、太陽が第一当事者の正面付近に存在している場合に多発していることが示され、複雑なタスクが要求される交通状況や対象者が小さい場合においては、特に太陽グレアの影響を受けやすいことが示された。
希ガスとの衝突によって拡がった水銀原子の遠翼発光スペクトルの相対速度依存性

希ガスや分子との衝突で拡がった金属原子共鳴線の遠翼スペクトルは、衝突しつつある金属原子-希ガス(分子)衝突準分子の電子状態間の遷移に起因するものであり、これの解析よりその準分子の原子(分子)間ポテンシャルに関する知見が得られる。本研究では水銀原子と希ガス原子を交差原子線中で衝突させ、その交差領域からの発光を分光測定し、原子間ポテンシャルについての情報を得ようとするものである。まずこの研究の第一段階として、セル中での水銀と希ガスや分子混合系での遠翼吸収スペクトル測定用の装置を立ち上げ、水銀と2原子分子(H_2、CO、N_2)との衝突による遠翼吸収スペクトルを測定し、その換算吸収係数の絶対値を決定した。ここで得られる遠翼スペクトルは、この遷移に寄与する衝突準分子の電子励起状態と電子基底状態の間のポテンシャルの差(差分ポテンシャル)と基底状態での準分子のボルツマン分布を反映している。従って、これだけではポテンシャルを決定する事はできない。そこで、これと平行して、現有の交差原子線真空装置(アルカリ金属ビーム用)をパルス交差原子線用に改造し、その交差領域からの発光を測定できるようにした。現在、水銀原子ビームとAr原子ビームの交差領域からの衝突準分子の発光スペクトルの測定を行っている。この真空装置の改造に時間がかかったために、発光スペクトルの測定を始めたばかりであり、まだ遠翼スペクトルの観測までには至っていない。今後は、発光の取り込み効率や原子線中の原子密度を増加させてシグナルを強くする為の装置の改良を行い、発光スペクトルを観測し、先に得られた遠翼吸収スペクトルと組み合わせて、原子間ポテンシャルを行う予定である。
国際流通農産物の標準化のための非破壊品質評価システムの確立

非破壊品質評価技術には、主に光学的方法、放射線的方法、電磁気学的方法などが考ある。光学的方法には可視光線の透過反射、近赤外線のスペクトルなど、放射線的方法には、X線の透過、CT化など、電磁気学的方法には、電気伝導度、誘電率、インピーダンス、NMRなどを利用した計測技術が考えられる。これらのキーワードの多くは古くから知られ、多くの研究者が取り組んできた。しかし、その計測手法、利用したセンサーの精度、データ処理法が異なると同時にその技術は格段の進歩を遂げている。本企画調査では、分担者御木が米国カリフォルニア大学デービス校でNMRに関する動向調査を行い、農産物の品質計測に応用した例を調査研究した。分担者小島は米国農務省西部地区研究所でNIR利用による非破壊品質計測の研究動向調査を行った。分担者岩崎はハワイ大学でX線利用による果実の品質計測の研究動向調査を行った。分担者田中はジョージア大学で、電気伝導度、誘電率を利用した微生物予測モデルに関する研究動向調査を行った。分担者豊田はインピーダンスを利用した果実の内部品質評価に関する研究動向調査をカナダ・ゲルフ大学で行った。代表者守田は、米国ピッツバーグのeVプロダクト社でX線クリスタルセンサーの最新情報、米国ベルツビルの農務省農業研究所で鶏肉の品質評価に近赤外線のスペクトル画像利用、米国アセンスの農務省ラッセル研究所で屠場での鶏肉汚染に可視光画像と近赤外画像の組み合わせ利用による検出に関する研究動向を調査した。これらの調査結果は非破壊品質評価に将来有望なセンサーの利用の可能性を分析し、この分野での研究動向を明らかにし、今後の国際的な共同研究などの研究指針を示した。
炭化水素から穏和な条件下でカーボンナノチューブを合成するための金属担持触媒の開発

我々は、金属イオンの液相還元法によって、粒子系を厳密に制御した貴金属ナノ粒子(Au、Pd、Ptなど)の簡便な合成法を開発して来た。こうして調製したサイズが均一で任意の粒子径を有する金属ナノ粒子(AuおよびPd)をSiO_2-Al_2O_3やAl_2O_3上に担持させた触媒を用いアセチレンの分解による多層カーボンナノチューブ(MWNT)の合成について検討し、以下の成果を得た。1.Auナノ粒子担持触媒(1)粒子径が1.3-1.8nmのAuナノ粒子から調製したAu/SiO_2-Al_2O_3を触媒に用いた反応では550°Cの低温でMWNTが生成した。触媒活性種としてAuを用いてMWNTを合成した例はこれまで他には認められない。(2)担体の種類を変えた結果、SiO_2-Al_2O_3が最も高い活性を示した。(3)反応温度が高くなると、層数が増え、曲がったMWNTが生成する傾向が認められた。(4)Auナノ粒子の担持量を5wt%程度にまで増やすと、Auナノ粒子の凝集が見られ、MWNTの生成が妨げられた。(5)Auナノ粒子と担体との相互作用が強い場合には先端が開口したMWNTが、弱い場合には先端部にAuナノ粒子を取り込んで閉じたMWNTが多く生成した。2.Pdナノ粒子担持触媒(1)粒子径が異なるPdを用いたPd/Al_2O_3触媒では、Pdの粒子径に対応して径の異なるMWNT(6-21nm)を調製することができた。(2)反応温度が低い場合にはカーボンナノフィラメントが、高くなるとMWNTが主に生成し、高温程炭素網面の結晶構造が発達する傾向にあった。本研究は、穏和な反応条件下で多層カーボンナノチューブを合成するための金属担持触媒の開発を目的とし、以下の研究成果を得た。水・トルエン二層系溶媒に相間移動触媒、保護剤であるドデカンチオールを加え、塩化金(III)酸イオンの水素化ホウ素ナトリウム還元により1.5nmドデカンチオール保護金ナノ粒子を調製した。こうして得たドデカンチオール保護金ナノ粒子を150あるいは190°Cで固体状態のまま熱処理し、それぞれ3.4±02、5.4±0.7nmに粒径を成長させ、さらに酸化物担体(Si0_2、Al_2O_3など)上に含浸担持させることで触媒を調製した。空気中でドデカンチオール保護金ナノ粒子担持触媒を250400°Cで0.51時間加熱するだけで、多層カーボンナノチューブの生成が透過型電子顕微鏡観察によって確認できた。このような低い温度でカーボンナノチューブが生成した例は他に認められない。加熱により触媒活性サイトと考えられる金ナノ粒子と担体との間の接触界面が効果的に形成され、この活性サイトにおいてドデカンチオールの脱水素・炭素化が進行してカーボンナノチューブが生成したものと考えている。すなわち、保護剤が前駆体となり、原子状炭素にまで分解されなくても良いため低温で生成したものと推察できる。担体の種類、金の粒径、加熱温度、加熱時間を変化させると生成したカーボンナノチューブのサイズ(層数、長さ、および径)、形態(折れ曲りの有無、先端部の開閉、長さと径の比、チューブ内への金粒子の存非など)が大きく変化することが分った。このような変化傾向を系統的に検討することによってサイズや形態の制御および生成機構を今後明らかにする予定である。

本研究は、穏和な反応条件下で多層カーボンナノチューブ(MWNT)を合成するための金属担持触媒の開発を目的とし、以下の研究成果を得た。塩化金(III)酸イオンの水素化ホウ素ナトリウムを用いた液相還元により調製したアルカンチオール保護金ナノ粒子を酸化物担体上に含浸担持させることで触媒を調製した。空気中でドデカンチオール保護金ナノ粒子担持触媒を150400°Cで0.5時間加熱するだけで、径が530nmのMWNTの生成が透過型電子顕微鏡で観察できた。シリカ、アルミナ、チタニアの担体でもMWNTが生成し、担体の酸性度などの因子によるMWNTの生成量や形状に変化は認められなかった。保護剤として、オクタデカンチオールを用いた時の方が、ドデカンチオールよりも径が大きいMWNTが生成した。炭素源となるドデカンチオールを過剰に添加したり、炭素(MCMB)を担体としてもMWNTの生成量は増加しなかった。遷移金属を触媒とした場合には、MWNTの径は触媒金属と同程度となることが報告されているが、本研究の金ナノ粒子(2nm)はMWNTの径よりも小さく、MWNTの生成温度も低いことから、従来提案されている原子状炭素を経るのとは異なるメカニズムで生成している可能性が示唆される。加熱反応後の触媒をトルエンで抽出して回収した成分を超精密質量を測定できるESI FT-ICR MSにて分析した。その結果、m/zが1000以下の範囲では、質量がCH_2に対応する14.015Daづつ異なる一連の化合物が認められ、アルカンチオール保護剤の分解が示唆された。一方、m/zが1000以上では、質量が74.01Daづつ異なる一連のピークが認められ、この質量差はC_6H_2(2つの縮合芳香環の変化)に対応している。すなわち、一連の縮合芳香族化合物が分子状中間体として存在すことが示唆される。塩化金(III)酸イオンの水素化ホウ素ナトリウムを用いた液相還元により調製したドデカンチオール保護金ナノ粒子を各種酸化物担体上に含浸担持させ、200°Cで0.5時間焼成することで触媒を調製した。窒素で希釈したアセチレンまたは一酸化炭素を所定温度で触媒上に30分間流通させてMWNT生成反応を行なった。担体としてシリカ-アルミナを用いると550°C以上の温度でアセチレンからMWNTの生成が認められた。温度を高くした程(800°C)、結晶構造の発達したMWNTの生成が確認できた。チタニアなどの塩基性担体よりもシリカ-アルミナなどの酸性担体の方がMWNTの生成量が多い傾向にあり、金属酸化物担体の種類によって直線性、太さ、層数、先端部の開口の程度などの異なるMWNTが生成した。炭素源として一酸化炭素を用い、750°Cで1時間反応させるとバネの様なコイル状の形をしたMWNTが生成した。通常の直線的な形状をしたMWNTでは、筒状の胴体部分は6員環のみから構成されている。コイルの形を形成するためには、筒の胴体部分に5員環や7員環が導入されなければならない。一酸化炭素を用いた場合にこのような特殊なMWNTが生成する機構の解明が望まれる。すなわち、機構の解明はMWNTの形状を任意に制御しうる可能性が期待できる。