hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Cine-MRIを用いた食道癌の大動脈浸潤の診断率向上の試み

(目的)従来は食道癌の大動脈浸潤の診断はCT,MRIの横断像にて腫瘍と大動脈の接触角度によって判定していたが過大評価の傾向があった。今回、我々は心電図同期Cine-MRIを用いて食道癌の大動脈への浸潤の診断が向上するかの検討を通常のMRI(以下conventional MRI)と比較して行った。(対象と方法)対象は術前にconventional MRIが施行された食道癌75例でこのうち40例にcine-MRIを施行した。使用装置は、超電導型MRI SMT-50(0.5T)を用いconventional MRIは心電図同期T1強調像、STIR法の横断像、Cine-MRIはGradient Echo(STAGE)法で腫瘍と大動脈を結ぶ斜位矢状断にて撮像した。cine-MRIによる判定基準をA_2以下は心拡張早期に腫瘍と大動脈の間にlow intensity stripe(以下LIS)を認めるもの、A_3は同部にLISを認めないものとし、判定が困難な場合はcine modeにて観察し腫瘍と大動脈の動き(motion gap)の有無を加味して判定した。なお、LISとは、cine-MRIにおいて腫瘍と大動脈の間に心拡張早期に認められる、ある程度幅をもった低信号域と定義した。(結果)conventional MRIでは正診率は84%でPPVは42%と過大評価を示す傾向にあった。これに対してcine-MRIでは正診率は84%でPPVは42%と過大評価を示す傾向にあった。これに対してcine-MRIでは正診率は93%と高い診断率が得られPPVも67%であった。(考察および展望)今回、cine-MRIの判定基準に用いたLISについては、その本体は現在のところ不明であるが血管壁および周囲結合織などが、心拡張期と収縮期の大動脈径の差により、腫瘍との間に間隙として一過性に生じている可能性がある(motion gap)。一方、発生原因の一つとしてflow displacement artifactなどの速度・加速度等の影響も考えられるがこのLISの本体のさらなる解明のためには、位相軸やsequenceなどを変化させての種々の検討を行う必要が残されている。発生原因の機序にかかわらずcine-MRIによる大動脈浸潤の判定は非常に有用であり今後も臨床応用していく予定である。
化学分野を中心とする安全教育のためのカリキュラムに関する研究

平成8年度においては、小学校、中学校および高等学校の化学関連分野において、どのような実験が行われているか教科書を中心に調査した。その結果、基本的な化学現象は中学校段階までの教科書において、ほぼ網羅されていることが明らかとなった。このことから、まず小学校3年生6年生用および中学校の教科書において扱われている実験について、「実験」、「試薬」および「器具」に関するデータベース化を行い、平成9年度において完成させた。さらに、これら3種のデータベースを有効かつ効率的に利用できるようにするため、ある特定の項目を関連づけて、検索用ファイルにより同一の画面上に「実験」、「試薬」および「器具」各データベースの関連するデータを表示させるようにした。平成9年度には小学校のための化学分野を中心とする安全教育のためのカリキュラムについて(1)個別実験能力の育成、(2)学校知と生活知の融合および(3)総合的学習能力の育成の3点を骨子として検討した。さらに、そのカリキュラムを教育の現場で具体化するために2件の指導案を作成した。これらの指導案に関して、主として現職の小学校教員に対してアンケート調査を実施した(解答者総数49名)。アンケートの結果をもとに、現職の教員との密接な連携を図りながら、それぞれの小学校の実状に即した指導案をつくり、今後試行と実践を重ねてゆきたいと考えている。中学校関係では、安全を広い意味で捉え、身近な環境についての意識を高めることを目的とした「実験を中心とした中学校理科における環境教育」について検討した。中学校理科の教科内容と関連させた環境教育のための実験について検討した。その中で「プラスチック製品の分別回収」に焦点をあてた実験を企画し、1997年7月30日および10月21日に高松市立鶴尾中学校(対象:中学3年生)、および鳴門市立鳴門第一中学校(対象:中学1年生)において、それぞれ指導担当者が作成した指導案に基づく研究授業を実施した。授業終了後実施したアンケート調査の結果から、授業を受けた生徒の身近な環境に対する意識の向上が認められた。本年度は小学校、中学校および高等学校の化学関連分野において、どのような実験が行われているか教科書を中心に調査した。調査対象となった教科書は平成8年に入手可能な小学校用教科書35冊(3年生6年生、出版社:5社)、中学校用教科書20冊(1分野および2分野、出版社:5社)および高等学校用教科書31冊(化学IA、IB、IIその他工業化学などを含む、出版社:6社)である。なお、中学校教科書に関しては、化学と関連が深い1分野の教科書を中心に調査を行った。その結果、IAの教科書を除いてIBおよびIIの教科書は記述的な内容がその大半を占めているのに対して、小学校および中学校の教科書においては、その内容のほとんどが具体的な実験についての記述であること、基本的な化学現象は中学校段階までの教科書において、ほぼ網羅されていることなどが明らかとなった。このような調査結果をふまえて、まず小学校3年生6年生用および中学校1分野の教科書において扱われている実験について、「実験」、「試薬」および「器具」に関するデータベース化を現在、市販のデータベース作成用アプリケーションソフトを用いて行っている。その際「実験」データベースでは、「タイトル」、「実験テーマ」、「試薬」および「器具」など10項目、「試薬」データベースでは「試薬名」、「化学式」、「融点」、「沸点」など17項目および「器具」データベースでは「器具名」、「使用法」、「安全上の注意」の3項目を、それぞれ設定した。さらに、これら3種のデータベースを有効かつ効率的に利用できるようにするため、ある特定の項目に関連づけて、実験データベースを中心に検索用ファイルにより同一の画面上に3種の関連するデータを表示させるようにした。

平成9年度には小学校のための化学分野を中心とする安全教育のためのカリキュラムについて(1)個別実験能力の育成、(2)学校知と生活知の融合および(3)総合的学習能力の育成の3点を骨子として検討した。さらに、そのカリキュラムを教育の現場で具体化するために燃焼を中心とした安全教育のための指導案として「ガスバーナーの使い方」また、試薬の取り扱い方を中心とした安全教育のための指導案として「塩酸および水酸化ナトリウムの取り扱い方とその危険性を理解する」と題する2件の指導案を作成した。これらの指導案に関して、主として現職の小学校教員に対してアンケート調査を実施した(回答者総数49名)。アンケートの結果をもとに、現場の教員との密接な連携を図りながら、それぞれの小学校の実状に即した指導案をつくり、今後試行と実践を重ねてゆきたいと考えている。中学校関係では、安全を広い意味で捉え、身近な環境についての意識を高めることを目的とした「実験を中心とした中学校理科における環境教育」について検討した。中学校理科の教科内容と関連させた環境教育のための実験について検討した。さらに、その中で「プラスチック製品の分別回収」に焦点を当て実験を企画した。その実験をもとに1997年7月30日および10月21日に本学大学院学校教育研究科修士過程に在学中の現職教員の協力を得て、高松市立鶴尾中学校(題材:「プラスチック製品をなぜ分別回収するのだろう」、理科、対象:中学校3年生)、および鳴門市立鳴門第一中学校)題材:プラスチックの分別とリサイクル、家庭科、対象:中学校1年生)において、それぞれ指導を担当した現職教員が作成した指導案に基づく研究授業を実施した。授業終了後実施したアンケート調査の結果から、授業を受けた生徒の身近な環境に対する意識の向上が認められた。
大規模科学計算プログラムのための高性能並列ファイル入出力機構の研究

平成12年度は,プログラムの並列実行部分で各プロセッサが並列計算機に搭載されている複数のディスク装置を同時に駆動することにより高い総合転送速度を達成する,並列入出力ライブラリの研究を行った.また,並列実行部分の各プロセスが呼び出しても,全体として同一ファイル中の必要なデータがそれを必要とするプロセスに直接供給されるような入出力インタフェースの仕様を定義し,プロトタイプを開発した.実験の結果,従来型の入出力インタフエースに比べ,数十倍の性能向上が得られることがわかった.平成13年度は,このプロトタイプを改良して,別の並列計算機上で動作する2つの並列プログラム間でディスクを介することなくデータをやりとりするための遠隔並列パイプ機構を実装した.この技術は,並列計算をいくつかのフェーズに分け,それぞれを異なる並列計算機の上でパイプライン上につなぐことにより,より大規模な演算性能を達成するためのものである.また,各計算機資源が遠隔地にあるため大きな通信遅延が発生するような広域グリッドコンピューティング環境においては,このような遠隔並列パイプ機構は,通信遅延を隠蔽するために非常に有効である.本研究では,大量のデータを扱う大規模科学値計算プログラムに対して,入力データを高速に供給するとともに計算結果を高速にファイル出力させるために,並列スーパーコンピュータ等で広く利用されているMPI(message passing interface)の上で,並列にファイル入出力を行うための機構を研究している.本年度は,MPIで書かれたプログラムの並列実行部分から呼び出されて集団型入出力(collective I/O)を行う関数群を構築するための基礎技術の開発と,プロトタイプの実装を行った.また,このプロトタイプを用いて,MPIの実装の中でもっとも普及しているMPICHとの性能比較実験を行った.この実験の結果,以下のようなことが明らかとなった.(1)本研究で提案している集団型入出力機構は,プログラミング上の負担が軽減できるだけでなく,複数のディスクを用いれぱ十分な並列効果を生むことができる.また,単一のディスクしか利用できないような環境でも,大幅な性能低下を生じない.(2)比較の対象に取り上げたMPICHに採用されている集団型入出力関数の実装は極めて非効率的であり,本研究で開発したプロトタイプよりも最大で数十倍も性能が低いため,この点で改善の必要がある.一方,プログラムとディスクの間の高速データ転送のためのもうひとつの手段として,メモリマップトファイル入出力がある.そこで,これを並列実行モードで用いることができるような並列プログラミング言語を実現するため,これに向けた予備的な検討も行った.平成12年度は,プログラムの並列実行部分で各プロセッサが並列計算機に搭載されている複数のディスク装置を同時に駆動することにより高い総合転送速度を達成する,並列入出力ライブラリの研究を行った.また,並列実行部分の各プロセスが呼び出しても,全体として同一ファイル中の必要なデータがそれを必要とするプロセスに直接供給されるような入出力インタフェースの仕様を定義し,プロトタイプを開発した.実験の結果,従来型の入出力インタフエースに比べ,数十倍の性能向上が得られることがわかった.平成13年度は,このプロトタイプを改良して,別の並列計算機上で動作する2つの並列プログラム間でディスクを介することなくデータをやりとりするための遠隔並列パイプ機構を実装した.この技術は,並列計算をいくつかのフェーズに分け,それぞれを異なる並列計算機の上でパイプライン上につなぐことにより,より大規模な演算性能を達成するためのものである.また,各計算機資源が遠隔地にあるため大きな通信遅延が発生するような広域グリッドコンピューティング環境においては,このような遠隔並列パイプ機構は,通信遅延を隠蔽するために非常に有効である.
心筋ミオシン-アクチン相互作用の三次元クライオ電子顕微鏡法を用いた構造的研究

心筋ミオシン頭部で修飾されたアクチンフィラメントは溶液中で束をつくる.これは束形成速度が心筋ミオシン頭部では骨格筋ミオシン頭部で修飾されたものより速いためである.また,この束はMBS処理して重合能を奪ったアクチンモノマーを加える事により阻害されることを光散乱を用いて示した.我々はクライオ電子顕微鏡像からの三次元再構成により,このメカニズムを研究した.心筋ミオシン頭部で修飾されたアクチンフィラメントと,MBSアクチンを加えたものを液体エタンで急速凍結し,電子顕微鏡像を撮影した.この方法は染色・固定を行う場合に比べ,試料を生のまま観察できるという特色がある.撮影に用いた電子顕微鏡は冷電界放射型電子銃を装備した日立HF2000で,従来の電子顕微鏡に比べて高いコントラストを得られ,氷包埋の試料の観察に威力を発揮することを既に示している.得られた電子顕微鏡写真をCCDカメラで計算機に取り込み,試料のらせん対称性を利用して三次元構造を求めた.その結果,MBSアクチンを加えた試料には,心筋ミオシン・アクチンだけからなる試料には見られない構造が見られた.これはミオシンの軽鎖ドメインの先端に相当する.この構造が加えたMBSアクチンであるとすると,ミオシン軽鎖ドメインにMBSアクチンが結合することが示されたことになる.隣り合ったフィラメントのミオシン同士,またはミオシンとアクチンが相互作用して出来た束が,MBSアクチンによって阻害され,束が解ける様子がはじめてクライオ電子顕微鏡法で可視化されたといえる.軽鎖ドメインとアクチンの相互作用はミオシンとアクチンの滑り運動に直接関係あるものかどうか現在論争中であり,滑り運動におけるミオシン軽鎖の役割は大きな関心を集めている.この研究が心筋ミオシンのみならず,滑り運動一般のメカニズムにインパクトを与える可能性は大いにあるであろう.心筋ミオシン頭部で修飾されたアクチンフィラメントは溶液中で束をつくる.これは束形成速度が心筋ミオシン頭部では骨格筋ミオシン頭部で修飾されたものより速いためである.また,この束はMBS処理して重合能を奪ったアクチンモノマーを加える事により阻害されることを光散乱を用いて示した.我々はクライオ電子顕微鏡像からの三次元再構成により,このメカニズムを研究した.心筋ミオシン頭部で修飾されたアクチンフィラメントと,MBSアクチンを加えたものを液体エタンで急速凍結し,電子顕微鏡像を撮影した.この方法は染色・固定を行う場合に比べ,試料を生のまま観察できるという特色がある.撮影に用いた電子顕微鏡は冷電界放射型電子銃を装備した日立HF2000で,従来の電子顕微鏡に比べて高いコントラストを得られ,氷包埋の試料の観察に威力を発揮することを既に示している.得られた電子顕微鏡写真をCCDカメラで計算機に取り込み,試料のらせん対称性を利用して三次元構造を求めた.その結果,MBSアクチンを加えた試料には,心筋ミオシン・アクチンだけからなる試料には見られない構造が見られた.これはミオシンの軽鎖ドメインの先端に相当する.この構造が加えたMBSアクチンであるとすると,ミオシン軽鎖ドメインにMBSアクチンが結合することが示されたことになる.隣り合ったフィラメントのミオシン同士,またはミオシンとアクチンが相互作用して出来た束が,MBSアクチンによって阻害され,束が解ける様子がはじめてクライオ電子顕微鏡法で可視化されたといえる.軽鎖ドメインとアクチンの相互作用はミオシンとアクチンの滑り運動に直接関係あるものかどうか現在論争中であり,滑り運動におけるミオシン軽鎖の役割は大きな関心を集めている.この研究が心筋ミオシンのみならず,滑り運動一般のメカニズムにインパクトを与える可能性は大いにあるであろう.
アタキシア・テランジェクタシア細胞の放射線誘発突然変異の分子的特性

DNA2本鎖切断は、染色体異常、突然変異、細胞死などにおいて重要な役割を果たすDNA損傷である。我々は、DNA2本鎖切断の再結合反応を試験管内で行い、再結合反応の効率及び正確度を解析する実験系を確立した。プラスミドpZEr-O-2は、大腸菌に対して致死作用を示すccdB遺伝子をlac遺伝子プロモーターの下流に結合した配列を含んでいる。ccdB遺伝子内でこのプラスミドを1箇所だけ切断する制限酵素を用いてプラスミドDNAを線状にし、これに培養細胞から得た核抽出液を加えて再結合反応を行わせる。このDNAを大腸菌に導入し、生じたコロニー数から再結合反応の効率を検討する。さらに、野生型ccdB遺伝子を持つプラスミドを取り込んだ大腸菌はIPTGを含む寒天倍地上でコロニーを形成しないが、再結合の誤りによってccdB遺伝子に変異を生じたプラスミドを取り込んだ大腸菌はコロニーを形成するため、再結合反応の正確度の測定と変異プラスミドの選択が容易である。正常人由来N2KYSV細胞の核抽出液を用いて検討したところ、2本鎖切断の切断配列或いはその部位によって再結合の正確度に差異があることが明らかとなった。アタキシア・テランジェクタシア(AT)患者由来線維芽細胞株AT2KYSVの核抽出液は、N2KYSVよりも変異頻度が高く、AT細胞では再結合反応の正確度が低く、かつ正常細胞による変異体とは明らかに異なる変異スペクトルを示すことから、AT細胞での2本鎖切断修復過程に何らかの異常があることが明らかになった。また、変異プラスミドでは数塩基対の短い反復配列の部位の間で欠失突然変異が生じていたが、これは細胞内の遺伝子に生じる欠失突然変異の特徴と類似していることから、この試験管内反応は細胞内の欠失突然変異の機構を反映しているものと考えられる。
都市インフラの地震被災検知技術の開発

本研究では,FBG(Fiber Bragg Grating)方式の動的分布光センシング手法において,センサ感度向上のためのロングゲージセンサを開発し,計測精度や耐久性を実験的に確認するともに,供用中の実橋梁での長期モニタリング実験によって,センサの耐久性や適用性を確認できた.また,PVDF(polarized polyvinylidene fluoride)フィルムセンサのクラック検知性能の検討を行うとともに,実構造物への適用性を検証できた.さらに,多点振動計測情報を利用したニューラルネットワーク損傷検知システムの開発を行い,構造物の健全度判定としての有用性を確認できた.本研究では,FBG(Fiber Bragg Grating)方式の動的分布光センシング手法において,センサ感度向上のためのロングゲージセンサを開発し,計測精度や耐久性を実験的に確認するともに,供用中の実橋梁での長期モニタリング実験によって,センサの耐久性や適用性を確認できた.また,PVDF(polarized polyvinylidene fluoride)フィルムセンサのクラック検知性能の検討を行うとともに,実構造物への適用性を検証できた.さらに,多点振動計測情報を利用したニューラルネットワーク損傷検知システムの開発を行い,構造物の健全度判定としての有用性を確認できた.本研究は、都市インフラの地震被災度の迅速な把握と緊急対応のため、(1)ブロードバンド地震被災検知センサの開発、(2)損傷情報を統合して構造物全体の健全度を判定・評価する技術の開発、(3)センシングシステムと健全度解析評価・診断・判断手法を統合した地震被災診断システムの開発を行うものである。まず、光ファイバと圧電素材を利用してブロードバンド地震被災検知センサの検討を行った。光ファイバセンサでは、動的な応答を測定するためFBG(Fiber Bragg Grating)方式の分布型センシング手法について、センサの高感度化、センサの敷設方法および検知特性を実験的に確認した。圧電型センサでは、モニタリング電源を必要としないひずみ記憶型センサとしてPVDFフィルムセンサを取り上げ、クラック進展の検知試験とRC梁におけるひび割れの計測試験を行い, PVDF(polarized polyvinyl idene fluoride)フィルムセンサによるクラックの発生と進展の計測性能を確認した。被災健全度診断判定システムの開発では、各種センサによる分布的かつ面状の計測から多点計測情報が取得できることを踏まえたシステム開発を行った。特に、大規模構造物に対する被災診断解析手法として、地震応答の計測データに基づくニューラルネットワーク手法を用いた多点入出力型の損傷同定手法を提案し、加速度の局所検査データを用いて損傷劣化に関する空間分布の同定精度を数値シミュレーションによって検討した。また、超小型化された加速度センサICタグとワイヤレスセンシング技術の利用可能性についても検討し、ワイヤレスネットワーク機能を利用した検査システムの提案も行った。本研究は、都市インフラの地震被災度の迅速な把握と緊急対応のため、(1)ブロードバンド地震被災検知センサの開発、(2)損傷情報を統合して構造物全体の健全度を判定・評価する技術の開発、(3)センシングシステムと健全度解析評価・診断・判断手法を統合した地震被災診断システムの開発を行うものである。光ファイバセンサでは、FBG(Fiber Bragg Grating)方式の動的分布センシング手法について、センサのロングゲージ化および高感度化手法、さらに耐久性改善手法を提案し、供用中の実橋梁での評価実験によって、その有効性を確認した。圧電型センサでは、PVDF(polarized polyvinylidene fluoride)フィルムセンサの実用化に向け、ダミーフィルムとOPアンプを利用したフィルムの焦電性の除去方法を考案するとともに、繰返し荷重によってPVDFフィルムセンサの耐久性が低下する問題についても実験的に確認した。被災健全度診断判定システムの開発では、各種センサによる分布的かつ面状の計測から多点計測情報が取得できることを踏まえたシステム開発を継続した。地震応答の計測データに基づくニューラルネットワーク手法を用いた多点入出力型の損傷検知手法の精度向上について検討し、異なる地震応答を利用する場合の検知精度の低下に関する問題点を究明した。また、PVDFフィルムセンサのワイヤレス化については既存の無線通信モジュールとの互換性を把握するとともに、加速度センサ、温湿度センサ、ひずみセンサと組み合わせた場合の利用方法の検討も行った。光ファイバセンサの開発では、FBG (Fiber Bragg Grating)方式の動的分布センシング手法について、センサ感度向上のためのFBGロングゲージ化手法を適用するとともに、高感度化されたFBGセンサの計測精度や耐久性を実験的に確認した。そして、供用中の実橋梁での長期モニタリング実験によって、センサの性能を継続的に確認した。圧電型センサの開発では、PVDF (polarized polyvinylidene fluoride)フィルムセンサの実用化に向け、センサの長期計測の再現性について確認するとともに、フィルムの最適な保護材の選定を行い、使用環境に対する耐久性の検討を行った。また、供用中の実橋梁でワイヤレス計測の検証を行い、PVDFフィルムセンサの実構造物への適用性を確認した。被災健全度診断判定システムの開発では、多点振動計測情報を利用したニューラルネットワーク損傷検知手法の数値解析的な検討を行った。複数の観測点における振動応答の計測データをニューラルネットワークによって一括学習させることで、損傷発生前後の応答波形の位相差を明確に把握できることが確認できた。
MOS構造表面の吸着分子に対する触媒会合化学反応のゲート電圧による電子制御

本研究は、金属層/酸化膜/半導体(MOS)デバイスでの『触媒化学反応の電子制御』実現のため、「MOS表面上の吸着分子の電子励起による会合反応を実証する」ことを目的としています。会合反応には活性化障壁があり通常、熱エネルギーで障壁を乗り越えます。熱ではなく、【ゲート電圧印加時に酸化膜をトンネルして金属層に注入する電子正孔キャリアの】電子励起エネルギーで障壁を乗り越え、化学反応を促進させるのが本研究のアイデアです。実験では、金属層表面に分子を吸着させ、ゲート電圧印加時に会合反応を通して脱離する異分子を質量分析計で捉えます。
宗教的ニューカマーが構築する協調的あるいは対立的社会関係の実証的研究

国内で今後に増加が予想される外国出身者たちは、日本においてどんな社会関係を築いてゆくだろうか。彼らと日本人との間にはどんな関係が築かれてゆくであろうか。この問いへの解答を、宗教に照準を定め、模索しようという試みが本研究である。宗教に着眼するのは、ニューカマーたちが宗教を介して結びつき、また宗教が争点となって対立するからである。そして彼らが宗教によってホスト社会・日本から隔てられ、あるいは逆に、宗教が媒介して日本人・社会に結びつけられるからである。
多文化・多言語混成団地におけるコミュニティ形成のための参加的調査研究

本研究は、平塚市横内団地という具体的な場におけるコミュニティ形成に参加し、(1)同地区におけるコミュニティ形成の可能性を協力者や当事者とともに探る中で、(2)日本社会における地域社会のオペレーター形成のための先行条件と、(3)それにふさわしい参加的調査研究の方法を、イタリアの社会学者たちの調査研究活動と比較・交流しつつ明らかにする。平塚市横内団地は、田園地帯の一角に昭和40年代に形成された団地であり、1998年9月現在で、1310世帯、3291人の住民の内、155世帯、503人の外国人住民が居住している。国籍は、カンボジア、ラオス、ベトナム、中国、ブラジル、ペルー、韓国など多岐にわたっている。団地近隣の旧住民との関係、団地内での日本人住民と外国人住民との関係、また外国人住民同士の関係、世代や性別、日本語の識字の度合いによる違いなど、同団地の内部には、多文化・多言語、ことなる異文化接触体験をもった人々による混成社会が存在している。同団地の居住や子供の教育、仕事にともなう諸問題に取り組む自治体レベルや民間レベルの諸団体、ヴォランティアグループ、NGO、民生委員、自治会役員、小中学校教員、当事者たちの間には、多方向的な緊張関係が存在している。このような場におけるコミュニティ形成の可能性を今日考えることは、これまでの都市社会研究の主要な研究課題であった<都市への流入者と旧住民との間の接触・衝突によるあらたなコミュニティ形成>に根本的な革新をもたらすはずである。本研究の遂行のために、研究プロジェクトのメンバー、在住外国人支援委員会の委員、団地住民がそれぞれリフレクションする場として日本語教室を団地の集会所に設定し、年間延べ70回にわたる教室の開催とミーティングをおこなってきた。その活動の中での参加的調査研究の成果として、設立をめぐる相互関係、日本語教授を通じてなされる相互対立・相互承認そのものについて記録し、検討材料を一年間にわたって蓄積した(これはAlberto MELUCCIが錬磨してきた反省的調査研究(ricerca riflessiva)の方法にあたる)。平塚市A団地は、田園地帯の一角に昭和40年代に形成された団地であり、1998年9月現在で、1310世帯、3291人の住民の内、155世帯、503人の外国人住民が居住している。

本研究の遂行のために、研究プロジェクトのメンバー、在住外国人支援委員会の委員、団地住民がそれぞれリフレクションする場として日本語教室を団地の集会所に設定し、年間延べ70回にわたる教室の開催とミーティングをおこなってきた。その活動の中での参加的調査研究の成果として、設立をめぐる相互関係、日本語教授を通じてなされる相互対立・相互承認そのものについて記録し、検討材料を一年間にわたって蓄積した(これはAlberto MELUCClが錬磨してきた反省的調査研究(ricerca riflessiva)の方法にあたる)。次年度はさらにこの活動を継続しつつ、成果を分析しとりまとめる予定である。本研究は、平塚市横内団地という具体的な場におけるコミュニティ形成に参加し、(1)同地区におけるコミュニティ形成の可能性を協力者や当事者とともに探る中で、(2)日本社会における地域社会のオペレーター形成のための先行条件と、(3)それにふさわしい参加的調査研究の方法を、イタリアの社会学者たちの調査研究活動と比較・交流しつつ明らかにする。平塚市A団地は、田園地帯の一角に昭和40年代に形成された団地であり、1998年9月現在で、1310世帯、3291人の住民の内、155世帯、503人の外国人住民が居住している。国籍は、カンボジア、ラオス、ベトナム、中国、ブラジル、ペルー、韓国など多岐にわたっている。団地近隣の旧住民との関係、団地内での日本人住民と外国人住民との関係、また外国人住民同士の関係、世代や性別、日本語の識字の度合いによる違いなど、同団地の内部には、多文化・多言語、ことなる異文化接触体験をもった人々による混成社会が存在している。同団地の居住や子供の教育、仕事にともなう諸問題に取り組む自治体レベルや民間レベルの諸団体、ヴォランティアグループ、NGO、民生委員、自治会役員、小中学校教員、当事者たちの間には、多方向的な緊張関係が存在している。このような場におけるコミュニティ形成の可能性を今日考えることは、これまでの都市社会研究の主要な研究課題であった<都市への流入者と旧住民との間の接触・衝突によるあらたなコミュニティ形成>に根本的な革新をもたらすはずである。その活動の中での参加的調査研究の成果として、設立をめぐる相互関係、日本語教授を通じてなされる相互対立・相互承認そのものについて記録し、検討材料を二年間にわたって蓄積した(これはAlberto MELUCCIが錬磨してきた反省的調査研究(ricerca riflessiva)の方法にあたる)。
ヒト幹細胞への静水圧負荷による軟骨細胞分化機構の解明

前年度に引き続き、軟骨細胞における静水圧刺激のシグナル伝達経路の解明を目的として研究を行った。リコンビナントタンパク質を用いたプルダウンアッセイ法を用いて解析を行ったところ、Rap1に加えて、同じく低分子量Gタンパク質であるRasの活性化が明らかになった。このことから、静水圧負荷によってRas,Rap1/MEK/ERK経路が活性化する可能性が示唆された。次に、軟骨細胞のマーカーmRNAの転写因子であるSox9に対する静水圧の影響を定量RT-PCR法を用いて検討したところ、静水圧負荷によってSox9の発現が亢進することが明らかになった。一方、MEK阻害剤UO126存在下においてもSox9の発現の亢進が見られたことから、静水圧負荷によるSox9の発現誘導には、MEK/ERK経路は関与しないことが明らかになった。加えて、Sox9の転写因子の一つであるCREBも静水圧負荷によって活性化されることが分かったが、この活性化にもMEK/ERK経路は関与しなかった。これらの結果から、本実験下において静水圧負荷によるMEK/ERK経路非依存的なCREBもしくは他の転写因子の活性化によって、Sox9の発現誘導が起こる可能性が示唆された。一方、アクチン細胞骨格のリモデリングに関与するERMタンパク質が、静水圧負荷によって活性化されることも明らかになった。以上の研究結果より、静水圧刺激は多くのシグナル分子を活性化し、アクチン細胞骨格のリモデリングを引き起こす多機能な物理刺激であることが示された。静水圧刺激応答性の各シグナル伝達経路の活性化による細胞増殖や細胞分化等の細胞応答の誘導メカニズムについて更に検討を重ねることで、将来的に軟骨疾患に対する治療法の開発や、幹細胞を細胞ソースとした再生医療への知見の応用が期待される。ヒト幹細胞に静水圧を負荷することによって、軟骨細胞への分化誘導を可能にすることが、本研究の目的である。しかし、ヒト幹細胞の分化誘導についての詳細な知見は未だ少なく、細胞培養自体も比較的煩雑である。そこで平成22年度は、簡便に培養することができるマウス幹細胞を用いて、静水圧を負荷する際の条件検討を行うことにした。先行研究から、幹細胞を軟骨細胞へ分化誘導する際に、embryoid bodyの形成及び、3次元培養を用いることが有用であることが分かっている。そこで、embryoid bodyの形成、embryoid bodyのコラーゲンゲルへの包埋培養を試みた。先行研究では、TGF-bなどの液性因子を用いた分化誘導培養が行われていたが、本実験においては液性因子を用いずとも、マウス幹細胞においてsox9,col2a1といった軟骨細胞マーカーmRNAの発現が有為に高まることが確認された。また、ウェスタンブロット法を用いても、sox9の発現レベルが高まっていることが確認された。加えて、トルイジンブルーなどを用いたプロテオグリカン染色実験の結果、ゲル包埋されたembryoidbodyにおいて、強いシグナルが確認された。このことから、本誘導法はマウス幹細胞において、効率良く軟骨細胞への分化を誘導できることが確認された。この誘導法をヒト幹細胞へ応用し、次年度はさらに静水圧の負荷条件を検討していくことを予定している。平成22年度では、ゲル包埋培養によるマウス幹細胞の効率的な軟骨細胞への分化法を確立した。そこで、本年度はこのゲル培養法に静水圧を加味し、分化誘導効率が増加するかどうかを解析することを目的とし、実験を行った。大きく分けて、3つの因子について検討を行った。静水圧を負荷するタイミング、負荷回数、細胞の回収日の3点について詳細な検討を行い、前年と同様に評価を行った。その結果、残念ながら静水圧負荷による有為な分化誘導の効率化を確認することができなかった。現在までに静水圧による分化誘導が確認されているのは、間葉系幹細胞や軟骨細胞株、動物由来の初代軟骨細胞などに限定されている。本研究では、他にさきがけて幹細胞への静水圧の影響の確認を行ったが、ゲル培養法を用いて分化誘導を促進した状態においても静水圧の効果を確認できなかった。様々な要因が考えられるが、未分化な細胞では静水圧を受容できる機構が存在しない、もしくは存在していても何らかの要因で機能できない状態にあるのではないかと推測される。加えて、終末分化した軟骨細胞においてもERKタンパク質より上流の静水圧受容、シグナリング機構は依然不明である。そこで他種類のメカノセンシングにおいても重要であり、ERKの上流分子でもあるsmall GpoteinであるRap1に着目した。マウス軟骨細胞株に静水圧を負荷したところ、Rap1の活性化が確認された。また、軟骨細胞マーカーsox9の発現を制御し、軟骨細胞分化に重要な転写因子CREBの非常に早いリン酸化も確認された。今後はinhibitor実験を行い、Rap1の活性化、CREBのリン酸化が分化にどのような意義をもつのか解析し、その知見をもとに静水圧による幹細胞の分化誘導に再度挑戦する予定である。

次に、軟骨細胞のマーカーmRNAの転写因子であるSox9に対する静水圧の影響を定量RT-PCR法を用いて検討したところ、静水圧負荷によってSox9の発現が亢進することが明らかになった。一方、MEK阻害剤UO126存在下においてもSox9の発現の亢進が見られたことから、静水圧負荷によるSox9の発現誘導には、MEK/ERK経路は関与しないことが明らかになった。加えて、Sox9の転写因子の一つであるCREBも静水圧負荷によって活性化されることが分かったが、この活性化にもMEK/ERK経路は関与しなかった。これらの結果から、本実験下において静水圧負荷によるMEK/ERK経路非依存的なCREBもしくは他の転写因子の活性化によって、Sox9の発現誘導が起こる可能性が示唆された。一方、アクチン細胞骨格のリモデリングに関与するERMタンパク質が、静水圧負荷によって活性化されることも明らかになった。以上の研究結果より、静水圧刺激は多くのシグナル分子を活性化し、アクチン細胞骨格のリモデリングを引き起こす多機能な物理刺激であることが示された。静水圧刺激応答性の各シグナル伝達経路の活性化による細胞増殖や細胞分化等の細胞応答の誘導メカニズムについて更に検討を重ねることで、将来的に軟骨疾患に対する治療法の開発や、幹細胞を細胞ソースとした再生医療への知見の応用が期待される。ゲル包埋及び静水圧刺激による効率的な分化誘導を達成することはできなかったが、Rap1の活性化、CREBのリン酸化など、シグナリングメカニズムについて新規な知見が得られ、メカニズム全体の把握について前進したため。Rap1の活性化、CREBのリン酸化が確認されたことから、静水圧によるcAMPの産生、それに伴うPKAの活性化が予測される。そこでPKAのinhibitorであるH89存在化で静水圧負荷実験を行い、ERKのリン酸化が起こるかどうかを検討する。また、CREBのリン酸化のタイムスケールから、CaMKによるリン酸化も予測されるため、EGTA等のカルシウムキレーター存在化でも同様の実験を行い、多角的にシグナル上流について解析する。
ゲージ理論と行列模型による時空の記述について

今年度、私はlarge N reductionの様々な拡張に取り組んだ。large N reductionとは「R^d上の場の理論のlarge N極限は、それを0次元にdimensional reductionして得られる行列模型のlarge N極限から得ることができる」という主張である。我々は、S^3上のChern-Simons理論と、群多様体やその商空間上のゲージ理論に対してlarge N reductionが成り立つことを示した。前者において我々は、S^3上のChern-Simons理論のlarge N極限の分配関数、S^3の大円に巻いたWilson loopの期待値を行列模型から得ることに成功した。これはlarge N reductionをChern-Simons理論に応用した初めての例であり、また、S^3という曲がった空間上におけるlarge N reductionを示したという点でも意義深い。後者では、R^d上のlarge N reductionを異なる視点から再考することにより、それの群多様体上への拡張を与えることに成功した。この中にはS^3(=SU(2))上のlarge N reductionが含まれるが、上で述べたものよりも高い対称性(この場合S^3のアイソメトリーのSO(4)対称性)を保つものとなっている。これはlarge N reductionを用いた場の理論の行列正則化という面からも重要な発見である。さらに群多様体上のlarge N reductionにおいて、行列に適当な拘束条件を課すことによって商空間上でもlarge N reductionが成り立つことを示した。また、群多様体やその商空間上におけるChern-Simons理論"的"な理論を構成し、そのlarge N reductionも与えた。このように行列模型は今まで知られていた以上に様々な理論がその中に含まれるということを示している。本年度は主に、S^3上のゲージ理論の行列模型による実現の可能性について研究した。特に、planar極限におけるR×S^3上のN=4超対称Yang-Mills理論の行列正則化を与え、S^2上のYang-Mills理論の分配関数とplanar極限のS^3上のChern-Simons理論の分配関数をある行列模型の分配関数から導いた。これらは、以前から知られていたラージNリダクションの非自明なファイバー束への拡張であると同時に、超対称Yang-Mills理論、トポロジカルな場の理論への拡張である。前者の理論はゲージ/重力対応における典型的なゲージ理論として知られており、この理論の強結合領域の解析を可能にしうる我々の行列正則化は、ゲージ/重力対応の確立に向けての大きな進展につながると考えられる。また、この行列正則化はゲージ対称性と、もとの理論が持っていた超対称性(32個)の半分(16個)を保つ正則化になっている。このような多くの超対称性を保つ超対称Yang-Mills理論の正則化は今まで知られておらず、我々の与えた行列正則化が初めてである。後者の理論は、トポロジカルな理論として知られており、その分配関数も厳密に求められている。我々は、ある行列模型の経路積分を厳密に実行し、その中のあるセクターがS^2上のYang-Mills理論の分配関数を再現することを示した。さらにplanar極限をとり、ある特殊なbackgroudを取り出すと、planar極限におけるS^3上のChern-Simons理論の分配関数を再現することを示した。我々はトポロジカルな場の理論に対してもラージNリダクションが適用できることを初めて示した。以上から、行列模型はこれまで知られていた以上にさまざまなゲージ理論を含んでいるということが示唆される。
マイクロリアクター設計手法の構築と精密合成反応プロセスへの応用

マイクロミキサーの設計論としては、他の研究グループからも混合評価及び設計法が提案されているが、同一物性・等量混合を前提に構築されており、開発されてきたマイクロミキサーも、同一物性・等量混合で最適化された対称形のものが大半を占める。そこで多角的に混合評価を行いつつ、より汎用的な設計法の提案を目指した。マイクロジェットミキサーに特に着目した。マイクロジェットミキサーは、市販のティーで安価に作成することができる。入口の選定が反応の選択性に大きく影響することを明らかにし、その原因を数値計算を活用して議論した。その他混合時間の測定等に基づき、設計チャートを作成することに成功した。細管から粘度の低い流体を供給することが重要であるという結論は、一般的な常識を覆すものであり、非常に意義深いものだと考えている。これらの結果は、近年創刊された英国王立化学会の学術誌に採択され、表紙で特集された。ポリマーの合成においては、前年度まで得られた結果を用いて分子量分布の制御された製品を合成することに成功し、また粘度の測定等を行うことにより安定してマイクロリアクターで高分子合成を行うために必要な事項を整理した。これらの結果は、産業界の研究者が編集委員をすべて務める、応用研究のための学術誌に採択された。貴金属合金ナノ粒子の合成においては、ポリオール法に着目し、マイクロリアクターならではの迅速な昇温・冷却により数秒単位で200°Cでの反応時間を制御することにより、前駆体の還元についての反応速度解析を行った。これにより、合金生成のための必要条件並びに詳細な機構が明らかになった。得られた知見に基づき、触媒として高活性のパラジウム・ルテニウム合金ナノ粒子を効率よく合成するためのマイクロリアクター並びにその反応条件を設計することに成功した。これらの結果は現在学術誌に投稿準備中である。29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はミキサーの設計法について取り組んだ。混合はマイクロ化による高速化の恩恵が大きく、活用事例は多いものの、評価が非常に難しいことが研究開発における障害となっている。数値流体力学(CFD)シミュレーションを活用することにより、混合と反応の過程を詳細に解析し、それらの関係性を明らかにすることができた。ミキサーの性能を議論する際に、混ざるまでの時間(完全混合時間)は直観的でわかりやすい指標であるが、複合反応系を議論するためには完全混合時間のみでは不十分であることを、シミュレーション結果は示していた。完全混合時間が非常に長くても、迅速に混合が進行する箇所が存在すれば、総括での選択率は良好となったためである。この影響を考慮するために、セグメントサイズ分布という概念を提案し、ミキサーの特性を定量的・定性的に分析することができるようになった。セグメントサイズ分布の概念をもとにして、高性能なミキサーの設計・操作を行った。3Dプリンターを用いて作製し、Dushman反応によって混合性能の評価を行った。モデルより予測された結果と実験結果が良好な一致を示し、成績も通常のミキサーに比べ秀逸であった。また、混合速度が見かけの反応速度に与える影響を次元解析で考察し、無次元数によって整理した。混合時間が反応時間と同程度であれば、見かけの反応速度は真の反応速度とほとんど同一となること、混合が反応に比べて遅い場合には、見かけの速度定数は原料比に関係なく落ちていくことが明らかになった。得られた知見は高速反応の解析に大きく寄与するだけでなく、関係性を逆に用いることにより、見かけの反応速度より混合性能を定量的に評価することも可能にすると考えられる。さらに、可視化実験及びインライン吸光測定を行い、混合速度を実測、次元解析から予測される数値と比較検討することで、関係性の実証及びデモンストレーションを成功させた特に複雑かつ重要である混合部分において、数値シミュレーションから可視化実験や反応試験など多方面からアプローチし、設計のためのストラクチャー提示を成功させた。この成果は、反応工学・移動現象論において歴史と権威ある米国化学工学会論文誌(AIChE Journal)に掲載された。本研究全体の最終目標は、マイクロリアクターの設計法を体系化し、高機能化学製品の高効率合成に応用することである。前年度は主に前者の研究を行い、マイクロリアクター中の混合の評価および及びミキサーの設計法について取り組んだ。今年度は、主に後者の応用部分について検討を行った。高分子合成や貴金属ナノ粒子合成を対象とした。高分子合成では、厳密な反応時間制御の下で等温での実験を行い、反応機構の解明をまず行った。そののち、所望の製品を得るための温度や濃度の制御方法を速度論的に検討し、それを実現するマイクロリアクターの設計と合成を行った。貴金属合金ナノ粒子の合成では、白金族の4元素(Pt, Pd, Rh, Ru)を対象とし、それぞれについて前駆体の金属塩をアスコルビン酸もしくは水素化ホウ素ナトリウムで還元することにより、ボトムアップ法での湿式合成を行った。2種の金属を合金化することを所望する場合、それぞれの金属塩を時間差なしで同時に還元することが必要であること、そのためにはマイクロリアクターを用い、瞬時に昇温や混合を行うことが効果的であることを明らかとした。実際に迅速昇温により、バッチ式のリアクターでは作成できなかったPt-Rhの合金粒子を作成し、迅速混合によりPt-Pd, Rh-Pdの合金粒子を作成することに成功した。作成した合金粒子の触媒活性を、一酸化炭素の酸化反応を用いて検討したところ、それぞれの単一組成の商用触媒と比べて高い活性を示した。

順調に結果が得られ、成果を多数の国内および国際学会で発表することができた。マイクロミキサーの設計論としては、他の研究グループからも混合評価及び設計法が提案されているが、同一物性・等量混合を前提に構築されており、開発されてきたマイクロミキサーも、同一物性・等量混合で最適化された対称形のものが大半を占める。そこで多角的に混合評価を行いつつ、より汎用的な設計法の提案を目指した。マイクロジェットミキサーに特に着目した。マイクロジェットミキサーは、市販のティーで安価に作成することができる。入口の選定が反応の選択性に大きく影響することを明らかにし、その原因を数値計算を活用して議論した。その他混合時間の測定等に基づき、設計チャートを作成することに成功した。細管から粘度の低い流体を供給することが重要であるという結論は、一般的な常識を覆すものであり、非常に意義深いものだと考えている。これらの結果は、近年創刊された英国王立化学会の学術誌に採択され、表紙で特集された。ポリマーの合成においては、前年度まで得られた結果を用いて分子量分布の制御された製品を合成することに成功し、また粘度の測定等を行うことにより安定してマイクロリアクターで高分子合成を行うために必要な事項を整理した。これらの結果は、産業界の研究者が編集委員をすべて務める、応用研究のための学術誌に採択された。貴金属合金ナノ粒子の合成においては、ポリオール法に着目し、マイクロリアクターならではの迅速な昇温・冷却により数秒単位で200°Cでの反応時間を制御することにより、前駆体の還元についての反応速度解析を行った。これにより、合金生成のための必要条件並びに詳細な機構が明らかになった。得られた知見に基づき、触媒として高活性のパラジウム・ルテニウム合金ナノ粒子を効率よく合成するためのマイクロリアクター並びにその反応条件を設計することに成功した。これらの結果は現在学術誌に投稿準備中である。今後必要となるのは、マイクロミキサー設計論から、実際の高機能製品への精密合成への展開である。昨年12月より、米国MITのJensen教授から4ヶ月の研究指導を受け、各種合成法について技能及び知識を習得した。今後さらにサラゴサ大学のSebastian助教とも共同で研究を推進していき、最先端のナノ粒子合成を進めていく。2017年の6月まで米国マサチューセッツ工科大学のKlavs Jensen教授のもとへ留学している。Jensen教授はマイクロリアクターを用いた薬剤製造・化学システム設計の第一人者である。留学中にこれまでの行ってきた基礎研究の応用展開について指導を受け、より実践的な形で発展させていきたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。
原子精度精密制御技術の駆使によるメタンをメタノールに転換する担持合金触媒の創製

近年,メタンをメタノールに効率良く変換する方法論の開発が注目を集めている。こうした変換反応に光触媒反応を用いると,より温和な条件にて反応を進行させることが可能であるが,現状では活性に課題が残されており,その実用化にはさらなる改良が不可欠である。我々は,そうしたメタンをメタノールへと変換する光触媒に対して,活性部位(助触媒)として金属クラスターを表面に担持させることでその活性向上に取り組んだ。その結果,メソポーラス酸化タングステン及びメソポーラス酸化チタン上に,粒径1 nm程度の極微細な金属クラスター(Ag,Ni,もしくはCoクラスター)を狭い分布幅で担持させることに成功した。光触媒活性の測定より,どちらの光触媒においても,こうした助触媒の担持は,活性向上に有効であることが明らかになった。金属クラスターを担持させることにより,電子とホールの電荷分離が促進され,それによりホールが効率よく消費されたため,活性が向上したと推測される。今回用いた金属クラスターの中では,メソポーラス酸化タングステンについてはCoクラスターが,メソポーラス酸化チタンについてはAgクラスターが最も高い助触媒効果を示した。このことは,助触媒の元素は,光触媒に応じて,適切に選択する必要があることを示している。今回の実験では,反応表面積を高めるため,助触媒粒子の粒径を1 nm程度まで抑えている。しかしながら,そうした助触媒粒径が必ずしも反応促進に最適であるとは限らないであろう。そこで今後は,助触媒の粒径と活性の相関についても明らかにしたいと考えている。また,反応をより加速させるためには,励起電子についても,それらを効率よく消費する方法を考える必要があるであろう。また,放射光実験や電気化学実験を行うことで,電子/幾何構造と活性の相関についても深い理解を得たいと考えている。メタンは、天然ガスとして利用することに加えて、石油の代替品として期待されるメタノールに変換して利用することも可能である。しかし、現在のメタンからメタノールへの変換には水蒸気改質法が用いられており、高温処理が必要なため、エネルギー大量消費が問題となっている。そうした中、温和な条件下でメタンをメタノールへと直接変換することが可能な、光触媒反応が注目を集めている。本研究では、こうした反応に対して有効な光触媒として報告のあるメソポーラス酸化タングステン(m-WO3)に対して、様々な金属種から成る微小金属クラスター担持させることで、メタンをメタノールへと高効率で変換させることを目指した。まず、m-WO3を調製した後、得られたm-WO3と、様々な金属クラスター(Ag35(SG)18、Ni:SG、Co:SG)を水中で攪拌させることで、金属クラスターをm-WO3上に吸着させた。その後、500°C常圧下で焼成することによってクラスター内の配位子を除去し、金属ナノクラスター担持m-WO3を得た(Ag35-m-WO3、Ni-m-WO3、Co-m-WO3)。最後に、流通系内部照射型反応管を用いて、5560°Cの条件でメタンの変換反応を進行させ、発生気体をGCにて分析した。TEM測定および小角XRD測定から、目的のメソポーラス構造を有する酸化タングステンの合成に成功したことを確認した。いずれの金属クラスターが担持されたm-WO3において、メタノール生成量が向上した。このことは金属クラスターをm-WO3上に担持させることが、メタンからメタノールへの変換反応を促進させる上で、有効な手段であることを示している。この反応は、メタンが光照射で生じたホールによって酸化されることで進行する。そのため本結果は、担持された金属クラスターが、ホールの消費を促進させるための助触媒として作用する可能性を示唆している。初年度の目的は、合金ナノクラスターの精密合成と合金ナノクラスターの担体上への精密担持としている。本年度は、これら両方を実現することができたため、現在までの達成度を「おおむね順調に進行している」と自己評価した。

また,反応をより加速させるためには,励起電子についても,それらを効率よく消費する方法を考える必要があるであろう。また,放射光実験や電気化学実験を行うことで,電子/幾何構造と活性の相関についても深い理解を得たいと考えている。これまでの研究にて得られた金属ナノクラスター担持触媒の活性及び構造解析を行うことで,更なる高活性化へのキーファクターを特定する。各実験の具体的内容は以下の通りである。担持金属ナノクラスターの活性測定:合成した触媒と過酸化水素水をオートクレーブリアクターに加え,ここにメタンガスを封入する。反応条件を50°Cと30気圧にセットし,溶液を反応させる。任意の反応時間後,気体中もしくは液体中に含まれる生成物(特にメタノール)を核磁気共鳴やガスクロマトグラフィーなどにより定量し,その結果を基に,メタンからメタノールへの転換率を見積もる。こうした実験を一連の合金ナノクラスターに対して実行する。電子/幾何構造評価:担持金属ナノクラスターの電子/幾何構造を,理論計算,拡散反射分光,X線光電子分光,X線吸収端近傍構造測定,高分解能電子顕微鏡観測などにより分析する。これらの測定より得られた情報を基に,電子/幾何構造が光触媒活性に与える影響について検討を行う。計画がうまくいかなかった場合の計画も申請書には含まれていたが、実験は予想していたよりも簡単な方法にてうまくいった。そこで、余剰分は次年度の研究に回したいと考え、次年度の使用額が生じた。