hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高血圧における自律神経・免疫系ネットワークの機序解明と新たな診断法の開発

1)高血圧自然発症ラットを用いた実験により、高血圧の進展過程で血管周囲マクファージの集積が生じており、視床下部を中心とした炎症性変化による中枢性交感神経出力増加が血圧上昇の程度を増強していることを見出した。視床下部交感神経中枢の神経細胞活性化をFos蛋白発現により確認した。また、クロドロン酸リポゾームの脳内投与によって血管周囲マクロファージを除去すると昇圧の程度は抑制された結果も上記の仮設を支持するものである。2)慢性腎臓病マウスにおいて中枢性交感神経活性化が生じており、腎除神経によって降圧すること、アンジオテンシン受容体拮抗薬投与下でも、腎除神経の効果は認められた。その機序としてアルドステロン抑制作用の関与を示唆する成績を得た。3)炎症性変化を伴うとされる妊娠高血圧発症モデルで食塩感受性獲得が関与していることを示唆する成績を得た。この機序として視床下部神経活動活性化およびバゾプレシン放出増加を示唆する成績を得た。4)低酸素に伴う肺高血圧症モデルマウスで骨髄由来マクロファージの低酸素誘導因子を除去すると肺高血圧の進展が抑制されることを見出した。この因子が肺高血圧治療の標的となる可能性が示唆された。5)高血圧や心不全患者における血管内皮機能や炎症性変化を調べるための予備観察研究を開始した。血流依存性血管拡張反応(FMD)検査によって血管内皮機能を安定して測定できること、血圧コントロール状態が不良な地域住民が多く、内皮機能障害やBNP経度増加が生じていることを見出している。高血圧における自律神経系や免疫・炎症系の役割、血圧上昇機序、脳・心臓・腎臓との連関などの解明が進んでいるため。現在進行している研究成果を論文作成し最終受理されるようプロトコールを検討し実験を行う。特に、論文査読結果から必要と考えられる追加実験や解析について留意して研究を遂行する。その結果を踏まえ、適切に論文を改訂し掲載へ向けて研究を進めていく。基礎研究における成果を臨床での診断・治療へ結びつけるため、すでに一部開始した臨床観察研究の結果を患者背景と血液検査・血管内皮機能検査値などと合わせて基礎データとしてまとめていく。それらの成果により、今後の解析に重要な項目を絞っていく。1)高血圧自然発症ラットの血圧上昇過程において脳内マクロファージの活性化が関与していることを見出した。マクロファージ抑制物質であるクロドロン酸リポゾームの脳内投与によって対照群と比べて血圧上昇過程の程度が抑制されていることを観察した。視床下部交感神経活性化細胞の興奮性をc-fos免疫染色法で比較し、興奮細胞数が抑制されていることも確認した。ヘキサメトニウム投与による降圧効果も小さくなっており、本モデルラットの高血圧進展における交感神経活性化に脳血管周囲マクロファージの重要性が示唆された。2)慢性腎臓病マウスにおいて、高血圧が生じたことを確認し、アンジオテンシン受容体拮抗薬を経口投与し降圧治療を行った。その上で、腎除神経を行うとさらなる降圧効果が認められた。視床下部酸化ストレスの低下を介した全身の交感神経活動の抑制が認められた。したがって、腎除神経が全身性の交感神経抑制効果につながっていることが考えられた。さらに、その機序の一部としてアルドステロン抑制作用が関与していることを示唆する成績を得た。3)圧負荷心肥大マウスでは心臓transient receptor potential vanilloid subtype 1(TRPV1)の活性化が肥大形成と交感神経活性化に関与していることを見出した。さらに、その情報を受ける部位として脳内延髄孤束核が重要であり、ウエスタン・ブロット法によって脳由来神経栄養因子の発現が増加していることが観察された。TRPV1ノックアウトマウスではその発現増加が抑制されており、心肥大の進行も抑制されていた。これらの成績は、高血圧による圧負荷において心臓が受ける情報と脳での相互作用の重要性を示す知見であると考えられる。高血圧における自律神経系や免疫系の役割、血圧上昇機序、脳・心臓・腎臓との関連などの解明が進んでいるため。

高血圧における自律神経系や免疫・炎症系の役割、血圧上昇機序、脳・心臓・腎臓との連関などの解明が進んでいるため。現在進行している研究成果を論文作成へ向けて進める。また、臨床観察研究の実施の準備を進めていく。現在進行している研究成果を論文作成し最終受理されるようプロトコールを検討し実験を行う。特に、論文査読結果から必要と考えられる追加実験や解析について留意して研究を遂行する。その結果を踏まえ、適切に論文を改訂し掲載へ向けて研究を進めていく。基礎研究における成果を臨床での診断・治療へ結びつけるため、すでに一部開始した臨床観察研究の結果を患者背景と血液検査・血管内皮機能検査値などと合わせて基礎データとしてまとめていく。それらの成果により、今後の解析に重要な項目を絞っていく。一部の物品・消耗品購入に当たり選定に時間を要し、次年度購入の方が適切と判断したため。消耗品の一部の定価と購入価格に差が生じたこと、また、一部の物品(特に薬品や抗体など)については次年度購入したほうが管理や保存の上で適切と判断したため。
BBB指向性トランスポーター発現アデノウイルスベクターを用いた抗がん剤脳腫瘍送達

中枢へ抗がん剤を送達するためには、その移行障壁となる血液脳関門(BBB)を克服する必要がある。そこで本研究では、脳腫瘍に焦点をあて、ペプチドトランスポーターをBBBに発現させることにより、ペプチド様抗がん剤を選択的に送達することを目的として以下の検討を行った。1.ペプチド性抗がん剤を輸送するオリゴペプチドトランスポーターhPEPT1を発現するアデノウイルスベクターAdhPEPT1-EYFPを作製し、血液脳関門におけるペプチド輸送機能発現を株化細胞RBEC1を用いてin vitroで確認した。AdhPEPT1-EYFPの感染効率はその他の培養細胞と比較してあまり高いものではなかったが、放射性標識カルノシンを基質とした輸送活性はGFP発現アデノウイルス感染細胞あるいは非感染細胞と比較して、約10倍程度の取り込み上昇が見られた。2.In vivoでの輸送機能発現を検討するに当たって、まずは感染効率の高い肝臓を用いてin vivoでの外来オリゴペプチドトランスポーター導入により、どの程度のペプチド化合物の組織移行性向上が見られるかを検討した。マウスにAdhPEPT1-EYFPを静脈投与し、hPEPT1-EYFPの発現をRT-PCRならびにWestern blot、凍結切片の免疫染色により検討したところ、いずれの実験によってもhPEPT1-EYFPの発現が確認された。そこで、AdhPEPT1-EYFPに感染したマウスにカルノシンを静脈内投与して、30分後に肝臓への組織移行性を評価したところ、カルノシンのKp値は約7倍に増大した。このことから本ベクターを用いてin vivoにおいても臓器レベルでペプチド輸送活性を有効に付与できることが示された。一般に脳移行性の低い化合物について同様の検討を行った場合、例えば細胞間隙にのみ分布するイヌリンを用いて測定すると、約0.2程度の値がえられる。このことから、もし仮にAdhPEPT1-EYFPによる脳毛細血管内皮細胞への発現効率が肝臓の35分の1以上であるとするならば、血液脳関門においても何らかの輸送活性が検出できる可能性が考えられた。
中枢神経系の局所神経回路を解析する

1.Vesicular glutamatetransporter (VGluT)を認識する抗体を作成し、中枢神経系の局所神経回路の解析に応用した。VGluT1は主として大脳皮質の出力ニユーロンが使用しており、VGluT2は視床のニューロンが用いているために、線条体・大脳皮質などの領域で、大脳皮質由来および視床由来の興奮性神経終末を区別して標識出来るようになった。Sindbisvirusなどの遺伝子工学的手法によりGolgi染色様に標識された一個の大脳皮質ニューロンあるいは線条体ニューロンに、どの様にそれぞれの興奮性入力が入るのか現在解析中である。さらに、VGluT1およびVGluT2の分布を小脳皮質と脊髄後角・延髄後角で調べ、両者が異なる分布をしていることを見出した。小脳皮質では平行線維終末は専らVGluT2を使用し、登上線維はVGluT2を用いていること、面白いことに苔状線維終末にVGLuT1とVGluT2の両方を使用していることなどを明らかにした。一般にVGluT1はsynaptic facilitationを示すシナプスに多く、反対にVGluT2はsynaptic depressionを示すシナプスに認められることから、VGluTの使い分けとこういったシナプスの応答特性との関連が考えられる。2.今まで線条体のニューロンに今までわかっていた2種類以外に、preprpotachykinin B(PPTB)発現と特異的な無名質投射で特徴づけられる第3の投射系が存在することを明らかにしてきているが、腹側線条体にも同様な第3の投射系が存在するかどうか検索した。腹側線条体の側座核にはPPTB陽性のニューロンが存在し、少なくともその一部は投射ニューロンであることを明らかにした。一方、腹側線条体の嗅結節にはこうしたニューロンが存在せず、嗅結節がこの点で背側線条体・側座核とは異なる組織であることが明らかになった。現在さらに側座核を中心とするPPTB陽性投射系の詳しい投射先を検討している。また、投射先の無名質ニューロンはPPTBの産物であるニューロキニンBに対する受容体を発現しているが、この無名質ニューロンがニューロキニンBに対してどの様な反応を示すか電気生理学的に検索している。
心不全の自律神経機能の概日リズム異常と中枢性CO2化学反射感受性に関する研究

ラット心不全モデルにおいて、自律神経活動の概日リズムを評価するため、腹部大動脈に挿入した超小型血圧テレメーターから送信された動脈圧波形をA/D変換し、2448時間連続的に自由行動下で記録した。心拍および血圧のスペクル解析の結果、交感神経活動を反映する拡張期血圧の低周波成分は、ラットの覚醒早期に一過性に亢進し、早朝のモーニングサージを認めた。二酸化炭素の間歇的負荷により中枢性化学反射感受性の日内変動を評価したところ、早朝の一過性交感神経機能の賦活は、中枢性化学反射感受性と関連していた。心筋梗塞によるラット心不全モデルにおいて、血圧、活動量および自律神経活動の概日リズムを評価するため、腹部大動脈に挿入した超小型血圧テレメーターから送信された動脈圧波形をA/D変換し、IOOOHzサンプリングで2448時間連続的に記録した。無拘束状態での心不全ラット(n=8,左室拡張末期圧18.2±7.4 mmHg)の平均血圧(MBP)、心拍数(HR)、活動量(LOC)は、12時間毎の夜間の活動期に上昇しており(MBP : 107±11 (SD)vs. 105±11mmHg, p<0.05 ; HR : 346±23 vs. 309±24bpm, p<0.01 ; LOC : 38±42 vs. 58±25a. u., p<0.01)、夜行性のラットの日内リズムが観察できた。心拍および血圧から得られたスペクトル解析の結果、交感神経活動を反映する拡張期血圧の低周波成分(LFdp)はラットの覚醒早期に一過性に亢進し、早朝のモーニングサージを認めた(LFdp : 801±324 vs. 602±157 mmHg2/Hz, p<0.05)。また交感神経機能の亢進と二酸化炭素(CO2)化学反射感受性の関連を検討するため心不全ラットのケージ内に1時間ごとに13%CO2を自動注入し、CO2負荷中の心拍・血圧反応をスペクトル解析したところ、心不全ラットではCO2に対するゲインが入眠期0.74±0.54に対し、覚醒早期1.72±0.94と有意に増大しており(p<0.05)、覚醒早期にCO2に対する反応が亢進していることがわかった。さらに早朝の交感神経活動亢進を抑制する目的で、心不全ラットにアミオダロンを経口投与(50mg/kg/day)したところ、早朝のLFdpが30.2%抑制され、アミオダロンにより早朝の一過性交感神経活動の亢進を是正できることがわかった。心筋梗塞によるラット心不全モデルにおいて、血圧、活動量および自律神経活動の概日リズムを評価するため、腹部大動脈に挿入した超小型血圧テレメーターから送信された動脈圧波形をA/D変換し、1000Hzサンプリングで2448時間連続的に記録した。無拘束状態での心不全ラットの平均血圧、心拍数、活動量は、夜間のラット活動期に上昇していた。さらに心拍および血圧から得られたスペクトル解析の結果、交感神経活動を反映する拡張期血圧の低周波成分(0.15-0.79Hz:LFdp)はラットの覚醒早期に一過性に亢進し(n=13,LFdp:665±176vs.422±124mmHg2/Hz,p<0.05)、副交感神経活動を反映する心拍数の低周波成分(0.8-3Hz)は低下していた(p<0.05)。この一過性交感神経機能の賦活は、中枢性二酸化炭素化学反射感受性と関連しており、1時間ごとに13%二酸化炭素負荷をおこなった検討では、心不全ラットの早朝覚醒期の交感神経活動の亢進程度と睡眠期の二酸化炭素化学反射感受性(CO2負荷によるLFdpの変化量)と有意な相関(r=0.74,p<0.01)を認めた。心不全ラットの中枢性化学反射の亢進が早朝覚醒期の交感神経活動の亢進と関連していることがわかった。この覚醒期にみとめた一過性の交感神経活動の賦活を是正する目的で、β遮断薬(ビソプロロール:15mg/kg/day)とアミオダロン(50mg/kg/day)の効果を検討したところ、心拍数低下への効果は同等であったが、アミオダロンでは覚醒期のLFdpの亢進が30%抑制されたが、ビソプロロールでは16%であった。心不全においてアミオダロンが交感神経の日内リズム異常の是正に有用であることがわかった。ラット心不全モデルにおいて、超小型血圧テレメーターを腹部大動脈に挿入し血圧および自律神経活動の概日リズムを評価した。

自律神経活動の概日リズムは大動脈圧波形をA/D変換し、1000Hzサンプリングで2448時間連続記録し、交感神経活動を反映する拡張期血圧の低周波成分(0.15-0.79Hz:LFdp)と副交感神経活動を反映する心拍数の高周波成分(0.8-3Hz:HFhr)により評価した。無拘束状態でのラットの平均血圧、心拍数は、夜間の活動期に上昇し、心不全ラットでは覚醒早期に一過性に交感神経活動(LFdp)が亢進し、副交感神経活動(HFhr)は低下していた(p<0.05)。この一過性交感神経機能の賦活は、中枢性二酸化炭素化学反射感受性と関連しており、1時間ごとに13%二酸化炭素負荷をおこなった検討では、心不全ラットの早朝覚醒期の交感神経活動の亢進程度と睡眠期の二酸化炭素化学反射感受性(CO2負荷によるLFdpの変化量)と有意な相関(r=0.74,p<0.01)を認めた。さらにあらかじめ10分ごとの短時間の間歇的低酸素(10%02)に暴露した心不全ラットでは、二酸化炭素負荷に対してLFdpはさらに22.4±9.1%(p<0.05)増加した。以上のことから周期的低酸素がさらに中枢性二酸化炭素化学反射感受性を介して交感神経系を賦活させる可能性が示唆された。この早朝覚醒期の交感神経活動の賦活はアンジオテンシンII受容体拮抗薬(テルミサルタン:1mg/kg/day)経口投与により抑制されたことから、心不全においてアンジオテンシンII受容体拮抗薬が中枢性二酸化炭素化学反射感受性を介する日内リズム異常の是正に有用であることがわかった。
アルツハイマー病プレセニリン複合体の構成蛋白同定と機能解析に関する研究

目的及び背景;アルツハイマー病の根本病態がAβペプチドの代謝異常であるとする仮説が有力視されているなか、家族性アルツハイマー病の原因遺伝子産物プレセニリンの機能もこのAβ代謝過程に位置付けられてきた。すなわち、Aβが前駆体蛋白であるAPPから蛋白限定分解により生成される過程に必須であるγセクレターゼがプレセニリンであることを示す知見が蓄積されている。しかし、プレセニリンは単独ではγセクレターゼ活性を有さず、膜に関連した蛋白複合体を構成してはじめてその機能を獲得することが示唆される。本研究課題はこの複合体の構成蛋白を同定することからγセクレターゼの実体とその活性調節機構の解明を図ることを目的としている。方法と結果;特異抗体を用いて細胞膜分画よりプレセニリン複合体を精製し、各構成蛋白のペプチド断片を質量解析することによりアミノ酸配列を推定するという手法により新規の構成蛋白を同定した。この蛋白はタイプI膜貫通糖蛋白であり、ニカストリンと命名した。ニカストリンはプレセニリンに加えAPPとも結合すること、その結合はプレセニリンの変異による影響を受けること、ニカストリンの細胞外にあるDYIGS配列を含む領域の欠損変異はAβ分泌を抑制する一方、AAIGSへのミスセンス変異はAβ分泌を亢進させることなどが明らかとなった。また、APPとともにγセクレターゼの基質として知られるNotch蛋白との関連を調べるために線虫を用いた発現抑制実験を行った結果、ニカストリンはNotchシグナル伝達に必要であることも示された。考察;ニカストリンはプレセニリン複合体の構成蛋白であり、複合体のγセクレターゼ活性の発現に不可欠な要素であると考えられた。また、細胞のAβ分泌能を抑制ないし亢進させ得るニカストリン変異を同定したことを含め、本成果はプレセニリンとともにニカストリン分子を考慮に入れた本症の治療法開発への新たな可能性を示唆するものである。
不法行為制度における責任の社会化と個人の権利保障-過失責任システムの基礎的研究-

本研究は,個人の行動自由保障を本来的内容とする過失責任システムの基本構想に立ち返って,加害者に対する非難性(責任原因の認定)と被害者の要保護性(被害法益の認定)の両面を過不足なく説得的に提示しうる論証枠組みを検討することを目的とするものである。この問題意識は,解釈レベルでの違法性論の台頭および民事過失の客観化が,個別事案の責任成否を社会的見地から吟味する傾向を強めてきたと考えられるところ,こうした責任の社会化が,現在または近い将来において重要になる紛争類型では必ずしも適合的でない可能性があるとの認識に基づく。そこで本研究では,昨年度から継続して,米国を中心とする議論(実定法の解釈論)を調査・分析してきたが,その成果として,ある加害者が責任を負担すべき法的根拠と,被害者の被害が保護されるべきであるとの評価とは明確に区別して構成されるべきであるとの解釈論的立場が,かなり有力な主張として受け止められている。わが国でも,社会的見地から責任成否を吟味する場合に,過失・因果関係・法益侵害認定の融合ないし混交が指摘されていることに照らせば,本研究の問題意識に接続する興味深い議論である。上記の解釈論が示される背後には,不法行為法の正当化根拠に関し,矯正的正義論とその延長で展開される議論が存在する。この点の調査を抜きに,上記解釈論の正当性を判断することはできない。そこで,本年度はこの点の分析にも一定の力を注いだが,なお作業は完了しておらず,継続的な調査・検討の必要がある。なお,不法行為法の正当化根拠に関する一定の態度決定と,それに基づく解釈論は,それじたいでは,従来の解釈論の不当性を示すものではない。したがって,具体的個別事案における従来の解釈論の不適合とその要因の分析・検討が,本研究テーマに不可欠の作業として浮上している。今後は,この点を含めた総合的な成果とりまとめに取り組む予定である。本研究は,日本不法行為法理論が「迅速かつ実効的な被害者救済」を指向する過程で,過失・違法性・因果関係に関する解釈理論が深化する一方,具体的事件では,加害者の行動自由領域の保障という,被害者救済に並ぶ過失責任システムの本来的機能が読み取りにくくなってはいないか(換言すれば,種々の解釈上の争点もこの問題に由来する部分が大きいのではないか)との疑念に対し,上記機能の現代的意義の検証および同機能をより適切に具体化できる一般的枠組みの検討を試みるものであり,本年度は,アメリカ第3次リステイトメント計画に関する調査・整理を中心に作業を進めた。概要を要約すれば以下のとおりである。2005年5月ALI年次総会で提案・条件付承認された最終草案(Proposed Final Draft)では,同計画最大の眼目であった義務不存在ルールが土壇場で修正され,義務(Duty)および義務違反としてのネグリジェンス概念が,加害者側のFault(責任原因)の一つたる位置づけを回復するに至っている。暫定草案でのリポーター提案をめぐる議論はすでに紹介を試みたが,最終草案での修正の直接的要因はさらなる資料収集と分析が必要であり,現時点でその理論的意義を即断することはできない。その他,ヨーロッパ不法行為法原則策定作業の検討を試みる研究者との意見交換および独自の調査によると,同原則でも類似の方向性がみられる(もっとも,現実の事件類型の多様性との狭間でやや錯綜した状況にある)ことも確認されている。また,ごく最近のわが国の裁判例でも,医療事故をはじめとして,判断の重心を過失認定から法益侵害の認定へと移す傾向がみられる。次年度は,アメリカでの議論状況のさらなる分析とともに,他の議論状況(とりわけわが国裁判例の傾向)との比較対照を試みながら,総合的検討と成果のとりまとめに取り組む予定である。

したがって,具体的個別事案における従来の解釈論の不適合とその要因の分析・検討が,本研究テーマに不可欠の作業として浮上している。今後は,この点を含めた総合的な成果とりまとめに取り組む予定である。
自己組織化の概念に基づく経営エキスパートシステムの構築に関する研究

本研究は平成4年度の単年度のみで終了したので,以下では得られた成果を中心に述べていく。まず,経営エキスパートシステムの理論的な側面に関しては,従来より進めてきた構築ツールの一般的な利用に加えて,最近の自己組織化の理論であるGenetic Algorithmによるシステム構築を試みた。従来の基礎理論では環境からの情報は確実であることが前提となっていたが,本研究ではこれが不確実であると仮定し,その場合にシステムにインセンティブを導入することにより正しい方向への学習が達成されることを示した。その結果,環境が不規則に変動している状況のもとでも,良好に学習するシステムの開発方法に見通しをたてることができ,具体的な応用例としてポートフォリオ管理システムへの適用を行った。更に,従来より理論としては確立されてはいるが,最適化の過程でパラメータの調整を必要とするニューラルネットワークの問題について,エキスパートシステムを基礎として構築を行い,手軽に利用できる方法を開発した。実際の応用例として企業倒産予測システムを開発した。以上の研究に関しては,関連学会で発表すると同時に,電子情報通信学会,経営情報学会の論文誌にも掲載されている。次に,エキスパートシステム活用の一般的なシステム環境についての考察をすすめ,ワークステーション利用が一般化しデータ容量も極めて大きいもとでは,ウインドウシステムなどを積極的に利用してインターフェイスを改善すべきことが必要であることを強調した。本研究では経済データベースを購入して,理論的な方法論を実際に多量データベースを利用して解析に応用している。経営エキスパートシステムにおける,いわゆる戦略計画を立案する場合の環境がどのようにあるかを予測することができた。
高速MR Elastography法の実用化に関する研究

MR Elastography(MRE)法は、生体表面に与えた数十から数百Hzの微細な振動が波として深部組織へ伝播する様子をMRIにて画像化し、振動波長が弾性率に応じて変化することを利用し弾性率を定量化する。組織弾性は腫瘍などの様々な疾患で変化するため組織性状を表す指標として診断に応用できるが、従来は触診による定性的な評価に限定され、MRE法による定量化は組織の僅かな変化を鑑別できる新しい診断法として注目されている。通常のMRE法は画像収集に数分以上の時間を要するため、呼吸などの運動が問題とならない四肢や乳腺などに適用範囲が限定されている。そこで、本研究では呼吸停止下で撮影が可能な高速MRE法の開発を目的に、独自に考案した位相コントラストMRI撮影法の高速化技術をMREに応用する試みを進めた。また、多様な臓器・組織が混在する腹部では、その表面で振動波が反射あるいは屈折するため、得られた画像からの波長解析はきわめて複雑になる。この様な問題点を解決するため、MRE画像における波長解析が容易で、しかも深部組織まで効率よく伝播するような振動を発生させる外部振動装置の開発も並行して進めた。高速MRE撮影パルスシーケンスの開発では、振動波による生体深部の微細な運動をMRI信号の位相変化に変換する傾斜磁場をpreparation pulseとして高速MRI撮影法に実装し、呼吸停止が可能な時間内のMRE撮影を実現した。一方、外部振動装置については、体表面との接触部の形状に着目して従来のものとは根本的に異なる設計を行い、これまでの振動装置のように球面状あるいは曲面状ではなく平面状の振動波を発生させるシステムを開発して特許出願を行った。平面波が体内に伝播すると、MRE画像から振動波の波長を解析する際に、広範囲にわたって一括して処理を行うことができ、様々な部位に対する弾性率定量データの収集効率が著しく向上した。MR Elastography(MRE)法は、生体表面に与えた数十から数百Hzの微細な振動が波として深部組織へ伝播する様子をMRlにて画像化し、振動波長が弾性率に応じて変化することを利用し弾性率を定量化する。組織弾性は腫瘍などの様々な疾患で変化するため組織性状を表す指標として診断に応用できるが、従来は触診による定性的な評価に限定され、MRE法による定量化は組織の僅かな変化を鑑別できる新しい診断法として注目される。本研究では呼吸停止下で撮影が可能な高速MRE法の開発を目的に、独自に考案した位相コントラストMRI撮影法の高速化技術をMREに応用する試みを進めている。本年度は、高速MRE撮影パルスシーケンスの開発を行うとともに、新しい振動装置の試作を行った。高速MRE撮影法の開発では、振動波の様子を画像化するためのMRE用傾斜磁場を前駆パルスとして備える独自のMRE撮影法を臨床用MRI装置に実装した。学内に導入された新型MRI装置を用いたため研究開発環境の整備に時間を要し、新しい撮影法の信号収集部分の実装は完了したが、MRE画像再構成のための処理部分は未完成である。しかし通常のMRE撮影法の実装は完了し、再構成したMRE画像が得られることを確認した。MRE画像データを解析し弾性率に変換するプログラムはシミュレーション画像を対象に開発し、通常のMRE法で得られたMRE画像に適用して弾性率を定量的に抽出できることを確認した。

振動装置については、断続的な振動によって進行波を発生させる従来法では振動波が十分な深度まで伝播しないという問題があったため、連続的な振動により定在波を発生させる装置を設計・試作した。撮影装置との同期用制御回路の電気的ノイズが画像に混入するため、現在ノイズが低減するよう改良を進めている。生体表面に与えた百Hz程度の微細な振動波が深部組織へ伝播する様子をMRIにて画像化し、様々な疾病で変化する生体組織の弾性率(硬さ)を定量化するMR Elastography(MRE)法は、新しい組織性状診断法として注目されている。従来のMRE法では画像収集に数分以上の時間を要し、呼吸などの運動が問題とならない四肢や乳腺などに適用範囲が限定されていた。そこで、本研究では腫瘍などによる硬度変化の診断が臨床的にも重要な意味を持つ腹部臓器に対してMRE法を適用することを目標に、我々が独自に考案した位相コントラストMRI撮影法の高速化技術を応用し、呼吸停止下の撮影が可能な高速MRE法の開発を進めた。また、多様な臓器・組織が混在する腹部では、その表面で振動波が反射あるいは屈折するため、得られた画像からの波長解析はきわめて複雑になる。そこで、MRE画像における波長解析が容易で、しかも深部組織まで効率よく伝播するような振動を発生させる外部振動装置の開発も並行して進めた。高速MRE撮影パルスシーケンスの開発では、振動波による生体深部の微細な運動をMRI信号の位相変化に変換する傾斜磁場をpreparation pulseとして高速MRI撮影法に実装し、呼吸停止が可能な時間内のMRE撮影を実現した。一方、外部振動装置については、体表面との接触部の形状に着目して従来のものとは根本的に異なる設計を行い、これまでの振動装置のように球面状あるいは曲面状ではなく平面状の振動波を発生させるシステムを開発した。平面波が体内に伝播すると、MRE画像から振動波の波長を解析する際に、広範囲にわたって一括して処理を行うことができ、様々な部位に対する弾性率定量データの収集効率が著しく向上した。
新規高活性α-ホスホノシクロブタノン及びα-ホスホノアゼチジノンの開発と利用

本研究では、高活性、高機能4員環環状カルボニル化合物の開発を目的として、二価ロジウム触媒存在下、ジアゾカルボニル化合物の分子内C-H結合挿入反応を経由する新規α-ホスホノシクロブタノン及びα-ホスホノアゼチジノンの一段階構築について行なった。アントラセンとアクリル酸メチルのDiels-Alder付加体より11-diazo (dimethylphosphono) acetyl-11-ethyl-9, 10-dihydro-9, 10-ethanoanthracene (4c)、11-diazo (dimethylphosphono) acetyl-11-propyl-9, 10-dihydro-9, 10-ethanoanthracene(4d)を調製した。また、アントラセンとメタクリル酸メチルのDiels-Alder付加体より11-diazo (dimethylphosphono) acetyl-11-methyl-9, 10-dihydro-9, 10-ethanoanthracene(4b)を調製した。得られたジアゾ化合物4b-dに1,2-ジクロロエタン溶媒中、酢酸ロジウムを作用させ、80°Cで加熱したところ、分子内C-H結合挿入反応が進行し、混合物としてシクロブタノン5b-d及びシクロペンタノン6c,dを得た。構造決定はIR及び^1HNMRから行なった。7, 8:9, 10-dibenzo-2-ethyl-4-(dimethylphosphono) tricyclo[4.2.2.0^<2,5>]deca-7, 9-dien-3-one (5c)のIRで1774.7cm^<-1>にシクロブタノンに帰属できる特徴的なカルボニルのピークが見られた。また、^1HNMRより側鎖エチルのメチルに帰属できるシグナルがδ1.09(t, J=4.9Hz, 3H)にトリプレットで観測された。この結果より、シクロブタノンの生成は側鎖アルキル基ではなく、エタンブリッジのC-H結合へ挿入反応した結果と判明した。さらに、触媒に光学活性なRh_2[N-Phth-(L)-Phe]_4を用いたとき、不斉分子内C-H結合挿入反応が進行し、側鎖アルキル基の種類に関係なく不斉収率43%eeで光学活性シクロブタノンが生成した。本研究では、高活性、高機能4員環環状カルボニル化合物の開発を目的として、二価ロジウム触媒存在下、ジアゾカルボニル化合物のカルベノイド[4+0]反応を経由する新規α-ホスホノシクロブタノンの一段階構築について行なった。最初にアントラセンとアクリル酸メチルのDiels-Alder反応により9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセン-11-カルボン酸メチル1を合成した。1にTHF溶媒中HMPA存在下、LDAを作用させた後、臭化エチル、臭化プロピルを反応させ、対応する11-エチル-9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセン-11-カルボン酸メチル2a、11-プロピル-9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセン-

11-カルボン酸メチル2bをそれぞれ97%、89%の収率で得た。続いてTHE溶媒中、メチルジメチルホスホナートカルバニオンを反応させ、11-エチル-11-ジメチルホスホノアセチル-9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセン3a、11-プロピル-11-ジメチルホスホノアセチル-910-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセン3bをそれぞれ98%、85%の収率で得た。さらにTHF溶媒中NaH存在下、トシルアジドとのジアゾ交換反応により、11-ジアゾジメチルホスホノアセチル-11-エチル-9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセン4a、11-ジアゾジメチルホスホノアセチル-11-プロピル-9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセン4bをそれぞれ94%、91%の収率で得た。得られたα-ジアゾ-β-ケトホスホナート4a,bに1,2-ジクロロエタン溶媒中酢酸ロジウムを作用させ、80°Cで加熱したところ、期待した分子内C-H挿入反応が進行し、混合物としてシクロブタノン5a,b及びシクロペンタノン6a,bを得た。本研究では、高活性、高機能4員環環状カルボニル化合物の開発を目的として、二価ロジウム触媒存在下、ジアゾカルボニル化合物のカルベノイド[4+0]反応を経由する新規α-ホスホノシクロブタノンの一段階構築について行なった。昨年度と同様にアントラセンとアクリル酸メチルのDiels-Alder付加体より11-(ジアゾ(ジメチルホスホノ)アセチル)-11-エチル-9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセン、11-(ジアゾ(ジメチルホスホノ)アセチル)-11-プロピル-9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセンを合成した。また、アントラセンとメタクリル酸メチルのDiels-Alder付加体より11-(ジアゾ(ジメチルホスホノ)アセチル)-11-メチル-9,10-ジヒドロ-9,10-エタノアントラセンを合成した。得られたジアゾ化合物に1,2-ジクロロエタン溶媒中、種々の二価ロジウム触媒を作用させ、80°Cで加熱したところ、期待した分子内C-H結合挿入反応が進行し、混合物としてシクロブタノン及びシクロペンタノンを得た。フェニルアラニン、アラニンより誘導した光学活性二価ロジウム触媒Rh_2[N-Phth-(_L)-Ala]_4、Rh_2[N-Phth-(_L)-Phe]_4を用いたとき、不斉分子内C-H結合挿入反応が進行し、興味ある知見を得た。Rh_2[N-Phth-(_L)-Ala]_4(32%ee)よりRh_2[N-Phth-(_L)-Phe]_4(43%ee)を用いたときに収率及び光学収率ともに向上し、また側鎖アルキル基の種類に関係なく不斉収率43%eeで目的としたシクロブタノンが得られた。さらにシクロアルカノンの環化における触媒の選択性を見い出し、触媒配位子が大きい場合にはシクロブタノンを、小さい場合にはシクロペンタノンを優先的に生成していた。
人工固体酵素としての金属ポルフィリン担持樹脂の酵素様機能と分析化学への応用

安定性と保存性に優れた実用的な人工固体酵素の開発を目的として,ポルフィリン金属錯体を担持したイオン交換樹脂(M-Pr)などついて,種々の酵素様機能の検討と,その応用を試みた.1.M-Prのペルオキシダーゼ(POD)様機能とその分析学的応用Mn^<3+>-テトラキス(スルホフェニル)ポルフィンを担持した陰イオン交換樹脂(Mn-TPPSr)のPOD様機能がグルコースなどの血清成分の定量に利用できることが分かった.さらに,Mn-TPPSrを固定化PODの代用とする実用的な吸光及び蛍光フロー分析法を開発することができた.一方,コバルトポルフィリン担持イオン交換樹脂が,有機過酸化物に対するPOD様機能を持ち,しかも,ヘモグロビンなどより基質特異性に優れていることも明らかにした.Mn^<3+>-テトラキス(1-メチルピリジニウム-4-イル)ポルフィンを担持した陽イオン交換樹脂がウリカーゼの代用となる強い機能を持ち,固定化ウリカーゼの代用として尿酸の定量に利用できることをが分かった.さらに,共鳴ラマンスペクトルなどから,表面M-Pの中心金属が3価⇔2価のサイクルを繰り返すことによって,ウリカーゼ機能を発揮することを明らかにした.コバルトテトラキス(スルホフェニル)ポルフィン担持イオン交換樹脂が,強いアスコルビン酸オキシダーゼ様機能をもつことがわかった.また,この機能は,臨床化学分析で妨害となるアスコルビン酸の除去に利用できることも明らかにした.さらに,共鳴ラマンスペスペクトルから,この機能の発現はウリカーゼの場合と同様であることが分かった.上記の様に,人工固体酵素の開発でき,目的を達成できた.安定性と保存性に優れた実用的な人工固体酵素の開発を目的として,ポルフィリン金属錯体を担持したイオン交換樹脂(M-Pr)などついて,種々の酵素様機能の検討と,その応用を試みた.1.M-Prのペルオキシダーゼ(POD)様機能とその分析学的応用Mn^<3+>-テトラキス(スルホフェニル)ポルフィンを担持した陰イオン交換樹脂(Mn-TPPSr)のPOD様機能がグルコースなどの血清成分の定量に利用できることが分かった.さらに,Mn-TPPSrを固定化PODの代用とする実用的な吸光及び蛍光フロー分析法を開発することができた.一方,コバルトポルフィリン担持イオン交換樹脂が,有機過酸化物に対するPOD様機能を持ち,しかも,ヘモグロビンなどより基質特異性に優れていることも明らかにした.Mn^<3+>-テトラキス(1-メチルピリジニウム-4-イル)ポルフィンを担持した陽イオン交換樹脂がウリカーゼの代用となる強い機能を持ち,固定化ウリカーゼの代用として尿酸の定量に利用できることをが分かった.さらに,共鳴ラマンスペクトルなどから,表面M-Pの中心金属が3価⇔2価のサイクルを繰り返すことによって,ウリカーゼ機能を発揮することを明らかにした.コバルトテトラキス(スルホフェニル)ポルフィン担持イオン交換樹脂が,強いアスコルビン酸オキシダーゼ様機能をもつことがわかった.また,この機能は,臨床化学分析で妨害となるアスコルビン酸の除去に利用できることも明らかにした.さらに,共鳴ラマンスペスペクトルから,この機能の発現はウリカーゼの場合と同様であることが分かった.上記の様に,人工固体酵素の開発でき,目的を達成できた.安定性と保存性に優れた実用的な人工固体酵素の開発を目的として,ポルフィリン金属錯体をイオン結合と物理吸着によって担持したイオン交換樹脂(MーP_r)について,種々の酵素様機能を検討と、その応用を試みた.その結果,本年度には次の知見と結果が得られた.1.Mn^<3+>ーテトラキス(スルホフェニル)ポルフィンを担持した陰イオン交換樹脂ダウエクッスMSAー1(MnTPPS_r)を固定化ペルオキシダ-ゼの代用として用いる過酸化水素のフロ-分析法を開発することができた.なお,反応系としては,ペルキシダ-ゼが触媒する呈色と発蛍光反応を用いた.2.MntPPS_rのペルキシダ-ゼ様機能の臨床化学分析への応用をことを試みた.その結果,グルコ-スなどの血清成分を対応する酸化酵素で過酸化水素に導き,この過酸化水素をMnTPPSrを用いる方法で定量することによる血清成分の定量法を開発できた.3.MーP_rを有機過酸化物の分析に利用することを目的として,各種のMーP_rについて,リノ-ル酸ハイドロペルオキサイドなどの有機過酸化物に対するペルオキシダ-ゼ様機能を検討した.その結果,コバルトポルフィリン担持イオン交換樹脂が,有機過酸化物に対するペルオキシダ-ゼ様機能を持ち,しかも,ヘモグロビンなどより基質特異性に優れていることがわかった.4.各種のMーP_rについて,ウリカ-ゼ様機能(尿酸の酸化反応)を検討した結果,Mn^<3+>ーテトラキス(1ーメチルピリジニウムー4ーイル)ポルフィンを担持した陽イオン交換樹脂ダウエックスMSCー1(MnTMPyP_r)が強いウリカ-ゼ様機能を持ち,固定化ウリカ-ゼとして利用できる可能性があることが分かった.安定性と保存性に優れた実用的な人工固体酵素の開発を目的として,ポルフィリン金属錯体をイオン結合と物理吸着によって担持したイオン交換樹脂(MーP_r)ついて,種々の酵素様機能を検討と、その分析学的応用を試みた。その結果,本年度には次の知見と結果が得られた。

1.平成2年度にMn^<3+>ーテトラキス(スルホフェニル)ポルフィンを担持した陰イオン交換樹脂ダウエクッスMSAー1(MnTPPS_r)を固定化ペルオキシダ-ゼの代用として用いる過酸化水素のフロ-分析法を開発した。そこで,この方法の環境化学分析に応用するため,酸性雨とも関係する雨中の過酸化水素の定量に適用した。その結果,雨中の50ppb程度の過酸化水素を再現性よく高感度に定量できることがわかった。2.Mn^<3+>ーテトラキス(1ーメチルピリジニウムー4ーイル)ボルフィンを担持した陽イオン交換樹脂ダウェックスMSCー1(MnTMPyP_r)及びMnTPPS_rのウリカ-ゼ様機能のメカニズムを共鳴ラマンスペクトル法などを用いて解析した。その結果,これらは,表面MーPの中心金属が3価⇔2価のサイクルを繰り返すことによって,尿酸を酸化し,ウリカ-ゼ機能を発揮することを明らかにした。3.各種のMーP_rについてアスコルビン酸オキシダ-ゼ機能を検討した。その結果,コバルト,マンガン及び鉄ポルフィリン担持イオン交換樹脂が,アスコルビン酸に対するペルオキシダ-ゼ様機能をもつことがわかった。また,検討した中でも最大の活性を示すCoーTPPS_rは,臨床化学分析で妨害となるアスコルビン酸の除去に利用できる可能性があることも分かった。本研究では,実用的な人工固体酸素の開発を目的として,平成4年度には,アスコルビン酸オキシダーゼやウリカーゼなどの酸素様機能を検討し,次に記載した結果を得た.1.MP固定化担体のアスコルビン酸(ASA)酸化触媒機能:種々の金属テトラキス(スルホフェニル)ポルフィン担持イオン交換樹脂(MTPP Sr)を用いてASA酸化触媒機能を検討した.その結果,中心金属として,コバルトを用いた場合に最も活性が高く,ついで鉄,マンガン,銅の順となった.さらに,至適条件を検討した結果,中性付近,35°C以上で高い活性を示すことがわかった.また,反応生成物は,マススペクトルなどから,過酸化水素,酸化型ASA及び2,3-diketogulonic acidであることがわかった.さらに,共鳴ラマンスペスペクトルの検討から,担体表面のCoTPPS_rは,Co^<3+>〓Co^<2+>〓Co^<3+>の変化に基づき,触媒機能を示すことがわかった.2.その分析学的応用:ASAは,グルコースなどの血清成分の定量を妨害する.そこで,この負の妨害を避けるために,試料に共存するASAをMTPPS_rなどで除去することを試みた.その結果,CoTPPS_rなどがこの妨害を除去するのに有用であることがわかった.3.ウリカーゼ機能とその応用:マンガン,鉄やコバルトなどを含有した金属ポルフィリン錯体を担持したイオン交換樹脂のウリカーゼ様機能(尿酸の酸化反応)を検討した.そのこの結果,Mn^<3+>-テトラキス(1-メチルピリジニウム-4-イル)ポルフィン担持イオン交換樹脂が,最もウリカーゼ機能が高いことがわかった.さらに,これを固定化ウリカーゼの代用として用いて,尿酸の定量を試みたところ,代用として利用できることが分かった.また,ウリカーゼ機能の発現は,ASAの場合と同様であることもわかった.
３成分反応拡散系における余次元２の中心多様体縮約の深化

空間1次元FitzHugh-Nagumo型1活性ー2抑制因子モデルにおけるフロントあるいはパルスダイナミクスを有限次元の系に縮約するとき,より簡便な常微分方程式の係数決定を提案し,それを解析することによって元の反応拡散系の様々なダイナミクスの全体像を明らかにすることが第1の目的である。さらにその結果を用いて,空間的非一様性の強さと進行フロント波や進行パルス波との相互作用のダイナミクス(非一様性のために出現した安定,不安定な定常解や周期解などの力学的構造)を明らかにすることが第2の目的である。これらの結果をさらに,3種競争拡散系に拡張することが第3の目的である。
第一原理計算による高温域輸率の評価手法の研究

第一原理計算に基づく無機結晶におけるイオン輸率評価手法を開発するため,その基礎となる点欠陥濃度の計算手法を様々な系(N添加TiO2, Y2Ti2O7, Y添加BaZrO3など)へ適用し,その有効性の検討を行うとともに,汎用性を高めるため,計算手順の統合化を進めた.その結果,第一原理計算から得られる欠陥形成エネルギーや完全結晶の情報,検討したい熱平衡条件などを入力情報とし,フェルミレベルや点欠陥濃度を算出・出力する計算コードの開発を進めることができた.本コードは,網羅的に行った点欠陥の形成エネルギー計算結果を効率的に解析することを可能とし,今後も幅広い材料系に対して活用することができる.広い酸素分圧域内で、イオン伝導性と電子伝導性を併せ持つパイロクロア型結晶構造を有するTi酸化物Y2Ti2O7に注目し、欠陥安定性、及び平衡濃度の第一原理計算を実施した。電気的中性条件により、平衡条件下での欠陥濃度を評価するため、価数をもつ点欠陥を網羅的に計算し、様々な欠陥との競合状態において、特に安定に存在する欠陥種の決定を行った。結果として、高酸素圧下では酸素イオン伝導を引き起こす欠陥種が安定となり、低酸素圧領域ではTiが還元され価数が3価となった状態で安定となることがしめされた。後者は電子がTiに局在トラップされたスモールポーラロンを示しており、電子伝導機構としてはTiサイトのスモールポーラロンのホッピングに依るものと考えられる。以上のことから、電気伝導を担う欠陥種が酸素圧により電子的欠陥から酸素イオン関連欠陥へと変化することがこれまでの計算から示された。このような結果は、これまでの電気伝導実験が示す傾向と矛盾なく、実験結果のメカニズムを示唆するものと考えられる。本年度得られた研究成果は、今後この酸化物における輸率の評価を行うために必要となる情報である。本研究ではスモールポーラロンのホッピング伝導を示す酸化物に注目し、計算検討を進めたことで、輸率評価のための道筋が明確になってきた。また、材料選定に割く時間を抑えられたため、実際の評価に必要なステップである欠陥濃度計算が大方完了した。そのため、当初の計画以上に進めることができた。主に酸化物における高温域での輸率評価へ向けた準備として、本年度は、点欠陥平衡濃度の評価方法の適用検討と易動度評価のための予備検討・準備を進めた。第一原理計算により得られる結晶中点欠陥の形成エネルギーを用いて点欠陥平衡濃度を算出する手順を自動化した。これを、酸化物中欠陥濃度の酸素分圧依存性の検討や共有結合性の半導体における欠陥濃度評価へと応用し、妥当性を検討した。パイロクロア型結晶構造をもつチタン酸化合物における欠陥濃度の酸素分圧依存性の計算結果は、電気伝導実験の結果と定性的に整合し、この系において酸素フレンケル欠陥が支配的になることが確かめられた。同様にイオン拡散がマクロ物性を支配する高温酸素透過において、チタン酸化合物では格子間酸素の寄与と酸素空孔の寄与が打ち消し合い、それらの差分が実験結果に現れていることが示された。また、半導体の系において、真性点欠陥と不純物元素がキャリア濃度に及ぼす影響の検討を実施し、キャリア生成を抑制する因子についての理解が得られた。酸化物中の酸素イオン伝導計算の例として、チタン酸化合物結晶中における酸素イオンに注目し、拡散障壁エネルギーの計算を実施した。起こりうるパターンについて順次検討を進め、酸素空孔の拡散障壁エネルギーが0.3-0.4eV程度と比較的小さくなることが分かった。更に、Tiに局在した電子のホッピング伝導のエネルギー障壁の計算と電子の伝導率を求めるための計算条件の検討を進めた。以上の基礎的過程の物性値評価に基づき、電子系とイオン点欠陥の易動度評価、及び輸率評価を今後実施する。第一原理計算によって得られる点欠陥形成エネルギーから、点欠陥濃度を自動的に評価するためのプログラムを作成することで、様々な結晶系への展開が容易になった。一方で、輸率評価に必要な易動度評価は条件検討を進めている段階である。輸率評価を行うための準備は着実に整ってきており、概ね順調であるといえる。結晶中点欠陥の第一原理計算から得られる形成エネルギーに基づいて熱平衡点欠陥濃度の計算する方法を複合欠陥も扱える枠組みへと拡張し、伝導キャリアのトラッピングが重要になるプロトン伝導体における検討を行った。複合欠陥の配置と排他相互作用の扱いについての計算手順はこれまで明確ではなかったため、これらの定式化を行った。また、このような点欠陥濃度計算手法を様々な結晶系に対して統一的に適用する枠組みの構築とインタフェースの検討を進め、汎用性を考慮したpythonプログラムの基礎構築を進めた。このようなプログラムを用いて、イットリアドープジルコン酸バリウムにおけるプロトン濃度を解析した結果、Yイオンとプロトンの会合によりトラップされたプロトンやフリープロトン等の各種点欠陥、及びキャリアの濃度を得ることができた。また、これらの計算結果をもとに、輸率相当物性値の評価を行うことができた。入力パラメータである熱平衡条件を系統的に計算できるようプログラムを調整することで、ドーパント依存性についても容易に得られるようになった。一方、窒素ドープチタニアの濃度計算にも活用し、効率的なドーピング条件に関する検討も行った。この場合は、窒素分子,酸素分子などの平衡ガスを考える必要があり、これらのためのプログラム開発も行った。このようなツールは、網羅的に点欠陥の形成エネルギー計算を行った結果を効率的に解析するために今後も広く使うことができるものであり、プログラム公開に向けた準備も今後進めたい。

また、有限温度におけるエネルギー評価の定量性を向上させるために必要となる格子振動の基礎的検討も行った。昨年度得られた半導体におけるキャリア濃度のドーパント依存性についての成果を詳細にまとめ、国際会議と国内会議にて発表を行った。第一原理計算に基づく無機結晶におけるイオン輸率評価手法を開発するため,その基礎となる点欠陥濃度の計算手法を様々な系(N添加TiO2, Y2Ti2O7, Y添加BaZrO3など)へ適用し,その有効性の検討を行うとともに,汎用性を高めるため,計算手順の統合化を進めた.その結果,第一原理計算から得られる欠陥形成エネルギーや完全結晶の情報,検討したい熱平衡条件などを入力情報とし,フェルミレベルや点欠陥濃度を算出・出力する計算コードの開発を進めることができた.本コードは,網羅的に行った点欠陥の形成エネルギー計算結果を効率的に解析することを可能とし,今後も幅広い材料系に対して活用することができる.今後は、Y2Ti2O7における酸素イオン、電子の移動に関する障壁エネルギーの計算を実施し、易動度を近似的に求めることを進める。以上の結果をこれまでの成果と合わせることにより、注目している酸化物における輸率の理論評価を行う事ができると期待される。得られた結果を実験とも比較し、妥当性を検討する。また同時に、ポーラロン伝導以外の酸化物における輸率検討も進める。今後は、電子系の易動度の理論評価を中心に進める。これまでの調査と予備検討から、計算対象としてアルミナとチタン酸化合物を選択する。アルミナはドリフト伝導、チタン酸化合物はポーラロン伝導の例として、本開発手法の適用検討が可能である。更に、点欠陥濃度評価の方法を、他のイオン結晶や共有結合主体の半導体の系に適用し、濃度評価が結晶中の欠陥挙動の解析手法としてどの程度有効かを明らかにする。計算材料学計算データを保持する装置や計算データの処理のためのコンピュータも導入する予定であったが、本年度はデータを生成する方法の確立に注力したため、これまでの設備で研究を進めることが出来た。そのため、次年度に導入することとした。計算データの保持装置と計算データの処理のためのコンピュータを導入する計画である。