hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
便中有機酸メタボロミクスによる腸内細菌叢の機能解析法の開発

便中有機酸のメタボローム分析を実践できる計測システムとして、キノンの還元前置波に基づく電気化学検出-高速液体クロマトグラフィー(HPLC-ECD)を開発した。本システムは、ラット便中有機酸(乳酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ吉草酸、吉草酸)を定量でき、抗菌薬および漢方薬投与後のラット便中有機酸の経時変化を追跡することができた。本システムは、食品や薬物が腸内細菌叢の生物活性に及ぼす影響を明らかにできる分析法として有用であった。腸内細菌叢の生体内における機能の詳細を明らかにし、これを創薬の材料や新しい治療法の確立へ展開するには、腸内細菌叢の代謝物である便中有機酸を指標にしたメタボローム分析が必要不可欠である。本研究では、キノンの還元前置波による酸定量法を活用し、便中有機酸のメタボローム分析を実践するための新規計測システムを開発する。本計測システムが便中有機酸メタボローム分析において実用性に優れ、腸内細菌叢の機能を的確に把握できる分析法であることを示すために、ヒトや実験動物の便を試料とした応用研究も実施する。本年度は、多種類の有機酸を一斉分析できる計測システムの開発を行った。まず、測定対象の有機酸の分析に適した分離モードを選択するために、逆相、イオン排除、あるいは親水性相互作用クロマトグラフィーについて検討した。各有機酸の良好な分離分析を比較的短時間に達成できる点から、イオン排除クロマトグラフィーを選定した。検出部には、キノンの還元前置波に基づく酸測定法を組み込み、有機酸の特異的な検出に有用であることを明らかにした。糞便を試料とした分析を電気化学検出へ適用する場合、検出の場である電極界面の汚染による精度と感度の低下が危惧される。そこで、安定な電極界面を維持できる測定条件および糞便試料の前処理方法を精査した。以上のような最適化の後に、本計測システムの分析能パラメータを評価したところ、本法は有機酸を定量する上で充分な感度、特異性、定量範囲、精度を有することを明らかにした。本年度は、本計測システムが便中有機酸メタボローム分析において実用性に優れ、腸内細菌叢の機能を的確に把握できる分析法であることを示すために、実験動物の便試料を分析する応用研究を実施した。応用研究のひとつとして、食品が腸内細菌叢へ及ぼす影響について取り扱った。本研究では、免疫機能を改善して花粉症などのアレルギー症状を軽減する効果があるといわれるバナナとヨーグルトに注目し、これらの食品の摂取が腸内細菌叢の生物活性変化に及ぼす影響について明らかにするために、便中有機酸のメタボローム分析を行った。ラットをバナナ投与群、ヨーグルト投与群、対照群に分け、各々の便中有機酸量およびその組成を本計測システムで定量し、各群のデータを対比した。便中有機酸量は便中の水分含量の影響を受けるので、各群内において日ごとに変動が大きかったが、便中有機酸組成は各群において特徴的な傾向があることが分かった。具体的には、バナナ投与群では酪酸が減少、イソ吉草酸が増加した。一方、ヨーグルト投与群ではイソ吉草酸と吉草酸が増加した。いずれの群も腸内環境の改善に寄与する腸内細菌叢の代謝物が増加傾向にあることが分かった。本計測システムは、腸内細菌叢の機能解析を行うための分析法として有用であることを明らかにできた。本研究課題で計画していた応用研究のひとつを完遂することができた。また、応用研究を通じて得た経験は、便の多検体分析を行う上での問題点やノウハウ等の把握に有益であり、次年度以降の応用研究も能率的に遂行できると確信した。本研究では、便中有機酸のメタボローム分析のための新規計測システムを開発し、本計測システムが実用性に優れることを明らかにする。本年度は、薬物を扱った応用研究を実施し、本計測システムが便中有機酸のメタボローム分析および腸内細菌叢の機能解析に適用できることを示した。まず、セフェム系抗菌薬が腸内細菌叢へ及ぼす影響を明らかにするために、抗菌薬を投与したラットの便中有機酸組成の経時変化をモニタリングし、対照群と対比した。抗菌薬投与群では、便中酢酸が顕著に低下した。この結果は、抗菌薬の投与によって酢酸を産生するBifidobacteriumが減少するという報告を支持するものであった。さらに、抗菌薬によって低下した免疫機能を改善する目的で、セフェム系抗菌薬と併用投与される漢方薬補中益気湯が、腸内細菌叢へ及ぼす影響について検討した。補中益気湯と抗菌薬をラットに経口投与したところ、抗菌薬だけを投与した群に比べ、便中酢酸および酪酸の低下が抑制された。酢酸および酪酸は、腸内環境の改善に寄与する腸内細菌叢の代謝物であるので、この結果は免疫機能と腸内細菌叢の関連性を示唆するものと考えられた。

便中有機酸のメタボローム分析によって腸内細菌叢の機能解析を実践できる本計測システムは、腸内細菌叢が関わる薬物相互作用のメカニズム解明においても有用な分析法であることを明らかにできた。便中有機酸のメタボローム分析を実践できる計測システムとして、キノンの還元前置波に基づく電気化学検出-高速液体クロマトグラフィー(HPLC-ECD)を開発した。本システムは、ラット便中有機酸(乳酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ吉草酸、吉草酸)を定量でき、抗菌薬および漢方薬投与後のラット便中有機酸の経時変化を追跡することができた。本システムは、食品や薬物が腸内細菌叢の生物活性に及ぼす影響を明らかにできる分析法として有用であった。本年度は、当初計画していた便中有機酸のメタボローム分析のための新規計測システムとして、キノンの還元前置波を利用した酸定量に基づく電気化学分析法の開発に成功した。開発に際し、分離分析および検出の条件検討、前処理操作等の選定を入念に行った。その結果、数週間メンテナンス不要で計測可能な分析システムとして確立し、頑健性に優れることを示した。平成27年度以降、本計測システムを用いて多検体の分析を実施する計画がある。従って、安定した測定を供することができる分析システムの開発は、本研究成功の鍵となる成果である。平成28年度は、当初の計画通り、平成26年度に開発した計測システムを用いた応用研究を行い、腸内細菌叢の機能解析を実践する。特に、漢方薬および漢方薬と併用投与されうる抗生物質が腸内細菌叢へ及ぼす影響を解明するために、本計測システムを用いて便中有機酸のメタボローム分析を実施する。陳皮や生姜を含む漢方薬は、抗生物質により低下した免疫機能を回復する目的で投与される。これらの漢方薬が腸内細菌叢へ影響を及ぼすことは示唆されているが、詳細な作用機序に関しては不明な点が多い。そこで、実験動物に対して、抗生物質、漢方薬、抗生物質と漢方薬、生理食塩水(対照)を数日間投与し、各群の便中有機酸、血中および便中薬物の時間ー濃度プロファイルをそれぞれ取得する。各群のデータの対比によって、漢方薬と抗生物質が腸内細菌叢の生物活性変化に及ぼす影響や薬物相互作用のメカニズムを便中有機酸のメタボローム分析で把握可能であることを明らかにする。分析化学平成27年度以降は、当初の計画通り、平成26年度に開発した計測システムを用いた応用研究を行い、腸内細菌叢の機能解析を実践する。特に、漢方薬、健康食品が腸内細菌叢へ及ぼす詳細な影響は不明な点が多いため、これらを取り扱った応用研究を行う。1)腸内細菌叢の生物活性変化における抗生物質及び漢方薬の影響陳皮や生姜を含む漢方薬は、抗生物質により低下した免疫機能を回復する目的で投与される。本計測システムを用いて、便中有機酸、血中および便中薬物の動態分析を実施し、漢方薬と抗生物質が及ぼす腸内細菌叢の生物活性変化を便中有機酸のメタボローム分析で追跡できることを明らかにする。2)食事内容あるいは健康食品が腸内細菌叢へ及ぼす影響健康食品は腸内細菌叢へ直接的に影響を及ぼすことは示唆されているが、その詳細については不明な点が多い。本研究では、まず、日常的な食事内容が腸内細菌叢へ及ぼす影響について、便中有機酸のメタボローム分析を実施する。
コチレニンAによる網膜分化、抗腫瘍および神経保護の可能性の追求

我々は、真菌由来ジテルペノイド化合物・コチレニンAが、網膜芽細胞腫細胞に対して、細胞増殖抑制やアポトーシス誘導性を持つこと、さらに腫瘍の性質を変化させて網膜分化を誘導する可能性を見出した。一方で、ラット網膜視神経節細胞株(RGC5)においてコチレニンA投与によって神経栄養因子のmRNA・タンパク質発現に変化が見られなかった。コチレニンAには強い神経保護誘導作用がない可能性が考えられた。我々はこれまで、真菌由来ジテルペノイド化合物であるコチレニンAが、網膜芽細胞腫細胞株Y-79・WERI-Rb-1細胞に対して、細胞増殖抑制およびアポトーシスを誘導すること、網膜発生時に発現するPAX6遺伝子や視細胞特異的に発現するRhodopsin遺伝子のmRNAの発現を誘導することを明らかにし、コチレニンAが網膜芽細胞腫に対して腫瘍の性質を変化させて網膜分化を誘導する可能性を見出した。一方で、ヒトやマウスのPAX6遺伝子のmRNAには、正常なPAX6 mRNA、エクソン(5a)配列が挿入されたPAX6(5a)mRNA、PAX6の重要なドメインであるPaired-domain(PD)をコードしている塩基配列が欠損したPAX6(ΔPD)mRNAの3つが存在することが報告されており、さらにPAX6(5a)mRNAから翻訳されたタンパク質は、胎児中の網膜発生に関与していることが明らかにされている。これらの報告から、コチレニンAが、網膜芽細胞腫細胞株において網膜発達に関与するPAX6 nRNA誘導されるかを探索した。その結果、Y-79とWERI-Rb-1細胞において、コチレニンAによって、網膜発達に関与するPAX6(5a)mRNAは誘導されず、正常なPAX6 mRNAの転写が活性化されることを明らかにした。一方で、WERI-Rb-1においてのみ、コチレニンAはPAX6のエクソン3と4の間に存在するプロモーターを活性化し、エクソン5が欠損したスプライスバリアントPAX6(Δexon5)mRNAを誘導することを明らかにした。コチレニンA誘導性のPAX6(Δexon5)のmRNAからは、PDが欠損したタンパク質が翻訳されこと、報告されているPAX6(ΔPD)mRNAの1種であると推察されたが、PDが欠損したPAX6タンパク質がどのような機能を持つかについては未だ不明なことが多いため、今後は、コチレニンAが誘導するPAX6(Δexon5)が網膜発達に関連するかを明らかにしたい。以上のほかに、コチレニンAは、網膜芽細胞腫細胞株に対してヒストン脱アセチル化阻害作用は持たないことを明らかにし、これまで報告されている酪酸ナトリウムなどの分化誘導剤とは異なった分化誘導機序をもつ可能性を見出し、これらをまとめてMolecular Visionに報告した。また、Y-79とWERI-Rb-1細胞において、コチレニンAによって、網膜発達に関与するPAX6のスプライスバリアント(5a)mRNAは誘導されず、正常なPAX6 mRNAの転写が活性化されることを明らかにした。さらに、コチレニンAは、網膜芽細胞腫細胞株に対してヒストン脱アセチル化阻害作用は持たないことを明らかにした。本年度は、ラット網膜視神経節細胞株(RGC5)にコチレニンAを投与し、神経保護をになう神経栄養因子(NGF, GDNF, BDNF)のmRNA・タンパク質が誘導されるかをPCR法、Western Blot法にて発現解析したところ、コチレニンA投与によって神経栄養因子のmRNA・タンパク質発現に変化が見られなかった。また、ヒト人工多能性幹細胞(iPS)にコチレニンAを投与し、発達を担う転写因子群が投与初期に制御されているかを、PCRアレイ法を用いて発現解析したが、発達を担う転写因子群の遺伝子発現に大きな変化は観察されなかった。これらのことから、網膜視神経節細胞や人工多能性細胞において、コチレニンAには強い神経保護誘導作用がない可能性が考えられた。24年度が最終年度であるため、記入しない。
光学分割の体系化と新規キラル資材の開発

(1)香気性物質であるAmbroxの前駆体となるSclareolideをエリトロー2-アミノ-1、2-ジフェニルエタノールを用いるジアステレオマ-塩法により光学分割を行い、有効な香気を有する(・)・Ambroxを合成する方法を確立した。(2)ココナッツなどの香気成分であるγ-ノニルラクトンを1-ナフチルエチルアミンとのジアステレオマ-アミドに導くことによって光学分割をおこない、それぞれ両光学活性体を得る方法を確立した。(3)1-アミノインダン-2-オールや1-アミノ-2-ヒドロキシ-1、2、3、4-テトラヒドロナフタレンなどの縮合二環系アミノアルコールを合成し、これらの光学分割を行った。また、得られた光学活性なアミノアルコールを用いて、種々のカルボン酸の光学分割を行い、分割剤の分子構造とその分割能力について比較検討した。(4)様々な医薬品などに有用な化合物である3-ヒドロキシ-4-ブタノリドの光学分割を行い、得られた光学活性体から様々な五員環構造ともつ化合物を誘導する経路を確立した。(5)種々のシアノヒドリン化合物を光学活性な(1R,2R)-トランス-2-ベンズアミドシクロヘキサンカルボン酸とのジアステレオマ-エステルに導き、これを中圧カラムを用いて分離をおこない加水分解することによって、光学活性体とする方法を確立した。得られた光学活性なシアノヒドリン化合物を用いて種々の液晶化合物を合成し、その液晶特性を評価した。(6)光学活性なクロマン-2-カルボン酸誘導体の合成を行い、この化合物の絶対構造を円偏光二色性スペクトルの測定により決定した。また、2-メチルクロマン-2-カルボン酸を不正部位とする種々の誘導体を合成し、それら化合物をネマチック液晶に添加し、そのらせん誘起力の評価をおこなった。(1)2-フェニルプロピオン酸を出発原料にして、光学活性なスルホン酸である2-フェニルプロパンスルホン酸を合成した。これを用いてアミノ酸を直接光学分割することを検討した結果、トリプトファンを効率よく光学分割できることを確かめた。また、同様に2-(4-イソブチルフェニル)プロピオン酸(イブプロフェン)を出発原料にして、光学活性なスルホン酸を合成し、これを用いて光学分割の検討をおこない、分割剤の分子構造と分割能の相関性について比較検討した。(2)酸性度と光学分割の相関性を調べるために、同じ光学活性な出発物質を用いてスルホン酸のかわりに、ホスホン酸を同様に合成した。ホスホン酸は酸性度が低いことからアミノ酸とは直接に塩を形成せず、アミノ酸の光学分割には向かないことがわかった。しかし、1-フェニル-2-p-トリルエチルアミンのような一般的なアミンの分割には有効であることがわかった。(3)2-アミノ-1,2-ジフェニルエタノールは、有効な光学分割剤である。光学分割剤の分子構造とその光学分割能を調べるために、種々のパラ置換体を合成し、δ-デカラクトン類の光学分割について検討した。(4)トリフルオロメチル基をベンジル位に持つ化合物合成し、光学分割をおこなうことによって新規な光学活性化合物を得た。これを用いて種々の液晶化合物を合成し、その液晶性を検討したところ、カルボニル構造を持つことなしに反強誘電性を発現する、全く新しいタイプの反強誘電性液晶を見いだした。(1)香気物質であるAmbroxの前駆体となるSclareolideをエリトロー2-アミノ-1,2-ジフェニルエタノールを用いるジアステレオマ-塩法により光学分割し、天然型の(・)・Ambroxを合成する方法を確立した。

(2)ココナッツなどの香気成分であるγ-ノニルラクトンを1-ナフチルエチルアミンとのジアステレオマ-アミドに導くことによって光学分割をおこない、γ-ノニルラクトンの光学活性体を得る方法を確立した。(3)1-アミノインダン-2-オールやl-アミノ-2-ヒドロキシ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンなどの縮合二環系アミノアルコールを合成し、これらの光学分割を行った。また、得られた光学活性なアミノアルコールを用いて、種々のカルボン酸の光学分割を行い、分割剤の分子構造とその分割能力について比較検討した。(4)医薬品などに有用な化合物である3-ヒドロキシ-4-ブタノリドの光学分割を行い、得られた光学活性体から様々な五員環構造をもつ化合物を合成する方法を確立した。(5)シアノヒドリン化合物を光学活性な(lR,2R)-トランス-2-(ベンズアミド)シクロヘキサンカルボン酸とのジアステレオマ-エステルに導き、これを中圧カラムを用いて分離をおこない加水分解することによって、光学活性体とする方法を確立した。得られた光学活性なシアノヒドリン化合物を用いて種々の液晶化合物を合成し、その液晶特性を評価した。(6)光学活性なクロマン-2-カルボン酸誘導体の合成を行い、この化合物の絶対構造を円偏光二色性スペクトルの測定により決定した。また、2-メチルクロマン-2-カルボン酸を不斉部位とする種々の誘導体を合成し、それら化合物をネマチック液晶に添加して、そのらせん誘起力の評価をおこなった。
短周期表面波によるキラーパルス発生と震害メカニズムの解明に関する研究

本研究課題は,不整形地盤における不整形箇所で二次的に生成される短周期表面波(周期23秒以下の短周期の表面波)が直達波と連続的に干渉することにより発生するやや長周期で大きな速度振幅のパルス状地震動について,その発生条件を解析,実測の両面から解明することを目的としている。本研究課題の最終年度の平成18年度は過去2年間の研究項目を継続するとともに,成果をまとめるべく研究報告書の作成を行った。本年度は特にキラーパルス発生要因の決定と地震被害との関係をまとめることに力点をおいた。併行して,キラーパルスの影響を地震被害パラメータの観点からまとめるために震度の大きさとキラーパルスの相関関係を考察した。キラーパルスの発生要因に関する考察では理論シミュレーションを継続的に実施した。本年度は新たにシミュレーションモデルの仮想境界処理にPML(Perfect Matching Layer)法を導入して,より効果的に仮想境界で反射波を吸収するような工夫を加えた。この方法で多くの不整形地盤モデルを対象にシミュレーションを実施した。この結果,不整形地盤の基盤に斜め下方から実体波が入射したときに入射の卓越周期と不整形地盤の表層の固有周期が一致したとき,キラーパルス発生の要件が高まることが明らかとなった。地震被害とキラーパルスの関係の考察では強震動記録におけるキラーパルスの存在をより明確に識別できる方法として加速度記録,速度記憶,変位記録のコンプレックスエンベロープを同時処理して得られる周期一変動解析法を開発した。この方法をこれまでの被害地震の強震記録に適用した結果,キラーパルスの同定のみならず,震源断層におけるアスペリティの存在同定,非線形地震動の特定などの多くの応用を有することが判明した。本研究課題は,不整形地盤における不整形箇所で二次的に生成される短周期表面波(周期23秒以下の短周期の表面波)が直達波と連続的に干渉することにより発生するやや長周期で大きな速度振幅のパルス状地震動について、その発生条件を解析、実測の両面から解明することを目的としている.併せて,このような大きな速度振幅でやや長周期のパルス状地震動(キラーパルス)の構造物挙動への影響を分析し、キラーパルスによる地震被害の発生メカニズムを明らかにすることも研究課題の骨子としている.今年度は短周期表面波キラーパルスによる構造物被害の可能性が高い2003年の宮城県沖地震M7.1によって被災したJR東北新幹線猪鼻高架橋を対象として研究をすすめた.内容は被災地点における常時微動アレー観測の実施と被災地点の地盤構造の収集による不整形地盤構造のモデル化とそれを対象とした擬似スペクトル法による二次元地震応答解析である.常時微動のアレー観測からはスペクトル比の分析により,確かに被災が集中した高架橋では地震動が特に大きくなること,とりわけ周期約0.5秒付近でのスペクトル振幅において被災地点と無被災地点では歴然とした差が生じることが確認された.一方,地震応答解析では,常時微動の観測結果に対応して,被災地点において無被災地点に比較して応答振幅が大きくなることが明らかとなった.しかも,その原因が基盤からの入射地震波の応答による直達波と二次的に不整形構造により発生する表面波の干渉重合によるものであることも把握できたが,やや長周期のパルス状を呈する応答の存在は現在のところ現れていない.次年度,これをさらに検討したい.本研究課題は,不整形地盤における不整形箇所で二次的に生成される短周期表面波(周期23秒以下の短周期の表面波)が直達波と連続的に干渉することにより発生するやや長周期で大きな速度振幅のパルス状地震動について、その発生条件を解析、実測の両面から解明することを目的としている.併せて,このような大きな速度振幅でやや長周期のパルス状地震動(キラーパルス)の構造物挙動への影響を分析し、キラーパルスによる地震被害の発生メカニズムを明らかにすることも研究課題の骨子としている.今年度は2004年10月23日発生の2004年新潟県中越地震による震源領域における被害と強震動特性の関係に関する考察を中心に進めた。特に、震源直下の小千谷市、川口町、山古志村などで正に本研究で対象とするキラーパルス性状を示す強震記録が得られたことから、この解析を詳しく実施するとともに、被害状況と強震動特性との関係を調べるために昨年度の被災直後の調査に続き、二度目の現地調査に赴いた。今回の現地調査では、被害の著しい山古志村を経て、震源断層に直行する形で直線上に展開する系統的な常時微動観測を行った。強震記録の非定常スペクトル解析から、山古志村役場の記録に周期1秒から3秒にわたる明瞭な分散性を示す非定常性が抽出され、短周期表面波の存在が明らかとなった。しかも、この分散性の非定常特性は記録のコーダ部ではなく、初動直後から主要動の中心部に存在することから、短周期表面波が震害の主要な原因に成りうることが実証されたものと考えることができる。このことを理論的に考察するため山古志村付近で想定される深い不整形地盤構造を用いて地震応答シミュレーションを進めた。このシミュレーションの詳細は現在も分析中であり、次年度の研究に引き継ぐ予定である。

本研究課題の最終年度の平成18年度は過去2年間の研究項目を継続するとともに,成果をまとめるべく研究報告書の作成を行った。本年度は特にキラーパルス発生要因の決定と地震被害との関係をまとめることに力点をおいた。併行して,キラーパルスの影響を地震被害パラメータの観点からまとめるために震度の大きさとキラーパルスの相関関係を考察した。キラーパルスの発生要因に関する考察では理論シミュレーションを継続的に実施した。本年度は新たにシミュレーションモデルの仮想境界処理にPML(Perfect Matching Layer)法を導入して,より効果的に仮想境界で反射波を吸収するような工夫を加えた。この方法で多くの不整形地盤モデルを対象にシミュレーションを実施した。この結果,不整形地盤の基盤に斜め下方から実体波が入射したときに入射の卓越周期と不整形地盤の表層の固有周期が一致したとき,キラーパルス発生の要件が高まることが明らかとなった。地震被害とキラーパルスの関係の考察では強震動記録におけるキラーパルスの存在をより明確に識別できる方法として加速度記録,速度記憶,変位記録のコンプレックスエンベロープを同時処理して得られる周期一変動解析法を開発した。この方法をこれまでの被害地震の強震記録に適用した結果,キラーパルスの同定のみならず,震源断層におけるアスペリティの存在同定,非線形地震動の特定などの多くの応用を有することが判明した。
神経堤細胞に由来する血管平滑筋前駆細胞の単離同定と分化系譜の確立

i)平滑筋前駆細胞の同定と分化における転写因子の役割:血管平滑筋分化に必須であるdHAND遺伝子の導入は、むしろ最終分化を抑制し、この転写因子が分化の中間段階の維持に必要であると考えられたが、その下流遺伝子を同定するため、DNAマイクロアレイを用いてdHANDを強制発現させたEC細胞P19で誘導される遺伝子群を調べた。そのうち、dHAND発現がダウンレギュレートされているET-1遺伝子欠損マウスで発現の抑制されている遺伝子としてカルパイン6遺伝子が同定された。この分子はカルパインファミリーの中でもプロテアーゼ活性を持たないもので機能は不明であるが、強制発現及びRNAiを用いた実験から、この分子が細胞骨格の構築を介して細胞の形態に関与する機能を持つことを明らかにした。現在神経堤細胞や血管平滑筋細胞における役割について検討中である。その他dHANDの下流遺伝子としてPDGF受容体などがマイクロアレイによって同定され、平滑筋への分化過程でも同様の関係があるかどうか解析を進めている。ii)神経堤細胞からの分化過程における核の可塑性に関する研究:神経堤細胞から平滑筋様細胞への分化は培養下で再現可能であるが、この過程で核の可塑性と分化の関係を調べるため、神経堤細胞をドナーとするマウス除核未受精卵への核移植により、初期発生の進行とクローン個体の形成を評価した。これにより、培養神経堤細胞では未分化状態及び平滑筋型アクチンを発現する平滑筋様細胞に分化の進んだ状態ともに、ES細胞に匹敵する初期発生の進行とクローン個体形成能を認めた。これより、神経堤細胞から平滑筋細胞へと分化が進む過程で、その初期段階では未分化細胞同様の核の可塑性をもつことが示され、その分化制御機構における意義が今後の課題になると考えられた。i)平滑筋前駆細胞の同定と分化における転写因子の役割:現在までセルソーターと適切なフィーダー細胞の使用、培地条件の調整により、nestin^+, p75NGFR^+の幹細胞の形質をもったマウス神経堤細胞の単離培養を実現した。この細胞はOP9細胞上でnestin^+を維持しながら継代可能であったが、ダリア細胞への分化が自発的に進むため、その培養条件の検討を行っている。一方。未分化神経堤細胞は10%胎仔ウシ血清+10%鶏胚抽出液存在下により、平滑筋分子マーカーを発現する細胞への分化が促進した。血管平滑筋分化に必須であるdHAND遺伝子の導入は、むしろ最終分化を抑制し、この転写因子が分化の中間段階の維持に必要であると考えられた。ii)平滑筋前駆細胞の単離、株化:我々はすでに、ET-A受容体(ETAR)遺伝子プロモーターによって蛍光蛋白GFPを発現させるトランスジェニックマウスを作成し、その発現パターンとソーティングによる発現遺伝子の解析から、GFPが鰓弓へ遊走する神経堤細胞および血管平滑筋細胞の一部に発現していることを明らかにした。さらにこのプロモーターを用い、これらの細胞にトリレトロウイルス受容体TVAを発現させることにより、細胞特異的遺伝子導入の系を樹立した。このマウス胚より切り出して培養した神経堤細胞,鰓弓の神経堤由来間葉細胞に対し、GFPを組み込んだトリレトロウィルスを感染させ、GFPによる蛍光シグナルが認められた。この系を用いて、血管平滑筋分化を制御する細胞内シグナルの解析が進むことが期待される。
APDを用いたシンチレーティングタイル・ファイバー型カロリメーターの試作

素粒子物理学の実験では、高エネルギー粒子同士の衝突反応によって生成される娘粒子のエネルギーを測定するために、シンチレーティングタイル・ファイバー型カロリメーターが用いられる。この装置は入射した粒子のエネルギーに比例する大きさの光信号を発するようになっているが、本研究では、その光信号を読み出す受光素子として、従来の光電子増倍管の代わりにアバランシェフォトダイオード(APD)を用いることによって、エネルギー分解能を向上させることに成功した。素粒子実験で高エネルギー粒子のエネルギーを測るために用いられるシンチレーティングタイル・ファイバー型カロリメーターでは、カスケードシャワー発生時のシンチレーティングタイルの発光が、タイルの中に埋め込まれた波長変換用光ファイバーの中で波長変換され、そのままファイバーを通して外に引き出される。通常、この光は光電子増倍管で読み出されるが、本研究の目的は、この光を、光電子増倍管よりもはるかに高い量子効率を持つ「アバランシェフォトダイオード(APD)」で読み出し、これによってカロリメーターの性能向上を図ることができるか否かを明らかにすることである。このため、シンチレーティングタイル・ファイバー型カロリメーターの雛形を試作し、その受光素子としてAPDを用いた場合と光電子増倍管を用いた場合のそれぞれの場合でカロリメーターの性能評価を詳しく行い、比較検討する。素粒子実験で用いられるシンチレーティングタイル・ファイバー型カロリメーターという装置は、鉛板とシンチレーティングタイルを交互に何層も積み重ねた構造をしている。ここに高エネルギー粒子が入射すると、鉛板の中でカスケードシャワーを発達させるが、このときのシンチレーティングタイルの発光量を測定することによって、カスケードシャワーの「激しさ」、すなわち入射粒子のエネルギーを測定することができる。シンチレーティングタイルの発光は、タイルの中に埋め込まれた波長変換材(WLS)入り光ファイバーの中で波長変換され、そのファイバーを通して外に引き出される。通常、この光は光電子増倍管で読み出されるが、本研究の目的は、この光を、光電子増倍管よりもはるかに高い量子効率を持つ「アバランシェフォトダイオード(APD)」で読み出し、これによってカロリメーターのエネルギー分解能向上を図ることができるか否かを明らかにすることである。今年度は、カロリメーターの試作を始める前に解決しておくべき様々な課題について検討した。まず、本研究で用いる予定のAPDの性能評価を詳しく行い、十分大きなS/N比が得られることを確認した。次に、種々のシンチレーティングタイルやWLSファイバーの中から本研究に適した発光量の多いものを選択するため、実際に種々のサンプルに荷電粒子を照射し、最も発光量の多くなるタイルとファイバーの組み合わせを決定した。また、カロリメーターのエネルギー分解能は、鉛板やシンチレーティングタイルの形状、WLSファイバー用の溝の形状などにも大きく左右されるが、これらについては、既存のカロリメーターの構造を参考にするとともに、モンテカルロシミュレーションによるエネルギー分解能の計算なども実際に行い、試作するべきカロリメーターの構造設計を行った。はじめに、前年度に設計した雛形電磁カロリメーターを作製した。受光素子として、従来の光電子増倍管(PMT)だけでなく、PMTよりもはるに高い量子効率を持つアバランシェフォトダイオード(APD)も使えるようにした。APDは冷却することによってS/N比が飛躍的に向上する。本研究でも、APDを真空容器の中に設置し、ベルチエ素子を用いて-50°C程度まで冷却できるようにした。次に、完成した雛型カロリメーターに宇宙線μ粒子を照射し、性能評価を行った。カロリメーターに入射した宇宙線μ粒子は、カスケードシャワーを発生させることなく、カロリメーターを貫通する。この場合、カロリメーターから得られる信号は、Minimum Ionizing Particle (MIP)1本がカロリメーター中のシンチレーティングタイルを通過するときのエネルギー損失(dE)に相当する信号である。一方、高エネルギーの電子線やγ線がカロリメーターに入射した場合は、カスケードシャワーが発生し、同時に多数の粒子がシンチレーティングタイルを通過することになるが、そのときに得られる信号は、MIP1個分の信号を、タイルを通過する荷電粒子の数だけ重ね合わせたものとほぼ等価であると考えられる。このため、MIP1個分のエネルギー損失をできるだけ高精度で測定できる受光素子を用いた方が、電子線やγ線に対しても、より高いエネルギー分解能が得られることになる。本研究で、カロリメーターに宇宙線μ粒子を照射したときのエネルギー損失(dE)に対する分解能をPMTとAPDのそれぞれを用いて測定したところ、PMTでは31%、APDでは27%となり、APDを用いた方が良い分解能が得られることが分かった。なお、今年度はAPDは冷却せず、室温中で用いた。APDの冷却によってさらにどこまで分解能が向上するかを調べることが、来年度の課題となる。昨年度に製作した雛型電磁カロリメーターの受光素子としてAPDを用いた場合の性能評価を行った。

既に昨年度の研究で、室温中でAPDを用いた場合でも、光電子増倍管を用いるよりも高いエネルギー分解能が得られることが分かっているので、今年度は、APDを冷却することによってさらにエネルギー分解能を向上させることができるか否かを調べるために、APDを室温から-30°C程度まで冷却しながら、宇宙線μ粒子(MIP)がカロリメーターを貫通したときのエネルギー損失(dE)の分解能を測定した。今年度は、APD冷却装置の調整に手間取ったため、APDの光電子増倍率(Gain)を50という比較的小さい値に固定したときの測定しかできなかった。APDのGainが100以下の場合、APDのノイズは温度依存性のほとんど無いSurface Dark Currentによって決まるので、エネルギー分解能も温度によらずほぼ一定になることが予測されるが、測定の結果もそのとおりになった。しかし、Gainを100以上に上げると、APDのノイズは温度依存性の大きいBulk Dark Currentによって決まるようになり、しかも、APDの温度が下がるとBulk Dark Currentは小さくなるため、結果的に、APDを冷却することによってカロリメーターのエネルギー分解能が向上することが期待される。このことを実際に確認し、最もエネルギー分解能が良くなるGainと温度を求めることが、来年度の課題となる。また、今年度行った実験によって、今回用いたAPDは、温度が1°C変化するとGainが23%変化することが分かった。このことから、カロリメーターの受光素子としてAPDを用いる場合には、APDの温度変化を0.1°C程度以下に抑える必要があることが分かった。本研究の中で既に製作した雛型電磁カロリメーターの受光素子としてAPDを用いた場合の性能評価を行った。既に一昨年度の研究で、現在一般的に用いられている光電子増倍管の代わりにAPDを用いることでエネルギー分解能が向上することが分かったので、今年度は、宇宙線μ粒子(MIP)がカロリメーターを貫通したときのエネルギー損失(dE)に対するエネルギー分解能を、APDのGainと温度の関数として測定し、最もエネルギー分解能が良くなるGainと温度の組み合わせを見出す実験を系統的に行った。その結果、APDのGainについては、どの温度領域でもGainが50100のときにエネルギー分解能が最も良くなった。Gainが50以下では信号が小さくなるため、プリアンプから発生するノイズなどの影響を大きく受け、エネルギー分解能が低下する。一方、Gainが100を越えて大きくなると、信号も大きくなるが、それを上回る勢いでAPDの過剰雑音係数も大きくなり、エネルギー分解能が悪化することが分かった。さらに、APDのGainを50100に保った状態でAPDの温度を室温(+25°C)から-30°Cまで下げていくと、APDの暗電流によるショットノイズが低減されるので、その分だけエネルギー分解能が向上するが、室温で28%だった分解能が、-30°Cでせいぜい26%に向上する程度であった。
ブロッホ状態間トンネリングにおける横方向波数保存則の検証

ブロッホ状態間のトンネル過程においては、トンネリングの前後でトンネル電子の波数ベクトルの横方向成分が保存されること(横方向波数保存則)が予想されているが、実験的にはまだ明らかでない点が多く、本研究ではこの実験的な検証を目的としている。本年度は横方向波数保存則の検証に必要な試料物質として、異方性の強いフェルミ面を持ちかつ平坦な表面が得られる層状物質TiSe_2の単結晶を作製しその評価を行った。TiSe_2はノーマル状態のバンド構造が半金属であるとされている物質で、約200K以下で、CDW状態に相転移することが特徴的であるが、我々はそのCDW転移に際しておこる電子状態の変化、つまりCDWエネルギーギャップ状態をトンネル分光を用いて初めて観測した。そしてそのトンネル特性の温度依存性と、転移温度以上における抵抗率-温度特性の半導体的なふるまいから、TiSe_2の相転移においては転移温度以上でもCDWのゆらぎが大きくそれは室温付近まで残存していることが明らかになった。よって、室温では純粋なノーマル相ではなく、この物質で問題となっていた半導体/半金属問題については室温付近では議論できないことがわかった。本研究ではTiSe_2のノーマル相のバンド構造を利用するため、このCDWゆらぎを抑制する必要がある。そこで来年度以降はTiSe_2中のSeをSで一部置換することによってCDW転移が抑制されることに着目し、TiSe_<2-x>S_xを試料物質とし、本年度に製作した回転機構付きトンネルユニットを用いて、結晶軸の相対角を変化させてトンネル分光を行う角度分解型トンネル分光によって、横方向波数保存則の検証を行う予定である。
仏語表現クレオール文学の詩学

本研究は、近年世界的な注目を浴びている仏語表現クレオール文学について、まず、その歴史的な問題を整理し、次に、物語論的観点から、独自の現地文化の想像界を類型化し、さらに、現地固有の言語文化と仏語表現との相互干渉から発生する独自の詩学のモデルを抽出することによって、仏語表現クレオール文学の持つ問題性と可能性を明らかにすることを目的としている。具体的には、特に突出した活動を示しているアンチル諸島の文学を主要な研究対象とした。平成15年度は、仏語表現クレオール文学関連の文献資料を系統的に収集する作業を行った他、クレオール文学をめぐる現在的な知の状況を認識するため、2003年11月に、専門家を招いての連続シンポジウムを企画・開催した。また、研究分担者今井が、2003年末に、フランス海外県マルチニック島に短期の研究滞在を行い、現地調査を行うことができた。平成16年度は、前年度の成果の上に立って、さらにクレオール研究関連の文献資料を充実した他、2004年5月にハイチ出身の作家ルネ・ドゥペストル氏の講演会を開催し、極めて有益な知見を得ることができた。最終年度の終わりに当たって、研究代表者の齊藤がラフカディオ・ハーン研究のための調査旅行を、また、研究分担者の今井がインド洋のフランス海外県レユニオン島の調査旅行を行うなど、理論と実践の両面で充実した活動を行うことができた。研究成果報告書では、研究参加者がそれぞれの関心から論考を寄せたほか、2003年11月のシンポジウムの記録と、2004年5月のルネ・ドゥペストル氏の講演の翻訳を掲載することができ、極めて内容の濃い報告書になっていると言うことができる。具体的には、特に突出した活動を示しているアンチル諸島の文学を主要な研究対象とする。本年度は、まず、一橋大学大学院言語社会研究科混成言語論講座が所蔵するフレンチクレオール文献リストを参考にさせていただき、仏語表現クレオール文学関連の文献資料を系統的に収集する作業に着手し、およそ二百冊の基本資料を確保した。次に、クレオール文学をめぐる現在的な知の状況を認識するため、2003年11月に、専門家を招いての連続シンポジウム(21日「クレオールな夜文学・政治・歴史の結節点を読む)(於東北大学、パネリスト:恒川邦夫/正田靖子/ガブリエル・アンチオプ)、22日「仏文学から世界の仏語表現文学へ-「クレオール」をキーワードに」(於山形大学、パネリスト:恒川邦夫/管啓次郎/ガブリエル・アンチオプ)を企画・開催し、成功裡に終わった。また、研究分担者今井が、2003年末に、実際に、フランス海外県マルチニック島に短期の研究滞在を行い、現地作家への聞き取り調査やクレオール文学地図製作のための予備調査を行うことができた。以上、文献資料、最新情報の収集など、研究の予備的な準備を着実に進めることができた点で、本年度の研究実施計画は十分に達成されたと言える。

具体的には、特に突出した活動を示しているアンチル諸島の文学を主要な研究対象とする。昨年度は、仏語表現クレオール文学関連の文献資料を系統的に収集する作業を行い、およそ二百冊の基本資料を確保した他、クレオール文学をめぐる現在的な知の状況を認識するため、2003年11月に、専門家を招いての連続シンポジウムを企画・開催し、成功裡に終わった。また、研究分担者今井が、2003年末に、フランス海外県マルチニック島に短期の研究滞在を行い、現地調査を行うことができた。今年度は、昨年度の成果の上に立って、さらにクレオール研究関連の文献資料を充実した他、2004年5月にハイチ出身の作家ルネ・ドゥペストル氏の講演会を開催し、極めて有益な知見を得ることができた。最終年度の終わりに当たって、研究代表者の齊藤がラフカディオ・ハーン研究のための調査旅行を、また、研究分担者の今井がインド洋のフランス海外県レユニオン島の調査旅行を行うなど、理論と実践の両面で充実した活動を行うことができた。研究計画に基づいた研究プログラムを着実に進めることができた点で、本年度の研究実施計画は十分に達成されたと言える。
離散群とフォンノイマン環

フォンノイマン環に定義される基本群とよばれる不変量について研究している.この計算は非常に困難とされており,多くの計算結果は,Cartan部分環と呼ばれる良い部分環とのペアを考える事で得られている.私は昨年度まで,自由量子群と呼ばれる量子群から作られるフォンノイマン環を研究しており,特にこの環がCartan部分環を持たない事を示していた.これは,基本群の計算にCartan部分環を使えないという事であり,否定的な結果に見える.しかしこの結果から,非常に強い構造定理「接合積フォンノイマン環と同型にならない」が従うため,環の分類というより大きな視点においては,非常に意義のある結果である.私は今年度,この研究をさらに発展させる事で,自由量子群フォンノイマン環の有限個のテンソル積が,一意テンソル分解定理を満たす事を示した.すなわち,このテンソル積フォンノイマン環が,他のテンソル積フォンノイマン環と同型ならば,テンソル因子同士が互いに同型であるという事を示した.これは小澤・Popaによる自由群フォンノイマン環の一意テンソル分解定理の,自由量子群に対する再現である.証明において重要だったのは,almost periodic stateと呼ばれる良い写像の存在だ.これと,私の昨年度までの研究で得られていた「連続核の上の性質(AO)」を組み合わせる事で,まず連続核の上で弱い一意テンソル分解定理を示し,それを用いて元の環のレベルで一意テンソル分解定理を示す事が出来た.また,C. Houdayer氏との共同研究で,free independenceと呼ばれる性質をIII型フォンノイマン環に対して示した.応用として,QWEPと呼ばれる性質が自由積で保たれる事の新しい証明を与える事や,relative Dixmier propertyと呼ばれる性質を満たすIII型環の例を作る事などに成功した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。フォンノイマン環(特にII_1型因子環)に定義される基本群とよばれる不変量について研究している。この計算は非常に困難とされていて、まともな計算結果が出たのは2000年以降である。そのような結果は全て,Cartan部分環と呼ばれる良い性質を持つ部分環とのペアを考える事で得られている.より具体的には,まずフォンノイマン環と部分環のペアに対して新たに基本群を定義し,適当な条件のもとでこれが元のフォンノイマン環の基本群と一致する事を示すというものだ.さらにある特別な形のフォンノイマン環(群作用から得られる)については,Cartan部分環とのペアの基本群が,群作用の情報に帰着される事が知られているため,ある程度の計算が出来る.ここで重要なのは,ペアの基本群がもとの基本群に一致する事を示す事であり,そのために必要な十分条件は,「Cartan部分環が適当な意味で一意的である」事だ.よって今年度はCartan部分環そのものに着目し,それが一意的に存在する例やCartan部分環を持たない例などを探した.Cartan部分環を持たない例は一見基本群の計算には役に立たないが,実際には一意性の証明と非常に類似の証明を経て得られるものなので,間接的にCartan部分環の理解を深める事に役に立つ.私の今年度の最大の成果は,自由量子群と呼ばれる量子群から作られるフォンノイマン環がCartan部分環を持たない事を示した事だ.このフォンノイマン環は自由群フォンノイマン環と多くの共通の性質を持っているため,それ同様Cartan部分環を持たない事が期待されていた.今回の私の仕事により,自由群の場合と同様に,自由量子群の場合もCartan部分環を用いた基本群の計算が出来ない事が分かった事になる.これは否定的な答えだが,一方で自由量子群がCartan部分環を持つかどうかという問いは有名な未解決問題の一つであり,フォンノイマン環論の構造定理として大きな意味を持つ定理である.フォンノイマン環に定義される基本群とよばれる不変量について研究している.この計算は非常に困難とされており,ほとんど全ての計算結果は, Cartan部分環と呼ばれる良い性質を持つ部分環とのペアを考える事で得られている.私は今年度,自由量子群から作られるフォンノイマン環について研究した.この環はフォンノイマン環論最大の研究対象である,自由群フォンノイマン環に近い性質を持つ事が知られており,そのため非従順な量子群の最も重要な例であるとされている.自由群環の持つ重要な性質を,自由壁子群環に対して示す事に多くの研究者が興味を持っている.私は昨年度の研究で,この環がII型の時にCartan部分環を持たない事を示していた.この環がIII型になってしまう場合にも,やはりCartan部分環を持たない事が予想されていたが,この場合は未解決だった.私はこの間題を解くために,この環の連続核(いつもII型になる)を考え,それがCartan部分環を持たない事を示し,それを用いて元の自由量子群環がCartan部分環を持たない事を示した.証明には,私が昨年度の研究で示した連続核の性質(AO)と, De Commer, Freslon,山下によって解かれた弱従順性と呼ばれる量子群の近似性質を本質的に用いた. III型環は一般に扱いが難しく,そのためIII型環の強い構造定理というのはあまり知られていない.特にCartan部分環を持たないIII型環の例はほとんど知られてないため,今回の結果は非常に興味深いものである.

Cartan部分環を持たないという結果は,私の本来の目的である基本群の計算には役に立たないが,一方でこの結果から非常に強い構造定理「接合積フォンノイマン環と同型にならない」が従う,本来基本群とは環の分類に用いるものである.私の今回の結果は,分類問題において,基本群の計算により得られるよりもはるかに強い分類定理を意味しており,その意味では,私が考えていたよりもはるかに意義のある定理を示すことが出来たといえる.フォンノイマン環に定義される基本群とよばれる不変量について研究している.この計算は非常に困難とされており,多くの計算結果は,Cartan部分環と呼ばれる良い部分環とのペアを考える事で得られている.私は昨年度まで,自由量子群と呼ばれる量子群から作られるフォンノイマン環を研究しており,特にこの環がCartan部分環を持たない事を示していた.これは,基本群の計算にCartan部分環を使えないという事であり,否定的な結果に見える.しかしこの結果から,非常に強い構造定理「接合積フォンノイマン環と同型にならない」が従うため,環の分類というより大きな視点においては,非常に意義のある結果である.私は今年度,この研究をさらに発展させる事で,自由量子群フォンノイマン環の有限個のテンソル積が,一意テンソル分解定理を満たす事を示した.すなわち,このテンソル積フォンノイマン環が,他のテンソル積フォンノイマン環と同型ならば,テンソル因子同士が互いに同型であるという事を示した.これは小澤・Popaによる自由群フォンノイマン環の一意テンソル分解定理の,自由量子群に対する再現である.証明において重要だったのは,almost periodic stateと呼ばれる良い写像の存在だ.これと,私の昨年度までの研究で得られていた「連続核の上の性質(AO)」を組み合わせる事で,まず連続核の上で弱い一意テンソル分解定理を示し,それを用いて元の環のレベルで一意テンソル分解定理を示す事が出来た.また,C. Houdayer氏との共同研究で,free independenceと呼ばれる性質をIII型フォンノイマン環に対して示した.応用として,QWEPと呼ばれる性質が自由積で保たれる事の新しい証明を与える事や,relative Dixmier propertyと呼ばれる性質を満たすIII型環の例を作る事などに成功した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。上で述べたように,私の研究と密接に関係している未解決問題の一つ,自由量子群フォンノイマン環がCartan部分環を持たない事を示せたから.上に書いたように,重要な未解決問題である「自由量子群環がCartan部分環を特たない事」を, III型の場合も含めて,完全に解決する事が出来たため.今後もしばらくはCartan部分環そのものについて研究するつもりである.実際全ての基本群の結果はCartan部分環の研究から来ているため,基本群の研究とはようするにCartan部分環の研究だからである.重要なのは上にも述べたように,Cartan部分環を一意的に持つ例を一つでも多く見つける事である.私は今年度末に, prime factorizationという性質について,重要な結果をプレプリントで発表している.これもやはり自由群環について知られている性質を自由量子群で示したものであり,その証明は非常に技巧的である.
近似論の適用範囲を拡げる研究

微分幾何の法線や接線の概念による、最良近似の解釈、完全正値作用素を支持する凸集合への最良近似の研究は論文にまとめることは出来なかったが、週辺の研究は、各分担者によって色々と結果が出た。誌上発表したのは、予定も含めて9編、投稿中の論文は10編である。また学会や、研究集会で口答発表,講演などは9件である。
太陽光駆動型酸化タングステン/ゼオライト複合光触媒による気相中有害物質の迅速除去

有機物の吸着作用に優れたゼオライト吸着剤と複合化した可視光応答型WO_3光触媒系を構築した。この際、高い表面疎水性を示すハイシリカのモルデナイトと複合化したWO_3が、太陽光照射下でのアセトアルデヒドおよび酢酸の酸化分解反応において34倍の光触媒活性を示した。また、表面積が小さいWO_3のみでは気相中の有機化合物に対してすぐに吸着飽和に達したのに対し、WO_3/ゼオライト複合系光触媒は数倍以上の期間、有機化合物の吸着除去性能を維持することを見出した。平成21年度の研究計画により、可視光応答型光触媒として期待される酸化タングステンに窒素ドーピングを行うことで可視光吸収の長波長応答化を検討した。窒素源としてNH_4^+イオンを含有するタングステン酸アンモニウム(5(NH_4)_2O・12WO_3・5H_2O)を空気中で焼成することで、500600nm付近の可視光領域にまで吸収領域が拡張したNドープ型の酸化タングステン光触媒を調製することに成功した。酸化タングステンに対する窒素ドープ量の最適化は、焼成温度を変化させることで行い、助触媒として約1wt%のPt微粒子を光析出法により担持した。200°C以下で調製した試料はアモルファス状態であり光触媒活性を示さなかった。これに対して、400°C以上で調製したNドープ型WO_3は単斜晶構造を有し、通常のNを含有しないWO_3の吸収端である450nmよりも長波長側の可視光照射下においても、気相中メタノールの酸化分解反応に対して光触媒活性を示した。特に、600°Cで調製したNドープ型WO_3光触媒が最も高い可視光活性を示し、太陽光追尾型の集光装置を用いて同上のメタノール酸化分解反応を検討したところ、数時間の太陽光照射で約1600ppmのメタノールを完全にCO_2とH_2Oにまで酸化分解できることを見いだした。しかしながら、今年度、調製に成功したNドープ型の酸化タングステンのBET表面積は10m^2/g以下ときわめて低く、気相中VOCsの吸着除去には不利であった。そこで、次年度の研究計画通りに、高表面積かつ表面疎水性を有するゼオライト吸着剤との複合化を行い、さらなる光触媒活性の向上と気相中に希薄に拡散したVOCs(アセトアルデヒド、酢酸、エタノール)の迅速除去についても検討する。平成22年度の研究では、初年度に開発した可視光照射下で機能する窒素ドープ型酸化タングステン(N-WO_3)光触媒と有機化合物の吸着性能に優れたゼオライト吸着剤との複合系光触媒を構築した。N-WO_3のみのBET表面積は10m^2/g以下ときわめて小さく、有機化合物の吸着除去には不利であるだけでなく、短時間で吸着飽和に達するため光触媒活性の低下が早い段階で起こることが問題であった。これに対し、シリカ含有率の高く表面疎水性の高いモルデナイトゼオライトと複合化したN-WO_3光触媒系は、ゼオライト本来の高表面積を維持しているため、気相中に希薄に拡散した有機化合物を速やかに吸着除去することができるだけでなく、450nmよりも長波長領域の可視光や太陽光の照射下で吸着した有機化合物を無害な二酸化炭素と水にまで完全酸化分解できることを見出した。しかも、表面積の小さなN-WO_3のみを用いてエタノールの光触媒酸化分解反応を行うと、中間生成物としてアセトアルデヒドが生成し気相中に拡散することを確認した。これに対し、N-WO_3微粒子をゼオライト吸着剤と複合化させた光触媒系では中間生成物が気相系にほとんど拡散しなくなる副次的効果が得られることがわかった。これらの結果は、空気清浄機に光触媒材料を搭載する際には高表面積を有するゼオライト等の吸着剤を複合化することでにおい物質の二次拡散を抑制できることを示唆している。