hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然感の高い知的擬人化エージェントによるヒューマンインタフェースの構築

現状のヒューマンインタフェースの次世代に位置するものとして、自然感の高い姿を有し、外界の変化を実時間で認識し、限定した音声コミュニケーション機能、知識ベース機能を有して、ディスプレイ上で動作する擬人化エージェントの役割を果たす「ビジュアル・ソフトウェアエージェント(VSA)」を実用に近い形態にするための開発研究を進めた。本システムは実時間動画像生成、実時間動画像認識、音声認識/合成、知識ベース技術の融合に基づくものである。先行して開発したVSAのプロトタイプシステムに加え、実時間ユーザ認識機構による親密感の向上に重要な疑似的視線一致、口唇の動きの画像情報を利用して発話の開始を検知する事による音声対話の円滑化、音声対話管理機能の汎用性の向上、マルチメディア情報の提示機能、音声対話を通じて案内の適切な応答を次第に学習していくメカニズム(強化学習法に基づく)、及びインターネット上のWWWのブラウザであるMosaicとの結合を実現した。特にWWW/Mosaicとの結合により、VSAを通じて広大な情報空間にアクセスすることが可能になった。VSAのマルチメディア情報源とし、広く利用できるようになってきた標準のHTML(Hyper Text Makeup Language)形式を使用できるようにした利点は大きい。また、WWWブラウザとしても、従来のマウス操作を主体にするものに加えて、より日常生活のface-to-faceコミュニケーションに近い形態を可能にした点でも意義は大きいといえる。本システムは実時間動画像生成、実時間動画像認識、音声認識/合成、並列コンピューティング、知識ベース技術の融合に基づくものである。これまでにVSAのプロトタイプシステムを開発してあったことから、違和感を軽減して、できるだけ自然の人物エージェントに近くなるよう、上記の各要素技術の性能の向上を図った。擬人化エージェントの頭部モデルについてはこれまでは頭が中心であったが、頭髪部も含めてモデル化できるようにしつつある。外界のユーザ認識機能については、3本の走査線画像データの記録と差分処理という軽い計算量でユーザ位置を検知する方式を実現し、これを回転カメラ制御と連動させることにより、広い範囲に位置するユーザと親密感を高める上で重要な疑似的な視線一致を実現できるようにした。また、口唇の動きの画像情報を利用して発話の開始を検知することにより、音声対話の円滑化を図った。音声対話管理機構については先行して試作したシステムがあったが、多目的の案内タスクに適用可能なようにソフトウェア内部構成を改編し、汎用性を高めた。また、写真や図形の画像データの情報提示も擬人化エージェント像と同一ディスプレイ上で可能なようにした。そして、簡単な知識ベース、画像データベースとの結合を図り、これまでに東大キャンパス案内のガイド役を果たす擬人化エージェントシステムのプロトタイプを稼働させている。これまでにVSAのプロトタイプシステムを開発してあったことから、平成7年度は特に、音声対話を通じて案内の適切な応答を次第に学習していくメカニズム(強化学習法に基づく)、口唇の動きの画像情報を利用して発話の開始を検知する事による音声対話の円滑化、及びインターネット上のWWWのブラウザであるMosaicとの結合を完成させた。

また、WWWブラウザとしても、従来のマウス操作を主体にするものに加えて、より日常生活のface-to-faceコミュニケーションに近い形態を可能にした点でも意義は大きいといえる。
『日本国見在書目録』からみた日本古代漢籍受容史の研究

(1)『日本国見在書目録』に梁代の書籍が著録されていることを明らかにし、遣隋使・遣唐使以前の百済を介した中国南朝との文化交流について指摘した。(2)『隋書』経籍志掲載の漢籍情報が、隋代の「大業正御書目録」に基づくことを明らかにした。(3)遣唐使が舶載された漢籍が、天平宝字元年十一月癸未勅により、官吏養成教育のテキストに指定されることにより、制度的に受容されたことを立証した。(4)日本古代における仏典将来には、漢籍同様に制約が大きく、一切経は舶載されていなかったことを解明した。本年度の研究成果は、以下の通りである。1.『日本国見在書目録』と日本古代の漢籍受容に関する先行研究の収集・整理関連研究について、できうる限り入手し、その研究史的な整理を進めることができた。『日本国見在書』の注釈書を作成する上で、必要な基礎作業である。2.遣隋使のもたらした書籍についての調査・研究遣隋使が日本にもたらした中国書籍について、調査・研究を進めた。東京大学史料編纂所において、隋経に関する書籍の調査を行うと共に、『日本国見在書目録』所載の書籍のうち隋代の書籍の割り出しなどを進めた。遣唐使以前に日本にもたらされた漢籍や仏典にどのようなものがあったかを明らかにし、七世紀と八世紀の文化交流のあり方の違いを明らかにする作業である。3.遣唐使による書籍将来に関する研究遣唐使の書籍将来を古代東アジアの国際環境に位置付ける研究を進めている。近く単行本として出版できるように、現在鋭意原稿執筆中である。2と3の研究も『日本国見在書目録』の注釈を作成する上で、是非進めなければならない研究である。本年度は、当初計画した原本調査をあまり行うことができなかったため、漢籍の日本将来とその影響、そして漢籍将来の背景にある当時の国際関係の構造に関する研究を中心に行った。まず、漢籍将来の背景としての隋唐期の国際関係については、「隋唐朝の朝貢体制の構造と展開」というテーマで研究をまとめ、唐代史研究会において口頭発表を行った。この研究により、遣隋使・遣唐使などの朝貢使が隋・唐王朝に朝貢する仕組みと、その関係の変化の理由を明らかにすることができた。これにより、遣唐使が隋唐の漢籍を日本にもたらす歴史的な背景をある程度説明することが可能になると考えている。この研究は、『唐代史研究』15号(2012年8月)に掲載される予定である。次に漢籍の日本将来とその影響については、「天平宝字元年十一月癸未勅の漢籍について」としてまとめ、『史聚』45号(2012年)に掲載される予定である。この論文においては、天平宝字元年十一月癸未勅に見える漢籍を明らかにすることにより、藤原仲麻呂が隋唐期の漢籍を積極的に利用しようとしていたことを明らかにし、それ以前の南北朝期の学術中心の文化のあり方を大きく変える契機となったことを述べた。遣唐使舶載の漢籍が古代日本でどのように受容され、影響を及ぼしたかを具体的に解明した点など、これまでに無い新しい論点であり、有意義な研究であると考える。上記以外にも、関連する研究文献の収集と研究史的な整理を押し進めることができた。また中間報告的な書籍の刊行を目指して準備を行っているが、予定より遅れている状況である。こちらもできるだけ早く刊行できるよう鋭意努力したいと考えている。本年は最終年度であるため、研究成果の公開に力を入れた。まず、昨年度口頭発表した日本古代における仏典の将来状況についての考察を、論文化し、『日本史研究』という査読雑誌に投稿し、「日本古代における仏典の将来について」として掲載された。この論文により、漢籍のみならず仏典においても唐朝の持出制限の影響がうかがわれることを明らかにすることができた。古代日本における唐文化の受容の総体を考える上で、一定の貢献ができたものと考える。次に大きな成果としては、『日本国見在書目録』の手本となった『隋書』経籍志の成立時期に関する研究を、東洋史研究会(京都大学)という日本の東洋史研究の中心的な学会で発表できたことを挙げたい。従来、内藤湖南の説に拠って、『隋書』編纂時に作成されたものと考えられてきていたが、中国の余嘉錫氏の説などを再評価し、史料の再検討することにより『大業正御書目録』に基づくものであることを明らかにした。この研究により、『隋書』経籍志所載の書籍情報は唐初のものではなく、隋大業年間の情報であることが確定し、書籍の年代判定の重要な基準を示すことができた。

今後の書誌学的な研究に大きな寄与ができたものと信ずる。三番目の成果としては、現在刊行中の『岩波講座日本歴史』の第3巻に掲載される論文として「遣唐使の役割と変質」を書き上げ、出版社に提出することができた。漢籍・仏典を日本にもたらした遣唐使の歴史的な意義を一般の方々にも分かりやすく説明することができたものと思う。また、富山大学東洋史研究室主催の共同シンポジウムに招かれて、コメント報告という形ではあるが、『唐六典』書誌的な研究を発表し、唐代の漢籍についていくつか新知見を示すことができた。それから、日中の文化交流・漢籍流入の背景にある国際関係・交易制度について、学会発表1件、書評2件の成果を挙げることができた。平成24年度は、主に日本古代における漢籍受容の問題を中心に研究を行った。その内容は大きく言って四つに分かれる。一つめは、漢籍流入の時期を確定するもので、『日本国見在書目録』に著録された漢籍のうち、遣隋使・遣唐使以前に日本(倭国)に流入してきた梁代の漢籍を特定するというものである。これまでほとんど未解明であった遣隋使・遣唐使以前の漢籍流入の実態を明らかにしたことには大きな意義があったと考える。二つめは漢籍の受容がどのようにして行われたかという問題を扱ったもので、遣唐使が漢籍を舶載するだけでは効果的な受容はできず、国家の教育政策として、漢籍を教科書に指定することにより制度的に受容が進められたことを明らかにした。この研究も従来未開拓な分野に始めて鍬をいれたということで十分な価値があるものと思う。三つ目は、漢籍の古代日本への流入における外交的な背景を考察したもので、中国隋唐朝の朝貢体制という外交枠組みを通じて行われたことを論じたものである。また、東アジア文化圏の変質の画期が唐・武宗朝にあったことを指摘した。四つ目は、漢籍とならび日本古代の文化・政治・社会に影響を与えた仏典の舶載の問題を検討したものである。漢籍の流入状況を相対化して検討するためには、仏典の流入状況を明らかにする必要があると考え、主に8世紀の仏典流入の実態を解明した。その結果、仏典も漢籍と同様に唐朝の輸出制限が存在し、外交を有利にすすめる道具として利用されていたことが分かった。勤務先の役職(教育開発センター所長・孔子学院副学院長)などに任じられることにより、当初の予定より研究時間の確保が十分行えなくなったため、研究の進展に多少遅延が生じている。25年度が最終年度であるため、記入しない。研究がやや遅れている原因は、まず役職を兼務することになったためと、思いがけず卒論生の指導をすることになったため、校務が予想以上に忙しくなり、なかなか史料調査に出かける時間的な余裕が無くなったことがある。これにより、『日本国見在書目録』のテキスト校訂をあまり進めることができなかった。しかし、土日休日を出来る限り研究時間に振り向けたことにより、論文発表や学会発表に予定以上の成果を挙げることができた。まとまった研究時間の確保がもっとも重要であるため、土・日・休日などもできるだけ研究時間に充てることを考えている。また、関連研究文献を効率的に収集するために、東京大学や早稲田大学など研究図書が充実している大学図書館を有効利用できるようにした。原本調査については、当初の計画のようにできるだけ多くの原本を調査するという方針を見直し、調査先を絞り込みたいと考える。すなわち、より調査する必要性が高い文献を中心に史料調査を行うようにしたい。『日本国見在書目録』のテキスト校訂が遅れていることから、まず、この点を重点的に進めたいと思う。具体的には宮内庁所蔵原本の調査を出来る限り早い時期に実施したいと考える。
炭化物ガス化反応機構・速度論の新学理

本研究は9のタスク(Tasks 19)から構成される。Tasks 14は炭素構造と無触媒ガス化機構・速度論に関して、Tasks 58は炭素が含有する金属種による触媒ガス化反応機構・速度論に関する新学理構築を最終目標とする。Task 9は本研究成果を総括した成果公表である。Tasks 14に関しては、昨年度の研究実績を踏まえて研究を展開し、褐炭・バイオマスチャーのガス化はガス化開始から終了に至るまで比速度が殆ど変化しないと結論するに足るエビデンスを得た。原料やチャーからの金属種完全除去は不可能であったが、チャーへのシリカ添加による触媒in-situ不活性化、高ガス化率チャーの脱金属。再ガス化によって上記の結論に至った。一方、炭素構造はガス化進行に伴って高度縮合した芳香族構造がリッチになる傾向がわかったが、同傾向は顕著ではなく、炭素の一次構造が無触媒ガス化速度を支配するとの結論には至らなかった。Tasks 58の研究も展開した。二種の褐炭を逐次的にイオン交換・酸処理し、金属種含有率・組成が異なる18種の試料を調製し、個々から得たチャーのガス化速度論を解析した。その結果、前年度に構築した無触媒・触媒並列反応モデルの妥当性を定量的に示し、さらに、バイオマスチャー12種、他の褐炭チャー11種を併せた計41種のチャーに関して、ガス化開始時の触媒活性(触媒ガス化速度)とその後の触媒失活速度の関係をNa、K、CaおよびFe濃度(ガス化開始時)の一次関数として統一的かつ定量的に表せることを示した。上記に加えて全てのタスクに関係する「無触媒ガス化および触媒ガス化の速度の測定法」を徹底的に見直した結果、既往の論文に報告されたガス化速度の多くは、本質的問題を抱えていることが判明した。この、当学術コミィニティにとって重大な問題に関しては次年度に最終的な結論を報告する。(理由1)当初計画では、チャーの炭素構造(一次構造、芳香族炭素形態分布)と無触媒ガス化反応速度論の関係を解明するための複数のタスクを準備していたが、研究2年目の昨年度までに、炭素構造は、一次構造および細孔構造(ミクロ、メソ)はいずれも無触媒ガス化速度を支配する因子であるとするエビデンスが得られず、これらは支配因子ではないと結論するほうがより妥当であると(ほぼ)結論するに至った。そのため、結果的に、炭素構造を速度因子に組み込むためのDFT計算等の検討(Task 4および8)する必然性がなくなった。これにより、上記の結論をより確かなものとする研究を3年目に実施し、最終結論を出せる見通しが得られた。(理由2)昨年度に無触媒ガス化速度の測定法を再検討した。すなわち、当研究者による方法も含めて既往の速度測定手法(とくに熱天秤法)のcritical assessmentを行った。その結果、熱天秤の場合、チャー試料の初期質量を12 mgにする必要があり、かつ、キャリア・反応性ガスの総流量を1,000 ml-stp/minを十分に超える程度にしないとガス化速度が条件に依存することが判明した。無触媒ガス化は条件によっては完結までに10 h以上を必要とするにも拘らず、そのような条件依存性が生じるメカニズム(反応、物質移動)はほぼ解明しつつある。一方、10数10 min内に完結する場合が多い触媒ガス化は、無触媒ガス化よりも圧倒的に迅速であるにも拘らずガス流量依存性がほとんどないことも判明した。以上の事実はガス化反応を構成する素反応から理解できるものであるが、これを証明すれば、従来のガス化速度論研究のほとんどは「ガス化速度を化学反応支配レジームで測定できていない」ことになり、ガス化研究の学術コミュニティに重大な影響をもたらす。このことは当初想定を大きく超えた顕著な研究成果である。今年度は4年計画の本研究の3年目にあたる。今年度は昨年度に着手した研究(Task 5)を本格実施し、成果を得た上で完了する。すなわち、金属フリー褐炭に金属種(Na, K, Ca, MgいおよびFe)を意図的にイオン交換担持してからチャーを調製し、そのチャーのガス化速度論をモデル解析することによって並列反応モデルの一般化、体系化(新学理構築)を試みる。さらに、「進捗状況」に述べた「速度論研究の重大な問題とその解決策、これによるより深い反応機構理解」を報告する論文を公表するための研究強化をはかる。さらに、文字数制限のために「研究実績概要」、「進捗状況」に記載できなかったが、展開研究(当初想定を超えた成果)である「チャー表面における芳香族分解機構解明(論文発表済み)」、「ガス化触媒失活の意図的コントロール(ナノシリカ添加法、論文発表済み)」をさらに展開する。当初計画の通り、Task 1(無触媒ガス化速度測定・評価法確立)、Task 2(チャー炭素構造評価)、Task 3(炭素の化学構造モデル構築、準備研究)、Task 5(触媒ガス化)に取り組んだのに加えて、当初は平成30年度以降に計画していたTask 6(触媒初期化性および失活速度論の因子抽出)、Task (触媒反応モデル構築)およびTask 7(無触媒・触媒並列反応モデル構築)への取り組みを開始し、成果を得た。以下に得られた知見をまとめる。Task 1においては、既往の手法を改良方法によって脱金属・鉱物した褐炭由来のチャーのガス化

速度は転化率95%付近まで一次の速度論に従うことを示し、その後の最終段階における比速度増大はわずかに残留する金属種のクラスタリング(触媒能発現)によると予想するに至った。Task 2の知見より、比表面積、FTラマン分光による炭素結合形態分布は、少なくともそのままではガス化反応速度論の支配因子にはならないという極めてクリティカルな結果を得た。これを踏まえ、Task 3の課題(平成30年度)を再整理した。Task 5では、ナノシリカ粒子と石炭の複合化・炭化法を開発し、得られたチャーのガス化速度解析から、intrinsic触媒、とくに触媒前駆体はガス化前にシリカとの反応によって失活するが、ガス化開始後は自己失活することを初めて明らかにした。さらに、Task 68では、バイオマス(バガス)および褐炭由来のチャーのガス化速度解析を行い、無触媒ガス化が一次の速度論に従うこと、触媒ガス化がゼロ次の速度論に従うこと、初期触媒活性は金属種含有率とシリカ含有率に支配されること、さらに、ガス化中の触媒失活は自己失活機構に従うことを仮定する新規無触媒・触媒ガス化並列反応モデル(新規開発)によって、全転化率(99.9%)の範囲で定量的に記述できることを示した。当初計画したTask 1、Task 2、Task 3、Task 5のいずれにも着手し、平成29年度末までの進捗状況(当初計画)に十分到達した。さらに、当初は平成30年度に開始する計画であったTask 68にも着手し、Task 8の目標である触媒・無触媒並列反応モデルの第一バージョン(バイオマス、褐炭チャー、ガス化剤=CO2)をすでに構築し、ガス化速度論の全転化率範囲における定量的記述が可能であることを示すことができた。以上のように、全体としては当初の計画(申請書)以上に研究が進捗していると自己評価する。さらに、転化率の異なるチャー粒子の丁寧なトンネル顕微鏡観察によって、炭化物がサイズ数nmの粒子(マイクロドメイン)から構成されており、その単位で均一的無触媒ガス化反応が進行すること(一次速度論のマイクロスケール証明)を明らかにしたのは初めてである。本研究は9のタスク(Tasks 19)から構成される。Tasks 14は炭素構造と無触媒ガス化機構・速度論に関して、Tasks 58は炭素が含有する金属種による触媒ガス化反応機構・速度論に関する新学理構築を最終目標とする。Task 9は本研究成果を総括した成果公表である。Tasks 14に関しては、昨年度の研究実績を踏まえて研究を展開し、褐炭・バイオマスチャーのガス化はガス化開始から終了に至るまで比速度が殆ど変化しないと結論するに足るエビデンスを得た。原料やチャーからの金属種完全除去は不可能であったが、チャーへのシリカ添加による触媒in-situ不活性化、高ガス化率チャーの脱金属。再ガス化によって上記の結論に至った。一方、炭素構造はガス化進行に伴って高度縮合した芳香族構造がリッチになる傾向がわかったが、同傾向は顕著ではなく、炭素の一次構造が無触媒ガス化速度を支配するとの結論には至らなかった。Tasks 58の研究も展開した。二種の褐炭を逐次的にイオン交換・酸処理し、金属種含有率・組成が異なる18種の試料を調製し、個々から得たチャーのガス化速度論を解析した。
ウナギ属魚類の仔魚輸送に関わる海洋環境変動特性

本申請研究において,太平洋に生息するニホンウナギ,大西洋に生息するヨーロッパウナギの仔魚輸送に関する研究を行った.近年,両種の加入量は1970年代より経年的な変動を伴いながら,長期的に減少傾向にある.両種の産卵場は外洋にあり,ふ化した仔魚は海流によって生息域である沿岸へと輸送される.仔魚は遊泳力に乏しいため,輸送過程において海洋環境変動の影響により,加入量が変動している可能性がある.そこで本研究の目的は,産卵場から生育場まで,どのぐらいの期間で輸送されるのか(仔魚期間の推定),海洋環境変動が加入量変動に与える影響を明らかにすることとした.海洋大循環モデルOFESを用いて両種の仔魚期間を推定した.その結果,ニホンウナギでは約7ヶ月,ヨーロッパウナギでは約2年と推定された.この推定値はヨーロッパウナギについて,耳石輪紋解析の結果よりも大幅に長いものであった.モデルの水温データを用いて,仔魚の経験水温を推定したところ,ニホンウナギでは20°C以上の水温下を輸送されるのに対して,ヨーロッパウナギは20°C以下の水温帯を輸送されることが分かった.耳石の成長速度は水温低下に伴って遅くなり,10°C以下では停滞することが知られている.ヨーロッパウナギについて,耳石輪紋解析は仔魚の低い経験水温により,輪紋の形成速度が遅くなり,仔魚期間を過小評価している可能性が示唆された.様々な海洋環境パラメータと両種の加入量指数との相関解析により海洋環境変動が加入量変動に与える影響を調べた.ニホンウナギについて,仔魚輸送の正否を決定するNEC-Bifurcation緯度と加入量との間に有意な相関が認められた.NEC-Bifurcation緯度はエルニーニョやラニーニャの指標である南方振動に関連して変動しており,エルニーニョ時に北偏する傾向にあった.エルニーニョ時のBifurcation緯度の北偏は輸送成功率を低下させるため,加入量が減少することが分かった.またNEC-Bifurcation緯度の長期的な変動を調べたところ,1970年代後半に有意な平均値のシフトが検出され,シフト後高緯度で変動していることが分かった.この平均値シフトの時期は加入量が減少し始めた時期とよく一致する.ヨーロッパウナギについて,産卵輸送海域の水温データと加入量との間に有意な相関が認められた.この海域において水温は仔魚の食物である懸濁態有機物と負の相関関係にあることが分かっている.産卵輸送海域の水温偏差が高いために,餌料環境が悪化し,生残率が減少し,加入量が低くなっていることが示唆された.産卵仔魚輸送環境の水温の長期変動を調べると,有意な上昇トレンドが見られた.この現象は地球温暖化に起因するものと考えられ,その影響でヨーロッパウナギ加入量が長期的に減少傾向となっている可能性が示唆された、以上より,モデル,観測データを組み合わせることにより,地球規模の気候・海洋環境変動が両種の資源量を変動させている可能性が強く示唆された.両種の資源回復のためには仔魚輸送環境の悪い年の加入個体を保護するなどの対策が必要となる.当該年度において,ウナギAnguilla japonica及びヨーロッパウナギA.Anguillaの仔魚を対象とした粒子追跡実験を行った.ウナギについては,仔魚輸送海域である北西太平洋の海洋環境に大きな影響を及ぼすEl NinoやLa Ninaなどの現象の時にどのような流動環境となるのかを調査した.仔魚は通常産卵されると北赤道海流,黒潮と乗り継ぎ生息域である東アジアに輸送される.しかしEl Nino時には,海洋環境の変動により(NEC-Bifurcation緯度が北上することで)黒潮ではなくミンダナオ海流に取り込まれるために,日本へ輸送される粒子は減少した.このことは,El Nino時にシラスウナギ来遊量が減少することと整合する.ヨーロッパウナギについては,資源量が減少傾向にあるものの,生態学的知見が不足しているためその要因を特定できないでいる.そこで,粒子追跡実験を用いて仔魚期間の推定を行った.産卵場と推定される海域から粒子を投入し,シラスウナギに変態するヨーロッパ沿岸に粒子が投入するまでの時間を調査した.その結果,粒子投入後687-740日の粒子到達率が最も高く,この結果は仔魚の体長と分布から仔魚期間を推定した既往研究(約2年)と一致した.一方で,耳石日輪解析を用いた仔魚期間の推定結果(約1年)とは大きく結果が異なった.耳石の成長速度は水温が低下すると遅くなる事が近年分かってきていることから,粒子の経験水温を出力する追加実験を行った.その結果,北大西洋海流域を輸送される仔魚期間後期には耳石の成長が停止するほどの低水温(10°C以下)を経験する事が分かった.このことから耳石日輪解析による仔魚期間の推定は過小に見積もられたものと考えた.本申請研究において,太平洋に生息するニホンウナギ,大西洋に生息するヨーロッパウナギの仔魚輸送に関する研究を行った.近年,両種の加入量は1970年代より経年的な変動を伴いながら,長期的に減少傾向にある.両種の産卵場は外洋にあり,ふ化した仔魚は海流によって生息域である沿岸へと輸送される.仔魚は遊泳力に乏しいため,輸送過程において海洋環境変動の影響により,加入量が変動している可能性がある.そこで本研究の目的は,産卵場から生育場まで,どのぐらいの期間で輸送されるのか(仔魚期間の推定),海洋環境変動が加入量変動に与える影響を明らかにすることとした.海洋大循環モデルOFESを用いて両種の仔魚期間を推定した.

その結果,ニホンウナギでは約7ヶ月,ヨーロッパウナギでは約2年と推定された.この推定値はヨーロッパウナギについて,耳石輪紋解析の結果よりも大幅に長いものであった.モデルの水温データを用いて,仔魚の経験水温を推定したところ,ニホンウナギでは20°C以上の水温下を輸送されるのに対して,ヨーロッパウナギは20°C以下の水温帯を輸送されることが分かった.耳石の成長速度は水温低下に伴って遅くなり,10°C以下では停滞することが知られている.ヨーロッパウナギについて,耳石輪紋解析は仔魚の低い経験水温により,輪紋の形成速度が遅くなり,仔魚期間を過小評価している可能性が示唆された.様々な海洋環境パラメータと両種の加入量指数との相関解析により海洋環境変動が加入量変動に与える影響を調べた.ニホンウナギについて,仔魚輸送の正否を決定するNEC-Bifurcation緯度と加入量との間に有意な相関が認められた.NEC-Bifurcation緯度はエルニーニョやラニーニャの指標である南方振動に関連して変動しており,エルニーニョ時に北偏する傾向にあった.エルニーニョ時のBifurcation緯度の北偏は輸送成功率を低下させるため,加入量が減少することが分かった.またNEC-Bifurcation緯度の長期的な変動を調べたところ,1970年代後半に有意な平均値のシフトが検出され,シフト後高緯度で変動していることが分かった.この平均値シフトの時期は加入量が減少し始めた時期とよく一致する.ヨーロッパウナギについて,産卵輸送海域の水温データと加入量との間に有意な相関が認められた.この海域において水温は仔魚の食物である懸濁態有機物と負の相関関係にあることが分かっている.産卵輸送海域の水温偏差が高いために,餌料環境が悪化し,生残率が減少し,加入量が低くなっていることが示唆された.産卵仔魚輸送環境の水温の長期変動を調べると,有意な上昇トレンドが見られた.この現象は地球温暖化に起因するものと考えられ,その影響でヨーロッパウナギ加入量が長期的に減少傾向となっている可能性が示唆された、以上より,モデル,観測データを組み合わせることにより,地球規模の気候・海洋環境変動が両種の資源量を変動させている可能性が強く示唆された.両種の資源回復のためには仔魚輸送環境の悪い年の加入個体を保護するなどの対策が必要となる.
酸素マイクロバブルによる血管内血液直接酸素化の研究

酸素気泡で静脈血を酸素化する考えは従来からあるが、何れも気泡が融合して肺塞栓を来す。本研究では、マイクロバブルの特性を鑑み、血液中の酸素マイクロバブルは速やかに赤血球に吸収され静脈血を酸素化することを実験的に検討してきた。まず、酸素圧および流量を調節できる装置を試作した上で、細孔硝子体を先端に装着したノズルで水中に噴出した実験では、大小様々な気泡が生じることが判明した。このため1)酸素そのもの、および、2)先端ノズルを超音波振動させる、あるいは、3)ノズルの先端を横断する高速血流で酸素気泡を分断し気泡の融合の抑止と赤血球への吸収促進を検討している。酸素マイクロバブルによる血液の直接酸素化を生体外(IN VITRO)で実験的に検討するため、酸素マイクロバブル発生システムのノズルを実験用回路へ設置し、1酸素流量、2酸素気圧、3血流量、4血流速度、5超音波振動の有無、6周波数、7振幅などを変化させて、微少な酸素バブルを発生させる段階にある。こののち、1)血液ガス測定で血液の酸素化を比較して「最適なバブリング条件」を策定すると共に、2)フリーヘモグロビンの増加程度から「赤血球障害の程度」も観察し、3)動物実験において人工肺としての実用性を検討する酸素マイクロバブルによる血液酸素化を生体外(IN VITRO)で実験的に検討するため、酸素マイクロバブル発生システムのノズルを実験用回路構築した。この装置を用いて1酸素流量、2酸素気圧、3血流量、4血流速度、5超音波振動の有無、6周波数、7振幅などを変化させて、微少なバブルを発生させた。マイクロバブルの特性から、血液中の酸素マイクロバブルは合一せずに速やかにヘモグロビンに吸収され消失すると考え、カテーテルから酸素マイクロバブルを血中に投与することで静脈血を酸素化することを考案し、1)血液ガス測定で血液の酸素化を比較して「最適なバブリング条件」を策定すると共に、2)フリーヘモグロビンの増加程度から「赤血球障害の程度」も観察し、3)動物実験において人工肺としての実用性を検討を行った。動物体内(IN VIVO)での慢性的植え込み実験に際して、最適なバブル投与位置(上下大整脈・右房・肺動脈・左房)、酸素投与量の限界=最大補助機能および長期的補助した場合の問題点を機能的および形態学的に検討した。医学酸素マイクロバブルによる血液の直接酸素化を生体外(IN VITRO)で実験的に検討するため、酸素マイクロバブル発生システムのノズルを実験用回路へ設置し、1酸素流量、2酸素気圧、5超音波振動の有無、6超音波周波数、7超音波振幅などを変化させることで、酸素マイクロバブルを発生させる実験を繰り返しているが、上記の何れかの要素の調整不良または不備によりバブルサイズが大きくなり、マイクロバブルが発生しないため、生体内での実験に移行できない。血液内酸素マイクロバブリングの有用性と生体への影響を生体内(IN VIVO)で検討する。酸素マイクロバブリングの投与部位を、1上大静脈、2下大静脈、3右房、4肺動脈、5左房、と変化させて行い、1)酸素化効率・投与能(=補助能力)の比較を行う。2)酸素マイクロバブリングによる生体への影響として、短期的な血液内酸素マイクロバブリングの後に、下記の病変を検討する。3)慢性補助ラットを低酸素環境において、生存および酸素化の程度をマクロに検討することで有用性・現実的な実用性を検討する。
中学校技術科におけるLED制御の教材開発に関する研究

新学習指導要領が公示され,中学校技術・家庭科(技術分野)における学習内容が一変し,コンピュータによる計測・制御の学習が必修化されることとなった。しかし,このコンピュータによる計測・制御の学習を授業で実施している学校が浜松地区では極めて少ないのが現状である。そこで,この必修領域に適切な教材を開発し,公立中学校へ発信していきたいと考え,本研究に取り組むこととした。幸いなことに,私は3年前よりPICによるLED制御の教材開発に取り組み,静岡県西部地区の公立中学校ヘコンピュータによるLED制御の教材を提案してきている。しかし,現在の教材では,コンピュータによる制御はクリアしていても,計測に関しては十分なものであるとはいえない。そこで,コンピュータによる計測という部分を新たに研究し加えることで,現在実践しているLED教材を新学習指導要領に合致した教材として,公立中学校に提供できると考えた。新学習指導要領の実施に向けて,各中学校ですぐに実施できる教材開発が本研究の目的であった。研究では,光の計測に焦点をあて,教材化に成功した。昨年度までの教材に,Cdsと抵抗器を加えることで周囲の明るさをセンシングして照明を作動させるものを完成させた。新教材については,静岡大学教育学部附属浜松中学校の3年生(120名)において,12時間の授業実践を行った。生徒の様子から,開発した教材の教育的効果を十分に感じとることができ,生徒の意欲を高める教材として確かな手応えを得ることができた。以上のように,旧教材にセンサを加えることで,より多くの学びが可能となり,中学校技術・家庭科(技術分野)におけるコンピュータによる計測・制御の学習内容を効果的に学べる教材を完成させた。今後は,この教育的効果の高い教材をより多くの学校で扱ってもらえるよう,はたらきかける必要がある。
二次医療圏中核病院における退院調整部門の退院方索,専任看護師の退院調整機能の分析

1.研究の概要本研究は、二次医療圏(1市4町村、人口8.4万)の中核病院(355床)において、退院調整看護師に退院調整を利用した患者の相談記録を資料とし、地域との連携モデルの検討を行うことを目的とした.1)平成14年度に退院調整を利用し退院した患者252人の退院調整日数に影響する要因の探索:退院依頼期間,退院調整日数と在院日数を相関係数を用いて検討した.さらに、退院先を施設機能で分類,退院調整日数を従属変数,患者特性および退院先を独立変数として重回帰分析を行った.2)平成13-15年度退院調整を利用し退院した患者883人の退院先の居住地および施設機能ごとの医療圏域構成:退院先を施設機能で分類し,患者居住地,退院先施設所在地を二次医療圏および市町村毎に分類整理し,自宅退院者の圏域構成,移行先施設所在地の居住地圏内率を算出した.2.結果の概略1)退院調整依頼期間と退院調整日数は、在院日数とそれぞれ強い相関(r=0.843とr=0.639が,いずれもp<0.01)がみられたが、退院調整依頼期間と退院調整日数の間に有意な相関はみられなかった(r=0.124).退院調整日数は,医療処置管理,疾病分類,施設分類で有意な差が確認され,これらを独立変数とした重回帰分析で,「一般病床又は一般病床と療養病床を有する病院」,「療養病床と介護療養型病床を有する病院」,「医療処置管理」,「精神病床と療養病床,介護療養型病床を有する病院」,「一般病床と療養病床,介護療養型病床を有する病院」によって0.224の寄与率で説明された.二次医療圏中核病院における退院調整の調整日数は,患者の医療処置管理の有無,地域施設の機能別病床数の量的な充足状況,退院後の行き先施設における病床利用率や在院日数の影響が示唆された.2)退院先である自宅は4つの二次医療圏11市町村であった.退院先施設は4つの二次医療圏の39施設で,全体では、7カ所の「一般病床と療養病床、介護療養型を有する病院」に75.1%が退院し,調査地医療圏だけをみると、2カ所の同タイプの施設に77.9%が退院していた.地域の中核病院では,「一般病床と療養病床、介護療養型を有する病院」との連携が円滑な退院調整に必要だと考えられた.退院調整看護師は、医療処置管理法や疾病別療養行程の予測と医療圏域を踏まえた施設の探索および、在宅療養のための各種サービスへのアクセス方法に精通する必要がある.1.研究の概要本研究は、二次医療圏(1市4町村、人口8.4万)の中核病院(355床)において、退院調整看護師に退院調整を利用した患者の相談記録を資料とし、地域との連携モデルの検討を行うことを目的とした.1)平成14年度に退院調整を利用し退院した患者252人の退院調整日数に影響する要因の探索:退院依頼期間,退院調整日数と在院日数を相関係数を用いて検討した.さらに、退院先を施設機能で分類,退院調整日数を従属変数,患者特性および退院先を独立変数として重回帰分析を行った.2)平成13-15年度退院調整を利用し退院した患者883人の退院先の居住地および施設機能ごとの医療圏域構成:退院先を施設機能で分類し,患者居住地,退院先施設所在地を二次医療圏および市町村毎に分類整理し,自宅退院者の圏域構成,移行先施設所在地の居住地圏内率を算出した.2.結果の概略1)退院調整依頼期間と退院調整日数は、在院日数とそれぞれ強い相関(r=0.843とr=0.639が,いずれもp<0.01)がみられたが、退院調整依頼期間と退院調整日数の間に有意な相関はみられなかった(r=0.124).退院調整日数は,医療処置管理,疾病分類,施設分類で有意な差が確認され,これらを独立変数とした重回帰分析で,「一般病床又は一般病床と療養病床を有する病院」,「療養病床と介護療養型病床を有する病院」,「医療処置管理」,「精神病床と療養病床,介護療養型病床を有する病院」,「一般病床と療養病床,介護療養型病床を有する病院」によって0.224の寄与率で説明された.二次医療圏中核病院における退院調整の調整日数は,患者の医療処置管理の有無,地域施設の機能別病床数の量的な充足状況,退院後の行き先施設における病床利用率や在院日数の影響が示唆された.2)退院先である自宅は4つの二次医療圏11市町村であった.退院先施設は4つの二次医療圏の39施設で,全体では、7カ所の「一般病床と療養病床、介護療養型を有する病院」に75.1%が退院し,調査地医療圏だけをみると、2カ所の同タイプの施設に77.9%が退院していた.地域の中核病院では,「一般病床と療養病床、介護療養型を有する病院」との連携が円滑な退院調整に必要だと考えられた.退院調整看護師は、医療処置管理法や疾病別療養行程の予測と医療圏域を踏まえた施設の探索および、在宅療養のための各種サービスへのアクセス方法に精通する必要がある.1.研究の概要

本研究では、退院調整部門を有する二次医療圏中核病院において、看護師が退院支援を行った患者の相談票、診療録・看護記録を資料とし、退院支援を受けた患者の特性、退院先、退院調整期間、在院日数等の実態を明らかにすることを目的とした。対象は、平成14年度に対象病院退院調整部門看護師によって、退院支援を受けた患者の相談票、診療録、看護記録とした。対象病院は病床355床で、圏域の1市4町村、人口8.4万の地域中核病院である。調査は、上記資料から退院支援患者の基本属性、疾病、在院日数、退院調整日数、退院先、退院時医療依存状態、家族構成、痴呆の有無を抽出した。分析は、退院支援が終了した患者について、上記項目を退院先別に整理した。主疾病は、国際疾病分類により分類した。年齢、医療依存は退院時のものとした。調査期間は、平成15年6月から8月。倫理的配慮として、個人が特定されないよう量的な処理を行った。また、院内の倫理審査会を経て、施設長の了承を得た。2.結果の概略退院支援の依頼があった患者は265人で、うち支援中止となった対象者は5人、支援経過中の死亡が8人あった。支援患者の退院先は、自宅47人(18.7%)、病院・診療所183人(72.6%)、施設等22人(8.7%)であった。移行先は9病院1診療所で、施設等は12施設であった。支援患者の年齢(平均±標準偏差)は、78.2±10.5歳で、退院先が自宅、病院・診療所、施設の順に年齢が高くなっていた。疾患は、循環器疾患が37.7%を占め、うち脳血管疾患が32.1%で、筋骨格系及び結合組織の疾患が17.9%であった。施設への支援患者は呼吸器系疾患が36.4%で多かった。入院中の治療方法は、手術21.0%、薬物・保存療法77.8%であった。退院時に何らかの医療の管理・指導を必要とする支援患者は35.7%であった。痴呆を有する支援患者は全体で28.6%、施設等へ移行した患者は63.6%であった。支援患者の家族員数は1人が25.0%、2人が23.8%であった。在院日数(平均±標準偏差)は38.5±40.6日で、自宅、病院・診療所への患者は約39日、施設等への患者は約29日であった。支援期間(平均±標準偏差)は15.7±22.7日で、退院先が自宅、病院・診療所、施設の順に支援期間が短かった。3.成果の発表本研究の成果の一部は、第8回日本在宅ケア学会学術集会において、「二次医療圏中核病院の退院調整部門の看護師による退院支援の実態調査」として発表した。1.研究の概要本研究は、退院調整部門を有する二次医療圏中核病院において、退院調整看護師に退院調整の依頼があった患者の相談票および、その活動内容を基礎資料とし、1)退院支援依頼のあった患者・家族の特性、2)退院調整部門での調整期間と在院日数、3)転院、後方施設移行支援および在宅療養移行支援の支援方策の抽出、4)退院調整を受けた患者の受け入れ先施設の退院調整への評価、1)-4)より二次医療圏中核病院を中心とした地域保健・医療・福祉機関の機能分担と連携モデルの提示を行うことを目的とした。対象病院は、病床355床、圏域の1市4町村、人口8.4万の地域中核病院である。本年度調査は、1)平成13年度、15年度の相談票による退院調整先の遡及的調査、2)連続した7日間に対象病院を退院した産科・小児を除く全患者の退院先動向調査、3)退院調整が必要な患者の選別法と契機について病棟師長に面接調査を行った。倫理的配慮として、個人が特定できないよう量的処理を行った。院内の倫理審査会を経て、施設長の了解を得た。2.結果の概略
ガングリオシド糖鎖遺伝子と発現制御

ガングリオシドの糖鎖発現を制御する糖鎖遺伝子に関して次のことが明らかになった。(1)ガングリオシドの構成糖であるシアル酸の一種NeuGcの発現を制御する遺伝子が新たに同定された。この遺伝子はCMPーNeuAc水酸化酵素の活性を制御すると考えられる。(2)糖転移酵素精製に不可欠の基質アフィニティ-カラム担体作製法が検討され、ωーアミノ脂肪酸を含む糖脂質の合成に成功した。本法をGalCer硫酸転移酵素の精製に応用した。(3)β1ー4ガラクト-ス転移酵素のcDNAを大腸菌で発現させ、酵素の性質を検討した。基質特異性はCOS細胞で発現したものとほぼ一致したことから、酵素に付加される糖鎖は活性に大きな影響を及ぼさないと結論された。大量に酵素蛋白が得られる系が確立された。(4)テラトカルチノ-マ細胞のcDNAからセレクチン様細胞接着因子のクロ-ニングを行った。Me1ー14と同じ分子が得られ、現在遺伝子導入実験を通してMe1ー14がテラトカルチノ-マ細胞の接着に関与するか否かを検討中である。マウス内胚葉由来培養株のcDNAを使い、α1ー3ガラクト-ス転移酵素の配列を使ったPCR法で、5'側コ-ディング配列部分に66塩基の欠損を持つクロ-ンを見いだした。(5)Mucor pusillusのアルパラギン酸プロテア-ゼの糖鎖修飾に変異を持つ株の分離に成功した。この株から得られる酵素はendoーβーGlcNAcaseH抵抗性でCon Aレクチンとの結合性を失った糖鎖である。(6)ヒトでβーガラクトサミニダ-ゼの遺伝子変異を12種同定した。2種は塩基重複、他はすべて単一塩基置換であり、アミノ酸置換、終止コドンの形成を引き起こしている。遺伝子導入により変異酵素蛋白の細胞内動態を解析した。(7)シアリド-シス患者臓器に蓄積したシアル酸含有糖鎖を解析し、肝にシアロオリゴ糖が著しく蓄積していた。(8)膜シアリダ-ゼIに対する特異抗体を使い、ラットの各組織に於ける分布を明らかにした。
QM/MM法と実験を併用した超臨界水中での反応に対する水の役割の解明

超臨界水中での化学反応における理論的背景知識の提供を目的として、水・反応化学種(OHマイナス、OHラジカル、オキソニウムイオン、水、アンモニアなど)の役割を、実験と量子化学計算およびハイブリッド量子力学/分子力場(QM/MM)法から解析・検討した。まず、反応化学種の水和構造を量子化学計算とQM/MM法で検討を行い、ラジカル的な反応化学種が臨界密度以下で安定であったものが、臨界密度以上ではイオン的な反応化学種が安定と変化することを見出した。このことから、臨海密度を境として優勢な反応(起こりえる反応)がラジカル反応からイオン反応へ変化する可能性を示唆した。続いて、高温高圧水中でのアンモニアとアクリル酸からのβ-アラニンの合成を行い、アラニン収率がイオン積の増大と関連しており、反応がイオン反応(求核付加反応)で進行したことを明らかにした。最後に糖類の変換反応のモデル反応として、グリセルアルデヒドの変換反応(脱水反応、レトロアルドール反応)と水和構造の関係を量子化学計算とQM/MM法から追跡し、水分子が反応に参加して触媒的な役割を果たすことと、水密度増大に伴ってレトロアルドール反応から脱水反応へ変化することを計算化学的に裏付けた。また、反応の遷移構造において、反応にかかわる環状構造周囲に水和構造が形成されることが反応を促進する鍵であり、これ以外の部分における水和構造は反応に対して大きな寄与を与えないことも明らかにした。超臨界水中での化学反応に対する反応化学種(OHマイナス、OHラジカル)の役割の解明を目的として、ハイブリッド量子力学/分子力場(QM/MM)法から水和構造を検討した。始めに計算精度・速度に関係する基底関数を決定するための予備計算を行い、多くの計算で用いられている非制限Hartree-Fock/6-31G+(d,p)を使用することに決定した。続いて、超臨界水中での化学反応における反応化学種としてOHマイナス及びOHラジカルを選択して水和構造解析を行った。計算から、OHマイナス周囲の水和構造は酸素原子・水素原子周囲に水分子との水素結合を形成し、特に酸素原子周囲に2個の水分子の配位が示唆された。このことは、OHマイナスの水和挙動が水分子に類似することを示唆している。一方、OHラジカルについては水素原子の近傍に強力で小さい水和殻が形成されるが、長距離構造は形成されなかった。水和構造に対する密度の影響は、OHマイナスではほぼ無関係なのに対して、OHラジカルでは臨界密度に近いほど、水分子の水和が阻害される傾向を見せた。このことはOHラジカルの分子量が小さいため、反発型溶質として寄与したと考える。以上より、超臨界水中での反応化学種の水和構造は、反応化学種に極性があると水分子に類似した水和構造を形成し、非極性の反応化学種では分子量が支配因子となること明らかにした。
高温超伝導の発現機構と磁性の関わり-メスバウァ-分光

YBa_2Cu_3O_<7-δ>のメスバウアスペクトルの解析結果はグル-プ毎に異なっており、それぞれが各自の解析結果を基に議論を進めている。解析に差が差じる原因は、いずれのグル-プも35種類のスペクトルを合成して、測定で得られたスペクトルを再現するという方法をとっていることによる。この方法では、互いに接近していて重なり合っている吸収線の位置の決定に曖昧さが残ることは避けられない。我々は、まず、議論の基となるスペクトルの正しい同定が必要であると考えて、抜本的に異なる解析法で、4組の四極子ダブレット(D1-D4)の位置を曖昧さなしに決めることに成功した。以下にその方法を簡単にまとめる。着眼点は、YBa_2(Cu_<1-x>Fe_x)_3O_<7-δ>においては酸素欠損の割合(δ)によって4組の四極子タブレットの強度比が変化することである。本課題では、金属イオンの移動を伴わない、真空中300°Cの熱処理で酸素欠損を生じさせた。この処理によって、四極子分裂の大きさは変化せず、4組のタブレットの強度比のみが変化する。そこで、熱処理前後のスペクトルを比較して、以下の方法によりタブレットの位置を決める。まず、一組のダブレットを消去するように片方のスペクトルに適当な係数を掛けて、両者の差引のスペクトルをつくる。この操作で、重畳していた一部の吸収線の位置が正確に決められる。次に、差引で得られたスペクトルに適当な係数を掛けて、同様の操作を繰り返すことにより、強度の弱い吸収線の位置も正確に決めつけることができる。以上の解析により、D3及びD4ダブレットについては、これまでに報告されていた値は修正されるべきであることが明らかになった。本研究課題で用いた解析法は、一般に、複数の吸収線が重畳している複雑なスペクトルの解析において、熱処理その他の方法でスペクトル線の強度化のみを変えることができる場合に有用であると考えられる。
溶存酸素による食品の劣化に対するポリフェノール化合物の有効性に関する研究

食品の酸化防止剤として使用されているポリフェノール化合物に対する溶存酸素の影響について調べた。ポリフェノールは、pHが中性以下であれば、溶存酸素が存在していても安定であるが、pHが高くなると急激に酸化が生じた。また、金属イオン(Cu^<2+>、Fe^<2+>)が共存した場合は、ポリフェノールとの錯体形成のみならず、溶存酸素とともにポリフェノールの酸化を促すことを明らかにした。本研究では、溶存酸素ががポリフェノールの安定性にどのような影響を与えるかを調べることを目的とした。UV-Vis分光光度計を用いて、(一)-エピガロカテキンガレート(EGCG)のスペクトルを30分ごとに2時間まで測定し、溶存酸素量に伴うスペクトルの変化を調べた。pH7以下では、溶存酸素濃度にかかわらずEGCGのスペクトルに変化はほとんどみられなかった。pH8以上の場合、無酸素状態ではカテキンは安定であったが、溶存酸素濃度2-8ppmにおいては、時間の経過と共に、320nm付近のピークがが減少した。一方、酸化剤としてDPPHを加えた場合、無酸素状態ではスペクトルに変化はみられなかったが、酸素(8ppm)が存在したときには、320nmのピークに変化はないものの、450nm付近の吸光度が高まることが明らかになった。つまり、DPPHは、カテキンの酸化を生じさせたと考えられる。また、電位差自動滴定装置(Ar-610-ST、京都電子)によって、カテキン類の滴定を水酸化カリウム水溶液により行った。その結果、滴定曲線は溶存酸素量に依存しないことが明らかになった。しかし、滴定中の溶存酸素量がカテキン類により異なることがわかった。(一)-エピカテキン(EC)は滴定中の溶存酸素量がほとんど変わらなかったが、(一)-エピガロカテキン(EGC)やEGCGは、滴定中に酸素がが著しく消費された。また、溶存酸素が少しでも存在する場合は、滴定中に溶液の着色が認められた。これは、カテキンがキノン体となっていることを示唆している。以上のことより、溶存酸素はカテキン類の酸解離には影響を及ぼさないが、カテキン類の酸化には著しく影響することが明らかになった。本研究では、溶存酸素がポリフェノール類の安定性にどのような影響を与えるのかについて検討を行った。ポリフェノール類(カテコール、カテキン類)の水溶液を電位差滴定用セル(37°C)に入れ、水酸化カリウム溶液にて滴定を行った。滴定セル中に窒素または酸素ガスを流し込み、初期の酸素濃度を0、7、30mg/Lに調整し、滴定に伴う溶存酸素濃度を酸素センサーにて測定した。また、セル中の溶液をポンプにてフローセルに流し込み、滴定中の溶液のUV・Visスペクトルを光ファイバースペクトロメータにて一定時間毎に測定した。溶存酸素濃度にかかわらず、カテコールの1つ目の酸解離定数はほとんど変わらなかったが、溶存酸素濃度が高まると共に2つ目の酸解離定数が低くなり、水素イオンの解離が早まることが明らかとなった。水素イオンの酸解離が進むとともに、カテコールの酸化体がpH10付近から生成し、しかも酸素濃度に依存することを確認した。これは、カテキン類についても認められた。つまり、ポリフェノール類はアルカリ性にすれば酸化が促進されるが、逆に言えば、酸素が過剰に存在する状態でも中性以下のpHに保っていれば酸化を防ぐことができるといえる。通常、市販の加工食品は、中性以下のpHに保たれているため、酸素濃度にかかわらずポリフェノールの酸化が防がれていることが予測される。しかし、金属イオンなどの共存物質の存在により、溶存酸素がポリフェノール類に影響を与える可能性があるため、今後検討する予定である。ポリフェノールは、強い抗酸化性をもつことから、食品添加物(酸化防止剤)として様々な加工食品に用いられている。しかしながら、ポリフェノールが空気中の酸素により、どの程度ダメージを受けるのかについてはわかっていない。そこで、本研究では、ポリフェノールが酸素に触れることでどのように変化するのか、また、それはpHや共存物質(金属イオン)に影響されるのかについて検討を行った。1、溶存酸素によるポリフェノールの酸化:溶存酸素濃度が0、7、30mg/Lにおけるカテコール、カテキンの電位差滴定を行い、スペクトルの測定を行った。その結果、溶存酸素が過剰にある場合、一部酸化体と思われるピークが認められたが、これは酸解離が起こるpH9.5以上で起こることがわかった。2、金属イオン存在下における溶存酸素によるポリフェノールの酸化:Cu^<2+>、Fe^<2+>、Fe^<2+>は、酸素の有無にかかわらず、カテコールやカテキンの酸解離を促し、錯体を形成することが示唆された。溶存酸素濃度が高い場合は、Cu^<2+>やFe^<2+>の存在でカテコールやカテキンの酸化体と思われるピークが認められた。一方、Fe^<3+>の存在下では、酸素の有無によるスペクトルの著しい違いはみられなかった。

以上のことから、ポリフェノールは、pHが中性以下であれば、溶存酸素が存在していても安定であるが、Cu^<2+>やFe^<2+>等が共存した場合は、ポリフェノールとの錯体の形成のみならず、ポリフェノールの酸化も促す。以上の成果は、ポリフェノールの機能性を食品としてのみならず、薬学や医学の分野等に応用する上で意義あるものである。