hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
グリオーマの分子病理学的診断のための、統合的解析プラットフォームの構築

前年度までに確立したHRM法によるグリオーマの遺伝子解析法(PLoS One. 2016 Aug 16;11(8):e0160489.)を発展させ、今年度は従来のシークエンス解析、LOH解析、並びにメチル化解析と統合したプラットフォームを研究室に構築した。これらの成果を踏まえて、WHO2016分類における分子診断に必須となる遺伝子解析を網羅することが可能となったため、九州大学病院の先進医療:抗悪性腫瘍剤治療における薬剤耐性遺伝子検査、として申請し、2018年8月より稼働している。本先進医療を受けた患者は現在までに40名に達しており、正確な分子診断に基づいた治療方針を提示することが可能となった。HRMによる遺伝子変異の解析アルゴリズムを確立することを、初年度の目標として研究を進めてきた。IDHとBRAFの点変異の検出に関しては、2階微分法を用いた解析手法を開発し、論文として発表した(Hatae R. PLoSOne. 11(8):e0160489. 2016)。2階微分法を用いることで、HRM解析の欠点とされていた、判定のあいまいさ、不安定な再現性といった要素は解消され、シークエンス法との比較において、新規HRM解析の変異検出感度は100%であった。信頼性が高く、臨床での分子診断に用いうる手法を確立したことは、非常に高い意義を有すると言える。さらに、IDHとBRAFの変異を、実際に本手法を用いて臨床検体で解析を行った結果、変異を有する症例の臨床的な特異性を見出し、各々について論文として報告した(IDH: Hata N.Neuropathology. 2017, BRAF: Hatae R. Neuropathology. 2016いずれもin press)。これらの結果は、IDHおよびBRAFの変異の有無を基に、グリオーマの治療戦略を構築すべきであることを示唆している。本解析法により、腫瘍サンプル採取から、最短2時間程度で変異解析結果が得られるようになり、シークエンス法では同様の結果を得るのに数日かかっていたことから鑑みて、大きな進歩であり、迅速診断にも応用が可能と考えられる。本解析のような簡便かつ正確な手法が、臨床の現場に普及することは、非常に重要であり、患者への寄与も大きいと考えられる。新規HRM解析法の確立は達成され、論文化することができ、本研究の一里塚を築くことができた。また本手法によるIDHとBRAFの解析が、実際に臨床において有用であることを、臨床検体を用いて証明することができ、各々の遺伝子における知見を論文化した。トランスレーショナルな研究も並行して成果が得られていることから、進捗状況は順調と考えている。その他の初年度計画については、TERTやH3F3Aなどの遺伝子解析も進めており、preliminaryな結果は得られているため、こちらも順調と言える。染色体欠失の解析への応用は、現時点で行った実験では、まだ新規解析法の有用性を示す結果は得られておらず、こちらは今後の課題である。初年度に確立したHRM法によるグリオーマの遺伝子解析法を、2016年に改訂された際に採用された分子診断(WHO2016分子診断)に適用することを目指して、H29年度の研究を進めてきた。近年の大規模遺伝子解析により、ヒストン蛋白をコードする遺伝子群(H3)に発生する変異の存在が示され、diffuse midline gliomaという疾患概念が確立された。我々はHRM法で正確に本遺伝子変異を検出することが可能であることを発見した。これらの研究に基づき、遺伝子変異の所見によりグリオーマの治療層別化が可能であることが示されたため、現在遺伝子変異解析を統合化したシステムを構築し、先進医療として申請することを計画している。我々の独自に確立したHRM法によるグリオーマの遺伝子解析は、方法論としては確立したため、分子診断が円滑に遂行できる環境が整備されている。これにより、多数のグリオーマの遺伝子異常に関する新規知見が得られた。これらの知見に基づき、H29年度においても多くの論文報告(1-4)を遂行することができており、順調な研究成果を挙げていると考えられる。まず、グリオーマにおける遺伝子変異の解析を、HRM単独で網羅的に行うことができるような手法を確立する必要がある。現時点で、IDHとBRAF以外は、まだ手法が確立していないため、他の遺伝子変異解析のアルゴリズムを調整する。現時点で、preliminaryに結果が出ているH3F3AやTERTの変異に関しては、今後さらにプライマーや試薬、反応条件の最適化を進めていく。その他の遺伝子に関しても、順次手法を確立していく。染色体欠失の解析に関しては、現時点で有意な結果が得られていないが、その次のステップとして、実験を進めていく。

その次の段階として、解析の自動化が課題となる。その端緒として、新規解析法のアルゴリズムを応用して、コンピュータ上で自動解析できるシステムを構築すべく、人工知能(AI)による解析の可能性を模索している。染色体欠失の解析に関しては、未だ新規手法の確立が果たせておらず、今後の課題である。また解析の自動化が求められており、コンピューター上で自動解析できるシステムを構築すべく、人工知能(AI)による解析の可能性を模索している。本研究を進めるに当たり、初年度においては方法論の確立に時間が割かれたため、実験物品の消費が予想よりも下回ったことが、物品費の請求額と、実際の消費との乖離が生じた主たる原因である。しかしながら、遺伝子解析の結果自体は初年度に充分なデータ蓄積が得られ、その成果として学会発表や論文掲載が予想外に多くなり、それに関わる支出が予想を上回り、やや全体の請求額が相殺されている。次年度使用額は1万円以内になっており、ほぼ計画通りに執行されている。今後は、まだ解析法が確立していない遺伝子や染色体欠失に関する実験量が増大することが予想され、実験器具や試薬の購入額の増加を想定する必要がある。また、自動解析プラットフォームの構築を目指しており、他施設とのコラボレーションを検討していることから、謝金などへの支出も発生すると考えられる。これらに対して、初年度からの繰越を有効に活用する方針である。
酸素グロー放電による酸化金薄膜の作製とその利用に関する研究

酸素グロー放電により金表面に生成する1 nm程度の親水性の酸化金薄膜の構造と反応性を高分解能X線光電子分光法(XPS)と波長共鳴型表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて研究した。酸化金は空気中において数日で分解するが,酸素グロー放電の初期に生成され安定な2種類の酸素成分が表面に存在する。酸化金は還元性物質の水溶液中では分解する。塩酸と臭化水素酸水溶液では錯体を作って溶解する。塩基性の水溶液においては水溶性の水酸化金を作る。酸化金は水分子と紫外線により分解することを発見し,これらを除去することにより酸化金の長期保存を可能にし,疎水性の金表面の親水化のための新規表面処理技術に貢献する。本研究では,酸素グロー放電により疎水性の金が親水性の酸化金に変化するという事実に注目し,金薄膜上に生成した1 nm程度の酸化金の生成と分解の解明を通して,その長期保存の技術を確立し,表面科学や機能材料の分野において貢献することを目的とする。酸化金のO 1sのX線光電子スペクトル(XPS)には529.9(I), 530.8(II), 531.9(III) eVにピークを持つ三つの酸素成分が存在し,成分IIIは空気中での150°C以上の加熱により分解し,成分Iは250°C以上の3時間以上の加熱においても安定であったが,成分IIは分解した。また空気中における1週間の保存において,成分IIIとIIはこの順番に分解して成分Iに変化した。酸素グロー放電の時間を変化させたところ,成分IIとIIIが最初に生成し,その後に成分Iが生成した。これらの酸素成分は酸化金の表面に存在する安定な成分Iと不安定な成分II,及び内部に存在する酸化金の成分IIIであると考えられる。各種の溶媒や100 mmol/l1 μmol/lの水溶液に浸漬後の酸化金薄膜のXPSによる解析により,その安定性と分解,また反応性に関する検討を行った。酸化金は水,メタノール,エタノール,アセトン中では安定であったが,還元性物質(ホルムアルデヒド,アセトアルデヒド,ギ酸)の水溶液中では分解して金に還元された。硫酸や酢酸水溶液中では安定であったが,塩酸と臭化水素酸水溶液では錯体を作って溶解すると考えられる。また塩基性(水酸化ナトリウムとアンモニア)の水溶液においても水溶性の水酸化金を形成して溶解すると考えられる。波長共鳴型の表面プラズモン共鳴(SPR)装置を用いて,酸化金の各種の溶媒や水溶液のSPRスペクトルを測定し,酸化金の安定性と分解,また反応性に関する検討を行ったところ,XPSと良く対応する結果が得られた。酸素グロー放電により生成した酸化金のO 1sの高分解能X線光電子スペクトル(XPS)には529.9(I), 530.8(II), 531.9(III) eVにピークを持つ酸素成分が存在し,成分IIIは空気中での240°Cの20分間の加熱で分解したが,成分IとIIは260°Cの3時間の加熱でも安定であった。空気中において,成分IIIは3日目には消失し,6日目には成分IIも消失してすべて成分Iになった。160分の酸素グロー放電では,成分IIとIIIが最初に生成し,その後に成分Iが生成した。XPSスペクトルの角度依存性により,最表面から成分IとIIの順に存在し,酸化金の成分IIIが内部に存在することが明らかになった。酸化金は水,メタノール,エタノール,アセトン中では安定であったが,ホルムアルデヒド,アセトアルデヒド,ギ酸の水溶液中では分解して金に還元された。酸化金は硫酸や酢酸水溶液中では安定であったが,塩酸や臭化水素酸の水溶液,また水酸化ナトリウムやアンモニアの水溶液においては溶解すると考えられる。波長共鳴型表面プラズモン共鳴(SPR)装置を用いて,表面に酸化金が存在する金薄膜の各種の溶媒や水溶液のSPRスペクトルを測定したところ,アルデヒドではXPSの測定結果よりも低い濃度で酸化金が分解したが,その他はXPSと良く対応する結果が得られた。光源と検出器に発光ダイオード(LED)とフォトダイオード(PD)を用いる金蒸着ガラス棒SPRセンサー装置において,光源の強度で応答を補正することにより検出限界が約4倍向上し,小数点以下5桁の屈折率の変化を測定できるようになった。また長鎖の親水性ポリエチレングリコール(PEG)のチオールを吸着させた金表面をテフロンで被覆することにより,水溶液中の小さな分子に対する選択性を持たせることができ,清酒やワインのエタノール濃度の直接測定が可能になった。酸素グロー放電により金薄膜表面に生成した酸化金について,高分解能XPSを用いる空気中における加熱と時間経過による分解と,グロー放電の継続時間による生成に関する検討により,三つの酸素成分の存在が明らかになり,その帰属を行った。また各種の溶媒や水溶液に浸漬後の酸化金薄膜のXPSとSPRによる測定により,酸化金の安定性と分解,また反応性に関する知見も得ることができた。これらの研究成果を平成27年7月2425日の第33回九州分析化学若手の会夏季セミナー,9月911日の日本分析化学会第64年会,9月12日の第66回コロイドおよび界面化学討論会,平成28年2月12日の鹿児島大学学長裁量経費プロジェクト「鹿児島の金資源2015」講演会「金ナノテクノロジー・ルネサンス」において発表した。

金蒸着ガラス棒SPRセンサー装置の高性能化に関する成果については,日本分析化学会第64年会,第66回コロイドおよび界面化学討論会,鹿児島大学学長裁量経費プロジェクト「鹿児島の金資源2015」講演会「金ナノテクノロジー・ルネサンス」において発表し,分析化学に出版した。PEGチオールとテフロンの被覆による選択性の付与については,上記の他に,平成27年5月2324日の第75回分析化学討論会と平成28年2月35日の第37回工業技術見本市テクニカルショウヨコハマ2016において発表し,Progress in Organic Coatingsに出版した。金の酸素グロー放電により親水性の酸化金が生成するが,酸化金は空気中で分解し,数日後には元の疎水性の金に戻ってしまう。本研究では酸化金の生成と分解のメカニズムを解明し,これらを制御する技術を開発することを目的とした。また金と酸化金の薄膜を用いる新しい表面プラズモン共鳴(SPR)センサーの開発に関する研究も行った。酸化金の空気中での各種波長の光照射により,可視や近赤外の光では分解せず,紫外線により分解し,その波長が365, 302, 254 nmと短くなるにつれて,その分解速度が速くなることを発見した。また各種雰囲気での紫外線照射により,真空や窒素や酸素雰囲気では酸化金は分解せず,水雰囲気で分解した。以上により,酸化金は空気中の水分子と紫外線により分解することを明らかにした。窒素雰囲気の暗所で1か月間保存したところ,まったく分解しないことを確認した。以上の研究成果を特許として出願した。波長共鳴型SPR装置を用いて,表面に酸化金が存在する金薄膜の各種の溶媒や水溶液のSPRスペクトルを測定したところ,酸化金は水,メタノール,エタノール中では安定であったが,ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドの水溶液中では分解して金に還元された。酸化金は酢酸水溶液中では安定であったが,塩酸や臭化水素酸の水溶液,また水酸化ナトリウムやアンモニアの水溶液においては溶解した。角形のガラス棒の隣り合う2面に金を蒸着し,光源と検出器に発光ダイオード(LED)とフォトダイオード(PD)を用いるSPRセンサー装置を設計し製作した。この新しい金蒸着角形ガラス棒SPRセンサーにおいては,偏光を用いて使用する二つの面を切り替えることができ,一つのセンサー素子で二つの機能を持つ。また長さ方向に異なる長さの金薄膜を蒸着することにより,水溶液の位置と濃度を計測できるセンサーであることを実証し,特許として出願した。酸素グロー放電により金表面に生成する1 nm程度の親水性の酸化金薄膜の構造と反応性を高分解能X線光電子分光法(XPS)と波長共鳴型表面プラズモン共鳴(SPR)を用いて研究した。酸化金は空気中において数日で分解するが,酸素グロー放電の初期に生成され安定な2種類の酸素成分が表面に存在する。酸化金は還元性物質の水溶液中では分解する。塩酸と臭化水素酸水溶液では錯体を作って溶解する。塩基性の水溶液においては水溶性の水酸化金を作る。酸化金は水分子と紫外線により分解することを発見し,これらを除去することにより酸化金の長期保存を可能にし,疎水性の金表面の親水化のための新規表面処理技術に貢献する。酸素グロー放電により金薄膜表面に生成した酸化金について,XPSを用いる空気中における加熱と時間経過による分解と,グロー放電の時間経過による生成に関する検討により,三つの酸素成分の存在が明らかになり,その帰属を行った。
統合失調症に対する薬物療法の改善 : クロザピンの個別化療法への試み

〔目的〕治療抵抗性統合失調症治療薬であるクロザピンの投与量設定は、血中濃度を基にすることが望ましいとされているが、血中濃度や副作用発現頻度は人種間で変動することが知られている。当院では臨床研究としてクロザピン血中濃度測定を実施しているが、個体内・個体間変動が大きく、薬物治療効果や副作用発現頻度と血中濃度が乖離することが散見される。そこで本研究では、クロザピン及び活性代謝物ノルクロザピン血中濃度の個体内・個体間変動要因を明らかにするため、有効性・安全性評価項目との関連を解析することで、クロザピン至適投与量設計を確立することを目的とした。〔方法〕当院で文書による同意の得られたクロザピン投与中の統合失調症患者を対象とし、余剰検体を用いてクロザピン及びノルクロザピン血中濃度を測定した。電子カルテより、有効性評価の指標となるPositive and Negative Syndrome Scale(PANSS)あるいはBrief Psychiatric Rating Scale(BPRS)のスコアを抽出した。副作用評価の指標として血液検査結果(白血球数、好中球数等)、脈拍、体重、血糖値、薬原性錐体外路症状評価尺度(DIEPSS)などを抽出した。また、併用薬の情報の抽出に加え、患者から喫煙量やカフェイン摂取量を聴取した。〔結果と今後の展望〕対象患者のクロザピン及びノルクロザピンの血中濃度測定が完了し、現在併用薬、喫煙量やカフェイン摂取量の影響等も考慮したうえで解析中である。今後も引き続き血中濃度データを蓄積し、得られた成果を基にして、薬物治療効果並びに副作用発現頻度との関連性を解析する予定である。
近代日本工芸、デザイン史基礎資料の総合的調査研究

日本の工芸においては長い伝統のある習慣や手法が継承され、デザインにおいては技術や手法の変化が激しすぎるため、分類や概念規定が現状に追い付かない状態にある。こうしたばらつきのあるデータを検索するため、標準データモデルを作成し、これにマッピングすることによって、包括的な検索を可能とした。しかし、日本の「美術」の作品記述が依然として西欧由来であることは大きな障害であり、抜本的な再検討を要することを明らかにした。昨年度は一方において、金沢美術工芸大学所蔵品の基礎調査、即ち公開に向けた基礎データの確認と点検、撮影を進めた。同時に、研究分担者が金沢美術工芸大学と京都工芸繊維大学とで会議を開催し、それぞれの施設における資料の保存情況や調査情況について共通認識をもち、日本の研究機関、博物館の資料保存と整理の現状を踏まえてデータベース構築に向けての問題点や課題について議論を深めた。ここから本研究が目指すべきデータベースの手法や範囲、目標について展望を得ることができた。また、こうした目標具現のための情報収集、予備的交渉を次の通り進めた。・アートドキュメンテーション学会総会:ここでの研究発表を聞くことで、現実に行われている美術資料公開の手法のあり方や問題点、関連領域における関心、動向を把握できた。・公開資料保存機関との事前折衝:(1)東京都市大学:図書館所蔵の蔵田周忠文庫の公開への協力を依頼し、基本的な了解を得た。(2)産業技術研究所中部センター:同研究所瀬戸サイト(陶磁器試験場の後身)所蔵の雑誌の公開を依頼し、基本的合意を得た。公開する意義のある資料を確認、選定した。(3)金沢21世紀美術館:同館所蔵の粟津潔コレクションの公開への協力を要請し、合意を得た。・金沢美術工芸大学所蔵資料:本研究の対象資料として(1)北出コレクション(内外陶磁器)、(2)阿部家資料(陶磁器)、(3)水野家資料(金工)とし、これらの公開に向けて画像、基本データなどの点検、整備を進めた。これらの作業を通じ、共同研究者が共通認識を持ち、本年度データベース作成の着手に向けて具体的な条件や到達目標を明らかにすることができた。今年度は昨年検討したデータベース検索実現の為に、(1)システムの設計とテスト、(2)検索に必要なデータ整備、(3)検索の公開に向けた準備を進めた。このために2011年6月から12年3月までに7回の研究会議を開催し、議論を重ねた。これらの項目毎の主要な決定内容と論議の成果は次の通りである。(1)データ提供を依頼した蔵田文庫(東京都市大学蔵)ほか20コレクションから、受け渡しできたレコードが18,721件と確認できたので、これに基づいてマッピングとその妥当性を検討し、データ量を想定したシステム設計を進め、一部のデータを対象としたテストを行った。また、検索用に工芸デザインに分野に特化した標準データ項目を検討し作製した。この結果をみて研究会議のなかで幾つかの改善点の指摘を受け、修正を実施し、年度内に一応の基本形を完成した。来年度の本格試験に向けた準備を終えることができた。(2)実際に検索結果を示すときに、とくに工芸分野においては作家の信頼できる基本データに基づく必要があることが分かり、今回のデータベース検索のために人名典拠を作成することにした。東京文化財研究所が公開している『日本美術年鑑』の物故作家データ、『文学美術人名辞典』(立川書店)・『審査官列伝』(金港堂印刷、明治36年)など人名事典の関係項目、印刷博物館が編集した『1950年代日本のグラフィック展図録』掲載の作家解説をデジタル・データ化した。並行して、公開用の画像の台帳との付け合せ、トリミングなどの調整や追加撮影を実施した。(3)協同研究者外から荒川正明(学習院大学)、堀越信一郎(武蔵野美術大学)、北澤憲昭(女子美術大学)、梅宮弘光(神戸大学)を招き、助言を得ることで、本データベースの客観性、効率化を図ることができた。また、検索窓口となる金沢美術工芸大学ホームページとの調整打合せを実施した。今年度新たに集めることのできたデータは東京芸大大学美術館所蔵の工芸、図案作品データ2726件であった。この結果、最終的に本データベースが検索対象とすることのできたデータは約23,000点+1,895件となり、ほぼ3万件のレコード総数(1作品が複数レコードにまたがる場合もある)となった。予想以上に多くの実験データを得られたことは検証の質を保証することになり、大きな成果と言えよう。と同時に、諸種のまたそれぞれの資料整理の来歴に適合するような検索を可能とするためには、データ形態の整理や検索用の標準テーブルの作成など時間をかけて解決しなければならない課題が多く大きいことも明らかにした。ここで検討し、ひとまず問題解決のためにとった様々な措置と方法はいずれこの分野、とくに伝統的技法を対象とする分野の作品整理やディスクリプションにとって大きな成果となることと思われる。

これは工芸ジャンルが収蔵、研究の長い歴史を持っているからであるが、反対にデザイン領域では、毎年のように活動領域の定義が拡張され、変化していくので別種の困難を伴った。技術的進歩が進行している領域ならではの課題である。これらについては、別に作成した『ハンドブック』に詳述した。平行して作家を特定するための典拠禄(とくに襲名する作家名が問題となった)とすべく、『日本美術年鑑』物故者データについて東京文化財研究所からその利用について協力を得た。戦前期の数種類の美術人名録(『審査官列伝』1903、『美術辞典』1914、『文学美術人名辞典』ndほか)から工芸、デザイン関係者を抜書する作業は本助成補助金により実施した。また、明治期の作家については、『明治デザインの誕生-調査研究報告「温知図録」』の人名注解を利用し、金工作家については藤井素彦、本橋浩介(研究協力者)のグラフィックデザイナーの人名解説については寺本美奈子、川合昌太郎(印刷博物館)の協力を得た。前年度目標に掲げたデータの受理はほぼ達成することができ、これを前提としたシステムの設計とその改善も予定通り進めることができている。研究が進むにつれ、この分野の横断的検索の意義は誰しもが認めるところでありながら、これまで実現されていないことが明らかとなった。このため、来年度の実験の本格運用を関係者によるテストを経ることで実用的なシステム完成への道が開けると思われる。従って、来年度に実験システムが立ち上がった後は、これに基づく全国ネットでの運用へ向け研究を発展させるべきことが協同研究者の一致した見解となった。
MRSAを含むブドウ球菌感染症の血液診断法の確立

この研究は重症感染症例、特にグラム陽性菌感染症を血中で迅速に診断することを目的に検討したものである。測定対象として黄色ブドウ球菌の外毒素の一つでToxic Shock Syndromeを引き起こすToxic Shock Syndrome Toxin-1 (TSST-1)と、グラム陽性菌、陰性菌の壁成分であるpeptidoglycanをもちいた。TSST-1はELISA法によって30pg/mlより血中測定が可能であり、100pg/ml以上で病的意義があると考えられた。また臨床検体においてTSST-1陽性のものはエンドトキシンも有意に高値であり、混合感染の可能性も高いと考えられた。一方peptidoglycanはSilkworm Larvae plasmaを用いた酵素活性による比色法にて測定した。peptidoglycanは血中濃度で100pg/ml以上を陽性とした。細菌培養法と比較してpeptidoglycanの検出感度は86.2%,特異性90.6%,陽性正診率89.3%,診断効率88.5%であった。またSilkworm Larvae Plasmaを用いた測定系は真菌の成分であるglucanの検出も可能であり、エンドトキシン測定法であるリムルス法と併用することでグラム陽性菌、陰性菌、真菌の敗血症の血中診断が可能となり、臨床での早期診断治療に寄与するものと考えられる。a)ELISAでTSST-1を検出することができ、他の外毒素との交差反応はなかった。定量限界はほぼ50pg/mlと考えられた。b)TSST-1産生の黄色ブドウ球菌の培養液中にTSST-1を検出することが可能であった。d)臨床検体ではTSST-1陽性のものが重症患者(多臓器不全、敗血症)で散見されたが血中濃度は200300pg/ml程度であった。a)家兎にTSST-1の精製品(1μg/kg)を静脈注射後、経時的に血中濃度を測定ると、血中のTSST-1濃度は60分でほぼ消失し、そのclearanceはかなり速かった。b)TSST-1静脈注入後の循環動態の変化を調べると、1時間以内では血圧、心拍出量は徐々に減少するが、controlと有意差はなく、体温は徐々に上昇した。しかしほとんどの家兎は6時間以内に死亡した。c)TSST-1産生の黄色ブドウ球菌を静脈注射後その血中生菌数の変化とTSST-1濃度を測定したが、TSST-1濃度はほとんど検出限界以下であった。[総括]血中のTSST-1が検出されるには持続的なTSST-1産生菌の重症感染が必要と考えられた。またTSST-1のclearanceについては血液中の不活性化か循環血液外への移行か検討が必要と考えられた。平成6年度までの研究の経過a)ELISAでTSST-1を検出することができ、他の外毒素との交差反応はなかった。b)TSST-1産生の黄色ブドウ球菌の培養液中にTSST-1を定量することが可能であった。またエンドトキシンとの相乗作用を示した。a)家兎にTSST-1の精製品(1μg/kg)を静脈注射後、経時的に血中濃度を測定すると、血中のTSST-1濃度は60分でほぼ消失し、そのclearanceはかなり速かった。b)TSST-1静脈注入後の循環動態の変化を調べると、血圧、心拍出量は徐々に減少し、controlと有意差(P<0.05)を認めた。体温は徐々に上昇したが、有意差はなかった。c)TSST-1産生の黄色ブドウ球菌を静脈注射後その血中生菌数の変化とTSST-1濃度を測定したが、TSST-1濃度は検出限界以下であった。これらの家兎の循環動態はコントロールと有意差を認めなかった。しかし、持続的に低濃度のTSST-1を産生しているものもあった。3)臨床検体の測定

a)エンドトキシン血症を疑った重傷感染症における血中TSST-1濃度を測定した。44例54検体中TSST-1陽性は20検体であった。エンドトキシン陽性のものは有意にTSST-1の値が陰性のものに比較して高値であった(P<0.05)。b)透析患者における透析中の血中TSST-1濃度、抗TSST-1抗体濃度を測定した。TSST-1はすべて陰性であった。抗TSST-1抗体は一定の傾向を認めず透析患者へのTSST-1の関与は否定的であった。平成6年度の研究の評価血中のTSST-1が検出されるには持続的なTSST-1産生菌の重症感染が必要と考えられた。またTSST-1のclearanceについては血液中の不活性化か、循環血液外への移行あるいは排出か検討が必要と考えられた。循環動態の悪化は大量のTSST-1に暴露されないと起こらないと考えられた。臨床例では実験で証明した様にTSST-1はエンドトキシンとの相乗作用をきたして病態の悪化をきたしていると考えられた。平成7年度まとめa)エンドトキシン血症を疑った重傷感染症における血中TSST-1濃度を測定した44例54検体中TSST-1陽性は20検体であった。エンドトキシンとTSST-1、不全臓器数、Seps is severityscore(SSS)、及び2週間後の予後を検討した。死亡群では生存群に比べエンドトキシン、TSST-1とも高い傾向を示したが、有意な相関を認めなかった。b)慢性透析患者における透析中の血中TSST-1濃度、抗TSST-1抗体濃度を測定した。95例の透析中の検体を測定し、4例がTSST-1陽性であった。7例は抗TSST-1抗体陽性であった。抗TSST-1抗体は一定の傾向を認めず透析液の汚染よりblood accessや他の感染によるものと考えれた。研究の評価血中のTSST-1はELISAにより約3時間の操作で迅速に測定でき、TSST-1産生グラム陽性菌敗血症の早期診断に有用と考えられた。一方、ウサギを用いた実験から、血中のTSST-1が検出されるには持続的かつ大量のTSST-1産生菌の感染が必要と考えられた。またTSST-1のclearanceについては血液中の不活性化か、血管外への移行あるいは代謝されたかの検討が必要と考えられた。短時間での循環動態の悪化はTSST-1単独では起こり難く、エンドトキシンとの相乗作用によるものと考えられた。臨床では重症敗血症例で予後の悪い症例に高かった。エンドトキシン濃度も高く、グラム陰性菌等との混合感染が疑われた。更に透析患者の汚染も確認されその有用性が示唆された。その機序として実験で証明した様にTSST-1はエンドトキシンとの相乗作用をきたして病態の悪化をきたしていると考えられた。
ミオシン分子の力学的性質(バネ)を担う高次構造の研究

タンパク質モーターはATPの化学エネルギーを運動(力学エネルギー)に変換する。ATP加水分解に伴う構造変化が運動の原動力になるとするモデルではモーター分子内にバネ的要素を持つことが示唆されている。ミオシンについては以前にバネは分子の頭部に存在することが示されている。頭部のどの部位がバネであるのかを明らかにすれば上記のモデルの真偽を検証できる。ミオシン頭部の変性は部位特異的に起こる。本研究では部位特異的変性をさせた筋原線維のバネ的性質を調べることによりバネ的性質を担う構造を解明することを目指した。本年度ではミオシン頭部の特定部位のみを変性させる条件の確立を行った。変性の状態は試料をトリプシン限定消化後SDS-PAGEを行うことでモニターした。ミオシン頭部は25kDa、50kDaと20kDaの3つのドメインから成り、トリプシンにより3つのフラグメントに切断される。変性した部分はトリプシンにより過剰の切断を受けるので変性したドメインに相当するフラグメントが消失する。まず50kDaドメインは10%程度のメタノール中または35°Cの穏和な条件で特異的に変性するという以前の報告を確認した。それに加えて25kDaドメインは0.1Mという低濃度の尿素により特異的に変性することを見い出した。3つのうちの2つのドメインの特異的変性が可能になったので3つのドメインのどこにバネがあるのかを特定できるようになった。今後は上記の変性条件で筋原線維中のミオシン頭部が特異的に変性することを確認した後、変性処理を施した筋原線維のバネ的性質を生理学的手法により測定する予定である。
弓状声帯縁の成因に関する研究

1)当科で喉頭ファイバービデオ録画を行った症例のうち,反回神経麻痺,声帯レーザー手術後例,声帯溝症例,臨床的に明らかな器質的疾患を認めない症例を対象として,弓状声帯縁の有無を判定した。その結果,反回神経麻痺では134声帯中92声帯(69%)で弓状声帯縁が観察され,甲状披裂筋の随意的活動性の乏しいものほど弓状声帯縁が高頻度に生じた。声帯レーザー手術後では39声帯中14声帯(36%)で弓状声帯縁が観察され,切除深度が深いほど,高頻度に生じた。声帯溝症では60声帯すべてに弓状声帯縁が認められた。さらに,臨床上明かな器質的病変の認められない症例では33例中12例(36%)で弓状声帯縁が観察され,成因として男声に生じる老化現象,比較的重篤な全身的疾患,などが挙げられた。2)次に,高齢者における弓状声帯縁の調査研究として60歳以上の高齢者69名を対象として検討したが,男声で23名中16名(70%),女性で46名中7名(15%)認められ,男性の方が弓状声帯縁を生じる頻度が高かったが,年令による弓状声帯縁の頻度に有意な差はなかった。るいそう度との関係を調べたところ,るいそう者では19名中12名(63%)で弓状声帯縁が認められ,体型がやせ型になる程,弓状声帯縁が多くなる傾向にあった。さらに,既往疾患との関係では,脳神経疾患のある者は29名中14名(48%),結核罹患のある者では,11名中5名(45%)で弓状声帯縁を認めた。今後は高齢者の声帯観察症例を増やし,健常成人においても,弓状声帯縁の有無を判定してみる予定である。
更年期不定愁訴に頻用される漢方方剤・生薬の抗不安作用に関する研究

平成1516年度にかけて更年期に繁用される数種の漢方処方について検討したところ加味造遙散(KSS)に特徴的な抗不安作用を見出した.またその作用に最も寄与する生薬は山梔子であることを見出し,ゲニポシドが主要な活性成分であることを示した.作用機序として従来の抗不安薬とは異なり,アロプレグネノロン様のニューロステロイド類が関与することを明らかにした.これらのニューロステロイド類はムスカリン受容体拮抗薬やNMDA受容体拮抗薬によって誘発される記憶学習障害を改善するとの報告がある.KSSがニューロステロイド代謝系に影響することからKSSにも記憶改善効果を発現すると考え,平成17年度はこの点にっいて検討した.すなわちこの仮説を証明するためにスコポラミン誘発健忘モデルマウス,卵巣摘出更年期モデルマウス用いた検討を行い,次のような成績を得た.スコポラミン誘発記憶学習障害:受動的回避学習試験ではムスカリン受容体拮抗薬スコポラミン投与群およびNMDA受容体拮抗薬MK-801投与群で記憶学習障害が誘発された.これに対しKSS(50および100mg/kg)の単回投与はMK-801誘発記憶学習障害に対しては改善効果を示さなかったが,スコポラミン誘発記憶障害を改善した.用量の検討ではKSSの12.5,25.Omg/kgの単回投与では改善効果は見られなかった.しかしながら4週間長期投与では10.Omg/kgという低用量でも改善作用を示した.更年期モデルマウス:卵巣摘出により記憶学習能の低下がおこるが,これに対してKSS50mg/kgを長期投与した群では記憶学習能の低下は認められなかった.また卵巣摘出によって大脳皮質のアセチルコリン合成酵素(ChAT)活性は低下するがKSS投与群では低下していなかった.KSSは臨床的は精神不安や情緒不安定な症状に用いられているが,本研究の結果は,それらを支持し更に記憶能の改善にも寄与する可能性を示した.平成1516年度にかけて更年期に繁用される数種の漢方処方について検討したところ加味造遙散(KSS)に特徴的な抗不安作用を見出した.またその作用に最も寄与する生薬は山梔子であることを見出し,ゲニポシドが主要な活性成分であることを示した.作用機序として従来の抗不安薬とは異なり,アロプレグネノロン様のニューロステロイド類が関与することを明らかにした.これらのニューロステロイド類はムスカリン受容体拮抗薬やNMDA受容体拮抗薬によって誘発される記憶学習障害を改善するとの報告がある.KSSがニューロステロイド代謝系に影響することからKSSにも記憶改善効果を発現すると考え,平成17年度はこの点にっいて検討した.すなわちこの仮説を証明するためにスコポラミン誘発健忘モデルマウス,卵巣摘出更年期モデルマウス用いた検討を行い,次のような成績を得た.スコポラミン誘発記憶学習障害:受動的回避学習試験ではムスカリン受容体拮抗薬スコポラミン投与群およびNMDA受容体拮抗薬MK-801投与群で記憶学習障害が誘発された.これに対しKSS(50および100mg/kg)の単回投与はMK-801誘発記憶学習障害に対しては改善効果を示さなかったが,スコポラミン誘発記憶障害を改善した.用量の検討ではKSSの12.5,25.Omg/kgの単回投与では改善効果は見られなかった.しかしながら4週間長期投与では10.Omg/kgという低用量でも改善作用を示した.更年期モデルマウス:卵巣摘出により記憶学習能の低下がおこるが,これに対してKSS50mg/kgを長期投与した群では記憶学習能の低下は認められなかった.また卵巣摘出によって大脳皮質のアセチルコリン合成酵素(ChAT)活性は低下するがKSS投与群では低下していなかった.KSSは臨床的は精神不安や情緒不安定な症状に用いられているが,本研究の結果は,それらを支持し更に記憶能の改善にも寄与する可能性を示した.1.【目的】痴呆症やストレス由来の不安症・抑うつ症の増加が深刻な社会問題となっており,これらに対して有効かつ安全性の高い治療薬の開発が望まれている.本研究は,(1)「加味逍遙散」「温経湯」などの漢方処方の抗不安作用,抗うつ作用などの特徴を明確にし,(2)その作用機序と活性本体を明らかにすると共に、(3)ステロイド代謝物質の精神神経作用をGABA神経系およびセロトニン神経系と関連づけて解明することを目的とする.2.【本研究の実施事項】本年度は,数種の漢方処方について行動薬理学的検討を行い,「加味逍遙散」と「温経湯」が摂食促進作用を伴うことなく強い抗不安作用を発現することを見出した.このうち,加味逍遙散は用量依存的に抗不安作用が見られたことから,更に詳細を検討した.加味逍遙散の作用はGABA_A受容体の阻害剤であるpicrotoxinやflumazenilの投与によって阻害され,5-HT_<1A>受容体阻害剤NAN-190投与では阻害されなかった.またGABA_A受容体へ作用する神経活性ステロイド生成系に対する阻害剤finasterideを用いたところ作用は阻害された.以上の結果から,加味逍遙散の抗不安作用発現は神経活性ステロイドを介してGABA_A受容体に作用するものと考えられた.更に加味逍遙散を構成する10種の生薬の寄与について検討した.

その結果,一味抜き処方では山梔子抜き,芍薬抜き,甘草抜きの各処方投与群で作用が減弱し,単味生薬エキスでは,山梔子エキスおよび薄荷エキス投与群で抗不安作用が認められた.そのうち山梔子エキスについて濃度検討を行った結果,作用は用量依存的であり,主成分のgeniposideに抗不安活性がみられた.1.【目的】昨年度は加味逍遙散(KSS)の抗不安作用を見出し,この作用機序としてアロプレグネノロン様のニューロステロイド類が関与する可能性を示した.これらのニューロステロイド類はムスカリン受容体拮抗薬やNMDA受容体拮抗薬によって誘発される記憶学習障害を改善するとの報告がある、KSSがニューロステロイド代謝系に影響することから,KSSにも記憶改善効果を発現すると考えた.本年はこの仮説を証明するためにスコポラミン誘発健忘モデルマウス,卵巣摘出更年期モデルマウス用いた検討を行った.2.【本研究の実施事項】(1)スコポラミン誘発記憶学習障害:受動的回避学習試験ではムスカリン受容体拮抗薬スコポラミン投与群およびNMDA受容体拮抗薬MK-801投与群で記憶学習障害が誘発された。これに対しKSS(50および100mg/kg)の単回投与はMK-801誘発記憶学習障害に対しては改善効果を示さなかったが,スコポラミン誘発記憶障害を改善した.用量の検討ではKSSの12.5,25.0mg/kgの単回投与では改善効果は見られなかった.しかしながら4週間長期投与では10.0mg/kgという低用量でも改善作用を示した.(2)更年期モデルマウス:卵巣摘出により記憶学習能の低下がおこるが,これに対してKSS 50mg/kgを長期投与した群では記憶学習能の低下は認められなかった.また卵巣摘出によって大脳皮質のアセチルコリン合成酵素(ChAT)活性は低下するがKSS投与群では低下していなかった.(3)アセチルコリン含量:マイクロダイアリシス法でアセチルコリン含量の測定を試みたが,KSS投与群で増加することが示唆された.KSSは臨床的には,主として精神不安や情緒不安定な症状に用いられているが,本研究の結果は記憶能の改善にも寄与する可能性を示している.1.【目的】昨年度は加味逍遙散(KSS)の抗不安作用を見出し,この作用機序としてアロプレグネノロン様のニューロステロイド類が関与する可能性を示した.これらのニューロステロイド類はムスカリン受容体拮抗薬やNMDA受容体拮抗薬によって誘発される記憶学習障害を改善するとの報告がある.KSSがニューロステロイド代謝系に影響することから,KSSにも記憶改善効果を発現すると考えた.本年はこの仮説を証明するためにスコポラミン誘発健忘モデルマウス,卵巣摘出更年期モデルマウス用いた検討を行った.2.【本研究の実施事項】(1)スコポラミン誘発記憶学習障害:受動的回避学習試験ではムスカリン受容体拮抗薬スコポラミン投与群およびNMDA受容体拮抗薬MK-801投与群で記憶学習障害が誘発された.これに対しKSS(50および100mg/kg)の単回投与はMK-801誘発記憶学習障害に対しては改善効果を示さなかったが,スコポラミン誘発記憶障害を改善した.用量の検討ではKSSの12.5,25.0mg/kgの単回投与では改善効果は見られなかった.しかしながら4週間長期投与では10.0mg/kgという低用量でも改善作用を示した.(2)更年期モデルマウス:卵巣摘出により記憶学習能の低下がおこるが,これに対してKSS50mg/kgを長期投与した群では記憶学習能の低下は認められなかった.
古代中国における地理情報の文書化過程－出土文字資料から『水経注』『山海経』へ

本研究では秦漢時代の地理情報の文書化の過程を以下の3点について研究をすすめた。(1)長江流域の都市の変遷はどう記されるのか?ー点の地理認識(2)秦漢時代、長江流域の距離はどのように測定したのか?ー線の地理認識(3)秦漢時代、長江の洪水を防ぐ堤防はどのように建設されたのか?ー防災と地理認識という観点からの研究である。最終年度にあたる2018年度には、上記の(1)(3)の考察を踏まえつつ、さらにより広い視点から概観するために、古代中国における「地理認識」と水利・灌漑・防災(水害)の問題について国内外の討論会などで報告し、議論を深めた。シンポジウム『関中平原開発史考古学と歴史学からみる「人と水資源」』(中部大学)では、「秦都の変遷と関中平原の開発西垂から咸陽へ」」と題して、関中平原の地域開発について、周から漢に至るまでの周原地域に着目して、その支配と水利用、地理認識について討論した。また、シンポジウム「古代東アジアの文物交流とシルクロード」(韓国・慶北大学校博物館)では、「古代東アジアの治水・灌漑とシルクロード」と題して、「塢」と呼ばれる堤防型の水利施設がシルクロードを通じて西北の羌族から華北の黄河中下流域、長江下流域そして朝鮮半島へと広がった過程を考察した。これらの香港中文大学「河堤簡」からはじめた考察を通して、華北・東アジアの水利の問題について今後も成果を論文としてまとめる予定である。本研究では秦漢時代の地理情報の文書化の過程を以下の3点について研究をすすめる計画である。(1)長江流域の都市の変遷はどう記されるのか?ー点の地理認識(2)秦漢時代、長江流域の距離はどのように測定したのか?ー線の地理認識(3)秦漢時代、長江の洪水を防ぐ堤防はどのように建設されたのか?ー防災と地理認識これらのうち2015年度は以下の2点について特に調査をすすめた。(1)河堤簡に関する地理情報の分析-香港中文大学所蔵竹簡「河&#38532;簡」の地理情報に対する分析をすすめた。特に、近年、本漢簡に関して発表されたBrian Lander“State Management of River Dikes in Early China: New Sources on the Environmental History of the Central Yangzi Region"(T'oung Pao, Volume 100, Issue 4-5,2014)の分析内容の再検討をすすめた。本簡の示す地域は漢水-長江中流域に関するもので、ソ連製地図や衛星写真を利用して分析をすすめている。(2)秦漢時代の交通路と環境-中国・復旦大学歴史地理研究所の郭涛氏(博士課程在籍)を招聘し、里耶秦簡等の最新の簡牘資料を利用した交通路に関する共同研究をすすめた。2015年11月27日には学習院大学にて、特別講演会「秦代交通地理研究の新史料」を実施し、村松と鶴間和幸(学習院大学文学部教授)が発表内容に対するコメントをおこなった。このほか、本研究に関連する論文も含め、代表者の論文集『中国古代環境史の研究』(汲古書院、2016年)を刊行した。国内で可能な研究は進んでいる。海外調査については2016年度以降を予定している。(1)長江流域の都市の変遷はどう記されるのか?(2)秦漢時代、長江流域の距離はどのように測定したのか?-線の地理認識(3)秦漢時代、長江の洪水を防ぐ堤防はどのように建設されたのか。上記の点について解明するために、2016年度は(1)香港中文大学所蔵河堤簡について再度検討を加え、伝世文献で長江流域の堤防を「河堤」と記した事例が見られないことから、この木簡にかかれた堤防の所在地は、当初の想定の長江流域ではなく、黄河流域であった可能性があるとの認識を得た。漢代に長江流域での堤防はつくられておらず、その点においても、黄河の堤防について改めて資料を収集・整理したいと考えている。なお、黄河の古河道の復元は重要な意味をもつ。中国水利史研究会では「秦漢時代水利史研究の新展開」と題し、黄河の復元の問題についても議論した。(2)秦漢時代の環境認識については、「漢代における災害救済の変化と環境」「関中における灌漑と塩池」と題した口頭発表をおこなった。なお、これらの研究会では南開大学の夏炎氏、復旦大学の費傑氏、陝西師範大学の高昇栄氏を招へいし、国際的な視点からも現在の研究を見直すことができた。以上のように様々な観点からの研究をすすめてきた。今後は出土資料の比較検討をすすめつつ、『水経注』『山海経』の地理認識についての検討を加えることとしたい。中国水利史研究会にて報告するなど研究は順調にすすんでいる。(1)長江流域の都市の変遷はどう記されるのか?ー点の地理認識(2)秦漢時代、長江流域の距離はどのように測定したのか?ー線の地理認識(3)秦漢時代、長江の洪水を防ぐ堤防はどのように建設されたのか?

ー防災と地理認識、という観点からの研究である。2017年度はこれまでの二年間の研究実績に基づき、海外の研究者との共同研究を一層すすめ、日本に招聘された黄学超(復旦大学)、段清波(西北大学)、張青瑤(陝西師範大学)の各氏とのディスカッションによる学術交流をおこなった。特に、古代秦漢時代の陝西省の昆明池の水利システムや山西省の土地利用に関して、本研究の『水経注』とかかわる貴重な意見交換ができた。また、中国人学者とともに日本国内(特に奈良盆地飛鳥地方)における水利施設の踏査もおこなった。今後は、当初の予定通りにはすすまなかった長江流域や洞庭湖周辺の自然環境と人間に関する出土文字資料・考古資料と文献資料の比較検討をおこない、『水経注』『山海経』の地理認識についての調査をさらに加えることとしたい。なお、本研究も関連するテーマの共編著書『馬が語る古代東アジア世界史』(汲古書院)を上梓した(編集のほか、黄土高原の支配と馬の飼養についての環境史論文も掲載)。今後は長江流域の人間と環境に関する研究成果の一層の公開につとめたい。資料調査や水利施設に関する比較研究調査はすすんでいる。本研究では秦漢時代の地理情報の文書化の過程を以下の3点について研究をすすめた。(1)長江流域の都市の変遷はどう記されるのか?ー点の地理認識(2)秦漢時代、長江流域の距離はどのように測定したのか?ー線の地理認識(3)秦漢時代、長江の洪水を防ぐ堤防はどのように建設されたのか?ー防災と地理認識という観点からの研究である。最終年度にあたる2018年度には、上記の(1)(3)の考察を踏まえつつ、さらにより広い視点から概観するために、古代中国における「地理認識」と水利・灌漑・防災(水害)の問題について国内外の討論会などで報告し、議論を深めた。シンポジウム『関中平原開発史考古学と歴史学からみる「人と水資源」』(中部大学)では、「秦都の変遷と関中平原の開発西垂から咸陽へ」」と題して、関中平原の地域開発について、周から漢に至るまでの周原地域に着目して、その支配と水利用、地理認識について討論した。また、シンポジウム「古代東アジアの文物交流とシルクロード」(韓国・慶北大学校博物館)では、「古代東アジアの治水・灌漑とシルクロード」と題して、「塢」と呼ばれる堤防型の水利施設がシルクロードを通じて西北の羌族から華北の黄河中下流域、長江下流域そして朝鮮半島へと広がった過程を考察した。これらの香港中文大学「河堤簡」からはじめた考察を通して、華北・東アジアの水利の問題について今後も成果を論文としてまとめる予定である。複数の出土資料・伝世資料の地理情報を収集・整理する。また、それらから得た情報をもとに、現地調査をすすめたい。最終年度ではこれまでの調査・資料整理をまとめて成果として論文の作成に入りたいこれまでの研究準備を最終的に整理し、論文等のかたちでまとめたい。香港における現地資料調査の担当者が不在であったため、年度末までに執行できなかったため。本年度は対象とする資料の整理および比較検討に力点をおいたため、予定よりも研究費の使用額が少なかったため。国内での資料整理、踏査に時間がかかってしまったため、中国調査が時間的に遂行できなかったため。次年度早い段階で香港等中国大陸での調査を実施する。最終年度はこれまでの研究の成果をまとめる必要がある。
瞬時核発生と凝集抑制を可能とした流通反応器によるシングルナノチタニア粒子連続合成

ナノサィズのチタニア(酸化チタン)微粒子の塗布で作製される薄膜は、抗菌、脱臭、防汚、有害有機物の分解などを行うための光触媒、ルテニウム有機錯体を用いた湿式太陽電池の材料としての利用が期待されている。チタニアに一定強度以上のエネルギーを供与すると電子と正孔がチタニア内部に生成する。従って、チタニア微粒子の比表面積を大きくすることは、利用される正孔および電子の量を増加させることとなり、光触媒や湿式太陽電池の機能向上につながる。比表面積を増大させるためには、原料となるチタニアの粒径を減少させることに加えて、チタニアの単分散性を向上することが有効である。本研究では、エタノール中でのチタンエトキシドの加水分解を利用するチタニア粒子の合成に関して、流通管型反応器で単分散ナノサイズ微粒子を連続的に合成するプロセスの構築を試みた。まず、回分反応において、チタンエトキシド濃度を低く、水濃度を適切な濃度で、高分子分散剤であるヒドロキシプロピルセルロース濃度を高くすることで、粒径37nm、幾何標準偏差1.2の単分散微粒子を獲得した。また、凝集抑制分散剤である高分子の粒子表面への吸着による立体反発を考慮することで、以前に発表した微細核発生と粒子の凝集成長のポピュレーションバランスモデルの修正を行った。そして、高分子分散剤および水濃度を高いほど平均粒径の小さい粒子が生成すること、ならびに高分子分散剤濃度が高いほど幾何標準偏差が低い(単分散性が高い)ことを概ね表現することができた。上記の知見を基に、流通管型反応器を用いて、回分反応と同様の粒径、幾何標準偏差の粒子の連続的な合成を達成した。ナノサイズのチタニア(酸化チタン)微粒子の塗布で作製される薄膜は、抗菌、脱臭、防汚、有害有機物の分解などを行うための光触媒、ルテニウム有機錯体を用いた湿式太陽電池の材料としての利用が期待されている。チタニアは光を吸収すると電子と正孔がチタニア内部に生成する。従って、塗布されるチタニア微粒子の比表面積を大きくすることは、利用される正孔および電子の量を増加させることとなり、光触媒や湿式太陽電池の機能向上につながる。本研究では、エタノール中でのチタンエトキシドの加水分解を利用するチタニア粒子の合成に関して、流通管型反応器で固体微細核の瞬時発生を、そしてその直後に凝集抑制分散剤を含む溶液を添加して核発生の停止と共に凝集抑制を行わせることにより、単分散シングルナノサイズ微粒子を連続的に合成するプロセスの構築を目指す。本年度は、回分反応において、チタンエトキシド濃度を低く、水濃度を適切な濃度で、高分子分散剤であるヒドロキシプロピルセルロース濃度を高くすることで、粒径37nm、幾何標準偏差1.2の単分散微粒子を獲得した。そして、流通管型反応器を用いて、回分反応と同様の粒径、幾何標準偏差の粒子の連続的な合成を達成した。また、高分子分散剤の粒子表面への吸着による立体反発を考慮することで、以前に発表した微細核発生と粒子の凝集成長のポピュレーションバランスモデルの修正を行った。そして、モデルを実験データへ適用し、その妥当性について検討した。その結果、平均粒径に関して、高分子分散剤および水濃度を高いほど平均粒径の小さい粒子が生成することを概ね表現することができた。また、幾何標準偏差に関しても、高分子分散剤濃度が高いほどその値が低いことを概ね表現することができた。
沖縄トラフの熱水性堆積物の鉱物組成と重金属濃度ー特にケイ酸塩中の遷移金属元素ー

研究に用いた沖縄トラフの熱水性堆積物は炭酸塩チムニ-と黄褐色の海底に沈澱した熱水性泥質堆積物である。これらをX線粉末解析により鉱物組成を決定するとともに、ICPを用いて金属元素濃度を定量した。また、熱水とは異なる海底堆積物の通常の続成過程による変質にともなって起こる変質鉱物の形成と元素の挙動を対照調査として同時に行った。沖縄トラフの熱水性堆積物について得られた重要な知見は次の通りである。1)海底に湧出する熱水から特徴的に形成されるケイ酸塩はスメクタイトである。しかし、炭酸塩チムニ-中には非晶質シリカ以外のケイ酸塩は見い出されない。スメタイト形成のためには熱水のニ酸化炭素分圧は低くなければいけない。たぶん硫水素も同様である。スメクタイトは炭酸塩・硫化鉱物が形成されにくい海底環境下では遷移金属を鉄とともに固定する固相として重要である。2)海底で形成されるスメタタイトのAl/Fe/Mg比は材料物質の持つ比を反映する。ノントロナイトはAlとMgに乏しい熱水から特徴的に沈澱する。3)遷移金属のうちMn,Ni,CoはPbとともに酸水酸化物として沈澱するが、スメクタイト中にも固定される。4)CrとCuはTiと同様に酸化物を形成し、スメタイト中には容易に固定されない。以上の結果は2月に名古屋大学で行われた海洋フラックスシンポジウムで発表するとともに、現在論文としてまとめている。また、続成過程におけるスメクタイト形成については10月に愛媛大で行われた地球化学会年会で発表するとともに、すでに国際誌に投稿している。