hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
表皮角化細胞の分化・角化制御機構の解明:プラキン・ファミリーの機能解析

表皮基底細胞には発現が認められないペリプラキン・エンボプラキンを培養表皮角化細胞に発現誘導させると、表皮細胞の分化マーカーであるTGase活性の増加と、インボルクリンの発現増強がみられた。このことはペリプラキン・エンボプラキンの発現が表皮角化細胞において何らかの分化誘導シグナルを誘導することが考えられた。一方、基底細胞に発現するプラキン・ファミリーのひとつである、類天疱瘡抗原(BP230;BPAG1)を表皮角化細胞株に強制発現させた場合、各種角化・分化のマーカーの発現の抑制がみられた。基底細胞に発現するプラキン・ファミリーである類天疱瘡抗原は表皮角化細胞の分化において、抑制的に働く可能性が示唆された。これらプラキン・ファミリーによる表皮角化細胞の分化促進または抑制に関与する機構は不明であり、今後のさらなる検討が必要である。また、プラキン・ファミリーの細胞内局在には、プラキン・ファミリータンパク質のリン酸化・脱リン酸化が関与している可能性が示唆された。さらに、類天疱瘡抗原とケラチン中間径線維との結合においても、類天疱瘡抗原タンパク質のリン酸化・脱リン酸化が関与している可能性が示唆された。2.未分化上皮系細胞株にプラキン・ファミリーおよびTGaseを強制発現させることにより、分化が誘導されるかどうか。さらに、癌細胞株においてこれらのタンパク質を発現させることにより、癌細胞の強制分化が誘導されうるかどうかを検討した。ごく限られた種類の癌細胞株において、プラキン・ファミリーおよびTGaseを強制発現させることにより、分化が誘導された。しかし明確な結論をだすには早急である。
舌苔の細菌叢の組成と代謝が口臭に及ぼす影響

口臭症患者や歯周病患者の口腔内に存在する血球成分や上皮細胞などのタンパク成分と、その分解物を有する各種細菌が舌乳頭の間にたまってできた舌苔は、口臭の発生源の第一の場所として注目されているにもかかわらず、そこに存在する細菌叢の組成や代謝が口臭にどう影響するかについての報告は少ない。そこで我々は、以下の点について検討を試みた。1.舌苔の細菌学的検討被験者を、海津法(1976)による官能評価が2(明らかに口臭を感じるもの)以上の口臭(+)群と、1 (かすかに口臭を感じるもの)以下の口臭(-)群に分け、それぞれの舌苔の厚さ、広がりを奈良法(1975)により記録した。また、各群の被験者の舌苔サンプルを採取し、ブルセラHK培地、TSA培地や各選択培地に塗沫した嫌気培養及び好気培養を行った。その結果、口臭(+)群が(-)群に比べ、奈良法による舌苔スコアが高く、また全菌数、全菌数に占める嫌気性菌、特に黒色色素産生菌の占める割合が高く、具体的にはPorphyromonas属、Prevotella属、Fusobacterium属などの嫌気性菌の比率が高い傾向がみられた。今後、例数を増やした上で統計学的検討を加えたい。2.ガスクロマトグラフを用いた舌苔サンプルからの揮発性硫化物の検出各種液体培地で培養した同サンプルの試験管のヘッドスペース中に産生されたガス体試料をFPD検出器ガスクロマトグラフに導入した。その結果、口臭(+)群から得られた細菌サンプルの産生ガス体の方が揮発性硫化物、特に硫化水素とメチルメルカプタンと思われる位置のピーク高が口臭(-)群に比べ高かった。しかしながら、サンプルによるばらつきが大きいために、培養条件や検出条件の改善を図ると同時に、その他の臭気物質(揮発性脂肪酸など)についても検討を加える予定である。
ICU看護師の臨床判断能力を育成するシミュレーション教育方法の実施と評価

今年度は、2つの調査を行った。1平成30年3月に「ICU看護師の臨床判断能力を育成するシミュレーション教育プログラムによる研修」を追加実施した。研修を受講した研究対象者5名に対し、研修3か月後のアンケートを6月に実施した。調査内容は、研修後からの看護実践における思考と行動の変化に関する内容であった。追加した対象者5名のうち、3名は研修後3か月間にシミュレーションで学習したIABP装着中の患者への看護の機会がなかったため、残る2名が研究対象となった。1名はシミュレーションを行ったことでIABP装着中の患者への対応に対する困難感が減り、「対応がスムーズにできるようになった」「IABPに対する恐怖心も減っていると実感した」との記述が得られた。もう1名は、困難感に変化はないと回答したものの、思考と行動の両面で変化があったと回答した。「アラームの原因などに対して深く考えるようになった」「アラームが鳴動しても躊躇せずすぐ対応できるようになった」などの記述が得られた。2ICU看護師の臨床判断能力を育成するシミュレーション教育プログラムによる研修を実施したファシリテーター3名を対象にグループインタビューを行った。ファシリテーターとしてシミュレーション教育を行う際に、留意したこと、難しかったこと、必要と考える能力など、ファシリテーターを実施して感じたり思ったりしたことを語ってもらった。語りの内容から、ファシリテーターは、シミュレーション教育の知識を基盤として、シミュレーションやデブリーフィングなどの過程で生じる受講者の反応に応じて、目標を達成できるようにファシリテーター自身の言動を変化させる重要性が語られた。1の結果は、平成27年度に実施した研修のデータと合わせてプログラムの評価を行う。2の結果は、シミュレーション教育を実施するファシリテーター育成のための基礎資料とする。本研究は、ICU看護師の臨床判断能力を育成するシミュレーション教育方法を実施し評価することである。実施したことは以下の通りである。1)シミュレーション教育プログラムの評価方法の検討-「看護」「シミュレーション」「教育」「新人」をキーワーズに原著論文を医学中央雑誌で検索した。その結果、30件の文献が検索された。それらの文献のうちシミュレーション教育の実施の現状が分かるものやその評価が記載されている文献について、研究会を開催して抄読した(6月3月、全8回)。2)プログラム実施部会の立ち上げ-ICU看護師の臨床判断を育成するシミュレーション教育プログラム実施部会設置した。実施部会は、研究者7名と臨床看護師3名で構成した。次年度より実施部会を開催する。3)シミュレーション教育プログラムの実施計画立案-実施部会立ち上げに先駆け研究会を開催し、ICU看護師の臨床判断を育成するシミュレーション教育プログラムの実施計画と実施部会の進め方について明確にした(3月、1回)。また、シミュレーション教育を行う環境の確保について検討し、シミュレーターを取り扱う業者に相談した。シミュレーターはSimMan3Gを使用することを想定し、場所は研究者の施設で行うことを検討した。4)シミュレーション教育プログラムに関する情報交換会開催-海外のシミュレーション教育専門家とメールでコンタクトを取って招聘について検討した。今年度は、ICU看護師の臨床判断能力を育成するシミュレーション教育プログラムによる研修(以下、シミュレーション研修)を実施することを目的に研究活動を行った。まず、共同研究者で構成される研究会を5回、看護専門看護師を含む熟練看護師3名を加えた実施部会を6回開催し、シナリオ、シミュレーションアウトライン、シミュレーションアルゴリズム、事前学習内容、事前事後テストについて、効果的、かつ、より実践に近い内容になるよう検討し、シミュレーションのαテストを実施した。また、シミュレーションに関する基本的知識と技術を身につけるために、研究代表者、共同研究者1名、熟練看護師3名は、国内で開催されたシミュレーションに関する研修会に参加した。シミュレーション研修実施にあたり、研究代表者の所属施設の研究倫理審査委員会の承認を得た。その後、千葉県内の2病院の協力のもと研修受講者のリクルートを行い、ICU経験2年目の看護師6名から研究協力の同意を得た。研修場所は研究代表者が所属する大学施設の看護実習室を使用した。シミュレーターはLeardalMedical社のSimMan3G、IABPはMaquet社CS3000を手配した他、CPS、酸素マスク、吸引セット、微量輸液ポンプ、モニター等の器材を準備し、IABPカテーテルも実物を使用した。モニターには心電図波形、心拍数、動脈圧波形と血圧値、酸素飽和度、呼吸数等を表示した。シミュレーション研修は、2つのシナリオ含み、1日1シナリオ(約150分)を実施する2日間のプログラムであった。プログラムは、1事前学習、2確認テスト、3ブリーフィング、4シミュレーションの実施、5デブリーフィング、6シミュレーションの再実施、7フィードバック、8確認テスト、で構成された。受講者の同意を得て28までビデオ録画し、研修後に簡単なアンケートと半構造化面接を実施した。今年度は、シミュレーション教育プログラムを活用した研修を行い、研修評価のためのデータ収集と分析まで行うはずであった。しかし、実際はデータ収集の一部(研修3か月後のアンケート)が終わっておらず、分析ができていない。また、ファシリテーターに必要な能力についてのグループインタビューを研修最終日に行ったが、研修による心身の疲労に配慮し中断した。心身が最適な状態でデータを提供してもらうために、後日改めてグループインタビューを実施することになり、平成28年度に実施するよう日程調整をした。以上のような理由でやや遅れているとした。

今年度は、昨年度末に行ったICU看護師の臨床判断能力を育成するシミュレーション教育プログラム研修に関するデータ収集と分析を行い、研修プログラムの振り返りとファシリテーターに必要な能力について意見交換を行った。受講者に研修3か月後のアンケートを実施し(回収率100%)、研修直後と研修3か月後のアンケート、研修日に行った半構造化面接によるインタビューのデータが揃った。研修直後と研修3か月後のアンケートについては単純集計を行った。インタビューは、逐語録を作成し、質的帰納的に分析を行った。研修直後のアンケートでは、受講者の満足度は平均4.65(5点満点)と高く、学習面でもIABP装着患者への看護の知識や技術が研修前より身につき向上したと回答を得た。また、研修3か月後アンケートでは、全員が研修後にIABP装着患者を受け持つ機会があり、6名中5名が「研修前と比べ、IABP装着中の患者への対応に困難感が減った」、全員が「研修後、IABP装着中の患者への対応が行動レベルでなんらかのよい変化(躊躇せず対応できるようになった、アラーム鳴動時の対応がスムーズになった、など)があった」と回答した。自由記述では「アラームに対して過度に緊張しなくなった」「知識が深まり不安が減った」「IABPの仕組み、アラーム対応、患者様への対応などを学び、理解できたことで、より受け持ちたいと考えるようになった」「アラーム対応に自信が持てるようになった」「実際に機器を触ってトラブルシューティングできたことで不安が軽減した」と記述があった。研修実施部会員で研修について振り返りを行った。プログラムについては、研修前に受講者にどこまで求めるかという目標について吟味し共通認識した過程が重要であった、また、ファシリテーターについては、受講者の知識と実践を結びつける能力が必要である、等の意見があった。今年度は、シミュレーション教育プログラムを活用した研修をもう一度行う予定であったが、データの分析までにとどまったため、やや遅れているとした。今年度は、平成27年度に実施したICU看護師の臨床判断能力を育成するシミュレーション教育プログラムによる研修(以下、平成27年度研修)で得られたデータをまとめ、公表した。また、本研究の対象者数を増やすために、同様の研修を追加して実施した。平成27年度研修で得られたデータをまとめた結果、研修直後の『研修全体』『事前学習資料』『デブリーフィング』『シミュレーション』『フィードバック』について、参加したICU経験2年目の看護師6名全員が「満足である」「まあ満足である」と高い満足度を示した。学習度については、IABPアラーム鳴動時に『原因を探索する知識』『対応のための知識』について、また、『IABP装着中の患者の状態理解』『呼吸・循環を観察する知識』について、6名全員が知識が深まったと感じていた。
発達障がい児のきょうだいに対する支援プログラムの開発と効果評価

ライフスキル健康教育と家族関係をベースとした支援プログラムを開発し、発達障がい児のきょうだい9名(1114歳)に対して実践した結果、意思決定スキルやストレスマネジメンスキル、家族からのサポートが向上した。これは、参加きょうだいが主体となるように、自分達の経験や知識を元に解決策を見つけ、課題を解決する経験を積むことを意図した学習過程とし、協同作業の機会を設けて、参加型の学習方法にしたことによる効果が大きいといえる。さらに、机上での知識教授だけでなく、具体的なストレス対処方略の練習を取り入れたことも、ストレスをマネジメントしていく姿勢やライフスキルを習得できたことに効果があったといえる。プログラムは概念枠組み通り、先行因子を1障がいに関する知識の習得、促進因子を2意志決定・ストレスマネージメントスキル、強化因子を3プログラムに参加するメンバー及び家族とする。プログラムの【学習過程】は、参加児童が主体となり自分達の経験や知識を元に解決策を見つけ、課題を解決する経験を積むことで自己効力感が高まるような体験的・問題解決的学習となるよう設定する。【学習方法】は参加型学習とし、ブレインストーミング、ケーススタディ、ゲームを取り入れ、学童期に必要な自己尊重感や対人関係能力が相互作用の中で高まるように協同作業の機会を多くする。プログラムの全行程は4回(先行因子「発達障がいに関する知識・態度・信念」:1回、促進因子「ライフスキル」:2回、強化因子「家族の絆の強化」:1回)とする。具体的には以下である。先行因子1は、同胞によく見られる行動特徴を基に「好きな世界にこだわること」「パニックを起こすこと」「暗黙のルールが分からないこと」「言葉だけでは理解が難しいこと」「一番にこだわること」について具体的エピソードを示し、その行動理由についてレクチャーを行う。引き続き、促進因子2は、先述の【学習過程】と【学習方法】を反映し、1で挙げたエピソードの対処方法を意志決定スキルを活用してグループで考える内容を1回とする。2回目はストレスマネージメントスキルの習得のため、ストレッサー・ストレス反応の用語の理解→自分のストレスの原因について気づき、コーピングの重要性を理解する→呼吸法・漸進性弛緩法・肩の上下セルフ・ペアリラクセーションの実践とする。プログラム評価は、小学生用ストレス反応尺度(SRS-C)(嶋田・戸ケ崎・坂野、1994)及びストレスマネジメント自己効力感尺度(SMSE-20)(山田・大野・堤,2001)、小学生用ソーシャル・サポート尺度(嶋田・岡安・坂野,1993)とする。計画通り、プログラム内容は完成したが、所属が変更し、研究フィールドも変わったため、研究依頼を行う発達障がいの家族の会、ならびに該当家族、きょうだいへの研究依頼の見通しがまだ立っていない。平成27年度に構築した支援プログラム内容を再検討し、若干の改良を加えた。プログラムは概念枠組み通り、先行因子を1同胞の障がいに関する知識の習得、促進因子を2ストレスマネージメントスキルの学習、強化因子を3プログラムに参加するメンバー及び家族とする。プログラムの全行程は4回(先行因子「発達障がいに関する知識」:1回、促進因子「ストレスマネージメント」:2回(ケーススタディによるグループ学習と呼吸法・漸進性弛緩法・肩の上下セルフ・ペアリラクセーションの実践)、強化因子「家族の絆の強化」:1回)とする。引き続き、促進因子2は、1で挙げたエピソードの対処方法をケーススタディを活用してグループで考える内容を1回とする。2回目はストレッサー・ストレス反応の用語の理解→自分のストレスの原因について気づき、コーピングの重要性を理解する→呼吸法・漸進性弛緩法・肩の上下セルフ・ペアリラクセーションの実践とする。研究代表者の健康上の問題と所属変更に伴って研究フィールドの確保が遅れたこと、支援プログラムの再検討を行った結果、改良が必要だったため同胞の障がいで生ずる生活上の困難への適応が難しく、この問題と生涯取り組まなければならない発達障がい児のきょうだいに対して、ライフスキル健康教育と家族関係をベースとした支援プログラムを開発し、9名(1114歳)に対して実践した。プログラムは先行因子を「障がいに関する知識の習得」、促進因子を「ライフスキル(意志決定スキル・ストレスマネージメントスキル)」、強化因子を「家族」とした。プログラム評価は、ストレスマネジメント自己効力感尺度(SMSE-20)(山田・大野・堤,2001)と、中学生用ソーシャル・サポート尺度(岡安・嶋田・坂野,1993)とし、サポート源を“家族"とした。その結果、意思決定スキルやストレスマネジメンスキルが高まり、家族からのサポートも高まる可能性が示唆された。今回作成したプログラムでは、参加きょうだいが主体となるように、自分達の経験や知識を元に解決策を見つけ、課題を解決する経験を積んでもらうことを意図した学習過程としたことや、学習方法は参加型で、協同作業の機会を多く設定したことにより、自己効力感や対人関係能力が向上したのではないかと考える。

さらに、ライフスキルについては、机上での知識教授だけでなく、意志決定スキルや漸進的筋弛緩法実践などの具体的なストレス対処方略の練習を取り入れたことも、自分自身でストレスをマネジメントしていく姿勢やスキルが習得できたことに効果があったと考える。しかし、参加きょうだいの殆どがレクチャーやワークで学んだ知識やスキルを活用できる可能性はプログラム実施直後の評価では示唆されたが、3カ月後には維持できていない項目があった。今後は、この結果を踏まえ、実施後三カ月までにフォローアップのための取り組みを行い、きょうだいの日常生活におけるライフスキルと知識活用の定着と維持を図る必要がある。ライフスキル健康教育と家族関係をベースとした支援プログラムを開発し、発達障がい児のきょうだい9名(1114歳)に対して実践した結果、意思決定スキルやストレスマネジメンスキル、家族からのサポートが向上した。これは、参加きょうだいが主体となるように、自分達の経験や知識を元に解決策を見つけ、課題を解決する経験を積むことを意図した学習過程とし、協同作業の機会を設けて、参加型の学習方法にしたことによる効果が大きいといえる。さらに、机上での知識教授だけでなく、具体的なストレス対処方略の練習を取り入れたことも、ストレスをマネジメントしていく姿勢やライフスキルを習得できたことに効果があったといえる。研究倫理審査を受け、承認を得た後、きょうだい支援プログラムの実施準備として以下を行う。1)発達障がいの家族の会、ならびに該当家族、きょうだいへの研究依頼、2)プログラム実施会場(託児スペースを含む)を確保、傷害保険加入などの環境調整、3)ボランティアスタッフへの事前教育、4)質問紙によるベースラインデータの収集と入力。次に、以下の要領できょうだい支援プログラムを実施する(1クールにつき4回実施×2クール)。1)開発したプログラム内容に基づいてレクチャーとグループワークでセッションを構成して実施、2)プログラム実施中(質問紙と逐語記録によるデータ収集)、直後、1カ月、3カ月後に質問紙による評価データの収集と入力・分析。研究フィールドを確保できたので、平成28年度に改良を加えた支援プログラムを今年度実施する。生涯発達看護学研究対象となる発達障がいの家族の会にてフィールドワークを実施予定だったが、平成27年度は、研究依頼を行う発達障害の家族の会、当該家族、きょうだいへの見通しが立たなかった。研究代表者の健康上の問題と所属変更に伴って研究フィールドの確保が遅れたこと、支援プログラムの再検討を行った結果、改良が必要だったため平成28年度の計画として挙げている「きょうだい支援プログラムの実施準備」の中に、発達障がいの家族の会、ならびに該当家族、きょうだいへの研究依頼を実施し、前年度予定していたフィールドワークを実施し、研究に必要な環境調整も行う。
対数的スムース退化の相対対数的ドラームコホモロジー群上の混合ホッジ構造の研究

平成18年度には、対数的スムース退化の一つの典型的な例として、コンパクト・ケーラー複素多様体の多重円板上のセミ・ステイブルな退化を当面の研究対象として取り組んだ。特に、特異ファイバー上に構成される混合ホッジ複体上に定まるウエイト・フィルトレーション達について考察を深め、これらのウェイト・フィルトレーション達の相互関係と、モノドロミーの対数をとって得られる射の性質とが結びついていることを明らかにした。平成19年度中、ウェイト・フィルトレーションの様子についてさらに検討する過程において、モノドロミー作用の性質が重要な鍵となる可能性に思い至った。すなわち、一般には準ベキ単であるモノドロミー作用が、ベキ単になるための適切な条件を見出し、それを用いて、モノドロミー作用がベキ単な場合に帰着することにより、相対対数的ドラームコホモロジー群上に混合ホッジ構造を構成することが可能になるものと期待される。そこで、まず、モノドロミー作用がベキ単になるための適切な条件を見出すために、相対対数的ドラーム複体のコホモロジー層を計算する等の検討を加えた。対数的スムース退化の一つの典型的な例として、コンパクト・ケーラー複素多様体の多重円板上のセミ・ステイブルな・退化を当面の研究対象として取り組んだ。特に、特異ファイバー上に構成される混合ホッジ複体上に定まるウエイト・フィルトレーション達について考察を深めた。これらのウエイト・フィルトレーション達のそれぞれがモノドロミー・ウエイト・フィルトレーションに一致し、さらにお互いがカタニ・カプラン・シュミットの条件をみたす、すなわち(ある種の順序関係に対応して)相対モノドロミー・ウエイト・フィルトレーションをなすことは、既に本申請者のこれまでの研究によって明らかにされていた。ところが、今年度の研究の中で、これらのウエイト・フィルトレーションがさらに強い制限の下にあるのではないかと予想されるに至った。この予想とは、これらのウエイト・フィルトレーション達が(上述の順序関係に対応して)フィルトレーションの畳込みに一致しており、その結果としてカタニ・カプラン・シュミットの条件が得られるのではないかという物である。さらに研究を深めた結果、モノドロミーの対数をとって得られる射が、これらのウエイト・フィルトレーションと強い意味で両立する(strictly compatible)こととこの予想乏が同値であることが示されたのが現在の状況であり、この予想の成否については以前明らかではない。来年度当初の課題として取り組む予定である。対数的スムース退化の相対対数的ドラームコホモロジー群上に、自然な混合ホッジ構造を構成しようと試みる際、ウェイト・フィルトレーションを如何に定義するかが、最も重要なポイントとなる。このため、多重円板上のセミステイブルな複素多様体の退化の場合を中心に、ウェイト・フィルトレーションの様子について検討する過程において、モノドロミー作用の性質が重要な鍵となる可能性に思い至った。この方法によれば、有限射によってベキ単の場合に帰着することができるものと予想され、当初考えていた完全化(exactification)のように、双有理射を用いる必要がない。このため、コホモロジー群を、より容易に計算することができるものと思われる。そこで、まず、モノドロミー作用がベキ単になるための適切な条件を見出すために、相対対数的ドラーム複体のコホモロジー層を計算する等の検討を加えた結果、オーガスによるリーマン・ヒルベルト対応の理論の重要性が明らかになった。
空間非斉次性をもつ双安定反応拡散方程式の遷移層解に関する研究

相転位現象などのモデル方程式として知られるAllen-Cahn方程式(双安定反応拡散方程式)において,2つの異なる相の界面は,対応する方程式の解において空間内の狭い範囲で急激に値が変化する遷移層という形状で表現される.本研究では,単独の双安定反応拡散方程式を1次元の数直線上で考え,環境効果として非線形項に導入された空間非斉次性が空間内のある区間上で消えている場合,その区間における遷移層のダイナミクスを与える方程式を導出した.相転位現象などのモデル方程式として知られるAllen-Cahn方程式(双安定反応拡散方程式)において,2つの異なる相の界面は,対応する方程式の解において空間内の狭い範囲で急激に値が変化する遷移層という形状で表現される.本研究では,単独の双安定反応拡散方程式を1次元の数直線上で考え,環境効果として非線形項に導入された空間非斉次性が空間内のある区間上で消えている場合,その区間における遷移層のダイナミクスを与える方程式を導出した.Allen-Cahn方程式を含むスカラーの双安定反応拡散方程式において,拡散係数が十分小さい場合,空間内の狭い範囲で急激に値が変化する遷移層という形状をもつ解が現れる.その遷移層をもつ解のダイナミクスの解析や定常解の構成は様々な観点から研究が行われてきた.本研究では,単独の双安定反応拡散方程式を1次元の数直線上で考え,方程式に空間非斉次性を含み,その空間非斉次性が空間内のある区間上で消えている場合,その区間上における遷移層のダイナミクスについての研究を行った.このように空間非斉次性がある区間で退化している場合,その区間上での遷移層のダイナミクスは指数的に遅く, very slowと呼ばれ,理論的な解析がほとんどできない状態であったが,本研究において,方程式中の空間非斉次性を表す関数が退化している区間の両端における振る舞いが遷移層のダイナミクスに影響を及ぼすことがわかり,その情報を含む形で遷移層のダイナミクスを表す方程式を導出することに成功した.今回の研究のように空間非斉次が一定の区間で退化している場合,それを空間非斉次性のない方程式からの摂動と捕らえることによって,九州大学の栄伸一郎氏により開発された反応拡散方程式の局在パターンのダイナミクスを解析する不変多様体の手法を用いることが可能となり,考えるべき線形化固有値問題が飛躍的に容易となることが鍵となった.本研究成果は学術論文「The motion of a transition layer fora bistable reactiondiffusionequation with heterogeneous environment」としてまとめ,プレリントシリーズ及び学術雑誌に投稿した.また,日本数学会2009年度年会(函数方程式論分科会)において報告した.現在,本研究の手法が空間非斉次性を含む反応拡散系(system)の場合へ応用できることがわかり,現在研究を進めている.本研究ではAllen-Cahn方程式を含む単独の双安定反応拡散方程式を1次元数直線上で考える。昨年度の研究では方程式に空間非斉次性を含み,その空間非斉次性が数直線上のある区間上で退化している設定において,拡散係数が十分小さいとき,その区間上での遷移層のダイナミクスを考察した.この場合,遷移層のダイナミクスは遷移層の位置に関する1次元のダイナミクスへ縮約され,その位置の動きが常微分方程式として記述されることを示した.本研究成果は学術論文「The motion of a transidon layer fora bistable reactiondiffusionequadonwithheterogeneous environment」として学術雑誌Discrete and Condnuous Dynamical Systems Sehes Aに掲載されている.昨年度の研究では空間非斉次が一定の区間で退化している設定では,それを空間非斉次性のない方程式からの摂動と捕らえることによって,空間非斉次性がない場合の定常フロント解を近似解として,不変多様体の手法を用いることが可能となったことが鍵となったが,そのことを踏まえ今年度はより一般的な双安定反応拡散方程式系で同様の問題を考えた.空間非斉次性がない方程式での定常フロント解の存在およびその無限遠での漸近挙動,定常フロント解のまわりの線形化作用素のスペクトルの分布および0固有関数の無限遠での漸近挙動,その共役作用素の0固有関数の漸近挙動に適当な条件を課すことにより,単独の方程式の場合とほぼ同様の議論が可能であることがわかった.この仮定を満足する双安定系として,2種の競争する生物の個体数密度分布の変化を記述する2種競争系が考えられるが,定常フロント解および線形化作用素の0固有関数の無限遠での漸近挙動に関してより詳しい情報が必要であることがわかり,現在研究を進めている.
パワーエレクトロニクス材料のフェムト秒レーザー加工と物性評価

昨年度の結果をもとにレーザー誘起ナノ周期(リップル)構造の生成メカニズムの解明と物性分析を引き続き行った.リップル構造生成メカニズムについては照射波長程度の周期を持つ"粗い(coarse)リップル"の生成閾値が試料表面粗さの影響を受けないのに対して,照射波長の数分の一の周期をもつ"細かい(fine)リップル"の生成閾値は表面粗さの影響を大きく受けることを明らかにした.この結果は細かいリップル構造の生成はフェムト秒レーザー照射によって生成される光励起キャリアの局在化によって引き起こされているが,粗いリップルの生成は光励起キャリアの局在化には依存しないということを示唆しているものであると考えている.さらに,シリコンカーバイドにおけるリップル構造のラマン分光測定を昨年よりも高空間分解能,高検出感度で行い,細かいリップルと比較して粗いリップルではアモルファスシリコンやアモルファスカーボンのピークがアモルファスシリコンカーバイドのピークよりも相対的に強く,レーザー照射による原子結合の乖離が粗いリップルにおいてより強く起こっていることを示唆する結果を得た.さらにラマン分光分析で得られた成果をより微視的な観点から議論するため,リップル構造を断面方向に切り出した試料を収束イオンビーム法で作製し,透過型電子顕微鏡観察を行った.その結果,リップル構造にはアモルファス相,ひずみを伴う層,無欠陥シリコンカーバイド単結晶が表面から結晶内部に向かって存在していることが明らかになった.さらに,アモファス相の厚さは約50nmであり,この値はラマンスペクトルのピーク強度から吸収係数を考慮して概算した値とほぼ一致することも明らかになった.フェムト秒チタンサファイア再生増幅器(Spectra Physics社,Spitfire)からのレーザー光(中心波長800nm,時間幅120fs)をワイドバンドギャップ半導体である単結晶シリコンカーバイド表面に照射した.照射後の試料表面の形状変化を走査型電子顕微鏡及び光学顕微鏡で観察し,照射強度,照射パルス数,照射パルス間隔,偏光依存性の観点から系統的に研究した.その結果,フェムト秒レーザーパルス照射後に特定の照射強度範囲内で生成されるレーザー誘起リップル構造が周期によって異なる閾値を明確にもち,この閾値がパルス間隔に依存することをはじめて明らかにした.これらの結果からレーザー誘起リップル構造は照射波長程度の周期を持つ"荒い(coarse)リップル"とその数分の一の周期をもつ"細かい(fine)リップル"がレーザー照射中に異なった物質相で生成されていると推察することができた.これは,現在活発に議論が行われているレーザー誘起リップル構造の生成メカニズムの理解に重要な情報を与えたと考えられる.さらに,レーザー誘起リップル構造のラマン分光分析を行い,荒いリップル部分はシリコンカーバイドの単結晶のラマンスペクトルを,また,細かいリップル部分はアモルファスシリコンカーバイドのラマンスペクトルを示すことを明らかにした.これらの結果は前述のレーザー照射中の物質相によってリップル構造の周期が異なっているとする考察結果を強く支持するものである.これらの結果はフェムト秒レーザー照射を用いたワイドバンドギャップ半導体の内部加工,特に照射強度の適切な調節によって所望の物性が得られるという内部改質技術の開発に欠かすことの出来ない情報を与えたと考えている.昨年度の結果をもとにレーザー誘起ナノ周期(リップル)構造の生成メカニズムの解明と物性分析を引き続き行った.リップル構造生成メカニズムについては照射波長程度の周期を持つ"粗い(coarse)リップル"の生成閾値が試料表面粗さの影響を受けないのに対して,照射波長の数分の一の周期をもつ"細かい(fine)リップル"の生成閾値は表面粗さの影響を大きく受けることを明らかにした.この結果は細かいリップル構造の生成はフェムト秒レーザー照射によって生成される光励起キャリアの局在化によって引き起こされているが,粗いリップルの生成は光励起キャリアの局在化には依存しないということを示唆しているものであると考えている.さらに,シリコンカーバイドにおけるリップル構造のラマン分光測定を昨年よりも高空間分解能,高検出感度で行い,細かいリップルと比較して粗いリップルではアモルファスシリコンやアモルファスカーボンのピークがアモルファスシリコンカーバイドのピークよりも相対的に強く,レーザー照射による原子結合の乖離が粗いリップルにおいてより強く起こっていることを示唆する結果を得た.さらにラマン分光分析で得られた成果をより微視的な観点から議論するため,リップル構造を断面方向に切り出した試料を収束イオンビーム法で作製し,透過型電子顕微鏡観察を行った.その結果,リップル構造にはアモルファス相,ひずみを伴う層,無欠陥シリコンカーバイド単結晶が表面から結晶内部に向かって存在していることが明らかになった.さらに,アモファス相の厚さは約50nmであり,この値はラマンスペクトルのピーク強度から吸収係数を考慮して概算した値とほぼ一致することも明らかになった.
新たに単離されたヒトrasGAP関連遺伝子の解析

1.既知のrasGAPと高い相同性を有する新しい分子nGAPのcDNAをヒト心筋ライブラリーから単離した。nGAPは中央部に存在するGAP関連ドメインに加え、C末端付近にcoiled-coilを取ると考えられる領域を持っていた。nGAPはシナプス特異的に局在するSynGAP、および線虫C.elegansのGAP-2と全長にわたって高い相同性を有していた。2.nGAPの発現の組織特異性をRT-PCR法を用いて検討したところ、調べた全ての臓器で発現が認められた。3.出芽酵母のrasGAP遺伝子であるIRA2の欠損をnGAPが機能相補することを確認し、nGAPが酵母のRas蛋白質に対してrasGAPとして機能することを示した。5.培養細胞(HeLa細胞)におけるnGAPの高発現がRas蛋白質の活性に及ぼす影響を、血清刺激に応答したMAPキナーゼの活性化に対する抑制効果を指標に検討した。その結果、nGAPの発現プラスミドをトランスフェクトしnGAPを高発現した細胞でも、MAPキナーゼの活性化の抑制が認められなかった。nGAPのGAP活性の発現には何らかの条件ないし因子が必要である可能性も考えられる。6.FISH法とラディエーションハイブリッド法を用いてnGAPの染色体マッピングを行ったところ、いずれの方法によってもヒト染色体1q25にマップされた。この領域には遺伝性前立腺癌の原因遺伝子HCP1存在することが示唆されており、nGAPがHCP1の本体である可能性がある。既知のrasGAPと高い相同性を有する新しい分子nGAPのcDNAをヒト心筋ライブラリーから単離した。nGAPは、線虫C.elegansのrasGAPであるGAP-2と全長にわたって高い相同性を有しており、哺乳類のGAP-2相同蛋白質であると考えられる。nGAPがRas蛋白質に対するGAP活性を持つことを以下の2つの方法で検討した。第一に、酵母のrasGAP遺伝子であるIRA1、IRA2の欠損変異株でnGAPを発現し、nGAPがこれらの変異株のrasGAP活性の欠損を機能相補できるか否かを検討した。nGAPがIRAの欠損変異株を相補し、かつ活性型Ras変異株RAS2-V19に無効であったことは、nGAPがrasGAPとして機能することを示している。第二に、nGAPのGAPドメインを大腸菌ならびに酵母を用いてGST融合蛋白質として発現し、精製した蛋白質を用いてin vitroでRasファミリー低分子G蛋白質(H-Ras、R-Ras、Rap1B、Ral)に対するGAP活性を検討した。調べた条件ではいずれのG蛋白質に対してもGAP活性は検出されず、nGAPのGAP活性にはさらに何らかの条件ないしは因子が必要である可能性も考えられる。nGAPの発現の臓器特異性をNorthern法で検討したが、発現量が低く明瞭なシグナルを得ることができなかった。そこでESTデータベースを検索し、nGAPのマウス相同遺伝子の配列情報を得て、マウスの臓器由来のmRNAに対しRT-PCR法により発現を検討したところ、調べた全ての臓器でnGAPの発現が確認され、nGAPが多くの臓器で広く発現していることが明らかになった。nGAPはヒト染色体の1q24近傍にマッピングされた。この領域には遺伝性前立腺癌の原因遺伝子が存在することが示唆されており、nGAPがこの癌抑制遺伝子の本体である可能性がある。既知のrasGAPと高い相同性を有する新しい分子nGAPのcDNAをヒト心筋ライブラリーから単離し、解析を進めている。nGAPは線虫C.elegansのrasGAPであるGAP-2と全長にわたって高い相同性を有しており、哺乳類のGAP-2相同蛋白質であると考えられる。nGAPはその構造からRas蛋白質に対するGAP活性を持つことが予想される。これまでにnGAPが出芽酵母のrasGAP遺伝子であるIRA1/IRA2の欠損を機能相補することを確認しているが、GST-nGAP融合蛋白質を用いたin vitroの実験ではrasGAP活性を確認できなかった。

そこで、培養細胞におけるnGAPの高発現がRas蛋白質の活性に及ぼす影響を、ras/MAPキナーゼ経路に対する抑制効果を指標に検討した。実験にはHeLa細胞を用い、血清刺激に応答したMAPキナーゼの活性化は、エピトープタグされたERK2をトランスフェクトし、そのSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動土の泳動度の変化としてウエスタン法により検出した。その結果、nGAPの発現プラスミドをトランスフェクトしnGAPを高発現させた細胞でも、対照としてベクターのみをトランスフェクトした場合に比較して、MAPキナーゼの活性化に顕著な差が認められなかった。nGAPのGAP活性の発現には何らかの条件ないし因子が必要である可能性も考えられる。ラディエーションハイブリッド法とFISH法を用いてnGAPの染色体マッピングを行ったところ、いずれの方法によってもnGAPはヒト染色体1q25にマッピングされた。この領域には遺伝性前立腺癌の原因遺伝子HPC1が存在することが示唆されており、nGAPがこの癌抑制遺伝子の本体である可能性がある。既知のrasGAPと高い相同性を有する新しい分子nGAPのcDNAをヒト心筋ライブラリーから単離し、解析を進めた。nGAPと線虫C.elegansのrasGAPであるGAP-2とは互いに高い相同性を有しているばかりでなく、いずれも触媒ドメインのC末端側にcoiled-coilを取ると予測される領域を持ち、nGAPは哺乳類のGAP-2相同蛋白質であると考えられる。また、最近哺乳類から単離されたシナプス特異的rasGAPであるSynGAPはnGAPとほぼ全長にわたり高い相同性を有しており、これらはrasGAPの同じサブファミリーに属していると考えられる。nGAPはその構造からRas蛋白質に対するGAP活性を持つことが予想され、実際に出芽酵母のRas蛋白質に対してrasGAPとして機能し得ることを確認している。しかしながらGST-nGAP融合蛋白質を用いたinvitroの実験では、哺乳類Ras蛋白質に対するrasGAP活性を確認できなかった。そこで、nGAPがin vivoでrasGAP活性を示すか否かを、ras/MAPキナーゼ経路に対する抑制効果を指標に検討した。実験にはHeLa細胞またはCOS細胞を用い、血清刺激に応答したMAPキナーゼ(ERK2)の活性化を、SDSポリアクリルアミドケル電気泳動上の泳動度の変化としてウエスタン法により検出した。種々の実験条件を検討したが、nGAPの発現プラスミドをトランスフェクトしnGAPを高発現させた細胞でも、対照としてベクターのみをトランスフェクトした場合に比較して、MAPキナーゼの活性化に顕著な低下は認められなかった。nGAPのGAP活性の発現に何らかの条件ないし因子が必要であるか、nGAPがRasファミリーに属する他のGTP結合蛋白質に対するGAPであるという可能性が考えられる。今後、この両方の可能性を念頭に、nGAPの生理機能についてさらに検討を進める必要がある。
新物質相としての固体表面の理論

本年度の研究活動は大きく分けると二つになる。第一は特定の表面系に対してその構造、物性を研究してその物理を引き出そうとするもので、第二は表面統計力学、動的過程の一般論である。第一のグループに属するものとして、電子構造の計算がある。局所密度汎関数法、スラブ模型を用いてのSi(100)2×1K、Si(100)2×1.p(2×2)、c(4×2)(塚田)、更にジェリウム表面及びAl(100)表面上のアルカリ金属原子吸着層(寺倉)、Si(111)√<3>×┣D83┫8M(M=Agその他の金属)(永吉),Si(111)2×1(山口)、そしてSi(111)5×5DAS模型及び関連した簡単化模型に対するもの(吉森)などが挙げられる。またクラスター模型を用いてのLCAO-MO、Hartree-Fock-Roothaan法によるCu上のCOとKの共吸着の問題(甲木)もこのカテゴリーに属する。アルカリ吸着Si(100)表面の問題点は実験的に提出されているもので、アルカリ金属の吸着位置に関するものである。理論の結果もこれに対してはなお決定的ではない。Si(111)再構成表面DAS模型に対しては表面状態についてのある程度の見通しが得られた。金属表面吸着のアルカリ金属原子の結合電子状態についてはなお精力的な解析の努力が続けられている。第二のグループに属するものとしては統計力学的なアプローチを取るものとして、Ge(111)、Si(111)表面再構成の相転移の基底状態の厳密な解析と有限温度出の性質、特に短距離秩序を調べるための計算機実験(金森)、Pt(111)表面吸着NOの熱脱離(興地)、Si(100)再構成表面の相転移に対する計算機実験(吉森)、関連した電子状態、特に表面状態に対する考察(中山)、電子論的なアプローチとして、運動する吸着原子の摩擦係数(エネルギー緩和時間)の厳密な計算(興地)金属表面での励起原子ビームの動的電子過程(吉森)、Auget中性化過程の高次摂動項(吉森)等が挙げられ、それぞれ興味ある結果及び展望を得ている。
沖積層の形成過程・環境を考慮した地盤の非均質性の評価

地盤の非均質性のために、工学的な問題の生じることがある。特に、最近の約2万年間にできた沖積層とその基底礫層に関しては、それらの地層に関わる建設活動が盛んなことも相まって、種々の問題が生じる。例えば、不連続な基底礫層やその層厚の変化によって杭基礎の支持力が不足すること、沖積粘性土内に連続する薄い砂層の存在によって圧密沈下速度の予測が間違うこと、沖積砂層内の薄く連続した粘性土層の存在によって透水性が阻害されること、などの例が考えられる。こうした工学的問題が生起する最大の原因は、そこで利用される地盤の不均質性の評価が難しいことである。さらに、数度の氾濫でできあがった河川堆積物にも、その粒度に空間的な変動のあることが知られている。そこで、本研究では、地盤の成層構造の複雑さを評価するために、(1)土質柱状図の類似性評価方法の提案(2)地層の成層性を評価する方法の提案(3)地盤の生成過程を把握するための理学的情報の整理(4)理学的情報のある地域の土質試験結果の深度分布特性の整理を行ってきた。臨海部の沖積層を形成する主な作用は、海水面の変動と供給土砂の量と質の変化(気候変動や植生も関係)、河川流路の移動などがある。特に、最近の1.82.0万年前からの100m以上に及ぶ海水面変動は、沖積地盤の生成に大きな影響を及ぼしている。さらに、河川から運ばれる供給土砂量の多少も、堆積場の環境を左右する。海水面上昇速度を上回る土砂供給量がある場合には、淡水成の環境が続き、比較的粗粒の材料が堆積する。逆の場合には、淡水成から汽水混合、さらには海成の環境に移行し、より細粒な材料が堆積することになる。一般には、海進時には上方細粒化、海退時には上方粗粒化が生じると言われている。また、河川流路の移動によっても寄州堆積物内には、上方粗粒化の生じることが示されている。堆積学的には、このように生成された地層内の微細堆積構造、分布形態などの露頭調査の詳細な情報に基づいて、堆積機構や堆積環境を推定することになるが、工学的な土質柱状図では、こうした情報は不明確な場合が多い。そこで、一度の大きな海進・海退を考慮した層序モデル・モデル柱状図の提案を行った。この提案モデルでは、海進・海退の速度の差異を考慮した基本的な4つのモデル(基本モデル)に加え、上部・下部砂層内に粘性土や中間土を挟み込んだ12種類の追加モデルで構成されている。これらのモデル柱状図と稲沢市南西部と北東部で得られた21本の土質柱状図とを、マルコフ連鎖と赤池情報量基準の考え方を援用して、類似性評価を行った。その結果、南西部の地盤は急海進・緩海退モデルで評価できること、緩海退・急海進モデルではまったく評価できないこと、北東部の地盤は、ここに提案するモデルでは評価できないことなどが明らかになった。
太陽電池搭載車における走行時の部分影の影響とその対策に関する研究

本研究の目的は、自動車のボディーに取り付けられた太陽電池から最大限にエネルギーを引き出すことである。建物や街路樹等によって走行中に生じる発電量低下を防ぐために、分割された太陽電池ごとにシール形の電源を張り付けて、高速に最大電力制御を行う。シール形電源は湾曲したボディーにも取り付け可能である。これらを実現するために(1)小型高効率電源の特許技術(2)曲げられる磁性シート(3)ワイアボンディングレスのパッケージング技術、(4)ニュートン法を用いた高速最大電力制御技術を応用し、(5)試作機による評価ならびにモデルベース開発を用いたリアルタイムシミュレーションによって従来技術に対する優位性を立証する。
ブロック共重合体膜表面におけるミクロドメインの配向挙動の実空間観察

ポリ(4-tert-ブチルスチレン)(B)とポリ(4-tert-ブトキシスチレン)(O)からなる新規なブロック共重合体を調製し、その膜表面における構造を評価した。その結果、両成分ともに自発的に表面に析出することを明らかにした。さらに、製膜後に膜表面で加水分解反応を行うと、親水性-疎水性のナノパターンを簡便に構築できることが明らかとなった。このナノパターンは生体分子やナノ粒子の配列制御に有用と考えられる。本研究の目的は、表面に両成分ともに析出するジブロック共重合体膜を調製し、その膜表面と平行方向に電場を印加することで、面内にランダム配向したミクロドメインが電場方向に再配向する過程を明らかにすることにある。今年度は、ポリ(4-tert-ブチルスチレン)(B)とポリ(4-tert-ブトキシスチレン)(0)の共重合体をリビングアニオン重合法により合成し、その表面構造について原子間力顕微鏡観察およびX線光電子分光測定に基づき検討を行った。その結果、Bおよび0成分ともに表面に析出しており、表面近傍ではラメラ構造が膜面に対して垂直方向には移行していることを明らかにした。さらに、この膜の表面を加水分解すると、0成分がポリ(4-ヒドロキシスチレン)に変換されることを確認した。また、原子間力顕微鏡観察において、温度と電場を同時に印加できるようにするためのフランジを作製した。昨年度までに、ポリ(4-tert-ブチルスチレン)(B)とポリ(4-tert-ブトキシスチレン)(O)の共重合体をリビングアニオン重合法により合成し、BO膜の表面にはBおよびO成分ともに析出しており、表面近傍ではラメラ構造が膜面に対して垂直方向に配向することを明らかにしている。今年度は、ガラス転移温度以上の温度で電場を印可し、ミクロ相分離構造の再配向過程を原子間力顕微鏡観察に基づき評価した。電場を印可する前には膜面に対して垂直配向したラメラ構造が観察されたが、印可後にはラメラ構造が膜面に対して平行方向に配向した。これは、膜面に対して平行方向に配向することにより、電場印可時の系の静電気エネルギーが減少するためと思われる。したがって、面内方向のドメイン再配向過程は十分に検討できなかった。次に、BO薄膜表面におけるミクロ相分離構造の膜厚依存性を走査電子顕微鏡観察により評価した。用いた試料の膜厚が十分大きなバルク試料では、76nmのドメイン間隔のラメラ構造を形成することを小角散乱および透過電子顕微鏡観察により確認した。膜厚が120nm以上のBO膜表面では、ラメラ構造が膜面に対して垂直方向に配向していた。膜厚が98nmの場合には、B成分が球状ドメインを形成し、O成分が連続相に転移した。膜厚が81nmになると、膜厚が98nmの場合と対照的に、O成分が球状ドメインを形成し、B成分が連続相に変化した。現在、この薄膜化による特異な構造変化の原因について検討を進めている。
逐次データに関する潜在構造解析に関する研究

潜在構造モデルを因子分析モデルに特定し、その現実問題として、調査票による社会調査をとりあげた。広領域にわたる社会調査においては、調査項目の増大が原因となって調査コストや回答の信頼性、回答拒否などの問題が生じている。そのため、調査項目の圧縮が求められる。因子分析モデルでは、事象モデルに適合し適切な項目数の観測変数を得ることが必要であるが、モデルに対して完全なデータを入手することは困難であることが多い。そこで、データが逐次的に得られるものとして、各収集時点で次の観測変数の変更を許した解析法の構築した。すなわち、観測変数を逐次更新し、標本併合による完全データの復元をおこなった。因子分析の一般化されたモデルは共通因子間に相関を想定する直行モデルをもちいた。また、共通因子数は既知として、識別可能性の問題を考慮していない。完全データに対する観測データの位置づけを、欠測ブロックを含むものとして、標本併合によりその欠測部分を補っていく。この併合を逐次的におこない、最終的に事象モデルの解析に必要な全観測変数をえる。欠測部分の補完は、EMアルゴリズムをもちいた。そして観測データを完全データに対する分割と考え、分割の条件を考察した。最後にモンテカルロ法によるシミュレーションによって、この推定法の評価をおこなった。欠測ブロック間の相関が大きくなるに従って、完全データの復元が困難になる結果が得られた。
ナトリウムの添加によるカリックス[4]アレーン誘導体の抽出分離特性の制御

cone構造を有し、lower rim側のdistal位にスペーサー長の異なった3種類のカリックス[4]アレーンカルボン酸誘導体(酢酸-酢酸、酪酸-酢酸、及び吉草酸-酪酸)による金属イオンの抽出をNa共存・非共存下で行った。酢酸-酢酸型、及び酪酸-酢酸型抽出剤について、Na共存系での金属イオンとの錯体の化学量論をローディング試験により決定した。酢酸-酢酸型抽出剤では、Pb以外の金属イオン(Na,Ca,Ba,Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Ho,Er,Yb,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ag,Cd,Al,In)はNaと共抽出されることが分かった。PbはNaと同様、酢酸-酢酸型抽出剤と2:1錯体を形成し、また、Pbの配位部位はNaと同じであるため、Naとは競争反応を起こす。このため、PbはNaとの"イオン交換機構"により、抽出される。また、酪酸-酢酸型抽出剤では、Ag以外の金属イオン(Na,Ca,Sr,Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Yb,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Cd,Al,In,Pb)はNaと共抽出されることが分かった。また、Cuの抽出に関して、共存Naの濃度が0.05Mでは非共存系よりも抽出が促進されるが、それ以上の濃度では次第に阻害が起こった。しかし、スペーサー長が長くなることで、NaとCu間の立体反発が解消され、また、第2のカルボキシル基の解離定数が小さくなった。このため、高Na濃度でも、Naとの競争反応による阻害を受けにくい。すなわち、吉草酸-酢酸型抽出剤では、0.5MのNa存在下でもNaの競争反応による阻害を受けにくく、海水中などでの利用に応用できると考えられる。また、酢酸-酪酸型抽出剤については多孔性樹脂に含浸したイオン交換体として用いても、Na添加系で抽出性能が向上することが確認された。coneコンホメーションを有し、lower rim側のdistal位にスペーサー長の異なった3種類のカリックス[4]アレーンカルボン酸誘導体(酢酸ー酢酸、酪酸ー酢酸、及び吉草酸ー酪酸)を合成し、アルカリ金属の抽出及びナトリウム無添加・添加系における様々な金属の抽出挙動について検討した。アルカリ金属の抽出では、抽出剤は全て極めて高いナトリウム選択性を示した。これは、カリックス[4]アレーン誘導体の環サイズがナトリウムのイオン径にマッチしていることと、抽出剤が全てcone構造を有していることに帰因している。また、酢酸ー酢酸型の抽出剤では、1個の抽出剤分子で2個のナトリウムを同時に抽出しており、^1H-NMRの結果とナトリウムの抽出の結果より、1個目のナトリウムの錯形成が2個目のナトリウムの抽出を促進していることが明らかとなった。この挙動は、ナトリウム存在下での多価の金属のナトリウムとの共抽出を強く支持する結果である。さらに、これら抽出剤とナトリウムを錯形成させた錯体を用いて様々な金属の抽出の結果、極めて親和性の高かった鉛と銀以外の測定可能な金属は全てナトリウムと共抽出されることが分かった。また、ナトリウム非共存及び共存系で金属の抽出を行った結果、ナトリウム共存の場合に抽出領域が著しく低pH側にシフトしており、そのシフトの度合いは、金属の種類と抽出剤のスペーサー長によって異なった。スペーサー長の異なる抽出剤のさらなる開発により、共抽出の際のナトリウムと金属の立体緩和、金属の配位形態や大きさなどの影響を検討でき、より優れた分子設計が可能である。また将来的には、最も立体緩和の大きな吉草酸ー酢酸型の抽出剤では0.5Mのナトリウム中でも金属イオン抽出は阻害されないため、海水中でも使用可能なイオンセンサー素子としての開発も可能であると考えられる。

しかし、スペーサー長が長くなることで、NaとCu間の立体反発が解消され、また、第2のカルボキシル基の解離定数が小さくなった。このため、高Na濃度でも、Naとの競争反応による阻害を受けにくい。すなわち、吉草酸-酢酸型抽出剤では、0.5MのNa存在下でもNaの競争反応による阻害を受けにくく、海水中などでの利用に応用できると考えられる。また、酢酸-酪酸型抽出剤については多孔性樹脂に含浸したイオン交換体として用いても、Na添加系で抽出性能が向上することが確認された。
ケロイド・肥厚性瘢痕における新規ヒアルロン酸分解酵素の関与

本研究では、KIAA1199ノックアウトマウスを用い、瘢痕モデルマウス作成・検討し、更にヒトの瘢痕やケロイド組織を用いたKIAA1199の発現検討を並行して行い、ケロイドや瘢痕におけるKIAA1199の役割を明らかにする。