hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クロロフィルc_2増感太陽電池の開発

色素増感太陽電池に利用する新規クロロフィル増感色素の開発を行った。バクテリアクロロフィル誘導体及びクロリンとポルフリン環を持つクロロフィル色素を利用することにより太陽電池の光吸収効率を改善した。クロロフィル色素の構造改造することにより色素の電子注入効率及び逆電子移動を改善した。最大光電変換効率は8%に達成した。ワカメ由来のクロロフィルとその誘導体を用いた色素増感太陽電池の開発を行った。ワカメの中に存在しているクロロフィルc_2はポフリン骨格の色素として光吸収の範囲はクロリン骨格を持っているクロロフィルと比べて、比較的に狭くて、増感色素として使う時に高い光電流が出ない。今度はクロロフィルa誘導体を共同増感剤としてクロロフィルc_2太陽電池に使用した。その結果として、太陽電池の光電変換効率(η)は元の3.8%から5.4%まで30%以上増大した。この増大率は今までの多色素増感系を利用した太陽電池の中で最大となった。クロロフィル増感太陽電池の効率を更に高めるために、高効率クロロフィル誘導体の開発を行った。本作者2005年に発表したクロロフィル誘導体(Wang et al. Chem. Phys. Lett. 408 (2005) 409)の化学構造を基礎として合成した新しい色素は6.5%の高いη値を達成した。この値は同じ種類のクロロフィルの中で最も高いということが分かっている。この結果は研究成果の論文1に発表していた。そして、太陽電池の光吸収範囲を更に拡展するために、この色素の骨格をバクテリアクロリンにして、900nmまで吸収できる色素を合成した。新しい色素はルテニウム色素を比べられるような高い光電流が出ている、太陽電池の効率も更に高くなった。この結果は最近The Journal of Physical Chemistry Cに採択されて、研究成果の論文2に発表している。以上の研究結果は、3月にドイツで開催されたLight-harvesting processes 2009(LHP2009)と京都で開催された日本電気化学会第76回大会で発表済でした。これから、もっと高い効率のクロロフッィル色素の開発を目指している。クロロフィル増感太陽電池の変換効率を向上する為に、クロロフィル色素の光吸収効率、クロロフィル色素と酸化チタン半導体問の電子注入効率及び電子収集効率の改善を行った。光吸収効率はクロリン環をバクテリアクロリン環に交換することにより、大幅に改善した。更に、クロリン環及びポルフリン環のクロロフィル色素を混合使用することにより、変換効率は30%以上増大した。電子注入効率を改善する為に、クロリン環のpi電子をQy方向に展開して、色素のLUMO及びHOMOエネルギー準位を移動した。太陽電池の変換効率は新規色素を利用することにより元の3.8%から6,5%まで、大幅に向上した。電池の電子収集効率を改善する為に、クロリン色素のC17位に長いアルキル基を導入した。この分子設計することにより、太陽電池の変換効率は更に8%まで増大した。この変換効率はクロロフィル及びポルフリンを用いた色素増感太陽電池の中で最も高くて、世界一のレベルと言える。クロロフィル太陽電池の電子輸送の原理を解明する為に、femto秒時間分解吸収スペクトルの測定を行った。時間分解吸収のデーターはフィティングすることにより、電子注入時間と逆電子移動時間を測定した。長いアルキル基を持っているクロロフィル色素は普通のクロロフィル色素と比べて、色素の濃度を増大しても、電子寿命の変化はなくて、exciton annihilationの影響は相対的に小さいと考えられる。一方、アルキル基ある太陽電池の大きい高電圧は電池の長い電子寿命でよく説明できる。これらの研究に基づいてクロロフィル太陽電池の応用も進んでいる。
抗体マルチラベル化高次ナノ構造体の創製と薬物送達システムへの応用

生体内で精巧緻密に機能を発現するタンパク質へ望まれる機能を人工的に設計、修飾することによって、目的に合った機能を有する生体分子を構築することができ、自然界には存在しない多機能性あるいは新機能性を持った材料の創出が見込まれる。今回、Spy0128という繊毛タンパク質の分子内、分子間自発的架橋反応に着目し、新規自己修飾型タンパク質タグの開発を行った。天然のSpy0128は分子内のLys(K)残基とAsn(N)残基の側鎖間で自発的にイソペプチド結合を形成している。この反応は、Spy0128の構造の途中で2つに分割したフラグメント(split-SpyO128(aa 18-292)とisopeptag(aa 293-308)を用意し、両者を再び混合しても、分子間で自発的にイソペプチド結合を形成することが報告された。そこで本研究では、split-Spy0128を対象タンパク質に遺伝子組換え技術によって導入し、isopeptagを機能性物質に結合したものを用意することで、新しい連結ツールの開発を行った。まず、遺伝子工学的手法によって、Spy0128の2つのフラグメントと青色および緑色蛍光タンパク質との融合タンパク質をそれぞれ調製し(nBFP-split-Spy0128、isopeptag-EGFP)、両者の連結反応を試みている。その結果、蛍光タンパク質に導入したSplit Spy0128部位の再構築反応によって、異種タンパク質の自己触媒型連結に成功している。さらに、本再構築反応を利用した不溶性担体としてビーズへのタンパク質の固定化を試み、部位特異的なタンパク質の固定化に成功している。このことから、本技術が部位特異的にタンパク質を固定化可能であることを明らかにし、均一系だけでなく不均一系においても、本技術を利用可能なことを示すことができた(H.Abe et al.,Bioconjugate Chem.,24,242,2013)。この技術は抗体をはじめとしたタンパク質の高次ナノ構造体を創製する上での、強力なツールとなり得ると期待される。生体内で精巧緻密な機能を発現するタンパク質へ、望まれる機能を人工的に設計、修飾することによって、目的に適った機能を有する生体分子を構築することができる。そうすることにより、タンパク質の有している欠点を補ったり、異なる機能を持つ物質をハイブリッドさせることによって、新たな機能性の付与が可能になる。近年では、複数の機能性物質を組み合わせてタンパク質に導入することにより、ユニークな特性を発現する多機能性タンパク質の開発が注目されている。この修飾技術において重要となるのが、複数の機能性物質の導入数の制御およびタンパク質の機能保持である。本研究においては、温和な条件下での厳密な基質特異性により、タンパク質の機能を損なうことなく部位特異的な修飾が可能となる酵素修飾法を利用した機能性物質のマルチラベル化技術の開発を目指す。用いる酵素としては微生物由来トランスグルタミナーゼ(MTG)を選択した。MTGの基質特異性から、反応点となるGlnのN末端側は比較的疎水性の高い残基、C末端側は柔軟性に富んだ残基が好ましいとされている。そこで、MTG認識Gln配列のN末端に蛍光物質(FITC)、C末端にビオチン基を導入した多機能化基質FITC-β-Ala-QG-biotinを設計、合成した。始めに、調製した多機能化基質をMTGの酵素反応を利用して、N末端にMTG認識Lys配列を有する大腸菌由来アルカリホスファターゼ(NK-AP)やIgG抗体に対して導入を試みたところ、活性を落とすことなく、導入可能であることを確認した(H.Abe et al., Chem. Commun., 2010)。本修飾技術は、対象タンパク質へ定量的かつ安定に異なる機能を導入が可能なことから、厳密な構造・機能制御が必要とされるナノバイオマテリアル創製への応用が期待される。人工的に脂質をタンパク質に修飾する技術は、タンパク質を様々な膜上(細胞膜、人工脂質膜など)へ局在化させ、タンパク質を空間的に制御することができるため、極めて魅力的な技術として注目されている。しかしながら既存のタンパク質の脂質修飾技術では反応効率と部位特異性を両方担保されたものがなく、新しい修飾技術の開発が求められてきた。本研究では、部位特異的に脂質修飾を達成するために微生物由来トランスグルタミナーゼ(MTG)という酵素に着目した。MTGはペプチドやタンパク質中に存在する特定のグルタミン(Gln;Q)残基とリジン(Lys;K)残基とを架橋化する酵素であり、MTGを利用することで、酵素反応の厳密な基質特異性が期待できる。脂質とMTG認識Glnを含む基質ペプチドを種々合成し反応性を検討したところ、Lipid(Myr,Pam,Ste)-GGGSLLQGという配列の脂質修飾ペプチドがMTGによって認識されることを明らかにした。これらの基質を、MTG認識Lysを導入した組換えタンパク質へ反応させたところ、部位特異的に既存法に比べ極めて効率よく反応が進行した。また調製した脂質修飾タンパク質を細胞へ播種したところ、細胞膜上に局在化したことから、細胞膜上のタンパク質の挙動解析や人工脂質膜の機能化へ、応用が期待される(H.Abe et al., Chem. Eur. J., 17,14004,2011)。これらの脂質修飾ペプチドはカルシウムに応答してゲル化するという極めてユニークな特性を示した。今後、自己集合特性などの形成メカニズムを検討していく予定である。

そして、超分子化学とタンパク質工学を繋ぐという新しい概念提唱を行っていきたいと考えている。生体内で精巧緻密に機能を発現するタンパク質へ望まれる機能を人工的に設計、修飾することによって、目的に合った機能を有する生体分子を構築することができ、自然界には存在しない多機能性あるいは新機能性を持った材料の創出が見込まれる。今回、Spy0128という繊毛タンパク質の分子内、分子間自発的架橋反応に着目し、新規自己修飾型タンパク質タグの開発を行った。天然のSpy0128は分子内のLys(K)残基とAsn(N)残基の側鎖間で自発的にイソペプチド結合を形成している。この反応は、Spy0128の構造の途中で2つに分割したフラグメント(split-SpyO128(aa 18-292)とisopeptag(aa 293-308)を用意し、両者を再び混合しても、分子間で自発的にイソペプチド結合を形成することが報告された。そこで本研究では、split-Spy0128を対象タンパク質に遺伝子組換え技術によって導入し、isopeptagを機能性物質に結合したものを用意することで、新しい連結ツールの開発を行った。まず、遺伝子工学的手法によって、Spy0128の2つのフラグメントと青色および緑色蛍光タンパク質との融合タンパク質をそれぞれ調製し(nBFP-split-Spy0128、isopeptag-EGFP)、両者の連結反応を試みている。その結果、蛍光タンパク質に導入したSplit Spy0128部位の再構築反応によって、異種タンパク質の自己触媒型連結に成功している。さらに、本再構築反応を利用した不溶性担体としてビーズへのタンパク質の固定化を試み、部位特異的なタンパク質の固定化に成功している。このことから、本技術が部位特異的にタンパク質を固定化可能であることを明らかにし、均一系だけでなく不均一系においても、本技術を利用可能なことを示すことができた(H.Abe et al.,Bioconjugate Chem.,24,242,2013)。この技術は抗体をはじめとしたタンパク質の高次ナノ構造体を創製する上での、強力なツールとなり得ると期待される。交付申請書に記載した研究内容に関しては、博士2年前期に概ね達成しており、現在更なるタンパク質の修飾技術として、脂質をタンパク質(抗体や酵素)に導入する技術の開発を試みている。脂質修飾基質の開発自体はすでに論文に発表しており、その技術を申請内容である抗体修飾に応用することで、さらなる技術革新が期待される。MTGによる抗体修飾技術に関して、未だラベル化部位の厳密な同定に至っていない。そこで、ペプチドマッピングを行うことによって、分子レベルでの同定を試みる。また、更なる導入効率の増加を指向し、ラベル化条件の最適化を行っていく。現在全く新規なバイオコンジュゲーションシステムの開発に着手しており、抗体修飾技術と並行し、システムの確立を目指す。
アクチュエータのインテリジェント化とその群システムの自律分散制御

本研究では,自律分散型機械システム実現のための基礎的検討として,アクチュエータをインテリジェント化しこれを多数組み合わせた群システムの自律分散制御を試みた.まず,DCモータで駆動されるヒンジ状のユニットをサブシステムとし,これを多数連ねたキャタピラ状のものを考案した.サブシステム個々が自律的制御を行うだけで,協調して自転走行することが目標である.次に,正確な数式モデルを導いて3次元シミュレーションシステムを構築した.また,8ユニットからなる実験システムを製作した.制御方式については,まずサブシステム個々が必要なトルクを自律的に生成する,分散型トルク生成則について検討した.できるだけ多くの状態量の関数木として仮のトルク生成則を表現し,遺伝的プログラミングの手法を用いてシミュレーション上でこれを準最適化してみた.その結果,情報としてはサブシステムの接地状態と相対角度,相対角速度だけで十分とわかった.そこで次にトルクパターンの一例を試行錯誤により求め,全状態の軌跡データに基づき線形計画法を用いて上記状態量の関数マップとして初期トルク生成則を構成した.さらに遺伝的アルゴリズムによって改良し分散トルク生成則の準最適解を得た.シミュレーションと実験で検討したところ,設計仕様に対する傾向は理論どおりだが,トルク外乱の影響を受けやすいことがわかった.そこで新たに,サブシステムごとに相対角度に関するロバスト制御を施し,外力に対する応答特性を接地情報に応じて調節してサブシステム間の協調をとる手法を検討した.H_∞制御理論により2自由度ロバスト制御系を組み,外乱オブザ-バを用いて外力応答特性を変化させれば,相対角度目標値を接地状態に応じてステップ状に変えるだけで滑らかな自転走行が実現できた.さらに,サブシステム数を増減した場合や一部が故障した場合にも同じ制御則で走行できることを確認した.本研究では,自律分散型機械システム実現のための基礎的検討として,アクチュエータをインテリジェント化しこれを多数組み合わせた群システムの自律分散制御を試みた.まず,DCモータで駆動されるヒンジ状のユニットをサブシステムとし,これを多数連ねたキャタピラ状のものを考案した.サブシステム個々が自律的制御を行うだけで,協調して自転走行することが目標である.次に,正確な数式モデルを導いて3次元シミュレーションシステムを構築した.また,8ユニットからなる実験システムを製作した.制御方式については,まずサブシステム個々が必要なトルクを自律的に生成する,分散型トルク生成則について検討した.できるだけ多くの状態量の関数木として仮のトルク生成則を表現し,遺伝的プログラミングの手法を用いてシミュレーション上でこれを準最適化してみた.その結果,情報としてはサブシステムの接地状態と相対角度,相対角速度だけで十分とわかった.そこで次にトルクパターンの一例を試行錯誤により求め,全状態の軌跡データに基づき線形計画法を用いて上記状態量の関数マップとして初期トルク生成則を構成した.さらに遺伝的アルゴリズムによって改良し分散トルク生成則の準最適解を得た.シミュレーションと実験で検討したところ,設計仕様に対する傾向は理論どおりだが,トルク外乱の影響を受けやすいことがわかった.そこで新たに,サブシステムごとに相対角度に関するロバスト制御を施し,外力に対する応答特性を接地情報に応じて調節してサブシステム間の協調をとる手法を検討した.H_∞制御理論により2自由度ロバスト制御系を組み,外乱オブザ-バを用いて外力応答特性を変化させれば,相対角度目標値を接地状態に応じてステップ状に変えるだけで滑らかな自転走行が実現できた.さらに,サブシステム数を増減した場合や一部が故障した場合にも同じ制御則で走行できることを確認した.自律分散システムは現状ではまだ整備された理論基盤を持たない分野であり、未だ試行錯誤の状態である.また,機械システムに於けるその実用化を考えると、実験システムを用いてその挙動を検討することは極めて重要なことであると考えられる.そこで本研究では機械システムへの自律分散制御の応用について,実験システムを対象として検討を行ったのでその結果を報告する.実験システムとして,多関節アームの両端を閉じたような形状をし,地面に垂直に立ってその形を変えながら移動をするようなシステムを考案した.また,この実験システムにおいて自律分散方式で制御をするためにCPU・各種センサ・通信装置を準備してインテリジェント化したアクチュエータ(Intelligent Actuator,以下IA)を用い,それぞれのIAに自律的に動作させる.システムの制御は大きく分けてマクロ・ミクロの2つのレベルで行った.★マクロシステムの移動を司る部分で,隣接するIAから通信により情報を得て自己のセンサから得られる情報と総合して移動に必要な操作量指令値を発する部分である.本研究では遺伝アルゴリズムによりこの機能の設計を行った.★ミクロIAが自己を破壊/故障から守るために自己の状態のみをに基づいてマクロなレベルからの操作量指令値を抑制する部分である.本研究ではこの自己保守のための制御系を,複雑さを避けるためにあるクラスに限定した上で設計・解析を行った.このシステムについて移動機構実現に加えて自律分散システムの長所である耐故障性・拡縮性をシミュレーションにより確認した。実験装置は電機式モータにワンチップボードコンピュータ・タッチセンサなどを搭載したIAを8台製作してシミュレーション結果を実証し、本設計の有効性・実現性を検証することができた。今年度はまず,昨年度の実験システムを重量,信頼性の点で大幅に改良した.これは,蝶番状の駆動ユニットにマイクロコンピュータとセンサを搭載したものをサブシステムとし,これ多数つないで自立するキャタピラを構成したもので,動作目標はサブシステムの自律分散的動作により全体が自転・移動することである.

次に,サブシステムごとの相対角度・角速度と接地情報,および両隣のサブシステムの情報だけを用いて自転に必要なトルクパターンをもたらす分散トルク制御則について検討した.まず,試行錯誤で得た初期制御則を,関数木表現に基づく遺伝的プログラム法と,数値マップに基づく遺伝的アルゴリズムの2種類の手法で改良し,それぞれ特徴のある制御則を得た.さらに,初期制御則を得るために,システム全体の状態軌跡を与え,線形計画法により各サブシステムに必要なトルクを求める手法を確立した.一方,サブシステム個々の制御系を分散位置制御系とし,外力への応答特性を状況(役割)に応じて調節することによってサブシステム間の協調をとり,自律的にシステム全体の移動を実現する検討も行なった.その結果,外乱オブザーバと2自由度ロバストサーボ系の組み合わせによりサブシステムの外力応答モデルを変化させ,大まかな相対角度パターンを与えれば移動が実現できることを確認した.そして,以上を3次元アニメーションを駆使したシミュレーションと実験システム上での実験によって検討し,分散トルク制御則については傾向としてはほぼ理論どおりの結果を得たがややトルク外乱の影響を受けやすいことが,また,分散位置制御方式では逐次的に進む動作は実現できたが動作の滑らかさの点で劣ることが分かった.今後は,両方式の融合によって上記の問題を解決するとともに,各サブシステムに持たせるインテリジェンスについてさらに検討し,システムの自律性を追求して行く予定である.
白亜紀造山帯の変遷解読：高圧型変成岩が示す構造浸食作用の実像

プレート収束域で形成される地質体の形成プロセスを明らかにし、そこから「構造浸食作用」の実態を探るため、白亜紀地質体(日本)や太古代地質体(南アフリカ)を例に研究を行ってきた。研究手法として、古典的岩石学や岩石中に普遍的に含まれる「ジルコン」鉱物の放射性年代学的・地球化学的手法を用いた。以下にこれまでの研究で得られた結果の概要を記す。1瀬場エクロジャイトの変成年代:白亜紀高圧変成岩である三波川変成岩の最高変成度部の変成年代の特定のため、瀬場エクロジャイトのジルコンU-Pb年代および微量元素分析を行った。その結果、約90Maごろに沈み込み、その直後にエクロジャイト相変成作用を被ったことが分かった。2五良津および権現エクロジャイトの変成年代:三波川変成岩の最高変成度部の変成年代の特定のため、五良津および権現エクロジャイトのジルコンU-Pb年代および微量元素分析を行った、その結果、瀬場エクロジャイトよりも早く約130Maごろから沈み込み、約120-90Maの間エクロジャイト相相当の深部で停滞していたことが分かった。3三波川変成岩沈み込み開始時期の特定:沈み込み時期の特定のため、変成岩中の砕屑性ジルコンのU-Pb年代測定を行った。その結果、一部の三波川変成岩を除き、その多くは100-90Ma以降に海溝から地球深部へ沈み込んだことが分かった。4関東産地三峰地域に産する時代未詳変成岩の沈み込み・変成年代の特定:沈み込み・変成年代の特定のため、ジルコンU-Pb年代および白雲母のK-Ar分析行った。その結果、予察的ではあるがこの地域は堆積・変成年代の全く異なる2つの変成岩が接合している可能性があることが分かった。5バーバートン緑色岩帯の最高圧力変成時の温度圧力条件の特定:ラマン分光解析と岩石熱力学解析からその条件は圧力10-12.7kbar、温度600-680°Cであることが分かった。日本列島に広く帯状に産する高圧変成帯の1つである三波川帯は沈み込み変成作用の年代が異なる少なくとも3つの変成帯(1130-120Maの原岩年代をもつもの、2100-80Maの原岩年代をもつもの380-70 Maの原岩年代をもつもの)からなる複合変成帯であることが分かっている。本年度は1と2の地帯構造境界の特定を行うため、その境界が産すると考えられる四国中央部汗見川地域に注目し、その地域に産する変成岩を構造的下位から上位にかけて系統的に採取し、ジルコンのU-Pb同位体年代測定をLA-ICP-MS(レーザー照射型誘導結合プラズマ質量分析装置)を用いて行った。その結果、各試料から得られたU-Pb年代の結果のなかで最も若い年代に注目すると、その年代と変成岩の変成度の違いや原岩層序の違いとの間に相関関係はなく、すべての領域において約90-100 Maの年代を示すことが分かった。この結果は、四国中央部汗見川地域に産する変成岩の多くはその原岩が白亜紀中期の付加体相当であり、堆積年代が約90-100 Ma以降であったことを示す。本研究では当初、汗見川地域にはジュラ紀末-白亜紀前期付加体相当(三宝山帯)の変成岩が多産すると考え、1と2の境界が存在しうると考えた。しかし、分析データはこの解釈に再考を促す結果となり、汗見川地域には1と2の地帯構造境界ではなく、関東山地や中部地方で特定されているものと同様な2と3の地帯構造境界が存在することを示す。本研究とこれまで報告されている研究結果を組み合わせると、三縄層主部と下部の境界が2と3の構造境界に対応すると考えられる。年次計画通り、四国中央部汗見川地域に産する変成岩の系統的なジルコンU-Pb年代測定を行った。しかし、その結果は当初の予測とやや異なるものであったため、別地域に産する三波川変成岩で同様の手法を用いた分析を行う必要がある。そのため(2)とした。白亜紀日本の形成場(プレート収束域)において既存の地殻を削り地下深部まで運ぶ「構造浸食作用」が起きていたことはこれまでの研究から示唆されている。そこで当該年度では、当時の構造浸食作用面の1つであったと推定される紀伊半島中央部に産する仏像構造線に注目し、そこから岩石試料を数mオーダーで連続的に採取し、岩石薄片中の微細構造の顕微鏡観察を行い、当時の構造浸食作用の痕跡を探った。露頭での構造解析の結果、その境界の剪断センスは逆断層センスであり、更に境界上盤側の岩石が下盤側の岩石に取り込まれる産状も確認された。顕微鏡観察においても、上盤試料が細粒化し下盤試料にインジェクトしている産状が確認された。これらの観察事実は、紀伊半島中央部に産する仏像構造線が、沈み込み時に形成された初生的な境界であり、当時の沈み込み帯の浅部において上盤側の地質体を削剥しながら(巻き込みながら)形成した構造浸食作用面である可能性を示唆する。四国中央

部三波川変成帯最高変成度部岩石の原岩堆積年代を束縛するため、別子地域、瀬場地域などの変成岩試料からジルコンを分離し、LA-ICP-MS(レーザー照射型誘導結合プラズマ質量分析装置)U-Pb同位体年代測定を行った。現時点では、160Maの年代をもつジルコンが最も若いジルコンであることが分かっているが、この値は堆積年代を束縛するものではない。今後試料を増やし、引き続き分析を行う必要がある。沈み込み帯で形成される高圧変成岩の形成プロセス、特に地温勾配について時代ごとに比較・検討するため、最も古い時代の沈み込み帯で形成されたと考えられる太古代バーバートン緑色岩帯の変成・温度圧力条件の解析を行った。その結果、当時起きた一連の沈み込み変成作用の中で、ある時期にその地温勾配が15-20°C/kmから20-30°C/kmに変化していたことが明らかになった。当初の計画通り、ターゲットとしている地域の野外調査や試料採取は行うことができた。しかし、補足試料採取の必要性や装置故障などのアクシデントもあり、研究試料を用いた系統的な岩石学的解析や地球化学的分析が順調に行えたとは言い難い。本研究のコアになる分析装置(LA-ICP-MS)が当該年度末に本学に導入されたので、その装置の立上げを早急に行い、試料の分析・解析をこれまで以上に迅速に行っていきたい。いくつかの結果については現在学術雑誌へ投稿中であるが、当初の予定より投稿が遅くなっているのは否めない。まとまっていない研究結果については早急にまとめ、少しでも早く学術雑誌へ投稿するように努める。以上のことを踏まえ(3)とした。プレート収束域で形成される地質体の形成プロセスを明らかにし、そこから「構造浸食作用」の実態を探るため、白亜紀地質体(日本)や太古代地質体(南アフリカ)を例に研究を行ってきた。研究手法として、古典的岩石学や岩石中に普遍的に含まれる「ジルコン」鉱物の放射性年代学的・地球化学的手法を用いた。以下にこれまでの研究で得られた結果の概要を記す。1瀬場エクロジャイトの変成年代:白亜紀高圧変成岩である三波川変成岩の最高変成度部の変成年代の特定のため、瀬場エクロジャイトのジルコンU-Pb年代および微量元素分析を行った。その結果、約90Maごろに沈み込み、その直後にエクロジャイト相変成作用を被ったことが分かった。2五良津および権現エクロジャイトの変成年代:三波川変成岩の最高変成度部の変成年代の特定のため、五良津および権現エクロジャイトのジルコンU-Pb年代および微量元素分析を行った、その結果、瀬場エクロジャイトよりも早く約130Maごろから沈み込み、約120-90Maの間エクロジャイト相相当の深部で停滞していたことが分かった。3三波川変成岩沈み込み開始時期の特定:沈み込み時期の特定のため、変成岩中の砕屑性ジルコンのU-Pb年代測定を行った。その結果、一部の三波川変成岩を除き、その多くは100-90Ma以降に海溝から地球深部へ沈み込んだことが分かった。4関東産地三峰地域に産する時代未詳変成岩の沈み込み・変成年代の特定:沈み込み・変成年代の特定のため、ジルコンU-Pb年代および白雲母のK-Ar分析行った。その結果、予察的ではあるがこの地域は堆積・変成年代の全く異なる2つの変成岩が接合している可能性があることが分かった。5バーバートン緑色岩帯の最高圧力変成時の温度圧力条件の特定:ラマン分光解析と岩石熱力学解析からその条件は圧力10-12.7kbar、温度600-680°Cであることが分かった。平成29年度は2つの方策をたてる。(1)四国三波川帯最高変成度部のジルコンU-Pb年代測定:昨年の分析結果から、四国中央部汗見川地域には、1100ー80Maの原岩年代をもつ変成岩類と280-70 Maの原岩年代をもつ変成岩類の境界があることが分かった。一方、これまでの研究報告によれば、四国中央部別子地域には3130-120Maの原岩年代をもつ変成岩類の存在が知られている。
聖典解釈学を中心とするインド哲学文献の写本調査・原典批判・思想史研究

インド内外のインド哲学の古文書であるサンスクリット写本を広く調査し,コピー複写を蒐集するととともに,それらを生かした文献研究を行い,その成果を,テクスト校訂・訳注研究・思想史研究として学術雑誌等に公表しえた.インド内外のインド哲学の古文書であるサンスクリット写本を広く調査し,コピー複写を蒐集するととともに,それらを生かした文献研究を行い,その成果を,テクスト校訂・訳注研究・思想史研究として学術雑誌等に公表しえた.夏と冬にあわせて二回のインド現地写本調査旅行を行なった。フランスの極東学院ポンディシェリ校の所長、及び、ポンディシェリ留学中のイタリア人若手研究者の協力の下、マドラスにある神智学協会の図書館アディヤール・ライブラリーより、論理学派所属テクストの古写本の電子画像を入手することができた。貝葉古写本のため、写本の状態が悪く、従前より依頼するのもなかなか許可が下りなかったが、今回ようやくにして撮影許可が下りた。貴重な研究一次資料である。またフランス人若手研究者の協力によりトリヴァンドラムのケーララ大学附属写本図書館より、聖典解釈学派所属のテクストの貝葉写本電子画像を入手することができた。今回、鮮明なものを電子画像で入手できたことで、パソコン上での作業が容易となった。また、フランス人研究者と同テクストに関して今後の共同作業の可能性について話し合った。またフランス極東学院ポンディシェリ校においてシヴァ教の古聖典『ニシュヴァーサタットヴァサンヒター』(一本の写本のみ現存、未出版)の研究会に参加することで、ネパール古写本に基づくシヴァ教研究についての最新の成果を吸収できた。従前より蓄積してきた写本研究の成果として、『論理の花房』冒頭部の校訂テクストを『東洋文化研究所紀要』より出版した。先行出版を2本、さらに、著者であるジャヤンタの出身地であるカシミールのシャーラダー文字による写本3本を含む合計6写本に基づいて、詳細な異読情報を付しながら、インド文字であるデーヴァナーガリー文字による校訂出版を完成できた。また『論理の花房』の一つの山場であり、紀元後900年当時のカシミールの宗教事情について多くの資料を提供する「聖典権威章」については、以前に筆者が批判校訂したテクストに対応する箇所の和訳を九州大学文学部の紀要『哲学年報』より出版することができた。序文には当時の宗教事情、ジャヤンタの宗教観・聖典観について、その背景を詳説した。訳注研究と同時に、インド宗教史・思想史を再構成するための確固たる礎を文献に基づき提供することができた。以上のように、写本研究、訳注研究、思想史研究にまたがりながら、インド哲学文献について所期の成果をあげることができた。夏にあわせて二回のインド,ネパール現地写本調査旅行を行なった.インド調査旅行では,フランス極東学院ポンディシェリ校を訪ねた.シヴァ教写本の調査のためである.また,サンスクリットテクストの続み合わせを行い,拙稿「ジャヤンタによる論理学の位置付け」の和訳の不備を正すことができた.アディヤール・ライブラリーとの交渉の上,再度の撮影許可が下りたので,同地から出発した友人が論理学関係の古写本を撮影するこができた.以前に入手した電子画像の画質が悪いため,再度の撮影を模索していたものである.ポンディシェリ校の現地スタッフの協力もあって,幸い,古写本の高画質画像データを入手することができた.また所長のグッドール教授とは,2008年に予定している新発見写本に関する共同研究について細部を詰めることができた.ネパール国カトマンドゥでは,ドイツ政府のネパール研究センター(Nepal Research Centre)およびネパール国立公文書館(National Archive)を訪問した.ネパール・ドイツ写本保存プロジェクトが撮影した写本複写を入手するためである.現地スタッフの協力のもと,ネパール国立公文書館所蔵の写本複写を入手することができた.聖典解釈学の写本とともに仏教関係写本を入手しえた.またマイクロフィルムだけでなく,デジタル化した写本画像データも入手することができた.同時に同研究所の所長でありハンブルク大学のアイザクソン教授と,サンスクリットテクストを読み合わせた.成果は拙稿「ジャヤンタによる論理学の位置付け」として出版した.また貴重な貝葉写本を有するKesar Libraryを訪問,図書館長の許可を得てのデジタルカメラで写本撮影を行なった.従前より蓄積してきた写本研究の成果として『堅典解釈学経シャバラ注』の校訂テクストを『東洋文化研究所紀要』より出版した.聖典解釈学の思想史研究のみならず仏教論理学文献についても和訳を発表した.また以前に公表した論理学関係テクストの批判校訂本に基づく和訳を公刊した.以上のように,写本研究,訳注研究,思想史研究にまたがりながら,インド哲学文献について所期の成果をあげることができた.テクスト校訂の基礎作業である写本蒐集作業として,夏に,ネパール現地写本調査旅行を行った.ネパール国カトマンドゥでは,ドイツ政府のネパール研究センター(Nepal Research Centre)およびネパール国立公文書館(National Archive)を訪問した.主目的はシヴァ教古写本の調査である.現地スタッフの協力の下,ネパール・ドイツ写本保存プロジェクトが撮影した写本複写を入手するという所期の目的を果たした.デジタル化した写本画像データを入手することができたのは幸いであった.シヴァ教文献研究としては,ポンディシェリのフランス極東学院所長のドミニク・グッドール教授,京都大学の横地優子准教授,ディワーカル・アーチャーリヤ博士との共著で,シヴァ教論書の校訂・英訳を完成することができた.

同時に,同書の和訳も作成し,九州大学インド哲学史研究室発刊の『南アジア古典学』より成果を公表することができた.従前より蓄積してきた写本研究の成果として,後9世紀頃の論理学書『論理の花房』の「意味論」を扱う一章(アポーハ論批判)を,これまでに蒐集した写本に基づきながら校訂し,『東洋文化研究所紀要』より出版することができた.また既に出版した同書の校訂本,その「主宰神批判」章については,写本研究に続いて訳注研究を行い,その成果を九州大学文学部発刊の『哲学年報』より出版しえた.以上のように,インド哲学文献の写本研究,訳注研究という基礎作業について所期の成果を挙げることができた.
磁場によって誘起される流体散逸構造に関する実験的研究

今年度は,水平におかれた平面水槽内の対流セル流れに関する実験的研究を行った。水槽は,長さ48.0cm,幅13.0cm,高さ1,00cmのプラスチック製のものを用いた。水槽の片側の下に,互い違いの上面極性をもった角型永久磁石を13個一列に並べた。水槽両端に電極をおいた。作業流体は3%の炭酸水素ナトリウム水溶液(電解液)を用いた。電極間にd,c,電流を印加すると,電流と静磁場との相互作用によるローレンツ力のために電解液が駆動された。磁極が交互におかれているので,流れの方向は側壁に向かう方向と,側壁から出る方向の交互の方向をとり,その結果,となり合うものどうし違った回転方向をもつ一定の大きさをもった渦のセルが側壁にそって並んだ。ローレンツ力がある臨界値(G=200)をこえると,大小の渦の対からなる特異な構造のセルが安定して形成されることが分かった。また,形成される渦の個数は,常に磁石の数より一つ少ないことも分かった。さらにGが大きくなると,流れは乱流化することが分かった。Gが臨界値をこえたとき,磁石の数とその極性,電流の方向などによってセル流れは規則的になったり不規則になったりする。全体の流れ模様の決定には,特に両側壁から磁石一個分内側に入った所での流れの向きが大きな役割をもつことが判明した。Gが臨界値以下のときの流れについては数値計算を行って,実験で得られた流れ模様と一致するものが得られることを確かめた。また,セル流れの速度変動のパワースペクトルを計測し,Gが大きくなるとカオス的様相が出現することが分かった。熱対流と違って,大小の渦対からなる規則正しい流れ模様が高次の流れ構造として出現することは興味あることである。今年度行った実験の主な内容と結果は以下の通りである。1.作動電解液として重炭酸ソーダ(NaHCO_3)の水容液を使用し、塩水と同様に電磁流体力学的流れを起せることを確かめた。これにより塩素ガスの発生なしに実験を逐行できることになった。また、作業流体に選択の余地ができることになった。2.浅い横型水槽を用いて、プレーン・ウェーク(平たい伴流)の形成実験を行った。この際、水槽の長さ方向に沿う電流分布の測定を行った結果、最大8%程の平均値からのずれがあることが分った。伴流の形態について個別に分ったことは次の通りである。(1)形成される伴流の形状を調べた。伴流の波長のレイノルズ数(R)依存性を確定した。波長さL、有効局所磁場領域の直径をdとして、L/dはRの増加とともに単調に減少することがわかった。さらに、R350付近をこえるとL/dは一定値8.2に近づくことが明らかになった。(2)伴流に横風が当るときの効果について調べた。磁場領域の道行方向に対して常に直角な方向の流れを誘起しながら領域が動く場合、領域後方に循環を伴った特異な伴流が形成されることがわかった。(3)水槽の中央部に対称な渦対を作り、それと一般伴流との干渉形態を調べた。中央部で両者が干渉したあと、両者が融合した大きな渦領域が形成されることがわかった。3.縦型の小型水槽を作製し、これを用いて周期的に並べた強力なネオジウム磁石の磁場によってベナール対流セルに類似のセル流れが形成されることを確かめた。

セル形成後、磁石のいくつかを取り除くことによって、その後のセルの非定常な挙動を調べた結果、その個数によって間隙が必ずしも以前のセルの個数と同じ数のセルで埋まるものでないことが明らかになった。今後この様な散逸構造の挙動を詳しく調べたい。今年度は、水平におかれた平面水槽(48cm×13cm×1cm)内の対流セル流れに関する実験を行った。その結果、関連するパラメータの値に依存して、通常の熱対流でみられるセル流れと異なる流れ模様が形成されることを見出した。水槽の片側の下に、交互の上面極性をもつ角型永久磁石を13個一列に並べた。水槽両端に電極をおいた。3%の炭酸水素ナトリウム水溶液を電解質作業流体として用いた。電極間にd.c.電流を印加すると、電流と永久磁石による静磁場との相互作用によるローレンツ力のために、電解液が駆動された。磁極が交互におかれているので、流れの方向は側壁に向かう方向、側壁から離れる方向と交互になる。その結果、隣り合うものどうし違った回転方向をもつ一定の大きさの渦が側壁にそって一列に並ぶセル流れが形成された。ローレンツ力がある臨界値をこえると、ある渦は大きく成長し、他の渦は縮退して、大小の渦からなる特異なセル流れが形成されることが分った。このような流れは、通常の鉛直熱対流では見られないものである。さらにローレンツ力が増すとセル流れは乱流化することが分った。
遠心羽根車の流路に沿って発達する乱流混合損失メカニズムの解明

本研究では、遠心羽根車通路内の時間平均相対流れ及びレイノルズ応力等の乱流特性の計測を行い、通路内損失に占める乱流混合の寄与度を調査した。さらに、乱流混合損失に及ぼす二次流れ、翼端漏れ渦、レイノルズ応力の影響を考察すると共に、通路内流れの数値解析も行い、以下の結果を得た。シュラウド付き羽根車の場合、速度欠損がシュラウド面近くから負圧面に及ぶ領域にあり、この領域でレイノルズ応力は大きい。レイノルズせん断応力は定性的に渦粘性の概念に従うが、これに従わない領域が二次流れ域に存在する。散逸域は、乱れエネルギーの大きい領域より狭く、損失域を極めて高い相関がある。半開放形羽根車の場合、速度欠損がケーシング面近くの羽根間中央に認められ、この領域でレイノルズ応力も大きい。この羽根車でも、レイノルズせん断応力は定性的に渦粘性の概念に従うが、この概念だけでは説明できない領域がケーシング面近くにあり、翼端漏れ渦や二次流れのせん断応力に対する寄与の複雑さが窺える。散逸も、ケーシング面から翼間中央に認められ、損失と高い相関がある。この散逸は翼端漏れ渦の影響によりケーシング面近くの負圧面寄りで顕著に現れる。流れの数値解析では、羽根車の通路内流れが複雑であることを考慮し、非構造格子を基本とする有限要素法に低レイノルズ数型K-εモデルを用いて流れ解析を行い、この有効性を実験結果との比較により検討した。その結果、翼間流れは定量的に改良の余地が有るものの、定性的には実験結果と一致した。羽根車特性は翼間流れとの関連で完全には一致しないが、定性的に良好な一致を示し、本解析法の有効性を確認した。本研究では、遠心羽根車の流路に沿って発達する乱流混合損失メカニズムの解明を目的として、小型熱線風速計を遠心羽根車の中空軸内に取り付けて羽根車とともに回転させる方法を用いて、羽根車通路の流入部から流出部に至る多数の流路面において時間平均相対流れ、散逸、渦スケール、レイノルズ応力6成分の計測を行い、通路内損失に占める乱流混合の寄与度を調査すると共に、乱流混合損失に及ぼす二次流れ、翼端漏れ渦、レイノルズ応力の影響を考察して、乱流混合損失メカニズムを検討することを計画した。本年度は、シュラウド付き遠心羽根車と半開放形遠心羽根車通路内流れの代表と考えられる通路中間流れを設計点と設計点前後の流量において計測し、以下の結果を得た。シュラウド付き遠心羽根車の場合、相対速度の欠損域は流量の減少に伴って、シュラウド面近く負圧面側の狭い領域からハブ面に至る負圧面全域に拡大する。レイノルズ垂直応力は、シュラウド面近くから負圧面に及ぶ二次流れ領域で大きく、流量の減少に伴って低下傾向を示す。レイノルズせん断応力は、乱れエネルギーと速度勾配に関連した値や符号を示し、定性的に渦粘性の概念に従う領域が多いが、こうした傾向を示さない場合も二次流れ領域の一部に認められる。散逸は、乱れエネルギーの大きい領域よりも狭い領域に認められるが、損失域と一致する。流量の減少に伴い、散逸領域は負圧面の全面に拡大する。一方、半開放形遠心羽根車の場合、相対速度の欠損域は、ケーシング面近くの羽根間中央に認められるが、流量減少に伴い、羽根先端すきま漏れに比べ負圧面に向かう二次流れの影響が相対的に強まるため、負圧面側に移動する。レイノルズ垂直応力は、ケーシング面から翼間中央に及ぶ領域で大きく、この領域は流量の減少によりハブ面近くまで拡がる。

この値は、流量を減じた場合に二次流れの影響のため負圧面上でも増大し、流量を増した場合は羽根先端すきま漏れの影響のためケーシング面近くの負圧面寄りで著しく増大する。レイノルズせん断応力はケーシング面から翼間中央に及ぶ領域で大きく、定性的に渦粘性の概念に従うが、計測の速度勾配だけでは説明できない符号がケーシング面近くにあり、羽根先端すきま漏れや二次流れのせん断応力に対する寄与の複雑さが窺える。散逸も、ケーシング面から翼間中央に認められ、損失と高い相関がある。この散逸は、羽根先端すきま漏れの影響によりケーシング面近くの負圧面寄りにおいて顕著で、流量減少に伴い、二次流れの影響が強まるため負圧面側にも現れる。半開放形羽根車では、羽根先端すきま漏れがあるため、相対流れや乱れの状況はシュラウド付き羽根車の場合と著しく異なるが、双方とも、負圧面に及ぶ二次流れの影響については流量の減少に伴い増大傾向を示す。本研究では、遠心羽根車通路内の時間平均相対流れ及びレイノルズ応力等の乱流特性の計測を行い、通路内損失に占める乱流混合の寄与度を調査した。さらに、乱流混合損失に及ぼす二次流れ、翼端漏れ渦、レイノルズ応力の影響を考察すると共に、通路内流れの数値解析も行い、以下の結果を得た。シュラウド付き羽根車の場合、速度欠損がシュラウド面近くから負圧面に及ぶ領域にあり、この領域でレイノルズ応力は大きい。レイノルズせん断応力は定性的に渦粘性の概念に従うが、これに従わない領域が二次流れ域に存在する。散逸域は、乱れエネルギーの大きい領域より狭く、損失域と極めて高い相関がある。半開放形羽根車の場合、速度欠損がケーシング面近くの羽根間中央に認められ、この領域でレイノルズ応力も大きい。この羽根車でも、レイノルズせん断応力は定性的に渦粘性の概念に従うが、この概念だけでは説明できない領域がケーシング面近くにあり、翼端漏れ渦や二次流れのせん断応力に対する寄与の複雑さが窺える。この散逸は翼端漏れ渦の影響によりケーシング面近くの負圧面寄りで顕著に現れる。流れの数値解析では、羽根車の通路内流れが複雑であることを考慮し、非構造格子を基本とする有限要素法に低レイノルズ数型κ-εモデルを用いて流れ解析を行い、この有効性を実験結果との比較により検討した。その結果、翼間流れは定量的に改良の余地が有るものの、定性的には実験結果と一致した。羽根車特性は翼間流れとの関連で完全には一致しないが、定性的に良好な一致を示し、本解析法の有効性を確認した。
生体膜脂質ドメインの構成とダイナミクスの分子解析

生体膜の基本構造である脂質二重層構造はたった1種類の脂質分子を用いただけで再現することができる。にもかかわらず自然界には数千の脂質分子が存在している。なぜ自然界がこのような複雑な脂質組成、分布を選択したか、については明確な答えは得られていないが、最近注目されているひとつの答えは脂質ラフトに代表される脂質超分子集積の再発見であろう。ここでは特定の脂質が集積すること自体が細胞の機能に直結する。言い換えれば膜の構築そのものが機能を持っている。しかし生細胞における脂質ラフトの存在を確証する証拠はなく、この分野の研究はまだ端緒についたばかりである。本研究では脂質ラフトの解析を行うためのいくつかのプローブを開発するとともに、それらのプローブを用いることにより脂質ラフトの分布、動態の解析を行った。1.ライセニンは京都大学の梅田らによって発見されたスフィンゴミエリンに特異的な毒素である。われわれはライセニンがクラスターを形成しているスフィンゴミエリンのみを認識することを明らかにした。さらに無毒のライセニンを作製し、脂質ラフトの不均一性を明らかにした。2.PEG-Cholはわれわれが開発したコレステロールに富むドメインを認識する化合物である。PEG-Cholを用いることにより、細胞内のコレステロールに富むドメインの分布と動態を明らかにすることができた。われわれのこの3年間の解析により空間的、機能的に異なる複数の脂質ラフトの存在が明らかになってきた。1.細胞内オルガネラにおける脂質ドメインの生化学的、生物物理学的解析はほとんどなされていない。われわれは後期エンドソームの膜ドメインを界面活性剤を使用しない条件で分離することに成功し、生化学的解析を行った。後期エンドソーム内膜は二つのポピュレーションから成り、一方はホスファチジルコリンに富み、もう一方はリゾビスホスファチジン酸に富んでいた。リゾビスホスファチジン酸はpH依存的な膜融合活性を示し、この脂質がエンドソーム内膜における膜のダイナミクスを制御している可能性が考えられた。2.シンナマイシンは細胞膜の内側に局在するホスファチジルエタノールアミンをレセプターとするユニークな毒素である。シンナマイシンがどのようにしてホスファチジルエタノールアミンを認識し毒性を発揮するかはわかっていない。われわれはシンナマイシンが細胞膜リン脂質のフリップ-フロップを誘起し、細胞膜の内側のホスファチジルエタノールアミンを外側へと移行させることを見出した。モデル膜を用いた実験からシンナマイシンによるリン脂質のフリップ-フロップは膜表面のホスファチジルエタノールアミンの含量に依存して起こることが示された。このような脂質膜の再編成の際にシンナマイシンのベータシート構造の増加が見られた。膜表面のホスファチジルエタノールアミン量が増加すると、シンナマイシンは膜融合や膜形態の変化を引き起こした。これらの結果はシンナマイシンがフリップ-フロップを引き起こすことにより膜への結合と毒性を促進していることを示している。ライセニンはシマミミズの生産するタンパク性毒素で、スフィンゴミエリンを特異的に認識し、細胞死を誘起することが知られている。しかしライセニンによる細胞死のメカニズムはわかっていない。われわれはライセニンがスフィンゴミエリン依存的にSDSに耐性なオリゴマーを形成し、直径3nm程度の穴を膜に形成することを示した。単離したオリゴマーの部位特異的抗体処理により、オリゴマーはタンパク質のC末を外側に、N末を内側に配向していることがわかった。熱分析の結果からライセニンはスラィンゴミエリンの極性頭部と疎水性の炭化水素鎖の両方を認識していることが示された。オリゴマー化にはスフィンゴミエリンの炭化水素鎖が影響を与え、膜の流動性が重要な役割を果たしていることが示唆された。上皮細胞におけるライセニンのスフィンゴミエリンへの結合はアピカル面とバソラテラル面で大きく異なっている。

これはアピカル面が糖脂質に富むためであることが糖脂質を欠損したメラノーマ細胞の解析により示された。モデル膜の実験から糖脂質はスフィンゴミエリンの局所濃度を変化させることによりライセニンの結合に影響を与えていることが示された。われわれの結果はライセニンがスフィンゴミエリンの膜での存在状態を認識すること、またスフィンゴミエリンの存在状態は細胞により、また同一細胞でも異なった膜により異なっていることを示している。等温カロリメトリーの結果はライセニンは複数個のスフィンゴミエリン分子と化学量論的に結合することを示している。このことは細胞には複数個のスフィンゴミエリンが集合したクラスター(脂質ラフト)が存在することを示している。コレステロールに富んだ膜ドメインはシグナル伝達、膜輸送などさまざまな膜を介する現象において重要な役割を果たしていると考えられる。しかしコレステロールの細胞内動態についてはわからないことが多い。ポリエチレングリコールコレステリルエーテル(PEG-Chol)はポリエチレングリコール(50(重合数))を共有結合した両親媒性のコレステロール誘導体である。われわれは蛍光標識したPEG-Chol(fluorescent PEG-Chol,fPEG-Chol)が、ステロール染色試薬であるフィリピンと同様に細胞のコレステロールを染色することを見出した。fPEG-Cholは人工膜にコレステロール依存的に結合した。fPEG-Cholの人工膜への結合には比較的高濃度(>50%)のコレステロールを必要とし、fPEG-Cholはコレステロールに富んだドメインを選択的に認識していることが示唆された。fPEG-Cholは他の低分子量のコレステロールプローブと異なり細胞毒性が低い。このことを利用してトレース量のfPEG-Cholを用いることにより細胞表面のコレステロールリッチドメインの動態を追うことができた。またコレステロールリッチドメインは他の脂質ラフトマーカーと共にエンドサイトーシスされることが示された。fPEG-Cholのもう一つの特徴は膜内のフリップフロップ速度が非常に遅いことである。したがってfPEG-Cholによりルーメン側の膜と細胞質側の膜のコレステロールリッチドメインを別々に標識することができる。このことを利用して、細胞内にコレステロールを蓄積するニーマンピックC細胞では後期エンドソームのルーメン側とゴルジ体の細胞質側にコレステロールが蓄積していることが示された。