hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯科用CBCT像上の顎骨と頸椎の骨梁構造変化を指標とした新規骨粗鬆症診断法の開発

歯科領域に普及してきたコーンビームCT装置(以下CBCT)を用いて高齢女性の下顎骨を撮像し、顎骨の骨梁構造が全身の骨代謝および脂肪代謝と関連性を有しているかを検索した。被験者は、新潟大学医歯学総合病院義歯診療科に通院していた75歳以上の女性で、骨代謝に影響を及ぼす服薬の経験がなく下顎片側の小・大臼歯が欠損している9名とした。CBCTを用いて片側下顎骨の頤孔を含む臼歯部を撮像し(解像度0.1mm、撮像範囲直径50mm)、下顎骨内の骨梁構造を観察後、骨形態計測および骨梁構造計測を行った。全身の骨代謝状況の指標は、骨代謝マーカー、右側踵骨骨密度(BMD)とした。また脂肪代謝状況を見るため血清中アディポサイトカインを測定した。これらの値と顎骨の計測値との相関関係について重回帰分析、順位相関係数を用いて統計学的有意性の有無を検索した。踵骨BMDの値から、骨粗鬆症2名、骨量減少症6名、正常1名と診断した。踵骨BMDは顎骨のSMIと有意に相関しており、踵骨BMDが高値であるほど骨梁が板状であることが示された。骨代謝マーカーでは、骨吸収マーカーのTRACP-5bが顎骨のBS/TV、Tb.N、N.Nd、オイラー数と有意な相関関係を有しており、全身の骨吸収亢進と、顎骨海綿骨の骨梁面、骨梁数、骨梁交点数との関連性が示された。また、アディポサイトカインでは、レプチンが顎骨のN.Ndと有意な負の相関を示したことから、レプチンが高値であるほど骨梁が断裂することが示された。現在、これらのデータを考察し、論文執筆中である。当該年度において以下に示すように9名の被験者について予備的検索を行い成果を示すことができた。本研究の目的は、下顎歯槽骨の骨梁構造と全身の骨代謝状態に関連性があるかどうかについて歯科領域に普及してきた歯科用コーンビームCT装置(CBCT)を用いて検索することである。被験者は、新潟大学医歯学総合病院義歯診療科に通院中の75歳以上の女性で、骨代謝に影響を及ぼす服薬の経験がなく下顎片側の小・大臼歯が欠損している9名とした。歯科用コーンビームCT装置を用いて片側下顎骨の頤孔を含む臼歯部を撮像し(解像度0.1mm、撮像範囲直径50mm)、下顎骨内の骨梁構造を観察後、三次元骨形態計測および骨梁構造計測を行った。全身の骨代謝状況の指標は、骨代謝マーカー、右側踵骨骨密度とした。踵骨骨密度では、骨粗鬆症2名、骨量減少症6名、正常1名であった。踵骨BMDは顎骨のSMIと有意に相関しており、踵骨骨密度が高値であるほど骨梁が板状であることが示された。骨代謝マーカーでは、TRACPー5bが顎骨の骨表面積、骨梁数、骨梁交点数、オイラー数と有意な相関関係を有していた。しかし、骨代謝マーカーと顎骨の骨梁構造変化の関連については、一部我々の仮説と逆の結果が導かれたため、検証の上再考察をする必要があることが示された。予備検索が終了したことで、顎骨のCBCTによる骨構造検索、血液検査、踵骨骨密度測定など本研究の手法は確立した。ただし、頸椎の検索方法が確定されていないためこちらを早急に進める必要がある。平成28年度は、あらたに25名のデータを収集し、前年度の9名の被験者と合わせて被験者は34名となった。本研究の目的は、下顎歯槽骨の骨梁構造と全身の骨代謝状態に関連性があるかどうかについて歯科領域に普及してきた歯科用コーンビームCT装置を用いて検索することである。被験者は、新潟大学医歯学総合病院義歯診療科に通院中の66歳以上の女性で、本研究の趣旨を理解し同意書に承諾のサインをした、下顎片側の小・大臼歯が欠損している34名とした。検査の途中で2名が同意を撤回したためこの2名を被験者から除外した。片側下顎臼歯部の顎堤部をコーンビームCTで撮影し、このとき下顎骨の関心領域に5年以内の抜歯窩を含まないことを確認した。右側踵骨の骨密度を超音波式骨密度測定装置で測定した。採血をして一般生化学検査、骨代謝マーカー、およびアディポサイトカインを検索した。被験者の年齢は、平均76±5.7歳(最低66歳、最高86歳)であった。踵骨の骨密度は、平均1475±17.29m/s(最低1444m/s、1509m/s)であった。踵骨骨密度において、カットオフ値の基準で正常範囲にあったのは2名で、骨量減少は15名、骨粗鬆症は15名であった。これまでに骨粗鬆症と診断されている方は2名、またビスフォスフォネート製剤服用中が3名、ビタミンD製剤服用が2名であった。また、ビスフォスフォネート製剤服用中のうちの1名は、リウマチに罹患しており長期間の服用暦があった。

踵骨BMDの若年者比較%値は、骨代謝マーカー、あるいはアディポサイトカインと優位な関連性を示す可能性が示され、今後、統計学的な有意性を確認する必要がある。また、顎骨のコーンビームCT画像の三次元骨形態計測学的解析を行い、踵骨骨密度と骨代謝マーカー、脂質代謝マーカーとの関連性を明らかにしていく予定である。退職準備に時間を取られ、解析がやや遅れてしまった。平成29年度においては、昨年度までに収集した34名の下顎骨のコーンビームCT画像の3次元骨形態計測、およびそれらと全身的骨代謝データ、脂質代謝データとの関連に関する解析を進めており、現在進行中である。その解析過程の中で、下顎骨の骨構造と脂質代謝との間に関連があることを示唆する所見が得られたことから、脂質代謝についてより詳細に調べる必要が生じてきた。そのため、コーンビームCTデータから知りえない免疫組織化学的な情報について、下顎の骨組織を採取し、免疫組織学的、微細骨構造学的な検索を行いたいと考えている。現在、骨採取を含めた追加の研究計画を立案し、倫理委員会への申請を準備している。そのほか、これまでに本研究のコントロール群として用いるためにデータを収集した、抜歯後のヒト下顎骨の骨梁構造の長期的変化に関する一連の研究をまとめ、国際誌に投稿し、採択された。現在アーリービューとしてPubMedに掲載されている。次年度は、本研究の最終年度であり、下顎骨のコーンビームCT画像の三次元骨形態計測を完了し、踵骨骨密度と骨代謝マーカー、脂質代謝マーカーとの関連性を明らかにするとともに、一部、免疫組織化学的データを加えて、その成果を学会発表と英文論文として発表する予定である。なお、本研究は今年度が最終年度であったが、研究代表者の田中が研究所属機関を異動し、研究環境等を整えるのに時間を要してしまった。そのため、研究の進行が当初の研究計画どおりに進まなかったため、本研究を完遂するするために、研究期間を1年延長することとした。研究代表者の田中が平成29年4月1日付で研究所属機関を異動したことで、研究環境を整えるのに時間がかかるなど、研究が計画通りに進まなかった。歯科領域に普及してきたコーンビームCT装置(以下CBCT)を用いて高齢女性の下顎骨を撮像し、顎骨の骨梁構造が全身の骨代謝および脂肪代謝と関連性を有しているかを検索した。被験者は、新潟大学医歯学総合病院義歯診療科に通院していた75歳以上の女性で、骨代謝に影響を及ぼす服薬の経験がなく下顎片側の小・大臼歯が欠損している9名とした。CBCTを用いて片側下顎骨の頤孔を含む臼歯部を撮像し(解像度0.1mm、撮像範囲直径50mm)、下顎骨内の骨梁構造を観察後、骨形態計測および骨梁構造計測を行った。全身の骨代謝状況の指標は、骨代謝マーカー、右側踵骨骨密度(BMD)とした。また脂肪代謝状況を見るため血清中アディポサイトカインを測定した。これらの値と顎骨の計測値との相関関係について重回帰分析、順位相関係数を用いて統計学的有意性の有無を検索した。踵骨BMDの値から、骨粗鬆症2名、骨量減少症6名、正常1名と診断した。踵骨BMDは顎骨のSMIと有意に相関しており、踵骨BMDが高値であるほど骨梁が板状であることが示された。骨代謝マーカーでは、骨吸収マーカーのTRACP-5bが顎骨のBS/TV、Tb.N、N.Nd、オイラー数と有意な相関関係を有しており、全身の骨吸収亢進と、顎骨海綿骨の骨梁面、骨梁数、骨梁交点数との関連性が示された。また、アディポサイトカインでは、レプチンが顎骨のN.Ndと有意な負の相関を示したことから、レプチンが高値であるほど骨梁が断裂することが示された。現在、これらのデータを考察し、論文執筆中である。データ数を増やして解析を行い、データをまとめ、成果発表や論文執筆の準備を行う。また併行して頸椎の検索を進めていく。
レトロウイルス・ベクターを用いた.新たなトランスジュンック動物作成方法の開発

我々は、レトロウイルス・ベクターの安全性を確認する中で、(1)マウス精子形成細胞株に、レトロウイルスのレセプターが表出していることを見いだした。(2)レトロウイルス・ベクターを用いれば、この精子形成細胞株に遺伝子を導入し、発現させることが可能であった。(3)遺伝子発現に適した、レトロウイルス.ベクターの基本構造を確定させた。(4)マウスの正常精巣でも、同様に、レトロウイルスのレセプターが表出していることを確認した。これらのことから、レトロウイルス・ベクターにより生体内で精子形成細胞に遺伝子を導入して、トランスジェニック動物作成の新たな方法を確立しようと考えた。まずマーカー遺伝子を組み込んだレトロウイルス・ベクターのプラスミドを作成し、感染性ベクターを得た。次いで、感染性ベクターを含む培養上清をマウス精巣内に注入後、マーカー遺伝子の発現を組織染色で調べた。しかし間質細胞への遺伝子導入のみで、マウスの精子形成細胞へのin vivoでの導入は確認できなかった。ブスルファン投与により未分化の精子形成細胞のみとしたが、やはり遺伝子導入は確認できなかった。精細管内に注入を試みたが、発現は認められなかった。精細間に注入する際の手技が適切であったかどうか少し疑問が残っている。同様の実験系により肝臓細胞に至適のレトロウイルスを作成し、マウス肝臓に注入したところ、この場合には発現が認められた。
分子内脱水・均質化と接触分解を組み合わせた高効率バイオオイルその場改質法の開発

セルロース由来の高付加価値化合物であるレボグルコセノンの新たな製造法として,セルロース熱分解の揮発性生成物を接触改質する方法を提案し,触媒の開発等を経てこれを実験的に示した。これは連続的かつ高収率でレボグルコセノンを製造できる効率的な方法である。さらに,生成したレボグルコセノンを貴金属触媒を用いて水素化すると,次世代グリーン溶剤として期待されるジヒドロレボグルコセノンも製造できることも示した。これらの実験に付随して,ある種のイオン液体を混合したセルロースを熱分解すると,比較的低温でも高比表面積,高細孔容積をもつ炭化物が得られることを明らかにした。バイオマスの主要構成成分であるセルロースについて、これを迅速かつ簡便な手法である熱分解により分解し、生成する揮発性生成物(バイオオイル)を気相接触改質して有用化合物を製造することを目的とする。研究実施内容は、揮発性生物を統合的にレボグルコセノンに変換する手法の開発、およびレボグルコセノンを有用化合物に変換する手法の開発、というふたつの項目に分けられる。ひとつ目の課題に対し、ある種のイオン液体を担持した触媒を新規に開発した。同触媒を用いたセルロース熱分解揮発性生成物の改質により、原料中のレボグルコサンをはじめとする無水糖が分子内脱水されてレボグルコセノンに変換されることが明らかになった。既往のレボグルコセノン製造法では、原料セルロースの前処理あるいは遅速熱分解など、手間(時間)がかかるステップが必ず必要であったのに対し、本研究で開発した手法はそれらを必要としない効率的な製造法であるといえる。イオン液体担持触媒は、セルロースをイオン液体と混合、熱分解して調製した。この際、担体として生成するチャーが細孔性に富むことが明らかになった。セルロースを低温(350°C程度)で単純に熱分解しても通常ミクロ細孔はほぼ形成しないが、上記のイオン液体と混合して熱分解した場合には比表面積は800 m2/g以上であった。この結果は本研究の主旨と直接的な関係はないが、低温での高比表面積チャーの新たな調製法として、付随して得られた成果である。次の課題に対しては、貴金属触媒を使ったレボグルコセノンの水添試験を行った。Pd/Al2O3あるいはPt/Al2O3触媒を用いたとき、レボグルコセノンのC=C二重結合が水添され、ジヒドロレボグルコセノンが生成することが明らかになった。ジヒドロレボグルコセノンは極性非プロトン性溶剤として高い性能を示す、バイオマス由来のグリーン溶剤として注目される化合物である。昨年度の段階で、研究開始当初に設定した実施項目は本年度に予定したものも含めてほぼすべて実施した。しかしながら、レボグルコセノンの収率が研究目標値に達していなかった。この課題に対し、本年度はセルロース熱分解の反応操作の観点から収率を向上させることを試みた。セルロースの高昇温速度条件下での熱分解と連続的なセルロース供給、すなわち連続的なレボグルコセノンの製造を模擬する小型反応器を作製し、実験を試みた。その結果、収率を10%程度引き上げることに成功した。これは主な前駆体であるレボグルコサン生成率の向上に起因するものであった。目標収率には満たなかったものの、これまでに報告されてきた同収率の中で最も高いレベルに匹敵する収率が、連続的な生産システムで得られた(既報手法はバッチでの反応、あるいは手間(時間)がかかる処理が必要)。生成物の詳細な分析により、本研究で使用するイオン液体担持触媒を使用する限りではレボグルコセノンの前駆体はレボグルコサンと無水糖オリゴマーであり、レボグルコサン以外の無水糖モノマーは前駆体とならないことも明らかにした。揮発成分の改質により触媒に炭素析出が生じたものの、使用する触媒はイオン液体自体が活性をもつため、担体に析出するコークは反応に関与せず、したがって本研究の範囲内では触媒活性の低下は見られなかった。レボグルコセノンの接触水素化により非プロトン性溶剤として高い性能をもつジヒドロレボグルコセノンを製造できることを昨年度の研究で示した。これに関し、水素化の選択率を向上するために、貴金属担持触媒、それ以外の金属担持触媒、金属錯体含有イオン液体担持触媒など10種類以上の触媒の適用を試みたが、昨年度使用したパラジウム系触媒が最も良く、選択率および収率の向上には至らなかった。生成物の分析では、主な過分解物としてテトラヒドロピラン類や有機酸が検出された。研究開始段階で設定した研究項目は、次年度に予定していたものも含めてほぼすべて実施した。

さらに、研究実績の概要の項でも記したように、高比表面積チャーの調製に関する研究結果は、想定を超える成果ということができる。一方、具体的な研究目標のひとつには、レボグルコセノンの製造に関してその収率目標を炭素基準で70%と掲げていた。しかしながら、これまでに得られた最大収率は30%である。このため研究の達成度は「おおむね順調に進展している」とした。レボグルコセノンからの有用化合物製造に関して、ターゲットとなる生成物は単環芳香族および長鎖アルカン、アルコールであった。今年度の研究でレボグルコセノンの改質により製造したのはジヒドロレボグルコセノンであり、目的としていたそれらの化合物はできていない。しかしながら、申請書に記載したとおり、目的とする物質を製造できなかった場合であってもその他の有用化合物を作ることができれば本研究の学術的な意義には影響しない。これまで報告例のないジヒドロレボグルコセノンを効率的に製造できる手法を提案できたことで、バルクケミカルズを作ることを目的としていた当初の成果目標と比べるとむしろ学術的な意義の深い研究内容になったのではないかと考える。化学工学、反応工学、触媒化学レボグルコセノンの収率が70%-Cに満たなかった原因として、揮発性生物中の主要成分であるレボグルコサンはほぼ完全にレボグルコセノンに変換されたが、その他の無水糖オリゴマーをはじめとする重質な成分がレボグルコセノンに変換されるどころかコークとして触媒上に析出してしまったことが挙げられる。コーク析出を防ぎ、かつレボグルコセノン収率を向上するためには、触媒にグリコシド結合の開裂に対する作用を付与することが重要と考えられる。次年度の研究では、このことを考慮した触媒調製をはじめに行う予定である。次に、レボグルコセノンからジヒドロレボグルコセノンを製造する過程においても、触媒の性能上、レボグルコセノンの一部は分解してしまい、ジヒドロレボグルコセノンへの選択性は50%程度しかないという課題がある。したがって、レボグルコセノンの水添改質についても、クラッキングに対する活性が低い触媒の開発を行う予定である。本研究で開発する方法は、レボグルコセノンおよびジヒドロレボグルコセノンを効率的に製造するものである。しかしながら、今年度の研究で実施したそれらの生産規模は高々数グラムをつくるものでしかなかった。そこで、上記の触媒開発を行った後には、数百千グラム/日の規模で両物質を製造する装置を作り、本研究の意義を深めるあるいはアイデアを実証するための研究を行う。加えて、これまでの実験では市販の結晶性セルロースを原料としていたが、現実的に原料となりうるより安価なセルロース、例えばバイオマスからリグニンとヘミセルロースを除去して作るパルプなどを原料とする実験も行う。差額が生じた最も大きな原因は、当初備品として計上していたマイクロンフィーダー(約120万円)を現有の設備で代替できることが判明し、購入しなかったためである。また、国際学会への参加も十分な成果を発表できるように次年度に変更した。一方、申請予算の減額があり、加えてGC/MSやHPLCの修理費用など想定を超えるその他の出費があったため、次年度への繰越金額は約64万円となった。繰越予算の大半は、5月に開催されるInternational Symposium on Green Chemistry (France)への参加および成果発表に費やす予定である。
多層界面ダイポール変調不揮発メモリの酸化膜界面構造最適化とアナログ動作モデリング

課題(1)「物理分析による界面構造およびダイポール変調機構の解明」では、これまでに放射光施設(SPring-8)を利用して測定したHAXPES (hard X-ray photoemission spectroscopy)スペクトルの解析を進めるとともに、再現性の確認や詳しい電圧依存性を調べる目的で、追加のHAXPES測定も行った。以上の研究より、界面ダイポール変調構造中のそれぞれの酸化物の主成分が化学量論組成(HfO2、TiO2、SiO2)であることが明らかとなった。また、印加したゲート電圧に応じて、HfO2とSiO2の間に残留するポテンシャルが変化することも明らかになった。課題(2)「第一原理計算による界面構造およびダイポール変調機構の解明」では、シミュレーションによりHfO2/TiO2/SiO2積層構造中にポテンシャル勾配を与え、模擬的に誘起した電界による構造変化を解析した。電界の方向に依存して界面TiO2近傍の結合状態が遷移し、HfO2/SiO2間のポテンシャル差も変調されることを見出した。課題(3)「多層界面ダイポール積層構造・フラッシュメモリの作製と電気特性評価」では、6層の界面ダイポール変調層を組み込んだFET (Field-Effect Transistor)のパルス応答特性を測定したところ、ドレイン電流のアナログ的な変化が観察された。この動作特性より、IDM FETがニューロモルフィック応用として有望であることを提案した。また、IDM構造の作製プロセスを最適化し、350°C以下の低温工程で良好なIDM FET動作の実証にも成功した。計画外の成果として、新たにIDMを組み込んだ2端子型抵抗変化メモリを考案した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。多層型HfO2/SiO2界面ダイポール変調型メモリの高性能・高度化を目的として、当初の計画通り下記課題(1)-(3)を実施した。課題(1)「物理分析による界面構造およびダイポール変調機構の解明」として、HfO2/SiO2界面近傍の化学結合状態やダイポール変調に関わる構造変化を捉えるため、放射光施設を利用したHAXPES(hard X-ray photoemission spectroscopy)によりMOSキャパシタ中に埋め込んだHfO2/SiO2変調構造からの光電子スペクトルの観察に成功するとともに、同MOS構造に電圧を印加した際のスペクトル変化を捕らえることにも成功した。H29年度からは、同測定結果の解析を進め、界面ダイポール変調動作との関係を検討する。課題(2)「第一原理計算による界面構造およびダイポール変調機構の解明」として、まずは、結晶HfO2/Si界面の原子構造モデルを検討し、界面ダイポールを導入する前の界面モデルを決定した。H29年度からは、HfO2/SiO2界面へ拡張するとともに、界面ダイポール変調層を導入した際の界面構造および変調機構の考察を進める。課題(3)「多層ダイポール界面構造・フラッシュメモリの作製と電気特性評価」として、6層のダイポール変調層を組み込んだFET (Field-Effect Transistor)を試作し、フラッシュ型メモリの動作実証に成功した。1 V以上のメモリ幅および5桁以上のチャネル電流変調に成功しており、良好なメモリ動作を実証できたと言える。H29年度もデバイス構造・プロセスを最適化しつつ試作を進め、メモリ性能を高めるとともに、パルス応答やアナログ動作などのメモリ特性の測定も試みる。本研究で提案した下記の課題(1)-(3)を、初年度はそれぞれが研究計画に沿って進めており、一部では想定以上の進捗も得られている。課題(1)「物理分析による界面構造およびダイポール変調機構の解明」では、予定通りHfO2/SiO2変調構造を含むMOS構造のHAXPES(hard X-ray photoemission spectroscopy)測定を行い、ゲート金属膜を通してHfO2およびSiO2層からの光電子スペクトルの検出に成功している。また、ゲート電極への印加電圧に応じたスペクトルの変化も捉えられており、H29年度に計画していた測定の一部まで進んでおり、十分な進捗と言える。課題(2)「第一原理計算による界面構造およびダイポール変調機構の解明」では、結晶HfO2/Si界面の原子構造モデルを決めており、実際にダイポール変調動作が起こっているHfO2/SiO2界面モデルを作成するための準備が整っている。来年度以降の研究に繋がる結果が得られていると言える。課題(3)「多層ダイポール界面構造・フラッシュメモリの作製と電気特性評価」では、IDM形成前の洗浄処理の影響を調査するのに時間を割いたが、年度内にIDM構造を組み込んだFETの試作を行い、フラッシュ型動作に成功したことは十分な成果と言える。また、得られたメモリ動作も、期待以上に良い特性であり、来年度以降に繋がる結果が得られている。以上のように、3課題それぞれにおいて十分な進捗があり、概ね順調に進んでいる判断できる。課題

(2)「第一原理計算による界面構造およびダイポール変調機構の解明」では、シミュレーションによりHfO2/TiO2/SiO2積層構造中にポテンシャル勾配を与え、模擬的に誘起した電界による構造変化を解析した。電界の方向に依存して界面TiO2近傍の結合状態が遷移し、HfO2/SiO2間のポテンシャル差も変調されることを見出した。課題(3)「多層界面ダイポール積層構造・フラッシュメモリの作製と電気特性評価」では、6層の界面ダイポール変調層を組み込んだFET (Field-Effect Transistor)のパルス応答特性を測定したところ、ドレイン電流のアナログ的な変化が観察された。この動作特性より、IDM FETがニューロモルフィック応用として有望であることを提案した。また、IDM構造の作製プロセスを最適化し、350°C以下の低温工程で良好なIDM FET動作の実証にも成功した。計画外の成果として、新たにIDMを組み込んだ2端子型抵抗変化メモリを考案した。多層型HfO2/SiO2界面ダイポール変調型メモリの高性能・高度化を目的として、当初の計画通り下記(1)-(3)研究課題を進めた。課題(2)「第一原理計算による界面構造およびダイポール変調機構の解明」では、電界によるIDM構造の変化を理解するため、まずは、昨年度に作成したHfO2/Si界面構造中の界面Hf原子をTi原子に置き換えてHfO2/1-ML TiO2/SiO2積層構造を作成した。さらに、積層構造に線形のポテンシャル差を与えることで、模擬的に電界の影響を調べる方法を検討した。課題(3)「多層ダイポール界面構造・フラッシュメモリの作製と電気特性評価」では、昨年度に試作・動作に成功した6層ダイポール変調層を組み込んだFET (Field-Effect Transistor)のフラッシュ型動作の詳しい評価を進め、10万回に達する安定スイッチング動作を実証した。また、マイクロ秒程度のパルス電圧によるIDM動作が可能であることも確認できた。下記の研究課題(1)-(3)について、当初の計画に近い進捗があり、計画最終年度である来年度までに目標とする実験結果が取得でき、メカニズム理解などの考察も進むものと判断される。課題(1)のx線光電子分光測定では、HAXPESによる電極付きMOS (metal oxide semicondcutor)構造の測定に成功しており、さらにゲート電圧印加下におけるスペクトル変化も観察できている。今後の解析により、IDMの起源となる構造変化やポテンシャル変化が抽出できる可能性が期待できる。課題(2)のシミュレーションでは、実際のデバイスに組み込んだIDM構造に近いHfO2/1-ML TiO2/SiO2積層構造の作成を終了しており、電界による構造変化の解析に進んでいる。
隠された対称性を利用した合成ルートの構築:多環式神経細胞作用分子の合成

本研究課題は、高度に酸化された四級炭素を多数含み、複雑な縮環骨格を有する天然有機化合物の効率的不斉全合成法の開発を目的としている。リアノジン(1)は、細胞内カルシウムチャネルの開閉を制御する神経毒である。1の五環性骨格には8個の四置換炭素が存在し、その全合成は挑戦的な課題である。前年度までに、ラセミ体のビシクロ[2.2.2]オクタン骨格から、リアノジンの鍵構造となるC_2対称トリシクロ[3.3.2.0^<2,6>]デカンの合成に成功した。本年度は、光学活性なビシクロ[2.2.2]オクタン骨格の合成法を開発し、リアノジン不斉合成の基礎を築いた。さらに、トリシクロ[3.3.2.0^<2,6>]デカンから、リアノジンへと変換可能な高酸化度を有する鍵中間体の合成に成功した。光学活性なビシクロ[2.2.2]オクタン骨格の合成:2個の四置換炭素を有するビシクロ[2.2.2]オクタン骨格の不斉合成は、極めて挑戦的な課題である。様々な合成ルートを検討した結果、ラセミ体のビシクロ[2.2.2]オクタン骨格をpH7リン酸緩衝液/ジイソプロピルエーテル混合溶媒中、豚肝臓エステラーゼ(PLE)を用いて加水分解すると、99%ee以上の化合物が得られることがわかった。C_2対称トリシクロ[3.3.2.0^<2,6>]デカンの酸化度の向上:ビシクロ[3.3.2]デカン骨格を有するジケトンをビシクロ[2.2.2.]オクタン骨格から効率的に合成した。このジケトンのα位に二つのヒドロキシ基をもつC_2対称基質を酸処理すると、α-ヒドロキシケトンのエンジオールへの異性化を経て、渡環型アルドール反応が進行し、トリシクロ[3.3.2.0^<2,6>]デカンが構築できた。得られた化合物を酸化しジケトンとした後、α-ヒドロキシル化、酸化を経て、全合成の鍵中間体となるテトラケトンの合成に成功した。本年度は、隠された対称性を最大限活用した合成ルートによって、官能基化された三環性中心骨格を効率的に構築した。ビシクロ[3.3.2]デカン骨格の構築:リアノジン全合成に際して、重要中間体として、C1,C5四級炭素を有するC_2対称ビシクロ[3.3.2]デカン骨格を設計した。2,6-ジメチルジヒドロキノンと無水マレイン酸の脱芳香環型Diels-Alder反応は、低収率だった(26%)。そこで、HOMOレベルのより低いペンタフルオロフェニルマレイミドを反応に用いたところ、収率を63%まで向上できた。イミドを酸加水分解しジカルボン酸へと誘導後、電解反応による脱炭酸を経て、ビシクロ[2.2.2]オクタン環を高収率で形成した。6員環の二方向同時環拡大反応は立体選択的に進行し、ジケトンを有するビシクロ[3.3.2]デカン骨格が効率的に合成できた。リアノジン中心骨格の効率的合成法:二種類の分子内渡環反応によって、8員環から5/5縮環システムを形成し、全合成重要中間体であるリアノジン三環性骨格の構築を実現した。すなわち、ビシクロデカン骨格を官能基化した後に、Sml_2で処理すると、ピナコール反応によりC2対称トリシクロ[3.3.2.0^<2.6>]デカンが形成された。一方、8員環ジケトンのα位をヒドロキシ化し酸処理すると、渡環アルドール反応により、酸化度の高い5/5縮環システムが得られた。様々な合成ルートを検討した結果、ラセミ体のビシクロ[2.2.2]

オクタン骨格をpH7リン酸緩衝液/ジイソプロピルエーテル混合溶媒中、豚肝臓エステラーゼ(PLE)を用いて加水分解すると、99%ee以上の化合物が得られることがわかった。C_2対称トリシクロ[3.3.2.0^<2,6>]デカンの酸化度の向上:ビシクロ[3.3.2]デカン骨格を有するジケトンをビシクロ[2.2.2.]オクタン骨格から効率的に合成した。このジケトンのα位に二つのヒドロキシ基をもつC_2対称基質を酸処理すると、α-ヒドロキシケトンのエンジオールへの異性化を経て、渡環型アルドール反応が進行し、トリシクロ[3.3.2.0^<2,6>]デカンが構築できた。得られた化合物を酸化しジケトンとした後、α-ヒドロキシル化、酸化を経て、全合成の鍵中間体となるテトラケトンの合成に成功した。
異形状テンソルデータの一括処理に関する研究

本研究では,異形状テンソルデータの一括処理の実現を目的として,行列の一般化低ランク近似の対称化,2次元主成分分析の非反復近似解法,次元数の異なるベクトルデータの次元削減,サイズの異なる行列データの同時低ランク近似,核ノルム最小化による行列データの同時低ランク近似などのテンソルデータ解析手法を開発し,その有効性を,顔画像などの実際のテンソルデータを用いた実験で検証した.従来のテンソルデータ解析手法では,対象とするテンソルデータは全て同一の形状であることが前提とされており,階数や次元数が異なるテンソルの集合をそのまま処理することは困難である.本研究では,従来手法による扱いが困難な異形状テンソルデータを一括して処理するための枠組みを提案し,その枠組みの中で種々のテンソルデータ解析手法を開発することを目的として,平成23年度から平成26年度までの4年間にわたり,新手法の開発,検証等に取り組んでいる.以下に,本年度の研究実績の概要を述べる.本年度は,2次元主成分分析(2DPCA)の非反復近似解法として,Xuらの手法とその代替手法によって得られる射影行列の組合せの中から,2DPCAの目的関数値が最大になるものを選択する方法を提案し,提案手法により,従来手法よりもよい目的関数値が得られることを実験で確認した.また,次元数の異なるベクトルデータの次元削減法として,異なる次元の同数のベクトルの外積を総和して得られる高階テンソルを高階特異値分解して得られる直交行列をかけることによって各次元の次元削減を行う方法を提案した.提案手法では,K平均法によって各次元のベクトルデータの個数を削減しながら揃える.各次元からランダムに同数のベクトルを選択する方法と比較して,提案手法の復元誤差が小さくなることを実験で確認した.また,次元数の異なるデータを追加することによって,復元誤差をより小さくする次元削減が行える可能性があることを実験で示した.従来のテンソルデータ解析手法では,対象とするテンソルデータは形状が同じであることが前提とされており,異形状のテンソルの集合をそのまま処理することは困難である.本研究では,異形状テンソルデータを一括処理するための枠組みを提示し,種々のテンソルデータ解析手法を開発することを目的として,平成23年度から平成26年度までの4年間にわたり,新手法の開発,検証等に取り組んでいる.以下に,本年度の研究実績の概要を述べる.本年度は,まず,テンソルデータの1例である,高次元積分画像を計算する際の,省メモリな方法を提案し,同一の計算結果を,少ないメモリ使用量で得ることができることを実験で確認した.次に,サイズの異なる行列(2階テンソル)データを一括して低ランク近似する方法として,行列サイズがの種類が増えても変換行列の総要素数が変わらない方法を2種類提案した.1つは,異なる行数,列数を区切りとして行列をブロック分割し,各ブロックごとに低ランク近似を行うものであり,もう1つは,すべての行列サイズを最大の行数,列数にそろえて変換行列を求めておき,それから小さい行列用の変換行列を作るものである.近似精度をピーク信号対雑音比(PSNR)によって評価した結果,同じサイズごとに個別に低ランク近似を行う方法と比較して,2つの提案法は,PSNR値は低い場合が多かったが,行列サイズの種類の増加に伴う変換行列の総要素数は少なく抑えることができた.また,テンソルデータに含まれる雑音を除去するハイブリッドな方法の提案や,積分画像と誤差拡散法の関係付けなども行った.本研究では,異形状テンソルデータの一括処理の実現を目的として,行列の一般化低ランク近似の対称化,2次元主成分分析の非反復近似解法,次元数の異なるベクトルデータの次元削減,サイズの異なる行列データの同時低ランク近似,核ノルム最小化による行列データの同時低ランク近似などのテンソルデータ解析手法を開発し,その有効性を,顔画像などの実際のテンソルデータを用いた実験で検証した.従来のテンソルデータ解析手法では,対象とするテンソルデータは全て同一の形状であることが前提とされており,階数や次元数が異なるテンソルの集合をそのまま処理することは困難である.本研究では,従来手法による扱いが困難な異形状テンソルデータを一括して処理するための枠組みを提案し,その枠組みの中で種々のテンソルデータ解析手法を開発することを目的として,平成23年度から平成26年度までの4年間にわたり,新手法の開発,検証等に取り組んでいる.以下に,本年度の研究実績の概要を述べる.今年度は,対称2次元線形判別分析の非反復解法を提案し,提案手法により,従来の反復解法よりも少ない計算量で同程度の識別精度が得られることを実験で確認した.また,行列の一般化低ランク近似(generalized low rank approximations of matrices: GLRAM)において,低ランク近似後の行列の行数と列数を指定する必要があるという難点に関して,GLRAMを対称化することによって,半自動的に行数と列数を設定する方法を提案し,提案手法によって,従来手法と同程度以上の近似性能を保ちながら,行数と列数の設定が容易になることを実験で確認した.更に,2次元主成分分析の非反復近似解法を提案した.提案手法では,目的関数値が最大となるような変数の組合せを選択するので,従来手法よりも目的関数値を向上できると期待される.実際に,目的関数値を向上できることを,顔画像データベースを用いた実験で確認した.

従来のテンソルデータ解析手法では,対象とするテンソルデータは全て同一の形状であることが前提とされており,異形状のテンソルの集合をそのまま処理することは困難である.本研究では,異形状テンソルデータを一括処理するための枠組みを提示し,種々のテンソルデータ解析手法を開発することを目的として,平成23年度から平成26年度までの4年間にわたり,新手法の開発,検証等に取り組んできた.以下に,本年度の研究実績の概要と研究機関全体を通じての成果をまとめる.本年度は,行列データの同時低ランク近似を核ノルム最小化問題として定式化し,その反復解法を提案し,顔画像データを対象として,従来手法との比較を行った.また,これまでの研究のまとめとして,テンソルPCAに関する記事を執筆した.全体を通しての成果は以下の通りである.初年度には,対称2次元線形判別分析の非反復解法,行列の一般化低ランク近似における行数と列数の指定に関する難点の部分的解決,2次元主成分分析(2DPCA)の非反復近似解法を得た.次年度には,次元数の異なるベクトルデータの一括次元削減法として,高階特異値分解を用いる方法を提案した.期間の3年目に当たる昨年度には,高次元積分画像の省メモリ計算法,サイズの異なる行列データの低ランク近似法を2種類提案し,2階テンソルデータの1例である積分画像と誤差拡散法の関係付けなどを行った.本年度については上記の通りであり,その中でテンソルのノルムを工夫することによってテンソルデータ処理の性能改善が見込まれたことから,今後は,テンソルノルムに関する検討を計画している.総合領域本研究では,従来手法による扱いが困難な異形状テンソルデータを一括して処理するための枠組みを提案し,その枠組みの中で種々のテンソルデータ解析手法を開発することを目的としている.今年度は,最も基本的なベクトルデータについて,次元数の異なるデータを一括して扱う方法を開発し,また,行列データについては,2次元主成分分析の非反復近似解法において,従来手法と同程度以上の性能が保証された方法を提案し,いずれも良好な結果が得られていることから,本研究は,おおむね順調に進展していると判断している.本研究では,これまであまり扱われていない異形状テンソルデータを一括処理するための枠組みを提案し,その中で種々のテンソルデータ解析手法を開発することを目的としている.本年度は,主に異形状テンソルデータの一括処理の省メモリ化に取り組み,良好な結果が得られていることから,本研究は,おおむね順調に進展していると判断している.本研究では,従来手法による扱いが困難な異形状テンソルデータを一括して処理するための枠組みを提案し,その枠組みの中で種々のテンソルデータ解析手法を開発することを目的としている.今年度は,主に対称性に基づく3つの方法を開発し,いずれも良好な結果が得られていることから,本研究は,おおむね順調に進展していると判断している.今後は,今年度に開発した次元数の異なるベクトルデータの次元削減法を改良,拡張することで,異形状テンソルデータの一括処理を実現し,現実の各種データに応用していく予定である.今年度までは,階数は同じで次元数が異なるテンソルデータを扱ってきたが,今後は階数も異なるものを扱える方法を検討し,実データによる検証を行っていく予定である.
非定常経済時系列の和分次数の推定とそのマクロ経済予測への応用

本研究では経済データの多くのものに共通する発展的トレンドをもつ非定常時系列を分析に先立ち定常時系列への変換する際に生じる“過度の差分"問題を、ベイズ統計学の統計的推測理論の援用により解決すること、また提案する方法によって予測の改善を図ることを目的として研究が行われてい行われた。ARIMAモデルのなかで、(i)自己回帰(AR)部分における定常性が成り立つ確率と(ii)移動平均(MA)部分における可逆性が成り立つ確率を評価し、(i),(ii)を同時に最大化するように和分次数dを決める方法を提案した。まず(i)に関しては、論文Terui(1992)で展開された非線形ARモデルに対する定常性が成立する確率を評価する方法および計算プログラムを当該問題に対応できるものへの修正を行った。(ii)のMA部分の可逆性が成り立つ確率の評価に関しては、MA部分の係数の事後分布を近年急速に発展し多くの問題に応用されているマルコフ連鎖モデルに対するモンテカルロによる数値解析法であるGibbs samplingにより数値解析的に評価した。研究の後半部分として、広汎なシミュレーションを実行し、提案する方法と従来の方法との比較をした。さらに分析の応用として、マクロ経済時系列の予測のパフォーマンスを従来の方法との比較検討をを行った。効率的なモンテカルロ積分による予測分布を構成することによって多期間予測量に対する統計的推測が包括的に扱え,“過度の差分"問題を明示的に扱うことに加え確率的リサンプリング法による予測量を利用することで、非線形時系列モデルでの結果同様に良好な予測パフォーマンスが示された。
分子で創る超格子：　分子へテロ界面形成過程の直接観察からのアプローチ

本研究は異種分子を積み重ねた「分子超格子」の創生技術の確立を目的にした。まずn型有機半導体のフッ素化フタロシアニンとp型有機半導体のペンタセンの組み合わせでSTM観察による界面の形成過程解析に取り組んだ。第一層目をフタロシアニン、第二層目をペンタセンとした場合には混晶二重層が形成された。蒸着する順番を逆にするとペンタセン層の格子間にフタロシアニンが挿入された固溶相が形成された。これらは両分子間の水素結合によって安定な構造を取るべく、異種分子が混合することも明らかにした。最後に混合相を形成しないペリレン誘導体とチオフェン分子の組み合わせで平坦かつ急峻な異種分子ヘテロ界面の形成に成功した。本研究は異種分子を一層ずつ交互に積み重ねた「分子超格子」の創製技術を確立することを目的にしている。そのためまず走査型トンネル顕微鏡(STM)によるリアルタイム観察で界面形成過程を解き明かし、そこから単一分子レベルで平坦なヘテロ界面をもった分子超格子へと発展させる。このため独自に開発した精密蒸着技術をSTM解析と分子積層の双方に適用する。この手法は1時間で1分子層という超低速蒸着ができるため、STMでの界面形成のリアルタイム観察や一層ずつの分子膜の成長が可能となる。これらにより超格子構造を有機半導体で実現し、電荷の励起・分離・再結合などのキャリアプロセスの超高効率化や分子による量子効果の発現を目指す。初年度はSTMでのリアルタイム解析に注力した。p型半導体としてペンタセンを、n型半導体としてフッ素化フタロシアニンを選択し、これら二種類の分子を交互に蒸着しながら、その場でSTM観察して界面形成の様子を直接観察した。実験開始当初はこれら分子の単一層が積み重なった二層構造が形成されると予想した。しかし第一層目をフタロシアニン、二層目をペンタセンとした場合にはこれらの分子が相互拡散して等量混合した混晶相を形成することがわかった。また蒸着する順番を逆にした場合にはペンタセン層の格子間にフタロシアニン分子が添加された固溶相が形成されることが見出された。いずれも両分子間に水素結合が形成されて混晶相(固溶相)を形成した方がエネルギー的に安定であるためと予想される。今後はこれら固相反応を抑制して分子単一層レベルで積層した超格子構造作製のための条件(蒸着順序や温度の最適化、反応を抑制できる混合相の積層などを含む)の探索に移行する。本研究は異種分子を一層ずつ交互に積み重ねた「分子超格子」の創製技術を確立することを目的にした。この目的のためまずは走査型トンネル顕微鏡(STM)を使って界面形成過程のリアルタイム観察を実施し、そのメカニズムを解明することから取りかかり、そこから単一分子レベルで平坦な異種分子へテロ界面をもった分子超格子へと発展させることを目指した。この実験のためには独自に開発した精密蒸着技術を応用した。実際にはn型有機半導体のフッ素化フタロシアニンとp型有機半導体のペンタセンの組み合わせでSTM観察をヘテロ界面の形成に取り組んだ。実験開始当初はこれらの分子を順次蒸着すると単純に単一分子層が積み重なった分子二層構造が形成されると予想していた。しかし第一層目をフタロシアニン、第二層目をペンタセンとした場合には蒸着と同時に相互拡散が起き、混晶二重層を形成することが分かった。この蒸着する順番を逆にした場合にはペンタセン層の格子間にフタロシアニンが不規則に挿入された固溶相が形成去ること見出した。これは両分子間に形成される水素結合によってエネルギー的に安定な構造を取るべく、異種分子が混合することも合わせて明らかになった。以上の知見をもとにp型・n型有機半導体の積層構造において混合相を形成しない組み合わせとしてペリレン誘導体とチオフェンオリゴマーの組み合わせを採用した。その結果、単一分子レベルで平坦かつ急峻で、さらに分子の配向までも規定された異種分子へテロ界面の形成に成功した。有機半導体工学直接観察には成功し基礎的技術の確立できた。しかし当初の予想とは異なり混晶相(固溶相)が形成されることが見出された。これは予想を超えた成果とも言えるが、分子間相互作用および基板ー分子相互作用が複雑に関与していることを示唆しており、超格子構造を作製するために多くの条件最適化実験が必要であることがわかった。今後は固相反応が抑制できて、なおかつ分子単一層レベルで積層した超格子構造を作製できる条件最適化に注力する。このため蒸着時の基板温度の最適化、蒸着する分子層の順序の最適化、反応を抑制できる混合相の積層などをの探索に移行する。
Lewy小体のpathobiology

Lewy小体(LB)はパーキンソン病(PD)、Lewy小体型痴呆(DLB)の特徴病変である.ごく最近常染色体性優性遺伝を示す家族性PD家系においてα-synuclein遺伝子の変異が同定され、α-synucleinとPDの関係が注目されている。そこでLBとα-synucleinの関係について検討した。DLB脳から精製したLBを抗原として、LBと特異的に反応するモノクローナル抗体(mAb)を作製した。またα-synuclein及び相同性を示すβ-synucleinに対する抗体を作製し、弧発性PD,DLB脳を染色すると共に精製LBを抗α-synuclein抗体によりイムノブロットし、LB中のα-synucleinの存在様式を調べた。LBを抗原とするmAbとしてLB509が得られ、PD,DLB脳標本上の全ての脳幹、皮質型LBが強く染色され、イムノブロットでは正常脳可溶画分中の約18kDの単一のバンドと反応した。LB509は精製α-synucleinとイムノブロットで特異的に反応すること、β-synucleinとは反応しないことを確認した。抗α-synuclein特異抗体259及びα,β-synucleinを共に認識する抗体77はLB509と同様にLBを染色したが、抗β-synuclein特異抗体253はLBを染色しなかった。精製LBをLB509,259でイムノブロットすると、全長α-synucleinに対応する18kDのバンドに加えて14-16kD、30-35kDのバンドと高分子量域にスメア状の反応が見られた。これらの結果はα-synucleinが弧発性PD,DLB脳のLBに蓄積していることを示すものであり、弧発性PD,DLBにおける神経細胞変性とLBの形成に、家族性PDに見られるA53T変異に類似したα-synucleinの変化が関与している可能性がある。
新奇非平面性π共役化合物の創製と機能開拓

本研究では,構造変化に起因した機能を発現する有機材料の創製を目的として,環状チアゾール4量体を設計し,その合成法の確立と得られた化合物の構造解析および基礎物性測定をおこなってきた.今年度は,π拡張COT骨格の合成法として初めて8π電子環状反応を利用し,4つのチアゾールが縮環したCOT化合物を得ることに成功した.すなわち,末端に臭素が置換した非環状チアゾール4量体が,加熱条件下でHBrの脱離を伴いCOT骨格を形成することを見いだした.この熱反応は,溶媒や触媒を必要とせず,ホットプレートを用いて280°Cで1時間加熱するだけで反応が進行し,82%という高い収率でチアゾール縮環COTを与える.末端に臭素が置換していない誘導体ではCOT骨格を形成しないことから,この熱反応において臭素原子が必要不可欠であることが明らかとなった.理論計算により反応経路を考察した結果,電子環状反応により環状トリエン中間体を形成し,続いて速やかにHBrが脱離することで熱力学的に安定なCOT誘導体を与えることが示唆された.この反応における特徴は,電子環状反応によりトリエン中間体が形成することでチアゾールの芳香族性が一旦失われ,続くHBrの脱離によって回復する点である.4つのチァゾール環が芳香族性を回復することによる安定化エネルギーは,理論計算により42kcal/molと見積もられ,本反応の大きな推進力であることが示唆された.本反応は,末端の複素環に臭素が導入されていれば,結合様式の異なるチアゾール4量体やチオフェン環を含む4量体でも効率的に進行し,新たなπ拡張COT骨格の効率的合成法といえる.本反応により得られた化合物の結晶構造解析と光物性測定および理論計算から,結合様式の違いが結晶中での分子配列だけでなく,電子構造にも大きな摂動を与えることを明らかにした.これらの結果は,ヘテロアレーン縮環COT類が基本骨格として高い潜在性を有していることや,さらなる構造修飾により機能を付与できる可能性を示したという点で意義深い.最終年度最終年度本研究では,構造変化に起因した機能を発現する有機材料の創製を目的として,チアゾール環が4,5位でhead-to-tail型で結合したチアゾール環状4量体(TZ4COT)を設計し,その合成法の確立と,得られた化合物の構造解析および電気化学特性などの基礎物性測定をおこなった.目的化合物は,異なる2つの経路で合成に成功した,すなわち,非環状head-to-tail型チアゾール4量体を基質に用いて分子内環化により構築する方法と,head-to-tail型のチアゾール2量体を基質に用いて,分子間環化により一段階で合成する方法である.X線結晶構造解析の結果,TZ4COTは,一般的なCOT誘導体と同様にタブ型構造をとっていた.2位に導入したアリール基は,チアゾールと共平面をとっており,π共役が4方向へ有効に拡張されている.また,パッキング構造では,TZ4COT骨格が真上に積層していくカラムナー構造をとり,隣接する分子間の距離は3.60□であった.Head-to-head型のチアゾール4量体ではこのようなパッキング構造を形成しないことから,結合様式が固体状態の配列制御に大きく寄与していることが示唆された.熱分析測定の結果,TZ4COTの5%重量損失温度は420°Cであり,高い熱安定性を有していることが明らかとなった.サイクリックボルタンメトリー法による電気化学測定の結果,TZ4COTは,1段階の可逆な1電子酸化過程と2段階の可逆な1電子還元過程を示し,COT骨格の特徴である酸化還元過程における安定性を維持していることが明らかとなった.さらに,金属カリウムによる化学的還元で生じるジアニオン種のX線結晶構造解析にも成功し,テトラアリール縮環COTにおいても平面構造をとることを明らかとした.また,理論計算によりTZ4COTのタブ型反転障壁は6.8kcal/molと見積もられ,非常に柔軟な骨格であることが示唆された.これらの結果は,基本骨格としての有用性を示すものであり,構造修飾により特異な光物性や半導体物性が期待できる点で意義深い.本研究では,構造変化に起因した機能を発現する有機材料の創製を目的として,環状チアゾール4量体を設計し,その合成法の確立と得られた化合物の構造解析および基礎物性測定をおこなってきた.今年度は,π拡張COT骨格の合成法として初めて8π電子環状反応を利用し,4つのチアゾールが縮環したCOT化合物を得ることに成功した.すなわち,末端に臭素が置換した非環状チアゾール4量体が,加熱条件下でHBrの脱離を伴いCOT骨格を形成することを見いだした.この熱反応は,溶媒や触媒を必要とせず,ホットプレートを用いて280°Cで1時間加熱するだけで反応が進行し,82%という高い収率でチアゾール縮環COTを与える.末端に臭素が置換していない誘導体ではCOT骨格を形成しないことから,この熱反応において臭素原子が必要不可欠であることが明らかとなった.理論計算により反応経路を考察した結果,電子環状反応により環状トリエン中間体を形成し,続いて速やかにHBrが脱離することで熱力学的に安定なCOT誘導体を与えることが示唆された.

この反応における特徴は,電子環状反応によりトリエン中間体が形成することでチアゾールの芳香族性が一旦失われ,続くHBrの脱離によって回復する点である.4つのチァゾール環が芳香族性を回復することによる安定化エネルギーは,理論計算により42kcal/molと見積もられ,本反応の大きな推進力であることが示唆された.本反応は,末端の複素環に臭素が導入されていれば,結合様式の異なるチアゾール4量体やチオフェン環を含む4量体でも効率的に進行し,新たなπ拡張COT骨格の効率的合成法といえる.本反応により得られた化合物の結晶構造解析と光物性測定および理論計算から,結合様式の違いが結晶中での分子配列だけでなく,電子構造にも大きな摂動を与えることを明らかにした.これらの結果は,ヘテロアレーン縮環COT類が基本骨格として高い潜在性を有していることや,さらなる構造修飾により機能を付与できる可能性を示したという点で意義深い.標的化合物の効率的合成法を開発し,多様な誘導体を得ることに成功した.得られた化合物群の構造と基礎物性測定から,基本骨格としての有用性を明らかにしたことで,機能性分子構築への展開が期待できる.最終年度TZ4COTの特徴である結晶で積層構造をとる点を活かし,これまで配向制御することが困難であった分子を配列させるための骨格としての有用性を追求する.また,反転障壁が非常に小さい点を活かし,外部刺激(熱,光,圧力)を加えることでCOTの構造変化を誘起させ物性変化が生じるかを試みる.外部刺激を加える前後の状態について構造解析や熱,光物性を測定し,構造と物性の相関を調べる.最終年度
健康及び生活習慣とパ-ソナリティとの関連

1.Eysenck Personality QuestionnaireーRevised(EPQーR)短縮版の日本語訳を作成し(4尺度・各12項目)、大学生329名と一般成人(2585歳)134名を対象に、信頼性と妥当性を検討した。(1)尺度の内的整合性に関するα係数は、E(外向ー内向性)、N(神経症傾向)、L(虚構性)では男女とも0.70.8の高い水準にあったが、P(非協調性・逸脱傾向)尺度では0.40.5の水準にとどまった。しかし約半年の間隔での再検査信頼性(相関係数)は全尺度とも0.70.8と高く、EPQーR短縮版の再現性が優れていることがわかった。(2)因子的妥当性に関しては、最尤法直交回転によりE尺度12項目から成る第1因子、N尺度11項目等から成る第2因子、L尺度11項目から成る第3因子、P尺度7項目から成る第4因子が抽出された(寄与率23%)。併存的妥当性については、16PF性格検査、YG性格検査、MPI性格検査との尺度間相関を求めた。その結果EPQーR短縮版の各尺度の特徴が明確となった。2.健康状態・嗜好・生活習慣・健康観などを問う質問紙を作成し、EPQーR短縮版と併せて、がん検診の受診者に任意で実施し、165名から回答を得た。これらの関係を分析すると、飲酒・喫煙・運動不足・不規則な食事などがP尺度高得点者に多い傾向が認められた。とくに喫煙に関しては、喫煙とがんとの関係を肯定した上で喫煙習慣をもつ人のP得点は、他の人に比べ有意に高かった。3.上記の研究成果を踏えて、宮城県内14町村の4065歳の男女5万5千人を対象に、2と同様の調査を実施し(任意回答)、うち約4万人からEPQーR短縮版を含む有効回答を得た。現在、結果を分析している。