hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リードスルー作用に着目した新規高活性ネガマイシン誘導体の創製とその作用機構の解明

デュシェンヌ型筋ジストロフィーをはじめとする各種遺伝性疾患の中には、ナンセンス変異によって発症するものが知られている。ナンセンス変異が生じると、その構造遺伝子中に中途終止コドン(PTC)が挿入されることでその上流でタンパク質翻訳が終了し、機能不全の不完全長タンパク質が生成する。近年、このPTCを読み飛ばす(リードスルー)することで全長タンパク質を発現する試みが注目を集めており、種々の低分子化合物がこのリードスルー活性を有していることが明らかとなっている。1970年に放線菌より単離同定された、ジペプチド様抗生物質(+)-negamycin (1)もリードスルー化合物の一つである。これまで我々は、1を基盤とした構造最適化研究を展開し、高活性誘導体TCP-112 (2)の独自開発に成功すると同時に、2のC末端に着目したプロドラッグ化によりTCP-182 (3)、そして3位アシル鎖に着目した構造変換よりTCP-1109 (4)、の獲得にも成功している。本研究は、(A)さらなる高活性誘導体を創製するべく、2および4をリード化合物とする構造活性相関研究を展開し、構造最適化、及び各種官能基の置換を行うことで、より効力の高いリードスルー化合物を獲得するとともに、(B)未だ同定されていないネガマイシンの真の分子標的とその詳細な認識部位の同定、及びリードスルー作用の活性発現機構を明らかにするべく、ケミカルバイオロジー研究を展開するものである。ネガマイシン結合部位及びその活性発現機構の解析研究として、出芽酵母(多剤超感受性酵母株:12geneΔHSR)をモデル生物として用いる遺伝学的解析研究を展開した。その結果、リードスルー耐性株の単離・ゲノムシーケンスによる変異箇所の同定を通じて、ネガマイシンの細胞内導入に関与するトランスポーターを同定することに成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝性疾患の520%は、ナンセンス変異により構造遺伝子中に未熟終止コドン(Premature Termination Codon; PTC)が生じることで、機能を有する完全長タンパク質が生合成されず発症する。しかし近年、翻訳過程において、このPTCを読み飛ばし(リードスルー)、完全長タンパク質を発現させる低分子化合物(リードスルー化合物)が、ナンセンス変異性疾患の治療薬候補化合物として注目を集めている。遺伝性疾患の画期的な治療法は確立されていないため、これら化合物による薬物治療開発に大きな期待が寄せられている。(+)-Negamycin (1)は1970年に放線菌より単離同定され、近年リードスルー活性を有すると報告されたジペプチド様抗生物質である。これまで我々は、1を基盤とした遺伝病治療薬創製研究を展開してきており、医薬候補化合物の獲得のため構造活性相関研究を実施した。その結果、これまで生物活性未知であったネガマイシン関連天然有機化合物3-epi-deoxynegamycin (2)およびleucyl-3-epi-deoxynegamycin (3)が高いリードスルー活性を有することを明らかにした。さらに3のβーアミノ酸の側鎖炭素数を1つ減じた高活性誘導体TCP-112 (4)の独自開発にも成功している。本研究は、(A)さらなる高活性誘導体を創製するべく、3および4をリード化合物とし構造最適化、及び各種官能基の置換を行うことで医薬候補化合物を獲得するとともに(B)未だ同定されていないネガマイシンの真の分子標的とその詳細な認識部位の同定、及びリードスルー作用の詳細な機構を明らかにすることで、難治性遺伝性疾患における過去に例のない新規治療戦略の確立を目指すものである。平成28年度は、TCP-1109 (5)を基にした構造活性相関研究を展開した。初年度計画書に記載している、3位アミノ基に着目した構造変化によるさらなる高活性誘導体の獲得を目的として、新規アミノ酸ユニットの合成に着手した。さらに、29年度実施予定であった、既存のカルボン酸部位誘導体TCP-182 (6)をはじめとする種々のエステル型誘導体の構造を融合したハイブリッド体(7)の合成を行うことで、高活性誘導体の獲得を模索した。しかしながら、TCP-1109 (5)のC末端にエステル化を施した誘導体(7)においては、リードスルー活性の向上は見られなかった。以上の結果より、3位アミノ基に有する直鎖脂肪鎖ユニットがエステル誘導体のエステラーゼ認識性を低下させ、活性本体であるTCP-1109 (5)への変換頻度を低下させることで、リードスルー活性が減弱した可能性が示唆された。一方、平成30年度に計画しているネガマイシン結合部位及びその活性発現機構の解析研究の遂行に向け、本年度より酵母(多剤超感受性酵母株:12geneΔHSR)を用いた遺伝学的解析研究にも着手した。本年度では、アデニン合成遺伝子(ADE2)中に各種PTC変異を有する酵母株による、定性的なリードスルー活性評価系の構築を計画した。即ち、化合物に活性が無い場合、変異株は赤色を呈す一方で、活性が有る場合、白色を呈することで当該活性の有無を定性的に判断できる評価系の構築を目指した。検討の結果、12geneΔHSRへN末端欠損ADE2遺伝子断片を含む環状ベクターを導入した後、カウンターセレクションを行うことにより、各種ナンセンス変異含有酵母株を構築することに成功した。さらに、本変異酵母株を用いてネガマイシン誘導体を評価した結果、2種の化合物において白色の呈色が認められ、活性発現を定性的に確認できた。

デュシェンヌ型筋ジストロフィーをはじめとする各種遺伝性疾患の約1020%はナンセンス変異(中途終止コドン、premature termination codon ; PTC)に起因する。近年その治療法として、当該ナンセンス変異にて生じたmRNA上のPTCを、リボソームにおけるタンパク質合成の過程で読み飛ばし(リードスルー)することで、機能を有するタンパク質を発現させる方法が提唱されており、ナンセンス変異疾患克服の一手段として注目を集めている。1970年に放線菌(Streptomyces purpeofuscus)から単離同定されたジペプチド様抗生物質(+)ーネガマイシン(1)も、リードスルー活性を有すると報告された化合物の一つである。これまで我々は1をリード化合物とし、高活性誘導体の獲得を目指して構造活性相関研究を展開してきた。しかしながら、高活性誘導体の獲得に必要不可欠な、ネガマイシン類のリードスルー活性発現に関与する標的分子・結合部位は未だ明らかとなっておらず、活性の発現メカニズムも十分に解明されていないのが現状である。そこで今回、ネガマイシン誘導体の作用機構解析を目的として、出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeを用いた遺伝学的解析研究を実施した。本年度は、昨年度に構築したナンセンス変異含有酵母株(リードスルー活性の定性が可能な酵母株)を用い、遺伝学的解析に着手した。すなわち、本酵母株を用い、ネガマイシン誘導体に対するリードスルー耐性変異株を単離したのち、ゲノムシーケンスにて変異箇所の同定を行った。変異の挿入が確認された遺伝子の中には、ネガマイシン誘導体の細胞内導入に関与するトランスポーター、及びその発現制御を担う一連の酵素群をコードするものも含まれており、実際にそれら遺伝子を破壊すると、誘導体の細胞内導入が妨げられることを確認できた。平成28年度計画書に記載している、TCP-112にビオチン標識及び光親和性標識を導入した誘導体の合成に着手し、各構造を有する誘導体の獲得に成功した。これら誘導体は、in vitro培養細胞評価系において、TCP-112には劣るものの、(+)-negamycinと比較して有意なリードスルー活性を有することが明らかとなった。そこで分子標的解析研究への足がかりとしてビオチン標識誘導体を用い、HeLa細胞の細胞抽出液に対するプルダウンアッセイを実施した。しかしながら、ネガマイシン誘導体処理群とリンカーコントロールとの間で顕著な差は確認できず、真の標的と思われる分子情報を獲得することはできなかった。一方、昨年度に引き続き、ネガマイシンの生体内結合部位及びその活性発現機構の解析を目的として、出芽酵母をモデル生物とする遺伝学的解析研究を展開した。まず、平成28年度に構築したナンセンス変異含有酵母株(リードスルー活性の定性が可能な酵母株)を用い、ネガマイシン耐性株の取得を試みた。その結果、30株のネガマイシン耐性株の単離に成功した。続けて、これら30株のゲノムシーケンスを実施し、変異遺伝子箇所の同定を行った結果、27個の遺伝子に1アミノ酸変異を含む種々の変異が挿入されていることを確認できた。
重症虚血後の部分的再灌流時に発生する致死的心室性不整脈:抗不整脈剤による検討

(目的)冠攣縮性狭心症では、発作改善時に心室頻拍や心室細動といった致死的心室性不整脈の出現がしばしば見られ、今回の研究では抗不整脈剤投与の有無による検討を行った。(方法)雑種成犬を用い、retrogradeflow法による20分間の重症心筋虚血後に、部分的再灌流を行ったh群(C群)、心室性不整脈の代表的抗不整脈剤であるlidocaineを虚血前より投与した群(L群)と冠攣縮性狭心症及び頻拍性不整脈に用いられるdiltiazemを投与した群(D群)に分けた。この3群で部分的再灌流時に発生する致死的心室性不整脈に対する作用をおよび心筋層内の興奮の伝播様式の変化を多電極心電図記録マッピング(心外膜、中層、心内膜の3層に48×3=144点)を用いて解析した。(結果)C群では31頭中9頭に持続性心室頻拍(SuVT:30秒以上持続する単一な形状のVT)が出現し、reentryはSuVTのinitiationに対する関与は認められず、そのmaintenanceに3/9で関連していると思われた。リエントリ-回路を形成する心筋局所では、虚血境界部において高度に障害を受けた興奮伝導が、部分的再灌流により不均一に回復し、ある部位では伝導能を有し、一方ではブロックに陥ってintra-muralなリエントリ-回路のSubstrateの形成に関与している事が示唆された。L群では8頭中6頭に10連発以上のVTが出現し、5頭がVFとなり、D群では9頭中3頭に10連発以上のVTが出現し5頭がVFとなった。L群、D群とも部分的再灌流により障害心筋内での興奮伝導性回復に一定の傾向は認めなかった。(総括)重症心筋虚血からの部分的再灌流時発生するSuVTの機序としてそのinitiationにはリエントリ-の関与は少ないが、maintenanceに3/9でリエントリ-の関与が示唆され、リエントリ-回路の形成には障害心筋の部分的再灌流による興奮伝導性改善程度の不均一性の関与が示唆された。一方、抗不整脈剤投与による部分的再灌流の興奮伝導性の回復は、臨床用量でのNa、Caチャンネルのブロックを行っても障害心筋内での興奮伝導性回復に一定の傾向は認めず、また抗不整脈剤による致死的心室性不整脈の抑制効果もなかった。
リニアコライダーに於ける高速イオン・ビーム不安定性の実験的研究

韓国浦項加速器研究所との間の共同研究には主に4つの課題がある。最初の課題は浦項加速器研究所にあるPLS放射光施設の線形加速器を使ってイオンによる速いビーム不安定性と呼ばれる新しいタイプのビーム不安定性が実際に存在するかどうかを実験的に検証することである。2つめの課題はリニアーコライダーの為にX-バンド大電力クライストロンを共同で開発し、その大電力試験をKEKに於て行うことである。3つめの課題はリニアーコライダー線形加速器の高周波加速管における高周波破壊の研究である。シュミレーションプログラムを作り、解析した結果、実験結果を説明できるモデルを作ることができることがわかった。また、逆にシュミレーションからどういった加速管において高周波破壊が起こりにくいかがある程度予想できるようになった。最後の課題は高エネルギー加速器研究機構にあるATF施設を使ってリニアーコライダーの為の前段加速器の研究を共同で行うことである。まず、最初の課題に関しては実験に必要な速い個別バンチビーム位置検出器(BPM)の開発、製造を韓国浦項加速器と共同で行い、また、その結果を基にビームの運動を安定化させるためのフィードバック装置の開発を行った。これらの装置はKEKのATF施設に入れられ、動作確認を行って良好な結果を得た。この結果はVladimir Foguel氏の博士論文としてまとめられ、Foguel氏はこの研究で博士号を得た。リニアーコライダーの為の大電力クライストロンの共同開発と大電力試験では、良好の結果を得、世界に先駆けて永久磁石を収束系に使用したクライストロンの開発に成功した。これらの結果は国際会議で招待講演として発表された。ATF施設を使っての前段加速器研究は第1番目の課題と供に、Foguel氏の博士論文にまとめられた。今年度はまず計算機シミュレーションによる実験のためのビームや線形器加速器のパラメーターの最適化をロシアのBINP研究所からTeryaev氏を招聘し共同で行った。これによりPALのPLS加速器を使用して高速イオン・ビーム不安定性の実験を行うことが可能であることが確認された。また実験に必要な速い個別バンチビーム位置検出器(BPM)の開発、製造や浦項加速器研究所との広帯域ビームフィードバック装置の共同開発を行った。これらをPALに持ち込み、実験に必要なコントロールシステム計算機プログラムの開発と動作試験をPALで行った。大電流運転に伴う他のビーム不安定性や発熱問題のコントロール方法の開発を開始した。これらは来年度で解決方法を探し出さなくてはならない。また、新しいビーム診断法によってSingle Bunch Current Thresholdを調べることが可能かを考察した。パルス高電圧発生部のLCR回路網の理論解析やパルストランスフォーマーの理論解析を行い、C-バンドRF発生源の効率を上げることに成功した。日本のチームが韓国に渡り、PALで電子照射による厚いターゲットからの光中性子測定及び軽い核(C,O)の光核破砕反応によるトリチウム核生成率を求める実験を行った。それに伴いKEKとPALの中性子測定システムを校正した。また、高エネルギー電子照射による厚いターゲットからの光中性子測定を行った。今年度はまずロシアのBINP研究所からTeryaev氏を招聘し、将来のリニア-コライダー線形加速器の高周波大電力源となるXバンドPPM(周期型永久磁石収束)クライストロンの設計を共同で行った。この結果は今年度製作されたPPMクライストロンに反映されており、平成13年4月から大電力試験を行う予定である。また、来年度浦項加速器研究所で行う予定の高速イオン・ビーム不安定性実験のための打ち合わせを浦項で行った。

この会合では実験に必要な個別バンチ位置検出器や広帯域ビームフィードバック装置のの開発状況の確認や、昨年度提示された大電流運転に伴う他のビーム不安定性や発熱問題のコントロール方法の開発などについて主に議論された。また、現在までに達成されたリニア-コライダー線形加速器の開発成果の発表をEPAC00(ヨーロッパ加速器国際会議2000、ウィーン、オーストリア)とLCWS2000(リニア-コライダーワークショップ2000、シカゴ、アメリカ合衆国)の国際会議に於て行った。同時に、世界各国でのリニア-コライダー線形加速器の開発状況についての調査を行った。高エネルギー加速器研究機構に於けるリニア-コライダー線形加速器の開発状況はこれらの会議で発表された論文にまとめられ、今後出版される論文集に掲載される予定である。今年度はまずロシアのBINP研究所からChachurin氏を招聰し、将来のリニアーコライダー線形加速器の高周波加速管における高周波破壊のシュミレーションを共同で行った。これは今までに製作された加速管の大半が長時間の運転の結果、内部が高周波破壊を起し性能の著しい低下が観測されたために、その現象の解明をシュミレーションによって明らかしようという目的から出発した。その結果、実験結果を説明できるモデルを作ることができることがわかり、逆にシュミレーションからどういった加速管において高周波破壊が起こりにくいかがある程度予想できるようになった。その結果は今年度製作された高周波加速管に反映されており、また平成14年2月にアメリカ合衆国のスタンフォード線形加速器研究所で開催されたリニアーコライダーワークショップ2002においてシュミレーション結果が発表された。また、現在までに達成されたリニアーコライダー線形加速器の開発成果の発表をPAC2001(加速器国際会議2001、シカゴ、米国)とAPAC2001(アジア加速器国際会議2001、北京、中国)の国際会議に於て行った。同時に、世界各国でのリニアーコライダー線形加速器の開発状況についての調査を行った。高エネルギー加速器研究機構に於けるリニアーコライダー線形加速器の開発状況はこれらの会議で発表された論文にまとめられ、今後出版される論文集に掲載される予定である。
超臨界流体中における固体表面と分子の相互作用

超臨界流体中の固体表面反応をin situに研究するための赤外分光学的手段の開発と,それを用いた基礎的研究を試みた.1.固体表面反応の検討SC-CO_2中の金属酸化物ならびに金属表面における分子の吸着挙動を,温度,圧力を変化させながらin situに検討した.高圧分光セルならびに測定方法に改良を加えた結果,測定感度を向上させることができたが,数十種の試料分子のうち測定に成功したものはチオール類やカルボン酸などの本質的に吸着力の強いもののみであった.その原因の一つとして,固体表面の清浄化に問題があり,また超臨界流体中で清浄度を保持することが極めて困難であることが挙げられる.この問題の解決のためには,実験方法全般にわたる見直しが必要で,現在検討中である.第二点として,超臨界流体液では、水溶中や有機溶媒中に比べて,吸着が起りにくい.これは,溶媒和により分子クラスターを形成することと関連があると思われるので,次項の吸着系を利用した溶媒和構造の検討を行った.2.吸着系を利用した溶媒和構造の検討振動スペクトルは分子クラスターの局所的な情報を与えるが,均一系では複数の構成原子団の影響が重畳され,解析が困難であるため,目的分子を金属表面に固定化し,特定の原子団のみが溶媒分子と相互作用する条件で振動状態を検討した.ここでは均一系の測定でSC-CO_2の密度により大きな変化がみられたエステルのC=O伸縮振動を中心に検討した.分子はメルカプト基で表面に固定し,C=O基の周囲には溶媒分子が数個しか侵入できない空間を作るようにデザインした.メタノールや水など水素結合を作る溶媒系ではC=Oの振動状態に大きな変化がみられたが,SC-CO_2系ではほとんど変化が見られなかった.このことから,CO_2の配位圏が他の溶媒系に比べて大きい,ないしは特定の配位した場合にのみ振動状態を変化させることが推定された.現在これを理論的に検討中である.超臨界流体中の固体表面反応をin situに研究するための赤外分光学的手段の開発と,それを用いた基礎的研究を試みた.1.固体表面反応の検討SC-CO_2中の金属酸化物ならびに金属表面における分子の吸着挙動を,温度,圧力を変化させながらin situに検討した.高圧分光セルならびに測定方法に改良を加えた結果,測定感度を向上させることができたが,数十種の試料分子のうち測定に成功したものはチオール類やカルボン酸などの本質的に吸着力の強いもののみであった.その原因の一つとして,固体表面の清浄化に問題があり,また超臨界流体中で清浄度を保持することが極めて困難であることが挙げられる.この問題の解決のためには,実験方法全般にわたる見直しが必要で,現在検討中である.第二点として,超臨界流体液では、水溶中や有機溶媒中に比べて,吸着が起りにくい.これは,溶媒和により分子クラスターを形成することと関連があると思われるので,次項の吸着系を利用した溶媒和構造の検討を行った.2.吸着系を利用した溶媒和構造の検討振動スペクトルは分子クラスターの局所的な情報を与えるが,均一系では複数の構成原子団の影響が重畳され,解析が困難であるため,目的分子を金属表面に固定化し,特定の原子団のみが溶媒分子と相互作用する条件で振動状態を検討した.ここでは均一系の測定でSC-CO_2の密度により大きな変化がみられたエステルのC=O伸縮振動を中心に検討した.分子はメルカプト基で表面に固定し,C=O基の周囲には溶媒分子が数個しか侵入できない空間を作るようにデザインした.メタノールや水など水素結合を作る溶媒系ではC=Oの振動状態に大きな変化がみられたが,SC-CO_2系ではほとんど変化が見られなかった.このことから,CO_2の配位圏が他の溶媒系に比べて大きい,ないしは特定の配位した場合にのみ振動状態を変化させることが推定された.現在これを理論的に検討中である.
複合動詞と類義表現を結ぶ意味特徴

複合動詞は、類義表現として単純動詞だけではなく、句とも対応することがある。本研究では類義表現語句をコーパスから抽出し、複合動詞の類義表現の特徴を分析した。また国立国語研究所発行の『分類語彙表』の意味体系と関連付けを行った。対象にする複合動詞は、国立国語研究所の『複合動詞レキシコン』に収録されている語である。コーパスから類義表現語句を自動抽出したのは収録されている約2700語の複合動詞に対してであるが、『分類語彙表』と対応付けしたのは高頻度に使用される400語である。コーパスから深層学習のword2vecやコサイン類似度という尺度で複合動詞の類義表現をとり、多義的な類義表現を分類するためにクラスタリング手法(k-means++)と主成分分析の手法を用いて、各複合動詞ごとに多義に分類された類義表現語句を出力し結果を人手で精査した。その際、評価基準となったのは『複合動詞レキシコン』である。複合動詞の類義表現抽出や複合動詞の意味的特徴については、LREC2018とAPCLC2018の査読付き会議において発表した。本研究では高頻度400語の複合動詞の類義表現について合計2690語の類義表現語句を得、複合動詞の意味はたとえば「立ち寄る」は「ちょっと寄る」「ちらっと寄る」など副詞との関係や、「突き破る」は「破って飛び出す」のようにテ形連続の句の形とも関係があるが、さらに感性的な意味合いとも関係が深いことがわかった。また、類義表現の中で、分類語彙表の意味体系と1対1で対応した語は962語/2690語(35%)、類義語が複数の意味項目と一致しているのが588語/2690語(21%)であった。現段階では句は対応付けられなかった。対応付けられなかった句は1140語/2690語(42%)であった。本研究の目的は、定量的な調査から複合動詞と動詞(句)表現との意味的関係をとらえると共に、動詞表現の中での位置づけについて分析するものである。本研究の意義としては、複合動詞という動詞の組み合わせから構成される表現は句との関連性が高いが、これまで客観的にデータから単純語だけでなく動詞句表現をとらえ、広く複合動詞との意味的関連性をとらえる研究はなかった。平成28年度はコーパスから約2700語の複合動詞に対する類義表現をリスト化し、複合動詞と類義表現との共通する意味特徴を分析するという計画であった。そのために、コーパスから統計的手法を用いて複合動詞の句を含めた類義表現を抽出する作業を行った。まず京都大学が作成した2億文のwebコーパスから、頻出する40語の複合動詞を取り出し、それらの複合動詞と動詞(句)表現とその共起名詞を抽出した。そして共起名詞を属性として複合動詞と動詞表現語句をベクトル化し、コサイン類似度により類似度を求め、さらにクラスタリング手法を用いて、各複合動詞の多義別に類義表現を自動分類した。結果的に40語の複合動詞ごとに数の異なる意味クラスタ(各複合動詞ごとの多義)と、各クラスタに含まれる類義表現を求めた。そして、国立国語研究所から公開されている『複合動詞レキシコン』と比較評価を行い、6070%前後ほどの精度で複合動詞の多義ごとのクラスタとそこに含まれる類義表現を得た。本研究については、2017年9月の日中自然言語処理共同研究促進会議と、3月の言語処理学会の全国大会において発表を行った。平成28年度はコーパスから約2700語の複合動詞の類義表現リストを作成し、類義的な動詞句から複合動詞の意味分析を行い、平成29年度は国立国語研究所の『分類語彙表』と比較し動詞体系の中の複合動詞表現の位置付けについて考察する、そして平成30年度は論文化という計画である。その中で、まず平成28年度は、複合動詞類義表現リストを作成したが、実験的に40語の複合動詞を対象に行った。予想以上にうまく複合動詞ごとに多義別の類義表現を取得できたのだが、データの取得に失敗している部分や、初期設定、他手法との比較、現在の手法の改良など、結果の精度をあげるために改良を進めてところである。手法が確立すれば2700語の複合動詞の類義表現を抽出するのは早いので、なるべく人的時間的労力を省くために工夫する。早急に手法を確定して2700語の複合動詞類義表現リストを完成させる予定である。進捗としては少し遅れ気味である。本研究では「動詞+動詞」型の語彙的複合動詞と類義的な動詞表現との意味的関連性を統計的データからとらえる研究である。複合動詞の多義と意味別類義表現を大規模webコーパスデータから抽出し、次年度の複合動詞と関連する動詞あるいは動詞句表現を結ぶ意味的・文脈的特徴を明らかにするためのデータを作成した。成果については平成28年度、平成29年度には、コーパスから統計的に複合動詞と類似度の高い表現を抽出する手法と自動抽出された表現を精査した。類義表現を自動抽出する複合動詞は国立国語研究所から公開されている「複合動詞レキシコン」に登録されている2700語である。平成28年度には、京都大学が公開する5億文のwebコーパスから約1800語ほどの複合動詞に対して類義表現を自動的に抽出し、さらに複合動詞の多義についても自動的に獲得した。

平成29年度には、さらに100億文のwebコーパスを対象にして同手法を試みた。コーパスを増やすと1300語ほどの複合動詞に対して類義表現が抽出され、複合動詞の数が減少した。複合動詞の数の増減はあるが、それぞれの複合動詞ごとに異なる数のクラスタ(ここでは多義の数に相当)を得られ、分類された類義表現なども合わせて評価を行った。自動抽出に対する評価は大体60%ほどの精度であった。複合動詞ごとの意味別類義表現のリストを使って、平成30年度の、複合動詞と動詞句表現との意味的関連性の考察を行う。意義と重要性については、平成29年度は、100億文の大規模なコーパスから、それぞれの複合動詞の意味別類義表現リストを得られた。抽出手法と複合動詞の多義と類義表現の精査であるが、これまでに得た結果は次年度で行う分析のベースになるもので重要なプロセスである。また大量のデータが利用できる昨今、実際の用法から客観的データで抽出する方法を提案することは副産物としての一つの意義があると考える。webデータからなるべく多くの正確な複合動詞の類義表現を抽出するために、平成29年度は手法の試行錯誤を行った。平成30年度の分析の基盤データとなるため、少しでも精度を向上させ、多くの妥当そうな類義表現を獲得することを試みた。平成29年度は、前年度の5億文から100億文のコーパスを使った。どちらも京都大学が構築したwebコーパスである。データが大きくなると処理時間もかかるため研究が少し遅れている。しかし、現在、すでに100億文からの抽出結果を得ている。その結果、類義表現が抽出できた複合動詞が、1700語から1300語に減少した。結果を比較し評価のよい方を、最終年度の分析の基盤とするデータとして使う。複合動詞は、類義表現として単純動詞だけではなく、句とも対応することがある。本研究では類義表現語句をコーパスから抽出し、複合動詞の類義表現の特徴を分析した。また国立国語研究所発行の『分類語彙表』の意味体系と関連付けを行った。対象にする複合動詞は、国立国語研究所の『複合動詞レキシコン』に収録されている語である。コーパスから類義表現語句を自動抽出したのは収録されている約2700語の複合動詞に対してであるが、『分類語彙表』と対応付けしたのは高頻度に使用される400語である。コーパスから深層学習のword2vecやコサイン類似度という尺度で複合動詞の類義表現をとり、多義的な類義表現を分類するためにクラスタリング手法(k-means++)と主成分分析の手法を用いて、各複合動詞ごとに多義に分類された類義表現語句を出力し結果を人手で精査した。その際、評価基準となったのは『複合動詞レキシコン』である。複合動詞の類義表現抽出や複合動詞の意味的特徴については、LREC2018とAPCLC2018の査読付き会議において発表した。本研究では高頻度400語の複合動詞の類義表現について合計2690語の類義表現語句を得、複合動詞の意味はたとえば「立ち寄る」は「ちょっと寄る」「ちらっと寄る」など副詞との関係や、「突き破る」は「破って飛び出す」のようにテ形連続の句の形とも関係があるが、さらに感性的な意味合いとも関係が深いことがわかった。また、類義表現の中で、分類語彙表の意味体系と1対1で対応した語は962語/2690語(35%)、類義語が複数の意味項目と一致しているのが588語/2690語(21%)であった。現段階では句は対応付けられなかった。対応付けられなかった句は1140語/2690語(42%)であった。手法早急に確定して複合動詞類義表現リストを完成させる予定である。
中小企業事業場における身体活動を中心とした健康経営モデルの創出

本研究では、取り組みやすさや健康リスクへの影響、労働生産性への効果が期待できる「身体活動増進」に焦点を当てた中小企業向けの健康経営モデルを創出することを目的とする。この目的を達成するために、【課題1】では中小企業における健康経営の実態把握を行い、健康経営の取り組みの有無や、健康経営における身体活動の位置づけが、健康リスクや労働生産性へ与える影響を横断的に調査する。【課題2】では、中小企業でも実施可能な、身体活動を中心とする健康経営モデルを考案し、企業への介入を行った上でその効果を検証する。
ナノ積層した酸素バリア性を有する多機能IZ0透明導電膜の成膜加工

本研究ではSi-O-N膜の酸素バリア性,透明性と成膜条件(膜厚,反応ガス流量比,ターゲット電流値など)の関係を検討し,さらにSi-O-N膜と透明導電膜であるIZO膜との積層化を行った際の光学的,電気的特性の変化について検討を行った.その結果,Si-O-Nの成膜では,酸素透過度が膜厚30nm,ターゲット電流値0.5Aで極小値を取ることがわかった.また,窒素とアルゴンのガス流量比が大きいほど可視光透過度が向上するが,流量比N_2/(N_2+Ar)=0.10を境にして酸素バリア性が急速に悪化することがわかった.また,試験片ごとの酸素バリア性のばらつきは,成膜直前の真空チャンバ内壁の状態に強い影響を受けることがわかった.成膜作業ごとにチャンバ内壁の研磨を行うことで,酸素バリア性のばらつきを昨年度の3cc/m^2・day・atm程度から,0.5cc/m^2・day・atm以内に改善することができた.また,窒素ガス流量比0.04で行うことで,0.88cc/m^2・day・atmの昨年を上回る酸素バリア性を得ることができた.上記で得られたバリア性に優れたSi-O-N膜上にIZO膜を積層し,IZOの電気的特性に及ぼす積層化の影響について調べた.その結果,積層膜の導電性はIZO単層膜よりも悪化することが明らかになった.これは,Si-O-N成膜後では真空チャンバー内の残留酸素およびチャンバー内壁への吸着酸素が多く,Si-O-N/IZO界面では酸素が過多となっているためである.このような酸素は,IZOの導電性をもたらす酸素空孔の形成を阻害する要因となる.短時間でこのような残留酸素等の影響を抑制するため,IZO成膜の初期段階では酸素を外部から導入せずに成膜を行った.その結果,単層膜と同等の導電性を確保することができた.本研究ではSi-O-N膜の酸素バリア性,透明性と成膜条件(膜厚,反応ガス流量比,ターゲット電流値など)の関係を検討し,さらにSi-O-N膜と透明導電膜であるIZO膜との積層化を行った際の光学的,電気的特性の変化について検討を行った.その結果,Si-O-Nの成膜では,酸素透過度が膜厚30nm,ターゲット電流値0.5Aで極小値を取ることがわかった.また,窒素とアルゴンのガス流量比が大きいほど可視光透過度が向上するが,流量比N_2/(N_2+Ar)=0.10を境にして酸素バリア性が急速に悪化することがわかった.また,試験片ごとの酸素バリア性のばらつきは,成膜直前の真空チャンバ内壁の状態に強い影響を受けることがわかった.成膜作業ごとにチャンバ内壁の研磨を行うことで,酸素バリア性のばらつきを昨年度の3cc/m^2・day・atm程度から,0.5cc/m^2・day・atm以内に改善することができた.また,窒素ガス流量比0.04で行うことで,0.88cc/m^2・day・atmの昨年を上回る酸素バリア性を得ることができた.上記で得られたバリア性に優れたSi-O-N膜上にIZO膜を積層し,IZOの電気的特性に及ぼす積層化の影響について調べた.その結果,積層膜の導電性はIZO単層膜よりも悪化することが明らかになった.これは,Si-O-N成膜後では真空チャンバー内の残留酸素およびチャンバー内壁への吸着酸素が多く,Si-O-N/IZO界面では酸素が過多となっているためである.このような酸素は,IZOの導電性をもたらす酸素空孔の形成を阻害する要因となる.短時間でこのような残留酸素等の影響を抑制するため,IZO成膜の初期段階では酸素を外部から導入せずに成膜を行った.その結果,単層膜と同等の導電性を確保することができた.平成17年度は,Si-O-N膜の酸素バリア性,透明性,グロー放電の安定性と成膜条件(膜厚,反応ガス流量比,ターゲット電流値など)の関係,およびIZO膜と酸素バリア膜との積層化にともなう光学的,電気的特性の変化について検討を行った.検討に際しては,傾斜対向式dcマグネトロンスパッタリング装置を用いて,各々の薄膜をPETおよびガラスを基板上にコーティングした.可視光透過スペクトルの測定には分光光度計を用い,導電率・ホール移動度・キャリア電子密度の測定にはホール効果測定装置を用いた.また,酸素透過度の測定にはMocon社製OX-TRANを用いた.検討の結果,Si-O-Nの成膜では,酸素透過度が膜厚30nm,ターゲット電流値0.5Aで極小値を取ることがわかった.また,窒素とアルゴンのガス流量比が大きいほど可視光透過度が向上するが,流量比N_2/(N_2+Ar)=0.10を境にして酸素バリア性が急速に悪化することがわかった.これらの結果を基に,今回の実験で透明性及び酸素バリア性が最も良くなった条件でSi-O-N膜をコーティングし,その上にIZO膜を積層した.その結果,積層膜の導電性は同条件で成膜したIZO単層膜よりも悪化することが明らかになった.

これは,Si-O-N成膜後では真空チャンバー内の残留酸素およびチャンバー内壁への吸着酸素が多く,Si-O-N/IZO界面では酸素が過多となっていることが考えられる.このような酸素は,IZOの導電性をもたらす酸素空孔の形成を阻害する要因となる.短時間でこのような残留酸素等の影響を抑制するため,IZO成膜の初期段階では酸素を外部から導入せずに成膜を行った.その結果,単層膜と同等の導電性を確保できた.平成18年度は,多層膜の下層となるSi-O-N膜の酸素バリア性を安定させるために,さらなる成膜条件の見直しを行った.また,FT-IRを用いて薄膜の構造と酸素バリア性の関係について検討を行った.検討に際しては,傾斜対向式dcマグネトロンスパッタリング装置を用いてSi-O-N薄膜をPET基板上にコーティングした.その際,膜厚は昨年度に最も良い酸素バリア性を示した約30nmとなるよう成膜時間を調整した.酸素透過度の測定にはMocon社製OX-TRANを用いた.検討の結果,Si-O-Nコーティング材の試験片ごとの酸素バリア性のばらつきは,成膜直前の真空チヤンバ内壁の状態に強い影響を受けることがわかった.成膜作業ごとにチャンバ内壁の研磨を行うことで,酸素バリア性のばらつきを昨年度の3cc/m^2・day・atm程度から,0.5cc/m^2・day・atm以内に改善することができた.また,窒素ガス流量比0.04で行うことで,0.88cc/m^2・day・atmの昨年を上回る酸素バリア性を得ることができた.次にFT-IRを用いてSi-O-N膜の構造を調べ,酸素バリア性と膜中の原子の結合状態の関係について検討を行った結果,窒素流量比の増加に伴ってSi-Oの伸展モードに対応するバンドのピーク位置が低周波数側へシフトすることがわかった.これは作成した薄膜がSiO_2およびSi_3N_4からなる二相混合物ではなく,四面体型結合がSiO_xN_<4-x>(x=0,1,2,3,4)で表されるSi-O-Nネットワークタイプである事を示している.また薄膜中の窒素分の増加とともにSi-Oバンドのピーク位置が低周波数側へシフトするとの報告があり,本研究で作成したSi-O-N薄膜は成膜時の窒素流量比によって膜中の窒素量を制御可能であり,窒素量の最適化を図ることで,酸素バリア性を向上できることが明らかとなった.
紛争解決のための交渉支援システムの構築 事例:環境問題

本奨励研究では、環境問題に於ける実用化に向け、「HICAT」の修正を重点的に推進した。1研究計画レビュー研究計画に関して、交渉のNSSでは第一人者であるカナダWaterloo大学Fraser教授、Hipel教授に本研究に関するレビューを受けた。「HICAT」は、理論としての精度を重視しているため、利用者にとっての使いやすさを犠牲にしている。実用的な交渉理論の構築では、この点に関する改良が最も必要となる。利用者の入力する情報を最低限にしたうえで、「HICAT」による分析を行えるようにする方向で修正を検討した。3「HICAT」の修正:汎用化「HICAT」を利用する場合、利用者が交渉の構造を分析し、入力情報を準備することが必要となっている。そのような場合には、あらゆる事例において簡単に「HICAT」を利用できるように環境問題における交渉の汎用構造図が準備されていると、利用者の支援につながる。そこで環境問題における交渉をモデル化し、「HICAT」で利用できる、環境問題における交渉汎用図を検討した。本奨励研究は本年度に於ては、環境問題に於ける交渉のモデル化と、それに基づく「HICAT」の修正を重点的に推進した。「HICAT」とは、従来からの交渉学における事例研究の成果を踏まえた上で構築した、科学的交渉理論のことである。本研究では、「HICAT」を用いたNSSを構築し、環境問題をめぐる紛争の事例分析を行うことを目的としている。本年度は、まず研究計画のレビューを受けるたけに、交渉のNSSでは第一人者であるカナダWaterloo大学のFraser教授、Hipel教授のもとで「HICAT」に関するセミナーを開いた。その際、本研究を進めるにあたり、次のような指摘を受けた。1.交渉理論としての精度と、NSS利用者にとっての利便性を両立させる方法を検討する2.NSSのための交渉理論は、更に簡易化する必要性がある現在、研究計画レビューで指摘された点を中心にして、「HICAT」の修正を行っている。またシステム構築では、理論の精度を保ちつつ、理論を単純化する必要があり、現在検討中である。具体的には、「HICAT」への、グラフ理論、Robustness分析手法の導入を検討している。
ＳＮＳにおける導入効果および活性化メカニズムの解明と支援ツールの構築

本研究は、SNS導入による効果とその活性化メカニズムの解明と、有効なSNS運営を可能にするための支援ツールの構築を目的とした。そのために、(1)SNSユーザの特性を明らかにするための質問紙調査とログデータの解析、(2)調査・解析結果に基づくSNSユーザのモデル化とエージェント・ベースド・シミュレーション、(3)調査・解析およびシミュレーションで得た知見に基づく有効なSNS運営を可能にするための支援ツールの構築を行った。本研究は、SNS導入効果に関して活性化メカニズムを明らかにし、有効なSNS運営を可能にするための支援ツールを構築することを目的としている。第一段階として、ユーザへの質問紙調査を行うことで、どのような動機や目的でSNSを利用し、その結果どのような成果をえているか明らかにする。また、コミュニケーションログを用いたユーザ行動の分析に基づき、SNSの活性化要因を抽出する。さらに、得られた知見に基づき、エージェントの内部モデルを構築し、エージェントベースドシミュレーションを実施することでSNSの導入効果を得るまでのメカニズムと活性化メカニズムを明らかにする。最後にこのメカニズムを考慮した支援ツールを構築する。平成24年度は,組織内におけるSNSに着目し,東京消防庁を対象として知識伝承のためのSNSを構築し,その有効性をプロトタイプにより確認している.また,どのようなユーザが何をメリットと考え、何をデメリットと考えているのかについて,広範な調査を実施している.その結果,20代はメリットと同時にデメリットを感じているのに対して,60代はメリットを感じるもののデメリットは感じていないことを確認している.さらに,導入の際に問題になるであろうセキュリティ行動について検討するために,調査・モデル化を行い,具体的なスキルを提示することでセキュリティに対するコスト感を低減させることが重要であることを明らかにしている.それ以外にも,SNSの活性化を支援する技術としてテキストマイニングや推薦手法,知識共有手法に着目し研究を行い,技術の蓄積を図っている.本研究は、SNS導入効果に関して活性化メカニズムを明らかにし、有効なSNS運営を可能にするための支援ツールを構築することを目的としている。最後にこのメカニズムを考慮した支援ツールを構築するとしている。平成25年度には,ソーシャルネットワークの一つとして普及したTwitterに注目し,ソーシャルネットワークを利用した検索アルゴリズムの提案と情報共有手法の提案を行っている.ソーシャルネットワークを利用した検索では,クエリに対する文書のヒット数やユーザ数の増加にともない,検索結果が確定するための応答時間が遅くなるという問題があった.我々はその問題に対処するための効率的な検索アルゴリズムとして,top-k検索アルゴリズムを提案している.Twitterデータを用いて性能評価を行った結果,状況に応じて使用するアルゴリズムを変更することで,効果的な検索ができることを確認している.また,Twitterを用いて身近な情報セキュリティ行動を情報共有する手法を提案している.被験者実験に基づく評価を行った結果,提案手法を用いて他者のセキュリティ行動に影響を与えることができることを確認している.それ以外にも,SNSの活性化要因に関する調査,シミュレーションに基づくソーシャルメディアの影響に関する研究などを行っている.本研究は、SNS導入による効果とその活性化メカニズムの解明と、有効なSNS運営を可能にするための支援ツールの構築を目的とした。平成23年度は、3月11日に発生した東日本大震災に着目し、災害時における地域SNSの役割や有効性に関する調査および分析を実施している。その結果、震災の影響度合いや災害地からの距離、以前震災を経験した地域であるか否かなどによって、その使われ方に違いがあることを確認している。また、企業内SNSの導入について、従業員が何をメリットと考え、何をデメリットと考えているのかについて調査を実施している。この調査結果については、現在分析中であり、平成24年度にその成果を公表することとしている。さらに、消防隊員の経験に基づく情報や知識を蓄積し,それらの伝承を行うためのモデルとSNSシステムを構築し,同システムが経験や知識の伝承において有効であることを確認している。この知見は,SNSによる経験や知識の伝承を組織化する方法の発展に貢献するものと考える。これらの研究に加え、ソーシャルメディアの発展を考慮し、SNSだけでなくtwitterや動画共有サイトの分析や活性化手法についての検討が必要と考え、研究に着手している。平成24年度は,東京消防庁において組織内SNSのプロトタイプを構築し,その評価を行っている.

その成果は,情報処理学会の論文誌として公表している.また,組織内におけるSNSのメリット・デメリットについて,前年度に続き調査を実施し,分析を行っている.また,ソーシャルメディア上で,どのような条件が整った時に協調が促進されるのかを,エージェントシミュレーションによって検討している.その結果,協調に対する報酬および,協調に対する報酬を与えたことに対する報酬,すなわちメタ報酬の存在が協調を促進する効果があることを明らかにしている.さらに,関連領域と考えられるセキュリティに関する研究やマイニング技術に関する研究,災害時のインフラに関する研究などもすすめられており,順調に進展していると考える.平成23年度は、3月11日に発生した東日本大震災に着目し、災害時における地域SNSの役割や有効性に関する調査および分析を実施し、その成果を投稿論文および学会発表にて公表している。また、組織内SNS利用については、東京消防庁を題材として、知識伝承に必要な要員を探り、プロトタイプの開発を行っている。さらに、企業内SNSの導入に関する調査も実施できており、研究目的の達成について、順調に進展していると判断している。研究計画に記した通り,平成25年度は,引き続き支援ツールの構築を行いつつ(4-12月),これまでの研究成果を国際会議(ESSA,SCMを想定)において発表し,社会シミュレーションや情報システムの視点からフィードバックを得る(4-10月)。また,国内会議(人工知能学会,社会情報学会,経営情報学会などを想定)において発表を行い,自治体や企業,マーケティング業務の視点からフィードバックを得る(4-10月)。最後に3年間の成果をまとめて,出版やWebなどで広く公表する(10-3月)。さらに,これらの研究に加え,ソーシャルメディアの発展を考慮し,SNSだけでなくtwitterや動画共有サイトの分析や活性化手法についての研究も実施する。研究計画に記した通り、平成24年度は、引き続きSNSユーザのモデル化を行う(4-6月)。次に、シミュレーションの実装・解釈を行い、SNSの導入効果を得るまでのメカニズムと活性化メカニズムを明らかにする(7-12月)。研究成果を国内研究会(JAWSを想定)で発表し、フィードバックを得る(10月)。さらに、シミュレーションで得た知見に基づき有効なSNS運営を可能にするための支援ツールを構築に着手する(1-3月)。
離散可積分系とその差分法とアルゴリズムへの応用

研究代表者は研究分担者と協力して平成7年7月下旬京都大学にて研究会「非線形可積分系による応用数理」を開催し,この研究費から一部の講演者や分担者の旅費を援助した.また,同志社大学において可積分系セミナーを毎週開催し,分担者を中心とする多くの研究者に講演旅費や専門的知識の提供のための謝金を支給した.以上の研究活動へのサポートを感謝する.つぎの5点で進展があった.いずれも今後の研究の方向を示す結果である.1)戸田分子ヒエラルヒ-によるスティルチェス測度の可積分変形の研究を継続し,ガウス分布については,戸田分子が分布の平均の平行移動を,高次の戸田分子がオルンシュタイン・ウーレンベックの確率過程に一致する平均と分散の変形を記述することを見いだした.2)代表者による可積分系のタウ関数によるBCHゴッパ復号化アルゴリズムの構造を考察し,ゴッパ多項式の満たすべき性質を直交多項式の零点を用いて明らかにした.3)対称行列の固有値計算法のヤコビ法の連続極限の力学系が2重括弧のラックス型勾配系であることを示した.ヤコビ法の1ステップはこの可積分系の初期値から安定な平衡点への写像に他ならない.一方,代表者が1992年に発見したラックス型勾配系はヤコビ法のすべての無限小変形の「総和」とみなせることも確認した.4)線形計画法のカ-マーカーの内点法の力学系とその一般化の解の挙動と平衡点の安定性を完全に分類した.初期値に依存して多くの安定な平衡点が存在することがわかった.5)レーレー商に対する勾配系を考察し,線形構造を保存した勾配系の差分化を行って,任意に大きな差分ステップのもとで連続系の平衡点に正しく収束する非線形差分方程式を発見した.これにより対称行列の最大固有値を計算するアルゴリズムを開発した.研究代表者は研究分担者と協力して平成7年7月下旬京都大学にて研究会「非線形可積分系による応用数理」を開催し,この研究費から一部の講演者や分担者の旅費を援助した.また,同志社大学において可積分系セミナーを毎週開催し,分担者を中心とする多くの研究者に講演旅費や専門的知識の提供のための謝金を支給した.以上の研究活動へのサポートを感謝する.つぎの5点で進展があった.いずれも今後の研究の方向を示す結果である.1)戸田分子ヒエラルヒ-によるスティルチェス測度の可積分変形の研究を継続し,ガウス分布については,戸田分子が分布の平均の平行移動を,高次の戸田分子がオルンシュタイン・ウーレンベックの確率過程に一致する平均と分散の変形を記述することを見いだした.2)代表者による可積分系のタウ関数によるBCHゴッパ復号化アルゴリズムの構造を考察し,ゴッパ多項式の満たすべき性質を直交多項式の零点を用いて明らかにした.3)対称行列の固有値計算法のヤコビ法の連続極限の力学系が2重括弧のラックス型勾配系であることを示した.ヤコビ法の1ステップはこの可積分系の初期値から安定な平衡点への写像に他ならない.一方,代表者が1992年に発見したラックス型勾配系はヤコビ法のすべての無限小変形の「総和」とみなせることも確認した.4)線形計画法のカ-マーカーの内点法の力学系とその一般化の解の挙動と平衡点の安定性を完全に分類した.初期値に依存して多くの安定な平衡点が存在することがわかった.5)レーレー商に対する勾配系を考察し,線形構造を保存した勾配系の差分化を行って,任意に大きな差分ステップのもとで連続系の平衡点に正しく収束する非線形差分方程式を発見した.これにより対称行列の最大固有値を計算するアルゴリズムを開発した.
単一くし形微小電極を組み込んだ高感度マイクロ電気化学検出システムの構築とその応用

本研究では,複数の微細電極を適切な間隔で配列した単一くし形電極を考案し,電極の形状因子などを詳細に検討することで,より微量の物質を電気化学的に検出することが可能となった。本電極は,その形状の工夫によって1個の電極単独で高感度化を達成しているところに特色があり,多くの物質に適用でき,比較的安価な測定器を用いることができる点で有用である。今後,本電極は医療診断の分野で活用が見込まれているマイクロ流体分析デバイスの有力な検出器としての利用が期待される。直方体の流路とその底面に配置した電極からなるチャンネルフローセルにおいて,流体の線速度は感度の向上因子の一つであり,線速度は流量が同じ場合でも流路の幅および高さによって異なる。そのため適切な流路設計により感度向上が期待できる。そこで本年度の目的は,電流値とシグナル-ノイズ比(S/N比)を向上させる流路の設計指針を得ることである。さらに,これに前年度に得た電極形状の設計指針を加えることにより電極と流路の最適デザインを決定することも目的とした。線流速は,流路の断面を縮小するほど大きくなるが,それにつれて流体の圧力が大きくなる。本研究で構築するフローセルは,流路素材(PDMS)の粘着性によって流路と基板が可逆的に接合しているため,圧力が過大になると流路と基板の剥離が発生する。電気化学検出では酸化生成物が電極に吸着し,その除去に電極の研磨を必要とするため可逆的な接合は不可欠である。そこで,剥離が起きない流路サイズを明らかにするとともに流体力学的見地から剥離が起きない幅と高さの下限値をそれぞれの関数として得た。つづいて,剥離が起きない領域で,流路の幅と高さそれぞれの電流値およびS/N比への効果を明らかにした。実験結果はいずれも理論的に想定される挙動と一致した。以上から,流路のサイズについて,剥離強度と感度の両面について理論的な設計指針を得た。以上の検討に基づいて電極形状および流路の最適デザインを決定し,フローセルをを構築した。次に,フェロシアン化カリウムなどをモデル物質に用いて検量線を作成することでフローセル単独の性能(検出限界)を評価した。その結果,サブμMオーダーだった検出限界がnMオーダーまで向上し,実用的な感度が得られることを確認した。また,従来高感度な検出器とされるウォールジェト式フローセルとの比較も行い,本フローセルがそれを超える感度を持ちうることを確認した。昨年度まで検討してきた単一くし形電極をマイクロHPLCの検出器として使用しその性能を評価することを目的とした。そのために,単一くし形電極とマイクロ充填カラムを搭載したマイクロHPLCデバイスを作製し,このデバイスでカテコールアミン類などを分離・検出した。単一くし形電極を構成する単位電極の数の増加は感度の向上につながる一方で,電極総長さの増大につながり,それがクロマトグラムピークをブロードにすることが予想される。しかし,単位電極数が異なるデバイスを用いた実験から,電極数24(電極総長さが約6 mm)まではピーク幅に影響しないことを確認した。このことは,電極総長さの増大が直ちに分離度や分離効率に影響せず,単一くし形電極がマイクロHPLCの検出器に適用可能であることを示している。単一くし形電極の電流応答をモデル化する目的で電極の形状因子(電極間距離,電極数)と電流値の関係について検討した。電流値は電極表面の濃度勾配を面積分することで得られるため,各種デザインの電極で濃度勾配を数値シミュレーションすることにより電流値を算出した。その結果,電極間距離を変えたときの電流応答の変化は実験結果と一致した。また,最大電流を与える最小電極間距離と拡散係数の関係については,実験的に明らかにすることは困難であったが,数値シミュレーションにより最小電極間距離は拡散係数に依存しないことを明らかにすることができた。なお,この結果はこのような物質にも同じデザインの単一くし形電極を適用できることを示している。単位電極の数と電流値の関係については,実験結果とシミュレーションは部分的に一致し,実験系のさらに正確な再現がシミュレーションに必要であることが示唆された。以上,単一くし形電極についてモデル化にはさらなる検討が必要であるが,チップ分析,特にマイクロHPLCの検出器として有用であることを実証した。単一くし形電極は,短冊状の微小電極を等間隔で配列し,各電極の一端を連結することで形成される作用電極で,液体クロマトグラフィーのようなフロー系で機能するものである。本電極は,適当な間隔で配列すれば,電極数に比例して電流値とS/N比の両者が増大するため,電極面積を大きくすることで逆にS/N比と検出感度が低下する従来の短冊状電極の問題を解決するものである。2対のくし形電極を交互にかみ合わせ,酸化還元サイクルを利用する交互くし形電極とは原理的に異なる。本年度の目的は,高い感度を与える電極デザインの設計指針を得ることである。