hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナースコール履歴データと医療情報の統合ビッグデータ解析による看護師リスク状況推定

急性期病院の入院病棟において広く導入されている病院情報システムに蓄積されたビッグデータをターゲットとして、複数種のデータを統合し、医療安全の向上に利用できるデータベースの構築を目指し、その構築可能性を検討した。本年度は転倒転落事故の発生予測に寄与すると推測される各種データを病院情報システムから探索および抽出を行い、それらの電子データと、定常的に記録されるナースコール履歴データとの突合方法を検討した。病院情報システムからは転倒転落リスクアセスメントデータ、患者基本情報、医療・看護必要度データ、転倒転落事故報告システムデータ等を抽出し、データベース構築に使用した。また、データの解釈に必要な情報、たとえば看護師のケアスケジュール、入院から退院までの患者の療養スケジュール、ナースコールの対応状況、患者がナースコールを鳴らす状況・理由等のナースコールシステムの運用状況、看護記録の入力内容等を把握するために、2つの病棟において見学調査・質問紙調査を実施した。過去15年間のナースコール履歴データの分析、およびナースコール利用と転倒との関連性の検討により、年々ナースコール数が増加、特に離床センサコール数が増加していることを明らかにした。その背景にセンサ利用の増加がある可能性があること、さらにセンサコール数・センサ利用人日数の増加は転倒数の減少に関連しないことを明らかにした。転倒転落予防を狙った積極的なセンサ利用やセンサ利用を促す患者指導が行われている一方で、センサコール数・センサ利用の増加は転倒数の減少と関連しておらず、むしろコール対応数を増やしていると推察された。これは、現状の医療安全対策や看護師の業務改善のエビデンスになる知見といえる。今年度の研究計画をおおむね完了しているため。平成30年度に構築したデータベースを用いて、転倒転落発生予測モデルを作成し、その評価を実施する。さらに、データベースの構築手法および予測モデルの一般化可能性を検証するため、多施設からのナースコール履歴データおよび各種医療情報の抽出・解析を進める予定である。
植物の老化を制御する新奇光シグナル分子機構の解析

葉の老化は光受容体フィトクロムとフィトクロム結合bHLH型転写因子PIFによって抑制的に制御されるが、PIF下流については不明な点が多い。本年度は、葉老化制御に関与するPIF下流を解析するため、pif変異体を用いた遺伝子発現解析を行った。また昨年度からの継続として、PIF遺伝子とPIFターゲット候補因子であるHD-ZIP遺伝子をそれぞれアルコール発現誘導システム系の制御下に置いた形質転換体ラインの作出を進めた。その結果、本年度はそれぞれ複数のT3ラインを得た。今後、これらT3ラインの中から、遺伝子発現誘導効率の高いラインや、遺伝子組み替えによる二次的影響について確認し、本研究に使用するT3ラインの絞り込みを行う。また、青色光応答による葉老化の抑制制御機構は殆どわかっていない。本年度は、青色光受容体の過剰発現体を用いて、葉老化への影響を解析した。その結果、過剰発現体では野生体と比べて葉老化が強く抑制されることがわかった。さらに、青色光受容体シグナル伝達因子の機能欠損型変異体では、葉老化の抑制における青色光感受性が顕著に減少することがわかった。また、葉老化のマーカーとなる複数の老化関連遺伝子の遺伝子発現を解析したところ、いずれも青色光によって発現レベルが大きく減少した。これらの結果から、青色光シグナルにより葉老化が制御されていることが示唆された。さらに、昨年度行ったCRES-Tライブラリーから選抜された新規葉老化候補因子の機能欠損変異体を取り寄せ、葉老化における表現型を調べることにでさらに候補因子の絞り込みを行った。これらの中から、CRES-Tラインと同様に葉老化表現型を示す変異体については、原因遺伝子の過剰発現体を作出して葉老化が促進されるかを調べる予定である。初年度の助成金交付が10月以降になり、研究の開始自体が遅くなった。さらに当初エストロゲン発現誘導系を用いる計画だったが、本研究で用いる本葉条件ではエストラジオール処理による発現誘導の効率がかなり悪いことが判明し、急遽アルコール発現誘導系に変更したため、研究材料の作成が遅れたことが原因である。アルコール発現誘導系による形質転換体ラインを用いたRNAシーケンス解析を行うことで、葉老化制御における遺伝子発現制御ネットワークを解析する。また、青色光受容体シグナル伝達因子の過剰発現体を作出して、葉老化表現型への影響を確認する。本研究は光受容体による葉老化の遺伝的制御メカニズムの解明を目的とする。これまでに、光受容体フィトクロムを速やかに不活性化するEnd-of-day Far-red light処理(EODFR)によって、葉老化が顕著に促進される生理条件を見出した。さらに、同実験条件下において様々なフィトクロム結合因子PIFファミリーの変異体を解析したところ、PIF機能欠損型変異体において老化が遅延したこれらの結果より、同条件下においてフィトクロム-PIF経路によって葉老化が大きく制御されることが示唆された。さらに、PIFによって遺伝子の転写が活性化されるHD-Zip型転写因子の過剰発現体ではEODFR未処理の葉であっても、EODFR処理した葉と同様に老化が促進された。さらに、HD-Zip過剰発現体の葉にエチレン受容体阻害剤を処理すると葉老化が顕著に抑制された。過去に、PIFの下流ではエチレン合成の増加によって葉老化が促進されることが報告されている。これらの解析より、HD-Zipの下流においてエチレン合成に関与する制御が存在すると推測される。一方、葉に青色光を照射することにより、葉老化が十分に抑制されることが解った。そこで、青色光受容体の各機能欠損変異体を用いて、葉老化の解析を行った。その結果、青色光受容体の多重変異体では、葉が青色光を吸収しても老化を抑制できなかった。従って、青色光受容体が葉老化制御に関与することが示唆された。これまで、葉老化制御に関わる青色光応答シグナル因子について不明な点が多い。そこで、産業総合技術研究所が開発したCRES-Tライブラリーを用いて、青色光応答による葉老化スクリーニングを実施した。その結果、青色光応答特異的な葉老化表現型を示す12系統を新たに単離した。今後、これらの系統を解析することで、葉老化制御に関与する新奇青色光シグナル因子の発見が期待される。本研究課題は、2016年度10月以降に採択が決定された事情のため、研究開始が通常より半年以上遅れた。従って、計画当初の予定より進捗状況がやや遅れているが、現在までに新奇老化制御因子として光受容体フィトクロムのシグナル因子であるPIF/HD-ZIP経路の発見、青色光受容体の老化抑制機能の解明など、葉老化制御メカニズムにおける重要な知見が得られた。また、本研究における当初の計画として、葉老化に関わるHD-ZIP下流の遺伝子発現制御ネットワークを解析するため、大規模なトランスクリプトーム解析を実施する予定であった。そのため、エストラジオールによる転写誘導実験系を用いて、GFP-HD-ZIPをエストラジオール処理によって発現誘導する形質転換体(XVE::GFP-HD-ZIP)を作出し、これまでに複数のT3系統を得た。これらのXVE::GFP-HD-ZIP形質転換体の葉を用いて、エストラジオール含有培地上で培養したが、培地に接触した葉の辺縁部や維管束ではGFP蛍光の増加が観察されたが、葉肉細胞では顕著なGFP蛍光の増加が検出されなかった。また、エストラジオールをスプレーによって散布処理した場合でも、同様の結果であった。これらの結果より、葉肉細胞においてエストラジオール処理によってGFP-HD-ZIPを発現誘導することが困難であると考えられた。

そこで、葉内部への浸透が容易で且つ切除葉への処理が簡便な、アルコール処理による誘導可能な転写制御系(alcR/A::GFP-HD-ZIP)の作成を進めた。まず実験を行ううえでの条件検討として、GFP単独を発現するalcR/A::GFPを導入した形質転換植物体を作出してアルコール誘導を行った結果、葉全体における速やかなGFP蛍光の上昇が認められた。そこで、今後はalcR/A::GFP-HD-ZIPコンストラクトを植物体に遺伝子導入して、形質転換体の作出を進める予定である。葉の老化は光受容体フィトクロムとフィトクロム結合bHLH型転写因子PIFによって抑制的に制御されるが、PIF下流については不明な点が多い。本年度は、葉老化制御に関与するPIF下流を解析するため、pif変異体を用いた遺伝子発現解析を行った。また昨年度からの継続として、PIF遺伝子とPIFターゲット候補因子であるHD-ZIP遺伝子をそれぞれアルコール発現誘導システム系の制御下に置いた形質転換体ラインの作出を進めた。その結果、本年度はそれぞれ複数のT3ラインを得た。今後、これらT3ラインの中から、遺伝子発現誘導効率の高いラインや、遺伝子組み替えによる二次的影響について確認し、本研究に使用するT3ラインの絞り込みを行う。また、青色光応答による葉老化の抑制制御機構は殆どわかっていない。本年度は、青色光受容体の過剰発現体を用いて、葉老化への影響を解析した。その結果、過剰発現体では野生体と比べて葉老化が強く抑制されることがわかった。さらに、青色光受容体シグナル伝達因子の機能欠損型変異体では、葉老化の抑制における青色光感受性が顕著に減少することがわかった。また、葉老化のマーカーとなる複数の老化関連遺伝子の遺伝子発現を解析したところ、いずれも青色光によって発現レベルが大きく減少した。これらの結果から、青色光シグナルにより葉老化が制御されていることが示唆された。さらに、昨年度行ったCRES-Tライブラリーから選抜された新規葉老化候補因子の機能欠損変異体を取り寄せ、葉老化における表現型を調べることにでさらに候補因子の絞り込みを行った。これらの中から、CRES-Tラインと同様に葉老化表現型を示す変異体については、原因遺伝子の過剰発現体を作出して葉老化が促進されるかを調べる予定である。初年度の助成金交付が10月以降になり、研究の開始自体が遅くなった。さらに当初エストロゲン発現誘導系を用いる計画だったが、本研究で用いる本葉条件ではエストラジオール処理による発現誘導の効率がかなり悪いことが判明し、急遽アルコール発現誘導系に変更したため、研究材料の作成が遅れたことが原因である。本研究課題における平成29年度の実施計画として、葉老化に関わるHD-ZIP遺伝子下流の遺伝子発現制御ネットワーク解析と、CRES-Tスクリーニングから単離された青色光応答による葉老化制御が欠損した系統の詳細な解析を行い、植物の葉老化を制御する新たな光応答分子機構を明らかにする。まず、前年度からの継続としてアルコール処理による誘導可能な転写制御系(alcR/A::GFP-HD-ZIP)の形質転換植物体を作出する。
ウランアルコキシドを原料とした微粒子UO_2粉末の調製

ウラン(IV)アルコキシドの原料となるUCl_4を、UO_2粉末とCCl_4との反応で合成した。合成法として閉鎖系パイレックス管封入法、閉鎖系昇華沈着法、解放系昇華沈着法の3方法を試みた。このうち閉鎖系及び解放系昇華沈着法では、黄緑色の単結晶を得ることができた。これを粉末化しX線回析を行ったところ、UCl_4であることが確かめられた。ウラン(IV)アルコキシドは、UCl_4とLi及びNaアルコキシドとの反応で合成した。このうちUCl_4とLiメトキシドとの反応では、Li_2 [U (OCH_3)_6]と思われる薄青緑色のスラリー上の物質が生成した。またUCl_4とLiエトキシドとの反応では、ウランエトキシドの生成は確認できなかった。一方、UCl_4とNaメトキシドとの反応では濃い緑色の沈殿を生じ、上澄み液はほぼ透明であった。この沈殿はU (OCH_3)_4であると思われた。またUCl_4とNaエトキシドとの反応では溶液は黄緑色となり、同色の沈殿が生じた。これはいずれもU (OC_2H_5)_4が合成されたためと思われた。アルコキシド法によりウラン酸化物微粒子を調製するため、ウランアルコキシドがアルコールに溶解しているウラン(IV)エトキシドのエタノール溶液を使用し、これに微量の水を加えて加水分解を生じさせた。加水分解で生成したウラン酸化物の微粒子を遠心分離で取り出した後、乾燥させSEM観察を行った。その結果、サブミクロンオーダーの粒径が揃ったウラン酸化物微粒子が確認できた。酸化物の粒子径は、加える水の量、溶液のpH、アルコキシドの濃度、熟成温度等に依存するが、今回はウラン酸化物微粒子がアルコキシド法により調製できることを確認することのみにとどめ、種々の条件の検討は今後の課題とした。ウランアルコキシドの最も単純な化学形を持ったウランメトキシド(IV)を調製するために、先ずその原料となるUCI_4を合成した。酸化ウラン粉末を約1000°Cの水素ガス気流中で還元し、化学量論理的なUO_2とした後、このUO_2とCCI_4を以下に述べる2方法で反応させ、UCI_4を合成した。1つはUO_2粉末とCCI_4を同一の厚手ガラスカプセル中に溶封し、約300°Cに加熱して反応させる方法。もう1つの方法では、石英管中の端にUO_2粉末をのせた磁性ボード置き、酸素フリーの雰囲気でこれを約550°Cで加熱して、石英管の反対の端(室温)に置いたCCI_4の蒸気と反応させた。できたUCI_4は石英管の350400°Cの部分に沈着した。後者の方法では、沈着したUCI_4は12mm程度のきれいな結晶として得ることができた。また少量のUCI_6と考えられる結晶も生成したが、これは蒸気圧が高く沈着する場所もUCI_4と大きく異なったので、UCI_4に混入することはなかった。前者の方法では、後者で得られたものはどきれいな反応生成物は得られなかった。

合成したUCI_4は潮解性がありまた酸化されやすいので、後者の方法で得られたUCI_4結晶を乾燥窒素ガスを充填した簡易グローブパックに入れ、酸素及び水分フリーの雰囲気で粉末化した後、ガラスのキャピラリーに封入し粉末X線回析写真を撮った。これを文献値と比較検討した結果、ほぼ純粋はUCI_4であることが分かった。ウラン(IV)アルコキシドの原料となるUCl_4がかなり多量に必要となったため、前年度行った閉鎖系での合成法以外に開放系での合成を試みた。パイレックス管中にUO_2粉末をのせた石英ボ-トを置き、これを620°Cに加熱してこのパイレックス管中をCCl_4中をバブリングさせた高純度Arガスを流し、UCl_4を合成した。UCl_4は300°C付近に析出したが、この部分のパイレックス管を溶封してこれを取り出し、ウラン(IV)アルコキシドの原料とした。Li金属及びNa金属とアルコールを反応させてLiアルコキシド及びNaアルコキシドを作り、これらとUCl_4を反応させウランアルコキシドを作った。このうち、LiメトキシドとUCl_4の反応は、メタノールに不溶のウランメトキシドと副生成物としてできると考えられるLi_2[U(OCH_3)_6]が一部生成しており、これらの混合物がスラリー状となって溶液上部に漂った。LiエトキシドとUCl_4の反応では、生成したウランエトキシドとエタノールに溶解したUCl_4が同色であるためるため、ウランエトキシドの生成が即座に判断はできなかった。また、ウランアルコキシド合成は、ArあるいはN_2ガスを充填した簡易グローブパック中で行ったが、酸化防止及び化学操作の面からみて十分満足できるのもとはいえなった。得られたウランアルコキシド(IV)を加水分解して酸化物を作り、これを観察した。加水分解して得られる酸化物の粒径や形状についての系統的な研究を今後続けていく予定である。
汎用性の高い技術におけるイノベーションの発生のプロセス

本研究は、汎用性の高い技術(General Purpose Technology)において革新が生み出されるパターンを明らかにすることを目的としている。より具体的には、本研究は、汎用性の高い技術において、イノベーションが基幹技術において起きるか、その技術の応用先で起きるのかを、産業構造のあり方から明らかにすることに分析の焦点がある。本研究から、スタートアップの興隆がかならずしも汎用性の高い技術の革新へとはつながらないことが明らかになった。既存企業からのスピンアウトは、汎用性の高い技術の累積的な革新を阻害することが明らかになった。本研究プロジェクトは、汎用性の高い技術(General Purpose Technology)において、イノベーションが基幹技術において起きるか、その技術の応用先で起こるのかを、産業構造のあり方から明らかにすることを目的としている。平成25年度には大きく次の3つの点に注力し研究を進めてきた。第1点は、これまで行ってきた半導体レーザーにおける日米の比較の研究の発表と学術誌への投稿である。これは一橋大学イノベーション研究センターのワーキングペーパーとして発表するとともに、学術誌への投稿を行った。これは現在、査読中である。第2点は、本研究プロジェクトを遂行する中で得た他の研究者からのフィードバックを基にした研究者の生産性の研究である。博士号を持った企業の研究者の生産性についての研究を行い、台湾で行われたAsia Pacific Innovation Conferenceで発表を行った。第3点は、スーパー繊維についてのケース分析である。これは平成26年度の6月には公表することが可能なまでに仕上がってきている。具体的には、1半導体レーザー、2スーパー繊維、3工作機械のケースを取り上げている。それぞれ企業の研究開発の末発表された論文と特許のデータを構築し、長期的な視野で産業構造とイノベーションのあり方を分析している。また、それぞれの分野で量的な調査を補完するために、インタビュー調査を行なっている。半導体レーザーに関してはデータベースの構築は既に終了し、その分析も概ね終えている。平成24年度は、研究発表を行うとともに、投稿論文の執筆を進めてきた。インタビュー調査も順調に進んでおり、平成24年度終了時点で累積で115件の聞き取り調査を終えている。スーパー繊維に関しては、データベースの構築を進めている最中である。スーパー繊維と言ってもそこにはさまざまなものが含まれるので、分析対象とする技術領域の特定をインタビュー調査において行った。研究実施計画の予定通りに、半導体レーザー、スーパー繊維のケースに関して、平成25年度に国際学会で発表する計画である。工作機械に関しては、インタビュー調査を進めているが、技術領域が広範であるため、絞り込みが必要であるということが分かった。そのため、他の事業領域に分析の対象を移す、あるいは計画通りに半導体レーザーと繊維の事例の対比において分析を進めることを現在検討している。具体的な研究成果の内容としては、既存企業からのスピンアウトが、既存の技術のトラジェクトリーの水準を低める効果があることが事例分析から明らかになったとともに、モデル分析を使って一般的にもこの論理が成立することを明らかにした。経営学国際ジャーナルへの投稿、ケースの進捗、また、新しい研究プロジェクトの立ち上げを平成25年度に全て行えたのは大きな進展であった。また、本研究プロジェクトの書籍化へ向けての動き出しも始まった。汎用性の高い技術(General Purpose Technology)において、イノベーションが基幹技術において起きるか、その技術の応用先で起こるのかを、産業構造のあり方から明らかにすることが本研究の目的である。具体的には、垂直統合の程度が高い企業間の寡占的な競争が続くと、イノベーションは基幹技術において生み出されやすく、スタートアップ企業のような垂直統合の程度が低い企業が数多く存在する競争的な市場での競争の場合には、汎用性の高い技術のアプリケーションにおいてイノベーションが生まれやすいという仮説を、半導体レーザーとスーパー繊維を中心的な事例として国際比較を通じて、検証する。半導体レーザーとスーパー繊維の事例の分析に関しては、極めて順調に進展している。半導体レーザーについては、データベースの構築は終了し、分析と論文の執筆を進めている。スーパー繊維に関しては、インタビュー調査を進めながら、データベースの構築を行なっている。この2点については当初の計画通りに進展している。ただし、半導体レーザーとスーパー繊維に加えて、分析を予定していた工作機械についてはインタビュー調査から技術範囲の絞り込みが必要であるが、日米比較をするためにはより綿密な調査が必要になることが分かった。そのため、「研究が当初計画通りに進まない時の対応」に従って、半導体レーザーと繊維の事例の分析の焦点を当面絞ると同時に、工作機械の調査を少しずつ進めるとともに、他の分析事例の探索も行なっている。平成26年度は、計画通り繊維のケースの分析を進めるとともに、本研究プロジェクトをまとめるための書籍化も推進する。また、本研究プロジェクトからのスピンオフとしてスタートした新しい研究プロジェクトを進めていく。

平成25年度は、半導体レーザーの日米の技術発展の軌道と産業構造の間の関係についてのケーススタディを完成させ、論文として投稿する計画である。スーパー繊維に関しては、インタビュー調査を続ける一方で、構築中の特許・論文のデータベースを完成させる。データベースを基に技術発展の軌道を分析するとともに、ケーススタディの執筆を開始する。平成26年度にはイノベーションの中心的な国際学会であるInternational Schumpeter Societyで発表するための準備を進めるとともに、それぞれのケースをまとめ日米比較を行ったものを国際ジャーナルへの投稿も行う。予定していたアルバイトの業務が終わらなかったため。平成26年度中にアルバイトの業務が終わる予定である。該当なし
Kazhdan-Lusztig多項式の組合せ論的構造解明

Kazhdan-Lusztig多項式(以下K-L多項式と書く)はCoxeter群の2元に対して定義される整数係数の多項式で,1979年にKazhdanとLusztigによって導入された.この多項式は,表現論的に非常に重要な意味をもち,全ての係数は非負整数だと予想されている.この問題は,表現論的手法の使えるCoxeter群では肯定的に解決されているが,一般のCoxeter群に対しては未解決である.1994年,全ての1次の係数の非負性が証明され,その系として順序関係を用いたある組合せ論的数の評価式が得られた.従って,この問題の解決はCoxeter群の順序集合としての構造を解明する上での有益な評価式を得ることにつながると考えられる.今年度は,この予想問題の解明を主目的として具体的に以下の研究を行った.1.K-L多項式の拡張であるweighted K-L多項式(1982年にLusztigにより導入)とparabolic K-L多項式(1987年にDeodharにより導入)が特別の場合として現れるweighted parabolic K-L多項式なるものを構成した.この多項式はK-L多項式よりも構造が複雑であるが,それ故に情報量が多いと考えられる.従って通常のK-L多項式では見えなかった情報も得られる可能性が高いので,この多項式の研究は非常に意義のあることであり,これまでに考えられてきた3種類のK-L多項式に関する新しい性質の発見にもつながる.2.Brentiが1994年にK-L多項式に対して行った方法を拡張することによりweighted parabolicK-L多項式の組合せ論的記述を行い,その系として,1次の係数の組合せ論的意味づけを得た.3.weighted parabolicK-L多項式の逆行列に値するinverse weighted parabolicK-L多項式を構成し,weighted parabolicK-L多項式との関係を求めた.この結果はDouglassが1990年にparabolic K-L多項式に関して得た結果の拡張となっている.
気管支喘息における気道組織内好酸球浸潤の発生と制禦メカニズムについての実験的解析

最近、気管支喘息の慢性化機序として、好酸球浸潤を主体とした気道粘膜のアレルギ-性炎症が注目されている。気道組織に好酸球が集積するメカニズムを明らかにし、それを人為的に制禦する手段を考案することは、喘息発作の遷延・慢性化の予防に役立つと思われる。本研究は、モルモットの実験喘息モデルを用いて、気道粘膜内好酸球浸潤に関与するメディエ-タ-の種類、好酸球浸潤の抑制が喘息の病態に及ぼす影響を検討した。腹腔能動感作モルモットは抗原吸入により36時間をピ-クとする強い好酸球浸潤と24時間後をピ-クとし数日間続く好酸球浸潤を呈した。前者はPAF拮抗薬で、後者はT細胞に選択的な免疫抑制剤であるCyclosporin A(CyA)やFKー506(FK)で抑制されることから、前者にはPAFが、後者にはT細胞由来の因子が関与することが考えられた。実際、気道内アナフィラキシ-反応惹起後の気管支肺洗浄液中でPAFの存在が確認できた。一方、吸入感作モルモットでは抗原チャレンジ36時間後の好酸球浸潤もCyAやFKで有意に抑制された。また、これらの処置により、好酸球浸潤だけでなく、喘息病態の特徴である遅発型喘息反応の発現やそれに続く気道反応性亢進も著明に抑制された。次に、PAFやT細胞由来の因子が、ヒトのアレルギ-性炎症における好酸球浸潤にも関与する可能性があるかみるため、ダニ抗原感受性喘息蕨者末梢血より好塩基球、単核球を分離し、ダニ抗原刺激でPAFやリンホカイン様特徴をもつ好酸球遊走活性が検出されるかを検討した。抗原と共に培養された好塩基球上清中にはPAF拮抗薬で抑制される好酸球遊走活性が、単核球培養上清中には35日目でピ-クとなる熱耐性、分子量3万以上の好酸球遊走活性が認められた。これらのことから、ヒトのアレルギ-性炎症での好酸球浸潤においても、PAFやリンホカイン様物質が重要である可能性が示唆された。1.(1)卵白アルブミン(OA)+アルミゲルにより腹腔感作モルモットはOA抗原吸入により,気道組織内にて好酸球優位の細胞浸潤を起こすこと,一方,同抗原の吸入感作モルモットは好中球をも混じえた細胞浸潤を起こすことが,組織標本および気管支肺腔洗條液の分析で確認された.(2)アスカリス抗原+アルミゲルの腹腔感作モルモットは抗原吸入により好中球優位の気道組織内細胞浸潤を起こすことが他施設より報告されているため,現在作成中であるが未だ成功していない.2.(1)OA抗原腹腔感作モルモットでみられる抗原吸入6時間後の著しい好酸球浸潤は,抗原チャレンジによって肺内マスト細胞より遊離される好酸球走化性メディエーターの作用により起こることの仮説を立てた.(2)そこで, OA抗原チャンレンジ後の肺を摘出し,その抽出液の好酸球遊走活性を,本研究費で購入したBoydenチャンバーを用いて測定したが,期待したほどの好酸球遊走反応は起こらなかった.

(3)次に, OA感作モルモットの肺の細切片をBoydenチャンバーの下室に入れ, OA抗原で直接チャレンジしたが, 3時間培養後にみられた好酸球の遊走反応は弱かった.(4)同様にして,ダニ抗原に感受性のある喘息患者より得た好塩素球をBoydenチャレンバー下室に入れダニ抗原で刺激したとこす,弱いが対照に比べ有意な好酸球遊走が観察された.その遊走は上室の好酸球を特異的PAF拮抗薬で処置することによりかなり抑制されたため,好酸球反応におけるPAFの関与が示唆されたが,このシステムで観察される好酸球反応自体が弱いため,これをin vivoの遅発相でみられる強い好酸球反応のモデルとして良いか否かには疑問がもたれた. 3.以上の結果より,好酸球浸潤の機序を解明するには,リンパ球由来の因子の関与の可能性なども考えて,観察時間の延長などの,初期の予定を若干変更して検討を重ねていく必要があると思われた.1.抗原吸入誘発後の気道組織内好酸球浸潤に関与するメディエーターの解析:OA抗原で腹腔感作した能動感作モルモットは、OA抗原による吸入誘発で6時間後と24時間後をピークとする2相性の気道組織内好酸球浸潤を呈した。前者をearly-phaseの、後者をdelayed-phaseの好酸球反応と呼ぶ。以下、EER、DERと略。特異的PAF拮抗薬のCV6209の前投与はDERは抑制せず、EERのみを有意に抑制した。よって、EERにおけるPAFの役割が示唆された。一方、DERは被動感作モルモットでは見られないことより、DERにおけるlymphokineの関与が予想された。そこで、細胞性免疫抑制剤のCyclosporin Aの長期投与の効果を検討した。EERは減弱しなかったがDERが有意に抑制され、DER発現におけるlymphokineの役割が強く示唆された。この可能性を更に検討するため、能動感作モルモットより抗原誘発1624時間後に肺を摘出して肺抽出液を作成、その好酸球遊走活性をin vitroで検討した。この抽出液は正常モルモット好酸球に対して明らかな遊走活性を呈し、その活性は非透析性(MW>3000)であった。現在、種々のカラムで更に解析中である。当初の目的では、好中球浸潤モルモットにおけるメディエーター解析も同時に進める予定であったが、同モルモットの作成が、その後、安定性に欠けるため、その解析の進行は遅れている。2.ヒトにおける選択的な好酸球・好中球浸潤のメカニズムの解析:PAF惹起ヒト好酸球、好中球遊走反応に対する、2種類のPAF拮抗薬の抑制効果が両顆粒球間で明らかに異なることを見い出し、PAF受容体の亜型の存在として報告した。また、最近注目されているサイトカインIL5は、好酸球の遊走反応のみを選択的に促進することを見い出した。これら2つの現象は、in vivoのある状況下で起こる選択的な好酸球浸潤を部分的に説明する可能性がある。本年度は気道内好酸球浸潤に関与するメディエ-タ-と細胞を、モルモット喘息モデルと喘息患者の気管支粘膜生検組織、リンパ球を用いて検討した。(1)モルモット喘息モデルにおける検討;OA抗原で腹腔感作した能動感作モルモットはOA抗原吸入で、6時間後と24時間後をピ-クとする2相性の気道内好酸球浸潤を呈し、前者はPAF拮抗薬で抑制されることからPAFが、後者はTリンパ球に選択的な免疫抑制剤のCyclsporinAで抑制されることからT細胞由来の因子の関与が考えられることを前年度に報告した。今年度は、抗原吸入により肺局所で実際にPAFが作られるかを検討した。感作モルモットに抗原を吸入させて即時型気道収縮を起こした後、開胸し、気管支肺胞洗條を行った。回収腋から直ちにBligh and dyer法で脂質を抽出し、薄層クロマトグラフィ-で各脂質に分画した後、BioassayでPAF存在の有無をみた。その結果pgオ-ダ-でPAFが認められた。
二次粒子生成・成長機構の解明

本計画研究班では、イオンおよびナノ粒子の計測装置を開発し、ガスの微粒子転換過程およびエアロゾルの成長において重要なガス状物質とエアロゾルの相互作用の計測を行った。1.エアロゾルの粒径分布の測定大気エアロゾルの粒径分布を個数基準、浮遊状態で、ナノメートルからミクロンメートルの範囲で計測するために、微分型静電分級装置(DMA)、凝縮核計数器(CNC)、ファラデーカップ電流計を組み合わせた計測手法を改良した。特に、粒子拡大器(PSM)およびCNCを用いると、3nm以下のナノ粒子の個数濃度も効率良く測定できることが明らかになった。さらにエアロゾル粒子のイオンによる帯電法として、放射線源力らのイオンを用いずに、軟X線によるイオンを用いた粒子帯電装置を開発して製品化した。2.含炭素エアロゾルの測定法の開発エアロゾル中のECおよびOC量の統一した分析法を確立するために、噴霧乾燥法により、含炭素標準粒子を製造し、フィルター上に一様に堆積したサンプルを作成させたところ、計測装置による結果の差を説明することが可能となった。さらにカーボンを含むシリカエアロゾルの光吸収特性を明らかにするために噴霧乾燥法によるシリアとカーボンブラックの複合粒子を生成し、粒子の実および複素屈折率を求めた。3.イオン誘発核生成によるナノ粒子の生成・成長に関する実験的研究大気中での硫酸ナノ粒子の生成・成長の特性を明らかにするために、イオン誘発核生成におけるクラスターイオンの成長過程の測定と、硫酸ナノ粒子の成長に対する有機化合物の影響を実験的検討した。4.ガス状化学種とエアロゾル粒子の動的な相互作用の解明水蒸気の凝縮によるエアロゾルの凝縮成長を評価する際に重要となる水の適応係数を求めたところ、かなり1に近い値となった。また、氷の表面への水蒸気の取り込み過程および表面化学種の同時計測できる装置を試作した。平成14年度の研究実績を以下のように示した。(i)SO_2ガス系の粒子転換に及ぼすNO_2の影響SO_2/H_2O/Air混合ガスのα線照射による粒子発生に及ぼすNO_2ガスの影響とその粒子生成機構を調べた。NO_2はSO_2と共に人間の生産活動により地球大気環境に排出される代表的な環境汚染ガスである。そこでNO2ガスの粒子生成に及ぼす影響を実験的に検討した。その結果NO_2/SO_2/H_2O/Air系での粒子生成機構はNO_2ガスの濃度によって異なることを明らかにし、従来の生成機構とは違う粒子生成機構を提案した。(ii)イオンおよびナノ粒子の計測装置の開発微量汚染ガスからのエアロゾル発生の初期過程を明らかにするためにはできるだけ小さい粒子径まで測定可能な装置が必要であるが、従来の装置は10nm以下の粒子の計数効率が非常に低いという問題点がある。また標高5km以上の成層圏などの減圧場でも測定が可能な装置の開発は進んでいない。そこで、イオンおよびナノ粒子の計測が可能な混合型の凝縮核計数装置、粒子拡大装置およびファラディーカップ電流計を製作し、その性能を実験的に評価して計数効率を求め、計測が可能なエアロゾルのサイズ範囲を明らかにした。(iii)ガス状化学種とエアロゾル粒子の動的な相互作用の解明液相エアロゾル粒子への気相化学種の取り込みは、大気中の2次粒子生成と成長、雲粒子の成長などの速度を決める重要な要因である。そこで標準的な実験方法の一つである液滴法に対して理論的な検討を加え、その問題点を明らかにした。また実験的検討としては、エアロゾル表面と気体化学種の相互作用を直接観測することを目的とした実験装置を設計、試作した。平成15年度の研究実績は以下のとおりである。

(1)微量汚染ガスからのエアロゾル発生の初期過程を明らかにするためにはできるだけ小さい粒子径まで測定可能な装置が必要であるために、汚染ガスからのエアロゾルの初期過程である大きさが1ナノメートルオーダのクラスターまで計測が可能なイオンおよびナノ粒子の計測装置として、混合型の凝縮核計数装置、粒子拡大装置およびファラディーカップ電流計を製作した。その性能を実験的に評価して計測が可能なエアロゾルのサイズ範囲を明らかにした後、この計測装置を用いて微量汚染ガスからのエアロゾルの生成のモデル実験と大気環境下での微粒子の生成・成長の測定を行った。また、静電気力を利用した静電分級測定装置の性能向上のために、微粒子の荷電現象の研究を行い各種の環境条件下での特性を評価したうえで、優れた性能を持つ新しい荷電装置を開発した。(2)ガスから微粒子への変換、および微粒子の成長過程には大気中の微量化学種や水分子などの固体、液体表面への取り込みの速度論的知見が重要である。多用されている液滴列を用いた測定法に対して流体力学的解析を行い、取り込み測定には、これまで十分には考慮されていなかった流れ場での物質移動と液滴粒子間の相互作用の考察が不可欠であることを示し、これらの寄与の解析法を提案した。これを用いて水表面への水分子の取り込みに関して検討を行い、取り込みに対する適応係数は1に近いとの結果を得た。一方、氷表面などへの取り込みの速度過程と表面化学種の赤外分光、光化学過程の同時的測定が可能なシステムを構築し、水やNO_x分子の取り込み測定を開始し、水自体の取り込みについてはその取り込み係数に関し、定量的な結果を得た。平成16年度の研究実績は以下のとおりである。(1)従来の微分型静電分級装置(DMA)ではサブミクロン粒子の分級が困難であるので、サブミクロン粒子の分級ができるLDMA(Long DMA)を開発し、操作環境の制限や高コストなどの問題点がある凝縮核計数器(CNC)に比較して制限が少なく、低コストであるファラデーカップエレクトロメータ(FCE)を用いた、サブミクロン粒子を分級できるLDMA-FCEシステム粒度分布計測システムを開発した。その性能を実験的に評価して計測が可能なエアロゾルのサイズ範囲と分級性能を明らかにした後、LDMA-FCE粒度分布計測システムはDMA-CNC粒度分布計測システムと同様に適用可能であることを明らかにした。また、様々な減圧条件で粒径分布を計測するために減圧DMA内部での粒子の拡散現象の評価を行い、圧力の減少に伴い拡散損失の影響が小さくなることが分かった。(2)エアロゾルを模した表面とガス状化学種の相互作用、関係する物質移動過程、界面化学反応と界面濃度過剰種の関係を明らかにするために、試作した取り込み測定と表面化学種の反射赤外分光(RAIR)を同時に行えるシステムを用いて、氷表面にNO_2分子をさらしたときの表面取り込み(付着)過程の検討を行った。堆積する気体分圧を変化させて取り込み係数を測定し、取り込みは気体分圧の増加に伴って増加し、次第に飽和した。なお堆積層が1層以下ではごく小さい取り込み係数が得られた。
幼稚園から小学校への移行-小学校への適応に関わる要因の特定-

本研究は、子どもが幼稚園から小学校へと移行するに連れて、どのようにコミュニケーションに必要な能力(特に他者の認知能力)を発達させていくのか、そして、どのようにコミュニケーション様式が変化していくのかについて、環境の変化による影響を絡めながら検討していく。そして、実験的手法と観察・調査を組み合わせて、認知発達と子どもを取り巻く状況の変化を多角的に捉えることにより、幼稚園から小学校への移行をスムーズにするための教育的働きかけに対する示唆を提供することを目的とした。前年度から継続して、幼稚園卒業前2ヶ月から小学校入学後の観察を行った結果、次のようなことが明らかになった。・幼稚園の観察教師が小学校入学を控える子どもにどのようなことばかけを行ったのか、子ども同士のやりとりはどのようなものであるか検討したところ、教師はなるべく子ども1人1人と関わろうとし、子どもがなるべく自身で考えられるような質問形式の発話を行うことが示された。また、子どもは、仲間同士でいざこざを起こしつつも、なるべく子ども同士で解決していこうという姿勢も見られた。・小学校の観察小学校入学の翌日から、教師が子どもの適応を促すためにどのような働きかけを行っているかについて、3つのクラスを比較しながら観察を行った結果、クラスの雰囲気が入学後約1週間で異なることが示された。以上の分析から、小学校に入学する時点では、まだ対人関係の基礎となる能力が発達していないことが示され、教師によるサポートが必要とされることが示唆された。
放電路挙動の制御による希薄予混合気の着火促進機構の解明

二酸化炭素排出量の削減のため,燃焼を利用したエネルギー変換効率の飛躍的な向上が求められている.熱効率を50%以上にまで高められる次世代の燃焼技術として,超希薄予混合燃焼に対する期待が高いが,着火制御が難しいことが課題である.また,次世代のエネルギー変換機器に対しては,再生可能エネルギーから作られる水素やバイオ燃料など多様な燃料への対応が求められる.本研究では,火花放電による着火制御に着目し,多様な燃料種を利用した超希薄予混合燃焼場において,火花放電から着火に至る過程について,実験的に現象を理解し,その工学的な応用として,高効率燃焼や多様な燃料に対応可能な着火制御技術の確立を目指す.二酸化炭素排出量の削減のため,燃焼を利用したエネルギー変換効率の飛躍的な向上が求められている.熱効率を50%以上にまで高められる次世代の燃焼技術として,超希薄予混合燃焼に対する期待が高いが,着火制御が難しいことが課題である.また,次世代のエネルギー変換機器に対しては,再生可能エネルギーから作られる水素やバイオ燃料など多様な燃料への対応が求められる.本研究では,火花放電による着火制御に着目し,多様な燃料種を利用した超希薄予混合燃焼場において,火花放電から着火に至る過程について,実験的に現象を理解し,その工学的な応用として,高効率燃焼や多様な燃料に対応可能な着火制御技術の確立を目指す.
Affective Rendering - 情動適応型 CG の実現

本研究は、ユーザの情動を感知する情動センシング、情動をコンピュータ内で認知・利用する情動アナリシス、情動に適応する画像や映像を合成する情動適応型イメージシンセシスの各フェーズからなる閉じた処理ループを構成することにより、人間中心の情報ネットワークシステムの重要な基盤技術としての新しいCG技術-affective renderingの確立を目的として、感情価と覚せい度で構成される2次元情動モデルを使用し、各種視覚要素が情動に与える影響の調査、生体情報より2次元情動空間における状態の推定および情動を特定な状態に誘導する視覚アニメーションの設計と提示技術を開発した。本研究は,ユーザの情動を感知する情動センシング,情動をコンピュータ内で認知・利用する情動アナリシス,情動に適応する画像や映像を合成する情動適応型イメージシンセシスの各フェーズからなる閉じた処理ループを構成することにより,人間中心の情報ネットワークシステムの重要な基盤技術としての新しいCG技術-affective renderingの確立を目的としている.初年度に当たる平成21年度では,まずCG画豫をみるユーザの生体情報を取得し,生体情報からユーザの情動を自動推定する情動センシングと情報アナリシス技術の確立を目指して広く情報収集を行うと同時こ基礎的な実験を行った.実験では色に焦点を当て,デスクトップ環境において画面の色の組み合わせを変化させた場合のユーザの情動の変化を捉えられる生体情報を選出し,それを色が作業時のユーザの情動に対する影響を定量的に調査した.また生体情報を用いて作業時のユーザの心理的状況をモニタリングし,ユーザの状態を常に最適に保てるように色をリアルタイムに変化させることの実現可能性を示した.情動適応型イメージシンセシス技術の確立に向けては,色,形状,動きの3つのパラメータを変化させながら作成した映像がユーザの覚醒度にどう影響するかを調査する実験を実施し,ファジー推論により生体情報から覚醒度を推定する手法,及びユーザのある時刻の覚醒度に合わせて,映像をリアルタイムに切り替え,ユーザの覚醒度を望む方向に誘導する手法の開発と検証実験を行った.一方分担者の高橋は主に視線や投影パラメータと情動との関係の数理モデルの構築を目的として,21年度は人間の視覚的特性を考慮したCGレンダリング及び情報可視化アルゴリズムの開発を行った.22年度は21年度に続き,生体情報を用いて各種レンダリングパラメータが人間に与える影響を推定する方法を確立するための実験を行った。21年度は色について現在よく利用されているVDT環境における背景と前景の色の組み合わせがユーザに対する身体・心理的影響を生体情報から推定する実験を行った。22年度はまず21年度に得られた結果を論文にまとめ,国内の色彩関連会議で発表を行った.会議で得られた意見を踏まえ,色に加えコントラストも要因として考慮し追加実験を行い,色の組み合わせとコントラストによる身体・心理的影響を生体情報により動的にモニタリングする方法を確立した.レンダリングについては情動マルチモーダルレンダリングの実現に向けて五感刺激と生体情報との関係を検証する実験を行った.実験の結果,五感刺激と脈波・呼吸・皮膚伝導率との間には,刺激の種類によって変化しやすい生体情報と変化しにくい生体情報があることがわかり,五感刺激の種類の違いに応じてアウェアネスを検出できる可能性があることがわかった.また,ユーザの生体信号に連動して色の明度と彩度が変化するお絵描きツールを開発した.顔の筋電位から得られる感情価と手の皮膚伝導から得られる覚せい度に応じて色を変化させるため,描いているときの感情を絵に反映させることができるツールとなっている.一方分担者の高橋は恣意的条件下における注視点誘導を引き続き行ったと同時,奥行き手がかりがオブジェクトの大きさに与える影響が,オブジェクトと奥行き手がかりの配置にどれだけ依存するかを,心理物理学実験を通して調べた.その結果,オブジェクトと奥行き手がかり間の距離に依存して影響が変化するが,その変化は線形の式では表現できない複雑なものであることがわかった.本研究は、ユーザの情動を感知する情動センシング、情動をコンピュータ内で認知・利用する情動アナリシス、情動に適応する画像や映像を合成する情動適応型イメージシンセシスの各フェーズからなる閉じた処理ループを構成することにより、人間中心の情報ネットワークシステムの重要な基盤技術としての新しいCG技術-affective renderingの確率を目的としている。23年度は当初の研究実施計画通り、21年度と22年度までに開発した要素技術と行った実験の結果を踏まえて、Affective Renderingの有効性を検証するためのプロットタイプシステムの実装を行った。心理学的知見に基づく視覚的効果を作成し、観察者の呼吸、脈波(脈拍、HF、LF/HF)、および皮膚伝導率を計測して、その影響を検証した。その結果、覚せい度が高いアニメーションでは呼吸数の増加がみられることがわかった。また、覚せい度の低いアニメーションではHFが高い値を示すことがわかった。作成した視覚的効果に心理学的要因と生理学的要因の一致がみられたため、ファジィ推論によって生体信号を覚せい度へ対応付け、それに合わせてアニメーションを提示するシステムを実装した。

このシステムの動作を検証した結果、生体情報の変動に合わせてアニメーションの切り替えが行われていることを確認できた。これにより、従来のバイオフィードバックによる情動の視覚的表現だけではなく、本提案の情動へ影響を与える視覚的効果の実現可能性を示すことができた。さらに、心理学的知見に基づき、感情価-覚醒度の2次元情動モデルに対応した視覚効果の作成を行い、主観的な評価によりその有効性を確認することができた。また、本研究におけるもっとも難しい課題である生体情報からの感情価の推定についても実験を実施し、HEGと脳波のデータを組み合わせることで推定できることを確認できた。本研究は、ユーザの情動を感知する情動センシング、情動をコンピュータ内で認知・利用する情動アナリシス、情動に適応する画像や映像を合成する情動適応型イメージシンセシスの各フェーズからなる閉じた処理ループを構成することにより、人間中心の情報ネットワークシステムの重要な基盤技術としての新しいCG技術ーaffective renderingの確率を目的としている。情動の定量的扱うために,感情価と覚せい度で構成される2次元情動モデルが一般的に使われている.23年度までは覚せい度のみについて結果が得られていた.24年度は感情価も含めた2次元情動モデルと各種視覚効果との関係を調べる実験実施した.また,生体情報に基づく2次元情動モデルの実時間推定技術の開発を行った.さらにこれまでの研究成果を統合し,Affective Renderingのプロトタイプシステムとして情動適応型お絵書きシステムの開発を行った.各種視覚効果と2次元情動モデルとの関係を調べる実験では,従来研究で述べられている色,動き,サイズ,数,形状,動作速度が情動に与える影響についてまとめ,2次元情動空間の4つの象限に対応する視覚アニメーションの設計指針を示した.一方,情動推定については感情価の評価値を目的変数とし,中枢神経系の脳波の周波数帯ごとのパワー値および脳血流中の酸化ヘモグロビンと脱酸化ヘモグロビンの比(HEG率)を説明変数とするMARS法に基づく回帰モデルを示した.9.5 Hzから11.5 Hzの脳波と脳血流のHEG率が重要な変数であることを実験より明らかにした.これにより,既存技術に比べて,即時的・連続的で,より高解像度の感情価の推定が可能になった.当初計画通り、情動とCGモデリング・レンダリングパラメータとの関係のモデル化及び情動に適応する動的画像合成方法の実装をほぼ完了している。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は研究分担者との連携をより強化し,具体的な問題に応用することで提案手法の有効性をさらに検証し、改善を行っていく予定である。
有機化学における反応理論の大系化

以下の4つの主要課題について総合的な検討を行なった.1)活性中間体とその反応挙動:正常な安定炭素陽イオンの範囲からはずれた不安定化炭素素陽イオン,ビニルカチオンやα-CF_3, α-COR置換陽イオンについて新しい手法による解析がおこなわれ,その特徴的挙動が明らかにされた.2)構造-反応性相関関係:広範囲のベンジル位ソルボリシス置換基効果の湯川-都野式による解析を行ない,共鳴要求度(r)の増大がα-位置換基による安定化に平行し, 0.5から1.5まで共鳴要求度のスペクトルを形成することを明らかにした.さらにこのr値が気相中のベンジル陽イオンの安定度における共鳴要求度とその絶対値でも一致する. 200kcal/moに及ぶ溶媒和安定化が遷移状態の位置に殆ど変化を与えないことを意味するこの事実は従来の反応機構論からは予想できない.3)分子間相互作用・溶媒効果:アミンを求核種とする芳香族求核置換反応に於て,非極性溶媒中では,基質-試薬間会合錯合体が,速度論上意味をもつ中間体として介在し,極性非プロトン性溶媒より加速され,原系復帰のF因子の制御と同じ意義をもつことを初めて明らかにした.ソルボリシスの溶媒効果直線自由エネルギー関係則の取扱で,溶媒効果は単に溶媒のイオン化能及び求核能の両因子のみでなく,各基質に対応してカチオンおよびアニオンに対する溶媒和安定化因子が働いていることが指摘される.4)遷移状態構造・反応経路:求核(ks)置換反応における反応中心炭素及び周辺原子の同位体効果は律速遷移状態の反応座標位置の変動に結びつけて議論された.これに対し, kc機構に傾いたソルボリシスでは,律速遷移状態は厳密に中間体に等しく, Leffler-Hammond原理における座標上の変化はない.またビニル置換体のメチル化の計算機実験は,その遷移状態位置にLeffler-Hammond原理がきれいに成立することを示している.以下の4つの主要課題について総合的な検討を行なった.1)活性中間体とその反応挙動:正常な安定炭素陽イオンの範囲からはずれた不安定化炭素素陽イオン,ビニルカチオンやα-CF_3, α-COR置換陽イオンについて新しい手法による解析がおこなわれ,その特徴的挙動が明らかにされた.2)構造-反応性相関関係:広範囲のベンジル位ソルボリシス置換基効果の湯川-都野式による解析を行ない,共鳴要求度(r)の増大がα-位置換基による安定化に平行し, 0.5から1.5まで共鳴要求度のスペクトルを形成することを明らかにした.さらにこのr値が気相中のベンジル陽イオンの安定度における共鳴要求度とその絶対値でも一致する. 200kcal/moに及ぶ溶媒和安定化が遷移状態の位置に殆ど変化を与えないことを意味するこの事実は従来の反応機構論からは予想できない.3)分子間相互作用・溶媒効果:アミンを求核種とする芳香族求核置換反応に於て,非極性溶媒中では,基質-試薬間会合錯合体が,速度論上意味をもつ中間体として介在し,極性非プロトン性溶媒より加速され,原系復帰のF因子の制御と同じ意義をもつことを初めて明らかにした.ソルボリシスの溶媒効果直線自由エネルギー関係則の取扱で,溶媒効果は単に溶媒のイオン化能及び求核能の両因子のみでなく,各基質に対応してカチオンおよびアニオンに対する溶媒和安定化因子が働いていることが指摘される.4)遷移状態構造・反応経路:求核(ks)置換反応における反応中心炭素及び周辺原子の同位体効果は律速遷移状態の反応座標位置の変動に結びつけて議論された.これに対し, kc機構に傾いたソルボリシスでは,律速遷移状態は厳密に中間体に等しく, Leffler-Hammond原理における座標上の変化はない.またビニル置換体のメチル化の計算機実験は,その遷移状態位置にLeffler-Hammond原理がきれいに成立することを示している.1活性中間体とその反応挙動および構造-反応性相関関係:気相におけるベンジル陽イオン【C_6】【H_5】【CR2!〓】(R=【H_2】,MeH,【Me_2】,【CH_3】・【CF_3】)の本質的安定度を、イオンサイクロトロン共鳴法を用いてプロトン移動平衡およびクロライド移動平衡により決定し、各系の置換基効果の解析を行った。α-置換基によるカチオンの不安定化は、置換基効果の共鳴要求度の変化に明らかに現われ、その効果は溶液相におけるベンジル位ソルボリシスと全く同一の関係則(湯川-都野式)に従うことを見出した。これは200kcalにおよぶ溶媒和安定化が、遷移状態の相対座標位置にはほとんど変化を与えないことを意味し、従来の反応機構論からは想像できない重要な事実である。2.分子間相互作用・溶媒効果:アミンを求核種とする芳香族求核置換反応において、非極性溶媒中では、基質-試薬間会合錯体が、反応座標に乗る真の中間体として介在し、イオン性中間体がイオン対として溶存する系では主反応が結果的に促進され、極性非プロトン性溶媒よりも加速されることを見出した。またプロトン移動が律速に関与するが、これは直接の律速関与ではなく、律速アニオン脱離の逆反応を抑えるF因子の制御と同じ意義を持つことを初めて示した。4.遷移状態構造・反応経路:トロポロンのベンジルエーテル及び複素環

類似体は加熱によりラジカル転位を起すが、この反応の駆動力がトロポノイドの特異的共役構造による「1,9-シグマトロピー」という新概念で説明できることを証明した。プロトン移動反応に関して水素結合で相互作用が線形の場合、すなわち、それぞれの水素結合が独立にプロトン移動に関与する場合と、相互作用が非線形の場合、すなわち、それぞれの水素結合が協同的に働いてプロトン移動に関与する場合について研究を行ない、非線形相互作用の場合にはソリトン的プロトンが発生することを発見し、その方程式を導いた。