hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アンモナイト縫合線形成過程の数理モデルの構築とそれを用いた進化パターンの解析

本研究の目的のひとつは、アンモナイトの縫合線をフラクタルパターン形成の結果として捉え、現実に存在する縫合線パターンを説明することである。その際の大きな問題点は、本来統計的な意味での再現性しかないフラクタル図形と、縫合線形態の種内での安定性の関係をいかに説明するかということであり、そのためには個体変異の大きさを定量的に把握することが欠かせない。従来、ジュラ紀型アンモナイトにおいては個体変異が大きく、白亜紀型アンモナイトにおいては個体変異が小さいという報告はあるものの、定量的かつ系統的な研究は行われていない。そこで本年度は、縫合線形態の種内変異の測定系の確立を試みた。同種個体を多数収集できるという観点から、材料としては、北海道産アンモナイトDesmoceras latidorsatumを用いた。まず、縫合線形態をデジタル化する手法として、デジタルカメラによる直接撮影を試みたが、曲面上の図形を平面上に写す際に生じるゆがみの補正が、思いのほか困難であったため、結局、万能投影機を用いてスケッチし、それをデジタルスキャナで読み込む方法を採用することとした。個体変異の大きさを定義する量として、累積誤差と距離行列の2つの量を用いた。前者は、われわれが以前異常巻きアンモナイトの殻形態の変異を定義するのに用いたもので、2つの曲線の始点と終点が一致するように拡大縮小を行い、その結果できる2つの曲線の間の面積によって2つの曲線の相違を定量化するものである。後者はたんぱく質の立体構造の比較に用いられているもので、曲線上に等間隔に点を打つことによって得られる、2点間の距離を要素とする行列によって曲線を定量化し2つの行列を比較することでその相違を表現するものである。試行の結果、どちらの量によっても個体変異を定量的に表現できることが確かめられた。今後、本研究で確立された手法によって大規模に種内変異を測定し、種間での比較を行っていきたいと考えている。本研究の目的の一つは、フラクタル図形という観点から、縫合線形態の形成機構を理解することにある。アンモナイト縫合線をフラクタル図形ととらえた場合の最大のなぞは、分類形質として利用できる程に、同種個体間で形質がよく保存されていることである。フラクタル図形は、揺らぎが系の持つ不安定性によって増幅されることにより形成されるので、統計的な意味で同じ図形は再現できるが、分類形質として利用できる程安定したパターンを再現することは一般には難しい。本年度は、この点を念頭にフラクタルパターンの制御を試みた。フラクタルパターン形成の数理モデルとしては、昨年度同様、拡散凝集過程(Diffusion Limited Aggregation : DLA)を用いた。縫合線パターンの形成される場として、アンモナイト殻と軟体部にはさまれた領域を、半径の異なる二つの円筒にはさまれた部分として単純化して表した。この領域は、円筒の軸方向に延びる棒によって、一ヶ所が遮られており、この棒が連室細管を模している。この領域で、DLAによるパターン形成のシミュレーションを行ったところ、この棒の両側に、常に最も大きな膨らみが得られることが分かった。これは、連室細管の両側に、最も大きなLobeが形成されるという観察と一致する。しかしながら、他の要素については、形成される場所、大きさともに制御することは出来ず、また最大のLobeについても連室細管をはさんで対称形であるとは言えない。アンモナイトの殻形態をより詳細に採り入れることでどこまでパターンを制御することが出来るか、今後検討したいと考えている。
熱帯熱マラリア原虫の23kD蛋白分子の純化とその防御抗原性に関する分子機構の研究

われわれは実際の流行地の野外調査をもとに免疫学的な解析を進め、その中において23kDタンパク分子をワクチン候補分子と想定し、その機能と構造とを決定すべく研究を行い、当該申請研究においては以下の結果を得た。1.患者血清と種々の抗原分子との反応性フィリピンパラワン島の住民で(1)マラリア原虫の23kD分子と特異的に反応する群では、患者は原虫血症を示しながらも激しい症状を示さず、かつ慢性的な脾腫を提示した。(2)近い過去においてマラリアの症状を示した脾腫を認めない患者群の血清は、23kD分子とは反応しなかった。(3)日本人輸入マラリア患者で急性期にある有症患者からの血清は、やはり23kD分子と反応しなかった。2.23kD抗原ポリペプチドに対するモノクローナル抗体の作製培養原虫抗原からSDS-PAGEを行って分子量23kD蛋白を切り出し、アジュヴァントとともにBALB/c4週齢雌に接種し、ELISA法によってマウスの抗体の上昇を確認した。そのマウスから脾臓を取り出し、ミエローマ細胞と脾細胞とのfusionを行い、融合細胞培養上清中に産生された抗体をIFATによりスクリーニングを行い、熱帯熱マラリア原虫と反応するクローンの拾い出しを行った。3.23kD抗原ポリペプチドのアミノ酸シークエンシングSDS-PAGE、プロッテイング後、23kD分子が転写された部分の膜を切り出し、蛋白を抽出し、proteinaseで処理した後、逆層クロマトグラフィーでその断片化された蛋白を回収した。その蛋白を経時的にMicroblotterでPVDF膜上にプロットし、蛋白ピークに合わせた部分のメンブランを切り出し、再度ペプチドシークエンサーでその配列の一部を決めた。今後も抗原分子の機能に関し更なる意味付けを行わなければならないと考えている。
顎運動に関わる神経回路網の免疫組織化学的解析、特に抑制性神経伝達物質について

ラットの三叉神経運動核に投射する脳幹ニューロンのうち、GABA様免疫活性を示すニューロンの分布を検索した。実験にはウィスター系ラット31匹を用いた。一側の三叉神経運動核にCholera Toxin B subunit(CTB)を電気泳動法により微量注入した。この後に1日間生存させ、2%パラホルムアルデヒドと0.25%グルタールアルデヒドの混合溶液にて灌流固定を施した。脳幹部において厚さ30mumの凍結連続切片を作製し、CTBとGABAをそれぞれ螢光抗体法を用いて標識した。CTBにより逆行性に標識されたニューロンは、同側の三叉神経中脳路核、両側の三叉神経上核、三叉神経運動核周囲の網様体、三叉神経主感覚核、三叉神経脊髄路核吻側亜核、橋と延髄の小細胞性網様核、そして、巨大細胞性網様核に観察された。この中でGABA様免疫活性を示したものは、両側の小細胞性網様核と三叉神経上核に多数が認められ、三叉神経主感覚核、吻側亜核、巨大細胞性網様核にも少数認められた。これらは中型ないし大型の、三角形または多角形のニューロンであった。GABAは抑制性の神経伝達物質と考えられている。顎運動を調節しているこれらのニューロンは、脳幹網様体より運動神経細胞に対して直接に抑制性の入力を与えているものと考えられる。
遷延分娩定義の再評価

日本産婦人科学会は、遷延分娩を分娩所要時間が初産婦30時間、経産婦15時間を超えた場合と定義している。前者30時間は分娩所要時間の98%タイル値(初産婦660人)、後者15時間は分娩所要時間の97%タイル値(経産婦641人)に相当することを明らかにした。初産婦、経産婦の分娩所要時間の90%タイル値はそれぞれ20時間、10時間に相当し、この値を越えた場合既に5分Apgar scoreが有意に(Mann-Whitney U検定)低下した(それぞれP=0.013,P=0.035)。以上から、遷延分娩は90%タイル値である初産婦20時間、経産婦15時間を超えた場合と提唱したい。初産婦の平均分娩所要時間は11時間52分で約12時間である。現在の遷延分娩の定義である30時間は、対象339人において97パーセンタイル値に相当し、かなり重度の遷延分娩のみを現在は遷延分娩と定義していることになる。一般に異常値カットオフに用いられる95パーセンタイル値は26時間27分であり、約26時間30分に相当し、現在の定義よりは3時間30分短縮する。遷延分娩に関係すると思われる母体年齢、身長、妊娠期間、出生体重、妊娠前BMI(body mass index)、妊婦体重増加量の各因子をロジステック回帰分析にて解析すると、妊婦体重増加量のみが有意(P=0.006)に遷延分娩に寄与する因子であった。調整オッズ比は1.2(95%信頼区間1.05-1.37)であり、体重が1kg増加する毎に遷延分娩のオッズ比が1.2増加することになる。経産婦の平均分娩所要時間6時間1分で約6時間である。現在の遷延分娩の定義である15時間は、対象388人において97パーセンタイル値に相当し、初産婦同様に重度の遷延分娩のみを現在の定義は遷延分娩と認定している。95パーセンタイル値は12時間23分で、約12時間30分に相当し、現在の定義よりは2時間30分短縮する。遷延分娩に関係すると思われる母体年齢、身長、妊娠期間、出生体重、妊娠前BMI、妊婦体重増加量、および経産回数の各因子をロジステック回帰分析にて解析したが、有意に関係する因子を認めることはできなかった。遷延分娩の予防策として、初産婦は妊婦体重量の増加防止策が有効であるが、経産婦では現在のところ見いだしていない。これは今後の検討課題である。平均分娩時間は初産婦が11時間52分で約12時間、経産婦は平均分娩時間6時間1分で約6時間でありその時間差は大きく、初産婦と経産婦は分けて解析する必要があった。初産婦の遷延分娩(30時間)に関係すると思われる7因子を年齢、身長、非妊時BMI (body mass index)、妊婦体重増加量、妊娠期間、新生児体重、喫煙と考え、ロジステック回帰分析を実施すると、有意に関係したのは妊婦体重増加量(オッズ比1.2、95%信頼区間1.04-1.4)のみであった。これを分娩第1期と第2期に分け、年齢、身長、非妊時BMI、妊婦体重増加量、妊娠期間、新生児体重の各因子で重回帰を実施すると分娩第1期に有意に正の相関をした因子は妊婦体重増加量(P=0.0021)、分娩第2期に有意に正の相関を関した因子は新生児体重(P=0.0002)、母体年齢(P=0.034)と第1期と第2期とは異なる結果であった。第1期が第2期より長いため、遷延分娩として影響するのは主に第1期である。他方、新生児仮死をApgar score7点以下とした場合、ロジステック回帰分析で分娩2期所要時間と新生児体重がそれぞれオッズ比1.01、95%信頼区間1.004-1.014、オッズ比1.002、95%信頼区間1.00-1.003で有意になる。即ち、遷延分娩の定義は現在のように分娩第1期と第2期を総合した定義ではなく、別々に分けて定義をする必要性を認める。経産婦も初産婦と同様に分析すると、遷延分娩に有意に影響する因子はなかった。また、分娩第1期、第2期所要時間に影響する因子もなかった。

新生児仮死をApgar score7点以下とした場合に影響する因子は非妊時BMIと新生児体重で分娩所要時間は第1期、第2期ともに関与していなかった。正常頭位単胎妊娠で経膣分娩であった1301例(初産婦660例、経産婦641例)を対象にした。平均分娩時間は初産婦10時間59分、経産婦5時間42分であった。分娩時間の90%タイル値は初産婦19時間40分、経産婦9時間51分で、遷延分娩定義は分娩時間が初産婦では30時間、経産婦では15時間を超えるものと定義されているが、これはそれぞれ98%タイル値と97%タイル値に相当した。初産婦の分娩時間が80%、85%、90%、95%タイル値を越えた場合の5分Apgar scoreはそれぞれ、9.6、9.5、9.4、9.2であったが、90%タイル値と95%タイル値を越えると、越えない場合と比較して有意に(それぞれP=0.022,P=0.007)低値となった。90%タイル値である19時間40分、概算で20時間を超えると有意な5分Apgar scoreの低下傾向を認め、現行の遷延分娩定義は見直す必要性を認めた。経産婦の分娩時間が80%、85%、90%、95%タイル値を越えた場合の5分Apgar scoreはそれぞれ、9.5、9.4、9.4、9.4であったが、85%タイルを越えると、越えない場合と比較して有意に(P=0.032)低値になった。しかし、90%、95%タイル値を越えても有意差はなかった。経産婦の場合は初産婦と異なり、分娩時間が延長しても5分Apgar scoreの低下傾向は認めず、現行の遷延分娩の定義時間である15時間を過ぎると、5分Apgar scoreは有意に(P=0.043)低下してととから定義の見直しの必要性は乏しいと考えた。
歯性感染性心内膜炎の起炎菌と血管内皮細胞の付着認識機構の研究

Streptococcus intermedius antigen I/II (Pas)タンパク質の発現を確認するために、S. mutans antigen I/II (RAc)ポリクローナル抗体を用いてWestern blotを行った。S. mutans MT8148株ではPAcの検出が確認されたが、3S. intermedius Pasの検出はタンパク質レベルで認められなかった。Pasのアミノ酸配列の解析の結果からグラム陽性菌の菌体表層タンパク質に保存されているモチーフが認められた。したがって、Pasは細胞膜結合型を示すと予想され、培養上清中に遊離しているとは考えにくい。また、PAcのA領域は抗原性が高いとの報告があるが、PasのA領域はシングルリピートユニットであることから、抗原性が低く、PAcに対する抗体と反応を示さない可能性が示唆された。Toll-like receptor 3 (TLR3)のタンパク質レベルでの発現を確認するためにマウスのJ774.1細胞で検討したところWestern blot法ではTLR3の発現は認められなかった。次にラットTLR3 cDNAをベクターに組み込んだが、DNA配列の解析途中であり、研究計画で予定していたGFP融合タンパクとしては検鏡することができなかった。また、血管内皮細胞にベクターを導入することを試みたが、導入効率が低く、未だ予備実験段階である。ラットTLR3遺伝子のプロモーター活性を調べるために、同遺伝子のプロモーター領域と推定されるDNA断片を含むベクターを作製し、マウスマクロファージ様細胞RAW 264においてプロモーター活性を調べた。この結果、同領域を含むベクターではレポーター活性の上昇が認められたことから、同遺伝子断片にはマウスの細胞においてプロモーター活性を示す領域を含むことが示唆された。心内膜炎の病巣から分離され、クローン化されたStreptococcus intermedius GAI-1157株を用い、菌体表層タンパク質抗原であるantigen I/IIをdegenerate PCR法で検討した。口腔連鎖球菌間で保存度の高い領域に縮重プライマーを設定しPCRを行い、塩基配列を決定した。その結果、この断片がantigen I/II塩基配列と相同性を示した。次にこの遺伝子の全長にわたる遺伝子配列構報を得るために、gene-walking法を用い、周辺域6.1kbの塩基配列を決定し、DDBJ/EMBL/GenBankデータベースに登録した(アクセッション番号AB045140)。S.intermediusのantigenI/II (Pas)は1310アミノ酸からなると予想され、antigen I/IIに保存される反復領域A領域とP領域は単純化され、繰り返し単位が1つであることがわかった。Streptococcus mutans PAcと70%のアミノ酸一致率を示した。ラットとマウスを用いて心内膜から内皮細胞を分散し、初代培養を試みた。内皮細胞の同定にvon Willebrand抗体を用いた。現在、細胞の増殖が悪く、培養条件を検討中である。Toll-like receptor 2,3,4のmRNAの発現を検討するために、ラット末梢血白血球より抽出したmRNAをRT-PCRに用いた。その結果、わずかにtlr3の発現が認められた。Toll-like receptor (TLR)の遺伝子情報はラットではTLR2とTLR4の2つだけがデータベースに登録されており,TLR2-4の発現解析のためにラットのTLR3の情報が必要になった。そこで,ヒトTLR3の塩基配列を基にRT-PCRを行い,TLR3のcDNA配列を一部決定した。全長については塩基配列を決定しているところである。次に,ラットの血管内皮細胞とヒトの血管内皮細胞HUV-ECを用いてTLR2-4までRT-PCRを用いて検討したが,S.mutans感染群と対照群との間に明瞭な差は認められなかった。しかしながら,全く応答がみられないのか,実験系に問題がないかどうか実験条件をさらに検討する必要があると考えられた。S.mutansのantigen I/II発現株MT8148とantigen I/II欠損株EM3をヒト血管内皮細胞HUV-ECに感染させたのち,ライセートをSDS-PAGEを用い発現プロファイルを検討した。しかしながら明瞭に発現の差のある分子はこれまでのところ同定に到っていない。

ラットTLR3遺伝子のプロモーター活性を調べるために、同遺伝子のプロモーター領域と推定されるDNA断片を含むベクターを作製し、マウスマクロファージ様細胞RAW 264においてプロモーター活性を調べた。この結果、同領域を含むベクターではレポーター活性の上昇が認められたことから、同遺伝子断片にはマウスの細胞においてプロモーター活性を示す領域を含むことが示唆された。
手首正中神経の圧迫を予防するためのタイピング作業ガイドラインの研究

日常生活や職場において、パソコンなどの情報端末機器を長時間利用することが増えてきた。これに伴い手首を屈曲もしくは伸展した状態を長時間維持する機会が増え、手根管症候群を発症する一つ原因として考えられる。研究1【目的】長時間のキーボードタイピングによる手首の正中神経の面積に与える影響を検討した。【研究実施】15名の健常な男子大学生・大学院生を被験者とした。被験者にランダムな実験条件(コントロール、タイピング1とタイピング2)を課し、超音波画像計測装置で実験前後の正中神経の形状を比較した。【結果】キーボードタイピング後に正中神経の面積は大きくなった。これは手首と指の反復的な動作による圧迫によって、正中神経が腫れたためだと考えられる。本研究の成果は国際誌(Journal of Occupational Health)に掲載されている。研究2【目的】異なる手首と指の姿勢による手根管の正中神経の形状に与える影響を検討した。【研究実施】20名の若年者を被験者とした。超音波画像計測装置を用いて異なる指の姿勢条件での手首の正中神経の違いを検討した。手首の条件は各伸展・屈曲で15・30・45度で設定した。【結果】その結果,第一,第二指関節が屈曲する時,正中神経の面積が小さくなった。これは浅指屈筋腱と深指屈筋腱の滑走により正中神経が圧迫されたためだと考えられる。また、手首の伸展・屈曲伸展・屈曲が大きいほど,手根管の正中神経の面積がさらに小さくなり、強く圧迫されることが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。研究1【目的】グリップ(手を握る度合い)の違いが手根管の正中神経の形状に与える影響を検討した。【研究実施】29名の若年者を被験者とした。超音波画像計測装置を用いて異なるグリップ条件での手首の正中神経の違いを検討した。【結果】力を入れていない状態よりも強く握った状態の方が正中神経の面積が小さくなった。これは浅指屈筋腱と深指屈筋腱と虫様筋の滑走により、正中神経が圧迫されたと考えられる。本研究の成果は国際誌に掲載されている。研究2【目的】長時間のキーボードタイピングによる手首の正中神経の面積に与える影響を検討した。初年度の研究予定は,グリップ(手を握る度合い)の違いおよびキーボードタイピングによる手首の正中神経の面積に与える影響を明らかにすることであった。この目的はおおむね順調に進展していると判断される。平成28年度の研究2の研究成果を学術雑誌に投稿する予定。実験において様々な課題が生じた。平成29年度で実験方法を変更して研究を行うことも検討している。
毛髪による治療的薬物モニタリングの方法論の確立:服薬状況把握への応用

精神病患者において長期間使用される向精神薬ハロペリド-ルにつき、薬物が投薬量に応じて毛髪内へ取り込まれること、取り込まれた薬物は毛髪の中に保持され毛髪の生長に伴って毛根側から先端側へ移動することが判明した。が、毛髪の生長スピ-ドには個人差が存在し、又、毛髪には成長期と休止期があることなど問題点が明かとなったため、日常汎用され、短期間のみ原病に関係なく使用される薬物で毛髪により検出され易い薬物を見いだすために多くの薬物のスクリ-ニングを行った。尿路・呼吸器・耳鼻科領域感染症や感冒に広く用いられる合成抗菌薬オフロキサシンに注目、その毛髪によりの抽出法・高速液体クロマトグラフィ-を用いた微量定量法を確立した。健常成人ポランティアにオフロキサシン製剤を用量を替えて投与し検討したところ、本剤一錠服用しただけで毛髪から検出でき、しかも毛髪内濃度が投与量に比例することが判明した。次に、過去にオフロキサシンを服薬したことのある患者より毛髪を採取し、毛髪を毛根より1cmづつに切り分けてそれぞれのセグメントよりオフロキサシンを測定した。毛髪の生長を一月1cmと仮定すると、毛髪内での本剤の分布が過去の服薬歴とよく一致することが証明された。更に、過去一月以内に本剤を服用した患者より、毛髪を一月毎に服薬後三カ月まで採取し同様にオフロキサシンの毛髪内分布を検討すると、一月に1cmづつ先端側へ移動していくことが判明した。このことは毛髪内のオフロキサシン分布と本剤の服薬歴を調べて対比させると、その個人の毛髪の生長スピ-ド当該毛髪の先長サイクルを知ることが出来ることを示している。服薬状況把握への応用としては、毛髪内ニコチン濃度の測定法を確立し禁煙教室で禁煙を決意したボランティアで6カ月の禁煙教室期間中の喫煙状況と毛髪内のニコチン分布とを対比すると禁煙の経過とよく一致し喫煙或いは禁煙状況がよく把握できることが示された。抗精神病薬ハロペリド-ルを長期間確実に服薬している精神病患者59名から、毛髪及び朝の投薬前の血漿を採取し、それぞれに含まれるハロペリド-ル濃度をラジオイムノアッセイ法にて測定した。ハロペリド-ル投薬量と血中濃度とは相関しなかったが、投薬量と毛髪中濃度とは良く相関した。従って、投薬量を知る上では毛髪は血液より良い指標であると考えられた。又、同じ角化組織である爪の中に含まれるハロペリド-ル量も投薬量と比例したが、重量当りの含量は毛髪の1/10以下であった。白髪混じりの患者において、同一患者より得られた白髪中と黒髪中のハロペリド-ル含量を比較すると、白髪中からは殆ど検出されず、ハロペリド-ルの毛髪中への移行と毛色素メラニンとの関係が示唆された。このことは、白色ラットと有色ラットを用いた動物実験においても確かめられた。即ち、毛成長を促すため背部の毛を予め抜いておいた白色及び有色ラットに三濃度のハロペリド-ルを23週間腹腔内へ投与し、抜毛した部位に新たに生えてくる毛髪を採取し、毛中ハロペリド-ル含量を測定比較した。

血中のハロペリド-ル濃度には白色・有色ラット共に差がなかったにも拘らず毛髪中の薬物濃度は十倍数十倍高いことが判り、ヒトでのハロペリド-ルとメラニンとの密接な関係を示唆するものであった。更に高感度で、代識物も同時に測定できるように高速液体クロマトグラフィ-と高感度の電気化学検出器を用いて、ハロペリド-ルとその主要代識物ハロペリド-ル還元体を同時測定するシステムを開発した。これによって一本の毛髪を根元から1cmずつに切り分けて、それぞれの部位に含まれるハロペリド-ルと還元体を同時に測定できるようになった。即ち毛髪の成長速度を1ヶ月に1cmと仮定すると、その患者の1ヶ月毎の過去の服薬歴が推定できることが判った。昨年度の成果より、薬物が投薬量に応じて毛髪内へ取り込まれること、取り込まれた薬物は毛髪の中に保持され毛髪の生長に伴って毛根側から先端側へ移動することが判明した。しかし、毛髪の生長スピ-ドには個人差が存在し、又、毛髪には成長期と休止期があることなど問題点が明かとなった。そこで、日常診療で汎用され、短期間のみ原病に関係なく使用される可能性が大きい薬物で毛髪より検出され易い薬物を見いだすために多くの薬物のスクリ-ニングを行った。尿路・呼吸器・耳鼻科領域感染症、更に感冒に広く用いられる合成抗菌薬オフロキサシンに目標を絞り、その毛髪よりの抽出法・高速液体クロマトグラフィ-を用いた微量定量法を確立した。健常成人ボランティアにオフロキサシン製剤を用量を替えて投与し検討したところ、本剤を一錠服用しただけで毛髪から検出でき、しかも毛髪内濃度が投与量に比例することが判明した。次に、過去にオフロキサシンを服薬したことのある患者より毛髪を採取し、毛髪を毛根より1cmづつに切り分けてそれぞれのセグメントよりオフロキサシンを測定した。毛髪の生長を一月1cmと仮定すると、毛髪内での本剤の分布が過去の服薬歴とよく一致することが証明された。更に、過去一月以内に本剤を服用した患者より、毛髪を一月毎に服薬後三カ月まで採取し同様にオフロキサシンの毛髪内分布を検討すると、一月に1cmづつ先端側へ移動していくことが判明した。このことは毛髪内のオフロキサシン分布と本剤の服薬歴を調べて対比させると、その個人の毛髪の生長スピ-ド当該毛髪の生長サイクルを知ることが出来ることを示している。服薬状況把握への応用としては、毛髪内ニコチン濃度の測定法を確立し禁煙教室で禁煙を決意したボランティアで6カ月の禁煙教室期間中の喫煙状況と毛髪内のニコチン分布とを対比すると禁煙の経過とよく一致し喫煙或いは禁煙状況がよく把握できることが示された。
新規ポーラス充填剤創成によるＣＨＮ分析の長期安定・高精度化

研究目的有機化合物中の炭素、水素、窒素含有量の測定は、試料を高温(約1000°C)炉中で完全燃焼してガス化し、熱伝導度検出器に導入し定量化している。その際フッ素を含有する分析試料を高温で燃焼させるとフッ化水素ガスが発生するが、このフッ化水素ガスは燃焼管や検出器など装置を著しく劣化させ、測定精度を大幅に低下させる原因となっている。本研究の目的はゾルーゲル法を用いて、高温においても長期間安定で反応表面積が大きく除去効率に優れた多孔質フッ素除去充填剤を開発することである。これにより測定装置の劣化を長期間抑え、CHN分析の安定性ならびに分析精度の著しい向上が期待できる。研究方法シリカゲルの多孔性と高温時での安定性、酸化カルシウムのフッ素との親和性をうまく融合して利用する事を目的に、ガラスの低温合成法であるゾルーゲル法を用いてシリカ骨格中に酸化カルシウムを均一に分散担持させた多孔質フッ素除去充填剤の開発を目指す。1原料の混合:テトラエトキシシラン溶液に、カルシウム塩、有機物(DMF、PEG他)等を相分離することなく混合させ、カルシウム塩を均一に分散させた湿潤ゲルを作製する。2乾燥と熱処理:湿潤ゲルを恒温槽で乾燥の後、電気炉で熱処理し有機物の除去による多孔質化ならびにシリカゲル中に酸化カルシウムを均一に担持させたシリカゲルを作製する。3充填剤の評価: CHN分析装置に充填し、フッ素含有有機化合物の分析を行う。研究成果原料の混合順序をうまく工夫する事で、テトラエトキシシラン溶液にカルシウム塩等を相分離することなく均一に混合する事ができ、透明なバルクゲルを作製する事ができた。熱処理時に少し砕けてしまったが、12mesh程度と充填剤としては十分な大きさの物が得られた。この得られたフッ素除去充填剤をCHN分析装置に充填し分析を行った所、フッ素を高濃度に含有するTeflon(F=75.98%)分析においても、そのフッ素除去能力の発揮により、良好なCHN分析結果を得る事ができた。
東南アジアにおけるイスラーム法学の受容と展開―学びの中心とウラマーのネットワーク

研究期間全体を通じての研究の成果は、単著『国家と対峙するイスラームマレーシアにおけるイスラーム法学の展開』(作品社)および他の著書、論文にまとめられ、刊行された。これらの研究成果は、マレー語やアラビア語の膨大な一次資料の分析と長年に渡る現地調査に基づいており、東南アジアのイスラームに関する研究への大きな寄与である。今後の研究に結びつく現地調査も行われた。これらの研究は、東南アジアのイスラーム、中東と東南アジアの間のイスラームについての知的交流に関するこれまでの研究が、着実な成果を挙げたことを示しており、さらには今後もこの分野での研究をさらに発展させうることを示している。これらの研究によって東南アジアと中東をつなぐウラマー(イスラーム学者)のネットワークと、それを基に発展したイスラーム法学に関する研究が進展し、国内国外で研究成果を発信することもできた。平成26年度は、特別研究員(PD)としての初年度にあたり、マレーシアとインドネシアで二度に渡り、長期の現地調査を行った。これらの調査では、今後の研究において基礎的な資料となるマレー語、インドネシア語、アラビア語等のイスラーム法学書、ファトワー(教義回答)集等を収集するとともに、イスラーム学者へのインタビュー、世界各地の研究者との意見交換も行った。アウトリーチ活動にも関与し、全国歴史教育研究協議会第55回研究大会(大阪大会)に招かれ、シンポジウム「連携ー教室にとらわれない歴史」において、イスラーム研究および歴史研究の学校教育との連携について講演、意見交換を行った。また、中外日報紙において二度に渡り東南アジアおよびイスラームに関する記事を寄稿した。以上のように、平成26年度には国内国外で研究発表の機会を持ち、東南アジアのイスラーム法学に関するこれまでの研究成果を発表するとともに、今後の研究の基礎となる現地調査、資料調査を行った。平成27年度は、東南アジアで現地調査を行いつつ、平成28年度に刊行を予定している日本語の著書一点、英語の著書一点の執筆に注力した。平成27年度は、マレーシア等東南アジアでの現地調査が進展し、十分な資料を収集することができた。また、東南アジアにおけるイスラームの研究という分野で世界的に代表的な学術誌であるStudia Islamikaに、東南アジアと中東をつなぐイスラーム学者のネットワークと東南アジアにおけるイスラーム法学の発展に関する論文が掲載された。平成28年度は、これまでの研究成果を日本語の単著のかたちにまとめて発表することに最も注力した。その結果、平成28年6月に日本語の単著『国家と対峙するイスラームマレーシアにおけるイスラーム法学の展開』(作品社)を刊行した。この著書は、特別研究員としての研究課題である、東南アジアと中東、南アジアをつなぐウラマー(イスラーム学者)のネットワークが東南アジアにおけるイスラーム法学発展にどのように寄与してきたのか、という歴史的な過程を明らかにしたものである。この著書でまとめられた研究は、特別研究員としての三年間に行われた東南アジアでの現地調査、資料収集、資料の分析に基づいている。これまでの研究をまとめるに際して、平成28年度中にもマレーシア、インドネシアでの現地調査を行った。この現地調査は、研究成果をまとめるために必要な補足的な調査であるとともに、今後の研究のための基礎的な調査でもあった。そのため、資料の収集と共に、ウラマーへの聞き取り調査、マレーシアに居住しているミャンマーからのロヒンギャ・ムスリム難民の調査等を行った。マレーシアでは現地調査を行うとともに口頭発表を一度、カンボジアでは現地のムスリム少数民族チャム人についての調査を行うとともに口頭発表を一回行った。国内では、東南アジアと中東をウラマーのネットワークと東南アジアのムスリム社会における公共圏の形成に関する口頭発表を一回行った。平成28年度は、特別研究員としての三年間の研究成果が単著『国家と対峙するイスラームマレーシアにおけるイスラーム法学の展開』(作品社)にまとめられ、刊行された。同書はマレー語やアラビア語の膨大な一次資料の分析と長年に渡る現地調査に基づく意義深い研究であり、東南アジアのイスラームに関する研究への大きな寄与である。同時に、他にも国内国外での研究発表が続けられ、今後の研究に結びつく現地調査も引き続き行われた。平成28年度中の研究は、東南アジアのイスラーム、中東と東南アジアの間のイスラームについての知的交流に関するこれまでの研究が、特別研究員としての三年間で着実な成果を挙げたことを示しており、さらには今後もこの分野での研究をさらに発展させうることを示している。したがって、平成28年度に研究は、期待以上の進展があったといえる。平成29年度は、日本語の共著1冊、日本語の書評論文1篇を刊行した。また、国内で2回、国外(インド)で1回の口頭発表を行った。これらの研究成果は、平成28年度に行った海外調査および資料収集(マレーシア、インドネシア、カンボジア、インド)に基づいている。これらの現地調査では、イスラーム法学に関する資料収集、資料の分析を行うとともに、現地の研究者、イスラーム学者との意見交換を行った。これらの研究調査および発表によって、特に東南アジアと中東、南アジアの間のイスラーム法学上の相互影響に関する研究が進展した。平成29年度は、研究課題を達成する上でこれまで特に不足していた南アジア方面についての研究を充実させることができた。これらの研究成果は、マレー語やアラビア語の膨大な一次資料の分析と長年に渡る現地調査に基づく意義深い研究であり、東南アジアのイスラームに関する研究への大きな寄与である。

これまでの研究は、東南アジアのイスラーム、中東と東南アジアの間のイスラームについての知的交流に関するこれまでの研究が、着実な成果を挙げたことを示しており、さらには今後もこの分野での研究をさらに発展させうることを示している。研究期間全体を通じての研究の成果は、単著『国家と対峙するイスラームマレーシアにおけるイスラーム法学の展開』(作品社)および他の著書、論文にまとめられ、刊行された。これらの研究成果は、マレー語やアラビア語の膨大な一次資料の分析と長年に渡る現地調査に基づいており、東南アジアのイスラームに関する研究への大きな寄与である。今後の研究に結びつく現地調査も行われた。これらの研究は、東南アジアのイスラーム、中東と東南アジアの間のイスラームについての知的交流に関するこれまでの研究が、着実な成果を挙げたことを示しており、さらには今後もこの分野での研究をさらに発展させうることを示している。平成26年度には国内国外で研究発表の機会を持ち、東南アジアのイスラーム法学に関するこれまでの研究成果を発表するとともに、今後の研究の基礎となる現地調査、資料調査を行った。研究成果の発表は、英語の著書二冊を含んでおり当初の計画以上であった。また、現地調査、資料収集では今後の研究の基礎とするのに十分なファトワー、法学書、研究書を集めることができた。国内外の研究者との意見交換でも、今後研究成果をまとめていく上で重要な示唆を数多くえることができた。よって、本研究は当初の計画以上に進展しているといえる。平成28年度は、日本語による単著を刊行する等、これまでの研究成果をまとめ、発表することに最も注力する。他に、調査としては、前半にマレーシアとインドネシア、後半にタイ南部パターニーに赴き、これまでの研究を補足する資料を収集する。マレーシア、インドネシア、タイ南部、およびサウディアラビアで引き続き現地調査を行う。イスラーム法学に関する資料収集、資料の分析を行うとともに、現地の研究者、イスラーム学者との意見交換を行う。研究成果を日本語の共著、英語の査読論文、日本語および英語の口頭発表のかたちで発表する。これらの研究および発表によって、特に東南アジアと中東の間のイスラーム法学上の相互影響に関する研究が進展する。研究課題を達成する上で、これまで不足していた中東方面についての研究を充実させることができる。イスラーム研究平成27年度、28年度は、平成26年度中に収集したファトワー集やイスラーム法学書を基礎資料として、研究成果の発表を続ける予定である。平成27年度にはStudia Islamika誌へのの投稿が掲載されることが決定している。その他、国内国外の学術誌に論文を投稿するとともに、日本語の著書を出版する予定である。
近年の中山間地域の土地利用とイノシシの行動特性の関係-被害対策と共存にむけて-

精度の高いGPSデータによるイノシシの行動分析から、中山間地域の耕作放棄地や放置竹林などが拡がる場所をイノシシが好んで生息地としていることが裏付けされた。農業経営に対して温度差がみられる地域の中で、イノシシによる被害対策を効果的に行い、イノシシとの共存を図るには、このような状況の共通理解と地域ぐるみの対応をいかに構築できるかが重要となる。調査地域は、滋賀県大津市の栗原地区周辺である。当地は、滋賀県の比良山地山麓部の丘陵地帯に位置し、戸数80ほどの集村形態の村である。集落の周りに水田が拡がり、一部に畑地がみられる。畑地は団地になっている箇所もあり、そこではゴボウなどの特産物の生産もみられる。水田や畑地は、山地部から引水した用水路による灌漑を行っている。水田や畑地には耕作放棄地が混在し、それらが拡大している。また集落や田畑の周遊には、放置された竹林も多い。当地の丘陵は小河川による開析を受けていて、狭いが比較的深い谷が刻まれており、そのような河川が集落の中を通っている。平成21年度は、6月から8月にかけて2頭のイノシシにGPSを装着した。また、イノシシの行動や被害に関する聞き取り調査や実態調査を行った。その結果、深く刻まれた谷と河川部、耕作放棄地・放置竹林、放置された用水路などが、イノシシの移動経路・餌場・潜伏地として特に重要な存在になっていることが指摘できた。当地の被害防止は、電気柵による防護柵の設置が多い。土地がまとまっているところではグループによる電気柵の設置がみられるが、そうでないところは個人の設置となっている。特に、上述した谷と河川部沿い、耕作放棄地・放置竹林、放置された用水路などの近隣の田畑は被害を受けやすい状況にあるため、その点に対する住民意識を高める必要がある。団地になっている畑地のひとつは、大規模なワイヤーメッシュ柵を助成金により設置している。現在の柵は、7・8年前の柵が古くなり破損したため取り替えたものである。この柵の近くにも谷と河川部があり、そこからのイノシシの接近や侵入が認められる。恒久的な柵でも、周囲にイノシシの接近を促す環境があれば、耐用年度や管理の不行き届きなどからイノシシの侵入を受けることになる。本年度は2頭のイノシシにGPSを装着し、5月8月の行動追跡を行った。その結果.2頭とも栗原の東部(南在地区)を特徴的に環境利用(耕作放棄地や放置竹林を利用)した。そこで、栗原の東部の土地利用とイノシシの行動の関連を分析した。栗原の灌漑用水路の管理と農作業用の農道の整備に着目したところ、栗原には、水田の灌漑用水路の管理(水源の見回りや取水)において共同して管理にあたる区域と個人的な取水に依拠する二通りの区域があり、東部は後者にあてはまった。前者では共同的な水路の管理とまとまった面積の水田経営がみられ、その中でイノシシの被害対策も共同で電気柵の管理を行っていた。まとまった水田の周辺には耕作放棄地や放置竹林がみられるが、耕作放棄地がモザイク状に水田の中に入っておらず、電気柵による水田の囲い込みと管理が容易な条件となっていた。一方、後者では、水田や水路の管理は個人的なものとなり、被害対策も個々で行う場合が多い。東部では、耕作放棄地がモザイク状に水田の中に入っており、そのような中で個々の農家による電気柵などの被害防除が行われていた。水田の経営状況は、農道の整備にも影響していた。現在は、軽トラックなどが通れる広さの農道が必要であるが、耕作放棄地の増加と経営意欲の低下によって東部では農道の廃道化や不整備がめだつ。耕作放棄地の増加や経営意欲の低下の要因の一つがイノシシなどによる水田被害であることから、水田経営の形態や内容を検討し野生動物とのすみ分けを図ることが重要となる。GPSテレメトリー調査より得られた詳細なデータ(1時間毎)を、第6回・第7回自然環境保全基礎調査の植生調査の地図上と2500分の一の大津市域図上に落としイノシシの行動特性を分析した。今回注目したのは、5月8月にかけて入手したオスの行動特性である。イノシシは5月9日の捕獲地点(標高180mほど)での放獣後、標高の高い山間部(標高340mほど)に一時的に避難するような行動をとった。翌日の10日には標高210mほどの沢沿いの荒地(植生調査ではコナラ群落)に移動し、13日まで滞在後、同日に標高340mほどのスギ・ヒノキ・サワラ植林地に移動した。その後、この場所と標高270mほどの谷の頭部を行き来し、20日に捕獲された地点の近くに降りてきた。その後は、水田や畑の周辺に居ついた。

このイノシシに特徴的であったのは、5月30日頃から標高160170mの緩傾斜の耕作放棄地(藪地)の一角を昼間の潜伏地(休息地、寝屋)として集中的に利用したことである。ここは斜面の上部と下部の平坦地に水田や畑がみられ、イノシシにとって農耕地にアクセスしやすい場所であった。5月31日6月2目にかけてのデータから比較的精度の高いものをひらいあげると、31日は午前0時4時にかけての水田雑草群落(水田、耕作放棄地など)を移動しながらの行動(餌さがし)、午前10時午後3時にかけての耕作放棄地(藪地)での移動を伴わない潜伏、午後9時11時にかけての餌さがし、6月1日は午前0時4時にかけての餌さがし、午前5時午後7時にかけての潜伏、午後9時10時にかけての水田雑草群落での餌さがし、6月2日は午前1時4時にかけての餌さがし、午前5時午後7時にかけての潜伏、午後8時11時にかけての餌さがしといった行動が示された。その後、約2カ月間にわたり、緩斜面の耕作放棄地を潜伏地として、斜面の上部と下部にひろがる平坦地の水田雑草群落で餌さがしをするパターン化された行動がみられた。
笑顔をもちいた対他者関係の比較認知発達科学

(1)研究の目的:ヒトはどのように笑顔を使い,その笑顔はどのように社会的な生活に影響を与えているのであろうか。本研究の目的は,笑顔をもちいた乳幼児と他者とのコミュニケーションの進化と発達を観察と実験から詳細に検討し,その背後にある社会的な認知能力について探ることである。「ヒト乳児における笑顔の初期発達」,「飼育下チンパンジー群れの笑顔観察」,「笑顔の伝播」,そして「表情弁別実験」という4つの視点から笑顔を体系的に理解し,何がヒト固有の能力であり,なぜそのような違いが生まれたのか考察していく。(2)成果の具体的内容:「ヒト乳児における笑顔の初期発達」,「飼育下チンパンジーの群れの笑顔観察」,「笑顔の伝播」について,データ収集と成果発表をおこなった。ヒト乳児については家庭にビデオを配付し,睡眠中の自発的微笑と覚醒中の社会的微笑や,母子での「高い高い」の場面の撮影を依頼している。飼育下チンパンジーについては,名古屋市東山動植物園に2017年10月に誕生した乳児2個体を毎週,継続的に観察している。乳児は1歳半となり,社会的な環境の中で多くの笑顔を見せている。それらの進捗について,国内学会や講演会での報告を行った。(3)意義と重要性:ヒトにとって日々の生活の中で頻繁に表出し,見る機会のある笑顔は,あまりに一般的であるため,実は謎が多く残されていることはそれほど知られていない。笑顔について進化と発達の視点から探った研究が少ないのが現状である。どのように笑顔を対他者関係の中で使い,それがどのくらい社会関係の維持に寄与しているのだろうか。笑顔を探求することは,ヒトやチンパンジーを含む動物にとって,よりよい環境を築く足がかりとなると考えている。「ヒト乳児における笑顔の初期発達」,「飼育下チンパンジー群れの笑顔観察」,「笑顔の伝播」,そして「表情弁別実験」という4つの視点のうち,平成30年度は「笑顔の伝播:ヒト乳児-養育者間の対面実験,チンパンジーに対する笑顔画像呈示実験」に重きをおく研究実施計画であった。笑顔やその他の表情の伝播が実験場面で生じるのか,そこにヒトとチンパンジー間で違いがあるのかを確認することが目的である。ヒトについては家庭と保育園において実験的観察を行っている。家庭にはビデオを配布し,生後5週から25週まで,母子で「高い高い」を含む遊び場面の撮影を依頼した。保育園では0歳クラスにおいて,保育者に「高い高い」を行ってもらい撮影した。チンパンジーについては,コンピュータをもちいた視聴覚的刺激呈示による実験を京都大学霊長類研究所で行う計画であった。申請者は2018年6月より京大霊長研の特定講師を兼務しており,研究実施の準備を行っている。前年度から引き続き,「飼育下チンパンジー群れの笑顔観察:母子間の笑顔共有はあるのか,子はかすがいになるのか」も継続した。名古屋市東山動植物園に2017年10月チンパンジーの双生児が誕生し,誕生の1か月前から継続して観察している。チンパンジーではあまり見られない,乳児期における非母親個体による頻繁な接触行動が見られており,貴重なデータの収集に成功している。「ヒト乳児における笑顔の初期発達:自発的微笑と社会的微笑の関係を探る縦断的観察」も継続してきた。自発的微笑は発達の最初期から見られるが,後に,覚醒中に他者に対して向けられる笑顔である社会的微笑に取って代わられると考えられてきた。その2つの笑顔の関係が明確ではないことを示すデータが得られており,本研究ではその関係性を探っている。今年度は新たに1名の24週にわたる縦断観察の協力者を得ることに成功し,継続中である。今後は,「ヒト乳児における笑顔の初期発達」,「飼育下チンパンジー群れの笑顔観察」,「笑顔の伝播」のデータの追加,分析を継続するとともに,4つめの視点である「表情弁別実験:ヒト,チンパンジーは笑顔に敏感でありうるのか」に研究の中心をシフトしていく。この研究ではさまざま表情弁別課題を呈示し,笑顔に対してより敏感になる条件を探ることを目的とする。方法として,視覚刺激はチンパンジーとヒトの笑顔,怒り顔,中立顔をもちいる。課題は視覚探索課題,ドット・プローブ課題,チェンジ・ブラインドネス課題とし,それらをタッチセンサーの付いたディスプレイに呈示し反応を計測する。ターゲットの位置が画面の中心か周辺か,または左側か右側かという位置の効果,背景色の効果(寒色または暖色),刺激が正立か倒立かという条件により分析する。ヒトとチンパンジーの参加者で同一の環境で実験を行い,表情認知の種間の違いを探る。呈示するチンパンジーの表情刺激の収集に時間がかかっている。刺激が手に入らない場合は,ヒトの表情刺激のみで行うことも視野に入れ研究を進める。ヒトの表情で研究を実施する場合,種間比較は公平さに欠けるため力点は置かないこととする。継続中の「ヒト乳児における笑顔の初期発達」は十分なデータが集まりつつあり,成果報告を目指す。「飼育下チンパンジー群れの笑顔観察」については,東山動物園以外の動物園でもチンパンジーの出産が予定されているため,訪問を計画している。「笑顔の伝播」はヒトの実験的観察は順調に進んでいるため,チンパンジーへの視覚刺激呈示実験の準備を進める。

本研究の目的は,笑顔をもちいた乳幼児と他者とのコミュニケーションの進化と発達を観察と実験から詳細に検討し,その背後にある社会的な認知能力について探ることである。「ヒト乳児における笑顔の初期発達」,「飼育下チンパンジー群れの笑顔観察」,「笑顔の伝播」,そして「表情弁別実験」という4つの視点から笑顔を体系的に理解し,何がヒト固有の能力であり,なぜそのような違いが生まれたのか考察していく。(2)成果の具体的内容:「ヒト乳児における笑顔の初期発達」に関連して,最初期の笑顔とされ睡眠中に見られる自発的微笑について,ニホンザルの新生児における観察例を報告した。これまで自発的微笑は,ヒトとチンパンジーというヒト科の動物でしか見られていなかった。ヒトとの共通祖先からの分岐が約3000万年前にさかのぼるニホンザルにも,この自発的微笑という現象が共有されていることになる。この論文はニューヨークタイムズやBBCを含む国内外のメディアに取り上げられた。(3)意義と重要性:ヒトにとって日々の生活の中で頻繁に表出し,見る機会のある笑顔は,あまりに一般的であるため実は謎が多く残されることが知られていない。笑顔について進化と発達の視点から探った研究が少ないのが現状である。どのように笑顔を対他者関係の中で使い,それがどのくらい社会関係の維持に寄与しているのだろうか。笑顔を探求することは,ヒトやチンパンジーを含む動物にとってよりよい環境を築く足がかりとなると考えている。「ヒト乳児における笑顔の初期発達」,「飼育下チンパンジー群れの笑顔観察」,「笑顔の伝播」,そして「表情弁別実験」という4つの視点のうち,平成28年度は「ヒト乳児における笑顔の初期発達:自発的微笑と社会的微笑の関係を探る縦断的観察」に重きをおく研究実施計画であった。自発的微笑とは睡眠中に外部からの視聴触覚的刺激なしに口角が上がり,笑顔のように見える現象のことである。出生直後,正確には胎児期から見られ,笑顔の発達的起源であると考えられている。この自発的微笑は生後2か月前後で消え,その時期に増えてくる覚醒中に他者に対して向けられる笑顔である社会的微笑に取って代わられるとされてきた。しかし近年の観察により自発的微笑は生後15か月を過ぎても見られ,両微笑が共存する期間が長いことから,それまで社会的微笑の前段階の笑顔とされてきた自発的微笑の機能が不明瞭になりつつある。さらに先行研究でチンパンジーの乳児やニホンザルの乳児にも自発的微笑が見られたことが,より両微笑の関係をわかりにくくしている。チンパンジーやニホンザルが普段の生活で見せる社会的微笑は口を丸く開くもので,口角が明確に上がる自発的微笑とは形状が異なるためである。これら2つの微笑の関係を探るため,ヒトの乳児を対象に生後2週から24週まで縦断的に観察をおこなっている。現時点で9名の撮影が終了し,6名分のデータを分析した。自発的微笑を多く見せる子どもは社会的微笑も多く見せる,早期から見せるということがあるのか調べたところ,そのような関係性は見られていない。これは2つの微笑の間に関係がない,さらに自発的微笑は笑顔のように見える表情であって,笑顔ではないという可能性を示唆する結果である。データ収集と分析を進め,より明確な結果を示す。(1)研究の目的:ヒトはどのように笑顔を使い,その笑顔はどのように社会的な生活に影響を与えているのであろうか。
多光子電離による分子の動的過程に関するパーフェクトロン実験

パーフェクトロンは、従来の測定技術と原理が全く異なる新しい型のビーム交差法分子線散乱装置で、本研究代表者の発案による。これを用いて励起分子のダイナミックスを系統的に調べ、以下のような多くの新しい知見を得ることができた。1.余剰エネルギーの分子内自由度への分配:分子の光分解過程は反応性衝突の後半部分、いわゆる"Half Collision"とみなすことができるので重要である。しかもレーザーの余剰エネルギーが、分子の内部量子状態(電子・振動・回転)および並進運動のエネルギーにどのように分配されるかは統計物理学の基本的問題に係わる重要な課題である。パーフェクトロン実験では、生じたフラグメントを多光子電離(MPI)でイオンにして100%の収束効率で質量分析し、しかも殆んど0エネルギーまで並進運動を観測できる。回転・振動・電子状態へのエネルギー分配はレーザー波長を詳細に掃引することによって決定することができるので、光分解のキネマティックスを極めて高い精度で決定することができた。2.異方性因子の測定:直線偏光レーザーの偏光面を回転させながらフラグメントの角度分布を測ると異方性因子が得られる。パーフェクトロンはヤコビアンが1の分析器であるため、実験室系の角度分布を重心系に変換する必要がなく、親分子の速度分布にもフラグメントの速度分布にも関係なく異方性因子が得られるので極めて高い精度が得られる。事実4次のルジャンドル項を分離して2光子解離の中間状態の対称性と寿命とを初めて決定し得た。3.上記のエネルギー分配と異方性因子の測定法を駆使して、有機金属錯体のフラグメンテーション、特に超励起状態を経由する過程を調べた。このような複雑な過程の研究は、従来のフォトフラグメント分光の技術では困難である。結果は現在解析中である。パーフェクトロンは多目的に使用できる新しい原理の分子線散乱装置であるが、いわゆるレーザー化学、特に励起分子のダイナミクスの研究には優れた特性を発揮する。例えば、励起分子の解離における異方性因子βの測定にパーフェクトロンを質量分析モードで使用すれば、ドプラー・フリーでしかも実験室系から重心系への面倒な力学変換を必要としないJacobian=1の測定ができる。したがって從来のフォトフラグメント・スペクトロスコピーのように親分子の速度分布に影響されることもなく、また生成したフラグメントの速度を測らずに重心系の値そのものが得られるので、測定時間は【10^(-2)】【10^(-3)】に短縮され、しかも高い測定精度が得られる。勿論エネルギー分析モードでも、また通常のTOFモードでも測定できる、本年度に行なわれた異方性因子βの測定の中で、特筆すべきことは:フォトンのエネルギーが分子の解離エネルギーに等しく、フラグメントの運動エネルギーがOの場合のβと、2光子で解離するときのβの測定である。これらはいずれも世界で初めて観測されたものである。まず、hν=Do(hνはフォトンのエネルギー,Doは解離エネルギー)の場合のβは親分子の回転の影響が強く効いてβ【!_】Oとなる。これはOエネルギーまで測定できるパーフェクトロンだけで行なえる測定で、余剰エネルギーが小さい時に、内部量子状態にエネルギーがどのように分配されるのかを知る重要な鍵を握っている。次に、2hν【>!】Doの場合のβで、1光子解離と異なり、2光子解離ではβ∝【P_4】(coox)と4次のルジャンドル関数で表わされるが、β関数の形状から解離するときの励起状態の対称性だけでなく、中間状態の寿命や対称性が決められる。N【O_2】とC【S_2】などて測定して新しい知見を得た。

その他レーザー化学だけに限っても、イオンの解離機構に新しい方向ずけを行なうなど、世界をリードする研究が着々と進められはじめている。パーフェクトロンの特徴を最大限に活かした実験として,昭和61年度は複雑な分子の解離過程,即ち有機金属錯体の多光子過程におけるフラグメンテーションを中心に調べた。フォトンの吸收がある特定のボンドに集中して起るのか,あるいは一旦吸收されたエネルギーが複雑な分子の内部自由度に緩和された後に特定のボンドが切れるのかという統計物理学の基本問題から,化学反応を制禦するといった応用面に到るまで,重要な問題を数多く含んでいる。有機金属錯体のフラグメンテーションは大別して次の3つの過程がある:(1)親分子がまずイオン化し,それからフォトフラグメント・イオンに解離する過程(A過程)。(2)親分子がまず中性フラグメントに解離し,つづいて各フラグメントがイオン化する過程(B過程)。(3)親分子がフォトンを多数吸收して,まず超励起状態に励起され,そこから一度にフォトフラグメント・イオンに分解する過程(C過程)である。これらの過程を調べるには,複雑な各フラグメント・イオンの質量分析やエネルギー分析を同時測定しなくてはならないだけでなく,フォトンを吸收してから分解するまでどの位の寿命があるか,分解の角度分布はどうか,等を一度に測定しなくてはならない。これらは励起状態の電子状態,即ち対称性と寿命に密接に関係していて,複雑なポテンシャル超曲面上をどのような過程で分解していくかを知ることができる。そのためにはレーザを直線偏光にし,その偏光面を回転させながら分解するフラグメントの強度分布を測定する異方性因子を求めればよい。パーフェクトロンは完全收束の質量分析とエネルギー分析が可能なだけでなく,異方性因子の測定には実験室糸の角度分布を重心糸に変換する必要のないヤコビアンが1の分析器であるため,従来の方法では得られない多くの新しい情報を得ることができた。異方性因子のレーザー波長依存性はその一例である。