hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
薬剤性肺線維症の分子メカニズムの解明とゲノム薬理学的解析の統合的研究

薬剤には間質性肺疾患の発症頻度が高いエベロリムスを選択した。各種肺がん細胞にエベロリムスを72時間曝露し、線維化の初期過程である上皮間葉転換(EMT)の関連タンパク質の発現変動を評価した。A549細胞においては、エベロリムスを曝露後もEMT関連タンパク質の発現変動は認めなかったが、EBC-1細胞においては、間葉系マーカーであるVimentinなどの発現が増大し、上皮系マーカーであるE-cadherinなどの発現が低下した。このことから、肺胞上皮基底細胞では、細胞種によってエベロリムス曝露によるEMTの反応性が異なることが示唆された。さらに、細胞種によってEMTを制御するシグナル伝達因子として知られるAktおよびSignal Transducer and Activator of Transcription (STAT) 3のエベロリムス曝露後の活性変動が生じることも明らかにした。これらのシグナル伝達因子の活性変動はEMTマーカーの発現変動に寄与することが考えられる。また、エベロリムスと同様にmammalian target of rapamycin阻害薬による治療を受けた腎細胞がん患者を対象とした臨床研究において、STAT3遺伝子多型(rs4796793)の遺伝子型がCCを有する患者において、エベロリムスによる間質性肺疾患を発症する頻度が高いことを明らかにした。基礎的検討に用いたA549細胞は標的遺伝子多型がGGであり、EBC-1細胞はCCであることから、STAT3遺伝子多型による機能的変異がエベロリムスの曝露によるSTAT3の活性化を誘導し、EMTを誘導することで間質性肺疾患を発症するメカニズムを解明した。mTOR阻害薬エベロリムス(EV)による間質性肺疾患発症メカニズムの分子生物学的解明を目的とし、組織線維化の代表的なメカニズムである上皮間葉転換(EMT)に着目して、EMTの中心的制御因子であるTGF-βとEVの誘導するEMTとの関連性について基礎的検討を行った。ヒト肺胞基底上皮腺癌(A549)細胞を用いてEV長期曝露細胞(A549/EV細胞)を樹立した。EMTマーカーおよびシグナル因子の変動はWestern blot法にて、TGF-βのmRNAの発現量はリアルタイムPCR法にて、細胞外分泌量はELISA法にてそれぞれ評価した。また、A549/EVを樹立する際にEVとTGF-β中和抗体を共存させた細胞(A549/EV+NA)も同様の方法により樹立した。A549/EV細胞はA549細胞と比較して、上皮系マーカーであるE-cadherinの発現低下ならびに間葉系マーカーであるVimentinの発現上昇を認めたことから、EMTの誘導が確認された。また、A549/EV細胞におけるTGF-βの細胞外分泌量はA549細胞と比較して2.9倍に上昇した。しかし、A549/EV+NA細胞のEMT index (Vimentin/E-cadherin)は、A549細胞の3.5倍であり、TGF-β中和抗体の存在下でもEMTの亢進を示した。また、A549/EV細胞にTGF-β受容体阻害薬であるSB431542を処置した場合のEMT indexはA549/EV細胞と比較して顕著な差を認めなかった。以上の結果より、EVによる肺組織の線維化のメカニズムにTGF-βの寄与は低い可能性が考えられた。また、遺伝子多型と薬剤性間質性肺炎の発症との関連を検討するための臨床試験については、症例数を担保するため多施設共同研究を開始し、患者登録を行なっている。当初の計画通り、薬剤性肺疾患の基礎的なメカニズムの検討を進めている。mTOR阻害薬の長期曝露細胞を樹立し、EMT誘導モデルとなることを確認した。そして、mTOR阻害薬の誘導するEMTにおいて、EMTの中心的な誘導因子であるTGF-βの寄与が低いことを明らかにしており、さらにシグナル伝達因子依存的なメカニズムの解明を進めている。現在、mTOR阻害薬の長期曝露細胞を用いてマイクロアレイ解析を行い、mRNA発現量の変化を解析している。メカニズム解析については当初の計画より進行していると考える。しかしながら、当初はmTOR阻害薬とEGFR阻害薬の両薬剤についてメカニズム解析を実施する予定としていたが、研究を実施する体制の都合上、薬剤はmTOR阻害薬に限定して進めているため、当初の計画以上に進展しているとは評価できない。以上より、おおむね順調に進展しているとした。臨床研究の患者登録は順次進めている。単施設の臨床研究から多施設共同研究へ変更したため、他施設の進捗も本研究の進捗に重要な影響を及ぼす。当院施設患者に対しては目標症例数近くまで登録が進んでいるが、多施設共同研究のため、他施設の進捗が大きく影響する。一部施設では目標症例数を達成しており、随時、代表施設として研究進捗を管理するとともに解析を進める予定である。臨床研究においても患者登録を推進しているのはmTOR阻害薬使用患者であり、EGFR阻害薬は単施設で行う予定である。上記の内容を包括的に評価し、おおむね順調に進展しているとした。mTOR阻害薬エベロリムス(EV)による間質性肺疾患発症メカニズムの分子生物学的解明を目的とし、組織線維化の代表的なメカニズムである上皮間葉転換(EMT)に着目し、EVを長期曝露したヒト肺胞上皮細胞(A549/EV細胞)のプロファイル解析を行った。

A549/EV細胞のmRNAを抽出し、マイクロアレイ解析により網羅的な遺伝子発現解析を行った結果、元細胞と比較して、A549/EV細胞に発現の変化を示した複数の遺伝子を特定した。特に顕著な変動を示した遺伝子について、SYBER Green法によるmRNA発現量の解析を行い、マイクロアレイの結果を個別に検証した。mRNAの発現変動が確認された遺伝子については、コードするタンパク質の発現解析をwestern blot法により行い、タンパク質レベルでの発現変動が生じていることを確認した。発現変動を確認できたタンパク質はcarboxylesterase 1 (CES1)、aldo/keto reductase 1C1 (AKR1C1)、fibronectin (FN)などである。A549およびA549/EV細胞の培養上清を回収し、培地中のケモカインをBio-plex法により半網羅的に解析した。解析した12種のケモカインのうち、C-X-Cmotif chemokine ligand (CXCL)2、CXCL5、Interleukine-8およびC-Cmotif chemokine ligand (CCL) 15について、A549細胞とA549/EV細胞の培地中濃度に有意な差を認めた。特に、CXCL5およびCCL15の培地中濃度は、長期曝露による変化量が大きかった。今後、これらの特定した変動因子の機能解析を行い、EVの誘導するEMTにおける寄与を評価する予定である。当初の計画では、基礎的検討については、メカニズムの標的を文献的考察よりある程度限定して進める予定であった。しかし、この方法では得られる情報も限定的であり、潜在的なメカニズムを見逃すリスクが高い。そこで、外部委託により実施可能な網羅的遺伝子解析および網羅的ケモカイン解析を組み合わせて行うこととし、この検討が、極めて膨大な情報量を短時間で比較的安価に入手することを可能とした。これらの情報整理についても初期より専門家のアドバイスを受けながら実施することで、停滞することなくデータを蓄積することができたと考える。また、網羅的な解析により特定された変動因子が膨大な数ではなかったことから、その後の個別の発現解析についても障害なく進めることができた。一方、網羅的な解析の実施が遅かったことから、機能的解析を完遂できておらず、発現変動を示した因子の線維化に対するそれぞれの寄与を明らかにすることができていない。これらを次年度以降に急速に進める必要がある。臨床研究については、途中より単施設研究から多施設共同研究に変更したことにより、登録患者が急激に増加した。間も無く予定症例数に到達するため、登録期間を終了し、検体の解析と臨床データの入手を進めている。他施設からの検体受け入れや臨床データも停滞することなく入手できた。当初の計画では、臨床研究の対象は、EGFR阻害薬の投与経験を有する肺がん患者なども含めた幅広い計画としていたが、多施設共同研究に変更したことにより、実施可能性を最大限に考慮し、mTOR阻害薬の投与経験を有する腎細胞がん患者のみとした。薬剤には間質性肺疾患の発症頻度が高いエベロリムスを選択した。各種肺がん細胞にエベロリムスを72時間曝露し、線維化の初期過程である上皮間葉転換(EMT)の関連タンパク質の発現変動を評価した。
日欧芸術の相互影響関係における唯美主義の展開と波及―ビアズリーから三島へ―

本研究「日欧芸術の相互影響関係における唯美主義の展開と波及ービアズリーから三島へー」は、日本学術振興会による2017年度科学研究費補助金基盤研究(C)に新規採択された4年計画の研究プロジェクトである。2018年度は、関連する英文学作品やそれらの日本に於ける受容に関する資料を幅広く収集し、先行研究の調査も行った。平成30年度は研究課題に関連する英文学作品やそれらの日本に於ける受容に関する資料を幅広く収集し、先行研究の調査も進めることができた。また、Routledgeから出版された共著Wilde's Other Worlds(2018年5月発行)に単著論文“The Sexual Transfiguration of the Japanese Salome: 1909-2009" (英文)が掲載された。更に学外から依頼を受けて研究成果を公表する機会が当初の予定よりも増えた。まず、雑誌『赤い鳥』創刊百周年を記念する総合的事典である『赤い鳥事典』出版に際しオスカー・ワイルドの解説記事の執筆依頼を受け、7月に柏書房より出版された。また、IASIL JAPANからも国際大会に於けるシンポジウムへの登壇を依頼され、英語で研究発表を行った。更に、ベルギーのKU Leuvenにて特別講義も行った。平成30年度の研究計画・方法に記載した研究活動は、ほとんどが継続的研究を必要とするものであるため、それらの研究については、平成31年度も行っていくこととする。調査研究についても、毎年、図書館や資料館での調査を続けることとする。研究成果も適宜纏め、専門書や関連学会等で発表していく予定である。本研究の目的は、日欧芸術の相互影響関係において唯美主義が果たした役割と波及効果を解明することである。その際、分野、国境、時代を越えた学際的研究を行い、世紀末芸術及びそれ以降の日欧の文学と視覚芸術、そして舞台芸術を関連づける。具体的には、オーブリー・ビアズリーと三島由紀夫を繋ぐ軌跡を糸口に、唯美主義の展開と現代への波及効果を読み解く。それにより、文明開化以降の日本の文化的発展及び日欧文化の影響関係において唯美主義が果たした役割と今日的意義を明らかにする。また、日本国内外において、日欧の文化人や芸術作品を通して実現した双方向的影響関係も明らかにする。本研究は、特に平成26年度から平成28年度に掛けて取り組んだ研究課題である「明治・大正時代の日欧演劇交流再考ーイギリス・アイルランド演劇の生成と伝播を中心にー」を元に発展したものであるため、これまでの研究活動で培ってきた研究手法、集積してきた資料と既に得られた研究成果を踏まえた研究を行う。平成29年度は関連する英文学作品やそれらの日本に於ける受容に関する資料を幅広く収集し、先行研究の調査も行った。また、共著Wilde's Other Worlds(2018年5月発行)に単著論文“The Sexual Transfiguration of the Japanese Salome: 1909-2009"(英文)が掲載されることが決定し、論文を完成させた。本書はRoutledgeから出版されるワイルドの研究書である(Michael Davis、Petra Dierkes-Thrun編著、日髙真帆他10名著)。日本では早くから悲劇『サロメ』が活発に受容され、日本で受容が消極的であった喜劇とは好対照を成してきた。本稿では特に近代女優による初期のサロメ公演と現代のサロメ公演の比較対照を行い、ビアズリーや三島とも議論を関連付けた。平成29年度は研究課題に関連する英文学作品やそれらの日本に於ける受容に関する資料を幅広く収集し、先行研究の調査も進めることができた。また、Routledgeから出版される共著Wilde's Other Worlds(2018年5月発行)に単著論文“The Sexual Transfiguration of the Japanese Salome: 1909-2009"(英文)が掲載されることが決定し、論文を完成させることができた。本書はオスカー・ワイルドに関する国際学会、"Wilde Days in Paris"での研究発表を基に実現した国際的共著であり、日本でのワイルド受容に関する拙稿が掲載される運びとなったことで、研究成果を纏め、公表する上で有意義な一年となった。

平成29年度の研究計画・方法に記載した研究活動は、ほとんどが継続的研究を必要とするものであるため、それらの研究については、平成30年度も行っていくこととする。調査研究についても、毎年、図書館や資料館での調査を続けることとする。研究成果も適宜纏め、専門書や関連学会等で発表していく予定である。平成30年度の研究計画・方法に記載した研究活動は、ほとんどが継続的研究を必要とするものであるため、それらの研究については、平成31年度も行っていくこととする。海外出張に行く代わりに日本で論文執筆を進めて完成させたため使用額が当初の予算額を下回ったが、次年度に海外出張を行い、資料収集及び調査研究を進める予定である。海外出張を見込んで前倒し請求を行ったが、出張期間が短く宿泊費も節約し総支出を予定より抑えることができたため、次年度に持ち越すこととなった。次年度、更に研究成果を得るため海外出張を行う必要が生じたため、それにより持ち越し分も必要となる予定である。
古代日本文学における「交易」の研究-日本海地域を中心に

韓半島との関係が深い日本海周辺地域に限定し、(1)文献研究と(2)フィールド調査を行うことから、日本海を利用した交易の様相を総合的に捉えることを試み、渡来人の移動とも重なる古代の「交易」ルートを解明することにより、古代日本文学や当該地域の寺社縁起譚、民間伝承等の新しい解釈を行った。また比較研究として琉球説話集『遺老説伝』や韓国仏教説話集『三国遺事』の研究に取り組み、「交易」の視点を導入した解釈や研究方法を提示した。平成22年度は稲の祭祀と王権神話を中心テーマにすえて、(1)文献研究と(2)フィールド調査から「交易」の様相を明らかにすることを目標に研究を行った。フィールド調査を予定していた幾つかの神事が非公開であったため、実際に調査できたのは出雲美保神社の諸田船神事と小浜神宮寺のお水送り神事であった。一見豊漁祈願のように思える美保神社の神事は、本来稲を招き寄せる神事であったと考えられており、そのような海上から寄りくる稲を招きよせる神事が南島(奄美・沖縄)にも多く見られることを考えあわせると、黒潮に乗って九州を北上し対馬を経て出雲に至る稲の伝播ルートがこの神事の背後にあることが明らかとなり、そのような稲のイメージが『古事記』のスクナヒコナに投影されていることがわかった。後者神宮寺のお水送りの調査からは、小浜から奈良東大寺まで実際に水がたどり得る道程、すなわち琵琶湖から宇治川・木津川を経て奈良へと通じる河川ルートが浮かび上がり、清めの水を送るという宗教儀式が交易ルートに重ねられていることがわかった。その河川ルートが記紀の磐姫皇后の歌やホムダワケ禊のくだりにも読み取れ、さらに『山代国風土記』逸文の賀茂伝承の新しい解釈に考え至った。その河川交易ルートの背後に仏教伝播に一役買った秦氏がいることは明らかで、交易の担い手として秦氏を想定することができた。また『風土記』の文献研究からは、今までは豪族の没落伝承としてのみ解釈されてこなかった「餅の的伝承」(『豊後国風土記』『山城国風土記』逸文)を、秦氏が稲を各地に伝えながら移住していった物語として解釈することができるという結論を得た。交易を考える上で移住の問題を取り上げることが有効であることは、複眼的に行ってきた琉球説話集『遺老説伝』の研究からもわかり、国際学会での発表という国際交流にも繋がった。平成23年度は韓半島との関係を視野に入れて(1)文献研究と(2)フィールド調査を行い、(3)二年間の調査研究の成果から、日本海交易の様相を総合的に捉えることを試みた。東日本大震災の影響により民俗調査を主とするフィールド調査を予定通り行うことは難しかったが、韓半島との間た浮かぶ壱岐や隠岐、あるいは北部九州や伯耆、丹後などの調査から、歴史時代以前の交流や交易の様相を知ることができた。そのフィールド調査を踏まえた文献研究の一つ目の成果として、『万葉集』におさめられた山上憶良作嘉摩郡三部作の背後に、韓半島からの文化伝播を担っていた古代官道「豊前路」の存在を見出し、そのような「交易」の道が渡来人憶良の思想を支え、歌をよませる契機にもなったことを指摘した。二つ目の成果としては、伯耆国を中心に分布する楽々福神社の鬼伝承に関する研究で、伯耆国の産鉄集団は出雲より吉備との関係が深いことを明らかにするとともに、鬼すなわち製鉄集団が征伐される背後には新しい製鉄技術の伝播があり、伝承の様々なヴァリエーションとは技術更新のさまを語っているのだという結論に至った。このように日本海潮流や河川を利用した交通及び古代街道に注目し、人やモノの流れに即した「交易」の視点を導入して神話や伝承を新しく解釈することを試み、伝承や神話でさえ「交易」の対象になることを示した。また、複眼的に行ってきた琉球説話集『遺老説伝』の研究においても、「交易」の視点を導入することにより、聖地としての御嶽の中にも「市」的な機能があるという新しい解釈を行い、韓国延世大学における国際学会では、『三国遺事』に描かれた王権と関わる「夢」の伝承に、『遠野物語』『古事記』の類話との比較から導いた「交換」の原理を援用して新しい解釈を加えた。国際学会での発表により、韓国の説話研究者との国際交流を深めることができたことも大きな成果であった。
多職種チームによる児童虐待予防-個別支援プロセス評価尺度の開発と有用性の検証

より効果的な児童虐待予防活動とそのプロセス評価を可能とするため、児童虐待予防を目指して多職種チームで行う個別支援のプロセスを、行政保健師に焦点をあてて明らかにするとともに、そのプロセスを評価する尺度を開発した。文献レビューによる項目の抽出、保健師に対する調査を行った。個別支援の技術項目と関連する概念の整理ができ、児童虐待発生・進行予防に活用可能な行政保健師による個別支援プロセス尺度案を作成できた。本研究は、より効果的な児童虐待予防活動とそのプロセス評価を可能とするため、児童虐待予防を目指して多職種チームで行う個別支援のプロセスを行政保健師に焦点をあてて、明らかにするとともに、そのプロセスを評価する尺度を開発し、有用性を検討することを目的とした。平成19年度は、個別支援プロセス評価尺度の開発を目的として、アイテム・プールの作成および尺度案開発を行った。1.文献レビューによる項目の抽出個別支援プロセスで行っている支援を多く収集し、適切な項目を選び出すために、関連する分野、内容の国内外の文献・資料を収集し、文献検討および資料収集を行い、項目を抽出した。2.児童虐待予防を目指した個別支援に携わる保健師に対するヒアリングの分析児童虐待予防を目指した個別支援に携わった保健師31名に個別支援プロセスについてヒアリングした結果を分析し、多職種チームで行った個別支援の技術を抽出した。これらにより、関連する実践活動での技術および概念の整理ができ、児童虐待発生・進行予防に有効な行政保健師による個別支援プロセス尺度案を作成できた。近年、児童虐待対策において多職種の協働が重要視されており、これまで協働の重要性は様々な職種のガイドラインに記されてきた。しかし、実際には多職種が協働して個別支援を行い続けることは難しく、各国で児童虐待対応時の協働が困難であることが明らかにされている。また、多職種チームでの個別支援に関する具体的な方法は明らかではなかった。このため、本研究結果は、多職種チームによる個別支援の推進、重篤な児童虐待の発生・進行予防に重要である。平成20年度は、個別支援プロセス評価尺度の開発と有用性の検証を目的として、尺度案の精選と予備調査、本調査を行った。1.尺度案の精選と予備調査平成19年度に作成した個別支援プロセス支援案をさらに精選した。支援内容の実情を反映した尺度案とするために、関連する分野、内容の国内外の文献・資料を多数収集し、文献検討および資料収集を行い、項目を抽出した。また、研究者と実践者へのヒアリングを実施し精選した。2.本調査:児童虐待予防を目指した個別支援プロセス尺度の有用性の検証自治体の保健師と地域看護職を対象にヒアリング調査と質問紙調査を実施し、個別支援プロセス尺度の有用性とアセスメントされた個人・家族のニーズとの関連性を調べた。個別支援プロセス尺度は、個別支援プロセスの意識化とプロセス評価に有用である可能性が示唆された。保健師がアセスメントした個人・家族のニーズと尺度の関連については、より詳細な検討が必要と考えられた。近年、児童虐待対策では多職種チームでの協働が重要だが、実際行うのは難しいことが世界各国で指摘されてきた。このため、本研究結果は、多職種チームによる個別支援の推進とプロセス評価の実施に貢献できる。
三次元フォトリソグラフィ技術の開発と応用

多くのMEMSディバイスにおいて、その機能と性能は立体的構造と密接に関係する。したがって、3次元フォトリソグラフィは、マイクロマシニングにおけるディバイスの多様化と性能向上において極めて重要である。これまで、リソグラフィー加工技術を立体サンプルに拡張する際には、平面リソグラフィー用に開発された基板面に対して垂直入射することで露光が行われてきた。この場合、立体サンプル中に露光できない領域が生じる可能性だけでなく、露光エネルギー密度が均一でないために露光ムラが生じる、界面反射によるデザインしていないパターンが転写されるなどの問題があった。このことは、露光条件は微細パターンになるほど条件が厳しくなるため、微細パターンを形成できない事実上のボトルネックとなっていた。本研究では、立体サンプル表面で生じる光の透過、反射特性を利用して、表面に凹凸のある立体サンプルにパターニングを行うに際、サンプル内の場所に応じて、入射角度、偏光方向、露光量などの条件を調節することにより、露光エネルギーがより均一になる露光方法を考案し、本方法の有効性を実験により検討した。その結果、(1)露光の入射角度を35度とすることにより露光エネルギー密度を均一化し、さらに、(2)単一偏波光を用いて露光することにより立体サンプル内での多重反射を抑制することにより、凸凹を有するサンプルに対してより均一に近い露光パターンが得られ、かつ露光に必要なエネルギーも従来に比べて約5分の1に抑えられることが明らかになった。本研究の成果は、3次元フォトリソグラフィにともなうサンプルダメージのリスクを小さくできるとともに、マイクロマシニングによるディバイスの多様化と高機能化に寄与するものと考えられる。多くのMEMSディバイスにおいて,その機能と性能は立体的構造と密接に関係する.したがって,3次元フォトリソグラフィは,マイクロマシニングにおけるディバイスの多様化と性能向上において極めて重要である.実際の工程では,段切れやピンホールを回避するため,レジストをむらなく均一に塗布することが必要である.しかし,従来のスピンコーティングでは,立体的なディバイス表面にレジストをむらなく均一に塗布することが困難であった.その中で,スプレイコーティングは,これを実現可能な3次元フォトリソグラフィ法として最も適していると考えられる.スプレイコーティングでは,レジストの膜厚と表面性状を制御する多くのパラメータがあるが,最も重要なパラメータは,サンプルの温度とレジストの噴射速度である.このうち,サンプルの温度は段切れに関係し,噴射速度はピンホール形成に関係する.成膜時の段切れやピンホール形成を回避し,ディバイスに応じた膜厚の制御をするためには,この2つのパラメータの相互関係を明らかにすることが鍵となる.本研究では,レジストの噴射速度に着目し,物理的モデルを構築しレジスト粒子の運動とディバイス表面へのレジストの塗布メカニズムを検討した.その結果,噴射速度を大きくすると,高アスペクト比を有するディバイスであっても,段差部での塗り残しが無く,さらにキャビティ底部でのピンホールも形成されないことが明らかとなった.本研究では,実際に段差200μmのキャビティに幅100μmのパターンを転写して検証したところ,段切れもピンホールもできないことを確認した.本研究の成果を受けて,より汎用性の高い3次元スプレイコーティング装置が商品化(ウシオ電機との共同開発)されている.本研究成果は,3次元フォトリソグラフィ技術の開発に寄与し,将来,より複雑で高機能・高性能を有する3次元MEMSディバイスの開発に大きく貢献するものと考えられる.多くのMEMSディバイスにおいて、その機能と性能は立体的構造と密接に関係する。
4機体制が整った準天頂衛星と地上レーザを活用した高精度地形データの作成

「衛星測位」および「3次元レーザ測量」はそれぞれの得意分野での利活用は進んでいるが、当該分野を融合すれば微細地形を反映した高精度地形情報(例えば、凸凹の5cm以内の地形や出来形管理図など)を安価で迅速に作成することが可能である。特に、平成30年11月1日に4機体制で正式に運用が開始された日本版GPSである「みちびき」を利活用することによりさらに高精度な地形情報を得ることが可能と思われる。本研究は、技術的には確立され、それぞれの分野でデータ取得が行われている「衛星測位」と「3次元レーザ点群データ」を融合した高精度地形情報を作成しi-Constractionの新たな活用分野を開拓するものである。
テクネチウムー99によるオ-シャンフラックスの研究

本研究では、Tcー99のオ-シャンフラックス研究の第一歩として、海洋中のTcー99分析法の確立を行った。従来の放射能測定法に変わる新規分析法としてICPーMSを導入し、少ない量の海水試料で精度よく測定する手法の開発を目指した。1.海水からのTcー99濃縮法に関する研究海水中で7価のTcー99を4価に還元し水酸化鉄に共沈させ回収する手法を完成させた。検討の結果、還元剤としてピロ亜硫酸カリウムを選定し、次のような濃縮法を考案した。(1)海水に還元剤のピロ亜硫酸カリウムと共沈剤の塩化鉄を加え、pH4に調整後、Tcー99を10分間還元する。(2)pHを9に調整し、水酸化鉄を生成させTcー99を水酸化鉄に共沈させる。(3)上澄みを捨て、酸で水酸化鉄を溶解後、新しい海水を加える。(4)ステップ2へ戻り、操作を繰り返す。同じ鉄を共沈剤として繰り返し使用しても回収率の低下は起こらず、98%程度の高い安定した回収率が得られた。本手法は、加熱操作がなく、操作時間も短じかく、採水現場で実行可能という特徴を持っている。2.測定法に関する研究ICPーMSは横河電気のPMSー2000であるが、pg/mL濃度レベルでの直線性はきわめてよいことが確認された。上に述べた手法により海水から水酸化鉄に共沈させたTcー99は、水酸化鉄スキャベンジング、陰イオン交換、溶媒抽出、陰イオン交換、陽イオン交換で精製後ICPーMS測定を行う。本分析法におけるTcー99の回収率は約60%であった。放射能測定法とICPーMS法を比較すると、ICPーMS法の検出限界は放射能測定法の約40分の1と評価された。
非相溶高分子混合系の流動下のドメイン構造と粘弾性

本年度はポリジメチルシロキサンを一成分として固定し、二成分の粘度がほぼ等しい条件を保ちつつ、もう一方の成分をポリイソプレン、ポリイソブチレン、樹脂油、さらにポリアクリル酸塩の水溶液として、界面張力Γが異なる条件で、非相溶高分子混合系の定常ずり流動下における構造と粘弾性の関係を検討した。いずれの組み合わせにおいてもずり速度が著しく小さい場合を除いて、ずり応力、法線応力共にずり速度γの一乗に比例した。またこのずり速度領域ではポリアクリル酸塩の水溶液を用いた系以外では組成の小さい成分が楕円体ドロップレットになっているのが観察され、その大きさ(短径aで評価)は低ずり速度側で比較的広い分布を持つものの、平均値はずり速度に逆比例した。異なる系間の比較を行なうために、次元解析から予測されている、a∝ηγ/Γ(ηはモトリックスの粘度)の関係に基づいてプロットを行なったところ、試料成分の組み合わせによらず一本の直線となりこの関係が確認できた。ポリアクリル酸塩の水溶液を用いた系では密度差が小さすぎて界面張力の測定ができなかった。また構造観察の結果も他の系と異なり、変形の度合いが少なく、分布も広かった。この系は界面張力が非常に大きいと考えられるので、他の結果と合わせるとより高ずり速度側で他と同様な挙動を示すと推察される。ずり速度変化後の非定常状態の構造変化と粘弾性の関係については現在解析中である。
グルタチオンの分解及び輸送の制御による植物の物質生産と生育改善に向けた基盤研究

γ-Glu-Cys-Glyから成るトリペプチドであるグルタチオンは、植物細胞内で高濃度に存在し、窒素や硫黄の貯蔵・輸送形態となっている。本研究では、グルタチオン分解や輸送を担う遺伝子の変異株や発現制御株を用い、メタボロミクス解析や元素解析と組み合わせ、グルタチオンの輸送や分解が植物の代謝や生育に与える影響を解明し、有用物質生産や生育改善につながるグルタチオン代謝・輸送の制御方法を明らかにする。
亜鉛欠乏の生体影響に関する研究とその予防医学的評価

亜鉛欠乏食摂取によりヒトと同様な、しかも慢性的に推移するラット亜鉛欠乏モデルを作製し種々の組織に生じた変化を観察し、亜鉛欠乏の生体影響を詳細に調べた。SD系雄ラットを亜鉛欠乏食で飼育した。欠乏食による飼育開始から34週後まで、7日毎に胸腺、肝臓、腎臓、精巣、皮膚、食道を摘出し、形態学的な変化を観察した。また、同時にTUNEL法を中心にアポトーシスの亢進状況を調べた。その結果、従来より亜鉛欠乏による影響が大と考えられている胸腺や精巣では、形態変化(萎縮)以前にアポトーシスの亢進が認められた。また、亜鉛欠乏による影響がほとんど認められない腎臓や肝臓においても、亜鉛供給の停止が長期化した場合にはアポトーシスが亢進することが明らかとなり、亜鉛が細胞周期に関与する元素であることが示唆された。臨床的には生殖能の低下、また実験的には生殖細胞の減少や精細管の萎縮など亜鉛欠乏の影響が顕著である精巣についてより詳細な変化を調べるために、短期間、亜鉛欠乏状態にしたモデルの精巣について、iNOSの発現を免疫組織学的に調べた。その結果、アポトーシスを起こす以前に生殖細胞にiNOSの強い発現が認められ、亜鉛欠乏時のアポトーシスの亢進にはNOが関与していることが示唆された。本研究では、亜鉛欠乏の生体に及ぼす影響とその機序を解明する上で、有力な手がかりとなる生体変化を調べることを目的とした。6週齢のSD系雄ラットを亜鉛欠乏食で一定期間飼育した。これらのラットの精巣と腎臓について病理組織学的な変化とTUNEL法によるアポトーシスの亢進状況を調べた。病理組織学的には、10週目に精子の消失を伴う精巣の著しい萎縮像が観察された。腎臓には、顕著な変化は見られなかった。一方、TUNEL法では、精巣においてはすでに3-4週目に精母細胞を中心とした、腎藏においては10週目に遠位尿細管を中心としたアポトーシスの亢進が確認された。従来より、亜鉛欠乏では生殖能の低下が知られている。精巣に関する本研究結果は、従来報告を裏付けるとともに亜鉛欠乏によって生じる生殖能の低下が、アポトーシスの亢進に起因するものであることが明らかになった。また、腎臓のように、短期間の亜鉛欠乏では形態学的にも機能的にも変化を来さない臓器においても、その欠乏が長期間に及ぶと、影響が出る可能性があることも新たな知見として得られた。以上、本年度研究では(1)亜鉛欠乏がアポトーシス亢進を引き起こすことと、(2)亜鉛欠乏のアポトーシスに対する感受性は組織によって異なることが知られた。(1)特別食(亜鉛欠乏食)を製作し、それで、ラットを飼育する事により、体重増加の停止、脱毛、血精亜鉛値の低下を引き起こす亜鉛欠乏モデルを作製した。このモデルは、亜鉛欠乏症の症状を呈し、しかも長期間にわたって生存するものであった。(2)亜鉛欠乏モデルを用いた研究から、亜鉛欠乏では食道および皮膚の上皮における錯角化をともなう重層扁平上皮の肥厚、胸腺および精巣の萎縮が生じることが明らかとなった。(3)胸腺および精巣では、形態変化を呈する以前の段階で、アポトーシスの亢進があることが明らかとなった。(4)精巣では、生殖細胞や精子の消失の際に、SOD活性の低下が、臨床化学的、免疫組織学的に確認された。これは、亜鉛欠乏時の生殖機能の低下にアポトーシスや活性酸素の関与をうかがわせるものである。その結果、従来より亜鉛欠乏による影響が大と考えられている胸腺や精巣では、形態変化(萎縮)

以前にアポトーシスの亢進が認められた。また、亜鉛欠乏による影響がほとんど認められない腎臓や肝臓においても、亜鉛供給の停止が長期化した場合にはアポトーシスが亢進することが明らかとなり、亜鉛が細胞周期に関与する元素であることが示唆された。臨床的には生殖能の低下、また実験的には生殖細胞の減少や精細管の萎縮など亜鉛欠乏の影響が顕著である精巣についてより詳細な変化を調べるために、短期間、亜鉛欠乏状態にしたモデルの精巣について、iNOSの発現を免疫組織学的に調べた。その結果、アポトーシスを起こす以前に生殖細胞にiNOSの強い発現が認められ、亜鉛欠乏時のアポトーシスの亢進にはNOが関与していることが示唆された。
組織制御された金属間化合物中の格子欠陥の構造と挙動

Ni_3Al(L1_2),NiAl(B2)およびTiAl(L1_0)などの金属間化合物中の相分離過程とそれにより形成された多相組織中での転位の挙動を,主として電子顕微鏡により解析した.Ni_3(Al,Ti)系およびCo_3Ti系では,母相中に不規則fcc相が母相と整合に微細に分散し,塑性変形中に運動する超転位は不規則相中に引き寄せられ内部で分解拡張する.析出相内部から転位を引き出すには余分の力を必要とし,結果として強度がすべての温度範囲にわたって上昇する.この相互作用によりクリープ変形に対するしきい応力が現れ,クリープ強度が著しく上昇する.TiAl(L1_0)では炭化物と窒化物が,母相の一方向のみに針状に析出し,析出物の内部に,空孔と炭素・窒素原子の長周期規則構造が形成され,規則構造の変化により析出物の形態が変化する.TiAl(L1_0)の高温変形中に転位は炭化物・窒化物をバイパスし,このため高温強度が大幅に増大する.B2型金属間化合物のNiAl-Ni_2AlTi系,NiAl-Ni_2AlHfおよびNiTi-Ni_2AlTi系でも,格子ミスフィット,弾性異方性,逆位相境界エネルギー,化学量論組成からのずれなどにより析出相の形態と時効硬化性が大幅に変化し,金属間化合物中に別の構造の金属間化合物が析出すると変形中にいわゆる超格子転位が形成され,時効の初期段階での塑性変形ではすべりが集中し,すべり帯内で析出粒子が溶解消失する場合がある.NiAl中におけるCr析出相の成長速度は化学量論組成からのずれにきわめて大きく依存する.この研究により金属間化合物に特有の相分離挙動や格子欠陥挙動が多数見いだされた.Ni_3Al(L1_2),NiAl(B2)およびTiAl(L1_0)などの金属間化合物中の相分離過程とそれにより形成された多相組織中での転位の挙動を,主として電子顕微鏡により解析した.Ni_3(Al,Ti)系およびCo_3Ti系では,母相中に不規則fcc相が母相と整合に微細に分散し,塑性変形中に運動する超転位は不規則相中に引き寄せられ内部で分解拡張する.析出相内部から転位を引き出すには余分の力を必要とし,結果として強度がすべての温度範囲にわたって上昇する.この相互作用によりクリープ変形に対するしきい応力が現れ,クリープ強度が著しく上昇する.TiAl(L1_0)では炭化物と窒化物が,母相の一方向のみに針状に析出し,析出物の内部に,空孔と炭素・窒素原子の長周期規則構造が形成され,規則構造の変化により析出物の形態が変化する.TiAl(L1_0)の高温変形中に転位は炭化物・窒化物をバイパスし,このため高温強度が大幅に増大する.B2型金属間化合物のNiAl-Ni_2AlTi系,NiAl-Ni_2AlHfおよびNiTi-Ni_2AlTi系でも,格子ミスフィット,弾性異方性,逆位相境界エネルギー,化学量論組成からのずれなどにより析出相の形態と時効硬化性が大幅に変化し,金属間化合物中に別の構造の金属間化合物が析出すると変形中にいわゆる超格子転位が形成され,時効の初期段階での塑性変形ではすべりが集中し,すべり帯内で析出粒子が溶解消失する場合がある.NiAl中におけるCr析出相の成長速度は化学量論組成からのずれにきわめて大きく依存する.この研究により金属間化合物に特有の相分離挙動や格子欠陥挙動が多数見いだされた.第3元素を添加したL1_2-Co_3Ti系化合物,B2-NiA1系・NiTi系化合物,およびL1_o-TiA1系化合物の組織制御を行い,材料試験および電顕による組織観察を行った。得られた成果は以下の通りである。(1)不規則α-Coは母相の{100}上に整合析出する。(2)Co-20およびCo-3Ni-20Ti合金は973K時効により著しい硬化を示す。(3)不完全時効段階では転位と粒子間に引力型相互作用が働く。(1)時効初期にNiTi中に析出するNi_2AlTi相の形状は立方体であり,母親の[100]方向に優先配列する。時効の進行とともに(100)に沿って二次元的に成長する。(2)NiTiはNi_2AlTiの析出により時効硬化し過時刻により軟化する。(3)NiTiの降伏応力は,室温900°Cの温度域においてNi_2AlTiの析出により増加する。(4)過時効段階の高温変形組織中には転位ループも超格子転位対のいずれも観察されない。第3元素を添加したB2-NiAl系,CoAl系,NiTi系化合物,およびLl_0-TiAl系化合物の組織制御を行い,材料試験および電顕による組織観察を行った。得られた結果は以下の通りである。(1)合金組成および時効時間を変えることによりミクロ組織は大きく変化した。(2)B2-NiAlおよびNiTiの高温強度はNi_2AlTi析出物により増加した。(3)B2-NiAlおよびNiTi系合金の強度に固溶強化も寄与する。(1)試作小型ダブルシア-試験機の有効性を従来の試験結果との比較により実証した。(2)NiAlに第3元素Feを添加することにより応力指数は6.8から5.0に低下した。(1)773

K時効による硬度は時効時間とともに上昇する傾向がみられた。(2)773Kにおける330h時効組織ではB2母相中にhcp相が析出したが,1001000h時効ではfcc相の析出が確認された。(1)Ll_0相中へのLl_2相の析出およびLl_2相中へのLl_0相の析出は確認されなかった。(2)高温域のLl_0-TiAl単相領域は温度の低下とともに高Cr側に移動し,Ll_2相および(Ll_0+Ll_2)2相領域も低温度で狭くなり,さらに高Cr側に位置するようになる。Ni_3AI(L1_2),NiAl(B2)およびTiAl(L1_0)などの金属間化合物中の拡散,異相界面構造,相分離過程とそれにより形成された多相組織中での転位の挙動を,主として電子顕微鏡により解析した.Ni_3(Al,Ti)系およびCo_3Ti系では,母相中に不規則fcc相が母相と整合に微細に分散し,塑性変形中に運動する超転位は不規則相中に引き寄せられ内部で分解拡張する.析出相内部から転位を引き出すには余分の力を必要とし,結果として強度がすべての温度範囲にわたって上昇する.この相互作用によりクリープ変形に対するしきい応力が現れ,クリープ強度が著しく上昇する.TiAl(L1_0)では炭化物と窒化物が,母相の一方向のみに針状に析出し,析出物の内部に,空孔と炭素・窒素原子の長周期規則構造が形成され,規則構造の変化により析出物の形態が変化する.TiAl(L1_0)の高温変形中に転位は炭化物・窒化物をバイパスし,このため高温強度が大幅に増大する.B2型金属間化合物のNiAl-Ni_2AlTi系,NiAI-Ni_2AlHfおよびNiTi-Ni_2AlTi系でも,格子ミスフィット,弾性異方性,逆位相境界エネルギー,化学量論組成からのずれなどにより析出相の形態と時効硬化性が大幅に変化し,金属間化合物中に別の構造の金属間化合物が析出すると変形中にいわゆる超格子転位が形成され,時効の初期段階での塑性変形ではすべりが集中し,すべり帯内で析出粒子が溶解消失する場合がある.NiAl中におけるCr析出相の成長速度は化学量論組成からのずれにきわめて大きく依存する.この研究により金属間化合物に特有の拡散,相分離,格子欠陥挙動などが多数見いだされた.
人体の形状分析を基にした衣服設計法とその評価

若年女子100名を対象に、体つきごとに腰部衣服形状基本モデル(包絡面モデル)とその展開図との関係を詳細に調べた結果、個人個人の腰部を集団の中で分析する際の注目点について、具体的な指標を特定化し、これにより適合度の高い下半身用衣服の設計に結びつく情報を得た。これを元に特定の腰部形状を呈する被験者を選出して実際に衣服を製作し、抽出された下半身用衣服設計要素を確認するために着用実験を行った。以下に主な結果を述べる。1.腰部形状の特徴は、主として軟部組織の量的、あるいは位置的変異、そして腰部に包含されている寛骨および椎骨の矢状方向での位置的変異などを要因としていると考えられた。ただし、皮下脂肪等の軟部組織が外形の注たる構成要因となっている腰部では、脊柱彎曲の変異と上肢帯の位置的変異が体つきに明確な影響を及ぼす上半身とは異なり、個人ごとに非常に広範囲なヴァリエーションを呈していることが分かった。それゆえ、上半身のような明確な体つきの分類は困難であったが、主として胴部から腰部に至る体表面形状の特徴的傾向が、包絡面モデルの展開図上では、曲面を平面に近似的に展開する際のいわゆる「切れ込み」の位置と向きと大きさにある程度規則性を帯びて現れることが分かった。2.体つきごとの展開図の「切れ込み」の特徴を衣服の曲面化に使用する「ダーツ」設定の基本とした腰部衣服パターンを設計した。この3次元形状に基づくパターンと従来の設計法によるパターン、ならびに包絡面モデルの展開図自体を元に、特定の腰部形状を呈する被験者用のストレートスカートを数種類制作して着用実験を行い、被験者の官能量および観察者による視覚的評価によって、パターン設計法の評価を行った。その結果、腰部という3次元形状の特徴を考慮に入れて抽出された衣服パターン設計要素に関して、体への適合度、着心地を含めた有用性が確認された。18才から22才までの女子100名の腰部主要断面形状から生体学的腰部形状モデルを作成し、また、腰部断面形状の図形特徴量から主成分分析により基本的特徴を統計的に明らかにした。次に、立体とその展開面の関係を用いて衣服設計時の貴本的留意点を抽出するアルゴリズムを構築した。具体的には、生体学的モデルから、腰部を包括し、かつ、腰部を覆う布の下垂を考慮に入れた腰部衣服形状基本モデル、およびその側面の平面展開図(包絡面展開図)を図学的手法により作成した。以上の結果を用いて、腰部形状特徴と衣服形状基本モデル、および、その平面展開図の関係を分析し、立体とその展開面の間の関係を抽出した。1.腰部形状の基本的特徴:主成分分析の結果、第5主成分までで腰部形状の変異の約80%が説明された。「大きさの因子」と解釈された第1主成分以下、各主成分によって説明された特徴には、腰部に包含されている椎骨並びの前後方向での位置的変異、皮下脂肪の量的変異や沈着する位置的変異などとの関係が認められ、個人個人の腰部を集団の中で分析する際に、どのような部位に着目すれば良いのかという指標を得ることができた。また、主成分得点と被験者の写真データ観察結果との比較から、体幹上部の彎曲と腰部形状の有機的関係なども推察できた。

2.腰部展開図形状の分析:衣服形状基本モデルと、その平面展開図の関係を分析した結果、皮下脂肪などを原因とする腰部形状の部位別の丸み具合や突出程度を、いわゆる巻尺により計測される周長の動向や断面重合図などを手がかりにした場合よりも明確に把握できた。また、包絡面展開図は衣服設計に不要な陥凹部の情報を排除した形で腰部を簡潔に表現しているので、従来の生体そのものの3次元的計測データに比べて、衣服設計という応用的な立場の形の分析において有効性が認められた。平成9年度の研究結果から体つきごとに腰部衣服形状基本モデル(包絡面モデル)とその展開図との関係をさらに詳細に調べた結果、個人個人の腰部を集団の中で分析する際の注目点について、具体的な指標を特定化し、これにより適合度の高い下半身用衣服の設計に結びつく情報を得た。これを元に特定の腰部形状を呈する被験者を選出して実際に衣服を製作し、抽出された下半身用衣服設計要素を確認するために着用実験を行った。以下に主な結果を述べる。1.腰部形状の特徴は、主として軟部組織の量的、あるいは位置的変異、そして腰部に包含されている寛骨および椎骨の矢状方向での位置的変異などを要因としていると考えられた。ただし、皮下脂肪等の軟部組織が外形の主たる構成要因となっている腰部では、脊柱彎曲の変異と上肢帯の位置的変異が体つきに明確な影響を及ぼす上半身とは異なり、個人ごとに非常に広範囲なヴァリエーションを呈していることが分かった。それゆえ、上半身のような明確な体つきの分類は困難であったが、主として胴部から腰部に至る体表面形状の特徴的傾向が、包絡面モデルの展開図上では、曲面を平面に近似的に展開する際のいわゆる「切れ込み」の位置と向きと大きさにある程度規則性を帯びて現われることが分かった。2.体つきごとの展開図の「切れ込み」の特徴を衣服の曲面化に使用する「ダーツ」設定の基本とした腰部衣服パターンを設計した。この3次元形状に基づくパターンと従来の設計法によるパターン、ならびに包絡面モデルの展開図自体を元に、特定の腰部形状を呈する被験者用のストレートスカートを数種類製作して着用実験を行い、被験者の官能量および観察者による視覚的評価によって、パターン設計法の評価を行った。その結果、腰部という3次元形状の特徴を考慮に入れて抽出された衣服パターン設計要素に関して、体への適合度、着心地を含めた有用性が確認された。
超不安定試剤ニトロマロンアルデヒドの組み込み法によるニトロアニリン類の合成

ジニトロピリドン、ケトン、酢酸アンモニウムを用いた三成分系の環変換反応を行ない、ニトロピリジン類やニトロアニリン類を合成することに成功した。こうして合成した化合物はいずれも他法では入手が困難なものである。一方、本法を用いれば、単純な実験操作で簡便に合成することができる。また、ケトンを替えるのみで、環骨格に種々の置換基を導入することも可能であるので、汎用性の高い合成手法であると言える。得られた骨格は電子供与基と電子求引基を併せ持つことから分子内に電子密度の偏りを有する。このような電子的特徴を有する骨格は生理活性化合物や光学材料などにしばしば見られることから新規な材料の開発に有用である。新規な非線形光学材料の開発をしたり、分子設計により効率良い材料の開発を目指したりするためには、自在に電子供与基と電子求引基を導入できる手法を開発することが不可欠である。本研究では、電子求引基としてハロゲン原子2個分に相当するニトロ基に着目し、多官能化されたニトロ化合物の合成手法の開発を行なった。すなわち、3,5-ジニトロ-2-ピリドンを基質に用い、酢酸アンモニウムを窒素源に用い、ケトン類との3成分系環変換反応を行ない、ニトロアニリン類やニトロピリジン類の合成を検討した。本反応では、ジニトロピリジンのC4-C5-C6ユニットが生成物の部分構造として取り込まれていることから、ジニトロピリドンは超不安定試剤「ニトロマロンアルデヒド」の合成等価体として働いていることになる。まず、芳香族ケトンやシクロアルカノンを基質に用いて、上記の3成分系環変換反応を行なったところ、6位にアリール基を有したり、5,6位にシクロアルカンが縮環した3-ニトロピリジン類がそれぞれ効率良く得られることを明らかにした。また、アルケニル基やアルキニル基を有するケトンを用いれば、これらの置換基を有するニトロピリジンが得られることも明らかにした。これらの骨格は、通常、鈴木カップリング、薗頭カップリング、Heck反応などで合成されるものであるが、いずれも遷移金属触媒を用いる必要がある。一方、本反応はそのような金属を使用しないことから、環境負荷を軽減した合成手法であると言える。さらに、α水素を2ケ所有する脂肪族ケトンを用いれば、異なった反応性を示し、ニトロアニリン誘導体が生成することを明らかにした。本反応はケトンを替えるのみで、種々の置換基を導入でき、Friedel-Crafts反応などの他法では合成できない骨格を簡便に構築することに成功した。新規な非線形光学材料を探索するために、電子供与性置換基と電子求引性置換基を併せ持つ骨格の構築を行なった。その際、電子求引部位として、ニトロマロンアルデヒドを部分構造として組み込むことが有効である。しかしながら、ニトロマロンアルデヒドは超不安定試薬であり、合成化学的な利用は極めて困難である。そこで、高度に電子不足になった3,5-ジニトロ-2-ピリドンのC4-C5-C6ユニットをマスクされたニトロマロンアルデヒドであると見なして環変換反応を行なうことにより、上記の骨格構築を試みた。すなわち、酢酸アンモニウムを窒素源としてケトン、アルデヒド類との反応を行なう三成分系の環変換反応である。まず、α,β-不飽和ケトンを用いてピリドンとの反応を行なったところ、アルケニル基あるいはアルキニル基を有するニトロピリジン類を合成することに成功した。通常、これらの置換基を導入する方法として、Heck反応や薗頭カップリングが用いられるが、これらの方法では合成が困難な骨格を構築できることを明らかにした。また、カルボニル化合物としてさらに反応性の高いアルデヒド類を用いて同様の反応を行ない、3位にアルキル基やアリール基を導入した5-ニトロピリジン類を合成することにも成功した。環変換反応について検討を行ない、種々の置換基を有するニトロピリジン類が合成できることを明らかにした。特に反応性の高い官能基であるアルケニル基、アルキニル基などの導入にも成功していることから、さらに多様な骨格への誘導が期待される。また、基質として反応性に富むアルデヒドを利用できることも明らかにした。この場合はケトンの場合とは異なり、反応性が高い故に副反応の抑制が必要であるが、その制御にも成功した。このように様々なタイプのニトロアニリン類やニトロピリジン類を簡便な実験操作で合成する手法を開発した。このことから、機能性材料探索のための分子設計も極めて容易になったと言える。電子供与基と電子求引基を併せ持つ骨格は分子内に大きな電子密度の偏りを有する。このような電子的な特徴を有する骨格は医農薬などの生理活性物質や非線形光学材料などにしばしば見られる。しかしながら、そのような特徴を有する多様な骨格を簡便に合成する汎用的な方法が確立されていないことが新規な材料の開発の障害となっている。そのような背景の下、本研究ではジニトロピリドンの部分骨格が超不安定試薬であるニトロマロンアルデヒドの合成等価体として働くことに着目し、本骨格を組み込むことにより上記の電子的な特徴を有する骨格の新規な合成法の開発を行なった。ジニトロピリドンとケトン、アルデヒド類を基質に用い、窒素源として酢酸アンモニウムを用いることにより三成分系の環変換反応を行なった。その結果、ビシクロ中間体を経由した環変換反応が進行し、対応する生成物を与えることを明らかにした。

環状ケトンを用いた場合はビシクロ型のニトロピリジンが得られ、不飽和ケトンやアルデヒドを用いた場合は、不飽和結合や5位に置換機を有するニトロピリジン類の合成が可能であることを明らかにした。一方、2個のアルファ水素を有するケトンを基質に用いれば、2、6位に置換機を有する4-ニトロアニリン類が合成できることも明らかにした。さらに本反応では酢酸とアミンという組み合わせを用いることにより、アミノ基の修飾も容易に行なえることを明らかにした。こうして得られた化合物はいずれも他法では合成が困難な骨格であり、汎用性の高い合成手法を提供できたと言える。また、これらの化合物の光学的な性質を評価する方法の確立を目指した検討も併せて行なった。ジニトロピリドン、ケトン、酢酸アンモニウムを用いた三成分系の環変換反応を行ない、ニトロピリジン類やニトロアニリン類を合成することに成功した。こうして合成した化合物はいずれも他法では入手が困難なものである。一方、本法を用いれば、単純な実験操作で簡便に合成することができる。また、ケトンを替えるのみで、環骨格に種々の置換基を導入することも可能であるので、汎用性の高い合成手法であると言える。得られた骨格は電子供与基と電子求引基を併せ持つことから分子内に電子密度の偏りを有する。このような電子的特徴を有する骨格は生理活性化合物や光学材料などにしばしば見られることから新規な材料の開発に有用である。環変換反応について検討を行ない、種々の置換基を有するニトロピリジン類の合成に成功した。本法は他の方法では入手が困難な骨格を簡便な実験操作で効率良く合成できることから、当該分野に新しい方法論を提供できたと言える。また、本研究の目的である非線形光学材料の候補化合物であるニトロアニリン誘導体の合成にも挑戦し、ベンゼン環だけでなくアミノ基も修飾することにも成功した。本法を利用すれば、最大4ヶ所に置換基を導入することを容易に行なうことができ、分子設計が容易になる。この進展速度は、当初の計画を上回るものであり、順調に進展していると言える。次の段階の、非線形光学材料としての評価には時間と労力が必要であることから、計画よりも早く進行して得た時間を化合物の評価、設計に利用することができる。ニトロアニリンの骨格構築に成功はしたが、官能基を有するものの合成には至っていない。1,3-ジカルボニル化合物を基質に用いて、多官能アニリン誘導体の合成を図る。また、ケトン類に用いた手法が適用できない場合は、1,3-ジカルボニル化合物をエナミノンに変換するなどの検討も行なう。こうして合成したニトロピリジン類やニトロアニリン類を用いて、非線形光学材料としての物性評価を行なう。その際、本研究費で購入した蛍光分光光度計を利用して測定を行なう。また、評価方法を確立した後、その結果をフィードバックして次の分子設計に活かし、より効率の良い材料の開発を行なう。有機合成化学3つのアプローチによって研究を遂行していく予定である。1つ目は、基質としてアルデヒド類を用いた3成分系環変換反応を検討する。これまでは、ケトン類を基質に用いて官能基化ピリジンの合成に一定の成果を得た。