hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分裂面決定の分子機構の研究

分裂面決定機構の解析は、細胞質分裂の分子機構を理解するうえで重要である。本研究では、これまでの研究により得られた分裂酵母の温度感受性分裂面位置異常変異株(pos mutant)について変異遺伝子の単離をおこなった。通常の細胞質分裂変異株と異なり、pos mutantは制限温度下で致死にならない。そこで様々な方法を検討した結果、制限温度下でのコロニーの形状の回復を指標にゲノムライブラリーのスクリーニングをおこなうことが有用であることがわかった。この方法により変異遺伝子の単離を行った結果、pos1とpos2について変異形質を相補するDNA断片が得られた。pos1について得られたDNA断片をpUCベクターにサブクローニングし塩基配列決定をおこなったところ、全く同じ時期にV.Simanisらが単離したdmf1遺伝子(未発表)と同一遺伝子であることがわかった。他方、pos2においては分裂酵母コスミドライブラリーから約28kbのDNA断片が単離された。そしてディリーション実験により約4kb断片まで限定され、1073個のアミノ酸をコードするpos2遺伝子が同定された。この遺伝子産物についてホモロジー検索をおこなったところ相同性の高いものは見られず、全く新しいタンパク質であることがわかった。さらにpos2遺伝子産物についてモチーフ検索をおこなったところ、興味深いことにATP/GTP結合領域(Pループ)をもつことがあきらかになった。今後、これらpos遺伝子群の解析により分裂面決定分子機構について有用な知見がえられるものと考えられる。
原子層物質のスピン物性

グラフェンをはじめとする原子層物質のスピン物性とくにスピンダイナミクスに関する研究を進めた。原子層物質はゲート電極による電子密度の制御性と磁性体との接合のしやすさから、スピントロニクスデバイスへの応用が期待されている。2次元電子系に強磁性絶縁体を接合させた系において、強磁性体の磁化ベクトルが時間変動する際に2次元系に発生するスピン流の計算を行った。パラボリックバンドの場合には2次元電子の状態密度に比例するスピン流が得られた。ポテンシャルが急峻な場合と滑らかに変化する場合で、ほとんど違いは見られなかった。一方、グラフェンに関しては、発生するスピン流はポテンシャルが急峻の場合にはクライントンネリングによって、フェルミ準位の値によらず常に有限であったが、滑らかに変化するポテンシャルの下ではパラボリックバンドの場合と同様に、フェルミ準位によってはゼロとなる。グラフェンの他に硫化モリブデンの伝導帯と価電子帯のバンド構造を模型として、強磁性体・電子層物質接合系におけるスピン緩和のメカニズムを理論的に調べた。線形応答理論を用いてギルバート緩和係数の微視的導出に成功した。特にMoS2の価電子帯のように強いスピン軌道相互作用がある場合には、ギルバート緩和係数が異方的になり、2桁の違いが見られる。これらはスピン軌道相互作用のある系におけるスピンポンピング現象を明らかにするものであり、今後の実験的研究を先導するものとなる。27年度が最終年度であるため、記入しない。当該年度はグラフェンを中心とする2次元電子系へのスピン注入の理論的研究に着手した。グラフェンなどの原子層物質は強磁性体を直接的に接合できるので、従来型の2次元電子系に比べスピン注入デバイスとしての機能を有する事が期待できる。そこで我々は強磁性体がマイクロ波によって強磁性共鳴状態にある場合に2次元電子系に注入されるスピン流を計算を行った。特に線形分散を持つグラフェンではフェルミ準位によらず常にスピン流が注入されるという利点がある事を明らかにした。トポロジカル絶縁体の表面もまた強磁性体を接合できる2次元電子系の一つである。強磁性体の磁化の方向がトポロジカル絶縁体の表面伝導にどのように影響を与えるかを、不純物効果を中心に解析した。強磁性体の磁化が面内方向を向いている場合と、面直方向を向いている場合で、乱れに対する堅牢性を比較したところ、面内磁化に対する磁気伝導度が堅牢である事がわかった。この理由として、面内磁化は表面のディラック電子に対し、有効ベクトルポテンシャルとして働く一方で、面直磁化は質量ギャップを与えることを明らかにした。グラフェン上のスピン注入の研究はおおむね順調に進んでいる。グラフェンへのスピン流の計算にはサーキット理論を用いて行った。当該年度でスピン軌道相互作用が無視でき、かつ不純物散乱を無視した極限でのスピン流の計算はほぼすべて終える事が出来た。これは系がバリスティック領域にある場合に適応可能である。一方、トポロジカル絶縁体表面の磁気伝導現象に関しては転送行列法を用いて、伝導度を数値的に計算している。こちらも予定していた計算のほとんどが終了している。今後は系がスピン軌道相互作用を含む場合に拡張する。シンプルであるが現実的でもある系として、MoS2やWSe2[4]などの価電子帯によるスピン流を調べる。これらの系の価電子帯のもつスピン軌道相互作用は特殊で、スピンのz成分だけは保存される。したがってz成分のスピン流は保存則を満たし、理論的な取り扱いに向いている。断熱近似を用いた磁化ダイナミクスをこの系に取り込む際に、有効磁気モーメントとしてスピン軌道相互作用を取り扱う。スピン軌道相互作用によりスピン偏極はバレー偏極と直接関係し、これによるスピン流を検証する。
測度の弱収束を用いた非加法的測度の作る空間の位相構造の研究

距離空間上の非加法的測度に対して,Levy-Prokhorov型距離とFortet-Mourier型距離を導入し,その基本性質を調べた.さらに,非加法的測度の集合に対して同程度一様自己連続性の概念を新たに導入し,この性質を満たす集合上では,Levy位相や測度の弱位相は,一様的性質をもつことを示した.応用として,同程度一様自己連続な集合上でのLevy位相と測度の弱位相の距離付け可能性を示した.また,局所コンパクト空間上のコンパクトな台をもつ連続関数空間などの定数関数を含まない関数空間上で定義された非線形汎関数に対するChoquet積分表示問題を,漸近平行移動可能性条件を新たに導入して解決した.1.非加法的測度の弱収束とそれを定める非線形積分との依存性について:非加法的測度からなる空間上の測度の弱収束の概念は,非加法的測度の積算概念である非線形積分を用いて定義される.これら非線形積分として重要で広く利用されているのが,ショケ積分と菅野積分である.この研究では,まず,極限測度に測度の正則性に関する概念である完全co-連続性を仮定することにより,ショケ積分で定まる測度の弱収束に関するPortmanteau定理を,測度が定義されている基礎空間が距離空間の場合から,一般の完全正則空間の場合に拡張した.さらに,菅野積分で定まる測度の弱収束に関するPortmeanteu定理の定式化も同時に行い,こられ2つの非線形積分は,完全co-連続な非加法的測度からなる空間上に同じ測度の弱位相を定義することを示した.2.非加法的測度の弱収束を定める距離の構成について:距離空間上の非加法的測度に対してLevy-Prokhorov型の距離とFortet-Mourier型の距離を導入し,その基本的性質を調べた.特に,これらの距離は,自己連続なRadon非加法的測度からなる空間上では,分離的性質を満たし,実際に距離となることを示した.また,同程度一様自己連続性の概念を新たに導入し,非加法的測度の弱収束は,この集合上では,一様的性質をもつことを示した.これらの結果から,非加法的測度の弱収束は,同程度一様自己連続な集合上でLevy-Prokhorov型距離とFortet-Mourier型距離により距離付け可能であることがわかった.また,測度の弱収束列の一様緊密性に関するLeCamの定理を,非加法的測度の場合へ拡張することに成功した.さらに,これらの結果を,自己連続あるいは一様自己連続な非加法的測度をもつ空間上の可測写像列の収束性と一様緊密性に関する命題の証明に応用した.1.関数空間上で定義された共単調加法的汎関数のショケ積分表示:局所コンパクト空間上のコンパクトな台をもつ連続関数空間や,無限遠点で消滅する連続関数空間など,必ずしも正錐でない関数空間上で定義された汎関数のショケ積分表示可能性問題は,これら関数空間が定数関数を含まない場合は,ショケ積分の非対称性に起因した困難さのため,未解決であった.そこで,まず,汎関数に単調性と共単調加法性を仮定しただけでは,ショケ積分表示できない例を構成した.さらに,漸近平行移動可能性の概念を新たに導入し,単調かつ共単調加法的汎関数のショケ積分表示可能性と,漸近平行移動可能性が同値であることを示した.2.非加法的測度の弱収束を定める距離の構成:距離空間上の非加法的測度に対してLevy-Prokhorov型の距離とFortet-Mourier型の距離を導入し,その基本的性質を調べた.特に,これらの距離は,自己連続なRadon非加法的測度の作る空間上では,実際に距離となることを示した.また,同程度一様自己連続性の概念を導入し,非加法的測度の弱収束は,この集合上では,一様的性質をもつことを示した.これらの結果から,非加法的測度の弱収束は,同程度一様自己連続な集合上でLevy-Prokhorov型距離とFortet-Mourier型距離により距離付け可能であることがわかった.また,測度の弱収束列の一様緊密性に関するLeCamの定理を非加法的測度の場合へ拡張することに成功した.3.ショケ積分/菅野積分/シルクレット積分に対する有界収束定理:非加法的測度の積算概念として広く利用される非線形積分であるショケ積分/菅野積分/シルクレット積分に対して,測度収束する可測関数列に関する有界収束定理が成り立つための必要十分条件は,非加法的測度が自己連続であることを示した.距離空間上の非加法的測度に対して,Levy-Prokhorov型距離とFortet-Mourier型距離を導入し,その基本性質を調べた.さらに,非加法的測度の集合に対して同程度一様自己連続性の概念を新たに導入し,この性質を満たす集合上では,Levy位相や測度の弱位相は,一様的性質をもつことを示した.応用として,同程度一様自己連続な集合上でのLevy位相と測度の弱位相の距離付け可能性を示した.また,局所コンパクト空間上のコンパクトな台をもつ連続関数空間などの定数関数を含まない関数空間上で定義された非線形汎関数に対するChoquet積分表示問題を,漸近平行移動可能性条件を新たに導入して解決した.1.関数空間の正錐上で定義された共単調加法的汎関数のショケ積分表示: Grecoにより得られたDaniell-Stone型の積分表示定理における複雑な条件を再検討し,局所コンパクト空間上のコンパクトな台をもつ非負

実数値連続関数空間や,無限遠点で消滅する非負実数値連続関数空間上などの関数空間の正錐上で定義された単調かつ共単調加法的な汎関数は,応用上十分な正則性をもつ非加法的測度のショケ積分で一意的に表されることを示した.2.関数空間上で定義された共単調加法的汎関数のショケ積分表示:局所コンパクト空間上のコンパクトな台をもつ連続関数空間や,無限遠点で消滅する連続関数空間など,必ずしも正錐でない関数空間上で定義された汎関数のショケ積分表示可能性問題は,これら関数空間が定数関数を含まない場合は,ショケ積分の非対称性に起因した困難さのため,未解決であった.そこで,まず,汎関数に単調性と共単調加法性を仮定しただけでは,ショケ積分表示できない例を構成した.さらに,漸近平行移動可能性の概念を新たに導入し,単調かつ共単調加法的汎関数のショケ積分表示可能性と,漸近平行移動可能性が同値であることを示した.3.非加法的測度空間上の測度の弱位相に関するPortmanteau定理:距離空間上のある種の連続性をもつ正則な非加法的測度の有向列に対して,GirottoとHolzerが導入した強正則集合の概念を活用することにより,Levy収束の概念を定義する際に必要な連続集合の概念を定式化し,測度の弱収束とLevy収束の概念の有効な定式化に成功した.さらに,強正則集合の性質をより詳細に調べ,測度の弱収束性とLevy収束性が一致することや,Levy収束により定まる位相が可分に距離付け可能であるための必要十分条件は,測度が定義されている距離空間自身が可分に距離付け可能であることを示した.当該研究課題の研究計画のうち,「測度の弱収束とLevy収束の定式化とPortmanteu型定理の定式化」の研究については,ほぼ当初の予定通りの成果が得られ,研究成果をまとめた論文「Metrizability of the Levy topology on the space of nonadditive measures on metric spaces」は,国際専門誌「Fuzzy Sets and Systems」に出版予定である.また,「関数空間上の共単調加法的汎関数の積分表示」の研究に関しても,その特別な場合として,汎関数が局所コンパクト空間上で定義されたコンパクトな台をもつ実数値連続関数空間や,無限遠点で消滅する実数値連続関数空間の正錐上で定義されている場合には完全に解決し,論文「共単調加法的汎関数のRiesz型積分表示定理」が,国内専門誌「知能と情報」に出版された.さらに,正錐とは限らない一般の場合の結果については,関連論文の投稿を準備している.下記の課題について,申請時の研究計画・方法に基づき,研究を推進する.1.抽象空間上で定義された非線形汎関数のショケ積分表示定理の定式化局所コンパクト空間上のコンパクトな台をもつ連続関数空間や,無限遠点で消滅する連続関数空間などをその具体例としてもつ,定数関数を含まない抽象関数空間を定式化し,その空間上で定義された共単調加法的汎関数のショケ積分表示定理の定式化を目指す.2.非加法的測度の弱収束とそれを定める非線形積分との依存性本年度の研究で,ショケ積分と菅野積分は,完全co-連続な非加法的測度からなる空間上に同じ測度の弱位相を定義することを示したが,この結果を,Klement,Mesiar,Papが提唱する汎用的な非線形積分の概念であるuniversal integralの場合に拡張することを試みる.下記の課題について,申請時の研究計画・方法に基づき,研究を推進する:
心身ストレスのバイオマーカーの検索と食品成分による情動制御に関する研究

近年、高ストレス社会、超高齢化社会といわれ、脳機能を反映した精神障害や心の問題がクローズアップされている。一方、栄養学の分野では、食品成分(栄養条件)が如何に脳機能を活性化するかが注目され、「脳の栄養代謝」に関する研究が行われるようになっている。脳機能の発現において重要な役割を果たすのは約50種類の神経伝達物質であり、その幾つかは前駆物質(アミノ酸)や栄養条件の違いにより影響を受ける。これまで脳内神経伝達物質(セロトニン・カテコールアミン類・アセチルコリンなど)を各種栄養条件、食品成分、ストレス状態下、ある種の病態時で検討し、比較的容易に変動すること、またある種の行動にも影響のでることなどを明らかにしてきた。本研究では、心身ストレスに起因する情動(喜怒哀楽)の変化に対して、食品成分が如何に関与しているか、あるいは、心身ストレスの程度を知るためのバイオマーカーには何があるか、また、情動を制御するための機構の解析を行うことを目的として研究をした。すなわち、食餌による脳内物質代謝への影響だけでなく、食事と精神機能(気分)との関連を、実験動物とヒト(ボランティア)を対象として解析することを試みた。これらの研究は、心身ストレスによる障害を軽減のための基礎研究であり、「栄養と精神活動」との関連を明らかにするもので新規性に富むと思われる。食品成分の精神活動への関与が明確になれば、その研究成果は、様々な分野への利用が考えられ貢献度は高いと期待される。今日、精神疾患を生化学的に解明し、その治療効果が検討されている。例えば、鬱病の原因として神経の興奮伝達の不適切なことが考えられており、栄養学的な臨床治療効果も報告されている。現代は高ストレス社会ともいわれ、精神面へのストレス及び精神疾患の起こる可能性は避けられない。もし食品成分が精神疾患の治療に有効であるなら、治療薬として、また、症状が軽いものであれば薬ではなく予防食として、リラックスできる補助食品として摂取したり、食生活を改善したりすることで容易にストレス解消ができ、その面への応用開発の可能性は大である。以上の研究の遂行のため、栄養生化学・神経内分泌学的解析(静岡県立大学・横越)と心理学・精神医学的解析(静岡県立大学・新保)を融合して行った。1動物実験:(1)食品成分と脳内神経伝達物質代謝変動機構の解析、および放出制御(横越)食品成分として、緑茶中に含まれるテアニン、ブナハリダケ抽出物、カカオマスを用いた。(1)テアニン:テアニンがドーパミン作動性ニューロンに作用し、ドーパミン放出を促進するので、その機構を詳細に解明した。脳微小透析法やスーパーフュージョン法で解析し、また、各種のアンタゴニストやアゴニストを併用し、シナプスにおける受容体の分析をすることにより、テアニンの作用機序を明らかにした。その結果、グリシンレセプターを介する新たな機構を見いだした。(2)ブナハリタケ抽出物:ブナハリタケ抽出エキスについて、脳内神経伝達物質放出に及ぼす影響を解析した。また、ブナハリタケの香り成分である、フェニルペンタン誘導体についても同様の作用を観察した。(3)カカオマス:カカオマスによる脳内物質の変動を観察し、詳細に、脳内神経伝達物質代謝変動機構を解析した。(2)食品成分の情動制御と機構解析(横越)

テアニンに関しては、これまでに、ヒトの脳波への影響や、精神活動(POMS)、また、月経前症候群(PMS)の改善効果を見いだしてきた。しかし、詳細な解析をするためには、ヒトを対象としては十分に行えないので、ラットを用いた情動解析法を確立した。2人体実験:食品成分と自律神経系及び情動解析(横越、新保)ヒトを研究対象としているため、大学内の研究倫理委員会の承認を得た。試料は、カカオマスを含むチョコレートで行った。自律神経系により制御されている生体内反応、及び情動について、食品成分が影響を与えるかを検討した。情動の表出としては、情動行動(攻撃、逃避、運動など)、内分泌・免疫系(ストレスホルモン、分泌型IgA)、自律神経機能(血圧、R-R間隔、瞳孔、瞬目など)などがある。今回は、その中で自律神経機能と情動(気分調査:POMS)を解析した。1.動物実験:食品成分と脳内神経伝達物質代謝変動機構の解析、及び放出制御(横越)食品成分として、緑茶成分テアニン、ブナハリタケ、GABA、柑橘精油成分を用いた。(1)テアニンがドーパミン作動性ニューロンに作用し、ドーパミン放出を促進する機構を解析した。その結果、グリシンレセプターを介する作用であることを明らかにし、詳細を検討した。(2)ブナハリタケ抽出物の脳内カテコールアミン代謝に及ぼす影響を調べた。抽出物のみならず、ブナハリタケの香り成分にも脳内ドーパミン放出促進作用のあることを明らかにした。現在、生理活性物質の同定を試みている。(3)GABA(γ-アミノ酪酸)投与による体内動態と脳内神経伝達物質の解析を行った。脳内のカテコールアミンの代謝には影響を及ぼし、成長ホルモンの分泌を亢進することを見出した。そこで、体内タンパク質合成に及ぼす影響を放射性アミノ酸を用いて調べたところ、合成促進が明らかになった。(4)柑橘精油成分の体内代謝と脳内神経伝達物質の変動を測定した。その結果、リモネンなどがドーパミン放出を促進することが明らかになり、その機構を解析した。2.ボランティア実験:ヒトにおける食品成分を摂取したときの情動の解析(横越、新保)感覚をある程度遮断できる設備の整った部屋に被験者を楽な状態で座らせ、食品成分の摂取前後約60分間の脳波を多用途脳波計を用いてレコーダーに記録し、コンピューター解析をした。また、被験者の心理・精神状態を解析するために、POMSによるアンケート分析を行った。また、ストレス負荷時の生体応答に対し、食品成分がどの程度関わっているかを検討した。その結果、用いた幾つかの食材により、情動への影響が観察された。ストレス負荷として、クレペリンテストや暗算、また、高所に対する不安感を用いた。
低強度の異なる運動条件におけるレッグプレス運動が下肢筋群の協働筋活動に及ぼす影響

レッグプレス運動は下肢筋群を強化するためによく用いられるレジスタンス運動である。本研究は、低強度の異なる運動条件によるレッグプレス運動における下肢筋群の協働筋活動の特徴を検討することを目的とし、異なる運動強度および反復動作速度、実施順序によるレッグプレス運動における下肢筋群の協働筋活動の特徴を検討した。その結果、低強度であっても低速度で反復すること、あるいは主働筋を事前に活動させてからレッグプレス運動を行うことによって大腿部における主働筋以外の協働筋の活動を促進させる可能性が示唆された。レッグプレス運動は膝関節と股関節を同時に伸展および屈曲を繰り返す二関節運動であり、大腿四頭筋と大臀筋が主働筋となり、ハムストリングと内転筋群は補助的に働くことはよく知られている。しかしながら、異なる運動条件によるレッグプレス運動における下肢筋群の表層部および深層部の筋の活動パターンおよび協働筋活動については明らかになっていないのが実状である。そこで本研究は、筋の深層部の活動状態を定量化できるmfMRIのT2値を用いて、異なる運動強度および反復動作速度と、事前疲労法によるレッグプレス運動が下肢筋群の協働筋活動に及ぼす影響を検討し、これらの運動条件によるレッグプレス運動における下肢筋群の協働筋活動の特徴を明らかにすると同時に、レジスタンス運動における新たな知見と様々な対象者に応用しうる新たな運動方法の開発につなげることを目的とした。平成25年度は異なる運動強度および反復動作速度のレッグプレスが下肢筋群の協働筋活動に及ぼす影響について検討した。その結果、低強度であっても反復動作を低速度で行うことによって、高強度・通常速度反復条件のレッグプレス運動と同等の股関節伸展筋群のT2値の増加率が確認された。さらに、膝関節屈曲群内側部および内転筋群のT2値では低強度・低速度反復条件のレッグプレス運動の方が高強度・通常反復条件のそれよりも有意に高い値を示した。したがって、低強度・低速度反復のレッグプレス運動は運動時の下肢筋群の協働筋活動を高めうることが示唆された。この主な要因は低速度反復によってレッグプレス運動中に協働筋内の活動交替、あるいは主働筋の抑制作用が引き起こされたことが考えられる。レッグプレスは膝関節と股関節を同時に伸展および屈曲を反復する二関節運動であり、大腿四頭筋と大臀筋が主働筋をなり、ハムストリングと内転筋群は補助的に働くことはよく知られている。しかしがなら、異なる運動条件によるレッグプレス運動における下肢筋群の表層部および深層部の筋活動パターンや協働筋活動について不明である。そこで本研究は、筋の深層部の活動状態を定量化できるmfMRIのT2値を用いて、異なる運動強度および反復動作速度と、事前疲労法によるレッグプレス運動が下肢筋群の協働筋活動に及ぼす影響を検討し、これらの運動条件によるレッグプレス運動における下肢筋群の協働筋活動の特徴を明らかにすることを目的とした。平成26年度は、研究1として、低強度・低速度反復条件のレッグプレス運動が高強度・通常速度反復条件と同等の股関節伸展筋群および臀筋群のT2の増加率が確認され、さらに、股関節屈曲筋群内側部および内転筋群のT2値の増加率では低強度・低速度反復条件のレッグプレス運動の方が高強度・通常速度反復のそれよりも有意に高値を示したことを国外の学術会議で発表した。さらに、研究2として、主働筋を事前に疲労させることによって多関節運動時の協働筋活動が促進する可能性があると仮説を立てた。そこで、レッグプレス運動の前に、膝伸展運動を行い、事前に主働筋である大腿四頭筋を活動、あるいは疲労させてからレッグプレスを実施する条件における下肢筋群の協働筋活動を検討した。その結果、膝伸展運動による事前疲労法は、レッグプレス時に、殿筋群のT2値に対しては顕著な増加率は確認されなかったが、大腿筋の協働筋活動、とくに内転筋群の活動を高めうることが示唆された。この要因は、事前に主働筋を活動、あるいは疲労させてからレッグプレス運動を行うことで、運動中に協働筋内の活動交替,または主働筋の活動抑制が引き起こされることが考えられた。低強度の異なる運動条件におけるレッグプレス運動が下肢筋群の協働筋活動に及ぼす影響を検討し、運動療法やリハビリテーション分野に応用可能な、低強度であっても下肢筋群の協働筋活動を向上させるトレーニング方法の確立に役立つ知見を得ることを目的とした。最終年度は学会での発表やこれまで得られた結果をまとめることを中心に行った。研究1では、健康な若年男性10名を対象に、異なる運動強度および反復動作速度のレッグプレス運動における下肢筋群の協働筋活動の特徴をmfMRIのT2値を用いて検討した。その結果、低強度・低速度反復条件のレッグプレス運動では臀筋群において高強度・通常速度反復条件と同等のT2値の増加率が確認され、大腿後部内側および内転筋群のT2値においては、低強度・低速度反復条件のレッグプレス運動の方が高強度および低強度・通常速度反復条件よりも有意に高い値を示した。

研究1での結果の原因を検討するために、主働筋が疲労あるいは事前に活動することによって協働筋の活動が促進される可能性があると仮説を立て、研究2では、健康な若年男性6名を対象に、膝伸展運動によって大腿四頭筋を疲労あるいは事前に活動させた後に低強度のレッグプレス運動を行い、mfMRIのT2値を用いて下肢筋群の協働筋活動を検討した。その結果、主働筋を活動させた後にレッグプレス運動を行う方がレッグプレス運動のみの条件よりも運動後における大腿部の内転筋群のT2値が高い値を示した。これは、レッグプレス運動において主働筋が疲労あるいはある一定時間活動すると協働筋間の活動交替が引き起こされ下肢筋群の協働筋活動が促進されたことが推測される。以上のことから、低強度であっても低速度で反復すること、あるいは主働筋を事前に活動させてからレッグプレス運動を行うことによって運動時の大腿部の主働筋以外の協働筋活動を促進させる可能性が示唆された。レッグプレス運動は下肢筋群を強化するためによく用いられるレジスタンス運動である。本研究は、低強度の異なる運動条件によるレッグプレス運動における下肢筋群の協働筋活動の特徴を検討することを目的とし、異なる運動強度および反復動作速度、実施順序によるレッグプレス運動における下肢筋群の協働筋活動の特徴を検討した。その結果、低強度であっても低速度で反復すること、あるいは主働筋を事前に活動させてからレッグプレス運動を行うことによって大腿部における主働筋以外の協働筋の活動を促進させる可能性が示唆された。研究2の分析が当初計画していた期間よりもやや遅れており、現在分析中のデータもある。また、平成26年度中に国内外の雑誌論文に投稿することを目指していたが、現在作成中であるため、「(3)やや遅れている。(Slightly Delayed)」と評価した。スポーツ科学今後も本年度の研究成果を国内外の学術会議と学術専門誌で発表することを目指すと同時に、現在進行中である、レッグプレス運動の前に主働筋群を事前に活動、あるいは疲労させる運動条件(事前疲労法)がレッグプレス運動時の下肢筋群の協働筋活動に及ぼす影響について更なる分析を進め、可能であれば運動条件数を増やして実験を進めたい。最終年度ではこれらの成果を詳細にまとめ、レジスタンス運動における新たな運動方法の開発につなげられる資料を構築することを目指す。本年度は異なる運動強度および反復動作速度のレッグプレス運動における下肢筋群の協働筋活動について検討することを目的として実施し、実験条件や測定条件等も不備なく順調に進めることができ、仮説に近い結論を得ることができたため、「(2)おおむね順調に進展している。」と評価した。本年度は、主に学会発表とデータ分析に重点を置いて本研究を進めていったため、実験回数が減ってしまい、それに伴う実験協力者への謝金等の支出が予定より少なくなり、次年度使用額が生じた。今後は本年度の研究成果を国内外の学術会議と学術専門誌で発表することを目指すと同時に、次は低強度のレッグプレス運動の前に主働筋群を事前に疲労させる運動条件(事前疲労法)が、レッグプレス運動時の下肢筋群の協働筋活動に及ぼす影響について検討する。ここではさらに運動条件数(運動強度等)を増やして実験を進め、最終的にはレジスタンス運動における新たな運動方法の開発につなげられる研究成果を得ることを目指す。実験時の消耗品と実験協力者への謝金および交通費、学会発表などの旅費等で使用する予定である。本年度では物品(実験機器・消耗品)が当初の予算よりも若干低価で購入することができたため、次年度使用額が生じた。当初の予定のとおり、実験時の消耗品と実験被験者への謝金等、そして、研究成果発表として国際学術会議への旅費で使用する予定である。
ペロブスカイト型チタン酸化物におけるモット転移近傍の金属相の核磁気共鳴による研究

ペロフスカイト型の結晶構造をもつLa_<1-x>Sr_xTiO_3は、強い電子相関の効果によりモット転移点に向かってキャリアの有効質量が発散的増大を示すことが知られている。本研究では、この系の電子相関の特徴を微視的に明らかにする目的で^<47/49>Ti及び^<139>Laの核磁気共鳴(NMR)を行った。以下にその結果の主なものを記す。(1)Sr濃度の異なるすべての試料(x=0.05-0.8)において、^<47/49>Ti核のスピン格子緩和時間T_1は、^<Ti>(T_1T)=一定のコリンハの関係に従い、系が金属状態にあることが微視的にも明らかになった。Ti核のT_1がT_1T=一定の関係に従うことから、高温超伝導銅酸化物のCuサイトで観測されるような反強磁性スピンゆらぎの温度減少に伴う増大に起因した(T_1T)^<-1>のキューリ-ワイス的な温度依存性はなく、この系では、反強磁性スピンゆらぎの温度減少に伴う増大が認められないことが明らかとなった。(2)Ti及びLa核の(T_1T)^<-1>のx依存性は、転移点近傍でどちらも顕著な増大を示すとともに、それぞれのx依存性がスケールしていることが明らかとなった。この結果はLa_<1-x>Sr_xTiO_3での動的帯磁率χ"(q、ω)が、xの減少に伴い、強い電子相関により波数q0から反強磁性波数ベクトルのqQまでの成分が一様に増大していることを示唆しており、この系では、intre-atomicな電子相関によるTi-3dスピン間の反強磁性スピンゆらぎは重要ではなく、single-site(intra-band)の電子相関が「モット絶縁体-金属」転移には重要な役割を果たしていることが実験的に明らかになった。さらに、高温超伝導銅酸化物における「電荷移動型絶縁体-金属」転移に向かって金属相でintre-atomicなCu-3dスピン間の反強磁性スピンゆらぎが増大するのと対照的であることが分かった。
電弱理論におけるバリオン数非保存散乱過程

本研究の当初の目的は高エネルギーでのバリオン数非保存過程を調べることであったが、前年度にO(3)非線形シグマ模型に適応した方法を4次元のSU(2)ゲージ・ヒッグス系に適用し、散乱断面積を10TeV(sphaleron mass)まで求めることが出来た。結論は、低エネルギーではinstantonによる抑制のために観測可能なほどの断面積にならず、高エネルギーではsphalaronが効いて大きくなるという議論があったが、そのような配位を作り出す確率が小さくなり、断面積は低エネルギーの場合と同程度の大きさにしかならないことが示された。電弱理論におけるバリオン数非保存過程は高温ではenhanceされることが知られているが、これを用いて宇宙のバリオン数を生成する可能性が指摘されている。一般に宇宙のバリオン数を作るには、非平衡・CP非保存・バリオン数非保存過程が必要であるが、電弱理論はその相転移が1次であればこの3条件を満たすことが出来る。我々はmassless two-doublet Higgs modelでの電弱相転移を調べた。この理論は有限温度での有効ポテンシャルを摂動論的に計算した場合に複素数になるという困難がない。摂動論的に有効で、且つHiggs massが実験と矛盾しないという制限の下で調べた限り相転移は1次であることが分かった。更に、バリオン数生成に関係するcritical bubbleの厚さも評価した。このbubbleでフェルミオンの反射率の差が生成されるバリオン数を評価するのに重要な量であることが知られている。我々は、Dirac方程式を歪曲波ボルン近似で解くことにより、bubble wallの任意のprofileに対してCP位相の1次までの近似で反射率を与える表式を構成した。これに関する論文は現在投稿中である。
非平面アミド構造を持つ新規アミノ酸オリゴマーの高次構造とその制御

タンパク質やポリペプチドの2次構造の構築においてアミド結合の平面性と水素結合が重要であるという認識があるが、本研究者らはそのアミド誘導体が顕著に非平面化した構造を持つ二環性の7-アザビシクロ[2.2.1]ヘプタンアミド骨格を用いて、非平面チオアミドを創製した。またこのβアミノ酸誘導体のチオペプチドが規則構造を取ることを示した。また二環性アミノ酸オリゴマーの構造固定化を目的として、本骨格の4位に置換基を持つキラルなアミノ酸誘導体の合成に成功した。タンパク質やポリペプチドの2次構造の構築においてアミド結合の平面性と水素結合が重要であるという認識がある。このような規則構造の構築を解明する目的において基底状態において非平面アミド構造を誘起するアミノ酸構造単位の開発は有用であると考え、本研究に着手した。今年度は、オリゴマーの高次構造を解析する前にモノマー構造の詳細な構造解析を行いアミドおよびチオアミドの非平面化およびシスートランス異性化の制御について興味深い知見を得た。(1)二環性アミノ酸オリゴマーの構造固定化研究:非平面アミド構造を常に取ることが当研究室で見出されている二環性の7-アザビシクロ[2.2.1]ヘプタンアミドに着目し、橋頭位への置換基導入によるアミドのシスートランス平衡への効果を調査した。橋頭位にメチル基を導入した二環性アミド化合物が非平面化を起こし、シス体優先的に存在することを結晶中および溶液中で確認した。これを参考にして、橋頭位にメチル基を持つ二環性βアミノ酸誘導体の前駆体を合成した。(2)チオアミド結合を用いた非平面チオアミドオリゴマーの高次構造の制御:一般的にアミド結合よりもチオアミド結合は平面構造を強く指向することが知られており、非平面化に関する研究は少ない。今回本研究者らは7-アザビシクロ[2.2.1]ヘプタン骨格を持つ二環性チオアミド化合物、および単環性・非環性チオアミド化合物の結晶構造・溶液構造について詳細な調査を行い、二環性チオアミド化合物のチオアミド基が他のチオアミド化合物と比較して顕著に非平面化することを示す結果を得た。さらに、その平面性がThioaroyl基のベンゼン環上の置換基によって制御可能であることを明らかにした。現在、本骨格を有するβアミノ酸のチオペプチドを合成し溶液構造を解析中であり、これらの結果はチオアミド結合で代替したペプチドの溶液構造に重要な示唆を与えると期待される。本研究者らは二環性の7-アザビシクロ[2.2.1]ヘプタンアミドが顕著に非平面化した構造を持つことを報告しており、このような非平面アミド構造を誘起するアミノ酸構造単位の開発は有用であると考え、本研究に着手した。1.二環性アミノ酸オリゴマーの構造固定化研究(4位置換誘導体)前年度の研究で、橋頭位(4位)にメチル基を持つ7-アザビシクロ[2.2.1]ヘプタンアミド化合物がシス体優先的に存在することおよび非平面アミド構造を有していることを結晶中および溶液中で確認した。今年度は、橋頭位にアルキル基やエステル基など様々な置換基を持つニ環性βアミノ酸誘導体を合成し、その光学分割に成功した。2.チオアミド結合を用いた非平面チオアミドオリゴマーの高次構造の制御一般的にチオアミド結合はアミド結合よりも平面構造を強く指向することが知られており、その非平面化に関する研究は少ない。今年度において本研究者らは7-アザビシクロ[2.2.1]ヘプタン骨格を持つ二環性チオアミド化合物、および単環性・非環性チオアミド化合物の結晶構造・溶液構造について詳細な調査を行い、二環性チオアミド化合物のチオアミド基が他のチオアミド化合物と比較して顕著に非平面化することを示した。さらに、その平面性がチオアロイル基のベンゼン環上の置換基の電子効果によって制御可能であることを明らかにした。また、本骨格を有するβアミノ酸のチオペプチドが結晶構造および溶液構造においてトランス体優先性を持つことを明らかにし、規則構造の存在を示唆した。一方、構造の一部が対応する単環性のβプロリンのチオペプチドは規則構造を取らなかった。これらの結果はチオアミド結合で代替したペプチドの溶液構造に重要な示唆を与えると期待される。
ニューラルネットワーク手法を組み込んだ浮遊アスベスト自動計数システムの構築

本研究では、大気中の浮遊アスベストを対象とした繊維数濃度自動測定システムを構築した。本システムは、画像解析とニューラルネットワークの手法を用いて、アスベスト繊維と非アスベスト繊維を区別する。この区別基準は、繊維の幾何学的形状が用いられていたが、その基準に偏光情報を追加した。従来法では、形がよく似たアモサイトとガラス繊維を区別することは困難であったが、本システムによって高い信頼性で区別することができた。ヒトの脳神経細胞の伝達機能をモデル化したニューラルネットワーク(以下N-N)・アルゴリズムと画像処理手法を用いたアスベスト繊維の自動計数システムを構築するために実施した平成22年度の研究成果を以下に示す。○教師用試料の作製を行った。アスベスト繊維として(社)日本作業環境測定協会の石綿標準試料JAWE231を用いた。また、アスベスト除去工事現場および一般大気中に対してもサンプリングを行った。これらの試料はアスベストを同定するためのデータを得るには必要不可欠である。○自動画像サンプリングのための位相差顕微鏡(以下PCM)のステージ機構作製と制御ソフトを作成した。また繊維状物質の消光角測定のための自動回転アナライザー装置の作製及び制御ソフトも作成した。これらハード部に関する制御系は、画像サンプリングを行う際の高速化に向けた重要な技術となる。○PCM画像から得た幾何形状7種、画像の輝度に関する3種の特徴の他に、偏光顕微鏡(以下PLM)画像から得た消光角をN-Nの入力情報とするため、これらの特徴量を計測するアルゴリズムを開発した。これらの特徴量はN-Nの学習過程及びアスベストの同定過程で必要なデータである。○アスベスト及び非アスベスト繊維状物質の画像データベースの構築を行った。測定機関間のアスベスト繊維判定基準を統一することが測定精度管理向上のうえで最も重要な課題であり、そのための共有すべき画像データを公開することは社会的意義が大きい。教師用試料作製はJAWE231を用いて、除去現場の試料は研究協力者・坂本美徳から入手、また非石綿繊維は大気中や一般住宅内等からサンプリングした。計測者間の情報共有のための画像DBに、蛇紋石系石綿、角閃石系石綿、非石綿類のPCM画像を追加した。画像サンプリング手法の開発に関しては、XYZステージの制御ソフトを改善し、移動数、間隔等自由に設定できるようにした。Z方向の画像合成は、視野を細分割(32×32)し、コントラストを指標としてZ方向の最適画像を選び、平面的につなぎ合わせる手法で、浅い被写界深度の画像でも焦点誤差の平面分布の少ない画像を得ることができた。2枚の偏光板の回転位置差の誤差を解消するため、個別モータ駆動からシャフト駆動に更新し、精度向上を図った。繊維の位置情報、特に回転角度に対する計測法を両端点座標から求める従来法から繊維全体を使った方法に変更し、目視による計測法により近い回転角度測定の精度向上を図った。また、繊維状をなす蛇紋石系石綿(クリソタイル)の位置情報測定のための予備的検討を実施した。現在の日本においては、大気中に浮遊するアスベスト繊維濃度測定の自動化への期待は大きく、実用的な自動測定法の構築は急務の課題である。従来のアスベスト繊維濃度測定法は人的操作が多く、測定結果の客観性・再現性等の諸問題が指摘されている。これに代わる測定法は未だ開発されていないため、ヒトの脳神経細胞の伝達機能をモデル化したニューラルネットワーク(N-N)・アルゴリズムと画像処理手法を用いたアスベスト繊維の自動計数システムを構築することを本研究の目的とした。本システムは、画像解析とN-Nの手法を用いて、アスベスト繊維と非アスベスト繊維を区別する。N-Nの入力情報としての特徴は、対象物の「長さ」、「幅」、「平均曲率」など幾何学的特徴に関する7種、「輝度の分散」など光学的特徴に関する3種、「消光角」など偏光特性に関する2種類の計12種を採用した。また、N-Nは教師あり3階層で構築し、バックプロパゲーション(BP:Back Propagation)法により学習を行った。なお、教師信号として、熟練計測者の判定結果を用いた。その結果、従来法では、形がよく似たアモサイトとガラス繊維を区別することは困難であったが、本システムによって高い信頼性で区別することができた。本システムの特徴は、1)できるだけ従来法(PCM法による目視計数)の計数方法に沿ったアルゴリズムとし、長きにわたり蓄積されてきた疫学データの継続性を損なわないこと、2)コンピュータを用いた客観計測であり、人的負荷の軽減や計測値の再現性に優れていること、3)N-N法を採用したことにより、熟練計測者の「コツ・ワザ」を石綿判定に導入したこと、が挙げられる。教師信号用画像のデータ数が予定より若干少ないが、その他はおおむね予定通り進展しているものと判断する。24年度が最終年度であるため、記入しない。

繊維状物質に対し、幾何形状情報、光学的情報に加えて偏光顕微鏡から得た消光角を入力データとしてニューラルネットワーク・アルゴリズムを用いて石綿/非石綿の判定を行い、石綿の繊維数濃度を測定する。試料の種類や数をできるだけ増やし、計測の精度向上を図る。総合的な計測速度を向上させるための手法を検討する。例えば、予めのデータのスクリーニングの有効性、手法等。24年度が最終年度であるため、記入しない。
血管リモデリングにおける外膜細胞の同定と形質変換の分子メカニズム

血管形成術は、虚血性心疾患の有効な治療法であるが、術後再狭窄が、30-50%の症例で見られ、その機序の解明と有効な治療法の開発が急がれている。再狭窄の機序として、中膜に存在する血管平滑筋細胞が内膜へ遊走、増殖、細胞外マトリックス産生を行い、新生内膜が形成されると考えられてきた。最近、再狭窄における血管外膜細胞の働きが注目されているが、その細胞起源を含めほとんど解明されていない。そこで我々はこの血管外膜細胞の起源および細胞生物学的な機序を明らかとするために、ラット頸動脈のバルーン傷害モデルを用いて検討した。頸動脈傷害後2日では、血管外膜周囲にBrdUを取り込む増殖細胞が見られたが、中膜内には見られなかった。その後、このBrdU陽性細胞は中膜および内膜へと遊走するのが観察された。これらの細胞はα-SM actin、vimentinおよびミオシン重鎖のSMembに陽性のmyofibroblastであるが、血球由来の単球のマーカーであるED1に陽性で、レジデントマクロファージのマーカーであるED2には陰性であり、その由来は血液中の単球であると考えられた。さらにこれらの細胞は、筋原性の転写因子であるMyf5、MEF2に陽性であったが、MyoD、Myogeninは陰性であった。また、ラット流血中の単球を分離培養したところ、培養直後よりED1、Myf5陽性であったが、MEF2、MyoD、Myogeninは陰性であった。培養5日には、MEF2を発現し、その一部の細胞ではSMemb、α-SM actinも発現されていた。これらのことより、血液中の単球が、myofibroblastへと分化し得ること、及び、これらの細胞が血管障害後の新生内膜形成に関与する事が示唆された。今後も、分化に関わる因子や、その細胞内情報伝達機構を明らかとすることにより、再狭窄の機序についての理解を深め、その治療法の一助にしたいと考えている。血管形成術は、虚血性心疾患の有効な治療法であるが、血管形成術後の再狭窄が、30-50%の症例で見られ、その機序の解明と有効な治療法の開発が急がれている。再狭窄の機序として、中膜に存在する血管平滑筋細胞が内膜へ遊走し、そこで増殖、細胞外マトリックス産生を行うことにより新生内膜が形成されると考えられ、多くの研究がなされてきた。最近、再狭窄における血管外膜細胞の働きが指摘され注目されているが、その細胞起源を含めほとんど解明が進んでいない。そこで我々は、この血管外膜細胞の起源および細胞生物学的な機序を明らかとすることを目的とし、ラット頸動脈のバルーン障害モデルを用いて検討した。頸動脈障害後2日では、血管外膜周囲にBrdUを取り込む増殖細胞が見られたが、中膜内には見られなかった。その後、このBrdU陽性細胞は、中膜および内膜へと遊走するのが観察された。これらの細胞はα-SM actin、vimentin、およびミオシン重鎖のSMembに陽性のmyofibroblastであるが、血球由来の単球のマーカーであるED1に陽性で、レジデントマクロファージのマーカーであるED2には陰性であり、その由来は、流血中の単球であると考えられた。

また、ラット流血中の単球を分離培養したところ、培養直後より、ED1、Myf5陽性であったが、MEF2、MyoD、Myogeninは陰性であった。培養5日には、MEF2を発現し、その一部の細胞ではSMemb、α-SM actinも発現されていた。これらのことより、流血中の単球が、myofibroblastへと分化し得ること、さらに、これらの細胞が血管障害後の新生内膜形成に関与する事が示唆された。今後、さらに文化に関わる因子や、その細胞内情報伝達機構を明らかとすることにより、再狭窄の機序についての理解を深めるとともに、その治療法についても考えたい。血管形成術は、虚血性心疾患の有効な治療法であるが、術後再狭窄が、30-50%の症例で見られ、その機序の解明と有効な治療法の開発が急がれている。再狭窄の機序として、中膜に存在する血管平滑筋細胞が内膜へ遊走、増殖、細胞外マトリックス産生を行い、新生内膜が形成されると考えられ、多くの研究がなされてきた。最近、再狭窄における血管外膜細胞の働きが指摘され注目されているが、その細胞起源を含めほとんど解明が進んでいない。そこで我々は、この血管外膜細胞の起源および細胞生物学的な機序を明らかとすることを目的とし、ラット頸動脈のバルーン傷害モデルを用いて検討した。我々の前年度の研究において、血液中の単球が、myofibroblastへと分化し得ること、及び、これらの細胞が血管障害後の新生内膜形成に関与する事が示唆された。そこで、各種薬剤をもちいて、バルーン傷害2日後の外膜周囲のED1陽性細胞の集族、及び、新生内膜の抑制の効果を検討した。新生内膜を抑制すると報告されているある数種のACE阻害薬・AT1受容体拮抗薬に関して、バルーン傷害2日後の外膜周囲のED1細胞の集族を検討したが、有意な集族の抑制が観察されず、これらは新生内膜の供給源の一つとしての単球に影響を与えずに新生内膜の抑制をもたらしていると考えられた。一方、ラット頸動脈バルーン傷害後2週間の新生内膜において、PI3 110α、Aktの過剰発現が観察され、これらの新生内膜の形成・維持に関与している可能性を検討中である。今後、さらに分化に関わる因子や、その細胞内情報伝達機構を明らかとすることにより、再狭窄の機序についての理解を深めるとともに、その治療法についても考えたい。
粒界三重線での折出挙動に及ぼす結晶学的要因と相界面の特徴

2相ステンレス鋼ならびに2相チタン合金を用いて、それらの母相の結晶粒界の三重線とその近傍に核生成する第2相の形態および結晶学的特徴に関して研究を行った。その結果、結晶系が異なるいずれの合金においても共通した特徴があることが明らかとなった。すなわち、粒界三重点(線)およびその近傍への核生成では、3通りに形態が分類可能である。そして、結晶学的には、析出相が接する母相の3つの粒との整合性が重要であることを確認した。特に、粒界三重線上への核生成では粒界三重線を構成する2つ以上の粒界面との整合性が重要であることも見出した。さらに、粒界三重点(線)として観察される粒界エッジの方向も、析出相の結晶方位の決定に大きな影響を及ぼすことを示唆するデータが得られた。一方、粒界面上への核生成では、隣接する母相結晶粒の一つとの整合性が重要となる。さらに、3次元の単純な幾何学モデルが異相界面構造の視覚化に非常に役立つことを見出した。現在、このシュミレーション方法を改良し、結晶学的方位関係をinputすることにより、2相間の原子マッチングの良い界面を探し出すことが可能となった。そして、析出初期の、特定の方位関係を満足するような析出相の界面構造について、実験結果と良く対応することが確認された。この方法の大きな利点として、析出相が特定の方位関係からずれており(粒界析出相や粗大化した析出相などにしばしば観察される)、しかも、異相界面の直接観察が困難な場合に、界面構造が視覚化できる、という点があげられる。
空間的広がりを属性に持つ平安京の遺構データベースの開発

本研究の目的は,地理情報システムを用いて,図形情報と文字情報を双方向に検索することが可能な平安京の条坊地割に関する遺構のデータベースを作成することにある。本年度は,基礎データの作成に時間を要し,データベースの実際的な運用には至らなかったが,以下のような成果を上げることができた。ディジタル・マップの作成施工誤差が約±1m前後の平安京の条坊地割の復原をおこなうために,縮尺1/2500の精密な都市計画図をディジタイザを用いて入力し,システムの背景画像となるディジタル・マップを作成した。座標は国土座標第VI座標系を用いた。道路,建物,町界などを画層,色,線種を変えて取込んだ。遺構データベースの作成平安京の条坊地割に関連する遺構142件を抽出し,遺構のデータベースを作成した。遺構の図形情報は,国土座標に則って縮尺1/50の図から,遺構の種類ごとに画層と線種,線の色をかえて入力した。遺構の文字情報は遺構の種類ごとにテーブルを作成し,識別番号,時期,関連文献などの項目を設定した。文献データベースの作成天皇の御幸路のような街路や,寺院,御所,邸宅,火災,地震,大風,洪水など,街区や街路に関するデータベースの構築を試みた。属性項目は識別番号,出典,記事内容,時期などを設定した。システムの試験的運用文献データベースの入力,抽出に時間を要し,今年度は地理情報システムの中で,文字情報と図形情報をリンクし,双方向に検索・表示できるシステムを構築するには至らなかった。今後の課題背景画像がベクターデータでは重すぎて検索,描画に時間がかかる。条坊地割の研究には高い精度が必要でありベクターデータは不可欠であるが,目的や縮尺に応じてラスターデータと組合わせられないかと考えた。適切な背景画像とのリンクやPower Pointのような基本的なソフトからの検索も今年度の検討課題である。
新規無機アニオン交換体の開発

[研究の目的]イオン交換は溶液からの物質の精製、濃縮、有害イオンの除去と捕獲に不可欠のプロセスであるだけではなく、材料開発にも幅広く利用される.しかし、これまでのイオン交換性結晶は、殆どがカチオン交換性であり、アニオン交換性を有する結晶は、殆ど知られていなかった.本研究では、最近、当研究者が新たに見出したNi-Zn層状複塩基性層状結晶を中心に、新規アニオン交換体を開発すると共に、これを出発物質とする機能性材料開発を行った.[研究成果の概要]1. Niが4配位サイトを占めるNi-Zn層状複塩基性塩の合成新たに得られたアニオン交換体は、Niがブルーサイト8面体層を形成し、その空孔の上下の4面体サイトにZnが位置し、Znに配位したアニオンが交換性を有する.この層状塩基性塩と同形の化合物に、(Zn_3)^<IV>(Zn_2)^<VI>(OH)_8X_2(Xは交換性アニオン)や(Co_3)^<IV>(Co_2)^<VI>(OH)_8X_2が合成されており、これらの化合物はイオン交換性を示さない。Co塩の存在から推定して、Niが4配位サイトを占める(Zn_3)^<IV>(Ni_2)^<VI>(OH)_8X_2や、(Ni_3)^<IV>(Ni_2)^<VI>(OH)_8X_2の合成も可能なように思われる。この層状結晶はイオン交換特性だけでなく、磁性や光学特性も興味が持たれたが、種々の条件で合成した結晶はすべて、(Ni_3)^<IV>(Zn_2)^<VI>(OH)_8X_2であり、目的の結晶は得られていない。2.OH^-イオンとのアニオン交換(Ni_3)^<IV>(Zn_2)^<VI>(OH)_8X_2をNaOH溶液中でアニオン交換し、(Ni_3)^<IV>(Zn_2)_<10>を合成した。この化合物の赤外吸収スペクトルは、3644cm^<-1>に層間に導入された水酸基の伸縮振動による極めてシャープで強い吸収を示し、層間のOH基は水素結合をしない自由な運動をしていることを明らかにした。