hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細表面構造を持つパリレン膜流路と操作用磁気プローブを組合わせた流体デバイス

(1)バイオミメティクスを応用したリキッドマーブルによる微小な液滴のころがり搬送液滴と粒子を分離させるため本研究では撥水性の磁性粒子を用いることを前提とし,磁性粒子がテフロン等の撥水性粒子よりもころがり特性において優れていること,粒径を小さくすることで転がり易くなることなどの基本特性を実験的に明らかにした.粒子に関しては粒径を小さくすることで材質によらず転がり易くなる傾向があり,粒径からころがり搬送のためのリキッドマーブルの最適化の方針を示した.また本研究において行った最小の液量は0.1μl(φ0.6mm)であり,この極微量な液滴も傾斜角20°で容易にころがることが確認できた.また搬送後の粒子の分離が永久磁石の使用により容易に行えることを確認し,この操作を微小な突起面上で行うことにより分離後の液滴は球形を保ち,その後の液滴のみの移動が容易になることも示した.(2)表面微細構造による液滴の搬送性能の基本特性表面に微細な突起を形成することにより液滴の搬送を容易にするいわゆるロータス効果に関して,突起の面積比をパラメータとして転落角および転落加速度等の基本的な動特性を明らかにした.基板はシリコン(Si),液体は水(液量:520μl),突起は直径30μmの円柱とし,ピッチを変えることで面積比を変化させた.突起間に液滴が落ち込まない面積比の範囲において,突起の面積比をできるだけ小さくすることにより転落加速度が向上することを確認した.なお本実験おいて得られた最適な面積比は約1%であった.また転落加速度から液滴の挙動(すべっているか転がっているか)を考察した.(1)バイオミメティクスを応用したリキッドマーブルによる微小な液滴のころがり搬送リキッドマーブルのころがり特性から,設計ガイドラインを得ることを目的とし,これを達成することができた.リキッドマーブルのころがり性能は粒子の影響が大きく,材質および粒径をパラメータとして,内部の液体として水を用いた場合の転落角やころがり加速度を調べた.磁性粒子はテフロン(PTFE)に比べて転がり性能はよく,この原因が磁性粒子の方が内部の水の表面張力が大きいことにより形状が球形に近く,転がり時における変形が回復し易いことに影響されることがわかった.磁性粒子を用いる理由は磁石を用いて粒子を分離することが目的であるが,ころがり特性も良いことが確認できた.これらをもとにリキッドマーブルを搬送に用いる場合の粒子や基板の傾斜角についての設計法を示した.(2)表面微細構造による液滴の搬送性能の基本特性微細突起をもつ傾斜表面において液滴の加速度等の動特性に関する測定はあまり行われておらず,この特性を明らかにした.角柱(15μm×15μm,高さ30μm)の突起を表面に配列させた流路において,ピラーのピッチを変えることで面積比を変え,液滴(水)の転落加速度を測定した.面積比を小さくすることで空気トラップ量が多くなるので転落角が小さくなり,また転落加速度も大きくなった.しかし面積比が約1%になると(液量:520μlで測定),表面が水平の場合液滴が突起間に落ち込みロータス効果が発揮できなくなった.傾斜させた場合では面積比が約2%になるとこの現象が発生し,突起間への落ち込みが起こりやすくなることがわかった.また転落加速度は,物体が摩擦なしで滑る場合の加速度(約3500 mm/s^2)よりも大きい場合があり,液滴の変形が加速度に影響していると考えられる.μ-TASなどにおいて微量な液滴の搬送を可能にするための表面設計の指針を得るため,微細な突起を形成した表面における液滴の転落加速度の特性を明らかにした.
マダガスカル北西部における法と取り決めの節合面をめぐる共同性の社会人類学的研究

マダガスカル北西部地方の村落における現行の国家の法と慣習法は、19世紀のイメリナ王国支配、19世紀末からのフランス植民地支配、1972年以降の国家による地域行政に関する法令、三つの歴史的相を通じて形成されてきた。その一方、北西部の村落における慣習法的秩序の形成は、村の集会や共同作業への参加経験の積み重ねだけではなく、牛牧畜や刃物の取り扱いや喧嘩の様式を経て身体化されている。北西部地方における<人民裁判>と呼ばれる住民による非合法な犯罪容疑者の処罰に対し、治安機関は不介入の対応をとっているが、その根底には、村落を単位とした人びとの秩序意識に対する、治安機関に属する人間自身の共感が存在する。2012年7月末から8月上旬にかけて、フランスの海外公文書館および国立図書館において、フランス植民地時代の法制度の整備過程について、文献資料を基に調査を行った。イメリナ王国の成文法をフランス植民地制度において臣民に対する法制として適用したフランスの法務官の法思想とマダガスカルの在来の制度や習慣に対する理解の程度について、調査研究を進めている。また、マダガスカルとインド洋の民族研究を行っているレユニオン大学文学部の教員とパリで会い、フランス植民地下のマダガスカルの法制度をめぐり情報交換を行った。2012年8月中旬と9月下旬および2013年3月上旬から中旬には、マダガスカルの首都アンタナナリヴの公文書館および国立学士院において、同じくフランス植民地時代の法制度の整備過程を文献資料を基に調査を行った。また、イメリナ王国の成文法の読解に必要な、イメリナ王国時代の政治制度についての文献調査も実施した。さらに、国立文明研究所・考古ー芸術博物館の研究員と、研究員自身の調査地における村落制度の運営状況についての情報交換を行った。2012年8月下旬から9月中旬にかけて、マダガスカル北西部の農村地帯において、イメリナ王国時代もしくはフランス植民地時代に導入されたと推測される村落制度、フクヌルナとその現代的形態であるフクンターニの運営過程についての臨地調査を行った。村の集会の録音資料を収集し、その会話分析から村の運営をめぐる合意過程の形成についての調査を進めている。2012年8月中旬および2013年2月下旬から3月上旬にかけては、北西部の都市マジュンガにおいて、市を構成する地区の中での治安維持機能、とりわけ超法規的措置である<人民裁判>についての調査を実施した。2013年7月10月にフランスにおいてマダガスカルの植民地化期の法制資料を閲覧すると共に、マダガスカル北西部の村落において現行の取り決めとその運用に関する臨地調査を行った。また、2014年2月3月は、マダガスカル北西部の町マジュンガにおいて現行の末端地域行政区における治安維持および<人民裁判>と呼ばれる非合法ではあるものの、警察や憲兵隊も不介入の住民たちによる犯罪容疑者の処罰についての聞き取り調査を行った。(1)マダガスカル北西部地方の村落における現行の国家レベルの法と慣習法は、19世紀のイメリナ王国支配、19世紀末からのフランス植民地支配、1972年以降の国家による地域行政区分に関する法令、三つの歴史的相を通じて形成されてきた。植物毒を用いた試罪の習慣は19世紀初期のイメリナ王国支配に淵源するものと推測される一方、フクヌルナと呼ばれる村落統治制度はイメリナ王国時代に北西部地方に導入され、フランス植民地時代に公共労働奉仕制度や徴税制度・徴兵制度などを通じて確立され、さらに1972年以降の社会主義化政策によって強化された蓋然性が高い。(2)北西部の村落における慣習法的秩序の形成は、村の集会や共同作業への参加経験の積み重ねだけではなく、幼少期よりの牛牧畜や刃物の取り扱いや喧嘩の様式を経て身体化されている。(3)北西部の大都市マジュンガおよび農村部においては、<人民裁判>と呼ばれる地区住民などによる非合法な犯罪容疑者の処罰が行われている。しかしながら、この処罰に対し、警察や憲兵隊は処罰された容疑者がマダガスカル国民である限り、原則不介入の対応をとっている。その根底には、北西部地方における村落を単位とした人びとの上記の三つの歴史的相を通して形成された秩序意識に対する、警察や憲兵隊に属する人間自身の追認ないし共感が存在する。2011年度は、2011年7月24日9月28日および2012年3月1日3月19日の2回、マダガスカル現地において実地調査と文献資料調査を実施した。前期調査では、首都アンタナナリヴの国立公文書館・国立学士院図書室において、19世紀イメリナ王国期の法制史および19世紀末からのフランス植民地期の法制資料の閲覧および収集を行うと共に、マジュンガ州北西部の農村地帯において現在の末端行政単位であるフクンターニの意思形成と執行に関する資料を、それらの集会場面の発話の採録を中心に収集した。

後期調査では、首都アンタナナリヴにおける文献資料閲覧と収集を継続すると共に、マジュンガ市内において、2012年1月2月の裁判官組合のストライキ期間に頻発した地域住民による非合法な犯罪容疑者に対する私的制裁措置である<人民裁判>について聞き取り調査を実施した。2012年1月2月の期間にマジュンガ市内で複数発生した<人民裁判>は、警察官と裁判官との偶発的係争に端を発した裁判官組合によるストライキが直接的な要因となっている。しかしながら、マジュンガ地方の農村地帯においても、フクンターニないしフクヌルナを単位として、犯罪容疑者に対する制裁措置が以前から行われており、犯罪容疑者の殺害の裁定であったとしても、警察や憲兵隊は不介入を原則としている。また、ムラの取り決めに対する不服従者や邪術の行使者は、あいさつ以外の一切の社会的付き合いを絶つ<村八分>の処分を課されるが、この制裁措置は個人に対してではなく、個人をとりまく家内的領域の人びとを対象としてなされている。<人民裁判>とは、国家とそれを構成する集団性との関係が成立せず、さらにムラとそれを構成する個人をめぐる家内的領域の関係にも包含されない状況下において生じる境界的な現象ではないかとの見通しをたて、さらに実地調査および文献資料調査を継続する予定である。フランス植民地形成期のマダガスカルにおける法制度を整備したフランス人法務官については、フランスとマダガスカルにおける文献調査から書誌情報が集まり始めている。今後その書誌情報の分析を進めれば、マダガスカルにおけるイメリナ王国からフランス植民地への法制度の節合過程を相当程度明らかにすることができるだろうとの展望を得ている。その一方、同作業を進める中で、当該の法務官が当時のフランス法曹界における重鎮の一人であることがわかり、その人物自身の当時のフランス法思想における位置づけを明らかにする必要があると考えている。マダガスカル北西部の農村における臨地調査からは、現在進行形のむらの問題に対する構成員間での合意形成過程を、会話分析を基に進めている。むらの制度的な概要については把握しているものの、個々の成員間における合意形成の過程の分析については試行錯誤の状態であり、さらなる臨地調査に基づく資料の蓄積が必要である。マダガスカル北西部の都市マジュンガにおいては、超法規的措置である<人民裁判>についての調査を行っている。その調査からこの民衆の暴力行使が、国家の法制度とむらの組織の双方の経験から生じているとの見通しをえたが、これについてはさらなる確認のための調査が必要である。当初予定していたマダガスカルにおける現地調査および国立公文書館と国立学士院図書室における資料調査を7月9月と2012年3月の2回実施することができた。それにより、フクンターニ(行政村)における集会の討議に関する録音資料およびフランス植民地期の法制度に関する文献資料を収集することができた。また、国立アンタナナリヴ大学考古ー芸術博物館所属の民族学専攻の研究員との面談に基づき、調査地の裁判慣行についての情報を得ることができた。その一方、フランス植民地期の原住民司法制度下における具体的な裁判の判決文書資料の保管・所蔵場所については、現在なお探索中である。
神経高次機能における細胞極性ネットワークの役割

本研究では、嗅覚順応行動における、進化上保存された細胞極性ネットワークの重要性を実証するため、2つのモデル生物(酵母と線虫)を使って研究している。本年度は以下の知見を得た。2.線虫の嗅覚順応変異体の解析:これまでに、GTP結合タンパク質の情報伝達経路の制御分子が、嗅覚順応行動に重要であること、最下流で機能する神経伝達物質の放出を制御する分子を同定している。本年度は、神経伝達物質を特定した(投稿中)。3.線虫の嗅覚順応行動におけるSAX2の役割:これまでに、線虫のSAX2が、AWC感覚神経が関与する嗅覚順応行動に特異的に重要であること、SAX2と上記のGTP結合タンパク質の情報伝達経路が機能的に関連することを見出した。本年度は、その詳細についてさらに解析を進めた(投稿準備中)。1.酵母の細胞極性ネットワークの解析細胞極性ネットワークに重要な新規分子として、分裂酵母の進化上保存されたMO25蛋白質Pmo25を同定した。Pmo25は、細胞極性ネットワークの最上流で機能し、細胞質分裂後の細胞分離と成長極性制御(確立と維持)に重要であることが判明した。また、Pmo25は、M期中心体から細胞質分裂面に局在変化し、この局在は、細胞質分裂の開始を制御するSIN(Septation Initiation Network)の制御下にあることがわかった(M.Kanai et al., EMBO J. 2005)。2.線虫の嗅覚順応変異体の解析すでに取得している、嗅覚順応変異体の原因遺伝子の一つを同定した。表現型の解析より、本遺伝子は、感覚神経AWCが関与する嗅覚順応行動に特異的に重要であることが示唆された。さらに、既存の変異体との遺伝的相互作用を調べたところ、GTP-binding proteinと機能関連することが示唆された。なお、本変異体の神経突起を調べたところ、神経突起形成そのものは正常であった(投稿準備中)。3.線虫の嗅覚順応行動におけるSAX2の役割細胞極性に重要な酵母Mor2の線虫におけるホモログ・SAX2について、複数の誘引物質を使用した特異的感覚神経が関与する、嗅覚順応行動を網羅的に解析した結果、感覚神経AWCが関与する嗅覚順応行動に特異的に重要であることが示唆された。2.線虫の嗅覚順応変異体の解析:これまでに、GTP結合タンパク質の情報伝達経路の制御分子が、嗅覚順応行動に重要であることを見出している。本年度も引き続き、その情報伝達経路について解析を進めた結果、最下流で機能する分子として、神経伝達物質の放出を制御する分子に到達した。現在、神経伝達物質の特定を目指し、解析を進めている(投稿準備中)。3.線虫の嗅覚順応行動におけるSAX2の役割:細胞極性に重要な酵母Mor2の線虫におけるホモログ・SAX2について、複数の誘引物質を使用した特異的感覚神経が関与する、嗅覚順応行動を綱羅的に解析した結果、感覚神経AWCが関与する嗅覚順応行動に特異的に重要であることが示唆された。そこで、SAX2と上記のGTP結合タンパク質の情報伝達経路との機能的関連性について調査したところ、両者が共通の情報伝達経路を構成することが示唆された。
ニーマンピック細胞により産生されるサイトカインの同定

研究実績は以下の3点に要約される。1.NPC細胞ではISRE-driven geneの発現が亢進している.NPC患者と正常人から得た皮膚繊維芽細胞からmRNAを抽出しcDNAとした後、これをprobeとしてcDNA microarrayを用いてNPC細胞において発現の亢進している遺伝子をスクリーニングした.その結果、NPC細胞ではMxA、2' -5' oligoadenylate synthetaseなど、ISREにより誘導される一群の遺伝子の発現が亢進している事が判明した.2.NPC細胞/組織ではSTATの蛋白質レベルが高い. 1.の生化学的機序を解明するため、転写因子STATの蛋白質レベルを調べた.ヒトNPC細胞において、STAT1-STAT5のレベルの増加が見られ、同様にNPC1欠損CHO細胞においても、STAT1,STAT3-STAT6の増加が認められた.NPC1欠損マウスの肝臓、脳の抽出物においても同様の増加が認められ、小脳Purkinje細胞や浸潤するグリア細胞でSTATの抗原性が増加していた.3.NPC細胞は炎症性サイトカイン(IL-6/IL-8およびIFN-beta)を恒常的に産生する. 2.の生化学的機序を解明するため、NPC細胞と正常細胞の共培養実験、各々の培養上精による刺激実験を行ったところ、NPC細胞の培養上精中に、STATの発現レベルを亢進させる活性物質が存在することが判明した.ELISAにより40種類以上の既知のサイトカイン濃度を測定したところ、NPC細胞の培養上精中にはIL-6/IL-8が正常細胞の100倍以上の高濃度で存在しており、正常細胞では検出できないIFN-betaが存在した.レポータージーンアッセイおよび中和抗体による阻害実験から、STAT1/STAT3の増加は各々IFN-beta/IL-6によることが判明した.以上の結果から、NPC細胞は何らかの理由により炎症性サイトカインを恒常的に産生しており、この結果としてSTATシグナル伝達系が活性化されていることがわかった.研究実績は以下の3点に要約される。1.NPC細胞ではISRE-driven geneの発現が亢進している.NPC患者と正常人から得た皮膚繊維芽細胞からmRNAを抽出しcDNAとした後、これをprobeとしてcDNA microarrayを用いてNPC細胞において発現の亢進している遺伝子をスクリーニングした.その結果、NPC細胞ではMxA、2' -5' oligoadenylate synthetaseなど、ISREにより誘導される一群の遺伝子の発現が亢進している事が判明した.2.NPC細胞/組織ではSTATの蛋白質レベルが高い. 1.の生化学的機序を解明するため、転写因子STATの蛋白質レベルを調べた.ヒトNPC細胞において、STAT1-STAT5のレベルの増加が見られ、同様にNPC1欠損CHO細胞においても、STAT1,STAT3-STAT6の増加が認められた.NPC1欠損マウスの肝臓、脳の抽出物においても同様の増加が認められ、小脳Purkinje細胞や浸潤するグリア細胞でSTATの抗原性が増加していた.3.NPC細胞は炎症性サイトカイン(IL-6/IL-8およびIFN-beta)を恒常的に産生する. 2.の生化学的機序を解明するため、NPC細胞と正常細胞の共培養実験、各々の培養上精による刺激実験を行ったところ、NPC細胞の培養上精中に、STATの発現レベルを亢進させる活性物質が存在することが判明した.ELISAにより40種類以上の既知のサイトカイン濃度を測定したところ、NPC細胞の培養上精中にはIL-6/IL-8が正常細胞の100倍以上の高濃度で存在しており、正常細胞では検出できないIFN-betaが存在した.レポータージーンアッセイおよび中和抗体による阻害実験から、STAT1/STAT3の増加は各々IFN-beta/IL-6によることが判明した.以上の結果から、NPC細胞は何らかの理由により炎症性サイトカインを恒常的に産生しており、この結果としてSTATシグナル伝達系が活性化されていることがわかった.ニーマンピック病C型(NPC)は生化学的には細胞小胞内での脂質蓄積を特徴とし、病理学的には神経細胞の進行的脱落を特徴とする。NPCの大部分はNPC1遺伝子の変異により生じる。NPCの病態生理を解明する手がかりを得る目的で、NPC1欠損細胞において発現が増加している遺伝子群をDNA microarrayを用いてスクリーニングしたところ、MxAなどinterferon stumulated response element (ISRE)によりドライブされる一連の遺伝子の発現が増加していることが判明した。その後の検討により、NPC細胞では、JAK/STATシグナル伝達系が恒常的に活性化されており、これは培養上清中になんらかの活性物質(cytokineの一種と予想される)が存在するためであることが明らかになった。この活性物質の同定を目的としてNPC細胞培養上清中の既知のcytokineの濃度を測定し、正常細胞培養上清に比べてIL-6およびIL-8の濃度が100倍以上に増加していることを見い出した。特異抗体による吸収実験の結果、NPC細胞でのISRE誘導遺伝子の発現増加は少なくとも部分的にはIL-6の過剰産生によることがわかった。NPC細胞においてこれらのpro-inflammamtory cytokineが過剰産生される機序は不明であり、その病態生理学的意味も現在のところ不明である。今後これらの解明をめざして詳細な解析を行う予定である。1.NPC細胞ではISRE-driven geneの発現が亢進している.NPC患者と正常人から得た皮膚繊維芽細胞からmRNAを抽出しcDNAとした後、これをprobeとしてcDNA microarrayを用いてNPC細胞において発現の亢進している遺伝子をスクリーニングした.

その結果、NPC細胞ではMxA、2'-5'oligoadenylate synthetaseなど、ISREにより誘導される一群の遺伝子の発現が亢進している事が判明した.2.NPC細胞/組織ではSTATの蛋白質レベルが高い.1.の生化学的機序を解明するため、転写因子STATの蛋白質レベルを調べた.ヒトNPC細胞において、STAT1-STAT5のレベルの増加が見られ、同様にNPC1欠損CHO細胞においても、STAT1,STAT3-STAT6の増加が認められた.NPC1欠損マウスの肝臓、図の抽出物においても同様の増加が認められ、小脳Purkinje細胞や浸潤するグリア細胞でSTATの抗性が増加していた.3.NPC細胞は炎症性サイトカイン(IL-6/IL-8およびIFN-beta)を恒常的に産生する.2.の生化学的機序を解明するため、NPC細胞と正常細胞の共培養実験、各々の培養上精による刺激実験を行ったところ、NPC細胞の培養上精中に、STATの発現レベルを亢進させる活性物質が存在することが判明した.ELISAにより40種類以上の既知のサイトカイン濃度を測定したところ、NPC細胞の培養上精中にはIL-6/IL-8が正常細胞の100倍以上の高濃度で存在しており、正常細胞では検出できないIFN-betaが存在した.レポータージーンアッセイおよび中和抗体による阻害実験から、STAT1/STAT3の増加は各々IFN-beta/IL-6によることが判明した.以上の結果から、NPC細胞は何らかの理由により炎症性サイトカインを恒常的に産生しており、この結果としてSTATシグナル伝達系が活性化されていることがわかった.
アジアの農業的資源環境管理システムの開発に関する研究

本研究の目的は、アジアの主要国を対象に食料需給モデルによって国内の食料生産を予測し、この食料生産をなるだけ環境に負荷をかけることなく持続的に実現させる土地、水、植生、社会資本等の農業的資源の適切な管理運営のあり方を明らかにすることである。この研究によって、中国、ミャンマー、インドネシアの食料需給モデルが開発され、将来の食料生産が予測され、それを資源環境的及び経済的に持続性を持って実現させる土地利用のあり方や農業政策のあり方が分析された。本研究を通じて、中国については米・小麦等の食用穀物の増産圧力は弱まっており、水や土地、気象資源に適合的な立地形成の傾向が強まっていること、大豆や飼料穀物の生産については海外からの輸入農産物との競合関係と農業政策の影響が強まる中で立地変化が起こる可能性が高いことを明らかにした。ミャンマーについては、将来米不足が予測され、国内の米生産を拡大させるためには、現在政府が進めている灌漑投資による水資源確保だけでなく化学肥料等の生産資材補助、農村労働力の組織化、普及制度拡充の効果が高いことを明らかにした。インドネシアについては、米輸入への依存は今後も続くことが予測され、食料安全保障の観点から外島での農地開発が重要になることを明らかにした。アジア諸国の農業的資源環境管理のあり方は地域的特性が高く、全域一律の管理システムの普及は難しいこと、特にこれまで粗放的な農業経営が営まれてきた地域で資源環境管理の効果が高いことが確認された。本年度は、初年度として農業的資源環境管理の前提となる食料需給予測研究のレビューを行うとともに中国の米産業とトウモロコシ産業、ミャンマーの米産業を対象に、供給関数と需要関数の推計、これらを使った将来の需給予測を行った。まずこれまでの食料需給予測研究のレビューにおいては、これまで一般に需要予測の精度は比較的高かったのに対して、供給予測の方は、技術進歩や生産立地の変化の見通し等が難しく、その予測精度が低かったことを確認した。供給予測の精度を向上させるためには、技術進歩の動向を的確に把握するとともに地域ごとの生産の特性を把握することが必要である。中国、ミャンマーを対象とした地域ごとの供給関数の推計においては、平坦地が多く、地力が高く、灌漑条件が整った優良地の多い地域では供給価格弾力性が高いのに対して、土地条件の悪い地域の供給価格弾力性は低く、価格反応が弱いことが確認された。需給予測においては、中国の米については東北部の作付拡大を背景に米需給の緩和が見込まれ、中国のトウモロコシについては堅調な飼料需要の増加を背景に輸入の増加が見込まれた。ミャンマーの米については、最近の米単収の伸び悩みが今後も続けば需給の逼迫化により2010年ごろには輸入が必要になる可能性もあることが予測された。本年度は、中国を対象に計量経済学的予測手法を使って米、小麦、トウモロコシ、大豆の将来の需給予測を行うとともに、特に中国の食糧生産基地である黒龍江省を対象に改革開放政策への移行以来の農業的土地利用変化の要因分析と農業的資源環境の持続的な管理のあり方についての分析を行った。中国の食料需給予測においては、今後米については輸出余力が増加する可能性があり、小麦については良質小麦の輸入が増加する可能性があり、トウモロコシと大豆については構造的に輸入依存が高まる可能性があることが予測された。黒龍江省の農業的土地利用に関しては、改革開放政策への移行以来、農業的土地利用のパターンが1980年代半ばと90年代半ばを境に3つの時期に区分され、黒龍江省の場合、80年代半ばの寒冷地稲作技術の導入と90年代半ばからのその急速な拡大、80年代半ばの家族請負制の導入、90年代半ばの請負期間の30年間への延長の影響が大きかったことが確認された。90年代半ばから急速に拡大した米生産については、稲作農家の市況反応性は高いものの、各地区の気象、土地、水の農業的資源環境条件から見て黒龍江省の水稲作付は2000年にほぼピークに達しており、特に持続的な米生産のための水資源の制約が高まっていることが確認された。

本年度は、中国とミャンマーの稲作を事例に農業的資源環境条件を考慮した持続的稲作の展開方向について分析を行った。中国の黒竜江省では1980年代半ば以降日本の寒冷地稲作技術の導入を契機に米生産が急増したが、同省各地区ごとの気象条件や土地条件、市場条件からの分析では、稲作農家の市況反応は高いものの特に水資源の制約のため米生産が近年ほぼピークに達しており、これまでの稲作の量的拡大から同省の気象条件を利用した有機米等の市場評価の高い良質米生産へ転換を図るべきであることを明らかにした。中国東北地域で栽培されているジャポニカ米は日本の米市場でも評価が高く、WTO体制下でその輸入増加が予想されているが、気象・土地条件からその生産拡大の余地が限られていること、中国国内でもジャポニカ米の需要が堅調であることより、日本への輸出余力は限られていることが予測された。ミャンマーにおいては、政府の積極的な灌漑投資を中心に米増産が図られているが、最近の米単収の伸び悩みのため米需給は逼迫化している。ヤンゴン市近郊のレグ灌漑区での農村調査によると、米単収についての化学肥料と労働力の弾力性が比較的高く、これらの投入要素の増加により米単収が上昇する可能性が高いことが確認された。ミャンマーのデルタ地帯においては、気象・土地条件の制約よりも化学肥料産業の振興や農村労働力の組織化等の社会経済条件の整備が米生産拡大にとってより重要であることが確認された。本研究の目的は、アジアの主要国を対象に食料需給モデルによって国内の食料生産を予測し、この食料生産をなるだけ環境に負荷をかけることなく持続的に実現させる土地、水、植生、社会資本等の農業的資源の適切な管理運営のあり方を明らかにすることである。この研究によって、中国、ミャンマー、インドネシアの食料需給モデルが開発され、将来の食料生産が予測され、それを資源環境的及び経済的に持続性を持って実現させる土地利用のあり方や農業政策のあり方が分析された。本研究を通じて、中国については米・小麦等の食用穀物の増産圧力は弱まっており、水や土地、気象資源に適合的な立地形成の傾向が強まっていること、大豆や飼料穀物の生産については海外からの輸入農産物との競合関係と農業政策の影響が強まる中で立地変化が起こる可能性が高いことを明らかにした。ミャンマーについては、将来米不足が予測され、国内の米生産を拡大させるためには、現在政府が進めている灌漑投資による水資源確保だけでなく化学肥料等の生産資材補助、農村労働力の組織化、普及制度拡充の効果が高いことを明らかにした。インドネシアについては、米輸入への依存は今後も続くことが予測され、食料安全保障の観点から外島での農地開発が重要になることを明らかにした。アジア諸国の農業的資源環境管理のあり方は地域的特性が高く、全域一律の管理システムの普及は難しいこと、特にこれまで粗放的な農業経営が営まれてきた地域で資源環境管理の効果が高いことが確認された。
理科大・MXTVの共同による高校向けWeb数学コンテンツの開発と配信

本研究開発では,理科大の研究チームとMXTVの開発スタッフが共同して,高校向けのWeb数学コンテンツを開発し,配信を行うことを目的とした。本研究開発は,IT,特にデジタル・ストリーミング技術とWebを教育において活用すること,また,学校数学ではなくオフ・スクールの数学教育を対象としている点に,「新世紀型」の理数教育の展開としての特色を持っている。本研究の基本コンセプトとなるオフ・スクールの数学教育は,学校数学を補完し,全体として豊かな数学教育の実現する教育システムとして期待できるものである。本開発では,オフ・スクールの数学教育用に4本の動画コンテンツならびにWebサイトを開発した。開発した動画コンテンツは以下の通りである。「小さくなあれ」:遠近法をテーマにした娯楽的数学映画。ドラマ仕立てで,実際に監督と俳優を使用して撮影を行う。実際世界の「視覚」の世界に潜む「遠近法」の数学的な意味を隠れたテーマにした。「素早く冷やす」:水や体の冷却を扱う教育番組的な内容で構成。内容としては数学の応用を対象とする。ラジエーターや救急医療に用いられている冷却の方法の数学的な意味を,実験を通して紹介した。「なぜ,180°なの」:三角形の内角の和がどのような面の上にあるかで変わることを示す。授業風景(小学校・高校)も併せて利用する。数学の理論構成の面白さを紹介した。「数学とデザイン」:バレンチノのキャラクターとして採用された新型ロボット(Posy)を対象にして,数学とデザインというテーマで,設計者のインタビューを踏まえて作成の予定。美しさやロボットの動きに潜む数学的背景を扱った。今年度の研究の進行状況本年度は、Web動画コンテンツの開発のためのアイデアの作成ならびにデザインを中心に研究を進めた。そのために、次の会議を開催した。(1)第1回プロジェクト・ミニ・ミーティング5月1日(参加者:プロジェクトメンバー・MXTV社員)(2)第1回拡大プロジェクト・ミーティング8月12日(参加者:数学者、教育工学研究者、高校教員などの外部協力者等からのヒヤリング)(3)第2回拡大プロジェクト・ミーティング8月19日(参加者:大学生等からのヒヤリング)(4)第2回プロジェクト・ミニ・ミーティング11月13日(参加者:プロジェクトメンバー・MXTV社員)(1)動画コンテンツの開発方針の決定上記の活動を通じて、以下のような開発の方針を決定した。(1)「方法・アイデアの検索的視聴」の仕掛け:セグメント動画開発(2)「地上波デジタル」と「Web動画コンテンツ」の併用(3)「動画コンテンツ」とWebコンテンツの連動(4)「数学啓蒙を中心として内容構成する」(5)「高校生・高校数学教師・一般を対象とした構成」(2)動画コンテンツの開発の開始基本的には15分もの4本の動画コンテンツを開発することになり、以下の開発を予定している。現在、脚本の作成ならびに年度中に可能な撮影の準備を進めた。また、本研究の基本デザインを支える理論枠組みを、日本科学教育学会第27回年会のシンポジウムで発表した。
有用な含窒素化合物の効率的合成法の開発

エナミドを求核剤として用いる付加反応はこれまでにほとんど報告されていない。エナミドが求核付加反応を行うとアシルイミンを生成物として与えると考えられ、アシルイミンはその後種々の化合物への変換が容易であることから、エナミドを用いる求核付加反応は有機合成化学上重要である。これまで我々の研究室では、エナミドを用いる触媒的不斉アルドール型反応、触媒的不斉Mannich型反応を報告しており、その有用性を示してきた。今回筆者は、触媒的不斉マイケル反応の検討を行った。初期検討として、種々のマイケルアクセプター(α,β-不飽和カルボニル化合物)を用いたが、通常のα,β-不飽和カルボニル化合物よりもLUMOのエネルギーレベルの低いアルキリデンマロネートを用いた場合によりよい収率を与えることが分かった。さらに触媒の検討を重ねた結果、金属塩として2価の銅塩を、リガンドとしてジフェニルエチレンジアミン由来のキラルジアミンを用いて調製される触媒を用いることで、高い収率、選択性で目的とする付加体が得られることが分かった。本反応の基質一般性は広く、芳香族ケトン由来のエナミドのみならず、脂肪族ケトン由来のエナミドを用いた場合も反応が円滑に進行することが分かった。さらに得られた化合物はアシルイミン体であり、還元を行うことでエナミド由来の窒素原子を付加体に導入することも可能であった。本反応は、種々の窒素含有化合物の合成に有用であることを見いだした。当研究室では、エナミドの求核剤としての有用性を見いだしている。エナミドは、炭素-炭素二重結合に窒素が置換し、その窒素上にアシル基を有する化合物群である。これまでに、ケトンやアルデヒド由来のエナミドを合成し、触媒的不斉反応に用いてきたが、その反応性は対応するケイ素エノラートに比して低く、付加反応においては活性化された求電子剤(例えばエステル基に隣接するアルデヒド等)が必要となる点が問題となっていた。そこで、活性化されていない求電子剤へのエナミドの付加反応を円滑に進行させることを目的とし、より活性なエナミドとしてチオエステル由来のエナミドを用いることとした。一般に、チオエステル由来のエノラートもしくはその類縁体は、ケトン由来のそれに比べ反応性が高いことが知られている。チオエステル由来のエナミドは、以下のように合成した。プロピオニトリルとエタンチオールを混合した溶液に塩酸ガスを吹き込みイミデートを合成した。その窒素上にアシル基を導入し、アシルイミンとした後、塩基を用いてエナミドへと異性化させた。この過程において、幾何異性体が存在するがそれらをカラムクロマトグラフィーにて分離することは困難であった。そこで、幾何異性体の混合物を直接エチルグリオキシレートとの反応に用いることとした。まず、二価の銅塩とキラルジアミンを混合して触媒を調製し、エチルグリオキシレートとエナミドを混合したところ、反応は進行し原料の消失を確認した。得られた化合物はイミデート体であり、その後種々の変換が可能であることを考えると、本反応は非常に大きな意義を持つと考えている。現在、得られた化合物の種々の変換を検討している。エナミド、エンカルバメートは、求電子剤として多く用いられている基質であるが、求核剤としてはその反応性の低さのためほとんど有機合成に用いられている例がない。当研究室では、アルデヒドやケトン、アゾジカルボキシレートへのエンカルバメートの触媒的不斉付加反応について既に報告している。しかしながら、α、β不飽和カルボニル化合物に対する付加反応はこれまで例がない。本反応が実現できれば、効率的にδ-アミノ酸を立体選択的に合成することができるため、合成的価値は高い。種々検討の結果、2価の銅塩と1,2-ジフェニルエチレンジアミンを骨格として有するキラルジアミンを混合して調製される錯体を触媒として用いることで、アルキリデンマロネートとエナミド、エンカルバメートとの反応が収率、選択性良く進行することを見いだした。用いるアルキリデンマロネートとしては、フェノールエステルを有するアルキリデンマロネートを用いると特に、選択性が向上した。また、エナミドとエンカルバメートの両者をそれぞれ用いたところ、エンカルバメートに比べてエナミドを用いた場合の方が、より高い選択性を得ることができた。反応終了後得られるアシルイミン体は酸性条件下ケトンへ体へと導き、単離精製後、収率、選択性を決定した。用いることのできるエナミドとしては、芳香族ケトン由来のエナミドだけでなく、脂肪族ケトン由来のエナミドも用いることが可能であるため、汎用性の高い反応と言える。本反応で得られたケトン体はその後、メチルエステルへのエステル交換、脱炭酸、還元を経ることで文献既知化合物へと変換可能であり、HPLCの保持時間の比較により主生成物の絶対立体配置も決定することができた。以上の様に筆者は、エナミド、エンカルバメート類の、α、β不飽和カルボニル化合物に対する触媒的不斉付加反応を達成した。今後、天然物や医薬品合成への応用が期待される。

これまで我々の研究室では、エナミドを用いる触媒的不斉アルドール型反応、触媒的不斉Mannich型反応を報告しており、その有用性を示してきた。今回筆者は、触媒的不斉マイケル反応の検討を行った。初期検討として、種々のマイケルアクセプター(α,β-不飽和カルボニル化合物)を用いたが、通常のα,β-不飽和カルボニル化合物よりもLUMOのエネルギーレベルの低いアルキリデンマロネートを用いた場合によりよい収率を与えることが分かった。さらに触媒の検討を重ねた結果、金属塩として2価の銅塩を、リガンドとしてジフェニルエチレンジアミン由来のキラルジアミンを用いて調製される触媒を用いることで、高い収率、選択性で目的とする付加体が得られることが分かった。本反応の基質一般性は広く、芳香族ケトン由来のエナミドのみならず、脂肪族ケトン由来のエナミドを用いた場合も反応が円滑に進行することが分かった。さらに得られた化合物はアシルイミン体であり、還元を行うことでエナミド由来の窒素原子を付加体に導入することも可能であった。本反応は、種々の窒素含有化合物の合成に有用であることを見いだした。
関節リウマチに対する抗RANKL抗体と炎症性サイトカイン阻害薬併用療法の治療効果

本研究課題は特に骨吸収に深く関わるRANKLに対する抗体denosumabの効果に注目し、関節リウマチ(RA)における骨代謝、およびこれに関わる因子を解明することを目的とした。1.Denosumab使用患者の観察研究(TBCR-Bone)、2.RA手術患者から検体採取、解析をすすめた。1については76名の登録RA患者を12ヶ月まで実臨床下で検証し、骨密度の改善、骨代謝マーカーの抑制が確認された。疾患活動性の影響が示唆された。RA-Bio、ステロイド投与はdenosumabの効果には影響を与えていなかった。2については25例の患者から手術時採取した骨軟骨、滑膜の免疫染色、病理組織評価を行った。新たな骨粗鬆症治療薬として、破骨細胞の形成・活性化に関わるタンパク質RANKLを標的とする生物学的製剤(抗RANKL抗体、デノスマブ)が製造承認された。本剤と炎症性サイトカインを標的とした生物学的製剤との併用(Double-bio療法)は、関節リウマチ(RA)に合併する骨粗鬆症治療の切り札となりうるか。本研究では、協力医療施設におけるデノスマブ使用RA患者を全例登録し、臨床経過を疫学的に分析するマクロな視点と、患者生体試料の免疫組織学、生化学的検証によるミクロな視点から、抗RANKL抗体と従来の生物学的製剤とを併用したDouble-bio療法により得られる実臨床上の効果と安全性を検証することとした。本年度は、既に行っているTsurumai Biologics Communication Registry(TBCR)から、リウマチ患者における炎症サイトカインを標的とした生物学的製剤の効果を検討するとともに、このrigistryの協力体制の上にデノスマブ使用患者登録システムを構築しデータ収集を開始した。53例が登録され、RAに対する生物学的製剤は18例(34%)に使用されていた。腰椎、および大腿骨近位BMDはそれぞれ、3.9%, 3.1%有意に増加した。生物学的製剤の併用の有無でdenosumabの効果に有意な差は認めなかった。ステロイド非併用群では併用群に比して有意に骨形成マーカーの低下率が高かった。今後症例を増やし、生物学的製剤の標的の相違(TNF, IL-6, Tリンパ球活性調節)などさらに詳細に検討する予定である。また、ミクロ的な関節局所におけるサンプルからの検討については、本年度の予定通り、名古屋大学倫理委員会での審査がほぼ終わり、サンプルの収集が開始されることとなっている。本研究課題は、特に骨吸収に深く関与する分子RANKLに対する抗体denosumabの効果に注目し、関節リウマチ(RA)における骨代謝、およびこれに関わる因子を解明することを目的としている。また、関節リウマチ治療に関わる生物学的製剤(RA-Bio)との併用効果もすることとしている。本年度は1.Denosumab使用患者の観察研究(TBCR-Bone)、2.RA患者滑膜の培養系から、自然免疫toll-like receptor(TLR)とRANKL制御に関わりについての検討とRA手術患者から検体採取をすすめた。1.について53名の登録患者の6ヶ月までの効果(骨代謝マーカー、骨密度、骨折発生)と16名については12ヶ月の効果を検討した。骨密度の改善、骨代謝マーカーの抑制が確認された。RA-Bio使用による影響は見られなかった。本課題にとってRA-Bio自体の効果検証も必須である。本年度は、同時に行っている多施設観察研究(TBCR)により、検証を行い、有害事象の発生について、治療の継続に関わる骨折の頻度は極めて低いことがわかり、有害事象による治療中止も治療経験にともなって減少していることも確認された。またRA-Bioの変更による効果について検証を行い報告した。2については、RA滑膜においてはTRL-4を介したRANKLの発現が確認され、これは、関節における細胞外マトリクスの主要構成成分であるヒアルロン酸添加により、抑制されることがわかった(Plos One in press)。検体採取については6例の患者から同意を得て手術時に、骨軟骨、滑膜、関節液の採取をおこなった。引き続き1.については患者登録と観察の継続を行い、2については、採取骨軟骨、滑膜の病理組織的(免疫染色を含めた)検討および関節液での各種サイトカイン、骨、軟骨代謝マーカーの測定を行う予定である。マクロ的観察研究については6ヶ月の結果報告がされ、観察を継続し1年の効果も検証されつつある状態である。また、RA患者の骨代謝を考えるうえで基本となるRA自体の治療についても、その実態について検証することができた。ミクロ的検討についても、培養系をもちいた実験において一定の結果をまとめ報告することができた。やや登録症例数、検体採取が少なめであるが、順次進展していると判断している。大きな問題はないと考えている。本年度は1.Denosumab使用患者の観察研究(TBCR-Bone)、2.RA手術患者から検体採取、解析をすすめた。1.について76名の登録患者の12ヶ月までの効果(骨代謝マーカー、骨密度、)、ステロイド併用の影響を検討した。RA治療実臨床下のdenosumabの効果が検証された。

本年度は、同時に行っている多施設観察研究(TBCR)により、主として生物学的製剤の治療の長期継続に関わる因子を検討した、1年以上の長期継続のためにはメトトレキサート併用が重要であり、治療の徹底が長期成績にかかわることがわかった。2については、検体採取については25例の患者から同意を得て手術時に、骨軟骨、滑膜、関節液の採取を行い、免疫染色、病理組織評価を行った。重要なWnt signal阻害であるスクレスチンは炎症性滑膜の表層に発現していた。炎症性滑膜における新規骨粗鬆治療薬スクレロスチン阻害療法の影響を十分検討する必要がある。さらに、検討および関節液での各種サイトカイン、骨、軟骨代謝マーカーの関連を解析中である。本研究課題は特に骨吸収に深く関わるRANKLに対する抗体denosumabの効果に注目し、関節リウマチ(RA)における骨代謝、およびこれに関わる因子を解明することを目的とした。1.Denosumab使用患者の観察研究(TBCR-Bone)、2.RA手術患者から検体採取、解析をすすめた。1については76名の登録RA患者を12ヶ月まで実臨床下で検証し、骨密度の改善、骨代謝マーカーの抑制が確認された。疾患活動性の影響が示唆された。RA-Bio、ステロイド投与はdenosumabの効果には影響を与えていなかった。2については25例の患者から手術時採取した骨軟骨、滑膜の免疫染色、病理組織評価を行った。本年度、デノスマブ使用患者の登録と、半年のまでの治療効果について解析が進んだ。これまでの関節リウマチ治療についてのコホート研究における協力体制から、順調に登録が進んでいる。人工関節置換術時に得られるサンプルを用いる検討については、本年度予定は研究体制の確立である。名古屋大学倫理委員会の審査がほぼ終了した。来年度から、順次サンプルの収集、および解析が可能である。Denosumabの効果については1年間の効果の検証が行われる予定である。症例数ももう少し増やすことが可能と考えている。RA患者の骨代謝を検討するうえでステロイドの使用は大きなポイントである。治療におけるステロイドの使用の意義についても検討する予定である。サンプル収集について、若干遅れているので、協力施設を一つ増やすこととした。倫理委員会にも計画変更届けをおこなった。解析については、計画に従い、病理組織的評価は順次おこない、関節液における各種サイトカイン等の測定を行い、相互の関連を検討していく。整形外科学当初の計画通り、症例の登録、経過の追跡、データの収集を確実に進める予定である。手術時サンプルについても参加施設の手術実績から、月に4-5例づつ集積可能と考えているので、目標症例数もおおむね達成できると考えている。サンプルの収集の遅れに伴い、今年度予定のサイトカイン等の測定が実施されなかったため。サンプルは収集されており、28年度に測定を行うため、順次使用される予定である。
非侵襲的ESRスピンプローブ法による皮膚角層脂質の状態評価

電子スピン共鳴(ESR)法は、角層研究の重要な手法のひとつである。ESRスペクトルから得られる秩序度は角層脂質の流動性を評価する良い指標であると示唆されている。しかし、ESR測定法のex vivo法としての詳細は確立されていなかったため、測定法についても詳しく検討した。シアノアクリレートを塗布したガラス板を用いて角層を剥離した。脂溶性のスピンプローブである5-DSAを使用した。0.1%のエタノール水溶液に溶解した0.001%5-DSAで37度1時間反応させた後、過剰な5-DSAは蒸留水で洗浄した。角層が接着したガラス板を、我々が考案したガラス板ホルダを用いてESRキャビティに導入することで、再現性の良いESRスペクトルを得ることができた。また、角層脂質に取り込まれたスピンプローブの秩序度を計算することで、ESRスペクトルから角層脂質を解析することが可能であると示した。さらに、深さ方向での角層試料のESRスペクトルは形状に差が認められ、シミュレーション法を用いた秩序度(S_0)は異なり、精査な解析ができた。これまでの結果を総合して、適正なスピンプローブの溶解とガラス板ホルダの使用によって簡便なex vivo角層脂質の構造解析が可能となり、ESR法による角層脂質の構造依存性に関する新たな指標の構築とすることができた。これまで用いられてきた皮膚角層の剥離法を改良し、特定サイズの硝子板と剥離剤を用いて角層の剥離を試みた。この剥離試料にスピンプローブを37°Cの恒温下で導入し余分なプローブを洗浄した後、角層硝子板をESR空洞共振器に挿入し、簡便にESR測定ができるように考案した。この手法を用いて、今回はじめて皮脂を検出することができた。角層脂質の秩序度(構造規則性を示す指標)は、これまで得られたESRスペクトルの超微細結合定数を用い幾何学的に求められていたが、角層脂質内のプローブの環境を顕著に示しているのか、その精度に問題点が指摘されていた。この問題点を解決すべく今回新たにシミュレーション法を導入し、スペクトルの解析精度の向上を試みた。最新のESRシミュレーション解析法を用いて、角層の深さ方向における細胞間脂質の構造状態変移を始めて検討した。改良型の簡便なESR測定を用い得られたESRスペクトルの精査なシミュレーション解析法により、角層細胞間脂質の構造変化を深さ方向で調べた。その結果、シミュレーション法で得られた秩序度は皮膚表面での値は小さく、中層から下層にかけて高い値を取る傾向があることが新たに分かった。すなわち、秩序度が高いということは、角層の中層から下層にかけて細胞間脂質分子が形成するラメラ構造性のよい配向をしていると考えられる。この事実は、電子顕微鏡の観察結果から予測された脂質二重層は外層では構造性が消失し、中層ではよいラメラ構造性をもつと言うこれまでの報告を支持する興味深い結果である。

これまでの結果を総合して、適正なスピンプローブの溶解とガラス板ホルダの使用によって簡便なex vivo角層脂質の構造解析が可能となり、ESR法による角層脂質の構造依存性に関する新たな指標の構築とすることができた。
非線形相転移を有するポリイオン液体を用いた可変選択性ＨＰＬＣの実現

本年度は、アミノ酸をベースとする4種類のキラルな超分子ゲル形成物質を設計・合成し、これらを多孔質シリカ粒子に固定化することによって液体クロマドクラフィ用分離剤とした。研究成果を下記のように要約する。(1)リシンの2つのアミノ基を通じて、アミド結合あるいはウレタン結合によって長鎖アルキル基を導入した。両者ともに有機溶媒中で配向集合し、超分子ゲルに特徴的な性質を示した。これらの超分子ゲル形成物質を多孔質シリカに固定化し、親水性相互作用モードでの液体クロマドクラフィを核酸塩基類に対して実施すると、市販の分離剤と類似したゲスト分子の溶出順序が得られるだけでなく、著しく高い保持係数(すなわち、ゲスト分子との相互作用が大きい)が観察された。ただし、選択性についてはアミド結合あるいはウレタン結合で若干の相違はあったが、大きな差異は見られなかった。一方、順相モードにおいてビナフトールのエナンチマーに対して分離を試みたところ、アミド結合型有機相ではほとんど分離が見られなかったが、ウレタン結合型有機相で顕著な光学分割能が発現し、有機相の水素結合が重要な役割を担っていることが推察された。(2)グルタミン酸およびαーアミノアジピン酸をベースに、二つのカルボキシル基を経由して長鎖アルキル鎖を導入した超分子ゲル形成物質を作製し、これらを多孔質シリカに固定化して新規の液体クロマドクラフィ用分離剤とした。期待通り、両者は多環芳香族類の構造異性体に対して高い分子形状識別能を示したが、とりわけαーアミノアジピン酸誘導体において選択性が高くなることが明らかになった。基本構造の相違はわずかメチレン鎖一個分にすぎないため、今後、このメカニズムについてさらに詳しく調査することにより、より高い選択性を与える分離剤の開発が可能になると期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。イオン液体(ILs)は幅広い溶解性、不揮発性、デザイン性など、多くの利点をもっており、様々な分野において応用展開されている。その中でも新しい応用展開として分析化学、とりわけ高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の固定相としての応用が挙げられる。本研究は、担体としてシリカゲルを選択し、これにILsポリマーを共有結合によって導入した新規固定相の合成を行い、従来にない高い選択性をもつ逆相系、順相系、逆・逆相系の固定相の開発を目指した。本年度は、(1)重合性ILsモノマーの合成とシリカ粒子へのグラフト重合、(2)機能性アニオンの合成およびイオン交換によるILsポリマーへの導入を行った。(1)ILsモノマーとして、長鎖アルキル基を有する重合性イミダゾリウム塩(PlmC_<18>-Br)を合成した。次に、テロゲンを固定化したシリカ粒子の存在下で、ラジカル重合を行うことで、ILsポリマーグラフト化シリカ粒子(Sil-PlmC_<18>-Br)を得た。(2)機能性アニオンとして、アゾベンゼン化合物であるメチルオレンジ(MO)、エチルオレンジを用い(EO)、イオン交換によりILsポリマー中に導入した。得られたSil-PlmC_<18>-MO、Sil-PlmC_<18>-EOにおいて、アゾベンゼン化合物は高度に配向しており、結果として従来のHPLC固定相には見られない高い選択性が発現した。たとえば、一般的なオクタデシル化シリカでは分離が困難であるエストラジオール異性体の分離に成功した。また、L-アラニンにアゾベンゼン化合物を導入したキラルアニオン性色素の合成を行った。今後、イオン交換によるILsポリマーへの導入および生体関連分子、キラル分子の分子認識能について評価する。もっとも広く活用されているRP-HPLCにおいて発現する選択性は、主に担体となる無機物に固定化される有機相の化学的性質に由来する。たとえば、多種多様な構造異性や幾何異性等を有する多環芳香族炭化水素の分離は、有機相が単量体として固定される場合よりも、高分子化されて固定化される方が高い。申請者らは今までに、低分子が配向集合して繊維状会合体を形成し、溶液をゲル化させる物質、すなわち分子ゲル化剤をシリカ粒子上に固定化し、これによって弱い相互作用点の多重相互作用効果を発現させることによって、著しく高い選択性が実現できることを報告してきした。このような知見のもと、本研究では、新たに3種の分子ゲル化剤を設計し、分子認識能を評価した。(1)グルタミン酸やよびアミノアジピン酸由来の分子ゲル化剤(G1、G2)を調製し、シリカ粒子上にグラフト化した(SIL-G1、SIL-G2)。有機相の導入量がSIL-G1とSIL-G2でほぼ同等となるように調節し、液体クロマトグラフ性能を調査したところ、この両者で分子形状選択性に大きな差が生じることが明らかになった。G1とG2の化学構造はメチレン鎖一個分に過ぎないため、分子配向状態の差が分子認識能に大きな変化を与えたものと考えられる。今後、このメカニズムについてさらに詳しく調査する必要がある。(2)相互作用の官能基として、尿素結合とアミド結合に焦点を当て、選択性に及ぼす影響について検討するため、L-リジンをベ一スした尿素結合誘導体およびアミド結合誘導体の2種を合成し、液体クロマトグラフ性能を比較検討した。その結果、生理活性物質や幾何異性物質に対する分子形状認織能は、多くのケースにおいて市販の疎水性シリカより高い選択性が得られることを確認した。