hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プローブデータによる選択肢集合形成を目的とした非集計モデル推定支援システムの開発

非集計行動モデルにおいて各個人の選択肢集合パラメータを形成するためのLOS(Level of Service)データの構築には,これまで手作業含め膨大な作業時間と作業量が必要であった.本研究では,非集計行動モデル推定のための選択肢集合を形成するLOSデータを容易にかつ短時間に作成可能なLOS自動生成システムを構築した.1.プローブデータによる交通サービスレベルデータの補正手法プローブ調査を容易にするためのプローブ調査アプリケーションの開発を行った.本システムは,スマートフォンのGPSセンサによるプローブ調査を可能にしたアプリケーションで,端末保有者の位置情報(経緯度,日時)を取得すると同時に,端末のセンサを活用し,加速度や向き,角度などのデータも収集可能となっている.本研究では,構築したアプリをインストールしたスマートフォンを,一般市民の乗用車300台(収集期間1ヶ月)に取り付け,プローブカー情報(日時,経緯度等)を収集した.収集したデータは,マップマッチングを行い,リンク旅行時間に変換,DBに蓄積した.このリンク旅行時間蓄積データベースを用いてOD間の道路所要時間をリンクベースで計算することで,より現実に即した道路所要時間を算出することができる.2.交通サービスレベルデータ生成システムのWeb-API化OD情報からLOSを作成するプログラムを改良し,Web-APIを構築した.昨年度までに開発していた鉄道探索モジュールは,任意のOD間の鉄道経路情報(駅名,時刻,経緯度,アグレスとイグレスの経路距離と所要時間,鉄道所要時間,利用駅数など)のみであったが,今年度は加えて,起終点の緯度経度から住所を特定するための逆ジオコーディング機能,鉄道運賃の算出,および最寄りバス停までの距離も出力可能にした.鉄道運賃の算出にあたっては,株式会社ヴァル研究所「駅すぱあとSDK」を用いてプログラムで計算し,また,バス停までの距離算出にあたっては,国土数値情報の「バス停留所(点)」情報をベースに,株式会社ヴァル研究所「駅すぱあとWebソリューション」サービスを用いて補正を行った.本研究において作成した個々のWeb-APIは,現在,東京大学空間情報科学研究センター「人の流れプロジェクト」において一部公開している.非集計行動モデルにおいて各個人の選択肢集合パラメータを形成するためのLOS(Level of Service)データの構築には,これまで手作業含め膨大な作業時間と作業量が必要であった.本研究では,非集計行動モデル推定のための選択肢集合を形成するLOSデータを容易にかつ短時間に作成可能なLOS自動生成システムを構築した.今年度は,2つの研究を実施した.1.交通サービスレベルデータの生成アルゴリズムの検討とベースシステムの構築鉄道・道路探索モジュールを用いて,マルチモードでの経路探索を可能にしたLOSデータ生成システムを構築した.本システムは,緯度経度で表される起終点情報(ODデータ)ファイルを入力値とし,道路経路距離,アクセス・イグレス駅名,距離,鉄道乗換回数,所要時間を出力値としており,得られた情報からマルチモード所要時間を計算し,一定のフォーマットに出力することで,LOSデータを作成することができる.本システムを用いて,東京・中京・松山の3都市圏のパーソントリップ調査から得られる代表交通が自動車のODデータに対してLOSを作成し,別途作成した交通手段転換モデルの入力値として利用し,環境負荷および鉄道事業者収支の計算を試みた.ODデータ408,971[trip]に対してLOS計算を行った結果,1tripあたり平均28[sec]の処理時間で個別に出力値を算出する場合に比べて1/10以下の処理速度となった.2.プローブデータクリーニング手法の改良とプローブデータ収集のための実証実験プローブデータの高精度クリーニングを目的として,ベイズ統計手法を用いたデータ処理アルゴリズムを実装し,ローカルマシンにて処理テストを行った.プローブデータは,Android端末を持つ数人の被験者から得られた測位間隔5秒のGPS測位データを用い,パーティクルフィルタ手法によるデータ補正処理を実験的に行った.結果,測位間隔によってパラメータの調整が必要ではあるものの,おおむね尤もらしい補正結果が得られた.平成23年度は交通サービスレベル(LOS)データ生成支援システムのベースとなるLOS生成プログラムを構築した.道路ネットワークや鉄道ネットワークは,デジタル道路マップを用いて作成し,距離計算や経路探索に用いた.ただ,データ入手が困難だったバスネットワークについては,現状ではまだシステムに反映できておらず,次年度の課題となった.また,プローブデータクリーニング手法に関しては,GPSロガーを用いて数人の行動履歴を収集し,パーティクルフィルタやカルマンフィルタを用いたデータ補正技術を検討し,ローカルマシンにてデータ処理を行った.平成24年度は,プローブデータ収集のためのアプリケーションの開発を行い,実測結果を収集する.収集した観測データを用いてLOSデータの補正手法を開発し,生成支援システムのベースデータとして活用する.また,LOS生成支援システムをWeb-API化し,LOSを動的に生成できるよう研究者向けに公開する.大量のプローブデータ収集のために本格的なスマートフォンアプリケーションを開発する.そのための開発マシンやアプリケーションソフト,調査に使用するGPS観測携帯端末機器,データ収集用通信カード,研究成果の公開用サーバ(設備費)を研究費にて購入予定である.また,Webサービス公開用システムの構築やスマートフォンアプリケーションの改修費も計上した.
虚血プレコンディショニングの単一心筋細胞モデルの作製とイオン電流機序

短時間の心筋虚血が先行により、その後の長時間の虚血に伴う心筋壊死や心機能低下が軽減する現象はischemic preconditioning(IP)と呼ばれ、虚血性心疾患における重要な防御機構である。IPは二つの相、early windowとlate windowに区別されているが、early windowにおけるIPにはATP感受性K電流の活性化や、L型Ca電流の抑制による細胞内Ca負荷の軽減など、細胞膜イオン電流の変化が重要な役割を果たしている。これらイオン電流の変化を含め、IPが起こるためにはadenosine,norepinephrine,angiotensin II,endothelin等の生理活性物質が心筋に作用する必要があるとされている。一方、最近培養単離心筋を用いた実験系において、短時間の低酸素前処理がその後の低酸素負荷時の細胞拘縮の割合を減少させ、遊離酵素濃度を低下させることが報告されている。この現象は生理活性物質を要しない一種の単一細胞レベルでのIPとも受け取れる。本研究では成熟動物より単離した心筋細胞におけるIP発現の可能性について、細胞膜電位を中心に検討した。また生理活性物質の中でも最も作用が確立しているadenosineとその加水分解前の前駆体であるATPについて、L型Ca電流を指標として関与する受容体と細胞内伝達機構を中心に検討した。またIPとは異なるが、新生児の心筋には虚血耐性と称される心筋細胞保護機序が働いている。新生児心筋のadenosine及びATPに対する反応も成熟心筋と比較することにより、心筋細胞の虚血耐性の機序につき検討した。得られた結果から以下のことが明かとなった。急性虚血疾患時に働く心筋保護作用であるIPを単一細胞レベルで再現ができるかを検討した。心筋細胞に短時間のNaCN負荷を先行させても細胞障害は阻止できなかった。一方adenosineはATP感受性K電流の活性化を促進し細胞障害を減弱させることが示唆された。即ちIPの発現においては何らかの生理活性物質が、少なくとも新鮮に単離された細胞においては、必須であることが示された。IPをもたらす生理活性物質としてはadenosine以外にも幾つかのものが知られているが、本研究ではATPとPGR1もその候補物質であることが示された。1.単一心筋細胞での虚血プレコンディショニング単一細胞においてもプレコンディショニング現象が起こるかを検討した。虚血の代用としてシアン1mMの潅流を用いた。通常の実験でのプレコンディショニングと同様5分間の短時間シアン潅流を3回行った。プレコンディショニング後にパッチクランプ法によりイオン電流を継続記録できる状態としシアンの本潅流を行った。対照ではではシアン潅流42±12分でATP感受性Kチャネルが開口し、プレコンディショニング細胞では37±16分で開口を認め両者に有意差はなかった。一方プレコンディショニングした後の本潅流にアデノシン10μM若しくはアンギオテンシンII3mMを本潅流に加えることによりATPチャネルの開口までの時間は18±5.4分に短縮した。2.プレコンディショニングに関する生理活性物質の病態生理的作用アデノシンに加えATP、サイトカイン等のG蛋白を介した作用を検討した。ATPはアデノシンと同様Gi蛋白を刺激しCa電流を抑制することを見い出した。

ATPにはプロテインキナーゼCを活性化することも知られており、当該研究と合せプレコンディショニングに寄与している可能性が示された。またアデノシンにはCa電流を刺激する」作用のも有しており、これまでのプレコンディショニング実験で観察された心筋張力の改善効果に寄与している可能性も示唆された。一方サイトカインのなかでinterferonにはATPチャネルを抑制する作用があり、プレコンディショニングの効果を減弱させている可能性が示唆された。短時間の心筋虚血が先行により、その後の長時間の虚血に伴う心筋壊死や心機能低下が軽減する現象はischemic preconditioning(IP)と呼ばれ、虚血性心疾患における重要な防御機構である。IPは二つの相、early windowとlate windowに区別されているが、early windowにおけるIPにはATP感受性K電流の活性化や、L型Ca電流の抑制による細胞内Ca負荷の軽減など、細胞膜イオン電流の変化が重要な役割を果たしている。これらイオン電流の変化を含め、IPが起こるためにはadenosine,norepinephrine,angiotensin II,endothelin等の生理活性物質が心筋に作用する必要があるとされている。一方、最近培養単離心筋を用いた実験系において、短時間の低酸素前処理がその後の低酸素負荷時の細胞拘縮の割合を減少させ、遊離酵素濃度を低下させることが報告されている。この現象は生理活性物質を要しない一種の単一細胞レベルでのIPとも受け取れる。本研究では成熟動物より単離した心筋細胞におけるIP発現の可能性について、細胞膜電流を中心に検討した。生理活性物資の中でも最も作用の確立しているadenosineとその加水分解前の前駆体であるATPについて、L型Ca電流を指標として関与する受容体と細胞内伝達機構を検討した。またIPとは異なるが、新生児期の心筋には虚血耐性と呼ばれる心筋保護機序が働いている。新生児心筋のadenosine及びATPに対する反応を成熟心筋と比較することによる、幼弱心筋の虚血耐性の機序について検討した。得られた結果から以下のことが明かとなった。単離心筋細胞に短時間のNaCN負荷を先行させても心筋障害を阻止できなかった。一方adenosineはATP感受性K電流の活性化を促進し細胞障害を減弱させる能登が示唆された。即ちIPの発現においては何らかの生理活性物質が、少なくとも新鮮に単離された心筋細胞においては、必須であることが示された。
光触媒を用いた新しい水中アンモニア処理法の開発

アンモニア排水の新たな処理法として、金属担持酸化チタンを光触媒として用い、水中アンモニアを酸化し窒素に無害化する方法について検討を行った。空気流通下、pH10付近で反応を行うと高い分解速度で反応が進行することがわかった。アンモニア濃度が100 mM程度の比較的高い条件では高い窒素選択率で処理することができた。また、パラジウムを助触媒として用いると、高速でかつ高窒素選択的に水中アンモニアを処理できることが見出された。アンモニア含有排水の新たな処理法として、光触媒を用いた酸化分解法について検討を行った。水中アンモニアを高速で高窒素選択的(低硝酸・亜硝酸イオン選択的)に処理する高機能触媒の開発および反応条件の確立に関して今年度は主に以下の事柄が明らかとなった。(1)昨年度の検討で、酸化チタン光触媒に助触媒としてパラジウムを担持すると硝酸・亜硝酸イオン選択率を特異的に低く抑えて処理できることがわかったため、パラジウムの存在状態や反応条件が生成物の選択率に与える影響を調べた。パラジウムの粒径の異なる試料で比較したところ、粒径が2-3 nm以下の粒子が小さい状態で存在する場合に硝酸・亜硝酸イオンの選択率を低く抑えられることがわかった。また、反応前に水素還元処理をしたり、溶存酸素濃度の比較的低い条件で反応を行うと硝酸・亜硝酸イオン選択率の低減効果が見られなくなったことから、パラジウム表面が酸化された状態で、窒素生成が促進されることがわかった。さらに、反応温度を変えて反応を行ったところ、反応温度の高い条件で窒素選択性が高くなることが明らかとなった。(2)昨年度の検討で、アンモニアを吸着する能力の高いモルデナイトと酸化チタン光触媒を複合化することにより硝酸・亜硝酸イオン選択率を低減させる効果があることが明らかになったため、複合化の方法やモルデナイトと酸化チタンの比率等を変えた試料で比較を行い、よりその効果が発揮される条件について検討した。チタン前駆体溶液を酸化チタンに含浸し、それを加水分解する方法で調製することで、モルデナイト上に酸化チタンを比較的高い分散状態で担持することができた。また、酸化チタン含有率が10%以下のように低い状態の場合に硝酸・亜硝酸イオン選択率の低減効果や酸化チタン重量当たりの活性が高くなる効果が強く発揮されることが明らかとなった。高速で高窒素選択的にアンモニア排水を処理する高機能触媒の開発および反応条件の確立に関して今年度は主に以下の事柄が明らかとなった。(1)酸化チタン光触媒を用い、pHやアンモニア濃度など反応条件の変化に伴う、光触媒活性や選択性の変化を系統的に検討した。pH10の条件ではアンモニア分解速度が高く、また硝酸イオンや亜硝酸イオンの選択率が低く抑えられた。また、処理するアンモニア濃度が高い条件では、硝酸・亜硝酸イオン選択率が低下した。高い分解速度や低硝酸・亜硝酸イオン選択率は、触媒へのアンモニア吸着量の多い条件下で得られることが明らかとなった。触媒空気流通下pH10の条件では、少なくとも2000ppm程度までアンモニア濃度に対する反応次数が1に近い値を示し、比較的高濃度のアンモニアも短時間で処理できることがわかった。(2)助触媒種やその担持量や担持法、前処理等が分解速度や選択率に与える影響を調べた。種々の金属元素で比較した結果、パラジウムを担持した時に硝酸・亜硝酸イオン選択率が特異的に低く抑えて処理できることが明らかとなった。パラジウムは励起電子を集めて酸素の還元サイトとなることに加え、アンモニアが酸化されて生じた反応中間体の酸化サイトとしても働くという、特異的な挙動をすることを見出した。また、パラジウム担持量の多い条件、光析出法でのパラジウムの担持で高分解速度・低硝酸・亜硝酸イオン選択率が得られることがわかった。(3)酸化チタンを高表面積あるいはポーラスな担体に担持し、その効果について検討を行った。活性炭や各種ゼオライトで比較した結果、モルデナイトに酸化チタンを担持した試料で、高分解速度、低硝酸・亜硝酸イオン選択率が得られることを見出した。申請書に示した、高速で高窒素選択的にアンモニア排水を処理する高機能触媒の開発や探索および反応条件の確立に関する検討は概ね予定どおり実施し、多くの新たな知見を得ることができた。その一部は学会や学術論文ですでに発表し、また今後も発表する予定であり、学術的に重要な結果がこれまでに多く得られていると考えている。高機能性触媒の開発について検討のうち、Pd助触媒の使用により、高速でかつ特異的に硝酸・亜硝酸イオン選択的にアンモニアを分解し、その原因としてPdが熱触媒的にアンモニア酸化によって生じた中間体を分解するためであるということは、初めて見出された重要な知見であり、近日中の速報誌への投稿を予定している。また、モルデナイトに酸化チタンを担持し、反応物の濃縮効果を付与することにより、高活性で、低硝酸・亜硝酸イオン選択的にアンモニアが除去される結果が得られたことから、今後担持条件の最適化や担体種の探索により更なる高機能化への展開が期待される。

酸化チタン以外の高機能光触媒材料の探索については、主にチタンを含む複合酸化物系について検討を行い、これまでにトンネル型の空間を有する特徴的な結晶構造のK2Ti6O13が高い活性を示すことを見出した。この活性は酸化チタン単独のものに比べると低いものの、結晶構造と光触媒活性の間の関連性を考察する上で重要な結果であると考えている。反応条件の最適化により、数千ppmという比較的高濃度のアンモニアを高窒素選択的に除去できることを見出し、この系を幅広い濃度の排水処理に適用できる可能性を示すことができた。この内容について学術論文を準備中である。反応機構の解明については、今後、これまでの反応結果の速度論的な解析や反応出発原料の変更等により進めていく必要がある。(1) Pdを助触媒としたときに、硝酸・亜硝酸イオン選択率が特異的に低く抑えられることが見出された。担持条件等の検討により更に高窒素選択的に処理できるよう改良を行う。また、Pd粒径などの存在状態と活性・選択率の関連を調べるため、CO吸着測定やTEM観察、XRD測定等、触媒のキャラクタリゼーションを行う。(2) TiO2をモルデナイトに担持することにより反応速度の増大および硝酸・亜硝酸イオン選択率の低減効果が得られた。モルデナイトへの担持方法や担持量の検討を行い、更なる高機能化を図る。また、アパタイトなど23年度に検討していなかった担体にTiO2を担持し、その効果を評価する。(3) TiO2以外の高機能光触媒材料の探索として、23年度は主にTiを含む複合酸化物系で検討を行い、K2Ti6O13が比較的高い活性を示すことを見出した。本年度は、主にNbやTaを含む複合酸化物を対象として、アンモニア分解に対して高い活性を示す光触媒材料の探索を進める。(4) 23年度に行った反応条件(アンモニア濃度,触媒濃度,酸素圧)を変えて行った反応結果から速度論的な解析を行っていく。また,気相中成分,液相中成分の詳細な定量や,中間体と推測される物質を出発物質とした反応の実施等により、反応機構の解明を進めていく。特に、Pdを助触媒とした場合、Pdが還元と酸化の両方の反応に関与する特異的な挙動をすることが、これまでの実験結果から推測されるため、Pd上で起こる反応について注目していく。(5)反応溶液中に存在する、金属イオン・陰イオン・有機物等の共存物質が、光触媒活性、選択性に与える影響を調査し、排水処理適用時の課題を明らかにする。強い阻害成分がある場合には、その対処法を考案する。(1)助触媒のパラジウムの存在状態により選択率に変化が見られたため、金属分散度の評価を行うことを予定している。その評価装置(CO吸着測定装置)の作製に必要な記録計や管状電気炉、装置部品(バルブ、ジョイント等)、消耗品(ガラス管、シリンジ等)の購入を予定している。(2)生成物の定量で用いる液体クロマトグラフィー用の送液ポンプの購入を予定している。(3)消耗品として、触媒調製関連(光触媒材料、助触媒金属等)や生成物の定量関連(還元カラム、発色試薬、分析カラム等)の試薬、触媒の前処理や反応・分析操作で用いるガラス器具、各種分析装置関連器具(ジョイント,シリンジ,フィルター、光源ランプ等)の購入を予定している。
日本における農作物の「転移」・拡散に関する実証的・生態地理学的研究

研究代表者および研究分担者は、分担課題に則して「農産物の転移現象」の解明に当たった。すなわち、研究代表者の斎藤は、前年のつまみ菜栽培の「転移」現象に引き続き、高冷地・平坦地・暖地という環境を活用してハクサイの周年出荷に成功した農業法人の企業戦略とその伝播現象の解明に当たった。また、研究分担者の矢ヶ崎典隆と協力してアメリカ最大の野菜産地であるカリフォルニア州のサリナスバレーの野菜出荷業者に注目し、彼らがインペリアルバレーやアリゾナ州のユマバレーに農場を展開してレタスを中心とした野菜栽培の周年化を達成していることを調査した。研究分担者の田林は、北陸地方と関東地方を中心とした農業地域の性格の解明のなかで、農作物の「転移」や農村女性の役割を明からにした。また、研究分担者の森本は関東地方における耕作放棄地の変動に関する研究で、伝統作物の消滅や新規作物の導入を明らかにした。同じく、呉羽は乗鞍高原における農家民宿を調査し、作物や民宿におけるサービス展開の視点からイノベーションの受容の実態を解明した。同時に同じ視点からヨーロッパアルプスに関する研究を行った。研究分担者の林は、遠隔地における博多万能ねぎ、および「ナバナ」の「転移」現象を解明した。これらの調査結果は、形のある論文としての成果になっていないものもあるが、近いうちに実を結ぶものと思われる。研究代表者は本研究の目的に即して分担課題の解明に当たった。すなわち、斎藤は、かねてより首都圏の近郊農業に関心をもち、三浦半島、利根川中流部の野菜生産地域を調査してきた経験を生かし、集約的野菜栽培の典型である、つまみ菜栽培の「転移」現象の解明にあたった。統計上は、東京都が100%出荷しているつまみ菜の殆どは茨城県の阿見町を中心とする地域で栽培されていることが判明した。しかも、江戸川区でつまみ菜を栽培・出荷していたヤマシン商事とその関係者が阿見町に進出し、契約栽培農家を増やすことによって拡散したことが明らかになった。また、日米の比較研究としてカリフォルニア州のサリナスバレーやインペリアルバレーの野菜栽培の伝播と盛衰の予備調査を実施した。これらはつまみ菜の転移、ウドの契約栽培、レタスのリレー式栽培を含むものである。研究分担者の田林は、日本の農業生産を支える婦人層に着目し、『持続的農村システムの地域的条件』をものにし、森本は風土を生かした風土産業乾燥イモの生産と流通を調査した。また、研究分担者の林は、遠隔地における博多万能ねぎの調査および「女峰」「はるのか」などイチゴの新品種の拡散(diffusion)を研究して成果とした。研究代表者の斎藤は、大学院生の協力を得て近郊農業の典型としてのつまみ菜の茨城県への伝播と契約栽培の実証的研究を行った。それによるとつまみ菜栽培は東京都葛飾区の都市化に追われ、1960年代に守谷町に、ついで1980年に阿見町に伝播した。これは東京卸売市場に戦前から出荷していた青果商、ヤマシンとの契約栽培によるものである。したがって、つまみ菜栽培は歴史的には系統的伝播であったが、マクロにみると近郊農業の「転移」現象と把握できることが判明した。しかも、つまみ菜栽培の規模拡大は、借地を通じて荒地を防ぐなど環境保全型農業であることも判明した。研究分担者の田林は、暖地稲作の事例として鹿児島県において早期栽培と普通栽培の地域分化の様相を調査し、寒地稲作の事例として岩手県胆沢扇状地と北海道富良野盆地において調査した。水稲品種は近年めまぐるしく変化しているが、寒冷な地域の方が環境条件を反映して、明確な地域差を把握できるとした。また、森本は,茨城県においてカンショの新品種の導入と伝播について調査し、林は筑後川中流域における「博多万能ねぎ」の産地形成に関する現地調査を実施した。一方、矢ヶ崎は研究代表者とともにアメリカにおける遺伝子組み替え種子の普及に関する資料を蒐集した。

また、研究分担者の矢ヶ崎典隆と協力してアメリカ最大の野菜産地であるカリフォルニア州のサリナスバレーの野菜出荷業者に注目し、彼らがインペリアルバレーやアリゾナ州のユマバレーに農場を展開してレタスを中心とした野菜栽培の周年化を達成していることを調査した。研究分担者の田林は、北陸地方と関東地方を中心とした農業地域の性格の解明のなかで、農作物の「転移」や農村女性の役割を明らかにした。また、研究分担者の森本は関東地方における耕作放棄地の変動に関する研究で、伝統作物の消滅や新規作物の導入を明らかにした。同じく、呉羽は乗鞍高原における農家民宿を調査し、作物や民宿におけるサービス展開の視点からイノベーションの受容の実態を解明した。同時に同じ視点からヨーロッパアルプスに関する研究を行った。研究分担者の林は、遠隔地における博多万能ねぎ、および「ナバナ」の「転移」現象を解明した。これらの調査結果は、形のある論文としての成果になっていないものもあるが、近いうちに実を結ぶものと思われる。
ハイリスク母子を対象とした母子の応答性を高める看護介入の検討

調査予定施設の産科閉鎖のため、施設・実施方法を修正・変更し、前年度生理学的に検討を行ったインファントマッサージを、早産・低出生体重児を出産した育児不安の高いハイリスク母子に対して実施し検討を行った。母親は里帰り出産で実家に帰省し、早産で児を出産した。初回介入時、修正月齢1ヶ月であったが、児があまり眠らないこと、他の子どもと比べて小さいこと、出生時に医師から児の脳への影響の可能性について話がされたこと等、児の成長発達に強い不安を抱いていた。また、出産後外出することがなく、-日中パジャマで過ごしていた。児の発達・発育は修正月例相当であったが、母親は児が長く寝ないことに対し非常に神経質になっていた。全5回の介入のなかで、この時期の子どもの睡眠-覚醒リズムについて伝え、マッサージを通じて子どもの反応に気づくことを中心に介入を進めていった。2回目には、実母からは肉親以外に不安に思っていることを話せたことで、ノイローゼ気味だった娘(母親)が非常に落ち着いたとの感想があった。マッサージ中の母親の様子は、児が泣きに過剰に反応し、なだめも単調な介入方法で効果的ではなかったが、次第に落ち着いて対処できるようになった。また、マッサージを通して母親が児のコミュニケーション能力を確認することができた。子どもなりのペースで成長も認められるようになり、6ヵ月後、母親は一人で育児をする決心をし、自宅へ戻った。以上のことから、早産・低出生体重児をもち、育児不安の高いハイリスク母子に対して、マッサージの指導を介した、子どもとのスキンシップを促す機会とスキルを提供することおよび、継続的な個別訪問による母親への精神的支援が有効である可能性が示唆された。先行研究ではローリスクの母子のみを対象としており、今回少数例ではあるが、母子関係に問題のあるケースを加えてAMISスケールの母子関係スクリーニングとしての有用性について検討を試みた。事例1:34歳初産婦。分娩時胎盤の遺残があり、母親の産褥経過に問題があった。児は低出生体重児で活気が少なく、日齢2に光線療法となる。<AMIS母親項目41点、児項目16点、二者関係項目11点>母親は非常に硬い表情で「もう何をやっても泣くのでわからない」と語る。事例2:35歳初産婦。児は非常に興奮性が高い。<AMIS母親項目37点、児項目15点、二者関係項目6点>母は「こんなに泣くのは神経か脳がおかしいんじゃないか。退院してやれるか心配」と訴える。両者とも新生児の特性が影響し出産後早期の育児に問題が生じたケースである。事例1は哺乳意欲が乏しい児に無理に飲ませようとする母親、事例2は興奮性の強い児に対処しなくてはならない母親である。何れの母親も児への対処に不安を感じていた。次に今回の事例を過去のデータに加え、34名の対象によるAMISスケールの内的整合性を検討した。下位尺度別のCronbah'sαは母親項目.72、児項目.59、二者関係項目.47(4項目とすると.61)であり、グループ内の得点比較として活用可能とされる.60に近い値が得られた。項目分析(I-R相関)として、各項目と検討対象の項目を除いた下位尺度の合計得点との相関を見た。相関の見られなかった項目は母親項目では9項目、児項目では5項目、二者関係項目は前回同様3項目とも有意ではなかった。今後の検討課題として項目のさらなる精選があげられるが、苦痛の項目は他の項目との相関が低いが、ハイリスクのケースの場合必要と考えられるので削除しない方がよいと考えられた。当初、調査を予定していた施設の産科病棟が産科医不足のため閉鎖したため、施設・実施方法を修正・変更し、母親から子どもへの多感覚併用介入であるマッサージの効果について生理学的、心理学的に検討した。18組の母子を対象に、マッサージの前後で、生理的側面による唾液中コルチゾールの変化、母親の主観的な評価として気分への影響について検討した。その結果、1.母子のストレスについて、マッサージ前後(開始前、終了後30分、終了後60分)における唾液中コルチゾール濃度(μg/dl)を比較すると、児はマッサージ前よりもマッサージ後(30分後、60分後)の方が唾液中のコルチゾール濃度が有意に低下した(F(2,32)=8.68,p<.01)。その一方、母親の唾液中コルチゾール濃度は、終了後30分がマッサージ開始前よりも有意に高くなり、終了後60分には有意に低下した(F(2,36)=5.598,p<.05)。2.母親の気分評価であるPOMSの得点は、「緊張-不安」(t(16)=2.828,p<.05)、「疲労」(t(17)=3.572,p<.01)、「混乱」(t(17)=2.486,p<.05)の下位尺度においてマッサージ前後の平均得点に有意な低下した。しかしながら、その他の下位尺度についてはマッサージ前の平均得点に有意差を認めなかった。以上の結果から、マッサージにより、児のストレスが軽減し、実施する母親側も緊張や不安、疲労感、混乱の改善が認められ、母子双方にとって肯定的な効果が検証された。

調査予定施設の産科閉鎖のため、施設・実施方法を修正・変更し、前年度生理学的に検討を行ったインファントマッサージを、早産・低出生体重児を出産した育児不安の高いハイリスク母子に対して実施し検討を行った。母親は里帰り出産で実家に帰省し、早産で児を出産した。初回介入時、修正月齢1ヶ月であったが、児があまり眠らないこと、他の子どもと比べて小さいこと、出生時に医師から児の脳への影響の可能性について話がされたこと等、児の成長発達に強い不安を抱いていた。また、出産後外出することがなく、-日中パジャマで過ごしていた。児の発達・発育は修正月例相当であったが、母親は児が長く寝ないことに対し非常に神経質になっていた。全5回の介入のなかで、この時期の子どもの睡眠-覚醒リズムについて伝え、マッサージを通じて子どもの反応に気づくことを中心に介入を進めていった。2回目には、実母からは肉親以外に不安に思っていることを話せたことで、ノイローゼ気味だった娘(母親)が非常に落ち着いたとの感想があった。マッサージ中の母親の様子は、児が泣きに過剰に反応し、なだめも単調な介入方法で効果的ではなかったが、次第に落ち着いて対処できるようになった。また、マッサージを通して母親が児のコミュニケーション能力を確認することができた。子どもなりのペースで成長も認められるようになり、6ヵ月後、母親は一人で育児をする決心をし、自宅へ戻った。以上のことから、早産・低出生体重児をもち、育児不安の高いハイリスク母子に対して、マッサージの指導を介した、子どもとのスキンシップを促す機会とスキルを提供することおよび、継続的な個別訪問による母親への精神的支援が有効である可能性が示唆された。
内在性液性因子としての腸内細菌由来エンドトキシンと環境ストレス

本研究はでは、1)腸管由来LPSの体内動態の解析、及び、2)腸管由来LPSが下垂体前葉機能細胞に及ぼす作用の解析、3)種々の環境ストレスが脳・腸・肝免疫連関に与える影響の解析、を目指した。その結果、ラットにおいて以下の様なLPS濃度分布が確認された。(1)糞便→約100μg/g、結腸→数10μg/g、盲腸→約100-200μg/g、回腸下部→数μg/g、十二指腸→約0.1μg/g、胃→約0.01μg/g、標準飼料→数μg/g。(2)回盲部付近の腸管膜組織→約100-200pg/ml、腸管膜リンパ節→約300400pg/ml、肝臓→約250pg/g、脾臓→約200pg/g、腎臓→約50pg/g、大脳皮質→約50pg/ml。(3)肝門脈血液→3-5pg/ml、一般静脈血→2-3pg/ml。以上から、腸管内と生体内でLPS濃度分布に最大数千万倍の較差が存在し、生体が外来毒素を排除したり解毒したりするシステムが大変優れていることがわかった。また、一般にグラム陰性菌が繁殖し得ない胃内から回腸下端に至る間にLPSが漸増している事、一般循環に侵入したLPSは速やかに胆汁中から排泄されることから、LPSの腸・肝循環システムの存在が示唆された。一方、生体内に侵入したLPSは上記のように、肝臓や脾臓以外にも大脳皮質や腎臓においても検出された。これは、腸管由来のLPSが生体内にあまねく到達しうることを示している。本研究では、特に、下垂体前葉細胞に対するLPSの作用を検討した。その結果、in vivo実験で、LPS静脈投与(100μg/kg, BW)によって、非内分泌系の細胞である濾胞上皮細胞(FS細胞)でIL-6の発現が顕著に増強し、このFS細胞の腫瘍細胞系においても、LPS濃度に依存してIL-6及びIL-6血RNAの発現が増強し、どちらもPolymyxine Bの同時投与によってLPSに対する応答が抑制できた。in viyro実験のLPSの有効濃度は1nh/mlで、必ずしも生理的濃度とは言い難いが、下垂体前葉に循環中のLPSに応答する細胞が存在し、内分泌系を修飾している可能性が示唆された。本年度は、1)腸管由来LPSの体内動態の解析、及び、2)腸管由来LPSが下垂体前葉機能細胞に及ぼす作用の解析、を目指した。

(1)糞便→約100μg/g、結腸→数10μg/g、盲腸→約100-200μg/g、回腸下部→数μg/g、十二指腸→約0.1μg/g、胃→約0.01μg/g、標準飼料→数μg/g。(2)回盲部付近の腸管膜組織→約100-200pg/ml、腸管膜リンパ節→約300-400pg/ml、肝臓→約250pg/ml、脾臓→約200pg/ml、腎臓→約50pg/ml、大脳皮質→約50pg/ml。(3)肝門脈血液→3-5pg/ml、一般静脈血→2-3pg/ml。以上から、腸管内と生体内でLPS濃度分布に最大数千万倍の較差が存在し、生体が外来毒素を排除したり解毒したりするシステムが大変優れていることがわかった。また、一般にグラム陰性菌が繁殖し得ない胃内から回腸下端に至る間にLPSが漸増している事、一般循環に侵入したLPSは速やかに胆汁中から排泄されることから、LPSの腸・肝循環システムの存在が示唆された。一方、生体内に侵入したLPSは上記のように、肝臓や脾臓以外にも大脳皮質や腎臓においても検出された。これは、腸管由来のLPSが生体内にあまねく到達しうることを示している。本研究では、特に、下垂体前葉細胞に対するLPSの作用を検討した。その結果、in vivo実験で、LPS静脈投与(100μg/kg,BW)によって、非内分泌系の細胞である濾胞上皮細胞(FS細胞)でIL-6の発現が顕著に増強し、このFS細胞の腫瘍細胞系においても、LPS濃度に依存してIL-6及びIL-6mRNAの発現が増強し、どちらもPolymyxineBの同時投与によってLPSに対する応答が抑制できた。in vitro実験のLPSの有効濃度は1ng/mlで、必ずしも生理的濃度とは言い難いが、下垂体前葉に循環中のLPSに応答する細胞が存在し、内分泌系を修飾している可能性が示唆された。本研究は、2年計画の2年目に当たり以下のような成果があった。1)ラット肝門脈中のIL-6濃度がケージチェンジやフットショックストレス(FSS)等の軽度の環境ストレスにより上昇した。2)同上昇が、循環血液中のエンドトキシン活性の中和により抑制された。3)静脈系の各所(頚静脈、肝門脈、下大静脈肝静脈合流部、下大静脈肝静脈合流下部)に持続カニュレーションを挿入したラットモデルを使って、FSS時の血中IL-6濃度変化を同時観察した。その結果、下大静脈肝静脈合流部のIL-6濃度が他のどの部位よりも有意に高値を示した。さらに、肝門脈ではFSS30分後に、一過性にIL-6濃度が上昇したがその他の部位はFSS負荷60分後より有意な上昇が見られた。4)回腸内に蛍光(FITC)標識したLPSを前もって注入したラットにFSSを負荷すると、一般静脈血でFITC-LPSが検出できること、最終的に肝臓組織中に集積することがわかった。5)組織LPS含量が、腸間膜=腸間膜リンパ節>肝臓=脾臓の順に高値であったが、FSSにより、肝臓、腸間膜、腸間膜リンパ節のLPS含量は増加したが、脾臓は変化しなかった。以上より、(1)腸間由来の微量のLPSが普段より生体内に侵入してきている事、(2)FSS等の軽度のストレスにより、腸間内より移行するLPS量が増加し、腸間周辺組織のIL-6産生・遊離を誘導している事、(3)肝臓は循環血液中のIL-6の主な標的臓器であり、軽度ストレス時に肝門脈中に遊離されるIL-6は、肝におけるストレス応答蛋白の合成を誘導し、ストレス耐性を高める役割を果たしている可能性がある事、等がわかった。今回の研究から、腸間由来LPSが生体のストレス応答に重要な役割を果たしている事が明らかとなった。
マウス妊娠初期の胚着床・脱落膜化における小胞体タンパク質の機能解明

一般に,自然妊娠における流産の75%が胚着床不全によると言われるが,その原因となる詳細なメカニズムは明らかになっていない.そこで,母体の妊娠機構を明らかにすることで,胚着床不全や妊娠初期の流産を予防し,産子の発育率を改善できる可能性と考えた.本研究では,妊娠初期(胚着床前後)の子宮組織にて発現量および局在が変化する小胞体タンパク質(ERp29)に着目し,子宮における役割を明らかにすることで,家畜および実験動物における胚着床および妊娠率を改善すること目的とし,子宮特異的ERp29欠損マウスを用いて,ERp29が胚着床および脱落膜化にどのように関わるのか検討を試みる.一般に,自然妊娠における流産の75%が胚着床不全によると言われるが,その原因となる詳細なメカニズムは明らかになっていない.そこで,母体の妊娠機構を明らかにすることで,胚着床不全や妊娠初期の流産を予防し,産子の発育率を改善できる可能性と考えた.本研究では,妊娠初期(胚着床前後)の子宮組織にて発現量および局在が変化する小胞体タンパク質(ERp29)に着目し,子宮における役割を明らかにすることで,家畜および実験動物における胚着床および妊娠率を改善すること目的とし,子宮特異的ERp29欠損マウスを用いて,ERp29が胚着床および脱落膜化にどのように関わるのか検討を試みる.
Msx1遺伝子の調節エレメントの解析

Msx1のin vitroおよびin vivoにおける脱分化誘導能を調べる目的で、アデノウイルスベクターに、mouse msh-like1(human Msx1ホモログ)cDNAとeGFPを搭載した、Ad/msh-eGFPベクターを構築し、クローンを得た。さらにコントロールベクターとして、msh-like1cDNAを搭載しないものも作製した。まず、最初に用いた細胞はラット白色脂肪細胞(タカラバイオ)で、脂肪細胞へと分化誘導した後、作製したアデノウイルスベクターを感染させ、脱分化が起こるかどうかを観察した(Data not shown)。しかしコントロールと比較して差はみられなかったため、C57BL6マウスの骨髄からbone marrow cellを採取し、培養したのち、脂肪細胞分化培地を用いて脂肪細胞に分化させ、感染実験を行った。さらに感染実験後の骨髄細胞よりmRNAを抽出し、脱分化のマーカーであるRUNX2とハウスキーピング遺伝子であるGAPDHでRT-PCRを行い、比較した。次に、マウス皮下脂肪組織より脂肪細胞を単離し、培養した後、アデノウイルスベクターによる感染実験を行った。Msx1は器官形成の際、上皮-間葉相互作用の認められる様々な組織に発現するホメオボックス遺伝子であるが、両生類の脱分化をおこした領域の細胞に強く発現している。このことより、Msx1が組織再生の重要なカギとなる可能性が高い。Msx1遺伝子の欠損マウスは、口蓋裂、下顎骨の低形成、歯の発生停止などをきたし、死亡する。さらに、症候群を伴わない、様々な形状の唇顎口蓋裂と歯牙欠損を保有する家系からMsx1のexon1にmutationの存在が確認されており、顎口蓋、歯牙の発生にMsx1が不可欠であることが示されてきた。本研究の目的は、最終的にはMsx1の時期・組織特異的発現を制御する領域、つまり調節エレメントを解明することである。特定の場所に、必要なタイミングでMsx1の発現を呼び起こすことが可能となれば、骨や軟組織、さらに歯牙などの再生を促すことも不可能ではなく、唇顎口蓋裂治療を含む再生医療に応用できる可能性が高い。今回、まず、Msx1のin vitroおよびin vivoにおける脱分化誘導能を調べる目的で、アデノウイルスベクターに、mouse Msh like1 (Msx1ホモログ)とGFPを組み込んだ、Ad-MshGFPベクターを構築し、クローンを得た。この発現ベクターを用いて解析した結果を踏まえ、遺伝子調節領域の解析へと繋げていく予定である。今後、遺伝子治療に応用していく目的で、研究により明らかとなった調節エレメントを加えたベクターを構築する予定である。本研究の目的は、最終的にはMsx1の時期・組織特異的発現を制御する領域、つまり調節エレメントを解明し、遺伝子発現をコントロールすることである。そこで今回、C57BL6マウスより抽出したゲノムDNAからcDNAより3'約10kbpの領域をPCRにて断片的に得たものをシークエンスを確認した後、ライゲーションし、deletionしながらプロモーターアッセイを行った。さらにdeletionを行ってゆき、昨年作製したアデノウイルスベクターに組み込んで、分化細胞に対する脱分化能を見ていく予定である。
電気対流が誘起する液晶の負の粘性

連携研究者の折原との協力により,電場下の液晶に負の粘性が発現することを論文にまとめたものが,Physical Review E誌に掲載された。これが本年度の最も大きな成果であった。負の粘性の発見という実験事実は多くの研究者に興味を持って頂くことができ,それが2つの研究会で招待講演につながった。本年度の主な研究計画は,液晶の電場下での粘性測定と液晶の組織観測を同時に行える実験系の構築であった。市販のレオメーターを購入し,試料に電場を印加できるようにセンサー部分を改造し,更に,電場印加のタイミングの制御とレオメーターの制御ソフトを連動できる独自のソフトを作成する計画であった。しかし,レオメーターが高額のため競争入札を行う必要があったこと,詳細な仕様の策定に時間を要したこと,選定された機種が外国製品であったことの理由により納入されたのは2018年12月末になり,予定していた実験系の構築が年度内に完了できなかった。電場印加と組織観察の改造方法については目処が立ったが,電場の制御ソフトはまだ基本設計ができていないので次年度の課題になった。装置が納入されるまでの間,円形平行平板ガラスの両面に酸化インジウム透明電極(ITO)を真空スパッタリングで成膜し,実験の必需品であるレオメーターのセンサーの特別なガラスの作成方法を確立した。分担者の岩下は液晶に光が入射した時に試料内をどの様に光が伝播するかを計算するソフトウエア開発を行った。液晶配向が比較的に単純な場合に関して伝播を計算できるようになったが,配向が複雑な場合にはまだ対応していないため,次年度の課題になった。折原らは新たにEBBAという液晶でも負の粘性が発現することを明らかにした。この実験により試料の誘電異方性を精密に測定することが必要になったため,計画には無かったが液晶専用の磁場下での誘電異方性測定システムの作成を始めた。2018年度の主要な計画は実験系の構築であったが,購入した粘度計が高額であったため,仕様の策定,競争入札手続きに時間を要し,さらに外国製品であったために納期に時間がかかり,納品されたのが12月末であった。その後に顕微鏡を組み込む等の改造を始めたが,電場印加連動ソフトを含めて年度内に予定の改造ができなかった。その為,やや遅れていると判断した。ただし,折原との連携研究によって,EBBA液晶でも負の粘性が発言することおを発見し,想定外の良い成果を得ることができた。先ずは,前年度に完了しなかった実験系の構築を行う。また,前年度に連携研究者の協力で行った実験で,EBBAという液晶で特異な負の粘性の発現を確認し,その現象を考察するには液晶の誘電異方性を精密に測定する必要があると判明したため,当初計画で予定していなかった誘電異方性測定システムを構築する。その後,当初予定していたMBBA液晶とEBBA液晶の負の粘性の研究を行う。

ただし,折原との連携研究によって,EBBA液晶でも負の粘性が発言することおを発見し,想定外の良い成果を得ることができた。先ずは,前年度に完了しなかった実験系の構築を行う。また,前年度に連携研究者の協力で行った実験で,EBBAという液晶で特異な負の粘性の発現を確認し,その現象を考察するには液晶の誘電異方性を精密に測定する必要があると判明したため,当初計画で予定していなかった誘電異方性測定システムを構築する。その後,当初予定していたMBBA液晶とEBBA液晶の負の粘性の研究を行う。科研費の研究成果を高校生につたえるアウトリーチ活動ひらめき☆ときめきサイエンスの報告webページ
ウェブページを対象にした主題だけではない多様な観点からの分類手法の検討

本研究では、主題カテゴリに加えて、文書タイプ、対象者などウェブページが持つ様々な属性や非主題カテゴリなど多様な観点からの分類の可能性を検討することが目的である。この目的に従い、本研究期間に2種の自動分類について検討した。ひとつは、ウェブ上である学術論文を自動的に判別するサーチエンジンの開発である。これは、文書タイプによる分類といえる。ウエブ上からPDFファイルを自動的に収集し、ファイルに出現する語彙などの属性を用いて自動分類を行った。もうひとつは、非主題カテゴリとして人の価値観を表すカテゴリセットを設定し、米国の公聴会での証言の自動分類を試み、非主題カテゴリに対する分類の可能性を検討した。まず、自動分類のためのテストコレクションを作成し、自動分類実験を行った。自動分類に用いた手法は基本的な手法のみであるが、結果は将来的な可能性を示唆するものであった。本研究は、主題だけではなく、各テキストがもつ特徴を考慮した様々な観点からの分類を行うことが目的である。ウェブページに適した主題以外のカテゴリの設定を検討するためには、まずウェブページの実態調査を行う必要がある。ウェブページの実態調査を行うためには、ウェブ上の膨大な情報からランダムにページを収集することが必要である。本年度は、効率的なクローリング手法を検討するために、ウェブページの生存調査を行った。とくに、ウェブ上の情報の中でも、PDFファイルに焦点をあてた。約2年前に収集していた584,973件のPDFファイル集合に対してクローラーによる生存調査を2007年12月から2008年1月にかけて行った。その結果、PDFファイルの生存率は55.2%であり、ウェブページとほぼ同様の結果であることがわかった。さらに、保存できなかったファイルに対して人手による追跡調査を行った。PDFファイルを論文と非論文に分けて調査したが、保存できなかった論文ファイル全てがウェブ上から消滅しているわけではなく、半数以上の55%について移動先URLを再発見することができた。非論文では24%であった。こ論文のPDFファイルはURLが変更されたとしても生存している割合が高いことがわかった。これらの結果から、ウェブ上の情報の中でも、内容によって、その生存状況が異なることいえる。また、様々な観点からの分類を行うために、ウェブページの事例収集を行った。実際に収集した事例は、子ども用に作成されたウェブページである。サーチエンジンを用いて、子ども用に書かれているページを探し、そのページから、子ども用に書かれていると判断する基準は何か、一般向けに書かれたものとどのような違いがあるかなどを検討した。本研究は、主題だけではなく、各テキストがもつ特徴を考慮した様々な観点からの分類を行うことが目的である.主題以外のカテゴリ(non-topical)にテキストを分類する場合、そのカテゴリを主題カテゴリと同様に扱うことができるのか、主題以外のカテゴリ独自の問題があるのかなどを検討するために、「Human Values(価値観)」を主題以外のカテゴリとして、テキストの自動分類実験を行った。Human Valuesのカテゴリとして用いたのは、社会科学の研究分野において広く用いられているSchwartz Values Inventory(SVI)である。SVIは、「Freedom」「Capable」「Equahty」など56の基本カテゴリと、これらを10グループに分けた第二レベル、さらに4グループに分けた第一レベルの三階層構造である。対象としたテキストは、公聴会におけるネットの中立に関する声明文である。16文書1,010文章にSVIカテゴリを人手で割り当てたテストコレクションを作成し、自動分類実験を行った。文章は複数のカテゴリが付与されていることもある。分類ツールはWekaを用い、手法にはSVMとkNN(k=1, 3, 5, 7, 10, 13, 15)を用いた。各文章を、テキスト中に実際に出現した第三レベルの42カテゴリに分類したところ、精度27,2%、再現率35.8%であった(kNN、k=15)。第二レベルでは、精度42.4%、再現率48.9%、第一レベルでは、精度60.1%、再現率622%であった(kNN、k=15)。これらの結果から、従来の分類手法を用いても、ある程度の分類は可能であることはわかった。しかしながら、更なる改良が必要である。今後は、テストコレクションを増やすこと、また、分類ツールに入力するにはどのようなテキストの特徴がよいか検討する予定である。

主題以外のカテゴリ(non-topical category)にテキストを分類する場合、そのカテゴリは妥当であるのか、分類は可能か、主題以外のカテゴリ独自の問題があるのかなどを検討することが必要である。本年度も引き続き、「Human Values(価値観)」を主題以外のカテゴリとして、テキストの自動分類実験を行った。まず、ネットの中立に関する米国の公聴会での28証言に対し、人の価値観を表すカテゴリSchwartz Values Inventoryを付与したテストコレクションを作成した。次に、これを用いて自動分類実験を行った。テストコレクションには複数のカテゴリが付与されているデータも含まれていたため、分類器のための学習用データ表現方法3種を検討した。また、分類結果として最終的にいくつのカテゴリを選択するかという問題には、正解と同数を選択する方法と閾値を用いて選択するカテゴリ数を推定する方法を実験した。学習用データの表現方法は、複数のカテゴリが付与されていた場合に、各カテゴリの学習用データとして用いる複製手法のF値が0.324であり、最も有効であった。カテゴリ数の決定には閾値を用いた方法のF値が0.303であり、正解と同数のカテゴリを選択した場合のF値0.324と比べて、ほぼ同じ性能が得られた。これらの結果は、分類性能の向上は必要だが、主題以外のカテゴリを用いた分類の可能性を示している。また、ネットの中立に関する議論に、より適した10カテゴリからなる新しいカテゴリセットを設定し、これらを用いて複数の人による分類を行い、その分類結果の一致率から、カテゴリセットの妥当性を評価した。
無溶媒系を指向するイオン性液体中での環境調和型有機電解合成

イオンのみから成るイオン性液体を溶媒兼支持塩とする無溶媒系を指向した環境調和型有機電解合成の開発を行った。その結果、下記の成果を得た。1)フェニルチオ基を有するフタリド、エチレンカーボナート、グルコピラノシッドの電解フッ素化および脱硫フッ素化:遊離アミンを含むEt_3N-3HFイオン液体が脱硫を伴わずにフッ素かが進行するのに対し、遊離アミンを含まないEt_4N-4HFイオン液体では専ら脱硫フッ素化が起こることを明らかにした。2)チオカーボナート類の電解フッ素化:フッ化物塩イオン液体中でのチオカーボナート類の電解フッ素化に成功するとともにスケールアップ可能なことを例示した。4)イオン液体中でのTiO_2による有機有害物質の分解:水系に比べイオン液体中の方が有機有害物質の分解が促進されることを見出した。5)イオン液体中での導電性高分子の合成:3,4位に種々の置換基を有するピロールがイミダゾール系イオン液体中で出に掃引法により速やかに酸化重合し、密着性のよい平滑な膜が生成することを見出した。イオンのみから成り、難燃性かつ良好な導電性を有するイオン性液体を電解メディアに利用すれば有機溶媒を用いることなく有機電解反応が可能となる筈である。そこで、本研究ではイオン性液体を反応メディア兼支持塩とする有機溶媒を使用しない環境調和型の有機電解合成プロセスを確立することを主な目的として行った。まず、イオン性液体の電解反応用溶媒としての特性や溶媒効果を解明した。即ち、α位にフェニチオ基を有するフタリドをHF系イオン性液体中で電解酸化を行うと脱硫が起こり、α位が選択的にフッ素化されること見い出した。これにより電解発生カチオンラジカルがHF系イオン性液体中で不安定化されることが示唆され、HF系イオン性液体がカチオン種に対しジクロロメタンと類似した溶媒効果を示すことを初めて明らかにした。HF系イオン性液体中での脱硫フッ素化を糖類に拡張し、フッ化糖の効率的電解合成にも成功した。さらに環状、非環状カーボナートのような難酸化性含酸素有機化合物の電解酸化的フッ素化がイオン性液体を用いることにより達成する事ができた。さらにエーテル類の電解フッ素化では電解終了後、イオン性体の電解液を常圧あるいは減圧下で蒸留するだけで対応するフッ素化生成物を単離できることを例示した。このように有機溶媒を用いない画期的な環境調和型電解フッ素化法を開発することができた。イオン液体中での電解重合とメデイエーターを用いた間接電解還元反応について検討し、ほぼ所期の目的を達成することができた。(1)イオン液体中での置換ピロール類の電解重合:3、4位に種々の置換基を有するピロールがイミダゾール系イオン性液体中で電位掃引法により速やかに酸化重合し、密着性の良い平滑な膜が生成することを見出した。現在、諸物性について測定中である。(2)金属錯体をメデイエーターとするイオン液体中での電極触媒的還元反応:コバルトサーレン錯体を種々のイオン液体中でCV測定したところEMIMBF_4やBMIMPF_6中で可逆なレドックス波が観測されたが、EMIMTfOやBMIMPF_6中では可逆な波は観測されなかった。ついでコバルトサーレン錯体のvic-ジブロミドや活性ジブロミドに対する電極触媒効果を検討し、顕著な触媒電流がみられたことからコバルトサーレン錯体がこれらのジブロミドを触媒的に還元することが示唆された。実際にコバルト錯体をメデイエーターとしてジブロミドをマクロ電解したところ還元的脱ブロム化が効率良く進行することを明らかにした。本電解反応を通常の有機溶媒中で行うと目的生成物とコバルトサーレン錯体との分離がしにくいが、イオン液体を用いた場合には錯体がイオン液体中に留まり生成物のみを溶媒抽出できることから、生成物の単離操作が簡便になることも示すことができた。(3)ニトロキシルラジカルをメデイエーターとするイオン液体中での電極触媒的酸化反応:TEMPOのようなニトロキシルラジカルをメデイエーターとして用い、アルコール類やチオール類のイオン液体中での電極触媒的酸化反応についてCV測定により検討し、マクロ電解によりこれらの酸化が可能であることを実証した。さらに、TEMPOをイオン液体化したものを用いることによりメデイエーターと酸化生成物の分離が容易になること、およびメデイエーターの再利用が可能となることを例示した。