hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変形性膝関節症の早期予防を目指した診断支援システム用センサおよび計測装置の開発

診断支援システムを目指したセンサの開発および信号解析手法は提案できた。屈伸の信号は皮膚に押し付けたピン型プローブを介して電気信号に変換している。膝関節からは18kHzに及ぶ信号も含まれていた。健常な膝、スポーツしている膝、および膝OA膝の信号には特徴があり、この特徴から診断への道が開けることを確認した。また、膝OA膝の治療前後における信号にも変化が見られ、治療効果とも相関していた。これらの要因については、脛骨と大腿骨間の相対滑り面に発生した、凹凸と摩擦抵抗が関与していることも実験的に確認した。中高齢者が歩行や運動機能に障害をもたらす進行性疾患の一つに変形性膝関節症があり,これの早期診断を支援するための計測システム構築を目指しており,これに用いるセンサ部の試作開発が目的である.次にその内容を述べる.(1)8チャンネル増設し16チャンネルのデジタル信号処理(DSP)を構築,センサの周波数応答特性を試験するインパルス信号発生装置,およびこれらの解析処理用プログラムソフトを準備した.(2)骨関節音響センサ(BJAS : Bone-Joint Acoustic Sensor)と呼び,構造は皮膚接触部が細いプローブ,その反対側には薄膜圧電素子を配置した.大きさは直径26mm,高さ9mmの寸法で,12個試作した中で計測用には4個選定した.(3)周波数応答特性はコヒーレンスで評価し24,68,および1014kHzで優れており,この範囲を解析周波数に定め,解析の対象は24kHzにした.なお,センサ間の校正には応分の予算処理を認めた.(4)計測環境における系統的なノイズレベルは下げられたが,実計測時の信号ノイズとの見分けには工夫の必要性を認めた.(5)連携研究者からの助言により屈伸角度センサの試作も試み,ゴニオメーターとの比較をしたが,試作品の工夫を認めた.(6)同意を得た被験者は,20歳代のスポーツ未経験者,同じくスポーツ継続者,40歳代後半のスポーツ継続者,および通院中の者で実施した.スポーツ継続者は荷重屈伸で有意に発信の数が際立っていた.通院は荷重屈伸において,68kHz帯の発信が際立って多く観察された.(7)隣国住民の変形性膝関節症発症とその予防医療との関連を調査するため,医工学部教授の研究室を訪問した.また,医療機器展示会にて,本BJASのデモ展示と開発パートナーを探した.中高齢者が歩行や運動機能に障害(ロコモティブシンドローム)をもたらす進行性疾患の一つに変形性膝関節症(膝OA)があり,これの早期診断を支援する計測システムの構築を目指しており,これらに用いる計測センサ部の試作開発が目的である。次に成果の内容を述べる。(1)骨関節音響センサ(BJAS ; Bone-Joint Acoustic Sensor)と呼び,これの表皮を介した際の周波数応答関数特性について加速度センサを対照に試験し,この類似性からその特性を確認した。試験はインパクト加振試験であり,伝達系は金属盤上の伝播と金属盤の上に豚足表皮を介した伝達系からBJASの信号応答特性を確かめた。BJASよりは減衰が大きく,加速度センサが優位であった。(2)同じく,これを22歳の被験者に対して,座位の膝関節脛骨外側に着けて,自動と荷重の屈伸試験を行った。膝関節ではBJASが1kHz16kHzまで計測しており,加速度センサは1.0kHz以下であった。(3)発信源は摺動面に形成された凹凸が擦れることで起き,発信の強弱もこれの粗さ(高低差)によるものと考えた試料を用意した。この試料の上に載せるスライダーに凸部を設けた往復摺動試験機を試作した。これらにより,加速度センサを対照としたBJASの段差信号特性を確認した。これに合わせて膝関節角度計の試作も試みた。(4)信号送信コードが付いた複数のBJASと膝関節角度計を接着することは,信号コードの混線と下肢動作の妨げになるため,BJAS信号送信の無線化を検討した。(5)連携研究者である医大から臨床データ提供のプロセスを進めたが,容易ではない状況にあった。(6)隣国住民の変形性膝関節症発症とその予防医療との関連を調査するため,医工学部教授の研究室を訪問した。また,国際医療機器展示会にて,これをデモ展示し連携研究開発者を求めた。早期診断を支援する計測システムの構築を目指した計測センサと解析方法の開発が目的である。本年度の研究実績は次のとおりである。(1)屈伸信号強度の数値化「しきい値」の検討;屈伸往復の時系列信号を対象とした。屈伸動作の休止時間の信号を除外する「しきい値」を設定したことで、伸展と屈曲時の信号が分離できた。信号の分離には時系列信号をFFT解析した信号にしきい値を適用した。数値化は、分離された信号の総数で表した。また、しきい値は主観ではなく客観的に与える実験式も提案したが、限定された条件では効果を認めた。(2)健常膝、スポーツ膝、および膝OA膝からしきい値による特徴的な信号強度の検討;FFT解析した信号のマッピングからは、これらの形態に応じた特徴的な周波数の信号が存在していた。その違いは、限定した複数の周波数範囲にしきい値を用いることで、信号の総数が異なっていた。(3)表面凹凸形態が異なるモデル化した発信の検討

;凹凸なしの滑らかな感の軟骨面、軟質なざらざら感の下骨露出面、硬質なざらざら感の緻密骨面、凹凸感がある海綿骨面、および凹凸が明瞭な骨棘凹凸面を人工的に再現し、これらを引っ掻き棒で擦り合わせた信号には、表面の凹凸の大小と形態の差異が表れた。(4)大腿骨と脛骨を人工的に切削して擦り合せた信号の検討;(2)と(3)の成果と類似した信号であった。表面凹凸の形態とメカニカルな摺動によって発信した信号には相関があった。被験者からの信号と相関する表面形態や性状が推定できた。(5)臨床データ収集の検討と被験者;近隣病院の協力により、臨床データの収集が可能になり、その準備ができた。(6)研究協力者;膝関節廻りの筋活性度と膝OA膝診療との因果関係、およびリハビリとの因果関係に関する研究、海外の大学からの研究参画、近隣病院との臨床研究等が新たに加わり、今後も継続する。診断支援システムを目指したセンサの開発および信号解析手法は提案できた。屈伸の信号は皮膚に押し付けたピン型プローブを介して電気信号に変換している。膝関節からは18kHzに及ぶ信号も含まれていた。健常な膝、スポーツしている膝、および膝OA膝の信号には特徴があり、この特徴から診断への道が開けることを確認した。また、膝OA膝の治療前後における信号にも変化が見られ、治療効果とも相関していた。これらの要因については、脛骨と大腿骨間の相対滑り面に発生した、凹凸と摩擦抵抗が関与していることも実験的に確認した。研究実績の概要でも述べたように,当初の計画以上に進展した項目とその反対に遅延している項目もあり,おおむね順調とした。これらについて,以下に述べる。(1)信号を数値化する提案としては,しきい値の考え方を取り入れた。方法は,インパクト振動試験の結果を参考にした周波数領域で4領域,この領域における信号振幅強度にしきい値を取り入れた。これまで定性的なであった評価が数値化できた。(2)これと同時に,試作した膝関節角度計との同期も試みたことで,屈伸動作時間と角度の連携から発信の繰返し精度も確認できたことは,発信源特定の可能性が見えてきた。(3)発信源を凹凸の粗さ(高低差)の度合と凹凸の間隔(ピッチ)を付けた試料を仮作成した。これを試作した往復摺動試験に載せた試験からは,高低差の信号強度とピッチに相当する信号強度が確認できた。(4)前記の(1)(3)により,疾患の発症と進行が摺動面の凹凸の発生,これの進行が凹凸分布の拡大とその高低差の拡大によって起きているものと想定すれば,数値から発症の有無や進行状態が推測可能になる。(5)無線化は,日本や国際展示会で意見された事項であり,見た目と取り扱いにおいて改良の方策が進められた。(6)臨床データを取得するプロセスには遅延がある。(7) BJASを隣国主催の国際医療機器展示会にて出展した反響は大きく,研究進展の期待と有益な意見を頂いた。同時に,「医療機器の世界シェア拡大戦略」と「日韓共同医療機器開発のために」と題した提案も行った。延世大学原州キャンパス医工学部教授と本研究等について意見交換とBJASの試し試験も行えた。(8)連携研究者と研究協力者の意見や協力は研究の推進にもなっている。バイオメカニクス、生体信号計測、手術支援計測デバイス、柔軟物粘弾性計測平成26年度の成果と進展状況,および改善点から,最終年度は研究計画に示した成果が得られるように,次の推進方策を掲げる。
脳内プロスタグランジンによる抗利尿ホルモン分泌促進機構の解明

1.ラットの静脈内に高張NaCl溶液を注入すると、15分、30分後に、血漿浸透圧、Na^+、Cl^-の増加を伴う抗利尿ホルモン(ADH)濃度の上昇が惹起された。このADH反応は、NaCl注入の30分前にPG産生阻害薬メクロフェナメイト(MCL)を第三脳室腹側前部(AV3V)に局所微量投与すると、完全に消失した。MCLはADH以外の、血漿浸透圧、電解質、血圧等の因子の反応には影響しなかった。これらのラットにおけるMCLの投与部位は、終板脈絡器官やその近傍、視索前野正中核、内側視索前野、脳室周囲核に認められた。これらの部位にPGE2を局所投与すると、5分および15分後、血漿ADHと動脈圧が著しく増大した。血漿浸透圧や電解質の濃度は変わらなかった。薬物投与用のカニューレが以上の部位をはずれて脳室内に入った場合や、AV3Vに投与したものと同じ量を故意に脳室内に与えた場合には、MCLやPGE2投与の効果は認められなかった。従って、投与した薬物が、脳脊髄液流に乗って運ばれ、AV3V以外の領域で働いたとは考え難い。他方、MCLのAV3V内投与は、等張NaCl溶液の静脈内注入下にみられるADH、その他の因子の反応には影響しなかった。2.ラジオイムノアッセイによるPGE2の測定法を確立し、PGE2産生におよぼす浸透圧増加の影響を調べた。ラットの静脈内に等張又は高張NaCl溶液を注入し、経時的に断頭採血した。血漿PGE2濃度は、どちらの溶液の注入によっても、有意に変化しなかった。しかし、実験前日にAV3Vに植え込んだ微小透析プローブを介して採取される間質液中のPGE2濃度は、60分間にわたる高張NaCl注入の最初の30分間に、増大する傾向を示した。以上の結果は、AV3Vあるいはその近傍で産生されるPGは、高浸透圧状態におけるADH分泌の高進に寄与することを示唆している。プロスタグランジン(PG)の脳室内投与による抗利尿ホルモン(ADH)分泌の促進は、免疫・体温調節系と神経内分泌系の連関を示す重要な現象である。しかし、PGの脳内作用部位や作用機構、ADH分泌における生理的意義はよく分かっていない。本研究はこれらの解明を目指したものである。実験は、科研費交付申請書に記した通りに行った。[1]脳室内へのPGの投与がADH分泌を刺激することを確認した後、脳室内投与では効果の発現しない極微量のPGE2を第三脳室腹側前部(AV3V)に投与した。PGE2は血漿ADHの増大と、血圧および心拍数の著しい上昇を惹起した。血漿浸透圧や電解質は変わらなかった。この結果は、サイトカインの作用部位であり、かつ脳内浸透圧受容器の位置するAV3Vが、ADH分泌をもたらすPGE2の作用部位の一つであることを示している。[2]高張食塩水の静脈内インフュージョンを開始すると、血漿浸透圧、ナトリウムが時間とともに増加し、血漿ADHと血圧が上昇した。

しかし、開始30分前に、PG産生阻害薬であるmeclofenamateをAV3Vに局所投与すると、高張食塩水によるADH反応はほぼ完全に阻害された。血漿浸透圧、ナトリウム等の反応は変わらなかった。このmeclofenamateの投与は等張食塩水インフュージョンの血漿ADHやその他の因子には影響しなかった。以上の結果は、浸透圧刺激の受容野であるAV3Vで内因性に作られるPGが、浸透圧的ADH分泌を媒介することを示唆している。[3]一方、弓状核に6-hydroxydopamineを局所投与してカテコールアミン(CA)神経を破壊すると、上記の浸透圧刺激に対するADH反応は著しく増強され、この核内のCA神経はADH分泌を抑制すること、が明らかになった。従ってこの結果は、弓状核内のPGによるADH分泌はCA神経によって媒介されるものではないこと、を示唆している(European J.Endocrinology 131:658-663,1994)。1.ラットの静脈内に高張NaCl溶液を注入すると、15分、30分後に、血漿浸透圧、Na^+、Cl^-の増加を抗利尿ホルモン(ADH)濃度の上昇が惹起された。このADH反応は、NaCl注入の30分前にPG産生阻害薬メクロフェナメイト(MCL)を第三脳室腹側前部(AV3V)に局所微量投与すると、完全に消失した。MCLはADH以外の、血漿浸透圧、電解質、血圧等の因子の反応には影響しなかった。これらのラットにおけるMCLの投与部位は、終板脈絡器官やその近傍、視索前野正中核、内側視索前野、脳室周囲核に認められた。これらの部位にPGE2を局所投与すると、5分および15分後、血漿ADHと動脈圧が著しく増大した。血漿浸透圧や電解質の濃度は変わらなかった。薬物投与用のカニューレが以上の部位をはずれて脳室内に入った場合や、AV3Vに投与したものと同じ量を故意に脳室内に与えた場合には、MCLやPGE2投与の効果は認められなかった。従って、投与した薬物が、脳脊髄液流に乗って運ばれ、AV3V以外の領域で働いたとは考え難い。他方、MCLのAV3V内投与は、等張NaCl溶液の静脈内注入下にみられるADH、その他の因子の反応には影響しなかった。2.ラジオイムノアッセイによるPGE2の測定法を確立し、PGE2産生におよぼす浸透圧増加の影響を調べた。ラットの静脈内に等張又は高張NaCl溶液を注入し、経時的に断頭採血した。血漿PGE2濃度は、どちらの溶液の注入によっても、有意に変化しなかった。しかし、実験前日にAV3Vに植え込んだ微小透析プローブを介して採取される間質液中のPGE2濃度は、60分間にわたる高張NaCl注入の最初の30分間に、増大する傾向を示した。以上の結果は、AV3Vあるいはその近傍で産生されるPGは、高浸透圧状態におけるADH分泌の高進に寄与することを示唆している。
肺魚類の脳下垂体神経葉ホルモン:前駆体構造と生理的役割

脊椎動物の水生から陸生への進化、特に体液調節機構の変化と内分泌系の関わりを明らかにするため、肺魚類の脳下垂体神経葉ホルモンに注目し、その構造と生理的役割に関する研究を進めた。1.10年度に、アフリカ産ハイギョの視床下部から2種類のメソトシン遺伝子を得たが、用いた魚が4倍体だという問題があった。そこで、4倍体化由来と考えられる遺伝子をクローン化し、分子系統学的解析を行った。その結果は、10年度の報告書に述べた、神経葉ホルモン遺伝子の分子進化に対する仮説を支持した。2.11年度には、板鰓類(ドチザメ)の神経葉ホルモン前駆体の構造を解析する機会を得た。肺魚類は夏眠時に尿素を蓄積するが、海産板鰓類も尿素を体内に蓄積することにより高い浸透圧環境に適応する。興味深いことに、ドチザメも肺魚類と同様、真骨魚類とではなく四肢動物と相同な神経葉ホルモン遺伝子を持つことがわかった。3.10年度に開発したビニール袋を用いる方法により、Protopterus annectensを夏眠させ、1、3、6ヶ月目にサンプリングした。血液や筋肉中の各種イオンと尿素濃度、水分含量などさまざまな要因を解析した結果、自然状態である泥の中での夏眠と生理的に違いがないことを確認した。また、6ヶ月間夏眠させたものを水中に戻すと、24時間以内に再び泳ぎ始め、数日かけて尿素を排出することもわかった。現在、神経葉ホルモン産生量の解析を進めている。これまで、魚類における神経葉ホルモンの研究は真骨魚類が中心であった。本研究により、少なくとも神経葉ホルモンに関しては、板鰓類から肺魚類、四肢動物という類似関係が見出された。哺乳類では抗利尿による水分保持作用が注目されるが、尿素の調節をキ-ワ-ドとすることにより、体液調節に関わる機能の起源ならびに普遍性を捉えられるのではないかと考えている。脊椎動物の水生から陸生への進化と神経葉ホルモン系との関わりを明らかにするため、肺魚類の神経葉ホルモン遺伝子の構造とホルモンの生理的役割に関する研究を進め、平成10年度には以下の結果を得た。1.アフリカ産ハイギョProtopterus dolloiの視床下部を材料に、cDNA解析により神経葉ホルモンおよびその前駆体構造を明らかにした。1種類のバソトシン遺伝子と、2種類のメソトシン(MT)遺伝子が得られた。前駆体構造の比較ならびに分子系統学的解析から、肺魚類は真骨魚類とではなく四肢動物と相同な神経葉ホルモン遺伝子を持つことが明らかになった。多くの肺魚類が夏眠により乾燥に耐えるという生理的特徴からも、このホルモン分子・遺伝子の相同性の結果は大変興味深い。P.dolloiからは2種類のMT遺伝子が得られたが、ともに1個体の視床下部で発現していることを確認した。オーストラリア産ハイギョ(Hyodo et al.,1997)の結果などともあわせて考えると、現存する全ての肺魚類が2種類のオキシトシン(○T)属遺伝子を持つ可能性が高い。このOT属遺伝子の重複は、祖先型OT属分子からMTへという分子進化の原因あるいは痕跡を示しているのではないかと考えている。2.夏眠に伴う神経葉ホルモンの産生・分泌量の変動を調べるため、実験室内で夏眠状態を実現させる方法を検討した。泥の中での夏眠の他、ビニール袋の中で夏眠させる方法も開発した。後者では、短期間で簡単に夏眠させられるだけでなく、動物の状態の確認、さらには体重の減少の測定や薬物の投与も可能になる。さらに、P.dolloiとp.annecrensの両種で比較したところ、夏眠の実験にはP.annectensの方が適していることがわかった。11年度は、夏眠にともなう神経葉ホルモンの産生や分泌量の変動、調節機構を調べる。

哺乳類では抗利尿による水分保持作用が注目されるが、尿素の調節をキ-ワ-ドとすることにより、体液調節に関わる機能の起源ならびに普遍性を捉えられるのではないかと考えている。
レチノイン酸受容体アゴニストによる水環境汚染の実態解明

本研究は、ヒトおよびメダカの受容体を用いたRAR結合ベースでのレチノイン酸受容体アゴニストによる水環境汚染の実態把握および各種レチノイドにおけるRARアゴニスト活性を評価した。相模川水系の調査において常に活性の高かった中津川水系を対象として、採取した試料について、酵母two-hybrid法によるアゴニスト活性およびLC/MSを用いたレチノイン酸類の測定を実施した。さらに、HPLCを用いて分画し、各画分のアゴニスト活性を測定した。また、各種レチノイドに対して、ヒトおよびメダカのRAR受容体へのアゴニスト活性の用量反応性を評価した。レチノイン酸(RA)受容体(RAR)は核内受容体の一つであり、all-trans RAの結合を介して、脊椎動物の多様な機能を制御している。一方で、シグナル伝達系の過剰な発現は、催奇形性作用をもたらすことがしわれており、外来のアゴニストによるシグナル伝達系のかく乱は様々な脊椎動物に重篤な健康影響をもたらす可能性がある。近年、北米や中国、日本の水環境中においてRARアゴニストによる汚染が確認されている。これら既往研究では、ヒトの受容体を用いた試験系により評価されており、RARアゴニストによる野生生物への影響を明らかにするためには、水環境汚染によって直接的な影響を受け易い水生生物の受容体を用いた検討が必要である。本研究では、神奈川県下を流下する相模川水系を対象水域として、RARアゴニスト汚染の実態調査を実施した。その結果、ヒトやメダカのRARに対してアゴニスト活性を示す化学物質は、時期や場所、時間によらず、普遍的かつ広範に存在することが明らかとなった。また、概して時期や場所によらず、アゴニスト活性はメダカよりもヒトの受容体に高い結合性を示すことが明らかとなった。さらに、HPLCを用いて活性の高い地点の試料を分画し、各画分の活性を測定したところ、複数の画分から顕著な活性が確認され、主要なRARアゴニストが含まれる画分はヒトとメダカで同一であった。これらのことから、ヒトおよびメダカのRARに結合し得る化学物質は複数存在することが示唆された。相模川水系において、活性ベースでのRARアゴニストによる水環境汚染の実態を把握することができた。さらに、比較的活性が高い地点から採取した試料において、主要なRARアゴニストの活性画分を特定することができた。本研究では、レチノイン酸受容体(RAR)アゴニストによるヒトおよび水生生物に対する健康被害の可能性を適正に評価するために、課題I「ヒトおよびメダカの受容体を用いたRAR結合ベースでのRARアゴニストによる水環境汚染の実態把握」、課題II「各種レチノイドにおけるRARアゴニスト活性の評価」の2つの課題に取り組んだ。平成29年度は課題I、課題IIに取り組んだ。課題I「ヒトおよびメダカの受容体を用いたRAR結合ベースでのレチノイン酸受容体アゴニストによる水環境汚染の実態把握」では、相模川水系において、採取した試料について、酵母two-hybrid法を用いたアゴニスト活性の測定およびLC/MSを用いたレチノイン酸類の測定を実施した。次に、活性の高い地点から試料を採取し、HPLCを用いた成分分画によって得られた各画分を酵母two-hybrid法に供してアゴニスト活性を測定し、活性画分を特定した。さらに主要なRARアゴニストの活性画分の精製を実施した。課題II「各種レチノイドにおけるRARアゴニスト活性の評価」では、酵母two-hybrid法を用いて、ヒトおよびメダカのRAR受容体に対するatRA、9cRA、13cRA、4-oxo-atRA、4-oxo-9cRA、4-oxo-13cRA、4-hydroxy-atRA、4-hydroxy-13cRA、atレチノール、atレチナールのアゴニスト活性の用量反応性を評価した。その結果を用いて、半影響濃度(EC50)の毒性評価指標値を推定した。さらに、RARの内因性リガンドであるatRAのEC50値と比較することにより、atRA等価係数を算出した。また、本研究に関する成果の一部を、国内学会1件、国際学会1件の成果発表を行った。RARアゴニストが含まれる画分を、MS分析に供して、化学構造の推定を試みる。また、天然のリガンドおよびRA類や4-oxo-RA類について、ヒトおよびメダカのRARに対するアゴニスト活性の用量反応性を評価する。環境工学成果発表を行う国際学会の変更以外は、当初の予定通り、適正な予算執行を進める予定である。
パラメータを含む非線形微分方程式の解の数値的検証

この研究では、1次元の有界区間上で定義されたパラメータを含む非線形微分方程式の解の検証を試みた。まず、解曲線が返り点(turnign point)を含む場合を扱った。この場合、もとの方程式は、返り点において不安定なっているので(Frechet部分が可逆でない)、もとの方程式に1次元の別の方程式を付け加え、拡大された方程式が安定になるようにすることを考えた。その拡大された方程式に対し、従来の解の検証を適応することにより、返り点の周辺での解の検証、および返り点そのものの検証をすることができるようになった。次に、分岐点(bifurcation point)の数値的検証についても、同様な手法の適応を試みた。定式化、数値計算ともうまくいったが、証明を検討している段階で、新たな問題点も見つかった。それは、分岐点の数値的検証においては、返り点の検証の際よりもう一つ余分にパラメータを導入する必要があり、そのパラメータが分岐点(の候補者)において、本当に0になっているかどうかを検証しなければならないということである。いろいろ考察した結果、この問題は、次の問題に帰着されるらしいことがわかった:代数方程式の重根の存在を"数値的に"(浮動小数点演算だけを使って)検証できるか?(そのようなアルゴリズムが存在するか?)直感的には、この問題は否定的に解決されることが予想される。しかし、厳密な証明には新たに理論を作る必要があり、今後の問題である。
直鎖状四座ホスフィン配位子を支持配位子とする複核錯体の合成と反応性

金属間の協同効果を鍵反応とする新奇反応開発を展開するために,申請者独自に合成した直鎖状四座ホスフィン配位子dpmpppを支持配位子とする複核錯体の合成と反応開発を行った。イリジウム2核錯体上でのオルトメタル化反応において,金属間に存在する供与結合が反応活性化のチューニングに作用していることをDFT計算により明らかにした。本研究では直鎖状四座ホスフィン配位子(dpmppp = Ph2PCH2(Ph)P(CH2)3P(Ph)CH2PPh2, tetraphos-1,3,1)を用いる複核錯体上で金属間の協同効果を利用した新反応の開発を行うことを目的としている。四座ホスフィン配位子dpmpppに支持されたロジウム2核錯体[Rh2Cl2(dpmppp)2(L)] (L = XylNC(1), CO(2))の酸素分子に対する反応性は大きく異なることが既に分かっている(Chem.Commun.2013)。今回はこれらの知見を基に塩酸との反応を検討したところ,共に2分子の塩酸が反応したと考えられる生成物[Rh2Cl4(dpmppp)2(L)] (L = XylNC(3), CO(4))がえられた。錯体1とHClとの反応をNMR測定により反応の追跡を行ったところ,1分子の塩酸が酸化的付加して生成したと考えられる2種類のヒドリド錯体[Rh2(H)(Cl)3(dpmppp)2(XylNC)](5a, 5b)が生成した後に,錯体3が生成していることが分かった。また,錯体2からもヒドリド錯体[Rh2(H)(Cl)3(dpmppp)2(CO)] (6)の中間体を経由して錯体4が生成した。中間体のヒドリド錯体の構造を1H{31P}, 1H-31P HMBC測定などから明らかにしたところ,錯体5aは,外側のリンが配位したロジウムに酸化的付加し,ヒドリド配位子が2つのロジウムに架橋した構造をとっていると予想された。一方,錯体5b,6は,内側のリンに配位したロジウムに酸化的付加した構造をとっていると考えられる。このように,配位子Lが反応性だけでなく,反応サイトにも大きな影響を与えていることが分かった。最近,系中に酸素が存在すると速やかに最終生成物3,4が得られるが,窒素雰囲気下中では中間体5,6が生成するのみであることも見出し,2分子目のHClが反応する際には水が生成するものと考えている。現在,詳細なメカニズムの解明や中間体5,6の反応性を検討している。本研究では申請者が独自に見出した直鎖状四座ホスフィン配位子(dpmppp = Ph2PCH2(Ph)P(CH2)3P(Ph)CH2PPh2)を支持配位子とする同種・異種金属複核錯体の系統的な合成及び反応性を検討し,金属間の協同効果の発現された反応性を見出すことを研究目的としている。H26年度は前年度に引き続きdpmpppに支持された[Rh2Cl2(dpmppp)2(L)] (L = XylNC(1), CO(2))とHClとの反応を検討し,最終生成物の[Rh2Cl4(dpmppp)2(L)] (L = XylNC(3), CO(4))の構造をX線構造解析により明らかにすることができた。また,酸素分子が最終生成物の生成には必要であり,ヒドリド錯体により酸素が還元されて,過酸化水素が生成することを予備的検討から明らかにできた。さらに,dpmpppと銅イオンとの錯形成挙動について検討したところ,銅3核ヒドリド錯体[Cu3H(dpmppp)2](PF6)2が生成することをX線構造解析により明らかにした。ヒドリド配位子は,3個の銅イオンから形成される三角平面の中央に位置した構造を有しており,過去に1例しか類似例のない非常に珍しい構造を有していた。銅ヒドリド錯体はこの条件では二酸化炭素と反応しないものの,銅イオンを共存させて反応を行うと銅ーヒドリド結合へ二酸化炭素の挿入が起ったと考えられるformate錯体が生成することを見出した。今後は二酸化炭素還元における活性な錯体の構造解明と触媒反応への展開を検討している。銅イオンは貴金属に比べ安価であるため,貴金属を用いた錯体と同等な触媒活性を見いだせれば元素代替の観点から興味深く,銅錯体を用いた触媒反応開発は現在盛んに行われている。本研究では直鎖状四座ホスフィン配位子dpmpppを支持配位子とする同種・異種金属錯体の反応性を検討し,金属間の協同効果を鍵反応とする反応開発を目的として研究を遂行した。1)イリジウム複核錯体上でのC-H結合活性化反応:[IrCl(cod)]2とdpmppp, L (CO, XylNC)をNH4PF6存在下で加熱撹拌すると,dpmpppのPh基のオルト水素が活性化された錯体[Ir2HCl(dpmppp-H)(CO)3]PF6 (1), [Ir2HCl(dpmppp-H)(CO)3]PF6(2)が生成した。同様な反応を室温で行うことにより反応中間体[Ir2Cl(dpmppp)(CO)3]PF6 (3), [Ir2(dpmppp)(XylNC)

4]PF6(4)を単離し,これらの中間体を加熱することにより1,2が生成することを確認した。錯体1-4は,内側のホスフィンでイリジウムにシス配位,末端のホスフィンでトランス配位子(cis/trans-P,P'構造)した珍しい構造を有している。DFT計算よりC-H結合の活性化は,隣のイリジウム中心でC-H結合の酸化的付加反応が進行した後に,ヒドリド配位子がもう一方のイリジウムに転移して進行することが明らかになった。これにより,C-H結合の活性化は四座ホスフィンdpmpppで制御されたcis/trans-P,P'構造に由来していることが示唆された。2)銅ヒドリドクラスターの合成:dpmpppとCuCl,NaBH4をNH4PF6存在下で反応させることにより銅3核ヒドリド錯体[Cu3H(dpmppp)2](PF6)2 (5)が生成した。同様な錯体[Cu3H(dpmppe)2](PF6)2 (6)も合成された。銅3核ヒドリド錯体の合成はこれまでに2例しか報告されていない。ヒドリド位置は種々の分析から3つの銅イオンから形成される二等辺三角平面の中心に位置していると予測される。錯体6はtBuNCと速やかに反応し銅四核ヒドリド錯体[Cu4H2(dpmppe)2(tBuNC)2](PF6)2を生成することを見出した。この錯体は4つの銅イオンが同一平面状に位置するが,歪んだバタフライ構造を有しており,温度可変NMR測定により銅イオンの動的挙動が観測された。金属間の協同効果を鍵反応とする新奇反応開発を展開するために,申請者独自に合成した直鎖状四座ホスフィン配位子dpmpppを支持配位子とする複核錯体の合成と反応開発を行った。イリジウム2核錯体上でのオルトメタル化反応において,金属間に存在する供与結合が反応活性化のチューニングに作用していることをDFT計算により明らかにした。四座ホスフィン配位子は従来の四座ホスフィン配位子と比較して,種々の後周期金属イオンの多核化に極めて有効であり,多彩な金属の組み合わせで同種・異種金属イオンを形成できる特徴がある。また,複核錯体における金属ー金属間の距離は3Å前後で固定されており,金属間の協同効果を発現させるのに有効な距離となっている。さらに,これまで合成した錯体は低原子価の配位不飽和な錯体であり,高い反応性を示すものが多く,金属間の協同効果に伴う新反応が見出される可能性が極めて高いため。有機金属化学申請書の計画通り研究を推進する予定であり,これまでの成果をさらに発展させるためにロジウム2核錯体や銅3核錯体の反応性には重点を置いて検討する。ロジウム2核錯体に関しては,Noceraらに検討されているように最終生成物[Rh2Cl4(dpmppp)2(L)]からの光照射による脱ハロゲン化反応により,出発原料錯体[Rh2Cl2(dpmppp)2(L)]への変換を検討する。これが達成できると光触媒反応への展開が図れる重要な知見となる。また,中間体のヒドリド錯体の反応性を検討し,ヒドリドの位置や置換基Lの違いに伴う反応性に違いが現れるかに重点をおいて調べる。一方,銅錯体においては,最近Haytonらによりジヒドリドと酢酸銅との組み合わせにより銅25核錯体など極めて高次な多核錯体が形成されることが報告されている。この条件を応用してdpmpppや中央の炭素数はエチレン鎖のホスフィン配位子dpmppeを用いて検討を行い,銅多核ヒドリド錯体の合成の可能性についても追及する。銅多核ヒドリド錯体は水素貯蔵材料の観点からも注目されている。また,異種金属複核錯体MM' (M = Ni, Pd, Pt; M'=Rh, Ir)の合成を行い,それらの反応性についても検討を行う。来年が最終年度に当たることから四座ホスフィン配位子dpmpppの一般的な特徴を種々の金属イオンを用いて明らかにし,包括的に反応性を検証することで触媒反応開発の基盤づくりを目指す計画である。
パス階層化と仮想トンネル制御によるアダプティブ光パスネットワーク

本研究では、幾つかの波長信号を集約して経路制御する特殊デバイスを中心に構成され、従来型デバイスを大きく削減した新たな通信ノード装置による経路制御法を考案した。この経路制御法は従来にない特性を有する仮想トンネルを実現する。数値シミュレーションに於いては、需要に応じて通信ネットワークをゼロから設計する静的設計と呼ばれる評価の他、仮想トンネルをダイナミックに制御して時々刻々と変化する通信需要を収容する評価を行って、装置規模の削減とトンネルの高い利用効率を実証している。また、インフラストラクチャの実現という観点から、通信経路の冗長化による高信頼化についても成果発表を実施している。本研究では、「パス階層化」の効率的な実現と、これによる「仮想トンネル」の最適化及び効率的な制御を中心に検討を行い、成果を得た。ファイバ中の波長信号を電気変換すること無く直接中継処理を行うフォトニックネットワークでは、超大容量を実現可能なポテンシャルを持つもののハードウェアの大規模化が困難であるため、幾つかの波長信号を集約して経路制御するネットワークの実現が以前より検討されていた。我々はこのような経路制御を効率的に実現する特殊デバイスを開発するなど本課題実施以前より様々な知見を得ていたが、特殊デバイスをどのように利用するとハードウェア規模がコンパクトとなり、ネットワークの効率が高まるかという点については検討がなされていなかった。今回の課題実施に於いて、特殊デバイスを中心に構成され、従来型デバイスの仕様を大きく削減した新たな通信ノード装置による経路制御法を考案した。この経路制御法は従来に無い特性を有する仮想トンネルを実現するもので有り、これを利用したネットワークの効率を大規模な数値シミュレーションにより評価している。数値シミュレーションに於いては、需要に応じて通信ネットワークをゼロから設計する静的設計と呼ばれる評価の他、仮想トンネルをダイナミックに制御して時々刻々と変化する通信需要を収容する評価を行い、従来型ネットワークと比較することで、装置規模の削減とトンネルの高い利用効率を実証している。また、インフラストラクチャとしてのネットワークを設計する観点から、通信経路の冗長化による高信頼化についても成果発表を実施している。本研究の目的としては、波長群パスを導入した階層化光パスネットワークにおいて(i)中途での波長パス集約機能を導入することによる波長群パスの効率向上(ii)統計情報を用いた波長群パス制御手法の開発(iii)従来とは概念の異なる新たなノードアーキテクチャの開発を挙げている。当該年度では、まず(i)(iii)について、波長群パスの概念を発展させ、疎粒度な光通信用の「パイプ」として制御した上でこれに基づくネットワーキングの基礎を築いた。新たなパスアーキテクチャの導入によるインパクトを実証するため、各種代表的なネットワークトポロジ上で波長パスのダイナミックな制御を実施し、従来型アーキテクチャに基づくネットワークとの比較を行った。この結果、疎粒度での通信経路制御を実施することで、ネットワーク全体でのノード装置のハードウェア規模が大きく削減でき、削減率は最大90%弱に達すること、また疎粒度での経路制御を行うことの欠点でもある光ファイバ数の増加についても、これまでの階層化光パスネットワークに比べ、階層化を行わない従来型ネットワークからの増加率を低く抑えることができることを示した。当該年度の研究の意義と重要性は、本来疎粒度な光通信が最も苦手とし、かつ実用上大きな意味を持つ、動的な波長パス制御のシナリオにおける光ファイバ数の削減という状況においても、新たなネットワークアーキテクチャの導入により、ペナルティは十分少ない一方でノード装置のハードウェア規模が大きく削減できることを示したことにある。研究実績の概要に記したとおり、新たなパスアーキテクチャの導入とそれに適合する新たなアルゴリズムの開発により、これまで不利とされていた状況及び尺度での悪条件下でも、疎粒度の光通信を行うネットワークの実現性を明らかにし、制御アルゴリズムの開発及び数値シミュレーションの実施によるネットワーク全体での必要なハードウェア規模の見積もりを行った。当初は初年度終了時にこれらの課題を部分的に解決することを見込んでいたが、ネットワーク全体でのインパクトの実現と評価という、当初2年間かかると見積もっていたレベルにまで到達しており、さらに別途実施していた高信頼化についてもその制御アルゴリズム開発に本課題の成果がフィードバックされている。以上を鑑みて、当初の計画以上に進展していると判断される。今年度が最終年度であるため、目的の一つである(ii)統計情報を用いた波長群パス制御手法の開発と、ノード装置のアーキテクチャへの本研究成果のフィードバックを行って、当初設定した研究目標を達成しつつ、さらなる成果の上積みを目指す。特に統計情報を導入した波長群パス制御については、より普遍的な階層化パスの制御に発展させるなど、いわゆるアジリティの達成による、光ファイバ通信網の次世代サービスへの適応性を実現させたい。ノード装置のアーキテクチャについては、部分的なコンポーネントの評価とそれのフィードバックを得ることによるネットワーク全体での評価を通じて、実現性をさらに詳細に評価する予定である。

試算の導入としては、大規模ネットワークにおける階層化パスのシミュレーションを引き続いて実施するため、当該年度に導入した多並列CPU・大容量メモリを搭載した計算サーバと同等のサーバを追加することを想定している。また、実験用の評価装置もしくは光ファイバケーブル等の必要部品を導入する予定である。旅費およびその他の費用として、国際会議出張及び論文投稿費用を想定している。
経営多角化戦略と内部労働市場に関する実証研究

1化学繊維産業における経営多角化戦略と内部労働市場に関し,昨年度収集した資料の整理・解析を進め,またゼンセン同盟本部から補足的資料を収集した.この研究から得られた知見の大要は,昨年度実績報告書に記載の通りである.2本年度は,主に電機産業に関する既存資料の収集と産業実態の分析および,実態調査を実施した.成長産業であり,かつ多様でふところの深い産業としての性格上,この産業における「多角化」は,電機産業の大枠の中で進められている.しかし,内部の製品構成の変動は著るしく,とくに1970年代後半以降進められて来たエレクトロニクス技術応用製品の開発と事業分野のシフトは,労務管理上,労使関係上,様々な問題を惹起している.このような認識にもとづき,調査対象を幅広い製品分野を持ち,大規模な構造転換を進めている総合電機メーカー三社のひとつである三菱電機に絞り,実態調査を行った.三菱電機労組本部から,最近実施した事業転換を含む再編成と,それに関する労働組合の取組みの概要について聴取調査を実施,資料を収集した.また,この事業転換の中で,最もドラスティックなそれに踏み切った同社三田製作所,同社における事業転換のパイオニアであり,顕著な成功事例である名古屋製作所について,訪問面接調査を行った.これらの調査の結果は,なお鋭意分析中であるが,職種転換教育の重要性,事業転換に関わる経営上の決定に対する労働組合の発言,すなわち経営参加の取組みが強められつつある実態,配置転換を容易にするために賃金制度の大ぐくり化が進められている事実など,興味深い事実発見があった.3電機産業における事業転換への取り組みについて,海外研究者とのコミュニケーションの便宜を図るために,上記論点を他産業と比較した英文ペーパーを作成した.1.既存の多角化戦略、内部労働市場に関する研究のサーベイ、および、有価証券報告書をはじめとする公刊資料の収集・整理を進め、化繊産業について多角化類型の違いが個別企業における賃金・雇用慣行・労使関係に差異をもたらしているとの仮説をたて、これにもとづいて面接調査票を作成した。2.繊維産業については、ゼンセン同盟化繊部会の協力を得て、大手五社(帝人,東レ,クラレ,旭化成,三菱レイヨン)の労働組合からの聴取調査,資料収集を実施することができた。調査結果を、まず、個別企業ごとの事例としてとりまとめ、これにもとづいて、多角化類型と内部労働市場の態様が、いかなる連関性を持ち、あるいは持っていないかを分析中である。この産業は多角化先進産業といってよいが、全体として賃金・雇用慣行や労使関係が他の産業とくらべて大きな違いがあるとはいえない。また、多角化の程度も、企業により違いがあるが、それが直ちに賃金・雇用慣行や労使関係にポジティヴな影響を与えているとはいえない。しかし、研究所や非製造業部門では、既存の慣行と業務・人事管理の実態の間に摩擦が生じており、一部企業では改善の方策を模索している。企業の多角化度の違いは業務格差等を生じさせ、産業別組合の統一闘争を困難ならしめている、等々の知見が得られた。今後は、より広い視角(国際比較を含む)から分析を深めていく。3.電機産業については、三菱電機労組とコンタクトが取れた。明年度の研究課題である。電機産業についても、既存資料の収集は鋭意進めている。1化学繊維産業における経営多角化戦略と内部労働市場に関し,昨年度収集した資料の整理・解析を進め,またゼンセン同盟本部から補足的資料を収集した.この研究から得られた知見の大要は,昨年度実績報告書に記載の通りである.2本年度は,主に電機産業に関する既存資料の収集と産業実態の分析および,実態調査を実施した.成長産業であり,かつ多様でふところの深い産業としての性格上,この産業における「多角化」は,電機産業の大枠の中で進められている.しかし,内部の製品構成の変動は著るしく,とくに1970年代後半以降進められて来たエレクトロニクス技術応用製品の開発と事業分野のシフトは,労務管理上,労使関係上,様々な問題を惹起している.このような認識にもとづき,調査対象を幅広い製品分野を持ち,大規模な構造転換を進めている総合電機メーカー三社のひとつである三菱電機に絞り,実態調査を行った.三菱電機労組本部から,最近実施した事業転換を含む再編成と,それに関する労働組合の取組みの概要について聴取調査を実施,資料を収集した.また,この事業転換の中で,最もドラスティックなそれに踏み切った同社三田製作所,同社における事業転換のパイオニアであり,顕著な成功事例である名古屋製作所について,訪問面接調査を行った.これらの調査の結果は,なお鋭意分析中であるが,職種転換教育の重要性,事業転換に関わる経営上の決定に対する労働組合の発言,すなわち経営参加の取組みが強められつつある実態,配置転換を容易にするために賃金制度の大ぐくり化が進められている事実など,興味深い事実発見があった.3電機産業における事業転換への取り組みについて,海外研究者とのコミュニケーションの便宜を図るために,上記論点を他産業と比較した英文ペーパーを作成した.
個人情報保護に対応した犯罪被害調査の開発に関する研究

本研究の目的は、現代社会に対応した新たな犯罪被害調査を開発し、科学的根拠に基づいた刑事政策の基盤となる統計資料を提供することにある。従来の訪問式の全国調査の結果と比較検討することによって、犯罪被害調査を目的としたインターネット調査の可能性と限界を探った。その結果、犯罪被害率(自動車関連の窃盗)のように、数%の小さな差異を比較するツールとして、インターネット調査を訪問留置調査の代替として使用することは、現時点においては適切ではないことがわかった。また、この犯罪被害調査は、EUのTrustinJusticeプロジェクトの日本調査に位置づけられる。本研究の目的は、現代社会に対応した新たな犯罪被害調査(ネット調査の可能性)を開発することである。また、警察等の公的機関に依存することなく、犯罪発生状況を正確に把握するとともに、犯罪発生の背景要因や住民の犯罪不安、刑事司法機関にたいする意識などについての情報を収集し、それらを検証することである。そして最終的には、科学的根拠に基づいた刑事政策の基盤となる統計資料を提供することにある。本研究は、(1)調査の実施方法・調査媒体に関する研究、(2)調査の実施および結果の比較、(3)犯罪被害調査のあり方について検討・成果の公表、の3段階で実施する。本年度は3年計画の初年度にあたり、(1)調査の実施方法・調査媒体に関する研究を遂行した。具体的には、近年の大規模社会調査の実施状況を把握するため、大学・研究機関の調査企画者や調査実施会社にたいして聞き取りを実施した。その中には、イギリスなど調査先進国における社会調査の取組み(犯罪被害調査の実施方法や回収率確保にむけての努力、最近関心を集めているテーマなど)についての海外調査もふくむ。これらの聞き取りや海外調査については、研究分担者と共同しておこなった。以上の情報に基づいて、研究分担者と相談して、今回の犯罪被害調査の調査媒体・調査対象者とサンプル数・調査時期など、具体的な実施方法を決定した。また、調査内容(設問)については、研究分担者・連携研究者と検討を重ね、それを受けて、調査票を作成した。さらに、2011年8月の国際犯罪学会(神戸)にて、海外協力者とともに、本研究の背景と意義、調査結果(主に犯罪被害)の概要を報告することが決定している。*本調査で用いる調査票の一部、刑事司法機関にたいする意識の設問は、現在EUで実施されているEuropean Social Survey(ESS:欧州社会調査)のTrust in Justice(司法にたいする信頼)のモジュールを採用することに決めた(ESSの責任者と合意済)。本研究の目的は、現代社会に対応した新たな犯罪被害調査を開発すること(ネット調査の可能性)、さらに、住民の犯罪不安や刑事司法機関にたいする意識などについての情報を収集し、それらを検証することである。本研究は、(1)調査の実施方法・調査媒体に関する研究、(2)調査の実施および結果の比較(訪問留置法とネット調査、本調査とEUのESS[欧州社会調査]との比較)、(3)犯罪被害調査のあり方についての検討・成果の公表、の3段階で実施する。本年度は3年計画の2年目にあたり、(2)を遂行した。以下に、研究の遂行および成果を具体的に報告する。2011年4月から7月にわたり「犯罪被害などに関する調査」(訪問留置調査およびネット調査)を実施した。その後、データセットを作成し、その分析を行った(分析は現在も継続中)。主たる結果は次のとおりである。(1)犯罪被害率はおおむね減少傾向にあり、体感治安においても改善が認められる(2)EU諸国との比較から、日本は刑事司法にたいする信頼において低い水準にあるが、法律遵守は高い水準にある(3)訪問留置調査とネット調査との比較から、犯罪被害率のような生起確率(数%の小さな差異)を測定するツールとして、ネット調査を訪問留置調査の代替として使用することは適切でない、ただし、犯罪不安などの意識調査においては、訪問調査の代替として使用することの可能性が示唆された。これらの結果は、2011年8月の国際犯罪学会(神戸)、11月のアメリカ犯罪学会(ワシントン)など国内外の関連学会において発表した。12月にはプレスリリースを使って、研究成果を公表するとともに、結果にもとづいた各種提言を行った。2012年3月には、刑事司法にたいする信頼について情報収集を行うため、「高信頼社会」として知られるノルウェーに出張し、現地有識者にたいして聞き取りを実施した。

本研究は、1調査の実施方法・調査媒体に関する研究、2調査の実施および結果の比較(訪問留置法とネット調査、本調査とEUのESS[欧州社会調査]との比較)、3調査結果についての検討および成果の公表の3段階で実施した。本年度は3年計画の最終年度にあたり、3を遂行した。以下に、研究の遂行および成果を具体的に報告する。前年度までの調査結果については、学会報告や連携研究者との研究会、海外調査などを通じて、当該分野の専門家からの知見を収集し、より緻密な考察をおこなった。具体的な検討対象としては、自動車関係の犯罪におけるネット調査と訪問留置調査の被害率の違いの原因、EU諸国と比べた日本の刑事司法にたいする信頼の低さ、などがあげられる。その一方で、新たに、日本における刑事司法にたいする信頼の形成メカニズムについての分析(共分散構造分析)を実施した。また、考察をつうじて、ネット調査の可能性を探る研究においては、調査票の質問項目の不足など、調査設計の不備(今後の課題)も浮き彫りとなった。最終的な成果は、報告書(冊子体)および学術論文として公表する予定である。これらの考察や課題をふくめた結果は、2012年7月のイギリス犯罪学会(ポーツマス)、10月の日本犯罪社会学会(一橋大学)、11月のアメリカ犯罪学会(シカゴ)など国内外の関連学会において発表した。さらに、2013年3月には、イギリスとオーストラリアから当該分野の研究者を招いて、国際シンポジウム『信頼される刑事司法とは?』(龍谷大学)を開催した。本研究の主目的である犯罪被害調査の開発(ネット調査の可能性)および刑事司法機関にたいする意識におけるEU諸国との比較分析は、おおよそ計画通りに進み、成果をあげつつある。他方、日本国内における犯罪不安や刑事司法にたいする信頼などの形成メカニズムを解明する作業はいまだ本格的には着手しておらず、今後、連携研究者と協働して早急に対応する必要がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年にあたる本年度は、調査結果についての検討および成果の公表にウェイトを置いて、事業を進めていく。まず、連携研究者との研究会を開き、進捗状況(とくに犯罪不安や刑事司法にたいする信頼などの形成メカニズムの分析作業の経過)を確認する。そして、各々の研究結果を共有し、報告書作成をはじめとした今後の公表のあり方について打ち合わせを行う。個々の研究成果はこれから順次、学会報告や学術論文で公表していく。また、2013年3月には海外から当該分野の研究者を招いて、国際シンポジウムを開催する予定である。
可解格子模型における関数方程式とその応用

可解格子模型は統計力学,場の理論,数理物理の興味ある接点となっている。本研究では特に量子アフィンリー代数やヤンギアンという量子群の対称性をもった可解格子模型を考察した。これら量子群のいろいろな表現に対応して模型があり、それらの転送行列は可換な族をなしているが、問題はその固有値を決定することである。これに対し、今年度は解析的ベ-テ仮説法,関数方程式.ヤング図等の組み合わせ論的手法を融合して多くの成果を収めた。まず、古典型Ar.Br.Cr.Drの場合.対応するヤンギアンの全ての基本表現に付随する転送行列について.解析的ベ-テ仮説をみたす関数を構成した。これは固有値の予想ともいえる。次に.これらの関数がヤング図の類似物(ヤンギアン版)を用いて統一的に記述されることを示した。これは転送行列の固有値【similar or equal】補助空間の指標という描像を具体化している。更に.これら基本表現に関するデータを初期条件として転送行列間の関数方程式を解き,より一般の表現の場合の固有値に対する多くの予想を得た。これらはヤンギアンの有限次元既約表現の基底のラベルとして自然なヤング図の拡張を示唆している。もう一つの別な成果は,これら解析的ベ-テ仮説の知見に基づいて,いままで知られていなかったねじれ型アフィンリー環の表現に付随した転送行列間の関数方程式を提出したことと.その解析的ベ-テ仮説による解を構成した可解格子模型は統計力学,場の理論,数理物理の興味ある接点となっている。もう一つの別な成果は,これら解析的ベ-テ仮説の知見に基づいて,いままで知られていなかったねじれ型アフィンリー環の表現に付随した転送行列間の関数方程式を提出したことと.その解析的ベ-テ仮説による解を構成した
水田土壌におけるアンチモンの存在形態及び移行挙動に関する研究

冠水の有無により酸化還元状態が変化する水田に着目し、アンチモンの移行挙動を模擬した室内実験及びフィールド観測による水田土壌水中アンチモンの存在形態評価を行った。室内実験では、水田土壌試料にアンチモン溶液(Sb(III)としてSbCl_3など、Sb(V)としてKSb(OH)_6の溶液)を、土壌表面に空気が触れる程度に溶液に浸した状態(冠水無し)と、溶液が土壌の上まで覆った状態(冠水有り)の2条件で7日間接触させた後、土壌水及び上澄み中のアンチモンを定量し、土壌への吸着の分配比を求めた。またイオンクロマトグラフ装置に誘導結合プラズマ質量分析計を結合したオンライン測定系(陰イオン交換カラムとしてPRP-X100、溶離液としてフタル酸2mM-EDTA20mM(pH 4.5)を使用)により、液相中のアンチモンの価数別分離評価を行った。その結果、Sb(III)溶液を接触させた実験では、「冠水有り」に比べ「冠水無し」で分配比の低下が見られ、Sb(V)を接触させた場合と同程度の値となった。また液相中の全Sb濃度に対するSb(V)の割合は「冠水無し」の方が「冠水有り」より大きかった。これより土壌表面に冠水が無い状態では、Sb(III)のSb(V)への酸化が進むと考えられる。フィールド観測では、2005年7月の冠水時に、茨城県常陸太田市の水田で土壌水を採取し、アンチモンの定量及び価数別分離評価を行った。その結果Sb(V)が土壌水中の全Sb濃度を押し上げている結果が得られ、Sb(V)の方がSb(III)より土壌吸着の分配比が小さいという室内実験の結果と符合していた。本研究の結果より、水田において夏季に冠水のある状態では大気降下物由来等のアンチモンが土壌中に蓄積し、冬季に冠水のない状態となるとアンチモンの酸化が進んで土壌への吸着が小さくなり、移動性が増大する、というシナリオが想定できる。冠水の有無により酸化還元状態が変化する水田におけるアンチモンの移行挙動を模擬した室内実験を行った。50°Cで乾燥後の水田土壌試料に初濃度0.4ppmのアンチモン溶液(Sb(III)としてはSbCl_3など、Sb(V)としてはKSb(OH)_6を溶かした溶液)を接触させた。このとき、土壌表面に空気が触れる程度に溶液に浸した状態(冠水無し)と、溶液が土壌の上まで覆った状態(冠水有り)の2条件について検討した。7日間の接触後、液相(土壌水及び上澄み)中のアンチモンを定量し、土壌への吸着の程度を示す分配比を求めた。またイオンクロマトグラフ装置に誘導結合プラズマ質量分析計を結合したオンライン測定系(陰イオン交換カラムとしてPRP-X100、溶離液としてフタル酸2mM-EDTA20mM(pH4.5)を使用)により、液相中のアンチモンの価数別分離評価を行った。昨年度までの研究により、Sb(V)はSb(III)より土壌への吸着が小さいことが分かっているが、Sb(III)溶液を接触させた実験では、「冠水有り」に比べ「冠水無し」で分配比の低下が見られ、Sb(V)を接触させた場合と同程度の値となった。またこのときの液相中の全Sb濃度に対するSb(V)の割合は「冠水無し」の方が「冠水有り」より大きかった。