hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規キトサン誘導体固定相の合成と新しいクロマトグラフ法の開発

キャピラリー電気泳動法,高速液体クロマトグラフィーの新しい分離モードの開発を目的として,グルコサミン骨格を有するキトサンを用いて,イオンの保持・イオン間相互作用に関する研究を引き続き進めた.水溶性のキトサンは酸性条件下で優れた電気浸透流のモディファイヤーであり,分析時間の短縮をはじめとして無機陰イオンの分離分析に有効であることを報告した.(日本分析化学会第54年会,名古屋大学;論文執筆中)また,フェノール類や安息香酸類の有機陰イオンをモデル化合物として第四級アンモニウムイオンを対イオンして用い,非イオン界面活性剤へのイオン会合分配に基づく分離分析法を提案した.本研究で提案したイオン会合ミセル抽出系は,溶媒抽出系に代わる新しい分離分析法として有望なものであり,ミセル抽出系と溶媒抽出系で良好な相関関係が得られた.(第25回キャピラリー電気泳動シンポジウム,姫路;PACIFICHEM2005,ハワイ;論文執筆中)キャピラリー電気泳動法に関する研究では,水-アセトニトリル系での有機イオンのイオン会合反応に関する研究,電気泳動注入に基づく飲料水中の臭素酸イオンの高感度定量(第67回分析化学討論会,秋田;発表予定,論文執筆中)も展開した.さらに,これらの研究に加えて,フロー分析法による水中オゾンの化学発光分析法,フロー分析法による海水中臭化物イオンの定量,キトサン樹脂を銀の前処理濃縮法として用いる分析法を報告した.また,啓蒙的な書籍として「機器分析ラボガイド」を分担執筆した.キャピラリー電気泳動法,高速液体クロマトグラフィーの新しい分離モードの開発を目的として,グルコサミン骨格を有するキトサンに着目して,各種誘導体を合成した.これまでに,一級アルコール部位の架橋により耐酸性,耐溶媒性を高めたものに加えて,アミノ基にホスホン酸,芳香族アミンを導入したものを合成した.樹脂上の官能基の物理化学的特性,特に酸塩基特性およびその交換容量を簡便に評価する新しい方法として,微少の試料量で測定を可能とするフロー滴定法を開発した.また,泳動液,溶離液中で活用する分子間相互作用-疎水性イオン間相互作用-の解明を目的として,キャピラリー電気泳動法における電気泳動移動度の変化量解析により水溶液中での第四級アンモニウムイオンと無機陰イオンとの間にはたらく弱い相互作用解析に成功した.かさ高い第四級アンモニウムイオンを用いた場合に比較的強い相互作用がみられ,疎水性相互作用の寄与が明示された.現在,水-アルコール混合溶媒系等に展開し,電気泳動移動度,イオン会合反応における溶媒効果をさらに探索中である.また,フロー分析法として気液接触型化学発光検出セルを開発し,大気中オゾンの高感度分析法を提案した.化学発光試薬であるクロモトロープ酸のオンライン紫外線照射による活性化により化学発光強度が飛躍的に高まり,検出感度は40pptに達した.応答時間は0.1秒程度で航空機での測定に利用可能である.大気中のオゾン測定に加えて,水中の残留オゾン測定法の開発にも展開した.キャピラリー電気泳動法,高速液体クロマトグラフィーの新しい分離モードの開発を目的として,グルコサミン骨格を有するキトサンを用いてイオンの保持・イオン間相互作用に関して検討した.キャピラリー電気泳動法では,泳動液,溶離液中で活用する分子間相互作用-疎水性イオン間相互作用-の解明を目的として,電気泳動移動度の変化量解析により水-エタノール混合溶媒系ではたらくイオン間の弱い相互作用解析に成功した。水素結合特性,溶媒の誘電率がイオン間相互作用に及ぼす影響について知見を得た.混合溶媒系に関する研究では,水-ジオキサン系,水-アセトニトリル系にも展開した.また,液体クロマトグラフィーの誘導体化を含む分析法として,オンラインで反応させるマージングゾーン法により,アルキルアミン類の陰イオンへの誘導体化/吸光検出法を開発した.この成果は,現在,キトサン充填剤系のカラムへ展開している.さらに,フロー分析法として紫外線照射によるクロモトロープ酸の活性化を利用する水中オゾンの化学発光分析法を開発し,検出感度,応答時間,分析値の信頼性を含む上水処理施設で利用可能な性能を実現した.イオン会合反応系を活用する均一水溶液系の分析法開発を目的として,シアニン系色素を合成開発した.キャピラリー電気泳動法,イオン間相互作用,溶質間相互作用に関するこれまでの一連の研究に対して,クロマトグラフィー科学会より奨励賞を受賞し,総説を執筆した。キャピラリー電気泳動法,高速液体クロマトグラフィーの新しい分離モードの開発を目的として,グルコサミン骨格を有するキトサンを用いて,イオンの保持・イオン間相互作用に関する研究を引き続き進めた.水溶性のキトサンは酸性条件下で優れた電気浸透流のモディファイヤーであり,分析時間の短縮をはじめとして無機陰イオンの分離分析に有効であることを報告した.(日本分析化学会第54年会,名古屋大学;論文執筆中)また,フェノール類や安息香酸類の有機陰イオンをモデル化合物として第四級アンモニウムイオンを対イオンして用い,非イオン界面活性剤へのイオン会合分配に基づく分離分析法を提案した.本研究で提案したイオン会合ミセル抽出系は,溶媒抽出系に代わる新しい分離分析法として有望なものであり,ミセル抽出系と溶媒抽出系で良好な相関関係が得られた.(第25回キャピラリー電気泳動シンポジウム,姫路;PACIFICHEM2005,ハワイ;論文執筆中)キャピラリー電気泳動法に関する研究では,水-アセトニトリル系での有機イオンのイオン会合反応に関する研究,電気泳動注入に基づく飲料水中の臭素酸イオンの高感度定量(第67回分析化学討論会,秋田;発表予定,論文執筆中)も展開した.

さらに,これらの研究に加えて,フロー分析法による水中オゾンの化学発光分析法,フロー分析法による海水中臭化物イオンの定量,キトサン樹脂を銀の前処理濃縮法として用いる分析法を報告した.また,啓蒙的な書籍として「機器分析ラボガイド」を分担執筆した.
老化細胞分泌因子による細胞競合制御機構の解明

私たちはこれまでの研究から、細胞競合を引き起こすようなRas, Myc, Srcなどのがん遺伝子に変異がおこった老化細胞は、正常な細胞にくらべてはるかに多くの蛋白質・核酸・分泌膜小胞・脂質などのSASP因子を細胞外へ放出していることを明らかにしている。そこで北海道大学遺伝子病制御研究所の藤田先生との共同研究によりMDCK(イヌ腎臓尿細管上皮細胞)を用いた細胞競合の誘導システムを導入し、老化細胞が分泌するSASP因子のうち細胞競合を制御する分子のスクリーニングを行った。その結果、老化細胞が分泌するSASP因子によって細胞競合が抑制されることを見出した。さらに、活性化型Rasによる細胞老化とDNA損傷による細胞老化を誘導する前後のヒト正常二倍体細胞の培養上清のサイトカインアレイ解析を行い、SASP因子のうちで老化した細胞に共通して分泌が亢進している因子を約10種類同定した。それらの候補因子の中から、それぞれ1種類のSASP因子を添加した状態でMDCK細胞を用いた細胞競合解析を行ったところ、あるSASP因子の添加によって細胞競合現象が阻害されることを見出した。また、この因子は培養上清に添加した時だけでなく、コラーゲンコート中に含まれた状態で機能することも明らかとなった。さらに、私たちが本研究で見出したSASP因子が生体内で細胞競合を抑制し発がん頻度の上昇に関与しているかどうかを明らかにするために個体で細胞競合を誘導することのできるマウスモデルを導入し解析を行っている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。私たちはこれまでの予備実験の結果から、細胞競合を引き起こすようなRasなどのがん遺伝子に変異がおこった老化細胞は、正常な細胞にくらべてはるかに多くの蛋白質・核酸・分泌膜小胞などのSASP因子を細胞外へ放出していることを明らかにしている。そこで本年度は、老化細胞が分泌するSASP因子のうち細胞競合を制御する分子を同定するためにSASP因子のスクリーニングを行った。まず北海道大学遺伝子病制御研究所の藤田先生の研究室に出張し、MDCK(イヌ腎臓尿細管上皮細胞)を用いて細胞競合の誘導実験を学び、そのシステムを導入した。そして、正常細胞と活性化型RasV12の発現を誘導できる細胞を50:1の濃度でコラーゲンコートしたdish上にまき細胞競合を誘導する際に、老化細胞の培養上清を加えて細胞競合の起こる頻度への影響を観察した。現在、培養上清中の細胞競合を制御する因子を特定するべく解析を続けている。また、ヒトの正常細胞を用いた細胞競合モデルを構築するために、RPE1(ヒト網膜色素上皮由来細胞)でエストロゲン誘導性の活性化型RasV12-IRES-EGFPを恒常的に発現する細胞株を作成し、正常RPE1細胞とRasV12誘導型RPE1細胞を50:1で混合培養したところ、共焦点レーザー顕微鏡の観察により細胞競合現象が確認された。さらに、マウスの生体を用いて細胞競合現象を評価することのできる実験系を確立するために、マウスでがん遺伝子変異を導入するためのシステムを構築し、現在解析を開始したところである。今年度は、老化細胞が分泌する因子が細胞競合を制御する分子機構を明らかにするために、まずはMDCKを用いた細胞競合モデルを導入し、細胞競合現象を観察することが可能となった。また、ヒトの正常繊維芽細胞を用いて細胞競合モデルを構築するための細胞株を作成した。さらに、マウスモデルを用いて個体の臓器で細胞競合を観察するために必要なベクターを作成し、予備実験を行いおおむね順調に進展している。来年度は、MDCKと我々が樹立したヒト正常細胞の細胞競合モデルを用いて、老化細胞が分泌したSASP因子の中で細胞競合を制御する因子を特定することを目指す。さらに、マウスモデルを用いて細胞競合を観察し、その制御機構を解析することを計画している。
固体NMRを用いた固体試料の微視的状態分析法の開発及び固体と溶液状態の構造の比較

(1)カドミウム錯体CdL_n(ClO_4)_2(L=ピリジン及びその誘導体、n=06)、Cd(biL)_3(ClO_4)_2(biL=1、10-フェナントロリン及びその誘導体)を合成し、その固体^<113>Cd NMRを測定した。まず配位子の塩基性(pKa)と^<113>Cd NMRの化学シフト(δ)との関係について検討した。その結果、CdL_4錯体においてLのpKaが大きくなるにつれて^<113>Cd NMR化学シフトは低磁場シフトすることを明らかにした。Cd-配位子結合が強くなるほど低磁場シフトすることから、^<113>Cd NMRからCd-配位子結合を探ることができることを明きからにしたことは錯体化学における新しい方法論として注目される。一方、2-メチルピリジン、2、6-ジメチルピリジンなどの場合、メチル基の立体効果のためCd-N(ピリジン)結合が弱められることも^<113>Cd NMRから明らかにされた。次にジアミンの場合、キレート環の員数が5、6、7、8と増大するにつれてキレート環の歪みのためCd-N結合が弱くなることも明らかにされた。(2)Cd(biL)_3(ClO_4)_2 (L=エチレンジアミン、2、2'-ビピリジン、1、10-フェナントロリンおよびその誘導体)の溶液および固体NMR化学シフトを測定し、その比較を行った。その結果、両者は実験誤差範囲内で一致することを見出した。溶液状態の溶媒効果、固体状態のパッキング効果はCd(biL)_3錯体の構造に本質的な影響を与えないことが理解される。Cd(biL)_3錯体の場合、結晶構造がそのまま溶液状態に適用できることが明らかにされたことは注目される。特に立体障害を有する2,9-ジメチル-1,10-フェナントロリンで溶液、固体の両方とも一致することは上記結論を強く示持するものである。(3)Cd(biL)_3(ClO_4)_2錯体では溶液状態と固体状態の微視的構造の違いはないと結論した。この場合溶媒は水とアルコールである。(4)CdX_n(X=Br^-、l^-、n=04)の^<113>Cd NMRを溶液及び固体状態で測定し、CdX^+、CdX_2、CdX_3^-のシグナルを帰属することに成功した。又、CdX_3^-とCdX_4^<2->の間には極めて速い化学交換反応があることも明らかにした。
腸内細菌制御による炎症性腸疾患治療への応用

炎症性腸疾患の発症・増悪に腸内細菌叢の異常が関与していることが強く示唆されている。本研究では制御性T細胞(Treg細胞)を誘導する腸内細菌に焦点を当て研究を行った。ヒト便から細菌を単離しTreg細胞の誘導能を持つ細菌の同定を行った結果、マウスの腸内細菌と同様にクロストリジウム属細菌が強い誘導能を持っていることが明らかになった。また、SPFマウスにヒト便から単離したクロストリジウム属細菌を投与するとアレルギー性の下痢を抑制する効果を持っていることがわかり、治療への応用が期待される。無菌マウスとクロストリジウム属細菌定着マウスから上皮層を単離しDNAマイクロアレイ解析を行った。クロストリジウム属細菌定着により発現が上昇する遺伝子にはTgfb1, Ido1, Mmp9, Mmp12などTGFbまたはTGFbの活性化に関与する遺伝子が多く検出された。そこで、無菌マウスとクロストリジウム属細菌定着マウスの上皮細胞を培養し、上清中にTGFbが産生されるかを検討したところ、クロストリジウム属細菌定着マウスの上皮細胞で多くのTGFbが産生されていることが明らかになった。このことからクロストリジウム属細菌によるTreg細胞の誘導はTGFb依存的に行われていることが示唆された。IL-10Venusマウスの大腸粘膜固有層からFoxp3+Venus+細胞とFoxp3+Venus-細胞をソーティングし、DNAマイクロアレイ解析により遺伝子発現を比較した。その結果、IL-10産生Treg細胞において、Gzmb、CTLA4などの抑制機能分子の発現が亢進していた。また同時にMAPkinaseなどのシグナル伝達分子の発現もIL-10産生Treg細胞に高発現していた。現在、Treg細胞からのIL-10産生メカニズムについて詳細に解析しているところである。ヒトの腸内細菌にもマウス腸内に存在するTreg細胞誘導能を持つクロストリジウム属細菌と同様の細菌が存在しているのかを確かめた。ヒトの便を無菌マウスに投与すると大腸粘膜固有層のTreg細胞が顕著に増加した。増加したTreg細胞はHelios陰性であり、IL-10・CTLA4を高発現していることから、ヒトの腸内においてもマウス46株のクロストリジウム属細菌と同様に免疫抑制抑制能をもつ誘導性Treg細胞を増加する細菌が存在していることが明らかになった。現在、ヒト由来のTreg細胞誘導能をもつ細菌について詳細に解析しているところである。本年度の研究において、腸内細菌が存在しない無菌マウスの大腸には制御性T細胞(regulatory T cells ;Treg)が少なく、SPF (specific pathogen free)環境下で飼育した通常のマウスの大腸では非常に多く存在していることを明らかにした。Tregは抑制性の機能を持つT細胞であり、Tregが腸炎の発症を抑制していることが示唆されている。そのため、大腸に存在するTregは腸内細菌によって誘導され腸炎の制御に貢献していることが考えられた。そこでまず、無菌マウスに特定の腸内細菌を定着させノトバイオートマウスを作成し、どのような細菌がTregの誘導に関与しているかを解析した。その結果、クロストリジウム属に属する腸内細菌群がTreg誘導に関与していることを突き止めた(Science (331) 337-341, 2011)。また、クロストリジウム属が多く存在するマウスでは通常マウスと比較して腸炎の発症が抑えられていた。興味深いことに、ヒト炎症性腸疾患と健常者の腸内細菌叢の構成割合を比較した報告によると、クロストリジウム属細菌が健常者と比較してヒト炎症性腸疾患の患者で減少していることが示されている。このことからマウスと同様にヒトでもクロストリジウム属細菌が炎症を抑える働きを持つTregを誘導し、腸炎の抑制に貢献していることが考えられた。以上のことから、クロストリジウム属細菌によるTregの増加機構の解明という本研究成果は、ヒトにおいて炎症性腸疾患の治療や予防への応用が予想される非常に意義深い発見であると考えている。研究期間内に明らかにすることa.に挙げたTreg細胞を誘導するクロストリジウム属の特定については、46株のクロストリジウム属細菌がおそらくすべて必要ではないかという結果を得ている。b.のクロストリジウムのTreg細胞誘導メカニズムの解析では、詳細なメカニズムはまだ分かっていないが、クロストリジウム属細菌が上皮からのTGF-betaの産生を促していることが明らかになった。c.のTreg細胞の誘導による腸炎の抑制については、クロストリジウム属細菌の増加によりDSS腸炎、Oxazolone腸炎の発症が有意に抑制されることが明らかになった。d.のTreg細胞からのIL-10産生メカニズムの解析については、現在DNAマイクロアレイ解析を行っているところであり、何か新しい遺伝子が見るかるのではないかと考えている。

e.のヒトの腸内常在細菌によるTreg細胞の誘導においては、クロロホルム処理をしたヒト便を無菌マウスに投与しTregの増加を確認しており、今後どのような細菌がTreg誘導に関与しているかを突き止めていく予定である。テーマa. Treg細胞を誘導するクロストリジウム属の特定については、同定したTreg誘導能を持つ46菌株のクロストリジウム属細菌を1つずつまたは複数個ずつ無菌マウスに投与し、どの菌種がTreg細胞の誘導に関与しているのかを突き止める。テーマb.クロストリジウムのTreg細胞誘導メカニズムの解析については、現在クロストリジウムがTGF-betaの産生を促進していることを突き止めているので、メタボローム解析を通して代謝産物がTGF-betaの促進に関与しているかを解析する。テーマc. Treg細胞の誘導による腸炎の抑制において予定していたAltered Schaedler Flora (ASF)を用いてTreg誘導能をもつクロストリジウム属細菌の役割の解析については、ASFが入手困難なため代替実験を計画中である。SPFマウスを用いてクロストリジウム属細菌を増加させ腸炎抑制効果は検証済みであるので、この系を用いて代謝産物による腸炎抑制効果の検討を行う。テーマd. Treg細胞からのIL-10産生メカニズムの解析については、現在のところIL10を産生しているTregと産生していないTregの遺伝子発現の違いをDNAマイクロアレイにより解析中である。IL10産生Tregにおいて発現の高い遺伝子を解析しIL10の産生に関与しているかを検討する。テーマe.ヒトの腸内常在細菌によるTreg細胞の誘導においては、クロロホルム処理ヒト便の無菌マウスへの投与によりTregの上昇を確認している。今後どのような細菌が存在しているのかを培養と16Sメタゲノム解析により解析を行い、さらに絞り込んだ細菌を無菌マウスに投与し、Treg誘導能をもつヒト腸内細菌を同定する。次年度の研究において、無菌マウスを用いたノトバイオートマウス作成が必要であり1匹20千円で1回の実験につき10匹使用(1回計200千円)し、この実験を4回実験を行う予定であり、実験動物費用として800千円必要である。また、メタゲノム解析用の次世代シークエンス用の試薬(2×100千円)の計200千円が必要と概算した。また、最新の情報と意見交換のための国内海外での学会発表・打ち合わせの必要性から、国内外旅費が必要である。そして研究成果をまとめ学術雑誌に論文を投稿する予定であり、そのための費用として200千円必要と考えている。
微少磁化測定による超低温強磁場下の重いf電子系ウラン超伝導体の電子状態の研究

本研究では、東北大金研強磁場センターにおいて、30Tハイブリッド磁石および20T超伝導磁石の定常強磁場下で極低温での磁化測定が行なえる装置を作成した。測定方法は我々が新しく開発したキャパシタンス法である。小さなコンデンサーを作成し、片方の電極板の上に試料を載せる。外部磁場を加えて、それと平行に磁場勾配をつけると試料に力が働き、それに伴い電極板が移動し、キャパシタンスCが変化する。Cの変化量から磁化の大きさを決定することが出来る。磁場勾配を作るために一様な磁場中にNiの板を置き、その磁化による磁束密度の空間変化を用いる。この方法のメリットは、従来のように傾斜磁場コイルを用いる必要がないので、従来の汎用の超伝導磁石やハイブリッド磁石にコンパクトに組み込むことが出来る。また他の磁化測定法のように測定時の試料の移動による発熱がないので、超低温での実験に適している。また、この装置では、希土類化合物で1mg程度の微少試料の磁化も感度良く測定できるので、小さな単結晶での磁化測定が可能である。まず我々は液体ヘリウム3を用いた0.5KでのCeSbやUPd_2Al_3の磁化測定を行なった。Ce_<0.9>La_<0.1>Sbにおいては磁気相転移に伴う磁化の跳びを観測し、またdHvA効果も観測することができた。主要フェルミ面全てを観測することができた。さらにこの装置を希釈冷凍機に組み込み、20T超伝導磁石を用いて重い電子系のウラン超伝導体の強磁場磁性についての研究を行った。超低温40mKにおいて磁化測定を行ない、メタ磁性転移磁場においてはっきりとしたヒステリシスを観測した。f電子系化合物にみられる重い電子系や、低次元量子スピン系などの強相関電子系では、特性温度が1Kから数Kと極めて低く、1K程度で反強磁性などの磁気転移を示す物質がある。また、遷移金属化合物の量子スピン系磁性体においても1K以下の極低温で興味ある磁性を示すものも見つかっている。これらの物質の基底状態、励起状態を系統的に研究するためには1K以下の超低温強磁場下の極限条件において磁気状態の精密な観測が必要である。磁化測定法は、重い電子系などの金属を扱うために、引き抜き法や振動法(VSM)のような渦電流による発熱の心配がなく、また、磁気相転移を詳細に論議する場合にも磁気転移点での磁化の転移の次数や臨界指数などの熱力学量を詳細に調べることを可能にするために、定常磁場及び勾配磁場中で試料が受けるFaraday力を利用したキャパシタンス法を開発した。この装置は磁場勾配を試料の近くに配置したNiにより発生させるために特別な磁場勾配用磁石を用いる必要がないので非常にコンパクトであり、既存の超伝導磁石やハイブリッド磁石及び希釈冷凍機に組み込んで超低温・超強磁場での磁化測定が可能である。我々は限られた磁場空間に挿入するために小型の希釈冷凍機を使用しており、そのため上部からの熱侵入を極力抑えることが重要である。キャパシタンス用の同軸線には微細径のNbTi導線を用いることで、40mKまで冷却することができた。この装置を用いて、重い電子系の超伝導体として知られるUPd_2Al_3の等温磁化過程を測定した。この物質は反強磁性体であり、二回軸方向に磁場を加えるとB_m18Tでメタ磁性転移を示すが、超低温では明確な磁気履歴を示すことが分かった。B_mでの磁化の鋭い跳びと磁気履歴を示すことからこの転移は一次転移であると結論できた。

f電子系化合物にみられる重い電子系や、低次元量子スピン系などの強相関電子系では、特性温が1Kから数Kと極めて低く、1K程度で反強磁性などの磁気転移を示す物質がある。また、遷移金属化合物の量子スピン系磁性体においても1K以下の極低温で興味ある磁性を示すものも見つかっている。これらの物質の基底状態、励起状態を系統的に研究するためには1K以下の超低温強磁場下の極限条件において磁気状態の精密な観測が必要不可欠である。我々は超低温強磁場でも磁化測定が行えるファラデー法を利用したキャパシタンス磁化測定法を開発した。昨年度はこの装置の開発を行ない、ウラン化合物超伝導体であるUPd_2Al_3の磁化測定を行なったところ、18Tでメタ磁性に伴う鋭い磁化のとびが観測された。今年度は最低温度40mKから10Kまでの磁化の磁場依存性を詳細に観測した。磁場変化によるうず電流の発生による温度上昇をなくすために、磁場掃引速度は毎分0.0015Tという極めてゆっくりした速度で磁場を変化させた。その結果、40mKではメタ磁性転移による磁気履歴が0.02Tであったが、4.2Kではほとんど磁気履歴がなくなり、それより高温では磁気履歴がなかった。2K以下の超低温では明確な磁気履歴を示す1次転移であるが、6K以上では2次転移であることが結論された。10K以上の高温では装置の熱膨張のためにこの方法では正確な磁化を測定しにくいために、東北大学極低温科学センターのVSMを使ってゼロ磁場でのネール温度14.3K付近にあたる10K20Kの温度範囲での磁化の温度依存性を測定した。12T以下の磁場で測定したところ、いずれの磁場でも14K付近で折れ曲がりを示した。この異常は磁場が強くなるにつれて明瞭になった。磁化の温度変化に跳びはなく、磁気履歴も示さないので2次転移である。転移温度は磁場が強くなるにつれて低温になるが、12Tにおいても13.9Kと、僅かしか転移温度は低下しなかった。通常の反強磁性体では常磁性-反強磁性転移温度は磁場が強くなるにつれてどんどん低下するが、これとは異なる結果となった。
レット症候群児（者）の手の常同運動を減少させる効果的で具体的な介入方法の開発

2018年度においては、レット症候群児(者)に見られる手の常同運動を減らす取り組みの実態について明らかにすることを目的に、2016年度調査の結果の整理を行った。本調査では216名(年齢3-53歳、横地分類A1-E6)のレット症候群児(者)の情報を得ることができた。手の常同運動を減らす取り組みが行われていた事例は104事例、行われていなかった事例は104事例と同数であり、横地分類、年齢、目的的な手の動き、手の常同運動の増加因子、手の常同運動の減少因子、上肢装具の点において、両群に著明な違いは示されなかった。常同運動を制止する取り組みは24事例、手の使用を促す取り組みは46事例であり、常同運動を制止する取り組みに比べ、手の使用を促す取り組みは多く行われていた。目的的な手の動きが見られる児(者)に対しては、手つなぎ等の手を使う内容が多かった。横地分類A1A6の児(者)に対しては、感覚刺激を用いた取り組みが多く行われていた。本結果から、レット症候群児(者)の手の常同運動を減らす取り組みを行うか行わないかは介入者次第であることが示された。取り組みが行われていた事例については、手の常同運動があったとしても目的的な手の動きが確認できることや、玩具のスイッチ操作等はできるといった事例が報告されていることから、目的的な手の動きが多く出るような取り組みが日常的に行われていたためであると考えられる。横地分類A1A6の児(者)に対しては、感覚刺激を用いた取り組みが多かった。これは、横地分類A1A6の知的発達が言語理解不可とされるため、言語を用いたコミュニケーションではなく、感覚刺激を用い、対象児(者)の応答性を丁寧に観察し、応答性を深め応答性の幅を広げていくためのやり取りが多く行われているためと考えられる。事例毎に様々な取り組みが行われていたため、今後は個別の検討が求められる。本研究では、国内に1,000名以上と推定されるレット症候群児(者)の手の常同運動を減らす効果的で具体的な介入方法を開発することを目的に、以下の4つの研究を行う。研究1として全国調査によって、手の常同運動を減らす具体的な介入方法を抽出する。研究2として動作解析から、常同運動の変化を定量的に評価できる運動学的指標を導く。研究3として脳機能測定から、常同運動が減る時の脳活動の状態を可視化する。研究4として研究2の運動学的指標と研究3の脳活動の状態をもとに、研究1から抽出された介入方法の効果を検証し、効果的で具体的な介入方法を示す。2018年度においては、研究1全国調査による手の常同運動を減らす具体的な介入方法の抽出について、2016年度調査の結果の整理を行い、レット症候群児(者)の手の常同運動を減らす取り組みを行うか行わないかは介入者次第であることが示された。特に保護者を対象とした調査を予定する。2019年度以降、研究1を保護者対象に行う予定である。研究2として常同運動の変化を定量的に評価できる運動学的指標の決定として、健常成人約30名の予備実験後、レット症候群児(者)約50名を対象に、手の常同運動の映像を記録する。その映像から動作解析を行い、各関節の動き、速度、角度などから常同運動の変化を定量的に評価できる指標を明らかにする。研究3として常同運動が減る時の脳活動の状態の可視化として、健常成人約30名の予備実験後、レット症候群児(者)約50名を対象に、通常の常同運動時と常同運動が減る時の前頭前野や運動関連領野の脳活動を、機能的近赤外分光法(fNIRS)や脳波を用い測定・比較し、常同運動が減る時の脳活動の状態を明らかにする。

研究4として常同運動を減少させる効果的で具体的な介入方法の決定として健常成人約30名の予備実験後、レット症候群児(者)約50名を対象に、研究2の運動学的指標と研究3の脳活動の状態をもとに、研究1から抽出された介入方法の効果を検証し、常同運動を減少させる効果的で具体的な介入方法を明らかにする。2018年度においては、レット症候群児(者)に見られる手の常同運動を減らす取り組みの実態について明らかにすることを目的に、2016年度調査の結果の整理を行った。本調査では216名(年齢3-53歳、横地分類A1-E6)のレット症候群児(者)の情報を得ることができた。手の常同運動を減らす取り組みが行われていた事例は104事例、行われていなかった事例は104事例と同数であり、横地分類、年齢、目的的な手の動き、手の常同運動の増加因子、手の常同運動の減少因子、上肢装具の点において、両群に著明な違いは示されなかった。常同運動を制止する取り組みは24事例、手の使用を促す取り組みは46事例であり、常同運動を制止する取り組みに比べ、手の使用を促す取り組みは多く行われていた。目的的な手の動きが見られる児(者)に対しては、手つなぎ等の手を使う内容が多かった。横地分類A1A6の児(者)に対しては、感覚刺激を用いた取り組みが多く行われていた。本結果から、レット症候群児(者)の手の常同運動を減らす取り組みを行うか行わないかは介入者次第であることが示された。取り組みが行われていた事例については、手の常同運動があったとしても目的的な手の動きが確認できることや、玩具のスイッチ操作等はできるといった事例が報告されていることから、目的的な手の動きが多く出るような取り組みが日常的に行われていたためであると考えられる。横地分類A1A6の児(者)に対しては、感覚刺激を用いた取り組みが多かった。これは、横地分類A1A6の知的発達が言語理解不可とされるため、言語を用いたコミュニケーションではなく、感覚刺激を用い、対象児(者)の応答性を丁寧に観察し、応答性を深め応答性の幅を広げていくためのやり取りが多く行われているためと考えられる。事例毎に様々な取り組みが行われていたため、今後は個別の検討が求められる。本研究では、国内に1,000名以上と推定されるレット症候群児(者)の手の常同運動を減らす効果的で具体的な介入方法を開発することを目的に、以下の4つの研究を行う。研究1として全国調査によって、手の常同運動を減らす具体的な介入方法を抽出する。研究2として動作解析から、常同運動の変化を定量的に評価できる運動学的指標を導く。研究3として脳機能測定から、常同運動が減る時の脳活動の状態を可視化する。研究4として研究2の運動学的指標と研究3の脳活動の状態をもとに、研究1から抽出された介入方法の効果を検証し、効果的で具体的な介入方法を示す。2018年度においては、研究1全国調査による手の常同運動を減らす具体的な介入方法の抽出について、2016年度調査の結果の整理を行い、レット症候群児(者)の手の常同運動を減らす取り組みを行うか行わないかは介入者次第であることが示された。
生体組織深部での非線形分光計測を目指した超短パルス光波面制御法の開拓

生体組織深部などの現象を光学的に観測する場合、多重散乱や光の拡散が起こり、これまでの分光計測手法を適用することが困難となる。本研究では、液晶空間変調器やマイクロミラーデバイスを用い、散乱体中での進行する超短パルス光の時空間制御を行い、非線形光学効果をベースとした分光手法の確立を目指した。超短パルス光の波面最適化を行うことにより、特定の箇所に光強度を集中させることができた。デジタルミラーデバイスを用いた波形制御の実験や制御プログラムの改良を行うことにより、最適化実行速度の向上を試みた。細胞や生体組織といった複雑で不均一な系では,空間的な構造が多種多様であるため、空間分解能を有した光学計測が必須となる.しかし、このような試料の深部を観測する場合、光が試料を透過する際に多重散乱が起こり、ある特定の場所に光を効率よく集めることが困難となる。本研究課題では、時空間領域での波形制御技術を用いて、光の伝搬を積極的に制御し、光計測に活かすことを目的としている。レーザー光の空間伝播制御を能動的に行うことができれば、多重散乱が起こる系においても特定の場所に光を局在化させることが可能となる。散乱体透過条件での超短パルス光の波面制御の実験では、まず、2次元液晶空間変調器を数百個程度のセグメントに分ける。分割したセグメントの位相を0から2πまで変化させ、選択した領域の光強度が最大になる位相を決定した。これまで構築してきた波面制御システムでは、数百個の変数の値を最適化しなければならない。このため、遺伝的アルゴリズムを駆使した手法を用いても、最適化に30分から1時間程度の時間が必要であった。波面制御を行う過程での律速段階を調べた結果、制御ソフトウェアの計算速度に問題があることがわかった。本研究では、計算速度の高速化を行うため、汎用グラフィックボードを利用したプログラミング環境であるCUDAとOpenGLを併用した制御プログラムの開発を試みた。予備的な実験結果から、プログラムの実行速度の大幅な向上が可能であることがわかった。現在、超短パルス光の波面制御法に適用することを計画している。複雑不均一系では空間的な構造も多種多様であるため、空間分解能を有した分光計測が必須である。しかし、光学顕微鏡は可視光や近赤外光を使うため、生体組織深部などの現象を観測する場合、多重散乱や光の拡散が起こり、これまでの手法を適用することが困難となる。本研究では、超短パルス光の振幅や位相を時間、空間領域で同時に波形制御する方法論の確立に挑戦する。本年度は、散乱体透過条件での超短パルス光の波面制御を行った。超短パルスレーザー光としては、非同軸光パラメトリック増幅器からの出力(600 nm)を用いた。実験では、2次元液晶空間変調器を5001000個のセグメントに分ける。分割したセグメントをランダムに2グループに分け、そのうちの1グループのセグメントの位相を0から2πまで変化させる。このとき、選択した領域の光強度が最大になる位相を決定する。これを繰り返すことにより、各セグメントの位相の最適値を求めた。このアルゴリズムを用いることにより、連続発振レーザー光の場合と同様に、特定の箇所に超短パルス光の光強度を集中させることができた。これまでの研究から最適化前後の強度増大率(コントラスト)は、レーザー光の波長に大きく依存することが知られている。本実験のように、幅広いスペクトルを持つパルス光では、その平均値を観測していることになる。今年度は、超短パルス光の波面最適化を行うことができたが、2倍波発生といった非線形光学効果を利用した計測については未着手であった。現在、紫外領域に感度を持つCCDカメラの導入し、非線形光学信号の計測に向けた準備を行っている。また、従来型の液晶をベースとした空間変調器だけではなく、マイクロミラーアレイをベースとした変調器による波面制御の実験系を構築している。液晶を用いた変調器では数十ヘルツと応答速度が遅いが、マイクロミラーアレイをベースとして空間変調器では、応答速度が数キロヘルツと非常に速く、高速な波面補正や最適化が可能になる。ここでは、市販のプロジェクターに使われているデジタルミラーデバイス(DMD)を用いて、波形制御の実験を行った。DMDは他の空間変調器と異なり、各ミラーの角度をON、OFFの2状態しか変化させることができない。このため、DMDに2値化したホログラムを書き込むことにより、位相変調を与えた。この場合も液晶光空間変調器の場合と同様な結果を得た。

現在はまだ、制御に用いるソフトウェアの計算速度の最適化は行っておらず、計画書に記載したような速度の向上は実現できていないが、制御ソフトのコードの見直し等を行うことにより、安価で高速な波形制御が実現できると考えられる。さらに、液晶光空間変調器と同様にして、超短パルス光の波形制御への応用も可能である。時空間領域の両方で波形制御を行う場合、制御のためのパラメーター数が非常に大きくなり、最適値を求めることが困難であることが予想される。そのため、時空間領域の同時制御ではなく、まず、空間領域についての最適化を行い、その後時間領域というように逐次的に制御を行うことを検討している。また、超短パルス光の線形応答による信号ではなく、非線形光学信号を増強させるといった目的では、超短パルス光の時間幅が狭くなればなるほど、その強度が急激に増大するため、最適化前後の背景ノイズに対するコントラストも急激に向上することが予想される。このため、散乱光そのものを最適化した信号よりも信号雑音比が良くなると考えられる。上記の手法では、散乱光を波面制御により、ある場所に集光した後、別の場所に移動させる場合には最適化過程を最初からやり直す必要があり、効率が非常に悪くなる。このため、透過後の拡散光の分布から直接、散乱体中での光線伝搬に関する情報が得られることが望まれる。近年、時間反転対称性を利用して逆問題を解くことにより、散乱体中での伝搬についての情報をグリーン関数や転送行列の形で得ることができることが示されている。同様な手法は光学的な問題でも有用であることがわかっている。時空間領域での転送行列の計測により、散乱体の伝搬特性についての情報を得ることができれば、時空間波形制御の大幅な効率化が期待できる。上記で記載した時空間領域での転送行列の計測を効率よく行うため、光学定盤を導入する。また、液晶やデジタルミラーデバイスをベースとした空間変調器に加え、新たにガルバノミラーシステムを組み合わせることにより、波面制御の最適化、転送行列の計測の高速化に着手する。研究費は光学定盤、ガルバノミラーシステムやその他の光学部品の購入に充てる。
海洋生物観光の実践現場における生態リスク意識と当事者参加型の予防的資源管理体制

本研究は、主にタイのダイビング観光業者への参与的観察によって、以下のことを明らかにした。ダイビング業界では、観光客に対して事故リスクの軽減手段を販売するという、事故リスクの資源化が中心的な職業実践となっている。また事故リスク(の管理)は、短期的な売り上げの大小に関わる問題だが、生態リスクは、遙かに長期的なスパンで考える事象である。このような、考慮すべきリスクの、深刻度・重要性および時間スパンの違いが、ダイビング・ガイドたちによるリスク対応への優先度の違いを生んでいる。つまり、ダイビング・ガイドたちが、長期的な生態リスクよりもより短期的なリスク管理に注力せざるを得ない、構造的な理由が存在する。2012年度は、主にタイにおいて、ダイビング・ツアーを実施している観光業者を調査対象として、その業務の実際について参与的な調査を行うとともに、ダイビング客へのインタビュー調査も実施した。調査期間は、2012年4月26日5月8日、9月5日19日、10月30日から11月7日。調査においては、バンコク、パタヤ、プーケットにおける複数の事業者に対して、その業務内容の詳細を明らかにするためのインタビューを行った。さらに、調査者が観光ツアーに実際に同行して、そこでの業務遂行がいかになされているかを綿密に調査した。それらの調査を通じて、ダイビング事業者(特にダイビング・ガイド)が直面する、1ダイビング客の安全管理、2野生の海棲生物を見せることに関わる困難、というふたつの不確実性に対して、どのような対応がなされているのかについて明らかにしたうえで、ダイビング業界の構造やビジネス実践との関わりについて、考察を深めた。特に1の不確実性については、ダイビング業界は、事故リスクの所在を知らしめ、リスク・コンシャスにさせた(潜在的な)消費者に対して、当該リスクの軽減手段(すなわちダイビング・ガイドや、各種の「ライセンス講習」など)を販売するという、いわば「事故リスク」の資源化が行われていることが、明らかになった。ダイビングにおいて、事故リスクは、短期的な売り上げの大小に結びつく資源であるが、環境(生態系)の保全は、それよりもはるかに長期的なスパンにおいて考えられる事象である。このような、考慮すべき不確実性やリスクの時間スパンの違いが、職業実践の現場における「優先度」の違いを生んでいるのではないかという、示唆が得られた。2011年度から13年度にかけて、主にタイにおいて、ダイビング業者を調査対象とした2-3週間程度の参与的な調査を、計8回にわたり実施した。加えて、日本国内のダイビング関連事業者へのインタビュー調査も複数回実施した。参与的調査においては、複数のダイビング事業者に対して、その業務内容の詳細を明らかにするためのインタビューと、観光ツアーやダイビング・ライセンス取得講習に実際に同行しての調査を行った。それらの調査を通じて、ダイビング事業者(特にガイド)が直面する、1ダイビング客の安全管理、2野生の海棲生物を見せることに関わる困難、3長期的な生態系リスク、という課題への対応がどうなされているのかを明らかにしたうえで、ダイビング業界の構造やビジネス実践との関わりについて、考察を深めた。結果として、ダイビング業界においては、(潜在的な)消費者に事故リスクを知らしめた上で、当該リスクの軽減手段(すなわちガイド業務や各種のライセンス講習など)を販売するという、いわば事故リスクの資源化が、中心的な職業実践となっていることが、明らかになった。ダイビング観光業務において、事故リスクへの対応は、海棲生物との遭遇における不確実性への関心よりも優先する。また事故リスク(の管理)は、短期的な売り上げの大小に結びつく資源であるが、環境(生態系)が減衰するリスクは、それよりもはるかに長期的なスパンにおいて考えられる事象である。このような、考慮すべきリスク/不確実性の、認識される深刻度・重要度および時間スパンの違いが、職業実践の現場における、リスク対応への優先度の違いを生んでいるのではないかという、示唆が得られた。すなわち、ダイビング・ガイドたちは、長期的な生態リスクに関心がないというよりも、その職業実践において、より短期的なリスク管理に注力せざるを得ない、構造的な理由が存在すると考えられる。2011年度は、沖縄(7月14日19日)およびタイ(12月24日1月10日)において、ダイビング・ツアーを実施している観光業者を調査対象として、その業務の実際について参与的な調査を行なった。調査地としたのは、タイ南部のプーケットを中心とするアンダマン海、首都バンコクから日帰り圏にあるビーチリゾートのパタヤ、沖縄本島の恩納村である。調査においては、バンコクと沖縄の複数のダイビング事業者に対して、その業務内容の詳細を明らかにするためのインタビューを行った。さらに、調査者が観光ツアーに実際に同行して、そこでの業務遂行がいかになされているかを綿密に観察した。

それらの調査を通じて、ダイビング事業者(特にダイビング・ガイド)がその業務において直面する不確実性に関して、(1)ダイビング客の安全管理、(2)野生の海棲生物を見せることに関わる困難、という二種類への不確実性への対処が、彼らの業務上の関心において大きな比重を占めていることを明らかにした。さらに、そうした喫緊の不確実性への対処を優先させるという業務姿勢があることが、事業運営全体のなかでの生態系への配慮を犠牲にする結果につながる傾向が強いことを見いだした。これらの事実は、ダイビング観光の実践による環境への直接的な負荷を軽減していくためには、事業者・現場従業者たちの環境倫理意識に訴えるのみでは不十分であるということを示唆するものである。加えて、日本国内における補完的な調査として、東京や名古屋のダイビング観光を扱う旅行代理店、ダイビング客などへの聞き取りを行い、ダイビング客たちの旅行行動や環境保護に関する意識についての情報を収集した。2011年の東日本大震災の影響から調査活動の縮小を余儀なくされ、2012年度以降は調査地をタイに絞って、重点的に実施してきた。結果として、特に不確実性とリスクという観点からの、新たな調査データの積み上げが出来、また「リスクの資源化」という論点への発展可能性が見いだされた。研究計画においては、タイ、沖縄、御蔵島において現地調査を行い、それぞれの結果を比較検討することが予定されていた。しかしながら、東日本大震災によって発生した諸問題への対応に忙殺された結果、現地調査の規模を縮小・短縮せざるをえず、特に御蔵島の調査については、実施そのものを見送ることを余儀なくされた。研究目的に掲げた着眼点のうち、職業実践における不確実性とリスクにダイビング事業者がどう対応しているのかという点については、調査データの蓄積が効果的に行えた。また、ダイビング観光産業の全体構造についても、詳細な見取り図が描けつつある。これらの点から、現地調査については遅れを来しているが、分析・考察については、一定の成果が得られたと判断する。2013年度は、現地調査はやはりタイを中心とするが、可能な限りタイ以外にも出張して、比較考察に努める。また、2012年度までは、おもに日本人経営のダイビング業者およびダイビング客の活動を中心に調査をしたが、2013年度はタイ人のプロフェッショナル・ダイバーおよびダイビング客の活動も、調査対象に加える。本研究の申請段階では、ダイビング観光業者への環境保護意識の啓蒙などに踏み込んだ提言をすることを目標に掲げたが、三年間の活動期間から得られる成果を確実なものとするために、調査および考察の対象を、不確実性とリスクへの対処という点に絞り込むことにする。そうすることで、人類学におけるリスク研究の文脈において、新たな知見を提示できると考える。併せて、ダイビング観光業と生態系資源をめぐって競合関係にある漁業と、ビーチリゾート観光開発の関わりについても、概観する調査・考察を行いたい。2001年度は東日本大震災の影響により縮小を余儀なくされた現地調査については、2012年度以降は既に調査経験のあるタイでの調査の比重を高めることにより、作業効率を上げる。
産業保健施策の医療経済学的評価へのアプローチ

【目的】産業保健活動に対する費用便益分析を行ない企業の生産活動に対する寄与度を検討する。【対象および方法】昨年度研究実績概要の8項目のステップ中、本年度は費用の実地調査のデータを受けて費用分析を中心に、効果指標の便益への換算式検討、データ代入・解析、産業保健活動の"効果系"の調査、費用効果分析、費用便益分析を中心に施行した。大手製造業14社を対象に、研究者らの報告した定義に基づき産業保健活動に関する費用を調査した。回答は産業保健を管轄する実務担当者が前年度の年次決算報告から単年度分を算出。産業保健費用は、労務費・一般管理費・材料費・作業環境対策費・健康保健組合事業費・各種対策費・各種登録料・施設設備費・その他関連費用(公害対策,地域対策,福利厚生,各種保険料)の9分類で調査し全体に占める割合を比較、従業員1人あたり産業保健費用と産保体制指標との相関を検討した。【結果および考察】年間産業保健費用総額は14社平均で約2億1000万(2436万12億8000万)円とばらついた。9分類のうち、その他関連費用(公害対策,地域対策,福利厚生,各種保険料)は回答企業ごと解釈や状況に不確定要素が多かったため今回の解析では総額から除外したが今後の検討課題である。全社平均で費目の占有率を比較すると、労務費、材料費、施設設備費の順に高かった。各社ごとの経営事情と占有率を検討する場合、施設設備費は調査年度に増設や改築が行なわれた場合とランニングコストで済んでいる場合との整合性が論議される。従業員1人あたりの費用と従業員平均年齢、産業保健スタッフ数、有害業務の有無、産保活動労務時間割合との相関は認められず、費用総額と総従業員数との相関も認められなかった。本調査報告は最終的に費用便益および費用効果分析に発展させるための前段階のものであり、効果や便益指標に関しての調査結果と併せて実証的な経済分析を試みたい。【目的】産業保健の企業経営に対する寄与性を医療経済学的に検討する。【こにれまでの研究実績】大学研究者、実務担当者ならなる研究班を作成し、以下のようなステップで研究を進めた。実際のコストと結果に関するデータは対象15企業から得た。1、産業保健活動の定義および効果測定変数の策定2、データフォーマットおよび効果測定変数の便益への換算式検討、収集解析手順の決定3、調査対象企業を製造業中心に15社絞り調査4、実証的データ収集および実地調査5、効果測定変数の便益への換算式の再検討およびデータの代入・解析。6、産業保健活動の“効果系"の調査7、費用分析、費用効果分析、費用便益分析、費用効用分析8、欧米での研究結果との比較、考察【こにれまでの結果】上記ステップの5までを終了した。従業員ひとりあたりの産業保健コストは平均392000±314000円、Rangeは69000-967000円、中央値は287000円であった。産業保健の効果の評価方法として、総括労働衛生管理者、労働衛生管理担当者、一般従業員の3つの異なる立場から、それぞれに適応したアンケート調査により、その達成度をみた。結果を指数化してコストとの間の相関をみたがr^2=0.009で相関は低かった。費用分析の結果、費用の細分類項目毎に対象企業によって判断がばらつき計上する費用の特定が非常に難しかった。今後費用の精密な調査にあたりProspectiveな視点から年間に発生した費用を計上する方法を用いて、来年度はこの結果に基づく費用効果、費用便益分析に繋げていく予定である。

従業員1人あたりの費用と従業員平均年齢、産業保健スタッフ数、有害業務の有無、産保活動労務時間割合との相関は認められず、費用総額と総従業員数との相関も認められなかった。本調査報告は最終的に費用便益および費用効果分析に発展させるための前段階のものであり、効果や便益指標に関しての調査結果と併せて実証的な経済分析を試みたい。
共鳴安定化状態のための時間依存密度汎関数法

本研究は、時間依存密度汎関数法(TDDFT)に多配置波動関数を取り込むことにより、これまでのTDDFTでは再現できない電子励起状態ポテンシャル曲面の交差付近の再現を可能にし、大規模分子の光化学反応のon the flyシミュレーションを可能にすることを目的とした。その結果、第二歩として、多配置DFTを開発し、多配置TDDFTの定式を与えることができた。多配置DFTの開発において問題になるのが、電子相関のダブルカウンティングの問題である。本研究では特定の電子励起配置のみ取り込むことにより、初めてこの問題を回避した多配置DFTを開発することに成功した。本年度は、この多配置DFTを双極子モーメント計算に適用し、単配置DFTからの改善を確認した。しかし、この多配置DFTで電子基底状態のポテンシャル曲面を計算したところ、解離極限を著しく過大評価するという問題が見出された。この問題を解決するため、2電子占有軌道の全ての組み合わせを考慮した多配置DFT計算プログラムを開発し、ポテンシャル計算を行なったが、問題の解決には至らなかった。原因はSCFプロセスの欠如にあると考えられる。現在、SCFを取り込んだ多配置DFTのプログラムを開発中である。また、本年度は、これまでのDFTでは再現できなかった内殻電子励起の問題にも取り組んだ。その結果、「修正領域自己相互作用補正(mRSIC)法」と「擬スペクトルRSIC(PSRSIC)法」を開発し、内殻電子励起スペクトルの再現性を大きく改善することに成功した。さらに、固体の問題にも取り組み、長距離交換相互作用は固体系で効かず、これが固体電子のnearsightednessの原因であること、および長距離補正(LC)法ではバンドギャップを過大評価するという既存の固体バンド計算法の問題の原因を解明することができた。時間依存密度汎関数法(TDDFT)は、現在最も利用されている励起スペクトル計算法であるが、実際の計算では状態間相互作用が欠如しているために状態間交差が記述できないなど、さまざまな重大な問題が残されている。本研究は、問題解決の第一歩として、重要な状態間相互作用のみ取り込んだ多配置DFT、およびそれにもとついた多配置TDDFTを開発することを目的としている。この理論により、大規模分子の光化学反応の本格的な理論解析がはじめて可能となる。本年度の「研究実施計画」では、まず多配置DFTを開発し、その計算プログラムを作成することを計画していた。本年度はこの計画を遂行し、計算プログラムの開発およびさまざまな応用計算を済ませた。この多配置DFTは、オゾンやベンゼンなどの共鳴構造をもつ分子の基底状態の電子配置が主に(i, i→a, a)型二電子励起配置の混合で記述されることからの類推から、この励起配置のみを補正的に混合したDFTである。多配置DFTに対する必要条件としてGrafenstein-Cremerの必要条件があるが、新しい理論をこの条件に照らして検証した結果、size-consistencyを除く条件を満足することが分かった。また、既存の多配置DFTの最大の問題として電子相関の二重計算がある。これを検証するためにCH_2分子の電子相関について多参照理論と新しい多配置DFTとを比較した結果、これまでの多配置DFTと異なり、薪しい多配置DFTは非常にバランスの良い電子相関を与えることが分かった。このことは電子相関の二重計算がある程度回避されていることを示す。最後に、二原子分子の解離ポテンシャルエネルギー曲線を計算した。その結果、定性的には再現性が高まることが分かった。しかし、定量的には解離エネルギーを過大評価しすぎるという問題点が見つかった。現在、この問題を解決するため、理論の改善に取り組んでいる。