hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複合型活性種の高度制御による新規カルボニル化法の創製

活性種複合化による新規カルボニル化法をめざす本研究では以下に示す成果を達成した。光照射下でのパラジウム種とラジカル種が協同する反応系を活用しαーヨード酢酸エステルとオレフィンと一酸化炭素とアルコールからなる4成分連結反応を開発した。さらにαーヨード酢酸エステルとアミンと一酸化炭素との三成分反応によりβーケトアミドの合成法を開発した。さらに、ヨウ化アルキル、一酸化炭素、アリールボロン酸の三成分反応によるアルキルアリールケトンの合成法の開発にも成功した。また光照射を用いるポリオキソタングステートによる光C-Hカルボニル化反応やフロー系での有機リチウムのカルボニル化反応の成功例をそれぞれ見出した。パラジウム触媒とラジカル種が混在するカルボニル化反応系としてα-ヨード酢酸エステルとオレフィンと一酸化炭素とアルコールからなる4成分連結反応の検討を行い、ジエステル類の簡便合成に成功した。さらにα-ヨード酢酸エステルと分子内に水酸基を有するアルケンと一酸化炭素との三成分連結反応を検討した結果、側鎖にエステル基を有するラクトンを良好な収率で得る事にも成功した。一方、α-ヨード酢酸エステルと分子内にアミノ基を有するアルケンと一酸化炭素との三成分連結反応も検討したが、興味深い事に、対応するラクタムは生起せず、カルボニル化合物としてβ-ケトアミドが生成するという新たな知見が得られた。この反応は酢酸エステルラジカルから対応するパラジウム種が得られた後、カルバモイルパラジウム錯体を経て反応が生起したものと考えられる。つづいてアルカンのC-Hカルボニル化を光照射条件下に検討した。テトラキステトラブチルデカタングステートを光触媒として用いシクロアルカンと一酸化炭素との反応を検討した。その結果、中間体として生成するアシルラジカルの捕捉種として電子不足アルケンとともにアゾジエステルが良好に働く事を見いだした。この系を用いてカルボン酸アミドの効率合成法を開発した。本年度においては金属種とラジカル種が相乗的に機能する系の反応機構を詳細に検討した。別途に調製したパラジウムダイマー錯体の光分解を活用してパラジウムラジカルを発生させて一酸化炭素との反応に供したが、実際に期待したカルボニル化反応が良好に生起する事実を見いだすことが出来た。本年度においてはラジカル種と遷移金属触媒とが相乗的に協同作用する系として、ヨウ化アルキル、一酸化炭素、アリールボロン酸の三成分カップリング反応に取り組み、その結果、アルキルアリールケトンの合成法の開発に成功した。この基本反応については複数の一酸化炭素を取り込むことの出来る環化型カスケード型反応への応用も検討したが、期待通りに反応は進行した。金属触媒のスクリーニングの結果としてはパラジウム種が良く、また光照射を併用することで、効率的な触媒系の構築が可能となることが明らかとなった。また反応機構の検討も行なった結果からは、アシルラジカル種の介在を経て最終鍵活性種となるアシルパラジウム種へと至る経路に合理性があることが示された。また光照射を用いるポリオキソタングステートによる光C-H活性化反応においてはシクロペンタノンをモデルにβ位での位置選択的なC-H結合の形成にはじめて成功した。これをカルボニル化条件で実施し、βーアシル化反応の開発にも成功した。たとえばシクロペンタノンとメチルビニルケトンを触媒量のテトラブチルアンモニウムを対カチオンとするポリオキソタングステートの存在化に一酸化炭素を加圧し、光照射を行なうと、1,4,7-トリケトンが合成できた。またβ位での選択性の発現はラジカル極性効果に基づくものであることを考察した。また一酸化炭素とケイ素置換のアリル型有機リチウムの反応を、マイクロリアクターを用いる加圧フロー系で実施し、その迅速化および高効率化に成功した。さらに、アニオン種の反応、つづく一酸化炭素の反応、そしてトリメチルクロロシランによるクエンチという一連の実験をすべて、連続フロー系で実施することにも成功した。これらの成果はいずれも現代のカルボニル化反応の研究の進展に資するものとなり、影響力がある成果といえる。パラジウム/光照射系を用いてαーヨウド酢酸エステルと一酸化炭素とアミンの反応を試みた結果、カルバモイルアセテートの合成に成功した。ヨウ化アルキルを用いた遷移金属触媒によるカルボニル化はβー脱離が起るため、効率の良い成功例は稀である。パラジウム/光照射系を用いてヨウ化アルキルとアリールボロン酸を一酸化炭素の共存系で反応させた。その結果、非対称ケトンであるアルキルアリールケトンが良好な収率で得られる事を見出した。また4ーペンテニルヨージドを用いて反応を行なったところ、2位にベンゾイルメチル基を持ったシクロペンタノンが一段で合成可能となった。

この反応では二分子の一酸化炭素がジケトンの二つのカルボニル基として導入された。有機リチウム試薬のカルボニル化反応を検討したが、熱効率の良いマイクロリアクターを用いて実験を行なった。αーシリルアリルリチウムと一酸化炭素との反応は対応するアシルリチウムを第一中間体として与える反応であるが、αーシリルアリルリチウムが安定なため、一酸化炭素との反応は緩慢である。この反応をマイクロフロー系を用い、加圧(8atm)、加熱下(80°C)で行なったところ、反応は迅速にかつ良好に進行することを見出した。さらに末端アセチレンと一酸化炭素とアミジン類との反応をスズヒドリドの共存するラジカル反応条件で検討したところ、[2+2+1]型の付加環化反応が生起し、5員環の不飽和ラクタムが良い収率で合成できた。この環化カルボニル化反応は反応機構的にはラジカル反応とイオン反応のハイブリッド型の反応である。アミジンが非環状構造を保つ場合には、環化が抑制され、アミド型の生成物が主に得られることも明らかとなった。ポリオキソタングステートを光触媒とするCーHカルボニル化をシクロペンタノンを基質とし検討したところ、カルボニル基のβ位で位置選択的にカルボニル化が生起する事を見出した。有機化学新規なカルボニル化反応を複数達成した合成化学研究の面での成果に加え、パラジウムラジカル種の発生をパラジウムダイマー錯体の光分解を用いる方法で達成できたことは、研究推進の大きなはずみとなった。25年度が最終年度であるため、記入しない。アリールボロン酸をカップリングパートナーとする非対称ケトンの合成に成功したが、これは当初の計画以上の成果である。各種の金属ダイマー金属錯体から出発して金属ラジカル・炭素ラジカル複合反応系を推進していく。C-Hカルボニル化はシクロアルカンから官能基を持つ基質に応用し、位置選択性を発現する反応系を探索する。今年度の成果を踏まえ、各種ボロン酸でのケトン合成を推進する。光触媒による位置選択的なCーHカルボニル化においては様々なカルボニル化合物について照準を合わせる。
妊婦・授乳婦薬物療法における医薬品情報の共有化と情報提供の標準化システムの開発

【目的】妊婦・授乳婦への薬物療法に関する問い合わせには、専門的知識や深い経験を要するため、薬剤師の経験や能力に左右されない情報提供体制の整備が必要である。そこで本研究は、九州大学病院医薬品情報室(当院DI室)で既構築のデータベース(DB)を活用し、妊婦への薬物療法に関する情報の収集・評価・提供のプロセスを標準化する新たな情報提供システムを構築することを目的に行った。【方法】当院DI室ではMicrosoft Office AccessR2010を用いて、医薬品情報と質疑応答データを統合したDBを構築している。まず、妊婦に関する質疑応答データ(272件)および妊娠と薬外来での相談事例(32件)を解析し、質問頻度の高かったベンゾジアゼピン系薬剤、選択的セロトニン再取込み阻害薬、プロトンポンプ阻害薬、H2受容体遮断薬を対象薬とした。そして、添付文書、国内外書籍、文献報告などから妊婦薬物療法に関する疫学研究情報を収集し、データベース化することにより「妊婦DB」を構築した。さらに、収集した情報を総合的に評価し、実際の妊婦への対応について妊婦DBに登録した。妊婦DBに登録したすべての情報と評価した内容は、1薬剤につき1枚のシート(妊婦医薬品情報シート)に表示させた。【成果】本研究において計34薬剤を対象として、質疑応答データの9%、相談事例の24%の薬剤を妊婦DBに登録した。妊婦DBの構築により、妊婦薬物療法に関する医薬品情報を一元管理することができた。また、妊婦医薬品情報シートの表示により、必要な情報とその評価、問い合わせ時の実際の対応について速やかに入手することが可能となった。今後さらに対象薬剤を拡大し、授乳婦への薬物療法においても同様のシステムを構築することにより、妊婦・授乳婦薬物療法に関する医薬品情報の一元管理や、必要な情報の速やかな入手・評価が可能となることから、より簡便で標準化された妊婦・授乳婦薬物療法の情報提供が期待できる。
超音波CTによる生体内温度分布の非侵襲的測定法に関する研究

(1)切除した様々な生体組織の測定ができる装置の製作を行ない、その装置を用いて水、寒天、鮪、牛もも肉、鶏砂肝中の音速の温度による変化を測定した。生体の場合は、生体を直接水槽中におくのではなく、厚さ0.01mmのポリ袋中に入れてつるして行った。40°C以上になると生体はたんぱく質が変性するため音速に不連続点を生じた。同じ温度では音速は水、寒天、鶏砂肝、牛もも肉、鮪の順に大きくなった。擬似生体を用いたCTの実験で0.1°Cの精度で温度分布を測定できた。(2)次にマグロを用いてCTによる温度分布計測の実験を行った。擬似生体の場合と同じように鮪の下部に埋め込んだシースヒータをわずかに加熱して実験を行った。加熱後の音速分布から加熱前の音速分布を引いて温度分布再構成画像を求めたが、擬似生体の場合に得られたような鮮明な温度分布像を得ることはできなかった。これは水とマグロの音速差が大きいため、わずかな音速差は相対的に感知できないためである。精度よく温度分布を検知するためには測定する生体と音速差が小さい液体を用いることが必要であることがわかった。(3)そこでグルコースの濃度を変えることによって生体(鮪、豚)に近い音速を持つグルコース溶液を用いて実験を行なった。その結果、擬似生体の場合と同じように生体でも約0.1°Cの精度で非侵襲的に温度分布の測定が可能であることがわかった。精度を上げるためにはCTの回転走査角度を現行の10°より小さくする必要性があることもわかった。(4)LabViewを用いて、CTの計測と同時に再構成の計算を行い、逐次に再構成画像が表れるオンラインシステムの構築を完成させた。(1)切除した様々な生体組織の測定が可能となる装置の製作を行った。これまでの擬似生体の装置では上方が超音波発振子と受信子の移動装置のため塞がっていて試験体を手軽に交換することができなかった。新装置製作のための、超音波発振子と受信子をX方向、Y方向および回転方向に走査するためのX軸、Y軸パルスステージと回転パルスステージは現有の装置を利用した。新装置の構造を、抵抗線CT法によるガスの二次元温度分布の測定に利用し、その機能を確認した後、本装置の製作を行った。(2)これまで超音波パルスの発振はパルスジェネレータを用いて、発振周波数10MHz、最大電圧100Vで行ってきたが、この強さのパルスでは寒天で作った擬似生体を透過することはできても、実際の生体を透過することはできない。透過するためにはパルスを増幅しなければならないが、そのような電力増幅器は見当たらなかった。そこでパソコンのボード上で構成されている600Vまでの電圧が可能な超音波発振装置を購入した。同時に装置の構造に合った5MHzの超音波発振子と受信子を購入した。(3)これまでの測定は、測定終了後に再構成の計算を行うオフラインシステムであった。それを今年度は実際の臨床の場に応用できるように、計測時間、計算時間はもっと短く、計測終了と同時に再構成画像が表れるオンライン計測システムの構築を行った。(4)生体の組織は不均一である。水分含有率の高い血液、筋肉や各種臓器などの組織の不均一性は加熱時の音速から、非加熱時の音速を引くことによって消去され、温度変化のみが現れる。しかし骨やガスなどのように水分含有率の小さな組織の場合は、超音波は透過せず、その部分の投影データは欠落する。

そこで、それらを透過する通常の周波数より極端に低い周波数の音波を用いても解像度の高い映像が得られる超音波逆散乱CTの可能性について調査を行った。(1)昨年度、切除した様々な生体組織の測定ができる装置の製作を行ったが、今年はその装置を用いて、まず水中と生体中の音速の温度による変化を測定した。生体として牛モモ肉、鶏砂肝を用いた。音速と温度の関係は音速分布を温度分布に換算するときに必要になる。測定は超音波発信子と受信子を固定し、温度を徐々に上げて行った。生体の場合は、生体を直接水槽中におくのではなく、生理食塩水と一緒に生体を薄いポリ袋中に入れて水槽中につるして行った。40°C以上になると生体はたんぱく質が変性するため音速に不連続点を生じた。(2)次に新装置の動作確認のため、これまで用いてきた寒天で作った擬似生体を用いてCTによる温度分布計測の実験を行った。その結果、旧装置と同じように良好な結果を得ることができた。(3)次に鶏砂肝を用いてCTによる温度分布計測の実験を行った。生体を封入した袋の及ぼす影響を調べるため、生理食塩水をいれた袋の中に生体をいれずに測定を行い、得たデータから再構成を行ったが殆ど影響を与えていないことがわかった。生体の加熱方法としては、生体の中央に直径5mmの穴を開け、そこに、エナメル線を入れて行った。砂肝の寸法は縦30mm、横25mm程度である。得られた再構成画像は擬似生体に比べ、かなりボケた再構成画像となった。これは場所によって超音波が通りにくいところがあるため、擬似生体のときのように信頼できる温度分布を得ることができなかった。(4)CTの計測と同時に再構成の計算を行い、逐次に再構成画像が表れるオンラインシステムの構築を行おうとしているが、パルスコントローラーの不備などによりまだ未完成である。(1)初年度、切除した様々な生体組織の測定ができる装置の製作を行ない、昨年度はその装置を用いて牛もも肉、鶏砂肝中の音速の温度による変化を測定した。今年度は引き続き、水中と擬似生体である寒天および生体としてマグロを用いて、まずそれらの音速の温度による変化を測定した。生体の場合は、生体を直接水槽中におくのではなく、厚さ0.01mmのポリ袋中に入れてつるして行った。同じ温度では音速は水、寒天、鶏砂肝、牛もも肉、マグロの順に大きくなる。(2)次にマグロを用いてCTによる温度分布計測の実験を行った。擬似生体の場合と同じようにマグロの下部に埋め込んだシースヒータをわずかに加熱して実験を行った。加熱後の音速分布から加熱前の音速分布を引いて温度分布再構成画像を求めたが、擬似生体の場合に得られたような鮮明な温度分布像を得ることはできなかった。(3)そこで、ヒータ周りのマグロをくりぬいて水をいれて実験したところ、10°C以上の温度差がないとマグロの場合は温度分布が計測できないことがわかった。これは水とマグロの音速差が大きいため、わずかな音速差は相対的に感知できない。感度よく温度分布を検知するためには測定する生体と音速差が小さい液体を用いることが必要であることがわかった。(4)LabViewを用いて、CTの計測と同時に再構成の計算を行い、逐次に再構成画像が表れるオンラインシステムの構築を完成させた。計測に3分ほどかかるため、これをもっと短くすることを試みたが、計測制御に使用しているGPIBの転送速度の限界から無理であることがわかった。
経大腿静脈用心筋biopsy用disposable sheachの開発

当施設で行った右室造影像90例を三尖弁閉鎖不全を有する52例、と有しない38例に分けて、正面像における右房下大静脈接合部右縁、三尖弁上縁、右室心尖部の3点がなす角度、および三尖弁上縁と右室心尖部との距離を求めた。三尖弁閉鎖不全を有する例では平均角度80゚、平均距離6cm、有しない例では平均角度90゚、平均距離4cmであった。以上の結果より2種類の形状の90cmの長さのシースを試作した。形状は三尖弁閉鎖不全を有する症例用に先端5cmが真っ直ぐで近位側と80゚の角度を持つタイプと、三尖弁閉鎖不全を有しない症例用に先端4cmが半円周上に曲がったタイプである。右房への挿入を容易にするために100cmのスタイレットを作成し、右房内でスタイレットを引き抜くだけで右室にシースが向くようにした。シースの径は生検鉗子との抵抗を考慮し、6Fとした。次に、実際にbiposyが必要な患者7例において同意を得た後に、このシースをもちいてbiopsyを行った。三尖弁閉鎖不全に極めて強い、うっ血型心筋症の一例では最終的にはbiopsy可能であったが、いずれのタイプを用いても三尖弁の通過が難しく、閉鎖不全の強い症例には先端の長さがあと12cm長いか、もしくはシースの腰の強いものが適していると思われた。しかし、これ以外の症例では極めて容易にbiopsyが可能であり、良好な印象を得た。以上のように、先端の形状により2種類のシースを試作したが、三尖弁閉鎖不全の有無で使い分けることにより、臨床使用に耐え得るものであった。今後の課題として、材質の改善により腰が強く、良好なsupportが得られるように改良したほうが使い易いと思われた。
Survivinを標的とした肝細胞癌に対する免疫・遺伝子治療の基礎研究

SurvivinはInhibitor of apoptosis protein(IAP)ファミリーに属し、細胞増殖促進作用や抗アポトーシス作用を持ち、胎性期には種々の組織で発現しているが、成人組織ではほとんど発現していない。しかし、細胞の癌化に伴い、多くの癌で発現が認められようになる。我々は50例の肝細胞癌生検組織を用いてsurvivinの発現を検討したところ、40例に於いてsurvivinの発現が確認された。一方、正常肝組織では全く発現を認めなかった。以上のことから、本研究はsurvivinをターゲットとした肝癌治療の可能性を探ることを目的とした。我々は、ヒト肝癌細胞株(HuH-7、Hep3B)がsurvivinを強発現していること、また、Interferon-α(IFN-α)で処理するとsurvivinの発現が著明に低下する事を新たに見い出した。しかし、これらの細胞はIFN-α単独では細胞死が誘導されないことから、近年注目されているdeath ligandであるTRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)を併用添加したところ、著明な細胞死が誘導された。IFN-αによるsurvivin発現抑制がTRAILによる肝癌細胞死の増強に関与しているのではないかと考え、survivin発現plasmidベクターを用いて、survivinを強制発現させたところ、IFN-αによるTRAIL誘導アポトーシス増強効果が有意に減弱された。よってsurvivinの発現が低下することで肝癌細胞はTRAIL誘導アポトーシスに対してsensitiveとなることが明らかとなった。さらにsurvivinの発現をsiRNAを用いて阻害すると、IFN-α処理と同様に肝癌細胞はTRAIL誘導アポトーシスに対してsensitiveとなった。一方、マウスsurvivin遺伝子を用いてplasmid DNAワクチン後、survivinを発現するEL-4細胞を皮下移植し、その抗腫瘍効果を検討したが、十分な腫瘍増殖抑制効果は認められなかった。そこで、現在、survivin遺伝子を導入した樹状細胞を用いたワクチン実験を行っているところである。survivinはInhibitor of apoptosis protcin(IAP)ファミリーに属し、細胞増殖促進作用や抗アポトーシス作用を持ち、胎性期には種々の組織で発現しているが、成人組織ではほとんど発現していない。一方、正常肝組織では全く発現は認めなかった。以上のことから、本研究ではsurvivinをターゲットとした肝癌治療の可能性を探ることを目的とした。近年、survivinに対するanti-senscやdominant negativ DNAの導入により癌細胞の抗癌剤に対する感受性が増強されるとの報告が相次いでなされている。我々は、ヒト肝癌細胞株HuH-7、Hcp3Bがsurvivinを強発現していること、また、Interferon-α(IFN-α)で処理するとsurvivinの発現が著明に低下する事を新たに見い出した。しかし、これらの細胞はIFN-α単独では細胞死は誘導されないことから、近年注目されているTRAIL(TNF-related apoptosis inducing ligand)を併用添加したところ、著明な細胞死が誘導された。IFN-αによるsurvivin発現抑制がTRAILによる肝癌細胞死の増強に関与しているのではないかと推測している。

一方、survivinを用いた癌免疫治療の実験は千葉大学大学院医学研究科分化制御学教室教授、徳久剛史先生より、マウスsurvivin遺伝子に相当するTIAP遺伝子を御供与頂き、これをもとにplasmid DNAワクチン療法を始めたところである。ターゲットの癌細胞はsurvivinの発現が確認されているEL-4細胞を用いることとした。これまで我々が行ってきたα-fetoprotein(AFP)遺伝子を用いたplasmid DNAワクチンの検討結果から、plasmid DNAのみのウクチンではその効果に限界があり、GMCSF、MCSF遺伝子発現plasmid DNAの併用投与や、adenovirus vectorによる追加ワクチンが必要であることが解った。よって、現在これらのサイトカイン遺伝子の併用療法やTIAP発現adenovirus vectorの作成も取り組んでいる。SurvivinはInhibitor of apoptosis protein(IAP)ファミリーに属し、細胞増殖促進作用や抗アポトーシス作用を持ち、胎性期には種々の組織で発現しているが、成人組織ではほとんど発現していない。しかし、細胞の癌化に伴い、多くの癌で発現が認められようになる。我々は50例の肝細胞癌生検組織を用いてsurvivinの発現を検討したところ、40例に於いてsurvivinの発現が確認された。一方、正常肝組織では全く発現を認めなかった。以上のことから、本研究はsurvivinをターゲットとした肝癌治療の可能性を探ることを目的とした。我々は、ヒト肝癌細胞株(HuH-7、Hep3B)がsurvivinを強発現していること、また、Interferon-α(IFN-α)で処理するとsurvivinの発現が著明に低下する事を新たに見い出した。しかし、これらの細胞はIFN-α単独では細胞死が誘導されないことから、近年注目されているdeath ligandであるTRAIL(TNF-related apoptosis-inducing ligand)を併用添加したところ、著明な細胞死が誘導された。IFN-αによるsurvivin発現抑制がTRAILによる肝癌細胞死の増強に関与しているのではないかと考え、survivin発現plasmidベクターを用いて、survivinを強制発現させたところ、IFN-αによるTRAIL誘導アポトーシス増強効果が有意に減弱された。よってsurvivinの発現が低下することで肝癌細胞はTRAIL誘導アポトーシスに対してsensitiveとなることが明らかとなった。さらにsurvivinの発現をsiRNAを用いて阻害すると、IFN-α処理と同様に肝癌細胞はTRAIL誘導アポトーシスに対してsensitiveとなった。
高分子材料の微視的腐食機構の解明と耐食性複合材料の設計指針の確立に関する研究

本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により、高耐食性FRPシステムの設計指針を得ることが最終的な目的である。初年度は、充てんした粒子のために予想以上の充てん効果が発現し、表面の腐食した生成物が全て溶液中に溶出してしまったため、顕微FT-IRを用いた反応した部分の評価を含めて詳細な評価が行えなかった。しかしながら、充てんした粒子の周りに環境液が浸入していることなどから、接液表面の効果を考慮したモデルにより大略粒子充てん複合材料の腐食に及ぼす充てん効果を明らかにすることができた。2年目は、腐食生成物を表面に残す(腐食層形成型)の主鎖の長いエポキシをマトリックスとした複合材料について充てん粒子の形状、充てん量および粒径を変えてその微視的腐食機構について検討した。その結果、今回取りあげたマトリックス樹脂では腐食層を形成した。また、その腐食速度を評価すると、不定形と球形では不定形が、充てん量については高充てんが早い腐食を示すものの、粒径の効果はほとんど認められず、腐食層形成型についても昨年度の接液表面の効果を考慮したステレオロジーに基づくモデノレにより複合材料の腐食機構が説明されることが明らかとなった。本研究は、特に微視的な見地から高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材科における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。初年度は、腐食層を形成する樹脂を用いて粒子充てん樹脂の粒子/樹脂界面の腐食挙動を微視的な分析を中心に行い、断面の観察、EDS分析、顕微lR分析に基づく腐食機構の検討を行う予定であったが、充てんした粒子のために予想以上の充てん効果が発現し、表面の腐食した生成物が全て溶液中に溶出してしまった。今回はこのために、微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受けたかについては光学顕微鏡とSEMによる観察にょり評価し、どこまで外部環境が拡散侵入したかをSEMに装備されたEDSによる元素分析により評価したが、顕微FT-IRを用いた反応した部分の評価にあたっては腐食層が溶出したためにはっきりした評価が行えなかった。しかしながら、充てんした粒子の周りに環境液が浸入していることや、表面より内側では殆どが化学反応が認められなかったことなどから、接液表面の効果だけを考慮したモデルにより、大略粒子充てん複合材科の腐食に及ぼす充てん効果を明らかにすることができた。今後は、腐食生成物を表面に残すようなタイプの複合材料について検討し、より詳しい腐食フロントの検討を行う予定である。

初年度は、充てんした粒子のために予想以上の充てん効果が発現し、表面の腐食した生成物が全て溶液中に溶出してしまったため、顕微FT-IRを用いた反応した部分の評価を含めて詳細な評価が行えなかった。しかしながら、充てんした粒子の周りに環境液が浸入していることなどから、接液表面の効果を考慮したモデルにより大略粒子充てん複合材料の腐食に及ぼす充てん効果を明らかにすることができた。そこで今年度は、腐食生成物を表面に残す(腐食層形成型)の主鎖の長いエポキシをマトリックスとした複合材料について充てん粒子の形状、充てん量および粒径を変えてその微視的腐食機構について検討した。その結果、今回取りあげたマトリックス樹脂では腐食層を形成した。また、その腐食速度を評価すると、不定形と球形では不定形が、充てん量については高充てんが早い腐食を示すものの、粒径の効果はほとんど認められず、腐食層形成型についても昨年度の接液表面の効果を考慮したステレオロジーに基づくモデノレにより複合材料の腐食機構が説明されることが明らかとなった。
ステロイド誘導性骨粗鬆症の骨芽細胞における機能異常の解析

骨組織を健全に維持するためには、骨芽細胞の増殖分化が正常に行われていなければならない。本年度はマウス骨芽細胞株であるMC3T3-E1細胞を用いて、骨芽細胞の分化について検索を行った。デキサメサゾンと平行して、高脂血症治療剤として臨床で広く用いられているでスタチンに着目した。最近、このスタチンがコレステロール産生抑制以外の多面的効果(pleiotropic effect)を持つことが分かった。この効果には、骨芽細胞分化制御能もあり、注目されているMC3T3-E1細胞は10^<-7>Mのシンバスタチンの添加により、Vehicle添加に比べ有意にBMP-2,OCN, Col-1,の遺伝子転写が促進された。一方、MMP-1,MMP-13の遺伝子転写は抑制された。また、In vitro Bone formation assayでもコラーゲンの合成は促進されており、さらに非コラーゲン性蛋白も合成促進が見られた。そして10^<-6>Mシンバスタチン添加では、培養14日目でmineralized nodule形成はVehicle添加に比べて有意に促進した。しかし、この促進はコレステロール中間代謝産物であるメバロン酸やゲラニルグラニルピロリン酸を加えることで消失した。また、Rho kinaseのインヒビターであるY-27632の単独添加でも同様の石灰化促進が起こった。シンバスタチンのMC3T3-E1細胞に対する石灰化促進作用は、メバロン酸代謝経路のブロックにより、ゲラニルゲラニルピロリン酸の合成を抑制し、Rhoなどの、Small GTP蛋白のプレニレーションが抑制する事が原因だと推察できる。これにより、BMP-2,OCN, Col-1のmRNA発現は促進されたと考えられる。これらの結果シンバスタチンは骨芽細胞において、骨形成促進作用を有することが示唆された(Maeda T et al. Journal of Cellular Biochemistry,2004 in press.)ステロイドであるグルココルチコイド過剰による骨粗鬆症は古くから知られている。このような長期のグルココルチコイド投与患者には顎骨の骨粗鬆症もよく見られる。私達の研究グループでは、グルココルチコイド過剰によるビタミンD代謝異常に注目し研究を行った。マウスに合成グルココルチコイドであるデキサメサゾンを過剰に投与すると、腎臓において、活性型ビタミンDの合成酵素である1α-水酸化酵素の遺伝子発現は中程度の抑制がみられるが、ビタミンDの分解酵素である24-水酸化酵素の遺伝子発現は強く誘導されることを見出した。そこで、私は腎と骨におけるグルココルチコイドによるビタミンD分解酵素遺伝子発現促進機構を培養細胞を用いて研究した。特に、ビタミンDの標的細胞である骨芽細胞を用いて検索した。骨芽細胞にデキサメサゾンを処理すると24-水酸化酵素の遺伝子発現が促進された。またこの促進効果には活性型ビタミンDである1,25(OH)_2D_3が必須であった。デキサメサゾンは骨芽細胞におけるc-fos遺伝子を活性化させ、Fosタンパク質の合成を高めることを明らかにした。これらの結果から、骨においてデキサメサゾンはFosタンパク質の合成を促進させ、24-水酸化酵素遺伝子プロモーター領域のビタミンD応答要素(VDRE)とAP-1部位が相互に活性化され、その遺伝子発現を著明に上昇させることを初めて明らかにした(Kurahashi I etal. Endocrine, 17(2):109-118, 2002.)。これらの結果シンバスタチンは骨芽細胞において、骨形成促進作用を有することが示唆された(Maeda T et al. Journal of Cellular Biochemistry,2004 in press.)
日本語の引用助詞と形式名詞の発達-文法化、主観化、間主観化の過程

本研究は、日本語の話し言葉(現代の会話、ある時代の会話体に近いと考えられる資料)をデータとして、頻繁に見られる形態素の意味・文法的機能をはじめとする歴史的発達過程を「文法化」「主観化」「間主観化」という概念に照らして明らかにすることを目的に始まった。分析対象として引用助詞(特に「って」)、形式名詞(特に「わけ」)に着目し、意味機能の変化、生起する構文の変化、変化の原因や方向性について、初期の例が見受けられる江戸時代の会話体の記述に遡り、現代の会話まで、年代を緩やかに分けて、まとまりごとに変化を見るべく分析を行った。用例の情報について、前後のコンテクストや構文、形態素の情報、意味・談話機能などを入力したデータベースを作成し、用例の比較や検索を効率的に行えるようにした。また、成果を国内学会での口頭・ポスター発表や論文発表という形で、英語と日本語の両方で発信することが出来た。特に2005年(於イタリア)と2007年(於スウェーデン)に行われた国際語用論学会において、パネルを共同で企画し、自らも発表を行い、さまざまな語種・テーマを持つ研究者と交流し、フィードバックを得ることが出来た。2005年のパネルの成果は図書(Journal of Historical Pragmatics特別号)という形で2007年に発表することが出来(共編)、2007年のパネルの成果は、John Benjamins社のStudies in Discourse and Grammar(SiDaG)のシリーズの一冊として刊行することが決まり、自らの論文を寄稿するとともに、共編者の一人として作業を開始している。初年度はデータの拡充に取り組んだ。引用助詞(「って」)と形式名詞(「わけ」)に関して、過去に収集した用例に加えて、1700年代後半から現代まで話し言葉に近いとされている談話資料を更に追加し、用例を抽出しコンテクスト・構文・形態・意味機能など様々な角度から分析した。その過程で、7月に国際語用論学会(IPrA)でパネル(和訳:日本語の歴史的変化-主観化と間主観化を中心に)を国内外の研究者と組み、引用助詞「って」の主観化・間主観化について口頭発表を行い、有意義なコメントを得た。そのパネルの成果をJournal of Historical Linguisticsの8.2号(2007年刊行予定)として発表するため、新たな分析を加えて自らの論文にまとめ、また小野寺典子氏(青学大)と共同で編集作業を進めている。同じ学会の別のパネル(和訳:語用論から見た節接続)では指定討論者を務めた。フィンランド語、エストニア語などの研究者と、引用助詞を伴う節の歴史的変化について、自らの研究に関連させて意見交換した。その後フィンランド語の研究者と引用助詞の談話機能の変遷に関して共同研究をスタートし、06年2月に国内の学会にアブストラクトを提出した(4月結果通知予定)。また05年8月には大野剛氏(アルバータ大)、岩崎勝一氏(UCLA)らと、現代の話し言葉(自然な会話)の書き起こし方、データベースの蓄積に関して、実践的な討論を行った。それをもとに現在、現代の会話のデータ(ビデオ)の書き起こし作業を進めている。18年度の研究実施計画に沿って説明する。(1)平成17年7月の第9回国際語用論学会で「日本語の変化:主観化と間主観化を中心に(訳)」というパネルを組んだ際に行った口頭発表6篇を発展させてJournal of Historical Pragmaticsの8.2号(特集号)として出版するため、特集号のゲストエディターの一人として論文の校正作業を進めてきた(共同編者:小野寺典子氏)。平成19年4月現在、最終校正を終え、間もなく刊行予定である。特集号では紹介論文(共著)と私個人の論文を執筆しているが平成19年度の実績として掲載する。(3)以上の活動をもとに、博士論文(1999年提出)を基にした本の執筆作業を進めている。
メディア報道と地域イメージからみた犯罪多発地区の空間分析

本年度は、おもに前年度収集したデータの分析を中心として、以下の作業を行った。1、近年の環境犯罪学、犯罪恐怖心、監視社会論をめぐる関連分野での議論をふまえて、犯罪の地理学的研究の成果と課題を整理し、2005年度人文地理学会大会で発表した。2、犯罪の時間的・空間的クラスターを検出する空間統計学的技法について整理した後、新聞記事などの犯罪データを活用して、その有効性を検討した。さらに、「ひったくり」に着目し、京都府警との共同研究を通して、それらの有効性を検証した。その結果、「ひったくり」の空間的な分布に関する、社会地区分析的な解析の有効性が明らかになった。さらに、時空間スキャン統計量による時空間的な「ひったくり」の集積性検出とその可視化が、「ひったくり」の時空間的な分布特性の把握だけでなく、防犯・警戒態勢の妥当性の検証に有用であることが分かった。3、大学生を対象にして、都道府県および東京23区に対する犯罪危険度の主観的評価、および犯罪情報の入手経路についてアンケート調査を行った。その結果、実際の犯罪発生率と犯罪危険度の主観的評価は、ある程度の相関関係はみられるものの、地域イメージによるバイアスを受けて、一定の乖離が存在することが判明した。また、居住地周辺の地域での犯罪情報は主に口コミで入手しているのに対し、他の地域については主にマスコミを通じて得られていることが確認され、警視庁等が公開している犯罪発生マップの認知率はきわめて低いことが明らかになった。まず、諸外国および関連分野における犯罪地図分析の動向を把握するために、文献を収集して整理した。とくに、本研究課題と関連の深い環境犯罪学や犯罪GIS分析の成果と課題についてレビューを行い、展望論文を投稿する準備を進めている。犯罪の実態については、全国的な犯罪発生動向を把握するために、既存の統計を使って罪種別犯罪発生率の分布傾向を分析した。その結果、必ずしもすべての地域で一様に犯罪発生件数が増えているわけではなく、地域的差異があることが確認された。よりミクロな犯罪発生動向とメディアによる犯罪報道との関連性を検討するために、東京都と京都府を対象地域にした分析を進めている。具体的には、主要な新聞の記事検索サービスを利用して、1990年代以降の新聞記事に掲載されている対象地域内で発生した事件を抽出し、日時・発生場所・罪名等を記録し、警察が発表した犯罪発生データとの対比を行っている。これに加えて、最近増加しているインターネットを通じた犯罪情報の公開状況についても分析を行った。地域によっては、詳細な犯罪地図をホームページ上で公開しているケースもあり、住民の犯罪情報入手経路の一つとして、インターネットも役割にも注目必要があることがわかった。一方、中谷は京都府警の犯罪発生データを入手し、疾病の空間分析で適用されてきた様々な空間分析手法を応用する準備を進めている。具体的には、犯罪の空間分析に関する技法とソフトウェア(CrimeStat2)を利用した犯罪分析技法をレビューした。また、京都府警犯罪情勢分析室と犯罪の空間分析に関して共同の研究会を開催して情報交換を行うとともに、ひったくりに関する犯罪GISデータを提供してもらい、その空間分布特性について検討を行っている。現段階ではデータ整備の途中であるため、本格的な分析は17年度に行う予定である。なお、中谷はこれまで手がけてきた疾病地図のGIS分析について、関連分野の研究者と共同で著書『保健医療のためのGIS』を出版した。
水素結合をプローブにした地球内部物質中の水素ならびにマントル流体の性質の解明

地球内部物質、特に上部マントルを構成する物質には水が構造中に取りこまれる。水素の取りこみによって、地球内部の溶融関係、岩石の変形挙動などに大きな変化が起こりうることが知られている。本研究では含水ケイ酸塩鉱物をはじめとするさまざまな含水素物質の高圧での物性変化を分光学的手法や中性子回折のその場観察で明らかにすることができた。特に研究の後期においてカリウム重炭素塩の高圧下での相転稼を見いだすことができた。詳細は冊子体を参照されたい地球内部物質、特に上部マントルを構成する物質には水が構造中に取りこまれる。詳細は冊子体を参照されたい本年度は申請者ら実験室において、高圧下での流体の振動スペクトルを測定するための設備の整備を行った。クランプ可能な小型ダイヤモンドセルと加圧装置を設計、製作した。圧力測定にはアルゴンイオンレーザー励起の高感度分光器を用い、同一の装置でラマンスペクトルを測定する。また、赤外スペクトルについては既存の装置を用いて測定を行うが、ダイヤモンドセルに効率良く測定光が入射できるように既存の装置のステージ周りの改良を行った。このような設備を用いて、10万気圧オーダーの圧力下で流体の赤外吸収スペクトルとラマンスペクトルを精度良く測定できるようになった。昨年度からの継続課題であった天然ダイヤモンド中に含まれる流体の赤外スペクトルについては、氷の存在を示唆する論文が受理され、現在は天然ダイヤモンド中の流体の化学組成(具体的には塩分)と圧力を近赤外吸収スペクトルの形状解析から同時測定する方法を開発中である。近日中に論文を投稿する予定である。また、天然ダイヤモンド中の流体の存在状態を空間分解能をもって解析する目的で、高輝度の赤外光源を共用することができるSpring-8で赤外吸収スペクトルの測定を来月早々に行う予定で、現在その準備を進めいている。また、マントル捕獲岩を対象にしたラマンスペクトルの測定もすすめた。その結果、流体包有物である二酸化炭素のラマンスペクトルから流体の圧力を見積もる可能性を示唆することができた。この成果も近日中に投稿の予定である。二年度にわたる補助金によって、高圧下での赤外スペクトル、ラマンスペクトルの測定を我々の研究室で測定する環境が整った。これらの装置を用いて今年度から新たな物質系について研究を展開している。一つは重炭酸塩の高圧力下での相転移についてである。重炭酸塩は常圧下でもひじょうに強い水素結合を形成している。多くの水素結合を持つ固体物質は圧力の増加とともに水素結合が強化し、ときには水素原子間の反発が起こりアモルファス化や他の構造への相転移が起こる。我々は重炭酸カリウムと重炭酸ナトリウムについて高圧下での赤外スペクトル、ラマンスペクトル、X線回折の測定を行った。その結果、重炭酸カリウムは約2.8GPaで高圧相へ相転移することがわかった。実験室でのスペクトル測定に加えて、英国ラザフォードアップルトン研究所での高圧下での中性子回折の測定も開始している。中性子回折の測定によって結晶中の水素原子の位置を精密に求めることができ、高圧下での相転移に水素結合がいかに関与しているかが解明されることであろう。また、生体分子における金属配位結合の挙動を赤外吸収スペクトルによって解析する研究も東京医科歯科大学の奈良雅之助教授との共同研究として進めているが、今回、新たにエチレンジアミン四酢酸塩の配位結合の圧力依存性をダイヤモンドアンビルを用いた高圧実験によって測定することとなった。今後は水素結合の圧力効果だけでなく、様々な結合様式についても高圧下での挙動を解明していく予定である。
親電子シグナルの硫化水素イオンによる制御メカニズムの解明

生体の酸化ストレス応答において、8-nitro-cGMPなどの親電子物質はシグナルのメディエーターとして機能している。本研究では、生体内で生成する硫化水素関連物質と親電子シグナル分子の反応を詳細に解析し、シグナル制御における役割を調べた。硫化水素関連物質は、8-nitro-cGMPを8-SH-cGMPへと分解・変換することにより、その親電子シグナル活性を制御していることが分かった。本研究課題では、研究代表者らが発見した親電子性のシグナル分子である8-nitro-cGMPをモデルとして、内因性硫化水素による親電子物質とのユニークな反応を詳細に解析することにより、生体内の親電子シグナルの本態を解明することを目的とした。高速液体クロマトグラフィー-質量分析を用いて硫化水素と8-nitro-cGMPの反応機構を解析した結果、硫化水素と8-nitro-cGMPを反応させると、脱ニトロ化反応により、新規環状ヌクレオチドである8-SH-cGMPを生じることが分かった。また、硫化水素は15-deoxy-Δ12,14-prostaglandin J2や4-hydroxy-2-nonenalなどの各種親電子物質と反応することも明らかになった。硫化水素関連物質を生成することが示唆されているシスタチオニンβ-シンターゼ(CBS)やシスタチオニンγ-リアーゼ(CSE)をノックダウンした各種培養細胞(A549ヒト肺がん細胞、HepG2ヒト肝がん細胞、C6ラットグリオーマ細胞など)では、8-nitro-cGMPによるタンパク質翻訳後修飾(S-グアニル化)が著明に増加した。さらに、その分子機序を詳細に調べたところ、システインやグルタチオンのチオール基に硫黄原子が付加したパースルフィド(R-S-SH)が8-nitro-cGMPの代謝とS-グアニル化の制御に関与することが示唆された。以上より、生体内においてCBSやCSEにより生成する硫化水素関連物質(パースルフィド)は、8-nitro-cGMPなどの親電子性シグナル分子と反応することにより、細胞機能制御に関わっていることが示唆された。研究代表者らは、生体の酸化ストレス応答において、親電子物質である8-nitroguanosine 3',5'-cyclic monophosphate (8-nitro-cGMP)が、細胞のシグナル伝達を司るセカンドメッセンジャーとして生理機能を発揮していることを明らかにしてきた。さらにごく最近、硫化水素(H2S)が8-nitro-cGMPのシグナルを制御していることを見出した。本研究課題は、8-nitro-cGMPを親電子シグナルのモデル分子として、内因性硫化水素による親電子物質とのユニークな反応メカニズムを詳細に解析することにより、生体内の親電子シグナルの本態を解明することを目的としている。本年度は、高速液体クロマトグラフィー質量分析を用いて8-nitro-cGMPと硫化水素との反応機構の解析を行った。試験管内で8-nitro-cGMPと硫化水素を反応させると、脱ニトロ化反応により8-SH-cGMPが生成することがわかった。この反応はpH増加とともに促進することから、硫化水素イオン(HS-)の関与が示唆された。8-nitro-cGMP以外の各種親電子物質(15-deoxy-Δ12,14-prostaglandin J2, 4-hydroxy-2-nonenalなど)も硫化水素イオンと反応することを明らかにした。さらに重要な点として、生理的pH下において硫化水素イオンは、細胞内の主要な低分子チオール化合物であるグルタチオンよりも8-nitro-cGMPに対して高い反応性を示すことがわかった。また、安定同位体希釈法と質量分析による特異的かつ高感度な8-SH-cGMP定量法を確立し解析を行ったところ、各種細胞、組織試料中から8-SH-cGMPが検出され、生体内で生成する硫化水素イオンが8-nitro-cGMPと反応し、そのシグナル機能を制御していることが示唆された。内因性硫化水素イオンと8-nitro-cGMPとの反応により8-SH-cGMPが生成することを明らかにするとともに、次年度に予定していた各種親電子物質と硫化水素イオンとの反応の解析も行うことができたため。硫化水素産生酵素をノックダウンした細胞を用い、8-nitro-cGMPによる蛋白質Sーグアニル化を指標として、親電子シグナルの内因性硫化水素イオンによる制御についてさらに詳細な解析を行っていく。培養細胞のノックダウン実験、8-SH-cGMPなどの検出のための質量分析、蛋白質S-グアニル化を解析するためのウエスタンブロットなどに必要な試薬・消耗品の購入と、研究成果発表のための旅費、論文の校閲料などに使用する。
太陽系起源にかかわる惑星探査の基礎

本研究は太陽系と惑星の起源に深くかかわる太陽風と惑星・彗星相互作用および固体惑星直接探査のための基礎技術の開発を目的に研究を進めているが、平成元年度は当初計画通り研究は順調に進行し、以下の4課題について大きな成果が得られた。1.太陽風と金星大気相互作用探査のための基礎技術の研究金星大気のD/H比を測定するためのD/Hセルを試作し、昨年度製作した小型チェンバ-と分光器を用い性能を確認した。また金星電離圏観測用リタ-ディングポテンシャルトラップに対する衛星2次電子の影響を定量的に評価するため、大口径紫外光源を製作した。2.固体惑星探査に関する基礎技術の研究惑星表面物質の組成分析を行うための2次イオン分析法(遠隔SIMS)の実験を進め、30種以上の岩石・隕石に対して2次イオン特性の取得とデ-タベ-ス化を実施した。また2次イオン収量の距離に対するスケ-リング則が1.2mまで成り立つことを確認した。3.彗星塵および太陽風・彗星相互作用の基礎過程の研究彗星塵と彗星中心核の光学的特性を明らかにするために観測デ-タの解析とモデル計算を行い、彗星塵中にオリビンが存在する可能性を明らかにした。また計算機シミュレ-ションの手法を用い、太陽風と、彗星起源の水イオンの相互作用によるプラズマ不安定性の発達過程を明らかにした。4.太陽風と惑星磁気圏相互作用に関する研究惑星磁気圏探査用にイオン種別とピッチ角・エネルギ-分布を同時に測定できる新型のイオン質量分析器を考案し、試作した。また磁気圏の新しい観測法として自然放射および人工的トレ-サ-を用いた磁気圏のイメ-ジング観測の可能性について検討した。
神経難病における神経細胞死の機序と修復・防御

神経細胞死は、1)第1班において行なわれる各種神経細胞死の原因ーMPTP及びその関連物質,ミトコンドリアエネルギ-代謝障害,フリ-ラディカル,興奮性アミノ酸などーにより生ずる。また2)第2班で行なわれる神経細胞死が遺伝子異常に起因しても生じてくる。平成3年度より3年間の予定で行なわれる「神経難病における神経細胞死の機序と修復・防御」の重点領域研究をより実りのあるものとするため,その計画班員29名よりなる実施準備の会議を平成2年12月9日,東京ガ-デンパレスにおいて行なった。会議は盛会で,本来の「神経細胞死」の研究目標にずばり切り込んだ発表がなされ,最後に行なわれた情報交換の場でも協同研究の推進など,実りの多いものとなった。平成3年夏に予定されているワ-クショップに先だつこと約半年に,この様な班員会議を持つことができたことは,事実上,半年先に繰り上げて重定領域研究がスタ-トできたことになり,極めて有意義であった。また総括班会議では,高久班員より,すでに発足している「脳の老化」(代表:宮武正)とも密接な連絡をするようにとの意向が提出され,今後,何等かの形での合同会議などを行なうことが検討された。本研究(総合B)は、主として上記会議の運営,旅費等に当てられた。また,筑内大学にある遺伝子バンクの発展のためにも1部経費を充当すると共に,研究計画委員会,総括班会議,審査会運営にも経費を割り当てた。
SiC繊維強化SiC複合セラミックスの低温固相接合法の開発

SiC繊維強化SiC複合セラミックス(SiC-CMC)の接合部耐熱・耐酸化性を維持した接合温度の低減(1400°C以下)のため、Siをインサート材として用いた新規接合法を検討した。SiC焼結体を用いた基礎検討の結果、Si微粒子ペーストを接合部に塗布し、接合温度1300°C程度で低温保持すると、Si焼結層の形成により接合可能であることを見出した。接合強度向上にはSi焼結層の緻密化が必須であり、それを達成するための指針を得るため、Siペースト中の粒子径分布と粒子体積分率がSi焼結層緻密化に及ぼす影響を明らかにした。これらの結果に基づきSiC-CMCへの適用も検討した。本年度の研究では航空機用部材として期待される炭化ケイ素(SiC)および関連の高融点炭化物の拡散接合を検討した。特にSiC繊維強化SiC複合セラミックス(SiC/SiC複合セラミックス)は、SiC繊維の特性が劣化しない1400°C以下での接合が必須である。その温度範囲での直接接合は困難なため、適切な中間材が必要となる。また、使用雰囲気での耐酸化性を考慮すると、表面に酸化被膜を形成するケイ素(Si)を多く含む中間材が必須と考えられ、主に下記のように単体Siを用いた接合法を検討した。まず中間材に単結晶Si板を用い、放電プラズマ焼結(SPS)装置によるパルス通電加熱圧接によりSiC/SiC複合セラミックスの接合を試みた。その結果、13001400°C・10分程度の保持で低温接合が可能だった。しかしいずれの接合体も接合強度は非常に低く、接合部のSi板内部で脆性的に破壊した。そこでSi中間材の強度向上のため、接合部にSiペーストを塗布する新規接合法の基礎検討を行った。被接合材にSiC焼結体を用い、Siペーストは種々の平均粒子径(約516μm)を有するSi粉末をポリエチレングリコール中に攪拌・分散して作製した。いずれのペーストを用いた場合も13001400°C・060分の保持で低温接合が可能だった。接合部ではSi粒子同士の結合(焼結)により多孔質Si中間層が形成されていた。いずれの接合体のせん断強度もSi板を用いた場合より高かった。また、Si粒子径が減少するほどSi中間層は緻密化し、接合体のせん断強度は増大した。一方、1400°C超の接合温度でSi粒子の溶融・凝固により接合させると非常に緻密なSi中間層が形成され、せん断試験では母材破断した。これらの結果および接合部微細組織の詳細観察を合わせ、Si中間層が緻密化するほどそれ自体の強度が向上するとともにSiC焼結体との接合面積が増加し、全体としての接合強度が著しく増大すると結論付けた。平成27年度は、前年度に検討した炭化ケイ素(SiC)の接合部にケイ素(Si)ペーストを塗布し焼結させる新規接合法を発展させ、より緻密なSi焼結層を形成させるためのSiペースト作製条件を探索し、高強度の接合体を得ることを試みた。これまで同様、SiペーストはSi粉末をポリエチレングリコール中に分散して作製した。ペースト中のSi粉末の平均粒子径(メジアン径)および体積分率を約0.116μmおよび4065%の範囲で変化させ、1300分・60分保持にて接合した。これらの実験の結果、平均粒子径を小さくしすぎるとペースト中でSi粒子が凝集し、体積分率を大きくしすぎるとペーストの流動性が失われ、いずれもペーストを接合面に均一に塗布できなくなることがわかった。ペーストを接合面に均一に塗布できる範囲内において、平均粒子径の低減と体積分率の増大とともに接合強度は増大し、本研究ではそれぞれ約5μmおよび約56%のSiペーストを用いた場合に最大の室温せん断強度(約60MPa)が得られた。このように、接合強度増大のための最適な平均粒子径および体積分率の選択指針を明らかにした。これらの知見に基づいて、連携企業による実証実験も進行中である。一方、前年度から継続の検討課題として、Siの融点を降下させる添加元素をSiペースト中に混合させ、1400°C以下の接合温度でSiの溶融・凝固により緻密なSi層を形成させることに成功した。この方法で得られた接合体は室温せん断試験において母材破断し、接合部の強度は母材と同等以上だった。また、接合温度における蒸気圧が高い添加元素を使用するとSi中から添加元素が蒸発・除去され、接合部の再溶融温度を維持したまま接合温度の低減が可能であることを実証した。