hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ピリジン環隣接位に不斉中心をもつ不斉新規P,N―リガンドの開発

本研究の目的は、ピリジン環とリン原子を合わせ持つハイブリッド型不斉リガンドとしてピリジン環2位に隣接した不斉炭素とある一定の距離を挟んでホスフィン部を有する新規不斉複素環分子を合成し、多元素間協調による新しい不斉空間の構築とその有用性をさぐることにある。平成15年度の本研究において以下のような新しい成果を得ることが出来た。昨年度までと同様の方法で、一定の位置にジフェニルホスフィノ基を有しかつ、ピリジン環の隣接位に不斉中心を有する光学的に純粋な1-(2pyridinyl)ethylamine類を収率よく合成した。得られたP, N光学活性キラルリガンドの存在下に、Rの不斉中心を有する1-フェニル-3-アセトキシブテンとメチル置換アセト酢酸エステルにPdを触媒とするアリリックアルキル化反応を行った。従来の機構から反応は光学活性なπ-アリルPd錯体を経由するため、生成物はアリル位のαおよびγ位(1位と3位)における位置選択性とアセト酢酸エステル側の面選択性によりその立体化学が決定される。その結果、すべてのリガンドで3位選択的に反応が起こり、3位がR配置を持つカップリング生成物が収率よく得られた。しかしながらそのジアステレオ選択性は2:1でしかなかった。そこでピリジン環窒素原子の空間的位置にカルボキシル基を有するオルトジフェニルホスフィノ安息香酸を用いたところ、ジアステレオ選択性が93%まで上昇し相当するカップリング体が高収率で得られた。この結果をもとに、γ-ラクトン環上に連続した4級3級炭素を含む3つの不斉中心が存在する抗腫瘍活性化合物アセトマイシンの不斉合成を行った。今回の反応で一挙にその骨格の合成と不斉導入を行うことが、7段階収率23%で(-)-アセトマイシンを合成することが出来た。平成14年度の本研究において以下のような新しい成果を得ることが出来た。(1)ピリジン環の隣接位に不斉中心を有する光学的に純粋な6位アリール置換1-[2-(6-bromopyridinyl)]ethanolを原料に用い、数段階を経て6位にアリール置換基を有する1-(2-pyhdinyl)ethyl o-diphenylphenyl etherを収率よく合成した。得られたフェノールエーテルをスペーサーとするP,N光学活性キラルリガンドを不斉触媒として、1-acetoxy-1,3-diphenyl-2-propeneのパラジウム触媒による不斉アルキル化反応を行った。その結果、本配位子は3965%ee程度のの不斉導入能力を有することが分かった。(2)ピリジン環の2,6位両側鎖エチル基1位に2-(diphenyphosphinomethyl)pyrrolidineが置換したビスP,N光学活性キラルピリジンリガンドを合成した。この際ピリジン側鎖はR配置に固定し、両側のピロリジン2位はR,RおよびS,S配置の両ジアステレオマーを合成した。これらを不斉触媒として、1-acetoxy-1,3-dipheny1-2-propeneのパラジウム触媒による不斉アルキル化反応を行った。その結果、R,R配置では30%ee、S,S配置では65%eeで不斉導入能力を示した。
局所脳虚血におけるOsteogenic protein-1による神経機能回復促進

Osteogenic protein-1(OP-1)は元来、骨新生を促すtrophic factorとして発見されたが、神経系にも作用する。また、OP-1ならびにそのreceptorが脳内にも広く存在することが報告されている。OP-1はaxonよりもdendritesに対する作用が強く伸長作用がある。このことに着目してin vivoモデルにおいて神経機能回復促進効果について検討した。中大脳動脈閉塞により実験的脳梗塞を作成し、24時間後にOP-1の投与を開始する(脳槽内投与)。モデルはわれわれが従来のものを改良したもので、ラットへの侵襲が少なく、長期生存が可能である。OP-1投与後にforelimb placing testならびにhindlimb placingtestを用いて神経機能を評価すると、治療群では神経機能の回復が促進された。さらに治療windowについて検討したが、脳梗塞発症後72時間まで投与開始を遅らせても神経機能回復促進効果が認められた。これは非常に重要なポイントで、脳梗塞巣を直接縮小できない時間帯に投与をはじめても、麻痺などの神経機能は回復させられる可能性があることを示している。これは臨床応用に向けて非常に有益な結果であると考えられる。今後は投与経路などの検討が必要だと考えている。また、OP-1による神経機能回復促進の作用機序についても検討をはじめている。細胞内signaling transduction pathwayに着目しているが、最終結果は得られていない。われわれは、preliminary dataとしてOP-1が局所脳虚血モデルにおいて神経機能回復促進効果があることを確認した。ただし、脳梗塞巣縮小効果は認められなかった。急性実験を施行していないため、OP-1そのものに脳梗塞巣縮小効果が見られないのか、あるいは、24時間後での治療開始では脳梗塞巣縮小効果を得るのには時間が経過しすぎているのかは不明である。今後は、治療開始のtime windowに関する実験、投与量、投与経路に関する実験を予定している。特に投与経路に関しては、現在では大後頭孔付近の脳槽を経皮的に穿刺しているが、将来的な臨床応用に向けて経静脈的投与などに関して検討する必要がある。
配位結合性高分子骨格を用いた新規導電性錯体の開拓研究

配位空間の特異性を調べるため、有機クォトクロミック分子をネットワーク錯体内に取り込み、分子修飾なしで物性を制御することを検討した。具体的には、有機フォトクロミック分子として代表的なサリチリデンアニリン類を研究対象とした。サリチリデンアニリン類は結晶状態でねじれ形および平面型配座をとる誘導体があり、前者はフォトクロミズムを示すが、後者は示さないことが知られている。本研究では、平面型誘導体をネットワーク錯体内に包接することによりねじれ型配座に変化させ、フォトクロミズムの発現に成功した。これより、同一分子を用いて構造と物性の相関を解明できた。さらに、フォトクロミズムの変化量をゲスト交換溶媒によって制御することに成功した。今後は、ネットワーク錯体内の流動的な空間を利用して、様々な有機機能性分子の物性制御が可能になるものと考えられる。単結晶相での細孔内面修飾(post-modification)を検討した。その手法を利用レて、通常観測できない不安定種の生成と直接観測を検討した。アセトアルデヒドのイミン体は大気下で加水分解されやすく極めて不安定である。本研究では、アミノ化細孔を持つネットワーク錯体内にアセトアルデヒドを取り込み、単結晶相反応による不安定イミンの生成およびその直接観測に初めて成功した。縮合反応は定量的に進行し、アセトアルデヒドのイミン体が疎水性空間内で安定に生成していることが判明した。さらに、その反応前後をX線構造解析によって直接観察することで、ネットワーク錯体の骨格にダイナミクスが存在することを見出した。このダイナミクスは、錯体骨格の一部がπ-p stackによる空間を介した相互作用によって形成されているため可能になったと考えられる。今後は、本手法を利用して、様々な不安定種が観測可能になると考えられる。平面性三座配位子2,4,6-tris(4-pyridyl)triazine(L)とZnI_2から構成される配位結合性高分子錯体[(ZnI_2)_3L_2・m(C_6H_5NO_2)]n(1)は、単結晶状態を保ったままゲスト交換反応が進行することが見出されている。本研究者は、このゲスト交換反応を用い、配位結合性高分子錯体中に機能性分子を取り込むことによって新規な機能性材料の開拓を試みた。対象にする機能性としては、導電性に限らず、磁性、光応答性などを扱った。特に光応答性分子としては、有機フォトクロミック分子で著名なサリチリデンアニリン類に注目し、配位結合性高分子錯体内への包接を試みた。サリチリデンアニリン類は結晶状態でねじれ形および平面型配座をとるものが知られている。一般的に、前者はフォトクロミズムを示すが、後者は示さない。本研究では、平面型誘導体を配位結合性高分子錯体内への取り込みによりねじれ型配座に変化させ、フォトクロミズムを観測することに成功した。配位結合性高分子錯体(1)の単結晶を、サリチリデンアニリン誘導体N-5-chlorosalicylideneaniline(2)で飽和したシクロヘキサン溶液に浸し、ゲスト交換により包接結晶(1)・(2)を得た。この結晶に150Kで光照射(超高圧水銀灯、366nm)したところ、黄色から赤色への単結晶フォトクロミズムが観測された。150Kで光照射前のX-線結晶構造解析を行ったところ、(1)の細孔内に(2)は独立な2分子が観測され、その内1分子はねじれ形(二面角φ=31°)であった。(2)単体の単結晶中での二面角は7°である。包接により(2)の配座が変化し、クロミック特性が変化したと考えられる。今後は他の機能性についても検討していく予定である。自己組織化ネットワーク錯体は、骨格を構成する成分を変えることにより細孔の性質やサイズを制御でき、合理的な設計が可能である。本研究では、その応用としてネットワーク錯体を結晶化後、細孔を修飾することにより、不安定な化合物の生成を試みた。具体的には、アミノ化細孔を持つネットワーク錯体内にアセトアルデヒド類を取り込み、単結晶相での不安定イミンの生成および観測に成功した。細孔性ネットワーク錯体[(ZnI_2)_3(tpt)_2(1)]_n(3);(1=1-アミノトリフェニレン;tpt=トリス(4-ピリジル)-1,3,5-トリアジン)の赤色単結晶を、希釈したアセトアルデヒド溶液に室温で24時間浸すことで、黄色単結晶[(ZnI_2)_3(tpt)_2(2)]_n(4)を得た。X線結晶構造解析を行った結果、反応前後で三次元構造は維持されつつ、アセトアルデヒドイミンが結晶中で安定に生成していることが確かめられた。また、これらのネットワーク錯体には三角形のチャンネルと四角形のチャンネルがある内、反応後のイミンは三角形のチャンネル内に観測された。反応前、錯体3ではアミノ基が四角形のチャンネルを向いていた事を考慮すると、反応前後でトリフェニレン分子が回転していることが示唆された。そこで、同一結晶を用いた、反応前後のX線観察により、トリフェニレン分子が回転していることが明らかになった。本研究では、アミノ化細孔を持つネットワーク錯体内にアルデヒド類を取り込み、単結晶相での不安定イミンの生成および観測に成功した。さらにin situでの反応により、トリフェニレン分子のダイナミクスを明らかにできた。

これらは、ネットワーク錯体を結晶化後、修飾することにより初めて達成できたと言える。今後は、この修飾手法を用いて、ネットワーク錯体内での、反応活性点や不安定中間体の生成、および観測などを検討していく予定である。配位空間の特異性を調べるため、有機クォトクロミック分子をネットワーク錯体内に取り込み、分子修飾なしで物性を制御することを検討した。具体的には、有機フォトクロミック分子として代表的なサリチリデンアニリン類を研究対象とした。サリチリデンアニリン類は結晶状態でねじれ形および平面型配座をとる誘導体があり、前者はフォトクロミズムを示すが、後者は示さないことが知られている。本研究では、平面型誘導体をネットワーク錯体内に包接することによりねじれ型配座に変化させ、フォトクロミズムの発現に成功した。これより、同一分子を用いて構造と物性の相関を解明できた。さらに、フォトクロミズムの変化量をゲスト交換溶媒によって制御することに成功した。今後は、ネットワーク錯体内の流動的な空間を利用して、様々な有機機能性分子の物性制御が可能になるものと考えられる。単結晶相での細孔内面修飾(post-modification)を検討した。その手法を利用レて、通常観測できない不安定種の生成と直接観測を検討した。アセトアルデヒドのイミン体は大気下で加水分解されやすく極めて不安定である。本研究では、アミノ化細孔を持つネットワーク錯体内にアセトアルデヒドを取り込み、単結晶相反応による不安定イミンの生成およびその直接観測に初めて成功した。縮合反応は定量的に進行し、アセトアルデヒドのイミン体が疎水性空間内で安定に生成していることが判明した。さらに、その反応前後をX線構造解析によって直接観察することで、ネットワーク錯体の骨格にダイナミクスが存在することを見出した。このダイナミクスは、錯体骨格の一部がπ-p stackによる空間を介した相互作用によって形成されているため可能になったと考えられる。今後は、本手法を利用して、様々な不安定種が観測可能になると考えられる。
潜葉虫の潜孔様式の進化と多様性

日本に産する潜葉虫のファウナとその寄生植物がおおむね明らかになった。潜葉虫は鞘翅目でタマムシ科44種、ハムシ科52種、ゾウムシ科53種、オトシブミ科1種、双翅目でクロバネキノコバエ科約20種、ハモグリバエ科282種、ショウジョウバエ科2種、ミギワバエ科34種、ミバエ科23種、フンバエ科5種、ハナバエ科16種、膜翅目ではハバチ科16種、鱗翅目で田スイコバネ響4種、モグリチビガ科79種、マガリガ科11種、ツヤコガ科13種、ムモンハモグリガ科6種、ハマキガ科20種、チビガ科10種、ハモグリガ科19種、ホソガ科242種、コハモグリガ科20種、アトヒゲコガ科5種、スガ科2種、ササベリガ科1種、メムシガ科5種、アカバナガ科1種、クサモグリガ科15種、ツツミノガ科34種、カザリバガ科14種、キバガ科20種、メイガ科5種、シジミチョウ科2種、ヤガ科1種、合計1013種とみつもられた。潜葉虫の羽化を待ち、分類の仕事が進めば、この種数はさらに増えるものと思われる。潜葉虫の寄主植物は、147科605属に及んだ。今年度新たに寄主植物として記緑されたのは、ヒルギ科とタコノキ科であった。潜葉虫は利用されていない植物の科は68科(29,7%)あり、そのうちわけは以下のとおりであった。A.葉が極めて小さいか全くない科(12科)、B.水草(6科)、C.国内の分布が極めて限られる科(38科)、D.その他(12科)である。最後の12科は、キジノオシダ科、フサシダ科、サンショウモ科、ソテツ科、イヌガヤ科、ドクダミ科、ドクウツギ科、ケマンソウ科、ケシ科、カツラ科、フウチョウソウ科、ジンチョウゲ科であり、これらは強い化学防衛によって潜葉虫から解放されたらしい。採集された潜孔葉の標本は、すべてさく葉標本として保管されている。潜葉虫の潜孔様式と寄主範囲について、現在記載をしつつある。植物と寄生植物の共進化の歴史をふまえつつ、これらのぼう大なデータも群集生態学的に解析中である。
発想，再構築，改良，ふりかえりを通して創造的感性を磨く工学教育プログラムの開発

本研究では人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,学生自らが構造・制御技術およびプログラムを理解し,総合的に設計・製作を行うことを目的としている.この研究では,1から移動体を作りあげるのではなく,まず予め製作してあるものを分解し,その構造等を理解し,再構成・模倣を行ない,その後彼らのアイデアで新しい移動体を製作することをポイントとしている.ほとんどものづくりの経験の無い学生たちであったが,はじめに分解と再構成の経験を行ったことにより,基本的な技術を理解し,最終的には成功体験による達成感や満足感が得られ教育効果が認められた.本研究では人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,その構造,制御技術,プログラムを理解し,同様な移動体を学生自らが製作することを目的としている.平成27年度は「創成工学実践II」(学部3年生)という授業で,学生グループが予め製作してあった移動体をまず分解し,再構成を通して,構造,制御技術を理解し,彼らのオリジナルな移動体を製作した.ほとんどものづくりの経験が無い学生たちだったので,分解を通した構造の理解にまず苦労した.また,マイコンによるモーターの制御技術やセンシング技術についても経験が少なく,目で見ることが難しい現象を想像力を働かせながら理解することは難しいようであった.ただ,サンプルがあり,まずは模倣しながら再構成すればよかったので,大きなトラブルも無く,一通りの技術については理解でき,教育効果はあったのではないかと評価している.さらに,彼らオリジナルな移動体の製作には,学生らしい斬新なデザインとモーターの制御プログラムを改良して,乗り心地を追求するなど,単に移動体を製作するにとどまらず,実用性,学術性が垣間見る活動となった,これら一連の作業を通じて,まずはトライ・アンド・エラーを繰り返しながら,最終的には成功体験による達成感,満足感が得られ,今後の彼らの勉強に対する意欲が向上し,活躍が楽しみである.これらの結果を現在,工学教育系の学会で発表,論文としてまとめており,成果を公開する準備をしている.また,今年度の取り組みによる問題点を洗い出し,改善案を取りまとめ,次年度の取り組みにフィードバックしたいと考えている.既存の授業でテーマとして学生に提案し,学生が意欲的に取り組んだことと,彼らも同様な移動体を設計,製作,評価まで行ない,関連する知識の習得ができたと判断したため.本研究では人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,その構造,制御技術,プログラムを理解し,同様な移動体を学生自らが製作することを目的としている.平成28年度は「創成工学実践II」(学部3年生)という授業で,予め製作してあった見本となる移動体を学生グループが分解し,再構成作業を通して,構造,制御技術を理解し,彼らのオリジナルな移動体を製作した.ほとんどものづくりの経験が無い学生たちだったので,分解を通した構造の理解にまず苦労した.また,マイコンによるモーターの制御技術やセンシング技術についても経験が少なく,目で見ることが難しい現象を想像力を働かせながら理解することは難しいようであった.ただ,サンプルがあり,まずは模倣しながら再構成すればよかったので,大きなトラブルも無く,一通りの技術については理解でき,教育効果はあったのではないかと評価している.さらに,彼らオリジナルな移動体の製作には,学生らしい斬新なデザインとモーターの制御プログラムを改良し乗り心地を追求するなど,単に移動体を製作するにとどまらず,実用性,学術性が垣間見る活動となった.これら一連の作業を通じて,まずはトライ・アンド・エラーを繰り返しながら,最終的には成功体験による達成感,満足感が得られ,今後の彼らの学習に対する意欲が向上し,活躍が楽しみである.これらの結果をまとめ,国際会議で発表を行った.また,論文としてまとめ成果を公開する準備を進めている.また,今年度の取り組みによる問題点を洗い出し,改善案を取りまとめ,次年度の取り組みにフィードバックしたいと考えている.既存の授業でテーマとして学生に提案し,学生が意欲的に取り組んだことと,彼らも同様な移動体を設計,製作,評価まで行ない,関連する知識の習得ができたと判断したため.本研究では人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,その構造,制御技術,プログラムを理解し,同様な移動体を学生自らが製作することを目的としている.平成29年度も「創成工学実践II」(学部3年生)という授業で,予め製作してあった見本となる移動体を学生グループが分解し,再構成作業を通して,構造,制御技術を理解し,彼らのオリジナルな移動体を製作した.ほとんどものづくりの経験が無い学生たちだったので,分解を通した構造の理解にまず苦労した.また,マイコンによるモーターの制御技術やセンシング技術についても経験が少なく,目で見ることが難しい現象を想像力を働かせながら理解することは難しいようであった.ただ,サンプルがあり,まずは模倣しながら再構成すればよかったので,大きなトラブルも無く,一通りの技術については理解でき,教育効果はあったのではないかと評価している.さらに,彼らオリジナルな移動体の製作には,学生らしい斬新なデザインとモーターの制御プログラムを改良し乗り心地を追求するなど,単に移動体を製作するにとどまらず,実用性,学術性が垣間見る活動となった.これら一連の作業を通じて,まずはトライ・アンド・エラーを繰り返しながら,最終的には成功体験による達成感,満足感が得られ,今後の彼らの学習に対する意欲が向上し,活躍が楽しみである.これらの結果をまとめ,国際会議で発表を行った.また,論文としてまとめ成果を公開する準備を進めている.また,今年度の取り組みによる問題点を洗い出し,改善案を取りまとめ,次年度の取り組みにフィードバックしたいと考えている.

本研究では人間が搭乗可能な2輪倒立型移動体を教材とし,学生自らが構造・制御技術およびプログラムを理解し,総合的に設計・製作を行うことを目的としている.この研究では,1から移動体を作りあげるのではなく,まず予め製作してあるものを分解し,その構造等を理解し,再構成・模倣を行ない,その後彼らのアイデアで新しい移動体を製作することをポイントとしている.ほとんどものづくりの経験の無い学生たちであったが,はじめに分解と再構成の経験を行ったことにより,基本的な技術を理解し,最終的には成功体験による達成感や満足感が得られ教育効果が認められた.申請書の実施計画に基づき,今年度の授業でもテーマとして学生に提案し,学生たちにはまず分解させ,再構成を通じて,構造,制御技術の取得を行ない,彼らオリジナルな移動体の製作を行わせる.また,成果を学会等の場で公開する計画である.申請書の実施計画に基づき,今年度の授業でもテーマとして学生に提案し,学生たちにまず分解させ,再構成を通じて,構造,制御,技術の取得を行ない,彼らオリジナルな移動体の製作を行わせる.また,成果を学会等で公開する計画である.工学教育モータやセンサー類が予定よりも安価に購入できたため次年度使用額が生じたモーターやセンサー等が予定よりも安価で購入できたため.今年度と同額で購入できる可能性が高いため,モータやセンサー類のスペックを上げる計画である.今年度と同額で購入できる可能性が高いため,モーターやセンサー等のスペックを上げる計画である.
アキレス腱断裂の予防に向けた研究ー剣道におけるアキレス腱障害を対象としてー

アキレス腱断裂は、競技復帰まで約半年、その後もパフォーマンスに長らく影響をもたらす重症度の高いスポーツ傷害である。剣道は、アキレス腱断裂が多く発生することに加えて、誘発事象が一定であるため、アキレス腱傷害の発生要因を検討しやすい種目である。本研究は、アキレス腱断裂の一次予防に向けて、断裂の前段階として関連があるとされる慢性的なアキレス腱障害の発生状況と要因を、若年剣道競技者において明らかにすることを目的とする。具体的には、若年剣道競技者におけるアキレス腱障害の1発生状況の実態調査、2発生に関わると考えられる因子の計測、3発生要因のロジスティック回帰分析による抽出、を行う。本年度は、上記の課題12を測定する準備段階として、剣道におけるアキレス腱障害発生の実態と発生因子のうち、質問で調査可能な項目を調査する質問紙の作成を行なった。対象者の特徴や置かれている環境、練習やトレーニング、ケアの内容について、本研究で対象とする高校生にもわかりやすく、かつ詳細な質問紙を作成するため、共同研究者とくり返し打ち合わせを行った。また、調査の際に、近年Oslo Sports Trauma Research Centerにて開発された慢性障害の標準的な調査方法を活用するため、専門家から情報を収集し、調査項目に日本語版の内容を反映した。さらに、調査協力校へ事前の打診を行なったところ、当初の予定よりも大規模な調査が行えそうであったため、質問紙の解析方法についての再検討も行なった。現在、作成した質問紙で情報が十分に収集できるかを検討するための予備実験を行なっている段階であり、これらの予備実験の結果に基づき次年度からの調査を実施する予定である。当初は今年度中に質問紙の予備実験と測定因子項目の信頼性・妥当性の検討まで完了予定であったが、質問紙における新たな調査項目の追加と測定因子項目の再検討を行なったため、計画よりやや遅れている。現在質問紙の予備調査を実施しており、概ね順調に進んでいる。また新たに検討した解析方法で調査を進めることで、質問紙の回答入力などの分析にかかる時間が大幅に短縮できる予定である。したがって、次年度は順調に研究を進行できると考えている。今年度は、予備実験と測定因子項目の信頼性・妥当性の検討まで完了予定であったが、質問紙における新たな調査項目の追加と測定因子項目の再検討のため、予備実験の実施や設備備品の購入まで進まなかった。次年度は、現在進行中の質問紙の妥当性・信頼性検討のための予備実験への協力者謝金や、再検討後の測定項目に則した設備備品の購入、測定信頼性の検討への協力者謝金のために、今年度の繰越金を使用する予定である。また、次年度は実際の調査・測定を実施するため、その他の助成金については当初の計画に沿って使用する。
新型シンチレータ結晶および検出器の開発と医療・原子力・宇宙分野などへの応用

本研究の目的は内在バックグラウンドがきわめて低く(1Hz/cc程度以下)、ガンマ線検出効率が高い(有効原子番号60程度以上)シンチレータの開発である。その候補としてハフニウム(Hf)を用いたシンチレータの開発に取り組んだ。ただしHfは融点が高いため、既存の結晶育成方法では結晶化が難しいという問題がある。そこで、放電プラズマ焼結(SPS)法を用いたセラミックスシンチレータの開発を昨年度から引き続き行った。昨年度はガンマ線応答が見えなかったCe添加SrHfO_3(有効原子番号64)について、本年度はアルミニウム(Al_2O_3)を1%添加することで、透過率が向上し、その結果、サブMeVのエネルギーをもつガンマ線にも応答があることが分かった。さらに、その減衰時間は22±1ナノ秒と非常に高速応答を持つこともわかり、これはPETカメラ等で汎用されている、LYSO結晶の減衰時間(約40ナノ秒)よりもはるかに短い値である。そのため、いまだ透過率等で更なる改善点があるもののPETカメラなどの医療用カメラへの応用に一定の道筋が得られた。このほかにも、昨年度に引き続き、真空紫外線発光シンチレータ(フッ化物シンチレータ)や酸化物、臭化物、塩化物シンチレータなどの材料探索を上記のSPS法のほかにブリッジマン法、チョクラルスキー法およびマイクロ引き下げ法などを用いて行い、検出効率だけではなく発光量の大きいシンチレータの探索なども行った。そこで、放電プラズマ焼結(SPS)法を用いたセラミックスシンチレータの開発を行った。その結果、Ceを添加したSrHfO_3の育成に成功し、アルファ線に対してシンチレータ応答があることを確認できた。このほかに、高融点結晶育成方法であるスカルメルト法によって育成したTb添加HfO_2結晶についてもシンチレータ応答があることを示せた。一方、Pbを使用した結晶は融点が低いものの、シンチレータ応答を示すものは少なかった。特にPbF_2は立方晶であるために結晶化は比較的に簡単であるものの、シンチレータ応答を示すことは大変難しかった。そこでPbF_2にさまざまな遷移金属を賦活剤として入れて、放射線応答がある物質の探索を行った。その結果、Hoを添加した場合にシンチレータ応答がある可能性を示すことができた。このほかに、真空紫外線発光シンチレータ(フッ化物シンチレータ)や酸化物、臭化物、塩化物シンチレータなどの材料探索を上記のSPS法のほかにブリッジマン法、チョクラルスキー法およびマイクロ引き下げ法などを用いて行い、検出効率だけではなく発光量の大きいシンチレータの探索なども行った。またシンチレータに対して2種類以上の賦活剤を共添加した場合の効果について考察をした。さらに真空紫外線発光シンチレータの光検出器としてのガス光電子増倍管の開発や、シンチレータの時間分解能測定機器の立ち上げなどの測定機器開発も行った。シンチレータの応用として、陽子線治療用モニタの開発やガンマ線バースト天体の観測計画にも参加した。ガンマ線高検出効率シンチレータとしてHfを用いたシンチレータの開発に成功し、一定の応答を示すことができたため、当初の目標よりも進んでいると考えている。また他の結晶育成にも成功し、シンチレータ応答を確認することができたため。23年度に育成したHf使用のシンチレータは発光量が低いという改良点があるため、今後はHfなどの高い有効原子番号を有し、かつバンドギャップ構造ができるだけ小さい(3.5eV以下)シンチレータ母材について探索してゆきたい。また、位置感度を持たせるためのファイバーシンチレータの開発についても、今年度から本格的に実施してゆく。

そしてファイバーシンチレータの光検出器として、現在は主に光電子増倍管を用いているが、今後はMPPCやAPDといった半導体検出器との組み合わせについても検討を重ねてゆく。
悪性骨軟部腫瘍に対する抗腫瘍剤動脈内投与による電気化学療法

1.平成13年度までに、表在性の腫瘍に対する電気化学療法の抗腫瘍効果を確認した。マウス背部皮下に移植した腫瘍に抗腫瘍剤を腹腔内投与後、表面電極による電気刺激治療を3回行なうことにより腫瘍が消失した。2.平成14年度は、抗腫瘍剤の局所注入が困難な深在性の腫瘍に対する経動脈的電気化学療法の効果を確認するために、まず坦癌家兎を作製した。日本白色家兎の大腿四頭筋内にVX3腫瘍小細胞塊を移植して、3週後に実験に供するに十分な腫瘍塊を作製できた。この坦癌家兎の腫瘍は鶏卵大で、大腿動脈によって栄養されていた。3.次に経動脈電気化学療法に使用するための、先端に電極のついた動脈留置カテーテルを作製した。4.四頭筋内坦癌家兎を以下の群に分けて殺腫瘍効果を生物学的・病理学的に検討した。:(1群)経静脈的にメソトレキセートを投与後、腫瘍をはさんだ皮膚に設置した電極で電気化学療法を行なう、(2群)腫瘍の栄養血管から経動脈的にメソトレキセートを投与するだけ、(3群)経動脈的にメソトレキセートを投与後、電極付き動脈内カテーテルと皮膚間に電気化学療法を行なう群。5.経動脈的電気化学療法を行なった(3群)では、腫瘍細胞の壊死とそれに引き続く肉芽形成がみられたが、この効果は他の群に比較して明らかに優れていた。皮膚においた2本の電極による電気刺激(2群)では、電極間の抵抗値が高くその効果が十分でなかったためと考えられる。6.腫瘍の栄養血管(動脈)に抗腫瘍剤を投与により腫瘍局所の薬物濃度を上げ、さらに血管内留置電極による電気刺激により、効率のよい電気化学療法が行なえた。これは表在性の腫瘍のように腫瘍内に抗腫瘍剤を局注できない深在性の肉腫に対して、有効な治療となりうる。1.坦癌動物の作成:マウス骨肉腫細胞を培養しC3Hマウスの皮下に移植し細胞増殖させた後、腫瘍を摘出しミンチしたものを、C3Hマウスの背部皮下に移植し坦癌マウスを作成した。2.電気化学療法の効果の検定:(1)単回治療成績:コントロール群、抗腫瘍剤群、電気刺激群、抗腫瘍剤・電気刺激群の4群に分けた。抗腫瘍剤としてメソトレキセートを用いた。電気刺激群では、皮下腫瘍を挟むように電極を設置しBTX社製のCUY-21を用いて100V/Cm、8サイクル、一回パルス50msecの電気刺激を加えた。処置後、経時的に皮下腫瘍のサイズを計測したところ、抗腫瘍剤・電気刺激群のみで有意な腫瘍の縮小を認めた。(2)複数回治療成績:(1)と同様に4群に対して、処置を1週間隔で3回行った。抗腫瘍剤・電気刺激群では、腫瘍消失したものがあった。生存曲線をプロットすると、抗腫瘍剤・電気刺激群では、他群に比して長期生存を認めた。3.電気化学療法の効果の波及する範囲の検討:腫瘍を挟むように2つの電極をあてて通電を行い、腫瘍の壊死範囲を組織学的に立体的に検討したところ、二つの電極を頂点とする楕円球状に組織の壊死がみられた。4.正常組織への電気刺激の安全性の検定:同様の電気刺激を正常組織(肺、肝、腎)に行い、1日後に屠殺して各臓器を組織学的に検討したところ、組織の変性や壊死等はみられなかった。今後、坦癌大動物における血管カテーテル電極を用いた動脈内抗腫瘍剤投与後の電気化学療法を行う予定である。

6.腫瘍の栄養血管(動脈)に抗腫瘍剤を投与により腫瘍局所の薬物濃度を上げ、さらに血管内留置電極による電気刺激により、効率のよい電気化学療法が行なえた。これは表在性の腫瘍のように腫瘍内に抗腫瘍剤を局注できない深在性の肉腫に対して、有効な治療となりうる。
わが国における法人税と個人所得税の負担調整のあり方に関する研究

1.わが国の法人税と個人所得税の負担調整方式として包括的事業所得税法(CBIT法)を採用する意義は次の三点にある。(1)CBIT法は課税投資家・非課税投資家を通じて同一の課税ルールによって、企業の資金調達に対して課税の中立性を達成できる。この点、完全統合法・インピュテーション法・支払配当控除法などに伝統的統合方法より優れている。企業段階での利子控除否定により利子・留保・配当に一律課税できるからである。(2)企業段階での一律源泉課税であるため税務執行が容易である。株式持ち合い・メインバンクが盛んなわが国にとって、この点の意義は大きい。個別株主の限界税率で課税する伝統的方法は、株式持ち合いなど企業単位の資産運用になじまないからである。(3)包括的所得概念による公平課税論を基準にしても、非課税組織に資金を提供しいる担税力ある投資家に課税できる点では伝導的方法より優れている。今後、資本市場で年金基金など非課税組織の重要性が高まることが予想されるだけに、このメリットも意義深い。2.CBIT法をわが国で適用する場合、以下の問題がある。(1)投資家段階での利子税を廃止しなければ借り入れが重課される。この点を克服する代案として修正CBIT方式が考えられる。完全利子控除制を続けすべての投資家の受取利子に配当・留保と同一の税率を課す方式でる。(2)適用課税を個人所得税の最高税率にすると、課税の公平上問題が多い。(3)開放経済下では源泉地主義の承認を意味する。3.以上をふまえてから今後次の点を深めたい。(1)公平課税論を基礎にしてのCBIT法・修正CBIT法の最適税率水準の考察。(2)開放経済下で、CBIT法・修正CBIT法・伝統的方法を中立性・公平性の観点から比較すること。本年度の研究によって以下の知見を得た。1.投資資金を留保で調達した場合の配当課税の効果に関するNew viewとold viewについて。(1)両者の基本的な差異は資本市場の不完全性と配当のnontax benefitの捉え方にある。(2)old viewによる配当のnontax benefitの定式化はアド・ホックであるが、資本市場における情報の不完全性を重視する立場自体は本研究にとって参考となる。(3)わが国の法人企業も投資資金の大半を留保によって調達している。しかも法人持ち合いの株式保有構造である。この場合、投資を留保で調達する「配当の二重課税」問題が生じるのか、どうか、また生じる場合の実現的重要性について綿密な検討を要する。今後の課題としたい。2.法人税と個人所得税の統合問題に関する米国財務省報告について。(1)同報告が最も重視する現行税制の弊害は、法人企業がequity調達より借り入れに多く依存し、マクロ的にみて景気循環リスクに対応できにくい財務構造を形成していることである。(2)同報告が結論づけたcbit法という統合方式は、配当税を現行より軽課しつつ利子税を強課して(1)を解決しようとする方法である。他方インピュテーション法は利子税負担を現状のままにして、配当税の軽課をめざす。同報告がcbit法を推薦し、インピュテーション法に反対した理由は、利子税強課による借り入れ抑制を企図したからであろう。(3)日本の法人企業の方が借り入れ比率が高い。しかし、わが国の場合、メイン・バンク制を中核とする銀行借り入れが主であり、個人借り入れより効率的な資金調達方法といわれる。

したがって利子控除制が引き起こすといわれるディストーションについても、わが国法人企業の財務構造の経済的特性をふまえて分析しなければならない。本年度の研究によって以下の知見を得た。1.株主の限界税率で課税しようとする伝統的統合方法-完全統合法・インピュテーション法・支払い配当控除法-については以下の限界を指摘できる。(1)課税投資家について、超過累進税率構造を前提とした場合、資金調達の選択に関する課税の中立性を達成するのは完全統合法のみである。他の二方式では限界税率が一定でtm=tg(1-c)+c(tm:配当税率、tg:キャピタルゲイン税率,c:法人税率)が成立しなければならない。これら二方式の根底にある包括的所得概念による累進課税論を前提とすると、以上の税率構造に関する制約は厳しく中立性の達成は困難である。こられの方法では配当・利子については投資家の限界税率で課税されるが、留保部分に対しては均一な法人税率が課されたままで負担調整がなされていないからである。(2)非課税投資家を想定すると、三つの方法とも課税の中立性確保と税収保持という要請が二律資反関係に陥る。伝説的方法は完全利子控除によって中立性を達成するからである。2.これに対しCBIT法(包括的事業所得税法)は(1)課税投資家・非課税投資家を通じて、同一の課税ルールによって課税の中立性を達成できる。企業段階での利子控除否定により利子・留保・配当に一律課税できるからである。(2)単なる企業段階での一律源泉課税であるため税務執行が容易である。(3)包括的所得概念を基礎にした公平概念によっても、非課税組織に資金を提供している担税力ある投資家に課税できる点で伝統的方法より優れている。3.したがってわが国でも、伝統的方法の採用を当然視するのではなく、CBIT法の適用を本格的に検討すべきである。
二次構造制御を基軸としたペプチド創薬研究

低分子医薬品と抗体医薬の特性を併せ持つ中分子ペプチド医薬品の開発が盛んに行われている。特に、タンパク質二次構造のヘリカル構造を模倣したオリゴペプチドは、DNAや他のタンパク質を認識し機能をコントロールできることから、安定なヘリカル構造を形成できるペプチドの設計は高機能中分子医薬品を開発する上で重要なアプローチのひとつである。本研究では、『二次構造制御を基軸としたペプチド創薬研究』を目的とした。具体的には、筆者がこれまでに開拓を行ってきた、短鎖ペプチドの二次構造制御に関する研究を基軸とし、DDSキャリアペプチドの開発、タンパク質間相互作用(PPI)阻害ペプチドの開発、標的タンパク質を分解誘導できるペプチドの開発、を行う。本年度は、環境に応じて二次構造が変化するDDSキャリアペプチドの開発を行った。すなわち、側鎖にグアニジノ基を有するプロリン誘導体(ProGu)をノナアルギニンに導入したペプチドAを設計・合成した。ペプチドAの二次構造をCDスペクトルにより解析した結果、pHおよび親水性の変化によりランダム構造からヘリカル構造へと構造変化することを明らかとした。またペプチドAは接着細胞(HeLa、A549、CHO-K1)、浮遊細胞(Jurkat)に対して高い透過性を持ち、エンドサイトーシスのみならず直接的な細胞膜透過能を持つことが示唆された。さらに、ペプチドAはプラスミドDNAの効率的な細胞内輸送キャリアとして機能することを明らかとした。環境に応じて二次構造が変化するDDSキャリアペプチドの開発に成功し、さらにプラスミドDNAの細胞内輸送キャリアとして機能することを明らかとした。今後、これらのペプチドを利用した高親水性薬剤や高分子薬剤の効率的な細胞内導入研究への発展が期待できる。本研究では、PPI阻害ペプチドの開発、標的タンパク質を分解誘導できるペプチドの開発も同時に行なっていることから、今後は開発したDDSキャリアをこれらのペプチドにコンジュゲートすることで細胞内導入率を高め、高活性化ペプチドの開発へと展開する。抗体医薬の機能をペプチド単位で発現させる中分子医薬品の開発が盛んに行われている。特に、タンパク質の二次構造の中でヘリカル構造はDNAや他のタンパク質を認識する上で重要な役割を果たしているために、安定なヘリカル構造を形成できるペプチドの設計は高機能中分子医薬品を開発する上で重要なアプローチのひとつである。そこで申請研究では、『二次構造制御を基軸としたペプチド創薬研究』を目的とした。具体的には、申請者がこれまでに開拓を行ってきた、短鎖ペプチドの二次構造制御に関する研究を基軸とし、DDSキャリアペプチドの開発、タンパク質間相互作用(PPI)阻害ペプチドの開発、標的タンパク質を分解誘導できるペプチドの開発、を行う。本年度は、ジ置換アミノ酸の特徴であるペプチドのヘリカル構造固定化を利用した、1側鎖に官能基を有するジ置換アミノ酸、および、2Post-modification可能なジ置換アミノ酸(piC4N3)の設計・合成を行った。さらに、これらのアミノ酸を含有するペプチドを合成し構造特性解析に関する研究を行なった。1および2のアミノ酸ともに、アキラルなApiをテンプレートとしているため、不斉合成を必要とせず容易に大量合成ができた。またこれらのアミノ酸は通常の固相法によりペプチドへの導入が可能であった。合成したジ置換アミノ酸ApiC4N3は短鎖ペプチドのヘリカル構造を制御できること、さらにペプチド上で側鎖を簡便に修飾できること、官能基の修飾によりペプチドの二次構造が変化しないことを明らかとした。ペプチドのヘリカル構造を安定化でき、さらにペプチド上で官能基変換ができる非天然型アミノ酸の開発に成功した。これらのアミノ酸は、簡便に大量合成できること、通常の固相法によりペプチドに導入できることから、様々な機能性ペプチド開発に有用である。本研究では、DDSキャリアペプチドの開発、PPI阻害ペプチドの開発、標的タンパク質を分解誘導できるペプチドの開発も同時に行なっていることから、今後は開発したアミノ酸を利用した機能性ペプチド開発へと展開する。

本研究では、PPI阻害ペプチドの開発、標的タンパク質を分解誘導できるペプチドの開発も同時に行なっていることから、今後は開発したDDSキャリアをこれらのペプチドにコンジュゲートすることで細胞内導入率を高め、高活性化ペプチドの開発へと展開する。当該研究テーマにおいて他の研究補助金も同時に使用していたため。
喫煙重度歯周疾患患者における歯周組織局所および血中可溶性接着関連分子の解析

喫煙重度歯周疾患患者25症例,非喫煙重度歯周疾患患者10症例を対象とし,歯周外科手術時に歯肉組織片を採取し、凍結切片を作成しモノクロナール抗体を用い免疫組織化学的手法により血管内皮細胞の接着分子の発現について検討した。ICAM-1の発現は、歯肉結合組織乳頭部,乳頭部直下のいずれにおいても血管内皮細胞に強い発現を認めた。また、歯肉上皮細胞においてもICAM-1は、陽性所見を示し、喫煙・非喫煙患者間で差異は認められなかった。CD62e(E-セレクチン)の発現は、喫煙患者においては歯肉結合組織乳頭において弱陽性の所見を示し乳頭部直下の歯肉結合組織の血管内皮細胞では、認められなった。CD62p(p-セレクチン)の発現は、ICAM-1の発現と同様に、歯肉結合組織乳頭部,乳頭部直下のいずれにおいても血管内皮細胞に強い発現を認めた。歯肉結合組織における炎症性細胞浸潤の程度は,今回対象とした喫煙・非喫煙者間で差異は認められなかったが、細胞構成に関して,HE,ギ-ムザ,メチルグリーン・ピロニン,トルイジンブルー染色により検索したところ喫煙重度歯周炎患者では,多形核白血球および形質細胞の占める割合が増加している。また、リンパ球中のγδ-T細胞についてもモノクロナール抗体を用い免疫組織化学的検討を加えたが、喫煙・非喫煙歯周炎患者ともγδ-T細胞の出現率は,5%以下であり差異は認められなかった。IL-8の発現に次いてモノクローム抗体を用いた免疫組織化学的検討を加えた結果,歯肉上皮結合組織では,陽性細胞は単核球,血管内皮細胞では認められず,一部の多形核白血球にのみIL-8陽性を示す所見が認められた。
形質膜裏打ちの超微形態と機能との相関

1.骨格筋細胞の形質膜裏打ちとジストロフィン局在モルモット下肢筋について、裏打ち蛋白質であるジストロフィンの局在様式を蛍光抗体染色し、共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。ジストロフィン染色は筋形質膜に沿って不連続性に局在した。また、筋線維端には極めて強い染色性が認められた。この部位は電顕的に裏打ち構造が発達していることから、ジストロフィンが筋原線維の膜付着に関与している可能性が示唆された。膜関連蛋白質の一つであるビンキュリンは形質膜に沿って横紋状に規則的な染色性を示し、ジストロフィンとは独立した局在であった。2.切腱した筋腱連結部の変化ラットヒラメ筋を切腱したのち、経時的に筋腱連結部の形質膜裏打ちの変化を電顕的に観察した。切腱1週で、筋原線維は強く破壊され、筋形質膜との連結を失い、Z板は肥厚したが、裏打ちの肥厚は認められなかった。Z板と裏打ちは互いに性質が異なることが示唆された。3.ガラス接着マクロファージのアクチン細胞骨格マウス腹腔からマクロファージを採取、カバーグラスに接着させ、接着面における細胞骨格の分布および形質膜との相互関係を電顕的に観察した。接着点に一致してアクチンフィラメントからなる星状構造が形質膜を裏打ちし、ガラス接着を補強していることが明らかになった。4.腱上皮細胞の形質膜裏打ちと微小管サワガニ歩行脚の横紋筋において、筋収縮力をクチクラ板に伝える腱上皮細胞内には無数の微小管の平行配列が観察され、微小管の両端は裏打ちを介して形質膜に連結されていた。微小管と裏打ちとの間には微細な線維構造が架橋しているのが見られ、裏打ちが微小管の形質膜付着にも力学的役割りを果たしていることが示された。1.骨格筋細胞の形質膜裏打ちとジストロフィン局在モルモットの下肢筋について裏打ち蛋白質であるジストロフィンの局右様式を蛍光抗体法により染色し、共焦点レ-ザ-顕微鏡にて観察した。その結果、ジストロフィン染色が形質膜に沿って不連続性に分布することを明確に示すことができた。筋腱連結部は形質膜裏打ちが発達しているが、この部位に極めて強いジストロフィン染色性が認められた。その染色は筋原線維付着部の裏打ちとよく一致しており、同一切片の光顕・電顕相関観察からも確認できた。2.カニ腱上皮細胞の形質膜裏打ちと微小管腱上皮細胞は横紋筋細胞の収縮力をクチクラ板に伝える細胞である。腱上皮細胞内に無数の微小管が細胞長軸方向に配列し、両端で形質膜に連結されていた。連結部位では形質膜裏打が発達しており、この裏打ちを介して微小管は形質膜に力を伝える様式をとっていた。詳細には、微小管を裏打ちとの間に無数の微細な線維構造が架橋しているのが見出された。架橋線維構造は直径が34nm、長さ50100nmで、裏打ちに近接する微小管のみに付着していた。微小管が形質膜に連結する仕組みをはじめて超微形態学的に明らかにした。3.マクロファ-ジのガラス面接着と細胞骨格ガラス面に接着したマウス腹腔マクロファ-ジについて、底面形質膜上の細胞骨格のみを残す試料をつくり、レプリカ法で電子顕微鏡的に観察した。底面形質膜上にはアクチンフィラメントからなる星状集積構造が夛数見出された。これに相当する構造は蛍光色したマクロファ-ジの共焦点レ-ザ-顕微鏡でも観察でき、ミオシンの共存も認められた。この構造に補強され、細胞はガラス面に強く接着することが示唆された。1.骨格筋細胞の形質膜裏打ちとジストロフィン局在モルモット下肢筋について、裏打ち蛋白質であるジストロフィンが他の膜関連蛋白質とどのような関係にあるかを二重蛍光抗体法で染色し、共焦点レーザー顕微鏡にて分析した。ビンキュリン抗体との二重染色では、ジストロフィンが形質膜に沿って不連続性に染色されるのに対し、ビンキュリンは横紋状に規則的な染色性を示し、両者はむしろ独立した局在を示した。一方、ジストロフィン結合蛋白質と考えられるA3はジストロフィンと局在が完全に一致し、両者が複合体をつくって存在することを示唆する。2.マクロファージのガラス面接着と細胞骨格マウス腹腔マクロファージをガラス面に接着させたのち、細胞を溶かすと、ガラス面に特異的なループ構造が残ることを電顕レプリカ法で明かにできた。ループ構造は生化学的には分子量にKDaと14KDaの蛋白質から主として構成されていた。ループ構造で接着している領域は反射共焦点顕微鏡にてフォーカルコンタクトの部位と一致した。底面形質膜に面してアクチン細胞骨格が発達しており、アクチンフィラメントとループ構造とが密接な位置関係にあることが超微形態学的に明らかになった。3.腱上皮細胞の形質膜裏打ちと微小管サワガニについて腱上皮細胞がいかに横紋筋細胞の収縮力をクチクラ板に伝えるかを超微形態学的に分析した。腱上皮細胞内には力の伝達方向に一致して無数の微小管が平行配列し、その両端は裏打ちを介して形質膜に連結されていた。

微小管と形質膜との連結様式の詳細を各種抽出法を用いて試料を作製して立体的に観察した。1.骨格筋細胞の形質膜裏打ちとジストロフィン局在モルモット下肢筋について、裏打ち蛋白質であるジストロフィンの局在様式を蛍光抗体染色し、共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。ジストロフィン染色は筋形質膜に沿って不連続性に局在した。また、筋線維端には極めて強い染色性が認められた。この部位は電顕的に裏打ち構造が発達していることから、ジストロフィンが筋原線維の膜付着に関与している可能性が示唆された。膜関連蛋白質の一つであるビンキュリンは形質膜に沿って横紋状に規則的な染色性を示し、ジストロフィンとは独立した局在であった。2.切腱した筋腱連結部の変化ラットヒラメ筋を切腱したのち、経時的に筋腱連結部の形質膜裏打ちの変化を電顕的に観察した。切腱1週で、筋原線維は強く破壊され、筋形質膜との連結を失い、Z板は肥厚したが、裏打ちの肥厚は認められなかった。Z板と裏打ちは互いに性質が異なることが示唆された。3.ガラス接着マクロファージのアクチン細胞骨格マウス腹腔からマクロファージを採取、カバーグラスに接着させ、接着面における細胞骨格の分布および形質膜との相互関係を電顕的に観察した。接着点に一致してアクチンフィラメントからなる星状構造が形質膜を裏打ちし、ガラス接着を補強していることが明らかになった。4.腱上皮細胞の形質膜裏打ちと微小管サワガニ歩行脚の横紋筋において、筋収縮力をクチクラ板に伝える腱上皮細胞内には無数の微小管の平行配列が観察され、微小管の両端は裏打ちを介して形質膜に連結されていた。微小管と裏打ちとの間には微細な線維構造が架橋しているのが見られ、裏打ちが微小管の形質膜付着にも力学的役割りを果たしていることが示された。
使用済み印刷製版フィルムからの銀とポリエステルの分別回収

現在、世界の銀の使用量は年間13,000トンであり、そのうちの約10%が印刷製版フィルムの感光剤として用いられている。使用済みの印刷製版フィルムは、特定の事業所から多量に排出されるが、銀の含有量が約0.9%と少ないせいもあって、銀(年間1,300トン)はもちろんベースフィルムであるポリエステル(PET:年間14万トン)も回収することなく、焼却などにより処理されている。本研究は、印刷製版フィルムから銀とPETを分別回収するシステムを構築し、使用済み印刷製版フィルムの完全リサイクルと廃棄量ゼロを実現することを目的としている。本年は、印刷製版フィルムに塗布されたゼラチン膜を迅速に加水分解できるプロテアーゼを分泌する微生物を自然界から探索し、その培養上清から酵素を精製した後、キャラクタリゼイションを行った。研究成果は以下の通りである。(1)ゼラチン膜を分解するプロテアーゼを産生する微生物のスクリーニング:通常環境下で生息する微生物に加え、アルカリ環境や高温などの特殊環境に生息する微生物を対象として、一次三次スクリーニングを行い、高いゼラチン分解活性を有する微生物を99株得た。(2)培養上清からのプロテアーゼの精製:第三次スクリーニングで得られた株のうち、最もゼラチン分解活性の高かったNF-0013株をジャーファーメンターによって大量培養し、培養上清のプロテアーゼを各種クロマトグラフィーを用いて精製した。全精製操作を通して、タンパク質当たりのゼラチン分解活性は109倍に高められた。SDS-PAGEにより、精製プロテアーゼの分子量は約30,000であることが明らかになった。(3)精製酵素のキャラクタリゼイション:NF-0013株の培養上清から精製した酵素のゼラチン分解活性におよぼす温度とpHの影響を調べた。その結果、至適温度および至適pHはそれぞれ40-45°CとpH10であることがわかった。
蓄圧,管制弁式燃料噴射系統による高圧噴射とその燃焼促進効果に関する研究

1.単圧縮試験装置による燃料噴霧の特性解析燃料噴霧の光学的観察が可能で、圧縮初温と圧力を独立に変化できる単圧縮試験装置により、蓄圧,高圧噴霧による燃料噴射の点火遅れ特性と初期発熱率係数について検討した。その結果、噴射圧力が20MPa以上になると点火遅れの影響は小さくなることや、初期発熱率係数は、雰囲気の温度,圧力それぞれの増大によって大きくなるが、初期発熱率係数に対する噴射圧力の影響として20MPa以上の領域では噴霧の微粒化特性の改善は小さく、噴霧の空気過剰率の変化による主燃焼領域の変化を通して燃焼が支配されることなどがわかった。2.蓄圧・管制弁式高圧燃料噴射系統の実験および計算による解析研究担当者らにより、噴射開始と噴射終りを別固のカムで独立に制御できる蓄圧・管制弁式燃料噴射系統を設計・試作し、その噴射特性を従来のジャーク式噴射系統と比較、検討した。単体実験の結果、試作した噴射系統は、低速回転でも高圧噴射が確保され、噴射末期の閉弁特性も優れるなどの特長を示すことが確かめられた。また噴射過程の計算解析から、噴射圧力波形を矩形に近いものにするには蓄圧器,管制装置,噴射ノズル管の管路をきわめて短くする必要があることが明らかとなった。3.蓄圧・管制弁式燃料噴射系統の供試機関への適用試作した噴射系統を、比較的小形高速の直接噴射式供試機関に装備して実験を行った。とくに中・低速域においてジャーク式の場合より高い噴射圧力を実現したところ、後燃えの減少による排煙濃度の顕著な改善が得られ、ジャーク式の場合には避けられなかった機関回転数の低下にともなう燃焼特性の悪化を解決できた。