hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
製品リユースの時間的限界のモデル化と設計戦略への適用に関する基礎研究

循環型社会実現のために、いわゆる3R(リデュース、リユース、リサイクル)の達成が求められている。中でも「リユース」は、使用済み部品の価値を維持可能で、かつ、新部品製造の環境負荷、コスト、および、廃棄物量を削減可能な有望な手段である。本研究の目的は、リユース可能性の時間的な限界の評価手法を提案することである。本研究で解決を試みる「リユースの時間的な限界」とは、製品組込型のリユースは製品販売と製品回収が重なった期間でのみ可能であり、家電製品等ではこの重なりが存在しないため、どのような設計上の工夫をしようとも、そもそもリユースが原理的に不可能であることを指している。本年度の成果は以下の通りである。1.限界リユース率評価のケーススタディ昨年度、製品の販売曲線と回収曲線の重なり部分の割合として定義、定式化した「限界リユース率」に基づき、計算機一式を使用して、限界リユース率評価ツールを開発した。さらに、このツールを用いて、具体的な例題に適用したケーススタディを実施した。その結果、長寿命型製品の場合は多世代設計が限界リユース率を高める鍵となること、逆に寿命が短く迅速に循環する製品の場合は、回収率の向上や販売期間の長期化が有効であることを理論的に明らかにした。2.寿命評価手法の検討昨年度の課題として、限界リユース率評価において、製品や部品の価値的、物理的寿命を考慮に入れていない点が挙げられた。そこで本年度は、特に評価が困難な価値的寿命を中心に検討を行い、既に提案してきた廃棄要因分析表を用いて、製品の廃棄分布から、価値的寿命、および、物理的寿命を推定し、リユース設計の指針とする手法の検討を行った。循環型社会実現のために、組立型製品に対して、いわゆ3R(リデュース・リユース・リサイクル)の達成が求められている。本研究の目的は、リユースを促進する上で本質的な問題のうち、以下に示す「時間の問題」を解決するために、長期にわたる製晶の販売、メンテナンス、回収パターンをモデル化することにより、リユース可能性の時間的な限界の評価手法を提案することである。さらに、評価されたリユース可能性を高める方法として複数機種間(バラエティ設計)や複数世代間(シリーズ設計)での部品共通化などの設計戦略の有効性を評価することを第二の目的とする。本研究で解決を試みる「時間の問題」とは、製品組込型のリユースは製品販売と製品回収が重なった期間でのみ可能であり、家電製品等ではこの重なりが存在しないため、どのような設計上の工夫をしようとも、そもそもリユースが原理的に不可能であることを指している。1.限界リユース率のモデル化上記の考え方に基づき、対象製品の販売曲線と回収曲線の重なり部分の割合と定義し、定式化した。さらに、幾つかの製品事例データを収集し、モデル作成用計算機一式を使用して、実際に限界リユース率を計算し、さらに、限界リユース率と種々の因子の関係を感度解析により分析した2.設計戦略の有効性の評価限界リユース率を高める方策として、バラエテイ設計、シリーズ設計、高信頼化設計による効果を上記の手法を拡張してモデル化し、ケーススタディを通じてその有効性と適用条件を明らかにした。特に、迅速循環製品の場合には同一製品を対象としたリユース設計が、長寿命製品の場合には、複数世代間の共通化設計(シリーズ設計)が有効であることを明らかにした。
慢性心不全患者の末期状態に関する看護師の判断を構成する要素と看護実践

循環器疾患患者の看護経験豊富な看護師が、何を手掛かりに慢性心不全患者の末期状態を判断しているのか、またその結果、どのような看護実践を行っているのかを明らかにすることを目的として、看護師へのインタビュー調査を行った。分析の結果、末期状態に関する看護師の判断として<日常生活での治療管理に関わらず増強する症状><今までの患者の様子を知っているからこそ気づく日常生活の過ごし方や動作のわずかな変化>などが抽出された。看護実践としては《データを患者にフィードバックし、患者本人が身体の変化に気づくのを待つ》《末期状態と未だ捉えていない他職種や看護師のケア目標を修正する》などが抽出された。慢性心不全の末期状態への移行は、患者の今後の治療やケアに関わる意思、望む生活のあり方について患者、家族、医療・介護職者がともにあらためて考え、話し合う、臨床的変化の重要な局面である。しかし、先行研究では、末期状態への移行を身体的所見のみから判断することは難しく、医療者が判断に苦慮している様子が示されている。本研究では身体面に限らず多面的に患者の末期状態を判断し、看護実践へとつなげている循環器疾患看護の経験豊富な看護師に着目し、看護師が何を手掛かりに患者の末期状態をとらえているのか、またその結果どのような看護実践を行っているのかを明らかにすることを目的とした。研究方法は、専門看護師・認定看護師を含む循環器疾患看護の経験豊富な看護師8名を対象とし、研究者独自作成の質問紙を用いた半構造化面接である。当該年度では、研究者所属機関の研究倫理審査委員会承認を得た後、研究協力施設(対象者所属施設)への研究実施依頼、面接調査のプレテスト、対象者1名への面接調査を実施した。現在、面接結果を逐語録に起こし、データの分析を行っている段階である。データ分析の結果、循環器疾患看護の経験豊富な看護師が、入退院を繰り返しているからこそわかる患者の個別的な様子の変化、患者の生活の中に表わされる身体状態のごく微細な変化を血液や画像データ所見といった知識で裏付けしつつ読み取り、患者のこれまでの状態との違いを医療チーム内で共有しながら、末期状態にあるとの確信を深めている様子が示された。本研究では身体面に限らず、多面的に患者の末期状態を判断し、看護実践へとつなげている循環器疾患看護の経験豊富な看護師に着目し、看護師が何を手掛かりに患者の末期状態を捉えているのか、またその結果どのような看護実践を行っているのか明らかにすることを目的とした。平成27年度は、研究協力施設および研究対象者への研究協力依頼、データ収集(専門看護師・認定看護師を含む循環器疾患看護の経験豊富な看護師8名を対象とした半構造化面接)を実施し、一部個別データ分析を行った。データ分析の結果、看護師は治療の段階や効果、日常生活場面におけるこれまでとは異なる患者の言動、前回入院から次の入院までの期間(短縮)などにもとづき末期状態の判断を行い、身体の変化に対する患者自身の気づきを促す、医師や他の看護師を巻き込みながらケアを進める、といった実践を通して、患者の望む過ごし方を可能な限り実現するための準備を整えていることが明らかとなった。平成29年度研究実施計画としては残りの個別データ分析・全体データ分析を行い、さらなるデータ収集の必要性の検討、メンバーチェッキングを通して研究データの精度を高め、論文作成を進める予定である。平成27年度前半には、研究協力施設および研究対象者への研究協力依頼を行い、大半の面接調査を実施できた。しかし後半には一部の研究対象者との面接調査日程調整の難航等の状況があり、平成27年度末の進捗状況としては全面接調査を終了したものの、データ分析は個別データ分析の途中までとなっている。慢性心不全患者が最期まで望む生き方を支援するためには、患者個別の病みの軌跡の局面を捉え、局面に応じた最適な看護を実践することが必要である。本研究は医療・ケアの方向性の確認や変更等において重要な局面である「末期状態」を、看護師が何を手掛かりとして捉えているのか、その結果どのような看護実践を行っているのかを明らかにすることを目的とした。循環器看護の経験豊富な看護師8名を対象に半構造化面接を行い、インタビュー内容を質的帰納的に分析した。看護師はこれまで末期状態の判断基準として示されてきた「治療が無効となる」「前回入院から次の入院までの期間の短縮」といった医学的判断基準の他に、<長年行ってきた健康管理が身体の「しんどさ」から続けられなくなる><再入院の要因が変化する><今までどおりの日常生活動作だけでも症状悪化を来す><今までよりも多くの休息が必要になり日常生活動作にいつも以上に時間がかかる><食事のとり方や横になっている時間が増えるなど1日の過ごし方が変化する>など慢性心不全患者の末期状態を多面的に捉えていることが明らかとなり、患者の「生活」を通して末期状態を捉える看護独自の判断のあり方が示された。また、看護実践としては《モニタリングのフィードバックを通して患者の身体の変化への気づきを待つ》《患者の病気に対する思いを聞いていく中で身体の変化への気づきを促し、患者の望む過ごし方について引き出す》

《ケア方針共有のために多職種にも末期状態であることへの気づきを促す》《「苦しい症状を取れる」ことを患者に前もって情報提供する》《これまで強調してきた日常生活管理の指導から管理の方法を「緩める」など今後を楽に過ごしていける方法を患者に提案する》《患者・家族への今後の経過に関する説明を医師に促す》などが示され、やがて来る終末期を見通して看護師がケアのあり方を意図的に変化させていることが示された。循環器疾患患者の看護経験豊富な看護師が、何を手掛かりに慢性心不全患者の末期状態を判断しているのか、またその結果、どのような看護実践を行っているのかを明らかにすることを目的として、看護師へのインタビュー調査を行った。分析の結果、末期状態に関する看護師の判断として<日常生活での治療管理に関わらず増強する症状><今までの患者の様子を知っているからこそ気づく日常生活の過ごし方や動作のわずかな変化>などが抽出された。看護実践としては《データを患者にフィードバックし、患者本人が身体の変化に気づくのを待つ》《末期状態と未だ捉えていない他職種や看護師のケア目標を修正する》などが抽出された。当初の研究計画では、対象者への面接調査が完了している予定であったが、研究協力施設および研究対象者との面接調査日程調整が難航したことで計画に遅れが生じている。現在も日程調整を継続しており、調整がつき次第、遅延が解消できるものと考えている。研究対象者8名のうち、5名が専門看護師あるいは認定看護師であった。一部の個別データ分析を終了した現段階において、エキスパートナース以外の看護師のデータがさらに豊かになる可能性があり、エキスパートナース以外の研究対象者を拡大し、より広くデータを収集する必要性があることがわかった。今後はさらなる研究フィールドの開拓が課題となると考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。臨床看護学1.面接調査日程調整およびデータ収集:研究対象者への研究協力依頼、面接調査の日程調整を行い、データ収集を進める。2.データ分析とデータの精度向上に向けた取り組み:データ収集の初期段階では面接調査と並行して個別データ分析を行い、次回面接調査までの課題の探索、必要に応じて質問項目の精錬をし、研究目的に沿い、より豊かなデータが収集できるよう努める。データ収集の発展段階では、研究対象者の背景の相違等によるデータの類似性や差異、個別データと全体性との関係に留意し、データ収集計画(対象者人数、研究協力施設等)見直しの必要性の判断を行いながらデータ分析を進める。データが飽和し、データ分析が完了した際には、結果について可能な限り対象者に確認し、確実性を高める。3.研究成果報告:次年度(平成27年度)にはデータ分析結果を論文としてまとめ、看護系学会誌に投稿、看護系学術集会での発表に向けた演題登録を行う予定である。
ラウエ法の基礎としての酵素反応機構の速度論的解析

1.caged化合物の光分解反応の検討昨年度に続き、種々のcaged化合物の光分反応について、pH・照射光の波長・照射光の強度依存性を解析した。2.光照射及び反応追跡用装置の試作1.の結果を基にして、caged化合物を光分解させ、その後の酵素反応を追跡するための、反応追跡用装置を試作した。この装置をレーザー光装置に装着することによって、光軸合わせ等の煩雑な測定機器の調整が不要となる上、蛍光スペクトル・吸収スペクトルの同時測定も可能となった。3.溶液中における酵素反応過程の解析結晶中の酵素反応過程を時間分割ラウエ法で解析するために、2種類の酵素(アスパラギン酸アミノ基転移酵素、および、ω-アミノ酸:ピルビン酸アミノ基転移酵素)の溶液中における基質との反応過程をストップトフロー法で解析した。アミノ基転移酵素については、時分割ラウエに適した変異型酵素を、部位特異的変異法・キメラ酵素作製法により調整した。また、ω-アミノ酸:ピルビン酸アミノ基転移酵素については、ラウエ法による測定と同条件下デ、セレノヒポタウリンその他の基質との反応をストップトフロー法を用いて解析した。
高速原子間力顕微鏡による膜輸送タンパク質の動作機構の解明

高速AFMで膜輸送タンパク質1分子の構造ダイナミクスを詳細に可視化するためのAFM技術開発と、分子機能過程を明らかにするためのイメージングを行った。技術開発ではスキャナーのXY走査における板バネ構造の改良による走査精度の向上と広域・狭域の走査範囲を分担した新しい走査機構の開発に成功した。また電位依存性プロトンチャネル(VSOP)を脂質二重膜へ再構成し、上記の技術を用いて1分子イメージングを行った結果、10nm程の球状分子と20nm程のリング状構造の分子の観察に成功し、リング状構造が2つに分離する過程も観察された。本研究により脂質膜中でのVSOPの新たな構造学的知見が得られた。膜輸送タンパク質には、チャネルやトランスポーターなど、疾患に関わり創薬のターゲットとなるものが数多く存在するが、一方でその分子構造や動作機構が明らかにされたものは限られている。そこで本研究では、生体分子の動態をリアルタイムで直接観察できる高速原子間力顕微鏡(高速AFM)を用いて、膜輸送タンパク質の多量体状態や構造変化を1分子レベルで可視化し、その動作機構を明らかにすることを目的とする。本年度は、1生理溶液中において膜輸送タンパク質の分子構造を高分解能で可視化するための高速AFM装置の構築と2観察に適した膜輸送タンパク質試料の調整および条件検討を行った。1の高速AFM装置の構築にあたって、高いSN比でカンチレバーの振動振幅を検出可能なフーリエ振幅計測法の導入を行うと共に、高精度に走査可能なスキャナーの開発を試みた。XおよびY方向に圧電素子で駆動する機構を改良することで、スキャンの位置精度を向上させた。このスキャナーの性能評価を行うため、HOPG(グラファイト)のSTM観察を行った所、炭素原子が蜂の巣状に配列した原子構造を撮影することができた。また2の膜輸送タンパク質の高速AFM観察として、電位依存性プロトンチャネル(VSOP)の脂質膜への再構成と1分子イメージングを行った。その結果、直径10nm程度の球状分子と直径20nm程度のリング状構造の分子が脂質二重膜中で観察された。同様の構造形態は変異体S188Cでも観察され、さらに野生型をイメージング中にN末抗体を投与した結果、脂質膜中の分子に抗体分子が結合する過程が観察された。また、膜輸送タンパク質の膜中でのダイナミクスを観察可能にするため、集束イオンビームを用いて基板表面にナノメートルサイズの穴を作成し、脂質二重膜で覆うことにより、支持基板のない中空膜環境を構築することができた。膜輸送タンパク質を脂質膜中でナノメートルオーダーの空間分解能、ミリ秒オーダーの時間分解能で直接可視化する高速AFM装置の構築を行い、実際にAFM観察を行うための膜輸送タンパク質試料の準備がおおむね順調に進んだ。これにより1分子イメージングに取り組むことができたため。膜輸送タンパク質には、疾患に関わり創薬のターゲットとなるものが数多く存在するが、その分子構造や動作機構が明らかにされたものは限られている。本研究では、高速AFMで膜輸送タンパク質1分子の構造ダイナミクスを詳細に可視化するためのAFM技術開発と、その機能過程を明らかにするためのイメージングを通して、膜輸送タンパク質の1分子レベルでの動作過程を可視化し、機能メカニズムを明らかにする事を目指した。今年度は、前年度開発した高速AFMスキャナーを更に発展させ、走査範囲を分担した新しい構造のスキャナーを考案した。広域走査は伸びの大きな駆動機構にし、一方で狭域は伸びが小さく高周波駆動可能な機構を採用する事により、ターゲットとする膜輸送タンパク質1分子を従来よりも高解像度かつ高速で撮影可能なスキャナーの開発を行った(特許出願)。また、生体分子の機能過程の観察にはその環境が重要となる。特に温度は生体分子の反応速度や相互作用に重要な要素である事から、観察環境の温度制御機構の開発に取り組んだ。透明導電膜付ガラスに電極を取り付け、絶縁断熱ホルダーで囲った高速AFM溶液チャンバーを作成した。これを用いて、高速AFMで2種混合脂質膜を観察中に電極間に電圧を印加した結果、片方の脂質の相転移温度付近で脂質ドメイン構造が融解する過程の観察に成功し、サンプルの温度を正確に制御可能である事を示した。さらに膜輸送タンパク質のダイナミクス観察として、脂質膜へ再構成した電位依存性プロトンチャネル(VSOP)を高速AFMで観察した結果、直径約20nmのリング構造の分子が、観察中に2つに分離する過程が撮影された。VSOPは2量体を形成し、協調してチャネル開閉を制御していると考えられてきたが、構造的知見は限られていた。今回の結果はVSOPが機能ユニットとして、脂質膜中で2量体を形成している事を示唆していると考えられる。

本年度に構築した高速AFM装置をもとに、引き続き膜輸送タンパク質の1分子イメージングに取り組んでいく。また、支持基板のない中空膜環境の作成条件を最適化し、膜輸送タンパク質の1分子レベルでのダイナミクスの観察に取り組む。これらをもとに、膜輸送タンパク質の挙動を解析し、動作メカニズムを明らかにする。生物物理学
香港で発生した新型H5インフルエンザウイルスの起源と変異

1997-1998年にかけて香港において鶏由来高度病原性インフルエンザウイルスがヒトに伝播し、18名の市民が感染し、うち6名を死に至らしめた。このウイルスはいずれの株も鶏に対しては一様に全身感染を引き起こし、高い致死性を示したが、哺乳動物に対する病原性では明らかに2つのグループに区別された。すなわちグループ1は50%マウス致死量(MLD_<50>)が0.3から11PFUの間であり、もう一つのグループ2はMLD_<50>が10^3以上であった。この成績から鶏由来高度病原性インフルエンザウイルスの哺乳動物に対する病原性にはウイルス蛋白の一つであるヘマグルチニンの開裂性に加えて、さらに別の因子が関与しているものと推察された。一方、野生水禽由来の弱毒インフルエンザウイルスを鶏で継代することにより、弱毒株が強毒の家禽ペストウイルスに変異することが明らかとなった。この成績は自然界の水鳥が保有している弱毒のインフルエンザウイルスが鶏に伝播し、そこで受け継がれる間に病原性を獲得し得る潜在能力を保持していること、また鶏体内にはそのような強毒変異株を選択する環境要因が存在することを示している。また、この過程で得られた一連の病原性変異株はインフルエンザウイルスの宿主適応や病原性獲得機序のさらなる解明のための有用なツールとして今後の研究に利用できる。そしてそれはプラスミドから変異インフルエンザウイルスを作出可能なリバースジェネティクス法の併用によって、さらに確実な研究成果が期待されるであろう。現在はその実験系を用いた人工ウイルスの作出に成功しており、今後、最終段階である感染実験による病原性獲得因子の解析を計画している。本研究の最終目的は新型インフルエンザウイルス流行のメカニズムの分子基盤を明らかにすることである。具体的には1997年の香港における新型H5インフルエンザ流行時に、現地で申請者自らが感染源と考えられる鳥類から分離したH5ウイルスの性状解析を実施し、これらのウイルスが(1)どこから来たのか?(2)何故、宿主の壁を乗り越えてトリからヒトに感染したのか?(3)哺乳動物にどのような病原性を持っているか?について分子レベルで解明を試みる。まず、本年度の実験成績から以下のことが明らかとなった。(1)香港で分離されたH5ウイルスは2つのグループに分かれた。一つはマウスに対して脳を含む全身で増殖し、高い致死毒性を有するグループで、もう一つはマウスに対して呼吸器以外では増殖性を示さない中等毒の性状を示すグループである。このことは、哺乳動物において、インフルエンザウイルスの全身性増殖を規定する因子は複数存在することを示している。(2)遺伝子の系統解析の結果から、両グループのウイルスともすべての遺伝子が他のウイルスとは異なる系統に属しており、既存のヒト流行株との遺伝子再集合は起こしていないものと考えられた。(3)香港で分離されたH5ウイルスは過去に世界中で家禽から分離されたH5ウイルスと比較してヒトの気管上皮細胞での増殖性が強い傾向が認められた。以上の成績から、香港H5ウイルスは鶏から直接人に伝播したことはほぼ間違いないと考えられた。次年度はこれらのウイルスのレセプター特異性の違いについてさらに詳細に比較解析すると共にレセプター特異性以外の宿主域規定因子について実験モデルを用いて検討を試みる計画である。1997年末から1998年初頭にかけて香港で鶏由来家禽ペスト型強毒インフルエンザウイルスが鶏から人に直接伝播し、6名が死亡した。このウイルスは鳥由来ウイルスでありながら哺乳動物に対しても病原性を示す宿主域の広いウイルスであることがその後明らかとなっている。一方、我々は野生水禽由来の弱毒インフルエンザウイルスA/whistling swan/Shimane/499/83(H5N2)を鶏で継代することにより、弱毒株が強毒の家禽ペストウイルスに変異することを明らかにしてきた。

その過程で我々は本ウイルスが哺乳動物であるマウスに対しても病原性を獲得していることを明らかにした。そこで本研究では新型インフルエンザウイルス流行のメカニズムを明らかにする目的で、継代により哺乳動物に対する病原性を獲得したこの継代変異株の病原性および遺伝子解析を実施した。特に本年度はマウスに対する神経病原性を中心に詳細に解析を試みた。その結果、本変異株は経鼻接種による体内での増殖部位が呼吸器上皮細胞と神経系に限られており、かつ脳内で最も早期に抗原陽性となる部位が孤束核であったことから、知覚神経を上行することにより中枢神経病変を形成するに至った可能性が高いと考えられた。次に哺乳動物に対する病原性を規定する部位を明らかにする目的で、最近開発されたプラスミドから人工インフルエンザウイルスを作出するリバースジェネティクス法の確立を試みた。弱毒親株の8本の遺伝子セグメントの各々全長をPCR法を用いて増幅し、プラスミドpHH21およびpCAGGSにサブクローニングした。現在、それらの遺伝子フラグメントに変異が無いことを確認中である。終了次第、人工ウイルスの作出に取りかかる。従って次年度は引き続きこのリバースジェネティクス法による変異の導入を継続し、哺乳動物に対する病原性獲得の分子基盤解明を目指す。1997-1998年にかけて香港で6名の市民を死に至らしめた鶏由来家禽ペスト型インフルエンザウイルスは鳥由来ウイルスでありながら哺乳動物に対しでも病原性を示すウイルスでった。一方、我々はこれまで野生水禽由来の弱毒インフルエンザウイルス(499株)を鶏で継代することにより、弱毒株が強毒の家禽ペストウイルスに変異することを明らかにしてきた。その過程で本ウイルスが香港ウイルスと同様に哺乳動物であるマウスに対しても病原性を獲得していることを明らかにした。本研究の最終年度である本年度はまずニワトリに対して増殖性の異なるこれら一連の継代株の遺伝子を詳細に比較解析した。さらにその解析結果をもとに種々の変異を導入した人工ウイルスをリバースジェネティクスにより作出してその性状を調べることにより、インフルエンザウイルスの宿主適応や病原性獲得機序の解明を目指した。その第一段階としでまずリバースジェネティクスによる組み換え499(r499)株を作出した。親株及びそのニワトリ継代株(24a)の8本のウイルス遺伝子分節の全塩基配列を決定し、両株間での推定アミノ酸配列の比較を行った結果、PB2蛋白3ケ所、PB1蛋白1ケ所、PA蛋白1ケ所、NP蛋白2ケ所、HA蛋白13ケ所、NA蛋白4ケ所、M1蛋白2ケ所(M2蛋白1ケ所及びNS1蛋白2ケ所のアミノ酸置換と24a株におけるNS1の218-247aa領域の欠損が確認された。次に親株の各分節遺伝子cDNAをpol.ベクターにサブクローニングし、各々のプラスミドをトランスフェクションした293T細胞の培養上清を発育鶏卵尿膜腔内に接種したところ感染価23×10^7PFU/ml、HA価128倍のr499株を回収することに成功した。以上の成績から、リバースジェネティクスにより水禽由来インフルエンザAウイルス499株の組み換えウイルス系が確立された。
医療機関待合と服薬指導における効果的な簡易的禁煙支援法の開発

【目的】第2次がん対策推進基本計画では平成34年までに成人喫煙率を20%から12%に低減する目標を掲げている。医療機関や行政は啓発活動や禁煙支援を行っているが、いまだ十分とは言い難い。また保険薬局では、禁煙指導が調剤報酬に算定されないことや調剤・服薬指導業務のため十分な禁煙支援が行えないとの声も多い。本研究では保険薬局で行える簡便な禁煙支援法を開発することを目的とし同法の効果を検討した。【方法】同意を得た長崎市薬剤師会会員薬局の18薬局で研究を行った。18薬局を無作為に2群(介入薬局群と非介入薬局群)に分けた。対象者は6ヵ月以上継続して来局している喫煙者の中で研究に同意を得た者とした。介入薬局群に来局した対象者へは通常の服薬指導と共に事前に作成した禁煙啓発リーフレットを投薬時に調剤済薬剤へ半年間同封した。非介入薬局群では来局した対象者へ従来通りの投薬と服薬指導を行った。両群とも患者の意志による禁煙相談については対応を行った。研究開始時と研究開始6ヵ月後の来局時において質問紙法と禁煙行動の有無を調査した。又、禁煙行動が認められたものについては、さらに6ヵ月後の禁煙継続について追跡した。【結果】対象者は231名(介入薬局群:146名、非介入薬局群:85名)であった。うち研究開始6ヵ月後に有効な回答を得られた124名(介入薬局群:74名、非介入薬局群:50名)について検討した。禁煙試行者は介入薬局群9名、非介入薬局群1名であり、本研究で開発した禁煙支援法により禁煙試行率が有意に上昇した(p=0.048)。禁煙を試行した者でさらに6ヵ月間の禁煙を継続した者は介入薬局群3名、非介入薬局群0名であり有意差はなかった。本研究では、病院・診療所・保険薬局の待ち合いと、保険薬局での服薬指導時において、現行の業務に及ぼす影響・時間的負担が少ない、汎用性のある簡易的禁煙支援法を開発しパッケージ化することを目的とする。そのため開発した簡易的禁煙支援法を用いて、病院・診療所・保険薬局の待ち合い時間と保険薬局での服薬指導時にRandomized Controlled Trialを行い、喫煙者の禁煙開始率・禁煙成功率そして意識変容などについて評価する。本年度は、文献検索や学会大会・研究会での情報交換などにより、すでに禁煙支援法として確立されている5R5Aアプローチ法、行動変容ステージ理論、動機づけ面接等の方法を医療現場に合わせる形で統合し、実際のできるだけ業務に影響しないように使いやすい形でパッケージ化した簡易的禁煙支援法の保健薬局むけの初版案を作成した。そして実際の保健薬局で業務をされている長崎市薬剤師会所属の薬剤師の先生方にご意見を頂き、初版修正を行った。それを用いた研究長崎大学大学院の倫理委員会に本研究を研究方法を認めていただき、長崎市薬剤師会のご協力の下で複数の保険薬局(介入群9薬局・コントロール群8薬局)において前向きの介入研究を始めた。現在は介入期間の途中であるが、現時点で介入群は9薬局で121例、コントロール群は8薬局で74例の被験者にご協力いただき、研究を継続している。今後は、保険薬局での介入観察を継続するとともに、病院・診療所での待ち合いでの介入研究についても進めていくことを予定している。本年度は長崎市薬剤師会の御協力の下、保健薬局をフィールドとした研究を開始できたため。

今後は、引き続き保健薬局をフィールドとした介入研究を継続するとともに、病院・診療所をフィールドとした研究を立ち上げることを予定している。当初、予算計画していた時よりも研究フィールドとしての研究参加薬局の獲得と連絡、そして研究周知がスムースに行えたため。今後、研究に参加してくださる被検者の方を予定人数まで満たすことができるよう、また研究の質を上げることができるように、研究を行っていく予定である。
鉄系形状記憶合金の制振特性とその発現機構

Fe-Mn-Si基形状記憶合金(FMS)やFe-Mn制振合金(BFM)を対象として、擬弾性、内部摩擦および低サイクル疲労特性に関する系統的調査を行った。FMSは、(1)A_s点以上M_d点以下で現れる変態擬弾性、および(2)A_s点以下でも現れる変態擬弾性とは異なるメカニズムの擬弾性を示すことがわかった。後者の擬弾性には熱的に励起された半転位の運動が寄与する。内部摩擦の測定では、FMSがひずみ振幅依存型の制振挙動を示すことも判明した。さらに、10^<-4>以上の大ひずみ振幅に対する制振特性を低サイクル疲労試験によって測定した結果、繰り返し引張圧縮塑性変形によりγ/ε界面が可逆的に運動することが判明した。以上の現象はいずれもγ/ε界面または積層欠陥(半転位)の静的または動的な運動が関与するものであり、相互に関連している。FMSにNbC炭化物を微細析出させると、微細NbCがε相の核生成サイトとなってε板が微細化し、形状記憶特性や変態擬弾性などの静的界面運動の可逆性が向上するが、内部摩擦、大ひずみ振動吸収などの動的界面運動は妨げられることもわかった。一方、BFMでは、変形時すべり変形を生じて、応力誘起ε変態が部分的になるため、FMSより大ひずみでの制振特性は劣るが、積層欠陥を高濃度に含むため、擬弾性や内部摩擦の値はFMS同程度かそれ以上に高い。さらに、Si量やMn量を変化させた合金の磁気変態点、母相強度、積層欠陥エネルギー、εマルテンサイト生成量増加などを整理した結果、対地震用制振効果を得るための条件が以下の通り判明した。(1)M_s点およびT_N点が室温以下であること、(2)積層欠陥エネルギーが低く、母相強度が高いこと。Fe-28Mn-6Si-5Cr-0.53Nb-0.06C (mass-%)形状記憶合金(Fe-SMA)を溶体化処理または加工熱処理することにより、それぞれ、固溶Cまたは微細なNbC炭化物を含む状態として、擬弾性、内部摩擦および低サイクル疲労特性を測定した。微細NbCは応力誘起ε相の核生成サイトとなることにより、形状記憶特性を改善することが既にわかっている。Fe-SMAは次に示す二タイプの擬弾性を示すことがわかった:1)A_s点以上M_d点以下の温度範囲において変態擬弾性を示す、2)室温で数%引張変形を施すと、応力誘起εと母相γの可逆的界面運動に起因する擬弾性を示す。NbC析出型合金はM_d点が高く、C固溶型合金よりも大きな擬弾性を示した。Fe-SMAはひずみ振幅依存型の内部摩擦を示すことも判明した。内部摩擦はひずみ振幅が10^<-4>以上になると急激に上昇する。また、応力誘起ε相は内部摩擦を上昇させることも判明した。NbC析出型合金の方がC固溶型よりも変形による内部摩擦の上昇がわずかに高かった。しかし、同様の対比実験を、二元系Fe-17Mn制振合金をベースにC固溶型とNbC析出型を作製して行ったところ、変形の有無にかかわらず、NbC析出型合金はC固溶型よりも低い内部摩擦を示した。低サイクル疲労試験の結果、Fe-SMAを繰り返し引張圧縮塑性変形するとγ/ε界面が可逆的に運動することもわかった。この性質を利用して、従来の制振合金よりも大ひずみで振動を吸収することが可能となる。

C固溶型は繰り返し加工硬化が極めて小さいこともわかった。以上の結果および組織観察により、微細NbCは、ε相の核生成サイトとなってε板を微細化させることにより、形状記憶特性や変態擬弾性などの静的界面運動の可逆性は向上させるが、内部摩擦、大ひずみ振動吸収などの動的界面運動は妨げることが判明した。平成18年度には、Fe-Mn-Si基形状記憶合金の制振特性が可逆的γ〓ε変態に起因することを見出した。本年度は、Fe-Mn二元系制振合金、Fe-Mn-Si基形状記憶合金の基本合金組成を出発点として、Mn濃度、Si濃度を調整し、合金の相変態温度、積層欠陥エネルギー、降伏強度が異なる合金を作製し、制振特性、物理諸特性、内部組織を調査した。作製する合金組成は以下ニシリーズである。(1)Fe-xMn-ySi-zNbC,(x=17,30;y=0,3,6;z=0,0.5mass-%)(2)Fe-xMn-6Si-5Cr-zNbC,(x=20,22,24,26,28;z=0,0.5mass-%)上記(1)のシリーズでは、積層欠陥エネルギーが低いがM_s点が室温より高いFe-17M丑合金と、積層欠陥エネルギーはやや高いがM_s点が室温直下のFe-30Mn合金においてSi添加量の影響を調査した結果、Si量が増加による磁気変態点T_N点の低下、母相強度の上昇、積層欠陥エネルギーの低下、εマルテンサイト生成量増加などが系統的に整理できた。上記(2)のシリーズでは、Mn量の減少による、28Mnから22Mnの間におけるM_s点の変化に伴う変形挙動や相変態挙動の緩やかな変化と、22Mnと20Mnの間でのα'マルテンサイト発生による変形挙動の変化が明らかになった。以上を整理することにより、対地震用制振効果を得るための条件が以下の通り判明した。(1)M_s点およびTN点が室温以下であること(2)積層欠陥エネルギーが低く、母相強度が高いこと
ヒト表皮角化細胞の分化誘導時におけるTGF-βの内因性の活性化に関する研究

Transforminggrowthfactor b(TGF-b)は表皮角化細胞自身が産生するオートクリン生長因子の一つであり、表皮角化細胞の細胞増殖の制御に重要な役割を果たしている。TGF-bは不活性型で産生され活性化されて作用を発揮する。表皮細胞の分化時の増殖抑制にも分泌されたTGF-bの内因性の活性化が最も重要な段階であることが予想されている。そこで本研究では表皮角化細胞の分化誘導時のTGF-bの内因性の活性化が存在するかどうか、存在すればその機序を検討することを目的とした。研究の概要(1)ヒト表皮角化細胞の培養はMCDB-153を用いた無血清培養法にて行った。(2)ヒト表皮角化細胞の分化誘導は培養液のCaイオンを低濃度(0.1mM)から高濃度(1.8mM)に変更することにより行った。分化誘導により細胞増殖が抑制された。(3)TGF-bの定量は当初CCL(ミンク肺細胞樹立株)を用いた生物学的アッセイにより行っていた。しかしこの方法では誤差が大きく分化誘導時と非分化誘導時の比較は困難であった。MLEC(ミンク肺上皮細胞樹立株)にPAI-1プロモーター/ルシフェラーゼ遺伝子をレポーター遺伝子としてトランスフェクトさせたPL-MLEC株を用いた生物学的アッセイ法はより誤差が少ない。TGF-bの定量法を本方法に変更した。分化誘導時にはTGF-bの活性が増加した。(5)nPAおよびplasminの中和抗体およびplasminに対する阻害剤により分化誘導時の増殖抑制が部分的に阻害された。(6)nPAおよびTGF-bのc-DNAを調整した。今後nPAおよびTGF-bの分化誘導時と非分化誘導時のm-RNA発現量をノーザンブロット法により比較する予定である。
集積化知能システム極限材料・プロセス

(1)世界最高品質のSiGe材料を、実質的に偏析のない界面作製技術が導入されたガスソースMBEを用いて作製し、発光効率の高いSiGe/Siヘテロ構造とよく制御された量子ドットの作製研究を基に、電子と正孔の移動度が各々室温で2千、1700の世界最高記録を達成し、FET開発の見通しを得た。(2)水素終端Si(100)の900°Cでの熱酸化膜の表面凹凸は一原子ステップ程度になり、更に、酸化の進行とともに周期的変化し、これが界面準位密度分布の周期的変化と対応することを見い出した。また、励起酸素活性種を用い、原子層で制御した2-6nmの極薄酸化膜が300-500°Cの低温で形成され、更に、活性種の反応が自己律速する新しい界面平坦化機構を発見した(3)結晶中に導入した非平衡濃度の点欠陥の緩和過程で誘起される原子の再配列効果を逆に無欠陥化手段として利用する"Defect-active Processing"を提唱し、実証した。(4)大気温暖化対策用ガスを用いて0.15μm径、アスペクト比15、70nm迄マイクロローデイングが無い及びSi0_2孔を形成し、その形成機構、高温壁では高次ラジカル種が低時に変換される現象を解明し、孔底のSi自然酸化膜の新除去法を開発した。(5)Ti/Si界面にSiGe層の挿入により、n、p型に対するコンタクト抵抗率を2桁低減させた。(6)誘電体/磁性体複合化により有機物層で検出した光情報を,強誘電体の分極情報を経て、磁性半導体のスピン情報、電気伝導情報へと多段階情報伝達が可能であることを示した。(7)デバイス作製プロセスを分子レベルで設計することのできる分子設計支援システムをを世界的にも初めて開発し様々なプロセスに適用し、そのダイナミクスの解明に成功した。また、量子化学に基づく理論化学的手法により、水素終端Si表面でのSiH4等の熱分解やCuCVDの素反応過程の解明を系統的に行った。(8)基板バイアス定数の極めて大きいDynamic Threshold MOS構造を提案し、既存のFETの電流駆動力を2倍に増大させ基板バイアス定数の極めて大きいDynamic Threshold MOS構造(EIB・DTMOS)を提案した。(白木)nチャンネルの歪みSi/SiGe選択ドープヘテロ構造をガス/固体ソースMBEで作製した。Siチャンネル幅が十分広い場合には、移動度は期待通りだったが、幅が狭くなると、界面の凸凹による移動度の制約が生じ、極端に狭い井戸では、ホッピング伝導が観測された。(服部)導電性プローブ/AFMで測定した膜厚約0.7nmのケミカルオキサイド膜を介したトンネル伝導が、膜中のSi-H結合をSi-O結合に変えることにより変化し、この変化がこの膜中のSi-H結合を介した電子のトンネル伝導によることを明らかにした。(鶴島)イオン照射非平衡点欠陥導入の緩和による原子の再配列効果において、FIBを用いて照射ド-ズレートを10^<13>10^<16>/cm^2に変化させ、損傷領域形成の動的挙動を調べ、緩和過程の特性時間と拡がりの特性長を推定する手法を開発した。(松波)

酸素活性種を用いて300500°Cで形成した極薄SiO_2膜では、堆積速度の基板温度依存性による活性化エネルギは熱酸化と比べて約1/10と低くく、またSiO_2/Si界面の形成過程は熱酸化膜と同様の機構を持つが、安定なSiO_2迄の遷移層の幅、構造は異なると考えられる。(堀池)水素終端Si表面へのF原子の初期暴露では、水素は除去されずにSi最表層に浸入し、原子状とSi-F結合の2状態を示す。また、正と負イオンの交互照射により、ノッチとRIEラグの無いエッチングを達成した。(安田)Ti/Si_<0.8>Ge_<0.2>/Siヘテロ構造コンタクト界面では、nとp-Siの両方に対しTi/Si系よりも低いショットキー障壁高さを示す。これは、700°C熱処理によりSi側にGeリッチ層が、金属側に仕事関数の低いC-54Ti(SiGe)_2が形成されたことによる。また、Ti/Si界面でのSi中へのTi原子拡散による欠陥準位は、Ti/Si/Ti積層構造にすることで著しく抑制された。(白木)SiGe/Si変調ドープ系にいおて、歪みSiがチャンネルとなる2DEGにおいては、チャンネル幅変化により、移動度の上限決定散乱因子が、遮蔽クーロン散乱から界面ラフネス散乱で変化することを観測した。歪みSiGeをチャンネルとする2DHGおいては、混晶散乱の影響が大きく、歪みによるバンド構造の変化から予想される移動度の増大は見られなかった。(服部)表面形態が界面構造の周期的変化に対応して周期的に変化すること、界面構造の周期的変化が層状に起こる領域の大きさが平均酸化膜厚0.7nmにおいて36nmであること、界面近傍の価電子帯端はバルクの場合と約0.2eV異なること、界面における価電子帯端の不連続量が界面構造を反映することなどを見出した。(鶴島)Si結晶中に導入されたイオンビーム照射誘起欠陥のダイナミクスを実験的に調べ、10^<12>Ar^+/cm^2'sオーダの照射レートでは室温400°Cの温度範囲で欠陥の回復反応と再結晶化プロセスが顕著に進行することを確認。Co/Si界面の照射誘起原子混合過程を調べ、室温近傍での照射におけるCoSi形成過程が組成原子の拡散律速に支配されることが判明。(松波)酸素励起活性種を用い、300600°Cの低温で3-7nm厚さの極薄SiO_2を形成した。酸化時間の適切な条件で電子トラップ密度の少ない高品質極薄膜を形成できた。膜厚の任意の変化により、量子効果トンネル伝導による電流を制御でき、Siとの界面電子物性を評価した。(堀池)F_2分子/水素終端Si(111)表面反応で、SiF単分子層形成の自己停止反応を初めて見出し、単SiF層は18eVのAr^+イオンビーム照射より離脱し始める。10%C_4F_8/Arを用いた酸化膜の高アスペクト比の「抜け性」の良いエッチング条件はC_4F_8の流量のみで一義的に決まることを見出した。(安田)Ti/SiGe/Si(100)系で、Ti/半導体界面の組成および反応生成物とショットキー障壁高さ及びコンタクト抵抗率の関係を明らかにした。また、Si(100)基板上にエピタキシャル成長したCoSi_2膜の結晶学的構造と高温熱処理に対する安定性を調べ、CoSi_2膜からのCo原子のSi基板中への拡散によりピンホール形成が律速されていることが判明。
神社本殿における彩色・紋様の基礎的諸問題

本研究は寺院と神社につけられる建築装飾彩色のうち、神社本殿について検討を加えたものである。神社本殿は当初、素木造のものと丹塗のものが存在した。組物は舟肘木であったが、組物や中備である蟇股を導入することで、繧繝彩色や極彩色を組物や彫刻部分に施すようになったと考えられる。彩色紋様は修理や屋根替えの折に塗り替えられるために古いものが残りにくく、現在、桃山時代位までしか、当初の彩色紋様は遡りえないと考えられる。そのため、まず室町時代後期の状態を追求するためには、寺院仏堂内にある厨子や宮殿の彩色紋様を調査する必要性が明らかとなった。また、近畿地方の神社本殿の遺構を調査してみると、例えば和歌山県下の遺構の多くは極彩色を施した華麗なものが多いが、いずれも江戸時代後期のもので、建物の建立年代まで遡りうる例は認められなかった。しかしながら、本研究を通じて建築装飾彩色と建築様式に深い関連の存在することが確認されると同時に、中世仏堂の内部にも金襴巻のように同種のものが残されており、これらと補完しあうことにより、古建築全体の建築装飾彩色について明らかにしうるのではないとの感触もうることができた。加えて、仏堂にも丹塗のほかに素木造とする例も多く、その場合、内部の彩色はどうなるか、などの問題についても基礎的な調査の必要性が判明した。神社本殿の彩色紋様は遺構の上ではその頂点が桃山時代とみられるものの、文献上は鎌倉時代より認められ、応永年間頃には地域差はあるにしろ、彫刻細部を多くもつ本殿は極彩色を施され、彩色紋様も施されていたものと推定された。建築の彩色と文様は年代的にみると室町時代以降に、特に神社建築一本殿に顕著にみられ、地域的には畿内に目立つ。京都・奈良・大阪・和歌山をみると、大阪周辺の重要文化財指定の遺構、ないし近世初頭の遺構に極立って認められる。室町時代の重文指定遺構についてみると、現在、極彩色の施されている遺構の多くは後世のものであることが判明し当研究の困難さを改めて感じたが、それだけに研究の必要性を認識した。しかし一方で、彩色が失なわれながらも、風触差によって文様ー例えば柱頭に施される金襴巻、長押の隅角部に施される入八双の金具形の文様などは、柱に平行光線をあてることで明らかになる例があり、当初の色彩は失なわれていても、文様が判明する例のあることがわかり力を得た。こうした彩色・文様は数次にわたり修覆されている場合が多いが、判明するのは現状ーそれも剥落している場合が多いが、と当初の文様がわかるのみであることが多く、それだけに現状の彩色・文様を重視し写真撮影等によって資料化する必要性がある。しかしそれには重文指定の遺構のみの調査だけでは明らかに不十分で、各地で確認されている未指定遺構を加えて、それが当初からかどうかを判定しつつ、資料に加える必要性があり、特に大阪府下での調査と和歌山県北部ー特に大阪と隣接する区域の遺について調査・検討することを次年度にも継続したい。これまでの結果を総合すると、神社本殿の彩色、文様のピークは桃山時代であったと考えられ、壁面に絵画を大胆に描く。また各部に描写される文様はかなりパターン化されるようになるが、長押ばかりか頭貫に文様を描く例も早くからあり、桁にしても正面だけでなく、下面・裏面にも描くものがでる。また、背面や側面の慕股を絵で描写するなど、神社本殿における正面性の強調ないし、背面の意匠の省略といった傾向が読みとられる。

本研究では彩色・紋様の発達をみた地域を近畿地方とみて、そこに中心をおきながら、全国に散在する重要とみられる遺構について調査してきたが、本年度はその捕捉調査とまとめを行った。まとめにあたっては地域性と彩色年代に留意した。幾内を地域別にみると、和歌山県下に濃厚に彩色・紋様の装飾を施した神社本殿が多く、これに隣接する大阪府南部、奈良県南部の紀の川筋の遺構も同様の傾向を示した。これに対して滋賀県下では室町時代より素木造の伝統が強く、その詳細は不明なから、軸部を丹塗とするものすら多くなく、日吉大社のように桜門等を丹塗とするものでも、本殿の素木造としている。極彩色を施すのは寛永年間の後半からである。これに対して京都府下では御香宮・北野天満宮・与杼神社など、慶応年間後半の建物には極彩色が目立ち、近畿圏ではこの頃が彩色・紋様の装飾のピークをなしたものとみられる。大阪府下で極彩色を施した本殿は泉南地域に顕著であるが、大きくみると、北部の遺構は保守的で、素木造のものも分布する。しかし慶応期の遺構には極彩色を施したものが存在する。なお、壁画については触れなかったが、桃山時代のものは、側面柱間二間を一画面として描くなどおおらかに描く。全般的にみると、時代的いは慶応をピークとして華やかな彩色紋様が流行したとみられる。
毛根を用いた先天性皮膚疾患の遺伝子解析法の開発

文書により研究同意を得た健常人ボランティアより毛根を20本程度採取して、total RNAを抽出した。精製後、マイクロチップ電気泳動システム(コスモアイ)を用いてRNAの分解がないことを確認後、逆転写反応とCy3標識反応を行い、試料に含まれる全てのmRNAからCy3標識されたアミノアリルaRNAを増幅・合成した。この増幅産物をDNAマイクロアレイチップをもちいて、ハイブリダイゼーションをおこない、毛根に発現する遺伝子のスクリーニングを行った。スクリーニングの結果、ケラチン17、ケラチン10、トランスグルタミナーゼ1、SPINK5等の遺伝性皮膚疾患の原因遺伝子の発現が確認された。しかし、ケラチン1など発現が確認されない遺伝性皮膚疾患関連遺伝子も存在した。文書により研究同意を得た健常人ボランティアの毛根より、total RNAを抽出し、high fidelityのポリメラーゼを用いたRT-PCRを種々の条件のもとでおこなった。その結果、翻訳領域を全て含んだケラチン17、ケラチン10、トランスグルタミナーゼ1、SPINK5のcDNAを増幅することができた。このPCR産物はシーケンスすることにより目的とする遺伝子が増幅されていることを確認した。これらのプロトコールは今後の臨床における先天性皮膚疾患の確定診断に役立てていく予定である。一連の実験により、ケラチン17、ケラチン10、トランスグルタミナーゼ1、SPINK5は毛根をもちいた遺伝子解析が確定診断に使用できることが分かった。
ポリゲルミルイオンラジカルの生成と反応性の研究

14族元素(特にケイ素、ゲルマニウム等)が連なった化合物(カテネート)の反応を明確にし、その化学を一層発展させるために重要な反応中間体としてのポリゲルミルイオンラジカル(陰イオン、陽イオン)の構造、反応性を化学反応的にまた分光学的に研究することを目的とした。(1)ポリゲルミルイオンラジカルを反応中間体とする反応研究一電子移動反応;ジクロロメタン溶液中、ポリゲルマンとテトラシアノエチレン(TCNE)の混合物のUVを測定すると、電荷移動(CT)吸収スペクトルが観測でき、その吸収極大はゲルマニウムの鎖長の増加とともに長波長側にシフトをする。測定した吸収極大値は、対応するポリゲルマンの第一イオン化ポテンシャルおよびUVスペクトルにおける遷移エネルギー値とそれぞれ非常に良い相関を示す。興味あることに、ポリゲルマン-TCNEのCT錯体の室温では安定であるが温和な条件では徐々に1:1付加体を生成する。クロラニル,ジシアノジクロロキノンなどの電子受容体の場合でも同様である。この付加体生成の中間体としてポリゲルマンから電子受容体への電子移動の結果生成するポリゲルミル陽イオンラジカルが重要な役割をする。(2)ポリゲルミルイオンラジカルの生成と同定;パルスラジオリシス法においては、溶媒の使い分けによりラジカル陽イオン(塩素系溶媒中)、およびラジカル陰イオン(THF溶媒中)を過渡的に形成することが可能である。様々な分子量をもつ直鎖ポリゲルマンのイオンラジカルを測定すると、原料であるポリゲルマンに比較して、紫外・可視部の吸収に加えて赤外部にブロードな吸収が観測された。14族元素(特にケイ素、ゲルマニウム)が連なった化合物(カテネ-ト)の反応を明確にし、その化学を一層発展させるために重要な反応中間体としてのポリゲルミルイオンラジカル(陰イオン,陽イオン)の構造(電子状態等も含む),反応性を化学反応的にまた分光学的に研究することを目的とした。(1)鎖状および環状ポリゲルマンの合成と物性;鎖状および環状ポリゲルマンの合成はトリメチルクロロゲルマンとジメチルジクロロゲルマンをアルカリ金属で縮合させることにより合成した。ポリゲルマンのUVスペクトルを測定すると、極大吸収波長(λmax)値はポリゲルマンの鎖長(n)の増加と共に長波長側にシフトし、n=30程度からλmax値がほぼ一定の値となる。この現象の説明としてσ(GeーGe)結合間の相互作用によるGe骨格に沿ってσ電子が非局在化し、HOMO(σ)エネルギ-順位が昇位するものとして説明できる。これらの事はポリゲルマンの電気化学的な酸化電位およびイオン化ポテンシャルの結果からも支持される。(2)ポリゲルマンーTCNE電荷移動反応;ジクロロメタン溶液中、ポリゲルマンとTCNEの混合物のUVスペクトルを測定すると、電荷移動(CT)スペクトルが可視部に観測され、その吸収極大(υmax)値はnの増加と共に長波長にシフトする。こうして得られたυmax値は、対応するポリゲルマンの第一イオン化ポテンシャルおよびUVスペクトルにおける遷移エネルギ-値とそれぞれ非常に良い相関を示す。観測されるCTスペクトルは室温では比較的安定であるが、適当な条件では徐々に減少し、1,2ー付加生成物を与える。またこの電荷移動反応の重要な中間体であるポリゲルミル陽イオンラジカルの電子状態を分子軌道法を使用して考察した。(1)ポリゲルミルイオンラジカルを反応中間体とする反応研究ー

電子移動反応;ジクロロメタン溶液中、ポリゲルマンとテトラシアノエチレン(TCNE)の混合物のUVを測定すると、電荷移動(CT)吸収スペクトルが観測でき、その吸収極大はゲルマニウムの鎖長の増加とともに長波長側にシフトをする。測定した吸収極大値は、対応するポリゲルマンの第一イオン化ポテンシャルおよびUVスペクトルにおける遷移エネルギー値とそれぞれ非常に良い相関を示す。興味あることに、ポリゲルマンーTCNEのCT錯体は室温では安定であるが温和な条件では徐々に1:1付加体を生成する。クロラニル,ジシアノジクロロキノンなどの電子受容体の場合でも同様である。この付加体生成の中間体としてポリゲルマンから電子受容体への電子移動の結果生成するポリゲルミル陽イオンラジカルが重要な役割をする。(2)ポリゲルミルイオンラジカルの生成と同定;パルスラジオリス法においては、溶媒の使いわけによりラジカルカチオン(塩素系溶媒中)およびラジカルアニオン(THF溶媒中)を過渡的に形成することが可能である。様々な分子量をもつ直鎖ポリゲルマンのイオンラジカルを測定すると、原料であるポリゲルマンに比較して紫外・可視部の吸収に加えて赤外部にブロードな吸収が観測された。