hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛋白吸着能と抗菌性をもつキトオリゴ糖の接着領域への応用に関する研究

生物由来物質であるキチン・キトサンの有する,蛋白吸着能,細菌の増殖抑制能といった特質を歯科補綴領域に応用し,象牙質接着能,抗プラーク・抗齲触性等を有する新しい対象牙質用接着材料を開発する事を目的として本実験に着手した.今回,特にキトサンが,水,及び歯科において頻用される酸希釈液に良く溶解することに着目し,象牙質塗布用プライマーとしての適用を試みる事とした.プライマーの溶媒としては,頻用される水,アルコール,アセトン等を考え,セルフエッチングプライマーに用いる接着能を有する各種機能性モノマーは本実験からは除外した.また,合着用セメントの液成分としても使用されるポリアクリル酸についても評価対象に加える事とした.まずイオン交換水を溶媒とし,スーパーボンドC&Bを用いた引張り接着試験により牛前歯唇側象牙質を10%クエン酸水溶液によるエッチング処理後の歯面に対するキトオリゴマー溶液の影響を評価した.またキトオリゴマー溶液塗布後の牛象牙質表面のAFM観察を行った.さらに溶媒をポリアクリル酸に変更し,同様にスーパーボンドC&Bを用いた引張り接着試験を実施した.また,プライミングという事から4-META/MMA系のスーパーボンドより,他のいわゆるコンポジット系接着システムに組み込む方がより効果をあらわす可能性もあると考え,パナビア及びクリアフィルの接着システムについても,エッチング処理後の牛象牙質表面にキトオリゴマー溶液を塗布し引張り接着試験を実施した.今後さらにキトオリゴマーの至適濃度や溶媒の種類については引き続き検討していく必要があるが,これまでの結果により,キトオリゴマーの歯科接着領域への応用の可能性が確認された.生物由来物質であるキチン・キトサンの有する,蛋白吸着能,細菌の増殖抑制能といった特質を、歯科補綴領域に応用し,象牙質接着能,抗プラーク・抗齲触性等を有する,新しい対象牙質用接着材料を開発する事を目的として,本実験に着手した.今回,特に,キトサンが,水,及び歯科において頻用される酸希釈液に良く溶解することに着目し,まず,キトサン及びキトオリゴマーの,象牙質塗布用プライマーとしての適用を試みる事とした.キトオリゴマーをプライマーとして適用するには,まず,適切な溶媒を決定する事が必要である.プライマーの溶媒として頻繁に用いられるものとして,水,アルコール,アセトン等を考えている.またセルフエッチングプライマーにおいては各種機能性モノマーが用いられるが,それ自体接着能を有するものであり,キトオリゴマーの接着効果が立証されて後,双方を混在させた試作プライマーを用いた評価を行う事とし,本実験初期段階における溶媒としての適用からは除外する事とした.また,合着用セメントの液成分としても使用されるポリアクリル酸についても評価対象に加える事とした.まず,イオン交換水を溶媒としたものについて,実験に着手した.牛前歯唇側象牙質を10%クエン酸水溶液によるエッチング処理後,キトオリゴマー溶液を滴下,乾燥後,スーパーボンドC&Bを用いた引張り接着試験により初期接着強度の評価を実施した.現在,キトオリゴマーの溶解パーセンテージを変化させながら接着強度の比較検討を行い,至適濃度を探っている段階である.今後は,溶媒をポリアクリル酸に設定したものを試作プライマーとし,接着強度への影響を評価していく予定である.生物由来物質であるキチン・キトサンの有する,蛋白吸着能,細菌の増殖抑制能といった特質を歯科補綴領域に応用し,象牙質接着能,抗プラーク・抗齲触性等を有する新しい対象牙質用接着材料を開発する事を目的として本実験に着手した.今回,特にキトサンが,水,及び歯科において頻用される酸希釈液に良く溶解することに着目し,象牙質塗布用プライマーとしての適用を試みる事とした.プライマーの溶媒としては,頻用される水,アルコール,アセトン等を考え,セルフエッチングプライマーに用いる接着能を有する各種機能性モノマーは本実験からは除外した.また,合着用セメントの液成分としても使用されるポリアクリル酸についても評価対象に加える事とした.まずイオン交換水を溶媒とし,スーパーボンドC&Bを用いた引張り接着試験により牛前歯唇側象牙質を10%クエン酸水溶液によるエッチング処理後の歯面に対するキトオリゴマー溶液の影響を評価した.またキトオリゴマー溶液塗布後の牛象牙質表面のAFM観察を行った.さらに溶媒をポリアクリル酸に変更し,同様にスーパーボンドC&Bを用いた引張り接着試験を実施した.また,プライミングという事から4-META/MMA系のスーパーボンドより,他のいわゆるコンポジット系接着システムに組み込む方がより効果をあらわす可能性もあると考え,パナビア及びクリアフィルの接着システムについても,エッチング処理後の牛象牙質表面にキトオリゴマー溶液を塗布し引張り接着試験を実施した.今後さらにキトオリゴマーの至適濃度や溶媒の種類については引き続き検討していく必要があるが,これまでの結果により,キトオリゴマーの歯科接着領域への応用の可能性が確認された.
免疫細胞の炎症局所浸潤機構の解明とその制御

炎症・免疫細胞の炎症局所への浸潤は病原体を排除するのに必須の生体防御機構であるが、同時に自己免疫・アレルギーなどの病態形成に関与する。本研究では、各細胞サブセットがさまざまな炎症組織に浸潤する分子機構やその機能調節について解析を行った。まず、免疫細胞の炎症局所浸潤を媒介する細胞表面L-selectinの機能制御に関与すると考えられる可溶型L-selectinをコードする新規ヒトアイソフォームを同定した。また、T細胞の炎症皮膚への浸潤を司るセレクチンリガンド活性を制御する修飾酵素の発現がサブセットにより異なることを明らかにした。さらに、炎症時のT細胞の鼻粘膜浸潤に関わる候補分子を同定した。炎症・免疫細胞の浸潤は病原体を排除するのに必須の生体防御反応であるが、同時に自己免疫・アレルギーなどの病態の原因でもある。炎症局所には、炎症を誘発するサブセットだけではなく、制御性T細胞などの免疫抑制機能に特化したサブセットも浸潤し、局所での反応はその総和として理解される。したがって、各サブセットについて、細胞浸潤を制御する方法を提供できれば、細胞機能を標的にした従来の薬剤とは異なる方法で、自己免疫・アレルギーなど多くの難治性炎症性疾患の治療が可能になる。本研究は、セレクチンとそのリガンド、およびリガンド活性を制御する修飾酵素に焦点を絞り、特定の免疫細胞サブセットの炎症局所浸潤の分子機構やその時空的制御を解明することが目的である。本年度は、エフェクター/メモリーT細胞の炎症局所への浸潤を媒介するセレクチンリガンドの活性制御機構を明らかにするため、マウスの皮膚へのハプテン塗布による接触過敏症モデルを用いて、感作リンパ節におけるエフェクター/メモリーT細胞の動態と、セレクチンリガンド活性に関与すると考えられるリガンド修飾酵素群の発現について検討した。その結果、エフェクター/メモリーCD4およびCD8 T細胞では、それぞれナイーブCD4およびCD8 T細胞に比較して、セレクチンリガンド活性の上昇とともに、糖転移酵素Fut4、Fut7、Gcnt1および硫酸転移酵素Chst2の発現が上昇することを見いだした。さらに、感作後のエフェクター/メモリーT細胞では、非感作時のエフェクター/メモリーT細胞に比較して、Fut7の発現が上昇する一方、Chst2の発現が低下することを見いだした。したがって、エフェクター/メモリーT細胞の炎症局所への浸潤は複数のセレクチンリガンド修飾酵素により制御されることが示唆された。免疫細胞の炎症局所浸潤は病原体を排除するのに必須の生体防御反応であるが、同時に自己免疫・アレルギーなどの病態の原因でもある。炎症局所には、炎症を誘発するサブセットだけではなく、免疫抑制機能に特化したサブセットも浸潤し、局所での反応はその総和として理解される。したがって、各サブセットの浸潤を制御する方法を提供できれば、細胞機能を標的にした従来の薬剤とは異なる方法で、自己免疫・アレルギーなど多くの難治性炎症性疾患の治療が可能になる。本研究は、セレクチンとそのリガンド、およびリガンド活性を制御する修飾酵素に焦点を絞り、特定の免疫細胞サブセットの炎症局所浸潤の分子機構を解明することが目的である。昨年度、エフェクター/メモリーCD4およびCD8 T細胞のセレクチンリガンド活性とリガンド修飾酵素群の発現について検討した結果、それぞれナイーブCD4およびCD8 T細胞に比較して、セレクチンリガンド活性の上昇とともに、糖転移酵素Fut4、Fut7、Gcnt1および硫酸転移酵素Chst2の発現が上昇することを見いだした。そこで本年度は、制御性T細胞(CD4+CD25+FoxP3+)におけるセレクチンリガンド修飾酵素群の発現について、マウスの接触過敏症モデルを用いて検討した。その結果、制御性T細胞では、ナイーブCD4細胞に比較して、Fut7、Gcnt1、Chst2の発現が著しく上昇することを見いだした。一方、エフェクター/メモリーCD4およびCD8 T細胞で見られたFut4の発現上昇はわずかしか見られなかった。さらに、感作後の制御性T細胞では、非感作時に比較してGcnt1とFut7の発現が上昇する一方、Chst2の発現が低下することを見いだした。したがって、セレクチンリガンド修飾酵素群の発現パターンの変化が制御性T細胞の炎症局所への浸潤を制御することが示唆された。炎症局所には、炎症を誘発するサブセットだけではなく、免疫抑制機能に特化したサブセットも浸潤することから、各サブセットの浸潤を制御する方法を提供できれば、細胞機能を標的にした従来の薬剤とは異なる方法で自己免疫・アレルギーなど多くの難治性炎症性疾患の治療が可能になる。本研究では、特定の免疫細胞サブセットの炎症局所浸潤の分子機構について、2つのマウス炎症モデルを用いて解析した。平成25年度および26年度は、接触過敏症モデルにおいて、エフェクター/メモリーCD4およびCD8 T細胞では、それぞれナイーブCD4およびCD8 T細胞に比較して、セレクチンリガンド活性の上昇とともに、セレクリンリガンドを修飾する特定の糖転移酵素および硫酸転移酵素の発現が上昇することを示した。一方、制御性CD4 T細胞では、これらの転移酵素の非感作時発現および感作による発現変化がエフェクター/メモリー細胞と異なることを示し、炎症局所への浸潤を司るセレクチンリガンドの活性制御機構がサブセットにより異なることを明らかにした。28年度は、アレルギー性鼻炎モデルにおいて、エフェクター/メモリーCD4 T細胞が鼻炎誘導時に鼻粘膜に顕著に浸潤することを示した。

さらに、リンパ球が感作される場と考えられる鼻咽頭関連リンパ組織(NALT)ではCCR3およびCCR10 mRNAの発現が上昇し、鼻粘膜に浸潤したCD4 T細胞の一部がCCR3またはCCR10を発現することを見いだした。そこで、CCR3とCCR10のリガンドCCL28の発現を検討した結果、鼻粘膜上皮で亢進を認めたことから、エフェクター/メモリーCD4 T細胞はCCL28とCCR3/CCR10により鼻粘膜に浸潤する可能性が示された。炎症・免疫細胞の炎症局所への浸潤は病原体を排除するのに必須の生体防御機構であるが、同時に自己免疫・アレルギーなどの病態形成に関与する。本研究では、各細胞サブセットがさまざまな炎症組織に浸潤する分子機構やその機能調節について解析を行った。まず、免疫細胞の炎症局所浸潤を媒介する細胞表面L-selectinの機能制御に関与すると考えられる可溶型L-selectinをコードする新規ヒトアイソフォームを同定した。また、T細胞の炎症皮膚への浸潤を司るセレクチンリガンド活性を制御する修飾酵素の発現がサブセットにより異なることを明らかにした。さらに、炎症時のT細胞の鼻粘膜浸潤に関わる候補分子を同定した。エフェクター/メモリーT細胞および制御性T細胞の炎症時の動態およびその分子機構の解析について、予定通りに進行している。免疫学エフェクター/メモリーT細胞および制御性T細胞の炎症浸潤機構については、鍵となるセレクチンリガンド修飾酵素を同定できたので、これらの酵素の機能の人為的制御を目指して、計画通り研究を進める。好中球の炎症局所浸潤を媒介するセレクチンリガンドの解析については、解析に必要なFut4およびFut7両欠損マウスの導入が遅れたため、進展が遅れている。エフェクター/メモリーT細胞の炎症時の動態の解析については予定通りに進行している。好中球の炎症局所浸潤を媒介するセレクチンリガンドの解析については、リガンドの性状の解明の鍵となるFut4およびFut7両欠損マウスが必要である。本年度、凍結胚の導入が完了したので、今後、胚移植を行い、交配をすすめて、実験に必要なマウス個体を準備する。エフェクター/メモリーT細胞および制御性T細胞の炎症浸潤機構については計画通り研究を進める。研究に必要なFut4およびFut7両欠損マウス凍結胚の導入が遅れ、本マウスの飼育、交配、本マウスを用いる実験を実施しなかったため、次年度使用額が生じた。上記マウスの胚移植を行い、交配をすすめて、実験に必要なマウス個体を準備する。
中空陰極ランプを用いた仕事関数測定用実験教材の開発とその教育的効果の検証

2017年度に本研究で提案した仕事関数測定法を用いて、新たにカリウム(K)の仕事関数を決定することができたが、長波長(主に650nmよりも長い波長域)での信号強度が安定せず、仕事関数の値の精度に影響を及ぼしていた。そこで2018年度は上記波長域の高パワー光を照射することでその影響をなくし、Kの仕事関数の高精度化に向けた研究を行った。従来光源に用いてきたハロゲンランプと異なり、本実験では単一周波数の近赤外レーザー光源を導入し、その出力光(20mW)を中空ランプの陰極へ照射した。ハロゲンランプを用いて発生させていた単色光のパワー(数十マイクロワット)と比べて100倍程度も照射光パワーを増大させた。ロックイン検出法と呼ばれる高感度な電気信号測定法を使って、光電効果が生じたときに得られるランプ電極間のインピーダンス変化を測定することを試みた。電極間の印加電圧を50500Vまで変え、ロックイン検出時に設定する感度および時定数を適切に調整しながら、光を照射しない状態で検出されるノイズ信号の強度とインピーダンス変化に伴う信号強度を詳細に比較した。その結果、照射光波長が近赤外の領域においてはどのような物理的条件でも、インピーダンス変化に伴い生じる信号強度がノイズ信号強度を超えることは見出されず、光電効果が生じていないと物理的に断定することができた。従って、今後はこの波長域における光電効果信号をゼロと見做してよく、それよりも短い波長域だけでの測定で十分であることが判明した。このことは実験データと理論式とのフィッティングから仕事関数値を決定する本研究の実験手法において、得られる仕事関数値の精度を向上できる見込みを示す成果であり、極めて有意義である。本研究では今までになかった新しい原理に基づく仕事関数測定法を用いて、汎用的かつ教育的な光電効果実験教材を開発することが目的である。汎用性に関して、本研究でプロトタイプとしてセシウム(Cs)を陰極とする中空陰極ランプを使いCsの仕事関数を測定することに成功した。当初は2018年度にそれを他の原子種からなるランプに広げて同様の実験を試み、様々な原子の仕事関数を測定できるかどうかチェックする予定であった。しかし、その候補としたナトリウム(Na)、ルビジウム(Rb)、ユウロピウム(Eu)を陰極とした3種の中空陰極ランプの購入手配をしたところ、製造ラインの都合で納期が想定よりも半年以上長くかかってしまい、2018年度末近くになってやっとこれらを入手できた。結果的にこれらのランプを用いて仕事関数の測定及び物理的考察を加える時間を確保することができなかった。汎用性については実験を通じた物理的な検証を実施できなかったので、「やや遅れている」と判断した。今までの研究で残された課題となった汎用性のチェックについて、2019年度は研究を実施する。中空陰極ランプの準備は完了しているので、信号検出系の準備ができ次第、実験に着手する。まずは実験例のあるCs、Kの実験条件で試し、得られる実験結果を見ながら最適な実験条件を探索する。2018年度の成果である、近赤外域での光電効果信号の特性も考慮に入れ、実験から導かれる仕事関数の値が高精度化するかどうかもあわせて検証したい。これらを終えることができたら、一般的な物理実験教材としての改良も加え、実用的な教材の完成を目指す。従来までに我々が進めてきた中空陰極ランプを光電管として用いた仕事関数測定法の汎用性を確認するために、陰極元素がカリウムのランプを使用して、光電効果信号の観測を試みた。最初に、光源(高輝度ハロゲンランプ)からの光を効率的にランプ陰極へ照射するために光学系の調整を行い、レンズの種類と位置を微調整して、従来よりも照射光パワーを上げるように工夫した。この改善の結果、ランプ陰極で光強度は184 μW/cm2から281 μW/cm2まで増加した。そのあと、ハロゲンランプ出力(白色)光、色つきセロファン(青、緑、黄、赤)を透過させた光を照射し、青と緑の色つきセロファン透過光だけで光電効果信号が観測できることを確認した。次に、仕事関数の測定に向けて、狭帯域バンドパスフィルター(透過幅10 nm)の透過光を用いて光電効果信号の検出に取り組んだ。ランプ印加電圧200Vにおいて、透過の中心波長が430nm、450nm、460nm、470nm、490nmから600nmまで10nmごとの、合計16波長について実験した。その結果、光電効果信号を検出することができ、波長増加とともに光電効果信号は徐々に単調減少する変化が観測された。この変化は陰極金属における量子効率を反映していると考えられる。また、この結果からグラフのフィッティングを行い、カリウムの仕事関数を求めた。その結果は2.05 eVであった。化学便覧に掲載されているカリウムの仕事関数は2.23 eVであり、近い値が得られた。グラフのフィッティングにおける相関係数は0.92であったので、理論的に期待される信号変化の様子が実際に観測できたと考えられる。従来までの研究では使用してこなかったカリウムのホロカソードランプの使用にあたり、光学系の再配置を実施した。

これは、ランプから出射された光を無駄なく、なるべく高パワーでランプ陰極に当てるための改良であったが、最高のパフォーマンスを追及するあまり、最適な実験機器配置条件、使用する光学素子の性能、光学部品の固定方法などで様々な物理的条件を試し、試行錯誤を繰り返した。その結果、光学系については十分満足できる性能を得られたが、この作業に予想以上の時間を費やすこととなってしまった。そのため、H28年度としては当初の計画よりも進捗が遅れることとなった。H29年度には、我々の計測方法の汎用性を明確にするための継続研究として、カリウム(K)原子の仕事関数(限界波長)の測定を再度試み、H28年度の測定結果の再現性について検討した。実験方法は下記の通りである。光源(高輝度ハロゲンランプ)からの出力光をチョッパーのブレード(強度変調周波数400Hz)に通したあと、狭帯域バンドパスフィルタ(半値全幅10nm)を透過させた。これにより単色の光を得た。このあと、2枚のレンズで光ビーム径をなるべく小さくなるように調整し、ホロカソードランプのK陰極へ照射した。ランプの電極には電圧を印加しておき、ランプ電極間のインピーダンス変化を高感度にロックイン増幅器を用いて検出した。狭帯域フィルターの種類を変え、陰極への照射光波長を変えながら信号強度を測定し、その変化の様子から陰極K原子の仕事関数(限界波長)を求めた。電極の印加電圧は200Vから600Vまで変えて測定した。また信号強度は10回繰り返して測定した値から最確値と誤差の値も求めた。電圧は一定のまま照射光波長を変えながら測定した場合と、照射光波長をそのままにして印加電圧を変えていく測定の両方を行い、得られる仕事関数(限界波長)に差が生じるかも調べた。実験の結果、印加電圧200Vのとき限界波長は607±45nmとなり、H28年度に得た値(603±74nm)と誤差の範囲で一致した。これによりKの限界波長の再現性が確認できた。さらに印加電圧を変化させても、600Vのとき606±54nmとなったので、限界波長に及ぼす影響はないとわかった。さらに、測定の手順を変えてもデータから求められる限界波長は誤差の範囲で一致した。以上のことから、我々の金属の仕事関数測定法は汎用的で再現性のある方法であることが実験により明らかとなった。初年度であるH28年度には新たな原子の測定を試みたので実験調整に手間取り、進捗が少し遅れたが、H29年度にはその問題が解決された。しかし計画当初に実施予定であった教育的効果の検証が行うことができなくなった。結果として、現時点では「やや遅れている」と判断せざるを得ない。遅れた分はH30年度に実施することとなるが、速やかに当初の計画に従った進捗となるよう努力したい。2017年度に本研究で提案した仕事関数測定法を用いて、新たにカリウム(K)の仕事関数を決定することができたが、長波長(主に650nmよりも長い波長域)での信号強度が安定せず、仕事関数の値の精度に影響を及ぼしていた。そこで2018年度は上記波長域の高パワー光を照射することでその影響をなくし、Kの仕事関数の高精度化に向けた研究を行った。従来光源に用いてきたハロゲンランプと異なり、本実験では単一周波数の近赤外レーザー光源を導入し、その出力光(20mW)を中空ランプの陰極へ照射した。ハロゲンランプを用いて発生させていた単色光のパワー(数十マイクロワット)と比べて100倍程度も照射光パワーを増大させた。ロックイン検出法と呼ばれる高感度な電気信号測定法を使って、光電効果が生じたときに得られるランプ電極間のインピーダンス変化を測定することを試みた。
シアンの非特異的生成機構の解明に関する研究

1.シアン定量法:ポーラスポリマーキャピラリーカラムを分離カラムとし、窒素リン検出器を用いたガスクロマトグラフィー法に、前処理としてスタティックヘッドスペース法を採用して、ng/mlレベルの濃度領域での定量が可能であり、試料マトリックスの妨害影響を受けないシアン定量法を確立した。2.チオシアン酸からのシアンの生成:チオシアン酸に強酸性条件下、過酸化水素、ハイドロパーオキシドラジカル亜硝酸(mMレベル)を作用させると顕著なシアンの生成(数数十μM)が確認されたが、弱酸性(酢酸緩衝液pH5.2)条件下ではシアン生成量は低かった(1μM以下)。3.食品試料からのシアンの生成:市販インスタントコーヒー、ウーロン茶から50mM亜硝酸共存でリン酸酸性下1.2mg/mL、2.9mg/mL、酢酸酸性下0.4mg/mL、0.5mg/mLのシアンが生成した。天然カテコールであるクロロゲン酸、カフェイン酸、カテキン、エピカテキン、タンニン酸、ガーリック酸、L-エピネフリンから、50mM亜硝酸共存でシアンが生成し、0.75mMにおいて1.73.4mg/mL(リン酸)、0.64.5mg/mL(酢酸)であった。同様に、人工カテコールから、50mM亜硝酸共存でシアンが生成し、0.75mMにおいて0.56.7mg/mL(リン酸)、0.115mg/mL(酢酸)であった。シアン生成量は、カテコール化合物濃度、亜硝酸濃度、時間、pH依存性であった。シアン生成は、吸光光度法により確認された。4.結論:体液中に含有されるチオシアン酸や化学構造上窒素を含有しないポリフェノール類と亜硝酸は酸性条件下反応し、シアンを生成することが判明し、条件が整えば中毒濃度にも達する場合もあり、注意を要する。本研究では、含窒素有機化合物から様々な反応によりシアンが生成する機構の解明を目的として、生体試料や食品試料を対象として、活性酸素に焦点を当てて、的確な分析化学的手法を武器としてシアン生成機構を明らかにする。1.シアン定量法の確立ポーラスポリマーキャピラリーカラム(メガボアGS-QまたはHP PLOT Q)を分離カラムとし、窒素リン検出器を用いたガスクロマトグラフィー(GC)(GCスプリット注入5:1、カラム温度120140°C、He流速5ml/min)法に、前処理としてスタティックヘッドスペース(HS)法を採用して、ng/mlレベルの濃度領域での定量が可能であり、血液、食品試料マトリックスの妨害影響を受けないシアンの定量法を確立した。HS平衡条件としては、酸性条件下50°C、30分加温を基本とした。2.チオシアン酸からのシアンの生成チオシアン酸(SCN、1mM)に強酸性(10%リン酸)条件下、過酸化水素、ハイドロパーオキシドラジカル、亜硝酸(mMレベル)を作用させると顕著なシアンの生成(数数十μM)が確認されたが、弱酸性(酢酸緩衝液pH5.2)条件下ではシアン生成量は低かった(1μM以下)。強酸性条件下、亜硝酸(mMレベル)は血清(75%)やオキシヘモグロビン(0.7mM)と反応してシアンを生成し(サブ十数μM)、アジ化物(mMレベル)はオキシヘモグロビンと反応してシアンを生成した(数μM)。本研究では、食品中に含有される有機化学物からシアンが非特異的に生成する機構を解明することを目的として、本年度は各種ポリフェノール類と亜硝酸との反応により生成するシアンの量を分析化学的に測定した。食品として市販インスタントコーヒー、ウーロン茶を選択し、各種ポリフェノール類と関連化合物をシアン生成母化合物とした。

8.7mL容のヘッドスペース用ガラスバイアルに対象化合物(基本として水溶液で、溶解性が低い場合にはメタノール溶液として)を加え純水で0.75mLとし、1M亜硝酸ナトリウム0.05mLと酸0.2mL(50%リン酸、または3M酢酸ナトリウム(pH5.0)、液相は1mLとなる)を混和して、50°Cで30分間加温し、ヘッドスペース相0.5mLをガスクロマトグラフ(GC)に注入して、シアンピーク(2.2分)の面積を求めたGC条件は、ポーラスポリマーキャピラリーカラム(メガボアGS-Q)を分離カラムとし、窒素リン検出器を用い、スプリット注入5:1、カラム温度140°C、He流速5ml/minである。市販インスタントコーヒー(ネスカフェゴールドブレンドオリジナル、0.15%w/v)、ウーロン茶(アサヒ一級茶用,75%v/v)から、50mM亜硝酸共存でリン酸酸性下1.2μg/mL、2.9μg/mL、酢酸酸性下0.4μg/mL、0.5pg/mLのシアンが生成した。天然カテコールであるクロロゲン酸、カフェイン酸、カテキン、エピカテキン、タンニン酸、ガーリック酸、L-エピネフリンから、50mM亜硝酸共存でシアンが生成し、0.75mMにおいて1.73.4pg/mL(リン酸)、0.64.5pg/mL(酢酸)であった。同様に、人工カテコールであるp-ベンゾキノン、p-ヒドロキノン、フロログルシノール、1,2,4-ベンゼントリオール、レゾルシノール、ピロガロール、プロトカテキン酸、ピロカテコール、2,5-ジヒドロ安息香酸、2,4,6-トリヒドロキシアセトフェノンから、50mM亜硝酸共存でシアンが生成し、0.75mMにおいて0.56.7pg/mL(リン酸)、0.115pg/mL(酢酸)であった。シアン生成量は、カテコール化合物濃度依存性であり、高濃度(概ね数mM)において生成量の低下が見られた。また、亜硝酸濃度にも依存し、高濃度で生成量は若干飽和した。シアン生成量は、正の温度、時間依存性があった。pH依存性も認められ、ポリフェノール類の大半は低pHでシアン生成量が高いが、フロログルシノールとカフェイン酸は逆であった。なお、置換フェノール誘導体からも微量ながら50mM亜硝酸共存でシアンが生成し、0.75mMにおいて00.9μg/mL(リン酸)、0.020.7pg/mL(酢酸)であった。本研究で、化学構造上窒素を含有しないポリフェノール類と亜硝酸は酸性条件下反応し、シアンを生成することが判明し、最大生成条件においてはカテコール分子当たり同量、亜硝酸窒素分子当たり10%程度のシアン生成量であった。水酸基の配向性は特に認められなかった。食品中には保存のために亜硝酸が添加され、発酵食品中にはポリフェノールが含有される場合がある。従って、両者の混合で酸性条件となった場合には非特異的にシアンが生成し、条件が整えば中毒濃度にも達する場合もあり、注意を要する。ポリフェノールからシアンの生成を証明したのは本研究が世界ではじめてである。
情報政策の立案・点検のための目標/指標体系

本研究の目的は,検証可能な,階層構造を持った政策目標とこれを検証するための指標からなる情報政策目標の体系を構築することである.途上国の開発にとって情報通信技術の活用に対する期待はきわめて大きいが,情報通信技術へのアクセスにおいて地域間,国家間の格差は引き続き大きいのが現状である. 60億人の世界人口をその所属する国家の平均一人あたり所得水準で10段階に分解し、各種情報アクセスの現状をみると、世界人口の多くは依然として情報革命の恩恵と無縁な状態におかれている.こうした認識に立ち,経済社会発展を目指した情報通信政策の立案・点検を行うための政策/指標体系の構築を行った.継続的な情報収集の可能性という観点から指標類を絞り込み,インターネット利用に的を絞った独自のデータを中心とする目標/指標体系を構築した.本研究の目的は,検証可能な,階層構造を持った政策目標とこれを検証するための指標からなる情報政策目標の体系を構築することである.途上国の開発にとって情報通信技術の活用に対する期待はきわめて大きいが,情報通信技術へのアクセスにおいて地域間,国家間の格差は引き続き大きいのが現状である. 60億人の世界人口をその所属する国家の平均一人あたり所得水準で10段階に分解し、各種情報アクセスの現状をみると、世界人口の多くは依然として情報革命の恩恵と無縁な状態におかれている.こうした認識に立ち,経済社会発展を目指した情報通信政策の立案・点検を行うための政策/指標体系の構築を行った.継続的な情報収集の可能性という観点から指標類を絞り込み,インターネット利用に的を絞った独自のデータを中心とする目標/指標体系を構築した.本年度は計画の初年度にあたり,(1)各種指標の収集を進めるとともに,(2)インターネット上で各種指標を閲覧するためのデータベースシステムとグラフィック表示システムを開発し,また,(3)これらの指標の開発に関する計画について関係する国際的なフォーラムで発表し,協力を申し入れた.さらに,指標体系のあり方についても予備的検討のアイデアをいくつかの学会で発表し意見を求めた.以下,項目別に具体的に解説する.(1)各種指標の収集は,ITU, UNESCOなどの既存の統計の収集のほかに,独自のデータとして,IT人材関係の指標として,国際情報オリンピック(IOI)の国別入賞者数,ACM主催大学間対抗プログラミングコンテストの最終選考出場チーム数,SWIFT加盟銀行数や交換メッセージ件数などのデータの収集を行った.(2)MySQLとPHPにより,インターネット上で各種指標を閲覧するためのデータベースシステムと時系列データの国別比較が容易に行えるグラフィック表示システムを開発した.データはまだ不十分であるが,基本的な機能はそろったところであり,以下のサイトから閲覧できる.今後,これに改良を加えていく予定である.グラフィック表示システムhttp://gii.nagaokaut.ac.jp/ICTGraph(3)指標の充実と政策実践の場における活用のためには各国の情報政策当事者との協力,協同関係の構築が不可欠であるために,以下の国際的フォーラムでの発表をおこなった.政策立案・点検のための指標たることを目指す本目標/指標体系は、政策評価・点検の枠組みとしての理論的・実践的妥当性、指標化の現実的可能性などの観点から検討を重ねつつ最終的な体系にまとめて行かねばならない.現在までに,その雛形として,国連のミレニアム開発目標の体系をモデルとする目標/指標体系の構築を進めてきており,具体的な政策評価にとっての有効性の検討も進めてきた.他方,具体的に活用されていくためには,継続的かつ定期的に作成することの可能性も併せて検討を行う必要があり,現在,この両面からの研究を進めてきた.また,デジタルデバイドの度合いを数値化する指標として,経済政策の分野でしばしば用いられるジニ係数をデジタルデバイドに当てはめ,国際レベル,国内レベル(地域間格差)の両レベルでその有効性の検証を行った.デジタルデバイドの現状を示す指標としては,国際通信連合(ITU)によるDigital Access IndexやEconomist誌のe-Readiness Indexなど,これまでに幾つかの指標が開発・利用されてきたが,それらの指標の多くも電話回線数やパソコン台数などのアクセス手段の利用可能性に着目した手段的目標から構成されるものであった.しかし,情報通信技術へのアクセスはそれ自体が政策目標なのではなく,より高次元の政策目標と関連付けた成果指標の開拓やその体系化が求められている.こうした認識に立ち,我々は経済社会発展を目指した情報通信政策の立案・点検を行うための政策/指標体系の構築を目指している.これについて,当初は通信基盤/人材基盤/制度基盤/経済活動/政府サービス/社会・文化・娯楽の6つの領域と,入力指標/中間指標/成果指標の3つのフェーズとに分類した体系を構想した.本年度は実際に継続的に収集可能なデータに絞って具体的な指標化をおこなった。更に独自の情報源となる言語天文台による観測結果の精度向上、収集速度向上を図るために各種の検討を行った.また,デジタルデバイドの評価方法について,世界の統計と日本の都道府県の統計に対してジニ係数の考え方を適用することにより,国家間・地域間の不平等度の指標化を行った.さらに日本国内の地域間格差の経年変化を分析し,社会全体の情報化の動きと照らし合わせることで,デジタルデバイドの評価指標としてのジニ係数について,一定の有効性を確認した.本研究の目的は,検証可能な,階層構造を持った政策目標とこれを検証するための指標からなる情報政策目標の体系を構築することである.途上国の開発にとって情報通信技術の活用に対する期待はきわめて大きいが,情報通信技術へのアクセスにおいて地域間,国家間の格差は引き続き大きいのが現状である.60億人の世界人口をその所属する国家の平均

一人あたり所得水準で10段階に分解し、各種情報アクセスの現状をみると、世界人口の多くは依然として情報革命の恩恵と無縁な状態におかれている.こうした認識に立ち,経済社会発展を目指した情報通信政策の立案・点検を行うための政策/指標体系の構築を行った.これについて,当初は通信基盤/人材基盤/制度基盤/経済活動/政府サービス/社会・文化・娯楽の6つの領域と,入力指標/中間指標/成果指標の3つのフェーズとに分類した体系を構想したが,継続的な情報収集の可能性という観点から指標類を絞り込み,毒実のデータを中心とする体系を構築した.本年度は最終年度にあたり,こうした指標体系とともに,これを独自の収集データから算出する統合的データ管理・分析システムを構築した.母語による情報利用は人的資源開発の中心課題であるために,特に重点的分野と捕らえ,そのデータ収集,分析のためのツール類をあわせて開発した.
スパースモデリングを用いた側頭葉における顔の情報コーディングの研究

スパースモデリングを用いて認知機能を知覚と記憶の相互作用の観点から取り扱う枠組みを、電気生理学データに基づくデータ駆動アプローチで構築することを目指す。我々の社会生活を支える脳の重要な機能の1つ、顔の個体や表情の認知は、入力された視覚情報から、髪、眉、眼、鼻、口などの要素を取り出し、その組み合わせとしての顔を知覚するプロセスと、過去に見た経験により形成された記憶から想起された顔と今見ている顔とを照合するというプロセスの統合によって可能になると考えられる。これまでの研究から、知覚のプロセスには側頭皮質の顔細胞からの情報が、記憶から顔を想起するプロセスには内側側頭葉の概念細胞の情報が関与していると考えられる。しかしながら、情報の統合を可能にする神経機構は明らかでない。これまで、顔の倒立提示により個体認知の成績が低下するという心理学的現象に基づき、顔の倒立提示が側頭葉視覚連合野(TE野)の情報処理に影響を与えることを明らかにしてきた。本年度は、TE野のニューロンがコードする顔画像のパラメータを事前の仮定(造作要素間の距離など)に依らずに明らかにするため、深層ネットワークを利用した。ニューロン活動の記録実験に用いた顔画像を入力し、各層の表現を非類似度行列により可視化した。またTE野ニューロン集団の活動も、経時的に非類似度行列により可視化した。そして、これら深層ネットワークおよびTE野ニューロン集団活動の非類似度行列の相関を解析した。その結果、深層ネットワークの深い層にあたる全結合層(fc6)における表現がTE野の情報表現と類似していることが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、顔の知覚のプロセスを司るTE野における顔コーディングを解明するため、個々のニューロンによる情報表現を調べた。分散分析で個々のニューロンの応答を解析したところ、サルの個体と表情の効果を表現するニューロン、ヒトの個体と表情の効果を表現するニューロン、および、サルとヒトの個体や表情の効果を表現するニューロンが存在し、すなわちサル・ヒトや個体・表情の表現がある程度収束していた。これらのニューロンが階層としては深い情報処理を担うことと関連する可能性がある。側頭葉における顔のコーディングの解明に進展がみられているため。神経活動空間と、画像特徴空間の比較により、ニューロンによるコーディングの解明をさらに進める。
英語多読が読み・語彙・情意の諸側面に及ぼす影響はどのように関係しているか？

初級英語学習者を対象とした課外での英語多読が、読み・語彙・情意の諸側面に早い段階でどのような影響を及ぼすか、多面的に縦断的研究を行った。その結果早い時期から、1情意面では英語及び英語学習に対する肯定的な態度・動機づけが高まる、2日本語に訳さないで英文のまま理解しようとするストラテジーが多用されるようになる、3読みの速さ、語彙認識の速さが向上するが、読みの正確さは影響が表れにくい、4視線解析の調査から、英文を読む際の停留回数が減少するという読みの質的変化が生じることがわかった。多読の好ましい影響として早い時期から何が表れやすく、何が表れにくいかを考慮して、多読を指導計画に組み込むことが望ましい。本研究は、英語多読が読み・語彙・情意の諸側面にどのような影響を及ぼすか、またそれらの影響の相互関係等を研究することを目的とする。そこで、本年度は、文献調査、及び使用するテスト、質問紙、装置の検討、作成・修正等を行った。文献調査に関しては、参考となる文献を見つけることができ、成果があったが、時間が許せばさらに調査を行いたい。語彙に関しては、速さ・広さ・深さを調査するが、一部のテストはさらに若干の改良が必要だと考えられる。読みに関しては、速さ・正確さ・ストラテジー等を調査するが、これらの作成・検討は全体としては順調に進んだものの、やはり一部のテストに関しては、細部での改善が必要である。情意面に関しては、英語・英語学習に対する態度・動機づけを調査するが、自分自身の先行研究で使用した調査用紙を検討し、一部改良した。本研究は上述のように多読に関する包括的研究であり、今年度、論文では、関連する多読に関する質問紙調査に関して2編の論文、多読の基礎的研究となる「語彙及び読みに関する諸側面の相互関係」に関して1編の論文、計3編の論文(全て査読付)が学会研究紀要等に掲載された。また口頭発表を1回行った。平成27年度は、実際に課外での多読指導を行い、26年度に準備した各種テスト・質問紙を多読期間前後に実施する予定である。そのため、さらに改良を必要とするテストに関しては、年度当初に完成し、できるだけ万全を期して縦断的研究を開始したい。現在のところ、大きな予定変更は計画していない。本研究では、英語多読が読み、語彙、情意の諸側面にどのような影響を及ぼすか、広く詳細に調査する。本研究二年目の平成27年度は、日本語を母語とする英語学習者を対象にして多読指導を行い、26年度に準備したテスト、質問紙を多読期間前後に実施した。多読に関しては「1図書館に整備した易しく読みやすい英語の本を、課外に各自で選んで借りて、読み進める。2読後、記録用紙に必要事項を記入する。3定期的に英語授業で記録用紙を提出する。」と説明をして実施した。多読期間前後に以下の調査を実施した。語彙に関しては、先ず「語彙の広さ」は、単語の意味を日本語の選択肢から選ぶテストで調査した。「語彙認識の速さ」、「語彙の深さ」はモニターに呈示された単語、コロケーションの判断課題における反応時間を測定した。読みに関しては、先ず「読みの速さ」は、やや易しい英文を読み終えるまでの時間を測定しながら読むという、時間的プレッシャーのある中で読んだ後、内容把握問題に答えるテストを実施した。「読みの正確さ」は時間的プレッシャーが弱い中で英文を読んだ後、内容把握問題に答えるテストを実施した。「読解ストラテジー」は質問紙を使用した。「視線解析」は、視線解析装置(ナック社製)を利用して、モニターに呈示された英文を読み、その後内容把握問題に答える間の視線を記録した。上記のように同じ参加者に対して、多様な知識・技能に亘って調査することによって、英語多読の影響が表れやすいもの、表れにくいものが明らかになることが期待される。また得られる知見は、英語指導者がカリキュラムを検討する際に示唆を与え、また学習者のための読書量の目標が示されることも期待される。さらに多読指導を効率的に行う方法、教育的介入を検討するのに役立つ可能性がある。結果次第では、多読が英語の読みの発達に及ぼすメカニズムを検討する証左が得られる可能性もある。課外での多読も順調に進み、また年度当初に予定した多くのテスト・質問紙等の調査を、日本語を母語とする初級学習者を対象に全て実施することができた。視線解析については、一人ずつしか調査できず、且つ長い時間を要するので、あまり多くの協力者が得られないのではないかと予想されたが、ほぼ予定通りの数の協力者が得られた。解析中にデータとして使用できないものも出てくるので、協力者が十分に得られたことはありがたいことであった。27年度は各調査の準備と実施に膨大な時間を要し、また縦断的研究であるために、予定通りであるが、各データは分析中である。本研究では、初級英語学習者を対象とした英語多読が、読み・語彙・情意の諸側面にどのような影響を及ぼすか、広く詳細に縦断的な実証的研究を行う。平成28年度は、課外での多読指導を行って多読期間前後に実施したテスト、質問紙の結果について先行研究と合わせて分析を行ない、3つの学会で発表を行なった。

多読の影響として、情意面おいては、英語及び英語学習に対する肯定的・好意的な態度・動機づけが先ず早い時期に有意に強まり、その後、英語を学習することによって幅広い知識・新しい考え方、教養が身につくという態度が有意に強まることが示された。読解ストラテジーに関しては、多読の影響として、英文を読んでいる時に、日本語に訳さないで英文のまま理解しようとするストラテジーが早い段階で多用されるようになり、その後、内容を予測しながら読み進め、意味の知らない語彙の意味を前後関係から推測するといったストラテジーが多用されるようになることが示唆された。読みの速さ・正確さ、語彙の広さ、語彙認識の速さ・正確さに関しては、多読の好ましい影響は、読みの速さ、語彙認識の速さに対して早い時期に表れ、その後読みの正確さに表れることが示された。英文を読んでいる時の視線解析による調査から、多読によって一定量の英文を読む際の停留回数が減少する影響が早い段階から見られ、読みの質的変化が生じていることがわかった。これらの結果は、英語指導者が、課外での多読指導を行う場合の授業内で行う指導内容やカリキュラムを検討する際に、教育的示唆を与えると考えられる。また多読が、読みの発達に及ぼす影響のメカニズムについても検討する際に参考になるものと考えられる。「研究実績の概要」で述べた通り、日本語を母語とする英語学習者を対象にして課外での多読指導を行って、多読期間前後に実施した数多くのテスト、質問紙について分析を行ない、3つの学会発表を行ない、英語指導者が、カリキュラムを検討する際に参考となる教育的示唆が得られ、また外国語としての英語の読みの発達メカニズムを検討する際に参考となる証左が得られた点は評価できると考える。ただし、年度途中に海外研修の引率をはじめ多くの校務が重なったため、重要な最後のまとめの時間を十分に確保するために一年間の期間延長をした。初級英語学習者を対象とした課外での英語多読が、読み・語彙・情意の諸側面に早い段階でどのような影響を及ぼすか、多面的に縦断的研究を行った。その結果早い時期から、1情意面では英語及び英語学習に対する肯定的な態度・動機づけが高まる、2日本語に訳さないで英文のまま理解しようとするストラテジーが多用されるようになる、3読みの速さ、語彙認識の速さが向上するが、読みの正確さは影響が表れにくい、4視線解析の調査から、英文を読む際の停留回数が減少するという読みの質的変化が生じることがわかった。多読の好ましい影響として早い時期から何が表れやすく、何が表れにくいかを考慮して、多読を指導計画に組み込むことが望ましい。平成26年度は全体としては、概ね順調に進展している。「研究実績」でも述べた通り、本研究で使用する各種テストに関してさらに改善が求められるものも残っており、また時間が許せばさらに文献調査を行いたいが、各種テストに関して必要な作成、改善、準備等が進みつつある。またかなりの時間を要した、視線解析を利用した読みの研究の準備も、順調に進んでいる。本研究は順調に進んでいるが、データ量がかなり多く、データ処理、統計処理に時間を要するものも多い。そのため、効率的にデータ処理、統計処理をした後、分析を精緻に行い、その後、学会・研究会等で積極的に発表を行い、論文等にまとめ、将来的には書籍化したり、雑誌への投稿をしたりする等して、成果を広く発信していきたい。本研究の最終年度となる平成29年度は、課外での多読指導、数多く実施したテスト・質問紙の結果をまとめ、総括することに留まらず、そこから得られる教育的示唆、日本語を母語とする英語初級学習者に対する多読が、読みの発達に及ぼす影響のメカニズムについても検討し、広くその成果を伝えていきたい。
光化学系I光阻害におけるタンパク質品質管理機構の解明

光合成電子伝達は連続した酸化還元反応であり、光を利用する2つの光化学系では非常に大きな酸化力、還元力が生成される。しかしながら、制御しきれない酸化力・還元力は同時に光化学系複合体に損傷(光損傷)を与える。光化学系IIは強光下で光阻害を受け、強光下での最大光合成を制限する。一方で、近年、低温や変動光下で起きる光化学系Iの光阻害が報告されてきている。光化学系I損傷メカニズムでは、鉄-硫黄クラスターが光損傷の初発標的部位であることが示唆されているが、周辺タンパク質の損傷ならびに光化学系全体の品質管理メカニズムは多くが未解明である。光合成装置を構成するタンパク質の損傷、分解についての包括的に解析するために、本年度はLC-MS/MSによるチラコイド膜上の光合成関連タンパク質量の変動を定量的に解析する基盤構築を試みた。非標識培地と15Nによる標識培地で生育させたシロイヌナズナの芽生えを用いて、光化学系II複合体、シトクロームb6f複合体、光化学系I複合体,集光性クロロフィルタンパク質複合体と私達が解析を続けているFtsHタンパク質分解酵素の各タンパク質の定量的解析が可能かどうかを検討した結果、計26タンパク質を個別に定量することが可能であった。次に核および葉緑体の新規のタンパク質合成を阻害した条件で変動光処理を行い、光化学系I阻害時に分解が起きるタンパク質を検討した結果、一部サブユニットで減少が認められた。しかし、成熟葉を用いての予備実験と異なる点もあり、さらなる解析が必要である。一方、FtsH欠損変異体で変動光下の光阻害が増大していることが確認され、FtsHが光化学系II修復サイクルのみでなく、広範な光損傷に対して重要な役割を持つことが示唆された。光損傷による光化学系タンパク質複合体の包括的解析に必要な定量的LS-MS/MSのおよその基盤ができた。注目する光化学系Iでは、PsaI, J, K以外の同定はできており、分解ならびに損傷の全体像を捉えるために十分と考えられる。また想定どおりFtsHプロテアーゼの関与が示唆され、次年度以降さらなる解析を進める。本研究課題を提案する段階での予備実験では、シロイヌナズナの成熟葉を用いて光阻害、一部タンパク質の減少をウエスタン解析で確認した。しかし、定量的LC-MS/MSによる包括的解析では15Nを使用する制約上、培地で育てた芽生えを用いる必要があった。芽生えにおいても変動光で光化学系Iの光阻害が起きることは確認しているが、タンパク質の減少では予備実験と異なる点もあった。この原因としてタンパク質合成阻害剤が効率的に働いていない可能性が考えられ、芽生えでの実験条件を再度検討した上、包括的にタンパク質分解状態を解析する。また、光化学系I複合体状態の解析に着手する。光化学系I複合体の可溶化にはdigitoninが必要であるが、digitoninによる可溶化は技術的習熟が必要な面がある。同様にdigitoninによる可溶化が必要なチラコイド膜画分の分画にglyco-diosgeninが有用であることを昨年度までに確認しており、光化学系I複合体の可溶化にdigitoninの代わりとしてglyco-diosgeninの使用を検討し、解析につなげる。

しかし、定量的LC-MS/MSによる包括的解析では15Nを使用する制約上、培地で育てた芽生えを用いる必要があった。芽生えにおいても変動光で光化学系Iの光阻害が起きることは確認しているが、タンパク質の減少では予備実験と異なる点もあった。この原因としてタンパク質合成阻害剤が効率的に働いていない可能性が考えられ、芽生えでの実験条件を再度検討した上、包括的にタンパク質分解状態を解析する。また、光化学系I複合体状態の解析に着手する。光化学系I複合体の可溶化にはdigitoninが必要であるが、digitoninによる可溶化は技術的習熟が必要な面がある。同様にdigitoninによる可溶化が必要なチラコイド膜画分の分画にglyco-diosgeninが有用であることを昨年度までに確認しており、光化学系I複合体の可溶化にdigitoninの代わりとしてglyco-diosgeninの使用を検討し、解析につなげる。
保存処理された遺跡出土木材の正確な放射性炭素年代測定法の確立

遺跡から出土する木材は、薬剤をしみ込ませることで保存処理される場合が多い。これらの薬剤は、木材の放射性炭素年代測定を行う際に不要な物質であるが、薬剤を確実に取り除くことができるかは不確実である。本研究では、PEG及びラクチトールという薬剤にターゲットを絞り、薬剤除去の可能性を探った。除去処理後も、薬剤は年代に影響を与えるレベルで残存すること、残存する薬剤は熱分解GC/MSにより検出可能であることが明らかとなった。保存処理された遺跡出土木材は、これまで放射性炭素年代測定の対象として捉えられてこなかった。それは、保存処理時に木材に含浸させる薬剤が有機化合物であり、保存処理は放射性炭素年代測定にとって炭素汚染となるためである。本研究では、保存処理された木材の正確な放射性炭素年代測定を目的とした。対象とした保存薬剤は、国内で出土木材の保存処理に用いられることの多いPEGとラクチトールである。まず、PEG及びラクチトールが木材の年代にどのような影響を与えるのかを知るために、年代の明らかな木材にPEG及びラクチトールを含浸させ、その放射性炭素年代を測定した。PEG含浸木材は真の年代よりも古い年代を示し、ラクチトール含浸木材については真の年代よりも新しい年代値が得られた。両者ともに、遺物の放射性炭素年代を狂わすことが確認された。PEG含浸木材については、各種洗浄方法を用いてPEG除去処理を行ったうえで再度放射性炭素年代を測定した。しかし、いずれの洗浄方法でも測定値は真の年代よりも古い値を示した。これまでに試した方法・条件では、年代値に影響を与えないレベルでの薬剤除去を行うことはできなかった。残存する薬剤を定量化することができれば、たとえ薬剤が残存していても年代補正をして正しい年代を算出することができる。そこで、Py-GC/MSによる薬剤の定量分析を行った。まず、PEGのパイログラムを測定し、ピーク面積から検量線を作成した。PEG濃度とピーク面積には正の相関がみられた。この検量線を用いて実際にPEGが2%残存する木材試料のPEG濃度を求めたところ、残存量は約1%であった。数千年前の試料に適用することは難しいが、約1万年前以前の試料であれば実際に利用することのできる手法と考えられる。本研究は、保存処理された遺跡出土木材の放射性炭素年代測定を可能とすることを目的としている。特に、polyethylene glycol(PEG)及び糖アルコールの一種であるラクチトールを保存薬剤とした場合の年代測定を可能とするための方法論の開発を主眼に置いている。平成24年度は、PEG含浸木材の放射性炭素年代測定を可能とするため、PEG除去方法の開発及び除去処理後の残存PEGの検出・定量方法を探るための実験を実施した。その結果、PEGは洗浄処理によって約1.0wt%まで除去することができた。また、1.0wt%と極微量にPEGが残存している状況であっても、Py-GC/MSによって得られるマススペクトルから、PEGと木材成分とが明確に分離できることが明らかとなった。すなわち、洗浄処理後の試料にPEGが残存しているか否かを検証するための手段として、Py-GC/MSが有効であることが示された。これに加えて、Py-GC/MSによるPEGの定量分析のための基礎データを集積した。ラクチトール含浸木材についての分析は、平成25年度中に実施する予定である。平成24年度は、主にPEG含浸木材をターゲットとして、最適な洗浄方法の選定およびPy-GC/MSによる検出・定量化を予定していた。現時点では、洗浄方法については水に加えて有機溶媒、特にベンゼンによる洗浄が効果的であることが確かめられた。検出については、Py-GC/MSによって1.0wt%のPEGを検出することができた。これは、当初の計画通りの成果であり、本研究がおおむね順調に進展していることを示す。定量分析については検量線を作成している段階であり、やや計画よりも遅れている。ラクチトール含浸木材については、各種条件下での試料の洗浄作業を終えているが、洗浄効果を見積もるための放射性炭素年代測定が完全に完了していない。ラクチトール試料の分析は当初から平成25年度を中心に進めることを想定していたので、大きな遅延は生じていない。本研究課題の現在の問題点は、残存薬剤の定量分析である。平成24年度はPEGの定量分析に向けた検量線を作成したが、PEG残存濃度既知の試料をもとに定量試験を行うと、約1.0wt%のズレが生じる結果となった。この原因として考えられるのは、残存薬剤の木材への浸透状況の違いであろう。すなわち、検量線作成用に木材に添加したPEGと、元々木材に含浸していたPEGでは熱分解の容易さに差異が出るのだと考えている。熱分解温度を上げるか、熱分解促進試薬の添加によって、この問題は回避できる可能性が高い。そこで、平成25年度は計画通り

ラクチトール含浸試料の分析を進めるとともに、PEG及びラクチトール定量化のための最適な測定パラメータを探ることに重点を置いた研究を遂行する予定である。主な物品は平成24年度に購入しているため、国内・国外での学会発表や国際誌への論文投稿費といった研究成果報告が、平成25年度に計画している研究費の主要使途である。その他の予算としては、放射性炭素年代測定やPy-GC/MSを実施するための消耗品代への支出を予定している。