hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二輪車車体運動センシングシステムの研究

研究期間で開発した自動二輪車のセンシングシステムは,スマートフォンの普及によって安価で小型になった慣性計測装置と衛星測位受信器を用いて構成することで軽量で安価なシステムとなり,従来の大型で高価な計測装置に比べて,より簡便に多数の車両から車体運動のデータを取得できるようになった.また精度についても車体運動解析に用いることができる程度に高いものが昨今市販している安価なセンサを用いても達成できることを示した.特に従来のセンシング装置では重量が大きく,計測対象の車両本来の運動を阻害してしまうと言う問題があったが提案するシステムは影響を与えない程度に軽量にすることができた.平成26年度は,単独の二輪車に注目し,車体運動および周辺環境のセンシングを行う廉価な車載向け専用センシングシステムパッケージの設計開発を行った.二輪車の運動モデルについては,自動車工学の分野で研究がなされている.しかし,未だにそのモデルが正しいかどうかの検証については,二輪車の車体運動が複雑であるために十分なされていない.そこで,本研究課題では二輪車の車体運動を綿密にセンシングするシステムを設計し取得データから,それらの検証が行えるようにする.二輪車は前後のタイヤの上下にサスペンションがあり,また,ハンドルと車体本体は切り離されている.そのため1台の二輪車あたり4つの部分が異なる運動をする.より詳細に車体運動をセンシングして基準となる運動モデルを作成するために,この4カ所を同時にセンシングできるシステムを作成した.従来の高精度の計測を行っている自動車技術会二輪車運動特性部門委員会のワーキンググループが行っている実地実験に参加し,本研究課題で開発したセンシングシステムの精度の検証も行った.その結果,費用対効果として開発したセンシングシステムの有効性が確認された.ただし,提案しているシステムでは,特殊なセンサを用いていないために計測できていないハンドル切れ角などの項目がある.今後は,それらの計測値を推定するモデルを考案していく.本研究では,二輪車を対象にして車体運動,運転者の身体運動,周囲の道路環境,それぞれを車載センサによって収集し,それらのデータを解析することでより安全な二輪車社会を築く,センシング基盤の構築についての基礎研究を行う.全研究期間では,二輪車の車載センシングシステムの設計とそれから得られるデータからの利活用可能なビッグデータ生成についての研究を行う.前者では,専用の車載センシングシステムを設計する.また,二輪車の主要市場である新興国でも利用できるようにスマートフォン内蔵のセンサなどで機能の一部を代用できるようにも考慮する.後者では,後の高度交通サービスやアプリケーション創出のために,収集した膨大な量のデータに対して位置情報などを用いて自動でラベル付けして構造化する手法を考案する.平成27年度は,平成26年度に引続き,単独の車両に着目して,車体運動および周辺環境のセンシングを行う廉価な車載向け専用センシングシステムパッケージの開発を行った.二輪車産業関連研究者に試用してもらい,従来の高価で高精度の車体運動計測デバイスとの比較を行った.成果の一部が1本の査読付き国際論文誌に採択された.学会発表は7件行い,うち1本の査読付き国際会議録論文集,うち3本の査読なし国内学会論文集に採録された.それ以外の3回は口頭発表(予稿有り),うち1回は招待講演である.平成27年度は,平成26年度に引続き,単独の車両に着目して,車体運動および周辺環境のセンシングを行う廉価な車載向け専用センシングシステムパッケージの開発を行った.二輪車産業関連研究者に試用してもらい,従来の高価で高精度の車体運動計測デバイスとの比較を行い,当研究室で開発したセンシングデバイスの利用可能性についての検証を行った.衛星測位情報と組み合わせることにより,安価な慣性運動センサの精度を大きく向上させることができた.また,そのような精度向上が図れたことにより,研究開発するデバイスをより廉価なものとの2本立てとし,内蔵するセンサ数やサンプリングレートを半減させて費用を低く抑えたデバイスも開発している.これを用いることにより,一般フィールドでのデータ取得のコストの低減が狙え,より多くのデータを収集可能となる.本研究では,自動二輪車を対象にして車体運動・運転者の身体運動・周囲の道路環境,それぞれを車載センサによって収集し,それらのデータを解析することでより安全な交通社会を築くセンシング基盤の構築についての基礎研究を行った.全研究期間では,二輪車の車載センシングシステムの設計とそれらから得られたデータからの道路路面性状の把握についての基礎実験を行った.研究期間で開発した自動二輪車のセンシングシステムは,スマートフォンの普及によって安価で小型になった慣性計測装置と衛星測位受信器を用いて構成することで軽量で安価なシステムとなり,従来の大型で高価な計測装置に比べて,より簡便に多数の車両から車体運動のデータを取得できるようになった.また精度についても車体運動解析に用いることができる程度に高いものが昨今市販している安価なセンサを用いても達成できることを示した.特に従来のセンシング装置では重量が大きく,計測対象の車両本来の運動を阻害してしまうと言う問題があったが提案するシステムは影響を与えない程度に軽量にすることができた.車両から得られたデータについて,衛星測位システムから得られる位置情報と合わせることで道路路面性状の把握についても検討を行った.その結果,路上にあるポットホール等について,二輪車が避ける動作をセンシングデータから見いだすことで,四輪車に車載した運動センサでは計測しにくい車線中央のポットホールが二輪車では検出できることが分かった.

また,サスペンション上下につけた加速度センサによって,路面の段差についてもより詳細に検出できることが分かり,これらは道路インフラの維持管理コストの低減に寄与できるものと考えられる.研究期間で開発した自動二輪車のセンシングシステムは,スマートフォンの普及によって安価で小型になった慣性計測装置と衛星測位受信器を用いて構成することで軽量で安価なシステムとなり,従来の大型で高価な計測装置に比べて,より簡便に多数の車両から車体運動のデータを取得できるようになった.また精度についても車体運動解析に用いることができる程度に高いものが昨今市販している安価なセンサを用いても達成できることを示した.特に従来のセンシング装置では重量が大きく,計測対象の車両本来の運動を阻害してしまうと言う問題があったが提案するシステムは影響を与えない程度に軽量にすることができた.平成26年度に予定していた,二輪車による車体運動および周辺環境のセンシングを行う廉価な車載向け専用センシングシステムパッケージの設計開発と,スマートフォンを用いた同様のシステムの設計開発については,前者については製作改良が進んでおり,従来の高性能な計測システムとの比較も行うことができ,予定以上の進捗が合った.後者については,現在開発中である.全体的にはおおむね順調に進展している.平成28年度は,次世代の高精度衛星測位技術を導入することで,より計測精度の向上を目指す.また,特定の地域を集中して走行する自動二輪車を対象として,繰り返し同じ道路を利用する複数の自動二輪車のフィールドデータの取得を行う.得られたセンシングデータについては,研究計画に示したとおり,どのような状況で取得されたかというラベルを付加することで,より利活用が容易となる構造化データとなる.二輪車が交通の中で置かれる状況は,交差点の直進や右左折,左右の旋回など限られており,位置情報とOpenStreetMapのような電子地図の情報を用いることで,高い精度の状況推定が自動的に行えると考えている.高度交通システム今後も計画に従って研究を進めていく.平成27年度は,26年度でやり残したスマートフォンを用いた計測システムの設計開発と,予定していたそれらの計測のシステムを用いてセンシングするときの,センサやスマートフォンの機種や個体に寄らないセンシングデータのキャリブレーションと正規化を行う手法の設計開発について取り組む.
物理的な意味を持つ超球近似による結晶性ナノ粒子の形状解析

結晶性ナノ微粒子や合金中の結晶性ナノ析出物粒子の平衡形状は,低指数の結晶面で取り囲まれ,丸い角を持つ多面体と球のあいだのかたちになることがある.表面・界面エネルギー密度等の物性の異方性を考慮したエネルギー論が,このような析出物形状の由来を物理的に評価する手法になる.しかし,その評価の妥当性を検討するためには,立方体と球とのあいだという析出物の形状を代数的に記述することが有効になる.本研究では,種々の多面体にいたる超球形状を考察して材料組織解析に応用するため,球と多面体のあいだの形状を定量的に評価するための種々の指標を導出した.合金中の結晶性ナノ析出物粒子の平衡形状は,低指数の結晶面で取り囲まれ,丸い角を持つ多面体と球のあいだのかたちになることが多い.研究代表者らはこれまで,このような形状を表現できる超球と呼ばれる空間図形に注目して考察を行い,Ni合金やCu合金中に観察されるナノサイズの析出物粒子の形状が超球近似でうまく表現できることを示してきた.本研究は,この独創的な超球近似をさらに改良し,超球形状とその変化を示す変数に物理的な意味を与える拡張を行うものである.本年度は,解析的研究としては,これまでに導出している超球({100}立方体,{111}正八面体そして{110}菱形十二面体を組み合わせた多面体と球とのあいだの形を与える図形)の式を改良し,含まれる変数への物理的な意味付けを行った.実際に観察される金属や合金の粒子や析出物の形状は,多くの場合に角部が丸い擬多面体状になる.これは,物理的には,{100},{111}そして{110}という低指数面以外の高指数面の表面エネルギー密度が,低指数面におけるそれらの値に近い場合に起こる.改良超球式はこのような球と多面体のあいだのかたちを再現できるので,それらによる考察を展開した.また,実験的研究としてはAl-Ag合金中のAg析出物の形態に注目し,それらを電子顕微鏡で観察するための準備を行った.合金の組成と熱処理条件を変化させることによって,析出物粒子の形状を球形,{100}立方体,{111}八面体そして{110}十二面体のあいだで変化させることが期待できる.観察される粒子の形状は改良した超球近似で評価し,析出粒子の形状を支配する因子について,エネルギー論に基づく考察を行うことになる.材料組織におけるかたちには材料物性を反映した特徴がある.合金中の結晶性ナノ析出物粒子の平衡形状は,低指数の結晶面で取り囲まれ,丸い角を持つ多面体と球のあいだのかたちになることがある.研究代表者らはこれまで,このような形状を表現できる超球と呼ばれる空間図形に注目して考察を行い,ニッケルや銅を主成分とする合金中に観察されるナノサイズの析出物粒子の形状と熱処理に伴うその変化が超球近似で系統的に表現できることを示してきた.本研究では,この独創的な超球近似をさらに改良し,超球形状とその変化を示す変数に物理的な意味を与える拡張を行う.これは,材料の組織制御に必要な基礎的な知見を得るための研究である.平成26年度においては,アルミニウムに5at%の銀を添加した合金を作製し,熱処理によって半径が10nm程度の銀を主成分とするGPゾーンの形状観察を行った.しかしながら,種々の熱処理条件のもとでも観察されたGPゾーン形状はファセットを持たない球に近い形状に限られていた.ニッケルや銅を主成分とする合金中に観察されるナノサイズの析出物粒子の形状が球と多面体のあいだの形状になる理由は,ナノサイズの析出物粒子の形状が母相とのあいだの整合ひずみによる弾性ひずみエネルギーに支配されて決まること,そしてこれらの金属における弾性係数に異方性(<100>が弾性的に柔らかい方向)が顕著であることで理解できる.しかしアルミニウムでは弾性係数の異方性はニッケルや銅に比較してはるかに小さい.この母相金属における弾性係数の異方性の違いが,これらに含まれるナノサイズ析出物粒子の形状の違いをもたらしたと考えることができた.平成27年度以降は,この平成26年度に得られた知見をもとにして,さらに実験的研究を進めていく予定である.材料組織におけるかたちには材料物性を反映した特徴がある.合金中の結晶性ナノ析出物粒子の平衡形状は,低指数の結晶面で取り囲まれ,丸い角を持つ多面体と球のあいだのかたちになることがある.析出物粒子の形状が球と多面体のあいだの形状になる理由は,ナノサイズの析出物粒子の形状が母相とのあいだの整合ひずみによる弾性ひずみエネルギーに支配されて決まること,そしてこれらの金属における弾性係数に異方性(<100>が弾性的に柔らかい方向)が顕著であることで理解できる.研究代表者らはこれまで,このような形状を表現できる超球と呼ばれる空間図形に注目して考察を行い,ニッケルや銅を主成分とする合金中に観察されるナノサイズの析出物粒子の形状と熱処理に伴うその変化が超球近似で系統的に表現できることを示してきた.本研究では,この独創的な超球近似をさらに改良し,超球形状とその変化を示す変数に適切な意味を与える拡張を行う.これは,材料の組織制御に必要な基礎的な知見を得るための研究である.平成26年度までは種々の実験的研究を行ってきた.平成27年度は,これまでに得られた知見をもとにして理論的研究を進めた.

球は体積一定のもとで表面積を最小にする空間図形であるが,体積と表面積の関係から多面体の形状が球とどれだけ異なるかを議論するための変数にSteinitz数と呼ばれるものがある.平成27年度に行った理論的研究では,このSteinitz数の3乗根Nを指標にすると,種々の拡張超球について多面体度を合理的に表現できることを示した.そして,純粋膨張型ミスフィットひずみを持つ超球形状析出物を含む材料の弾性ひずみエネルギー密度が,球から多面体への形状変化でどのように変化するかを変数Nの関数として表現した.結晶性ナノ微粒子や合金中の結晶性ナノ析出物粒子の平衡形状は,低指数の結晶面で取り囲まれ,丸い角を持つ多面体と球のあいだのかたちになることがある.表面・界面エネルギー密度等の物性の異方性を考慮したエネルギー論が,このような析出物形状の由来を物理的に評価する手法になる.しかし,その評価の妥当性を検討するためには,立方体と球とのあいだという析出物の形状を代数的に記述することが有効になる.本研究では,種々の多面体にいたる超球形状を考察して材料組織解析に応用するため,球と多面体のあいだの形状を定量的に評価するための種々の指標を導出した.界面エネルギーの異方性が形状を支配する場合には,アルミニウムに5at%の銀を添加した合金中においてもナノサイズ析出物粒子の形状は,球と多面体のあいだの形状となる可能性があった.平成26年度に行った実験の結果はこの予想とは異なるものではあったが,これはナノサイズ析出物粒子の形状が,ナノサイズの析出物粒子の形状が母相とのあいだの整合ひずみによる弾性ひずみエネルギーに支配されていることを示す重要な実験結果であると言える.材料科学これまでの方針を推し進め,今後とも,順調に実験を進めていきたい.本研究独自の形状評価手段である超球近似とその改良型が,予想以上に広範な応用範囲があることがわかってきたため.一方,ナノ析出物の形状を観察する実験については,当初の予定にそった準備が進行している.日程上の制約により計画していた学会に参加できず,計上していた旅費を使う機会がなくなった.また,電子顕微鏡関係の消耗品使用量が予定より少なく,このための支出金額が低くなった.これまでの方針を推し進め,今後とも,順調に研究を進めていきたい.次年度使用金額の一部は,最終年度における研究成果の発表をより活発に行うための旅費として使用する.また,残りの次年度使用金額については,実験の総量を増加させるための消耗品の購入費用と研究補助に対しての謝金にあてる.
耕作放棄が鳥類多様性に及ぼす影響は正か負か？集約度と季節から迫る全国規模での検証

私たちは生物の大量絶滅期と同時に、人口減少期にも直面している。この人口減少に伴って、全国的に耕作放棄地が増加している。耕作放棄地には、森林や湿原のような自然植生が回復する場合がある。このような耕作放棄地に、生物の生息地としての価値を見出すことができれば、効率的に生物多様性を保全できるだろう。そこで、まず日本全国の野外調査から、耕作放棄地に生息する鳥類の種数と個体数を把握する。この結果を解析し、鳥類にとっての耕作放棄地の価値を日本全国で明らかにする。更に、解析結果を外挿した地図を作成することで、耕作放棄地が多く存在する地域と保全上の価値が特に高い耕作放棄地を、全国規模で明らかにする。
生体材料の安全性に関する動物代替法の確立に関する研究

生体材料の安全性に対する動物代替法の確立のために、in-vivo,in-vitro実験系の比較を行った。in-vitroの系では、金属材料として、チタン、バイタリウム、ステンレス等既に臨床に使用されている材料、ニッケル、バナジウム、モリブデン等細胞毒性の予想され材料、ニチノ-ル、アルミニウム、その他チタン合金等、将来的に臨床応用の可能性があったり、各種合金を構成している材料についても調べた。これらの材料を厚さ1mm,直径50mmの円板、半円板として、V79細胞によるコロニ-形成を指標として評価した。チタン系の合金はニチノ-ル以外すべて良好なコロニ-形成がみられた。ニッケル、バナジウム、モリブデンは、強い細胞毒性がみられた。培養液中の金属濃度も測定した。毒性を示す材料では、金属イオンの溶出がみられた。同一の材料をラットの筋肉内、骨内に理入した。ニッケルでは、材料周辺に腫瘍の形成がみられた。バナジウム、モリブデンは現在準備中であるが、in-vitroの実験系である程度in-vivoの結果の予想出来る可能性が、感じられた。又、アノ-ド分極による材料の評価法でも、毒性の強い順に、孔食腐食を生じる事がわかり、動物代替法の一法になる可能性があると思われた。アノ-ド分極による検査の際には、in-vivo,in-vitroの実験系を比較し、両者の間に差のないことも判明した。以上金属材料においては、未だ実験の不十分な点もあるが、動物代替法の一つの方法として現在の実験系が使用可能である可能性が示唆された。セラミック材料、高分子材料についても同様に行っている。16mm映画撮影装置にて材料の細胞に対する反応を調べているが、撮影条件を一定にする事が非常に困難で、現在、種々の方法を試みている。近年、多くの生体材料の開発に伴い、それらの安全性の確認が従来以上に重要となり動物実験が頻繁に行われる様になってきた。しかし、ヨーロッパを中心に動物実験の妥当性、必要性及び倫理的な面からもその在り方が問題になりつつあり、可能な限り動物の犠牲を少なくし、かつ信頼性の高い評価法、即ち動物代替法の確立で望まれている。以上の様な目的で、種々の生体材料、金属材料としては、ステンレス、チタン、バイタリューム、NiーTi合金等、セラミック材料では、アルミナ、水酸アパタイト、ガラスセラミック、高分子材料としては、HDP、PVC、ポリウレタン等を使ってinーvitro、inーvivoの実験を行った。inーvitroの実験として、前述の生体材料の細胞毒性をコロニー形成法を使って実験した。金属材料では、従来生体に使用されているステンレス、チタン合金には、著明な細胞毒性はないが、それを構成する、ニッケル、バナジューム、モリブデン等に著明な細胞毒性をみた。又、inーvivoの実験においても、ニッケルの単体を入れたラットは、6ケ月以内に腫瘍を形成し、すべて死亡した。バナジューム、モリブデンは現在実験中であるが、V79細胞の実験と動物実験との間に、かなり相関がある事が予想される。又、金属イオン濃度の生体への溶出についても、アノード分極法により検査したが、ニッケルでは高濃度に組織内へ溶出している事が確認された。一方セラミック材料では、inーvitroとinーvivoの実験結果に相違がみられたが、これは、細胞毒性の発現の仕方が、金属材料と異なるためであると思われ、今後、細胞の種類を変えたり、超微速度映画撮影により鮮明していく予定である。
修復欠損哺乳細胞を用いた有機結合型トリチウムの生物効果

トリチウムは生体の遺伝情報物質の主要構成元素の同位体である。従って,トリチウムの生物影響を評価する際には,(イ)有機結合型トリチウムにより,遺伝的及び発癌などの身体的影響が効果的に誘発される可能性,さらには(ロ)食物連鎖などの環境中有機結合型トリチウムにより,遺伝情報物質への取り込みおよびその結果として被爆線量が増加する可能性を考慮する必要がある。我々は食物連鎖により,肝臓などの細胞核内およびDNAのトリチウム含量がトリチウム水摂取に比較して2.14.6倍高いこと,そしてその結果として,有機結合型トリチウムは無機型トリチウム(トリチウム水)より数倍リスクが高いことを報告した。これらの結果は,マウス胚発生におけるトリチウム化アミノ酸の生物効果などの例外を除けば正しいことが確認された。すなわち,DNA結合型トリチウムのRBEはトリチウム水の約2倍である。環境中から食物連鎖などにより生体に取り込まれたトリチウムの生物影響は,低濃度による低線量率効果のために低減される。DNA修復は低線量率効果の主要因とされているので,我々はDNA修復欠損細胞を使った生物効果のリスク評価を試みた。使用した細胞は放射線高感受性マウス遺伝病(severe combined imumdediciency : scid)および放射線高感受性ヒト遺伝病(Nijmegen Breakage Syndrome : NSB)である。これらの細胞の平均致死線量DoはscidおよびNBSでそれぞれ0.7Gyと0.6Ggで正常細胞の約2倍の高感受性を示した。これらの結果から,ICRD勧告に基づいた現在のトリチウムの年摂取限度ALI2.8×10^9Bqの約1/4程度が有機結合型トリチウムでは目安になると推定された。トリチウムはDNA構成元素の水素の同位体である。従って、DNA内部被曝による生物効果を総合的に評価するにはX線やγ線のような外部線源との定量的比較、そしてトリチウム被曝によるDNA分子損傷の特異性比較の両面が重要である。本年度は、前者の目的のために線量率効果や生物学的な修飾効果のないDNA修復欠損細胞系の確立、そして後者の目的のために解析用DNAをゲノムに導入したトランスジェニックマウス細胞の開発を行った。1.Ingenoマウス:マウス卵に突然変異検出用遺伝子lacZを導入してトランスジェニック(Ingeno)マウスを作製した。トリチウムなどの放射線照射後、細胞DNAをクローニングサイトのHindIIIで分解後に大腸菌に回収してlacZ遺伝子の変異を調べる方法である。Ingenoマウスは従来のトランスジェニックマウスの問題点を解決したすぐれた系であるが、尚改良すべき幾つかの点がある。今回、(1)Ingenoマウス肺の線維芽細胞の初代培養に成功、続いてSV40ウィルスの感染による不死化細胞を樹立した。(2)lacZ遺伝子回収の改良を行い、既存の方法の10倍程度回収率が向上した。(2)lacZ遺伝子変異体だけが生育できるポジテブセレクション法を試みた結果、アッセイできる菌体数が10倍以上に増加した。2.マウス重症複合免疫不全症scid突然変異体DNA修復欠損細胞として、マウスscid細胞株SC3VA2をIngenoマウス同様に樹立した。scid細胞は放射線高感受性でそのDoは0.72Gyであった。しかし、scidは放射線誘発DNA2重鎖切断の修復態を多少残している。今回、温熱処理との組合わせによるトリチウム生物効果の鋭敏な検出法が確立した。

従って、トリチウムの生物影響を評価する際には、(イ)有機結合型トリチウムにより、遺伝的及び発癌などの身体的影響が効果的に誘発される可能性、さらには(ロ)食物連鎖などの環境中有機結合型トリチウムにより、遺伝情報物質への取り込みおよびその結果として被曝線量が増加する可能性を考慮する必要がある。我々は食物連鎖により、肝臓などの細胞核内およびDNAのトリチウム含量がトリチウム水摂取に比較して2.14.6倍高いこと、そしてその結果として、有機結合型トリチウムは無機型トリチウム(トリチウム水)より数倍リスクが高いことを報告した。これらの結果は、マウス胚発生におけるトリチウム化アミノ酸の生物効果などの例外を除けば正しいことが確認された。すなわち、DNA結合型トリチウムのRBEはトリチウム水の約2倍である。環境中から食物連鎖などにより生体に取り込まれたトリチウムの生物影響は、低濃度による低線量率効果のために低減される。DNA修復は低線量率効果の主要因とされているので、我々はDNA修復欠損細胞を使った生物効果のリスク評価を試みた。使用した細胞は放射線高感受性マウス遺伝病(severe combined immunodeficiency:scid)および放射線高感受性ヒト遺伝病(Nijmegen Breakage Syndrome:NBS)である。これらの細胞の平均致死線量DoはscidおよびNBSでそれぞれ0.7Gyと0.6Gyで正常細胞の約2倍の高感受性を示した。これらの結果から、ICRP勧告に基づいた現在のトリチウムの年摂取限度ALI2.8×10^9Bqの約1/4程度が有機結合型トリチウムでは目安になると推定された。
神戸市母子保健データを用いたう歯予防に関する疫学研究

神戸市内出生児76,920人からなる後ろ向きコホート研究において、家庭内喫煙の割合は55.3%(n=42,525)で、6.8%(n=5,268)にたばこ煙曝露の証拠が存在した。合計12,729例のう蝕発生が認められた。3歳時にう蝕を有するリスクは、家庭内喫煙なし群が14.0%、家庭内喫煙あり・たばこ煙曝露なし群が20.0%、たばこ煙曝露あり群が27.6%であった。家庭内喫煙なし群と比較した場合、2つの曝露群におけるう蝕の傾向スコア補正ハザード比はそれぞれ1.46と2.14であった。家庭内喫煙なしと比較し、妊娠中に母親が喫煙していた場合のう蝕の傾向スコア補正ハザード比は1.10であった。本研究の目的は、母子保健事業データを二次利用した疫学研究を通じて、(1)口腔ケア・生活習慣・胎内環境と虫歯(う歯)発生との関連を調べ、(2)寄与割合という疫学指標によりう歯発生への寄与が大きい因子を特定し、(3)研究成果を、適切な予防政策の決定・実施を通じて市民・地域へ還元する政策決定モデルを構築することである。平成26年度には、研究計画書を作成し、京都大学医の倫理委員会での審査を受けた後に、神戸市より電子化・連結不可能匿名化された母子健診データを入手し、統計解析を行った。統計解析の結果、14万人の神戸市に出生した子どもにおけるう歯発生数・発生率の推定を行った。また、妊娠高血圧症候群、妊娠時喫煙、在胎週数、多胎、出生体重、離乳食開始月齢、歯磨き・仕上げ磨き、菓子類摂取、フッ化物塗布、受動喫煙などのリスク因子とう歯発生率の関連を包括的に検討したところ、新しい知見として受動喫煙とう歯発生率との関連が見いだされた。そこでこの関連が因果関係を示唆するものなのか確かめるため、プロペンシティスコア解析を行い、受動喫煙がどの程度う歯発生に寄与しているかを表す疫学指標である寄与割合を推定した。本研究の目的は、母子保健事業データを二次了した疫学研究を通じて、(1)口腔ケア・生活習慣・胎内環境と虫歯(う歯)発生との関連を調べ、(2)寄与割合という疫学指標によりう歯発生への寄与が大きい因子を特定し、(3)研究成果を、適切な予防政策の決定・実施を通じて市民・地域へ還元する政策決定モデルを構築することである。平成27年度には、平成26年度に作成し倫理審査を受けた研究実施計画書に従って、神戸市より電子化・連結不可能匿名化された母子健診データを入手し、統計解析を行った。妊娠高血圧症候群、妊娠時喫煙、在胎週数、多胎、出生体重、離乳食開始月齢、歯磨き・仕上げ磨き、菓子類摂取、フッ化物塗布、受動喫煙などのリスク因子とう歯発生率の関連を包括的に検討したところ、新しい知見として受動喫煙とう歯発生率との関連が見だされた。そこでこの関連が因果関係を示唆するものなのかを確かめるために、プロペンシティスコア解析といくつかの感度解析を実施した。この解析結果は、学術雑誌・学会などで公表した。また、成果還元のため、神戸市職員・神戸市歯科医師会との情報交換会を行った。本研究の当初の計画では、平成2728年度には、結果の公表を行い、並行して神戸市母子保健事業担当者と共に、研究成果の市民への有効な還元方法の模索や、健康政策への反映について議論する予定であった。平成27年度の実績として、(1)学術雑誌・学会での公表、(2)神戸市職員・神戸市歯科医師会との情報交換会を通じた成果の還元までを達成することができた。本研究の計画段階では、平成26年度には、研究計画書を作成し、京都大学医の倫理委員会での審査を受けた後に、神戸市より電子化・連結不可能匿名化された母子健診データを入手し、統計解析に着手する予定であった。実際には、いくつかの研究課題について統計解析を終え、う歯と喫煙に関する解析結果については論文執筆を終え、現在投稿中である。妊娠高血圧症候群、妊娠時喫煙、在胎週数、多胎、出生体重、離乳食開始月齢、歯磨き・仕上げ磨き、菓子類摂取、フッ化物塗布などの受動喫煙以外のリスク因子とう歯発生率の関連について統計解析を進める。生物統計学結果の公表を行い、並行して神戸市母子保健事業担当者と共に、研究成果の市民への有効な還元方法の模索や、健康政策への反映について議論する。学術論文の英文校正費用を複数回分見積もっていたが、当該年度は1回のみ使用したためである。来年度に引き続き学術論文を公表する予定であるため、そのための英文校正費用として使用する。
アリ類の種多様性はアリグモ類の種多様性の鋳型となっているか?

アリ擬態グモおよびその潜在的モデルであるアリ類は熱帯林において著しい種多様性を示している。2006年度は、12月にマレーシア・サバ州ダナムバレー自然保護区の熱帯雨林において、両者の種多様性と空間的なアソシエーションをあきらかにするための野外調査とアリ擬態グモの捕食行動に関する実験を行ない、以下の結果を得た。1)ダナムバレー保護区で得られたハエトリグモ科(Salticidae)およびネコグモ科(Corinnidae)に属するアリ擬態グモは、形態的な特徴から、ヤマアリ亜科擬態者(Formicinae mimic)、クシフタフシアリ亜科擬態者(Pseudomyrmicinae mimic)、フタフシアリ亜科擬態者(Myrmicinae mimic)、ハリアリ亜科擬態者(Ponerinae mimic)に分けられた。また、それぞれの擬態者グループにモデルアリ種(特定の種ないし種群)との類似性の高い高質擬態者(good mimic)と、全体としてアリには類似しているものの、特定のモデルアリ種というよりも複数のアリ群の特性をもつ低質擬態者(poor mimic)に分けることが可能であった。2)特定のアリとアリ擬態グモの種特異的な空間的アソシエーションが存在することを示す証拠は得られなかった。ただし、アリの種構成は熱帯雨林の垂直的なハビタットや林内、ギャップなどの水平的なハビタット構造によって変化しており、それぞれの擬態者タイプの高質、低質擬態者に注目すると特定ハビタットへの偏りが見られた。3)行動実験から、樹上性のアリ擬態グモは、地上性のアリ擬態グモや非アリ擬態のハエトリグモに比べると葉の表面を利用する頻度が高いことが確かめられた。一方、葉の表面に多いハエ類の捕獲成功率は非アリ擬態のハエトリグモの方が高く、潜在的餌資源密度の高い葉の表面での餌探索と捕獲成功にはトレードオフ関係があることが示唆された。1.初年度は,マレーシア国サバ州(ボルネオ島)ダナムバレイ自然保護区内の熱帯林で,9月と2月の計2回(28日間)のアリ類とアリグモ類のサンプリング調査をおこなった.2.サンプリングは,植物の高さを1m,3m,5mに区分し,各区分で主にスィーピング法を用いて植物上のアリ類と俳徊性クモ類を採集した.20回のスィーピングを1サンプリングとし、合計で384回のサンプリングをおこなった.3.これらのサンプリングで得られたアリ類は合計2540個体,クモ類は合計864個体であった.4.採集された俳徊性クモ類のうち,アリに擬態したクモ類の個体数は105個体で、その比率は12.2パーセントであった.5.植物の高さ別にみると,1m,3m,5mの高さでの1サンプリングあたりアリ類平均個体数は、それぞれ8.00,5.49,4.56となり,1mの高さでもっとも多かった.6.俳徊性クモ類全体の個体数は高さによる違いはほとんどなかったが、アリ擬態グモだけに着目すると,1m,3m,5mの1サンプリングあたり平均個体数は,それぞれ0.36,0.20,0.13となり,アリ類の空間分布と同じ傾向を示した.7.これらの採集個体は日本に持ち帰り,標本を作製し,種名等の同定中である.8.また,採集されたアリグモ,非アリ擬態グモ類の行動パターンを同伴アリ類の行動パターンと比較するため,採集された各グモ類の行動をビデオで撮影し,その行動の解析中である.アリ擬態グモおよびその潜在的モデルであるアリ類の多様性と両者を含む相互作用を明らかにするため、昨年度に引き続き2005年9月にマレーシア・サバ州ダナムバレー自然保護区の原生熱帯雨林で、2006年2月に同州クロッカー山脈イノボンの熱帯雨林の二次林で調査を行い、以下の結果を得た。1)ダナムバレー自然保護区におけるアリ擬態グモ群集はおもにネコグモ科(Corinnidae;6属10モルフ)とハエトリグモ科(Salticidae;2属16モルフ)の2つの分類群からなっていることがあきらかとなった。原生熱帯雨林におけるアリ群集の種多様性の高さとともに、それらのミミックであるアリ擬態グモ群集の多様性もきわめて高いことが示された。2)スィーピング法によってアリ擬態グモの生息場所選好性を調べたところ、地表から高さ1m程度の低いレイヤーによく出現するモルフと3-5mの低木上によく出現するモルフが認められた。また、生息環境についても、熱帯林内に限定されるものから林縁などのオープン環境に出現するものまでモルフによって差があった。3)アリとアリ擬態グモの空間的な分布には、密接なアソシエーションがあるという証拠は得られなかった。ただし、アリとアリ擬態グモおよび徘徊性の非アリ擬態グモの間には、モデル-ミミック関係、餌資源をめぐる競争関係、捕食者-被食者関係といった複雑な相互作用が成立し、それらが植物体上での空間的アソシエーションに影響を及ぼしている可能性があった。4)アリ擬態の適応的意義は、葉の裏面という比較的安全だが餌資源の乏しい微生息環境から、葉の表面という餌資源は多いが捕食リスクも大きい微生息環境へ空間利用を広げるさいに重要になるという仮説を立てた。その検証のために、葉表と葉裏の潜在的な餌資源量の評価と実験的な行動解析を行い、仮説を支持する結果を得た。

アリ擬態グモおよびその潜在的モデルであるアリ類は熱帯林において著しい種多様性を示している。2006年度は、12月にマレーシア・サバ州ダナムバレー自然保護区の熱帯雨林において、両者の種多様性と空間的なアソシエーションをあきらかにするための野外調査とアリ擬態グモの捕食行動に関する実験を行ない、以下の結果を得た。1)ダナムバレー保護区で得られたハエトリグモ科(Salticidae)およびネコグモ科(Corinnidae)に属するアリ擬態グモは、形態的な特徴から、ヤマアリ亜科擬態者(Formicinae mimic)、クシフタフシアリ亜科擬態者(Pseudomyrmicinae mimic)、フタフシアリ亜科擬態者(Myrmicinae mimic)、ハリアリ亜科擬態者(Ponerinae mimic)に分けられた。また、それぞれの擬態者グループにモデルアリ種(特定の種ないし種群)との類似性の高い高質擬態者(good mimic)と、全体としてアリには類似しているものの、特定のモデルアリ種というよりも複数のアリ群の特性をもつ低質擬態者(poor mimic)に分けることが可能であった。2)特定のアリとアリ擬態グモの種特異的な空間的アソシエーションが存在することを示す証拠は得られなかった。ただし、アリの種構成は熱帯雨林の垂直的なハビタットや林内、ギャップなどの水平的なハビタット構造によって変化しており、それぞれの擬態者タイプの高質、低質擬態者に注目すると特定ハビタットへの偏りが見られた。3)行動実験から、樹上性のアリ擬態グモは、地上性のアリ擬態グモや非アリ擬態のハエトリグモに比べると葉の表面を利用する頻度が高いことが確かめられた。一方、葉の表面に多いハエ類の捕獲成功率は非アリ擬態のハエトリグモの方が高く、潜在的餌資源密度の高い葉の表面での餌探索と捕獲成功にはトレードオフ関係があることが示唆された。
中日出土銅鏡の比較研究

日本の古代史の年代学の大枠は、文字資料で組み立てられているが、5世紀以前は文字資料が皆無に等しく、文字資料による歴史復原は極めて困難である。そこで活用されるのが、古代中国で鋳造され輸入された銅鏡である。弥生時代後期から古墳時代前期に中国から輸入された鏡は、1000枚を下らない。われわれのテーマは、それらの鏡が中国大陸のどこから輸出されてきたのかを明らかにすることである。山東半島と長江流域の鏡を中心に調査を進めた。調査は考古学、鋳金、冶金、歴史の研究者が合同であたった。山東省の銅鏡を中心に調査した。山東省文物局の全面的なご支援を得たので、出土銅鏡、収蔵銅鏡ともに精査できた。山東省は、内陸部から半島にかけてが戦国の雄国、斉の領域で、他に済南国、魯国、騰国などで、中小の国があった。また、長江以南の越が海岸に沿って山東半島まで領域を広げており、楚が、西南方向から内陸部ふかくまで領域をのばしていた。複雑な古代政治地図が、現在の山東省の古代なのであった。銅鏡の特色は分析途中であるが、その成果は、(1)大形鏡が少ないこと。(2)日光鏡、昭明鏡が多く、精白鏡が極めて少ないこと。(3)重圏文鏡はさらに少ないこと。(4)草葉文鏡にも大形鏡が少ないこと。(5)江南系の神獣鏡や獣文鏡が多いこと。(6)紀年鏡1枚を博物館収蔵品鏡から見つけたこと。(7)紐穴鋳つぶれした鏡があったこと。(8)長方形の紐穴をもつ鏡もあったこと。などが判明した。これらは日本の弥生後期から、古墳時代前期の鏡とを比較する上で、極めて重要である。などが判明した。日本の古墳時代を代表する遺物は、中国製の青銅鏡であるといっても過言ではない。鏡には製作年号といって鋳刻した紀年鏡があって、古墳時代の実年代を決定することができる。ところが中国鏡と日本鏡の分類については諸説があり一定していないので、日本に近い山東省の出土鏡を調査することによって、両者の分類を明確にするものである。今回は、山東省中部の11博物館、文管会の所蔵鏡を調査した。それらは、〓博市博物館、臨〓博物館、斉国故城博物館、淮坊市博物館、青洲博物館、諸城市博物館、臨沂博物館、銀省山漢墓竹簡博物館、沂南画像石墓博物館、長清県文物管理所、孝堂山郭氏墓石刻保管所などであった。また、煙台北山の所蔵鏡は、中国側メンバーによって調査が進み、36枚と少量であることが判った。山東省考古研究所が調査し、出土した鏡は約750枚あり、これの調査を平成12年度に行うことの許可も得ることができた。今年度に実物調査したものは、326まいであった。326枚は、戦国・漢代から唐代にかけてのものであったが、その中心は漢代で、小型の日光鏡が多く、ついで、中型の精白鏡が多かった。画像鏡は少ないながら12枚もあり、そのうちには径が21cmの大型鏡もあって、中国江南から山東に伝えられたものであることが、鏡式から確認できた。山東省中部の漢代の鏡には、大型鏡の欠如、多量の小型鏡などの特色があり、方格規矩鏡なども少ない傾向があり、平成12年度の調査結果と合わせると、ほぼ全体像がつかめるものと思われる。

日本列島の文明形成に最も影響を及ぼしたアジア大陸の地域は、橋梁としての朝鮮半島と山東半島であったが、山東半島の古代銅鏡については、まとまった研究がまったくなかった。その実態を解明するため、この2年間山東省文物考古研究所、山東省博物館、山東省文物商店、青州市博物館、臨沂市博物館、済南市博物館などで、あわせて691枚の銅鏡の調査をおこなった。調査項目は、写真撮影、法量測定(重量を含む)、金工学的観察、冶金学的観察であった。後二者は、おもに共同研究者の高岡短期大学の教官によってなされた。調査対象とした銅鏡のうち、およそ80%は1949年以降に山東省で出土したものである。20%は、古くからの収蔵品で、なかには済南市在住の日本人が所有していたものもあった(山東省博物館所蔵鏡)。出土鏡の約70%(全体の約60%)は、学術調査で出土したもので、銅鏡に記名があったり、袋や箱にデータ記入があった。鏡式でいうならば、前漢では草葉文鏡・日光鏡・昭明鏡が多く、小形の日光鏡の多いのが注目された。日光鏡には鏡胎の原簿で2種に分類できるようで、九州地方で多く佑製された日光鏡との関連が注目された。三角縁神獣鏡は1枚も嘱目しなかった。画像鏡とその他の神獣鏡は、調査前の予想をくつがえして多かった。八禽鏡などの江南系の小形鏡が後漢段階では増加する傾向をみてとることができた。なお、年号鏡1枚を見出した。歴史的には、戦国時代に越が沿岸部から山東半島へ、楚が大陸部から山東省の内陸部に深く領土をのばしていたことによって、山東省と江南との交通網が整備されていたことが、江南系の鏡式が多いことと関係するものかどうかを、今後の検討材料としたい。
神経栄養因子の脳保護作用に関する実験的研究

微小な機械的脳損傷を与えたマウスが脳虚血に高い抵抗性を示すこと、また、軽度脳虚血が再脳虚血後の遅発性神経細胞死を抑制することが示され、その原因の一つとして内因性神経栄養因子(NTF)や熱ショック蛋白(HSP)の関与が示唆されている。もし、損傷された脳に発現した因子が脳虚血に対して保護的な活性を呈するのであれば、それらは虚血による細胞障害をも抑制することも考えられる。しかしながら、それらの因子の虚血に対する抵抗性の発現時期および時期については明かでない。細胞内Ca^<2+>(〔Ca^<2+>〕_i)の上昇は、虚血性神経細胞障害における重要な因子の一つとされ、脳組織の〔Ca^<2+>〕_i測定は、虚血による細胞障害を評価する上で重要とされる。特に、脳切片灌流標本を用いるin vitroの系では〔Ca^<2+>〕_i変化を測定でき、虚血性灌流モデルを用い、脳切片における〔Ca^<2+>〕_i上昇から細胞障害を評価することが可能である。そこで、本研究では、蛍光カルシウム指示薬fura-2で染色したマウス海馬切片灌流標本を用いて、虚血の灌流条件(低酸素+無グルコース)による〔Ca^<2+>〕_i上昇の濃度変化を測定、画像解析を行ない、損傷近傍組織に惹起される虚血に対する抵抗性を細胞レベルから検索した。機械的脳損傷後の低酸素+無グルコース灌流脳切片標本実験における細胞内CA^<2+>上昇は、損傷部近傍において損傷後1日と3日に有意に抑制されたが、損傷後2時間、7日および14日では非損傷切片と有意差がなかった。これらのことより、損傷後13日に虚血性〔Ca^<2+>〕_i上昇を抑制する機序が誘起され、虚血に対する抵抗性が高まっていることが示唆された。しかし、虚血性〔Ca^<2+>〕_i上昇を抑制する機序の解明には、尚、検討を要し、今後も研究が必要である。
創造的問題解決を促すデザイン学習プログラムに関する研究

本研究は,普通教育においてデザインがもつ教育的意義を検討したうえで,子どもの成長発達に即した学習プログラムを開発するものである。平成19年度では,以下の事項を遂行した。1.我国の初等デザイン教育の黎明期における「子どものデザイン」概念の検討を通した普通教育におけるデザイン教育原理の創出昭和30年代の社会変動とともに揺れ動いた「子どものデザイン」概念のあり様から,あるべき普通教育におけるデザイン教育の原理を考察し,明らかにした。2.現代デザインや複合領域研究と美術教育の接点を探る原理的考察原研哉をはじめとする現代デザイン理論をリードする論拠や社会学や生態学などの複合領域研究から,美術教育のあり方をとらえ直す試みを行った。3.海外における研究内容の検討イタリアのローマ日本人学校,現地学校等において,本研究で開発しつつある学習プログラムの有効性を検証した。これまでの研究成果により広い論拠を付与することができた。さらにイタリアにおける教育活動を視察し,現地の教育者から知見を得ることによって,新たな視点からプログラム開発を行うことができた。4.デザイン教育プログラムの開発以上の考察をふまえて,小中学校を縦断するデザイン学習プログラムの骨格を作成した。本研究は,普通教育においてデザインがもつ教育的意義を検討したうえで,児童生徒の発達に即した学習プログラムを開発することが目的である。平成17年度は,以下の事項を遂行した。1.文献資料の収集と施設設備の整備関連文献の収集と分析を行った。特に我国の普通教育にはじめてデザインが位置付いた昭和33年学習指導要領改訂前後におけるデザイン教育に関する文献を収集した。またそのためのツールとなるパソコン関連機器の充実を図るとともに,関係研究諸機関等とのコネクションを確立した。2.我国の初等デザイン教育黎明期に関する基礎的考察上記文献の分析をとおして,当時の実践・研究において繰り返し用いられていた普通教育としてのデザイン教育のあり方を象徴する「子どものデザイン」という概念と,同時に存在していたデザイン教育批判の言説に着目し比較分析することによって,普通教育の一環として出発したデザイン教育の理念を明らかにするとともに,教育現場への受容過程を把握し,そこに内包される問題点を明らかにした。すなわち,(1)社会・社会状況との接合の困難性,(2)「子ども/大人」という二元論の存在,(3)悪しき題材主義による盲信または指導理念の欠如,の3つである。これらの問題点を克服することのできるデザイン教育の目標概念が必要であるとの知見を得ることができた。3.デザイン教育の現状に関する情報収集及び意見交換造形教育センターは昭和30年に発足し,我国の普通教育にデザインを位置付ける中心的役割を担った民間教育研究会であり,現在も活発な研究活動を推進している。当研究会への参加をとおして,特に実践面からデザイン教育の現状に関して情報交換及び意見交換を行ってきた。平成18年度は,以下の事項を遂行した。1.文献資料の収集と分析の継続関連文献の収集と分析を行った。特に,我国における明治期から高度成長期にかけての普通教育におけるデザイン教育の変遷と,その黎明期と発展を支えた専門教育機関におけるデザイン教育の変遷を考察した。この作業は,他大学の研究者と共同的に取り組んでおり,現在もなお継続中である。(今後,この領域での研究発展も予想される。)2.現代デザイン・デザイン教育に関する文献の収集と分析まず,現代社会に求められているデザイン概念の抽出を行った。この作業には,デザイン理論に関する文献や,日本デザイン学会誌の研究論文,デザイン雑誌記事等のデータベースを活用した。次いで,現在行われている初等デザイン教育の実態把握を行った。我国の普通教育におけるデザイン教育を推進した「造形教育センター」の研究活動や実践事例から分析を試みた。さらに,デザイン学習の授業観察を通した実態把握を行った。幼・小・中・高の教育現場における授業観察及び授業者へのインタビュー等を通して実態把握に努めた。3.子どもの成長・発達に即したデザイン学習の目標レベルの分析と創出これまでの研究成果,知見から,「子ども」と「社会(大人)」の視点を包括した目標概念を創出し,あわせて発達研究の知見に基づき,子どもの発達的特性をふまえた目標レベルの想定を行った。上記2点のクロスする「題材開発マトリクス」を作成した。4.海外視察による研究成果の検討ができた。これまでの研究成果を海外において検証するために海外視察を行った。出張先は,イタリアのローマ日本人学校,現地学校,レッジョ・エミリア市幼稚園,トリノの現地学校等である。本視察は,すでに開発しつつある学習プログラムの有効性を,海外において検証することに意味をもっていたが,それによってこれまでの研究成果により広い論拠を付与することができた。

2.現代デザインや複合領域研究と美術教育の接点を探る原理的考察原研哉をはじめとする現代デザイン理論をリードする論拠や社会学や生態学などの複合領域研究から,美術教育のあり方をとらえ直す試みを行った。3.海外における研究内容の検討イタリアのローマ日本人学校,現地学校等において,本研究で開発しつつある学習プログラムの有効性を検証した。これまでの研究成果により広い論拠を付与することができた。さらにイタリアにおける教育活動を視察し,現地の教育者から知見を得ることによって,新たな視点からプログラム開発を行うことができた。4.デザイン教育プログラムの開発以上の考察をふまえて,小中学校を縦断するデザイン学習プログラムの骨格を作成した。
π電子間相眼作用を利用したキラリティ認識蛍光・吸光試薬の開発

本研究では、キラルな分子をターゲットとし、これに対して抱接(分子認識)し、その結果を錯形成による蛍光性官能基の電子状態変化、すなわち蛍光スペクトルの波長・強度の変化という信号に変換して、検出しようとするものである。(1)オリゴペプチド鎖の両末端にピレンを導入した試薬の開発アミノ酸をターゲット分子として分子設計を行い、1,4-ジアミノブタンにL-フェニルアラニン等のアミノ酸をペプチド(アミド)結合で導入し、さらにナフタレンやピレン等の蛍光・官能基をアミド結合で両端に2個導入した化合物を合成した。これらは、アミド部位のカルボニル酸素とアミド窒素上の水素原子によって、ゲスト分子と水素結合による錯形成を行うと期待された。ゲスト分子として、D-及び、L-フェニルアラニンエチルエステルとの錯形成を試み、D体とL体に対する差は小さいものの、蛍光強度の増加がみられ、キラリティの認識を行うことが示された。また、^1H-NMRスペクトルからは、錯形成に際し、D体とL体を区別していることが示された。(2)シクロデキストリンにナフタレンを導入した試薬の開発シクロデキストリンを分子認識部位として選び、これに種々のスペーサーとしてのメチレン鎖を介してナフタレンを導入した化合物を分子設計し、合成を行った。この試薬については、水溶中でpHの変化により蛍光強度が変化し、pHセンサーとして利用できることがわかった。また、種々のゲスト分子と錯形成することにより、蛍光強度が変化し、分子認識-検出試薬として利用できることを示した。また、誘起CD(円偏光二色性)により、キラリティが認識できることがわかった。平成11年度はアミノ酸と錯形成する配位子の分子設計を行い、それに従って試薬の合成を行った。アミノ酸の、分子認識部位としては水素結合を用いることとした。アミノ酸のアミノ基に対して水素結合できる配位部位として、アミド結合のカルボニル基を選んだ。さらに不斉部位を持つアミド基を2カ所導入したポリエーテルについて^1HNMRにより錯形成挙動を検討したが、ほとんど錯形成がみられなかった。これは、分子内の水素結合が優先していると考え、アミドプロトンをメチル基で置換し、分子内水素結合をなくした化合物を合成した。その結果、予想通り錯形成することが示された。この骨格に、ナフタレン環を2個、アミド結合により導入し、同様にアミドプロトンをメチル化により置換した化合物を合成した。この化合物について、フェニルアラニン等のアミノ酸との錯形成を試みた。その結果、錯形成によりナフタレンのダイマー発光が見られるようになった。^1HNMRにより錯形成による構造変化が示唆された。平成12年度は、昨年度に引き続き、配位子の分子設計を行いその合成を行った。不斉中心としては市販のL-アミノ酸を用い、分子認識部位として水素結合を用いることは昨年と同様である。この不斉部位として、アミド結合を介してアミノ酸を導入したが、まず、アジピン酸を基本として、両端にL-ロイシンを導入し、その先にピレン(1)又はナフタレン(2)を導入した化合物を合成した。同様に、テトラメチレンジアミンを基本として、両端にフェニルアラニンを経てナフタレンを導入した化合物(3)も合成した。化合物3はD-及びL-フェニルアラニンエチルエステルと錯形成し、その時にはケイ光強度の増加が見られた。しかしD体とL体との差は小さかった。D-、及び、L-ロイシンのエステルではケイ光の増加は大きかったが、DとL体の差は小さかった。一方、化合物1と2についても各種アミノ酸との錯形成を試みたがケイ光スペクトルに変化はなかった。しかし、^1H NMRスペクトルでは錯形成に伴う、ピークのシフトが見られ、D体とL体を識別していることが示された。

このことは、錯形成によって構造変化を起こしてもケイ光発色団間の距離が遠いため、NMRスペクトルには変化を与えても、ケイ光に差がでなかったためと考えられる。又、化合物1はピレン同士の相互作用が強いためダイマー発光しか示さず、又、NMRも異常な高磁場にピークがあり、込み入った構造をとっていることがわかった。本年度は、シクロデキストリンをキラリティ認識部位として選び、この糖ユニットの水酸基を介して、ナフタレンなどの蛍光官能基を導入した化合物を分子設計・合成し、種々のゲスト分子に対するキラリティ認識能を検討した。まず、β-シクロデキストリン分子の1つの糖ユニットの6位の水酸基をトシルエステルとし、これにジエチレントリアミン又はエチレンジアミンを結合させた。これに、1-ナフタレンカルボン酸及び、2-ナフタレンカルボン酸をアミド結合を介して導入し、4つの試薬を合成した。これらの試薬のナフタレン環は、シクロデキストリンの内部に自己抱接されている状態と、外に出ている状態が平衡として存在していて、この比が、温度と溶液のpHに依存していることが^1H NMRの測定により示された。又、この平衡のずれによりナフタレンからの蛍光発光強度が大きく変化し、検出試薬としての有用性が見いだされた。すなわち、低温ではナフタレン環のプロトンのケミカルシフトが高磁場にシフトし、強い蛍光を発していて、自己抱接が起こっていることを示し、高温になると蛍光が弱く、又、ナフタレン環プロトンも通常のケミカルシフト位置に戻っていて、ナフタレン環がシクロデキストリンの外に居ることがわかった。このことは、自己抱接が発熱的であることを示している。この試薬に対して、アダマンタノールなどの種々のゲスト分子を加えた時の抱接挙動を検討した。その結果、抱接錯体の形成による蛍光強度減少が見られ、これによって熱力学パラメータを算出できた。又、この錯形成に際し、誘起円偏光二色性の変化がみられ、キラリティ認識が確認された。