hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラジオ波応答能を持つ新規カーボンナノチューブ材料のデザイン・開発

本研究では、癌組織局所的なハイパーサーミア実現のため、生体透過性の高いラジオ波に応答するラジオ波応答性CNT材料の開発を目的とした。最初に、AAOンプレートを使ったカーボンナノチューブ材料の開発を行った。テンプレートにより作製したCNTは両端が開端し、かつ、内側だけが露出している状態で得られるため、CNTの内側を機能化する点で優れている。炭素源は、汎用性が高いポリマーに着目し、ポリマーとAAO内壁の相互作用を利用した交互積層法(LbL)による炭素源塗布を行った。しかし、従来の方法では、ポリマー鎖の広がりのため、80 nm以下のポア径をもつテンプレートの中へのLbLは難しいと報告されている。そこで、ポリカチオンとして金属イオンに着目し、金属イオンとポリマーのLbLを検討した結果、35 nmのポア径を持つAAOにも正確にポリマー塗布ができることがわかった。その後の炭化処理により、簡便に両端が開端したカーボンナノチューブが得られることも明らかとした。次に粒子内包カーボンナノチューブ材料の開発と評価を行った。作製したCNTに磁性ナノ粒子溶液を浸漬させるだけで、高密度に内包された磁性粒子内包CNTの作製に成功した。また、ラジオ波照射実験により比吸収率(SAR)を計算すると、粒子内包CNTの時で、16300 W/g、CNTのみの7300 W/gであることから、内包されたナノ粒子の影響で、発熱効果が増大したことが示唆された。粒子内包で得られた16300 W/gは今までで報告されている15000 W/gよりも若干大きく、内包粒子とCNTの相乗効果が働いていることが示唆された。また、今回内包したナノ粒子は、内包率・サイズ・組成の点で更に発熱効果を増大できるため、更に高効率な薬剤の開発が期待できる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、癌組織局所的なハイパーサーミア(温熱療法)実現のため、生体透過性の高いラジオ波に応答するラジオ波応答性CNT材料の開発・デザインを目的とした。現在までに2つの成果が得られたので下記に記す。1磁性ナノ粒子カーボンナノチューブ材料の開発カーボンナノチューブの一次元のナノ空間を利用し、磁性ナノ粒子を高密度で内包した新規材料を開発した。内包された磁性ナノ粒子は直径均一(約6nm)であるため、高い発熱効果が期待できる。また、磁性粒子特有のMRI造影能も付与できるため、発熱による高い治療効果だけでなく診断薬としても期待できる。2長さ制御されたNiナノワイヤーの大量作製上記の新規内包カーボンナノチューブ材料には2つの問題があった。1つ目が、カーボンナノチューブのグラファイト化度が良くないことである。グラファイト化度はカーボンナノチューブの発熱特性に影響を与えるため、高いグラファイト化度を持つことが望ましい。2つ目が、長さが不均一なことである。In vivoでの応用を考えた場合、カーボンナノチューブの長さは細胞毒性、細胞取り込みの観点から重要になる。そこで、現在は長さが正確に制御されたカーボンナノチューブの合成に向け研究を行っている。カーボンナノチューブの長さ制御のためには、長さ制御された金属触媒ナノワイヤーが必要であると考えられる。そこで、テンプレートを使った方法により、正確に長さ制御されたNiナノワイヤーを多量に得ることに成功した。

本研究では、ラジオ波応答材料を作製するために、カーボンナノチューブの一次元のナノ空間に磁性ナノ粒子を内包した新規材料の開発を目的とした。現在までに、直径均一な磁性ナノ粒子が高密度で内包されたカーボンナノチューブ材料の作製は達成したため、順調に進展していると判断した。現在までに、直径均一な磁性ナノ粒子が高密度で内包されたカーボンナノチューブ材料の作製は達成している。今後は、この材料がラジオ波(13.56MHz)に対して有意な応答(熱が発生するか)を示すか検討する。また、高いラジオ波変換効率を達成するため、カーボンナノチューブの高品質化、長さ制御、半導体性/金属製分離等も行い、網羅的に最適なカーボンナノチューブ材料について検討する。その後は、in vivoやin vitro試験も行い、MRI造営能による診断と発熱効果による温熱治療が同時に行える新規カーボンナノチューブ材料の開発を目指す。
心不全の心室筋でＴ管のＬ型カルシウムチャネルの基礎活性が低下する分子機構の解析

最近の薬物療法の発展にも関わらず、心不全の予後は依然悪く、新たな作用機序を持った治療薬の開発が必要である。最近我々は、心筋L型カルシウムチャネル(LTCC)の基礎活性がカゼインキナーゼ2(CK2)により制御されていることを見出した。そこで本研究は、その分子機構の詳細を検討した。その結果、心筋のLTCCの基礎活性を担うキナーゼの一つがα'2β2型CK2であることが分かった。心不全ではT管のLTCCの基礎活性が低下し心機能が低下している可能性が考えられるため、α'2β2型CK2を活性化するような方法は新たな心不全治療法になることが期待できる。心室筋細胞の興奮修復連関の要であるT管のL型カルシウムチャネル(LTCC)の基礎活性は、病態に応じてリン酸化・脱リン酸化によりダイナミックに調節されている。最近我々は心筋細胞で、異種4量体(α2β2,αα'β2, α'2β2)であるカゼインキナーゼ(CK)2がLTCCの基礎活性を調節していることを見出した。本研究は、CK2によるLTCCの基礎活性制御の分子機構を明らかにしようとするものである。本研究ではまず、tsA201細胞に心筋でみられるような自己抑制されたLTCCを発現させ、その基礎活性を修飾するCK2のサブユニット構成と分子機構を調べた。その結果、1CK2αではなくα'とβのノックダウンがリコンビウナントLTCCの基礎活性を半減させること2α2β2やαα'β2ではなくα'2β2型のCK2の強制発現がLTCCを強く活性化させること3Cav1.2 LTCCのThr1704のAla置換体では、α'2β2型のCK2の強制発現によるLTCCの活性化は消失することを見出した。次ぎにtsA201細胞で明らかにしたα'2β2型CK2によるLTCC制御機構が心筋で機能しているかどうか、マウス心筋細胞株HL-1を用いて確認した。4HL-1細胞のCK2α'のノックダウンは心筋でCK2α'を活性化することが知られているアンジオテンシンIIによるLTCCの活性化を有意に抑制した。これよりα'2β2型CK2は心筋のLTCCの活性を制御することが示唆された。本研究より、心筋のLTCCの基礎活性を担うキナーゼの一つがα'2β2型CK2であることが分かった。申請者らは最近、心不全で心室筋細胞の興奮修復連関の要であるT管のL型カルシウムチャネル(LTCC)の基礎活性がプロテインホスファターゼ(PP)2Aの過剰な作用により半減していることを見出した。このことは、心筋のLTCCの基礎活性が、病態に応じてリン酸化・脱リン酸化によりダイナミックに調節されていることを意味する。さらにごく最近心筋細胞で、異種4量体(α2β2,αα'β2,α'2β2)であるカゼインキナーゼ(CK)2がLTCCの基礎活性を調節していることを見出した。本研究は、これらの知見に、最近報告されたLTCC遠位C末端(DCT)によるCaV1.2 LTCCの活性化制御に関する知見を加えて、心不全におけるT管のLTCC活性の異常を、CK2とPP2Aの作用のアンバランスで説明しようとするものである。本研究ではまず、異所性の発現系(tsA201細胞)に心筋でみられるようなDCTで自己抑制されたLTCCを発現させ、その基礎活性を修飾するCK2のサブユニット構成と分子機構を調べた。その結果、1CK2αではなくα'とβのノックダウンがLTCCの基礎活性を半減させること、2α2β2やαα'β2ではなくα'2β2型のCK2の強制発現がLTCCを強く活性化することを初めて見出した。これより、α'2β2型CK2はDCTによるLTCCの自己抑制を解除することでLTCCの基礎活性を制御することが示された。本研究により、心不全の背景にある分子機構が明らかとなれば、心臓分子生理学の進展に寄与できると考えられ、また新たな心不全治療法開発の手がかりもつかめるのではないかと考えられる。平成24年度の計画における、CK2がDCTにより自己抑制されたCav1.2 LTCCに与える効果の解析については、以下に示す通りおおむね順調に解析を終えることができたため。Western blot法でtsA201細胞におけるCK2の各サブユニットの発現を確認した結果、α・α'・βサブユニットの発現が認められた。CK2の選択的阻害薬キナリザリンはリコンビナントLTCCの基礎活性を有意に抑制した。

TsA201細胞にCK2α・α'・βサブユニットの発現が認められたため、siRNAでそれぞれのサブユニットをノックダウンさせた結果、α'とβのノックダウンはリコンビナントLTCCの基礎活性を半減させた。しかし、αのノックダウンはそれを抑制しなかった。これより、tsA201細胞においてCK2α'とβはリコンビナントLTCCの基礎活性を制御することが示唆された。次に、CK2のα・α'・βサブユニットを種々の組合せでtsA201細胞に強制発現させた結果、α'はリコンビナントLTCCの基礎活性を僅かに有意に増加したが、α'+βはそれをより強くほぼ最大限に増加した。しかし、α、β、α+βの強制発現はそれを有意に増加しなかった。これより、CK2α'β複合体はリコンビナントLTCCを最大限に活性化することができる可能性が示された。今後の研究は、まず、PP2AがCK2により活性化されたLTCCに与える効果について解析する。具体的には、TsA201細胞で、PP2Aの阻害薬、またPP2Aの過剰発現やsiRNAが、LTCC電流に与える効果をパッチクランプ法で解析する。同時にWestern blot法で、Thr1704のリン酸化状態を定量化し、比較検討する。次に、正常および心不全マウスの心室筋のT管のLTCCのThr1704のリン酸化をWestern blot法で解析する。またこの検討を、CK2、PP2A阻害薬の存在下でも行う。また、平成24年度の研究で、tsA201細胞においてα'β型CK2がLTCCの基礎活性を制御することが示されたため、このことを心筋細胞を用いて検証したい。そこで、新たにマウス心筋細胞株HL-1細胞を用いた実験を考えている。次年度の研究費の使用計画については、基本的には研究計画書に示した内容で進めていく予定であるが、実験の進行状況により一部内容を変更したものがある。実験に使用する抗体の業者への作成依頼については、実験の進行状況により平成25年度に変更する予定である。前年度未使用額については、当初計画時よりも備品を安価で購入できたものがあるため、次年度使用額が生じた。
歯周炎におけるタンパク質のニトロ化障害の関与と脱ニトロ化反応による炎症制御機構

炎症反応刺激によるタンパク質のニトロ化の関与を解明するため、培養細胞系を用いて、どのようなタンパク質がニトロ化反応を受けるかを検討した。マクロファージ系のRAW267に炎症刺激を与えると、PPARγ等のステロイドホルモン受容体ファミリータンパク質がニトロ化されること、ならびに、ニトロ化によりリガンド依存性に核へ移行し、転写因子として機能することが抑制されていることが明らかとなった。さらに、各種炎症モデル動物等における変化を検討したところ、関節炎モデルや腸炎モデル動物、さらに、ヒトの肝炎組織においてもこれら受容体がニトロ化されて、受容体機能低下が炎症反応制御に関与していることが確認された。一方、炎症に伴う各種タンパク質のニトロ化は細胞死にも繋がっており、培養神経細胞(SH-SY5Y)においては、バナジン酸がニトロ化刺激による細胞死を抑制すること、また、抗炎症薬の一部は神経幹細胞の増殖を抑制して細胞死を誘導すること、さらに、この細胞死の最終段階と考えられるカスパーゼの活性化メカニズムにおいてカルシウム結合能を持ったタンパク質が関与することを明らかにした。従って、リン酸化・脱リン酸化による細胞増殖・分化・生存シグナル系と、ニトロ化・脱ニトロ化による機能制御機構の相互干渉により、細胞死が認められる可能性が考えられた。さらに、炎症反応時には各種情報伝達系のタンパク質がニトロ化されて機能できない状態になっていることから、その機能を回復させる系が存在する可能性を検索したところ、特定のニトロ化アミノ酸配列に反応する酵素様の物質を同定したが、精査すると、一種の分解酵素である可能性が高まった。以上より、当初目的としたヒト歯肉組織での解析は、炎症歯肉組織の採取が困難であるために、検討できなかったが、炎症時にみられるタンパク質のニトロ化が炎症反応の進展制御に大きく関与しており、これを制御することが炎症制御に繋がることが明確となった。歯牙欠損に中心的な影響を与える歯周炎の発症・進展メカニズムを解明することにより、炎症を制御して、歯牙欠損を予防できる薬物の開発を目指し、本年度の研究は、主に培養細胞系を用いて、炎症刺激時にニトロ化されるタンパク質の同定を中心に行った。さらに、そのニトロ化が実験動物でも認められることを確認した。マクロファージ系の培養細胞(RAW267)に炎症刺激を与えると、分子量が5万のタンパク質がニトロ化されることを認めた。この分子量は最近、炎症との関連性が注目されているPeroxisome proliferator activated receptor γ(PPARγ)に類似するため、免疫沈降法により、この受容体がニトロ化されていることを確認した。この受容体はステロイドホルモン受容体ファミリーに属し、リガンドとの結合により核へ移行し、転写因子として働くことが知られている。しかし、今回、ニトロ化により、この機能が抑制されていた。また、実際に、アジュバントで炎症惹起した関節炎モデル動物(マウス)においてもこの受容体がニトロ化されていることを確認した。一方、炎症に伴う各種タンパク質のニトロ化は細胞死にも繋がっていた。特に、培養神経と細胞においては、リン酸化・脱リン酸化による生存シグナル伝達制御系と、ニトロ化・脱ニトロ化による機能制御機構の相互干渉により、細胞死が認められることを明らかにした。さらに、炎症に伴う「疼痛」刺激の伝達制御系にも、一酸化窒素やペルオキシナイトライトによるタンパク質のニトロ化が関係していた。本年度の研究成果は、昨年度の研究内容を確認するとともに、その制御機序をより掘り下げて明確にしたものとなった。

培養細胞系では核移行型受容体のうち、ステロイドホルモン受容体スーパー・ファミリーがニトロ化されることにより、リガンドが作用しても核に移行せず、その下流の各種機能タンパク質が発現できないことが明らかとなったが、この現象は虚血再潅流による炎症モデルマウスでも確認できた。っまり、この結果は歯周炎を含む全ての炎症反応において、炎症制御機能をもつ各種タンパク質の発現が炎症反応に伴うニトロ化反応により制御されている可能性が示された。また、神経系による炎症制御機序においても、口腔領域の知覚を支配する三座神経系の一次神経から二次神経への刺激伝達が、一酸化窒素およびパーオキシナイトライトによるタンパク質のニトロ化機構により制御されている可能性が示された。さらに、炎症時のニトロ化による細胞死メカニズムでは、細胞死を誘導する最終的な酵素であるカスパーゼ3の活性化は複合体形成により促進され機構を明らかにした。また、ニトロ化されたタンパク質を正常状態に戻す可能性がある脱ニトロ化酵素に付いては、今回、核内のニトロ化ヒストンに特異的に反応するものが発見された。現在、この酵素の性質について、さらに検討を重ねている。薬の作用部位としてとらえる時、生体の機能を制御しているタンパク質をターゲットにしたものは非常に効率よく生体の反応を変化させることが知られている。従って、本研究では、まず、炎症反応時には情報伝達系のタンパク質がニトロ化されて機能できない状態になっていることを明らかにし、その機能回復の可能性を検索してきた。既に、炎症刺激時にはPPARγや糖質コルチコイド受容体がニトロ化を受けて、その機能が抑制されていることを報告しているが、さらに、歯科治療に使用される非ステロイド性抗炎症薬が神経の発生・分化過程にも影響することを見出した。従って、この神経系の分化には核移行型受容体による転写制御の関与が示唆されているため、両者が関連している可能性が高い。炎症時のニトロ化刺激による細胞死の新しいメカニズムとして、カスパーゼ3の活性化機構を報告したが、この活性化の場として必要な分子量2万ダルトンのタンパク質は、その分離・精製と、ペプチドシーケンス解析から、カルシウム結合能を有するタンパク質である可能性が高まり、現在、その機能解析を急いでいる。また、ある種のニトロ化タンパク質を脱ニトロ化する酵素の特定も進めていたが、ニトロ化を受けたタンパク質を分解するペプチダーゼに類似したものである可能性が高まった。本研究での最終目標であるヒト歯肉組織での解析は、炎症組織の採取が困難であるとう制限のために、達成できなかったが、炎症モデルに見られるタンパク質のニトロ化がその進展制御に大きく関与していることが推察できた。
複合待ち行列システムにおける柔軟性効果の数理的解明

複合待ち行列の柔軟性を大きな待ち行列の漸近特性を用いて数理的解明するための新しい方法を研究した.この方法は区分的に確定的なマルコフ過程の指数型テスト関数によるマルチンゲール分解を使う.当初計画したランダムウォークによる方法と異なり,到着間隔やサービス時間が一般の分布の場合にも適用可能な方法である.この方法を使って各種の待ち行列やそのネットワークの定常分布の漸近特性や重負荷時における極限分布を導いた.この結果を用いて,複数種類の客が窓口で競合する待ち行列ネットワークおけるサービス優先権の効果と並列型待ち行列において最小待ち行列を選ぶことができる客の効果と限界を解明した.本研究の目的は複数の種類の客が到着するサービスシステム(複合待ち行列と呼ぶ)において,サービス窓口が複数の種類の客に柔軟に対応したり,サービス係が互いに協力する効果を数量的に評価し,システム設計に役立てることである.当初の計画ではこのシステムを反射壁をもつ多次元ランダムウォークの境界面を使ってモデル化し,定常分布の漸近特性により評価する計画であった.計画に沿って定常方程式を導出した.しかし,このモデル化においてはランダムウォークを使うため基本的にサービス時間は指数分布,客の外部からの到着はポアソン過程に従う場合しか扱えない.海外の研究協力者(R.W. WolffとR. Righter)から客の柔軟性を見る上では,サービス時間分布の影響を見ることも重要であることが指摘された.ランダムウォークに背後過程を追加したマルコフ変調ランダムウォークを使って,この問題に対応することは原理的に可能であり,海外の研究協力者と研究を進めたが,モデルが複雑になり理論的に有用な結果を得ることは困難であった.そこで,問題点を洗い直し,初めから一般的な到着過程やサービス時間分布をもつ複合待ち行列モデルを考え,マルコフ過程により表現し,各待ち行列の大小関係で決まる境界面と適切なテスト関数を使って解析的に扱いやすい定常方程式を導くことにした.その第一歩として,待ち行列が1つで異なるサービス時間分布をもつ複数窓口サービスシステムについて,定常分布の裾の漸近特性を得ることができた.例えば,裾が重いサービス時間分布をもつ窓口は大きな待ち行列を減らすことに寄与しないことが理論的に確認できた.更にこの方法を使って,重負荷時における極限分布を求めることもできた(論文を執筆中).複数の待ち行列がある場合にこの方法を適用し,定常分布の裾の漸近特性と重負荷近似を求める研究を準備中である.客の柔軟性を見るために,到着過程とサービス時間分布の影響や客の種類を考慮したモデル化とその解析方法の研究を進めた.このために2つのアプローチを取った.第1の方法では反射壁のあるマルコフ変調2次元ランダムウォークを使った.このモデルの定常分布の漸近特性の研究を行い,2ノードの一般化ジャクソンネットワークへ適用した(論文として発表).この方法は3次元以上への拡張が複雑で解析的に困難であった.そこで,第2の方法として,一般的な待ち行列モデルやそのネットワークを区分的に確定的なマルコフ過程によりモデル化した.指数型のテスト関数を使って,この確率過程の標本関数の時間展開式を連続関数の積分と不連続的変化量の和に分解した.更に,不連続部分をマルチンゲールのみで表すことができるようにテスト関数のパラメータを設定し,時間展開式を連続関数の積分とマルチンゲールに分解した.この方法について以下の研究を行った.(1)広い範囲の到着過程やサービス時間分布に適用可能とするための理論研究.(2)初年度から研究を進めてきた複数窓口への適用を精密化した.主な結果は,定常分布の漸近特性の精密化を行い,裾が重いサービス時間分布の影響を明らかにし,重負荷時において分散が増大する場合の拡散近似を求めたことである(論文として発表).(3)一般化ジャクソンネットワークに適用し,定常分布の重負荷近似を導いた(国際共同研究・論文として投稿中).この方法は客やサービス窓口が柔軟性をもつ場合にも適用可能であり,到着客が選択可能な待ち行列から最小の待ち行列を選ぶモデル,窓口が協力してサービスを行うモデルへ適用する研究を進めた.更に,複数の種類の客が競合してサービスを受ける複数クラス待ち行列ネットワークにおいてクラスごとに優先順位を付けてサービスを行うモデルの重負荷近似の研究を進めている.複合待ち行列の柔軟性を大きな待ち行列の漸近特性を用いて数理的解明するための新しい方法を研究した.この方法は区分的に確定的なマルコフ過程の指数型テスト関数によるマルチンゲール分解を使う.当初計画したランダムウォークによる方法と異なり,到着間隔やサービス時間が一般の分布の場合にも適用可能な方法である.この方法を使って各種の待ち行列やそのネットワークの定常分布の漸近特性や重負荷時における極限分布を導いた.この結果を用いて,複数種類の客が窓口で競合する待ち行列ネットワークおけるサービス優先権の効果と並列型待ち行列において最小待ち行列を選ぶことができる客の効果と限界を解明した.当初のモデル化では不十分なことが分かり,モデルを一般化し,研究方法を再検討した,この結果,従来の方法では解析が難しいことがわかった.このため,一時期研究に遅れが生じたが,その後.問題点を解消する新しい方法を考案し,当初の研究実施計画とは少し異なるが,順調に研究を進めている.待ち行列理論現在研究中の方法は,状態空間を境界面で分割し適切なテスト関数を使って定常方程式から定常分布の漸近特性を得ることである.

ここに,テスト関数とは,定常方程式を定常分布の期待値として表すときに使う関数である,例えば,テスト関数として指数関数を使うと積率母関数に関する定常方程式が得られる.当初の研究ではランダムウォークによるモデル化を考えたため.複数待ち行列の場合でも積率母関数による定常方程式から定常分布の漸近特性を導く方針であった.しかし,柔軟性効果を見るためには客の到着過程やサービス時間分布を一般化することが重要であり,積率母関数による定常方程式はきわめて複雑になる.このため解析が困難であった.そこで,前年度の研究では,漸近解析を可能とするようなテスト関数を探す研究を進め,待ち行列が1つで複数の窓口をもつ待ち行列システムに対して適切なテスト関数を見つけ,定常分布の漸近特性が得られることを確認した.この場合に,待ち行列モデルを区分的に確定的なマルコフ過程(PDMPと呼ぶ)により表し,境界条件と呼ばれる方程式を満たすテスト関数が役立つ.今後は,このPDMPによるモデル化を更に研究し,複数の待ち行列をもつ複合待ち行列に対して適切なテスト関数を選び漸近特性を導く研究を推進する.また,この漸近特性を使ってシステムの柔軟性の評価を行う.なお,複合待ち行列の場合には到着客が待ち行列を選ぶルールとサービスを完了した窓口が次の客をどの待ち行列から選ぶかを決めるルールが必要である.到着客が最小の待ち行列を選ぶなどの簡単ではあるが応用上重要なルールの場合から研究を進め,より複雑なルールの場合に研究を進めていく方針である.
東南アジアにおける地方自治体サーヴェイ調査-タイ、インドネシア、フィリピンの比較

タイ、フィリピン、インドネシアの3カ国で、地方自治体の政策の優先順位、予算配分等がどのように決まるのか、質問票を使って社会調査を実施した。抽出した基礎自治体数は、フィリピン300カ所、インドネシア112か所、タイ1500カ所で、回収率はそれぞれ100%、93%、25%であった。平成25年1月初めにはこれらの調査結果をもとに、明治大学駿河台キャンパスで国際シンポジウムを開催し、英文報告集を取りまとめたタイ、フィリピン、インドネシアの3カ国で、地方自治体の政策の優先順位、予算配分等がどのように決まるのか、質問票を使って社会調査を実施した。平成25年1月初めにはこれらの調査結果をもとに、明治大学駿河台キャンパスで国際シンポジウムを開催し、英文報告集を取りまとめた半成21年度は研究実施計画に従って、当初の日的以上の成果を挙げることができた。1.研究会の開催:平成21年度は全体での共同研究会を合計6回開催した。具体的内容としては、タイ、フィリピン、インドネシアの地方行政制度の理解に始まり、方法論習得のための外部講師を招いての日本における自治体サーヴェイ調査の勉強、2006年に実施されたタイの自治体サーヴェイ研究の実例紹介、質問票作成にあたっての全般的注意点確認、フィリピンとインドネシアのプレテスト用調査票作成作業、並びに3カ国におけるプレテストの報告・反省会である。また全体会議とは別に、特にフィリピン班とインドネシア班ではそれぞれ別個に班会議を2度開催し、調査票作成についての突っ込んだ意見交換を行った。以上のような全体会議及び班別会議での綿密な議論を踏まえたうえで、冬休みに実施した第1回プレテストまでに、3カ国における基本的な質問票案を作成することができた。2.プレテストの実施:平成21年度のもう1つの重要な成果は、冬休みにかけて、研究代表者及び分担者の主だったもので、質問票案を実際に携えて、タイ(平成21年12月末)、フィリピン、インドネシア(平成22年1月初め)にプレテストを実施したことである。特にフィリピンとインドネシアでは初めでの試みであり、研究分担者の中には訪問自体初めでということもあり、地方自治・地方分権に関係する中央省庁、カウンターパートとなる世論調査会社や大学など研究機関、首都周辺の地方自治体を訪問した。また、状況が許す場合には自治体関係者にその場で質問票案に記入してもらい、コメントをいただいた。特にフィリピン班は滞在中に質問票案に修正を加え、体裁・内容とも飛躍的に改善がみられた。プレテストを通して現場感覚を養うととも、今後の課題も明確になり、たいへん有意義であった。平成22年度は平成21年度に続き、平成23年度に実施する予定の大規模調査に備え、国内外で自治体サーヴェイの質問票改善のため調査・研究に従事するとともに、自治体サンプリング、質問票の配布や回収方法についても検討を行った。国内では、科研のメンバーが原則全員集まる全体会議を4回開催したほか、インドネシア班会議を計5回、フィリピン班会議を計3回、タイ班の会議を計6回、それぞれ実施した。これらの会議以外にも、研究代表者が班リーダーと個別に打ち合わせを重ねた。他方、国外においても精力的にプレテストを実施し、インドネシア斑が2回(11月中旬と3月中旬)、フィリピン班が2回(8月末9月初め、3月末)、そしてタイ班が1回(9月中旬)それぞれ実施した。これらの研究会及びプレテストを通じて、質問票の精度を上げるとともに、質問文をできるだけ短いものにした。さらに、以上のような作業と並行して、自治体サンプリングや現地世論調査会社との契約内容についても議論を重ね、プレテストを実施した際に世論調査会社を訪問、各国の実情に応じて限られた予算をいかに有効に使うか議論を重ねた。インドネシアのように広大な国土に自治体の数が少なく首長へのアクセスが難しい国は、事務方トップである官房長官を重視すること、同じく首長へのアクセスが難しいフィリピンでも世論調査会社への手当をやや手厚くするほか、職員や首長に対する研修を通じて自治体と強いネットワークを有するフィリピン大学行政学部からの依頼文書を添えることでサンプルを確保することに務め、自治体の数がきわめて多いタイでは自治体と強いネットワークをもつSuan Dusit Pollに調査を依頼することで合意した。平成23年度は、平成21年度、22年度に国内研究会及び海外でのプレテストに基づいて準備した自治体サーヴェイ質問票を使って、フィリピンとインドネシアの現地調査会社と契約を締結し、エリート調査を実施した。フィリピンではランダムサンプリングにより300自治体を抽出し、首長と都市計画局長に対して面接による調査を、インドネシアでは首長については国内すべての県市の首長に対して郵送法による調査を、官房長についてはジャワ島内のすべての県市において面接によって調査をそれぞれ実施した。その結果、フィリピンでは首長・都市計画局長についてほぼ10割の回収を、インドネシアについては官房長については9割以上の回収を達成したが、首長については1割強に留まった。インドネシアでは自治体首長に対する郵送法による調査回収はこれまでされたことがなく、当初から回収率が低いことが予想されていたが、実際その通りであった。しかし、官房長への面談率が9割以上に上ったのは予想以上の結果であり、フィリピンについても事前の調査会社との話し合いの場ではかなりの困難が予想されていたが、予想外の高い回収率を達成できた。こうした調査は世界的にも初めてのものであり、高い回収成果を収めたことそれ自体に、ひじょうに重要な意義がある。

タイについても平成23年度に実施する予定であったが、中部タイにおける大洪水の影響で、調査会社が動けなかったこと、また洪水の影響を受けたところで自治体調査を行っても回答にバイアスが出ることが予想されたことから、平成24年度に繰り越して実施した。ランダムサンプリングによってタムボン自治体1000ヶ所、テーサバーン500ヶ所を抽出し、面接法と郵送法の両方を使って首長版と助役版の両方を回収した。回収率は3割程度に留まった。最終年度となるH24年度もほぼ当初の計画通り、研究を実施できた。第1に、H23年度に入手したフィリピンとインドネシアの自治体サーヴェイ調査データのクリーニング作業並びに単純集計結果の分析・解釈を行った。両班とも、他の資料から得られる政治、経済、社会データを取り込み、分析に使用した。また、フィリピン班はH24年6月末にフィリピン大学で開催された国際ワークショップで単純集計結果に基づき研究報告を行った。第2に、H23年秋の大洪水で実施できなかったタイでの自治体データ収集作業を実施した。タイでの自治体調査実施にあたっては、ランダム・サンプリングによる自治体抽出法を新たに採用した。その準備作業と契約に手間取り調査実施が遅れたことや、郵送法を一部使用したため回収率はフィリピン班ほど高くはなかったが、データ分析に必要なサンプル数を集めることができた。第3に、H25年1月12日・13日に、明治大学駿河台キャンパスにおいて、サーヴェイ調査実施にあたって協力を依頼した外国のカウンターパートや国内の外部有識者を招き、国際ワークショップを開催した。学会ホームページなどを通して外部にも公開したため、一般参加者も多数来聴した。タイ班については上記の理由からワークショップ開催時点で使用できるデータがなかったため、7年前に実施した自治体データを使った報告を行ったが、フィリピン班とインドネシア班はH23年度に得られた自治体データを使って研究報告を行った。科研メンバーは英文ワーキング・ペーパーをそれぞれ執筆し、Proceedingにまとめたうえで、英語で報告を行った。海外からの招待ゲスト、国内有識者、一般参加者を交えて活発な質疑応答が行われた。タイのデータ入手が遅れたため、単純集計データのみを収めた報告書をまとめることは断念したが、本Proceedingが本科研4年間の重要な成果となった。インドネシアとフィリピンについては、当初の計画通り、質問票作成、調査会社との契約、調査経費の送金、自治体からの質問票の回収などが平成23年度内に順調に終了した。他方、タイについては、平成23年秋にチャオプラヤー川流域で発生した未曽有の洪水のため、質問票による調査の実施を平成24年度に繰り越し、平成24年度内に自治体から調査票の回収を終えた。ただし、タイでの回収率はインドネシアやフィリピンに比べると3割程度と低い率にとどまった。費用的な制約から郵送法を併用しなければならなかったことが、低い回収率にとどまった理由である。また、タイでの質問票回収が1年間遅れたことで、平成24年度に予定していた3カ国比較の単純集計を行うことができなくなった。
磁性/非磁性金属人工格子中の非磁性層の磁性

1.M/Au(M=Fe,Co,Ni)金属人工格子のAu中に^<119>Snを挿入した試料を作製し、Snメスバウアスペクトルの内部磁場の大きさから各人工格子中のAu層の磁気分極の様子を調べた。分極の大きさはCo/Au>Fe/Au>Ni/AU(Au膜厚≦20Å)、Fe/Au>Co/Au>Ni/Au(Au膜厚>20Å)である。強磁性層からAu層への分極の染み出しの挙動は各系で異なる。Fe系では界面からAu層内部に向かって単調減少する。Co系では、Au層膜厚がある閾地までは分極の減少は遅いが、閾地以上の膜厚では突然分極が膜全体にわたって減少する。Ni系では分極の大きさは小さいがほとんど減少しない。強磁性層の磁化の温度変化とAu層の分極の温度変化に比例関係はない。Au層の分極の方向については、磁化に対して平行、反平行の両成分があることが確認され、分極が振動的であることが示唆された。2.Snと挿入した場合と相補的な知見を得るため、Co/Au系に関してAu層に^<57>Feを挿入した金属人工格子を作製し、Feメスバウアスペクトルの測定からAu層の磁気分極を調べた。Feは磁気モーメントを持つためスペクトルの解釈はSnの場合ほど簡単ではないが、Au層の磁気分極が挿入したFe磁気モーメントの超常磁性的揺らぎを抑えると仮定してスペクトルを解析すると、定性的にSnを挿入した時と一致する結果を得た。3.磁化曲線が典型的な反強磁性間接交換相互作用を示す系と類似するCo/Au金属人工格子について、Co層に^<57>Feを挿入した試料を作製し、間接交換相互作用が存在するかどうか検討した。Co積層回数を変えた試料のFeメスバウアスペクトルと磁化測定による磁気異方性の測定から、飽和しにくい磁化曲線の原因は、間接交換交互作用ではなく、垂直磁気異方性と静磁エネルギーの競合であることが明らかとなった。金属人工格子中で強磁性層が非磁性層の電子状態に及ぼす影響を調べるため超高真空蒸着法を用いてM/Au(M=Fe,Co,Ni)人工格子を作製した。Au層中に位置を変えてメスバウア元素である。^<119>Snをプローブとして半原子層程度挿入し、強磁性層がAu電子状態に及ぼす影響を調べた。Fe/Au系で磁場中のメスバウアスペクトルの測定から、Fe層がAu層中につくる内部磁場は、Fe磁気モーメントの方向に対して正負両方あることが分かった。これは、磁気分極の空間分布が振動的であることを示唆する。前年度はM/Au(M=Fe,Co,Ni)金属人工格子のAu中に、メスバウア元素である^<119>Snを挿入した試料を作製し、Snメスバウアスペクトルの内部磁場の大きさから各人工格子中のAuの磁気分極の様子を調べた。

磁気分極と非磁性層を介した間接交換相互作用の関係を調べることは、本研究の第一の目的ではないが、重要な問題であるので、本年度は、Auに最も大きな磁気分極が観測されたCo/Au系で間接交換相互作用が存在するかどうかを詳細に調べた。Au buffer/[Co/Au]_<N-1>/Co/Au cover(N=1,2,31)の試料を作製し、磁化測定およびCo中に^<57>Feを挿入した試料のメスバウアスペクトルなどから、Au層によって隔てられたCo層間に、間接相互作用が存在するかどうかを検討した。その結果、N=31の試料は、一見反強磁性間接交換相互作用が存在する金属人工格子に特有のM-H曲線を示すが、実際にそのような磁化曲線を作る原因は間接交換相互作用ではなく、Co膜の垂直磁気異方性と静磁エネルギーの競合によって作り出された人工格子全体に広がる磁化配列によることが明らかとなった。このことは、間接交換相互作用の存在の有無を磁化曲線のみによって判別することが誤った結論を導く可能性があることを示している。我々の作製したCo/Au系では間接交換相互作用が働いている兆候はないが、Au中には磁気分極が存在し、二つの現象は直接に結びつくものではないことが明らかになった。間接交換相互作用が明瞭な系で磁気分極に特徴的な挙動が見られるかどうかを調べるため、Co/Ru系の作製を始めた。磁化曲線は、間接相互作用を持つ系に特有の形状をしているが、Co/Au系と同様の原因によることも考えられるので、現在系統的に調べている。二年間の研究を通じて得られた結果を現在、2つのfull paperにまとめて投稿している。
Drug Delivery Systemを用いた新規生体吸収性骨補填材の開発-骨増殖因子を組合せたハイブリッド型吸収性ブロックの骨リモデリングに関する評価-

ロ腔外科領域では、唇顎口蓋裂患者の顎裂部などの骨欠損に自家骨移植を行っているが、健常部に侵襲を加えるなど、解決すべき点が多い。これを材料で補填する場合、口腔内は易感染性であるため、異物として残存しない吸収性材料が安全であるが、従来型では骨形成能がなく、自家骨への置換に時間がかかった。この問題を解消するため、生体内吸収性を有するβ-リン酸三カルシウム(β-TCP)に骨増殖因子(TGF-β1)を含んだゼラチンハイドロゲルを複合させ、骨再生の足場と薬物送達システム(DDS)を兼ね備えた新規ハイブリッド型の骨補填材の開発を進めてきた。実際の骨欠損に作製した材料を移植し、その後の変化を観察するため、ラットの頭蓋骨に形成した欠損の骨再生をマイクロフォーカスX線CT装置と骨塩量測定装置により評価した。非移植群では、骨欠損形成後およそ6週目から骨再生が観察され、CT画像では欠損部骨の左右両側の断端部より枝状に矢状縫合部に向う不透過像として確認された。また新たな評価として、医療用画像解析ソフトにより、CT画像の多断面再構成、3D画像の再構成を行った結果、脳硬膜側よりも頭頂側で骨形成能が高かった。また経時的に骨塩量の増加を認めたが、12週目においても骨欠損部は線維性組織の侵入により、完全な自家骨修復は観察されなかった。開発材料の移植群では、材料の吸収に伴いTGF-β1が徐放され、骨再生に要する時間が非移植群に比較し短縮される可能性が示唆された。またゼラチンの化学架橋度を上げることにより、吸収速度は遅延し、TGF-β1の徐放期間を一定の期間延長できることが示唆された。材料の作製にあたってはβ-TCPにゼラチンを複合させると強度が増し、組織再生の有効な足場となるが、その過程において偏りが生じることがあるため、性質を安定させるためには、これを均一に複合させることが重要と思われた。口腔外科領域では顎骨の組織再生の要求度が高い。外科手術による顎骨の欠損を補填する場合、口腔内のような易感染性の環境では異物として永久的に残存する材料よりも、生体内吸収性の材料を用いた方が安全である。しかし従来型の材料においては、それ自体に骨形成能がなく、自家骨への置換に時間がかかった。今年度は新たな顎骨組織再生法を開発するため、生体内吸収性を有するβ-リン酸三カルシウム(β-TCP)に骨増殖因子(TGF-β1)を含んだゼラチンハイドロゲルを複合させることにより、組織再生の足場と薬物送達システム(DDS)を兼ね備えた新規ハイブリッド型のブロックの作製を行っている。すなわち酸性ゼラチン水溶液にグルタルアルデヒドを加え、ゼラチンを化学架橋した。これをグリシン水溶液で処理し、未反応のグルタルアルデヒドを不活性化させ、多孔性β-TCPへ浸潤させることによって架橋ゼラチンハイドロゲルとβ-TCPのハイブリッドブロックを得た。最後にTGF-β1を滴下し、12時間静置しTGF-β1含浸ハイブリッドブロックを作製した。酸性ゼラチンの生体内における吸収速度について実験を行ったところ、グルタルアルデヒドによる化学架橋により吸収速度は遅延し、未架橋の酸性ゼラチンが生体内において3日で吸収するのに対し、架橋ゼラチンは7日以上経過した後、吸収を認めた。これにより、架橋度を調節することによって酸性ゼラチンに含浸されたTGF-β1の徐放速度を調節できる可能性が示唆された。また、このブロックを日本白色家兎の顎骨に形成した欠損に移植し、骨再生の評価を行っている。本研究で作製したブロックは、β-TCPの吸収に伴い骨増殖因子が架橋ゼラチンから徐放されるシステムであり、マイクロフォーカスX線CT装置による評価において、骨再生にかかる時間が材料を移植しない群に比較し短縮される可能性が示唆された。口腔外科領域は易感染性の環境であるため、手術後に生じる顎骨の欠組を補填する場合、異物として永久的に残存する材料よりも生体内吸収性の材料を用いた方が安全である。しかし従来型の材料では、それ自体に骨形成能がなく自家骨への置換に時間がかかった。この問題を解消するため、前年度から生体内吸収性を有するβ-リン酸三カルシウム(β-TCP)に骨増殖因子(TGF-β1)を含んだゼラチンハイドロゲルを複合させ、組織再生の足場と薬物送達システム(DDS)を兼ね備えた新規ハイブリッド型の骨補填材の開発を進めてきた。今年度は実際の骨欠損部に作製した材料を移植し、その後の骨再生の変化を観察するため、比較となる対照群の実験モデルとしてラットの頭蓋骨に形成した骨欠損部の骨再生をマイクロフォーカスX線CT装置と骨塩量測定装置により評価している。骨欠損部に何も移植しない群では、骨欠損形成後およそ6週目から骨再生が観察され、マイクロフォーカスX線CT画像では欠損部骨の左右両側の断端部より枝状に矢状縫合部に向う不透過像として確認され、脳硬膜側よりも頭頂側で骨形成能が高かった。また経時的に骨塩量の増加が認められたが、12週目においても骨欠損部は組織学的に線維性結合組織の侵入により、完全な自家骨修復は観察されなかった。

前年度の結果から、酸性ゼラチンは化学架橋度を変えることにより生体内吸収速度を調節できる可能性が示唆され、骨欠損郡における線維性結合組織の侵入を阻止しながら、緩やかに吸収する架橋度を検討するため、現在は酸性ゼラチンハイドロゲルを移植し経時的な骨の変化を観察している。また新たな骨再生のより客観的な評価法の一つとして、Particle Induced X-Ray Emission Methodによる微量元素解析を試みており、この一部を第16回、国際口腔顎顔面外科学会(ギリシャ.2003年)で発表した。ロ腔外科領域では、唇顎口蓋裂患者の顎裂部などの骨欠損に自家骨移植を行っているが、健常部に侵襲を加えるなど、解決すべき点が多い。これを材料で補填する場合、口腔内は易感染性であるため、異物として残存しない吸収性材料が安全であるが、従来型では骨形成能がなく、自家骨への置換に時間がかかった。この問題を解消するため、生体内吸収性を有するβ-リン酸三カルシウム(β-TCP)に骨増殖因子(TGF-β1)を含んだゼラチンハイドロゲルを複合させ、骨再生の足場と薬物送達システム(DDS)を兼ね備えた新規ハイブリッド型の骨補填材の開発を進めてきた。実際の骨欠損に作製した材料を移植し、その後の変化を観察するため、ラットの頭蓋骨に形成した欠損の骨再生をマイクロフォーカスX線CT装置と骨塩量測定装置により評価した。非移植群では、骨欠損形成後およそ6週目から骨再生が観察され、CT画像では欠損部骨の左右両側の断端部より枝状に矢状縫合部に向う不透過像として確認された。また新たな評価として、医療用画像解析ソフトにより、CT画像の多断面再構成、3D画像の再構成を行った結果、脳硬膜側よりも頭頂側で骨形成能が高かった。また経時的に骨塩量の増加を認めたが、12週目においても骨欠損部は線維性組織の侵入により、完全な自家骨修復は観察されなかった。開発材料の移植群では、材料の吸収に伴いTGF-β1が徐放され、骨再生に要する時間が非移植群に比較し短縮される可能性が示唆された。またゼラチンの化学架橋度を上げることにより、吸収速度は遅延し、TGF-β1の徐放期間を一定の期間延長できることが示唆された。材料の作製にあたってはβ-TCPにゼラチンを複合させると強度が増し、組織再生の有効な足場となるが、その過程において偏りが生じることがあるため、性質を安定させるためには、これを均一に複合させることが重要と思われた。
触媒効果による界面破壊メカニズムの解明と転写型3D印刷技術への応用

本研究は光触媒効果による界面破壊のメカニズムを解明するとともに、それを利用した新規剥離・転写技術の確立を目指すものである。隣接する固体界面を酸化分解する光触媒効果は、能動的な付着力の制御を可能にする極めて高度な剥離機構となりうる。またそれを独自の中空構造体形成プロセスと融合させることで、機械変位式MEMSデバイスの高精度・高効率量産に資する転写型3D印刷技術の完成に繋げる。本研究は光触媒の新たな活用法に基き、他の追随を許さない高度アディティブ製造技術の開発に挑戦するものであり、学術的研究から産業競争力の高い技術の確立までを一貫して行うべく実施提案する。
新規酸化物イオン伝導体を用いた新たな固体電解質型燃料電池の開発

(1)安定化ジルコニアのイオン伝導度を超える新規酸化物イオン伝導体の創製高温でペロブスカイト型構造を有するBa_2In_2O_5をベースとして、それにLa, Srを置換固溶することで安定化ジルコニアの酸化物イオン伝導度を超える(Ba_<1-x-y>Sr_xLa_y)InO_<3-δ>を創製した。これにより、固体電解質型燃料電池における低温作動化の可能性を開いた。(2)イオン伝導の支配因子の解明(Ba_<1-x-y>Sr_xLa_y)InO_<3-δ>に様々なイオンを置換固溶させそのイオン伝導度の変化を明らかにして、その伝導度が酸素量、単位格子自由空間、結晶対称性に依存することを明らかにした。(3)新規酸化物イオン伝導体及び電極材料の熱膨張率測定及び界面での反応性の確認(4)新規酸化物イオン伝導体を用いた固体電解質型燃料電池の作製及び発電試験固体電解質に(Ba_<1-x-y>Sr_xLa_y)InO_<3-δ>カソードに上記の候補材料、アノードにNiを用いて固体電解質型燃料電池を作製し800°Cにおける発電に成功した。最大電流密度2.5(A/cm^2)、最大電流密度0.54(W/cm^2)であり、この値は同様に実験した安定化ジルコニアの場合に比べ高いことが判明した。1.固体電解質(Ba_<1-x>La_x)_2In_2O_<5+x>系の酸化物のイオン伝導度の向上これまでに当研究では安定化ジルコニアのイオン伝導度に匹敵するペロブスカイト型酸化物(Ba_<1-x>La_x)_2In_2O_<5+x>系を発見してきた。本年はAサイトにSrを置換固溶させた(Ba_<1-x-y>Sr_xLa_y)_2In_2O_<5+y>系を創製し、そのイオン伝導度を更に向上させると共に、Inサイトに4価、3価及び2価の陽イオンを置換固溶させた系を作製し、そのイオン伝導度が特に単位格子自由空間の影響を特に受けることを明らかにした。また、自由空間が24.1Å^3を越えるとイオン伝導度は低下する。これはInサイトにある一定量の4価、3価及び2価の陽イオンを置換固溶させると結晶の対称性が低下するためであることを明らかにした。2.(Ba_<1-x-y>Sr_xLa_y)_2In_2O_<5+y>系を用いた単セル型固体電解質型燃料電池の試作(Ba_<1-x-y>Sr_xLa_y)_2In_2O_<5+y>系について白金を電極に用いた単セル型SOFCを試作し、出力等の確認を行った。その結果、セル内の温度を800°Cに保持し、水素を100ml/min.供給することで、最大0.15W/cm^2の電気量を発電することに成功した。一方、開回路電圧を測定したところ0.8Vと理論値(1.1V)より低いことが判明した。これは、(Ba_<1-x-y>Sr_xLa_y)_2In_2O_<5+y>系が燃料極側で還元され、電子伝導性が発現したためと考えられる。これに対して、その電子伝導性を押さえるために、AサイトにSrを過剰に固溶させた(Ba_<0.3>Sr_<0.3>La_<0.5>)_2In_2O_<5.7>系を作製して、その燃料電池の発電特性を調べたところ、最大電力量0.19W/cm^2、開回路電圧1.0Vとなり、(Ba_<0.3>Sr_<0.2>La_<0.5>)_2In_2O_<5.5>系を用いた場合より高くなることが判明した。
無機ハロゲン化物の酸化を利用した環境低負荷型分子変換法の開発

本研究は、地球上に多く存在する天然資源の一つである無機ハロゲン化物(特にアルカリ金属ハロゲン化物)の酸化を利用した反応開発であり、ハロゲン化物イオンを酸化することで発現したハロニウムイオン中間体は、有機化合物のハロゲン化反応や酸化反応を促進することができる。この反応は、海洋植物内に存在する酵素により促進することが知られており、本反応は酵素模倣型反応として展開できる。種々精査した結果、本反応は有機ハロゲン化剤代用型反応及び重金属代用型反応として適用できることを見出した。本研究では、無機ハロゲン化物の酸化による環境調和型分子変換法の開発を目的とし、主にハロゲン化剤を必要とする反応を検討した。平成24年度の研究において、重金属代用型反応と有機ハロゲン化剤代用型反応として利用できることを見出した。これを基に平成25年度では、無機ハロゲン化物の酸化による分子変換法の応用研究に展開した。重金属代用型反応については、無機ハロゲン化物の触媒的アルコールの酸化反応に成功した。これまでのアルコールの触媒的酸化反応では遷移金属や有機分子を触媒とする酸化反応が報告されている。我々は、従来の方法とは異なった環境調和型反応開発と目的として、地球上に多く存在する天然資源の一つであるアルカリ金属ハロゲン化物を用いたアルコールの触媒的酸化反応を精査した。その結果、アルコールを触媒量の臭化カリウムとオキソンを用いて室温で反応させると、目的のカルボニル化合物を高収率で得た。さらに、酸化剤を過酸化水素水に変えても触媒量のベンゼンスルホン酸を添加することで、反応が進行することがわかった。これまでにアルカリ金属ハロゲン化物の酸化は強酸化剤しか利用できなかったが、穏やかな酸化剤が適用できたことは、非常に有益な結果であると言える。さらに、TEMPO触媒の有無により、1級アルコールからカルボン酸及びアルデヒドへの作り分けが可能であることもわかった。また、有機ハロゲン化剤代用型反応開発として、化学選択的反応を中心に精査したところ、アルカリ金属ハロゲン化物を用いた酸化的極性転換によるアルケニルカルボン酸及びアルケニルアミドのハロラクトン化反応において、それぞれの基質から異なるジアステレオマーが中程度から高い選択性で得られることがわかった。また、不斉分子内ブロモアミノ化反応においても、22% eeの選択性を発現することがわかった。平成24年度は無機ハロゲン化物の酸化法が、重金属の代用型反応および有機ハロゲン化剤代用型反応として利用できるか評価した。重金属代用型反応開発として、ベンジル位炭素ー水素結合の活性化による酸化反応を精査した。ベンジル位炭素ー水素結合の活性化による酸化反応は、クロムやルテニウム等の重金属を用いる例が殆どである。最近では、重金属の代わりに超原子価ヨウ素を用いた反応が報告されているが、高温条件および等量以上の有機試剤を必要とし、さらに適用できる基質に限りがある。本研究では、地球上に多く存在する天然資源の一つであるアルカリ金属ハロゲン化物を用いたアルキルアレーンのベンジル位炭素ー水素結合活性化による直截的酸化反応を行なった。その結果、アルキルアレーンを臭化カリウムとオキソンを用いて加熱条件または光照射条件で反応させると、反応は円滑に進行し、目的のカルボニル化合物を高収率で得た。さらにベンジルアミン類及ベンジルエーテル類の脱ベンジル化反応においても、臭化カリウムとオキソンを用いる条件で効率的に脱ベンジル化体を得ることに成功した。また、有機ハロゲン化剤代用型反応開発として、環状イミドのHofmann型転位反応を行なった。従来のHofmann転位は、単体臭素や有機ハロゲン化剤を用いるが、反応剤の毒性や有機廃棄物の問題が残されている。これまでに我々は超原子価ヨウ素試剤を用いる環状イミドのHofmann型転位を見出した。本研究において、アルカリハロゲン化物を用いた酸化的Hofmann型転位反応を検討した結果、臭化カリウムと次亜塩素酸tert-ブチルを用いることで、反応は円滑に進行し、目的のアミノ酸誘導体を高収率で得ることに成功した。本研究では、無機ハロゲン化物の酸化による環境調和型分子変換法の開発を目的とし、特にアルカリ金属ハロゲン化物を利用した有機ハロゲン化剤代用型反応及び重金属代用型反応を中心とした研究を遂行している。平成26年度の成果として、有機ハロゲン化剤代用型反応については、臭化カリウムの臭化物イオンの酸化的極性転換を利用したαー置換アルケニルカルボン酸誘導体のジアステレオ選択的ブロモラクトン化反応が高いジアステレオ選択的に進行することがわかった。興味深いことに、アルケニルカルボン酸からはcis体が、アルケニルアミドからはtrans体が主生成物として得られ、本反応によるα、γー二置換γーブチロラクトンの作り分けに成功した。