hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者の歩行調整機能に関する基礎的研究

これまで、高齢者の歩行調整機能に関して、基礎的な研究を行ってきた。昨年度は、高齢者の歩行の特徴について、平地の自然な歩行を取り上げ、さらに、トレッドミルをもちいた歩行の条件を設定し青年との比較を行った。その結果、高齢者はこれまでの報告と同様、歩幅、足の地面からの距離が少ないことが特徴であったが、特に着地の際足部の背屈が少ないことが特徴であった。このことは、歩行中のツマヅキの可能性を大きくすることから、更に追及する課題のひとつであった。本年度は、とくに障害物をまたぎ越える際の動作をバイオメカニクス的に分析した。その結果、以下のことが明らかとなった。1.青年群において、障害物が高くなるほど足部と障害物との間の距離が増大した。これは足部を持ち上げることで生ずる身体重心の変化や単脚支持期の時間延長にたいして、歩行動作における安全のための補償動作的な調整が行われている結果であると考察された。2.後から越える脚の足部と障害物との距離は、高齢者も青年も前に越える脚より大きかった。このことは、安全な歩行の確保ということからも意味のあることと思われた。3.高齢者群は、青年群よりも足部をより大きく持ち上げて障害物を越えていた。4.自然な歩行と障害物を越える場合を比較すると、高齢者群は歩行速度の減少率及び、歩幅の増加率が青年群より大きかった。5.高齢者は、障害物を越える際の体幹の前後動揺が青年群より有意に大きくなった。6.高齢者のつまづきの原因の一つとされる足関節背屈角度の減少は、自然歩行時よりむしろ、実際に障害物を越える場面のほうが大きくなることが示された。7.これらのことは、高齢者の筋力やバランス能力の低下からくる補償的な調整を示すものであると推測された。【験究目的】今年度は、健康な成人と高齢者の歩行の特徴を比較検討するために、障害物をまたぎ越える際の動作解析を行う事にした。【研究方法】成人の被検者は広島大学男子学生8名を用いた。高齢者は、東広島市存住の10名であった(平均年齢79.0才、身長145.3cm)。障害物の高さおよび歩行の条件は次のとうり。長さ7メートルの歩行路の中央に幅50、厚さ2.5cmの木製の板を設置した。その高さは、1、3、5、10、15、20cmした。23回の練習の後、同一の高さで、5試行ずつ行った。なお、結果は各被検者の5試行の値の平均値を求めて示した。被検者には、動作解析のために身体の特定の部位に直系15mmの大きさの反射マークを貼付し、側方から、毎秒200コマで高速ビデオ撮影を行い、画像解析装置により動作を分析した。【結果と考察】1)歩幅の比較:自然歩行での歩幅(身長比)は、高齢者群では、29.1±5.3%、青年群では、39.6±4.1%であった。障害物15cmでの歩幅は高齢者群で35.7±5.2%.青年群で43.3±6.2%であった。すベての障害物の高さの条件において、高齢者群の歩幅は、青年群よりも有意に小さかった。2)足高の比較:自然歩行においては、高齢者は、青年に比べて、床面からの距離が小さな値であったが、障害物、越える場合はすべて、高齢者の方が大きな値であった。

3)高齢者は、障害物を越える際に体幹部を前後に動揺する傾向が見られた。障害物の高さが、5、10、15cmんにおいて、45倍の大きさの動揺を示した。体幹部の動揺度は歩行バランスを評価する指標の一つとして、用いることができると考えられた。本年度は、高齢者の歩行動作の解析に関して、とくに障害物をまたぎ越える際の動作をバイオメカニクス的に分析した。その結果、以下のことが明らかとなった。1.青年群において、障害物が高くなるほど足部と障害物との間の距離が増大した。これは、足部を持ち上げることで生ずる身体重心の変化や単脚支持期の時間延長に対して、歩行動作における安全のための補償動作的な調整が行われている結果であると考察された。2.後から越える脚の足部と障害物との距離は、高齢者も青年も初めに越える脚より大きかった。3.高齢群者は、青年群よりも足部を大きく持ち上げて障害物を越えていた。4.自然な歩行と障害物を越える場合を比較すると、高齢者群は歩行速度の減少率及び、歩幅の増加率が青年群より大きかった。5.高齢者は、障害物を越える際の体幹の前後動揺が青年群より有意に大きくなった。6.高齢者のつまづきの原因の一つとされる足関節背屈角度の減少は、自然歩行時よりむしろ、実際に障害物を越える場面のほうが大きくなることが示された。7.これらのことは、高齢者の筋力やバランス能力の低下からくる補償的な調整を示すものであると推測された。
アジア諸国における高安動脈炎の比較研究

高安動脈炎は非特異性血管炎であり、その成因は不明で、我国では難病の1つに指定されている。長年の研究の結果、この血管炎の発生に自己免疫機序の関与が示唆されるが、まだ十分解明されるまでには至っていない。本症は、臨床的にもいくつかの特徴が明らかにされており、(1)若年女性に多発し、(2)アジア諸国に多く、欧米に少ない種属差が知られている。我々は、本症の成因に遺伝要因の関与を想定し、現在までにHLA A24-B52-DR2のhaplotypeが本症患者に有意に高い頻度で出現していることを確認し、この事実がアジア諸国に多発する本症の謎と解きあかす鍵と考えられた。なぜならばB52の高い出現頻度を示しアジア諸国、アメリカインディアン、南米と本症の多発地域とが一致するからである。その後の検索で南米、韓国、インド等に於いても、本症患者にB-5 or B-52が有意に高い頻度を示すことが明らかにされてきている。そこで本症の病態につき国際研究を開始したが、この国際比較に於いていくつかの新しい事態が明らかにされた。その1つは、各国によって男女比が異なることである。我国では、女性が圧倒的に多い事実に対して西方にゆくに従って、その比率が減少し、イスラエル、トルコでほぼ6:4の割合までにゆくことである。もう1つは種属によりその臨床病態が異なり、我国では上行大動脈より大動脈弓部にかけての病変が多いのに対し、インド、タイ、南米(メキシコ、ペル-)ではむしろ腹部大動脈に病変が多いという差が明らかにされた。特にインド等では腹部大動脈に限局した患者もかなり認められた。このことから病態の分類に腹部大動脈の病変のみを含めた新しい体系を国際間で取り決め、この新分類に従った患者の実態を目下明らかにしつつある。このことはHLAの研究に於いても新たな展開を開かしめた。我々の研究に於いてHLA B-39の存在が健康日本人に比し有意に高い統計上の成績が得られたが、実数はわずか10名に満たぬ程であった為に放置しておいたが、そのDNAレベルの研究から、本症患者にのみ認められるB-39-2という新しいタイプの存在が発見された。そしてこのB-39は南米や東南アジア諸国に於いてはB-52より高い出現頻度を示しており、B-39と連鎖不平衡を示す遺伝要因が改めて注目されるようになっている。目下、各国に於いてB-39の出現頻度とその臨床病態との比較が新たなテーマとして取り上げられ、目下検討が成されつつある。このDNAレベルの解析は、各国より送ってもらった血液にて当大学で目下行いつつある。

高安動脈炎はアジア諸国に多発する慢性血管炎であり、その成因はまだ不明である。しかしその種属差のあることから、その成因の背景に遺伝要因が関与していることが想定され、我が国でのHLA検索ではA24-B52-DR2のHaplotypeと本症との連鎖不平衡が明らかにされている。そこでアジア諸国での本症患者の遺伝要因を探るべく、HLA同一抗体によるHLA検索と病態の比較を主眼とした国際シンポジュームを10/31,11/1(1994)別紙プログラムにて行った。HLA検索に於いては当教室よりすでに本症患者に於けるHLA B52の有意の高頻度の出現を報告したが、RNAレベルからの検索に於いてもB52と相関するDQA1*013-DQB1*0601の高頻度の出現が確認された。韓国に於いても59名の患者の検索においてB52の有意に高い頻度(0.02)報告された。又、インドの22名の患者検索でもB52の64%の出現頻度の報告(P<0.001)が寄せられた。メキシコ、タイ、イスラエルよりはまだ10数例の症例の検索のみで、結論をだすまでに至っていない。臨床病態に関しては我国では大動脈起始部より弓部にかけての病変が多く、従ってこれに起因する弁膜症が本症の死因の第一位であるのに対し、インド、韓国、メキシコでは腹部大動脈での病変が多く、これによる高血圧が最も重要な合併症であるとの報告があり、種属による病変の相違がどこから来るのかを来年度の検討課題の一つとした。又、同時に血管造影によるタイピングを新しい基準で行うことに意見の一致をみ、これに基づくDATAを持ち寄ることが確認された。今後も更にHLAによるタイピングの検査を多くの患者に行って、来年10月に予定されているシンガポールでの会議までに資料をもちより、比較検討を行うことにした。
インスリン応答性転写因子のDNA修復における機能的役割の解明

寿命・老化研究のモデル生物である線虫を用いた遺伝学的解析から、フォークヘッド型転写因子DAF-16は線虫の寿命やDNA損傷応答を制御することが証明されている。DNA損傷応答機構は寿命・老化制御と密接に関係することが知られており、DAF-16によるDNA損傷応答の調節機構が寿命の長さに影響を与えている可能性が考えられるが、詳細は明らかにされていない。フォークヘッド型転写因子は線虫から哺乳類まで進化的に保存されており、ヒトではFOXO転写因子として知られ近年、寿命・老化研究分野において注目を集めている。本年度においては、1、FOXO1の発現抑制がDNA損傷チェックポイントシグナル伝達経路に与える影響のウェスタンブロット法を用いた検証2、FOXO1複合体に含まれていたDNA修復因子、細胞周期チェックポイント制御因子とFOXO1の局在および結合の検証3、レスキュー実験によるFOXO1のDNA修復における機能解析を行った。1の結果、FOXO1の発現抑制によりDNA損傷刺激後の細胞のチェックポイントシグナル伝達経路の活性化が増強することが判明し、FOXO1がチェックポイントシグナル伝達経路を抑制する機能を持っていることが明らかとなった。2については、FOXO1と一部のDNA修復因子の結合がDNA損傷刺激後に増加することが明らかとなった。3のレスキュー実験については、現在検証を進めている段階であるが、野生型および変異型のFOXO1を用いたレスキコュー実験の系が確立できれば、DNA損傷応答に重要なFOXO1のドメインやアミノ酸残基の同定が可能になり、さらに詳細な解析につながるデータを得ることができると予想される。本研究では、DNA損傷応答機構におけるヒトFOXO1の機能を明らかにすることを目的として検証を進めた。まずRNAi法によりヒト細胞のFOXO1の発現を抑制すると、細胞のDNA損傷耐性が低下しアポトーシスが高頻度で誘導された。このことからヒト細胞においてもFOXO1はDNA損傷応答に重要であることが示唆された。細胞周期同調法を用いて、FOXO1によるDNA損傷耐性の細胞周期依存性を検証したところ、FOXO1はDNA複製期におけるDNA損傷耐性に重要であることが明らかとなった。次にFOXO1によるDNA損傷耐性の分子メカニズムを明らかにするため、FOXO1の結合因子の同定を試みた。タンデムタグを付与したFOXO1を安定に発現するHeLa細胞から核抽出液を調製後、免疫沈降法によりFOXO1複合体を精製した。得られたFOXO1複合体をSDS-PAGEで分離後、質量分析装置を用いて結合因子を同定した。その結果、転写制御関連因子の他、DNA修復因子が多数含まれていた。これまで転写因子であると考えられてきたFOXO1がDNA修復因子と相互作用することで細胞のDNA損傷応答を制御しているとすればこの結果は非常に興味深い。現在はFOXO1とDNA修復因子との相互作用に注目して検証を進めている。
超好熱菌の新規キチン代謝経路とその制御機構に関する研究

一方で耐熱性キチナーゼを用いた有機溶媒中での有用物質生産を目的に実験を行った。本酵素は高濃度のC1C4の一級アルコール存在下においても酵素活性を示し、その際に加水分解だけでなく炭化水素鎖を有するキチンオリゴ糖の合成も可能であることを明らかにした。これらの様々なアルキル化キチンオリゴ糖の中には高い抗真菌活性などの有用物質の種化合物となる可能性が期待できる。これまでに超好熱始原菌Thermococcuskodakaraensis KOD1株に新規キチン代謝経路が存在していることを明らかにしている。平成15年度は、まず、本菌のキチン代謝経路で唯一未解明であるグルコサミン(GlcN)のリン酸化を行う酵素、GlcN kinaseの単離を試みた。しかし、他のキチン代謝系酵素が誘導される条件(0.1%GlcNAc_2存在下)で培養した菌の抽出液に顕著なGlcN kiase活性を検出できなかった。一方で、新規代謝経路において機能する酵素の1つ、exo-β-glucosaminidase(GlmA)に関する論文のための追加実験を行った。GlmAは高分子キトサンにも弱い分解活性を示すことや、その発現が基質であるGlcN_2では誘導されないことなどのデータを追加し、論文が受理された。本内容により、国際学会Thermophiles 2003(Exeter, UK、平成15年9月)でベストポスター賞を受賞した。また、新規代謝経路に関与するもう1つの酵素、GlcNAc_2 deacetylase(Dac)に関する研究も行った。異なる重合度のキチンオリゴ糖(GlcNAc_<1-3>)に対するDacの反応動力学定数を決定し、菌体内において新規代謝経路で基質となると考えられる単糖と二糖を効率良く分解することが判明した。更に、GlmAとDacをそれぞれ認識する抗体を用いた本菌の抽出液に対する免疫沈降実験の結果、いずれもGlcNAc_2をGlcNにまで分解する代謝経路に不可欠であり、尚かつ、この新規代謝経路以外の迂回経路が存在しないことを明らかにした。以前に得た実験結果に今回得られたものを加え、超好熱菌に見出された新規キチン代謝経路に関する論文をまとめ、現在、学術誌に投稿中である。次年度は、本菌にキチン分解関連酵素の誘導物質による転写制御が存在したので、超好熱始原菌では殆ど報告例のない転写制御因子の同定と生化学的特性の解析を行う。
化学廃液中の炭化水素類選択透過膜の分子設計と分離のプロセス

希薄水溶液から有機化合物のパ-ベ-パレーションによる分離濃縮を水処理について重要な環境問題の解決のために研究されてきているした。特に、化学廃液中からの塩素化炭化水素やフェノールの高度な除去が重要である。したがって、本研究においてこれらの化学物質の分離除去を行える高機能の高分子膜の分子設計を試み、得られた高分子膜を用いて研究した。共モノマーとして、有機炭化水素に親和性があり選択性を有するn-ブチルアクリレート(n-BA)と側鎖にトリメチルシリル基を有し、透過物質にたいし高い拡散性を有するトリメチルシリルメチルメタクリレート(TMSMMA)を用いた。これらの共重合体膜であるcopoly(TMSMMA-n-BA)膜をとうして水溶液から塩素化炭化水素の分離を行った。n-BAの含有量の増加とともに透過流速は増加し、1,1,2-トリクロロエタン(TCE)の水溶液からの分離において、n-BAの含有率70%の膜で、最高600の分離係数を得た。水溶液からのフェノールの分離もまた研究したが、分離挙動は明瞭でなかった。ここでは、高分子膜として既製のポリエーテルブロックアミドを用い分離係数に対する温度の影響を研究した。分離係数は温度の増加と共に増加した。これらの結果から、高い透過性を有する3-メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(SiMA)とフェノールの選択性が期待される共モノマーとしてスチレン、TMSMMAを用いた。copoly(SiMA-TMSMMA)、copoly(SiMA-Styrene)膜を作成し、poly(SiMA)膜をとうして、分離係数20を得た。TMSMMAあるいはスチレン含有率と透過流速の間に最大点があった。これらの結果をモノマーの化学構造、膨潤度、ガラス転移温度から考察した。塩素化炭化水素と親和性のあるゴム状高分子を形成するモノマーn-ブチルメタクリレート(以下n-BA)と、広い高分子鎖間隙を有しガラス状高分子を形成するモノマートリメチルシリルメチルメタクリレート(以下TMSMMA)を用い、n-BAの含有量を10mol%から90mol%と変化させた共重合体を合成した。製膜性はn-BAの含有量が2070mol%の共重合体が良好であった。共重合体には1個のTgが観察され、ランダムな共重合体であることが示された。0.20.4wt%のトリクロルエタン(以下TCE)のパ-ベオパレーションを25°Cで行い、TCEとH_2Oの分離に対する、n-BAの含有率の影響を研究した。共重合体膜仲のn-BAの含有量の増加によりTCEの透過流速が増加したが、これは膜の活性層のTgが低下し、拡散性が増加したためと考察した。製膜性・透過速度・分離性から70mol%/のn-BAが最適であった。一方、膜の膨潤性の測定を行い、膜へ取込まれたTCEの割合を決定した。これらの結果から膨潤度は液のTCEの濃度に比例した。膨潤度は0.2%のTCE溶液では30%、0.4%溶液では約60%であった。膜に収着したTCE濃度、共重合体中のn-BAの含有率に無関係で6070%であった。これはTMSMMAセグメントもTCEに対しn-BAと同等の分配係数を示したことによる。分離係数は0.4wt%TCE水溶液で600、0.2wt%TCE溶液で400であった。透過流速は70mol%n-BAを含む膜で約25g/m^2・hr(70μm膜厚)であった。

この共重合体膜はトリクロルエチレン、テトラクロルエチレンの希薄水溶液に対してもTCE水溶液と同様に高い分離性を示した。前年度の研究において、n-ブチルアクリレート(n-BA)とトリメチルシリルメチルメタクリレート(TMSMMA)の共重合体の組成比7:3( BA-7)が製膜性において最もすぐれていることを明らかにした。この膜を主に用いて以下の研究を行った:(1)この膜のトリクロルエタン(TCE)に対する分配係数を決定すること、(2)膜の透過性を評価するパ-ベイパレーション(PV)用透過セルを試作すること、(3)この膜に対するTCEの透過流速の濃度依存性を決定すること、(4)これら分配係数と透過流速よりこの膜の水とTCEの分離機構を決定すること、(5)PVに用い得る膜の水面展開法に薄膜化を検討すること。BA-7膜に対するTCEの25°Cにおける膨潤度を0.2wt%、0.4wt%のTCE濃度の水溶液で決定したところそれぞれ33.4wt/wt、62.4wt/wtであったが、膜に取り込まれたTCEの濃度はそれぞれ62.1wt/wt、67.1wt/wtであり、このことはn-BAのみならずTMSMMAもTCEに対し親和性であることが明らかとなった。BA-7膜のTCEに対する拡散係数を直接求められなかったが、水とTCEの透過流速の濃度依存性、前述の膜内のTCE濃度の、水溶液仲のTCE濃度依存性より、この膜の水/TCEの分離機構は拡散支配でなく溶解性支配であることが明らかになった。PV法によるこの膜の透過流速は120g/m^2・hr、分離係数は約600の高い値が得られた。水面展開法により約8μmの薄膜を得た。これにより高透過流速が期待できる。本年度は最終年度であり、これまでの基礎研究の成果をもとにし、共同研究者である三井造船(株)の協力のもと、実用面への応用を研究した。すなわち、実際、工業的に分離膜を用いる場合の高透過性、高選択性へ要求に対する検討と、セミパイロットプラントにおける評価試験を行った。1)透過性を増大させる手段のひとつとは、操作温度を上昇させる方法である。拡散係数Dは温度に対し、D=D_oexp(E/RT)の関係があり、温度の上昇にともない高い値を示すためである。そこで、前年度までの研究において、得られたPTMSMMA,BA-3,BA-7,PBA膜の選択透過性の温度依存性について研究した。TCEの供給濃度は0.2wt%を用いた。結果、45°C急激な透過量の増大が見いだされた。最も分離性が低い場合でも分離係数は400以上の高い値が得られた。すなわち、この温度での操作により、分離性を低下させることなく、高い透過量が得られることが示された。2)膜の透過量を増大させる手段として、操作温度を上昇させる他、膜の薄膜化である。しかし、パ-ベ-パレーションにおいては、溶媒にもとずく膨潤のため、薄膜化には限度がある。そこで、TMSMMAとn-BAの共重合体で最も分離性の高かったBA-7について、厚さ20μmの薄膜を作成し膜厚80μm,孔径0.65μmのフッ素樹脂フィルムを支持体として用い複合膜として試験した。3)三井造船(株)のセミパイロットプラントによる試験には、フェノール水溶液を供給液として用いた。膜として、上記2)で作成した複合膜を用いた。実験室で得られた結果とほぼ同等の値が得られた。
実世界と情報空間を調和するフリーフォーム符号化型マーカの設計

本研究では,実世界と情報空間を調和する実世界センシング技術として,画像処理によって認識可能な2次元マーカの設計及びその周辺技術の研究を行った.一つ目は,符号化の技術として無線分野で提案されてきた符号分割多元接続技術を用いて符号化したマーカを設計した.この技術はノイズに頑健であることが特徴であるため,撮像の際に生じるノイズは幾何変換に対しても頑健に認識可能なマーカとなった.二つ目は,透明なシートにランダムなドットを設置したマーカである.透明なシートを用いた場合は背景が映り込むため,割り当て問題における最適化手法を利用することで,ロバストにドットの配置を認識する手法を提案した.符号化の技術として無線通信の分野で提案されてきた符号分割多元接続(Code Division Multiple Access, CDMA)を利用したマーカを設計した.初めに,無線通信において,1次元の信号に対して用いられていたCDMAのアルゴリズムを,符号化マーカに用いる2次元信号に拡張した.また,無線通信に用いられる信号は正負の値をとるのに対し,符号化マーカは画像であるため,正負の信号を画像の諧調数に応じた変換を行った.実験では,2次元CDMAマーカのノイズに対する頑健性を検証した.CDMAの特徴として,ノイズに頑健であるということが挙げられ,無線通信の分野では頑健性が示されてきた.そこで,カメラで撮影した際に生じる画像ノイズや幾何学的変換に対する頑健性を検証した.シミューレーションによる評価実験では,マーカの半分が遮蔽されている場合でもコードを受信することができた.これは実際にマーカを紙に印刷し,カメラで撮影した場合でも同様であった.これにより,CDMAによる符号化はカメラで撮影する際に生じるノイズにも頑健に復号できることが分かった.今回提案したマーカの特徴として,ノイズに対する頑健性に加え,符号化に用いたコードを知っている人のみがコードの中身を知ることができることが挙げられる.これは従来拡張現実感に用いられてきた符号化にはない特徴であり,人によって見せるコンテンツを切り替えることができる符号化マーカを設計した.本年度は,実世界と情報空間を調和するための基盤技術として,カメラの位置姿勢と対象物体の形状推定に関する研究を遂行した.デプスカメラを用いたアプローチでは,デプスカメラの運動推定を行う際,デプス画像上から高精度な運動推定に寄与するエッジ領域を高速に検出する手法を提案した.また,デプスカメラとデジタルカメラを融合したアプローチでは,デジタルカメラ画像に対してデプス情報を用いて対象形状に応じた正規化をすることで,カメラ運動と対象物体の形状推定を高精度化した.また,広域な領域を撮像できる魚眼カメラを用いた手法にも取り組み,自由に撮影された魚眼画像群から対象物体の形状推定に適切な画像を選択し,対象物体の形状を推定する枠組みを確立した.また,フリーフォーム型マーカとして,透明なシートにランダムなドットを設置したマーカの形状変化に対する認識の頑健性及び形状推定の検討を行った.透明なシートを用いる場合には,マーカの裏側の領域が映り込むことによって認識精度が低下するが,ドット認識のロバスト性を向上させるための特徴量の高次元化や最適割り当て手法などを導入した.プロジェクタでマーカを投影した場合にも,スクリーンのテクスチャの影響を受けるが,ドット認識のロバスト性を向上させたことにより,マーカの認識が可能となった.開発した手法によって透明マーカとしての利用可能を検証できたため,今後は様々なアプリケーションを設計する.本研究では,実世界と情報空間を調和する実世界センシング技術として,画像処理によって認識可能な2次元マーカの設計及びその周辺技術の研究を行った.一つ目は,符号化の技術として無線分野で提案されてきた符号分割多元接続技術を用いて符号化したマーカを設計した.この技術はノイズに頑健であることが特徴であるため,撮像の際に生じるノイズは幾何変換に対しても頑健に認識可能なマーカとなった.二つ目は,透明なシートにランダムなドットを設置したマーカである.透明なシートを用いた場合は背景が映り込むため,割り当て問題における最適化手法を利用することで,ロバストにドットの配置を認識する手法を提案した.無線通信の分野で提案された符号化を拡張現実感に用いられるマーカを応用し,マーカに新たな機能を加えることができたため27年度が最終年度であるため、記入しない。拡張現実感符号化マーカをパターン投影型3次元計測に適用し,生じる現象を検証する.具体的には,プロジェクタによってマーカを対象物体に投影し,投影されたパターンの形状から対象物体の形状を推定する.プロジェクタで映像を投影する場合は,プロジェクタと対象物体の位置関係によって遮蔽や光の元帥が生じるため,拡張現実感に用いられてきた紙に印刷した符号化マーカの認識に比べ,複雑かつ困難な条件である.そこで,様々な光学的影響下における認識精度を検証する.27年度が最終年度であるため、記入しない。
ハンガリー語・日本語対照研究に基づくハンガリー語教授法と教材の開発研究

本研究の目的は,日本人学習者にふさわしいハンガリー語教授法の確立と教材の開発をまざすことにある.具体的には,語学学習に欠かせない文字情報,音声情報,画像情報の3つの情報を,学習者が同時に受け取ることによって,ハンガリー語の単語を効率的に学ぶことができる教材を作成した.アップル社のパーソナルコンピュータとその上で動くプログラム支援ソフトであるハイパーカードを使用して,ハンガリー語の名詞の習得を目的とする図解辞典を作成した.これは,コンピュータの画面に描かれた絵の一部分,たとえば,「猫」の画像をマウスでクリックすると,「猫」を表すハンガリー語の単語の綴りが画面に現れ,同時にその単語が発音されるというものである.この教材により,学習者は一軒の家のなかを移動しながら,各部屋にあるさまざまものをクリックすることによって,ハンガリー語の単語の意味と綴り,発音を同時に習得することができる.できあがったスタックにかんするデータは以下のとおりである.スタックの大きさ:約6MB.カード: 21枚.バックグラウンド: 1枚.単語:約200語.ハンガリー語は単語のうしろにさまざまな接尾辞を接続させることによって,その単語の文法的な関係をあらわすが,不規則変化する単語にかんしては,その複数形,対格形,所有形を覚える必要がある.今後の課題として,こうした情報をもりこんだ辞書部門を付加する予定である.本研究の目的は,日本人学習者にふさわしいハンガリー語教授法の確立と教材の開発をまざすことにある.具体的には,語学学習に欠かせない文字情報,音声情報,画像情報の3つの情報を,学習者が同時に受け取ることによって,ハンガリー語の単語を効率的に学ぶことができる教材を作成した.アップル社のパーソナルコンピュータとその上で動くプログラム支援ソフトであるハイパーカードを使用して,ハンガリー語の名詞の習得を目的とする図解辞典を作成した.これは,コンピュータの画面に描かれた絵の一部分,たとえば,「猫」の画像をマウスでクリックすると,「猫」を表すハンガリー語の単語の綴りが画面に現れ,同時にその単語が発音されるというものである.この教材により,学習者は一軒の家のなかを移動しながら,各部屋にあるさまざまものをクリックすることによって,ハンガリー語の単語の意味と綴り,発音を同時に習得することができる.できあがったスタックにかんするデータは以下のとおりである.スタックの大きさ:約6MB.カード: 21枚.バックグラウンド: 1枚.単語:約200語.ハンガリー語は単語のうしろにさまざまな接尾辞を接続させることによって,その単語の文法的な関係をあらわすが,不規則変化する単語にかんしては,その複数形,対格形,所有形を覚える必要がある.今後の課題として,こうした情報をもりこんだ辞書部門を付加する予定である.本研究は、日本人学習者にふさわしいハンガリー語教授法の確立と教材の開発をめざしており,学習者が単語の文字情報と音声情報を、画像情報をとおして,同時に学ぶことができる教材を作成している。具体的には、アップル社のパーソナルコンピュータとその上で動くプログラム支援ソフトであるハイパーカードを使って,ハンガリー語の名詞の習得を目的とする図解辞典を作成中である。すなわち、コンピュータの画面に描かれた絵や取り込まれた映像の一部分、たとえば、「猫」の画像をマウスでクリックすると、「猫」を表わすハンガリー語の単語の綴りが画面に現われ、その単語が発音されるというものである。これに辞書部門を付加し,ハンガリー語の名詞変化の情報(複数形、対格形、所有形)をそこにもりこむ予定である.現在のところ、ハンガリー語名詞図解辞典のおまかな構成案ができあがっている状態である.これが完成すれば、学習者は1軒の家のなかを移動しながら,各部屋にあるものをクリックすることによって,ハンガリー語の単語の意味と,綴り,発音を同時に習得することができることになる。理論面では,複数形,対格形,所有形の語尾変化にかんして、規則変化と不規則変化を分類し整理しなおした.所有形については,伝統的な文法記述に従うよりも,人称によらない所有形というカテゴリーを設定したほうが,学習者にとって理解しやすいことがわかった.本研究の目的は、日本人学習者にふさわしいハンガリー語教授法の確立と教材の開発をめざすことにあり、学習者が文字情報と音声情報と画像情報を同時に獲得することによって、ハンガリー語の単語を学ぶことができる教材を作成している。具体的には、アップル社のパーソナルコンピュータとその上で動くプログラム支援ソフトであるハイパーカードを使用して、ハンガリー語の名詞の習得を目的とする図解辞典を作成中である。本年度は、昨年度におおまかな構成案をつくり、入力を始めた図解辞典を拡張し、新しい図や単語の情報を付加していった。これが完成すれば、学習者は一軒の家のなかを移動しながら、各部屋にあるさまざまなものをクリックすることによって、ハンガリー語の単語の意味と綴り、発音を同時に習得することができるようになる。ハンガリー語は単語のうしろにさまざまな接尾辞を接続させることによって、その単語の文法的な関係をあらわすが、不規則変化する単語にかんしては、その複数形、対格形、所有形を覚える必要がある。このため、この図解辞典には辞書部門を付加して、そこにそれらの情報をもりこむ予定である。本研究の目的は,日本人学習者にふさわしいハンガリー語教授法の確立と教材の開発をめざすことにある.

具体的には,語学学習に欠かせない文字情報,音声情報,画像情報の3つの情報を,学習者が同時に受け取ることによって,ハンガリー語の単語を効率的に学ぶことができる教材を作成した.アップル社のパーソナルコンピュータとその上で動くプログラム支援ソフトであるハイパーカードを使用して,ハンガリー語の名詞の習得を目的とする図解辞典を作成した.これは,コンピュータの画面に描かれた絵の一部分,たとえば,「猫」の画像をマウスでクリックすると,「猫」を表わすハンガリー語の単語の綴りが画面に現われ、同時にその単語が発音されるというものである.この教材により,学習者は一軒の家のなかを移動しながら,各部屋にあるさまざまなものをクリックすることによって、ハンガリー語の単語の意味と綴り,発音を同時に習得することができる.できあがったスタックにかんするデータは以下のとおりである.スタックの大きさ:約6MB.カード:21枚.バックグラウンド:1枚.単語:約200語.ハンガリー語は単語のうしろにさまざまな接尾辞を接続させることによって,その単語の文法的な関係をあらわすが,不規則変化する単語にかんしては,その複数形,対格形,所有形を覚える必要がある.今後の課題として,こうした情報をもりこんだ辞書部門を付加する予定である.
19世紀前半のアメリカ合衆国における音楽教育-教育思想・指導法・教科書-

1.入手資料本科学研究費の予算執行が認められた平成5年7月より現在まで(平成6年3月8日)19世紀初期から中期にかけて出版されたアメリカ合衆国の音楽の教科書を中心に資料を入手した。内容は、アメリカ合衆国国会図書館(Library of congress)より、ベンジャミン・ベーカー著『ジュビラント・ヴォイス』(Jubiland Voices)、ウィリアム・ブラッドベリ-著『スクール・シンガー』(The School Singer)他50冊、メリ-ランド大学音楽教育史コレクションにより、エラム・アイブス著『アメリカ初等唱歌集』(American Elementary SingingBOOK』他40冊である。この他に、すでに大分大学所蔵のメーソン・マコナシ-コレクションにおける資料が有り、そのなかには、アメリカ合衆国で最初に公的音楽教育を行った時の、詳細な指導カリキュラム、教授法の文献『ボストン音楽学校概要』が含まれている。2.研究成果の概要海外より資料が到着するのが大幅に遅延したため(平成5年12月)、資料の全貌を明らかにするまでには現在のところ至っていないが、以下のことがおおよそ明らかになった。まず、当時のアメリカ合衆国の教育界は、ペスタロッチの思想の影響を大きく受けており、音楽教育においてもその例外ではなかったこと。また、当時はピューリタニズムによる倫理主義が支配しており、音楽教育にもそれが強く反映していたこと。従って、当時の音楽教育の思想は、この二つを柱とし、かつ、音楽を生活や健康の面からの効用を説いた実用主義的な性格を持ったものであること。指導法においても、ペスタロッチの影響を強く受けた「問答法」が主流であり、生徒自発性、積極性を促すねらいが見受けられた。教材は、教科書の編著者の作曲したオリジナルは非常に少なく、1718世紀のイギリス、ドイツを中心とする民謡、わらべうたが大部分を占めていた。
放射線照射ならびに温熱に対するストレス応答機構の基礎的解析

放射線照射と温熱による増感機構について解析するとともに,細胞のもつストレス応答シグナルの抑制が,放射線の効果をどのように修飾するかを明らかにすることにより,放射線照射と温熱の有効な併用方法とその分子生物学的機構を解析することを目的とした.また,放射線照射ならびに温熱の効果に影響を与える低酸素ストレスについて,その意義と治療効果への影響を明らかにすることを目的とした.実験腫瘍を用いた研究では,熱耐性の抑制や放射線照射からの亜致死障害からの回復阻害など,放射線と温熱には互いにその効果を高める機構が存在すると考えられた.薬剤により熱耐性を抑制することにより,温熱の効果のみならず,放射線と温熱の併用効果も増強することが明らかとなった.熱耐性抑制による増感の機序は,HSPの発現抑制と熱感受性のS期細胞の増加が関与していた.臨床では,胸壁浸潤型肺癌や進行直腸癌,難治性肉腫などにおいて,放射線と温熱の併用が有用であることを明らかにした.放射線と温熱の効果に重大な影響を与える低酸素腫瘍の解析においては,子宮頸癌と食道癌を用いて,HIF-1,p53,p21,BAXなどの因子を解析し,HIF-1の高発現が治療効果に影響することを明らかにした.治療前の腫瘍の低酸素状態の非侵襲的定量化が重要な研究課題と考えられたため,種々の低酸素評価法を実験腫瘍を用いて試みた.電極を腫瘍内に挿入し直接酸素濃度を測定する方法や,31P-MRSなどの方法と比較して,低酸素細胞マーカーであるβ-D-IAZGPは,副作用も軽微で,腫瘍の大きさにかかわらず,その取り込みが評価可能であり,臨床上も有用性が高いと考えられた.臨床的な評価としては,子宮頸癌の酸素分圧の低下が実際の治療効果と相関することを明らかにした.また,癌細胞の生存シグナルが腫瘍の悪性度に関係し,シグナルの抑制が治療効果増強につながる可能性があることを見出した.放射線照射と温熱による増感機構について解析するとともに,最近開発されたHSPインヒビターを用いて,そのストレス応答シグナル伝達に関わる分子の変化と細胞周期の変化について解析した.特にHSPインヒビターによる熱耐性の抑制が,放射線増感効果をもたらすかどうか,その有効な併用方法とその分子生物学的機構について検討を行うことを目的とした.まず低線量率照射と温熱の併用効果を算出した.増感効果は,40度から41.5度で高く,42度を超えるとむしろ低下していった.またマイルドハイパーサーミアで認められる慢性熱耐性は,持続照射の併用により部分的に抑制された.G1ブロックによる放射線抵抗性のS期細胞の減少と熱耐性蛋白の発現抑制が増感機構として証明された.またカフェインを低濃度で照射,温熱とともに作用させると細胞死は増加し,この効果は変異型P53細胞で顕著であった,HSPインヒビターは,41度の温熱時に誘導される慢性熱耐性を抑制し,細胞の温度感受性を増強した.このとき熱感受性のS期細胞が増加する傾向が認められた.ウエスタンブロットによる解析では,HSPの発現抑制が明らかであったが,HSF-1の活性化は抑制されていなかった.また,低線量率照射の効果は,温熱を加えなくともHSPインヒビター投与により明らかな増感が認められた.これまでの基礎研究をもとに,最も増感効果が高いとされる放射線照射と温熱の同時併用の可能性について,腔内照射と腔内加温をモデルとしてその最適な条件を検討し,進行食道癌を対象に良好な局所効果を確認した.また,難治性再発腫瘍を対象として,同時併用のすぐれた局所効果を確認した.放射線照射と温熱による増感機構について解析するとともに,細胞のもつストレス応答シグナルの抑制が,放射線照射効果をどのように修飾するかを明らかにすることにより,放射線照射と温熱の有効な併用方法とその分子生物学的機構を解析することを目的とした.また,放射線照射ならびに温熱の効果に大きな影響を与える低酸素ストレスについて,その意義と治療効果への影響を明らかにすることを目的とした.マイルドハイパーサーミアと放射線照射の併用実験では,熱耐性の抑制や放射線照射からの亜致死障害からの回復阻害など,互いにその効果を高める機構が存在すると考えられ,併用のタイミングが重要なファクターと考えられた.また,HSPを制御することで,マイルドハイパーサーミアの効果が明らかに増感するだけでなく,放射線照射効果をも十分に増強させることができると考えられた.臨床的には,胸壁浸潤型肺癌で放射線照射と温熱の併用が,放射線単独にくらべ有効であることが明らかとなった.放射線と温熱の効果に重要な影響を与える低酸素ストレスの定量化をさまざまな方法で行った.低酸素細胞マーカーであるβ-D-IAZGPは,血液中の約8倍の高濃度で腫瘍に集積が認められた.中枢神経への取り込みが有意に少なく,腫瘍の大きさにかかわらずその取り込みが評価可能であり,非侵襲的な低酸素細胞分画の定量法として,臨床上の有用性が高いと考えられた.III期子宮頸癌の生検組織を用いて,低酸素で誘導されるHIF-1の発現を検討した結果,HIF-1αの高発現した腫瘍は遠隔転移の確率が高く,腫瘍の悪性度を反映する因子であることが明らかとなった.

放射線照射と温熱による増感機構について解析するとともに,細胞のもつストレス応答シグナルの抑制が,放射線の効果をどのように修飾するかを明らかにすることにより,旅射線照射と温熱の有効な併用方法とその分子生物学的機構を解析することを目的とした.また,放射線照射ならびに温熱の効果に影響を与える低酸素ストレスについて,その意義と治療効果への影響を明らかにすることを目的とした.実験腫瘍を用いた放射線と温熱の併用研究では,熱耐性の抑制や放射線照射からの亜致死障害からの回復阻害など,互いにその効果を高める機構が存在すると考えられた.薬剤により熱耐性を抑制することにより,温熱の効果のみならず,放射線と温熱の併用効果も増強することが明らかとなった.熱耐性抑制による増感の機序は,HSPの発現抑制と熱感受性のS期細胞の増加が関与していた.レーザー顕微鏡による解析では,温熱開始直後からHSPの核内への移行と経時的な細胞質への再分布が明らかであったが,HSPの発現抑制により細胞質へのHSPの再分布が抑制された.臨床的には,胸壁浸潤型肺癌や難治性肉腫などにおいて,放射線と温熱の併用が有用であることを明らかにした.放射線と温熱の効果に重大な影響を与える低酸素腫瘍の解析においては,子宮頸癌と食道癌を用いて,HIF-1,p53,p21,BAXなどの因子を解析し,HIF-1の高発現が治療効果に影響することを明らかにした.p53の変異などの腫瘍側の因子に関しては,影響は軽微であった.このため治療前の腫瘍の低酸素状態の非侵襲的定量化が今後の重要な研究課題と考えられたため,種々の低酸素評価法を実験腫瘍を用いて試みた.電極を腫瘍内に挿入し直接酸素濃度を測定する方法や,31P-MRSなどの方法と比較して,低酸素細胞マーカーであるβ-D-IAZGPは,副作用も軽微で,腫瘍の大きさにかかわらず,その取り込みが評価可能であり,臨床上も有用性が高いと考えられた.放射線照射と温熱による増感機構について解析するとともに,細胞のもつストレス応答シグナルの抑制が,放射線の効果をどのように修飾するかを明らかにすることにより,放射線照射と温熱の有効な併用方法とその分子生物学的機構を解析することを目的とした.また,放射線照射ならびに温熱の効果に影響を与える低酸素ストレスについて,その意義と治療効果への影響を明らかにすることを目的とした.実験腫瘍を用いた研究では,熱耐性の抑制や放射線照射からの亜致死障害からの回復阻害など,放射線と温熱には互いにその効果を高める機構が存在すると考えられた.薬剤により熱耐性を抑制することにより,温熱の効果のみならず,放射線と温熱の併用効果も増強することが明らかとなった.熱耐性抑制による増感の機序は,HSPの発現抑制と熱感受性のS期細胞の増加が関与していた.臨床では,胸壁浸潤型肺癌や進行直腸癌,難治性肉腫などにおいて,放射線と温熱の併用が有用であることを明らかにした.放射線と温熱の効果に重大な影響を与える低酸素腫瘍の解析においては,子宮頸癌と食道癌を用いて,HIF-1,p53,p21,BAXなどの因子を解析し,HIF-1の高発現が治療効果に影響することを明らかにした.治療前の腫瘍の低酸素状態の非侵襲的定量化が重要な研究課題と考えられたため,種々の低酸素評価法を実験腫瘍を用いて試みた.電極を腫瘍内に挿入し直接酸素濃度を測定する方法や,31P-MRSなどの方法と比較して,低酸素細胞マーカーであるβ-D-IAZGPは,副作用も軽微で,腫瘍の大きさにかかわらず,その取り込みが評価可能であり,臨床上も有用性が高いと考えられた.臨床的な評価としては,子宮頸癌の酸素分圧の低下が実際の治療効果と相関することを明らかにした.また,癌細胞の生存シグナルが腫瘍の悪性度に関係し,シグナルの抑制が治療効果増強につながる可能性があることを見出した.
動物における難治性疾患の分子機構に関する研究

動物の難治性疾患を腫瘍、感染症、遺伝性疾患に大別し、各疾患における分子機構を解析した。(1)腫瘍:ネコの急性骨髄性白血病の発症に関与するネコ白血病ウイルス(FeLV)に特徴的なLTRの構造と機能を同定した。ネコの細胞周期制御蛋白であるWAF1,KIP1,MTS1,MTS2をコードする各遺伝子を単離し、それらの塩基配列を決定した。さらに、ネコのリンパ腫症例において、mts1およびmts2遺伝子の欠失を見い出し、その腫瘍化との関連を示唆した。また、ネコのリンパ腫において高頻度に活性化されるmyc遺伝子のネコ染色体上における座位をFISH法によって同定し、染色体異常と遺伝子異常との関連を明確にした。一方、イヌにおいてp53癌抑制遺伝子の異常を検討した結果、各種悪性腫瘍の約半数の症例において欠失や点突然変異によってp53遺伝子が不活化されていることが明らかとなった。さらに、イヌの各種悪性腫瘍においてマイクロサテライトマーカーを検出したところ、正常組織におけるものとの相違が認められ、ゲノム不安定性と腫瘍化との関連が示唆された。(2)感染症:ネコ免疫不全ウイルス(FIV)感染症において、その免疫抑制機構にリンパ球のアポトーシスが関与することを示し、さらに生体内におけるアポトーシス誘発因子を見い出した。(3)遺伝性疾患:ウシの出血性疾患において、血液凝固第XIII因子の異常の原因となる点突然変異を見い出し、それを用いた本疾患の遺伝子診断法を確立することができた。また、ウシの遺伝性溶血性疾患と関連するバンド3異常症において、バンド3をコードする遺伝子の塩基配列の変異を明らかにし、その発症に関わる分子機構を明らかにした。動物の難治性疾患を腫瘍、感染症、遺伝性疾患の3分野に大別し、各疾患における分子機構を解析した。(1)腫瘍:ネコ白血病ウイルス(FeLV)LTRのプロモーター活性をCATアッセイによって検討したところ、T細胞および骨髄細胞のそれぞれにおいて特異的に強いプロモーター活性を示し、特徴的な構造を示すLTRを有するFeLV株が見いだされ、それらが病原性の発現と密接に関与していることが明らかとなった。その他、犬の悪性腫瘍において、p53遺伝子の変異が高頻度に見いだされ、またマイクロサテライトマーカーの検出によってDNAの不安定性を解析するシステムを作成した。(2)感染症:ネコ免疫不全ウイルス(FIV)のenv遺伝子の塩基配列の解析の結果、脳炎の発症との関連が示唆される遺伝子構造が明らかとなった。また、FIV感染症におけるアポトーシスの誘導において、Fas抗原の発現増強が存在することを見いだした。(3)遺伝性疾患:ウシの第XIII因子異常症において、そのサブユニットa(FXIIIa)遺伝子の変異を明らかにし、その発症牛およびキャリアーにおけるDNA診断系を開発した。次に、この遺伝子変異が、その病態の発症機構の中心的役割を担っていることが示唆された。また、ウシの遺伝性バンド3欠損症について、原因遺伝子異常の同定、病態概要の解析、遺伝子診断の確立とフィールドへの適用を遂行した。さらに、新生仔牛の奇形赤血球症について、主にヘモグロビン異常の膜蛋白質異常の観点から解析を行い、患牛赤血球にみられるヘモグロビンならびに4.2蛋白質の分子機構を同定した。
トリパノソーマクルージの細胞内寄生期におけるATP代謝の可視化による単一細胞解析

Trypanosomacruziはシャーガス病を引起す寄生原虫で、その生活環において、媒介昆虫内(EPI)、血流中(TRP)、細胞内(AMA)の3つのステージに大きく分けられる。臨床的に重要なのはAMAであるが、大量培養系が確立されておらず、解析が困難である事から、特に研究が進んでおらず、AMAで用いられる炭素源やエネルギー代謝における各細胞小器官の役割など、基礎的な情報すら未だ不明である。本研究の最終目的は、寄生現象を支えるエネルギー代謝の生理的役割を解明することである。Trypanosoma cruziはシャーガス病を引起す寄生原虫で、その生活環において、媒介昆虫内(EPI)、血流中(TRP)、細胞内(AMA)の3つのステージに大きく分けられる。
1950～70年代超伝導理論と実験面から考察する二元化合物の超伝導転移温度

金属系化合物の超伝導転移温度Tcの理解を理論面,実験面から科学史的に探究する.(実績)超伝導の基礎理論BCS理論(1957年)のあとも,化合物のTc計算の詳細はこれまであまり明らかにされてこなかった.まず理論面からは,長年最高Tcを記録したA15型超伝導体に焦点を当てる.Tc計算にはバンド計算により電子フォノン定数(ep定数)が必要であるが,L.マスィース(1975)やB.クラインらのA15型のバンド計算(1978)を明らかにした.またクラインは,ep定数を化合物を構成する元素の原子量がM1>>M2の条件のもとで,それら元素のep定数の和で求められることを提案し,翌年クラインらはA15型超伝導体のTcを計算した.しかし,原子量比M2/M1はほとんど0.5を超えており,Tcも20%の誤差を有するものであったことを明らかにした.実験面:2001年Tc39KのMgB2が発見されたが,超伝導体探索の神様と称されるB.マチアスもMgB2を発見できなかった.彼は,原子当りの価電子数e/aが5か7でTcのピークを示すマチアス則(1955)を発見した.筆者はこれまでの研究から,この法則が形成される3年間とその後7年間にその原因を解明できる手掛かりがあると判断した.彼の論文を調べた結果,(1)彼は超伝導探索を始めた当初,BiやA15型に焦点を合わせた.(2)マチアス則に気づき始めた53年,彼は蛍石結晶構造の超伝導体CoSi2と半導体から,e/a>>8/3のとき超伝導が期待できると判断した.このことはe/aが同じ8/3であるMgB2を探索の対象としない大きな要因であると筆者は考える.そして(3)マチアス則を完成した後の5763年にかけてもMgを含むアルカリ土類金属については,(2)を根拠として,貴金属を中心とした化合物の研究にとどまり,B,C,Nを化合することはなかったことを明らかにした.金属系化合物の超伝導転移温度Tcの理解を理論面,実験面から科学史的に探究する.(実績)超伝導の基礎理論BCS理論(1957年)のあとも,化合物のTc計算の詳細はこれまであまり明らかにされてこなかった.まず理論面からは,長年最高Tcを記録したA15型超伝導体に焦点を当てる.Tc計算にはバンド計算により電子フォノン定数(ep定数)が必要であるが,L.マスィース(1975)やB.クラインらのA15型のバンド計算(1978)を明らかにした.またクラインは,ep定数を化合物を構成する元素の原子量がM1>>M2の条件のもとで,それら元素のep定数の和で求められることを提案し,翌年クラインらはA15型超伝導体のTcを計算した.しかし,原子量比M2/M1はほとんど0.5を超えており,Tcも20%の誤差を有するものであったことを明らかにした.実験面:2001年Tc39KのMgB2が発見されたが,超伝導体探索の神様と称されるB.マチアスもMgB2を発見できなかった.彼は,原子当りの価電子数e/aが5か7でTcのピークを示すマチアス則(1955)を発見した.筆者はこれまでの研究から,この法則が形成される3年間とその後7年間にその原因を解明できる手掛かりがあると判断した.彼の論文を調べた結果,(1)彼は超伝導探索を始めた当初,BiやA15型に焦点を合わせた.(2)マチアス則に気づき始めた53年,彼は蛍石結晶構造の超伝導体CoSi2と半導体から,e/a>>8/3のとき超伝導が期待できると判断した.このことはe/aが同じ8/3であるMgB2を探索の対象としない大きな要因であると筆者は考える.そして(3)マチアス則を完成した後の5763年にかけてもMgを含むアルカリ土類金属については,(2)を根拠として,貴金属を中心とした化合物の研究にとどまり,B,C,Nを化合することはなかったことを明らかにした.
ゼオライト細孔内担持金属酸化物クラスタの触媒能

申請当初の研究計画に沿って、パラジウム交換ゼオライトを、焼成-環元-酸化の三段会から成るR-O処理によって活性化し、その局所構造をEXAFSスペクトルによって検討した。得られたスペクトルを解析した結果、R-O処理によって得られ細孔内のパラジウム種は、数オングストロームの粒径を持った十数個の原子から構成された酸化パラジウムのクラスタであるこが解明された。このクラスタ触媒を用いて、メンタの一酸化炭素および水素への部分酸化反応を検討した結果、通常の触媒を凌ぐ活性と選択性を示した。また、トランジェント法および昇温法を併用し、触媒反応を検討した結果、気相メタンが触媒中心であるパラジウム-クラスタ上の表面酸素と反応して直接、選択的に、一酸化炭素と水素を生成するメカニズムを提唱した。さらに、EXAFSスペクタルの解析結果から、触媒作動状態に於けるパラジウム-クラスタは、反応物であるメタンと酸素との相互作用による、金属パラジウム-酸化パラジウム間のREDOXサイクルにしたがって、触媒作用を示すことを解明した。これらの成果は、J.Phys.Chem.およびJ.Chem.Soc.,Faraday Trans.詩に発表した。さらに、窒素酸化物の炭化水素による還元除去反応における本クラスタ触媒の触媒能を検討した結果、優れた活性と選択性を示したので、その結果をJ.Materials Sci.およびJ.Phem.詩に発表した。申請当初の実験計画に沿って、パラジウム交換ゼオライトを還元、酸化処理によって活性化し、メタンの一酸化炭素および水素への部分酸化におけるその触媒能を検討した結果、これまで用いられていた触媒を凌ぐ活性と選択性を示した。また、トランジェント法および昇温法を用いて、この触媒反応のメカニズムを検討した結果、気相中のメタンとの触媒中心であるパラジウム-クラスタ上の表面酸素との反応により直接、選択的に一酸化炭素と水素が生成することが確認できた。このメカニズムは、これまでの定説(反応初期に生成する二酸化炭素および水が残留メタンによるリフオーウミング反応によって一酸化炭素および水素が生成するという二段階メカニズム)と著しく異なる新しい知見である。さらに、触媒反応中のゼオライトの微細構造と作用機構に関して、EXAFSスペクトルにより検討した結果、このゼオライト触媒の活性中心は格子中の酸化パラジウムの微粒子であり、それ自身の酸化-還元サイクルに従って触媒作用が発揮されるものとの結論が得られた。また、触媒作用状態におけるゼオライト上には、金属パラジウムと酸化パラジウムとが共存していることが確認できた。これらの成果は、J。Phys。Chem。およびJ。Chem。Soc。、Faraday Trans。等の論文誌に投稿中である。申請当初の研究計画に沿って、パラジウム交換ゼオライトを、焼成-還元-酸化の三段階から成るR-O処理によって活性化し、その局所構造をEXAFSスペクトルによって検討した。得られたスペクトルを解析した結果、R-O処理によって得られた細孔内のパラジウム種は、数オングストロームの粒径を持った十数個の原子から構成された酸化パラジウムのクラスタであることが解明された。このクラスタ触媒を用いて、メタンの一酸化炭素および水素への部分酸化反応を検討した結果、通常の触媒を凌ぐ活性と選択性を示した。さらに、EXAFSスペクトルの解析結果から、触媒作動状態に於けるパラジウム-クラスタは、反応物であるメタンと酸素との相互作用による、金属パラジウム-酸化パラジウム間のREDOXサイクルにしたがって、触媒作用を示すことを解明した。これらの成果は、J.Phys.Chem.およびJ.Chem.Soc.,Faraday Trans.誌に発表した。さらに、窒素酸化物の炭化水素による還元除去反応における本クラスタ触媒の触媒能を検討した結果、優れた活性と選択性を示したので、その結果をJ.Materials Sci.およびJ.Phys.Chem.誌に発表した。