hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
数サイクル高強度中赤外電界下の固体の極限応答探索

バンド構造を調べるための、中赤外の波長で決まる振動時間(6000 nmで20フェムト秒)より短いプローブ光の同期システムを開発した。固体バンド構造決定と高調波計測装置開発として、赤外光源でワイドギャップ半導体を励起して、非線形光学応答を誘起した際の可視、紫外スペクトル領域での計測を行った。試料としては2次元系のセレン化ガリウムや、典型的な半導体であるガリウムひ素を用いて、紫外線に至る高次高調波発生に成功している。この高次高調波発生に際し、高調波の光子エネルギーが典型的なブリルアンゾーン内の電子波数に台頭しており、バンド構造の再構築に必要な曲率の決定を行った。これは高次高調波の偏光測定によって得られたものである。高次高調波のスペクトルは透過並びに反射の両配置で計測して、固体内を伝搬する効果を明らかにした。紫外線は化学反応追跡、光電子分光等の応用範囲が大きいスペクトル領域ではあるが,物質の屈折率が低く、透過率が低いために、光学素子を作成することが非常に困難かつ、高額であるが、極限的非線形光学効果を用いることによって、赤外光源の制御と固体高調波発生媒質の人工構造成型を通して、紫外高調波の偏光制御を行った。光電子分光では一パルスあたりの放出される電子数が、スペースチャージにより分解能をリミットする。固体高調波発生では、発生に必要な強度が気体よりも低く抑えられており、高調波発生に必要なエネルギーが低く、高繰り返し化可能であり、適合性が良い知見を得た。今後の研究推進方策として、以下の3点を進める。1.高強度電場印加時の物質の応答の時間分解分光:固体に準直流の強電場を印加している時の過渡分光を、可視、紫外のプローブを入れ、固体の透過、反射スペクトル、光電子スペクトル等を測定し、バンド構造、並びに強電界下中の応答を調べる。このためには中赤外の波長で決まる振動時間(6000 nmで20フェムト秒)より短いプローブ光発生と、中赤外光とプローブ光間のタイミングジッター制御が必要となり、光路ロックシステムの開発と構築を行う。2.固体バンド構造決定と高調波計測装置開発:赤外光源でワイドギャップ半導体を励起して、非線形光学応答を誘起し、真空紫外、極紫外のスペクトル領域での計測を行う。高調波の光子エネルギーが典型的なブリルアンゾーン内の電子波数に対応しており、バンド構造の再構築に決定的な役割を果たすと考えられている。紫外線の偏光測定、並びに、時空間測定を真空内で行い全情報から詳細な伝導帯の形状を決定可能である。このための固体からの高調波発生チャンバーの後に光学素子導入系、紫外線集光系ならびに紫外分光器と飛行時間型光電子分光器を構築する。3.デバイス応用と高繰り返しオールソリッド時間分解光電子分光システム:紫外線は化学反応追跡、光電子分光等の応用範囲が大きいスペクトル領域ではあるが、物質の屈折率が低く、透過率が低いために、光学素子を作成することが非常に困難かつ、高額である。本申請の極限的非線形光学効果を用いることにより、赤外光源の制御と固体高調波発生媒質の人工構造成型を通して、紫外高調波の特性制御(偏光,時間波形)を試みる。固体高調波発生では、発生に必要な強度が気体よりも低く抑えられており、高調波発生に必要なエネルギーが低く、高繰り返し化可能であり、適合性が良い。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
文書データベースにおける演繹的問合せ言語の設計

本研究2年目においては,1年目に検討した文書検索/問合せ支援方式を洗練し,検索支援システムを試作した.WWWに代表される大規模文書データを検索するサービスとして,キーワード検索とディレクトリサービスが提供されている.しかし,前者ではユーザの意図する検索結果を得るのに必要な検索式を考えるのが難しい.また,後者は巨大なディレクトリ構造をもつため,ユーザはカテゴリの選択に迷いや誤解を生じやすい.そこで本研究では,ユーザの検索意図を反映した小規模なカテゴリ構造を検索のたびに構築する方法を提案した.検索システムには複数の分類観点と呼ばれる知識を予め与えておく.一つの分類観点とは,例えば,地域={京都,大阪,奈良,...}のようなカテゴリの有限集合である.検索支援の具体的な手順は以下の通りである.(1)ユーザが検索目的に関連する複数のキーワードを指定する.(2)システムは,指定されたキーワードに関連する文書集合Dを求める.(4)分類明確度の高い分類観点のいくつかをユーザに提示する.(5)ユーザは,提示された分類観点の一つを選択して文書を閲覧するか,選択した分類観点に基づいて分類されたD_1,D_2,...,D_<mi>のうちのいくつかを,上の手順に従って再分類する.以上の手法に基づく検索支援システムを試作し,BMIR-J2テストコレクションを用いて,いくつかの検索課題について単純なキーワード検索との比較実験を行ったその結果,適合率を同程度とした場合,提案手法において分類明確度の高い分類観点を選択すると,単純なキーワード検索よりも高い再現率をもつ文書集合が得られることが分かった.本研究では,系列データモデル,および,そのアクセス権検査とWWW検索への応用について考察した.紙面の都合で一つ目のテーマの概要のみ述べる.まず,簡潔な系列データモデルと問合せ言語を定義した.本言語におけるプログラムとは,系列集合を定義域とする述語からなるホーン節の有限集合である.そして,基本的な問題の一つである論理的帰結問題の計算量について考察した.まず,論理的帰結問題が一般に決定不能であることを示した.次に,単純生成システム(SPSと略記)と呼ばれる部分クラスを導入し,右線形性や全従属性といった構文的制約をSPSプログラムに課すことによって,論理的帰結問題を解くために必要な計算量がどのように変化するかについて考察した.特に,本問題が多項式時間可解であるようなSPSの部分クラスも示した.また,再帰なしプログラムに対する本問題の計算量についても考察した.本研究の主な結果は以下の通りである.定理1論理的帰結問題は一般のSPSに対して決定不能である.同問題は,全従属または右線形SPSに対して,決定性指数時間完全である.全従属,右線形かつ終端記号なしSPSに対して,PSPACE完全である.次数有界の,全従属または右線形SPSに対して,NP完全である.自由度有界の,全従属または右線形SPSに対して,多項式時間可能(かつP完全)である. □さらに,再帰なしプログラム(ただし,SPSには限定しない)に対して以下の結果を得た.定理2再帰なしプログラムに対して,論理的帰結問題は非決定性指数時間完全である.規則を含まない(事実のみからなる)プログラムに対して,同問題はNP完全である. □本研究2年目においては,1年目に検討した文書検索/問合せ支援方式を洗練し,検索支援システムを試作した.WWWに代表される大規模文書データを検索するサービスとして,キーワード検索とディレクトリサービスが提供されている.しかし,前者ではユーザの意図する検索結果を得るのに必要な検索式を考えるのが難しい.また,後者は巨大なディレクトリ構造をもつため,ユーザはカテゴリの選択に迷いや誤解を生じやすい.そこで本研究では,ユーザの検索意図を反映した小規模なカテゴリ構造を検索のたびに構築する方法を提案した.検索システムには複数の分類観点と呼ばれる知識を予め与えておく.一つの分類観点とは,例えば,地域={京都,大阪,奈良,...}のようなカテゴリの有限集合である.検索支援の具体的な手順は以下の通りである.(1)ユーザが検索目的に関連する複数のキーワードを指定する.(2)システムは,指定されたキーワードに関連する文書集合Dを求める.(4)分類明確度の高い分類観点のいくつかをユーザに提示する.(5)ユーザは,提示された分類観点の一つを選択して文書を閲覧するか,選択した分類観点に基づいて分類されたD_1,D_2,...,D_<mi>のうちのいくつかを,上の手順に従って再分類する.以上の手法に基づく検索支援システムを試作し,BMIR-J2テストコレクションを用いて,いくつかの検索課題について単純なキーワード検索との比較実験を行ったその結果,適合率を同程度とした場合,提案手法において分類明確度の高い分類観点を選択すると,単純なキーワード検索よりも高い再現率をもつ文書集合が得られることが分かった.
科学技術社会における行動設計としての科学技術倫理：デザイン思考を用いた教材開発

科学者・技術者の社会的責任が増す今日、科学技術倫理教育には、科学者・技術者を志す学生と彼/彼女らを導く教員の双方が科学技術倫理を科学技術の営みの主要素と捉え、それに積極的・能動的に関わろうとする姿勢を養うことが求められる。本研究では、そのような科学技術倫理教育プログラムの開発に向けた実証的研究を行う。具体的には、科学技術倫理に対する積極的・能動的な姿勢を促進する要件の明確化を行い、デザイン思考の手法を導入した科学技術倫理教材の開発を目指す。
多孔質吸着材の化学的改質による新規交換触媒の創成

本研究は、核融合炉固体増殖ブランケットのトリチウム回収システムのうち、水蒸気成分を回収する乾燥塔に触媒機能をもたせた際の回収効率評価を目的とし、親水性交換触媒の適用を検討する。触媒担体に用いられる合成ゼオライトはカチオン交換により性質が変わる。本研究ではカチオン交換したモルデナイト型ゼオライトを触媒担体とし、交換反応速度に現れる影響について調べた。現状、水素同位体交換反応触媒としては貴金属を担持せざるを得ず、PdよりもPt担持触媒が高い触媒活性を示した。その傾向は、1族のイオンで置換した担体の方が2族のイオンで置換した担体のものより高く、各々比表面積の大きさに依存する傾向が見られた。本研究は、核融合炉トリチウム増殖ブランケットで生成するトリチウムを分離回収するシステムのうち、水蒸気成分を回収する吸着塔について、吸着材に触媒機能を持たせることで水蒸気成分の回収とトリチウム化学形の移行を同時に行うことを目的とし、親水性交換触媒の検討を行うものである。これまでガスー水両成分の捕捉を目的とした親水性交換触媒の適用は検討されているが、本研究では水分保持量が比較的少ないNaモルデナイト(Na-MOR)を触媒担体として選択した。3年計画の2年目である平成24年度は、前年度の結果を勘案して触媒担体を選出し(Na-、Li-、Mg-、K-MOR)、貴金属を担持させない状態での水素ー水蒸気間の同位体交換反応の観察を行う一方で、遷移金属でカチオン交換したモルデナイト(Mn-、Fe-、Ni-、Cu-、Pd-、Ag-MOR)を作成し、物性データの取得を進めた。遷移金属型モルデナイトのBET比表面積はNa-MORと大差なく、細孔径は小さくなるものの各々ほぼ同じであることがわかった。交換反応の観察では、Na-MOR及びLi-MORについて、重水素1.0%、水蒸気2.05.0%のガスを供給し、試料充填層出口でのDの減少とHの発生を観察したが、250°Cにおいても顕著な変化は認められず、アルカリ金属型モルデナイトは殆ど触媒反応に寄与しないことを確認した。そこで、遷移金属交換型モルデナイトから触媒効果の期待できるPd-MORを用い、25°C及び50°Cで同様の試験を実施したところ、顕著なDの減少とHの発生があり、同位体交換反応の発生を確認するとともに、速度の定量に見通しを得た。遅れているトリチウム実験装置の整備が済み次第、トリチウム実験を進める。本研究は、核融合炉固体増殖ブランケットで生成されたトリチウムを回収するシステムのうち、水蒸気成分を回収する乾燥塔に触媒機能をもたせることで、回収効率の向上につなげることを目的とし、親水性交換触媒の適用を検討するものである。本研究では水分保持量が比較的少ないモルデナイト型ゼオライトを担体としてカチオン交換を行い試料を調整した。1族及び2族のイオンで交換したモルデナイト自体は交換活性をほとんど示さないこと、パラジウムで交換したモルデナイトが交換反応活性を示すことが判明したことを受け、3年計画の最終年度である平成25年度は、パラジウム交換型モルデナイトを中心にトリチウムを用いた交換反応速度の定量を進めた。実験は、一定温度(30ー80°C)に保持した試料充填層に、トリチウム水蒸気と水素を含むヘリウムガスを導入し、流量を変数として定常状態での充填層出口のガス組成を観察するもので、総括反応を仮定してデータの解析を行い、反応速度の比較の指標として総括反応速度定数を得た。遷移金属交換カチオンとしてはPd以外にMn, Fe, Ni, Cu, Agについて調べたが、顕著な交換反応活性を示したのはPdのみであった。また、これまでに調整した各種カチオン交換型モルデナイトを担体として白金を担持させトリチウム交換反応実験を実施したところ、Pd交換型モルデナイト単独よりも更に交換反応活性が高く、現状、水素同位体交換反応触媒としては貴金属を担持せざるを得ないとの結論に至った。一方で、担体としたモルデナイトの交換カチオンの違いによって、白金を担持させた時の反応速度に差異が生じることが判明した。その傾向は、担体の表面積、細孔径分布等とは直接関係しているように見えないことから、次の段階の研究としてこの傾向を明らかとすべく新たな研究課題として応募することとした。本研究は、核融合炉トリチウム増殖ブランケットからスイープガス気流中に放出されるトリチウムを回収するシステムのなかで、水蒸気成分を回収する水分吸着塔について、触媒機能を待たせることで水蒸気成分を回収しつつトリチウムの化学形態を水素ガスへ移行させることを目的とし、親水性交換触媒の検討を行うものである。

これまでにもガスー水両成分の捕捉を目的とした親水性交換触媒の適用は検討されているが、本研究では従来のA型ゼオライトやアルミナではなく、比較的水分保持量の少ないNaモルデナイトを担体として選択した。研究初年度である平成23年度は、交換カチオンであるNaを1価の陽イオン(H, Li, K)で交換したモルデナイト及び、2価の陽イオン(Mg, Ca, Sr, Ba)で交換したモルデナイトを作成した。X線回折と表面組成分析の結果、モルデナイトの構造を維持した状態でカチオン交換されていることを確認した。細孔径は、K交換型のみ小さい方にシフトしている他は、明らかな変化が認められなかった。これらの試料からの水分の熱脱離挙動を調べたところ、吸着水分は物理吸着水が主体であり、水分保持量はMg交換型が最も大きく、K交換型は最も小さくなった。25°Cにおける水蒸気吸着等温線の測定結果もこの関係を示唆するものであった。また、Li及びSr交換型は化学吸着水と思われる特徴的なピークが検出されたことから、触媒担体としたときにはアルミナと同じような性質を示すのではないかと推測される。以上の結果から、当面の触媒担体としては吸着量の大小の観点でMg, K交換型を、化学吸着水の有無の観点でLi交換型を候補として選定した。比較対象として原料のNaモルデナイトを加えた4種類について、次年度以降、まずは貴金属を担持させない状態での気相-吸着水間の交換反応を観察する。平成24年度実施計画は、1)交換反応実験試料の選定と作成、2)同位体交換反応実験の実施、3)交換反応速度の定量、4)カチオン種が交換反応に及ぼす影響についての考察である。1)については目標を達成しており、前年度作成試料から水分吸着量、細孔径、化学吸着水に着目してMg-、K-、Li-、Na-MORを選出した。遷移金属型モルデナイトはMn-、Fe-、Ni-、Cu-、Pd-、Ag-MORを作成し細孔径等を調べた。2)交換反応実験は、使用予定の実験装置を別の研究活動に用いる必要が生じたために遅れが生じている。回復策としてコールドの実験装置を整備してスクリーニングを実施した。1)で選定した試料に、重水素(D2)、水蒸気(H2O)混合ガスを供給して試料充填層出口の水素同位体濃度を質量分析計で測定したが、試料温度250°CでもHの発生がなく、アルカリ金属型モルデナイトは触媒活性がない。遷移金属型モルデナイトのうち、Pd-MORについては、温度25°C、50°CでD2の減少とH2の発生を確認し、同位体交換反応が生じることがわかった。3)交換反応速度の定量は、実験の遅れにより十分なデータが得られておらず未実施であるが、転換率の空間時間依存性から反応速度定量の見通しを得た。4)カチオンの効果に関する考察も、速度の定量が未実施のため十分ではない。交換反応の進行には表面水酸基の生成が必要で、水酸基の多いLi-MORに触媒活性がないことから、水の乖離吸着速度へのLiの寄与が小さいか、別途気相水素との交換を促す作用が必要で、Pdにはその機能が備わっていると考えられる。トリチウム実験の遅れが全体の遅れにつながっているが、装置整備は次年度までには完了見込みであり、遅れを回復し当初の計画を完遂できる見通しは得られた。平成23年度は1)試料準備、2)試料分析、3)脱離挙動観察、4)考察の実施を予定していた。
コンクリート構造物の火災時終局状態制御に関する萌芽的研究

火災時の終局的な架構安定性には、火災初期の爆裂による断面欠損の程度と、終局的な崩壊モードとの関係を吟味する必要がある。そのうち、爆裂の発生機構については、材料内温度分布により生ずる熱応力と、空隙内水分上昇により生ずる応力の組み合わせで発生条件を記述できると考え、3次元有限要素法解析による検討を行った。既往の実験で用いられた半径50mm、高さ100mmの円筒形供試体をISO834標準加熱曲線に従って均等加熱した時の供試体内部温度、水蒸気圧力、含水率を求めたのち、各時刻での温度と空隙圧力分布から生ずる応力を弾性解析により求めた。その結果、供試体の表層部では熱膨張ひずみに起因する圧縮熱応力が材軸方向と円周方向に生じ、空隙圧力に起因する引張応力はこれを僅かに打ち消す程度であった。二軸圧縮/一軸引張の状態であり、表層部から少し内部でひび割れが発生すると、弾性座屈現象としての破壊が起こるメカニズムを考えると既往の実験データの傾向を良く説明できることを明らかにした。上記のことより、熱応力対策のない高強度コンクリートは爆裂が避けがたいことが示唆される。柱や梁などの部材に爆裂が生ずると架構の安定性が損なわれ、崩壊のおそれがある。これについては、爆裂による断面欠損および加熱劣化による有効断面欠損の両者を考えて、架構部材の火災初期における熱膨張と火災後期の熱劣化による変形増大過程を予測すれば終局状態が把握できる。また、半径方向では、空隙圧力に起因する引張応力と熱膨張に起因する引張応力(表層部が膨張して外に向かって膨らむために生ずる引張応力)の和が作用した。この応力状態を、火災時ではなく常温での材料の破壊現象とのアナロジーで考えると、二軸圧縮/一軸引張の状態であり、表層部から少し内部でひび割れが発生すると、弾性座屈現象としての破壊が起こることが示唆される。解析と同寸法の高強度コンクリート製円筒形供試体での実験結果では、表層部から5mm程度の厚さで、30mm角程度の破片が多数回にわたって飛び散る現象が確認されており、解析結果と実験結果との定性的な整合性を確認できる。火災時の終局的な架構安定性には、火災初期の爆裂による断面欠損の程度と、終局的な崩壊モードとの関係を考える必要がある。既往の実験で用いられた半径50mm、高さ100mmの円筒形供試体をISO834に規定する標準加熱曲線に従って均等加熱した時の供試体内部温度、水蒸気圧力、含水率を求めた。その結果、内部での水分蒸発による空隙圧力上昇は、コンクリート強度が高いものほど顕著であり、普通コンクリートでは1MPa弱であるが、圧縮強度が100MPa程度の高強度コンクリートでは、内部の空隙圧力は4MPa(40気圧)程度まで上昇することが示された。また、加熱に伴う水分移動が生じるため、表層部近くで発生した水蒸気が空隙内部を移動して深部の低温域で再凝縮するため、空隙が液状水でほぼ飽和する状態が生じている。この傾向は、高強度コンクリートほど顕著に生じ、過熱された液状水が材料内の一部分に蓄えられたままコンクリート温度が上昇し、加圧水として長時間存在する。加圧水が材料空隙を押し広げる力は、爆裂の発生および拡大に何らかの影響を及ぼしている可能性が示唆される。空隙内の圧力上昇を考慮した熱応力解析を行って、爆裂メカニズムを特定する手がかりが得られた。爆裂後の耐力低下に伴う終局状態については、基本的な崩壊形の抽出のための文献調査を行った。

その結果、供試体の表層部では熱膨張ひずみに起因する圧縮熱応力が材軸方向と円周方向に生じ、空隙圧力に起因する引張応力はこれを僅かに打ち消す程度であった。二軸圧縮/一軸引張の状態であり、表層部から少し内部でひび割れが発生すると、弾性座屈現象としての破壊が起こるメカニズムを考えると既往の実験データの傾向を良く説明できることを明らかにした。上記のことより、熱応力対策のない高強度コンクリートは爆裂が避けがたいことが示唆される。柱や梁などの部材に爆裂が生ずると架構の安定性が損なわれ、崩壊のおそれがある。これについては、爆裂による断面欠損および加熱劣化による有効断面欠損の両者を考えて、架構部材の火災初期における熱膨張と火災後期の熱劣化による変形増大過程を予測すれば終局状態が把握できる。
P.gingivalis LPSによる破骨細胞分化誘導因子と抑制因子の発現調節機構

破骨細胞形成支持能を有するST-2細胞のLPS刺激性ODF遺伝子発現誘導機構を理解し、歯周疾患における骨吸収抑制のための基礎的な知見を得る試みである。2、LPS誘導性ODF遺伝子発現は抗IL-6抗体添加によって中和された。また、IL-6の遺伝子と蛋白質発現が確認された。IL-6100ng/ml添加により、24時間目にODFの遺伝子発現が認められた。3、ST-2細胞は、LPSからのシグナルに関与しているCD14とTLR4の恒常的な遺伝子発現が認められた。PI-PLC前処理によってCD14のGPI anchor部分を切断するとLPS誘導性IL-6遺伝子発現は明らかに抑制された。さらに、TLR4を強制発現させたST-2細胞ではIL-6とODFの遺伝子発現の上昇が認められ、LPSに対する応答性が高まった。以上の結果から、LPS誘導性ODF遺伝子発現には、CD14-TLR4を介して誘導される内因性のIL-6が関与していることが明らかとなった。また、LPSまたは炎症性サイトカインによって誘導される破骨細胞形成は、OCIFで抑制されたことから、歯周疾患局所での骨吸収を抑制できる可能性がある。明海大学付属病院歯周病科に来院した成人性歯周炎患者で、インフォームドコンセントを得た後、歯肉切除で得られた歯肉片を用い、ODFとOCIFの遺伝子発現をリアルタイムPCRで定量測定を試みた。しかし、primerの設計上の問題、発現量の問題、試料の採取時期などの問題からODFの遺伝子発現が検出できなかった。今後、測定条件の改善の後、病態の進行度とODFとOCIFの発現度合いの関係を検討する予定である。破骨細胞形成支持能を有するST-2細胞のLPS刺激ODF遺伝子発現誘導機構に関して解析した。1、ST-2細胞にLPS10μg/ml添加後、24時間目からODF遺伝子発現が認められ、72時間目をピークとした。その遺伝子発現は、10ng/mlから10μg/mlまで濃度依存的に上昇した。また、IL-6の遺伝子発現と蛋白質発現が確認された。rmIL-6100ng/mlを添加したところ、24時間目に明らかなODFの遺伝子発現が認められた。3、この応答性が、LPS receptorであるCD14とTLR4を介した反応であるか検討した。ST-2細胞では、恒常的なCD14とTLR4の遺伝子発現が認められた。CD14をGPI anchor部分で切断するPI-PLCをもちいてCD14がLPS誘導性IL-6遺伝子発現に機能的役割を演じているか否か調べたところ、PI-PLC前処理によってLPS誘導性IL-6遺伝子発現は明らかに抑制された。4、LPS誘導性破骨細胞形成が、炎症性サイトカインによって誘導されるODFに依存しているか否か、ODFのdecoy receptorであるOCIFを添加したところ、LPS,mIL-6,hIL-1βそしてhTNFα刺激によって形成される吸収窩の数は、rmOCIF/Fc100ng/ml同時添加によって完全に抑制された。また、LPS刺激による破骨細胞形成は、ODFに依存した現象であると考えられる。

Recombinat mouseOCIFが、LPS刺激による破骨細胞形成を抑制できるか否か調べること、また、成人性歯周疾患患者歯肉局所でのODFとOCIFの発現をRT-PCRで調べ、ODFとOCIFの成人性歯周炎の局所での関与を明らかにすることを目的とした。2、ICR妊娠マウス14日目の胎児頭蓋冠細胞は、恒常的にOCIFが発現していた。ODFは、LPS刺激後12時間目に、発現のピークが認められた。5、現在、マウス頭蓋冠部位にLPSならびにrecombinant mouse OCIFを添加してOCIFの骨吸収抑制効果を検討中である。6、明海大学付属病院歯周病科に来院した成人性歯周炎患者で、インフォームドコンセントを得た後、歯肉切除で得られた歯肉片を用い、ODFとOCIFの遺伝子発現をリアルタイムPCRで定量測定を試みた。しかし、primerの設計上の問題、発現量の問題、試料の採取時期などの問題からODFの遺伝子発現が検出できなかった。今後、測定条件の改善の後、病態の進行度とODFとOCIFの発現度合いの関係を検討する予定である。
λ型有機伝導体のバンド幅制御による相図の研究

有機導体λ-(BETS)2GaCl4は約5.5Kで超伝導を示す。その超伝導特性は、超伝導波動関数が異方的であることや、パウリリミットを超えた上部臨界磁場を持つなど、非従来型の超伝導体であることが報告されている。この超伝導機構を理解する上でどのような隣接電子相が存在するかが重要になってくるが、λ型塩については明らかになっていない。これを調べる上で、BETS分子を置換することによる化学圧力を利用した温度圧力相図が提唱されていた。本研究ではこの相図を明らかにするために、超高圧による物理圧力と系統的な分子置換による化学圧力を相補的に利用して電気抵抗及び磁化率測定を行う。
細胞内ネットワークモデルと分子計測データとの整合性評価法の開発

既知ネットワーク構造についてデータがどの程度整合性を示すかを推定する2つの手法、統計アプローチと記号-数値計算アプローチ、の手法を開発した。これらアプローチにより、特定の条件下で計測されたデータと複数のネットワーク構造との整合性を推定することで、有意な整合性を示すネットワーク構造、すなわち条件に応じた活性化ネットワーク群の推定により、ネットワーク構造変化が追跡できる。本研究は、過去の実験解析により得られた分子間の関連性に基づいて構築されたネットワーク構造と、そのネットワークを構成する分子について特定の条件で計測されたデータとの整合性を見積もる方法を、統計学及び計算機代数学に基づくアプローチによって開発し、細胞環境に応答して変化するネットワーク構造を明らかにすることを日的としている。平成19年度は、それぞれのアプローチによる方法のプロトタイプの開発を行った。統計学に基づくアプローチでは、まず与えられたネットワークをグラフ理論に基づき部分グラフに分解した後、計測データから尤度を計算する。次に、類似グラフを多数生成して得られる尤度分布を極値分布でモデル化し、得られた尤度から整合性の有意確率を算出する。計算機代数学に基づくアプローチでは、まず、ネットワーク構造を微分方程式系にモデル化し、それをラプラス変換により代数方程式系に変換する。また計測データを指数多項式でフィッティングし、同じく代数方程式系に変換する。こられ2つの代数方程式系について最小二乗法の適用により、整合性を見積もると同時にネットワーク構成分子間の動力学的係数も推定する。2つの新規整合性評価法の有用性を評価した。統計学に基づく方法は、大きなネットワーク構造について適用可能であるが、グラフ理論に基づく部分分解を行うため非巡回型ネットワークにしか適用できない欠点がある。一方、計算機代数学に基づく方法は、ネットワーク構造について制限がないが、ネットワーク構造が大きい場合計算量が膨大になる欠点がある。20年度以降、これら欠点の改良と実計測データへの適用により生物学的新知見の発見を日指す。既知ネットワーク構造についてデータがどの程度整合性を示すかを推定する2つの手法、統計アプローチと記号-数値計算アプローチ、のプロトイタイプを完成した。統計アプローチは、E.coliの8以上の遺伝子で構成される29制御ネットワークと嫌気性条件下で計測された発現プロファイルデータにより、記号-数値計算アプローチは、同じくE.coliのSOSシステムとその構成遺伝子発現プロファイルデータにより、有効性を示した。特に前者は、リン酸シグナル伝達系の複雑なネットワークや薬剤応答の可能性のある多数のネットワークについて適用を進め有意な結果を得た。ただし、記号-数値計算アプローチについては、改良の必要性が判明した。現在微分方程式系をラプラス変換による代数方程式系へ変換するアプローチを採用しているが、ラプラス空間の極の存在のため数値計測データとの照応に際して極めて不安定であり、また定式化において仮定が必要となる。この困難を克服するために、ラプラス変換を利用しない代数算法を利用する、数値最適化法を変更する、などの根本的な改良を試行し、予備的だが良好な結果が得られた。次年度、実データへの適用を行うことで有効性の観点からさらに改良を加え、記号-数値計算アプローチによるネットワーク整合性評価法を確立する。既知ネットワーク構造についてデータがどの程度整合性を示すかを推定する2つの手法、統計アプローチと記号-数値計算アプローチ、の手法を実応用に向け改良した。統計アプローチは、参照する制御ネットワークに関して知データを用いて整備すると共に、ChIP-seqデータ等の転写因子結合情報に関する実験データから参照制御ネットワークを導出するシステムを開発した。これにより、実験計測データの入力のみから活性化ネットワーク群の出力が可能になり、利便性を向上した。記号-数値計算アプローチについては、微分方程式系をラプラス変換による代数方程式系へ変換するアプローチを採用で問題である、ラプラス空間の極の存在のため数値計測データとの照応に際して極めて不安定であり、また定式化において仮定が必要という点に関し改良した。代数算法の一つであるDifferential Eliminationを利用して、微分方程式系と同等の方程式系を導出し、この系を評価関数の束縛条件の一つとして採用する方法を考案した。2つの異なるアプローチによる既知整合性の評価法についてプロトタイプを完成させることができた。今後多方面への適用により、さらに改良を方法の重ねていくと共に利便性向上のためソフトウェア化が必要である。
RNAウイルス研究の最前線

1、5月に東京に於て、班員による共同研究の打ち合わせと公開シンポジウムについての打ち合わせを行った。2、2000年1月10-12日に、京都ガーデンパレスに於て、班員及び国内外からの招待講演者を含め、公開で国際シンポジウム「RNAウイルス研究の最前線II」(Frontiers of RNA Virus research II)を開催した。国際的視野から研究の現状に関する情報交換、研究成果及び研究協力と研究方針に関する討議を行った。(シンポジウムは当初、11月に予定していたが、他の重要な学会と重複するため1月に延期した)3、シンポジウムの成果は抄録集としてまとめた。また、ウイルス学会誌に報告をまとめた。4、これらの研究活動を基に、科学研究費補助金「特定領域研究(B)」「RNAウイルス感染症の制圧に向けた分子生物学的研究の展開」を申請した。
アミノポリリン酸の溶液内反応および構造の研究

代表的なアミノポリリン酸の一つである、ニトリロトリス(メチレンフオスフォン配)(NTMPと略記)との錯形式平衡および錯体の構造を、電位差滴定法、リン-31NMR測定および熱量測定により調べた。1.電位差測定より、NTMPは金属イオンと1:1の錯体を形成し、pHの低下とともにプロトン付加錯体が生成することがわかった。これらの錯体の生成定数より、アルカリ土類金属錯体ではプロトン付加によりN-M総合が切れ、酸素のみが配位した構造をとることがわかった。一方重金属との錯体ではプロトン付加錯体においても、四座配位であることがわかった。アルカリ土類金属錯体のプロトン錯体のような構造はこれまでに報告がなく、アミノポリリン酸に特異的な構造であることがわかった。これらの構造は、リン-31NMRのケミカルシフトのpH依存性の解析およびNMRシグナルの線巾の解析により支持された。熱量測定から得られたこれらの錯体の生成の熱力学的パラメーターはこれらの構造を支持している。さらにこれらのパラメーターより、さらに詳しい構造が推定された。2.いろいろな数のN原子を配位したコバルト(III)錯体とNTMPとの反応により生成する錯体の構造を明らかにした。P-31NMR測定およびpH依存性より、これらの錯体の構造が明らかとなった。Co(en)_2およびCo(en)_2(NH_3)のような、置換可能な位置の数が、2もしくは1の錯体の場合は、0.0-二座もしくは0-単座の錯体を生成する。Co(dien)のような、置換位置が3可能である錯体においては、O,N.O-三座配位の錯体のみが生成した。このような配位様式の異なる錯体が生成する理由がこれらからの本研究の目標となる。高速液体クロマトグラフによる錯体の分離により、格錯体の特性が得られた。
高齢者が住み慣れた地域社会で暮らし続けるための生活機能評価法の開発

独居高齢者や高齢者のみ世帯が増えている現代においては,高齢者ができるだけ生活機能を維持し,住み慣れた地域で健康に自立して暮らす社会が望まれる.本研究では,大都市に暮らす高齢者の健康と生活実態に関する縦断調査を行い,地域で暮らし続けられる高齢者の生活機能とその背景要因を明らかにする.そして,高齢者が自身の生活を点検し維持するのに役立つ高齢者向けの新しい生活機能評価法を開発する.独居高齢者や高齢者のみ世帯が増えている現代においては,高齢者ができるだけ生活機能を維持し,住み慣れた地域で健康に自立して暮らす社会が望まれる.本研究では,大都市に暮らす高齢者の健康と生活実態に関する縦断調査を行い,地域で暮らし続けられる高齢者の生活機能とその背景要因を明らかにする.そして,高齢者が自身の生活を点検し維持するのに役立つ高齢者向けの新しい生活機能評価法を開発する.
三又神経感覚核における情報伝達およびその中枢性制御に関する細胞内記録法による解析

α-クロラローゼで麻酔した成熟ネコで,三叉神経脊髄路核吻側亜核ニューロンから細胞内記録を行い,末梢電気ならびに自然刺激および大脳皮質電気刺激のシナプス後作用を検索して以下の知見を得た.吻側亜核の二次ニューロンには末梢刺激によって興奮性応答に引き続いてIPSPが誘発されるニューロン(TypeIニューロン)と,興奮性応答のみを示すニューロン(TypeIIニューロン)とが存在し,いずれのニューロンも低閾値機械受容ニューロンと判定された.2.吻側亜核から対側視床後内腹側核へ投射するニューロンはいずれもTypeIニューロンであった.3.吻側亜核から同側視床後内腹側核へ投射するニューロンは存在しなかった.4.IPSPを誘発する抑制性受容野は興奮性受容野を取り囲むように存在し,この領域からIPSPを誘発する刺激の種類と,興奮性受容野からスパンクを誘発する刺激の種類とは一致した.5.IPSPは,興奮性受容野の刺激に対してもスパンク応答に引き続いて誘発された.6.TypeIニューロンのスパンク発射頻度は機械刺激の速度と, TypeIIニューロンのそれは刺激の大きさと相関関係を示す傾向が認められた.7.TypeIニューロンの約半数では大脳皮質第一次体性感覚野の刺激によってもIPSPが誘発され,このIPSPを誘発する領域は第一次体性感覚野の顔面領域に限局していた.8.末梢性および中枢性に誘発されるIPSPの潜時,持続時間は既に報告されているprimary afferent depolarization(PAD)のそれと比べて短かった.以上のことから,末梢性に誘発されるIPSPはニューロンの受容野を決定するための側方抑制あるいは周辺抑制に関与していることが推察される.そして末梢性および中枢性の抑制性シナプス後作用はいずれも,抑制性修飾作用の初期相に大きな役割を果していると考えられる.また, TypeIニューロン, TypeIIニューロンがそれぞれ異なった感覚情報の伝達に関与していることが推察される.α-クロラローゼで麻酔した成熟ネコで,三叉神経脊髄路核吻側亜核ニューロンから細胞内記録を行い,末梢電気ならびに自然刺激および大脳皮質電気刺激のシナプス後作用を検索して以下の知見を得た.吻側亜核の二次ニューロンには末梢刺激によって興奮性応答に引き続いてIPSPが誘発されるニューロン(TypeIニューロン)と,興奮性応答のみを示すニューロン(TypeIIニューロン)とが存在し,いずれのニューロンも低閾値機械受容ニューロンと判定された.2.吻側亜核から対側視床後内腹側核へ投射するニューロンはいずれもTypeIニューロンであった.3.吻側亜核から同側視床後内腹側核へ投射するニューロンは存在しなかった.4.IPSPを誘発する抑制性受容野は興奮性受容野を取り囲むように存在し,この領域からIPSPを誘発する刺激の種類と,興奮性受容野からスパンクを誘発する刺激の種類とは一致した.5.IPSPは,興奮性受容野の刺激に対してもスパンク応答に引き続いて誘発された.6.TypeIニューロンのスパンク発射頻度は機械刺激の速度と, TypeIIニューロンのそれは刺激の大きさと相関関係を示す傾向が認められた.7.TypeIニューロンの約半数では大脳皮質第一次体性感覚野の刺激によってもIPSPが誘発され,このIPSPを誘発する領域は第一次体性感覚野の顔面領域に限局していた.8.末梢性および中枢性に誘発されるIPSPの潜時,持続時間は既に報告されているprimary afferent depolarization(PAD)のそれと比べて短かった.以上のことから,末梢性に誘発されるIPSPはニューロンの受容野を決定するための側方抑制あるいは周辺抑制に関与していることが推察される.そして末梢性および中枢性の抑制性シナプス後作用はいずれも,抑制性修飾作用の初期相に大きな役割を果していると考えられる.また, TypeIニューロン, TypeIIニューロンがそれぞれ異なった感覚情報の伝達に関与していることが推察される.α-クロラローゼで麻酔した成熟ネコで、三叉神経脊髄路核吻側亜核ニューロンから細胞内記録を行い、末梢自然刺激および大脳皮質電気刺激のシナプス後作用を検索して以下の知見を得た。1.吻側亜核の二次ニューロンには、口腔,顔面領域の刺激によって興奮性応答に引き続いてIPSPが誘発されるニューロン(Type【I】ニューロン)と、興奮性応答のみを示してIPSPが誘発されないニューロン(Type【II】ニューロン)とが存在した。2.吻側亜核から対側視床後内腹側核へ投射するニューロンは、いずれもType【I】ニューロンであった。3.吻側亜核から同側視床後内腹側核へ投射するニューロンは存在しなかった。4.いずれのニューロンも、それがスパイク応答を示した刺激の種類ならびにスパイク発射頻度から低閾値機械受容ニューロンと判定された。5.口腔,顔面領域で、IPSPを誘発する抑制性受容野は興奮性受容野を取り囲むように存在し、この領域からIPSPを誘発する刺激の種類と、興奮性受容野からスパイクを誘発する刺激の種類とは一致した。6.IPSPは、興奮性受容野の刺激に対しても、スパイク応答に引き続いて誘発された。7.Type【I】ニューロンの約半数では、大脳皮質第一次体性感覚野の刺激によってもIPSPが誘発された。

8.第一次体性感覚野の中でIPSPを誘発する領域は、口腔,顔面領域からの求心性入力が密な顔面領域に限局していた。9.末梢性および中枢性に誘発されるIPSPと、既に報告されている末梢性ならびに中枢性に誘発されるprimary afferent depolarization(PAD)とを、その潜時,接続時間から比較すると、IPSPは潜時,接続時間ともにPADのそれと比べて短かった。以上のことから、末梢性に誘発されるIPSPはニューロンの受容野を決定するための側方抑制あるいは周辺抑制に関与していることが推察される。そして末梢性および中枢性の抑制性シナプス後作用はいずれも、抑制性修飾作用の初期相に大きな役割を果していると考えられる。
脊髄損傷修復作用をもつ脊髄内線維芽細胞の細胞特性の解明とその医学的応用

1. FIF(FGF- 2- induced cells)で示差的に変化する遺伝子のDNAアレイによる解析:FIF細胞の運動機能改善作用を分子レベルで解明するため、FIF細胞と脊髄髄膜線維芽細胞(meninx- derived fibroblast : MDF)の発現遺伝子をDNAアレイで比較解析する計画であった。しかしFIF細胞の性質を調べてうちに新たに、FIF細胞は6代まで継代しても機能は変わらないが8代の継代で活性を喪失することが判明した。また、形態や増殖能には差はないので、両者を比較解析すれば機能に密接に関連する遺伝子が同定できると思われた。そこで継代6回の細胞と8回の細胞とでDNAアレイ解析を現在遂行中である。2. FIF様細胞の作成:RT-PCRにより継代6回と8回の細胞との間でN-カドヘリンの発現が著しく低下することを明らかにした。すなわちFIF細胞の機能に関わる遺伝子の一つとしてN-カドヘリンがさらに有力視されるに至った。そこで、N-カドヘリン遺伝子を組込んだ発現ベクターを構築し、これをヒト皮膚由来線維芽細胞に導入している。さらにこれをラット脊髄損傷部位へ移植する実験を試みているところである。その際、形質転換後のいつのタイミングが良いのかなど、様々な要因についても検討中である。1)運動機能回復が真に軸索再生を伴っているかを確認するFGF-2で増殖が誘導される間質系細胞(FGF-2-induced fibronectirpositive cells:FIFs)を胸髄T10の位置で全切断後、損傷部位にFIFを移植すると、移植10日後より運動機能が回復し始め、3週以降では後肢を交互に動かし歩行に近い動作が可能になるまでに回復した。切断部の尾側に蛍光ビーズを注入し、逆行性に脳の赤核や大脳皮質運動野に蛍光ビーズが蓄積されることを明らかにした。すなわち、この運動機能回復が切断面を横切って軸索が再生したためであることを強く示唆する結果となった。この点を組織化学的に解析したところ、移植後のFIFの組織生着は良好であり、本来損傷部位に認められる空隙にもFIFが入り込み埋めていた。しかも移植組織の内部を再生軸索の指標であるGAP-43陽性の塾索が多数横断しているのが認められた。すなわち組織化学的にも軸索再生が起こっていることが示された。2) FIF細胞の運動機能改善作用はどのような細胞機能や特性によるのか分子レベルで解明する脊髄の髄膜を形成する線維芽細胞(meninx-derived fibroblast:MDF)はむしろ脊髄損傷修復を妨害すると言われており、FIF細胞とはかなり異なった性質をもつ。そこで脊髄の髄膜由来線維芽細胞(MDF細胞)とFIF細胞を同じ条件で培養してmRNAを調製して蛍光プローブを作り、同一DNAチップにハイブリダイズさせ、両細胞で発現の異なる遺伝子を探索し、見出した候補遺伝子の発現の違いをさらにRT-PCR法で確認した。その結果、間質系幹細胞のマーカーであるCD90(THY1)、CD105(ENG)、CD106 (VCAM1)のほか、血管内皮細胞のマーカーであるVE-cadherin、thrombomodulin、VEGFR-1の遺伝子発現が亢進していることを明らかにした。これらの結果はFIF細胞の発生由来を示唆していると考えられる。このほか、神経線維の発芽や伸展を促す神経栄養因子(NGF、BDNFなど)や細胞接着因子のN-cadherinが高い発現を示すことを確認し、FIFが神経突起や軸索の再生に有利な性質をもつことを解明した。
低炭素社会実現に向けた機能性微細藻類による非食バイオ燃料生産と培養精製技術の開発

昨今,微細藻類由来のバイオ燃料生産に関心が集まっている.この推進には培養・抽出工程の課題克服が不可欠とされており,本申請では細胞増殖と得られる代謝成分の分離生産の向上を目的とした研究を実施した.結果として新たに導入したLED支援通気振盪培養システムからは無機炭素とこれ以外の無機・有機源を原料とするハイブリッド培養法に関する基礎知見を得た.分離生産については,超臨界二酸化炭素に希ガスを添加した系においてカロテノイド中のキサントフィル類の選択的除去が達成された.昨今,微細藻類由来のバイオ燃料生産に関心が集まっている.この推進には培養・抽出工程の課題克服が不可欠とされており,本申請では細胞増殖と得られる代謝成分の分離生産の向上を目的とした研究を実施した.結果として新たに導入したLED支援通気振盪培養システムからは無機炭素とこれ以外の無機・有機源を原料とするハイブリッド培養法に関する基礎知見を得た.分離生産については,超臨界二酸化炭素に希ガスを添加した系においてカロテノイド中のキサントフィル類の選択的除去が達成された.低炭素社会実現に向けて微細藻類の機能性やポテンシャルに高い関心が集まっている.申請者は,これまで優れた生産能や生体機能を有するが用途開発に課題があった緑藻Chlorococcumlittoraleを用いて,現行の種子原料に匹敵する水準の脂質含有率(35wt%)の制御に成功するとともに高効率のバイオ燃料生産の可能性を見出している.本申請では,残された未解決課題のうち,まずN源制限下で著しく低下する生産速度を克服するための脱カルビン回路依存型ハイブリッド高速培養法を新たに構築し,これにより微細藻類最高水準の高含有率化(70wt%)を目指す,さらに,分離精製工程で問題となる夾雑カロテノイドを超臨界抽出により単段で効率的に分離する手法を構築する.平成22年度は,老朽化した培養システムのリニューアルを実施し,LED支援通気振盪培養システムを新たに構築した.また,無機・有機炭素源を併用したハイブリッド高速培養技術の構築において紅藻Porphyridium purpureumという多糖を細胞外に分泌する株を育種し,細胞外分泌多糖の効率的な生産条件を把握した.グルコースを有機炭素源とした通気培養実験を実施したところ,通気酸素濃度によって炭素の変換効率が著しく変化し,次年度以降この影響を十分に調査する必要があることが判明した.また,来年度以降は,脂肪酸β酸化や光呼吸を内因的に抑制した理想的な炭素同化系の構築を目指し,これまでの基礎実験を一連のプロセスへと展開する必要があると考える.特に,有機炭素源と無機炭素源の影響に与える通気酸素濃度の影響が甚大であったためこの影響に着目して生産促進効果を定量評価することを予定している.昨今,微細藻類由来のバイオ燃料生産に関心が集まっている.申請者は,これまで優れた生産能や生体機能を有するが用途開発に課題があった緑藻Chlorococcum littoraleを用いた基礎培養実験および抽出分離生産の検討を行っている.平成23年度は,22年度に導入したLED支援通気振盪培養システムを用いてハイブリッド培養に関する基礎知見を得た.すなわち,紅藻Porphyridium purpureumからは,N源欠乏下かつ低光強度の条件で細胞外分泌多糖の生産性向上が確認され,従属栄養培養と光独立栄養培養を組み合わせた方法論構築の可能性が示唆された.さらにこの結果を受けてC.littorale培養において有機・無機源の探索を種々行ったところ二酸化炭素高濃度条件においてアルカリ土類金属などの無機成分の選択的除去により増殖速度の向上が確認された.さらに,増殖・脂質生産に与える光源の影響を検討したところ従来から用いてきた白色蛍光灯と白色LEDで差は生じず,産業財産権を獲得した撮影画像から藻類濃度を決定する手法からもそのことが確認された.分離生産については,超臨界二酸化炭素に希ガスとしてアルゴンを添加した系においてカロテノイド中のキサントフィル類の選択的除去が達成された.超臨界二酸化炭素にエタノールを0,10,20mol%添加した系では,濃度順にトリグリセリド,糖脂質,リン脂質がそれぞれ獲得できた.さらに抽出物を水中に分散させる系などを検討することでさらなる選択的なカロテンの抽出が達成される可能性があり,この点は今後の検討課題である.
末端に解離基をもつ自己組織化単分子膜上での電子移動反応の電気二重層による制御

Au(111)単結晶電極表面に形成されたグルタチオン(GSH: Glu-Cys-Gly)自己組織化単分子膜(SAM)上での酸化還元反応は電解質溶液のpHおよび錯体を形成すると考えられている多価カチオンの濃度,価数,イオン種に依存して反応速度が数桁変化する。これまでの報告では「ion-gating」機構によって反応速度の増加が説明されてきた。我々は、電気二重層によるポテンシャル(電位)が酸化還元反応を制御していると仮説を立て実験および理論的に検証した。実験(グルタチオンのAu(111)表面における自己組織化膜の形成,グルタチオン自己組織化単分子膜(GS-SAM)上での酸化還元反応:電極反応速度に与えるpHの効果,GS-SAM上での酸化還元反応:電極反応速度に与える多価カチオンの効果)および理論解析(グルタチオン自己組織化膜上での酸化還元反応速度のpH依存性およびCa-グルタチオン自己組織化膜上での酸化還元反応速度の電気2重層効果:Primitive modelを用いたモンテカルロシミュレーション)によって,Au(111)面上のグルタチオン自己組織化単分子膜上での酸化還元反応はイオンゲート機構よりも電気二重層効果により決定されていると結論づけられた。Au(111)電極表面に形成されたグルタチオン(GSH)自己組織化単分子膜(SAM)上での酸化還元反応は電解質溶液のpHおよび錯体を形成すると考えられている多価カチオンの濃度,価数,イオン種に依存して反応速度が何桁も変化する。我々は、電気二重層によるポテンシャル(電位)が酸化還元反応を制御しているのではないかと考え実験および理論的に検証することを試みた。(1)グルタチオンのAu(111)表面における自己組織化膜の生成:自己組織化膜の還元的脱離の測定により長鎖のアルカンチオールに比べ吸着量が約70%となった。隣り合うグルタチオンの硫黄原子間距離は6Åになり,酸化還元体[Fe(CN)6]3-/4-が通過するようなゲートの生成は困難であることが明らかになった。(2)グルタチオン自己組織化単分子膜(GS-SAM)上での酸化還元反応:電極反応速度に与えるpHの効果[Fe(CN)6]3-/4-の電極反応速度は、pHが4以下で反応速度の上昇が見られた。グルタチオン自己組織化単分子膜のキャパシタンス測定からは,キャパシタンスの値はpHが56で最小となった。このことより、pH 4では末端が正電荷を帯びていると考えられる。自己組織化膜上での電気2重層効果により負電荷を持つ[Fe(CN)6]3-/4-の電極反応速度は増大したと考えられる。(3)GS-SAM上での酸化還元反応:電極反応速度に与える多価カチオンの効果:電解質溶液にCaを10mM加えると反応速度はCa2+を加えていない場合に比べて約100倍増加した。カチオンを加えることにより、末端カルボキシル基がカチオンをとりこみ反応面の電位が正になったため、負電荷を持つ正電荷を持つ[Fe(CN)6]3-/4-の電極反応が速くなったことが示された。Ca2+濃度を1mMとし、支持電解質濃度を2mM、20mM、200mMと変化させpHが6で[Fe(CN)6]3-/4-の酸化還元反応を行ったところ、logkappは-3.5、-4.1、-4.3となり、支持電解質の濃度が減少すると電極反応速度が増加した。支持電荷質濃度が減少すると電位がより正になり,電気二重層効果で反応速度は減少する。
Z39、50に基づく文献情報検索システムの構築

本研究は情報検索用標準プロトコルZ39.50に基づく日本語書誌データ検索システムを構築した。Z39.50は検索の際のクライアントとサーバ間で通信されるデータ構造やデータ処理方式について取り決めたANSIおよびIS0の規格である。Z39.50に基づいて検索システムを構築することにより、検索システム間の相互接続が可能になり、情報資源を共有できる。本システムはクライアントとサーバから構成される。クライアントは検索語の日本語入力および表示が可能で、世界中のZ39.50サーバに接続できる。サーバはコントロールモジュール、プロトコルエンジン、検索エンジン、データベースから構成され、データベースはさらにインデックス部とJapan/MARCレコードから構成される。Z39.50のクライアントとサーバはAPDU(Application Protocol Data Unit)と呼ばれる情報フレームを用いて通信する。本システムは日本語書誌データJapan/MARCの検索を可能にするため、検索エンジンおよびデータベースで日本語処理を行うとともに、クライアントでの日本語入力が行えるようにした。Japan/MARCデータは1983年から1998年5月までの配布分1,019,696レコードを使用した。Japan/MARCレコードをプレインテキストとして1レコード1ファイルに変換し、タグフィールドごとに索引づけを行った。索引語は日本語解析ツール「茶筅」を用い、索引づけは「Namazu」を用いた。本研究によって日本語データを含む情報資源の共有が可能になった。本研究の目的はANSI(American National Standards Institute)による標準情報検索プロトコルZ39.50に基づく文献検索システムの構築である。今年度はZ39.50プロトコルに基づくプロトタイプシステムの構築を目的に研究を行い、Japan-MARCを用いた日本語検索ができるようになった。プロトタイプシステムはZ39.50構築用ツールキットであるYAZ1.3を使って構築した。YAZ1.3はZ39.50のクライアントとサーバの基本機能であるイニシャライズ機能、サーチ機能、プレゼント機能を実装しており、本研究は基本機能を拡張する形でシステム構築を行った。イニシャライズ機能とはクライアントとサーバ間の接続を行い、検索セッションを開始する機能であり、サーチ機能とはクライアントからの検索質問をサーバに渡し、実際にデータベースから検索を行う機能であり、プレゼント機能とはサーバで得られた検索結果をクライアントに返す機能である。クライアントはGUIとプロトコルモジュールから構成され、GUI上で入力された検索質問をZ39.50の質問構造に変換し、検索要求や返戻要求をサーバに出せるようにした。サーバはコントロールモジュール、プロトコルモジュール、および検索エンジンから構成される。検索エンジンにはリレーショナルデータベースであるOracle7を用い、Japan-MARCデータを格納した。本クライアントによりOCLCやベル研究所など世界各地のZ39.50サーバに接続できるようになった。又、本サーバによって、これまで行われていなかった日本語データの検索が行えるようになった。引き続き、多くの利用者からのアクセスに耐えられる信頼性の高いシステムを目指して改良を行い,複数の検索サーバに対する同時検索などZ39.50を活かした新しい機能の開発を行う予定である。昨年度末に構築したプロトタイプ・システムについて、今年度の5月、情報知識学会第6回研究報告会で発表した。このプロトタイプ・システムは日本語データの検索・表示機能を持つ点が特徴であり、Japan-MARCのデータを対象とし、データベースを持つZ39.50サーバと、検索ユーザが使用Z39.50クライアントで構成される。このシステムは基本の検索機能であるキーワードのAND/OR検索、前方一致・後方一致検索だけでなく、検索結果集合同士のAND/OR機能も持つ。クライアントはGUIベースで、インターネット上の他のZ39.50サーバと接続し、検索し、結果を表示する。なお、このシステムに関する発表の書誌データは次のとおりである。江草由佳,真野泰久,宇陀則彦,石塚英弘Z39.50プロトコルによる日本語書誌情報検索システム,情報知識学会第6回研究報告会講演