hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
構造共鳴を利用したテラヘルツ波メタマテリアルの作製と機能

本計画研究では、半導体や誘電体などをベースにし、超微細インクジェット加工技術、化学エッチング技術など様々な駆使した2次元および3次元電磁メタマテリアルを作成した。そしてTHz領域の基礎特性を評価し、メタ原子としての応答や構造共鳴がもたらす多彩なTHz応答を明らかにした。そして電磁誘起透明化やスイッチング素子などTHz素子の実用化への道筋をつけた。またカイラル性を持つ電磁メタマテリアル界面での表面波など、負の屈折以外の新しいメタマテリアル特有の現象を明らかにした。本年度は、メタマテリアル作製用のレーザー加工装置の構築、主として超微細インクジェットプリンタ(SIJ)を駆使した平面並びに立体メタマテリアルの作製とその評価を行った。まず、SIJを用いて平面メタマテリアルを作製する際の、描画手順、速度、電圧などの最適化を行い、描画精度を向上させた。また、メタマテリアル要素(メタ原子)を基板から立たせることに成功した(立体メタマテリアル)。これらのメタマテリアルをテラヘルツ時間領域分光法で評価し、シミュレーションの予想と一致することを確認した。ついで、アクティブなメタマテリアルへの第一歩として、テラヘルツ放射用のメタ原子付き光伝導アンテナを作製し、メタ原子の形状と配置により放射スペクトルと偏光を制御できることを示すとともに、光パルスによりそのスイッチングが可能であることを初めて示した。これは、フォトニックテラヘルツ通信に応用可能である。レーザー加工装置により、補対型の分割リング共振器配列(C-SRR)を作製し、共鳴周波数での異常な高透過率を実現した。また、テラヘルツ近接場顕微鏡を構築し、C-SRRの近接場電場分布の予備測定を行った。カイラル媒質の表面波に関して、理論的な相図を作製した。また、メタマテリアルの非線形光学効果へ向けて、高強度のテラヘルツ波発生システムを構築した。その他、石原班との連携で、卍型光伝導アンテナの作製と評価、バイオテンプレートを利用した人工光学活性媒質の作製、(独)レーザー総研と共同で、メタマテリアルを用いたスミス-パーセル効果によるテラヘルツ波放射の理論的研究を行った。超微細インクジェットプリンタを用いて、半導体基板上に平面、立体、および、多層メタマテリアルを作製する技術を確立した。立体メタマテリアルでは、シリコン基板上に立ち上がったU字型のメタマテリアルを作製し、テラヘルツ波の磁場がU字面を貫く場合の磁気応答を確認した。TiO2系微小球をベンゼン中に分散し、スターラーで撹拌することにより、「液体メタマテリアル」を創製した。TiO2球のミー共鳴に伴う透磁率の1からのずれが観測された。また、Electro Fine Forming(EFF)法で金属分割リング共振器を大量に作製し、これを基板に展開することにより平面ランダムメタマテリアルを作製した。濃度が薄いため、透過ディップは小さいが、LC共鳴によるディップが観測された。これらの手法は、テラヘルツ領域での3次元等方的バルクメタマテリアルの作製法としてユニークなものである。金属メッシュ上には疑似プラズモン-ボラリトンが存在することが知られているが、金属メッシュの構造によりその分散関係が制御できることを示した。デバイス応用のひとつとして、テラヘルツ波放射用のGaAs光伝導アンテナに、分割リング共振器を装荷し、放射スペクトルと偏光特性が分割リング共振器の位置や向きによって制御可能であることを示した。さらに、分割リンク共振器のギャップ部を光パルスで照射することにより、放射スペクトルをダイナミックに変調できることも示した。メタマテリアルを評価する装置として、エルプソメトリー分光装置ならびに近接場顕微鏡を作製した。また、ラマン散乱過程を抑えることにより高強度のテラヘルツ波発生に成功した。TiO2微小球と金属メッシュの組み合わせにより、2次元の負の屈折率メタマテリアルを作製し、テラヘルツ時間領域分光法により透過スペクトルを測定した。TiO2球の密度の増大に伴い予想される周波数に透過のピークが現れることから、負の屈折率が実現されたことがわかった。また、金属メッシュにカットを導入することによる、金属-絶縁体転移を調べた。少数のカットの導入により、まず、有効誘電率に分割リング共振器に特徴的なローレンツ型共振が現れ、ついで、カットの増大に伴い周波数依存性の少ないフラクタル特有の有効誘電率となり、さらなる増大により絶縁体的な有効誘電率となることが判明した。類似の現象は、接合部を制御した場合の金属チェッカーボードパターンでも見られた(フランス、リール大との共同研究)。アクティブメタマテリアルについては、GaAs基板上に作製された平面メタマテリアルを用いて、光パルス照射によるテラヘルツパルスの超高速群遅延制御に成功した(計画研究ウ、北野グループとの共同研究)。シリコン/銅フタロシアニン界面上に作製された分割共振器配列メタマテリアルにより、テラヘルツ波透過の高効率光変調が可能であることを示した(公募研究、松井グループとの共同研究)。カイラルメタマテリアル表面上に、表面波が存在するためのパラメータ範囲を明らかにした(ロシア、ニジニ・ノブゴロド大との共同研究)。

金属微粒子系において、高強度テラヘルツ波照射による電気抵抗のスイッチング現象を見出した。1.電波・マイクロ波領域の導波路技術をテラヘルツ周波数帯に拡張することで、大面積で廉価な位相板が構築できることを見出した。これは金属平板導波路をベースとした人工媒質であり、化学エッチングによって構築した周期的な開口やピラー構造を持つ金属平板を等間隔に配置しただけの素子である。構造や平板間距離を制御することで複屈折性を自在に制御できることから、動作周波数を自在に制御することが可能である。これらは電磁メタ物質が赤外光学素子の実用的素子として展開可能である。2.金属平行平板導波路をベースとしたプリズムやレンズを試作し、その回折や集光の様子からテラヘルツ分散素子として実用可能であることを見出した(ライス大学との共同研究)。また同様技術を駆使することでワイヤグリッド偏光子を試作し、2 THz以下の周波数領域で50 dB以上の消光比を実現していることを見出した。(茨城大との共同研究)3.金属ナノ構造の大きな電場増強による非線形光学効果の増大を活用することで,近赤外超短パルスからテラヘルツ波に高効率で変換される様子を観測した。励起光強度依存性から2次の非線形光学応答であることを見出した。4.電磁誘起透明化現象に起因する群速度遅延をメタマテリアル構造によって実現した。このような系に励起光を照射することで、金属共振器のQ値をピコ秒の時間スケールで変えることで群速度遅延を劇的に変化することが可能となった。様々な作製法により主として平面メタマテリアルを作製し、テラヘルツ時間領域分光法により特性を評価するとともに、FDTD法によるシミュレーションとの比較を行った。金属メッシュは負の誘電率を、また、誘電体球配列は球の最低周波数のミー共鳴付近で負の透磁率を示すが、金属メッシュ上にTiO2微小球を分散する新しい構造の負の屈折率物質構成法を提案・作製した。透過スペクトルの測定とシミュレーションの比較から、負の屈折率が実現されている可能性が示された。レーザー加工装置により、金属薄膜中に相補的メタマテリアルを作製する手法を確立し、V字型アンテナ配列により、一般化されたスネルの法則に基づくフラットレンズを作製した。テラヘルツイメージング測定により、設計に近い集光が実現されていることを確認した。カイラルメタマテリアル界面に界面波が存在する条件とその特性(前進波、後進波)を理論的に解明した。2次元メタマテリアルの1種である金属チェッカーボードパターンについて、金属パッド同士の接続に乱雑さを導入した場合について、パーコレーション、クラマース-クローニッヒ関係、バビネの原理が絡み合う興味深い性質を見出した。1次元金属回折格子上の表面波と貫通型金属スリット配列における誘電体導波モードの関係を解明し、これらの構造を様々に変化させることにより、非常に多彩な表面モードやフェイズドアレイなどの機能が得られることがわかった。
クロマリンリモデリング因子CHD8の生体における機能の解析

クロマチンリモデリング因子CHD8は遺伝子の発現調節をおこなっていると考えられており、われわれの作製したCHD8ノックアウトマウスが胎生致死であることからも、生体における重要性が伺える。さらにCHD8にはS型とL型の2つのアイソフォーム存在し、そのドメイン構造や発現に差異が見られる。われわれはS型とL型のドメイン構造から、特にL型に重要な機能があると考え、S型との比較を含めて機能解析を行っている。平成24年度は、前年度に行ったCHD8L型特異的ノックアウトマウスにおけるマイクロアレイ解析から見つかった興味深い遺伝子発現の変化をより詳細に解析し、CHD8の欠損がDNA修復の異常を引き起こしている可能性を見いだした。現在CHD8のDNA修復機能への関与についてさらに解析を行っている。さらにCHD8L型の直接のターゲットを探索するためCHD8特異的モノクローナル抗体を作製し、この抗体を用いてChIP-sequence解析を行っている。また、近年CHD8が自閉症の原因遺伝子であることを示唆する報告がなされたことに加え、われわれの作製したCHD8ノックアウトマウスの表現型からもCHD8の欠損が自閉症の原因であることが推測される。そこでわれわれはCHD8と自閉症の関係に迫るべく、まずはCHD8の欠損が自閉症の原因となるのかを検討するためCHD8ノックアウトマウスにおける行動解析を始めている。CHD8ノックアウトマウスが自閉症様行動を示すという結果が得られれば、CHD8ノックアウトマウスを自閉症モデルとして、自閉症の発症メカニズムの解明に多大な貢献ができるものと考えている。研究計画の段階ではすでにCHD8のターゲット遺伝子を同定し、CHD8の機能を明らかにしている予定だった。しかしCHD8のターゲット探索を行うために必要な特異性の高いモノクローナル抗体がなく、自らモノクローナル抗体を作製する必要があったため想定外の時間を要した。しかしすでに抗体作製は順調に完了し、現在ChIP-sequence解析を行っているため今後研究の進展が期待されるものと考えている。研究計画にあるように今後もCHD8のターゲット遺伝子からCHD8の生体における機能を解析していく。しかし新たにCHD8が自閉症の原因遺伝子であることが示唆されたことから、今後はCHD8の機能と自閉症の関係について特に注目して解析を行っていく。われわれはすでにL型を欠損するノックアウトマウスを作製しており、このマウスは胎生致死であった。さらにコンディショナルノックアウトマウスを作製した結果、L型がT細胞分化と脳の発生に必要であることを明らかにした。今回新たに、上記のコンディショナルノックアウトマウスの胎児から繊維芽細胞を作製し解析した結果、L型が細胞増殖に必要であり、L型を欠損した繊維芽細胞は増殖できないことを明らかにした。この結果はL型の細胞増殖における重要性を示すのみならず、上述したマウスの表現型を解釈し、延いては生体における機能を知る鍵となりうる。次に、L型によって発現を制御されている遺伝子を探索するため、L型欠損マウスのT細胞と繊維芽細胞を用いてマイクロアレイの検討を行い、条件を決定した。L型が欠損したことによって発現量が変化した遺伝子を探索することによって、L型が発現制御をしている遺伝子を明らかにし、L型の機能を分子レベルから明らかにできるものと考えられる。さらにS型とL型と機能の違いを明らかにするため、S型とL型の双方を欠損するコンディショナルノックアウトマウスを作製した。このマウスを解析することでS型とL型の機能の違いが明らかとなり、S型とL型それぞれの機能を解析する上で有効なツールになると考えている。平成23年度は、すでに作製し胎生致死であったCHD8L型特異的ノックアウトマウスを用いて、マイクロアレイ解析を行った。CHD8L型の発現が多い胸腺をターゲットとしたCHD8L特異的コンディショナルノックアウトマウスから得られたT細胞と、CHD8L型特異的ノックアウトマウスから作製した細胞(MEF)を用いてCHD8L型が欠損したことによる遺伝子発現への影響を解析した。この結果からいくつかの興味深い遺伝子発現の変化が観察されており、CHD8L型の機能を知る上で重要な手がかりを得ることが出来たと考えている。また、CHD8L型のターゲットを探索するためCHIP-sequenceを行う予定にしているが、現状ではCHD8の良い抗体が無いため、まずCHD8に対する抗体作製を行った。エピトープを3箇所作製しCHIPに使える抗体のスクリーニングを行ったところ、CHD8L型を特異的に認識する抗体を得ることが出来た。この抗体を用いることで目的であったCHIP-

sequenceはもちろんのこと、Westernblottingや免疫染色など有用な実験手法を用いることが可能になると考えられる。クロマチンリモデリング因子CHD8は遺伝子の発現調節をおこなっていると考えられており、われわれの作製したCHD8ノックアウトマウスが胎生致死であることからも、生体における重要性が伺える。さらにCHD8にはS型とL型の2つのアイソフォーム存在し、そのドメイン構造や発現に差異が見られる。われわれはS型とL型のドメイン構造から、特にL型に重要な機能があると考え、S型との比較を含めて機能解析を行っている。平成24年度は、前年度に行ったCHD8L型特異的ノックアウトマウスにおけるマイクロアレイ解析から見つかった興味深い遺伝子発現の変化をより詳細に解析し、CHD8の欠損がDNA修復の異常を引き起こしている可能性を見いだした。現在CHD8のDNA修復機能への関与についてさらに解析を行っている。さらにCHD8L型の直接のターゲットを探索するためCHD8特異的モノクローナル抗体を作製し、この抗体を用いてChIP-sequence解析を行っている。また、近年CHD8が自閉症の原因遺伝子であることを示唆する報告がなされたことに加え、われわれの作製したCHD8ノックアウトマウスの表現型からもCHD8の欠損が自閉症の原因であることが推測される。そこでわれわれはCHD8と自閉症の関係に迫るべく、まずはCHD8の欠損が自閉症の原因となるのかを検討するためCHD8ノックアウトマウスにおける行動解析を始めている。CHD8ノックアウトマウスが自閉症様行動を示すという結果が得られれば、CHD8ノックアウトマウスを自閉症モデルとして、自閉症の発症メカニズムの解明に多大な貢献ができるものと考えている。当初の計画ではCHD8L型のターゲット遺伝子の探索のため、マイクロアレイ解析とCHIP-sequenceを行う予定であった。マイクロアレイ解析は予定通り行ったものの、CHIP-sequenceは抗体作製をする必要があることがわかり、想定外に抗体作製を行うこととなったため、予定より遅れが生じている。研究計画の段階ではすでにCHD8のターゲット遺伝子を同定し、CHD8の機能を明らかにしている予定だった。しかしCHD8のターゲット探索を行うために必要な特異性の高いモノクローナル抗体がなく、自らモノクローナル抗体を作製する必要があったため想定外の時間を要した。しかしすでに抗体作製は順調に完了し、現在ChIP-sequence解析を行っているため今後研究の進展が期待されるものと考えている。上記の理由から当初の予定からは遅れが生じているものの、ツールの準備が完了したため今後は予定通り研究が遂行できるものと考えている。研究計画にあるように今後もCHD8のターゲット遺伝子からCHD8の生体における機能を解析していく。しかし新たにCHD8が自閉症の原因遺伝子であることが示唆されたことから、今後はCHD8の機能と自閉症の関係について特に注目して解析を行っていく。
ヒト腎臓における新規プラゾシン結合タンパク質の精製および同定

プラゾシンはα1アドレナリン受容体の選択的拮抗薬として用いられている。[^3H]-プラゾシンはα1アドレナリン受容体の検出に用いられる標識化合物の一種である。これまで[^3H]-プラゾシンを用いてヒトの各組織を用いてα1アドレナリン受容体の分布・機能を調べる過程においてヒトの腎臓にα1アドレナリン受容体とは異なる性質を持つプラゾシン高親和性タンパク質が存在することを発見した。ヒトの腎臓より調整した膜画分と^<125>I-プラゾシンを用いたphotoaffinity labeling実験によりこのタンパグ質は分子量が約100kDaであった。同様にしてα1アドレナリン受容体の各サブタイプの分子量を決定したところα1aは約65kDa、α1bおよびα1dは約80kDaであり、我々が見つけたタンパク質が既知のα1アドレナリン受容体とは異なるタンパク質であることを示している。この新規プラゾシン結合タンパク質の精製を試みた。ヒト腎臓10gを100ml 50mM Tris-HCl buffer (pH7.4)中でホモジナイズし、200000xgで,2時間遠心分離して得られた上清を硫安沈殿、その後ゲルろ過、イオン交換樹脂などのカラムを用いて精製した。最終精製には特異的リガンドをカラム担体に結合させたアフィニティーカラムクロマトグラフィーにて精製した。その結果、このタンパク質はSDS-PAGE上で約100kDaのバンドとして精製された。得られた精製タンパク質を解析したところ、このタンパク質はヒトのDiamineoxdase活性を持つアミロライド結合タンパク質(ABP)であった。ヒト腎臓の粗精製画分を用いてDiamineoxdase活性に対するプラゾシンの影響を検討したところpIC50は6.8であり、Diamineoxydaseの阻害薬であるphenamilのpIC50は6.0であった。この結果はヒトABPがプラゾシンに対して感受性を持つことを示している。現在、さらなる解析を行っている。Prazosinはα1アドレナリン受容体の選択的拮抗薬として用いられている。[^3H]-prazosinはα1アドレナリン受容体の検出に最もよく用いられる標識化合物の一種である。我々はこれまで[^3H]-prazosinを用いてヒトの各組織を用いてα1アドレナリン受容体の分布・機能などについて研究してきた。その過程においてヒトの腎臓にα1アドレナリン受容体とは異なる性質を持つプラゾシン高親和性タンパク質が存在することを発見した。ヒトの腎臓より調整した膜画分と^<125>I-プラゾシンを用いたphotoaffinity labeling実験によりこのタンパク質は分子量が約100kDaであった。同様にしてα1アドレナリン受容体の各サブタイプの分子量を決定したところα1aは約65kDa、α1bおよびα1dは約80kDaであり、分子量の大きさから見ても、我々が見つけたタンパク質が既知のα1アドレナリン受容体とは異なるタンパク質であることを示している。ヒト腎臓10gを100ml 50mM Tris-HCl buffer(pH7.4)中でホモジナイズし、200000xgで2時間遠心分離して得られた上清を用いて硫安沈殿を行った後、ゲルろ過、イオン交換樹脂などのカラムを用いて精製した。現在、このタンパク質の解析を行っている。

ヒト腎臓の粗精製画分を用いてDiamineoxdase活性に対するプラゾシンの影響を検討したところpIC50は6.8であり、Diamineoxydaseの阻害薬であるphenamilのpIC50は6.0であった。この結果はヒトABPがプラゾシンに対して感受性を持つことを示している。現在、さらなる解析を行っている。
困難度情報付き絵プロンプトの開発と、その特性のL2発話への影響

本研究は困難度が統計的に示された絵プロンプトの開発を目的とする。平成30年度は、前年度に作成した絵プロンプトの改訂、並びに新しい絵プロンプトを追加し、全部で7組、14枚の絵プロンプトを作成した。絵プロンプトはすべて6枚から成るマンガ形式で、学習者はそれを見て物語(narrative)を作成する。伏線の有無、予想外の出来事の有無など、難易度に差をつけて絵プロンプトを作成した。研究代表者、研究分担者、研究協力者の本務校において、英語運用能力の中級から上級者を対象に、前年度よりも大規模なパイロットを実施した。参加者は合計で166名で、開発した14枚の絵のうち、6枚から12枚を疑似ランダム化した順序で提示し、実施順の影響を最小にした。その際2つのプロンプトはアンカー項目として使用したため、全員に提示した。プロンプトはコンピュータモニター、もしくは紙面で提示され、コンピュータで録音する半直接型テスト形式で実施した。一部録音に失敗したり、途中で話すのをやめてしまった参加者もいたが、12枚のプロンプトに対して合計2,267件の発話を録音した録音した音声は、開発した評価ルーブリックを使用して、2名の評価官による評価をおこなった。その際、約2割の発話は評価官信頼性を調査するため、ダブルレイティングを行った。また、多相ラッシュモデル(Multi-faceted Rasch Measurement, MFRM)を使ったパイロット結果の分析は2019年度に実施する予定であったが、絵プロンプトの数を減らし、先にラッシュ分析を行った。多相ラッシュ分析の結果、対になっている2枚の絵に難易度の有意差は見られず、プロンプトの平行性が示唆された。作成した絵プロンプトの数は予定していた数よりも少ないが、2019、2020年度に予定していた多相ラッシュ分析を先に行ったため、おおむね順調に進展していると言える。作成した絵プロンプトに関しては、2017年度は予想外の結果もあったが、2018年度に開発した絵に関しては、狙い通りの結果となっており、学会等での発表を2018年度に申込み、発表は2019年度に実施する。本研究の2つ目の目的である、ヨーロッパ共通参照枠(Common European Framework for Reference, CEFR)と関連付けた絵プロンプトの作成を今までと同様に行い、パイロットを実施する。CEFRはCan-do形式で書かれており、Can-do記述を基に開発したタスクが必ずしもCEFRのレベル順に並ぶ保証はなく、実際に研究代表者と研究協力者で行った先行研究でもCEFRレベル順と完璧に一致した難易度になることはなかった。Can-do記述からのタスク作成ノウハウ、そのレベル検証ノウハウ、問題点の洗い出しは貴重は先行研究となり得るため、2019, 2020年度の研究方針は、タスク開発だけでなく、タスク開発、検証に関わる手続きを明記し、今後の研究のための示唆を与えることが目的となるであろう。本年度は、プロンプト作りの初年に当たり、英語初中級者用の6コマから成るプロンプト作成のため、ブループリントを以下のように設定した。1)絵の順番を入れ替えると話が成り立たなくなるstructured taskにする、2)登場人物は2枚まで、3)簡単な理由づけを含める、4)ストーリーの予想外の展開やひねりは含めない、5)伏線となるbackground storyはない。このブループリントに基づき、4組の平行プロンプト(parallel prompt)、合計8枚を作成した。その際、日本人大学生には馴染みがあるであろうトピックであることに注意した(ショッピング、通学、週末の外出、落し物など)。また対象となる学習者の運用能力を考慮し、発話する際の時制は指定しなかった。同時に発話を評価するためのルーブリックも作成した。評価は分析的評価で行うため、評価項目として、Contents, Coherence, Grammar/Vocabulary, Pronunciation/Fluencyの4つを設定した。8枚のうち、6枚を使用してパイロットを行った。CALL教室でモニターに絵を映し出し、参加者はノイズ消去機能付マイクで各自の発話を一斉に録音した。19名が参加したが、3名は録音に失敗し、結果16名分の評価を2名の評価者で行った。すべての項目、並びにトータルスコアは有意に相関し、学習者のスピーキングレベルを表すratable samplesを引き出すことができたと言える。パイロットの過程で、プロンプトやルーブリックは何度も修正を入れた。また、先行研究を行った研究者にもコメントをもらい絵の修正した。概ね研究計画通りに進んだと言える。最初の3年間で絵プロンプトの開発、ルーブリックの作成、パイロットを行う計画であり、初年度は研究代表者の所属大学で小規模のパイロットを行う予定であった。8枚の絵の作成、ルーブリックの開発、並びに16名のパイロット実施により、おおむね順調に進展していると言える。2016年度、2017年度に、同じ難易度(パラレル)と思われる2枚の絵を4セット、合計8枚の絵プロンプトを作成した。それらの絵プロンプト8種類を使用し、日本人英語学習者の発話を録音した。参加したのは理系の学生60名で、全員が初級の上から中級の下(CEFR A2程度)の学習者である。評価のためのルーブリックも作成した。

Intelligibility, contentsの2項目、5段階評価のルーブリックで、Intelligibilityについては、pronunciationとgrammar/vocabularyの下位項目2つを設定したが、これらはintelligibilityのスコアを決定するための評価官の参考のために使用した。評価官は、スピーキングテスト評価の経験が豊富な2名が担当し、全発話の約20%を2人で評価するダブルレイティングとし、評価官の一貫性や厳しさの分析に利用した。本研究の目的は、困難度情報が付与された同じ難易度(パラレル)の絵プロンプトをを作成することである。絵プロンプトの難易度を算出するため、評価結果を多相ラッシュ分析で分析した。ラッシュ分析用ソフトのMinistepを使い、受験者、タスク、評価官の3相による分析であった。8タスクすべてがインフィット平方平均が0.51.5内でラッシュモデルが予測する一般的なパターンに沿って、モデルに適合した。分析の結果、パラレルであるべき2枚の絵、4セットのうち、2セットは難易度に差があった。難易度に差があった2セット、4枚の絵は、発話を録音する際に最初に提示されたプロンプトであり、やり方に慣れていないことが影響した可能性がある。評価官の厳しさには差がなく、スコアの一致率はラッシュモデルが予想する一致率(60%)よりも高い73.7%で評価者間信頼性は高かったと言える。当初の予定としては、2017年度はより多くの絵プロンプトを作成し、ラッシュ分析は最初の3年間に作成したすべての絵プロンプトを使用し、2020年度に行うことになっていた。しかしながら、現時点で開発された絵プロンプトの精度を早めに判断することで、今後の更なるプロンプト開発の参考になると思われたため、前倒しで分析を行った。つまり、絵プロンプト開発は遅れているが、分析は進んでいるため、おおむね順調と判断できる。本研究は困難度が統計的に示された絵プロンプトの開発を目的とする。平成30年度は、前年度に作成した絵プロンプトの改訂、並びに新しい絵プロンプトを追加し、全部で7組、14枚の絵プロンプトを作成した。絵プロンプトはすべて6枚から成るマンガ形式で、学習者はそれを見て物語(narrative)を作成する。伏線の有無、予想外の出来事の有無など、難易度に差をつけて絵プロンプトを作成した。研究代表者、研究分担者、研究協力者の本務校において、英語運用能力の中級から上級者を対象に、前年度よりも大規模なパイロットを実施した。参加者は合計で166名で、開発した14枚の絵のうち、6枚から12枚を疑似ランダム化した順序で提示し、実施順の影響を最小にした。その際2つのプロンプトはアンカー項目として使用したため、全員に提示した。プロンプトはコンピュータモニター、もしくは紙面で提示され、コンピュータで録音する半直接型テスト形式で実施した。一部録音に失敗したり、途中で話すのをやめてしまった参加者もいたが、12枚のプロンプトに対して合計2,267件の発話を録音した録音した音声は、開発した評価ルーブリックを使用して、2名の評価官による評価をおこなった。その際、約2割の発話は評価官信頼性を調査するため、ダブルレイティングを行った。
曲げ降伏型連層耐震壁の鉄筋コンクリート構造物への積極的な活用を目的とした研究

1階を耐震壁のないピロティ階,24階を連層耐震壁とした縮尺30%の試験体2体を用いて,曲げ降伏型連層耐震壁架構の地震時抵抗機構を解明するための静的載荷実験を実施した。実験変数とした連層耐震壁を支持する2階枠梁の曲げ強度が不足する場合,曲げ降伏が生じた2階耐震壁のみに変形が集中することはなく,連層耐震壁を支持する1階圧縮側柱の脚部を回転中心とする崩壊機構が形成されることを明らかにした。骨組架構に組み込んだ曲げ降伏型鉄筋コンクリート造連層耐震壁の地震時抵抗機構を解明することを目的とし、1階を耐震壁のないピロティ階、24階を連層耐震壁とした縮尺30%のRC造試験体2体を用いた静的載荷実験を実施した。試験体は、昨年度実施した有限要素法に基づく解析結果に従い、1階の全体曲げや層崩壊が生じる前に、2階連層耐震壁の脚部が曲げ降伏するように設計した。実験変数は、連層耐震壁を支持する2階枠梁の主筋量(曲げ強度)である。載荷実験では、昨年度実施した数値解析の妥当性を検証するために、3分力計を用いた1階ピロティ階の応力計測も実施した。いずれの試験体でも、数値解析による予測通りに、2階連層耐震壁脚部の曲げ降伏した後、2階のみに変形が集中することなく、1階圧縮側柱脚部を回転中心とするような崩壊機構が形成された。一般に曲げ降伏型の耐震壁を設計する場合には、連層耐震壁の曲げ圧縮域である側柱脚部に変形が集中するため、靭性能を向上させるための横補強筋が多く配筋される。しかし、本実験結果から明らかになったように、本来変形が集中するはずの側柱脚部の損傷は破壊直前まで軽微に抑えられており、代わりに1階圧縮側脚部の変形量が大きくなることが分かった。したがって、連層耐震壁が曲げ降伏するピロティ架構では、靭性能を向上させるための補強は、2階耐震壁脚部ではなく、1階柱脚で行う必要があることが実験結果より立証された。一方で、数値解析による予測と異なり、2階梁柱接合部におけるせん断滑りが本実験試験体の最終的な破壊原因となった。せん断滑りは、載荷中に繰り返し開閉した斜め方向のひび割れ面で生じており、配筋された鉄筋を避けるように破壊面が形成されていたことから、靭性に富む架構を実現するためには、連層耐震壁下の柱梁接合部の配筋にも十分な配慮が必要となることが明らかとなった。骨組架構に組み込んだ曲げ降伏型RC造連層耐震壁の地震時抵抗機構を解明することを目的とし、1階を耐震壁の無いピロティ階、2階より上層を連層耐震壁としたモデル建物を対象とした2次元有限要素解析を実施した。モデル建物は、ピロティ階の全体曲げや層崩壊が起こる前に、2階連層耐震壁脚部の曲げ降伏が起こるように設計した。また、本研究で焦点を当てる連層耐震壁直下の枠梁に関しては、現実的な断面寸法・配筋としたモデルと、建物を骨組として構造解析する際に一般的に用いられる手法に従い剛梁としたモデルの2種類を設定した。枠梁を剛梁としたモデルでは、連層耐震壁が脚部で曲げ降伏すると、変形の大部分が2階に集中し、剛梁で隔てられた1階の変形は小さく抑えられた。一方、枠梁を現実的な断面寸法・配筋としたモデルでは、連層耐震壁が脚部で曲げ降伏した2階だけでなく、1階の変形量も増大し、最終的に1階圧縮柱の破壊によって解析が終了した。また、枠梁を剛梁としたモデルでは、ピロティ階の柱頭が枠梁によって十分に拘束されたが、枠梁を現実的な断面寸法・配筋としたモデルでは、枠梁の損傷によってピロティ階の柱頭の拘束が弱まったため、同柱のせん断力やモーメントの分布が両モデルで大きく異なった。以上の考察より、枠梁のモデル化の手法によって、架構の崩壊機構や、靭性能を向上させるために設計上の配慮が必要となる箇所も異なることが分かった。これらの解析結果を基に、断面、配筋設計を行い、中層ピロティ架構の下層4層分を切り出した縮尺30%のRC造試験体を2体製作した。また、より有用性の高い実験結果が得られるように、実験変数である枠梁の主筋量や、載荷実験において試験体に負担させる長期荷重やせん断スパン比などの載荷条件に関する検証を行った。本研究の目標は、ピロティ架構の地震時抵抗機構を解明し、その成果を反映させたマクロモデルを提案することである。本年度の研究では、材料構成則の選択など、RC造ピロティ架構の地震時抵抗機構の解明に不可欠な有限要素解析モデルの構築作業が概ね完了したため、次年度は、実験結果を踏まえた解析モデルの修正や、枠梁の寸法や配筋、載荷条件を解析変数としたパラメトリックスタディを、当初の計画通り、実施する見込みである。

次年度は、縮小試験体の静的載荷実験を実施し、本年度、構築した有限要素解析プログラムの妥当性を確認する。その上で同プログラムを用いたパラメトリックスタディを実施し、試験体数が限られるため実験では十分検証できない枠梁の寸法や配筋量、載荷条件などのパラメータがピロティ架構の地震時抵抗機構に及ぼす影響を確認する。最終的に、パラメトリックスタディの結果を基に、一般の構造解析で用いられている汎用骨組解析プログラムへの適用が可能なマクロモデルを構築し、本研究で得られた地震時抵抗機構に関する知見を実設計に反映する手法を提案する。次年度は、2体の縮小試験体を対象とした静的載荷実験を実施するため、載荷冶具の製作や計測器具の購入等に研究費の大部分を使用する。また、2次元有限要素解析プログラムを用いたパラメトリックスタディや、構造解析用の骨組解析ソフトフェアを用いたマクロモデルの開発にも、研究費の一部を使用する予定としている。
天然遡上量の変動を考慮したアユの資源管理・種苗放流に関する数理的研究

アユは日本の河川漁業における重要資源であり,各地で毎年大量の種苗放流がおこなわれてきた。しかし放流種苗の生産には大きなコストがかかる。一方,アユの海からの天然遡上量は年により大きく変動するため,その年の遡上量が早期の段階で予測可能ならば,それに応じて種苗の放流量や漁獲圧などを調節することで,有効な管理を実施することができると予想される。天然遡上量の変動に確率分布を与えた数理モデルにより,遡上量予測による放流量調整の効果がどれだけ期待できるか検討した。アユは生息密度および餌である藻類の生産力によって,その成長率が大きく異なる。またアユは河川においてなわばりを作るが,一定面積中になわばりを作ることのできる個体数は限られている。これらの要素を考慮し,資源の状態を個体数密度と重量密度の二つで記述し,成長のよい'なわばりアユ'と他のアユを区別した〓態モデルを作成した。アユの成長率と最大生息密度に影響する藻類生産性については,現実的な範囲内でいろいろな条件を設定した。また山形県鼠ヶ関川などのデータを用いた数値シミュレーションもおこなった。(1)毎年の加入量の多寡に応じて放流量を調整,(2)毎年一定量を放流の2条件で,平均利益(漁獲金額-放流コスト〉の大きさを比較した。平均遡上量の大小にかかわらず,(1)の利益が(2)の利益を上まわった。ただし平均加入量に対して最も利益が大きい量を放流した場合には,(2)の利益は(1)の9098%に達し,それほど大きな差がなかった。アユの遡上量予測は難しく,現状では手法が確立されていないが,平均遡上量の情報がありそれに対応する最適放流量を計算できれば,有効な放流量調整が可能であることが示唆された。また,遡上量が多い年にはダムの上など天然遡上がない場所に分散して放流することが効果的であることも,数値シミュレーションにより明らかになった。
農山村の持続可能な居住環境の構築に向けた産業・交通のテクノロジーシステムの解明

本研究では、過疎問題を抱える農山村の居住環境をめぐるテクノロジーと人の関係に注目し、地域住民が生産活動や社会生活を維持するための「テクノロジーシステム」(テクノロジーと人の適切な関係と利用の仕組み)のあり方を明らかにし、持続可能な居住環境の構築に向けた方向性を示すことを目指す。とくに、埼玉県と宮崎県の農山村地域を調査対象とした研究から、(1)地域住民が生産活動を継続できる「農林業のテクノロジーシステム」のあり方、(2)地域住民が社会生活を維持できる「地域交通のテクノロジーシステム」のあり方を明らかにし、それらの考察を踏まえて方向性を示すことを試みる。
抗腫瘍免疫を担うDTH型エフェクター長期培養株の樹立と対応する抗原性の解析

当初使用を予定された腫瘍であるFBL-3リンホーマ以外にもL3T4細胞表面マーカー陽性でnoncytolyticなeffector T細胞を誘導する腫瘍があるか否か及びこのような腫瘍のDTH誘導能は(BALB/c×C57BL/6)【F_1】ヌードマウスを用いた養子免疫療法におけるnoncytolyticサブセットの腫瘍排除能と相関するか否かをはじめに検討した。1.我々の研究室で樹立した上記ヌードマウス由来の紫外線誘発線維肉腫2株(UV♀1,UV♂1)はFBL-3と同様に強いDTH誘導能を有することが判明した。同時にこれらの腫瘍は特異的CTLをも誘導するなど強い免疫原性を有し、同系nu/+マウスに移植後自然退縮する。2.養子免疫療法により全例の腫瘍拒絶をひきおこす最少の免疫脾細胞から移入前に抗Lyt-2抗体と補体処理によりCTL分画を除去しnoncytolyticT細胞分画を得、その腫瘍排除能を比較した。その結果FBL-3は処理された脾細胞に含まれるnoncytolytic T細胞又はCTL分画のみで排除されたがUV♀1及びUV♀1はいずれのT細胞分画単独又はそれぞれの3倍量でも排除されなかった。しかし処理後両分画を再混和して移入するとその腫瘍排除能はよく回復した。以上のことはnoncytolytic分画はFBL-3には有効であるが紫外線誘発腫瘍の場合には効果が弱いことを示しており従ってDTH誘導能と腫瘍排除能を有するnoncytolytic T細胞分画の出現は必ずしも相関しないことを意味している。従ってどのようなeffector T細胞が出現することにより腫瘍が排除されるか否かは個々の腫瘍細胞の抗原性の質的な差異に依っていると考えられる。以上のことからFBL-3はnoncytolytic T細胞株を樹立し、腫瘍排除の機序を解析するには適した腫瘍であることが再確認されたが、予想した以上にこのような株を樹立することは困難であり、現在尚成功していない。現在、抗Lyt-2抗体をin vivo投与し、Lyt-2陽性T細胞を排除(抑制)したマウスより目的とするT細胞株を樹立するための系を確立中である。
歯周病における好中球エラスターゼの作用の解明と阻害剤の臨床応用の検討

本研究の目的は、歯根膜の機械的強度の低下に対する好中球エラスターゼ(neutrophil elastase ; NE)の作用を調べ、NE阻害に着目した新規歯周病治療薬の可能性について検討することである。(1)歯根膜におけるNEの基質の探索NEはラット臼歯歯根膜に対して、主に線維間基質やオキシタラン線維を分解することにより歯根膜の最大剪断応力および破壊エネルギーの低下を引き起こすことが明らかとなった。また、ブタ小臼歯歯根膜からNEで特異的に分解される物質を探索したところ、分子量110kDaの酸性糖タンパク質(P110)を見出した。このP110はDEAE陰イオン交換カラムとSephacryl S-300を用いたゲル濾過カラムによって粗精製できた。さらにこれらの粗精製物からコンドロチナーゼABCによって約60kDaの特異的な分解産物が認められた。現在、これらの方法によりP110を分離し、引き続きエドマン法によりアミノ酸配列の解析を進めている。(2)歯周病モデルに対する阻害薬の効果の検討Wistar系雄性ラットの上顎第一臼歯歯肉縁にラバーリングを装着した歯周病モデルにおいて、リング装着翌日以降、免疫染色によるNE陽性細胞が歯根膜中に認められた。また、臼歯を引抜いた時の最大引抜き荷重を経時的に測定したところ、3日後で正常の65.5%まで低下した(p<0.01)。その後マイクロCTおよび組織学的観察においては明らかな歯槽骨吸収が進行したが、最大引抜き荷重は徐々に増加する傾向が認められた。そこで、歯根膜の機械的強度の低下に対するNE阻害剤の効果を判定するために、ラバーリング装着直後から浸透圧ミニポンプを用いて持続的にシベレスタットを静脈投与し、3日後の機械的強度を測定したが、シベレスタット投与による有意な最大引抜き荷重の改善は認められなかった。本研究の目的は、歯根膜の機械的強度の低下に対する好中球エラスターゼ(neutrophil elastase以下NE)の作用とその基質を調べ、NE阻害に着目した新規歯周病治療薬の可能性について検討することである。(1)歯根膜におけるNEの基質の探索Wistar系雄性ラット下顎第一臼歯の歯根中央部で厚さ450μmのスライスを作り、NE050μg/mlを含む液中で37°C、4時間処理した後、近心根を押し抜き、歯根膜の機械的強度を測定したところNE処理濃度依存的な最大剪断応力および破壊エネルギーの低下を示した。またNE特異的阻害薬のシベレスタットでこれらの低下が抑制された。ハイドロキシプロリンの定量および偏光顕微鏡観察の結果、コラーゲンはほとんど分解されていなかったが、アルデヒドフクシン染色、PAS染色において、線維間基質やオキシタラン線維の分解が認められた。これらの結果から、歯根膜におけるNEの基質は非コラーゲン性タンパク質や線維間基質であると考えられた。ブタ小臼歯歯根膜からNEで特異的に分解される物質を探索したところ、110kDa酸性糖タンパク質を見出した。この物質の分離を試みたが分解されやすく、同定に至らなかった。しかし、抽出直後のアルキル化により、分解が抑制されたので、来年度はこの方法でこの物質の同定を目指す。(2)慢性歯周病モデルの作製Wistar系雄性ラットの上顎第一臼歯歯肉縁にラバーリングを装着した歯周病モデルの作製を試みた。臼歯を引抜き、歯根膜の機械的強度を測定したところ、リング装着翌日以降、最大引抜き荷重が有意に低下した。また、マイクロCT撮影で4週後には明らかな歯槽骨吸収が認められた。来年度は、歯周炎の進行と好中球の分布、細胞外基質成分の分解、それに対するシベレスタットの抑制効果の有無を検討する。

そこで、歯根膜の機械的強度の低下に対するNE阻害剤の効果を判定するために、ラバーリング装着直後から浸透圧ミニポンプを用いて持続的にシベレスタットを静脈投与し、3日後の機械的強度を測定したが、シベレスタット投与による有意な最大引抜き荷重の改善は認められなかった。
高層集合住宅における居住空間の耐震化に関する研究

都市における住宅の集合化、特に高層化の傾向は最近とみに著しい。しかも、各戸の床面積がさして広くないものが多い。このような趨勢にあるので、大地震時に家具類の転倒によって死傷者が発生する危険性は、往時とは比較にならぬ程増大しているものと考えられる。そこで、次に示すような、家具類と人身の被害の発生予測に関する研究を推進した。1.家具類の転倒被害の発生予測仙台市内に建つ高層集合住宅について、昨年度実施したアンケート調査の分析等から捉えた、この種の住宅で使用されている各種の家具類の寸法、全家具類に対する構成比と昨年度実施した解析から得た、各種の家具類の転倒限界床加速度とを用いて、1978年宮城県沖地震の際に、仙台市内に建つ高層集合住宅で生じた、家具類転倒のシミュレーション解析を行った。その結果、主要家具類の階別転倒率の解析値が、実際値とかなりよい対応を示し、今回の解析が、家具類の転倒被害の発生予測に有用なことが明らかになった。さらに、上記の昨年度実施の調査から、家具類が居住専用部床面積に占める割合(占有面積率)と主要家具類が転倒した時に、家具類が居住専用部床面積に占める割合(転倒時占有面積率)の分布を求めた。その結果、居室、寝室等の両占有面積率の値が相当大きく、家具類の転倒時に、それを避ける空間もない世帯の少なくないことが明らかになった。2.家具類の転倒に伴う人的被害の発生予測1978年宮城県沖地震の直後に、仙台市内に建つ高層集合住宅について実施された、家具類の転倒被害とこれによる人的被害に関するアンケート調査を分析し、主要家具類の階別転倒率(上記1の実際値)と負傷者の階別発生率を求めるとともに、両者の関係について検討を加えた。その結果、負傷者の階別発生率と主要家具類の階別転倒率とは比例関係にあり、主要家具率の転倒予測から、負傷者の発生予測が可能なことが明らかになった。
溶液内化学反応解析の為の新たな計算化学的手法の開発及び応用

溶液内での化学反応を解析するために必要な大規模な系の分子軌道計算が可能な方法であるフラグメント分子軌道法(FMO法)について研究を行った。プログラムパッケージとしては、国立医薬品食品衛生研究所の中野らによって開発され、産業技術総合研究所の稲富らによって改良されたABINIT-MPを用いた。また分子動力学法(MD法)のプログラムは産業技術総合研究所の池上によって開発されたMDプログラムを用いた。これらのプログラムを用いてFMO法のMD計算における特性を調べるため、6残基のポリペプチド(ポリグリシン・ポリアラニン)を用いて、PM3、HF/STO-3G、HF/6-31G、FMO/STO-3G、FMO/6-31Gを用いた計算を行い、比較・検討をした。その結果、FMO法で得られたエネルギー及びエネルギー勾配は、従来のHF法を精度良く再現し、FMO-MD計算が実用的であることがわかり、その有用性を示した。また、FMO法を適用するための準備段階として、数十ナノメートルの水溶液中のヘキサン、及びペンタデカンの微小液滴の振舞を、力場関数に分子力学法(MM法)を用いた古典MD計算によって調べた。得られた結果より、液滴のサイズ依存性、単位セルのサイズ依存性などを調べ、液滴の特性を調べるために十分な系のサイズや条件を調べた。また、平らな界面との比較を行って液滴界面の特徴を調べた。それにより液滴においては、液滴の球形からの歪みによって、平らな界面よりも液準界面の厚さが大きいことがわかった。
食品製造企業の組織及び行動と不完全競争に関する産業組織論的研究:多元動態的競争と動態的市場成果

本研究では、食品製造企業の組織と行動の動態的特質とそれを明示的に考慮した場合の市場構造・行動・成果の動態的相互作用を理論的・実証的に明らかにすることを目的として、次の点の検討・分析を行った。(1)食品製造企業がその将来について予測する外部経済環境の具体的な中身とそれに関する期待形成の仕方,(2)同企業の動態的行動原理とその特質,動態的経済行動の政策的産業組織論的含意,(3)動態的効率性ならびに動態的市場成果概念の構築とその経済学的意義,食品製造業の動態的市場成果,(4)動態的経済行動と市場構造変化及び動態的市場成果との相互関連,(5)同産業の産業組織変化の基本的方向と新たな政策の必要性。その結果、次のような結論が得られた。(1)食品製造企業の外部経済環境に関する期待形成において重要な要因ないし要素は、1)消費者選好及びニーズ,2)原材料の供給及び需要条件,3)ライバル企業の競争戦略,4)産業ないし市場政策,5)新技術の導入による新製品の改善と開発である。これら要因ないし要素に関して持つ「確信」の状態を所与として、利用可能な情報的資源を最大限に活用しながら実現可能な予想をたてる。(2)これら要因ないし要素は連続的な変動過程にあり、複雑かつ動態的環境を形成している。こうした環境を明示的に考慮するためには、食品製造企業の経済行動を確率動学的なものとして捉える必要がある。その定式化に当たっては、従来の確率動学最適制御理論だけでなく、ライバル企業の戦略変数に対する予想を明示的に考慮した確率動学ゲーム理論の適用が必要とされる。(3)また、従来の静学的なフロンティア概念を確率動学的最適制御理論に基づいて動学化することにより、動態的市場成果の新たな概念として、動態的効率性を考えることができる。(4)動態的効率性は動学的ないし通時的生産フロンティアと実際の変動値との乖離に基づいて定義され、静態的効率性との不一致性という新たな問題を考察する枠組みを提供する。
覚せい剤関連化合物のキラル分離HPLC-蛍光・化学発光検出法の開発と応用

1.当研究室で開発した蛍光ラベル化剤,4-(4,5-diphenyl-1H-imidazol-2-yl)benzoyl chloridc(DIB-Cl)を用いる,覚せい剤のHPLC-化学発光・蛍光検出法を検討した.化学発光検出に比べ蛍光検出がより高感度であった.蛍光検出の検出下限は0.6-5.2fmolと非常に高感度であり,MP摂取被疑者の尿や毛髪に適用し,MP及びその代謝物を定量することができた.次にシステムのダウンサイジング化を試みた.すなわち,セミミクロカラムを用いたHPLCを検討した.その結果,覚せい剤のDIB誘導体化を,アキラルあるいはキラルカラムにより分離検出した場合,いずれも良好な分離ができた.尿試料10μLを乾固して残さを誘導体化するだけの簡便な方法であり,操作時間の短縮や溶離溶媒の節約を図る事ができ,より経済的な分析法を確立できた.2.セミミクロカラムHPLCを用いて,覚せい剤摂取被疑者の毛髪の分析を試みた.覚せい剤摂取被疑者の毛髪1cm画分の分析が可能であった.詳細に検討した結果,毛髪採取部位が同じであっても毛髪それぞれに含まれる覚せい剤量はかなり異なること,白髪と黒髪では黒髪の方が含量が多いこと,含まれるた覚せい剤はすべてd-体であること,などを明らかにすることができた.以上,セミミクロカラムを用いる覚せい剤関連化合物のキラルおよびアキラルHPLC分析法を開発した.簡便で高感度であることから,色々な分野で利用できるものと考える.1.当研究室で開発した蛍光ラベル化剤,4-(4,5-diphenyl-1H-imidazol-2-yl)benzoyl chloridc(DIB-Cl)を用いる,覚せい剤のHPLC-化学発光・蛍光検出法を検討した.化学発光検出に比べ蛍光検出がより高感度であった.蛍光検出の検出下限は0.6-5.2fmolと非常に高感度であり,MP摂取被疑者の尿や毛髪に適用し,MP及びその代謝物を定量することができた.次にシステムのダウンサイジング化を試みた.すなわち,セミミクロカラムを用いたHPLCを検討した.その結果,覚せい剤のDIB誘導体化を,アキラルあるいはキラルカラムにより分離検出した場合,いずれも良好な分離ができた.尿試料10μLを乾固して残さを誘導体化するだけの簡便な方法であり,操作時間の短縮や溶離溶媒の節約を図る事ができ,より経済的な分析法を確立できた.2.セミミクロカラムHPLCを用いて,覚せい剤摂取被疑者の毛髪の分析を試みた.覚せい剤摂取被疑者の毛髪1cm画分の分析が可能であった.詳細に検討した結果,毛髪採取部位が同じであっても毛髪それぞれに含まれる覚せい剤量はかなり異なること,白髪と黒髪では黒髪の方が含量が多いこと,含まれるた覚せい剤はすべてd-体であること,などを明らかにすることができた.以上,セミミクロカラムを用いる覚せい剤関連化合物のキラルおよびアキラルHPLC分析法を開発した.簡便で高感度であることから,色々な分野で利用できるものと考える.2.MP摂取被疑者の毛髪中の覚せい剤の定量を検討した.毛髪からの薬物の抽出を検討した結果,毛髪を約0.5cm程度に切断し,界面活性剤,EtOHで洗浄後,水洗風乾しHCl-MeOHで抽出すると効率良く抽出できることが分かった.6名のMP摂取被疑者から得た毛髪の各1cm間隔の覚せい剤を定量した結果,それぞれ数百数十ngレベルの覚せい剤が検出され,約36ヶ月にわたって覚せい剤を摂取していた経過を明らかにすることができた.3.覚せい剤の光学異性体分離検出を検討した.DlB-Clを用いて蛍光体に導いた覚せい剤をキラルカラムで分離後,蛍光検出した.約45分でp-HMP,AP,MPのそれぞれのエナンチオマーを一斉分離することができた.4種の毛髪試料からはいずれもS(+)体が検出され,R(-)体は見い出されなかった.今後,システムのミニチュア化を計り,より経済的で効率の良い分析法を確立したいと考えている.1.前年度に開発した覚せい剤のHPLC-蛍光検出法を更に簡便化する目的でシステムのダウンサイジング化を試みた.すなわち,セミミクロカラムを用いたHPLCを検討した.その結果,4-(4,5-diphenyl-1H-imidazol-2-yl)benzoyl chloride(DIB-Cl)を蛍光ラベル化試薬として,覚せい剤を誘導体化し,アキラルあるいはキラルカラムにより分離検出した場合,いずれも良好な分離ができた.尿試料10μLを乾固して残さを誘導体化するだけの簡便な方法であり,操作時間の短縮や溶離溶媒の節約を図る事ができ,より経済的な分析法を確立できた.また,本法は非常に高感度であり,amolfmolレベルの検出が可能である.2.セミミクロカラムHPLCを用いて,覚せい剤摂取被疑者の毛髪の分析を試みた.覚せい剤摂取被疑者の毛髪1cm画分の分析が可能であった.

詳細に検討した結果,毛髪採取部位が同じであっても毛髪それぞれに含まれる覚せい剤量はかなり異なること,白髪と黒髪では黒髪の方が含量が多いこと,含まれるた覚せい剤はすべてd-体であること,などを明らかにすることができた.以上,セミミクロカラムを用いる覚せい剤関連化合物のキラルおよびアキラルHPLC分析法を開発した.簡便で高感度であることから,色々な分野で利用できるものと考える.