hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
共有結合を介した有機-無機界面の構築

無機物の表面に有機物を結合させる方法は、有機物質と無機物質や金属とが複合化した材料を作る上で重要である。骨などのバイオセラミックス、有機分子を利用した太陽電池やトランジスタ、シリカゲルに固定された有機触媒などへの応用が考えられる。有機分子としてアルコールを用いて、シリケートガラス表面の水酸基と縮合反応によって結合させることを検討した。これまで反応が起こりにくいとされた3級アルコールも反応し、その有機薄膜はアルカリ性で安定であることが分かった。シリケートガラス上に半導体性分子であるポルフィリンを化学吸着させて、単分子膜を形成させる方法について検討した。特に、生成した単分子膜の水中、酸性水溶液中での安定性を向上させることを目的として、今回、新しく1つの炭素に3つの水酸基を結合させたモチーフをポルフィリンに結合させた分子を2種類合成した。これらは、水酸基部分の構造として、C(CH2OH)3の構造をもつもの(トリスと略)、C(CH2CH2CH2OH)3という構造をもつもの(ビスホモトリスと略)である。これらを用いてシリケートガラス上にポルフィリン単分子膜を作成後、1 Mの塩酸中50°Cで単分子膜の加水分解を行った。その結果、トリスは、通常の単純なOH基をもつポルフィリンに比べて、加水分解が速く進行するのに対して、ビスホモトリスは、加水分解の進行が遅く、両者では、安定性が大きく異なることが分かった。これは、OH基を束ねている炭素との距離が短いと、シリケートガラスと反応しないOH基が存在し、このような未反応のOH基はむしろ加水分解の触媒となり、安定性を損なうことになるが、OH基を束ねている炭素との距離が長い場合は、シリケートガラスとすべてのOH基が反応し、より安定な単分子膜になることを示している。このような知見は、今後の有機薄膜太陽電池や有機発光素子などの有機電子デバイスなどの界面の構築において、とくに、デバイスの安定性を向上させるときに役立つ発見である。シリケートガラスおよびシリカゲルの表面上のシラノール基とポルフィリン発色団をもつアルコールとの熱的な縮合反応による有機ー無機複合化について検討した。いろいろな構造をもつポルフィリンアルコールを9種類合成し、シリケートガラスにスピンコートし120200°Cで加熱処理することで、ポルフィリンアルコールをシリケートガラス上に結合させた。シリカ上に結合したポルフィリンアルコールの酸および塩基触媒による加水分解反応の速度を調べることで、複合体の安定性とアルコールの構造との関係を系統的に調べたところ、(1)ビスホモトリス構造をもつアルコールが加水分解に対して安定であること、(2)長鎖アルキル鎖をもつアルコールが、加水分解に対して安定であること、(3)3級アルコールは、塩基触媒の加水分解に対して1級アルコールに比べて20倍安定であることを明らかにした。長鎖アルキル基をもつポルフィリンアルコールを結合させたガラスは接触角測定から、疎水的であり、水の反応点への浸入を阻害しているために、加水分解が起こりにくいと考えられる。また、O-18の水を用いた加水分解反応を検討することによって、(1)アルコールとシリカは共有結合で結合していること、(2)1級アルコール、3級アルコールの塩基加水分解、1級アルコールの酸加水分解は、SiーO結合が開裂するのに対して、3級アルコールの酸加水分解ではCーO結合が開裂することが明らかになった。したがって、塩基加水分解に対して3級アルコールが安定であるのは、3級アルコールの立体障害によって水のケイ素への求核攻撃が阻害されているためであると考えられる。また、O-18でラベル化したポルフィリンアルコールとシリケートガラスとの反応を利用し、ポルフィリンアルコールとシリケートガラスとの反応は、1級、3級アルコールともアルコールの酸素がケイ素を求核攻撃する反応であることを明らかにした。金属酸化物表面に安定な有機分子の単分子膜を形成する方法として、珪酸エステルの共有結合を利用した方法について詳細に検討した。今年度は、有機分子に導入した水酸基の数とその導入位置が、(1)二酸化ケイ素との結合反応速度に与える効果、(2)生成した単分子膜の安定性に与える効果を明らかにするために、5種類のポルフィリンアルコールを合成した。すなわち、水酸基を1つ、2つ、4つもつポルフィリンであり、水酸基を2つもつポルフィリンについては、水酸基を分子の同じ側に導入したシス体と反対側に導入したトランス体をそれぞれ合成した。また、シス体については、水酸基と反対側に長鎖アルキル鎖を導入した誘導体も合成し、これらとシリケートガラスとの固体ー固体反応の反応速度を調べた。その結果、(1)反応速度は、水酸基の数が増えると増大すること、(2)アルキル鎖を導入したシス体はもっとも反応性が高いことが明らかとなった。次に、ガラス上に生成した有機単分子膜の安定性を比較するために、1 M塩酸に浸漬し50°Cで加熱し脱着速度を比較した。

脱着速度から、単分子膜の安定性は、シスアルキル誘導体>水酸基を4つもつものシス位に2つもつもの>水酸基1個のものトランス位に2個もつものという順になった。したがって、単分子膜の安定性は、シス位に2つの水酸基をもつ構造が重要であることが示された。以上のように、Si-O結合による有機ー無機界面の形成にもちいる分子設計についての指針が得られた。このようにして得た化学的に安定な単分子膜は、固体上でさらに化学修飾が可能であることを実証した。すなわち、この単分子膜を酢酸亜鉛の溶液と接触させると、ポルフィリンへの亜鉛イオン挿入反応が進行することが紫外ー可視吸収スペクトルで確認でき、その反応速度の亜鉛濃度依存性から、クーロン力を駆動力とする吸着平衡の存在が速度論的に実証できた。有機ー無機のハイブリッド材料の合成方法としてのケイ酸エステルによる共有結合生成反応の検討をおこなった。ポルフィリンにいろいろな構造をもつ一級アルコールを導入したものを新しく合成し、それらのポルフィリンによる単分子膜形成とその単分子膜の酸加水分解速度を測定した。これらの結果により、ビスホモトリス基を用いることで、加水分解に安定な有機単分子膜を形成させる方法を開発することができた。これによって、単分子膜の上にさらに化学反応などにより、別の有機物質や無機物質を積み上げることが可能になり、本手法がより一般的に材料化学などにおいて利用できるための基盤が形成できたものと考えている。また、単分子膜のキャラクタリゼーションの方法として、AFM測定、X線反射率測定についても検討を行い、それぞれ、有用な方法であることを確認している。特に、AFM測定によって、単分子膜形成後の超音波処理では、一部の膜が欠損することが分かった。また、膜の密度を測定する方法として、アルカリ溶液による処理で、ポルフィリンを回収し、紫外可視吸収スペクトルによる定量によって、単分子膜の密度が測定でき、これを、単分子膜そのものの紫外可視吸収スペクトルによる定量と比較することも行い、両者の差異についても検討している。これらの手法を使って、これらからの研究を進めていくことができるものと考えている。研究目的である有機物に導入した官能基と無機表面との反応速度との系統的な検討が予定通り行うことができ、今後の分子設計の指針が明らかになるとともに、化学的に安定な単分子膜が合成できたことにより、固体表面上での化学修飾反応も可能となった。今後は、今回見出したビスホモトリス基を1つの有機分子に複数個導入するなどの方法を試み、より安定な単分子膜の形成を目指す。さらに、この手法を用いて、ポルフィリン分子の基板に対する配向性や単分子膜内での秩序性なども検討していく予定である。単分子膜のキャラクタリゼーション手法として、X線反射率測定や、薄膜のX線回折を利用することを考えている。また、アルコールとしては、現在1級アルコールのみであるが、2級、3級アルコールや、アルコール以外の官能基についても、同様の手法が適用できないかを検討していく。具体的には、アルキルハライドなどの官能基についての検討を行う予定であり、官能基の種類を拡大でき、それらの反応性が特異的であれば、より高度な界面合成化学の発展に寄与できると考えている。無機固体への有機分子の修飾反応に関して、有機合成的な分子設計が有効であることが確認できた。
初期米文学におけるDutch認識の成立と展開：多様性の起源としてのピューリタン

今年度最大の成果は、9月初旬及び2月中旬に米国議会図書館にて行った資料調査である。概要は以下の通りである:前年度に引き続き米国議会図書館のデータベースEarlyAmerican Imprintを使用し、本研究に関わる1次資料を検索した。デジタル化されているものに関しては、PDFファイルをダウンロードした。また、デジタル化がされてはいるものの、解読が困難なものに関しては、同図書館内におけるMicrofilm Reading Roomにて、マイクロフィルムの閲覧を請求した上で、現物を確認・解読し、必要な箇所をプリントアウトした。また今回はデジタル化されていない資料についても網羅的に調査し、必要箇所をスキャン・撮影・筆写した。これらの作業により、本研究の遂行にとって重要な意味を持つ多くの一次資料を収集することができた。研究全体の方向性については、ワシントンDCのGeorge Washington大学及びGeorgetown大学所属の研究者と意見を交換し、今後の当研究の展開について、有益な助言を得た。上記の成果に基づき、月例で開催している研究集会(東京理科大学神楽坂キャンパス)において、複数回研究成果報告を行った。その際、他分野の複数の研究者からのコメントを得、翌年度からの科研費申請につながる着想につなげた。本研究を発展的に継承するテーマ設定のもと翌年度以降の科研費(基盤研究C)に応募し、採択された。以上の通り、一次資料の収集、二次資料の補強、そして研究の方向性のブラッシュアップ及び次研究課題への引き継ぎ、という結果を得、最終年度の総まとめとなる成果を得たと自負している。本研究は、目下、ニューイングランドのピューリタンによってその政体の内部に取り込まれたDutchの他者性が、英領アメリカ植民地の、そして、最終的にはアメリカ合衆国の多様性の象徴として積極的に読み替えられてゆくプロセスに関して、次のふたつの段階に分けて調査研究を行っている。第一段階として、ニューイングランドのピューリタンが他者としてのDutchをどのように認識し、かつ、分節化してゆくかについての調査研究を遂行している。今年度は一次資料の検討により、ピューリタンによるDutch認識には一定の時代的かつ地域的な典型性があることが明らかになった。次に、第二段階として、ニューアムステルダムがその名をニューヨークと改め、ニューイングランドが主導する英領植民地に組み込まれる1664年以降、Dutchの他者性がその存在意義に昇華してゆくプロセスについての調査研究を行っている。この点については、1英領植民地の内部に取り込まれた後、Dutchの他者性はかえって一枚岩化してゆくということ、および、2Dutch identityが声高に主張されるときには、常にその対抗軸として支配勢力たるニューイングランドが措定されていた、という2点が明らかになっている。以上2点を中心に、本研究は、17世紀後半から独立前夜にいたるまでの間、主にニューヨークに居住するDutchの間に流通した、英語で書かれた雑誌や冊子のテクスト、および、主にニューイングランドに居住するピューリタンの手になる日記類の中に見られるDutchidentityをめぐる言説を比較検討しながら浮き彫りにしている途上である。アメリカ議会図書館における電子資料の充実により、一次資料へのアクセスが容易になったため、2次文献の調査・読解に割く時間が十分に確保できたため。また、学会を通じて同分野の研究者からの助言を多く得ることもでき、研究遂行の大きな原動力となっている。研究は、目下、ニューイングランドのピューリタンによってその政体の内部に取り込まれたDutchの他者性が、英領アメリカ植民地の、そして、最終的にはアメリカ合衆国の多様性の象徴として積極的に読み替えられてゆくプロセスに関して、次のふたつの段階に分けて調査研究を行っている。今年度は、昨年度の成果を踏まえ、ピューリタンによるDutch認識には一定の時代的かつ地域的な典型性が、大分して34程度に類型化できる可能性を、一次資料の広汎な読解から検証した。。次に、第二段階として、ニューアムステルダムがその名をニューヨークと改め、ニューイングランドが主導する英領植民地に組み込まれる1664年以降、Dutchの他者性がその存在意義に昇華してゆくプロセスについての調査研究を、昨年度から引き続き、行っている。公務多忙及び私的には第二子の誕生により、研究に充当する時間が十分に捻出できたとは言いがたい状況であった。とはいえ、アメリカ議会図書館における電子資料のさらなる充実により、一次資料へのアクセスがさらに容易になったため、2次文献の調査・読解に割く時間が十分に確保できたため。今年度最大の成果は、2月中旬に米国議会図書館及び同公文書館にて行った資料調査である。概要は以下の通りである:1)米国議会図書館のデータベースEarly American Imprintを使用し、本研究に関わる1次資料を検索した。

デジタル化されているものに関しては、PDFファイルをダウンロードした。また、デジタル化がされてはいるものの、解読が困難なものに関しては、同図書館内におけるMicrofilm Reading Roomにて、マイクロフィルムの閲覧を請求した上で、現物を確認・解読し、必要な箇所をプリントアウトした。これらの作業により、本研究の遂行にとって重要な意味を持つ多くの一次資料を収集することができた。2)公文書館においては、17世紀オランダ植民地に関する公文書を調査し、当研究の基礎的な資料となりうるものを入手することとができた。2次資料については、同じく米国議会図書館のMain Reading Roomにて、これまでの本研究において看過されてきたものを網羅的にリストアップした上で、参照しうる資料を全て確認し、必要に応じて複写をとった。3)近隣のスミソニアン博物館にて開催されていたReligion in Early Americaという展示にも足を運び、17世紀ニューイングランドに関する貴重な資料類を閲覧し、学芸員と展示の内容と本研究の関係性について意見を交わすことができた。また、研究全体の方向性については、ワシントンDCのGeorge Washington大学及びGeorgetown大学所属の研究者と意見を交換し、今後の当研究の展開について、有益な助言を得た。以上の通り、一次資料の収集、二次資料の補強、そして研究の方向性の再確認、という成果を得、最終年度の総まとめにつながる成果を得たと自負している。平成29年4月9月までの間、育児休暇を取得した。その期間は、基礎文献の読解等、研究遂行のための最低限の作業は行ったものの、主に育児に専心していたため、当初計画に照らして若干の遅れが生じたことは否めない。一次資料の調査に関しては、育児休暇終了後に遂行した現地資料調査において、長足の進展を見た一方で、前年度までに蓄積した資料の分類及び精査が未完了であるため、相対的には遅れが生じているという認識である。今年度最大の成果は、9月初旬及び2月中旬に米国議会図書館にて行った資料調査である。概要は以下の通りである:前年度に引き続き米国議会図書館のデータベースEarlyAmerican Imprintを使用し、本研究に関わる1次資料を検索した。また今回はデジタル化されていない資料についても網羅的に調査し、必要箇所をスキャン・撮影・筆写した。
高フルクトース食誘発インスリン抵抗性の発症機構解明とその改善に関する研究

様々な種類の食物繊維が血糖降下作用を示すかどうか、またその有効性が食物繊維の粘度と関係があるかについての研究を行った。5週齢のWistar系雄性ラットを1週間の予備飼育後、16時間絶食させ実験に使用した。ラットは投与する食物繊維の種類のよりhigh methoxyl pectin群、low methoxyl pectin群、guar gum群、xanthan gum群、対照群の計5群に分けた。各食物繊維飽和溶液(37°C)1ml(対照群は蒸留水)を投与し30分経過した後、グルコース溶液(500g/l)を2g/kg体重になるよう経口投与した。同時に尾静脈から採血を行い、血糖値を測定した。30分ごとに血糖値測定を行い、120分になるまで続けた。その結果、すべての群において、投与後30分には血糖値が最大に達し、それ以降は低下していった。投与後30分から90分までは食物繊維を投与した群が対照群に比し有意に低値を示し、血糖降下作用を持つことが明らかになった。食物繊維の種類による差異はほとんど認められなかった。120分後には各群ともに実験開始時の血糖値にまで下がり、有意差は認められなかった。食物繊維飽和溶液の粘度と血糖降下作用の程度に有意な相関は見られなかった。この結果は、食物繊維は程度の大小はあるものの食後血糖の降下に有効であり、その血糖降下作用に粘度の大小はあまり関係がないことを示唆している。6週齢のWistar系雄性ラットを1週間の予備飼育後、次の3群に分けた。すなわち1)普通食群(n=5)、2)高フルクトース食(60%フルクトース含有)群(n=5)および3)高フルクトース食+Rhubarb(n=5)である。Rhubarb(和名:ショクヨウダイオウ、学名:Rheum rhaponticum)は茎の部分のみを用い、凍結乾燥した後粉砕し、食餌に5%混入して与えた。ラットは室温2224°C、12時間の明暗サイクル環境下で、食餌および水は自由摂取させて個別にケージで飼育した。3週間後、16時間絶食させたラットに麻酔をかけ、右頚静脈および左頚動脈にカテーテルを挿入した。右頚静脈のカテーテルはインスリンおよび20%グルコース溶液注入用であり、左頚動脈は血糖値測定に用いた。インスリン注入率3.0および30.0mU/kg BW/minの2段階euglycemic clampをそれぞれ90分間実施した。左頚動脈より10分ごとに採血して血糖値を測定し、空腹時レベルに維持されるようにグルコース溶液の注入率を調節した。血糖値が安定した各clampの後半30分間のグルコース注入率(GIR)を算出し、インスリン作用の指標とした。ラットの体重は普通食群に比べ、高フルクトース食群および高フルクトース+Rhubarb群はやや高値を示したが、有意な差は認められなかった。食餌の摂取量には各群とも有意な差は見られなかった。GIRは普通食群に比べ、高フルクトース食群が有意に高値を示し、Rhubarbを与えた群では普通食群と同レベルまで低下した。このことからRhubarbは高フルクトース誘発インスリン抵抗性に対し、その改善に有効である可能性が示唆された。6週齢のWistar系雄性ラットを1週問の予備飼育後、以下の3群に分けた。すなわち1)普通食群(n=5)、2)高フルクトース食群(60%フルクトース含有)群(n=5)および高フルクトース食+Rhubarb (n=5)である。Rhubarbは茎の部分のみを凍結乾燥後粉砕したものを食餌に5%混入して与えた。食餌および水は各群とも自由摂取させた。3週間後、麻酔下でインスリン注入率3.0および30.0mU/kgBW/minの2段階euglycemic clamp法を実施した。昨年度の研究の結果、体重は、Rhubarbを与えた群および高フルクトース食群の間に大きな差は認められなかったが、GIR (glucose infusion rats)は高フルクトース食群で有意に低くなり、Rhubarbを与えた群では普通食群と同レベルまで増加した。その改善機構を探るため、骨格筋および肝臓中のグリコーゲン量を測定した。両組織とも高フルクトース食群で低値を示し、Rhubarbを与えた群では増加傾向が認められた。以前の研究から、インスリン抵抗性改善薬投与および身体トレーニング負荷においても同様の傾向が認められることから、高フルクトース食により誘発されるインスリン抵抗性にはグリコーゲン合成が深く関わっている可能性が示唆される。しかし、GIRの結果から改善機構には違いがあると考えられる。

30分ごとに血糖値測定を行い、120分になるまで続けた。その結果、すべての群において、投与後30分には血糖値が最大に達し、それ以降は低下していった。投与後30分から90分までは食物繊維を投与した群が対照群に比し有意に低値を示し、血糖降下作用を持つことが明らかになった。食物繊維の種類による差異はほとんど認められなかった。120分後には各群ともに実験開始時の血糖値にまで下がり、有意差は認められなかった。食物繊維飽和溶液の粘度と血糖降下作用の程度に有意な相関は見られなかった。この結果は、食物繊維は程度の大小はあるものの食後血糖の降下に有効であり、その血糖降下作用に粘度の大小はあまり関係がないことを示唆している。
オロット酸尿症における代謝調節の破綻と回復のメカニズムに関する分子遺伝学的研究

(1)正常者の溶血液よりヒトODCの精製を行った。(2)正常者ヒトODCのcDNAのcloningを行った。cDNAの構造の検討により、OPRTdomainとODCdomainが1つのopenreading frameの中に存在することがヒトにおいても証明することができた。(3)本疾患の本邦第一例より得られた、皮膚線維芽細胞、リンパ芽球細胞は、本疾患の治療に使用しているuridineを培地中に添加することにより正常対照細胞と同様な反応性が得られることが確かめられた。1)患者のリンパ芽球細胞を用いて、正常ヒトUMPS cDNAをprobeとしてNorthern blottingを行った結果、患者mRNAの発現は量、その鎖長ともに正常対照と差異は見いだせなかった。小さな部位における変異が示唆された。オロット酸尿症は先天性ピリミジン代謝異常症の1つであり、常染色体性劣性の形式をとる遺伝病であるが、極めて稀な疾患でこれまでに世界中で12例が発見されているに過ぎない。我々はこの疾患の本部では最初の患者を診断し得たので、患者の両親について皮膚線維芽細胞・EBウイルスによるリンパ芽球様細胞を作成してこれらの細胞がオロット酸尿症の本態を示し今後の分子遺伝学的研究に役立つか否かの検討を中心として実験を行った。[対象及び方法]1.患者と両親の赤血球中のOPRT、ODCの活性を測定し、対照群と比較した。2.皮膚生検により患者の皮膚線維芽細胞を作成し、培地中のウリジン濃度を変えることが細胞の生存及び増殖にどのような影響を与えるかについて検討した。3.患者の末梢血リンパ球を用いてリンパ芽球用細胞株を樹立し、OPRT及びODC活性を測定するとともに、レクチン刺戟によるロインシとチミジンの取込みを測定した。[結果]1.患者赤血球中のOPRT活性は対照群平均値の2.7%、ODC活性は0.4%と各々著明な低下を示した。両親の値は双方とも2種の酵素活性について50%程度の低下を示した。2.患者由来の皮膚線維芽細胞では対照群と比較してウリジンの取込み率は常に亢進していた。3.患者由来のリンパ芽球様細胞でもOPRTとODC活性の著減が証明された。培地にウリジンが添加された場合にのみレクチン刺戟後のロイシンとチミジンの取込み亢進が認められた。
準結晶の構造と成長機構

1.Alー(Fe、Ru、Os)ーCu合金において新しい準結晶安定相が発見された。この準結晶相は従来の準結晶に比較して良質で長距離の相関をもつ準結晶として世界中で注目を集めている。また、この準結晶は6次元空間の面心超立方格子で説明できる新しいタイプの準結晶であることが明らかにされた。2.超急冷したAlーRuーCu準結晶において規則格子反射(面心超立方格子で解釈される)が消滅し、高温で熱処理することにより規則格子反射の出現が見いだされ、Alー(Fe、Ru、Os)ーCuは原子の規則配列を伴った準結晶であることが明らかにされた。3.溶解した直後のAlー(Fe、Ru、Os)ーCu準結晶には,広い範囲で均質なフェイゾン歪みが現れ、それらが正20面体対称を壊し一方向に周期性をもたらすことが明らかになった。高温で熱処理することにより、フェイゾン歪みは消滅することが見いだされた。4.AlーCuーTM(TM=遷移金属)系において準結晶および非晶質の生成領域を詳細に研究し、準結晶は価電子濃度e/aが1.6ー1.8の範囲で生成することを見いだした。5.準結晶の原子配列は、正20面体対称をとる原子集団が単位として、それらがある一定の関係で3次元空間を埋めた構造であることが明らかにし、局所原子構造モデル提出した。6.AlーFeーCu準結晶はメカニカルグライディングによって非晶質化することを見いだした。
統計的手法とヒューリスティックスを融合した自然言語文の統語的曖昧さ解消法

どの単語がどの関係でどの単語に係り得るか(語の共起性)が十分に分かっているならば,この情報を利用して,自然言語文の統語的曖昧さを絞り込むことができる.しかし,共起可能な語の組は膨大で,数十万文に及ぶ大規模な構文解析済み言語コーパスを用いたとしても,共起可能な語の組を十分に収集することは困難である.今年度は,判別分析の手法を拡張し,構文解析済み言語コーパスから得られる語の共起データを学習データとして,語の共起性を推定する手法を開発し,小規模な推定実験を行なった.本手法は,語の上位-下位関係から得られるヒューリスティックスなど,語の共起性に関するヒューリスティックスを取り込むことができる枠組となっている.entityを単語,説明変量を『単語αと関係fで共起可能である』という性質を表し,説明変量の値が1(共起可能),0(共起不可能)の2値であるとする.言語コーパスから,単語ωが単語αと関係fで共起したという観測結果が得られない場合,共起不可能なのではなく,共起性未定であり,この意味で,言語コーパスから得られるデータは不完全データである.共起性未定部分を個々に0あるいは1とした解候補の内,語の共起性に関するヒューリスティックスを満足する解候補に対して,その解候補の妥当性を求め,それが最大のものを解とする.妥当性は,ある語と共起する語同士および共起しない語同士は類似しているという仮定に基づき,語の特徴ベクトルを各説明変量の値(つまり,どのような共起性があるか)として,判別分析で用いられる相関比を拡張したもので定量化した.ランダムに抽出した名詞約200,格助詞・動詞の組約200に対して,両者の共起性の推定実験を行ない,良好な結果を得ている.自然言語文の構文解析における大きな課題は,入力文に対する構文構造の曖昧さの絞り込みである.統計的手法では,確率文脈自由文法などの統計的言語モデルにより,入力文の可能な構文木の生起確率を求め,これに基づいて構文木間に優先順位を付与する.モデルの確率パラメータは,構文解析済みの言語コーパスを標本として推定されるが,それほど大規模でない標本から推定されたパラメタ値の信頼度は一様ではなく,また,標本の大きさにも依存する.本研究は,入力文の可能な構文木の生起確率による順位付けに対する誤り率を求め,この値により,生起確率による構文木の絞り込みとヒューリスティックによる構文木の絞り込みを選択する手法を開発することを目的としている.今年度は,入力文の可能な構文木T_1,T_2の生起確率の比が,P(T_1):P(T_2)=p(δ_1):p(δ_2)のように,1組の生成規則〈δ_1,δ_2〉の適用確率(パラメタ)の比になる単純な場合の,P(T_1),P(T_2)の大小関係の判定の誤り率を求める手法を開発した.基本的には,この問題は二つの二項母集団の母比率の大小関係の仮説検定問題に帰着される.二項母集団の母比率の大小関係の仮説検定は,二項分布を正規分布近似して行うが,本研究で対象としているのは標本の大きさがそれほど大きくない場合であり,正規分布近似はできない.そこで,ある仮定の下で,正規分布近似をしないで二つの母比率の大小関係の仮説検定を行う手法を開発した.さらに,英語の前置詞句の係り先の曖昧さ解消問題に対して,本手法を適用した実験を進めている.どの単語がどの関係でどの単語に係り得るか(語の共起性)が十分に分かっているならば,この情報を利用して,自然言語文の統語的曖昧さを絞り込むことができる.しかし,共起可能な語の組は膨大で,数十万文に及ぶ大規模な構文解析済み言語コーパスを用いたとしても,共起可能な語の組を十分に収集することは困難である.今年度は,判別分析の手法を拡張し,構文解析済み言語コーパスから得られる語の共起データを学習データとして,語の共起性を推定する手法を開発し,小規模な推定実験を行なった.本手法は,語の上位-下位関係から得られるヒューリスティックスなど,語の共起性に関するヒューリスティックスを取り込むことができる枠組となっている.entityを単語,説明変量を『単語αと関係fで共起可能である』という性質を表し,説明変量の値が1(共起可能),0(共起不可能)の2値であるとする.言語コーパスから,単語ωが単語αと関係fで共起したという観測結果が得られない場合,共起不可能なのではなく,共起性未定であり,この意味で,言語コーパスから得られるデータは不完全データである.共起性未定部分を個々に0あるいは1とした解候補の内,語の共起性に関するヒューリスティックスを満足する解候補に対して,その解候補の妥当性を求め,それが最大のものを解とする.妥当性は,ある語と共起する語同士および共起しない語同士は類似しているという仮定に基づき,語の特徴ベクトルを各説明変量の値(つまり,どのような共起性があるか)として,判別分析で用いられる相関比を拡張したもので定量化した.ランダムに抽出した名詞約200,格助詞・動詞の組約200に対して,両者の共起性の推定実験を行ない,良好な結果を得ている.
芳香環に直結したメチル基のニトリル及びアミドへの酸化的１工程変換法の開発

前年にメチルアレーン類の対応する芳香族ニトリルへの1工程変換法を2方法開発した。本年度はこれらの研究成果を踏まえて1)芳香環にCl2CHOCH3及びBBr3あるいはBCl3を作用させ、続いて単体ヨウ素のアンモニア水との処理により、対応する芳香族ニトリルへの1工程変換法を検討した結果、種々の芳香環を対応する芳香族ニトリルへ1工程で変換できることを見出した。さらに本法を用いて、今日、関節治療薬として広く用いられているFebuxostatの合成に適用した結果、安価な市販品から4工程で効率的に合成できることも見出した。2)芳香環にエチル基をもつ種々のエチルアレーン類にNBSと触媒量のAIBNを作用させ、続いて単体ヨウ素とアンモニア水を作用させ、対応する第一級芳香族アミドへの1工程変換法を検討した結果、種々のエチルアレーンを対応する第一級芳香族アミドへ1工程で変換できることを見出した。さらに本法を用いて、現在は解熱剤として利用されているEtheamide合成への適用検討を進めており、安価な市販品から2工程で効率的に合成できることを確立しつつある。これらの2つの手法は、いずれの反応も危険な金属シアン化物や遷移金属を用いない芳香族ニトリル及び第一級芳香族アミドの新規な合成法であり、環境負荷削減型且つ効率的な官能基導入反応として今後の応用が期待できる。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、容易に入手できる種々のメチルアレーン類から,対応する芳香族ニトリルや芳香族アルデヒドへの環境指向型1工程変換反応の開発にある。A.芳香族ニトリルへの変換反応: 4-ブロモトルエンのアセトニトリル溶液に、DBDMH(1,3-dinrmo-5,5-dimethylhydantoin)及び触媒量の過酸化ベンゾイルを加えて80 °Cで2時間加熱撹拌した。この後、反応液を冷却し、単体ヨウ素とアンモニア水を加えて、60 °Cで12時間加熱撹拌した。反応後、溶液を分液処理することにより、4-ブロモベンゾニトリルが87%収率で得られた。この手法で一連のメチルアレーンを対応する芳香族ニトリルへ好収率且つ1工程で変換できた。本手法は医薬品Febuxostatの合成にも展開できた。B.芳香族ニトリルへの変換反応:次に、本反応で用いる試薬をすべて無機試薬にした反応系を検討した。つまり、4-ブロモトルエンのaq. HBr (47.0-49.0 %)と水(1.0 mL)の溶液を60 °Cに加温して、H2O2 (30.0-33.5 %)をゆっくり滴下しながら、1時間60 °Cで加熱撹拌した。室温まで冷ました後、単体ヨウ素とアンモニア水,及びアセトニトリルを加えて、60 °Cで12時間加熱撹拌した。反応後に溶液を分液処理することにより、4-ブロモベンゾニトリルが91%収率で得られた。この手法で,乳癌剤Letrozoleがビス(4-トリル)ケトンから高収率で合成できた。C.芳香族アルデヒドへの変換反応: 4-ブロモトルエンのアセトニトリル溶液に、DBDMH及びAIBNを加え、6時間加熱還流をした。反応後、溶媒を除去し、残留にN-メチルモルホリンN-オキシド(NMO)及びプロピオニトリルを加え、2時間還流をした。反応後、溶液を分液処理することにより、4-ブロモベンズアルデヒドが75%収率で得られた。

容易に入手できる種々のメチルアレーン類から,対応する芳香族ニトリルへの環境指向型1工程変換反応を2方法開発できた。また、種々のメチルアレーン類から,対応する芳香族アルデヒドへの環境指向型1工程変換反応を1方法開発できた。容易に入手できる種々のメチルアレーン類から,対応する芳香族アミドへの環境指向型1工程変換反応の開発、及びメチルアレーンのベンジル位で効率的炭素-ヘテロ原子結合(酸素、窒素、硫黄原子等)を1工程で形成する反応を開発する。
集光レーザービームの光圧に特有の集合構造をもつ分子材料の設計

顕微鏡下の集光近赤外レーザーと各種ナノ粒子との相互作用により生じる光圧を駆使して、光圧特有のナノ粒子の集合現象の探索を図り、解明するとともに、基板上に析出させる手法の開発を図った。光捕捉実験にCW近赤外光による多光子励起法、可視紫外吸収分光法、蛍光相関分光法などを導入し、単一ナノ粒子レベルの分光とダイナミクスの系統的研究を展開した。これによりナノ粒子集合構造体の形成とそのダイナミクス解明に関するミクロな視点を提供することができており、光圧化学とも言うべき新しい研究領域の一端を切り拓いたものと考えている。具体的には以下の成果が出たことにより18年度まで推進の予定であったが、平成18年に基盤研究(S)(課題番号18106002)「集光レーザービームの光圧によるタンパク質の結晶化メカニズムと結晶配列制御の研究」が前倒し申請で認められたので、17年度で打ち切った。1.高分子ファイバー状集合体の室温溶液中作製とその基板への移し取りに成功。2.溶媒が蒸発しつつある条件下で,溶液中にファイバー状の集合体を析出させた。.2.集光レーザービームの作る非平衡場を利用した分子集合体形成法の提案。液膜にレーザー光を集光させ,局所的な液膜の形状変化を誘起し,光圧を変化させながら集光位置にドット状の析出物を形成した。3.高分子ナノ粒子の光集合と会合体形成の時間発展の解明。ナノ粒子として蛍光性高分子ナノ粒子を選び、蛍光測定,蛍光相関分光により、ナノ粒子が捕捉されそれが順次会合していく過程を直接的に観察した。4.光捕捉・分光によるナノ粒子の会合の新しいダイナミクスの解明。顕微鏡下の可視紫外吸収分光により、金ナノ粒子の表面プラズモン共鳴バンドを測定し、分光学的に金ナノ粒子の会合状態を光圧の関数として明らかにした。また溶液中単一色素J会合体の光捕捉・2光子励起蛍光分光をおこない、J会合体における電子的励起状態の非局在性をあらわす既知のパラメーターである蛍光スペクトルのピーク波長と幅に加え、光捕捉時間が有効であることを提案した。5.数十nmの空間分解能をもつナノ粒子の室温溶液中パターニング法の開発。本研究では集光レーザービームと各種ナノ粒子の相互作用により生じる光圧を利用して、新しい分子集合構造・ナノ粒子配列構造の作製およびその制御に取り組んでいる。初年度である平成14年度の研究成果を以下にまとめる。1.ワイヤー型デンドリマーの溶液中および固体状態における蛍光スペクトルを詳細に調べ、主鎖間の相互作用や共役長と関係することを明らかにした。またそのゲル状集合体に光圧を作用させることにより、ゲルを操作し、形状変化を誘起出来ることを見出した。光圧によりゲルの体積が収縮し、集光レーザーのON-OFFにより、この形状変化を可逆的に制御することに成功した。また、ゲルの収縮に伴う蛍光スペクトル変化をとらえ、外部形状のみならずゲル状集合体内部の分子がより平面的な構造に変化することも明らかにした。これらの研究成果はThe Journal of Physical Chemistry誌に掲載済み、および印刷中である。

2.光圧を利用して、金ナノ粒子を一粒づつ、基板上の任意の場所に固定化する手法を開発した。顕微鏡下において、YAGレーザーの集光スポットに直径80nmの金ナノ粒子を光捕捉し、そこに紫外パルスレーザーを照射して光熱反応により金ナノ粒子を基板上に固定化することに成功した。一粒づつの金ナノ粒子を基板上の任意の場所に約20nmの精度で固定化できることを確認した。この研究成果はApplied PhysicsLetters誌に掲載された。3.走査型プローブ顕微鏡を購入し、顕微鏡下で光捕捉、表面形状測定、蛍光分光測定が可能なシステムの作製に取り組んでいる。本システムにより、光圧の作用により形成した分子集合構造の表面形状をナノメートルスケールで観察可能となる。現在、レーザー光導入のための光学系の設計、空間分解能等の性能評価を行っている。4.レーザーによる有機薄膜のナノ構造作製に関する興味深い実験結果を得ており、光圧効果との関係を調べている。本研究では集光レーザービームと各種ナノ粒子の相互作用により生じる光圧を利用して、新しい分子集合構造・ナノ粒子配列構造の作製およびその制御に取り組んでいる。平成15年度の研究成果を以下にまとめる。1.共役系高分子であるポリフルオレン誘導体溶液の溶媒蒸発過程に集光レーザーを導入すると、光圧が作用して糸状の会合体が析出する新現象を見出した。共焦点蛍光顕微鏡を用いた蛍光解析により、会合体の長軸と分子の長軸が直交した特有の構造であることが分かり、これらの研究成果をまとめた論文を投稿中である。また、昨年度の成果であるワイヤー型デンドリマーの光圧による集合構造変化のメカニズムを解明するため、溶液中および固体状態における蛍光スペクトルを詳細に調べた結果、主鎖間の相互作用や共役長と関係することを明らかにし、The Journal of Physical Chemistry誌に発表した。2.光圧を利用して、高分子および金ナノ粒子を一粒づつ、基板上の任意の場所に固定化する研究に引き続き取り組み、新しい成果を得た。YAGレーザーの集光スポットに直径80nmの金ナノ粒子を光捕捉し、高強度紫外パルスレーザーを照射することにより、より小さなクラスター状に金を固定化する新技術の開発に成功した。これらの成果をまとめてアメリカ・カリフォルニアで開かれたSPIE学会で報告し、Proceedings of SPIE誌に発表した。3.走査型プローブ顕微鏡を購入し、顕微鏡下で光捕捉、表面形状測定、蛍光分光測定が可能なシステムの作製し、光圧を利用して高分子や生体分子を基板上の任意の位置にサブミクロンの大きさで配列させる新技術の開発に取り組んでいる。高濃度高分子溶液の数ミクロンの液膜にレーザーを導入することにより集光位置にサブミクロンの会合体を析出させることに成功し、第64回応用物理学会学術討論会において研究成果を発表した。4.温度変化により分子構造変化が誘起され、それに伴い蛍光・吸収スペクトルの変化するポリチオフェン分子を、再沈殿法によりナノ粒子化することに成功した。作製条件により粒径、蛍光・吸収特性やその温度依存性を制御可能であり、光圧に特有の集合構造が得られる格好の分子材料を作製することが出来た。現在、この研究成果をまとめた論文を準備中である。
食事と運動のマルチドメイン介入による新たな認知症改善策の確立

認知症患者の増加は、社会問題となっており、薬に頼らず日常生活を通じた介入手法の確立は急務である。こうした中、食事と運動を組み合わせたマルチドメインが単独介入に比べて大きな効果を発揮すると考えられているが、各介入の神経基盤が不明なため、効果的なマルチドメイン介入は未だ確立されていない。本研究は記憶課題を遂行するラットから神経活動記録を行うことで、食事介入(カフェイン摂取)や運動介入(トレッドミル運動)の作用基盤を検証する。各介入が作用する脳領域や情報処理経路の違いを正常ラットを用いて明らかにし、解明した神経機序を基にADモデルラットの記憶障害を最大限改善する有効な組合せを検討する。
カドミウムおよび鉛による環境汚染に伴う我国の一般住民に対するリスクの評価

日本人一般人口のカドミウムおよび鉛に対する曝露を定量的に測定するため、1980年代に一度調査を行った地点を中心に19ヵ所において467名の成人女子から末梢血検体の提供を受けた。この467名のうち375名からはさらに陰膳方式による24時間食事検体の提供を受けた。末梢血および食事検体中のカドミウムおよび鉛を無炎原子吸光法で測定し、今回(1990年代)と同一地点での1980年代の値と比較した。血中カドミウム(Cd-B)および食事中カドミウム(Cd-F)のそれぞれの幾何平均値は1.98ng/mlと30.0μg/日で、1980年代の値(3.58ng/mlと380μg/日)に比していずれも有意に低値であった。血中鉛および食事中鉛も今回の測定値(23.2ng/mlと7.1μg/日)は1980年代の値(33.9ng/mlと32.2μg/日)に比していずれも有意に低値であった。従ってカドミウムと鉛のいずれを指標としても日本人の負荷は過去10年間に軽減されたと判断出来る。さらに比較的に負荷の大きいカドミウムについて、その生体影響の有無を知る目的で19ヵ所に居住する成人女子378名を対象にCd-F、Cd-Bに加えて尿中カドミウム(Cd-U)およびα_1-ミクログロブリン(α_1-MG)、β_2-ミクログロブリン(β_2-MG)、レチノール結合蛋白(RBP),およびクレアチニンを測定した。Cd-Fを指標にカドミウム低濃度曝露群(97名;Cd-Fの幾何平均値20.4μg/日)、中等度曝露群(120名;35.0μg/日),高濃度曝露群(66名;67.0μg/日)にわけてカドミウム曝露に対応する変化を解析したところ、Cd-Fの上昇に伴ってCd-B,Cd-Uは高値を示したが、α_1-MG、β_2-MG、RBPはいずれも明らかな上昇を示さず、この程度の曝露では低分子蛋白尿の発生頻度は上昇しないと判断された。平成6年12月に鹿児島県奄美大島笠利町および福島県塩川町の、また平成7年2月には石川県金沢市、鹿児島県姶良町および鹿児島県吹上町の調査を行い、それぞれの地域において2429名の成人女子(主として農家の主婦)から陰膳方式による24時間食事検体を末梢血および一次尿検体を得た。いずれの被験者も血液学検査および血清生化学検査により臨床的な貧血、肝・腎機能障害を有していないことを確認した。食物検体は栄養学的評価のために現地で食品成分ごとに秤量ののち、ブレンダーを用いて各一日量を混合・磨砕し、その一部を金属の遊出しないプラスチックス容器に採取して検体として可及的速やかに凍結保存した。

金沢・姶良・吹上地区の検体については現在分析を進めている段階にあるが、笠利町および塩川町より得た検体についての予備的分析結果によれば、塩川町の食事検体の場合、カドミウムの一日に摂取量は58.4μg(1.87)[幾何平均(幾何標準偏差)]と日本国内他地域についての既報値よりも高値であり、血中カドミウム濃度も2.7ng/ml(1.97)と高値を示した。但し鉛の一日摂取量[18.0μg(2.62)]はやや高値であるが血中鉛濃度[23.7ng/ml(1.44)]は正常範囲内にあった。笠利町の場合にはカドミウム一日摂取量と血中鉛濃度はいずれも正常範囲、鉛の一日摂取量はやや高値ではあるが血中鉛濃度は他地域と著差を認めなかった。塩川町でのカドミウム負荷の当否とその原因について検討を進めている。国内13都道府県の19ヵ所に居住する非喫煙・非飲酒女子計378名(いずれも職業的重金属曝露は除外出来る)より冬季に陰膳方式による24時間食事検体、末梢血および一時尿を得、それぞれを検体として食物由来のカドミウム一日摂取量(Cd-F),血中カドミウム濃度(Cd-B)、尿中カドミウム濃度(Cd-U)を測定した。また尿を検体としてミクログロブリン3種[α_1-ミクログロブリン(α_1-MG)、β_2-ミクログロブリン(β_2-MG)、レチノール結合蛋白(RBP)]およびクレアチニン濃度を測定した。Cd-Fに従って被検者を低濃度曝露群[97名のCd-F幾何平均(GM)、20.4μg/日]、中等度曝露群(120名、35.0μg/日)および高濃度曝露群(66名、67.0μg/日)に分けると、Cd-Fが高値であるほどCd-BとCd-Uは平行して高値となった。しかしβ_2-MGおよびRBPは変化しなかった。α_1-MGは上昇する傾向を示したが、カット・オフ値として9.6および15.8μg/mgクレアチニンを定め、これら以上の濃度となった例の分布を比較するとCd-Fの異なる3群(即ち低、中、高濃度曝露群)間で分布の偏りは全く認められなかった。以上の所見を要約すると、この調査の被検者となった集団では地区のCd-F幾何平均として71および79μg/日の高濃度曝露群を含んでいるにもかかわらず、尿中ミクログロブリン排泄濃度にはCd-曝露に対応した変化を認めず、従って一般環境由来のカドミウム曝露による腎障害の可能性は極めて低いものと判断された。
分子不斉ポルフィリンを用いる三次元不斉認識空間の設計

ポルフィリンは剛直な大共役環状構造を有するテトラピロール配位子であるが、様々な金属との錯体形成が可能な上に、骨格上の置換基群を柔軟に分子設計できることから、不斉空間構築のための素材として極めて魅力的な化合物である。我々はポルフィリン骨格上の置換基の特定の配列によって生じるエナンチオトピックな面に修飾を施すことにより、これまでに様々な分子不斉ポルフィリンや金属錯体を合成し、それを用いた新しい機能開発を行っている。その中で、最近、剛直なポルフィリン骨格上に、官能基を認識するサイトを三次元的に導入した分子不斉N-置換ストラップポルフィリン錯体の設計に設計した。本研究では、これを用いた(1)不斉炭素やらせん構造を有する様々な不斉分子のキラリティーの高度な識別、(2)高度な選択的分子変換反応の開拓を中心に研究を進めている。本年度は、分子不斉N-置換ストラップポルフィリン亜鉛錯体をキラルなレセプターとして用い、N-保護アミノ酸アニオンなどの液-液抽出における不斉選択性を調べた。その結果、N-カルボベンゾキシ(Z-)バリンなどNHCO結合を持つ基質に対しては、最高96%の高い不斉選択性でアミノ酸の不斉炭素の左右の認識がされ、ラセミのアミノ酸の光学分割が可能であることが分かった。さらに、モノメリックなアミノ酸誘導体の高度な不斉認識を、より高次の不斉要素、つまり分子の高次構造(ヘリシティー)の認識へと展開させることを目的として、溶液中においてラセミ体のレセプター分子とポリグルタミン酸(PGA)との相互作用を調べたところ、ポリペプチド鎖がα-ヘリックス構造をとっているとき、錯体の片方のエナンチオマーが優先的に捕捉され、一方、ポリペプチド鎖がランダム構造のときは、不斉識別がほとんどなされないという興味深い事実を見いだした。
化学反応および相転移ダイナミクスの多次元振動分光法による理論解析

本研究では、生体系の化学反応の解析、相転移ダイナミクスを解析することを目指し多次元振動分光法による水のダイナミクスの解析を行ってきた。モデルイオンチャネルにおけるイオン透過機構の解析に関して、K^+チャネルのモデルとして負電荷を付加したカーボンナノチューブにおけるイオン透過について解析した。その結果、イオンの透過しやすさは、ナノチューブ上の負電荷の大きさで制御することができ、イオン透過の律速段階は、どのようにチャネルにイオンが入るかであることを明らかにした。また、PYPのプロトン移動後の構造変化の解析に関しては、光異性化後に起こるプロトン移動により、溶媒として存在する水分子がタンパク質内部に侵入し、プロトン移動によって生成するGlu46アニオンを安定化することが必要であることを明らかにした。多次元分光に関する研究としては、水および氷の2次元ラマン分光法の解析を行った。t_2軸近傍のシグナルの起源を調べたところ、t2<15fsの時間領域では衡振運動での非線形分極率(分極率の座標に関する2次微分)に、一方30fs<t2<150fsの時間領域では水分子間の並進運動の非調和性に由来していることを明らかにした。氷Ihの2次元ラマンシグナルを調べた結果、分極の異方性に由来し、電場がどの結晶軸に平行かによりシグナルが大きく変化することが明らかになり、相転移ダイナミクスの解析への有用性を示唆することができた。また、分子動力学法を用いて、氷の融解過程の解析も行ってきた。その結果、6員環構造の中から5員環と7員環構造が生じ、さらに構造の乱れが進み3配位の水分子が生じ、融解が進むことが明らかになった。とくに、3配位の水分子が出現により、低エネルギーのネットワーク組み替えが可能となり、3配位の水分子が集まることにより融解が進行していくことが明らかになった。自由エネルギー面を上っていく融解核の成長段階は、non-Gaussianパラメータの増加に対応する空間的な不均一的な過程であることも明らかにした。我々は、化学反応や相転移ダイナミクスなどの非平衡ダイナミクスおよび過冷却液体の遅い運動を2次元ラマンおよび赤外分光をはじめとする多次元振動分光法による解析を進めている。氷の融解過程の解析を1つの目標に、まず、本年度は水および氷状態(結晶およびアモルファス状態)について、非平衡分子動力学法を用いた2次元ラマン分光法の計算を行った。その結果、水の中では、電場印加後約20フェムト秒で衡振(ライブレーション)運動が励起され、その後約30フェムト秒で並進運動が励起される様子が明らかとなった。また、衡振運動に比べ、並進運動は非調和運動的性質が強く、並進運動が励起されることにより水素結合ネットワーク構造が"揺らされ"スペクトル拡散などが50フェムト秒程度以降に明確になると考えられる。このことは、衡振運動はいわゆる不均一的(遅い揺らぎ)機構、並進運動は均一的(速い揺らぎ)機構であることを示している。また、結晶状態とアモルファス状態の氷の1次元および2次元ラマン分光法の計算を行った結果、通常の1次元ラマン分光法(たとえば、光カー効果)においては、結晶とアモルファス状態の差は小さいが、2次元分光法においては両者の間に非常に大きな違いが見られることが明らかとなった。また、この違いが並進運動の寄与が変化していることによることも明らかにした。

以上の結果から、実際に、氷(結晶)状態から水(液体)への変化を引き起こさせた場合に、十分に観測できることが予測され、来年度解析を進めていく予定である。さらに、過冷却液体の解析としては、長時間の分子動力学計算を行い、周波数依存の比熱の温度依存性の解析を行った。この解析をもとに、エネルギーランドスケープの情報の抽出の可能性を検討している。さらに、来年度に向けて2次元周波数依存比熱および2次元中性子散乱の解析を開始した。まず、液体状態および固体状態の水の2次元ラマン分光法の解析を進めた。水、氷およびアモルファス氷に対する平衡分子動力学計算を行い、そこで得られた軌跡に露わに電場印加を考慮する非平衡分子動力学計算を行うことにより2次元ラマンシグナルの計算を行った。その結果、並進運動に関しては分極率の非線形性とともに運動の非調和性が大きく、これらの影響により振動的な電場応答を示すのに対し、衡振運動においては主に分極率の非線形性により負の電場応答を示すことが明らかになった。さらに、2次元スペクトルを求め、和周波、差周波ピークとして明確に現れる並進運動と回転運動および並進運動間のカップリングの様相を明らかした。水は、低温状態において10種類以上の結晶を持ち、さらに2種類以上のアモルファス状態(LDA, HDA, VHDA)も発見されており、固体状態の水の構造・ダイナミクスの解析に興味が持たれる。氷Ih、LDA、HDA、VHDAなどの2次元ラマン分光法の解析を行った。その結果、氷の構造非等方性、また、密度の違いに由来するLDA、HDA、VHDAのネットワークの局所構造の違いに対しても、1次元分光法に比べ2次元ラマン分光法は非常に敏感であることが明らかになった。このように、2次元ラマン分光法が、系のダイナミクスや局所構造に非常に敏感であることを示し、その有用性を明らかにすることができた。さらに、2次元赤外分光法の解析を開始した。100fs程度でシグナルが弱まり、不均一性の喪失が起こっている様子が明らかになってきた。現在、さらに統計平均を増やし精度を向上させている。化学反応としてモデルイオンチャネルのイオン透過とPhotoactive Yellow Proteinにおけるプロトン移動後の構造変化の解析、水および氷の2次元ラマン分光法による解析、さらに氷の融解過程の解析を行った。モデルイオンチャネルにおけるイオン透過機構の解析に関しては、K^+チャネルのモデルとして負電荷を付加したカーボンナノチューブにおけるイオン透過について解析した。その結果、チャネル入口に近付いたほとんどのイオンは、チャネル入口近傍の水分子に阻まれチャネルに入ることが出来ないことが分かった。また、イオンの透過しやすさは、ナノチューブ上の負電荷の大きさで制御することができ、イオン透過の律速段階は、どのようにチャネルにイオンが入るかであることを明らかにした。また、PYPのプロトン移動後の構造変化の解析に関しては、光異性化後に起こるプロトン移動により、溶媒として存在する水分子がタンパク質内部に侵入し、プロトン移動によって生成するGlu46アニオンを安定化することが必要であることを明らかにした。多次元分光に関する研究としては、水および氷の2次元ラマン分光法の解析を行った。