hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心理学的アプローチによるスポーツスキル修正プログラムの開発

本研究の目的は、Lyndon(1989)が提唱するold way/new way(新旧対照法)を、スポーツ選手のスキルの修正に活用しようとするものである。まず、6段階のスポーツスキル修正プログラムを考案した。複数の種目・選手に実施し、プログラムの有効性について検証を行った。その結果、スポーツスキルの修正に新旧対照法を用いることは、スキル修正学習を促進させることが示唆された。また、スポーツスキルの分析やパフォーマンス評価を行うために、パフォーマンス・プロファイリングテストを作成した。これは、フォームや感覚、連携など評価しづらいスポーツパフォーマンスについて、数値化し評価する手法のことである。特に大きな変更の予定はない。引き続き、新旧対照法に基づくスポーツスキル修正プログラムを複数の選手に対して実施し、その有効性について検討する。さらに、必要に応じてプログラムに修正を加える。また、当初の予定にはなかったが、パフォーマンス・プロファイリングテストと併用することの有効性についても検討したいと考えている。大きな変更の予定はなく、基本的には当初予定通に研究を進めることを計画している。スポーツスキル修正プログラムについては、4段階のプロセスが適切なのか、それとも6段階のプロセスが適切なのかについては、引き続き検討を加える予定である。スポーツ心理学当初の研究計画(経費)との比較において、人件費・謝金の執行が0円となった。これは、当初はデータの入力・整理業務を委託する予定であったが、可能な範囲で自力で行ったため、執行計画に差が生じた。次年度使用額が生じた主な理由は、年度末に予定をしていた研究会への出席ができなくなってしまったため、および、アルバイトを用いる予定であったデータ整理を自前で行ったためである。次年度の予算執行計画において、当初の予定と大きく変更する予定はない。前年度0円であった件費・謝金についても、他の業務との兼ね合い上、可能な範囲では自力で行うことも考えている。次年度は本研究計画の最終年度となっており、これまでに収集したデータを整理・分析し、その研究成果を精力的に公表する予定である。
高温気体セルを併用した赤外分光法による短寿命分子の同定

1961年にHC〓Pが、1976年にCH_2=PHが発見されて以来、いくつかの炭素-リン多重結合を持つ短寿命分子が報告されている。我々は、多重結合の性質を明らかにする目的で、これら短寿命分子の振動分光法による研究を行っている。これまで、炭素-リン二重結合については振動スペクトルの解析はなかったので、CH_2=PCl、CF_2=PH、CF_2=PCF_3の振動スペクトルの結果を報告した。一方、炭素-リン三重結合を持つ分子の振動スペクトルの解析はHC〓Pの報告のみであったので、FC〓P、CH_3C〓Pの振動分光法による研究を行った。また、今回C_6H_5C〓Pの振動スペクトルの測定と解析を行い、C〓P結合の性質をより明確にした。C_6H_5C〓PとC_6H_5C〓Nの赤外スペクトルの比較より、1569cm^<-1>のバンドをC〓P伸縮振動に帰属した。この結果を基にして基準振動の計算を行い、C〓P伸縮振動の力の定数を決定した。表1に現在までに報告されているC〓P伸縮振動の波数値と力の定数を示す。力の定数は8.1-9.2×10^2Nm^<-1>と化合物によらず大体一定した値であった。基準振動計算より、HC〓Pの1278cm^<-1>の波数値は純粋なC〓P伸縮モードによるものであった。しかし、FC〓P、CH_3C〓P、C_6H_5C〓Pでは、それぞれ1000-1300cm^<-1>に期待されるC-F、C-C伸縮モードとC〓P伸縮モードが大きくカップルして一方のバンドが1500-1700cm^<-1>の高波数に大きく移行することがわかった。この一連の研究より、炭素-リン結合を統一的に解釈できるようになった。
保険の自由化・国際化-特に外国保険者の日本市場参入障壁問題に関連して

研究課題について次の三つのテーマを設定して研究を進めた。1.ヨーロッパ共同体(EC.現在はEU)における保険の自由化について、ヨーロッパ共同体加盟諸国は保険における共同市場を実現するため、営業の自由(preedom of establishment)および役努提供の自由(freedom to provids services)の二つの政策を推進してきたが、損害保険に関しては1972年の第3次指令により,遅くとも1994年7月1日までに、各国の国内法を改正するよう指令した。これによって、イギリスでは1994年保険会社法(第3次保険指定)規則を制定し、ほぼ100年近く厳格な法規制をしていたドイツでも新しい保険監督法を制定するなど、各国はその自由化を進めている。研究者は8月および10月、イギリスおよびドイツに出張する機会があった折、両国の保険監督官庁、大学の保険研究所等を訪問して、自由化の進捗状況と問題点を調査した。第3次指令の反映状況は国によって異なっているが、やがて上記の二つの政策は国内法でも裏付けられて、実現の見込みである。このために、たとえば300年の歴史を有するハンブルクの公営火災金庫の独占は廃止され、イタリアの生命保険国営事業であったINAは民営化されつつある。2.保険の自由化と日米包括経済協議について、研究者がこのテーマを設定した時にすぐに開始されていた日米協議は1年余りの間に16回の協議を重ねた後、10月1日アメリカ(USTRが交渉相手)政府と日本政府の間で調印に至った。その結果「規制緩和措置」として商品および料率認可、ブローカー制度の導入、国境を超える取引の自由化などが合意されたが、第3分野自由化の先送り、系列問題の調査などアメリカの要求を飲んだ点がある。保険業法の改正について。この問題は現在法制局で準備中であるが、研究者の研究成果がかなり反映されている。
統語構造の階層性に関する対照言語学的研究

言語の統語構造の「階層性」の視点から,自然言語における文法の可能性について解明を試みた。文の周辺要素および文の各要素が,統語上どのような階層性をなすかについてについて検討し,その要素が統語構造の中でどのように現れるかについての理論的考察を行った。対照言語学的な比較により理論的な検討を行うことにより,特に,これまで必ずしも明らかではなかった日本語,および他の言語の統語構造の階層性を検証することに寄与できる新たな言語事実の掘り起こしを行うことができた。対照言語学的に言語のデータを検討し,言語の統語構造の「階層性」の視点から,自然言語における文法の可能性について解明を試みる。本研究においては二つの具体的な課題について研究する。まず,文の周辺的な要素が,統語上どのような階層性をなす可能性があるかについてについて解明すると同時に、階層性の視点から日本語で得られている知見をもとに言語がどのように情報構造を反映させるかについて明らかにする。次に,文の核となる要素について,基本的な文法的役割が同じであっても異なる標示が与えられるという現象について,それぞれの標示に対する意味的な特徴を考察し,それが命題を構成する階層においてどのように反映されるかを明らかにする。本研究課題の統語構造の階層性に関する対照言語学的研究は本年度が初年度にあたり、特に、研究基盤を整えることに力点を置き、理論的考察のための基盤づくりや研究目標達成のために必要となる基礎的な研究を進めた。具体的には以下のように計画を進行させている。まず、言語現象を的確に記述できる理論開発のために、文献の調査などにより既存の理論的な枠組みの問題点を検証し、整理した上で、理論的に必要な道具立てはなにかという検討を行った。実証的な側面と理論的な側面の双方から、既存の統語理論における、理論的構築物の長所・短所や問題点について検討するために、日本語および英語を中心に基本となるデータの収集と整理を行い、日本語・英語のいくつかの構文の比較対照を行った。その過程の中で、特に、述語の表す意味と形式に関して、「名詞句+動詞」の連鎖を持つイディオムとそれと同じ動詞が現れる通常の文との比較を行うことができた。その結果、イディオムの構文は、通常の名詞句とは異なる配置をするものが多くあることが分かり、それに対する理論的な考察を行った。また、その述語の意味が異なれば、項の標示の形式が同じであっても統語的な階層性が異なってくる現象が存在することを明らかにできた。イギリスおよび合衆国に出張し、他の研究者との意見交換および研究発表を行った。また、初年度の成果の一部は、二つの国際学会で発表することができた。以上のように、初年度は着実な研究の進展と成果が得られたと考えている。本研究課題の統語構造の階層性に関する対照言語学的研究は本年度が2年目にあたり、特に、研究基盤をさらに発展させ、理論的考察のためおよび最終的な研究目標達成のために必要となる研究を発展させた。まず、言語現象を的確に記述できる理論開発のために、文献の調査などにより既存の理論的な枠組みでは捉えられない理論的に必要な道具立てはなにかという検討を行った。実証的な側面と理論的な側面の双方から、既存の統語理論における問題点を解決するために,日本語および英語を中心に基本となるデータの収集と整理を初年度に続いて行い、日語・英語およびHindi, Marathi, Bengali語に見られる非規範的な構文のいくつかについて比較対照を行った。その検討の中で,英語に対してはあまり見られないようなタイプの主語がHindi, Marathi, Bengaliに現れるこことが述語のタイプとの関係において見られることがわかり,これと同じような現象が日本語において見られるかどうかについて現在検討を行っている。本年度は,このような現象の検討を通じて,主語の階層性(主語がどのような構造位置に現れるかについての問題)と主語に与えられるマーキングに一定の関係があることを明らかにすることができた。本年度は、スロバキアとキプロスに出張し、他の研究者との意見交換および研究発表を行った。また、この研究の成果の一部は、参加した国際学会の会議録に掲載される予定であり,またこの他にも,本研究に関係する論文が学術雑誌に掲載された。以上のように、本年度も着実な研究の進展と成果が得られたと考えている。本研究課題の統語構造の階層性に関する対照言語学的研究は本年度が3年目にあたる。今年度は、理論的考察を前年度に引き続き発展させ、最終年度の目標を達成することを視野に入れた形で研究を進めた。具体的には、まず、言語現象を的確に記述できる理論開発のために、文献の調査などを前年度より継続して行った。

実証的な側面と理論的な側面の双方から、既存の統語理論における問題点を解決するために,日本語および英語を中心に基本となるデータの収集と整理を行い、前年度に引き続いて、日本語・英語およびHindi,Marathi,Bengali語の特殊構文(属格主語構文および与格主語構文)の比較対照を行った。この検討から、所有者上昇に関する新たな問題が見つかり、現在、理論的な検討を重ねている。また、Sinhala語の付加詞に関する検討も日本語と比較統語論の視点から始めた。本年度は,この現象の検討を通じて,主語の階層性(主語がどのような構造位置に現れるかについての問題)についての新たな理論的課題を明らかにすることができ、この問題の検討も行っている。本年度は,アメリカとポーランドにも出張し、他の研究者との意見交換および研究発表を持つことができた。また、この研究の成果の一部は、参加した国際学会の会議録に掲載される予定であり,またこの他にも,本研究に関係する論文が学術雑誌にいくつか掲載された。以上のように、本年度も着実な研究の進展と成果が得られ、最終年度の研究成果の報告に同けた準備がかなりの程度に進んできたものと考えている。本研究課題の「統語構造の階層性に関する対照言語学的研究」は本年度が4年目で、課題の研究期間の最終年度にあたる年となる。したがって、今年度は、最終的な成果を出し、研究成果の報告が行えるようにすることを目標に研究を進めた。今年度は、理論的考察を前年度に引き続き行い、言語現象を的確に記述できる理論開発を終了するための文献の調査などを行った。当初の目標としておいていた、実証的な側面と理論的な側面の双方から、既存の統語理論における問題点を解決するために,日本語および英語を中心に基本となるデータの収集と整理を行った。より具体的には、前年度に引き続いて、日本語・英語およびHindi,Marathi,Bengali語の特殊構文(属格主語構文および与格主語構文)の比較対照を行った。また、新たに、項の交替現象や等位節構造の検討を行い、最終的な報告のための研究を行った。さらに、本年度は、前年より引き続き行ってきた主語の階層性(主語がどのような構造位置に現れるかについての問題)について問題の解決を見いだすことができ、また、このことについて論じた論文の執筆も終了している。本年度は,イタリアとドイツに出張する機会を得ることができ、その際に、他の研究者との意見交換および研究発表を持つことができた。また、この成果の一部は、参加した国際学会の会議録に掲載される予定である。またこの他にも,本研究に関係する論文が学術雑誌にいくつか掲載された。以上のように、最終度も着実な研究の進展と成果が得られ、最終の研究成果の報告をし研究を終了することが可能になった。
単一細胞レベルでの遺伝子発現プロファイリングによるがんの細胞不均一性解析

本研究課題の研究成果として我々はMinマウス大腸がんモデルを用い、がん部及び非がん部を構成する上皮細胞群をそれぞれの遺伝子発現プロファイルに基づき機能的に異なる7種の細胞群に分類する事に成功した。ここで見いだされた細胞多様性の大腸発がんに伴う変化を解析し、吸収系及び分泌系細胞群それぞれの様々な分化段階に於ける細胞分布どのように変化するのか、正常幹細胞はどのようにがん幹細胞へと変わってゆくのかを遺伝子発現レベルで明らかにした。さらに正常及びがん幹細胞に於けるWntターゲット遺伝子の発現を調べ、腸管上皮幹細胞のヘテロジェナイティー、がん発生に伴う細胞集団の質的変化を明らかにすることに成功した。がん組織を構成する細胞は均一では無く、異なった性状を持つ細胞群から成るヘテロな集団であることが知られている。この現象は「がんの細胞不均一性」と呼ばれ、がん細胞に起こる遺伝子変化、さらにはがん幹細胞を頂点とする細胞分化などの要因により惹起されると考えられている。しかし、実際のがん組織がどのような種類の細胞群から構成されるかに関しては、現在まで主に免疫染色等の手法に基づき分類されているに過ぎず、その詳細は不明な点が多い。さらにがん発生の本質とも考えられる幹細胞群のがん化に伴う変化、不均一性に至っては、その本格的な解析がこれまで行われていない。本研究はがん組織を構成する細胞それぞれの個性をシングルセルqPCRという新しい実験手法を用いて解析しがんの細胞不均一性に対する理解を飛躍的に高めること、さらにシングルセル遺伝子発現解析により明らかになった様々な細胞集団の中で特に幹細胞群の挙動に着目し、がん化に伴う幹細胞の変化という着眼点からがん発生メカニズムの解明を試みることを目標に実施されている。本研究課題初年度の研究成果として我々は、MinマウスDSS誘導大腸発がんモデルを用い、がん部及び非がん部を構成する上皮細胞群をそれぞれの遺伝子発現プロファイルに基づき機能的に異なる7種の細胞群に分類する事に成功し、階層的クラスタリング法、主成分分析法などの手法を用い細胞のヘテロジェナイティー地図を作成した。さらにここで見いだされた細胞多様性の大腸発がんに伴う変化を解析し、吸収系及び分泌系細胞群それぞれの様々な分化段階に於ける細胞分布どのように変化するのか、さらには正常幹細胞はどのようにがん幹細胞へと変わってゆくのかを遺伝子発現レベルで明らかにした。本研究課題の研究成果として我々は、MinマウスDSS誘導大腸発がんモデルを用い、がん部及び非がん部を構成する上皮細胞群をそれぞれの遺伝子発現プロファイルに基づき機能的に異なる7種の細胞群に分類する事に成功し、階層的クラスタリング法、主成分分析法などの手法を用い細胞のヘテロジェナイティー地図を作成した。さらにここで見いだされた細胞多様性の大腸発がんに伴う変化を解析し、吸収系及び分泌系細胞群それぞれの様々な分化段階に於ける細胞分布どのように変化するのか、正常幹細胞はどのようにがん幹細胞へと変わってゆくのかを遺伝子発現レベルで明らかにした。さらにがん幹細胞のヘテロジェナイティーを明らかにし、Wntシグナルのパターン形成に於けるTCF/LEF転写因子群の役割を解明することに成功した。本研究課題の研究計画に於いては、初年度の達成目標を(1)研究を遂行するためのプラットフォームの作成、(2)発がんモデル動物を用いた細胞ヘテロジェナイティーの解析、及び(3)次年度以降の研究をデザインするためのターッゲと遺伝子の同定、の3点に定めていた。しかし実際の研究では、当初律速段階になるであろうと予想されていたプラットフォームの作成を順調に進めることができ、27年度以降に行う予定であったヒト大腸がん由来スフェロイド培養株から作成したゼノグラフトモデルに於けるシングルセル遺伝子発現解析を既に進めている。がん生物学

26年度に行われた研究成果により、大腸がんの発生過程で重要な役割を果たすと考えられる遺伝子の候補を複数得ことができた。27年度の研究計画に於いては、26年度の研究成果により明らかになった知見、それらに基づき導きだされる仮説を検証するため、まずMinマウスの大腸がんより幹細胞のスフェロイド培養株の樹立を行い、特定遺伝子の強制発現/ノックダウン等によるがん発生過程での機能解析をin vitroで、さらに細胞移植によりin vivoで行う。
医療ビッグデータにおける統計モデルに基づくテキスト解析方法の開発と応用

近年、国内外において、新たな治療技術の発見や創薬などの医学・医療の技術革新、そして、医療の効率化・最適化のために、医療ビッグデータからの新しい価値観の創出が期待されている。経時テキストデータの解析のため、和泉・佐藤ら(2015)は、特徴の時間変化を考慮して要約する方法を提案した。一方、加藤ら(2015)も、Word2Vec(Mikolov et al., 2013)と深層学習を用いたビッグテキストデータの解析方法を提案した。しかし、共変量の影響と、テキストの特徴の経時変化をともに考慮したテキストマイニング法の開発には至っていない。そこで、本研究では、大規模集団において経時的に観測されたテキストデータの解析方法を提案し、医療ビッグデータへ応用することを目的とする。2018年度(2年次)には、2017年度(初年度)に得られた結果を基にして、まず、1共変量付き経時テキストデータの解析方法の改善を検討した。提案方法の妥当性を検証するため、共変量が2値の場合におけるIzumiら(2017)の方法を用いて、広島と長崎の平和宣言のテキストデータを解析した(冨田ら, 2018)。共変量が2値以上の場合への理論の拡張についても、検討し始めた。次に、2アプリケーションの開発では、Shinyを用いてサンプルプログラムをテストした。さらに、3実データ解析への応用では、医療ビッグデータや防災など他分野のデータへの応用を、連携研究者と検討した。解析用作業データの加工に着手し、作業環境を整備した。本研究では、大規模集団において経時的に観測されたテキストデータの解析方法を提案し、医療ビッグデータへ応用することを目的とする。2018年度(2年次)の研究計画の概要は、主に、2アプリケーションの開発であった。2アプリケーションの開発では、サンプルプログラムのテストを行った。加えて、1共変量付き経時テキストデータの解析方法の改善や、3実データ解析への応用に着手した。これにより、研究はおおむね順調に進展しているといえる。2019年度は、2017年度および2018年度に得られた結果を基にして、主に、3実データへの応用を行い、研究成果を考察して、研究を総括する。具体的には、全国土木建築国民健康保険組合の医療ビッグデータを解析する。医学分野の観点から、解析結果を解釈することで、新たな知見を発掘する。加えて、解析結果に基づき提案方法の妥当性を検証し、提案方法の改善点を検討する。さらに、得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行い、本研究を総括する。研究が当初計画どおりに進まない時は、別のソフトウェアや別のデータについても検討する。一方、加藤ら(2015)も、Word2Vec (Mikolov et al., 2013)と深層学習を用いたビッグテキストデータの解析方法を提案した。平成29年度(初年度)には、和泉・佐藤ら(2015)の経時テキストデータに対して提案された方法を共変量付き経時テキストデータへ拡張した。観測時点でのキーワードの出現確率に対して、まず、セミパラメトリックな変化係数を用いて、共変量の効果を推測した。次に、多次元尺度法を用いて、テキストの特徴の経時変化と共変量の関係を視覚化した。キーワードの頻度データに対しても、キーワードの出現確率の場合と同様に理論の拡張を行なった。また、提案方法について統計ソフトRのデータ解析プログラムを作成した。さらに、医療ビッグデータの解析用作業データの加工方法についても検討した。平成29年度(初年度)の研究計画の概要は、1共変量付き経時テキストデータへの拡張、すなわち、和泉・佐藤ら(2015)の経時テキストデータに対して提案された方法を共変量付き経時テキストデータへ拡張する、であった。次に、多次元尺度法を用いて、テキストの特徴の経時変化と共変量の関係を視覚化した(Izumi, et al., 2017a)。キーワードの頻度データに対しても、キーワードの出現確率の場合と同様に理論の拡張を行なった(Izumi, et al., 2017b)。

一方、加藤ら(2015)も、Word2Vec(Mikolov et al., 2013)と深層学習を用いたビッグテキストデータの解析方法を提案した。しかし、共変量の影響と、テキストの特徴の経時変化をともに考慮したテキストマイニング法の開発には至っていない。そこで、本研究では、大規模集団において経時的に観測されたテキストデータの解析方法を提案し、医療ビッグデータへ応用することを目的とする。2018年度(2年次)には、2017年度(初年度)に得られた結果を基にして、まず、1共変量付き経時テキストデータの解析方法の改善を検討した。提案方法の妥当性を検証するため、共変量が2値の場合におけるIzumiら(2017)の方法を用いて、広島と長崎の平和宣言のテキストデータを解析した(冨田ら, 2018)。共変量が2値以上の場合への理論の拡張についても、検討し始めた。次に、2アプリケーションの開発では、Shinyを用いてサンプルプログラムをテストした。さらに、3実データ解析への応用では、医療ビッグデータや防災など他分野のデータへの応用を、連携研究者と検討した。解析用作業データの加工に着手し、作業環境を整備した。本研究では、大規模集団において経時的に観測されたテキストデータの解析方法を提案し、医療ビッグデータへ応用することを目的とする。2018年度(2年次)の研究計画の概要は、主に、2アプリケーションの開発であった。2アプリケーションの開発では、サンプルプログラムのテストを行った。加えて、1共変量付き経時テキストデータの解析方法の改善や、3実データ解析への応用に着手した。これにより、研究はおおむね順調に進展しているといえる。平成30年度は、平成29年度までの研究:1の方法論の改善を行いながら、2ウェブアプリケーションの開発、すなわち1で提案した方法を実用化するウェブアプリケーションを開発する。そして、3実データへ応用するための準備を行う。具体的には、Shinyを用いて統計ソフトRのデータ解析プログラムをウェブアプリケーション化する。そして、1で提案した方法を全国土木建築国民健康保険組合の医療ビッグデータへ応用するために、解析用作業データを準備する。研究が当初計画どおりに進まない時は、別のソフトウェアや別のデータについても検討する。2019年度は、2017年度および2018年度に得られた結果を基にして、主に、3実データへの応用を行い、研究成果を考察して、研究を総括する。具体的には、全国土木建築国民健康保険組合の医療ビッグデータを解析する。医学分野の観点から、解析結果を解釈することで、新たな知見を発掘する。加えて、解析結果に基づき提案方法の妥当性を検証し、提案方法の改善点を検討する。さらに、得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行い、本研究を総括する。(理由)予定していたワークステーションの購入が、モデルチェンジのため延期となり、物品について残高が生じた。加えて、大学院生の研究補助を必要な期間に得ることが出来なかったことから、人件費・謝金について残高が生じた。(使用計画)平成30年度は、平成29年度と同様に、引き続き円滑に研究を進める。
ニッケル錯体を用いたアレンへの触媒的二酸化炭素固定化反応の開発

ニッケル錯体とアレン、二酸化炭素により生成するアリルニッケル錯体はアルデヒドと位置及び立体選択的に反応し、酸処理を経てα-メチレン-γ-ラクトン化合物を与える。分子内にアレン部位とアルデヒド部位を有するアレニルアルデヒドを基質として用いると、アレンへのカルボキシル化と分子内環化反応が一挙に進行し、環状化合物を与える。今回、基質の適用範囲の拡大を目指し芳香族アレン部位を有するアレニルアルデヒドについて検討を行ったところ、その他のアレニルアルデヒドを用いた反応と同様にカルボキシル化-環化体が得られることがわかった。また本反応では末端アレンのみならず、フェニル基やメチル基といった置換基を有するアレンを用いても末端アレンを用いた反応と同等の収率及び立体選択性で進行することが明らかとなった。種々の基質について本カルボキシル化-環化反応が進行することがわかったので、本反応を応用したMagnolialideの合成を計画した。Magnolialideは6-6-5の縮環構造を有するテルペン化合物であり、本反応を用いるならば、6員環構造をもつアレニルアルデヒドから一挙に目的とする環構造を構築できると考えられる。基質となるアレニルアルデヒドは以下のように合成した。まず、Diels-Alder反応を経て合成した1-Methyl-7-oxabicyclo[2.2.1]heptan-2-oneのアルキル化の後、ケトン部をwittig反応と続くヒドロホウ素化によりアルコール体へと変換した。続いてアレン部位を導入し、アルコール部をアルデヒドへと変換しoxabicyclo環の開裂を経て、基質となる5-hydroxy-2,6-dimethyl-2-(penta-3,4-dienyl)cyclohex-1-enecarbaldehydeを合成した。アルコール部を保護しカルボキシル化-環化反応を行ったところ、6-6-5の環骨格の構築は出来たものの、目的とする立体化学とは異なることが明らかとなった。現在、保護基の変更や生成物の変換によるMagnolialideの合成の検討を続けている。ニッケル錯体とアレン、二酸化炭素により生成する環状アリルニッケル錯体はアルデヒドと位置及び立体選択的に反応し、酸処理を経てα-メチレン-γ-ラクトン化合物を与える。申請者は既に化学量論量のニッケル錯体を用いた分子間反応について報告している。今回、本反応が分子内反応へ応用可能であることを明らかとした。すなわち分子内にアレン部位とアルデヒド部位を有するアレニルアルデヒドを基質として用いると、アレンへのカルボキシル化と分子内環化反応が一挙に進行し、環状化合物を与える。1気圧の二酸化炭素雰囲気下、基質としてDimethyl 2-formylmethyl-2-(penta-3,4-dienyl)malonateを用い、DBUを配位子として化学量論量のニッケル錯体とTHF中室温にて反応を行ったところすみやかに反応は進行しジアゾメタンによるエステル化を経て、目的の環化体が50%の収率で得られた。この際、環化体の立体はtrans体に制御されていた。収率の向上を目指し種々検討を加えた結果、本反応には溶媒としてはジオキサンが、反応温度としては室温がよいことがわかった。さらにこの反応では配位子の選択が非常に重要であり、この連続カルボキシル化-環化反応には二座アミン配位子であるTMEDAが最もよいことがわかった。これにより生成物はcis体、trans体の混合物として得られるものの、総収率は87%にまで向上した。これまで申請者らが検討を加えてきた二酸化炭素と不飽和炭化水素の反応では配位子としてはDBUが突出してよい結果を与えてきた。二座のアミン配位子がよい結果を与えるという本結果は非常に興味深く、かつ不斉反応への応用という点からも期待がもたれる。また基質の適用範囲について検討を加えた結果、本反応は5員環から塩化亜鉛を添加物として加えることで7員環まで応用可能であり、炭素のみで構成された基質のみならず、窒素官能基を有する基質にも応用可能である。

続いてアレン部位を導入し、アルコール部をアルデヒドへと変換しoxabicyclo環の開裂を経て、基質となる5-hydroxy-2,6-dimethyl-2-(penta-3,4-dienyl)cyclohex-1-enecarbaldehydeを合成した。アルコール部を保護しカルボキシル化-環化反応を行ったところ、6-6-5の環骨格の構築は出来たものの、目的とする立体化学とは異なることが明らかとなった。現在、保護基の変更や生成物の変換によるMagnolialideの合成の検討を続けている。
パソコン通信の対話機能を利用した遠隔教員研修のためのマルチメディア教材の開発

パソコン通信の対話機能を利用して遠隔教員研修を行うための,支援教材(マルチメディアCD-ROMタイトル)の開発を通して,次のような知見を得た.1.研修内容の選定と教材の構成に関して試作用に選定した研修内容は,研究代表者も参画している概念連想法による授業の設計と評価である.このような授業研究のための理論的な内容は,汎用性が高く,教材の違いを吸収することができる.また,ハウツ-的な内容がもてはやされる昨今,このような理論的研修内容は少なく,有用である.内容には,動画データをはじめ,文字,図表,静止画等を盛り込み,メニューからの選択で各部へリンクするような教材内容の構成を行うことで,利用者の興味に応じた使用が可能となる.動画データは,VTRで録画した実際の授業から,展開がわかる形で編集を行い作成することができる.また,文字や図表のデータは学会等での発表資料から収集可能であるが,著作権が絡む場合も考えられるため,きちんとした対応が必要である.2.教材の開発とCD-ROM化に関して教材内容を構成する文字や図表類,静止画については,データ容量が小さく取り扱いが容易であるが,動画は短時間でも巨大なファイルになるため,処理用コンピュータに大容量の内部メモリが必要になる.また,取り込んだ巨大動画ファイルを保存するために,大容量の外部記憶装置を必要とする.マルチメディアタイトルとして教材内容相互を関連付けるには,専用のソフトウェアが必要となる.しかし,市販タイトルのような完成度を望には人的資源も,時間も大幅に不足するため,その確保が重要な課題となる.パソコン通信の対話機能を利用して遠隔教員研修を行うための,支援教材(マルチメディアCD-ROMタイトル)の開発を通して,次のような知見を得た.1.研修内容の選定と教材の構成に関して試作用に選定した研修内容は,研究代表者も参画している概念連想法による授業の設計と評価である.このような授業研究のための理論的な内容は,汎用性が高く,教材の違いを吸収することができる.また,ハウツ-的な内容がもてはやされる昨今,このような理論的研修内容は少なく,有用である.内容には,動画データをはじめ,文字,図表,静止画等を盛り込み,メニューからの選択で各部へリンクするような教材内容の構成を行うことで,利用者の興味に応じた使用が可能となる.動画データは,VTRで録画した実際の授業から,展開がわかる形で編集を行い作成することができる.また,文字や図表のデータは学会等での発表資料から収集可能であるが,著作権が絡む場合も考えられるため,きちんとした対応が必要である.2.教材の開発とCD-ROM化に関して教材内容を構成する文字や図表類,静止画については,データ容量が小さく取り扱いが容易であるが,動画は短時間でも巨大なファイルになるため,処理用コンピュータに大容量の内部メモリが必要になる.また,取り込んだ巨大動画ファイルを保存するために,大容量の外部記憶装置を必要とする.マルチメディアタイトルとして教材内容相互を関連付けるには,専用のソフトウェアが必要となる.しかし,市販タイトルのような完成度を望には人的資源も,時間も大幅に不足するため,その確保が重要な課題となる.
Bioartificial pancreasを用いた異種移植の試み(ブタ→犬)

私達はすでにDiffusion chamber型人工膵臓を用いて、ブタの培養膵島細胞を小動物(マウス・ラット)に異種移植を行い、その機能や抗原性の検討を行った。本年は更に、大動物(膵摘犬)を用いて、ブタの膵島を封入したDiffusion chamberを腹腔内に移植し、その効果を観察した。(1)先ず膵全摘をした犬の血糖値の推移を観察----control実験(1)(3)本実験;膵全摘と同時に腹腔内(大網ポケット)に新生児ブタ膵内分泌細胞塊(約44×10^4)を封入したDiffusion chamberを移植したが満足する血糖の下降はみられなかった為、漸次移植する内分泌細胞塊(擬膵島塊;islet-like cell cluster ICCs)の数を増量してみた。しかしこの実験系では初めに期待したほどの効果はみられなかった。反省....膵全摘と同時に大網ポケットにDiffusion chamberを移植すると、術後に犬がイレウスを生じる率が高く、術後の管理が難かしかった。(4)次に膵全摘後、まずインスリンで充分に血糖のコントロールをした後に、前述のDiffuvion chamber(Bio-artificial pancreas)を腹腔内に移植した所、血糖の下降を見ることが出来た。故に以後この方法によって移植することにした。(5)移植に必要なICCsの数の検討を行った。その結果、体重1012kgの犬(膵全摘犬)の血糖を100150mg/dl下げるのに必要なICCsの数は約810×10^4(≒インスリン6単位の効果にほぼ等しい)ことが判った。
運動＋乳製品摂取の生活習慣病・熱中症予防効果：遠隔型大規模研究体制の確立

我々は、加齢に伴う体力(筋力)の低下が生活習慣病・熱中症発症の根本原因であることを示唆する結果を得た。さらに、健常中高年者を対象に、「インターバル速歩+乳製品摂取」が体力向上・生活習慣病予防・体温調節能改善に有効であることを示唆する結果を得た。そこで、本研究では、生活習慣病「患者」を対象に、「インターバル速歩」+乳製品摂取の生活習慣病「治療」における有効性、体温調節能の改善効果を個体・遺伝子レベルで検証した。そのための大規模研究体制を確立した。従来から、我々は、健常中高年者を対象に「インターナル速歩」は、体力向上、生活習慣病の症状改善に効果があること、さらに、インターバル速歩に乳製品摂取を併用することで、その効果を亢進するだけでなく、体温調節能を改善し、熱中症を予防することを報告してきた。今回は、さらに、踏み込んで、生活習慣病「患者」を対象にインターバル速歩+乳製品摂取の生活習慣病の「治療」における有効性、暑熱耐性の改善効果を個体・遺伝子レベルで検証する。そのための大規模研究体制を確立することを目的とする。そのために、H27年度は、まず、携帯端末対応型の携帯型運動量測定装置の開発をオムロン・ヘルスケアと共同で行った。この装置は従来型と比較し、小型、軽量、低電力消費量、安価であるばかりか、PC端末だけでなくiPhoneでも使用可能である。これらの性能によって、より若い世代を対象にインターバル速歩の普及が可能になった。さらに、現場で発汗能を測定するための携帯型発汗計の開発を行った。従来型は、カプセル換気法と呼ばれるもので、皮膚表面上にカプセルを装着し、その中に乾燥空気を流しこみ、排気中の空気の温湿度から発汗量を連続測定するものであった。しかし、この方法は換気するためのポンプ、流量計が必要で、現場で用いるには装置が大きく汎用性がなかった。そこで、カプセルを皮膚表面に接する下部に温湿度計を装着し、上位には一定量のシリカゲルを充填した。これによって、皮膚表面から蒸発する汗は下位から上位コンパートメント方向に拡散するので、発汗量の比例した温湿度が測定できる。実際、個体レベルでこの方法とカプセル換気法で測定した発汗量はよく一致した。以上、フィールドで運動量、体温調節能を測定する装置の開発は順調に進んでいる。1)携帯端末対応型の携帯型運動量測定装置の開発:当初、目標としていた機器のプロトタイプはほぼ完成し「i-Walk Pro」として市販されている。一方、消費者から、インターバル速歩時の速歩とゆっくり歩きの切り替えるための音量を大きくして欲しい、更に価格を低下してほしいとの要望がある、現在、それらの要望に対する解決に向けて準備をすすめている。一方、最近、Apple社から販売された「iーPhone6」は、3軸加速度計、気圧計がすでに搭載されており、これらの機能を利用して、直接、インターバル速歩のための体力測定、トレーニング中のエネルギー消費量の測定するアプリ、さらにサーバーコンピューターにデータを転送し、遠隔型個別運動処方を受けられるアプリを開発している。2)携帯型発汗計の開発:当初、目標としていたシリカゲル発汗計のプロトタイプは既に完成している。現在、ゴールドスタンダードである換気カプセル型とのデータの整合性を向上するための形状、温湿度センサーの改良を行っている。その結果、下部の温湿度測定コンパートメントにミクロファンを設置して空気を攪拌して湿度の均一化をはかること、温湿度センサーを低湿度測定領域の感受性の高いものに置き換えることで、カプセル換気型と高い整合性を持った装置の開発に成功した。3)運動量から核心温度の上昇度を推定するロジックの開発:核心温の上昇に対する発汗速度の感受性から体温調節能の評価が可能になる。現在、皮膚温から核心温を推定する装置が開発されているが、皮膚を暖めるための電源を必要とするので、大型でフィールドで運動中に使用することはできない。そこで、運動量から産熱量を推定し、体比熱から核心温の上昇度を推定するロジックを考案した。現在、その妥当性を検証中である。以上、研究は当初の計画以上に進展していると、判定できる。そこで、生活習慣病「患者」を対象に、「インターバル速歩」+乳製品摂取の生活習慣病「治療」における有効性、体温調節能の改善効果を個体・遺伝子レベルで検証する。そのための大規模研究体制を確立することを目的とした。研究計画としては、限られたスタッフでも遠隔で大規模研究できるように、インターネットを用いて体力、運動量、体温調節能を測定できるシステムを開発する。それを用いて、高血圧患者、糖尿病患者を、それぞれ対照群と乳製品摂取群に無作為に分け、彼らにインターバル速歩トレーニングを6か月間実施し、その間の運動量を記録する。乳製品摂取群は日々のトレーニング直後に乳製品を摂取させる。トレーニング前後で、高血圧症、糖尿病の症状、体力、体温調節能のほか、加齢、炎症反応、ミトコンドリア活性に関係する遺伝子の活性を測定する。乳製品摂取群では対照群に比べ、体力向上、高血圧・糖尿病の症状改善、体温調節能向上が亢進すること、それらを裏付ける遺伝子活性の変化が得られることを期待した。

H28年度には、1携帯端末対応型携帯型運動量測定装置の開発、2運動中の核心温推定方法の開発、3携帯型発汗計の開発、4「運動+乳製品摂取」が生活習慣病の症状に及ぼす効果について研究を行い、ほぼ計画通り研究は進んでいる。1携帯型運動量測定装置の開発:従来我々が使用している活動量計はPC端末から歩行データを転送し、運動指導のサービスを受けるものであったが、それを携帯端末で使用でも使用できる機器およびそのためのアプリを開発した。2運動中の核心温の推定:携帯型運動量測定装置の出力から核心温を推定する数理モデルの作成に成功した。3携帯型発汗計の開発:個人の体温調節能を評価する上で、体へ一定の温熱負荷を行った時の発汗感度を測定する。ところが、従来の発汗計は、皮膚表面に密着した一定面積のカプセル内を一定流速の乾燥空気で還流し、出口の空気の温湿度を測定して、発汗量を算出した。この方法では、空気還流量の圧搾空気またはコンプレッサーが必要のため、装置が大きくなって、フィールドで使うには不便であった。そこで、今回、我々は、カプセルを2階建てにし、その間は空気が流れやすい網目状の板で仕切り、上部にシリカゲルを充填し、下部に小さいファンと温湿度計を設置した。その結果、皮膚表面から汗を含んだ空気のシリカゲルに向う流れができ、汗の分泌量が従来の換気カプセル法と同様の精度で測定できることが明らかとなった。4「運動+乳製品摂取」が生活習慣病の症状に与える効果:6ヶ月間のインターバル速歩と乳製品摂取は炎症促進遺伝子のメチル化を亢進した。また、6ヶ月間のインターバル速歩+乳製品摂取は血漿量を増加させ、それは体温調節能させる。そこで、6ヶ月間のインターバル速歩+乳製品摂取は、炎症促進遺伝子のメチル化を亢進し、生活習慣病(高血糖、高血圧)の症状を改善し、血漿量を増加させ体温調節能を改善するか、を検証した。その結果、ほぼ仮説を支持する結果を得た。以上、研究は概ね順調に進展している。1)携帯端末を用いたアプリの開発:「インターバル速歩」時のエネルギー消費量を精度よく測定できる活動量計を開発してきたが、それらはPC端末からインターネット経由でサーバーにデータを転送するものであった。そこで、我々は、まず、オムロンヘルスケア(株)との共同で、携帯端末対応の活動量計の開発を行い、すでに商品化を実現した。一方、最近の携帯端末は、3軸加速度計、気圧センサーを内蔵しており、それらの機能を用いれば、携帯端末それ自体が、われわれの目指す活動量計となる。そのアプリを開発した。2)携帯型発汗計のプロトタイプの開発:従来の発汗計はカプセル換気法を用いており、換気用の装置が必要でフィールドでの使用が困難であった。我々は既に、カプセル内の空間を上下2つにわけ、上部にシリカゲルを充填し、下部にファンを設置することでフィールドでも精度よく発刊速度が測定できる装置を開発した。そこで、実用化に向け、装置の利便性を実現するために、民間企業〔〔株〕クラボウ〕との協働を実現した。3)高血圧患者における運動+乳製品摂取効果:我々は自転車運動トレーニング中に乳製品を摂取すると動脈コンプライアンスが上昇することをあきらかにした。今回、この結果がインターバル速歩によっても得られることを明らかにした。
ポリメタクリロイルアセトンを感応膜とする超微小センサの試作とその特性評価

計画した通り、ポリメタクリロイルアセトン修飾超微小センサの試作を行ない、センサの特性評価を行なうことができた。まず、メチルエチルケトンを出発物質としてメタクリロイルアセトンを合成した後、アゾビスイソブチロニトリルを重合開始剤に用いて目的のポリメタクリロイルアセトンを得た。別に、カーボンペーストを作りシート状に加工した。これを30μmの白金線を封入した超微小白金センサの先端部に充填し、上述の高分子を修飾して、超微小センサを作製した。試作センサ上に目的金属イオンを錯形成(前濃縮)させた後に、申請のBAS社製エレクトロケミカルアナライザーCV50Wを用いて電気的測定を行ないセンサの特性評価を行なった。すなわち、感応膜の組成比とその安定性、測定可能な金属イオンの種類の検討、走査速度、pHの影響、前濃縮時の印加電圧の影響、温度の影響あるいは定量可能な濃度範囲、センサ寿命等について検討した。その結果、鉄イオン、銅イオン、鉛イオンおよびモリブデンイオンの定量が可能であることが明らかになった。二年目は、金属イオン混合物の同時定量法の確立について検討した。銅(II)イオンと鉛(II)イオンの同時定量の可能性について検討した。実験としては、pH5.0緩衝溶液を用いて、2mM銅(II)イオンと2mM鉛(II)イオン混合溶液を調製し、走査速度25mV/s、前濃縮時の印加電圧100mV、前濃縮時間60秒で測定を行った。その結果、-500mV付近に鉛(II)イオンの酸化ピークが、また、0mV付近に銅(II)イオンの酸化ピークが現れることを知った。鉛(II)イオンより銅(II)イオンのほうが大きなピーク電流値を示し、pH5.0緩衝溶液中で測定を行うのが同時定量には適当であった。また、銅(II)イオンと鉛(II)イオンの濃度を変えて同時定量を行ったところ、濃度範囲10^<-4>M10^<-3>Mにおいて良好な直線性を示し、銅(II)イオンはY=18.06+346.66X(相関係数0.996)、鉛(II)イオンはY=-7.07+150.11X(相関係数0.988)という検量線が得られた。当初に計画した通り、本年度は、ポリメタクリロイルアセトン修飾超微小センサの試作を行ない、センサの特性評価を行なうことができた。まず、メチルエチルケトンを出発物質としてメタクリロイルアセトンを合成した後、アゾビスイソプチロニトリルを重合開始剤に用いて目的のポリメタクリロイルアセトンを得た。別に、アセチレンブラックとテフロンの乳濁液を混合して、カーボンペーストを作りシート状に加工した。

すなわち、感応膜の組成比とその安定性、測定可能な金属イオンの種類の検討、走査速度、pHの影響、前濃縮時の印加電圧の影響、温度の影響あるいは定量可能な濃度範囲、センサ寿命等について検討した。その結果、鉄イオン、銅イオン、鉛イオンおよびモリブデンイオンの定量が可能であることが明らかになった。当初に計画した通り、本年度は、金属イオン混合物の同時定量法の確立について検討した。すなわち、試作したポリメタクリロイルアセトン修飾超微小センサを用いて、銅(II)イオンと鉛(II)イオンの同時定量の可能性について検討した。実験としては、pH5.0緩衝溶液を用いて、2mM鋼(II)イオンと2mM鉛(II)イオン混合溶液を調製し、、走査速度25mV/s、前濃縮時の印加電圧100mV、前濃縮時間60秒で測定を行った。その結果、-500mV付近に鉛(II)イオンの酸化ピークが、また、0mV付近に銅(II)イオンの酸化ピークが現れることを知った。鉛(II)イオンより銅(II)イオンのほうが大きなピーク電流値を示し、pH5.0緩衝溶液中で測定を行うのが同時定量には適当であった。また、銅(II)イオンと鉛(II)イオンの濃度を変えて同時定量を行ったところ、濃度範囲10^<-4>M10^<-3>Mにおいて良好な直線性を示し、銅(II)イオンはY=18.06+346.66X(相関係数0.996)、鉛(II)イオンはY=-7.07+150.11X(相関係数0.988)という検量線が得られた。また、本研究で定量可能であった4つの金属イオン、すなわち、鉄(III)イオン、銅(II)イオン、鉛(II)イオン、モリブデン(V)イオンの同時定量を試みたが、4つの金属イオン全て同時定量は不可能であった。これは銅(II)イオンと鉛(II)イオンの最適走査速度は近似しているが、鉄(III)イオンやモリブデン(V)イオンはかなり違いがある為であり、それぞれの金属イオン定量のpH範囲が、狭いためであることが明らかになった。
電気伝導性酸化物微粒子を高分散担持した電解質・燃料極界面のメタン完全酸化活性

天然ガス等の主成分であるメタンを直接に使用可能な固体酸化物燃料電池(SOFC)の開発を目的として、メタンのアノード酸化反応に対して高い酸化活性をもたらす燃料極物質の探索研究を行なった。遷移金属イオンを含む複合酸化物のなかでも金属的な電気伝導性を有する層状遷移金属酸化物に着目した。特に、3d金属と4d金属の組み合わせからなるPdCoO_2,PtCoO_2などの金属酸化物粒子は、メタンに対して高い酸化活性を示し、メタン直接使用の燃料電池として優れた発電特性を示した。平成16年度は、これらの金属酸化物粒子に対する微細化合成法の確立、および燃料極基質の改質による低反応抵抗化に関して、それぞれ研究を進めた。この成果に基づいて、平成17年度は金属酸化物粒子を分散固定するために有効な燃料極基質について検討を行った。燃料極基質である金属粒子と電解質粒子の多孔質焼結体(サーメット)における低反応抵抗化を目的として、ニッケル粒子を用いる従来のサーメットの代わりにコバルトとニッケルの固溶合金粒子を用いる新しいサーメット燃料極の特性評価を行った。このコバルト・ニッケル合金粒子を用いた燃料極は、イットリア安定化ジルコニア(8mol%Y_2O_3-ZrO_2)電解質およびサマリア添加セリア(Ce_<0.8>Sm_<0.2>O_<1.9>)電解質の両者に対して、高いメタン酸化活性とアノード反応抵抗の低下による燃料電池性能の向上をもたらした。この効果は、コバルトとニッケルの合金化にともなう粒界抵抗の低減、およびメタン分解と一酸化炭素の強吸着による電極反応阻害の抑制によって得られることを示した。この燃料極基質はPdCoO_2粒子あるいはPtCoO_2粒子に対するメタンのアノード酸化反応活性化効果をもたらし、メタン直接利用の固体酸化物燃料電池開発に不可欠であることを示した。着目した金属酸化物に対する微細粒子合成法として、金属錯体および金属塩を用いた溶液からの微粒子析出を行なった。目的とする金属を含むペンタンジオネートのアルコール溶液に対する加水分解重合反応において、紫外光照射が不可欠なことを明らかにした。本方法により合成した金属酸化物前駆体は、数十ナノメートルサイズの微粒子であることを確認した。金属塩水溶液からの沈殿析出においては、金属塩の溶解度差によって目的の複合酸化物粒子合成が、困難な場合があった。この場合は、加熱処理による反応によって目的の粒子作製が可能であったが、作製粒子サイズはミクロンメートルのレベルであった。このようにして作製した金属酸化物粒子に対するキャラクタリゼーションを、X線回折法、高分解能電子顕微鏡法、およびX線光電子分光法を用いて行なった。その結果、目的とする層状結晶構造、粒子微細組織、および構成遷移金属イオンの価電子状態について、それぞれ明らかにした。燃料極基質である金属粒子と電解質粒子の多孔質焼結体(サーメット)における低反応抵抗化を目的として、ニッケル粒子を用いる従来のサーメットの代わりにコバルトとニッケルの固溶合金粒子を用いる新しいサーメット燃料極を提案した。

このコバルトニッケル合金粒子を用いた燃料極は、イットリア安定化ジルコニア(8mol%Y_2O_3-ZrO_2)電解質およびサマリア添加セリア(Ce_<0.8>Sm_<0.2>O_<1.9>)電解質の両者に対して、高いメタン酸化活性とアノード反応抵抗の低下による燃料電池性能の向上をもたらした。この効果は、コバルトとニッケルの合金化にともなう粒界抵抗の低減、およびメタンあるいは一酸化炭素の強吸着による電極反応阻害の抑制に、それぞれ起因することを明らかにした。この燃料極基質を用いて、従来の高温焼成法によって得たPdCoO_2粒子,およびPtCoO_2粒子に対するメタンのアノード酸化反応活性化効果を見いだした。平成17年度においては、合成が可能となったこれらの金属酸化物微粒子を、基質に均一に分散担持(高分散)した燃料極を用いて、メタンの完全酸化反応活性による高い燃料電池性能を目指す。天然ガス等の主成分であるメタンを直接に使用可能な固体酸化物燃料電池(SOFC)の開発を目的として、メタンのアノード酸化反応に対して高い酸化活性をもたらす燃料極物質の探索研究を行なった。遷移金属イオンを含む複合酸化物のなかでも金属的な電気伝導性を有する層状遷移金属酸化物に着目した。特に、3d金属と4d金属の組み合わせからなるPdCoO_2、PtCoO_2などの金属酸化物粒子は、メタンに対して高い酸化活性を示し、メタン直接使用の燃料電池として優れた発電特性を示した。平成15年度は、これらの金属酸化物粒子に対する微細化合成法の確立、および燃料極基質の改質による低反応抵抗化に関して、それぞれ研究を進めた。この成果に基づいて、平成17年度は金属酸化物粒子を分散固定するために有効な燃料極基質について検討を行った。燃料極基質である金属粒子と電解質粒子の多孔質焼結体(サーメット)における低反応抵抗化を目的として、ニッケル粒子を用いる従来のサーメットの代わりにコバルトとニッケルの固溶合金粒子を用いる新しいサーメット燃料極の特性評価を行った。このコバルト・ニッケル合金粒子を用いた燃料極は、イットリア安定化ジルコニア(8mol%Y_2O_3-ZrO_2)電解質およびサマリア添加セリア(Ce_<0.8>Sm_<0.2>O_<1.9>)電解質の両者に対して、高いメタン酸化活性とアノード反応抵抗の低下による燃料電池性能の向上をもたらした。この効果は、コバルトとニッケルの合金化にともなう粒界抵抗の低減、およびメタン分解と一酸化炭素の強吸着による電極反応阻害の抑制によって得られることを示した。この燃料極基質はPdCoO_2粒子あるいはPtCoO_2粒子に対するメタンのアノード酸化反応活性化効果をもたらし、メタン直接利用の固体酸化物燃料電池開発に不可欠であることを示した。