hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東南アジア民間薬中の抗アレルギー作用物質の探索

生物検定法の検討ラット白血病好塩基球培養細胞を用い、IgEを加えて脱顆粒により、ヒスタミンと同時に放出されるヘキソサミニダーゼを測定する方法を採用した。以前のマスト細胞を用いる方法と比較して、有効性は同様で、はるかに操作が簡便であり、有効な方法論を確立することが出来た。活性物質microphyllone関連化合物の活性構造相関フィリピン産のムラサキ科植物から得られた特異な構造を有するmicrophylloneについて研究を発展させ、同植物のエキスを詳細に検討したところ、構造関連化合物4種の単離に成功した。各種機器分析によりその化学構造を決定し、dehydromicrophyllone,allomicrophyllone,hydromicrophyllone,cyclomiclophylloneと命名した。ついで、リ-ド化合物のmicrophylloneをアセチル化、メチル化、酸化、還元反応により化学修飾した誘導体を得た。その誘導体及び天然の同族化合物について生物検定を行ったところ、microphyllone,allomicrophyllone、及び4-メチル体に強い活性が発現し、他の構造では活性が低下した。このことから、活性発現には、少なくともキノンの存在が必須であることがわかった。他の生薬からの活性物質の探索タイ及び、ベトナムで民間薬に用いられるノウゼンカズラ科の植物Millingtonia hortensisの花と根皮のエキスに上記の活性が認められたため、活性物質の単離、構造決定をめざした。phenylethanide系統の新規化合物9種を単離し、その構造を明らかにしたが、単純な化合物には、上記の生理活性はみられなかった。
中心代謝機能の拡張による酵母有用物質生産能の強化

酵母を多様なバイオ化成品原料を大量生産可能な宿主へと改良するために、バクテリアにユニークな中心代謝反応を追加導入し、酵母の中心代謝機能を拡張することを試みた。大腸菌のエントナー-ドウドロフ(ED)および光合成微生物のホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PPC)経路を導入した酵母株を作成し、経路が機能していること、高級アルコール類の一つであるイソブタノール生産能力の向上に寄与することを示した。平成25年度はイソブタノール生合成能が向上すると予備解析で予想されたEntner-doudoroff(ED)経路を導入した酵母株を作成した。大腸菌よりedaおよびedd遺伝子をクローニングし、多コピー型の発現プラスミドベクターへと組み込み、酵母BY4739株へと導入した。イソブタノール生産能を指標として追加導入経路の効果を確認したが明確な効果は認められなかった。そこで、他生物由来のeda, eddについてコドンユセージを最適化した遺伝子断片を合成し、ED経路と競合する反応ステップであるGND1遺伝子を破壊した酵母株に導入した結果、比増殖速度が5-8%増加した。そこで、平成26年度に予定していた代謝フラックス解析を用いた追加反応の機能評価を前倒しして実施し、ED経路の代謝フラックス量を調べた。[1-13C]グルコースを単独炭素源とする培地で、ED経路導入株を培養し、得られた菌体から抽出したタンパク質の酸加水分解物をGC-MSをもちいて解析し、アミノ酸の13C濃縮度を計測した。計測値を代謝モデルに当てはめて解析したところ、グルコース比消費速度に対して1%の代謝フラックスがED経路を流れていることが明らかとなった。代謝シミュレーション解析結果と比べて、代謝フラックスが低いことから、ED経路をさらに強化する必要性が示唆された。酵母はバイオエタノール実用化を担う優れた宿主であるが、イソブタノールなど他のバイオ化成品原料の生産能が低い。本研究では、酵母中心代謝に追加経路を合理的に導入する新たな方法論でこの問題の解決を試みた。これにより、バイオ化成品原料の高生産時に生じる代謝のアンバランスを解消する能力を酵母に付与することを目指した。平成25年度には大腸菌が持つ、Entner-doudoroff経路、phosphoenolpyruvate decarboxylase反応を導入した酵母株の作成に成功した。また代謝フラックス分析を行い、取り込んだグルコースのうち、1%程度がEntner-doudoroff経路に流入していることを確かめた。平成26年度には、phosphoenolpyruvate decarboxylase反応を導入した酵母株に、バイオアルコール(イソブタノール)生合成に必要な遺伝子を導入した株を作成し、イソブタノール生産能を20%程度向上できることを確かめた。また、Zwf1pの強発現株や、pfk1Δ、gnd1Δ株の細胞内代謝状態を測定し、NADPHの細胞内含量が増加するなどを確かめた。酵母中心代謝にさまざまな経路を追加導入し、細胞内代謝状態を改変できることを示した。代謝情報工学H25年度の研究課題のうち、Entner-doudoroff(ED)経路を導入した酵母株の作成に成功し、さらに、他生物由来の遺伝子の利用、コドンユセージを最適化した遺伝子断片を合成、ED経路と競合する反応ステップであるGND1遺伝子の破壊などの改変を実施した。さらに、作成した酵母株の評価を行い比増殖速度が5-8%増加するという、導入したED経路のもつポジティブな機能を見出すことに成功した。さらに平成26年度に予定していた代謝フラックス解析を用いた追加反応の機能評価を前倒しして実施し、ED経路の代謝フラックス量の測定を実施し、その結果と代謝シミュレーション解析結果と比べて、次の代謝改変法についても明らかにしたことから、(1)当初の計画以上に進展しているとした。ED経路導入株の代謝中間体含量を測定し、代謝の律速点についての知見を得る。またED経路上流のZWF1遺伝子の発現強化株、競合反応を触媒するPFK1遺伝子破壊株を作成してED経路をながれる代謝フラックス量の向上を図る。さらにphosphoenolpyruvate decarboxylase反応などを導入した株を作成する。作成株にイソブタノール生合成に必要な遺伝子を導入する。必要なプラスミドは、過去に構築したものを利用する。得られた形質転換株を試験管(5ml)スケールで培養し、培地中イソブタノール濃度を測定して、追加反応の効果をイソブタノール生産速度と収率の観点から評価する。また、代謝フラックス解析、代謝中間体含量の測定を行い、代謝フラックス解析の結果は、代謝シミュレーション法で得た、イソブタノール生合成に最適な代謝フラックス分布と比較する。両者の違いから、次に発現を強化または抑制するべき代謝ステップに関する知見を得る。
ムラービト朝、ムワッヒド朝とアンダルスのウラマー―外来政権の支配とその受容―

本研究の目的は、ムラービト朝とムワッヒド朝という共にマグリブに興り、アンダルス(イスラーム治世下のイベリア半島)支配を行った外来政権を対象に比較分析を行い、両王朝のアンダルス支配と在地社会におけるその受容の実態を明らかにすることである。その結果、アンダルス史における外来政権の支配の性格やイスラーム世界におけるアンダルスの位置づけについて、一つの展望を示すことを目的としている。平成21年度は、ムラービト朝期のアンダルスのウラマー(イスラーム知識人)の実態と、彼らと王朝の支配の関係を明らかにするため、文献調査と現地調査を中心に行った。文献調査では、史料としてアラビア語年代記、伝記集を用いて研究を進めた。本年度は特に、マグリブ地域の記述に特化した史料を加えて用いることで検討対象地域を広げ、両地域の比較作業を通じてムラービト朝のアンダルス支配の実態解明を目指した。これらの成果としては、邦語、英語で研究会報告を3回行った。他方、文献調査と並行して、スペインのマドリードおよびモロッコのラバトの図書館、文書館において現地調査を行った。これは日本では入手することが出来ない史資料を収集するためや、対象地域における最新の研究動向を把握するために本研究に必要不可欠のものである。また、本研究で対象としているように、ムラービト朝の支配領域は現在のスペイン、モロッコ地域にまたがっていたため、両地域での現地調査が必要である。こうした現地調査では、文献を収集するだけでなく、現地研究者とも直接議論を交わすことで研究の精度を高めると共に、新たな知見を得ることに努め、本研究に大きな進行が見られた。
クロロフィル熱分解生成物の分析ーオイルシェ-ルケロジェンの構造解明と関わってー

ケロジェン(堆積岩中の溶剤不溶の有機物)の化学構造解明の一環として、クロロフィルの熱変化を調べている。ケロジェンの熱分解生成物には1ープリステン(Prー1)が含まれる。これはクロロフィルのフィチル基に由来すると考えられるが、クロロフィルの主な熱分解生成物は2種のフィタジエン(PD)である。筆者はクロロフィルが堆積中に、PDよりもPrー1を与えやすい化学構造になり、それがケロジェン中に存在すると考えている。本研究はクロロフィルからそのような化学構造が出来るかどうかを確かめる目的で行っている。1.液体クロマトグラフィ-(液クロ)により、加熱クロロフィルを数種のフラクションに分けることが出来た。各フラクションの熱分解ガスクロマトグラフィ-でPrー1/PD比が少しずつ異なるパイログラムを得た。しかしこの比が非常に大きいフラションはまだ見つからない。今後、加熱条件や液クロ分離条件をさらに検討する。2.クロロフィルの150°C、30分間程度の加熱で、液体の生成が認められた。この液体の主成分はPDであり、Prー1もわずかに含まれていた。残渣はPrー1/PD比の比較的大きい熱分解生成物を与えた。この結果は反応の初期にPDが生成して系から除かれ、残渣にPrー1を与えやすい化学構造が存在することを示唆する。3.酢酸フィチルを合成し熱分解を行なった。主生成物はPDであった。Prー1もわずかに認められた。4.酢酸フィチルをテトラリンと共に210°C、2時間加熱した。ガスクロマトグラフィ-の結果、反応生成物と思われるものがわずかに認められた。さらに温度、時間等を変えた加熱実験を予定している。5.酢酸フィチルと化学構造の似た、酢酸シンナミルをモンモリオナイト(粘土鉱物)と加熱すると、数種の未知化合物が生成することが分かった。質量分析の結果は、酸素を含む環状化合物生成の可能性を示唆している。1.本研究はクロロフィルの加熱による構造変化の解明を目的とする。筆者らの研究から、クロロフィルを低温で加熱したときの化学構造の変化の追跡が、地中におけるケロジェン形成過程の解明に重要な手がかりとなることが分かっている。ケロジェンはオイルシェ-ルに高い濃度で含まれ、有機炭素資源として重視される。2.平成2年度の研究では以下のことが分かった。(1)250°Cで、30分から24時間加熱したクロロフィルを熱分解(400°C,lsまたは15s)したとき、加熱時間が長くなると、熱分解生成物の組成は、ケロジェンの熱分解生成物のイソプレノイド成分の組成と似てくる。(2)90°Cで24時間から72時間加熱したクロロフィルの熱分解生成物は、未加熱のクロロフィルの熱分解生成物とあまり変わらない。(3)9,10ージヒドロアントラセン(DHA)共存下でクロロフィルを予備加熱したものの熱分解生成物には、DHA無添加のものより高い収率で1ープリステンが含まれる。このことからケロジェンの形成には還元的雰囲気が重要な関わりを持つと推定できる。(4)予備加熱したクロロフィルの赤外線吸収スペクトルではエステル結合のカルボニル基の吸収が大幅に減少する。このことからクロロフィル分子のエステル基が熱により化学変化をすることが分かった。3.上記の結果をふまえ、予備加熱(250°C,30分)したクロロフィルの、液体クロマトグラフィ-による分離に着手している。これは分離された各フラクションの定性分析を行うためである。
芳香族L-アミノ酸デカルボキシラーゼの構造と機能の解析

ピリドキサール酵素の反応機構の一般化をめざし、大腸菌体内で大量に発現したラット肝芳香族アミノ酸デカルボキシラーゼ(AADC)の構造と機能を、研究の進んだアミノトランスフェラーゼと対比しつつ解析を行っている.本年度に得た知見は以下の通りである.1.AADCにおける補酵素の存在様式AADCにおけるピリドキサルリン酸(PLP)の存在様式を分光学的に解析したところPLPはLys303とシッフ塩基を形成しエノールイミン型と呼ばれる非解離型の互変異構造をとっていることが判明した.同じ芳香族アミノ酸を基質とする大腸菌芳香族アミノ酸アミノトランスフェラーゼ(AAAT)においてもシッフ塩基の構造はエノールイミン型が有意に増加しており,ピリドキサール酵素においては基質特異性と補酵素の存在様式が密接に関連していることが示された2.AADCの反応機構ピリドキサール酵素においてPLPが基質と速やかに結合するためにはPLP-Lysシッフ塩基はプロトン化されたケトエナミン型であるのが好都合である.AADCと基質ドーパや基質アナログとの反応の分光学的解析から,AADCに基質が結合するとPLP-Lysシッフ塩基はエノールイミン型からプロトン化ケトエナミン型へ変化することが示された.一方AAATではエノールイミン型と脱プロトン化ケトエナミン型の混在した状態であるが,基質結合に伴ってやはりプロトン化ケトエナミン型へと変化することが示された.このようにピリドキサール酵素では基質特異性や反応特異性によって補酵素の存在様式に差があるが,基質結合後はすべてプロトン化ケトエナミン型となり,反応機構を統一的に理解することが可能であることが判った.3.AADCの活性に関与する残基基質や基質アナログのpH依存性ならびに化学修飾の結果より,基質のアミノ基からプロトンを奪う残基としてヒスチジンが考えられた.このヒスチジンとしてデカルボキシラーゼに共通して保存されているHis192とHis269が候補と考えられる.これらのヒスチジン残基をアラニンに置換したものは活性を完全に消失しており、更にHis192はAADCの吸収スペクトルを大きく変化させていた.このことから,His192が補酵素PLPの近傍にあって基質の結合と活性化,さらに補酵素の機能発現にかかわる重要な残基であることが示された.その他,Asp252,Asp271もAADCの活性発現に重要な残基として同定されており,今後その役割の解析を進める予定である.ピリドキサール酵素の反応機構の一般化をめざし、大腸菌体内で大量に発現したラット肝芳香族アミノ酸デカルボキシラーゼ(AADC)の構造と機能を、研究の進んだアミノトランスフェラーゼと対比しつつ解析を行っている.本年度に得た知見は以下の通りである.1.AADCにおける補酵素の存在様式AADCにおけるピリドキサルリン酸(PLP)の存在様式を分光学的に解析したところPLPはLys303とシッフ塩基を形成しエノールイミン型と呼ばれる非解離型の互変異構造をとっていることが判明した.同じ芳香族アミノ酸を基質とする大腸菌芳香族アミノ酸アミノトランスフェラーゼ(AAAT)においてもシッフ塩基の構造はエノールイミン型が有意に増加しており,ピリドキサール酵素においては基質特異性と補酵素の存在様式が密接に関連していることが示された2.AADCの反応機構ピリドキサール酵素においてPLPが基質と速やかに結合するためにはPLP-Lysシッフ塩基はプロトン化されたケトエナミン型であるのが好都合である.AADCと基質ドーパや基質アナログとの反応の分光学的解析から,AADCに基質が結合するとPLP-Lysシッフ塩基はエノールイミン型からプロトン化ケトエナミン型へ変化することが示された.一方AAATではエノールイミン型と脱プロトン化ケトエナミン型の混在した状態であるが,基質結合に伴ってやはりプロトン化ケトエナミン型へと変化することが示された.このようにピリドキサール酵素では基質特異性や反応特異性によって補酵素の存在様式に差があるが,基質結合後はすべてプロトン化ケトエナミン型となり,反応機構を統一的に理解することが可能であることが判った.3.AADCの活性に関与する残基基質や基質アナログのpH依存性ならびに化学修飾の結果より,基質のアミノ基からプロトンを奪う残基としてヒスチジンが考えられた.このヒスチジンとしてデカルボキシラーゼに共通して保存されているHis192とHis269が候補と考えられる.これらのヒスチジン残基をアラニンに置換したものは活性を完全に消失しており、更にHis192はAADCの吸収スペクトルを大きく変化させていた.このことから,His192が補酵素PLPの近傍にあって基質の結合と活性化,さらに補酵素の機能発現にかかわる重要な残基であることが示された.その他,Asp252,Asp271もAADCの活性発現に重要な残基として同定されており,今後その役割の解析を進める予定である.
栄養条件に応じた開花期の予測モデルの確立

農業現場では貧栄養状態で作物の開花が促進されることが知られているが、そのメカニズムは不明のままであった。本申請ではイネの開花は窒素欠乏によって促進されることを明らかにした。この制御メカニズムを理解することで、栄養条件が不均一な実際の栽培環境における出穂期のバラツキを減らすことが可能になる。その結果、収穫時の未熟な種子の混入が軽減され、米品質の均一化が図れる。平成30年度は窒素欠乏条件下で開花を促進する、開花関連遺伝子の同定を目指して、3つの開花関連遺伝子の機能欠損体を通常条件、窒素欠乏条件で栽培した。その結果窒素欠乏による開花促進程度が弱まった形質転換体が観察されたため、これらの原因遺伝子は窒素欠乏条件下で開花を促進する開花関連遺伝子であることが予想された。また窒素欠乏条件において播種後2-3週目に、既知の開花関連遺伝子の発現パターンが大きく変化することを明らかにした。今後は上記の生育ステージにおけるRNA-seq解析などを行うことで、窒素欠乏に応答し、開花促進に関わる新規遺伝子の同定を目指す。栽培環境の変化があったため、窒素欠乏に応答し、開花促進に関わる新規遺伝子を同定するための栽培実験に支障が出た。一方で窒素欠乏における開花促進に関わる、既知の開花関連遺伝子を明らかに出来た。平成31年度は30年度に明らかにした播種後2-3週目における開花関連遺伝子の発現パターンを指標に、同時期のRNA-seq解析を行う。その結果得られる、窒素欠乏に応答し、開花促進に関わる新規遺伝子の候補に関して機能欠損体の作成を行い、窒素欠乏条件下における開花期の調査を行うことで、原因遺伝子の確定を目指す。また既にGWASによって得られている、窒素欠乏下での開花促進に関わる新規遺伝子についても、形質転換体を作成しており、これらの栽培試験によって遺伝子機能の評価を行う農業現場では貧栄養状態で作物の開花が促進されることが知られているが、そのメカニズムは不明のままであった。また既にGWASによって得られている、窒素欠乏下での開花促進に関わる新規遺伝子についても、形質転換体を作成しており、これらの栽培試験によって遺伝子機能の評価を行う当初計画していた栽培試験が、温室の故障により遅れたため、余剰が生じた。31年度はRNA-seq解析など、必要経費が増えるため、次年度の試薬などの消耗品に使用する予定。
コールベッドメタンの開発と二酸化炭素の炭層内固定に関する炭層構造の研究

ECBMRプロジェクトの成否にとっては、石炭層のガス浸透性は最も重要なパラメータである。釧路炭田の春採夾炭層5番層に対して、現場で炭層賦存、フラクチャー特徴などの観察を行い、採取した石炭試料を用いて三次元方向のガス浸透率を実験室で測定した。具体的な実験手順は以下のとおりである:1、坑内から石炭サンプルを採取した。サンプルのサイズは30×30×30cm^3である。2、石炭整形:三次元での測定ができるように円柱形試験体を作製した。試験体の大きさは、直径5cm、長さ9cmである。3、同じ静水圧の条件下で各試験体のガス浸透率を測定した。実験に用いたガスは二酸化炭素(CO2)で、拘束圧が2.5【triple bond】20MPaで、空隙圧が0.1【triple bond】0.5MPaと設定した。結果として、(1)石炭層のガス浸透率は12MPaの拘束圧まで強い異方性を示した。即ち、主クリート方向のガス浸透率は、主クリートの垂直方向における浸透率の3倍、炭層の垂直方向の2.5倍であることが分かった。(2)拘束圧を12MPaから16MPaまで増加させると、三方向のガス浸透率の差は徐々に小さくなった。拘束圧16MPa以上では、三方向のガス浸透率は殆ど一致した。その原因は、静水圧が大きくなり(16MPa以上)石炭の中に存在している全てのフラクチャーが密閉されたためである。このような実験結果は将来釧路炭田でのECBMRプロジェクトにとって、特にCO2注入井とCH4回収井の位置を設計する際、重要な参考になると考えられる。イーマルな石炭(地質擾乱を受けていない石炭)についてはメタンガス移動モデルは二段階システム、すなわち、拡散(ミクロ細孔からクリートまで)と流動(クリートから生産井まで)という二段階のモデルで、研究者たちに認められている。しかし、地質応力によって構造変形を受けた石炭についてはメタンガスの移動様式はまだ詳しく研究されていない。本研究では坑内堀炭鉱でのガス突出、炭層ガス含有量、ガス湧出量とガス回収率の実際の資料を調査し、それらと炭層の構造変形の特徴を関係づけて構造変形がメタン移動へ与える影響をまとめた。偏光顕微鏡、SEMと水銀圧入法を利用して、各種類の変形構造を受けた石炭サンプルを分析した後、地質応力でせん断された石炭についてのメタン移動の新しいモデルを提出した。結論として、石炭層の構造変形は脆性変形と延性変形に区分できた。両方とも構造的なフラクチャーが多く認められた。構造フラクチャーの生成のためにメタンガス拡散の距離は短縮されたが、メタンガス流動形式は変形特徴によって異なる。脆性変形を受けた石炭には連続的にオープンなフラクチャーが生成されているので、ガス流動は速い、そのため、CBM回収に好都合と考えられる。一方、延性変形の石炭には構造フラクチャーが多数形成されたがその連続性が悪く、亀裂幅も狭い。そして、元来のクリート(原生フラクチャー)も擾乱、圧縮されている。SEMと水銀圧入実験ともその特徴を示している。このような区域では炭層のガス含量が多いのにもかかわらず、ガス流動が遅く、ガス回収が難しい。また、ガス突出がしばしば発生する。
増えるシカと減るカモシカは何が違うのか？最適採餌理論からの検証

同所的に生息し餌資源の類似するシカとカモシカであるが、シカの生息密度は植生が衰退するまで高くなることがある一方で、カモシカの生息密度は安定的に推移することが報告されている。このような違いが何に起因するのか、本研究では最適採餌理論の概念に基づいた採食生態の観点から両種の違いを検証する。
エアロゾルの乾性沈着と大気環境インパクト

大気エアロゾルの除去過程の一つである乾性沈着は、エアロゾルの動態に深く関係すると同時に、酸性沈着の重要な部分を占め植生や土壌環境に大きく影響する。しかしながら、気象条件、沈着表面の性状、粒子やガスの種類・性状などに依存するため測定が難しく、系統的な知見は得られていない。そこで本研究は、(1)観測によりエアロゾルの乾性沈着メカニズムを明らかにすること、(2)東アジアスケールモデルを用いて、乾性沈着を含む酸性沈着量の現状把握・将来予測をすることを目的として実施した。主要な成果は以下のとおりである。1.緩和渦集積法(REA法)を用いたエアロゾル乾性沈着測定システムを開発し、裸地及び雪面上のエアロゾル乾性沈着量を測定して乾性沈着速度を算出した。裸地で観測された乾性沈着速度は0.46.0cm s^<-1>となり、既往研究の範囲内であった。本研究で開発したREA法は、エアロゾルの乾性沈着フラックス測定法として有効であると考えられるが、今後、観測事例を増やし、実際の沈着量測定に有効かどうか検証する必要がある。2.東アジアスケールモデルを用い、SO_4^<2->とNO_3^-のソース・リセプター関係を年間解析した。その結果、日本の沈着量のうち、中国排出量による寄与が49%(SO_4^<2->)と34%(NO_3^-)にも達すると評価された。更に、中国の寄与率は、経年的に増加している可能性が示唆された。3.2020年における3種類の排出シナリオを設定し、酸性沈着量の将来変化を予測した。中位の排出シナリオでは、中国における2020年の排出量は2000年に比べて、SO_2は11%減少するが、NOxは逆に41%増加する。この結果を反映して、東アジアにおけるNO_3^-の地上濃度・沈着量は将来、増加する。SO_2排出量も、アジア全体では増加するため、東アジアのSO_4^<2->沈着量は将来的にやや増加する。東アジア地域では産業活動の急激な進展に伴って大気汚染物質の排出量が急増しており、大気エアロゾルが日本を含む東アジア地域全体の環境に多大な影響を与えることが懸念されている。エアロゾルの除去過程の一つである乾性沈着は、エアロゾルの動態に深く関係すると同時に、酸性沈着の重要な部分を占め植生や土壌環境に大きく影響する。しかしながら、乾性沈着は風や気温などの気象条件、沈着表面の性状、粒子やガスの種類・性状などに依存するため測定が難しく、系統的な知見は得られていないのが現状である。そこで本研究は、(1)フィールド観測とミクロモデル解析によりエアロゾルの乾性沈着メカニズムを明らかにすること、(2)その結果をもとに乾性沈着モジュールを開発・改良すること、(3)マクロモデルをアジア域に適用して乾性沈着量を評価することを目的とする。本年度は、エアロゾル乾性沈着測定機器の開発、ミクロモデルの開発、マクロモデルの開発と東アジア域への適用研究を進めた。具体的には、(1)緩和渦集積法(Relaxed Eddy Accumulation ; REA法)を用いたエアロゾル乾性沈着測定システムを開発しフィールドにおいて試験運用を開始したこと、(2)既存の抵抗モデルの検証と改良、粒子法(MPS法)によるエアロゾル粒子挙動の解析、土壌-植生

-大気結合モデルによる乾性沈着機構解析などのミクロモデル研究に着手したこと、(3)東アジアスケール物質輸送モデルを用い、東アジア域における1995年のサルフェイト沈着量を年間評価したことなどがあげられる。東アジア地域では産業活動の急激な進展に伴って大気汚染物質の排出量が急増しており、大気エアロゾルが日本を含む東アジア地域全体の環境に多大な影響を与えることが懸念されている。エアロゾルの除去過程の一つである乾性沈着は、エアロゾルの動態に深く関係すると同時に、酸性沈着の重要な部分を占め植生や土壌環境に大きく影響する。しかしながら、乾性沈着は風や気温などの気象条件、沈着表面の性状、粒子やガスの種類・性状などに依存するため測定が難しく、系統的な知見は得られていないのが現状である。そこで本研究は、(1)フィールド観測とミクロモデル解析によりエアロゾルの乾性沈着メカニズムを明らかにすること、(2)その結果をもとに乾性沈着モジュールを開発・改良すること、(3)マクロモデルをアジア域に適用して乾性沈着量を評価することを目的とする。本年度は、エアロゾル乾性沈着測定機器の開発とテスト観測とマクロモデルの東アジア域への適用研究を進めた。具体的には、(1)緩和渦集積法(Relaxed Eddy Accumulation ; REA法)を用いたエアロゾル乾性沈着測定システムを開発しフィールドにおいて試験運用したこと、(2)東アジアスケール物質輸送モデルを用い、東アジア域における1995年のサルフェイト、ナイトレート沈着量を年間評価したことなどがあげられる。本年度は、エアロゾル乾性沈着測定機器による雪面上の観測とマクロモデルの東アジア域への適用研究を進めた。具体的には、(1)緩和渦集積法(Relaxed Eddy Accumulation; REA法)を用いたエアロゾル乾性沈着測定システムを用いて雪面上でエアロゾル乾性沈着量を測定したこと、(2)東アジアスケール物質輸送モデルを用い、東アジア域における1995年のナイトレートのソース・リセプター関係を年間評価したことなどがあげられる。
ヒトによるブタ膵ラ氏島の拒絶反応の解析

ヒトの血清中にある自然抗体が、ブタのラ島細胞と反応するかについて検討した。まずブタにサイログロブリンをリガンドとしたアフィニティラムによりヒト血清から抗α1-3Gal抗体(gal抗体)を分離精製した。この抗体を用いてブタ膵の組織を染色すると、外分泌細胞、膵管、及び血管内皮は染色されたが、ラ島そのものは染色されなかった。すなわちラ島顆粒細胞にはα1-3gal抗原(gai抗原)が発現していないと考えられた。また分離したブタラ島クラスターに対して染色を行っても、同様にgaI抗体を用いた染色で(-)であった。しかし、これらの実験で同時に行ったヒト全血清を用いた免疫染色では、ラ島顆粒細胞も染色された。このことからブタラ島にはgal抗原以外の抗原の発現があり、ヒト血清中にはいわゆるgal抗体以外の抗体が存在することが示唆された。このラ島に対する抗体はIgG、IgM、IgA全てのクラスに属することが明らかになった。ヒトT細胞がブタ細胞のリガンドを直接認識し、特異的に活性化されるかを検討した。ヒトT細胞は、リンパ球混合培養試験で同種と同様に異種の細胞にも反応し、クラスI抗原を標的として細胞障害性を獲得した。ヒトTリンパ球をCD4細胞とCD8細胞に分けて検討すると、CD4細胞はブタ細胞を認識し増殖したがCD8細胞は増殖できなかった。CD8細胞の増殖はIL-2を添加することで回復したが、IL-1α、IL-1β、IL-6を添加しても回復しなかった。細胞障害活性もCD8細胞だけでは細胞障害活性も起こらず、IL-2を産生するCD4細胞の存在が必要であった。ブタサイログロブリンをリガンドとしたアフィニティカラムによりヒト血清から抗α1-3gal-抗体を分離精製した。この抗体を用いてブタ膵の凍結切片を通常の間接法で染色したところ,外分泌細胞,膵管,および血管内皮は染色されたが,ラ島そのものは染色されず,ラ島内の血管内皮は染色された。すなわちブタ膵のこれら染色された細胞上にはα1-3gal-抗原が発現しているが,ラ島顆粒細胞にはこの抗原が発現していないものと考えられた。ただしこの抗原の存在を否定するためにはより感度を上げた検索が必要であると考え,ABC法による免疫染色を行った。この染色結果でもやはりラ島そのものの染色(-)であり,ブタラ島にはα1-3gal-抗原の発現を認めなかった。また分離精製したブタラ島クラスターに対しても免疫染色を行ったがこちらの結果も同様に抗α1-3gal-抗体での染色(-)であった。しかしながら,これらの実験の際に同時に行ったヒト全血清を用いた免疫染色ではラ島顆粒細胞も染色された。このことから,ブタラ島にはα1-3gal-抗原以外の抗原の発現があり,ヒト血清中にはいわゆる抗α1-3gal-抗体以外の抗体が存在することが示唆された。この抗体のクラスを検討するために免疫染色を行った結果からは,ラ島に対する抗体はIgG,IgM,IgAのすべてのクラスに属することが確認できた。これらの抗体の関与するブタラ島クラスターに対する細胞傷害性および反応に関して現在検討中である。また,この際にADCCのメカニズムは働かないことが明らかになっているが,NK細胞の活性が上昇しているか否か,上昇しているとすればNK細胞によるラ島のdirect killingが起こるのかどうかも併せて検討中である。ブタ膵ラ島には異種移植の際の細胞性免疫に関して検討した。まず,無処理のヒト末梢血単核球を分離し,ブタ膵ラ島をtargetとしたCytotoxic assayを行ったところ,細胞傷害性を認めなかった。

しかし,ブタ末梢血単核球をstimulatorとし,ヒトの末梢血単核球,細胞傷害性Tリンパ球(CD3_+,CD16_-,CD56_-)およびNK細胞(CD3_-,CD16_+あるいはCD56_+)をそれぞれeffectorとし混合リンパ球培養(MLC)を行い,ブタ膵ラ島細胞をtargetとしてcytotoxic assayを行った結果,すべてのeffectorで細胞傷害性を認めた。培養開始後35日目の反応がもっとも強く認められた。NK細胞をeffectorとした際にIL2を加えることによりこの作用は増強した。また,ヒト末梢血単核球をeffectorとしたMLCの結果,NK細胞の割合および数の増加を認めた。コントロールのヒト末梢血単核球をstimulatorとした同種の系ではNK細胞の割合は増加しておらず,この反応は異種の系に特有なものと考えられた。stimulatorとtargetの固体を変えてcytotoxic assayを行ったところ,ヒトの末梢血単核球およびNK細胞群ではtargetは傷害されたが,細胞傷害性Tリンパ球の群ではtargetは傷害されなかった。このことから,NK細胞によるブタラ島に対する傷害性は非特異的な反応であると考えられた。以上より,ブタ膵ラ島細胞のヒトへの異種移植の際には,細胞性の免疫反応が徐々にではあるが,特にNK細胞の活性化が進み,これによるgraftに対する非特異的なdirect killingが起こり得ると考えられた。また,NK細胞の活性化には様々なcytokineが関与するとされているが,IL-2がこの活性化に重要なcytokineはであることが示唆された。
ヒシガイ属二枚貝における光合成藻との共生に関する適応戦略の研究

渦鞭毛藻と共生するオオヒシガイ属のFragum unedo,Fragum fragum、Fragum loochooanumについて、解剖学的特徴、軟体部における共生渦鞭毛藻の分布、殻の透明度、生態について調査し、次の点を明らかにした。1.3種の二枚貝は、内生の生態を示す。共生する渦鞭毛藻への光の供給様式は少しづつ異なる。すなわち、大型で不透明な殻を持つF.unedoは、肥大した外套膜に共生藻をもち、開殻時には外套膜を殻の外に伸張して光をあてる。肥大した外套膜を納めるために、F.unedoには弱いcarina状の構造が見られる。中型で半透明な殻を持つF.fragumは、透明な入水管、出水管、さらに半透明な殻を通じて、殻の内側のえらや外套膜中の共生藻に光を当てる。小型のF.loochooanumは、透明な入水管、出水管を通じて、えらと殻の内側の外套膜中の共生藻に光を当てる。2.上記3種の内生の二枚貝と共生する渦鞭毛藻は、わずかな光でも光合成を行う能力がなければならない。この推定を実証するために、京大理学部植物学教室の加藤哲也氏の協力でF.fragumの外套膜から共生藻を抽出・培養し、光合成活性を測定した。その結果、渦鞭毛藻は、真夏の日中の1/20程度の弱い光量でも光合成を行うことが明かとなった。4.化石二枚貝を概査した結果、F.unedoの殻形態との類似から、トリゴニア科のよく発達した中空のcarinaは、肥大した外套膜を納めることができることが明らかになった。また肥大した外套膜は、共生藻を含んでおり、開殻時に伸張して共生藻に光を当てていたとの仮説を立てた。今後、化石トリゴニアの産状、形態の精査を行い、この「トリゴニア・渦鞭毛藻共生仮説」の検証を行いたい。
非熱系拡張動的ファシリテーション理論による高密分子系の非平衡相転移の統一的解明

近年、高密分子・粉体系の「ガラス・ジャミング転移」それらの類似性に着目した「遅い緩和」を記述する統一的(普遍的)枠組みに関する研究が精力的に行われている。これまで多角的な観点から問題解決の努力がなされてきているが、多くの新しい観点からの研究が絶え間なく創生され、世界中の研究者を魅了し続けている。本研究では、代表者の開発した高密度剛体球系の解析に必要不可欠な高速アルゴリズムならびに新しい解析手法といった方法論を用い、「フリージング(freezing)」「フラジリティ(fragility)」「ファシリテーション(facilitation)」という概念を軸に、理論・実験・計算機シミュレーションによる国際共同研究を遂行している。特に、過圧縮液体の動的機構とガラス転移のメカニズムは、熱力学起源の理論と動的ファシリテーション理論(Dynamic Facilitation:DF)との間に大きな論争がある。熱的起源によらない(密度が唯一の制御変数となる)高密度な非熱系に着目し、分子・粉体・ガラス系へ一般化された動的ファシリテーション機構や時空アンサンブル解析により非平衡相転移を解明することを目標とし研究を遂行している。平成30年度は研究計画の2年目であり以下の研究を中心に遂行した。(a)「フリージング(freezing)」として高速化の鍵となるイベント鎖のパラメーターと緩和機構の関係性を調べた。(b)「ファシリテーション(facilitation)」の共同研究(中国・香港)として、高密度の過圧縮液体系のシミュレーションで得られた結果とコロイド系実験の結果とを直接比較しDF理論の検証ならびに「遅い緩和の起源」についての新しい微視的物理機構について明らかにした。本研究は、3つの研究ステージで構成されている。(I).「フリージング」:3次元結晶構造間の安定性(精密な自由エネルギー計算)と融解の動的起源の探求。(II).「フラジリティ」:非熱ガラス系の分子をソフト化した際の系の柔らかさとの関係、動的不均一性とひも状の協働促進運動の変化(実験とシミュレーションの比較)並びにその理論検証。(III).「ファシリテーション」:高密ガラス・ジャミング転移の励起構造の時空間解析による非平衡相転移の解明。これらの研究遂行のため、(i)「Event-Based Hybrid高速アルゴリズム」(ii)「近接粒子に対する新しい配向秩序変数と動的多体相関関数法」(iii)「TPS法と時空アンサンブル解析」の3つの新しい方法論を導入し、高密系解析の方法論の確立と非熱分子系の統一的解明をめざしている。平成30年度は主に(II)に関して、香港理工大学・ハルビン工業大学(深セン)などとの共同研究を発展させた。昨年度から継続で、コロイド系実験との比較検証によりDF予想を支持する結果ならびに新しい緩和機構の存在も観測された。実験、シミュレーションで得られた軌道データによる解析の確認作業を慎重に行い現在成果をまとめている。また、高密クラスター衝突と衝撃波の発生機構の大規模剛体球分子動力学法による解析結果を含め、日本物理学会誌特集「広がり巻き込む乱流現象」の記事として「粉体乱流ーミクロとマクロの架け橋へ」を共同執筆した(7月号掲載)。平成31年度は、分子シミュレーション学会夏の学校の講師としての依頼講演1、解説論文1、国際会議1にて研究成果を発表した。学内業務により国際会議3件ほど参加を断念せざるをえなくなったが、共同研究は見込んだ程度の遅延にとどまっているため、おおむね当初の計画通り研究が進展していると考えている。2019年度は本プロジェクトの最終年度となる。国際共同体制を密にして、結果の相互チェックを頻繁に行い、ガラス・ジャミング転移を含めた高密分子系の動的挙動、ならびに「遅い緩和」の分子レベルの動的メカニズムの解明にむけ、統一的理解をめざす。研究推進の具体的な方策として、2年目に導入したバルク型並列計算に対応できる大容量のファイルサーバも含めた計算機環境を用い、広範囲なパラメーター空間でのデータの精密化を系統的に遂行する。3つの研究ステージにおいては、(I)Event-Chain MCによる緩和機構の全容解明。(II)コロイド系実験の結果との比較検証を精密化させ、フラジリティとの関係を明瞭にすることをめざす。また蓄積した大規模な分子の軌道データより、ひも状の協働促進運動のトリガーとなるソフトスポットと分子の配置構造の関係性をシミュレーションと実験の双方から調べる。(III)ガラス・ジャミング転移の包括的な理解をめざし「3次元剛体球系における動的ファシリテーション機構」の解明並びに近年大きな問題となりつつある剛体球極限でのジャミング転移の振る舞いを調べるため直接計算による「剛体球系におけるジャミング転移」の解明、といった研究を遂行する。これらの研究成果を原著論文にまとめ、国内外の学会で発表を行う予定である。近年,高密分子・粉体系の「ガラス・ジャミング転移」それらの類似性に着目した「遅い緩和」を記述する統一的(普遍的)枠組みに関する研究が精力的に行われている.これまで多角的な観点から問題解決の努力がなされてきているが,多くの新しい観点からの研究が絶え間なく創生され,世界中の研究者を魅了し続けている.本研究では,代表者の開発した高密度剛体球系の解析に必要不可欠な高速アルゴリズムならびに新しい解析手法といった方法論を用い,「フリージング(freezing)」「フラジリティ(fragility)」「ファシリテーション(facilitation)」という概念を軸に,理論・実験・計算機シミュレーションによる国際共同研究を遂行している.

特に,過冷却(圧縮)液体の動的機構とガラス転移のメカニズムは,熱力学起源の理論と動的ファシリテーション理論(Dynamic Facilitation: DF)との間に論争がある.そのため,熱的起源によらない(密度が唯一の制御変数となる)高密度な非熱系に着目し,分子・粉体・ガラス系へ一般化された動的ファシリテーション機構や時空アンサンブル解析により非平衡相転移の解明することを目標とし,研究を遂行している.平成29年度は研究計画の初年度であり,(a)フリージング(freezing)」の共同研究(仏国)として高速化の鍵となるイベント鎖のパラメーター最適化と緩和機構の関係性の解明,(b)「フラジリティ(fragility)」「ファシリテーション(facilitation)」の共同研究(中国)としてシミュレーションとコロイド系実験の比較検証,(c)粉体気体の後期緩和過程で顕著となる高密クラスター衝突と衝撃波の発生機構の大規模剛体球分子動力学法による解析,等を遂行した.本研究は,3つの研究ステージで構成されている.(I)「フリージング」3次元結晶構造間の安定性(自由エネルギー計算)と融解の動的起源の探求.(II)「フラジリティ」非熱ガラス系の分子をソフト化した際の系の柔らかさとの関係,動的不均一性とひも状の協働促進運動の変化(実験とシミュレーションの比較)と理論検証.(III)「ファシリテーション」高密ガラス・ジャミング転移の励起構造の時空間解析による非平衡相転移の解明.これらの研究遂行のため,(i)「Event-Based Hybrid高速アルゴリズム」(ii)「近接粒子に対する新しい配向秩序変数と動的多体相関関数法」(iii)「TPS法と時空アンサンブル解析」の3つの新しい方法論を導入し,高密系解析の方法論の確立と非熱分子系の統一的解明をめざしている.平成29年度は,(a)(I)において高速化の鍵であるEvent-Chain長と緩和機構の関係性を調べた.7月(パリ)と11月(東京)で研究の打ち合わせし,国際共同研究(ENS)を遂行した.(b)(II)に関して,香港理工大学との国際共同研究を発展させた.9月に同大学を訪問(招待セミナー)し,コロイド系実験との比較検証を遂行した.実験においてもDF予想を支持する結果が得られ.新しい緩和機構の存在も観測された.現在さらに詳細な解析を進めている.(c)(III)に関連し,粉体気体の後期緩和過程で顕著となる高密クラスター衝突と衝撃波の発生機構を大規模剛体球分子動力学法により解析し公表した.また,日本結晶成長学会誌解説論文「剛体球系の結晶化」を執筆した.平成29年度は,招待・依頼講演1,論文2(プロシーディングス1,学会誌解説論文1),国際会議2にて成果発表した.(a)(b)は,初年度である程度の成果が得られ,次年度以降の成果発表が期待できる.おおむね当初の計画通り研究が進展している.近年、高密分子・粉体系の「ガラス・ジャミング転移」
超硬練り貧配合コンクリートへの建設副産物コンクリート塊の利用

本研究の目的は,建設副産物のリサイクルを促進するため,圧縮強度レベルごとに区分したコンクリート塊を破砕して再生粗骨材を製造し,これを超硬練り貧配合コンクリートに用いるための基礎資料を得ることである。このため,材令28日の圧縮強度が248kgf/cm^2および580kgf/cm^2の原コンクリート(製造後約1年経過)を用いて2種類の再生粗骨材AおよびBを製造して,各種試験を行い,次の結果が得られた。(1)再生粗骨材のモルタル付着率,比重および吸水率は,それぞれA:48.0%,2.32および6.96%,B:53.2%,2.37および6.39%であって,原コンクリートの強度が大きいほど品質が若干良好であった。(2)再生粗骨材,川砂,普通セメント,AE剤を用いて,VC値20±5秒,空気量5±1%,W/C=6080%,単位水量107109kg/m^3の超硬練り貧配合コンクリートを製造した結果,目標VC値および空気量とするのに,W/Cを10%増加すれば細骨材率と単位水量をそれぞれ2%および1kg/m^3増加すれば良いこと,再生粗骨材種別が異なっても配合に差がないこと,川砂利を使用する場合と比較して単位水量が34kg/m^3程度増加することが明かとなった。(3)W/Cおよび単位水量が一定の超硬練りコンクリートでは,細骨材率が5%増加するとVC値は1015秒程度増加し,締固めにくくなり,W/Cが60,70および80%のとき目標VC値が得られる細骨材率はそれぞれ36,38および40%となった。(4)材令28日の圧縮強度は,粗骨材Bを用いた方がAを用いた場合より大きくなった。また,W/C=70および80%では,骨材AおよびBを用いたコンクリートの圧縮強度が川砂利の場合と同等以上となった。(5)弾性係数は,骨材Bを用いた方がAを用いた場合より大きいが,川砂利を用いた場合と比較して両者とも1020×10^3kgf/cm^2程度小さくなった。
生殖医療における人格権をめぐる法的諸問題

1.研究分担者全体による数回の研究会ないしインフォーマルな意見交換・討議などを通じて、本問題をめぐる理論的ないし実際的論点が浮彫りにされ、在るべき政策論的方向性が一定程度明らかにされた。その成果の一端は別紙研究報告書の各論文に反映されるとともに、とくに下記「勧告案」に十分反映・集約されたように思われる。2.しかし本研究の最大の成果といえるものは、別紙研究報告書所収の「勧告案」であり、ワーキンググループを組織して調査・検討を重ね、数回の特別研究会と全体研究会を通じて昨年暮ようやく最終案の成立にこぎつけることができた。この間研究分担者以外の法学者、医師ないし医学関係者、弁護士、フェミニスト・グループ、社会学者等広く各界の方々から、研究会、アンケート調査等の形で広く意見の聴取・交換をおこない、それを可及的に「勧告案」の作成にあたり参考とするように努めた。この「勧告案」はすでに専門医学関係学会でもとりあげられるとともに、法律関係専門雑誌にも近く若干のコメントを付して掲載の予定であり、今後各界に広く反響をよぶことが期待される。3.本問題をめぐる外国の研究動向・立法の動き等につき、文献・資料その他の情報収集につき一定の成果があった。とくに立法動向については、従来日本ではあまり紹介されていない諸国の法令につき収集・翻訳をすすめ、その一端を資料集に収めることができた。4.その他、多数の資料・情報の収集につき成果があったが、その一端は資料集に収集したところを参酌されたい。(1)この間2度の研究集会を開催した。すなわち、第一回の研究集会(平成4年8月30日、31日。於、北海道大学法学部)では、(i)「先端生殖医療をめぐる現状とその問題点」と題するミニシンポをもち、臨床・研究の第一線で活躍中の三人の講師(広井正彦山形大学医学部教授、石川睦夫旭川医科大学教授、井上正人東海大学医学部助教授)からお話をうかがって、上記テーマについての共同分担者間の基礎的状況認識を深め、又(ii)刑事法、医事法。憲法・法哲学等の各分野からそれぞれにおける基本的論点を提出して意見交換を行ない、それらをもとに(iii)全体を、(1)人為的生殖医療(AID、IVF-ET、代理母、選択出産等)そのものに関する研究班と、(2)配偶子ないし受精卵の操作・処分・利用にかんする研究班の、二班に分け、それぞれの今後の研究体制、方針等について協議をおこなった。次いで第2回研究集会(平成5年1月30、31日。於、慶応義塾大学法学部)では、各班毎で割り当てられたテーマについて各分担者から研究報告がなされ、活発な議論がなされるとともに、今後の研究方針等につき意見交換をおこなった。(2)以上と平行する形で、この間とくに外国の文献・資料の収集に努めた(研究代表者の東海林は、The 3rd Int'l Conference on HealthLaw and Ethics(Toronto,Conada、'92.7)の分科会において本研究プロジェクトに関連するテーマについてレポートを発表すると同時に、その後、カナダ・アメリカ合衆国・WHO・スゥェーデン・デンマーク・ドイツ等の関連機関において文献・情報の収集を行なった。(3)共同分担者中の数名の者で、具体的な立法提案のためのワーキング・グループを作り、議案の作成をすすめつつある。(4)国内外の関連重要資料(法令・勧告・調査報告書等)の翻訳・編集・発行の作業を目下すすめつつある。1.「勧告案」という形で、法的規制のあり方を探るべく、ワーキング・グループを組織し精力的な活動を続けてきた。即ち、ワーキング・グループ自体の研究会を神戸、弘前で開催して討議を重ね、その成果をもとに札幌、広島で研究分担者全員の研究会を開催し、昨年12月ようやく最終案のとりまとめにこぎつけることができた。

この間、研究分担者以外の医学関係者、家族法ないし刑事法研究者、社会学者、実務法曹、フェミニスト・グループなど各方面の関係者とも意見交流の機会をもち、その成果を可能な限り「勧告案」に反映させるよう努めた(とくに9月の札幌での研究集会におけるドイツのアルビン・エーザー教授とのドイツ胚保護法の運用実態をめぐる情報交換は、この意味でも極めて有意義であった)。2.本問題をめぐる外国の研究動向・立法の動きなどについて情報収集に努めるとともに、特に立法動向については、その主要なものにつき翻訳の作業を進めた。3.以上の研究成果は、(各分担者の個別のそれとともに)近く刊行予定の研究報告およびその付属資料集に可及的に盛り込まれるはずである。
歯科用合金の化学的安定性の定量的評価法

本研究は歯冠修復用材料の生物学的適合性のin vitroな評価法として、材料の化学的安定性を検討し、測定法の規格化を目的とするが、その第一歩として、歯科用合金の耐食性と耐変色性を定量的に評価するとともに、これらに影響を与える因子を明らかにした。耐食性の評価は定電位分極によって得られるパラメ-タQによった。Qは不溶性皮膜の生成も含む電極反応の総量を表す。また、耐変色性の評価は、分光光度計を用いて変色ベクトル△Eを測定して行った。さらに、定量性に乏しいとされている動的分極曲線についても定量的解釈を試みた。得られた主要な結論は以下の通りである。1.貴金属元素の多量添加は、卑金属元素の溶出を抑制するが、少量添加の場合、表面皮膜の形成が抑制され、溶出量が増加する場合もある。2.単相合金の腐食挙動は貴金属度によってほぼ一義的に決定される。3.多相合金の分極曲線は複雑な様相を呈し、腐食速度が急激に増加する電位(Ec)も数ケ所に現れる。しかし一見複雑な曲線も、その合金を構成する各相単独の分極曲線の重ね合わせによって説明できる。すなわち、複数のEcは各相のそれに対応し、各電位での電流値は、各相の電流値に体積分率を乗じた値の積算値に等しい。4.耐変色性に対するPd添加の効果は、Pd約10at%までは△Eは低下し、それ以上では再び増加する。Pd量10%までは、表面皮膜を通してのS^<-->イオンの拡散速度に律速され、10%以上では試料浸せきと同時に試料表面で生じる反応の速度に律速されると考えられる。将来は本研究結果と生物学的適合試験(細胞毒性試験)結果を対比させ、材料選択基準のガイドラインの作成を試みたいと考えている。歯科用貴金属合金の耐食性、耐変色性に対する各構成元素の影響を明らかにする目的で、Au-Cu-Ag-、Au-Cu-PdおよびAu-Cu-Ag-Pd系合金を作製し、定電位分極実験から得られるQ値(陽極反応量)によって耐食性を、また分光光度計を用いて測定した△E(変色ベクトル)によって耐変色性を定量的に評価した。得られた主な結果は次の通りである。1.Q値から算出された溶出Cu量は、電解液の原子吸光分析によって得られた値と一致し、Q値の耐食性パラメータとしての妥当性が示された。2.貴金属含有量が約50at%以上では耐食性、耐変色性ともほぼ完全であった。Au-Cu-Ag系合金では貴金属含有量が50at%以下になると急激にQ、△Eが増加したが、Pdを含有する合金ではAu含有量がほぼ25at%まで高い化学的安定性を示した。3.耐食性、耐変色性に対するPd添加の効果を知る目的で、次の実験を行った。(1)26at%Au-63Cu-11Ag合金(III-Ag)のAuの一部(115%)をPdで置き換えた合金について△Eを測定したところ、Pd510%で耐変色性は急激に改善されたが、15%では再び悪化した。4.耐食性、耐変色性に対する合金組織の影響を知る目的で、III-AgおよびIII-Ag+5Pd合金を時効処理し、試料全面がnoduleで覆われた試料を作製したところ、III-AgのQおよび△Eは約2倍に増加したがIII-Ag+5Pd合金ではQは約1/4になり、△Eもわづかに低下した。

5.今後、分析電顕や薄膜測定装置を用いて、Pd添加による化学的安定性向上の機構を解明する予定である。本年度は、歯科用貴金属系合金の腐食挙動に対する貴金属元素添加の効果、表面生成物の影響、二相分離の影響および二相合金の分極曲線に対する各相の寄与を明らかにした。主要な結果は以下の通りである。1.CuまたはAgまたはPdを添加した4種の二元合金を作製し、静的分極実験によりQ値を求め、耐食性を評価した。その結果、Cuに510at%のAuまたはPdを添加するとQ値はむしろ大になる。この結果は、純銅表面に不溶性の反応生成物(CuCl)が形成されてCuイオンの溶出は抑制されるが、貴金属元素の添加は不溶性皮膜の生成を抑制すると考えれば説明できる。この点は、不溶性皮膜の形成が期待できないNaNO_3水溶液を用いた実験によって確認された。2.腐食挙動に対する合金組織の影響を明らかにする目的で、単相組織を持つAuーCuーPd系、単相および二相組織を持つAuーCuーAg系合金の静的、動的分極実験を行った。その結果、以下の結論を得た。(1)単相合金の腐食挙動は合金組成、特に貴金属度(nobility)によってほぼ一義的に決定される。(2)二相合金の分極曲線は複雑な様相を呈し、電流値の急激な増大のみられる電位(Ec)も二ケ所に現れる。(3)しかし、一見複雑な曲線も、その合金を構成している二つの単相合金の曲線の重ね合わせによって説明できる。すなわち、複数のEcはそれぞれの相のEcに対応し、各電流における電流値は、各相のその電位における電流値に体積分率を乗じた値の積算値に等しい。すなわち、加成性が成立し、一般に定量性に乏しいとされている動的分極曲線についても定量的取扱いができることを明らかにした。