hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
拡散過程の古典力学系モデル

「拡散過程のノンランダムな古典力学系による導出」という研究課題において、初期エネルギーが十分高くない環境粒子も存在するモデルについて研究した。具体的には、理想気体と呼ばれる無限個の軽粒子を含む環境に一つの重粒子を入れ、重粒子と各軽粒子の間はノンランダムな古典力学法則に従って相互作用しながら動くとし、また、粒子間相互作用はあるコンパクトな台を持つ斥力的ポテンシャル関数により与えられるというモデルを考える。軽粒子達の質量が0に収束すると同時に、物理法則により、それらの速度と密度も一定のオーダーで高くなる。この時、重粒子の位置ー速度過程はある拡散過程に収束することを証明するのが目的である。重粒子も軽粒子達も同時に動いているのが一番の難点である。初期エネルギーが十分高い軽粒子については、重粒子との相互作用は軽粒子の方向と速度を少ししか変えられず、軽粒子は初期速度の方向に一定の速度を保ったまま非常に短時間で相互作用の有効領域を通過する。よって、軽粒子の挙動は、重粒子が動かないものとして得られる凍結近似で近似することができる。しかし、軽粒子の初期エネルギーが十分に高くない場合、相互作用有効領域における滞在時間は非常に長くなる可能性がある。これを説明するために、より簡単な凍結近似モデルを考える。重粒子は固定され、軽粒子は重粒子に向かってまっすぐに近づき、かつ総エネルギーがちょうどポテンシャル関数の最大値と一致する場合、軽粒子がこの最大値を取る位置に到着した瞬間、運動エネルギーが0になるので停止し、それ以上動けなくなる、よって、相互作用有効領域における滞在時間は無限になる。今年度は、上述の低初期エネルギーを持つ軽粒子が存在するモデルについて研究し、一定の条件の下で、目標にしている重粒子の位置ー速度過程の拡散過程への収束を証明できた。特に、低次元の場合についても考えた。当初予定として、拡散過程の古典力学系による導出という研究課題において、重粒子と軽粒子達の間の相互作用を与えるポテンシャル関数は有界であるが、低初期エネルギーを持つ軽粒子も存在する場合について、軽粒子達の質量が0に収束し、同時に軽粒子達の速度及び密度が一定のオーダーで高くなるとき、重粒子の位置ー速度過程が拡散過程へ収束することを証明するのが目標であった。また、低次元の場合についても考える予定であった。これらのためには、軽粒子の挙動と凍結近似の挙動の間の誤差評価をより高精度に行うために、Gronwallの補題に現れる係数をより精密に評価する必要がある。今年度は、これを証明できた。予定通り、今年度に証明できたGronwallの補題の拡張を用いて、拡散過程の古典力学系による導出という研究課題において、(1)ポテンシャル関数は有界であり、低初期エネルギーを持つ軽粒子も存在する、低次元の場合について、(2)ポテンシャル関数は有界であり、軽粒子達の初期エネルギーの下限は0である場合について、(3)ポテンシャル関数は原点の近くでは無限大に発散する(即ち、粒子間距離が0に近づくとき、相互作用は非常に強くなる)場合について、それぞれ研究する予定である。今年度は、拡散過程の古典力学系による導出という研究課題において、特に低エネルギーを持つ環境粒子も存在するモデルについて研究した。具体的には、理想気体と呼ばれる無限個の軽粒子を含む環境に一つの重粒子を入れ、重粒子と軽粒子達の間はあるコンパクトな台を持つ斥力的ポテンシャル関数により与えられる古典力学法則に従って相互作用しながら動くというモデルを考える。軽粒子達の質量が0に収束する(同時に、軽粒子達の速度と密度は一定のオーダーで高くなる)時、重粒子の位置ー速度過程がある拡散過程に収束することを証明するのが目的である。全ての軽粒子の初期エネルギーが十分高い場合についてはすでに研究結果が得られている。その場合、相互作用は軽粒子を止めるのに十分な強さがなく、すべての軽粒子は非常に短時間で相互作用の有効領域を通過する。よって、軽粒子達の挙動は、重粒子が動かないものとして得られる凍結近似で近似することができる。しかし、軽粒子達の初期エネルギーが十分に高くない場合、上述のような「相互作用有効領域における滞在時間の有界性」は成り立たない。これを直観的に説明するために、凍結近似を用いる。今年度は、上述の低エネルギーを持つ軽粒子が存在するモデルについて研究し、一定の条件の下で、目標にしている重粒子の位置ー速度過程の拡散過程への収束を証明できた。当初予定として、拡散過程の古典力学系による導出という研究課題において、重粒子と軽粒子達の間の相互作用を与えるポテンシャル関数は有界であり、軽粒子達の初期エネルギーの下限は真に正である場合について、軽粒子達の質量が0に収束し、同時に軽粒子達の速度及び密度が一定のオーダーで高くなるとき、重粒子の位置ー速度過程が拡散過程へ収束することを証明するのが目標である。

軽粒子達の質量が0に収束すると同時に、物理法則により、それらの速度と密度も一定のオーダーで高くなる。この時、重粒子の位置ー速度過程はある拡散過程に収束することを証明するのが目的である。重粒子も軽粒子達も同時に動いているのが一番の難点である。初期エネルギーが十分高い軽粒子については、重粒子との相互作用は軽粒子の方向と速度を少ししか変えられず、軽粒子は初期速度の方向に一定の速度を保ったまま非常に短時間で相互作用の有効領域を通過する。よって、軽粒子の挙動は、重粒子が動かないものとして得られる凍結近似で近似することができる。しかし、軽粒子の初期エネルギーが十分に高くない場合、相互作用有効領域における滞在時間は非常に長くなる可能性がある。これを説明するために、より簡単な凍結近似モデルを考える。重粒子は固定され、軽粒子は重粒子に向かってまっすぐに近づき、かつ総エネルギーがちょうどポテンシャル関数の最大値と一致する場合、軽粒子がこの最大値を取る位置に到着した瞬間、運動エネルギーが0になるので停止し、それ以上動けなくなる、よって、相互作用有効領域における滞在時間は無限になる。今年度は、上述の低初期エネルギーを持つ軽粒子が存在するモデルについて研究し、一定の条件の下で、目標にしている重粒子の位置ー速度過程の拡散過程への収束を証明できた。特に、低次元の場合についても考えた。当初予定として、拡散過程の古典力学系による導出という研究課題において、重粒子と軽粒子達の間の相互作用を与えるポテンシャル関数は有界であるが、低初期エネルギーを持つ軽粒子も存在する場合について、軽粒子達の質量が0に収束し、同時に軽粒子達の速度及び密度が一定のオーダーで高くなるとき、重粒子の位置ー速度過程が拡散過程へ収束することを証明するのが目標であった。また、低次元の場合についても考える予定であった。これらのためには、軽粒子の挙動と凍結近似の挙動の間の誤差評価をより高精度に行うために、Gronwallの補題に現れる係数をより精密に評価する必要がある。今年度は、これを証明できた。予定通り、拡散過程の古典力学系による導出という研究課題において、(1)ポテンシャル関数は有界であり、軽粒子達の初期エネルギーの下限は0である場合について、(2)ポテンシャル関数は原点の近くでは無限大に発散する(即ち、粒子間距離が0に近づくとき、相互作用は非常に強くなる)場合について、それぞれ研究する予定である。そのとき、Gronwallの補題を拡張する必要がある。また、軽粒子の相互作用有効領域における滞在時間をより精密に評価することにより、低次元の場合についても同問題を考える予定である。
慢性疾患患者の「折り合い」に関する研究-ストーマ保有者に焦点をあてて-

本研究は、ストーマ(人工肛門)を保有した人とその家族の「折り合い」を明らかにすることを目的とする。ストーマ保有者11名とその家族7名にインタビューを実施した。ストーマ保有者とその家族に共通していたのが「しょうがない」という言葉であった。「しょうがない」とは、他によい手段がないと思えることである。「折り合い」とは、諦め・妥協ではなく、ストーマ保有者とその家族が最も大切にしていることを守るためには他に手段がなかったと思えることである。本研究は、ストーマ保有者とその家族やストーマ保有者に関わる看護師の「折り合い」を明らかにすることを目的とする。これは、ストーマ保有者自身の「折り合い」という点は着目されているが、ストーマ保有者の「折り合い」には周囲の反応、とりわけストーマ保有者の家族、ストーマ保有者のセルフケアに関わる看護師の存在が影響していると考えられる。そこで本研究は、関東圏内の総合病院のストーマ外来に通院中のストーマ保有者およびその家族、関東圏内の総合病院に勤めるストーマ保有者と関わる看護師、関東圏内のオストミー協会に所属するストーマ保有者とその家族を対象に半構成的面接法により30分程度のインタビューを行うこととした。平成22年度はオストミー協会の会員のストーマ保有者4名とその家族3組に3060分のインタビューを実施した(その他に次年度ストーマ保有者3名とその家族2名にインタビュー予定になっている)。また、関東圏内の総合病院での研究は施設の倫理委員会が延期しているため平成23年度に実施する。インタビューの概要は以下の通りであるが、今後インタビューを実施し更なる分析を行う。<インタビュー概要>1.ストーマ保有者(男性2名、女性1名、平均年齢68.7歳)「自分のことだから仕方がない」「家族が気にしないでいてくれた」ことが語られた。2.ストーマ保有者の家族(男性1名、女性2名、平均年齢68.7歳)「何もしてあげられない」「臭いのことだけは言わない」「(ストーマを保有する前と)変わらない」ことが語られた。これは、ストーマ保有者自身の「折り合い」という点は着目されているが、ストーマ保有者の「折り合い」には周囲の反応、とりわけストーマ保有者の家族が影響していると考えられる。そこで本研究は、関東圏内の総合病院のストーマ外来に通院中のストーマ保有者およびその家族、関東圏内のオストミー協会に所属するストーマ保有者とその家族を対象に半構成的面接法により30分程度のインタビューを行うこととした。平成23年度はオストミー協会の会員のストーマ保有者3名とその家族1組に3060分のインタビューを実施したまた、関東圏内の総合病院ではストーマ保有者とその家族3組に3040分のインタビューを実施した。インタビューの概要は以下の通りである。<インタビュー概要>1.オストミー協会:ストーマ保有者(男性2名、女性1名)、ストーマ保有者の家族(女性1名)2.関東圏内の総合病院:ストーマ保有者(男性3名)、ストーマ保有者の家族(女性3名)3.インタビュー内容手術しなければ「死」という状況の中、「生きること」つまりストーマを造設することになったストーマ保有者とその家族は「しょうがない」という言葉を繰り返し言った。ストーマを保有しても活躍している人を知り、嫌悪感は軽減していた。しかし、戸惑いは抱えており、ストーマ保有者自身で新たな排泄手段を身に着け、「当たり前」のことにしていった。家族は、「見て見ぬふり」をしながら相手を気遣ったり、「自分のことのよう」に思いともにケアをすることを通して家族の絆が強くなったと語った。
公立小学校教員の外国語指導力アップのための研究

「小学校外国語活動」の分析・評価のための観察シート作成を目的とする。過去4年間では、観察シートに入れるべき観察項目を見出す研究が中心になった。小学校教員と大学生によるティーム・ティーチングの授業観察・分析、小学校教員のみによる授業の観察・分析、中学生への意識調査と授業観察、小学生の英語オンラインレッスンの観察・分析等を通して、複数の信頼性・妥当性のある項目を見出した。新学習指導要領では小学校5・6年で週1コマ「外国語活動」を実施することになった。本研究は公立小学校教員の外国語活動指導力のアップに繋がる授業評価方法を確立することを主眼とし、その具体的方法として、小学校外国語活動に相応しい観察シートの作成を目指している。21年度は、小学校教員のみによる外国語活動を20クラス分ビデオ撮影し、談話分析、改良版COLT(Communicative orientation of language teaching observation scheme)をベースにした授業観察シートによる分析、また、授業関係者へのインタビューやアンケートの回答をmatrixを用いて分析する予定であった。しかし、分析までは至っていない。その理由は二点ある。一点は、小学校教員のみによる授業を実施した研究協力校が少なく、得られたデータは、14クラス分であった(当初の予定は20クラス分)ことである。二点目は、授業観察シートで得られる数値データの分析方法の見直しを優先したことである。長年研究をすすめてきた中学校教育実習における実習生の授業(英語)分析のための観察シート(日本版COLT)のデータ分析の見直しを図った。被験者から得られた数値をラッシュ・モデルをもとに見直し、その結果得られたデータを再度分散分析した。この方法により、より正確な数値分析が可能になった。(この結果を博士論文として提出できるに至った。すでにTemple University Japanに提出済み、22年度中に発行予定。)今後は、この手順で数値データの分析を行う。22年度は、小学校教員のみによる外国語活動の授業に加えて、横浜国立大学付属小学校におけるティーム・ティーチングの授業も研究対象として加えていき、データ収集(ビデオ撮影、インタビュー、T1とT2の提出する報告書等)と分析を実施する予定である。本研究は公立小学校教員の外国語活動指導力のアップに繋がる授業評価方法を確立することを主眼とする。具体的には、観察シートの作成である。22年度はいくつかの小学校の協力を得て、毎年度のべ20クラスの授業観察、デートタ収集と分析を行う予定であった。また、学校インターンシップ、高尾英語キャンプの授業観察とデータ収集の予定であった。後者の予定は、大学の転任のため、断念せざるを得なかった。実際に収集できたのほ、13クラス分であった。次年度の目標は、以下の通りである。(1)20クラス分の授業のデータ収集と観察(2)公立小学校教員の外国語活動指導力のアップにつながる観察シート作成を目標にしている。他の利用法として、小学校-中学校連携を考えていきたし。本研究の最終的な目的は、公立小学校教員の外国語活動指導力のアップに繋がる授業分析方法・評価方法を考案することであり、そのための観察シートの作成を目指す。上述の目的に沿い、23年度はいくつかの小学校の協力を得て、のべ20クラスの授業観察、データ収集と分析を行う計画であったが、小中連携の研究の着眼点から、中学校1年生の英語の授業等に関連するデータ収集と分析をし、観察シート作成のデータになるものを研究することに変更した。これに関連して、二つの研究に取り組んだ。一つは、22年度までに収集したデータの分析(いくつかの公立小学校における「小学校外国語活動」の授業観察によるデータ、横浜国立大学教育人間科学部付属横浜小学校を含む)である。もう一つは、横浜国立大学教育人間科学部付属横浜中学校1年生の英語の授業観察と分析、1年生を対象にした3回に渡る(23年4月、7月、24年1月)アンケート調査と分析である。授業観察で収集したデータの分析方法は、主に以下のように行った。(1)観察シートの数値データの統計分析と言語活動パターンの特徴matrixによる分類、(2)談話分析:撮影記録の文字起こし後、小学校教員と児童のやり取りのパターンを観察する。また、横浜国立大学教育人間科学部付属横浜中学校1年生の英語の授業観察と分析、1年生を対象にした3回に渡る(23年4月、7月、24年1月)アンケート調査と分析の目的は、付属小と付属中の英語教育に関する連携を進めることも視野にいれている。主に生徒の小学校時の英語活動への興味・意欲、中学における英語授業への興味や意欲に関しての研究である。連携という点から観察シートに入れるべき着眼点を見出す試みをしている。本研究の最終的な目的は、公立小学校教員の外国語活動指導力のアップに繋がる授業分析方法・評価方法を考案し、観察シートの作成を目指すことである。上述の目的に沿い、1横浜国立大学教育人間科学部付属横浜中学校1年生の英語の授業観察と分析、3回に渡る(23年4月、7月、24年1月)アンケート調査と分析

⇒「生徒の小学校時の英語活動への興味・意欲、中学における英語授業への興味や意欲に関しての研究」⇒連携という点から観察シートに入れるべき着眼点を見出す試みをすること、2児童一人一人の反応を丁寧に観察することも必要と考え、アメリカ人講師と児童のオンライン英語学習の様子を録画したものを観察・分析していくこと、以上を当初予定。オンライン英語学習プログラムの観察と分析は、結果として、プログラム内容と難易度、児童の学力は無論であるが、1講師と児童のrapport、2講師のwaiting time(児童に問いかけ等をして児童から何かしらの反応をもらうまでの待つ時間)、3講師の指導技術、4オンライン学習をする環境が学習向上のための大きな要因になりうることがわかった。特筆すべき点は二点ある。1、2の条件が児童にとって反応しやすいものであれば、自分なりに学んだ英語を駆使して発話することが観察できた。もう一点は、4に関連している。先行研究にあるように(Umino, 2004)保護者と共有できる空間(居間など)で取り組むことで継続できること、また、保護者が児童のZDP(少し手伝いをしてあげれば学習できる範囲)を知っている可能性があり、それは学習上大きな助けとなることである。講師の問いかけ等に対する児童の反応を観察でき、小学校外国語活動指導上にも参考になる研究になった。もう一方の研究は、23年度中学校1年生であったアンケート対象者が3年生になってからのアンケート調査と分析を今後引き続きしていく必要がある。扱いやすい、わかりやすい授業観察シートを目指しているが、まだかなり複雑であり、簡単に使用できるようになるまで至っていない。観察シートにいれるべきカテゴリーを単純かつ明確で妥当性・信頼性の高いものにする必要がある。これは、児童一人一人の反応を十分に観察しきっていないことも原因と考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度は、さらに横浜国立大学教育人間科学部付属横浜中学校と同付属横浜小学校における授業観察、データ収集等を行い、小中連携の着眼点から小学校外国語活動の授業分析のための着眼点を見出していく。児童一人一人の反応を丁寧に観察することも必要と考え、アメリカ人講師と児童のオンライン英語学習の様子を録画したものを観察・分析していく。変更点として、付属小学校や他の公立小学校における授業内容や指導技術の中で、中学校1年次の(英語)入門指導期に生かせる着眼点に関しても見出せるように努めたい。
金属製錬における選鉱技術を用いた繊維製品廃棄物から動物繊維の回収とその有効利用

シルクや羊毛粉末に水を加えた後、100200°Cに加熱しながら2040 MPaの加圧力を加えるだけでタンパク質が樹脂化したシルク樹脂やケラチン樹脂が得られる。シルクや羊毛が高温の湿潤雰囲気に曝されると脆化する性質を利用し、脆化させた糸や布地をボールミルにより粉砕した粉末が原料になる。これらの繊維と化学繊維などとの交撚糸、混紡糸、交織織物であれば、シルクや羊毛のみが脆化する性質を利用し、粉砕と篩別けにより脆化しない化学繊維等との分別が可能になる。例えば、シルクから作製した樹脂は、高いガラス転移温度、高密度エポキシ樹脂に匹敵する高い熱伝導率、さらにはリサイクル性を持つことを明らかにしてきた。交撚糸,混紡糸からのシルクの分離・回収を行った。シルク交撚糸(60 %シルクー40 %キュプラ)とシルク混紡糸(50 %シルクー50 %エステル)について遊星型ボールミル(アルミナ製容器(500 ml),アルミナ製ボール(φ30 mm,全量3.4 kg))を用い,300 rpmの回転数で1分間の粉砕を行い,その後,5分間静置する操作を10回繰り返した。続いて,200 meshの篩を用いた篩分けを行ったところ,篩下の粉末はシルクのみであった。一方,交織織物についてはシルクがUVと酸素により脆化することを利用し,UVを照射後,粉砕と篩分けを行うことによりシルク粉末を回収した。交織織物(47 %シルクー53 %レーヨン)にUVを酸素雰囲気中60分間照射し,続いてローラー上で粉砕容器が回転する簡単な卓上型ボールミル(アルミナ製容器(1000ml),アルミナ製ボール(φ10mm:20個,φ20mm:20個))を用い,700 rpmの回転数で10分間6時間かけて粉砕を行い,続いて篩分けを行った。紫外線を照射すると,わずか10分間で粉末と糸状の繊維に分かれ,篩下の粉末はシルクのみになった。この他,同じ交織織物について,オートクレーブを用いた蒸煮処理後に粉砕と篩分けを行う方法でシルク粉末を回収した。綿や麻は湿潤すると引張強度はわずかに増加するが,反対にシルクは減少することを利用した。蒸煮処理は,2種類の交織織物(50%シルクー45%綿ー5%ポリウレタン, 50%シルクー50%麻)についてオートクレーブ中180°C,3.5MPaの加圧下で30分間保持することにより行った。粉砕は,遊星型ボールミル(アルミナ製容器(500ml),アルミナ製ボール(φ20 mm,全量3.4 kg))を用い,交撚糸や混紡糸の場合と同じ条件で行い,最後に篩分けを行った。蒸煮処理を施すと篩下の粉末はシルクのみになった。羊毛が水熱環境下で脆化することを利用し、羊毛の混紡糸や交織織物から粉砕と篩分けにより羊毛のみを回収することを目的とした。模擬廃棄物には、羊毛を含む混紡糸(1羊毛70%ーポリエステル25%ーナイロン5%、2羊毛57%ーレーヨン30%ーナイロン10%ーカシミア3%)と交織織物(3羊毛83%ーナイロン17%、4羊毛30%ーポリエステル70%)の他、純毛の布地を用いた。模擬廃棄物を裁断後、それぞれ約20 g秤量したものに400 mlの水を加え、403 K、0.2 MPaの加圧下で1.8 ks保持する蒸煮処理を行った。その後、粉砕と篩分けを行った。最初に、蒸煮処理前後の純毛の布地の場合、ー200 meshの粉末の回収率は、蒸煮処理前で約8%、蒸煮処理後では約84%まで向上した。シルクよりも羊毛の方が蒸煮処理により格段と粉砕しやすくなった。また、混紡糸や交織織物の場合、羊毛比率が多いものほどー200 meshの粉末の回収率が増大した。一方、4羊毛30%ーポリエステル70%の場合は、粉砕されなかった。引張強さ(ヤング率)がポリエステルの0.260.44 MPa(3.048.53 GPa)、ナイロンの0.460.75 MPa(0.802.96 GPa)よりも羊毛は低く、また伸びもポリエステルの2050 %、ナイロンの2560 %と較べ羊毛は2535%とわずかに低い他、摩擦寿命がポリエステルやナイロンと較べ羊毛は非常に短いことから、主に羊毛が粉砕されたものと考えられる。

ー200 meshの粉末のSEM観察から、1については5の羊毛100%と同様の繊維が観察され、羊毛繊維のみが回収された。また、2と3については、篩目を通り抜けた細長いナイロン繊維がわずかに観察された。以上、羊毛以外の繊維が混じる場合でも樹脂化は可能であるため、カスケード利用向けの羊毛粉末が蒸煮処理と一回の篩分けで回収できることが判った。また、アップグレード利用には、篩別けを繰り返しや、さらに篩分けの後に静電選別を加える必要がある。「繊維廃棄物は宝の山動物繊維廃棄物から生まれた新しい樹脂」イノベーション・ジャパン2014ー大学見本市ー、9月1112日東京ビッグサイト材料物理化学本研究の目的は,金属製錬における選鉱技術の一つである浮遊選別法を取り入れた繊維製品廃棄物からのシルクや動物毛などの動物繊維回収プロセス,および回収された動物繊維からバイオプラスチックを作製するための要素技術の開発するものである。リサイクル後の有効利用の研究も同時に行い,繊維製品のリサイクルの必要性を明らかにしようとするものである。当初の研究計画では,浮遊選別を利用した動物繊維の回収を想定していた。しかし,平成25年度の研究により,交撚糸,混紡糸については簡単なボールミルによる粉砕,交織織物については紫外線照射後あるいはオートクレーブを用いた蒸煮処理後にボールミルを用いた粉砕を行うことによりシルクのみが粉砕されることが明らかになった。結果的に簡単なプロセスによりシルク粉末のみを回収することができ,目的が達成された。ラピッドプロトタイピングの一つである粉末積層造形において従来のナイロン12の代わりにこの樹脂の微細粉末を用いることが可能になる。この造形が開始すると,装置は0.10.15mmの厚みで,スライスデータの一枚ずつを造形用ボックスに敷き詰め,レーザーがスライスデータで指示された箇所に照射することで,溶融し固められる部分と,粉末のまま残る個所ができる。この粉末が,上部の硬化した部分を支えることで,精細な中空形状も実現することが可能となる。また,この繰り返しにより,高精度で精密な模型が完成する。ナイロン12の代わりに動物タンパク質由来の樹脂粉末を用いた場合,190 200°C付近にガラス転移温度があることから,粉末にレーザーを照射することにより,粉末は溶融し再び樹脂化することが可能である。ナイロン12の熱膨張率は120×10-6/K,ガラス転移温度は170180°C,熱伝導率は0.22W/(m°C)であり,とくに熱膨張係率が小さく,熱伝導率が大きな羊毛樹脂に代えることにより,加工の段階で最終製品に近い形状を得ることが可能なニアネットシェイプの造形を行うことができると考えている。当初は浮遊選別装置の試作して動物繊維のみを回収することを計画していた。しかし、浮遊選別を行う必要もなく、簡単なボールミルによる粉砕と篩い分けにより選別が可能でることがわかった。今年度は、篩い分けをより精度良く行うために、選鉱技術の中の静電選別を行う予定であり、その電源購入に充当したい。静電選別のための電源購入を計画している。
慢性関節リウマチ滑膜マクロファージ選択的発現遺伝子の探索とその機能解析

RA、滑膜マクロファージに特に多く発現する遺伝子を多数見出した。これらの遺伝子の中の1つとして、MSF類似蛋白質遺伝子を見出した。MSF類似蛋白質遺伝子にはイントロン10を含むものと含まないものが存在した。OAおよびRAの滑膜と軟骨を材料として調べた結果、RA滑膜にだけイントロン10を含まないものが存在した。RA滑膜においてイントロン10を含まないものはCD163陰性細胞すなわちRA fibroblastに由来していた。またRA fibroblastでは継代を重ねていくにつれ、しだいにイントロン10を含まないものが消失していった。PMA刺激を行なうことにより、消失したイントロン10を含まないMSF類似蛋白質遺伝子が再び発現してきた。MSF類似蛋白質遺伝子にはエクソン12は存在しなかった。二種類のMSF類似蛋白質遺伝子のORFを決定したところ、イントロン10を含むものについては、エクソン1の次にエクソン9がつながり、そのあとエクソン10、イントロン10、エクソン11、イントロン11というように構成されていた。イントロン10を含まないものについては、エクソン1、2、3の後、エクソン6の5'末端の93塩基、3'末端の549塩基がつながり、その後、エクソン7、8、9、10、11、そしてイントロン11というように構成されていた。イントロン10を含むMSF類似蛋白質遺伝子においては、エクソン1と9が直接つながることにより、フレームシフトを起こし、アミノ酸配列においてはエクソン1の後、QGFSVLAFYQのポリペプチド鎖がつながって終結した。エクソン1はシグナルペプチドであるので、機能する部分はこの10ペプチドといえる。一方、イントロン10を含まないものは、エクソン1から11まではフレームシフトは起こさず、エクソン11の後、CKVLTNSFPRRのポリペプチド鎖で終結した。エクソン6は、潤滑機能に関わるMucin-like Repeat Resionを含むが二種のMSF類似蛋白はエクソン6を欠き、これらの蛋白には潤滑能がないことが予想される。1.RA滑膜発現遺伝子の取得関節リウマチ(RA)患者からTKA時に取得した滑膜組織を用いてRA滑膜cDNAライブラリーを作製し、RA滑膜組織において発現量が亢進している複数個のクローンを取得した。次に、得られたクローンの塩基配列を決定した。その結果、複数個の機能未知クローンが得られた。2.ノーザンブロット法によるmRNAの各臓器・滑膜における分布の判明取得クローンのうちIg superfamilyに属するクローンについて、mRNAの各臓器での分布およびRA滑膜、変形性関節炎(OA)滑膜、色素沈着性絨毛結節性滑膜炎(PVS)滑膜での分布をノーザンブロット法にて明らかにした。その結果、ほとんど胎盤や肺にのみ発現し、各臓器において発現量の変動がみられたクローンがあった。そのクローンについてRA滑膜、OA滑膜、PVS滑膜における発現分布を調べたところ、OA滑膜、PVS滑膜と比較してRA滑膜において高い発現が認められた。3.単球、リンパ球、線維芽細胞におけるmRNA発現パターンの判明前述のIg superfamilyに属するクローンについて、単球、リンパ球、線維芽細胞を各種サイトカインで刺激したときのmRNA発現パターンの変動を調べた。その結果、単球では刺激によって発現量が減少するが、24時間経過すると発現量はもとに戻った。次に、リンパ球では刺激によって発現量が減少し、単球と異なり、24時間経過後も発現量は戻らなかった。また、線維芽細胞では活性化の有無に関わらず発現はみられなかった。
トヨタ生産方式による外科・救急手技のオンザジョブトレーニングの確立に向けて

本研究では研修医の修練のうち胸腔ドレナージ術の実践を、標準化という手法で明文化し、それをもとに指導、評価、フィードバックするという形で、TPSによるOJTの手法を臨床現場における研修医の修練に対して応用した。成果の第一として手技の標準化過程で無駄な作業が把握でき、安全確認のための作業を盛り込め、手技自体の改善がおこなわれた。第二として研修医のモチベーションが向上した。第三として医療現場のOJTが抱える倫理的な問題点の顕在化し、医学教育研究の臨床研究デザインにおける倫理の保全を確立する必要性が強く認識された。第四として教育効果の客観的な評価方法の確立の必要性が認識された。前年度に引き続いて、手技を標準化した胸腔ドレナージ術の研修医教育を行った。教育の成果について、客観的な評価方法を模索したが、確立できなかった。トヨタ生産方式の手法を用いて,胸腔ドレナージ術について作業を動画にて詳細に分析した後に、標準化(作業要領書)を作成した。この過程で、無駄な作業(何回も肋間をエコーで走査する、器具を探す、作業直前に必要物品を要求し、それが出てくるまで何分も待つ、など)が把握でき、安全確認のための作業(患者確認、回路接続後の観察事項)を盛り込め、手技自体の改善することができた。次に作業要領書を用いて研修医に対し、改善された胸腔ドレナージ術の手技内容を理解させた後に、実際に作業要領書に従って、胸腔ドレナージ術を実践させ、安全に終了することができた。この際に、作業の急所という形で、手技のそれぞれのステップにおける成功のためのコツを明確に研修医に伝えられることがわかった。トヨタ生産方式の専門家と会合を持ち、作業要領書の作成などを含め研究全体にわたり、助言をうけた。平成24年11月に日本救急医学会学術集会において、上記の内容を発表した。これまでの研究成果からは、トヨタ生産方式は安全で効果的なオンザジョブトレーニングとして医療現場においても十分に適用できるという可能性が見いだせ、胸腔ドレナージ術以外の手技への応用を来年度もひきつづき進める(研究計画では、気管切開術)必要があると考えられた。さらには、実践した症例を集積することで、十分な根拠をもって、安全性や有効性を厳密に評価する必要もあると考えられた。実践症例の数が想定よりも少ない印象にあるため。また,可能性は見いだせるものの有効性の客観的な評価方法に関して検討が続いているため。トヨタ生産方式の医学教育に対する有効性を客観的に評価する方法を確立する。画像機器など充実させ、手技の分析と標準化をいっそう効果的に行う。
揮発性を有する抗がん薬の安全対策－イホスファミド、ベンダムスチンの揮発量の検討－

【研究目的】揮発性の抗がん薬はシクロホスファミド(CPA)、イボスファミド(IFM)、ベンダムスチン(BDM)がある。CPAの揮発量に関する報告は数多くあるが、IFM、BDMについての報告はほとんどない。そこで今回、抗がん薬調製時の安全対策のため、IFM、BDMの揮発量の測定を試みたので報告する。【研究方法】臨床現場で使用されている医療用のIFM、BDMを用いて研究を行った。生理食塩液を用いてIFM標準液40mg/mL、BDM標準液2.5mg/mLを作成した。<IFM試験>IFM標準液25mLをプラスチック製容器に入れ、密閉し、蓋に穴をあけ吸引チューブを差し込こみサンプリングした。温度条件として25°C、40°Cにて試験を行った。サンプリングには、シリカゲルチューブ及びエアサンプラーを使用し、200mL/分で3時間吸引した。エアサンプリング後のシリカゲルを取り出しメタノール2mLずつ加えて30分振とうした後、3000rpmで15分間遠心分離を行った。上澄液を試料溶液とし、その液5μLについてLC/MS/MS装置を用いてIFMの定量を行った。〈BDM試験〉。BDM標準液5mLを2本の試験管に入れ、一定時間水浴(40°C及び60°C)中で静置した。1本は吸収液の入ったインピンジャーに接続し、エアサンプラーで吸引、1本は試験管静置のみで行った。定量についてはIFMと同様に行った。【研究成果】IFMの揮発量を測定した結果、25°C: 0.242ng、40°C: 3.796ngであった。検出量についてはごくわずかであるが、連日抗がん薬調製することを考慮すると継続的な吸入には厳重な注意が必要である。また温度が上がることで揮発量が上昇するので、調製室の温度は可能な限り低い温度で混注することが望ましい。BDMについては試験管及びインピンジャー内の吸収液について分析について吸収液は未検出であった。BDMの分解は非常に早いため分析方法の検討が必要である。〈BDM試験〉。
エリア型コミュニティの地理的不均等発展に関する研究

本研究は、近年の、地縁組織などエリア型コミュニティの主体的な役割を重視した政策に伴う、エリア型コミュニティの地理的不均等発展の実態とメカニズムの解明を目的としたものである。具体的には、2000年以降に普及のみられる自治体内分権制度を対象事例とし、全国の基礎自治体1,741団体を対象としたアンケート調査と、5つの自治体でのインタビュー調査を中心とした現地調査をもとに検討した。その結果、もともと基盤のしっかりとしたエリア型コミュニティにおいて、自治体内分権制度がより機能していることが示唆されるなど、こうした制度の導入が、エリア型コミュニティの地理的不均等発展を惹起している可能性が確認された。本研究の目的は,町内会などエリア型コミュニティを対象とした自治体の公募型事業に着目し,エリア型コミュニティの地理的不均等発展の実態とメカニズムを解明することである.本年度は,次年度以降に実施予定の本調査に向けて,主として1)NPOやコミュニティ組織の地理的不均等発展に関する研究動向の検討と,2)エリア型コミュニティを対象とした公募型事業の現状整理を行った.1)については,既存研究の整理に加え,英国ブリストル大学の地理学,社会学,政治学の研究者と直接意見交換を行う機会が作れたため,現地にて,近年の国内外のコミュニティ政策について議論を行った.その結果,本研究を自治体内分権の文脈の中で検討していくことが有意義であるという方向性を示すことができた.2)については,愛知県及び県内自治体の地域防災政策や名古屋市の地域委員会制度に関する予備調査に加え,ブリストル市のコミュニティ政策についても当事者に聞き取り調査を行うことができた.その結果,自治体の政策により地域コミュニティの地理的不均等発展がもたらされている可能性がうかがえた.1)と2)を通じ,自治体内分権という観点を軸に,本研究を国内のみならず,国際的な議論と接点をもたせながら展開する目途をつけることができ,そのことは当初予定以上の成果と考えている.1)と2)の成果については適宜,国際地理学連合や日本地理学会などで報告した.次年度以降の本調査では,本年度の成果を踏まえ,自治体の公募型事業の中でも自治体内分権に関わるまちづくり分野に,より焦点をあてていくことにした.なお,当初計画では,本年度に,3)全国の自治体を対象とした公募型事業に関するアンケート調査の実施も予定していたが,1)と2)の作業に当初計画以上に時間を要したのに加え,より高い回収率が見込まれる時期を再検討した結果,アンケートは次年度に実施することとした.本年度は,主として自治体内分権制度に焦点をあて,エリア型コミュニティの主体性を重視した事業や制度と,エリア型コミュニティの地理的不均等発展との関係について調査・分析を進めた.具体的には主に,(1)全国の自治体を対象とした自治体内分権制度に関するアンケート調査と,(2)自治体内分権制度の実施過程や状況に関する基礎的な調査・分析を行った.(1)については,約900の自治体から回答が得られた.類する仕組みを含め,約4割の自治体が自治内分権制度を導入しており,そのうち約半数の自治体が,活動の活発さに地域差があると認識していた.また,自由回答欄の記述等から,地域差の要因について多くの示唆が得られた.アンケート全体として,当初の予定以上に充実した結果を得ることができた.(2)については,名古屋市の地域委員会制度についてインタビュー及び資料収集を主とした調査をパイロット的に行うとともに,同制度を1つの参照基準としながら,(1)の回答も踏まえつつ,全国の自治体内分権制度について整理・分析を行った.(1)と(2)の調査・分析を通じ,エリア型コミュニティの現状が,自治体内分権制度のパフォーマンスに影響を与え,そのことが,エリア型コミュニティの更なる地理的不均等発展を招く可能性を垣間みることができた.次年度は,複数の特徴的な自治体を対象によりインテンシブな調査・分析を実施し,また,アンケート結果の更なる分析を進めることで,この点を明確にし,エリア型コミュニティの地理的不均等発展の実態とメカニズムを解明していく.なお,当初の計画では本年度に,複数の自治体において,町内会等のエリア型コミュニティを対象としたアンケートの実施を検討していたが,(1)と(2)の調査・分析の過程で調査法を再検討した結果,エリア型コミュニティに関しては,インタビューを軸に調査を進めることにした.本年度は,主として自治体内分権制度に焦点をあて,1)エリア型コミュニティの主体性を重視した事業や制度について調査・分析を行うとともに,2)これらの結果をもとに,エリア型コミュニティの地理的不均等発展の実態とメカニズムについて考察を行った.1)については主に具体的に,昨年度に実施した全国の基礎自治体(1,741団体)を対象としたアンケート調査結果の整理・分析(916団体から回答)と,昨年度から実施している自治体内分権制度導入自治体を対象とした現地調査(横須賀市,見附市,南魚沼市,名古屋市,雲南市)結果の整理・分析を行った.これらの分析からは特に次の3つの示唆が得られた.一つ目は,2000年代以降に自治体内分権制度が普及しつつあり,とりわけ平成の大合併時に市町村合併を経験した自治体,人口規模の大きい自治体,3大都市圏以外の自治体でより導入が進んでいると考えられる点である.二つ目は,都市部においては従来,町内会等が担っていた地域活動をいかに維持・再生するのかにより力点が置かれていると考えられる点である.三つ目は,一方で農村部においては,自治体内分権制度のもと,エリア型コミュニティが,配食や小売など集落や生活の維持に関する機能を担うケースもみられ,都市部より多岐かつ大きな役割を担っていると考えられる点である.

こうした農村部の動きについては,自治体内分権制度に関する,自治体を超えた水平的なネットワークの形成もみられ,今後より深化する可能性が考えられる.他方で,2)については,農村か都市かを問わず,自治体内分権制度に関して,もともと基盤のしっかりとしたエリア型コミュニティにおいて,より主体的・実質的な取り組みがなされていることが垣間みられた.エリア型コミュニティの主体性を重視した事業や制度は,運用方法によっては,エリア型コミュニティの一層の地理的不均等発展をもたらす可能性が示唆される.本研究は、近年の、地縁組織などエリア型コミュニティの主体的な役割を重視した政策に伴う、エリア型コミュニティの地理的不均等発展の実態とメカニズムの解明を目的としたものである。具体的には、2000年以降に普及のみられる自治体内分権制度を対象事例とし、全国の基礎自治体1,741団体を対象としたアンケート調査と、5つの自治体でのインタビュー調査を中心とした現地調査をもとに検討した。その結果、もともと基盤のしっかりとしたエリア型コミュニティにおいて、自治体内分権制度がより機能していることが示唆されるなど、こうした制度の導入が、エリア型コミュニティの地理的不均等発展を惹起している可能性が確認された。全国の自治体を対象に実施したアンケート調査から予定以上に充実した結果を得ることができた一方で,当初予定してた一部の自治体に対する現地調査が十分にできなかったため,「(2)おおむね順調に進展している」と自己評価した.なお,自治体に対する現地調査が不十分であったのは,「研究実績の概要」でも述べたように,研究の過程で調査法を再検討したことによるものであり,研究全体の進捗に影響するものではない.人文地理学次年度は,まず,本年度の調査・分析をもとに,自治体内分権制度に関して特徴的な市区町村を早急に選定し(パイロット調査を進めていた名古屋市を含め,5つ程度の自治体を選定予定),自治体とエリア型コミュニティに対するインタビューを軸とした調査・分析を実施する.また,国勢調査等の既存の統計を用いながら,本年度実施したアンケート結果のさらなる分析を進める.以上の結果に加え,昨年度の成果も踏まえ,エリア型コミュニティの地理的不均等発展の実態とメカニズムに関する考察を行う.「研究実績の概要」で述べた通り,本年度は,当初計画していた3つの課題のうち,1)NPOやコミュニティ組織の地理的不均等発展に関する研究動向の検討と,2)エリア型コミュニティを対象とした公募型事業の現状整理については,当初予定以上の成果を得ることができたが,3)全国の自治体を対象とした公募型事業に関するアンケート調査を次年度に行うこととなったため,(3)やや遅れていると自己評価した.
細胞増殖に関わる細菌型ｍｉｔｏＮＥＥＴシステムの網羅的解析

MitoNEETは、II型糖尿病改善薬のミトコンドリア標的膜酵素として同定され、創薬ターゲットとしても期待されているが、生理機能は不明である。本研究では、遺伝子操作系およびオミックス解析系が整っている高度好熱菌とシアノバクテリアを主材料として、(1)細菌型および真核細胞ミトコンドリアのmitoNEETホモログの構造生物学解析、(2)好熱菌とシアノバクテリアのmitoNEETホモログ欠損株等の機能生理解析を行った。微生物ホモログとして初めて構造機能生理相関に関する新知見を得たほか、真核生物mitoNEETにつき薬剤結合型構造の強度データ収集にも成功し、当該分野における新たな展望が開けた。細菌型mitoNEETは[2Fe-2S]クラスターをもつ可溶性蛋白質であり、電子伝達、あるいは生体内レドックス・バランスと対応した新しい生体内システムと推察される。高度好熱菌およびシアノバクテリアのゲノム情報より見いだした細菌型mitoNEETホモログ(TthNEETおよびPirB)につき、構造機能生理解析を連携して実施し、平成25年度には以下の主要成果を得、学会等で一部発表した。1. T. thermophilusHB8のTthNEET0026欠損株と野生株の表現型解析を行い、(現時点では)欠損株においてグルコース存在下、生育阻害がかかることを発見した。他の糖類の効果も幾つか検討し、グルコース特異的に生育阻害が認められることを確認した。一方、網羅的メタボローム比較解析結果の再検討から、解糖系等の主要等代謝経路の主要中間代謝産物に大きな変動がないことを確認した。2.遺伝子改変株をもちいたin vitroTthNEET結合蛋白質同定を試みたが、断定的な結論を得ることはできなかった。3.シアノバクテリアPirB欠損株を作成した。表現型解析を試みたが、生育が遅いため定量性ある結果を得ることはできなかった。DNAマイクロアレイ解析をすすめる計画であったが、表現型解析の結果が不明瞭であり、またマイクロアレイ実験そのものが非常に高価となるため、今後さらなる検討を要する。4.ラットmitoNEET結晶構造解析を引き続き行い、結晶性の改善と高分解能回折データの収集に成功した。3種類の薬剤との共結晶作成に成功し、構造精密化をすすめている。今後論文として発表する計画である。一方、ラットmitoNEETではインスリン抵抗性改善薬との共結晶化に成功しなかったため、線虫およびシゾン由来のmitoNEET結晶化条件を検討、線虫mitoNEETにつき微結晶を得た。今後条件改善を検討する。高度好熱菌およびシアノバクテリアのゲノム情報より見出した細菌型mitoNEETホモログ(TthNEETおよびPirB)およびにつき、構造機能生理解析を連携して行い、平成24年度には以下の主要成果を得た。1. T. thermophilusHB8のTthNEET0026欠損株と野生株の生育および網羅的メタボローム比較解析結果を再検討し、欠損株で生育回復しうる栄養源同定を試みた。真核細胞mitoNEETでは、鉄輸送系とのリンクが推察されているが、培地にFe2+、NADPH前駆体を添加しても生育阻害の回復は認められなかった。次年度も検討を続け、これまでの構造解析結果と合わせ、今後論文として発表する。2. Hisタグ付加したTthNEET0026の相同組換株を作成したが、欠損株と同様に生育阻害された。次年度は欠損株とHis-tagつきTthNEETとを利用し、in vitroでTthNEET結合蛋白質同定を目指す。3.シアノバクテリアPirBのC末側が膜結合に寄与することを見いだし、可溶性酵素としての高発現系を作成した。結晶化を試みたが、酸素感受性が高く成功していない。また、シアノバクテリアpriB遺伝子欠損株を作成し、次年度にDNAマイクロアレイ解析を行う計画である。4.ラットmitoNEET結晶構造解析を行い、各種薬剤との共結晶作成、構造解析を試みた。このうち、一つにつき、2.5A分解能で薬剤結合型mitoNEET構造解析に世界で初めて成功し、薬剤結合部位の一つを同定することができた。次年度は薬剤非結合型の高分解能データ解析を行い、今後論文として発表する。平成24年度は、「細胞増殖に影響する細菌型MitoNEETの網羅的オミックス解析」を目的として、厳選したモデル微生物(高度好熱菌、シアノバクテリア)を材料に、当初計画課題に取組んだ。とくに、(1)メタボロームデータ再整理に基づく欠損株と野生型の表現型比較、(2)結晶化、結晶構造解析を中心にすすめた。

(1)細菌型ホモログTthNEETでは、鉄イオンやNADPH原料等(ニコチンアミドなど)は欠損株増殖に大きな改善効果がなく、メタボローム解析結果をもとに他要因を検討中である。DNAマイクロアレイ解析については、材料作成に重点をおいたが、次年度への展望が開けた。(2)結晶化、結晶構造解析については、膜酵素全体構造解析については進展しなかったが、真核細胞mitoNEETの薬剤結合型結晶構造解析に世界で初めて成功し、当初想定していなかった展望が開けた。以上の主要成果を勘案し、全体としては順調に進展したと考えている。平成25年度は、前年度の進捗状況をもとに、引き続き下記研究課題に取り組む計画である。(1)シアノバクテリアの細菌型mitoNEETホモログpirB欠損株の作成を継続して行い、これをもとにpirB欠損株のゲノムワイドなDNAマイクロアレイ解析、表現型解析をすすめる。(2)プルダウンアッセイが成功しなかったため、方針を変更し、好熱菌TthNEET欠損株を利用したTthNEET結合蛋白質同定を継続してすすめる。(3)前年度の結果をもとに、結晶構造解析を中心にすすめ、今後論文として発表することを目指す。基本的大型測定機器は揃っている。このため、平成25年度は、主として下記項目に本研究費を使用する計画である。(1)DNAマイクロアレイ、培地類、分子生物学および生化学キット類、冷媒等の消耗品費。(2)連携研究者との連携研究のための内国旅費。(3)成果発表費(論文投稿、別刷代含む)。
着床と胎盤形成の分子機構

今年度の研究計画に従って班員の仕事は順調に展開している。その結果各班員がこれまで明らかにし得た事は(I)抗ZPーOポリクローナル抗体で観察されたと同様の受精阻止作用が今回確立した抗ZPーOモノクローナル抗体でもみられること(及川)、(II)卵管内では問題なく進行する胚発生が試験管内でうまく進行しないいわゆるin vitro 2ーcellブロックが低酸素下培養、Superoxide Dismutase添加により解除されること(森崇)、(III)テラトカルシノーマからDBAアガロースを用いたアフィニティークロマトにより糖タンパク質群を単離し、初期胚性の細胞に発現される新しい膜蛋白をいくつか同定したこと(村松)、(IV)in vitro系でマウスのMPにおけるロイコトリエンC_4(LTC_4)の産生能を、MPの形態、等を検討した結果マウスMPは従来報告されているよりも強いLTC_4産生能を有すること(舘)、(V)TTKー1由来の蛋白性免疫抑制物質の単離を試みGel上単一の物質までの精製に成功していること(森庸)、(VI)クラスI遺伝子L^dとK^bからプロモーターを取り除きニワトリ細胞質βーアクチンプロモーターに置き換えたもの(AcーL^dとAcーK^b)を作製し、マイクロインジェクション法によりC57BL/B6,C3Hマウスの受精卵に導入し、3匹のマウスにAcーL^d遺伝子が2匹にAcーK^b遺伝子が入っている事が確かめられたこと(宮崎)、(VIII)ヒト羊膜上皮細胞(FL細胞)を用いてフィブロネクチンへの接着をみると、レセプターを介した接着が成立すること(伊勢村)、(VII)カドヘリン分子の結合特異性決定領域の検索結果はP型カドヘリンのN未端113アミノ酸領域に特異性を決める部域が存在すること(竹市)、(IX)In vitro培養系における顔面形成異常に及ぼす影響をみると、尾体節数10個を境としてそれより遅い時期に卵黄のう開放を行うと全ての胎仔は正常発生することなどがそれぞれ明らかになった。
キラルなノット構造を有する遷移金属錯体触媒の創成

分子の絡み合いによって生じるトポロジカルキラリティの代表的な構造の一つであるトレフォイルノット構造を有する金属錯体を設計・合成し、触媒的不斉合成へ展開することを目的とした。既存の鎖状ノット前駆体の両末端に金属への配位部位としてリンを導入した分子の合成に取り組んだ。現在、3つの部分構造の合成まで完了している。また、両端にアルケン部位を持ったビピリジン配位子を合成し、配位子;金属が3;1となる亜鉛錯体を得ている。ここから、光学活性なオレフィンメタセシス触媒を利用した速度論的光学分割によるノット錯体の不斉合成を検討中である。有機合成化学において、エナンチオ選択性の制御は極めて重要である。遷移金属錯体触媒を用いる分子変換反応ではこれまでに様々なキラリティーを組み込んだ光学活性配位子が開発され高いエナンチオ選択性が達成されてきた。そこで我々は、配位子設計に新たなキラリティーの概念が導入できれば不斉合成の可能性を飛躍的に拡張できると考え本研究を計画した。平成27年度は、分子の絡み合いによって発生するトポロジカルキラリティーの代表的な構造の一つであるノット(結び目)構造を有する金属錯体を合成し、触媒的不斉合成へと展開することを目標に研究を実施した。新規ノット型遷移金属錯体の構築:本研究では、申請書に記載の合成計画に従い新規ノット型遷移金属錯体の構築を検討した。配位子となる鎖状前駆体の合成は、V&#246;gtleらの報告を参考に水素結合部位や連結部位を配置し、末端リン原子を順次導入することとした。実際の合成は、反応効率の悪さや汎用溶媒への溶解性など様々な困難があり難航した。現在までに鎖状前駆体の合成がほぼ完了し、種々の遷移金属との錯体化を検討する段階にある。鎖状前駆体の合成が予想以上に困難であったため、既知の手法によってトレフォイルノットを合成し金属錯体化するという検討も同時に行った。こちらも既知手法が極めて再現性の低いものであったために現在まで金属錯体化までは到達していない。次年度は、金属錯体化によって得られるトポロジカルキラリティを有した触媒を利用した反応開発に着手する予定である。また、不斉反応への展開も計画している。既知法の再現性が極めて低いなど計画段階では予想できなかった困難が多くあり鎖状前駆体の合成に時間を要してしまった。また、本研究の基盤となった研究成果について論文執筆を行っていた際に反応機構に関する予想外の結果が得られた。このため論文の投稿にエフォートが割かれてしまい、本研究のスタートが出遅れてしまった。本研究は、配位子設計に新たなキラリティーの概念を導入し不斉合成の可能性を拡張させることを目的としたものであった。有機合成化学において、エナンチオ選択性の制御は極めて重要であり、遷移金属錯体触媒を用いる分子変換反応ではこれまでに様々なキラリティーを組み込んだ配位子が開発され高いエナンチオ選択性が達成されている。一方、それらの配位子は合成ならびに構造最適化が容易でない場合が多く、その多様性も高いとは言えない。トポロジカルキラリティーとは分子の絡み合いによって発生する不斉のことであり、これまで不斉配位子のデザインとして採用されたことはなかった。そこで代表的な構造の一つであるトレフォイルノット(三つ葉様の結び目)構造を有する金属錯体を合成し、触媒的不斉合成へと展開することを計画した。はじめに、既存のノット前駆体の両末端に配位部位としてリンを導入した鎖状分子の合成に取り組んだ。しかしながら既知の合成法が極めて再現性に乏しくその合成は難航した。現在大きく3つの部分構造の合成が完了しており、それらを結合させて配位子の合成を完了する段階にある。今後、金属錯体化と触媒反応への応用を検討したい。同時に、ノット型金属錯体の不斉合成も検討した。まずは、ビピリジン配位子の両端にアルケンを導入した配位子を合成した。続いて亜鉛との錯体化を行うことで3つのビピリジン配位子を持った錯体を得た。ここでルテニウム触媒によるオレフィンメタセシス反応によって配位子同士を結合させノット型金属錯体が効率は不十分ながら合成できることがわかった。現在、メタセシス反応に用いる触媒を光学活性なルテニウムまたはモリブデン錯体とすることで動的速度論的光学分割によるノット型金属錯体の不斉合成に取り組んでいる。平成28年度は、金属錯体化によって得られるトポロジカルキラリティを有した触媒を利用した反応開発を検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。有機合成化学28年度が最終年度であるため、記入しない。