hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リサイクル活性化のための廃棄物物流に関する基礎的研究

廃棄物のOD貨物量推計方法の精査とそれに基づく環境影響評価を行った.品目を考慮せずに単純な総コスト最小化原理で推計を行っても,再現性は非常に悪かったため,品目毎に推計を行った.また,特に家電リサイクルなどでは,企業グループ毎に回収,分解作業が行われているため,品目だけでなく企業グループの考慮も行った.また,流通経路として品目によっては卸売業が介在したり,数段階に渡って処理が行われる品目があるなど,複雑な流通形態となっている場合があるため,そのような介在業種の立地も考慮した.その結果,総コスト最小化原理でもある程度の再現性が得られた.しかしながら,介在各業種の立地行動までを内生的に表現するには至らなかったため,それらの立地行動をシナリオとして与え,比較分析を行った.具体的には卸売業,流通ターミナル,解体業,リサイクル品使用者の立地シナリオをそれぞれ複数通り与えることにより,OD貨物量の推計が可能となった.OD貨物量の推計結果を用いて,公共性を含めた制度の考察と環境影響評価を行った.公共性の問題としては,外部不経済,マーケットの不完全性等を考慮し,公共がどこまで介入するかという点に焦点を絞った.価格保証,補助,義務,罰金等様々なケースを考え,また公共介入による民業圧迫も考慮した.更に制度上の問題として,品質による価格差,需給バランスが崩れた場合の対策卸売市場の必要性等を考察した.環境影響評価としては大気汚染,水質汚染,土壌汚染に対して,家計が内生化された環境評価型産業連関表を用いて評価を行った.特に各種業者の立地シナリオ毎に県境影響評価を行うことにより,それらの立地誘導あるいは用地確保に関する公共の介入の評価を行うことができた.平成13年度は輸送業者,廃棄物処理業者へのヒアリングを行い,その結果に基づいてリサイクルにかかる物流コストの推計とそのリサイクルに関わる廃棄物の物流量予測を行った.リサイクルにかかる物流コストの推計では,分別,保管,収集,運搬,再生,処分の各段階にかかる物流コストを,代表的な品目である自動車および家電製品についてそれぞれ推計した.ここでは廃棄物も一般の原材料製品と同様の流通機構にのると考えた.前処理業者が一般の製造業者に相当し,また必要に応じて卸売業者が介入するものとする.それぞれの業者の存在する地点における物流コストは,設備費,人件費,店費,運転費,倉庫費,製品金利が考えられ,各流通段階においてはそれぞれマージンがかかる.更にフローにかかるコストとして輸送費がある.これは前処理業者が全国各地に点在し,使用者である製造業者は比較的限られた場所に立地していると考えると,前処理業者が回収を行う端末輸送は2トン車,前処理業者からの出荷は10トン車,更に卸売業者が介入している場合はその出荷は20トン車が一般的となると考えた.さらに他のリサイクルが進展している,あるいは今後進展することが予想される品目,具体的には紙,プラスチック,ガラス瓶,スチール缶,アルミ缶についても,製品および廃棄物の形状や重量を考慮することによりリサイクルに関わる物流コストを推計した.リサイクル物資の卸売業者や流通ターミナルの新設等,数通りの現実的なシナリオを仮定し,それぞれのシナリオごとに,発生集中貨物量とOD貨物量を推計した.まず発生集中貨物量を地域別の人口,消費特性,生産量,リサイクル投入比率より推計し,それらから線形計画法によりOD貨物量を推計した.廃棄物のOD貨物量推計方法の精査とそれに基づく環境影響評価を行った.品目を考慮せずに単純な総コスト最小化原理で推計を行っても,再現性は非常に悪かったため,品目毎に推計を行った.また,特に家電リサイクルなどでは,企業グループ毎に回収,分解作業が行われているため,品目だけでなく企業グループの考慮も行った.また,流通経路として品目によっては卸売業が介在したり,数段階に渡って処理が行われる品目があるなど,複雑な流通形態となっている場合があるため,そのような介在業種の立地も考慮した.その結果,総コスト最小化原理でもある程度の再現性が得られた.しかしながら,介在各業種の立地行動までを内生的に表現するには至らなかったため,それらの立地行動をシナリオとして与え,比較分析を行った.具体的には卸売業,流通ターミナル,解体業,リサイクル品使用者の立地シナリオをそれぞれ複数通り与えることにより,OD貨物量の推計が可能となった.OD貨物量の推計結果を用いて,公共性を含めた制度の考察と環境影響評価を行った.公共性の問題としては,外部不経済,マーケットの不完全性等を考慮し,公共がどこまで介入するかという点に焦点を絞った.価格保証,補助,義務,罰金等様々なケースを考え,また公共介入による民業圧迫も考慮した.更に制度上の問題として,品質による価格差,需給バランスが崩れた場合の対策卸売市場の必要性等を考察した.環境影響評価としては大気汚染,水質汚染,土壌汚染に対して,家計が内生化された環境評価型産業連関表を用いて評価を行った.特に各種業者の立地シナリオ毎に県境影響評価を行うことにより,それらの立地誘導あるいは用地確保に関する公共の介入の評価を行うことができた.
第一原理的手法によるデコヒーレンスまで含めた共振器QED効果の検証

共振器QED効果をみるために、最も重要となるフォトンの局所状態密度を第一原理的に計算する手法を構築した。また通常の電気双極子遷移だけでなく、磁気双極子遷移をも扱えるように理論を拡張した。特に周期内包型フォトニックワイヤー構造に焦点をあて、その光学特性を詳細に解析した。また関連して、トポロジカルに保護されるために、デコヒーレンスや不規則性に強い光の導波路モードの理論的な提案をおこなった。近年、良質の半導体微小共振器(特にフォトニック結晶共振器)や量子ドットが作られるようになり、共振器モードと励起子間での強結合による真空ラビ分裂がいくつかのグループより報告されるようになった。しかし、この系において、従来の理論ではうまく説明できない現象が現われており、その謎の解明が急がれている。謎の1つは従来の理論が発光スペクトルに2重ピークがあらわれることを予言するのに対して、実験的には3重のピークが現れる点。もう一つは共振器モードと励起子エネルギーのdetuningが大きい場合でも、共振器モードの位置に発光ピークが現れる点である。研究代表者らは、フォトンの伝搬特性を考慮することで、強結合にある場合、発光スペクトルに3重ピークが現れることを、実験に先駆けて2006年に予言している。しかしフォトンの伝搬特性の評価の際に、一部見落としていた項があることが判明したため、理論の修正をおこなった。また、今年度は位相緩和の予備的考察にとどめ、共振器QED効果を解析するための数値計算コードを開発し、パーセル効果の実験との比較をおこなった。これらの成果は今後、位相緩和の性質を議論するうえで必要不可欠な要素である。電磁場モードのreservoir中におかれた量子ドットを2準位原子と近似し、密度行列による現象論的なパラメータを導入することなしに、系の量子緩和ダイナミクスを記述する理論の構築をおこなっている。共振器とその他の電磁場モードを分け隔てなく扱うこと、また微視的なハミルトニアンから出発することに主眼をおいている。平成21年度は、以前の理論で見落としていた電磁場のグリーン関数が関わる項についてと、ホワイトノイズによる位相緩和について調べた。また、具体的な物理系として、非マルコフ的でかつ異方性の強い緩和が期待される、1次元的に配列された連結球状共振器の解析を進めた。特に基本となるS行列、フォトニックバンド構造、グリーン関数、局所状態密度の定式化を完了し、数値計算のコードを作成した。また、発生した光子を効率的に取り出すために、球状共振器を光ファイバーへ埋め込んだ場合についての解析をおこなった。その結果、異なる光の輸送メカニズムによって、フォトニックバンド構造が形成され、光の状態密度のふるまいに違いがでることなどを明らかにした。また、関連するテーマとして、系のゆらぎに強い電磁場の伝播モードについて調べ、その出現が系の時間反転対称性や空間反転対称性の破れの度合いによって大きく左右されることを明らかにした。前年度に引き続き、共振器QED効果をみるために最も重要となるフォトンの局所状態密度を第一原理的に計算する手法を構築した。特に、フォトニックバンド端での増強効果と、フォトンの取り出しを容易にする、周期内包型フォトニックワイヤー構造に焦点をあて、その系の特性を詳細に解析した。最初にフォトニックワイヤー構造における光の散乱を記述する理論の定式化をおこない、その応用として、電子ビームを当てた場合におこる光の放射や電子エネルギー損失分光によって、バンド構造を実験的に測定できることを示した。また、フォトニックワイヤー構造中に導入された孤立した量子ドットからの発光特性を解析し、バンド端効果によって、ラビ分裂がおきることを示した。またフォトニックワイヤー構造を介して相互作用する2個の量子ドットからの発光についても解析した。関連するテーマとして、磁気光学効果によって時間反転対称性をあらわに破ったフォトンの系を考え、その系の相図と、トポロジカルに保護される光の導波路モードについて詳細な解析をおこなった。このようなモードは不規則性やデコヒーレンスにつよく、遠隔量子ドット間の量子情報処理に有効であると考えられる。
珪酸塩鉱物の衝撃ガラスの微視的構造の研究

隕石の高速衝突により生成する岩石鉱物の衝撃変成のうち、テクト珪酸塩鉱物のガラス化は最も興味ある現象の一つである。本研究では、衝撃加圧により生成したガラスの微視的構造およびガラス化の機構を調べる目的で、石英の衝撃加圧試料回収実験を行った。石英単結晶の(001)、(100)および(210)面円板状試料をステンレス鋼製の容器に収納し、1段火薬銃および2段軽ガス銃を用いて30GPaから83GPa領域まで衝撃加圧した試料を回収し、粉末X線回析法による相の固定および透過型電子顕微鏡下の衝撃変形組織の観察を行った。ガラス化は40GPaから始まり、50GPa附近で完了する。ガラス化圧力の衝撃方向に対する依存製は顕著でない。電顕観察によりガラスと結晶からなる微細なラメラ構造が見られ天然の衝撃変成ガラスと類似した組織を持つことを確認した。ラメラの方向は、最大剪断応力から期待される。衝撃加圧方向に対し45°の方向とは必ずしも一致せず、(102)、(103)などの滑り面が活性化される場合が多い。又、衝撃液面に平行あるいは垂直なラメラもしばしば観察された。特異な紡錘形状を示すガラスラメラは、高圧下の高密度状態から圧力が解放される際、2倍に及ぶ体積膨張が起こるためと解決される。高分解能電顕観察により、衝撃ガラス中に微細な結晶が散在している組織が認められ、溶融ガラスとは異なる機構によりガラス化が起こったことを強く示唆する。衝撃ガラスの屈折率は溶融ガラスより大きく、高密度であることもガラスの微結晶モデルにより説明できる。石英が六方晶の結晶であり、卓越した劈開面をもたないことなどが衝撃変形にも反映していると考えられ、今後同様な実験を長石や薫青石などについて行う必要があろう。
SIGMA-AEとBEMによるコンクリートのひび割れ進展機構の解明

鉄筋コンクリート構造物の劣化は,近年大きな社会問題となっているが,その中で特に著しい劣化原因として知られているのが鉄筋腐食の問題である。本研究員は,既に学位論文において鉄筋コンクリート部材に発生する腐食ひび割れの発生機構の解明に大きな成果を果している。この実績を高く評価し,コンクリート中のひび割れ発生機構をアコースティック・エミッション(AE)法と境界要素法(BEM)解析によって解明することを研究対象として,研究活動を進めることになった。研究着手後には,本研究で取り扱う問題,特にコンクリート工学における破壊力学の適用についてまとめ、この問題を破壊力学の概念に基づいて解析するためのBEM手法について解析手順とともに明らかにした。その成果を用いて、膨張材を用いた試験において,腐食ひび割れを観察し,AE-SiGMA解析によりクラックの機構同定を試みた。一方,BEM解析ではひび割れ軌跡を,2領域BEM法により解析し,軌跡の一致を確認した上で,ひび割れモードの同定を伝播方向を考慮し実施した。その結果,腐食ひび割れとして観察された表面ひび割れ,剥離ひび割れ,内部ひび割れに関して,モードIとモードIIの寄与率が異なること,全般を通してひび割れ伝播過程は,モードIの開口モードが卓越することが明らかになった。このようにひび割れ発生機構が,実験と解析により解明されており,研究成果の科学的及び工学的な意義は非常に高いと考えられる。
現代医療における情報開示「問題」の社会的構築

本研究では、わが国における医療情報開示の現状について調査し、考察している。1998年、当時の厚生省が診療記録開示の法制化案を示し、日本医師会も法制化には反対する一方で開示のための指針を定めて以来、医療現場でもようやく情報開示の進展が見られるようなった。この研究では過渡期とも言える現時点で医療関係者と一般国民が開示に向かうこの流れをどのように受けとめているのかを知るため、滋賀県の医師、看護師、市民の3者を対象にアンケート調査とインタビューを実施した。その結果、-1)医師たちは、カルテ開示を良くないこととは捉えていないが、開示によって負担が増す以上には医療に良い影響があるとは期待していない。医師・患者関係はもともと良い状態にあったと感じ、それが崩れていくことへの不安を抱いている。2)看護師たちは、看護記録開示の進展が患者による療養への主体的参加をサポートするものであると考え、開示には積極的である。しかし、開示への抵抗感は強く、患者との信頼関係が揺らぐと懸念している。3)市民は、医療情報開示の進展に対し好意的である。ただし、記録の開示そのものよりも、診療について十分な説明を受け、納得して治療に臨むことをより重視している。医師や看護師が危惧するように(あるいは期待するように)開示によって信頼関係が崩れるとも、良好になるとも特に考えていない-など、厚生労働省や日本医師会、日本看護協会などが診療記録開示の目的として掲げていることとは異なる結果が知見として得られた。これまで、医療情報開示は患者の権利を擁護するといった立場から主張されることが多かった。もちろん、それも重要だが、さらに患者が医療に参加しやすくするための手段として開示を捉えるべきかもしれない。その意味で、これまで進められてきた申請型のカルテ開示ではなく、配布型のカルテ開示を見直すべきかもしれない。交付申請書に記したとおり、本年度は、「アンケート調査」を主に行い、一部、「聞き取り調査(質的調査)」も手がけた。前者は、「カルテ開示についてのアンケート」と「看護記録開示についてのアンケート」の2種類の調査票を作成し、滋賀県の医師全数(開業医と病院勤務医)と病院勤務の看護婦(士)の全数に配布した。対象ケース数は、それぞれ2000と3500からなり、当初計画よりもかなり大規模なものになった。これには、滋賀県医師会から一定の協力が得られたことが大きく与っている。アンケートは、「カルテ(看護記録)開示の請求があった場合どのように対応するか」を中心に、「カルテ(看護記録)をどのようなものとして捉えているか」「カルテ(看護記録)開示が現在よりも広く行われるようになった場合、カルテの書き方や医療全般がどのように変わるか」等を尋ねる質問項目、20数問からなっている。これまで、カルテ(看護記録)開示に関しては、小規模なものは除き、日本医師会や、厚生労働省による調査が行われていないこともあり、学術的には初の本格的な調査になったと思われる。まだ、回収途中であるので、分析は次年度にかけてにずれ込むが、同じく次年度に予定している患者や一般市民を対象にした意識調査と総合して、医療における情報開示問題についての全体像が描けるものと考える。「聞き取り調査」は、アンケートの回答者のうちインタビューに応じてもよいと答えた方の中からできるだけ多くのかたを訪ねる予定である。また、医療における情報開示問題の一つとして、カルテ(看護記録)開示とは別に、いわゆる「ガン告知」にかんするデータ(録音)を入手し、現在分析中である。(1)2年目に当たる本年度は、前年度に引き続き、滋賀県下の病院勤務医、看護師を対象として医療情報開示に関するアンケート調査を実施した。

前年度の開業医調査と合わせて、県下の医療従事者の医療情報開示に対する意識の全体像が把握できた。カルテや看護記録の開示によって医療が変わることへの期待感がある一方で、開示への抵抗感や困惑も大きく、厚生労働省や日本医師会等中央の方針と現場での対応の間にギャップが存在することがわかる。(引き続き、次年度は、一般市民向けのアンケートを実施する予定である)(2)開業医のうちわれわれのインタビューに応じてくれた人を訪問し、より詳しく医療情報開示についての考えを聞くことができた。(勤務医、および看護師についても次年度にかけて実施する)20名余りであったが、それぞれが極めて個性的であり、患者にあわせて様々な対応がなされていることがわかった。思っていた以上に診療科間の差異は大きく、画一的な開示方法では患者のニーズに応えられないと感じる。(3)成果の一部は、平成13年11月第74回日本社会学会大会において、「釈然としない気持ち一開業医へのカルテ開示に対する意識調査をてがかりに」という論題で研究発表した。内容は、上記(1)(2)の分析結果である。(4)日本では、医療情報開示「問題」は医療現場で開示をめぐるトラブルが多発し、それが問題化して制度が整備されていくという自然発生的な展開をとったわけではなく、インフォームドコンセントのひろがりを受け、患者の権利を伸張させようという運動の一部として制度化が先行した面が強い。構築された「問題」が、いかに実際の社会的場面で発見されるのか、という視点から、さらに分析を進めていく予定である。14年度は、最終年度として、(1)一般市民を対象としたアンケートの実施と分析、(2)看護師や市民の方へのインタビユー、(3)医療情報開示に取り組む病院でのインタビュー、を引き続き実施するとともに、(4)研究のまとめ(研究成果報告書の作成)、学会での発表に取り組んだ。(1)市民を対象としたアンケートからは、カルテ開示に対する意識がいかに医師・看護師のそれと大きく異なっているのかが浮き彫りになった。例えば、開示により「信頼が崩壊する」かを尋ねた項目では、医師や看護師の半数が「そう思う」と回答したのに対し、市民では17%にとどまった。「治療への主体的参加」も市民が肯定的であるのに対し、医師は否定的である。一方、開示にともなって「患者の自己責任が増大する」かを尋ねた項目では、市民が否定的である一方、医師では、開示推進派ほど肯定的であるという興味深い結果が出ている。(2)以上の点は、市民へのインタビューからも裏付けられる。われわれが面接した十数人のうち開示に反対する人は一人だけであった。しかし、賛成する人たちから、医療や医師への不信が語られることも希であった。アンケートの結果通り医療への基本的信頼感を持ちつつも、より詳しい説明と納得を求めたいとする意見が強かった。市民にとって、医療記録は、そのための道具として認識されている。(3)ある先進的病院ではカルテを患者のベッドサイドに置くという取り組みをしていたが、患者やその家族の意見は、やはり、常に情報を確認できることで治療への意欲が増したというものであった。現在、カルテ開示の法制化が進められようとしている。
稀少呼吸器疾患の新たなモデルマウス作製とマクロファージによる新規細胞治療法の開発

呼吸に必須な肺サーファクタントは、肺II型上皮細胞と肺胞マクロファージによるその産生と分解のバランスによって恒常性が維持されている。肺胞蛋白症とは肺サーファクタント由来物質が肺の末梢気腔内に異常に貯留し呼吸不全に至る疾患群であり、その原因から自己免疫性、遺伝性、続発性等に分類され、その大部分は肺胞マクロファージの機能異常が原因である。申請者らはこれまで、ヒト遺伝性肺胞蛋白症の原因探索、診断、病態解明および治療法開発の研究に従事してきた。遺伝性肺胞蛋白症はGM-CSF受容体遺伝子(CSF2RAあるいはCSF2RB)変異によって生じるが、いまだ有効な疾患特異的な治療法はない。そこでマウスモデル(Csf2rbノックアウトマウス)を用いて、肺マクロファージ移植法という細胞治療および遺伝子治療を提唱してきた(Suzuki. et al. Nature. 2014)。同治療法は骨髄移植の際に必要な放射線照射や化学療法などを行わずに、マクロファージを一回、直接肺へ移植する方法であり、長期間にわたる移植細胞の生着と疾患の改善および安全性が確認されており、有効な新規治療法と考えられる。しかしながらヒトで患者数の多い(約9割を占める)CSF2RA遺伝子変異による疾患に相当するCsf2raノックアウトマウスはこれまで存在しなかったために、病態の解析や治療法の検討といった基礎的な研究が困難であった。そこで今回新たにCsf2raノックアウトマウスを作成し、同マウスの病態解析を行っている。さらに同マウスを用いて上記の新規治療法の開発研究をおこなっている。Csf2ra遺伝子の第2エクソンから第3エクソンにかけて(開始コドン(ATG)から始まるシグナルペプチドの領域を含む)、2か所の特異的なゲノム切断するCRISPR-Cas9を設計し、受精卵(zygote)に注入し、偽妊娠マウスに移植し、定法通りに目的のノックアウトマウスを作成し、メンデルの法則にしたがう遺伝形式を確認した。マウス固定肺の病理組織学的検討および気管支肺胞洗浄(Bronchoalveolar lavage : BAL)を解析し、予想通りの肺胞蛋白症の病態を呈していることが認められた。また、肺胞・腹腔・脾臓・骨髄由来マクロファージについてRT-PCRおよびRNAseqによる遺伝子発現解析、フローサイトメトリーを用いてGM-CSF受容体の発現と機能、マクロファージの機能(貪食能、サーファクタント取り込み分解能)について研究し解析している。末梢血と骨髄造血能について、その血液像およびin vitroコロニー法を用いて野生型マウスと比較研究をおこなった。野生型マウス骨髄由来マクロファージ(2×10^6個/マウス)を、麻酔下でCsf2raノックアウトマウスの肺へ経気管的に一回投与(移植)し、2か月後の肺病理組織像、BAL細胞像およびそのBAL液について(混濁度、脂質濃度、蛋白濃度、サイトカイン濃度)比較検討している。さらにBAL液細胞の表面マーカー、遺伝子発現および末梢血液の血球分画および炎症性サイトカインを測定している。3.遺伝子治療のためのウイルスベクターの構築と機能解析(Lachmann博士(Hannover Medical Center、ドイツ)との共同研究)Csf2ra遺伝子を発現するレンチウイルスベクター(EFS. Csf2ra. LV)を構築し、その機能について遺伝子発現および下流シグナル伝達についてRT-PCR、フローサイトメトリー等を用いて予想通りに機能することを確認した。2.ウイルスベクターを用いて遺伝子治療したマクロファージによる肺マクロファージ移植治療(遺伝子治療モデル)(Lachmann博士(Hannover Medical Center、ドイツ)との共同研究)上記の作製したベクターを用いて、ノックアウトマウス骨髄造血幹細胞(LSK細胞)に遺伝子導入し、上記方法と同様にマクロファージに分化させた後にノックアウトマウスに対して肺マクロファージ移植を行う。移植2か月に治療効果と安全性の評価を未治療群のマウスと比較研究する。将来のヒトにおける細胞治療の魅力的なリソースであるiPS細胞についてマウスの系で評価する。まずは正常なマウスiPS細胞から分化させたマクロファージについて他の組織マクロファージと表面マーカーおよび包括的遺伝子発現(RNA-seq)について比較検討する。さらにこのiPS細胞由来マクロファージを用いてノックアウトマウスに対して肺マクロファージ移植し、未治療群と比較してその治療効果と安全性について上記(2)と同様の方法で評価する。また、生着したiPS細胞由来マクロファージについて、その表面マーカーと遺伝子発現について解析し、移植前のパターンからの変化について検討する。万が一ドナー細胞の生着や治療効果が見られない場合には、移植細胞数を増加(4-8×10^6個/マウス)して対応していく。内定年度:2016呼吸に必須な肺サーファクタントは、肺II型上皮細胞と肺胞マクロファージによるその産生と分解のバランスによって恒常性が維持されている。

そこでマウスモデル(Csf2rbノックアウトマウス)を用いて、肺マクロファージ移植法という細胞治療および遺伝子治療を提唱してきた(Suzuki. et al. Nature. 2014)。同治療法は骨髄移植の際に必要な放射線照射や化学療法などを行わずに、マクロファージを一回、直接肺へ移植する方法であり、長期間にわたる移植細胞の生着と疾患の改善および安全性が確認されており、有効な新規治療法と考えられる。しかしながらヒトで患者数の多い(約9割を占める)CSF2RA遺伝子変異による疾患に相当するCsf2raノックアウトマウスはこれまで存在しなかったために、病態の解析や治療法の検討といった基礎的な研究が困難であった。そこで今回新たにCsf2raノックアウトマウスを作成し、同マウスの病態解析を行っている。さらに同マウスを用いて上記の新規治療法の開発研究をおこなっている。Csf2ra遺伝子の第2エクソンから第3エクソンにかけて(開始コドン(ATG)から始まるシグナルペプチドの領域を含む)、2か所の特異的なゲノム切断するCRISPR-Cas9を設計し、受精卵(zygote)に注入し、偽妊娠マウスに移植し、定法通りに目的のノックアウトマウスを作成し、メンデルの法則にしたがう遺伝形式を確認した。マウス固定肺の病理組織学的検討および気管支肺胞洗浄(Bronchoalveolar lavage : BAL)を解析し、予想通りの肺胞蛋白症の病態を呈していることが認められた。また、肺胞・腹腔・脾臓・骨髄由来マクロファージについてRT-PCRおよびRNAseqによる遺伝子発現解析、フローサイトメトリーを用いてGM-CSF受容体の発現と機能、マクロファージの機能(貪食能、サーファクタント取り込み分解能)について研究し解析している。末梢血と骨髄造血能について、その血液像およびin vitroコロニー法を用いて野生型マウスと比較研究をおこなった。野生型マウス骨髄由来マクロファージ(2×10^6個/マウス)を、麻酔下でCsf2raノックアウトマウスの肺へ経気管的に一回投与(移植)し、2か月後の肺病理組織像、BAL細胞像およびそのBAL液について(混濁度、脂質濃度、蛋白濃度、サイトカイン濃度)比較検討している。さらにBAL液細胞の表面マーカー、遺伝子発現および末梢血液の血球分画および炎症性サイトカインを測定している。3.遺伝子治療のためのウイルスベクターの構築と機能解析(Lachmann博士(Hannover Medical Center、ドイツ)との共同研究)Csf2ra遺伝子を発現するレンチウイルスベクター(EFS. Csf2ra. LV)を構築し、その機能について遺伝子発現および下流シグナル伝達についてRT-PCR、フローサイトメトリー等を用いて予想通りに機能することを確認した。2.ウイルスベクターを用いて遺伝子治療したマクロファージによる肺マクロファージ移植治療(遺伝子治療モデル)(Lachmann博士(Hannover Medical Center、ドイツ)との共同研究)
簡便DNAプローブ法により検索した歯周病原性細菌の存在と病型との関連性の検索

我々は,P.Gingivalisが成人性歯周炎のポケット内,また再発や難治性のポケット内から高頻度に検出されること,A.Actinomycetemcomitanceは若年性歯周炎のみならず,成人性歯周炎患者からも25-30%に検出されることを培養法により確認した.臨床細菌学的に,歯周炎の発症,病態をとらえるためにはより簡便で再現性が高く迅速に特定細菌を検出できる方法が望まれる。そこで我々は,P.GinigivalisとA.ActinomycetemcomitanceのDNAプローブ法による検索を短時間で行うことを目標とした。100°C加熱DNAプローブを試料DNAと直接10分間反応させ,温度が自然に下降しアニーリングするようにした.また75°C0.2%SSC/0.1%SDSで洗浄効率を高めた.操作は約2時間で終了した.検出限界は総菌数10^4個/試料であった.次に歯周炎患者の細菌叢の検索を行った.被験者は歯周炎患者55名468部位とし,初期治療後については9名58部位の歯周ポケットを検索した.培養法との一致率はP.gingivalis88%,A.actinomycetemcomitance67%であった.P.gingivalisの検出率とPDおよびBOP群の間に有意な関連性が認められた。A.actinomycetemcomitanceの検出率とPDとの有意な関連性は35歳以上で認められたが,BOP群の関連性は無かった.P.gingivalisの検出率は臨床症状改善部位のみで有意に減少し,A.actinomycetemcomitance検出率は治療後,有意には減少しなかった.本簡便DNAプローブ法は,迅速診断,歯周治療法の選択,細菌学的な治療効果判定のチェアサイドテストとして,臨床的に有効であることが示唆された.我々は,P.Gingivalisが成人性歯周炎のポケット内,また再発や難治性のポケット内から高頻度に検出されること,A.Actinomycetemcomitanceは若年性歯周炎のみならず,成人性歯周炎患者からも25-30%に検出されることを培養法により確認した.臨床細菌学的に,歯周炎の発症,病態をとらえるためにはより簡便で再現性が高く迅速に特定細菌を検出できる方法が望まれる。A.actinomycetemcomitanceの検出率とPDとの有意な関連性は35歳以上で認められたが,BOP群の関連性は無かった.P.gingivalisの検出率は臨床症状改善部位のみで有意に減少し,A.actinomycetemcomitance検出率は治療後,有意には減少しなかった.本簡便DNAプローブ法は,迅速診断,歯周治療法の選択,細菌学的な治療効果判定のチェアサイドテストとして,臨床的に有効であることが示唆された.迅速かつ簡便に行えるDNAプローブ法を作製し,歯周炎患者への臨床応用の可能性を検討した。DNAプローブは,Porphyromonas gingivalis ATCC33277,Actinobacillus acrinomycetemcomitans ATCC43718から抽出したDNAをNick translation法によって非放射性物質であるビオチンで標識し作製した.それぞれのプローブの反応性はdot blot法およびcolony blotによって調べた.短時間で簡便にできる方法として,24-well culture plateを用い、サンプルをプロットした1cm四方のメンブレンをそれぞれの試薬の入ったwellに順番に移し変え,100°C加熱のDNAプローブを直接10分間反応させ温度が自然に下降し、アニーリングするようにした後、洗浄は75°Cの1.2×SSC/0.1%SDSを用いた洗浄効率を高めるなど,各処理時間を短縮した。全ての反応は約2時間で終了した.作製したDNAプローブの他の菌種との交叉反応を調べた結果,P.gingivalisに関しては主たる他の口腔内細菌とは全く交叉反応を示さず,高い特異性を示した.A.actinomycetemcomitansに関してはHeamophilus aphrophilusと若干の交叉反応を示したが,洗浄方法の改良でクリアできた.検出感度は両菌種とも10^4であった。次に,実際この方法を用いて,プラークサンプル中の両菌の検出を培養法と比較した結果,P.gingivalisの一致率は88%で、A.actinomycetemcomitansでは67%であった.A.actinomycetemcomitansに関しては,培養法で検出されない部位で陽性を示した部位が多かった.このように臨床的に応用できることが明らかになったため,現在様々な病型の患者からサンプルを採取し,データを集めている.

我々は,P.gingivalisが成人性歯周炎のポケット内,また再発や難治性のポケット内から高頻度に検出されること,A.actinomycetemcomitanceは若年性歯周炎のみならず,成人性歯周炎患者からも25-30%に検出されることを培養法により確認した.しかし,培養法は時間的,経済的な問題から,多くの患者や部位を検索することが困難である.臨床細菌学的に,歯周炎の発症,病態をとらえるためにはより簡便で再現性が高く迅速に特定細菌を検出できる方法が望まれる.そこで我々は.DNAプローブ法に注目した.従来のDNAプローブ法は.結果を得るまでに1-2日という時間を必要としていた.しかし我々は,チェアーサイドで行うことを目標とし,ハイブリダイゼーションおよび洗浄を行う際に可及的に高温層を使用しないで行うように工夫をした.100°C加熱DNAプローブを試料DNAと直接10分間反応させ,温度が自然に下降しアニーリングするようにした.また75°C0.2%SSC/0.1%SDSで洗浄効率を高めた.操作は,24 well plate上で約2時間で終了した.作製したDNAプローブの特異性を検索した.P.gingivalis DNAプローブはPgingivalis 7菌株全てに反応し,供試した他の細菌とは反応しなかった.A.actinomycetemcomitanceDNAプローブは,供試した全て簿血清型のA.actinomycemcomitanceと反応し,他の細菌とは反応しなかった.検出限界は総菌数10^4個/試料であった.以上の結果から,本簡便DNAプローブは,特異性,検出限界において,従来の方法と同等の細菌学的検索が出来ることが明らかとなった.今後,本簡便DNAプローブを臨床応用し,迅速診断.歯周療法の選択.細菌学的な治療効果の判定として,有効であるか検索する予定である.我々は,P.gingivalisが成人性歯周炎のポケット内,また再発や難治性のポケット内から高頻度に検出されること,A.actinomycetemcomitanceは若年性歯周炎のみならず,成人性歯周炎患者からも25-30%に検出されることを培養法により確認した.臨床細菌学的に,歯周炎の発症,病態をとらえるためにはより簡便で再現性が高く迅速に特定細菌を検出できる方法が望まれる.そこで我々は,P.ginigivalisとA.actinomycetemcomitanceのDNAプローブ法による検索を短時間で行うことを目標とした.100°C加熱DNAプローブを試料DNAと直接10分間反応させ,温度が自然に下降しアニーリングするようにした.また75°C0.2%SSC/0.1%SDSで洗浄効率を高めた.操作は約2時間で終了した.検出限界は総菌数10^4個/試料であった.次に歯周炎患者の細菌叢の検索を行った.
前立腺癌骨転移と骨髄内感覚ニューロンとの分子学的相互メカニズムの解析

1前立腺癌患者剖検検体の骨転移組織における神経伝達物質の発現の検討:当院における過去の剖検症例の中で、骨転移を有する前立腺癌症例、前立腺ラテント癌症例および乳癌等の他臓器癌症例の骨髄組織におけるAngiotensin II (Ang II)関連分子、ニューロンペプチド、神経伝達物質の骨髄内の発現を免疫組織染色により解析した。現在免疫染色を施行しているが、解析した因子の有意な発現亢進は認められていない。2前立腺癌患者血清における神経伝達物質の発現と疼痛との関連性の検討:当院に通院している骨転移を有する前立腺癌症例25例、および骨転移を有しない未治療前立腺癌症例10例より静脈血10mlを採取後、血漿を分離し、ELISA法により血漿エピネフリン、Ang II、Substance P、calcitonin-gene related peptide (CGRP)、アンギオテンシン1-7 (Ang IIに対する拮抗作用を有するアンジオテンシン系の分子)を測定した。血漿エピネフリン、Ang II測定は現在外部委託中である。これまでの検討で、Substance Pおよびアンギオテンシン1-7の発現は転移の有無で有意な差を認めなかったが、CGRPに関しては、転移あり群で有意な発現の亢進を認めた。さらに、患者の疼痛(VAS score)とCGRPの発現に関しても有意な関連を認めた。3前立腺癌患者末梢血中白血球の全トランスクリプトーム解析による、骨転移に伴う炎症関連分子の同定:骨転移を有する前立腺癌のうち疼痛スコアが高い症例5例、疼痛スコアの低い症例5例および骨転移を有しない未治療前立腺癌症例5例の計15例を対象に、末梢血単核球細胞よりRNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いた全トランスクリプトーム解析を行った。現在データの解析中である。検体の収集が順調であった。研究計画書に沿って進めていく。平成29年度は研究計画に沿って、以下の検討を行った。1前立腺癌患者剖検検体の骨転移組織における神経伝達物質の発現の検討当院における過去の剖検症例の中で、骨転移を有する前立腺癌症例および前立腺ラテント癌症例それぞれ20例の骨髄組織におけるAngiotensin II (Ang II)関連分子、ニューロンペプチド、神経伝達物質の骨髄内の発現を免疫組織染色により解析する予定であった。組織の保存状態の問題から、当院の剖検症例に前立腺癌骨転移症例が20例存在しなかったため、乳癌等の他臓器癌症例も含めて抽出し、検討を行っている。2前立腺癌患者血清における神経伝達物質の発現と疼痛との関連性の検討当院に通院している骨転移を有する前立腺癌症例25例、および骨転移を有しない未治療前立腺癌症例10例より静脈血10mlを採取後、血漿を分離し、ELISA法により血漿エピネフリン、Ang II、Substance P、calcitonin-gene related peptide (CGRP)、アンギオテンシン1-7 (Ang IIに対する拮抗作用を有するアンジオテンシン系の分子)を測定した。全症例においてVAS(visual analogue scale)を用いて疼痛スコアの評価を行っており、今後は症例数を集積し、疼痛スコアとの関連性も検討予定である。剖検検体の組織保存の問題により骨転移を有する前立腺癌剖検症例の症例数が当初予定より少なく、多臓器癌症例を使用することになった。

研究計画書に沿って進めていく。本年度症例数が減った分、解析を次年度に繰り越しした。昨年度の症例収集が遅れたため、本年度行うべき解析を次年度に繰り越しした。
統合的ゲノム・エピゲノム解析による大腸低分化腺癌の分子病態と診断・治療法の開発

大腸内視鏡治療または外科手術にて切除した大腸腫瘍組織から、高・中分化線癌と低分化腺癌の組織を採取しDNAおよびRNAを抽出した。抽出したRNAを用いてRNAシークエンスを行い、早期大腸低分化腺癌において発現している遺伝子を複数同定した。また、上記で採取した大腸腫瘍を用いて、Infinium HumanMethylation450ビーズアレイによるDNAメチル化解析を行った。その結果、大腸鋸歯状病変の1つである鋸歯状腺腫で高率にメチル化している遺伝子Aを同定した。多数の大腸腫瘍によるパイロシークエンス法でのメチル化解析においても、遺伝子Aのメチル化レベルは鋸歯状腺腫において高かった。下部消化管内視鏡あるいは外科手術にて切除された大腸腫瘍組織から、高・中分化線癌と低分化腺癌の組織を採取しDNAおよびRNAを抽出した。組織が混在している進行大腸癌はレーザーマイクロダイゼクションにより高・中分化腺癌部と低分化腺癌部を分離し組織を採取し、DNAおよびRNAを抽出した。大腸腫瘍組織からDNAおよびRNAを順調に採取できており、大腸腫瘍におけるDNAメチル化解析を予定通り行うことができた。大腸内視鏡治療または外科手術にて切除した大腸腫瘍組織から、高・中分化腺癌と低分化腺癌の組織を採取しDNAおよびRNAを抽出した。組織が混在している大腸癌はレーザーマイクロダイセクションにより高・中分化腺癌部と低分化腺癌部を分離し組織を採取し、DNAおよびRNAを抽出した。今後は同定した遺伝子に対する機能解析を行う予定である。採取した上記検体を用いて、低分化腺癌に特徴的な遺伝子異常の探索を行う。また、DNAメチル化解析で同定した遺伝子Aの過剰発現系およびノックダウン系を構築し、大腸がん細胞の増殖、遊走、浸潤、アポトーシスなどへの影響を解析することで遺伝子Aの機能を明らかにする。医学大腸腫瘍組織から順調にDNAおよびRNAを採取できたため。大腸腫瘍組織から採取した検体を用いて、低分化腺癌に特徴的な遺伝子異常の探索を行う。
頭頚部癌における癌の浸潤と細胞外器質分解に関する病理組織学的研究

前年度の研究に引き続き、癌が基底膜を破壊し、間質を溶かし、浸潤していき、転移していく過程において、間質の変化やそれに伴う炎症細胞の浸潤は重要な要素である。この癌間質反応に注目して、(1)間質の線維化反応をおこすことが知られている線維芽細胞、筋線維芽細胞、マクロファージ、などからどの様な因子が出て、間質の線維化がおこっているのか、逆に、癌細胞や、間質細胞がMMPsなどを発現し、どの様に間質を溶解し浸潤していくのか(2)癌が浸潤している周囲に集まる炎症細胞はどの様な因子をだしているのか、(3)血管新生因子はどの細胞に発現がみられ、癌血管とどの様な関係があるのかを頭頚部癌病理標本(外科切除標本)を使用し、免疫染色、in situ hybridization法などの手法を使って検討した。本年度の研究実施頭頚部癌における血管新生因子の発現と間質細胞の役割についての検討1)血管新生因子であるVEGFとその受容体のflt-1,flk-1,発現や,他の血管新生因子EGF, TGF, HGF, PDGF, Angiopoietin-1との発現についても、免疫染色、ISH法を用い、それぞれの蛋白、mRNAの発現を観察した。さらにVEGF陽性間質細胞に焦点をあて、この間質細胞が何であるかを形態的、免疫組織学的に検討したところ、癌胞巣におけるVEGFの蛋白発現は24.1%であったが、VEGF陽性間質細胞は対象全症例で認められた。VEGF陽性症例は血管密度も高く、統計学的にも有意差を認めた(P=0.0002)。また、癌胞巣におけるVEGFの蛋白発現率はVEGF陽性間質細胞数は正の相関がみられた(P<0.0001)。頭頸部扁平上皮癌において癌細胞だけでなく癌周囲の間質細胞に発現されるVEGFは局所における血管新生に深く関与していることが示唆された。現在、Multi-Labeling Subtraction Immunostaining法を用いてどの細胞が、血管新生に関与しているのか、データの解析及び得られた結果の意義の検討を行っている。まず、平成12年度は、頭頚部癌における線維化反応と間質細胞の役割について検討した。当科で1次治療を行った、頭頚部癌を発生部位別(大唾液腺、口腔・咽頭、喉頭)に分けて、それぞれについて、HE染色標本を再検討し、組織分類を行い、Databaseを作成した。その中で、喉頭の再発について再検討した。さらに、喉頭癌における血管新生因子の発現と間質細胞の役割について検討し、血管新生因子であるVEGFとその受容体のflt-1,flk-1,発現や,他の血管新生因子の発現についても、免疫染色ISH法を用い、それぞれの蛋白、mRNAの発現を観察し、Multi-Labeling Subtraction Immunostaining法を用いてどの細胞が、血管新生に関与しているのか検討中である。これまでにわかっていることは、喉頭癌(扁平上皮癌)手術症例54例について、VEGF、CD34モノクローナル抗体を用い、癌胞巣におけるVEGFの発現と血管密度との関係を免疫組織化学染色法にて検討し、さらにVEGF陽性間質細胞に焦点をあて、この間質細胞が何であるかを形態的、免疫組織学的に検討したところ、癌胞巣におけるVEGFの蛋白発現は13例(24.1%)であったが、VEGF陽性間質細胞は全症例で認められた。喉頭扁平上皮癌において癌細胞だけでなく癌周囲の間質細胞に発現されるVEGFは局所における血管新生に深く関与していることが示唆された。

また、癌胞巣におけるVEGFの蛋白発現率はVEGF陽性間質細胞数は正の相関がみられた(P<0.0001)。頭頸部扁平上皮癌において癌細胞だけでなく癌周囲の間質細胞に発現されるVEGFは局所における血管新生に深く関与していることが示唆された。現在、Multi-Labeling Subtraction Immunostaining法を用いてどの細胞が、血管新生に関与しているのか、データの解析及び得られた結果の意義の検討を行っている。
自由電子レーザーを用いた高速イオンビームのレーザー冷却に関する研究

本研究では自由電子レーザーの波長可変性を利用して、種々の高速イオンビームをレーザー冷却する可能性についての険討を昨年度に引き続き深めてきた。今年度はがん治療に対する有効性が確認されている炭素イオンをレーザー冷却によりエミッタンス、運動量拡がり等のビーム特性が良好な状態で実現するための可能性に重点を置いて検討を行った。C^<3+>のレーザー冷却に必要とされる波長はドップラージフトを考慮しない条件では155nmであり、これを通常のレーザーで実現することは現状では不可能である。また、310nmのレーザーの倍波を用いる可能性も検討したが、波長200nm以下では窓を通過させることが困難であるので、倍波の発信器をレーザー冷却を行うリング中の超高真空中に設置することが必要になるという難点が存在する。また、155nmという短波長に耐えるグレーティングそのものの開発自身も大きな課題となっている。自由電子レーザーでは、短波長化が急速に進んでおり、現時点での短波長の世界記録は米国デューク大学の192nmとなっている。これは30MeV弱の炭素イオンであればドップラー効果を利用してレーザー冷却出きる可能性を示しており、また自由電子レーザーは超高真空のリング中で生成されるので、光導入のための窓の問題もない。今後、短波長化が進めば、がん治療のための炭素イオン加速のためのシンクロトロンが想定している入射のエネルギー数MeVでのレーザー冷却の可能性が高まると予想される。但し、自由電子レーザーの線幅が通常のレーザーに比して広いため、レーザー冷却に適用するためにその縮減を図る必要があるので、エタロン等の光学キャビティーを用いる方法により線幅縮減の限界を探ると共に、FELの発振により劣化する周回電子ビームのニネルギー拡がりを、光学的確率冷却法を駆使して改善する可能性について、今後検討を進めたい。自由電子レーザーの波長可変性を利用して、ドップラー効果が有効に作用する種々の高速イオンビームをレーザー冷却する可能性について検討を進めてきた。高速イオンビームのレーザー冷却に成功しているドイツハイデルベルグのマックスプランク原子核研究所のTSRとデンマークオーフスのASTRIDで使用されているレーザーシステムのパワーは100mWのオーダーであり、フランスオルセーのLURE研究所のSuper-ACOでは、平均電力で200mWのレベルのFELを実現しているので、パワーレベル的にはFELは高速イオンのレーザー冷却に使用可能なレベルに到達している。しかしながら、FELのライン幅は10^<-4>から10^<-5>であり、通常のレーザーに比して数桁ライン幅が広いという難点が存在する。この点を改善するため、テーパー付きのアンデュレーターを用いることにより、電子ビームのエネルギー幅に起因するライン幅を縮減する方法とエタロン等の光学キャビティーを用いる方法の両者について検討を進めてきた。この目的のため、storage ring basedのFELに関する世界的権威の一人であるSuper-ACOのDr.M.E.Couprieを招聘し、検討を行った。前者の方法に関しては、周回電子ビームの軌道の安定性等に問題がありそうなので、後者の手法についてどの程度までライン幅の縮減が可能か実験的な追及を進める方針を確認するに至った。FELによるレーザー冷却の可能性について、TSRのDr.M.GrieserとASTRIDのDr.J Hangst等を交えたワークショップの議論において、通常のレーザー冷却の平衡温度がmK領域の極低温まで冷却可能な特性の実現は難しくても、FELの波長可変性を活用して、種々のイオンについてレーザー冷却によりpre-coolingを行う可能性の追求も重要であることが指摘された。今後、この方向についても検討を進めたい。
結合交替一次元電子系金属錯体の開拓と新規能発現

結合交替系や原子価交替系の一次元電子系で重要な電子物性を担う非線形励起状態であるソリトン・ポーラロンを有する物質を開拓して行くことを目的に種々の遷移金属錯体を合成し,キャラクタリゼーションならびに構造決定等を行った.1.一次元錯体の構成要素として白金錯体,バナジウム錯体等を合成し,キャラクタリゼーションを行った.2.一次元錯体構築のため種々の条件で合成を行い,元素分析等を行った.3.物性測定,X線構造解析のために,新たに拡散法単結晶育成システムを作って,それらの拡散法より単結晶を育成した.伝導性や光学特性など機能付与のために,新たに電解酸化単結晶育成システムを作って,成分錯体を電解酸化しながら,一次元構造を有する錯体の結晶化を試みた.一次元構造形成の有無を調べるために,得られた錯体のうち良質な単結晶の得られた化合物について単結晶X線構造解析を行った.光学的性質を測定するに適した大きさの単結晶を育成するには至らなかったので,光学測定は今後の課題である.小さい単結晶でも測定可能な顕微分光システムを導入するか,単結晶育成法の改良,より精密な制御が必要である.結合交替系や原子価交替系の一次元電子系で重要な電子物性を担う非線形励起状態であるソリトン・ポーラロンを有する物質を開拓して行くことを目的に種々の遷移金属錯体を合成し,キャラクタリゼーションならびに構造決定等を行った.1.一次元錯体の構成要素として白金錯体,バナジウム錯体等を合成し,キャラクタリゼーションを行った.2.一次元錯体構築のため種々の条件で合成を行い,元素分析等を行った.3.物性測定,X線構造解析のために,新たに拡散法単結晶育成システムを作って,それらの拡散法より単結晶を育成した.伝導性や光学特性など機能付与のために,新たに電解酸化単結晶育成システムを作って,成分錯体を電解酸化しながら,一次元構造を有する錯体の結晶化を試みた.一次元構造形成の有無を調べるために,得られた錯体のうち良質な単結晶の得られた化合物について単結晶X線構造解析を行った.光学的性質を測定するに適した大きさの単結晶を育成するには至らなかったので,光学測定は今後の課題である.小さい単結晶でも測定可能な顕微分光システムを導入するか,単結晶育成法の改良,より精密な制御が必要である.
ヒドラジン、カルボニル体およびTCNEからジアザナフタレン環の革新的合成法の開発

本研究は、フェニルヒドラジン類、カルボニル類およびTCNE、3成分系による医薬、機能性材料の鍵中間体として重要なジアザナフタレン類の瞠目すべき革新的新規合成反応を発見した。本反応は電子移動で開始され、ヒドラゾンとTCNEの1対1の付加中間体を経て、メチル基の脱離と、TCNEのCNによる環形成が起こる全く先例のない新反応である。そこで、以下の様に研究を進めた結果、注目すべき成果を得た。1)フェニルヒドラジン、カルボニル類およびTCNE、3成分系によるジアザナフタレン類の新規合成法の確立について、種々のフェニルヒドラジン、カルボニル類とTCNEの3成分系を用いて、反応メディア、溶媒、反応温度等の条件を変化させ、ジアザナフタレン類の合成について種々検討を行った結果、新規合成法を確立させ、また、置換基、官能基による適用範囲を解明した。2)この反応は、穏和な条件(室温付近の温度)で進行するにもかかわらず、メチル基の脱離およびジアザナフタレン環形成に関与するC-C結合を起こす複雑な多段階の反応経路を示している。そこで、1)で得られた知見を基に種々検討を行なった結果、ヒドラゾンとTCNEの1対1の付加中間体を経て、メチル基の脱離と、TCNEのCNによる環形成が起こる新しい反応機構でこの反応が進行する事を明らかにした。本反応は電子移動で開始され、2個のメチル基の脱離と、TCNEのC-CNの環形成への組み込みを伴う全く先例のない新反応である。1)フェニルヒドラジン、カルボニル類およびTCNE、3成分系によるジアザナフタレン類の新規合成法の確立について、種々のフェニルヒドラジン、カルボニル類とTCNEの3成分系を用いて、反応メディア、溶媒、反応温度等の条件を変化され、ジアザナフタレン類の合成について種々検討を行った結果、新規合成法を確立させ、また、置換基、官能基による適用範囲を解明した。2)この反応は、穏和な条件(室温付近の温度)で進行するにもかかわらず、両メチル基の脱離およびジアザナフタレン環形成に関与するC-C結合を起こす複雑な多段階の反応経路を示している。そこで、1)で得られた知見を基に種々検討を行い、新しい反応機構でこの反応が進行する事を明らかにした。本反応は電子移動で開始され、ヒドラゾンとTCNEの1対1の付加中間体を経て、メチル基の脱離と、TCNFのCNによる環形成が起こる全く先例のない新反応である。
超高分解能角度分解光電子分光装置の極低温化酸化物超伝導体の電子状態の研究

東大物性研に建設した超高分解能角度分解能光電子分光装置を改良し、エネルギー分解能1.4meV,角度分解能0.2度、測定最低試料温度4Kを達成した。これらの諸性能は現時点で世界最高である。この装置を用い、これまでの光電子分光装置の分解能と試料温度では測定の難しかった低温超伝導体について、その超伝導及び常伝導状態の電子状態を調べた。単体金属については、世界に先駆けて超伝導ギャップの観測に成功するとともに、電子-フォノン結合に起因する微細電子構造を見いだした。Ni炭化ホウ化物の結果は、その超伝導ギャップが異方的s-波であることを示した。Ba_<1-x>K_xBiO_3についても、超伝導ギャップを光電子分光で初めて観測することに成功するとともに、超伝導転移温度より上の温度で擬ギャップが存在することを見いだした。最近超伝導転移が発見された、シリコンクラスレートについても超伝導ギャップを測定し、、弱結合超伝導体であることを見いだした。一方角度分解光電子分光実験からは、遷移金属ダイカルコゲナイド2H-NbS_<e2>について、これまで分離できなかったバンド全てを観測した。また、超伝導ギャップの観測にも成功し、その運動量依存性を調べた。酸化物高温超伝導体Bi2212については、2枚のCuO_2面に起因するバンド分裂と、バンドリノーマリゼーションを観測した。更に、これらの結果を低温超伝導体の結果と比較し、酸化物高温超伝導体の電子状態にフォノンが大きな影響を与えていることを見いだした。物性研に建設を進めてきた超高分解能角度分解光電子分光装置の高分解能化と試料到達最低温度の低温化を行った。この装置を用い、これまでの分解能・到達温度では測定の難しかった、単体超伝導体及びYNi_2B_2Cの超伝導ギャップの観測に成功した。1.装置の調整および低温化(1)建設してきた装置の調整を行い、エネルギー分解能1.4meVを達成した。これは現時点で世界最高である。(2)試料周辺の熱遮蔽版を改良する事により、試料部分での到達最低温度5.3Kを達成した。2.超高分解能光電子分光測定(1)単体超伝導体Pb(Tc=7.19K)、Nb(Tc=9.26K)の光電子分光測定を行い、超伝導ギャップ観測に成功した。また、Pbのスペクトルにおいて、電子-フォノン強結合を反映した微細構造を見いだした。光電子分光で、単体超伝導体の超伝導ギャップ、微細構造を見いだしたのは世界初である。(2)Y(Ni_<1-x>Pt_x)_2B_2C(x=0.0:Tc15.4K,x=0.2:Tc=12.1K)の光電子分光測定を行い、その超伝導ギャップの観測に成功した。また、YNi_2B_2C超伝導ギャップが大きな異方性を持つこと、不純物(Pt)を付加する事により、ギャップの異方性が小さくなることを見いだした。