hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複合的な生活課題をもつ在日外国人の生活課題の分析とその支援方法の検討

日本での生活に課題を抱える在日外国人において課題の生じる要因を分析した。その結果、日本語能力や文化の相違によるトラブル、犯罪被害など幅広い課題が挙がった。特に日本の制度の知識や情報の不足、家庭内暴力や虐待、子どもの養育のカテゴリには早急に解決すべき課題がみられた。今後多様な国からの子どもの来日が予測されるため日本語を母語としない子どもの教育体制を整える必要がある。また外国人に母国へ帰りたくない事情がある場合には、母国から連れてきた子どもへの性的虐待や配偶者からの暴力を家庭の中に隠してしまう可能性が高く、このような際は出入国管理よりも家庭内暴力や性的虐待の解決を優先する環境整備が必要である。研究1:複合的な生活課題を抱える在日外国人の生活課題の抽出収集していた在日外国人支援団体における相談援助事例の事例分析を行うにあたり、予備研究として取り組んだ埼玉県内の在日外国人支援団体より提供を受けた相談記録データの見直しを行った。質的な研究手法で生活課題の抽出を行う予定だが、トライアンギュレーションにより研究の質を高めることとし、相談記録データを予備研究の不足部分をインタビュー調査で補完した上で統計的手法で分析した。その結果、子どもの教育・進路、簡単な情報提供で対応可能な生活相談(銀行口座の開設方法や近所の情報を得たいなど)、就労、出入国管理に関する相談が多いことがわかった。数は多くはないが,児童虐待や保証人の依頼、不安の訴えや親族の行方不明などの相談も見られた。この結果は投稿論文としてまとめ、厚生の指標誌に投稿中である。研究2:複合的な生活課題を抱える在日外国人の支援方法の検討平成23年度から実施していた在日外国人支援団体における相談援助事例の収集のためのインタビュー調査の分析に着手した。インタビュー調査のうち長期的な支援の必要となっていた1事例の分析を行った。事例では知的・発達障害のある子ども、非行行動のある子どもの教育に困難さを感じており、日本人であっても困難な療育・教育場面において、コミュニケーションの問題が生じていたり、公的相談機関の対応に不満を感じていたりすることが明らかになった。この結果は平成25年度日本社会福祉学会秋季大会にて結果を報告する予定である。研究1:複合的な生活課題を抱える在日外国人の課題の抽出収集していた在日外国人支援団体における相談援助事例の事例分析を行った。6団体から311事例を収集し、95種類の生活課題が指摘された。その内容は、人身売買や売春被害など早急に公的機関の介入の必要な深刻な課題や夜に自室でパーティをして騒ぎ、近隣とトラブルになるといった生活文化に根差すもの、納税や医療保険など日本の制度を理解していないために生じるトラブルなど多岐にわたっている。また、公立小学校や中学校において外国から来た子どもに対する指導方法に一貫性がないなどの指摘もあった。今後、1団体の相談記録を縦断的に調査した予備調査のデータと比較検討しつつ分析を進め、日本で暮らす外国人の生活を困難にしている要因を探り、論文としてまとめるための準備を進めている。研究2:複合的な生活課題を抱える在日外国人の支援方法の検討平成23年度から実施していた在日外国人支援団体における相談援助事例の中で、複合的な生活課題の生じていたある母子事例について参与しながら支援経過を観察し、学会報告としてその課題を報告した。日本人であっても困難のある障がいのある子どもの教育や非行行為のある子どもの教育や指導に大きな課題があると考えられた。外国人であり、日本語での専門用語の多い話を理解することの困難さが支援の妨げになっていると考えられたが、それと併せて支援を受ける外国人個人にかかる要因(性格や適応力など)も支援の困難さに大きな影響を与えていると考えられた。平成23年度ははじめに文献検討を通じて在日外国人を取り巻く環境に関する実態の把握を行った。具体的には、在日外国人支援団体の実地調査に入る前に、参考文献を入手して日本における在日外国人支援の状況や外国人に関連する法令等の内容を確認した。次に関東地方および近畿地方の複数の在日外国人支援団体を訪問し、外国人を対象として相談援助を行っているボランティアの方々へのインタビュー調査を行い、相談援助事例の収集を行った。調査では、(1)複合的な生活課題を抱える在日外国人の事例、(2)相談援助担当者が対応に困難を感じている事例を収集し、さらに上記(1)と(2)の事例の概況と相談経過に関する情報を聞き取った。今後これらの事例を分析し、生活課題の抽出を行う。24年度も事例収集は継続して実施する予定である。収集した事例のうち処遇困難と考えられたものについては、埼玉県社会福祉士会の多文化共生ソーシャルワーク研究会メンバーに事例を提示し、その対応について検討を行った。こちらも24年度も継続して困難事例の事例検討を実施し、その結果を活用できる形にまとめてゆく予定である。

また、23年度はある関東地方の在日外国人支援団体には定期的に訪問し、複合的な生活課題があるために長期支援の対象となっている当事者自身とその相談担当者から生活上の困難さを聴取した。この事例については、24年度以降も継続して経過を調査し、必要に応じて研究者も相談援助に加わりつつ問題解決の手がかりを検討する。複合的な生活課題を抱え長期支援の必要な在日外国人において、その課題の生じる要因を明確化するため、収集した複数の在日外国人支援団体における相談援助事例埼玉県社会福祉士会内多文化共生研究会および10年以上の業務経験を持つソーシャルワーカーの協力を得て再分析を行った。その結果、108事例から18項目の生活課題カテゴリを抽出した。日本語能力や文化の相違によるトラブル、犯罪被害など幅広い課題が挙がったが特に日本の制度の知識や情報の不足、虐待と家庭内暴力、子どもの養育のカテゴリに多くの課題がみられた。これらの結果をソーシャルワークの視点から考察すると、以下の点が早急な対応の必要だと考えられた。まずグローバル化の進む中で、日本は今後多様な国から子どもを受け入れることになると予測される。現場の教員に任せきりにするのではなく、国としての日本語を母語としない子どもの教育体制を整える必要がある。日本語での読み書きや話ができないため相談しにくいことが想定されるので、通訳もあわせた教育相談が求められる。また子どもの教育に限らず、日本の社会制度や生活ルールを知らないために必要な支援が届かなかったり、周囲の人々とトラブルが生じたりしている事例も複数見られたため、外国人と日本人双方に多文化共生の啓発活動が必要であろう。そして日本で暮らす外国人に母国へ帰りたくない事情がある場合には、配偶者からの暴力や母国から連れてきた子どもへの性的虐待を家庭の中に隠してしまう可能性が高い。このような事例へは出入国管理よりも家庭内暴力や性的虐待の解決を優先し、国として安心して問題解決のできるような環境を用意することが必要である。人権擁護の視点からも、今以上に国が制度を整えて積極的に問題に介入すべきである。社会福祉平成24年度は、研究の質を高めるために、埼玉県社会福祉士会多文化共生ソーシャルワーク研究会や在日外国人支援団体の生活相談員の協力を得ながら在日外国人の生活課題を検討した。その結果を踏まえてインタビューで収集した在日外国人支援団体における相談援助事例のデータを分析し、その一部を学会発表や投稿論文としてまとめることができた。現在、学会での質疑応答や論文査読を通じて研究の質を高めている段階である。研究1として複合的な生活課題を抱える在日外国人の生活課題の抽出のため、収集していた在日外国人支援団体における相談援助事例の事例分析を行った。想定していたよりも多くの事例を収集できたが、一つ一つの事例の詳細を得ることができず、計画段階で想定していた質的な詳細データとは異なる種類のデータであることが分析の過程で判明した。そのため収集したデータにあった適切な分析方法を再検討しつつ結果のまとめを進めている。研究2において在日外国人の支援を考える中で、想定していた支援だけでは十分な成果を示すことができないと考えた。
sec遺伝子による新たなシナプス伝達制御機構の解明

新たなシナプス伝達機構の探索を目的として、小胞の形質膜結合に関与すると推定されるSec関連遺伝子の線虫ホモログ、Sec10,15, 5及びExo70遺伝子をクローン化した。RT-PCR及びC. eleg ans cDNAライブラリーからSec10 cDNAは1,980bp、Sec5 cDNAは2,660bp、Exo70 cDNAは1,900bpのほぼ全長のcDNAクローンを得た。Sec15 mRNAはノーザンブロット解析から5.3, 3.8, 2.9, 1.7と1.1kbの少なくとも5つが確認されたが、スクリーニングの結果3'領域の異なるクローンがこれまでに11種存在することを突き止めた。これらはAからGのグループに分類された。しかしながら、5.3kbに相当するcDNAクローンは得られていないため、5'及び3'RACE法によるクローニングを試みている。Sec関連遺伝子の発現を調べるため、プロモーター領域を含むそれぞれのゲノムDNA断片をGFPをレポーター遺伝子として持つ発現ベクターに組み込み、マイクロインジェクションにより導入し、トランスジェニック線虫で遺伝子局在を調べた。いずれのSec関連遺伝子共に神経系と腸に局在が見られた。特に、神経系ではmotor neuronと一部の頭部神経細胞で発現が見られ、これら遺伝子は神経特異的なunc-18, unc-64遺伝子の局在と極めて類似していた。このことからSec関連遺伝子はシナプス前終末で機能していると推定され、シナプス小胞の分泌に深く関わっていると示唆された。さらに、これら遺伝子の機能を調べるため無細胞系タンパク質発現系によりSEC10とUNC-18タンパク質を発現させ、結合能を調べた。弱いながらも両者は結合したことから、SEC10はシナプス前終末で機能し、UNC-18を介したシナプス伝達機構に関連すると考えられた。シナプス小胞の形質膜結合に関与すると推定されるSECタンパクの機能解析を目的として、Sec10とSec15遺伝子の線虫ホモログ遺伝子のクローニングを行った。それぞれのゲノムDNAとそれに相当する転写産物のcDNAをPCRで増幅し、クローン化した。解析の結果、Ce sec10は4つのエクソンからなり、推定されるORFは1,980bpであった。またCe sec15は25のエクソンからなり、そこから推定されるORFは3,969bpであった。さらにcDNAライブラリーのスクリーニングからsec15 cDNAは3'領域で配列の異なる6種のクローンの存在が確認された。クローン化したそれぞれのゲノムDNA断片をGFPをレポーター遺伝子として持つ発現ベクターに組込み、トランスジェニック線虫を作製し、遺伝子局在を調べた。Sec10、sec15共に神経と腸に局在が見られ、特に神経ではVentral Nerve Codeと一部の頭部神経細胞で発現が見られた。この結果は神経特異的なunc-18遺伝子の局在と極めて似ていた。ノーザンブロット解析では、sec10 mRNAは2.4kbのシングルバンドを検出した。発生段階における発現レベルは胚で最も多く発生段階が進むにつれ減少していた。またsec15mRNAは5.3、3.8、2.9、1.7と1.1kbの少なくとも5つが確認された。中でもメジャーな3.8と2.9kbのmRNAの発現はL4とAdultの過程で最も高いが、sec10で見られた胚での発現は殆ど確認されなかった。このことからsec10は神経系や腸の発生にも機能すると考えられるが、sec15との機能分担については不明である。次に、これら因子とシナプス伝達関連因子との結合能を調べるため得られたCe sec10 cDNAをタンパク発現ベクターに組込み昆虫細胞を用いて発現を試みた。その結果、約100kDのタンパクを発現させることに成功した。
基質認識に伴う構造変化を必要としない革新的なバイオセンサーの開発

レシオ型バイオセンサーを構築するにはリセプタータンパク質にはリガンド認識に伴う構造変化が必須である。そのため、構造変化を伴わないリセプタータンパク質は、バイオセンサーに活用できないという問題点があった。本研究では、擬似リガンドペプチドを導入することでその問題を解決することを目指した。実際に構造変化がほとんどないとして知られているリセプタータンパク質をモデルとし、その擬似リガンドペプチドとリポータータンパク質を組み込んだバイオセンサーを構築した。また、擬似リガンドペプチドを有さないコントロールについても用意し、評価した結果、顕著な差があることが確認され、本戦略が有効であることが示された。本研究は、「構造変化を伴わないリセプタータンパク質でも細胞内レシオ型蛍光性バイオセンサーとして利用できる方法論」を確立し、その戦略に基づいて生体内重要物質を細胞内で直接観察できる蛍光性バイオセンサーの構築を目的としている。一般的なバイオセンサーの設計には、標的物質との結合に伴って大きく構造変化するリセプタータンパク質が必須であったため、バイオセンサーとして利用できないリセプタータンパク質が数多く存在していた。本研究では、そのようなリセプタータンパク質に新たに構造変化モジュールを遺伝子レベルで導入した細胞内で発現可能なバイオセンサーの設計戦略を提案し、その有用性を実証することを目指している。構造変化を伴わないリセプタータンパク質を用いたレシオ型蛍光性バイオセンサーの構築戦略は、本研究者らの報告例に限られる(JACS, 2009, 131, 5873など)が、その報告においても、細胞内でのバイオセンサーの直接構築は困難であり、更なる改良が期待されていた。そこで本年度は、本戦略のモデルタンパク質としていくつかのリセプタータンパク質を選定し、それらを本戦略に基づいてバイオセンサー化することを計画し、その発現系を構築するところまでには至ったものの、その機能評価については現在のところ充分な結果を得られていない。その一因として、構築した融合タンパク質の安定性等に原因があると考えられる。今後、溶解性を向上することが知られているタンパク質(GSTやMBP)などとの融合タンパク質として調製した後、選択的プロテアーゼ切断により可溶化したバイオセンサーを獲得し、機能評価していく。本研究では、そのようなリセプタータンパク質に新たに構造変化モジュールを遺伝子レベルで導入した細胞内で発現可能なバイオセンサーの設計戦略を提案し、その有用性を実証することを目指してきた。昨年度は、設計したモデルタンパク質のうち、いくつかに関しては、調製が難航し、機能評価までいたらなかった。そこで本年度は、モデルタンパク質のひとつについて、発現方法等を改良し、目的のバイオセンサーを獲得し、その機能評価までをおこない、目的の戦略の有用性について、確認するところまでを達成した。今後、詳細な機能評価と、更なる一般性の拡張を目指した成果を獲得したいと考えている。構築した融合タンパク質の安定性等に原因があり、機能評価に関して難航しており、全体として遅れが出ている。生体関連分野可溶化したバイオセンサーを獲得し、機能評価していく。本年度は一部予定通りに研究が進行しなかった関係で次年度使用額が生じることとなった。最終年度において予定通り研究が遂行できるように研究を進行していく。
数学学習における証明と論駁の活動を捉える枠組みの構築

本研究では,証明の学習の中でも,証明と論駁の活動に着目し,証明と論駁に関する生徒の活動を捉える枠組みを構築することを目的とした。この目的を達成するために,数理哲学者ラカトシュの主著『証明と論駁』の検討,及び中学校において授業の観察と分析を行った。そして,事柄を論駁する反例(大局的反例)への対応と,証明を論駁する反例(局所的反例)への対応に分けて,生徒の活動を捉える枠組みを構築した。本研究では,数学学習における証明と論駁の活動を捉える枠組みを構築することを目的としている。そのために,数理哲学者ラカトシュの主著『証明と論駁(Proofs and Refutations)』を基盤とし,とりわけラカトシュが定式化している「発見法的規則(Heuristic Rules)」に着目している。昨年度は,その発見法的規則を図式化して整理することを通じて,証明と論駁の活動を捉える枠組みを暫定的に構築した。本年度は,反例の場合に成り立つ推測を新たに生成する行為に焦点を当てて,その暫定枠組みを洗練することを目的とした。ラカトシュは,反例の場合に成り立つ推測を生成する行為として,「演繹的推量による内容の増加」を挙げている。しかし,昨年度の分析では,この行為に当てはまらない生徒の活動も観察されており,枠組みを洗練する必要性が示唆されていた。そこで本年度では,次の二つの観点から生徒の活動を捉える枠組みを構築し直した。第一は,推測を生成する方法が演繹的か非演繹的かである。第二は,新たな推測が当初の推測と一般ー特殊の関係にあるか,それとも場合分けの関係にあるかである。そして,中学校第二学年の授業を通じて,その枠組みが生徒の活動を捉えるために機能することを示した。一方で,その枠組みをさらに細分化する必要性も示唆された。上述の研究活動と並行して,第1回日本数学教育学会春期研究大会(平成25年6月,筑波大学),ICMI Study 22: Task Design in Mathematics Education (平成25年7月,イギリス・オックスフォード),第37回日本科学教育学会年会(平成25年9月,三重大学),及び第46回日本数学教育学会秋期研究大会(平成25年11月,宇都宮大学)にて研究情報を収集するとともに,研究発表を通じて他の研究者と研究討議を行った。本年度は,理論的考察から枠組みを暫定的に構築すること,及び既有データの分析を通じてその暫定枠組みを洗練することについて取り組んだ。前者に関して,本研究では,数学学習における証明と論駁の活動を捉える枠組みを構築することを目的としている。そのために,ラカトシュの主著『証明と論駁(Proofs and Refutations)』を基盤とし,とりわけラカトシュが定式化している「発見法的規則(Heuristic Rules)」に着目した。そして,その発見法的規則を図式化して整理することを通じて,証明と論駁の活動を捉える枠組みを暫定的に構築した。後者に関しては,既有データとして,小学五年生のペアを対象とした教授実験,中学三年生のペアを対象とした教授実験,及び中学三年生の一斉授業を利用した。それらの分析の結果,上記の枠組みが,証明と論駁の活動を記述する際にある程度有効であることがわかった。一方で,上記の枠組みに当てはまらない子どもの活動も観察されたため,枠組みの洗練の方向性として,枠組みの要素や要素間の移行について柔軟に考える必要性が示唆された。上述の研究活動と並行して,第12回数学教育国際学会(The 12th International Congress on Mathematical Education,平成24年7月,韓国・ソウル)にて研究発表を行い,他の研究者と研究討議を行った。また,第36回日本科学教育学会年会(平成24年8月,東京理科大学),及び第45回日本数学教育学会数学教育論文発表会(平成24年11月,奈良教育大学)に参加し,研究情報の収集を行った。そのために,数理哲学者ラカトシュの主著『証明と論駁』を基盤とし,とりわけラカトシュが定式化している「発見法的規則」に着目している。昨年度まで,発見法的規則に基づいて暫定枠組みを構築した上で,予備調査を通じてその枠組みの洗練に取り組んできた。本年度は,まず,これまでの検討を整理し,最終的な枠組みを構築した。事柄や証明を論駁する反例に直面した場合について,新たに生成した事柄や証明が,当初の事柄や証明と一般/特殊の関係にあるか,それとも場合分けの関係にあるかを区別した。また,事柄に限っては,新たな事柄を生成する方法が演繹的か非演繹的かも区別した。次に,構築した枠組みの有効性を明らかにするために,中学校の一斉授業の観察及び分析を行った。

具体的には,公立中学校の3年生を対象とした授業3時間,本学の附属中学校の2年生を対象とした授業8時間をそれぞれ観察した。そして,分析の結果,構築した枠組みによって,これらの授業のすべてを記述できることが明らかとなった。また,学習指導への示唆として,図が付された証明問題が,証明と論駁の活動を促進する教材として有効であることが見いだされた。上述の研究活動と並行して,第2回日本数学教育学会春期研究大会(平成26年6月,東京学芸大学),Joint Meeting of PME 38 and PME-NA 36(平成26年7月,カナダ・バンクーバー),第38回日本科学教育学会年会(平成26年9月,埼玉大学),及び第47回日本数学教育学会秋期研究大会(平成26年11月,熊本大学)等に参加し,研究情報を収集するとともに,本研究の研究成果を発表した。数学教育学当初の研究計画では,平成25年度に予備調査を実施し,暫定枠組みをその調査結果に基づいて実践的に検討する予定であった。いずれも本年度に達成することができたことから,研究目的の達成度は概ね順調である。当初の研究計画では,平成24年度の前半に,文献講読を通じて,枠組み構築のための理論的基盤を整備する計画であった。また,同年度後半には,筆者の既有データの分析を通じて,枠組みを暫定的に構築する計画であった。今後は,教師の協力の下,中学生を対象とした本調査を実施する予定である。そして,枠組みを実践的な側面からさらに洗練するとともに,洗練した枠組みの有効性を明らかにする。加えて,調査の分析結果をふまえて,学習指導への示唆を教材と指導法の観点から導出する。また,これらの研究活動と並行して,国際学会及び国内学会に参加し,研究成果の発表を行う。今後は,教師の協力の下,中学生を対象とした予備調査及び本調査を実施する予定である。そして,暫定枠組みを実践的な側面からより洗練していくとともに,洗練した枠組みの有効性を明らかにする。加えて,調査の分析結果を踏まえて,学習指導への示唆を,教材と指導法の観点から導出する。当初は,予備調査の結果を先行研究の成果をふまえて分析する計画であり,そのために数学教育学の専門書籍を購読する予定であった。しかし,その点まで考察が進まなかったため,次年度使用額が発生した。次年度に予定されている本調査では,数学教育学の研究成果をふまえて分析を行う予定である。その際,次年度に請求する研究費と合わせて,専門書籍を購読することを計画している。当初は,次年度に実施予定の調査を念頭に入れ,調査方法に関する文献を購読する予定であった。しかし,調査方法の整備まで研究が進まなかったため,次年度使用額が発生した。次年度に請求する研究費と合わせて,次年度の前半に,調査方法に関する文献を購読する予定である。
電界イオン化に基づくDNAの塩基配列の超高速決定法

本研究は、従来の電気泳動法に代わる高速なDNAの塩基配列決定法の基礎的検討に関するものである。本手法は、真空中で伸張させたDNAに高電圧を印加することにより、電界強度が最大となるDNA末端部分で生じる電界イオン化に伴い観測される像から試料末端の塩基の同定を行うものであり、電界イオン顕微鏡(Field ion microscope : FIM)の原理に基づいたものである。また、さらに印加電圧を上昇させることにより、電界蒸発により末端の塩基を順次脱離させることで、DNAの塩基配列を直接的に決定することを目指すものである。本研究では、上記のDNAシーケンサの開発に向け、以下に示す基礎的検討を行った。本手法では、針状に伸張させた試料を調整することが必要である。そのために、電界研磨により先端の曲率半径を100nm程度以下に加工した金線に末端をSH基で修飾したDNAを結合させる方法を検討した。DNAを結合させたサンプルではDNAを結合させていないものに対して、低い印加電圧で異なるFIM像が観察された。低電圧でFIM像が観測されたことはサンプル表面に曲率半径の小さな面が存在することを示唆している。また、DNA結合の有無で異なるFIM像が観測されたことはFIM像からDNAの原子構造を決定できる可能性があることを示唆している。しかしながら、明確なDNAの原子像を観察することはできなかった。これはFIMの動作ガスの熱振動に起因すると考えられ、現在試料の冷却系の構築を進めているところである。1.DNA一分子操作技術の開発FIM観察用試料を調製するためには、DNAを伸張させた状態で曲率半径の小さな先端を持った電極上に固定する必要がある。本研究ではDNAのグロビュールーランダムコイル相転移を利用してせん断応力に強いグロビュール状態から徐々に脱グロビュール化させることで損傷無く伸張されたDNA試料を調製する方法を開発した。電解研磨法により尖鋭化させた針電極と平板電極からなる系で周波数1MHz、電圧10Vの正弦波交流を印加し、グロビュール化した酵母染色体DNAを吸着させた。その後、カバーガラス上に滴下したサンプル溶液のバッファ交換を行った。針電極先端に吸着させたグロビュールDNAの片端がカバーガラス上に吸着した後にカバーガラスを顕微鏡下で移動させることによってDNAが引き出され、カバーガラス上に固定されることがわかった.このことは、本手法を用いることで、片端を金属電極に固定したDNAを伸張させることができることを示しており、適切な方法で基板からの剥離を行うことでFIM観察用試料として用いることが可能であることを示唆している。2.FIM観察装置の構築FIM観察装置の構築を行った。試料には最大7kV程度の正極性および負極性の高電圧を印加することがで、FIMならびにFEM像を観察することができる構造とした。予備的実験としてタングステンの先端の観察を行った。0.5N-KOHを用いた電界研磨によって尖鋭化した直径100□mのタングステン線を試料とし、Heを映像ガスとして、FIM観察を行った。その結果、表面に付着した酸化物等によると思われる不安定な像が観察された。これらのFIM像は印加電圧値によって若千の変化を示したが、同一電圧に対してはほぼ同様の結果が得られた。一方、試料に負極性の高電圧を印加しFEM像を観測した後、再びFIM像を観察したところ、FEM観察以前のFIM像に見られたものとは異なる像が得られた。このことは本測定系において、正極性の高電圧を用いたFIMでは表面の状態を保存したまま観察することが可能であり、負極性の電圧を印加することで表面状態を変化させることが可能であることを示唆している。
有機基礎反応における速度同位体効果の新測定法ーWHOLE MOLECULE MASS SPECTROMETRYの新検討ー

本研究によって、従来ほとんど追求されていなかった高分解能質量分析計の定量分析性能が明かとなり、また国産の第1級装置と信じられてきたシステムの意外な脆弱性が明かとなった。これに対して、高分解能装置でも4重極型装置でも、気液平衡固液平衡において意外にも有意の同位体比変化が起こることが実証され、通常測定に関する同位体比デ-タの信頼性そのものに疑問も呈することが出来た。尚、マスピ-ク強度そのものの定量性は意外によく、高分解能装置でも面積強度比を1万分の1の精度で定めることが可能であることが明かとなったが、面積レジスタのダイナミックレンジの設計値が意外に小さく、本来もう1桁以上高精度が期待できるにも関わらず、ピ-ク立ち上がり判定のアルゴリズムの不備とも相まって、ソフトウエアの設計方針によって定量精度が抵く抑えられていることも明かとなり、需要があれば、世界に先駆けた定量システムを開発することも難しくはないことが明確となった。マスピ-ク定量について、本質的に面積積算を予想した高分解能装置の利点は明かとなったが、サンプルサイズを小さく保って、気化試料の全部を早い積算立ち上がりで加算するシステムの開発が必要である。この点では、4重極型装置の現状に学ばねばならないことも明かとなった。同時に、現状外上の精度を求めるならば高分解能装置に改良を加えて実現することがきわめて現実的であることを知りその提言を行うこともできたと考えている。昭和62年度においては,日本電子株式会社製の高分解能質量分析計DXー302型本体(GC装置付)を購入し,その運転に習熟するとともに,測定条件の最適化に努めた.すなわち,長時間安定したマスピークを得るために,装置の微少振動の低減をはかることが重要であることを知ってこれに努力しつつ,試料導入法の基礎的研究を行ない,一定温度に保ったGC装置のオーブンからダンパーとして3m程度の毛管空カラムを挟んで試料を導入すると,比較的安定したイオン流が得られることを確認した.しかしながら,電子衝撃式イオン化装置から得られるイオン流の強度のゆらぎは,数パーセントに及び,当初予想したものよりかなり大きいので,目下ダンパーの大きさの効果を更に試験中である.現在,装置メーカーと連絡しつつ測定に確立の向けて努力中のポイントは,分子ピーク近傍のマスピークの相対的強度と実試料における検量線の問題である.自然存在比のパラジクロルベンゼン,パラニトロベンジルクロリド等を用いて分子ピーク及び同位体分子ピークの強度を測定すると,塩素についての自然存在比が再現されない事実が判明した.これはスリット調整等による測定者側の問題なのか,装置の光学系に個有の性質なのか,まだ確定するには至っていない.いずれにせよ,再現性のある検量線を得さえすれば実用的には補正係数を利用してWhole Molecule Massーspectroscopyの実行は可能との見通しを持っている.尚,Whole Molecule Massーspectroscopyを適用する反応系としては,予備実験から置換ベンジルクロリドの脱離基同位体効果, 2級ベンジルハライドの加溶媒分解におけるアジ化物の同位体効果が基礎反応としてよい対象であり,またグルコシル塩化物について脱離基同位体効果の測定が可能であることを知って昭和63年度の本実験に備えている.昭和63年度においては、日本電子株式会社製の質量分析計システム用データ処理システムJMAーDA3000型を購入して、昭和62年度に購入した高分解能質量分析計DXー302型に接続してオンラインによるデータ処理を行い積算処理方の詳細を検討した。すなわち、長時間安定したマスピークを得ながらこれを積算し、信号対雑音の強度比を減少させる基礎条件を定めようとした。データ処理装置を質量分析計に直結し、オンライン状態で信号の積算を行うと、従来の市販結合状態では信号強度が奇妙な振動変調された状態となり、安定したデータ積算はきわめて因難なことを知った。

この問題を解決するために種々検討した結果、主な防害振動は試料を長時間にわたって導入するために一種の直接導入系として使用しているガスクロマトグラフ装置からでていることがわかり、毛細管カラムの保持装置その他の部品の剛性増大等の対応を行ってようやく異常変調の無い、時間的に安定したマスピークを得るに至った。この様に、瞬間的な変動及び長い時間の両方の意味で安定したマスピークを得る運転条件を定められたので、初めて信号の積算値の化学的・物理的意義を検討することが出来るようになったが、意外にも正しい意味での自然存在比は再現されないことがほぼ確実となり、目下システム全体としての補正計数を定めることに努めている。すなわち、安定なマスピークを連続して保証できるようになったパラジクロロベンゼンの分子ピークの塩素ー35及び塩素ー37によるピーク強度比を繰り返して測定すると共に、置換塩化ベンジルについて同様の測定を行い、モデル反応系について同位体比の精密決定の為の基礎データを集積中である。他方では、芳香族求核置換反応について速度論的同位体効果を測定し、質量分析法との対比を行う準備を行った。平成元年度においては、日本電子株式会社製の質量分析計システム用デ-タ処理システムに大容量のハ-ドディスクを購入して接続し、オンラインデ-タ処理の結果を時間経過と共に蓄積保存して、同位対比測定方法の最適化を行うと共に、システム総体としての信頼性の検証を行うこととした。まず、標準試料として、パラジクロロベンゼン及びオルトジクロロベンゼンを選び、質量分析法の常道である磁場掃引法によって掃引時間と測定精度の関係を確かめた。ここに用いた試料は、3つの同位体ピ-クがおおよそ100:60:10の強度比で現れるため測定精度と信号のダイナミックレンジとの関係を検証するにも適当である。この結果、高分解能質量分析計を用いても、測定回数を増やすために、掃引時間は出来るだけ短くする方がよいことを確かめることが出来た。次に、種々の条件で測定を繰り返し、最終的に、いわゆるフラットトップの信号形状をとって低分解能条件で面積強度を用いるベき事を確かめた。以上の知見から、速い連続掃引の出来る電場掃引法の採用が望ましいことが示唆されるが、磁場掃引法と電場掃引法との間では従来の常識を越えて信号強度測定結果に開きがあることが判ると同時に、磁場掃引法と言えども、同位体ピ-ク比の理論値に較べると、やや小さめの比を与えることが確認され、これを塩化ベンジルについても確かめた。システム総体としての長時間安定性は、この種の高分解能質量分析計では従来殆ど測定例が無い。実測の結果、イオンビ-ムのON/OFFに対して極めて敏感で連続測定時の安定度に較べて、数十倍に及ぶ揺らぎを生むことが判ったが、条件を選べば、測定誤差は約1万分の1から2千分の1に抑えることが出来て、少なくとも、現用の高精度放射能測定法の精度の10倍から100倍の高精度が実現できるようになった。平成2年度においては、日本電子(株)製2重収束型高分解能質量分析計の全システムを用いて、オルトジクロロベンゼンなどの含塩素有機化合物の分子イオンピ-ク(Mピ-ク)、M+2ピ-ク、M+4ピ-クなどについて、加算平均を繰り返しても、面積強度比の再現性が最高4桁精度から向上しない理由を追求した。また、Whole Molecule Mass Spectroscopyの報告例のほとんどにおいて使用されているHewlettーPackard社製の4重極型質量分析計による追試を行って、高分解能質量分析計との対比を行った。
高速SATアルゴリズムを利用した実世界組合せ問題の統一的解法

複雑なデータ構造を持つ実世界の組合せ最適化問題に対して,効率的な解法を構築するというのが本研究の目的である.本研究では個々の問題を直接解くのではなく,一旦和積形論理式の充足可能性問題(SAT)に変換し,SATに対する高速アルゴリズムを利用して元の問題を解くというアプローチをとる.本手法の利点は次の通りである.(1)SATは記述能力に優れており,様々な問題からSATへの変換は容易に行なうことができる.(2)SATに対する既存の高速アルゴリズムを利用することができる.本研究では,まず,実世界問題の定式化を行ない,この定式化された実世界問題からSATへの統一的な変換手法を示した.これにより,与えられた問題をSATに自動的に変換することが可能となった.次に,本手法の有効性を示すために,時間割作成,学生配属という,大学で最も需要の高いと思われる最適化問題に対して計算機実験を行なった.いずれの問題に対しても,既存の直接解法アルゴリズムよりも我々の手法の方が良い解を得られることを示すことができた.最後に,SATに対する局所探索法の高速化を行なった.本研究では,ベクトル計算機とPVMを利用して,並列化による高速化を行なった.局所探索アルゴリズムは,それぞれの探索を独立に行なうことができるので,非常に並列化に向いている.しかも,並列アルゴリズム特有の通信によるオーバーヘッドがほとんどないため,理想的な台数効果が得られるものと期待した.実験により,期待通りの高速化が実現できたことを確かめた.さらに,ベンチマーク例題を利用して性能評価を行なったところ,これまでどのプログラムによっても解かれていなかったいくつかの例題を解くことができた.複雑なデータ構造を持つ実世界の組合せ最適化問題に対して,効率的な解法を構築するというのが本研究の目的である.本研究では個々の問題を直接解くのではなく,一旦和積形論理式の充足可能性問題(SAT)に変換し,SATに対する高速アルゴリズムを利用して元の問題を解くというアプローチをとる.本手法の利点は次の通りである.(1)SATは記述能力に優れており,様々な問題からSATへの変換は容易に行なうことができる.(2)SATに対する既存の高速アルゴリズムを利用することができる.本研究では,まず,実世界問題の定式化を行ない,この定式化された実世界問題からSATへの統一的な変換手法を示した.これにより,与えられた問題をSATに自動的に変換することが可能となった.次に,本手法の有効性を示すために,時間割作成,学生配属という,大学で最も需要の高いと思われる最適化問題に対して計算機実験を行なった.いずれの問題に対しても,既存の直接解法アルゴリズムよりも我々の手法の方が良い解を得られることを示すことができた.最後に,SATに対する局所探索法の高速化を行なった.本研究では,ベクトル計算機とPVMを利用して,並列化による高速化を行なった.局所探索アルゴリズムは,それぞれの探索を独立に行なうことができるので,非常に並列化に向いている.しかも,並列アルゴリズム特有の通信によるオーバーヘッドがほとんどないため,理想的な台数効果が得られるものと期待した.実験により,期待通りの高速化が実現できたことを確かめた.さらに,ベンチマーク例題を利用して性能評価を行なったところ,これまでどのプログラムによっても解かれていなかったいくつかの例題を解くことができた.複雑なデータ構造を持つ実世界の組合せ問題に対する効率的な解法を構築するという目的に沿って研究を行なった.本研究では,個々の問題を直接解くのではなく,一旦,和積形論理式の充足可能性問題(SAT)に変換し,SATに対する高速アルゴリズムを利用して元の問題を解くというアプローチをとる.本年度は,この方法がどの程度有効であるかを検証した.具体的問題として,大学の講義時間割を作成する問題を例にとり,この問題をSATに変換し,SATに対する高速アルゴリズムである局所探索法を使って解を得ることを試みた.入力例題には,九州大学情報工学科の講義データを基に作成したものを使用した.まず,上記例題をSATに変換し近似解を求めたところ,全項数300,000のうち不充足なものが15程度の,かなり精度の良い解が得られた.しかし,この解から作成された時間割は全く機能しないものであった.原因は,充足されなかった項のほとんどが極めて重要度の高いものであったためである.本問題を解決するために,本研究では部分SATと呼ばれる新しい問題を導入した.部分SATは,論理式f=f_A・f_Bが与えられ,f_Aの項を完全に充足し,f_Bの項をできるだけ充足する割当を求める問題である.時間割作成問題において,重要度の高い条件をf_Aの部分に指定することにより,部分SATの解から実行可能な時間割を得ることができる.部分SATの模倣能力を議論したところ,幅広い最適化問題を模倣可能であることが分かった.すなわち,様々な最適化問題の解法に部分SATを利用できる可能性がある.ところが,このことは反面,部分SATの良い近似解を求めることが極めて困難であることを意味している.しかし,論理式中の項に適度な重みを付けることにより,局所探索法を用いてかなり満足のできる解が得られることを実験により明らかにした.複雑なデータ構造を持つ実世界の組合せ最適化問題に対して,効率的な解法を構築するというのが本研究の目的である.本研究では個々の問題を直接解くのではなく,一旦和積形論理式の充足可能性問題(SAT)に変換し,SATに対する高速アルゴリズムを利用して元の問題を解くというアプローチをとる.本手法の利点は次の通りである.

(1)SATは記述能力に優れており,様々な問題からSATへの変換は容易に行なうことができる.(2)SATに対する既存の高速アルゴリズムを利用することができる.昨年度は大学の時間割作成問題を例にとり,この方法の有効性を明らかにした.また,部分MAXSATという新たな最適化問題を導入し,実世界問題を模倣するのに部分MAXSATがより有効であることを示した.本年度は,上述の(1)の部分に重点をおいて研究を行なった.SATへの変換は容易であるとは言え,誰もが与えられた問題を簡単にSATに変換できるとは言い難い.そこで,本研究の手法を幅広く使えるようにするために,実世界の組合せ問題からSATへの変換を行なうための指針を与えることを本年度の目標とした.本研究ではまず,実世界問題の枠組を定式化した.この枠組は,2つの集合の間の写像の形でなされており,上述の時間割問題はもちろん,様々な最適化問題を記述できる一般的なものである.次に,実世界問題からSATへの変換手法を確立した.これにより,組合せ問題を実世界問題の枠組で記述できさえすれば,SATへの変換はほぼ自動的に行なえるようになった.また,具体的例題として,大学院学生を研究室に配属する学生配属問題を取り上げ,我々の手法により問題を解くことを試みた.すなわち,学生配属問題を実世界問題の枠組で記述し,SATへ自動的に変換を行ない,SATの解から配属を求めた.自動鰺な変換方法を用いることにより,サイズを多少増大してしまうが,高速なSATアルゴリズムにより元の問題の良質の解を求められることが分かった.また,変換方法を個々の特徴に合わせて工夫することにより,問題のサイズの増大を抑えられることも分かった.複雑なデータ構造を持つ実世界の組合せ最適化問題に対して,効率的な解法を構築するというのが本研究の目的である.本研究では個々の問題を直接解くのではなく,一旦和積形論理式の充足可能性問題(SAT)に変換し,SATに対する高速アルゴリズムを利用して元の問題を解くというアプローチをとる.本手法の利点は次の通りである.(1)SATは記述能力に優れており,様々な問題からSATへの変換は容易に行なうことができる.(2)SATに対する既存の高速アルゴリズムを利用することができる.昨年度までは,実世界問題の定式化を行ない,この定式化された実世界問題からSATへの統一的な変換手法を示した.また,本手法の有効性を示すために,時間割作成.学生配属という,大学で最も需要の高いと思われる最適化問題に対して計算機実験を行なった.いずれの問題に対しても,既存の直接解法アルゴリズムよりも我々の手法の方が良い解を得られることを示すことができた.本年度は,SATに対する局所探索法の高速化を行なった.本研究では,ベクトル計算機とPVMを利用して,並列化による高速化を行なった.局所探索アルゴリズムは,それぞれの探索を独立に行なうことができるので,非常に並列化に向いている.しかも、並列アルゴリズム特有の通信によるオーバーヘッドがほとんどないため,理想的な台数効果が得られるものと期待した.実験により,期待通りの高速化が実現できたことを確かめた.
明治前期における裁判離婚法の研究-東京地方裁判所判決例の分析-

1.東京地方裁判所に所蔵されている未公刊の民事判決原本約630冊を調査して約6500丁に及ぶ離婚関係判決を収集できた。2.(1)「民事綜計表」によると夙に明治9年に「夫妻離別」・「妻取戻」訴訟があるが、東京地裁判決で現存する初出のものは明治10年10月19日「離縁送籍請求」訴訟である。ここでは夫は離縁を承諾しているとして、平素大酒を好み家事を顧みず屡殴打する夫から妻を救済している。また「妻取戻」訴訟として明治10年11月22日判決が見出せる。ここでは妻の衣類を無断質入した夫に対して妻が離縁を求めるのは情理の止むを得ない所であるとして、夫からの妻取戻請求を斥けている。(2)明治17年6月30日「離縁送籍不服ノ訴訟」は妻とその姉から夫に対する離婚拒否の訴である。夫は妻に気随我儘の所為があること、先妻の子を過酷に取り扱うことを理由に離縁を求めているのであるが、裁判所は夫の主張には証跡がないとして、夫の恣意な離婚から妻を保護している。また夫の暴行・殴打を到底夫婦の情交を継続できないものと認定して、妻側の離婚請求を認めている判決もある(明治14年6月13日「妻離婚」訴訟など)。(3)東京地裁の明治民法施行以前における最後の離婚判決は明治31年6月30日の夫からの「離婚復籍請求」である。この判決でも妻が夫の父母に対して重大な侮辱を加えたとする夫の離婚請求理由は認められていない。3.この判決に到るまでの明治10年から31年までの東京地裁の200件以上に及ぶ離婚関係判決を概観すると、裁判所において妻の離婚意思は保護されており、妻側の勝訴率も高いといえるようである。このことは私のこれまでの熊本・福岡・宮崎・佐賀・大阪の各地裁の裁判離婚研究の結果とほぼ一致するものである。中央の裁判資料によっても従来の通説であった夫専権離婚説が否定されたことになる。詳細な分析は近刊予定の拙稿に発表する。
くも膜下出血によって引き起こされるくも膜細胞から内皮細胞への分化機序の解明

臨床検体由来のくも膜細胞におけるSMAD3を中心とする転写因子カスケードの評価については、現在までに臨床機関において倫理委員会での承認をえて、脳外科手術において不要となった組織から収集された正常くも膜と、くも膜下出血手術例、及びモヤモヤ病において収集されたくも膜をつかった初代培養を行った。初年度中には各5例の細胞を回収と、ゲノムエピゲノム解析を実施した。第二年度は更に各5例の細胞を回収し、現在比較検討を行っている。くも膜細胞から内皮細胞への分化における転写因子カスケードの評価については、初年度において、RNA-seqによるトランスクリプトームデータとH3K27ac、H3K4me3に対する抗体を用いたChIP-Seqデータをもちいたモチーフ解析によって、TGFβ経路におけるシグナル伝達系の関与を示すデータを取得した。第二年度において、特に重要な転写因子についてはChIP-Seqを行い、結合部位近傍の遺伝子群がくも膜から内皮細胞への分化誘導において変動する遺伝子と合致することを確認した。さらに網羅的なクロマチン相互作用解析を行い、くも膜細胞から内皮細胞への分化の背景にあるクロマチン構造変化とその基本原理の解析を進めた。以上の内容について現在論文投稿作業を行っている。研究チームは内皮細胞分化を含むくも膜細胞の多能性分化能に関する研究と、内皮細胞を用いたエピゲノム解析やクロマチン相互作用解析による転写制御とクロマチン構造の関係について研究を行っている。報告中である。本研究では、以下の三項目を研究の主眼としている。(1)臨床検体由来のくも膜細胞におけるSMAD3を中心とする転写因子カスケードの評価。内皮細胞、血球細胞、神経細胞との比較によって標準くも膜細胞において特徴的な一群のエンハンサー部位が同定され、モチーフ解析によって特定の転写因子が抽出された。一方、トランスクリプトーム解析でも同じ転写因子の高発現が示されている。そこで、SAH由来のくも膜細胞からRNA-seqによるトランスクリプトーム情報とヒストン修飾情報を取得し、これら転写因子の働きを評価すること。(2)くも膜細胞から内皮細胞への分化における転写因子カスケードの評価。初代培養細胞による内皮細胞誘導系を用いて、単一細胞レベルで、RNA-seqによるトランスクリプトーム解析を行い、抽出した転写因子カスケードが確かに変動することを検証すること。(3)重要な転写因子を介したクロマチン構造解析。重要な転写因子については、ChIP-Seq解析を行い、ゲノム上の結合部位を網羅的に同定する。次に、この部位にプライマーを設計してcapture Hi-Cを行い、内皮細胞への分化に伴うクロマチン構造変化を明らかにする。重要な相互作用部位においては、engineered DNA-binding molecule-mediated chromatin (enChIP)によって、結合する蛋白複合体解析を行い、分化を司る転写複合体を同定すること。臨床検体由来のくも膜細胞におけるSMAD3を中心とする転写因子カスケードの評価については、現在までに臨床機関において倫理委員会での承認をえて、脳外科手術において不要となった組織から収集された正常くも膜と、くも膜下出血手術例、及びモヤモヤ病において収集されたくも膜をつかった初代培養を開始している。次年度は更に症例数をふやすことにより、各群間での比較を行うたmの準備が完了している。また、転写因子については、ChIP-Seqを行い、結合部位近傍の遺伝子群がくも膜から内皮細胞への分化誘導において変動する遺伝子と合致することが確認できている。上記ように、TGFβ経路に関する転写因子のChIP-Seqによってその関与を示唆するデータを得たので、次年度はその結合部にプライマーを設計してcapture Hi-Cを行い、内皮細胞への分化に伴うクロマチン構造変化(目的の3番目)を明らかにする予定である。重要な相互作用部位においてはenChIPを実施して蛋白複合体解析を行い、分化を司る転写複合体を同定する予定である。
bHLH型DNA結合転写因子の選択的ダイマー形成の分子機構

bHLH型DNA結合転写因子の選択的ダイマー形成の分子機構を理解することを目的に、筋細胞の系譜を決定するbHLH蛋白質(MyoD)とそのパートナーbHLH蛋白質(E12)とのダイマー形成の研究を進めてきた。本研究では、E12にその存在が示唆されたダイマー形成阻害ドメインを同定し、選択的ダイマー形成における阻害ドメインの機能を、主に蛋白質に部位特異的にアミノ酸変異を導入して解析する方法を用いて明らかにした。E12のダイマー形成阻害ドメインはDNA結合ドメインのすぐアミノ末端側に同定された。このドメインは15残基と比較的短く酸性アミノ酸に富む配列を持っていた。さらにHLHドメインの特定のアミノ酸変異がこの阻害ドメインの機能を無効にすることを発見した。この変異は塩基性アミノ酸を酸性アミノ酸に置換することから、ダイマー形成阻害ドメインは静電気的な相互作用を利用して作用していることが示唆された。E12と特異的にダイマーを形成するMyoDのHLHドメインのアミノ酸配列を調べると、その位置には確かに酸性アミノ酸があり、さらにほかのE12と結合するHLH蛋白質でも保存されていた。このアミノ酸をE12と同様に塩基性に置換させたMyoDはE12と結合できなかった。したがって、E12はダイマー形成阻害ドメインを特異的に阻止することのできるHLH蛋白質とのみダイマーを形成し、選択的ダイマー形成を行っていることが明らかになった。このようなダイマー形成阻害ドメインの発見ははじめてであり、多くの研究者から関心が寄せられ、さまざまな提案がなされた。その一つには、DNAに結合していないE12のbHLHドメインの高次構造はダイマー形成阻害ドメインが機能するために、DNAに結合したbHLHドメインの構造とは大きくことなることが提案された。DNA結合にともなう大きな蛋白質の構造変化が予想されるのである。今後この方面に研究を発展させる計画である。
気候変動に関わる西太平洋海洋循環の研究計画立案

本研究計画は西太平洋の海洋循環について熱帯域から亜寒帯域までを総合的に捉え将来計画の立案に当たるものであった。この線に沿って平成3年10月18日東京において第1回の会合,平成3年12月16日東京大学において第2回の会合を行った。本研究計画はIOC,WMO,ICSU,UNEP等の共同の海洋観測に関する将来計画(GOOS)を深く討議するという側面も合わせ持つこととなり,我が国の海洋研究体制のあり方まで議論することになった。当初の計画は物理環境の将来計画が中心であったが,化学生物環境の気候研究における重要性も認識し、この面での将来計画についても取りまとめることにした。このようにしてGOOS対応基礎研究計画を策定し,ナショナル・プロジェクトとして接近すべく鋭意努力しているところである。国際的には平成3年6月アメリカ合衆国ウッズホ-ルで開催されたCCCOXII会議において代表者が十年スケ-ルの気候変動の重要性を力説し、CCCOの重点課題としてゆくこと,このために十年スケ-ルの気候変動パネルを設置することが決定された。この第一回会合は平成4年2月にホノルルで開かれるところである。1980年代の地球温暖化をもたらした自然変動は熱帯太平洋と北太平洋のリンクしたグロ-バルな大気海洋相互作用によることがほぼ明らかになったことが学術的には最も大きな成果である。このシグナルの解明を中心とするプロセス研究と世界海洋観測システム設計を有機的にリンクさせることが次の課題である。
炭素被覆鉄鉱石の急速溶融還元における硫黄の動的挙動に関する研究

本研究では,溶融状態を含む鉄鉱石粒子の固体炭素による還元速度に関する基礎データを得ることを目的として,粒子落下型反応器をを用いて,高温気流中における炭素被覆鉄鉱石の還元挙動を追跡するとともにその速度解析を行った。そして炭素源中に硫黄を添加した炭素被覆鉄鉱石を調整し,その還元挙動を追跡すると共に,急速還元における炭素源と溶解鉄中における硫黄配分挙動を明らかにした。炭素被覆鉄鉱石粒子は,鉄鉱石粒子とタール模擬物質としてのフェノールフタレインを混合し,乾留することにより調整した。窒素気流中,10731860Kの反応器温度で炭素被覆鉄鉱石を急速加熱したところ,1650K以上で溶解が始まるとともに還元速度が増大した。また鉄鉱石粒子中に,金属鉄と二価および三価の鉄が共存していることが確認された。処理温度や処理時間に伴う鉄形態の分析結果をもとに,体積反応モデルに基づき,Fe_<>O_3からFeO(s),FeO(s)からFe(s),そしてFeO(1)からFeO(1)への各反応速度パラメーターを決定した。その結果,.溶解酸化鉄の金属鉄までの還元速度は,既往の文献値に比べ数倍以上,大きな値となった。次に,硫黄を添加した炭素被覆鉄鉱石を反応器最高温度1773Kの気流層中で急速加熱したところ,被覆炭素中の硫黄の約6割が鉄中に移行し,FeSを形成した。また同一条件下で硫黄を含まない炭素被覆鉄鉱石を処理したところ,硫黄の存在により鉄鋼石の還元速度が低下するという結果が得られた。本研究は、ワンステップの処理にてかつ高速で硫黄含有量の低い金属鉄を得るプロセスを提案するものであり,その設計に不可欠な速度データを得ようとするものである。とくに1996年度は,溶融状態を含む鉄鉱石の固体炭素による還元速度に関する基礎データを得ることを目的として,従来の研究の殆どがるつぼを用いて行われているのに対し,急速昇温が可能でかつ反応器壁への付着や固相への不純物混入の恐れが無く,そして生成ガスによる間接還元の影響が少ない粒子落下型反応器を用いて,高温気流中における炭素被覆鉄鉱石の還元挙動を追跡した。炭素被覆鉄鉱石粒子は,鉄鉱石粒子とフェノールフタレインを混合し,773Kで乾留することにより調製した。窒素気流中,13401860Kの温度範囲で炭素被覆鉄鉱石を加熱したところ,1650K以上で溶融が始まるとともに還元速度が増大し,鉄鉱石粒子中に金属鉄と二価および三価の鉄が共存する状態が観測された。1860Kでは,反応器内滞留時間0.5秒までに,全鉄量の53%が金属鉄まで還元されるという結果が得られた。処理温度や処理時間に伴う鉄形態の分析結果をもとに,体積反応モデルに基づき,Fe_2O_3(s)からFeO(s),FeO(s)からFe(s),そしてFeO(1)からFe(1)への各還元反応の速度パラメータを決定した。その結果,溶融酸化鉄の金属鉄までの還元反応速度は,るつぼを用いて測定された既往の文献値に比べ,10倍以上大きな値となった。本研究は,高速で硫黄含有量の低い金属鉄を得る,気流層型反応器を用いた鉄鉱石の急速溶融還元プロセスの開発を目的としたものである。昨年度の炭素被覆鉄鉱石の溶融還元挙動の速度解析に引き続き,平成9年度は,高温場における炭素源中の硫黄の挙動の解明ならびに溶融鉄鉱石中の硫黄濃度に及ぼす反応条件の影響を明らかにすることを目的とした。すなわち本プロセスの実用化のためには,炭素源として,石炭や重質油の利用が挙げられる。しかしながらこれらには除去が困難な硫黄が多く含まれており,鉄鉱石の還元の際に鉄中に混入してくる可能性がある。そこでその反応機構を解明することを目的として,硫黄を添加した炭素被覆鉄鉱石を調製し,急速還元過程における硫黄の移行挙動を詳細に追跡した。