hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神科病棟で患者から暴力を受けた看護師への支援に関する研究

平成23年度は研究計画初年度として、先行研究として実施した医療現場で発生する暴力の認識と報告に関する看護師の現状調査を踏まえ、暴力を受けた看護師および暴力発生後の支援に携わる看護職へのインタビュー調査を実施した。先行して実施したインタビューおよび質問紙調査の結果から、患者から暴力を受けた際の同僚や上司への相談・報告について検討した。身体的暴力・言葉の暴力・セクシャルハラスメントなど暴力の種類によって、また暴力発生の状況によって、暴力の捉え方が多様であり、報告するか否かの判断が看護師によって異なっていた。その結果をもとに暴力を受けたあとの同僚や上司の言動を含む看護師の体験、またその現状を踏まえて求める支援などについて、体験した事例に沿って語れるようにインタビューガイドを作成し、6名のインタビュー調査を実施した。暴力後の体験として、外傷部位の写真撮影、暴力場面の検証による再体験やその際の上司や職員の対応、暴力発生直後だけでなく時間がたってから話題にあがることなどが語られた。看護師の対応が悪いと非難される、あきれられるなど、二次的被害となる体験があった一方で、暴力を受けた後に同僚が付き添ってくれたことなど助けられ、支えられたと感じる体験があり、同僚や部下が暴力を受けた際に自身の体験に基づいて支援し、暴力の再発への対策を講じていた。平成24年度は本研究2年目として、初年度の調査結果をもとに対象者を一般看護師から看護管理者に広げて調査を実施した。調査を進めるなかで、病棟における立場や役割、看護経験によって、暴力が発生したあとの対応や支援の考え方が異なることが明らかになってきた。そのため、対象者の選定について、さらに条件を変えながら、今年度は13名のインタビューを実施することができた。したがって、今年度に計画した調査は予定通りに進んでいると考えられる。本研究初年度となる今年度は、暴力を受けた看護師への支援を検討するため、暴力を受けた経験のある看護師および支援経験のある看護師へのインタビュー調査を計画した。先行研究から患者から暴力を受けた際の同僚や上司への相談・報告について検討し、インタビューガイドの素案を作成、インタビュー調査を始動する準備を行った。研究者所属大学がある岩手県は平成23年3月の東日本大震災により甚大な被害を受けたことから、医療現場の混乱の中における看護師への負担を考慮し、インタビュー調査は年度後半に計画した。その結果、今年度は6名の協力を得て実施することができた。したがって、初年度の計画はおおむね順調に遂行することができたといえる。今後は、調査データの分析を進め、質問内容を検討、改定しながら事例を増やしていく。暴力発生後の看護師の体験と、看護管理者が認識する支援を調査し、立場による認識の相違から問題点を明らかにし、効果的な支援方法を構築、検討する。当初、暴力を受けた看護師の体験と支援する看護管理者の認識を順番に調査する計画であったが、両者の調査を並行して進め双方の認識を照らし合わせながら事例を重ねて調査を進めたところ、看護師個々の病棟での立場や役割、看護経験などによって、暴力の認識や、病院組織の支援体制の受け止め方が異なり、同僚や部下への支援についても違いがあることが明らかとなってきた。そこで、研究最終年度の平成25年度は、対象者の職位や病棟における役割、看護経験など、分析の視点を広げてインタビューで得られた事例を検討する。
マット運動の再構築II―ICT機器を用いた外部視点と内部視点による分析―

本研究では、高等学校段階ですでに技能及び関心・意欲の差が大きいと言われるマット運動を取り上げ、個人の技量に応じて技を選択し、「よりきれい」に行うためにはどうすればよいかを共通課題にして、ICT機器を活用したグループ学習を行う。映像や助言による外部視点から見た分析と自らが感じた内部視点からの分析を交えることにより、明確な形で表す形式知だけでなく、勘や直感、経験に基づく暗黙知を感じさせる。暗黙知の深まりと技能の向上や生徒自らの達成感、自己評価の相関を分析して、マット運動での助言や指導方法の改善につなげることを目的とした。研究方法として次の15で行った。1個人レベルに応じた技に取り組み、課題を発見する。2グループ学習として、タブレットPCを用いて課題解決を行わせる。3映像を取り込み、グループ内の意見や技の状況、意識した点や気付いた点をタブレットPCに書き込ませる。4技能変化と意識変化を自己分析させる。5全体指導期間と個人指導期間を設け、外部視点・技の理解度・改善点の明確化・内部視点の自己評価を考察する。研究成果として、次の14が挙げられる。1外部視点・内部視点は、全体指導時低下するがその後上昇する。2外部視点を技能レベル別で分析すると、技能が高い生徒は下がることなく上昇するが、他の技能レベルの生徒は、全体指導後急激に低下して、個人指導後に急上昇する。3技の理解度ついては、各技能レベルとも個人指導期間に上昇した。改善点の明確化については、技能の低い生徒ほど低いが、指導を加える度に上昇する。4技別に推移を分析すると、後転系は外部視点・内部視点・理解度ともかなり低い数値から始まり、下がることなく上昇し、個人指導後急激に上昇した。以上の結果、マット運動におけるICT機器を用いた授業では、個別指導は重要であるが、技能レベル、技の系統の特徴を考慮した指導を適切に行っていく必要がある。
自律分散ロボット制御のための適応無線アクセス技術の構築

本研究の目的は、複数の機器(ロボット)が協力・協調して、1つの目的(タスク)を達成する協調制御において、ロボット制御に用いる情報を利用した自律分散無線アクセス方法を確立し、高精度、高品質な制御を保証することである。研究2年目では、複数の機器が自律分散的に制御されるマルチエージェントシステムにおいて、1)高効率な無線アクセス手法に関しての検討、2)自律分散的に行動するために必要な位置情報をGPSを用いて取得する場合のその効率的な取得方法、3)1つのコントラーラが複数機器を効率的に制御通信するための通信スケジュールに関する方法、に関して研究を行った。1)高効率な無線アクセス手法に関しての検討に関しては、無線アクセス手法としてSlotted ALOHA方式を基に制御で用いる状態情報(位置情報)を利用して、自身の呼の生起を準最適に設計する手法に関する検討とCSMA/CAを基に各制御機器が自律的にバックオフ時間を最適に制御する手法に関する検討を行った。2)自律分散的に行動するために必要な位置情報をGPSを用いて取得する場合のその効率的な取得方法では、機械学習(決定木と多層パーセプトロン)を用いた位置推定手法を行った。3)1つのコントラーラが複数機器を効率的に制御通信するための通信スケジュールに関する方法に関しては、モデル予測制御を用いて通信スケジュールに依存した制御状態を予測することで、制御入力とスケジューリングの同時最適化を行った。また、通信誤りが発生する場合のモデル予測制御に関する検討も行った。研究実績でも述べた通り、自律分散制御のための無線アクセス手法としての検討は順調に進んでおり、さらにそれらを実現するセンシング技術に位置づけされるGPS測位に関する検討も同時に進行しており、新たな研究の展開へ繋がる成果も出てきている。また、完全自律分散制御型だけでなくビーコンモードなどIEEE802.15.4など実際の通信規格に準じる設計に関しても行っており、多角的な検討が進行しているため、「おおむね順調に進展している」と判断する。これまでの研究である、1)高効率な無線アクセス手法に関しての検討、2)自律分散的に行動するために必要な位置情報をGPSを用いて取得する場合のその効率的な取得方法、3)1つのコントラーラが複数機器を効率的に制御通信するための通信スケジュールに関する方法、を発展させること、さらに新たに4)無線通信により得られる情報信頼度に応じた制御方法の設計に関しても検討する予定である。従来の通信では通信誤りがある、ない、で情報を利用/破棄を決定していたが、受信した信号から情報の軟値情報、つまり期待値を用いることで情報の信頼度に応じた制御に関する検討を追加する予定である。そのため、今年度は4プロジェクトを並行して検討を進め、さらに最終年度としての研究のまとめを行っていく。研究の目的は、自律分散的に動作する機器(ロボット)が自律分散的に通信を行い、高信頼に制御を実行することであり、そのために限られた情報を用いた分散アクセス制御法の確立、また制御則と通信との統合的な設計を行うことである。従来制御理論で検討されている多くが、通信制約(例えば、通信範囲制約や半二重通信制約、マルチユーザ干渉等)を考慮していないため、理想的に通信リンクを確立した議論がなされている。しかし、実際には通信は状況に応じた設計が重要であり、さらに制御を高信頼化するためには、従来の通信設計では十分とは言えない。そこで、研究1年目では、以下の2点に関して研究を実施した。(1)自律分散的制御である協調制御に現在の無線通信で幅広く応用されているCSMA方式とSlotted-ALOHA方式を導入し、その時の特性解析と問題点を明らかにした。制御機器が動作する場合において、その機器が移動するため、通信機器の密度が時変する。そのため、密度に応じた通信制御が効果的であることをしめした。(2)(1)での解析結果を元に密度に応じて呼を制御する方式に関して提案し、解析した。通信のみを考慮して、その通信容量を最大化する場合は、ただ密度のみを考慮した制御で良いが、それでは結果として制御品質の高信頼化が行い得ない。そこで、各機器が接続している隣接機器との状況を考慮して自身の呼を制御する方式をさらに提案した。結果として、理想的に通信制約がない場合に漸近する制御特性を実現した。ただし、理想的に隣接機器の通信接続状態を既知とした通信制御であるため、それらの高精度な推定方法が今後の課題である。当該年度の研究実績の概要で述べた通り、従来の計画通りの進捗であり、十分な成果を得られていると判断できる。また、新たな課題も見つかったことから、今後の発展も期待できる成果と判断する。

2)自律分散的に行動するために必要な位置情報をGPSを用いて取得する場合のその効率的な取得方法では、機械学習(決定木と多層パーセプトロン)を用いた位置推定手法を行った。3)1つのコントラーラが複数機器を効率的に制御通信するための通信スケジュールに関する方法に関しては、モデル予測制御を用いて通信スケジュールに依存した制御状態を予測することで、制御入力とスケジューリングの同時最適化を行った。また、通信誤りが発生する場合のモデル予測制御に関する検討も行った。研究実績でも述べた通り、自律分散制御のための無線アクセス手法としての検討は順調に進んでおり、さらにそれらを実現するセンシング技術に位置づけされるGPS測位に関する検討も同時に進行しており、新たな研究の展開へ繋がる成果も出てきている。また、完全自律分散制御型だけでなくビーコンモードなどIEEE802.15.4など実際の通信規格に準じる設計に関しても行っており、多角的な検討が進行しているため、「おおむね順調に進展している」と判断する。現在の通信体系は、各機器がそれぞれ1対1の通信を行う設計である。それをさらに拡張子、マルチホップ通信の適用を検討している。マルチホップ通信を応用する場合、各機器の制御状態を考慮したルーティング、通信状況を考慮した制御則とを確立する必要がある。そのため、それらの課題に関して検討を進める。また、1年目で新たな課題を発見したため、その課題を克服するための検討を継続する。これまでの研究である、1)高効率な無線アクセス手法に関しての検討、2)自律分散的に行動するために必要な位置情報をGPSを用いて取得する場合のその効率的な取得方法、3)1つのコントラーラが複数機器を効率的に制御通信するための通信スケジュールに関する方法、を発展させること、さらに新たに4)無線通信により得られる情報信頼度に応じた制御方法の設計に関しても検討する予定である。従来の通信では通信誤りがある、ない、で情報を利用/破棄を決定していたが、受信した信号から情報の軟値情報、つまり期待値を用いることで情報の信頼度に応じた制御に関する検討を追加する予定である。そのため、今年度は4プロジェクトを並行して検討を進め、さらに最終年度としての研究のまとめを行っていく。今年度購入予定の高速計算機サーバの購入を見送ったため、物品費を繰り越したためである。機械学習を効率的に計算するための計算機のGPUが品薄であり、希望するスペックと値段の折り合いがつかないため、次年度購入に回した。さらに国際会議への参加を検討していたが、他の業務が重なり、参加することができなかったためである。
異方性結合部位をもつ微粒子および集合体の開発

さまざまな粒径の球状単分散シリカ微粒子について,アミノ基やカルボキシル基などの異なる官能基を表面に修飾し,異なる官能基をもつ異種粒子間の結合生成による凝集体の生成を試みた.反応の活性化剤として次シクロヘキシルカルボジイミド(DCC)などを使用したり,反応温度を制御したが,目的の凝集体は得られなかった.これは,粒子表面のミクロな凹凸のために,粒子間において適切な距離に近づくことが2種の官能基対の数が少なく(おそらく1つ),このために,粒子どうしの安定な結合ができなかったものと思われる.そこで,金属ナノ粒子を介在させることを試みた.まず,金粒子を用いる検討を行った.金のコロイド溶液を,塩化金酸のクエン酸による還元により調製し,よぶんのクエン酸を両性イオン交換樹脂によって取り除いたのち,アミノエチルトリエトキシシラン(AETS)により表面をアミノ基修飾させたシリカ粒子と混合させて,その表面に金粒子を付着させた.シリカ粒子の表面に一部にのみ金粒子を付着させるべく,AETSによる修飾条件を種々検討したが,成功しなかったので,全面に金粒子を付着させた粒子をつぎの結合実験にもちいた.メルカプトプロピルトリエトキシシラン(MPTS)をつかって表面をチオール基で修飾したシリカ粒子を調製し,大過剰量(粒子数としておよそ10倍)量の懸濁液に上記の金粒子担持シリカ粒子を少量ずつくわえて反応させた.得られたものを走査型電子顕微鏡によって観察した結果,チオール基修飾した大粒子が金粒子を修飾した小粒子のまわりに結合した目的の凝集体が生成していることがわかったが,その分率は少なかった.これは,金微粒子担持シリカ粒子がその調製直後において,おなじ金粒子を共有した凝集体構造をとっていることが原因と考えられる.100nmから数ミクロンの範囲の単分散粒径のシリカあるいはポリスチレン微粒子が各種市販されている。これらの表面の水酸基を適当な試薬で処理すると、さまざまな官能基で覆われた粒子を作成することができる。2種類の粒径のシリカを異なる官能基AおよびBで修飾して混合すると、両者で結合を生じる.ここで、2種類の粒子径の比を適当に選ぶと、A修飾粒子と結合するB修飾粒子の数を制限することが可能である。無機のイオン性結晶の配位数の決定と同様であると仮定すると、大過剰のB修飾粒子中にA修飾粒子を少量ずつ加えると、すべてのA修飾粒子は粒径比によって決まる一定数のB修飾粒子で囲まれる。ここに、試薬あるいはナノ粒子などをくわえて、B修飾粒子と接していない部分の官能基Aを不活性化してから、粒子間の結合を切断する。たとえば、Aがアミノ基なら未結合部位をメチル化して保護してから、粒子間の結合を加水分解すればよい。表面修飾基の性質や粒子径の違いなどを利用してA修飾粒子を分離すると、この表面は結合方向に配位数と同じ数の官能基のドメインをもち、異方性結合方向を持つ微粒子が調製できる。この考えにもとづいて,粒径が1001000nmの単分散シリカ粒子を原料に用いて,カルボキシル基とアミノ基を末端にもつシランカップリング剤によって表面を修飾した2種類の粒径のシリカ粒子を調製し,これをDCC系の試薬を用いてアミド結合を選択的に凝集構造をつくることを試みたが,得られた粒子の粒径分布を測定したところ,凝集構造をつくる前に表面修飾によってそれぞれの粒子どうしが凝集していることが判明した.現在,単分散状態を保ったまま表面を修飾する技術を開発中である.さまざまな粒径の球状単分散シリカ微粒子について,アミノ基やカルボキシル基などの異なる官能基を表面に修飾し,異なる官能基をもつ異種粒子間の結合生成による凝集体の生成を試みた.反応の活性化剤として次シクロヘキシルカルボジイミド(DCC)などを使用したり,反応温度を制御したが,目的の凝集体は得られなかった.これは,粒子表面のミクロな凹凸のために,粒子間において適切な距離に近づくことが2種の官能基対の数が少なく(おそらく1つ),このために,粒子どうしの安定な結合ができなかったものと思われる.そこで,金属ナノ粒子を介在させることを試みた.まず,金粒子を用いる検討を行った.金のコロイド溶液を,塩化金酸のクエン酸による還元により調製し,よぶんのクエン酸を両性イオン交換樹脂によって取り除いたのち,アミノエチルトリエトキシシラン(AETS)により表面をアミノ基修飾させたシリカ粒子と混合させて,その表面に金粒子を付着させた.シリカ粒子の表面に一部にのみ金粒子を付着させるべく,AETSによる修飾条件を種々検討したが,成功しなかったので,全面に金粒子を付着させた粒子をつぎの結合実験にもちいた.メルカプトプロピルトリエトキシシラン(MPTS)をつかって表面をチオール基で修飾したシリカ粒子を調製し,大過剰量(粒子数としておよそ10倍)量の懸濁液に上記の金粒子担持シリカ粒子を少量ずつくわえて反応させた.得られたものを走査型電子顕微鏡によって観察した結果,チオール基修飾した大粒子が金粒子を修飾した小粒子のまわりに結合した目的の凝集体が生成していることがわかったが,その分率は少なかった.これは,金微粒子担持シリカ粒子がその調製直後において,おなじ金粒子を共有した凝集体構造をとっていることが原因と考えられる.
インバース法を用いた海洋リモートセンシング解析アルゴリズムの開発研究

衛星を用いた海色リモートセンシングは海洋における1次生産に関し広域な空間分布、時間変動などに関し、貴重な情報を提供してくれる。しかし現在のリモートセンシングデータ解析アルゴリズムは経験法に基づく方法であるため、一般性が乏しく、衛星リモートセンシングが本来有しているポテンシャルを十分に引き出したものではない。本研究では、この問題を解決するため、放射伝達論に立脚し、結果(海色)から原因(海水の光学的特性)を求める、インバース法の開発を行った。また、インバースを行うためには、十分な精度で海水中における照度場を表現できる"光の伝達モデルの開発"と"照度場に大きな影響を与える後方散乱係数"に関する情報が基礎データとして不可欠であるため、これらの研究開発を行い、比較的満足のいく結果を得た。これらの結果に基づき海面直下でのスペクトル照度場より懸濁物濃度をニューラルネットワークで推定する方法を開発した。本法をOCTSデータに適用し適用し極めて良好な結果を得た。開発した方法は、衛星センサの種類、季節、海域をあまり問わないという特徴を有しているため、極めて、開発効率の高いアルゴリズムである。また、経験法では対応できない沿岸域にも有効であることが判明した。しかし、本方法は抽出対象物質に関する光学的特性が存在することを仮定しているため、今後基礎データの収集が今後の適用範囲を決定づける要因になるため、さらなる基礎研究をすすめる必要がある。光は海水中に含まれる物質の種類や濃度によって、散乱や吸収の仕方が異なる。この光学的特性は、吸収係数と散乱関数で表される。すなわち、これらがわかれば原理的には海水に含まれる物質の種類や濃度が決定できる。水中照度場は、海面からの入射光の状態(太陽高度、雲や風による海面の状態等)と光学的特性によって決まる。照度場からこれらのパラメータを決定できれば、採水後、吸収計や散乱計などで測定する従来の方法よりも平均的な値を得ることができる。また、これらの光学的パラメータは基礎生産や太陽エネルギーの熱収支、物質循環などの研究に極めて有効である。この方法の確立は可視域リモートセンシングにも応用できる。現在まで深い所での照度から光学的特性を得る方法は提出されているが、我々の興味の対象である浅い所での方法は提出されていない。本研究は、照度場からのこれらの情報の抽出方法および照度測定時に問題となる船影の影響のモデル開発と現場検証、さらにその解析を行った。インバースモデルには、Aasによって提出された数学的に厳密で完成度の高い照度の2流モデルを採用した。しかし、このモデルの問題点は方程式の数に対して未知数が多いことである。そこで、新たな近似式を用いてこの問題を解決し、吸収係数、下向き後方拡散係数、後方散乱係数を推定するアルゴリズムを開発した。その結果、深い所から浅い所まで吸収係数と下向き後方拡散係数は精度良く求めることができた。後方散乱係数は、深い所やこの値が大きい時に求めることができた。また、Forwad Monte Carlo法を用いた照度場における船影の影響を求める数値計算アルゴリズムを開発した。現場検証の結果、このアルゴリズムが船影の影響を充分に再現している事がわかった。ニューラルネットワークを用いた可視域リモートセンシングデータ解析アルゴリズムの開発を行った。同アルゴリズムを用いて、ADEOS/OCTSで観測データから植物プランクトン濃度、懸濁物濃度および溶存有機物濃度の抽出を行った。適用したデータの海域は三陸沖である。同海域はOCTS観測時において現場観測が行われており、アルゴリズムの検証に適している。抽出された植物プランクトン濃度は、現場観測とよい一致が見られた。また、植物プランクトンの分布は、標準プロダクトと比較的似た結果であった。他の成分については、観測およびプロダクトにないため比較はできなかった。しかし、本アルゴリズムは、きわめて早い処理能力を有し、多成分の情報抽出ができるため、本研究の目標である次世代解析アルゴリズムの有力な方法の一つになるであろうことが予想される。開発した可視域リモートセンシングデータ解析アルゴリズムの現場検証のために、光音響法を用いた吸収計の開発を行った。

本方法は実質的に散乱交に起因する誤差は無視できるため、既存の方法に比べ、より正確な吸収スペクトルを求める事が出来るという特徴を有している。本方法を用い、グラスファイバ上に残った植物プランクトンの光吸収スペクトルを測定し、,既存の方法を比較検討した。その結果、基本的には同様なスペクトルを得た。しかし、近赤外では、本方法で得られたスペクトルの方が低い値を示していた。これは、散乱の影響で説明する事ができ、本方法の有効性が示された。衛星を用いた海色リモートセンシングは海洋における1次生産の広域における空間分布、時間変動に関する貴重な知見を我々に提供してくれる。しかし、現在のリモートセンシングデータ解析アルゴリズムは経験法に基づく方法であるため、一般性が乏しく、衛星リモートセンシングが本来有しているポテンシャルを充分引き出したものではない。本研究では、この問題を解決するため、放射伝達論に立脚し、結果(海色)から結果、即ち海水固有の光学的特性(海水中に存在する物質構成とそれらの濃度によって決まる)を求めるインバース法の開発を行った。本研究では、現場で観測された照度場を充分な精度で表現できる、海水中における光の伝達モデル(水中アルゴリズム)の開発を行った。さらに、照度場を決定する要因である海植物プランクトンによる散乱関数の測定および照度場の大きな影響を与える後方散乱係数の簡便な推定法の開発を行った。これらの結果に基づき、海面直下でのスペクトル照度場より懸濁物濃度をニューラルネットワークを用い推定する方法を開発した。本方法を、実際に観測された衛星データ(OCTS)に適用し極めて良好な結果を得ることができた。開発した方法は、衛星センサの種類、季節、海域をあまり問わないという特徴を有しているため、極めて開発効率が高いアルゴリズムである。さらに、一般に用いられている経験法によるアルゴリズムでは対応できない沿岸域に対しても、有効であることが判った。しかし、本方法は抽出対象成分に対する光学的特性に関する基礎データを仮定しているため、今後これらの基礎データ収集が本方法の応用範囲を決定ずける要因になるため、さらなる基礎研究をすすめる必要がある。
鉄鋼スラグの高機能性ゼオライト素材化と利用に関する研究

本研究では、鉄鋼製錬の際に副次産物として大量に発生する鉄鋼スラグの新規素材への転換を目的として、単純操作かつ高収率にFAU型ゼオライトなどのアルミノケイ酸塩系の高機能性素材を合成するテロセス開発を行った。まずゼオライト合成の出発物質を調製するために、各種スラグ(高炉水砕、高炉徐冷、転炉、脱シリカの各スラグ)を磨砕(ボールミルおよび振動ミル)と酸処理によるアルミノシリケート系出発原料の調製の最適条件を検討した。その結果、磨砕条件により酸処理時の溶脱元素に選択性が発生すること、室温での濃塩酸処理により、ゼオライト合成の際に阻害因子となるカルシウムを完全に除去した活性シリカゲルが迅速に得られること、さらに適当な酸/スラグ比での希塩酸処理により、Si/Al比が制御されたアルミノケイ酸ゲルが調製できることを示した。また、マイクロ波加熱による水熱処理により、通常の水熱処理に比較して短時間かつ高効率に酸処理が行えることがわかった。これらのスラグから調製されたアルミノシリカ系原料をアルミン酸ナトリウム水溶液中で水熱処理することにより、高純度のFAU型(XおよびY型)などの高機能性ゼオライトが高収率で得られた。このゼオライト合成についても、マイクロ波加熱水熱処理により、通常の外部加熱水熱処理に比較して、やはり短時間かつ均質な細粒として試料調製ができることがわかった。また、今回得られたアルミノシリカ系出発物質からは、Al_2O_3、NaF.MgF_2及びMgOと乾式混合、ペレタイズしたものを8001300°Cで焼成することにより、様々な化学組成の四ケイ素フッ素雲母及びフッ素金雲母も合成出来た。得られた雲母は、高結晶性、自形薄板状の均質粒径であった。これらの合成物は、市販製品に比較して、同等以上の高結晶性を有し、かつ均質細粒であることから、各種材料作製の新規素材供給源として十分に利用可能であることが示された。鉄鋼製錬の際に副次産物として大量に発生する鉄鋼スラグの新規素材への転換を目的として、特に再利用率の低い転炉スラグや脱Siスラグなどから、単純工程で高収率にFAU型やMFI型などの高機能性ゼオライトを合成するプロセスを探索している。本年度は予備実験として、スラグを磨砕(ボールミルおよび振動ミル)と酸処理によるアルミノシリケート径出発原料の調製の最適条件を検討した。その結果、磨砕により酸処理時の溶脱元素に選択性が発生すること、ゼオライト合成の阻害因子となるカルシウムを完全に除去した活性シリカゲルを迅速に得るためには濃塩酸処理が必要なこと、さらに適当な条件下での希塩酸処理によりアルミノケイ酸ゲルが調製できてSi/Al比の制御ができることがわかった。また、圧力・温度の精密制御機構のあるマイクロ波加熱水熱合成装置を導入し、これを用いることによって、通常の処理方法に比較して格段に短時間かつ高効率に酸処理が行えることがわかった。このようにして高炉スラグから調製されたアルミノシリカ系原料を出発物質に用いて、アルミン酸ナトリウム水溶液中で水熱処理することにより高純度のFAU型(XおよびY型)及びZSM5型ゼオライトを高収率(90%以上)で得ることができた。

また、このアルミノシリカ系出発物質を、Al_2O_3、NaF、MgF_2及びMgOと乾式混合した粉末をペレタイズし、8001300°Cで焼成することにより、様々な化学組成の四ケイ素フッ素雲母からフッ素金雲母も合成することが出来た。これらの合成物は、X線回折測定、熱分析(TG-DTA)、固体^<29>Si-および^<27>Al-MASNMR測定、走査型および透過型電子顕微鏡観察などの手法によりキャラクタリゼーションを行い、結果を総括した報告を専門雑誌へ投稿中である。さらに現在は、様々な条件でのマイクロ波加熱水熱処理による反応を検討している。鉄鋼製錬の際に副次産物として大量に発生する鉄鋼スラグの新規素材への転換を目的として、単純操作かつ高収率にFAU型やMFI型ゼオライトなどのアルミノケイ酸塩系の高機能性素材を合成するプロセス開発を行った。まずゼオライト合成の出発物質を調製するために、各種スラグ(高炉水砕、高炉徐冷、転炉、脱シリカの各スラグ)を磨砕(ボールミルおよび振動ミル)と酸処理によるアルミノシリケート系出発原料の調製し最適条件を検討した。その結果、磨砕条件により酸処理時の溶脱元素に選択性が発生すること、室温での濃塩酸処理により、ゼオライト合成の際に阻害因子となるカルシウムを完全に除去した活性シリカゲルが迅速に得られること、さらに適当な酸/スラグ比での希塩酸処理により、Si/Al比が制御されたアルミノケイ酸ゲルが調製できることを示した。また、マイクロ波加熱による水熱処理により、通常の水熱処理に比較して1/10以下の短時間かつ高効率に酸処理が行えることがわかった。これらのスラグから調製されたアルミノシリカ系原料をアルミン酸ナトリウム水溶液中で水熱処理することにより、高純度のFAU型(XおよびY型)及びZSM5型ゼオライトを高収率(90%以上)が得られた。このゼオライト合成についても、マイクロ波加熱水熱処理により、通常の外部加熱水熱処理に比較して、l/10以下の短時間かつ均質な細粒として試料調製ができることがわかった。また、今回得られたアルミノシリカ系出発物質からは、Al_2O_3、NaF、MgF_2及びMgOと乾式混合、ペレタイズしたものを8001300°Cで焼成することにより、様々な化学組成の四ケイ素フッ素雲母及びフッ素金雲母も合成出来た。得られた雲母は、高結晶性、自形薄板状の均質粒径であった。これらの合成物は、市販製品に比較して、同等以上の高結晶性を有し、かつ均質細粒であることから、各種材料作製の新規素材供給源として十分に利用可能であることが示された。
摩擦攪拌異材接合における材料流動

摩擦攪拌接合によるアルミ合金と鉄鋼材料の接合は、輸送機器の軽量化に有望な方法である。その接合条件である入熱量(接合ツール回転数、接合速度)、接合ツール形状、接合線形上は、接合部材の材料流動に影響を与える。この材料流動を制御することが欠陥のない接合体の創製には重要である。そこで本研究では、トレーサを用いたX線CT撮像および数値シミュレーションにより摩擦攪拌による材料流動の可視化を実施し、各種接合条件がどのような影響を与えるかを明らかにした。また、この材料流動により接合界面に形成される反応層の形成機構を明らかにすると共に、その反応層の安定性を放射光によるX線回折により明らかにした。摩擦攪拌異材接合法は、部材の溶融を伴わずに高い接合強度を持った接合体を作製できる優れた接合法である。アルミ/鉄の突き合わせ接合では、アルミのみを接合ツールで攪拌するため、その接合メカニズムを理解するためには、アルミの塑性流動が接合界面に与える影響を明らかにする必要がある。今年度は、摩擦攪拌異材接合体の実用化に必須と考えられる以下の2つの課題、(1)塑性流動制御法確立、(2)接合界面状態の安定性評価、(3)検査手法の開発に取り組んだ。(1)の課題では、摩擦攪拌異材接合において接合線形状が塑性流動に与える影響を数値流体解析した。その結果、直線接合と比較して曲線接合では、接合界面の温度および圧力が低下しており、これらが継手強度にも影響していることを明らかにした。(2)の課題では、接合時のツールプローブによる鉄表面の新生面創出機構とAlの接合機構を調査した。その結果、鉄表面においてネジ形状のプローブでは、ネジピッチに一致した溝が連続的に形成されていることとその溝部でのAlが強固に凝着していることが確認された。また、熱的安定性の評価のために加熱試験と強度測定の実験を実施し、加熱による接合界面での化合物層の成長状態を調査した。(3)の課題では、アルミ/鉄の接合界面構造の同定のために放射光を用いたX線回折による分析を実施した。今年度は、摩擦攪拌異材接合体の実用化に必須と考えられる以下の2つの課題、(1)塑性流動制御法確立、(2)接合界面状態の安定性評価に取り組んだ。(1)の課題では、摩擦攪拌異材接合において接合線形状が塑性流動に与える影響をトレーサを用いた実験と模擬材料を用いた模擬実験により調査した。その結果、接合線形状によらずより接合体底部の方で材料流動速度が速いことを明らかにした。また、接合線の曲率の違いで材料流動速度が異なり、曲率が小さいほど適性な接合条件の回転ピッチの高くなることが示された。また、3次元数値シミュレーションによるアルミ/鉄の突合せ接合実験の解析を行い、各種接合条件・鋼種が接合特性に及ぼす影響を明らかにした。(2)の課題では、まずツール挙動(接合速度、ツール形状など)が接合界面構造に及ぼす影響や材料流動ついて調査した。その結果、接合速度が低い接合体において接合界面近傍にAlとFeが積層を成す組織が発生し、その組織は接合方向に断続的に存在する場合があることが明らかとなった。その熱的な安定性を調査するため加熱実験を行い、接合界面構造が変化することを明らかにした。摩擦攪拌異材接合法は、材料特性の異なる部材を溶融を伴わずに高い接合強度を持った接合体を作製できる優れた接合法である。アルミ/鉄の突合せ接合では、アルミのみを接合ツールで攪拌するため、その接合メカニズムを理解するためには、アルミの材料流動が接合界面に与える影響を明らかにする必要がある。そこで、本件旧は以下の3つの課題について取り組んだ。(1)塑性流動の制御法の確立(2)接合界面状態の安定性評価(3)検査手法の開発最終年度の今年は、特に(3)において放射光を用いたX線回折により、加熱に伴う反応層の成長挙動とそれに伴う強度低下の相関関係を明らかにした。接合加工、プラズマプロセス、表面改質実験計画で述べた2つの課題、(1)塑性流動制御法確立、(2)接合界面状態の安定性評価について、(1)についてはトレーサを用いた実験と模擬材料を用いた模擬実験、更に数値シミュレーションにより塑性流動制御のための基礎データを習得し、(2)についてはツール挙動の接合界面への影響とその熱的安定性について調査を行っている。(3)については、実験設備の準備が完了し、試験的な分析を開始した。

以上のように本研究の目的を達成するための実験が計画通りに進展している。実験計画で述べた2つの課題、(1)塑性流動制御法確立、(2)接合界面状態の安定性評価について、(1)についてはトレーサを用いた実験と模擬材料を用いた模擬実験、更に数値シミュレーションにより塑性流動制御のための基礎データを習得し、(2)についてはツール挙動の接合界面への影響とその熱的安定性について調査を行っている。前年度に引き続き、接合部材・接合法・接合条件を変化させて下記の実験を実施する。1)摩擦攪拌異材接合法における塑性流動の制御法の確立2)摩擦攪拌異材接合体における接合界面状態の安定性評価3)摩擦攪拌異材接合体の検査手法の開発前年度に引き続き、接合部材・接合法・接合条件を変化させて下記の実験を実施する。1)摩擦攪拌異材接合法における塑性流動の制御法の確立2)摩擦攪拌異材接合体における接合界面状態の安定性評価更に、新しい塑性流動計測として下記の実験を実施する。3)摩擦攪拌異材接合体の検査手法の開発該当なし
海洋生態系・同位体分子種モデルを用いた海洋からのＮ２Ｏ排出を支配する要因の解明

本研究では、N2O循環解析の強力な指標である同位体分子種(アイソトポマー)を用いることで、これまでの濃度情報のみではその識別が難しかった「硝化」と「脱窒」の両プロセスによるN2O生成を陽に扱った海洋生態系モデルを構築し、西部北太平洋の亜寒帯と亜熱帯の定点(K2とS1)に適用した。モデルは、観測されたN2O濃度や窒素同位体比、同位体分子種比の季節変化を再現でき、年平均N2O放出量は、K2が32.3mgN/m2/yr、S1が2.7mgN/m2/yr、と見積もられた。また感度実験の結果、K2では主に硝化によって、S1では硝化とともに硝化菌脱窒によってN2Oが生成されていることが示唆された。平成25年度も西部北太平洋の定点において海洋観測及びN2O関連化合物の同位体・同位体分子種比の測定を行い、平成24年度に構築した海洋生態系・同位体分子種モデルを検証するとともに、同モデルを用いたN2O生成過程の解析結果をまとめた。海洋研究開発機構の海洋地球研究船「みらい」の2013年7月に行われた西部北太平洋の航海に参加し、亜寒帯と亜熱帯の2つの定点において海水を採取した。得られた試料は研究室に持ち帰り、海水中のN2O濃度とそれらの同位体分子種比を、Toyodaet al. (2002)の手法に従い、同位体質量分析計を用いて測定した。また、海水中のNO3の窒素同位体比についてはYoshikawa et al.(2008)と同様に脱窒菌法を用いてN2Oに変換してからその同位体比を測定した。その結果、平成25年度の観測結果も平成24年度の結果と同様に、亜寒帯の定点ではほぼ硝化のみによってN2Oが生成していることと、亜熱帯の定点では硝化とともに硝化脱窒によってもN2Oが生成していることが示唆された。また、平成24年度に構築した海洋生態系・同位体分子種モデルを同定点に適用したシミュレーション結果は、平成24年度の観測結果と同様に平成25年度の観測結果も再現することができた。またさらに、平成24年度に同モデルを用いて示唆した、「アンモニア酸化古細菌による硝化」の可能性を裏付ける観測結果が、共同研究者によって得られたことから、海洋生態系・同位体分子種モデルを用いた西部北太平洋のN2O生成過程の解析結果をまとめ、国内外の学会で発表した。平成24年度は、西部北太平洋において海洋生態系・同位体分子種モデルを構築するとともに、海洋観測及びN2O関連化合物の同位体・同位体分子種比の測定を行い、N2O生成過程を定性的に把握した。海洋研究開発機構の海洋地球研究船みらいの2012年6月に行われた西部北太平洋の航海に参加し、亜寒帯と亜熱帯の2つの定点において洋上大気・海水を採取した。得られた試料は研究室に持ち帰り、洋上大気・海水中のN2O濃度とそれらの同位体分子種比を、Toyoda et al. (2002)の手法に従い、同位体質量分析計を用いて測定した。また、海水中のNO3の窒素同位体比については、Yoshikawa et al. (2008)と同様に脱窒菌法を用いてN2Oに変換してからその同位体比を測定した。その結果、亜寒帯の定点では、ほぼ硝化のみによってN2Oが生成していることが明らかになった。一方、亜熱帯の定点では、硝化とともに硝化脱窒の影響もみられた。また、これら2つの定点に窒素同位体を導入した海洋生態系モデルを適用し、N2O生成過程を導入した。観測結果との比較から、亜寒帯の定点における表層の硝化過程に対するN2O生成割合は、0.22%であることが見積もられた。また、硝化時の同位体分別に関する感度実験の結果、これまでに示唆されていたアンモニア酸化細菌とともに、アンモニア酸化古細菌による硝化が全体の62%以上を占めることが見積もられた。平成26年度は、海洋研究開発機構の海洋地球研究船「みらい」のMR14-04に参加し、西部北太平洋の亜熱帯と亜寒帯の2つの定点近辺(K2とS1)において、硝酸・クロロフィル同位体比測定用試水の採取を行った。これらの試料は現在分析中である。また、海洋調査船「かいよう」のKY14-09によるS1の硝酸同位体比測定用試水と学術研究船「白鳳丸」のKH14-02によるK2の硝酸同位体比測定用試水も取得し、これらの窒素同位体比を測定した。

また平成26年度は、前年度までに構築した海洋生態系・同位体分子種モデルを用いて、K2・S1におけるN2O生成・放出メカニズムを考察した。その結果、両サイトにおけるN2Oの年平均放出量は、K2が32.3mgN/m2/yr、S1が2.7mgN/m2/yr、と見積もられた。また各種感度実験の結果とN2Oの同位体分子種比の測定結果の比較から、K2では主に硝化によって、S1では硝化とともに硝化菌脱窒によってN2Oが生成されていることが示唆された。さらに各種感度実験の結果とN2Oの窒素同位体比の測定結果の比較から、両サイトにおいて、アンモニア酸化細菌とともにアンモニア酸化古細菌の寄与が約半分を占めることが示唆された。この結果は、前年度に行った古細菌阻害剤と15Nトレーサーを用いた培養実験によるN2O生成速度の見積もり結果と整合的であった。これらの結果を論文にまとめて、投稿した。生物地球化学交付申請書に記載した平成25年度の研究実施計画を、ほぼ計画通りに実施することができたため、今年度は「(2)おおむね順調に進展している」を選択した。具体的には、2013年7月に行われた海洋研究開発機構の海洋地球研究船「みらい」における研究航海に参加し、予定通り2つの定点における海水サンプルを採取し、平成25年度中に測定も完了した。また、N2Oアイソトポマーモデルの構築と定点へのモデルの適用・解析も予定通り終了し、国内・国外学会においてその結果を報告した。交付申請書に記載した平成24年度の研究実施計画を、ほぼ計画通りに実施することができたため、今年度は「(2)おおむね順調に進展している」を選択した。具体的には、2012年6月に行われた海洋研究開発機構のみらいにおよる研究航海に参加し、予定通り2つの定点における大気・海水サンプルを採取し、平成24年度中に測定も完了した。また、N2Oアイソトポマーモデルの構築と定点へのモデルの適用・解析も予定通り行い、論文化には至っていないものの、数々の国内・国外学会においてその結果を報告した。平成26年度は引き続き定点観測及び測定を行うとともに、平成25年度に完成した海洋生態系・同位体分子種モデルを、鉛直一次元モデルへ拡張し、西部北太平洋におけるN2O生成過程の鉛直方向の違いについて解析する。また、海洋地球研究船「みらい」の2014年7月に行われる予定の西部北太平洋の航海に参加し、平成24・25年度と同様の定点にて海水を採取する。試料は持ち帰り、平成24・25年度と同様の方法で海水中のN2O濃度、同位体分子種比、NO3の窒素同位体比を測定する。得られた測定値と鉛直一次元モデル値の比較を行うとともに、各種感度実験を行い、鉛直一次元モデルを検証する。完成した鉛直一次元モデルを用いて両定点におけるN2O生成過程の鉛直方向の違いについて考察する。平成25年度は引き続き定点観測及び測定を行うとともに海洋生態系・同位体分子種モデルを検証・完成させ、西部北太平洋におけるN2O生成過程を定量的に解析する。みらいの2013年7月に行われる予定の西部北太平洋の航海に参加し、平成24年度と同様の定点にて洋上大気・海水を採取する。試料は持ち帰り、平成24年度と同様の方法で洋上大気・海水中のN2O濃度、同位体分子種比、NO3の窒素同位体比を測定する。得られた測定値とモデル値の比較を行うとともに、1硝化の生成物の割合(N2O:NO3)2脱窒速度3各同位体分別効果を観測の範囲内で変化させる感度実験を行い、構築したモデルを検証する。また、完成したモデルを用いて両定点におけるN2O生成過程を定量的に考察し、論文化する。その他で予定していた硝酸同位体の依頼分析が、円高の影響で想定していた金額よりも安価であったため。平成25年度に故障したアスピレーターの代替品の購入に使用する。該当なし
犬肺モデルにおける肺全摘術後の自家肺部分移植術に関する実験的研究

1.実験群:左肺のうち、後葉のみを同所性に再装着(移植)する術式を犬をモデルに作製した(n=26)。2.手術時間:前期症例(症例1-15)では平均244±61分、後期症例(症例16-26)は156±15分で有意に短縮した。3.手術成績:前期症例では12例が術後3日以内に死亡した。後期症例では、術後3日以内死亡は3例(うち犠牲死2例)であった。死因は犠牲死10例で術後3-742(平均141)日で犠牲死せしめた。犠牲死を除く術後3日以内死亡13例中8例は肺鬱血、肺水腫により、術後4日目以降死亡の3例は全例感染死と考えられた。4.吻合部の剖検所見:術後3日以内死亡例では気管支、動脈、静脈の吻合部の癒合は認められなかった。術後4日目以降死亡11例のうち4例に気管支吻合部の肉芽増殖による狭窄あるいは閉塞を認めた。また動脈、静脈の吻合部にも狭窄、閉塞を認める症例が散見され、血栓の形成とともに最も重大な合併症であった。5.胸部写真(術後2-4週で撮影):8例中5例に浸潤影を認めたが、他の3例は含気伸展ともに良好であった。7.26例中5例に摘出肺の灌流液中にprostaglandin El 200mugを添加したが、添加しない症例に比して実験結果に明かな差は認められていないが、その有効性については現在の段階で判断し得ない。8.本術式の技術的問題点は、末梢側の気管支、肺動脈、肺静脈の縫い代の確保と、吻合径の差にあるが、手技の熟練により、手術成績は向上し長期の生存が可能となった。また移植肺の機能も確保可能な術式であると思われ、臨床的にも、症例によっては本術式の適応も考慮され得ると思われる。
NK細胞活性化受容体リガンドを標的とした口腔癌に対するオーダーメイド治療の開発

当科で樹立したOSCC細胞株でWestern Blot法およびNorthern Blot法を用いて細胞抽出液中のMICA蛋白およびMICA mRNAの発現を検討し、いずれのOSCC細胞株もMICA mRNAを同程度発現していたが、Western Blot法の結果からKO細胞ではMICA蛋白の発現は非常に低いことが明らかになった。一方、ELISA法を用いて培養上清中の_sMICA(soluble MICA)濃度を検討した結果、_sMICAの産生量はKO細胞において最も高いことを明らかにした。さらに無血清培養系でKO細胞を大量培養し、培養上清中から抗MICA抗体結合アフィニティーカラムを用いてKO細胞が産生する_sMICAの精製を行った。ナチュラルキラー(NK)細胞は、自然免疫において発癌抑止に重要な役割を果たすことが知られている。近年、NK細胞を活性化するレセプターとしてNKG2D分子が明らかになり、NKG2Dは、そのリガンドであるMICA(MHC class I chain-related molecule A)を認識すると細胞傷害活性を誘導することが報告された。一方、癌細胞が細胞表面にMICAを発現しているにも関わらず、NK細胞などMICA-NKG2Dを介した免疫監視機構から逃れ、排除されないのは何らかの免疫回避システムが存在していることが考えられており、その1つとしてsMICA(soluble MICA)が報告されている。本年度では、sMICA産生機構の解明およびMICA分子と口腔扁平上皮癌(OSCC)患者の臨床病態との関連性を明らかにすることを目的に、OSCC細胞株におけるMICA蛋白、sMICA産生機構の検討を行った。当科で樹立したOSCC培養細胞株で蛍光免疫染色法にてMICA蛋白の局在を検討したところ、全てのOSCC細胞株でMICA蛋白の発現を認めた。また、Western Blot法およびNorthern Blot法を用いて細胞抽出液中のMICA蛋白およびMICA mRNAの発現を検討したところ、いずれのOSCC細胞株もMICA mRNAを同程度発現していたが、Western Blot法の結果よりKO細胞ではMICA蛋白の発現は非常に低いことが明らかになった。一方、ELISA法を用いて培養上清中のsMICA濃度を検討した結果、sMICAの産生量はKO細胞において最も高いことが明らかになった。以上の結果より、KO細胞ではMICA蛋白は発現されているものの蛋白分解酵素などによって切断された結果、細胞膜上のMICA蛋白の発現は低下し、培地中へのsMICAの遊離が亢進されている可能性が示唆された。前年度では、当科で樹立したOSCC細胞株でWestern Blot法およびNorthern Blot法を用いて細胞抽出液中のMICA蛋白およびMICA mRNAの発現を検討し、いずれのOSCC細胞株もMICA mRNAを同程度発現していたが、Western Blot法の結果からKO細胞ではMICA蛋白の発現は非常に低いことが明らかになった。一方、ELISA法を用いて培養上清中のsMICA濃度を検討した結果、sMICAの産生量はKO細胞において最も高いことを明らかにした。本年度は、無血清培養系でKO細胞を大量培養し、培養上清中から抗MICA抗体結合アフィニティーカラムを用いてKO細胞が産生するsMICAの精製を行った。精製sMICAを脱糖鎖処理し、Western Blot法で検討したところsMICAの分子量は24000であった。さらに、精製したsMICAをMALDI/TOF-MSにより質量解析を行い、MICA分子と一致するアミノ酸配列を検索した結果、sMICAは、MICA分子のα3ドメインの中央付近で切断されている可能性が考えられた。癌細胞が、細胞表面にMICA (MHC class I chain-related molecule A)を発現しているにもかかわらず、NK細胞などMICA-NKG2Dを介した免疫監視機構から逃れ、排除されないのは何らかの免疫回避システムが存在していることが考えられており、その免疫回避システムの1つとしてsMICA (soluble MICA)が報告されている。そこで、当科で樹立したOSCC細胞株でWestern Blot法およびNorthern Blot法を用いて細胞抽出液中のMICA蛋白およびMICA mRNAの発現を検討した。

その結果、いずれのOSCC細胞株もMICA mRNAを同程度発現していたが、Western Blot法の結果からKO細胞ではMICA蛋白の発現は非常に低いことが明らかになった。一方、ELISA法を用いて培養上清中のsMICA濃度を検討した結果、sMICAの産生量はKO細胞において、最も高いことを明らかにした。さらに、無血清培養系でKO細胞を大量培養し、培養上清中から抗MICA抗体結合アフィニティーカラムを用いてKO細胞が産生するsMICAの精製を行った。精製sMICAを脱糖鎖処理し、Western Blot法で検討したところsMICAの分子量は24000であった。精製したsMICAをMALDI/TOF-MSにより質量解析を行い、MICA分子と一致するアミノ酸配列を検索した結果、sMICAは、MICA分子のα3ドメインの中央付近で切断されている可能性が考えられた。同領域でMICA切断能を有する蛋白分解酵素について検討し、MMP-3とMMP8とMMP-2/9の3つのMMPsが候補として考えられた。また、それぞれ産生されるsMICAの分子量は20600,21100,24200と予測され、MMP-2/9が最も関与している可能性が考えられた。
合成ポリペプチドやタンパク質を分子骨格とした酸化還元分子集合系の作製と機能発現

1.酸化還元機能基を含むアミノ酸とそれらを含むペプチドの合成レドックス活性を持つ非天然アミノ酸、L-2、5-ジヒドロキシフェニルアラニンおよび2-アンスラキノニルアラニンを新たに合成した。さらにこれらのアミノ酸を含むペプチドを合成した。今後レドックス基の空間配置とレドックス活性の関係を明らかにする。特にこれらの非天然アミノ酸をたんぱく質中に部位特異的に導入し、たんぱく質のレドックス機能化を行う。2.抗体を用いた酵素間電子メディエーションの制御トランスアゾベンゼン基を特異的に認識するモノクローナル抗体を用いて、NAD^+/NADHによってメディエートされる酵素間電子伝達を光制御した。まずNADにアゾベンゼン基を結合させた化合物(1)を合成し、これをアルコール脱水素酵素(ADH)とジアフォラーゼ(DI)の間の電子メディエーションに用いた。抗体が存在しないとき、1は無置換NADと同程度のメディエーション活性を示した。そこへトランスアゾベンゼン基を結合する抗体を加えると酵素反応は停止した。しかしこの系にUV光照射してアゾベンゼン基をシス体に変化させると活性はほとんど回復した。この光制御はUV光と可視光を交互に照射することによって繰り返すことが可能であった。この方法はNAD^+/NADHが関与する種々の酸化還元酵素系の光制御に使える可能性を持っている。
大型及び超小型磁場計測装置を用いたヒト高次脳機能の研究

大型脳磁計と超小型磁場計測装置に分けて、本年度の研究実績の概要を述べる。(1)大型脳磁計視覚系では「仮現運動(apparent motion)」の研究を中心に行った。ヒトにおいてもサルのV5/MT野に相当する部分が反応することがわかった。また、第1刺激と第2刺激の間の時間(ISI)の変化により反応の大きさが変化することを明らかにした。「言語認知」では、日本語特有の4字熟語を前半と後半の2字ずつに分け、後半の2字が前半の2字に対応する場合としない場合における脳活動の相違を検討した。すると、対応しない場合には、左半球のinsula(島)の部分が特異的に活動することがわかり、言語認知における同部位の重要性を報告した。「顔認知」は米国のエール大学と共同研究を進めている。「顔」に対して特異的に下側頭葉の紡錘状回の活動が認められ、右半球優位であった。本年度はmicro-SQUIDのセットアップを完了し、種々の基礎実験を開始した。Micro-SQUIDは特注で製作した世界唯一の機器であり、実用化には多くの解決すべき問題点があった。特にすべてのSQUIDの性能を精密に揃えることが困難であった。また、ソフトウェアの多くも新たに作成したが、初期マイナートラブルが多く発見され、それを1つずつ解決せねばならなかった。第1実験として、まず指を刺激して末梢神経(手首部)を上行する活動電位の計測を行った。micro-SQUIDの極めて高い空間分解能は、上向する刺激信号が4双極子であること、またその伝導速度が平均58.7m/secであることを明らかにした。信号が上行する状況をmsec単位で明確かつ詳細にしたもので、世界で初めての報告である。