hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動脈平滑筋Ca^<2+>活性化K^+チャネルの本態性高血圧症における役割

動脈平滑筋のCa^<2+>活性化K^+チャネルの生理的意義、本態性高血圧症における役割を、高血圧自然発症ラット(SHR)と正常血圧ウイスターキョウトラット(WKY)の動脈平滑筋標本で検討し、以下の成果を得た。1.血圧が十分に高い13週令SHRの頸動脈、大腿動脈、腸間膜動脈の静止時においてはWKYに比べCa^<2+>活性化K^+チャネルが強く機能している。SHRのこれら動脈の静止時には電位依存性Ca^<2+>チャネルが開いており、細胞内へのCa^<2+>流入が増加し、この結果Ca^<2+>活性化K^+チャネルが強く機能し、Ca^<2+>流入による動脈収縮に対し負のフィードバックをかけていると考えられる。このフィードバック機構は非常に重要であり、もしこの機構が破綻するとSHRでは静止時にもかかわらず非常に強い収縮がおきてしまう。2.SHRの動脈では静止時にも軽度の収縮がみられるので、静止時に流入したCa^<2+>はこのフィードバック機構を強く作動させると同時に、収縮蛋白系にも供給されており、このバランスが静止時の張力に大きく寄与している。3.イヌ脳動脈の静止時においてはCa^<2+>活性化K^+チャネルが強く機能しており、SHR動脈と同様の現象がみられた。4.血圧上昇初期の6週令SHR、更に血圧上昇前の4週令SHRの動脈の静止時においても13週令SHR動脈と同様の現象がみられたので、これらの現象は遺伝的素因と関連していると考えられる。5.内皮由来過分極因子は血管内皮で合成され、種々の刺激に対応して放出され、動脈平滑筋に作用しCa^<2+>活性化K^+チャネルが開口して弛緩がおこる。このように血管には内皮を介したCa^<2+>活性化K^+チャネルによる負のフィードバック機構が備わっているが、13週令SHRの脳動脈ではEDHFの合成あるいは放出が減少しており、このフィードバック機構が十分機能していない。6.cromakalimは動脈のATP感受性K^+チャネルを開口して過分極をおこすため、二次的に電位依存性Ca^<2+>チャネルが閉じ、更にCa^<2+>活性化K^+チャネルが閉じる、という複雑な作用を示した。平成5年度はSHRの動脈平滑筋の静止時におけるCa^<2+>活性化K^+チャネル機能と脳動脈と・冠動脈の静止時におけるCa^<2+>活性化K^+チャネル機能を検討し、以下の新しい知見を得た。1.血圧が十分に高い13週令SHRの頸動脈・大腿動脈・腸間膜動脈の静止時においてはCa^<2+>活性化K^+チャネルが強く機能している。WKYで静止時にこのチャネルは殆ど機能していない。SHRのこれら動脈の静止時には電位依存性Ca^<2+>チャネルが開いており、細胞内へのCa^<2+>流入が増加し、この結果Ca^<2+>活性化K^+チャネルが強く機能し、Ca^<2+>流入による動脈収縮に対し強いフィードバックをかけていると考えられる。

このフィードバック機構は非常に重要であり、もしこの機構が破綻するとSHRでは静止時にもかかわらず非常に強い収縮がおきてしまう。2.SHRの動脈では静止時にも軽度の収縮がみられるので、静止時に流入したCa^<2+>はこのフィードバック機構を強く作動させる同時に、収縮蛋白系にも供給されていると考えられ、このバランスが静止時の張力に大きく寄与している。3.血圧上昇初期の6週令SHRの頸動脈・大腿動脈の静止時においても同様の現象が見られた。6週令SHRの動脈の静止時におけるCa^<2+>活性化K^+チャネルの機能は13週令SHRに比べやや弱かった。4.イヌ脳動脈(脳底動脈・後交通動脈・中大脳動脈)の静止時においてCa^<2+>活性化K^+チャネルは強く機能しており、13週令SHR動脈と同様の現象が見られた。このチャネルは冠動脈の静止時においても弱いながら機能していたが、腸間膜動脈では殆ど機能していない。平成6年度はSHRの動脈平滑筋のCa^<2+>活性化K^+チャネル機能を検討し、以下の新しい知見を得た。1.血圧上昇前の4週令SHRの大腿動脈の静止時においても、血圧が十分に高い13週令SHRの大腿動脈の静止時(平成5年度に検討)と同様に、WKYに比べCa^<2+>活性化K^+チャネルが強く機能している。4週令SHRの動脈の静止時には電位依存性Ca^<2+>チャネルが開いており、細胞内へのCa^<2+>流入が増加し、この結果Ca^<2+>活性化K^+チャネルが強く機能し、Ca^<2+>流入による動脈収縮に対し強い負のフィードバックをかけている。このフィードバック機構がもし破綻するとSHRでは静止時にもかかわらず非常に強い収縮がおきてしまう。SHRの動脈では静止時にも軽度の収縮がみられるので、静止時に流入したCa^<2+>はこのフィードバック機構を作動させると同時に、収縮蛋白系にも供給されており、このバランスが静止時の張力に大きく寄与している。4週令SHRでみられたこれらの機能は遺伝的素因に関連していると考えられる。2.内皮由来過分極因子(EDHF)は血管内皮で合成され、種々の刺激に対応して放出され、動脈平滑筋に作用しCa^<2+>活性化K^+チャネルが開口して弛緩がおこる。このように血管には内皮を介したCa^<2+>活性化K^+チャネルによる負のフィールドバック機構が備わっている。SHRの脳底動脈ではEDHFの合成あるいは放出が減少しており、このフィードバック機構が十分機能していない。例えばセロトニンで刺激するとWKYに比べSHRでは強い収縮が認められる。3.ATP感受性K^+チャネル開口薬の血管弛緩作用をSHR頚動脈で検討したところ、この薬物はATP感受性K^+チャネルを開口して過分極をおこすため、二次的に電位依存性Ca^<2+>チャネルが閉じ、更にCa^<2+>活性化K^+チャネルが閉じる、という複雑な作用を示した。Ca^<2+>活性化K^+チャンネルにはすでに検討した静止時および細胞内Ca^<2+>濃度上昇時の負のフィードバック機構としての役割に加え、内因性血管拡張物質の作用点としての役割がある。
C型肝炎ウイルス感染性RNAを用いたウイルス増殖系の開発

これまで報告してきた感染系における接種血清のHCV分子種は著しいquasi-speciesを呈していたが、HTLV-1感染T細胞(MT-2C細胞)に感染後、特定の分子種のみが増えてくることを見いだした。このような特定のクローンだけを増幅させるためにHCV感染8日目の細胞よりRNAを抽出し、HCVの構造領域および非構造領域に対してそれぞれlongRT PCRで増幅する事に成功した。これら二つのfragmentをプラスミドpBR322へ同時に導入することによってプラスミドのライブラリーを作製した。得られた196クローンのうち適切な長さと量のRNAが合成できたのは60クローンであった。3から5クロ-ンを1セットにして、MT-2C細胞にRNA transfectionを行った。Transfection後7,14日の上清からHCV RNAが検出されたものは3セットであった。さらに、そのセットのなかの個別のクローンについて同様のこと行ったところ、5クローンが陽性であった。最終的にcell free transmissionによって感染性クローンの可能性を持つものが3クローン得られたが、HCV産生能は弱いと考えられた。次に、より強い感染性を示すクローンを得るために、上述3クローンからconsensusなアミノ酸配列を持つクローンを再構築した。このクローンにおいてHCV蛋白の合成が正しく行われることを確認するために、CMV promoterのもと、COS-1細胞で発現させcore、envelope2,NS3、NS4A、NS5A蛋白の発現を調べた。その結果、今回初めてHCV感染培養細胞由来のクローンよりこれらの蛋白発現が確認された。以上のことより感染性クローンとして必要な条件が確認できたので今後このクローンを用いてより強い感染性を確認し、培養細胞を用いたHCV感染増殖系を確立する予定である。リンパ球系または肝細胞系のヒト培養細胞を用いたHCV感染増殖系は既に確立されている。しかし、これらの系における接種材料は患者血清であるため、材料に量的な制限があること、感染増殖効率が低く長期間の感染維持が難しいこと、人為的な遺伝子変異の導入が不可能であること、などの問題点がある。これらの問題を解決するために感染性HCV cDNA(RNA)の開発をめざした。これまでのところ、HTLV-I感染培養ヒトTリンパ球(MT-2C)に対してHCV titerの高い血清を接種し、感染12日目の細胞においてHCVゲノム全領域の塩基配列を解析する事によって、特定の分子種のみが選択的に増殖していることを見い出した。さらにlong PCRを利用たRT-PCRによってHCV感染MT-2C細胞から、MT-2C細胞で選択的に増殖していると考えられるHCVゲノムをほぼ全領域にわたって増幅することが可能になった。この技術をもとにlong PCRで得られた約3kb(主に構造領域)と約7kb(主に非構造領域)のPCR産物を一度にプラスミドへ導入して全長HCV cDNAクローンを作成した。その全長HCV cDNAクローンからin vitro転写系によりHCV-RNAを作製、これをMT-2C細胞にtransfectさせることが可能になった。今後さらに、HCV RNAをtransfectした細胞においてHCVが増殖していること、感染性のウイルス粒子が培養液中に産生されることを確認する予定である。また、安定な感染性クローンが獲得された場合、これを用いて感染、複製に関わる基礎的および臨床的応用研究を行う予定である。これまで報告してきた感染系における接種血清のHCV分子種は著しいquasi-speciesを呈していたが、KTLV-1感染T細胞(MT-2C細胞)に感染後、特定の分子種のみが増えてくることを見いだした。このような特定のクローンだけを増幅させるためにHCV感染8日目の細胞よりRNAを抽出し、HCVの構造領域および非構造領域に対してそれぞれlong RT PCRで増幅する事に成功した。

これら二つのfragmentをプラスミドpBR322へ同時に導入することによってプラスミドのライブラリーを作製した。得られた196クローンのうち適切な長さと量のRNAが合成できたのは60クローンであった。3から5クローンを1セットにして、MT-2C細胞にRNAtransfectionを行った。trasnsfection後7、14日の上清からHCV RNAが検出されたものは3セットであった。さらに、そのセットのなかの個別のクローンについて同様のこと行ったところ、5クローンが陽性であった。最終的にcell free transmissionによって感染性クローンの可能性を持つものが3クローン得られたが、HCV産生能は弱いと考えられた。次に、より強い感染性を示すクローンを得るために、上述3クローンからconsensusなアミノ酸配列を持つクローンを再構築した。このクローンにおいてHCV蛋白の合成が正しく行われることを確認するために、CMV promoterのもと、COS-1細胞で発現させcorc,envelopc2,NS3,NS4A, NS5A蛋白の発現を調べた。その結果、今回初めてHCV感染培養細胞由来のクローンよりこれらの蛋白発現が確認された。以上のことより感染性クローンとして必要な条件が確認できたので今後このクローンを用いてより強い感染性を確認し、培養細胞を用いたHCV感染増殖系を確立する予定である。
計画用CT画像とCBCT画像を用いた非剛体位置合わせによる適応放射線治療の確立

研究目的:最近のIMRT(Intensity modulated radiation therapy)に代表される高精度放射線治療では,線量の強度変調により治療部位に最も適した線量分布を作成できることから,腫瘍の縮小や患者の体形変化により,治療前の線量分布と比較して腫瘍や周辺臓器への影響は大きくなる,本研究では, IGRT(Image Guided Radiation Therapy)に使用されるCBCT(Cone-beam computed tomography)画像を二次的に利用し,放射線治療中に起こる腫瘍体積変化や位置変化に対して,適宜に治療計画を修正する方法である適応放射線治療の確立を目的とした.研究方法:頭頸部がん患者の22症例において,治療計画用CT画像とCBCT画像を使用し, DIR (Deformable Image Registration)ソフトウェア(MIM Maestro)を用いて,再治療計画時の腫瘍縮小率や患者の体形変化を臓器輪郭のダイス係数(DSC)から評価し, DIRの有効性と再治療計画の予測が可能であるかを検討した.再治療計画の予測については, ROC解析を行いDSCのカットオフ値を求めた.研究成果体重減少率と全頸部(r=-0.447)や顔面(r=-0.505)のDSCは相関が認められ, DSCのカットオフ値はそれぞれ0.98と0.60,再治療計画の有り無し群で有意差を認めた(P=0.030, P=0.008).本研究により,全頸部と顔面のDSCは,再治療計画を予測するパラメータであることが証明され,放射線照射前に実施している位置決め画像(CBCT画像)と治療計画用CT画像でDSCを評価することにより,再治療計画の最適なタイミングを判断できることが示唆された.これにより,効率的な適応放射線治療が可能となると考えられた.研究目的:最近のIMRT(Intensity modulated radiation therapy)に代表される高精度放射線治療では,線量の強度変調により治療部位に最も適した線量分布を作成できることから,腫瘍の縮小や患者の体形変化により,治療前の線量分布と比較して腫瘍や周辺臓器への影響は大きくなる,本研究では, IGRT(Image Guided Radiation Therapy)に使用されるCBCT(Cone-beam computed tomography)画像を二次的に利用し,放射線治療中に起こる腫瘍体積変化や位置変化に対して,適宜に治療計画を修正する方法である適応放射線治療の確立を目的とした.研究方法:頭頸部がん患者の22症例において,治療計画用CT画像とCBCT画像を使用し, DIR (Deformable Image Registration)ソフトウェア(MIM Maestro)を用いて,再治療計画時の腫瘍縮小率や患者の体形変化を臓器輪郭のダイス係数(DSC)から評価し, DIRの有効性と再治療計画の予測が可能であるかを検討した.再治療計画の予測については, ROC解析を行いDSCのカットオフ値を求めた.研究成果体重減少率と全頸部(r=-0.447)や顔面(r=-0.505)のDSCは相関が認められ, DSCのカットオフ値はそれぞれ0.98と0.60,再治療計画の有り無し群で有意差を認めた(P=0.030, P=0.008).本研究により,全頸部と顔面のDSCは,再治療計画を予測するパラメータであることが証明され,放射線照射前に実施している位置決め画像(CBCT画像)と治療計画用CT画像でDSCを評価することにより,再治療計画の最適なタイミングを判断できることが示唆された.これにより,効率的な適応放射線治療が可能となると考えられた.
我が国の測地学を中心とする地球物理科学に関する総合研究

地球物理科学は、人類の生存の基盤である地球とそれを取り巻く外部環境に至る自然環境の場としての地球を理解しようとする学問であり、測地学、固体地球科学、大気・海洋・陸水科学、超高層・大気圏外科学などに分けられるが、近年の科学技術の急速な発展により、その研究は、天文学、地質学、地球化学などの周辺分野や工学等の学際領域をも含めた総合化の時代を迎えており、新たな対応が求められている。本調査研究においては、地球物理科学の諸分野におけるこれまでの成果を調査し、現在の研究の進展状況について分析を実施し、それに基づいて測地学を中心とする地球物理科学の今後の研究進展の方向性を見出すことを目的とする。総括研究班において本調査研究計画の基本方針を決定し、各研究班が研究を実施した。平成9年度には、各領域の過去の観測研究計画と実施状況、成果に関する資料を収集・分析した。平成10年度には、かつて指導的立場にあった研究者、そして現在我が国の地球物理科学研究の中核を担っている研究者等に対して行ったインタヴューをもとに、地球物理科学の進展における学術行政の役割を明らかにした。その結果、我が国の地球物理科学の発展においては、戦前の測地学委員会および戦後の測地学審議会の役割が極めて重要であることが改めて確認された。また、近年の我が国の経済発展に伴い、特に各領域において観測体制が整備され、定量的な議論が盛んになってきたことが示唆された。今後は、これらの成果を踏まえ、より高度な研究が推進されるものと期待される。地球物理科学は、人類の生存の基盤である地球とそれを取り巻く外部環境に至る自然環境の場としての地球を理解しようとする学問であり、測地学、個体地球科学、大気・海洋・陸水科学、超高層・大気圏外科学などに分けられるが、近年の科学技術の急速な発展により、その研究は、天文学、地質学、地球化学などの周辺分野や工学等の学際領域をも含めた総合化の時代を迎えており、新たな対応が求められている。平成9年度においては、まず総括研究班において本調査研究計画の基本方針を決定し、その基本方針に基づいて、各研究班が研究を実施した。具体的には、それぞれの領域における過去の観測研究計画と実施状況、成果に関する資料を収集するとともに、かつて指導的立場にあった研究者、そして現在我が国の地球物理科学研究の中核を担っている研究者等に個別に意見を聞き、我が国の地球物理科学の発展の歴史を明らかにした。その結果、我が国の地球物理科学の発展においては、戦前の測地学委員会および戦後の測地学審議会の役割が極めて重要であることが示唆された。平成10年度においては、総括研究班において決定された本調査研究計画の基本方針に基づいて、各研究班が研究を実施した。前年度に収集した各領域の過去の観測研究計画と実施状況、成果に関する資料や、かつて指導的立場にあった研究者、そして現在我が国の地球物理科学研究の中核を担っている研究者等に対して行ったインタヴューをもとに、地球物理科学の進展における学術行政の役割を明らかにした。

平成10年度には、かつて指導的立場にあった研究者、そして現在我が国の地球物理科学研究の中核を担っている研究者等に対して行ったインタヴューをもとに、地球物理科学の進展における学術行政の役割を明らかにした。その結果、我が国の地球物理科学の発展においては、戦前の測地学委員会および戦後の測地学審議会の役割が極めて重要であることが改めて確認された。また、近年の我が国の経済発展に伴い、特に各領域において観測体制が整備され、定量的な議論が盛んになってきたことが示唆された。今後は、これらの成果を踏まえ、より高度な研究が推進されるものと期待される。
環に関係した諸問題の研究

作用素環分野では,研究分担者河上哲が,部分環の包含関係について、昨年に引き続き、多面的な角度から研究を行った.PimsnerーPopaにより開拓された、部分環の包含関係を記述する一つの量である相対エントロピ-について、その還元論を完成させた(論文〔1〕)。特に、部分環が局所コンパクト群の不動点環として与えられるケ-スについては、その詳細を明かにすると同時に、群作用の共役類の分類も試みた(論文〔5〕)。以上の研究を続けていく中で、指数とエントロピ-という2つの概念の奥に、部分環の包含関係を記述する指標として、ある種の自己共役作用素(指数型微分と名付けた)が重要な役割を果たしていると共に指数とエントロピ-の両者を制御している事を発見し、この作用素の基本的な性質とその諸公式について調べた。これらについては、論文〔2〕で報告するとともに、平成元年度春の日本数学会・函数解析分科会の特別講演において発表した(詳細は、論文〔3〕,〔4〕).可換環分野では、研究代表者が、Traversoによる素イデアルのgluingの概念とTamoneによる準素イデアルのgluingの概念について,その差異を明確にした.また,seminormal ringの場合のgluing列存在定理と対比して、任意の有限型拡大環の中間に準素イデアルによるgluing列が存在する仕組みを明らかにした.これは神戸大学数学雑誌に投稿予定である.(〔7〕)<作用素環分野>部分環の構造解析に焦点をあて、そこで中心的役割を果たす期待値、指数、エントロピーに関する研究を行った。対象はフォン・ノイマン環に限定しているが、一般化可能な形でのフォーミュレーションを心がけている。成果の概要は次の通り。環Mの部分環Nに対し、Nが「半有限」な関係にあるとき、MからNへの期待値に付随して、指数とエントロピーが自然な形で一般的に定義できることを示し、これらの基本的性質について調べた。その結果、従来の(部分群、部分因子環の)指数や、(条件付き、相対、Segala)のエントロピーの諸概念が鮮明となるとともに、これらの相互関係が明らかとなった。本年度の成果を第一歩として、今後さらに部分環の構造解析の発展が期待できる。以上の成果は、きたる4月に日本数学会の特別講演において発表する。<関数環分野>Maximummodulus setsの研究に関連して、Hakim-Sibonyによるpeak setsの特徴づけと類似の結果が得られた。この結果の概要は関数環研究集会(昭和63年11月、於.奈良教育大)で報告し、「関数環研究集会報告集」に記載した。<可換環分野>AをNoether環、BをA上の有限整拡大環、A′=+AをBの中でのAのseminormalizationとするとき、Ass_<A′>(B/A′)、Ass_A(B/A′)、Ass_A(B/A)の間の若干の関係が判明した。まだまとめる段階には到っていない。<表現論分野>Lustigの指標層理論と新谷・川中の指標の持ち上げ理論の関連追及がテーマであるが、今年度は関連する他分野のテーマに振りまわされた嫌いがあり、論点を明白にするには至らなかった。<トポロジー分野>Gysin準同型写像の核の生成系を調べる段階で行きづまり、打開策を探っている。これらについては、論文〔2〕で報告するとともに、平成元年度春の日本数学会・函数解析分科会の特別講演において発表した(詳細は、論文〔3〕,〔4〕).可換環分野では、研究代表者が、Traversoによる素イデアルのgluingの概念とTamoneによる準素イデアルのgluingの概念について,その差異を明確にした.また,seminormal ringの場合のgluing列存在定理と対比して、任意の有限型拡大環の中間に準素イデアルによるgluing列が存在する仕組みを明らかにした.これは神戸大学数学雑誌に投稿予定である.(〔7〕)
高性能芳香族高分子中空微粒子のビルトアップ型調製法の開発と用途開拓

5-ヒドロキシイソフタル酸とp-フェニレンジアミンの直接脱水重縮合によりポリ(p-フェニレン-5-ヒドロキシイソフタルアミド)(PPHIA)の中空微粒子が調製できることを明らかにしてきた。本研究では、PPHIA中空微粒子を材料として使用する場合に重要な空孔率制御について検討した。重合温度による平均微粒子径と平均空孔率の変化を調べた。24h後では、重合温度の上昇に伴い平均空孔率も8%から12%に増大した。280oCでは、時間の経過に従って収率は増大するが平均微粒子径は変化せず平均空孔率が減少した。この結果より、オリゴマーが微粒子内部に供給され、微粒子膜が内部方向へ厚化することで平均空孔率が減少することが分かった。12h以降では収率ならびに平均空孔率に変化が見られないことから、液相からのオリゴマー供給による微粒子の生成が終了する。次に、重合温度280oCでの各反応時間における中空微粒子の粒子径と空孔率の変化を調べた結果、重合初期ではいずれの粒子径においても空孔率は高く、重合の経過とともに空孔率が減少した。この空孔率の減少傾向は粒径の小さい中空微粒子で顕著であり、粒径の大きい中空微粒子では空孔率の減少程度は少なかった。空孔率が密に関係する微粒子表面のくぼみの大きさと粒径の関係を調べた。280oCは320oCに比べてくぼみの面積比が小さいく、くぼみが小さい程空孔率が低くなることが明らかとなった。以上より、重合相変化法を利用して調製したPPHIA中空微粒子の空孔率は、重合温度による微粒子表面の固化速度による脱離水分子の内包率と、くぼみの大きさに依存していることがわかった。重合初期における表面固化が起こる際は280oCで行い、その後の重合を320oCで行うことで更なる空孔率増大が起こることを明らかにすることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。過酷環境下での高分子中空微粒子の利用のために、中空微粒子の高性能化が希求されている。剛直な芳香族高分子は、高性能に加えて高機能が期待されるが成形加工性が極端に乏しく、中空微粒子の調製が困難である。そこで本研究では、申請者が開発した重合相変化を利用した高次構造形成法を利用して、新しい芳香族高分子の中空微粒子調製法を開発する。更には、調製した芳香族高分子中空微粒子の性能や機能を評価し、高性能・高機能高分子中空微粒子としての新しい用途を開拓する。平成28年度は、中空微粒子の粒径制御技術の開発を行った。直接脱水重縮合における重合相変化により、ポリ(1,4-フェニレン-5-ヒドロキシイソフタルアミド) (PPHIA)の中空微粒子が調製できた。縮合反応で脱離する水分子がガスバブルとなり、架橋構造から成るスキン層が形成されることによって内部に空孔が生じることが分かった。芳香族系溶媒中320°Cの重合で調製した中空微粒子は、平均粒径が4.3μm、空孔率が約10%であった。この中空微粒子は、窒素雰囲気下での10%重量減少温度が500°Cを超えており、高耐熱性中空微粒子としての利用が期待できる。このPPHIA中空微粒子は二液相分離による液滴形成を経て生成するが、その生成過程は核生成と成長機構である。よって、核生成過程と成長過程を制御することで粒径の制御が可能と考えられる。液滴の固化が速いために成長過程での粒径制御は困難であったので、核生成過程での制御を検討した。核生成時のオリゴマー過飽和度を増加させるために、重合溶媒を貧溶媒化し、重合途中での温度降下を行った。その結果、溶媒が貧溶媒になるほど粒径は減少し、温度降下と組み合わせることで平均粒径0.7μmのPPHIA中空微粒子が得られた。以上より、平均粒子径を0.7μmから4.3μmまで制御できる技術を開発した。平成28年度は、1アラミド中空微粒子の調製条件確立と生成機構の解明、2アラミド中空微粒子の構造パラメーター制御方法の確立、および3アラミド中空微粒子の固体構造と基本物性評価の3点を目標に研究を計画した。1については、中空微粒子に適した温度や濃度等の重合範囲を確定することができた。また、中空微粒子の生成機構と空孔形成に必要な構造因子なども明らかにすることができた。その結果を踏まえて、2に関して重合溶媒の貧溶媒化と温度降下法を組み合わせることで核生成を制御することができ、目標である1-5μmの範囲での粒径制御技術を開発できた。更には、3に関して得られた微粒子の耐熱性や耐薬品性などの基本物性を評価し、X線回折法を中心に、微粒子が結晶性であることを明らかにすることができた。ただし、目標の一つである空孔率制御技術の開発に関しては、現在検討中である。よって、当初計画に対して、「(2)おおむね順調に進展している。」と判断した。高分子中空微粒子の力学特性の向上に加えて、耐熱性、化学安定性や耐放射線性といった諸性能の高性能化が希求されている。

剛直な芳香族高分子は、剛直構造に加えて発達したπ電子共役構造のために高性能に加えて高機能が期待される。しかし、剛直構造ゆえに背反的に成形加工性が極端に乏しく、中空微粒子の調製が困難である。そこで本研究では、申請者が開発した重合相変化を利用した高次構造形成法を利用して、新しい芳香族高分子の中空微粒子調製法を開発する。これまでに、直接脱水重縮合における重合相変化により、芳香族ポリアミドであるポリ(1,4-フェニレン-5-ヒドロキシイソフタルアミド) (PPHIA)の中空微粒子を調製した。中空微粒子を材料として利用する際に重要である微粒子径の制御技術も開発した。本年度は、他種高性能芳香族高分子への展開を念頭に、イミダゾール環内包ジアミンを用いて中空微粒子調製の検討を行った。ポリアミドーイミダゾール球状微粒子は調製することができたが、中空構造ではなかった。イミダゾール環を内包したことにより剛直性が高くなり、微粒子表面に架橋スキン層が形成されなかったことに起因している。そこで、結晶化領域に近づけるためにジフェニルスルホン中低温で重合を行ったが、表面に窪みを有するディンプル型球状微粒子は生成したが、中空微粒子は得られなかった。このことから、ポリアミドーイミダゾールでは微粒子表面にスキン層を形成することができず、ガスバブルを閉じ込めることができないために中空構造が形成されないことが分かった。さらに、高分子鎖の剛直性が中空構造形成に及ぼす影響を明らかにするために共重合を行い、イミダゾール構造が1,4-フェニレン基と10モル%置き換わっただけで、中空微粒子が生成しないことを明らかにした。平成29年度では、平成28年度に明らかにした知見をもとに、PPHIA以外の分子鎖構造の芳香族ポリアミドやポリアミド以外のポリイミド等の他種芳香族高分子の中空微粒子調製を行い、性能は優れているが加工性に乏しいために材料化できなかった高性能高分子の中空微粒子化技術を確立することを計画とした。また、平成28年度に未達である空孔率制御技術の開発も検討した。重合相変化を利用した中空微粒子の調製を他種芳香族高分子へと展開する場合に、アミド-エステル交換反応を介した架橋スキン層が有効に形成し、脱離小分子によるガスバブルが微粒子内に閉じ込められる必要がある。そこで、高分子鎖の剛直性に着目して他種芳香族高分子へ展開した結果、高分子鎖の剛直性が微粒子の固化ならびに架橋スキン層の形成に大きく影響を及ぼし、剛直性の僅かな増加によって中空微粒子が形成されないことが分かった。この結果は、芳香族高分子の中空微粒子を設計する上では重要な知見である。また、空孔率制御技術の開発に関しては、粒子径との相関が見られることが分かった。以上より、当初計画に対して、「(2)おおむね順調に進展している。」と判断した。5-ヒドロキシイソフタル酸とp-フェニレンジアミンの直接脱水重縮合によりポリ(p-フェニレン-5-ヒドロキシイソフタルアミド)(PPHIA)の中空微粒子が調製できることを明らかにしてきた。本研究では、PPHIA中空微粒子を材料として使用する場合に重要な空孔率制御について検討した。重合温度による平均微粒子径と平均空孔率の変化を調べた。24h後では、重合温度の上昇に伴い平均空孔率も8%から12%に増大した。280oCでは、時間の経過に従って収率は増大するが平均微粒子径は変化せず平均空孔率が減少した。この結果より、オリゴマーが微粒子内部に供給され、微粒子膜が内部方向へ厚化することで平均空孔率が減少することが分かった。12h以降では収率ならびに平均空孔率に変化が見られないことから、液相からのオリゴマー供給による微粒子の生成が終了する。
触媒的不斉C-H結合活性化反応の開発

化学的に不活住なC-H結合をC-C結合へ変換する方法は、ほとんど成功例がなく、その成功例は酒井らと村井らの二例のみである。酒井らと村井らの場合は、五員環形成のみに適用可能であり、六員環形成の場合は、目的の反応は進行しない。最近、Junらは触媒量の2-amino-3-methylpyridine(1)とRh錯体を用いて、benzylideneaniline(2)とl-alkene(3)反応させ、N-phenyl-N-(1-phenylalkylidene)amine(4)を得ることに成功している。つまり、この反応は、1と2とのトランスーイミノ化が起こり、窒素原子のRhへの配位により、C-H結合の酸化的付加が起きる。そして、オレフィンの挿入、還元的脱離、続くアニリンとのトランスーイミノ化により、4を与えると共に1が再生する。ただし、この反応は末端オレフィンとのみ進行する。申請者は上記Junらの系を基に、触媒的不斉C-H結合活性化反応を計画した。分子内の不斉反応への適用を考えた。分子内反応ゆえに、内部オレフィンに対しても、目的の反応が進行するものと期待した。実際、アキラルな条件化、分子内環化を行ったところ、五、六員環生成物を得ることに成功した。また、不斉環化の検討を行ったところ、10%ながら不斉誘起が観察された。化学的に不活性なC-H結合をC-C結合へ変換する触媒的不斉合成は、ほとんど成功例が無く、その成功の代表は酒井らと村井らの例である。酒井ら及び村井らの場合は共に、五員環形成のみに適用可能であり、六員環形成の場合、目的の反応は進行しない。ごく最近、Junらは触媒量の2-amino-3-methylpyridine(1)とRh錯体を用いてbenzylideneaniline(2)と1-hexene(3)を反応させ、N-phenyl-N-(1-phenylheptylidene)amine(4)を得ることに成功している。つまりこの反応は、1と2とのトランス-イミノ化がおこり、N原子のRhへの配位により、C-H結合の酸化的付加が起きる。そして、続くオレフィンの挿入、還元的脱離、続くanilineとのトランス-イミノ化により、4を与えると共に1が再生する。申請者は上記Junらの系を基に、触媒的不斉C-H結合活性化反応の開発を計画した。つまり、分子内反応への適用し、不斉配位子を用いることにより、不斉反応への展開を計画した。分子内反応ゆえ、内部オレフィンに対しても、目的の反応が進行するものと考えた。実際、アキラルな条件下、分子内閉環反応の検討を行ったところ、閉環反応は進行し、五および六員環生成物を中程度の収率で与えた。注目できる点は、酒井らの系では成し得なかった六員環形成反応も進行するということである。
個人や環境に適応するマルチセンシングデータ解析システムの開発

本研究では、個人や環境に適応するマルチセンシングデータ解析システムの開発を実施した。ICTを活用した持続可能な社会を構築するためには、実社会の様相をセンシングし、テデータを解析することが必要不可欠であるが、センサデータのセキュリティやプライバシーを考慮することが大変重要である。そこで、センシングデータから個人や環境の状況を判断するために、深層学習によるアプローチで構築されるDeepLifting Waveletの学習理論を考案し、マルチセンシング環境が収集するヒトや環境に関する0次データを、より高次の状態を識別可能な1次データに変換する手法を提案する。H30年度は、エッジコンピューティングに利用可能な深層学習モデルを実装するために、H29年度に考案したリフティング複素ウェーブレット(LCWT)に基づく深層学習モデル(LcwtNet)をもとに、より簡単な学習モデルを構築した。提案モデルでは、上位の特徴抽出層はHaarウェーブレット変換後に、リフティングパラメータを適用するよう構成しており、LcwtNetと比較してより高速に学習することができる。FSでは、数字文字画像の識別問題において、エポック数を増やすことで、従来のLcwtNetよりもコンパクトなモデルを構築し、かつ識別精度を向上させることができた。提案手法では、センサが収集する0次データを、セキュリティやプライバシーを考慮した1次データに変換する機構を小型デバイスに実装することができる。これは、センサにより収集した生データをそのままクラウドサーバに蓄積する従来型の収集機構ではなく、末端の収集デバイスの中で、セキュリティやプライバシーを考慮した1次変換を施し、新しいセンサデータとして提供することのできる仕組みとなる。本年度は、よりコンパクトな深層学習モデルを考案し、学習時間を高速化するとともに、画像データの識別問題において、従来手法と比較して精度を向上させることができた。既存の深層学習モデルと比較しても、識別性能を落とさずにパラメータの数を半分に抑えることに成功している。今後は、大学キャンパスの広域人流データなど、実際のセンサデータへの応用を視野に研究開発を進め、研究成果は、国内外の学会において発表する。ICTを活用した持続可能な社会を構築するためには、実社会の様相をセンシングし、データを解析することが必要不可欠であるが、センサデータのセキュリティやプライバシーを考慮することが大変重要である。平成29年度は、リフティング複素ウェーブレット(LCWT)に基づく深層学習モデル(LcwtNet)を提案した。既存の深層学習の一つであるCNNでは、特徴を抽出するための基底となる最適な2次元フィルタを学習により算出するが、提案手法では、最適な特徴抽出が可能なLCWTを、センサデータの種類毎に適応的に設計する。LCWTは、双直交ウェーブレットフィルタの分解フィルタと復元フィルタの組と調整可能なパラメータとの組み合わせで、任意の双直交ウェーブレットフィルタを生成することができる。本研究では、このLCWTの設計特性を活用し、深層学習のアプローチで、画像の特徴抽出機能をもつLCWTの集合を生成することに成功した。提案手法では、既存のCNNと比較して性能を落とさずにパラメータの数を半分程度に抑えることができる。また、学習済みのモデルを使って、ファインチューニングすることも容易にできる。これらの研究成果は、国内外の学会において発表を行った。本年度は、コンパクトな深層学習モデルを考案し、画像データの識別問題において手法の有効性を示した。

今後は、エッジコンピューティングに利用可能な、よりコンパクトな深層学習モデルを開発、実装を目指す。研究成果は、国内外の学会において発表する。今後は、大学キャンパスの広域人流データなど、実際のセンサデータへの応用を視野に研究開発を進め、研究成果は、国内外の学会において発表する。今年度の研究成果発表にかかる旅費での支出を計画しておりましたが、今年度は関連研究の助成金により旅費を支出することができました。来年度以降に開発する提案手法を実装したエッジデバイスの開発に予算を集中するように計画しています。今年度の研究成果発表にかかる旅費での支出を計画しておりましたが、発表を次年度に延期いたしました。来年度以降は、研究成果を社会実装できるよう、引き続き提案手法を実装したエッジデバイスの開発に予算を集中するように計画しています。
ガングリオシド修飾による高次機能化細胞培養基材の開発

有用なバイオマテリアルとして知られる繊維状タンパク質シルクフィブロインに対して、高次機能性を有するガングリオシド糖鎖を化学修飾する手法を開発した。修飾する糖鎖は、強力な神経突起伸展活性をもつ棘皮動物由来ガングリオシドLLG-3の糖鎖部分とし、これを化学合成により調製した。LLG-3糖鎖には、アグリコンとして、末端に芳香族アミンを有するリンカーを配し、これをフィブロインのポリペプチド鎖に含まれるチロシン残基に対して、ジアゾカップリング反応で結合させた。その結果、高度な生理活性を有する糖鎖をフィブロインに導入することに成功し、ガングリオシド糖鎖修飾シルクフィブロインを世界で初めて創出した。28年度前半は,研究実施計画に従ってガングリオシド誘導体の化学合成を遂行した。ターゲットとしたガングリオシドは,その糖鎖部分のみで神経突起伸展活性を発現する棘皮動物由来のLLG-3とし,収斂的合成戦略に基づいて合成した。まず,非還元末端側三糖を構築するために,シアリルガラクトース二糖を定法により合成した後,非還元末端のシアル酸を脱水縮合法により導入した。結果として,目的とする三糖誘導体を必要十分量合成することに成功した。次に,還元末端グルコース誘導体として,p-ニトロフェニルグルコシドを合成した。28年度後半は,シルクフィブロイン(SF)への糖鎖導入を検討するための予備実験を実施した。研究計画に従い,SF中のチロシン残基への糖鎖導入を志向した。まず,チロシンのモデルとして,p-クレゾールを用いて,先に合成したp-ニトロフェニルグルコシドとのジアゾカップリング反応を検討した。しかし,結果は芳しくなく,これはジアゾニウム塩の安定性に問題があると判断し,糖鎖とSFを直接結合させることは困難であると判断した。そのため,安定なジアゾニウム塩を形成させることが可能な分子設計を立案し,糖鎖とSFをリンカーを介して結合させる戦略に変更した。その結果,モデルのp-クレゾールとリンカーのジアゾカップリング反応を高収率で達成することに成功した。次に,チロシン残基を用いてジアゾカップリング反応を遂行し,チロシンでもクレゾールと同様な結果が得られることを確認した。また,戦略の変更にともない,糖鎖の還元末端グルコースのアグリコンの設計も変更した。すなわち,リンカーの末端に導入したアジド基とクリック反応によって化学選択的に反応するアルキン部位を持つ構造とした。研究方法の年次計画に従って,H28年度前半にガングリオシド糖鎖の化学合成を実施し,H28年度後半にフィブロインへの糖鎖導入を検討した。ガングリオシド糖鎖は計画通り必要量の合成を完了した。フィブロインへの糖鎖導入に関しては,モデル実験を行った結果,糖鎖とフィブロインを直接結合させる方法は適当でないことが判明し,それぞれをリンカーを介して間接的に結合させる戦略に変更した。この変更に伴い,糖鎖側の分子設計に変更の必要が生じたが,計画立案時点で対策を講じていたため,大幅な変更の必要はなかった。モデル実験の結果を踏まえて,糖鎖とフィブロインの結合方法の目処がたったことから,現在,フィブロインへの糖鎖導入を検討している。以上の結果は年次計画で想定した内容に沿っており,研究は概ね順調に進展していると判断した。生体適合性に優れ、様々な形状に誘導可能な繊維状タンパク質シルクフィブロインに対して、高次生理機能を有するガングリオシド糖鎖を導入する手法を開発した。フィブロイン修飾糖鎖は、神経突起伸展活性を有する棘皮動物由来ガングリオシドLLG-3のセラミドを除いた四糖部分とし、還元末端(アグリコン部位)に官能基としてアルキンを導入しておくことで、フィブロイン修飾の際、クリック反応を利用できる分子設計とした。LLG-3糖鎖の合成は、収斂的合成戦略に基づいた経路を確立することで効率的に達成した。また、フィブロインとLLG-3糖鎖はリンカーを介して結合させることとし、リンカーは末端にそれぞれアジド基と芳香族アミンを有する分子設計とした。リンカーとフィブロインの結合は、リンカー部の芳香族アミンとフィブロイン中に含まれるチロシン残基との間でジアゾカップリング反応を行い形成した。当該結合形成の確認は、NMRとUV-Visスペクトルを測定することで可能であった。フィブロインの糖鎖修飾方法は、研究当初、まずフィブロインにリンカーを導入し、最後に糖鎖を導入する戦略を立てたが、リンカーを導入したフィブロインは水に対する溶解性が著しく低くなることが明らかとなった。そのため、戦略を見直し、まず、糖鎖とリンカーを結合させた後、最後にフィブロインへ導入する経路とした。その結果、フィブロインに対して糖鎖を導入することに成功し、研究計画で立案したガングリオシド糖鎖修飾シルクフィブロインを世界で初めて創出することに成功した。作製したガングリオシド糖鎖修飾フィブロインは水溶性に優れ、シート状のバイオマテリアルへ誘導することが可能であった。

その結果、高度な生理活性を有する糖鎖をフィブロインに導入することに成功し、ガングリオシド糖鎖修飾シルクフィブロインを世界で初めて創出した。H28年度は糖鎖の化学合成,糖鎖とフィブロインの結合方法の検討を行った。H29年度は,年次計画に従って,まずフィブロインにリンカーを導入し,その後,糖鎖をクリック反応によってフィブロインへ導入する。次に,糖鎖-フィブロイン複合体の物性を確認した後,これを細胞培養基材へと誘導する。二次元・三次元の細胞培養基材を作製後,細胞(PC12, SH-SY5Yなど)を実際に培養し,細胞の形態変化を観察し,細胞応答の評価をする。応用糖質化学
レドックス応答機能をもつチアクラウン化合物とそれらを用いる金属の選択的分離

1.試薬の合成:2-ニトロ-4-メチルアニリンを出発物質としてSkraup合成法に準じてキノリン化合物1を合成し、メチル基をブロム化した化合物2を得た。化合物2に3-チアペンタン-1.5-ジオチールを反応させて化合物3を得る。更に還元して得たアミノ化合物4をジアゾ化してチオ尿素を作用させて目的の試薬Bis-(MQ)TTNを得た。更に酵素で酸化することにより試薬DQDS-TTNを得た。合成各段階の物質はNMR、MS、IR法により確認した。2.Bis-(MQ)-TTNは強酸性及び強塩基性水溶液には可溶であるが中性付近では難溶であり赤色結晶となる。1M塩酸及び水酸化ナトリウム溶液、50%(V/V)ジオキサン水溶液の紫外可視吸収スペクトルは210nm付近の2つのMQを架橋するチオエーテル鎖のスルフィドのN→R吸収帯が存在する。他はMQの吸収スペクトルとほぼ似た形となっている。またBiS-(MQ)-TTNは1分子内にMQを2分子有する構造であるのでモル吸光係数はMQの2倍になっている。また450nm付近の吸収極大の存在はBis-(MQ)-TTNもMQの場合と同様Zwitter ion型として存在していることを示した。DQDS-TTNは強酸性の水溶液には可溶であるがそれ以外の水溶液には不溶である。1M塩酸中の紫外可視吸収スペクトルはDODSのそれと類似している。
上部マントルマグマの高温高圧その場観察

高温高圧のマグマ物性を「その場で」観察するツールとしてダイヤモンドアンビルセルがあるが、ダイヤモンドよりも高温でアンビルに利用できる可能性のある材料としてモアッサナイトの導入を試みた。上部マントルに相当する高温高圧条件下で酸化還元状態を制御してモアッサナイトアンビルの性能評価を行ったが、ダイヤモンドアンビルに比べて有利な点は認められなかった。この結果をふまえ、ダイヤモンドアンビルで上部マントルマグマのアナログ物質の水の溶解種平衡を決定する展開を行った。モアッサナイトアンビルセル装置を製作し、純水と固体酸素雰囲気バッファーだけを試料に用いた予備実験を行った。装置の製作では、既存のダイヤモンドアンビルセル装置のアンビル部分を独自デザインのモアッサナイトアンビルに置き換えるとともに、熱電対を1000°C以上に適する起電力特性のものに取り替える、電気絶縁を耐熱性の優れたものに取り替える、装置筐体に大容量金属ヒートシンクを取り付ける工夫も行った。この装置で、最高1200°Cまでの温度条件で安定に加熱・冷却制御が行えることを確かめた。このあいだモアッサナイトアンビルの表面は清澄でエッチングも見られず、心配していたモアッサナイトの酸化・分解は還元雰囲気ガス(Ar-5%H2混合ガス)を周囲に流す、還元的な固体酸素雰囲気バッファーを使う(試料室内でMo-MoO2を共存させる=金属鉄と酸化鉄が平衡にある酸化還元状態に相当)ことで回避できる見通しを得た。他方、加圧しながら加熱する条件では、300MPaの静水圧でモアッサナイトアンビルが破壊し、予定していた高温かつ高圧の条件の実験に進むことができなかった。初年度は一連の予備実験を行い、実験技術上の問題点の洗い出しを行った。まず、外熱式ダイヤモンドアンビルセル高温高圧発生装置を用いて、玄武岩マグマアナログ物質(二ケイ酸ナトリウム)の化学種間平衡の高温高圧その場分光観察を行った。本実験への展開を考慮して余計な圧力媒体を使わず、セル試料室に封入したマグマ物質が加熱に伴うサーマルストレスで所要の圧力を発生させられるかを検証した(=マグマ物質が試料と圧力媒体を兼ねる、圧力は試料に埋め込んだ炭素13ダイヤモンド分光圧力マーカーで測定)。その結果、800°C、2GPaまでの条件では、高温高圧その場分光観察を問題なく行えることが確かめられた。他方、分光スペクトルのS/N向上が必要であること、セル筐体から外部への熱輻射を効果的に取り除く必要があることが問題点として認識された。前者の問題は光の入射・射出方向の試料厚みが分光測定の空間分解能に対して十分に大きくないことに起因しており、試料を封入するガスケットの厚みを2倍程度に増やす工夫を行った。後者は分光装置の顕微光学系にダメージを与え、1000°C以上の高温発生をねらう本実験で深刻な問題になることが懸念された。この問題には、セル筐体をヒートシンク+水冷で冷却する工夫をして対応した。これら問題点の洗い出しを行う一方で、本実験に用いる出発試料の探索とキャラクタリゼーションを行った。具体的には、従来の急冷回収型高温高圧発生装置を用い、新燃岳2011年噴火の軽石をもたらしたマグマの相平衡関係と化学種間平衡をマグマ溜まり相当の条件(最高1000°C、150MPa、酸化還元状態制御)で決定した。モアッサナイトアンビルセル装置の性能評価を前年度に引き続き行った。純水と固体酸素雰囲気バッファー(Mo-MoO2、上部マントルの酸化還元状態に相当する)を試料室に封入し加熱・加圧しながら顕微鏡下で状態を観察した。前年度の性能評価の結果を踏まえて、ガスケットの厚みを2倍にして加圧時の変形しろを増やす、アンビル供給元を見直してなるべく高品質のモアッサナイトアンビルを使用する等の改善を行ない、900°Cにおいて最高1GPaの圧力を安定して発生させられることを確認した。他方、900°Cを超える温度条件では、酸素雰囲気をバッファーしているにも関わらず、試料室に面したモアッサナイトアンビルキュレット面が急激に酸化・分解することもわかった。このことは、天然の上部マントルマグマに相当する酸化還元状態の試料については、当初の目標であった1000°C以上の条件での「その場」観察実験を行うことが困難であることを意味している。その意味において、今回性能評価を行ったモアッサナイトアンビルセル装置には、従来型のダイヤモンドアンビルセル装置に対して特に有利な点を持たないと結論される。この状況に対応して、当初の計画からは逸脱するが、従来型のダイヤモンドアンビルセル装置を用いてマントル玄武岩マグマのアナログ物質(含水二ケイ酸ナトリウム)の高温高圧「その場」観察実験を推進した。含水二ケイ酸ナトリウムメルト中の水とシリカの化学種間平衡を900°Cの温度条件、最高1.7GPaまでの圧力条件で観察し、それらの化学種間平衡に圧力依存性がないことを明らかにした。数物系科学モアッサナイトアンビルが予想外に低い圧力でも破壊する新たな問題に直面している。

モアッサナイトアンビルを潤沢に購入していなかったために十分の試行錯誤を行うことができず、問題の解決にいたっていないのが現状である。この点を反省し、次年度の計画に生かしたい。ただし、十分の時間的余裕をみて当初の研究計画を策定してあったので、研究計画の大筋を変更する必要は感じていない。初年度の主要な内容であった予備実験、実験技術上の問題点の洗い出し、のそれら問題点への対応はひととおり完了し、この研究を本実験へ展開させる準備は整った。他方、研究代表者のエフォート割当の見積もりが甘く、実際にモアッサナイトアンビルセル装置を用いた実験に進むことができなかったことが反省される。ただし、十分の余裕をみて当初の研究計画を策定してあったので、研究計画の大筋を変更する必要は感じていない。モアッサナイトアンビルが予想外に低い圧力でも破壊することへの対策をたてる。具体的には、アンビル形状の見直しとアンビル材料供給元の見直しを、アンビル製作メーカーと相談しながら早急に進める。十分な試行錯誤を行えるようモアッサナイトアンビルを潤沢に購入し、上限となる圧力条件の把握に努める。他方、10001200°Cにおいて圧力200MPa程度までの比較的に低圧・高温条件の予備実験を繰り返して行い、装置の安定的な稼働を検証する。そのうえで、天然マグマ物質を試料に用いる本実験を、安定した実験のできる圧力・温度範囲に注意しながら行い、従来型急冷回収法に対する高温高圧その場観察実験法の優位性を評価する。当初の研究計画に沿って本実験へ展開させる。平成25年度では、外熱式ダイヤモンドアンビルセル装置を改造してモアッサナイトアンビルセル装置を製作し安定に稼働させる。このとき、初年度で問題点として洗い出された試料厚み不足、セル筐体から外部への熱輻射への対策に留意する。装置が安定に稼働したら、純水を試料に用いる予備実験を行い、特に1000°C以上の高温領域でモアッサナイトアンビルを安定化させる酸化還元状態制御(試料室に配置した固体バッファーによる)の有効性を検証する。同時に、これまで800°Cの温度条件までしか較正が行われていなかった炭素13ダイヤモンド分光圧力マーカーについて、純水のアイソコア圧力をリファレンスとして較正範囲を1000°C以上まで拡張する。平成26年度には、平成25年度の予備実験で試料として用いた純水を天然マグマ物質に置き換えて本実験を行う。同じ組成の天然マグマ物質について予備実験(従来型急冷回収法)であらかじめ決めておいた相平衡・化学種間平衡を参照しながら本実験を行い、従来型急冷回収法に対する高温高圧その場分光観察の優位性を評価する(急冷凍結できない物性を洗い出す)。研究費のうち物品費は実験関係の消耗品、具体的にはモアッサナイトアンビル装置のセルパーツ消耗品、アンビル、ガスケット材料、還元雰囲気ガスの購入に使用する。また、分光装置の顕微光学系がダメージを受ける可能性があるので、その場合に備えて顕微光学系パーツ(超長作動対物レンズ、カセングレイン集光ミラー)の予備品も購入する。上の項目で記したように、初年度はモアッサナイトアンビルセル装置を用いた実験に進むことができなかった。これに伴い実験関係消耗品の一部の購入を次年度に繰り延べている。