hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己免疫性肝炎患者血清中に認められる抗セレノシステインtRNA抗体の産生機序

1.本年度までに、本邦自己免疫性肝炎(AIH)28症例においてセレノシステイン(Sec)-tRNAに直接結合する自己抗体を検索し、3種類(NM抗体、EW抗体、S4M抗体)を同定した。これまで調べた他の肝疾患には本抗体は見つかっておらず、AIHに特異的である可能性が高い。NM抗体とEW抗体はSec-tRNAの異なる部位を認識する抗体であり、特に前者はtRNAの高次構造を認識する。一方S4M抗体はSec-tRNAだけではなく、2種のセリンtRNAやロイシンtRNAにも反応することを明らかにした。また患者の追跡が可能なNM抗体について引き続き経過観察を行ったが、抗体価などには経時的変化は認められなかった。2.ヒトSec-tRNAは4か所しか修飾ヌクレオチドがなく、修飾の有無が抗体との反応性に関与している可能性があるため、Sec-tRNA変異体を作製して解析を行った(ソウル大学Lee教授らとの共同研究)。その結果、アンチコドン1文字目(34位)のリボースのO-メチル化がtRNAの高次構造を認識するNM抗体との反応性とよく相関するが、Dループの部分構造を認識するEW抗体との反応性や、tRNAのアミノアシル化能とは相関しないことを明らかにした。これらの性質を利用して、Sec-tRNAのヌクレオチド修飾の順序を示すことができた。3.Sec-tRNAをFreundアジュバントとともにBALB/cマウスの皮内に注射して免疫を試みたが、血清中の抗Sec-tRNA抗体値の上昇は現在まで認められておらず、引き続き他の免疫方法を試みる予定である。1.平成10年度までの研究で,本邦自己免疫性肝炎(AIH)12症例中3例の血清中にセレノシステインtRNAに対する自己抗体が検出された.今回さらにAIH16症例,PBC5症例,高γ-グロブリン血症を伴うC型慢性肝炎3症例について本抗体の有無を追加検索した.その結果,AIH16症例の血清中には本抗体は認められず,PBC,高γ-グロブリン血症を伴うC型慢性肝炎症例についても本抗体は認められなかった.一方本抗体陽性3例中1例について引き続き経過観察を行ったが,抗体検出に経時的変化は認められなかった.また最近AIH患者の80%に核周囲型抗好中球細胞質抗体(P-ANCA)が検出されるとの報告があり,AIH15症例(本抗体陽性3例を含む)について検討したが,本抗体陰性の2例にのみP-ANCAが認められた.2.ヒトセレノシステインtRNAは4か所しか修飾ヌクレオチドがなく,修飾の有無が抗体との反応性に関与している可能性があるため,いくつかのRNA変異体を用いて解析を行った(ソウル大学Lee教授らとの共同研究).その結果,特にアンチコドンの隣のヌクレオチド(position34)のリボースのメチル化がtRNAの高次構造を認識する自己抗体(NM)との反応性とよく相関するが,Dループの部分構造を認識する抗体(EW)との反応性や,tRNAのアミノアシル化能とは相関しないことが示された.1.本年度までに、本邦自己免疫性肝炎(AIH)28症例においてセレノシステイン(Sec)-tRNAに直接結合する自己抗体を検索し、3種類(NM抗体、EW抗体、S4M抗体)を同定した。

2.ヒトSec-tRNAは4か所しか修飾ヌクレオチドがなく、修飾の有無が抗体との反応性に関与している可能性があるため、Sec-tRNA変異体を作製して解析を行った(ソウル大学Lee教授らとの共同研究)。その結果、アンチコドン1文字目(34位)のリボースのO-メチル化がtRNAの高次構造を認識するNM抗体との反応性とよく相関するが、Dループの部分構造を認識するEW抗体との反応性や、tRNAのアミノアシル化能とは相関しないことを明らかにした。これらの性質を利用して、Sec-tRNAのヌクレオチド修飾の順序を示すことができた。3.Sec-tRNAをFreundアジュバントとともにBALB/cマウスの皮内に注射して免疫を試みたが、血清中の抗Sec-tRNA抗体値の上昇は現在まで認められておらず、引き続き他の免疫方法を試みる予定である。
経験論の観点からのドゥルーズ思想の研究 : 知覚・反復・虚構の問題系をめぐって

ジル・ドゥルーズ(1925-1995)の著作において、知覚・反復・虚構という三つの項がいかに組み合わさって、彼独自の思想を形成しているのかを明らかにするべく、本年度は主にドゥルーズのライプニッツ読解に焦点を当てながら研究を行った。まずライプニッツの『弁神論』の末尾にあらわれる「ピラミッド」の比喩を、ドゥルーズが、もろもろの可能世界同士のあいだの反復として取り上げていることを確認しながら、同時に、ドゥルーズがいかにライプニッツの可能世界論を読み換えているのかを明らかにした。そして、ドゥルーズによって読み換えられた結果として生じる、あらたな可能世界論の思想的内実を論じるのはもちろんのこと、ドゥルーズによる読み換えの方法じたいにも着目し、彼がもちいる読解の方法論的な原理を具体的なテクストに即して解明した。つまり、ドゥルーズの思考の「内容」と「方法」の双方を一気に問題にしたのである。こうした読み換えの原理は、ドゥルーズにおいて、たんにテクストを読解するための方法であるばかりでなく、実在の人物が自分自身の存在の社会的な「意味」を読み換え、自分の存在のあり方をいま現在とは別のものとしてつくりだす際の方法にも、直接かかわってくる。こうした存在の再構築を、その人物の未来の「フィクション」として位置づけることによって、ドゥルーズの読解原理と生存の美学とのかかわりを論じた。また本年度の研究を遂行するにあたっては、ドゥルーズの既刊の著作ばかりでなく、講義のテクストにも依拠したが、この講義は、近年研究者のあいだで関心が高まりつつも、いまだ本格的に取り組まれているとは言い難いテクストである。講義の研究をはじめながら、既刊の著作をあらたな角度から読む視座を獲得し、具体的な成果として結実させることることができたことも、本年度の大きな成果のひとつであった。研究は全体として計画どおりか、それ以上に進展している。ただし博士論文を完成させるに到らなかったため、(2)とする。研究の遂行にあたっては、日常の基本的な積み重ねが何よりも重要である。基礎教養を高めること、関連分野の文献をたゆまず渉猟すること、定期的に刊行される内外の重要な学術雑誌に目をとおすこと、全体の体系的ヴィジョンをもちつつ個々の論点を深く掘り下げること、現代という時代とのかかわりをたえず念頭に置いておくこと、あたらしいことに挑戦する尖鋭な精神をもちつづけるこどこれらのことが、研究推進にとって不可欠な要素である。本年度は、主に、「ドゥルーズと文学」のかかわりを研究し、その成果は、共編著者のひとりとして参加した論集『ドゥルーズ千の文学』(せりか書房、2011年1月刊行)に結実した。この本は、ドゥルーズと文学をめぐって出版された本邦初の論文集であり、ドゥルーズの思想と文学作品のかかわりを多面的にあきらかにするのはもちろんのこと、近代文学論集としても近年異例の重厚なものとなっている(25名の著者による44本の作家論・総520頁)。編者のひとりとして、ドゥルーズが何度も言及した作家を選ぶのはもちろんのこと、比較的これまで考察されることの少なかった作家まで広く目くばせし、また、国・言語にこだわることなく世界文学たりうる作家を、抽出し選択した。また著者としては、巻頭の鼎談「ドゥルーズ千の文学」に参加するとともに、個々の作家を論じた以下の六つの論文を寄稿した。1.「ヴァージニア・ウルフ-蝸牛の余白、あるいは超-女性の創造」、2.「ウルフソン-寡黙なバベルの塔の下で」、3.「ヘンリー・ジェイムズ-幽霊の知らなかった二、三の事柄」、4.「サミュエル・バトラ-百腕巨人の恋愛」、5.「マゾッホ-鞭打ちと永遠」、6.「T・E・ロレンス-反乱の徒は、裸足で熱砂を踏みしめる」。この6人のうちマゾッホを除く5人は、ドゥルーズが特別に評価する英米圏の作家であり(ただしウルフソンはアメリカ国籍のフランス語作家)、この論文集に寄稿することをつうじて、イギリス経験論とも関連するドゥルーズの重要な主題-たとえば、意識の流れの技法につながる知覚の微粒子の流れ、習慣形成とその変異、記号と秘密、文法を逸脱させるほどの言語の変形、マゾヒスム的な身体論、など-をあらたな角度から検討することができた。

こうした存在の再構築を、その人物の未来の「フィクション」として位置づけることによって、ドゥルーズの読解原理と生存の美学とのかかわりを論じた。また本年度の研究を遂行するにあたっては、ドゥルーズの既刊の著作ばかりでなく、講義のテクストにも依拠したが、この講義は、近年研究者のあいだで関心が高まりつつも、いまだ本格的に取り組まれているとは言い難いテクストである。講義の研究をはじめながら、既刊の著作をあらたな角度から読む視座を獲得し、具体的な成果として結実させることることができたことも、本年度の大きな成果のひとつであった。研究は全体として計画どおりか、それ以上に進展している。ただし博士論文を完成させるに到らなかったため、(2)とする。研究の遂行にあたっては、日常の基本的な積み重ねが何よりも重要である。基礎教養を高めること、関連分野の文献をたゆまず渉猟すること、定期的に刊行される内外の重要な学術雑誌に目をとおすこと、全体の体系的ヴィジョンをもちつつ個々の論点を深く掘り下げること、現代という時代とのかかわりをたえず念頭に置いておくこと、あたらしいことに挑戦する尖鋭な精神をもちつづけるこどこれらのことが、研究推進にとって不可欠な要素である。
都市・農村の交流と結合-21世紀に向けた都市・農村関係論の構築

本研究では、21世紀における日本の都市と農村の関係について、新しい理論的枠組みを提示することを目的として、14人の農業経済学、農村社会学、地域経済学、有機農業、水産経済学の研究者により3年間にわたり研究が実施された。理論的研究の基礎として、まず日本国内から10の農村における地域社会と1つの都市における社会集団を選び、20世紀後半における都市・農村関係の変容に関して、実態調査を行なった。最終報告として提出された論文は14論文である。このうち6論文は農村社会のコミュニティ・レベルにおける分析に則して、理論をうち出している。1論文は都市のある社会集団を対象として理論考察を行なっている。3論文は、県および国レベルでの分析であり、4論文が方法論と新しい日本の都市・農村関係についての理論である。最後に、今後の日本の都市・農村関係に関する理論的分析と理論構築のための枠組みとして、「形成均衡」「海業」「農村性」「流動的居住性」「複数の価値観」「都市と農村の結合」等の概念を提示した。内容は以下の通り。1.通販産直を利用した都市農村交流と地域おこしへの示唆(大原興太郎)2.愛知県安城市における空間変容と農村性の復権(岩崎正弥)3.林業に集う女性達(秋津元輝)4.漁業から海業へ(婁小波)5.都市在住高齢者の出身農山漁村観(乗本秀樹)6.形成均衡の世界(祖田修)7.農業を支援する消費者層の形成に関する考察(本城昇)8.生ごみ処理の現状と今後の課題(奥田郁夫)9.農業の担い手対策と都市農村交流(加古敏之)10.グローバル時代の地域づくり戦略(中川聰七郎)11.「緑」を耕す連帯(杉村和彦・鹿取悦子)12.流動的居住社会の胎動と都市農村関係(池上甲一)13.日本における都市・農村関係の変容とその研究法に関する考察(末原達郎)14.都市と農村の結合(祖田修)本研究では、21世紀における日本の都市と農村の関係について、新しい理論的枠組みを提示することを目的として、14人の農業経済学、農村社会学、地域経済学、有機農業、水産経済学の研究者により3年間にわたり研究が実施された。内容は以下の通り。1.通販産直を利用した都市農村交流と地域おこしへの示唆(大原興太郎)2.愛知県安城市における空間変容と農村性の復権(岩崎正弥)3.林業に集う女性達(秋津元輝)4.漁業から海業へ(婁小波)5.都市在住高齢者の出身農山漁村観(乗本秀樹)6.形成均衡の世界(祖田修)7.農業を支援する消費者層の形成に関する考察(本城昇)8.生ごみ処理の現状と今後の課題(奥田郁夫)9.農業の担い手対策と都市農村交流(加古敏之)10.グローバル時代の地域づくり戦略(中川聰七郎)11.「緑」を耕す連帯(杉村和彦・鹿取悦子)12.流動的居住社会の胎動と都市農村関係(池上甲一)13.日本における都市・農村関係の変容とその研究法に関する考察(末原達郎)14.都市と農村の結合(祖田修)農村は農村民はもちろんのこと,都市民のふるさとである。同時に都市拡大・工業化の時代を迎えて久しく,都市もまた都市民にとってふるさとの意味をもっている。それでもなお,農村は都市民にとって,なおその奥底にあるふるさとである。いわば農村は人類のふるさと,人間のふるさととしての意味を持ち続けるであろう。こうして農業・農村は人間の場所ではなかろうか。このような問題意識に立って,表記分担者10名のほか,院生等数名を加えて,それぞれに各地で実態調査した。その内容は,人間と自然の関係,農業と教育,高齢社会と農業・農村,上・下流関係,新規参入農業者の動向,青年農業者の農業観,ダム移転による新集落形成のプロセス,国土政策と都市・農村等々の観点からする調査である。今年度はまず各人が実態調査に入ったことから,具体的な成果は少ないが,1998年調査は1999年中に,1999年調査は2000年中に執筆という順次研究成果を世に問う予定である。都市・農村問題は、とりわけ近代工業化社会の成立とほぼ同時に、複雑な様相を呈しながら展開してきた。ドイツでは都市と農村を一体的に把えているか、日本では高度成長下において過疎・過密の形で両極分化した。こうした中で各地域、国民各層において、どのような都市・農村観が形成されているか、またどのような都市・農村交流や結合の方向が模索されているかについて、具体的な地域を取り上げ、2年目の調査に入った。

今回人員を増やし、より広く地域や視点を拡張して調査研究を推進した。2回にわたり研究会を開催し、調査研究の中間報告を各人が行ない、討論した。また祖田は海外の都市・農村研究にも目を向け、EU全体として、ドイツ方式の都市・農村結合とくに中小都市と農村の結合の方向に向かっていること、それがいずれの国でも均衡発展の視点から重要であることを考察した。この視点から全体をとりまとめることとなろう。農村は、農村民はもちろんのこと、都市民のふるさとである。同時に都市拡大・工業化の時代を経て久しく、都市もまた都市民にとってのふるさとの意味をもっている。それでもなお農村は都市民にとって、その奥底にあるふるさとである。いわば農村は人類のふるさと、人間のふるさととして存在し続けるであろう。農業・農村は人間の場所と言えよう。このような問題意識に立って、表記10余名の分担者および大学院生の参加のもとに、各々調査地を設定し、3年間調査研究を進めてきた。その結果、別冊『都市・農村の交流と結合-21世紀に向けた都市・農村関係論の構築』に示すような、多くの研究成果が得られた。農村空間・農村生活の変容過程と意味、高齢者・女性・若者の農村観や都市観、鳥獣害問題や林・漁業問題を通しての人間と自然の関係、都市・農村をつなぐ地域振興戦略、新たな都市・農村交流等の実態が明らかにされた。さらに、都市・農村交流研究の方法、都市・農村関係論の歴史的経緯にもせまり、21世紀における都市と農村のあり方、人間の場所、人間と自然の共生の場所としての農林漁業・農山漁村の方向を見定めることができた。今後この研究成果を、より広く公開、公刊する予定である。そして、本研究を土台に、このテーマの研究をより一層深化させていくこととしたい。改めて科学研究費の授与に感謝するものである。
原料溶液の高純度化と結晶配向制御による酸化物超伝導膜の電流輸送特性の高度化

電力エネルギーを損失なく送電できる材料であるYBa2Cu3Oy超伝導薄膜を溶液塗布法にて作製する際、原料溶液の作製段階で水分が混入し、品質の高い薄膜を得る妨げとなっていた。本研究では、水分濃度低減による原料の高純度化を研究目的に、原料精製過程の減圧度が水分濃度や薄膜試料組織及び通電特性に及ぼす影響を調査した。その結果、膜の結晶配向性や通電特性は原料精製過程に大きく依存することが明らかとなり、精製時の減圧度と減圧時間を制御することによって水分濃度を1.9wt%にまで低減したところ、薄膜の結晶配向性が大きく向上し、通電特性を約4倍に高性能化することができた。最終年度は、原料溶液にトリフルオロ酢酸塩(TFA)を用いた有機金属堆積法(MOD法)にてYBa2Cu3O7-y(YBCO)超伝導膜を作製する際の膜成長時の制御因子について考察を行った。透過型電子顕微鏡を用いて膜の結晶化過程を観察した結果、現状では通電特性を低下させるa軸配向粒がc軸粒と混在しており、高い通電特性を得るには熱処理時に導入する水蒸気の高濃度化や熱処理時のガス流速を増大させる手法などによりc軸粒の結晶成長速度を高めることが有効であることが示された。研究期間全体の成果を以下にまとめる。本法では、これまで原料溶液を作製する際に水分や反応副生成物が不純物として混入し、高特性の薄膜を得る妨げとなる問題があった。これに対し、本研究では不純物である水分に焦点を絞り、含有濃度低減による原料の高純度化を目的に原料精製過程の減圧度が水分濃度、薄膜試料組織及び通電特性に及ぼす影響を調査した。その結果、膜の結晶配向性や通電特性は減圧精製プロセスに大きく依存することが明らかとなり、減圧度と時間の制御によて効果的に精製を行うと水分濃度は1.9wt%にまで低減でき、薄膜試料のc軸結晶配向性が向上して通電特性が高性能化することができた。具体的には、精製第一段階として、メタノール溶媒の35°Cでの蒸気圧200hPaより低圧にて減圧することによりメタノールと共に水分を共沸により除去した後、第二段階として水の蒸気圧20hPa以下まで段階的に減圧精製することにより、水分を効果的に排除することが分かった。また、得られる薄膜は主にc軸結晶配向し品質は高いが、電子顕微鏡により微構造解析を行うと通電特性を低下させるa軸配向粒が混在していることがわかった。これらa軸粒は、熱処理時に導入する水蒸気の高濃度化や熱処理時のガス流速を増大させてc軸粒の結晶成長速度を高めることによって低減できることが分かった。原料溶液にトリフルオロ酢酸塩(TFA)を用いた有機金属堆積法(MOD法)法にてYBa2Cu3O7-y(YBCO)を作製する場合、TFAを有機合成する際に水分や反応副生成物が不純物として原料溶液に混入し薄膜の特性を低下させる問題があった。本研究では、不純物、特に水の含有量を低減することによる原料の高純度化を目的として、本年度は精製過程における減圧度が原料溶液純度及び結晶化後の薄膜特性に及ぼす影響を調査した。Y,Ba,Cu-酢酸塩を超純水中でTFAと反応させ、エバポレーターを用いて減圧下で精製し、原料溶液を得た。ここで、(1)大気圧から20hPaまで減圧精製(HDs)、(2)大気圧から200hPaまで減圧精製(LDs)、(3)大気圧から160hPaまで減圧の後保持(LDs-2)、(4)大気圧から160hPaまで減圧の後保持し更に20hPaまで減圧し保持(SDs)、の4条件にて原料を作製し、それぞれLaAlO3基板上に塗布した後、一定条件にて結晶化しYBCO膜を得た。YBCO膜のc軸結晶配向性や臨界電流密度は上記減圧精製プロセスに大きく依存することが明らかとなり、高い減圧度にて長時間精製するに従い結晶配向性が向上し、電流特性が高性能化した。FT-IRにて原料溶液中の水含有量を調査した結果、精製を進めるに従い含有量は低下し、HDsでは5.5wt%、LDsでは2.8wt%、SDsでは1.9wt%となった。このことから、YBCO膜の高特性化の要因は、原料溶液の高純度化の効果が大きいことが示された。特に、SDsのように溶媒であるメタノールの35°Cにおける蒸気圧200hPaより低圧で減圧することにより、メタノールとともに多くの水分を共沸により除去した後、さらに水の蒸気圧以下である20hPaまで段階的に減圧精製することにより、不純物である水を効果的に排除することができたと考えられる。

電気炉など、当初予定していた実験装置の立ち上げ及び条件出しの工程が順調に進行し、また、本格的な実験に入った以降も、例えば原料溶液の精製に関しては参考文献を効果的に利用することによって、実験が効果的かつ順調に進められたことが大きな理由である。平成25年度は、実用線材基板上での成膜と原料溶液の改善を行う。具体的には、前年度の結果(単結晶基板上による超伝導膜作製)から得られた知見を基に、実用テープ基材上への成膜への展開する。膜の結晶化において新たな課題を抽出し、これまで培ってきた溶液法による結晶配向制御に関する知見を効果的に用いてそれら課題への対策を施し、下記の目標値を実現する。「実用金属テープ上での成膜による課題抽出と問題解決により、5x106A/cm2級の電流輸送特性を実現する」平成24年度にて基本的な実験環境が整っていることから、平成25年度は研究予算を主に消耗品に当てる計画でいる。具体的には、試薬(有機原料、溶媒)、実験消耗品(ゴム手袋、ろ紙、紙タオル等)、ガラス器具(ビーカー等)、単結晶基板(MgO、LaAlO3)、成膜用ガス(Ar、O2)などである。
ｉｎ　ｓｉｔｕ　アトムプローブ法を用いたナノ合金触媒の反応機構の解明

主な成果として、「金属触媒の熱による劣化の3DAP解析」及び、「電界蒸発メカニズムの解明と空間分解能の向上」の二点が挙げられる。1.金属触媒の熱による劣化の3DAP解析昨年度に引き続き、自動車排ガス触媒として用いられるPt-Pd金属触媒を三次元アトムプローブ(3DAP)分析し、触媒の劣化機構の解明を行った。さらに、実際に使用された自動車排ガス触媒を3DAP分析し、担体まで含めた三次元構造の取得に成功した。また、電界イオン顕微鏡の原理を応用して、金属表面での吸着分子の挙動を解析できる装置の作製し、W表面での水分子の吸着現象を観察することに成功した。これらの成果はin situアトムプローブ法が触媒表面で起こる反応を観察することができる有効な手法であるということを証明している。本研究成果は、より高性能な新規触媒の合成研究に非常に有用な知見を与えることが期待される。2.電界蒸発メカニズムの解明と空間分解能の向上ナノスケールの触媒の構造を正確に解析するためには、3DAPの空間分解能をさらに向上させる必要があった。そのため、分析の基本原理である電界蒸発に着目し、その原理を解明することで分析精度の向上を図った。3DAPではイオン化のトリガーとしてレーザーが広く用いられているが、このとき試料にはレーザーの照射側と陰側が形成される。そのため、イオン化の確率が両者で異なり、試料形状が変形し分析精度が著しく悪化するという問題があった。本研究では照射側と陰側のイオン化のタイミングの差を計測し、材料の熱拡散率と比較したところ、非常によい相関を得た。そのため、レーザーにより発生した熱に着目し、照射側と陰側のイオン化の確率を試料表面の温度分布によって決定する手法を開発し、空間位置の補正に成功した。本成果により、触媒の解析に必要な空間分解能が達成された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の主な成果としては、「金属触媒の熱による劣化の3DAP解析」及び、「質量分析による3DAP装置内での触媒反応の確認」の二点が挙げられる。1.金属触媒の熱による劣化の3DAP解析自動車排ガス触媒として用いられるPt-Pd金属触媒の三次元アトムプローブ(3DAP)分析を行った。排ガス触媒は非常に高温にさらされることがあり、その際、熱によって構造が変化し触媒機能を失ってしまう。そのためPt-Pd触媒を様々な条件で加熱し、3DAPによる三次元構造解析を行った。その結果、大気中で600°C程の高温で加熱すると、表面にPd-richの酸化膜が形成され、Ptは試料内部へ凝集することがわかった。本研究成果はより高性能の新規触媒の合成研究に非常に有用な知見を与える。さらに、3DAP分析手法が触媒分野に非常に有効なツールであることを示した。2.質量分析による3DAP装置内での触媒反応の確認Pt-Pd触媒とWの2試料を用意し、これらの試料表面にフェナントレンガスをEB-CVDによって堆積させたC_xH_y膜を作成した。これらの試料のC_xH_y膜/金属の界面付近を中心に3DAPによって分析した。その結果、W試料ではC_xH_y由来の質量スペクトルはC_xH_y膜表面から金属との界面付近まで一貫して大きな変化はなかったが、Pt-Pd試料では界面でC_xH_y由来の質量スペクトルに大きな変化があった。これはPt-Pdの触媒能力が機能し、触媒表面に直結しているC_xH_yに限り、化学状態を変化させたためであると考えられる。この成果はin situアトムプローブ法が触媒表面で起こる反応を観察することができる有効な手法であるということを証明している。

そのため、レーザーにより発生した熱に着目し、照射側と陰側のイオン化の確率を試料表面の温度分布によって決定する手法を開発し、空間位置の補正に成功した。本成果により、触媒の解析に必要な空間分解能が達成された。26年度が最終年度であるため、記入しない。触媒の解析は2年目を予定していたが、既に3DAPによって熱による劣化の機構解明に関する知見を得ることができた。in situアトムプローブ法におけるガス流量やノズルなどの最適化はまだ完成していないが、各種シミュレーションと併せ多くの実験データを集めている。さらに本研究課題の根本的な問題であった、3DAP装置内での触媒反応の実現は、1年目の研究成果から十分に可能であることが示唆された。以上をもって、研究の進行度は非常に良好であると言える。今後は各種シミュレーションを駆使し、in situアトムプローブ法の条件の最適化を行う。さらに、AFMをはじめとする触媒分野に有効な分析手法と組み合わせ、データの評価、精度向上を行っていく。
繊維架橋性能に基づく高靱性繊維補強セメント複合材料の最適化設計法の構築

本研究の手法は、I:種々の繊維とマトリックスによる単繊維の引抜試験、II:高靱性繊維補強セメント複合材料(DFRCC)の一軸引張試験および複合応力場を模した要素実験、III:DFRCC構成則のモデル化と部材の有限要素解析、IV:DFRCC部材の加力実験と構造性能の評価であり、同時進行で研究を推進している。DFRCCの評価体系の材料・構造両方向への流れを常に考慮して研究を進めている。Iに関して、2018年度は、PP、PE、アラミド繊維について、1mm厚のモルタルマトリックスに単繊維を埋め込んだ試験体による引抜試験を行った。配向角を有しない場合(マトリックスから直行方向に引き抜く場合)の引抜試験を重点的に行い、架橋則算出の元となる引抜モデルの基礎データを得た。IIに関して、2018年度は、太径のアラミドおよびPP繊維について、ひび割れ面に対して引張力とせん断力が作用する複合応力状態を模擬した試験体の加力試験を行い、架橋則の確認データを得た。せん断加力時における剛性の著しい低下域が確認され、繊維軸の直交方向に生じる有機繊維の変形によるものと考えられる。また、中心に異形鉄筋を1本配した角柱試験体による一軸引張試験を行い、テンションスティフニング効果およびDFRCCのひび割れ幅低減効果を確認した。IIIに関して、2018年度は、PVA繊維を用いた境界梁の解析を重点的に行った。架橋則とともに圧縮側構成則、特に破壊エネルギーの設定、およびせん断伝達特性、特に要素のせん断剛性が重要なパラメーターとなることが判明した。IVに関して、2018年度は、細径PVA繊維を用いた境界梁の加力実験、および鋼繊維、PVA繊維を用いたト形柱梁接合部のせん断実験を行い、有限要素解析の検証データの蓄積を行った。これらの加力実験では、いずれの試験体においても、繊維混入による顕著な耐力増加が確認された。DFRCCの評価体系の材料・構造両方向への流れを常に意識して研究を進め、新たに入手した繊維種類も含めて実験を遂行することができている。一部の種類のDFRCCにおいて、DFRCC単体の一軸引張試験が未完了のものがあるが、当初計画では2019年度に予定していた境界梁の加力実験を実施することができた。I:架橋則の計算における架橋力ー抜出し関係の特性値、スナビング係数および繊維有効強度低減係数については繊維特有の値と考え、これらの値を実験的に求める。繊維の種類、マトリックスをパラメータとして単繊維の引抜試験を行う。2018年度は、配向角を有しない場合(マトリックスから直行方向に引き抜く場合)の引抜試験を重点的に行ったため、2019年度はスナビング係数および繊維有効強度低減係数を評価するために、配向角を有する場合の引抜試験を行う。II:ひび割れ面に対して引張力とせん断力が作用する複合応力状態を模擬した試験体の引張試験を行い、架橋則の確認データを得る。2018年度は太径のアラミドおよびPP繊維の実験を行ったため、2019年度はその他の種別の繊維で実験を行う。また、2018年度の有限要素解析結果から、DFRCCの圧縮時の破壊エネルギーの重要性が判明したため、種々のDFRCCに対して圧縮試験を行う。III:研究方法IおよびIIの結果から得られる架橋則から、引張およびせん断に対する構成則を構築して有限要素解析を行い、既存の部材実験結果と比較検討する。2018年度はPVA繊維を用いた境界梁の解析を重点的に行ったため、2019年度は鋼繊維およびアラミド繊維を用いた境界梁の解析を実施する。IV:研究方法IおよびIIにおいて、代表的な性状を示した繊維とマトリックスの組合せのDFRCCを用いて部材試験体を作製し、加力実験を行って有限要素解析結果の検証に用いる。2019年度はアラミドおよび細径のPVA繊維を用いた境界梁および柱梁接合部試験体の実験を行う。

IVに関して、2018年度は、細径PVA繊維を用いた境界梁の加力実験、および鋼繊維、PVA繊維を用いたト形柱梁接合部のせん断実験を行い、有限要素解析の検証データの蓄積を行った。これらの加力実験では、いずれの試験体においても、繊維混入による顕著な耐力増加が確認された。DFRCCの評価体系の材料・構造両方向への流れを常に意識して研究を進め、新たに入手した繊維種類も含めて実験を遂行することができている。一部の種類のDFRCCにおいて、DFRCC単体の一軸引張試験が未完了のものがあるが、当初計画では2019年度に予定していた境界梁の加力実験を実施することができた。I:架橋則の計算における架橋力ー抜出し関係の特性値、スナビング係数および繊維有効強度低減係数については繊維特有の値と考え、これらの値を実験的に求める。繊維の種類、マトリックスをパラメータとして単繊維の引抜試験を行う。2018年度は、配向角を有しない場合(マトリックスから直行方向に引き抜く場合)の引抜試験を重点的に行ったため、2019年度はスナビング係数および繊維有効強度低減係数を評価するために、配向角を有する場合の引抜試験を行う。II:ひび割れ面に対して引張力とせん断力が作用する複合応力状態を模擬した試験体の引張試験を行い、架橋則の確認データを得る。2018年度は太径のアラミドおよびPP繊維の実験を行ったため、2019年度はその他の種別の繊維で実験を行う。また、2018年度の有限要素解析結果から、DFRCCの圧縮時の破壊エネルギーの重要性が判明したため、種々のDFRCCに対して圧縮試験を行う。III:研究方法IおよびIIの結果から得られる架橋則から、引張およびせん断に対する構成則を構築して有限要素解析を行い、既存の部材実験結果と比較検討する。2018年度はPVA繊維を用いた境界梁の解析を重点的に行ったため、2019年度は鋼繊維およびアラミド繊維を用いた境界梁の解析を実施する。IV:研究方法IおよびIIにおいて、代表的な性状を示した繊維とマトリックスの組合せのDFRCCを用いて部材試験体を作製し、加力実験を行って有限要素解析結果の検証に用いる。2019年度はアラミドおよび細径のPVA繊維を用いた境界梁および柱梁接合部試験体の実験を行う。
災害時における多組織連携体制の検討－創発型組織に着目して－

本研究では、災害時に多組織が円滑な支援を実施するための調整機能のあり方について検討する。調整機能のあり方を明らかにすべく、災害に関する組織社会学的研究において、調整機能を有し、災害が起こって初めて形成されると定義される「創発型組織」という概念に着目する。複数事例の創発型組織の形成プロセスについて比較検討を行い、「創発型組織」を事前の計画に盛り込むための環境条件は何かという点を明らかにする。
合成リピドAと特異的に結合するタンパク質の構造と機能相関

カブトガニ血球中に見い出された抗リポ多糖因子は、リポ多糖(LPSと略)と結合することによって、LPS依存性の血球内凝固カスケード反応を特異的に阻害する。また、抗LPS因子は、グラム陰性R型菌に対して抗菌性を示すほか、LPS感作赤血球に対する溶血作用をもつ。本研究では、抗LPS因子のもつLPS結合部位,およびその膜障害作用のメカニズムを探る一歩として、新たにアメリカ産カブトガニ(Limulus polyphemus)より、抗LPS因子を単離し、その全一次構造を決定した。まず、精製抗LPS因子を還元ピリジルエチル化後、リジルエンドペプチダーゼやクロストリパイン,S.aureusV8プロテアーゼで各々酵素消化し、逆相系HPLCによりペプチドを単離した。次いで、各ペプチドについて、フェニルチオカルバミル法によるアミノ酸分析,および気相式シークエンサーによる配列分析を行った。その結果、抗LPS因子は101残基の一本鎖ポリペプチドよりなる塩基性単紙タンパク質であり、【NH_2】末端から13残基めにAsnとLysのvariantsが存在し、分子量はそれぞれ、11,786と11,800であることが明らかとなった。日本産由来のものの【NH_2】末端に存在するピログルタミン酸残基は欠損していたものの、分子内に1個存在するS-S結合およびそのループ内に存在する塩基性に富む領域,3残基めごとに塩基性アミノ酸がくり返される領域,【NH_2】末端部分が疎水性でかてCOOH末端側が親水性という両親媒性物質としての性質などはよく保存されており、両者の配列は83%という高い相同性を示した。従ってこの分子のもつ塩基性および両親媒性という特徴は、LPSとの結合や膜障害作用という機能に深く関連しているものと考えられる。さらに抗LPS因子のCOOH末端側には、いわゆるカルモジュリン型の【Ca^(2+)】結合部位(EF-hand)に相当する配列のあることが見い出された。
健診時系列データの混合効果モデルによる糖尿病と動脈硬化性疾患の発症要因の検討

本研究では動脈硬化性疾患やその危険因子の発症にかかわる、健診での血圧や血液検査の経年齢的変化の影響について検討した。まず、3年間の研究期間で、地域住民健診を継続し、健康情報の入手、これまでのものに統合し30年間2000名の健診受診年の検査成績を含むデータベースを整備した。このデータベースを用い、混合効果モデルにより動脈硬化危険因子、動脈硬化疾患の進展についての解析を行った。今回は、インスリン抵抗性(IR)と血圧の関連について解析し、IRレベルが経年的な血圧レベルの上昇に関連することを明らかにした。また、トリグリセリド値にも同様の傾向があったが、他の脂質異常との関連は認められなかった。平成25年度は当初計画通りに北海道農村部において住民健診を実施して、糖尿病と循環器疾患発症に関するリスクファクター要因の検査成績を収集し、予後調査を継続した。これらデータは既存の過去最大35年に渡るデータと統合した。この作業は平成26年度以降も継続する。平成25年度は糖尿病の発症要因であるインスリン抵抗性に注目し、インスリン抵抗性の大小による血圧値の経年的変化を検討した。インスリン抵抗性を有する対象においては、将来の高血圧発症のリスクが有意に高いことが報告されている。しかしインスリン抵抗性が経時的血圧変化にどのように関連するかについては、報告されていない。そこで1991年及び1992年に端野・壮瞥の住民検診で75gOGTTを測定した1578名を対象とし、その後対象が受診した検診データからランダム係数モデルを用いて解析した。インスリン抵抗は75gOGTTの結果からMatsuda-DeFronzo Indexにより求め、3分位に分類した。ランダム係数モデルでは対象の経時的に反復測定した血圧値を従属変数とし、説明因子を時間とし、インスリン抵抗性の3分位との相互作用を見た。時間と血圧の関係式として、5つデルの検討を行い、モデルの赤池情報量基準を算出し、最も適合度の高いモデルを採用した。以上の検討の結果、ベースラインでのインスリン抵抗性の3分位間で、その後の経時的な血圧変動に相違があった。インスリン抵抗性最大群で、ベースラインでの収縮期血圧が有意に高く、その後の収縮期血圧の上昇がインスリン抵抗性最大群・中間群で継時的に観察されたが、インスリン抵抗性最小群において、収縮期血圧は継時的増加を示さなかった。ベースラインでのインスリン抵抗性は、その後の経時的血圧変動の規定因子となっており、インスリン抵抗性が、直接または何らかの因子を介して経時的な血圧変動に影響している可能性が示唆された。平成26年度も前年度に引き続き、一般住民の健康情報時系列データを収集するために北海道S町において住民健診を夏季と冬季に実施し、延べ822名が受診した。2度以上健診に受診した住民のデータベースに今年度検査成績を統合した。つぎに、平成23年8月から平成25年12月末の住民の生死情報、狭心症、心筋梗塞、脳血管疾患(脳梗塞、脳出血・その他の脳卒中)の発症とそれによる死亡、また悪性物死亡を登録した。発症者の一部は受診医療機関において、診断の確認を行った。予後判定者は1281名であった。今年度は時系列データより毎年の血圧変動性とその後の血圧上昇、高血圧発症(最終健診時血圧140/90以上、あるいは降圧療法開始)との関連を解析した。解析対象は住民検診受診者データベースのうち最初の健診実地時点で高血圧症、糖尿病、脂質異常者とそれらの治療者を除き5回以上の受診のあった男女482名(平均年齢68.3+-15.0歳)である。評価項目は年齢、BMI、SBP値、DBP値および測定されたSBP、DBPの平均値とそのSD、空腹時血糖値、トリグレイセリド値、LDL、HDLである。5年以上の健診成績のある482名のうち高血圧発症者は257名(53%)であった。高血圧発症は男性の割合が多く、最初の健診のBMI、SBP、DBP、TGが高血圧発症者で大であった。DBPのSDには差違が認められなかったが、SBPのSDは高血圧発症者が非発症者より大きかった(発症者16.3+-11.2,非発症者9.4+-7.4mmHg:p<0.01)。高血圧発症従属変数としたロジステック回帰分析では性差、年齢、SBP、TG、に加えてSBPのSD値が独立変数として採択された。以上より毎年測定の血圧変動が多きものほどその後の高血圧進展が多いことが確認された。次年度は糖尿病発症および心血管疾患発症と健診時データの時系列関連を検討する。今年度も一般住民の健康情報時系列データを収集するために北海道S町において住民健診を実施(683名)し、健診データベースに検査成績を統合した。今年度は、作成した時系列データから各種解析による高血圧発症予測能を検討した。平成16年8月から26年12月までに連結された正常血圧者は826名(平均年齢57.6歳、男性43.0%)であった。検討した解析方法は、ROC曲線、ロジスティック回帰分析、CRT(Classification and Regression Tree)法であり、時系列データより毎年の血圧変動性と、高血圧発症との関連も解析した。

期間内の高血圧発症者は520名(63.1%)であった。CRTはBreimanらの方法に従い予測因子候補の中から適切な予測因子を選択し、分割値で二分岐することでclassifiaction Tree(決定木)を構築し事象の予測を行った。予測因子の選択及び分割値の算出に際しては、集団のバラツキの指標であるGINIインデックスを使用し、分岐毎にその集団のバラツキが最小になるようにモデルを構築した。ロジスティック回帰分析では、すべてのパラメーターを投入し、ステップワイズ法により最良モデルを選択した。ROC曲線では、すべてのパラメーターのROC曲線を算出し曲線下面積の最も大きいパラメーターについて比較検討を行った。高血圧発症予測の感度が最も高かったのがCRT(感度88%)で順にロジスティック回帰分析(78%)、ROC曲線(78%)であり、特異度は、CRTで48%であった。しかしながら上記の解析では血圧変動性は高血圧発症予測のいずれも有意な因子とならかった。CRTでは、予測因子の具体的な分割値を示す事で、より実用的な予測モデルの構築が可能であると考えられた。本研究では動脈硬化性疾患やその危険因子の発症にかかわる、健診での血圧や血液検査の経年齢的変化の影響について検討した。まず、3年間の研究期間で、地域住民健診を継続し、健康情報の入手、これまでのものに統合し30年間2000名の健診受診年の検査成績を含むデータベースを整備した。このデータベースを用い、混合効果モデルにより動脈硬化危険因子、動脈硬化疾患の進展についての解析を行った。今回は、インスリン抵抗性(IR)と血圧の関連について解析し、IRレベルが経年的な血圧レベルの上昇に関連することを明らかにした。また、トリグリセリド値にも同様の傾向があったが、他の脂質異常との関連は認められなかった。健診成績集積と発症登録は前2年間でほぼ計画通りに進行している。またデータ収集に関しては昨年度行えなかった高感度CRP、酸化ストレスマーカー、微量アルブミンなどの項目をデータベースとして整理した。解析は従来の方法による解析を終了し、血圧変動性がその後の高血圧発症に関与することを示し、国内外これまでの報告を支持する成績を得た。健康科学平成27年度も当初計画通りに北海道農村部において糖尿病、高血圧、心血管疾患発症に関するリスク要因の検査成績を収集する。これら健診データをこれまでの時系列データに統合する。また発症登録、生命予後追跡も継続し時系列データベースと統合することにより、血糖変動性、血圧変動性と高血圧・糖尿病発症、心血管疾患発症・死亡との関連を検討、時系列変化と特性と疾患発症・死亡との関連を解析する。これらの成績は平成26年度に解析した結果とともにまとめ、公開し、論文発表する。研究計画の予定通り健診活動は実施しているが、糖尿病発症、心血管疾患発症者登録も実施したが、心血管疾患発症の各診療機関へのアンケート調査による確認作業に一部遅れがある。26年度以降確認作業を徹底する必要がある。また平成25年度は糖尿病発症要因として検討予定の高感度CRP、酸化ストレスマカーなどの測定の一部が実施できず平成26年度に測定を延期している。いずれも平成26年度に実施可能である。本年度22876円の残金が生じた。
レジン修復物の重合収縮応力緩和効果を有する臨床技法の確立に関する研究

コンボジットレジンは、その審美性、操作性、歯質接着性、機械的性質により広く歯科臨床に用いられている。しかしながら、コンポジットレジンは重合に伴い収縮する特性がある。特に、光重合型コンボジットレジンは重合が急激に進むため、窩壁適合性が化学重合型レジンに比べ劣るという欠点を有している。本研究から、Slow-start curing法と弾性の高いボンディングを併用すると、短い光照射時間でも象牙質窩洞におけるレジン修復物の辺縁封鎖性ならびに窩壁適合性が良好となることが判明した。また、フィラーを含有する物と含有しないボンディングレジンを比較した結果、フィラーを含有するボンディングを使用すると、コンボジットレジンの種類に係わらず、フィラーを含有しないボンディング使用群より有意に辺縁封鎖性を向上させることが判明した。更に、フィラーを含有するボンディングにフロアブルレジンを併用すると辺縁封鎖性のみでなく窩壁適合性をも向上させることが明かとなった。フロアブルレジンはハイブリッドレジンより修復物の窩壁適合性を向上させたが、その窩底部象牙質に対する接着強さは、ハイブリッドレジンより有意に低かった。このことから、窩壁適合性を向上させるコンポジットレジンは、逆に窩底部象牙質に対する接着強さを低下させることが判明した。本研究の成果により開発された光照射器の完成により、根面齲蝕やくさび状欠損のような接着性の劣る象牙質窩壁への修復、コア窩洞や遊離エナメル質を残した大型の修復を、光重合型レジンを使用してさらに簡便かつ確実に行えるようになった。また、フィラーを含有するボンディングとフロアブルレジンを併用すると象牙質窩洞に対しても、完全な辺縁封鎖性が得られることをも判明した。本研究が光重合型コンボジットレジン修復の重合収縮応力緩和効果を有する臨床技法の確立に大きな役割を果たしたものと考える。光重合型コンポジットレジンは、重合が急激に進むため、窩壁適合性が化学重合型レジンに比べ劣るという欠点を有している。近年、フロアブルレジンが開発され、従来の修復用レジンに比ベフィラー含有率が低いことにより重合収縮量が大きいことが報告されている。一方、流動性が高いことにより、重合収縮応力が小さく、窩壁適合性が向上することが報告されている。そこで本研究では、牛歯唇側象牙質窩洞に対するフロアブルレジンと従来型レジン修復物の辺縁封鎖性ならびに窩壁適合性を色素浸透試験により評価し、さらに、これらレジンの硬さ、弾性ならびに曲げ強さを調べ、機械的性質についても評価検討した。その結果、フロアブルレジンは、修復物の窩壁適合性を向上させ、さらに、曲げ強さが高く、窩底部レジンの硬さや弾性の低下もみられないことが判明した。しかしながら、硬さが低く、臨床的には長期耐久性に疑問があるため、さらに劣化加速試験などを行う必用がある。また、ボンディングシステムの違いがレジンの窩壁適合性に及ぼす影響を調べるため、セルフエッチングシステムのClearfil Mega Bondとリン酸エッチングシステムのSingle Bondを用いて、ハイブリッドレジンとフロアブルレジンを牛歯唇側象牙質窩洞に填塞し、その辺縁封鎖性ならびに窩壁適合性を色素浸透試験により評価した。その結果、フィラーを含有するClearfil Mega Bondとフロアブルレジンを併用した群が最も辺縁封鎖性と窩壁適合性を向上させた。

また、弾性のある接着材を用いると、レジン修復物の辺縁封鎖性と窩壁適合性を向上させるが、窩底部象牙質におけるレジンの接着強さが低下する。一方、フロアブルレジンは、レジン修復物の窩壁適合性を向上させる。しかしながら、レジン修復物の窩壁適合性と窩洞内各部の微少接着強さに与える影響を同時に評価した研究は僅かである。そこで、レジン修復物の辺縁封鎖性ならびに窩壁適合性に及ぼす影響を色素浸透法を用いて数値的に評価すると同時に、レジンと窩底部象牙質との微小接着強さに与える影響についても評価検討した。牛下顎永久切歯の唇側象牙質面に、円柱状の窩洞を形成し、窩洞面を業者指示に従いClearfil Mega Bondを用いて処理した後、ハイブリッドレジンまたはフロアブルレジンを填塞した。光照射を行い重合硬化させた後、試料のレジン-象牙質界面が約1mm^2となるようトリミングし、微小引張り接着強さを測定した。これらの結果について統計処理を行った。次に、レジン修復物の辺縁封鎖性ならびに窩壁適合性を評価するため、同様に作製した試料の窩洞辺縁と半切面上で1.0%アシッドレッドプロピレングリコール溶液による色素浸透試験を行った。色素浸入度は、色素浸入部位の長さの窩縁または窩壁全周に対する百分率を算出した。これらの結果についても統計処理を行った。その結果、フロアブルレジンの窩壁適合性は、ハイブリッドレジンより有意に高かった。しかしながら、その窩底部象牙質に対する接着強さは、ハイブリッドレジンより有意に低かった。これは、フロアブルレジンの物性が低いことによるものと考えられる。窩底部象牙質接着強さと窩壁適合性の間には相関は認められなかった。光重合型コンポジットレジンは、重合が急激に進むため、窩壁適合性が化学重合型レジンに比べ劣るという欠点を有している。重合収縮応力を起こす主な原因の1つとして、C-factorが大きくなるとレジン修復物の窩壁適合性が低下する。また、フロアブルレジンは、フィラー含有率が低いことにより重合収縮量が大きい、一方、収縮応力が小さい。そこで、フィラーを含有するものとフィラーを含有しないボンディングレジンならびにフロアブルレジンとハイブリッドレジンを用いて、異なるC-factorを有する修復物の辺縁封鎖性と窩壁適合性に与える影響につて評価検討した。牛切歯の唇側象牙質面に、直径3mm、深さ1mm(C-factor=2.3)と直径2mm、深さ1mm(C-factor=3)の円柱状の窩洞を形成した。この窩洞にClearfil SE BondかSingle Bondのボンディングを使用し、ハイブリッドレジンのPhoto Clearfil BrightかZ100、フロアブルレジンのFiltek FlowかPalfique Estelite LVを填塞した。光照射を行い重合硬化させた後、サーマルストレスを500回与えた。レジン修復物の辺縁封鎖性ならびに窩壁適合性を色素浸透試験により評価し、これらの結果について統計処理を行った。コンポジットレジン修復物の辺縁封鎖性と窩壁適合性は、接着材とコンポジットレジンの違いにより影響を受けることが明かとなった。フロアブルレジンにClearfil SE Bondを使用した群は、Single Bondを使用した群と比べ有意に辺縁封鎖性と窩壁適合性を向上させた。C-
新規シリカ系光触媒によるメタンの転化反応

メタンは石油の代替資源として注目され、その高選択的な転化方法の開発が望まれている。O_2などの酸化剤を用いない非酸化的メタンカップリングは100%の選択率が期待されるが、熱力学的に非常に困難である。本研究では、光触媒による新たなメタン転化反応系の開発を目的とし、リン光を発するシリカアルミナ上での非酸化的メタン光カップリング反応を試み、その可能性と活性サイトについて検討した。1073Kで真空排気をしたシリカアルミナ上では気相に多くのC2以上の炭化水素が生成し、その収率(ca.4.5%)は過去の報告より二桁以上高かった。まだ、光反応中に化学量論量のH_2が生成していた。一方、アルミナ単独では生成物が吸着し、回収に熱脱離過程が必要であった。これよりシリカアルミナを用いることで、今まで不可能であった光反応のみでの生成物回収が可能となり、触媒的に反応を進行させる大きな手がかりとなることが分かった。シリカアルミナ上には複数の発光サイトが存在するが、Al濃度の違いや前処理温度の影響から、微細構造を伴うリン光スペクトルを示す発光サイトが活性点であることが示唆された。実際にリン光スペクトルのCH_4消光実験を行ったところ、消光の度合いはN_2の7倍であった。また、反応における有効波長も消光実験の結果とよく一致した。これより、この発光サイトとCH_4は物理衝突以上の相互作用を持ち、照射光により励起されたエネルギーがCH_4に移行し、活性化されていることが示唆される。さらに微細構造を伴うスペクトルが優先的に消光されていることから、このサイトとCH_4の相互作用は大きく、本反応における活性点であることが示唆された。
電気化学的イメージングによる家畜生殖細胞の機能評価と応用

本研究では、電気化学的イメージング技術を基盤とする細胞呼吸計測システムを開発し、これを応用した受精卵品質評価法の開発を目的とした。走査型電気化学顕微鏡をベースに、非侵襲的・高感度で家畜胚や卵子の呼吸量を測定できる「細胞呼吸計測システム」の開発に成功した。この計測システムを用い、呼吸活性を指標に品質の高い家畜受精卵を選別できる新しい評価法を確立した。本研究では、局所領域における生体反応を高感度で追跡できる電気化学的計測技術を応用した家畜生殖細胞の呼吸計測法を確立し、これを応用した細胞機能評価システムの開発を目指している。本年度は、電気化学的計測技術の基盤となる走査型電気化学顕微鏡を用いたウシ胚呼吸量計測の要素技術と計測周辺技術を検討するとともに、呼吸計測の有効性を検証するためにウシ胚の微細構造解析や細胞生物学的解析を実施した。その結果、以下の研究成果が得られた。1.呼吸計測のための要素技術開発:白金電極を2-3μmにエッチング加工した微小電極を用いることで、単一の胚盤胞の呼吸量計測に成功した。従来は、先端径が10μm以上の白金電極を用いて呼吸計測が試みられてきたが、計測感度が低く単一胚の呼吸計測は不可能であった。本研究では、エッチング加工技術の導入により高感度微小電極の作製が可能となり、単一胚の呼吸量計測が可能になった。2.卵子及び胚の呼吸測定:体外受精後の種々の発生ステージ胚の呼吸量を測定した結果、桑実胚から胚盤胞において顕著な呼吸量の増加が測定された。3.ミトコンドリアの微細構造解析:受精直後から胚盤胞の発生ステージの胚において、細胞呼吸に関与するミトコンドリアの微細構造変化を透過型電子顕微鏡で観察した。その結果、呼吸活性が高くなる桑実胚から胚盤胞にかけてミトコンドリアが発達し、呼吸量の増加と一致することが明らかになった。これらの結果から、走査型電気化学顕微鏡を用いたウシ胚呼吸計測技術は、単一胚の呼吸量計測に有効であることが示された。4.装置開発:ウシ胚用培養液をベースとした呼吸測定液を試作し、性能評価を実施した。TCM199と類似の組成をもつ計測液は、ウシ胚の呼吸活性や胚発生能に影響しないことが明らかになった。本年度の研究により、走査型電気化学顕微鏡をベースとした計測装置開発に関する要素技術の基盤が構築できた。本研究では、電気化学的計測技術を応用した家畜生殖細胞の呼吸量計測法を確立し、これを応用した細胞機能評価システムの開発を目的としている。本年度は、走査型電気化学顕微鏡を用いたウシ胚呼吸量計測の安定性の向上を目的に、測定の要素技術および周辺技術の開発を行った。呼吸能を指標とする胚の品質評価法開発のために、種々の培養条件下で発生したウシ体外受精胚の呼吸量側定を実施した。1.呼吸計測のための要素技術開発:呼吸側定操作の簡便化のために、連続した呼吸測定を可能とする多検体側定プレートを設計・試作した。ポリスチレンを素材とし、プレートの底面に円錐形のマイクロウェルを施した測定プレートを製作し性能評価を行った結果、短時間でウシ胚の呼吸量測定が可能となった。2.卵子及び胚の呼吸測定:ウシ体外受精胚の呼吸量を測定し旺発生能との関係を調べた結果、高い呼吸活性能を有する胚は良好な胚盤胞へ発生した。胚の品質と呼吸能の関係が示唆された。3.胚の微細構造解析:呼吸活性能が高い歴ではミトコンドリアは正常に発達していたが、呼吸量の低い胚ではミトコンドリアは未成熟あるいは退行していることが判った。4.測定装置開発:マウス胚用培養液(HTF)をベースとした呼吸側定液を試作し、性能評価を実施した。前年度に実施したTCM199をベースとする測定液と比較検討した結果、HTF培地はTCM199培地に比べて微小電極が検出する電流値は安定しており、再現性良く胚の呼吸量の測定ができた。本年度は、走査型電気化学顕微鏡を用いてウシおよびブタの卵子・胚の呼吸量計測を行い、生殖細胞機能評価システムの基盤構築のためのデータ収集を行うとともに、走査型電気化学顕微鏡を中心とする「受精卵呼吸測定システム」の構築を試みた。1.生殖細胞機能評価システムの開発:ウシおよびブタにおいて単一の卵丘細胞-卵子複合体の呼吸量計測に成功した。ウシ卵子を成熟培養し成熟前後の卵子の呼吸量を比較した。卵子の呼吸活性は成熟培養後有意に増加した。