hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
形状モデリングと融合したレンダリングアルゴリズム

コンピュータグラフィックスの普及に伴い,非常に複雑なシーンのレンダリングが要求されるようになってきた.しかし,シーンの複雑さには際限がなく,コンピュータの計算能力やメモリの容量がいかに向上しても,決して満足されることがない.本研究ではこの問題を,次の2通りのアプローチで解決することをはかった.(1)レンダリングの必要に応じて,モデルの細部を生成する.こうすることにより,同時に膨大な量のシーンデータをメモリ上に展開する必要がなくなり,ハードディスクへのアクセス回数を画期的に削減できる.この考え方としては,フラクタルが有名であるが,本研究では,より表現能力の高いモデリング法としてWrinkly曲面を開発し,さらにその応用範囲を拡張する研究を行なった.(2)圧縮した形式のシーンデータをレイトレーシング法で利用できるようこする.通常のレイトレーシング法では,シーンデータへのアクセスがランダムな順序で行われる.このため,すべてのシーンデータをあらかじめメモリ上に展開しておかざるを得ない.このため,シーンデータが膨大になってメモリの容量を超過すると,ハードディスクへのアクセスでスラッシングという現象を生じ,レンダリング速度が極端に低下する.本研究では,レイトレーシング法における光線追跡を,通常の深さ優先探索ではなく,幅優先探索を導入することにより,解決した.またそのアルゴリズムの改良をはかり,1億個の物体を含むシーンを,並の性能のPCを用いて,50分程度の時間でレンダリングすることに成功した.コンピュータグラフィックスの普及に伴い,非常に複雑なシーンのレンダリングが要求されるようになってきた.しかし,シーンの複雑さには際限がなく,コンピュータの計算能力やメモリの容量がいかに向上しても,決して満足されることがない.本研究ではこの問題を,次の2通りのアプローチで解決することをはかった.(1)レンダリングの必要に応じて,モデルの細部を生成する.こうすることにより,同時に膨大な量のシーンデータをメモリ上に展開する必要がなくなり,ハードディスクへのアクセス回数を画期的に削減できる.この考え方としては,フラクタルが有名であるが,本研究では,より表現能力の高いモデリング法としてWrinkly曲面を開発し,さらにその応用範囲を拡張する研究を行なった.(2)圧縮した形式のシーンデータをレイトレーシング法で利用できるようこする.通常のレイトレーシング法では,シーンデータへのアクセスがランダムな順序で行われる.このため,すべてのシーンデータをあらかじめメモリ上に展開しておかざるを得ない.このため,シーンデータが膨大になってメモリの容量を超過すると,ハードディスクへのアクセスでスラッシングという現象を生じ,レンダリング速度が極端に低下する.本研究では,レイトレーシング法における光線追跡を,通常の深さ優先探索ではなく,幅優先探索を導入することにより,解決した.またそのアルゴリズムの改良をはかり,1億個の物体を含むシーンを,並の性能のPCを用いて,50分程度の時間でレンダリングすることに成功した.自然界には,人工的な物体とは異なり,一見,きわめて複雑な形状をした物体が数多く見られる.こうした自然物体の形状は,スケールの変更に不変な,フラクタル形状によって近似できるものが多い.このため,コンピュータグラフィックスの分野では,樹木,山岳などの表現に,従来からフラクタルがしばしば用いられてきた.しかし,フラクタルを生成する手続きが大域的であるため,フラクタル形状には部分的な変更がむずかしいという大きな欠点がある.このため,スケール変更に不変であるというフラクタルの性質を残した上で,局所的な変更を行うことのできる曲面として,wrinkly曲面を開発した.従来はwrinkly曲面を適用できる座標系に強い限定があったが,これを緩和して,2つのパラメータで規定される空間を不規則に接続した座標空間にもwrinkly曲面を生成することに成功した.この成果によって,wrinkly曲面の適用範囲を大幅に広げることができた.今後はこのwrinkly曲面の性質を生かした,効率のよいレンダリングアルゴリズムを検討する.Wrinkly曲面は,再分割曲面やフラクタルと同様,ある手続きの極限状態として定義される曲面であるので,レンダリングによって生成する画像の室を考慮した,再分割レベルの制御を行うことにより,そのようなアルゴリズムを構築できるものと考えている.コンピュータグラフィックスの普及に伴い,非常に複雑なシーンのレンダリングが要求されるようになってきた.しかし,シーンの複雑さには際限がなく,コンピュータの計算能力やメモリの容量がいかに向上しても,決して満足されることがない.本研究ではこの問題を,次の2通りのアプローチで解決することをはかった.(1)レンダリングの必要に応じて,モデルの細部を生成する.こうすることにより,同時に膨大な量のシーンデータをメモリ上に展開する必要がなくなり,ハードディスクへのアクセス回数を画期的に削減できる.この考え方としては,フラクタルが有名であるが,本研究では,より表現能力の高いモデリング法としてWrinkly曲面を開発し,さらにその応用範囲を拡張する研究を行なった.(2)圧縮した形式のシーンデータをレイトレーシング法で利用できるようにする.通常のレイトレーシング法では,シーンデータへのアクセスがランダムな順序で行われる.このため,すべてのシーンデータをあらかじめメモリ上に展開しておかざるを得ない.このため,シーンデータが膨大になると,ハードディスクへのアクセスでスラッシングという現象を生じ,レンダリング速度が極端に低下する.本研究では,レイトレーシング法における光線追跡を,通常の深さ優先探索ではなく,幅優先探索を導入することにより,解決した.またそのアルゴリズムの改良をはかり,1億個の物体を含むシーンを,並の性能のPCを用いて,50分程度の時間でレンダリングすることに成功した.
癌関連線維芽細胞によるリンパ節転移制御機構の解明

口腔扁平上皮癌における癌微小環境が腫瘍の進展に及ぼす役割を研究して、以下の結果が得られた。(1)癌関連線維芽細胞の出現は、「腫瘍の浸潤深さ」と患者の生命予後との間に有意な関連を示したが、「リンパ管侵襲」や「リンパ管密度」、「リンパ節転移」との間には有意な関連は認められなかった。(2)癌細胞により刺激された癌関連線維芽細胞が発現するLIFが、癌細胞に作用して、その浸潤を促進している。(3)CD163陽性腫瘍関連マクロファージが産生するVEGF-Cが、リンパ管新生を促進し、その結果頸部リンパ節転移に寄与している。以上の結果から、口腔癌における新たな治療ターゲットとしての癌間質の重要性が示された。癌微小環境における癌関連線維芽細胞(CAF)が口腔癌の進展・転移に果たす役割を検討したところ、以下の結果が得られた。1.舌扁平上皮癌一次症例の手術検体113例を用いて免疫組織化学的に検討した結果、(1)74例で癌浸潤部周囲にSMA陽性を示すCAFの出現を認め、39例がCAF陰性であった。(2)次にCAFの有無と臨床病理学的因子との関連を統計学的に解析した結果、癌の深達度、分化度に非常に強い関連が認められた。癌の大きさ、リンパ節転移、浸潤様式との間には有意な関連は認められなかった。(3)CAF陽性例では腫瘍浸潤部での血管密度が有意に高かったのに対して、リンパ管密度との間には有意な差は得られなかった。2.in vitroでの検討を行った結果、(1)cell culture insertを用いたMigration assayでは、ヒト皮膚線維芽細胞NHDFをlower wellに共培養した場合にヒト口腔癌細胞株HSC3のmigrationが有意に促進された。(2)4つのヒト口腔癌細胞株から得られたconditioned medium(CM)をNHDFに添加したところ、いずれのCMもNHDFのLeukemia inhibitoryfactor(LIF)のmRNA発現を有意に上昇させた。以上の結果から、CAFは口腔癌のmigrationを促進する事により、その進展に寄与している可能性が示唆された。また、癌微小環境における腫瘍関連マクロファージ(TAM)の役割をヒト口腔癌手術材料(70例)を用いた免疫組織化学、およびin vitroの系で解析したところ、癌細胞がCD163陽性TAMのVEGF-C産生を刺激して、腫瘍浸潤部のリンパ管新生を促し、リンパ節転移も促進しているのではないか、という結果が得られた。ヒト舌癌の手術材料を用いた免疫組織化学的検討、およびその臨床病理学的因子、脈管新生との関連については概ね計画通りに進行した。しかし、2.CAFのmigrationを刺激する因子の詳細以上の2点に関する解析は進行中である。昨年度に引き続き、癌関連線維芽細胞(CAF)が口腔癌の進展に及ぼす役割を、培養細胞を用いたin vitroの系、ヒト舌扁平上皮癌112症例(一次症例の手術検体で免疫染色による検討ができ、かつ予後が分かっている症例)を用いた免疫染色により検討した結果、以下の結果が得られた。1.ヒト舌癌検体を用いてCAFマーカーであるSMAの免疫染色を行った結果、(1)CAFの有無と癌のリンパ管侵襲との間に統計学的に有意な関連は認められなかった。(2)しかし、CAF陽性症例は陰性症例と比較すると予後が有意に悪かった。本研究では口腔癌においてCAFの出現が重要な予後因子となる事は示せたが、リンパ管密度、リンパ管侵襲との間に有意な関連はなく、リンパ節転移との相関は認められなかった。しかし、口腔癌細胞がCAFにおけるLIFの産生を促進し、癌細胞の浸潤に寄与している事が示唆された。2.CAFによるLIF産生が癌細胞のmigration, invasionに与える影響を中和抗体を用いて、in vitro, in vivoのレベルで解析する。また、実際のヒト癌組織でCAFがLIFを産生しているかを免疫組織化学的に検討する。口腔病理学
運動後の筋グリコーゲン超回復にともなって生じるインスリン感受性低下の機序

インスリンと低酸素刺激は各々別個の情報伝達経路を活性化するが、最終的にはどちらの刺激もGLUT4をトランスロケーションさせることによって筋の糖取り込みを促進させる。糖質摂取開始後にグリコーゲン合成にともなって生じる低酸素刺激に対する糖取り込み反応低下とインスリン反応性の低下を時間経過で追ったところ、両者の低下は同時には生じなかった。したがって、グリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下の原因としては、インスリンと低酸素刺激の共通経路であるGLUT4トランスロケーションステップの阻害ではなくて、インスリン情報伝達経路の阻害、特に、PKB/Aktの阻害が想定される(研究課題1)。グリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下にはタンパク発現の関与が示唆されている。また、リン脂質フォスファターゼであるSHIP2,SKIP,ならびにPTENはPKB/Aktを阻害することによってインスリン情報伝達系の阻害を引き起こす。しかし、これらのリン脂質フォスファターゼのタンパク発現レベルがグリコーゲン超回復筋で増加していることはなかった(研究課題2)グリコーゲン超回復筋ではグルコースからの脂質合成と脂肪酸酸化抑制の律速酵素であるAcetyl CoA Carboxylase(ACC)のタンパク発現レベルが上昇していた.また、再摂食後にグリコーゲン回復にともなって生じるインスリン感受性低下とACC発現レベル上昇を時間経過で検討したところ、両者に相関性がみられた。したがって、ACC発現上昇がグリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下に関係している可能性が示唆される(研究課題3)。運動後の糖質摂取にともなって、筋が多量の糖を取り込むと筋グリコーゲン超回復が生じるが、このとき糖取り込みに対するインスリン感受性が低下する。本研究はこのメカニズムを探ることが目的である。まず、グリコーゲン超回復にともない、グルコースから脂肪への変換合成に関わる遺伝子発現が上昇し、それにともなった筋内脂肪蓄積がインスリン感受性低下を引き起こす原因であるとの仮説を検討した。しかし、運動後、糖質を摂取し、グリコーゲン超回復が生じたラットの骨格筋では、脂肪変換酵素であるACC-1のタンパク発現の上昇はみられなかった(Western Blottingで測定)。また、脂肪変換酵素の遺伝子発現を引き起こす転写因子であるSREBPの発現上昇もみられなかった(Western Blottingで測定)。このように、脂肪変換酵素発現上昇がグリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下の原因であるとの仮説を支持する実験結果は現在のところ得られていない。さらに、我々は、グリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下がインスリン情報伝達酵素の活性不全によって生じる可能性を検討した。運動したラットに糖質食を摂取させると、摂取開始4,8,16時間と経過するにつれて徐々にインスリン感受性が低下したが、このとき、インスリン感受性低下の時間経過はインスリン情報伝達酵素PKB/Akt, p38 MAPKのリン酸化状態(Western Blottingで測定)の低下における時間経過と完全に一致した。したがって、PKB/Akt, p38 MAPKの低下がグリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下の原因である可能性が高い。現在、インスリン情報伝達酵素活性を低下させる要因について、G0/G1 switch protein, Musclinといったタンパク発現の役割に着目して検討中である。筋が大量の糖を取り込むとグリコーゲン超回復が生じ、それとともに何らかの遺伝子発現が生じ、その遺伝子産物がインスリン情報伝達系を阻害して、インスリン感受性低下を引き起こす可能性がある。その候補遺伝子として、我々は、musclin, GO/G1 switch proteinに着目した。Musclinは、インスリン作用を阻害する骨格筋由来内分泌因子であるが、絶食による糖質枯渇にともない発現が減少することが報告されている。本研究でも、ラットに18時間の絶食を負荷することによって、上腕のtriceps(TRI)筋におけるmusclin mRNA発現量が34%減少することをRT-PCR法によって確認した。また、ラットに絶食を負荷し、その後、糖質食を4,8時間と再摂食させると、グリコーゲン超回復が生じるとともに時間経過で上腕のepitrochlearis(EPI)筋におけるインスリン感受性が低下する。しかし、このとき、TRI筋におけるmusclin mRNA発現に有意な増加はみられなかった。

この結果は、musclinがグリコーゲン超回復にともなう筋のインスリン感受性低下に関与しない可能性を示す。一方、G0/G1 protinはPPARαの発現を介してインスリン抵抗性を惹起する可能性がある。絶食後の糖質再摂食にともなう時間経過でみると、インスリン感受性低下に先んじて、G0/G1 protein mRNAが増加していた。このことは、G0/G1 proteinがグリコーゲン超回復筋におけるインスリン感受性低下に関係している可能性が示唆される。また、再摂食前に運動を負荷するとインスリン感受性低下の発現を遅延させ、グリコーゲン超回復の程度を高めることができた。この効果は、運動が再摂食によるインスリン情報伝達酵素(Akt)活性低下とG0/G1 protein発現増加を抑制するためかもしれない。
量子ドット構造を用いた新機能光クロスコネクトに関する研究

有機金属気相成長法による選択成長を用いたGaInAs/InP多重量子井戸構造屈折率分布アレイ導波路のアレイ導波路の屈折率変化による波長スイッチングに関する研究を行った。個々のアレイ導波路を制御し、波長スイッチング動作が可能となる屈折率分布の理論的検討、また温度変化に限らず、電界印加あるいは光入射による波長スイッチング構造を検討した。理論的には4波長のランダムスイッチングを可能とする導波路屈折率変化量を確認した。実験的には電力印加に対して効率的に温度変化が得られる金属の選択、金属パターニング構造を検討した。そしてアレイ導波路上に熱印加用の電極を設け、温度変化による屈折率変化を利用した素子において異なる3波長の波長スイッチング動作を確認した。異なる3波長において出力ポートが1ポート変わるスイッチング特性、ならびにある1波長において3ポート間のスイッチング動作を得た。この屈折率分布アレイ導波路へ量子ドット構造を導入した構造について研究を行った。選択成長を用いた量子ドットアレイ導波路の成長においては、通信波長帯で動作可能となる量子ドットの成長条件およびアレイ導波路内での広波長領域での波長制御を実現するための撰択成長マスクパターンの最適化および成長条件の把握を行った。選択成長マスク幅によって波長制御量が変わること、またダブルキャップ法を導入することにより従来より大きな波長制御が可能であることを実証した。さらに歪制御層の導入により、発光波長1.55μmまでの短波化およびアレイ導波路内での150nm程度の発光波長の制御が可能となった。これらの研究により屈折率分布アレイ導波路が波長スイッチング素子の構造として有効であること、また量子ドット構造が波長スイッチング素子の基本的な導波路コア構造として重要であること、を示すことができた。有機金属気相成長法による選択成長を用いてGaInAs/InP多重量子井戸構造を導波路コアとして持つ、屈折率分布アレイ導波路を作製した。これまで試作した波長分波器の波長分波特性より、波長分波間隔の不均一性と通過スペクトル帯域の平坦化が課題であり、これは、屈折率分布の線形性からのずれとアレイ導波路とスラブ導波路の接続形状より生ずることが光伝搬解析より判明した。この問題点を解決するために、アレイ導波路の屈折率分布をより線形分布にするための選択成長条件を導波路内のひずみ量を考慮して検討した。また屈折率分布アレイ導波路内の偏波依存性を実際に測定し、偏波依存損失を低減するための導波路構造の検討を行った。さらにこの屈折率分布アレイ導波路に電界印加、あるいは温度制御を行うための電極形成を行い、それぞれの素子において屈折率変化を用いた光偏向器の基本的動作の確認を行った。量子ドットの研究においては、量子ドット径、ばらつきを小さくする研究を行い、通信波長帯で動作する量子ドットの作製を行った。光スイッチなどの導波路デバイスへ応用するための導波路コア厚を確保するためには、量子ドットの多層化が重要な課題である。この多層化のために(i)ダブルキャップ法、(ii)歪制御層導入による選択成長技術、について検討した。(i)ダブルキャップ法では、InAs量子ドットを途中までの高さまで埋込み、そして中断時間中でのAs/P交換によりドット高さを揃え、そして2回目の成長により完全に埋め込む方法である。この成長により高さの均一性が確保できると同時に、量子準位を短波化する上でも有効であることを実証した。さらに屈折率分布アレイ導波路素子へ量子ドットを導入するために選択成長技術を用いた量子ドット構造の作製を行った。量子ドット構造においてもアレイ導波路ごとのPL発光波長の変化を達成した。有機金属気相成長法による選択成長を用いたGaInAs/

InP多重量子井戸構造屈折率分布アレイ導波路のアレイ導波路の屈折率変化による波長スイッチングに関する研究を行った。個々のアレイ導波路を制御し、波長スイッチング動作が可能となる屈折率分布の理論的検討、また温度変化に限らず、電界印加あるいは光入射による波長スイッチング構造を検討した。理論的には4波長のランダムスイッチングを可能とする導波路屈折率変化量を確認した。実験的には電力印加に対して効率的に温度変化が得られる金属の選択、金属パターニング構造を検討した。そしてアレイ導波路上に熱印加用の電極を設け、温度変化による屈折率変化を利用した素子において異なる3波長の波長スイッチング動作を確認した。異なる3波長において出力ポートが1ポート変わるスイッチング特性、ならびにある1波長において3ポート間のスイッチング動作を得た。ただし、印加電力の大きさに対して温度変化が小さく、出力導波路を一巡するほどの変化は得られていない。この屈折率分布アレイ導波路へ量子ドット構造を導入した構造について研究を行った。選択成長を用いた量子ドットアレイ導波路の成長においては、通信波長帯で動作可能となる量子ドットの成長条件およびアレイ導波路内での広波長領域での波長制御を実現するための撰択成長マスクパターンの最適化および成長条件の把握を行った。選択成長マスク幅によって波長制御量が変わること、またダブルキャップ法を導入することにより従来より大きな波長制御が可能であることを実証した。さらに歪制御層の導入により、発光波長1.55μmまでの短波化およびアレイ導波路内での150nm程度の発光波長の制御が可能となった。これらの研究により屈折率分布アレイ導波路が波長スイッチング素子の構造として有効であること、また量子ドット構造が波長スイッチング素子の基本的な導波路コア構造として重要であること、を示すことができた。
トランスジェニックラットによる新しいALS動物モデルの病態解析

筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis以下ALS)は神経疾患のなかで最も過酷な疾患とされており、早期に病因の解明と有効な治療法の確立が求められている。1993年Cu/Zn supcroxidcdismutase(Cu/Zn SOD)遺伝子が一部の家族性ALSの原因遺伝子であることが発見されたが、Cu/Zn SODの異常がなぜ運動ニューロンに選択的な細胞死をもたらすかは依然として不明である。本研究ではALSの新しい動物モデルとして、1)わが国で報告された特異な臨床的特徴を持つH46Rと2)トランスジェニック(Tg)マウスが普及しているG93Aの2種類の変異を導入したTgラットの作製を行った。従来のマウスに比較してラットの脊髄および脊髄前角細胞は極めて大きく、Tgラットによる新しいALSモデルは病態のダイナミックな解析および将来的な遺伝子治療や神経幹細胞移植を含めた新しい治療法開発のために非常に有用と考えられる。BrdU投与による検討の結果、本モデルの病態下では、脊髄前駆細胞の増殖が起こっていたが、その多くはグリア系細胞へ分化している可能性が示唆された。また、ダブルTgマウスの作製によりG93A変異Tgマウスに対する効果が報告された肝細胞増殖因子(HGF)の臨床応用の目的に、HGFリコンビナント蛋白の髄腔内持続投与をG93A変異Cu/Zn SOD-Tgラットの100日令から1ヶ月間行い、脊髄前角の運動神経細胞数を観察した。HGF投与群においてはコントロール投与群に比較して有意に運動神経細胞数が保たれていることが明らかとなり、このことはHGF投与量に依存的であった。HGF蛋白の髄腔内持続投与がALSに対する新しい治療法として有効である可能性が示された。
法学的能力の発達と教育の可能性についての研究

千葉大学の付属中学校、同小学校、および千葉県立千葉南高等学校の協力を得て、法学の基礎的体験を初等・中等学校でさせることを目的として、実験的な研究を行った。それまで2年間行ってきた研究の継続の側面もある。題材として「カイワレ裁判」(大腸菌O-157によって堺市の多数の小学校で集団食中毒が発生し、原因としてカイワレ大根が疑われ、国によるその発表によって全国のカイワレ農家が風評被害を受けた、という国家賠償請求事件)を採用することにした。平成15年度は、主に教材の作成を行った。判決の収集と概要の作成、事件を担当した弁護士(録画)、国の代理人であった法務省の担当者(録音)へのインタヴューと、米国の陪審裁判の調査、などを行った。16年度は、実際の授業を行うことが中心であった。高等学校と中学校で各1回、小学校では、以前作成した別の題材を使って2回の授業を行った後、同じクラスでカイワレ裁判による授業を行った(子供たちの飲み込みの早さに驚かされた)。授業では、当初の予定を変更して、事前に作成した台本を二人の大学院生が原告と被告の主張を述べる方式を採用することとした(使用した台本は報告書に収めているので、他でも利用可能)。教育学で使われる方式に則って、「授業案」を作成して実行するとともに、授業全体を録画した。授業の方法は、2時間続きの授業のうち、前半を事件の概要の説明にあて、後半を6人一組にクラスを分けて、それぞれで判決に対応する判断を出させる、というものである。結果はかなり満足のゆくものであった。クラスでは、高校・中学校・小学校のどこでも、活発すぎるほどの討論があり、生徒たちはかなり充実した体験をしたと思う(ワークシートの結果や感想などを参照)。長期的には、法的思考と裁判制度が日本社会で占める位置の変化への対応などの大きな課題を視野におくが、法学授業の初中等教育への導入実験という当面の成果は得られたと思う。本研究の目的は、初等・中等教育の段階で国民教育として法学の基礎を導入するについて、その方法・効果を検討することにある。これは長期的な日本社会の変革(法=権利中心の社会へ)を見据えたものである。1)小中学校での実験授業のための教材開発すでに、米国における刑事事件(「アイスホッケー場外乱闘事件」)と日本の民事事件(「犬の鳴き声裁判」)を教材化したので、本年度は行政事件の教材化に取り組んだ。控訴審判決が下りたばかりの「かいわれ事件」である。担当弁護士へのインタビューと録画、法務省の担当者へのインタビューなどを行い、事件の概要その他の調査と併せて、教材化はほとんど完成した。2)米国ヴァージニア州で、陪審員教育についての資料を集めた。陪審員に実際に見せるビデオなども、入手した。分析はこれからであるが、これは日本の裁判員制度を考える上でも重要性がある。3)英文報告4)実験授業準備千葉県立千葉東高等学校の江崎校長の協力を得て、2004年度に実験授業を行うための準備・打合せを行った。すでに2回行ったことのある、千葉大学附属小学校、同中学校でも、新教材によって実験授業を行う準備を進めた(実行は2004年度夏秋の予定)。5)成果報告これまでの成果と、基礎にある考え方について、雑誌『ジュリスト』に論文(後掲)を発表した。

6)類似の課題について研究会を組織している法務省の研究会(法教育研究会第2回会議、2003年10月15)と日本弁護士連合会の研究会(2003年11月18日)に呼ばれて、嶋津が報告を行った。法的なるものが日本人と日本社会の中でどのような位置を占めうるか、という法学基礎論的関心と、公民教育の一環としての国民の法学マインド育成という実践的関心を結合して、小学生らに、法の知識を与えるのではなく体験をさせよう、というのが当初からの目的であった。以前の研究では、小中学生に刑事事件、民事事件の裁判体験をしてもらったが、この研究は(1)行政訴訟事件をあつかった(2)高校生にも対象を広げた、点でこれまでの範囲を広げた。具体的には、「かいわれ裁判」と呼ぶことにした、学校給食での細菌感染事件での政府の対応をめぐり、調査結果の情報公開の必要性と関連業者の風評被害防止という両立困難な場面で、政府が実際とった行動について、その責任の有無を判断させる、というものであった。訴訟を担当した弁護士へのインタビュービデオなどを見せながら、単なる模擬裁判ではなく現実の事件であることを生徒達に意識させる、という方法は、一定の効果をあげた。行政訴訟には、「国を裁く」という側面がある。子供達にその立場に立たせて、「責任ある判断」をさせることの意義は、大きかったと考える。結果として、反復使用可能な教材が一つできあがった。高校生(千葉南高校)は、事前には「うちの生徒はおとなしいので、授業がもりあがらないかもしれませんよ」と担当者と校長からいわれていたのに、実際にはきわめて活発に議論が行われ、高校の教員達も驚くという結果になった。また、小学校のクラスでは、公開授業で「かいわれ裁判」を取り上げる準備として、以前開発した教材である「犬の鳴き声裁判」と「ホッケーパパ場外乱闘事件」を使っての授業も行った。その結果、一回目はまだ見られた、自分の意見に固執して相手を威圧するなどの行動が、二回目以降は目立って減少し、子供達の学習能力の高さに驚かされた。集めた感想・授業風景のビデオその他の試料は、今後の研究資料にもなる。
磁気共鳴力顕微鏡のための超高感度プローブ

微粒子磁石が先端に付けられたシリコン製ナノワイヤーカンチレバーセンサを作製し、双安定高分子材料を用いた磁気共鳴力顕微鏡(MRFM)を用いた評価を行った。カンチレバーの中央には変位計測に用いる干渉計のためのミラー部を設け、先端には直径3.5ミクロンのNdFeB粒子を取り付けた。酸化すると安定的にラジカルが分子内で保持される試料をMRFMシステム内で試料をXYZ走査させたときの高分子薄膜からの確かな磁気共鳴信号を計測でき、薄膜状のラジカルや欠陥など試料表面のイメージング評価に応用できることが示せた。微粒子磁石が先端に付いたシリコン製ナノワイヤーカンチレバーセンサを作製し,双安定高分子材料を用いた磁気共鳴力顕微鏡(MRFM)を用いた評価を行う.より高感度に力を検出するためには,狭く薄く長い構造のカンチレバーを作製する必要がある.本研究は,厚さ200 nmの単結晶Siをパターニングし,幅160nm,長さ32micronのカンチレバーの作製を行った.カンチレバーの中央には変位計測に用いる干渉計のためのミラー部を設け,先端には直径3.5micronのNdFeB磁石粒子を取り付けた.測定試料として,酸化するとラジカルカチオンとなって安定的にラジカルが分子内で保持される試料(PVBPT,Poly-10-(4-vinylbenzyl)-10H-phenothiazine)を用い,PVBPTをAu膜付Si基板上に100nm程度の薄さになるようスピンコーティングし,汎用のサイクリックボルタメトリー(CV)による液中酸化記録後,乾燥させた薄膜状の試料を,本研究で作製した高感度ナノワイヤープローブを用いたMRFMシステムに導入した.薄膜中の電子スピンを励起するために,試料近傍に微小コイルによる磁場(AM変調)とカンチレバー上の磁石による静磁場(外部コイルによる磁場変調)を組み合わせて磁気共鳴現象を発生させ,そのときの磁力変化でカンチレバーを駆動し,そのカンチレバーの変位を光ファイバー干渉計により測定し,その振動振幅をロックインアンプにより検出した.作製したカンチレバーを用いて,サンプルをXYZ走査させたときの振動振幅カンチレバー振幅の変化から,本カンチレバーを用いて高分子薄膜からの確かな磁気共鳴信号を計測でき,本センサを用いて,薄膜状のラジカルや欠陥など試料表面の3次元イメージング評価に応用できることが示せた.微粒子磁石が先端に付けられたシリコン製ナノワイヤーカンチレバーセンサを作製し、双安定高分子材料を用いた磁気共鳴力顕微鏡(MRFM)を用いた評価を行った。本研究は,非破壊で物体のミクロな内部構造をイメージングできる技術として期待されている磁気共鳴力顕微鏡(MRFM)のための高感度プローブを開発する.例えば,高密度記録メディアの双安定分子の記録状態を評価したり,半導体プロセスの欠陥量を評価するなどに応用できるように,MRFMの計測対象に制限が少ない微粒子磁石が先端に付いたシリコンカンチレバーセンサの作製と評価を行った.測定試料には,標準試料として酸化するとラジカルカチオンとなって安定的にラジカルが分子内で保持される試料(PVBPT,Poly-10-(4-vinylbenzyl)-10H-phenothiazine)を用いた.PVBPTをAu膜付Si基板上に100nm程度の薄さになるようスピンコーティングし,汎用のサイクリックボルタメトリー(CV)による液中酸化記録後,乾燥させた薄膜状の試料を,本研究で作製した高感度プローブを用いたMRFMシステムに導入した.薄膜中の電子スピンを励起するために,試料近傍に微小コイルによる磁場(AM変調)とカンチレバー上の磁石による静磁場(外部コイルによる磁場変調)を組み合わせて磁気共鳴現象を発生させ,そのときの磁力変化でカンチレバーを駆動し,そのカンチレバーの変位を光ファイバー干渉計により測定し,その振動振幅をロックインアンプにより検出した.作製したカンチレバーを用いて,サンプルをXYZ走査させたときの振動振幅カンチレバー振幅の変化から,本カンチレバーを用いて高分子薄膜からの確かな磁気共鳴信号を計測でき,本センサを用いて,薄膜状のラジカルや欠陥など試料表面の評価に応用できることが示せた.微小サンプルの磁気共鳴画像診断に向けた磁気共鳴力顕微鏡(MRFM)のために必要な高感度プローブの開発を行なった.自らの設計による超高感度マイクロセンサを作製し,MRFM計測システムに組み込むことができた.これまでに課題となっていた「扱いの易さ」の改善は,MRFMの構成要素である永久磁石をマイクロセンサ上に乗せて作製することができたので,改善は達成された.「計測時間の短縮」や「高分解能化」の改善を図る点においては,本年度の評価結果をフィードバックすることで,次年度改善を図る.現在,マイクロセンサの作製・MRFM計測・評価の段階に進むことが出来ており,単一細胞などの微小検体の診断を実際に行ってみて,細胞レベルでの薬物診断などへの応用に向けて,MRFMの将来の可能性を開く道筋が見えてきているといえる.

MRFM計測において,平成25年度では,主にこれまで課題となっていた「計測時間の短縮」や「高分解能化」の改善を図る.計測時間を短縮するためには,フォースマッピングを撮る際の各立体素子(ボクセル)毎における計測積算回数を減らす必要がある.そのために,計測する信号のS/Nを改善する.信号のS/Nを上げる方法として低温計測を実施する.計測は真空雰囲気で行うため,冷却のための液体窒素を真空チャンバ内に導入し,直接マイクロセンサの冷却を行う.また,分解能を上げるためには,マイクロセンサに取り付ける磁石の微小化し計測空間分解能を高める.より小さな磁石を取り付けることで,これまで見えなかった薄膜中のラジカル濃度分布を定量的に評価できる可能性を示す.低温計測のための液体窒素導入管を特注で購入する.カンチレバーセンサ作製プロセスにおける必要な備品を必要分購入する.
超短光パルスによる強誘電体フォトリフラクティブ結晶への屈折率格子形成とその固定化

本研究は電気光学効果を有する酸化物強誘電体で生じるフォトリフラクティブ(PR)非線形光学効果効果の超短光パルス応答に関して、結晶内で形成されるPR屈曲率格子のダイナミクスとその固定化について究明し時空間領域における超短光パルスの記録・再生や整形・直並列変換などの新規な光パルス情報処理法をホログラフィックな手法により実現することを目標に置いている。以下に得られた研究結果を列記する。1.波長532nmの二つのピコ秒光パルスにより酸化物強誘電体チタン酸バリウム中に非線形屈折率格子が形成される時の電子、正孔、2つの不純物準位そして空間電場のピコ秒から秒の時間スケールでのダイナミクスを数値計算により究明し、シングルショット光パルス入射の場合には入射光パルスのfluenceに依存して空間電場ダイナミクスが定性的にも大きく変化することがわかった。また、マルチショット光パルス入射の場合には入射光パルス数の増加に伴い形成される空間電場が増大するが、その増加の割合は連続光入射に比べて緩やかであることがわかった。2.ピコ秒YAGレーザ(波長532nm)と強誘導体チタン酸バリウムを用いたPR屈折率格子の書き込みを連続光(波長633nm)により読み出すことによりPR格子形成ダイナミクスの測定を行なった。その結果、シングルショット光パルス入射では用いた試料でのPR格子形成は観測されなかったがマルチパルスによるPR格子形成のダイナミクスを観測することが出来た。3.連続光(波長514.5nm)によるPR屈折率格子の熱的な固定化とその結晶温度依存性の測定を行ない、イオン格子と再書き込みされたPR格子の回析効率への相対的な寄与について明らかにした。そして、屈折率格子固定化と回析効率増大化が両立する動作温度条件についての知見を得ることができた。さらに、格子固定化の要因となるイオンの活性化エネルギーを抽出する事が出来、室温での格子の寿命は約190日程度であることを見いだした。本研究は電気光学効果を有する酸化物強誘電体で生じるフォトリフラクティブ(PR)非線形光学効果効果の超短光パルス応答に関して、結晶内で形成されるPR屈折率格子のダイナミクスとその固定化について究明し時空間領域における超短光パルスの記録・再生や整形・直並列変換などの新規な光パルス情報処理法をホログラフィックな手法により実現することを目標に置いている。平成7年度はその第一段階として超短光パルス入射時にPR強誘電体結晶内で形成される空間電場のダイナミクスと結晶中でのPR屈折率格子固定化の基礎特性について調べることを目的とした。以下に得られた研究成果を列記する。1.波長532nmの二つのピコ秒光パルスにより酸化物強誘電体チタン酸バリウム中に非線形屈折率格子が形成される時の電子、正孔、2つの不純物準位そして空間電場のピコ秒から秒の時間スケールでのダイナミクスを数値計算により究明した。その結果、シングルショット光パルス入射の場合には入射光パルスのfluenceに依存して空間電場ダイナミクスが定性的にも大きく変化することがわかった。特に10mW/cm^2以上の高fluenceでは空間電場の形成が暗状態のマイクロ秒領域とミリ秒領域で大きく変化し、空間電場に符号の反転を伴う2度の再形成が生じることを初めて見い出した。この場合、浅いアクセプタ準位からの正孔の熱励起が光パルス照射後の空間電場形成に重要な役割を果たすことを明らかにした。

また、マルチショット光パルス入射の場合には入射光パルス数の増加に伴い形成される空間電場が増大するが、その増加の割合は連続光入射に比べて緩やかであることがわかった。2.ピコ秒YAGレーザ(波長532nm)と強誘電体チタン酸バリウムを用いたPR屈折率格子の書き込みを連続光(波長633nm)により読み出すことによりPR格子形成ダイナミクスの測定を行なった。その結果、シングルショット光パルス入射では用いた試料でのPR格子形成は観測されなかったがマルチパルスによるPR格子形成のダイナミクスを観測することが出来た。また、連続光(波長514.5nm)によるPR屈折率格子の熱的な固定化とその結晶温度依存性の測定を行ない、イオン格子と再書き込みされたPR格子の回折効率への相対的な寄与について明らかにした。そして、屈折率格子固定化と回折効率増大化が両立する動作温度条件についての知見を得ることができた。本研究は電気光学効果を有する酸化物強誘電体で生じるフォトリフラクティブ(PR)非線形光学効果の超短光パルス応答に関して、結晶内で形成されるPR屈折率格子のダイナミクスとその固定化について究明し時空間領域における超短光パルスの記録・再生や整形・直並列変換などの新規な光パルス情報処理法をホログラフィックな手法により実現することを目標においている。平成8年度は連続光及び超短光パルスによるフォトリフラクティブ結晶中でのPR屈折率格子固定化の特性について調べることを目的とした。以下に得られた研究成果を列記する。1.ピコ秒YAGレーザ(波長532nm)と強誘電体チタン酸バリウムを用いたPR屈折率格子の書き込みを連続光(波長633nm)により読み出すことによりPR格子形成ダイナミクスの測定を行なった。また、時間分解二光波混合測定により光増幅方向が連続光での場合とは逆になることを観測した。この原因は光励起メジャーキャリアが正孔から電子に変化するためであり、計算機シミュレーションによる結果と一致することを確認した。2.連続光(波長514.5nm)によるPR屈折率格子の熱的な固定化とその結晶温度依存性の測定を行ない、イオン格子と再書き込みされたPR格子の回析効率への相対的な寄与について明らかにした。そして、屈折率格子固定化と回析効率増大化が両立する動作温度条件についての知見を得ることができた。さらに、格子固定化の要因となるイオンの活性化エネルギーを抽出する事が出来、室温での格子の寿命は約190日程度であることを見いだした。
非線形光学量子ドットの位置制御・高密度作製による超微細、超高速光・光デバイス開発

フォトニック結晶(PC)導波路中に量子ドット(QD)を光学非線形媒体として埋め込んだ、超微細、超高速の全光デバイス(全光フリップフロップ素子)の作製を目指し、QDの選択領域成長技術の開発を行った。平成19年度では・まず我々が平成18年度に達成したInAs-QDの選択領域成長技術(メタルマスク法)をさらに発展させ、異なる吸収波長を持ったQDを近接する選択領域にモノリシックに作製する技術を開発した。具体的には、回転非対称のウィンドウパターンを有するメタルマスクを用いて、近接する複数の選択領域にのみQDを作製し、さらにQD上に歪緩和層(InGaAs)を挿入し、その膜厚を変えることにより、QDの発光波長を精度良く制御することに成功した。これにより、全光フリップフロップ素子に要求される、離調度20nmの異なる吸収波長を持ったInAs-QDを近接する選択領域にモノリシックに成長させることに成功した。また、作製したQD埋め込み基板に、電子線リソグラフィーとドライエッチングによりフォトニック結晶導波路を形成し、我々が提案する全光フリップフロップ素子を実際に作製することに成功した。一方、AFMプローブを用いたQDの位置制御成長技術(ナノジェットプローブ法)についても、H19年度では、QD作製のスループットの向上と積層化、さらにQDからの発光の観察に成功し、技術の向上を達成した。この技術は、我々が提案する超微細光素子作製への応用のみならず、QD単体の高精度な位置制御が求められる量子情報デバイスなどへの応用が期待され、今後さらに発展が見込める。以上の成果から、本研究の目的である「QDの成長位置制御および高密度形成技術の確立」および「PC導波路内に最密配置、積層された超高密度QDを配した超小型全光素子の開発」は、当初の計画通り達成されたと言える。当研究課題は、フォトニック結晶(PC)導波路中に量子ドット(QD)を光非線形媒体として埋め込んだ超微細全光デバイス(PC-SMZ)の作製を目指し、QDの選択領域成長技術の開発を目的とする。平成18年度では、自己組織化InAs-QDの選択領域成長技術として、以下の2つの手法を検討した。(1)メタルマスク(MM)法(2)ナノジェットプローブ(NJP)法先端内部が空洞状のAFMカンチレバーを用いて、成長基板上の任意の位置にInドットを形成し、それを核(サイト)としたMBE成長によりInAs-QDを作製した。AFMおよびRHEED観察から、各サイトでのInAs-QD形成が確認された。また、このようなサイトコントロールしたQDをテンプレートとして、積層QD群の作製にも成功した[S.Ohkouchi, et al., J.Cryst.Growth 301-302,726(2007)]。以上の成果により、フォトニック結晶導波路内の選択領域にのみQDを形成することが可能となり、来年度の超微細全光デバイス開発へ向けた足がかりを築いた。また、これらの成果は我々の提案するデバイスのみならず、QDを利用した微細構造作製に大いに貢献することが期待される。
生体防御遺伝子誘導の分子メカニズムの解明

酸化ストレス防御に働くグルタチオンペルオキシダーゼや、チオレドキシンン還元酵素などの酵素群は、セレン(Se)を含むタンパク質(Selenoprotein)である。そのため,Se欠乏状態では,Selenoprotein合成の不足から酸化ストレス応答機構の破綻が引き起こされる。一方、同状態では,グルタチオンS-転移酵素やキノンレダクターゼなど,転写因子Nrf2の標的遺伝子である生体防御遺伝子群が誘導されることから、Nrf2制御系による代償的生体防御機構が示唆された。これを明らかにするために,Se欠乏状態に類似したSelenoprotein群系全般の機能低下状態を創出し,Nrf2制御系の動態を検討した.SeはSelenocysteine(SeCys)残基として存在しており,Selenoproteinの合成にはSeCys-tRNAが必須なので,SeCys-tRNA遺伝子破壊により全Selenoproteinの欠失を試みた。しかしながら、同tRNAの完全欠損マウスは胎生3.5日で致死なので、生体におけるNrf2制御系の貢献を明らかにできなかった。そこで、Cre-loxPシステムを利用した条件付きSeCys-tRNA遺伝子破壊マウスを作製し、マクロファージあるいは肝細胞において特異的にSeCys-tRNA遺伝子を破壊した.その結果,Selenoproteinの減少,それに伴うNrf2制御系の活性化が、マクロファージあるいは肝細胞いずれにおいても観察された.これは,Selenoproteinの減少により細胞内酸化ストレスが増大し,それに応答してNrf2が活性化され、生体防御遺伝子群を誘導したものと考えられる.この結果から,酸化ストレス防御におけるSelenoprotein群系とNrf2制御系には機能的相互作用が存在することが確認された.転写因子Nrf2とその制御因子Keap1は、親電子性物質刺激に応答した解毒化酵素や抗酸化ストレス遺伝子の発現誘導を担う。Nrf2-Keap1システムは脊椎動物に広く保存されており、我々はその制御機構の全容解明を目指し、ゼブラフィッシュを用いた解析を行っている。ゼブラフィッシュ幼魚においては、第2相解毒化酵素の一つであるGSTPが、これまで調べた中では最も強力に誘導される。この誘導の分子基盤を探るために、ゲノム遺伝子の単離解析を行ったところ、ゼブラフィッシュには二つのGSTP遺伝子、gstp1とgstp2が存在すること、また、両遺伝子とも親電子性物質刺激により誘導されること、さらに、これらは染色体上隣接して存在することが明らかとなった。そこで、転写調節機構解明を目的に、それぞれの転写開始上流域にGFP遺伝子を接続したレポーター構築を作製し、Nrf2に応答する転写シス領域を、ゼブラフィッシュ初期胚解析系を用いて探索した。その結果、いずれの遺伝子においても、転写開始点約50bpに存在するARE(抗酸化剤応答配列)様配列が重要であることが明らかとなった。この配列は、これまでに調べられた全ての脊椎動物GSTP遺伝子で保存されており、その機能の一般性と重要性が示唆されることから,GSTP遺伝子のAREとしてPAREと命名し、発表した(Suzuki T. et al., Biochem.J.2005 in press)。さらに、酸化ストレスとNrf2の活性機構を調べるために、酸化ストレス消去系に働くSelenoenzymeの合成に必要なSelenocysteine tRNA遺伝子の条件付き破壊マウスを作製した。その結果、Selenoenzymeの減少と相関して、内在性酸化ストレスの増大およびNrf2の活性化が観察された。このことから、酸化ストレス防御機構におけるNrf2の代償機構が存在することが明らかになった。現在、以上の解析結果について、論文投稿準備中である。そのため,Se欠乏状態では,Selenoprotein合成の不足から酸化ストレス応答機構が破綻し,様々な病的状態が招来される。そこで、Cre-loxPシステムを利用した条件付きSeCys-tRNA遺伝子破壊マウスを作製し、Nrf2制御系の貢献が明らかにされているマクロファージにおいて特異的にSeCys-tRNA遺伝子を破壊した.その結果,Selenoproteinの減少・消失,活性酸素種の増加,それに伴うNrf2制御系の活性化がマクロファージにおいて観察された.これは,Selenoproteinの減少により細胞内酸化ストレスが増大し,それに応答してNrf2が活性化され、生体防御遺伝子群を誘導したものと考えられる.この結果から,酸化ストレス防御におけるSelenoprotein群系とNrf2制御系には機能的相互作用が存在することが確認された.酸化ストレス防御に働くグルタチオンペルオキシダーゼや、チオレドキシンン還元酵素などの酵素群は、セレン(Se)を含むタンパク質(Selenoprotein)である。

そのため,Se欠乏状態では,Selenoprotein合成の不足から酸化ストレス応答機構の破綻が引き起こされる。一方、同状態では,グルタチオンS-転移酵素やキノンレダクターゼなど,転写因子Nrf2の標的遺伝子である生体防御遺伝子群が誘導されることから、Nrf2制御系による代償的生体防御機構が示唆された。これを明らかにするために,Se欠乏状態に類似したSelenoprotein群系全般の機能低下状態を創出し,Nrf2制御系の動態を検討した.SeはSelenocysteine(SeCys)残基として存在しており,Selenoproteinの合成にはSeCys-tRNAが必須なので,SeCys-tRNA遺伝子破壊により全Selenoproteinの欠失を試みた。しかしながら、同tRNAの完全欠損マウスは胎生3.5日で致死なので、生体におけるNrf2制御系の貢献を明らかにできなかった。そこで、Cre-loxPシステムを利用した条件付きSeCys-tRNA遺伝子破壊マウスを作製し、マクロファージあるいは肝細胞において特異的にSeCys-tRNA遺伝子を破壊した.その結果,Selenoproteinの減少,それに伴うNrf2制御系の活性化が、マクロファージあるいは肝細胞いずれにおいても観察された.これは,Selenoproteinの減少により細胞内酸化ストレスが増大し,それに応答してNrf2が活性化され、生体防御遺伝子群を誘導したものと考えられる.この結果から,酸化ストレス防御におけるSelenoprotein群系とNrf2制御系には機能的相互作用が存在することが確認された.
含フッ素カルベン種の高機能化による有機フッ素化合物合成法の開発

本研究は、有機フッ素化合物の新しい合成ルートの開発を行なうものである。有機フッ素化合物は、フッ素原子の醸し出す種々の興味深い特性により、医薬農薬並びに材料等の広い分野への応用が注目されている。本研究において、含フッ素カルベン、含フッ素アルキル金属種などの含フッ素活性種を用い、新たにジフルオロメチレン化合物およびトリフルオロメチル化合物の効率的合成法を開発することに成功した。有機フッ素化合物は、フッ素原子が醸し出す特異な性質により、医薬・農薬、並びに液晶等の機能性材料として注目を浴びている。本研究に関連するジフルオロメチレン化合物(-CF_2-基を有する化合物)には顕著な生理活性を示すものが報告されているので、その効率的な合成法の開発が望まれている。本研究は、ジフルオロメチレン化合物合成に対し有効な手法として、最もシンプルな構成単位としてジフルオロカルベン(:CF_2)に着目し、これを多岐にわたるフッ素化合物合成に展開するものである。平成18年度は、ジフルオロカルベンから誘導できる新しい合成ブロック:ホウ素化ジフルオロシクロプロパンを新たに開発した。様々な置換基を有するビニルホウ素化合物に対し、クロロジフルオロ酢酸ナトリウムの熱分解により生じたジフルオロカルベンを反応させると、環化付加反応が進行し、対応するホウ素化ジフルオロシクロプロパンが得られた。本反応は、出発原料であるアルケニルホウ素化合物の幾何異性を反映し、立体特異的に進行した。続いてホウ素化ジフルオロシクロプロパンの合成化学的応用を試みた。その結果、リチウムカルベノイド化合物との反応がスムーズに進行し、ホウ素化ジフルオロシクロプロパンの炭素-ホウ素結合間にメチレン基が挿入した化合物が高収率で得られた。この手法を展開し、ホウ素化ジフルオロシクロプロパンのホウ素置換基を、ヒドロキシルメチル基、ホルミル基等の様々な置換基に変換することができた。本研究に関連するジフルオロメテレン化合物(-CF_2-基を有する化合物)には顕著な生理活性を示すものが報告されているので、その効率的か合成法の開発が望まれている。平成19年度は、ジフルオロカルベンから誘導できる合成ブロック:ケイ素及びホウ素官能基を有するジフルオロシクロプロパンを新たに開発した。ケイ素置換基を有するビニルホウ素化合物に対し、クロロジフルオロ酢酸ナトリウムの熱分解により生じたジルオロカルベンを反応させると、環化付加反応が進行し、対応する2官能性ジフルオロシクロプロパンが得られた。続いて、ホウ素部位の変換反応として、リチウムカルベノイド化合物との増炭反応を行なった。またケイ素部位の変換反応として、フッ化物イオンによる求電子剤との反応を行ない、多様なジフルオロシクロプロパンを得た。新たに、ブロモジフルオロ酢酸類を用いるジフルオロメチレン化合物合成を行なつに。すなわち、ブロモジフルオロ酢酸エステルと芳香族ハライドとの銅触媒クロスカップリング反応と、それに続く脱炭酸反応と組み合わせることにより、芳香族化合物にジフルオロメテル基を導入する手法を開発した。本研究に関適するジフルオロメチレン化合物(-CF_<2->基を有する化合物)には顕著な生理活性を示すものが報告されているので、その効率的な合成法の開発が望まれている。本研究ほ、ジフルオロメチレン化合物合成に対し有効な手法として、最もシンプルな構成単位としてジフルオロカルベン(:CF_2)に着目し、これを多岐にわたるフッ素化合物合成に展開するものである。平成20年度は、ジフルオロカルベンから誘導できる合成ブロック:シロキシジフルオロシクロプロパンの効率的合成法を開発した。ケトンから誘導したシリルエノールエーテルに対し、ジフルオロカルベン種を反応させると、環化付加反応が進行し、対応するシロキシジフルオロシクロプロパンが得られた。続いて、シロキシジフルオロシクロプロパンの開環反応を行なった。シロキシジフルオロシクロプロパンに対しフッ化物イオンを作用させると、脱フッ素化を伴いながら、開環反応が進行し、モノフルオロα,β不飽和ケトンが主生成物として得られた。新たに、フッ素化カルベンから得られるシクロプロペン化合物の遷移金属触媒反応を開発した。エステル基を有するシシクロプロペン化合物のフランへの骨格変換反応において、かさ高いトリメチルシリル基を有する基質については非常に反応効率が悪いことが知られているが、私たちはルテニウム錯体が本反応を顕著に加速することを見出し、ケイ素置換フラン化合物の新しい合成ルートを開発できた。