hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地雷探知をめざした4脚および6脚歩行ロボットの地雷原移動技術の研究

ロボットの故障としては大きなところとしてアクチュエータの故障およびセンサの故障が考えられる.本年度はセンサの故障として脚リンクの角度センサが故障した場合に歩行を実現する手法について検討した.6脚中2脚の脚センサが故障した場合,ロボット胴体のピッチ角およびロール角の情報をもとに脚の角度センサ情報が得られない脚のアクチュエータを駆動する制御入力生成法を提案し,歩行実験によりその有効性を確認した.平成20年度は多関節型ロボットにおいても検証する予定である.平成20年度は1脚について3自由度を有する多関節形6足歩行ロボットおよび半円弧形状の1リンクからなる6足歩行ロボットの脚角度センサが故障等で使用できなくなった場合に歩行を実現する手法について検討を行った。この問題は,地雷原の極限環境下でロボットが故障等をした場合に自力で修復作業ができる場所まで戻ってくることを想定している。平成20年度は第1段階として3リンク(旋回部,腿部,脛部)からなる脚関節において胴体の自重を支えるのに重要な腿部リンクの角度センサ情報が得られない場合に報告者が構築した数学モデルを用いて腿部リンクの角度および角速度を推定するオブザーバをカルマンフィルタで推定し,平成19年度に有効性を確認した最適サーボ系でロボット胴体の姿勢を制御する手法で歩行できるかどうかを検討した。最初に3脚支持,4脚支持および5脚支持歩行におけるオブザーバを構築するのに必要な可観測性について検討した。その結果,オブザーバの構成には,3脚支持歩行では6脚とも腿部角度センサレスでも可,4脚支持歩行では支持脚のうち3脚がセンサレスで可,5脚支持歩行でも支持脚の3脚が形作る三角形にロボット胴体の重心の投影点が存在する3脚がセンサレスで可能となることが示された。この結果を踏まえ,コンピュータ上に構築した6脚歩行ロボットを用い,3脚支持歩行について歩行できるかどうか検討を行った。その結果,整地で6脚の腿部角度センサの情報なしに3脚支持歩行できることを示した。次に1リンクの脚からなる6足歩行ロボットについて述べる。1リンクの脚からなる6足歩行ロボットについても多関節形と同様に歩行ロボットの数学モデルを導出し,オブザーバが構成できるかどうか検討した。多関節形と同様にオブザーバの構成は可能であることは示された。現在,実験により提案する手法の有効性を検証中である。
マクロ分子のトンネル物性

電気的に不導体である有機・生体分子および機能構造体のトンネル物性解明を目的とした本研究課題は以下の成果を挙げることができた.1本研究では炭化水素鎖に結合した,アミン,カルボキシル,アニリド,アルコール,カルボニル,アリル,フェニル,コレステリルなどの機能性原子団を,それぞれに特有のトンネル確率で,走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて映像化することに成功し,固体表面に混合状態で吸着した化学種の分布を個々の分子のトンネル物性の差によって識別する方法論の確立に道を開いた.分子軌道法を用いて計算した分子内電子状態と実験により得られた映像との比較により,分子のトンネル物性を映像と結びつける面でも成果を挙げた.2生体高分子であるたんぱく質および核酸のSTMおよび原子間力顕微鏡による分子レベルでの映像化を実現した.特にたんばく質を金属結晶表面に吸着した場合の規則的配置を実現する条件を検討した.また核酸を構成する4種の塩基の識別を目的としたSTM像の解析が進み,分子軌道法により予想される構造と比較する事によりある程度の識別を可能とする方法を開発した.3原子間力顕微鏡を用いて生体機能単位の単一分子レベルでの操作と加工法を開発した.この結果,単一たんぱく質分子のゴム弾性的延伸実験,染色体を構成する遺伝子DNAの単一分子レベルの加工操作に道をひらいた.電気的に不導体である有機・生体分子および機能構造体のトンネル物性解明を目的とした本研究課題は以下の成果を挙げることができた.1本研究では炭化水素鎖に結合した,アミン,カルボキシル,アニリド,アルコール,カルボニル,アリル,フェニル,コレステリルなどの機能性原子団を,それぞれに特有のトンネル確率で,走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて映像化することに成功し,固体表面に混合状態で吸着した化学種の分布を個々の分子のトンネル物性の差によって識別する方法論の確立に道を開いた.分子軌道法を用いて計算した分子内電子状態と実験により得られた映像との比較により,分子のトンネル物性を映像と結びつける面でも成果を挙げた.2生体高分子であるたんぱく質および核酸のSTMおよび原子間力顕微鏡による分子レベルでの映像化を実現した.特にたんばく質を金属結晶表面に吸着した場合の規則的配置を実現する条件を検討した.また核酸を構成する4種の塩基の識別を目的としたSTM像の解析が進み,分子軌道法により予想される構造と比較する事によりある程度の識別を可能とする方法を開発した.3原子間力顕微鏡を用いて生体機能単位の単一分子レベルでの操作と加工法を開発した.この結果,単一たんぱく質分子のゴム弾性的延伸実験,染色体を構成する遺伝子DNAの単一分子レベルの加工操作に道をひらいた.本年度の研究においては、1)有機・生体関連マクロ分子のトンネル物性および走査型トンネル顕微鏡による映像化を推進するための測定環境を整えるために、主として東京工業大学において走査型トンネル顕微鏡および周辺機器の設置を行うと同時に、各班員の研究室においても測定可能な条件を整えた。3)マクロ分子のトンネル物性測定のために最も適した基板の選択を試験実験を通して行なった。その結果、金を溶融法あるいは、真空蒸着法でマイカやガラスに膜状に敷いたものがよいことが解った。試料の固定法にも進展が見られた。3)液晶分子、生体膜類似構造、核酸構成塩基、たんぱく質、土壌中の炭化生体由来物質フミン酸などの試料をもちいて走査型トンネル顕微鏡による映像化を行なった結果、基板への密着度がよく、試料厚さが1-2ナノメートル以下の試料の場合は、映像化が可能であり、トンネル物性の測定ができる確信を得た。映像化に比較するとトンネル物性の測定は探針や試料の状態に格段の高精度を要する実験となるので、今後、不活性ガス雰囲気中あるいは真空中での測定を行なう予定でいる。基板上での試料の存在状態を確認するために原子間力顕微鏡や電子顕微鏡による研究も必要である事がわかった。本年度は脂肪酸およびその誘導体(ナトリウム塩、アニリド、エステル)、炭化水素、脂肪族アルコール、コレステロールエステル、ポリアミノ酸、核酸構成塩基、およびタンパク質など従来困難とされていた有機・生体分子の走査型トンネル顕微鏡による映像を得ることができた。また映像のバイアス電圧依存性、トンネル電流依存性を調べ、研究目的である「マクロ分子のトンネル物性」研究を推進することができた。脂肪酸など炭化水素鎖を持つ分子の映像は固体(グラファイトおよびモリブデナイト)-液体(フェニルオクタン)界面への吸着状態で最も鮮明に得られた。特に炭化水素鎖の-CH2-部分に関して原子レベルの分解能で映像がえられたので、分子の電子状態の計算を通じて、走査型トンネル顕微鏡による映像化原理の解明への理論的取り組みを開始した。また、更なる発展を期して、固体表面へのポリアミノ酸の秩序ある吸着状態を本年度購入した原子間力顕微鏡により解析している。結晶性の金基板上へ吸着した有機・生体分子としてアデニン、チオグアニン及び電子伝達タンパク質であるシトクロムcの映像化を行った。以上の研究結果より、有機・生体分子のトンネル物性を測定し、その理論的解析を行う十分な素地が得られ、分子軌道法を用いてのトンネル物性解析を開始した。本年度は走査型トンネル顕微鏡のよる有機分子の映像化に加えて,映像化原理を知るために次のような研究を遂行した.

重点的に研究したのは,1)脂肪酸,脂肪族アルコール,脂肪族アミン,アニリドについて結晶性基板上での配列状況から基板と分子の相互作用についての定量的な研究,2)分子内の化学的官能基を走査型トンネル顕微鏡による映像のちがいとして区別する方法とその原理の解明のための分子軌道法による電子波動関数の計算,3)有機液晶分子の走査型トンネル顕微鏡による映像化原理を量子化学の新しい視点からの説明を試みた,4)アミノ酸,塩基,ペプチドなど生体分子あるいは生体高分子のモデル物質の走査型トンネル顕微鏡による映像化,の4点である.特に有機分子内の異なる特性を持つ官能基の識別に関しては、2重結合,アミド基,フェニル基,カルボニル基などを区別できることが初めて確認され,この理由として非経験的な分子軌道計算の結果と対応させての映像化原理の解明が進んだ.しかし、カルボキシル基,水酸基は官能基として識別することができず,分子軌道法からの予想とは異なる実験結果となっているのでその理由の解明が急がれる.本年度は有機溶媒と結晶性基板の固液界面に吸着した分子を対象にした研究を中心として行い,有機分子の配列に関する統計力学的な解析から自己組織化薄膜の形成にかんする基礎的なデータを得た.今後,さらに生体関連分子へと研究を進めて当初の目的を達成し,新しい研究成果をあげるよう努める.マクロ分子のトンネル物性解明のための実験と理論的考察を以下のように行った.脂肪族炭化水素のトンネル顕微鏡による観察と,この映像を説明するための分子軌道計算を行い有機・生体マクロ分子のトンネル物性解明を推進した.伝導性高分子あるいはたんぱく質やDNAのような生体高分子の単一分子トンネル物性を測定するための,1分子操作方法を原子間力顕微鏡をもちいて開拓している.高分子の両端をハンドルとして固定し,その間にバイアス電圧をかけて分子の主鎖を通じての電機伝導性を測定する将来計画につなげる実験を開始した.また固液界面を利用してグラファイト基板上に有機・生体分子の2次元配向膜を作成し、官能基単位の分解能でSTM像を得る方法を確立した。この方法によって得られた異なる化学的官能基を持つ分子のSTM像を比較することで、有機分子中の個々の原子または官能基におけるトンネル物性の解明ための基礎データを得ることに成功した。より巨大なたんぱく質系の機能を保持した薄膜作成方法の開発に関しては,生体系マクロ分子を失活させずに金属/半導体基板に吸着層を形成するバイオインターフェースSAMの秩序形成過程に対するモデルを、STM/AFMと高感度スペクトロスコピーなどの手法を用いて検討し、形成過程中に新しい表面相構造転移が存在すること,化学吸着した分子は密度が高くなるに従い、そのまま化学吸着状態を保ったドメインと、二量体化によって弱い吸着を示すドメインに相分離して行く様子が確認した.。またDNA系の研究では核酸塩基分子およびDNAオリゴマーを超高真空中で種々の固体表面に吸着し、STM観察およびチップによる分子移動を行った。Pd(110)表面では、分子軌道を反映した形の孤立吸着分子像が得られた。
魚類エドワジエラ症原因細菌の病原機構の解析

(1)野生株とタイプIII変異株を用いた食菌作用抵抗性試験マウス由来マクロファージに対する食菌作用抵抗性に野生株とタイプIII変異株の間で差があるかを検討した。野生株ではマクロファージ内に侵入した細胞内菌数は、感染後、経時的に増加したが、タイプIII変異株では、経時的に細胞内菌数は減少し、感染後22時間目で細胞内菌数はほとんど消失した。これらの結果から、III型分泌装置はE.tardaのマクロファージ内での細胞増殖性に必須であり、III型分泌装置からマクロファージ内に分泌されるエフェクター蛋白質の存在が強く示唆された。(2)マイクロアレイによるマウスマクロファージ遺伝子応答の解析野生株とタイプIII変異株を用いた食菌作用抵抗性試験で差が認められたことから、それぞれの菌株を感染させたマクロファージからRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行った。その結果、野生株においてNF-κB制御下にあるサイトカイン遺伝子群や抗アポトーシス活性を有する遺伝子群の顕著な上昇が見られた。(3)III型分泌機構を介した上皮細胞内への侵入・増殖メカニズムの解析野生株およびyscV変異株をヒト喉頭癌由来上皮細胞に感染させ、経時的に細胞内菌数の測定を行った。その結果、野生株では、HEp-2細胞内生菌数は感染後経時的に増加したが、yscV変異株では細胞内生菌数は徐々に減少し、感染後22時間目ではほとんど消失した。mRNAの発現解析を行ったところ、既報のマクロファージでの知見と異なり、転写活性化因子であるNF-κBの野生株特異的な活性化は起こらず、従ってNF-κB制御下にあるサイトカインや抗アポトーシス活性を有する遺伝子群の上昇は見られなかった。以上の結果から、E.tardaはHEp-2細胞内でのNF-κB活性化を抑制することで、効率よくIII型分泌装置依存的に上皮細胞内で増殖することが可能になると考えられる。E.tardaのIII型分泌機構は本菌の上皮細胞内への侵入・増殖性やマクロファージ内での細胞内増殖性に必須であり、さらにこの細胞内増殖性は本菌の病原性に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。これらの知見をもとに、将来、III型分泌機構や未知のエフェクター候補の機能を不活化するような薬剤または同様の効果を有するワクチン開発につながれば、本病による産業被害を軽減することが期待される。

また、透過型電子顕微鏡による観察を行ったところ、感染直後では野生株およびタイプIII変異株ともに細胞内に侵入している像が観察されたが、感染12時間目では野生株のみ細胞内で増殖している像が観察され、タイプIII変異株では増殖している像は観察されなかった。これらの結果から、III型分泌装置はE.tardaのマクロファージ内での細胞増殖性に必須であり、III型分泌装置からマクロファージ内に分泌されるエフェクター蛋白質の存在が強く示唆された。(2)マイクロアレイによるマウスマクロファージ遺伝子応答の解析野生株とタイプIII変異株を用いた食菌作用抵抗性試験で差が認められたことから、それぞれの菌株を感染させたマクロファージからRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行った。その結果、野生株においてNF-κB制御下にあるサイトカイン遺伝子群や抗アポトーシス活性を有する遺伝子群の顕著な上昇が見られ、かつ野生株感染マクロファージに抗アポトーシス活性が認められた。さらに、このマクロファージの抗アポトーシス活性を阻害したところ、野生株の細胞内菌数は有意に減少した。以上の結果から、E.tardaは感染したマクロファージに抗アポトーシス活性を誘導することで,効率よくマクロファージ内で増殖することが可能になると考えられる。(3)エフェクター候補遺伝子のノックアウト株の作製E.tardaのタイプIII分泌装置遺伝子クラスターの全塩基配列から、推定されるエフェクターの候補遺伝子(10遺伝子)をリストアップし、それらの遺伝子のノックアウト株を作製した。最終年度となる来年度は作製したノックアウト株を用いた食菌抵抗性試験や病原性試験についてさらに検討を進めたい。(1)野生株とタイプIII変異株を用いた病原性試験作製したタイプIII変異株と野生株をヒラメの腹腔内に接種し、野生株とタイプIII変異株投与群の累積死亡率に差が生じるかを経時的に調べところ、野生株投与群において顕著に高い累積死亡率が観察された。(2)エフェクター候補遺伝子のノックアウト株を用いた食菌抵抗性試験E.rardaのタイプIII分泌装置遺伝子クラスターの塩基配列から推定されるエフェクターの候補遺伝子(9遺伝子)をリストアップし、それらの遺伝子のノックアウト株を作製した。作製したノックアウト株を用いて食菌作用抵抗性試験を行ったところ、5つの遺伝子ノックアウト株で顕著な食菌作用抵抗性の低下がみられた。また、ゼブラフィッシュを用いた病原性試験を行ったところ、食菌作用抵抗性の結果とほぼ同様の結果が得られ、同様の5つの遺伝子ノックアウト株で顕著な病原性の低下がみられた。(3)yeast two-hybrid法によるエフェクター候補と相互作用する宿主因子の探索食菌作用抵抗性が減弱された5つのエフェクター候補遺伝子と相互作用する宿主因子をyeasttwo-hybrid法を利用して探索した結果、2つのエフェクター候補遺伝子に関しては相互作用する宿主因子が得られた。(4)陽性クローンの相互作用の確認(pull down assay)Yeasttwo-hybrid screeningで得られた陽性クローンのいくつかについては、実際に蛋白質同士で結合することを試験管内でのpull down assayにより確認した。以上の研究結果から、全くこれまで未知であったE.tardaのタイプIII分泌装置およびその新規エフェクターを介した病原性発現機構、特に食菌抵抗性機構について明らかに出来たと考えられる。今後はE.tardaのタイプIII分泌装置やそのエフェクターを標的にしたワクチン開発や創薬研究などの可能性につながっていくことが期待される。
グローバル人材のための文字教育の開発－漢字を「むずかしい」から「楽しい」へ

非漢字圏の日本語学習者が、漢字を楽しく学べ、身に付けることができる教材の開発を行うことを目的とした研究を行った。その基礎として海外での日本語学習者に漢字学習をどうとらえているかの調査を行い、その結果分析に基づいて、日常生活の中から5場面(天気・季節、大学の生活、病気・薬、旅行、恋愛・結婚)を選び、「使える漢字シリーズ」5点を作成した。コンセプトは、1楽しく漢字を学べる、2テーマごとに薄いリーフレット形式、3よく使われる基本的漢字を選択、4漢字や熟語の意味理解を助けるためのイラスト・写真などの多用。完成した教材は、調査に協力してくれた各教育機関で使用、フィードバックを得ることを目指した。第1回目研究会を6月6日(土)に実施し、漢字教育の理論についての基礎的なディスカッションを行った。また、先行研究についての文献を約50本集めておいたものを全員で分担して、要旨をまとめ共有することとした。第2回目の研究会を10月25日(土)に実施し、ニュージーランドで日本語教育に携わるNesbitt教授を迎えた国際研究会を実施し、漢字教育についての講演とディスカッションを行った。それ以外は、適宜メールでの連絡を行って、各自の研究の進捗状況を報告しあって、研究を進めた。実際に行ったこととしては、先行研究文献の収集、国際研究会の開催のための講師の人選から招聘(関)、同研究会研究会準備(小川)、これまで使われて来た漢字教材(日本国内外)のリストの作成(尾崎)、先行研究の分析(本田、栗原、関、尾崎、武井)、アブダビでの日本語教育の視察(栗原)などである。当初の予定通りに研究会を実施した。年度内に第3回目を開催する予定だったが、メンバーの日程の都合が合わなかったため、翌年度の4月早々に実施することを決定した。また、研究分担者の武井は、東京工業大学を退官し、アブダビでの日本語教育に出向いたため、本研究課題の研究分担者からは退いたが、アブダビの日本語文字教育についての情報提供、視察の受け入れなどで、研究に協力している。本年度第1回目の研究会を4月24日に実施、本年度第2回目の研究会を8月6日に実施、第3回目研究会を11月19日に、いずれも聖心女子大学で実施。「好きな漢字、覚えやすい漢字ベスト5!」を国内外で調査することなどを決定。国外調査としては、ミャンマーの漢字教育・学習調査を関、栗原が9月9日ヤンゴン国語大学などにて実施。ミャンマーでの調査結果の分析を栗原の大学の紀要に掲載した。ベトナムでの漢字教育・学習調査を、全員で3月1517日に実施。ホーチミン市のホーチミン市師範大学、ベトナム国家大学ホーチミン市校、ドンズー日本語学校、私立文献大学、ハノイ市のヌイチュック日本語センター、私立Phung Dong大学、ハノイ国立大学にて実施。主たる調査内容は、学習者に対しては「好きな漢字、覚えやすい漢字ベスト5!」のアンケート用紙及びインタビュー。教員に対しても、漢字教育の工夫などをインタビュー調査。またホーチミン市、ハノイ市ではいずれも伝統ある日本語学校で、校長先生へのインタビュー調査を行い、教育理念に限らず教室設計理念などの教育への細かい配慮までの知見を得た。本年度は、予定通り、研究会を3回開催し、海外調査も、ミャンマーとベトナムで2回実施することができた。また、ミャンマー調査の後、国内外の日本語学習者全体を対象とした、漢字習得と漢字に対する親疎関係を調査するアンケートを設計、実施を開始することができたのは、予想以上の研究成果であり、来年度に向けてさらに発展させられる下地を固めることができた。本年度の研究会は、第1回目を7月8日(ベトナム・ハノイのPhung Dong大学の林康仁先生も参加)、第2回目を9月3日、第3回を12月16日(2015年までの研究分担者の武井直紀先生参加)、第4回を2018年2月10日(神戸と東京の2拠点からの遠隔会議システム使用)の計4回を開催。また2017年9月6日9日にタイ、ラオスでの調査を実施した。調査結果の分析から、身近に使う語彙(教室での指示語、教科書に頻出する漢字、自分の氏名を漢字書きにしたもの、など)は親しみを持っていることが判明した。一方、本研究課題は、漢字学習をむずかしいものと捉えるのを解消することにあるため、親しみのある場を想定して、そこで使用される語彙を漢字で覚えることから入っていくこととした。また、そうした漢字が、日本語教科書で、どう教えられているかを基本語彙の作成(尾崎)によって確認し、それらを考慮した上で、新たな漢字教材の作成に取り組んだ。そして、親しみのある場面を抽出し、その中から5場面(天気・季節、大学の生活、病気・薬、旅行、恋愛・結婚)を選び、「使える漢字シリーズ15」の作成に取り組んだ。作成のポイントは、1楽しく漢字を学べる・覚えられることを目指すもの、2日常生活のテーマごとに1つの漢字をまとめて示すもの、3漢字はむずかしいものでなく、日本語教科書でよく使われる基本的漢字から選択、4漢字や熟語の意味の理解を助けるためのイラスト・写真などをなるべく多く取り入れたカラー印刷。、の4点である。3月に完成したシリーズを、昨年度までの調査に協力してくれた各教育機関に送付し、今後使用をしてもらい、評価点・改善点のフィードバックを依頼した。今後も引き続き、教材に改良を重ねる予定である。

非漢字圏の日本語学習者が、漢字を楽しく学べ、身に付けることができる教材の開発を行うことを目的とした研究を行った。その基礎として海外での日本語学習者に漢字学習をどうとらえているかの調査を行い、その結果分析に基づいて、日常生活の中から5場面(天気・季節、大学の生活、病気・薬、旅行、恋愛・結婚)を選び、「使える漢字シリーズ」5点を作成した。コンセプトは、1楽しく漢字を学べる、2テーマごとに薄いリーフレット形式、3よく使われる基本的漢字を選択、4漢字や熟語の意味理解を助けるためのイラスト・写真などの多用。完成した教材は、調査に協力してくれた各教育機関で使用、フィードバックを得ることを目指した。(1)国外調査:日本語教育機関での漢字教育の実態調査を予定している。(キルギス、ミャンマー、タイ、韓国、ベトナムなど)事前調査としてネットでのアンケート調査を実施予定。対象と方法は、教師へのインタビュー調査、学習者へのアンケート調査。国内調査としては、帰国子女への漢字教育の実態も調査予定。(2)専門家を招いての研究会「漢字学習の困難さについて心理学的分析」(3) (1)の調査結果と仮説1・2の比較検証(4)漢字習得に効果的な「わかりやすい」「楽しい」漢字の提出順・提示数、覚え方・教え方を考慮したプログラム案決定を予定している。(1)国内調査:日本語教育機関での漢字親疎アンケート調査の実施を予定。(2)国外調査:もう1カ国、非漢字圏での漢字学習調査を実施予定。(3)漢字習得に効果的な、漢字教育マニュアルの作成日本語教育平成27年度に計画していた研究会第3回目が、次年度4月に繰り延べになったため、研究会開催のための費用の支出が少なくなったこと、及び、国際研究集会に招聘した講師が、謝金の支払いを不要としたことによるもの。非漢字圏での漢字教育現場での実践に関する専門的知識の提供を受ける予定であったが、講師との調整ができず、予定していた謝金に残額が出た。平成27年度の研究会開催費用の残額(旅費など)については、平成28年度の研究会第1回として平成28年度に使用予定。謝金・人件費の残額は、本研究についての知見を提供してくれる講師の招聘を平成28年度の計画に追加予定。平成29年度は、研究のまとめの年でもあり、アンケート調査に協力してくれた海外の学校・大学に、本研究の成果となる「漢字学習を楽しくするテキスト」を配布するための費用として使用予定。
パソコンによる電子計測の学習支援システムに関する研究

1.電子計測の学習支援システムはビデオ機器とパソコンを用いて構成している。ディジタル・ビテオ・テロッパ-、ピクチュア・コンピュ-タ、ビデオマルチ・カラ-コレクタ-、ビデオセレクタ-、漢字ビデオタイトラ-、カラ-テレビ、8mmビデオなどで構成されたシステムによって、生徒に電子計測やパソコンに対する応用を興味と関心をもって学習させるものである。このシステムでは技術教育の電子関係やパソコンの基礎に関する学習を支援している。2.オペアンプやアナログ-ディジタル変換に関する学習はコンピュ-タ・シミュレ-ションによって容易に司能となった。パソコンのPC9801、FM-7(FM-NEW7)を用いるために、インタ-フェ-ス回路により16チャンネルのアナログ電圧が判別できるようになっている。そして、電子回路のハ-ドウェア、ソフトウェアの基礎的な面もさらに学習できる。3.オペアンプ、ダイオ-ド、トランジスタなどに関する特性は電子計測回路とパソコンによって半自動的な計測がなされる。この半自動計測は生徒が入力電圧を変化させて出力を計測するもので、それによって計測の意図を明確にしている。さらに、磁束密度、温度、湿度、水位、照度、距離、圧力、変位、角度などの計測が簡単に行なえるようになった。4.生徒の教材の選択による自己学習が理解と創造性を高める。それゆえ、計測教材は生活に関連するいろいろのセンサを準備しておく必要がある。情報基礎教育では、パソコンの利用に関連して、学習は種々の計測教材によっておこなわれる。生徒たちは計測を通して創造性・科学性の向上に寄与できる。1.磁束密度を検出するリニアホール素子を用いて起磁力磁束密度曲線を計測する回路を作製した。実験の結果、パソコンへの取込みは1ループの計測とデータのファイル化は数分程度であり、磁性材料の特性や減磁・消磁特性の理解などにも活用できることが判明した。2.温度(535°C)、湿度(3090%RH)を検出する計測回路を作製した。1ボードマイコンの活用により一定時間(例えば10分)毎に両データを計測して半導体メモリに記憶するハードを作製した。そして、1日1週間おきに、パソコンに取込み処理を行いグラフ表示するソフト作成した。これにより、データ収集に関するパソコンの効率的使用が企れた。3.熱電対を用いた温度計測により、アイロンやコタツなどの温度制御特性を連続的に表示し、サーモスタットによる自動温度制御の理解の学習支援に役立つことが判った。4.パソコンのPC-9801シリーズに用いるI/Oとして、入力16チャンネルのアナログ信号を分解能12ビットでバイポーラ入力-5+5V、-2.5+2.5V、ユニポーラ入力0+5VをAF変換できるボードを作製するとともに、操作方法、データ取込みと処理に関するハードとソフトについてのアナログ・ディジタル技術の基礎、AD/DA変換技術のコンピュータ・シミュレーションを行うプログラムを作成した。5.8ミリビデオカメラ、ビデオテレビ、ピクチュアコンピュータ、漢字ビデオタイトラー、AVセレクタを購入し、これを活用することによって、漢字とひらがな・カタカナ、英文字等による自然で効果的な説明文を多様に取入れたビデオ教材を作成し、生徒が簡単なプリント基板を製作できるようにした。6.上記4と5を総合的・有機的に組み合わせ、フレキシビリティに富む学習支援システムの構築について検討している。1.前年度に構築したパソコンとピクチャア・コンピュ-タ、漢字ビデオタイトラ-、ビデオマルチカラ-コンコレクタ-のビデオ機器を活用した電子計測の学習支援システムにより、パソコンのAD変換、電子計測回路のあらゆるものに使用されるオペアンプや、また電気領域の学習に必要な半導体素子であるダイオ-ド、トランジスタなどについて、附属校において電子計測を実施したが、興味と関心をもって学習の理解を支援でき有用であることが判明した。しかしながら、実際の学習にたいしては、教師が与えるのでなく、多くの教材を用意しておき、各自の希望や学習したいものを選択するほうが、学習意欲も高く、理解や創造性の向上にも役立ち、そのような希望も多かったので、単独で学習支援が活用できるように配慮したい。

2.電子計測の学習は、新しく新設される「情報基礎」教育のカリキュラムの一部、特にコンピュ-タの仕組み、コンピュ-タの利用に関係しており、既存のソフトウェアである日本語ワ-ドプロセッサ、デ-タベ-ス、表計算などとことなり、電気的な特性を活用し、電気部品の利用、適切な使用法などにアイデアを駆使することで学習能力の育成や創造性の向上に役立つ。そのため、簡便でさらに多くの計測教材を準備することが必要である。3.米国で産業用、研究用として広く活用されている計測ソフトウェアであるLABTECHNOTOBOOK(98)はPC9801用に開発されており、デ-タの収集、表示、デ-タ解析などの機能を有しており、購入し利用調査した。便利に利用できるようになっており、将来はこのような計測ソフトが活用されるように成るであらうが、著作権によって保護されており、変更がきかない。また、計測機器の標準規格としてもちいられているGPIBのインタ-フェ-スと互換性をもたせることも必要だか、現場には規則機器がないこと、当面は簡便さの点から互換性は考慮しなかった。
東アラブ地域の非公的政治主体による国家機能の補完・簒奪に関する研究

中東、とりわけ東アラブ地域は、「国際社会最大の脅威」と目されてきたイスラーム国が衰退し、「ポスト・イスラーム国段階」とでも言い得る新たな局面に迎えた。このことは、イスラーム国の温床となってきた「弱い国家」や権威主義的支配が同地域から解消したことを意味せず、各国における国家再建や復興の前途は依然として多難である。だがその一方で、国家の法的・制度的枠組みの外に身を置き、紛争や混乱のなかでその弱体化を誘引してきた非公的政治主体のなかに、国家に挑戦するのではなく、その機能を補完しようとするものも現れている。本研究は、ポスト・イスラーム国段階の東アラブ地域における非公的政治主体の営為に焦点をあて、それらがいかなる政治的、社会的な条件のもとで、国家再建や復興において積極的、あるいは否定的な役割を担おうとするのかを解明することを目的とする。初年度にあたる2018年度は「紛争と混乱の現状」を重点課題とし、その解明をめざした。具体的には、「今世紀最悪の人道危機」と呼ばれたシリアの紛争と混乱の現状を把握するため、その最大の被害者でもある国内避難民(IDPs)を対象とした世論調査を、シリアの研究機関と共同で実施、その結果の分析を行った。一方、公的な政治的営為が展開する国会に着目、2018年にレバノンとトルコで実施された総選挙、そしてシリアの統一地方選挙の立候補者の所属組織、経歴などにかかる情報収集を行った。これらの研究の成果は、シンポジウム、インターネット、雑誌論文を通じて公開した。2018年度の重点課題であった「紛争と混乱の現状」を、世論調査や国会・地方自治体選挙関連の情報収集を通じて的確に把握できたため。IDPsを対象とした世論調査や議会・地方自治体にかかる情報収集を通じて把握できた「紛争と混乱の現状」を踏まえて、それが非公的政治主体の営為を政治的、社会的にいかに規定するのかを解明していきたい。
スピン偏極走査ポテンショメトリ装置の開発と微細加工した表面ラシュバ系のスピン伝導

本研究の目的は微小領域の電位分布測定が可能な走査トンネルポテンショメトリ(STP)測定を行い、表面ラシュバ系の電荷・スピン伝導を検出することであった。そのために超高真空、低温、強磁場下で動作する走査トンネル顕微鏡(STM)を建設した。そしてSTP測定用の回路をこのSTM装置に組み込み、電流印加時の表面形状測定と局所電位測定が同時に行えることを実証した。具体的にはSi(111)表面上に作成できるBi(111)超薄膜に対してSTP測定を行い、電位勾配をきちんと測定できた。また表面を微細加工して非局所伝導を測定することでBi2e3薄膜のスピンホール効果を測定することができた。本研究の目的は研究代表者のグループが長年培ってきたナノスケール電気伝導測定技術を拡張し、スピン偏極走査トンネル顕微鏡を新たに建設して微小領域の電位分布測定が可能なポテンショメトリ測定を行い、表面ラシュバ系の電場誘起のスピン依存伝導現象を検出することである。初年度は次の3つのことを行った。1.装置作成-超高真空(10^-11 torr)、極低温(2K)という極限環境を達成し、グラファイト試料を用いて走査トンネル顕微鏡で原子分解能観察が可能であることを実証した。さらに超高真空化でシリコン表面を清浄化して電子回折パターンを確認した。2.スピン偏極探針の開発-磁性体であるコバルト鉄(CoFe)被覆のカーボンナノチューブ(CNT)探針を作成し、特性評価を行った。非磁性体を用いた場合と明らかに実験結果に差が出たので磁化が保持されていることが実証できた一方で歩留りが悪く、別な探針を使用する方針に切り替えて研究を進めている3.新奇表面ラシュバ・トポロジカル系の開拓-ビスマス(Bi)を1原子層から超薄膜として成長させることが可能であることを発見し、高分解能角度分解光電子分光によってそのバンド分散を測定した。その結果基板とBiの相互作用で非常に興味深い電子状態を有していることが明らかになった。上記成果により論文を6本出版し、6件の招待講演を行った。最終年度の平成25年度は次の2つのことを行った。1.前年度までに作成した超高真空、低温、強磁場下で動作する走査トンネル顕微鏡(STM)を用いてAg(111)上の多層シリセンの構造観察を行った。その結果、シリセンのドメインはせいぜい100nm四方であり、広域のドメインを作るのが困難であることが分かった。さらにシリコンの蒸着量を増やすと何故か基板のAg(111)の領域も増えることが分かった。低速電子線回折を用いた構造解析により、これはシリコンの蒸着量が増えるとダイヤモンド構造が形成され、その最表面にSi(111)r3xr3-Ag構造が形成されていることが明らかになった。2.走査トンネルポテンショメトリ(STP)測定用の回路を新たに作成し、これをSTM装置に組み込んだ。これによって電流印加時に局所電位測定ができることになり、ナノスケールにおける伝導現象を議論できるようになる。Si(111)表面上に作成できるBi(111)超薄膜に対してSTP測定を行い、回路が間違いなく動作していることを確認した。またドメイン境界ではエッジ状態に起因すると見られる異常も発見され、今後この起源に関して詳細に検討していく。上記成果により論文を5本出版し、4件の招待講演を行った。二年目の今年度は次の3つのことを行った。1.前年度作成した超高真空かつ低温で動作する走査トンネル顕微鏡に超伝導磁石を組み込み、試料垂直方向に最大8Tの磁場を印加できるようにした。またこの装置を用いてSi(111)-7x7清浄表面の原子分解能及びAg(111)表面の定在波観察を行った。2.超高真空下における微細加工技術の確立を行った。集束イオンビームを用いることでビスマス、ビスマスセレン超薄膜の加工を行った。しかしキャッピング層なしでは削ることを意図していない領域でも何かしらの損傷が起きていることが明らかになった。

ビスマスセレンにおいてはセレンをキャップしてから加工し、その後加熱によってキャッピング層をとばすことで損傷なしで微細加工が可能であることが分かった。そのようにして作ったホールバー構造に対して非局所伝導を測定したところ、期待されたスピンホール効果のシグナルは弱いながらも何かしらあることが示唆された。3.基板によって歪んだビスマスが新奇なトポロジカル状態になっていることが光電子分光、低速電子線回折、第一原理計算を合わせた複合的な研究から明らかになった。上記成果により論文を5本出版し、6件の招待講演を行った。装置開発に関しては研究計画書通りに進んでおり、本年度から本格的な測定が開始される。探針開発に関しては今後別なものを探索していくがこれまでのノウハウを生かせるので滞りなく推進される。また新奇な測定系探索も順調にいっている。25年度が最終年度であるため、記入しない。装置開発に関して、本来の目的である走査トンネルポテンショメトリ測定をするには至らなかった。これは電流注入プローブを含めたSTMヘッドが故障し、材質を変えたものに再度デザインし直さなければならなかったためである。幸いなことに今年度中に修理を終えることができたので来年度はこれを用いて、本当の目的であるスピン偏極した走査トンネルポテンショメトリ測定が可能になるはずである。今後は開発した新装置を用いて本格的な測定を行っていくが、走査トンネル顕微鏡観察・分光測定に習熟するために研究計画にはなかったが、表面超伝導や電荷密度波に関する測定を行う予定である。これが完了した後、本来の目的であるスピン偏極走査トンネルポテンショメトリ測定に移る。今年度は作成した装置の最適化を行っていたので本格的な測定には至らなかった。しかしこの作業は無事終了したので、来年度以降はこの装置を用いて走査トンネルポテンショメトリ測定を様々な系に対して行い、最終目的である表面Rashba系のスピン伝導に関する知見を得る。
リピオドールの粘度調整法の確立と低粘度油性造影剤の開発

NBCAとリピオドールの混合液を混合比率と温度を変化させながら粘稠度の測定を行った。高温であり、NBCAの混合比率が高いほど粘稠度が低くなるという結果を得た。ついで、NBCA-リピオドール混合液の粘稠度別の塞栓範囲の比較試験を行った。ウサギの腎動脈より3/20/50度と3種の温度のNBCA-リピオドール混合液(50/33/25%の比率で混合)を経カテーテル的にIVR手技を用いて注入した。摘出した腎臓を用いて病理標本を作成。oil red染色を用い、混合液の末梢到達性を温度別・混合比別に病理学的に比較した。結果では、低粘稠度である程、混合液は末梢側まで注入可能であることが示された。本研究の目的は油性造影剤であるリピオドールと多種溶剤との溶解により、低粘稠度の新たな油性造影剤を開発・臨床応用することである。リピオドールは血管内治療の領域において肝細胞がんに対する肝動脈化学塞栓術と、液体塞栓物質であるn-butyl cyanoacrylate(NBCA)を用いた血管塞栓術の際の薬剤担体として用いられている。粘稠度リピオドール溶解液の普及は、これらの分野における治療効果と水準の向上させ得るものであり、ここに本研究の意義と重要性がある。初年度である平成25年度は、リピオドール単体の温度別の粘稠度測定と多種溶剤との混合液作成を開始した。リピオドール単体の粘稠度に関しては客観性と再現性のある結果を導くことができ、また、リピオドールと複数の脂肪酸製剤との安定性のある混合溶液を作成するに至った。更に、次年度に予定する動物実験(安定化低粘稠度リピオドール溶解液を用いたVX2ウサギ肝腫瘍モデルに対する肝動脈化学塞栓術)に向けた予備実験として、VX2腫瘍のウサギの肝臓への植え込みおよび肝動脈塞栓術を、動物愛護の理念に十分に則った上で実際のウサギに対して行った。これを通じて適正な腫瘍取扱いと安全な実験技術を身につけることができた。研究発表としては、次年度以降に行う粘稠度リピオドール溶解液の有用性に関する研究成果報告の導入とすべく、リピオドールの代表的使用法である肝動脈化学塞栓術とNBCAを用いた塞栓術に関する論文発表と学会発表を行った。また、国内学会である第72回日本医学放射線学会、第42回日本IVR学会総会、第29回日本脳血管内治療学会学術総会や国際学会であるSociety of Interventional Radiology 2014に出席し、血管内治療の領域における先進的なリピオドールの使用法の知見を深め、現状の問題点と今後の課題・発展性を検討した。平成26年度は主に動物実験を行った。リピオドールの粘稠度は温度により変化することが知られているため、リピオドールと液体塞栓物質であるn-butyl cyanoacrylate (NBCA)との混合液を異なる温度環境下で用いた血管塞栓術を行った。具体的には、ウサギの腎動脈より3度/20度/50度と3種の温度のリピオドールとNBCA混合液を注入し、腎臓を摘出して病理学的評価を行うことで、リピオドールの末梢到達性を温度別に比較した。結果より、高温であり、粘稠度が低いほど、末梢到達制が高くなるという傾向を示すことができた。更に、今後予定するウサギ肝腫瘍に対する肝動脈化学塞栓術の実験に向け、VX2腫瘍のウサギの肝臓への植え込み実験を行うことで、初年度よりも精度と再現性の高い腫瘍発現が可能となった。また、並行して、リピオドールと多種溶剤との混合液作成を行い、酢酸との混合液の流体安定性と粘稠度を評価した。国内学会である第73回日本医学放射線学会、第42回日本IVR学会、国際学会であるCIRSE2015に出席し、血管内治療の領域におけるリピオドールの応用的使用法に関する知見を深め、混合の課題を検討した。平成27年度は追加実験と論文作成を行った。まず、NBCA-リピオドール混合液を混合比率と温度を変化させながら粘調度の測定を行った。ついで、ウサギ腎動脈に対する動脈塞栓術を行った。ウサギの腎動脈より3度/20度/50度と3種の温度のNBCA-リピオドール混合液(50%/33%/25%の比率で混合)を注入した。腎臓を摘出して病理学的評価を行い、リピオドールの末梢到達性を温度別、混合比別に比較した。高温であり、NBCAの混合比率が高いほど末梢到達性が高いという結果が得られた。本結果をもとに英語論文を作成し、現在投稿中である。国内学会である第74回日本医学放射線学会、第44回日本IVR学会、国際学会であるCIRSE2016に出席し、血管内治療の領域におけるリピオドールの応用的使用法に関する知見を深めた。

ウサギの腎動脈より3/20/50度と3種の温度のNBCA-リピオドール混合液(50/33/25%の比率で混合)を経カテーテル的にIVR手技を用いて注入した。摘出した腎臓を用いて病理標本を作成。oil red染色を用い、混合液の末梢到達性を温度別・混合比別に病理学的に比較した。結果では、低粘稠度である程、混合液は末梢側まで注入可能であることが示された。当初の予定では、低粘稠度リピオドール溶解液を用いたウサギ肝腫瘍に対する肝動脈化学塞栓術を終了し、結果を検討しつつ論文を作成している段階であった。リピオドールとNBCA混合液を用いた塞栓術およびVX2腫瘍発現のための予備実験において、予定を上回る期間を要することとなり、肝動脈化学塞栓術は次年度に繰り越されることとなった。放射線医学次年度は低粘稠度リピオドール溶解液を用いたウサギ肝腫瘍に対する肝動脈化学塞栓術を行い、病理学的に抗腫瘍効果を評価する予定である。病理標本作成と検体評価に期間が長引き期限内に研究を終了し得ない可能性がある。まず、次年度の初頭に進行状況に関する再検討を行う。期限超過が危惧される場合には実験計画を一部改訂し、NBCAと低粘稠度リピオドール溶解液を用いた塞栓術の実験モデルへの変更を検討する。当初の計画では、流体力学的実験(リピオドールの温度環境と粘稠度の関係の究明と、脂肪酸混和による安定化低粘稠度リピオドール溶解液の作成)を終え、学会での発表と学術論文の作成に取りかかっている予定であった。適切な混和溶剤の選定と準備において予定を上回る期間を要することとなり、流体力学実験の途中となっている。次年度以降に抗腫瘍効果を通じて低粘稠度リピオドール溶解液の有用性の証明を意図して動物実験(安定化低粘稠度リピオドール溶解液を用いたVX2ウサギ肝腫瘍モデルに対する肝動脈化学塞栓術)を行う予定である。抗腫瘍効果の評価には病理学的検討が必要であるが、病理標本作成と検体評価に期間が長引き期限内に研究を遂行し得ない可能性がある。まず、次年度の初頭に現状の進行状況を踏まえて再検討を行い、期限超過が危惧される場合には実験計画を一部改訂し、NBCAと低粘稠度リピオドール溶解液を用いた塞栓術の実験モデルへの変更を検討する。実験計画に遅れがでているため、いくつかの計画が次年度に持越しになったため抗腫瘍効果を通じて低粘稠度リピオドール溶解液の有用性の証明を意図して動物実験(安定化低粘稠度リピオドール溶解液を用いたVX2ウサギ肝腫瘍モデルに対する肝動脈化学塞栓術)を行う予定である。まず、次年度の初頭に現状の進行状況を踏まえて再検討を行い、期限超過が危惧される場合には実験計画を一部改訂し、NBCAと低粘稠度リピオドール溶解液を用いた塞栓術の実験モデルへの変更を検討するとともに成果発表に向け準備をする
ゲスト分子で構造制御された層状ホスト化合物を用いるインテリジェント触媒の創製

1.研究目的(1)アルキルアンモニウム(C_nN^+)修飾層状粘土鉱物へRh-ホスフィン錯体のインターカレーションと様々な層間距離を持つ固定化錯体(Rh-P/C_nN^+/clay)の合成。(2)層間固定化金属錯体による不斉触媒反応:触媒活性および不斉選択性への層間隔影響を明確にする。(3)へクトライト層間へのフォトクロミック化合物のインターカレーションと光化学反応による層構造変化。2.研究成果(1)アルキルアンモニウム(C_nN^+)修飾層状粘土鉱物へのRh-ホスフィン錯体のインターカレーションと様々な層間距離を持つ多重修飾層間固定化錯体(MMS)の合成、(2)ホストの層電荷密度を変えることによるゲスト分子の立体化学制御、(3)MMSを触媒とする不斉など高度な分子認識触媒機能についての評価、(4)MMSの層間サイズおよび層間ゲストの立体構造変化が及ぼす触媒挙動の明確化等を行った。すなわち、構造チューニングゲスト修飾という斬新な概念を導入して、層状構造を安定に保持した層間固定化錯体触媒を創製した。具体的には、用いたC_nN^+は1級(C_nH_<2n+2>NH^+_3,1°C_n)および4級アンモニウム((C_nH_<2n+2>)_2(CH_3)_2NH^+_3、4°C_n)で炭素数(C_n)を10、14、18と変えたところ、1°C_nでクリアランススペース(CS)=0.371.07nm(ΔCS:0.7nm)、4°C_nでCS=1.932.88nm(ΔCS=0.95nm)の範囲で層間サイズ制御することが出来た。この結果、触媒活性およびその分子認識性は構造チューニングゲストのサイズと配向性に強く依存することを見出した。すなわち、α-ピネンの不斉水素化を行ったところ、低電荷密度のへクトライト(NaHT)をホストに用いたRh-DIOP/C_nN^+/NaHT(CS=2.462.78nm)では、収率が1.37.3%で選択性は5070%e.e.であったが、約3倍の電荷密度を有するテニオライト(LiTN)をホストに用いたRh-DIOP/C_nN^+/LiTN(CS=1.932.88nm)では、収率は99.8%、選択性は92%e.e.にまで向上した。さらに、高圧条件下(30気圧)において均一系錯体は活性および選択性が著しく低下するのに対し、MMS触媒は著しく高い値を維持し、安定な触媒であることを見出した。さらに、ケトンの水素化においても活性を示し、高選択性を得た。以上の成果より、結晶性粘土鉱物ホストの層間を構造チューニングゲストで立体制御すると、触媒活性および不斉選択性を向上させることができた。さらに、他のプロキラルな化合物の不斉水素化反応に展開できると思われる。当初の目的の大部分は達成できたが、同目的の一つである「ヘクトライト層間へのフォトクロミック化合物のインターカレーションと光化学反応による層構造変化」については、同反応のみではホスト構造を変動させる条件を見出すには至らなかった。今後、分子構造変化を伴う他の反応系を探索する必要がある。

すなわち、α-ピネンの不斉水素化を行ったところ、低電荷密度のへクトライト(NaHT)をホストに用いたRh-DIOP/C_nN^+/NaHT(CS=2.462.78nm)では、収率が1.37.3%で選択性は5070%e.e.であったが、約3倍の電荷密度を有するテニオライト(LiTN)をホストに用いたRh-DIOP/C_nN^+/LiTN(CS=1.932.88nm)では、収率は99.8%、選択性は92%e.e.にまで向上した。さらに、高圧条件下(30気圧)において均一系錯体は活性および選択性が著しく低下するのに対し、MMS触媒は著しく高い値を維持し、安定な触媒であることを見出した。さらに、ケトンの水素化においても活性を示し、高選択性を得た。以上の成果より、結晶性粘土鉱物ホストの層間を構造チューニングゲストで立体制御すると、触媒活性および不斉選択性を向上させることができた。さらに、他のプロキラルな化合物の不斉水素化反応に展開できると思われる。当初の目的の大部分は達成できたが、同目的の一つである「ヘクトライト層間へのフォトクロミック化合物のインターカレーションと光化学反応による層構造変化」については、同反応のみではホスト構造を変動させる条件を見出すには至らなかった。今後、分子構造変化を伴う他の反応系を探索する必要がある。1.研究目的(1)アルキルアンモニウム(C_nN^+)修飾層状粘土鉱物へのRF-ホスフィン錯体のインターカレーションと様々な層間距離を持つ固定化錯体(Rh-P/C_nN^+/clay)の合成。(2)層間固定化金属錯体による不斉触媒反応:触媒活性および不斉選択性への層間隔影響を明確にする。(3)ヘクトライト層間へのフォトクロミック化合物のインターカレーションと光化学反応による層構造変化。2.研究成果(1)様々な層間距離を持つ固定化錯体の合成:層間距離の制御には、次の3つの方法を行った。(i)Rh錯体の担持量を変化させて層間制御を試みた。平均分子サイズ1.16nmのRh-Norphos錯体では、担持量を15.435.8mmol(100g-clay)^<-1>へ変えるとクリアランススペース(CS)は0.931.40nmへ変化し0.43nmの範囲で制御できた。(ii)構造チューニングゲスト(C_nN^+)分子サイズを変化させて層間制御を試みた。用いたC_nN^+は1級(C_nH_<2n+2>NH^+_3、1°C_n)および4級アンモニウム(C_nH_<2n+2>)_2(CH_3)_2NH^+_3、4°C_n)で炭素数(C_n)を10、14、18と変えたところ、1°C_nでCS=0.371.07nm(△CS=0.7nm)、4°C_nでCS=1.142.63nm(△CS=1.49nm)の範囲で制御することが出来た。(iii)4°C_<18>N^+の担持量を23.479.78mmol(100g-clay)^<-1>の範囲で変化させたところ、CS=2.412.54nm(△CS=0.13nm)の狭い範囲で制御できた。(2)層間固定化金属錯体による不斉触媒反応:Rh-Norphos^+/HT錯体(HT=ヘクトライト)を用いて、環状不斉ラクトンの不斉水素化反応を行ったところ、HTの層間サイズに依存して不斉選択性(%e.e.)が大きく変化した。CS=0.93nmの場合に不斉選択性が22.4%e.e.と最大になり、それ以上に層間隔が拡大すると選択性は低下した。このときの反応溶媒で膨潤したCSは1.2nmであり、ゲストのRh-Norphosの分子サイズとほぼ等しい値であった。
肺野病変のMRI撮像法の研究;組織内自由水分布から見た質的診断

ファントム実験:海綿を肺組織構造と仮定し、種々の濃度のアルブミン水溶液に浸したファントムを作成してMRI撮像を行った。撮像法は3次元グラディエントエコー法を用い、撮像パラメータはエコー時間(TE;time of echo)を0.9-2.0msecと短くし、繰り返し時間(TR;time of repetition)を4-10msecとし、フリップ角(FA;flip angle)を5-30°とし、受信帯域幅(RBG;receive bandwidth)は31.3kHzと62.5kHzの2種類を用いた。ファントムからの信号は従来の撮像法と比較して有意に大きな信号が得られた。呼吸停止下撮像の可能な最も優れた撮像パラメータはTR/TE/FA(RBG)はそれぞれ10msec/1、1msec/20°(62.5kHz)で、撮像時間は21sec、5mm厚スライスの元画像が24断面得られるものであった。またアルブミン溶液の5種類(0、5、10、20、30g/1)は上記の撮像パラメータいずれでも分別することが可能であったが、アルブミン水溶液に浸したファントム(海綿)ではアルブミン濃度の違いを分別することは困難であった。しかし高速スピンエコー(SSFSE;single shot fast spin echo)法(TR/TE/ETL;10sec/94msec/128)では分別が可能であった。動物実験:SDラットを用いて生理的食塩水の過負荷とオレイン酸の静注による肺水腫モデルを作成した。またブレオマシンの血管内投与および放射線照射による肺線維症モデルを作成した。ファントム実験で得られた最も優れた撮像法で経時的に撮像を行い、それぞれの病理組織像とMR画像との対比を行った。MR画像では3次元グラディエントエコー法よりSSFSE法による画像がそれぞれの病理をより正確に描出していた。正常者および症例による検討:正常肺および微細肺転移、肺炎、肺水腫、肺線維症の症例に上記撮像法(3次元グラディエントエコー法およびSSFSE法)を施行して、それぞれCT所見との対比を行った。解剖構造の描出ではMR画像はCT画像に劣っていたが、病変の水分量の多寡に関する情報ではMR画像が優れていたと考えられた。1)MRIによる肺野の撮像条件の検討正常ボランティアの肺野において,呼吸停止下における撮像パラメータの検討を行った.エコー時間を短くしたグラディエントエコー法,Fast SPGR法による検討を行って,呼吸停止時間を14秒としたTR/TE/Flip angleをそれぞれ100msec/1.4msec/35°による画像が肺野の微細構造を描出するのに最適であった.但し,今後さらにエコー時間を短縮する検討を行う予定である.2)動物実験による肺梗塞病巣の摘出能の検討日本白色家兎2羽に自家血の凝血塊による肺梗塞を作成し,上記撮像パラメータによるMRI撮像を行った.生体においては呼吸停止が不可能なことと体動により高画質が得られず,肺野病変の詳細は描出されなかった.しかし屠殺後のMRI撮像で肺浮腫を中心とする梗塞巣の病変がかなり良好に描出された.今後はエコー時間を短縮する撮像パラメータの改善を行い,肺水腫モデルおよび肺線維症モデルのMRI描出能の検討の実験へと進めていく予定である.3)拡散強調画像のためのファントム実験肺組織は磁化率の変化が大きい組織が混在するため現時点での拡散強調画像の条件では肺野での画質良好な拡散強調画像を得ることができない状況である.現在はスピンエコー型のエコープラナー(EPI)法でTR/TEをそれぞれ6500msec/70msecと設定し,b値を0から250まで変動させているが,ファントム実験を含めさらに検討を行っていく予定である.ファントム実験:海綿を肺組織構造と仮定し、種々の濃度のアルブミン水溶液に浸したファントムを作成してMRI撮像を行った。

正常者および症例による検討:正常肺および微細肺転移、肺炎、肺水腫、肺線維症の症例に上記撮像法(3次元グラディエントエコー法およびSSFSE法)を施行して、それぞれCT所見との対比を行った。解剖構造の描出ではMR画像はCT画像に劣っていたが、病変の水分量の多寡に関する情報ではMR画像が優れていたと考えられた。