hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肢体不自由者の水泳パフォーマンス向上のための水中バランス評価と有浮力水着の活用

本研究は、スパッツ型有浮力水着着用に伴う水中け伸び姿勢時バランスおよび泳速度と血中乳酸値の関係に及ぼす効果について調査し、スパッツ型有浮力水着着用によるトレーニング活用の有効性について検討を行うことを目的とした。被験者は大学水泳部所属男子7名であり、実験では約2Nの浮力を有するスパッツ型有浮力水着着用時と練習用水着着用時との比較を行った。水中バランスは、全身浸水での水平け伸び姿勢において最大努力呼吸に伴う換気量と浮心重心間距離の関係について測定した。血中乳酸カーブテストは200m×4本として、13本目は200m最大泳速度の80%、85%、90%相当、そして4本目は最大努力で泳ぐよう指示した。中性浮力時の浮心重心間距離はスパッツ型有浮力水着:1.36±0.20cm、練習用水着:1.56±0.17cmとなり、スパッツ型有浮力水着着用に伴い有意に短縮した。最大努力時の泳速度と血中乳酸値はスパッツ型有浮力水着:1.64±0.04m/sと16.1±3.3mmol/l、練習用水着:1.59±0.06m/sと14.9±3.2mmol/l、となり、スパッツ型有浮力水着着用時の最大泳速度は練習用水着着用時に比べ有意な高値を示した。またスパッツ型有浮力水着着用時の血中乳酸カーブは、練習用水着と比べ血中乳酸値に対し高い泳速度を示した。よって、スパッツ型有浮力水着着用に伴い浮心重心間距離が短縮することで低抵抗姿勢となり、エネルギー供給に対してより高速で泳ぐことが可能になったものと考える。研究方法およぶ測定方法はほぼ確立することができた。しかし、肢体欠損の被験者を数多く集めることが大変困難な状況である。このようなことから、2018年度は健常者を対象に、スパッツ型有浮力水着を着用して、通常のストリームライン姿勢の水中バランス評価、さらにはその効果について生理学的な評価を行った。さらには、スパッツ型有浮力水着の代用となるブイ(浮力帯)の開発も併せて行った。これは障がい者でも、容易に着用できる構造を検討して、2019年度に向けて準備を行った。現在、有浮力水着の試作を行っている。これは肢体不自由者が着脱用意な形状・機能を有するもので、左右・前後の4箇所にポケットを取り付け有浮力パットを装着することができるように工夫されている。つまり、肢体不自由者でかつ欠損者の水中バランスを調整可能となる。また、2017年度においても、被験者の募集に苦慮したことから、いろいろな機関を通じて研究協力を依頼する予定である。本研究では、四肢麻痺や欠損といった前後左右のバランス保持がより困難な肢体不自由者を対象に、水中水平姿勢時の浮力と浮心重心間距離を求める測定法の開発と客観的評価の実施、浮心と重心のずれを解消し水平姿勢が保持できる有浮力水着の試作を目的とし、障害者の健康づくりにも寄与することを目指す。平成28年度は、これまでの方法を発展させ肢体不自由者のための水平面上における重心および浮心位置を測定できる装置を開発する。これまでは一軸の2点法であったが、水平面の二軸による3点法で行い、呼吸に伴う浮力・浮心重心間距離を、短時間に測定するシステムを構築することである。被験者は、健常者1名、肢体不自由者8名(欠損者4名、麻痺者4名)であった。測定に当たって最初に健常者の被験者を対象に行なったところ、安全に問題なく測定できることを確認し、その後に肢体不自由者を対象に行った。右大腿欠損者の結果について説明する。重心位置はx方向(左右、左方向を+)21.00±0.69mm、y方向(頭ー足)607.12±2.18mm、浮心位置はx方向18.66±1.03mm、y方向601.93±4.97mmとなった。y方向の重心と浮心をみると重心の方が高い位置にある。これは、右大腿欠損であるため、下半身が下向きに働くトルクが減少し、浮心が重心より下向きに移動したと推察される。一方x方向では、左脚が下向きに働くトルクのみが発生するため、重心位置が左にずれたと考えられる。水中に入る事により左脚が浮力を受け、2mm程度中央付近に戻されたと推察される。また、多くの麻痺者は左側に傾く傾向があったが,麻痺の程度によって体の可動具合が変化することから,重心と浮心の位置について個々に特徴がみられるものと思われる。以上のことから、測定システムの構築はある程度達成できたものと考える。平成28年度は、研究課題として、「呼吸に伴う浮力・浮心重心間距離の二軸方向測定システムの構築と水中バランスの評価」を設定した。これまでの先行研究では、浮心と重心の位置関係は一軸方向(2点法、頭部ー足部の方向)にて測定されてきた。しかし、今回の研究では、二軸方向(左右方向と頭部ー足部の方向)にてそれらの位置関係を計測できるシステムを構築することであった。最初は4点に圧力センサーを取り付けて計測する予定であったが、頭部側に1点、足部側に2点の3点法にて面にかかる力の中心点を計測することとした。

結果的には健常者、肢体不自由者のそれぞれの特徴を評価することができた。よって、現段階では測定システムの構築はある程度達成できたものと考える。先行研究では,身体が左右対称であるという前提の基,頭部と足部を通る軸上の重心と浮心の位置を計測している.しかしながら,身体が左右非対称となる姿位や,肢体不自由者を対象として,重心・浮心位置を測定するためには左右方向の軸について検討することも必要になってくると考えられる.そこで本研究では,肢体不自由者を対象として,頭-足(Y)方向の軸に加え,左右(X)方向の軸における重心と浮心の位置の測定を行い,XY両方向の重心・浮心位置を評価することを目的とした.本研究の結果,上肢欠損者のY方向における浮心は,健常者と同様に(丸山ら2012)重心よりも頭部側に位置することが明らかとなった.一方,下肢欠損者では,重心と浮心の位置にほとんど差がないか,重心が浮心よりも頭部側に位置することが明らかとなった.これは下腿欠損によって重心が頭部側に移動したためであると考えられる.それに対し,X方向における重心と浮心位置の差は,最大でも2mm程度であり,重心と浮心の左右方向の位置に,大きな差がないことが明らかとなった.このことより,体肢の欠損が,体の左右の傾きに与える影響は小さいことが示唆された.また、新たに開発した水平面の3点法での浮心-重心間距離測定システムにより肢体不自由者の浮力と重力,浮心と重心の関係を二軸(水平面)で定量化することを目的とした.被験者は健常者4名とし,肢体欠損者を想定し,1ストリームライン,2右脚だけを屈曲し固定したストリームライン,3右腕だけを腰部で固定したストリームラインの3通りの姿勢で重心および浮心の測定を行なった.その結果,すべての試行で浮心が重心より頭部側に位置したが,浮心-重心間距離には姿勢間で差が見られた.研究方法およぶ測定方法はほぼ確立することができた。また障がい者水泳を専門的に行っている競技選手を被験者としてデータを採取することができた。しかしながら、肢体欠損の被験者を数多く集めることが大変困難な状況である。このようなことから、2017年度は健常者を対象に通常のストリームライン姿勢ではなく、片手を体側に付けた状態、また片足を屈曲した状態で測定をおこなった。つまり健常者であるが肢体欠損者をシュミレーションした状態で行った。本研究は、スパッツ型有浮力水着着用に伴う水中け伸び姿勢時バランスおよび泳速度と血中乳酸値の関係に及ぼす効果について調査し、スパッツ型有浮力水着着用によるトレーニング活用の有効性について検討を行うことを目的とした。被験者は大学水泳部所属男子7名であり、実験では約2Nの浮力を有するスパッツ型有浮力水着着用時と練習用水着着用時との比較を行った。水中バランスは、全身浸水での水平け伸び姿勢において最大努力呼吸に伴う換気量と浮心重心間距離の関係について測定した。血中乳酸カーブテストは200m×4本として、13本目は200m最大泳速度の80%、85%、90%相当、そして4本目は最大努力で泳ぐよう指示した。中性浮力時の浮心重心間距離はスパッツ型有浮力水着:1.36±0.20cm、練習用水着:1.56±0.17cmとなり、スパッツ型有浮力水着着用に伴い有意に短縮した。最大努力時の泳速度と血中乳酸値はスパッツ型有浮力水着:1.64±0.04m/sと16.1±3.3mmol/l、練習用水着:1.59±0.06m/sと14.9±3.2mmol/l、となり、スパッツ型有浮力水着着用時の最大泳速度は練習用水着着用時に比べ有意な高値を示した。またスパッツ型有浮力水着着用時の血中乳酸カーブは、練習用水着と比べ血中乳酸値に対し高い泳速度を示した。
日光紫外線による三重項励起状態を介したシクロブタン型ピリミジンダイマー生成の証明

長波長紫外線によるシクロブタン型ピリミジンダイマー(CPD)DNA損傷生成の機構モデルとして励起三重項を介した光化学反応を仮定しその証明を目指したが、別の反応機構に基づくことが報告され、研究方針をその新規反応機構の特徴づけに転換した。その結果、我々が以前同定した日光特異的なsolar-UVsignature変異はこの新規メカニズムによるCPD生成に起因していること、UVA1で最も発生しやすいことが分かった。前年度に引き続き、常磁性体イオンのCPD生成への影響を検討した。沈殿の問題を解決するため、非吸着性素材でできた実験器具の利用や、他の常磁性体イオンの利用などを検討したが、結果が不安定で確定的な結論に至らずにいた。そうしているうちにUVA領域でのCPD生成が励起三重項を介した反応ではなく、DNAの二重鎖構造に伴う塩基のスタッキングの影響であるとする研究が発表された(Banyasz et al. 2011, J. Am. Chem. Soc. 133: 5163-5)。この研究により我々の仮説は再考を迫られることとなり、ここで研究方針を転換してBanyaszらにより提案された新たなメカニズムによる長波長紫外線によるCPD生成がどのような塩基配列特異性を示すのか、波長依存性はどうかを検証し、その特徴を解析することにした。実際にはUVCからUVA1までの様々な波長の紫外線を照射したマウス皮膚における誘発突然変異のスペクトルを解析し、それらを互いに比較した。その結果、新規メカニズムによるCPD生成は従来考えられていたよりも波長の長いUVA1で最もよく生成しやすいこと、メチル化シトシン部位では5'-CCG-3'部位よりも5'-TCG-3'部位に生成しやすいことが明らかとなり、我々が以前同定し、solar-UV signature変異と呼ぶことを提案した日光特異的な突然変異は、この新規メカニズムによるCPD生成に起因していることが分かった。もともとUVAではTT部位にCPDが生成しやすいことが知られていたが、シトシンがメチル化すると5'-TC-3'部位でもCPD生成が促進されることが我々の研究により強く示唆された。この結果は日光等の環境紫外線の影響を考える際に極めて重要な知見である。結果を論文にまとめPhotochem. Photobiol. Sci.誌(印刷中)に発表した。予備実験の結果から励起三重項を介したシクロブタン型ピリミジンダイマー(CPD)生成では、DNA分子自体が直接光エネルギーを吸収して生成する可能性が大きいと予想されたので、直接DNAに常磁性体存在下で波長の異なる紫外線を照射し、CPD生成が抑制されるか検討した。常磁性体としてMn2+イオンを用い、対照としてMg2+の非常磁性金属イオンを用い比較した。紫外線については励起一重項を介した反応を誘発するUVCを殺菌灯で、励起三重項を介した反応をもたらすと予想される長波長紫外線をナローバンドUVBランプで、それぞれ照射した。CPDの検出・定量はモノクローナル抗体を用いたELISA法で行い、同時に64PPの検出・定量も同じ方法で行った。64PPは励起一重項反応の寄与の見積もりに用いた。その結果、UVBではMn2+イオン存在下でCPD生成が、Mg2+イオン存在下よりも抑制される傾向が確認できた。日光紫外線の波長域におけるメチルシトシン存在部位でのCPD生成促進が励起三重項を介した反応に起因している可能性を検討するため、ligation-mediated PCR(LMPCR)法などを用いて紫外線照射したゲノムDNAで塩基配列レベルの解析を行う実験条件を検討した。上記と同様にして常磁性体イオン存在下で紫外線照射したマウスゲノムDNAを用いたが、安定したDNA収量を得ることが困難であることがわかった。そこで突然変異を指標にしてCPD生成部位を推定する方法も併用することにし、UVCとナローバンドUVBで誘発された突然変異を比較する実験に着手した。更にUVA1でも影響を調べるため名古屋市立大学にある照射装置を用いて照射実験を行った。高濃度のMn2+イオン存在下でDNAが沈殿を生じやすくなることが、実験の問題点として浮上しており、これが本研究の進展を妨げている。沈殿すると回収が不安定になり、定量的な扱いが困難になる。引き続き常磁性体イオンのCPD生成への影響を検討する。沈殿の問題を解決するため、非吸着性素材でできた実験器具の利用や、他の常磁性体イオンの利用などを検討する。本研究では電磁波や赤外線の利用も計画しているが、まず常磁性体イオンで安定した結果を出し、長波長紫外線によるCPDの生成が励起三重項を介していることを証明した上で検討したい。研究費が当初申請していた予算額より大幅に削減され動物照射用の近赤外線照射装置の購入は困難になっているので、近赤外線については主にDNAと細胞を利用して研究を進めていく計画である。その他は当初計画通りに研究費を使用する予定である。
災害資料の収集とその解析による自然災害事象の研究

自然災害の地域的特異性により、全国を6地区に分け、各地区に特有な災害を中心に資料を収集し、そのデータベースの構築を行った。さらに収集した資料を解折して特色ある自然災害事象の研究を行った。すなわち、1.北海道地区では、異常地震動、豪雪・流氷、沿岸災害、地すべり、広域的農業災害に関する資料収集と、それらの災害事象の特質を解析した。2.東北地区では、日本海中部地震の資料収集とデータベースの構築を行うとともに、強震記録のディジタル資料と東北地方の震源要素の資料収集を行ない、地盤の液状化災害と冷害の特性と要因分析を行った。3.関東地区では、地盤災害と中小河川の内水氾濫の資料収集とそのデータベースの構築を計るとともに、三宅島・草津白根の噴火災害をも加えて災害事象の実態とその要因分析を行った。4.中部地区では、過去に収集した資料のデータベースの構築を行うとともに、土砂流出による災害と土砂生産に関する資料の収集とその分析を行った。5.関西地区では、風水害に関する資料収集とデータベースの構築を行うとともに、大阪湾高潮災害・山腹崩壊災害・地盤災害の資料収集と解析を行ってその実態を明らかにした。6.西部地区では、シラス災害に関するデータベースの構築を計るとともに、傾斜地災害、桜島火山災害の資料収集と解析を行った。7.研究の総括では、全国的に整備されている航空写真の災害研究への利用法に関する研究会と資料解析研究の研究討論会を開催して研究の推進を図るとともに、構築された漢字データベースの転送ソフトの開発を行い、さらに研究成果を印刷公表した。
グローバル時代のエリートと対抗エリートの平等観と政策ネットワークの変容

本年度は、平成30年度に実施するエリート調査のための準備を行った。まず平成29年7月末に研究会を開催し、今後の研究の展開を念頭に置いて、近藤康史筑波大学教授、鈴木創筑波大学講師、今井亮佑崇城大学教授にも参加してもらって、質問票の詳細を検討した。調査票は9月にほぼできたが、その過程で、質問項目として政治家に尋ねることはあまり意味のないものもあったため、9月にできた調査票は非政治家用の質問票とし、それ以外に中央政治家、地方の政治家の質問票を作成することとした。3種類の質問票は、平成30年3月の研究会でほぼ確定した。次に調査を委託する業者を選定するための準備も行った。当初、面接法または留置法で行うことを考えていたが、調査会社と話し合いをする過程で、面接員の質と量の確保、費用の点でエリート調査には困難が伴うことが判明したため、郵送法を採用することに改めた。このような変更がありうることは、応募したときの研究計画調書にも記載している。平成29年度にエリート調査の予備調査を実施することを計画していたが、平成29年度にサンプリングを依頼する業者と、平成30年度に調査を実施する業者とが異なる落札結果になる可能性もあるために断念し、平成30年度になってから、サンプリング・調査実施を一体とした入札を行うこととした。調査票が回答しやすいかどうかをテストするため、予備調査の代わりに、平成29年9月にほぼできていた非政治家用の調査票を用いて、平成30年1月に有権者を対象にウェブ調査を実施した。その分析を開始したところである。今年度の研究実績は、今後、研究代表者および研究分担者が展開していく研究と関連のあるものを、各自、論文等として発表したものである。平成29年度は、平成30年度のエリート調査の実施に向けた準備の年であり、調査票の確定や調査委託業者選定のための仕様書の作成など、平成30年度に向けて準備は整った。調査方法が面接法・留置法ではなく郵送法に変更せざるをえなくなったこと、複数年度にわたる調査委託の入札をしようとしたところ、制約が多いために、平成29年度にサンプリングを行えなかったことは残念であるが、前者は応募時に想定した範囲であり、後者は、もともと平成30年度に実施する予定のものを前倒ししようとしたものであったので、大きな問題ではない。なお、研究補助・事務を担当する非常勤研究員を雇用すべく公募を実施した。2名の応募者がいたものの、当方の望む資格・条件を満たしているとは判断できなかっため、いずれも採用せず、非常勤研究員の雇用自体を断念した。平成30年度は、本研究にとってもっとも重要なエリート調査を実施する。エリート調査は、面接法・留置法ではなく、郵送法によって実施することに変更した。回収率が下がる可能性はあるが、調査期間を長めにし、何度か督促をかけることで2000サンプルの確保を目指したい。研究補助・事務を担当する非常勤研究員の雇用は、エリート調査自体に多くの費用がかかると思われるので、採用しない。

2名の応募者がいたものの、当方の望む資格・条件を満たしているとは判断できなかっため、いずれも採用せず、非常勤研究員の雇用自体を断念した。平成30年度は、本研究にとってもっとも重要なエリート調査を実施する。エリート調査は、面接法・留置法ではなく、郵送法によって実施することに変更した。回収率が下がる可能性はあるが、調査期間を長めにし、何度か督促をかけることで2000サンプルの確保を目指したい。研究補助・事務を担当する非常勤研究員の雇用は、エリート調査自体に多くの費用がかかると思われるので、採用しない。
ピロール誘導体を用いるベンゼン部位多修飾天然インドール類の合成研究.

ピロール-2-カルボン酸エチル(1)からの新しいインドール骨格形成とその応用について検討したので以下に列挙する。1)1のFriedel-CraftsでC_4-アシル体が生成する反応のScope and limitationを確立することが出来た(1→2)。また、これを利用しベンゼン核に置換基を有するインドールの合成へのルートを開発した(1→4)。2)前項1)の方法を応用し9-メトキシベンズ[f]インドールの合成を完成し、それを応用して天然物Eupolauramine(7)を合成している。3)1から誘導されるメトキシインドールのブロム化で興味あるregio-selectivityを発見したので、各種メトキシインドールについて系統的研究を行なった。4)天然産変形インドールであるハイメニンの合成研究を続行中である。ピロ-ルー2ーカルボン酸エチル(1)から導かれる環状ケトン(2)を用いて様々な、ベンゼン部位多修飾インド-ル誘導体の合成を申請書に従って試みている.1) 2に様々のWittig試薬を反応させてオレフィンとし、次にα位をブロム化して脱HBrすることにより7ー置換インド-ルを合成するル-トについては、=CHCN基を有するオレフィンから7ーCH_2CNインド-ルを合成することに成功している.他のWitting試薬による反応は現在のところ収率1050%であり、次の反応に進むのには収率が低いので、条件検討を行っている.以上の過程で2から容易に合成出来る7ーメトキシインド-ルのブロム化がBr_2/AcOHでは4位に、NBS又はピリジニウムブロマイド・パ-ブロマイドでは3位に位置選択的に置換することを見出した.これは新しい知見なので、4,5,6ー各メトキシインド-ルについても同様の検討を行った.その結果7ーメトキシインド-ルと同様の試薬による選択性が判明したので発表準備中である.2) 2に対するロビンソン環化反応により三環性インド-ルを合成するル-トは上記1)の新知見を先に発展させたので次年度に行うこととした.3)ケトン(2)のオキシム体をベックマン転位することにより7員環ラクタム(3)を作り、天然物ハイメニン(4)を合成するテ-マは、このベックマン転位に成功した.しかし転位の際のNH基とCO基が逆配置の3の異性体(3の構造確認の参考となる)を得るのは不成功に終わった.3から4を得るためにイミダゾ-ル環形成等の修飾を検討している.課題の達成のためにピロール-2-カルボン酸エチル(1)から導かれる環状ケトン(2)(R=H)を用いて以下のように様々な合成反応を行った。1)4-アルキル置換インドールについて:2の前駆体で4位がケトンの化合物についてWittig反応を行ったところ目的のオレフィンを得ることが出来なかった。そこでチオケタールで4位を保護し2に相当する閉環体を得た。このものについて7位を修飾後チオケタールをはずし、Wittig反応で4位オレフィン体を得る目的で目下検討中である。2)ブロム化及び関連反応について:昨年も一部報告したが、2から得られる7-メトキシインドール及びメトキシ基の位置異性体のブロム化において、Br_2/AcOHではベンゼン核上に、NBSなどの中性または塩基性条件では3位に反応が起こることを見出したので関連の反応も加えて論文として発表した。3)ハイメニンの合成について:昨年はケトン(2)(R=H)のオキシム体のベックマン転位を行いハイメニン(4)の基本骨格を得たので本年は本実験を行った。1を無水グルタール酸と反応させ4-アシル体を得た。これをTI(NO_3)_3と反応させ縮合のジカルボン酸とした後閉環し2(R=COOH)を得た。これをベックマン転位で3とした。3は4位のカルボキシル基を修飾してイミダゾール基に変更しブロム化をすればハイメニンとなる。現在は4位のカルボキシル基のメチルケトンへの変換を検討している。4)インドール3位の新しい脱ブロム化について:2)項に関連して、3-ブロムインドールを酸性中ブロム受容体と共に加熱すると選択的脱ブロム化が起こることを見出したので詳細な検討を開始した。平成4年度までの成果を基に、平成5年度は研究実施計画に従って下記のように研究を行なった。1)ハイメニン(1)の合成:ピロール(2)に対し位置特異的にグルタール酸のフリーデル・クラフツ・アシル化を行ない3とし、硝酸タリウムによる転位反応、引続く閉環により4とした。

4をベックマン転位により5とした。5のカルボキシル基をイミダゾール環合成の手がかりとなる適当な官能基とすべく種々努力を行なったが成功には至っていない。2)3-ブロムインドールの脱ブロム化について:酢酸中、Br^-の存在下、3位のブロムのみをBr_2として脱離させ、トラップ剤(m^-ジメトキシベンゼン等)で補足する新規な反応の検討を行なった。6のXを検討した結果、電子吸引基ほど反応が遅いがいずれの場合も脱ブロム化が起こることが判った。現在7についても検討中である。2)項を利用してのブロム含有の天然物(8,9)の合成:8,9の合成を目標に10の3,4-ジブロム化、3位の脱ブロム化を経て共通中間体11を合成した。
軟骨細胞と血管内皮細胞のCo-cultureによる血管新生抑制因子の検索

本研究の特色は従来おこなわれてきた血管内皮細胞のin vitroにおける培養のみならず我々が独自に開発したin vivoにおける培養系を用いて内皮細胞の動態を解明することにある。血管細胞の生理機能や病態生理機能を解明するにあたって単純化された内皮細胞培養実験系は,きわめて有用であるが,必ずしもin vivoを正しく反映しているか問題がある。本研究では血管内皮細胞を単離,培養したのち,chamberに入れ生体内にもどすという実験系をもちいてin vivoにおける血管内皮細胞の増殖と分化(血管形成)の動態とその機構を明らかにした。すなわち,培養内皮細胞は,in vitroでは樹枝状に増殖し未熟な管腔しかつくらない。しかし,細胞をchamber内に入れ生体内で培養すると再び生体内の血管と同じ構造を形成することが判明した。また、二重チャンバーになった内層にコラーゲンゲルを底敷きして、その上に血管内皮細胞を培養し、フィルターで仕切られた外層には軟骨細胞を培養した。この2種類の細胞を我々独自の方法で培養してみると、軟骨細胞は、血管新生抑制に働くことが判明した。このことは,将来,血管内皮細胞の研究のみならず血管新生の研究にきわめて重要な意義をもつものと考えられる。さらに,炎症の成立や,腫瘍の進展における血管新生がいかなる機序でおこり,コントロールされるかということの解明につながるものである。
特別支援教育におけるICT機器を活用した家庭と連携しての評価の有効性を検証する。

特別支援教育における具体的な評価の言葉がけで家庭と連携しながら児童の共感的自己肯定感を高めることを目的として,持ち運びができるICT機器(以下タブレットPC)を活用し,児童の日々の学習のようすを映像で記録した。また,教師が児童に対して行った評価の場面も映像で記録した。児童はこのタブレットPCを家庭に持ち帰り,家庭で児童の動画を見ていただき,「をがんばったね。」など,学校で教師が行った評価と同じ価値観で共感的にほめてもらうことを試みた。この研究の結果,タブレットPCに記録した動画を用いることは児童の自己肯定感を高める具体的な評価の方法として有用であることが児童の活動に取り組む意欲の高まりや発表回数の増加から明らかになった,動画を見られた保護者から「動画だと子どもの学習のようすがよく分かります。」「家庭で学校での話題が増えました。」などの肯定的な感想をいただいた。家庭と学校とが同じ価値観で児童の活動に対する評価を行うことで,児童は生活と学習とがより結びつき,学校で学習したことを家庭での生活場面においてもより意識したり意欲をもったりして使ってみる姿が見られた。このことから,家庭と学校とが同じ動画を用いて児童の活動を評価していくことは教育効果があるということが明らかになった。児童自身が家庭で保護者に動画を見せながら活動について説明することを積み上げていくことで,他の場面においても語彙数が明らかに増えたり,友だちに自分から話しかけたりする姿が見られるようになった児童もいた。これらのことから本研究により,児童によってはコミュニケーション能力の向上も見られた。
新しい産業政策の実証的評価：生産性効果のミクロデータ分析

研究計画の初年度に当たる本年度は、日本企業を対象とするサーベイを設計し、競争入札等所要の手続きを経て調査機関に委託・実施した。並行して政府統計のミクロデータを用いた分析を行い、いくつかをディスカッション・ペーパーとして公表した。企業サーベイは、「企業活動基本調査」(経済産業省)の企業名簿から抽出した15,000社に2019年1月に調査票を送付し、2,500社強から回答を得た。調査事項は多岐にわたるが、基礎的な企業特性情報のほか、企業経営の方針、市場競争、労使関係、生産性向上への取り組み、経営革新・イノベーション、経済政策と企業経営、税制・補助金の利用状況などである。このサーベイ・データが入手できたのは2019年3月なので、次年度以降、これを用いた分析を行う。政府統計のミクロデータを利用した分析としては、「企業活動基本調査」データを使用して、企業内の教育訓練投資が生産性に及ぼす効果の計測などを行い、ディスカッション・ペーパーとして公表した。また、会社法改正やコーポレートガバナンス・コード導入に伴う社外取締役の拡大が生産性に及ぼす効果について分析を行い、近々論文として公表する予定である。以上のほか、従前より継続している研究の成果に改善を加え、生産性に関連する複数の論文を英文学術誌に掲載した。また、日本の生産性向上のための課題をエビデンスに基づいて包括的にまとめた書籍を刊行した。この書籍は複数の新聞・雑誌で書評に取り上げられており、生産性に関する社会的な関心の高さを示している。さらに、この書籍をもとに学会や大学のワークショップで報告を行ったほか、官庁の政策実務者、国会議員、公益法人、企業経営者などからの求めに応じて解説を行い、研究成果の普及に努めた。研究計画の初年度の最重要課題であった企業サーベイを年度内に完了することができ、既にこのデータを用いた分析に着手している。並行して政府統計ミクロデータを用いた実証研究を行い、年度内に複数の論文を執筆・公表した。なお、補助金の未使用額が生じたのは、企業サーベイの競争入札の結果、当初の想定額よりも安価に調査が実施できたためであある。研究計画の2年目に当たる2019年度においては、初年度に実施した企業サーベイのデータ及び政府統計ミクロデータを用いた分析を進め、論文を執筆するとともに、次年度に実施を予定している企業サーベイの調査内容の検討、調査票の設計を行う。これと並行して海外の学術誌への論文の投稿を行う。現時点において、研究計画の変更は想定していない。
ナノ領域におけるバリステック電導に関する研究

主鎖直鎖上にπ電子共役系の発達した導電性高分子において、立体規則性が制御されたポリアルキルチオフェン(HT-PATn)は、高いπ電子共役長を示すことで知られている。これを試料とし、AI/HT-PATn/Auダイオードにおけるナノ界面での光誘起キャリアの生成機構、輸送機構および界面形成メカニズム等について調査検討を行った。具体的な手法としては、TOF法による移動度評価、光起電力測定による光電流及びそれらの温度依存性について調査した。また、HT-PATnと電極金属Al, Auとの接合で形成されるナノ界面について、ナノマニピュレータを用いて電位分布を直接マッピングし、電子状態及び電気伝導機構について調査検討を行った。その結果、1.Al/HT-PATn/Au構造セルの電流-電圧特性から、整流効果はAl/HT-PATn界面でのショットキー接合形成、及びAu/HT-PATn界面でのオーミック接合形成によることを明らかとし、ショットキー厚みを数十nmであることを見積もった。2.HT-PATnはアルキル側鎖長の減少に伴いその移動度は上昇し、n=4のブチル基で約0.01cm2/vsと高い移動度を示し、電子デバイスとしての高い応用性を示した。3.Al/HT-PAT6/Auセルの電位分布測定により、Al/HT-PAT6界面で印加電圧の95%がかかることを示した。更に、Auとのオーミック界面においても数百kΩの高い接触抵抗を見いだし、有機素子デザインに際し、極めて重要な知見を得た。電気伝導において、電気を運ぶキャリアーの数とそのキャリアーが動き易いかどうか(移動度)に導電度は依存する。キャリアーは材料を構成する原子(格子)の熱振動や電荷を持った不純物と衝突しながら電界に引かれて移動し、一定速度になって平衡状態となっている。この一定速度になった状態をナノレベルで見るとキャリアーが衝突から衝突まで弾道(バリスチック)を描きながら電界方向に移動する。低温にするとか、不純物を除くと移動速度は増加し、弾道の距離が増加し微小な距離においては大きな電導度を示すことが期待できる。本研究では、ナノメートル精度で電気探針を3次元移動し、移動度や伝導機構を調べることを目的とする。現在、3nmの分解能を持つ電子顕微鏡を観察手段とし、鏡体内にナノメートルの精度で3次元的に移動できる電気探針2本と、3次元的に移動できる試料台を備えたナノ領域マニュピレータ駆動の電子顕微鏡を作成した。現在、その装置を用いて導電性高分子の金属との界面によるショットキー接触領域での空乏層内における伝導過程を調べている。その予備実験として、ショットキー接触による光起電力効果、各種ポリアルキルチオフェンの立体規則性およびアルキル側鎖長の違いによる移動度の評価を行ってきた。その結果、アルミニュウムとポリアルキルチオフェンは良好なショットキー接触を形成し、整流特性を示すことが判った。また、立体規則性が高くなると移動度が12桁ほど大きくなることが判った。また、側鎖はπ電子の主鎖間の電子移動を妨げるので、長い程移動度は小さくなることが判った。立体規則性を高く制御した、ポリブチルチオフェンでは光伝導からの時間走行法および電界効果による移動度とも10^<-2>cm^2/Vs以上の高いものであった。写体部分にピエゾ駆動よる3軸ナノマニピュレータを3台に組み込んだ電子被顕微鏡を用いて導電性高分子によるショットキー型接合ダイオードの電位分布の直接測定を行った。3軸マニピュレータはナノ領域電位探針2本と試料台一つで構成されており、分解能3mm.ストローク±100μmである。微細領域における試料の電導度を測定するためのソースメジャーユニットの導入により予定した実験装置を完成させた。探針チップは曲率半径を数十nm電解研磨したものを用いた。マニピュレータを用いて、カーボンマイクロコイルとPtIr探針との接触抵抗を測定し、マニピュレータの操作性を確認した。

試料が金属であれば接触抵抗は無視できるが、太さが約1μmのマイクロコイルと探針の接触面積は数十mm^2程度でこのような微小面積の接触では数kΩ以上の接触抵抗を有すことが実際測定して明らかとなった。特に、試料が導電性高分子や半導体の場合、接触抵抗は材料の仕事関数と関連して良好な電気的接触とることが想像以上に困難であることが判った。パリステック伝導が実現すると予想されるショットキー接触の空乏層領域における電位分布をこれまでの実験で知られているAl/poly(3-hexylthiophehe),PHT/Auセルを用いて測定した。その結果、PHTのA1電極から5μm以下(別の方法で見積もった値では数十mmに絶縁性の空乏層が存在し、バイアス電圧のほとんどが架かることが判った。しかも、逆方向電圧ではこの空乏層に架かる電圧はほぼバイアス電圧に比例して増加することが明らかとなった。次年度は探針を改良しマイクロ領域からナノ領域のマニピュレーションを行い電位分布やバリステック伝導特性の測定を、導電性高分子やカーボンチューブなどについて行う。導電性高分子の中で、立体規則性が制御されたポリアルキルチオフェン(HT-PATn : n=number of carbon in alkyl chain)を用いた、Al/HT-PATn/Auダイオードにおけるナノ界面での光誘起キャリアの生成機構、輸送機構および界面形成メカニズムについてTime of Flight法による移動度、光起電力効果による光電流およびそれらの温度依存性などの測定を行った。また、導電性高分子ポリアルキルチオフェンと電極金属Al, Auとの接合で形成されるナノ界面について、ナノマニピュレータを用いてその電位分布を直接マッピングすることにより、電子状態および電気伝導機構を明らかにした。それらの結果は、1.Al/HT-PATn/Auサンドイッチ構造セルの電圧-電流特性において、良好な整流特性はAlとのショットキー接触、Auとのオーミック接触により発現することを明にし、ショットキー接触の厚さは数十nmであることを示した。2.キャリアの移動度はアルキル鎖長が短い程大きく、ブチル基では0.01cm^2/Vsと大きい移動度を示し、アモルファスシリコンに迫る大きさで、デバイスとして利用できる可能性を示した。3.Al/HT-PAT61Auダイオードの電位分布をナノマニピュレータで直接測定し、AlとPAT6との界面に印加電圧の95%近くが掛かり、抵抗が大きい空乏層が存在することを始め示した。さらに、Auとの接触界面においてもオーミックな電流電圧特性を示すものの数百キロオームの接触抵抗を示すことを明にし、導電性高分子によるプラスチック電子デバイスを実用化するには、金属との接触界面抵抗を低減することが重要であることを明らかにした。
近世後期の旅に関する教育史研究-西日本の旅日記を素材として

西日本出発の旅日記(伊勢参宮日記および上京日記)を85点収集し、その記主・日程・行程などを一覧表にした。それらのなかでも特に詳細な記述の井上頼定上京日記3点(広島県山県郡井上家文書)を翻刻した。以上のようにして収集した旅日記を素材として、須磨・宮島・壇ノ浦の三名所に着目して、それぞれの名所化の経緯や学びの場としての機能を明らかにした。近世後期は、各地の名所を巡りながら伊勢に参宮する旅が民衆のあいだに普及したといわれる。この背景には、街道や旅宿などの物理的な諸条件の整備もさることながら、旅を計画し遂行するための知識や教養、計算能力、コミュニケーション能力が民衆のなかに定着していたことがあったと考えられる。そこで、人びとの教養のありかたや旅の学習効果を分析することを目的に、旅日記の収集を進めた。従来の近世旅研究は主として東日本出発の旅日記を使用し、西日本出発の旅日記はほとんど発掘されていない。そこで、本研究では、西日本出発の上京・伊勢参詣の旅日記を渉猟することを目指している。本年度は以下の西日本各地の図書館・文書館におもむき、一次史料としての、あるいは自治体史などの刊行物に掲載された西日本出発の上京・伊勢参詣の旅日記の調査をおこない、それらを複写あるいは写真撮影して収集した。福岡県立図書館郷土資料室・・・刊行物を含む20点。長崎県立歴史文化博物館資料室・・・旅日記3点。佐賀県立図書館郷土資料室・・・自治体史に掲載された旅日記2点。広島県立文書館・・・江戸行きの旅日記を含む4点山口県立文書館・・・九州行きの旅日記を含む10点。香川県立文書館・・・刊行物を含む10点。特に神職は京都の本所に赴きその記録を後世に伝える必要があり、詳細な上京日記を残す場合があった。そうした意味で、広島県山県郡井上家に残された神職の上京日記(文化3年・文政13年・天保13年・弘化5年・嘉永元年)は特筆に値する詳細な記録である。史料調査のうえ、その翻刻作業およびデータ入力をおこなった。これは最終年度に作成する報告書に全文を掲載する予定である。本年度は以下の西日本各地の図書館・文書館におもむき、昨年度に引き続き、一次史料としてのあるいは自治体史などの刊行物に掲載された西日本出発の上京・伊勢参詣の旅日記の調査をおこない、それらを複写あるいは写真撮影して収集した。また、収集史料をデータベース化する作業も開始した。これは最終年度に作成する報告書に掲載する予定である。大分県立先哲史料館および図書館...旅日記4点、刊行物5点。徳島県立文書館および図書館...旅日記7点、刊行物2点。神戸市立文書館および図書館...刊行物3点。岡山県立図書館...刊行物4点。愛媛県立図書館...旅日記6点、刊行物2点。高知県立図書館...刊行物3点。昨年度にひきつづき、その翻刻作業およびデータ入力をおこなった。また、昨年度から収集した旅日記の一部を使用し、平成24年3月に芸備地方史研究歴史講座において「近世旅人のみた広島」と題して発表をおこない、厳島神社が名所化する経緯を概観した。本年度は、収集した旅日記を整理、分析し、その成果の一部を中国四国教育学会において「近世後期の旅の学びー阿弥陀寺と壇ノ浦合戦ー」と題して発表し、同学会紀要(『教育学研究紀要』58)に掲載した。また、報告書を作成した。目次は以下の通りである。I研究の概要II西日本(中国・四国・九州地方)出発の伊勢参詣・上京日記一覧III論説近世旅人のみた宮島近世後期の旅の学びー阿弥陀寺と壇ノ浦合戦ーIV史料翻刻(井上頼定上京日記)解題上洛往来諸入用記(文化3年)上京往来雑費日記(文政13年)上京往来日記・上京従発足往来雑費覚日記(天保13年)

IIでは、西日本出発の旅日記85点について、記主、旅のルート、日程などを一覧表にした。III「近世旅人のみた宮島」は、次のようにまとめた。宮島は、17世紀に名所として認知されるようになり、1800年前後には名物や土産物が売られるようになった。遅くとも19世紀初めには名所としての必要条件が整い、近隣諸国から多くの人びとを集め、東日本からも集客するようになった。安芸国内や近隣から訪れる人びとは、市立て期間中の芝居見物や管絃祭の歓楽を求めて、あるいは石風呂や島廻りを目的とした長期滞在型の旅が特徴的であった。遠隔地からの旅人にとって厳島は、伊勢への中継地点(あるいは延長旅行先)に過ぎず、半日から一日で島を去る場合が一般的であった。「近世後期の旅の学び」については次のようにまとめた。阿弥陀寺は、中世においてすでに安徳天皇像や平家一門肖像を備え、16世紀末から秀吉などの来訪者の短冊を蓄積し、17世紀末に名所としての形を整え始め、遅くとも18世紀半ばには名所として確立した。近世後期には、安徳天皇縁起絵による絵解きがおこなわれ、略縁起が板行された。絵解きや略縁起は、阿弥陀寺についての均一的な知識を定着させることにつながったと考えられる。当初、東日本大震災後の財源確保のために補助金がカットされる可能性があるとのことで、史料調査のための出張を予定通りいれることができなかった。補助金全額が配分された後に史料調査に行くことはできたが、日程などの関係で当初予定していた九州南部に調査に行くことはできなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究目的を遂行するためには、史料収集が急がれる。平成23年度に史料調査を予定していたにもかかわらず未調査の九州南部には平成24年度に早急に赴き、史料調査を完了させる予定である。調査終了後には、収集史料を整理するとともに、史料翻刻をおこない、報告書作成作業にはいる。その作業過程において、研究目的を遂行するための分析材料がそろうはずなので、同時に分析をおこない、論文を執筆し、学会で発表する予定である。
極限の多色・超短パルスレーザー光の発生とその最先端科学技術への応用

1.二色誘導ラマン現象における位相同期の証明パルス幅100fsのチタンサファイアレーザーを用いて4本の回転ラマン線を発生させ、そのパルス幅(30fs)を測定することにより、これらの位相が同期して単一超短パルス光が発生することを示した。すなわち、二色誘導ラマン現象において自動的に位相が同期し、超短パルスが発生することを明らかにした。2.高繰り返し超短パルスレーザーの発生ラマン共振器に、連続発振チタンサファイアレーザーを集光し、オルト水素の回転ラマン光を発生させた。光電子増倍管の2光子吸収を利用するオートコレレーターを作製し、その過渡波形を測定したところ、17THzのビート波形を観測した。これは世界最高速の光強度変調器であり、「分子光学変調器」と名付けた。3.高出力超短パルスレーザーの発生ラマンセルを2台直列に用いる方式により、17fsの光パルスを発生させた。一方、ラマンシフト周波数が小さな重水素を用い、液体窒素温度に冷却することにより、数100fsの励起光を用いても単一超短パルスが発生できることを理論的に予測し、実際に22fsの光パルスを得た。一方、チタンサファイアレーザーの第二高調波(紫外光)の過渡ラマン現象を用いる新方式を考案し、位相補正により7fsの光パルス発生を達成し得る結果を得た。4.多色・超短パルスレーザーの応用技術の開発多色レーザーを用いる虹色ディスプレイについては、学部1年生を対象とした創成型科目において、多数の作品を制作した。さらに、虹色レーザー・ディスプレイ装置の製品化についても検討した。一方、超短パルスレーザーの科学計測への応用に関しては、X線分光・環境汚染物質(ダイオキシン)の超高速光イオン化質量分析について検討した。後者では0.6pgの検出限界が得られ、日本工業規格(JIS)で制定されている方法に匹敵する感度が得られることがわかった。本研究では、励起光として連続レーザーを用いて水素をラマン媒質としたラマン共振器内に励起レーザー光および発生したラマン光を閉じ込め、17THzの高繰返し超短パルスレーザーを発生させることを目的としている。今年度は、まず、シミュレーションにより得られた計算結果に基づき、ピエゾ素子により共振器長を波長オーダーで変化させることのできるラマン共振器の設計・作製を行った。`更に実験に必要となる励起用レーザーやラマン共振器制御に必要となる実験機器の購入を行った。一方、パルスレーザーを励起光として使用し、櫛状の極限超短パルスレーザーを得る実験に関しては、色素レーザーをシード光として用いてラマン光の発生まで行ったが、超短パルスの観測まで到っていない。しかしながら、多色光を発生させる過程において、レーザーの回折が発生するラマン光に与える影響について調べ、高効率で多色光を発生させるための条件を知ることができた。また、現在、ラマン媒質として水素ガスを使用しているが、その問題点として装置が大型であることや取扱いにおける安全性などがあった。そこで、より装置を簡便化するために、ラマン媒質としてガスではなく固体のKGd(WO_4)_2結晶を用いてラマン光の発生を試みたところ、非常に低い励起レーザーエネルギーでも多色光を発生させることができた。また、ラマン光発生部は僅か数ミリメートルの結晶であることから、従来のものと比較して非常にコンパクトな装置となった。本研究では、申請者が偶然発見したRainbow Starsと呼ばれる虹色レーザーを利用して、極限の多色・超短パルス光が発生できることを実証し、その最先端科学技術への応用について研究することを目的としている。

今年度は、新規に購入したフェムト秒チタンサファイアレーザーを用いて、水素をラマン媒質として誘導ラマン散乱光を発生させ、それらを重ね合わせビートを観測することに成功した。また、四波ラマン混合により生成したラマン線の位相が同期していることを証明し、30fsの超短パルス光が発生していることを確認した。さらに、単一の高尖頭出カパルスを得るために低温ラマンセルを設計・製作し、ラマンシフト周波数の小さい重水素をラマン媒質として用いることで、パルス幅約40fsのシングルパルスを発生させることに成功した。今後、パルス幅が数フェムト秒-アト秒の極限超短パルス光の発生が示唆される。尚、位相情報を測定することのできるFROGのうち、KDP結晶によりSHG信号を発生させて測定を行うSHG-FROG方式についても検討を行い、分光器を通すことにより目的の成分だけを測定できる可能性が示唆された。一方、連続発振レーザーを励起光源としてラマン共振器内に励起光及びラマン光を閉じ込め、17THzの高繰返し超短パルスレーザーを発生させる研究では、共振器の制御を行うことにより入射光に対する透過光強度比で10^<-6>程度の光を透過させることに成功した。また高繰返し超短パルス光のパルス幅測定のために、光電子増倍管を用いた二光子吸収の研究を行い、励起光及び一次ストークス光付近において、信号強度が二次の応答を示すことが明らかとなった。平成15年度は本研究の主要な研究課題である極限の超短パルス光発生と超高繰り返し17THz光発生の実現において、マイルストーンとなる以下に示す実験結果を得た。(1)極限の超短パルス発生1.ダブルパスラマンセルを用いて自己位相変調の効果を抑制した広帯域ラマン光の発生に成功した。また、ダブルパスラマンセルと分散補償を組み合わせて、本手法での最高記録となる17fsの単一超短パルスの発生を実現した。2.冷却パラ水素をラマン媒質として、50fsの単一超短パルス光の発生に成功し、パルスの先鋭度はラマン媒質の温度すなわちラマンゲインに依存する事を明らかにした。これは水素中のラマン分極がパルスの圧縮に関与しているという直接的な根拠を初めて観測した結果である。3.高圧ラマンセルを用いて紫外フェムト秒レーザーによる高次回転ラマン光の発生に成功した。位相同期を仮定すると、セル中では8fs相当の超短パルスになるスペクトルであった。また、超短パルス伝搬に伴う群遅延分散を評価するコードを作成し、プリズムによって補償するための最適条件を決定した。(2)超高繰り返し17THz光発生1.PDH法により共振器のロッキングに成功し、最大10分程度の安定したTEM00出力光を得た。この時の出力は最大140μWであった。2.光電子増倍管の2光子吸収現象を利用した超高感度オートコリレーターを作製した。近赤外超短パルス光の測定と、紫外対応の光電子増倍管を使用することによる紫外超短パルスの干渉型自己相関波形の測定に成功した。平成16年度は本研究の中心的な研究課題である(1)極限の超短パルス光発生(2)超高繰り返しパルス光発生の実現に近づく画期的な実験成果を得た。(1)極限の超短パルス光発生
行列空間上のシュワ-積の誘導ノルムに関する研究

n次元行列空間Mnの元Aを固定したとき、Aに対してMn上のシュワ-積作用素S_A(B)=A。B(BεMn)を定義し(ただし。は成分ごとの積)、Mn上のノルム||、||に関するS_Aの作用素ノルム||S_A||を考察する。特に本年度の研究では、Mn上の作用素半径をWg(、)(1≦ζ≦2)とするときの||S_A||w_1,||S_A||wζ,||S_A||w_2の関係について考察した。主な結果としては、||S_A||wζ≦||S_A||w_2(1≦ζ<2),||S_A||w_1≦||S_J2【cross product】_A||wζ(J_2εM_2は全ての成分が1のもの),1/2||Sa【cross product】_B||w_2≦||Sa(]SY.crosprd.〕)b||w_2≦||S_A||w_2||S_B||w_2などがあるが、これらは平成3年9月にアメリカのミネアポリスにあるミネソタ大学での研究代表者とMathias氏(ウィリアム・メリ-大学)との共同研究による成果で現在論文として投稿中である。また、Mn上の||、||に関するシュワ-積作用素ノルムを考えるとき、||、||のdual normについての考察が有効であることが知られている。特に数域半径のdual norm w^*(、)に関する不等式1/2w^*(A)≦||A||_1≦w^*(A)≦n||A||_∝に対する等号になるためのAの条件を統一的な方法で与えた。主な結果は、Aが1/2w^*(A)=||A||_1をみたすための必要十分条件は、Aが(OOO WOO OOO)の形にユニタリ相似であること(ただし、Wは任意の行列)、||A||_1=w^*(A)なる必要十分条件は、Aが正規行列となることなどがある。これらの成果は、平成3年9月に行われた、ミネアポリスでのSIAM学会で発表するとともに、論文としてまとめ、Linear and Maltilinear Algebraに掲載予定である。
未規制たばこ製品,特にガムたばこの有害性に関する研究

未規制たばこ製品とその使用による健康影響対策に資する基礎的資料を作成することを目的として、近年日本国内でも流通が確認されていた未規制たばこ製品、特にガムたばこについて、発がん性と関連の深い遺伝子毒性など生体影響を調べた。その結果、口腔がん等のリスク要因とされている噛みたばこ同様、ガムたばこについても亜硝酸処理により、発がん関連物質が生成する可能性が示唆された。初年度にあたる平成22年度は、ガムベース試料から変異原性成分抽出手法の作成を中心に研究を実施した。今年度得られた結果の大要は以下の通りである。(1)試料前処理方法:ガムたばこには甘味料・香料などたばこ以外の成分も添加されていることが知られている。今年度は、食品や環境試料からの変異原性有機成分の抽出に汎用されている4種類の有機溶媒(ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、メタノール、アセトン)を用いて試料前処理方法について検討を行った。ジクロロメタン抽出物には比較的大量のガムベースが含まれ、濃縮操作にも支障が生じた。メタノールおよびアセトン抽出ではガムベース成分は殆ど溶出しなかったが、濃縮過程で析出した成分が(変異原性試験用の)ジメチルスルホキシドに溶媒転換した際不溶性成分として残存が認められた。ジメチルスルホキシドで直接抽出した場合、ジクロロメタンほどではないもののガムベースの溶出が認められた。(2)毒性試験:遺伝子毒性(変異原性)試験への応用を念頭に、ガムたばこ試料を定性的な変異原性試験であるスポット・テストに供した。代表的なエイムス試験菌株5種類(TA1535,TA100,TA98,TA97,YG1024)を用いラット肝S9mixによる代謝活性化を行った場合と行わない場合の両条件下で試験したところ、いずれの菌株・条件下でもコロニー数の増加は認められず、また明瞭な菌の生育阻害も認められなかった。一方、試料前処理方法の妥当性を検討するために、たばこ葉抽出物とその亜硝酸処理試料の変異原性を比較した結果、亜硝酸処理により変異原性の増強が認められた。本研究は未規制たばこ製品とその使用による健康影響対策に資する基礎的資料を作成することを目的としている。2年目にあたる平成23年度は、スウェーデン製ガムたばこ「ファイヤーブレイク」及び国産紙巻たばこ3種(マイルドセブンオリジナル、セブンスター、ホープ)を被験試料とし、それらの抽出物及び亜硝酸反応生成物の変異原性評価を中心に研究を実施した。変異原性試験はサルモネラTA100及びTA98両菌株を用い、ラット肝S9mix添加・無添加両条件下でプレインキュベーション法により行った。(1)ガムたばこ単独では明瞭な変異原性は認められなかった。(2)国産紙巻たばこ葉3種は主にTA98株S9mix添加条件下で弱い変異原性が認められた。(3)被験試料に亜硝酸処理を行ったところ国産紙巻たばこ葉3種はいずれも菌株・S9mix添加の有無にかかわらず明瞭な変異原性が認められ、またガムたばこでも条件により変異原性が認められた。(4)亜硝酸反応過程におけるpHの比較実験から酸性条件下でより強い変異原性が認められた。これらの結果から、口腔がん等のリスク要因とされている噛みたばこ同様(Whongeta1.,1985)、ガムたばこについても亜硝酸処理により、発がん関連物質が生成する可能性が示唆された。これまでにガムにたばこ葉を練り込んだスウェーデン製「ファイヤーブレイク」の亜硝酸反応生成物が変異原性を示すことを報告した。最終年度にあたる平成24年度は、その比較対照試験を目的として、たばこ葉を含まないチューイングガムの亜硝酸反応生成物の変異原性について調べた。また、ガムたばこ関連製品のニコチン分析や動物投与試料の検討も行った。1被験ガム試料の50%DMSO/DW抽出物は菌株・S9mix添加の有無にかかわらず変異原性は認められなかった。2被験ガム試料に亜硝酸処理を行ったところ、主に塩基対置換型の突然変異を検出するTA100株に対して、3種類のガムがS9mix無添加条件下で変異原性を示した。また、3主にフレームシフト型の突然変異を検出するTA98株に対して、4種類のガムがS9mix無添加条件下で変異原性を示した。4亜硝酸処理反応時におけるpH比較実験を行ったところ、変異原性を示した被験ガム試料に関して、酸性条件下のみで変異原性が認められた。これらの結果から、ガムたばこのみならず、たばこ葉を含まないチューイングガムについても亜硝酸処理により、発がん関連物質が生成する可能性が示唆された。

5ガムたばこ関連製品として禁煙補助剤等のニコチン分析を試みたが回収率が70%と悪く定量値は得られなかった。6動物に投与可能な試料調製を試みたが、定量的な溶解度が得られなかった。当初予定していた動物投与実験の予備実験は若干遅延しているものの、一方で亜硝酸反応生成物の追加実験を行った。その結果、ガムたばこについても亜硝酸処理により、発がん関連物質が生成する可能性を見出し、その成果を日本薬学会第132年会において発表した。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年にあたる平成24年度は、ガムたばこ及び関連製品(禁煙補助剤、たばこ葉など)に含まれるニコチン分析と、動物に対する投与実験を中心に行う。最終年度にあたり、これまでに得られた研究成果とあわせて、未規制たばこ製品の規制や対策に有用な基礎的資料を構築する予定である。