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高分子－クレイコンポジットゲルのタフネス機構の解明とアクチュエーター挙動

高分子ハイドロゲル材料は様々な分野で利用されているが、力学的に脆弱であることが課題である。本研究の成果として、それを克服した力学的に壊れにくい(タフな)、クレイと高分子から成るハイドロゲルを環境への負荷が低いプロセスで作製することに成功し、そのタフネス機構の重要因子、ゲルの力学物性における高分子種の影響を明らかにした。また、開発したゲルが電気によって駆動することを見つけ、その機構を解明した。アニオン性高分子であるポリアクリル酸ナトリウム、中性高分子であるポリアクリルアミドを用いて、高分子ークレイコンポジットハイドロゲルの力学物性における組成効果および分子量効果を調査した。その結果、ゲルの力学物性は分散剤濃度に敏感ではあるが、高分子濃度にはあまり敏感ではないことを示した。また、ゲルの力学物性の分散剤濃度、高分子濃度の効果はゲル構造の不均一性と相関していることを明らかにした。水晶振動子マイクロバランス装置を用いて、クレイと高分子間の相互作用を調査した。その結果、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミドどちらの高分子とも、クレイ粒子に物理的吸着することを確認した。上記の結果をまとめると、タフな力学物性を有する高分子ークレイコンポジットハイドロゲルを得るためには、3つのキーファクター、(1)クレイ粒子の分散性、(2)数百万以上の高分子量をもつ高分子の使用、(3)高分子ークレイ微粒子間の相互作用が重要であることが明らかとなった。このようなゲルのタフネス機構に関する知見は今後新規な高分子ークレイコンポジットハイドロゲルを開発する上で非常に重要な指針となる。さらに、アクチュエーターとしての応用を探るために、ポリアクリル酸ナトリウムークレイコンポジットハイドロゲルの電場屈曲性を調査した。その結果、応答速度はやや遅いものの、8V程度の電圧印加でゲルは大きく屈曲することが分かった。また、この屈曲挙動は二段階機構(一段階目でカソード側へ屈曲した後、二段階目でアノード側へ大きく屈曲する)で進行することを示した。これらの屈曲挙動において、一段階目では電場印加によるゲル内部のプロトン移動により、二段階目においては外部溶液からのプロトン移動によりゲル表面のpHが変化することによってゲルが屈曲することを明らかにした。これまでの研究は概ね平成27年度の交付申請書の研究実施計画通りに進行している。具体的には、交付申請書の研究計画で述べたように、高分子ークレイコンポジットハイドロゲルに対して、一軸圧縮・一軸伸張測定を行うことにより弾性率、破断応力、破断歪み、クレイ一粒子あたりの平均吸着高分子数などのゲルの力学物性における重要パラメーターを求めた。これらの力学物性の組成依存性・分子量効果と放射光小角X線散乱を用いたハイドロゲルの構造を調査した研究成果は2報の査読付き学術論文にまとめた(両論文とも掲載済み)。高分子とクレイ粒子間相互作用の評価を行うために、計画通り水晶振動子マイクロバランス(QCM)装置を購入した。QCMを用いてクレイ粒子上にポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミドが吸着することを確認し、高分子ークレイ間の相互作用の重要性を明らかにした。また、本年度予定していた高分子ークレイコンポジットハイドロゲルのミクロ構造調査のために、大強度陽子加速器施設(J-PARC)において、ゲルの小角中性子散乱コントラスト変調実験を行った。本実験については現在解析途中であり、平成28年度に解析を仕上げる予定である。その他、ゲルのアクチュエーター挙動の調査については数Vの電圧を印加してゲルのアクチュエーター挙動を調査した結果、8V程度の電圧でゲルは90度以上屈曲することを示した。このように、本年度計画していた多くの研究を実施することができ、本研究は概ね順調に進行している。種々のクレイ粒子(合成ヘクトライト、合成サポナイト、モンモリロナイト)を用いて、単純混合によって作製されるポリアクリル酸ナトリウムークレイコンポジットハイドロゲルの力学物性を調査した。その結果、モンモリロナイトを用いたハイドロゲルでは力学的にタフなゲルは作製できなかったが、合成サポナイトを用いたゲルでは、これまでの合成ヘクトライトを用いたゲルの力学物性にはやや劣るものの、力学的にタフなゲルを作製することができた。ポリアクリルアミドを用いたハイドロゲルでは、高分子濃度を高くすることによって、弾性率を上昇させることができ、かつ我々の所有する装置限界(1600%)の伸長度まで破断することなく伸びた。このゲルには自己回復性がみられ、切断後のゲルは切断前のそれにほぼ匹敵するほどの力学物性を示した。さらに、切断後の保持温度を高くするほど優れた自己回復性を示した。コントラスト変調中性子散乱を用いて、ポリアクリル酸ナトリウムークレイコンポジットハイドロゲルの構造を調査した結果、クレイ微粒子周りには明確な高分子吸着層は存在しないことが確認された。この結果は、本ゲルでは分散剤と高分子共、クレイ側面に吸着するため、密度の濃い高分子吸着層が形成しにくいためと考えられる。水晶振動子マイクロバランスアドミッタンス解析法を用いて、クレイー高分子間の相互作用を調査した。その結果、ポリアクリルアミドを用いたゲルでは、ポリアクリル酸ナトリウムを用いたゲルよりもクレイ粒子に吸着する高分子量がはるかに大きいことが確認された。この結果は、ポリアクリルアミドはクレイ粒子の表面積の大きなクレイ表面に、ポリアクリル酸ナトリウムはクレイ粒子の表面積の小さなクレイ側面に吸着していることを示唆する。これまでの研究は概ね研究実施計画通り進んでいると考えている。

本研究の一つの柱である「高分子ークレイコンポジットハイドロゲルのタフネス機構の解明」という点においては、コントラスト変調中性子散乱および水晶振動子マイクロバランス法を用いた測定により、高分子とクレイの吸着挙動が次第に明らかになりつつある。また、前者のコントラスト変調中性子散乱を用いたゲル構造解析においては、放射光小角X線散乱法からの散乱データもコントラスト変調解析に組み込むことを行い、従来のコントラスト変調中性子散乱のみの解析よりも精度の高い構造解析法を可能にした。これまでに得たゲルのタフネス機構に基づき、新規な高分子種の開発に取り組み、ポリアクリルアミドを用いた高分子ークレイコンポジットハイドロゲルの力学物性に匹敵するような、伸縮性の優れた新規高分子/クレイコンポジットハイドロゲルも見つかっている。アクチュエーターの研究においては、数V程度の電圧印加でゲルが屈曲することを確認している。このように、計画していた多くの実験ならびに解析を実施することができたため、本研究は概ね順調に進行しているものと考えられる。2017年度に実施した研究において、高分子として超高分子量ポリエチレンオキサイド(PEO)を用いたPEO-クレイコンポジットハイドロゲルが、非常に大きな伸長度(10002000%)を示すことが明らかとなった。このPEO-クレイハイドロゲルの力学物性におけるPEOの分子量効果を調べた(28万770万の粘度分子量の範囲で8つの異なる分子量のPEOを使用)結果、28万のPEOを用いた場合、クレイを混合してもゲル化せず、それ以上の分子量のPEOを用いた場合、分子量の増加とともにゲルの弾性率や伸長応力は増加し、350万以上の分子量でほとんど一定となった。この結果は、これまでに調査してきたポリアクリル酸ナトリウム(PAAS)ークレイコンポジットハイドロゲルの力学物性の分子量依存性と一致する。このことから、力学特性の優れた高分子ークレイコンポジットハイドロゲルを作製するには約350万以上の分子量をもつ高分子を用いることが必要不可欠であり、その条件は、高分子種によらない普遍的な因子である可能性が高いことが明らかとなった。PEO-クレイハイドロゲルとPAAS-クレイハイドロゲルの力学物性を比較した結果、両者の弾性率(歪みが小さいときの伸長応力)はほぼ同程度であるが、歪みが大きくなると前者の伸長応力は後者に比べてかなり小さくなった。両ゲルの水晶振動子マイクロバランス(QCM)測定を比較した結果、PEOとクレイの相互作用は後者のそれに比べて弱いことが示唆された。これまでの力学測定とQCMの測定結果から、PEO-クレイハイドロゲルでは伸長とともにPEOークレイ間の相互作用(結合)が徐々に切断と結合の再生が繰り返されるのに対し、PAAS-クレイハイドロゲルでは破断付近でほとんどの結合(静電相互作用)が切断され、結合の再生は生じないというモデルが提案された。高分子ハイドロゲル材料は様々な分野で利用されているが、力学的に脆弱であることが課題である。
黒曜石水和層年代測定法の高精度化に関する研究

イースター島(チリ),鷹山黒曜石採掘址(長野),野尻湖遺跡群(長野),中本(北海道)の地質学的・考古学的黒曜石の主要・微量元素組成を,7元素から23元素に拡充した機器中性子放射化分析,及びエネルギー分散型蛍光X線分析で測定した。その結果従来判別困難であった黒曜石露頭が改良されたINAAとEDXRFで識別可能になった。促進水和実験では,まず,方法を基準化し,地質学的・考古学的黒曜石を104,126,152°Cで4,8,16,32週間,飽和水蒸気に曝し,測定に先立って1年前に埋設したcell-pairで直接測定される現場の地温・相対湿度での水和速度を決定した。約50個の被熱黒曜石が収集され,フィッショントラック法で年代を測定し,年輪年代による較正の限界-1万年を超えたさらに古いC-14年代の較正の可能性がでてきた。黒曜石水和層年代測定法は温度依存型なので,これを逆用し,被熱黒曜石のフィッショントラック年代または十分に較正されたC-14年代と組み合わせることによって古気候変動を復元できる可能性が生じた。黒曜石水和層年代測定法の高精度化を目的として,長野県野尻湖周辺遺跡群・鷹山黒曜石採掘址遺跡群,北海道北見市中本遺跡及びイースタ島の黒曜石等を実験試料として,(1)促進水和実験-2.5,2.4,2.3(l000/゚K),飽和水蒸気圧下で促進水和実験を行い,光学的に測定可能な厚さ(1μm)の水和層がl4週間の期間で人工的に形成できることを確認した。(2)効果水和温度・相対湿度測定-1997年9月16日鷹山黒曜石採掘址遺跡群に埋設したcell-pairsを取り出して1年間の重量変化を測定し,10cm-9.99°C/100%,25cm-9.82°C/100%,50cm-9.42°C/100%,1m-930°C/100%,2m-8.68°C/100%(深さ-効果水和温度/相対湿度)の結果を得た。1998年9月14には,長野県野尻湖周辺遺跡群の2カ所にcell-pairsを埋設し,さらに9月28日に北海道北見市中本遺跡に埋設し,1999年の同月同日に取り出す予定である。このように,効果水和温度(地温),相対湿度が直接遺跡で測定できることを確認した。(3)総計3,469点の原産地及び遺跡出土黒曜石について,中長寿命核種を用いた機器中性子放射化分析による微量成分分析(INAA),エネルギー分散型蛍光X線分析(EDXRF)による成分分析を行った。最近の効果水和温度(地温)・相対湿度の直接測定の結果が適用できない,最終氷期最大亜氷期や温暖な縄文海進期を経た試料については,遺跡出土の焼けた黒曜石のフィッショントラック年代を基準にして遺物や文化層の先後関係を位置づける予定である。これらの結果は,IAERU-9901,-9902,-9904ほかに発表する準備をしている。補助金が交付されてきた期間(平成10・11年度)に,黒曜石水和層年代測定法の高精度化を目的とした研究を行った。対象とした考古学試料は,長野県野尻湖周辺遺跡群(約500点),鷹山黒曜石採掘址遺跡群(約100点),北海道北見市中本遺跡(約100点),新潟県西蒲原郡巻町角田山麓遺跡群(約600点)及びイースタ島の黒曜石(約700点)である。(1)促進水和実験-2.5,2.4,2.3(1000/°K),飽和水蒸気圧下で促進水和実験を行い,地質学的及び考古学的黒曜石の水和速度を求めた。(2)効果水和温度・相対湿度測定-セル・ペア-を鷹山黒曜石採掘址遺跡群(1セット),野尻湖周辺遺跡群(2セット)及び中本遺跡(1セット)に埋設し,効果水和温度(地温),相対湿度を直接遺跡で測定した。

(3)総計約4000点の地質学的(約2000点)及び考古学的黒曜石(約2000点)について,中長寿命核種を用いた機器中性子放射化分析による微量成分分析(INAA),エネルギー分散型蛍光X線分析(EDXRF)による成分分析を行った。(4)野尻湖周辺遺跡群(42点)及び中本遺跡(5点)から焼けた考古学的黒曜石を得てフィッショントラック年代を測定した。この結果,最近1年間の効果水和温度(地温)・相対湿度及び実験的に得られた水和速度を最終氷期最大亜氷期や温暖な縄文海進期を経た考古学的試料に適用すると,著しく新しい黒曜石水和層年代を与えること,これをフィッショントラック年代を用いた検量線法で補正できること,また,逆にこの両者の関係から古地温の推定ができることが分かった。
接着剤の物性にもとづく木質材料の寿命推定法に関する研究

木材工業界においては最近構造材料として各種木質材料の開発が進められ、接着剤についても従来の熱硬化性樹脂のみならず、種々の構造・物性をもつ新しい高分子をも積極的に取り入れる動きもある。ここで最も大きな問題となるのは木質材料の力学的耐久性である。我々は接着剤の物性の変化に着目して接着系の耐久性をレオロジー的に解析し、科学的根拠に裏うちされた、普遍性のある材料寿命の推定方法を確立することを目的として研究を行った。以下に主な成果をまとめる。3種のポリ酢酸ビニル系接着剤(溶液重合によるPVAc(S)、乳化重合によるPVAc(E)およびPVAc(E)にイソシアネート系架橋剤を添加したPVAc(EC))、ポリエステル系ホットメルト接着剤、3種のEVAc系ホットメルト接着剤およびアクリルフォーム接合材(VHB)についてそのフィルムの動的粘弾性を測定するとともに、せん断接着強さ、引張り接着強さならびにはく離強さを温度と変形速度の関数として測定し、それぞれのマスターカーブを得た。その結果、接着剤の物性の変化が接着性能に顕著な影響を与えるものであることを確認した。せん断接着強さは最も高速で極大を示し、その値は大きい。引張り接着強さはそれより若干低速で極大となり、その値は比較的低い。はく離強さは最も低速で極大を示す。また、これらのピークは接着剤の緩和時間が増大・減少すればそれぞれ低速、高速ヘシフトすることも実験的に確認した。次に、PVAc(E)およびEVAc系ホットメルト接着剤については種々の温度および負荷条件下でクリープ実験を行った。その結果、接着系の寿命が温度上昇あるいは荷重増加にともなって短かくなってゆく過程を定量的に追跡することができた。そしてこの傾向はレオロジー的に統一的に整理できるものであるとの結論を得た。この方面のデータが更に蓄積され、理論がより体系化されてゆくことを期待している。本研究では,接着剤の物性にもとづいて木質材料の寿命を科学的に推定することを目的とし,以下の実験をスタートさせた.接着剤としては,大別して,従来から木質材料の製造に使用されている高度に架橋するタイプの樹脂,エポキシ樹脂や水性ビニルウレタン樹脂のように軽度に架橋するタイプの樹脂,さらにはEVAやポリ酢酸ビニルのように全く架橋しないタイプの線状高分子の3種類があるが,本年度はこのうち線状高分子にウエイトをおいて実験を行った.供試サンプルとしてEVA(ウルトラセン710;比重0.981;VAc27.7wt%;MI=17.52)/CaCO_3とテルペンーフェノール共重合体(YSーポリスターS145;軟化点145°C,比重1.04;分子量1050)の組合せを選び,これを種々の割合に混合したものを接着剤とした.先ず,一連の接着剤の動的粘弾性を測定した.その結果,タッキファイアーの濃度が増すほど接着剤のTgが上昇することが明らかになった.次にカバ材を被着材に選び,一定の引張り速度において引張りの接着強さならびにせん断接着強さを測定した.その結果,いずれの接着強さもあるタッキファイアー濃度のところで極大を示すことがわかった.これから典型的な組成3つを選び,そのそれぞれについて温度および速度を変数として接着試験を行い,温度一速度換算則を適用してマスターカーブを求めた.その結果,接着強さはいずれもある速度域で極大をもつ曲線で表わされ,またその極大は接着剤のTgが上昇するに従って低速側へシフトすることがわかった.同様の基礎的データは別にPVAc,PVAc/イソシアネート,VHBなどについても得られており,次年度測定されるクリープ破壊のデータとの対比から,接着系の力学的寿命の定量的な推定法が明らかになってくるものと考えられる.木材工業界においては最近構造材料として各種木質材料の開発が進められ、接着剤についても従来の熱硬化性樹脂のみならず、種々の構造・物性をもつ新しい高分子をも積極的に取り入れる動きもある。

その結果、接着系の寿命が温度上昇あるいは荷重増加にともなって短かくなってゆく過程を定量的に追跡することができた。そしてこの傾向はレオロジー的に統一的に整理できるものであるとの結論を得た。この方面のデータが更に蓄積され、理論がより体系化されてゆくことを期待している。木材工業界においては最近構造材料として各種木質材料の開発が進められ、接着剤についても従来の熱硬化性樹脂のみならず、種々の構造・物性をもつ新しい高分子をも積極的に取り入れる動きもある。ここで最も大きな問題となるのは木質材料の力学的耐久性である。我々は接着剤の物性の変化に着目して接着系の耐久性をレオロジー的に解析し、科学的根拠に裏うちされた、普遍性のある材料寿命の推定方法を確立することを目的として研究を行った。以下に主な成果をまとめる。3種のポリ酢酸ビニル系接着剤(溶液重合によるPVA_C(S)、乳化重合によるPVA_C(E)およびPVA_C(E)にイソシアネート系架橋剤を添加したPVA_C(EC)、ポリエステル系ホットメトル接着剤、3種のEVA_C系ホットメルト接着剤およびアクリルフォーム接合剤(VH_B)についてそのフィルムの動的粘弾性を測定するとともに、せん断接着強さ、引張り接着強さならびにはく離強さを温度と変形速度の関数として測定し、それぞれのマスターカープを得た。その結果、接着剤の物性の変化が接着性能に顕著な影響を与えるものであることを確認した。せん断接着強さは最も高速で極大を示し、その値は大きい。引張り接着強さはそれより若干低速で極大となり、その値は比較的低い。はく離強さは最も低速で極大を示す。また、これらのピークは接着剤の緩和時間が増大・減少すればそれぞれ低速、高速へシフトすることも実際的に確認した。次に、PVA_C(E)およびEVA_C系ホットメルト接着剤については種々の温度および負荷条件下でクリープ実験を行った。その結果、接着系の寿命が温度上昇あるいは荷電増加にともなって短かくなってゆく過程を定量的に追跡することができた。そしてこの傾向はレオロジー的に統一的に整理ができるものであるとの結論を得た。
移動中も計測可能な環境認識用走査型レーザ測距システム

移動ロボットが環境中を自律的に走行するためには、周囲の環境情報を取得するためのセンサが必要不可欠である。このセンサとして走査型レーザ距離センサが近年多く利用されているが、この種のセンサをロボットに搭載し、移動しながら計測を行うと、異なる地点で計測されたデータが正しく重ならない、平らな壁が湾曲して計測されてしまう、という問題がある。これを回避するためには、ロボットが計測のたびに一旦停止しながら走行する必要があるため、正確な環境認識には非常に多くの時間を要する。そこで本研究では、ロボットが移動しながら計測を行っても、正しい環境認識を行うことのできるシステムを構築することを目的とした。本研究では、測域センサとセンサの位置計測モジュールを同期させることによって、スキャン中にセンサの位置や姿勢が変化しても正確な距離データを計測することが可能なセンシングシステムを開発した。具体的には、まずセンサが計測を開始する瞬間に出力する同期信号を用いて計測の正確なタイミングを測定する。そして、センサ位置姿勢の移動軌跡情報を、レーザが走査されて計測を行っている間すべて記録しておき、これとレーザの走査タイミングとの時問合わせを行う。これにより、センサの各計測データに対して、それらが計測された瞬間のセンサの位置と姿勢に関する情報が付加される。本システムの有用性を検証するために二次元環境の地図作成実験を行い、移動ロボットが走行しながらでも環境を正確に計測することが可能なことを確認した。また、これを三次元の環境認識へと拡張し、本システムを用いた三次元計測の方法について提案した。三次元の環境データを得るためのセンサ回転機構を構築して実験を行い、提案手法によって環境の三次元形状を高速に計測できることを確認した。本研究では、移動ロボットの環境認識センサとして有効な走査型レーザ測距センサを、ロボットが高速に移動している最中でも計測可能とするシステムを提案する。センサから出力される走査同期信号を用いてロボットの移動軌跡情報とレーザの走査タイミングとの時間合わせを行い、センサの各計測データに対して、それらが計測された瞬間のロボットの位置と姿勢に関する情報を付加する。今年度は、システムを構築するために、以下の項目について研究を行った。・回路基板の設計、製作センサが計測を行っている最中のロボットの現在位置を計算するための回路基板を設計、製作した。この基板では、ロボット車輪のエンコーダ情報を用いて、一定周期でロボットの現在位置を計算するとともに、センサから入力される計測開始同期信号を用いてセンサの各データに対して、それらを計測した瞬間のロボットの位置を対応付けるための情報が生成される。・データ対応付けソフトウエアの開発センサからの計測データと、製作した回路基板からの情報は、統括制御用PCに送って統合する。センサから送られてくる各データに対して、それらが計測された瞬間のロボットの位置を割り出して、その情報を付加するためのソフトウエアの開発を行った。・移動ロボットへの搭載と環境認識実験上記で製作したシステム、ソフトウエアをすべてロボット上に搭載し、ロボットが走行中に環境認識を行う実験を行った。環境として屋内で計測を行った結果、ロボットが移動しながらでも正しく形状計測を行えることが確認できた。まず、センサが計測を開始する瞬間に出力する同期信号を用いて計測の正確なタイミングを計測する。

そして、ロボットの移動軌跡情報を、レーザが走査されて計測を行っている間すべて記録しておき、これとレーザの走査タイミングとの時間合わせを行う。これにより、センサの各計測データに対して、それらが計測された瞬間のロボットの位置と姿勢に関する情報が付加される。本研究では、これを三次元の環境認識へと拡張し、三次元の環境データを得るためのセンサ回転機構を構築した。ロボットの位置姿勢情報とともに、センサの回転角度も記録しておくことで、ロボットが移動しながら高速に三次元環境計測を行うことができるシステムを構築した。このシステムを用いて実験を行い、環境の三次元計測を実現した。
痴呆モデル動物による新規抗痴呆薬の創製

研究課題について毎年大きく達成目標を立て実験を行った。1内因性神経ペプチドのendomorphin-1の行動特性および体内動態について検討した。scopolamineを単回あるいは反復投与して空間記憶を障害させたマウスにendomorphin-1を単回あるいは反復投与しても有意な変化は認められなかったことから、endomorphin-1はコリン作動神経系の機能障害による空間記憶障害には影響しないことが示唆された。2オピオイドによる認知症モデル動物の作製に関する研究の一環として遺伝子改変動物を利用して短期および長期記憶におけるμ-オピオイド受容体の役割を検討した。通常μ-オピオイド受容体は学習記憶機構を調節していない可能性が示唆された。3.Aβ25-35誘発学習記憶障害モデル動物に対するg-オピオイド受容体作動薬の作用およびグルタミン酸作動性神経との関与について検討した。κ-オピオイド受容体作動薬は学習記憶障害モデルに対し治療的効果を有しておりその機構にはグルタミン酸神経系を介している可能性が示唆された。4.天然物由来成分のオピオイド神経調節作用について検索した。フェニルプロパノイド類は一般行動に影響を与えることなく脳機能障害を改善する効果が期待できることが示唆された。医薬品は安定供給という点から考えると、天然資源の有効利用や工業的生産効率が高くなければならない。今回用いた化合物がオピオイド神経系を調節し近い将来認知症の改善薬として上市されることを願ってやまない。(1)Endomorphm-1とscopolamineの単回投与無処置マウスのゴール到達時間は,5日間にわたって経日的に短縮し,学習効果が見られた.6日目にscopolamine(0.5および1mg/kg)を投与すると,ゴール到達時間が有意に延長した.Scopolamine(0.5mg/kg)によるゴール到達時間の延長は,endomorphin-1(42pmol)を投与しても影響されなかった。(2)Scopolamineの反復投与Scopolamine(0.1および0.5mg/kg)を反復投与すると,control群と比較してゴール到達時間はほとんど短縮しなかった。(3)Endomorphin-1とscopolamineの反復投与Scopolamine(0.1および0.5mg/kg)によるゴール到達時間の延長に対してendomorphin-1(42nmol)はほとんど影響しなかった。2.脳内モノアミン代謝に及ぼす作用Endomorphin-1およびscopolamineを単独あるいは併用投与すると,大脳皮質や海馬においてドパミン,セロトニンなどの含量変化が見られたが,行動変化との密接な関連性は認められなかった。以上の結果より,scopolamineを単回あるいは反復投与して空間記憶を障害させたマウスにendomorphin-1を単回あるいは反復投与しても有意な変化は認められなかったことから,endomorphin-1はコリン作動神経系の機能障害による空間記憶障害には影響しないことが示唆された.今後は,endomorphin-1の短期記憶に及ぼす作用を詳細に検討する予定である。オピオイドによる痴呆モデル動物の作製に関する研究の一環として遺伝子改変動物を利用して短期および長期記憶におけるμ-オピオイド受容体の役割を検討した.1.自発的交替行動におけるμ-オピオイド受容体の役割μ-オピオイド受容体欠損マウスの自発的交替行動(短期記憶の指標)は正常マウスと比較して有意に低下した.さらに,Y字型迷路内アームへの移動回数も有意に減少した.2.モリス型水迷路課題におけるμ-オピオイド受容体の役割μ-オピオイド受容体欠損マウスと正常マウスを比較すると,ゴール到達時間(長期記憶の指標)は同程度で有意差は認められなかった.一方,μ-オピオイド受容体欠損マウスの遊泳速度は正常マウスより有意に高かった.3.Novel recognition試験におけるμ-オピオイド受容体の役割

μ-オピオイド受容体欠損マウスのオープンフィールドにおける場所選好はほとんど見られなかったが、recognition index(短期記憶の指標)は有意に低下した.オープンフィールド内の移所運動は増加傾向のみで顕著な変化は見られなかった.また,μ-オピオイド受容体欠損マウスが黒色塗装したゴルフボールの半球を嫌う可能性が考えられるので,2日間のアダプテーション後,第3日目に白色プラスチック製ボトルキャップと黒色塗装のゴルフボールの半球をそれぞれ一つずつ入れたオープンフィールド内を5分間自由に探索させたが,それぞれの物体に対する探索行動に有意差は認められなかった.κ-オピオイド受容体作動薬は学習記憶能と関連が深いグルタミン酸などの神経伝達物質の遊離を調節していることが報告されている。当研究室では、Y字型迷路試験でβ-amyloid(Aβ)タンパクによる自発的交替行動障害モデル動物に対してκ-オピオイド受容体作動薬のU-50,488Hが緩解作用を有することを明らかにしてきた。今回我々はAβタンパクの活性フラグメントであるAβ_<25-35>によって学習記憶障害モデル動物を作製し、(1)新奇物質認知試験においてU-50,488Hが緩解作用を示すかどうかを検討した。また、(2)その緩解作用についてグルタミン酸作動性神経との関わりを明らかにするためにCaMKIIαサブユニットのリン酸化を調べた。実験には6週齢のICR系雄性マウスを用いた。4日間37°CでインキュベーションしたAβ_<25-35>を側脳室内に3nmol/3μL注入し、Aβ_<25-35>の投与7日目に新奇物質認知試験を行った。第一セッションの30分前にU-50,488H(0.7μmol/kg)を腹腔内投与した。第二セッションでの新奇物質への探索行動時間の割合をrecognition indexとし作業記憶の指標とした。行動実験直後に断頭し、脳を摘出しwestern blotting用にサンプル調整を行った。Aβ_<25-35>の投与により第一セッションでの場所嗜好に対しては何ら影響を与えなかったが、第二セッションでのrecognition indexは有意に低下したことからAβ_<25-35>が学習記憶機能を障害したことが確認された。一方、U-50,488Hは、その障害を有意に緩解し、その緩解作用にはCaMKIIαサブユニットのリン酸化の変化を伴っていることが明らかになった.医薬品は安定供給という点から考えると,天然資源の有効利用や工業的生産効率が高くなければならない。本年はミカン科植物から抽出でき化学合成も比較的容易なフェニルプロパノイド類に着目し向精神作用を見出せないか行動薬理学的に検討した。C_6C_3炭素骨格ユニットから成るフェニルプロパノイドはみかん科だけでなく種々の植物中に多数存在している。これまでの報告は免疫活性を高める可能性を示したものが多く,様々な薬理学的作用が期待できるが,その詳細についてはほとんど検討されていない。以上の結果から,今回検討したフェニルプロパノイド類は一般行動に影響を与えることなく脳機能障害を改善する効果が期待できることが示唆された。
二価金属イオンによる8‐ヒドロキシグアニン生成と突然変異生成

1)鉄イオンの突然変異原性の解析;塩化第一鉄をDNA二本鎖pZ189プラスミドと反応させ、野生型およびmutM変異大腸菌に感染し、supF遺伝子の突然変異体を得た。突然変異頻度は、野生株の場合自然変異の20倍、mutM変異では30倍であった。G:C_<->>T:A及びG:C_<->>C:Gトランスバ-ジョンが増大していた。2)鉄イオンによる8-ヒドロキシグアニンの同定;塩化第一鉄で処理したpZ189のDNAをP1ヌクレアーゼで消化し、燐酸化し、高速区液体クロマトグラフィーに接続した電気化学検出器を用い、活性酸素型損傷、8-ヒドロキシグアニン、の生成割合を調べた。塩化第一鉄濃度の増加にともない生成量は増加し、120μM塩化第一鉄処理で10^5グアニン当たり50個の8-ヒドロキシグアニンが作られていた。塩化第一鉄によるこの変化は、カタラーゼやSODにより部分的に阻害された。3)まとめ;鉄イオンによる変異原性は、環境中の微量の過酸化水素やスーパーオキサイドとの反応で生成する活性酸素によるDNA損傷、8-ヒドロキシグアニンやファピ-、の生成に起因する。また、従来変異原性について言及のないファピ-についても、変異誘発の可能性、とりわけG:C_<->>C:Gトランスバ-ジョンの原因損傷である可能性を強く示唆した。
新規BCNナノクラスターの構造と物性解明

デバイス機器の高周波化により、磁性材料の発熱による磁気特性の低下(鉄損)が問題となっている。特に、渦電流に起因する鉄損は、使用する周波数の2乗に比例して増加する性質があるため高周波域で使用される磁性体には高抵抗化が必要である。また、高い磁化率を得るためにはFe, Co, Ni等は非酸化物であることが望ましい。一方、ボロンナイトライド(BN)物質には、絶縁体であり、耐熱性、熱伝導性に優れ、他の物質との反応性が低いという特徴が挙げられる。したがって、絶縁体であるBN物質中にメタル磁性ナノ粒子を内包することができれば、高抵抗、高磁化率、耐酸化性に優れた磁性材料の合成が期待できる。本研究では、メタル磁性ナノ粒子とBNケージ物質からなる磁性材料の合成・構造解析・時期特性評価を行った。メタル磁性ナノ粒子をBNケージ物質中に内包する方法として2種類の合成プロセスを開発した。まず、窒化物のエリンガム図より、出発原料としてFe_4N粉末とB粉末を選択した。これらの混合粉末を熱処理することにより、bcc-Fe@竹型BNナノチューブを合成した。また、有機金属錯体を用いた合成法として、[Co(NH_3)_6]Cl_3とKBH_4粉末を選択し、窒素ガス気流下での加熱により、fcc-Co@BNナノカプセルを合成した。VSM測定装置を用いて、PC試験による磁気特性評価を行った結果、BN層の形成により耐酸化性と耐食性が得られることを確かめた。また、bcc-Fe@竹型BNナノチューブとCo@BNナノカプセルの形成メカニズムを提案した。本研究により、BNケージ物質中に非酸化メタル(Fe, Co)ナノ粒子を内包した磁性材料が合成できた。また、メタルナノ粒子をBNケージ物質で被覆した結果、耐酸化性・耐食性が向上された。BNケージ物質が絶縁体であることから、高周波機器中で用いる磁心、電波吸収体としての利用が期待できる。BNフラーレンナノクラスター(Eg=5eV)は、Cフラーレンナノクラスター(Eg=01.7eV)よりもバンドギャップが広く、耐熱性に優れたデバイス材料として期待されている。しかし、BNフラーレンナノクラスターでは多量合成法及び単離法が確立されておらず、研究を困難なものとしてきた。このような背景の中、我々はBNフラーレンを簡易合成する方法としてアーク溶解法を開発した。実験では、B粉末に金属粉末を少量混ぜた圧粉体またはボライド化合物を用意し、N_2+Arガス雰囲気下でアーク溶解を行った。金属粉末の添加には、1)アーク放電を起こりやすくする、2)BNナノチューブ・ナノカプセル生成の触媒、3)金属内包BNナノカプセル・チューブの合成という目的がある。金属元素を変えることにより、BNナノチューブまたはBNナノカプセルの生成に適した金属触媒を見つけ出すことが重要となる。本年度の研究では、BNナノチューブ合成に有用であると考えられる金属触媒をデータとして取りまとめた。その結果、Y、Zr、Nb、La、Hf、Ta、W等の希土類元素を原料に加えることによりBNナノチューブが容易に合成されることを見出した。その他の金属では、金属内包BNナノカプセルまたはBNケージのみの合成を確認した。特に、Ga元素を使用した際にはBNケージが多量に合成された。これら触媒金属による形成物の違いは、触媒金属と窒素との生成エンタルピーを用いて分類できることを本研究で明らかにし、アーク放電を使用したBNナノチューブの合成にはY、La元素が最も適しているという結果を得た。分子動力学法と第一原理計算を用いた計算結果からは、BNフラーレンクラスターがCフラーレンクラスターよりも水素貯蔵材料として適しているという結果を得ている。来年度からは、BNフラーレンクラスターの多量合成に向けてCVD法も取り入れていく予定である。水素貯蔵材料としての機能性評価、光機能特性、熱伝導性等、実際に我々の身近な材料としてBNフラーレンナノクラスターを応用できるように研究を推進していく予定である。近年、ナノサイズの粒子からなる磁性材料が、基礎研究と応用の両面から注目を集め、盛んに研究が行われている。しかし、粒子のナノサイズ化は磁性材料の酸化を促進し、飽和磁化値を低減させる。また、近年のOA機器に使用される磁性体は、従来よりも高周波の交番磁界中で使用されるため、渦電流による発熱を伴い、鉄損が大きくなっている。この対策としては、磁性体を絶縁層と共に積層する方法が有効である。一方、BNフラーレンナノクラスターは、『バンドギャップが広い、耐熱性・熱伝導性に優れている、他の物質との反応性が低い、非磁性体である』という特徴を兼ね備えている。したがって、このBNフラーレンナノクラスター中に磁性粒子を内包することにより、従来よりも耐酸化性・耐食性に優れ、渦電流損失が少ない磁石が合成できる。本研究の目的は、磁性粒子内包BNフラーレンナノクラスターの合成、構造解析および磁気特性の評価である。Fe_4N粉末とB粉末とを所定の重量比で混合し、窒素ガス雰囲気下(流量100sccm)で加熱を行った(1000°C,1h or 5h)。合成した試料は、X線回折と高分解能電子顕微鏡観察により組成と形状が調べられた。磁気特性については、VSM装置によるPCT試験を行った。X線解析を行った結果、Fe_4NがB粉末によりα-Fe粒子に還元されていることが確認された。

構造に関しては、高分解能電子顕微鏡像より、バンブー型BNナノチューブが合成されていることが確認された。その両端では、α-Fe粒子が窒化ホウ素によって被覆されている。窒素化合物に関するエリンガム図を描いた結果、他の化合物についても同様に、Bによる還元が可能であることが示された。VSM測定の結果からも磁気特性(耐酸化性)の向上が確認された。今後は、同様の合成法を用いた研究により、光機能性、ガス貯蔵性、熱伝導性等、幅広い研究を展開していく予定である。デバイス機器の高周波化により、磁性材料の発熱による磁気特性の低下(鉄損)が問題となっている。特に、渦電流に起因する鉄損は、使用する周波数の2乗に比例して増加する性質があるため高周波域で使用される磁性体には高抵抗化が必要である。また、高い磁化率を得るためにはFe, Co, Ni等は非酸化物であることが望ましい。一方、ボロンナイトライド(BN)物質には、絶縁体であり、耐熱性、熱伝導性に優れ、他の物質との反応性が低いという特徴が挙げられる。したがって、絶縁体であるBN物質中にメタル磁性ナノ粒子を内包することができれば、高抵抗、高磁化率、耐酸化性に優れた磁性材料の合成が期待できる。本研究では、メタル磁性ナノ粒子とBNケージ物質からなる磁性材料の合成・構造解析・時期特性評価を行った。メタル磁性ナノ粒子をBNケージ物質中に内包する方法として2種類の合成プロセスを開発した。まず、窒化物のエリンガム図より、出発原料としてFe_4N粉末とB粉末を選択した。これらの混合粉末を熱処理することにより、bcc-Fe@竹型BNナノチューブを合成した。また、有機金属錯体を用いた合成法として、[Co(NH_3)_6]Cl_3とKBH_4粉末を選択し、窒素ガス気流下での加熱により、fcc-Co@BNナノカプセルを合成した。VSM測定装置を用いて、PC試験による磁気特性評価を行った結果、BN層の形成により耐酸化性と耐食性が得られることを確かめた。また、bcc-Fe@竹型BNナノチューブとCo@BNナノカプセルの形成メカニズムを提案した。本研究により、BNケージ物質中に非酸化メタル(Fe, Co)ナノ粒子を内包した磁性材料が合成できた。また、メタルナノ粒子をBNケージ物質で被覆した結果、耐酸化性・耐食性が向上された。BNケージ物質が絶縁体であることから、高周波機器中で用いる磁心、電波吸収体としての利用が期待できる。
デカン洪水玄武岩の地学的研究

本研究期間内に現地調査を3度行なった.第1回目は1993年1月に,マハラシュトラ州の洪水玄武岩の分布域をほぼ横断する約1000kmのルートで,地質調査,試料採取を行なった.第2回目は1993年9月から10月にかけて,洪水玄武岩およびキンバーライト中に含まれるマントル捕獲岩および捕獲結晶の採取を目的として,マデラプラディーシュ州,グジャラート州の産地の調査を行なった.第3回目の現地調査は1993年12月から1994年1月にかけて,洪水玄武岩のフィーダーと考えられる岩脈群の調査をマハラシュトラ州西部,グジャラート州南部で行なった.この間の現地調査で明らかになった点は以下のようなものである.これまでの研究では西ガ-ツ山脈の噴出中心から数百km離れた地点とされていたブルダナ地域で,噴出口近傍の堆積物と考えられる火山弾等の溶結物を発見し,デカン洪水玄武岩の噴出口が西ガ-ツ山脈に限らないことが明らかになった.また,洪水玄武岩の分布東限に近いアホール地域でも噴出時に空中に飛散し,急冷したものが堆積,溶結したガラス質の溶岩が存在することが判明し,洪水玄武岩の噴出口は少なくとも数箇所以上,しかも広い範囲にわたって存在した可能性があることがわかった.これらの噴出時期については現在放射年代の測定準備を行なっているが,地質学的には他の洪水玄武岩と同時代と考えられるので,洪水玄武岩の噴出機構に関するこれまでの常識を覆すことになる.マデラプラディーシュ州のパンナ地域でのキンバーライト調査の際に,洪水玄武岩と同質の玄武岩溶岩流が分布していることを確認した.これらの噴出時期を確定するために,放射年代測定の準備を行なっている段階であるが,他の洪水玄武岩類と同時代であるとすると,デカン洪水玄武岩の分布北限はこれまで考えられていたよりも100km以上北になる.また,グジャラート州のアルカリ玄武岩溶岩中にスピネルレールゾライトの捕獲岩を多数発見し,採取を行なった.カンラン石の一部は変質しているものの鉱物分析を行なうには十分新鮮であり,これらアルカリ玄武岩の活動時期は洪水玄武岩に一致しているので,デカン洪水玄武岩の活動時期におけるマントルの組成,温度条件について貴重なデータが得られるはずである.ナルマダ川下流域の岩脈群の調査では,東西性の岩脈と南北性の岩脈が相互に切り会い関係にあることが判明し,デカン洪水玄武岩の活動時期に2方向の割れ目系が存在していたことが明かになった.今後,これらの間に化学的特徴で差が存在するかどうかを明かにすることが重要である.また,これまでガブロ質の貫入岩体とされた部分を精査した結果,明瞭な細粒玄武岩質の急冷周縁相が確認され,本来,玄武岩マグマの貫入岩体であるが,冷却期間が長かったため粗粒岩相になったことが判明した.現在,これらの岩体の粒度解析から冷却過程を明かにする研究を進行中である.1993年10月までの現地調査で採取した試料についてはすでに蛍光X線分析による主成分分析を完了し,かなりの部分については微量成分分析も行なっている.これらの解析から,デカン洪水玄武岩の内,Mgに富むものはカンラン石斑晶が集積したものであり,噴出時の液の組成を代表するものはMgOが7%にすぎないことが判明している.これまで,デカン洪水玄武岩はピクライト質の本源マグマが結晶分化することにより生じたと考えられてきたが,この点は誤りであることが明白になった.また,調査と平行して行った高圧実験の結果との比較から,最もMgに富む液の組成はMORBが高圧下で部分溶融する際に生じる液と類似していることも判明している.また,デカン洪水玄武岩にみられる化学組成のトレンドも単純な結晶分化作用では説明できず,少なくともK,Tiの量に関して異なる,数種類の玄武岩質親マグマを考える必要があることがわかっている.このような,親マグマの化学組成が活動年代とどのような関係があるかは興味ある点であるが,放射年代の測定が完了しておらず,今後の課題である.本研究期間内に現地調査を3度行なった.第1回目は1993年1月に,マハラシュトラ州の洪水玄武岩の分布域をほぼ横断する約1000kmのルートで,地質調査,試料採取を行なった.第2回目は1993年9月から10月にかけて,洪水玄武岩およびキンバーライト中に含まれるマントル捕獲岩および捕獲結晶の採取を目的として,マデラプラディーシュ州,グジャラート州の産地の調査を行なった.第3回目の現地調査は1993年12月から1994年1月にかけて,洪水玄武岩のフィーダーと考えられる岩脈群の調査をマハラシュトラ州西部,グジャラート州南部で行なった.この間の現地調査で明らかになった点は以下のようなものである.これまでの研究では西ガ-ツ山脈の噴出中心から数百km離れた地点とされていたブルダナ地域で,噴出口近傍の堆積物と考えられる火山弾等の溶結物を発見し,デカン洪水玄武岩の噴出口が西ガ-ツ山脈に限らないことが明らかになった.また,洪水玄武岩の分布

東限に近いアホール地域でも噴出時に空中に飛散し,急冷したものが堆積,溶結したガラス質の溶岩が存在することが判明し,洪水玄武岩の噴出口は少なくとも数箇所以上,しかも広い範囲にわたって存在した可能性があることがわかった.これらの噴出時期については現在放射年代の測定準備を行なっているが,地質学的には他の洪水玄武岩と同時代と考えられるので,洪水玄武岩の噴出機構に関するこれまでの常識を覆すことになる.マデラプラディーシュ州のパンナ地域でのキンバーライト調査の際に,洪水玄武岩と同質の玄武岩溶岩流が分布していることを確認した.これらの噴出時期を確定するために,放射年代測定の準備を行なっている段階であるが,他の洪水玄武岩類と同時代であるとすると,デカン洪水玄武岩の分布北限はこれまで考えられていたよりも100km以上北になる.また,グジャラート州のアルカリ玄武岩溶岩中にスピネルレールゾライトの捕獲岩を多数発見し,採取を行なった.カンラン石の一部は変質しているものの鉱物分析を行なうには十分新鮮であり,これらアルカリ玄武岩の活動時期は洪水玄武岩に一致しているので,デカン洪水玄武岩の活動時期におけるマントルの組成,温度条件について貴重なデータが得られるはずである.ナルマダ川下流域の岩脈群の調査では,東西性の岩脈と南北性の岩脈が相互に切り会い関係にあることが判明し,デカン洪水玄武岩の活動時期に2方向の割れ目系が存在していたことが明かになった.今後,これらの間に化学的特徴で差が存在するかどうかを明かにすることが重要である.また,これまでガブロ質の貫入岩体とされた部分を精査した結果,明瞭な細粒玄武岩質の急冷周縁相が確認され,本来,玄武岩マグマの貫入岩体であるが,冷却期間が長かったため粗粒岩相になったことが判明した.現在,これらの岩体の粒度解析から冷却過程を明かにする研究を進行中である.1993年10月までの現地調査で採取した試料についてはすでに蛍光X線分析による主成分分析を完了し,かなりの部分については微量成分分析も行なっている.これらの解析から,デカン洪水玄武岩の内,Mgに富むものはカンラン石斑晶が集積したものであり,噴出時の液の組成を代表するものはMgOが7%にすぎないことが判明している.これまで,デカン洪水玄武岩はピクライト質の本源マグマが結晶分化することにより生じたと考えられてきたが,この点は誤りであることが明白になった.また,調査と平行して行った高圧実験の結果との比較から,最もMgに富む液の組成はMORBが高圧下で部分溶融する際に生じる液と類似していることも判明している.また,デカン洪水玄武岩にみられる化学組成のトレンドも単純な結晶分化作用では説明できず,少なくともK,Tiの量に関して異なる,数種類の玄武岩質親マグマを考える必要があることがわかっている.このような,親マグマの化学組成が活動年代とどのような関係があるかは興味ある点であるが,放射年代の測定が完了しておらず,今後の課題である.本年度の現地調査は1993年1月2日から1月31日にかけて行った。現地調査の前に衛星写真を購入、解析し、玄武岩類の分布および岩脈の同定を行った。現地では軍事上の問題から地形図の入手が困難な事情があるが、今回の衛星写真による作業は現地での場所特定に非常に有効であった。また、渡航前に現地研究者から調査予定地域の連続岩体と考えられている岩体の試料を入手し、蛍光X線分析を行った。この結果、かなりの試料に関して変質による元素移動の証拠が明かになり、あくまでも我々が現地で分析用の試料を吟味することが重要であることも判明した。このような事前準備の後、現地調査を約1ヶ月間おこなった。調査範囲はマハラシュトラ州の洪水玄武岩の分布域をほぼ横断し、洪水玄武岩の末端部から噴出中心と考えられている西ガーツ山脈までの約1000Kmを踏破した。
痛み反応に関与する分界条床核外側部CRHニューロンの電気生理学的解析 その2

我々は分界条床核外側部(BSTL)が痛みの反応性に影響を及ぼす事を発見した。そこで、BSTLのCRH陽性ニューロンの電気生理学的な特徴と痛みの関係性ついて検討した。今回、視床下部室傍核のCRH発現細胞にてVenus由来の強い蛍光を示すCFRーVenusΔNeoマウスを用いて実験を行った。CFRーVenusΔNeoマウス6週齢でスライスを作成し、蛍光がBSTLに発現していることを確認し、さらにin situ hybridization法でBSTLのVenus陽性細胞とCRHニューロンの一致率は95%以上であることを確認した。現在、電気生理学的な解析をすすめている。パッチクランプ法による電気生理学的な手法を用いて、分界条床核外側部のCorticotropin releasing factor (CRF)陽性ニューロンの電気生理学的な特徴と痛みの関係を調べる。そのためには、CRHのプロモーターの下流に蛍光物質を発現させた遺伝子組み換えマウスの存在が必須となる。その作成にいまだ成功していないため。疼痛学備品ピブラトームは別の予算で購入され、また、ジェノタイプのために必須のPCR機器が壊れたため代替え機を購入し、その差額がでたため。次年度は、今年度やり残した電気生理学的な解析で消耗品がかなり見込まれるので、それらに使用する。
慢性炎症性疾患の病因としての細菌感染関与の有無についての研究

慢性関節リウマチ(RA)を含む慢性肉芽腫性疾患の原因は未だに不明である。しかし、agaractosyl IgGが非定型抗酸菌症やRAで認められるが全身性エリテマトーデスなどの他の自己免疫疾患では認められない、RAではLyme病や反応性関節炎と同様にヘルパーT細胞の反応がTh1優位であるなど、細菌感染がRA発症に関与するとの傍証は多数存在するが、細菌そのものを証明した研究はない。最近、16srRNAから作成された細菌に共通のprimerを用いてpolymerase chain reaction (PCR)を行い、培養が不可能な細菌の同定が可能となり、環境学の分野で成果が上がっている。しかし、臨床材料では混入してくる細菌が非特異的反応を引き起こすことが問題となる。この点、組織や細胞中でPCRを行うin situ PCRでは、混入する細菌DNAを洗浄することができる。今回、この方法と共通なprimerを用いてRAなどの発症または進展に細菌感染が関与するかについて検討した。RA関節液中の浮遊細胞を用いた検討では、19関節中1関節に細菌DNAを認めた。この方法の感度が不明のため、陰性検体の評価が問題となった。しかし、細菌DNAを認めた検体を一検体にしろ認めたことは、RAに細菌感染が関与している一つの傍証とも考えられた。組織を用いた検討では、in situ PCRの欠点として、増幅されるDNAに直接標識核酸を取り込ませると非特異的反応を生じるというものがある。このため、mRNAからcDNAを作成するreverse transcriptase in situ PCRを行った。この方法を細菌に共通のprimerで行うことは十分に確立していなかったが、ほぼ確立できた。しかし、方法の確立に時間を要したため、コントロールを含めた多数の臨床材料の検討は十分に行えておらず、現在検討中である。慢性関節リウマチ患者の関節液細胞を用いて、cell suspensionの状態でin situ PCRを施行した。これは、細胞を固定後、普通のPCRチューブに入れ、直接法で細菌に共通のprimerを用いて、in situ PCRを行うものである。この方法では、組織では生じるprimer非依存性の非特異的反応は、19検体中1検体に認められるのみで、大部分の検体では問題なかった。これは、in situ PCRをcell suspensionで行う場合、in situ hybridizationと組み合わせる間接法を行わなくても、直接法で検出できることを意味しており、浮遊細胞を材料とする場合有用な方法と考えられた。関節液細胞は、これまで19検体を検討し、1検体で細菌の陽性者が認められた。さらにこの検体の上清中のPCR productは予想されるサイズであり、何らかの細菌がこの患者の関節液細胞中に存在していたことが示唆された。この方法での問題点は、陽性コントロールがないことであり、陰性例については、false negativeの可能性もあり、さらなる検討を要すると考えられた。関節液細胞を用いた検討で一部の症例に細菌陽性者がいたという結果が、他の慢性関節リウマチ患者にも普遍的なものか否かについて、多数例の解析が必要と思われた。また、細菌が普通は滑膜組織のみにとどまって、特殊な例でのみ関節液に現われている可能性もあり、インサイチュウPCRシステムを用いての滑膜組織での検討が重要と考えられた。

最近,16srRNAから作成された細菌に共通のprimerを用いてpolymerase chain reaction (PCR)を行い、培養が不可能な細菌の同定が可能となり、環境学の分野で成果が上がっている。しかし、臨床材料では混入してくる細菌が非特異的反応を引き起こすことが問題となる。この点、組織や細胞中でPCRを行うin situ PCRでは、混入する細菌DNAを洗浄することができる。今回、この方法と共通なprimerを用いてRAなどの発症または進展に細菌感染が関与するかについて検討した。RA関節液中の浮遊細胞を用いた検討では、19関節中1関節に細菌DNAを認めた。この方法の感度が不明のため、陰性検体の評価が問題となった。しかし、細菌DNAを認めた検体を一検体にしろ認めたことは、RAに細菌感染が関与している一つの傍証とも考えられた。組織を用いた検討では、in situ PCRの欠点として、増幅されるDNAに直接標識核酸を取り込ませると非特異的反応を生じるというものがある。このため、mRNAからcDNAを作成するreversetrascriptase in situ PCRを行った。この方法を細菌に共通のprimerで行うことは十分に確立していなかったが、ほぼ確立できた。しかし、方法の確立に時間を要したため、コントロールを含めた多数の臨床材料の検討は十分に行えておらず、現在検討中である。
倫理的問題を含む高度生殖医療における看護教育およびケア指針の作成

生殖医療の技術的革新により、倫理的問題を伴う現象が増加している。そのような中で、看護者自身の価値観が対象者と異なり、進化する高度生殖医療に従事する看護者に倫理的ジレンマが生じている可能性があるが、看護倫理教育における準備状況は一様でない。そこで本研究は、倫理的問題を含む高度生殖医療におけるケアに従事する看護者の倫理意識と倫理的問題への対応、また倫理意識に影響する要因を明らかにし、生殖医療に関与する看護者の倫理教育への一助とする。さらに日本の看護者と看護学生の倫理意識を生殖技術の商業化が進むタイ国と比較して両国の特色を見出し、各国に必要な看護教育および看護ケアへの指針を得る。