hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光化学的不斉増殖反応の基礎過程の解明

光化学反応は温度の制約を受けず、熱反応では合成困難な化合物の合成が可能であるなどいくつかの利点を有するが、過去25年間に報告されている光学活性な増感剤を用いた光化学的不斉誘導反応の光学収率は極めて低く、光化学的不斉増殖は未だ達成されいてない。本研究では、励起状態における不斉認識機構の検討のために新規に合成した一連の芳香族エステルによるオレフィン類・シクロプロパン誘導体の一重項増感光異性化反応において、従来の最高値7%を大きく上回る70%以上の、不斉光増感異性化反応としては極めて高い光学収率を得た。これは、用いた不斉源の20倍以上の不斉増殖に当たる。興味深いことに立体区別の方向が光照射温度により逆転し、従来の不斉反応の常識に反して高温側では温度の上昇とともに光学収率が向上すると言う極めて特異な現象を見いだした。この特異な現象の原因を究明するために、光学収率の温度依存性を詳細に検討し、本不斉光増感反応の活性化エントロピー差と活性化エンタルピー差を求めた。得られた活性化パラメータから、特異な温度依存性は、これまで不斉反応においてほとんど零であろうと仮定して無視されてきた活性化エントロピー差が実は有限の値を持つためであることが初めて明らかになった。すべての不斉合成反応において、エントロピー項の寄与が無視できないとすれば、反応温度による生成物の旋光方向の逆転はなにもこの系に特異的な現象ではなく、熱反応も含めて広く不斉化学反応全般に認められても何ら不思議ではない。このように、本研究では不斉光増感異性化反応のみに止まらず、広く熱的不斉合成をも含めて普遍的に適用可能と考えられる不斉反応における新たな概念と不斉収率向上のための一般則を提出することが出来た。本研究で得られた成果は今後様々な分野に波及すると考えられ、所期の目的以上の成果を得たものと考える。光化学反応は温度の制約を受けず、熱反応では合成因難な化合物の合成が可能であることなどいくつかの利点を有するが、過去25年間にわたる精力的な研究にかかわらず、報告されている光学活性な増感剤を用いた光化学的不斉誘導反応の光学収率は極めて低く、光化学的不斉増殖は末だ達成されていない。本申請者らによる平成3年度の研究では、励起状態における不斉認識機構の検討のために新規に合成した一連の芳香族ポリカルボン酸エステルによるオレフイン類・シクロプロパン誘導体の一重項増感光異性化反応において、従来に報告された最高値7%を大きく上回る70%以上の、不斉光増感異性化反応としてはきわめて高い光学収率を得た。また。蛍光消光実験において、増感剤の励起一重項状態が反応基質により効率よく消光されるとともに、長波長側にエキサイプレックスからの弱い蛍光が出現することが認められた。以上の結果から、光学活性な芳香族エステルによる光増感反応において高い光学収率が得られた理由は中間に励起増感剤と反応基質の間に比較的コンフォメ-ションの固定されたエキサイプレックスが形成され、その寿命内に励起エネルギ-とともに立体化学的情報が効率よく伝達されるためであることを明らかにした。さらに、興味深いことに立体区別の方向が光照射温度により逆転し、従来の不斉反応の常識に反して高温側では温度の上昇とともに光学収率が向上すると言う極めて特異な現象を見いだした。

本研究では、さらにこの高い光学収率・不斉増殖率と特異な温度依存性の原因を、キラルな光増感剤の基底状態および励起状態の構造を円二色性スペクトル(今年度購入・使用中)の温度変化と理論化学計算(MM2,MNDO)により解明すると共に、これらの成果を活用してさらに高度な光化学的不斉増殖系の構築を目指す。本年度は、前年度に観察とれた高い光学収率・不斉増殖率と特異な温度依存性の原因を究明し、不斉合成全般に適用可能な一般則を見いだすことを目的に以下の研究を行った。まず、光学収率の温度依存性を各種の光学活性増感剤を用いて詳細に検討した結果、本不斉増感反応においてR-体とS-体を与える反応速度比の対数値は温度の逆数に比例した。その直線の切片と傾きから活性化エントロピー差ΔΔS^<(] SY.thermod.[)>_<S-R>および活性化エンタルピー差ΔΔH^<(] SY.thermod.[)>_<S-R>を求めた。さらに、得られた活性化パラメータから、特異な温度依存性は、これまで不斉反応においてほとんど零であろうと仮定して無視されてきた活性化エントロピー差△△S^<(] SY.thermod. [)>_<S-R>が実は零ではなく、有限の値を持っていたためであることが初めて明らかになった。さらに本研究では、ΔΔH^<(] SY.thermod.[)>_<S-R>とΔΔS^〓_<S-R>の間には強い正の相関関係があることが明らかになり、ΔΔH^<(] SY.thermod.[)>_<S-R>が大きく一見エナンチオ区別性が高くなると考えられる場合には、ΔΔS^<(] SY.thermod. [)>_<S-R>による負の効果もそれに比例して大きくなる傾向が明らかに認められた。従って、すべての不斉合成反応において、エントロピー項の寄与が無視できないとすれば、反応温度による生成物の旋光方向の逆転は、なにもこの不斉光増感反応のみに特異的な現象ではなく、むしろ、熱反応も含めて広く不斉化学反応全般に認められても何ら不思議ではない現象であると考えられる。このように、本研究では不斉光増感異性化反応のみに止まらず、広く熱的不斉合成をも含めて普遍的に適用可能と考えられる不斉合成における新たな概念と不斉収率向上のための一般則を提出することが出来た。本研究で得られた成果は今後様々な分野に波及すると考えられ、所期の目的以上の成果を得たものと考える。
ターミナル期におけるがん患者の家族がケアリングと認知した看護師の関わり

<結果>上記研究テーマに基づき、半構成的インタビューガイドを用いてインタビューを実施した。対象者は16家族20名(男性8名・女性12名)。患者死亡からの経過年数は8ヶ月9年。インタビュー時間は35分125分であった。(1)ターミナル期にあるがん患者の家族が認知する看護師のケアリングは、【患者が人として大事にされる】【患者の身体的苦痛が和らぐ】【家族も気にかけてもらえる】【自由度を広げる療養環境】【物腰が柔らかい】などで、それらは【ちょっとしたことでも頼みやすい】【任せられる安心】を生み、【やらなければならない負担の軽減】【患者は幸せだった】という家族の満足感につながっていた。(2)逆にケアリングとならなかった看護師の関わりは、【患者の苦痛が軽視される】【心のない事務的な対応】【頼んでも拒まれる】などがあり、これらに対しては【仕方がない】【お世話になっているから我慢する】とあきらめていた。(3)直接的な看護師の関わりはなく、看護師不在でケアリングがないは、【医師との対立:治療方針・治療の場の決定】【医師への不信:説明不足】【抱えているものを分かち合えない存在】【自分たちでどうにかする】などがあり、最後まで看護師に役割を期待していなかった。特に【医師との対立・医師への不信】は患者の死後も、【後悔・怒り・わだかまり】を残した。<考察>家族にとっては第一義的に患者に対する看護師の関わりが家族へのケアリングとなっていた。これは家族が患者を自身の分身のように感じ、患者の苦痛や患者への応対の一つ一つを自分の痛みとして敏感に反応しているものと考えられる。逆に言えば、看護師の患者に対する関わりが、家族にとっては患者の死後も【患者は幸せだった】と家族の悲しみを和らげる糧となりうることが確認された。また、家族は看護師が考えている以上に、医療者に対して我慢やあきらめを強いられる立場にあり、これらが患者の思いを代弁したくてもできないストレスとなりうることを厳しく自覚することが求められる。看護師不在でケアリングがない【医師との対立・医師への不信】に対し、患者/家族-医師関係の調整において、看護師が患者/家族にとって資源となりうることを看護師側からアピールし、期待される存在として認知されることの重要性が示唆された。上記研究テーマを実施するために、研究計画書、研究協力依頼書、また同意書を作成し、長崎大学医学部倫理委員会、聖フランシスコ病院の倫理委員会の承認を得た。また、「生と死を考える市民のためのネットワーク」の代表者に研究協力を依頼し、同意を得た。現在のところ、「生と死を考える市民のためのネットワーク」の代表者から紹介していただいた遺族2名にインタビューを行い、2名分の分析を終えている。その内容として、家族を癌で亡くした遺族が看護師に求めるケアリングは、【患者の痛みのメッセージを大事に受け取る】は、患者が激しい痛みでナースコールを頻回に押している状況でナースコールが患者の手の届かないところに置いており、家族は患者の痛みや孤独感を感じ、患者に申し訳ないという感情を抱いていた。もっと患者の痛みのメッセージを受け取り、対応して欲しいと希望していた。【死と向き合う患者の希望を支える】は死を予感し、それでも希望を持ち続けていたいと考えていた患者に、看護師がもう回復する見込みはないというメッセージを送り、患者が落ち込んでしまったという体験から、真実を伝えることよりも患者の心情に合わせたケアリングを望んでいた。他に【鎮痛剤の副作用について十分に説明する】、【面会にこれなかった時間帯の状況を詳しく教える】という結果が明らかになっている。今後も継続して、長崎大学医学部・歯学部附属病院、聖フランシスコ病院ホスピス病棟で家族を癌で亡くした遺族に同様に、インタビューを行っていく予定である。

これは家族が患者を自身の分身のように感じ、患者の苦痛や患者への応対の一つ一つを自分の痛みとして敏感に反応しているものと考えられる。逆に言えば、看護師の患者に対する関わりが、家族にとっては患者の死後も【患者は幸せだった】と家族の悲しみを和らげる糧となりうることが確認された。また、家族は看護師が考えている以上に、医療者に対して我慢やあきらめを強いられる立場にあり、これらが患者の思いを代弁したくてもできないストレスとなりうることを厳しく自覚することが求められる。看護師不在でケアリングがない【医師との対立・医師への不信】に対し、患者/家族-医師関係の調整において、看護師が患者/家族にとって資源となりうることを看護師側からアピールし、期待される存在として認知されることの重要性が示唆された。
カイコ感染モデルを利用した宿主―病原体相互作用の理解

本研究において代表者らは、黄色ブドウ球菌の新規病原性因子がRNAの分解制御に働くことを見出した。本病原性因子によって代謝されたRNAは、他のRNA分解酵素による分解に対して耐性を示した。本知見から、RNAの新たな分解調節機構の存在が示唆された。また、代表者らはカイコの体液タンパク質が黄色ブドウ球菌の病原性を抑制することを見出した。カイコの体液タンパク質は黄色ブドウ球菌の細胞表層に結合し、黄色ブドウ球菌の病原性発現に必要な遺伝子発現を抑制した。本知見は、宿主動物の新しい感染防御機構の存在を明らかにするとともに、黄色ブドウ球菌の新しい環境認識機構を明らかにした。これまでに我々は、カイコを感染宿主として様々な病原性細菌が感染することを明らかにしてきた。本研究課題では、代表的な病原性細菌である黄色ブドウ球菌のカイコ感染システムの解明を通して、病原体と宿主の相互作用を統合的に理解することを目的とした。我々は、(1)カイコ感染に必要な黄色ブドウ球菌の病原性遺伝子の網羅的同定と機能解析、(2)黄色ブドウ球菌の感染に対するカイコの防御因子の同定と機能解析、(3)それらの知見に基づき宿主-病原体相互作用の分子機構の普遍性と多様性の解明を行う。23年度において、我々は、カイコ感染に必要な遺伝子として、転写調節因子であるagr, arlRS, saeS,接着関連因子であるsrtA, clfB, sdrCを同定した。このとき、溶血毒素の欠損株はカイコに対する感染能が低下なかった(Miyazaki S, et al 2012)。次に、我々はカイコの体液が黄色ブドウ球菌の溶血毒素産生能を阻害することを見出した。さらに我々は、黄色ブドウ球菌の溶血毒素の産生を阻害する活性を指標として、カイコの体液中の因子を精製した。N末端アミノ酸配列の決定からこの因子はApolipophorin(ApoLp)であることが判明した。ApoLpは黄色ブドウ球菌の溶血毒素をコードするhla、およびその転写を促進するsaeRSとRNAIIIの発現低下を導いた。抗ApoLp抗体を体液内に注射したカイコは黄色ブドウ球菌に対する感受性が増加した。哺乳動物の粘液成分であるムチンはApoLpのC末端領域に相同性を示す。ブタ胃由来ムチンを培地に添加すると、黄色ブドウ球菌のhlaの発現量が低下した。以上の結果は、カイコの体液タンパク質ApoLpが黄色ブドウ球菌の病原性を抑制し黄色ブドウ球菌に対する抵抗性に働くこと、並びに、その活性は哺乳動物のムチンと相同であることを示唆する(Hanada Y, et al 2012)。病原体の二回目以降の暴露に対して免疫反応を増強させるブースト反応が脊椎動物の適応免疫の特徴のひとつである。これまで、マルハナバチやショウジョウバエにおいて、致死量以下の病原体の暴露が病原体に対する抵抗性を導く現象が報告されているが、無脊椎動物の適応的な免疫機構を導く異物の実体、感染抵抗性を賦与する分子機構は明らかになっていない。本研究において我々はこれらの点の解明を試みた。グラム陰性菌の腸管出血性大腸菌(EHEC) O157:H7Sakaiもしくはセラチア菌の熱処理菌体を前注射したカイコは、生理食塩水を前注射したカイコに比べてSakaiの感染に対するLD50値が100倍以上に上昇した。一方、グラム陽性菌の黄色ブドウ球菌の熱処理菌体を前注射したカイコはSakaiの感染に対する抵抗性を示さなかった。グラム陰性菌細胞表層の構成成分であるペプチドグリカンを前注射したカイコはSakaiに対する感染抵抗性を獲得したが、グラム陽性細菌のペプチドグリカンの前注射はカイコのSakaiに対する感染抵抗性を導かなかった。Sakai熱処理菌体を前注射したカイコは、変態して蛹になるまで持続してEHEC O157:H7Sakaiに対する感染抵抗性を示した。Sakaiの熱処理菌体をカイコに注射すると、体液中に一過的に抗菌ペプチドが誘導された。Sakai熱処理菌体を前注射したカイコに対し再度Sakaiの熱処理菌体を注射すると、Sakai熱処理菌体を前注射していないカイコに比べて、抗菌ペプチドの誘導時期が早まり、抗菌ペプチドの産生量が増加することが見出された。以上の結果は、無脊椎動物のカイコにおいて、細菌の細胞表層のペプチドグリカンの再曝露を認識し、抗菌ペプチド産生量を増大させるブースト反応を起こすことにより、再度の細菌感染に対して抵抗性を導く免疫機構が存在することを示唆している。腸管出血性大腸菌O157:H7はヒトに感染して脳症または腎症などの重篤な症状を引き起こす。腸管出血性大腸菌O157:H7の病原性の分子メカニズムを明らかにすることは治療方策を考案する上で重要である。

腸管出血性大腸菌O157:H7Sakai株の生菌をカイコの体液中あるいはマウスの腹腔内に注射すると、これらのモデル動物は殺傷された。O157抗原の構成単糖perosamineの合成酵素をコードするrfbE遺伝子の欠損株、O抗原をLPSの構成分子であるLipid A-Coreに付加する酵素をコードするwaaL遺伝子の欠損株は、いずれも親株の大腸菌O157:H7Sakai株に比べてカイコ及びマウスに対する殺傷能力が低下していた。rfbE遺伝子欠損株とwaaL遺伝子欠損株のカイコ殺傷活性の低下はそれぞれ野生型rfbE遺伝子とwaaL遺伝子の導入により回復した。カイコの体液中において、Sakai株は増殖したのに対し、rfbE遺伝子欠損株は生菌数を減少させた。また、カイコの体液中の抗菌ペプチドの一つであるmoricinを添加した栄養培地中において、rfbE遺伝子欠損株ならびにwaaL遺伝子欠損株の増殖は抑制された。さらに、ブタの血清中において、rfbE遺伝子欠損株ならびにwaaL遺伝子欠損株の生菌数は減少したが、親株の生菌数はわずかに増加した。ブタ血清中のrfbE遺伝子欠損株ならびにwaaL遺伝子欠損株に対する抗菌活性は熱処理により失活した。以上の結果は、腸管出血性大腸菌O157:H7のLPS上のO抗原は宿主血液中の抗菌ペプチドと補体経路に対する耐性に寄与し、腸管出血性大腸菌O157:H7による動物の殺傷に必要であることを示唆する。本課題の目標である黄色ブドウ球菌の病原性因子群の網羅的同定と黄色ブドウ球菌の毒素産生を抑制するカイコ体液由来のApolipophorinの精製に成功した。これにより、宿主が病原体の病原性因子の発現を抑制する機構を有することが明らかとなった。申請書の23年度の課題である黄色ブドウ球菌のカイコ感染に必要な遺伝子の同定は完遂できた。また、当初、カイコの体液由来の防御因子の精製は、25年度以降にこの内容の研究を行う予定であったが、予想以上に研究が進展したので、優先させた。25年度が最終年度であるため、記入しない。カイコを使用した感染モデル動物はこれまでグラム陽性菌である黄色ブドウ球菌について開発を行ってきた。本研究では、新たにグラム陰性菌の病原菌である腸管出血性大腸菌についてカイコを使った感染モデルを構築し、本菌のO抗原が病原性に必須の役割を果たすことを明らかにした。また、グラム陰性菌のセラチア菌についても、カイコを使った感染モデルを構築し、セラチア菌の鞭毛遺伝子がカイコに対する殺傷活性に必須の役割を果たすことを見出した。以上の知見は、カイコ感染モデルがグラム陰性細菌の病原性因子の評価においても効果的であることを示唆している。また、黄色ブドウ球菌の毒素産生を抑制する因子としてカイコ体液中から同定されたApolipophorinがどのような機構で黄色ブドウ球菌の毒素産生を抑制するか明らかにする予定である。当初は、25年度に行う予定の研究であったが、24年度に行うことにする。具体的には、Apolipophorinが結合する黄色ブドウ球菌の分子の同定とその結合の影響について明らかにする。無脊椎動物の免疫システムが獲得免疫としての性質を有するかについて、カイコ感染モデルを利用して検討する。
日本人小児低身長症を対象としたゲノム機能・構造解析

日本人低身長127家系由来のDNAを用いて、我が国の小児低身長における既知原因遺伝子の変異スペクトラムと変異による病態形成メカニズムについて検討を行った。その結果、GHRH受容体にこれまで知られていなかった新規の変異としてp.G136VとIVS2+3a>gを同定した。変異遺伝子の機能解析からp.G136V変異はGHRH刺激への転写誘導が欠落することを、IVS2+3a>g変異はGHRHRのスプライシング異常をおこすことを見いだした。また未だ報告がなかったSHOX遺伝子について解析を行ったが、発症に関連する遺伝子変異や遺伝子欠損を同定するには至らなかった。小児低身長症は、成人低身長症より遺伝要因がさらに大きいと推測されるが、これまでの多くの遺伝子研究では-4SD以下の重篤低身長症を対象としており、軽症から中等症の低身長症における遺伝子異常は、その発生頻度、遺伝形式、浸透度についてまだよくわかっていなかった。そこで申請者は日本全国の小児内分泌医と協力して日本小児低身長症127家系のゲノムDNAと不死化リンパ芽球株を収集してきた。本研究ではそのリソースを活用して、研究課題I「小児低身長症候補遺伝子のディープシークエンス解析」また研究課題II「日本人小児低身長症におけるSHOX遺伝子微小欠失の検討」を行った。その結果今年度は、保有している127家系由来の計304名のゲノムDNAの内、これまでにシークエンス解析が完了している12個の遺伝子に加えて、さらに下垂体GH産生および分泌、GHRシグナル関連、また骨・軟骨形成に関わる重要な分子をコードする10個の候補遺伝子を抽出し、追加解析をおこなった。その結果、GHRH受容体にこれまで知られていなかった新規の変異としてp.G136V(c.407G>T)とIVS2+3a>gを同定することができた。ルシフェラーゼレポーターを用いたプロモーター活性解析から新たに同定したp.G136V(c.407G>T)変異はGHRH刺激への転写誘導が欠落することを見いだした。一方、IVS2+3a>gを変異はGHRHRのスプライシング異常をおこすことを見いだした。この成果をGrowth Horm IGF Res.に論文発表することができた。今年度は研究課題I「小児低身長症候補遺伝子のディープシークエンス解析」および研究課題II「日本人小児低身長症におけるSHOX遺伝子微小欠失の検討」において、特に発端者DNAを用いた一次スクリーニングに相当するアッセイ(DNAシークエンス法とMLPA法)を中心に実施した。1.DNAシークエンス解析保有している127家系由来の計304名のゲノムDNAの内、これまでにシークエンス解析が完了している12個の遺伝子に加えて、さらに10個の候補遺伝子を抽出し、追加解析を開始した。追加遺伝子としては、これまでヒトあるいは動物モデルで低身長症との関連が報告された、下垂体GH産生および分泌、GHRシグナル関連、また骨・軟骨形成に関わる重要な分子をコードするものを考慮した。遺伝子変異を同定した患者において、小児科主治医と連携しながら臨床症状、特に身長を含めた身体的形成、低発症、GH分泌能やrhGH治療への反応性などの内分泌データなどについて詳細な情報収集を行い、遺伝子あるいは変異に特徴的な表現型の有無を検討した。SHOXはTurner症候群の低身長表現型に関与し、ヘテロ機能喪失型遺伝子変異(半量不全)がLeri-Weill型軟骨骨異形成症また特発性低身長症(ISS)で、ホモ機能喪失変異(完全不全)がLanger型中肢骨短縮症で報告されている。日本人低身長症におけるSHOX遺伝子異常の正確な頻度はまだ報告されておらず、また疾患、人種により異なる遺伝子異常が検出されることが期待されるので、本研究ではまず申請者等が保有する日本人小児低身長症の127家系の発端者において、SHOX遺伝子エンハンサー領域の構造解析、微小欠失同定をMLPA法にて実施した。SHOXはTurner症候群の低身長表現型に関与することが知られており、ヘテロ機能喪失型遺伝子変異(半量不全)ではLeri-Weill型軟骨骨異形成症また特発性低身長症(ISS)を発症し、またホモ機能喪失変異(完全不全)がLanger型中肢骨短縮症を発症することが報告されている。しかしながら、日本人低身長症におけるSHOX遺伝子異常の正確な頻度はまだ報告されておらず、また疾患、人種により異なる遺伝子異常が検出されることが期待される。そこで次年度は申請者等が保有する日本人小児低身長症の127家系の発端者において、SHOX遺伝子エンハンサー領域の構造解析を行ったが、発症に関連する遺伝子変異や遺伝子欠損を同定するには至らなかった。遺伝学申請者は、日本人低身長症127家系由来の計304名のゲノムDNAから計12個の成長関連候補

遺伝子のシークエンス解析を前年度までに終了し、本年度はさらにさらに下垂体GH産生および分泌、GHRシグナル関連、また骨・軟骨形成に関わる重要な分子をコードする10個の候補遺伝子を抽出し、追加解析をおこなった。その結果、GHRH受容体(GHRHR)にこれまで知られていなかった新規の変異を同定することができ、遺伝子変異を同定した患者において、小児科主治医と連携しながら臨床症状、特に身長を含めた身体的形質、併発症、GH分泌能やrhGH治療への反応性などの内分泌関連データなどについて、詳細な情報収集を行った。さらに培養細胞を用いた変異GHRHR遺伝子の機能解析からスプライシング異常からGHRH刺激への応答性が欠落する分子機構を見出すことができた。申請者は、日本人低身長症127家系由来の計304名のゲノムDNAを保有しており、これまでに計12個の成長関連候補遺伝子のシークエンス解析が完了しており、下垂体GH産生および分泌、GHRシグナル関連、また骨・軟骨形成に関わる重要な分子をコードする10個の候補遺伝子を抽出し、追加解析した。解析予定の10遺伝子の内、約半数がすでに終了している。遺伝子変異を同定した患者において、小児科主治医と連携しながら臨床症状、特に身長を含めた身体的形質、併発症、GH分泌能やrhGH治療への反応性などの内分泌関連データなどについて、詳細な情報収集を行った。SHOXはTurner症候群の低身長表現型に関与することが知られており、ヘテロ機能喪失型遺伝子変異(半量不全)ではLeri-Weill型軟骨骨異形成症また特発性低身長症(ISS)を発症し、またホモ機能喪失変異(完全不全)がLanger型中肢骨短縮症を発症することが報告されている。しかしながら、日本人低身長症におけるSHOX遺伝子異常の正確な頻度はまだ報告されておらず、また疾患、人種により異なる遺伝子異常が検出されることが期待される。そこで次年度は申請者等が保有する日本人小児低身長症の127家系の発端者において、SHOX遺伝子エンハンサー領域の構造解析を行い、微小欠失の有無について検討を行う。2次解析として、前年度のディープシークエンス解析によって得られた遺伝子変異の機能解析を実施する。同定した変異の多くは、患者あるいは一般集団で非常に稀な(低頻度の)変異であると予想される。そのため、遺伝学的なアプローチ(関連解析や家系内調査)だけで、変異を病因か稀な多型かを断定することは困難であり、変異による生化学的な影響を確認することが極めて重要である。一方で、変異スクリーニングに選択した遺伝子は様々な構造・機能を有する蛋白をコードしており、また変異種類(プロモーター変異、イントロン変異、コーディング変異)も多岐にわたるので、実際に必要となる実験系を検討しながら機能解析を行う。適切な人材が見つからなかった為、計上していた実験補助員の謝金費が余剰となった。次年度への繰越額は研究試薬に使用する予定である。次年度の研究費は、主に研究を遂行するための必要な研究試薬にあてる計画である。次年度への繰越額は研究打ち合わせの為の旅費および研究試薬に使用する予定である。
根尖孔外からの脈管・細胞分化誘導による象牙質・歯髄複合体再生療法の開発

現在、う蝕(虫歯)や破折により歯の崩壊が大きくなると、抜髄処置(歯の神経を抜く)が行われる。抜髄後の歯は感覚機能が失われ、感染への抵抗力が低下する。そのため本研究では、歯髄再生を可能とするために必要とされる材料(スキャホールド-足場材)や薬剤の投与法(ドラッグデリバリーシステム)について研究し、象牙質-歯髄複合体再生療法の実現に向け有用な材料及び治療方法についての多くの知見を得ることができた。すべての組織の再生療法を構築するために必須の因子が細胞(幹細胞),シグナル因子,そして組織構築の足場となるスキャホールドの3要素である。そこで今年度は,歯髄組織再生療法に必要とされるこれらの各要素に関する基本的な研究を実施した。1)細胞について:歯髄細胞は歯周組織と同じく外胚葉性間葉細胞群に由来し,これは歯根膜細胞が象牙質・歯髄複合体再生療法における細胞ソースとなる可能性を示している。しかしながら,未分化な歯髄細胞が象牙芽細胞へと分化する機構についてもいまだ明らかにはなっておらず,そのためこれらのメカニズムを解明する上で,象牙芽細胞への分化能を有する歯髄由来細胞株の確立が不可欠である。そこで以前我々が報告している細胞培養法を用いて(Arch.Oral Biol.50,695-707,2005),石灰化能を有する歯髄組織由来細胞株KN-3細胞を確立した(J.Endod.37,1187-91,2007)。2)シグナル因子およびスキャホールドについて:歯髄腔内において歯髄細胞の増殖・分化に有効なシグナル因子とその投与法,さらにスキャホールドの組み合わせとして適した材料を開発する目的で,断髄後のラット臼歯の歯髄腔内に各種の材料を封入し,歯髄組織再生に最も有用なものを検索した。その結果,コラーゲンのスポンジをスキャホールドとして用い,そこに線維芽細胞増殖因子-2(FGF-2)を含有させたゼラチンハイドロゲル粒子を封入することで,断髄後の髄腔内に歯髄細胞が増殖し,新たにこの場所で象牙芽細胞のマーカーであるデンティンシアロプロテイン-1(DSP-1)陽性の細胞に分化し,これらの周囲には石灰化粒が観察され(J.Eendod.37,1198-1202,2007),これが象牙質・歯髄複合体再生に有用であることが確認された。以上,今年度の研究によって象牙質・歯髄複合体再生に有用と考えられる材料・方法や,研究材料として重要な細胞株の確立ができた。象牙質・歯髄複合体再生療法を確立することを目的として、前年度に我々は、象牙芽細胞様の特徴を有するラット歯髄由来細胞株KN-3を樹立し、報告した(J. Endod. 37, 1187-91, 2007)、また、断髄後に血管を誘導して、その後に歯髄組織と象牙質様硬組織を再生させるための方法として、ゼラチンハイドロゲル粒子と線維芽細胞増殖因子-2(FGF-2)を用いたドラジグデリバリーシステムを構築した。そしてこれらをスキャホールドであるコラーゲンスポンジとともにラット断髄部に埋入することで、象牙質-歯髄複合体再生の可能性を示した(J. Endod. 371198-1202, 2007)しかしながらこのでは部位の至る所に石灰化硬組織が点在し、理想的な象牙質-歯髄複合体の再生が実現してはいなかった。本年度は歯髄組織の上層に象牙質様硬組織が構築される、理想的な象牙質-歯髄複合体再生の可能性を探るため、in vivoおよびKN-3細胞を用いたin vitroの実験を行った。実験結果より、FGF-2の濃度をこれまでより低くし最適化することで、断髄部の下層に歯髄組織を、まだ上層部に石灰化組織を構築することが可能となることを確認し、報告した(J. Endod. 2009,in press)。これに加えて、コラーゲンスポンジ以上に象牙質-歯髄複合体再生療法に有用なスキャホールドの候補とじてヒアルロン酸に注目し、その有用性について検索した。その結果、ヒアルロン酸はコラーゲンスポンジと同様に細胞保持能力を有する上に、炎症を惹起しにくいことが示唆された。さらに、象牙質-歯髄複合体の創傷治癒過程として熱刺激を加えた際に起こる炎症応答についても研究し、発表した。以上、今年度に行った研究により、象牙質-歯髄複合体再生療法の実現に向け有用と考えられる材料及び治療方法についての多くの知見を得ることができた。
膜状及び微粒子状無機化合物の気相合成に関する化学工学的研究

膜や粒子などを気相原料から直接合成する手法である. Chemical Vapor Deposition法は,先端製造技術のひとつとして半導体やハードコーティングの分野で用いられている.しかしながら, CVD法においては,気相の化学反応拡散,成長α子固体表面への吸着,成長といった複雑な現象が相互に関連しながら進行するため,極めて複雑な現象となっている.本研究と化学工学的視点に立って, CVD法を製造工学として対系化することを主眼に検討を行ってきた.以下に, 3年間の研究実績についてまとめる.まず,薄膜形成においてはHOCVDによるGaAs合成を具体例に,気相での反応と物質移動を考慮したシュミレーションを行い,製薄膜速度分布,析出物組成等を説明することに成功し,薄膜形成の装置設計,最適条件探索に対して重要な指針を得た.また,超微粒子合成については, TiO2, SiO2, GeO2等の合成に対して,主に生成機構に関する考察を行った.高温合成では,ほとんど衝突凝集機構によって説明できるため,初期の核発生に影響を与える原料導入方法,他成分の添加等が重要な因子であり,低温合成では主として粒子表面反応が重要という結論を得た.新しいCVD技術に関しては,流動層を用いたCVD技術として,炭素,シリコンの粒子表面被覆技術に対する検討がなされた.それぞれの反応系とも,化学工学的手法により,反応速度の解析を基にして,流動層でCVDを行う最適条件の検討をし,実用技術になり得ることを実証した.又,高速製膜の試みとして,気相で生成する超微粒子を拡散,熱泳動により,基板に捕集し,さらに堆積微粒子層をCVDにより緻密化するPPCVD法を提案し, AlN, TiO2膜合成において,従来の数十倍以上の速度を達成した.さらに, CVDによる多孔質分離膜の膜分離特性の改善にも成功した.これらの結果は互いに持ちより,討論,検討を行い,最終報告にまとめられた.膜や粒子などを気相原料から直接合成する手法である. Chemical Vapor Deposition法は,先端製造技術のひとつとして半導体やハードコーティングの分野で用いられている.しかしながら, CVD法においては,気相の化学反応拡散,成長α子固体表面への吸着,成長といった複雑な現象が相互に関連しながら進行するため,極めて複雑な現象となっている.本研究と化学工学的視点に立って, CVD法を製造工学として対系化することを主眼に検討を行ってきた.以下に, 3年間の研究実績についてまとめる.まず,薄膜形成においてはHOCVDによるGaAs合成を具体例に,気相での反応と物質移動を考慮したシュミレーションを行い,製薄膜速度分布,析出物組成等を説明することに成功し,薄膜形成の装置設計,最適条件探索に対して重要な指針を得た.また,超微粒子合成については, TiO2, SiO2, GeO2等の合成に対して,主に生成機構に関する考察を行った.高温合成では,ほとんど衝突凝集機構によって説明できるため,初期の核発生に影響を与える原料導入方法,他成分の添加等が重要な因子であり,低温合成では主として粒子表面反応が重要という結論を得た.新しいCVD技術に関しては,流動層を用いたCVD技術として,炭素,シリコンの粒子表面被覆技術に対する検討がなされた.それぞれの反応系とも,化学工学的手法により,反応速度の解析を基にして,流動層でCVDを行う最適条件の検討をし,実用技術になり得ることを実証した.又,高速製膜の試みとして,気相で生成する超微粒子を拡散,熱泳動により,基板に捕集し,さらに堆積微粒子層をCVDにより緻密化するPPCVD法を提案し, AlN, TiO2膜合成において,従来の数十倍以上の速度を達成した.さらに, CVDによる多孔質分離膜の膜分離特性の改善にも成功した.これらの結果は互いに持ちより,討論,検討を行い,最終報告にまとめられた.各分担課題それぞれ順調に研究が進歩している。MOCVDによるGaAs薄膜合成は、実験と解析とが平行して行われた。特に薄膜成長速度をすでに求められていた熱分解反応速度定数、拡散定数等を境膜理論に用いて解析し、実験と理論予測の大略の一致を見た。現在、Al【(C_2H_5)_3】を含む三元系の結晶成長について実験理論の拡張を行っている。Ti【O_2】微粒子の合成は、Ti【Cl_4】の酸化による高温合成、Ti【(C_3H_7O)_4】の熱分解による低温合成という2つの異なる系を実験し、比較も含めて微粒子生成機構を研究している。生成機構は、基本的には、発生した超微粒子の、相互の衝突、合一であるが、合一確率の条件依存性、反応壁の触媒作用、生成粒子表面での反応などが、衝突合一モデルからのずれの原因となり、しばしば理論的予測とは著しい差異を生ずることを明らかにした。現在、粒子生成初期過程を決定する因子を明らかにすることを試みている。高速成膜法の開発は、超微粒子熱泳動CVDなる新しい高速成膜の概念を提案し、実証に成功した。従来のCVDは、高温に保持された基板上へ気相分子を反応で析出させることを特徴としているが、それでは成膜速度に限界があることに着目し、気相よりも低温に保持し、気相に生成した超微粒子を熱泳動によって基板上に堆積させる方法を試みた。AlN,Ti【O_2】の系に適用し、従来のCVD法に比して100倍程度の成膜速度を得た。

二成分系での分布制御に関しては温度分布の制御が重要であることを予測し、均一温度場と瞬間冷却に特徴を有する反応実験の計画を完了し、装置製作に着手した。流動層を用いた新しいCVD法の開発に関しては、高温ガス炉用多層被覆微粒子の製造を目的として、モデル燃料としての【Al_2】【O_3】表面にアモルファスカーボンを均一被覆することに成功した。また、多結晶シリコンの製造を目的として、基本的過程として種シリコンへのCVDに関し、速度と生成シリコンの物性の両面から検討を加えた。各分担課題ごとの主な成果を示す。MOCVD法によるGaAsエピタキシャル膜成長に関しては、特に成長膜中の不純物としての炭素の分布をフォトルミネッセンス測定から求め、その原因物質としてGaのソースである有機金属中の炭素の可能性があることから、モデル計算により予想される分布との比較を行い、定性的ではあるがその傾向の一致を見た。CVD法によるTi【O_2】超微粒子合成に関しては、分子運動による衝突凝集現象を基本とする粒子成長機構を明らかにし、操作条件と生成粒子の物性との対応関係を実験的に検討した結果結晶系を反応温度、粒径を濃度、比表面積を装置内帯留時間により、それぞれ独立に制御することが可能であることを示した。多元系CVDに関しては、Si-Ge二元系における酸化物微粒子生成に対する原料ガスの組成、反応温度の影響を実験的に検討した。生成物中のSi,GeとOの結合状態をIR分析、Si,Geの組成をICP、結晶性をXRDで明らかにした。流動層CVDに関しては、高温ガス炉用微粒子燃料製造を目的として、アルミナ粒子をモデルとしプロピレンの熱分解によって炭素層被覆を行った。堆積速度と反応温度プロピレン濃度との関係を明らかにした。同じく流動層CVDに関し、モノシラン、トリクロロシランからの多結晶シリコンの合成を行った。微粉生成量を異相及び均相反応速度から推算した。析出量のうち約10%が微粉となり、また析出物性状を悪化させる。原料による析出物形状の差が顕著である。CVDによる高速製膜技術に関しては、超微粒子の生成と膜中への取り込みを利用した超微粒子沈着CVD法の機構の解明を目的として、Ti【O_2】,Zr【O_2】を比較しつつ検討を行った。Ti【O_2】の場合、基板温度400°Cを境に、低温ではアモルファス膜、高温では(002)面配向のアナターゼ膜が最大100nm/sと、通常CVD法と比較して百倍近い高速で合成される。
法称著『知識論評釈』および注釈文献の総合的研究―未公刊写本の校訂と資料環境整備

本研究では、インド仏教の伝統にあって、認識論・論理学を大成したダルマキールティ(法称、7世紀頃)の最初期の著作、『知識論評釈』(プラマーナ・ヴァールッティカ)第1章(推理論)の本文およびその諸注釈書について、原典写本に基づく校訂・解読研究を実施し、仏教認識論・論理学研究における基本資料の整備を目的としている。本年度は、研究開始年度にあたり、『知識論評釈』本文について、インド・グジャラート州パタン市のジャイナ教僧院において研究代表者が自ら撮影したカラーの写本写真を用い、原典テキストの異読調査を行った。同時に、ダルマキールティの後期の著作『知識論決択』(プラマーナ・ヴィニシュチャヤ)が、『知識論評釈』のテキストを大量に再利用していることから、中国蔵学研究中心(China Tibetology Research Center、北京)とオーストリア科学アカデミーとの国際プロジェクトのもと、シュタインケルナー教授によって2007年に公刊された『知識論決択』第1章(知覚論)及び第2章(推理論)のサンスクリット語原典テキストを参照し、『知識論評釈』とのパラレル・テキスト(並行文)の考察を行った。さらに、ニヤーヤ派のバーサルヴァジュニャ著『ニヤーヤ・ブーシャナ』など、『知識論評釈』本文を引用する他学派の文献も併せて調査し、『知識論評釈』本文テキストの異読調査を行った。また、ラーフラ・サーンクリッティヤーヤナ氏によってチベット自治区で撮影された、『知識論評釈』に対する注釈書(著者不明)のサンスクリット語原典写本について、解読作業を開始した。本研究では、インド仏教の伝統にあって、認識論・論理学を大成したダルマキールティの『知識論評釈』(プラマーナ・ヴァールッティカ)第1章(推理論)の本文およびその注釈書類について、原典写本に基づく校訂・解読研究を実施し、仏教認識論・論理学研究における基本資料の整備を目的としている。研究開始にあたる本年度は、まず『知識論評釈』本文について、サンスクリット語原典テキストの異読調査を実施する計画であり、インド・グジャラート州パタン市のジャイナ教僧院において研究代表者自ら撮影したカラーの写本写真を用い、異読調査を行った。同時に、『知識論評釈』のテキストを大量に再利用しているダルマキールティ後期の著作『知識論決択』(プラマーナ・ヴィニシュチャヤ)のサンスクリット語原典テキスト(2007年刊)や、『知識論評釈』のテキストを大量に引用するニヤーヤ派のバーサルヴァジュニャ著『ニヤーヤ・ブーシャナ』など参照することで、より豊富な異読情報を収集することができた。本年度実施したこれらの研究は、おおむね当初の研究計画に沿ったものであり、次年度以降に予定している『知識論評釈』注釈書の研究において、基礎となるものである。また、ラーフラ・サーンクリッティヤーヤナ氏によってチベット自治区で撮影された、『知識論評釈』に対する注釈書(著者不明)のサンスクリット語原典写本について、一部の解読作業を開始できたことは有意味であったが、不鮮明な箇所が多く残るモノクロ写真であることから、より鮮明な複写資料の入手が望まれる。研究計画2年目以降は、『知識論評釈』本文テキストの異読調査を継続しつつ、『知識論評釈』に対する注釈書の研究を進める予定である。まずは、ラーフラ・サーンクリッティヤーヤナ氏によってチベット自治区で撮影された、『知識論評釈』に対する注釈書(著者不明)について、解読研究を実施する。本写本は、ラーフラ・サーンクリッティヤーヤナ氏が1930年代にチベット自治区で撮影したものであり、ネパール・パトナ市の研究所にネガが保管されていたが、現在では、ドイツ・ゲッティゲン大学に複写が保管されている。ゲッティゲン大学所蔵資料については、バンドゥルスキー氏(F. Bandurski)によるカタログも公開されたことから(1994年)、研究者に利用可能となりつつあり、研究代表者も、当該写本の複写を既に入手しているものの、より精度の高い解読作業のため、複写資料の状態を実際に調査し、その場で解読するとともに、より精度の高いコピーを入手したい。また、カルヤーナ・チャンドラ(年代不詳)のものと推定され、引用断片のみが知られる『知識論評釈』注釈書に対し、ジャイナ教徒の手になる著作をより広範囲に調査し、新たな引用テキストの調査を行う。

さらに、ニヤーヤ派のバーサルヴァジュニャ著『ニヤーヤ・ブーシャナ』など、『知識論評釈』本文を引用する他学派の文献も併せて調査し、『知識論評釈』本文テキストの異読調査を行った。また、ラーフラ・サーンクリッティヤーヤナ氏によってチベット自治区で撮影された、『知識論評釈』に対する注釈書(著者不明)のサンスクリット語原典写本について、解読作業を開始した。本研究では、インド仏教の伝統にあって、認識論・論理学を大成したダルマキールティの『知識論評釈』(プラマーナ・ヴァールッティカ)第1章(推理論)の本文およびその注釈書類について、原典写本に基づく校訂・解読研究を実施し、仏教認識論・論理学研究における基本資料の整備を目的としている。研究開始にあたる本年度は、まず『知識論評釈』本文について、サンスクリット語原典テキストの異読調査を実施する計画であり、インド・グジャラート州パタン市のジャイナ教僧院において研究代表者自ら撮影したカラーの写本写真を用い、異読調査を行った。同時に、『知識論評釈』のテキストを大量に再利用しているダルマキールティ後期の著作『知識論決択』(プラマーナ・ヴィニシュチャヤ)のサンスクリット語原典テキスト(2007年刊)や、『知識論評釈』のテキストを大量に引用するニヤーヤ派のバーサルヴァジュニャ著『ニヤーヤ・ブーシャナ』など参照することで、より豊富な異読情報を収集することができた。本年度実施したこれらの研究は、おおむね当初の研究計画に沿ったものであり、次年度以降に予定している『知識論評釈』注釈書の研究において、基礎となるものである。また、ラーフラ・サーンクリッティヤーヤナ氏によってチベット自治区で撮影された、『知識論評釈』に対する注釈書(著者不明)のサンスクリット語原典写本について、一部の解読作業を開始できたことは有意味であったが、不鮮明な箇所が多く残るモノクロ写真であることから、より鮮明な複写資料の入手が望まれる。研究計画2年目以降は、『知識論評釈』本文テキストの異読調査を継続しつつ、『知識論評釈』に対する注釈書の研究を進める予定である。まずは、ラーフラ・サーンクリッティヤーヤナ氏によってチベット自治区で撮影された、『知識論評釈』に対する注釈書(著者不明)について、解読研究を実施する。本写本は、ラーフラ・サーンクリッティヤーヤナ氏が1930年代にチベット自治区で撮影したものであり、ネパール・パトナ市の研究所にネガが保管されていたが、現在では、ドイツ・ゲッティゲン大学に複写が保管されている。ゲッティゲン大学所蔵資料については、バンドゥルスキー氏(F. Bandurski)によるカタログも公開されたことから(1994年)、研究者に利用可能となりつつあり、研究代表者も、当該写本の複写を既に入手しているものの、より精度の高い解読作業のため、複写資料の状態を実際に調査し、その場で解読するとともに、より精度の高いコピーを入手したい。また、カルヤーナ・チャンドラ(年代不詳)のものと推定され、引用断片のみが知られる『知識論評釈』注釈書に対し、ジャイナ教徒の手になる著作をより広範囲に調査し、新たな引用テキストの調査を行う。本年度、ドイツ・ゲッティンゲン大学図書館での資料調査を予定していたが、渡航期間として予定していた2019年2月から3月の間、当該図書館が長期休館となったため、調査を次年度に延期したことにより、次年度使用額が生じた。
逐次推測理論の研究

逐次点推定問題においては従来の逐次推定方式に比べ逐次方式を偏り補正することによって漸近的にリスクをより小さくできる場合があることがこれまでの研究でわかっている。この結果が有界リスク問題に対して成立するかどうかについて,母集団が位置母数と尺度母数をもつ指数分布に従う場合に次の二つの研究結果を得た。1.損失関数として二乗誤差を尺度母数でわった相対誤差損失のもとで尺度母数を推定するときにリスクがあらかじめ与えられた正定数w以下となるように逐次方式を構成する有界リスク問題に対して偏り補正逐次方式を構成した。提案した逐次方式は従来の方式に比べwが小さくなるときに漸近的にリスクを縮小することがわかり,有界リスク問題に対しても偏り補正方式が有効である例として日本数学会1998年度秋季総合分科会(於大阪大学)において磯貝英一,斎藤和正両氏と共同で講演発表を行っている。2.位置母数と尺度母数の一次結合の形の母数を二乗誤差損失のもとで推定するときにリスクが与えられた正定数w以下となるように逐次方式を構成する有界リスク問題について,十分小さいwに対してリスクがw以下となる逐次推定量のクラスを提案した。これはwを小さくするときに2次漸近不偏となる推定量を含んだクラスであるが,位置母数と尺度母数の一次結合の重み付けを表わす係数の値によっては偏り補正逐次方式がリスクを増大する結果となった。この問題においては,2次の漸近不偏推定量ではなく,提案した推定量のクラスで漸近的にリスクを最小とする推定量を用いるとリスクが縮小されることがわかった。この研究成果を平成10年度科学研究費補助金[基盤研究(A)(1)](研究代表者:赤平昌文氏)によるシンポジウム「統計的逐次推測とその関連領域の新展開」(於新潟大学)において磯貝英一,斎藤和正両氏と共同で講演発表している。主要研究テーマは逐次推定の漸近理論についてである。逐次点推定問題においては,これまでの研究で,従来の逐次推定方式に比べ逐次方式を偏り補正することによって漸近的にリスクをより小さくできる場合があることがわかっている。この結果に基づいて、今年度は次の二つの問題を考察し、興味ある研究結果を得た。1.Martinsek(1983)とSriram(1991)は逐次点推定において,損失関数として二乗相対誤差損失を考えている。この場合に対して,偏り補正方式がどのような影響をあたえるのか,特に,母集団の分布を指定しないときにどのような結果をもたらすのかについて研究を行った。その結果,母分散が未知の場合に母平均を推定する問題に対して,2次の漸近不偏逐次推定方式を構成することができた。提案した逐次方式は母集団分布が正規分布の場合を含めていくつかの重要な分布に対して従来の逐次方式に比べ漸近的にリスクを縮小することがわかった。得られた結果は論文としてまとめており,学術雑誌Statistics&Decisions(1998)(磯貝英一氏と共同)に掲載が決定している。2.Sriram(1990)が研究した母集団の分布が正規分布に従う場合の平均と標準偏差の比を表わす母数の逐次点推定問題に対して偏り補正方式が有効であるかを考察した。結果としては,構成した偏り補正逐次方式はSriram(1990)の逐次方式に比べリスクが小さくなることがわかり,母平均に対してだけでなく,平均と標準偏差の比という特殊な型の母数の推定に対しても偏り補正方式が有効であることが確認できた。この研究成果は日本数学会1997年度秋季総合分科会(於東京大学)において磯貝英一氏と共同で講演発表している。この研究成果を平成10年度科学研究費補助金[基盤研究(A)(1)]
容量結合多極放電を用いた大気圧プラズマの新技術とその応用

本研究の目的は,大気圧プラズマ発生のための新しい技術を確立し,その応用を模索することである.本方式では,静電容量の大きさを変えることによってプラズマへの注入エネルギーを容易に制御でき,従来の大気圧プラズマの発生技術である誘電体バリア放電とは異なっており,それと差別化できる.以下にこれまでの成果をまとめる。1)オゾン生成のための大容量化、及び放電の安定化:平成17年度においては、本方式の広断面化のため、18本の針電極を並列接続し、針電極側に消弧コンデンサ45pF(2.5p:F/本)を接続してオゾン生成を試みた。また、放電の安定化のため、系全体をプラズマ容器中に設置した。その結果、酸素原料(純度99.5%)で最大で320ppmのオゾン生成濃度を、また8g/kWhのオゾン生成効率を得た。平成18年度においては、本方式の大容量化のため、20本の針電極を集積化し、針電極側に消弧コンデンサ360pF(18pF/本)を並列接続してオゾン生成を試みた。対向電極にはメッシュ電極を用い、放電の安定化のため電極系全体をガラス管中に設置した。その結果、酸素原料(純度99.5%)で最大で155ppmのオゾン生成濃度を得た。また、最大で19.5g/kWhのオゾン生成効率を得た。平成17年度の結果に比べてオゾン生成効率の向上が達成できたが、さらなる最適化が望まれる。2)オゾン生成における交流電圧の波形の効果:印加電圧波形が連続正弦波(10または20kHz)のときよりラジカルの拡散を促進し、オゾン生成量の増大とオゾン生成効率の向上させるため、印加電圧波形をバースト波に変化させた。デューティー比の減少に伴ってオゾン生成濃度は減少するが、オゾン生成効率が約20g/kWhまで改善されることが明らかとなった。3)オゾン生成におけるメッシュ電極の効果:容量結合多極放電によるオゾン生成では、対向電極にメッシュ電極を用いる放電方式がオゾンの生成効率の向上に有効であることがわかった。4)集積型容量結合多極放電の特性:集積化した容量結合多極放電は、従来の容量結合多極放電と同様な放電の原理で動作していることが確認され、集積化に対して容量結合多極放電の動作に普遍性があることがわかった。本研究の目的は,大気圧プラズマ発生のための新しい技術を確立し,その応用を模索することである.この放電方式は,低電位側の電極を静電容量で結合することによって,放電を自己消弧させて,大気圧で低温プラズマを発生するものである.さらに,容量結合した電極を平面的に多数配列することによって,大気圧プラズマの大面積化を図る.本方式では,静電容量の大きさを変えることによってプラズマへの注入エネルギーを容易に制御でき,従来の大気圧プラズマの発生技術である誘電体バリア放電とは異なっており,それと差別化できる.以下にこれまでの成果をまとめる。(1)オゾン生成のための大容量化、及び放電の安定化:本方式の広断面化のため、18本の針電極を並列接続し、針電極側に消弧コンデンサ45pF(2.5pF/本)を接続してオゾン生成を試みた。

また、放電の安定化のため、系全体をプラズマ容器中に設置した。その結果、酸素原料(純度99.5%)で最大で320ppmのオゾン生成濃度を、また8g/kWhのオゾン生成効率を得た。(2)オゾン生成における交流電圧の波形の効果:印加電圧波形が連続正弦波(10または20kHz)のときよりラジカルの拡散を促進し、オゾン生成量の増大とオゾン生成効率の向上させるため、印加電圧波形をバースト波に変化させた。デューティー比の減少に伴ってオゾン生成濃度は減少するが、オゾン生成効率が約20g/kWhまで改善されることが明らかとなった。(3)並行光線レンズ筒を用いることで、光電子増倍管による光測定の空間分解能を向上させることに成功した。この結果、マイクロ放電の進展速度が約3×10^5m/sであることが明らかとなった。本研究の目的は,大気圧プラズマ発生のための新しい技術を確立し,その応用を模索することである.この放電方式は,低電位側の電極を静電容量で結合することによって,放電を自己消弧させて,大気圧で低温プラズマを発生するものである.さらに,容量結合した電極を平面的に多数配列することによって,大気圧プラズマの大面積化を図る.本方式では,静電容量の大きさを変えることによってプラズマへの注入エネルギーを容易に制御でき,従来の大気圧プラズマの発生技術である誘電体バリア放電とは異なっており,それと差別化できる.以下にこれまでの成果をまとめる。(1)オゾン生成におけるメッシュ電極の効果:容量結合多極放電によるオゾン生成では、対向電極にメッシュ電極を用いる放電方式がオゾンの生成効率の向上に有効である。(2)集積化型容量結合多極放電の特性:集積化した容量による容量結合多極放電は、従来の容量結合多極放電と同様な放電の原理で動作していることが確認され、容量結合多極放電の動作に普遍性がある。(3)オゾン生成のための大容量化、及び放電の安定化:本方式の大容量化のため、20本の針電極を集積化し、針電極側に消弧コンデンサ360pF(18pF/本)を並列接続してオゾン生成を試みた。対向電極にはメッシュ電極を用い、放電の安定化のため電極系全体をガラス管中に設置した。その結果、酸素原料(純度99.5%)で最大で155ppmのオゾン生成濃度を得た。また、最大で19.5g/kWhのオゾン生成効率を得た。平成17年度の結果に比べてオゾン生成効率の向上が達成できたが、さらなる最適化が望まれる。(4)容量結合多極放電は、スパーク型を示す場合には熱化の兆候が見受けられるので、ポリフロロカーボンやメタンなどの有機化合物気体等の改質や分解への応用が期待できる。