hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機分子触媒組込型キラル高分子の合成と不斉反応への応用

現在新たにスルホンアミド構造を有するシンコナアルカロイドをキラル有機分子触媒部位とした有機分子触媒組込型キラル高分子の合成ならびに不斉反応を精力的に進めており、その触媒性能に関する知見が得られつつある。今後はエーテル結合型ならびにスルホンアミド型シンコナアルカロイドの2種類に焦点を当て、高性能な有機分子触媒組込型キラル高分子の開発を進めていく。高分子合成、高分子触媒平成27、28年度計画では引き続き有機分子触媒組込型キラル高分子(CPC)の合成を行うとともに、ハイパーブランチ型CPCの合成やCPCを用いた不斉反応に着手する。CPCの合成では、これまで有機分子触媒の高分子固定化や高分子主鎖組み込み化にあまり用いられていないエステル化反応や溝呂木ーHeck反応、鈴木ー宮浦カップリング反応などに焦点を当てて、重合条件の検討を行う。また、二量体リンカーに代えて三量体リンカーを用い、ハイパーブランチ型CPCの合成を行う。CPCを用いた不斉反応では高分子主鎖に組み込んだキラル有機分子触媒に対応した不斉反応を行い、CPCの触媒性能の評価を行う。不斉反応における転化率、生成物の収率、立体選択性、触媒の再使用性に関して、モデル低分子触媒ならびに従来の高分子固定化型有機分子触媒との比較・検討し、CPCの特徴を明らかにする。得られた知見を基に、CPCの分子構造を最適化し、高性能高分子キラル触媒の開発を目指す。本年度で計画していた高分子合成に代えて次年度で計画していた不斉反応を前倒しで遂行したため、物品費(主に試薬代)において次年度使用額が生じた。次年度には前年度に計画していた高分子合成を行うため、生じた使用額相当の物品費(主に試薬代)を使用予定である。その他の直接経費、間接経費の使用予定は従来と変更はない。
中殿筋前方筋腹における筋肉内注射の安全性に関する検討

殿部筋肉内注射部位として選択されている「クラークの点」を、中殿筋前方筋腹に位置する「ホッホシュテッターの部位」および「Jacobsらの領域」と比較し、形態学的に安全な部位であるか検討した。「クラークの点」は上殿神経・動静脈損傷の危険性が低く適切な部位であると考えられた。さらに、注射部位の特定方法について比較し、「クラークの点」は施行者が異なっても腹側に位置するが、指標となる部位の触知が難しいことが問題点であるため、簡便な特定方法を追究していくことが今後の検討課題である。筋肉内注射は誤った手技で実施した場合、神経・血管損傷による麻痺の出現、および筋肉内注射のみの適応である薬液が皮下に注入された場合の組織傷害など、対象者にとって深刻な悪影響を及ぼす危険性がある。しかし、現在の看護学教科書には筋肉内注射部位における神経・血管の走行が明確に記載されているものが少なく、筋肉内注射技術の根拠は未だ不明瞭な部分があると考えられる。現在では殿部への筋肉内注射部位として「四分三分法の点」が多く使用されているが、「四分三分法の点」は皮下組織の厚みが厚く皮下組織傷害を引き起こしやすい部位であり、また上殿神経・動静脈損傷の危険性が高い部位であることが検証されている。これに比較し「クラークの点」は安全性の高い部位であることが示唆されている。本研究における意義は、筋肉内注射のもつ危険性を可能な限り減少させ、対象者にとって安全性の高い注射部位を確立させることである。平成19年度の研究では、「クラークの点」の安全性について追究するために、前方殿部注射部位として知られる「ホッホシュテッターの部位」との比較検討を行った。解剖実習体11体18側の殿部において、2点の神経・血管の走行や皮下組織・筋の構造などを観察し、どちらが殿部筋肉内注射部位として適切な部位であるかを検討した。「ホッホシュテッターの部位」は、「クラークの点」と比較して皮下組織の厚みが薄いため筋肉内に注射針を刺入しやすいが、皮下組織の直下に大腿筋膜張筋が分布している例があることから腱様組織に好発する筋拘縮症発症の危険性を考慮する必要があると考えられた。したがって現時点では、中殿筋に注射針を刺入しやすい「クラークの点」が適切な注射部位であると示唆された。今後は、中殿筋の前方筋腹の安全性についてさらに観察を行うとともに、正確に注射部位を特定する方法の確立に努めたい。殿部筋肉内注射部位として選択される「クラークの点」の安全性について追究するために、前方殿部注射部位として知られる「ホッホシュテッターの部位」との比較検討を行った。解剖実習体10体20側の殿部において、注射部位の神経・血管の走行や皮下組織・筋の構造などを観察し、殿部筋肉内注射の適切な部位を検討した。「ホッホシュテッターの部位」は、「クラークの点」と比較して皮下組織が薄いため筋肉内に注射針を刺入しやすいが、皮下組織の直下に大腿筋膜張筋が分布している例があることから腱様組割織に好発する筋拘縮症発症の危険性を考慮する必要があると考えられた。また、「ホッホシュテッターの部位」では上殿神経・動静脈前枝が密集しているため、神経・血管が疎である「クラークの点」が上殿神経・動静脈損傷の危険性が低いと考えられた。また、日本において筋肉内注射部位として選択されている「クラークの点」、「ホッホシュテッターの部位」、「四分三分法の点」の特定方法の難易度を比較した。「四分三分法の点」は、施行者の手技によって特定部位が背側にばらつきやすく、坐骨神経や上殿神経・動静脈などの神経・血管損傷の危険性があると考えられた。また、特定までにかかたた所要時間が3部位の中で最も長く、正確に特定するためには患者の殿部の露出時間が長くなることが示唆された。「クラークの点」、「ホッホシュテッターの部位」は、「四分三分法の点」より腹側に位置するが、指標となる部位の触知が難しいことが特定上の問題点であると考えられた。今後は、施行者間のばらつきが少なく、より安全で簡便に特定できる方法を考案していくことが検討課題である。
教員養成における質保証システムの日本的特質と構造的課題に関する比較研究

本研究は、まずイギリス(スコットランド)とオーストラリア(ビクトリア州)の教員養成機関(本研究では大学を対象とする)に対するアクレディテーション(機関に対する外部評価とそれに基づいた認定)の実施過程に着目し、アクレディテーションにおける外部評価と内部質保証(各機関内部の自己評価)の連動メカニズムとそれを成立・機能させる要件の解明を目的としている。そのうえで、これら二つの地域の質保証モデルを比較の枠組みとしながら、日本の教員養成の質保証システムに固有の特質と構造的課題を明らかにすることを試みる。今年度はオーストラリア調査を中心に実施した。オーストラリアの教員養成のアクレディテーションは、これまで各州の評価基準・手続きに従って実施されてきた。しかし、学校教育のカリキュラムの全州共通化に伴い、国家レベルで全州共通の評価基準・手続きが定められるようになった。この共通手続きに基づいて各州がアクレディテーションを運用するという、いわば権限分有型の質保証を行っている。州による分権政治が基本であったオーストラリアで、これまでにない変化として生成しつつある中央集権的な施策に各大学がいかに対応しているのかを主にモナシュ大学の教員養成課程を事例として調査を行った。モナシュ大学はオーストラリア最大規模の教員養成機関であり、そこでの質保証の成否がオーストラリアの教員養成に持ち得るインパクトは大きい。文献調査、及び研究協力者との定期的なズーム会議により、アクレディテーションにおける教師の専門性基準及びアクレディテーション規準の機能の分析とそれが大学の内部評価指標の機能に及ぼす影響の調査と分析を行った。当初に予定していた通り、文献調査及び海外の研究協力者との定期的な遠隔会議を実施し、アクレディテーションにおける教師の専門性基準及びアクレディテーション規準の機能の分析とそれが大学の内部評価指標の機能に及ぼす影響の調査と分析を進めることができた。2019年度はイギリス(スコットランド)調査を中心に実施する計画である。GTCS(General Teaching Council for Scotland)の協力を得ながら、スコットランドの教員養成の質保証システムに関する調査を実施する。これによりアクレディテーションにおける専門性基準等の機能と連動メカニズムを抽出・分析する予定である。同時並行的に、オーストラリアの研究協力者との遠隔会議を定期的に続け、オーストラリアの事例に関する分析も継続し、成果発表に向けた整理を行う。当初は今年度に実施を予定していた現地調査の一部に関して、遠隔会議の定期的な実施により、海外の研究協力者との打ち合わせ等を含め、効率的かつ経済的に進めることできた。また、次年度使用分については、遠隔会議等により進捗した研究の成果をまとめ、発表する準備に用いる計画である。
十字架型DNAを利用した安全な遺伝子治療ベクターの開発

ヒトの転座切断点に位置するATに富んだパリンドローム配列(PATRR)を用いて人工的な転座を起こす系を確立するため、1)その反応に必要な分子が体細胞に存在するか、2)PATRR配列が生体内で立体構造をとりうるのかの二点について研究を進めた。まずヒトの培養細胞にPATRR配列を含むプラスミドを二種類導入し、その間でDNA再構成(転座)が起こるかを確認した。PCRで特異的に増幅する系を用いたところ、高頻度でヒトの転座に類似する再構成反応を検出した。この再構成は切断点に相同性がほとんど見られないことから、二つのDSB間で非相同末端結合でつながったものと考えられた。このことから、PATRR配列を介した転座はヒトの体細胞にて効率よく再現されることが明らかになった。よって転座誘発系に必要な因子は体細胞にすべて含まれていると考えられ、遺伝子治療への応用に一歩近づくことができた。次にこの転座様再構成の原因を明らかにすべく、PATRR配列の立体構造との関連を調べた。プラスミド上のPATRR配列は通常の単離法では十字架型の立体構造をとる。そこで、通常よりも緩やかな条件でプラスミドを精製後、超らせんのねじれを酵素処理で除去した。これにより、PATRRは立体構造をとらなくなる。この状態のDNAを用いて先の実験をおこなったところ、DNA再構成の頻度が非常に減少した。このことはDNAの立体構造が再構成の原因であることを示している。ヒトのゲノム安定性はこのDNAの立体構造、いわゆる非B型DNAの形成と密接に関連していることは推定されていたが、直接の証明をされていなかった。今回のこの結果はその証明になり、非常に重要な成果である。以上二点の研究成果から、安全な遺伝子治療の実用化に向け一定の成果を得ることができたと考えている。今年度の成果は第11回国際人類遺伝学会、第56回アメリカ人類遺伝学会にて発表し、論文としてまとめた。ヒトの転座切断点で見つかったPATRR配列は、パリンドローム構造のためクローン化が難しい。本年度はそのクローニングを試みたが、22番染色体のPATRRはまだ成功しない。そのため、22番PATRRは転座した分子から半分ずつ取り出し、それをつなぎ合わせることで模造する方法を取った。この人工22PATRRを、すでにクローン化した11,17番染色体のPATRRと合わせて実験に使うこととした。次に、ヒトの各種培養細胞を用いて、培養温度を下げて精巣の条件に近づけ、培養細胞と精巣で検出される染色体間の転座の頻度を比較した。その結果、培養細胞では自然に発生する転座を検出することができなかった。さらに、クローン化したDNAと染色体間の転座頻度も同様に検出を試みたが、やはり検出限界以下であった。このことから、体細胞にDNAを導入するためには、何らかの因子を足してやる必要があることが明らかになった。この機構の解明は今後の研究にかかっているが、逆に狙った細胞のみに導入するという安全性を高めるため目的には必要な条件である。また、17番PATRRのクローン化に際し、複数の健常人の多型を解析したところ、PATRRのパリンドローム構造を保持するものと、欠失して対称性を欠いたalleleが約半分の割合で検出された。ヒトのNF1発症例の2例でPATRRを介した転座が原因の患者が報告されているが、それらはいずれも対称性を保持したallele由来であった。このことから、対称なPATRRほど十字構造をとりやすく、そのためヌクレアーゼなどに攻撃を受け二重鎖切断を誘発し、転座の切断点となることが推測された。この成果は第27回日本分子生物学会年会で発表し、また現在論文としてまとめ投稿中である。昨年度より引き続き、ATに富んだパリンドローム配列(PATRR)を介した転座を培養細胞中で再現する実験を行っている.転座には1)切断、2)結合の二つの反応が必要で、これらには非相同末端結合(NHEJ)と呼ばれる既知のDNA修復機構が関わっていることが推察された。そこでNHEJに関与する遺伝子を破壊した細胞株が豊富なニワトリB細胞由来DT40を用い、プラスミドにPATRRを組み込んだべクターを作製して導入してみた。その結果、DT40細胞では野生型、その他のNHEJ欠損株を含みPATRRの部位ではほとんど切断されなかった。しかしながらそこにSNM1C遺伝子を強制発現させた細胞株ではPATRRの中心付近、すなわちへアピン構造の先端部位で切断され、その後お互い二つの分子が繋ぎ直されたものがPCRにて検出された。この分子はヒトのt(11;22)に非常に類似したものであったことから、この系でヒトの転座を模倣することができたと判断した。この結果から、ヒトの転座を引き起こすにはへアピンを切断する酵素が必要であることが推察された。ヒトの転座は培養細胞では検出されないが、これらの酵素を強制発現させることで転座を誘発することが出来る可能性が考えられ、制御可能な安全な遺伝子導入の可能性を示唆した。以上の成果は第28回日本分子生物学会年会にて発表し、また現在論文を執筆中である。なお昨年度の成果は論文としてすでに発表してある。ヒトの転座切断点に位置するATに富んだパリンドローム配列(PATRR)を用いて人工的な転座を起こす系を確立するため、1)その反応に必要な分子が体細胞に存在するか、2)PATRR

配列が生体内で立体構造をとりうるのかの二点について研究を進めた。まずヒトの培養細胞にPATRR配列を含むプラスミドを二種類導入し、その間でDNA再構成(転座)が起こるかを確認した。PCRで特異的に増幅する系を用いたところ、高頻度でヒトの転座に類似する再構成反応を検出した。この再構成は切断点に相同性がほとんど見られないことから、二つのDSB間で非相同末端結合でつながったものと考えられた。このことから、PATRR配列を介した転座はヒトの体細胞にて効率よく再現されることが明らかになった。よって転座誘発系に必要な因子は体細胞にすべて含まれていると考えられ、遺伝子治療への応用に一歩近づくことができた。次にこの転座様再構成の原因を明らかにすべく、PATRR配列の立体構造との関連を調べた。プラスミド上のPATRR配列は通常の単離法では十字架型の立体構造をとる。そこで、通常よりも緩やかな条件でプラスミドを精製後、超らせんのねじれを酵素処理で除去した。これにより、PATRRは立体構造をとらなくなる。この状態のDNAを用いて先の実験をおこなったところ、DNA再構成の頻度が非常に減少した。このことはDNAの立体構造が再構成の原因であることを示している。ヒトのゲノム安定性はこのDNAの立体構造、いわゆる非B型DNAの形成と密接に関連していることは推定されていたが、直接の証明をされていなかった。今回のこの結果はその証明になり、非常に重要な成果である。以上二点の研究成果から、安全な遺伝子治療の実用化に向け一定の成果を得ることができたと考えている。今年度の成果は第11回国際人類遺伝学会、第56回アメリカ人類遺伝学会にて発表し、論文としてまとめた。
新しいソフトスチーム技術を応用して咀嚼・嚥下困難者用食材を調整する

咀嚼嚥下困難者や介護者が、食べておいしい形のある食材を、ソフトスチーム加工技術を用いて作ることを目的とした。本研究では、ソフトスチーム加工によりニンジンを適度な物性に調整し、それを用いて健常者で官能評価と生理学的検査を行った後、施設入所者に試食させた。ニンジンは85°Cで90120分加熱すると、軽度の咀嚼困難者向けの形ある食材ができ、おいしく食べやすく栄養価も良好だった。中等度以上の咀嚼嚥下困難者に提供する場合は、これをつぶすかペースト化する必要があった。本食材の特徴は、おいしさや甘さが優れ、無添加でありながら食べやすいことである。施設入所者の試食結果でも、おおむね良好な評価が得られた。平成24年度の研究実績の概要は以下の通りである。1、対象野菜の官能検査:パネルには、対象野菜として選定した人参を試食してもらい、食べやすさや飲み込みやすさに関する官能検査を実施した。また、その他の野菜(かぼちゃやさつまいも等)およびペーストについても、試食後の感想聴取を行った。官能検査は2点嗜好法とし、試料は平成23年度の研究で設定された条件(温度、時間)でソフトスチーム加工を行った人参、および中火でソフトスチーム加工の条件と同じ時間をかけて茹でた人参(85°C90分処理と100°C90分処理のものでの比較)とし、約20°Cに調整したものを供した。パネルには、摂食・嚥下機能に問題がなく普通食を食べている若年健常者32人(平均年齢18歳、1725歳)、高齢健常者33人(平均年齢77歳、6991歳)の2集団を設定して検査を行った。なお、人参は大きいものを用いると、処理条件が同じでも物性が基準外となるため、長さ10.514.5cm、頭部の直径46cmのものを用いた。おいしさ、味の強さ、甘さ、見た目、軟らかさ、まとまりやすさ、食べやすさ、飲み込みやすさなどの項目で、おおむねソフトスチーム加工人参の方が良い評価が得られた。2、官能検査パネルに対する生理学的検査:上記官能検査に参加したパネルの中から、承諾の得られた一部を対象に、デンタルプレスケールオクルーザー709を用いた咬合力の測定、かみかみセンサーを用いた試料の咀嚼回数の測定、JMS舌圧測定器を用いた舌圧の測定を実施した。3、栄養分析:糖度計を用いて糖度を測定したところ、100°Cで茹でた人参は平均6.9 Brix (%)、ソフトスチーム加工した人参は平均9.9 Brix (%)と、後者の方が甘味は強く、官能検査の結果と一致した。一方、ビタミン類やORACの測定値は、栄養素によっては、100°Cで茹でた方が高いものもあった。1,最終年度の研究成果概要ソフトスチーム加工ニンジンの提供に適した対象者を明らかにするため、管理栄養士や施設スタッフおよび、咀嚼・嚥下機能の異なる施設入所者を対象とする試食と摂食評価を行った。事前に本学近隣の特別養護老人ホーム、介護老人保健施設計20施設に対し、咀嚼・嚥下困難者の食事に関するアンケートおよび試食への協力お願いの文書を郵送した。回答のあった9施設のうち、6施設において管理栄養士等施設スタッフによる摂食評価の了承が得られた。評価時には、1パックの適切量や希望価格帯についても調べた。スタッフの評価では、おいしい、食べやすい、という感想が多かった。さらに、2施設では入所者を対象とした試食およびアンケートも実施した。普通食きざみ食対象者には花型ニンジン、ミキサー・ペースト食対象者にはペーストニンジンを昼食時に提供した。いずれのニンジンとも、おいしい、食べやすい、と好評であった。一方で、ニンジンらしい味が少ないとの声もあった。2,研究期間全体を通じた研究成果概要ニンジンをソフトスチーム加工して適度な物性に調整し、それを用いて、まず健常者で官能評価と生理学的検査を行った。その後、軽度の咀嚼・嚥下困難者を含む施設入所者に試食およびアンケートを実施した。ニンジンは標準温度(85°C)で標準時間の約23倍(90120分程度)加熱すると、軽度の咀嚼障害者向けの形ある食材ができ、おいしく、食べやすく、栄養価も良好だった。なお、丸ごとよりもカット(輪切り)してから加工すると、より好ましい物性となった。しかし、咀嚼障害中等度以上者や嚥下障害者に提供する場合は、つぶすかペースト化する必要があった。ソフトスチーム加工食材の特徴は「おいしさ、甘さ」が優れているほか、無添加でありながら食べやすいことである。実際に、施設入所者に試食してもらったところ、おおむね良好な評価が得られた。

本食材の特徴は、おいしさや甘さが優れ、無添加でありながら食べやすいことである。施設入所者の試食結果でも、おおむね良好な評価が得られた。○対象野菜の選定:高齢者が好み和食材によく使われるが、咀嚼嚥下しにくい根菜類の人参とごぼうを候補とした。人参は(1)皮付き一本丸ごと(2)皮なし一本丸ごと(3)皮付き輪切り(4)皮なし輪切り、ごぼうは(1)皮付き輪切り、とした。予備実験段階で各種条件のソフトスチーム加工を行った結果、ごぼうは食味が優れなかったため対象から除外した。人参は普通に茹でた物より、おいしく食すことができた。○ソフトスチーム加工条件の設定:処理温度は86°C(通常処理)と95°C(加工上限)、処理時間は60分(通常処理の1.5倍), 90分,120分,180分,300分とし、温度と時間の組み合わせにより処理を行った。○物性検査の結果:上記1における(1)(4)の人参を上記2の条件で加工し予備実験段階での物性検査の対象とした。試料品温20°Cで測定した結果「皮付きと皮なし」及び「一本と輪切り」の測定値には、あまり差がみられなかった。処理温度や時間の違いも考慮し、本実験では、より色鮮やかで調理時の自由度も高い、86°C90分処理した(2)の人参を検査することとした。本実験に使用した人参は、新潟県胎内市で平成23年12月に収穫された西洋人参(長さ約14cm,頭の直径約3.5cm,重さ約135g)5本である。加工した人参は頭、中央の2部位に分けて各部位3回ずつ、そのままの状態と軽くつぶした状態で測定を行った。各検査において最大値と最小値を除いた平均値を測定値とした。そのままでの測定値は日本介護食品協議会のUDF区分1に入り、軽くつぶした時の測定値は厚生労働省の許可基準IIIに入った。○栄養分析の結果:86°C90分と120分処理の人参でビタミン、ミネラル類の含有量を比較すると、後者で若干少なかった。処理時間が短い方が栄養成分の損失が抑えられた。以上の結果を鑑み「86°C90分処理皮なし一本丸ごと人参」を次年度以降に使う試料の条件に決定した。現在までの達成度は、下記の理由でおおむね計画通りに進んでいると考えられる。平成23年度は実施計画に基づいて「試料の作成と物性検査」を実施した。すなわち、検査対象野菜を選定し、各種温度、時間でソフトスチーム加工し、物性検査用試料を準備した。次に、準備した試料に嚥下調整食として必要な物性が備わっているかを調べるため、硬さ、付着性、凝集性等についてクリープメーターを用いて検査し解析を行った。物性検査の結果は、嚥下調整食の基準と照らし合わせながら、試料作成方法にフィードバックして試作改良を続けた。このようにして、平成23年度の目的であった、「めざす嚥下調整食のための最適な調整条件(処理温度、時間)の決定」を、計画通りに行うことができた。また、当初予定していなかった、食材の栄養分析も実施した。平成24年度も実施計画に基づいて「対象野菜の官能検査」「官能検査パネルに対する生理学的検査」を実施し、さらに「栄養分析」も追加実施した。官能検査については、若年者のみならず実際に嚥下調整食を利用する年代である高齢者のうち、摂食・嚥下機能に問題がない幅広い年代の高齢者(6991歳)に協力いただいてデータを採取した。若年者と味覚や嗜好性の異なる高齢者にも好評であったことから、平成25年度の介護現場での試食へスムーズに導入できることが期待される。
鉄筋コンクリ-ト構造物の統一的な地震応答解析法

1.材料の構成則に基づいて復元力を定め、鉄筋コンクリ-ト構造物の弾塑性地震応答解析を行うプログラムを完成した。このプログラムは、単一柱式橋脚などの単純な構造物には適用できるが、ラ-メンなどの構造物には、演算時間が極めて長くなり、適用が困難である。2.鉄筋コンクリ-ト構造物について、断面のモ-メント曲率関係をモデル化し、部材をいくつかのセグメントに分割するとともに、セグメント内ではモ-メント曲率関係を同一として、弾塑性地震応答を解析するプログラムを完成した。このプログラムは、ラ-メンなどの複雑な構造物にも適用できる。3.2のプログラムにおいて、モ-メント曲率関係をClough型とし、部材の耐力を適切に与えて、セグメント長を塑性ヒンジ長程度とすれば、応答解析結果は、部材の耐力低下が生じない範囲では、振動実験あるいは仮動的実験によるものとよい精度で一致する。また、部材の耐力低下およびこれを生ずる曲率をモ-メント曲率関係のモデルに組み込めば、耐力低下後の応答もよい精度で追跡できる。4.部材が曲げ降伏した後せん断ひびわれを発生する場合、2のプログラムで耐力低下をモ-メント曲率関係に組み込むのは、現象を正しく反映しているとはいえない。正しくはせん断剛性の低下をも考慮に入れるべきであるが、これは、今後の課題である。5.鉄筋コンクリ-ト構造物の地震応答は、地震波において最大加速度が現われるまでの経過時間および最大加速度に近い加速度の繰り返し回数によって大きく影響を受ける。模擬地震波の作成にあたっては、この事実を反映させる必要がある。地震時における鉄筋コンクリ-ト構造物の応答性状を解析により求める場合、一般には構造物を質点に置換し、各層の学元力モデルを実験に基づいて定め、応答解析により求める手法が用いられてきた。しかし、この方法では、構造物の損傷がどこに集中し、それがどの程度であるのかを詳細に求めることができなかった。本研究では、復元力モデルを用いることなく、構造物の応答解析を行う手法を提案し、その妥当性について検討した。その結果、以下に述べることが明らかとなった。1.繰返し荷重下におけるコンクリ-トおよび鉄筋の応力ーひずみ関係を忠実にモデル化し、繰返し曲げモ-メントを受ける鉄筋コンクリ-ト部材の、モ-メントー曲率関係を求めるプログラムを作成した。次に、これを非線影応答解析の中に組込む手法を提案した。この場合、鉄筋コンクリ-ト部材の頂部の変位は、曲率を材軸に沿って積分することによって求めた。2.上で述べた新しい応答解析手法を用いて、正弦波入力の地震応答解析を行い、その結果を従来の復元力モデルを仮定した応答解析結果と比較した。その結果、提案した解析手法から求まる応答変位は、従来の解析手法から求まるものより幾分大きな値となるが、周期、復元力特性において良い一致がみられ,本手法の妥当性が示された。今後は、地震波を入力して応答性状を比較検討し、さらに精度のよい応答解析手法を開発していく予定である。1.筋鉄コンクリ-ト単一柱式橋脚を模擬した供試体につき、ElーCentro波およびTaft波を入力した振動実験および擬似動的試験を行なった結果、鉄筋コンクリ-ト構造物の応答は、最大加速度が現われるまでの軽過時間および最大加速度に近い加速度の繰り返し回数によって大きく影響を受けることが判明した。2.作成した弾塑性応答解析プログラムによる解析結果を振動実験結果および擬似動的試験結果と比較し、その精度について検討を重ねた結果、応答中に部材が塑性域に入っても、せん断による耐力低下を生じない範囲では、剛性低下型復元力モデルを設定することで精度のよい解析結果が得られることが判明した。しかし、応答中にせん断によって耐力低下が生ずる場合には、開発したプログラムでは応答を精度よく追跡できないことが示された。

3.これを解決するため、耐力低下型の復元力モデルを新たに作成し、これを開発したプログラムに組み込んだ結果、単一柱式橋脚で大きな耐力低下が生じた場合に見られる応答が1方向にずれていく現象が追跡できるなど、ある程度の精度で解析できることが示された。しかし、応答変位の極値が精度よく求められないこと、復元力が極値となる変位に差がみられることなど、開発した復元力モデルはなお完全でないことも認められた。この理由の1つとして、耐力低下が生じたのちの履歴法則が不完全であることが認められたので、来年度にこの改善を図る予定である。1.鉄筋コンクリ-ト構造物について、断面のモ-メント曲率関係をモデル化し、部材をいくつかのセグメントに分割するとともに、セグメント内ではモ-メント曲率関係を同一として、弾塑性地震応答を解析するプログラムを完成した。2.このプログラムにおいて、モ-メント曲率関係をClough型とし、部材の耐力を適切に与えて、セグメント長を塑性ヒンジ長程度とすれば、応答解析結果は、部材の耐力低下が生じない範囲では、振動実験あるいは仮動的実験によるものとよい精度で一致する。3.このプログラムにおいて、部材の耐力低下およびこれを生ずる曲率をモ-メント曲率関係の的デルに組み込めば、耐力低下後の応答もよい精度で追跡できる。4.Clough型モデルが簡単であるのにも拘らずよい結果を与えるのは、これが除荷後の剛性低下、再載荷時の最大変形点指向性、小振幅応答時のエネルギ-吸収などを考慮できるからであると考えられる。5.セグメント長を塑性ヒンジ長以下に短くすれば、構造物全体の応答は精度よく求められるが、部材の変形として非現実的な結果を与える。また、塑性ヒンジ長より長くすると、構造物の応答を精度よく求めることができない。6.部材耐力を正しく与えないと、部材の降伏時刻、部材間の降伏順序などが変化し、構造物全体の応答にも大きな影響が現われ、正しい結果を与えない。7.せん断変形を考慮するのに必要となるせん断剛性を適切に与える方法は、今後の検討課題である。
アイソポス寓話の発生と寓話の社会的機能の研究

寓話の起源の地としては,古くはギリシア・インド・ドイツ等が唱えられたが,その後オリエント起源説が現れた.我々はオリエントの諺および修辞的表現とギリシアの寓話を比較することにより,動物に託して語られたオリエントの教訓話が,ギリシアに入って寓話という文芸ジャンルに成長したことを確認した.ホメロス,ヘシオドス,アルキロコスといった前8,7世紀の詩人も知っていた寓話が,なぜ前6世紀の人アイソポスに帰されたかという事情は,寓話の社会的機能の高まりと関係する.言語の違いや知的レベルの違いを越えて,寓話はすべての人を容易に説得する,という効力が認識されるにつれて,実用のためにも娯楽のためにも寓話が盛んに作られるようになり,そのような時期とアイソポスの出現が一致したのである.古代文献の博捜によって,家庭で,法廷で,戦場で,短い寓話が百万言にも勝る説得力をもち得た状況が,多数見いだされた.すべての寓話がアイソポスに帰されるようになっても,それらがテクスト化されるにはなお数百年を要した.永らく口承で流布していた寓話が,ギリシアの作家たちにどのように利用され,いつごろテクスト化され,今日までの伝承が可能になったか,も本研究によって確認された.寓話の世界は,人と動物とが同じ言葉で語り合えた黄金時代に設定されることが多い.山下は,寓話における黄金時代とルクレティウスやウェルギリウスに見える黄金時代のイメージとの関連を追及した.中務は,笑話集のような口承文芸と寓話の関係をも考察した.これらの研究成果を元に,中務は現在,寓話の起源,ギリシア作家の寓話利用,寓話の語られた状況,インドとの関係,寓話の伝播,の各項について,アイソポスの全体像を描く書物を執筆中である.寓話の起源の地としては,古くはギリシア・インド・ドイツ等が唱えられたが,その後オリエント起源説が現れた.我々はオリエントの諺および修辞的表現とギリシアの寓話を比較することにより,動物に託して語られたオリエントの教訓話が,ギリシアに入って寓話という文芸ジャンルに成長したことを確認した.ホメロス,ヘシオドス,アルキロコスといった前8,7世紀の詩人も知っていた寓話が,なぜ前6世紀の人アイソポスに帰されたかという事情は,寓話の社会的機能の高まりと関係する.言語の違いや知的レベルの違いを越えて,寓話はすべての人を容易に説得する,という効力が認識されるにつれて,実用のためにも娯楽のためにも寓話が盛んに作られるようになり,そのような時期とアイソポスの出現が一致したのである.古代文献の博捜によって,家庭で,法廷で,戦場で,短い寓話が百万言にも勝る説得力をもち得た状況が,多数見いだされた.すべての寓話がアイソポスに帰されるようになっても,それらがテクスト化されるにはなお数百年を要した.永らく口承で流布していた寓話が,ギリシアの作家たちにどのように利用され,いつごろテクスト化され,今日までの伝承が可能になったか,も本研究によって確認された.寓話の世界は,人と動物とが同じ言葉で語り合えた黄金時代に設定されることが多い.山下は,寓話における黄金時代とルクレティウスやウェルギリウスに見える黄金時代のイメージとの関連を追及した.中務は,笑話集のような口承文芸と寓話の関係をも考察した.これらの研究成果を元に,中務は現在,寓話の起源,ギリシア作家の寓話利用,寓話の語られた状況,インドとの関係,寓話の伝播,の各項について,アイソポスの全体像を描く書物を執筆中である.
原形質膜イオン輸送系のフィトクロムによる制御機構についての研究

本研究の目的はフィトクロムの生理的一次作用を明らかにすることであるが、我々はこれまでの研究でプロトン,カリウム,カルシウムイオンの原形質膜やミトコンドリア膜透過性がフィトクロムの光可逆変化によって制御されること、そしてこの光可逆変化は受動輸送系のみならず能動輸送系をも制御していることを明らかにしてきた。そこで本研究では特に能動輸送系に対するフィトクロムの制御様式を明らかにすることを目的として、アラスカエンドウ黄化芽生えよりミトコンドリア分画とミクロゾーム分画とを得、これらの分画のATPase活性が共存するフィトクロムの光変換にともなってどのように変化するかをin vitroで調べた。その結果ミトコンドリア分画でフィトクロムがPfr状態のとき、そのATPase活性は減少し、Pr状態のときもとの値にかえるというフィトクロム依存の光可逆性のあることを見い出した。このことはミトコンドリアのATPase活性にフィトクロムが関与していることを示している。一方ミクロゾーム分画で同様の測定を行ったが、ミクロゾーム分画中のATPase活性はフィトクロムの可逆的光変換に対して常に一定の値を示した。さて動植物を問わず多くの生理現象でカルシウムイオンが情報の2次伝達体として重要な働きをすることが知られている。そしてフィトクロムの研究においてもカルシウムイオンの関与を示す報告が重要視されている。しかし今日まで細胞内のカルシウムイオン濃度がフィトクロムによって変化することを直接示した実験報告はない。そこで本研究ではカルシウムの蛍光指示薬であるFura2を細胞内にエレクトロポーレーション法で入れ、このFura2の蛍光量の変化から細胞内カルシウムイオン濃度の測定を試みた。その結果フィトクロムのPr状態、Pfr状態にともなって細胞内カルシウムイオン濃度が光可逆的に各々減少と増加を繰返すことを世界で初めて示すことに成功した。
内燃機関における着火用微小電力プラズマジェット・イグナイタの性能評価に関する研究

本研究は低電力で安定に作動し得るプラズマジェットの開発・性能評価を目的とし、10W程度の極低電力下での安定作動を実現し,性能を支配する噴射ガス温度測定を行った.実施計画項目別の成果は以下の通りである.1.設計・試作・放電特性の評価:低電流下で安定な放電を得るために,高い安定化抵抗を用いた直流高電圧電源(最大電圧10000V)を試作・使用した.また,使用ノズルについては従来型(W)と絶縁材挿入型(W-BN)について,ノズル噴射口径0.3,0.5,0.7mm,スロート長さ0.5,1.0,2.0mmの各場合における放電電圧-放電電流特性を測定し,何れの場合も安定な放電が得られ,特にW-BNの場合に放電電圧及び放電室圧力が上昇することが確認された.2.噴射プラズマの分光学的診断による性能評価:(1)単原子ガス(Ar)の場合;分光器で噴射プラズマの発光スペクトル波長及び強度を測定し,相対強度法を用いて温度の見積をしたところ,W-BNの場合でノズル噴射口径,スロート長さが共に小さい場合に,より高い噴射ガス温度(6000K程度)が得られることが確認された.(2)分子ガス(N_2)の場合:分子分光理論より特定の電子励起温度,振動励起温度,回転励起温度に対する電子-振動-回転スペクトルを理論計算するシミュレーション・プログラムを開発した.分光器で測定されたスペクトルに計算で得られた理論スペクトルをカーブフィットさせることによって,電子励起,振動励起,回転励起の各温度を評価する手法を確立した.幾つかの場合については各温度を特定することができたが,各種ノズルと噴射ガスの熱非平衡性との相関関係を見出すまでには到っていないので,今後これについて検討を進める.3.完全攪拌型燃焼器におけるプラズマジェットの着火・保炎性能評価:石英ガラス製完全攪拌型燃焼器を設計・制作し,現在,燃焼実験の準備中である。
虚血脳におけるベータアミロイド蛋白とその前駆体の発現と役割

ウイスターラットの右中大脳動脈を一時遮断する一過性脳虚血モデルを作成し、閉塞時間を15分・30分・120分の3群として、虚血3日後の梗塞巣の分布とアミロイド前駆蛋白(APP)の発現分布を免疫組織学的に評価した。30分閉塞群については虚血1、7日後についても観察した。アストロサイトおよびミクログリア・マクロファージのマーカーとしてそれぞれGFAP, OX42との二重染色を行った。APPは一部のアストロサイトに強く発現し、その他梗塞内の血管内皮、活性化ミクログリア・マクロファージか陽性となった。APP陽性アストロサイトは線条体の梗塞内の辺縁(特に側脳室近傍)、皮質梗塞域の脳表直下、梗塞巣に接する脳梁白質に分布した。APPは虚血1日後には発現増強はなく、7日後では3日後同様に発現増強していた。結果、グリア由来のAPPは、直接的に神経細胞保護の役割を果たしているのではなく、細胞接着やグリアの増殖分化に関与して組織修復に働いていると推察された。次年度は、APPや及びベーターアミロイド蛋白(βAP)の発現分布を虚血後、3、7、14、30、60日と比較的長期にわたり観察した。すべての例において血管閉塞時間は120分の1群のみとした。APPは30日後をピークとして中大脳動脈閉塞後3日60日の間に梗塞周囲の反応性アストロサイト内に観察された。一方、βAPは、30日後がピークであったが、3日後、60日後では観察されなかった。Congo red染色はいずれの時期においても観察されなかった。以上より、脳虚血により脳梗塞周囲の反応性アネトロサイト内に虚血後3日よりAPPが観察される。この一部はβAPへと変換される。βAPは7日後より観察されはじめるが、しかし、老人班にみられるような蓄積にはつながらず30日後をピークとして消失する。脳梗塞周囲に出現する反応性アストロサイトがβAPの発現、除去のメカニズムに関わっている可能性が示唆された。ベーターアミロイド蛋白(AP)はアルツハイマー病に共通して見られる老人斑の核をなす物質であり、同疾患の原因物質と考えられ盛んに研究されている。我々は脳虚血モデルを用いて、アミロイド前駆蛋白(APP)の発現分布を観察し、その機能について考察した。ウイスターラットの右中大脳動脈を一時遮断する一過性脳虚血モデルを作成した。血管閉塞時間を15分、30分、120分の3群として、虚血3日後の組織標本にて生じた梗塞巣の分布とAPPの発現分布を免疫組織学的に評価した。更に30分閉塞群については虚血1日後、7日後についても観察した。APP発現細胞を同定するために、アストロサイトおよびミクログリア・マクロファージのマーカーとしてそれぞれGFAP,OX42との二重染色を行った。梗塞巣の評価には、隣接切片のHE染色及びNSE,GFAP免疫染色を用いた。閉塞時間の延長に伴い線条体、皮質に梗塞巣が拡大し、NSE(-)&GFAP(-)、NSE(-)&GFAP(+)、NSE(±)&GFAP(+)の3のタイプに分類された。APPは一部のアストロサイトに強く発現し、その他梗塞内の血管内皮、活性化ミクログリア・マクロファージが陽性となった。

APP陽性アストロサイトは線条体の梗塞内の辺縁(特に側脳室近傍)、皮質梗塞域の脳表直下、梗塞巣に接する脳梁白質に分布したが、皮質の部分的ニューロン脱落領域;NSE(±)&GFAP(+)には存在しなかった。APPは虚血1日後には発現増強はなく、7日後では3日後同様に発現増強していた。結果、グリア由来のAPPには神経細胞保護の作用があると報告されているが、本実験におけるAPP陽性アストロサイトの出現時期及び分布からは、直接的に神経細胞保護の役割を果たしているのではなく、細胞接着やグリアの増殖分化に関与して組織修復に働いていると推察された。さらに同様の虚血モデルを用いて、APP及びAPの発現分布を虚血後、3、7、14、30、60日と比較的長期にわたり観察した。すべての例において血管閉塞時間は120分の1群のみとした。APPは虚血3日後より梗塞周囲のアストロサイトに発現し、これは60日後にも継続して認められた。またAPは、同様のアストロサイトに7日後より30日後のモデルまで観察された。アストロサイト内で発現したAPPは一部APへと代謝されるが、APの発現は長期にわたり持続せず、2カ月後には何らかの機構により除去されるものと観察された。ベーターアミロイド蛋白(βAP)はアルツハイマー病に共通して見られる老人斑の核をなす物質であり、同疾患の原因物質と考えられ盛んに研究されている。我々は、初年度において、脳虚血モデルを用いて、アミロイド前駆蛋白(APP)の発現分布を観察し、その機能について考察した。ウイスターラットの右中大脳動脈を一時遮断する一過性脳虚血モデルを作成した。血管閉塞時間を15分、30分、120分の3群として、虚血3日後の組織標本にて生じた梗塞巣の分布とAPPの発現分布を免疫組織学的に評価した。次年度は、ベーターアミロイド蛋白(βAP)の免疫染色及びその発現を知るために、Congo red染色を追加し、脳梗塞周囲にみられるアストロサイト内の反応について実験をおこなった。APP及びβAPの発現分布を虚血後、3、7、14、30、60日と比較的長期にわたり観察した。APPは30日後をピークとして中大脳動脈閉塞後3日60日の間に梗塞周囲の反応性アストロサイト内に観察された。一方、βAPは、30日後がピークであったが、3日後、60日後では観察されなかった。Congo red染色はいずれの時期においても観察されなかった。以上より、脳虚血により脳梗塞周囲の反応性アストロサイト内に虚血後3日よりAPPが観察される。この一部はβAPへと変換されると考察された。βAPは7日後より観察されはじめるが、しかし、老人班にみられるような蓄積にはつながらず30日後をピークとして消失する。脳梗塞周囲に出現する反応性アストロサイトがβAPの発現、除去のメカニズムに関わっている可能性が示唆された。
「万有在神論」(Panentheismus)についての研究

本研究は、「万有在神論」(Panentheismus)について検討し、その思想的特質を剔抉することを目指した。当初の計画では、(1)セバスティアン・フランク、(2)レッシング、(3)フェヒナー、(4)トレルチ、(5)プロセス思想家、(6)西田幾多郎を取り上げる予定であったが、三年間で纏まった結論を得るには無理があることがわかったので、(1)、(2)、(4)を重点的に研究し、また新たにK.C.F.クラウゼを加えることにした。本研究によって明らかになったことは、(1)この用語がクラウゼによって1828年に造語されたものであること、(2)この概念は神の世界超越性と世界の神内在性を同時に主張しようとしており、したがって汎神論とは一線を画すものであること、(3)クラウゼ自身は"Panentheismus"以外に、"Allingottlehre"という用語も用いていること、(4)「万有在神論」は、ユダヤ・キリスト教的超越神論とストア主義的汎神論(あるいはスピノザ主義的内在論)を総合するような立場を目指していること、(5)しかし汎神論との区別はもとよりきわめて微妙であり、この立場は有神論の側からつねに汎神論の嫌疑をかけられてきたこと、などである。しかし「万有在神論」のモチーフは新約聖書の中にも見出され、また神秘主義やスピリチュアリスムスの系譜にもその方向性を示唆するものが少なくない。その一例をなすフランクの立場はしばしば汎神論と見なされているが、本研究によればむしろ「万有在神論」として捉えられるべきである。レッシシングの立場は"Panta-en-theismus"と名づけうるような独自の特質を備えている。トレルチの神概念は「万有在神論」の方向を示唆しているが、未だ概念的明晰さを欠いている。「万有在神論」の現代的妥当性を擁護するマッコーリーは、それに代えて「弁証法的有神論」(dialectical theism)という用語を提案している。今後の課題は、キリスト教的な「万有在神論」と東洋的なそれとの間の思想的相違を究明することである。本研究は「万有在神論」(Panentheismus)についての主題的な研究を意図しているが、その一年目としての平成10年度においては、「プロセス思想家」たちに焦点を当て、特にホワイトヘッドの主著Process and Realityを深く考察する予定であった。しかし資料の入手に予想外に手間取ったため、これについては次年度以降の課題とすることに急遽変更した。プロセス思想における「万有在神論」に関しては、本年度はカブのGod and the WorldとハーツホーンのPhilosophers Speak of.Godに絞って考察し、彼らの「万有在神論」が一般的にいかなる哲学的原理に基づいているかを学んだ。他方では、本研究課題の直接の母胎としての筆者のレッシング研究が、国内外の学者の注目するところとなったので、その研究成果を二冊の書物として公刊することに力を注いだ。一つは『レッシングとドイツ啓蒙』であり、もう一つはアメリカ宗教学会のシリーズとして刊行予定のLessing onChristianity and Reasonであるが、両者ともレッシング宗教哲学の全貌を描きつつ、その最終章においてレッシングの「万有在神論」について掘り下げた論究をしている。

『日本の神学』の巻頭を飾った論文「レッシングの神観」も同様の主題を扱ったものである。筆者の結論を簡潔に記せば、レッシングの神観・世界観はスピリチュアリスムスの伝統に連なるものであり、それは「ヘン・エゴー・カイ・パンタ」(hen ego kai panta)という彼のモットーに凝縮的に表現されている。それが示唆しているように、彼の「万有在神論」は“Panta-en-theismus"と表示されるべきであり、それは伝統的キリスト教とドイツ・イデアリスムスの橋渡しをする役割を果たしている。本研究は「万有在神論」(Panentheismus)についての包括的な主題的な研究を目指しているが、昨年度の基礎的研究を踏まえて、今年度はトレルチとセバスティアン・フランクについて集中的研究を試みた。たまたま勤務先の大学の研究休暇を得られたこともあって、3月から8月にかけてドイツに赴き、主にアウクスブルク大学を拠点として、両思想家について研究した。トレルチに関しては、遺稿『信仰論』Glaubenslehreのきわめて重要な文脈において、「万有在神論」の用語が用いられているが、それ以外にも他の著作で合計三回見いだされることが判明した。個々の用法を逐一詳細に分析した結果、彼のいう「万有在神論」は「内的な性質の二元論」ないし「世界に内在的な二元論」とほぼ同義であり、これは預言者的・キリスト教的人格神論(有神論)に立ちながら、近代的世界感情に遍くゆきわたっている汎神論的・一元論的傾向を部分的に承認し、両者を統合しようと試みるところに成立したものであることが明らかになった。この研究成果は「トレルチにおける『万有在神論』の思想」として、『聖学院大学論叢』第12卷第2号に掲載発表した。セバスティアン・フランクに関しては、主著『パラドクサ』Paradoxaを中心に考察したが、彼の世界観を「万有在神論」と表示すべきか、それとも通説的に「汎神論」とすべきかはいまだに決め難く、明解な態度決定のためにはさらなる研鑽が必要である。なお、「万有在神論」の概念を最初に打ち出したと言われるクラウゼ(Karl Christian Friedrich Krause,1781-1832)についても、この機会に一種の概念史的研究を試みた。その研究成果もいずれ学術論文にして公表する予定である。当初の計画では、(1)セバスティアン・フランク、(2)レッシング、(3)フェヒナー、(4)トレルチ、(5)プロセス思想家、(6)西田幾多郎に光を当てて、「万有在神論(Panentheismus)」の概念について比較思想的に研究する予定であったが、三年間で結論を得るには元々の計画に少し無理があった。しかし(1)、(2)、(4)については踏み込んだ研究を遂行し、また当初の計画に含めていなかったK.C.F.クラウゼについても研究を行なった。研究成果は、「日本ルター学会」(平成12年9月)と「京都ヘーゲル讀書會」(平成13年1月)で口頭発表すると同時に、二篇の雑誌論文を執筆した。また研究成果をうちに含む二冊の書物を公刊した。「万有在神論」の概念は、クラウゼによって造語されたものであり、彼自身は"Panentheismus"という言い方以外に、"Allingottlehre"という用語も用いている。
ナノ電極によるナノメータ環境の電気化学分析

本申請研究は、ナノメータ環境における酸化還元挙動の異常性、例えば、環境がナノメータに近づくにつれて平衡定数が異なってくること、反応速度定数が変化すること、反応活性が大きくなることなどを、電気化学反応を題材としてその基礎を追求するとともに、分析的応用に発展させることを目的とする。界面張力と微小電極挙動との関連:ナノ電極の異常性のひとつとして、電極|絶縁体の界面エネルギーの関与を考えた。そこで、界面張力を正確に測り、その値をナノ電極|絶縁体の界面エネルギーの算出に当てはめた。具体的には、微小圧力計を用いて電極と絶縁体の表面張力を測定した。ところが、誤差のほうが大きく、界面張力の大きさ依存性は得られなかった。種々の溶媒中でのフェロセンの半波電位と電極との大きさの関係が得られたので、それらのデータを総括的に議論した。特にジクロロメタン中におけるフェロセンの電極反応速度が遅いことがわかったので、この系に集中してボルタモグラムを測定した。電極反応速度の移動係数を求めたところ、標準値である0.5をはるかに大きい2.4となり、ナノメータ電極における反応の異常性に関する定量的なデータが得られた。一方、電極の大きさを拡散限界電流から求めてきたが、その方法が正しいかどうか検討した。電流の測定には、市販の白金、金、カーボンファイバーを用いた。理論では電流が電極半径に比例するが、実測では電極が小さくなるにつれて理論値より小さい値が得られた。その原因はまだ不明であるが、反応速度の問題ではなく、微小領域の拡散そのものに問題があるのではないかと提案している。電極反応速度定数がナノメーター電極の大きさによって変化する基礎実験を行った。同時に理論的解析も行った。(1)ナノ電極の作製:直径2μmの白金線を電気化学的に溶解し、細くした。この技術がの関門であった。その先端に、ポリアクリル系統の電気泳動ペンキといわれる塗料を塗り、電圧をかた。この方法はSlevinによって開発されたものである。ペンキの塗布、電圧印加、過熱、徐冷の過程を何度か繰り返すことにより、次第に露出した白金の面積が小さくなった。電気泳動ペンキが白金の先端を除いて被覆していることがわかった。このような観測をしながら、電気泳動ペンキの塗布を繰り返した。(2)電気化学測定系の準備:微小電極用ポテンショスタットを購入し、ファラディーケージをはじめとしてノイズ対策を行った。電流の記録装置として、AD変換をつけた計算機を用いた。計算機そのものがノイズ源であることを考え、最大限の距離を離して置くよう、工夫した。電流がpAであるため、AD変換によるノイズ除去のソフトを作製した。(3)電気化学測定:電気化学系として、水溶性フェロセン、鉄アコ錯体を用いた。電極反応速度定数が極めて大きいものと小さいものを選んだ。電極を小さくするにつれて、水溶性フェロセンでは半波電位が少し正にシフトした。しかし再現性がでないので、過塩素酸鉄の電流電位曲線を測定した。鉄II価の吸着による波が得られた。電流密度が著しく高くなった結果である。界面エネルギーの影響を考えた理論を展開した。電極反応速度定数がナノメーターの電極の大きさによって変化する基礎実験を行った。電極反応する系を変えてみた。(1)ナノ電極の作製:直径20μmの白金線を電気化学的に溶解し、細くした。この技術が第一の関門であった。その先端に、ポリアクリル系統の電気泳動ペンキといわれる塗料を塗り、電圧をかけた。

電気泳動ペンキが白金の先端を除いて被存していることがわかった。このような観測をしながら、電気泳動ペンキの塗布を繰り返した。(2)電気化学測定系の準備:微小電極用ポテンショスタットを購入し、ファラディーケージをはじめとしてノイズ対策を行った。電流の記録装置として、AD変換をつけた計算機を用いた。計算機そのものがノイズ源であることを考え、最大限の距離を離して置くよう、工夫した。電流がpAであるため、AD変換によるノイズ除去のソフトを作製した。(3)電気化学測定:電気化学系として、水溶性フェロセン、鉄アコ錯体を用いた。電極反応速度定数が極めて大きいものと小さいものを選んだ。電極を小さくするにつれて、水溶性フェロセンでは半波電位が少し正にシフトした。しかし再現性がでないので、過塩素酸鉄の電流電位曲線を測定した。鉄II価の吸着による波が得られた。電流密度が著しく高くなった結果である。界面エネルギーの影響を考えた理論を展開した。(4)TCNQの還元波を測定して半波電位と電極半径との関係を求めたところ、整数倍となる電極半径の分布が得られた。いくつかのナノ電極が白金表面に露出しているモデルを立てて説明した。本申請研究は、ナノメータ環境における酸化還元挙動の異常性、例えば、環境がナノメータに近づくにつれて平衡定数が異なってくること、反応速度定数が変化すること、反応活性が大きくなることなどを、電気化学反応を題材としてその基礎を追求するとともに、分析的応用に発展させることを目的とする。界面張力と微小電極挙動との関連:ナノ電極の異常性のひとつとして、電極|絶縁体の界面エネルギーの関与を考えた。そこで、界面張力を正確に測り、その値をナノ電極|絶縁体の界面エネルギーの算出に当てはめた。具体的には、微小圧力計を用いて電極と絶縁体の表面張力を測定した。ところが、誤差のほうが大きく、界面張力の大きさ依存性は得られなかった。種々の溶媒中でのフェロセンの半波電位と電極との大きさの関係が得られたので、それらのデータを総括的に議論した。特にジクロロメタン中におけるフェロセンの電極反応速度が遅いことがわかったので、この系に集中してボルタモグラムを測定した。電極反応速度の移動係数を求めたところ、標準値である0.5をはるかに大きい2.4となり、ナノメータ電極における反応の異常性に関する定量的なデータが得られた。一方、電極の大きさを拡散限界電流から求めてきたが、その方法が正しいかどうか検討した。電流の測定には、市販の白金、金、カーボンファイバーを用いた。理論では電流が電極半径に比例するが、実測では電極が小さくなるにつれて理論値より小さい値が得られた。その原因はまだ不明であるが、反応速度の問題ではなく、微小領域の拡散そのものに問題があるのではないかと提案している。