hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
珪酸塩結晶の赤外光学特性の研究

宇宙固体として興味のある珪酸塩固体結晶の高精度赤外反射スペクトルをオルソエンスタタイト(MgSiO3)とオリビン([Mg92%Fe8%]2SiO4)について、波長5ミクロンから100ミクロンの反射スペクトルを絶対温度50Kの低温から常温300Kの範囲で取得し、これらについての信頼性の高い誘電率を与えた。本研究の目的は、星周に存在する珪酸塩鉱物の光学特性、とくにそれらの赤外領域(波長範囲1-100ミクロン)での誘電率を導くことにある。星周に存在が確認されたシリケイト結晶の一つであるオルソエンスタタイトについて、その赤外反射スペクトルの測定に成功し、その振動子パラメーターを導いた。また、オリビン(Mg92%,Fe8%)についても同様の計測が達成できた。測定は越射光施設SPring8の反射用赤外線ポートを用いて行い、常温から低温下50Kまで6点の温度での測定を行い、振動子の温度依存性も導くことができた。これによって、これらの鉱物の誘電率を与えることができている。この結果を使って、赤外線衛星で得られた観測データのより詳細な解析が可能になる。測定に使ったSPring8の反射用赤外線ポートは完全に真空密閉状況で測定ができるため、大気中の水蒸気による影響を受けずに測定できるメリットがあったが、一方でサンプルステージの機械精度が劣るため、測定に5-10%程度の大きな誤差が伴っていた。この点を改善するために、一昨年から昨年にかけて新たなステージとサンプルホールド機構を導入して、測定精度向上に取り組んだ。5種類の試作サンプルホルダーを漸次試し、サンプルを置く面の面精度、ホルダー全体の剛性、サンプルの押さえ方の改良によって、最終的には目標としていた誤差1%以内での測定ができることが確認できた。さらに、サンプルの大きさが2mm角程度あれば十分なSN比で計測できることも今回の計測を通して実証できた。顕微ステーションほどの微細なサンプルは不可能であるが、mmオーダーサイズの計測が高い精度で、かつ低温、完全真空密閉下で行えることで新たに多くの計測が可能になった。本研究の具体的目標は、宇宙固体として興味のある珪酸塩固体結晶の高精度赤外反射スペクトルの取得であったが、良質の結晶サンプルの得られた、オルソエンスタタイト(MgSiO3)とオリビン([Mg92%Fe8%]2SiO4)について、波長5ミクロンから100ミクロンの反射スペクトルを絶対温度50Kの低温から常温300Kの範囲で取得することができた。測定には放射光施設SPring8の赤外ポートと付置のフーリェ分光器を利用し、平成19年度に本科研費で用意したサンプル駆動モジュールを装置内部に組み込むことでサンプル位置再現性を高め、誤差1%以下の精度での反射率測定が可能になった。また、計測用サンプルは1ミリオーダーの微少なサンプルであるが、放射光による高い輝度の利点が有効に働いたこと、さらに光源から検出器までのビームラインはすべて真空下にあり大気吸収の影響を受けないことにより、測定波長範囲の全領域で高いSN比の計測を達成できた。計測サンプルの結晶軸3軸それぞれに対して、オルソエンスタイトについては、23、22, 22本のフィーチャーを、オリビン結晶については15, 13, 11本のフィーチャーを同定でき、これらから赤外波長域における信頼性の高い誘電率を温度依存も含めて導いた。求めた誘電率から予想される放射スペクトルと過去の衛星観測で得られた測定結果を比較することで、波長40ミクロン帯に観測されていた未同定のスペクトルフィーチャーが、オルソエンスタイト単独ではたとえ低温下であっても説明できないことがあきらかになり、クリノエンスタタイトと融合した物質が必要であることを示唆できた。
天然物合成を指向したインドールとアジンのC. H直接連結反応の開発

本研究は、生物活性天然物や医農薬化合物に頻繁に見られるインドール-アジン骨格を最も理想的かつ直接的に構築する基本的方法論を開発するとともに、開発した反応を駆使して天然物有機化合物群の合成へと応用展開するものである。具体的には、インドール環とアジン環の理想的連結法として、互いのC-H結合での酸化的クロスカップリング(芳香環連結)反応を取り上げ、この新反応を実現する遷移金属触媒の開発を行った。種々検討した結果、適切なPd触媒、酸化剤、添加物の存在下で、インドール誘導体とアジンN-オキシドのC-H/C-H直接連結反応が進行することを見出した。本反応はインドール環の3位とアジンN-オキシドの2位で選択的に進行する。また本反応はピロール誘導体にも適用することが可能であり、反応はインドールの場合と同様ピロール環の3位で選択的に進行する。この反応の応用展開として、DNA結合能を有するeudistomin Uの簡便な合成にも成功した。さらに、ビスインドールアルカロイドdragmacidin Dの合成研究にも着手し、主となるインドール-アジン骨格を、同様の直接連結反応(C-H/C-Hカップリング)を用いることによって構築できることを見出した。また、本化合物のアミノイミダゾール環構築のためのグアニジウム側鎖の導入には別途開発したチオフェン環とハロゲン化アリールとのβ位選択的なC-Hアリール化反応を活用し、dragmacidin Dの主骨格を構築した。本年度は昨年度開発したインドール誘導体とアジンN-オキシドのC-H/C-H直接連結反応およびチオフェン環とハロゲン化アリールとのβ位選択的なC-Hアリール化反応を活用し、ビスインドールアルカロイドdragmacidinDの合成研究に着手した。チオフェン環と4-ヨードインドールとのβ位選択的なカップリング反応の後、RaneyNiによりチオフェン環を4炭素ユニットへと容易に誘導することができた。保護基の変更の後、得られたインドール誘導体と市販品であるピラジンN-オキシドとの位置選択的なC-H/C-Hカップリングの後、無水酢酸を作用させる事で、カップリング体を得た。続いて、カップリング体とインドール誘導体とのC-H/C-Hカップリング反応により、母骨格となる化合物を合成した。グアニジノ基の導入によるアミノイミダゾール部位の形成、保護基の除去によりdragmacidin Dの効率的全合成を達成した。本合成法は既存の手法よりも10工程以上も工程数を短縮することができ、本研究を通じて新規直接的カップリング反応を駆使したインドール系医薬品の迅速合成と天然有機化合物の全合成への応用が可能となった。
完全反転型SIMOX MOSFETの研究

本研究では、完全反転型SOI MOSFET(Fully Inverted SOI MOSFET)を提案し、それにより上部Si層厚が薄く、かつ埋込み酸化膜厚tBOXが厚いときにおいて特性の改善が得られるという結果を得た。特に、完全反転型SOI MOSFETは閾値電圧を高濃度不純物のまま低く設定でき、そしてゲート長の揺らぎによる閾値電圧の低減も抑制できることがわかった。これは、リソグラフィーの負担の軽減にもつながる。完全反転型SOI MOSFETは電源電圧を1V以下に抑え、高集積度と高速性を兼ね備えた超低消費電力VLSIに最適なデバイスであるといえる。また更にSOI MOSFETが完全反転型になる上部Si層厚の指標として完全反転臨界膜厚(Full-Inversion Critical-thickness tcFI)を提案し、上部Si層厚がこれより薄くなるとサブスレッショルド特性S及び相互コンダクタンスgm等の各特性に関し著しい改善がみられることを確認した。本デバイスは、上部Si層厚を薄くし埋め込み酸化膜厚を厚くすることによりゲート電極からの電界のイオン化アクセプタ及び基板キャリアへの分配を低減させ、電界を全て反転層に終端させることを目的としている。故にチャネルの電荷が有効に誘起されその結果、短チャネル効果の抑制、低消費電力化及び高速化が期待できる。現在LSIの応用分野は多岐にわたっており、モバイルコンピュータや携帯情報ツールの普及により、低消費電力・高速デバイスへの必要性が年々増しているが、このような要求を満たすべく新規デバイスとして完全反転型SOI MOSFETを提案し且つその有用性を示した。超密度高集積化、超低消費電力化が求められる次世代半導体集積回路を構成する高性能トランジスターを提供する為に、本研究グループで提案している完全反転型SOI MOSFETに関して、3次元デバイスシミュレーター「CADDETH」を用いて2次元デバイスシミュレーションを行った。SOI MOSFETにおいてトップシリコン層を充分に薄くすることにより、トランジスターの動作時に於いてゲート下のトップシリコン層を全領域にわたって空間電荷領域が消滅した反転状態にし、ゲート電界によるチャネル電荷の制御を効率良くし、その結果、短チャネル効果の抑制など、トランジスターの特性向上が期待出来るが、このモデリングによる予想通り高ド-ピングレベルの基板において低闘値電圧、低サブスレッショルド係数及び高相互コンダンクタンスが同時に得られることが分かった。また、SOI MOSFETが完全反転型として作用するための条件について、簡単な指標として完全反転臨界膜厚を定義し、上記の諸特性が、トップシリコン層が完全反転臨界膜厚より薄くなった時に著しく改善されることを確認した。以上の結果は学会で報告すると共に特許も出願済みである。更にこれらの結果をもとに、本デバイスを作成する為にSOI基板に対して要求されるスペックに関しても詳細な見積を行った。この見積から、本デバイスに適したトップシリコン層を作成すべく、超稿真空の電子ビーム蒸着装置を立ち上げ、極薄のシリコン層及び絶縁膜層の堆積を可能にした。完全反転型SOI MOSFETは、ソース、ドレイン、ゲートいずれの構造も極めて単純なものであり、通常のMOSFETの基本的なプロセスで充分作成可能なものであり、現在そのプロセスに必要な装置の準備がほぼ終了した段階である。先ず、超薄膜シリコン中の2次元電子状態を考慮したMOSFETのモデリングの研究について、2次元電子状態の純粋な量子効果の寄与を評価するために、先ず完全な拡散-ドリフトモデルによる古典的モデリングの範囲内で完全反転型にすることのデバイス特性に与える寄与についての詳細な評価を行った。ここで新しい概念として、空乏層が完全に消滅し、反転する条件のシリコン層厚を導入し、デバイスシミュレーションの結果、その臨界膜厚以下で、サブスレッショルド特性、伝達コンダクタンス特性が共に大幅に向上することを見出した。

次に、量子力学的モデリングの準備段階として2次元電子状態を考慮に入れて、シリコン超薄膜中の電子分布を膜の深さ方向に関する1次元モデルでシュレディンガー方程式およびポアソン方程式を連立させ、キャリア密度およびポテンシャルを自己無撞着的に求める段階まで完了した。次に、シリコン超薄膜を有するSIMOX基板の評価について、古典的モデリングでは影響が小さいと考えられたシリコン超薄膜と埋込み酸化膜との界面の凹凸の影響を明らかにすべく、MOSFETの動的特性を評価する為にC-1測定、DLTS測定システムの立ち上げを行った。最後に、絶線物基板上へのシリコン超薄膜の作成について、本研究で購入したシリコン超薄膜成長用電子ビームガンを既存の超高真空装置に増設し、試料の温度校正、蒸着レートの条件出し等を行った。
軟組織接着および骨形成を促進する歯科インプラントシステム表面設計

歯科インプラント周囲の骨形成を促進するためにさまざまな表面処理方法の研究が行われているが、これらの方法が臨床において十分な成果を収めているとは言いがたい。骨に埋入したインプラントに微弱な電気刺激を与えることによって、リン酸カルシウムの生成が促進されることが明らかになっており、電気刺激による骨成長の促進に関する研究も進められている。しかし、顎骨に長期間にわたり電源を埋入することや、外部から電気をかけ続けることは容易ではない。本研究では、歯科インプラントの主要材料であるTiと金(Au)との間のガルバニー電流をリン酸カルシウム析出促進させるために利用することとした。ガルバニー電流を応用するにあたり、擬似体液中においてTi-Au間に流れるガルバニー電流、微小電流によるリン酸カルシウムの析出、Ti上にAuを部分的に被覆させた試料におけるリン酸カルシウムの析出をそれぞれ評価した。Hanks溶液中に浸漬した電極にガルバノスタットにより定電流(0.5μA、1.0μA)を一定時間(10^4s、10^5s)流した。通電後の試料表面は肉眼で確認できる薄茶色を呈していた。また、析出層の厚さは、電流値が大きく通電時間が長いほうがより厚くなっていた。また、通電後の試料は通電せずにHanks溶液中に浸漬した試料に比べてより多くのPおよびCaが検出された。Ti上にAuを部分的に被覆させた試料において、浸漬後の試料表面はTi部分が薄い水色を呈していた。また、浸漬後の試料表面のSEM像からAuをスパッタ蒸着した試料の方が未処理の試料に比べてリン酸カルシウムが多かった。Pに対するCaの比は、Auをスパッタ蒸着した試料の方が未処理の試料に比べて大きく、TiとAuの境界付近ではさらに比が大きくなっていた。これは電極間の距離が短くなることで溶液抵抗が小さくなり、大きな電流が流れたためである。歯科インプラントでは、歯槽骨埋入部分で硬組織との結合性、結合上皮接触部で軟組織との接着性が必要とされ、これらを改善するために多くの研究が行われている。本研究では、このような個別の表面処理を行うだけではなく、チタンインプラントシステム全体の表面の相互作用を考え設計を行うことで、これらの硬組織・軟組織に対する結合性を同時に向上させることを目指す。本年度は、歯科インプラントの表面にAuを部分的に被覆して、体液中でTiとAu間に流れるガルバニー電流†をリン酸カルシウムの骨成長促進のための電気刺激として利用することで、歯科インプラントの生体適合性の向上を図ることを目指し、Ti電極とAu電極を擬似体液中に浸漬したときに流れるガルバニー電流とガルバニー電位の評価を行う。特に重要な電流値や電気量の制御を本研究の目的とし、TiとAu面積を変化させたときの効果について検討した。その結果、以下のことが明らかになった。Ti表面の酸化皮膜は鏡面研磨後、純水中に少なくとも7d浸漬することで安定する。Ti-Au間の電位差は約-300-400mVであった。Ti電極、Au電極の露出面積を変化させたとき、Ti-Au間のガルバニー電流値は両電極でのアノード反応とカソード反応によって決まり、Ti電極の露出面積がある大きさに達するまでは、Ti電極のアノード電流値に律速され、それ以上の露出面積ではAu電極のカソード電流値に律速される。この結果、TiとAuの面積を変化させたときのガルバニー電流値は、以下の式で算出が可能となる。一方、電気刺激は仮骨形成に有効であるとされている。しかし、長期間にわたり体内に電源や電極を埋入することは容易ではない。そこで本研究では、Ti製歯科インプラント表面の骨形成を促進させるために、Ti-Au間のガルバニー電流を利用することを目指し、擬似体液中でのTi-Au間のガルバニー電流に及ぼすTiとAuの面積比の影響および、リン酸カルシウムの生成に及ぼすTi上へのAuのパターンニング蒸着の効果を評価した。Ti表面にさまざまなパターンでAuをスパッタ蒸着した試料を擬似体液中に605ks浸漬(静置)した。浸漬後、試料表面上におけるリン酸カルシウム析出量を走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察し、析出物したリン酸カルシウムの[Ca]/[P]比をエネルギー分散型X線分析装置(EDS)によって分析した。パターンニングの例として、Ti表面にAuを円形パターンでスパッタ蒸着した試料を擬似体液中に浸漬した。このパターンニングでのTi/Au面積比は0.658となっている。比較材とした無処理のTi表面およびAuをスパッタ蒸着した試料のTi表面のそれぞれにおいて、リン酸カルシウムの析出が確認された。また、Auをスパッタ蒸着した試料の方が無処理のTiに比べてリン酸カルシウムの析出量が多かった。EDSによる表面分析の結果、Au上においてCaおよびPの析出は認められなかった。また無処理のTi上に比べて、Auをスパッタ蒸着した試料のTi上の方が[Ca]/[P]比より大きく安定なリン酸カルシウムとなっており、Auをスパッタ蒸着した試料の方がリン酸カルシウムの析出能が優れていた。さらに、Ti-Au境界に近い方が[Ca]/[P]比がより大きく安定なリン酸カルシウムが析出していた。

歯科インプラント周囲の骨形成を促進するためにさまざまな表面処理方法の研究が行われているが、これらの方法が臨床において十分な成果を収めているとは言いがたい。骨に埋入したインプラントに微弱な電気刺激を与えることによって、リン酸カルシウムの生成が促進されることが明らかになっており、電気刺激による骨成長の促進に関する研究も進められている。しかし、顎骨に長期間にわたり電源を埋入することや、外部から電気をかけ続けることは容易ではない。本研究では、歯科インプラントの主要材料であるTiと金(Au)との間のガルバニー電流をリン酸カルシウム析出促進させるために利用することとした。ガルバニー電流を応用するにあたり、擬似体液中においてTi-Au間に流れるガルバニー電流、微小電流によるリン酸カルシウムの析出、Ti上にAuを部分的に被覆させた試料におけるリン酸カルシウムの析出をそれぞれ評価した。Hanks溶液中に浸漬した電極にガルバノスタットにより定電流(0.5μA、1.0μA)を一定時間(10^4s、10^5s)流した。通電後の試料表面は肉眼で確認できる薄茶色を呈していた。また、析出層の厚さは、電流値が大きく通電時間が長いほうがより厚くなっていた。また、通電後の試料は通電せずにHanks溶液中に浸漬した試料に比べてより多くのPおよびCaが検出された。Ti上にAuを部分的に被覆させた試料において、浸漬後の試料表面はTi部分が薄い水色を呈していた。また、浸漬後の試料表面のSEM像からAuをスパッタ蒸着した試料の方が未処理の試料に比べてリン酸カルシウムが多かった。Pに対するCaの比は、Auをスパッタ蒸着した試料の方が未処理の試料に比べて大きく、TiとAuの境界付近ではさらに比が大きくなっていた。これは電極間の距離が短くなることで溶液抵抗が小さくなり、大きな電流が流れたためである。
バランスト・スコアカードの理論とわが国における実践に関する学際的研究

平成16年度は、全員でバランスト・スコアカードに関する理論面を中心に検討を行った。まず、研究組織の構成員全員が、BSCについての国内外の先行研究についてサーベイし、それぞれの専門領域からさまざまな論点を検討した。とくに、長谷川と清水は、これまでの準備段階からの研究を著書としてまとめた。また、長谷川および清水は、日本医療バランスト・スコアカード研究学会の学術総会において、BSCの理論体系について報告し、その要旨を論文として公刊した。平成17年度は、8月に総務省「地方公共団体における行政評価の取組状況調(平成16年7月現在)」における「公営企業会計に関わる事務事業を含むすべての事務事業を行政評価の対象としている市区」247団体を対象として、「自治体の業績評価システムに関するアンケート調査」を実施し、206団体(回収率83.4%)からの回答を得た。その成果は、『研究成果報告書』(様式C-18)に所収しているが、BSCを導入している地方自治体はあるものの、戦略マネジメント・システムとして使いこなしている例はほとんどなかった。平成18年度は、BSCを導入・運用している組織に対して、その効果についての実証的な研究を意図した。そこで、近年アカウンタビリティあるいはディスクロージャーを重視しつつある病院を対象とし、その構成員に対する質問票調査を行うことで、BSCの効果を具体的に検討した。調査対象としては、福井県、熊本県、新潟県および東京都に所在の4つの病院に協力を依頼し、その従業員に仕事に対する姿勢や仕事ぶりの評価の基準および戦略マップにおける因果連鎖について質問した。その概要を『研究成果報告書』(様式C-18)に所収しているが、ある病院の調査結果からは、仕事に対する姿勢と評価の基準の間には関連があり、また、戦略マップ上の学習と成長の視点、顧客の視点および財務の視点の間には因果連鎖が存在することが統計的に有意に確認された。初年度にあたる平成16年度は、全員でバランスト・スコアカードに関する理論面を中心に検討を行った。まず、研究組織の構成員全員が、BSCについての国内外の先行研究について、著書、論文、新聞および雑誌の記事を広範に収集してサーベイし、それぞれの専門領域からさまざまな論点を検討した。とくに、長谷川と清水は、これまでの準備段階からの研究を著書としてまとめ、他の研究分担者はそこで整理したBSCの理論体系について、それぞれの専門領域にかかわらせて主要な論点を検討した。9月に行った研究会に研究組織を構成する研究代表者および研究分担者の大半が参加し、各自が検討したさまざまな論点について議論し、主要な研究上のトピックを確認した。その後は、研究代表者および研究分担者がそれぞれの専門領域にかかわる研究上のトピックを検討し、可能なものは、研究成果として発表した。また、わが国においてBSCを導入しているのは製造企業が多いのに鑑み、BSCの理論的フレームワークを、サービス業、あるいは、公共部門・公会計など非営利の組織に適用することについても研究する必要性から、今年度は、とくにBSCを導入している福井県済生会病院および姫路市役所への聞き取り調査に研究代表者および研究分担者の大半が参加し、病院および地方公共団体におけるBSCの導入期および運用期に発生するさまざまな問題点の発見に努めた。また、長谷川および清水は、日本医療バランスト・スコアカード研究学会の学術総会において、BSCの理論体系について報告し、その要旨を論文として公刊するとともに、医療経営におけるBSCの適用可能性について病院経営者との意見交換を行った。今年度は、8月には総務省「地方公共団体における行政評価の取組状況調(平成16年7月現在)」における「公営企業会計に関わる事務事業を含むすべての事務事業を行政評価の対象としている市区」247団体を対象として、「自治体の業績評価システムに関するアンケート調査」(調査担当:小林麻理

大学院公共経営研究科教授)を実施し、206団体(回収率83.4%)からの回答を得た。その成果は、『自治体の業績評価システムに関するアンケート調査報告書』として冊子にまとめた。ひきつづき、2月に第2次調査として「自治体の業績評価システムに関するアンケート2次調査」のアンケート調査を実施しているところである。詳細は、適宜論文等で成果発表をする予定である。平成18年度は、最終年度でもあり、この3年間にわたって行ってきた研究について、一応のとりまとめを行った。当初は、バランスト・スコアカードを導入している企業を対象に質問票調査や聞き取り調査を行い、バランスト・スコアカードの効果についての実証的な研究を意図し、検討する予定であったが、企業に対するこれらの調査は、企業の戦略に関わる事項であるため、現在のところ企業の了解や協力を得るのが比較的困難であることが次第にわかってきた。そこで、非営利組織であり、近年アカウンタビリティあるいはディスクロージャーを重視しつつある病院を対象として、その構成員に対する質問票調査を行うことで、BSCの効果を具体的に検討した。調査対象としては、福井県、熊本県、新潟県および東京都に所在のBSCを導入・運用している4つの病院に協力を依頼し、その従業員に仕事に対する姿勢や仕事ぶりの評価の基準および戦略マップにおける因果連鎖について質問した。その概要を『研究成果報告書』(様式C・18)に所収しているが、ある病院の調査結果からは、仕事に対する姿勢と評価の基準の問には関連があり、また、戦略マップ上の学習と成長の視点、顧客の視点および財務の視点の間には因果連鎖が存在することが統計的に有意に確認された。詳細な分析の結果は随時学内外の学術雑誌または学会において報告する予定である。さらに、今後は、可能な限りこれらの病院における調査を経年的に行い、時系列な分析を行う予定である。
胎仔を用いた左室肥大モデルによる新生児に対する心筋保護法の研究

1.目的:従来の新生児心筋保護法の研究では,幼若実験動物の心臓が用いられてきたため,正常心の研究範囲を超えるものではなく,胎内にある時から異常を有し,圧負荷や容量負荷を受けてきた先天性心疾患の心筋を反映しているとは言い難い.従って,本研究では妊娠中の胎仔に対して子宮内手術を行い,大動脈絞扼により胎仔心臓に圧負荷をかけ左室肥大モデルを作成することにより,従来の正常の新生仔心を用いた心筋保護法の研究では解明できなかった問題点を明らかにし,新生児心筋に対する適正な心筋保護法の開発を目的とした.2.研究経過妊娠羊が手に入るのは,12月から3月までの限られているため,この時期に会わせて実験を行った.また,心筋保護法施行後の心機能評価に用いるLangendorff心灌流装置と実験室の準備を行い,ラットを用いて新生仔心臓の装着が可能か心拍動の再開が可能かの予備実験を並行して行った.妊娠100から120日の妊娠羊5頭を用いて実験を行った.胎仔の体重は約1500gと小さく狭い子宮内操作のために新生児用の特殊な機械と拡大ル-ペを手術に必要とした.初回の1頭は上行大動脈にテ-ピングで絞扼するために大動脈と肺動脈の間を剥離する際に術中出血し失った.きわめて限られた視野であり,また,胎仔大血管が脆弱であり,慎重で細かな手術操作の必要性を痛感させられた.その後の4頭は上行大動脈絞扼術の終了後子宮内に還納できたが,術後17日で流産または子宮内死亡,死産であった.この間,子宮に対する機械的刺激を少なくし流産を防ぐため,子宮切開創は可及的に小さくする,胎仔の右上腕肩甲骨のみを子宮外に引き出し,他の身体の部分は子宮内に納めたたままとし,この肩甲骨下で右開胸を行なうなどの実験手技の改良を加えてきたが,生存新生仔モデルを得ることできなかった.子宮内手術手技に習熟する必要性が痛感されるとともに,胎仔に対する侵襲が過大であった可能性もあると考えられた.しかし,大動物の子宮内手術に対する幾多の知見を得ることができ,今後の実験に進展を期待できるものと考えられた.1.目的:従来の新生児心筋保護法の研究では,幼若実験動物の心臓が用いられてきたため,正常心の研究範囲を超えるものではなく,胎内にある時から異常を有し,圧負荷や容量負荷を受けてきた先天性心疾患の心筋を反映しているとは言い難い.従って,本研究では妊娠中の胎仔に対して子宮内手術を行い,大動脈絞扼により胎仔心臓に圧負荷をかけ左室肥大モデルを作成することにより,従来の正常の新生仔心を用いた心筋保護法の研究では解明できなかった問題点を明らかにし,新生児心筋に対する適正な心筋保護法の開発を目的とした.2.研究経過妊娠羊が手に入るのは,12月から3月までの限られているため,この時期に会わせて実験を行った.また,心筋保護法施行後の心機能評価に用いるLangendorff心灌流装置と実験室の準備を行い,ラットを用いて新生仔心臓の装着が可能か心拍動の再開が可能かの予備実験を並行して行った.妊娠100から120日の妊娠羊5頭を用いて実験を行った.胎仔の体重は約1500gと小さく狭い子宮内操作のために新生児用の特殊な機械と拡大ル-ペを手術に必要とした.初回の1頭は上行大動脈にテ-ピングで絞扼するために大動脈と肺動脈の間を剥離する際に術中出血し失った.きわめて限られた視野であり,また,胎仔大血管が脆弱であり,慎重で細かな手術操作の必要性を痛感させられた.その後の4頭は上行大動脈絞扼術の終了後子宮内に還納できたが,術後17日で流産または子宮内死亡,死産であった.この間,子宮に対する機械的刺激を少なくし流産を防ぐため,子宮切開創は可及的に小さくする,胎仔の右上腕肩甲骨のみを子宮外に引き出し,他の身体の部分は子宮内に納めたたままとし,この肩甲骨下で右開胸を行なうなどの実験手技の改良を加えてきたが,生存新生仔モデルを得ることできなかった.子宮内手術手技に習熟する必要性が痛感されるとともに,胎仔に対する侵襲が過大であった可能性もあると考えられた.しかし,大動物の子宮内手術に対する幾多の知見を得ることができ,今後の実験に進展を期待できるものと考えられた.本研究では,胎児を用いて先天性左室肥大モデルを作成することが大きなステップであるが,当教室におけるこれまでの大動物子宮内手術の経験から得られた知見より,子宮内手術操作によりもたらされる胎児期の急激な血行動態の変動に,胎児心筋が代償しきれない可能性が考慮された.そこで,胎児心筋の心筋特性に関する理解が必須と考え,摘出心臓潅流モデルでの心機能評価,特に左室肥大に直接関連する後負荷特性を明らかにすることを考えた.本年度は,実験に必要な潅流装置としてハートパ-ヒュージョンシステム(Radonotti社120140)を購入,実験室に備え付けた.胎児心筋を含め胎児組織は脆弱で精緻な実験操作が要求されるため,前段階として潅流回路の習熟を目標に予備運転としての潅流を行った.

そして潅流条件の適性化へ向けて調整を試みた.実験動物の供給先に羊の受精を調整するように依頼しているが,この報告書を作成している現時点では希望する妊娠100-120日の状態の良い羊を手に入れることはできず,その供給に備え待期している段階である.摘出心臓潅流実験後,胎児心筋では後負荷に対する代償機構が未発達であるとの知見が得られれば,子宮内手術操作時には胎盤循環内の血管抵抗増加を極力抑える等の対策を加味した実験系を考慮すべきと考えている.1.目的:従来の新生児心筋保護法の研究では,幼若実験動物の心臓が用いられてきたため,正常心の研究範囲を超えるものではなく,胎内にある時から異常を有し,圧負荷や容量負荷を受けててきた先天性心疾患の心筋を反映しているとは言い難い.従って,本研究では妊娠中の胎仔に対して子宮内手術を行い,大動脈絞扼により胎仔心臓に圧負荷をかけ左室肥大モデルを作成することにより,従来の正常の新生仔心を用いた心筋保護法の研究では解明できなかった問題点を明らかにし,新生児心筋に対する適正な心筋保護法の開発を目的とした.2:研究経過妊娠羊が手に入るのは,12月から3月までの限られているため,この時期に合わせて実験を行った.また,心筋保護法施行後の心機能評価に用いるLangendorff心灌流装置と実験室の準備を行い,ラットを用いて新生仔心臓の装着が可能か心拍動の再開が可能かの予備実験を並行して行った.妊娠100から120日の妊娠羊5頭を用いて実験を行った.胎仔の体重は約1500gと小さく狭い子宮内操作のために新生児用の特殊な機械と拡大ル-ペを手術に必要とした。初回の1頭は上行大動脈にテ-ピングで絞扼するために大動脈と肺動脈の間を剥離する際に術中出血し失った.きわめて限られた視野であり,また,胎仔大血管が脆弱であり,慎重な細かな手術操作の必要性を痛感させられた.その後の4頭は上行大動脈絞扼術の終了後子宮内に還納できたが,術後17日で流産または子宮内死亡,死産であった.この間,子宮に対する機械的刺激を少なくし流産を防ぐため,子宮切開創は可及的に小さくする,胎仔の右上腕肩甲骨のみを子宮外に引き出し,他の身体の部分は子宮内に納めたままとし,この肩甲骨下で右開胸を行なうなどの実験手技の改良を加えてきたが,生存新生仔モデルを得ることできなかった.子宮内手術手技に習熟する必要性が痛感されるとともに,胎仔に対する侵襲が過大であった可能性もあると考えられた.しかし,大動物の子宮内手術に対する幾多の知見を得ることができ,今後の実験に進展を期待できるものと考えられた.
東アジア地域社会における宗教共同体の変容過程と要因に関する地理学的研究

経済成長や産業化により変容が進むアジア地域において,宗教のグローバル化や宗教組織による社会的活動の実践に伴って宗教共同体がどのように変容してきたのか,またその要因について,地域社会の変容による影響を踏まえ地理学的に解明する。本研究においては,事例地域として日本国と大韓民国の2国における宗教活動に着目する。現地資料や個別信徒や聖職者を対象とした聞取り調査を中心としたフィールドワークから得たデータを元にして,特に東アジア現代社会における宗教の役割や,その存立構造を中研究目的心に考察を行う。
高齢ドライバーの事故原因解明に向けたリスク運転行動と交通コンフリクトの実証的研究

本研究では、高齢ドライバーの運転行動と交通コンフリクト分析を行い、高齢者向けの教育・支援システムの構築に向けた提言を行った。教習所走行と日常走行での確認行動や速度行動は関連していた。インシデントや交通コンフリクト分析では、状況変化への気づきの遅れと習慣性の急加減速が指摘された。加齢に伴ってハザード知覚能力の低下、特に潜在的ハザードと行動予測ハザード得点の低下を示した。教育効果の教育直後から一年後の持続性の検証を行った。本年度は、北海道・岩手・静岡の全国3ヶ所で、65歳以上の高齢ドライバー120名に走行実験を実施し、本研究室にて開発してきた高齢ドライバーの教育プログラムの効果を検証した。その際、教習所指導員の運転評価とともに、ビデオ映像を含む運転行動記録装置を車両に設置し、コンピュータのハードディスク上に基礎データを収集した。特に速度については、今まで車両の速度計により推定値を測定していたが、運転行動記録装置を使用することにより正確な速度をデジタルで記録・測定した。また、縦Gや横Gも測定することが可能となった。実施手続きとして、教育効果を調べるために、実験群(教育実施群)と統制群(教育未実施群)を設定し、教育の前後比較を行った。さらにフォローアップ調査として、教育を実施した日の約一ヶ月後にも調査を実施し、3回の調査でその効果を測定した。研究の結果、高齢ドライバーへの教育効果は、教育直後に大きく効果が現われ、さらに教育実施後一ヵ月後もいくつかの指標で持続していることがわかった。特に運転技能領域である確認行動については、行動の改善が一ヶ月後も維持されており、一定の効果が実証された。確認行動の中でも重要な指標である見通しの悪い交差点においても効果が見られた。また、指導員評価項目においても、教育実施後に実験群で大きな上昇が見られ、一ヶ月後もほぼ維持されていたのに対して、統制群では変化は見られなかったので、実験群において教育効果の見られる結果となった。一方、自己評価が指導員評価を上回る過信傾向は、教育実施直後に実験群で消えたものの、一ヵ月後は相当程度元に戻っていた。しかし、過信傾向を示す自己評価と指導員評価のズレは、この時点でも統制群よりも実験群の方が小さかった。本年度は、65歳以上の高齢ドライバー27名(平均年齢73.1歳・レンジ6580歳)に対して、教習所走行コースでの運転行動と日常場面での運転行動を記録し、教習所コースでの指標が日常場面での運転行動とどの程度関連しているかを明らかにした。実施手続きとして、従来より本研究で用いているセンサー付き運転行動記録装置を車両に設置し、運転行動の分析を行った。教習所走行調査では、所定の走行コースを練習走行1回、本走行2回走行した。日常走行調査では、調査対象者の自家用車に機材を取り付け、3日間所外の運転を記録した。行動指標として、確認回数や速度を用いた。研究の結果、日常走行と教習所走行の確認回数の相関が有意(p<.01)であり、教習所で左右の確認回数が多い者は日常走行での右左折時にも確認回数が多いという結果であった。速度については、日常走行の交差点通過時走行速度と教習所内の交差点右左折時最低速度には、有意な差はみられなかった。速度行動については結果が出なかったものの確認行動については結果が出ており、今後は、教習所走行のデータを活用し、高齢者の行動特性を明らかにする予定である。また、ハイビジョンカメラを用いて、交通状況を撮影し、ハザード知覚実験用の刺激場面、12場面を作成した。さらに、顕在的ハザード場面(目に見えている交通参加者・対象者そのものが危ないと予想されるハザード)、行動予測ハザード場面(これから取る行動によって危険の伴うと予想されるハザード)、高齢者が苦手とする潜在的ハザード場面(死角などの隠れた危険対象を含む場面)に類型化した。予備調査として、若者ドライバー20名に対して、ハザード知覚実験を実施した。今後、場面数を増やすとともに、高齢者のサンプルに対して、実験を行うことで、高齢者の特性を明らかにする予定である。本研究では、第一に、昨年実施した日常場面での運転行動調査をさらに精度を上げ、加速度基準に基づいたインシデント分析を行い、交差点での右左折時の事故や出合い頭事故に結びつく行動メカニズムを検証することであった。目的の第二として、高齢ドライバーのハザード知覚を分析し、それが運転行動のいかなる側面と結びついているかを解明しようとした。高齢ドライバーの行動特性について、京都府山城田辺自動車教習所において、32名の高齢ドライバーに対して、日常場面での運転行動を記録し、基礎的なインシデント分析を行った。実施方法として、運転行動をセーンサー付き運転行動記録装置「セイフティレコーダー」により記録した。このセイフティレコーダーでは走行速度、加速度(縦G・横G)などの車両挙動指標のみならず、前景やドライバーの頭部を撮影したビデオ画面を組み込むことで、左右確認行動などの行動指標や他車の挙動を記録・分析した。記録された高齢ドライバーの日常走行場面から、インシデントや交通コンフリクトを抽出して分析を行った。

さらに、同一の高齢ドライバーに対してハザード知覚調査を実施し、高齢ドライバー個々人のハザード知覚能力を測定し、類型別にハザード得点を算出して年齢別や個人属性別の違いを分析した。さらに、和歌山県田辺市の田辺自動車学校において、昨年度運転診断と教育を実施した24名の高齢ドライバーに対して、一年後の運転行動調査を実施した。教育の効果は一年後にはほぼ消失し、教育効果の持続性について課題を残した。本研究では、第一に高齢ドライバーの日常場面と教習所内での運転行動、運転意識、自己評価やハザード知覚との関連性を検討することによって事故に結びつく行動メカニズムを検証することであった。昨年度までに収集した日常場面での運転行動データを用いて、詳細なインシデント分析を行った。その結果、高インシデント群と低インシデント群に分けたとき、両群で年齢には違いがなく、指導員評価(特に「ふらつき」)に関する評価で高インシデント群の評価が低インシデント群と比べて低かった。インシデント発生には個人差が大きく、習慣的に大きな加速度を反復して発生させる者が存在した。さらに、前方や側方の状況変化に気づくのが遅れることで急減速になる事例も多かった。インシデントからさらに回避行動を取らないならば他の車と接触の可能性があったコンフリクトを抽出し、コンフリクト群と非コンフリクト群に分けたとき、いくつかの指導員評価項目でコンフリクト群の評価が低い傾向が見られた。第二の目的としてハザード知覚と運転行動のいかなる側面と結びついているか分析した。潜在的ハザードへの得点が、加齢に伴って著しい低下を示した。他の行動指標との関連性については潜在的ハザードへの得点が高いと確認回数が多く、自己評価・指導員評価の合図得点が高いという結果が見られた。第三として運転行動特性を踏まえて、教育プログラム及びその活用システムについて検討を行い、フィードバックとコーチング手法を用いた教育指導および支援システムの導入に向けて提言を行った。
HC-Pro/rgsCaMによるRNAサイレンシング阻害の分子機構

昨年の研究で、キイロショウジョウバエのS2培養細胞ではCIYVVのHC-ProはRNAサイレンシング抑制能を示さなかったが、HC-Proと相互作用することが知られるタバコのrgsCaMはsiRNA形成後の過程でRNAサイレンシングを抑制することが分かった。次にこれらの遺伝子とともに外来遺伝子ルシフェラーゼの遺伝子がS2細胞のゲノムに組み込まれた安定発現細胞を作成してルシフェラーゼ活性を指標にその発現に対するrgsCaMとCIYVV HC-Proの影響を調べた。なぜなら、安定発現するルシフェラーゼはジーンサイレンシングによる部分的な発現抑制を受けることが知られているからである。その結果、rgsCaMだけでなくCIYVVのHC-Proもルシフェラーゼの発現を上昇させている可能性が示された。そしてこれらの培養細胞のゲノムに組み込まれたルシフェラーゼ遺伝子のコピー数、それから転写されたmRNAの蓄積量、翻訳されたルシフェラーゼタンパク質の蓄積量を相対的に比較したところ、rgsCaMとCIYVVのHC-Proは翻訳以降の過程で発現を促進していると思われた。シクロヘキシミドを培養液に加えて培養細胞の翻訳を止めて、経時的にルシフェラーゼ活性を調べることによりルシフェラーゼタンパク質の分解速度を細胞間で比較したところ、HC-Proの発現の有無で分解速度に差がなかったことから、少なくともCIYVVのHC-Proはルシフェラーゼの翻訳効率を高めることでその発現を促進している可能性が考えられた。クローバー葉脈黄化ウイルス(C1YVV)を含む植物ポテイウイルスのHC-Proは植物自身が持つルモジュリン様タンパク質rgsCaMを介してRNAサイレンシングを阻害していると考えられている。これらの遺伝子がショウジョウバエ(S2)培養細胞においてもRNAサイレンシングを阻害するのか検討した。ショウジョウバエはこの分子機構の解明に最も適した生物の一つだからである。当初、レポーター遺伝子としてGFPを用いてこの阻害活性を測定していたが、再現性のある結果が得られなかったため、2種類のルシフェラーゼを用いた再現性の高い系を新たに構築して測定し直したところ、HC-Proには阻害活性は見られなかったが、rgsCaMの発現下ではS2細胞のRNAサイレンシング活性が弱まることが明らかとなった。そこで、この阻害の作用点を調べるために、RNAサイレンシングの誘導に短鎖の2本鎖RNA(siRNA)を用いたところ、rgsCaMは長鎖の2本鎖RNAを用いた時と同様にRNAサイレンシングを阻害した。このことからrgsCaMは長鎖2本鎖RNAがsiRNAへ切断された以降の過程でRNAサイレンシングを阻害することが分かった。一方、rgsCaMと同時にHC-Proを発現した場合、予想に反してこの阻害活性が消失した。両遺伝子間の結合能がin vitro翻訳系を用いた免疫沈降試験で確認されたことから、rgsCaMはHC-Proと結合するとRNAサイレンシング阻害活性を発揮できなくなると考えられた。このことは当初考えられていたHC-ProがrgsCaMを介してRNAサイレンシングを阻害しているという考えと矛盾する。この点について植物を用いた解析を開始した。また、rgsCaM遺伝子を導入したショウジョウバエ形質転換体を作成中である。今後、分子遺伝学・胚抽出物を用いた生化学により阻害活性を解析していく予定である。
カンナビノイドを標的とした重症急性膵炎に対する新しい治療法の開発

カンナビノイドは大麻の薬効成分であり、内因性のカンナビノイドとしてはAnandamide(ANA)等がある。近年、カンナビノイドが敗血症性ショックのメディエーターになっていることが明らかになった。急性膵炎の病態には不明な点も多いが、急性膵炎とカンナビノイドとの関連は全く明らかにされていない。そこで、今回、両者の関連について検討し、カンナビノイドを対象とした新しい治療法の可能性を模索した。Wistar系雄性ラットを用い、急性膵炎モデル(軽症;Cerulein膵炎、重症;5%タウロコール酸膵炎)を作成した。膵炎作成後に血漿ANAをLiquid chromatography/tandem mass spectrometry(LC/MS/MS)法を用いて測定し、各群における腎カンナビノイド受容体(CB1受容体)の発現を免疫組織化学染色を用いて評価した。さらに、重症群において、カンナビノイド拮抗薬(SR141716A)投与を行い、膵の局所所見および生存率の変化を観察した。軽症、重症膵炎群ともに血漿ANA値は上昇したが、重症群では軽症群に比べて血漿ANA値は有意に高値を示した。(正常ラット:284.4±27.4pg/ml,軽症(12時間後):387.4±2.0pg/ml,重症(12時間後):597.0±48.2pg/ml, p<0.05v.s.軽症群)。また、重症急性膵炎の誘導により、腎糸球体におけるCB1受容体の発現増強が観察された。さらに、重症急性膵炎誘導後にカンナビノイド受容体拮抗薬を投与したところ、膵局所の所見に変化はみられなかったが、生存率の著明な改善がみられた。以上より、カンナビノイドは急性膵炎の病態に関与しており、カンナビノイド阻害による新しい治療法の可能性が示唆された。急性膵炎におけるサイトカイン値およびアナンダマイド値の測定: Wistar系雄性ラット(200250g)を用い、5%タウロコール酸を胆膵管内に逆行性に注入して重症急性膵炎モデルを作成した。膵炎作成後、1,6,24時間目に頸動脈から採血し、血清アミラーゼ値、血清TNF-alpha値、血漿アナンダマイド値を測定した。また、腹腔内に冷PBS30mlを注入し、回収した洗浄液中のTNF-alpha値を測定した。対照として正常ラットの血清アミラーゼ値、血清TNF-alpha値、血漿アナンダマイド値、腹腔内洗浄液中TNF-alpha値を測定した。血漿アナンダマイドは高速液体クロマトグラフィーと質量分析を組み合わせたLC/MS/MS法によった。内部標準として、d8-アナンダマイドを用いた。各測定値(mean±SE,n=4)は以下の通りであった。血清アミラーゼ値(IU/L) : Control ; 1460±167,1h;10665±230,6h ;11753±793,24h ; 11688±692、血清TNF-alpha値(pg/mL) : Control ; 8.7±1.8,1h ; 15.7±1.2,6h ; 24.7±1.4,24h ; 147.7±46.8、洗浄液中TNF-alpha値pg/mL):Control;11.8±4.2,1h ; 183.5±30.0、6h ; 94.3±13.5,24h ; 309.9±87.6、血漿アナンダマイド値(pg/mL) : Control ; 2706±71,1h ; 2683±245,6h ; 5122±347,24h ; 8128±3021。本研究では膵炎作成後1時間目までに肉眼的に出血性壊死性膵炎が完成しており、血清アミラーゼ値も膵炎作成後1時間目までに著明に上昇していた。腹腔内洗浄液中TNF-alpha値は膵炎作成後1時間目で一過性に上昇し、以後24時間目までに再上昇を示したのに対して、血清TNF-alpha値は膵炎作成後24時間目までに経時的に上昇した。急性膵炎における血漿アナンダマイド値の変化についてはこれまでに全く報告がなかったが、本研究結果から、重症急性膵炎モデルにおいて血漿アナンダマイド値が経時的に上昇することが明らかになった。

さらに、重症群において、カンナビノイド拮抗薬(SR141716A)投与を行い、膵の局所所見および生存率の変化を観察した。軽症、重症膵炎群ともに血漿ANA値は上昇したが、重症群では軽症群に比べて血漿ANA値は有意に高値を示した。(正常ラット:284.4±27.4pg/ml,軽症(12時間後):387.4±2.0pg/ml,重症(12時間後):597.0±48.2pg/ml, p<0.05v.s.軽症群)。また、重症急性膵炎の誘導により、腎糸球体におけるCB1受容体の発現増強が観察された。さらに、重症急性膵炎誘導後にカンナビノイド受容体拮抗薬を投与したところ、膵局所の所見に変化はみられなかったが、生存率の著明な改善がみられた。以上より、カンナビノイドは急性膵炎の病態に関与しており、カンナビノイド阻害による新しい治療法の可能性が示唆された。[背景と目的]アナンダマイド(ANA)などの内因性カンナビノイドの受容体(CB1:中枢型)は中枢や血管に存在し、敗血症等で大量のカンナビノイドが放出されると、ショックを引き起こすことが知られている。急性膵炎の重症化にもショックが関与しており、重症化の機序にANAが関与している可能性がある。我々は、動物実験により急性膵炎重症化におけるANA役割を検討し、これを標的とした治療法の開発を目的に研究を行った。[方法]Wister系雄性ラットを用い、急性膵炎モデル(軽症=セルレイン膵炎、重症=5%タウロコール酸膵炎)を作成した。各モデルにおける血中カンナビノイド(ANA)値を測定し、各種臓器でのCB1受容体発現について免疫組織学的検討を行った。また、重症群について、カンナビノイド阻害剤(CB1受容体拮抗薬)投与を行い、生存時間の変化について検討した。[結果]ラットの重症急性膵炎モデルにおいて、血中ANA値の有意な上昇を認めた(正常ラット:329.6±47.1pg/ml,軽症:362.0±25.9pg/ml,重症:549.5±92.4pg/ml ; P<0.05)。膵・腎でのCB1受容体発現を検討したところ、重症群の腎糸球体では正常ラット、軽症群に比べて明らかにCB1受容体発現が亢進していた。重症群において、CB1受容体拮抗薬の投与により生存時間の延長が認められた。(対照群1224時間、投与群2496時間(平均48時間)。)[結語]ラットの急性膵炎重症化にはカンナビノイド(ANA)が関与しており、受容体拮抗薬投与により病態が改善する可能性が示唆された。
第一原理分子動力学法によるカーボンナノチューブの機械的・電気的特性解析

電子レベルのシミュレーションによって、カーボンナノチューブの機械的負荷による変形特性を解析するとともに、その変形に起因した電子構造を明らかにして、電気的特性の変形依存性を明らかにすることを目的としている。まず、擬ポテンシャル法に基づく電子密度分布の詳細解析との比較より、タイトバインディング法による変形解析の有効性を明らかにした。また、これに基づいて、ジグザグ型とアームチェア型単層カーボンナノチューブ(直径約1nm)を中心に、引張り負荷による変形と破壊の詳細シミュレーションを行った。両者とも強度は120nNであり、脆性的な破壊挙動を示す。しかし、剛性はジグザグ型がアームチェア型より大きく、機械的特性はチューブの微視構造に依存することが明らかになった。次に、直径や螺旋構造(カイラルベクトル)が異なる17種類のカーボンナノチューブに引張りひずみを負荷し、その状態密度を解析して、バンドギャップの変形による変化を評価した。その結果、アームチェア型は変形させても金属的性質を保持することが判明した。また、ジグザグ型と螺旋型のうち、無ひずみ時に金属的性質を示すもの(m-nが3の倍数:(m, n)はカイラルベクトル)は、引張りひずみ0.05程度負荷すると半導体的性質を示すように変化する。さらに、無ひずみ時に半導体的性質を示すチューブも大きな引張りひずみ(0.05から0.20程度)を負荷すると、金属的性質を示すようになることが明らかになった。第一原理分子動力学法を用いたシミュレーションにより、CNTに荷重を加えた際の変形挙動を観察し、その機械的特性を明らかにすることと変形に伴う電子構造の変化を調べることを目的としている。本年度は、平面波基底を用いた量子力学シミュレーションとタイト・バインディング法に基づく非経験的シミュレーションを行った。はじめに、グラファイトシートについて解析し、シミュレーションの有効性を評価した。とくに、引張変形下の特性および6員環から5員環と7員環への組換えについて検討し、両法で良好な結果が得られることを確認した。また、負荷方向と微視構造の関係についても検討を行った。次に、単層アームチェア型単層とジグザグ型のカーボン・ナノチューブ(直径約1nm)の引張シミュレーションを行った。両者の引張強度は約120nNであり、ともに脆性的な破壊挙動を示す。剛性はジグザグ型がアームチェア型より大きく、特性はチューブの微視構造に依存することが明らかになった。さらに、Brennerポテンシャルを用いてアームチェア型とジグザグ型を連結した屈曲部を有するカーボンナノチューブの構造とその変形特性に関するシミュレーションを行った。屈曲部には5員環と7員環が存在し、チューブの曲げ変形に伴ってひずみ集中が発生することが判明した。局所のひずみ評価法について検討中であり、カーボンナノチューブの原子構造体としての強度解析に結びつける予定である。
ACAT阻害作用を有するドリマン型セスキテルペン類の合成研究

アシル-CoA:コレステロールアシル転移酵素(ACAT)阻害物質であるピリピロペン類及びGERI-BP001の合成においては,基本母核であるドリマン型セスキテルペン部分に相当するABC環部の立体選択的な構築とピリジン環を有するα-ピロン環部の導入が課題である.本研究ではピリピロペン類合成の重要中間体と考えられる三環性化合物(7R,8S,11S,12S,13S)-8-メチル-7,11,12,13-テトラオキシ-3-オキソ-14-オキサポドカルパンの構築法を検討したところ,C環部に相当する(2R,4R,5S,6R)-2-[(4R)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4-イル]-6-tert-ブチルジメチルシロキシ-2-メチル-3,4-イソプロピリデンジオキシ-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-3(6H)-オンの立体選択的合成に成功した.すなわち,2-リチオフランを光学活性源である(R)-2,3-O-イソプロピリデングリセルアルデヒドに付加し,得られるフリルグリセロールを酸化し(2R)-1-(2-フリル)-2,3-イソプロピリデンジオキシ-1-プロパノンに導いた.このアシルフランへのメチル基導入を種々の条件下で検討したところ,ジクロロメタンあるいはジエチルエーテル中でメチルリチウムを付加すると,反応はジアステレオ選択的に進行し目的とする(1R,2R)-1-(2-フリル)-1-メチル-2,3-イソプロピリデングリセロールが98%de以上の選択性で得られた.本反応における選択性の発現はα-キシレーション遷移状態により説明される.得られたフリルグリセロールを環拡大しピラノン体に導き,そのラクトール部を保護した.ついで,エノン部のジヒドロキシル化後,ジオール部をアセタールで保護することにより上記化合物の合成を行った.本化合物はC環部に相当するピラン骨格を有すると共に,ピリピロペン類合成に必要な不斉炭素を持っている.今後,3位へのイソプロペニル単位とグリセロール部へのジエン単位の導入を行い,鍵反応である分子内Diels-Alder反応を行うことによりピリピロペン類の立体選択的合成を達成する予定である.アシル-CoA:コレステロールアシル転移酵素(ACAT)阻害物質であるピリピロペン類及びGERI-BP001の合成においては,基本母核であるドリマン型セスキテルペン部分に相当するABC環部の立体選択的な構築とピリジン環を有するα-ピロン環部の導入が課題である.本研究ではピリピロペン類合成の重要中間体と考えられる三環性化合物(7R,8S,11S,12S,13S)-8-メチル-7,11,12,13-テトラオキシ-3-オキソ-14-オキサポドカルパンの構築法を検討したところ,C環部に相当する(2R,4R,5S,6R)-2-[(4R)-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4-イル]-6-tert-ブチルジメチルシロキシ-2-メチル-3,4-イソプロピリデンジオキシ-3,4-ジヒドロ-2H-ピラン-3(6H)-オンの立体選択的合成に成功した.すなわち,2-リチオフランを光学活性源である(R)-2,3-O-イソプロピリデングリセルアルデヒドに付加し,得られるフリルグリセロールを酸化し(2R)-1-(2-フリル)-2,3-イソプロピリデンジオキシ-1-プロパノンに導いた.このアシルフランへのメチル基導入を種々の条件下で検討したところ,ジクロロメタンあるいはジエチルエーテル中でメチルリチウムを付加すると,反応はジアステレオ選択的に進行し目的とする(1R,2R)-1-(2-フリル)-1-メチル-2,3-イソプロピリデングリセロールが98%de以上の選択性で得られた.本反応における選択性の発現はα-キシレーション遷移状態により説明される.得られたフリルグリセロールを環拡大しピラノン体に導き,そのラクトール部を保護した.ついで,エノン部のジヒドロキシル化後,ジオール部をアセタールで保護することにより上記化合物の合成を行った.本化合物はC環部に相当するピラン骨格を有すると共に,ピリピロペン類合成に必要な不斉炭素を持っている.今後,3位へのイソプロペニル単位とグリセロール部へのジエン単位の導入を行い,鍵反応である分子内Diels-Alder反応を行うことによりピリピロペン類の立体選択的合成を達成する予定である.