hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河道特性の違いを考慮し治水と環境が調和した河川管理手法に関する研究

流域の代表的な河川地形(河床形態)である交互砂州と網状流路とに着目した.関東近郊の8河川の48地点の河床形態について,現在および過去の航空写真を用いて現地に赴きつつ調査したところ,ほとんどの地点は1947年の時点で網状流路であったものが,現在では交互砂州に遷移しており,しかも一般的に下流方向へ向かい移動すると言われている交互砂州の多くが移動していなかった.また,交互砂州と網状流路とは既往の領域区分図上で,既往の区分線とは異なる区分線を境に良好に区分された.次に,過去から現在にかけて河床形態が遷移した理由を明らかにするために,現地河川の水理量を模擬した15通りの水理実験を行った.まずは一定流量で通水を行った結果,全ての実験で交互砂州状の地形が形成されたものの,その地形は現実とは程遠いものであった.実際の地形が大小様々な流量の作用を受けて形成されている事を考慮すると,実際の地形に近づけるためには非定常流量の実験が必要であると考えた.そこで流量減少時の挙動に着目し,一旦形成された交互砂州により小さい流量を通水する実験を行ったところ,網状流路の水理量では実河川と同様の網状流路が形成され,交互砂州の水理量では交互砂州が移動を停止しつつ位置を維持するという現象を見出した.実河川で移動していない交互砂州の多くは元々網状流路だったが,川幅の縮小に伴い交互砂州へと変化しており,最も大きい流量によりその交互砂州の位置や波長が規定されている点は実験結果とも一致した.以上から,交互砂州と網状流路との形成限界を示す事によって,現在移動していない交互砂州となって良好でない環境である交互砂州について,川幅の調整によって治水と環境の調和がとれた網状流路へと復元できる可能性を示した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、護岸が河川環境に与える影響を調査する事を目的として研究を進めた。護岸は通常、河岸を保護するために設置されるが、その形態の違いによって洪水時の河川の流れ構造が異なるために、結果的に河道内に形成される地形はその形態に大きく影響を受けていた。相模川水系中津川と多摩川水系浅川を主な対象地として現地観測を実施した結果、ブロック乱積み護岸とコンクリート張り護岸では、その付近に形成される地形に関して、以下の3点で特に大きな違いがある事が明らかになった。まず、ブロック乱積み護岸の場合、コンクリート張り護岸と比較して澪筋が急角度で河岸に向かって衝突するような様子であった。また、乱積み護岸の場合は、瀬-淵にかけて平水時の水面幅が変化するのに対し、コンクリート張り護岸の場合は水面幅が変化しない。さらに、コンクリート張り護岸の対岸の河原上では、細粒分が多く、近年問題となっている河原上の樹林化が進行しやすい事が分かった。これらの違いが生じるメカニズムを検証するために、水理実験を実施した。実験の結果、乱積み護岸の付近では、洪水時に護岸の付近が局所洗掘を生じるために、この付近が深掘れを生じ、そこに向かって洪水流と土砂が落ち込むという現象がある事を見出した。そのため河原上に細粒分が堆積しにくく、ここでは比較的樹林化が進行しにくい。また、この深掘れに向かって流れが落ち込む様子になるため、澪筋が急角度で護岸に衝突するような様子になる。以上の成果は水工学論文集で発表した。本年度は,現地観測,水路実験,理論解析,文献調査等を精力的に行い,以下のような成果を得た.まず,多摩川水系浅川で土砂動態の現地観測を行い,交互砂州という河川地形が,従来下流方向へ移動すると言われていたものが,対象区間の交互砂州では移動していない事を明らかにした.これは,元々網状流路であった浅川の河床形態が, 1970年代に堤防の整備に伴い交互砂州に移行した事と関連していると考えた.以上の現地観測結果と,既往の実験結果等とを照らし合わせると,河床形態には,移動する交互砂州,移動しない交互砂州,網状流路,という三種類が存在すると考えられた.そこで,これらの河床形態はどのように違い,また何がそれらの違いを規定し,境界はどこに存在するかという事を明らかにする必要があると考えた.そこで,水理実験を繰り返し行った.その結果,一定の流量で長時間通水を続けた場合には,従来網状流路が形成されるといわれてきた領域においても,網状流路が交互砂州に移行するという事が明らかになり,その交互砂州は浮洲を形成して砂州の移動を停止した.さらに,砂州の移動が停止する場合,ある値以上に川幅水深比が大きくなると,非定常流量下で網状流路が形成された.ただし,無次元掃流力が0.06以下に低下した場合のみにこの現象が生じる.以上の実験によって,移動する交互砂州,移動しない交互砂州,網状流路という3つの河床形態の形成境界を明らかにし,それが川幅水深比と無次元掃流力に依存する事を明らかにした.この境界は50箇所以上の実河川データとほぼ一致した.流域の代表的な河川地形(河床形態)である交互砂州と網状流路とに着目した.

関東近郊の8河川の48地点の河床形態について,現在および過去の航空写真を用いて現地に赴きつつ調査したところ,ほとんどの地点は1947年の時点で網状流路であったものが,現在では交互砂州に遷移しており,しかも一般的に下流方向へ向かい移動すると言われている交互砂州の多くが移動していなかった.また,交互砂州と網状流路とは既往の領域区分図上で,既往の区分線とは異なる区分線を境に良好に区分された.次に,過去から現在にかけて河床形態が遷移した理由を明らかにするために,現地河川の水理量を模擬した15通りの水理実験を行った.まずは一定流量で通水を行った結果,全ての実験で交互砂州状の地形が形成されたものの,その地形は現実とは程遠いものであった.実際の地形が大小様々な流量の作用を受けて形成されている事を考慮すると,実際の地形に近づけるためには非定常流量の実験が必要であると考えた.そこで流量減少時の挙動に着目し,一旦形成された交互砂州により小さい流量を通水する実験を行ったところ,網状流路の水理量では実河川と同様の網状流路が形成され,交互砂州の水理量では交互砂州が移動を停止しつつ位置を維持するという現象を見出した.実河川で移動していない交互砂州の多くは元々網状流路だったが,川幅の縮小に伴い交互砂州へと変化しており,最も大きい流量によりその交互砂州の位置や波長が規定されている点は実験結果とも一致した.以上から,交互砂州と網状流路との形成限界を示す事によって,現在移動していない交互砂州となって良好でない環境である交互砂州について,川幅の調整によって治水と環境の調和がとれた網状流路へと復元できる可能性を示した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。河川構造物の設置の仕方により河川環境が異なることを示すことができたのは大きな成果であった。特に、本来河岸や堤防といった重要な構造物を保護するべき乱積みの護岸が逆に洪水流を河岸沿いに引き付けてしまい、堤防の安全性を低下させる場合のある事を示すことができた。しかし、河川毎の違いまでは言及できておらず、さらなる努力と工夫が必要である。当初は河道特性による砂州の状態の違いに着目していたが,河道特性という漠然とした河川の個性を,礫径,勾配,川幅,流量という4つのパラメータで表し,そこから無次元掃流力と川幅水深比を算出する事で,砂州形態を判別できるという事を明らかにした.次年度は、砂州スケールに着目して研究を進める。特に、河這特性の最も重要な要素として、これまであまり注目されてこなかった河床材料の粒度分布に着目する。研究代表者はこれまで10河川、40箇所以上で河床材料の粒度分布を調査してきたが、河川に形成されている地形である砂州の安定性に、河床材料の粒度分布が深く関わっているという事を見出しつつある。すなわち、河床材料の粒度分布の違いによって、河道特性がどのように異なるかを明らかにしたい。また、その説明を支持するために、水理模型実験や理論解析を併せて行っていく。移動する交互砂州,移動しない交互砂州,網状流路,という三種類の河床形態の境界は明らかにできたものの,なぜそこに境界が存在するのかという理論的な答えは未解明のままであり,説得力に欠ける部分がある.これらの境界を明確にすることは,今後の河川整備において重要な知見とあるため,今後は理論解析や数値シミュレーションを用いつつ,これらの境界の存在理由を明らかにする.
デンチャープラーク中の細菌に対するオゾン水の殺菌効果について

口腔衛生状態の低下は、う蝕や歯周病などの口腔内疾患のみならず、高齢者における誤嚥性肺炎などの呼吸器系の感染と密接に関連していることが報告されている。未曾有の超高齢者を向かえている我が国においては、高齢者の多くが、口腔内細菌が容易に繁殖しやすい義歯の使用者であり、口腔内疾患ならびに全身疾患を誘発しやすいことを考えると、適切なデンチャープラークコントロールを行うことが大切である。さらに、日常生活動作能力の低下している要介護高齢者や障害をもつ高齢者に対しては、より簡便で、短時間に確実な除菌ができる義歯の洗浄方法を確立する必要がある。一般に、デンチャープラークコントロールには、機械的洗浄と化学的洗浄が推奨され、様々な薬液や義歯洗浄剤による洗浄が報告されている。しかし薬液や義歯洗浄剤による浸漬滅菌は時間を要し、かつ内部に残留する可能性もある。また、義歯用ブラシによる機械的清掃は高齢者にとって難しい。オゾン水は強力な殺菌効果を有し、また一定の時間経過で最終的には元の水に戻ることから、中和、洗浄、清掃などの後処理の必要がなく、塩素系酸化剤のように残留する心配がない。本研究では、オゾン水の特性に注目し、様々な口腔内細菌に対するオゾン水の殺菌効果について検討した。特にデンチャープラークで問題になるCandida albicansをアクリルレジンプレートに付着させた状態で、オゾン水の殺菌・除菌効果を検討した。高濃度のオゾン水ほど有意な殺菌効果を示すものの、単純な浸漬では十分な効果が発揮できず、超音波洗浄を併用することによりアクリルレジンの除菌・殺菌を有効に行えること、さらにオゾン濃度の低下をさせないように配慮してオゾン水の持続供給が、オゾン水による義歯洗浄においては大切であることを明らかにした。I.目的オゾン水は強力な殺菌効果を有するにもかかわらず,最終的に水に分解するため人体や環境に対する影響が少ないと言われている.我々は,このオゾン水の特性に注目し,これまでに種々の口腔内細菌に対するオゾン水の殺菌効果について検討してきた.そこで今回,アクリルレジンプルートに付着した真菌,特に口腔内で検出されるCandida albicansに対して,どの程度オゾン水洗浄による殺菌および除菌効果が期待できるかを検討した.II.方法被験菌株としてCandida albicans ATCC18804を用いた.実験用レジンプレート(15×15×3.0mm)は,加熱重合型アクリルレジン(アクロン,ジーシー)を用いて作製し,全面を#180の耐水研磨紙で研磨した.懸濁した実験用菌液200ml中に静かに浸漬し,37°C,2時間培養して,C.albicansをレジンプレートに付着させた.オゾン水の生成には,オゾン水生成器(ネオ・オゾンウォータS,シルバー精工)を使用した.オゾン水による洗浄は,単純浸漬と市販義歯用超音波洗浄器を用いた超音波洗浄に分けて行い,滅菌生食水をコントロールとして比較した.III.結果と考察実験用菌液に浸漬したレジンプレートを実験開始前に繰り返し洗浄や超音波洗浄を行うことで,殺菌効果は有意に増強された.またオゾン水の殺菌効果は時間依存的に向上する傾向が認められた.この結果から,従来から報告されているように超音波洗浄器の使用がオゾン水においても,その殺菌効果を増強させることに有効であることがわかった.さらにオゾン水の殺菌力を効果的に発揮させるためには,オゾン水を作用させる前の義歯の水洗や超音波洗浄が有効であることが示唆された.

口腔衛生状態の低下は,う蝕や歯周疾患などの口腔内疾患のみならず,高齢者における誤嚥性肺炎などの呼吸器系の感染症と密接に関連していることが報告されている.未曾有の超高齢化社会を向かえている我が国においては,高齢者の多くが,口腔内細菌が容易に繁殖・定着しやすい義歯の使用者であり,口腔内疾患ならびに全身疾患を誘発しやすいことを考えると,適切なデンチャープラークコントロールを行うことが重要である.さらに,日常生活動作能力が低下している要介護高齢者や障害を持つ高齢者に対しては,より簡便で,短時間に確実な除菌ができる義歯の洗浄方法を確立する必要がある.一般に,デンチャープラークコントロールには,機械的洗浄と化学的洗浄が推奨され,さまざまな義歯洗浄材が市販されている.しかし,これまでの研究で,市販の製品はコスト面から十分に普及しているとは言い難い状況であることが報告されている.オゾン水は強力な殺菌効果を有し,また一定の時間経過で最終的には元の水に戻ることから,中和,洗浄,清掃などの後処理の必要がなく,塩素系酸化剤のように残留による2次汚染の心配がない.そこで,本研究では,オゾン水の特性に注目し,種々の口腔内細菌に対するオゾン水の殺菌効果について検討した.さらに,デンチャープラークで,問題となるCandida albicansに対する殺菌効果を検討した.とくに,今回の実験では,アクリルレジンに付着したC. albicansに対するオゾン水の殺菌効果を検討したところ,オゾン水の殺菌力を効果的に発揮させるためには,オゾン水を作用させる前の水洗や超音波洗浄が有効であることがわかった.また,オゾン水を作用させる方法や溶存オゾン濃度および作用時問によって,殺菌効果に差が認められた.口腔衛生状態の低下は、う蝕や歯周病などの口腔内疾患のみならず、高齢者における誤嚥性肺炎などの呼吸器系の感染と密接に関連していることが報告されている。未曾有の超高齢者を向かえている我が国においては、高齢者の多くが、口腔内細菌が容易に繁殖しやすい義歯の使用者であり、口腔内疾患ならびに全身疾患を誘発しやすいことを考えると、適切なデンチャープラークコントロールを行うことが大切である。さらに、日常生活動作能力の低下している要介護高齢者や障害をもつ高齢者に対しては、より簡便で、短時間に確実な除菌ができる義歯の洗浄方法を確立する必要がある。一般に、デンチャープラークコントロールには、機械的洗浄と化学的洗浄が推奨され、様々な薬液や義歯洗浄剤による洗浄が報告されている。しかし薬液や義歯洗浄剤による浸漬滅菌は時間を要し、かつ内部に残留する可能性もある。また、義歯用ブラシによる機械的清掃は高齢者にとって難しい。オゾン水は強力な殺菌効果を有し、また一定の時間経過で最終的には元の水に戻ることから、中和、洗浄、清掃などの後処理の必要がなく、塩素系酸化剤のように残留する心配がない。そこで、本研究では、オゾン水の特性に注目し、様々な口腔内細菌に対するオゾン水の殺菌効果について検討した。特にデンチャープラークで問題になるCandida albicansをアクリルレジンプレートに付着させた状態で、オゾン水の殺菌・除菌効果を検討した。高濃度のオゾン水ほど有意な殺菌効果を示すものの、単純な浸漬では十分な効果が発揮できず、超音波洗浄を併用することによりアクリルレジンの除菌・殺菌を有効に行えること、さらにオゾン濃度の低下をさせないように配慮してオゾン水の持続供給が、オゾン水による義歯洗浄においては大切であることを明らかにした。
電気化学的機構に基づくメカニカル電池の開発

本研究は酸化還元活性種を組み込んだ高分子やゲルなどを、機械的に圧縮・伸張することによって動作するメカニカル電池の開発を目指している。動作原理は、酸化還元活性種を組み込んだ有機高分子等を圧縮することにより、膜内の親水疎水、静電的相互作用や環境などを変化させ、酸化還元電位の変化を誘起し、この系を二つ組み合わせることにより、これらの電位差を外部に取り出すものである(機械→電気エネルギー変換)。本年は、機械→電気エネルギー変換と表裏の関係にある、前年度に開発したポリアクリル酸-銅ゲルアクチュエータ(電気→機械エネルギー変換素子)に光触媒である酸化チタンを内包し、光エネルギーを機械エネルギーに変換する素子を開発した。この素子は紫外光照射により膨潤し(体積比約100倍)、照射を停止すると収縮した。また少なくとも10回は膨潤収縮を繰り返せた。これとは別に、水溶性酸化還元高分子であるポリアニリンスルホン酸(PAS)に着目し、その溶解度が酸化状態によって異なる電解質の種類や濃度などを検討し、メカニカル電池開発のための基礎的な知見を得た。酸化還元高分子が溶解している状態と析出している状態では環境が大きく異なり、酸化還元電位が大きく変化することが期待される。種々の電解質を検討したところ、CaCl_2を用いた場合に、5Mの電解質濃度では酸化および還元状態のPASは共に溶解せず、濃度を低くすると酸化体の方が溶解しやすくなることを見出した。また溶解度の差は1Mで最大となることを明らかにした。これに基づき、1.0M CaCl_2水溶液中において酸化状態と還元状態のPAS修飾電極の電位差を測定したところ、約0.3Vであった。さらに20nAで定電流放電させると、2.1x10^<-5>Cの電気量が得られ、これは入力した電気量の0.6%であった。これらよりPASがメカニカル電池として動作する可能性を示した。本研究は酸化還元活性種を組み込んだ高分子ゲルなどを、機械的に圧縮・伸張することによって動作する、メカニカル電池の開発を目指している。本年は、高分子ゲルの合成ならびにその物理的および電気化学的特性評価を行った。ポリアクリル酸ゲルは、溶液中のCu^<2+>イオン濃度が1x10^<-5>M以下では膨潤、1x10^<-4>M以上では収縮し、その体積比は約50であった。また、Cu^<2+>イオンを含む溶液に浸漬することにより、ゲル内にCu^<2+>イオンが濃縮され、それらは電気化学的に活性であることを明らかにした。ポリアクリル酸-銅ゲル被覆電極を用い、銅が酸化体あるいは還元体になるように電位を印可すると、ゲル膜はそれぞれ膨潤/収縮し、膜厚変化は最大で約70倍であった。これにより、機械→電気エネルギー変換と表裏の関係にある、電気→機械エネルギー変換素子として働くことを明らかにし、機械→電気エネルギー変換素子の開発への足がかりを築いた。このゲルを機械的に圧縮し、電位の変化を測定したところ、十分に大きな電位変化は観察されなかったが、銅を取り巻く環境がより大きく変化するように、圧力変化によりイオンへの解離度や吸水力が大きく変化する系を用いることにより、改善できると期待される。他にもポリ(アクリルアミド/ビニルフェロセン)ゲルやポリビニルフェロセンを用い、支持電解質濃度や圧力変化に対する電位の測定を行っているが、現在までのところ十分に大きな電位変化は観察されていない。しかしこれらも上記のように、環境を大きく変化させる系の利用により、改善が期待される。

これに基づき、1.0M CaCl_2水溶液中において酸化状態と還元状態のPAS修飾電極の電位差を測定したところ、約0.3Vであった。さらに20nAで定電流放電させると、2.1x10^<-5>Cの電気量が得られ、これは入力した電気量の0.6%であった。これらよりPASがメカニカル電池として動作する可能性を示した。
腸管出血性大腸菌O157:H7に対する植物ワクチン効果の解析

腸管出血性大腸菌(EHEC主にO157:H7)感染症は、小児、老人などの免疫力の低下したヒトに多く発症し、死亡例が後を絶たない。本感染症は、発症菌量が数十個とされ極少量で重篤な症状を起こし、無症状キャリアー成人からの家族内感染が多く報告され、感染経路の特定が困難な場合が多い。EHECによる感染症はいまや日本中で集団感染、弧発例が見られその感染経路も多様化している。本菌のキャリアーは家畜、特にウシとされている。いまや世界中に蔓延している人畜共通感染症である本症を撲滅するには、ヒトおよび飼育されているウシからの本菌の排除が必要である。ところが、ウシが飼育されている国は世界中に及び、また、ワクチンなどの投与が経済的に不可能な地域が多く含まれる。そこで、安価に栽培でき、ヒトおよび家畜に経口摂取可能な植物ワクチンが有用であると考える。EHEC(O157:H7 Sakai株)由来のタイプIII分泌機構に関連するEspA,EspB,intimin、及びベロ毒素Bサブユニットをコードする遺伝子を用いて12種類の発現ベクターを構築し、日本固有のマメ科植物ミヤコグサに導入した。約600本のシュートの中からPCRによるスクリーニングで298個体の形質転換体を選択した(T_0)。遺伝子導入が確認された8種類の再生個体を育成し、221個体から各々のT_1種子を採取、ベクターの種類ごとに100個体(計800個体)の種子を播種した。一般的に植物においては複数コピーの外来遺伝子が導入されている場合RNAiによるpost transcriptional gene silencingが起こる。そこでT_1個体の一部を用いてSouthern blotなどを行ない、単一コピーの遺伝子が挿入されている13個体を選別した。これらの13個体中T_17個体を育成した結果、T_2計89個体を得た。今後、小動物においてワクチン効果を解析していく。
ガス化ガス中のタール全体像の詳細解析による高性能タール改質塔の開発支援

本研究では、石炭等のガス化で副生するタール成分の全体像を明らかにすることを目的とする。方法として、ガスクロマトグラフ質量分析(GC/MS)および電界脱離質量分析(FD-MS)の分析手法を組合せ、これらを総合的に解析することにより、従来行われていた分子量300程度までの低分子側のタールに加え、これまで見落としていた分子量300以上の中・高分子側までのタール全成分を詳細に明らかにする。実験室規模の流動層ガス化炉を用いて、熱分解条件(水蒸気供給なし)に加え、化学量論的水蒸気ガス化条件から供給水蒸気量を昨年度実施した1.5倍から2倍および3倍と増加させた広範な条件において、実用的な温度である1123Kにて褐炭をガス化させ、合成ガス中のタール成分について、本研究で提案したGC/MSおよびFD-MSを組合せた解析法により検討した。結果として、供給水蒸気量が増加するほど改質効果によりガス収率は増加し、タール濃度は減少することが分かった。タールの主成分については、広範に実施したガス化条件全てにおいて置換基を持たない多環芳香族炭化水素(PAHs)からなり、分子量の範囲においても差異は生じなかった。以上より、本研究で実施した条件において、ガス化炉後段に触媒を利用したタール改質塔を設置してタールを改質させる場合、水蒸気量が変化するとタール濃度に変化は生じてもタールの主成分に差異はないことから、運転中のトラブル等で供給水蒸気量に変化が生じた場合、触媒の種類よりも供給量を調整することで対応できる可能性がある。熱分解条件に加え、化学量論的水蒸気ガス化条件から供給水蒸気量を3倍まで増加させた広範な条件において、流動層ガス化炉により1123Kで褐炭をガス化させ、本研究で提案したGC/MSおよびFD-MSの組合せによる解析法において、タール成分のガス化剤による影響について明らかにできたことから、当初計画通りに進展している。これまで、広範なガス化条件において褐炭をガス化させ、ガス化剤によるタール成分の影響について明らかにした。今後は当初計画に基づき、広範な温度条件において褐炭のガス化実験を実施し、本研究で提案した解析法によりタール成分の温度の影響について明らかにする。本研究において、実験室規模の流動層ガス化炉を用いて、褐炭の水蒸気ガス化実験を1123Kで行い、合成ガス中のタール成分について検討した。前述したGC/MSによる低分子成分の化合物同定に加え、FD-MSによる分子量分布測定を組合せて詳細に解析した結果、タールの主成分は、分子量24および26間隔の規則性をもつ特徴を示し、それらは多環芳香族化合物からなり、分子量で100-600程度の範囲に分布することを明らかにした。さらに、ガス化剤である水蒸気量を増やしてガス化実験を行った結果、水蒸気量が多い方が、その改質効果により、合成ガスの生成量は増加する一方、タール濃度は減少することが分かった。ただし、タールの主成分においては、水蒸気量に関わらず、分子量24および26間隔の規則性をもつ特徴を示し、それらは多環芳香族化合物からなり、分子量で100-600程度の範囲に分布することを明らかにした。以上より、本研究で提案したGC/MSおよびFD-MSを組合せた新たな分析法により、タールの低分子から中・高分子成分までを明らかにした。実用的なガス化条件において、褐炭の流動層ガス化実験を行い、本研究で提案したGC/MSおよびFD-MSを組合せた新たなタール成分分析法により、これまでの分子量300程度までの低分子側の化合物同定に加え、中・高分子側への分子量増加の規則性および分子量の範囲も含め、中・高分子成分までの全体像を明らかにできたことから、当初計画通りに進展している。

以上より、本研究で実施した条件において、ガス化炉後段に触媒を利用したタール改質塔を設置してタールを改質させる場合、水蒸気量が変化するとタール濃度に変化は生じてもタールの主成分に差異はないことから、運転中のトラブル等で供給水蒸気量に変化が生じた場合、触媒の種類よりも供給量を調整することで対応できる可能性がある。熱分解条件に加え、化学量論的水蒸気ガス化条件から供給水蒸気量を3倍まで増加させた広範な条件において、流動層ガス化炉により1123Kで褐炭をガス化させ、本研究で提案したGC/MSおよびFD-MSの組合せによる解析法において、タール成分のガス化剤による影響について明らかにできたことから、当初計画通りに進展している。当初計画に基づき、流動層ガス化条件において、ガス化剤、温度など広範な範囲において行い、本研究で提案したタール成分分析手法によりタールの全体像を明らかにする。まずは、ガス化剤の影響について検討するために熱分解条件で実施し、水蒸気による結果と比較・考察を行う。これまで、広範なガス化条件において褐炭をガス化させ、ガス化剤によるタール成分の影響について明らかにした。今後は当初計画に基づき、広範な温度条件において褐炭のガス化実験を実施し、本研究で提案した解析法によりタール成分の温度の影響について明らかにする。当初計画していた学会発表において、申請時までに成果が出なかったため参加しなかった。平成30年度では、学会での成果発表を複数回計画している。さらに、流動層ガス化炉における石英ガラス製の反応管を製作する予定である。流動層ガス化炉における石英ガラス製の反応管を新規に製作したが、納品時輸送中の破損により納期が大幅に遅れたため、当初計画していたタール分析検体数を減少することになった。本年度は複数のタール分析を実施する。さらに、学会での成果発表を複数回計画している。
メラノーマの創傷部転移における前転移ニッチの解析

本研究では、メラノーマが創傷部に転移する現象の機序を解析した。創傷部転移を生じた症例のマイクロアレイ解析、免疫染色により創傷転移部では創傷治癒に関わる細胞外マトリックスのペリオスチン(POSTN)、I型コラーゲン、フィブロネクチンが間質で強発現していることを明らかにした。メラノーマ細胞を足底に移植したマウスの大腿部に傷をつけると創傷部に転移巣が形成され、転移巣周囲の組織にPOSTNの強発現を認めた。傷を付けなかったマウスは転移巣を形成せず、マウスもヒト同様、創傷治癒によりメラノーマの転移巣の形成が誘導されることが示された。POSTNやCOL-I、FNを底面に付着させたプレートにマウスやヒトメラノーマ細胞株を反応させ、それぞれの細胞外マトリックスがメラノーマ細胞に及ぼす接着能、遊走能、増殖能に与える影響を調べた結果、POSTNは増殖には影響を与えず、COL-I、FNよりも有意にメラノーマ細胞の接着能を低下させ、遊走能を上昇させる働きがあることがわかった。そこで、傷をつけずにPOSTNを大量に産生する骨芽細胞と培養上清を混ぜたマトリゲルをマウスの大腿皮下に注入したところ、注入部の皮下に転移巣の形成を認めた。POSTNはメラノーマ細胞を創傷部に誘引し、メラノーマ創傷部転移を促進させる前転移ニッチの重要な分子であることが示された。最近、皮膚転移に加え、メラノーマのリンパ節転移や肝転移の症例の60%でPOSTNが高発現していることが報告された。POSTNは創傷部への転移だけでなく、その他の転移巣への誘引にも関与する可能性が考えられる。今後POSTNを標的とした治療法の開発によってメラノーマのリンパ節転移や内臓転移の予防が期待される。また、POSTNの血中濃度がメラノーマのリンパ節転移や内臓転移を予測するバイオマーカーになる可能性も期待される。微小環境におけるペリオスチン(POSTN)、I型コラーゲン(COL-I)、フィブロネクチン(FN)がメラノーマ細胞に与える影響を調べるため、POSTNやCOL-I、FNを底面に付着させたプレートにB16-BL6(マウスメラノーマ細胞株)またはMeWo(ヒトメラノーマ細胞株)を反応させ、細胞接着アッセイ、細胞遊走アッセイ、scratch wound healingアッセイ、細胞増殖アッセイを行った。その結果、POSTNは増殖には影響を与えず、COL-I、FNよりも有意にメラノーマ細胞の接着能を低下させ、遊走能を上昇させる働きがあることがわかった。この結果を受け、我々が作製した傷を付けた部位にメラノーマの転移が誘導されるメラノーマ創傷転移モデルで、POSTNが血液中を循環するメラノーマを引きつける力があるか調べた。POSTNを大量に産生・分泌することが知られているマウス骨芽細胞株MC3T3-E1にshRNAを導入し、POSTNを大量に作る骨芽細胞と少量しか作らない骨芽細胞を作製した。そしてこれらの骨芽細胞と分泌されたPOSTNを含む培養液をゲルに混ぜ、傷をつける代わりに、マウスメラノーマ細胞株の足底への移植した後、大腿皮下に投与し、皮下転移が形成されるか観察した。その結果、POSTNを大量に作る骨芽細胞を投与したマウスでは、7匹中7匹で、投与部位に皮下転移巣の形成を認め、ヒト同様、転移巣周囲の組織にPOSTNの強い発現を認めた。POSTNの産生量が少ない骨芽細胞を投与したマウスでは7匹中1匹でしか、皮下転移巣の形成を認めなかった。POSTNは、メラノーマの創傷部への転移を誘引する重要な分子として働き、転移巣を創傷部に形成させることが示唆された。創傷部転移における微小環境のPOSTNは、メラノーマ細胞の転移を誘引する分子として機能することをin vivoで示し、メラノーマにおける創傷部転移の分子病態を解明することが出来た。その後、我々はPOSTNの産生を抑制する核酸治療薬を入手することで、当初予定していなかったメラノーマの創傷部転移の治療実験に移行することができている。

POSTNはメラノーマ細胞を創傷部に誘引し、メラノーマ創傷部転移を促進させる前転移ニッチの重要な分子であることが示された。最近、皮膚転移に加え、メラノーマのリンパ節転移や肝転移の症例の60%でPOSTNが高発現していることが報告された。POSTNは創傷部への転移だけでなく、その他の転移巣への誘引にも関与する可能性が考えられる。今後POSTNを標的とした治療法の開発によってメラノーマのリンパ節転移や内臓転移の予防が期待される。また、POSTNの血中濃度がメラノーマのリンパ節転移や内臓転移を予測するバイオマーカーになる可能性も期待される。POSTNがメラノーマの転移を創傷部に引き寄せる分子であることが明確になったことから、POSTNの産生を抑制する核酸治療薬を用いると、あるいはPOSTNノックアウトマウスでメラノーマ創傷転移モデルを作製すると、メラノーマ細胞の創傷部への転移が生じにくいことを示すことでPOSTNの特異性を明確にする。メラノーマの肝転移や肉眼的リンパ節転移症例の60%で間質にPOSTNの強発現が認められると報告されている。またメラノーマの皮膚転移があると、内臓転移のリスクが上昇することが報告されていることから、メラノーマ創傷転移マウスでは、傷のないマウスよりも肺転移といった2次転移が促進されるか、そしてPOSTNを治療薬で創傷部転移だけでなく、2次転移が抑制できるか検証する。研究室で所有していた試薬を使用したことで研究費を節約できたことに加え、追加で購入した消耗品が全て年度内に会計処理できなかったためと考える。当初の予定通り、消耗品費を中心に使用する予定である。今後はフローサイトメトリー用の抗体やマウスに関連する費用などで増加すると予想される。
急速凍結・電顕法を用いた生体分子のミリ秒時間分解能における動態分析

初年度においてケ-ジド化合物を用いた凍結システムが完成したので、2年度は、このシステムの評価も兼ねて、2種類の実験を行った。第一の実験は、ATP非存在下でアクチンフィラメントにフルデコレ-ションしたミオシンサブフラグメント1(S1)がATP濃度の急激な上昇に伴い、どのようにしてアクチンフィラメントから離れていくかを追跡しようというものである。ケ-ジドATP存在下でS1のアクチンフィラメントへの結合様式があまり変わらないのを確認したのち、このようなサンプルに光を照射し、その後の変化をディ-プエッチングレプリカ像のコマ取り写真として解析した。その結果、S1が光照射後15ミリ秒あたりからアクチンフィラメントから離脱しはじめ、その結合様式を大きく変えていく様子を初めて捉えることに成功した。得られた像が持つ意味を正確に理解するためには、まだ、多くの実験を進めなくてはならないと思われるが、少なくともこの実験によって、我々の開発したシステムにより、滑り運動系における蛋白質相互作用をきわめて高時間分解能の電子顕微鏡像として追跡できるという確信が得られた。第二の実験は、無負荷の状態で最高速度で収縮している瞬間の単離筋原線維を急速凍結し、そのクロスブリッジの様子を観察しようとするものである。この収縮は極めて短時間で終わってしまうため、ケ-ジド化合物のシステムを用いる必要がある。現在、光照射後最大収縮速度で短縮中の筋原線維の急速凍結に成功し、そのディ-プエッチングレプリカ像を得つつある。このような方法により得られる像が筋収縮の分子機構を考えるうえで重要な情報を与えてくれるものと期持出来る。以上、我々が開発したケ-ジド化合物を利用した急速凍結システムは、ほぼ完成しており、このシステムがきわめて強力な研究手段となりうることが証明された。caged化合物とは、強い紫外線があたると分解してcageがとれ、活性型になるように合成された化合物のことである。その代表的なものにcaged ATPがある。この化合物を含む溶液に強い紫外線をあてると、溶液中のATP濃度を急激に上昇させることが出来る。したがって、このような化合物を含む生物試料を凍結の直前に(ミリ秒のレベルで正確に)強い紫外線にあてる装置ができればその利用価値は大きい。しかし、このような装置を作る場合、解決されなければならないいくつかの技術的な問題点がある。本年度は、これらの問題点を一つずつ解決し、caged化合物を用いた急速凍結システムを開発することを目指した。まず、第一にいかに強い光源を得るかということ。レ-ザ-光線を用いることも考えたが費用の点から難しく、従来のランプ形の光源を改良して充分なエネルギ-が得られるように工夫した。第2に光源の光をどのようにして試料まで導くかということ。鏡を使うことも考えたが光軸を合わせることが難しい。紫外線用のライトガイドを凍結棒に組み込むことにより解決した。第3に生物に有害な波長の光を除くこと。フィルタ-をうまく組み合わせることにより除去できた。第4に光をあてるタイミングと凍結のタイミングを正確にかつ自由に設定できること。光のセンサ-とコンピュ-タ-を組み込むことにより解決した。このような問題点を解決することにより、充分なエネルギ-の無害な光を凍結の直前5ミリ秒から200ミリ秒の間に正確に試料に照射できるシステムが完成した。さらにこのシステムには、試料が凍ったときに電導度が変わることを利用して凍結の良い悪いをその場で判定できる装置も組み込まれた。現在、このシステムを用いて筋収縮の基礎メカニズムについて解析を進めている。

昨年度においてケ-ジド化合物を用いた凍結システムが完成したので、本年度は、このシステムの評価も兼ねて、2種類の実験を行った。第一の実験は、ATP非存在下でアクチンフィラメントにフルデコレ-ションしたミオシンサブフラグメント1(S1)が、ATP濃度の急激な上昇に伴い、どのようにしてアクチンフィラメントから離れていくかを追跡しようというものである。ケ-ジドATP存在下でS1のアクチンフィラメントへの結合様式があまり変わらないのを確認したのち、このようなサンプルに光を照射し、その後の変化をディ-プエッチングレプリカ像のコマ取り写真として解析した。その結果、S1が光照射後15ミリ秒あたりからアクチンフィラメントから離脱しはじめ、その結合様式を大きく変えていく様子を初めて捉えることに成功した。得られた像が持つ意味を正確に理解するためには、まだ、多くの実験を進めなくてはならないと思われるが、少なくともこの実験によって、我々の開発したシステムにより、滑り運動系における蛋白質相互作用をきわめて高時間分解能の電子顕微鏡像として追跡できるという確信が得られた。第二の実験は、無負荷の状態で最高速度で収縮している瞬間の単離筋原線維を急速凍結し、そのクロスブリッジの様子を観察しようとするものである。この収縮は極めて短時間で終わってしまうため、ケ-ジド化合物のシステムを用いる必要がある。現在、光照射後最大収縮速度で短縮中の筋原線維の急速凍結に成功し、そのディ-プエッチングレプリカ像を得つつある。このような方法により得られる像が筋収縮の分子機構を考えるうえで重要な情報を与えてくれるものと期待出来る。以上、我々が開発したケ-ジド化合物を利用した急速凍結システムは、ほぼ完成しており、このシステムがきわめて強力な研究手段となりうることが証明された。
ビルマ(ミャンマー)軍事政権を支える国際関係-タイの政策を中心に-

冷戦の崩壊と東南アジア国際関係の安定化、そしてグローバル化の進展と東南アジアの経済的統合が、タイの経済優先のビルマ政策の国際的な背景としてあった。1980年代末以降、ビルマに対しタイは緩衝地帯政策から、経済関係を優先させて軍事政権支持政策に移行した。さらに、2001年以降、ビルマとの経済関係のさらなる強化により、グローバル化に補完的に対応した。その結果、ビルマ軍事政権は権力の経済基盤を強化した。22年度の研究計画は、80年代末から90年代にかけてのタイのチャーチャーイ政権の対ビルマ外交の変化をタイ国内政治の変化との関係から分析しつつ、その外交がビルマ軍事政権にどのような影響を与えたかを明らかにすることである。22年度は、1930年代から40年代にタイ政府が展開した失地回復運動とチャーチャーイ政権の対ビルマ外交について研究した。失地回復運動研究は本研究の歴史的な考察の一部である。タイの失地回復運動とは、1940年前後に展開された、タイ国の領土的、民族的な範囲はラオスとカンボジア全域とビルマとマレーの一部も含むと主張し、その領土の割譲を求めた外交戦略をいう。失地回復運動の研究は、タイが大陸部東南アジア諸国との間に潜在的に抱える紛争構造の存在を明らかにし、今日の東南アジア秩序を考察する上で、ASEANとは異なる重要な視点を提供してくれる。チャーチャーイ政権は、冷戦構造がほころび始めるとカンボジア和平を熱心に進め、近隣外交を「インドシナを戦場から市場へ」と大転換させた。この外交政策の変化はタイ国内の権力の軍部から新興経済勢力への移動と、チャワリット将軍のような軍人のビジネスの活発化の反映である。その結果、タイを大陸部東南アジアの経済センターにする政策を打ち出すが、近隣諸国から大タイ主義外交だという批判を受けた。また、対ビルマ外交では、ビルマ政府との経済関係を強化する目的で、ビルマ内政には干渉しない「建設的関与、constructive engagement」政策をとった。この対ビルマ外交は、政府間関係を安定化させ、経済関係の強化を目指すタイ政府の近隣外交のあらわれであった。しかし、その外交は同時にビルマの軍事政権を支持することになったのである。平成23年度に実施した研究の具体的内容としては、若干の遅れはあるがほぼ実施計画の通り、1990年代以降のビルマ(ミャンマー)のASEAN加盟に向けたタイ外交の展開と、そのASEAN加盟がビルマ軍事政権の権力基盤に与えた影響を分析した。この研究は、本研究の全体構想におけるタイがビルマの軍事政権を支えた政策を、ASEANという地域国際秩序の構築を通じて実施した側面を明らかにしようというものである。ビルマは1997年にASEANに加盟した。ビルマにとってASEAN加盟は、第1に、国家としての国際的正当性を獲得することができた。これはとくに軍事政権に批判的な欧米諸国に対抗する意味があった。その裏返しとして、欧米はビルマのASEAN加盟に反発することになった。第2に、隣国、とくにタイと政府間関係の正常化と安定化を促進させる地域主権国家間体制(ウエストファリア体制)の制度的基盤を得ることができた。97年の加盟後、タイの民主党政権はビルマに民主化を要求する「柔軟関与」政策を提唱し、両国の関係を悪化させたが、その後、タイ政府(タクシン政権)は再び内政不干渉政策に復帰した。ASEANは安全保障組織ではないが、これにより、加盟国同士の武力行使や主権の侵害は正当性を持たず非難の対象となった。第3に、ビルマは88年の民主化運動弾圧以後中国に急接近していたが、ASEAN諸国との関係を強化することで、ビルマ軍事政権への中国の影響力の強化に制限を加え、東南アジアの分裂を避けることができた。このことはビルマ軍事政権にとっては外交上の選択肢を広げることができたとともに、ビルマとの政府間関係を強化したいタイにとっても重要なことであった。以上のことから、ビルマのASEAN加盟が軍事政権の安定化と強化につながったことがいえるであろう。平成24年度は、タクシン政権(20016年)の対ビルマ(ミャンマー)政策の分析を研究計画とした。タクシン政権のビルマ外交は経済重視のビジネス外交という特徴をもち、軍部の安全保障重視の緩衝地帯政策や民主党の民主化を求める柔軟関与政策とも異なっていた。そこでの重要な分析のポイントは、タクシン政権のビジネス外交がタクシンの個人的な資質によるものなのか、両国の政治経済的な構造が大きな要因なのかという点と、それが軍事政権をどのように支援することになったのかという点である。平成24年度の研究成果から以下のことが暫定的にいえるだろう。まず、ビルマ側の事情としては、1988年の民主化弾圧以降、先進国の経済制裁によって外貨不足に陥り、タイに森林伐採権や漁業権を売ったり、国内の民間との協力関係を強化したりして対応した。しかし、90年代中期以降、天然ガスが生産を開始し、そのほとんどをタイに輸出すると、その収益がビルマ軍事政権の財源となり、軍事体制は経済的に安定していった。

他方、タイの天然ガス消費はタイ経済の成長とともに急速に拡大し、1999年から2009年までの10年間に2倍に増加している。このような経済的な関係を背景に、タクシン首相は経済的な地域協力関係強化を目指した。たとえば、2003年には、タイのイニシアティブの下に、カンボジア、ラオス、ビルマとの間の経済協力戦略(ACMECS)の第1回首脳会議をビルマのパガンで開催した。タクシンは首相としての地位を利用して自社のビルマでのビジネスを有利に展開させたという批判が、反タクシン勢力から繰り返し行われたが、それだけではそのビルマとの経済協力外交は説明がつかない。グローバル化するタイ経済を補完する要素としてビルマとの経済関係の強化政策がおこなわれ、それがビルマ政府との関係の強化し、そして、ビルマ軍事政権の支援につながったといえる。やや遅れている理由は、昨年の東日本大震災により22年度に予定していた研究調査出張の一部を23年度に実施したため、23年度予定の研究実施に若干の影響が発生したためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に大きな変更はなく、今後は2001年から2006年のタクシン政権の対ビルマ政策を分析する予定である。タクシンは民主党政権とは異なり、ビルマの軍事政権との関係の安定化を重視した。それはタクシン個人とタイの経済界のビルマとの経済関係の強化を優先した結果であった。とくにタイのビルマの天然ガス購入がビルマに大きな収入をもたらし、それによりビルマ軍事政権は財政的基盤を安定化させていった。今後はこれらのことを詳細に分析したい。
膵癌化学療法効果予測miRNAの同定とバイオマーカー探索

本研究の特色は、機能ゲノム科学的手法を駆使して、膵癌における術前化学療法の効果予測を、臨床ベースでlong noncoding RNA(以下lncRNA)という全く新しい切り口から特徴づける点にあります。膵癌患者は術前化学療法を施行する前に、超音波内視鏡検査を施行し吸引細胞診、組織診を行います。そのサンプル(EUSFNAサンプル)の一部を保存します。化学療法施行後は、手術摘出標本の一部(癌組織および癌周囲の正常部分)をサンプルとして保存します。その化学療法施行前後の癌組織のサンプルを用いて、次世代シーケンサーにより、腫瘍に発現しているlncRNAの発現プロファイルを明らかにいたします。さらに化学療法の効果をもとにlncRNAのプロファイルに対する、ディファレンシャルディスプレイ解析を行い、化学療法の効果予測因子をlncRNAという切り口から同定いたします。さらには同時に採取した患者血液サンプルを用いて、それらのlncRNAが血液中circulating lncRNAを用いることで新規バイオマーカーとなり得るかを明らかにすることを目的としております。最終年度に入り、超音波内視鏡検査による吸引細胞診断・組織診断は膵癌細胞の腹腔内播種性転移の原因と成り得ることを報告した7編の論文が、日本国内で突然クローズアップされ、続いて日本膵臓学会主導の大規模な多施設共同研究が急遽立ち上がり当該施設も同共同研究への参加を決定いたしました。本研究は、EUSFNAサンプルの採取が不可欠です。手術適応症例に対する術前化学療法の施行に、EUSFNAサンプルの病理組織検査は必須ではありません。検体採取のあり方が問われる状況となってしまったため、少なくとも同サンプル採取の是非を問う多施設共同研究の結果が出されるまで本研究は一時的に凍結し、その後再申請の後に再開すべきであると考えております。膵癌患者は術前化学療法を施行する前に、超音波内視鏡検査(EUS)を施行し吸引細胞診、組織診(FNA)を行います。その際にサンプル(EUS-FNAサンプル)の一部を保存します。また、化学療法施行後に根治手術を施行した場合には、手術摘出標本の一部(癌組織および癌周囲の正常部分)をサンプルとして保存します。それらの化学療法施行前後の癌組織のサンプルを用いて、次世代シーケンサーにより、腫瘍に発現しているlong noncoding RNA(以下lncRNA)の発現プロファイルを明らかにします。さらには同時に採取した患者血液サンプルを用いて、それらのlncRNAが血液中circulating lncRNAを用いることで新規バイオマーカーとなり得るかを明らかにすることも目的としております。実験バイアスを最小限とするために、対象症例はPrep-02/JSAP-05対象症例でかつ通常型膵癌、膵体尾部癌で、既往に他の悪性腫瘍を有しない初回治療例に限定しております。現在、症例の集積を行っております。症例の集積においてやや遅れている。そのサンプル(EUS-FNAサンプル)の一部を保存します。実験バイアスを最小限とするために、対象症例はPrep-02/JSAP-05対象症例でかつ通常型膵頭部癌、膵体尾部癌、膵全体癌で、既往に他の悪性腫瘍を有しない初回治療例に限定しております。現在、症例の集積を継続して施行し、そして既存のサンプルを用いた検討を行っております。

最終年度に入り、超音波内視鏡検査による吸引細胞診断・組織診断は膵癌細胞の腹腔内播種性転移の原因と成り得ることを報告した7編の論文が、日本国内で突然クローズアップされ、続いて日本膵臓学会主導の大規模な多施設共同研究が急遽立ち上がり当該施設も同共同研究への参加を決定いたしました。本研究は、EUSFNAサンプルの採取が不可欠です。手術適応症例に対する術前化学療法の施行に、EUSFNAサンプルの病理組織検査は必須ではありません。検体採取のあり方が問われる状況となってしまったため、少なくとも同サンプル採取の是非を問う多施設共同研究の結果が出されるまで本研究は一時的に凍結し、その後再申請の後に再開すべきであると考えております。症例の集積を引き続き行っていく。集積に伴い解析を実行していく。後々に症例集積不良の場合には、過去に採取しているサンプルを用いる予定である。後々に症例集積不良の場合には、過去に採取しているサンプルを活用していく。膵癌組織のサンプル保存に必要な薬品の購入(RNA Stabilization solutionなど)以外には、平成28年度は交付金を使用する必要がありませんでした。(理由)膵癌組織のサンプル保存に必要な薬品の購入、PCR関連の消耗品の購入以外には、平成29年度は交付金を使用する必要がありませんでした。(使用計画)症例の集積に伴い、次世代シーケンサーとディファレンシャル解析を行うための関連消耗品、さらには臨床サンプルの組織化学的および生化学的解析とオリゴヌクレオチドのための関連消耗品などの購入代金として使用いたします。また研究成果発表としての学会参加費、論文投稿料、英文校閲料にも使用する予定です。症例の集積に伴い、次世代シーケンサーとディファレンシャル解析を行うための関連消耗品、さらには臨床サンプルの組織化学的および生化学的解析とオリゴヌクレオチドのための関連消耗品などの購入代金として使用いたします。
強相関電子系における軌道秩序-パイロクロア型モリブデン酸化物の電気相図-

スピン・カイラリティーによって異常なホール効果が見出されているパイロクロア型モリブデン酸化物R_2Mo_2O_7において、(1)軌道縮退型モット転移のメカニズム解明を目的とした金属絶縁体転移近傍における伝導特性・光学特性の測定、(2)スピン・カイラリテイーに起因した磁気光学効果の実証を行った。(1)の研究においては、希土類元素Rを置換することでバンド幅を系統的に変化させてモット転移を制御するが、R=Ho, Dy, Gd, Sm, Nd塩で抵抗測定および光学スペクトルの詳細な測定を行った。その結果、低温金属領域では準粒子のコヒーレント性に由来するスペクトル構造が観測された。またR=Gd塩付近で量子相転移的な金属絶縁体転移を起こし、温度が上昇するにつれて絶縁体・金属性の相違が薄れていき、インコヒーレント的な電子状態に連続的に移っていくことを光学スペクトル測定から明らかにした。また、R=Gd_<1-x>Ca_x(Gd^<3+>Ca^<2+>)の混晶系において、軌道縮退型モット絶縁体におけるキャリアードープ効果を調べた。その結果、X=0.1付近で金属絶縁体転移を起こし、極めて狭い伝導バンドが形成されることを明らかにした。(2)の研究においては、Nd_2Mo_2O_7の磁気光学効果(カー効果)を測定した。その結果、バンド内遷移のエネルギー領域において、伝導電子系のスピン・カイラリテイーに起因した磁気光学効果を発見した。これは電気伝導測定による異常ホール効果とも関連した効果であり、スピン・カイラリテイーを有しないGd_2Mo_2O_7における比較実験からも、スピン・カイラリテイーに由来する効果であることを実証した。
直線的合成戦略を活用するリモノイドの全合成研究

リモノイドは、発ガン抑制やコレステロール低下作用、昆虫摂食阻害活性など、優れた生物活性を示す変形トリテルペノイドであり、300種類以上の同族体が知られている。第四級炭素を多数含む多環式炭素骨格が、酸素官能基化されたリモノイドの分子構造は、大きく発展した現代有機合成の技術を持ってしても非常に合成するのが難しい。申請者は、連続的炭素骨格構築と直接的官能基化反応を組み合わせた、前例のないリモノイド合成法を立案し、リモノイドの網羅的全合成研究を行っている。本年度は、リモノイドの代表的同族体リモニンとデオキシリモノールの世界初の全合成を達成した。独自に開発した連続的ラジカル反応を鍵行程として四環性炭素骨格を10工程で合成し、位置選択的な酸素官能基化と二重結合の導入、切断を行いリモノイド共通中間体を得た。リモニンの合成に向けて、フラン環部の導入とエポキシラクトン構造の構築を種々検討したところ、ブテノリドフラグメントの連結と一重項酸素を用いた酸素官能基の導入、異性化を経ることによって、望みの立体化学で合成できる事が分かった。続く、光反応によってAA'環を構築し、リモニンの全合成を完了した。一方、共通中間体から誘導したビスビニルトリフレートに対して、フラン環の直接導入とティシュチェンコ反応を行うとα,β-不飽和ラクトンが立体選択的に得られる事を見いだした。本反応を用いて、デオキシリモノールの全合成も達成した。リモノイドは、発がん抑制やコレステロール低下作用、昆虫摂食阻害活性など、優れた生物活性を示す変形トリテルぺノイドであり、300種類以上の同族体が知られている。第四級炭素を多数含む多環式炭素骨格が酸素官能基されたリモノイドの分子構造は、大きく発展した現代有機合成の技術を持ってしても非常に合成するのが難しい。本年度は、非常に複雑な構造を持つテクレアニンの全合成を達成することができた。即ち、独自に開発した連続的ラジカル反応を鍵として四環性炭素骨格を10工程で合成し、AB環部の酸素官能基化、D環部へのフラン環導入、光反応を利用したAA'環の形成を経て、テクレアニンの世界初の全合成を完成させた。また、代表的同族体であるリモニンの全合成も大きく進展した。これまで非常に困難であったエポキシド存在下でのフラン環導入に成功し、重要中間体ビスカルボニル化合物まで合成できた。一方、鍵反応である連続的ラジカルも改良することができた。これまで三環性化合物の構築に留まっていた本反応が、四環性化合物の一挙構築にも応用可能であることが分かり、基本的なリモノイドであるアザジラジオンの形式全合成に成功した。最難関化合物であるアザジラクチンの合成研究では、遠隔アミノ化反応で得られるオキサチアジナンの定量的開裂をついに実現した。得られたアミノ基を利用してケト、ヒドロキシ、デヒドロ体の合成にも成功し、我々の合成戦略の有用性を実証できた。24年度だけでテクレアニンの全合成とアザジラジオンの形式全合成に成功し、網羅的合成戦略の有用性を十分に証明できている。更に、リモニンの全合成も目前であり、25年度中には完成する予定である。また、最難関化合物であるアザジラクチンの合成に有効な、オキサチアジナンの効率的変換も達成した。まず、代表的同族体であるリモニンの全合成を完成させる。これまでの懸案だったフラン環の導入に成功し、重要中間体までの合成法を確立できたので、得られた知見を基盤にして、世界初の全合成を達成する。

具体的には、二つのカルボニル基を利用してリモニンに特徴的なエポキシラクトンを形成後、光反応を利用したAA'環の形成、脱保護を経ることによって、本研究を完了できる。アザジラクチン合成においては、AB環部の官能基化に課題を残していたが、ごく最近、これを解決できる方法を発見することができ、25年度内に全官能基の立体選択的導入を達成する。また、D環部へのフラン誘導体導入はD環部アルコールから検討を重ね、適切なフラン等価体を見出す予定である。次年度使用額は、今年度の研究が当初の予定より格段に効率的に推進できたことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせて、平成25年度の研究推進に使用する予定である。次年度は東日本大震災で被災した経験を生かすため、熱源を使用しないで有機溶媒を脱気、脱水できる有機溶媒精製装置の購入を検討している。また、後半からは新棟への引越し、研究室の立ち上げ準備に入るため、学会活動などそれまでに得られた成果を発表する機会が多くなる予定である。これに伴い、旅費の割合が多くなる予定である。