hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
毛髪コルチゾールはコンディショニングの新指標となりうるか？

これまでの研究成果として、アスリートは運動習慣のない人に比べて毛髪コルチゾール濃度が高く、高い運動量がストレスとなること、また、アスリートの高い毛髪コルチゾール濃度が気分低下と関係していることを明らかにした。平成27年度の研究成果として、陸上中長距離選手の毛髪コルチゾール濃度が慢性疲労指標と関係していることも明らかとなり、毛髪コルチゾールがオーバートレーニング症候群と関係している可能性が示唆された。しかし、これまでは横断的な測定であり、長期的ストレスの蓄積が気分の低下や慢性疲労を引き起こすかは明らかにされていない。そこで、平成28年度は陸上中長距離選手の回復期、トレーニング期、試合期にそれぞれ毛髪コルチゾール濃度や持久性パフォーマンス、気分、血液中の慢性疲労指標の測定をおこない、長期的ストレスの蓄積による毛髪コルチゾール濃度増加が気分や慢性疲労指標、持久性パフォーマンスに与える影響を縦断的に検討する。さらに、測定期間の運動量を記録し、長期的ストレスの蓄積の要因として、トレーニング量が関与するか検討する。この測定の際、より効率的に毛髪コルチゾール濃度測定をするために、平成27年度に実施できなかった粉砕方法の検討をおこなう。従来の液体窒素による乳鉢での粉砕法とボールミルを使った粉砕法での測定精度を比較し、測定方法の妥当性を検討する。運動生化学・スポーツ神経科学当初予定していたオーバートレーニングに関する実験を平成28年度に持ち越したため、未使用額が生じた。最終年度として、平成27年度から持ち越した毛髪コルチゾール測定法確立実験のための消耗品の購入ならびに、成果発表の旅費の一部に充てる予定である。
労働市場政計におけるライフコース・パースペクティブに関する日蘭比較研究

現在EUにおいて、労働者の職業生涯を考慮しながら仕事と生活のバランスを調整するという「ライフコース」概念を基軸とする新たな労働市場政策の展開がみられる。本研究は、このような欧州における現状を踏まえながら、日本とオランダの比較から、労働市場におけるライフコース政策について考察し、日本への適用可能性を探ることを目的としている。本研究は以下の三つの作業を中心に行った。1シニアプラン研究開発機構によって実施された労働者の全国データ(16,700名のサンプル)を再集計し、出生コーホート別に、労働者のライフコースおよび生活意識を明らかにするとともに、それを調査年次別(平成3年、平成8年、平成13年)に比較検討することによって、1990年代以降の日本の労働者生活の変容を明らかにした。2オランダのライフコース・パースペクティブと労働市場政策について資料収集し、とりまとめた。特に欧州における労働市場政策のライフコース・パースペクティブについてまとめられた基本文献の一つであるA neworganization of time over working lifeを中心に欧州とオランダの積極的労働市場政策・ライフコース政策に関する最新の情報を入手し、その動向を把握した。その上でオランダにおいて2006年1月に施行された「ライフコース政策」の概要および詳細の規定(ライフコース貯蓄と休暇規定)をオランダ雇用省等の現地から直接入手し、最新の情報を報告書にとりまとめた。またオランダのみならず、ベルギーにおけるタイムクレジット制度等について、2003年9月に行った現地調査で得た資料等を再整理し、その詳細な動向をとりまとめた。3以上の作業から、オランダおよび欧州レベルで展開されている労働市場モデルの日本的な適用の可能性について考察を行った。本研究は、(1)日本の労働市場政策および日本人の働き方をライフコースの視点から分析し、日本側の特徴を把握しつつ、(2)これを比較対象としながらオランダの労働市場におけるライフコース政策の動向を明らかにする、という計画に基づいている。これに従って、2004年度は、主に二つの作業を行なった。第一は、日本およびオランダの労働市場政策に関する文献の収集および知見の整理である。日本に関しては労働政策研究・研修機構によってまとめられてきた既存の文献を中心に収集し、知見の整理をおこなった。またオランダについては、海外文献をインターネットなども含めた媒体から入手し、オランダの最近の労働市場政策とライフコース・パースペクティブの動向について知見の整理をおこなった。またエラスムス大学経済学部のJ.A.Stam教授の来日に伴い、オランダの最近の労働市場と労働者生活の質(Quality of Life)に関する情報をヒアリングにより入手した。第二は、日本の労働生活とライフコースに関してミクロなデータの分析を行なった。データはシニアプラン開発機構によって実施されたサラリーマンの生活スタイルに関する調査(16700名)を用いた。特に今年度は、シニア期にあたる男女の就業行動と生活スタイルに関して分析を行なった。この中で、中年期から高齢期にかけての人生の移行期において、職業生活からの引退と生活の再編の実態を明らかにした。以上の二つの作業により、日本の労働市場および労働生活の傾向をつかむとともに、オランダとの比較が可能な仮説モデルの構築の検討を行なった。これに従って、2005年度は、2004年度の作業をベースに、主に二つの作業を行なった。第一は、日本および欧州全体に関する文献の収集および知見の整理である。昨年度からのオランダの労働政策の調査の進展に伴い、本研究のキーワードである積極的労働市場政策(active labour market policy)が、EUの政策展開に応じて欧州の主要国でも具体的に展開されていることが分かってきた。

そのためオランダ以外にも着目することが研究上有益であると考え、2003年度に筆者が行なったベルギーおよびイギリスで現地調査したデータを再検討し、さらにスウェーデンの最新のデータを整理し、それを本研究の目的に対応した形で取りまとめを行なった。これは学術論文に発表された。さらに、オランダについては昨年度に引き続きライフコース政策に関する資料を入手し、また高齢者の就業と引退に関する新たな制度改革に関する文献を入手し、動向を把握した。第二は、昨年に引き続き、日本の労働生活とライフコースに関してミクロなデータの分析を行なった。データはシニアプラン開発機構によって実施されたサラリーマンの生活スタイルに関する調査(16700名)を用いた。この中で、中年期から高齢期にかけての人生の移行期に関する分析結果をまとめた。また、これらの邦語論文を一部英語に翻訳し、欧州の研究者との情報交換が可能な論文の作成の準備を行なった。以上の二つの作業により、日本の労働市場および高齢者を中心とした労働生活の傾向をつかむとともに、オランダのみならず、ベルギー・イギリス・スウェーデン等、欧州の労働市場政策の動向についてとりまとめた。本研究は、(1)日本の労働市場政策および日本人の働き方をライフコースの視点から分析し、日本側の特徴を把握しつつ、(2)これを比較対象としながらオランダの労働市場におけるライフコース政策の動向を明らかにする、という計画に基づいている。これに従って、2006年度は、主にこれまでの研究成果のとりまとめをおこなった。主な作業は二つである。第一は、オランダの労働市場政策に関する文献の収集および知見の整理である、海外文献をインターネットなども含めた媒体から入手し、オランダの最近の労働市場政策とライフコース・パースペクティブの動向について知見の整理をおこなった。さらに2005年度に収集したオランダの「ライフコース政策」の資料を翻訳し、報告書にまとめるべく整理をおこなった。第二は、日本の中年期から高齢期にかけての人生の移行期において、職業生活からの引退と生活の再編の実態を明らかにしたこれまでの実証研究を整理した。以上の二つの作業を行い、最終的に研究成果報告書を取りまとめた。以上の作業に加え、海外との共同研究を行うための準備をした。特に、日本語で書かれた上記の研究成果報告書の一部を英訳した。労働市場改革の進むオランダとの比較研究に発展させるために、日本の労働市場改革について英語によって取りまとめた上で、次年度以降の科学研究費申請に向けた作業を行った。今後は、英語によって書かれた論文の発表をもとに、海外の研究者との意見交換を進める予定である。
rasおよびmyc癌遺伝子産物発現の検討とその癌診断への応用

1.ras癌遺伝子蛋白に対するモノクローナル抗体の作製と解析ras癌遺伝子蛋白p21に対するモノクローナル抗体を作製し,その特異性,癌組織に対する反応性を検討した.免疫原としてkiーras遺伝子支配蛋白を用いた.16クローンの抗p21抗体(RASKー116)が得られた.80例の胃癌症例,32例の良性胃上皮性疾患症例のパラフィン包埋切片を用いて抗体の反応性を検討した.約79%(63/80)の胃癌症例において胃癌部分は抗体と反応を示したが,胃癌症例,良性疾患症例のいずれにおいても,形態的に正常と思われる部分への反応性は全くないか,極弱かった.胃癌症例において, p21の発現は高分化型癌により強く認められる傾向にあった.2.myc癌遺伝子産物に対するモノクローナル抗体の作製と解析ヒト細胞より得たcーmycのDNAクローンを用いてcーmyc支配蛋白に対する5クローンのモノクローナル抗体(MYCー1-5)を作製した.抗myc蛋白抗体により免疫組織化学的にmyc遺伝子発現を検出する至適条件を検討し,腎細胞癌組織におけるcーmyc発現を解析した.腎細胞癌原発巣26例,正常腎16例,転移病巣3例について検討した.原発巣26例のうち20例が陽性であり,陽性反応は核のみに認め,細胞質及び細胞膜には認めなかった.この20例のうち,ほぼ全体の核が陽性であったのは14例,残りの6例は一部の核が陽性であった.異型度別にみるとG1 6例中1例,G2 19例中18例,G3 1例中1例が陽であった.転移病巣3例(G2 1例,G3 2例)はすべて陽性であった.正常腎では,一部の尿細管上皮細胞の細胞質及び核が弱く陽性反応を示した.核異型度が意味するであろう細胞増殖の度合いをkiー67抗体により検討したところ, kiー67抗体陽性所見とcーmycの発現との間に相関が認められた.1.ras癌遺伝子蛋白に対するモノクローナル抗体の作製と解析ras癌遺伝子蛋白p21に対するモノクローナル抗体を作製し,その特異性,癌組織に対する反応性を検討した.免疫原としてkiーras遺伝子支配蛋白を用いた.16クローンの抗p21抗体(RASKー116)が得られた.80例の胃癌症例,32例の良性胃上皮性疾患症例のパラフィン包埋切片を用いて抗体の反応性を検討した.約79%(63/80)の胃癌症例において胃癌部分は抗体と反応を示したが,胃癌症例,良性疾患症例のいずれにおいても,形態的に正常と思われる部分への反応性は全くないか,極弱かった.胃癌症例において, p21の発現は高分化型癌により強く認められる傾向にあった.2.myc癌遺伝子産物に対するモノクローナル抗体の作製と解析ヒト細胞より得たcーmycのDNAクローンを用いてcーmyc支配蛋白に対する5クローンのモノクローナル抗体(MYCー1-5)を作製した.抗myc蛋白抗体により免疫組織化学的にmyc遺伝子発現を検出する至適条件を検討し,腎細胞癌組織におけるcーmyc発現を解析した.腎細胞癌原発巣26例,正常腎16例,転移病巣3例について検討した.原発巣26例のうち20例が陽性であり,陽性反応は核のみに認め,細胞質及び細胞膜には認めなかった.この20例のうち,ほぼ全体の核が陽性であったのは14例,残りの6例は一部の核が陽性であった.異型度別にみるとG1 6例中1例,G2 19例中18例,G3 1例中1例が陽であった.転移病巣3例(G2 1例,G3 2例)はすべて陽性であった.正常腎では,一部の尿細管上皮細胞の細胞質及び核が弱く陽性反応を示した.核異型度が意味するであろう細胞増殖の度合いをkiー67抗体により検討したところ, kiー67抗体陽性所見とcーmycの発現との間に相関が認められた.
頚椎坐位動態MRI撮影による頚髄症発症の予測診断の可能性

頚髄脊髄症は国民の高齢化とともに増加している疾患である。しかしMRIによる検査で症状と画像が一致しないことがしばしばあり日常臨床で問題となる。頚椎症患者と非頚椎症患者に於ける頸椎坐位動態MRIの比較を行い通常の仰臥位・静態MRIで診断し得ない因子があるかを検討した。両者の比較では、頚椎症患者のほうが硬膜内脊髄外の体積が少ない傾向があった。しかし動態における変化量は大きな差を認めなかった。頚椎坐位MRIを撮影するにあたり、まず被験者固定用の椅子の作成を行った。当施設の垂直開放型MRI装置の撮像範囲のほぼ中心に被験者の頸部を位置させかつ頸部の前屈・後屈を可能とするため、当初より被験者の体格にあわせられるよう当機器専用の2基の椅子の作成を予定していた。1基目は比較的座高の高い患者には問題がなかったが、座高の低い患者とくに背中が前屈した高齢者には適応せず、改良を加え2基目を作成した。これらは株式会社亘陽に依頼し作成した。また被験者の頭部固定にあたり、当初は頭頸部放射線療法用シェルの使用を予定していたが試作の段階で被験者の不快感が強く、また素材に対するアレルギー反応の報告もあったためこの使用を断念した。椅子の背板にバンドおよびウレタンフォームを用いて固定する方式を採用したが、当初の予定より頸部の固定性が不安定となり撮影できた画像のクオリティが低くなったため、補助固定具としてウレタンフォームを被験者と装置の隙間に挿入するといった工夫が必要になった。これは当初から予想されていた呼吸性の体幹運動によるモーションアーチファクトの抑制にも有効な方法であった。当初は健常成人群の撮影を主に施行したが、上記の問題により解析に耐えられる画像の撮影が困難であった。撮像方法及び固定方法の変更で安定して解析可能な画像の撮影が行えるようになった。このため健常高齢者および軽度頚椎症患者の撮影を開始したが、健常成人群よりもさらに画像の質が安定せず被験者に精神的時間的負担を強いることになった。このためもう一度健常成人群を検査して最適な画像条件及び固定方法を策定した。解析可能な画像の収集数の面では当初の予定より遅延しており、被験者募集のポスターの制作などを考慮している。平成22年度は前年度に引き続き、1群:軽度頚椎症患者群、2群:正常高齢者群、3群:正常若年者の坐位動態MRIの撮影を行った。平成21年度に撮影条件や固定方法を検討し改善したが、やはり被験者の呼吸性異常によるmotion artifactが問題になり、画像的検討が可能な撮像が行えない被験者も多く存在した。とくに2群の患者でその傾向が顕著であり、予定数である20例の画像の蓄積にはまだ至っていない。また平成22年度は、前年度施行した2群被験者の経時変化を調べるための撮影を行う予定であったが、新たな被験者の検査を行うことを優先したため施行できていない。平成21年度はパートタイムの放射線技師に撮影を依頼していたが、代表研究者と技師、被験者の三者の時間をあわせることが困難で、平成22年度は代表研究者がMRT機器の操作及び撮影も担当した。このため撮影を行う時間はより随意になった反面、撮影画像の質が低下した可能性がある。平成21年度及び平成22年度の検査の結果を検討し、1群・2群とも3群に比較し有意に正中位の頚椎MRI画像での脊髄周囲の髄液信号の面積が小さかった。2群及び3群間の比較では、単純な脊髄周囲の髄液信号の面積の比較では現在の所有意な差を認めていない。しかし1群と2群間で正中位と後屈位での頚椎MRI画像での脊髄周囲の髄液信号の面積の変化が1群のほうが2群よりも大きい傾向が示されたが、まだ有意差を示してはおらずさらに総数を集める必要があると考えられる。本年度は頸椎坐位動態MR Iの撮影を、昨年度に続き研究者自身が行なった。前年度までの結果から、至適と考えられる条件を判断してそれによって撮影を行なった。内訳は新規の頚椎症患者を数人施行し、予定人数におおよそ達する被験者の数となった。しかし非頚椎症高齢者については前年度と同様に再検査をお願いしたが、被験者の同意を得られなかった。同意が得られなかった理由は、検査時の静止状態を保つことへの苦痛と検査時間が平日時間外あるいは祝祭日となることが被験者より聴取出来た。このため今回の研究は、頚椎症患者と非頚椎症患者に於ける頸椎坐位動態MR Iの比較となった。
微小重力環境下における筋、骨萎縮を誘導する新規遺伝子のクローニング

1993年10月に打ち上げられたスペースシャトルコロンビアに搭乗させた8週齢ラットとそれにシンクロナイズさせた対照ラットの胸部脊椎骨と胸部傍脊柱骨,筋肉の解析を行った。14日の宇宙旅行でラットの骨塩量、硬度に変化は生じなかったが,骨組織学的には,骨吸収の低下とそれに続く骨形成の低下が認められ,低回転型骨代謝異常を示し骨成熟が阻害される骨モデリング障害が生じることを見いだした.また,四肢の筋肉はミトコンドリア障害とATP減少,ベータ-アドレナージック受容体の障害が生じることを明かにした。さらに各群のラトの胸部傍脊柱筋よりmRNAを抽出し、cDNAを合成後その遺伝子発現の差を捕られるためにmRNA Diffrential Display法を施行した。その結果、12の変化する遺伝子が捉えられた。まず、これらが既存の遺伝子とホモロジーを有するものであるかデーターベースを用いて検索した。宇宙旅行により上昇したものは、ストレスに関するものであり、ヒートショックプロテイン(HSP70)とそれに関連する分子TCP-1であった。一方、減少する遺伝子はミトコンドリア代謝関連遺伝子(チトクロームオキシダーゼ、アデノシンヌクレアーゼトランスロケーター)と筋成熟に関連する分子であるmyocyte-specific enhancer binding factor(MEF-C),アルドラーゼなどであった。さらに、いままでに報告のない新規遺伝子と思われるものも釣り上がってきた。以上、予定していた当面の研究目的は達成できたと思われるが今後、これら遺伝子の機能解析を進めて行く予定である。アメリカ航空宇宙局のスペースシャトルコロンビア(STS-58)に搭乗させた8週令のラット25匹と地上コントロールの同年齢ラット25匹の背柱と肋骨を入手した。その結果1)2週間の宇宙飛行では椎体骨の骨密度、骨の機械的な変化は対照群と有意な差は認められなかったが、骨組織学的検討において未熟なfibrous boneより成熟骨に置換される骨モデリングに障害が生じていることを見い出した。2)骨内微量元素をplasma atomic emission spectromertyを用いて解析したところ、宇宙飛行骨群は対照骨群に比べてFe,Zn,Mgが有意に減少していた。以上より2週間の微小重力に暴露された骨や筋肉は機能的、形態的変化を生じることを確認した。微小重力により誘導される遺伝子をクローニングするため、mRNA Diffrential Display(D.D.)法を導入した。本年度は本方法の確立のため、まずT細胞株とHTLV-1感染T細胞株のmRNAを抽出して検討し20本の異なるバンドの差を検出した。そこで宇宙飛行ラットと対照ラットの椎体骨を用いて検討を行ったが、バンド検出が得られなかった。その理由として、米国からの輸送法や保存状態に問題があり解析に必要な変性のない全長mRNAが殆ど残っていない状態であったためと思われる。そこで、われわれは傍脊柱筋の保存が良いことを利用して筋肉におけるD.D.法による解析に変更した。現在PCR法を用いてその遺伝子のスクリーニングを行っている。この解析の継続により当初予定していた実験目的が達成できると思われる。1993年10月に打ち上げられたスペースシャトルコロンビアに搭乗させた8週齢ラットとそれにシンクロナイズさせた同年齢ラットの胸部脊椎骨と胸部傍脊柱筋の解析を行った。昨年までの検討により、本ラットの骨はモデリングが障害され、四肢の筋障害、とくにミトコンドリア障害と筋のATP減少、ベータアドレナージック受容体障害が生じることが明らかになった。そこで本年度は、本研究目的達成のため、宇宙飛行ラットと地上対照ラットの胸部傍脊柱筋よりmRNAを抽出しcDNA合成後RT-PCRを施行しその発現の差をとるmRNA Differential Display法を利用した。まずこれらが既存の遺伝子とホモロジーを有するものであるか検索した。検索結果により、宇宙ラットの筋肉で上昇したものは、ストレス蛋白に関連するものであり、ヒートショック蛋白70とそれに関連する分子TCP-1であった。

一方、減少する分子は筋肉ミトコンドリア代謝関連遺伝子(チトクロームオキシダーゼ、アデノシンネクレアーゼトランスリケーター)と筋成熟に関連する分子であるmyocyte-specific enhancer binding factor(MEF)と95%相同性を有する分子とアルドラーゼであった。これらは、ノーザンブロットにより発現の差が確かめられた。さらに、いままでに報告のない分子もつり上げってきた。以上、当初の予定していた目的はほぼ達成できたと思われる。今後、さらに各遺伝子の筋障害との関連の詳細を検討してゆく予定である。
有用微生物群(EM)の農工水畜産業への利用と環境保全に関する総合的調査

本研究の目的は,環境,一次産業,二次産業および医療分野でも普及しつつあるEM技術について,農業工学,土壌環境学,畜産学,園芸学および食品化学などの多方面の研究者が縦横に組織を組んで,客観的な調査を行い,今後の学術共同研究の方向性を創出することにある.調査の結果,これまでの事例から以下のように要約される.1)EMを構成する微生物は当初とは異なり,10種類程度でも土壌菌と共生的に効果を出すことが判明した.効果の発現は,環境中のEMの密度が高まって生態的に多勢となった場合に著効が認められ二次産業等における効果はEMが生成する多様な抗酸化物質によるものと判断される。2)水稲に対しては,EMと有機物の施用が適正であれば,数年で有機農業などへ転換可能であって,品質・収量ともに慣行法より向上し,また水田の除草時間も大幅に低減することを認めている.3)EM栽培したミニトマトの呼吸速度は対照区に比べて貯蔵初期で50%も低く,日持ちの良さを示唆している.4)EMの土壌改良材としての効果は顕著であることを認めている.5)畜産分野におけるEMは悪臭防除と病気予防に効果があることを認めている.6)EMの食品化学的有効性は,厳密な意味での確認できる例とデータは存在せず,その解明には多くの困難があり,時間が必要であると判断される.以上,EMの効果は現象的には,一部を除いて良好な事例もあることから,今後は(1)土壌菌と共生的に効果を出すメカニズム, (2)抗酸化物質の特定,(3)土壌改良の機作,(4)生態系改善の仕組み,(5)農産物の品質・貯蔵性向上の機構,(6)微生物群相遷移発達過程の実証,(7)EMの家畜腸内細菌に及ぼす影響,(8)食品化学的に厳密なEM効果の検証,など科学的・技術的な裏付けを行うことによって,環境保全型農業の推進に多大に寄与する研究分野であるといえる.本研究の目的は,環境,一次産業,二次産業および医療分野でも普及しつつあるEM技術について,農業工学,土壌環境学,畜産学,園芸学および食品化学などの多方面の研究者が縦横に組織を組んで,客観的な調査を行い,今後の学術共同研究の方向性を創出することにある.調査の結果,これまでの事例から以下のように要約される.1)EMを構成する微生物は当初とは異なり,10種類程度でも土壌菌と共生的に効果を出すことが判明した.効果の発現は,環境中のEMの密度が高まって生態的に多勢となった場合に著効が認められ二次産業等における効果はEMが生成する多様な抗酸化物質によるものと判断される。2)水稲に対しては,EMと有機物の施用が適正であれば,数年で有機農業などへ転換可能であって,品質・収量ともに慣行法より向上し,また水田の除草時間も大幅に低減することを認めている.3)EM栽培したミニトマトの呼吸速度は対照区に比べて貯蔵初期で50%も低く,日持ちの良さを示唆している.4)EMの土壌改良材としての効果は顕著であることを認めている.5)畜産分野におけるEMは悪臭防除と病気予防に効果があることを認めている.6)EMの食品化学的有効性は,厳密な意味での確認できる例とデータは存在せず,その解明には多くの困難があり,時間が必要であると判断される.以上,EMの効果は現象的には,一部を除いて良好な事例もあることから,今後は(1)土壌菌と共生的に効果を出すメカニズム, (2)抗酸化物質の特定,(3)土壌改良の機作,(4)生態系改善の仕組み,(5)農産物の品質・貯蔵性向上の機構,(6)微生物群相遷移発達過程の実証,(7)EMの家畜腸内細菌に及ぼす影響,(8)食品化学的に厳密なEM効果の検証,など科学的・技術的な裏付けを行うことによって,環境保全型農業の推進に多大に寄与する研究分野であるといえる.
温熱耐性克服のための熱ショック蛋白質の基礎的研究

1.コラーゲンに結合能を持つ熱ショック蛋白質hsp47が,ニワトリ胎児線維芽細胞の系で、ラウス肉腫ウイルスによるトランスフォーメーションに感受性を示すことを報告してきたが、本年度はこの現象が他の系でも認められる事を明らかにした。Balb/3T3細胞をSV40ウイルスによって、NIH/3T3細胞を発癌遺伝子である活性型Ha-ras遺伝子によって、それぞれトランスフォームさせた。これらの細胞と、コントロールである親細胞を^<35>S-メチオニンでラベルした後、NP40可溶画分を抽出し、NEPHGE/SDS-PAGEによる二次元電気泳動、或いは、ゼラチンセファロースで純化した後、SDS-PAGEによる一次元電気泳動によって解析した。トランスフォームした細胞では、いずれの場合も、ニワトリ胎児線維芽細胞の場合と同様hsp47がコントロール細胞の約1/3に減少し、hsp47のトランスフォーム感受性がニワトリ胎児線維芽細胞特異的でない事を明らかにした。2.ニワトリ胎児線維芽細胞、Balb/3T3細胞を^<35>S-メチオニンでラベルし、抗hsp47抗体を用いて免疫沈降を行ったところ、TypeIコラーゲンが共沈されてきた。これは、いずれの細胞でも細胞内でhsp47とTypeIコラーゲンが相互作用を持つ事を示したもので、in vitroだけでなく、in vivoにおけるhsp47とコラーゲンの相互作用を明らかにしたものである。3.ニワトリ胎児線維芽細胞およびBalb/3T3細胞に熱ショックを与え、抗hsp47抗体で染めると、その蛍光顕微鏡像が、網目状の構造から粗い粒状の構造に変化する。これまで、免疫電顕等を用いてhsp47が小胞体に存在することを明らかにしてきたが、熱ショックにより小胞体は傷害を受け、本来の網目状の構造を消失し粗い粒状の構造をとるものの、hsp47の局在は相変わらず小胞体にあることを示唆するものである。
新生児・乳児における膜型人工肺(ECMO)の末梢血管透過性に及ぼす影響

体外循環による膜型人工肺を用いた治療法(以下ECMOと略す)施行時に生じる末梢血管透過性の過剰亢進におけるchmical mediatorの過剰あるいは不適切な分泌を明らかにするために、臨床例でECMOを施行した新生児を対象として、ECMO開始前、開始後1時間、24時間、以後24時間毎、終了後の各ポイントにおいて血中TNF-α、カテコラミンを測定した。末梢組織の浮腫のパラメータとしてBIA-103を用いて体幹のインピーダンスを血液採取と同時に測定し検討した。対象とした新生児ECMO症例は本年度は少なく、1例にtumor necrosingfactor-α(TNF-α)、カテコラミン(アドレナリン、ノルアドレナリン)、体幹のインピーダンスを測定した。コントロールとして新生児手術症例の体幹のインピーダンスを測定した。体幹のインピーダンスは新生児手術症例では術前値を100%すると術後1時間後106±0.6%、24時間後93±0.19%、以後24時間毎はそれぞれ100±0.21%、107±0.18%、104±0.15%、102±0.15%、112±0.16%と術後1日目にのみ軽度の低下を示した。ECMO症例では、それぞれ66%、71%、116%、121%、87%、147%、172%と開始後1時間及び1日目に前値より低値を示し、末梢組織で水分貯留の傾向を示した。またECMO症例で体幹のインピーダンスの低下を認めた時期には、TNF-αの有意な上昇を認めなかった。またアドレナリン、ノルアドレナリンは、共に前値より低下を示した。今後、ECMO症例数を追加すると共に、本研究をさらに進め、他のchmical mediatorを測定し、ECMO施行中に末梢血管透過性の過剰亢進現象を来す原因となるmediatorを究明する予定である。
ニッケラサイクルを活性中間体とする不飽和炭化水素化合物のタンデム反応

ニッケル触媒及びトリエチルホウ素存在下、デオキシリボース又はグルコース等の単糖類と共役ジエンを反応すると、単糖類に対するホモアリル化反応が進行し、ビスホモアリルアルコールを与える反応を見出した。同条件下、一級アミン共存下で反応を行うと、系中で発生したN, O-アセタールに対するホモアリル化反応が進行し、ビスホモアリルアミンを1,3-選択的に与えた。水を溶媒に用いても同形式の反応が進行することから、ニッケル触媒作用を活用したホモアリル化反応の高い許容性が明らかになった。ニッケル触媒存在下、ジメチル亜鉛、アセチレン、共役ジエン、アルデヒド、一級アミンを反応させると、5成分がそれぞれ1分子ずつ位置及び立体選択的に付加反応し、オクタジエニルアミンを一挙に与える反応を見出した。アセチレンの代わりにノルボルネンを用いると、メチル基、ノルボルネン、ジエン、アルデヒド、アミンが1分子ずつ順次に付加反応を起こし、5成分連結反応が進行した。この場合、ホスフィンリガンドとしてdppfを用いると、共役ジエンが2量化反応を起こしつつ、同様の多成分連結反応が進行した。これはホスフィンリガンドとニッケル共存下では、共役ジエンが2量化反応を容易に起こし、ビスアリルニッケル中間体がカルボニル類に対する求核剤として作用することで6成分連結反応が進行するものと考えられる。以上のように、有機ホウ素、有機亜鉛を促進剤又は炭素源として用いることにより、高位置及び高立体選択的な炭素-炭素結合形成反応が可能になった。本反応はいずれも、ニッケラサイクルを中間体に介した反応機構で進行していると考えられる。同条件下、一級アミン共存下で反応を行うと、系中で発生したN,O-アセタールに対するホモアリル化反応が進行し、ビスホモアリルアミンを1,3-選択的に与えた。この場合、ボスフィンリガンドとしてdppfを用いると、共役ジエンが2量化反応を起こしつつ、同様の多成分連結反応が進行した。金属触媒を用いた有機合成反応は、化成品製造から医薬品合成開発に至るまで多岐の分野に渡り活用されている。申請者は、ニッケル触媒とトリエチルホウ素共存下、共役ジエンとアルデヒドを反応すると還元的カップリングが進行することを見出した。アリル化反応よりも更に一つ炭素鎖が長いホモアリル化反応が進行している点が特徴である。イソプレンを用いた場合には、1位炭素とアルデヒドが付加反応を起こし、3-メチル-4-ペンテノールが1,3-アンチ選択的に得られた。本反応は高位置及び高立体選択的に進行し、様々なジエンやケトンの反応に対しても適用でき、基質許容性は極めて高い。

本反応はグラムスケールでも高収率及び高選択的に進行し、生成物は蒸留するだけで単離精製が可能になった。ジメチル亜鉛を用いると反応様式が異なる。共役ジエンに対してジメチル亜鉛とアルデヒドが1,4-付加反応を起こし、ホモアリルアルコールが選択的に得られた。ニッケル触媒存在下、ω-ジエン-インに対してω-ヒドロキシアルキルアルデヒドとジメチル亜鉛を反応させたが反応は全く進行しなかった。一方、一級アミンを共存させ同様な反応を試みるとジエン-イン、ラクトール、アミン、ジメチル亜鉛の5成分が一挙に付加反応を起こし、ヒドロキシホモアリルアミンを単一生成物として与えた。興味深い点はアミンが共存した場合にのみ多成分連結反応が進行することにある。しかしながら未だ1位と5位における絶対配置は明らかになっておらず、詳細な反応機構の解明を行うためにも立体化学の決定が急務である。今後、構造決定を明らかにした上で、様々なラクトールやアミンとの反応を試み、なぜこのような反応性に違いが生じるのか検証していきたい。また、ラクトールとして単糖類を、アミン成分としてアミノ酸を用いた有用生理活性物質の探索を現在、行っでいる。
おとり遺伝子を用いた変形性関節症における新規の遺伝子治療法の開発と応用

1)細胞培養実験により各種サイトカイン刺激が与えるuPA,MMPsの発現状況の解析関節軟骨由来細胞におけるTNFα刺激がuPA,MMPs産生に与える影響を検討した.TNFαにより軟骨由来細胞のuPA,MMP-1の発現が亢進することを解明した.2)サイトカイン刺激による基質破壊産生亢進に関与する転写因子の解明関節軟骨細胞をTNFαで刺激すると,転写因子NF-kB,Sp1の活性化がみられることを,バンドシフトアッセイにより確認した.3)おとり遺伝子導入条件の確立NF-kB,Sp1を標的とした合成オリゴヌクレオチド(おとり遺伝子)を,HVJ-リポソーム法を用いて,関節軟骨細胞に100%導入できる条件を確立した.4)おとり遺伝子導入によるuPA,MMP-1発現の制御NF-kB,Sp-1に対するおとり遺伝子を導入し,関節軟骨由来細胞のuPA,MMP-1産生を抑制できることを解明した.1)細胞培養実験により各種サイトカイン刺激が与えるuPA,MMPsの発現状況の解析関節軟骨由来細胞におけるTNFα刺激がuPA,MMPs産生に与える影響を検討した.TNFαにより軟骨由来細胞のuPA,MMP-1の発現が亢進することを解明した.2)サイトカイン刺激による基質破壊産生亢進に関与する転写因子の解明関節軟骨細胞をTNFαで刺激すると,転写因子NF-kB,Sp1の活性化がみられることを,バンドシフトアッセイにより確認した.3)おとり遺伝子導入条件の確立NF-kB,Sp1を標的とした合成オリゴヌクレオチド(おとり遺伝子)を,HVJ-リポソーム法を用いて,関節軟骨細胞に100%導入できる条件を確立した.4)おとり遺伝子導入によるuPA,MMP-1発現の制御NF-kB,Sp-1に対するおとり遺伝子を導入し,関節軟骨由来細胞のuPA,MMP-1産生を抑制できることを解明した.変形性関節症の進行に重要な炎症性サイトカイン発現に強く関与している転写因子NF-kBやSplを,おとり遺伝子導入により抑制することを検討するため以下の準備実験を行った.【おとり遺伝子の合成】おとり遺伝子,すなわち転写因子が認識する塩基配列(7塩基)と,その上下流のダミー配列8-10塩基により設計した二本鎖合成オリゴヌクレオチドを調製した.ニワトリ受精卵の漿尿腔にHVJを注射し,厳密な温度管理により増殖させるHVJ培養系を確立した.さらに,採取した漿尿液からHVJを精製し,凝血活性によるHVJの力価測定法を樹立した.【培養細胞を用いたHJV-リポソームによる導入法の確立】フォスファチディールコリン,フォスファチディールセリンなどのリン脂質とコレステロールによる陰イオン帯電リポソームの調製に成功し,HVJと融合させ,おとり遺伝子含有HVJ-リポソームの調整法を確立した.さらに,培養細胞への様々な導入条件を検討し,常時90%以上の導入効率を示す導入条件を決定した.さらに核移行蛋白HMG-1を合成オリゴに付加することに成功し,これにより速やかに核内移行させることが可能になった.【おとり遺伝子導入の効果】おとり遺伝子をHVJ-リポソームにより培養細胞に導入し,TNFαで刺激後基質破壊酵素uPA発現の抑制効果を検討すると,約40%に抑制された.これにより培養細胞において,おとり遺伝子導入は細胞外基質破壊を抑制できる可能性があることが証明され,今後,他の基質破壊酵素の発現抑制効果や,動物モデルでの効果を検討する予定である.1)細胞培養実験により各種サイトカイン刺激が与えるuPA,MMPsの発現状況の解析関節軟骨由来細胞におけるTNFα刺激がuPA,MMPs産生に与える影響を検討した.TNFαにより軟骨由来細胞のuPA,MMP-1の発現が亢進することを解明した.2)サイトカイン刺激による基質破壊産生亢進に関与する転写因子の解明関節軟骨細胞をTNFαで刺激すると,転写囚子NF-kB,Sp1の活性化がみられることを,バンドシフトアッセイにより確認した.3)おとり遺伝子導入条件の確立NF-kB,Sp1を標的とした合成オリゴヌクレオチド(おとり遺伝子)を,HVJ-リポソーム法を用いて,関節軟骨細胞に100%導入できる条件を確立した.4)おとり遺伝子導入によるuPA,MMP-1発現の制御NF-kB,Sp-1に対するおとり遺伝子を導入し,関節軟骨由来細胞のuPA,MMP-1産生を抑制できることを解明した.
AMS-C14法による歴史資料年代測定に関する研究

1)調製歴史資料に多い紙・木製品について,酸・アルカリ・酸(AAA)処理を含む化学処理について検討した。容器に遠沈管を用い,遠心分離機を利用することで,反復して行う化学処理の際に試料を効率良く回収することができるようになった。平成8年度に導入された軽元素分析・精製装置を真空ラインと組み合わせ,効率良い測定試料の調製について検討した。当初予定されていたアモルファス・カーボンではなく,鉄触媒下で二酸化炭素を水素還元して得られるグラファイト・カーボンを得るべく調整を続けた。現状の真空ラインは10^<-5>Torrの高い真空度を達成できるのもの,1度に1試料の調製しか行なえないので,新たに枝管を追加し,効率良い試料調製を目指している。2)測定東京大学原子力研究総合センターのタンデム型加速器質量分析計(AMS)は,ビームコースの不具合から,予定されていた炭素14の測定精度を実現できないでいた。AMSは他の測定にも用いられていることから,これまでは充てられたマシンタイム内での調整を繰り返してきたが,平成9年度に大掛かりな再調整を行い,測定精度の向上を図った。平成10年現在,測定条件の見直しを含めた炭素14の測定が再開されているが,本研究に関する試料測定は充分行われていない。1.資料前処理法の開発紙・鉄器・土器資料といった歴史資料から,AMS-C14法による年代測定に必要なアモルファス・カーボンを得るための前処理装置を設計開発した。その構成は真空ライン,高周波加熱装置,還元部からなる。上記のうち,高周波加熱装置および真空ポンプについては既に国立歴史民俗博物館に設置されていたものを用いたが,真空ラインおよび還元部については平成7年度に設計された。前処理装置の主要部分は金属製で外部からの汚染を防ぐものであり,必要に応じて焼出することにより内部を常に清浄な状態に保つことができる仕様になっている。高周波加熱装置で資料を燃焼して生ずる二酸化炭素を還元する方法については,当初はマグネシウムによる還元を計画していたが,アモルファス・カーボンの収率を向上するために水素による還元に変更した。そのため前処理装置中の還元部の設計を見直した。また還元の効率を高めるため,燃焼の際に生ずる二酸化硫黄を除去する必要が生じている。平成7年度は,実際に年代測定を目的とした歴史資料からのアモルファス・カーボンの回収には至っていない。前処理装置については平成8年度以降も細部の見直しが予想され,それに伴ってより効率的な前処理法を検討する必要があると考えられる。2.測定前処理法の開発と並行して,東京大学原子力研究総合センターにおいてAMSによる実際の測定を行った。測定に用いた資料としては各研究機関から提供された標準試料を用いた。その結果,従来よりも少ない試料量で,かつ比較的容易に測定が可能であるため,短時間で充分な成果が得られることが明らかになった。3.結果の補正平成7年度は標準資料をくり返し測定することで,データの蓄積をはかった。平成8年度はこれらのデータを元に補正計算法を開発していく。1.試料前処理法の検討紙・鉄器・土器資料といった歴史資料から,AMS-C14法による年代測定に必要なアモルファス・カーボンを得るための前処理装置を改良,検討した。試料に含まれる炭素を回収するためには高周波炉による効率の良い燃焼と,その結果生ずる二酸化炭素だけを回収することが課題となる。特に,鉄試料を燃焼する際に生ずる硫黄酸化物は二酸化炭素の還元効率を低下させる。そこで,より強力な高周波炉を有する軽元素分析・生成装置を導入した。本装置の本来の目的は試料中の炭素,および硫黄の濃度を酸化物として検出することにあるが,赤外吸収を利用するため内部に二酸化炭素を精製する仕組みを有している。本装置から排出される二酸化炭素を利用することで,効率の良いアモルファス・カーボンの回収が期待される。また,真空ラインを引くポンプの前段には油蒸気の逆流を防ぐトラップおよびアイソレーションバルブを設け,より清浄な真空の実現に努めた。2.測定平成8年度は,AMS-C14法の測定精度の向上のため,東京大学原子力総合センターのAMS装置の見直しが行われた。したがって測定された試料数は少数にとどまった。3.関係諸機関との情報交換本研究を推進する目的で,関係諸機関との情報交換を行った。東京大学総合研究博物館には試料の前処理法について情報を得た。名古屋大学年代測定資料研究センターには加速器による炭素14の測定について教唆を得た。奈良国立文化財研究所埋蔵文化財センターとは年輪年代法による歴史試料の年代測定について意見を交換した。

AMSは他の測定にも用いられていることから,これまでは充てられたマシンタイム内での調整を繰り返してきたが,平成9年度に大掛かりな再調整を行い,測定精度の向上を図った。平成10年現在,測定条件の見直しを含めた炭素14の測定が再開されているが,本研究に関する試料測定は充分行われていない。
アメリカ合衆国における公民教育内容構成原理の研究

本研究は、平成13年度からの継続研究であり、現代アメリカ合衆国において開発された公民的教科目のカリキュラムの分析、検討を通じて公民教育カリキュラムの構成原理を理論的に解明しようとするものである。平成13年度に行なった研究を通して、わが国の公民教育カリキュラムの研究に関しては、政治教育や経済教育など個別の領域ごとにプロジェクトを取り上げ、カリキュラムの分析がなされてきていることが明らかになった。そこで、公民教育全体についてそのカリキュラム構成原理を明らかにすることは、市民育成を目指す公民教育確立のために不可欠であり、領域にとらわれず広く公民的領域の諸プロジェクトを取り上げることの必要性が改めて認識された。14年度は、13年度に引き続き、公民教育カリキュラムに関する資料収集、類型化、分析を行ない次のような結論を得ることができた。1.公民教育は市民的資質育成を目指す社会科公民として確立される必要があること。そのためには、現代の社会科教育研究で明らかにされている市民的資質の構造に基づき、カリキュラムを体系的に捉える必要があること。2.社会科公民としての公民教育のカリキュラムは、(1)科学的社会認識形成をねらいとするもの、(2)思想形成・合理的意思決定力育成をねらいとするもの、(3)実践的意思決定力育成をねらいとするもの、(4)市民的行動力育成をねらいとするものに類型化されること。3.科学的社会認識形成をねらいとするカリキュラムは、社会科学研究に基づくか、あるいは人間科学研究に基づくものであること。4.思想形成・合理的意思決定力育成をねらいとするカリキュラムは、制度規範研究に基づくか、あるいは政策・行為規範研究に基づくものであること。しかしながら、これらを組み合わせて編成される中等社会科における公民カリキュラム全体をどのように構想するかということは、今後の課題として残された。本研究は、現代アメリカ合衆国において開発された公民的教科目のカリキュラムの分析、検討を通じて公民教育カリキュラムの構成原理を理論的に解明しようとするものである。日本では、学習指導要領の第二次改訂以後、社会科は実質的に解体の方向へと進んでいったと言われている。その過程において公民的教科目では、政治、経済、社会、倫理といった領域ごとに系統化された知識に基づく内容編成が確定し、それらの知識の教授を通して国家・社会に対する愛情やそれらに貢献する態度の育成を重視する教育がなされてきた。しかし、現在求められるのは、国家の枠組みに囚われることなく民主主義社会の一因としての市民を育成するカリキュラムである。そのためには、公民教育を社会科公民の理念に基づいて市民的資質育成を目指すものとして位置づけ、その観点からカリキュラム構成を検討する必要がある。先行研究の分析を導じて、公民教育カリキュラムの研究に関しては、政治教育や経済教育など個別の領域ごとにプロジェクトを取り上げ、カリキュラムの分析がなされてきていることが明らかになった。公民教育全体についてそのカリキュラム構成原理を明らかにすることは、市民育成を目指す公民教育確立のために不可欠であり、本研究では領域にとらわれず、広く公民的領域の諸プロジェクトを取り上げること必要であるとの認識に立って、資料の収集、先行研究の分析を行った。今年度については、以上のような公民教育カリキュラム研究に関する問題点を明確化することと、それに基づく資料収集、先行研究分析に重点を置いた。
溶液中の金属錯体の熱力学的構造化学的研究とその分析化学への応用

N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)及びアセトニトリル(MeCN)中においてピリジン(py)及び3-メチルピリジン(3Me-py)、4-メチルピリジン(4Me-py)と2価遷移金属イオンとの錯形成の熱力学的パラメーターの決定をカロリメトリーにより行うとともに、DMF中におけるマンガン(II)錯体のX線構造解析を行った。MeCN中において亜鉛(II)のトリス錯体は6配位から4配位へ構造変化することを示した。また、3Me-py及び4Me-py中における2価遷移金属イオンの溶媒構造をEXAFS法により決定したところ、亜鉛(II)イオンは4配位構造でマンガン(II)、コバルト(II)、ニッケル(II)イオンは6配位構造であることが明らかとなった。種々の溶媒中における18-クラウン-6(18C6)とアルカリ金属及びアルカリ土類金属イオンの錯形成の熱力学的パラメーターをカロリメトリーにより決定し、18C6の錯形成は非水溶媒中で水中より有利であり、アルカリ金属錯体ではカリウム錯体が、またアルカリ土類金属錯体ではバリウム錯体が最も安定であることが分かった。また、様々な溶媒への18C6の溶解熱の測定から18C6の錯形成のエンタルピー変化とエントロピー変化は18C6の溶媒和状態を強く反映したもので、希な反応系であることを示した。DMFとMeCNの混合溶媒中において18C6とアルカリ土類金属イオンの錯形成の熱力学的パラメーターを決定したところ、DMF-MeCN混合溶媒中においても18C6はMeCNにより選択的に溶媒和されていることが明らかとなった。過酸化水素の存在下で3-メチル-2-ベンゾチアゾリノンヒドラゾン(MBTH)とN-エチル-N-(2-ヒドロキシ-3-スルホプロピル)-3,5-ジメトキシアニリン(DAOS)は酸化カップリングし赤色(525nm)の色素を生成する。この反応に対する銅(II)の接触作用がピリジンの共存下で著しく増大することを利用した、0.002から0.1ngcm^<-3>の銅(II)の接触分析法を開発した。鉄(III)とバナジウム(IV)との反応は1,10-フェナントロリン(phen)の共存により鉄(II)-phen錯体(510nm)を生成する方向に進み、一方鉄(II)とパナジウム(V)との反応はニリン酸の共存により鉄(III)とパナジウム(V)が生成する方向に進む。この両反応を吸光度検出-FIA法に適用して、V(IV)とV(V)の新しい同時定量法を開発した。すなわち、本法は鉄(II)-phen錯体の吸光度をモニターし、パナジウム(IV)濃度に比例する正のFIAピーク、パナジウム(V)濃度に比例する負のFIAピークの2ピークを同時に得るものである。本法の原理は、鉄(III)とパナジウム(V)及び鉄(III)とクロム(VI)の二成分同時定量にも適用が可能であった。

この両反応を吸光度検出-FIA法に適用して、V(IV)とV(V)の新しい同時定量法を開発した。すなわち、本法は鉄(II)-phen錯体の吸光度をモニターし、パナジウム(IV)濃度に比例する正のFIAピーク、パナジウム(V)濃度に比例する負のFIAピークの2ピークを同時に得るものである。本法の原理は、鉄(III)とパナジウム(V)及び鉄(III)とクロム(VI)の二成分同時定量にも適用が可能であった。N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中におけるアルカリ金属イオンと18-クラウン-6の錯形成の熱力学的パラメータを決定した結果、水とDMF中における反応エンタルピーとエントロピーは対応する溶媒中における金属イオンと陰イオンの錯形成の場合とは大きく異なることが明らかとなった。これは配位子である18-クラウン-6の溶媒和状態を強く反映したもので、稀な反応系であることを示した。また、溶液中におけるピリジンとそのメチル置換体のマンガン(II)と亜鉛(II)錯体生成の熱力学的パラメータの決定を行うとともに、マンガン(II)錯体の構造解析を行った。錯体の構造パラメータを基に、配位子のメチル置換が錯体生成の熱力学的パラメータに及ぼす影響を明らかにした。ピリジンのメチル置換体中におけるマンガン(II)、コバルト(II)、ニッケル(II)、亜鉛(II)イオンの溶媒和構造を決定し、亜鉛(II)イオンのみが4配位四面体構造をとることを明らかにした。4配位構造の亜鉛(II)イオンと2,2'-ビピリジンの錯形成の熱力学的パラメータを決定し、その挙動が亜鉛(II)イオンが6配位構造であるDMF中のものとは大きく異なることを示した。更に、二座のエチレンジアミンやトリメチレンジアミン、多座のトリエチレンテトラミンを配位子とし金属錯体の構造解析を行い、構造パラメータと熱力学的パラメータを比較しキレート効果について検討を行った。その結果、キレート効果の起源がエンタルピーあるいはエントロピー効果のいずれであるのかは、金属イオンに大きく依存することが明らかとなった。過酸化水素による3-メチル-ベンゾチアゾリノンヒドラゾンとN-エチル-N-(2-ヒドロキシ-3-スルホプロピル)-3,5-ジメトキシアニリンの酸化カップリング反応に対するコバルトの触媒作用がタイロンの共存下で著しく増大することを利用して、20pptから1ppbのコバルトの定量を行うフローインジェクション法を開発した。水及びN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中におけるアルカリ土類金属イオンと18-クラウン-6(18C6)の錯形成の熱力学的パラメーターを決定した。その結果、水とDMF中のいずれにおいてもバリウム(II)イオンが最も安定な錯体を生成することを明らかにした。また、水とDMFはドナー性とアクセプター性が大きく異なるにもかかわらず、錯体の安定度は水とDMF中で同程度であるが、エンタルピー変化及びエントロピー変化は大きく異なることを明らかにした。アセトニトリル中におけるアルカリ金属イオンと18C6との錯形成の熱力学的パラメーターを決定した結果、水やDMF中よりアセトニトリル(MeCN)中で錯形成は吸熱的でありエンタルピー的に不利になることが分かった。また、18C6の種々の溶媒への溶解熱を測定し水から種々の溶媒への移行のエンタルピーを決定した結果、MeCN中において18C6は強く溶媒和されていることが明らかとなり、そのためMeCN中における錯形成が水やDMF中よりも吸熱的になることが分かった。
星間塵表面におけるアンモニア分子の重水素濃集過程の解明と分子雲温度推定への応用

分子雲内に存在する星間塵表面上で生成されるアンモニア分子のオルソ/パラ比(核スピンの奇偶比)および重水素化アンモニア分子の標準体に対する割合を実験によって明らかにするために研究を行った.実験では高強度・高解離率の窒素原子源が必要となることから,電子サイクロトロン共鳴型マイクロ波プラズマ窒素原子源を新たに製作することとし,プラズマ閉じ込めのため磁場形状のを決定するため3次元磁場解析を行った.アンモニア分子は,分子雲内にある氷星間塵と呼ばれる微粒子の表面で,N原子へのH原子逐次付加により生成されることが明らかになっているが,宇宙空間における重水素(D)/水素(H)原子の存在比に比べて高度に重水素化している重水素化アンモニア分子の生成過程は未解明である.研究代表者は,星間塵表面においてN原子にH原子もしくはD原子が逐次付加する際に同時に生じると予想されるH原子およびD原子引き抜き反応で,H原子の引き抜き反応がD原子のそれに比べて高効率で生じることにより,D/H比の統計で決まる値より高濃度に重水素化したアンモニア分子が出来るのではないかと予想した.そこで本研究では,疑似星間塵表面に吸着させたN原子へHおよびD原子照射実験を行い,照射D/H比から統計的に決まる値以上の重水素化アンモニア分子が生成されるか検証を行うことを主たる目的として研究を行った.重水素化度の異なった複数のアンモニア分子が出来ても明確な同定が可能な生成量を確保するには,多量のN原子を疑似星間塵表面に吸着させる必要がある.そのため,本研究を遂行するには高強度のN原子源の開発が不可欠となり,その開発を行った.初年度は,N原子源はマイクロ波による電子サイクロトロン共鳴型にすることを決定し,必要なミラー磁場を発生させるソレノイドコイルと永久磁石による六極磁場の詳細を2次元磁場計算により決定した.しかし,マイクロ波の供給方法に変更を加えることで,磁場で閉じ込められたプラズマ内の電子により効率よくマイクロ波を吸収させることが可能になることが明らかになり,最終年度に設計の変更を行った.この変更により,プラズマ室のサイズや磁場の強度や磁石のサイズも変更が必要になり,それに伴い再度磁場計算を行った.尚,求めている性能を実現する実機を製作できるようにするため,再解析は3次元磁場計算より詳細な計算を行った.分子雲内に存在する星間塵表面上で生成されるアンモニア分子のオルソ/パラ比(核スピンの奇偶比)および重水素化アンモニア分子の標準体に対する割合を実験によって明らかにするために研究を行った.実験では高強度・高解離率の窒素原子源が必要となることから,電子サイクロトロン共鳴型マイクロ波プラズマ窒素原子源を新たに製作することとし,プラズマ閉じ込めのため磁場形状のを決定するため3次元磁場解析を行った.アンモニア分子(NH3)は分子雲で存在度が高い分子として知られており,またその重水素化分子(NH3-d)も宇宙空間に存在する重水素(D)/水素(H)原子比に比べ,非常に高い存在度を示すことが知られている.NH3は星間塵表面におけるN原子へのH原子付加反応によって生成されることが明らかになっているが,高濃度のNH3-dの生成過程は不明である.本研究の目的は,NH3-dの存在度の高さは星間塵表面でN原子へH原子およびD原子が逐次付加していく過程で生じる水素および重水素原子の引抜き反応効率の違いから生まれるという予想から,星間塵表面におけるN原子へのHおよびD原子照射実験を行い,アンモニア分子に重水素濃が生じるか検証を行うことである.また,この引抜き反応は表面温度に依存するため,濃集度と表面温度の関係を明らかにし,分子雲の温度計として重水素濃集度の利用可能性を探ることも目的である.初年度は,高強度N原子源の製作および実験装置への組み込みを行うことを目標とした.高強度N原子源として電子サイクロトロン共鳴型原子源の製作を開始した.高強度のN原子を得るためには,高密度および高温度のプラズマが必要である.そのためには,外部磁場によりプラズマ内の電子を狭い領域に閉じ込め,電子をサイクロトロン運動させる必要がある.マイクロ波発生装置の周波数が2.45GHzに固定であるため,電子をサイクロトロン共鳴条件に合わせるために磁場強度の調整が容易なソレノイドコイルを磁場源の一部に採用することとした.閉じ込め方式として,ビーム軸方向はソレノイドコイルによるミラー磁場,動径方向は永久磁石による六極磁場を採用し,磁場シミュレーションを行った.