hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モノクローナル抗体結合リポソーム封入RB癌遺伝子によるヒト脳腫瘍の遺伝子治療

平成7年度は、U-373MGとU-87MGの2種の培養悪性グリオーマ細胞を用いて皮下移植脳腫瘍と脳内移植悪性グリオーマモデルを作成して、悪性グリオーマに強く結合するASHG4モノクローナル抗体に、RB遺伝子含む発現プラスミド(pLRbRNL)をリポソームを介して封入させたリポソーム-モノクローナル抗体-DNA複合体を投与することによる治療実験を施行した。すなわち、脳内移植腫瘍作製後7日目に、尾静脈から上記のモノクローナル抗体結合リポソームに封入されたRB遺伝子発煙プラスミドを0.5ml注入して以下の4つのコントロール群と比較検討した。4つのコントロール群とは0.5mlのリポソームのみ投与群、フリー・プラスミドpLRbRNL投与群、プラスミドpLLRNL投与群、無投与群である。腫瘍抑制効果は、移植皮下腫瘍群では、腫瘍体積を週2回測定しながら生存期間を観察した。また、移植脳内腫瘍群では、既設の動物用NMR装置で毎週MRIを撮影し、腫瘍の体積を測定しながら生存期間を観察した。さらに、この移植脳内腫瘍群では^<31>P-MRSも同時に測定してこの遺伝子治療の評価を施行した。その結果、皮下および脳内に移植したU-373MG悪性グリオーマで各コントロール群に比較してRB遺伝子投与群での腫瘍増殖抑制効果を示す傾向が見られることが分かったが、なかなか均一な大きさの脳内腫瘍を作成するのが困難であり、まだ十分な動物の実験数をこなすことができておらず、今のところは増殖抑制に関して統計学的に有意差を見出すほどの結果が得られていない。しかし、技術的には可能な状態で、現在精力的に実験を継続中であり、近々満足すべきデータが得られる予定である。平成5年度は、我々がすでに作製し、グリオーマに特異的に強く結合するASHG4モノクローナル抗体にリポソームを結合させ、さらにそのリポソームにRB遺伝子とNeoR遺伝子を含む発現プラスミド(pLRbRNL)を封入させて、リポソーム-モノクローナル抗体-DNA複合体を作成した。そして、RB遺伝子の欠失が報告されているグリオーマ株U-373MGと正常のRB遺伝子の発現のみられるグリオーマ株U-87MGでヌードマウス皮下移植脳腫瘍モデルを作製し、皮下移植脳腫瘍作製後7日目に、尾静脈からモノクローナル抗体結合リポソームに封入されたRB遺伝子発現プラスミドを0.5ml注入して以下の4つのコントロール群と比較検討した。その結果、U-373MGグリオーマで各コントロール群に比較してRB遺伝子投与群での腫瘍増殖抑制効果が著しいことが判明した。しかし、培養腫瘍細胞でのプラスミドの発現の確認と、免疫組織化学的に腫瘍組織からRB蛋白の発現を確認することはまだ成功しておらず、現在施行中である。平成6年度は、我々が作製したグリオーマに強く結合するASHG4モノクローナル抗体に、RB遺伝子とNeoR遺伝子を含む発現プラスミド(pLRbRNL)をリポソームを介して封入させたリポソーム-モノクローナル抗体-DNA複合体を、RB遺伝子の欠失が報告されているグリオーマ細胞株U-373MGとin vitroで反応させ、この培養腫瘍細胞でプラスミドの発現が見られることをまず確認した。引き続いて、平成5年度に皮下移植脳腫瘍作成に用いた2種の培養悪性グリオーマ細胞U-373MGとU-87MGを用いて脳内移植悪性グリオーマモデルを作成して、平成5年度と同様の動物実験を施行した。すなわち、脳内移植腫瘍作製後7日目に、尾静脈から上記のモノクローナル抗体結合リポソームに封入されたRB遺伝子発現プラスミドを0.5Mml注入して以下の4つのコントロール群と比較検討した。その結果、脳内に移植したU-373MG悪性グリオーマで各コントロール群に比較してRB遺伝子投与群での腫瘍増殖抑制効果を示す傾向が見られることが分かったが、今回は均一な大きさの脳内腫瘍を作成するのに若干手間取り、まだ十分な動物の実験数をこなすことができておらず、今のところは増殖抑制に関して統計学的に有意差を見い出すことができずに現在さらなる実験を継続中である。

また、移植脳内腫瘍群では、既設の動物用NMR装置で毎週MRIを撮影し、腫瘍の体積を測定しながら生存期間を観察した。さらに、この移植脳内腫瘍群では^<31>P-MRSも同時に測定してこの遺伝子治療の評価を施行した。その結果、皮下および脳内に移植したU-373MG悪性グリオーマで各コントロール群に比較してRB遺伝子投与群での腫瘍増殖抑制効果を示す傾向が見られることが分かったが、なかなか均一な大きさの脳内腫瘍を作成するのが困難であり、まだ十分な動物の実験数をこなすことができておらず、今のところは増殖抑制に関して統計学的に有意差を見出すほどの結果が得られていない。しかし、技術的には可能な状態で、現在精力的に実験を継続中であり、近々満足すべきデータが得られる予定である。
重症心身障害児の聴性行動評価と感覚活用プログラムの作成

重症心身障害児の聴性行動を促進し、コミュニケ-ションの成立を援助することを目的に、下記の内容について考察した。1.重症心身障害児の聴性行動発達を評価し、指導する際の方法の確立(1)BOAの実施法刺激音の呈示、評価法について試案を得た。(2)聴覚学習のすすめ方聴性行動を、反射驚愕の段階、意志を伴う段階、感情を伴なう段階、積極的探索を示す段階にわけ、各段階での指導法を整理した。(3)補聴器の試験的装用補聴器装用の条件について考察した。2.重症病身障害児38例(デ-タが完成したのは14例)に対して、特定剌激音での聴覚学習を、上記の方法で集中的に(1ケ月)実施し、その効果等について考察した。(1)多数例での聴性行動の改善が見られた。特に、反射の段階から、意志や感情を伴なう段階への変化が顕著であった。(2)積極的な探索行動への発展は、成立した行動を生活に汎用することによって生じるのではないかと考えられた。3.保育所に入所する重症心身障害児の事例研究5才の男児を対象として事例研究を行った。収集した情報は、上記1で示した資料・保母と対象児のコミュニケ-ションの録画記録と、保母の保育日記であったが、その結果次のことがわかった。(1)聴性行動の出現、成立は保母の見方と深いかかわりがあること.(2)実際の生活では、ひとつの音激に対する行動の成立が、保育者との関係に大きな貢献をすること。その他、成人デイケア施設の事例から、対象児の音の認知過程と介護者の係わりについて検討し、プログラムの骨格を得た。1.国立療養所松江病院入院中の重症心身障害児40例を対象に次の検査及び観察を実施した。(1)COR各例にCORを実施した。検査が完全な形でできたのは2例のみであった。他の事例については、その場面の観察から聴性行動を抽出し、そのカテゴリ-化を行った。カテゴリ-化の基準としては、・反応の様式・反応があらわれた身体部位を用いた。(2)BOA対象事例の生活から音素材を抽出して作成したリストによって音刺激を呈示し、その反応を単位化した。現在、指導経過の中で、単位化した行動が出現する順序を検討中である。(3)ABRによる電気生理学的診断は現在実施中である。(4)聴覚障害上記(1)(2)(3)の結果から、対象児のグル-プ分けを行っている。各グル-プごとに聴覚補障の効果を検討している。2.公立保育所入所中の重症心身障害児3例を対象に次の検査及び観察を実施した。(1)日常生活場面での保母とのコミュニケ-ションを録画し、音刺激によって生じる対象児の行動を単位化した。また、聴覚補障時との変化について検討している。同時に介助者の対応行動の単位化を行い、対象児の行動との比較検討を行っている。3.聴性行動判定のル-ティン化上記検査用に試作した、刺激音リスト、及び反応様式の一覧表、仮設定した検査方法等の使用法、及び診断の流れをル-ティン化すべく、対象事例以外の事例に適用し、その結果を検討している。(2)聴覚学習のすすめ方聴

性行動を、反射驚愕の段階、意志を伴う段階、感情を伴なう段階、積極的探索を示す段階にわけ、各段階での指導法を整理した。(3)補聴器の試験的装用補聴器装用の条件について考察した。2.重症心身障害児38例(デ-タが完成したのは14例)に対して、特定刺激音での聴覚学習を、上記の方法で集中的に(1ケ月)実施し、その効果等について考察した。(1)多数例で聴性行動の改善が見られた。特に、反射の段階から、意志や感情を伴なう段階への変化が顕著であった。(2)積極的な探索行動への発展は、成立した行動を生活に汎用することによって生じるのではないかと考えられた。3.保育所に入所する重症心身障害児の事例研究5才の男児を対象として事例研究を行った。収集した情報は、上記1で示した資料・保母と対象児のコミュニケ-ションの録画記録と、保母の保育日記であったが、その結果次のことがわかった。(1)聴性行動の出現、成立は保母の見方と深いかかわりがあること。(2)実際の生活では、ひとつの音刺激に対する行動の成立が、保育者との関係に大きな貢献をすること。その他、成人デイケア施設の事例から、対象児の音の認知過程と介護者の係わりについて検討し、プログラムの骨格を得た。
小児期における唾液腺機能発達と食生活環境の関連に関する研究

本研究により結果は次の通りである。1.ライフサイクルを通じて臨床的混合唾液流出量の検索法について検討を行った。すなわち各種唾液流出量測定法のうち,採唾管による方法,フッ素濃度を指標とする方法,重量法を比較検討した。結果,幼児から行い得るのは重量法であり,個体の年令に全く関係なく測定が可能であった。2.同一個体に対し,フッ素濃度を指標とする方法と重量法とを実施し,両者の間に相関を認めた。3.唾液の比重については,健全な男女の混合唾液を採取して測定した結果,ほぼ一定の比重で,重量法の妥当性を確認した。4.採唾管による方法は,本法が被験者に与える苦痛のために一般的方法ではないが,研究を理解して協力された被験者に行った。これは現在なお継続中である。しかし,フッ素法,重量法ともに相関を認めた。5.食生活と混合唾液分泌量との関連については,食品摂取に対する嗜好,食品摂取に随伴する問題に分け,48項目について混合唾液分泌量測定と同時に調査を行った。この結果,嗜好に関する課題よりも,食品摂取時に随伴する問題,すなわち,液体による栄養摂助に対する問題が堤起された。これに従い,更に調査方法を検討し,報告する。6.口腔内の小児成人病と考えられる口腔乾燥症,右痛症,または反復性耳下腺腫脹(非呉症性)の患児では,明らかに混合唾液分泌量の低下を示し,発達期の機能低下であることが示唆された。臨床における唾液腺疾患は,感染症,腫瘍または唾石症などがあるが今後分泌量低下による疾患の診断を如何に行うべきか考慮しなければならない。本年度においては、主として唾液分泌量測定法を検討することを目的とした。これは幼児より老年期に至るまで同様の方法により測定でき、かつ被験者に苦痛を与えない方法を選択することである。本年度の研究結果は次の通りである。1)混合唾液量の測定では、安静時唾液分泌量、刺激時唾液分泌量共に重量測定法を用い、安静時は5分間、刺激時唾液はラバ-咀嚼3分間の唾液を採取した。この方法は年齢を問わず、正確でしかも容易であった。2)上記方法により、満18歳から満20歳末満の日本人女子148名について安静時、刺激時の唾液分泌量を測定した。その結果、平均値は安静時0.626g/min.、刺激時0.708g/min.であった。3)同被験者の中で、唾液分泌量が多いものと、少ないものを選出し、安静時および刺激時唾液を採取、その粘度、pH、比重を調査中である。4)同被験者に対して、本人および家族の既往歴を調査し、本人の口腔診査を行った。本結果と唾液分泌量との関連は現在検討中である。5)食生活調査では、偏食の評価を客観的に行うため、食材料400品目を挙げ、その好みと経験を問い、好みの品目数によって、偏食の有無を判定した。食態については、特に液体摂取による流し込み食事の有無を調べた。この結果、液体摂取が多く、偏食がある被験者で唾液分泌量が少ない傾向が見られた。なお、検討中である。6)外来小児患者のうち、口腔乾燥症、舌痛症、耳下腺腫脹など、唾液腺分泌の異常と関連ある小児について、その混合唾液の採取を行っているが、症例が比較的に少ないため、次年度も引続きこれを行う予定である。本研究の平成4年度における結果は次の通りである。1.口腔乾燥症に罹患した小児12名(5歳8歳)について、平成3年度に実施した唾液採取法を用いて、混合唾液分泌量を測定した。

その結果、患児における平均して安静時分泌量は0.103g/min.、刺激時唾液分泌量は0.130g/min.で、安静時、刺激時ともに成人に比較して唾液分泌量の低下を認めた。2.口腔乾燥症に罹患した小児の食生活では、全疾患児において液体摂取量が1500cc/day以上であった。正常児では800cc±235ccで、患児では多量の液体を摂取していることが確認できた。3.舌痛症に罹患した小児においても、口腔乾燥症と同様に混合唾液分泌量が低下していた。食生活については症例数が少ないため、現在検討中である。4.混合唾液分泌量低下患児の混合唾液の性状については、唾液採取の時間を一定にはでき得なかったが、食後2時間経過して後の唾液について検索を行った。その結果、pHは既存の報告に比較してその差を認めなかったが、粘稠度に関してはすべての患児で正常値の2倍以上の値を示した。症例を追加して検討中である。5.全身疾患児(慢性腎疾患)20名のほとんどで混合唾液分泌量は量的には異常を認めなかった。しかし、pHについては極めて変異が大きく、これに関して種々検討中である。6.混合唾液量の測定を重量法で行っているが、同時にフッ素洗口法による混合唾液量の測定を行い、重量法との関連を検討中である。以上の結果から、小児の唾液分泌量は比較的に多いとされながらも、現状では未発達児のあることが確認され、これら患児の食生活環境を充分に検討しなければならないと考えられた。本年度の研究は次の通りである。1.唾液採取法の検討安静時および刺激時の唾液分泌量の測定に関しては、小児期では重量法で行う以外に負担を与えず採取する方法がない。しかし、一般的に唾液採取法として用いられている重量法の妥当性を充分に検討されていない。このため、今後本研究をより効果的に進めるため、最終年度においてこの検討を行った。結果、採取者により変異があるため、術者間の変異、同一術者で行うことについて検討を加え、正確さを期待した。方法自体の検討には、近年行われているWeatherellらによるフッ化物洗口溶液法(フッ素濃度を指標とする唾液流量の簡易測定法)と重量法を同時に行い、両者の相関を調べた。結果、術者間の測定誤差についてはほとんどなかったが、術式の練習が必要であることが判った。また、2つ方法間の結果の相違については、相関係数は安静時0.3864、刺激時0.3928で、洗口法と重量法の間に有意水準0.05で相関が認められた。また、2つの方法各々の安静時、刺激時間の相関係数はフッ素法0.33631、重量法0.53200で、重量法の信頼性が確認できた。2.唾液腺疾患と考えられる有病者については、唾液分泌量のスクリーニングが可能となったので、現在まだ症例数が少ないので結果が報告できないが、分泌量の少ないものに関して採唾管による唾液分泌量の測定を行いつつある。3.食環境との関連性すでに約180名近い調査、集計を終了しているので、早急に結果を検討する予定である。
日本手話文法記述のための基礎的研究

平成11年度は、研究代表者も属するDRroろう者学研究センター手話学チームの諸メンバーおよび、国立身体障害者リハビリテーションセンター学院手話通訳学科の諸講師の協力を得、研究をすすめた。春から夏にかけては手話学チーム主催による、全7回にわたる連続講義「ろう者のための(手話)音声学」の講師をつとめた。7月10日、11日の両日、新潟県妙高高原で開かれた日本手話学会第25回大会においては、「日本手話と北米先住民諸言語の類型論的対照研究」を発表した。10月15日から17日まで、アメリカ合衆国ワシントンDCにある、世界で唯一のろう者のための大学ギャロデット大学において、世界の手話学の先駆者である、ウイリアム・ストーキーの80歳の誕生日を記念して開催されたシンポジウムに参加した。秋には、東京外国語大学百周年記念論文集に「日本の北アメリカ的言語:日本手話」が掲載された。前年度からの引き続きであるが,研究代表者はろう者の母語である日本手話は、日本語とは類型論的に異なった文法を持ち、一方北アメリカの先住民諸言語とは、類型論的な類似点を多く共有することに目を付け、ここを中心に研究を行っている。なお、日本手話と北アメリカ先住民諸言語が共有する類型論的諸特徴は、主要部標示、名詞と動詞の不峻別、順向・反転、類別詞、名詞抱合、語彙的接辞、重複法、音象徴と擬声語、輯合性などである。なお、先のことであるが、2000年7月にオランダ・アムステルダム大学で開催されるTISLR7「手話研究における理論的諸問題」第7回大会に、研究代表者と国リハ学院手話通訳学科の市田泰弘講師の「順向・反転」に関する共同研究口頭発表が採択された。萌芽的研究の3年間の第1年度である平成10年度は、日本手話の言語学的記述研究の予備的諸活動を行った。日本手話の記述研究は、(音声)日本語、またアメリカ手話などの他の手話言語の記述に影響を受けた先行研究が多く、日本手話(音声)日本語からも、他の手話言語からも独立した固有の言語であるとの認識に立った研究は未だ少ない。研究代表者は、当初から一般言語学的な立脚点に立ち、日本手話の調査・研究を行った。春には、国立身体障害者リハビリテーション・センター(=国リハ)学院手話通訳専門職員養成課程の専任講師であり、NHK手話ニュースのキャスターを務め、遺伝的ろう者の家系に生まれ、3代目のネイティブ・サイナー(手話の母語話者)である木村晴美さんにお願いして、数回言語学的調査をした。また、他の手話言語に関する研究書その他の書籍を、主にインターネットを通じて収集に努めた。8月1日、2日は、埼玉県所沢市の国リハで開催された日本手話学会第24回大会において「日本手話品詞論試論」、「日本手話実詞の順向・反転について」の2つの研究発表を行った。11月12日から15日までは、アメリカ合衆国ワシントンDCのギャロデット大学で開催された「手話言語研究における理論的諸問題」研究会第6回大会に出席し、世界各国の手話言語研究者の研究発表を聴き、また交流した。研究代表者は現在、日本手話の各個言語としての品詞論、形態論、統語路、また特に北米先住民諸言語との対照に基づいた類型論、すなわち頭部・従部標示、述語の順向・反転、名詞と動詞の不峻別、ボイス、独立語との類似、述語の結合価などの諸問題に関心を持って調査・研究を進めている。また研究とは言えないが、日本手話の他に、アメリカ手話、また自然発生的なピジン言語である国際手話を語学的に学習している。
材料の三次元型充満過程の研究

平面境界を満足させ易い3角速度場を提案し,カ-テッシャン座標上及び軸対称座標上の速度場を示した.速度場は平面状態の上下工具との境界条件を満足していることを示した。体積一定条件を級数間で満足させる方法を示した.型壁面との接触条件の計算過程への導入方法について,確定的方法と重みをつける方法の2方法を提案しその特失を比較している。確定的方法による接触境界条件を導入した方法について平面ひずみ変形を例題として説明をした.上下工具間の間隔が減少すると,材料と工具壁面との隙間内でバルジ変形を生じる.平面ひずみ下で,自由変形領域の材料外形変形内部格子の変形形状をすえ込み伴い計算結果と実験結果とを比較している.同時に加工荷重の計算結果と実験結果との比較を行っている素材形状,材料摩擦の影響は加工後の材料内部変形に顕著な影響与える.製品の内部変形形状は型に接する直前の材料形状が重要であることを示している.試みた境界条件の導入方法も数値計算可能である.軸対称変形について,中実・中空円筒素材の計算した級数の項数と加工荷重・変形形状の関係について示している.項数を増すとホウルリング形状も表せることを示している.また上記方法による数値計算結果と実験結果との比較を行っている.重みをによる接触境界条件を導入した方法について平面ひずみ・3次元型充満過程について説明した.境界条件の導入方法として,多くの方法が考えられるが現在のところ最適の方法は見いだしていない.平面境界を満足させ易い3角速度場を提案し,カ-テッシャン座標上及び軸対称座標上の速度場を示した.速度場は平面状態の上下工具との境界条件を満足していることを示した。確定的方法による接触境界条件を導入した方法について平面ひずみ変形を例題として説明をした.上下工具間の間隔が減少すると,材料と工具壁面との隙間内でバルジ変形を生じる.平面ひずみ下で,自由変形領域の材料外形変形内部格子の変形形状をすえ込み伴い計算結果と実験結果とを比較している.同時に加工荷重の計算結果と実験結果との比較を行っている素材形状,材料摩擦の影響は加工後の材料内部変形に顕著な影響与える.製品の内部変形形状は型に接する直前の材料形状が重要であることを示している.試みた境界条件の導入方法も数値計算可能である.軸対称変形について,中実・中空円筒素材の計算した級数の項数と加工荷重・変形形状の関係について示している.項数を増すとホウルリング形状も表せることを示している.また上記方法による数値計算結果と実験結果との比較を行っている.重みをによる接触境界条件を導入した方法について平面ひずみ・3次元型充満過程について説明した.境界条件の導入方法として,多くの方法が考えられるが現在のところ最適の方法は見いだしていない.実験;材料の変形に付いては、本年は詳細に調べるため、側面上下面に格子線を1mm間隔で引き材料側面が工具接触面に回り込む様子を実験的に調べた。計算;新しく(1)で示す、速度場を導入した。(1)材料の自由面(工具と接触していない面)を表示する三角級数速度場をcos級数表示より、材料・工具間の接触開始点付近の変形形状をより少ない項数で表示できるであろう、sin級数表示に変えた。数値計算結果はcos級数表示では27項程度用いるとホールディングが現れる。sin級数表示では12項程度用いると同程度のホールディングが現れる。但し、実験結果に比べて小さい。cos級数表示では、21項程度用いた計算結果と本年度科学研究補助金により行った(2)で述べる実験結果とほぼ同様なホールディングを示すことが分かった。(2)軸対称問題は中実・中空円柱に付いて、材料と工具間に摩擦を伴う場合の正方形断面柱材料の型への充満過程を取り扱た。(3)長方形断面柱の圧縮試験を行い、材料変形形状および加工力を詳細に調べた。ダイセットおよび密閉型を用い3種の幅-長さ比、3種の幅-高さ比、4種の摩擦条件、計36種の条件を変えて行た。(4)材料と工具間に摩擦を伴う場合の正方形断面柱材料の型への充満過程を取り扱た。(1)で示した速度場を用いた計算結果は6面体要素を用いた剛塑性法有限要素法の計算結果より実験結果とよい一致を見ている。6面体要素を用いた3次元剛塑性法有限要素法は最適化するための変数の数に対し、要素の変形の自由度が小さいためである。当初の研究予定範囲は完了した。追加した、平板圧延における幅広がりと側面形状の解析および実験に付いては計算が遅れている。研究成果は第43回塑性加工連合講演会およびAEPA'92Symposiumで公表した。(6)正方形断面柱アルミ材料が長方形断面型に充満する過程について数値解析を行う素材形状と材料流れ様式を明かにし、内部ひずみ、型と接触面との摩擦条件による変形様式の変化、素材寸法、形状の相違による流れ変化、成形品仕上げ寸法への影響を明らかにした。(7)(6)の条件下で素材寸法形状6種、型形状寸法1種、摩擦条件4種、計24種条件についてダイセットおよび長方形断面密閉鍛造型を用い実験を行い(5)の計算結果と比較した。(8)長方形断面柱

アルミ材料が正方形断面型に充満する過程について数値解析を行う素材形状と材料流れ様式を明かにし、内部ひずみ、型と接触面との摩擦条件による変形様式の変化、素材寸法、形状の相違による流れ変化、成形品仕上げ寸法への影響を明らかにした。(9)(8)の条件下で素材寸法形状4種、型形状寸法1種、摩擦条件3種、計54種条件についてダイセットおよび長方形断面密閉鍛造型を用い実験を行い(5)の計算結果と比較した。Al材で型充満過程を実験中,繰り返し荷重を加えると,小さい加工荷重で加工できる事解った.加工荷重は抵抗線ひずみ計を用いた測定値で有る.加工力低下の原因として,(1)ひずみ集中部の塑性ひずみ繰り返しによるCyclic-Creep,(2)見かけ摩擦の減少,(3)塑性ひずみ繰り返しによる温度上昇の3要因を考えられる.要因(1)(2)に付いては,Al材に付いて繰り返し圧縮試験(20Hz)を行った結果,静圧縮に比較して約20%の加工荷重低下した.同様に,圧縮-引張り荷重が歪み集中部に生じると考えられる,後方押出し加工を行った処,約50%の加工荷重の低下した.試験片は小さく要因(3)の影響は小さいと考えられる.要因(2)だけでは,20%あるいは50%の加工力低下は説明出来ない.冷間加工では加工力低下の主要因は(2)と考え得る.繰り返し荷重負荷の加工特性に付いては,94年度塑性加工連合講演会で発表予定である.(1)正方形断面柱アルミ材料が長方形断面型に充満する過程について数値解析を行う場合の鍛造型壁に素材を拘束する条件として、昨年度までは選点法(複数個の境界で速度を0とし全体のエネルギーを最小とする点を選ぶ方法)を用いて計算を行ってきた。中小企業でも使いやすいプログラム・パッケジとすべく、本年度は複雑な境界条件を一般的に扱えるよう、ペナルテ-法として境界(型の壁面)よりはみ出す体積に大きなエネルギー値を必要とする方法を採用した。結果は、従来採用した選点法と同様な内部ひずみ、型と接触面との摩擦条件による変形様式の変化、素材寸法、形状の相違による流れ変化等が得られた。同一CPUを使用し、計算時間は従来の方法に比較し約3倍必要とした。しかし、剛塑性FEMによる数値解析に比較し約1/3の計算時間でFEMによる解析結果とほぼ同一の結果を得ている。当初目的の三次元形状成形のプログラムは完成した。プログラムは、円柱材より多角形また否軸対称形に適用すべく改良中である。否軸対称プログラムの足がかりを得た後に成果を発表する予定である。
イオンチャンネルオリゴマーの機能構造の解析と調節ペプチドの創生

幾つかの膜タンパク質、特に7回膜貫通型受容体(GPCR)は、生体膜に存在し、一般に7回膜貫通構造をしている。GPCRは一般に、リガンド結合による誘導されるホモもしくはヘテロ会合しにより、細胞内に情報を伝達する。GPCR会合に関しては、膜貫通部の内、1本が関与することが確かめれらている。白血球の主要成分である好中球は、細菌感染部位に遊走し、貪食や活性酸素の放出などの免疫応答を示す。免疫応答に関わる細胞膜受容体の中に細菌の代謝産物由来のペプチドfMLPが結合するホルミルペプチド受容体(FPR)がある。ヒト好中球ではFPRの他に、そのサブタイプであるFPR-like 1(FPRL1)が発現している。近年、細菌の細胞膜上の存在する酵素がその酵素の膜貫通ドメインに由来するペプチドで酵素の会合体形成を調節し、酵素活性を制御することが報告された。会合に関与するドメインを化学合成したペプチドを添加することにより、ペプチドとGPCRドメインの会合により、レセプター会合が妨げられ、シグナル伝達が妨げられることが報告されている。この考えをより動的に証明し、細胞外から膜貫通タンパク質、イオンチャンネルの機能調節を可能にする目的で、FPRの膜貫通領域に由来する膜貫通ペプチドを合成し、物理化学的性質及びヒト好中球における生物活性について評価した。まず物理化学的性質について評価した。GPCRの膜貫通領域はヘリックス構造を形成している事が報告されている。合成した膜貫通ペプチドにおいても疎水的環境下でのCDスペクトルは同様にヘリックス構造を示すものであった。またペプチド配列中のTrp残基の蛍光特性を利用し、膜貫通ペプチドの疎水場への配向を検討した結果、合成ペプチドが強く疎水場に配向することが示唆された。次に生物活性について評価した。結果、特定の膜貫通領域に由来する膜貫通ペプチドで感作させたヒト好中球において、fMLP刺激で産生させる活性酸素量が増大する現象が認められた。また活性酸素放出量を増大させた膜貫通ペプチドにより細胞内カルシウム濃度上昇が観測された。以上の結果より、膜貫通ペプチドがFPRとFPRL1の両方、またはいずれかの膜貫通領域と相互作用している事が示唆された。本研究での結果はFPRまたはFPRL1の会合体形成と受容体機能を解明する上で重要な知見であると考えられる。ヘリックス性イオンチャンネルペプチドを共有結合的に架橋し、イオンチャンネルの機能に及ぼす影響を検討した。今回、平行型モデルペプチドとしてN末端をシステイン残基のジスルフィド結合で架橋した(Ac-Cys-Gly-Gly-(Aib-Lys-Aib-Ala)_5-NH_2)_2と、逆平行に架橋したペプチドとしてAc-(Aib-Lys-Aib-Ala)5-Pro-Arg-Arg-(Aib-Lys-Aib-Ala)_2-NH_2を合成した。モデルペプチドの合成は固相合成法を用いて行った。平行型モデルペプチドの合成は、まずAc-Cys-Gly-Gly-(Aib-Lys-Aib-Ala)_2-NH_2を合成し、その後、空気酸化によりシステイン残基側鎖同士を架橋した。

目的物の構造と純度は逆相クロマトグラフィとMALDI-TOF MSにより評価した。合成した二量体モデルペプチドの二次構造はヘリックス性のものであると考えられた。イオンチャンネル活性測定の結果、平行型モデルペプチドは700pSのコンダクタンス値を示し、6本のヘリックスがポア形成していると考えられた。一方で逆平行二量体ペプチドは開時間の長い、非常に安定なチャンネルを形成し、120pSと228pSの2つのレベルのコンダクタンスパターンを与えた。大きいコンダクタンス値は、単量体BKBA-20のコンダクタンス値(227 Ps)とほぼ一致し、4本のヘリックスによるチャンネル形成が示唆された。小さいコンダクタンス値は、3本のヘリックスペプチドがチャンネルを形成していると考えられた。また、観測された長い開時間は逆平行架橋がこのペプチドのポア形成時に安定性を与えていることを示唆するものと考えられた。逆平行架橋ペプチドの濃度依存性を調べたところ、非架橋のものは濃度の減少とともにチャンネルの開確率が低下したが、逆平行架橋ペプチドは濃度を下げても開確率にほとんど影響を生じなかった上、チャンネルの開時間も非架橋のものより長かった。以上よりBKBA-20は逆平行型の配向により安定に会合し、ポアを形成することが明らかとなった。幾つかの膜タンパク質、特に7回膜貫通型受容体(GPCR)は、生体膜に存在し、一般に7回膜貫通構造をしている。GPCRは一般に、リガンド結合による誘導されるホモもしくはヘテロ会合により、細胞内に情報を伝達する。GPCR会合に関しては、膜貫通部の内、1本が関与することが確かめられている。白血球の主要成分である好中球は、細菌感染部位に遊走し、貪食や活性酸素の放出などの免疫応答を示す。免疫応答に関わる細胞膜受容体の中に細菌の代謝産物由来のペプチドfMLPが結合するホルミルペプチド受容体(FPR)がある。ヒト好中球ではFPRの他に、そのサブタイブであるFPR-like 1(FPRL1)が発現している。近年、細菌の細胞膜上の存在する酵素がその酵素の膜貫通ドメインに由来するペプチドで酵素の会合体形成を調節し、酵素活性を制御することが報告された。会合に関与するドメインを化学合成したペプチドを添加することにより、ペプチドとGPCRドメインの会合により、レセプター会合が妨げられ、シグナル伝達が妨げられることが報告されている。この考えをより動的に証明し、細胞外から膜貫通タンパク質、イオンチャンネルの機能調節を可能にする目的で、FPRの膜貫通領域に由来する膜貫通ペプチドを合成し、物理化学的性質及びヒト好中球における生物活性について評価した。まず物理化学的性質について評価した。GPCRの膜貫通領域はヘリックス構造を形成している事が報告されている。合成した膜貫通ペプチドにおいても疎水的環境下でのCDスペクトルは同様にヘリックス構造を示すものであった。またペプチド配列中のTrp残基の蛍光特性を利用し、膜貫通ペプチドの疎水場への配向を検討した結果、合成ペプチドが強く疎水場に配向することが示唆された。次に生物活性について評価した。
本番に強くなる：状況的意志力を向上させる栄養・認知・運動型調整法の提案と実証

ある試験や試合で最高の成績を出す」という目標を実現できるかどうかは、個人のIQや体力継続的に努力できる性格という【特性的な意志力】と本番のやる気や集中力という【状況的意志力】がうまくかみ合うかどうかによって変わる。例え、高い【特性的意思力】があったとしても、本番の【状況的意志力】が低い場合(やる気がでない、集中できない)には、最高の成績を出すことは難しい。このように、目標の達成に大きく寄与する【状況的意志力】をどのように調整・コントロールできるかどうかは、一般社会においても大きな関心が寄せられている。本申請研究は、1)短期間で【状況的意志力】をコントロールできる簡便な調整方法(認知・運動)を提案し、2)ストレスが低減し集中力や判断力などの認知力が向上するかどうかを検証した。健康な若年者(48名)と高齢者(48名)を対象に、音読計算を用いた認知介入を1回実施すると、作業記憶のNバック課題の成績が即時的に向上することがわかった。Nバック課題中の脳活動をNIRSで計測したところ、DLPFCの脳活動が認知介入によって向上したことがわかった。また、認知活動の向上力とDLPFCの脳活動の変化量には正相関があることがわかった。健康な中高年(60名)を対象に、サーキット運動を1回実施し、その前後で様々な認知機能検査を実施した。その結果、サーキット運動は、年齢に関係なく抑制機能の成績を即時的に向上させることが分かった。以上の結果から、認知・運動介入によって即時的に認知機能が向上することを明らかにすることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ウィルダイナミクスを特性的、状況的な要因に区分し、状況によって変化しやすい状況的ウィルダイナミクスを向上させる生活介入方法を調べることが目的であった。今年度は、健康な若年者を対象に脳トレゲームを用いた認知介入、自伝的記憶を想起させて感情を操作させる認知介入、サーキット運動を用いた運動介入を実施した。音読と計算を用いた脳トレゲームを3分間実施した場合に、パズルゲームを実施した群と比べると、作業記憶パフォーマンスが向上することがわかった。特に、脳トレゲーム時の成績が高い場合に、より促進効果がある傾向にあった。また、自伝的記憶によってプライド感情を喚起された場合には、その他の感情を喚起させた場合よりも、処理速度や抑制能力の成績が向上することがわかった。一方で、同じポジティブ感情を喚起させた場合には、認知機能の促進効果が得られないことがわかった。これらの結果から、より自己評価を高めるような感情が、認知機能を促進させている可能性があることが示唆された。運動介入については、単純な有酸素運動、筋力運動、それらを組み合わせたサーキットトレーニングの3つを候補として選定した。先行研究に対して、システマティックレビューをしたところ、サーキットトレーニングがもっとも効果があることがわかった。さらに、実際に3つの運動を実施し予備的なデータを集めたところ、サーキット運動がもっとも効果があることが確認できた。これらの結果を受けて、本実験で用いる介入プロトコールを確定させた。当初計画していた通りに、認知介入、運動介入の即時効果について実施することができた。特に、認知介入の即時効果については、短時間の脳トレ介入であっても作業記憶パフォーマンスを向上させることがわかった。さらに、感情介入によって、感情を操作した研究においては、プライド感情を喚起させた場合に、処理速度と実行機能が向上することが明らかになった。引き続き、認知介入と運動介入の即時効果を調べる実験を実施する。その研究に加えて、フラボノイドなどを用いた栄養介入を実施し、その即時効果を調べる予定である。その後、認知・運動・栄養介入を組み合わせた生活介入の即時効果を調べる予定である。
コンディショナルシステムを用いた上皮の分化・極性形成機構の解明

1.マウス正常前立腺におけるタイト結合タンパク質claudinの発現:核内受容体が特定の臓器の上皮分化・極性形成を制御するかを明らかにするため、正常臓器におけるタイト結合タンパク質の発現を調べた。マウス正常前立腺におけるタイト結合タンパク質claudinの発現を解析し、claudin-1,-3,-4,-5,-7,-8,-10が遺伝子・タンパク質レベルで発現していることを明らかにした。また免疫染色によってclaudinsの細胞内局在を解析し、claudin-3,-4,-5,-8が前立腺の分泌細胞のapical側のみ、claudin-7,-10がapicalとbasolateral側の両方、claudin-1がbasal側のみに発現していることを示した。2.NHF4α発現誘導株を用いた微絨毛形成機構の検討:微絨毛は細胞表面にみられる超微構造で、物質吸収や情報伝達に重要な役割を果たす。我々はHNF4αの発現を誘導できるマウスF9細胞株とラット血管内皮細胞株を用いて、HNF4αが微絨毛の形成を著しく誘導することを見出した。微絨毛関連分子の発現を解析したところ、HNF4αがEBP50 (Ezrin/Radixin/Moesin-binding phosphoprotein 50)の発現を亢進させることが明らかになった。RNAi法を用いてEBP50の発現を特異的に抑制したところ、微絨毛形成が顕著に阻害された。野生型F9細胞においてEBP50を過剰発現させたところ、微絨毛形成は弱く、更に微絨毛形成能を持つレチノイン酸で処置すると非常に発達した微絨毛が認められた。これらの知見は、HNF4αが微絨毛形成の強力なモルフォゲンとして働くこと、この過程にはEBP50に加えて、HNF4αとレチノイド受容体のいずれによっても誘導される分子が必要であることを示している。HNF-4α発現誘導マウスF9細胞株を用いて、HNF-4αがタイト結合分子の発現と極性制御分子CRB3のリン酸化を誘導し、上皮細胞の極性や細胞間接着装置を形成させることを明らかにした。また本細胞株とHNF-4αの発現を誘導できるラット肺血管内皮細胞株を用いて、HNF-4αがp53非依存的にp21^<Cip1/Waf1>の発現を誘導して細胞増殖を抑制することを見出した。COS-7細胞を用いたp21遺伝子プロモーターのレポーターアッセイでは、HNF-4α発現ベクターを導入した群でルシフェラーゼ活性の上昇が認められた。HNF-4αは肝細胞のみならず、腎、膵、腸、胃などの腺上皮細胞に発現しており、これらの上皮細胞の分化、極性形成、細胞増殖を制御している可能性が考えられる。2.HNF-4αコンディショナルノックアウトF9細胞株の樹立すでに樹立しているHNF-4α^<flox/->F9細胞を高濃度ネオマイシンで処理し、genetic conversionによって対立遺伝子の組み換えを起こした細胞株HNF-4α^<flox/flox>F9株を得た。現在、この細胞株をタモキシフェン処理し、HNF-4α^<-/->株の樹立を目指している。1.HNF-4αコンディショナルノックアウトF9細胞株の樹立2.マウス正常前立腺におけるタイト結合タンパク質claudinの発現核内受容体が特定の臓器の上皮分化・極性形成を制御するかを明らかにするため、まずは正常臓器におけるタイト結合タンパク質の発現を調べた。また免疫染色によって、claudinsの細胞内局在を解析し、claudin-3,-4,-5,-8が前立腺の分泌細胞のapical側のみ、claudin-7,-10がapicalとbasolateral側の両方、claudin-1がbasal側のみに発現していることを示した。

野生型F9細胞においてEBP50を過剰発現させたところ、微絨毛形成は弱く、更に微絨毛形成能を持つレチノイン酸で処置すると非常に発達した微絨毛が認められた。これらの知見は、HNF4αが微絨毛形成の強力なモルフォゲンとして働くこと、この過程にはEBP50に加えて、HNF4αとレチノイド受容体のいずれによっても誘導される分子が必要であることを示している。
実用的高速不斉付加反応のためのキラルマグネシウム及びアルミニウム触媒の開発

アルデヒドのエナンチオ選択的な不斉ビニル化反応に有効なキラルアルミニウム触媒系を開発した。末端アルキンのトリメチルアルミニウムによるカルボメタル化反応により位置選択的かつ立体選択的に調製した(E)-三置換ビニルアルミニウム反応剤を3,5-ジフェニルフェニルH8-BINOLから発生するキラルアルミニウム触媒(5 mol%)共存下でアルデヒドへの反応に用いると、対応する光学活性体アリルアルコールがエナンチオ選択的に得られた。興味深いことに、キラルアルミニウム触媒は、同じ配位子を用いたキラルチタン触媒とは逆転した全体配置の生成物を選択的に与えた。不斉合成反応が工業レベルで実用化されるためには、高エナンチオ選択性のみならず低触媒量での高速反応の実現が不可欠である。このような背景から、Grignard反応剤やビニルアルミニウム反応剤などの高反応性を有する汎用有機金属反応剤が直接使用でき、低触媒量で高速に進行する実用的なケトンやアルデヒドへの触媒的不斉付加反応の開発目指し研究を実施した。キラルアルミニウム触媒の探査:本研究計画の基礎となったチタン反応剤の不斉付加の触媒探査において合成した多数の軸不斉配位子を保有している。これらストック配位子を用いて高活性アルミニウム触媒を探査した。その結果、3位にかさ高い置換基を有するH8-BINOL誘導体より調製されるアルミニウム錯体が比較的高い性能を有することが明らかになった。これらのキラル配位子を用いて、反応溶媒、温度、滴下法等の反応条件の最適化を検討した結果、5 mol%の触媒量で80% ee程度のエナンチオ選択性が得られることが明らかとなった。キラルマグネシウム触媒の探査:直接付加の速度が比較的遅いケトンを基質に選択し、数種の軸不斉ビアリールジオール配位子にGrignard反応剤を作用させて調製したマグネシウム錯体とp-ブロモアセトフェノンの化学量論反応を実施したところ、エナンチオ選択性が発現することを確認した。比較的高い選択性を示したキラル配位子について、触媒量5 mol %でのエナンチオ選択性を調べたところ、直接的なラセミ体形成反応による選択性の低下が認められたが、ある程度の選択性で不斉触媒反応が進行することがわかった。キラルアルミニウム触媒の探査に関しては、平成28年度の実施を予定していた、ビニルアルミニウム反応剤のアルデヒドへの触媒的不斉付加におけるアルデヒドへの適用範囲についても検討できた。一方、キラルマグネシウム触媒の探査に関しては、反応条件の最適化が完全に終了していない段階であり、計画に若干の遅れがある。キラルアルミニウム触媒によるアルデヒドの不斉ビニル化反応:前年度の探査研究で見いだした3位にかさ高い置換基を有するH8-BINOL誘導体より調製されるキラルアルミニウム触媒を用いて、末端アルキンのカルボアルミ化で調製したビニルアルミニウム反応剤のアルデヒドの不斉付加の適用範囲を検討した。その結果、5 mol%の低触媒量で、種々の末端アルキンと芳香族アルデヒドから対応するキラルアリルアルコールが高収率かつ高選択的に合成できることが明らかになった。また、Me2AlHを用いた末端アルキンのヒドロアルミ化反応により調製した置換様式の異なるビニルアルミニウム反応剤(R'CH=CHAlMe2及びCH2=C(R)AlMe2)に同一のキラルアルミニウム触媒が適用できるかについて検討を開始した。キラルマグネシウム触媒の探査:前年度に引き続き、直接付加の速度が比較的遅いケトンを基質に選択し、キラルビアリールジオール配位子にGrignard反応剤を作用させて調製したキラルマグネシウム触媒によるとp-ブロモアセトフェノンの不斉アリール化を種々の条件で検討した。その結果、中程度のエナンチオ選択性で対応するジアリールメタノールが得られることが明らかになった。キラルアルミニウム触媒によるアルデヒドの不斉ビニル化反応に関しては、予定どおりの研究成果が得られた。キラルアルミニウム触媒によるアルデヒドの不斉ビニル化反応:前年度までの探査研究で見いだした3位にかさ高い置換基を有するH8-BINOL誘導体より調製されるキラルアルミニウム触媒を用いて、末端アルキンのMe2AlHによるヒドロアルミ化反応により調製したビニルアルミニウム反応剤(R'CH=CHAlMe2及びCH2=C(R)AlMe2)のアルデヒドへの不斉付加反応を検討した。反応温度、溶媒、滴下法などの種々の反応条件を広範に調査したが、5 mol%程度の低触媒量では高いエナンチオ選択性は得られなかった。興味深いことに母体のBINOLを比較的多量(>40 mol%)使用すると中程度の選択性が得られることがわかった。

この条件で、3位に置換基を持つBINOL誘導体を各種検討したがいずれも無置換のBINOLの性能を上回ることはなかった。キラルマグネシウム触媒の探査:前年度の研究で、キラルビアリールジオール配位子にGrignard反応剤を作用させて調製したキラルマグネシウム触媒により、p-ブロモアセトフェノンの不斉アリール化が中程度のエナンチオ選択性で進行することが明らかになった。選択性の向上を目指し、キラル配位子の探査並びに反応条件の検討を実施したが満足すべき選択性は得られなかった。アルデヒドのエナンチオ選択的な不斉ビニル化反応に有効なキラルアルミニウム触媒系を開発した。末端アルキンのトリメチルアルミニウムによるカルボメタル化反応により位置選択的かつ立体選択的に調製した(E)-三置換ビニルアルミニウム反応剤を3,5-ジフェニルフェニルH8-BINOLから発生するキラルアルミニウム触媒(5 mol%)共存下でアルデヒドへの反応に用いると、対応する光学活性体アリルアルコールがエナンチオ選択的に得られた。興味深いことに、キラルアルミニウム触媒は、同じ配位子を用いたキラルチタン触媒とは逆転した全体配置の生成物を選択的に与えた。ビニルアルミニウム反応剤のアルデヒドへの触媒的不斉付加に関しては、適用可能な末端アルキンの適用範囲を調査したのちに研究成果を取りまとめて発表する予定である。Grignard反応剤の直接不斉付加反応に関しては、キラル配位子の再調査並びに反応条件の精査を実施する計画である。これらにあわせて、温度可変NMR解析により触媒活性種に想定される金属錯体の溶液中での構造解析を実施する予定である。ビニルアルミニウム反応剤のアルデヒドへの触媒的不斉付加に関しては、置換様式の異なるビニルアルミニウム反応剤の不斉付加へと研究を拡張する予定である。これらにあわせて、触媒活性種に想定されるアルミニウムアルコキシド錯体及びマグネシウムアルコキシド錯体の溶液中での構造解析を実施する予定である。有機合成化学
血管内手術用シミュレータのために数値的フィードバック

カテーテル先端と血管壁の相互作用測定のために、血管モデルのための高精度光弾性応力解析および3次元応力計測について研究を行ってきた.さらに、血圧シミュレーションのためにポンプとそのシミュレーションの光弾性応力解析について研究を行った.作製した双方向平面ビジョンシステムを用いた血管モデルの光弾性応力と変形測定を行い、さらにカテーテル先端のモーションキャプチャーを用いてリアルタイムカテーテル経路解析を行った.カテーテル先端と血管壁の相互作用測定のために、血管モデルのための高精度光弾性応力解析および3次元応力計測について研究を行ってきた.さらに、血圧シミュレーションのためにポンプとそのシミュレーションの光弾性応力解析について研究を行った.作製した双方向平面ビジョンシステムを用いた血管モデルの光弾性応力と変形測定を行い、さらにカテーテル先端のモーションキャプチャーを用いてリアルタイムカテーテル経路解析を行った.カテーテル先端と血管壁の相互作用測定パラメータとして模擬血管壁の応力と変形がある.これまで、血管モデルのために高精度光弾性応力解析および3次元応力計測について研究を行ってきた.も一つ,マイクロカテーテルとコイルと血管壁の相互作用を見いえるように動脈瘤の1層膜のモデルを作成して,その相互作用の光弾性応力解析を行いました.血圧シミュレーションと流体温度制御のために小型ポンプについて研究を行ってきた.血圧シミュレーションのレンジ:75-150mmHG,拍動レンジ:50-120bpm,温度制御レンジ:30-40.光弾性と画像処理を用いて血管モデルの応力と変形測定とカテーテル先端のモーションキャプチャーのために双方向平面ビジョンシステムを作成した.そのリアルタイムカテーテル経路解析(3fps)を用いて、手動で5回再現したカテーテル挿入計画経路の情報をコンピュータに保存し、その情報から基準カテーテル挿入経路を計算した.その経路のパラメータは時間,カテーテル先端の区間差票(x,y,z,),双方向平面の応力とモデルの変形がある.基準経路と双方向平面ビジョンシステムを用いてカテーテル挿入ロボットにフィードバック制御を実装し、カテーテル挿入ロボットを用いて基準経路を再現した.さらに、その再生した経路の解析と基準経路解析を比較することで、再現した経路の定量評価が可能となった.また,カテーテル挿入ロボットを用いてフィードバック制御有と無の時のカテーテル挿入解析とその評価を行ってきた.
東アジア型教育情報化モデルの開発と対応する教師教育デザイン原理の探究

上海・北京市等の大学、教育委員会及び小中高等学校を調査し、日中の教育の情報化のプロセスを「情報化施策」「学校の情報化」「大学と教育委員会の連携」の3つの視点から比較分析することによって、長期的な視野に立った、欧米型とは異なる東アジア型の教育の情報化モデルを開発し、変容プロセスのフェイズごとの教師教育のデザイン原理を提案することで、教育の情報化の普及促進に貢献する。
カドミウム・亜鉛・鉛・水銀イオンに対する新規な蛍光性化学センサーの開発

本研究は、まだ報告例の少ないカドミウム・亜鉛・鉛・水銀イオン用蛍光性化学センサーの開発を目的として行われた。2年間の研究期間の最終年にあたる本年度は、幾つかの有用な蛍光性化学センサーの開発に成功し、一定の成果を納めることができた。例えば、ピリジン-キノリンポダンド誘導体による蛍光性化学センサーは、Zn^<2+>に対して強い蛍光を示し、選択性の面で難しいとされている同族のCd^<2+>よりもZn^<2+>に対しては約2倍の蛍光強度を示すことを見いだした。また、発光メカニズムについても検討し、時間依存密度汎関数法による非経験的分子軌道計算結果から、金属イオンがキノリン環の窒素原子に配位することによって最低励起状態がnπ^*からππ^*に変わり、蛍光を発するようになることを予想した。一方、8-ヒドロキシキノリン及び5-クロロ-8-ヒドロキシキノリンをキノリン環のそれぞれ2-位と7-位で1,2-ビス(2-ベンジルアミノエトキシ)エタンの両末端につないだ系では、Zn^<2+>とCd^<2+>に対する選択性が逆転するということを見いだし、8-ヒドロキシキノリン誘導体は亜鉛イオン用蛍光性化学センサーとして、5-クロロ-8-ヒドロキシキノリン誘導体はカドミウム用蛍光性化学センサーとして有用であることを示した。また、新しいタイプの蛍光性化学センサーとして、デンドリマー型のものの開発にも着手した。尚、本研究で得られた成果は、学会発表9件(内1件は国際会議)、学術論文5編により公表した。本研究は、まだ報告例の少ないカドミウム・亜鉛・鉛・水銀イオン用蛍光性化学センサーの開発を目的としている。2年間の研究期間の1年目にあたる本年度は、蛍光性化学センサー分子の合成と分光学的測定実験により基礎的なデータを得ることを目標に研究を行った。その結果、亜鉛イオン用蛍光性化学センサーとして利用が可能な、幾つかのモデル分子の合成に成功した。例えば、三つのピリジン環をスペーサーとしてもち、その両末端にナフタレン環を有する系のアセトニトリル中での蛍光スペクトル測定では、Mg^<2+>,Ca^<2+>,Ba^<2+>,Ni^<2+>,Co^<2+>,Cu^<2+>,Ag^<2+>,Cd^<2+>を添加した際には、全く変化を示さないか蛍光消光を示すだけであったものが、Zn^<2+>を加えた時のみ、新しく長波長側に振動構造の消失したブロードなエキシマー蛍光を示すことがわかった。また、両末端のナフタレン環を、キノリン環にかえた系では、金属イオンを添加する前には、殆ど蛍光を示さず、Zn^<2+>を加えたときのみ強い蛍光を示すことがわかった。これらの系は、いずれも難しいとされている同族のCd^<2+>との選択制もよく優れた亜鉛イオン用蛍光性化学センサーであると言える。尚、これらの結果は、Analytical Science誌(Anal. Chem.,2002,735-736)や平成14年度化学系7学協会連合東北地方大会(弘前)において報告した。一方、クラウンエーテルタイプのキノリン誘導体による亜鉛イオン用蛍光性化学センサーについても研究を行い、幾つかの系がCd^<2+>との選択制もよく優れた亜鉛イオン用蛍光性化学センサーであることを示した。この内容は、Journal of Supramolecular Chemistry誌(in press)で報告した。