hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前射影多元環の導来圏の研究

今年度の主要な成果として次の3つをあげる事が出来る.(I) Affine型前射影多元環の傾複体の研究.導来圏同値を理解する基本的手法は,傾複体を理解する事である.以前までの自身の研究において,Dynkinグラフに付随する前射影多元環の場合には,その傾複体を完全に分類する事に成功している.この研究の目的はそれをaffineグラフに付随する前射影多元環の場合に拡張する事である.共同研究においてaffine型前射影多元環の長さが2の傾複体を調べ,τ傾理論を用いる事でその変異をaffine Weyl群と対応させ,完全な分類を与える事に成功した.さらに任意の傾複体は環をシフトさせたものから変異で得られると予想し,実際に特別な場合に成り立つ事を示すに至った.(II)前射影多元環,道多元環の表現論とコクセター群の統括的研究. 80年頃P.Gabrielにより示されたDynkin型道多元環の表現論と正ルートとの対応は,現在ではクイバーの表現論とLie理論とのもっとも基本的な結びつきの一つと言える.近年になり,より直接的な結びつきが前射影多元環の表現論とCoxeter群へと拡張した形で得られる事が分かってきた.共同研究において最新の前射影多元環の理論を用いて,道多元環の表現論とCoxeter群との根本的な関連性を考察し,道多元環上のねじれ対をCoxeter群の言葉によって明確に記述出来る事を示した.(III)単体的複体を用いたBrauer樹木多元環の傾理論の研究. Brauer樹木多元環はmodular表現論から現れる極めて重要なクラスである.共同研究においてBrauer樹木多元環の長さ2の傾複体を,単体的複体(多面体)として捉え全体の数がBrauer樹木多元環の頂点の数にのみ依存する事を示した.そして結果としてこの数は導来不変量になる事を明らかにした.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。今年度の主要な成果として次を上げる事が出来る.(I)準傾複体とt-構造の双対性の研究.Koenig-Yangにより有限次元多元環Aに対し,有限生成射影A加群のなす有界ホモトピー圏における準傾複体全体と,有限生成A加群のなす有界導来圏の代数的t構造全体の間に一対一対応が与えられる事が知られていた.今年度の研究成果として,足立氏Yang氏との共同研究において,三角圏の枠組みでこの定理の一般化を与えた.より具体的にはある条件を満たす三角圏の組(C,D)を与え,Cの準傾複体全体からDのt構造全体への単射写像を構成した.さらにその写像がいつ全射になるかの必要十分条件を明らかにする事に成功した.(II)前射影多元環の導来ピカール群の研究.前射影多元環は80年頃導入されて以降,多くの研究と関連を持つ重要なクラスとして認識されている.この多元環の加群圏や導来圏の構造を理解する事が本研究の課題である.導来圏の構造全体を理解する手法のひとつとして,自己同型関手全体のなす群を調べるという事があげられる.これは導来圏の重要な不変量であるが,しかし一般にこの群を決定するにはそうした関手全体を知る必要があり,ほとんどの場合には極めて難しい事が知られている.本研究ではこれに対し,傾理論の観点から自己同型関手を構成しそれらのなす群を調べていった.そして実際,この複体の構成のためにアフィン型前射影多元環を考え,そこで与えられるイデアルを制限する形で両側構造を持つディンキン型前射影多元環の複体を構成した.そしてどのような傾複体もその複体達の積として与えられる事を示し,導来ピカール群を決定するに至った.申請書の大きな2つの計画のうち,ひとつは準傾複体とt-構造の対応の研究であったが,これを共同研究によって完成させる事が出来た.より具体的には有限次元多元環に付随する二つの三角圏に対し,準傾複体の集合とt-構造の集合の間に対応がある事が知られていた.これに対し,この二つの三角圏を公理的に与え既存の結果の枠組みを大きく一般化した.さらにその間の対応が全単射になるための必要十分条件を明らかにし論文として投稿するに至った.今年度の主要な成果として次の3つをあげる事が出来る.(I) Affine型前射影多元環の傾複体の研究.導来圏同値を理解する基本的手法は,傾複体を理解する事である.以前までの自身の研究において,Dynkinグラフに付随する前射影多元環の場合には,その傾複体を完全に分類する事に成功している.この研究の目的はそれをaffineグラフに付随する前射影多元環の場合に拡張する事である.共同研究においてaffine型前射影多元環の長さが2の傾複体を調べ,τ傾理論を用いる事でその変異をaffine Weyl群と対応させ,完全な分類を与える事に成功した.

さらに任意の傾複体は環をシフトさせたものから変異で得られると予想し,実際に特別な場合に成り立つ事を示すに至った.(II)前射影多元環,道多元環の表現論とコクセター群の統括的研究. 80年頃P.Gabrielにより示されたDynkin型道多元環の表現論と正ルートとの対応は,現在ではクイバーの表現論とLie理論とのもっとも基本的な結びつきの一つと言える.近年になり,より直接的な結びつきが前射影多元環の表現論とCoxeter群へと拡張した形で得られる事が分かってきた.共同研究において最新の前射影多元環の理論を用いて,道多元環の表現論とCoxeter群との根本的な関連性を考察し,道多元環上のねじれ対をCoxeter群の言葉によって明確に記述出来る事を示した.(III)単体的複体を用いたBrauer樹木多元環の傾理論の研究. Brauer樹木多元環はmodular表現論から現れる極めて重要なクラスである.共同研究においてBrauer樹木多元環の長さ2の傾複体を,単体的複体(多面体)として捉え全体の数がBrauer樹木多元環の頂点の数にのみ依存する事を示した.そして結果としてこの数は導来不変量になる事を明らかにした.今後は申請書の計画のもう一方の計画に関して取り組んでいく予定である.より具体的には,主にアフィン型前射影多元環の変異理論および傾複体を考察する.現在までの研究においてディンキン型前射影多元環の場合には,傾複体を完全に分類する事に成功している.そこで鍵となるのは長さが2の傾複体であり,この長さが2の複体の張り合わせとして全体が与えられるという構造になっていた.そこでまずはアフィン型の場合においても,長さが2の傾複体を分類し,記述する事を計画している.またアフィン型前射影多元環の導来圏は,単純特異点の特異点解消としても実現する事が可能であり,そうした観点からも考察を進めていく予定である.またそのために必要な知識を国内外の研究者と交流する事で学んでいく計画である.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
硝酸ジルコニルの加水分解による針状ジルコニア水和物の合成

1.硝酸ジルコニルの加水分解による針状のジルコニア水和物の生成における溶液温度、硫酸ナトリウムなどの合成条件の影響について検討した。(1)硝酸ジルコニル0.1Mと所定量の硫酸ナトリウムを硝酸水溶液に溶解し、3090°Cで合成を行なった。硫酸ナトリウムを添加しない場合は90°Cでもわずかに白濁しただけであった。硫酸ナトリウム濃度0.1Mでは30°Cで針状の粒子が生成したが、温度が高くなるにつれて球状の粒子が混在し始め、90°Cでは球状粒子のみが生成した。0.150.2Mでは3070°Cで針状粒子のみが生成し、温度が高くなるにつれて粒子径が小さくなった。0.4Mでは沈殿は析出しなかった。針状粒子に含まれる硫酸根の量は原料濃度比(Na_2SO_4/ZrO(NO_3)_2=12(モル))に関係なくほぼ一定(SO_3/ZrO_2=0.7(モル))だった。X線回折測定より針状粒子は結晶性の物質であったが、同定はできなかった。(2)硫酸のかわりにシュウ酸を添加して合成したところ溶液温度30°Cですぐに白濁しゲル状の沈殿物が生成した。2.尿素を用いる均一沈殿法により、合成したジルコニア水和物粒子にイットリアを被覆し、被覆粒子を800°Cで熱処理して針状のイットリア安定化ジルコニア粒子を得た。
低酸素に対する胎仔脳保護機構の研究:光学的イメージング法とRNAi法による解析

アポトーシス(AP)抑制因子(Bcl-2)と促進因子(Bax)の働きならびに上流関連遺伝子の低酸素症に対する胎仔脳保護機構への関与について検討した。胎仔(胎令22日)は暦帯で母体ラットとつながっている状態で実験を行った。臍帯結紮前と15回目結紮後(5時間)に胎仔上丘においてAPの発現をsingle stranded DNA(ssDNA)法を用いて測定した。15回目臍帯において、APを示す細胞数は結紮前に比べて有意に増加した。AP抑制因子(Bcl-2)と促進因子(Bax)のそれぞれの阻害剤の低酸素-誘発カスパーゼー3(CAS3)活性変化に対する効果を調べた。3、4、5回目結紮後においてBcl-2阻害群(10μM)のCAS3活性に対する効果は対照群に比べて有意差は認められなかった。Bcl-2阻害群(100μM)では、CAS3活性変化は4、5回目結紮後において有意に抑制された。このことは予想された結果と反対となった。Bax阻害群(200μM)では、3、4、5回目結紮後において、cAs3活性変化に有意差は認められなかった。Bcl-2-siRNAあるいはBax-siRNAを細胞内に導入し、それぞれのsiRNAの低酸素-誘発CAS3活性変化に対する効果を調べた。2回目結紮において、Bcl-2-siRNA群のcAs3活性は対照群に比べて有意差はなかった。Bax-siRNA群において、2回目結紮後CAS3活性変化は有意に減少した。3回目結紮後においてはいずれのsiRNA群も効果はなかった。Bcl-2阻害剤の予想とは反対となった原因は、今回の実験からは明らかではない。また、Bcl-2-RNAの効果はなかったが、Bax-siRNAについてはその機能から予想される結果を示した。この結果は標的RNAの下流のあるBcl-2とBaxのアポトーシスカスケードに対する関与があることを示唆している。本研究の目的は、in vivo胎仔脳で、低酸素によるカスパーゼー3の活性がアポトーシス制御系のどの因子によって影響されているかを見出すことによって、低酸素に対する胎仔脳の保護機構を解明することである。本年度は、1)臍帯結紮による低酸素負荷に対して、ラット胎仔上丘にアポトーシスが発現するか否かをssDNA抗体法により調べた。さらに2)低酸素負荷において、活性酸素(ROS)、ミトコンドリアの膜に存在するアポトーシス抑制因子(Bcl-2)と促進因子(Bax)のカスパーゼ活性に対する働きを、光学的イメージング法を用いて検討した。臍帯結紮後の再還流から1,2,3,5時間目においてアポトーシスが有意に発現した。臍帯結紮によって、カスパーゼー3活性は一過性に上昇した。臍帯の再還流後カスパーゼー3活性はさらに大きく上昇し、緩やかに回復した。このカスパーゼ^3活性上昇反応はCu, Zn superoxide dismutase (ROS分解酵素)の前投与によって影響されなかった。低濃度のBcl-2阻害剤はカスパーゼー3活性上昇反応を抑制しなかった。しかし、高濃度のBcl-2阻害剤はこの反応を有意に抑制した。

Bax阻害剤はカスパーゼー3活性上昇反応に影響しなかった。これらの結果から、胎仔脳においては、低酸素による活性酸素の産生は少なく、カスパーゼー3活性に影響を与えていないことが考えられる。.さらにBaxとBcl-2は胎仔脳においては機能していないことが示唆された。胎仔脳においては低酸素に対してカスパーゼー3活性が上昇しすぎないようなメカニズムが働いているのかもしれない。また高濃度のBcl-2阻害剤の抑制効果については、この阻害剤のBcl-2への直接作用によることが考えられる。今後、Bcl-2とBaxのsiRNAを用いて、胎仔脳の神経保護機構を詳細に検討する予定である。本研究の目的は、in vivo胎仔脳で、低酸素によるカスパーゼー3の活性がアポトーシス制御系のどの因子によって影響されているかを見出すことによって、低酸素に対する胎仔脳の保護機構を解明することである。本年度は、臍帯結紮による低酸素負荷に対して、アポトーシス抑制因子(Bcl-2)と促進因子(Bax)のそれぞれのsiRNAを用いてRNA干渉を行い、アポトーシス発現の最終決定因子であるカスパーゼー3活性に対する働きを、光学的イメージング法を用いて検討した。実験動物には胎齢22日目の妊娠ラットを使用した。ウレタン麻酔(1.2-14g/kg, i.p.)後、胎仔は一母体と臍帯がつながった状態で取り出し、固定台に固定した。胎仔の上丘を露出し、光学的イメージング装置にセットした。低酸素負荷のため、臍帯結紮を5分間行った。Bci-2-siRNAならびにBax-siRNAの細胞内導入はエレクトロポレーションにより行った。対照群において、臍帯結紮によるカスパーゼー3活性は一過性に上昇した。臍帯の再還流後、カスパーゼー3活性はさらに大きく上昇し、緩やかに回復した。最初の結紮から2時間と3時間後において、結紮時のBcl-2-siRNAの効果は見られなかった。再還流後ではBcl-2-siRNA群は対照群とくらべて有意差はないがカスパーゼー3の活性は増加する傾向を示した。一方、Bax-siRNA群は2時間後において結紮時には対照群との有意差は認められなかった。再還流後において、Bax-siRNA群は対照群に比べてカスパーゼー3活性の有意な抑制が見られた。しかし、3時間後においては有意差はなかった。これらの結果から、低酸素症の胎仔脳においてにおいてBcl-2、Baxはアポトーシスカスケードに働いて修飾している可能性が考えられる。今後、さらに胎仔脳保護機構について詳細に検討しなければならない。
顔認知における動的多点計測データ解析の次元選択・圧縮を行うソフトウェアの開発

本研究の目的は,電気生理学の多点神経細胞活動データを,顔認知の研究の進展に役に立つようにデータ処理するソフトウェアの基礎になるアルゴリズムを開発することである.認知機構の解明には,サルやヒトの心理学および臨床的な知見と電気生理学や非侵襲計測の実験データとの対応をとることが重要である.近年の計測技術の進歩により実験データは高次元化している.研究者は,その高次元データに潜む,比較的低次元で表される本質的な潜在構造を抽出する必要がある.平成24年度は,この目的にしたがい以下の二つの研究を行った.1.レプリカ交換モンテカルロ法を用いた高速アルゴリズムの開発顔認知の神経機構を解明するには,多神経細胞記録や近赤外線分光法(NIRS)などの多点計測をする必要がある.ここで重要な点は測定された神経活動やNIRSのチャネルがすべて顔認知に関係しているとは限らないことである.そこで我々は計測データから顔認知に関係している本質的な潜在構造を自動抽出する手法を,機械学習の分野で近年著しく発展しているレプリカ交換モンテカルロ法を用いて開発した.提案手法は教師あり学習にもとづく手法であり,表情によらない個人の同定や,逆に個人によらない表情の同定に関する神経細胞を自動選別できる.また本手法は,顔認知に重要な働きをするNIRSのチャネルの自動選別に応用することができる.2.顔認知に関する画像解析手法の開発画像解析に用いられるマルコフランダムフィールド(MRF)モデルのハイパーパラメータ(HP)の分布推定の研究を行った.HPの一種である画像の滑らかさは,拡散方程式の拡散係数に対応する.側頭葉の光計測データに本手法を適用することで,皮質内を神経活動が伝播する際の拡散現象を正確に知ることができる.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,電気生理学の多点神経細胞活動データを,顔認知の研究の進展に役に立つようにデータ処理するソフトウェアの基礎になるアルゴリズムを開発し,さらにそのソフトウェアを顔の特徴空間にも応用できるように発展させることである.認知機構の解明には,サルやヒトの心理学的な知見と電気生理学や非侵襲計測の実験データとの対応をとることが重要である.近年の計測技術の進歩により実験データは高次元化している.研究者は,その高次元データから比較的低次元で表される心理学的知見を抽出し,心理学的知見と実験データの両者の関係を議論する必要がある.平成23年度は,この目的にしたがい以下の二つの研究を行った.1.顔認知に関する神経スパイクデータの解析手法の開発顔認知の神経機構を解明するには,より多くの神経細胞を計測する必要がある.ここで重要な点は測定された神経がすべて顔認知に関係しているとは限らないことである.そこで我々は計測データのみから顔認知に関係している神経細胞を自動選別する手法を,機械学習の分野で近年著しく発展しているスパースモデリングを用いて開発した.提案手法は教師あり学習にもとづく手法であり,表情によらない個人の同定や,逆に個人によらない表情の同定に関する神経細胞を自動選別できる.2.顔認知に関する画像解析手法の開発側頭葉の光計測手法を想定して,領域ベースマルコフランダムフィールドモデルの新しいアルゴリズムを変分ベイズ法にもとづき開発した.本手法は高く評価されて,日本物理学会が出版するJournal of Physical Society of JapanのPapers of Editor's choiceに選ばれた.本手法により,側頭葉の顔ドメイン構造を光計測のデータのみから決定することができると予想している.本研究の目的は,電気生理学の多点神経細胞活動データを,顔認知の研究の進展に役に立つようにデータ処理するソフトウェアの基礎になるアルゴリズムを開発することである.認知機構の解明には,サルやヒトの心理学および臨床的な知見と電気生理学や非侵襲計測の実験データとの対応をとることが重要である.近年の計測技術の進歩により実験データは高次元化している.研究者は,その高次元データに潜む,比較的低次元で表される本質的な潜在構造を抽出する必要がある.平成24年度は,この目的にしたがい以下の二つの研究を行った.1.レプリカ交換モンテカルロ法を用いた高速アルゴリズムの開発顔認知の神経機構を解明するには,多神経細胞記録や近赤外線分光法(NIRS)などの多点計測をする必要がある.ここで重要な点は測定された神経活動やNIRSのチャネルがすべて顔認知に関係しているとは限らないことである.そこで我々は計測データから顔認知に関係している本質的な潜在構造を自動抽出する手法を,機械学習の分野で近年著しく発展しているレプリカ交換モンテカルロ法を用いて開発した.提案手法は教師あり学習にもとづく手法であり,表情によらない個人の同定や,逆に個人によらない表情の同定に関する神経細胞を自動選別できる.また本手法は,顔認知に重要な働きをするNIRSのチャネルの自動選別に応用することができる.2.顔認知に関する画像解析手法の開発画像解析に用いられるマルコフランダムフィールド(MRF)モデルのハイパーパラメータ(HP)の分布推定の研究を行った.HPの一種である画像の滑らかさは,拡散方程式の拡散係数に対応する.側頭葉の光計測データに本手法を適用することで,皮質内を神経活動が伝播する際の拡散現象を正確に知ることができる.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究代表者は当該研究課題以外に基盤A(研究課題番号:20240020)を行っている.そこで津波堆積物の判別アルゴリズムを開発している.

そこで開発したLO最適化にもとづくスパース判別法が,顔認知に関係する神経スパイク解析や近赤外分光法(NIRS)に使えることが判明し,予想外の方向に展開した.24年度が最終年度であるため、記入しない。なし.研究は,研究目的に向かって当初の計画以上に進展しているので,基本的な方針を変更する必要は無く,現在のところ問題点は存在しない.
変形性顎関節症の発症メカニクスの解明とNFATc阻害剤を用いた新規治療法の確立

変形性顎関節症(TMJ-OA)は下顎頭軟骨の破壊を生じる疾患で、機械的負荷、外傷、加齢、ストレスらの原因が複雑に絡んでいる。TMJ-OAで吸収した軟骨に治療法および予防法は存在しない。本研究ではカルシニューリン(CaN)- NFATcシグナルを介した、TMJ-OA発症のメカニズムを検討する。さらに軟骨保護に有効なNFATc阻害薬を用いたTMJ-OAの治療法・予防法の確立を最終的な目的とする。
アリ集団の自律分散ナビゲーションに学ぶ陰的オブザーバ設計法の確立

本研究では,自然界の蟻がフェロモンを用いて実現する環境適応的ナビゲーションの行動メカニズムを探求する.申請者は,群れ行動を実現する鍵が,フェロモンによる“重ね合わせの性質"だと気づき,重ね合わせが成り立つ物理量を群れとして共有すると,「近所でどの程度の仲間が働いているか」を推定する:陰的オブザーバを設計できると分かった.さらに,行動設計と組み合わせることで,自律分散的なナビゲーションが可能となるため,本研究では,ロボットシステムへの応用を狙い,匂いと同じ“重ね合う性質"を持つ物理メディア:音,光を題材として,シミュレーション解析・実機検証を通じて,それぞれの物理メディアに適したメモリ機能の設計法と陰的オブザーバ設計法を提示することを目的に研究を進める.本年度はまず,実際にフェロモンを活用するエージェントモデルをできるだけシンプルな形で構築し,シミュレーションを通じてエージェント群による採餌行動の実現を示した.シミュレーション内では,実際は見えないフェロモンに色をつけることで,群れ行動を視覚的に捉えやすく構築した.また,陰的オブザーバの鍵を握るメモリ機能の設計について調べ,各エージェントの視野の広さやメモリ長,さらにはそれらと行動設計との関連をどのように行えばいいのかシミュレーション解析を通じて調べた.その結果,メモリ長の適切な長さの設定や,フィルタ機能,特に記憶をいつアップデートすべきか明らかにした.当初予定していた初年度の研究計画どおりに研究を進めることができた.実際の蟻の採餌行動をヒントにしたシミュレーションモデルの構築を行い,さらにメモリ機能の設計法の解析の段階に進むことができた.まず,陰的オブザーバの設計に向けて各エージェントに必要なメモリ機能をより詳細に調べる.メモリ長やその更新頻度,さらにフィルタ機能に関して,シミュレーションを繰り返し行うことで,なぜそのようなメモリ機能の設計が,群れによるタスク実現のパフォーマンスをあげることに繋がるのか調べる.また,エージェントの行動設計に関しても,ランダムな行動,より直進性の高い行動などを総合的に調べていく.その上で,本年度は実機検証に向けても取り組んでいく.ロボット実機において,匂いと同じ重ね合う性質をもつ音や光というデバイスを搭載し,ロボットシステムとしてのアプリケーションの可能性を探る.本研究では,自然界の蟻がフェロモンを用いて実現する環境適応的ナビゲーションの行動メカニズムを探求する.申請者は,群れ行動を実現する鍵が,フェロモンによる“重ね合わせの性質"だと気づき,重ね合わせが成り立つ物理量を群れとして共有すると,「近所でどの程度の仲間が働いているか」を推定する:陰的オブザーバを設計できると分かった.さらに,行動設計と組み合わせることで,自律分散的なナビゲーションが可能となるため,本研究では,ロボットシステムへの応用を狙い,匂いと同じ“重ね合う性質"を持つ物理メディア:音,光を題材として,シミュレーション解析・実機検証を通じて,それぞれの物理メディアに適したメモリ機能の設計法と陰的オブザーバ設計法を提示することを目的に研究を進める.本年度はまず,実際にフェロモンを活用するエージェントモデルをできるだけシンプルな形で構築し,シミュレーションを通じてエージェント群による採餌行動の実現を示した.シミュレーション内では,実際は見えないフェロモンに色をつけることで,群れ行動を視覚的に捉えやすく構築した.また,陰的オブザーバの鍵を握るメモリ機能の設計について調べ,各エージェントの視野の広さやメモリ長,さらにはそれらと行動設計との関連をどのように行えばいいのかシミュレーション解析を通じて調べた.その結果,メモリ長の適切な長さの設定や,フィルタ機能,特に記憶をいつアップデートすべきか明らかにした.当初予定していた初年度の研究計画どおりに研究を進めることができた.実際の蟻の採餌行動をヒントにしたシミュレーションモデルの構築を行い,さらにメモリ機能の設計法の解析の段階に進むことができた.まず,陰的オブザーバの設計に向けて各エージェントに必要なメモリ機能をより詳細に調べる.メモリ長やその更新頻度,さらにフィルタ機能に関して,シミュレーションを繰り返し行うことで,なぜそのようなメモリ機能の設計が,群れによるタスク実現のパフォーマンスをあげることに繋がるのか調べる.また,エージェントの行動設計に関しても,ランダムな行動,より直進性の高い行動などを総合的に調べていく.その上で,本年度は実機検証に向けても取り組んでいく.ロボット実機において,匂いと同じ重ね合う性質をもつ音や光というデバイスを搭載し,ロボットシステムとしてのアプリケーションの可能性を探る.本年度は,研究目的に対して,エージェント群のモデリングおよびシミュレーション解析,実機検証を進めたが,実験系をより安価に構築することができた.翌年度はその経費を利用して,より多くの機体での実機実験や,レベルの高い国際学会での発表を行う予定である.
実用材料の可変環境場における軟X線磁気円二色性測定

本研究では、今まで困難であった大気圧や低真空の実用環境下での軟X線分光システムの開発を行うとともに、実用デバイス構造として有望な磁性薄膜構造や磁性ナノ構造の作製と評価を進めて、実用材料やデバイス動作状態に対する軟X線分光計測を目標とした研究開発を実施した。超高真空の放射光ビームラインから大気圧/低真空の実験槽に軟X線を導入するための方法を確立するとともに、光検出手法の分光計測を具体的に検討してその実現可能性を実証して、共鳴反射率を計測するためのリフレクトメータの設計と製作を行った。本研究では、広島大学放射光科学研究センターの軟X線放射光ビームラインにおいて、実用材料の低真空または大気圧下における軟X線吸収磁気円二色性(XMCD)実験が可能な測定環境構築を目指す。この環境構築のために、軟X線差圧通過機構、ディテクタユニット、大気圧試料セルの要素技術を確立することが重要になる。最終的に、これら要素技術をインテグレーションしてシステム化を試み、実用材料の実用環境場での計測に進むことになる。また、測定環境構築と並行して、実用材料としての応用が期待される磁気積層構造を持つ試料やナノ粒子試料の作成や物性評価を進めて、最終的に、新たに開発された測定環境で、これらの試料について環境場を可変したXMCD測定を実施する計画である。本年度の具体的な研究実績は、以下の通りである。(1)低真空または大気圧下における軟X線測定環境を実現するための要素技術の研究として、超高真空ビームラインと低真空または大気圧下環境の分光測定槽を分離しながら軟X線を導入するための機構を検討した。当初の差動排気システムによるセパレーションは困難であり、極薄メンブレンを活用する方法が妥当であることが明らかになった。ビームラインにおける軟X線ビームの光線追跡シミュレーションとメンブレンの透過率計算により、十分な軟X線を測定槽に導入できることが明らかになった。(2)グラフェンや六方晶硼化窒素と強磁性層が接合するスピントロニクス界面ナノ構造について、試料作成を試み、X線吸収スペクトルとその磁気円二色性スペクトルの測定を行った。本研究では、低真空または大気圧下における軟X線吸収磁気円二色性(XMCD)実験が可能な測定環境構築と、実用材料としての応用が期待される磁性ナノ物質試料の作成を組み合わせて、放射光を用いた磁気測定計測を広く応用していく方針である。本年度までに、測定環境構築の技術要素開発の中で、軟X線の透過機構の検討を進めたが、ナノ磁性物質試料の作成や評価に時間を割いたために、ディテクタ系の検討やそれらの実装には至らなかった。本研究では、広島大学放射光科学研究センターの軟X線放射光ビームラインにおいて、実用材料の低真空または大気圧下における軟X線吸収(XAS)および磁気円二色性(XMCD)実験が可能な測定環境構築を目指す。この環境構築のために、真空封止型軟X線通過機構、フォトンディテクタユニット、大気圧試料セルの要素技術を確立することが重要になる。また、測定環境構築と並行して、実用材料としての応用が期待される磁気積層構造を持つ試料やナノ粒子試料の作成や物性評価を進めて、最終的に、新たに開発された測定環境で、これらの試料について環境場を可変したXAS/XMCD測定を実施する計画である。(1)低真空または大気圧下における軟X線測定環境を実現するための要素技術の研究として、超高真空ビームラインと低真空または大気圧下環境の分光測定槽を分離しながら軟X線を導入するための機構の試作と実証試験を行った。ビームラインに真空封止型軟X線通過機構を実装して、フォトンディテクタによる蛍光収量XAS測定を実施して、低真空環境での測定が可能なことを確かめることができた。(2)六方晶硼化窒素と強磁性層が接合するスピントロニクス界面ナノ構造について、試料作製を試み、X線吸収スペクトルとその磁気円二色性スペクトルの測定を行った。本年度までに、真空封止型軟X線通過機構の技術を確立して、低真空環境でのXAS測定を実際に実施できたが、システムインテグレーションまで到達できていない。

(1)低真空または大気圧下における軟X線測定環境を実現するために、低真空チェンバや排気系、放射光ビームラインへの接続機構の設計を行い、構成部材の調達を実施した。また、低真空または大気圧下における軟X線測定の手法として有望な反射率計測法を導入するために、ビームラインが供給する具体的な軟X線ビームを前提として、リフレクトメータの詳細な光学系検討を行った。この検討をもとに、具体的なリフレクトメータの全体設計に進み、各構成要素の具体的仕様決定と部品設計を終えて、それらの製作に着手した。(2)六方晶硼化窒素と強磁性層が接合するスピントロニクス界面ナノ構造について、試料作製を試み、X線吸収スペクトルとその磁気円二色性スペクトルの測定を行った。本研究では、今まで困難であった大気圧や低真空の実用環境下での軟X線分光システムの開発を行うとともに、実用デバイス構造として有望な磁性薄膜構造や磁性ナノ構造の作製と評価を進めて、実用材料やデバイス動作状態に対する軟X線分光計測を目標とした研究開発を実施した。超高真空の放射光ビームラインから大気圧/低真空の実験槽に軟X線を導入するための方法を確立するとともに、光検出手法の分光計測を具体的に検討してその実現可能性を実証して、共鳴反射率を計測するためのリフレクトメータの設計と製作を行った。軟X線の透過機構のビームラインへの実装にむけた試験を早期に行い、ビームラインのシステムとして機能するようにする。また、フォトンディテクタによる軟X線吸収試験測定を行い、測定に適したディテクタユニットの検討を急ぎ、最終的なシステムインテグレーションを視野に入れた設計につなげていく。最終的なシステムインテグレーションに必要な新規測定槽や排気システムの検討も早期に始め、最終年度でのシステム完成を意識した工程管理を行っていく。最も重要な技術要素のハードルはクリアしているので、早期に、低真空(He大気圧)環境下の軟X線吸収実験システムのシステムインテグレーションのための設計と導入を推進する。システム設計後、システム部材を外部業者に製作依頼している時間を有効活用して、計測技術や制御系、ソフトウェア整備を進めて、無駄のない工程管理を行っていく。物性物理当初の研究計画では、軟X線を低真空または大気圧下に導入する技術研究とともに、フォトンディテクション機構の技術研究を進める予定であったが、本年度は測定対象となるナノ構造試料の作成と評価の試みを優先させた。このため、新規測定槽やフォトンディテクション機構の開発に関する予算執行が、新年度に繰り越されている。当初の研究計画では、軟X線を低真空または大気圧下に導入する技術研究とともに、反射計測法のためのフォトンディテクション機構の技術研究を進める予定であったが、本年度は低真空環境でのXAS実験の実証実験を優先させた。やや遅れている研究を確実に進捗させていき、研究計画において重要な要素をしめる技術研究を進めていく予定である。この進展に則して、時間的な損失が出ないように、検討が終わった要素ごとに実装のための準備を進めて、計画的に予算執行を行う。
原始卵胞卵子の超低温保存と個体再生システムの開発

原始卵胞卵は個体を再生する重要な資源となり得るが、保存し胚・胎子にまで発生させることは困難である。本研究では、新生子期のブタ卵巣を用いて、異種間移植、体外培養および顕微操作を組み合わせることによって、原始卵胞卵からの胚発生率を格段に向上させることに成功した。さらに、超低温保存においては、原始卵胞卵が受精能を保持し得るガラス化冷却条件を明らかにした。これらの手法は、稀少動物等の原始卵胞卵から個体を再生する上で必須である。平成21年度では、1)ヌードマウスに移植したブタ原始卵胞由来の発育卵の胚発生能の改善、および2)ブタ原始卵胞卵のガラス化冷却法の開発を目的として、以下の研究を実施した。1)胚発生能の向上:これまでの研究成果から、ヌードマウスに移植したブタ原始卵胞由来の発育卵の胚発生能は、屠場由来の成熟卵の細胞質小片を融合させること(融合卵)によって、著しく改善されることが判明した。今年度は、融合卵作製の最適条件を明らかにするために、融合させる細胞質小片の数の検討を行った。マウスから回収したブタ卵を体外成熟させた後に、屠場由来の成熟卵から遠心操作によって調整した細胞質小片を、1卵あたり1個または3個ずつ電気融合した。融合卵に体外受精を行い培養後7日目に胚(胚盤胞)への発生状況を観察した結果、細胞質小片を1個融合させた場合には胚発生は認められなかったが、3個融合させた場合には融合卵の8%が初期胚へと発生した。以上の結果から、マウス体内で発育させたブタ卵に胚発生能を付与するためは、屠場由来の成熟卵の細胞質小片を3個融合することが必要であることが明らかとなった。2)ガラス化条件の検討:ガラス化液は組織に浸透して耐低温性を与える反面、室温では浸漬時間に応じて細胞毒性を持つ。そこで原始卵胞卵に対して浸透時間が十分で、かつ細胞毒性が少ない浸漬時間を検討した。生後20日齢の原始卵胞より構成されるブタ卵巣を1mm角に細切し、エチレングリコール等を含んだガラス化液に45秒または7分間浸漬させた後、液体窒素上に浮かべたアルミホイルの上で超急速に冷却した。固化(ガラス化)した卵巣小片を液体窒素内に保存した後、原始卵胞卵の生存性を正確に解析するために、卵巣小片を免疫不全マウスに移植し、卵の発生能を解析した。その結果、45秒区では19匹中7匹、7分区では19匹中8匹のマウスで、超低温保存卵巣の生着と胞状卵胞の発育が観察された。超低温保存は原始卵胞卵の利用性を向上させる。そこで、原始卵胞卵のガラス化冷却条件、および超低温保存後の原始卵胞卵の生存性および発生能について検討した。生後20日齢の原始卵胞より構成されるブタ卵巣を1mm角に細切し、エチレングリコール等を含んだガラス化液に45秒、7分、および15分間浸漬させた後、液体窒素上に浮かべたアルミホイルの上で超急速に冷却した。固化(ガラス化)した卵巣小片を液体窒素内に保存した。超低温保存した原始卵胞卵の生存性を正確に解析するために、卵巣小片を免疫不全マウスに移植し、卵胞の形態的・機能的発育および卵の発生能を解析した。胞状卵胞の発育を示すマウスの膣開口率は45秒区では43.5%(10/23匹)、7分区では42.9%(9/21匹)、および15分区では33.3%(7/21匹)であった。45秒区では8匹のマウスから直径115μm以上のフルサイズに達した卵が59個、7分区では7匹のマウスからフルサイズ卵が38個回収されたのに対し、15分区では1匹のマウスから変性卵が1個のみ回収された。体外培養後、45秒区では33.9%(20/59個)のフルサイズ卵が成熟し、そのうち84.2%(16/19個)が受精した。一方、7分区では50%(19/38個)のフルサイズ卵が成熟し、そのうち78.9%(15/19個)が受精した。15分区の変性卵の体外培養は実施しなかった。卵胞の発育状況のマーカーとして、膣が開口したマウスの末梢血中インヒビン濃度を測定すると、45秒区では10.5±1.4ng/mlおよび7分区では9.2±1.4ng/mlであったが、15分区では1.5±0.3ng/mlと明らかな低値を示した。

以上の結果から、卵巣組織をガラス化液に45秒から7分間浸漬し冷却した場合には、原始卵胞はヌードマウスに移植することで胞状卵胞へと発育し、さらにそこに含まれる卵が成熟能および受精能を有することが明らかとなった。一方、15分間ガラス化に浸漬した場合には、卵胞の発育が著しく阻害され、ガラス化液の毒性の影響が窺われた。マウス体内で発育させたブタ原始卵胞卵由来の発育卵の胚発生能は極めて低い。しかしながら、これまでの成果から、マウスから回収したブタ卵に、ブタ体内で発育した卵を用いて作製した細胞質小片を3個融合させると(融合卵の作製)、その後の胚発生能が著しく改善することが明らかとなった。細胞質小片の作製時には、褐色および透明な細胞質小片の2種類が作られるが、これはミトコンドリア等の細胞質内小器官の量の違いによるものである。一方、近年、受精後の胚発生能は卵細胞質内のミトコンドリア含量との関連が高いことが示唆されている。そこで今年度では、原始卵胞卵に由来する回収卵に、細胞小器官を多く含んだ褐色の細胞質小片、あるいは細胞質小器官の少ない透明な細胞質小片を3個融合させ、体外受精後の胚発生能を比較解析した。21匹のヌードマウスから520個の直径115μm以上のフルサイズに達したブタ卵が回収され、体外成熟後155個がMII期に移行した(成熟率30%)。屠場ブタ卵から遠心操作によって褐色および透明細胞質小片を作製し、それぞれ3個ずつ回収卵に融合させた。褐色および透明細胞質小片のそれぞれの融合率(融合卵の作製率)は、74%(59/80個)および54%(13/24個)であった。体外受精後、褐色細胞質小片からなる融合卵は59個のうち3個が胚盤胞へ発生し(胚発生率5%)、透明細胞質小片からなる融合卵は13個のうち5個が胚盤胞へ発生した(胚発生率38.5%)。胚盤胞の細胞数は2050個であった。マウス由来のブタ卵の胚発生率が1%以下であった結果(Kaneko et al.2006)に比較して、融合卵の作製によって胚発生率は明らかに増加した。しかしながら、当初の予想とは異なり、細胞小器官が少ない透明細胞質小片を融合した場合において、褐色細胞小片の融合時より高い胚発生率を示す傾向があり、発生率の改善にはミトコンドリア量の変化ばかりではなく、ミトコンドリアの機能変化あるいはATP等の細胞質成分の関与も窺われた。原始卵胞卵は個体再生の潜在的な資源と考えられる。原始卵胞卵を活用するためには、そのままでは発生能を持たない原始卵胞卵を人為的に発育させ初期胚、最終的には個体にまで発生させる系の開発が必要である。しかしながら、マウス体内で発育させたブタ原始卵胞卵由来の発育卵の胚発生能は極めて低い。これまでの本課題の研究成果から、このような回収卵に、ブタ体内で発育した卵から作製した細胞質小片を融合させると、胚発生能が著しく改善されることが明らかとなった。胚発生能改善の理由の一つとして、細胞質の融合によってミトコンドリアの活性が増加したことが想定される。最近、脂肪酸をエネルギー産生の場であるミトコンドリア内部に運搬するLーカルニチンが、ブタおよびマウスの卵の発生能を向上させたと報告されている。そこでH24年度では、胚発生能改善法の開発の一環として、マウスから回収したブタ卵の成熟培地に、Lーカルニチンを添加し、回収卵の発生能の変化を解析した。合計21匹のヌードマウスから583個の直径115μm以上のフルサイズに達したブタ卵を回収し、半数を10 mg/mlのLーカルニチンを添加した成熟培地(添加群)で、半数をLーカルニチンを添加しない成熟培地(無添加群)で46時間培養した。培養後の卵の成熟率はカルニチン添加群では40.8±9.6%(4反復の平均値±標準誤差)、無添加群では42.8±9.9%であり、両群間に有意差は観察されなかった。ついで、これらの成熟卵に体外受精を行い培養7日後の初期胚の発生率を観察した結果、両群とも初期胚の発生は観察されなかった。
大腸菌ゲノム情報の動的解析を支援するための計算機シミュレーションに関する研究

大腸菌のリン代謝に関して、定性的なシミュレーションと定量的シミュレーションを行った。定性的シミュレーションでは、VETSのコントロールパネル上の仮想環境のリン酸濃度を4μM以下の低濃度に設定すると、ルールセレクターがリン酸飢餓に関する機能ルールを選択し、選択された機能ルールは実行に必要な遺伝子を呼び出すことが再現できた。また、機能ルールが実行される様子を、パネル上にTaskTracerと呼ばれるプログラムによって表示するとともに、機能ルールのどの部分が実行中であるかが表示されるようにできた。定性的シミュレーションは、反応の因果関係を整理し、環境との関わりの中で理解する助けとなる。また、既知情報を整理し視覚的に表現することで生命現象の流れの前後関係を把握し易くするツールとして利用できると考えられた。定量的シミュレーションは、アナログデジタル混載回路の設計手法を用い、まずリン酸代謝マップを電気回路図に書き改めた。階層性を持たせるために、回路図中のいくつかの反応を一つの反応系として纏め、最終的にリン酸取り込み系としてpitとPstを有し、細胞内に取り込まれたリン酸は代謝で消費され、残ったリン酸が菌体内リン酸として蓄積されるというモデルを構築した。この簡略化したモデルを、SpectreHDLを用いてプログラム記述した。大腸菌がリン酸を取り込むトランスポーターの部分に比リン酸取り込み速度rp、取り込んだリン酸の代謝における消費に比リン酸消費速度に関する係数αというパラメータを用いることとし、このパラメータを決定するために、リン酸制限下のケモスタット連続培養実験を行った。その測定データからパラメータrp、αを決定し、シミュレーションを行った。全体として実験結果とシミュレーションの結果は良く合っており、このレベルでのモデルが正当であることが示された。
顔画像による個人の認識・認証並びに表情の認識システムの構築

本研究の目的は、1.等濃線分布を用いた本人認証システムの構築、2.表情顔の抽出と表情認識システムの構築、3.本人認証システムに電子透かし技術を用いた場合における信頼性の向上に関する検討の3つである。上記研究期間で、1.においては,家庭用ディジタルビデオカメラとノートPCを用いたシステムの構築を進めており,細部の修正はあるものの大まかなシステムの構築は完成している。この間,新たに提案した2値画像の領域境界線に適したチェインコード化手法では大きな成果を挙げている。この手法を用いることによって複雑な輪郭を持った領域や図形に対し,領域境界線を途切れることなくチェインコード化をすることが可能となった。これは,本人認証システムだけではなく,様々な分野への応用も考えられる。今後は,この手法を本人認証システムへ導入していく予定である。2.においては,表情を表出することで皮膚の位置や部位の大きさが大きく変化することを考慮し,平常の顔から表情を表出するまでの顔の特徴を安定して抽出する手法を検討し,従来用いていた方法に比べ,若干ではあるが表情の認識率は向上した。これ以外にさまざまな角度からの表情認識を可能とするため,顔部位の位置情報から顔の角度を検出する方法について検討を行っているが,システムへの組み込みにはまだ至っていない。3.については,電子透かし技術を用い様々な方法で個人認証システムにおける信頼性の向上を図っているが幾つかの課題が残っている。本研究の目的は、1.等濃線分布を用いた本人認証システムの構築、2.表情表出した顔の抽出と認識システムの構築、3.本人認証システムに電子透かし技術を用いた場合における信頼性の向上に関する検討の3つである。平成19年3月現在、1.においては,家庭用ディジタルビデオカメラとノートPCを用いたシステムの構築を進めており,細部の修正はあるものの大まかなシステムの構築は完成している。本年度の研究において,新たに提案した2値画像の領域境界線に適したチェインコード化手法では大きな成果を挙げている。次年度は,この手法を本人認証システムへ導入していく予定である。本研究の目的は、1.等濃線分布を用いた本人認証システムの構築、2.顔の表情認識システムの構築、3.本人認証システムに電子透かし技術を用いることによる信頼性の向上を図ることに関する検討の3つである。上記1.に関しては汎用デジタルカメラとノートPCを用いたシステムの構築を進めてきた。平成19年度以降は新たに提案した2値画像の領域境界線を記述するのにより適した新しいチエーン符号化の手法の開発を進めてきた。この手法を用いることによって複雑な輪郭を持った領域や図形に対し、領域境界線を途切れることなくより効率的にチェーン符号化することが可能となった。この新しい符号化法を用いることにより、従来、画像ベースで行ってきた本人認証システムにおける照合作業を符号化ベースで行うことが可能となり大幅な照合時間の短縮を図れることが実験的にも確認された。上記2.に関しては、表情表出に伴って顔部品の位置が変化した場合でも安定して領域が抽出可能な手法を検討し、従来手法に比べ若干ではあるが表情認識精度は向上した。表情認識システムの実用化を考えた場合、傾いた顔からの特徴抽出を可能としなければならない。

この目的のためには任意の傾き顔からの特徴抽出を可能としなければならない。この目的のためには任意の傾き顔に対し特徴抽出領域を自動的に設定することが出来なければならない。これらの点について顔の傾きの自動検出法等を含め様々な方法を検討してきたが今のところ具体的成果は得られていないがかなり研究としては進んできた。3.については、等濃線に透かし情報を埋め込む方法、等、個人認証システム信頼性向上のための手法について検討を図ってきたがまだ幾つかの課題が残っている。
光増感剤のフラーレン包接錯体を水に可溶化する 感温性ナノキャリアの開発

感温性ブロックおよびC_60と親和性の高いブロックからなる二重親水性ブロック共重合体を制御ラジカル重合法で合成した。このポリマーは水に不溶なC_60を水に可溶化できた。このC_60とポリマーのコンプレックスは体温より少し高い温度でサイズが増加するので体内に導入した場合、温めることでその周辺にC_60を集積化できる。さらに光照射するとC_60からDNAを破壊可能な活性酸素を発生した。したがってこのポリマーは光線力学的療法に利用できると期待される。本研究では病変部を体温よりわずかに加温することで、その周辺細胞のみに薬物を内包した感温性ナノキャリアを集積して、特異的に細胞内に取り込まれ易くする技術を開発することを目的とした。特に、内包薬物として光線力学的療法(PDT)用の光増感剤で、一重項酸素の発生効率の高いフラーレン(C_<60>)の使用を検討した。これを感温性ナノキャリアの内包薬物に用いることで副作用が少なく治療効果の高いPDTの構築を目指した。具体的には、生体適合性でC_<60>との親和性が高いことが知られている親水性のポリ(N-ビニルピロリドン)(PNVP)を用いてC_<60>を水に可溶化することを検討した。モノマーのNVPは非共役であるため通常の制御ラジカル重合法では重合の制御が困難で、ブロック共重合体を合成できない。そこで本研究では有機テルル化合物を使用した制御ラジカル重合法のTERP(organotellurium-mediated living radical polymerization)で重合を行うことで感温性のポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)とPNVPによるジブロック共重合体を合成した。今年度は、TERPによるPVPとPNIPAMのジブロック共重合体合成における最適条件を検討した。さらに合成した、ジブロック共重合体のPNVP-b-PNIPAMの水中での会合挙動について検討した。室温ではPNVPおよびPNIPAMブロックの両方が親水性なのでユニマー状態で溶解するが、昇温によりPNIPAMの下限臨界溶液温度(LCST)以上の温度でPNIPAMをコアとする高分子ミセルを形成することを確認した。本研究では病変部を体温よりわずかに加温することで、その周辺の細胞のみに薬剤を内包した感温性ナノキャリアを集積化して特異的に細胞内に取り込まれ易くする技術を開発することを目的としている。特に内包薬物として光線力学的療法(PDT)用の光増感剤で、一重項酸素の発生効率の高いフラーレン(C60)の使用を検討した。これを感温性ナノキャリアの内包物に用いることで副作用が少なく治療効果の高いPDTの構築を目指した。具体的には生体適合性でC60との親和性が高いことが知られている親水性のポリ(N-ビニルピロリドン)(PNVP)を用いてC60を水に可溶化することを検討した。今年度は、TERPによるPVPとPNIPAMのジブロック共重合体合成を行った。さらに得られた二重親水性ジブロック共重合体とC60を混合することで、水溶性のミセル状会合体を作製した。この会合体はコアがPVPとC60のコンプレックス、シェルは感温性のPNIPAMで形成されていることをNMRおよび光散乱測定により確認した。一般的に100200 nm程度の粒径の微粒子が、通常の組織に比べて腫瘍組織に取り込まれ易くなることが知られている(EPR効果)。今年度は、会合体の形成という目的は達成したが、会合体の粒径を100200 nm程度に調製できなかったため、研究計画より更に多くの組成のポリマーの合成が必要となった。フラーレン(C60)は光照射による一重項酸素発生の量子収率が0.96と非常に高いため、光線力学療法(PDT)用の光増感剤としての利用が期待されているが、疎水性が高く水に不溶である。そこでC60への親和性の高いポリ(N-ビニルピロリドン)(PNVP)と感温性のポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)による二重親水性ジブロック共重合体を使用することで、C60を水に可溶化した。PNIPAMは室温で水に溶解するが、温度を上昇させると、ある温度で脱水和が起こり水に不溶となる。この温度は下限臨界溶液温度(LCST)と呼ばれている。モノマーのNVPは非共役で、NIPAMは共役モノマーであるため通常の制御

ラジカル重合法ではブロック共重合体の合成はできない。そこで本研究では、非共役および共役モノマーの両方の重合を制御可能な有機テルル化合物を使用した制御ラジカル重合法のTERPを用いることで感温性のPNIPAMとPNVPによるジブロック共重合体を合成した。重合を行う際に反応条件を調整することで、さまざまな組成のポリマーを合成した。また得られたポリマーの分子量分布は非常にせまかったので、構造の制御されたポリマーを得ることに成功した。C60とジブロック共重合体のコンプレックスは体温付近で100 nm程度の粒径だったが、37°Cより高い温度で200 nm程度に増加した。したがってコンプレックスを体内に導入した場合、患部周辺を温めることで、その周辺にC60を集積化できると期待される。コンプレックスの水溶液に対して光を照射すると光増感剤のC60から一重項酸素を発生することを確認した。さらにこの一重項酸素はDNAを切断した。つまりこのコンプレックスは光を照射することで、その近傍に存在する細胞に損傷を負わせることが可能である。したがって、今後PDTの実用化に向けて展開できると期待される。PVPは合成する時のラジカル重合の成長反応において、成長末端のラジカルが共鳴構造を形成しないため、非常に成長末端ラジカルは活性が高い。N-ビニルピロリドンは非共役モノマーと呼ばれている。またPNIPAMの場合、ラジカル重合の成長反応において、成長ラジカルは共鳴構造を形成するために、ラジカルの反応性は低下する。NIPAMのようなモノマーは共役モノマーと呼ばれている。一般的に、このような非共役モノマーと共役モノマーによるブロック共重合体の合成は大変困難であることが知られている。しかし、今回制御ラジカル重合法のTERPを用いることで、PVPとPNIPAMの二重親水性のジブロック共重合体の合成に成功した。さらに、得られたジブロック共重合体とC60を混合することで、水中でミセル状の会合体を形成することを確認できた。しかし、会合体の粒径を目的の100200 nm程度の範囲にすることができなかった。したがって達成度は最初の計画に比べるとやや遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今のところPVPとPNIPAMの二重親水性のジブロック共重合体の合成には成功したが、このジブロック共重合体とC60によるコンプレックス形成により得られる会合体の粒径の制御ができていない。この問題を解決するためには、ジブロック共重合体を合成するときにPVPとPNIPAMの分子量を最適になるように調節したポリマーを合成する必要がある。TERPを用いた重合方法は、最初のテルルを含む触媒とモノマーのモル比を調節することで、得られるポリマーの分子量を制御できる。したがって、100200 nm程度の粒径になるようにPVPとPNIPAMの分子量を調製したジブロック共重合体を合成する。目的のポリマーの合成に成功したら、水中でのC60との会合体形成を行う。会合体はコアがPVPとC60で形成され、外側のシェルは感温性のPNIPAMで形成される。昇温するとPNIPAMが疎水性になり、会合体間での高次の会合体が形成され粒径の増加が観測される。
津波避難タワーを含む市街地における津波避難時の災害時要援護者の支援に関する研究

本研究は、津波避難タワーを含む市街地における災害時要援護者(以下、「要援護者」と略す)の津波からの搬送避難に関するものである。要援護者の避難支援には、車いす、介助車、シルバーカー、リヤカー、簡易担架、ストレッチャーといった搬送機材の検討が必要である。実験や訓練時の測定等により、搬送手段及び経路の縦断勾配ごとの搬送速度の分析・検討を行い、要援護者を効率的に搬送するための基礎的知見を得て、津波避難計画の有効性を検証する手法を確立することを本研究の目的とした。具体的な実績としては、平成29(2017)年度に、「津波避難タワーにおける要援護者の搬送速度に関する実験」を高知県中土佐町にて行った。津波避難タワーを含む避難経路における搬送避難速度および勾配と距離を計測した。得られたデータをもとにした成果を、日本建築学会計画系論文集に投稿準備中である。本研究の独自性は、コミュニティの特性という避難準備時間における社会的要因をも考慮した、要援護者の避難予測式を確立することにある。機種ごと・勾配ごとに異なる速度が得られた。「避難準備時間」における要援護者を機材に搭乗させる時間ならびに、先行研究では明らかにされていない、津波避難タワーにおける複数の搬送機材を同一条件下で用いた避難速度を、実験を通じて明らかにした。上記の工学的検討に加え、コミュニティの特性や住民構成などを考慮するために、住民やコミュニティからの聞き取り調査を通じて、どの搬送手段が災害当日に最も使用しやすいかという検討を行った。今後、それらを用いて、より実用的な予測とすることによって、津波災害における人的被害の軽減に貢献したい。29年度が最終年度であるため、記入しない。