hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イッテルビウム化合物における新規 4f 電子物性の研究

この点に関しては、濃縮した同位体123Sbを購入し(123Sbの共鳴条件は195Ptと大きく異なる)、それを用いたYbPtSbを作製することで、121SbのNMR信号の影響を除外することで解決し、T1を測定することができた。これにより、YbPtSbの動的状態を調べることが可能となった。本研究の目的の一つは、「Yb化合物でみられる非常に大きな低温電子比熱係数の起源の解明」である。Ce化合物などで観測されている自由電子の数百倍の大きな電子比熱係数は通常、伝導電子と4f電子の混成効果によって重い電子状態が形成されることに起因する。しかし、今回のNMR実験でYbPtSbにおいては混成効果による重い電子状態の形成はほとんどないことを明確にすることができた。つまり、YbPtSbの大きな低温電子比熱係数の起源は重い電子状態の形成のためではない。この物質における新たな知見として、約10Kを境に1/T1の温度変化が高温と大きく異なっており、高温の局在し、相互作用が弱い状態で揺らいでいる4f電子の状態とは別の状態が低温で形成されていることが示唆される結果を得ることができた。本研究の二つ目の目的である「Yb化合物の小さな磁気モーメントによる磁気秩序」の機構を調べることである。YbPtSbでも400mK以下で0.1muB以下の小さな磁気モーメントによる磁気秩序が報告されている。モーメントがこのように小さい原因はまだ明らかになってはいない。本研究の現段階ではこの問題に対する明確な答えは出すことができていないが、先に述べたように今回観測した10K以下の高温とは異なる電子状態の形成がモーメントを小さくすることと関係していており、その解明が今後の課題と考えている。現在進行中のYbPtSbの研究をさらに進めることに加えて、重い電子系物質であるYb2Ni12P7を対象に加えて、実験を行う。YbPtSbについては10K付近で電子状態が変化することを見出した。しかし、10Kに近い温度領域ではPtのNMR信号の強度が非常に弱くなり、スペクトル、1/T1などの測定が困難であった。そこで、信号強度の強いSb核に測定対象とるす核を換え、核スピン-スピン緩和率1/T2の磁場変化を測定する。これによって期待されるのは、電子状態の変化が磁気的なものか、そうでないか、を明らかにすることである。Yb2Ni12P7はYbPtSbほどではないが大きな電子比熱係数をもつ物質である。約150Kまでは局在電子系で観測されるCuire-Wiess型の磁化率を示し、50K近傍でCuire-Wiess型の変化からずれ、価数揺動的になっているようにも見える。しかし、20K以下で磁化率は再び増大する。この低温の増大が不純物のためか、本質的なものかを核磁気共鳴(NMR)実験によって明らかにする。また、価数揺動物質であった場合、4f電子が高温の局在状態から低温の遍歴状態(重い電子状態)に連続的に変化する過程を1/T1などで観測できればYb化合物の重い電子状態の形成の理解につながる。Ce化合物ではいくつか報告があるが、Yb化合物で4f電子の重い電子状態への移行過程を観測した例はほとんどないからである。このような手法により今後、非常に大きな電子比熱係数の起源と一般的な重い電子状態の形成過程の両方を測定し、結果を比較することでYb化合物の低温状態の系統的な理解を図る。「温度制御システム整備」温度コントローラー、温度センサー、金属材料などを購入し、測定温度をさらに安定化し測定環境を整える。NMR測定には温度を長時間に一定されることが不可欠である。現有のコントローラーは特定のNMRプローブのみに対応している。
脂質二分子膜中のレセプター蛋白による超分子形成とその機能の発現

本年度の研究業績の概要は以下の様である.1)単分子膜貼り合わせ法により作製した人工平面脂質二分子膜中でグルタミン酸受容イオンチャンネル蛋白のアゴニスト間及びレセプター間の化学選択性を記述することを目的として,アゴニスト活性の異なる二つのタイプのグルタミン酸受容イオンチャンネル蛋白(NMDA及びnon-NMDAタイプ)を包埋した脂質二分子膜複合場において,個々のタイプのレセプターのイオンチャンネル活性を選択的に識別して発現できることを見出した.2)人胎盤から抽出,精製したインスリンレセプターを用いる,インスリンの超分子形成に伴う情報伝達を原理とする新規化学センシング法を構築することを目的として,そのために必要なインスリンレセプターの単離,精製及びその同定を行い,組織重量当たり収率約0.01%でインスリンレセプターを得ることに成功した.3)牛脳から単離,精製したカルモジュリン(CaM)蛋白と合成ペプチドM13(ミオシン軽鎖カイネースのCaM結合部位のモデルペプチド)を用いて,超分子(Ca^<2+>/CaM/M13三元錯体)の形成に基づく表面プラズモン共鳴(SPR)の変化を測定することに成功した.4)極性基の異なるリン脂質,フォスファチジルセイン(PS)及びフォスファチジルコリン(PC)単独のリポソーム(SUV)が,メルカプトプロピオン酸で疎水化した金電極上へ融合する過程をspr法によりreal timeで観測することに初めて成功した.また,この疑似凝集生体膜上での蜂毒メリチン反応を同じくSPR法で追跡できることを見い出した.本年度の研究業績の概要は以下の様である.1)単分子膜貼り合わせ法により作製した人工平面脂質二分子膜中でグルタミン酸受容イオンチャンネル蛋白のアゴニスト間及びレセプター間の化学選択性を記述することを目的として,アゴニスト活性の異なる二つのタイプのグルタミン酸受容イオンチャンネル蛋白(NMDA及びnon-NMDAタイプ)を包埋した脂質二分子膜複合場において,個々のタイプのレセプターのイオンチャンネル活性を選択的に識別して発現できることを見出した.2)人胎盤から抽出,精製したインスリンレセプターを用いる,インスリンの超分子形成に伴う情報伝達を原理とする新規化学センシング法を構築することを目的として,そのために必要なインスリンレセプターの単離,精製及びその同定を行い,組織重量当たり収率約0.01%でインスリンレセプターを得ることに成功した.3)牛脳から単離,精製したカルモジュリン(CaM)蛋白と合成ペプチドM13(ミオシン軽鎖カイネースのCaM結合部位のモデルペプチド)を用いて,超分子(Ca^<2+>/CaM/M13三元錯体)の形成に基づく表面プラズモン共鳴(SPR)の変化を測定することに成功した.4)極性基の異なるリン脂質,フォスファチジルセイン(PS)及びフォスファチジルコリン(PC)単独のリポソーム(SUV)が,メルカプトプロピオン酸で疎水化した金電極上へ融合する過程をspr法によりreal timeで観測することに初めて成功した.また,この疑似凝集生体膜上での蜂毒メリチン反応を同じくSPR法で追跡できることを見い出した.
Pax遺伝子群によって調節される神経発生機構の解析

神経系における細胞間の複雑な結合は、部域特異的な制御因子の発現と、それに続くシグナル分子やレセプター分子、細胞表面分子の発現調節によっていると考えられる。本研究では、神経系の分化と形成に重要な働きをする分子は、神経系の形成のごく初期に発現が誘導されてくるであろうとの予測に基づいて、制御遺伝子の標的遺伝子として、それらの分子の同定を試みようとしている。遺伝子の発現が細胞、組織の分化過程と相関していること、遺伝子群のいくつかのものについては突然変異体の表現型が特定の構造の欠失を伴うことなどから、ショウジョウバエのpaired遺伝子のホモローグとして同定されたPax遺伝子群に注目して研究を行っている。本年度の研究成果は以下の点である。(1)ニワトリの2から5日胚のcDNAから、RT-PCR法によってニワトリのPax遺伝子の同定を行った。Pax1.2.3.6.7.9のcDNA断片が同定できた。(2)PCRクローンをプローブとして、Pax遺伝子群の中で神経系形成の後期にまで発現しているものを同定した。9日胚の脳のcDNAライブラリーをスクリーニングした結果、Pax6と7のみが単離できた。cDNAの全長を単離し、塩基配列を決定した。Pax7の全長のcDNAは、本研究が初めて明らかにできた。(3)遺伝子の発現を個々の細胞レベルで明らかにし、また標的遺伝子の単離へとアプローチするためには、特異性の高い抗体が必須である。そこで、cDNAの部分を大腸菌で発現させて得られたペプチドを抗原として、Pax6および7に対する特異的なポリクローナル、モノクローナル抗体を作成した。現在、これらの抗体を用いて、Pax遺伝子の発現を詳細に解析している。
ナノ蛍光体を用いた大気圧プラズマ照射下の液中ラジカル挙動の観測と還元処理への応用

水溶液中に分散させた蛍光体微粒子をプローブとして,大気圧プラズマ照射による水溶液中での化学プロセスを観測することを目的とし,大気圧プラズマ発生装置の製作と生成ラジカルの分光による評価,蛍光体微粒子の合成とプラズマ照射による還元反応の時間分解および空間分解観測を試みた.大気圧プラズマ発生装置においては,キャリアガス導入部と電極を一体化することにより,He,Ne,Ar,Krの4種のガスを用いて大気圧室温下で安定してプラズマを生成することに成功した.ArおよびKrガスを用いて水面にプラズマを照射した場合,放電が水中へ進展することが観測された.また,分光測定によりArおよびKrではHeおよびNeと比べ,気中からのOHラジカルからの発光は小さいこと,Arでは水中部からのOHラジカルによる発光強度の相対比が大きくなることがわかった.プローブとして用いる蛍光体としてKSrPO4:Euをクエン酸錯体重合法により合成した.合成した蛍光体微粒子を水に分散させ,大気圧プラズマを照射したところ,Eu2+による発光が照射時間とともに増大し, KSrPO4:Eu中のEuが3価から2価に還元されていることがわかった.照射後の過酸化水素濃度の定量から,還元によりOHラジカル(またはOHラジカルが生成される反応経路で生成される他の活性種)が還元反応に寄与している可能性があることがわかった.さらに,多孔質アルミナに蛍光体を担持した蛍光体板を用いることで,還元反応の空間分解観測も試みた.その結果,プラズマ放電部近傍で生じる強い還元と液中で一様に生じる弱い還元の2種類の還元プロセスが混在している可能性があることがわかった.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。水溶液中に分散させた蛍光体微粒子をプローブとして,大気圧プラズマ照射による水溶液中での化学プロセスを観測することを目的とし,大気圧プラズマ発生装置の製作と生成ラジカルの分光による評価,蛍光体微粒子の合成とプラズマ照射による還元反応の時間分解および空間分解観測を試みた.大気圧プラズマ発生装置においては,キャリアガス導入部と電極を一体化することにより,He,Ne,Ar,Krの4種のガスを用いて大気圧室温下で安定してプラズマを生成することに成功した.ArおよびKrガスを用いて水面にプラズマを照射した場合,放電が水中へ進展することが観測された.また,分光測定によりArおよびKrではHeおよびNeと比べ,気中からのOHラジカルからの発光は小さいこと,Arでは水中部からのOHラジカルによる発光強度の相対比が大きくなることがわかった.プローブとして用いる蛍光体としてKSrPO4:Euをクエン酸錯体重合法により合成した.合成した蛍光体微粒子を水に分散させ,大気圧プラズマを照射したところ,Eu2+による発光が照射時間とともに増大し, KSrPO4:Eu中のEuが3価から2価に還元されていることがわかった.照射後の過酸化水素濃度の定量から,還元によりOHラジカル(またはOHラジカルが生成される反応経路で生成される他の活性種)が還元反応に寄与している可能性があることがわかった.さらに,多孔質アルミナに蛍光体を担持した蛍光体板を用いることで,還元反応の空間分解観測も試みた.その結果,プラズマ放電部近傍で生じる強い還元と液中で一様に生じる弱い還元の2種類の還元プロセスが混在している可能性があることがわかった.水溶液中に分散させた蛍光体微粒子をプローブとして,大気圧プラズマ照射による水溶液中での化学プロセスを観測することを目的とし,大気圧プラズマ発生装置の製作と生成ラジカルの分光による評価,蛍光体微粒子の合成とプラズマ照射による還元反応の観測を試みた.大気圧プラズマ発生装置においては,キャリアガス導入部と電極を一体化することにより,Ar,Ar+H2(3%),He,He+H2(3%)の4種のガスを用いて大気圧室温下で安定してプラズマを生成することに成功した.Arガスを用いて水面にプラズマを照射した場合,放電が水中へ進展することが観測され,分光測定により水中部からのOHラジカルによる発光強度の相対比が大きくなることがわかった.プローブとして用いる蛍光体としてKSrPO4:Euをクエン酸錯体重合法により合成した.合成した蛍光体微粒子を水に分散させ,大気圧プラズマを照射したところ,Eu2+による発光が照射時間とともに増大し,KSrPO4:Eu中のEuが3価から2価に還元されていることがわかった.また,キャリアガスに水素を導入することでEu2+による発光が増大することがわかった.大気圧プラズマ照射による水溶液中の還元反応の観測そのものには成功しているので,おおむね順調であるといえる.しかし,まだ定性的な評価の段階にとどまっており,蛍光体粒子をプローブとして用いることの利点として挙げられる時間・空間分解測定のような定量的な評価はまだ達成できていない.また,プローブとしての感度を高めるための粒子のナノサイズ化についても着手した段階であるため,これらが今後の課題として挙げられる.プラズマ分光測定の結果との対応からOHラジカルが還元反応に寄与している可能性があるが,対応をはっきりさせるため,テレフタル酸を用いたOHラジカルの生成量の定量的な評価をしていく予定である.また,蛍光体をプローブとして用いることを生かしてin-situの時間・空間分解測定を,また逆ミセル法により蛍光体粒子をナノサイズ化し,比表面積を大きくすることでプローブとしての感度を高めることを次年度の目標としたい.25年度が最終年度であるため、記入しない。
力量あるCH挿入反応を鍵とする生物活性天然物の効率的合成

本年度は、本研究のテーマであるRh触媒による分子内CH挿入反応を活用してハイブリッド型ポリフェノールのソホラフラバノンHの全合成を達成した。まず、ジフェニルアセトン誘導体からジフェニルジアゾメタン誘導体を合成した。鍵となるジヒドロベンゾフラン環は、Rh触媒を作用させた分子内CH挿入反応により立体選択的に構築した。さらに、合成したジヒドロベンゾフラン環は再結晶することで光学的に純粋な化合物として得られ、絶対配置を含む構造の確定はX線結晶構造解析により達成した。続いて臭素原子部分にアルデヒドを導入後アルドール反応により、環化前駆体となるカルコン部分を構築した。この後に、リバースモードのClaisen転位反応により位置選択的なプレニル基の導入を行った。その後、オキシマイケル反応によりフラバノン環を構築した。さらに、得られた両異性体混合物を分離と保護基の除去を行い、一方のジアスレオマーからは天然物と一致する化合物を得た。ソホラフラバノンHの絶対配置の決定は、それぞれの単量体のCDスペクトルとの比較により構造決定を行なっている。本研究では、我々が合成したソホラフラバノンHのフラバノン環の両異性体に関してそれぞれのCDスペクトルを測定したところ、顕著な違いが見られた。さらに、計算化学を活用して天然物のCDを予測したところ、フラバノン環の立体化学が2S体と良い一致を示した。本研究により、合成、CDを測定と計算化学を組み合わせることで、これまで困難であった重要な課題であるハイブリッド型天然物の構造確定に強力な手段となることも見出した。昨年度のプリンセピンに引き続き、ソホラフラバノンHの全合成を達成することに成功した。また、合成とCD測定を組み合わせることで、通常困難なハイブリッド型天然物の構造確定が可能になることを明らかにした。さらに、鍵反応としてジアリールジヒドロベンゾフラン環構築に用いた不活性なCH結合への挿入反応は、炭ー炭素結合形成反応の際に求電子側に脱離基やカルボニル基を一切必要としない魅力的な反応である。そのため、前駆体となる水酸基等からの変換の必要もなく、煩雑な保護や脱保護の段階も軽減する魅力的かつ力量のある環境調和型の合成方法論である。今後は、臨床での好成績の結果、海洋天然物初の抗ガン剤として承認と上市された海洋産アルカロイドのエクチナサイジン743の合成に注力していく。過去の類似のイソキノリンアルカロイドの合成を参考にしてB環のベンジル位を安定なメチレンとして進める合成ルートにより、中間体の安定供給を行う。5環性の骨格構築後、Nsナイトレンによる挿入反応により、酸化段階を整えることでルートの大幅な短縮と効率化が可能になる。現在,PharmaMar社では発酵法により大量に得られる類似のcyanosafracin Bから半合成によりEt 743の大量供給を行い、ヨンデリスという製品名にて抗悪性腫瘍剤として発売されている。この半合成でもB環のベンジル位の酸化が問題となっているため、本研究で目指すCH挿入反応は意義が大きいと考えている。本年度はCH挿入反応を鍵反応として用いてハイブッリドポリフェノールのソホラフラバノンHの全合成に成功した。ソホラフラバノンHは、マメ科植物の根より単離・構造決定されたフラボノイドである。フラバノン骨格と2,3-ビアリールジヒジヒドロベンゾフラン骨格が複合した特異な構造を有しており、抗腫瘍活性や耐性菌に対する抗菌活性など、単骨格では得られない興味深い生物活性が確認された。それらは特徴的な複合骨格に起因すると考えられ、創薬シーズとして期待されている。天然の微量成分であるため絶対立体化学の決定も類推に留まっており、構造活性相関研究にも興味が持たれた。そこで、効率的で柔軟な合成法の確立を目的として合成研究を行った。本合成では、二つの鍵骨格の立体選択的な構築が鍵となる。そこで、当研究室で開発された不斉CH挿入反応によるジヒドロベンゾフラン骨格構築法やフラボノイド合成の知見を活かし不斉全合成を試みた。まず、安価な安息香酸誘導体を位置選択的に修飾し、ビアリールジアゾメタンを合成した。続いて、鍵となる不斉CH挿入反応により2,3-ビアリールジヒドロベンゾフラン骨格を構築した。さらに、ベンズアルデヒド誘導体へと変換し、別途調製したアセトフェノンとアルドール縮合することでカルコンを合成した。続いて、遊離の水酸基へのアリル化と分子内Claisen転移反応にて位置選択的にプレニル基を導入した。続いて(DHQ)2PALによる分子内環化反応にてフラバノン骨格を構築した。最後に脱保護により天然物の全合成を達成した。全合成の最終段階であるフラバノン骨格の構築では2種のジアステレオマーが得られたが、それぞれを脱保護することにより天然体のCDスペクトルと一致する化合物が得られた。さらに、CDスペクトル解析でフラバノンの絶対立体配置の決定を行った。環化成績体のCDスペクトル情報と理論計算の予測値とを比較した結果、天然物へと導けたジアステレオマーはS体であったため、ソホラフラバノンHのフラバノンの立体をS体であると決定した。本合成法は構造活性相関研究に向けて、ジアステレオマーやフラボン体など類縁体合成を展開可能である。

鍵となるジヒドロベンゾフラン環は、Rh触媒を作用させた分子内CH挿入反応により立体選択的に構築した。さらに、合成したジヒドロベンゾフラン環は再結晶することで光学的に純粋な化合物として得られ、絶対配置を含む構造の確定はX線結晶構造解析により達成した。続いて臭素原子部分にアルデヒドを導入後アルドール反応により、環化前駆体となるカルコン部分を構築した。この後に、リバースモードのClaisen転位反応により位置選択的なプレニル基の導入を行った。その後、オキシマイケル反応によりフラバノン環を構築した。さらに、得られた両異性体混合物を分離と保護基の除去を行い、一方のジアスレオマーからは天然物と一致する化合物を得た。ソホラフラバノンHの絶対配置の決定は、それぞれの単量体のCDスペクトルとの比較により構造決定を行なっている。本研究では、我々が合成したソホラフラバノンHのフラバノン環の両異性体に関してそれぞれのCDスペクトルを測定したところ、顕著な違いが見られた。さらに、計算化学を活用して天然物のCDを予測したところ、フラバノン環の立体化学が2S体と良い一致を示した。本研究により、合成、CDを測定と計算化学を組み合わせることで、これまで困難であった重要な課題であるハイブリッド型天然物の構造確定に強力な手段となることも見出した。昨年度のプリンセピンに引き続き、ソホラフラバノンHの全合成を達成することに成功した。また、合成とCD測定を組み合わせることで、通常困難なハイブリッド型天然物の構造確定が可能になることを明らかにした。さらに、鍵反応としてジアリールジヒドロベンゾフラン環構築に用いた不活性なCH結合への挿入反応は、炭ー炭素結合形成反応の際に求電子側に脱離基やカルボニル基を一切必要としない魅力的な反応である。そのため、前駆体となる水酸基等からの変換の必要もなく、煩雑な保護や脱保護の段階も軽減する魅力的かつ力量のある環境調和型の合成方法論である。今後は、NsナイトレンによるCH挿入反応によりNsアミドを導入した後、続く脱離反応によりキノンメチド中間体を発生させる。さらに、キノンメチドへの環化によりフロフラン骨格によりハイブリッド型ポリフェノール化合物のヘジオトールAと海洋天然物初の抗ガン剤として承認と上市されたエクチナサイジン743の全合成へと展開する。特に、エクチナサイジン743の合成では過去の合成を参考にすると、B環のベンジル位を安定なメチレンとして進める合成ルートは中間体の安定供給が可能になる。さらに、5環性の骨格構築後、NsナイトレンによるCH挿入反応により酸化段階を整えることでルートの大幅な短縮と効率化が可能になる。今後は、臨床での好成績の結果、海洋天然物初の抗ガン剤として承認と上市された海洋産アルカロイドのエクチナサイジン743の合成に注力していく。過去の類似のイソキノリンアルカロイドの合成を参考にしてB環のベンジル位を安定なメチレンとして進める合成ルートにより、中間体の安定供給を行う。5環性の骨格構築後、Nsナイトレンによる挿入反応により、酸化段階を整えることでルートの大幅な短縮と効率化が可能になる。
質量分析による高感度酵素活性測定法の開発

本研究は、奨励研究22931011「質量分析による高感度酵素活性測定法の開発」の課題の中で臨床的に有用な効果をもたらすことが予想される気管支肺胞洗浄液(BAL)中のシアリダーゼ活性測定について研究を行った。シアリダーゼによる酵素反応は、シアリダーゼ活性測定で最も利用されている人工基質である4-メチルウンベリフェリルノイラミン酸を4-メチルウンベリフェロン(4MU)とシアル酸に分解させる方法を利用した。得られた4MUを高速液体クロマトグラフ質量分析計(LC-MS)で測定する系を構築した。基礎性能の評価として日内・日差再現性、希釈直線性、検出感度を調べたところ良好な成績を得ることができたので気管支鏡検査が診断上必要であった患者から採取したBAL中のシアリダーゼ活性測定を行った。BAL中には塩酸リドカインを主成分とした咽頭麻酔薬が高濃度に含まれているが逆相シリカカラムで除去することによって4MUのイオン化を抑制することなく高感度に検出できることを確認した。間質性肺炎、新型インフルエンザ肺炎患者のBAL中シアリダーゼ活性を測定したところ、BAL中シアリダーゼ活性測定では、新型インフルエンザウイルス性肺炎3例のBAL中シアリダーゼ活性は68.3±43.1U/L、KL-6濃度は、1381±785.4U/mLであった。UIP患者7例のシアリダーゼ活性は、30.5±18.3U/L、KL-6濃度は、261.9±138.8U/mLであった。本測定法は、BAL中シアリダーゼ活性を測定する性能を十分有していた。UIP患者のシアリダーゼ活性及びKL-6濃度は、新型インフルエンザウイルス性肺炎患者よりも低値であった。UIPは、新型インフルエンザウイルス性肺炎よりも肺炎の進行が緩徐であることからUIP患者のシアリダーゼ活性値はその病態を反映していると考えられた。
オルソケラトロジーが角膜上皮、涙液成分、角膜知覚に及ぼす影響に関する基礎研究

オーバーナイトオルソケラトロジー治療6眼において、治療前後の屈折、視力、角膜形状解析、眼球高次波面収差、コントラスト感度、夜間視機能、瞳孔径、そして満足度についての評価を行った。その結果、様々な新知見が得られたが、まず、治療後にコントラスト感度は有意に低下し、この低下量は眼球高次収差の増加量と有意に相関することが判明した。また高次収差はコマ様収差、球面様収差のいずれもがコントラスト感度の低下量と有意に相関した。これらの変化量は近視矯正量とも有意に相関し、近視矯正量が大きくなるに従って収差は増え、コントラスト感度は悪化するという図式が浮き彫りとなった。さらに夜間視機能として薄暮時コントラスト感度を測定したところ、やはり治療後に有意な低下を示し、収差と近視矯正量と有意に相関したが、瞳孔径との相関は認められなかった。次にトポグラフィーから得られたマップ上で、治療後の扁平化領域の偏心量と偏心角度を測定した。そしてこの指標の収差や視機能との関係を検討したところ、まず偏心量は近視矯正量と有意に相関し、また偏心量は高次収差、コントラスト感度と有意に相関することが明らかとなった。つまり治療により矯正された領域が偏心すると眼球の光学特性は悪化し、視機能にも悪影響を及ぼすことが示唆され、偏心の方向としては耳側下方への偏位が主体であることも判明した。治療に対する満足度は、近視矯正量、裸眼視力、高次収差、コントラスト感度と相関することが分かったが、多変量解析にて近視矯正量と裸眼視力が大きく寄与することが明らかとなった。さらにコントラスト感度の低下が経時的に持続するのかについて、12ヶ月までの経過について検討したところ、経時的な有意差はみられず、つまり一度低下したコントラスト感度は治療を継続している限り、ほぼ一定の水準で経過することが分かった。治療中止により収差が元の状態に回復するか否かの検討も進めている。昨年度に行った角膜知覚の研究と角膜透過性、角膜上皮細胞間接着構造の研究についてもデータの蓄積をさらに行い、詳細な検討を進めている。これらの成果の多くは学会で発表済みであり、論文も一部アクセプトされた。1.オルソケラトロジーによる角膜知覚の変化オーバーナイトオルソケラトロジーを開始した17例34眼に対して、治療前および治療後3ヶ月での角膜知覚をCochet-Bonnet角膜知覚計を用い角膜中央、上方、下方、耳即、鼻側の5ポイントで測定した。その結果、治療後はすべての測定ポイントにおいて角膜知覚が有意に低下することが明らかとなった。この低下量は各部位による差は認められず、近視矯正量との相関もみられなかったが、年齢との相関が認められ、即ち加齢に伴いより強く角膜知覚が障害されることが判明した。オルソケラトロジーによる角膜知覚の変化を検討した報告はこれまでになく、以上の結果はいずれも新知見となった。現在、学会発表および英文論文の作成を進めている。2.家兎眼でのオルソケラトロジーによる角膜透過性の変化の検討Dk値の異なる2種の治療用レンズ(100および58)を家兎用に作成した。体重2kg前後のNew Zealand white rabbitに試作レンズを装着したが、当初はフィッティングが不良であったため、レンズサイズや各カーブのパラメーターを何度も変更しながら、良好なフィッティングが得られるようレンズを調整した。この調整に相当な時間を要したため、まだ詳細な検討は未施行であるが、今後これらのレンズを家兎に装用させ前眼部フルオロフォトメトリーにより角膜透過性を定量化しバリア機能を評価する予定である(平成18年度に施行予定)。3.家兎眼におけるオルソケラトロジー後の角膜上皮細胞間接接着構造の変化上記に示したように適切な治療用レンズの作成が可能となったので、このレンズを様々な期間において家兎に装用後させたのち角膜組織標本を作製し、免疫染色や電子顕微鏡による詳細な検討を行い、接着構造の変化を明らかにする予定である(平成18年度に施行予定)。

治療に対する満足度は、近視矯正量、裸眼視力、高次収差、コントラスト感度と相関することが分かったが、多変量解析にて近視矯正量と裸眼視力が大きく寄与することが明らかとなった。さらにコントラスト感度の低下が経時的に持続するのかについて、12ヶ月までの経過について検討したところ、経時的な有意差はみられず、つまり一度低下したコントラスト感度は治療を継続している限り、ほぼ一定の水準で経過することが分かった。治療中止により収差が元の状態に回復するか否かの検討も進めている。昨年度に行った角膜知覚の研究と角膜透過性、角膜上皮細胞間接着構造の研究についてもデータの蓄積をさらに行い、詳細な検討を進めている。これらの成果の多くは学会で発表済みであり、論文も一部アクセプトされた。
統一理論におけるニュートリノの質量と宇宙物理

平成57年度において本研究は、ニュートリノが小さな質量を持つ時の素粒子物理や宇宙物理に与える効果について研究を行った。成果としては次のものが上げられる。1.太陽ニュートリノ問題を解決するMSWのニュートリノ質量が大統一理論とコンシステントであり得ることを示した。2.上記の解は約10^<12>GeVの質量を持つ右巻ニュートリノが存在することを示しているが、この重いニュートリノの崩壊により宇宙のバリオン数を生成できることを示した。3.さらに上記のモデルを超対称性理論に拡張した場合重い右巻ニュートノはスカラーのパートナーを持つが、このスカラー場により自然にインフレーション宇宙が生成される超重力理論を発見した。上記のニュートリノ物理とは別に、超対称性統一理論における大問題の2つを解決した。1.ポロニ-問題がノースケール型の超重力理論で解決できることを示した。2.軽いヒッグス2重項を自然に生む新しいタイプの素粒子の統一理論を作ることに成功した。3.1.の問題と関連しているが、ダイナミカルに超対称性を破るモデルを発見した。またさらに、このモデルにはポロニ-問題が存在していないことを示した。・右巻ニュートリノのスカラー場がインフレートンになる可能性を超動理論に基づき調べ、それが可能な事を示した。またそのインフレートンの崩壊により充分なバリオン数生成が起ることも示した。・さらにSO(10)統一理論のもとで起る右巻ニュートリノのスカラー場のコヒーレントなモードによるバリオン数生成のメカニズムについても詳しく研究を行い論文として発表した。・Tripletのヒッグスを自然に重くするSO(10)大統一理論の模型を提案し,論文として発表した。平成6年度は超重力理論における宇宙論的困難の一つであるポロニ-問題の解を、スケールのない超重力理論を基に、発見した。現在この考えをさらに発展させて低エネルギーでの予言を行っている。また超対称標準理論においてニュートリノが質量をもてば、レプトン・フレーバーの破れが起こる。詳細に研究した結果、例えばμ→εγやτ→μγ崩壊が将来の実験でみつかるほど大きな崩壊確率を持ちうることを示した。さらにニュートリノが質量をもっている場合の宇宙物理への効果等をレビューしてそれを図書として出版した。平成7年度は、超対称大統一理論における大問題であるところの軽いヒッグス粒子の問題を解決できる理論を発見した。この新しい理論については一連の論文を発表した。また最近では、この新しい理論をSO(10)大統一理論をも含むように拡張した。この模型では、軽いヒックスの存在を説明できるのみならず、シ-ソ機構により軽いニュートリノを予言する。またさらに、ストリングスケールでゲージ結合定数が一致する模型を提案した。この模型には10^<10>GoVスケールにSU(3)_c-8とSU(2)-3次元の粒子が予言される。これらの粒子の宇宙論に与える効果も今後研究する必要がある。
肺腺癌の悪性化に関わるケモカインネットワークの解明

KRAS下流分子の網羅的解析の中で、候補遺伝子のケモカインに着目して発現解析を行った。幾つかの肺癌細胞株ではCXCL7の完全な発現の消失が見られた。臨床検体ではCXCL7とCXCR2の発現は正に相関していた。CXCL7の免疫染色では低分化腺癌で高発現していた。CXCL7高発現のがん細胞周囲ではリンパ球浸潤が目立つ症例も認められた。これらの結果からは、ケモカインが肺腺癌の進行や微小環境に関わっていると考えられた。発がん過程における主要癌遺伝子からのシグナル伝達を解明する目的で、KRAS遺伝子の下流分子の網羅的解析と同様の方法を変異型EGFR遺伝子を不死化気道上皮細胞にレトロウィルスを用いて遺伝子導入しマイクロアレイ解析を行った。その結果、両者の解析で共通して複数のサイトカイン遺伝子(CCL3, IL24, IL1B)の発現亢進が認められた。細胞株を用いたリアルタイムPCRによるmRNAの発現解析では、IL24, IL1Bが気道上皮細胞株や線維芽細胞株と比較して、肺癌細胞株での発現の減少や消失が認められた。肺腺癌手術症例を用いて、ヒト臨床検体におけるmRNAの発現解析を行ったところ、非腫瘍部と比較して腫瘍部ではIL24およびIL1Bの有意な発現低下を認めた。また、IL1Bは臨床病期を初期(Stage I)と進行期(StageII-IV)に分類し発現を比較した結果、進行期では初期よりも発現が有意に低下していた。腫瘍部での発現低下や癌の進行に伴う発現低下は、これらサイトカイン遺伝子が肺癌の腫瘍化や悪性化に関わる抑制因子として働いている可能性が示唆された。IL24については細胞生物学的な機能解析を行う目的で、cDNAの遺伝子クローニングを行った。IL24-EGFP融合遺伝子を作製し、不死化気道上皮細胞に導入したところ、細胞質で顆粒状に蛍光を発する蛋白を確認した。IL1Bも同様にクローニングベクターを作製中である。前年度に明らかになった変異型EGFR遺伝子と変異型KRAS遺伝子の下流共通項の候補分子である可能性のあるサイトカイン遺伝子(CCL3, IL24, IL1B)のうち、IL24に着目して研究を進めた。IL24の遺伝子をクローニングし、不死化気道上皮細胞株や肺癌細胞株にレトロウィルスを用いて導入した。肺癌細胞株のH1299に導入したところ、マイグレーションアッセイで遊走能の低下やソフトアガールでのコロニー形成の抑制が認められた。現在、再試験や他の癌細胞株で同様の実験を施行中である。臨床検体を用いて、IL24の免疫染色を行った結果、肺腺癌では肺胞上皮置換性増殖型腺癌で有意な発現の低下が見られた。低分化癌や進行癌におけるIL24の発現低下の所見からは、IL24ががんの進行に関与している可能性が示唆された。KRAS遺伝子下流分子候補のCXCL7, CXCL2については、細胞株でmRNA発現解析を行ったところ、幾つかの肺癌細胞株ではCXCL7の完全な発現の消失が見られた。臨床検体を用いたCXCL7およびその受容体蛋白であるCXCR2のmRNA発現解析を行ったところ、非腫瘍部では腫瘍部と比較してCXCL7の有意な発現低下が見られた。CXCL7とCXCR2の発現は正に相関していた。CXCL7/CXCR2軸が腫瘍化に関わっている可能性が示唆された。当該者の研究室では不死化気道上皮細胞に変異型KRAS遺伝子を導入して肺腺癌の進展に関わる分子を探索してきた。今回マイクロアレイ解析で有意な発現亢進を示したケモカイン遺伝子(CCL3, CXCL2, CXCL7)に着目して研究を行った。最終年度はCXCL7の局在を確認するために、免疫染色を施行。CXCL7は細気管支は陰性。腫瘍部では完全な陰性例と癌細胞に局所的に陽性の症例があり、癌細胞がびまん性に陽性の症例も認められた。染色の特徴を調べるために陽性の割合を0-1までのスコアで判定量的に評価し、組織型では充実性増殖優位型腺癌でスコアが高い傾向にあった。0.2をカットオフとして2群に分けた場合、充実性増殖優位型腺癌は高発現群に集中していた。CXCL7に対するレセプターとしてCXCR2を検討した。リアルタイムPCRで、細胞株では扁平上皮癌で高いものを認めたが、CXCL7高発現の細胞株との相関は見られなかった。臨床検体を用いた同様のリアルタイムPCRでは高い症例と低い症例を様々な組織型で認めた。CXCR2の免疫染色では、細気管支上皮は陰性。腫瘍部では、癌細胞は陰性か弱陽性。背景には形質細胞や好中球からなる炎症細胞が陽性であった。パラフィン包埋固定のヒト臨床検体において世界で初めて肺癌細胞でのCXCL7の発現を検出した。肺胞上皮や細気管支上皮は基本的に陰性で、肺癌の腫瘍化に関わる可能性がある。CXCL7とCXCR2との関係については、パラクラインを介した伝達経路や未知のレセプターを介した伝達経路が考えられる。CXCL7の発現については低分化な部分で陽性であっため、癌の進行期での役割が示唆される。

幾つかの肺癌細胞株ではCXCL7の完全な発現の消失が見られた。臨床検体ではCXCL7とCXCR2の発現は正に相関していた。CXCL7の免疫染色では低分化腺癌で高発現していた。CXCL7高発現のがん細胞周囲ではリンパ球浸潤が目立つ症例も認められた。これらの結果からは、ケモカインが肺腺癌の進行や微小環境に関わっていると考えられた。細胞株でのIL24遺伝子導入の際に条件検討に苦慮し時間がかかった。IL24免疫染色で抗体の反応性や特異性を得るために複数の抗体を検討した。人体病理学IL24については肺腺癌細胞株での機能解析を完了し結果を論文化する予定である。また、CXCL2/CXCR7については、臨床検体を用いてCXCR2の免疫染色を行い、臨床病理学的因子との相関を検討する予定。当初の予定では、サイトカイン遺伝子の中でも特にケモカイン遺伝子に着目して発現解析を行う予定であったが、その前段階のマイクロアレイ解析やEGFR、KRAS遺伝子の共通の下流分子の項目の探索に時間がかかった。条件検討のため再試実験を何度も行い、新たな実験項目に着手することができなかったため。研究計画書で言及したケモカインリガンド(CXCL7, CXCL2, CCL3)およびそれらに対応すケモカイン受容体(CXCR2, CCR1/5)の発現解析を、まず肺癌細胞株で行う。次にその結果を元にその中の一つのリガンド・受容体遺伝子に着目して肺癌手術例の臨床検体で同様の発現解析を行う。リアルタイムPCRにはハイブリダイゼーション法を用いることで、特異性の高い発現評価を可能とし、条件検討の時間を短縮し、実験の律速を目指す。IL24を不死化気道上皮細胞に遺伝子導入し、機能解析を行う。ケモカインリガンド・受容体の免疫染色に必要な抗体を購入する。当該研究室で以前に購入していた試薬で実験の材料をまかなうことができたため。ケモカインリガンド・受容体のリアルタイムPCRで使用するプライマー・プローブのセットを購入する。発現解析で用いるために、新たに気道上皮細胞と肺癌細胞株を購入する。
情報通信技術を用いた発達障害児災害危機管理システムの開発

前研究においてK-DiPSシートを用いて、医療的ケアの必要な在宅療養者を対象として災害への備えの調査を行い、シートに必要な項目の検討を行ったが、本調査のデータの一部を用いて、GISを用いた避難行動シミュレーションを実施し、さらに項目の修正を行った。本調査の結果はPLOS ONE誌で採択された。高知県内の就労継続支援事業所に通所する精神障がい者への聴き取りの中間結果はGISを用いた空間解析を行い、2017年9月に鹿児島で開催された日本公衆衛生学会で報告した。さらに、2018年6月に日本精神保健看護学会で災害への備えと生活のしづらさについて報告した。論文はHealthEmergency and Disaster Nursingに投稿中である。発達障がい児とその養護者を対象とした調査は、2019年4月までデータ収集期間を延長し、現在すべてのデータを集計中である。発達障がい児の災害への備えに必要な項目を明らかにしK-DiPSアプリに追加の予定である。K-DiPSアプリのプロトタイプを用いた実証実験への参加募集を行ったところ、鹿児島県肝属郡肝付町より協力が得られることになり2019年1月3月に、NTTドコモメディカルソリューション部門の協力を得て実証実験を実施し同年5月10日に肝付町において報告会を開催した。報告書はK-DiPS HPにて公開準備中である。実証実験の様子はNHKやMRO北陸放送、新聞各社より広く報道された。実証実験結果および発達障がい児と養護者のデータは集計し、2019年度、日本災害看護学会、日本看護科学学会、日本精神保健看護学会で報告の予定である。論文は国内外のジャーナルへ投稿準備中である。発達障がい児とその養護者のデータ収集完了し、さらに追加の実証実験もすべて終了した。学会発表、論文投稿、HPでの成果報告準備中である。2018年度までの結果を基に、発達障がい児と養護者の災害時の危機管理対応について明らかにし、発達障がいのみならずすべての要配慮者の平時からの災害への備え対策に貢献するシステムの開発を目指す。本研究の目的は、発達障害児と家族の災害への備えの実態と課題を明らかにし、情報通信技術により情報を最新に保ち、地域に必要な備えを自動算出する機能を備えた「発達障害児災害危機管理システム」の開発である。まず高知県内の就労継続支援事業所で、K-DiPSシートを用いた調査を行った。実際の聞き取りは、事業所の看護師に依頼した。K-DiPSシートとは、在宅療養者が、生活支援を担当している専門職と一緒に記入することで、災害時に必要となる医療機器や処置、材料、投薬、生活上の留意点などを把握することができるシートである(中井ほか,2016)。52人の通所者から協力が得られたが、そのうちの9人が発達障害者だった。現在、調査結果をまとめ論文作成中である。現在、モデル地区(高知県東部地区)で、発達障害により通院している発達障害児と家族を対象に、K-DiPSシートを用いた調査を実施中である。当初、平成29年度中に調査終了の予定であったが、協力施設の都合により延期となり、現在実施中である。平成30年8月に調査終了予定である。平成30年の秋以降には調査結果をまとめ学会発表、論文作成の予定である。平成29年度より、K-DiPSシートのデジタル化に着手しすでにプロトタイプは完成済みである。今後、紙媒体によるK-DiPSシートの調査が終了後に、実証実験を実施予定である。K-DiPSシートを広く公表するためにホームページを作成して公開し運用中である。当初、平成29年度中に調査終了予定であったが、調査協力施設の都合により、調査期間を延長した。さらに研究者の訪問回数を増やして、調査を行っている。したがって、やや遅れているが、すでに、K-DiPSシートのデジタル化は終了しており、平成30年8月には調査を終了し、実証実験の実施の予定である。

実証実験結果および発達障がい児と養護者のデータは集計し、2019年度、日本災害看護学会、日本看護科学学会、日本精神保健看護学会で報告の予定である。論文は国内外のジャーナルへ投稿準備中である。発達障がい児とその養護者のデータ収集完了し、さらに追加の実証実験もすべて終了した。学会発表、論文投稿、HPでの成果報告準備中である。平成30年8月までの予定の調査件数を確保し、解析し学会発表及び論文にまとめる予定である。と同時にデジタル化したK-DiPSシートを完成させ、平成31年1月頃の実証実験の実施を目指す。2018年度までの結果を基に、発達障がい児と養護者の災害時の危機管理対応について明らかにし、発達障がいのみならずすべての要配慮者の平時からの災害への備え対策に貢献するシステムの開発を目指す。紙媒体による調査と、K-DiPSシートのデジタル化を同時進行で行ったために、デジタル化にともなう機器の購入及び、調査のための旅費、調査結果集計のための人件費が集中的に初年度に必要となったためである。発達障がい児の調査期間の延長、K-DiPSシートを用いた実証実験を行ったことによる旅費および、海外誌への投稿のための英文校正費用などが必要となったため。
第2次エ-ゲ火山孤の地球化学的調査研究

本研究は、大陸プレートであるアフリカプレートの沈み込みに起因するエ-ゲ孤の火山活動の地球化学的な特徴を明らかにし、プレート境界でおきる火山活動を解明することを目的としている。従来このような研究は火山岩の岩石学や地球化学から行なわれてきたが、本研究では火山ガス、噴気、温泉ガス、温泉水溶存成分などマグマ揮発性物質の地球化学的な研究からとりくみ、さらに火山地形学的な視野と総合して新たな展開を図る。本研究は、平成56年度に実施された「エ-ゲ火山孤の地球化学的調査研究」を発展させた内容であり、現地調査は2年間の研究でさらに詳しく調査すべき地球を重点的に行った。平成7年8月18日から9月13日の期間内に、野津、守屋、松田、北、長尾の5名の日本人研究分担者がギリシヤを訪れ、ギリシヤ側の研究分担者であるMitropoulosと現地調査ならびに試料採取を行った。調査地域は、今回が最初の調査となるマケドニア地方(北部ギリシア)の地熱地帯、追加的な調査を行いニシロス島、サントリ-ニ島を選定した。マケドニア地方は、エ-ゲ火山孤の最も背孤側に位置しており、平成6年度に火山フロントに直交する方向でイカリア島、レスボス島の調査を行い、プレートの沈み込みに伴うマグマ生成の変化を調べることを試みたが、さらに沈み込むブレートまでの深さが場所での地下深部からのマグマ揮発性物質を調査した。調査内容は、(1)温泉の湧出調査、(2)地熱調査などで、温泉ガス、温泉水、周辺地域の河川水の採取を行い、分析用に日本へもち帰った。この地域は、アフリカプレートの沈み込みの影響があらわれない可能性もあり、その場合、地熱地帯の熱源の問題を明らかにしなければならないが、地下深部ガスの同位体分析から、プレート沈み込みに由来するマグマが、火山フロントからどの程度まで遠去かった場所で生成するかを知ることができるであろう。すでに調査を行い、本年度も調査を行ったニシロス島とサントリ-ニ島は、火山フロント沿いの火山島であり、エ-ゲ火山孤で火山ガスが採取できる数少ない火山である。平成5年度の調査でニシロス島で採取した火山ガスの希ガス同位体比の結果からは、ヘリウム同位体比がマグマ起源を示すと同時に、ネオン同位体比にわずかな異常が見つかった。ネオン同位体比は、火山岩の源物質がマントルのどこから来たかを知るよいパラメータであり、これまでの研究から、上部マントルと下部マントルのちがいが指適されている。島孤火山に由来するマグマ揮発性物質の場合、大気成分の混入によってネオン同位体比の異常が見えなくなってしまうが、ニシロス火山の場合、火山ガスに大気成分が著しく少ない特殊な性質があり、島孤におけるネオン同位体比異常は世界的にも2例目になると期待できる。そこで、本年度はニシロス火山の異なる火口から火山ガス試料を多数サンプリングし、ネオン異常ができるだけ大きく現れる試料が分析できるように心掛けた。採取試料は結果の重要性を考慮して、現在、国内の2ヶ所の研究期間で分析を行っている。平成5年度からの調査で採取した試料の分析も進んでおり、火山ガスや温泉ガスの(N_2/Ar)比と(He/Ar)比とからは、日本の島孤とは異なるシステマティックスを形成しており、海洋プレートが沈む島孤と大陸プレートが沈み込む島孤とではマグマ揮発性物質の存在度比に差があることが明らかになった。このことは、沈み込むプレートに由来する成分が、島孤マグマの生成に大きく関わっていることを示している。また、火山フロント上の火山の火山岩についてK-Ar法で精密に年代測定を行ったところ、同じフロント上の火山でも活動時期が少しずつ異なっていることが明らかになり、島孤テクトニクスと結びつけた検討を行っている。平成7年9月19日から10月3日にかけて、ギリシャ側研究分担者のMitropoulosと招へいし、これまでの研究結果の検討を行い、共同論文の作成を始めた。この時期は、本年度採取した試料の分析を行っている時期とも符合していたので、訪問先の研究室で共同分析も行った。分析結果は、すべての予定された項目について出揃っておらず、早急に終了させ、エ-ゲ火山孤のマグマの成因について、マグマ揮発性物質からのモデルを提唱する予定である。

マケドニア地方は、エ-ゲ火山孤の最も背孤側に位置しており、平成6年度に火山フロントに直交する方向でイカリア島、レスボス島の調査を行い、プレートの沈み込みに伴うマグマ生成の変化を調べることを試みたが、さらに沈み込むブレートまでの深さが場所での地下深部からのマグマ揮発性物質を調査した。調査内容は、(1)温泉の湧出調査、(2)地熱調査などで、温泉ガス、温泉水、周辺地域の河川水の採取を行い、分析用に日本へもち帰った。この地域は、アフリカプレートの沈み込みの影響があらわれない可能性もあり、その場合、地熱地帯の熱源の問題を明らかにしなければならないが、地下深部ガスの同位体分析から、プレート沈み込みに由来するマグマが、火山フロントからどの程度まで遠去かった場所で生成するかを知ることができるであろう。すでに調査を行い、本年度も調査を行ったニシロス島とサントリ-ニ島は、火山フロント沿いの火山島であり、エ-ゲ火山孤で火山ガスが採取できる数少ない火山である。平成5年度の調査でニシロス島で採取した火山ガスの希ガス同位体比の結果からは、ヘリウム同位体比がマグマ起源を示すと同時に、ネオン同位体比にわずかな異常が見つかった。ネオン同位体比は、火山岩の源物質がマントルのどこから来たかを知るよいパラメータであり、これまでの研究から、上部マントルと下部マントルのちがいが指適されている。島孤火山に由来するマグマ揮発性物質の場合、大気成分の混入によってネオン同位体比の異常が見えなくなってしまうが、ニシロス火山の場合、火山ガスに大気成分が著しく少ない特殊な性質があり、島孤におけるネオン同位体比異常は世界的にも2例目になると期待できる。そこで、本年度はニシロス火山の異なる火口から火山ガス試料を多数サンプリングし、ネオン異常ができるだけ大きく現れる試料が分析できるように心掛けた。採取試料は結果の重要性を考慮して、現在、国内の2ヶ所の研究期間で分析を行っている。平成5年度からの調査で採取した試料の分析も進んでおり、火山ガスや温泉ガスの(N_2/Ar)比と(He/Ar)比とからは、日本の島孤とは異なるシステマティックスを形成しており、海洋プレートが沈む島孤と大陸プレートが沈み込む島孤とではマグマ揮発性物質の存在度比に差があることが明らかになった。このことは、沈み込むプレートに由来する成分が、島孤マグマの生成に大きく関わっていることを示している。また、火山フロント上の火山の火山岩についてK-Ar法で精密に年代測定を行ったところ、同じフロント上の火山でも活動時期が少しずつ異なっていることが明らかになり、島孤テクトニクスと結びつけた検討を行っている。平成7年9月19日から10月3日にかけて、ギリシャ側研究分担者のMitropoulosと招へいし、これまでの研究結果の検討を行い、共同論文の作成を始めた。この時期は、本年度採取した試料の分析を行っている時期とも符合していたので、訪問先の研究室で共同分析も行った。分析結果は、すべての予定された項目について出揃っておらず、早急に終了させ、エ-ゲ火山孤のマグマの成因について、マグマ揮発性物質からのモデルを提唱する予定である。
コアーマントル境界の物質科学的研究

本研究課題では、コアーマントル境界における諸問題に関する物質科学的な解明を目的として、改良型両面レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセル装置の作成を行い、下部マントルから核に至る条件での高温高圧力実験を行った。その結果、以下の成果が得られた。(1)珪酸塩ペロブスカイトと鉄の高温高圧下での反応を30-60GPaの圧力範囲で調べた。本実験では出発相の珪酸塩ペロブスカイトをマルチアンビル型高圧装置で合成する事によって、これまで行われてきた同様の実験に対して反応関係の不明瞭さを無くした実験を行った。回収試料のX線解析パターンより30GPa程度の比較的低圧側でも溶融鉄と珪酸塩が反応してSiO_2や(Mg, Fe)0の他にFe-Si系の合金が生成されている可能性があることが分かった。(2)(Mg, Fe)0に関して、レーザー加熱法と放射光を用いた100万気圧領域でのその場観察実験を行った。端成分のFe0では常温高圧相の稜面体構造相より高温側に従来の報告にある様なNiAs構造相が確認され、更に高温側にNaCl構造相が存在している事がわかった。一方で(MgX, Fe1-X)0(X=0.05,0.1,0.2,0.4,0.6)ではNiAs相は見られず、1500°C程度で稜面体構造相から直接NaCl構造相に転移することが分かった。(3)SiO_2のポストスティショバイト相に関して、放射光を用いた高温高圧下におけるX線その場観察実験を行った。その結果、常温で約55GPa付近からCaCl_2構造相が観察され、レーザーを用いた高温実験ではおよそ2000Kの高温下でもこの相が安定に存在していることが分かった。また、P-T転移境界はわずかに正の勾配を持っている可能性があることを見出した。(4)レーザー加熱を用いた鉄と水の直接反応に関して、反応領域がα鉄領域の場合は鉄水酸化物の高圧相が生成されているが、更に反応が進むと水素化物が生成されることが分かった。また、高圧側のε鉄領域では生成物が水素化物と酸化物になり、高温相であるγ鉄領域で反応した鉄は温度に対して一部凍結可能であるが、脱圧後すべての鉄水素化物は水素を離溶させてα鉄に戻ることが分かった。今年度はレーザー加熱装置の導入に伴い、加熱光学系の立ち上げと、マントル最深部で起こっていると考えられるいくつかの系について、ダイヤモンドアンビルを用いた高温高圧実験を始めた。一部の試料については、筑波にある放射光実験施設で、レーザー加熱及び外熱装置を組み合わせた、X線その場観察実験を行った。その結果、(1)下部マントルの主要構成鉱物である(Mg,Fe)Oについて、従来Mgに富んだ側では転移が見られないとされたが、精密な測定の結果、少なくとも(Mg_<0.6>,Fe_<0.4>)Oの組成までは磁気転移の影響と見られる稜面体構造に転移し、転移圧の組成依存性があることがわかった。