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17世紀イエズス会士書写コンカニ語・ポルトガル語辞書写本の翻刻と研究

ザビエルが来朝した1549年より約100年間の「キリシタン時代」、日本の布教に携ったカトリック宣教師たちは日本語ポルトガル語辞書、日本語文法書、文学書、宗教書などを精力的に編纂した。こうしたキリシタン文献はこれまで何人もの国語学者がキリシタン資料の研究に携り、数々の成果をあげてきた。語学書の中ではとりわけロドリゲスの文法書と日葡辞書が邦訳も公にされここ数十年で研究が大きく進んだ。一方でこうした語学書が、同時代のヨーロッパにおける語学書の構成に倣って(世界各地の現地語について)書かれているからには、研究にグローバルな観点を導入することは不可欠である。ブラジル・トゥピ語文献、インド・コンカニ語文献などとの対比の中で、日本の「キリシタン文献」に光を当てることが重要となる。インド・コンカニ語文献の場合、日本におけるロドリゲス日本語文法書に対応する同時代のコンカニ語文法書(1640年)や同じぐ日本におけるドチリナキリシタンにあたる同時代のコンカニ語ドチリナ(1622年)はインドに印刷に付されたものが現存するが、上で述べた日葡辞書に相当するコンカニ語・ポルトガル語辞書は印刷に付されたものがなく、写本の形でしか存在しない(Goa Central Library、Biblioteca Nacional deLisboa、Arquivo Historico Ultrainarino(Lisboa)所蔵の三つの関連する写本-いずれもDiogo Ribeiro神父の手になると思われるもの-が注目される)。本研究の主たる目的は写本の形で残る17世紀コンカニ語・ポルトガル語辞書の翻刻とコンピュータ入力、印刷、公表、および関連する三写本についての考察をもとに、それら写本成立の背景を探ろうとするものであった。期間内に次の二つのことを遂行した。1.1626年書写コンカニ語・ポルトガル語辞書の翻刻とコンピュータ入力、印刷、公表( ⇒当該科学研究費補助金研究成果報告書A4・400ページを参照)2.上記辞書写本翻刻の世界の研究者、国公立図書館への送付ザビエルが来朝した1549年より約100年間の「キリシタン時代」、日本の布教に携ったカトリック宣教師たちは日本語ポルトガル語辞書、日本語文法書、文学書、宗教書などを精力的に編纂した。1.1626年書写コンカニ語・ポルトガル語辞書の翻刻とコンピュータ入力、印刷、公表( ⇒当該科学研究費補助金研究成果報告書A4・400ページを参照)2.上記辞書写本翻刻の世界の研究者、国公立図書館への送付本研究の主たる目的は写本の形で残る17世紀コンカニ語・ポルトガル語辞書の翻刻とコンピュータ入力、印刷、公表、および関連する三写本についての考察をもとに、それら写本成立の背景を探ろうとするものである。与えられた期間内に少なくとも以下二つのことを行うこととした。1.関連する三写本のうちのひとつ1626年書写コンカニ語・ポルトガル語辞書写本全文の翻刻作成と印刷公表(すでにA-H部まで翻刻済み)(写本の残りの最終部まで約10000語(立項目)とその語義説明、例文を計算機入力し、特殊文字を変換して、翻刻を完成させ、公表する)。2.上記三写本間の関連調査に基づくそれら写本成立の背景について考察し、上記辞書写本全文の翻刻と考察結果を世界各国の国公立図書館、大学図書館へ送付する。本年度は上記1を中心に仕事を進め(R部まで翻刻を終える)翻刻完成の目処をつけることができた。また写本成立背景の研究はまだその途上ではあるが、ポルトガル北部のTras-os-Montes e Alto Douro (UTAD)大学の依頼により、その中間報告を含む研究報告を小講演会の形で行い、同時に同大学において資料調査、専門家との意見交換を行う(平成17年1月5日より11日まで)。

語学書の中ではとりわけロドリゲスの文法書と日葡辞書が邦訳も公にされここ数十年で研究が大きく進んだ。一方でこうした語学書が、同時代のヨーロッパにおける語学書の構成に倣って(世界各地の現地語について)書かれているからには、研究にグローバルな観点を導入することは不可欠である。ブラジル・トゥピ語文献、インド・コンカニ語文献などとの対比の中で、日本の「キリシタン文献」に光を当てることが重要となる。インド・コンカニ語文献の場合、日本におけるロドリゲス日本語文法書に対応する同時代のコンカニ語文法書(1640年)や同じく日本におけるドチリナキリシタンにあたる同時代のコンカニ語ドチリナ(1622年)はインドに印刷に付されたものが現存するが、上で述べた日葡辞書に相当するコンカニ語・ポルトガル語辞書は印刷に付されたものがなく、写本の形でしか存在しない(Goa Central Library、Biblioteca Nacional de Lisboa、Arquivo Historico Ultramarino(Lisboa)所蔵の三つの関連する写本-いずれもDiogo Ribeiro神父の手になると思われるもの-が注目される)。本研究の主たる目的は写本の形で残る17世紀コンカニ語・ポルトガル語辞書の翻刻とコンピュータ入力、印刷、公表、および関連する三写本についての考察をもとに、それら写本成立の背景を探ろうとするものであった。期間内に次の二つのことを遂行した。1.1626年書写コンカニ語・ポルトガル語辞書の翻刻とコンピュータ入力、印刷、公表(⇒当該科学研究費補助金研究成果報告書A4・400ページを参照)2.上記辞書写本翻刻の世界の研究者、国公立図書館への送付
符号理論による量子情報同期と高分子生体物質による超長期情報保存の基礎理論構築

本研究は,既存の枠組み内での技術向上による情報処理機器の性能改善が,その原理的限界を遠くない未来に迎えることが予見されるという背景のもと,既存の枠組みの物理的限界を打ち破る可能性を秘めた,革新的な情報処理の仕組みの実現を目指す基礎研究に属する.本研究でも取り上げる代表的な次世代の革新的情報処理方式には,例えば量子力学的な情報の操作を許す量子情報処理や,有機分子の特性を利用する分子情報処理などが挙げられるが,どの情報処理方式においても,それぞれ固有の技術的課題があり,現段階では実用に耐えるものではなく,盤石な基礎理論の構築が望まれているのが現状である.本研究の目的は,これらの次世代情報処理方式における最も基礎的な部分である情報の伝達と保持について,符号理論,同期の理論,並びにデザイン理論などの離散数学を有機的に活用することで,これまでより信頼性と効率性の面で大幅な改良を可能にする理論基盤の構築に資することである.本年度前期においては,上述の情報処理のどれか一つに特化した研究ではなく.傍で研究を進めていたより抽象度の高い研究において予想外の進展が見られたため,中盤から,より一般的な符号理論的研究を中心とすることとした.本年度得られた成果の中で特に重要なものは,消失と加法的雑音という二種類の誤り原因を同時にかつ効率よく解消することを可能にする,separating検査行列と呼ばれる特殊な行列と,昨年度の研究において中心的役割を果たしていたX符号との間に深い関係性があることを見出したことである.消失と加法的雑音は量子情報処理や有機分子を用いた情報処理でも共通して重要な問題であるため,X符号あるいはその類似の組合せ構造が,多くの次世代情報処理方式の信頼性向上に役立つことが期待されるものである.当初予定していた,ある特定の情報処理方式に特に有用な研究ではなく,逆に多くの方式に共通して有用となると期待される,一般的な信頼性向上技術の基礎について研究成果が得られた.本研究成果は論文としてまとめられ,情報理論分野の国際学術雑誌にて発表されており,また関連する研究成果についても,情報理論における最大規模の国際会議にて発表されている.研究開始当初の計画とは異なる道筋を辿っているが,次年度の研究に繋がる興味深い研究成果が得られており,概ね順調な進展が見られていると判断する.昨年度中心に研究したX符号についての研究を推し進めるほか,そのseparating検査行列との関係および量子誤り訂正における有用性の検証を第一の課題とする.また本研究開始当初の方針の一つである同期に関する基礎理論についても,前述の方針による研究課題の進展次第ではあるが,より一層の考究が望まれるものである.本研究はこれまで概ね順調に進展しており,また来年度は本研究課題の最終年度であるため,これまで本研究において得られた様々な成果の改良等,これまでの素直な延長線上にある研究はもちろんのこと,当初の研究計画ほどには活用されてこなかったデザイン理論等の数学的道具を用い,昨年度までとは方向性の少し異なる研究にも注力したい.既存の枠組み内での技術向上による情報処理機器の大幅な性能改善は,近い将来,原理的な限界に達することが予見される.従って,例えば量子力学的な情報の操作を許す量子情報処理や,有機分子の特性を利用する分子情報処理など,既存の枠組みの物理的限界を打ち破る可能性を秘めた,革新的な情報処理の仕組みの実現が喫緊の課題である.しかしながら,こういった代表的な次世代の革新的情報処理方式には,それぞれ固有の技術的課題があり,現段階では実用に耐えるものではない.本研究の目的は,これらの次世代情報処理方式における最も基礎的な部分である,通常の意味での情報通信と時間軸方向での情報通信,つまり情報の記憶について,符号理論,同期の理論,並びにデザイン理論などの離散数学を有機的に活用することで,これまでより信頼性と効率性の面で大幅な改良を可能にする理論基盤の構築に資することである.本研究を立ち上げた本年度においては,現実に試作の回路を作り上げた際に,その回路が意図通りに正しく動作するかを如何に効率よく,安価に,かつ正確に検査するかという,信頼性を担保するための基本的問題において最も大きな進展をみた.特に,こういった検査では,通常,検査対象回路の挙動データを如何に圧縮するかが最も重要な問題の一つとなるが,本年度の研究においては,単純な線型回路で構成される既存圧縮技術を数学的に精査し直すことにより,現在生産されているコンピュータのCPUにでも簡単に応用できるような形で,既知の圧縮限界についての上限を理論的に改良した.当初の計画では,情報処理の信頼性向上について,量子情報処理とDNAを利用した分子情報処理といった特定の枠組みに主な焦点をあて,研究を推し進める予定であった.この方針においても一定の成果は得られており,国際会議にて部分的進展についての口頭発表を行なっているが,現状,論文として纏める段階にない.一方.特定の枠組みに限定することなく,一般に適用可能な信頼性担保のための動作検査については,当初の予想を上回る成果が得られており,国際会議においてこれまでに1編の論文が発表された他,もう1編が査読を経て,次年度開催の国際会議においての発表が受理されている.また,本年度の研究を通して,次年度以降により深く考究されたい数学的問題も数多く発見されており,現段階では,本研究は概ね順調に進展していると思われる.本研究は,既存の枠組み内での技術向上による情報処理機器の性能改善が,その原理的限界を遠くない未来に迎えることが予見されるという背景のもと,既存の枠組みの物理的限界を打ち破る可能性を秘めた,革新的な情報処理の仕組みの実現を目指す基礎研究に属する.

本研究でも取り上げる代表的な次世代の革新的情報処理方式には,例えば量子力学的な情報の操作を許す量子情報処理や,有機分子の特性を利用する分子情報処理などが挙げられるが,どの情報処理方式においても,それぞれ固有の技術的課題があり,現段階では実用に耐えるものではなく,盤石な基礎理論の構築が望まれているのが現状である.本研究の目的は,これらの次世代情報処理方式における最も基礎的な部分である情報の伝達と保持について,符号理論,同期の理論,並びにデザイン理論などの離散数学を有機的に活用することで,これまでより信頼性と効率性の面で大幅な改良を可能にする理論基盤の構築に資することである.本年度前期においては,上述の情報処理のどれか一つに特化した研究ではなく.傍で研究を進めていたより抽象度の高い研究において予想外の進展が見られたため,中盤から,より一般的な符号理論的研究を中心とすることとした.本年度得られた成果の中で特に重要なものは,消失と加法的雑音という二種類の誤り原因を同時にかつ効率よく解消することを可能にする,separating検査行列と呼ばれる特殊な行列と,昨年度の研究において中心的役割を果たしていたX符号との間に深い関係性があることを見出したことである.消失と加法的雑音は量子情報処理や有機分子を用いた情報処理でも共通して重要な問題であるため,X符号あるいはその類似の組合せ構造が,多くの次世代情報処理方式の信頼性向上に役立つことが期待されるものである.当初予定していた,ある特定の情報処理方式に特に有用な研究ではなく,逆に多くの方式に共通して有用となると期待される,一般的な信頼性向上技術の基礎について研究成果が得られた.本研究成果は論文としてまとめられ,情報理論分野の国際学術雑誌にて発表されており,また関連する研究成果についても,情報理論における最大規模の国際会議にて発表されている.研究開始当初の計画とは異なる道筋を辿っているが,次年度の研究に繋がる興味深い研究成果が得られており,概ね順調な進展が見られていると判断する.前述の進捗状況にある通り,本研究の初年度を終えた段階では,特定の情報処理方式にだけ特化した面ではやや進展が遅く,逆に,汎用性に重きをおいた,一般的かつ数学的な側面においては予想以上の進展がみられた.従って,次年度の前半では,まず量子情報処理などに特化した研究に対して時間的資源を割くことで研究進展の均衡を図ることが適切であろうと考える.次年度後半については,こちらの特定方式特化型研究においての進捗及び次年度開催国際会議等での最新研究動向調査の結果を踏まえ,特定情報処理方式に特化した研究に引き続き専念するのか,あるいは既存の情報処理方式にも転用可能な技術をより重点的に追求する方針に移行するのかについて,柔軟に対応したい.昨年度中心に研究したX符号についての研究を推し進めるほか,そのseparating検査行列との関係および量子誤り訂正における有用性の検証を第一の課題とする.また本研究開始当初の方針の一つである同期に関する基礎理論についても,前述の方針による研究課題の進展次第ではあるが,より一層の考究が望まれるものである.本研究はこれまで概ね順調に進展しており,また来年度は本研究課題の最終年度であるため,これまで本研究において得られた様々な成果の改良等,これまでの素直な延長線上にある研究はもちろんのこと,当初の研究計画ほどには活用されてこなかったデザイン理論等の数学的道具を用い,昨年度までとは方向性の少し異なる研究にも注力したい.
音で変わるソノクロミズムデバイスの開発

音で変わるソノクロミズムデバイスの開発本研究は音で変わるソノクロミズムデバイスの開発について、超音波を用いて色素やポリマーの会合状態を制御する事で、新たな音に応答する材料開発を行った。特に23-143kHzの超音波をポリマーと色素からなる複合系に照射したところ、例えばポリアクリル酸の場合、4級アンモニウム塩を含むカチオン性の色素の会合が、促進され、スペクトロ変化を生じる事がわかった。また、ポリアクリル酸のカルボン酸基同士の水素結合がきれ、赤外窮すスペクトルにも変化を生じた。これによりまた系の粘性も著しく低下するという興味深い現象を見出した。これらの結果は音に応答するデバイスの開発に有用であり、今後、この成果を活用したソノクロミズムについての研究を展開する上で重要な結果を示した。水素会合性のポリアクリル酸を用いた水系でのカルボン酸基の水素結合体形成を赤外分光法を用いたポリマー系凝縮系でのその場観察を、超音波を照射しながら観測した。そのためには、現有の28、45、100、500KHz周波数の超音波反応装置を利用し、音波場内の色素の吸光分析をその場で行なうために、レーザー光を利用した高精度CCDレーザー変位計(設備備品)計測を行なった。これにより、超音波による水素結合制御とそれに伴う色素系の色調変化を観察できた。また両親媒性アゾ系ポリマー色素の合成から実施したが、ベンゼン環の2位の位置にカルボン酸基が付加したアゾベンゼン色素の合成はうまくゆかなかった。種々検討した結果、両親媒性とするのは溶媒内での立体障害のためアゾ化カップリング反応が進まないことが解った。そこで、アゾベンゼン基の水素会合による色素配向性を持たせるためアクリル酸との相互作用状態を形成させ、次年度以降、ソノクロミズムの検討を実施する予定である。そのためには、現有の28、45、100、500KHz周波数の超音波反応装置を利用し、音波場内の色素の吸光分析をその場で行うために、レーザー光を利用した高精度CCDレーザー変位計(設備備品)計測を行った。れにより、超音波により水素結合制御とそれに伴う色素系の色調変化を観測できた。また両親媒性アゾ系ポリマー色素の合成から実施したが、ベンゼン環の2位の位置にカルボン酸基が付加したアゾベンゼン色素の合成はうまくいかなかった。これにより、超音波により水素結合制御とそれに伴う色素系の色調変化を観測できた。そこで、アゾベンゼン基の水素会合による色素配向性を持たせるためアクリル酸との相互作用状態を形成させ検討を行った。アゾベンゼンに両親媒基を導入する過程で、H凝集体を水中で形成しないので、音場の効果をまだ確認できていないが、種々のアゾベンゼンポリマーは合成に成功いることと、ソノクロミズム評価システムは構築してあり、赤外領域でのクロミズムは見られており、可視光領域においてもおおむね評価は順調に推移している。24年度が最終年度であるため、記入しない。現状では問題点は無い。今後、応答性の遅いポリマーではなく、両親媒性アゾ色素会合体を用いて検討を行う予定である。
高感度LC-MS分析を実現する質量分析用ラベル化試薬の創製と応用展開

本研究では、元来、最も高感度な分析の一つと位置付けられる質量分析(MS)の感度をさらに増大させると同時に、より確実な定量分析法とするため、LC-MS向きの最適なラベル化試薬を多数開発した。こようなラベル化試薬(MSプローブ)はすでにいくつかを開発していた。しかしながら、本来、MSプローブはもっとポテンシャルがあり、その応用展開はもっと広いはずべきものであり、基礎研究に戻り、さまざまな物質の質量分析に有用なMSプローブの設計を、応用を見据えて検討した。主なMSプローブに関する研究は、以下のようである。1)低分子(イオン)測定用MSプローブの開発研究金属イオン分析用質量分析試薬として、多価重金属カチオン用の配位分子の構造とMS用ラベル化試薬としての性能の相関を詳しく調べた。この場合、KHM110は再合成し、KHM11-36は新たに設計した。また、ヘテロ分子構造のジュエルペンダントリガンドや、フルオロイオノフォア(KMG/KCM分子など)の質量スペクトルを検討して、クラウンエーテル、アザクラウンエーテル、チアクラウンエーテル、その他非環状のヘテロ原子を含むポリエーテルなどの金属配位に富む10種を超える金属カチオン用の質量分析試薬を開発した。さらに、対イオンとして存在するアニオン測定用MSプローブKHM1115も検討した。2)高分子(主としてタンパク質)測定用MSプローブの開発研究高分子用のLC-MS用ラベル化試薬として、光解裂型MSプローブを合成し、分子構造と質量スペクトルの関係を詳細に検討した。この場合CREST研究で開発したエステル型分子のMSプローブではなく、エーテル型分子のMSプローブを新たに合成した。これは前者では光解裂により、アニオン性のカルボン酸型になってしまうが、後者の新プローブでは,その問題を解決でき、その結果感度の増加が図れた。このプローブは、光解裂後、ESI-MSで測定できるほか、MALDI法でも十分な再現性や定量性がみられた。このMSプローブは、さまざまな高分子化合物の分析に適するラベル化試薬であり、質量スペクトルを活用して生体、環境などのあらゆる物質情報を入手するのに効率のよい手段を提供するものである。今年度は、重金属イオン検出用マスプローブの研究を重点的に行った。マスプローブとは、質量分析用のラベル化試薬である。マスプローブを用いたイオン化法を、MPAI法(MS-probe aided ionizaion)と呼び、このMPAI法により、ESI-MSで重金属イオンの定量測定を行うことを目的とした。重金属イオン分析のためのマスプローブとして、複数の分子の設計と合成を行った(KHM-115)。開発した各マスプローブを用いて重金属イオンとの反応を行い、そのESI-MS測定を行った。その結果、KHM-2は2価重金属イオンに対し、KHM-7,9は3価重金属イオンに対し、特異的な応答を示しことから、これらがマスプローブとして有効であることが分かった。これは,アニオン性官能基であるカルボキシル基を、価数に応じてプローブ末端に導入したことにより、多価検出できなかったイオンを、1価錯体ピークとして検出できたことによる。

また、種々の重金属イオンに対して、中程度の選択性を有する、2,2'-ジピコリルアミン骨格やアザクラウンエーテルを配位サイトに用いることで、一度に複数の重金属イオンを分析することを可能にした。このラベル化試薬を作ることにより、これまで障害となっていた重金属イオンの検出法を解決することができ、質量分析計を用いて、μMオーダー以下の極めて高感度、高精度に検出することが可能になった。RoSH指令で使用が制限されているPb2+,Cd2+, Hg2+について、MPAI法によるESI-MS測定は同時に定性・定量分析が可能であることを実証し、MPAI法は優れた重金属イオン分析法であると言える。本研究のように検体に応じたマスプローブを創製することによって、バイオ分析、さらには環覓分析など幅広い分野に用いられることが期待される。本年度の研究では、生化学分析用としてDNA用の液体クロマトグラフ(LC)-質量分析(MS)用ラベル化試薬を発展させ、バイオ計測、環境計測への応用を考えている。1)環境重金属測定用質量分析(MS)用ラベル化試薬開発昨年度までに重金属イオン分析用質量分析試薬として、複数(最大でNが6)のポリアミンをベース分子骨格として、重金属イオンと準選択的に複合体を形成し、質量分析時の質量電荷比を調節できる化合物を8種類合成した。ほとんどの重金属イオンは、定性・定量できたが、水銀イオンは感度が小さかった。本年度は、さらに合成種を6つ増やし、12員環のアザクラウン化合物にヨウ素アニオンを添加する系が、最も感度がよく、水質環境基準値を下回る水源濃度検出を可能とした。2)タンパク質検出用質量分析(MS)用ラベル化試薬開発光開裂部位、タンパク質結合部位、イオン化部位の3つの機能部位をあわせ持つ質量分析(MS)用ラベル化分子を設計、合成した。基板の固相に測定試料の抗原あるいは抗体を固定化し、開発した分子でラベル化した抗体あるいは抗原を加えると、抗原・抗体反応が起きる。その状態で紫外線を照射すると、ラベル化分子の一部が開裂する。切断された断片の質量(100-200質量)を質量分析計で測定することにより、試料中の抗原あるいは抗体の定性および定量分析が可能となった。2-ニトロベンジル基、タンパク質中のシステインにラベル化するためのマレイミド基、および光開裂後に遊離する断片が質量分析しやすいように、4級アンモニウム基を導入した。アルキル鎖長などを変化させ、分子量を互いに異なる複数の質量分析試薬分子を設計合成することで、IgG抗原の検出に成功した。これまでに様々なタイプの質量分析用プローブ(MSプローブ)を設計・合成し、ラベル化プローブや錯体型のMSプローブを開発してきた。本年度はその総まとめとして、構造と性能との関係を、実用性を主眼にして詳しく検討した。イオン配位を用いる金属イオン検出用のプローブにおいては、どのような原子あるいは原子団がMSプローブとして有効であるのかを明確にするために、HSAB則やルイス塩基性を考慮した錯形成リガンドの配位の原点に戻り、過去の研究室での物質も質量分析プローブとして応用した場合、どのような有効性があるのかを再検討した。
薬剤性有害事象の発生率、防止可能性に関する臨床疫学的研究

本研究は日本における薬剤性有害事象や薬剤関連エラーに関する臨床疫学的データを科学的に収集し、それらの発生率や発生に関連する因子、患者側の認識を解析し、薬剤性有害事象や薬剤関連エラーの防止可能性や効果的な対策を分析するものである。また同時に、薬剤性有害事象や薬剤関連エラーの発生を定量的に予測する予測モデルを作成し、臨床現場や健康政策に還元することも目指している。平成19年度の研究では、全国規模の一般市民を対象とした横断研究について分析を行った。全国から無作為に抽出された15歳以上の一般市民2400人中、1109名が回答している。うち、106人(10%)の一般市民が、自分もしくは家族に対する診療において、何らかのエラーを経験していると回答していたが、実際に医原性有害事象もしくはエラーが関与していたのは、57件(5.1%)であった。その中で、薬剤性有害事象/薬剤関連エラーが最多であり、42%であった。これらの報告は、欧米からの報告と同等の結果であった。患者側の認識を分析すると、薬剤性有害事象/薬剤関連エラーの原因が、"薬剤に起因する"と考えるよりも、"医療従事者の能力に起因する"と考える一般市民が多いことが明らかとなった。また、9割以上の一般市民は最も責任がある関係者は医師である、と考えていた。今後、平成17年度から19年度にかけての研究結果を元に、日本における薬剤性有害事象及び薬剤関連エラーの実態について、包括的な報告を行うと同時に、一般市民の視点も考慮した健康政策やアドボカシーを分析していく予定である。平成17年度の研究では、倫理委員会で承認された国内3教育病院で無作為に選択した診療科に6ヶ月間に入院した全患者について、前向きコホート研究を行った。さらに、平成18年度以降の外来患者での前向きコホート研究や一般市民に対する横断研究の準備を行った。入院患者における前向きコホート研究では患者の採用及びフォローアップが終了し、独立医師レビューワーによる客観的な判定法を用いた再評価を行っている。この期間に3295人の患者が採用され、4016件の潜在的薬剤関連イベントが抽出された。現在までに再評価が終了した5診療科(内科系2;外科系2;集中治療部門1)での1ヶ月間の入院患者331人の結果では、患者の年齢の中央値が71歳で男性が64%であった。23%の患者の主治医は卒後3年未満の医師であった。入院中の死亡率は13%であり、観察日数は5428 patient-daysであった。この期間における薬剤性有害事象は63件であり、100入院当たり19.0件[95%信頼区間(CI):14.8-23.3]、1000patient-days当たり11.6件[95%CI:8.8-14.5]であった。これは件数だけを見ると、共同研究者であるBatesらが1995年に米国の教育病院の調査した際における6.1件/100入院[95%CI:5.4-6.9]よりも多くなっているが、入院期間で調整すると11.5件/1000 patient-days[95%CI:10.1-13.0]と、ほぼ同等であることが示唆された。今後、このデータについて再評価を完成させ、日本における医療の安全に役立てる予定である。平成18年度の研究では、倫理委員会で承認された教育病院の一診療科の外来に通院中の患者を対象に10ヶ月間の前向きコホート研究を行った。外来患者における前向きコホート研究では患者の採用及びフォローアップが終了し、現在、独立医師レビューワーによる客観的な判定法を用いた再評価を行っている。この期間に759人の患者が採用され、121人(16%)になんらかの医原性有害事象が141件発生した。これは100患者あたり19件[95%信頼区間16-21]の医原性有害事象が発生していることになった。このうち、薬剤性有害事象が118件(84%)を占めており、外来においては薬剤性有害事象が100患者当たり15.5件発生していることを示唆しており、米国で報告された外来での薬剤性有害事象の発生率100患者当たり27.4件(Gandhi et al. NEJM2003)と比較すると、ほぼ同等であることが示唆された。

本研究は日本における薬剤性有害事象や薬剤関連エラーに関する臨床疫学的データを科学的に収集し、それらの発生率や発生に関連する因子、患者側の認識を解析し、薬剤性有害事象や薬剤関連エラーの防止可能性や効果的な対策を分析するものである。また同時に、薬剤性有害事象や薬剤関連エラーの発生を定量的に予測する予測モデルを作成し、臨床現場や健康政策に還元することも目指している。平成19年度の研究では、全国規模の一般市民を対象とした横断研究について分析を行った。全国から無作為に抽出された15歳以上の一般市民2400人中、1109名が回答している。うち、106人(10%)の一般市民が、自分もしくは家族に対する診療において、何らかのエラーを経験していると回答していたが、実際に医原性有害事象もしくはエラーが関与していたのは、57件(5.1%)であった。その中で、薬剤性有害事象/薬剤関連エラーが最多であり、42%であった。これらの報告は、欧米からの報告と同等の結果であった。患者側の認識を分析すると、薬剤性有害事象/薬剤関連エラーの原因が、"薬剤に起因する"と考えるよりも、"医療従事者の能力に起因する"と考える一般市民が多いことが明らかとなった。また、9割以上の一般市民は最も責任がある関係者は医師である、と考えていた。今後、平成17年度から19年度にかけての研究結果を元に、日本における薬剤性有害事象及び薬剤関連エラーの実態について、包括的な報告を行うと同時に、一般市民の視点も考慮した健康政策やアドボカシーを分析していく予定である。
フリースの倫理・政治思想の研究-ヘーゲルとの敵対関係をめぐって

J.フリースの倫理・政治思想の内容的特質をヘーゲルとの敵対関係という関心から明確にするため、本研究では、刊行分のフリース全集を設備し、著作の全体像を概観するとともに、中心的にはPhilosophische Rechtslehre(1803)の読解をおこなった。また、未刊行分資料の欠を補う資料調査を試みて、Bekehrt Euch!(1814)、Ueber die Gefahrdung des Wohlstandes undCharakters der Deutschen durch die Juden(1816)、An die deutschen Burschen(1817)、Rechtfertigungdes Proffesor Fries gegen die Auflagen(1818)のパンフレット類、Von Deutschen Bund und Deutscher Staatsverfassung(1816)という著作の複写を得て、おもに前者のパンフレット類の読解をおこなった。その結果、『哲学的法論』の研究からは、フリースの法哲学思想が、カントの『人倫の形而上学』を基礎とし、フィヒテ的な相互承認論を媒介しながらも、自由論ではなく平等論に傾斜し、社会契約説を斥け元首と人民の相互強制論で国家を構成するものであることが明確になった。この読解の成果について本年度中公表できたのは、分量の関係で序論および緒論の翻訳のみだが、来年度以降にその続稿の発表を予定している。また、その概要と議論の特質については、著作で言及される関連事項の調査をいっそう進めた後におこないたい。他方、パンフレット類の読解によって、フリースが、ドイツ民族の自己信頼を覚醒し、名誉と正義、ドイツの共同精神が実現されるよう同胞に訴え、現実の運動に深く関与する姿が明確になった。以上から、フリースとヘーゲルとの敵対関係については、ヘーゲルの法哲学思想が、自由論を基礎とし、元首と人民の相互強制論を採用せずに精神の現実化を説く点で理論的に根底的であり、また、ヘーゲルが必ずしも民族精神の絶対化をはからない点で実践的にも深刻であることが看取できた。この成果の公表については、パンフレットの資料紹介とともに、今後の課題となる。
ホヤ胚発生の包括的理解のための遺伝子発現アトラスの作製にむけた試み

動物の発生は細胞を基本単位として進行する。また、発生においてはゲノムを単位として遺伝子の発現が時間的・空間的に調節されている。したがって、時空間的に制御された遺伝子発現の様子を細胞の単位でかつゲノムワイドに知ることは発生の全体像を知る上で欠かせない知識である。本研究で用いるホヤ胚は細胞数が少なく、細胞単位の解析が可能な実験系である。また、脊索動物としてはゲノムサイズが小さく、コードされている遺伝子数も少ない。つまり、ホヤ胚を用いることで細胞単位かつゲノムワイドな解析を比較的容易に行うことができる。ホヤ胚発生における細胞単位の発現プロファイルの解析のため、本年度はまず、受精卵からmRNAを抽出し、それを用いてマイクロアレイによる発現解析をおこなった。次に8細胞期胚について、割球をガラス針で単離した。ホヤの8細胞期胚は左右対称であるので、4種類のサンプルが得られた。得られたサンプルのそれぞれからmRNAを抽出し、受精卵と同様にマイクロアレイによる発現解析を行った。マイクロアレイの結果同士の発生学的研究への利用には細胞の大きさなどのパラメータによる補正が必要となる。そこで、いくつかの補正を試みた後、in situハイブリダイゼーション解析によって、実際の遺伝子発現パターンを個々に調べることで、マイクロアレイの結果を考察した。その結果として、いくつかの補正を行うことで、マイクロアレイの実験間での比較が正確に行えるようになりつつある。
腎臓老化における小胞体ストレスシグナル（UPR経路）のエピゲノム制御の解明

小胞体ストレス制御microRNAに関するこれまでの研究を基盤に、腎臓老化における長寿遺伝子SIRT1(ヒストン脱アセチル化酵素)のepigeneticsに関する解析を行った。腎臓老化は糸球体濾過量(GFR)低下を伴うので、糸球体足細胞特異的SIRT1欠損よるGFR低下(老化)を評価したところ、SIRT1欠損は障害時(酸化ストレス)のアクチン細胞骨格の破綻、足細胞の形態・機能低下を増悪させた。その機序として、SIRT1はcortactin(アクチン結合細胞骨格関連因子)を核内で脱アセチル化し、細胞への質局在を高め、アクチン細胞骨格の安定に寄与することを見いだした。我々はこれまでに、エピゲノム(特にmicroRNA)と慢性腎臓病、特に尿細管間質障害に焦点を絞り、その関連性を明らかにし、新たな視点から腎臓病の病態生理学を理解するための研究として、ヒト尿細管上皮細胞に発現するmicroRNAのプロファイル、さらに病的刺激(酸化ストレスや小胞体ストレス)によって有意に発現変動するmicroRNA群の同定などを報告してきた。本研究では、そうした一連の成果を基盤として、腎臓老化に伴って発現が変動する老化関連microRNAの同定、それらが腎臓老化、特に尿細管の老化表現型(尿細管上皮細胞死、尿細管上皮細胞の老化マーカー発現、尿細管上皮細胞障害修復能など)に及ぼす影響などを検討した。その結果、ヒト尿細管上皮細胞株(HK-2)のmicroRNA発現プロファイルから、虚血による酸化ストレス(低酸素・再酸素化)や小胞体ストレス(tunicamycin, tapsigargin処理)によって発現が変動するmicroRNAを同定、更にその中から加齢(12月齢以上)によって変動するmicroRNA群を抽出した。そのmicroRNA群のひとつとしてmicroRNA205 (miR-205)が同定された。これまでに我々は、miR-205が尿細管恒常性維持に必要なmicroRNAであることを報告しており、1) miR-205は尿細管上皮細胞のストレスに対する適応応答を適切に制御、2)その標的遺伝子としてPHD1 (prolyl hydroxylase 1)の遺伝子発現制御を司る、3)miR-205の発現低下はPHD1発現亢進を介して細胞内ROS上昇と尿細管上皮細胞死を招くことなどを明らかにしてきた。腎皮質の尿細管は、加齢によって尿細管拡張と尿細管上皮細胞の扁平化など老化に伴う病理所見を呈するが、それに伴ってmiR-205発現が有意に低下することが示された(p<0.05)。加齢腎臓は酸化ストレスや小胞体ストレスが亢進しており、miR-205発現低下が加齢腎臓におけるストレス適応応答能の低下と関連していることが示唆された。本研究において、尿細管上皮細胞の加齢に関連するmicroRNA群を同定することが出来、さらに加齢腎臓の病理的表現型や機能変化と関連するmicroRNAとしてmiR-205を同定することが出来た。その成果は国際誌の英文論文掲載や国際学会などの招待講演にて国内外に発表してきた。しかし、他の老化関連microRNAに関しては標的遺伝子群の同定、及びその病態生理学的活性の意義に関して十分に絞り込めていない。さらにそれらの解析を精力的に進めると共に、糸球体構成細胞の老化やヒストン修飾酵素などによるエピゲノム変化に関する研究にも着手していく必要がある。慢性腎臓病(CKD)は腎臓早期老化モデルといわれ、腎臓老化と類似の表現型、つまり腎機能低下や尿細管・間質の線維化を呈する。一方で腎臓老化に伴って生体内に蓄積してくる尿毒素がCKDの加速要因、さらに臓器連関破綻の原因となることが分かってきた。特に近年、新たな尿毒素としてD-アミノ酸の生体内での病態生理学的意義が注目されている。そこで本年度我々は、CKDの尿細管障害、特に尿細管間質線維化に関連すると思われるD-アミノ酸の探索、及びそれらの腎臓老化に対する影響の検討を試みた。その結果、1)2型糖尿病を伴う進行性腎障害(CKD)動物の血漿のメタボローム解析にて、腎障害に伴って血中に蓄積してくるD-アミノ酸の一つとして、D-セリンを同定、2)ヒト近位尿細管上皮細胞培養株やその初代培養細胞にD-セリン(10-20mM)を負荷(48hr)すると、細胞増殖障害が生じること、3)その現象がL-セリンや他のD-アミノ酸であるD-プロリン・D-アラニンでは認められないことなどを明らかにした。そこでD-セリンによる尿細管上皮細胞増殖抑制の機序を検討したところ、D-セリンによってミトコンドリア依存性のアポトーシスシグナル(bax、bcl-2の発現変動)が惹起され、尿細管細胞死が惹起されることが明らかとなった。さらに興味深いことに、D-セリンは尿細管細胞においてp16とp21の発現を上昇させ、細胞周期停止(G2/M期停止)、及び細胞老化(γH2AX陽性、SA-βGal陽性)を誘導することも明らかにした。またD-セリンによる尿細管細胞老化は、IL-6とIL-8の発現上昇を伴っており、Senescence-Associated Secretory Phenotype(SASP)を呈すことから、周囲の尿細管・間質への炎症波及に繋がる可能性が示された。これまで本研究において、尿細管上皮細胞の加齢に関連するmicroRNA群を同定することが出来、さらに加齢腎臓の病理的表現型や機能変化と関連するmicroRNAとしてmiR-205を同定することが出来た。

また本年度は、新たな腎臓老化(特に尿細管細胞老化)に関与する尿毒素として、D-アミノ酸の病態生理学的意義の一端を明らかにすることが出来たので、今後、その経路におけるストレスシグナルとしてUPR経路の関与、及びそのエピゲノム制御の可能性についても研究を発展させることが出来る。本研究では、前年度までの小胞体ストレスシグナルを制御するmicroRNAの病態生理学的意義に関する研究に加え、腎臓におけるSIRT1(ヒストン脱アセチル化酵素で酵母の長寿遺伝子Sir2のヒト相同遺伝子)のエピゲノム活性による病態生理学的意義の解明を目指しポドサイト特異的SIRT1欠損マウスを用いた実験で行った。その結果、糸球体ポドサイトにおけるSIRT1のエピゲノム活性の標的分子を同定することはできなかったが、興味深いことに、ポドサイト機能(糸球体濾過機能)を担うアクチン細胞骨格の重合・安定性にはコータクチン(cortactin、アクチンに結合する細胞骨格関連分子)のSIRT1による脱アセチル化が重要であることや、SIRT1-cortactin-actin経路の破綻はポドサイトの機能的形態障害、ひいては蛋白尿の原因になることなどを明らかにしてきた。さらにコータクチン欠損マウスを用いて糸球体ポドサイトのコータクチンの役割を検討したところ、コータクチン欠損マウス単離糸球体から樹立した初代培養ポドサイトは、正常マウス由来初代培養ポドサイトに比し、細胞増殖レベルに差はないもののアクチンの重合程度は有意に低下しており、それに伴って細胞膜の流動性や運動性の亢進が認められた。更に興味深いことに、コータクチン欠損マウスに糸球体腎炎(抗糸球体基底膜抗体投与)を誘導すると、正常マウスに比し、ポドサイト障害が著明に軽減することがわかった。コータクチン欠損によるSIRT1-cortactin-actin経路の破綻はポドサイト障害が亢進すると推測したが、これら予想に反する結果から、何らかの遺伝子が代償性に発現亢進している可能性や、ポドサイト膜流動性がポドサイトの機能的形態障害の修復に重要である可能性などが考えられた。小胞体ストレス制御microRNAに関するこれまでの研究を基盤に、腎臓老化における長寿遺伝子SIRT1(ヒストン脱アセチル化酵素)のepigeneticsに関する解析を行った。腎臓老化は糸球体濾過量(GFR)低下を伴うので、糸球体足細胞特異的SIRT1欠損よるGFR低下(老化)を評価したところ、SIRT1欠損は障害時(酸化ストレス)のアクチン細胞骨格の破綻、足細胞の形態・機能低下を増悪させた。その機序として、SIRT1はcortactin(アクチン結合細胞骨格関連因子)を核内で脱アセチル化し、細胞への質局在を高め、アクチン細胞骨格の安定に寄与することを見いだした。昨年の成果や手法の基づき、以下の解析を行う。1)引き続き、他の老化関連microRNAに関しても標的遺伝子群の同定、及びその病態生理学的活性の意義に関して、miR-205と同様の解析を進める。2)miR-205に関してin vitroの解析に加え、in vivo解析も進め、miR-205の病態生理学的活性の老化における意義を詳細に明らかにする。
色彩画像の忠実な認識のための観察条件

写真プリントやスライドのような色彩画像の色は、被験者がどのような色彩環境の中でそれを見ているかによって変わってくることを照明認識視空間の概念で予測し、写真を撮影したときに撮影者がその場所に知覚したと同じ色を、その場所とは異なった照明環境で被験者が知覚するには、その写真にどれだけの色修正をしなければならないかを明らかにした。全体の研究は関連する3つの実験からなっている。実験1認識軸の移動を示す実験提示する刺激を色彩画像という複雑なものではなく、物理的に一様な白色の画面とした。照明光は青、緑、黄、赤など12色を採用し、白色刺激が照明光とほぼ反対色の色に認識されることを示した。これは照明光に対応して認識軸が移動したことを示している。実験2照明認識視空間の概念に基づく高齢者の忠実な色知覚の呈示方法高齢者は水晶体が黄変するので外界を見る色が若齢者と異なってくる。その色を照明認識視空間の概念に基づいて明らかにした。実験の考え方、手法ともにつぎの実験3と同じである。また結果も類似しているので、ここでの説明は省略する。実験3色彩画像の忠実な色認識のための色仕様の決定これは本研究の主目的を実行するための実験であり、照明環境としては昼光色から電球色までを取り扱った。写真撮影の環境と観測環境はそれぞれ異なった色温度の照明光で設定した。被験者はまず3分間撮影室にとどまり、その部屋の色を記憶する。その後観測室に移り、そこに提示される観測室の写真を観測する。それらの写真はあらかじめ観測室をいろいろな色温度の照明下で撮影したもので、実験ではそれらの中から記憶と同じ色の写真を選定する。これによって観測室の色温度が変わればどれだけ色修正した写真を提示すれば撮影現場の忠実な色が知覚されるかが分かる。結果は、本研究で検討した最も大きい両環境の差の場合、つまり撮影室が昼光色、観測室が電球色の場合は、修正写真の色は両者のちょうど中間の色温度下で撮影した写真が撮影室の忠実な色を与えるというものであった。しかしその差が3分の1くらい、たとえば観測室の色温度が撮影室のそれとあまり違わない場合は、観測室の色温度の照明下で撮影した写真を与えると、撮影室の忠実な色が知覚できるというものであった。この現象は色の恒常性が100パーセントということである。色彩画像はいろいろな照明環境の下で作成される。たとえば赤っぽい電球色の照明下で写真を撮る。ところがその写真画像を白っぽい昼光色の下で観測するとずいぶん赤っぽい写真に見える。しかし写真を撮ったときの景色はそう赤っぽいものではなかったと思い出される。ではそのときはどれくらい赤っぽい景色と認識したか、その認識と同じ色画像を見せるにはどれだけ色をシフトして提示すればよいか。これが本研究の課題であった。実験では被験者に黄色の照明の順応室で室内を充分眺めさせ、ついで白色の照明の観測室に移動し、先ほどの黄色の照明を含むいろいろの色の照明下で撮影した順応室の写真画像を、観測室の照明が当たらないようにスライドで提示する。被験者は順応室で認識した順応室の色と同じ色のスライドを探すのが仕事である。結果は以下のとおりである。(1)順応室照明と同じ色の照明で撮影した色画像はきわめて黄色っぽく、順応室で認識したその部屋の色とはほど遠い色である。これは従来一般に行われている色画像の提示方法、つまりどのような環境でもそこで撮影した色画像をそのまま観察させることは誤りであり、誤解を招くことを示している。(2)順応室で認識した色を異なった照明の観測室で認識させるためには、提示する色画像の色は、順応室の照明の色よりも相当観測室の照明の色の方向へ移動した照明下で撮影したものでなければならない。その移動量は被験者によって異なるが、xy色度座標上では、おおよそ両室の照明の色の差の1/3から1/2くらいである。

写真撮影の環境と観測環境はそれぞれ異なった色温度の照明光で設定した。被験者はまず3分間撮影室にとどまり、その部屋の色を記憶する。その後観測室に移り、そこに提示される観測室の写真を観測する。それらの写真はあらかじめ観測室をいろいろな色温度の照明下で撮影したもので、実験ではそれらの中から記憶と同じ色の写真を選定する。これによって観測室の色温度が変わればどれだけ色修正した写真を提示すれば撮影現場の忠実な色が知覚されるかが分かる。結果は、本研究で検討した最も大きい両環境の差の場合、つまり撮影室が昼光色、観測室が電球色の場合は、修正写真の色は両者のちょうど中間の色温度下で撮影した写真が撮影室の忠実な色を与えるというものであった。しかしその差が3分の1くらい、たとえば観測室の色温度が撮影室のそれとあまり違わない場合は、観測室の色温度の照明下で撮影した写真を与えると、撮影室の忠実な色が知覚できるというものであった。この現象は色の恒常性が100パーセントということである。写真プリントやスライドのような色彩画像の色は、被験者がどのような色彩環境の中でそれを見ているかによって変わってくることを、われわれは照明認識視空間という新しい概念で予測したが、本研究はそのことを定量的に示そうとしたものである。今回は、写真を撮影したときに撮影者がその場所に知覚したと同じ色を、その場所とは異なった照明環境で被験者が知覚するには、その写真にどれだけの色修正をしなければならないかを明らかにした。撮影環境と観測環境はそれぞれ異なった色温度の照明光で設定し、被験者はまず3分間撮影室にとどまり、その部屋の色を記憶する。結果は、撮影室と観測室の色温度の差によって異なった。本研究で検討した最も大きい両者の差の場合、つまり前者が昼光色、後者が電球色の場合は、修正写真の色は両者のちょうど中間の色温度下で撮影した写真が撮影室の忠実な色を与えるというものであった。
リーマン面の双曲幾何と一様完全性

Bergman計量の類似で、与えられたリーマン面上の可積分正則二次微分を用いてこれまで知られていない等角不変な等角計量をリーマン面に導入した。よく知られているように、二乗可積分な正則一次微分(アーベル微分)に比べて可積分正則二次微分は一般的に豊富に存在し、しかもそれはリーマン面の複素構造の変形と密接に結びついていることから、リーマン面の幾何学的性質を深く反映していると考えられる。例えば、この計量が双曲計量の定数倍で評価できることとは、可積分正則二次微分が常に双曲的有界になることと同値であることが分かる。この計量と、Bergman計量、Hahn計量、双曲計量とを比較して、リーマン面における様々な評価を行った。その結果として、この計量がHahn計量と比較可能であることが、実はリーマン面が有界幾何を持つ(つまり、平面領域の場合は境界が一様完全)であることと同値であることが証明できた。これについては現在論文を投稿中である。そのほかにも、普偏Teichmuller空間や、単葉関数の挙動についてなど、幅広い研究を行った。
一次元炭素結晶カーボライトの結晶構造と電子状態

新たな一次元炭素結晶カーボライトは、これまでに知られているカルビンと同様に鎖の方向に長周期構造をもつことが実験的に明らかになっている。このことは炭素鎖がキンク構造を持つことを示唆しているが、現在までにキンクを持つ一次元炭素鎖の安定構造の存在は確認されていない。本研究の目的は、長周期をもつ一次元炭素鎖の存在条件の調査と安定構造の探索、及び電子状態の特徴を明らかにすることである。本研究における第一原理構造最適化計算の結果からは、純一次元炭素鎖はキンクを持ち得ず、直鎖上の1周期のキュムレン或いは2周期のポリインのみが安定であることが分かった。また、炭素鎖同士が結合する場合も考慮すれば、長周期構造を持つ安定構造は可能であり、キンク状の構造を取ることも分かった。これより、カルビンやカーボライトは一次元炭素鎖のネットワーク構造を取っている可能性が挙げられる。この他の可能性として、カーボライトに多量に含まれている水素に着目して、水素が付加した炭素鎖の安定構造と電子状態を調べた。その結果、水素が付加した炭素位置にキンクが生じること、キンク間の炭素数が偶数の場合には安定な構造があり非磁性半導体となること、一方キンク間の炭素数が奇数の場合には安定性は低いが反強磁性的な状態を取る構造があることが分かった。これより、特にカーボライトは水素が付加した炭素鎖の集合体である可能性が大きい。これはカーボライトの密度がカルビンと比べて小さいことと符合する。以上が本研究の成果であるが、カーボライトに関する実験的なデータが極端に不足しており、現在の段階ではカーボライトについての最終的な構造を明確にすることはできていない。今後の良質の結晶作成と構造解析が強く望まれる。新たな一次元炭素結晶と思われるカーボライトは、これまでに知られているカルビンと同様に得られる量がわずかであるため、その構造が分かっていない。ただ軸方向に長周期構造があることが実験から示唆されている。このことからキンクのある炭素鎖が基本構造の候補と考えられているが、現在まで理論的にキンクを持つ長周期構造の炭素鎖の安定性は確認されていない。本研究では、まず炭素の1本鎖の最安定構造を第一原理的構造最適化計算によって探索した。その結果はキンクの無い直線状の構造で、パイエルス転移による2個周期の結合交代を持つ炭素鎖が最安定であった。これより長い長周期構造は無限の1本鎖ではあり得ないと結論できる。次に、長周期構造を持つ可能性のあるものとして、2本の炭素鎖が周期的に結合した構造について調べた。最も基本的と考えられる3個の構造を提案し、それらの安定構造を1本鎖と同様の方法で探索した。今年度は周期の最も短い場合しか扱えなかったが、これらは全て安定構造になることが確認できた。今回の構造は化学結合的にはかなり無理のあるものであったが、それでも安定であることからより長い周期を持つ場合には1本鎖より安定になることが予想される。今後の研究の展開としては、最安定な周期構造を持つ2本鎖の構造を探索すること、並びに端に異種分子が付いた有限長の1本鎖と2本鎖の安定構造を調べることがまず挙げられる。本研究は萌芽的研究であり、今年度は成果を公表するまでに至っていない。研究発表欄に記載したものは、炭素物質についての関連研究の成果に関するものである。新たな一次元炭素結晶カーボライトは、これまで知られているカルビンと同様に軸方向に長周期構造を持つことが実験的に示されている。

このことはキンク構造のある炭素鎖が基本構造であることを示唆しているが、現在までにキンクを持つ一次元炭素鎖の安定構造は理論的に確認できていない。本研究では、昨年度一次元炭素鎖の安定構造を第一原理的構造最適化計算によって探索したが、炭素のみからできる一次元鎖はキンクを持つ構造は取り得ないという結果になった。また炭素鎖が結合した構造では長周期構造を取りうることが分かったが、その構造はかなり不自然なものであった。その後、カーボライトには多量の水素が含まれていることが分かったので、今年度は水素が付加された炭素鎖の安定構造とその電子状態を第一原理計算によって調べた。その結果、水素が付加した炭素の位置には自然にキンクが生じること、キンク間の炭素数が偶数の場合には安定な構造が存在し非磁性半導体になること、一方炭素数が奇数の場合は安定性は低いが反強磁性的な状態となる構造が存在することが分かった。この電子状態の違いはキンクの存在によって自然に説明できることも分かったが、未だ実験から示唆されているカーボライトの構造と一致するものは得られていない。カルビンの構造の探索と伴に、次年度の課題である。本研究は萌芽的研究であり、最終的な結論を得て公表する段階には至っていない。研究発表欄に記載したものは、炭素系物質についての関連研究の成果である。新たな一次元炭素結晶カーボライトは、これまでに知られているカルビンと同様の方向に長周期構造を持つことが実験的に明らかになっている。このことは炭素鎖がキンク構造を持つことを示唆しているが、現在までにキンクを持つ一次元炭素鎖の安定構造の存在は確認されていない。本研究の目的は、長周期をもつ一次元炭素鎖の存在条件の調査と安定構造の探索、及び電子状態の特徴を明らかにすることである。過去3年間の第一原理構造最適化計算の結果からは、純一次元炭素鎖はキンクを持ち得ないことが分かった。また、炭素鎖同士が結合する場合も考慮すれば、長周期構造を持つ安定構造は可能であることも分かった。これより、カルビンやカーボライトは一次元炭素鎖のネットワーク構造を取っている可能性が挙げられる。昨年度からはこの他の可能性として、カーボライトに多量に含まれている水素に着目して、水素が付加した炭素鎖の安定構造と電子状態を調べた。その結果、水素が付加した炭素位置にキンクが生じること、キンクの間の炭素数が偶数の場合に安定構造があり非磁性半導体であること、一方炭素数が奇数の場合には安定性は低いが反強磁性的な状態を取る構造があることが分かった。これより、特にカーボライトは水素が付加した炭素鎖の集合体である可能性が大きい。以上が本研究の成果であるが、カーボライトに関する実験的なデータが不足しており、現在の段階ではカーボライトについての最終的な構造を明確にすることはできなかった。本研究は萌芽的研究であり、上記の結論をまとめた論文を投稿中である。研究発表欄に記載したものは、炭素系物質に関する関連研究の成果も含んでいる。