hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
亜硝酸剤非使用・使用冠動脈ＣＴＡを用いた冠動脈攣縮評価

非プラーク部、非石灰化プラーク部、混合プラーク部、石灰化プラーク部に分けて冠動脈拡張の違いを検討した。冠動脈プラーク自体が冠動脈拡張能を妨げる因子であることを解明し、各プラーク間では冠動脈拡張率には大きな違いはなかった。動脈硬化の初期の段階と思われる非石灰化プラークでも、冠動脈の拡張能が低下し、亜硝酸薬の作用する血管内皮障害が動脈硬化の初期段階で起こっているものと思われた。この研究は、2013年北米放射線学会(RSNA)で発表し、現在英文雑誌へ投稿中である。亜硝酸薬使用前後の冠動脈CTA画像から冠動脈攣縮を予測するために、臨床的診断と冠動脈拡張能の関係について現在検討中である。しかし、非常に多くの因子が関与するため、詳細な検討が必要となっている。循環器画像亜硝酸薬(NTG)使用前使用後の血管径計測が終了し、baseline studyとしてNTG使用前の冠動脈径と使用後の冠動脈の拡張を計測し、その関係を英語論文化し、現在投稿中である。また、これに続き、冠動脈プラーク性状(非石灰化・石灰化プラーク)などで、冠動脈拡張率が異なるか検討し、国際学会などで発表している。これらも、随時英語論文化し、投稿予定である。今後は、臨床的に冠攣縮が胸痛の原因として疑われる症例か否かで、検討し冠動脈攣縮の原因となり得る病変及びCT所見は何か、検討する予定である。Baseline studyとして冠動脈径により硝酸薬による血管拡張能を評価し、2012年欧州心臓放射線研究会(ESCR)でこの成果を発表している。現在、英文にまとめ投稿している最中である。次に、冠動脈plaque性状に着目し、plaqueのありなしでの冠動脈拡張の違いの評価や、石灰化plaqueと非石灰化plaqueとに分けてplaque性状に因る冠動脈内皮細胞障害の程度を評価している。この統計処理は、終了しabstructは英文化しており2013年度の心臓CTの国際学会(SCCT:モントリオール)に投稿し、受諾を得ている。心臓CTの専門家に、我々の行っている研究の意義を評価して頂き、今年度中には英文誌に投稿予定である。上記の到達度の項目で記載している通り、冠動脈plaque部を、soft plaque、mixed plaque、石灰化plaqueに分けて、亜硝酸薬使用前の冠動脈径と冠動脈拡張率との関係を評価する。なぜなら、冠動脈拡張に関与する内皮機能は、動脈硬化の初期段階で制約を受けるとも言われているため、動脈硬化の進行した状態と思われる石灰化plaque例と比較的内皮障害の軽い少量のsoft plaque例などで、冠動脈拡張率が異なるか検討する。冠動脈攣縮は、心臓カテーテルで負荷試験を行えば正確に判断できるが、臨床的に服薬状況と合わせて判断し、冠動脈攣縮の可能性が高い例かどうかを判断し、冠動脈攣縮例及び非攣縮例で、冠動脈拡張率が異なるか、または冠動脈plaqueの状況は異なるかなどを評価し、学会発表及び英語論文化を行う予定である。冠動脈plaque性状に着目し、plaqueの有無による冠動脈拡張の違いを評価する。冠動脈plaqueを石灰化plaqueと非石灰化plaqueとに分けて、plaque性状に因る冠動脈内皮細胞障害の程度を評価する。更に、今年度中には英文誌に投稿予定である。冠動脈攣縮が疑われた症例では、亜硝酸薬の使用の有無により、冠動脈が拡張になる可能性もあり、その拡張率から冠動脈攣縮の可能性が推測できるか検討予定である。
反復自然観察法によるつり込まれエラーの研究

つり込まれエラーとは、Norman(1981)のスリップの分類の外的活性化のスリップである。その概念を運転者のエラーに適用するときの問題点と行動観察法によるエラーの解析方法を確立するのが本研究の目的である。次の4つの観察研究を行った。(1)信号待ちのときに発進してすぐ止まる不要な発進がつり込まれエラーと呼べるかを24名に生じた61回の誤発進事例について検討した。つり込まれエラーを特定する際の意図の評価方法の確立が問題になることを明らかにした。(2)つり込まれ反応として合図をだすかを反復自然観察法によって検討し、348回の左折行動の中に1回ではあるが、つり込まれ反応として合図をだした事例を見出した。(3)薄暮時の点燈行動は、対向車の点燈に同調し点燈を早めるわけではないことを精神物理学の閾値モデルを用いて明らかにした。(4)交差する道路の信号無視の自転車の速度に、反応して自動車が加速する同調的な現象があるかを検討した。自動車はわずかではあったが減速し、同調して加速するわけではなかった。つり込まれエラーの定義の問題としては第一にスリップは意図に反する行為であるが、その意図をとらえる適切な方法が確立されていない点を指摘できた。そこで、意図を測定するより運転者の反応が運転行として不適切か否かの観点と、当人の運転の個人内変動の範囲から逸脱したかの観点との2つからチェックするのが実際的であった。反復自然観察法はその有効な方法であった。定義の第二の問題は、つり込まれエラーでは、エラーとそれを誘発させる刺激のとの間にコンパティビリティが仮定できることが条件である。つり込まれのスリップもしくは反応が生じたときのスキーマの活性化のレベルと意図の暖昧性を規定する方法が必要だが、それには自然観察法だけでは限界があった。つり込まれエラーと記述エラーを峻別する方法が今後の課題となった。つり込まれエラーの自然観察として、今年度は以下の4種の研究に取り組んだ。1.信号待ちの自動車の不要発進、2.交差点での左折合図のつり込まれ現象、3.薄暮時に対向車につり込まれての点燈現象4.赤信号を無視する自転車の相互のつり込まれ現象。このうち1と2は、予算の制約上、既存の撮影テープから、24日の観察期間中12日以上記録できた25名の事例を編集し、交差点で信号待ち中に発進をして結果的に再停止する不要な発進をエラーとして取り上げた。そのエラーがつり込まれエラーと呼べるかを検討し、日本応用心理学会第68回大会(2001年9月)で発表した。不要な発進を誘発した要因は複数になり、一つに特定できる例は少なかった。つり込まれエラーには、エラー直前の運転者の注意がどこに向いていたかによって2種に区分できた。第1は運転者が状況をっねに探索していて、ある変化に即応してつり込まれた誤発進である。第2は運転者が外部状況を把握ぜず漫然としていて、信号にはっとして反応したようなつり込まれエラーである。前者はスキーマの活性値が高い場合で、後者は逆に低く、奪取エラーとの区別がつきにくくなる。同じデータで合図のトリガー条件を現在併せて分析中である。平成14年の産業・組織心理学会に発表予定である。

3については、4月から11月にかけて、6度にわたる調査を行い、Kroj & Spoerer(1974)の結果に反して、対向車による点燈の促進(つり込み)効果は検出できなかった。14年度の学会に発表予定である。4は、赤信号を無視する自転車の高校生に質問紙調査と自動車の進入速度分析を行った。自転車の信号無視が法規の無知による点が明らかになり、この交差点の違法行為がかならずしもつり込まれ現象とは言えなかった。つり込まれエラーとは、Norman(1981)のスリップの分類の外的活性化のスリップである。その概念を運転者のエラーに適用するときの問題点と行動観察法によるエラーの解析方法を確立するのが本研究の目的である。次の4つの観察研究を行った。(1)信号待ちのときに発進してすぐ止まる不要な発進がつり込まれエラーと呼べるかを24名に生じた61回の誤発進事例について検討した。つり込まれエラーを特定する際の意図の評価方法の確立が問題になることを明らかにした。(2)つり込まれ反応として合図をだすかを反復自然観察法によって検討し、348回の左折行動の中に1回ではあるが、つり込まれ反応として合図をだした事例を見出した。(3)薄暮時の点燈行動は、対向車の点燈に同調し点燈を早めるわけではないことを精神物理学の閾値モデルを用いて明らかにした。(4)交差する道路の信号無視の自転車の速度に、反応して自動車が加速する同調的な現象があるかを検討した。自動車はわずかではあったが減速し、同調して加速するわけではなかった。つり込まれエラーの定義の問題としては、第一にスリップは意図に反する行為であるが、その意図をとらえる適切な方法が確立されていない点を指摘できた。そこで、意図を測定するより運転者の反応が運転行として不適切か否かの観点と、当人の運転の個人内変動の範囲から逸脱したかの観点との2つからチェックするのが実際的であった。反復自然観察法はその有効な方法であった。定義の第二の問題は、つり込まれエラーでは、エラーとそれを誘発させる刺激のとの間にコンパティビリティが仮定できることが条件である。つり込まれのスリップもしくは反応が生じたときのスキーマの活性化のレベルと意図の曖昧性を規定する方法が必要だが、それには自然観察法だけでは限界があった。つり込まれエラーと記述エラーを峻別する方法が今後の課題となった。
英語に於ける色彩表現の史的発達に関する研究

1.色彩表現の発生順位英語における色彩表現(色彩語を含む表現)の内、他の要素が同一で色彩語に於いてのみ互いに異なるものを対象とし、その文献初出年代を比較するという方法を採ることにより、次の二つの系列が得られる。(初出年代は、特にOEDによる)上図中、「x>y」は、xを含む表現がyを含む表現よりも出現年代が早いことを示す。(例えば、blackmail(1826)>whitemail(1861)、white flag(1815)>red flag(1848)、red-book(1479)>blue book(1633)、white-collar(1919)>blue-collar(1959)、red-light(1849)>green-light(1883)、blue-ribbon(1651)>green-ribbon(1680)、といった例に表れている。)blackからbrownに関しては、この順序で、色彩表現が出現しており、例外がない。yellowには、ゆれが認められる。また、pinkに関しては、blueより後であることは確かであるが、greenよりも後であるかどうかは、未だ不明である。goldは、silverに先行するが、系列Aとの関係は、俄かには断じ難い。今後の調査に待つべき点が二、三あるが、基本的な出現順序の概略は明らかになったと言えると考えられる。この出現順序は、英語に於ける各色彩の重要性をある程度反映していると言えよう。つまり、より左に位置する色彩ほどより基本的である。Black/White/Redは、文化人類学において三原色であり〔Turner(1967)参照〕、色彩語の重要な研究であるBerlin&Kay(1969)においても、White or Black>Redの順序で最初に置かれており、更に大月(1987-93)で示された、世界の諸言語・諸文化に現れた色彩象徴においても、他のどの色彩よりも重要なものとして認識されている。今後の調査により、系列AとBとは一本化できるものと考えられる。2.時代ににより出現する意味の傾向文献初出年代を各色彩ごとに調べることにより、色彩語の、特に象徴的な意味がどのように歴史的に発達してきたかを概観することができる。各時代において出現する色彩語の意味は、ある程度、その意味の生まれた時代というものを反映していると言うことができる。
間接費の管理手法に関する研究(間接費の管理とリエンジニアリング)

今回の研究では、日本企業の実態調査および欧米の文献研究を通じて、革新的な製造間接費の管理手法を探求することを主目的としている。まず前者の実態調査に関しては、FA化(工場自動化)が進んでいる幾つかの工場を実際に訪問し、製造工程を観察ならびに聞き取り調査を実施した。その調査結果として、確認できたことは次の4点である。第1に、巨額の設備投資を要する半導体産業では、直接労務費はもはや独立した原価項目とはみなされず、製造間接費に含められていた。第2に、材料費および直接労務費の割合が極めて低い半導体産業では、増大する製造間接費(加工費)の配賦計算に工夫を凝らしていた。ある工場では、エンジニアと連携して工程ごとに緻密なマシン・レートを算定し、それを配賦基準として製品の全部原価を計算していた。またある工場では、活動基準原価計算(ABC全部原価計算)を導入して製造間接費の正確な配賦計算を行っていた。第3に、FA化が進展しているが材料費の比重が大きい記録メディア製造工場では、直接原価計算を利用した上で、機械の減価償却費のような固定費(製造間接費)を製品群(製品系列)に直課していた。第4に、訪問した全ての工場で標準原価計算が実施され、しかも工場の原価計算担当者達は、エンジニアとの協力関係を前提とした上で、標準原価計算の原価管理への役立ちを主張した。この点については、日本企業では元々標準原価計算の採用は少なかったという従来からの指摘を考えると、興味深い点である。他方で、後者の文献研究に関しては、まず平成11年5月に論文「活動基準原価計算(ABC)に関する覚書」を発表し、また同年6月には、学会機関誌「会計」に論文「間接費の配賦に関する一考察」が掲載された。なお、アメリカの活動基準原価計算とドイツのプロツェス原価計算との比較研究に関しては現在進行中であり、平成12年度の学会で研究発表する予定である。今回の研究(奨励研究A)では、日本企業の実態調査および欧米の文献研究を通じて、革新的な製造間接費の管理手法を探求することを主目的としている。まず前者の実態調査に関しては、今年度(平成10年度)は期待通りの結果を得ることができなかった。実際に何度か企業側と接触してみたが、初期の段階で、調査方法(特に聞き取り調査用の質問事項)の不備を実感した。そこで、まず今年度は、質問事項の体系化かつ精緻化に全力を尽くすことにした。来年度(平成11年度)は、理論と実務とのギャップを埋める意味で、研究室から出て、革新的な企業の実務を学ぶことに専念する。九州圏に立地する工場を直接訪問して、聞き取り調査を実施する。他方で、後者の文献研究に関しては、ほぼ順調に推移した。まず、平成10年9月に論文「活動基準原価計算(ABC)の階層構造について」を発表し、革新的な製造間接費の管理手法を追求するアメリカの活動基準原価計算(ABC)が、その階層構造の発見に伴い、どのように理論的に進展したかを考察した。また、同年9月に日本会計研究学会第57回大会で、「間接費の配賦に関する一考察」というテーマで学会発表し、その成果は学会機関誌「会計」の平成11年6月号に掲載される予定である。なお、現在進行中の研究テーマ、たとえば活動基準原価計算(ABC)から活動基準原価管理(ABCM)への展開、ならびにアメリカの活動基準原価計算(ABC)とドイツの補償貢献額計算との比較研究については、時機をうかがい論文の形で発表したい。
マルチ励起光を用いた能動的測定による準安定状態にある分子系の研究

マルチ励起分光法は励起状態を能動的に測定する方法であり、複雑な励起状態をもつ分子系の研究に適している。本研究では、幅広い波長領域の励起光を用いて柔らかな分子系の超高速光学応答をフェムト秒誘導ラマン分光(FSRS)と広帯域プローブ光による吸収分光により測定し、初期励起状態の違いが光機能性にどのように反映されるかを調べた。励起波長変調FSRSを開発して、共鳴FSRSの問題点であるブロードなオフセット信号を除去し励起状態の詳細な測定を可能とした。さらに、アンチストークス側の近共鳴条件が振動緩和過程の観測に最も適していることを理論的に示し、β-カロテンの測定で実証した。広帯域の波長可変励起光を発生するために光パラメトリック増幅器の出力と基本波の和周波発生を行い、紫外から赤外までの幅広い領域で励起光を得た。さらに、回折格子を用いた光学系により白色プローブ光のチャープ特性とスペクトルを幅広い波長領域で最適化することに成功した。β-カロテンの緩和過程における振動状態を調べるために、S2励起状態の3つの異なる振動準位を励起した。フェムト秒吸収分光とFSRSの結果から、内部転換は上準位の振動基底状態からではなく、hotな状態からも起きていることが明らかにされた。特に、振動緩和によりFSRS信号が増幅から分散型に変化することを明瞭に捉えることに成功した。有機半導体レーザーとして期待されているBPFT薄膜単結晶と2種類の燐光をもつCH2-[7]ヘリセンの励起波長依存性を調べた。BPFTでは、半導体レーザーを実現する上で重要となるion pairのダイナミクスを紫外励起により明らかにした。ヘリセンでは、高い励起状態SnからS1励起状態への緩和の間に約10 psの寿命をもつ中間状態を観測し、この状態がヘリセンの特徴的な光学応答に重要な役割を果たしていると結論した。27年度が最終年度であるため、記入しない。多様な準安定構造をもつ分子系の機能性を明らかにするには時間分解振動分光が有効である。本研究では、フェムト秒誘導ラマン分光法の測定精度を高めるとともに、同条件下で測定された自発ラマン信号との比較を行うことで、準安定状態における振動の動的変化を精密に測定する分光法を開発することを目的とした。平成26年度には、まずフェムト秒誘導ラマン分光装置の改良を行った。励起状態の誘導ラマン信号を選択的に測定するためには共鳴効果の利用が有効である。しかし、共鳴励起では誘導ラマン散乱以外の信号も同時に現われてしまう。そこでラマン信号の波長はラマン励起光の波長に応じて変化することを利用して信号の分離を行うこととした。このために、ラマン励起光の波長をレーザーの繰り返しに同期して変調する装置を開発した。改良したフェムト秒誘導ラマン分光装置をβ-カロテンに応用した。主励起後0.5 psの誘導ラマン散乱の測定結果には、S1励起状態のν1モード(C=C伸縮振動)信号が1780 cm-1付近に現われた。この信号は共鳴効果により正の値をもっており、S0基底状態や溶媒による負の信号と明確に区別できた。さらに、励起波長(400 nm, 490 nm)によりラマン信号のピーク位置に差があることが確認された。これは400 nm励起では高い振動準位が生成されているためであり、開発した装置により振動ダイナミクスを詳細に観測できることが示された。光機能性をもつ分子系の多くは紫外領域に吸収をもつ。また、励起波長によって異なる機能性が現れる場合も数多く報告されている。このため、紫外領域で波長可変なフェムト秒励起光を開発した。光パラメトリック増幅器と和周波発生により紫外励起光(267 nmおよび330-360 nm)を得ている。紫外励起光の応用として有機半導体レーザーの可能性をもつBPFT薄膜単結晶の光励起状態を調べた。

特に、振動緩和によりFSRS信号が増幅から分散型に変化することを明瞭に捉えることに成功した。有機半導体レーザーとして期待されているBPFT薄膜単結晶と2種類の燐光をもつCH2-[7]ヘリセンの励起波長依存性を調べた。BPFTでは、半導体レーザーを実現する上で重要となるion pairのダイナミクスを紫外励起により明らかにした。ヘリセンでは、高い励起状態SnからS1励起状態への緩和の間に約10 psの寿命をもつ中間状態を観測し、この状態がヘリセンの特徴的な光学応答に重要な役割を果たしていると結論した。平成26年度の研究計画は、フェムト秒誘導ラマン分光装置の性能向上とカロテノイド類への応用であり、これらはほぼ達成することができた。測定精度の向上では、ラマン励起光の波長をピエゾ素子を用いた分光系で高速に変調することで、ラマン信号以外の共鳴信号を除去できるようになった。初期段階ではピエゾ素子から伝わる機械的振動が測定系に影響を与えていたが、防振の工夫を行うことで測定精度としてΔT/Tが10-4以下を達成した。しかも、従来よりも短時間での測定が可能となっている。機能性をもつ分子系は紫外域に吸収をもつことが多いため、主励起光の波長を紫外領域に拡大する必要があった。このために、従来の主励起光である可視光とチタンサファイアレーザーの出力800 nmの和周波を発生することで330-360 nmの波長可変励起光を得た。群速度分散を行わない段階では、パルス幅が約400 fsとなっており時間分解能が十分ではなかった。しかし、プリズム対を用いた群速度分散補正系で最適化できることを確認しており、当初の計画である100 fs以下の時間分解能を得ることができる。カロテノイド系への応用では、他の分光測定により推測されていた励起状態の振動緩和過程を精度よく測定することに成功した。さらに、紫外励起光の応用としてヘテロヘリセン系のフェムト秒分光を共同研究で行う準備を進めている。また、当初の計画にはなかったが紫外域のプローブ光発生を行い、現在はその最適化による測定精度の向上を進めている。これにより機能性をもつ分子系をより詳細に調べることが可能となっている。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度に改良を行ったマルチ励起フェムト秒分光装置の最適化を行う。本研究で用いる装置の特徴は、基本的な測定方法であるPump-Probe法、マルチ励起分光法であるPump-Repump-Probe分光法、励起状態の振動測定が可能な共鳴フェムト秒誘導ラマン散乱および自発ラマン散乱を同一の条件下で測定できることである。これまでは、測定光学系を一部組み替える必要があったため、厳密な意味では同一条件ではなかったが、今年度の改良により同時測定を可能とする。前年度に開発した紫外領域の分光光学系の改良を行う。励起光を最適化するために、プリズムを用いた群速度分散補正光学系を用いる。これにより、時間分解能を100フェムト秒以下として十分な時間分解能を得る。さらに、近紫外領域のプローブを行うためにCaF_2によるプローブ白色光の発生と回折格子による群速度分散補正を行う。これにより、柔らかな分子系の光学特性を広い波長領域で測定することが可能となる。改良されたフェムト秒ラマン分光装置により、様々な分子系の励起状態の振動状態を測定する。前年度に測定したカロテノイド系については、主鎖の共役長が異なる試料について励起光波長依存性の測定を行う。
有職糖尿病患者が編み出したセルフケアの方略を活用した患者教育方法の検討

質問紙とインタビュー調査を実施した。対象者は男性61名、女性20名の合計81名、平均年齢は53.1±10.2、平均HbA1c(NGSP)は7.4±1.0であった。セルフケアの実施状況は、薬物療法に比べ食事・運動療法の実施日数が少なかった。また、最も実施困難なものは運動療法であると返答する割合が高かった。仕事とセルフケアの両立における困難は、食事会、ストレス、仕事中の服薬であり、それらの困難に対し、さまざまな工夫をしている様子も明らかになった。【研究目的】有職2型糖尿病患者が、仕事とセルフケアを両立させるために患者が独自に編み出している行動を明らかにするとともに、それら行動の活用性を患者教育において検討することを目的とする。【方法】研究デザインは、質問紙調査とインタビュー調査を使用したトライアンギュレーション。本調査では、質問紙調査100名、インタビュー調査20名を実施する予定である。【23年度の目標・計画】24年度に本調査を実施する予定であるため、23年度は、本調査に向け以下の目標をたてた。1)質問紙とインタビューガイドの作成2)パイロットスタディー(質問紙調査20名、インタビュー調査5名)【23年度実施した内容】先行研究を参考に、質問紙の原案を作成した後、糖尿病専門医・糖尿病療養指導士など糖尿病患者に関わっている医療職者の意見をもとに修正を加え、質問紙を作成した。既存の質問紙だけでは、患者が実際にどのような療養行動を実施しているのかが捉えにくい部分があったため、多様な意見を取り入れた質問紙の作成が必要であると考える。インタビューガイドにおいても、先行研究をもとに作成し、パイロットスタディーで実施したインタビューの結果を基に修正を加えている。パイロットスタディーは、質問紙調査を予定通り20名に実施した。加えて、対象者に質問紙を提示し、回答が困難な個所がないか確認をした。インタビュー調査は、対象となる患者が外来患者であったこともあり、時間調整がつかず、現在1名のみ実施している。今後、追加データを取る予定である。【研究目的】有職糖尿病患者を対象に、セルフケアの実態および仕事とセルフケアの両立のために患者自身が編み出す行動を明らかにし、その行動の患者教育における活用性について検討した。【研究方法】計画では、質問紙調査の対象者から20名を選択し、インタビュー調査を実施する予定であったが、パイロットスタディーを実施した結果、対象者全員の質的データが必要だと考え研究方法を変更した。有職2型糖尿病患者に質問紙調査および短時間のインタビュー調査を実施した。質問紙は糖尿病問題領域質問票日本語版(石井1999、以下PAID)による負担感情、セルフケア行動評価尺度(大徳2006)による食事・運動・薬物に関するセルフケア、負担感については自作の質問を追加した。インタビューは、仕事と糖尿病管理の両立における困難とその対処(口述回答を研究者が書きとることによるデータ化)とした。分析は、量的データには、記述統計、下位グループ分析を適用した。質的データは、「仕事とセルフケアの両立に伴う困難とその対処」について抽出したものをカテゴリー化した。カテゴリー化されたものの意味を量的データと合わせて分析を行なった。【結果】対象者は男性61名、女性20名の合計81名、平均年齢は53.1±10.2、平均HbA1c(NGSP)は7.4±1.0、平均PAID得点は39.4±13.8であった。また、最も実施困難なものは運動療法であると返答する割合が45.9%と高かった。仕事とセルフケアの両立における困難は、「食事会の際の食事療法」「食事時間のずれ」「運動が出来ない」「仕事によるストレス」「仕事中の薬物療法」であった。また、それらの困難に対し、さまざまな工夫をしている様子も明らかになり、患者教育に活用出来る内容であった。質問紙調査は、予定通り進行しているが、インタビュー調査が予定人数に達していない。その理由として、対象者との時間調整がつかなかったことがあげられる。また、研究施設の倫理審査の申請が遅れ、1施設のみでの調査(予定は2施設)となってしまったことも影響したと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、計画通り本調査を開始する予定である(質問紙調査100名、インタビュー調査20名)。インタビュー調査の遅れに対しては、事前に対象者と時間調整を実施すること、研究施設を予定通り2施設にすることで改善可能だと考える。
強相関電子系における超伝導・磁性・電荷秩序に関する理論的研究

近年、de Haas-van Alphen効果をはじめとした重い電子系のフェルミ面に関する実験が詳細に行われるようになり、大きな注目を集めている。特に反強磁性転移点を境にフェルミ面トポロジーの変化が起きていることがいくつかの実験から明らかになってきた。これは従来の反強磁性転移の理論では理解できない点も多く、新たな描像の必要性が主張されている。我々はこの現象に着目し、近藤格子模型と周期的アンダーソン模型に変分モンテカルロ法を適用して基底状態における反強磁性転移とフェルミ面の変化を解析した。その結果、従来の反強磁性転移の他にフェルミ面トポロジーの変化を伴う新しいタイプの相転移(フェルミ面再構成)が存在することを示すことが出来た。相図中には反強磁性転移とフェルミ面再構成が同時に起こる領域が存在し、実験結果を説明し得ると考えられる。また、同様の計算手法により、f電子がランダムにドープされた近藤格子模型の基底状態を調べた。f電子数の変化に伴って系はlocal Fermi liquidからheavy Fermi liquidへのクロスオーバーを起こすと期待され、多くの実験でも確認されているが、理論的には不明な点が多い。我々は交換相互作用のドーピング依存性から、f電子のコヒーレンスが成長し始める密度と近藤スクリーニングに必要な伝導電子が不足し始める密度を見出した。これらの密度は上述したクロスオーバーに深く関わっていると考えられる。この結果は、不純物配置を平均的に取り扱った先行研究では得られなかったものであり、本研究がこのタイプの不純物問題に対して有効であることを示唆している。近年、重い電子系の反強磁性転移に伴ってフェルミ面が急激な変化を示すことが、Hall効果やde Haas van Alphen効果の実験から示唆され、大きな注目を集めている。これはf電子の局在と遍歴という、重い電子系において最も基本的かつ重要なテーマに深く関わっていると考えられる。私はこの点に着目し、重い電子系を記述するモデルである近藤格子模型と周期的アンダーソン模型の基底状態についての研究を行い、特に反強磁性転移とフェルミ面の変化について詳しく調べた。その結果、近藤格子模型ではJが小さい領域、周期的アンダーソン模型ではVが小さい領域で、従来の反強磁性状態に加えて、フェルミ面のトポロジーが異なる新しい反強磁性状態が実現する可能性を見出した。これは系がフェルミ面を再構成することでより局在性の強い状態に転移した結果だと考えられる。また、この転移は1次の相転移になっており、従来の反強磁性臨界点の理論で扱われている2次の相転移とはタイプが異なるものである。実験では1次、2次のどちらの相転移も観測されており、その周辺での物性も大きく異なっている。両者の性質を明らかにすることは、重い電子系の物理の進展に大きく貢献すると考えられるが、特に1次相転移に関しては理論・実験共に不明な点が多い。本研究はそれらを解決する出発点になると考えている。また、計算手法として用いている変分モンテカルロ法は、強相関電子系を扱うのに適した方法であるものの、上述したような問題にはほとんど使われてこなかった。本研究ではその有用性も確認できたため、今後のさらなる発展が期待できると思われる。
枯草菌代謝制御ネットワークの物質産生系への有効活用

1.前年度までに分岐鎖アミノ酸合成に関わるi1v-1euオペロンのアミノ酸飢餓による正の制御は、GTP低下によるCodYによる負の制御の解除とこのすべロンの転写開始点近傍に存在するcis-配列を介した正の制御である事を明らかにした。後者の制御のcis-配列を特定するため、転写の開始点近傍(-2)TTCA(+2)に塩基置換を導入し、正の緊縮制御への影響を見たところ、(+1)へのGの置換がやや、(+2)のGへの置換が大きく影響し、とくに後者の置換は負の制御にまで転換した。i1v-1euオペロンのin vitroの転写系を組み、RNAポリメラーゼの基質であるGTPとATPの量を変動させrun-off転写産物の量を測定したところ、(+2)のGへの置換がGTPの濃度の低下に極めて感受が高くなる事が判った。pstGの転写開始点の塩基配列は、(-2)TTGG(+2)であり、最初のGが転写開始点で、その次のGをAに変えたときこの負の緊縮制御が見られなくなった。この知見は(+2)のGが負の緊縮制御に関与することを示し、ptsGの負の緊縮制御を回避する方策が見つかった事を意味する。さらに負の制御を受けるpdhオペロンと正の制御を受けるpycA遺伝子の転写の開始点は、それぞれ、(-2)ATGT(+2)と(-2)TTAT(+2)であり、(+1)のGとAが負と正の制御関連していることが強く示唆された。これらの知見は転写開始点あるいはその次の塩基がGかAで、緊縮制御が正の制御か負の制御かが決定される事が推察された。従って、緊縮制御をうけるプロモータでは、RNAポリメラーゼによる転写開始の頻度が、基質のGTPとATP特にGTPの溝度に強く依存すると推定された。2.野生株とcosY変異株を用いたメタボローム解析により、codY変異が分岐鎖アミノ酸合成を上昇させるという事がわかった。また、リジン欠乏で緊縮制御をかけた場合も分岐鎖アミノ酸合成が高まった。しかし、イソロイシンの前駆体であるスレオニン合成に関わるhom-thrC-thrBオペロンは、正の緊縮制御を受け、さらにリジン欠乏そのもので誘導される事が判明した。●枯草菌分岐鎖アミノ酸合成オペロン(ilv-leu)のグローバルな転写制御因子(CcpA、CodY、TnrAおよびRelA)による発現制御の分子レベルで解明するため、これらの制御因子の結合する部位の欠失解析、フットプリントおよびin vitro転写系解析を行い次の事が明らかになった。a)CcpAによるilv-leuオペロン発現の正の制御はRNAポリメラーゼとの相互作用によるものであり、CodYの制御部位への結合がCcpAの結合を解除する事により、CodYの負の制御がCcpAの正の制御を凌駕する。b)CcpAとTnrAの制御部位への結合はお互いに独立しているが、TnrAの制御部位への結合がシスに作用し、CcpAによる正の制御を作動不能にしていると考えられた。c)ilv-leuオペロンのアミノ酸飢餓による正の制御は、GTP濃度の低下によるCodYによる負の制御の解除とこのオペロンの転写開始点近傍に存在するcis-配列を介した正の制御である事を明らかにした。後者の制御のcis-配列を特定するため、転写の開始点(+1)および(-2)、(-1)と(+2)に塩基置換を導入し、正の緊縮制御への影響を見たところ、(+1)へのGの置換がやや、(+2)のGへの置換が大きく影響し、とくに後者の置換は負の制御にまで転換した。●枯草菌による分岐鎖アミノ酸合成の効率化の方策を探るため、枯草菌による野生株とcodY変異株を用いたメタボローム解析を行ったところ、codY変異が分岐鎖アミノ酸合成を上昇させるという事がわかった。さらに、イソロイシンの前駆体であるスレオニン合成に関わるhom-thrC-thrBオペロンがリジン欠乏そのもので誘導される事が判明した。

さらに負の制御を受けるpdhオペロンと正の制御を受けるpycA遺伝子の転写の開始点は、それぞれ、(-2)ATGT(+2)と(-2)TTAT(+2)であり、(+1)のGとAが負と正の制御関連していることが強く示唆された。これらの知見は転写開始点あるいはその次の塩基がGかAで、緊縮制御が正の制御か負の制御かが決定される事が推察された。従って、緊縮制御をうけるプロモータでは、RNAポリメラーゼによる転写開始の頻度が、基質のGTPとATP特にGTPの溝度に強く依存すると推定された。2.野生株とcosY変異株を用いたメタボローム解析により、codY変異が分岐鎖アミノ酸合成を上昇させるという事がわかった。また、リジン欠乏で緊縮制御をかけた場合も分岐鎖アミノ酸合成が高まった。しかし、イソロイシンの前駆体であるスレオニン合成に関わるhom-thrC-thrBオペロンは、正の緊縮制御を受け、さらにリジン欠乏そのもので誘導される事が判明した。
丹沢地域のツキノワグマニアリアルタイム衛星追跡実験とエコロジカルネットワーク策定

本研究は2ヵ年で首都圏近郊に位置しながら大型野生ほ乳類が生息する富士丹沢地域において、ツキノワグマ(Ursus thibetanus)を対象種にエコロジカルネットワークの策定を提案することを目標とした。具体的には、1.丹沢地域のツキノワグマのニアリアルタイム衛星追跡実験、2.移動経路・障害物などの解析およびエコロジカルネットワークの策定と評価、3.WebGIS技術を応用した地域政策立案システムの構築という3つの段階に準じて研究を進めた。第1段階においては、昨年度と同様に、2010年10月に丹沢清川村にてツキノワグマの雌個体1頭へ衛星追跡装置であるGPS付ARGOSを装着し、本研究課題では計2頭のクマの追跡ができた。また、自動撮影カメラによって、最低でも4頭のツキノワグマを判別できた。第2段階では、今年度は、昨年度に得られた追跡データを解析し、ツキノワグマによる沢の頻繁な使用と車両規制がある道路の横断が観察された。生態的回廊の最適な位置を空間的に把握するため、最小コスト経路分析という空間分析手法を用いて高解像度な縮尺(100mメッシュ)でモデリングし、1582km^2のコアエリア、182km^2の生態的回廊、618km^2の緩衝帯から成るエコロジカルネットワークを提案した。一方、既往研究の追跡(14頭)の結果を踏まえて、ツキノワグマの生息確率予測モデル開発により、地域個体群ごとの生息頭数を推定し、ギャップ分析に基づき、当地区におけるクマの生息パッチと潜在的生態的回廊を特定した。この内容は、査読付原著論文として国際誌に発表した。当地区のクマの総個体数から、富士丹沢地域個体群は絶滅が危惧されることが明らかになり、エコロジカルネットワークによりこの2つの地域個体群が内的に繋がったとしても、適切な個体数規模が維持されることは極めて難しいと結論づけられた。本研究は2ヵ年で首都圏近郊に位置しながら大型野生ほ乳類が生息する富士丹沢地域において、ツキノワグマ(Ursus thibetanus)を対象種にエコロジカルネットワークの策定を提案することを目標とする。具体的には、I.丹沢地域のツキノワグマのニアリアルタイム衛星追跡実験、II.移動経路・障害物などの解析およびエコロジカルネットワークの策定と評価、III.WebGIS技術を応用した地域政策立案システムの構築という3つの段階に準じて研究を進めている。平成21年度においては、上記3段階のうち、1段階目と2段階目までを完了することを目標とした。I.丹沢地域のツキノワグマのニアリアルタイム衛星追跡実験においては、2009年9月に丹沢清川村にてツキノワグマの雌個体1頭へ衛星追跡装置であるGPS付ARGOSを装着することができた。9月19日から10月23日まで106箇所の地点で位置情報を自動取得し、ツキノワグマの生息地を利用する行動パターンと日周期の分析を行った。衛星追跡システムとフィールドワーク手法とを組み合わせた新しい手法を検討し、生息密度が低い丹沢地域において、捕獲され奥山に放獣された個体がどのように振舞うのかをモニタリングすることにより、生息地選択、移動経路の解析に必要な情報収集ができた。また、自動撮影カメラによる現地モニタリングも実施した。II.移動経路・障害物などの解析およびエコロジカルネットワークの策定と評価では、いくつかのシナリオに基づき、エコロジカルネットワークの最適な位置を空間的に把握することが目標である。既往研究の追跡(14頭)の結果を踏まえて、ツキノワグマの生息確率予測モデルを開発し、地域個体群ごとの生息頭数を推定した。第三段階であるWebGIS技術を応用した地域政策立案システムの構築も本年度に着手し、システムのプロトタイプの試作を国際学会で発表した。

当地区のクマの総個体数から、富士丹沢地域個体群は絶滅が危惧されることが明らかになり、エコロジカルネットワークによりこの2つの地域個体群が内的に繋がったとしても、適切な個体数規模が維持されることは極めて難しいと結論づけられた。
遺伝子発現プロファイル解析によるオオムギの春化関連遺伝子の同定と機能解析

本研究は、申請者が以前の研究で単離した約300種類の春化関連候補遺伝子の中から、その発現変動が春化により強く連動するものを同定し、春化機構への関与を探ることを目的として行った。まず、300種類の候補遺伝子をPCRを用いて増幅し、一定濃度に調製した後ナイロンメンブランにドットブロット装置を用いてブロッティングした。そして、この操作を繰り返すことで複数のDNAアレイを作成し解析に用いている。検出プローブの作成には、春化要求性が異なるオオムギ6品種(ホテイムギ、コウゲンムギ、ハルナムギ、ナカイズミザイライ、カイケイ22号、リクゼンムギ)を用いた。各品種を一定期間低温処理し、春化が完了する前後の時期にある茎頂分裂組織からmRNAを抽出し、ラジオアイソトープで標識された基質[α-32P]dATPとoligo-dTプライマーを用いて逆転写させたcDNAをプローブとした。各品種由来のプローブを用いて300種類の候補遺伝子とハイブリダイゼーションを行い、すべての品種で春化に連動して発現変動する遺伝子の探索を進めた。その結果、単独品種の春化要求性に連動して発現変動する遺伝子の存在は確認できるものの、すべての品種で春化に連動して発現変動している遺伝子の存在は確認できなかった。この結果は、用いた春化関連候補遺伝子の中に春化を制御している遺伝子が無かったことを示唆している。しかし、最近アラビドプシスで単離された春化関連遺伝子(vrn2)は恒常的に発現していることがわかっており、春化が遺伝子の発現レベルで制御されていない可能性もでてきた。もしそうであれば、遺伝子の発現変動を指標にした春化関連遺伝子の単離同定は困難であると考えられる。ただ、単独品種の春化要求性に連動して発現変動する遺伝子の中にはヒストンH1などのようなクロマチン構造の維持に関するものが複数含まれており、春化にクロマチン構造の変化が関与している可能性は見いだすことができたと考えている。この成果は、春化研究を進める上で非常に有益な情報であり、この成果を土台にさらなる解析を進めていく予定である。具体的には、各品種を一定期間低温処理し、春化が完了する前後の時期にある茎頂分裂組織からmRNAを抽出し、ラジオアイソトープで標識された基質[α-32P]dATPとoligo-dTプライマーを用いて逆転写させたcDNAをプローブとした。現在、各種プローブを用いてハイブリダイゼーションを順次行い春化に連動して発現変動する遺伝子の探索を進めているとことである。まだ解析の途中であるが、これまでに得られた結果では、単独品種の春化要求性に連動して発現変動する遺伝子の存在は確認できるものの複数の品種で発現が連動している遺伝子の存在は確認できていない。今後は上記解析を続けるとともに、その過程で複数の品種で発現が連動する遺伝子が同定できれば、その細胞内局在を始めとした機能解析を進め、春化機構との関連性を探る予定である。

ただ、単独品種の春化要求性に連動して発現変動する遺伝子の中にはヒストンH1などのようなクロマチン構造の維持に関するものが複数含まれており、春化にクロマチン構造の変化が関与している可能性は見いだすことができたと考えている。この成果は、春化研究を進める上で非常に有益な情報であり、この成果を土台にさらなる解析を進めていく予定である。
放射線照射により誘導されるミトコンドリア関連死の機構解明

本研究の目的は、放射線による細胞の死がミトコンドリアを介しおこる、すなわちMitochondria mediated cell deathがおこることを明らかにし、またその機構について解明することにある。ミトコンドリア障害を示す細胞が、放射線に対し高感受性を示せば、ミトコンドリアの障害が直接あるいは、間接的に細胞の致死を決定することが証明できる。初年度では、まず、ミトコンドリア内電子伝達系の障害されている細胞について、この細胞が、放射線に対しどのような感受性を示すかを種々のエンドポイントを用い調べた。親細胞株はヒト由来骨肉種細胞143Bであり、ミトコンドリア内電子伝達系障害細胞は143B細胞から由来した143B-87細胞である。X線に対する生存率をコロニー形成法で調べた結果、143B-87細胞は放射線感受性が5Gyの照射でおよそ100分の1に低下することがわかった。次年度では、143B-87細胞のこの放射線高感受性がアポトーシスによるかを調べた。染色体のフラグメンテーションにて調べた結果、143B細胞と143B-87細胞では、アポトーシスの頻度がほぼ同等におこることがわかり、さらにアポトーシスの指標となるPARP(poly-ADP ribose polymerase)の切断でも、切断が認められず、よって、この感受性の差は、アポトーシスによるものではないことが判明した。さらに、この感受性はビタミンEの投与により軽減されることがわかり、間接的に143B-87細胞の放射線感受性増加は活性酸素の増加に伴うことが明らかとなった。本研究の目的は、放射線による細胞の死がミトコンドリアを介しおこる、すなわちMitochondria mediated cell deathがおこることを明らかにし、またその機構について開明することにある。親細胞株はヒト由来骨肉腫細胞143Bであり、ミトコンドリア内電子伝達系障害細胞は143B細胞から由来した143B-87細胞である。細胞核染色体異常をGAP,DELETION、およびTRANSLOCATIONの3っつのエンドポイントで調べた結果、143B-87細胞では143B細胞に比べ、いずれもおよそ1.5倍の異常を示し、また、DNA2重鎖切断もやはり143B-87細胞で143B細胞に比べ、およそ1.5倍の増加を示した。また、ミトコンドリア内活性酸素量は、照射時に143B-87細胞で大幅な増加を示した。これらは、いずれも、ミトコンドリア内電子伝達系の障害されている細胞が親株に比べ放射線に対し高感受性を示すことを表し、従って、ミトコンドリアの障害が細胞の致死を決定することが証明された。初年度では、まず、ミトコンドリア内電子伝達系の傷害されている細胞について、この細胞が、放射線に対しどのような感受性を示すかを種々のエンドポイントを用い調べた。

X線に対する生存率をコロニー形成法で調べた結果、143B-87細胞は放射線感受性が5Gyの照射でおよそ100分の1に低下することがわかった。本年度では、143B-87細胞のこの放射線高感受性がアポトーシスによるかを調べた。染色体のフラグメンテーションにて調べた結果、143B細胞と143B-87細胞では、アポトーシスの頻度がほぼ同等におこることがわかり、さらにアポトーシスの指標となるPARP(poly-ADP ribose polymerase)の切断でも、切断が認められず、よって、この感受性の差は、アポトーシスによるものではないことが判明した。さらに、この感受性はビタミンEの投与により軽減されることがわかり、間接的に143B-87細胞の放射線感受性増加は活性酸素の増加に伴うことが明らかとなった。
酸素空孔の系統的理解と機械学習による予測

酸化物は、薄膜トランジスタや大容量不揮発性メモリ、光触媒等への応用が実現されている。酸化物の機能において中心的な役割を担っているのが酸素空孔であり、酸化物の電子・光特性を決定する要となる。そこで近年、第一原理計算を用いた酸素空孔の理論研究が盛んに行われるようになってきた。だが従来型の研究は、高々数種類の酸化物を対象としており、多数の酸化物を計算した例は存在しない。よって本研究では、数万規模の酸化物中の酸素空孔に対して第一原理計算を実行し、酸素空孔の学理構築を行うことを目的とする。また機械学習を用いたエネルギー・電子構造を予測するシステムを開発し、酸素空孔物性の起源解明と予測手法の確立を行う。
道の考古学的研究

本研究は、近世街道・石畳遺跡を中心に、道の構造的・技術的発展過程を考古学的に明らかにし、道のはたしてきた社会的・歴史的意義を究明しようとしたものである。平成8年度は、島根県石州街道遺跡三坂峠石畳の発掘調査を実施するとともに、東海道箱根旧街道石畳などの実地調査を行い、石畳の敷設技術などの比較研究を行った。石州街道では、大型・厚手の自然石を用いて側縁を直線的にそろえ、側縁部から順次敷設する方法がとられ、広島県西国街道向原石畳と同じ方法であることが明らかにできた。また箱根旧街道西坂の石畳は、側縁は大型石を直線的に配置しているが、石材は扁平であり、石敷面に斜めの排水施設を設けるなどの違いがみられた。しかし東西の石畳は、基本的な構造・技術は共通していることが明らかとなった。平成9年度は、旧石器時代から弥生時代までの道について研究を行った。これらの時代は、近年の大規模調査により道も断片的に検出されているが、実体は明らかでないため、遺跡の分布状況から道・交通網について究明した。特に広島湾岸地域では、縄文時代の生活領域の境界は山稜であり、特定の山などを目印として区分できる。その境界線は弥生時代の境界と重なるようであり、また古代の官道と一部重なっている。道をつくる際の選定基準の一つに、石器時代以来の生活領域の境界があるのではないかと考えられた。道は、基本的には土道であり、古墳時代以降に砂利道、中世に石敷道が現れ、近世江戸時代に石畳道が普及する。石畳の敷設年代では19世紀前半の文化・文政期が多く、この時期が石畳敷設の一つの画期と考えられた。その背景には、社会的・経済的要因が考えられるが、緒要因の究明は今後の課題である。本研究は、道の実態やその歴史的・技術的発展過程をとおして、道のはたしてきた役割を考古学的に究明すること目的とするものである。従来古代の官道については、官衙や条理制などとの関連で注意され、また考古学的調査により直線的・計画的な道が明らかになってきているが、石器時代や中・近世の道の実態等についての考古学的研究はなされていないのが現状である。本年度は、1.旧石器・縄文時代の道の復元・究明、2.近世街道石畳の構造・構築技術の究明の2点について研究を実施した。1.旧石器・縄文時代の道の復元・究明については、中国地方の遺跡の分布状況から道・交通網の復元を試みた。旧石器時代には中国山地脊陵部に遺跡が集中する傾向がみられるが、旧石器時代末から縄文時代初頭になると、瀬戸内海や日本海の海岸部にいたるまで広範囲に遺跡の分布域が拡大し、その後遺跡数は増加するが、縄文時代の基本的な遺跡の分布状況が形成される。交通網は河川に沿って発達したと考えられるが、現在の峠道に立地する遺跡がみられることなどからも、現在残る旧道は石器時代以来の道である可能性が高いと考えられる。2.近世街道石畳の構造・構築技術の究明については、島根県瑞穂町の石見街道三坂峠石畳の発掘調査を実施した。石畳は自然石を用い、側縁部には1m前後の大石を使用して強化する方法がとられ、広島県の西国街道向原石畳と同様の構築方法をとっていることが明らかにできた。三坂峠では扁平で小さな割石を使用している部分もあり、敷設時期や工人集団が異なるのか等が今後の研究課題として残された。また石畳の幅員は、古文献には7尺とあるが、実際は10尺(3.3m)であったことが明らかにできた。

平成9年度は、旧石器時代から弥生時代までの道についての研究を中心に実施した。これらの時代の道は、近年の大規模調査により断片的な遺構が検出されているが、道の全体像は明らかではない。そのため遺跡の立地・分布状況の分析から、道・交通網の発展についての研究を行った。移動社会といわれる旧石器時間の遺跡は、中国地方では、中国山地背梁部や台地・盆地を中心にして遺跡群を形成している場合が多く、旧石器時代末頃から、生業形態の変化とも関連して、遺跡が拡散していくようである。旧石器時代の道は、生活拠点を移す移動の道としての位置づけができる。そして定住社会である縄文・弥生時代になると、山地部や海岸部に限らず、広くかつ密に遺跡が分布するようになる。縄文・弥生時代の道は、遺跡・集落間を結ぶ生活の道として位置づけることができる。その具体的事例として、広島湾岸域における分析を試みた。この地域では、旧石器時代遺跡は少ないが、縄文時代以降になると遺跡数が増加する。各時代の遺跡の立地・分布から、遺跡の生活領域を分析すると、大領域は山稜や特定の山などを目印にして分けられ、その範囲は現在の行政区分の範囲に類似していることが明らかになり、現在の生活圏も石器時代にまで遡る可能性が考えられた。大領域の中の集落領域もほぼ同様に区分できることが明らかとなった。縄文時代の領域境は、弥生時代の集落の領域境と重なり、また古代山陽道の道筋と一部重なっていることが明らかになった。領域設定の基準・目印と古代道路の路線選定基準・目印に共通性がみられ、道の選定基準の一つとして、石器時代以来の生活領域の境界があるのではないかと考えられた。
電気化学的手法を用いたバイオテロリズムエージェントセンサーの開発

近年、生体膜のイオンチャンネルを模したタンパク質やDNAなどの分析法が注目されている。これは、電極表面に構築した分子認識単分子膜への測定対象物質の特異的な結合を、バルク中に添加した電極活性イオンの応答の変化から間接的に検出するものである。応答の変化は電極活性イオンの膜との静電的な相互作用や立体障害などによる膜透過性の変化に起因する。この手法の興味深い点は、測定対象物質が電気化学的に活性である必要がなく、膜表面における測定対象物質の認識が多量のイオンを移動させるという意味でシグナルの増幅能を有している点である。本研究では、電極表面に構築したタンパク質の多層膜が持つ静電的特性をセンシングに反映させた新しいイオンチャンネル型イムノセンサーの開発を試みた。タンパク質トキシン、ウイルスのシュミラントとしてのオボアルブミン(OVA)とMS2を用い、バイオテロリズムエージェント検出のためのイオンチャンネル型センサーの基本的な原理の確立を目標とした。昨年度より、優れたイオンチャンネル能を示す抗体組織化膜を電極表面上に構築するため、いくつかの修飾法と架橋剤を併用し、またその際の物理化学的な条件を変化させることで、センサーのウイルスやタンパク質の認識に伴う種々の電気化学活性イオンに対するチャンネル能の発現条件を探索した。結果、金電極表面に特定の分子密度で自己集積単分子膜として修飾したビオチン分子にクロスリンカーとしてストレプトアビジンを介し、分析対象物質のサイズに応じた特定の分子密度でIgG抗体を組織化させることにより、プローブイオンに対するチャンネル能が発現することを見出した。ウイルス(MS2,MW.350,000)とタンパク質(オボアルブミン,MW.46,000)というサイズも化学的性質も全く異なる物質を検出可能とする新しい電気化学式イオンチャンネルセンサーの開発を達成した。まず、被検物質認識膜の基盤となるビオチン/アビジン自己集積膜における種々の電極活性イオンの電極挙動を、等電点や分子量のことなるアビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジンを用いて調査し、ストレプトアビジンが[Fe(CN)_6]^<3-/4->の電極応答を最も阻害しない抗体膜の基盤として有用であることを明らかにした。ビオチン/ストレプトアビジン膜上に抗体を修飾しセンサーとした。本研究で用いたセンサーの応答はOVAと反応させることにより増大した。このシグナルの増大はOVAの等電点(pI4.6)よりも少し高いpHの溶液のみで観測され、等電点よりも低いpHではブランクシグナルとの明瞭な差異が観られず、高いpHでは電極活性イオンの応答がOVAとの反応により著しく減少した。このシグナル増大の理由は今後詳細に検討しなくてはならないが、抗体と結合したOVA分子同士の静電的反発により、膜表面上の抗体の立体構造が変化し、[Fe(CN)_6]^<3-/4->の膜透過性を増大させたものであると考えている。
最終処分場都市鉱山学の確立とその実践－採鉱・選鉱技術の開発－

地球上の資源は有限である。よって、消費・廃棄された資源を回収し再利用することは持続可能な社会をつくるために必須である。わが国は工業が盛んで多様な金属から家電製品をつくり、使用後は破砕し、最終処分場へ埋め立ててきた。それにも拘わらず、家電リサイクル法が制定される以前に埋め立てられた処分場の浸出水から金属類はほとんど検出されない。これまでの研究で、ある種の金属類は埋立層内を移動し濃集ゾーンを形成していることが判明した。本研究では、これらの金属類を、埋立層から効果的に取り出す採鉱システムおよび採取された埋立物から有用金属類を経済的に回収する方法について確立し、有用金属の再利用をめざしている。
非対称場を生み出す、カルベン性ポルフィリノイドの共役拡張

一つのピロール環が反転した反転ポルフィリンの特徴は、非対称である点、さらに、カルベン(イリド様)状態を描け高反応性を期待できる点にある。実際、我々は、この内部炭素が、ニトロ化、アルキル化、ハロゲン化などの求電子剤と反応し、対応する置換基を与えることを本実験で確認した。また、内部炭素だけでなく、反転ピロールの外周の窒素とその隣のα炭素にも置換基を導入できることを見い出した。この反応性を利用して次の新しいパイ系の拡張を行う事を今年度の目的とした:(a)面外拡張-内部炭素に第二の共役系をアゾ基を中心にして導入する事。(b)面内拡張1:反転環の外周の窒素にカルボニル基を仲立ちとして第二のπ共役環を導入する。(c)これらの新しい非対称なπ共役システムの非線形光学特性を配向試料で評価するための方法を確立する事、である。内部炭素の反応性を利用し、ニトロ基の導入、その還元、ニトロソベンゼンとの反応により内部炭素からアゾベンゼン基がでた構造体をえることに成功した。さらに、内部炭素に置換基を導入すると面不整になることも、光学分割カラムを利用したHPLC分取とCDスペクトルから確認した。この面不整は、ピロール環が反転する事から生み出されるものであり、反転ポルフィリンの大きな特徴の一つである。さらに、外周Nにアシル基を導入すると、興味深い事に反転ピロール環の隣のメソ位炭素に縮環したクロロフィル様の反転体の形成を見いだした。