hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
SLE-T細胞におけるc-cblチロシンリン酸化及び発現異常の解析

(2)自験SLE160例、全国調査124例、計284例について、HLA classII遺伝子によるSLEの病型分類との関連について解析を行った。その結果、軽症腎炎(WHO分類クラスII)を認める症例は重症腎炎(クラスIV)に比べ、DQA1*0101,DQB1*0501が有意に多かった。そこで我々は、HLA既知の腎炎症例の経過について検討したところ、SLE診断後2年以上たっても軽症腎炎に留まる症例は同様にDQA1*0101,DQB1*0501を保有する確立が高いことがわかった(当施設と熊本大学免疫識別学教室西村泰治教授らとの共同研究)。今後症例数を増やして、SLEの病型分類がHLA classII遺伝子によって規定されている可能性を検討し、cblの多型性との関連の解析を行いT細胞機能、自己抗体産生及び病態に及ぼす影響について解析中である。(2) SLEは複数の遺伝子が同義的に補足しあって病態を誘導すると考えられている。近年HLA以外の感受性遺伝子の検討がmicrosatellite markerを用いた連鎖解析と、候補遺伝子を設定した関連分析(PCR-SSCP法等)という2つの方法で急速に進行しつつある。上記手段を用いHLA(classII,III)及びHLA以外の疾患感受性遺伝子(Fc γレセプターII,III、C1q、bcl-2)とcblの多型性との関連の解析を行いT細胞機能、自己抗体産生及び病態に及ぼす影響について解析中である。
トランスクリプトーム解析のためのDNA/RNA/タンパク質分子アレイプラットフォーム構築

DNA/RNA/タンパク質系の相互作用解明法開発のために、以下の研究を行った。1.任意の位置にデオキシオキザノシン(dOxo、塩基部オキザニン、Oxa)をもった20量体程度のDNAオリゴマー数種類を高い収率で化学合成した。2.合成したDNAオリゴマーのTmおよびNMR測定を行い、dOxoの全二重鎖構造への影響を検討した。Tmは減少し局所的二重鎖の緩みが観察されたが、NMRの結果からは緩みは全構造にはほとんど影響なく、B型を維持することを明らかにした。4.DNA認識酵素の例としての既知修復酵素との相互作用を解析し、認識過程でDNAオリゴマー中のOxaと酵素間に架橋が生じることを確認した。修復機構としては、塩基除去よりもヌクレオシド除去機構が働くことが示唆された。6.釣り針を固定化するプラットフォームを作成し、新規アミノ基導入プラットフォームの構築とOxaの反応によるDNAオリゴマー固定化法を開発した(論文発表)。以上、dOxo含有DNAオリゴマーはDNA、RNA、タンパク質相互作用研究の釣り針として優れた可能性をもつことを明らかにした。生命現象維持基盤の大きな要因であるDNA、RNA、タンパク質からなる相互作用解明のために、釣り針としてデオキシオキザノシンあるいはオキザノシンを持ったDNAあるいはRNAオリゴマーを開発し、実際の系で確認を行うことを目的とし、以下の研究を行った。1.デオキシオキザノシン(dOxo)の核酸合成用モノマー合成法開発:デオキシグアノシンの弱酸性亜硝酸との反応でデオキシオキザノシンを合成し(収率15%)、イミダゾールとdiisopropylethylammonium mesylateを触媒とした5'-0-選択的トリチル化で5'-0-(4,4'-dimethoxytrityl)-dOxo (DMT-dOxo)を得た(収率70%)。続いてDMT-dOxoから常法でDMT-dOxoアミダイトモノマーを得た(収率72.5%)。得られた化合物は全て、核磁気共鳴法および質量分析法で解析した。2.任意の位置にdOxoをもったDNAオリゴマーの化学合成法開発:1で開発したモノマーを用い、核酸自動合成器を用いてDNAオリゴマー化学合成を行い、Oxaの導入率93%以上を確認した。全合成の平均カップリング収率も97%程度であった。なおDNAオリゴマーのCPGサポートからの切り出しおよび塩基部脱保護は、NaOHを用いて行うことで成功した。dOxoは任意の位置に導入可能であることを確認した。3.特異的塩基配列を持ったDNAオリゴマーを認識するタンパク質の単離:化学合成したDNAオリゴマーを用い、DNA認識酵素の例として既知修復酵素との相互作用をゲル電気泳動法で解析し、認識過程でオリゴマーと酵素間に架橋が生じることを確認した。この複合体は単離可能であり、以後の解析を行うことが可能である。
ワイドギャッブ半導体SiC/GaNヘテロ接合の作製と物性評価

本研究では、ワイドギャップ半導体SiC/GaNヘテロ構造の作製を研究した。以下に本研究で得られた主な結果をまとめる。1.CVD法によるSiC/GaNヘテロ接合の作製(1)有機金属TMGaとNH_3を原料に用いてCVD法により、GaNの成長を試みた。サファイア基板上では、六角形の島状成長が支配的であるが、低温でGaNバッファ層を予め形成することにより、比較的表面の平坦な膜を得た。(2)GaNとの格子不整合の小さいSiCを基板に用いるため、SiCエピタキシャル成長基板の作製条件を確立した。SiC{0001}オフ基板を用いることにより、低温で極めて表面の平坦性に優れた高品質SiC成長層を得た。(3)SiC{0001}基板上へのGaNの成長を試み、成長条件が成長層に及ぼす影響を調べた。SiC(0001)Si面基板上の成長では比較的平坦なGaN成長層が得られたが、(0001)C面基板上では、核発生密度が高く、島状成長となった。(1)CVDにより作製したGaN/SiC構造を二結晶X線回折により評価し、GaNがSiC基板とエピタキシャルの関係にあることが分かった。特に、SiC(0001)Si面上の成長層ではX線ロッキングカーブの半値幅が狭い。(2)GaN/SiC構造をラマン散乱により評価したところ、GaN成長層が六方晶であることが判明した。(3)ショットキー障壁によりGaN成長層の電気的性質を評価した。成長層はn型で10^<16>10^<17>cm^<-3>であった。
外科的侵襲による抗生物質の薬動力学的変動とその臨床的意義に関する研究

CAZでは、術前にくらべ、手術直後の血中濃度は低く経過し、2,4時間値に明らかな差異を認めた。薬動力学的指数ではT1/2β,AUCの有意低下となった。これに対し、CTM投与例でも同様の傾向がうかがえたが、明らかではなかった。この傾向は術後3日目に術前値に認められなくなった。アミノ配糖体としてとりあげたNTLの術直後の血中濃度は術前にくらべ、同様に低下傾向を認め、尿排泄量の減少傾向があった。尿細管機能の指標としてN-Acety 1-β-D-Glucosaminidase(NAG)と【β_2】-Microglobulin(【β_2】MG)の尿中排泄を測定した。CTM投与は腎障害との関連はないものの、手術中のNAG上昇で示されるように手術侵襲による一過性腎障害の可能性は否定できなかった。NTL投与例では3例中2例において、NTL連続投与により、NAG,【β_2】MGは共に漸増し、潜在性腎障害の可能性が考えられた。NTLは筋肉内投与を行ったので、Kaであらわされる投与局所よりの吸収との関連も考慮されるが、他2剤と異り、尿中排泄,血中濃度低下が共に認められたことは、抗生剤筋肉内投与法の特異性を示す成績であろう。CAZ,CTM,NTLを用いた手術侵襲による抗生剤の体内動態は、腎排泄能を中心とする因子の変化により、変化する可能性が認められたが、薬剤、投与法による特異性が考慮され、臨床的には手術中,手術後における抗生剤投与法に補正を加える配慮の必要性が示唆される。
同種組織移植におけるメチシリン耐性菌増殖抑制メカニズムの解明

以前の研究から、同種血管移植後(新鮮グラフト)には移植片が免疫応答に関連するIDOを介した抗感染能を取得している可能性が示唆されてきた。本研究では、同種移植後の移植片として新鮮グラフトのみならず凍結保存後のグラフトにおいてもMRSAの増殖を抑制する機能を獲得しており移植片局所における特異的炎症反応の存在(Tcellresponse、IFNγ・TNFαの遺伝子発現)を確認した。更に、同種移植時に発現するIFNγの刺激により抗感染性に関与すると考えられるtryptophan代謝酵素IDO(indoleamine2,3-deoxygenase)についても凍結保存グラフトで遺伝子・蛋白レベルで発現していることが確認できた。これらにより、同種移植後IFNγの刺激により移植片に発現したIDOが移植片のもつ抗感染性メカニズムがグラフトの凍結保存加工を経た後も期待できる効果であることが実証された。臨床的に観察されてきた同種凍結保存心臓弁・血管組織(所謂「ホモグラフト」)のMRSA抗感染性が科学的実証できたと考えられた。凍結保存同種心臓弁・大動脈組織(ホモグラフト)は、感染性心血管病変に対し人工弁・人工血管よりも治療成績が優れていることが知られている。その抗感染性メカニズムについて、移植後に組織内に発現されるTrp代謝酵素Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO)の関与が過去の新鮮な血管グラフトを用いた実験データにより示唆されてきた。本実験では凍結保存を施した血管組織を用い、同種移植後グラフト内におけるIDOの発現とグラフト抗感染性に対する関与形態についてMRSAを用い検討することを目的とした。初年度の実験としては、ラット血管移植モデル用い後の分析用サンプルを準備する為の実験を行った。ラット血管移植手術の方法は約2cm長の胸部大動脈を腹部大動脈へ移植する方法を用いた。ドナーにはLewis rat (Charles River Japan Inc, Yokohama, Japan ; Lew)を、レシピエントはLewis rat(自家グラフト移植と同義)またはBrown Norway rat (Charles River Japan Inc.; BN)(同種移植と同義)を用いる。移植用グラフトは、新鮮(F)グラフトまたは凍結保存(CP)グラフトとして移植に用いた。血管組織の凍結保存方法はヒト心臓弁・血管組織の処理と同様の方法すなわちprogrammed freezing methodにて凍結保存装置(Profreeze, Nippon Freezer Co., Ltd, Tokyo, Japan)を用い-1°C/分の速度で凍結し、-80°Cにて保存した後にグラフトとして移植実験に用いた。大動脈移植術は、ネンブタールの腹腔内投与による麻酔科で腹部正中切開のもと腹部大動脈腎動脈下に9-0ナイロン糸(Bear, Chiba, Japan)を用いて端端吻合(結節縫合)を行った。移植後7日目及び14日目に全身麻酔下にてグラフトを摘出しサンプルとした(各群n=6)。摘出したサンプルはRNA Iatorへ浸透させ一20°Cで冷凍保存し今後の分子生物学的解析への準備とした。また、一部の移植後ラットは1年後にグラフトを摘出すべく飼育を継続している。その抗感染性メカニズムについて、移植後に組織内に発現されるTrp代謝酵素Indoleamine 2,3-dioxygenase(IDO)の関与が過去の新鮮な血管グラフトを用いた実験データにより示唆されてきた。本実験では凍結保存を施した血管組織を用い、同種移植後グラフト内におけるIDOの発現とグラフト抗感染性に対する関与形態についてMRSAを用い検討した。初年度には、ラット血管移植モデルによる胸部大動脈を腹部大動脈へ移植する方法を用いた。ドナーにはLewis ratを、レシピエントはBrown Norway rat(allogeneic,同種移植)とした。移植用グラフトは、新鮮(F)グラフトまたは凍結保存(CP)グラフトとし、移植を受けないFグラフトをコントロール群(ctrl群)とした。CP群における血管組織の凍結方法は、臨床で用いられるヒト心臓弁・血管組織の処理と同様にprogrammed freezing methodにて、-1°C/分の速度で凍結し-80°Cにて保存、移植実験の際に適宜急速解凍し用いた。移植後7日目及び14日目にグラフトを摘出(各群n=6)。また、23年度はホモグラフトの臨床データについても分析し、実験の妥当性について再確認した。

特に、凍結保存同種血管を大動脈食道瘻という救命困難な重症感染性大動脈疾患(特に原因菌がMRSAである場合)に対して移植した場合、大動脈ステント留置術による治療より明らかに救命率が高いことが臨床データから確認できた。これにより、全該当症例に関するデータをまとめ学会・論文報告を先行させる計画に変更した。これにより動物実験着手は2012年2月頃からの開始となり、実験データを収集しているところである。凍結保存同種心臓弁・大動脈組織(ホモグラフト)の感染性心血管病変に対する抗感染性メカニズムについて、移植後に組織内に発現されるTrp代謝酵素Indoleamine 2,3-dioxygenase(IDO)の関与についてMRSAを用い検討した。初年度には、ラット血管移植モデルによる胸部大動脈を腹部大動脈へ移植(ドナー:Lewis rat、レシピエント:Brown Norway rat(allogeneic,同種移植)。移植用グラフトは、新鮮(F)グラフト、凍結保存(CP)グラフト、移植を受けないFグラフトをコントロール群(ctrl群)を使用。凍結方法は、ヒト心臓弁・血管組織の処理と同様にprogrammed freezing methodにて、-1°C/分の速度で凍結し-80°Cにて保存、移植実験の際に適宜急速解凍し用いた。移植後7日目及び14日目にグラフトを摘出(各群n=6)。摘出したサンプルはreal-time PCRによりIFN gamma, TNF alpha, IDOのRNA発現を定量測定。また同時に、各摘出グラフトおよびctrl群は、Muller-Hinton液に浸漬・加熱し組織内成分を上澄み液として抽出。MRSA培養の際に上澄み液を培地に加えることによって各群のMRSA増殖に与える影響の差を確認した。IFN gamma, TNF alphaのRNA発現量はF,PC群共に顕著であった(両群に有意差なし)。IDOの発現量は同種F群の方がCP群よりも有意に多かった。MRSA増殖への影響は、同種F・CP群の両者とも移植期間に関係なく一定のMRSA増殖抑制効果を呈した。従って、同種移植組織はMRSA増殖を遅延させる効果を有し、IDO発現を含む特異的炎症反応の過程が関与する可能性が示唆された。また、増殖抑制効果はグラフトの凍結保存後も維持されていることが確認できた。凍結保存同種血管を大動脈食道瘻という救命困難な重症感染性大動脈疾患(特に原因菌がMRSAである場合)に対して移植した場合、大動脈ステント留置術による治療より明らかに救命率が高いことが臨床データから確認できた。この報告は、本研究の凍結保存同種血管が感染抵抗性があるという臨床的裏付けとして重要であり、実験の主旨を支持する内容であった。これにより動物実験着手が約8カ月遅れ2012年2月頃からの開始見込みとなった。
広域災害における組織間調整のあり方に関する研究

1.国の現地対策本部が強力な布陣で最初期から活動したという前例のない対応が、組織間調整にとってどのような影響をもたらすか、が研究の一つの焦点だが、理論的には国と現場の中間に位置する諸組織の調整能力の空洞化が危倶される。現時点では、国が用意してくれる抽象度の高い施策を地元側の要望と照らし合わせて翻訳する働きがあったと思われ、中間組織の有効性を認知した。2.「未調整」状態は、統制不足、分業の不明確性、情報共有のタイムラグ、の3つの意味で捉えられていた。実動組織ほど一元的命令系統を欲するが、それは異なる組織が、各組織のラインを維特したまま合同的活動を行う際は、より上位のコマンダーが存在しないと、従う根拠がないという事情による。3.他方、上位コマンダー登場の際の権限関係について、現行地域防災計画に想定されておらず、最終意思決定者が首長であるはずの各種住民対策に対して、首長より上位レベルで活動決定の調整を要したことが、かえって地元にとって煩雑になっており、地元には大きな制約として働いた。4.火山災害においては、警戒期復興期に至る全過程に火山学者の関与が必須である点が他災害と異なる大きな特徴だった。科学的判断と政治的判断の接続については「北海道方式」が参考になるが、災害対応一般に応用可能なものではなく、火山に特化した適応システムといえる。5.同種組織内であっても応援を受けることに伴うロジスティクスの確保が問題になることがわかった。北海道は面積が広いという点で大量の応援をかろうじて吸収できたが、超広域災害においては、残された課題のひとつとなる。などが得られた知見である。本年度は交付申請にも記したように、資料収集・ヒアリング調査に集中したため、途中経過についてまとめることはしなかった。ヒアリングを実施した機関は以下の通りである。両名によって陸上自衛隊東千歳駐屯地(師団司令部)、伊達市役所防災対策室、壮瞥町総務課、虻田町災害復興対策室、豊浦町企画調整課、胆振支庁地域政策課を取材し、有珠山噴火災害に対する基幹組織の対応に関する知識の共有をはかった。また研究代表者が北海道総務部防災消防課、北海道警察本部警備部、西胆振消防組合本部、伊達市消防本部を、研究分担者がNHK札幌放送局、読売新聞札幌支局、北海道新聞伊達支局、HBCの取材を分担した。国に関しては内閣府政策統括官(防災担当)から現地対策本部の詳細な記録が刊行されたため、今年度はヒアリングを見送った。1.国の現地対策本部が強力な布陣で最初期から活動したという前例のない対応が、組織間調整にとってどのような影響をもたらすか、が研究の一つの焦点だが、理論的には国と現場の中間に位置する諸組織の調整能力の空洞化が危惧される。2.突如、隣接町からの大量避難民を受け入れることになった豊浦町の立場も前例をみないものであり、これも本研究の焦点である。受け入れに際しては、緊急であったため事前調整らしきことは行われず、まさに臨機応変の対応となったようである。受け入れ後の各避難所は虻田町役場の制御下におかれたようで、いわば「場所だけ貸す」という分業となり、これは、細々とした費用負担の問題(事前協定等でクリアできる)を除けば、今後のモデルになるかもしれぬ緩やかな連携といえるかもしれない。最終年度は、北海道保健福祉部、室蘭民報、北海道大学の岡田教授等必要な追加調査を実施して、有珠山噴火災害を事例に組織間連携・調整の特徴を整理し、広域災害時における組織間の調整のあり方を検討した。以下に、見いだされた知見の概要を述べる。

1.「未調整」状態は、統制不足、分業の不明確性、情報共有のタイムラグ、の3つの意味で捉えられていた。実働組織ほどコントロール・パラダイムに依拠するが、それは単に慣れた手法だという点以外に、異なる組織が、各組織のラインを維持したまま合同的活動を行う際は、より上位のコマンダーが存在しないと、従う根拠がないという事情による。2.他方、上位コマンダー登場の際の権限関係について、現行地域防災計画に想定されておらず、最終意思決定者が首長であるはずの各種住民対策に対して、首長より上位レベルで活動決定の調整を要したことが、かえって地元にとって煩雑になっており、地元には大きな制約として働いた。しかしそのことが対応速度を遅らせることはなかった。3.実働組織にとって現場に近いところに最大調整能力を置くことは常識だが、被災範囲が超広域となり「現場」数が厖大になる場合の効果は未知数である。4.火山災害においては、警戒期復興期に至る全過程に火山学者の関与が必須である点が他災害と異なる大きな特徴だった。科学的判断と政治的判断の接続については「北海道方式」が参考になるが、災害対応一般に応用可能なものではなく、火山に特化した適応システムといえる。5.同種組織内であっても応援を受けることに伴うロジスティクスの確保が問題になることがわかった。北海道は面積が広いという点で大量の応援をかろうじて吸収できたが、超広域災害においては、残された課題のひとつとなる。などである。
アポトーシス関連M2マクロファージ分化抑制による病態制御－高悪性度腫瘍について

悪性腫瘍はCCL2やIL-10などの生理活性物質を介して腫瘍組織内にM2マクロファージを誘導し、自身の増殖に有利な環境を構築する。高悪性度腫瘍として知られる神経内分泌癌は多数のアポトーシスとM2マクロファージの浸潤を示す。アポトーシス細胞はマクロファージのM2分化を誘導するため、これらの高悪性度腫瘍ではアポトーシスにより誘導されたM2マクロファージが腫瘍の増殖に有利な環境を提供して生物学的悪性度を増強している。具体的にM1マクロファージがM2マクロファージへと転換されるためにアポトーシス細胞から放出されるメディエーターとして考えられているのがスフィンゴシン1リン酸(S1P)である。このアポトーシス→S1P→M2マクロファージ誘導→生物学的高悪性度の分子機構を明らかにすると同時に、腫瘍の増殖を助長するM2マクロファージ分化阻害による腫瘍増殖制御が本研究の目的である。平成26年度は神経内分泌癌の腫瘍細胞株であるSHP-77単独培養系と単球由来ヒトマクロファージとの共培養系を用いてアポトーシスの誘導能とマクロファージのM2分化誘導能、細胞増殖能を検討した。M1マーカーCD169とM2マーカーCD204を用いての免疫組織化学、および定量的RT-PCRによるIL-10/IL-12の増減においてはマクロファージの有意な形質変換を示すデータは得られなかった。細胞株として確立されたTHP-1は形質変換能が低下している可能性が考えられたため、健常者から採血したプライマリーの単球により、再検討することに変更した。悪性腫瘍は腫瘍組織内にM2マクロファージを誘導し、自身の増殖に有利な環境を構築する。特に腫瘍アポトーシス細胞はマクロファージのM2分化を誘導し、腫瘍の増殖に有利な環境を提供して生物学的悪性度を増強していると考えられている。アポトーシス細胞から放出されるメディエーターとして考えられているのがスフィンゴシン1リン酸(S1P)である。この分子機構を明らかにすると同時に、腫瘍の増殖を助長するM2マクロファージ分化阻害による腫瘍増殖制御が本研究の目的である。本年度はヒトホルマリン固定パラフィン包埋された神経内分泌癌20例程度を用いての免疫組織化学的検討を行った。M2マクロファージの代表的なマーカーとされるCD204、アポトーシスの指標となるcleaved caspace-3およびS1Pの受容体であるS1PRの発現が種々の程度で認められた。前二者の発現領域的な関係は今のところ、見いだされていない。一方、S1PRの発現はおおむねマクロファージに一致して認められた。当初見込んでいた症例数の神経内分泌癌のパラフィンブロックを入手することができた。アポトーシスとM2マクロファージの浸潤度の相関関係はみられていないものの、S1PRがマクロファージで発現していることは、研究目的において提示したS1Pがマクロファージの形質変換のためのメディエーターとする仮説に矛盾しないものとなっている。免疫組織化学で得られた結果を踏まえて、高悪性度癌培養細胞にアポトーシスを誘導し、共培養したマクロファージの形質転換がみられるか否かを免疫染色あるいは定量PCRにより検討する予定である。当初は同一抗体についても複数個購入する必要があると想定していたが、希釈倍率が予想よりも低濃度でも可能であったため購入数が少なくて済んだ。本年度の結果より、S1PRを介したシグナル伝達に関与する各種タンパクの発現を免疫組織化学的に解析する余地が生じた。これに対して必要な抗体等を購入する。
日本語の限定に関わる助詞の成立と歴史的変化・地理的変容に基づく文法史的研究

本研究課題は、日本語の限定の助詞シカと、限定助詞類(バカリ・グライ・ヨリ・ホカ・キリ......)との関係性について日本語の助詞に係る構文構造とその史的変化からの解明を目指すものである。研究計画においては、1.方言におけるシカ類の意味論的分析、2.同要素の歴史的変化・地理的変容の分析、3.変化の要因となりうる言語内・言語外的条件の考察、が課題であった。平成15年度は、平成14年度の用例採集・データ分析を受け、特に助詞ヨリに注目してデータの再整理を行った。ヨリは、複雑多岐な歴史的変化・地理的変容を見せ、かつデータも多い。また意味的にも用法は広く、その複雑さ・意味用法の広さのメカニズム分析は、本研究課題及び次の段階となる構造的な問題の解明につながる。平成15年度は、限定のとりたて助詞に関する歴史的変化の考察が刊行され、公表できた,(「限定のとりたての歴史的変化-中世以降-」『日本語のとりたて-現代語と歴史的変化・地理的変異』(くろしお出版))。その中で「ばかり」「より」「から」などの名詞・格助詞出自の要素が限定の意味を持つメカニズムについて、当該言語要素が(「xより」等の形で)とりたてる事物xを含む均質な属性を持つ要素の集合を前提するという共通点を指摘した(前掲書pp.196-198)。これを「より」に適用し、比較の基準・起点・其他否定という意味機能をつなげる文法化のメカニズムについての論考を現在論文化している。また現在、「より」に関わる近世文法学説に言及する論文を執筆中である。研究代表者の修士論文にその着想の一端を示したが、本研究の成果によって論を補強し、近世末富士谷成章に至って初ゆて「おくより」という記述が可能であったという点を指摘する。この2点の公開は研究年度内に叶わなかった。早急にまとめて公開し本研究課題から発展する諸課題に有効に反映させていく。研究計画においては、下記の作業が課題であった。1.方言におけるシカ類の意味論的分析2.同要素の歴史的変化・地理的変容の分析3.変化の要因となりうる言語内・言語外的条件の考察平成14年度においては13の基礎固めとしての用例採集とデータ分析が主な作業となったが、この作業を受け、特に助詞ヨリに注目することが、本研究課題の目標に近づくものとの確信が得られた。ヨリは、複雑多岐な歴史的変化・地理的変容みせる一方、データも多い。また意味的にも用法は広く、その複雑さ・意味用法の広さのメカニズム分析こそ、まさに本研究課題解明につながるといえる。また今年度は、研究代表者のこれまでの研究成果を、本研究課題の目的に従って整理し再考察したことが新しい知見を得る結果となった。国際フォーラムでの発表の場が与えられ、研究発表「係助詞シカ類の成立に関わる音変化をめぐって」(日中韓日本文化日本語教育研究国際フォーラム(於:中国:大連外国語学院))を行った。文法化としてのシカ類の成立を、特に音変化に着目して再考察し、<其他否定>構文の成立はスイッチ的な意味の再解釈によって瞬間的に行われた可能性の大きさを示した。<其他否定>のカテゴリー成立・シカ類の成立には、「瞬間的な再解釈」を容認する、主に意味論的な言語内的要因が必須であることが示され、本研究課題の目指す方向の正しさを確認することとなった。平成15年度は、特にヨリに焦点を当てて、近世の地理的変容と現代の地理的変容および歴史的変化から得たデータに基づいた重層的な考察を行い、<其他否定>カテゴリー成立の意味論的説明にむけて研究を進めていく。

これを「より」に適用し、比較の基準・起点・其他否定という意味機能をつなげる文法化のメカニズムについての論考を現在論文化している。また現在、「より」に関わる近世文法学説に言及する論文を執筆中である。研究代表者の修士論文にその着想の一端を示したが、本研究の成果によって論を補強し、近世末富士谷成章に至って初ゆて「おくより」という記述が可能であったという点を指摘する。この2点の公開は研究年度内に叶わなかった。早急にまとめて公開し本研究課題から発展する諸課題に有効に反映させていく。
二流体問題の新しい数値解法の開発と解析

気液二相流など,複数の流体が併存する二流体問題のための,新しい数値解法を開発した.この解法は,単一流体問題で確立された数学理論に基づいていること,任意形状領域に適用できること,流体界面で働く力が考慮されていること,対称行列のみの計算でコストが軽減であることの特長を持っている.このスキームを用いて,砂時計形状領域で密度の異なる二流体の挙動を数値シミュレーションし,分離と併合を実現する結果を得た.気液二相流など,複数の流体が併存する二流体問題のための,新しい数値解法を開発した.この解法は,単一流体問題で確立された数学理論に基づいていること,任意形状領域に適用できること,流体界面で働く力が考慮されていること,対称行列のみの計算でコストが軽減であることの特長を持っている.このスキームを用いて,砂時計形状領域で密度の異なる二流体の挙動を数値シミュレーションし,分離と併合を実現する結果を得た.研究代表者が2007年に発表したエネルギー安定有限要素スキームを高レイノルズ数の二流体問題に適用するために,特性曲線有限要素近似を物質微分項に用いる新しいガレルキン特性曲線有限要素スキームを作成した.特性曲線近似法は流体粒子の軌跡の近似に基づく数値解法であり,高レイノルズ数流れ問題でも細かい分割を必要としない特長を持っている.さらに,対称行列の範囲で問題を解くことができるので,二流体問題計算の主要部分を占める大規模連立一次方程式の解法に要する時間を短縮することができた.この新しい計算スキームのエネルギー安定性を理論と数値計算の両面から解析した.理論解析では,従来のエネルギー安定有限要素スキームで開発した方法を特性曲線有限要素法に拡張して,特性曲線法で新たに現れる項の評価を行った.その結果,エネルギーの意味で安定性が,界面上で近似曲率の自乗積分量で評価できることを示した.エネルギー安定有限要素法を用いて,砂時計形状領域で密度の異なる二流体の挙動を詳細に数値シミュレーションした.容器境界で滑り境界条件と粘着境界条件の違いによる挙動への影響,エネルギーの時間推移,落下流体の重心の時間推移を観測解析した.関連する研究成果としては,質量保存性を維持した特性曲線有限要素スキームを開発し,移流拡散方程式に対して収束性を証明した.さらに,集中質量近似を用いるガレルキン特性有限要素スキームを作成した.このスキームでは,従来特性曲線法で必要とされてきた数値積分を用いることなく計算を実行することが可能であり,移流拡散方程式に対して収束性を証明した.これらの研究成果を,ロシア・サンクトペテルブルグでの第6回計算流体力学国際会議,ドイツ・ミュンヘンでの第16回流れ問題有限要素法に関する国際会議等で,また,東京での応用数理学会年会,横浜での数値流体力学シンポジウムなどの国内学会で発表した.研究代表者が2007年に発表したエネルギー安定有限要素スキームを高レイノルズ数の二流体問題に適用するために,昨年度,特性曲線有限要素近似を物質微分項に用いる新しいガレルキン特性曲線有限要素スキームを作成した.このスキームは流体粒子の軌跡の近似に基づく数値解法のため,高レイノルズ数流れ問題でも細かい分割を必要としない特長を持っており,さらに,対称行列の範囲で問題を解くことができるので,二流体問題計算の主要部分を占める大規模連立一次方程式の解法に要する時間を短縮することができていた.今年度は,流体の分離・併合を取り扱うことができるように,スキームの改良を行った.その結果,砂時計形状領域を占める密度の異なる二流体の挙勤の数値計算で,多数回の分離と併合を実現するシミュレーション結果を得ることができた.レベルセット法を用いて界面捕獲法に基づく数値計算では,このような流体の分離と併合を取り扱うことは比較的容易であるが界面位置の計算精度が落ちる.切り口に使われるレベルセット関数が要素分割の精度しか持たないからである.一方,我々の方法は界面追跡法に基づいているので,分離や併合など流体の位相変化を伴う計算をするにはプログラミング上の高度のテクニックテクニが要るが,界面位置と表面張力の計算精度はレベルセット法より大きく向上する.関連する研究成果としては,数値積分を必要としない特性曲線差分スキームを開発し,移流拡散方程式に対して2乗積分平均ノルムで収束性を証明した.数値積分誤差から引き起こされる不安定性を解消する一つの方法である.これらの研究成果を,カナダ・ヴァンクーヴァーでの第7回産業応用数学国際会議,ヴェトナム・ハノイでの第5回高性能科学討算に関する国際会議等で,また,京都での応用数理学会年会,東京での日本数学会応用数学分科会などの国内学会で発表した.特性曲線近似を物質微分項に用いる方法で,2010年に作成した新しいガレルキン特性曲線有限要素スキームについて,昨年度に引き続きこのスキームを改良し,新しい二流体問題のシミュレーションを行った.我々の開発した二流体問題を数値的に解く有限要素スキームは,流体粒子の軌跡を近似する方法を取り入れているので,高レイノルズ数流れ問題でも細かい分割を必要としない特長を持っている.さらに,対称行列の範囲で問題を解くことができるので,必要な計算量が軽減される.このスキームは,流体の分離・併合を取り扱うこともできる.今年度,流体の分離・併合のアルゴリズムをよりロバストなものに改良した.その結果,界面位置が精度良く計算できる界面追跡法の特長を維持しつつ,分離や併合など流体形状の大きな位相変化に,より適切に対応できるようになった.砂時計形状のくびれた領域で,密度の異なる二流体が混じり合い,分離併合を繰り返しながら落下するシミュレーション結果を得ることができた.

この研究課題に関連する研究で,領域分割法を用いて数値計算をする際に強型ロビン境界条件の下での有限要素解の挙動,差分法で特性曲線近似を行う際に現れる非格子点を使う近似の特性と評価,風上要素選択有限要素法と集中質量型特性曲線有限要素法がある条件の下で同等になる事実について成果を得た.これらの研究成果を,国外ではドイツ・ダルムシュタット工科大学で開催された「複雑流体流れのモデリングと最適化とシミュレーションに関するワークショップ」,国内では日本数学会などで発表した.アルゴリズムの改良により,多数回の分離・併合を捉える計算がロバストにできるようになったから.24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の方針に沿って研究を推進する.堅実な数値計算結果が得られており,エネルギー安定な特性曲線有限要素スキームの有効性が確認されつつある.24年度が最終年度であるため、記入しない。
インフルエンザウイルス感染初期過程におけるノイラミニダーゼの働き

インフルエンザウイルスにはヘムアグルチニン(HA)とノイラミニダーゼ(NA)の2種類のスパイクが存在する。ウイルスはHAで細胞のシアロ糖鎖に吸着して細胞内に侵入し、そこで増殖した子孫ウイルスは出芽の際に、NAでシアロ糖鎖を切断して感染細胞から遊離すると考えられている。つまりHAは感染の初期過程に、NAは後期過程に働くと考えられている。我々は、NAは感染初期過程すなわちウイルスの吸着侵入過程にも重要な働きを担っていると考えて本研究を行い、以下の成績を得た。1.インフルエンザA/Aichi/68(H3N2)株をMDCK(イヌ腎由来)細胞およびA549(ヒト肺癌由来)細胞に感染させる際にNA阻害薬を加えると感染効率が1/41/10に低下した。阻害薬の効果は感染初期1時間以内のみの添加で充分であった。2.感染初期過程は、1)ウイルスのレセプターへの吸着、2)エンドサイトーシスによるウイルスの細胞内取込み、3)ウイルスとエンドゾームの膜融合、に分けることができる。レセプター吸着活性を赤血球凝集価(HA価)で調べると、NAが働く条件下ではHA価は2倍に上昇することが分かり、NAがウイルスのレセプターへの結合に促進的な働きをすることが示唆された。膜融合に対するNAの影響をウイルスの溶血能を指標にして調べると、溶血能はNAの阻害によって1/2に低下した。これはNA阻害によってウイルスの赤血球への吸着が1/2に低下することでも説明できる。従って、1)と3)の過程よりも、2)のエンドサイトーシスによるウイルスの取込み過程がNA阻害で大きく影響されるために感染効率が低下すると推測される。ウイルスが細胞に感染するためには、エンドサイトーシスの起こる場所に吸着する必要がある。もしウイルスが感染に不適な場所に吸着しても、NAがあればシアロ糖鎖を切断してやがて別の場所に移動できるため、感染効率を上げることができると考えられる。インフルエンザウイルスはヘムアグルチニン(HA)で細胞のシアロ糖鎖(=ウイルスレセプター)に吸着して細胞内に侵入し、そこで増殖したウイルスは出芽に当たって細胞とウイルスのシアロ糖鎖をノイラミニダーゼ(NA)で切断するでウイルスの自己凝集を防ぎ、感染細胞から遊離すると考えられている。従って、NA阻害剤はウイルス増殖の最終段階でウイルスの遊離を阻害して感染の拡大を抑えると理解されている。しかし我々は、NAはウイルス感染の初期過程すなわち吸着侵入時にも重要な働きを担っていると考えて、本研究を行っている。今年度の研究実績は1)インフルエンザウイルスA/Aichi/68(H3N2)株がMDCK(イヌ腎由来)およびA549(ヒト肺癌由来)細胞に感染する際、NAの働きを阻害すると感染効率が1/41/10に低下したが、その効果は感染初期(1時間以内)に最も顕著であった。ウイルス吸着から侵入に至るまでの過程が抑えられたと考えられる。2)感染初期のどの過程が抑制されたのかを調べるため、先ずNA阻害剤の存在および非存在下でウイルスの赤血球凝集価を測定した。両者間で差が見られず、ウイルスのレセプター吸着能へは影響しないと考えられた。3)HAの膜融合能に対するNA阻害剤の影響を見るため、赤血球を用いてウイルスの溶血能をNA阻害の有無で比較した。NA阻害剤存在下で溶血能は2030%低下したが、感染効率の低下を説明するには小さすぎる。

以上の成績から、ウイルスの吸着以後から膜融合に至る前までの過程、おそらく最初に吸着した場所から侵入に適した場所へ移動する過程が抑えられたと考えられる。ウイルスはシアロ糖鎖があればどこにでも吸着できるが、細胞内に侵入するためにはエンドサイトーシスの起こる場所に吸着する必要がある。侵入に不適な場所に吸着した場合にもNAがあればそこを離れて別の所に移ることができるためウイルスは感染の効率を上げることができると考えられる。インフルエンザウイルスの表面にはヘムアグルチニン(HA)とノイラミニダーゼ(NA)の2種類のスパイクが存在する。ウイルスはHAで細胞のシアロ糖鎖に吸着して細胞内に侵入し、そこで増殖したウイルスは出芽の際、NAでシアロ糖鎖を切断して感染細胞からの遊離すると考えられている。従って、NA阻害薬はウイルス増殖の最終段階を阻害して感染拡大を抑えると理解されている。しかし我々は、NAはウイルス感染の初期過程すなわち吸着侵入時にも重要な働きを担っていると考えて研究を行い、以下の成績を得た。1.インフルエンザウイルスA/Aichi/68(H3N2)株をMDCK(イヌ腎由来)細胞およびA549(ヒト肺癌由来)細胞に感染させる際にNA阻害薬を加えると感染効率が1/41/10に低下した。NA阻害薬の添加は感染初期のみ1時間以内で充分であった。2.ウイルス感染初期過程は1)レセプターへの吸着、2)エンドサイトーシス、3)ウイルスとエンドゾーム膜の融合の3段階に分けることができるが、レセプターへの吸着活性を赤血球凝集価(HA価)測定で調べた結果、NA阻害薬はHA価を1/2に低下させること、0°CではNA阻害薬の有無に関わらずHA価は室温の1/2に低下することを見出した。この成績はNA活性がHA価の上昇に働いていること、言い換えればNAがウイルスのレセプターへの結合に促進的な働きをしていることを示唆している。3.膜融合活性に対するNAの影響をウイルスの溶血能を指標にして調べると、溶血能はNA阻害薬によって1/2に低下した。これはNA阻害薬がウイルスの赤血球への吸着を低下させることでも説明可能である。4.NA阻害薬による感染効率の低下は1/10にも及ぶため、エンドサイトーシスの過程が阻害されると予想される。ウイルスが細胞に感染するにはエンドサイトーシスの起こる場所に吸着する必要があるが、それに不適な場所に吸着してもNAがあればそこを離れて別の所に移ることができるため感染効率を上げることができると考えられる。
外力に対する木材の変形挙動

この研究では,木材の力学性を論じるために,破壊に至る仮道管壁形態の観察結果と年輪内の力学的挙動とを関連づけ,さらに年輪構造の力学性関与の考察を試みた.そこで,スギ材を用いて縦圧縮負荷を行った.研究の成果を要約すると,つぎのとおりである.1.気乾材では,負荷時と除荷後のいずれでも,年輪内の早材部と晩材部との間で著しく異なる挙動を認めた.すなわち,早材部は低い応力でも塑性的な挙動を示すのに反して,晩材部では木材ブロックの破壊直前まで弾性的な挙動を認めた.2.飽水材では,早材部と晩材部のいずれでも,荷重と変形との関係に気乾材ほどの著しい相違を認めなかった.3.負荷による年輪内の応力負担分布は,細胞壁率分布と緊密に対応し,その関係が極めて強かった.4.肥大生長の速さの相違が,年輪内の応力負担分布に影響をもたらした.つまり,生長が遅い林木と速い林木とから得られたそれぞれの木材では,いずれも主体的に荷重を支えているのは晩材部仮道管壁であったが,後者では前者に比べて,応力負担への早材部仮道管壁の関与の割合が増大した.5.年輪内に生じる応力度への細胞壁率とミクロフィブリル傾角の影響は,比例限度以上の高い応力レベルのもとで,しかも早材部仮道管壁よりも晩材部仮道管壁で強く現われた.以上のように,木材が荷重を受けたとき,年輪内の早材部と晩材部の挙動に相違を認め,さらには早材部仮道管壁と晩材部仮道管壁との力学的役割りを明らかにした.しかも,木材の年輪内での力学的挙動には年輪構造が深く関与していることがわかった.したがって,木材の力学性を論じるには,林木生長とのかかわりを無視できない.この研究では,木材の力学性を論じるために,破壊に至る仮道管壁形態の観察結果と年輪内の力学的挙動とを関連づけ,さらに年輪構造の力学性関与の考察を試みた.そこで,スギ材を用いて縦圧縮負荷を行った.研究の成果を要約すると,つぎのとおりである.1.気乾材では,負荷時と除荷後のいずれでも,年輪内の早材部と晩材部との間で著しく異なる挙動を認めた.すなわち,早材部は低い応力でも塑性的な挙動を示すのに反して,晩材部では木材ブロックの破壊直前まで弾性的な挙動を認めた.2.飽水材では,早材部と晩材部のいずれでも,荷重と変形との関係に気乾材ほどの著しい相違を認めなかった.3.負荷による年輪内の応力負担分布は,細胞壁率分布と緊密に対応し,その関係が極めて強かった.4.肥大生長の速さの相違が,年輪内の応力負担分布に影響をもたらした.つまり,生長が遅い林木と速い林木とから得られたそれぞれの木材では,いずれも主体的に荷重を支えているのは晩材部仮道管壁であったが,後者では前者に比べて,応力負担への早材部仮道管壁の関与の割合が増大した.5.年輪内に生じる応力度への細胞壁率とミクロフィブリル傾角の影響は,比例限度以上の高い応力レベルのもとで,しかも早材部仮道管壁よりも晩材部仮道管壁で強く現われた.以上のように,木材が荷重を受けたとき,年輪内の早材部と晩材部の挙動に相違を認め,さらには早材部仮道管壁と晩材部仮道管壁との力学的役割りを明らかにした.しかも,木材の年輪内での力学的挙動には年輪構造が深く関与していることがわかった.したがって,木材の力学性を論じるには,林木生長とのかかわりを無視できない.この研究では、縦圧縮荷重を受けた木材の応力とひずみの挙動を木材ブロック内の早材部と晩材部でとらえ、破壊に至る細胞壁形態の観察結果と結びつけて考察を加えた。得られた成果を要約すると、つぎのとおりである。1.気乾状態の木材では、負荷時のひずみの生じ方あるいは除荷後のひずみ回復が、早材部と晩材部とで全く異なる様相を呈した。つまり、晩材部は木材ブロック全体にわたって弾性的な変形挙動を示す一方で、早材部は局所的に塑性的な挙動を示した。2.比例限度よりも低い荷重のもとでも、気乾材ブロック中の早材部に比べて晩材部で大きな応力度が生じ、荷重の増大に伴って、晩材部でより著しい応力度の上昇を認めた。このことは、極めて小さな縦圧縮荷重でも早材部細胞壁にしわ状の残留変形が起きやすいこと、また木材が破壊する直前まで晩材部細胞壁には局所的な変形や破壊を認めにくいことと深く関係している。要するに、比例限度以内の荷重のもとでも、晩材部は主体的に荷重を受ける役割を果たしており、さらに比例限度以上の荷重のもとでは、ますますその役割が高まる。他方、早材部は晩材部に比べて低い応力度でもいわゆる破壊を引き起こし、早い時期に強固性を発揮できなくなる。3.飽水状態の木材では、負荷時の応力あるいはひずみの生じ方、そして除荷後のひずみ回復に、気乾材におけるほど早材部と晩材部との間に著しい相違を認めることができなかった。この現象は、比例限度以上の荷重を加えても、飽水材には細胞壁にしわなどの塑性変形ないしは破壊が起こりにくかったことと関連がありそうである。
脊髄反射回路と筋活動に対する中枢性制御の筋電図学的解析

本研究は、上位中枢からの命令と、末梢からの情報による反射命令が、最終共通路である運動ニューロンにどのように統合されて筋活動に反映されるのかを、主動運動(急速頭部水平回転運動)実行に付随して下肢筋に見られる変化から検討することを目的として行った。脊髄運動ニューロンプールの変化はH反射法で、筋活動の変化は表面筋電図加算平均法を用いて観察した。左右のヒラメ筋(足関節伸筋)と前脛骨筋(足関節屈筋)、および頭部回転運動の主動筋である胸鎖乳突筋に電極を貼付し、H反射・表面筋電図を記録した。H反射導出のための刺激は、頭部回転開始100ms前始後数100msにランダムに入れた。実験の結果、座位ではH反射の変化動態にはJendrassik効果が強く現れていて、主動運動の開始直前又は同時に下肢筋運動ニューロンプールの興奮性が高まった。表面筋電図の変化動態も、多くの場合H反射法のそれに一致したが、一部の被験者で反対の方向への変化が見られた(H反射法では促通・筋電図では抑制)。主動筋活動の開始と下肢筋に抑制が起こったタイミングから、シナプス前抑制が関与している可能性があると思われる。また立位では、主動運動開始に先行して、下肢筋活動に変化が現れた。これは頭部回転運動の実施による重心の変化を予め予測して発現した筋活動であり、運動プログラムによるものであると考えられる。頭部回転運動によって頭頸部の受容器由来の反射入力があるが、下肢筋活動の変化パターンは被験者によって様々であり、反射パターンに合致するとは限らなかった。これらの結果から、運動プログラムは多様性があり各人固有のパターンを持つこと、反射命令よりも上位中枢の運動プログラムからの命令が優位であり、その固有の運動プログラムに付随するコマンドによる下肢筋活動にも各人固有の運動パターンが発現する、と推察された。本研究は、上位脳からの運動命令と末梢からの入力が収束する運動ニューロンの興奮性と、その興奮によって変化する筋活動の動態が、随意運動の開始前・開始時・開始後にどのように変容するのかを、H反射法と表面筋電図法を併用して、健康な成人を被験者として、座位・立位で観察することを目的として行った。運動課題は、頭部の水平方向への急速随意回転運動で、被験者の目前においたモニターのスリットが動いたら即座に頭部を右または左(予め指示しておいた)に回転させる、というものである。ヒラメ筋の背景筋活動量は、両足を楽な幅に開いて立ったときのものを基準とした。座位の場合は、立位時とほぼ同じ筋放電量を得られる程度に随意で足関節を底屈させた。実験に結果、ヒラメ筋活動には変化がみられた。その変化は随意運動開始時や開始後のみならず運動開始前から観察され、変化の方向は促通。抑制の両方がみられた。また、頭部右回転と左回転時の結果は、ちょうど反対の鏡像になるとは限らないことが観察された。背景筋活動の筋放電量はほぼ同じにしたが、座位で随意的にヒラメ筋を収縮させた場合と立位で自律的に筋収縮が起こっている場合では、同一被験者でも筋活動の変化パターンには違いが見られた。被験筋の収縮が、出力(筋放電量)は同じであっても、その筋収縮が姿勢保持のために自律的に行われているのか随意的に行われているのかという上位脳からの命令の経路の違い、あるいは末梢からの入力の違いによって、最終共通路である運動ニューロンの興奮のパターンは時間的にも質的にも異なっており、運動プログラムの多様性および運動プログラムを修飾するサブプログラムの多様性を観察することができた。

これらの結果から、運動プログラムは多様性があり各人固有のパターンを持つこと、反射命令よりも上位中枢の運動プログラムからの命令が優位であり、その固有の運動プログラムに付随するコマンドによる下肢筋活動にも各人固有の運動パターンが発現する、と推察された。
ドリップライン近傍における原子核のエキゾチック構造と非束縛状態の役割

ドリップライン近傍に現れる原子核のエキゾチック構造を、コア核と価核子という模型空間で取り扱い、とくに酸素同位体に現れる核半径の急激な変化がチャンネル結合系の支配的配位の違いによるものであることを明らかにした。近年の実験技術および理論手法の飛躍的進展により、これまでの原子核物理の概念を打ち破る可能性のある領域としてドリップライン近傍核の研究が進められている。本研究では原子核構造を核力の寄与とその影響によるコア核の構造変化および非束縛状態の役割という観点から解き明かすことが目的である。平成22年度では、これまで進めてきたM-schemによるCluster-orbital shell modelの計算手法を確立し、酸素同位体へ適用を行った。価核子間の相互作用と核構造の密接な関係を、160をコア核としてモデル化し、束縛エネルギー、核半径、密度分布といった物理量を通して議論した。得られた結果として以下のことが挙げられる。(1)少ない価核子の束縛エネルギーを再現する単純な模型相互作用を用いた場合、ドリップラインは再現されずover bindingの傾向を示す。(2)ドリップラインを再現し、1中性子束縛エネルギーを再現するように相互作用を変化させた場合においても、核半径の急激な増加は再現されない。(3)核半径の急激な変化は「固まったコア」と「価核子」という単純な模型ではなく、コア核の様々な配位とその優位性が価核子の存在により変化することにより起こることを示唆した。平成22年度では、これまで進めてきたM-schemeによるCluster-orbital shell model (COSM)とそれがもたらすコア励起との関係について着目し、研究を進めてきた。ドリップライン近傍核の中でも、酸素同位体(^<23>O、^<24>O)は、比較的大きな中性子束縛エネルギーを持ち、かつハロー核と同等の核半径の広がりを示す。そこで、ドリップラインを再現するような相互作用を用いつつ、核半径とコア核との関係を調べた。それにより、^<23>Oおよび^<24>Oについては、価核子の数に依存する形でコア核の構造が急激に変化する必要があり、その大きさはコア核が平均場で示唆されるコアの広がりを大きく超えた値であることを示した。ドリップライン近傍核の性質を解き明かすため、本研究ではM-schemeによるCluster orbital shell model(COSM)による弱束縛系の構造を中心に解析を進めてきた。平成23年度では、これまで進めてきたコア核の励起とその影響がもたらす価核子の配位の変化について、コア励起チャネルを含めたCoupled-chennel模型を用いた研究を行った。昨年度までの研究において、sd殻原子核の酸素同位体では、Od_<5/2>軌道が占有される^<22>Oまでは固定された大きさの^<16>Oコア核に価核子が付加される模型でうまく半径およびエネルギーが再現できるのに対し、ls_<1/2>軌道に核子が入る^<23>O、^<24>Oでは平均場的に広がりを持つようなコア核と価核子の模型で再現されることがわかっている。そこで、この半径の広がり方において違う2つの描像が、^<23>Oを境に急激に変化するこメカニズムをコア核の支配的な配位の変化ととらえることで定量的な議論を行った。ここで重要な点は、励起チャネルにおいてはコア核内の核子の配位の変化により価核子の軌道の一部が禁止状態とることで、価核子がこの軌道に入ることが禁止されるために原子核全体としてこのチャネルの寄与が減少するということである。さらに励起チャネルはテンソル相互作用の効果で核半径が小さくなるような成分が支配的となり、基底チャネルでは平均場的に半径が広がった成分が支配的になると仮定することで、酸素同位体の半径の変化を再現することが可能であることを示した。
黒鉛をホストとする貴金属ナノ微粒子による新機能発現

我々はパラジウム、ロジウム、白金、ルテニウムナノ微粒子をグラファイト及び粘土材料の層間に作製した。これらのナノ微粒子は擬二次元構造を有する。理論物理学者が示唆した通り、4d遷移金属は磁性モーメントを有する。全てのサンプルはX線回折、TEM観察、制限視野電子線回折により解析を行った。サンプル作製方法は下記の通りである。金属塩化物の層間化合物を高温で水素雰囲気中もしくは室温でリチウムダイフェニライドで還元することにより、ナノ微粒子を作製した。.制限視野電子線回折により、場合により通常のFCC回折パターンの他に、超周期構造が観察された。これは層間に存在する超格子HCP二次元アイランドの出現による。例えば、ロジウムナノ微粒子は水素還元の場合、FCC回折パターンのみを示すのに対し、室温で作製したサンプルは、超周期構造を示した。磁性測定はアメリカ合衆国ニューヨーク州立ビングハントン大学の鈴木教授との共同研究により行った。調査はパラジウム及びロジウムナノ微粒子について行った。バルクパラジウムは常磁性であるのに対し、今回作製したナノ微粒子は強磁性もしくは反強磁性を示した。これらのナノ微粒子はまたC-C結合反応に対しても良い触媒性能を示した。一方、FCC構造のロジウムナノ微粒子のみを含むサンプルは、バルクと同じ常磁性であったが、超周期構造を有するロジウムナノ微粒子は磁性を示した。これらのことから格子間隔の広がりが磁性の変化に影響を与えていることが示唆された。本研究の目的は黒鉛をホストとして,様々なサイズの貴金属(=パラジウム,白金,ルテニウム,ロジウム等)ナノ微粒子を作製し,透過型電子顕微鏡観察及び制限視野電子線回折、X線回折、X線光電子分光法などによる構造評価や磁気特性、触媒特性、水素吸蔵特性の評価である。今年度は主にパラジウムについて研究を行なった。まず、前駆体である塩化パラジウム黒鉛層間化合物を作製し、その後、この前駆体の還元により、黒鉛をホストとするパラジウムナノ微粒子の作製に成功した。その還元方法により異なるタイプのナノ微粒子が作製された。THF溶液リチウムイオンによる還元の場合、パラジウム微粒子は黒鉛との間にわずかに電荷移動が残しており、平均結晶粒径が約7nmという比較的小さい微粒子が得られた(タイプI)。一方、水素雰囲気中高温での還元においては、パラジウム微粒子は黒鉛との間には電荷移動が無く、また平均結晶粒径が約75nmというタイプIの10倍ほどの比較的大きな微粒子が得られた(タイプII)。どちらのタイプも厚みは数原子程度と非常に薄く、また結晶構造のバルクと同じFCC構造以外にも、特殊な構造(HCP構造)を有する微粒子が得られていることがわかった。また、タイプIIについて磁気特性を測定したところ、極めて大きいヒステリシスが得られるという極めて興味深い結果が得られた。通常のパラジウム(FCC構造)は常磁性であるため、このヒステリシスは、上述した特殊な構造(HCP構造)をしたパラジウムに起因していると考えられ、今後その発生メカニズムを理論サイドからも明らかにしていく予定である。また、ヘック反応に関する触媒特性評価も行い、興味深い結果を得た。更に、白金等についてもナノ微粒子作製に成功し、現在物性評価を進めている最中である。