hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＲＴーＬＡＭＰ法を用いたアルボウイルスの網羅的検索

アルボウイルス感染症により、毎年海外で多数の感染者や死者が報告されており、わが国に入ってくる感染症も多様化している。これら感染症に対する検査法の確立は急務であり、本研究課題ではアルボウイルスの鑑別を、従来法よりも、より簡便で短時間に行う方法の開発を目的とする。本研究の対象として蚊媒介性疾患のフラビウイルスとアルファウイルス感染症をモデルとし、RT-LAMP(real-time reverse transcription-loop-mediated isothermal amplification assay)法もしくはGENECUBE法を用いた網羅的検索法を構築する。本法により、アウトブレイク時に検体が急増しても迅速に対応することが可能となり、ベクターサーベイランスなど多検体のスクリーニングも簡便に実施できる。さらに、網羅的検索により未知のウイルスを検出することも可能となる。平成24年度は、RT-LAMP法用に作成したプライマーの感度が従来の遺伝子増幅法に比べ低かったため、RT-LAMP法と同様に短時間で反応ができ、かつ全自動で遺伝子解析が可能なGENECUBE Qprobe法を用いて、アルボウイルスの迅速診断法の開発を進めた。日本脳炎ウイルス、デングウイルス、ウエストナイルウイルスについて作成した検出系は、検出感度が現行のRT-PCR法やrealtimePCR法と同等もしくはそれ以上であり、作業が簡便かつ迅速であることから、非常に有用な検出法だと考えられた。今後、さらに網羅的検索ができるようプライマーを設計し、目的に応じて適した検査法を選択できるよう迅速診断法を確立する。作成した共通プライマーについて、現行のリアルタイムPCR等と比較するとかなり低感度のものがあり、実用には適していないため、今後も改良が必要である。そのため、実際の検体を使用した比較が行えておらず、今後の検討課題となっている。GENECUBE法用に作成した特異的プライマーは高感度で反応性がよく、現在臨床検体について検討中で概ね良い成績であるが、共通プライマーについてはまだ反応性が確かめられておらず、今後の検討課題となっている。今後RT-LAMP法のプライマー開発を継続し感度上昇を試みるが、新たな全自動遺伝子解析装置GENECUBEは、検体の遺伝子抽出から核酸増幅、検出、判定までが1時間半程度で終了するため、RT-LAMPよりもさらに迅速性が高いと考えられる。また本機械は一検体に対し、多項目のウイルス検索が同時に実施でき、少ない検体から多項目を検査することの多い地方衛生研究所においてかなり汎用性があると考えられる。
バイオブタノール混合軽油の着火性および潤滑性の改善に関する研究

生ゴミ等の種々の有機物から発酵により製造が可能なバイオブタノールを軽油に混合するディーゼル燃料として利用するため、着火性の改善としてセタン価向上剤の添加を試み、また、潤滑性の改善として高動粘度の種々のバイオディーゼルの添加を試み、さらにこれらの複合利用を実験検討した。その結果、セタン価向上剤の添加、バイオディーゼルの添加、およびそれらの複合利用が有効であることを明らかにした。そして、低温流動性、熱効率、排ガス特性等を総合的に考慮した最適な燃料の組合せと混合比を見出した。1-ブタノール混合軽油の潤滑性を改善するために、軽油に比べて高動粘度の種々のバイオディーゼルを添加したバイオディーゼル/1-ブタノール/軽油の3種混合燃料を製造し、動粘度・流動点に及ぼすバイオディーゼルの種類(原料の油脂およびアルコールの異なるバイオディーゼル)と3種混合燃料の混合比について検討した。混合用バイオディーゼルとして、菜種油メチルエステル(RME)、パーム油メチルエステル(PME)、パーム油エチルエステル(PEE)、パーム油ブチルエステル(PBE)およびパーム油イソブチルエステル(PiBE)を用いた。5種類のバイオディーゼルによる3種混合燃料の相溶性、相状態(液体、ゲル、固体等、相分離を含む)に及ぼす温度の影響、動粘度、流動点を検討した結果、これらの混合燃料の全ての組成比(63条件)で相溶性があり、相状態は温度に依存して5つに分類された。また、1-ブタノール混合割合を40質量%とした場合、JIS2号軽油と同程度の動粘度を得るためには、RME混合では40%、PME混合、PEE混合では20%、PBM混合、PiBE混合では10%、バイオディーゼルを混合する必要がある。また、流動点は、1-ブタノール混合割合を40%とした場合、JIS2号軽油の規格を満たすためには、PME混合ではPMEを20%、PEE混合ではPEEを30%、PBE混合ではPEEを40%、PiBE混合ではPiBEを50%以下とする必要がある。さらに、RME混合、PME混合に対し、1-ブタノール40%混合燃料のディーゼル燃焼実験を行った結果、RMEやPMEの混合割合が増加するほど、着火遅れは短くなるが、排ガス中のSmoke濃度は低減した。また、RME混合の場合、HC・CO濃度に対するRMEの混合割合の影響はほとんどなかったが、PME混合の場合、PMEの混合割合が増加するにつれてHC・CO濃度は低減した。1-ブタノール混合軽油の着火性と潤滑性の両方を改善する複合利用(3種混合燃料+セタン価向上剤)の検討を行うため、パーム油メチルエステル(PME)による3種混合燃料にセタン価向上剤2EHNを添加する実験を行った。その結果、1-ブタノール40質量%の3種混合燃料B40G40P20(B:1-ブタノール、G:軽油、P:PME、数値は混合比の質量%)に2EHNを1質量%添加することにより軽油に近い着火性を得ることができ、排ガス中のHC・CO濃度を低減できた。また、1-ブタノール20質量%のB20G40P40の場合、2EHNを添加しなくても、上記の2EHN(1質量%)添加B40G40P20と同等の着火性、HC・CO濃度を有するが、2EHNを0.5質量%添加することにより軽油より優れた着火性を得ることができた。これらの結果は、パーム油エチルエステル(PEE)、パーム油ブチルエステル(PBE)、パーム油イソブチルエステル(PiBE)の3種混合燃料に対しても同様の傾向と予想される。1-ブタノール混合軽油の排ガス中のアルデヒド濃度について実験した結果、1-ブタノール混合割合が増加するにつれて若干増加するが、特に問題となるような高濃度では無かった。これらの結果は3種混合燃料においても同様と推定される。これまでの結果から、混合用バイオディーゼルとして菜種油メチルエステル(RME)、PME、PEE、PBEおよびPiBEを対象とした場合、着火性、潤滑性、低温流動性、排ガス特性、熱効率を総合的に考慮した最適に近い燃料の組合せはPiBEによる3種混合燃料であり、その混合比は低温流動性と低Smokeを重視すればB40G40P20(ここでP:PiBE)に2EHNを1質量%添加した燃料、着火性と低HC・COを重視すればB20G40P40、または、これに2EHNを0.5質量%添加した燃料であると結論付けられる。ディーゼル代替燃料として有望と考えられるバイオブタノール混合軽油の着火性を改善するために、市販の1-ブタノールを用いた軽油混合燃料にセタン価向上剤2EHN(2-Ethyl-Hexyl-Nitrate)を0.52質量%添加し、直噴式ディーゼル機関に適用して実験を行い、1-ブタノール混合軽油の着火性・排ガス特性に及ぼす

2EHN添加割合の影響を検討するとともに、軽油と同等の着火性およびHC・CO濃度になるための1-ブタノール混合割合と2EHN添加割合の組合せについて検討した。また、セタン価向上剤をDTBP(Di-Tertiary-Butyl-Peroxide)に変え、2EHNとの違いを検討した。2EHNの添加割合が増加するほど、着火性が改善し、低負荷において熱発生が早期化し、高負荷において予混合燃焼割合が減少した。また、2EHN添加により、低負荷において燃焼改善のために熱効率が軽油程度に改善し、HC・CO濃度は低減した。一方、高負荷においては、熱効率、NOx濃度は同程度であるが、予混合化減少のためSmoke増加が若干増加した。軽油と同等の着火性を示すのは、2EHN/1-ブタノール/軽油が1/30/69質量%と0.5/20/79質量%の場合であり、これらの燃料のCO濃度は軽油と同程度であるが、HC濃度は軽油より若干高かった。また、2EHNの1質量%添加により、機関回転数が安定する運転に対する1-ブタノール混合割合の上限を40質量%(機関の改造や噴射系の設定変更を行わない場合の本実験機関の上限)から60質量%へ広げることができた。2EHN添加による着火促進、それに伴う熱効率と排ガスの改善に対して、燃焼・排ガス特性や運転状態を総合的に考慮すると、2EHN添加割合は1質量%で十分効果があった。また、DTBP添加の効果は2EHN添加とほぼ同等であった。交付申請書に記載した平成24年度の研究実施計画はほぼ完了しているので、自己点検評価を(2)とした。交付申請書に記載した平成23年度の研究実施計画はほぼ完了しているが、排ガス中のアルデヒド類の測定分析は十分ではない。また、平成24年度の研究実施計画の3分の1程度は既に達成している。さらに、交付申請書には記載していないが、今後重要となる1-ブタノールの異性体である2-ブタノールやイソブタノールについても、軽油との混合燃料の性状およびディーゼル燃焼特性に関する実験検討を行った。以上の理由から、自己点検評価を(2)とした。平成23および24年度に得られた実験結果・実験手法を基にして、1-ブタノール混合軽油の着火性と潤滑性の両方を改善するための複合利用(3種混合燃料+セタン価向上剤)に関する研究を遂行する。平成23年度の研究実施計画の内、排ガス中のアルデヒド類の測定分析は十分ではない。この部分が遅れた理由は、東日本大震災により10月まで満額の研究費が使用可能であるか分からなかったため、測定分析用備品(ガスクロマトグラフ)の購入が遅れたためである。排ガス中のアルデヒド類の測定分析の方法はほぼ確立されているので、次々と研究を推進していく予定である。そのために、平成24年度計画を一部前倒して遂行した。次年度の研究費は、主なものとして実験に必要な物品費(消耗品費:アルコール、分析用試薬、理化学機器、エンジン部品、分析ガス、フィルター類など)に使用し、その他として国内旅費(学会発表)、謝金(実験補助)に使用する予定である。次年度使用額(B-A)は0円であるので「該当なし」。
希土類固溶セリア電解質のイオン輸率向上による燃料電池性能の改善

ガドリニウム固溶セリア(GDC)薄膜電解質を用いた固体酸化物形燃料電池の性能を3vol%水を含む水素を燃料として測定した。ガドリニウム固溶量0.1のとき、600-800°Cの開放起電力、出力密度は最大値を示した。過剰の酸素空孔は酸化物イオン導電性を向上させず、酸素空孔と水素の反応により電子伝導性を促進し性能を低下させた。NiO-GDCアノードへのプロトン導電体(BaCe0.8Y0.2O3)添加のより電池性能は改善しなかった。カソード材料(La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3)を粉砕すると未粉砕に比べ、最大出力密度が向上した。反応に関与する界面が増加し、セルの抵抗を低減できたためである。カソードにGDCを添加すると、LSCFの電子導電経路遮断して出力密度は低下した。LSCF粉体を粉砕するとGDC-LSCF-O2の三相界面の増加により、出力密度は324から540mW/cm2に増加した。CH4-C02系燃料を用いた場合、CH4 60vol%、800°Cで334nW/cm2の出力密度が得られた。50hの連続運転でも出力は安定していた。出口ガスにはCH4-C02の他、H2,CO,O2が含まれ、CO2によるCH4の改質反応が起こった。これまで報告者らは、希土類固溶セリアの電子伝導性およびイオン輸率の酸素分圧依存性を検討してきた。電子伝導は水素が固溶して促進されることを示唆した。本研究ではガドリニウム固溶セリア(Gd-doped ceria, GDC)電解質の電子伝導性を抑制するため、次のことを検討する。1)Gdの固溶量によりGDCへの水素の固溶を抑制する。2)アノードにプロトン導電体を添加し、GDCへの水素の固溶を抑制する。3)カソードでの空気の拡散を促進する気孔構造を作り、イオン輸率を増加させる。これらの結果より、GDCのイオン輸率を向上させ燃料電池の性能を改善することを目的とする。初年度は、上記1)について検討した。ガドリニウム固溶量の異なるGDC(Ce1-xGdxO2-x/2、x=0.05, 0.10, 0.15, 0.20)を用いて電解質を作製し、アノードにNiO-GDC,カソードにLa-Sr-Co-Fe-O系ぺロブスカイト酸化物を用いて固体酸化物形燃料電池(SOFC)を作製した。アノードに燃料として、3vol%-H2Oを含むH2を供給し、SOFCの開放起電力および出力密度を500-800°Cの範囲で測定した。格子定数はガドリニウム固溶量の増加と共に増加し、ガドリニウム固溶量と共に酸素空孔量が増加することを示した。x=0.1の時、開放起電力と最大出力密度とともに、最大値(0.829 V, 166 mW/cm2 at 600°C、0.787V, 506 mW/cm2 at 800°C)を示した。x=0.1から0.2で生成した過剰な酸素空孔は、酸化物イオン電導度の増加には寄与せず、燃料の水素と反応して電子を生成し、発電性能を低下させることが明らかとなった。Ni-GDCサーメットアノードーGDC電解質ーLSCFカソードの固体酸化物形燃料電池単セルを用いた。薄膜電解質(50μm)と厚膜電解質(500μm)の電解質厚さの異なる2種類のセルを作製した。アノードに3 vol%-水を含む水素あるいは水素-アルゴン(0, 50, 90, 95 vol%)系混合ガス、カソードに空気を供給した。800°Cでの開放起電力を測定した。3 vol%-水を含む水素を燃料とした場合、開放起電力は薄膜電解質で0.41V、厚膜電解質で0.44Vであった。水素-アルゴン(0, 50, 90, 95 vol%)系混合ガスを供給した場合、薄膜電解質で0.20-0.252V、厚膜電解質で0.095-0.176Vであった。いずれも理論起電力に比べて低かった。GDCのイオン輸率を向上を目指し、電子伝導性の原因となるGDC電解質への水素固溶を抑制するため、アノードの水素分圧を低下させたが、起電力の低下は抑制できなかった。

無機材料化学アノードへのプロトン伝導体の添加による開放起電力の向上しなかった。カソードの材料の粒子系の影響およびCH4-CO2系燃料による発電および影響について、査読付論文3報を発表した。ガドリニウム固溶セリア電解質のGd固溶量が、固体酸化物形燃料電池の発電性能に及ぼす影響を明らかし、固溶量x=0.1で発電性能が最大になることを確認した。平成26年度の予定の従来のカソード材料LSCFの気孔率、細孔径の影響および酸化物イオン伝導性の高いGDCのカソードへの混合の影響については、既に検討した。昨年度、アノードへのプロトン伝導体の添加による開放起電力の向上しなかった。そのため、今年度はアノード材料について、発電性能に及ぼす影響を検討する。アノードにプロトン伝導体を添加した燃料電池の性能を評価する。GDC電解質への水素固溶を抑制するため、アノードにプロトン導電体を混合する。プロトン導電体としてはSrCe0.95Yb0.05O3-δ(SCYb),Ba0.8Ce0.2YO3-δ(BCY)など600-1000°Cで高いプロトン伝導性を示すものを用いる。アノードにプロトン伝導体を用いた発電セルを調製し、開放起電力、出力密度を測定する。プロトン導電体はGDCおよびNiとの反応性を調査して用いる。アノード雰囲気でのプロトン伝導体の伝導性を測定する。プロトン導電によるGDCへの水素固溶抑制により、GDCの電子導電性が低下し、開放起電力の増加、出力密度の向上が期待される。また、種々のカソード材料を用いた燃料電池の性能評価を行う。カソードでの空気の拡散を促進する気孔構造を作り、イオン輸率を増加させる。これに関連して、カソードおよびアノード酸素分圧が発電性能に及ぼす影響を調査する。差引額95円は、試薬等の消耗品に使用予定である。
ニューラルネットワークを利用した沿岸環境因子評価手法の確立に関する研究

研究初年度は,ニューラルネットワークによって沿岸域での環境因子評価が可能であるかについて基本的検討を行った。対象事例として,琵琶湖におけるヨシ地造成ならびに宮城県沿岸域でのエゾアワビ生息場造成事業を選び各々の調査資料をもとに環境評価を試みた。種々のニューラルネットワークを構築して,各々のネットワークの正解率(認識率)を比較した。その結果,5層モデルによるネットワークの正解率が最も良くなること,学習回数を充分に与えてやれば,4層モデルにおいても正解率は高くなること等が明らかとなった。この結果から,ニューラルネットワークが環境評価に十分適用できることがわかった。研究二年目には,さらにニューラルネットワークょ環境評価へ適用させるために感度解析を試みた。これは,構築されたネットワークの認識精度を確認した後,環境因子を変化させた時のネットワーク出力を調べるものである。この感度解析によって,特定の環境因子が急変した時の沿岸環境全体の変化を詳細に調べることが可能となった。したがって,この感度解析によって,環境要因と沿岸環境全体との定量的な因果関係を推定することができること,また沿岸域における生態系にとって好ましい環境を造成するための方法論を客観的に知ることができること等の多くの有用な点が明らかになった。以上,二年間の研究期間における調査研究から,ニューラルネットワークの環境評価への適用性が明確になり沿岸域に限らず湖沼域あるいは河川域への展開が各方面から望まれる現状となった。しかしながら,なおニューラルネットワークによる環境評価手法の実用化に,データの曖味性の問題や過学習の問題などいくつかの課題も残されており,今後,さらに研究を継続する必要がある。本年度においては、ニューラルネットワークによって、沿岸域での環境因子評価が、どの程度可能であるか、実用化への可能性について検討を行なった。具体的な事例として、琵琶湖におけるヨシ地の造成事業での現地調査資料ならびに宮城県でのエゾアワビの生息場造成事業での調査資料を用いた。ニューラルネットによる環境評価は、まず、上記、2事例の環境データのうち、約90%程度を、ネットワークの学習用データとして抽出し、残りの10%の環境データを検定用として残した。ネットワークによる学習は、5000回20,000回とし、ネットワークの形態を、3層モデル、4層および5層モデルの間で、変化させ、検証用データに対する認識率(正解率)を調べた。その結果、5層モデルによるネットワークの認識率が最も高く、すべての検証用データに対する正解率は100%となることがわかった。なおネットワークでの学習は、いずれもパックプロバケーション法を採用し階層型ネットワークのみを使用した。これらの結果から、いずれの地点のデータに対しても、ニューラルネットワークによる環境因子評価は、ネットワークの形態を正しく設定することにより、きわめて有効に行なわれることがわかった。また本手法は、従来、定性的評価でとどまっていた環境評価に、定量的評価への道を開いたことになり、今後、さらに、研究を進めて、定量的環境評価への手法を確させるとともに、実用化する必要性が明らかとなった。研究の最終年度である平成7年度は、ニューラルネットワークによる環境因子評価手法の確立を目指して、曖昧性を伴うデータも含めたネットワークの認識精度の向上を図るとともに、個々の環境因子が環境にどの様なインパクトを与えるのかを感度解析で明らかにした。対象は、宮城県沿岸域において行われたアワビの生息環境調査データと東京湾での干潟環境調査データとした。まず、ニューラルネットワークを用いて上記の2カ所の環境データをもとに評価モデルを構築した。このとき種々のネットワークで検討した結果、比較的簡単な形態のネットワークが精度が良くなることが分かった。さらに認識率が最も高くなるネットワークに対して、感度解析を行った。これは、特定の要因だけをネットワークのなかで変化させて、ネットワークの出力がどのように変化するかを見るものである。

その結果、感度解析によって、個々の要因が生態系環境に及ぼす影響が明らかになること、特に環境変化が急激に起こる、いわゆる限界点を定量的に特定できることが明らかとなった。また感度解析の結果と専門家が判定した結果とは、きわめてよく一致することがわかった。以上の2カ年の研究から、ニューラルネットワークは、生態系環境問題に代表されるような現象の因果関係を特定づけることが困難な問題にきわめて柔軟に適用できること、またネットワークの特性をうまく与えることで認識率の高いネットワークを構築することが可能であることがわかった。また、ネットワークを利用した感度解析を利用して、個々の要因と結果との関係を定量的に明らかにすることができることがわかった。
整数制約問題等の偏差分方程式化による数値解析に基づく求解アルゴリズム

本研究の目的は、グラフ上制約問題等の緩和問題を数値解析の文脈でとらえ偏差分方程式の求解アルゴリズムを提案する方法論の研究であった。そして、計画最終年度であることから、大別して三つの目的に基づく研究を総合的に進めた。第一の目的は、この方法論の性質の詳細な調査、可能性の模索、既存理論との関連、計算高速化等試みの一般化などである。特にグラフ上作用素の理論展開は重要である。二つ目は、適用対象の離散問題の発見と対象範囲の一般化である。三つ目は、具体的な求解アルゴリズムの性能評価、解の事前/事後評価などである。そして、今年度の結果としては特に第一の目的に含まれるグラフ上の作用素の理論展開、即ちもっとも重要な目的とみていた部分で大きな進展をみることができ、これが主要な成果となった。これは前年度の成果である"通常空間におけるVoronoi-Delauney双対分割に基づいての非構造格子上の差分作用素の構成"に対する数学的な基礎づけの理論的検討から得たものである。具体的には、Voronoi-Delauney双対分割の平滑性補題から導出される自然無発散性定理が、二重連結グラフにおける擬ゼロ次性と実質的に等価であることが判明した。これは大きな成果である。これにより、平坦な空間をグラフでシミュレートするためには擬ゼロ次性が必要であることが明確になっただけでなく、擬ゼロ次性をダイバージェンスに応じて歪めれば曲がった空間をグラフで表現できることにもなり、これまでにない研究の展開が期待される。また、この発見によりグラフ上にもう一段抽象的な“平滑性補題"が存在することが示唆されるため、この方向でもさらなる研究が期待される。以上の結果から、本年度の成果はさらなる発展性をもつ大きなものであり、当初の計画以上に、より多くの結果が得られたものと考える。本年度の目的は,整数制約問題等の偏差分方程式化による数値解析に基づく求解アルゴリズムを構成するという方法論自身の性質の調査,数学的な定式化および可能性の模索と,適用が可能な離散数学問題の対象のさらなる発見であった.そのため,まず,最も重要であると思われるグラフ上の共役作用素の数学的性質について,精密な評価および定式化を試みた.グラフは連続空間上の理論と異なり,定式化だけでも様々なバリエーションが存在しうるためなにをもって適切とするかが重要であり,慎重な議論が必要であったが,擬ゼロ次正規グラフという概念を新たに定義,導入することにより部分積分公式を数種類導出することに成功した.また,この公式とラプラシアンの積分による定義を組み合わせて,擬ゼロ次正規グラフ上におけるラプラシアンの妥当な定義にも成功した.これにより,一般拡散方程式様のアルゴリズムを幅広く構成することができるようになるという成果が得られ,実際に計算を行ない確かに求解アルゴリズムとしての性能を持つことが確認できた.また,この擬ゼロ次正規グラフが任意の二辺連結グラフから変換可能であることもわかった.また,これまでの離散数学における様々な方法論との関連,特にペナルティ法の既存求解アルゴリズムとの関連の調査も行い,ヤコビアンが事前計算可能であること,ペナルティ関数の厳密な減少性が保証できること,係数行列がより疎であること等の点において本方法が優れていることが判明した.また,得られるアルゴリズムの性能が一般に利用するペナルティ関数の性質に依存する問題に対し,離散かつ有限な独立変数値を周期配置してmodをとり,さらに周期関数を組み合わせるという方法を試験的に導入しよい結果を得た.以上の結果より,本年度は当初の計画に見込まれた多くの結果が得られたと評価できると考えるものである.本年度の目的は,当課題の方法論自身の性質の調査,数学的な定式化および可能性の模索と,適用が可能な離散数学問題の対象のさらなる発見,対象範囲を拡げるための一般化であった.そのため,まずはグラフ上の共役作用素の数学的性質について定式化の発展を試みた.これまでの研究では,擬ゼロ次正規グラフ概念を導入して部分積分公式を導出し,ラプラシアンの積分定義を組み合わせて,擬ゼロ次正規グラフ上におけるラプラシアンの定義を行ない,一般拡散方程式様のアルゴリズムを構成することに成功していた.これをうけ,この概念を広く通常の空間に一般化することを試みた.その結果,Voronoi-Delauney双対分割に基づいて,通常空間を非構造格子に分割しても同様の離散部分積分公式が厳密に成り立つことを見いだした.これは変分導関数の構造が非構造格子上の差分法で厳密に保たれることを意味するため,画期的な成果であると言える.また,Voronoi-Delauney格子上においてはラプラシアンと境界一階微分には本質的に相違が無いというやや驚くべき結果も得られた.この結果は微分方程式を離散化する数値解析法において本質的に重要な知見となるであろう.また,アルゴリズムの側面では,これまではペナルティ関数の定義域が一次元実数空間にあったためlocal-minimumが存在する可能性が高く,アルゴリズムが途中で停止してしまう可能性が強かったが,定義域をS2ないしはR3空間にすることでこの可能性を低減することに成功した.これにより,アルゴリズムの実用性向上だけでなく,本来の問題の可解性を示せる可能性が出てきたことは一定の成果と言えよう.以上の結果より,本年度は当初の計画に見込まれた多くの結果が得られたと評価できると考えるものである.本研究の目的は、グラフ上制約問題等の緩和問題を数値解析の文脈でとらえ偏差分方程式の求解アルゴリズムを提案する方法論の研究であった。

そして、計画最終年度であることから、大別して三つの目的に基づく研究を総合的に進めた。第一の目的は、この方法論の性質の詳細な調査、可能性の模索、既存理論との関連、計算高速化等試みの一般化などである。特にグラフ上作用素の理論展開は重要である。二つ目は、適用対象の離散問題の発見と対象範囲の一般化である。三つ目は、具体的な求解アルゴリズムの性能評価、解の事前/事後評価などである。そして、今年度の結果としては特に第一の目的に含まれるグラフ上の作用素の理論展開、即ちもっとも重要な目的とみていた部分で大きな進展をみることができ、これが主要な成果となった。これは前年度の成果である"通常空間におけるVoronoi-Delauney双対分割に基づいての非構造格子上の差分作用素の構成"に対する数学的な基礎づけの理論的検討から得たものである。具体的には、Voronoi-Delauney双対分割の平滑性補題から導出される自然無発散性定理が、二重連結グラフにおける擬ゼロ次性と実質的に等価であることが判明した。これは大きな成果である。これにより、平坦な空間をグラフでシミュレートするためには擬ゼロ次性が必要であることが明確になっただけでなく、擬ゼロ次性をダイバージェンスに応じて歪めれば曲がった空間をグラフで表現できることにもなり、これまでにない研究の展開が期待される。また、この発見によりグラフ上にもう一段抽象的な“平滑性補題"が存在することが示唆されるため、この方向でもさらなる研究が期待される。以上の結果から、本年度の成果はさらなる発展性をもつ大きなものであり、当初の計画以上に、より多くの結果が得られたものと考える。
酸性塩湖の微細藻類とバクテリアの物質代謝の生態学的研究

南オ-ストラリア内陸部の酸性塩湖より単離したChlamydomonas sp.を用い、バッチ培養実験により生長特性を明らかにした。この藻株は生長に塩分を必要とし、至適塩分濃度は15%NaClで、飽和濃度でも生育でき1%では生育できない耐塩性の藻株であった。他の耐塩性藻類と同様に、外界の浸透圧に対して細胞内に大量のグリセロ-ルを蓄積して対抗していた。至適pHは3.5で、pH1.5以下6.5以上では生育できない好酸性のものであった。耐塩性藻類、好酸性藻類それぞれの報告はあるが、両方の性質を兼ね備えている藻株はこれまでに報告がない非常に珍しいものである。至適温度は25°Cで、33°C以上では生育できない中温株であった。高塩分濃度、酸性条件のため、光合成に必要なCO_2が不足がちとなるのでモノ-ド型振盪機を用いて穏やかな振盪培養を試みたが、静置培養と差はなかった。^<14>CO_2の取り込みの至適pHは4ー5であった。この藻株を採取した塩湖の湖水中には、酸性条件のため回りの土壌から溶出した金属イオンが大量に存在していた。そこで種々の金属イオンに対する耐性を測定したところ、いずれに対しても高い耐性を示し、特にMn、Zn、Hg、Feに対しては高い耐性を持っていた。世界的に酸性雨による被害が騒がれている現在、自然水の酸性化、その結果土壌から溶出した有害金属イオンによる毒性に抵抗するため、このような好酸性藻類の生長の基本特性についての研究は重要である。また、さらにその金属耐性についての研究も早急になされなければならない。西欧では酸性化した自然水をアルカリで中和しているが、その結果塩分濃度が上がることも考慮にいれなければならない。その際この藻株のもう一つの特性の耐塩性も長所となろう。
体内無給電型人工心臓駆動用磁気式アクチュエータの性能向上

本研究は,平成11年度から3カ年に亘って遂行し,以下の研究成果を得た。1.リング形状金属磁石の形状設計従来の研究成巣で得られたリング形状金属磁石の寸法・出力データを基礎として,大出力化した磁気アクチュエータの形状設計を行った。2.アクチュエータの試作と単体評価設計したアクチュエータの試作を行い,アクチュエータの回転運動・往復直線運動の変換効率の評価を行い,これが7090%程度であることを明らかにした。3.ポンプの試作試作したアクチュエータを適用したポンプを試作し,ポンプとしての出力動作を評価した。この時,一定回転駆動と階段波駆動による出力特性を比較し,後者の駆動方式の優位性を明らかにした。4.ポンプ試験装置の性能向上人の循環器系を模擬したポンプの出力特性評価試験装置において,圧力および流量の瞬時値を計測可能とする計測システムを構築した。5・磁気式アクチュエータの形状設計支援プログラムの制作金属磁石による磁界分布をパソコン上で計算できるプログラムを制作した。これにより,金属磁石の形状とアクチュエータに発生する磁気力との関係を解析した。6.アクチュエータ駆動用電磁石の製作アクチュエータに駆動磁界を印加するための電磁石の製作を完了し,その基礎特性を実験で確認した。7.アクチュエータ出力向上を目的とした磁石ヨークの検討本アクチュエータの機構上,金属磁石に隣接させるヨークの磁化特性がアクチュエータの磁気力を左右させ,その結果としてこれがアクチュエータ出力を決定する要因の一つとなっており,珪素鋼飯を含む複数のヨークに対して,最もアクチュエータ出力が得られるヨークを決定した。8.アクチュエータ出力向上を目的とした磁石寸法設計法の確立アクチュエータによって駆動されるポンプのシリンダ行程およびシリンダへの電磁力仕様から,金属磁石の内径寸法を決定するアルゴリズムを構築した。本研究は平成11年度から3カ年に亘って遂行する計画であり、平成11年度は以下の研究実績を得た。(1)リング形状永久磁石の形状設計従来の研究成果で得られたリング形状磁石の寸法・出力データを基礎データとして、大出力化した磁気式アクチュエータの形状設計を行った。(2)アクチュエータの試作設計したアクチュエータの試作を行い、その基礎特性を実験により検証した。(3)アクチュエータの単体評価試作したアクチュエータの回転運動・往復直線運動の変換効率の評価を行った。(4)ポンプの試作試作したアクチュエータを適用したポンプを製作し、ポンプとしての出力動作を評価した。このとき、一定回転駆動と階段波駆動による出力特性比較を行い、後者の駆動方式の優位性を明らかにした。本研究は,平成11年度から平成13年度の3カ年に亘って遂行する計画であり,平成12年度は,下記の研究実績を得た。(1)平成11年度の研究実績の論文発表平成11年度に達成した研究成果を電気学会論文誌に発表した。ここでは,ヒトの心臓の約2割程度の出力を持つポンプの製作を実現し,その評価を行ったことを述べた。また,新規に考案したアクチュエータの階段波駆動方式について述べ,従来の一定回転駆動方式に対する優位性を実験的に検証した。(2)ポンプ試験装置の性能向上人の循環器系を模擬したポンプの出力特性評価試験装置において,圧力および流量の瞬時値を計測可能とする計測システムを構築した。(3)磁気式アクチュエータの形状設計支援プログラムの制作金属磁石による磁界分布をパソコン上で計算できるプログラムを制作した。

これにより,金属磁石の形状とアクチュエータに発生する磁気力との関係を解析した。(4)アクチュエータ駆動用電磁石の製作アクチュエータに駆動磁界を印加するための電磁石の製作を完了した。本研究は,平成11年度から3カ年に亘って遂行したものであり,平成13年度は,以下の研究業績を得た。1.アクチュエータ出力向上を目的とした磁石ヨークの検討本アクチュエータの機構上,金属磁石に隣接させるヨークの磁化特性がアクチュエータの磁気力を左右させ,その結果としてこれがアクチュエータ出力を決定する要因の一つとなっており,珪素鋼鈑を含む複数のヨークに対して,最もアクチュエータ出力が得られるヨークを決定した。ヨーク厚としては,1.6mmから6mmまでを検討した。また,ヨークの体積軽減を図り,アクチュエータの軽量化実現のため,金属磁石ヨークを空洞化して,その内径について検討した。シミュレーションにより金属磁石間に働く磁力を計算し,シリンダ行程を最大限取れるヨーク厚およびヨーク内径を求めた。2.アクチュエータ出力向上を目的とした構造設計法の確立アクチュエータによって駆動されるポンプのシリンダ行程およびシリンダへの電磁力仕様から,金属磁石の内径寸法を決定するアルゴリズムを構築した。本アクチュエータを人工心臓駆動用ポンプへ適用する場合を想定し,ヒトの循環器系の最高血圧からポンプの最大圧力出力を仕様として定め,一方,シリンダ行程の最大状態からポンプ動作が可能な磁石間距離を求めてこれもポンプ設計上の仕様と定めた。これらの仕様および金属磁石の磁化特性からポンプ出力を最大とするシリンダ行程および磁石間距離を定めるアルゴリズムを構築した。
頭頸部癌の薬剤耐性獲得におけるミトコンドリアDNA変異に関する研究

頭頸部癌細胞株を抗癌剤(シスプラチンまたはドセタキセル)の存在下で培養し、濃度を段階的に上げていく手法で選択的にクローニングすることにより薬剤耐性株を樹立した。耐性株の中の1個の細胞を分離しPCR法を用いてミトコンドリアDNA(mtDNA)を増幅した。耐性株においては、欠失を伴った変異mtDNAが確認できた。また、頭頸部癌症例の組織の凍結切片からレーザーマイクロダイセクションにより得られた細胞ごとのmtDNAは、安定した増幅が得られなかった。頭頸部癌の治療においてはその部位の性格上、機能と形態の温存が大変重要であり、放射線療法と化学療法の果たす役割は極めて大きい。現在頭頸部癌化学療法の中心的役割を担うのは、シスプラチンとドセタキセルであり、両者の併用療法や、放射線との併用療法により放射線増感作用を有することも認められている。一方で、癌が抗癌剤に対する薬剤耐性を獲得することはしばしばおこり臨床上問題となるが、薬剤耐性がおこる機序については、未だ解明されていない。研究代表者らは、頭頸部癌細胞株およびその株から作成したドセタキセル耐性株を用いて、ドセタキセル耐性獲得におけるミトコンドリアDNA(mtDNA)および活性酸素の役割について、知見を得ている。また、全ミトコンドリアゲノムをPCR法を用いて増幅することにより正常mtDNA及び欠失を伴った変異mtDNAを検出する方法をすでに確立している。本研究では分子生物学的、生化学的、病理組織学的手法を生かし、頭頸部癌における抗癌剤に対する薬剤耐性獲得の機序を解明するとともに、将来的に化学療法を施行する際の予後因子としてのmtDNAを臨床応用できるようにするのが目的である。今年度は主として薬剤耐性株の樹立を行った。頭頸部癌細胞株を抗癌剤(シスプラチン、ドセタキセル)の存在下で培養し、死滅しなかった細胞を選択的にクローニングし、薬剤耐性株を樹立した。その方法は細胞により異なり、試行錯誤を要した。抗癌剤の濃度を低濃度から高濃度に各濃度を数日から数週間掛けて段階的に上げていく方法をとった。この薬剤耐性株を用いて、mtDNAをPCR法により増幅する研究を行っている。今年度は樹立した薬剤耐性の細胞株に対しmtDNAをPCR法やreal-time PCR法を用いて増幅を行い、細胞内のmtDNAの定量化を試みた。また、頭頸部癌症例の組織の凍結切片よりレーザーマイクロダイセクションにより細胞株と同様な手法を用いて細胞ごとのmtDNAの量的・質的な差異をみることを試みた。研究代表者らは、頭頸部癌細胞株およびその株から作成したドセタキセル耐性株を用いて、ドセタキセル耐性獲得におけるミトコンドリアDNA (mtDNA)および活性酸素の役割について、知見を得ている。

本研究では分子生物学的、生化学的、病理組織学的手法を生かし、頭頸部癌における抗癌剤に対する薬剤耐性獲得の機序を解明するとともに、将来的に化学療法を施行する際の予後予測因子としてのmtDNAを臨床応用できるようにするのが目的である。昨年度までに樹立した抗癌剤(シスプラチン、ドセタキセル)耐性の頭頸部癌細胞株に対しmtDNAをPCR法やreal time PCR法を用いて増幅を行い、細胞内のmtDNAの定量化を試みたが、再現性が確認できなかった。また、頭頸部癌症例の組織の凍結切片よりレーザーマイクロダイセクションにより細胞株と同様な手法を用いて細胞ごとのmtDNAの量的・質的な差異をみることを試みたが、安定した増幅が得られなかった。
ネガティブストランドウイルスゲノムの複製と転写の分子機構と宿主制御因子

試験管内のインフルエンザウイルスRNA合成系を用いて、非感染細胞核抽出液よりインフルエンザウイルスゲノム複製反応を促進する宿主因子としてIREF-1/MCMを同定した。vRNA複合体のみでは、ウイルスポリメラーゼは反応開始から伸長反応への移行ができず、全長のウイルスゲノムを複製できないが、IREF-1/MCMを添加することでウイルスポリメラーゼはProcessiveなRNA合成反応を行ない、全長のウイルスゲノムを複製することが明らかになった。さらに、ウイルスゲノム非結合性のNPを添加することによっても、試験管内ウイルスゲノム複製反応は促進されることが明らかになった。酵母内インフルエンザウイルスレプリコン系を用いて、スプライシング関連因子をコードする遺伝子群の中からインフルエンザウイルスのRNAの合成を促進する宿主因子の候補として、U1A、U2B"、TIA-1、Prp18を同定した。vRNPを酵素源とした試験管内ウイルスRNA合成系においても4つの因子にRNA合成促進活性が認められた。したがって、これらの宿主因子はvRNPの構成因子と直接相互作用し、ゲノム複製に関与していることが示された。インフルエンザウイルスRNAポリメラーゼのPAサブユニットの結晶構造を明らかにし、カルボキシ末端が折り畳まれた高度に疎水的な溝を形成し、そこに他のサブユニットであるPB1のアミノ末端が挿入されRNAポリメラーゼ複合体が形成されることが明らかとなった。これらの知見は新たなインフルエンザウイルス治療薬の開発に役立つものと考えられる。パラミクソウイルスに関しては、細胞指向性や病原性発現に重要な遺伝的変異を逆遺伝学の手法を用いて同定することが出来た。本研究は、ネガティブストランドRNAウイルス(オルトミクソウイルスとしてインフルエンザウイルス、パラミクソウイルスとしてムンプスウイルスや麻疹ウイルス)を対象に、これらのウイルスゲノムの複製と転写に関わる宿主因子(以下、宿主因子)を同定し、これらのウイルスゲノムの複製と転写の分子機構を明らかにすることを目標にした。インフルエンザウイルスに関しては、複製と転写を再現できる試験管内系を確立して宿主因子の探索と機能解析を進めた。その結果、宿主因子RAF(RNApolymerase activating factors)-1は、ウイルスポリメラーゼサブユニットの核輸送、およびサブユニット集合に関与する分子シャペロンであることを明らかにした。一方、RAF-2は、48kDa(p48)および36kDa(p36)の2分子からなるヘテロ2量体を形成し、NP-RNA複合体形成の促進活性を示ずことを明らかにした。一方、プライマー非依存的な複製反応に関わる2つの宿主因子IREF(Influenza virus genome REplication Factor)-1とIREF-2を得た。IREF-1は、プライマー非依存的な合成の最初期段階でウイルスポリメラーゼの性質を変え、高い伸長能力を持たせる機能を持っていた。IREF-1は宿主DNA複製に関わるMCM複合体と同一であった。他方、系統的な宿主因子の同定を目指して、酵母内インフルエンザウイルスレプリコン系を確立した。この系とsingle-genedeletion酵母ライブラリーを用いて、インフルエンザウイルスゲノム複製に関わり、NPを標的とする宿主因子Tat-SFIを同定した。ムンプスウイルスに関しては、代表的な実験室継代株であるSBL-1株を用いたリバースジェネティクス系を構築することが出来た。
リアノジンレセプターカルシウム遊離チャンネルの分子調節機構の解析

本研究の目標は1)カルシウム遊離チャネル活性を調節する因子の探索、2)カルシウム遊離チャネルの構造と機能の関係、特にチャネルのオリゴマー状態とチャネル活性の関係の解明を行うことにある。昨年度はチャネル活性調節因子の探索に重点を置いて研究を進め、以下のことが明らかになった。すなわち、筋小胞体内に存在するカルシウム貯蔵蛋白質カルセクエストリン(CSQ)が、カルシウム遊離チャネル活性著しく上昇させることを明らかにした。一方、筋小胞体膜内在性蛋白質トライアジン(TRN)がその活性化を抑制することを明らかにした。また、TRNの分子構造をCSQが変化させることも蛋白質化学的手法を用いた解析より突き止めた。以上の結果はカルシウム遊離チャネル活性をCSQとTRNが拮抗的に調節していることを示唆する。本年度はまず、CSQが筋小胞体内のカルシウムセンサーである可能性が考えられたため、活性化作用のカルシウム濃度依存性を検討したところ、CSQだけでなく、TRNの作用にも顕著なカルシウム濃度依存性が見られた。次にこのTRNの効果が可溶化した筋小胞体でのみ現れたことから、TRNとCSQのクロストークの部位が筋小胞体内部にある可能性を検討した。ネイティブの筋小胞体にカルシウムイオノフォアを存在させてTRNの効果を検討したところ、可溶化した筋小胞体の場合と同様な活性の抑制が見られた。この事は筋小胞体内のカルシウム濃度がTRNの抑制作用に関与すること、またクロストークの部位は小胞体外である可能性を示唆した。また、我々がガラガラヘビ毒由来のは強力なカルシウム遊離薬マイオトキシンaが、CSQによるカルシウム遊離チャネル活性化をほぼ完全に抑制することが平面膜による精製カルシウム遊離チャネル蛋白質の電気生理学的解析によって明らかとなった。この発見からマイオトキシンaの結合部位の一つがカルセクエストリンであることの意義を明らかに出来た。研究の第一年に当る今年度はチャネル活性調節因子の探索に重点を置いて、研究を進めた。カルセクエストリンは筋小胞体内に存在し、カルシウムを貯蔵する蛋白質であるが、最近の研究からカルシウム遊離活性に関与することが示唆されていた。カルシウム遊離チャネルの活性の指標である^<3H>-リアノジンの結合活性が、精製カルセクエストリンで著しく上昇したが、その活性化を、やはり筋小胞体内在蛋白質であるトライアジンが抑制した。また、トライアジンの分子構造をカルセクエストリンが変化させることも蛋白質化学的手法を用いた解析より突き止めた。この結果はカルシウム遊離チャネル活性をカルセクエストリンとトライアジンが拮抗的に調節していることを示唆する。カルセクエストリンが筋小胞体内のカルシウム結合蛋白質であることから、筋小胞体内のカルシウム濃度のセンサーの働きをしている可能性も考えられるため、筋小胞体内のカルシウム濃度が両蛋白質の作用にどのような影響を与えるかを検討したところ、カルシウム遊離チャンネル活性のカルシウム濃度依存性がこれら蛋白質によっても影響を受けることが示された。また、我々がガラガラヘビの毒から発見したマイオトキシンaは強力なカルシウム遊離活性を有するが、その結合蛋白質の少なくとも1つがトライアジンである可能性が、^<125>I標識マイオトキシンaの結合実験から示唆された。現在トライアジンのカルシウム遊離チャネル活性の調節ならびにマイオトキシンaによるカルシウム遊離におけるトライアジンの関与をより詳細に検討するため、平面膜に精製カルシウム遊離チャネル蛋白を埋め込んでのチャネル開口の電気生理学的な解析を進めているところである。
新規作用機序－揮発性硫化物産生酵素阻害－に基づく口臭予防薬の開発

歯周病菌によって産生される硫化水素やメチルメルカプタン(揮発性硫化物)は、口臭の主要な原因物質である。本研究では、これまでの一連の研究成果を基盤として、歯周病菌の揮発性硫化物産生に寄与する2種類の酵素(メチオニンγ-リアーゼおよびランチオニンシンターゼ)の阻害剤を「原子レベルの情報に基づいて」複数開発する。さらに、それらを歯周病菌に対して併用した場合の効果を検証し、これら阻害剤の効果を最大化する条件を探索する。揮発性硫化物産生源である酵素の阻害は、洗口液成分の新規作用機序であり、有効かつ本質的な口臭除去手段となることが期待できる。
ニュートンの『光学』と錬金術

ニュートンの錬金術研究の痕跡は彼の『光学』(1704年)に残されている。それはこの著作の付録「疑問31」に留まらず、本論の第2篇第3章命題7と命題10などに見いだせる。ニュートンは物体の色彩から粒子の大きさを見積もろうとしており、彼の中で光学研究と錬金術・化学研究は密接な関係にあった。『光学』の本論は1670年代の「光学講義」などに基づいているので、ニュートンにおける光学と錬金術の関係は1660年代末には始まっていた。ニュートンの手稿史料Add.MS. 3975を検討した結果、この頃、ニュートンの錬金術・化学実験に圧倒的な影響を及ぼしていたのはロバート・ボイルであることが分かった。本研究の課題は、ニュートン錬金術に関するこれまでの研究成果を継承・発展させることを目指して、ニュートンの第二の主著である『光学』(1704年)と錬金術の関係を解明することにある。この課題のもと、本年度の研究で目標としたのは、ニュートン手稿のマイクロフィルムを利用して、ニュートンの錬金術研究が最高潮に達したと考えられている1690年代前半の様子を明らかにすることである。このために、まずは本年度の研究費すべてを投じて、ニュートン錬金術の研究に不可欠なニュートン手稿のマイクロフィルム全42巻を購入し、ドブズやウェストフォールの研究成果を基礎としながら、1690年代の錬金術手稿史料を洗い出すことにした。実験ノートには時期が記載されているため、この洗い出し作業は比較的スムースに行うことができたが、これ以外の手稿では記載された時期の決定がかなり困難であることがわかった。ドブズは文字の大小を判断基準の一つとしたが、実物の史料ではなく、マイクロフィルムを利用するかぎり、そこでは文字がすでに拡大されているため、ドブズの判断基準が使えないのである。(したがって、実物を是非とも閲覧しておかねばならない。)こうして、現時点ではニュートンのオリジナルな錬金術手稿を確定することも断念した。とはいえ、実験ノートの一部はもちろんのこと、化学用語索引の最終版は使われた文献の出版年代から考えて1690年代前半に書かれたことは確実で、今後はこれらを基礎として、内容の分析から手稿の年代を推定する作業を進めたい。なお、ニュートン錬金術手稿の研究状況については、2010年7月の化学史学会で報告する。本研究の課題は、ニュートン錬金術に関するこれまでの研究成果を継承・発展させることをめざしつつ、ニュートンの第二の主著である『光学』(1704年)と錬金術の関係を解明することにある。本年度の前半においては、ニュートン錬金術研究にとって土台となるニュートンの錬金術手稿史料について、これまでの研究状況を明らかにし、扱い方を間違えると重大な誤解が生じることを、この方面での第一人者ドブスを例として論じた。この研究成果(「ニュートン錬金術の手稿史料について:研究の現状」)は、2010年7月に開催された化学史学会で口頭発表したほか、2011年度の『化学史研究』に掲載される。本年度の後半では、ニュートンの『光学』の成立状況を検討した。ニュートンの『プリンキピア』については、ロバート・フックとの論争が刊行の直接的な原因であったことがよく知られているが、これに比べると『光学』の刊行状況はまだ解明されていない点が残されている。とりわけ、錬金術との関係である。ニュートン研究者のウェストフォールによると、刊行直前の1690年代は錬金術研究の絶頂期であったため、錬金術研究の成果が『光学』にどのように組み込まれていたかが問題となる。調査の結果、『光学』の巻末に掲載されている一連の「疑問」だけでなく、本論にもその痕跡を見いだせることが分かった。昨年度(平成23年度)の交付申請書に記載した研究の目標は、「ニュートン『光学』の刊行状況、特に刊行を強いた要因がなかったかを検討する」であり、研究実施計画は、(1)7月の化学史学会で「ニュートン『光学』の成立について」を発表し、『光学』の本論と錬金術の関係について検討結果を報告する、(2)秋以降に、目標に掲げた「刊行を強いた要因」の有無について書簡集、手稿史料で検討・分析する、であった。このうち(2)については、計画そのものを延期することにした。というのも、(1)の研究を進める過程で、『光学』の本論のなかにニュートンの錬金術研究と密接に関係する箇所を発見し、その全体像を浮かび上がらせることを優先すべきだと判断したからである。この箇所とは、色と粒子間距離の関係であった。

『光学』に付録として一連の「疑問」が掲載され、その中で18世紀化学に多大な影響を及ぼした物質の階層構造論が提起されていることは、専門家によく知られているが、本論の中にニュートンの錬金術(化学)研究の成果が見られ、それが具体的には物質の色と粒子間距離(もしくは粒子の大きさ)の関係であることは、これまでに正面から論じられたことはない。この知見は、ニュートンがなぜ『光学』に錬金術研究の成果を示したか、あるいは光学と錬金術をつなぐ内的論理について重要な手掛かりを与えており、年度計画を変更しても本研究全体の前進にとって有意義である。ニュートン自身の錬金術実験が記録されているとされる、ニュートン手稿史料のポーツマス・コレクション中のADD.3975を検討した。この史料は「ニュートンの実験ノート」として広く知られているもので、執筆時期は1669年から1693年までである。当初の研究計画では先行研究によってニュートンの錬金術研究が最高潮に達したとされる1690年代に焦点を合わせて、この史料に記載されている実験の内容を分析するつもりであった。しかし、実際にこの史料を検討してみると、先行研究から予想されるよりもはるかに複雑な性格を持つことが以下のように判明したため、当初の計画を大幅に変更せざるを得なくなった。第一に、この史料は「実験ノート」というよりは「備忘録」というべきものである。たとえば、この史料は宝石の色と硬さを扱った論文の抜書きから始まり、次に「色彩について」と題されたプリズムを用いた実験の記録がある。この後、「冷と熱について」、「冷と凍結について」などと題して、20枚以上にわたってロバート・ボイルの複数の著作からの抜書きが続く。ニュートン錬金術研究の第一人者ドッブズによると、この直後からニュートン自身の実験記録が現れる。実験の記述が定量的になったとの判断からである。しかし、実験の定量性は他の錬金術師にも見られるという別の研究者の指摘があるし、出典を示さずに抜書きされることもありうるので、どの実験がニュートン自身によるものかを慎重に判断する必要がある。第二に、ノートの執筆時期についてもノートの頁順というわけにはいかない。というのも、当初、何かを記載するつもりで空白として残しておいた頁に後で別のことが書き込まれた箇所があるからである。空白頁は他にもあるため、執筆時期についても再検討すべきである。今後の課題としては、ニュートンを錬金術研究へといざなったボイルの影響力を見極めることが何よりも重要である。昨年度後半に実施を予定していた研究計画を延期したため、そこだけをとらえれば、「やや遅れている」になるかもしれないが、これまでの研究では見落とされていたテーマを発見でき、それが本研究全体にとって有意義であるため、それで十分に埋め合わせできている。24年度が最終年度であるため、記入しない。上述のように、昨年度後半に予定していた研究計画は延期したが、量終年度の本年度においてもそれには着手せず、それに代えてニュートンの錬金術(化学)実験ノートの検討に集中する。というのも、「ニュートン錬金術」研究にとって基礎となる錬金術実験ノートについて、これまでの研究も取り上げているが、その扱い方は「つまみ食い」の感があり、分析が体系的に行われているとは言い難いからである。