hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポルフィリン配位高分子ナノチャネルへの分子導入・配列制御に基づく新規機能開拓

昨年度合成方法を確立したトランス位に4-ピリジル基を有する3種のポルフィリンtransDPyDPP, TPyMPP, TPyPとMnイオンを用いた溶媒熱合成の条件検討によって本研究の目的とする一次元ナノチャネルを有する配位高分子化合物transDPyDPP_Mn, TPyMPP_Mn, TPyP_Mnが得られた。単結晶X線結晶構造解析により、ナノチャネル内に取り込まれた溶媒分子を含めた構造決定を行った。昨年度transDPyDPP_Mn, TPyP_Mnの熱測定により、ナノチャネルの内部を向く置換の種類により空孔内部に取り込まれた溶媒の脱離・再吸着の挙動か異なることを明らかにしたが、本年度さらにTPyMPP_Mnについて熱測定を行い、transDPyDPP_Mn, TPyP_Mnのいずれとも異なる溶媒の吸脱着挙動を示すことを明らかにした。以上の3例から、空孔内部からの溶媒分子の脱離はいずれも場合も80°C前後から起こるが、空孔内部に向くピリジル基の数が多いほど空気流下においたときの水分子の吸着量が多く、フェニル基のみのときは全く水分子を吸着しないことが明らかになった。transDPyDPP_Mn, TPyP_Mnへの水分子の吸脱着は可逆的に起こり、さらにこれらの骨格が350°C付近まで安定に存在することがわかった。また一次元ナノチャネルの空孔サイズの拡大を目的として、新たにトランス位に4-ピリジル基のみを持つ5,15-bis(4-pyridyl)porphyrin(5,15-DPyP)を設計・合成・同定した。(5,15-DPyP)と酢酸亜鉛、酢酸銅、酢酸マンガンを基質とし、直管を用いた拡散法による遷移金属錯体の合成を試みた。本年度までに一次元ナノチャネル内にフラーレンを取り込んた;超分子構造体を得ることを目標としていたか、現在超分子構造体の作製に用いる配位子である5,15-bis(4-pyridyl)porphyrinの合成方法が確立したところである。現在は直管法を用いた超分子構造体の作製を行っているが、今後は錯体合成で良い結果が得られている溶媒熱合成法を試みる予定であり、そのためにはより多くの配位子が必要である。配位子の大量合成が終わっておらず、目標より研究は遅れているが、これまでに一次元ナノチャネル構造を形成させる水熱合成条件は得られているため、区分をやや遅れているとした。研究がやや遅れている理由であるが、昨年度末から申請者が病気療養が必要となったこと、研究開始当初予定していなかった国際学会開催の担当者となったことが大きい。またより積極的に水分子をナノチャネル内に包接させるため、空孔内部にヒドロキシル基が向くことが期待される新たな配位5,15-bis (4-hydroxyphenyl)-10,20-bis(4-pyridyl)porphyrinを合成し、溶媒熱合成法によりチャネル構造を持つ配位高分子を作製する。さらに5,15-bis(4-pyridyl)porphyrin(本年度合成法を確立)を大量合成し、フラーレン共存下溶媒熱合成法・拡散法を行うことにより、配位高分子で形成された一次元ナノチャネル内にフラーレンが配列した超分子構造体の構築を目指す。得られた金属ポルフィリンーフラーレン構造体の構造を単結晶構造解析により明らかにし、またそれらの電気化学的性質を研究協力者と協同して行う。エタノールを溶媒とし、5,10,15,20-テトラピリジルポルフィリン(TPyP_H2)、遷移金属(II)酢酸塩を用いた水熱合成を行った。酢酸コバルト、酢酸マンガン、酢酸銅を用いると目的とする金属ポルフィリン6量体を基本単位とする一次元チャネル構造を有する配位高分子が生成することを見出した。得られた目的化合物の単結晶化に成功し、単結晶X線結晶構造解析により一次元チャネルに包接される溶媒分子を含めた結晶構造を決定した。また溶媒分子の吸脱着過程について、単結晶構造解析及び熱測定を用いて検討した。TPyP_Co・H2O・0.5EtOHの室温から400°CまでのTG-DTA測定の結果65°C付近で重量減少を伴う吸熱ピークが見られ、減少率から包接溶媒分子の脱離と考えられる。空気流下100°CでTPyP_Co・H2O・0.5EtOHの包接溶媒を完全に脱離させた後、30°Cで1時間保持したところほぼ最初の重量に戻った。重量変化から空気中の水を吸着しTPyP_Co・2H2Oが生成したと言える。この水分子の吸脱着は可逆的であり、複数回のサイクル繰り返しても再現性があった。またこの挙動は単結晶X線結晶構造解析によっても示された。70°C、2時間乾燥窒素を吹き付け溶媒を完全に脱離させた単結晶試料を室温・空気下に2日間おいた後再度測定を行うと、TPyP_Coの一次元チャネル内に水分子が取り込まれ、それらが一次元チャネルと平行な方向、垂直な方向にそれぞれ水素結合していることが示された。特にTPyP_Co・2H2O内の一次元チャネル方向の水素結合はTPyP_Co・H2O・0.5EtOHの場合と異なり、チャネル方向に一次元に連続していることが分かった。

平成28年度の当初計画目標である「水分子がナノチャネル無いに配向した金属ポルフィリンを構成要素とする配位高分子を作製し、その水素結合様式を含めた結晶構造を決定する」を達成し、物性測定として熱分析により溶媒分子の吸脱着過程について明らかにすることができたため。meso位にフェニル基または4-ピリジル基を導入した6種のポルフィリン(TPP, MPyTPP, cisDPyDPP, transDPyDPP, TPyMPP, TPyP)を合成し、溶媒熱合成法・;直観拡散法を用いてそれらの遷移金属錯体の合成を行った。trans位にピリジル基を有するtransDPyDPP, TPnMPP, TPyPとCo, Mnイオンを用いた溶媒熱合成によって本研究の目的とする一次元ナノチャネルを有する配位高分子化合物が得られた。単結晶X線結晶構造解析により、ナノチャネル内に取り込まれた溶媒分子を含めた構造決定を行った。このうちtransDPyDPP_Co, transDPyDPP_Mn, TPnMPP_Mn,TPyP_Co, TPyP_Mnが本年度得られた化合物であり、TPnMPP_Mnは新規化合物であった。得られた一次元ナノチャネルを持つ配位化合物の熱測定により、ナノチャネルの内側に6つのピリジル基が向いているTPyP_Mnと6つのフェニル基が向いているtransDPyDPP_Mnでは空港内部に取り込まれた溶媒の脱離・再吸着の挙動がことなり、ポルフィリンの置換基を変える事により空港内部の性質が変化する事が明らかになった。またTPyP_Coは溶媒熱合成により作製した直後は空港内部に溶媒のエタノールと水が取り込まれているが、加熱して溶媒を脱離させた後空気中の水分子を吸着させることにより一次元空孔内部に水分子が水素結合で連なった水分子のナノチューブが形成されることが分かった。またtrans位にピリジル基を有するtransDPyDPP, TPnMPP, TPyPの合理的な合成方法を確立した。本年度までに一次元ナノチャネル内にフラーレンを取り込んだ超分子構造体を得ることを目標としていたが、現在超分子構造体の作製に用いる配位子であるポルフィリン(5.15-PyP)の合成が終了し、ポルフィリン共存下溶媒熱合成・拡散法による単結晶作製の条件を検討している段階である。ただし、本年度trans位にピリジル基を有するポルフィリンの合成法の確立ができたので、今後の配位子供給には問題は無いと考えられる。またポルフィリンーフラーレンの共結晶、フラーレン単体が一次元に配列した結晶も得られており、研究課題はおおむね順調に進んでいる。昨年度合成方法を確立したトランス位に4-ピリジル基を有する3種のポルフィリンtransDPyDPP, TPyMPP, TPyPとMnイオンを用いた溶媒熱合成の条件検討によって本研究の目的とする一次元ナノチャネルを有する配位高分子化合物transDPyDPP_Mn, TPyMPP_Mn, TPyP_Mnが得られた。昨年度transDPyDPP_Mn, TPyP_Mnの熱測定により、ナノチャネルの内部を向く置換の種類により空孔内部に取り込まれた溶媒の脱離・再吸着の挙動か異なることを明らかにしたが、本年度さらにTPyMPP_Mnについて熱測定を行い、transDPyDPP_Mn, TPyP_Mnのいずれとも異なる溶媒の吸脱着挙動を示すことを明らかにした。以上の3例から、空孔内部からの溶媒分子の脱離はいずれも場合も80°
膜小胞輸送における新規カーゴ受容体Alcadeinの機能解析

アルカデイン(Alc)は、申請者が見いだしたI型の膜タンパク質である。Alcの細胞質ドメインは、kinesin-1モーターの軽鎖(KLC)と結合する新規モチーフを含んでおり、kinsein-1のカーゴ受容体として機能していることを発表した(EMBO J.[2007]26,1475-1486)。解析が進展しているモーターファミリー分子KIFに比較して、カーゴ受容体の解析はほとんど進んでいない。Alcがkinesin-1のカーゴ受容体として、どのような特性を持ているのかを解析した。GFP-KLCをAlcと共に神経細胞に共発現させると、Alcはkinesin-1分子を組み立てGFP-KLCがが小胞輸送された。この活性は、おなじKLC結合タンパク質JIP1bでは観察できない。Kinesin-1モーターを機能的に組み立てる活性領域を同定する目的で、各種Alc細胞質ドメイン欠失変異体をGFP-KLCと共に共発現させ、Alc細胞質ドメインの機能領域を同定した。EGF受容体の細胞質ドメインをAlcの機能ドメインに入れ替えたキメラタンパク質は、kinesi-1をAlcと同様に組み立て効果的な小胞輸送活性を示す実験から、機能ドメイン最小単位の同定に成功した。現在、カーゴ受容体がモーター分子を活性化する詳細な分子機構に関する解析を進めている。アルカデイン(Alc)は申請者が見いだした新規I型膜タンパク質である。Alcの機能解析を行う目的で結合タンパク質を探索したところキネシン-1の軽鎖(KLC)を同定した。AlcとKLCの結合を詳細に解析し、両タンパクが高い特異性をもち特異領域で相互作用を行うことを明らかにした。Alc-GFPをマウス初代神経細胞に導入し軸索輸送を全反射顕微鏡で観察し、順行輸送の速度を決定し、Alcがキネシン-1のカーゴであることを示した。これはKLCの発現をRNAiでノックダウンした神経細胞やKLCと競合的に結合するJIPタンパク質を過剰発現した神経細胞では、観察されなくなることから裏付けられた。JIPは他の膜タンパク質であるAPPとKLCの結合を介在することから、APP輸送とAlc輸送の関連性を解析した。その結果Alcが神経細胞で優勢な場合は、APPの軸索輸送が滞り、APPを含む小胞は細胞体および軸索で滞留した、このような細胞ではAPPの代謝産物であるβアミロイドの生成も上昇し、軸索輸送の変調が神経変性疾患を引き起こす可能性も示唆された。本研究はキネシン-1の新しいカーゴを見いだした研究として、EMBO.J.誌にin pressになっている。
水痘ウイルスが発現したHBs抗原(糖蛋白)による糖鎖修飾プログラムに関する研究

B型肝炎ウイルス表面(HBs)抗原遺伝子を、水痘ウイルスに組み込んだHBs抗原発現系を開発した。HBs抗原の合成、糖鎖の修飾過程、細胞外分泌過程を、糖鎖合成阻害剤、細胞内輸送阻害剤、および、糖鎖分解酵素処理などにより糖鎖合成過程を解析し、HBs抗原の細胞内局在を透過・免疫電子顕微鏡観察と対応させることによってHBs抗原の合成からHBs抗原粒子形成過程を明らかにした。ウイルスによって発現されたHBs抗原は、リボゾームで26Kの蛋白として合成されて、N-型糖鎖の修飾を受け30Kの糖蛋白となる。これらの2種の蛋白間で、ジスルフィド結合により26K-26K・26K-30K・30K-30Kの3種の二量体となる。HBs抗原は細胞内の空胞内腔まで輸送され、そこでHBs抗原粒子を形成する。空胞内のHBs抗原粒子はゴルジ顆粒に含まれる糖鎖修飾酵素によって、N型糖鎖は高マンノース型糖鎖から複合型糖鎖へと変換され、O型糖鎖が付加され、両糖鎖末端にシアル酸が付加される。これらの修飾によって、26K蛋白は30K蛋白に、30K蛋白は35K蛋白(30K-30K・30K-35K・35K-35K)となる。このように空胞内で成熟したHBs抗原粒子は、exocytosisにより細胞外へ分泌される。このようにHBs抗原の合成から分泌までの過程が明らかにできた。このHBs抗原に特徴的なことは、N型とO型糖鎖の修飾を受けており、他のいずれの発現系においても、O型糖鎖による修飾は認められず、O型糖鎖はこの系に特異的であることが明らかとなった。また、このHBs抗原の発現系を用いて、慢性肝炎の治療に使用されているグリチルリチンが、トランスGolgi領域でHBs抗原のシアル酸付加を特異的に阻害する事を明らかにした。広く安全に使用されている水痘生ワクチンウイルスをベクターとしてB型肝炎ウイルス表面(HBs)抗原遺伝子を組み込んだB型肝炎予防のための新しいワクチン、リコンビナント水痘ワクチン株を樹立し、HBsの産生・修飾・分泌過程を糖代謝阻害剤・糖鎖分解酵素を用いて明らかにした。リコンビナントウイルスにより発現されるHBs抗原は、26Kの蛋白として合成されN型高マンノース型糖鎖の付加された30Kの蛋白のとの間でジスルフィド結合による二量体を形成し、26K-26K、26K-30K、30K-30Kの3種の二量体を形成する。この後、ゴルジ装置で、この二量体のサブユニットのN型糖鎖は、複合型糖鎖へ変換され、両サブユニットにO型糖鎖の付加がなされる。さらに、両糖鎖末端にシアル酸の修飾が行われる。このようにして修飾された3種の二量体(30K-30K、30K-35K、35K-35K)は、HBs抗原粒子として細胞外へ分泌されることを明らかにした。これらの糖代謝阻害剤によるHBs抗原の修飾過程と通常・免疫電子顕微鏡観察による形態学的な観察結果を対応させることにより、HBs抗原のリボゾームでの産生から粒子形成・分泌過程の全経過を明らかにした。HBs抗原は、リボゾームで合成されてN型糖鎖の付加を受けて、26Kと30K間の二量体のまま細胞質内空胞内へHBs抗原粒子として分泌される。そして、空胞内HBs抗原は、空胞がゴルジ装置を通過する間にさらに糖鎖の修飾を受けて、空胞が細胞質膜と融合することにより、空胞内の糖鎖修飾を終えたHBs抗原粒子として、細胞内へ分泌される。このように、HBs抗原への糖鎖付加過程を明らかにして、その結果に基づきHBs抗原の生化学的マーカーと対応させて、いままで明らかにされていなかったHBs抗原粒子の形成過程が明らかにできた。

このHBs抗原に特徴的なことは、N型とO型糖鎖の修飾を受けており、他のいずれの発現系においても、O型糖鎖による修飾は認められず、O型糖鎖はこの系に特異的であることが明らかとなった。また、このHBs抗原の発現系を用いて、慢性肝炎の治療に使用されているグリチルリチンが、トランスGolgi領域でHBs抗原のシアル酸付加を特異的に阻害する事を明らかにした。B型肝炎ウイルス表面(HBs)抗原遺伝子を、水痘ウイルスに組み込んだHBs抗原発現系を開発した。HBs抗原の合成、糖鎖の修飾過程、細胞外分泌過程を、糖鎖合成阻害剤、細胞内輸送阻害剤、および、糖鎖分解酵素処理などにより糖鎖合成過程を解析し、HBs抗原の細胞内局在を透過・免疫電子顕微鏡観察と対応させることによってHBs抗原の合成からHBs抗原粒子形成過程を明らかにした。ウイルスによって発現されたHBs抗原は、リボゾームで26Kの蛋白として合成されて、N-型糖鎖の修飾を受け30Kの糖蛋白となる。これらの2種の蛋白間で、ジスルフィド結合により26K-26K・26K-30K・30K-30Kの3種の二量体となる。HBs抗原は細胞内の空胞内腔まで輸送され、そこでHBs抗原粒子を形成する。空胞内のHBs抗原粒子はゴルジ顆粒に含まれる糖鎖修飾酵素によって、N型糖鎖は高マンノース型糖鎖から複合型糖鎖へと変換され、O型糖鎖が付加され、両糖鎖末端にシアル酸が付加される。これらの修飾によって、26K蛋白は30K蛋白に、30K蛋白は35K蛋白(30K-30K・30K-35K・35K-35K)となる。このように空胞内で成熟したHBs抗原粒子は、exocytosisにより細胞外へ分泌される。このようにHBs抗原の合成から分泌までの過程が明らかにできた。このHBs抗原に特徴的なことは、N型とO型糖鎖の修飾を受けており、他のいずれの発現系においても、O型糖鎖による修飾は認められず、O型糖鎖はこの系に特異的であることが明かとなった。
ニュージーランドでの絶対重力測定による南アルプスの成因とテクトニクス研究

本研究の当初の目的は、ニュージーランド(NZ)・南アルプスで絶対重力計(AG: Absolute Gravimeter)および相対重力計による測定を実施し、NZ南島でのトランスフォーム断層の横ずれ運動と南アルプスの隆起の関係やその変動メカニズムを解明すること、またクライストチャーチの重力基準点や北島での新設・既設重力点でAG測定を実施することで、NZでのAG基準点網の強化・拡充を行うことであった。本研究の立案後、H2627年にNZでの新たなAG測定が実施されたことから、H27年度には実施計画を一部修正し、NZでの最新の測定結果との比較や新たな測定点の追加に重点を置き、当初計画の測定点に加え、タウポ、ダニーデンでのAG測定も実施し、また、H28年度には、南アルプスの山岳地帯でヘリコプターを利用した測定を中心に、H27に得られた結果の検証を行った。一方、H28年11月には、NZ南島のカイコウラ地域でM7.8の地震に伴う大規模な地殻変動が発生し、最大10mにもおよぶ地殻の隆起が観測された。この地域は南アルプスの成因とも密接に関係した地域であり、同地区での重力測定を実施することはテクトニクスの研究にとって重要であると判断し、H28年度中に、急遽、同地区での相対測定を追加実施し、その結果、数100μGalにおよぶ明瞭な重力変化を検出した。これを受け、H29年9月には、カイコウラ地震地域でのAG測定ならびに相対測定を実施したが、絶対重力計に不測の故障が生じたため、経費の繰越を行い、重力計の修理後、H30年4月から5月にかけて、改めて重力測定を実施した。また、これらのデータを用い、変動の大きかったカイコウラ地震域について、地震による重力変化を求めるとともに、地殻変動データとの比較から、地震活動に関連した地殻変動と重力変化の関係に着目した解析を行った。本研究では、当初、長年実施されていなかったNZ南アルプスや北島でのAG測定を実施することで、NZでのテクトニクスならびにAG測定に関する研究に大きく寄与することを狙っていた。しかしながら、H26年末H27年にかけ、オーストラリアならびに米国によりNZでの新たなAG測定が実施されたことで、H27年度の研究方針を一部変更し、これらの測定データ検証や拡充を目的とした測定も実施した。得られた結果は、前年の測定結果と矛盾するものではなく、さらに、重力変化の傾向として新たな知見も得られており、これらは、国内外の学会で発表するとともに論文として成果を公表した。一方、H28年度に発生したカイコウラ地震地域での重力測定を実施したところ、明瞭な重力変化が検出できたことから、NZの研究協力者とも検討を行い、地震に伴なうカイコウラ地域での重力変化の研究をターゲットに研究を進めることとし、H29年9月に同地域での初のAG測定ならびに相対重力測定を実施した。この内、AG測定については絶対重力計に不具合が生じたが、経費の繰越を行いH30年45月に測定を実施するとともに、得られたデータについて解析を進めて、NZの研究協力者と成果の公表に向けた準備を行っている。本研究では、カイコウラ地震の発生に伴い、重力測定の対象エリアの変更等を行ったが、このことにより、複数の絶対重力測定点を新設したことや、地震活動に関連した地殻変動と重力変化の関係など同地域でのテクトニクス研究にとっても重要な知見が得られていることから、研究の進捗状況としてはおおむね順調に進展していると判断した。H30年度の当初計画では、これまでに得られたデータ解析を行い、カイコウラ地震地域での地震活動に関連した地殻変動と重力変化の関係について、成果のとりまとめを進める予定であった。これに関連し、カイコウラ地域での新たなGPSデータが利用できる見込みとなり、これらのデータも使用した解析が重要であることなどから、研究期間を1年延長し、重力計の整備・点検も含め、これまでの測定データについての精度等の再検討を行うとともに、NZの研究協力者との研究打合せ等も実施し、データ解析を進め、得られた成果の論文化に努める予定である。本研究の立案後、H2627年にNZでの新たなAG測定が実施され、南アルプスでの重力変化が当初予想より小さいことが判明した。これを受けH27年度には実施計画を一部修正し、NZでの最新の測定結果との比較や新たな測定点の追加に重点を置き、当初計画の測定点に加え、タウポ、ダニーデンでのAG測定も実施した。H28年度には、これらの結果について国内外の学会等で発表するとともに、論文にまとめ、現在投稿中である。一方、H28年度の計画としては、AG測定についてはH27年度取得のデータ検証のための国内での調整や比較測定を中心に、NZでの測定は実施せず、NZでは、南アルプスの山岳地帯でのヘリコプターを利用した測定を中心に、2台の相対重力計を用いた観測を予定していた。そのような中、H28年11月にNZ南島のカイコウラ地域で、M7.8の地震により大規模な地殻変動が発生し、最大10mにもおよぶ地殻の隆起が観測されている。

この地域は南アルプスの成因とも密接に関係した地域であり、NZの研究協力者とも検討を行った結果、同地区での重力測定を実施することはテクトニクスの研究にとって重要であると判断し、H28年度の測定では、急遽、同地区での相対測定を追加実施し、その結果、数100μGalにおよぶ明瞭な重力変化を検出した。これらの成果は次年度研究につなげる予定である。本研究では、当初、長年実施されていなかったNZ南アルプスや北島でのAG測定を実施することで、NZでのテクトニクスならびにAG測定に関する研究に大きく寄与することを狙っていた。しかしながら、H26年末H27年にかけ、オーストラリアならびに米国によりNZでの新たなAG測定が実施されたことで、H27年度の研究方針を一部変更し、これらの測定データ検証や拡充を目的とした測定も実施した。得られた結果は、前年の測定結果と矛盾するものではなく、さらに、重力変化の傾向として新たな知見も得られた。これらは、国内外の学会で発表するとともに論文として投稿している。さらに、H28年度には、予定していた相対測定に加え、カイコウラ地震地域でのテスト的な測定も実施した。従って、研究の進捗状況としてはおおむね順調に進展している。本研究の当初の目的は、ニュージーランド(NZ)・南アルプスで絶対重力計(AG: Absolute Gravimeter)および相対重力計による測定を実施し、NZ南島でのトランスフォーム断層の横ずれ運動と南アルプスの隆起の関係やその変動メカニズムを解明すること、またクライストチャーチの重力基準点や北島での新設・既設重力点でAG測定を実施することで、NZでのAG基準点網の強化・拡充を行うことであった。本研究の立案後、H2627年にNZでの新たなAG測定が実施され、南アルプスでの重力変化が当初予想より小さいことが判明した。これを受けH27年度には実施計画を一部修正し、NZでの最新の測定結果との比較や新たな測定点の追加に重点を置き、当初計画の測定点に加え、タウポ、ダニーデンでのAG測定も実施した。H28年度には、これらの結果について国内外の学会等で発表するとともに、論文にまとめた。さらに、H28年度には、南アルプスの山岳地帯でヘリコプターを利用した測定を中心に、2台の相対重力計を用いた観測を実施し、H27に得られた結果の検証を行った。また、H28年11月には、NZ南島のカイコウラ地域でM7.8の地震に伴う大規模な地殻変動が発生し、最大10mにもおよぶ地殻の隆起が観測された。この地域は南アルプスの成因とも密接に関係した地域であり、NZの研究協力者とも検討を行った結果、同地区での重力測定を実施することはテクトニクスの研究にとって重要であると判断し、H28年度の測定として、急遽、同地区での相対測定を追加実施し、その結果、数100μGalにおよぶ明瞭な重力変化を検出した。これらの成果は次年度研究につながるものであった。
共形的幾何構造と結び目理論

曲線、曲面の共形幾何学(フランスのランジュヴァン氏との共同研究):3次元球面の中の曲線があると、その2次の配置空間上に無限小非調和比と呼ばれる、複素値2次形式を定義することが出来る。これは、曲線上のx, x+dx, y, y+dyの四点を通る2次元球面を、立体射影を通じて複素球面と同一視して、その四点の非調和比をとることにより得られる。定義より、無限小非調和比はメビウス変換で不変である。この実部と虚部の意味づけを得た。3次元球面を5次元のミンコフスキー空間の中に実現する。n次元球面のなかのp次元の球面のなす空間S(p,3)をプリュッカー座標を用いて構成すると、不定値な計量を持つ空間になる。3次元球面の中の曲線Cの2次の配置空間CxC-Δは、S(0,3)の曲面とみなす事が出来る。無限小非調和比の実部は、この曲面の面積要素の絶対値と一致する。また、S(0,3)は3次元球面の余接束と同型となることが分り、従って標準的なシンプレクティック形式を持つが、無限小非調和比の実部は、それとも一致する。平面リンケージのトポロジー:また、結び目全体の空間の有限次元版として、折れ線結び目のなす空間にも興味を持っている。ある種の平面リンケージの族の配置空間の位相型の決定を研究した。具体的には、端点が円周上の等間隔の点に固定されていて、中点がその回りを回転することが可能な関節となっていて、長さが同じn本の腕を持ち、平面内を動くことができるロボットの配置空間(向き付け可能な閉曲面になる)の位相型を、トポロジカルな方法と、モース理論を用いた方法で決定した。(i)曲線、曲面の共形幾何学。n次元球面の中の曲線があると、その2次の配置空間上に無限小非調和比と呼ばれる、複素値2次形式を定義することが出来る。このこの実部と虚部の新しい意味づけを得た。n次元球面をn+2次元のミンコフスキー空間の中に実現する。n次元球面のなかのp次元の球面のなす空間S(n, p)をプリュッカー座標を用いて構成すると、不定値な計量を持つ空間になる。n次元球面の中の曲線の2次の配置空間は、S(n,0)の曲面とみなす事が出来る。一方、n次元球面を(n+1)次元の双曲空間の(無限遠の)境界とみなす。n次元球面の中の曲線上の点xと点yを結ぶ(n+1)次元の双曲空間の測地線1上の一点をとり、1に直交する超平面Pをとる。曲線上の点xの近傍の点x'と点yの近傍の点y'を結ぶ(n+1)次元の双曲空間の測地線とPの交点を考えることにより、P内に曲面ができる。(x, y)における無限小非調和比の虚部は、この曲面の面積要素と等しい。また、S (n,p)に、共形不変な計量とそれに付随する測度を定義し、それを用いて、結び目や絡み目、曲面の共形不変な汎関数を定義した。(ii)平面リンケージのトポロジー。

端点が円周上の等間隔の点に固定されていて、中点がその回りを回転することが可能な関節となっていて、長さが同じn本の腕を持ち、平面内を動くことができるロボットを考える。その配置空間の位相型を、トポロジカルな方法と、モース理論を用いた方法で決定した。曲線、曲面の共形幾何学(フランスのランジュヴァン氏との共同研究):n次元球面の中の曲線があると、その2次の配置空間上に無限小非調和比と呼ばれる、複素値2次形式を定義することが出来る。これは、曲線上のx, x+dx, y, y+dyの四点を通る2次元球面を、立体射影を通じて複素球面と同一視して、その四点の非調和比をとることにより得られる。定義より、無限小非調和比はメビウス変換で不変である。このこの実部と虚部の意味づけを得た。n次元球面を(n+2)次元のミンコフスキー空間の中に実現する。n次元球面のなかのp次元の球面のなす空間S(p,n)をプリュッカー座標を用いて構戒すると、不定値な計量を持つ空間になる。n次元球面の中の曲線の2次の配置空間は、S(0,n)の曲面とみなす事が出来る。無限小非調和比の実部は、この曲面の面積要素の絶対値と一致する。また、S(0,n)はn次元球面の余接束と同型となることが分り、従って標準的なシンプレクティック形式を持つが、無限小非調和比の実部は、それとも一致する。無限小非調和比の虚部は、双曲空間での、横断的な面積として、局所的にのみ意味付けを与えることができることを示した。それ以外では、(1)S(1,3)の擬リーマン構造を用いて、3次元空間の曲線Cのosculating circleのなすS(1,3)内の曲線のL^(1/2)的な長さが、元々の曲線Cの共形的長さとして古くから知られているものと一致することを示した。(2)球面上の与えられた4点を、2点ずつに分けるような円のなす集合の体積をdilog関数を用いて表した。(3)無限小非調和比の低次元版を考察し、複素関数論で基本的な1次形式になることを示した。
妊娠・授乳期の医薬品使用の情報共有を基盤とした精神疾患周産期管理システムの構築

本研究は、妊娠・授乳期の医薬品使用に関する情報共有を基盤とした精神疾患合併妊婦の最適な周産期管理システムを構築することを目的としている。平成30年度は下記の13の計画に沿って行った。1精神疾患合併妊娠における周産期予後の後方視的検討:研究者らはこれまでに、精神疾患合併妊娠症例における妊娠・授乳期の抗精神病薬使用に関する情報共有状況と周産期予後を後方視的な検討を行った。双極性障害合併妊娠の周産期予後の検討については、妊娠糖尿病のリスクが上昇する可能性が示唆され、その研究成果を学術論文としてすでに公表した。また、統合失調症合併妊娠については、抗精神病薬使用に関する医療者および患者の妊娠中からの情報共有が、患者の授乳状況を改善する可能性が示唆されたため、その研究成果を学術講演会で発表し、論文執筆中である。2精神科医師における妊娠・授乳期の向精神薬使用に関する意識調査:さらに、茨城県内の医療機関に勤務する精神科医師を対象として妊娠・授乳期の向精神薬使用に関する意識調査を行い、とくに選択的セロトニン再取り込み阻害薬の使用に関しては、胎児へのリスクを理由として妊娠を契機に中断を選択する医師が少なくないという現状が明らかになったため、学術講演会で発表した。3精神疾患合併妊娠の周産期管理システムの構築とブラッシュアップ:1、2の成果をふまえ、平成30年度は精神疾患合併妊婦の最適な周産期管理システムの構築を開始した。具体的には、産婦人科医師、精神科医師、助産師、保健師、薬剤師を含めた多職種・多施設(地域行政を含む)のメーリングリストを整備し、必要とされる医療資源・社会資源の情報を共有することができるようにしている。また、茨城県内の周産期メンタルヘルスに関する研究会を発足し、第1回目の研究会を開催し、県内におけるこの分野でのニーズを確認した。精神疾患合併妊娠に関する後方視的調査、精神科医師に対する意識調査ともに計画通り実施し、成果が見られている。また、多職種による周産期管理システムの構築も着実に進んでいる。基本的には当初の計画通り研究を進める。精神疾患合併妊娠の後方視的検討については、研究成果の論文報告を行う。また、これまでの研究で明らかとなった問題点の解決を目指し、精神疾患合併妊娠の周産期管理システムの構築とブラッシュアップを行う。平成29年度は下記の13の計画に沿って行った。1精神疾患合併妊娠における周産期予後の後方視的検討:研究者代表者らはこれまでに、精神疾患合併妊娠症例における妊娠・授乳期の抗精神病薬使用に関する情報共有状況と周産期予後を後方視的な検討を行った。また、統合失調症合併妊娠については、向精神薬使用に関する医療者(産婦人科医師、妊婦・授乳婦薬物療法認定薬剤師、精神科医師、助産師)および患者の妊娠中からの情報共有が、患者の授乳状況を改善する可能性が示唆されたため、その研究成果を学術講演会で発表予定である。2精神科医師における妊娠・授乳期の向精神薬使用に関する意識調査:茨城県内の医療機関に勤務する精神科医師を対象として妊娠・授乳期の向精神薬使用に関する意識調査を行い、とくに選択的セロトニン再取り込み阻害薬の使用に関しては、胎児へのリスクを理由として妊娠を契機に中断を選択する医師が少なくないという現状が明らかになったため、学術講演会で発表予定である。3精神疾患合併妊娠の周産期管理システムの構築とブラッシュアップ:1、2の成果は平成30年度以降の精神疾患合併妊婦の最適な周産期管理システムの構築のために重要な情報となると考えている。また、今後研究を進めるためのデータも集積されつつある。

具体的には、産婦人科医師、精神科医師、助産師、保健師、薬剤師を含めた多職種・多施設(地域行政を含む)のメーリングリストを整備し、必要とされる医療資源・社会資源の情報を共有することができるようにしている。また、茨城県内の周産期メンタルヘルスに関する研究会を発足し、第1回目の研究会を開催し、県内におけるこの分野でのニーズを確認した。精神疾患合併妊娠に関する後方視的調査、精神科医師に対する意識調査ともに計画通り実施し、成果が見られている。また、多職種による周産期管理システムの構築も着実に進んでいる。基本的には当初の計画通り研究を進める。これまでの研究成果から精神疾患合併妊娠の周産期管理システム構築のために必要な医療資源と現在の管理の問題点が明瞭になってきたため、これらの資源確保と同時に問題点の解決を目指したシステムの構築を行う。精神疾患合併妊娠の後方視的検討については、研究成果の論文報告を行う。また、これまでの研究で明らかとなった問題点の解決を目指し、精神疾患合併妊娠の周産期管理システムの構築とブラッシュアップを行う。当初予定の旅費が減額となったため、次年度使用額が生じた。次年度も同じ用途で使用予定である。
郵送調査におけるデータ精度向上のための実験的社会調査の実施

自記式調査における回収率向上と回答・非回答バイアスの抑制を目的とした実験的な社会調査を行った。回答者行動を規定する要因としてコスト要因とリスク要因とを分け、それぞれについて実験的状況を設定し測定したところ、コスト認知については高コスト群と低コスト群との間で非回答に関する差は見出されなかった。リスク認知については、回答してもリスクを抱える可能性が低いと認知されると回答率が上がることが明らかになった。しかしながら、リスク認知が性別や学歴・年齢などの要因によって異なることで非回答バイアスが生じるという基本仮説は支持されなかった。本年度は研究会の定期的開催と学生を対象とした予備調査の実施を行った。参加者がそれぞれ文献調査を行ったところ、従来の社会調査に関する論説は訪問調査を前提になされていること、したがって郵送調査においては論拠が乏しいと判断される議論が少なからず「常識」として扱われていることが改めて確認された。そしてこの文献調査を通じて郵送調査における回答バイアス・非回答バイアスの分析フレームワークを検討したが、非回答バイアスの発生要因としてはリスクファクター(調査主体に対する信頼性の認知)とコストファクター(回答に要する労力の認知)の二つにまとめることができること、回答バイアスに関してはコミュニケーション過程としての社会調査という視点から誘導性の認知へ論点を集約され得るという結論に達した。これを踏まえ、11月に複数の大学に協力を要請して実施した大学生対象の予備調査は、非回答バイアスについてはコストファクターの認知(調査票のレイアウトや設問文章を変更することで回答することへのストレスがどのように低減されるか等)、回答バイアスについては設問文中の誘導性の認知(回答例の提示や設問の順序変更によって回答がどのように影響を受けるか等)に論点を絞って行われた。20年5月現在、回収が遅れているいくつかの協力機関を除き、集計作業はすでに終了し、データの一次分析を行っている。当初、本年度は一般人口を対象とした地域調査を実施する予定であったが、衆議院選挙の実施が大方の予想から大幅に遅れたことにより、調査の実施そのものは次年度(平成21年度)に持ち越しとなり、本年度はその準備作業と前年度に行った調査結果の分析作業に専念する結果となった。昨年度行った学生対象の調査はコストファクターの影響を測定することが目的であった。当初は、コスト認知は高学歴者もしくは知的能力が相対的に高い者ほど敏感であるという仮説が設定されたが、現時点(21年5月時点)ではこの仮説は支持されないという結果が出ている。この結果から、高学歴者ほど回収率が高いという非回答バイアスの発生は、コスト認知の格差ではなくリスク認知の格差によって生じているという新たな仮説が導かれる。この仮説の検証は21年度実施の調査によって行われることになる。本年度は回答行動に関するリスクファクター認知の測定を行った。これは当初は昨年度実施予定だったが、衆議院選挙の実施が遅れたことで本年度に持ち越しになったものである。函館(200件)・青森(500件)・盛岡(500件)の三市で全く同じ調査票を二種類の方法で配布、回収率の差をみた。一方は調査対象者からの信頼が得られるように大学の封筒・大学宛の返送・事前連絡を行い、他方は調査主体への疑問が多少とも感じられるような方法(茶封筒・局留め郵便・大学の役職名ではなく研究会名義での送付など)を施した。結果は、より信頼が得られるであろうと予想したグループでの回収率が高く(33.5%、信頼性が低いと認知される方法では28.5%)なり、当初の仮説が立証された。つまり回答に伴うリスクが認知された場合、調査対象者は回答という行動をとらず、その結果として回答率が低下する。しかしながら、この差は当初の予想よりもかなり小さく、有意な差が見られない地域(青森市)もあった。これは実験条件の設定の仕方に原因があると考えられる。つまり、人為的に信頼感を下げると言っても社会調査の倫理には当然ながら従わなければならず、したがって設定できる実験条件も制限されざるを得なかったことによると考えられる。
CMOSデバイスに向けたゲルマニウム基板上高誘電率絶縁膜ゲートスタック技術

(抄録なし)以前の研究では、ブラスマ後酸化法を用いて薄いAl203層に越してAl203/Ge界面を酸化して、薄いEOTと低い界面態密度両方持つゲートスタークをできた。しかし、Al203のk値が低いだから、1nmより薄いEOTが難しい。このためにもっと高いk値の絶縁膜(HfO2)を使わなければならない。この度同じプラスマ後酸化法を使って、HfO2/Al203/Ge構造から0.7nm超薄EOTのHfO2/Al203/GeOx/Geゲートスタークを実現した。このゲートスタークを使ってGe p-とn-MOSFETsを作製した。薄いEOTで世界中で最も高い正孔と電子移動度(596と754cm2/Vs)を実現した。GeOx/Ge界面構造と界面電気性能の関連をまだ解明してない。このために、プラスマ後酸化法条件を振ってGeOx/Ge界面の形成行為を調査した。GeOx層の厚を変わってGeOx/Ge界面の酸化状態を測定して、後酸化温度によってGeOx/Ge界面の成長机理を解明した。室温でプラスマ後酸化法を用いて(100)と(111)面方位のGe表面を逐層的に酸化する行為を確認した。後酸化法温度を変わってGeOx/Ge界面の平坦性と界面電気性能を調査した。室温で酸化したGeOx/Ge界面の平坦性が改良して、界面態密度が増えた。この結果の原因として、界面Ge原子が高温と低温での酸化行為の不同点を解明した。原子層平坦なGeOx/Ge界面を実現して、Ge p-とn-MOSFFTsの高電界での移動度が20%と25%に提高られた。最近までの研究では、高い峰値移動度のGe MOSFETsを実現できた。でもGe MOSFBTsの高電界での移動度が強く劣化することの原因をまだ解明していない。我々はGe MOSFETsのホール移動度を測定して、split-CV法を用いて実効移動度を計算した。ホール移動度が実効移動度より二倍以上高いことを判明した。低い実効移動度の原因としては、Geの伝導帯と価電子帯内の界面態がキャリアを捕獲したことだ。ホール測定するキャリア濃度とゲートスタークの容量に計算するキャリア濃度違さから、伝導帯と価電子帯内の界面態密度を計算して、界面態がGeMOSFETsの高電界での移動度劣化の重要原因として判明した。GeOx/Ge界面の薄くなったら、伝導帯内の界面態密度がほぼ同じレベルで、価電子帯内の界面態密度が高くなった。(100)面方位より(110)と(111)面方位のGeOx/Ge界面の界面態密度が高いだ。(100)Gen-MOSFETsと(110)、(111)GeMOSFETsの移動度劣化が強いことの原因を解明した。低温でのGeMOSFETsのホール移動度も測定した。正孔と電子両方のホール移動度に弱い温度依存性を確定した。それから、GeMOSFETsの高電界移動度の劣化机理が界面態と界面散乱だことを判明した。低温後酸化で成長した原子層平坦なGeOx/Ge界面を使って、原子状重水素アニールを使って伝導帯内の界面態密度を抑制して、世界中で始めて低電界と高電界でSiuniversalより高い正孔と電子実効移動度を実現した。1、1mより薄いEOTのhigh-k/Geゲートスタークを作製して、世界中で最も高い移動度の超薄EOT Ge CMOSを実現した。3、GeMOSFETsのキャリア散乱机理を解明した。高性能GeMOSFETsの実現方法を提案した。1、超薄EOTGeCMOSのチャンネル中に歪みを導入して、高い移動度を実現する。2、GeMOSFETsにおける歪みモードと方向の影響を判明する。3、歪みGeMOSFETsのキャリア散乱机理を解明する。(抄録なし)
明治期英語教科書の翻訳本データベース化による欧文の直訳的な表現の研究

欧文を直訳したような表現である「欧文直訳的表現」は、近代日本語成立の一因とされるが、未だ究明すべき点が多い。本研究では、「欧文直訳的表現」の成立過程において、明治期の英語教科書の翻訳本で行われていた、「欧文訓読」という訳出法の調査・分析を行う。これは、これまでの研究から、「欧文直訳的表現」が「欧文訓読」により成立しているとされるからである。具体的には、明治期の英語教科書の翻訳本を資料として、原文と訳文を対照させたデータベースを作成し、それをもとに「欧文訓読」の訳出法を分析することで、「欧文直訳的表現」の成立過程を明らかにする。本研究によって、近代日本語成立の一端が明らかになることが期待される。
電力系統運用・計画への寄与を目的とした分散型電源出力の調整可能量評価-エネルギーシステムの視点から見た評価-

前年度の住宅用需要家に対する予備的検討の結果を踏まえて、今年度は特に住宅用燃料電池コージェネレーションシステムに着目し、電力系統の安定運用に貢献できる可能性について分析した。具体的には、まず、研究代表者の所属する研究室では、多数の住宅におけるエネルギー消費実測調査を行っており、この中で都市ガス消費量を用途別に分解可能な24軒の世帯の実測データを用いて分析を行った。これら全24世帯に、燃料電池コージェネレーションシステムの導入を想定し、経済性の観点から導入可能性の高い世帯を決定する。次に、これら導入可能性の高い世帯に対して、燃料電池コージェネレーションシステムを導入し、最経済な運用パターンを計算する。ここで、住宅用燃料電池が電力系統へ貢献する目的としてピーク用火力発電所の代替に用いることを想定し,系統側で需給の逼迫する夏期昼間に燃料電池の出力を増加させるシナリオを想定する。数値シミュレーションの結果、多数の世帯に導入された燃料電池を統合的に制御することにより、ピーク用石油火力よりも経済的に夏期昼間の電力需要を賄うことができることを明らかにした。さらに、省エネルギー性及びCO_2排出削減の面からも、燃料電池コージェネレージョンの導入効果を大きく損なうことなく、電力系統の需給逼迫解消に貢献することが可能であることを明らかにした。以上の研究成果を国内学会論文発表3件、国際会議論文発表2件の形で公表した。まず本年度は、業務需要家の中でも温熱需要の大きな病院に対して導入されたマイクロガスタービンコージェネレーションシステムを対象として、電力系統運用・計画の観点からみて発電出力を適切に誘導するため、一般電気事業者からインセンティブ価格が与えられるものと想定し、出力変化幅とインセンティブ価格の関係を季節別・時刻別に明らかにした。この結果、発電出力を増加させる方向に関しては、熱需要が大きな夏期と冬期において、排熱が増加しても有効利用できるため、比較的安価なインセンティブ価格であっても、需要家はマイクロガスタービン出力を増加させることが分かった。また、発電出力の減少方向に関しては、夏期および冬期は大きな熱需要への供給を満たすため、マイクロガスタービン出力に最小値制約が課せられることも明らかとなった。さらに、マイクロガスタービンを始め、コージェネレーションを構成する機器は、部分負荷状態で運転されることも多いため、これら部分負荷時の効率低下が出力変化幅へ与える影響も評価した。また、次年度の研究内容として掲げていた、住宅用のコージェネレーションシステムについても一部予備的な検討を着手した。研究代表者の所属する研究室では、多数の住宅におけるエネルギー消費実測調査を行っており、この中で熱需要の大きな5軒を選定し、ガスエンジンコージェネの導入を想定した。予備的検討として電力系統において需給の逼迫する夏期(8月)に着目し、5台のガスエンジンコージェネが協調的に出力調整することによって、どの程度の出力変化幅がいくらの追加的なコストで得られるかについて評価した。この結果、6円/kWh程度の追加的なコストで、系統側へ安定的に貢献できる可能性があることが分かった。
注意欠如多動症と自閉スペクトラム症における前頭葉機能の障害部位の差異に関する研究

本研究では、発達障害のうちのAD/HD児、PDD児とその合併症例児に対し、認知機能を測定する課題のセットであるCANTABと脳機能画像診断を測定するfNIRS撮像を使用して、各群の実行機能障害の特性とその前頭葉活動を定型発達児と比較検討することが課題である。29年度では、研究に適した対象者の抽出と、対象者への協力の依頼を行った。その実績の中には、被験者が集まる複数の研究・医療機関への協力依頼と承諾を得たことも含まれている。また、CANTABはいくつかの認知機能検査で構成されているが、本研究課題に適する課題選びを予備実験の中で改めて検討してきた。研究計画の段階では、背外側前頭前野の評価課題とされているWCSTの実施を予定していたが、定型発達の学生50人を対象にした予備実験の中で、fNIRSと組み合わせて実施するには、データを取っていくことに工夫が必要であることがわかった。課題の「ルール理解」が成績に関係するこの検査課題で、課題実行中のどの段階でルールを理解したかによってfNIRSで得られる脳活動の結果データ全体に大きな影響が出ることがわかったためである。このfNIRSとWCSTの関係については、東京福祉大学で行われた研究会で既に報告済みである。30年度は、実施する認知機能を測定する課題を最終的に決定し、依頼した対象者に対して、実際にデータを取っていく予定であったが、研究代表者の所属変更やライフイベントにより十分活動が行えなかったため、31年度に繰り越して実施する。研究代表者の所属が変わったことで研究体制を整える必要があった。同時に妻の出産が重なり、乳児も病弱だったため、研究活動を一時中断する必要があった。今年度から研究体制を改めて整え、30年度に予定していた推進方策を31年度に繰り越して、実施する認知機能を測定する課題を最終的に決定し、依頼した対象者に対して、実際にデータを取っていく予定である。また、fNIRSで得られたデータの解析について最新の動向を得るために研究会に参加した。30年度は、実施する認知機能を測定する課題を最終的に決定し、依頼した対象者に対して、実際にデータを取っていく予定である。背外側前頭前野の評価課題とされているWCSTの実施を予定していたが、fNIRSと組み合わせて実施するには、データを取っていくことに工夫が必要であることがわかった。そのため、どの認知機能検査課題を実施するか改めて計画しているため。

30年度は、実施する認知機能を測定する課題を最終的に決定し、依頼した対象者に対して、実際にデータを取っていく予定である。そのために、5月上旬に予定されている検討会(認知機能検査の専門家、fNIRS解析の専門家が参加の予定)の中で最終決定を行う。今年度から研究体制を改めて整え、30年度に予定していた推進方策を31年度に繰り越して、実施する認知機能を測定する課題を最終的に決定し、依頼した対象者に対して、実際にデータを取っていく予定である。fNIRSの解析ソフトの購入を当該年度では選択できず購入できなかったため、ソフト購入費用として30年度に繰り越して使用の予定である。研究代表者の所属が変わったことと妻の出産が重なり、乳児も病弱だったため、研究活動を一時中断する必要があったため、研究活動を繰り越す必要があります。
鉄酸化細菌を利用したウランの酸化還元と分離プロセスへのその応用

平成16年度は酸化性雰囲気における鉄酸化細菌とウランの相互作用を,平成17年度は還元性雰囲気におけるそれについて調べた。オートクレープによるガラス器具の滅菌処理,クリーンベンチ内での培液のフィルター滅菌処理,鉄酸化細菌の植菌作業,分光器を用いた分析作業は両雰囲気とも同様に行った。酸化性雰囲気では,鉄酸化細菌の存在下で二酸化ウランを溶解することができ,2m mol dm-3(-3はsuperscript)のウラニル溶液を得た.還元性雰囲気での培養の際には,培養は以下の手順で行った。まず,培液とウラン溶液と鉄酸化細菌をクリーンベンチ内でガラス容器に封入した。このガラス容器をHe雰囲気下のグローブボックス内に持ち込み,培液を混合ガス(H_2 80%,CO_2 20%)でバブリングし,容器内のガスを混合ガスに置換し,この容器を密封した。これをインキュベーター内で恒温保存し,菌の培養を行った。還元性雰囲気の実験では,鉄酸化細菌とウラン(VI)との相互作用を調べた。還元性雰囲気においては,鉄酸化細菌は鉄(III)を鉄(II)に還元する能力を持っている。そこで,還元性雰囲気で鉄酸化細菌はウラン(VI)に対してもウラン(IV)に還元する能力を有するのか調べた。ウランの価数の変化はアルセナゾ(III)法を用いて定量的に調べ,同時に還元のメカニズムを明らかにするために,溶液中の酸化還元電位ならびにpHを測定した。還元性雰囲気の試験の場合,ウランの実験開始時の価数の調整が特に重要と考えられるため,特にこの点を注意して実験を行った。次に,還元雰囲気における鉄酸化細菌-鉄-ウラン共存系における鉄酸化細菌の培養実験を行った。鉄が3価の場合,鉄酸化細菌は鉄を還元する能力を有するが,このときウラン(VI)は直接的には還元されなかった。本年度は、鉄酸化細菌とウランとの相互作用について調べることを目的としていた.鉄酸化細菌とウランの相互作用を研究するにあたり、まず、ウラン溶液中に鉄酸化細菌を接種し、ウランの鉄酸化細菌への吸着が起こるか否を調べた.ウランを使用する際、UO_2は水に難溶であるため、硝酸ウラニル(VI)溶液を作製した.UO_2粉末をHNO_3溶液に溶かし、攪拌しながら熱し、水分を蒸発させ、硝酸ウラニルを作製し、これをH_2Oに溶かし、ウラン溶液を作製した.実験に使用した鉄酸化細菌は、9K培地中で30°C、回転数100rpmの条件下で100時間培養させた.そして、孔径3μmのフィルターによる吸引ろ過操作および遠心分離操作により、9K培地成分と培養した鉄酸化細菌を分離させた.この鉄酸化細菌をpH4.03のH_2SO_4溶液で希釈したウラン溶液に接種し、30°C、100rpmで攪拌した.一定時間ごとにこのサンプルを回収し、アルセナゾIIIによる吸光光度法を行い、ウラン濃度を測定した.結果、鉄酸化細菌を接種したサンプルの溶液中ではウラン濃度は減少し、接種していないサンプルの溶液中ではウラン濃度の減少は見られなかった.

このことから、ウランが鉄酸化細菌へ吸着したといえる.吸着量としては、58.6mg of U/g of biomassを得た.当初の予定では、濃度の異なる硝酸ウラニル溶液を9K培地に加え、その培液中で鉄酸化細菌の生育状態を調べることにより、鉄酸化細菌がどの程度まで高い濃度まで生育可能かも調べる予定であったが、9K培地中に含まれるFeSO_4・7H_2O濃度は40g/Lと非常に大きく,U濃度の測定を妨害する.また,吸着する量は微量であるため,できるだけ簡単な系で実験を行う方が確認しやすいと考えられる.以上の2点から9K培地ではなく,U溶液を用いて吸着を確認した.電気化学的手法による4価ウラン溶液の作製はおこなっていないため、鉄酸化細菌がウラン(IV)と共存する系での実験による、鉄酸化細菌がウラン(IV)を直接酸化する能力を有するか否か、またウラン(IV)を酸化することにより鉄酸化細菌が増殖することができるか否か、確認できていない.平成17年度は,還元性雰囲気における鉄酸化細菌とウランの相互作用について調べた。実験の手法としては,平成16年度の酸化性雰囲気の試験と基本的に同じ手順を用いた。オートクレーブによるガラス器具の滅菌処理,クリーンベンチ内での培液のフィルター滅菌処理,鉄酸化細菌の植菌作業,分光器を用いた分析作業は酸化性雰囲気と同様に行った。ただし,還元性雰囲気での培養の際には,培養は以下の手順で行った。まず,培液とウラン溶液と鉄酸化細菌をクリーンベンチ内でガラス容器に封入した。このガラス容器をHe雰囲気下のグローブボックス内に持ち込み,培液を混合ガス(H_2 80%,CO_2 20%)でバブリングし,容器内のガスを混合ガスに置換し,この容器を密封した。これをインキュベーター内で恒温保存し,菌の培養を行った。還元性雰囲気の実験では,鉄酸化細菌とウラン(VI)との相互作用を調べた。還元性雰囲気においては,鉄酸化細菌は鉄(III)を鉄(II)に還元する能力を持っている。そこで,還元性雰囲気で鉄酸化細菌はウラン(VI)に対してもウラン(IV)に還元する能力を有するのか調べた。ウランの価数の変化はアルセナゾ(III)法を用いて定量的に調べ,同時に還元のメカニズムを明らかにするために,溶液中の酸化還元電位ならびにpHを測定した。還元性雰囲気の試験の場合,ウランの実験開始時の価数の調整が特に重要と考えられるため,特にこの点を注意して実験を行った。次に,還元雰囲気における鉄酸化細菌-鉄-ウラン共存系における鉄酸化細菌の培養実験を行った。鉄が3価の場合,鉄酸化細菌は鉄を還元する能力を有するが,このときウラン(VI)は直接的には還元されなかった。
表現的応報理論に基づく適切な刑罰形態に関する哲学的研究

本研究の課題は、被害者が加害者と対等な尊厳をもつことを表現するという応報的刑罰の機能に注目して刑罰を正当化する「表現的応報理論」の立場から、具体的にどのような刑罰が適切な刑罰として要請されるのかを哲学的に考察することである。本研究では、人間の尊厳の概念を明確化した上で、被害者の尊厳を表現する刑罰として、罰金刑や自由刑や死刑は適切なのか、身体刑は不適切なのか、あるいはそれ以外に何か適切な刑罰形態はないのかを考察する。