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オゾン発生器におけるオゾン濃度異常減少メカニズムの解明と信頼性向上に関する研究

異なる3種類の電極系リアクタを用いてオゾン急激減少のメカニズム解明に関する基礎的な研究を行った。[I]針対平板電極系リアクタおよび[II]回転電極同軸円筒型リアクタを用いてオゾンゼロ現象が発現する過程を詳細に計測し,いずれの場合にも長時間運転後にオゾンゼロ現象が発現することを確認し,微量の窒素ガス添加がオゾンゼロ現象を回復することも確認した。これらの一連の実験結果よりオゾンゼロ現象に対しては電極表面での反応の重要性が明らかとなった。[III]ニッケル,チタンおよびアンチモンの3種類の電極系オゾン発生器を用いて長時間運転時におけるオゾン発生特性について調べた。この発生器の構造は,エキスパンドメタル電極の両側を誘電体(セラミックス)装着電極によりサンドイッチ状に挟んだものである。この実験では,エキスパンドメタル電極材料の違いによるオゾン生成特性を調べた。オゾン発生器の発生能力は投入電力100Wで100g/hである。オゾン生成原料ガスは純度99.5%酸素ガスを用いた。[I-a]酸素雰囲気中で水分吸着層を持たないニッケル電極を用いオゾン発生を継続し,電極表面の水分ならびに窒素密度が減少してオゾン濃度が低下した後,短時間(5-60秒)水分をオゾン発生器に供給したところオゾン濃度が向上するのを確認した。また,[I-b]短時間(5-60秒)酸素ガスを窒素ガスに切り替え供給し,オゾン濃度が向上するのを確認した。[I-a]の場合と同様に,窒素ガス添加後のオゾン濃度の増加と増加後に減少していく時定数を測定した。その結果,時定数の値として12(窒素添加時間5秒)から25分(添加60秒)に増加し,容易にオゾン濃度を高められオゾン生成効率が向上することが明らかとなった。[I-c]ニッケル,チタンおよびアンチモンをエキスパンドメタル電極用材料として用いた場合のエンタルピーの変化分およびオゾン濃度減少の時定数について調べた。数か月の観察データをもとにファント・ホッフの式を用いてエンタルピーの変化分ΔHの計算を行った。その結果,ニッケル電極の場合はΔH=1132[kJ/mol]であったのに対して,チタン電極の場合では713[kJ/mol],アンチモン電極の場合では46.5 [kJ/mol]と狭い範囲の値が得られた。このことからチタン電極やアンチモン電極の場合は,電極表面の状態がほとんど変化せず,ニッケル電極の場合には電極表面の状態が大きく変化していることが推察できる。【はじめに】水処理や大気浄化をはじめとした多くの分野でオゾンが利用されている。また、オゾン利用の歴史も非常に古い。このような経緯の中でオゾン発生技術に関する研究の大きな目的の一つはオゾン発生効率の向上である。これまでに各種タイプのオゾン発生器が提案され、オゾン発生効率をはじめとして発生濃度、単位時間当たりの発生量など生成特性の改善が試みられてきた。その中で、純酸素原料中でのオゾン発生濃度の急激減少問題が注目されている。

本研究ではこの急激減少に関する基礎的な実験を実施し、その異常減少のメカニズムを調べ、オゾン発生器の信頼性向上に資するのが目的である。【実験方法・結果】本研究では、まず純酸素ガス(99.6%)中においてオゾンゼロ現象が発現する状態を設定した後、窒素ガス添加時のオゾン生成の振舞いについて調べた。酸素ガスの流量は0.5L/min一定であり、高電圧定電流源により電圧を印加した。オゾン発生器内で放電を行うことによりオゾンが生成され、生成したオゾンはオゾン濃度計(荏原実業EG-2001)で濃度を計測した後、オゾン分解槽により分解されて大気中に排出される。針-銅平板電極系を用い放電電流は1μA一定のもとで実験を行った(針電極は市販の縫い針を使用し、銅電極の直径は約3mmで純度は99.8%である)。印加電圧は約4kVで、安定な放電状態が得られ、当初オゾン生成が確認されるギャップ間隔は1.942.06mmであった。純酸素ガス(99.6%)中において、針-銅平板電極系(ギャップ長1.94mm)を用い長時間の放電処理をほどこした後、オゾン濃度が約0.2ppm以下の低濃度状態を長時間安定に維持できることを確認した。放電条件は4kV、1μA一定である。放電開始後、オゾン生成が確認されるが、約1時間の間に増減が繰り返されその後、ほぼオゾンゼロ(0.2ppm)の状態が現れる。この状態が定常に得られるようになって初めて測定が開始される(装置組み立てが終わり実験を開始し、この状態になるまでに約2ヶ月を要した)。更に上記のようなオゾンゼロ状態が生じている状態で窒素ガス添加の効果(050mL/min)について調べた。その結果、オゾン生成に対する窒素ガス添加の効果が確認された。この装置とは別に回転電極型オゾン発生器も試作されオゾンゼロ現象の発現および窒素ガス添加の効果が同じく確認された。純酸素原料を用いて(a)針-平板電極系および(b)同軸円筒回転電極系の2種類のオゾン発生器を用いてオゾンゼロ現象の確認を行った。針-平板電極系では、印加電圧4.5kV一定,直流放電電流1μA一定の条件でオゾン生成を行った。実験開始当初においてはオゾン生成濃度が最大値を示した後、時間とともに緩やかに減少した。その後(数日から2ヶ月の範囲)、オゾン生成濃度の時間変化に不安定な変化が出現し、その後、オゾン濃度がゼロになるいわゆるオゾンゼロ現象が出現する。この現象が時間オーダーで継続するのを確認後、窒素ガスを添加(数%10%)する。この時、窒素添加後にオゾン濃度がゼロの状態からオゾン濃度が回復することを確認した。回転電極系のオゾン発生器の場合には、内部回転電極に金電極を用いた。回転数の範囲は0800rpmである。この場合には、電極が回転しているため電極表面全体に放電が生ずるようでオゾンゼロ現象が生ずる時間が前者の針-平板電極系よりもかなり短かった。窒素の添加効果について詳細に調べられ、窒素の添加効果が確認された。本研究では,3種類の具なる電極系のオゾン発生器を用いて長時間運転時にみられるオゾン濃度急激減少のメカニズム解明のための基礎的研究を実施した。
SIRT3による加齢性網膜病態の抑制メカニズム

SIRT3ノックアウトマウスの網膜における解析は60週齢に至るまで解析したが、明らかな表現型は検出されなかった。しかしながら、光照射後の網膜変性は野生型におけるものと比べて明らかに重篤であった。その際にはより多くの活性酸素種が組織内に蓄積し、ミトコンドリアの電子顕微鏡における形態の異常を伴っていた。長寿遺伝子と言われるSirtuinsの中でも、ミトコンドリアに局在するSIRT3の生体網膜内での役割を、加齢性網膜病態との関連を中心に解析する。SIRT3ノックアウトマウスを用いて、加齢や加齢性疾患に関連するストレス刺激下の網膜でのSIRT3の役割を解析する。また、加齢や加齢性疾患モデルにおけるSIRT3の網膜内発現を解析する。加齢に伴う網膜疾患としては、失明原因の上位を占める加齢黄斑変性を念頭に,そのリスク因子である光暴露のモデルを用いて網膜変性や視機能低下のメカニズムにSIRT3がどのように関与するのかを解析する。網膜にはミトコンドリアが豊富にあり、エネルギー代謝が盛んに行われるとされ、さらに網膜ではSIRT3の発現が豊富であることは先行研究により明らかにされている(Ban, Ozawa et al. Exp Gerontology 2013)。網膜でのSIRT3の役割の重要性は予想に難くない。本研究によりSIRT3の網膜での役割がわかれば、加齢性網膜病態に対するSIRT3を標的とする新規治療法の開発につながる。最近の網膜病態と酸化ストレスに関する研究は、抗酸化剤の投与効果に関する研究が中心で、内因性の酸化ストレス調節分子であるSIRT3に着目して解析するところは、本研究の特色である。すなわち、酸化ストレスにより生じる加齢性網膜病態のメカニズムを、今までには無い視点から解析することになり、科学的にも意義深い研究である。SIRT3ノックアウトマウスの飼育は順調であり、光暴露モデルの作成条件の検討も既に終えてあるので、研究の進捗に問題は無い。長寿遺伝子と言われるSirtuinsでは核や細胞質に存在するSIRT1が最も有名であり、研究が進んでいる。しかしSirtuinsの中でも、ミトコンドリアに局在するSIRT3については、研究は進められているもののその働きの全貌はまだ知られていない。眼の網膜にはミトコンドリアが豊富にあり、網膜ではSIRT3の発現が豊富であることは先行研究により明らかにされている(Ban, Ozawa et al. Exp Gerontology 2013)。SIRT3はエネルギー需要の多い眼の網膜において重要な役割を果たすであろうと考えられたが、その網膜内での役割には不明の点が多かった。そこで申請者はSIRT3ノックアウトマウスを用いて、加齢や加齢性疾患に関連するストレス刺激下の網膜でのSIRT3の役割を解析した。加齢性疾患に深く関与する刺激としては酸化ストレスから網膜細胞死を引き起こしうる光暴露を用いた。解析は、加齢や光暴露刺激後の網膜の形態、細胞死、遺伝子発現やタンパク発現等について行われ、SIRT3が光暴露刺激に対しては殊に重要な役割をすることが明らかとなった。また、培養細胞株においてSIRT3をノックダウンする実験では、リアルタイムPCRや酸化ストレス測定等の手法を用いてさらにそのメカニズムを解析しえた。今後はさらなる研究を積み重ね、SIRT3の網膜における重要性を分子レベルで明らかにして論文発表する予定である。SIRT3ノックアウトマウスを用いて光暴露モデルを作成しその影響を組織学的に解析する。また、網膜内の分子発現の変化をイムノブロット法やリアルタイムPCRの方法を用いて解析することでSIRT3の網膜での役割を解明する。網膜購入予定であったプライマーを研究室で譲ってもらったので、研究費予算を縮小でき、次年度使用額が発生した。SIRT3ノックアウトマウスに光暴露刺激を与え、組織学的および電気生理学的解析をする。SIRT3ノックアウトマウスに光暴露ストレスを与えて,組織学的および電気生理学的に解析する。研究室ではこれまでに、光暴露後36時間をピークとして視細胞にアポトーシスを生じることを調べ済みであり、この時間を中心に野生型とノックアウトでアポトーシス細胞の数を比較する。また、光暴露後4日で、ERGの変化が顕著であることを報告済みであり、この時点を中心にERGの解析も行う。また、SIRT3ノックアウトマウスに光暴露刺激を与え、ミトコンドリアの状態を解析し、さらにROSレベルを解析する。
レーザー生成超強磁場を用いた高エネルギー量子ビーム制御と実験室Ｘ線天文学

高強度レーザーを物質に集光照射すると,エネルギー密度の高いプラズマが生成される.この高エネルギー密度プラズマは,エネルギー変換の機能を有しており,プラズマの形状をコイル型にすることで,レーザーのエネルギーを磁場のエネルギーに変換することが出来る.本研究では,キロ・ジュール級の高出力レーザーを用いてキロ・テスラ級の強い磁場を生成出来ることを実証した.レーザー加速電子ビームの発散を,レーザー生成のキロ・テスラ級の磁場を用いて低減出来ることも実証出来た.強磁場と高エネルギー密度を組み合わせた新しいプラズマ科学の発展に向け,国際研究協力体制を構築し,課題終了後も更なる発展が期待される.本課題の目的は、高出力レーザーを用いた超強磁場発生法を確立し、強磁場と高エネルギー密度プラズマの組み合わせの新たな研究分野を開拓することである。工学分野への展開として、強磁場を用いてMeVからGeVに至る高エネルギー量子のエネルギー集束性の向上及び核融合効率の向上を目指す。基礎科学分野では、白色倭星・中性子星周囲のような強磁場環境における原子・分子の電離・再結合過程を実験室内で再現し、実験室X線天文学の新基軸として発展させる。本課題の初年度である昨年度は、レーザー駆動キャパシターコイルターゲットを用いて、1.5kTという世界最強の磁場を、磁場圧縮を用いずに発生させることに成功した。磁場圧縮が不要で、自由空間中に強磁場を発生できることから、当初予定していたX線分光に加えて、可視域分光を使える可能性が出てきた。X線分光と比べ、可視域分光のエネルギー分解能は一桁以上高いため、当初計画よりも研究精度が一桁以上高くできる。時間分解ファラデー回転計測を用いて、磁場強度の時間変化を正確に測定することに成功した。磁場強度とレーザー強度の間に比例関係があることを明らかにし、既存のレーザー装置で数キロ・テスラの磁場を発生できることを示した。強磁場を用いた実験室宇宙物理研究として、磁化プラズマ中でのサイクロトロン放射及びゼーマン分離に着目し、高波長分解軟X線分光器の設計と製作を行った。設計通りの性能が得られることを確認し、次年度の実験で導入する予定である。また、国際会議にて本成果をアピールし、次年度から仏国、中国、米国の研究者が共同研究者に加わって頂けた。強磁場発生技術、必要な分光診断技術という基盤に、国際研究協力が加わり、本研究を推進する上で必要なものは揃い、初年度としては予想以上に進展したと言える。本研究では,磁場発生方法として,レーザー駆動コンデンサー及びマイクロコイルを用いる。この方法で生成可能な磁場は、微小な空間(数mm以下)で短時間(数ナノ秒)に限られるが、100 Tを越える磁場強度を生成出来るという利点がある。本手法で得られる磁場強度を定量的に評価するために「等温膨脹」に基づいたモデルを開発した.直径500ミクロンの銅製の一巻きコイルに流れる電流の最大値はI = 0.4 MAと求まり,磁場強度はB = 1.0 kTであり,比較的簡易なモデルで実験結果に近い磁場強度が得られることが分かった.平成24年度に開発したピックアップコイル及びファラデー回転を用いた磁場計測方法は,プローブの位置を固定した定点観測であり,磁場の空間分布を測定するには不適切である.高強度レーザーで加速されるプロトンビームを用いた,プロトンラジオグラフィーによる磁場分布観測をフランスとの国際共同研究で実施した.6.7 MeVのプロトンに銅メッシュを使い,空間的にパターンを印加した後に,磁場中を伝搬させることで,磁場によるメッシュ像の歪みが観測された.モンテカルロ・コードを使った実験データの解析が進行中である.最終結論には至っていないが,他の計測法と同等の磁場強度と,磁場の空間分布が得られている.今年度は,更に磁場強度のコイル材料依存性についても明らかにした.アルミニウム・銅・ニッケルについて比較を行い,銅製コイルが最も強い磁場強度を示し,ニッケル製コイルは銅コイルよりも若干低く,アルミニウム製のコイルが最も低い磁場強度が得られた.この結果は常温状態での各金属の導電率では説明出来ず,プラズマと中性物質の境界にあるWarm Dense Matterの物性値が重要な役割を果たしていることが示唆されている.<複数のキャパシターコイルを用いた磁場形状の制御>二つのキャパシター・コイルターゲットをヘルムホルツ型に配置し,それぞれのターゲットに3ビームずつを集光照射することで,約1 mm x 1 mm x 1mmの領域で,空間的に均一な磁場を生成することに成功した.磁場強度は,TGG結晶を用いたファラデー回転法及び,磁気プローブを用いて測定し,200 - 300 Tの磁場が得られている.磁場の空間分布については,LADIAコードを使って計算出来るようになった.このような配置を今後応用することで,外部磁場によるレーザー生成高速電子のガイディングや集束を制御可能になった.<キロテスラ磁場による高速電子のガイディングの原理実証>一つのキャパシター・コイルターゲットを使い, 500 Jのレーザーを集光照射して,コイル中心で600 Tの磁場を生成した.コイル中心付近に,プラスチック製のターゲットを設置し,その一面にピコ秒のレーザーパルスを集光照射し,高速電子を発生させた.

高速電子がターゲット中を伝搬し,裏面から飛び出す瞬間に高速電子が放射するCoherent Transition Radiation (CTR)をイメージングし,高速電子の空間パターンを計測した.磁場を印加することで,相対論的電子ビームの広がりが横方向に明らかに小さくなると共に,CTRの信号強度が約3倍ほど強くなることが確認された.これは,外部磁場を印加することによって,高速電子の発散が押さえられた結果であると考えられる.プロトン・ラジオグラフィー法を用い,レーザー駆動キャパシター・コイル・ターゲットで生成された磁場計測に成功した.高強度レーザーを金属薄膜に集光照射し,その裏面から放出されるプロトン・ビームをプローブとして用い,プロトンがローレンツ力を受けて曲がった軌跡を計測することで,磁場の強度分布を算出した.プロトン・ラジオグラフィー法と磁気プローブ法を用いて測定した磁場強度を比較し,共に600 T程度の磁場強度を示しており,良い一致が得られていることを確認出来た.成果は,Applied Physcics Letters誌に掲載された.更に,この結果は米国ロチェスター大学のオメガレーザー装置の実験にも導入された.強磁場下での高速電子の輸送を明らかにするために,高速電子が誘電率の異なる境界を通過する際に放射されるCoherent Transition Radiation (CTR)のスペクトルを観測した.外部磁場が無い場合には,CTRのスペクトルは複数のピークを示した.一方,強磁場中では,スペクトルはシングルピークとなり,これは電子ビームバンチの縦方向の周期性が外部磁場によって保持されたことを示唆している.外部磁場が電子ビームの発生と伝播に良い影響を与えることを示す直接的な証拠の一つであり,現在論文化を進めている.強磁場下での流体運動に関しては,プラズマ表面の擾乱が成長するに従って,外部印可された磁場の強度分布が非一様になり,更に擾乱の成長が促進される現象が観測された.磁場の効果を取り込んだ,2次元の放射流体シミュレーションと実験結果を比較し,両者が非常に良い一致を示すことが確認された.この成果も,現在論文化中である.本課題中の成果を一纏めにした論文は,Physics of Plasmas誌に受理され,2016年5月頃に掲載される予定である.高強度レーザーを物質に集光照射すると,エネルギー密度の高いプラズマが生成される.この高エネルギー密度プラズマは,エネルギー変換の機能を有しており,プラズマの形状をコイル型にすることで,レーザーのエネルギーを磁場のエネルギーに変換することが出来る.本研究では,キロ・ジュール級の高出力レーザーを用いてキロ・テスラ級の強い磁場を生成出来ることを実証した.レーザー加速電子ビームの発散を,レーザー生成のキロ・テスラ級の磁場を用いて低減出来ることも実証出来た.強磁場と高エネルギー密度を組み合わせた新しいプラズマ科学の発展に向け,国際研究協力体制を構築し,課題終了後も更なる発展が期待される.レーザー駆動キャパシターコイルによって発生した磁場の形状制御や,シンプルな系での高速電子のガイディングの原理実証に成功している.磁場形状制御を積極的に活用することで,高速電子の発散角や伝搬方向制御など,様々な応用が期待される.27年度が最終年度であるため、記入しない。プラズマ科学レーザー生成プラズマの密度は,磁場閉じ込めプラズマよりも遙かに大きいため,ミラー磁場による高速電子の反射は単純な予測よりも小さいことが,シミュレーション等により明らかになってきた.
逆ミセル微小反応場によるハイブリッド型蛍光体ナノ粒子の合成および発光特性

逆ミセル微小反応場を用いてZnS:Mn^<2+>ナノクリスタル蛍光体をラウリルリン酸(PhosH)、SiO_2および両者によって表面修飾したサンプルを比較し、Mn2+による発光強度が増大する機構を追究した。その結果、ZnS:Mn^<2+>ナノ蛍光体にPhosHまたはSiO_2を修飾すると、量子閉じ込め効果や表面欠陥のキャッピング効果によって、Mn^<2+>の発光強度を増大できるが、PhosHではZnS:Mn^<2+>との化学的相互作用を介して発光強度をさらに増大できることが明らかにされた。次に、ZnS:Mn^<2+>ナノ蛍光体をシリコーン樹脂中へ分散させた蛍光シートの光吸収・蛍光強度の測定を行い、ナノ蛍光体の透光性がもたらす効果を評価・検討した。ナノ粒子のサイズが小さくなるほどレイリー散乱光が粒径の6乗に反比例して小さくなるため、ナノ蛍光体分散シートでは透明性が向上する。蛍光体分散シートを前方から励起し、前方で蛍光を検出する際に、シートの裏側にMgO白色板を用いた場合と用いなかった場合の蛍光強度を比較した。その結果、バルク蛍光体分散シートではMgO板を用いた効果は見られなかったが、ナノ蛍光体分散シートではMgO板を用いることにより蛍光強度が約1.52倍に引き上げられることがわかった。これはナノ蛍光体分散シートの高い透明性による効果で、MgO板を用いない場合はシートの後方に透過した蛍光がMgO板を用いることによって反射され、再びシート内を透過して前方に引き出されると考えられる。また、蛍光体分散シートの後方から励起した場合の蛍光強度を測定したところ、バルク蛍光体分散シートでは粒子濃度が増加すると蛍光強度が低下するのに対し、ナノ蛍光体分散シートでは逆に上昇することが確認された。この結果もナノ蛍光体分散シートの高透明性に起因する。以上より、樹脂封止する蛍光体をナノサイズ化することで蛍光取り出し効率を向上できると結論付けられる。本研究では、逆ミセル微小反応場を用いてZnS : Mn^<2+>ナノクリスタル蛍光体をラウリルリン酸(PhosH)、SiO_2および両者によって表面修飾したサンプルを比較し、Mn^<2+>による発光強度が増大する機構を追究した。PhosH修飾ZnS : Mn^<2+>は、励起スペクトルのピーク波長や吸収端波長がバルクの値よりブルーシフトした。ZnS : Mn^<2+>ナノクリスタルにPhosHを修飾すると、ZnSのバンド間を励起したときのMn^<2+>のd-d遷移による発光強度が約4倍に増大した。一方、Mn^<2+>のd-d間を直接励起した場合の同発光は、PhosH添加の有無に関わらず変化しなかった。したがって、PhosH修飾による発光増大は、母体を励起するときに特有なZnS→Mn^<2+>間のエネルギー移動が効率化したことに起因する。EDXによる組成分析とIR吸収スペクトルからZnS:Mn^<2+>にPhosHが優先的に結合していることや、^<31>P-NMRよりP近傍の電子密度が低下することから、ZnS:Mn^<2+>ナノクリスタルは、PhosHと化学的に相互作用していることが確認された。SiO_2修飾ZnS:Mn^<2+>では、

TEOS添加量の増大と共にMn^<2+>の発光強度が増大した。逆に、SiO_2修飾ZnS:Mn^<2+>ナノクリスタルにPhosHを添加すると、TEOS添加量が増大すると共にMn^<2+>の発光強度が減少した。^<31>P-CP/MAS-NMRから、SiO_2被覆層の導入によってZnS:Mn^<2+>-PhosH間相互作用が低下することが確認された。これがSiO_2被覆層導入による発光強度低下の原因であると考えられる。以上より、ZnS:Mn^<2+>ナノクリスタルにPhosHを修飾すると、量子閉じ込め効果や表面欠陥のキャッピング効果に加え、PhosHとZnS:Mn^<2+>との化学的相互作用を介して、Mn^<2+>の発光強度を増大できる。逆ミセル法により合成されるZnS:Mn^<2+>ナノ粒子をシリコーン樹脂中へ分散させた蛍光シートの光吸収・蛍光強度の測定を行い、ナノ蛍光体の透光性がもたらす効果を評価・検討した。蛍光体量は4.5wt%で同一であるが,ナノ分散シートはバルク分散シートに比較して透明性が高い.このように,ナノ粒子の1次粒子サイズが数nmまで小さくなると,光散乱強度が著しく低下することがわかる.ナノ分散シートのZnSの吸収端はバルク分散シートに比較してブルーシフトしていることから量子サイズ効果が確認できる.蛍光波長580nm付近では,ナノ分散シートの透過率はバルク分散シートに比較して約2倍高い.これより,ナノ分散シートはバルク分散シートに比べ、シートを透過して取り出せる蛍光が多いことがわかる.励起光に対して90°の方向で蛍光を検出したところ、MgO板を用いた場合の蛍光強度は用いない場合に比べ,ナノで2.0倍,バルクで1.3倍増大する.MgO板の使用による蛍光強度の増大は,後方に生じた蛍光がMgO板により前方へ反射されて検出されたためである.これより,ナノ分散シートでは透光性が高いため,MgO板によって蛍光の取り出し効率が倍増されたと解釈できる.以上より、逆ミセル法から得られた粒子を分散させたナノ分散シートは,バルク分散シートに比較して高い透過率を持つために,蛍光を効率よく取り出すことができる.この理由は,バルク分散シートでは後方散乱による損失が生じるのに対し,ナノ分散シートでは後方散乱が無視できるほどに低下するためである.このような透光性ドープ型ナノ蛍光体の特徴は多様な用途への応用が期待される.ZnS:Mn^<2+>ナノクリスタルは、シリカで表面修飾を施すことにより、蛍光強度が向上する。本研究では、逆ミセル法により合成したZnS:Mn^<2+>/SiO_2ナノ粒子をシリコーン樹脂中に分散させたナノ蛍光体分散シートを作製し、その蛍光特性を評価した。また、ミクロサイズのZnS:Mn^<2+>バルク蛍光体分散シートと比較検討した。ナノ蛍光体分散シートはバルク蛍光体分散シートと比較すると透明性が著しく高い。可視光の波長よりも小さいナノ粒子ではレイリー散乱が起こり、バルクのミー散乱とは異なる。さらに、ナノ粒子のサイズが小さくなるほど散乱光が粒径の6乗に反比例して小さくなるため、ナノ蛍光体分散シートでは透明性が向上する。蛍光体分散シートを前方から励起し、前方で蛍光を検出する際に、シートの裏側にMgO白色板を用いた場合と用いなかった場合の蛍光強度を比較した。
腎チトクロームP450依存性エイコサノイドの進行性腎疾患・高血圧における役割の解明

腎臓は各種の脈管作動物質の産生とそれによる水・電解質代副調節などにより血圧調節に重要な役割を果たしている。本研究ではチトクロムP450依存性エイコサノイドの腎内産生調節と各種病態における異常の解明を目指した。チトクロムP450依存性エイコサノイドは、腎皮質・髄質外層ではプロスタグランディン系より優位にアラキドン酸から産生され、主な代謝物の20-hydroxyeicosatetraenoic acid (20-HETE)、epoxyeicosatrienoic acid (EET)は、血管収縮作用と拡張作川から、利尿作用、レニン分泌抑制作用など多彩な生理活性を有し、腎血行動態や水・電解質代謝調節に関与する。また、細胞増殖刺激作用も認められ、これらの産生は自然発症高血圧ラットで亢進している。さらに、単離輸入細動脈潅流標本ではこれらのP450依存性エイコサノイドが血管緊張の維持に関与し、EETは内因性に血管拡張作用を有している。さらに、アンジオテンシンIIや一酸化窒素の作用のメディエイターとしても作動している.すなわち、アンジオテンシンIIはタイプ2受容体を介してEET産生を刺激し、その血管拡張作用により、EETはアンジオテンシンIIの血管作用を修飾する。一方、降圧薬のアンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬でそれらの産生酵素の誘導がなされ産生が亢進する。その作用はアンジオテンシン受容体拮抗薬では認められず、プラジキニン拮抗薬やNO合成酵素阻害薬で抑制される。したがって、ACE阻害薬は内因性プラジキニンやNOの産生刺激を介してチトクロムP450依存性アラキドン酸代謝産物の産生を刺激する。ACE阻害薬は進行性腎疾患・高血圧における臓器保護作用を有することが明らかにされているが、これらのエイコサノイドの産生調節がその臓器保護作用に関与している可能性がある.また、自然発症高血圧ラットでは20-HETEの産生亢進が認められるが、著明な性差があり、雄性ラットでは腎臓でのP4504A蛋白発現と20-HETE産生能の亢進が、雌性ラットより高い.睾丸摘出やアンドロゲン拮抗剤によりその差は認められなくなり、睾丸摘出後に男性ホルモンのアンドロゲンを補充するとP4504A蛋白が誘導され、20-HETE産生能が亢進する。これらのことから、男性ホルモンのアンドロゲンが腎臓でのP4504A蛋白発現調節に関与し、これがP450依存性アラキドン酸代謝産物調節異常に少なくとも一部関与し、男性における高血圧頻度の上昇や腎障害などの進展亢進に関与する可能性が明らかになった。これらのことから、男性ホルモンのアンドロゲンが腎臓でのP4504A蛋白発現調節に関与し、これがP450依存性

アラキドン酸代謝産物調節異常に少なくとも一部関与し、男性における高血圧頻度の上昇や腎障害などの進展亢進に関与する可能性が明らかになった。腎臓は各種の脈管作動物質の産生とそれによる水・電解質代謝調節などにより血圧調節に重要な役割を果たしている。本研究ではチトクロムP450依存性エイコサノイドの腎内産生調節と各種病態における異常の解明を目指した。チトクロムP450依存性エイコサノイドは、腎皮質・髄質外層ではプロスタグランディン系より優位にアラキドン酸から産生され、主な代謝物の20-hydroxyeicosatetraenoic acid(20-HETE)、epoxyeicosatrienoic acid (EET)は、血管収縮作用と拡張作用から、利尿作用、レニン分泌抑制作用など多彩な生理活性を有し、腎血行動態や水・電解質代謝調節に関与する。また細胞増殖刺激作用も認められる。さらに、単離輸入細動脈潅流標本ではこれらのP450依存性エイコサノイドがアンジオテンシンIIや一酸化窒素の作用のメディエイターとして働くことも明らかになった。また、これらの産生は自然発症高血圧ラットで亢進している。一方、降圧薬のアンジオテンシン変換酵素(ACE)阻害薬でそれらの産生酵素の誘導がなされ産生が亢進する。その作用はアンジオテンシン受容体拮抗薬では認められず、ブラジキニン拮抗薬やNO合成酵素阻害薬で抑制される。したがって、ACE阻害薬は内因性ブラジキニンやNOの産生刺激を介してチトクロムP450依存性アラキドン酸代謝産物の産生を刺激する。ACE阻害薬は進行性腎疾患・高血圧における臓器保護作用を有することが明らかにされているが、これらのエイコサノイドの産生調節がその臓器保護作用に関与している可能性がある。チトクロムP450依存性エイコサノイドは、腎皮質・髄質外層ではプロスタグランディン系より優位にアラキドン酸から産生され、主な代謝物の20-hydroxyeicosatetraenoic acid(20-HETE)、epoxyeicosatrienoic acid(EET)は、血管収縮作用と拡張作用から、利尿作用、レニン分泌抑制作用など多彩な生理活性を有し、腎血行動態や水・電解質代謝調節に関与する。また、細胞増殖刺激作用も認められ、これらの産生は自然発症高血圧ラットで亢進している。さらに、単離輸入細動脈潅流標本ではこれらのP450依存性エイコサノイドが血管緊張の維持に関与し、EETは内因性に血管拡張作用を有している。さらに、アンジオテンシンIIや一酸化窒素の作用のメディエイターとしても作動している。すなわち、アンジオテンシンIIはタイプ2受容体を介してEET産生を刺激し、その血管拡張作用により、EETはアンジオテンシンIIの血管作用を修飾する。その作用はアンジオテンシン受容体拮抗薬では認められず、プラジキニン拮抗薬やNO合成酵素阻害薬で抑制される。
胚性幹細胞から分化誘導した網膜神経節細胞の移植による緑内障の治療

緑内障は視神経損傷により失明を来す疾患であり、根治療法の確立が急務である。本研究では、眼発生に必須のpax6遺伝子をマウスES細胞に導入し、視神経を構成する網膜神経節細胞の特徴を有する前駆細胞を誘導した。これを緑内障モデルマウスに移植すると視神経の変性が抑制され、対光反射及び網膜電位が有意に回復して視機能が改善した。ES細胞由来網膜神経節前駆細胞移植治療により、緑内障を根治できる可能性が示された。緑内障患者に胚性幹(ES)細胞に由来する網膜神経節細胞(RGC)を移植し損傷視神経を置き換える根治療法の確立を最終目的とし、その為の前臨床段階の検討を行う。(1)マウスES細胞に眼発生に必須の遺伝子であるpax6を導入後神経細胞に適した環境で培養し、神経幹細胞特異的な分子を発現したクローンを選択する。当該クローンの形態を光学・電子顕微鏡にて観察し、RGCが発現する神経特異的蛋白・転写因子の発現を検討する。また興奮性細胞に特有のカルシウムの取り込みの有無を確認する。(2)このpax6遺伝子導入細胞を視神経損傷マウスの網膜下組織へ移植し、移植細胞の生着及び生着後の細胞がRGCへと分化したかを検討する。それ以外の細胞への分化が認められれば、組織染色等により性状・機能等を検討し、移植後の分化について詳細に検討する。RGCへと分化した細胞について、その軸索が中脳上丘まで辿り着き後細胞に情報を伝達しているか確認する。(3)移植マウスが視力を回復したか、機能的検討を行う。正常マウス、視神経損傷マウス、および移植マウスにおいて対光反射を調べ、光刺激伝達能の回復の度合いを検討する。またこの3群において網膜電図を測定し、網膜における細胞の興奮過程を解析する。なお、神経接着分子L1のノックアウトマウスを作製して網膜神経節前駆細胞を移植し、再生した視神経が中脳上丘まで到達したか観察する。初年度はマウスES細胞からの網膜神経節細胞の分化誘導を行った。マウスES細胞に眼発生に必須の遺伝子であるpax6遺伝子とGFP遺伝子を導入し、この細胞集団が神経幹細胞のマーカーであるnestinを発現した段階で限界希釈法を行った。クローン化細胞よりRT-PCRにてnestinおよびMusashi-1を発現したものを選択培養したところ、アルカリフォスファターゼ陰性の双極性細胞を認め知覚神経が誘導されたことが示唆された。また片側に長い軸索を伸長しもう一方に多数の樹状突起を示すRGC特有の形態を示す細胞も認めた。このRGC様細胞を血流の豊富なマウス腎被膜下に移植したところ、2週間後の免疫染色にてGFP陽性のRGC様細胞が腎被膜下に生着しており、βIII tubulin、NFMおよびBrn3a、Brn3bを発現しRGCの性質を保持していることが示された。電子顕微鏡にてこのRGC様細胞に神経細胞に特異的な微細管構造や神経線維を認め、神経細胞への分化が確認された。この細胞が興奮性細胞としての特性を有しているかをCa imaging法にて検討した。RGC様細胞はL-type、N-type、P/Q-type、T-typeのCaチャネルのサブユニットを発現しており、広い範囲のCaチャネルサブタイプを発現するRGCの特徴を反映した。共焦点レーザー顕微鏡を用いた観察にて、KCI刺激により細胞外からのCa2+を取り込みが見られ、阻害剤として鉛やニフェジピンを添加した場合この取り込みの抑制が認められた。以上より形態、発現分子、機能の各面においてRGCの特徴を満たした細胞を誘導できたことから、次年度以降はこれを視神経損傷マウスモデルへの移植治療へと応用する。2年目となる当該年度は、新規緑内障マウスモデルとしての視神経損傷モデルを作製し、これに初年度に作製したマウスES細胞由来網膜神経節前駆細胞の移植を試みた。視神経は、網膜の最内層に存在する網膜神経節細胞の軸索の集合体である。網膜神経節細胞は、網膜の外層に存在する光受容体からの刺激を水平細胞を介して受け取り、その軸索は非常に長く伸長して神経束をつくり、これが視神経として眼球の後方から出て脳へと向かう。最終的には上丘に投射し視覚情報を伝達する。この視神経を損傷し新規に緑内障マウスモデルを作製するため、マウスの眼球後1mm部位の視神経を切子で10秒x5回つまんで圧迫した。作製した損傷の評価のため、損傷を加えていない正常の視神経および本法による損傷視神経の組織染色を施行したところ、損傷マウスの視神経(軸索)では圧迫部位を含みその前後の長範囲において通常発現しているNFMおよびMBPの発現が殆んど認められなくなり、逆に圧迫部位以外でGFAPの発現が亢進していることが分かった。また網膜の最内層に存在する網膜神経節細胞の細胞体数が減少した。

損傷眼は瞳孔径が開大し、対抗反射も認められなくなった。以上より、本損傷法により順行性および逆行性に網膜神経節細胞の軸索変性が起こり、一部の細胞では細胞体の脱落も認め、視覚情報の伝達が障害されるモデルを作製することができた。このマウスの網膜下に、分化誘導した網膜神経節前駆細胞を注入したところ、組織のHE染色およびpax6遺伝子の下流に導入したGFPの発現にて、移植した細胞が生着していることが観察された。現在のところ奇形腫の形成は認めていない。次年度以降は、この生着後の移植細胞の分化状態および機能について、免疫染色や電気生理学的検査にて評価していく予定である。平成21年度は、移植後の胚性幹細胞由来網膜神経節前駆細胞の分化について組織学的検討を行った。視神経損傷マウスの網膜下に、胚性幹細胞にpax6遺伝子を導入し誘導した網膜神経節前駆細胞を注入したところ、導入したGFPの発現にて移植細胞が生着したことが観察されたため、その細胞の挙動と分化を観察した。移植後1か月の網膜組織において、網膜のほぼ全層にGFP陽性細胞を認めた。網膜神経節細胞のマーカーBrn3、神経細胞のマーカーNFM、双極細胞のマーカーPKC、および光受容体のマーカーopsinに対し免疫組織染色を行った。GFP陽性細胞は、網膜神経節細胞層においてBrn3およびNFMと、双極細胞層においてPKCと、光受容体層においてopsinとの2重陽性を示した。移植した網膜神経節前駆細胞は、網膜の各細胞層に移動し各々の層を構成する細胞に分化して、視神経損傷により一部変性した網膜組織構造を再構成し機能していると考えた。眼球後の視神経軸索組織において、NFM、末梢神経のマーカーMBP、およびグリア細胞のマーカーGFAPに対し、免疫染色を行った。視神経損傷マウスでは、観察した視神経軸索全長においてNFMとMBPの発現が、損傷部においてGFAPの発現が低下したのに対し、移植マウスでは、軸索全長におけるNFM、損傷部におけるGFAP、損傷部より中枢側のMBPの発現が回復した。移植マウスにて網膜神経節細胞が分化し、その軸索である視神経の変性が抑制された。網膜側より蛍光色素を標識したコレラ毒素を取り込ませたところ、視神経損傷マウスではその輸送が損傷部で途絶していたのに対し、移植マウスでは視神経軸索での検出のみならず、対側の中脳上丘および外側膝状体への投射が確認された。移植細胞から分化した網膜神経節細胞の軸索伸長により、視神経の順行性軸索輸送が回復されたと考えた。マウス胚性(ES)幹細胞にpax6遺伝子を導入し網膜神経節前駆細胞を誘導し、視神経損傷マウス網膜下に移植した。本年度は移植マウスの視機能回復を検討した。対光反射の観察で、正常マウスでは瞬時に瞳孔径収縮を認めたが(収縮率:平均71.7%、SD3.2%)、PBS注入マウスでは損傷28日後でも殆ど収縮を認めなかった(平均9.1%、SD9.2%)。移植マウスでは損傷後21、24、28日後でPBS注入マウスに対し有意な収縮を認めた(p<0.05、28日後:平均46.3%、SD 16.2%)。移植マウスでは有意に光刺激伝達能が回復した。網膜電図で、網膜神経節細胞とその軸索の神経活動性を示すpositive STR(pSTR)を測定した。刺激強度を-5.7、-5.2、-4.7、-4.2 log cd s m-2(以下単位略)と変化し、各刺激時の電位変化を同3群のマウスで比較した。正常マウスでは最も弱い-
新規抗がん剤の創製を指向したアセトゲニン誘導体のTHF環部分の構造活性相関研究

診断技術や外科的手術の技術の進歩は目覚ましく,従来では発見し得なかった微小ながんを発見し,低侵襲な外科的手術により「がん」を根治できる症例は飛躍的に増加してきている.一方,発見が遅れ,既に手術による治療が困難である場合の選択肢として,化学療法剤による治療がある.この分野も近年,分子標的薬開発の飛躍的な発展により,最も問題であった副作用を抑えた薬剤が次々と開発されている.しかしながら,全てのがん細胞に対して有効な万能な分子標的薬は未だ存在していない.従って,新しい作用機序を有する抗がん剤の開発は,薬学研究者にとって重要な研究課題の一つである.研究代表者らは,熱帯・亜熱帯産のバンレイシ科植物より単離されるアセトゲニン類と呼ばれるポリケチドの共通構造であるγ-ラクトン環を種々の複素環に置換することにより,新規な抗がんリード化合物の創製研究を展開してきた.これまでに100種類以上のハイブリッド型アセトゲニン誘導体を合成し,そのヒトがん細胞増殖抑制活性の評価を行ってきたが,これまでに合成した誘導体のTHF環部分の立体化学は,いずれも天然に最も良く存在するthreo/trans/threo型のもののみであり,THF環部分の立体化学が生物活性にどのような影響を及ぼすかは全く不明である.そこで,様々な立体化学を有する誘導体の合成を行い,それらの生物活性を評価することを計画した.前年度までに8種の立体異性体の合成に成功し,C17-18位の立体化学が活性発現に重要であることを見出した。今年度はその結果を踏まえて検討を進め,以下の成果を得た.(1)THF環部分の構造を簡略化した新規誘導体を設計し、その合成に必要な二つのフラグメントの合成経路を確立した.(2)合成したフラグメントのカップリングを検討し,目的とするTHF環部分の構造を簡略化した新規誘導体を合成することに成功した.研究計画に記載のとおり,新規誘導体の合成を完了したため.今年度得られた知見を基に,様々な構造を持つ誘導体の合成を展開する。合成した誘導体の生物活性を評価し,活性発現に必須となる構造単位を明らかにする.診断技術や外科的手術の技術の進歩は目覚ましく,従来では発見し得なかった微小ながんを発見し,低侵襲な外科的手術により「がん」を根治できる症例は飛躍的に増加してきている.一方,発見が遅れ,既に手術による治療が困難である場合の選択肢として,化学療法剤による治療がある.この分野も近年,分子標的薬開発の飛躍的な発展により,最も問題であった副作用を抑えた薬剤が次々と開発されている.しかしながら,全てのがん細胞に対して有効な万能な分子標的薬は未だ存在していない.従って,新しい作用機序を有する抗がん剤の開発は,薬学研究者にとって重要な研究課題の一つである.研究代表者らは,熱帯・亜熱帯産のバンレイシ科植物より単離されるアセトゲニン類と呼ばれるポリケチドの共通構造であるγ-ラクトン環を種々の複素環に置換することにより,新規な抗がんリード化合物の創製研究を展開してきた.これまでに100種類以上のハイブリッド型アセトゲニン誘導体を合成し,そのヒトがん細胞増殖抑制活性の評価を行ってきたが,これまでに合成した誘導体のTHF環部分の立体化学は,いずれも天然に最も良く存在するthreo/trans/threo型のもののみであり,THF環部分の立体化学が生物活性にどのような影響を及ぼすかは全く不明である.そこで,様々な立体化学を有する誘導体の合成を行い,それらの生物活性を評価することを計画し,以下の成果を得た.(1)THF環フラグメントと複素環フラグメントの直接的なカップリング反応の条件検討を行い,高立体選択的に目的物を得る反応条件を見出した.(2)ハイブリッド型アセトゲニン誘導体の新規収束的合成法を確立した.研究計画に記載のとおり,THF環フラグメントと複素環フラグメントの直接的なカップリング反応に成功し,収束的な合成経路の確立に成功したため.診断技術や外科的手術の技術の進歩は目覚ましく,従来では発見し得なかった微小ながんを発見し,低侵襲な外科的手術により「がん」を根治できる症例は飛躍的に増加してきている.一方,発見が遅れ,既に手術による治療が困難である場合の選択肢として,化学療法剤による治療がある.この分野も近年,分子標的薬開発の飛躍的な発展により,最も問題であった副作用を抑えた薬剤が次々と開発されている.しかしながら,全てのがん細胞に対して有効な万能な分子標的薬は未だ存在していない.従って,新しい作用機序を有する抗がん剤の開発は,薬学研究者にとって重要な研究課題の一つである.研究代表者らは,熱帯・亜熱帯産のバンレイシ科植物より単離されるアセトゲニン類と呼ばれるポリケチドの共通構造であるγ-ラクトン環を種々の複素環に置換することにより,新規な抗がんリード化合物の創製研究を展開してきた.これまでに100種類以上のハイブリッド型アセトゲニン誘導体を合成し,そのヒトがん細胞増殖抑制活性の評価を行ってきたが,これまでに合成した誘導体のTHF環部分の立体化学は,いずれも天然に最も良く存在するthreo/trans/threo型のもののみであり,THF環部分の立体化学が生物活性にどのような影響を及ぼすかは全く不明である.そこで,様々な立体化学を有する誘導体の合成を行い,それらの生物活性を評価することを計画した.前年度までにハイブリッド型アセトゲニン誘導体の新規収束的合成法を確立した.今年度はその結果を踏まえて検討を進め,以下の成果を得た.(1)新規収束的合成法を用いて,THF環部分の立体化学の異なる8種の立体異性体の合成に成功した.

(2)合成した立体異性体の活性評価を行い,C17-18位の立体化学が活性発現に重要であることを見出した。研究計画に記載のとおり,立体異性体の合成とその生物活性評価を完了したため.診断技術や外科的手術の技術の進歩は目覚ましく,従来では発見し得なかった微小ながんを発見し,低侵襲な外科的手術により「がん」を根治できる症例は飛躍的に増加してきている.一方,発見が遅れ,既に手術による治療が困難である場合の選択肢として,化学療法剤による治療がある.この分野も近年,分子標的薬開発の飛躍的な発展により,最も問題であった副作用を抑えた薬剤が次々と開発されている.しかしながら,全てのがん細胞に対して有効な万能な分子標的薬は未だ存在していない.従って,新しい作用機序を有する抗がん剤の開発は,薬学研究者にとって重要な研究課題の一つである.研究代表者らは,熱帯・亜熱帯産のバンレイシ科植物より単離されるアセトゲニン類と呼ばれるポリケチドの共通構造であるγ-ラクトン環を種々の複素環に置換することにより,新規な抗がんリード化合物の創製研究を展開してきた.これまでに100種類以上のハイブリッド型アセトゲニン誘導体を合成し,そのヒトがん細胞増殖抑制活性の評価を行ってきたが,これまでに合成した誘導体のTHF環部分の立体化学は,いずれも天然に最も良く存在するthreo/trans/threo型のもののみであり,THF環部分の立体化学が生物活性にどのような影響を及ぼすかは全く不明である.そこで,様々な立体化学を有する誘導体の合成を行い,それらの生物活性を評価することを計画した.前年度までに8種の立体異性体の合成に成功し,C17-18位の立体化学が活性発現に重要であることを見出した。今年度はその結果を踏まえて検討を進め,以下の成果を得た.(1)THF環部分の構造を簡略化した新規誘導体を設計し、その合成に必要な二つのフラグメントの合成経路を確立した.(2)合成したフラグメントのカップリングを検討し,目的とするTHF環部分の構造を簡略化した新規誘導体を合成することに成功した.研究計画に記載のとおり,新規誘導体の合成を完了したため.研究計画に従い,今年度確立することに成功した合成経路を用いて,立体異性体の網羅的合成を行い,立体化学と生物活性に関する構造活性相関研究を実施する予定である.これまでの研究によって得られた知見を元に設計した新規誘導体の合成研究を展開する.今年度得られた知見を基に,様々な構造を持つ誘導体の合成を展開する。合成した誘導体の生物活性を評価し,活性発現に必須となる構造単位を明らかにする.使用する予定の試薬が欠品となっていたため。前年度に購入した試薬類の残りを有効利用することにより今年度の研究を実施したため,今年度の支出額が予定より少なくなったが、今年度の研究結果を踏まえて,追加で合成すべき誘導体があるため、そのための経費として使用する予定である.(理由)前年度までに購入した試薬を残量を有効利用することができたため.(使用計画)今年度の研究結果から,新たに合成を検討すべき誘導体が見出されたため,当初の計画にあった誘導体の合成と並行して,それらの誘導体の合成も実施するために使用する予定である.現在は入荷可能となっているため、予定した試薬を購入し、翌年度の計画と合わせて実施するために使用する予定である。
演繹的・発想的・ハイブリッドな議論を行うマルチエージェントシステムに関する研究

本研究ではCaminadaのラべリング手法と解集合プログラミングに基づきDungの議論意味論を効率的に計算する方法の提案,及び,その演繹的議論計算エンジンを実装した。次に事実的知識以外に真偽が未知の仮説を扱う発想的議論フレームワーク(AAF)を提案して所望のゴール論証をAAFにおいて正当化する説明(仮説集合)を発見する方法を提案し,アブダクションと解集合プログラミングに基づき全ての説明を計算する発想的議論計算エンジンを開発した。更にこれらの応用として,AAFに基づく「譲歩と妥協」の新たな交渉の形式化を提案した。最後にプリファレンスや一貫性制約の知識を交渉や議論で扱うことを可能にするPAF(Preference-based Argumentation Framework)の意味論を提案し,これらの提案手法に基づいて電子商取引を行うマルチエージェントの交渉システムを構築した。本年度(平成20年度)に実施した研究課題と得られた研究成果を以下に示す。なお研究計画上,(1),(3)は本年度実施予定の研究課題,(2)は来年度(平成21年度)実施予定の研究課題であるコンピュータ上のマルチエージェント(ソフトウェア)に複数人間が行う議論をシミュレートさせることを目的として1995年にDungが提案した4種類の議論の意味論(preferred/grounded/stable/complete)と最近Caminadaにより発見されたsemi-stableの意味論のextensions,およびそれらに関するskeptical/credulousな質問応答をASPを用いて計算する方法を提案し,Jurisin2008の国際ワークショップで発表した。更に内容を拡張した論文がLNAI論文としてSpringerより出版された.他方.本研究の提案手法をASPソルバ:DLVとC言語を用いて実装し,ツールをWeb上に公開した。(2)発想的議論の推論計算方法の提案,実装と評価議論や交渉の当事者達が各自の所望する意見が論争や議論で勝利できるために必要な仮説を想定して議論や「かけひき」を含む交渉を行うことがある。これは(1)の演繹的議論で用いる“真"である事実的知識以外に“真か偽かが未知"な仮説的知識をも扱った発想的議論となる。本研究では(1)の研究成果を発展させ,ASPを用いて発想的議論の枠組と所望の説明(仮説集合)を計算する方法を提案,その成果をArgMAS2009の国際ワークショップに論文投稿し受理された。平成21年5月に発表予定(3)自然言語による議論分析のためのGUI入力インターフェースの研究議論分析と判定のための日本語版Araucariaの設計と試作を行い,ieice学会で発表した。(1)発想的議論の枠組とその議論計算方法の提案,実装と評価議論や交渉の当事者達が各自の所望する意見が論争や議論で勝利するために必要な仮説を想定して議論や「かけひき」を含む交渉を行うことがある。これは演繹的議論で用いる"真"である事実的知識以外に"真か偽かが未知"な仮説的知識をも扱った発想的議論となる。本研究では昨年度実施したASP(解集合プログラミング)に基づく演繹的議論計算の研究を発展させ、発想的議論の枠組の提案、及び、ASPとアブダクションを用いて所望の説明(仮説集合)を計算する方法を提案すると共に、その研究成果を平成21年5月に開催されたArgMAS2009の国際ワークショップで研究発表をした。更に提案手法を実装したツールを開発、種々の例題で提案手法の正当性の検証を行ない、情報処理学会でその成果を発表した。本研究で開発したツールはWeb上で公開している(13.備考を参照)。近くArgMAS2009の改訂論文集はSpringerからLNAIとして出版される。(2)自然言語による議論分析のためのGUI入力インターフェースの研究本研究課題は平成20年度からの継続研究として研究開発に取り組み、今年度(平成21年度)はツールとして完成、その成果を情報処理学会全国大会で研究発表した。(3)演繹的・発想的議論等を要素技術に持つ応用システムの構築(1)演繹的・発想的議論やhybridargumentation等を要素技術に持つ応用システムの構築(全員)議論意味論を拡張し,異なるプリファレンスを持つ人の間でどのような結論を選択すれば全員が納得する結論が得られるかを計算する実践的議論意味論を提案した.この意味論によって,議論のプリファレンスとパレート最適性の2つの要素を1つの枠組みで扱うことができることを示した.日本語の議論を分析するツールJAraucaria,及び,EALP上の議論計算エンジンを昨年度開発したが、今年度(2010年度)は後者をJAraucariaに統合し、自然言語議論分析からELP上及びEALP上のDung意味論に基づく議論判定計算までを1つのJAraucariaツール上で計算可能にした。

(2)その他Dung意味論では議論フレームワークのグラフで奇数ループと偶数ループの扱いが異なる。人間の現実の議論では両者を対等に扱う場合があり、それを説明する意味論としてステージ意味論が提案されたのでステージ意味論の議論計算エンジンを解集合プログラミングの技術を用いて実装した。