hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前頭連合野の報酬処理系におけるモノアミンの役割

この課題を遂行中のサルの前頭連合野からニューロン活動を記録することにより、直前の反応の特徴(記憶誘導性サッケードの方向)に依存し,かつ,報酬の有無に依存して活動を変化させるニューロン活動が前頭連合野背外側部に豊富に存在することをみつけた。これらのニューロン群は「反応結果」を再現していおり,報酬の有無を直前の行動反応と役割をしていると考えられる。さらに,2頭のサルにアンチサッケード課題を改良した行動課題を訓練し,前頭連合野からニューロン活動を記録して解析したところ,報酬の期待がメモリ関連活動を増強させ,かつ,メモリ活動の情報量を高めることを明らかにした。報酬の期待は,前頭連合野のメモリ過程に作用し,運動の準備などの行動制御過程には影響しないことも明らかになった。こうして,1)報酬の有無を行動結果依存的に再現するニューロン活動,および2)報酬期待によって情報量を高めるメモリニューロンが前頭連合野に存在することが判明したので,次の暖秋として,こうしたニューロン活動におけるモノアミンの役割を解明する実験に着手し,現在,データを収集中である。平成13年度から、前頭連合野における、報酬に基づいた行動におけるモノアミンの役割を明らかにすることを目的として、慢性単一ニューロン活動記録法、局所薬物注入法などの手法を用いてアプローチしてきた。この目的のために、本年度は前頭連合野の報酬処理系をニューロンレベルで解析した。まず、2頭のサルに眼球運動性の遅延課題を訓練し、記憶誘導性サッケードの後に報酬が獲得できる試行と、報酬無しの試行をランダムに行わせた。この課題を遂行中のサルの前頭連合野からニューロン活動を記録することにより、直前の反応(特にサッカード方向)に依存し、かつ、報酬の有無に依存して活動を変化刺さるニューロン活動が前頭連合野背外側部に豊富に存在することを見出した。これらのニューロン群は「反応の結果」を再現しており、報酬の有無を直前の行動反応と結びつける役割を担うものと考えられる。さらに、2頭のサルに記憶誘導性の感覚運動変換を必要とする遅延アンチサッケード課題を訓練し、前頭連合野からニューロン活動を記録して解析した。その結果、報酬の期待は前頭連合野の記憶過程を主に増強し、運動の準備などの行動制御過程にはあまり影響を与えないことが明らかになった。この結果は、前頭連合野における報酬情報は、行動・意思決定に使用される記憶に関与し、決定後の準備過程には影響を与えないものと考えられる。上記の研究を通して、1)報酬の有無を行動結果依存的に再現するニューロン活動、2)報酬期待と空間性の記憶を担うメモリニューロンが前頭連合野に存在することが明らかにした。これらの研究から、前頭連合野における報酬処理系に関するニューロン基盤は整いつつある。最終年度となる来年度は、こうしたニューロン活動におけるモノアミンのかかわりを解明する研究に焦点を当てた研究を進め、現在データの収集を進めている。本研究の目的は前頭連合野の報酬処理系におけるモノアミンとその受容体の役割を、サルを用いて解明することにある。
定量的リスク管理のための統計的モデリングと手法の研究

歪みリスク尺度のクラスは,期待ショートフォールを特殊例として含む,望ましい性質を持つクラスである.我々は時系列データに基づく歪みリスク尺度の自然な推定量を提案し,その強一致性と漸近正規性を示した.さらに,漸近分散の一致推定量を構成し,ブートストラップ法を用いたバイアス修正法を論じた.また,歪みリスク尺度に対する簡単なバックテスト法を提案・検討し,オイラー資本配賦を計算した.経験接合関数の平滑化である経験ベータ接合関数を考案した.それは平滑化パラメータが要らず,サンプリングも極めて簡単であるという長所をもつ.経験ベータ接合関数の漸近論を証明し,モンテカルロによる数値実験でその有効性を示した.主たる研究対象としてきた歪みリスク尺度については,その推定量が一致性・漸近正規性をもつことのみならず,その漸近分散の一致推定量を具体的に構成し,ブートストラップ法の正当性も示すことができた.これは実務上的確なリスク評価・管理を遂行できるための方法を与えるものとして非常に意義のあることである.金融リスク管理において,用いたリスク計測モデルやリスク尺度推定手法が事後的に見て適切であったかどうかを検証することは必須である.このための統計的手法はバックテストと呼ばれるが,これについて,バリュー・アット・リスク(VaR)に対する方法が歪み尺度に対しても自然な形で拡張可能であることを示した.シミュレーション実験の結果では,まだ限定的ではあるが,バックテストのための条件付き推定が可能であるGARCHモデルの場合にはうまくいっていると考えられる.現在議論を巻き起こしている問題として,VaRがバックテスト可能であるのに対して,期待ショートフォールを含む歪みリスク尺度については適切なバックテスト方法がないという指摘がある.この主張は,統計的決定理論における顕在化可能性(elicitability)という概念がバックテスト可能性と同等であるとみなしている点に疑問があり,これに対する反論をいくつかの研究集会で発表した.複数のリスク要因間の相互依存関係をモデル化する道具として,近年では接合関数(コピュラ)がしばしば用いられる.この接合関数に対して推定・検定を行う際に,統計量の標本分布を推定するためには何らかのリサンプリング法が必要となる.リサンプリングを行う対象の分布として,離散な経験接合関数ではなく,それを平滑化したものを用いた方が効率的な場合がある.この目的に対して,渋谷政昭氏が考案した巧妙な方法を変形した形での平滑化を提案し,その漸近的性質を一部証明した.歪みリスク尺度のクラスは,期待ショートフォールを特殊例として含む,望ましい性質を持つクラスである.我々は時系列データに基づく歪みリスク尺度の自然な推定量を提案し,その強一致性と漸近正規性を示した.さらに,漸近分散の一致推定量を構成し,ブートストラップ法を用いたバイアス修正法を論じた.また,歪みリスク尺度に対する簡単なバックテスト法を提案・検討し,オイラー資本配賦を計算した.経験接合関数の平滑化である経験ベータ接合関数を考案した.それは平滑化パラメータが要らず,サンプリングも極めて簡単であるという長所をもつ.経験ベータ接合関数の漸近論を証明し,モンテカルロによる数値実験でその有効性を示した.本研究の目的は,これまで研究してきたリスク計測手法に基づき,定量的に金融リスクを管理するために必要な統計モデルとデータ分析手法を開発・検討することである.その中で中心的に研究してきた歪みリスク尺度について,金融時系列データにしばしば見られる時系列的依存性を考慮に入れた上でも,その推定量の漸近正規性,そしてその漸近分散の一致推定量,さらにはブートストラップ法の正当性を示すことができたことは,実務においてもより実施可能かつ正確なリスク評価・管理を遂行できるための方法を与えるものとして重要かつ意義のあることである.バックテストは様々な金融リスクを管理するための手続き上必要な統計的手法である.これについて,バリュー・アット・リスク(VaR)に対する方法の自然な拡張が可能であることを示したが,数値実験の結果からは満足のいくものとは言えない.また,現在議論を呼んでいる問題として,VaRがバックテスト可能であるのに対して,期待ショートフォールを含む歪みリスク尺度については適切なバックテスト方法がないという議論である.これに対する根本的な疑問として,統計的決定理論の立場からの顕在化可能性(elicitability)という概念がバックテスト可能性と同等であるとみなして本当に良いのかという点がある.これは今後数理的かつ理論的に吟味したい.また,2013年2月28日に日本銀行本店で開催されたワークショップ「リスク計測の高度化テイルリスクの把握」に出席し,主にバックテストの手法に関してコメントを述べた.実務家の気づかない点について理論的な立場から正しい事実を認識してもらうことには意義がある.接合関数を用いた検定を行う際に,その帰無分布を推定するためには何らかのリサンプリング法が必要となる.この目的に対して渋谷政昭氏が考案した非常に単純な方法の,漸近的正当性を部分的に示した.接合関数モデルの統計的推定・検定においてこれまで提案されてきている統計量の多くは経験分布によりデータを確率変換した,いわゆる擬似観測値に基づいている.

これは本質的に離散的なものであり,実際,各座標毎の順位の関数である.そして,この擬似観測値の経験分布である経験接合関数もまたその離散性から真の接合関数ではない.よって,実用上の見地からは,有限標本でのパフォーマンスやリサンプリング法の精密さを改善するために,経験接合関数を平滑化することによる利点があると考えられる.本年度の研究では,高次元ならではの困難を避けつつ効率的な計算方法・アルゴリズムを開発する目的のために,ベータ分布を用いた経験接合関数の平滑化(経験ベータ接合関数と命名)を提案し,その漸近的な結果を導いた.この経験ベータ接合関数はいかなる平滑化パラメータも要しないという利点もある.また,一様順序統計量を用いた,この平滑化接合関数からの非常に簡明なサンプリング法を開発し,モンテカルロ・シミュレーションによって,小標本における有効性や通常の経験接合関数と既存の平滑化との比較分析を行った.時系列データに基づく歪みリスク尺度の推定量については,それが強一致性・漸近正規性をもつことを示し,その漸近分散の一致推定量を具体的に構成し,さらにモンテカルロ・シミュレーション分析でそのパフォーマンスを検討した論文が長期間の査読過程の末,無事出版された.本年度はその延長として非独立データに対するブートストラップ法によるバイアス補正のシミュレーション分析を行った.これは実務上的確なリスク評価・管理を遂行できるための方法を与えるものとして非常に意義のあることである.歪みリスク尺度を用いたリスク資本配分に関しては,理論的計算結果とその解釈,そして数値的方法によるシミュレーション分析を行っている最中である.統計科学歪みリスク尺度の統計的性質については,中心極限定理が成り立つような範囲での漸近的性質や,多数の歪み関数と分布形を仮定しての数値的挙動についてはほぼ理解されたといってよい.この点で本研究はほぼ順調に進んでいるといってよいであろう.ただし,時系列が長期記憶性を持つ場合や分布の裾が極端に長い場合の挙動はすべて解明されたわけではなく,今後の研究課題となろう.歪みリスク尺度に対する形式的なバックテストの統計的性質は限定的な条件の下でのみわかっている.今後はより現実に近い条件の下での振る舞いを調べる必要がある.それは,現在議論を巻き起こしている期待ショートフォール,および歪みリスク尺度のバックテスト可能性に対する反論として不可欠である.本研究のもう一つの柱である,接合関数を用いた金融時系列データにおける複数変量間の相互依存性のモデリングについては,次年度に集中的に取り組みたい.現時点では比較的単純なGARCH(1,1)モデルや確率ボラティリティモデルにとどまっているが,少なくとも次年度中に,接合関数と所与の時系列構造の両立可能性を理論的に吟味することへの足掛かりを得たいと考えている.現在研究中であるリサンプリング法のための経験接合関数の平滑化について,コンピュータ計算のためのコードはできており,ベルギーの研究者グループとの共同作業も進んでいる.歪みリスク尺度の統計的性質については漸近的,数値的にほぼ理解されたといってよいが,まだ時系列的依存性が強い場合や分布の裾が極端に長い場合の挙動はすべて解明されたわけではない.また,歪みリスク尺度に対する形式的なバックテストの統計的性質は限定的な条件の下でのみわかっているだけである.さらに,現在議論を呼んでいるのは,VaRがバックテスト可能であるのに対して,期待ショートフォールを含む歪みリスク尺度については適切なバックテスト方法がないという主張である.これに対する反論として,実施可能かつ包括的なバックテストの手法を開発することが,本研究の目的である定量的
沖縄県における脳卒中疫学調査ならびに老化に関する研究

対象地域は脳卒中の発生の少ない地域であり,そのことを背景に成績を評価した。血清総蛋白質と血清アルブミンは,高令者でも高値を示し,高血圧者でもやや高値であった。これは我々が長年にわたり脳卒中の発症阻止因子としての血清総蛋白質,アルブミンの意義を重視してきたところと一致するものであり,改めて確認されたものといえる。血清総コレステロール値については,高令者でも異常低値や異常高値を示す者は少なく高血圧者でやや高い傾向が認められたが,ある程度の水準のコレステロール量が脳卒中の予防に関連しているものとも考えられる。血清ビタミンE値については,50才以上の年代の女性において境界域血圧や高血圧の者で高値を示したが,ビタミンEは脳卒中発症の阻止にも何らかの関わりがあるものとする従来からの我々の推測を支持するものと考えている。アミノ酸については,高血圧者でセリン,グルタミン酸,リジン,ロイシンが高値であったが,従来からの知見を考えあわせると,これらのアミノ酸が何らかの形で抑制的に働いている可能性が考えられる。生活習慣と健康状態についてはについてはさまざまな手法により検討を試みた。今後の資料と合わせての統計的解析の結果を待つ必要があるが,結果について概括的にいえることとして,従来より健康保持に役立つと考えられている習慣の多くが検診の検査成績についてみると好ましい方向に働いていることが確認された。具体的には,適切な食習慣や適当な飲酒,禁煙,適度の運動,充分な睡眠,社会的ネットワークの形成などが健康の保持に益するものと考えられる。しかし,検診において何らかの所見があってもその所見のあることが生活習慣の変容をもたらすように働く例も多数観察され,一時的健康障害者の健康回復という観点から興味ある点である。県庁,市町村役場,保健所等から入手した資料をもとに沖縄県全体ならびに我々が15年来追跡調査をしている佐敷町における脳血管疾患による死亡状況を過去10年間にわたり調査し,前期5年と後期5年に分けて比較検討した。その結果,県全体での脳血管疾患死亡率は前期で人口10万対5060人台であるのに対し,後期のそれは50人台とわずかながら減少がみられた。佐敷町の前期5年では人口千対1前後で推移し,0の年もあった。しかし,後期におけるそれは12と増加傾向がみられた。この点については高血圧をはじめとする脳卒中危険因子に対する住民の気のゆるみも考えられるため,特に,高血圧出現頻度の年次推移や危険因子の変化などもあわせ検討し,原因の究明が必要である。8月には10日間かけて40才以上の佐敷町住民の検診を,また11月には家庭訪門による検診を実施した。その際,生活環境,健康意識などについてアンケ-ト方式で調査を行い資料を収集した。受診者には内科的診察,身体計測(身長,体重,一部に皮脂厚),検尿,血圧測定,心電図検査,眼底検査などを行い,また,血液生化学検査のための採血を行った。現在までに測定した一般的検査項目は,末梢血一般,総コレステロ-ル,HDLコレステロ-ル,総蛋白,アルブミン,GOT,GPT,γーGTP,コリンエステラ-ゼ,尿酸,クレアチニン,血糖などである。一部には血清遊離アミノ酸,血清マグネシウムを測定した。さらに特殊検査項目の測定については準備中である。全般的に平成2年度の研究計画は順調にすすめられている。平成2年度及び平成3年度に関係官庁等から入手した調査対象地域の死亡状況の資料を利用して、過去の健康診査資料中の過酸化脂質およびビタミンEについて、死亡者と生存者、死亡者のうちの比較的短命者と長命者を受診当時の年齢により65才69才、7079才および80才以上に区分し検討を行った。生存者は死亡者に比べ、ビタミンEが高値であり過酸化脂質は低値であった。

夏期には当該地域の40才以上の住民を対象とした検診を、12月に家庭訪問による検診と既往歴を中心とする過去の健康記録についての情報収集を行った。検診の受診者には面接による生活習慣についての問診、内科的診察、身体測定(身長、体重)、検尿、血圧測定、心電図検査、眼底検査、末梢循環機能の指標とされる指尖加速度脈派検査などを行い、末梢血一般検査および血液生化学検査のための採血を行った。現在までに測定した一般検査項目は、赤血球数、白血球数、ヘマトクリット、ヘモグロビン、総コレステロ-ル、HDLーコレステロ-ル、総蛋白、アルブミン、GOT、GPT、γーGTP、血清コリンエステラ-ゼ活性、尿酸、クレアチニン、血糖などである。一部には血清遊離アミノ酸、血清マグネシウム、ビタミンEを測定した。平成2年度および3年度の血清コリンエステラ-ゼ活性値については他の生化学的指標との関連について引続き検討したが、一般的な健康状態の指標として利用することの可能性が示唆されている。また、平成3年度に実施された指尖加速度脈波についての検討によれば、飲酒喫煙習慣による修飾はあるものの軽い農作業をも含めた適度な運動が末梢の血液循環に有益な作用のあることが示唆された。生活習慣についての面接調査票に関する分析は現在進行中である。また、無侵襲な特殊な検査項目の測定についても準備中である。平成3年度については研究計画の部分的な遅速はあるものの概ね順調に実施されている。対象地域での平成2.3年度での悪性新生物による死亡例(18例)とそれまでの健康診査時のCEA値(1643例,RIA固相法(サンドウィッチ法)による。基準値2.5ng/ml)との関連について検討した。CEA値のスクリーニング検査としての敏感度を表す曲線および特異度を表す曲線が交又するのは1.5ng/mlから2.0ng/mlの間であった。スクリーニング検査としてCEA値を利用する場合には、従来からの正常範囲にとらわれない利用法が必要なことが示唆された。問題飲酒と検診結果とについて検討したところ、男性の問題飲酒は身体的な健康についての評価と考えられる検診成績だけでは見いだしにくいことが推測された。問題ある飲酒習慣が年齢によらず存在することから,検診成績に加えて詳細な問診により中高年齢者に適正な飲酒習慣を指導して行くことの重要性が示唆された。健康診査受診者の血清過酸化脂質および血清ビタミンE値はほとんど正常範囲内であったが、それらと指尖加速度脈波の成績との関連について検討したところ,過酸化脂質については低値群で加速度脈波係数が大きく,高値群で小さい傾向がみられた。ビタミンEは高値群において加速度脈波係数が低値を示す傾向がみられた。末梢循環機能の指標とされる指尖加速度脈波値と,老化関連因子と考えられる血中過酸化脂質値およびビタミンE値の間に,それらの正常範囲と考えられているレベルにおいても何らかの関連が存在することが示唆された。検診成績での所見の有無による生活習慣の変容について検討したところ,男女ともに血清脂質に所見のあった者は運動を継続する或いは始めるなどの好ましい方向での推移を示す者の比率が高かったが、男の血圧所見のある者については飲酒に関して好ましくない方向に推移していた。
エナンチオ場選択的酸化付加を基盤としたシクロヘプテン誘導体の触媒的不斉合成

シクロヘプテン誘導体の触媒的不斉合成を達成するために、先ず最も簡単な基質である3,7-diacetoxy-1-cyclohepteneのコンピューターを用いた配座解析を行った。その結果、MM2を用いた分子力場計算及びMOPACを用いた分子軌道計算に基づいたheat of formationのいずれも、アセトキシ基がオレフィンのp軌道と平行でありPd触媒に対して酸化的付加可能なpseudo-axial体が、最安定配座であるpseudo-equatorial体に対し1kcal/mol以内の範囲に存在することがわかった。そこでPd(OAc)_2(3mol%)存在下、光学活性配位子として(S)-BINAPO(6mol%)、塩基としてNaHを用い、3,7-dibenzoxy-1-cyclohepteneとdimethylmalonateをアセトニトリル中、-10°Cで反応させたところ目的とする6位に求核剤が導入されたシクロヘプテン誘導体が収率40%、鏡像異性体過剰率24%eeで得られた。そこで更に、5位に置換基を導入した5-(di-tert-butyldimethylsilyloxy)-3,7-dibenzoxy-1-cyclohepteneを用い同様の条件で反応を行ったところ、目的とする6位に求核剤が導入されたシクロヘプテン誘導体が19%、80%eeで得られたのに対し、2位に求核剤が導入されたシクロヘプテン誘導体が53%、32%eeと主成績体として得られた。そこで求核剤をより立体的に崇高いdimethyl2-(1-propenyl)malonateに換え検討したところ、目的とする6位に求核剤が導入されたシクロヘプテン誘導体2のみを80%、60%eeで得ることに成功した。2は更に、oppolzerらの条件に従いPd触媒を用いene反応により2環式化合物であるbicyclo[5.3.0]decane誘導体3へと収率良く変換できた。現在、3を天然物である(-)-Clavukerin A及びCへの変換を検討中である。本研究により、これまで光学活性体での合成が困難であった7員環化合物及びbicyclo[5.3.0]decane誘導体の触媒的不斉合成法を開発できたことになり、極めて興味深い結果を得ることができた。
児童生徒のストレス対処能力形成を支援する食教育プログラムの開発

児童生徒は、ストレスに対して自力では適切に対処できないケースが多いといわれている。そのため、児童生徒の状況を適切に把握し、ストレス対処能力の形成を促すことは、学校教育の喫緊の課題である。本研究では、ストレス対処能力の形成を主眼とした食教育プログラムを開発し、そのプログラムがストレス対処能力形成にどう寄与するのかを検証するとともに、開発・改良した食教育プログラムを普及させる。これにより児童生徒のストレス対処能力形成や、食生活を含む生活習慣の改善を図り、抑うつリスクの低下や、健康的な生活習慣の獲得、学校生活の充実・学業パフォーマンスの向上に貢献し、子どもたちの「生きる力」を育むことを目指す。
ヘリカルCT-ToothPixによる下顎管と下顎智歯との関係に関する研究

1、オルソパントモグラム上で下顎智歯と下顎管が重なっている、あるいは近接している141歯に対しヘリカルCT撮像後、ToothPix-MPR画像(多断面再構成画像)を用いて分析検討した。その結果、これまでの画像にない3次元的な観点からの所見が得られた。ただしヘリカルCTにおいてZ軸すなわち体軸方向の空間分解能に限界がある。これは撮影時に寝台が移動するため画像の歪みである。XY軸方向すなわち軸位においての画像の歪みはきわめて少ない。今回の検討においてこれらを極力減らす為に、X線ビーム幅1mm、1mm寝台移動、0.5mmピッチ、360度補間再構成法を用いた。以上の条件の場合体軸方向の空間分解能は約0.5mmであると推察される。このため下顎管と智歯の間に存在する骨壁は、0.5mm以下のものは判別困難となる。ただし抜歯操作などではかなりの力が加わるため歯根や骨片による圧迫や挫滅、バーによる損傷など菲薄な骨が介在していても神経損傷は、おこりうるためこれらの画像は予防面において非常に有用である。2、智歯と下顎管の間の骨壁が存在しなかったToothPix-MPR画像29症例をオルソパントモグラムと比較検討した結果、1:智歯根尖部における透過性の亢進したもの10症例(34.5%) 2:下顎管の偏位したもの6症例(20.7%)3:下顎管の白線が消失したもの4症例(13.8%)以上のような特徴的な所見が得られた。今後その他の歯根と下顎管との関係について検討する予定である。1、抜歯困難と判断され、開業医より紹介された智歯抜歯症例(平成8年度)824歯に対しオルソパントモグラム上で下顎智歯と下顎管との関係を分析分類した。(1)O型:智歯根尖と下顎管が重なっていない症例は、529歯(64.2%)。(2)Ia型:智歯根尖と下顎管が上壁で接しており、かつ智歯根尖部で下顎管が彎曲していない症例は、130歯(15.8%)。(3)Ib:智歯根尖と下顎管が上壁で接しており、かつ智歯根尖部で下顎管が彎曲している症例は、19歯(2.3%)。(4)IIa型:智歯根尖が下顎管の上壁と下壁の間に位置しており、かつ彎曲していない症例は、103歯(12.5%)。(5)IIb型:智歯根尖が下顎管の上壁と下壁の間に位置しており、かつ下顎管が彎曲している症例は、19歯(2.3%)。(6)IIIa型:智歯根尖が下顎管下壁より下方に位置しており、かつ彎曲していない症例は、19歯(2.3%)。(7)IIIb型:智歯根尖が下顎管下壁より下方に位置しており、かつ彎曲している症例は、5歯(0.6%)であった。2.開業医より抜歯を依頼された症例の内、オルソパントモグラム上で下顎智歯と下顎管が重なっている、あるいは近接している141歯に対しヘリカルCT撮像後、ToothPixにて分析検討した結果、下顎管に対して智歯根尖が舌側に位置していたものは77歯、頬側34歯、直上26歯、歯根間4歯であり、ToothPixにて下顎管と智歯根尖との間に骨壁を認めなかった症例は、Ib型1歯、IIa型19歯、IIb型15歯、IIIa型6歯、IIIb型8歯であった。

これらのうち抜歯後実際に下顎管の露出を認めた症例は、IIa型11歯、IIb型7歯、IIIa型2歯であった。今後さらに詳細な検討を加える予定である。1、オルソパントモグラム上で下顎智歯と下顎管が重なっている、あるいは近接している141歯に対しヘリカルCT撮像後、ToothPix-MPR画像(多断面再構成画像)を用いて分折検討した。その結果、これまでの画像にない3次元的な観点からの所見が得られた。ただしヘリカルCTにおいてZ軸すなわち体軸方向の空間分解能に限界がある。これは撮影時に寝台が移動するため画像の歪みである。XY軸方向すなわち軸位においての画像の歪みはきわめて少ない。今回の検討においてこれらを極力減らす為に、X線ビーム幅1mm、1mm寝台移動、0.5mmピッチ、360度補間再構成法を用いた。以上の条件の場合体軸方向の空間分解能は約0.5mmであると推察される。このため下顎管と智歯の間に存在する骨壁は、0.5mm以下のものは判別困難となる。ただし抜歯操作などではかなりの力が加わるため歯根や骨片による圧迫や挫滅、バーによる損傷など菲薄な骨が介在していても神経損傷は、おこりうるためこれらの画像は予防面において非常に有用である。2、智歯と下顎管の間の骨壁が存在しなかったToothPix-MPR面像29症例をオルソパントモグラムと比較検討した結果、1:智歯根尖部における透過性の亢進したもの10症例(34.5%) 2:下顎管の偏位したもの6症例(20。7%)3:下顎管の白線が消失したもの4症例(13.8%)以上のような特徴的な所見が得られた。今後その他の歯根と下顎管との関係について検討する予定である。
ラット培養神経細胞におけるβ-amyloid proteinの影響

Ratの培養神経細胞を使用し、βamyloid proteinの神経細胞・神経線維に対する影響を確認することを本研究の目的とする。その評価方法として形態学的評価に加え、βamyloid proteinに対する抗体を用い酵素抗体法により細胞内に流入したβamyloid proteinを染色し検出する。また、ミトコンドリア機能(MMT)や蛋白量(SRB)を測定する事により定量的に評価する事を目的として本実験を行った。更に、βamyloid proteinにより変化した細胞内のDNA fragmentationをTUNEL法により染色した。初期培養3日目にβamyloid proteinを0-1000μMの種々の濃度で培地に添加し、1週間培養した後、MTT assayおよびTUNEL法によるDNA fragmentationの染色を行った。MTT assayの結果では、200μMまでは用量依存的に、それ以上の高濃度では同程度のmitochondria機能障害を認めた。この変化は、neuronおよびC6 glioma cellのいずれでも認められた。また、TUNEL法によるDNA fragmentationの検討では、用量依存的にTUNEL陽性細胞の出現を認めた。結果として、βamyloid proteinは、neuronおよびC6 gliomaのいずれに対しても、mitochondria機能障害、DNA fragmentationを惹起する事が示唆された。
魚類椎骨を対象とした数理解析と実験による骨の形態形成メカニズムの解明

本研究の目的は,骨の多様な形態が形成されるメカニズムを骨に加わる外力に基づいて理解することである.研究対象の魚類の椎骨は側面の形態が種によって異なる.観察から,これらの形態は各魚種の遊泳法との関連が予想された.そこで,外力依存的に形態を生成する数理モデルを構築し,現在までに一部の形態が再現できた.研究期間中はより多種の形態を正確に再現するため,数理モデルの改良に必要な生物的要因を実験から明らかにする.加えて,椎骨の構造強度解析と変異体を用いた遺伝子操作実験により,椎骨の形態と外力の関連を調べ,数理モデルを検証する.改良した数理モデルを用いて,異なる形態に共通の形成メカニズムを明らかにする.本研究の目的は,骨の多様な形態が形成されるメカニズムを骨に加わる外力に基づいて理解することである.研究対象の魚類の椎骨は側面の形態が種によって異なる.観察から,これらの形態は各魚種の遊泳法との関連が予想された.そこで,外力依存的に形態を生成する数理モデルを構築し,現在までに一部の形態が再現できた.研究期間中はより多種の形態を正確に再現するため,数理モデルの改良に必要な生物的要因を実験から明らかにする.加えて,椎骨の構造強度解析と変異体を用いた遺伝子操作実験により,椎骨の形態と外力の関連を調べ,数理モデルを検証する.改良した数理モデルを用いて,異なる形態に共通の形成メカニズムを明らかにする.
低酸素・活性酸素種・レドックス活性を捉える in vivo 可視化プローブの創製

CuBr/2,2'-bipyridine触媒系を用い、細胞膜脂質の部分構造を有する2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)の原子移動ラジカル重合(ATRP)を行うことにより、生体適合性に優れた双極性(ベタイン)ポリマーPMPCを合成した。次に、水溶性の近赤外蛍光色素(NIR Dye)として、IRDye 800CWを選び、PMPC末端に導入した800CW-PMPCを合成した。さらに合成した800CW-PMPCと各種ROSとの反応を、in vitroでの紫外ー可視吸収スペクトルと光音響(PA)信号強度により評価した結果、代表的なROSの一つであるClO-共存下において、800CW-PMPCは速やかに褪色し(蛍光イメージング)、PA信号強度が著しく低下することが明らかになった。一方、マウス大腸がん細胞colon 26を右肩に担癌したマウスに、800CW-PMPCを尾静脈投与し、48時間後のin vivo PAI撮像により、800CW-PMPCが腫瘍部位に高集積していることを確認した。続いて、ClO-溶液を腫瘍部位に局所投与し、投与前後のin vivo PAI撮像により、腫瘍部位からのPA信号強度が著しく低下することが明らかになった。以上の結果は、新たに合成した800CW-PMPCがPAプローブとして有効であり、EPR(Enhanced Permeability and Retention)効果により、腫瘍部位に高集積することから、PAI撮像により腫瘍の正確な位置情報が得られること、および腫瘍部位に集積した800CW-PMPCが速やかに褪色し、PA信号強度が著しく低下した場合には、ROSとしてClO-が存在するという腫瘍内部の機能情報が得られることを示している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度は、低酸素応答性および放射線増感機能性を併せ持つ2ーニトロイミダゾール(2ーNI)と、三重共鳴NMRシグナル発信部位である13C/15Nを二重ラベル化したホスホリルコリンとの複合化により、腫瘍低酸素領域に集積する新しい「セラノスティック」プローブ13C/15NーNIPCを合成し、その機能について検討した。2ーNIとTBDMS基で保護したブロモアルコールとの反応を行った後、脱保護し2ーNIのアルコール体を合成した。さらに、ホスホロアミダイト法を用いて、13C/15Nー二重ラベル化塩化コリンとの反応により、13C/15NーNIPCプローブを合成した。まず、13C/15NーNIPCプローブの放射線増感効果をコロニー形成法により評価した。低酸素条件下(0.3%酸素濃度)において、13C/15NーNIPCプローブを投与したヒト肺癌細胞群A549(5000 cells)にX線を照射した結果、13C/15NーNIPCプローブ未投与の細胞群に比べ、細胞生存率が著しく低下した。この結果は、13C/15NーNIPCプローブが、低酸素細胞に対する有効な放射線増感効果を有することを示しており、腫瘍低酸素領域におけるセラノスティックプローブとしての可能性を示している。次に、13C/15NーNIPCプローブを投与したA549細胞を低酸素環境下で培養、インキュベート、洗浄した後、細胞抽出液の三重共鳴NMR測定を行った。その結果、13C/15NーNIPCプローブのメチル基1Hのシグナル(1Hー13Cー15N, 3.13 ppm)のみが高選択的に検出された。生体への実応用には、検出感度や低酸素細胞への集積性、放射線増感効果の更なる改善が必要であるが、本研究では、腫瘍の「診断」と「治療」を同時に実現するセラノスティックプローブの開発が可能であることを明らかにした。本研究では、研究代表者が開発した「分子標的MRI法」を活用し、生体深部における腫瘍低酸素環境、活性酸素種、およびレドックス活性を「その場」で画像モニタリング(可視化)できる革新的磁気共鳴イメージングプローブの創製を目的とする。平成29年度は、当初の計画通り、腫瘍低酸素領域に集積する新しい「セラノスティック」プローブ13C/15NーNIPCの合成に成功した。また、13C/15NーNIPCプローブが低酸素細胞に対し、高い放射線増感効果を有すること、および三重共鳴NMR測定により、細胞夾雑物が多数存在する系においても13C/15NーNIPCプローブのみを高選択的に検出できることを明らかにした。現在、担癌マウスを用いて、13C/15NーNIPCプローブのex vivoおよびin vivo機能評価を行っている。

一方、マウス大腸がん細胞colon 26を右肩に担癌したマウスに、800CW-PMPCを尾静脈投与し、48時間後のin vivo PAI撮像により、800CW-PMPCが腫瘍部位に高集積していることを確認した。続いて、ClO-溶液を腫瘍部位に局所投与し、投与前後のin vivo PAI撮像により、腫瘍部位からのPA信号強度が著しく低下することが明らかになった。以上の結果は、新たに合成した800CW-PMPCがPAプローブとして有効であり、EPR(Enhanced Permeability and Retention)効果により、腫瘍部位に高集積することから、PAI撮像により腫瘍の正確な位置情報が得られること、および腫瘍部位に集積した800CW-PMPCが速やかに褪色し、PA信号強度が著しく低下した場合には、ROSとしてClO-が存在するという腫瘍内部の機能情報が得られることを示している。今後の方針としては、研究代表者が開発した生体適合性に優れ高選択的に腫瘍部位に集積するホスホリルコリンポリマー(PMPC)のさらなる高度利用法の開発を目指し、活性酸素種(ROS)、およびレドックス活性のin vivo光音響イメージング(PAI)に有効な新しい分子プローブを開発する。具体的には、吸収波長が異なる2種類の近赤外蛍光色素(NIR色素)、すなわち「ROSと反応し、PA信号強度が変化(減少)するNIR色素」と「ROSと反応せず、PA信号強度が変化しないNIR色素」の両方をPMPCに導入し、PAIに有効な新規NIRーPMPCプローブを合成し、その機能評価を行う。最終的には、研究代表者が開発した分子標的MRI法とPAI法を用いて、生体内のROSとレドックス活性の「定量的」画像化を実現する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
温泉郷排水に含有する低濃度ヒ素挙動の解明とその高効率除去プロセスの構築

環境庁は平成5年に水質汚濁に関わる環境基準の内人の健康に関わる項目の基準を18年ぶりに改正した。その中でヒ素に関する基準値は従来の0.05mg/Lから0.01mg/Lに改訂されている。これを受けて平成6年2月から施行された新らしい排水基準の水質項目の中でヒ素の排水基準は従来の0.5mg/L(昭和46年6月から施行)から0.1mg/Lまで厳しく改訂されている。東北地方には多くの温泉町があり、その中には排水に0.2mg/L以上のヒ素が含まれているものもある。このため現在の新しい環境基準に適用すべく、有機物や窒素などの処理だけでなく、ヒ素除去も大きな問題となっている。本研究は、非沈法と生物学的処理法(オキシデーションデイッチ法)とを組み合わせた効率的温泉排水処理プロセスについて以下の結論を得た。凝集剤としては塩化第二鉄と硫酸アルミニウムを比較した場合、塩化第二鉄を凝集剤として用いる方が効率よくヒ素除去が可能であり、低濃度(0.2mg/l)の場合にも高濃度(1.5mg/l)の場合にも同様の結果であった。特に高濃度のヒ素を処理する場合に、硫酸アルミニウムの添加量を増加させても排水基準値(0.1mg/l)以下にヒ素濃度を低下させることができなかった。また、汚泥生成量は添加量が等しい場合にはほぼ同様な値であった。オキシデーションデイッチへ凝集剤を直接添加した場合(20mg/L)にも活性汚泥へ悪影響を及ぼすことはなかった。塩化第二鉄の添加量が増すと処理水中に残存する鉄が高くなる傾向がみられた。ヒ素濃度が低い場合の方がヒ鉄比が小さい条件で排水基準値以下にヒ素を除去可能であった。ヒ素濃度の低い場合(0.2mg/l)には薬注タンクを新たに設置して添加した方がオキシデーションデイッチ槽に直接添加する方法よりも低濃度の添加量でヒ素濃度を排水基準値以下にすることができた。ヒ素と人間の関わりが歴史が長く、その有毒性は古くから知られている。これを受けて平成6年2月から施行された新たらしい排水基準の水質項目の中でヒ素の排水基準は従来の0.5mg/L(昭和46年6月から施行)から0.1mg/Lまで厳しく改訂されている。一方、平成7年度におけるわが国の下水道普及率は54%にまで達しており、2000年には70%程度にまで引き上げるべく、これまで普及の進んでいない地方の市町村を中心に下水処理施設の建設が急務となる。本研究は、共沈法と生物学的処理法(オキシデーションディッチ法)とを組み合わせた効率的温泉排水処理プロセスについて以下の結論を得た。凝集剤としては塩化第二鉄と硫酸アルミニウムを比較した場合、塩化第二鉄を凝集剤として用いる方が効率よくヒ素除去が可能であった。

汚泥生成量は添加量が等しい場合にはほぼ同様な値であった。オキシデーションディッチへ凝集剤を直接添加した場合(20mg/L)にも活性汚泥へ悪影響を及ぼすことはなかった。塩化第二鉄の添加量が増すと処理水中に残存する鉄が高くなる傾向が見られた。ヒ素濃度が低い場合の方がヒ鉄比が小さい条件で排水基準値以下にヒ素を除去可能であった。環境庁は平成5年に水質汚濁に関わる環境基準の内人の健康に関わる項目の基準を18年ぶりに改正した。その中でヒ素に関する基準値は従来の0.05mg/Lから0.01mg/Lに改訂されている。これを受けて平成6年2月から施行された新たらしい排水基準の水質項目の中でヒ素の排出基準は従来の0.05mg/L(昭和46年6月から施行)から0.01mg/Lまで厳しく改訂されている。東北地方には多くの温泉町があり、その中には排水に0.2mg/L以上のヒ素が含まれているものもある。このため現在の新しい環境基準に適用すべく、有機物や窒素などの処理だけでなく、ヒ素除去も大きな問題となっている。本研究は、共沈法と生物学的処理法(オキシデーションディッチ法)とを組み合わせた効率的温泉排水処理プロセスについて以下の結論を得た。凝集剤としては塩化第二鉄と硫酸アルミニウムを比較した場合、塩化第二鉄を凝集剤として用いる方が効率がよくヒ素除去が可能であり、低濃度(0.2mg/l)の場合にも高濃度(1.5mg/l)の場合にも同様の結果であった。特に高濃度のヒ素を処理する場合に、硫酸アルミニウムの添加量を増加させても排水基準値(0.1mg/l)以下にヒ素濃度を低下させることができなかった。また、汚泥生成量は添加量が等しい場合にはほぼ同様な値であった。ヒ素濃度の低い場合(0.2mg/l)には訳注タンクを新たに設置して添加した方がオキシデーションディッチ総に直接添加する方法よりも低濃度の添加量でヒ素濃度を排水基準値以下にすることができた。
光触媒活性超親水性効果はオッセオインテグレーションを亢進する

骨組織内に埋入されるインプラント表面改質により,光触媒超親水性効果を付与することで,インプラント表面での細胞接着を促進し,ひいては骨形成(オッセオインテグレーション)を亢進するとの仮説を立て,細胞培養試験ならびに動物実験により検証を行った.その結果超親水性インプラントにおいては,早期からの細胞接着,伸展,増殖が向上し,さらにオッセオインテグレーションの指標である骨接触率の有意な向上を認めた.骨組織内に埋入されるインプラント表面改質により,光触媒超親水性効果を付与することで,インプラント表面での細胞接着を促進し,ひいては骨形成(オッセオインテグレーション)を亢進するとの仮説を立て,細胞培養試験ならびに動物実験により検証を行った.その結果超親水性インプラントにおいては,早期からの細胞接着,伸展,増殖が向上し,さらにオッセオインテグレーションの指標である骨接触率の有意な向上を認めた.二酸化チタンは紫外線照射により光触媒活性を持つことが知られている.その作用は抗菌,脱臭,防汚,親水性作等多機能に渡っている.今回我々は光触媒超親水性効果に着目し,その生体材料への応用を試みている.純チタンを陽極酸化することで,表層に成製される二酸化チタン膜は光触媒活性を持つことが知られている.我々は純チタンが硫酸・リン酸・過酸化水素系混合浴中で陽極酸化すると,試料は紫外線照射後メチレンブルーの有意な脱色ならびに水接触角の減少(50°→10°)を示し,確かに光触媒活性が付与されることを追認した.高分解のTEM解析でも試料表層に非晶質酸化チタンとともに高い光触媒活性を持つことで知られるアナターゼ型酸化チタンが混在してすることが明らかになった.さらに我々は独自に陽極参加後の試料を微量フッ化物にて処理することにより,その光触媒活性が飛躍的に向上し,水接触角は5°という超親水性を示すことを明らかにした.本試料を用い,多分化能を有する筋芽細胞C2C12の細胞培養試験を行った.その結果光触媒超親水性効果は,30分という極めて早期から細胞の伸展性が促進させ,また細胞接着性ならびに細胞増殖率を有意に向上させる有意義な結果を得た.また陽極酸化を応用した表面改質のみならず,かねてから研究分担者と手がけているイオン光学的手法を用いた手法においても,光触媒超親水性効果を持つ試料の作成にも成功し,細胞培養試験において同様の有意義な結果も得ている.現在2種類の表面改質をチタンインプラントに施し,それらをウサギ脛骨に哩入し終えたところで,次年度組織標本による評価を経時的に行っていく.なお本年度得られた新規の知見は特許出願を終えており,また一部は研究発表を行った.我々は工業界で環境浄化等に用いられている光触媒、その中で最も活性を示すアナターゼ型酸化チタン(TiO_2)の超親水性機能に着目し、歯科インプラントへの応用を検討した。平成18年度においてはチタンディスク表面にPlasma Source Ion Implantation(PSII)法および熱処理を施してアナターゼ型TiO_2の酸化膜を付与し、その表面性状をレーザー顕微鏡にて観察、計測を行った。さらに被験ディスクを用いた細胞培養に関する研究を行った。以下に平成19年度に着手した研究の成果及び2年間の総括を述べる。方法:PSII-熱処理を施したインプラント(φ3.75、長さ7.0mm)を用い、骨親和性を検証した。実験動物として家兎(日本白色種、体重約4.0kg)を用い、両側脛骨近位端に対して24時間紫外線照射を行ったインプラントおよび対照群として非照射のインプラントをそれぞれ埋入した。埋入2週後に検体を採取し、通法に従い固定、脱水、レジン包埋後、非脱灰研磨標本(厚さ約40μm)を作製した。得られた標本はトルイジンブルー染色を行い、骨接触率(BIC)の計測ならびに形態観察を行った。結果:インプラント埋入2週後、対照群においてはインプラント周囲骨の形成量は少なく、BICは低い値であった。一方、紫外線照射したインプラント周囲にはトルイジンブルーに濃染する幼若な類骨組織が多く観察され、インプラント下方への進展が観察された。これに相関するように、BICも埋入後初期段階ですでに高いことが確認された。本研究の総括:本研究の結果から光触媒超親水性効果は、インプラント埋入直後の細胞反応を亢進させ、ひいては早期のオッセオインテグレーション獲得を可能とすることが示唆された。今回得られた結果は臨床的にも非常に有用であると考えられ、今後臨床応用に向けた研究をさらに進めて行きたい。平成18,19年度までにチタン表面に酸素イオン注入および熱処理を施してアナターゼ型TiO_2の酸化膜を付与することで,親水性が著しく向上し,細胞接着・伸展・増殖促進をもたらし,さらに骨内埋入後のオッセオインテグレーションが有意に亢進する、ことが確認された.平成20年度においては,動物実験結果の総合的な解析とともに,一連の実験結果の詳細なメカニズム解明の一助とするために,親水性試料への血清タンパク吸着試験を行った.家兎両側脛骨近位端へのインプラント埋入実験においては,埋入2週後の骨接触率(BIC)を飛躍的に向上させ,さらに埋入6週間後においても親水性インプラントと未処理コントロールインプラント間に有意差を認めた.

このことから親水性インプラントでは,初期のインプラント表面での有意な骨形成がその後の骨形成カスケードを促進させることが示唆された.またこれまでに得られた,親水性インプラントにおける有用な生体反応が血清接着タンパクの吸着促進によるものではないかという仮説から,親水性,コントロールのディスク両者にヒト血清を作用させ,吸着したファイブロネクチンの定量を行ったところ,親水性試料において有意に高い吸着量を示した.本研究の総括:本研究の結果から光触媒超親水性効果は,インプラント埋入直後の血清接着タンパクの吸着を促進することで,細胞反応を亢進させ,ひいては早期のオッセオインテグレーション獲得を可能とすることが示唆された.今回得られた結果は,臨床において注目されている即時荷重や早期荷重等治療期間の短縮を図る治療法に対して非常に有用であると考えられる.
ケアの倫理による近現代政治理論の「主体性」概念の再検討

本研究は、近代以降の市民社会およびその基礎となってきた近代リベラル・デモクラシー理論や現代市民社会においては「主体性」(subjectivity)概念が過剰に重視されてきた結果、近代考の政治に排除的性格が持ち込まれているのではないかという問題意識に立ち、「脆弱性」(vulnerability)を人間の本質的特徴であるとする「ケアの倫理」(Care Ethics)に基づいてこれらの理論に批判的考察を加えることを目的としている。
熱的および化学的に安定な多機能薄膜の作成とその利用に関する研究

アルミニウム陽極酸化皮膜はナノメータレベルの均一な直線状細孔を多数有し、分離膜として利用されている。しかし、陽極酸化皮膜は酸やアルカリ中では容易に溶解するうえ、中性水溶液中でも徐々にAlイオンが溶出するという欠点をもっている。一方、炭素は耐薬品性が高く化学的に安定である。そこで、本研究ではアルミニウム陽極酸化皮膜の外表面と細孔内壁にCVD法により均一に炭素を堆積させ、化学的に安定な炭素/陽極酸化皮膜複合体を調製した。さらに、細孔内壁を改質するために酸処理やフッ素化処理などの化学的処理を施した。このように化学修飾した炭素/アルミニウム陽極酸化皮膜複合体の吸着特性を調べるとともに、気体透過実験や水-エタノールの浸透気化分離実験で分離膜としての性能を調べた。未処理複合体とフッ素化処理したものの窒素吸着実験より、フッ素化処理を施すと毛管凝縮による窒素吸着量はかなり減少することがわかった。このような吸着量の減少は細孔内壁へのフッ素原子の導入によるN_2分子と内壁との相互作用の低下のためと考えている。炭素/陽極酸化皮膜複合体に処理を施すと、どの場合も気体透過率は減少した。細孔中の気体の流れはKnudsen流であると考えられるが、全ての膜でその選択性は理論値よりやや高い値となった。未処理および処理した炭素/陽極酸化皮膜複合体を用いエタノール水溶液の浸透気化実験を行った。未処理および酸処理膜では水-エタノールの分離は起こらなかったが、フッ素処理した複合体については、エタノール濃度が高い領域において、透過液のエタノール濃度は供給液の濃度より低いことがわかった。つまり、この領域ではフッ素処理膜は水選択透過膜であった。これらの膜は市販の有機高分子膜と比較すると分離係数はまだまだ低いが、透過流速は高く10100倍であった。1.本研究では数十nm程度の均一な直線状細孔をもつアルミニウム陽極酸化皮膜に種々の有用な機能を賦与し、その高度利用を目的としている。アルミニウム陽極酸化皮膜の細孔径は気体体分子の平均自由行程にくらべて小さいので気体分子は分子流により拡散透過する。しかし分子流では分子量に大きな差がない限り高い選択性を望めず、ガス分離膜としての利用も制限される。そこで本年度ではアルミニウム陽極酸化皮膜にプロピレンのCVDを行い、細孔内壁に炭素を堆積させ、細孔径を狭めることにより気体の選択性の向上を試みた。2.電解研磨したAl板を20%硫酸中で化成電圧20V、0°Cの条件で陽極酸化した。その後15°Cの20%硫酸中に1時間浸せきしてバリアー層を除去し、径約20nmの直線状細孔を持つアルミニウム陽極酸化皮膜を調製した。、得られた陽極酸化皮膜の細孔内壁にプロピレンを用いたCVDにより炭素を堆積させた。得られた複合膜の平均孔径をSEM観察により求めた。気体の透過率はHe,N_2,O_2の単成分気体を用いて30°Cで測定した。選択性は各気体の透過率の比で評価した。3. CVD温度が800°Cの場合、CVD時間とともに膜の孔径が減少した。またCVD温度が750°Cでも長時間CVDを行うと孔径が減少した。これらの膜について気体透過実験を行った。800°Cで2時間CVDを行った膜のHe透過率は陽極酸化皮膜の4割程度まで低下し、孔径の減少から計算される分子流の理論的減少割合(30%)とほぼ同程度であった。つぎに透過選択性に対するCVD条件の影響を調べた。

分子流の場合の理論的選択性はHe/N_2=2.65He/O_2=2.83N_2/O_2=1.07であるので陽極酸化皮膜だけでもHe/N_2とHe/O_2の選択性は理論値を上回っている。CVDを行うことによってHe選択性はさらに増加したがN_2/O_2選択性はほとんど変化しなかった。選択性の飛躍的な向上のためには表面拡散が支配的になる領域まで孔径を狭める必要がある。現在、孔径をさらに狭めるためCVD条件の最適化を行っている。アルミニウム陽極酸化皮膜はナノメータレベルの均一な直線状細孔を多数有し、分離膜として利用されている。しかし、陽極酸化皮膜は酸やアルカリ中では容易に溶解するうえ、中性水溶液中でも徐々にAlイオンが溶出するという欠点をもっている。一方、炭素は耐薬品性が高く化学的に安定である。そこで、本研究ではアルミニウム陽極酸化皮膜の外表面と細孔内壁にCVD法により均一に炭素を堆積させて化学的に安定な炭素/陽極酸化皮膜複合体を調製した。この膜は表面に炭素が堆積しているので疎水性が強く、アルコールにぬれるが水にはまったくぬれない。このようなぬれ性の違いを考慮して、本年度では炭素/陽極酸化皮膜複合体を水-エタノールの浸透気化分離の分離膜として利用し、その分離特性を調べた。さらに、細孔内壁を改質するために複合体にさまざまな物理および化学的処理を施し、これらの処理が分離特性におよぼす効果を検討した。800°Cでプロピレン(窒素中1.2%)のCVDを行い陽極酸化皮膜上に炭素を堆積させた。調製した炭素/陽極酸化皮膜複合体(細孔径20nm)に対してつぎの3種類の処理を施した。まず、炭素表面のぬれ性を変化させるために硝酸処理とフッ素処理を行った。これらの処理により炭素表面に酸素原子あるいはフッ素原子を導入することができる。また、複合体をポリスチレンのトルエン溶液中に6時間浸漬し、その後トルエンで表面のポリスチレンを洗浄除去することで、細孔内へのポリスチレンの導入も試みた。これらの膜を用いて水-エタノールの浸透気化実験を25°Cで行った。その結果、未処理の炭素/陽極酸化皮膜複合体では水-エタノールの浸透気化実験で分離性能を示さないが、細孔内にポリスチレンを導入したり、炭素表面をフッ素原子で化学修飾することで水選択透過膜となることがわかった。そこで、本研究ではアルミニウム陽極酸化皮膜の外表面と細孔内壁にCVD法により均一に炭素を堆積させ、化学的に安定な炭素/陽極酸化皮膜複合体を調製した。さらに、細孔内壁を改質するために酸処理やフッ素化処理などの化学的処理を施した。このように化学修飾した炭素/アルミニウム陽極酸化皮膜複合体の吸着特性を調べるとともに、気体透過実験や水-エタノールの浸透気化分離実験で分離膜としての性能を調べた。未処理複合体とフッ素化処理したものの窒素吸着実験より、フッ素化処理を施すと毛管凝縮による窒素吸着量はかなり減少することがわかった。このような吸着量の減少は細孔内壁へのフッ素原子の導入によるN_2分子と内壁との相互作用の低下のためと考えている。