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子どもの権理論の原理的新課題に対応する欧州審議会の人権準則定立活動に関する研究-子どもの権利行使に関する欧州条約と子ども期政策プロジェクトの意義-

本研究は、欧州審議会の子どもの権利に関する準則定立および政策立案活動、特に、96年に閣僚委員会において採択され、現在批准のための署名に公開されている「子どもの権利行使に関する欧州条約」(European Convention on the Exercise of Children's Rights)、および、子ども期政策プロジェクトに焦点を当て、それが、子どもの権利論の原理的新課題にどのように対応するものであるのかを明らかにすることを目的としている。初年度において、子どもの権利行使に関する欧州条約の仮訳および一応の分析を終え、本年度においては「子ども期政策プロジェクト」に重点を移して研究を行なってきた。子どもの権利が、子どもに直接する大人との人間的関係においてしか保障されず、国家の果たすべき役割は間接的なものとならざるをえないこと(国家の間接責任制)、そして、子どもの成長発達保障が子どもに直接責任を負う大人によって実現されえないものの、大人と子どもとの関係を規律する原理として、子どもの「意思の尊重」原則が位置づけられざるをえないことが、子どもの権利の新課題として認識されていることを明らかにし得た。そして、そのような原理実現の家族法領域における具体化として、先の「子どもの権利行使に関する欧州条約」が位置づけられ、そこでは、親子関係における子どもの意思の尊重原則の実現を裁判所がチェックする問うことが目的とされていることを明らかにしてきた。なお本研究では、欧州人権裁判所による子どもの権利に関する判例の研究も予定していたが、まだ分析の途上であり、今後の課題として残されている。本年は,欧州審議会における子どもの権利に関する準則の基本原則の翻訳及び日本との比較を行うための,日本における子どもの権利及び子ども期に関する全般的な状況の把握につとめた。子どもの権利行使に関する欧州条約及び子ども期政策プロジェクトの関連文書の翻訳は終了し,前者については,図書において公表する予定である。また,日本における子ども期政策現状については,非政府組織及び研究者,弁護士と調査・研究プロジェクトを実施し,調査・研究の取りまとめの事務責任者として貢献し,報告書取りまとめ起草委員として,その執筆にも加わり,図書として公表できた。また,その報告書の英訳を国連子どもの権利委員会に提出し,ジュネ-ブで行われた国際会議においてその成果を公表した。今後,"子ども期"概念の理論的研究及び子どもの手続的権利に関する理論的研究を深めて行く予定である本研究は、欧州審議会の子どもの権利に関する準則定立および政策立案活動、特に、96年に閣僚委員会において採択され、現在批准のための署名に公開されている「子どもの権利行使に関する欧州条約」(European Convention on the Exercise of Children's Rights)、および、子ども期政策プロジェクトに焦点を当て、それが、子どもの権利論の原理的新課題にどのように対応するものであるのかを明らかにすることを目的としている。
平地部における開発と環境の変化に関する歴史的研究

東京都日野市・八王子市という地域に対象を限定して、地方文書の整理・検討を行うとともに、当該地域の考古遺跡などの実地踏査のほか、考古遺物を再検討しつつ、旧石器から近世までの土地利用および環境の変遷を、長い歴史的変遷のなかで通史的に明らかにしえた点に大きな意義がある。また古文書や村絵図を新たに多数発掘し、低地部とはいっても山際では焼畑が行われたり、多摩川流域の開発には洪水被害や用水路開削をめぐる紛争が多かったことや、砂利採取による人工的な水害が発生するなど、開発の様相を具体的に指摘した。平成18年度は、これまでの研究蓄積をデータ化するとともに、新たな史料の発掘に努め、その整理・検討に時間を費やした。すなわちパソコンおよび周辺機器に、これまでのデータを移すとともに、新たな史資料の入力を行い、研究協力者との情報の共有化を図った。また日野・八王子地区における近世文書の発掘・検討および考古遺跡の現地確認や遺物実検のために、研究協力者とともに、平成18年8,月4日7日・同11月11日12日・平成19年2月24日25日に、合宿で調査研究会を八王子市内にて実施し、史料の発掘・整理および研究討論を行った。とくに近世村落として、主要な研究対象となる八王子市の旧石川村に関しては、近世領主が幕府ほか旗本4名の相給であるため、基本となる近世文書が分散しており、全体像がつかみにくいという問題があった。すでに旗本1氏に関しては、かつて申請者が中心となって整理した石川家文書があるが、今回、幕府領の名主を務めた源原家の古文書を整理することができた。この両者を比較検討することで、今後、石川村における開発の概要が明らかになると思われるため、全史料の整理と目録化に、主な労力を傾けた。幸いに2月の調査において全貌がつかめ、絵図4点+冊文書339点+状文書336点の目録作成および基礎文書の写真の撮影・整理が、研究協力者の協力のもとに完成をみた。これによって新たな史料発掘の目的を達成し、石川村における古文書整理の基礎作業が終了した。このほかにも八王子市における調査研究会の成果として、八王子市郷土資料館において、この地域の開発関連文書である平家文書・関根家文書の目録検討を行い、当地域における開発の様相の一端が明らかになった。なお考古学関係では、調査研究会において、八王子市石川天野遺跡におけるGPS探査を行うとともに、同宇津木台遺跡・日野市七つ塚遺跡からの出土遺物の現物検討を実施した。また旅費申請は行っていないが、国士舘大学鶴川校舎および立川市内において、平成18年4月26日・5月11日・6月9日・7月3日・9月24日・10月4日・12月6日・1月14日にも、研究会を定期的に開催し、長期的な研究計画および調査研究会の実施計画のほか、石川家文書からみた村落構造などについて報告・討論を行っている。とくに源原家文書の概要検討や性格分析については、何度かの検討を試みたことで、その目録整理に大きな成果を生かすことができた。さらに申請者は、源原家文書の一部を用いて、「日野八王子地区における切畑について」なる報告を行い、これまで山間部の開発方式とされてきた焼畑が、当該地域の山よりの平地部においても近世まで行われていたことを明らかにした。また最終的な全体報告書についても、平成21年度に当地域の開発に関する研究論文集を刊行すべく、その内容構成についても検討した。平成19年度は、これまで整理してきた史料の検討に重点を移しつつ、史料の収集対象を、日野・八王子の周辺地区にまで拡大し、絵図のデータ化を行うとともに、確認調査を実施した。このため日野・八王子地区において、研究協力者とともに、平成19年6月15日17日・同8月11日12日・同10月14日、同12月89日、平成20年3月89日に、調査研究会を八王子市内にて実施した。とくに近世村落として、主要な研究対象となる八王子市の旧石川村に関しては、昨年に整理を完了した源原家の古文書の本格的な検討に入った。その結果、源原家・石川家などに所蔵される村絵図の検討から、当地域における目野用水の重要性が明らかとなった。また多摩川流路や用水路の変化についても新たな知見が得られ、日野用水に関係する用水相論・開発地相論などの実態についても解明が進んでいる。なお江戸城普請によって、多摩川の砂利が大量に供給され、これが当地域における水害の一因となっていることも判明した。さらに当地域の開発関連文書である平家文書・関根家文書の検討から、山間部の土地利用に、林業および焼畑が重要な位置を占めることが分かった。なお考古学関係では、八王子市石川天野遺跡、同宇津木台遺跡・日野市七つ塚遺跡からの出土遺物を検討した結果、これまでの実測図に問題があることも指摘された。

また旅費申請は行っていないが、国士舘大学鶴川校舎および立川市内において、平成19年4年4日・5月16日・7月18日・9月25日・11月6日・1月28日・2月29日にも、研究会を開き当地域における旧石器時代から、近世に至るまでの開発発展史における問題点を指摘し、その概要をほぼ見渡しうるに至った。平成20年度は、3年目の最終年度にあたるので、これまでに整理・検討した資料の裏付けを取り、研究テーマに関連した関連資料をより精緻に収集することに重点を置いた。すなわち研究も仕上げ段階に入ったので、研究協力者との議論に努めた。この検討については主に、4月21日・5月26日・7月18日・10月7日の定期的な研究会において行われた。また資料の補充的調査については、8月2931日および12月13・14日の八王子合宿調査が宛てられた。さらに12月13日の午後には、地理学的見地から早稲田大学久保純子教授による当該地域の地形的特徴に関する研究報告を、研究協力者とともに拝聴し、地域開発の前提となる自然地理的な条件についての検討を報告者ともども行った。また文献史料の核となる地方文書については、従来から研究代表者らが手がけていた八王子市石川町の石川家文書、および研究とともにスタートした同源原家文書の目録化を終了し、これをデータ入力して、エクセルによる一覧表化を行った。さらに景観および開発研究に最も有効な資料となる村絵図の精選を行い、50枚弱のトレースについても完了した。これに加えて、生活環境の始源にあたる旧石器時代の重要な資料となる黒曜石の科学分析も行った。こうして本年度は、研究成果報告へ向けての総合的検討がかなりの進展を見せたことになる。これらを踏まえて、3月1日には、研究代表者および研究協力者による総合的な研究報告検討会を行った。このうち旧石器・縄文・弥生・古墳までは考古学の成果、中世および近世は文献史学を中心として、考古学の成果を加えたものとなる。また研究の厚みが補償されるのは、文献史料の多い近世となるが、開発と環境の変化について、林野の利用や用水開削と新田開発など、いくつかの具体相を明らかにしえたものと考える。なお本研究は、旧石器時代から幕末まで、すなわち前近代全てを見通すものであることから、それぞれの時代と専門に精通した研究協力者との徹底的な議論を通して、平地部における開発と環境変化に関する歴史的解明が必要とされる。最終的には、研究代表者が通史的な見解をまとめ、その具体相を追求する研究協力者が各論を提示した研究書を一両年中に刊行する予定である。
生理学的パラメータを模倣した機能集積型Body-on-a-chipの構築

創薬分野では非臨床試験において、実験動物を使ったin vivo試験や培養細胞を用いたin vitro試験が実施されているが、ヒトと実験動物の種差やin vivoとin vitroの乖離に起因する医薬品開発コストの増加が社会的問題となっている。そこで本研究では、この乖離を補完するための高次in vitro系として、マイクロ流体デバイス技術を活用した機能統合型Body-on-a-chipの構築を目指す。具体的には、本研究では医療・創薬分野への応用を見据えつつ、生物学的に新しい知見を得るための高次in vitro系として、1ADME(吸収(Absorption)・分布(Distribution)・代謝(Metabolism)・排泄(Excretion))機能集積化、2生理学的パラメータ再現、3マイクロ電気化学センサ集積化を実現する機能統合型Body-on-a-chipを構築する。初年度となる2018年度では本研究の根幹であるOrgans-on-a-chipの設計において生理学的パラメータを再現することの意義について検討した。その結果、Organs-on-a-chipのようなin vitro実験系であってもその流路デザインにおいて生理学的パラメータを再現することが薬効毒性評価において極めて重要であることが示唆された。このほか、他の多臓器モデルとして、肝臓・筋・脂肪組織モデルを集積化したデバイスの設計・作製にも着手している。Organs-on-a-chip集積型のマイクロセンサの開発については、研究分担者の東京大学小森らと協力しながらグルコースオキシダーゼ(GOD)を利用するマイクロ流体デバイスに集積化が可能なマイクロバイオセンサを開発し、細胞動態のオンライン計測を実現した。初年度となる2018年度では、本研究の根幹であるOrgans-on-a-chipの設計において生理学的パラメータを再現することの意義について検討した。具体的には、生理学的な血流入量比や臓器体積比を再現する肝臓と肺の二臓器集積型デバイスを開発し、抗がん剤を用いてその効果を検証した。この結果、デバイス上で各臓器モデルに流入する培養液量が変化することによって、抗がん剤の薬効が異なることが明らかになった。すなわち、Organs-on-a-chipのようなin vitro実験系であってもその流路デザインにおいて生理学的パラメータを再現することが薬効毒性評価において極めて重要であることが示唆された。Organs-on-a-chip集積型のマイクロセンサの開発については、研究分担者の東京大学小森らと協力しながらグルコースオキシダーゼ(GOD)を利用するマイクロ流体デバイスに集積化が可能なマイクロバイオセンサを開発した。今年度中に細胞培養部とセンサ部を有する肝臓モデルデバイスを作製し、HepG2細胞の24時間のオンライン動態計測を実現した。今後はOrgans-on-a-chipを用いて得られた実験データを元に数理モデルを構築し、生理学的パラメータの有用性の検討を進める予定である。2019年度中には肝臓・筋・脂肪組織デバイスのプロトタイプを完成させて、評価実験に着手する。また、その他の臓器機能を集積化する多臓器モデルを開発するととともに、それらの機能評価には、株化細胞だけでなく、初代培養細胞やiPS由来細胞の利用を念頭に置く。Organs-on-a-chip集積型センサについては、これまで開発してきたグルコースオキシダーゼを用いたグルコースセンサは寿命や感度に課題が残っているため、今後はグルコース脱水素酵素を用いたマイクログルコースセンサを開発し、その評価を実施していく方針である。

この結果、デバイス上で各臓器モデルに流入する培養液量が変化することによって、抗がん剤の薬効が異なることが明らかになった。すなわち、Organs-on-a-chipのようなin vitro実験系であってもその流路デザインにおいて生理学的パラメータを再現することが薬効毒性評価において極めて重要であることが示唆された。このほか、他の多臓器モデルとして、肝臓・筋・脂肪組織モデルを集積化したデバイスの設計・作製にも着手している。Organs-on-a-chip集積型のマイクロセンサの開発については、研究分担者の東京大学小森らと協力しながらグルコースオキシダーゼ(GOD)を利用するマイクロ流体デバイスに集積化が可能なマイクロバイオセンサを開発した。今年度中に細胞培養部とセンサ部を有する肝臓モデルデバイスを作製し、HepG2細胞の24時間のオンライン動態計測を実現した。今後はOrgans-on-a-chipを用いて得られた実験データを元に数理モデルを構築し、生理学的パラメータの有用性の検討を進める予定である。2019年度中には肝臓・筋・脂肪組織デバイスのプロトタイプを完成させて、評価実験に着手する。また、その他の臓器機能を集積化する多臓器モデルを開発するととともに、それらの機能評価には、株化細胞だけでなく、初代培養細胞やiPS由来細胞の利用を念頭に置く。Organs-on-a-chip集積型センサについては、これまで開発してきたグルコースオキシダーゼを用いたグルコースセンサは寿命や感度に課題が残っているため、今後はグルコース脱水素酵素を用いたマイクログルコースセンサを開発し、その評価を実施していく方針である。
DNA多型解析による北海道における多包虫分離株の識別

本研究の目的である北海道における多包虫分離株の多型解析を行うために、旭川食肉検査事務所より供与された試料は旭川市を中心に道北・道東の多くの地域から収集されたものであった。多包虫のDNAを得るために多包虫感染陽性と検査されたブタの肝臓から病巣を摘出し、スナネズミ腹腔内へ移植して幼虫の増殖を試みた。文献的には移植後半年で増殖した幼虫組織が得られているが、今回は予想以上に幼虫の発育が不良であり移植した病巣のうち幼虫の増殖が見られたものは少数例であったため、分析に必要十分な量の幼虫組織を得ることはできなかった。よって多型を示すことが予想されるDNA領域を増幅するPCR法や制限酵素による多型解析を実施するまでには至っていない。そのため、幼虫組織の増殖に時間を要する点や、本研究を実施中に検討されたDNA解析法の改善点も含めて、現在以下の方法で解析を急いでいる。1.本研究中は肥育ブタ生産地域別に多包虫を集めることができる環境にあったが、さらに北海道立衛生研究所の協力により、北海道各地で多包条虫検査のために持ち込まれるキタキツネから多包条虫成虫の供与を受けることが可能になった。多数の多包条虫成虫が採取できるため、解析に十分なDNAを得ることができる。現在、すでに10数カ所の地域の多包条虫の供与を受けており、今後も他の地域のサンプルを採取できる予定である。2.当初予定していたPCR-RFLP法に加え、リボソーム遺伝子をコードする塩基配列中に介在する変異の蓄積されやすいITS領域のDNA配列のシークエンスを行い、成虫の分離地域別に比較する。これらの解析手段に加え、ブタおよびキツネ由来の多数の検体を用いることによって、北海道における多包条虫の遺伝的多様性を十分評価できると思われる。
酸化物磁性体のテラヘルツ・マグノン生成とその空間伝播観測

現代の情報社会を支えるエレクトロニクスでは,電子の持つ電荷の自由度やその流れ(電流)が情報を担っている.しかし電流に伴う発熱が避けられず,デバイスの高密度化が限界に達しつつある.一方,電子が持つもう一つの自由度であるスピンの利用技術(スピントロニクス)が盛んに研究されている.個々の電子スピンは方向をもち,ある軸の周りに歳差運動する.その集団運動(スピン波)は,電流と違って原理的には発熱の問題がないことから,新しい情報媒体として期待されている.この新規情報媒体を社会が共有する第一歩として,スピン波の伝播に関する制御技術を確立する意義は非常に大きい.申請者らは,アンテナや電極を用いずにスピン波を誘起する全く新しい手法として,約100 fsのパルス幅を持つ円偏光パルスを磁性体に集光することによって非熱的にスピン波を誘起することを着想した.そして実際に,光で誘起したスピン波の実時間・実空間観測をした.具体的には,まずフェリ磁性体の希土類-ビスマス-鉄ガーネット単結晶表面に高強度の円偏光パルス(ポンプ光)を直径50μmの円形スポットに集光すると,逆ファラデー効果によりスポット内でスピン歳差運動が始まる.その様子をポンプ-プローブ磁気光学測定する.また歳差運動は,ポンプ光のスポット外にもスピン波として二次元的に伝播していく.ポンプ光に対するプローブ光の相対位置を試料上でスキャンすることで,スピン波伝播を時間・空間分解して観測した.我々は「ポンプ光パルス照射によって誘起されたスピン波の初期状態の波数分布は,光パルスの空間強度分布のフーリエ変換によって決まる」というモデルを考案し,実験結果と数値計算のほぼ完ぺきな一致を確認した.24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまで磁性体の高周波特性はマイクロ波帯(10GHz)でさかんに研究が進められてきた。一方,反強磁性モードのマグノン周波数は,強磁性体よりも桁違いに高くTHzオーダーに達することから,高周波デバイスへの応用が期待されるが,これまではあまり研究が進んでいなかった。本研究では,フェムト秒光パルスやテラヘルツ電磁波をガーネットやオルソフェライトといった酸化物磁性体に照射することでコヒーレントマグノンを生成すること,またこれを磁気信号として利用するために,マグノンの空間伝播を実時間で直接イメージングすることを目的とする。今年度は、反強磁性体の中でも最も高いマグノン周波数を有するCoOを用いて測定を行った。これまで報告例の少なかった直線偏光パルスによる励起を中心に非熱的にマグノンを発生させ4.4THz,6.6THz,8.9THzという極めて高いマグノン周波数の観測に成功した。これらのマグノンは発生効率が偏光面の角度に大きく依存するので選択的に振動モードを励起することができた。また一方、新しいスピン波誘起の手法として、逆ファラデー効果を用いたスピン制御に注目した。この手法によって誘起されるスピン波モードを特定するために、円偏光パルス照射場所から二次元的に伝播するスピン波の位相を時間空間分解測定した。実験結果は、静磁波の分散関係を用いた数値計算によってよく再現することができ、誘起されるスピン波の波数分布が光パルスのスポット形状で決まることが明らかになった。当初の今年度の研究目的は達成され、さらに直線偏光でのスピン制御、ポンプ光スポット形状によるスピン波制御などの想定以上の知見を得ることができた。マグノン周波数がGHz帯であるガーネットと異なり、THz帯に達する反強磁性体のマグノンの空間伝播長は1μm以下になると予想され、検出が困難であることがわかった。
職種別自殺リスクの実証分析

第一に、市区町村レベルの自殺率と社会経済変数の関係を明らかにした。具体的には、統計モデルの一致推定には動学パネル回帰分析の手法が有益であること、また男性では貯蓄率が、女性では生命保険支払額と女性失業者数と女性総労働力人口が、各性別自殺率と負相関することを示した。第二に、都道府県レベルの職種・年齢・性別の就労人口数・自殺者数を記述統計・グラフ分析した。具体的には、職種別粗自殺率の複雑な年齢効果が自殺者数と労働力人口の年齢効果の違いから来ること、1998年以降の自殺率の急上昇は一部の職種が主たる要因であること、および地域ごとの傾向や異質性が強いことを明らかにした。適宜研究助手を雇用するなどして、1980年度から2010年度までの期間における人口動態職業・産業別統計の保管表から、男女別・各職種別の自殺者数、総死亡数、および自殺率と関係が深いとされている離婚率を抽出した。公衆衛生・社会施策の分野で広く認識されている1997年度から1998年度にかけての自殺率の急上昇は、当該データでは1995年度と2000年度における自殺者数の違いに反映されているはずである。興味深いことに、有職者については、国勢調査の職業大分類のうち、「専門的・技術的職業従事者」においてのみ顕著な自殺者数の増加がみられた。また、この傾向は男女に共通して認められた。一般的に自殺行動には男女間で明確な差がみられるが、同傾向が性差を問わず観察される事実は、「専門的・技術的職業従事者」には、他と比べて明確に自殺リスクが高い職業が含まれていることを示した。また、本研究期間には、平成24年度-平成25年度に科学研究費補助事業で先験的に行った自殺のオプション価値の理論・数値的解析および自殺率の地域別データ(2次医療圏、市区町村)の解析(課題番号24730203)をさらに発展させることも意図されていた。この計画に従い、平成26年度は、自殺のオプション理論の論文をさらに磨き上げ、3つの国際学会(Econometric Society Australasian Meeting, World Finance Conference, Indonesian Financial Management Association Meeting)で発表した。また、統計数理研究所の第5回自殺リスクに関する研究会における発表では、市区町村別の自殺率データと全国消費実態調査および国勢調査からとられた市区町村別の社会経済変数とを組み合わせ、また自殺率データの系列相関や地域固定効果を制御する動学パネルモデルを用いることで、貯蓄水準が自殺率を抑える要因として統計的に有意であることを実証した。まず、前回の科研費研究(24730203自殺の二次医療圏データの計量経済分析)の成果をまとめた論文を国際的な学術雑誌に投稿し、掲載された。当該研究は、日本の市区町村レベルの自殺率の挙動を同様の区分で集計された社会経済変数で説明するものであり、男性では貯蓄率が、女性では生命保険支払額がそれぞれリスク低下要因として働くことを発見した。本科研費に基づく研究として、まず、「自殺対策のための自殺死亡の地域統計」が更新されたのを受け、都道府県別のデータベースを拡充した。当該データは、国勢調査年ごとに年齢調整かつベイズ調整された標準化死亡比を基に間接自殺率を算出している。これらと、「人口動態職業産業別集計」を基に様々な方法で算出した自殺率とを比較した。結果として、「地域統計」の自殺率は、年度間比較には最新の注意を払う必要があるものの、バイアス・変動の両面で安定化されていると推測され、以降の統計的分析では当該データを用いることにした。また、1998年以降、高リスクであるとされる農林漁業作業者や無職者の自殺率の上昇は限定的であった。しかし、男性では専門的・技術的職業従事者、管理的職業従事者およびサービス職業従事者で、また女性では管理的職業従事者、保安職業従事者、および運輸・通信従事者で、自殺率の有意な上昇が認められた。よって、国全体での自殺率の高まりはこれら職業従事者のリスクが寄与したと考えられる。他方で、欧米の先行研究で指摘された男性の保安職従事者の自殺率は日本では低く抑えられていることが判明した。さらに、都道府県別に職業別自殺率をプロットしたところ、女性の管理的職業従事者と保安職業従事者は東京近郊県と瀬戸内海沿岸に目立った上昇が認められた。また一般的に1998年以降でも自殺率上昇のタイミングと主な地域は職業別に様々であることが示唆された。都道府県レベルの、自殺を含む男女別・職種別死亡・離婚データの構築はおおむね達成された。また市区町村レベルの自殺率の社会経済変数による回帰分析でもある程度納得いく結果を得ることができた。さらに、自殺のオプション価値に関する理論分析の論文は、国際学会で著名な学者から大変有益なコメントを戴くことができた。

計量経済学自殺の地域別データの実証研究は論文執筆中であり、近い将来医療経済系の学術雑誌に投稿可能となるであろう。職種別自殺リスクに関しては、統計数理研究所のプロジェクトチームが2次医療圏レベルでの職種別自殺リスクを再集計しており、平成27年度半ばには利用可能な状態になるとのことである。これにより、課題番号24730203において研究代表者が先駆的に行った自殺リスクの地域研究の研究成果と本研究課題の研究成果を合流させることができるようになるため、今後はそちらの面での研究を推進したい。また、自殺のオプション理論の論文はもうすぐ投稿可能な状態となるため、そちらも早急に仕上げたい。当該研究費の「その他」経費で捻出する予定であった、World Finance Conference and Banking Symposium学会への参加費が、参加手続きの遅れにより予想されていた金額より高額となったため。その全額を所属大学からの個人研究費より支出した。この結果残額が生じた。次年度の学会参加費用に充てる予定。
中高エネルギー電子の検出装置の開発及び性能評価

高エネルギー粒子の発生過程における微細なメカニズムを知る上では、数十keVから数MeVまでの電子観測を時間・角度・エネルギーについて高分解能で測定する必要がある。しかし、十数keV数MeVのエネルギーを持った電子の観測機器は、日本においては十分に精度のよいものがない。本研究においては、γ線などの測定技術として利用されてきた井戸型アクティブ・コリメータを応用することによって、高い角度分解能と四方から高エネルギー粒子が検出器に飛び込んでくるような環境においても、正しく動作する電子計測システムの開発を行った。また、中エネルギー側のエネルギー測定精度を向上させるため、ストリップタイプのSi検出器の開発とその専用読出し回路の開発を同時に行なった。その結果、井戸型のCsIシンチとストリップタイプのSi検出器を組み合わせることにより、コリメートの難しかった中高エネルギー電子の入射方向を数度以内で決定することができた。また、本研究によって開発した電子計測システムにより、高エネルギー粒子が四方から飛び込んでくるような状況においても、新たに導入したCsIシンチによって、入射方向が特定された電子のみを効率よく検出することが可能となった。非常にバックグランドの高い環境下に置いて、今までの検出器では、パイルアップの影響によって正しいエネルギー測定と強度測定が不可能であったが、本研究で用いたストリップSi検出器と専用の読出しチップの開発によって、観測対象粒子のエネルギーを正しく測定できること、また強度も正確に測定出来ることを示すことができた。本年度はPIN型のSi検出器とSi(Li)型のSi検出器を購入し、検出器の不感層の検討を行った。期待するエネルギー分解能が非常に高いため、検出信号が周囲ノイズに対して非常にセンシティブである。よって、検出器専用に特殊な変更を加えた前置増幅器回路を使用した。これらの装置を用いた実験の結果、真空チャンパー内でAm放射線源のα線測定では、不感層は数百nm程度であることがわかった。検出器と厚めの不感層ではあるが、今回の電子計測装置用としては、無視できる不感層の厚さであることが確認できた。次に、シールド用のシンチレータ素材について検討を行った。本年はCsI、TlBrを購入し、測定を行った。シンチ光を検出するためにPIN型のフォトダイオードで実験を行った。これは、小型化を図るためであり従来の光電管を使う方式と大きく異なる。発光量の評価には、電子線としてSr線源とCs線源を用い、X線としてはAmを用いた。実験の結果、PINフォトダイオードでは十分な信号を得ることができなかった。そこで、アバランシア型のPINフォトダイオードを用いて再計測を行ったところ、アンチ信号として十分な大きさの信号が得られることがCsIについては実証できた。しかし、TlBrについては、十分な発光量を得ることができなかった。シンチの強度についての検討も行ったところ、TlBrについては結晶が壊れやすくX線、γ線のアンチ検出としては非常に高い性能を期待していたが、本検出器での採用は見送ることにした。代わって、CsIは、十分な検出効率をもっていること、加工が簡単であり強度的にも問題がないことが確認できたため、Si検出器を内部に納めることができる、底付き円柱(井戸型)の加工・製作を本年中に終了した。来年度以降は、CsIを用いたアクティブシールド付電子検出器のビーム実験による総合性能評価を計画している。その結果、井戸型のCslシンチとSi検出器を組み合わせることにより、コリメートの難しかった中高エネルギー電子の入射方向を数度以内で決定することができた。

また、本電子計測システムにより、高エネルギー粒子が四方から飛び込んでくるような状況においても、新たに導入したCslシンチによって、入射方向が特定された電子のみを効率よく検出することが可能となった。また、太陽フレアー時などに発生するX線のSi検出器入射による、電子カウントの誤認についても、X線やγ線に感度の高いCslを用いることによって非常に高い効率でバックグランドとなるX線やγ線を除外することができ、電子カウントへの影響を無視できるシステムを作成できた。
エイズ病態進行に及ぼすＨＩＶ－１逃避変異に関する研究

本研究では、細胞傷害性T細胞(CTL)の認識を障害するHIV-1の変異が、どのように病態進行に影響を与えるかを明らかにした。HIV-1感染者430名の解析から、CTLの認識に影響を与えている可能性がある283の変異を同定した。その内、HLA-B52/C12に相関した5つのPOL領域の変異は、HIV-1の増殖力を低下させ、4つのエピトープを認識するCTLにより選択されことを明らかにした。HLA-B52/C12を持った患者では、CTLによるHIV-1の増殖の抑制だけでなく、逃避変異が選択された場合でも、ウイルス増殖そのものが低下し、これによりエイズへの進行が遅れると考えられた。細胞傷害性T細胞(CTL)によりHIV-1ウイルスの増殖が抑制されることが明らかにされているが、そのウイルス増殖抑制効果は完全でない。またはHIV-1は様々な構成蛋白を変異させCTLから逃避することが知られている。これらの逃避変異の多くは感染者集団の中で蓄積するが、その蓄積によりエイズへの進行が加速される可能性が議論されているが未だ証明されていない。そこで感染者集団全体の中で、逃避変異の蓄積がどの程度病態進行に影響を与えるかを明らかにするために、以下のような研究をし、成果を明らかにした。2.逃避変異の病態進行に及ぼす影響:逃避変異の有無が、病態進行に及ぼすかを明らかにするために、逃避変異を持っている患者と持っていない患者の間で、CD4T細胞数、VLに有意な差がみられるかを解析した。その結果、HLA-B*52:01に相関する変異でこれらの臨床指標と相関する変異が見られた。3.11-merのオバーラップペプチド(OLP)を用いたHIV-1 Nef, Gag, Pol,領域に対するCTLの反応の解析:約500名の各患者のHIV-1ペプチドに反応するCD8+T細胞を調べた。その結果、13種類のエピトープを認識するCTLが、HIV-1の増殖抑制を示すことを明らかにした。2)HIV-1 Nef, Gag, Pol領域に対するCTLの反応の解析:日本人HIV-1感染者401人について、HIV-1特異的CD8陽性T細胞の反応を網羅的に解析することで、HIV-1コントロールに関与するCD8陽性T細胞の同定を、overlapペプチドを用いて試みた。その結果、HIV-1感染制御に関与した13個のエピトープ特異的CD8陽性T細胞を見つけ出し、そのうち9個は新規のエピトープであった。またこれら13エピトープへの反応が血漿中ウイルス量と強い負の相関、CD4陽性T細胞数と強い正の相関を示し、これらのT細胞の相乗効果が体内でのHIV-1コントロールに対して大きく影響していることが判明した。これら13エピトープのうち9つはHIV-1サブタイプB感染者において保存されており、3つは特異的T細胞によって交叉認識されることが判明、これら12エピトープはエイズワクチンの抗原としてきわめて有用であることが示唆された。HLA-A*24:02に相関しているNef135番目の変異(YからF)は、2つ長さが違うエピトープ(RW8とRF10)特異的CTLにより選択されることが明らかにできた。この変異ウイルスは新たなエピトープ(RW8-2F, RF10-2F)を作り出すが、RF10-2Fのみが新たなCTLを誘導することができること、一方、誘導されたRF10-2F特異的CTLは新たなHIVー1、あるいは元の野生型のHIVー1を選択できなかった。これはこの変異により、エピトープペプチドの結合の安定性が落ちることにより、免疫原性が大きく低下するからであることを明らかにできた。このように、HIVー1とそれを認識できるCTLは相互進化していることが明らかになった。27年度に明らかにした研究業績をもとに、28年度は以下の研究を行い成果が得られた。1)その変異の集積が、患者のウイルス量の低下につながるHLA-B*52:01(およびHLA-C*12:02)相関変異に関して、まずこれらの変異部分を含むCTLエピトープの同定を試みた。Pol領域において2種類の新規HLA-B*52:01拘束性CTLエピトープと1種類の新規HLA-C*12:02拘束性CTLエピトープの同定に成功した。次にこれらの変異がエピトープ特異的CTLによって選択された逃避変異であるかを解析結果、エピトープ特異的CTLによって変異ペプチドおよび変異ウイルス感染細胞が全く認識されないか、認識の低下がみられた。さらに、これらの変異を持つウイルスはwild-typeのウイルスよりもin vitroウイルス増殖能が低いことが示された。以上の結果、HLA-B*52:01ならびにHLA-C*12:02拘束性CTLによって選択されたこれらの変異が感染者に蓄積することで、CTLによる排除とウイルス増殖能が低下し、pVLがコントロールされていることが明らかとなった。2)2つのHLA-C*12:02拘束性CTLの存在が、日本人感染者集団で、血中のウイルス量の低下、CD4 T細胞数の上昇と相関することを明らかにした。そのうちの1つのCTLエピトープ内の変異は、CTLの認識を大きく低下させ、逃避変異であることをしました。この2つのHLA-C*12:02拘束性CTLと4つのHLA-B*52:01拘束性

CTLが、協調的に働き、血中のウイルス量の低下、CD4 T細胞数の上昇と相関することを明らかにした。これらの結果から、HLA-B*52:01-C*12:02ハプロタイプを持った感染者では、これらのCTLによりHIV-1の増殖を低下させていると示唆された。本研究では、細胞傷害性T細胞(CTL)の認識を障害するHIV-1の変異が、どのように病態進行に影響を与えるかを明らかにした。HIV-1感染者430名の解析から、CTLの認識に影響を与えている可能性がある283の変異を同定した。その内、HLA-B52/C12に相関した5つのPOL領域の変異は、HIV-1の増殖力を低下させ、4つのエピトープを認識するCTLにより選択されことを明らかにした。HLA-B52/C12を持った患者では、CTLによるHIV-1の増殖の抑制だけでなく、逃避変異が選択された場合でも、ウイルス増殖そのものが低下し、これによりエイズへの進行が遅れると考えられた。HIV-1の遺伝子解析とCTLの解析は、Env領域以外は終了しており、病態進行に影響を与える変異解析も順調に進んだ。本研究の目的(HIVの病態に及ぼすHIV-1逃避変異の解析)から考えておおよそ順調に進行していると言える。最終年度である28年度は、病態進行に関連した変異を持ったウイルスを作製し、その増殖能を解析、増殖能の低下もしくは増強がみられるかを明らかにする。これにより、変異によるウイルス増殖能自体の病態進行に関与する程度を明らかにする。さらに多くのCTLクローンを作製し、HIV-1感染細胞認識能、HIV-1増殖抑制能、テトラマー結合能などを調べ、逃避変異選択機序を解明する。28年度が最終年度であるため、記入しない。感染免疫学平成26年度に解析できた、HLA相関する変異が実際にCTLから逃避するエピトープであるかを、CTLエピトープ同定、CTLによる変異ウイルスの認識の解析等を行い、27年度は明らかにする。具体的には、病態進行を遅らせるHLA-B*52:01, HLA-C*12:02に相関する変異部分に関して、この部位を認識するHLA-B*52:01もしくはHLA-C*12:02拘束性CTLエピトープを同定し、これに対するCTLを作製して、これを用いて変異がCTLの逃避変異かを明らかにする。HIVー1とそれを認識できるCTLの相互進化について明らかにすることを優先し、この部分以外の予算の執行が遅れたため。Gag, Pol, Nef領域の解析を優先し、この部分以外の予算執行が遅れたため。病態進行に関連した変異を持ったウイルスの作製や増殖能の解析等のための試薬・器具等の物品費、実験補助のための人件費、研究打ち合わせや研究成果発表にかかる旅費、その他、試料の輸送費等に使用する計画である。CTLエピトープ同定やCTLによる変異ウイルスの認識の実験・解析等のための試薬・器具等の物品費、研究打ち合わせや研究成果発表にかかる旅費、その他、試料の輸送費等に使用する計画である。
随意独立活性に着目したヒトの多筋制御システムのモデル化と筋電肩義手制御への応用

本研究の目的は、随意独立活性の観点に基づいたヒトの多筋制御システムの同定及び、その筋電肩義手制御への応用である。今年度は、前年度に同定した随意活性化可能な筋シナジーモジュールが、随意運動制御における最小単位である随意筋活動プリミティブと等価かどうかを実験的に検証した。第一に、等尺性の手先力生成課題において、上肢13箇所の筋活動情報を計測し、手先力と筋電の関係を対応付ける線形行列を推定した。続いて同様の実験環境下において、ランダムな順番に単一の筋のみの筋活性を被験者に指示した。単一の筋のみの随意活性化度合いを指標として視覚フィードバックし、実験的に随意筋活動プリミティブを同定した。筋活動の再構成能力および因子の数を筋シナジーと比較すると、筋シナジーは随意筋活動プリミティブの重ね合わせで表現できる可能性が示唆された。さらに、低自由度肩義手に対しては、最も単純なシナジーとして自由度の削減方策を適用し、手先の特定自由度のみを筋電で制御する方策を実装した。その結果、健常者および両肩離断者の両使用者において、垂直方向及び水平方向の物体の把持移動動作が可能であったことが示された。従って、本実験結果はシナジーの概念を筋電肩義手に適用する有用性を示したといえる。さらに、肩義手システム全体の多自由度化に向け、ロボットアームハードウェアと筋電センサシステムの多自由度化を行った。多自由度ロボットアームの開発では干渉機構をさらに拡張した、多軸干渉機構を提案し、ワイヤ経路を含めたメカ設計を行った。さらに、日常生活環境下における使用を想定した、防水性を有するフレキシブル筋電センサシステムの開発も行った。以上の研究活動から、4件の査読付き学術論文掲載、12件の国際会議発表、9件の国内会議発表、1件の特許申請の成果を得た。本研究の目的は、随意独立活性の観点に基づいたヒトの多筋制御システムを同定すること及び、その同定した多筋制御システムを筋電肩義手へ応用することである。今年度は、等尺性力収縮時の筋シナジーの随意制御性を実験により検証した。10人の被験者が実験に参加し、等尺性の目標手先力生成課題を遂行した。課題中の筋活動を計測し、非負行列因子分解法を用いて筋シナジーを推定した。推定のための指標や、因子の数などを説明変数とし、異なる種類の複数の筋シナジー群を推定した。被験者が筋シナジー群内のそれぞれの単独の筋シナジーベクトルを随意的に活性化可能か、すなわち筋シナジーベクトルに沿った筋活動ベクトルを生成可能か、を実験により確かめた。結果、従来筋シナジーと解釈されてきた因子群の中で、VAF指標を用いて推定された筋シナジー群はほぼ全て随意活性化可能であり、その他の指標を用いた場合はその割合が低下することがわかった。さらに、従来よりもスパースな因子も随意的に活性化可能であることがわかった。以上の結果から、適切な指標を用いれば随意的に活性化可能な筋シナジー群を推定可能であることがわかり、さらに従来は無視されていたスパースな因子を随意制御に用いている可能性が示唆された。以上の結果をまとめ、国際会議で報告すするとともに、査読付き国際論文誌へ投稿し、掲載された。またスパースな因子を実験的に同定し、筋シナジーとの関連を調べる実験装置および方法論を準備し、予備実験を行っている。一方、筋電肩義手に関しては、低自由度簡易型の性能評価及び信号処理部分の改良を行った。次年度の予定であるアーム部分の多自由度化を前倒しし、軽量かつ高出力を両立させるための機構設計理論の構築およびメカの設計を行った。今後は、今年度得られた筋シナジーに関する知見を応用した制御モデルの構築と、筋電肩義手の制御への応用を行う。本年度は、当初計画していた筋シナジーの随意制御性に関する計測実験のデータ解析を行い、結果を査読付き学術論文誌へ掲載できた。さらにその実験から示唆された、最小随意独立活性モジュールと筋シナジーを比較する実験を実施するための環境を整え、予備実験を行い、解析方法を検討する段階まで研究を進めることができた。さらに、当初は次年度実施を予定していた筋電肩義手の多自由度化の課題を前倒しし、理論の整備と設計を行った。以上より、本年度は当初の計画以上に進展していると言える。

さらに、低自由度肩義手に対しては、最も単純なシナジーとして自由度の削減方策を適用し、手先の特定自由度のみを筋電で制御する方策を実装した。その結果、健常者および両肩離断者の両使用者において、垂直方向及び水平方向の物体の把持移動動作が可能であったことが示された。従って、本実験結果はシナジーの概念を筋電肩義手に適用する有用性を示したといえる。さらに、肩義手システム全体の多自由度化に向け、ロボットアームハードウェアと筋電センサシステムの多自由度化を行った。多自由度ロボットアームの開発では干渉機構をさらに拡張した、多軸干渉機構を提案し、ワイヤ経路を含めたメカ設計を行った。さらに、日常生活環境下における使用を想定した、防水性を有するフレキシブル筋電センサシステムの開発も行った。以上の研究活動から、4件の査読付き学術論文掲載、12件の国際会議発表、9件の国内会議発表、1件の特許申請の成果を得た。次年度は、現在設計中の多自由度ロボットアームを完成させ、多自由度の筋電肩義手を完成させる。理論ベースの設計は既に完了しており、後は機構の設計および製造を行う必要がある。従来のロボットアームに比べて軽量で高出力かつ、重量が基部(胸部)へ集中し、モーメント特性に優れるロボットアームの開発を目指す。筋シナジーの理論モデルに関しては、スパースな最小随意独立活性モジュールと筋シナジーを比較する実験を行い、階層制御モデルを構築した後、既存の学習制御系と組み合わせることで構築する予定である。ロバストに取得可能な低自由度入力信号から、高自由度で多彩な腕運動を出力可能な制御系の構築を目指す。実験に関しては既に予備実験を行っており、実験パラダイムと解析手法を確立した後に本実験を行う予定である。
超分子ナノ組織体における光誘起スピン伝導効果

本研究の目的は、分子スピントロニクス応用を展望した有機分子薄膜素子における新しい磁気伝導効果の開拓である。分子素子の開発にはキャリア注入と輸送現象に関する基礎的な理解が必要であり、飛行時間型光伝導度測定を用いてキャリアダイナミクスを研究している。本年度は光伝導の温度依存性から、Hexabenzocoronene(HBC)とOligothiophene(OT)超分子自己組織体におけるキャリア動力学を検討した。外部磁場印加に伴う光伝導の変化である磁気伝導測定から、HBC自己組織体のキャリア生成と輸送に対する熱活性化過程とキャリア輸送を支配するトラップのエネルギー分散を明らかにした。観測された光伝導および磁気伝導の温度依存性に対する速度論的な解析から、キャリア生成における熱活性化過程は光キャリア前駆体であるジェミネート対の電子と正孔に働く7meVのクーロンエネルギーに由来することが分かった。また、キャリア輸送にも20meV程度の熱活性化過程が観測され、多重トラッピングモデルで解析可能であることを示した。キャリアのトラップ密度のエネルギー分散は分布幅の狭い(線幅3meV)ガウス関数で再現され、トラップ準位の深さは10.1meVとなった。得られたラップ準位の深さは一般的な光伝導性を有する有機物に比較して浅く、低次元自己組織体のキャリア輸送性の高さを証明することができた。OT自己組織体はチオフェン環数を変えることで構造体の次元性を制御することができる。偶数個のチオフェン環を有するOT誘導体は一次元のロッド状構造体形成し、奇数OT誘導体は二次元のテープ状構造体を形成する。観測された光伝導の温度依存性から見積もったトラップ準位の深さはロッド体では約8.6meV、テープ体では約12meVとなった。自己組織体の構造の次元性がトラップ準位の深さと密接に関連していることを明らかにした。キャリア輸送性の制御という観点から、超分子自己組織体の電子デバイス利用への有用性を示すことができた。超分子半導体における一重項励起子由来のキャリアの動力学的研究成果を基盤に、本年度は三重項励起子由来の光キャリアダイナミクスについて研究した。主として光誘起電荷ならびに発光スペクトルに対する温度依存性を調べた。光誘起電荷の磁場効果の温度依存性を詳細に調べた結果、三重項励起子は光照射直後のキャリア生成過程だけでなく、キャリア輸送過程にも重要な役割を果たしていることを示すことがわかった。観測された磁場効果の時間変化はトラップサイトに捕捉されたキャリアと三重項励起子の対を経由した脱トラップ過程(ex-C_t過程)を反映しており、ex-C_t過程の実時間観測に初めて成功した。また速度論に基づいた解析から、磁場効果時間変化は三重項励起子の減衰定数に著しく依存することが明らかとなった。減衰定数は50-200Kの温度範囲で10^6-10^7s^<-1>に変化した。このような三重項励起子が関わる複雑なダイナミクスは、三重項励起子の長い寿命に由来すると考えている。しかしながら、三重項励起子は中性で無発光性なため、現有装置では直接検出することができない。そこで、三重項励起子ダイナミクスを検証する実験装置を新たに考案した。獲得した科学研究費を用いて、ナノ秒時間分解過渡吸収測定装置の立ち上げを本年度行い、ほぼ完成させた。現在、測定プログラムおよび装置の最適化を行っている。また、P型半導体であるHexabenzocoronene (HBC)超分子集合体のキャリアダイナミクスにおける温度効果を検討した。光キャリア前駆体であるジェミネート電子正孔対の寿命は温度に依存し、温度の減少に伴い増加した。これはキャリア生成における解離過程の温度依存性を反映しており、解離過程における活性化エネルギーは0.03eV程度であると見積もった。現在、詳細に議論するために、クーロン場中の拡散理論に基づいた一次元キャリア生成に対する理論計算を行っている。

観測された光伝導の温度依存性から見積もったトラップ準位の深さはロッド体では約8.6meV、テープ体では約12meVとなった。自己組織体の構造の次元性がトラップ準位の深さと密接に関連していることを明らかにした。キャリア輸送性の制御という観点から、超分子自己組織体の電子デバイス利用への有用性を示すことができた。本研究の目的は、次世代太陽電池材料として期待される超分子半導体の光キャリアダイナミクスの解明である。本年度の最重要課題である過渡吸収測定装置がほぼ完成し、キャリア輸送過程に対する三重項励起子の寄与を初めて実時間観測したため、(1)の評価をした。特に、捕捉されたキャリアと三重項励起子の対を経由した脱トラップ過程の実時間観測の先行例はなく、自らの評価は高い。今後は完成した過渡吸収装置を用いて、薄膜に生成した三重項励起子の観測を行う予定である。また、導入予定である電磁石と過渡吸収装置を組み合わせ、三重項励起子のダイナミクスに対する磁場効果を測定する。これまでに得られた光伝導における磁場効果と過渡吸収の磁場効果を比較し、三重項励起子のキャリアダイナミクスに対する影響をより詳細に議論する。さらに、Photo-CEIV法を用いてキャリアに対するトラップサイトを調べ、超分子ナノ組織体の構造との関連性を考察する。
人口減少時代における人口集約型都市に向けた「線引き」に関する地理学的研究

2018年度は都市計画分野や建築分野,地理学分野を中心として,立地適正化計画に関する先行研究サーヴェイを行った。また,2018年8月時点で都市機能誘導区域と居住誘導区域とをともに設定した141自治体を対象とし,区域のGISデータの作成を実施した。さらに,計画書に基づき都市機能誘導区域と居住誘導区域の区域設定状況を確認し,その階層性および空間構造に注目した分類を行った。その結果,都市機能誘導区域の設定・階層構造についてみると,都市拠点の下に生活拠点を設定するという2階層が主流であった。しかし,なかにはより多層に設定する自治体(最大5階層)や,特殊機能(教育機能など)による拠点設定を行う自治体,さらには独自の目標・基準(都市機能の誘導,居住機能の維持,居住機能の誘導,産業の誘導,事業の推進,自然の保護,その他)に基づき区域を設定する自治体があることが把握できた。また,居住誘導区域および都市機能誘導区域それぞれの設定数について検討すると,1つの地域(区域)で完結している自治体は16.3%にすぎず,複数の地域(区域)を設定している自治体がほとんどであり,それには人口規模や昭和・平成の市町村合併の状況が反映されていることが明らかとなった。さらに,特徴的な区域設定(自治体のほぼ全域を誘導区域として指定しているケース,区域を「上書き」しているケース,都市機能誘導区域と居住誘導区域の設定エリアが全く同じであるケースなど)を行っている自治体も複数あることが確認できた。2018年度は立地適正化計画に関する先行研究サーヴェイを行うとともに,都市機能誘導区域と居住誘導区域をともに設定した自治体についてデータベースを作成し,区域設定の階層性および空間構造に注目した分類を行うことができた。これらの結果については学会発表を行うことで,分析の視点や利用する指標など,研究者からの意見などを得ることができた。ただし,GISデータベースについては,区域設定の細かさから,調査期間中に全国すべての自治体を整備することは難しく,当初の整備計画と比べてやや遅れている状況である。区域設定の階層性および空間構造に基づき分類を行ったデータベースを基に,都市計画区域や人口集中地区,市町村合併の有無などを考慮しながら,線引きに基づいた都市の分類をおこなっていく。また,引き続きGISデータベースを整備し,地形や人口分布,施設分布などといった指標を用いた空間分析を実施する。当初は立地適正化計画に基づく都市機能誘導区域および居住誘導区域のGISデータ作成のため,アルバイトとして学生を複数名雇用する予定であったが,都合により2名のみの雇用となったことが大きな理由である。そのため,2019年度は,上記のGISデータを引き続き作成するためのアルバイトとして学生を複数名雇用し,作業を進めていく。
超分子シクロデキストリン複合体センサーの設計と機能界面の構築

本研究では,アルキル鎖長の異なるB15C5型アゾプローブCn-Azを新規合成し,γ-CyD包接錯体のアルカリ金属イオン認識挙動に及ぼすプローブ構造の効果を詳細に検討した。Cn-Az/γ-CyD複合体の0.10Mアルカリ金属塩存在下での応答挙動を調べた結果,紫外・可視吸収スペクトル変化では,C1-Az、C2-Az、C4-AzいずれもK^+イオン選択性を示す短波長シフトが見られた。一方,円二色性スペクトルでは大きな違いが現れ,C1-AzとC2-Azを比較すると,γ-CyDへの包接能の増大に伴って,K^+イオンに選択的な強い円二色性スペクトル変化が現れることが分かった。しかし,より鎖長の長いC4-Azでは,円二色性スペクトルの^K+イオンに対する応答は全く見られず,異常に大きな円二色性スペクトル応答が起こることが分かった。このような紫外・可視吸収スペクトルと円二色性スペクトルの応答の違いは,誘起円二色性スペクトル応答が,シクロデキストリンとアゾプローブの相対的な位置の変化に強く依存する結果であり,特にC4-Azの応答結果から,異なる包接錯体構造が生成していることが示された。次に,ビフェニルボロン酸型蛍光プローブ(BPB)とCyDの複合体を用いて,CyDのキラル骨格に誘起された糖の光学異性体の識別機能を検討した。BPBは,糖と結合すると中性条件では消光が起こるが,高pH側(pH9.3以上)で糖錯体の蛍光量子収率が増加し,発蛍光応答を示す。この発蛍光応答を利用して,BPB/CyD複合体のフラクトースに対するD/L識別機能の解析を行った。その結果,CyDがない場合,および空洞の小さなβ-CyDとの複合体では,D/L選択性が見られないのに対し,空洞の大きなγ-CyDとの複合体では,D(-)体に対する結合定数が大きく増加し,2倍近いD(-)体選択性が得られることを見出した。これはγ-CyDの水酸基との多点相互作用に基づく新しい認識機能である。ベンゾ-15-クラウン-5(B15C5)を認識部位に持つ蛍光プローブをγ-シクロデキストリン(γ-CyD)の包接化合物として水中に可溶化すると,バルク溶液中とは全く異なる応答が起こる。プローブ分子のK^+イオンに対する2:1錯生成定数は水中で3.8x10^9M^<-2>と算出され,これはメタノール中で観察されるB15C5の値(1.4x10^6M^<-2>)と比べて1000倍も高い値であった。そこで本研究では,これらの応答因子を解明するために,アルキル鎖長の異なるB15C5型アゾプローブCn-Az(n=1,2,4)を新規合成し,γ-CyD包接錯体のアルカリ金属イオン認識挙動に及ぼすプローブ構造の効果を詳細に検討した。