hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
融液凝固法による単結晶育成プロセスにおける流動・伝熱過程に関する研究

そしてこの結果から、実際のチョクラルスキー法においても、るつぼ内では、浮力による自然対流と回転による強制対流の干渉のために、流れと温度場の変動が生じているものと推測した。そこで、ガリウムひ素(GaAs)の物性値を用いて再度数値シミュレーションを行った結果、90秒程度の周期で変動する流れが得られ、この値が、実際の成長縞の周期とほぼ一致することから、成長縞の成因はこのような流れの振動であろうという結論に達した。本研究は、チョクラルスキ-法(Czochralski method)による単結晶育成において、るつぼ内に生じている融液の流動および伝熱過程について基本的理解を深めること、特に凝固の際に結晶内に出現する成長縞(ストライエ-ション)の発生機構を伝熱学的に解明することを目的とするものである。前年度に行ったモデル実験(流動・伝熱の可視化)および大型計算機による数値シミュレ-ションの結果、るつぼ内では、浮力による自然対流と回転による強制対流の相互干渉のために、流れと温度場の周期的変動が生じうることが明らかとなった。しかも、このような変動の周期が実際の結晶中の成長縞の周期とほぼ一致することから、成長縞の成因は流れの振動であろうという結論に達した。本年度は、このような融液内の変動流を抑制する手段として有効と考えられる外部磁場の効果について理論的検討を行った。まず近似解析および数値計算によって、導電性流体の自然対流に及ぼす磁場の影響について調べ、ある臨界値以上の磁場を印加すると、液体の流速が急激に減少するようになること、そしてこのような流速の減少の割合は磁場の強さの2乗に比例することを明らかにした。次に、チョクラルスキ-法による実際の単結晶育成プロセスについて、ガリウムひ素(CaAs)の物性値を与えた数値計算を行い、ある程度以上の強さの磁場を印加することにより、融液内の流れの変動を完全に抑制することができることを確認した。
自閉症スペクトラム障害幼児における遺伝子多型、脳内ネットワークと表現型の関係

ASDの症状を、行動評価と、MEGをもちいた生理学的指標を用いて、より客観的に数値化し、自閉症のリスク型の遺伝子多型とどのように関連するかを調べた。ASD幼児(延べN=71)および定型発達幼児(延べN=102)が参加した。現時点でMET遺伝子のrs1858830の一塩基多型については、ASD幼児33名、定型発達(TD)幼児で30名の解析が終了した。結果、ASD群はTD群と比較してリスク型の遺伝子多型Cを含む群は、作動記憶の発達に遅れが認められた。社会性については、同様の傾向が認められたが有意差にはいならなかった。MEGをもちいたAEFの潜時についてはTD群がよりリスク遺伝子の影響を受けていた。研究対象として、金沢大学付属病院神経科精神科あるいは子どものこころ診療科に受診したASD患者および定型発達幼児計50名(36歳前後)を初年度にリクルートした。診断はDISCO(The Diagnostic Interview for Social and Communication Disorders)に基づいて行った。参加者全員にたいして認知機能の評価はK-ABC(Kaufman Assessment Battery for Children )で評価した。対象者の実父母に本研究の主旨を文書により十分に説明し、金沢大学医学倫理委員会の承認のもと、本人および保護者に研究の内容を文書にて十分に説明した後に、文書にて同意を得た。脳磁図による脳機能記録および、遺伝子解析のための頬粘膜採取を行った。社会性の成長過程の行動評価として、分担研究者であるライセンス保持者が国際標準であるADOSをもちいた行動観察を行った。また養育者による社会性の評価を日本語版Social Responsiveness Scaleで実施することで、日常生活における社会性の評価を行った。社会的インターラクションを客観的に定量化するため、母子間の自由なやりとりをビジネス顕微鏡をもちいて記録した。社会的場面への指向性について、見ている物を視線探索装置で記録することが可能なGazefinderを用いて定量化した。脳内のネットワークの評価にはMEGのcoherence解析をもちいて、異なる脳部位間から記録された神経活動の位相差の恒常性について評価し、自閉症スペクトラム障害幼児における特徴を捉えることができた。研究対象として、金沢大学付属病院神経科精神科あるいは子どものこころ診療科に受診したASD患者10名(36歳前後)と健常コントロール20名をリクルートした。ASD患者について診断はDISCO(The Diagnostic Interview for Social and Communication Disorders)に基づいて行った。対象者の実父母に本研究の主旨を文書により十分に説明し、文書による同意を得た。金沢大学医学倫理委員会の承認のもと、本人および保護者に研究の内容を文書にて十分に説明した後に、文書にて同意を得て実施した。認知機能の評価はK-ABC(Kaufman Assessment Battery for Children )を利用した。社会性の成長過程の行動評価として、分担研究者であるライセンス保持者である分担研究者(吉村)が国際標準であるADOSをもちいた行動観察を行い確認した。社会的インターラクションを客観的に定量化するために、母子間の行動をビジネス顕微鏡をもちいて定量化した。脳内のネットワーク評価にはMEGのcoherence解析に加え、imaginary coherenceも活用し、異なる部位間の位相差の恒常性について評価し、自閉症スペクトラム障害児における特徴を捉えた。被験者である幼児について、計30名をリクルートし、昨年度と合わせて計80名の被験者で分析を進めることができた。行動学的および生理学的側面と、遺伝子との関係を調べるための包括的分析は最終年度に行うことになるが、現時点のサンプルにおいても自閉症幼児の脳内ネットワークの特徴と、認知的側面についての解明が進められており、おおむね順調に進展している。研究対象として、金沢大学付属病院神経科精神科あるいは子どものこころ診療科に受診したASD患者20名(5-7歳)と健常コントロール20名(5-7歳)、極低出生体重児10名(5-7歳)をリクルートした。ASD患者について診断はDISCO(TheDiagnosticInterviewforSocialandCommunicationDisorders)に基づいて行った。認知機能の評価はK-ABC(KaufmanAssessmentBatteryforChildren)を利用した。また養育者による社会性の評価を日本語版SocialResponsivenessScaleで実施することで、日常生活における社会性の評価を行った。さらに、睡眠指標として、ウェアラブル加速度計を用いた睡眠評価を実施した。脳内のネットワーク評価にはMEGのcoherence解析に加え、imaginarycoherence、およびOmega complexity指数も活用し、異なる部位間の位相差の恒常性について評価し、自閉症スペクトラム障害児における特徴を捉えた。さらに親子同時のMEG撮像も実施し、親子のコミュニケーション中の脳活動が自閉症の診断指標として役立つことを示した。これらの研究成果により、自閉スペクトラムの脳活動の特徴と、睡眠、社会性、多動性について、多側面からの関係を一部解明することができた。

ASDの症状を、行動評価と、MEGをもちいた生理学的指標を用いて、より客観的に数値化し、自閉症のリスク型の遺伝子多型とどのように関連するかを調べた。ASD幼児(延べN=71)および定型発達幼児(延べN=102)が参加した。現時点でMET遺伝子のrs1858830の一塩基多型については、ASD幼児33名、定型発達(TD)幼児で30名の解析が終了した。結果、ASD群はTD群と比較してリスク型の遺伝子多型Cを含む群は、作動記憶の発達に遅れが認められた。社会性については、同様の傾向が認められたが有意差にはいならなかった。MEGをもちいたAEFの潜時についてはTD群がよりリスク遺伝子の影響を受けていた。被験者である幼児計50名(36歳前後)を初年度にリクルートし、実際に研究を推進することができた。行動学および生理学的側面と、遺伝子の関係を調べるための、包括的分析は最終年度に行うことになるが、現時点で自閉症幼児の脳内ネットワークの特徴について、一部解明するにいたっており、概ね順調に進展している。今後も行動学および生理学的側面と、遺伝子の関係を調べるために、データベース作成が不可欠であり、合計100名を超えるまで被験者のリクルートをつづける。さらに複雑な脳機能構造の解明にむけて、取り組んでいくために、脳機能解析方法にも、マルチエントロピースケールやグラフ理論などをとりいれて、遺伝子と中間表現型との関係を探っていく。親子のインターラクションの評価方法として、新たに、親子が見つめ合いながら同時測定が可能な脳磁図計を活用し、体の動きの連動性についてのデータを脳磁図の低周波成分(体動ノイズ)を抽出することにより分析方法を取り入れていく。社会的場面の指向性については、Gazefinderを活用して継続していく。28年度が最終年度であるため、記入しない。児童精神医学今後も行動学および生理学的側面と、遺伝子の関係を調べるために、データベース作成が不可欠であり、被験者のリクルートをつづける。その一方で、進化しつづけている新規の脳機能分析アルゴリズムを積極的に取り入れながら、複雑な脳機能構造解明に向けて取り組んでいく。社会的インターラクションを客観的に定量化するため、被験者と母親が一緒にパペットをつかって、想像的な遊びを実施する内容については、より自然な親子のやり取りを記録するために、自由な場面で記録を行うことに変更した。今後もこの方法を継続する。社会的場面への指向性について、見ている物を視線探索装置で記録し、定量化する方法としてTobii社のアイトラッカーから、より標準化がすすめられているGazefinderに機器の変更を行ったが、今後もこの方法を継続する。
癌遺伝子産物の発現に関与する細胞因子

本研究は、主としてウイルスの癌遺伝子発現に関与する細胞側要因を明らかにすることを目的としている。本年度は以下の結果を得ることができた。1)細胞変異株を用いた研究。(a)分離したF2408(ラット由来)の変異株中にv-ras,v-src,v-fps,v-mos及びポリオーマウィルスなど、調べたすべてのv-oncogeneのtransformationに温度感受性(ts性)を示す変異株を見出した。この変異株の高温下でのtransformation効率の低下はポリオーマウイルスの場合、MTに付隨するチロシン特異リン酸化活性の低下に起因しており、この低下は正常細胞中の因子によって回復することを明らかにした。b) Kirsten-MSVによって癌化したNIH3T3細胞から2種類の正常型復帰変異株(C11,F2)を分離し、C11細胞の正常復帰にfibronectinが密接に関係していることを明らかにした。c) 3Y1細胞の増殖に関与するts株を多数分離し、これらts細胞中に【SV_(40)】・やv-H-rasによって変異形質がovercomeされる細胞変異株が存在することを明らかにした。2)癌化に対する組織特異性と癌遺伝子。a)正常ヒト染色体上に2種類のv-erbB関連遺伝子(c-erbB-c-erbB-2)を見出し、c-erbB-1に引続きc-erbB-2遺伝子の構造を決定した。さらに同遺伝子のヒト染色体上へのマッピング(17q21)を行った。また同遺伝子はヒトの腺癌中で特異的(66例中6例)に増幅発現されていることを見出し、c-erbB-2の過剰発現が腺癌と関わりを持つことを示唆する結果を得た。b) Abelson-MLVでtransformしたマウスB系幹細胞株AT11-2を用いて、B系細胞の分化にtransform細胞中のv-ableがいかに関与するかを検討した。その結果v-ablの発現は分化によって量的、質的な変化をうけないことを明らかにし、v-ablの発現下においてもB系細胞の分化が進行することを示した。以上のごとく、癌化や細胞増殖に関する細胞変異株の解析や、特異組織内での癌遺伝子の発現などの研究で所期の目的を達しつつある。
７族金属を用いる革新的な合成反応の開拓

遷移金属の中でもレニウムを用いる有機合成反応は少ない。本研究では、レニウム錯体の特徴を活かした独創的な合成反応を開発すること、さらにレニウムを反応を探す道具(probe)として用い画期的な反応を見いだすことを目的に研究を進めた。その結果、レニウム錯体を用いる(1) Lewis酸性を利用する反応、(2) C-H結合の活性化を基盤とする反応、(3) C-C結合切断反応を経る反応などの展開から新反応を見いだした。さらに、レニウム錯体以外を用いる(4)ヘテロ原子ー水素結合を利用するC-H結合活性化反応、(5)新たなC-C結合切断反応を見いだした。レニウム錯体を一つの探り針(probe)として、新奇な(新規というだけではない)反応を探すことが本研究の目的の一つである。以下の、予想外の反応を見いだすことができた。さらに検討することによりレニウムにとどまらない反応性の開拓につながっていることがわかる。(1)レニウム触媒を用いると、芳香族C-H結合が活性化できることを以前に見いだしているが、この知見を活かし有機機能性材料として注目されているペンタセンなど多環芳香族炭化水素を合成した。また、本研究の途中、インデノンが予想外の三量化反応をおこすことを見いだした。レニウムのC-H結合活性化の触媒作用とLewis酸性が鍵となっていることがわかった。(2)レニウム触媒により活性化された芳香族C-H結合に、アレンが挿入すること、さらにその反応が高い位置および立体選択性(ジアステレオ選択性)を有していることを見いだした。(3)レニウム触媒の反応性を検討していたところ、Si-H結合とC-H結合の活性化による脱水素を伴う分子内Si-C結合形成を見いだした。さらにこの反応がWilkinson錯体(RhCl(PPh_3)_3)を用いると収率よく進行することがわかり、機能性材料であるシラフルオレンの合成に応用した。(4)レニウム触媒の反応性を検討していたところ、ジアゾエステルと第三級アミンとの反応でC-N結合の切断とC-C結合の形成がおこるという、これまでにない反応を見いだした。最適な触媒をさらに探したところ、鉄触媒がよいことがわかった。この反応ではグリシン誘導体が生成する。第二の目的は、光や超臨界CO2の装置を新反応のきっかけとして利用することである。この点については、装置の使用に慣れたこともあり、検討を続けている段階である。なお、上記の研究以外にも、イリジウム触媒とジルコニウム錯体を用いてアルカンのC-H結合活性化反応の新しい手法を提唱するとともに、以前報告したインジウム触媒を用いる逆Claisen縮合反応の一般性と適用限界を検討した。また、レニウム錯体を用いるβ-ケトエステルとアルケンの反応を総合論文として発表するとともに(Pure Appl Chem.2010年7月)、さらに、レニウム-カルボニル錯体の触媒作用と有機合成反応への利用についてまとめ、総説として報告した(Chem.Rev.2011年3月)。レニウムやマンガンの錯体を一つの探り針(probe)として、新奇な反応を探すことが本研究の第1の目的である。(1)レニウム触媒を用いると、β-ケトエステルノ炭素-炭素結合の切断がおこなえるが、β-ケトエステルだけでなくケトスルホンでも同様の反応がおこなえるjことが分かった。この反応をβ-ケトスルフィドを原料におこなったところ、ケトスルホンの場合とは異なり、炭素-硫黄結合がされることを見いだした。前者は論文として、後者は日本化学会第92春季年会で報告した。(2)これまでレニウム触媒を用いるC-H結合活性化反応では、sp^2窒素を有する官能基、たとえばピリジル基やイミンなどを配向基として用いることができたが、酸素原子をもつ官能基は配向基としては働かなかった。こ研究により、芳香族カルボン酸あるいはアクリル酸のカルボキシル基が配向基として働き、オルト位のC-H結合活性化がおこなえることを見いだした。(3)炭素-炭素結合の切断は容易ではない。ケトンにカルボジイミドとマンガン触媒を作用させると、ケトンのカルボニル炭素とα炭素との間の結合が切れ、アミドが生成するという異常な反応を見いだした。この反応はマンガン錯体を触媒として用いることが必須である。上記以外にも、レニウム錯体の奇妙な反応性からをきっかけとして、インジウムやパラジウム錯体を触媒として用いる新しい手法を見いだし、一般的な反応として仕上げた。第2の目的は、光や超臨界CO_2の装置を新反応のきっかけとして利用することである。この点については、装置の使用に慣れたこともあり、さらに検討を続けている。

また、レニウム錯体を用いるレニウム-カルボニル錯体の触媒作用と有機合成反応への利用についての英語での総説(Chem.Rev.2011年)および日本語での総合論文(触媒2011年)を報告した。レニウム錯体を用いて見いだした新反応を、(1)従来研究の延長にある成果、(2)新しく発見したレニウム錯体の特性に由来する研究、(3)レニウム錯体をプローブとして見いだした新反応、の三つに分ける。(1)(a)レニウム錯体[ReBr(CO)3(thf)]2を用いると、β-ケトエステルとアルキンとの反応で、C-C結合切断とその間にアルキン三重結合が挿入することを以前に報告した。今回、β-ケトホスホン酸エステルを用いると同様の反応が進行し、アルキンの挿入のあと環化して、生理活性が期待されているオキサホスフォリンオキシドが得られることを見いだした。(b)レニウム錯体(Re2(CO)10)触媒を用いると、末端アルキンへに2-ピロリドンがanti-Markovnikov付加することを以前に報告した。今回、炭素求核剤HC(CO2Et)3が同様にanti-Markovnikov付加することを見いだした。(c)レニウム触媒を用いると、窒素のα位のCsp3-H結合活性化が進行し、α位でのホウ素化反応が進行することを見いだした。この反応は、末端だけでなく内部炭素のC-H結合でも進行することがわかった。(2)高原子価の酸化レニウムRe2O7を三価のリン化合物であるR(OPh)3とともに用いると、エポキシドの脱酸素反応によるオレフィンが生成することを見いだした。シスとトランスの二置換エポキシドから、それぞれ対応する二置換アルケンが立体特異的に生成した。本反応の検討から、モリブデン錯体を用いる簡便なエポキシドの脱酸素反応へと展開した。(3)レニウム錯体が、ビニルエーテルからの環化・芳香族化反応の触媒となることを見いだした。本反応をさらに検討し、Bi(OTf)3を用いると、さらに高収率で反応が進行することを見いだした。これらに反応は、論文あるいは日本化学会第94春季年会で口頭発表として報告した。レニウムやマンガンの錯体を一つの探り針(probe)として、新奇な反応を探すことが本研究の一番の目的である。本年度は以下の予想外の反応を見いだすことができた。(1)レニウム触媒を用いると、β-エナミノケトンの炭素ー炭素結合の切断がおこり、アルキンとの反応でピリジンが生成することがわかった。この反応は多置換ピリジンを位置選択的に合成する有用な反応である。本反応は論文(Org. Lett.)として報告した。(2)レニウム触媒を用いるα-チオケトンの炭素ー硫黄結合を切断と、その中へのアルキンの挿入によるγ-チオα,β-不飽和ケトン合成の反応を見いだした。本反応も論文(Org. Lett.)として報告した。(3)レニウム錯体を用いることで、ヘテロ原子ー水素結合の活性化を利用する炭素ー水素結合活性化反応を見いだすことができた。この反応は最終的にはロジウム錯体触媒を用いるシラフルオレンの合成に応用したが、本年はさらに、スピロシラビフルオレンの不斉合成をおこなった。本反応は論文(Angew. Chem. Int. Ed.)として報告した。(4) (3)からさらに派生した研究であるsp
C-fos遺伝子を介した網膜細胞の転写制御機構

今回の研究で光刺激はソマトスタチン遺伝子や転写調節因子をコードするc-fos遺伝子の発現をも誘導することが明らかになった。in vitroの実験によりcAMP responsive element binding protein(CREB)が細胞内のcAMPやCa2+濃度の上昇に伴うソマトスタチンおよびc-fos遺伝子の発現を誘導することが報告されているが、光刺激はそれぞれの遺伝子が発現する細胞と同様の部位にCREBのリン酸化を引き起こしていることも今回の研究により明らかになり、網膜においてもこれらの遺伝子発現は、CREBのリン酸化を介していると考えられた。Ca2+ channel agonistは網膜において、これらの遺伝子発現とCREBのリン酸化を引き起した。またCREBをリン酸化する事が明らかになっているCalcium/Calmodulindependentprotein kinase IIおよびIVは、網膜の異なる部位に局在しており、それぞれの細胞においてCa2+濃度の上昇に伴うCREBのリン酸化に関与していることが予想された。近年,培養細胞を用いた実験により、c-fos遺伝子は細胞内のカルシウムイオンやcyclic AMP濃度の上昇に伴ってリン酸化されたcyclic AMP-response element binding protein(CREB)が、プロモーターに存在するcydic AMP-response element(CRE)に結合することにより転写が誘導されることが明らかにされている。今回、ラットを用い網膜におけるCREBの局在および明暗環境の変化や外傷に伴うCREBのリン酸化の過程を検討することにより、網膜における転写制御の機序を明らかにすることを目的に実験し、以下の成績が得られた。(1)抗CREB抗体を用いたWestern Blottingでは、CREB蛋白が網膜に存在し、その量は明暗刺激や網膜外傷、Bay K 8644の腹腔投与によって変化しないことが明らかになった。(2)抗phospho Ser-133CREB抗体を用いたWestern Blottingにより、網膜内のCREB蛋白が、明暗刺激や網膜外傷、カルシウムチャンネル活性薬であるBay K 8644の腹腔投与によってリン酸化されることが明らかになった。これらの結果により明暗刺激や網膜外傷にともなう網膜内遺伝子の転写制御にCREBのリン酸化が関与していることが示唆された。また網膜内CREB蛋白のリン酸化に細胞内へのカルシウム流入が関与していることが示唆された。本検討では、ラットを用い網膜におけるcyclic AMP-response element binding protein (CREB)の局在および明暗環境の変化や外傷に伴うCREBのリン酸化の過程とc-for遺伝子の発現過程を検討することにより、網膜における転写制御の機序を明らかにすることを目的とした。その結果以下の成績が得られた。(1)抗CREB抗体を用いたWestern Blottingでは、CREB蛋白が網膜に存在し、明暗刺激や網膜外傷、Bay K 8644の腹腔投与によって変化しないことが明らかになった。(2)抗phospho Ser-133CREB抗体を用いたWestern Blottingでは、網膜内のCREB蛋白が、明暗刺激や網膜外傷、Bay K 8644の腹腔投与によってリン酸化されることが明らかになった。また同様の刺激によりc-fos遺伝子の発現が誘導されることも明らかになった。またカルシウムチャンネル活性薬であるBay K 8644の腹腔投与によっても網膜内のCREB蛋白はリン酸され、網膜内CREB蛋白のリン酸化に細胞内へのカルシウム流入が関与していることが示唆された。これらの結果はすでに、Inv. Ophthalmol. Vis. Sciに3報,Exp. Eye Res.およびJ. Neurochem.に1報づつ掲載されている。今回の研究で光刺激はソマトスタチン運伝子や転写調節因子をコードするc-fos遺伝子の発現をも誘導することが明らかになった。in vitroの実験によりcAMP responsive element binding protein(CREB)が細胞内のcAMPやCa2+深度の上昇に伴うソマトスタチンおよびc-fos遺伝子の発現を誘導することが報告されているが,光刺激はそれぞれの遺伝子が発現する細胞と同様の部位にCREBのリン酸化を引き起こしていることも今回の研究により明らかになり、網膜においてもこれらの遺伝子発現は,CREBのリン酸化を介していると考えられた.Ca2+channel agonistは網膜において、これらの遺伝子発現とCREBのリン酸化を引き起した。
ユビキチン修飾を解読　（デコード）する技術の開発

ユビキチン修飾の構造は、「ユビキチン鎖の種類」、「長さ」、「複雑さ」の3つの要素から成り立つ。「種類」・「複雑さ」については質量分析計や特異的抗体により識別が可能となってきたが、生体試料のような微量サンプルから検出し定量することは困難である。また、「長さ」の解析法はこれまで存在せず、そのためにユビキチンシグナルの発動原理には不明な点が多く残されている。申請者は、ユビキチン鎖結合プローブによるユビキチン鎖の捕捉・保護及び、トリプシン消化を組み合わせることによりユビキチン鎖長を決定する手法(Ub-ProT法: Ubiquitin chain-Protection from Trypsinization)を考案し、生体試料におけるユビキチン鎖長の解析を試みた。モデル系として出芽酵母細胞内に存在するグローバルなユビキチン化基質についてユビキチン鎖長決定を試みた。その結果、増殖細胞では基質タンパク質に平均26個のユビキチン鎖が結合していることが明らかとなった。「ユビキチン鎖の長さと種類の関係」を明らかにするため酵母ライセートからUb-ProT法により得られたサンプルを分子量により分画し、質量分析計を用いて主要な5種類のユビキチン鎖を絶対定量した。この結果、ユビキチン鎖の種類によりユビキチン鎖の長さが異なることか本研究により初めて明らかとなった。さらに、プロテアソームの上流でユビキチン基質の仕分けに関与するシャペロン様分子Cdc48/p97変異体中ではすべての種類のユビキチン鎖の長さが伸長していることが明らかとなった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
組合せ半群論とその応用

研究代表者である庄司は1996年6月にプラハ国際学会で「正則半群,表現拡張性と融合基」について講演し,両側S-集合のテンソル上の関係の代数計算方法を示した。この研究結果について,特に,Higgins教授(エッセクス大),Jones教授(マーケット大)にプレビューを受けた。現在,すべての準同形像が特別融合基である正則半群についてHiggins教授と共同研究をしている。また,半群Sの有限表示S=<X/R>が与えられたとき,その有限表示からシュツェンベルガ-・グラフを構成し,その半群Sが逆半群への埋め込み可能性を判定するアルゴリズムを構築する方法を見出した。例えば,次の応用例がある:(1)X={a,b},R={(ab^na,a^2)}のとき,Sは逆半群への埋め込み不能である。(2)X={a,b},R={(a^nba,a)}のとき,Sは逆半群への埋め込み可能である。これらの結果について,ウィーン大学で,オ-ジンガー博士にプレビューを受けた。可換半群の融合基であるための判定条件を与えた。これの結果,問題「融合基である有限可換半群のすべての準同形像は融合基であるか」を肯定的に証明した。この結果について国際学会(会津大学)で講演発表した。以上の結果について論文を準備している。研究分担者吉川はリ-3項代数の一般化に成功した。三輪はGO_-空間の埋め込み問題に成果を上げた。今岡は局所逆*_-半群の表現を与え、その応用として一般的逆*_-半群のクラスが強融合性をもつことを証明した。神谷はジョルダン-リー代数を考察し,物理への応用した。植田は準遺伝的V_-環のイデアル化環を調べ,環構造を与えた。近藤はP-semisimple BCI_-代数に対する双対定理を証明した。
香辛料辛味成分の非栄養素としての生理作用の比較研究

実験に使用した香辛料辛味成分はカプサイシン(以下Cと略、とうがらし)、ピペリン(P、こしょう)、ジアリルジサルファイド(D、にんにく)の三成分であり、収縮張力はストレインゲージにて、血流量はLaser Flow Meterにて測定した。研究1.モルモットおよびラット摘出心室筋に対するCの効果。モルモット:カプサイシン(C)は収縮張力を低濃度(0.1μM)で増強したが、高濃度(≧10μM)では濃度依存性にそれを抑制した。しかしβブロッカー存在下では低濃度における増強はみられなかった。刺激頻度1Hzでの張力抑制のEC_<50>(50%有効濃度)は10μM。ラット:モルモットの場合と異なり、使用した全ての濃度(1nM0.1mM)で張力を抑制し、刺激頻度1HzでのEC_<50>は0.1μMと低い。なお、このEC_<50>は刺激頻度の上昇に伴い増加した。一方、rested-state contractionで細胞内Ca貯留への作用を調べたが、高濃度でも殆ど影響はみられず、我々のモルモット単一心筋細胞でのCa電流に対するCの著しい抑制作用より、心筋収縮抑制作用はCaチャネルを阻害することによりCa電流を抑制することによりもたらされるものと結論した。研究2.ラット摘出子宮筋自発収縮張力に対するC、PとD作用の比較。一般に三成分ともに張力を抑制した。張力振幅に対するEC_<50>はC(0.1mM)>P(50μM)>D(20μM)の順であり、自発収縮頻度に対してはC(0.1mM)>D(20μM)であった。なお、Pは少なくとも0.1mMまでは頻度を有意に抑制しなかった。心筋の場合と同様にCaチャネルを阻害することにより収縮を抑制するものと思われた。研究3.正常および糖尿病ラット個体における腹部抹消血流量と呼吸数に対する各種辛味成分の嗅覚および味覚刺激効果の比較。嗅覚実験:正常ラットに対しては、三成分とも呼吸数と血流量に影響を与えなかったが、糖尿病ラットに対しては、やや増加の傾向があった。味覚実験:正常ラットでは三成分とも呼吸数をやや増加し、糖尿病ラットに対しては減少した。血流量は正常ラットでは変化せず、糖尿病ラットでは減少した。三成分間の差は殆どなかった。正常ラットでの呼吸数の上昇は交感神経の緊張を介してのアドレナリン分泌によるもので、糖尿病ラットの場合、知覚神経異常によってもたらされたものと思われた。実験に使用した香辛料辛味成分はカプサイシン(とうがらし)、ピペリン(こしょう)、ジアリルジサルファイド(にんにく)の三成分であり、使用した動物標本は麻酔下でのラット個体およびラットの単離心室乳頭筋と子宮平滑筋である。収縮張力はストレインゲージにて、血流量はLaser Flow Meterにて測定した。

1.心室筋の収縮張力に対するカプサイシンの効果カプサイシンは収縮張力を低濃度(10^<-7>M)で増強したが、高濃度(≧10^<-5>M)では濃度依存性にそれを抑制した。しかしbeta-ブロッカー(プロプラノロル)存在下では低濃度における増強はみられなかった。カプサイシンの張力抑制作用のEC_<50>(50%有効濃度)は10^<-5>Mであった。2.子宮筋自発収縮張力に対する効果一般に三成分とも張力抑制作用を有した。張力振幅にたいしてのEC_<50>はカプサイシン(10^<-4>M)>ピペリン(5x10^<-5>M)>ジアリルジサルファイド(2x10^<-5>M)の順であり、自発収縮頻度抑制作用に対してのそれはカプサイシン(10^<-4>M)>ジアリルジサルファイド(2x10^<-5>M)であった。なお、ピペリンは少なくとも10^<-4>Mまでは頻度を有意に抑制しなかった。3.ラット個体を使用した腹部血流量と呼吸に対する嗅覚刺激効果と急性投与効果との比較ゾンデにて胃に各成分各濃度を1cc投与した場合、三成分いずれも腹部血流量および呼吸には有意な変化は与えなかった(n=4)。一方、嗅覚刺激実験では使用した最高濃度(10^<-4>M)で三成分とも有意に血流量を増加した(2132%増)。しかし呼吸数には増加傾向は認められたが有意な変化は観察されなかった。以上の実験からつぎのことが判った。上記の三辛味成分は心筋および子宮筋の収縮張力に対し抑制作用を有し、その作用はカプサイシン>ピペリン>ジアリルジサルファイドの順に強力であった。同じカプサイシンで比較してみると、心筋は子宮筋より同成分に対し、10倍感受性が高かった。急性投与より嗅覚刺激の方が腹部血流量を三成分ともほぼ同様に増加した。A.正常および糖尿病ラット個体における腹部末梢血流量と呼吸数に対する各種辛味成分の嗅覚および味覚刺激効果の比較。正常ラット(n=9)として、711週齢のWistar系を、糖尿病ラット(n=10)として、WBN/Kobを使用した。レーザー血流計により、腹部末梢血流量と呼吸数を測定、使用した香辛料辛味成分は、ピペリン(コショウ)、カプサイシン(トウガラシ)、ジアリルジサルファイド(ニンニク) (括弧内は植物名)。実験はエーテル麻酔下で、まず嗅覚刺激実験から行い、その後約1時間放置し、覚醒後再びエーテル麻酔を行い、味覚刺激実験を実施した。両実験は最も低い濃度の10^<-8>Mから順に10^<-4>Mまで使用し、測定時間は嗅覚実験では各濃度2分30秒間、味覚実験では3分間とした。1.嗅覚刺激実験:正常ラットにおいては、何れの辛味成分に対しても、呼吸数と血流量は有意に変化しなかったが、糖尿病ラットにおいてはやや増加の傾向があった。2味覚刺激実験:正常ラットにおいては、全ての辛味成分の種々の濃度に対して呼吸数はやや増加の傾向を示した。しかし、糖尿病ラットにおいては、嗅覚実験とは逆に呼吸数は有意に減少した。一方、血流量に関しては、正常ラットでは何れの成分の何れの濃度に対しても有意に変化しなかったが、糖尿病ラットにおいては呼吸数の場合と同様にやや減少した。使用した三辛味成分間の作用の差は殆どみられなかった。B.ラット摘出心室頭筋の収縮張力に対するカプサイシンの抑制作用。
クラウド環境におけるセキュアなデータ販売市場支援システム

最終年度として、これまでの成果を論文誌としてまとめた。暗号化データベースにおける安全で高速な検索を実現するため,順序関係を秘匿し各要素を暗号化した配列を索引とした検索フレームワークを提案した.本手法は1回の通信データ量が少ないため,サーバで各レコードに対して条件を満たすかどうかチェックするタイプの検索と比較して大幅に検索時間が短縮された.また,探索位置の摂動を行うことによって,アクセスログによる索引の要素の推測を困難にすることを示したが,問合せ回数が増えると要素のアクセス共起度によって推測の可能性が高まるため定期的な更新が必要であることもわかった.また、本システムをブロックチェーンによる資産売買に適用するための,取引者間事前合意を用いた資産売買プロトコルを提案した.プロトコルでは,取引者間でのメタ的な契約に関する合意をした後に,所定の支払いを行っていく2フェーズで構成し,その一貫性を保証した.また,利息を考慮した分割払いにも対応した.安全性評価では,ケースごとにプロトコルの安全性を示した.評価実験では,範囲証明の実行時間及び証明サイズを計測し,処理時間に関してはボトルネックとなり得ないことを示した.これに加えて,送金トランザクション発行の処理速度が1.0秒以内であることを測定し,実用的であることを検証した.仮想通貨のような数msのようなリアルタイムトランザクションへの対応は難しいが,不動産の資産売買など数秒単位のリアルタイムなトランザクションであれば十分に実現可能であると考える.この成果においては国内発表および国際会議において発表した。平成28年度は、研究項目1:大規模データに対する暗号化索引を利用した安全かつ高速な検索フレームワークの研究開発に取り組んだ。本研究では基本的な検索フレームワークは先行研究であるOSIT-BSに基づいて開発を行う。この手法ではデータ所有者が検索のためのデータベース索引(B+-tree等)をあらかじめ作成し、索引のエントリのみ暗号化してクラウドに配置し、索引の構造情報(ノードの親子関係やノード内のエントリの配置)を利用者に渡す。利用者はこの構造情報を用いて索引の探索を行うことで検索を実現する。探索時に行うエントリ値とクエリ値の比較は両方暗号化したままで大小比較ができる紛失通信フレームワークGT-SCOTを用いてサーバ上で行う。索引探索を行うことで検索効率が向上し、構造とエントリに分けて配置することによりデータ所有者からサービスプロバイダに対するデータ閲覧制限要件(研究目的に記載した要件)を実現している。本年度は、OSIT-BSに対して、より高速で安全性の高い検索手法を提案した。具体的にはサーバ管理者がクエリログから得られる索引構造に関する情報をモデル化した。これにより先行研究では索引構造の一部が推測される確率が1/2程度まで高くなることを指摘、索引のエントリ数がnであった時に全てのエントリに対して推測される確率が1/n以下となるよう改良し、理論的に安全であることを証明した。また、複数演算の連続的な適用方法の実装、および、問合せ最適化手法の提案と実装を行った。具体的には複数演算が適用可能な暗号データベースフレームワークであるSDBに我々の提案する高速検索演算を組み込む形で実装し、選択演算に対して既存処理手法と提案手法とのコスト見積もりと比較を行い、適切な手法を選択するようにした。また、本提案手法において安全性を向上させる問合せ処理手法を提案し、その安全度を理論的に証明した。平成28年度は、研究計画に記した大規模データに対する暗号化索引を利用した安全かつ高速な検索フレームワークの研究開発に対して十分な成果を得ることができたが、その成果を国際会議や論文誌等で発表するところまでは至らなかった。計画当初は複数の演算の連続的な適用手法を一から開発することを提案していたが、最新研究動向のサーベイにより我々が提案する索引を用いた安全な選択演算手法と統合可能な暗号化データベースフレームワークSDBがあることがわかり、そのフレームワークの一部として我々が提案するOSIT-BSが組み込み可能であることを検証した。そこで我々は、SDBが適用している選択演算処理とOSIT-BSの処理コストモデルを提案し、問合せ内容や対象データによってより高速に処理できる手法を選択できる機構を実装することで、安全かつ高速で、複数演算の連続的な適用なデータベース基盤システムを実装することができた。しかしながら、平成28年度は研究代表者の出産に伴う休業があったことなどから、研究成果を国際会議および論文誌等で発表するところまでに至らず国内研究会での発表のみとなった。平成29年度は、研究項目1:大規模データに対する暗号化索引を利用した安全かつ高速な検索フレームワークにおいて初年度に開発した個々の演算フレームワークを統合した問合せ処理系の開発と、研究項目2:データ販売契約に基づくアクセス制限機構についての研究を進めた。研究項目1に関しては、前年度に開発した基本演算フレームワークを統合し問合せ処理系の開発を行った。特に問合せ処理の検索処理効率をより高めるため問合せ最適化機構を開発するために、問い合わせ処理の為のコストモデルを定義し、他の問い合わせ処理のコストと比較して、処理が早い手法を自動的に選択する問合せ処理機構を実装した。先行研究の検索フレームワークOSIT-BSでは、利用者に索引の情報を提供し、利用者自身が索引を探索することによって問合せ結果を得る。この手法では利用者が検索を行う際は必ずクラウドとの通信が必要となるため、アクセス回数や頻度等による問合せ制御も技術的に可能である。この手法ではクラウドで管理するデータ量が少ないほど通信コストが負担になる。実際レコード数が1000以下の場合では他の手法が選択されることとなった。本研究に関しては、国際会議および国内研究会にて発表した。

研究項目2に関しては、データ市場における販売契約についてサーベイし、その販売契約形式に基づいたアクセス制限モデルのための研究を進めた。その手始めとして本手法を利用した場合クライアントが一回のクエリで獲得できる知識をエントロピを用いて定量化した。本研究に関しては国内研究会にて発表し、論文誌にて発表した。当初の計画に基づいて問合せ最適化手法の提案、および本システムをデータ市場にて利用するための価格設定の基礎となる利用者獲得情報の定量化の研究を進めることができた。しかしながら以下の点に関してはまだ研究途中の段階であり、発表までに至っていない。(1)提案手法を用いた暗号化データベースシステムのAPI公開:開発途中の段階でAPI公開までには至っていない。(2)定量化された利用者獲得情報に基づく価格設定:実際のデータ市場サーベイが十分でなく提案したモデルと現実の価格設定の対応関係が取れていない。最終年度として、これまでの成果を論文誌としてまとめた。暗号化データベースにおける安全で高速な検索を実現するため,順序関係を秘匿し各要素を暗号化した配列を索引とした検索フレームワークを提案した.本手法は1回の通信データ量が少ないため,サーバで各レコードに対して条件を満たすかどうかチェックするタイプの検索と比較して大幅に検索時間が短縮された.また,探索位置の摂動を行うことによって,アクセスログによる索引の要素の推測を困難にすることを示したが,問合せ回数が増えると要素のアクセス共起度によって推測の可能性が高まるため定期的な更新が必要であることもわかった.また、本システムをブロックチェーンによる資産売買に適用するための,取引者間事前合意を用いた資産売買プロトコルを提案した.プロトコルでは,取引者間でのメタ的な契約に関する合意をした後に,所定の支払いを行っていく2フェーズで構成し,その一貫性を保証した.また,利息を考慮した分割払いにも対応した.安全性評価では,ケースごとにプロトコルの安全性を示した.評価実験では,範囲証明の実行時間及び証明サイズを計測し,処理時間に関してはボトルネックとなり得ないことを示した.これに加えて,送金トランザクション発行の処理速度が1.0秒以内であることを測定し,実用的であることを検証した.仮想通貨のような数msのようなリアルタイムトランザクションへの対応は難しいが,不動産の資産売買など数秒単位のリアルタイムなトランザクションであれば十分に実現可能であると考える.この成果においては国内発表および国際会議において発表した。平成29年度は、まず平成28年度の研究成果を国際会議および論文誌等に投稿し、発表する。さらに研究を推進するために、データ販売契約に基づくアクセス制限機構についての研究を進める。先行研究の検索フレームワークOSIT-BSでは、利用者に索引の情報を提供し、利用者自身(が持つクライアントアプリケーション)が索引を探索することによって問合せ結果を得る。
眼循環改善作用を持つ薬物の毛様動脈血管平滑筋に対する効果についての薬理学的研究

緑内障の治療薬として臨床応用されている薬剤のうち、ベタキソロールはウサギ毛様動脈を濃度依存性に弛緩させたが、これはこの薬剤の持つカルシウム拮抗薬様の作用のためと考えられた。ニプラジロールはニトログリセリン様の作用を併せ持っており、薬剤に含まれるニトロ基よりNOを放出するNO-Donorとして血管弛緩作用を有した。レボブノロールは細胞内貯蔵カルシウム放出を抑制することによって弛緩を起こすなど、血管弛緩作用とβ遮断作用が関係のないことが示唆された。このように同じβ遮断剤でも血管作用機序は異なることが明らかとなった。プロスタグランディン関連薬のひとつであるウノプロストンの血管弛緩作用は他の薬剤と比べて強力であるが、興味深いことにウノプロストンの代謝物は血管弛緩作用を持たなかった。角膜を通過するときにこの薬剤はほとんど全てが代謝されて代謝物として前房内に存在するため、ウノプロストンが血流を増加させるとすればそれは眼球内に存在する代謝物としてではなく、眼球内に入らず眼球を迂回して後眼部に達した非代謝物としてであると考えられた。この薬剤の血管弛緩は細胞外のCa流入阻害によると考えられた。また、ウノプロストンよりも眼圧下降動果に優れるとされるラタノプロストも血管弛緩作用を有するが、効果はウノプロストンの方が強力であることも明らかとなった。このように各種緑内障治療薬はその多くが血管弛緩作用を有しているが、その作用機序は様々である。そして眼圧下降作用とは基本的に関係がなく、それぞれの薬剤の持つ、眼圧下降作用とは異なる作用によって血流に影響を与えていることが実証された。様々な緑内障治療薬の血管作用を検討した。今年度はプロスタグランディン製剤であるイソプロピルウノプロストン(ウノプロストン)を検討した。この薬剤は眼圧下降効果だけでなく、眼血流改善効果があることが示唆されている。我々はこの薬剤が摘出毛様動脈を弛緩させることを見出したが、その作用機序については未だ不明であった。今回我々はこの薬剤の血管平滑筋に対する作用機序についてさらに検討を加えた。方法は前回も報告したとおりである。まず、屠殺した白色家兎から眼球を摘出し、視神経と並行して走る毛様動脈を摘出し、血管を微小血管収縮測定装置Myograph System(J.P.Tranding社.デンマーク)に固定し、薬剤に対する効果を調べた。その結果、ウノプロストンは高K溶液で収縮させた毛様動脈を濃度依存性に弛緩させたが、その代謝産物であるM1、M2は10μMの濃度まで全く弛緩を生じなかった。ウノプロストンの弛緩反応はguanylyl cyclase阻害薬(ODQ)、adenylate cyclase阻害薬(SQ22536)、Maxi-Kチャンネル阻害薬(iberiotoxin)では抑制されなかった。Ca-free溶液下で起こるhistamineによる収縮はウノプロストンで抑制されなかった。すなわち、ウノプロストンによる家兎毛様体動脈弛緩は代謝産物では発生せず、細胞外のCa流入による収縮に対して、より効果があることが明らかとなった。また、ウノプロストン点眼で見られる血流増加は前房内に多く含まれる代謝物よりはむしろ眼球内に透過しない非代謝物が効果を示していると考えられた。すなわち、ウノプロストンの毛様動脈弛緩機序は眼圧下降機序とは異なると考えられた。また、その機序としては血管平滑筋細胞外からのCa取り込み阻害が示唆された。この結果は日本眼科学会で発表し、Curr.Eye Resに発表した。

様々な緑内障治療薬の血管作用を検討した。今年度はベータ遮断薬の一種であるレボブノロールを検討した。この薬剤は眼圧下降効果だけでなく、眼血流改善効果があることが示唆されている。我々はこの薬剤が摘出毛様動脈を弛緩させることを見出した。さらに我々はこの薬剤の血管平滑筋に対する作用機序について検討を加えた。方法は前回も報告したとおりである。まず、屠殺した白色家兎から眼球を摘出し、視神経と並行して走る毛様動脈を摘出し、血管を微小血管収縮測定装置Myograph System (J.P.Tranding社.デンマーク)に固定し、薬剤に対する効果を調べた。その結果、レボブノロールは高K溶液で収縮させた毛様動脈を濃度依存性に弛緩させた。この弛緩反応は、一酸化窒素(NO)合成阻害薬であるNーニトローLーアルギニンメチルエステルによっては抑制されず、血管内皮を機械的に除去した標本でも見られたことから、血管内皮細胞由来NOの作用は関与していないと考えられた。弛緩は10μMphenylephrine、10μM histamineで収縮させた標本でも、あるいは100nM endothelin-1で収縮させた標本でも同様に見られた。Ca-free溶液下で起こるhistamineによる収縮はレボブノロールで抑制された。すなわち、レボブノロールによる家兎毛様体動脈弛緩は細胞内のCa放出による収縮に対して、より効果があることが明らかとなった。レボブノロールの毛様動脈弛緩機序は眼圧下降機序とは異なると考えられた。また、その機序としては血管平滑筋細胞内からのCa放出阻害が示唆された。この結果は日本眼科学会で発表した。正常眼圧緑内障の治療として、眼圧下降以外の治療法の開発は重要であり、血流改善は有力な候補と考えられている。本研究の目的は既存の緑内障治療薬に存在するとされる血流作用を薬理学的に検証することにある。対象としたのは緑内障治療点眼薬として現在広く使用されるβ遮断薬とプロスタグランディン関連薬で、これらの薬剤は眼圧下降とは別に血流改善効果があることが報告されている。実験にはウサギおよびラット摘出眼動脈を用いて、in vitroで薬物の持つ血管作用を薬理学的に検討した。緑内障の治療薬として臨床応用されているβ遮断剤のうち、ベタキソロールはウサギ毛様動脈を濃度依存性に弛緩させたが、これはこの薬剤の持つカルシウム拮抗薬様の作用のためと考えられた。ニプラジロールは薬剤に含まれるニトロ基よりNOを放出するNO-Donorとして血管弛緩作用を有した。レボブノロールは細胞内貯蔵カルシウム放出を抑制することによって弛緩を起こすなど、血管弛緩作用とβ遮断作用が関係のないことが示唆された。プロスタグランディン関連薬のひとつであるウノプロストンの血管弛緩作用は細胞外のCa流入阻害によると考えられた。また、ウノプロストンよりも眼圧下降効果に優れるとされるラタノプロストも血管弛緩作用を有するが、結果はウノプロストンの方が強力であることも明らかとなった。今回の実験で明らかになったように、各種緑内障治療薬はそれぞれ血管弛緩作用を有しており、その作用機序は眼圧下降作用とは基本的に関係がなく、薬剤により様々である。そしてそれぞれの薬剤の持つ、眼圧下降作用とは異なる作用によって血流に影響を与えていることが実証された。正常眼圧緑内障の薬物治療において、このような従来知られていなかったような緑内障治療薬の作用の検証は、新しい薬物治療開発の基礎となるデータであり、既存の薬物治療選択に関しても重要な意義がある。
タイ型HIV-1の分子疫学とそれを標的とする遺伝子免疫技術の開発

(1)東南アジア地域におけるHIV流行の分子疫学的解析HIV流行が急激に拡大しているタイ周辺諸国のミャンマー,カンボジア,ベトナム南部におけるHIV流行の分子疫学的解析を行った。その結果,ミャンマーでは,サブタイプE(タイA)とサブタイプB(タイB)の2種のウイルス株が流布し,薬物乱用者(IDUs)では,サブタイプBが,売春婦、STD患者などの性的接触による感染者にはサブタイプEとBとが分布していること。2)カンボジアとベトナム南部では,サブタイプEが広く見いだされ,特にベトナム南部では,IDUと性的ルートによる感染者の集団共に,サブタイプEが分布していることを明らかにした。(2)サブタイプE HIV-1のウイルス学的研究HIV-1サブタイプEのSIおよびNSI型エンベロープ蛋白質発現用組み換えワクシニアウイルスを用い,HIV-1エントリ-コレセプターのusageの解析を行った。その結果,HIV-1サブタイプEのNSI型エンベロープ蛋白質がCCR5を利用することを確認した(医科研ウイルス感染研究部,京大ウイルス研,塩野義研との共同研究)。しかし,SI型のものは,CXCR4もCCR5のいずれも利用しないという結果が得られ,現在検討中である。
炭素資源ガス化機構および詳細化学反応速度モデリングに関する研究

本研究では,二段噴流床石炭ガス化炉(リダクタ)内を模擬したガス雰囲気における石炭迅速熱分解生成物の高温転換特性と,これに対するガス化方式(空気吹き方式,O_2/CO_2吹き方式)の影響を実験的・系統的に調査するとともに,その反応機構を素反応シミュレーションにより解析するために,シミュレーションの妥当性について検証した.石炭迅速熱分解生成物のうち揮発成分の転換特性を調査するために,タールのモデル芳香族化合物としてベンゼン/ナフタ、レンを用いて調査した.管型反応器を用いた実験的調査を実ガス化炉模擬雰囲気(CO-CO_2-H_2-H_2O系混合ガス雰囲気)で実施したところ,空気吹き方式とO_2/CO_2吹き方式のいずれにおいても,供給原料の入口濃度がスス収率およびガス収率に著しい影響をおよぼすことがわかった.そして,O_2/CO_2吹き方式採用によるスス生成抑制とガス生成促進を初めて実験的に示した.これに加えて,供給原料の入口濃度が低いほどスス生成を抑制し,ガス生成を促進することを明らかにした.管型反応器による調査と同等の条件で気相反応シミュレーションをおこなった.本シミュレーションは詳細化学反応速度モデルに基づいており,ラジカルを含む257の化学種,2216の素反応を考慮するとともに,アジャスタブル因子がなく汎用性が高いという特徴を有する.数値シミュレーションは,実験より得られた傾向を定性的に記述できた.そこで,鍵となる反応の抽出を試みた.解析結果より,OHラジカルが芳香族化合物の分解に重要な役割を果たすことを明らかにした.数値シミュレーションにより算出した反応器軸方向におけるOHラジカル量を,空気吹き方式およびO_2/CO_2吹き方式について解析したところ,OHラジカルの気相濃度は,O_2/CO_2吹き方式のほうが空気吹き方式よりも高いことが示された.これらの結果は,実験から得られたO_2/CO_2吹き方式の空気吹き方式に対する優位性を定性的に説明する.本研究では,二段噴流床石炭ガス化炉(リダクタ)内を模擬したガス雰囲気における石炭迅速熱分解生成物の高温転換特性と,これに対するガス化方式(空気吹き方式,O_2/CO_2吹き方式)の影響を実験的・系統的に調査するとともに,その反応機構を素反応シミュレーションにより解析するために,シミュレーションの妥当性について検証した.石炭迅速熱分解生成物のうち揮発成分の転換特性を調査するために,タールのモデル芳香族化合物としてベンゼン/ナフタ、レンを用いて調査した.管型反応器を用いた実験的調査を実ガス化炉模擬雰囲気(CO-CO_2-H_2-H_2O系混合ガス雰囲気)で実施したところ,空気吹き方式とO_2/CO_2吹き方式のいずれにおいても,供給原料の入口濃度がスス収率およびガス収率に著しい影響をおよぼすことがわかった.そして,O_2/CO_2吹き方式採用によるスス生成抑制とガス生成促進を初めて実験的に示した.これに加えて,供給原料の入口濃度が低いほどスス生成を抑制し,ガス生成を促進することを明らかにした.管型反応器による調査と同等の条件で気相反応シミュレーションをおこなった.本シミュレーションは詳細化学反応速度モデルに基づいており,ラジカルを含む257の化学種,2216の素反応を考慮するとともに,アジャスタブル因子がなく汎用性が高いという特徴を有する.数値シミュレーションは,実験より得られた傾向を定性的に記述できた.そこで,鍵となる反応の抽出を試みた.解析結果より,OHラジカルが芳香族化合物の分解に重要な役割を果たすことを明らかにした.数値シミュレーションにより算出した反応器軸方向におけるOHラジカル量を,空気吹き方式およびO_2/CO_2吹き方式について解析したところ,OHラジカルの気相濃度は,O_2/CO_2吹き方式のほうが空気吹き方式よりも高いことが示された.これらの結果は,実験から得られたO_2/CO_2吹き方式の空気吹き方式に対する優位性を定性的に説明する.