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アニサキス特異的76K,64K,60K蛋白に対する血中抗体測定系の開発

小腸および大腸アニサキス症は,胃アニサキス症に比して診断が困難であり,無用な開腹を受ける症例が少なくない.急性消化管アニサキス症の臨床において血清生化学的な確実な補助診断法の開発が望まれる.本研究は,アニサキス特異的蛋白に対するモノクロ-ナル抗体を作製し,蛋白の大量収集を行い,診断に有用な免疫測定系を完成させることを目的とする.現在まで,特異的モノクロ-ナル抗体産生のハイブリド-マの作製と選別作業が続けられているが,目的とする特異的モノクロ-ナル抗体は得られていない.1.アニサキス76k,64k,60k蛋白に対するモノクロ-ナル抗体の作製:(1)1週間隔でマウス(n=8)を開腹し生きたアニサキス虫体を腹腔中にimplantした.46週後に採血し,ELISA法にて血中抗体を測定したところ,全てのマウスにアニサキス抗体の上昇を確認した.次いでマウス脾細胞とミエロ-マ細胞P3U1を細胞融合させて,ハイブリド-マを作製した.(2)得られたハイブリド-マの中から,アニサキス粗抗原を固相化したELISA法にて選別し,アニサキス抗原に対する抗体産生の多いクロ-ン20個を得た.(3)現在,これらの中からImmuneblotting法によりアニサキス特異的76,64,60k蛋白に対する抗体産生のハイブリド-マを確認中である.B.血中アニサキス抗体に関する新しい知見:(1)本研究に関する新しい知見として,急性小腸アニサキス症,大腸アニサキス症においても76k,64k,60k蛋白に対する血中抗体反応が認められ,発症後より抗体価は急激に増加し14ケ月高値持続した.従ってこれらの変動を捉えれば,小腸および大腸アニサキス症の確実な診断が可能と考えられた.小腸および大腸アニサキス症は,胃アニサキス症に比して診断が困難であり,無用な開腹を受ける症例が少なくない.急性消化管アニサキス症の臨床において血清生化学的な確実な補助診断法の開発が望まれる.本研究は,アニサキス特異的蛋白に対するモノクロ-ナル抗体を作製し,蛋白の大量収集を行い,診断に有用な免疫測定系を完成させることを目的とする.現在まで,特異的モノクロ-ナル抗体産生のハイブリド-マの作製と選別作業が続けられているが,目的とする特異的モノクロ-ナル抗体は得られていない.1.アニサキス76k,64k,60k蛋白に対するモノクロ-ナル抗体の作製:(1)1週間隔でマウス(n=8)を開腹し生きたアニサキス虫体を腹腔中にimplantした.46週後に採血し,ELISA法にて血中抗体を測定したところ,全てのマウスにアニサキス抗体の上昇を確認した.次いでマウス脾細胞とミエロ-マ細胞P3U1を細胞融合させて,ハイブリド-マを作製した.(2)得られたハイブリド-マの中から,アニサキス粗抗原を固相化したELISA法にて選別し,アニサキス抗原に対する抗体産生の多いクロ-ン20個を得た.(3)現在,これらの中からImmuneblotting法によりアニサキス特異的76,64,60k蛋白に対する抗体産生のハイブリド-マを確認中である.B.血中アニサキス抗体に関する新しい知見:(1)本研究に関する新しい知見として,急性小腸アニサキス症,大腸アニサキス症においても76k,64k,60k蛋白に対する血中抗体反応が認められ,発症後より抗体価は急激に増加し14ケ月高値持続した.従ってこれらの変動を捉えれば,小腸および大腸アニサキス症の確実な診断が可能と考えられた.急性消化管アニサキス症は日本人にとって稀な疾患ではない.胃アニサキス症の診断は,一部の症例で内視鏡診断が可能であるが,腸アニサキス症は診断困難で無用な開腹を受ける症例が多い.これらの点から,急性消化管アニサキス症の臨床上で,血清生化学的な確実な補助診断法の開発が望まれる.本研究の目的は,アニサキス特異的蛋白に対するモノクロ-ナル抗体を作製し,蛋白の大量収集を行い,診断に有用な免疫測定系を完成させることである.本年度は特異的モノクロ-ナル抗体産生のハイブリド-マの作製と選別に精力が集中された.A.アニサキス76k,64k,60k蛋白に対するモノクロ-ナル抗体の作製:(1)マウス・モノクロ-ナル抗体の作製:マウスにアニサキス虫体を1週間隔で経口感染させ,または開腹し虫体を直接腹腔中に投与し,血中抗体の上昇を確認した後に,脾細胞と653細胞を細胞融合させて,ハイブリド-マを作製した.(2)得られたハイブリド-マの中から,ELISA法にて選別し,アニサキス粗抗原に対する抗体産生の多いクロ-ン20個を得た.(3)現在,これらの中からImmuneblotting法によりアニサキス特異的76k,64k,60k蛋白に対する抗体産生のハイブリド-マを確認中である。B.血中アニサキス抗体に関する新しい知見:(1)本研究に関する新しい知見として,急性胃アニサキス症に限らず,臨床像の異なる急性小腸アニサキス症,大腸アニサキス症においても76k,64k,60k蛋白に対する血中抗体反応が認められ,また患者血中抗体は虫体

特異的76k,64k,60k蛋白と反応するが,従来から対応抗原と考えられていたアニサキスヘモグロビンとは反応しないことを確認した.胃アニサキス症の診断は,一部の症例で内視鏡診断が可能であるが,腸アニサキス症は診断困難で無用な開腹を受ける症例が多い.これらの点から,急性消化管アニサキス症の臨床上で,血清生化学的な確実な補助診断法の開発が望まれる.本研究は,アニサキス特異的蛋白に対するモノクロ-ナル抗体を作製し,蛋白の大量収集を行い,診断に有用な免疫測定系を完成させることを目的とする.本年度は特異的モノクロ-ナル抗体産生のハイブリド-マの作製と選別に精力が集中された.A.アニサキス76k,64k,60k蛋白質に対するモノクロ-ナル抗体の作製:(1)1週間隔でマウスを開腹し生きたアニサキス虫体を腹腔中にimplantした.46週後に採血し,ELISA法にて血中抗体を測定したところ,全てのマウスにアニサキス抗体の上昇を確認した.次いでマウス脾細胞とミエロ-マ細胞P3U1を細胞融合させて,ハイブリド-マを作製した.(2)得られたハイブリド-マの中から,ELISA法にて選別し,アニサキス粗抗原に対する抗体産生の多いクロ-ン20個を得た.(3)現在,これらの中からImmuneblotting法によりアニサキス特異的76k,64k,60k蛋白に対する抗体産生のハイブリド-マを確認中である.B.血中アニサキス抗体に関する新しい知見:(1)本研究に関する新しい知見として,急性胃アニサキス症に限らず,臨床像の異なる急性小腸アニサキス症,大腸アニサキス症においても76k,64k,60k蛋白に対する血中抗体反応が認められ,発症後より抗体価は急激に増加し14ケ月高値持続した後に,徐々に低下した.従ってこれらの変動を捉えれば,小腸および大腸アニサキス症の確実な診断が可能と考えられた.
抗歯根抗体Fab断片を用いた破歯細胞の歯根面接着阻害による歯根吸収予防法の開発

実験準備.1.抗歯根抗体及び抗歯根抗体Fab断片の作製.すり潰した抜去歯牙歯根をアジュバントにしてラットに注射した。2週間後再度注射し、抗体価を計った後、血液を採取した。血清を遠心分離後、プロテインAカラムを使用しIgG分画を精製した。精製した抗歯根抗体をペプシンで消化し,ゲル濾過により抗歯根抗体Fab断片を得た。2.象牙より7×7mm象牙質切片を作製した。実験.In vitroにおける破歯細胞の歯根面への接着阻害試験及び吸収阻害試験.象牙質切片上に出生直後のウイスター系ラットの大腿骨より骨髄細胞を採取しα-MEN培地で10^6の細胞を象牙質切片上に播いた。37°C,1時間保温した後、リン酸緩衝液で3回洗浄し、グルタルアルデヒドで固定した後、TRAP染色により破歯細胞の数を測定した。結果は全付着細胞数が2560個であったのに対し、TRAP陽性細胞数は182個であった。さらに1週間培養して吸収窩の数を測定したところ、52個の吸収窩がみられた。象牙質を抗歯根抗体及び抗歯根抗体Fab断片で前処理したものと処理しなかったものを比較検討したところ、抗体の濃度依存的に接着細胞数と吸収窩数の減少がみられた。同時に破歯細胞の分化誘導に関して有力視されているサイトカイン(IL-6)の産生をELISA(Enzyme Linked Immunosorbent Assay)にて定量したところ、顕著な差異はみられなかった。以上の結果から抗歯根抗体Fab断片は破歯細胞の接着阻害によって吸収を阻害することがわかった。
薬用植物カラスビシャクの国産化を目指した至適栽培条件の探索と結実制御法の開発

本研究は,カラスビシャクの栽培植物化・国内生産を目指し,1)効率的生産のための至適栽培条件の探索,2)交雑育種による優良系統作出のための結実制御法の開発を行うことを目的としており,以下のことを行なった.1)これまでの研究で,カラスビシャクの良好な生育が認められた通気性・保水性に優れた灰白色の多孔質火成岩(商品名「パミス」)を培地とする固形培地式水耕装置を用い,研究代表者(江口)が属する九州大学生物環境利用推進センター(以降,生環セ)の有する気温・湿度が高度に制御された人工光グロースキャビネットを用いて高い再現性が期待できる試験栽培を行なった.材料には品種登録申請中の超多収系統を用いた.本系統については昨年度(平成29年度)に人工光下と太陽光下との生育の差異の有無を検証しており,両条件下で大差ない生育,塊茎収量,および塊茎品質が得られたので,今回,環境条件創出において高い再現性が期待できる人工光グロースキャビネットでの栽培実験を行なうこととなった.品質の評価には,共同研究者の田中が開発したカラスビシャク由来水溶性生理活性多糖類を特異的に定量できるELISA法を用いた.これによって,特定の気温,湿度,光条件下でのカラスビシャクの成育過程における塊茎の肥大と塊茎への有用成分蓄積の経時的な様相を明らかにして,今後の至適栽培条件探索のための比較基準となる貴重なデータが得られた.2)倍数性の変異を調査するための準備を行なった.本研究実施の場である生環セでは,北海道から沖縄県にかけての約40地区から多数の系統(180個体以上)を収集しており,これらの系統の一部を用いて,花粉稔性,花粉サイズ等の調査を試み,また,サイトフローメーターでの分析を行なった.その結果,日本に自生するカラスビシャクには倍数性の変異があることが示唆された.しかし,倍数性と花粉の大きさには関連は認められなかった.本研究では,カラスビシャクの栽培植物化・国内生産を目指して,1)効率的生産のための至適栽培条件の探索,2)交雑育種による優良系統作出のための結実制御法の開発を行うことを目的としている.計画では,課題1)については,光環境(光量,光質)に着目した栽培実験を行なうこととしており,課題2)については,本種の育種系構築に必要な遺伝的変異の調査,開花・結実に必要な環境条件の調査を行ない,あわせて日本に自生する遺伝子源の収集も試みることとしている.平成30年度は,課題1)について,これまでの研究で育成したカラスビシャク超多収系統の至適栽培条件を探索するため,その比較対象となる特定の気温,湿度,光条件下での植物の生育,塊茎の肥大と塊茎への有用成分蓄積の経時的な様相を明らかにした.また,課題2)についても,日本各地から収集した系統を用いて,花粉稔性,花粉サイズ等の調査を試み,また,サイトフローメーターでの分析を行ない,日本産カラスビシャクには倍数性の変異があることが示唆された.本研究は,おおむね順調に進展しており,これまでに得た知見に基づきつつ,研究計画通りに進めて行く.まず,主要課題の一つとして,カラスビシャクの至適栽培条件の探索を行なう.特に,光条件(光強度,光質など)に着目して栽培実験を行なう.また,主要課題のもう一課題として,本種の育種系構築に必要な遺伝的変異の調査,開花・結実に必要な環境条件の調査を行ない,あわせて日本に自生する遺伝子源の収集も試みる.本研究は,カラスビシャクの栽培植物化・国内生産を目指して,1)効率的生産のための至適栽培条件の探索,2)交雑育種による優良系統作出のための結実制御法の開発を行うことを目的としており,そのそれぞれについて,研究初年度(平成29年度)は,研究の端緒となる作業を行った.課題1)これまでの研究で,カラスビシャクの良好な生育が認められた通気性・保水性に優れた灰白色の多孔質火成岩(商品名「パミス」)を培地とする固形培地式水耕装置を用い,研究代表者(江口)が属する九州大学生物環境利用推進センター(以降,生環セ)の有する気温・湿度が高度に制御された装置を用いて高い再現性が期待できる試験栽培を行なった.材料には品種登録申請中の超多収系統を用い,本系統の人工光下と太陽光下との生育の差異の有無の検証,および培養液のECあるいはpHが本系統の生育・収量・品質に及ぼす影響調査を行なった.品質の評価には,共同研究者の田中が開発したカラスビシャク由来水溶性生理活性多糖類を特異的に定量できるELISA法を用いた.その結果,人工光下でも本系統は太陽光下と遜色のない生育を示すこと,pH4-6,およびEC 1.2-2.3mS/cmの範囲では培養液は本系統の生育に影響しないことが明らかになった.また,光環境(光質・光量)が収量・品質に及ぼす影響を調査するための実験装置の準備として多種の光環境が創出できるLEDパネル・電源装置を購入した.課題2)倍数性の変異を調査するための準備を行なった.

本研究実施の場である生環セでは,北海道から沖縄県にかけての約40地区から多数の系統(180個体以上)を収集しており,これらの系統の一部を用いて,花粉稔性,花粉サイズ等の調査を試み,また,サイトフローメーターでの分析条件の確認を行なった.本研究では,カラスビシャクの栽培植物化・国内生産を目指して,1)効率的生産のための至適栽培条件の探索,2)交雑育種による優良系統作出のための結実制御法の開発を行うことを目的としている.研究初年(平成29年)度の計画では,課題1)については,培養液のECおよびpHがカラスビシャクの生育・収量.品質に及ぼす影響を調査すること,また光環境(光量,光質)の影響調査をするための準備を行なうこととしており,課題2)については,日本各地から収集したカラスビシャクの形態調査,および倍数性変異の調査に着手することとしている.平成29年度は,ほぼ当初の計画通りに研究を進められた.課題1)については次の知見を得た.これまでの研究で育成したカラスビシャク超多収系統は人工光下でも太陽光下と遜色のない生育を示すこと,pH4-6,およびEC 1.2-2.3mS/cmの範囲では培養液は本系統の生育に影響しないことを明らかにした.計画にはあげていないが,種子の保存性についても検討を行った.また,課題2)についても,日本各地から収集した系統を用いて,花粉稔性,花粉サイズ等の調査を試み,また,サイトフローメーターでの分析条件の確認を行なうなど,この研究を進めるための準備作業に着手した.本研究は,カラスビシャクの栽培植物化・国内生産を目指し,1)効率的生産のための至適栽培条件の探索,2)交雑育種による優良系統作出のための結実制御法の開発を行うことを目的としており,以下のことを行なった.1)これまでの研究で,カラスビシャクの良好な生育が認められた通気性・保水性に優れた灰白色の多孔質火成岩(商品名「パミス」)を培地とする固形培地式水耕装置を用い,研究代表者(江口)が属する九州大学生物環境利用推進センター(以降,生環セ)の有する気温・湿度が高度に制御された人工光グロースキャビネットを用いて高い再現性が期待できる試験栽培を行なった.材料には品種登録申請中の超多収系統を用いた.本系統については昨年度(平成29年度)に人工光下と太陽光下との生育の差異の有無を検証しており,両条件下で大差ない生育,塊茎収量,および塊茎品質が得られたので,今回,環境条件創出において高い再現性が期待できる人工光グロースキャビネットでの栽培実験を行なうこととなった.品質の評価には,共同研究者の田中が開発したカラスビシャク由来水溶性生理活性多糖類を特異的に定量できるELISA法を用いた.これによって,特定の気温,湿度,光条件下でのカラスビシャクの成育過程における塊茎の肥大と塊茎への有用成分蓄積の経時的な様相を明らかにして,今後の至適栽培条件探索のための比較基準となる貴重なデータが得られた.2)倍数性の変異を調査するための準備を行なった.本研究実施の場である生環セでは,北海道から沖縄県にかけての約40地区から多数の系統(180個体以上)を収集しており,これらの系統の一部を用いて,花粉稔性,花粉サイズ等の調査を試み,また,サイトフローメーターでの分析を行なった.その結果,日本に自生するカラスビシャクには倍数性の変異があることが示唆された.しかし,倍数性と花粉の大きさには関連は認められなかった.本研究では,カラスビシャクの栽培植物化・国内生産を目指して,1)効率的生産のための至適栽培条件の探索,2)交雑育種による優良系統作出のための結実制御法の開発を行うことを目的としている.計画では,課題1)については,光環境(光量,光質)に着目した栽培実験を行なうこととしており,課題2)については,本種の育種系構築に必要な遺伝的変異の調査,開花・結実に必要な環境条件の調査を行ない,あわせて日本に自生する遺伝子源の収集も試みることとしている.平成30年度は,課題
冠動脈内皮障害の包括的早期診断を目指したｍｉｃｒｏＲＮＡ解析による探索的研究

健常喫煙者を対象として禁煙前後での流血中のmicroRNAを検討した結果、microRNA 126が増加することを見出し、血管内皮に関連したmicroRNAは病態変化により変動することを確認した。また、心血管危険因子を有する患者において血液中のセロトニン濃度は酸化ストレスや冠動脈疾患の罹患と有意に関連を認め、セロトニンと酸化ストレスを軸とした治療戦略は動脈硬化性疾患患者の診療に有用な方策と考えられた。さらに、冠動脈疾患の有無、区分により、流血中の内皮関連microRNAの発現変化を確認し、冠動脈内皮障害の指標としての可能性が示唆された。引き続き、バイオマーカーとして有用性を検討している。2012年4月に開始してから2014年3月末までに、胸部症状を主訴に名古屋市立大学病院を受診され、冠動脈疾患の疑いで冠動脈造影検査を実施した合計37症例を登録した。内訳は、冠動脈に狭窄を認めてカテーテル治療(PCI)を実施した狭心症患者17例、冠動脈に有意狭窄を認め薬物治療を実施した狭心症(VSA)患者3例,冠動脈狭窄を認め冠動脈バイパス術にいたった2例,冠動脈に狭窄を認めず冠攣縮誘発試験陽性となった4例,冠動脈に狭窄を認めず冠攣縮誘発試験陰性であった11例であった。また、これらの症例のなかで5例に対してfollow upの検査を実施し、うち4例はカテーテル治療(PCI)施行患者で、残りの1例は冠攣縮性狭心症(VSA)であった。2012年4月以降に名古屋市立大学病院循環器内科を受診され、冠動脈疾患を疑い精査目的のため新たに心臓カテーテル検査を施行予定である3080歳の患者を対象とした。平成24年度は、冠動脈疾患疑いで入院した15名の患者の同意を得て初回登録を行った。心臓カテーテル検査を行う前に末梢血採取により内皮や血栓に関連した内皮依存性生理活性物質(セロトニン、S1P)、炎症・酸化ストレス関連因子、血栓・凝固線溶因子の測定を行い、前腕虚血後の反応性充血を用いて血管内皮機能を測定した。入院翌日にて診断を確定のため心臓カテーテル検査を実施した。冠動脈に有意狭窄を認めず、冠攣縮が疑われる場合には誘発試験により冠攣縮性狭心症の診断を行った。結果、15名の患者のうち9名は器質的狭窄を認めてカテーテル治療の適応と判断したが、3名は冠動脈に有意狭窄を有するものの末梢病変でカテーテル治療の適応は乏いと判断した。ほかの3名は器質的狭窄を認めないものの、スパズム誘発試験陽性で冠攣縮性狭心症と診断した。これらの患者は経皮的冠動脈治療または薬物投与などガイドラインに沿った治療を実施した。残りの6名は冠動脈に有意狭窄を認めず、スパズム誘発試験も陰性で、冠動脈疾患は否定された。この中で、器質的狭窄を呈してカテーテル治療を実施した4名の狭心症患者、3名の冠攣縮の患者、いずれも陰性で正常であった2名患者の血漿サンプルを用いてmicroRNAを抽出し、microRNAアレイによる網羅的解析を行った。安定狭心症疑い、あるいは無症候性の冠動脈疾患の診断で名古屋市立大学病院を受診され、初めて心臓カテーテル検査の目的で精査入院となった患者40症例を登録した。急性心筋梗塞や不安定狭心症の患者、過去に心筋梗塞の既往のある患者は除外した。冠動脈造影の結果、冠動脈に器質的病変を認め(C群:AP)、心臓カテーテル治療を実施した症例が18例,冠動脈に病変を認めるもののカテーテル治療の適応とはならず薬物治療を実施した症例が3例、冠動脈に重症の狭窄病変を認め、冠動脈バイパス術を実施した症例が2例、冠動脈に狭窄病変を認めず冠攣縮誘発試験陽性となり冠攣縮性狭心症の診断に至った症例(B群:VSA)が5例、冠動脈に有意狭窄病変を認めず冠攣縮誘発試験も陽性とならなかった症例(A群:normal)が12例であった。また、これらの患者から2015年3月にnormal 4例、VSA 4例、APの6例に対してマイクロアレイ解析を実施した。動脈硬化病変進行過程の病態である冠動脈疾患患者における血管内皮機能、内皮作動性物質の測定に加えて、microRNA解析による冠動脈内皮障害の包括的評価を目標として研究を実施した。まず、第一試験として血管内皮障害の初期段階と考えられる健常喫煙者を対象として禁煙前後でmicroRNA解析を行い、内皮に関連したmicroRNAに変化が現れるか検討した。結果、8週間の禁煙の後に内皮機能は改善し、流血中のmicroRNA 126は有意に増加した。この結果により流血中のmicroRNA 126が病態変化により変動することが確認され、特に禁煙による内皮障害からの回復を反映することが示唆された。続いて生活習慣病を有する患者において血管内皮に関連した指標のなかから冠動脈疾患の診断に有用で内皮障害の可能性を示唆する項目の検討を行った。結果、心血管危険因子を有する患者において血液中のセロトニン濃度は酸化ストレスや冠動脈疾患の罹患と有意に関連を認めた。最後に、冠動脈疾患患者を対象として血管内皮機能、内皮作動性物質、炎症・酸化ストレス、血栓、凝固線溶因子に加えて、microRNAの網羅的解析を行い、冠動脈内皮障害の指標となりうるか検討した。

マイクロアレイ解析の結果から、A群(normal)と比較してB群(VSA)で発現増加を認めたmicroRNA14項目、発現低下認めたmicroRNA 1項目、A群(normal)と比較してC群(AP)で発現増加を認めたmicroRNA1項目、発現低下認めたmicroRNA 24項目、そしてA群(normal)と比較してB+C群(VSA+AP)で発現増加を認めたmicroRNA 5項目、発現低下認めたmicroRNA 30項目であった。このなかからA群(normal)と比較してC群(AP)で発現低下しており、B+C群(VSA+AP)で評価しえも有意に発現低下を認め、さらに個々の検体での発現頻度の高さから最も重要な標的候補を絞り検討を行った。健常喫煙者を対象として禁煙前後での流血中のmicroRNAを検討した結果、microRNA 126が増加することを見出し、血管内皮に関連したmicroRNAは病態変化により変動することを確認した。また、心血管危険因子を有する患者において血液中のセロトニン濃度は酸化ストレスや冠動脈疾患の罹患と有意に関連を認め、セロトニンと酸化ストレスを軸とした治療戦略は動脈硬化性疾患患者の診療に有用な方策と考えられた。さらに、冠動脈疾患の有無、区分により、流血中の内皮関連microRNAの発現変化を確認し、冠動脈内皮障害の指標としての可能性が示唆された。引き続き、バイオマーカーとして有用性を検討している。新規の患者が予想より少なく、症例の登録が当初の予定よりも進んでいない。さらに、follow upの検査入院を希望されず、外来検査で対応することが多いため、follow up症例も伸び悩んでいる。動脈硬化患者登録が進まないため、培養細胞を用いた検討も組み入れて、標的となるmicroRNAを絞り込みを進める。つまり候補となるmicroRNAの中から内皮由来で機能的なものを同定し、治療介入前後での変化を評価することにより、バイオマーカーとして有用な指標となりうるか検討していく予定である。既に治療中である患者の再発や80歳以上の高齢者を対象患者からは外しているが、名古屋市立大学病院へ受信される患者はそうした背景の患者が比較的多い。そのため、対象患者数が集まりにくく、またfollow upのための検査入院を希望される患者が少ないため症例数が初めに想定したよりも少なくなっている。2年間で約50名の患者登録を予定していたが、昨年度は15名しか登録できなかった。昨年度に当院に来院された新規虚血性心疾患患者は急性心筋梗塞または不安定狭心症患者の割合が大きく、これらの患者は本研究には適さない集団であった。今年度は昨年度の患者追跡も行う必要があるが、さらに新規登録を目指す必要がある。今年度以降は、症例のfollow upを中心に検査を実施していく予定であったが、症例数追加のために、引き続き新規の症例も登録していく。follow up検査に関しては、症状の再燃がない場合は必須ではないため、あくまでも患者の希望を優先し、同意が得られた場合に実施していく方針に変更はない。当院通院され同意が得られた患者に対して、治療開始の約1年後に登録時と同様の検査とアレイ解析により得られたmicroRNAの項目に関して治療介入後の動態を評価する予定である。症例数が少なかったため、次年度以降に繰り越す。引き続き症例登録を行い、追加された症例に対する検査費用に充てる。本年度は昨年同様に新規の登録に加えて追跡研究を行う。これまで同様に内皮機能測定や検体処理の消耗物品に充てる。
テラヘルツSTM発光分光へのピコ秒時間分解能の付与

THz域でのSTM発光分光法にピコ秒の時間分解能を与えるために本研究を実施した。以前の可視域での研究から、ピコ秒パルス光をSTMの試料-探針ギャップに照射することによりピコ秒の時間分解能がSTM発光分光に付与できることがわかっている。STM中の電子トンネルによりTHz発光も励起されるので、照射されたギャップからのTHz光が観測されるかどうかの確認がなすべきことである。STM発光自身と検出器の両方の感度が可視域に比べTHz域では低いので、この確認は容易ではない。THz STM発光の効率改善のための理論計算を行い、その知見に基づき実験を行い、求めているTHz STM発光の観測に成功した。本研究計画の目的は、STMの試料-探針ギャップにピコ秒レーザーを照射した際のTHz-STM発光特性を明らかにすることにより、可視域でのSTM発光で実施されているポンプープローブSTM発光分光(ピコ秒の時間分解能のSTM発光計測)がTHz-STM発光でも可能であることを示すことにある。実施計画に従い、STMの試料-探針間にポンプ光とプローブ光を照射するための光遅延回路を含むレーザー光の照射系を本研究経費で準備し、実験を開始した。また、THz域でSTM発光の効率が高いと期待される試料材料をFDTD法に基づくシミュレーション計算により探索した。その結果、THz-STM発光の強度は試料材料依存性が極めて強いことがわかった。様々な材料について計算を行い、通常のSTM発光でTHz発光が確認されているSb2Te3は比較的強いSTM発光を示すことやAuはさらに強いTHz-STM発光を示すこと等が見いだされた。このような知見は実験を効率的に行うために極めて重要である。Sb2Te3試料系については、可視域におけるポンプ-プローブSTM発光分光の結果の解析を行った。その結果、ポンプ光の照射後1ピコ秒でSb2Te3のバンド構造やフォノンのエネルギーが大きく変化し、照射後10ピコ秒程度で緩和することがわかった。この知見自体は可視域でのSTM発光に関するものであるが、Sb2Te3のレーザー照射に伴う物性変化の様子が明らかになったことは、本研究にとっても有用な知見である。研究の現状は、THz計測に用いる液体ヘリウム冷却Siボロメーターのダーク信号の揺らぎが大きく、結果の解釈を慎重に行っている段解である。実験データーを蓄積し、明確な結論を得るべく研究を推進する。本研究の目的はテラテルツ(THz)領域でのSTM発光にピコ秒の時間分解能を付与することにあった。可視域でのSTM発光の研究から、ピコ秒レーザー光をSTMの試料-探針ギャップに照射することで原理的にはTHz域であってもピコ秒の時間分解能は得られるはずである。しかし、可視域に比較してTHz域では光検出器のノイズレベルが格段に大きく、THz STM発光の信号を検出器のノイズ信号から分離するのは容易ではない。加えて、可視域では、レーザー光を照射しない場合に比べ照射時のSTM発光強度が低下することも判っている。従って、レーザー光照射時のTHz STM発光信号を検出器のノイズ信号から分離する方策の探索が目的達成には必須であると考えた。このため、平成26年度はより強いTHz STM発光が得られる条件を理論的に解析し、その結果に基づき平成27年度は実験を実施した。Sb2Te3を試料として、照射レーザー光強度の関数としてTHz STM発光強度(THz STM発光による信号とノイズ信号の差分)を計測した。予想に反し、レーザー光強度の増大に伴いSTM発光強度が増大し、レーザー光強度によっては、レーザー光を照射しない場合の数倍にまで到達しうることを見いだした。Sb2Te3の可視域のピコ秒時間分解能STM発光分光によれば、レーザー照射後数ピコ秒でバンド構造が大きく変化する現象が観測されている。その結果、Sb2Te3のTHz域の誘電関数を決定している主要機構である「1.6eV近傍の電子遷移」からの寄与が消失し、自由電子の寄与のみが残ると考えると、観測されたレーザー光強度依存が説明出来た。THz STM発光強度は試料の誘電関数依存性が強く、あらゆる試料系を本手法の計測対象とするのは依然として難しいが、少なくともSb2Te3ではピコ秒の時間分解能でTHz STM発光の実施が可能であることを示した。まだ明確な実験的結論は得られていないが、もともとTHz-STM発光計測に用いる液体ヘリウム冷却のSiボロメーターはダーク信号の揺らぎが大きく、容易な計測だとは予想していなかったので遅延だとは考えていない。実験システムが完成し、試料系に対する見通しも得られているので、概ね順調だと判断している。

表面物性可視域でのSTM発光でも同様であるが、THz-STM発光は試料や探針の材質、形状だけで決まるのではなく、その表面状態にも強く依存する。従って、理論計算に基づき最適化された試料材質や探針形状で計測を行った際に期待されるレベルの信号強度が得られなくても、実験方法が不適切であるとの判断には直結しない。本研究のように参考にすべき先例がない場合には、先ずは多くの計測実験を行い、その中から研究の方向性を決定して行く。当初計画ではTHz-STM発光の分光までを行う計画であったが、そこまで実験計画が進まなかった。このため、分光用のフィルターに充てる費用を次年度に繰り越した。フィルターの購入に充てる。
動的秩序を基盤とする発光性クロミック金属錯体の創製

本研究では,集積・配列・クラスター化することにより特異な発光を示す白金(II)や銅(I)錯体等の“集積発光性金属錯体"に注目し、金属間相互作用、ππ相互作用、疎水性相互作用、水素結合等の分子間相互作用を自在に制御することによって、より高度な動的秩序系の構築に取り組んだ。その結果、1)構造復元機能を持つ蒸気応答性クロミック配位高分子および超分子、2)光と蒸気により発光色変化を示すハロゲン架橋銅(I)複核錯体、3)白金間相互作用をスイッチとする蒸気応答性Pt-M型複核錯体等、外部刺激に応答して鋭敏な色変化や発光色変化を示す様々な環境感応型発光性クロミック金属錯体を開発した。本研究は,集積・配列・クラスター化ることにより特異な発光を示す白金(II)や銅(I)錯体等の"集積発光性金属錯体"に注目して、より高度な動的秩序系の構築を目指すものである。この目的のため、クラスタリングや配位高分子化、あるいは液晶化を行うことにより、自己復元能をもち構造再構築の可能なより進化した動的秩序系を構築する。これにより、圧力、光、小分子、媒質等の外的刺激や環境要因に鋭敏に応答するクロミック現象の発現と、高感度、高選択的なセンシング機能の開発を狙う。本年度、設定3課題について以下の研究を行った。1)クラスタリングにより制御されたクロミック錯体の構築.ハロゲン架橋銅(I)複核錯体から熱的二量化による強発光性四核クラスター生成を、粉末X線回折により追跡し、構造変換過程を明らかにした。また、一連の[Cu_4I_4L_4]型クラスター錯体を合成し、発光特性を明らかにした。1)異種金属イオンを組み込んだ白金-M複核錯体のクロミック挙動.ピリジンチオラト架橋ジイミン白金(II)複核錯体はsyn型構造の異性体において特有の二量体構造形成することにより、有機物蒸気に応答して発光のON-OFFを示す。二つの白金イオンの一つを他の金属イオンで置き換えた一連の複核錯体syn-[Pt-M]が選択的に合成できることを見出した。そこで、今年度は系をさらに拡張し、3d金属イオン(M = Cu2+, Ni2+等)を組み込んだ錯体系の構築を行った。これらはゲスト吸着サイトとして軸配位子をとることが可能であり、新たな特性として、syn-[Pt-Cu]ではクロミック挙動の履歴現象を見出した。2)シクロメタレート型白金複核錯体のフォト&エレクトロクロミック制御.昨年度までに、アミダト架橋シクロメタレート型白金複核錯体がアセトン中で混合原子価状態の変化に基づくフォトクロミック応答性を示すことを見出した。X線構造解析により混合原子価状態では白金複核錯体が三量体構造を形成することも明らかになった。今年度は溶液中での混合原子価状態の詳細な解明を行うととともに、光および電気的刺激による混合原子価状態の精密制御を試みた。塩化物イオンの役割やアセトンとの反応を解明し、本系におけるクロミック制御の基盤を構築した。3)光と蒸気によるハライド架橋銅(I)複核錯体の発光制御.先に、強発光性の固体であるハライド架橋銅(I)複核錯体、[Cu2I2(PPh3)2(dmso)2](dmso =ジメチルスルホキシド)が、光に応答して発光色変化を示すことを見出したが、反応機構を詳細に追跡し、光によるdmso分子の結合異性化、熱による複核錯体のクラスター化が起こることを構造と分光学的追跡により明らかにした。1)クラスタリングにより制御されたクロミック錯体の構築.PS型の架橋配位子、2-(diphenylphosphino)benzenethiolを用いて一連の新規銅(I)錯体の構築を行い、2核、4核、6核クラスターの単離、同定に成功した。クラスターは、いずれも強発光性(量子収率0.2-0.5)を示し、それぞれ、青、赤、黄色の異なる発光色を示すことが見いだされた。また、ハロゲン架橋銅(I)複核および4核の強発光性コアをベースに、これらを三方向に架橋しうるトリピリジミン型配位子を用いて配位高分子化に成功した。X線構造解析に結晶構造を明らかにするとともに発光特性を検討し、明瞭な発光の温度依存性(低温で長波長シフト)を示すことを見出した。2)配位高分子化による構造復元クロミック系の構築.三次元ネットワーク空間の形成可能なジカルボキシビピリジン配位子(H2dcbpy)を含む銅(I)、コバルト(III)、及びルテニウム(II)錯体配位子を用いて、四面体ベース、八面体ベースの多孔性配位高分子の構築を行った。

粉末X線回折により、{Sr2[Ru(dcbpy)3].nH2O}等において、可逆的な構造変換を伴う水蒸気応答性が見いだされた。3)金属間相互作用により特異なクロミック挙動を示す白金-M複核錯体の構築.ピリジンチオラト架橋ジイミン白金(II)複核錯体は、syn型構造の異性体において有機物蒸気に応答して発光のON-OFFを示すことを先に報告している。これは、特有の二量体構造形成することに基づくが、今年度、二つの白金イオンの一つを他のd8金属イオン(Pd2+, Au3+)で置き換えた複核錯体syn-[Pt-M]の選択的合成に成功し、ベイポクロミズムに加えてメカノクロミズムも示すことが見出された。上記1)の課題については、銅クラスター錯体は大量合成にも成功し多様な測定、試験が可能となった。一方、ヒドラゾン銅錯体のクラスター試料は少量が生成するのみで合成法の改善が必要である。2)の課題では平面型錯体を基盤とする多様な配位高分子が構築できた。3)では、合成途中では不安定な金(III)錯体をメタセシス反応により収率よく合成できることを見出すことができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,集積・配列・クラスター化することにより特異な発光を示す白金(II)や銅(I)錯体等の“集積発光性金属錯体"に注目して、より高度な動的秩序系の構築を目指している。平成24年度には、計画通り、クラスタリングや配位高分子化によりクロミック特性を示すいくつかの新規錯体を得ることに成功した。また、高感度、高選択的なセンシング機能の開発を目指すため、混晶系の探索も始めており、一方で、集積発光性の研究の中から、新たな外部刺激として、光や電気で制御できる白金複核錯体系も見出し、いくつかの新しい展開の芽が出始めている。1)の課題については、クラスーのサイズについても検討を行い、クラスター構造と発行波長や発光量子収率の関係を調べる。また、銅クラスターをベースに金属イオンで連結した配位高分子化を試み、さらなる高量子収率化を狙う。2)の課題では、銅(I)、コバルト(III)、及びルテニウム(II)錯体配位子を用いて、それぞれ、四面体ベース、八面体ベースの多孔性配位高分子の構築を行い、蒸気や温度等の外部刺激応答クロミック特性を調べる。3)の課題については、今後、合成した金(III)錯体のレドックス応答性等の物性を明らかにしていく。上記のような経緯を踏まえ、今後は本研究課題を以下の2点に注目して推進する。1)異種金属イオンを組み込んだ白金-M複核錯体のクロミック挙動.ピリジンチオラト架橋ジイミン白金(II)複核錯体の2量体間の白金間相互作用の制御を目指して、二つの白金イオンの一つを軸配位子の取り込みが可能な種々の3d金属イオン(M = Cu2+, Ni2+, Co2+等)を組み込んだ一連のピリジンチオラト架橋複核錯体、syn-[Pt-M]を合成する。集積構造に及ぼす軸配位子の効果を調べるとともに、種々の蒸気に対する選択的応答性を検討する。2)シクロメタレート型白金複核錯体のフォト&エレクトロクロミック制御.アミダト架橋シクロメタレート型白金複核錯体がアセトン中で光に鋭敏に応答して色変化を示すことが見出された。これは集積構造の変化による新しいフォトクロミズムと魅すことができる。そこで、この挙動を詳細に検討する。具体的には、とりうる混合原子価状態と構造の関係を電解分光学測定や質量分析等で追跡するとともに、X線構造解析による構造情報と併せて議論する。
プロジェクト型学習におけるデジタルストーリーテリングの協働制作と学習成果の活用

本研究では、デジタルストーリーテリング(静止画をナレーションでつなげたデジタル紙芝居)の制作を取り入れたプロジェクト型学習を進めてきた。教員養成大学授業では、大学生が「もったいない」「読書」「外国人に向けた日本紹介」等をテーマに、小学校授業では、「この本よかったよ」「英語での自己紹介」をテーマに、学習者がデジタルストーリー作品を制作した。実践成果をもとに、協働学習でのデジタルストーリーテリングの意義、作品制作から学ぶこと、マルチメディアでの情報表現について明らかにした。大学生および小中学生を対象としたプロジェクト型学習(Project Based Learning)において,デジタルストーリーテリング(以下「DST」と略記)をどのように制作するかや学習成果の活用について,以下のことがらを研究、実践してきた。(1)DST制作を活かす学習環境の設計DSTを学習の場で活かすには,情報発信を重視した構成主義の学習論に基づく授業でDST制作を行い,学習成果を学習仲間と共に共有し合うことが重要である。特にどのようなテーマで学び,学習してきたことを整理、まとめることにDSTの手法が役立つ。(2)ストーリー構成力の育成と学習支援DST制作で,画像(写真,絵など)を収集、配列することがストーリー構成を行う上で効果があり,その過程で教師が適切に支援することが重要であった。また,ストーリー構成をする上で,「物語文法」の研究(1975)にも注目し,DSTのための物語文法について検討した。(3)Webサーバーの構築と大学生用イーラーニングコースウェアの開発DST作品を蓄積し,Web上で学習成果を共有、交流できるようにWebサーバーを構築した。また,大学生がデジタルストーリーテリングの制作方法について学ぶことができる支援マニュアルやイーラーニングコースウェアを開発した。(4)大学および小学校授業でのDST制作申請者(須曽野)が担当する授業「教育工学」「教育実践演習」「情報化社会と著作権」で,参加大学生がプロジェクト型学習(テーマ「もったいない」「著作権の問題」など)を進め,DSTを制作した。また,大学近隣の公立小学校で,国際交流学習を内容としたPBLで,児童がDSTを作り,大学生がその活動をサポートした。大学生および小学生を対象としたプロジェクト型学習(Project Based Learning)において、デジタルストーリーテリング(静止画をナレーションでつなげた電子紙芝居、以下「DST」と略記)制作実践を進めた。具体的な研究成果は以下のとおりである。(1)教員養成大学授業でのDST制作研究代表者(須曽野)が担当する授業「教育工学」「教育実践演習」「メディアリテラシーと情報表現」等で、参加大学生がプロジェクト型学習を進め、「もったいない」「読書」「外国人に向けた日本紹介」等をテーマに、デジタルストーリーを制作した。その制作活動及び作品成果を、複数の構成要素(画像、音声)を組み合わせ、相手に伝えるということを重視したナレーション、マルチメディアでの情報表現の工夫等の点で、分析・考察した。(2)小学校授業でのDST制作津市立北立誠小学校4年生45名を対象とした総合学習の授業で、児童がDSTで本を紹介するプロジェクト「この本よかったよ」(全9時間)を実施した。児童は、まず自分が紹介したい本を選び、ストーリーの構成を考え、画用紙5枚に絵を手描きした。そして、児童はナレーションを録音し、動画編集用ソフトを用いて作品を編集した。本プロジェクトでは、1)読書活動とDST、2)DSTの作り方のマルチメディア表現、3)仲間との学び合い、という点からDSTの学習効果が明らかにした。(3) Webサーバーの活用とイーラーニング用DSTコースウェアの開発学習者がWeb上でMooeを用いて、学習成果を共有・交流した。また、できるようにWebサーバーを構築した。また、大学生や現職教員がDSTの制作方法についてMooldeで学べるコースウェアやWebページを開発した。
溶融塩を反応媒体としたアンヒドラス合成プロセスの確立

本研究は、溶融塩を用いた材料合成に必要な、溶融塩の精製、生成物の分離・回収操作等のプロセスを一貫したものとして発展させたアンヒドラス合成プロセスを確立することを目的としている。平成11年度は、従来の電解セルを1/2以下にスケールダウンし、塩の使用量を約1/10に押さえながら、従来と同程度の材料形勢が可能であることがわかった。平成12年度は、ガス精製装置付グローブボックス内に電解セルを組み、塩の真空乾燥、真空加熱乾燥等をすべてグローブボックス内で行うことで、溶融LiCl-KCl系の不純物水分量を従来より1/10に低減させることに成功した。さらに、予備電解により脱水精製した溶融LiCl-KCl-DyCl_3中で、Niをカソードとして定電位電解を行うと、DyNi_2合金が2時間で60μm形成することが分かった。また、溶融LiCl-KCl-SmCl_3系でNiをカソードとして定電位電解を行うと、SmNi_2合金が1時間で20μm形成することも分かった。さらに、特定の電解条件の場合に電極表面に形成するDyOCl等は、1M程度の塩酸で処理することにより、除去可能であることも見出された。平成13年度は、従来の温度では不可能である材料の合成を行うため、新しい中温もしくは常温溶融塩の探索と合成を行った。中温域では、LiBr-KBr-CsBr系が融点約230°Cと、溶融アルカリハライド系の中では非常に低融点であることを明らかにした。さらに、この溶融塩中へLiHを添加した系においては、ハイドライドイン(H^-)が存在すること、および、その電極反応を利用して金属の水素吸蔵特性が評価可能であることを見出した。常温溶融塩としては、前年度までに世界に先駆けて合成に成功したEMIF・2.3HFに関して、詳しい電気化学的検討を行った。その結果、電位窓が約3.2Vであり、導電率が25°Cにおいて100mScm^<-1>であることが明らかとなった。この導電率は、25°Cにおける常温溶融塩の中では、最も大きなものであり、キャパシタなどへの応用が可能であることを見出した。平成11年度は、まず、溶融塩の高度脱水方法の開発を試みた。ガス循環精製装置付きグローブボックス内にて、代表的なアルカリハライドであるLiClとKClを共融組成に混合し、約573Kに加熱した状態でコールドトラップを介して約48時間真空ポンプで排気した。その後、673Kで溶解させ、Mo電極を用いてサイクリックボルタンメトリーを行った結果、水分等の不純物による残余電流は約1mAcm^<-2>であり、このような脱水処理を行わなかった場合に比べ、数分の一に減少していた。次に、さらなる不純物の除去法として、グラッシーカーボンを陽極、白金板を陰極とし、極間電圧2.5Vで予備電解を行った。その結果、残余電流は、約0.5mAcm^<-2>と2分の1に減少し、予備電解が有効であることが分かった。

また、溶解LiCl-KClの、より簡易な不純物金属イオンの除去法としては、水素化リチウム(LiH)添加も有効であることが分かった。ただし、不純物が水分の場合、最終生成物がO^<2->になると考えられるため、O^<2->のさらなる除去を行う必要がある。次に、従来の研究で用いられてきた電解セル(溶融塩量300500g)のスケールダウンを試みた。電気炉、るつぼ、電極などをスケールダウンすることにより、溶融塩量80100gでも十分に電気化学測定可能な装置を組むことができた。この装置により、溶融LiCl-KClにSmCl_3もしくはYbCl_3を添加した浴中においてNi-SmおよびNi-Yb合金の形成に成功した。溶融塩を用いた材料合成・評価に必要な、溶融塩の精製、生成物の分離・回収操作を含めプロセスを一貫したものとして発展させたアンヒドラス合成プロセスを確立することを目的としており、平成11年度は、従来の電解セルを1/2以下にスケールダウンすることにより、塩の使用量を約1/10に押さえながら、従来と同程度の材料形成が可能であることが分かった。平成12年度は、これらの結果を踏まえ、ガス精製装置付グローブボックス内に電解セルを組み、さらに精度の高い実験データを得ること、および実際に種々の材料の合成・評価を行うことを目的とした。まず、溶融LiCl-KCl系の実験に関して、ガス精製装置付グローブボックス内に新たに設置した特注電解セルを用い、塩の真空乾燥、真空加熱乾燥等の全ての操作をグローブボックス中で行うことで、従来よりはるかに低い水分量を再現性良く達成できることが明らかになった。ここで、浴中にLi_3Nを添加し、電極にFe、Fe-Sm、Crなどを用いることでFe-N、Fe-Sm-N、Cr-N等の機能性材料の形成が可能であることが分かった。さらに、ここで確立した手法を溶融LiBr-KBr-CsBr系に適用することで、溶融アルカリハライド中で最も低融点(約230°C)の新たな浴を見出すことができ、浴中へLiHを添加した際のH-イオンの電気化学挙動を精度良く明らかにすることができた。また、溶融LiCl-KCl-LiH系で、電気化学的手法によりTiの水素吸蔵・放出挙動に関して、平衡論的および速度論的データを簡便かつ精度良く求めることができた。さらに、同様の手法により、TiNの高温での水素遮断能をはじめて定量的に評価することが可能になった。また、共晶塩(LiCl-KCl)に対して溶解能力のある、有機イオンを含む常温溶融塩の探索および合成を行なった。その結果、EMIC系の塩が優れていることが分かった。この過程では、アンヒドラス合成プロセスへの適用が期待できる、全く新規な常温溶融塩であるEMIF・2.3HFを見出し、その基礎物性を明らかにすることができた。本研究は、溶融塩を用いた材料合成に必要な、溶融塩の精製、生成物の分離・回収操作等のプロセスを一貫したものとして発展させたアンヒドラス合成プロセスを確立することを目的としている。平成13年度は、前年度までの研究で確立した「従来の電解セルを1/2以下にスケールダウンし、塩の使用量を約1/10に押さえる方法」を用いて種々の材料形成や新規な溶融塩の合成を行った。まず、予備電解により脱水精製した溶融LiCl-KCl-DyCl_3中で、Niをカソードとして定電位電解を行うと、DyNi_2合金が2時間で60μm形成することが分かった。また、溶融LiCl-KCl-SmCl_3系でNiをカソードとして定電位電解を行うと、SmNi_2合金が1時間で20□m形成することも分かった。ここでは、形成合金表面の溶融塩を除去するための溶媒として、エチレングリコールが優れていることが見出された。さらに、特定の電解条件の場合に電極表面に形成するDyOCl
互変異性および逐次錯形成反応にかかわる溶存平衡化学種の体積評価

本研究は1)ケト-エノール互変に関する研究と2)逐次錯形成反応に関する研究部分とより成るよう計画されたが、以下にその具体的成果内容を記述する。前者についてはRISM理論に基づく統計力学的取扱いと既報の実測データの解析を行った。conformationalな変化をどの様にRISM理論で考慮すべきか色々試みた。未だ具体的な計算結果を得るまでには至らなかったが、進むべき方向は見えてきた。後者については水中におけるCu(II)-phen(フェナントロリン)の系、及びZn(II)-bpy(2.2-ビピリジン)の系での測定を行った。水溶液中のCu(II)とphen、あるいはZn(II)とbpyとの錯形成反応ではM^<2+>+L→[ML]^<2+>,[ML]^<2+>+L→[ML_2]^<2+>,[ML_2]^<2+>+L→[ML_3]^<2+>の3つの錯形成段階が極めて明瞭に分離している。濃度10^<-2>molのCu(NO_3)_2とZn(NO_3)_2水溶液を溶媒として種々のbpyあるいはphen濃度における溶液の密度測定を行った。本研究補助金で購入した循環型恒温水槽は6桁という超精密な密度測定を円滑に遂行するのに大いに役立った。密度より錯生成定数を用いて各測定濃度におけるM^<2+>,[ML]^<2+>,[ML_3]^<2+>の存在割合を計算し"仮想溶存錯体"[ML_1](NO_3)_2の部分モル体積を求め、この値がそれぞれの化学種の部分モル体積の和からなりたつと仮定して繰り返し計算によりM^<2+>,[ML]^<2+>,[ML_2]^<2+>及び[ML_3]^<2+>のV_2^0を見積った。V_2^0(M^<2+>)とV_2^0([ML]^<2+>),V_2^0([ML_2]^<2+>),及びV_2^0([ML_2]^<2+>)とV_2^0([ML_3]^<2+>)の差より各鎖生成段階ごとの体積変化を決定することができた。この手法は筆者らが近年(Chem.Lett.,1775-1758(1991)提唱したものであるが、この方法がかなり広い適用性を備えたを備えたものであることも実証されたと言ってよい。
酸性湖沼および河川の生物地球化学的研究

本研究では酸性湖沼および河川における物質代謝系を調べるため、生物,水質,底質の研究を行った。本年度の主な調査対象湖沼および河川はpH3.4-3.8の恐山湖およびpH4・2-4.6の頭無川である。〔結果〕恐山湖および頭無川では蘇苔類が主要な基礎生産者であるが(恐山湖:Drepanodaduc fluitans、頭無川:Jungermanniavulcanicola、ScapanianudulataD.fluitaus)、これらの蘇苔類には多くの海藻が付着し共に光合成を行っている。恐山湖のD.fluitansに付着している海藻としてはEunotia lunaris.var.intermediaがその90%以上を占め、頭無川のJ.uolcanicolaやS.undulataに付着する海藻としてはEunotia lunarisとEunotia lunarisvar.subarcuataが全体の90%以上を占めて付着海藻としてのEunotia属の重要性が明らかとなった。このような蘇苔類と海藻によって構成された系について、現場で【^13CO_3】および【^15NO_3】、【^15NH_4】の取込みを行なわせ、四重極質量分析計を用いて測定し有意な取込みが確認された。走査型および透過型電子顕微鏡を用いて蘇苔類の分解過程における微生物の関与を調べた結果は、J.volcanicolaやS.undulataの茎葉体がバクテリアによって分解されることならびにD.fluitansの茎葉がバクテリアと糸状菌によって分解されることを示していた。さらに恐山湖の現場調査およびD.fluitansを主体とする生物系の分解実験の結果は、酸性条件にもかかわらず硫酸還元が行なわれつづいてメタン生成も行なわれることを示していた。酸性湖沼における硫酸還元は酸性水の生物活動による中性化である。ICP発光分光分析装置およびけい光X線分析装置を用いた恐山湖の水、蘇苔類、底質の分析結果の中では底質中に火山起原のAsやSが極めて多く、Asの量は0.452.6%に達していた。恐山湖では生物活動に伴い無機能のAsの有機化も生じている可能性があるので今後検討する必要がある。
木質系素材の特徴香の特定とその臭覚応答による香りの設計

【目的】木質系素材の特徴香成分の特定と、それらを効率的に抽出する精油抽出条件を見出す。【方法】測定対象は、日本の森林資源として蓄積量の多いスギ・ヒノキの葉と材とした。特徴香成分の特定は、構成成分をGC/MSで解析し、このうち嗅覚感度の高い成分をGC匂い嗅ぎ分析(GCO)により調べた。精油抽出手法・条件による成分及び香気の違いを調べるため、ヒノキ材を中心に、熱水蒸留、常圧及び減圧下での水蒸気蒸留、及び温度40°C,圧力78300kgf/cm^2での超臨界流体CO_2(SFC)の各抽出法を試みた。得られた精油について、芳香性の官能評価と構成成分との関係を調べ、特徴香に寄与する成分の効率的抽出方法を検討した。【成果】木材の精油抽出で定法として用いられる水蒸気蒸留での精油について、嗅覚感度の高い成分は、ヒノキ材でモノテルペン類のα-pineneとm-cumeno1、δ-カジネンをはじめ炭化水素セスキテルペン類のうち5種類(MW=202204)、スギ材でヒノキ材とは異なる炭化水素セスキテルペン類のうち4種類(MW=204)と嗅覚感度が著しく高く単独でスギ材様の著しい香気を有する1種類の含酸素セスキテルペン(MW=219)であった。葉はモノテルペン類が主で、数種の炭化水素の他、多種の含酸素成分で構成され、多くは嗅覚感度が高いCitrus様のものだった。ヒノキ材香気成分のフレーバー比活性^<(沢村ら)>は、主成分のα-pineneに対し、含酸素モノテルペン1種と炭化水素セスキテルペン3種が1.910.5倍と高く、特徴香に寄与する成分と言える。水蒸気蒸留及びSFC抽出の精油の香気が良好であった。特にSFC抽出は、高圧ほど、高沸点及び嗅覚感度の高い含酸素成分の構成比が増し、官能評価でも素材の特徴が強調された。更にエントレーナー添加などの検討により、特徴香成分の効率的抽出が可能となると思われる。