hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
培養非依存的手法を用いた自然生態系からの新規プラスミドの取得とその多様性の解明

細菌由来の多種多様な生物機能を支配するプラスミドは、水平伝播能を備えることから、宿主細胞の広範で迅速な環境適応能獲得と進化に極めて大きく貢献する。しかし、未だ培養困難な細菌群が大多数を占める実際の自然生態系に存在するプラスミドに関する系統立てた包括的解析は皆無である。本研究では、宿主細胞の培養を割愛した手法を駆使して、自然生態系から様々な機能を担うプラスミドを網羅的に取得・解析し、また、当該生態系での取得プラスミドの挙動を解析することで、細菌におけるプラスミドの生物学的重要性を包括的に提示することを目的としている。当該年度には、昨年度に宿主細胞の培養を割愛した手法で取得した200kbの多環芳香族化合物分解プラスミドの更なる解析を行い、取得したプラスミドは大腸菌でも複製・維持可能なIncP-9不和合性群伝達性プラスミドであることを明示した。一方、環境汚染物質である複数石油主要成分芳香族系化合物で人工的に汚染化した土壌から経時的に調製したメタゲノムDNA試料の塩基配列を、第2世代シーケンサーを用いて大規模解読した。この結果、汚染物質が効率よく分解されていた時期由来のメタゲノム内には分解酵素遺伝子を担うことが知られていたプラスミド群の複製・分裂装置の遺伝子群と相同性を示す塩基配列の数が、分解酵素遺伝子の数とともに、上昇していた。従って、プラスミド支配の分解酵素遺伝子が汚染物質分解に対して重要な役割を果たしていたことが強く示唆された。本研究では、宿主細胞の培養を割愛した手法を駆使して、自然生態系から様々な機能を担うプラスミドを綱羅的に取得・解析し、また、当該生態系での取得プラスミドの挙動を解析することで、細菌におけるプラスミドの生物学的重要性を包括的に提示することを目的としている。当該年度には、Pseudomonas属細菌由来のサリチル酸分解細菌株を受容菌とし、原油汚染土壌由来細菌群との遺伝学的接合を行うことで、後者細菌群内在性の多環芳香族化合物分解プラスミドを捕捉した。約200kbの本プラスミドは多環芳香族化合物をTCA回路中間産物にまで分解するために必要な酵素遺伝子セットを有しており、また、他のPseudomonas属類縁細菌に自己伝達が可能であった。一方、工業廃水処理活性汚泥から調製した細菌叢メタゲノムの塩基配列解析より、α-プロテオバクテリア由来と推定される37kbの自己非伝達性プラスミドpSKYE1を見出した。pSKYE1上は、フェノールヒドロキシラーゼとカテコールジオキシゲナーゼの遺伝子クラスターのみを担うという点で、既知分解系プラスミドとは大きく異なる新規性を有していた。
抗癌剤封入消失型マイクロカプセルを用いた肝細胞癌治療に関する基礎的研究

アドリアマイシン封入消失型マイクロカプセルを作成し,家兎VX2腫瘍(下肢皮下に移植)を用いて動脈内投与時の抗腫瘍効果に関して検討を行った。1)アドリアマイシン溶液を動注した場合とアドリアマイシン封入マイクロカプセルを動注した場合とで腫瘍内アドリアマイシン濃度を比較したところ,マイクロカプセル動注群はアドリアマイシン溶液動注群に比し腫瘍内アドリアマイシン濃度は高く,動注60分後まで高値を示した。2) VX2腫瘍の発育はアドリアマイシン封入マイクロカプセルにより著しく抑制され,その程度はアドリアマイシン量をマイクロカプセルと同一にしたアドリアマイシン溶液動注に比し有意に高かった。また,抗癌剤を含まないマイクロカプセル動注では腫瘍抑制や見られなかった。3)アドリアマイシン封入マイクロカプセルの動注はアドリアマイシン溶液動注に比し腫瘍に広範な壊死を起こし,組織学的にも抗腫瘍効果増強が確認された。4)アドリアマイシン封入マイクロカプセルの動注により腫瘍周囲組織には壊死は認められず,マイクロカプセル動注による正常組織への影響は極めて軽微と考えられた。以上より,抗癌剤封入マイクロカプセルは単なる抗癌剤動注に比べ抗腫瘍効果を増強し,周囲組織への影響も少なく,動注療法を行う上に有用と考えられた。実験モデル:家兎下肢に経皮的に実験腫瘍(UX2)を腫瘍片を含んだ懸濁液として注入し腫瘍塊を作製可能であった。抗腫瘍効果の実験薬剤濃度(方法):大腿部に作製した実験腫瘍に対し、同例の浅大腿同脈よりカテーテルを挿入し腫瘍近傍までカテーテルを進め独自に作製したマイクロカプセル(抗癌剤含有量、徐放性を規定する膜厚の異なるもの)を注入した。(結果):腫瘍内薬剤濃度はマイクロカプセル群では、同量の薬剤動注群に比べ有意に高かった。また腫瘍、非腫瘍組織の対比は腫瘍組織の薬剤濃度は非腫瘍組織に比し、高かった。抗腫瘍効果の実験ではマイクロカプセル群は薬剤動注群に比し、発育抑制が有意に高く又、組織学的検討でもこれが証明される。なお抗癌剤を含まないマイクロカプセルでは明らかな抗腫瘍効果を認める。マイクロカプセルの効果が抗癌剤の徐放性によるものであることが証明される。
遠心力載荷装置による土構造物の破壊動態の解明

本研究は、遠心力載荷装置を用いて、粘土地盤模型の圧密変形挙動や土構造物模型の破壊にいたるまでの挙動を研究し、次のような多くの成果を得た。研究成果は報告書にまとめた。1.軟弱粘土の自重圧密試験自重や層厚変化の影響を受ける極めて軟弱な埋立地盤や海底地盤の圧密挙動を遠心模型試験により研究した。含水比135ー200%に調整したカオリン粘土を片面排水条件で50gの遠心加速度を加えて自重圧密させ、表面沈下量を目視によって計測するとともに、非排水底面での過剰間隙水圧を電気計測した。この結果を三笠の自重圧密方程式を差分解析した結果と比較し、表面沈下量や過剰間隙水圧に関して両者の結果がよく一致することを確かめるとともに、過剰間隙水圧値からみずみによる圧密度をリアルタイムで予測する式を提示した。2.層状模型斜面の破壊試験粘土層を含む締固め模型斜面の遠心模型試験を行って崩壊特性を調べるとともに、変分安定法による理論計算結果と比較した。計算に必要な強度定数は、室内要素試験と均一斜面の破壊実験結果の逆解析を勘案して決定した。試験の結果、三次元効果特性を考慮した均一斜面および粘土層を含む層状斜面について、理論計算が概ね有効であることを確認するとともに、粘土層の位置や厚さ、勾配による崩壊形態や安定性に対する影響を解明した。3.飽和粘土地盤の部分排水挙動異なる載荷速度と異なる基礎剛性による地盤の強度発現の相違を検討することを目的に、カオリン粘土試料の力学特性を標準圧密試験で把握し、自重圧密により作製した粘土地盤に空気圧または水圧で局所載荷を行う破壊実験を予備的に実施した。4.パラメ-タ逆解析と平面ひずみ要素試験理論計算に必要なパラメ-タの同定および土要素の変形強度特性の把握を目的に研究を行い、目標とする成果を得た。本年度は、次年度からの本格試験実施に備えて、おもに予備的試験を実施した。遠心力載荷装置既存の種々の遠心力載荷装置を比較検討し、本研究の目的に適した装置を特注した。本装置の特徴は、【○!1】解析結果との比較検討が可能な夾角及び有効半径1.5mを有し、試料容器はW500mm×H300mm×D150mm、最大載荷遠心力は200Gである、【○!2】静的地震力載荷に相当する遠心力載荷時の模型容器の傾斜が可能である、【○!3】高精度測定を可能とするひずみ増幅器をアームに搭載している、等の点にある。2.模型試料の物理力学試験装置の性能を評価するための予備試験に使用する試料として、カオリン系粘土であるCrown Clayの比重・コンシステンシー試験を行い、試料の物理特性を把握した。さらに一軸・三軸試験を行って、変形・強度特性を定量化し、試験結果から求めた試料の圧密圧と非排水強度の比Cu/p=0.291と斜面安定解析結果から、模型斜面が斜面先破壊を起こす限界高さと圧密圧の関係を求めた。また標準圧密試験を実施し、遠心力載荷装置を用いて自重圧密試験を行う場合の試料パラメータを同定した。3.均一粘土斜面模型の破壊試験(遠心力載荷装置の性能試験)性能試験実施に先立ち、模型の製作手順、試験実施手順、及びデータ解析手順を作成した。

また、遠心力載荷装置の試験時騒音、温度特性、試料容器の限界振り上げ遠心力、最大載荷遠心力等の基本性能チェック、及びカメラによる画像測定性能のチェックを実施し、ほぼ要求通りの性能を有することを確認した。さらに、前述したような予備圧密試料から模型斜面を切り出して、均一粘土斜面模型の破壊試験を実施した結果、先に求めた限界高さと圧密圧の関係にほぼ一致した結果が得られた。本年度は、昨年度に導入された遠心力載荷装置を用いて、以下に示す本格的試験を実施して多くの成果を得た。1.軟弱粘土の自重圧密試験自重や層厚変化の影響に受ける極めて軟弱な埋立地盤や海底地盤の圧密挙動を遠心模型試験により研究した。135ー200%の所定の初期含水比に調整したカリオン系粘土(Crown Clay)を試料容器に投入し、片面排水条件で50gの遠心加速度を加えて自重圧密させ、容器にとりつけたスケ-ルから表面沈下量を目視によって計測するとともに、非排水底面での過剰間隙水圧を電気計測した。また試験終了後には5mmスライス試料の含水比測定を行った。この結果を三笠の自重圧密方程式を差分解析した結果と比較し、表面沈下量や過剰間隙水圧に関して両者の結果がよく一致することを確かめた。さらに測定した過剰間隙水圧の値からひずみによる圧密度をリアルタイムで予測する式を提示するとともに、自動計測システムを確立した。2.層状模型斜面の破壊試験粘土層を含む不飽和砂質土斜面では、粘土層の強度のほか、粘土層の位置や厚さ、勾配によってその崩壊形態や安定性が左右される。ここでは粘土層を含む締固め模型斜面の遠心模型試験を行い、崩壊特性を調べるとともに、変分安定法による理論計算結果と比較した。計算に必要な強度定数は、室内素要試験と均一斜面の破壊実験結果の逆解析を勘案して決定した。まず均一斜面の崩壊に関しては、三次元効果特性を考慮すれば、限界高さ、すべり線位置ともに実験値を理論的に模擬できることがわかった。さらに粘土層を含む層状斜面についても理論計算が概ね有効であることを確認した。また、より厳密な計算を行うためには、上部砂質土層の引っ張り亀裂、粘土層と砂質土層の境界面における水平移動等を配慮する必要があることがわかった。この点については次年度の課題とする。本年度は、昨年度において実施した本格的な試験結果を鑑みて、以下のように新たな装置を試作・検討し、いくつかの知見を得た。すなわち、飽和粘土地盤の部分排水挙動を調べることを目的として、新たに載荷装置を試作した。ここで使用した試料は、昨年度に用いたのと同じカオリン系Crown clayであり、試料の力学特性を標準圧密試験で把握した。試作した装置のひとつは、地盤に空気圧または水圧で局所載荷を行うものである。アルミニウムの型枠を作成して、その中にラバ-バッグを封入して、空気圧を送り込むことで剛性の異なる基礎を介した破壊実験を予備的に実施した。地盤の部分排水効果は、異なる載荷速度による地盤強度を測定して得ることを目論んでいる。基礎の剛性も変化させて、異なる剛性による地盤の強度発現の相違を検討することも目的としている。もうひとつの載荷装置としては、載荷速度を制御した盛土荷重を再現するために、飽和地盤上に砂を降下させる装置をも試作したすなわち、アルミニウム製の箱を試料コンテナ上部に取り付ける。ここで用いた砂試料は、比重が通常の約2倍のジルコン砂(オ-ストラリア産)である。箱底面とアクリル板とについて同じ位置に穴をあけ、アクリル板の水平方向運動をモ-タ-で制御しながら、穴の一致した場合だけ砂を降らせることで、所望の載荷速度で盛土を地盤上に構築しようとした。この目的もやはり、載荷速度を制御して、地盤の部分排水効果を検討することにある。
△FosBによる細胞の癌化と遺伝子発現

我々は、Fosファミリーの1つである△FosB蛋白質をG0期の細胞で単独発現すると細胞周期制御の中心的な役割を持つcdk2とcdc2遺伝子の発現を伴って増殖を開始し、最終的に細胞の癌化を引き起こすことを見出した。この△FosB蛋白質による細胞周期制御遺伝子の発現調節機構を明らかにする目的で以下の解析を行った。(1)△FosBによるcdk2およびcdc2遺伝子の発現誘導の調節レベルを分離核を用いたNuclear Run On法により解析した。その結果,cdk2およびcdc2遺伝子の転写は,休止期のRat-1A細胞でも観察され,△FosBの発現に伴い増殖を開始した細胞において,それぞれの遺伝子の転写頻度の増加は観察されなかった。(2)血清刺激により増殖を開始したRat-1A細胞において,Nuclear Run Onによる解析を行った結果,cdk2およびcdc2遺伝子の転写頻度の僅かな(23倍程度)増加が観察された。(3)血清刺激あるいは△FosBの発現により増殖を開始した細胞におけるcdk2のmRNA量の変化を経時的に詳細に解析したところ,両者でそのmRNAレベルの消退に顕著な違いが見いだされた。血清刺激の場合には,DNA合成開始直前に増加し始めたmRNAのレベルはDNA合成終了に伴い減少し始め,M期には休止期のレベルに戻る。△FosBの発現により増殖を開始した細胞でも,DNA合成開始直前からcdk2-mRNAレベルは増加し始めるが,血清刺激時と異なりDNA合成期中期に入ってすぐ休止期のレベルまで急激に減少し,その後M期直前から再び増加し始める。cdk2,cdc2遺伝子は,休止期の細胞で既にある一定レベルで転写されており,△FosBの発現によって細胞が増殖を開始する際には,その転写レベルの上昇を伴わずmRNA量が増加すると結論される。
高温高圧実験による二酸化炭素存在下におけるマグマ生成プロセスの解明

地球のマントルを代表していると考えられるマントルカンラン岩(レールゾライト)について,含水および含二酸化炭素の融解実験をピストンシリンダー型高温高圧発生装置を用いて,1および3ギガパスカルの圧力下でそれぞれ行った.含水融解実験に関しては,我々によってすでに行われていた実験を低温領域に拡大し,できた融解液(マグマ)の化学組成および融解量(マグマ生成量)を求めた.その結果,カンラン岩の無水ソリダス温度以上では融解液は玄武岩質であるのに対し,それ以下の温度では温度の低下とともに融解液のシリカの量が急激に増大し安山岩質になること,また少量の水の存在がマグマの生成量を飛躍的に増加させることがわかった.例えば0.2%の水は1300度においてマグマの生成量を倍増させる.また沈み込み帯に特徴的な高マグネシア安山岩は,もしマントルの化学組成が特にマグマ成分に枯渇しているのではないならば,それらは島弧型ソレアイト玄武岩に比べて低温のマントルの生成物であることがわかった.含二酸化炭素の融解実験に関しては,その融解液の組成を広い温度範囲にわたって求めた.すでにいくつかの実験で示唆されていたように,融解温度の増加にともないマグマはカーボナタイト質からアルカリ玄武岩質に変わっていくことが,マントルカンラン岩の直接の融解実験で今回はじめて確かめられた.また融解温度を増加させていくと,得られるアルカリ玄武岩質マグマの組成はシリカに富み,カルシウムに乏しくなるなどの特徴が見られたが,この事実によって天然のアルカリ岩の組成変化をうまく説明することができる.すなわち天然のアルカリ岩は二酸化炭素の存在下で生成され,その組成バリエーションは150度程度のマントルの温度差を反映していることが示唆された.地球のマントルを代表していると考えられるマントルカンラン岩(レールゾライト)について,含水および含二酸化炭素の融解実験をピストンシリンダー型高温高圧発生装置を用いて,1および3ギガパスカルの圧力下でそれぞれ行った.含水融解実験に関しては,我々によってすでに行われていた実験を低温領域に拡大し,できた融解液(マグマ)の化学組成および融解量(マグマ生成量)を求めた.その結果,カンラン岩の無水ソリダス温度以上では融解液は玄武岩質であるのに対し,それ以下の温度では温度の低下とともに融解液のシリカの量が急激に増大し安山岩質になること,また少量の水の存在がマグマの生成量を飛躍的に増加させることがわかった.例えば0.2%の水は1300度においてマグマの生成量を倍増させる.また沈み込み帯に特徴的な高マグネシア安山岩は,もしマントルの化学組成が特にマグマ成分に枯渇しているのではないならば,それらは島弧型ソレアイト玄武岩に比べて低温のマントルの生成物であることがわかった.含二酸化炭素の融解実験に関しては,その融解液の組成を広い温度範囲にわたって求めた.すでにいくつかの実験で示唆されていたように,融解温度の増加にともないマグマはカーボナタイト質からアルカリ玄武岩質に変わっていくことが,マントルカンラン岩の直接の融解実験で今回はじめて確かめられた.また融解温度を増加させていくと,得られるアルカリ玄武岩質マグマの組成はシリカに富み,カルシウムに乏しくなるなどの特徴が見られたが,この事実によって天然のアルカリ岩の組成変化をうまく説明することができる.すなわち天然のアルカリ岩は二酸化炭素の存在下で生成され,その組成バリエーションは150度程度のマントルの温度差を反映していることが示唆された.
最小費用木問題における効率的かつ公平（衡平）な費用分担ルール設計

最小費用木問題などのネットワークの形成・維持費用を複数の利用者で適切に分配する問題を中心とした,複数経済主体による余剰配分問題を理論的に考察した.公理的手法を主とし,とくに余剰配分が無駄なく行われるという効率性や,余剰を生み出した主体が互いに不満をなるべく持たないようにするという公平性を重視しながら,現実に見られるオークションのルールや,提携型ゲーム理論における既存の余剰分配ルールに新たな特徴付けを与えた.通信や交通、人間同士や組織同士の相互関係など、社会の様々な場面で形成・活用されているネットワークを主として、複数の経済的主体が協同し、それによって発生する便益および費用を互いに納得する形で享受・分担する方法を理論的に考察することが本研究の目的である。一例を挙げると、複数の利用者間で互いのコンピュータをネットワークで接続することにより利用者の利便性が高まる。その一方で、このネットワークを敷設・維持するには費用が必要であり、その費用は通常、利用者から適切な形で徴収する。こういった便益およびそれに伴う費用の配分は、ネットワークのみならず、社会における集団的意思決定全般において重要であり、便益や費用の適切な配分なくしては、長期にわたっての協同は維持されない。そのような社会的な問題の解決を目的とし、具体的に適切さの基準として、分配に無駄がないという効率性、および、互いに不満をもたないという公平(衡平)性に注目する。特に後者に関して、ネットワーク形勢費用分担問題でもしばしば用いられる提携型ゲーム理論における新たな性質を定式化した。この性質は、異なる状況における同一個人の配分の差ではなくその割合を他者と比較することを基礎とし、さらにその集団全体での積に注目するという点で新規性に富む。それを用いてproportional値という既存の配分方法を、Shapley値や均等分配値の既存の特徴づけと対応する形で、新たな視点から特徴づけた(上條良夫氏との共同研究)。最小費用木問題などのネットワークの形成・維持費用を複数の利用者で適切に分配する問題を中心とした,複数経済主体による余剰配分問題を理論的に考察した.公理的手法を主とし,とくに余剰配分が無駄なく行われるという効率性や,余剰を生み出した主体が互いに不満をなるべく持たないようにするという公平性を重視しながら,現実に見られるオークションのルールや,提携型ゲーム理論における既存の余剰分配ルールに新たな特徴付けを与えた.ネットワークなどの共用施設を形成し、その維持・形成費用を利用者間で分担する問題は、社会生活を行う我々にとって重要な問題である。このような集団内における費用の分担問題に対し、効率的かつ公平・衡平な分担ルールを理論的に考察し、費用分担の不備に端を発する紛争の解決に資することが本研究の目的である。こういった問題の参加者はその能力や共用施設に対する需要などがそれぞれ異なることが想定される。したがって、そういった参加者間の異質性を踏まえ、適切な効率性、公平・衡平性を問題ごとに吟味する必要がある。今年度は、まず研究実施計画に基づき、現実社会の余剰配分問題にしばしば応用される提携型ゲーム理論に基づいて考察した。特に既存の研究で様々に定式化、分析されている種々の公平・衡平性の概念の比較、検討を通じて、それらの類似点、相違点を分析し、新たな公平・衡平性の概念の定式化に取り組んだ。また、ネットワークの一例として挙げられる道路などの建設工事の施行者を決定する際に現実にもしばしば行われるオークションについても、衡平性の観点から理論的考察を行った。具体的には、最も高額な入札者が自身の表明した入札額を支払い、それと引き換えにオークション対象を入手する形式の1位価格オークションについて、効率性、衡平性などの望ましい性質によってそれが一意に特徴づけられることを明らかにした(安達剛氏との共同研究)。こういった研究に関連する分野は現在世界的にも研究が盛んである。Society for Social Choice and Welfareの開催した国際会議や、日本経済学会春季・秋季大会などの国内外の学会・研究集会に参加することで、それらの最新の成果を把握することにも努めた。近年の情報通信技術の発達は,過去には実現しえなかった規模での複数経済主体の集合的行動を可能にしている.個々の主体が自身の利益のみに関心がある時,複数の経済主体による集合的行動は,その相互が利益を得られるように配慮することが重要である.ネットワークの形成によって得られる便益あるいはそれに必要な費用の分担などの,複数の経済主体の集合的行動によって生じる便益・費用の適切な配分にかんして,提携型ゲーム理論やミクロ経済学に基づいた理論的な考察を試みた.前年度は特に,ある経済的状況が提携型ゲームによって表現された際に,どのような提携型ゲームの解を適用した余剰配分が適切なのかという視点に立って研究をすすめた.その中でも,特に公平性に注目した公理に依拠した提携型ゲームの解の特徴付けを考察した.その一方,ある経済的状況を提携型ゲームとして表現する際に,各主体のその状況への影響力などを適切に評価しなければならない.したがって,今年度はある状況を適切に評価するという視点から,関連するモデルにおける様々な状況評価の手法についてまで射程を広げ,それらについて公理的な議論を考察した.より具体的には,申請者が過去に本研究とは異なる研究で考察した研究者の業績評価指標に関して,提携型ゲーム理論の研究との類似性に注目し,提携型ゲーム理論の研究でしばしば考察される公平性概念などの様々な公理の援用を試みた.結果としては,業績評価の文脈の既存の研究成果を踏まえつつ,特徴付けに有用と思われるいくつかの基礎的な成果を得ている.

ゲーム理論本研究では、現実社会において重要である様々な集団的意思決定問題において、効率性や公平性(衡平性)を中心とした解決策の考察を目的としている。平成24年度から25年度にかけて取り組んだ提携型ゲーム理論に関する論文は海外の査読付き専門誌Theory and Decisionへの掲載が決まっている。また、平成24年度に取り組んだ、集団的意思決定問題の一つであるオークションにおける、効率性、公平性に関連する公理を主とした第1価格ルールの特徴づけの論文は、既に平成24年度中に海外の査読付き専門誌Economic Theory Bulletinへの掲載が決まっており、平成25年度中に公刊された。また、平成25年度は主に国内の関連する研究集会に積極的に参加し、関連する分野も含めた最新研究の把握にも努めた。本研究が考察対象とするような問題は経済学のみならず、数学、情報学、工学などの分野でも研究されているため、そういった分野の研究集会にも幅広く参加することで、問題への様々な角度からのアプローチに触れ、問題自体への理解もより深まった。したがって、研究は当初の目的に沿って順調に進んでいるといってよい。本研究では最少費用木問題をはじめとした集団内での共用施設の費用分担、あるいは余剰分担問題について効率性と公平・衡平性に注目することで、参加者が不満をもたない適切な分担ルールを達成することを目的としている。提携型ゲーム理論において、(申請者自身の過去の研究を含めて)過去に研究されてきた公平・衡平性に関連する概念には、異なる参加者間の分担額の差に注目しているものが多い。したがって、これとは異なる手法で参加者間の公平・衡平性を定式化することで、既存の結果と比較可能でかつ、新たな基準を提案できる。それを基準とした分担ルールを提案しそれを吟味することにより、研究目標の実現に近づく。また、適切な費用分担ルールと相互に深く関連する、複数の参加者の間での公平な権利分担問題であるオークションについても、効率性と衡平性という同一の観点から、新たな結果を得ることができている。この成果自身、該当分野における重要な貢献であり、また、その成果が効率的かつ公平・衡平な分担を考えるにあたっても、直接的に役立てられることが期待される。以上から、現状では、当初の研究目的に沿って順調に研究が進んでいるといえる。本研究採択以前の自身の過去の研究や、平成24および25年度の研究を踏まえて、研究のさらなる進展を図る。具体的には、まずは既に得られている成果の精緻化が挙げられる。平成25年度に提携型ゲームにおいて解の特徴づけに用いた、本研究で新たに定式化された公平性の概念はいまだに明らかでない側面もあり、その吟味を通じてその役割や、他の概念との関係がより明確になる可能性がある。次に、既に得られている結果の関連するモデルへの援用が挙げられる。これについてはただの技術的な援用にとどまることなく、概念の本質的な援用となることを目指している。さらに、本研究とは別のプロジェクトとして自身が考察した、研究者の業績を適切に評価する指数の特徴づけとの関連を吟味する。評価の公平性という観点やモデルの取り扱いの点で、本研究とも密接に結びつく可能性がある。
石英の微細構造および鉱物放射年代に基づく三波川変成岩上昇過程の解明

本研究の成果を、以下に箇条書きに述べる。(1)本科研費によって購入した、Zeiss高級偏光顕微鏡、デジタルカメラおよび既存のノートパソコン(Mac)を用い、スイス、バーゼル大学のヘイルブロナー教授が開発した石英c軸方位の自動測定システムを立ち上げた。実際には、科研費補助金でヘイルブロナー教授を1か月間招聘し、その期間に四国中央部三波川帯産の石英片岩のc軸ファブリック・微細構造を多数記載した。この成果は、現在Tectonophysics誌特集号の論文として準備中である。(2)四国中央部三波川変成帯と、同様に低度の三波川変成作用を被っている秩父北帯の境界、および2つの地質帯の実質的な相違は、これまで必ずしも明確になっていなかった。本研究で清水構造線が両帯の境界であること、また2つの地質帯は岩相や地質構造が全く異なる、2つのテレーンであることが明らかとなった。(3)新居浜市南部地域の三波川帯で、詳細な野外調査および石英片岩の微細構造解析を行った。その結果、この地域に上昇時に形成された露頭スケールの正断層および褶曲構造が顕著に発達していることや、既存の石英c軸ファブリックが、微小断層形成を伴う圧力溶解-沈殿クリープによって破壊されていることが明らかとなった。(4)重松紀生博士を、2004年度、研究支援者として3か月間雇用し、広島大設置の高圧型岩石変形実験装置を用い,カリ長石単結晶変形実験を行った。その結果、温度800°C、歪速度10^<-5>/sの条件で、カリ長石が結晶内すべりや機械的双晶で変形し、時折破壊することが明らかとなった。したがって、この物理条件は脆性-塑性転移条件に相当すると考えられる。天然の歪速度では、この条件は温度約400°Cに相当し、実験結果は天然でその温度で長石類が塑性変形を開始する事実を良く説明する。本年度は,三波川変成帯低変成度部とその南側に分布する秩父北帯の野外地質調査,および採集岩石試料中の微細構造解析と白雲母の化学組成解析を行った。以下に成果を箇条書きに述べる。(1)三波川変成帯と秩父北帯は,これまで白亜紀に三波川変成作用をともに被ったと考えられて来たが,2つが別個のテレーンであるのかどうかは必ずしも明瞭ではなかった。今回の調査で,両帯は全く別個の岩相および構造で特徴付けられる,異なるテレーンであることが明らかとなった。(2)変成温度・圧力条件を見積もるため,三波川帯南縁部-秩父北帯を横切る南北13kmのルートにおいて泥質片岩を系統的に採取し,主要構成鉱物である白雲母(フェンジャイト)の化学組成をEPMAで測定した。また,変成温度条件を明らかにするため,石墨の底面間隔,d_<002>(石墨化度)をX線回折装置を用いて測定した。その結果,d_<002>は調査地域で大きく変化しない(3.5-3.6オングストローム)一方,フェンジャイトのSi値は,三波川帯南縁部で3.30-3.38,三波川帯と接する厚さ4kmの秩父北帯北縁部で3.33-3.43,さらにその南側の秩父北帯主体部で3.23-3.28と著しく変化していることが明らかとなった。

これらのデータに基づき,変成温度条件は全域にわたって300-350°C程度,圧力条件は,三波川帯南縁部,秩父北帯北縁部および主体部で,それぞれ6,8および4kbと見積もられた。したがって,両帯の境界部は,最高圧力を示す秩父北帯北縁部がくさび状に挟まれている構造で特徴付けられ,今後,この高圧変成岩体の上昇過程・機構が本研究の重要なテーマとなった。本年度の研究実績を,以下に箇条書きに述べる。(1)三波川変成帯と秩父帯北帯の境界領域(高知県吾川郡吾北村)の地質調査を実施し,両帯が異なる構造と岩相で特徴付けられる構造帯であることを明確にした。さらに,この境界領域が50km以上側方(東西方向)に追跡出来ることが明瞭になった。(2)三波川変成帯北縁部,中央構造線近傍(愛媛県新居浜市)の地質調査を実施し,Yagi and Takeshita(2002)が予想した,変成岩上昇時に発生した,高度変成帯の北側を画する正断層群がこの地域でも存在している証拠を得た。(3)バーゼル大学(スイス)のHeilbronner教授を約1か月間招聘し,昨年度本科研費で購入したZeiss高級偏光顕微鏡を用いて,三波川変成岩中の変形石英粒子について微細構造画像解析を行った。本研究成果は,論文準備中である。(4)岡山理科大学板谷研究室において,三波川変成帯低変成度部および秩父帯北帯の泥質岩中の白雲母K-Ar年代測定を行った。その結果,砕屑性白雲母粒子混入の問題は残されるものの,前者で83Ma,後者で93Maの年代値が得られた。したがって,両帯は年代学的に見ても異なる構造帯である可能性が強いという結論が得られた。(5)秩父帯北帯産の石灰岩の変形実験を,広島大学設置の高温・高圧型岩石変形実験装置を用いて行なった。この実験によって,異なる温度条件における方解石の格子選択配向形成機構がより明確になった。さらに,この実験の成功により,来年度実施予定の白雲母・角閃石からのアルゴン脱ガス実験の準備が整った。(1)重松紀生博士を,研究支援者として3か月雇用し,高圧型岩石変形実験装置を用い,カリ長石の単結晶変形実験を行った。その結果,温度800°C,歪速度10^<-5>/sの条件で,カリ長石が結晶内すべりや機械的双晶で変形することが明らかとなった。この条件は,天然の10^<-15>/s程度の歪速度に外そうすると,差応力数100bars,温度400°C程度に相当する。一方,カリ長石は変形実験により破壊もするので,この物理条件は脆性-塑性転移条件に相当すると考えられる。この結果は,天然ではこの程度の物理条件で,長石類が塑性変形を開始する事実を良く説明する。(2)高知県本山町汗見川および愛媛県伊予三島市の銅山川の三波川変成帯緑泥石帯から採集された砂質片岩から,ジルコンを分離することに成功し,金沢大学助教授,長谷部徳子氏によりジルコンのフィッション・トラック年代が測定された。結果は,現段階では述べることは出来ないが,三波川変成帯に変成岩上昇以後の古第三紀の熱・造構エベントが記録されている可能性が示唆された。(3)秩父帯北帯の砂質準片岩よりもジルコンを分離することが出来,現在,ジルコンのフィッション・トラック年代が測定中である。(4)中央構造線近傍(愛媛県新居浜市)の三波川変成帯の地質調査を実施し,変成岩類上昇時に発生した,著しい地層の擾乱帯が発達していることが明らかとなった。特に,著しい正断層の発達と,その後の西北西-東南東の軸を持つ,北フェルゲンツの波長数10mの褶曲群の発達が明らかとなった。また,一部の石英片岩中には,微細粒石英集合体で示される,微小勇断帯が発達し,既存の石英c軸ファブリックが破壊され,ランダムになっていることが明らかとなった。
看護活動における発話と行為の統合過程に関する研究

本研究は,患者および家族に何らかの行為の学習が必要とされる援助場面において,看護者が,その行為を説明し対象者の理解を促進するために,発話と行為とを効果的に提供するための条件を明らかにすることを目的としている.大学4年生の看護学生,すなわち,4年間の看護基礎教育を修了したジュニアエキスパートを対象として実施した看護行為の遂行実験において,被験者らは自らの看護行為の完成度を,客観的評価よりも厳しく(主観的に)評価する傾向が確認された.一方,看護行為の学習経験を持たない大学1年生,すなわち看護行為のノービスにおいては,自身が遂行した看護行為をほぼ完全であると判断する傾向が強く,客観的評価に比べ,主観的評価の成績が有意に高い値を示した.さらに,ノービスにおける実験からは,看護行為を観察学習する段階において,被験者が課題となる看護行為を「完全に理解した(100%遂行できる)」と思っても,いざ遂行してみると,「できる」と考えていた行為内容のうち,正しく実施される割合は,60%にも満たないことが確認された.これらの結果から,看護に関する未学習者に対し,既学習者である看護学生(看護基礎教育修了時点のジュニアエキスパート)は,看護学および関連科目の学習経験によって,看護行為に関する何らかの評価基準を有しており,その基準はノービスよりも詳細であるため,自身の遂行する行為について,内的フィードバックが活性化されており,より厳しく評価していることが考察された.今後は,内的フィードバックに用いられている情報を,看護場面における言語化の実際という観点から,更に検討する必要性がある.本研究は,看護活動における発話と行為の共起関係を分析することから,円滑な看護行為(援助の提供)を遂行するための条件を明らかにすることを目的としている.平成13年度は,その基礎的なデータ収集のために,A看護大学4年次生(20名)を対象に実験を実施した.実験の期間は,平成14年2月28日から3月5日の休日を除く4日間であり,場所はA看護大学の実習室(在宅看護演習用の和室)を使用した.被験者の課題は,2種類の看護行為(移動の援助)を看護者として実施することである.一連の看護基礎教育を修了した4年次生が,基礎教育終了時点で習得している援助技術を,習得状況に応じて遂行できるように,被験者には,実習室に入室して初めて,実験の目的と,求められる課題内容とが実験者から伝えられた.被験者による看護行為の遂行状況は,3台のデジタルビデオカメラによって3方向から撮影され,デジタルビデオテープに収録された.現在は,ビデオテープに収録された被験者の課題遂行状況の分析を進めているところである.今後(平成14年度)は,得られたデータの分析に加えて,さらに,看護エキスパート(具体的には,看護教員)による同実験の実施を計画している.基礎教育終了直後の看護大学4年次生は,看護のジュニアエキスパートであり,彼らの発話と行為の共起関係の特徴を明確化させるために,看護エキスパートに見られる共起関係についても分析し,両被験者群間において比較検討を実施する.本研究は,患者および家族に何らかの行為の学習が必要とされる援助場面において,看護者が,その行為を説明し対象者の理解を促進するために,発話と行為とを効果的に提供するための条件を明らかにすることを目的としている.大学4年生の看護学生,すなわち,4年間の看護基礎教育を修了したジュニアエキスパートを対象として実施した看護行為の遂行実験において,被験者らは自らの看護行為の完成度を,客観的評価よりも厳しく(主観的に)評価する傾向が確認された.一方,看護行為の学習経験を持たない大学1年生,すなわち看護行為のノービスにおいては,自身が遂行した看護行為をほぼ完全であると判断する傾向が強く,客観的評価に比べ,主観的評価の成績が有意に高い値を示した.さらに,ノービスにおける実験からは,看護行為を観察学習する段階において,被験者が課題となる看護行為を「完全に理解した(100%遂行できる)」と思っても,いざ遂行してみると,「できる」と考えていた行為内容のうち,正しく実施される割合は,60%にも満たないことが確認された.これらの結果から,看護に関する未学習者に対し,既学習者である看護学生(看護基礎教育修了時点のジュニアエキスパート)は,看護学および関連科目の学習経験によって,看護行為に関する何らかの評価基準を有しており,その基準はノービスよりも詳細であるため,自身の遂行する行為について,内的フィードバックが活性化されており,より厳しく評価していることが考察された.今後は,内的フィードバックに用いられている情報を,看護場面における言語化の実際という観点から,更に検討する必要性がある.
天然由来抗腫瘍活性物質の単離と薬剤耐性肺癌治療への応用

生薬・烏薬から単離した新規セスキテルペンラクトンが小細胞肺癌細胞、およびそのシスプラチン耐性株に対して細胞傷害性を示した。次に、各種阻害剤を用いて、新規セスキテルペンラクトンが示す細胞傷害性の機序に検討を加えたところ、細胞内還元型グルタチオンと結合して枯渇させた結果、細胞内が酸化的状態になり細胞傷害性を示すものと考えられた。実際に活性酸素の産生を確認した。また、シスプラチン耐性株を皮下に移植したヌードマウスに新規セスキテルペンを投与したところ、腫瘍増殖抑制作用が認められた。本研究の目的は、5年生存率が5-10%と極めて悪い小細胞肺癌に対して、治療の選択肢となりうる薬剤を開発することである。これまでに、烏薬から単離した新規セスキテルペンが小細胞肺癌細胞、およびそのシスプラチン耐性株に対して細胞傷害性を示すことを確認しているが、その機序について詳細に解明できていない。今回、フローサイトメーターおよびWestern blot法を用いて、細胞周期に及ぼす影響を検討した。血清飢餓状態で細胞周期をG0/G1期に同調させた細胞に血清および烏薬から単離したセスキテルペンを同時に添加したところ、細胞周期の回転がG0/G1期で停止することが明らかとなった。また、同時に細胞を回収して、タンパク発現量を解析したところ、その作用はサイクリン依存的であり、サイクリンDの発現抑制、サイクリンEの発現遅延作用が認められた。また、in vivoの実験系による抗腫瘍効果検討の準備として、注射剤調製時の溶媒を検討した。烏薬から単離した新規セスキテルペンは脂溶性で、DMSOには可溶であり、in vitroの実験系ではDMSO溶液を培地に添加していた。しかし、DMSO、エタノール、ポリエチレングリコール、注射用水を組み合わせることで可溶化でき、静脈内投与できることが確認できた。急性毒性試験の結果、烏薬から単離した新規セスキテルペン静脈内投与により神経毒性が発現し、最大投与可能量は50mg/kgと判断した。今後、小細胞肺癌細胞移植マウスにおいて、抗腫瘍効果を検討する。昨年度までに、烏薬から単離した新規セスキテルペンが小細胞肺癌細胞、およびそのシスプラチン耐性株に対して細胞傷害性を示し、その機序についてサイクリン依存的に細胞周期をG0/G1期で停止させることを明らかにしてきた。次に、各種阻害剤を用いて、新規セスキテルペンが小細胞肺癌細胞、およびそのシスプラチン耐性株に対して示す細胞傷害性の機序に更に検討を加えた。その結果、抗酸化剤であるN-acetylcysteine(NAC)、還元型グルタチオンの共添加により、新規セスキテルペンの両細胞に対する傷害性が消失した。このことから、新規セスキテルペンが細胞内還元型グルタチオンと結合して枯渇させた結果、細胞内が酸化的状態になり細胞傷害性を示すものと考えられた。実際に活性酸素の産生をフローサイトメーターにより確認した。また、細胞内カルシウムキレーターであるBAPTA-AMの共添加による影響はなく、細胞内カルシウム濃度は変化していないものと考えられた。また、in vivoの実験系による抗腫瘍効果検討を行った。昨年度の急性毒性試験の結果、烏薬から単離した新規セスキテルペン静脈内投与により神経毒性が発現し、最大投与可能量は50mg/kgと判断している。シスプラチン耐性株を背部皮下に移植したヌードマウスにシスプラチンを50mg/kg投与しても腫瘍増殖抑制作用は認められなかったが、新規セスキテルペン50mg/kg投与により腫瘍増殖抑制作用が認められた。しかしながら、神経毒性を示す投与量と有効量の差が小さく、より低用量で抗腫瘍活性を示す様、構造的改善が継続して課題として残った。
南アジア諸言語の類型論的研究-南アジア言語領域論の再検討

南アジアの諸言語は、歴史的観点から、インド=アーリヤ、ドラヴィダ、ムンダ、そしてチベット=ビルマの4つの言語グループに大別できるが、言語接触の結果、こうした語族/語派を横断した共通の特徴を有するようになったとされる。こうした地域特徴は「南アジア(またはインド)言語領域論」として議論されてきた。本研究では、この「南アジア言語領域論」を批判的に検証するため、その基盤となる南アジア言語地図を出版した。初年度に重点的に調査研究を行なうべき項目は「感情語」である。感情語とは、従来オノマトペとか、擬態語擬音語とかで呼ばれていた語類で、南アジアには感情語が豊富なことがこれまでよく知られている。しかし、従来の研究は形態と意味に重点が置かれていたが、本研究では、音韻構造や、統語論的な視点も導入しながら、詳細な研究を行う。その研究成果として、長田は10月に行われた国際オーストロアジア言語学会でムンダ語の感情語に関連した発表を行った。初年度の現地調査については、大西が6月と1月の二回に分けて、コルカタ周辺でのベンガル語の調査を行ったのを始め、児玉はインドのハイデラバード市を中心に8月に、高橋はインドのヒマチャル・プラデシュ州で12月と3月の二回に分けて、それぞれ現地調査を行った。大西は現地の協力者と共同で、ベンガル語の感情語についてのデータベースを作成中であり、本研究終了時までに、その成果を刊行する目途がついている。また、児玉、および高橋も調査による成果の一部を学会などで発表し、論文として公刊した」。本年度は、「南アジア言語地図」を連携研究者の寺村が中心となって、GISを利用した地図作成のための研究会も、調査と平行して行った。そして、平成22年6月には出版される予定である。したがって、来年度以降はこの言語地図上に類型論的特徴をプロットすることで、本研究の可視化をはかりたいと考えている。本研究では、「南アジア言語領域論」を検証する。南アジアの諸言語は、歴史的観点から、インド=アーリヤ、ドラヴィダ、ムンダ、そしてチベット=ビルマの4つの言語グループに大別できるが、言語接触の結果、こうした語族を横断した共通の特徴を有するようになったとされる。こうした地域特徴は「南アジア言語領域論」として議論されてきた。本研究ではこの「南アジア言語領域論」を地域特徴と類型論の二つの方向から批判的に検証する。平成22年度に重点的に行う言語特徴は「与格主語」である。大西がインド・アーリヤ語族のベンガル語の調査を、高橋がチベット・ビルマ語族のキナウル語の調査を、児玉がドラヴィダ語族のテルグ語の調査を、それぞれ行った。また、研究代表者の長田は平成22年12月にジャールカンド州ラーンチーで調査を行う予定であったが、原因不明の膝痛に襲われたために、隔離病棟に入院することになったため調査ができず、その調査費を繰り越して、平成23年6月に、調査を行うことができた。「与格主語」に関してはすでに大西、長田はベンガル語、ムンダ語についてまとめたことがあり、いくつかの確認の調査だけをおこなった。最終的には、24年度末に、これらの言語領域共通特徴である「感情語」、「与格主語」、「複合動詞」の三つの特徴を織り込んだ文法書としてまとめる予定である。平成22年度には、これらの共通特徴を地図化する上で、重要となる地図を、連携研究員である寺村裕史・総合地球環境学研究所・プロジェクト研究員がGIS上で統合して制作し、Languages Atlas of South Asiaという題名で、総合地球環境学研究所のインダス・プロジェクトの資金によって出版することができたが、この地図は言語領域論の地域特徴をプロットしていく上で基本となるものである。平成23年度の重点課題は「複合動詞」であった。また、研究代表者の長田もジャールカンド州ラーンチーで調査を行った。複合動詞をとくに取り上げてまとめるのではなく、最終年度に、これまでの「感情語」「与格主語」と一緒に、日本語による文法概略としてまとめて記述し、それを本研究の成果とすることで研究代表者、分担者ともども理解しているので、24年度の成果報告として、すべてを織り込む予定である。本年度の研究成果としては『南アジア言語地図』(Language Atlas of South Asia)をハーバード大学から出版したことである。

この言語地図は南アジア諸言語の分布を、インドのセンサスはじめ、パキスタン、バングラデシュ、ネパール、スリランカのセンサスデータをGIS上で表示したもので、言語領域論の地域特徴を論じる際には必ず基本となるものである。本研究では、「南アジア言語領域論」を検証する。南アジアの諸言語は、歴史的観点から、インド=アーリヤ、ドラヴィダ、ムンダ、そしてチベット=ピルマの4つの言語グループに大別できるが、言語接触の結果、こうした語族を横断した共通の特徴を有するようになったとされる。こうした地域特徴は「南アジア言語領域論」として議論されてきた。本研究ではこの「南アジア言語領域論jをニつの方向から批判的に検証する。第一は、これまで漠然と類似点だけが強調されてきた感のある「地域特徴」をそれぞれの言語グループに属する個別言語レベルの文法記述によって、いわばボトムアップの方法で検証することである。具体的には4言語グループの専門家が従来言語地域特徴として論じられてきた三つの重要な文法現象「感情語」「与格主語」「複合主語」を中心に、それぞれが専門にする言語データに基づいて、詳細に記述する。第三にこれと並行して、最近発展著しい言語類型論の成果に照らし合わせ、これら個々の「地域特徴」の言語学的基準そのものや、その現象が南アジア以外の世界諸言語にどのように現れているかを検証する。このような過程を過して、「南アジア言語領域論」の慨念の有効性そのものを、広い見地に立って再検討する。具体的には、インド・アーリア語族のベンガル語、ドラヴィダ語族のテルグ語、ムンダ語族のムンダ語、チベット・ビルマ諸語のキナウル語の4言語を取り上げる。研究を継続するなかで、言語類型論の基本となる言語地図の作製の重要性を意識し、その地図を作製してハーバード大学から2012年3月に刊行し、その後はこの類型論的特徴を盛り込んだ、文法を書くことをめざし、研究を続けてきたが、まだ文法書発刊にはいたっていない。当初の予定では南アジア諸言語の地域特徴ごとに、それぞれの成果を出す予定であったが、それぞれの特徴を織り込んだ文法概略をまとめる方向で研究目的の若干の修正を行ったため、地域特徴の研究だけをみると、やや遅れていると認めざるを得ない。24年度が最終年度であるため、記入しない。上でも書いたように、当初はそれぞれの地域特徴についての論考をまとめて、最終年度には国際シンポを行う予定であったが、国際シンポを行うよりは日本語でこうした地域特徴を織り込んだ、インドの語族の違う言語の文法概略をまとめることの方が有意義であると言う認識で一致し、この文法特徴を24年度いっぱいで、書き上げる予定である。
植物形態と成長パターン形成に関わるメリステム構築の分子機構解析研究の企画調査

本研究では、平成10年度から発足する文部省科学研究費補助金特定領域研究「植物における多細胞システム構築の分子機構」を順調に開始させるために、これまでの研究戦略に対する批判と新たな研究組織の整備構築について専門家集団による調査と検討をおこない、シンポジウムを開いてこの領域研究に対する研究者の理解と関心を高める努力をおこなった。これらの検討においては、我が国で軌道に乗りつつある遺伝子制御ネットワーク研究の萌芽を育て、国際的に十分な評価を得る研究を確立するとともに若手生物学研究者の参入による研究の広がりを支えること、さらに、計画研究班員の絶えざる相互活性化と批判を促すことを重視した。具体的には、(1)1997年9月8-9日に第1回の研究会を開き、昨年度の特定領域研究申請の際の計画研究内容および予定班員について妥当性を調査し、その結果について検討した。(2)1998年2月14日に第2回の研究会を開き、計画研究班と公募研究班の研究内容について検討した。また、(3)1998年3月12日の審査小委員会において上記の特定領域研究の計画研究および公募研究計画について審査した。さらに、(4)1998年3月27-28日の2日間特定領域研究の計画研究班員による公開シンポジウム「植物の多細胞体制を支える遺伝子の働き」を開催した。このシンポジウムでは、特定領域研究において解明する研究について「夢」を語ってもらった。多くの若い研究者や大学院生、高等学校の生物学教師などが参加され、この分野について広い理解と関心を持っていただくことができた。本研究の成果を基礎として、上記の特定領域研究を順調に開始する準備を整えた。
マイクロ波を用いる高分子化合物の高効率化学分解反応および分解装置の開発

当該研究ではマイクロ波加熱を用いたポリエステル類の新しいケミカルリサイクル法及びその装置開発について検討を行ってきた。平成18年度に得られた知見を以下にまとめた。(1)マイクロ波加熱を用いた廃PETボトルの塩基性加水分解反応における異種プラスチックの影響キャップやラベルはポリエチレンやポリプロピレン製であるので混在していても分解反応は全く受けずにPETだけが分解される。反応後、分解生成物のテレフタル酸ジナトリウム塩とエチレングリコールは水に溶解するので、異種プラスチックの除去は極めて簡便なろ過操作のみで達成され、その後にポリエチレンやポリプロピレンも分別可能である。すなわち、当該方法を用いるとPETボトルを分別・分解まで完全に実行することが可能である。(2)マイクロ波加熱を用いた廃PETボトルおよび廃FRPの大量化学分解μ-Reactor(四国計測工業株式会社製、池永研究室所有)を用いて10-50gスケールの分解反応を検討した。電子レンジよりも精巧に作られているので、予想よりも若干電力を消費することが分かった。しかし、通常加熱の方法に比べると、電力では1/3、反応時間は1/5であることが分かった。(3)廃食油・食油からのバイオディーゼル油(BDF)の新しい合成法の開発上記PETとFRPはいずれもエステル結合を持つ化合物であり、本手法を用いると用意に分解することが分かった。食油のBDF化はメタノールを用いるメチルエステル化反応であるので、本手法の応用として検討したところ、リン酸系金属触媒が高い活性を持つことが分かった。特に通常加熱・マイクロ波加熱何れの場合も短時間で良好にBDF化が進行する。当該研究はマイクロ波を用いた高分子化合物の分解反応の開発およびその分解装置の開発である。以下にそれぞれの進捗状況と得られた知見について述べる。1.マイクロ波を用いる高分子化合物の高効率化学分解反応平成16年度は初年度であるので、マイクロ波が高分子分解反応に有効であることを確認することに重点を置いて、研究を実施した。高分子化合物としてPETを用いた。また、初期の検討は電子レンジを用いて検討した。(1)PETの塩基性化学分解反応の検討PETの一般的な化学分解では水酸化ナトリウムなどの塩基を用いて分解するので、マイクロ波を用いた水酸化ナトリウムによる分解反応を検討したところ、通常の加熱による実験よりも1/10の反応時間で反完結することが分かった。結果を以下に示す。(2)酸化チタン触媒によるPETの化学分解反応の検討PETの化学分解にはアルコールを用いるエステル交換型の化学分解も知られている。特に触媒の選択が重要であり、一般にはチタン系触媒が使用されている。そこで、電子レンジで最も使用が容易である酸化チタン(微粉末)を用いたところ、通常の加熱還流条件下では、全く進行しないエステル交換型分解反応が高い収率で進行することが分かった。アルコールとしてエチレングリコールを用いた。結果を以下に示す。また、この反応でグリーンモチーフの試運転実験を行っている。なお、分解装置の開発については平成17年度以降、実施する予定である当該研究はマイクロ波を用いた高分子化合物の分解反応およびその分解装置の開発である。以下に平成17年度の実施状況と得られた知見にっいて述べる。1.マイクロ波を用いる高分子化合物の高効率化学分解反応平成16年度の知見で得た酸化チタンを用いるPETの分解反応についてさらに詳細な検討を行った。また、他の高分子化合物としてFRPの化学分解の検討も実施した。(1)酸化チタン触媒を用いるPETの化学分解反応の検討(電子レンジを使用)・酸化チタンのリサイクル性について当該分解反応において実用化レベルでは酸化チタン触媒の再使用はコストの面から重要課題である。反応後にろ別して得られた酸化チタンを再使用したところ、1回使用の場合と同等の活性があることが確認できた[反応時間(30min),収率(95%以上)]。現在、3回使用可能であることが確認できている。また、反応後、触媒を含む反応混合物を半分に分けて再使用、もしくは反応後さらに同僚のPETとエチレングリコールを追加しても1回使用の揚合と同等の活性が得られた。なお、半分にして用いた場合は、触媒が半分量になっているにもかかわらず、同じ量のPETを20-25分で完全に分解する加速効果を観測した。この知見の解明を次年度行う予定である。(2)FRPの塩基性化学分解反応の検討(電子レンジを使用)塩基性触媒条件で多価アルコールを溶媒に用いて検討したところ、PEGの場合に分解率が100%に近い結果を得ることができた。また、PEGの蒸発分が少ないので操作性は最も良かった。2.分解装置の設計・試作市販の電子レンジを用いて冷却器が装着可能で連続的にマイクロ波を照射できる装置を設計・製造した。試運転の結果、冷却器を装着したことにより分解性生物であるエチレングリコールの完全回収が可能となった。なお、マイクロ波の連続照射であるが、通常照射に比べて反応活性に向上が見られなかった。次年度の検討課題とする。また、マイクロ波の遮蔽に不良があったので継続して検討する。

反応後、分解生成物のテレフタル酸ジナトリウム塩とエチレングリコールは水に溶解するので、異種プラスチックの除去は極めて簡便なろ過操作のみで達成され、その後にポリエチレンやポリプロピレンも分別可能である。すなわち、当該方法を用いるとPETボトルを分別・分解まで完全に実行することが可能である。(2)マイクロ波加熱を用いた廃PETボトルおよび廃FRPの大量化学分解μ-Reactor(四国計測工業株式会社製、池永研究室所有)を用いて10-50gスケールの分解反応を検討した。電子レンジよりも精巧に作られているので、予想よりも若干電力を消費することが分かった。しかし、通常加熱の方法に比べると、電力では1/3、反応時間は1/5であることが分かった。(3)廃食油・食油からのバイオディーゼル油(BDF)の新しい合成法の開発上記PETとFRPはいずれもエステル結合を持つ化合物であり、本手法を用いると用意に分解することが分かった。食油のBDF化はメタノールを用いるメチルエステル化反応であるので、本手法の応用として検討したところ、リン酸系金属触媒が高い活性を持つことが分かった。特に通常加熱・マイクロ波加熱何れの場合も短時間で良好にBDF化が進行する。