hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気流体波動論による地磁気永年変動の解明

前年度までに、地球外核において磁気ロスビー波が励起されうることを球殻MHDダイナモシミュレーションによって示した。本年度これをさらに精査するため、複数のシミュレーションを実施し、パラメータ依存性を調べた。その結果、仮定するパラメータにより励起される波数モードは変化するものの、軸対称なねじれ振動が検出できるときには磁気ロスビー波も励起されることがわかった。さらに、これらの波動がコア表面の磁場変動において検出可能であること、非線形性によって波形が孤立的になることなどがわかった。これら波動モードは、対流やダイナモが磁気地衡的(magnetostrophic)レジームにあるときに現れるだろうと理論的に示唆されてきた。しかし、このレジームが実際に球殻MHDダイナモシミュレーション等において達成可能かどうかは議論となっていた。研究代表者のシミュレーションにより、磁気ロスビー波の励起とともに、磁気地衡的バランスが達成されることを確認した。コア最上部における数百km程度の薄い安定成層の存在と、そのコアダイナミクスや地磁気への影響とが、近年再び議論されている。これを踏まえ、このような薄い安定成層が存在する場合、どのような波動が励起され得るかを再検討した。直交座標系浅水モデルを採用して、球面上の中緯度域および低緯度域における固有波動モードをそれぞれ解析し、解の分類を行った。このような基本波動モードの解析は、球座標系において解析する際やコア深部対流層との相互作用を検討する際にも重要な基礎を与える。今後、これらをさらに検討していく予定である。地球外核のように、低粘性で自転の影響を強く受け、かつ、磁場の影響をうけたような状況において、どのような時間変動が基本振動として存在し得るのかを線形解析により明らかにし、非線形数値シミュレーションによってこの振動がより現実的な状況で励起され得ることを確認した。まず、ある単純モデルにおいて、基本振動モードとその物理メカニズムを調べた。このモデルでは、球殻の形状をしている地球外核を傾いた境界で挟まれた筒状の系で模倣して扱うことにより、低粘性で高速回転する球殻内にある熱対流をカーテシアン座標系にて定性的に再現することができる。これは理論解析を行う際に度々使用される古典的モデルの一つであるが、本研究では、方位角方向に背景磁場を与えた場合の対流運動(磁気対流)の解析へ発展させた。その結果、この背景磁場の強さや磁気拡散の強さにより、複数の振動モードが現れ得ることがわかった。それぞれのモードについて分散関係式を導出し、これにより基本振動モードの分類を行った。次に、この単純モデルにおける解析・分類を基として、最も重要だろうと考えられる一つの振動モード(遅い磁気ロスビー波)に注目し、球または球殻の形状を考慮した線形解析を行った。その振動モードの円柱座標系における分散関係式を解析的に導出した。その結果、このモードは、地球外核内の方位角方向の磁場(トロイダル磁場)の二乗平均に比例した位相速度で西向きに伝播することがわかった。この波動モードが地球外核内で実際に励起されうるかどうかを評価するため、非線形磁気流体(MHD)ダイナモシミュレーションを行ったところ、線形理論から期待された通りの波動伝播速度をもつシグナルが確認された。これは、地球外核内にて遅い磁気ロスビー波が励起され得ること、また、この波動モードを観測的に検出することにより地球外核内のトロイダル磁場強度を推定し得ることを示唆するものである。前年度までに、磁気ロスビー波の円柱座標系における分散関係式を解析的に導出した。これにより、地磁気観測データや数値シミュレーションデータのより定量的な解析が可能となる。この波動モードが地球外核において励起されうるかどうかを検討するため、地球外核を模倣した非線形MHDダイナモシミュレーションを実施し、その時間変動データを解析した。その特徴的な波数、振動数と変動の向きを抽出するため、実時空間における解析とともに二次元スペクトル解析を行った。その結果、特徴的なシグナルが、理論的に予想される磁気ロスビー波の伝播速度によって説明できることがわかった。これは、地球外核内で磁気ロスビー波が励起されうることを意味する。この波動モードの伝播速度は外核内の方位角方向の磁場(トロイダル磁場)に依存するため、地磁気永年変動における観測的な伝播速度より、外核内のトロイダル磁場強度を推定することが可能である。過去400年の地磁気モデルgufm1およびそのコア流モデルから得られた観測的な伝播速度より、外核内のトロイダル磁場強度が約10 nT程度であろうことが示唆された。トロイダル磁場はコア外では観測できない物理量であり、その推定方法を示したことは非常に意義深い。平成27年度研究計画において最重要項目としていた、遅い磁気ロスビー波の非線形MHDダイナモ数値シミュレーションにおける検出に初めて成功し、地磁気永年変動データの新たな解釈方法を示した。その主成果を投稿論文としてまとめ、Geophysical Research Lettersにて出版した。これに関連するシミュレーションの成果も国際雑誌にて2編出版した。国際学会2件(内、招待講演1件)にて成果発表を行い、今夏に開催される国際学会3件への招待講演を受けている。

さらに、これらの波動がコア表面の磁場変動において検出可能であること、非線形性によって波形が孤立的になることなどがわかった。これら波動モードは、対流やダイナモが磁気地衡的(magnetostrophic)レジームにあるときに現れるだろうと理論的に示唆されてきた。しかし、このレジームが実際に球殻MHDダイナモシミュレーション等において達成可能かどうかは議論となっていた。研究代表者のシミュレーションにより、磁気ロスビー波の励起とともに、磁気地衡的バランスが達成されることを確認した。コア最上部における数百km程度の薄い安定成層の存在と、そのコアダイナミクスや地磁気への影響とが、近年再び議論されている。これを踏まえ、このような薄い安定成層が存在する場合、どのような波動が励起され得るかを再検討した。直交座標系浅水モデルを採用して、球面上の中緯度域および低緯度域における固有波動モードをそれぞれ解析し、解の分類を行った。このような基本波動モードの解析は、球座標系において解析する際やコア深部対流層との相互作用を検討する際にも重要な基礎を与える。今後、これらをさらに検討していく予定である。当初の平成26年度研究計画をほぼ達成した。その主成果を投稿論文としてまとめ、Physics of the Earth and Planetary Interiorsにて出版した。国内・国際学会2件にて成果発表をすでに行い、今夏に開催される国際学会1件への招待講演を受けている。コア最上部に存在すると示唆されている薄い安定成層の地磁気変動に対する影響を検討する。薄層におけるMHD波動を線形解析により精査し、その多様な波動モードを分散関係式により分類する。その後、この薄層の存在を考慮した非線形数値シミュレーションを実施し、その地磁気変動およびコアダイナミクスへの影響を解析する。遅い磁気ロスビー波の励起条件および励起メカニズムを明らかにするため、非線形MHDダイナモおよび磁気対流の数値シミュレーションにおいてパラメータサーベイを行う。その後に地磁気永年変動の観測データと比較し、理論の妥当性を評価する。当初の計画よりも進展があり、成果発表のための学会参加費および旅費が必要となったため。当初の計画よりも進展があり、数値シミュレーションのデータ解析のために使用する計算機や関連物品の購入費、成果発表のための学会参加旅費、および論文投稿費が必要となったため。成果発表のための学会参加費および旅費として使用する予定である。数値シミュレーションのデータ解析のために使用する計算機や関連物品の購入費、成果発表のための学会参加旅費、および論文投稿費として使用する予定である。
咬合系の変化と歯根膜感覚受容器の対応性に関する歯科矯正学的解明-生力学、生理学および免疫組織学的手法を用いて-

本研究の目的は、矯正治療前後における歯根膜感覚受容器の動態変化を1.生力学的、2.生理学的、3.免疫組織学的手法を用いて解明することにある。1.生力学従来型の全歯列を対象とした咬合圧センサ(感圧導電ゴムを感圧素子とする、経時的測定可能なセンサ)を改良し、一歯づつに対応可能な咬合圧センサを作製した。また、機能時において個々の歯に加わる咬合力を測定した。上顎中切歯の微小変位を光ファイバーセンサーを用いて非接触に3次元的に測定した。加圧点の違いにより歯の変位様相が異なり、歯の回転中心が変動する現象がみられた。また、接触型の微小変位計を用いて、噛みしめ時における上顎第一大臼歯の変位を調べた。上下第一大臼歯の接触状態の違いにより、歯の変位様相が異なることが示された。2.生理学ラットにおける歯根膜機械受容器の支配神経はAδ線維が主であった。また、切歯は即順応型と遅順応型の混在型であったが、臼歯では即順応型のみであった。また、ラット臼歯において対合歯を抜去後の歯根膜機械受容器の応答特性の変化では、機械刺激に対する閾値に変化が見られ、応答パタンにおいてもその割合に変化が見られた。また、マウスにおいて、咀嚼運動に必要な神経伝達物質が成長に伴い変化していた。3.免疫組織学生後3週齢のマウスの下顎前歯に装着した装置により反対咬合を誘導して2,4,6および8週間後に、さらに反対咬合を誘導後に装置を撤去してから2,4,6および8週間後に、抗体PGP9.5を用いてルフィニ神経終末の分布および形態の変化を免疫組織化学的に検討した。反対咬合が誘導されるに従い、上顎前歯歯根膜口蓋側のルフィニ神経終末が変性・消失したが,装置を撤去して反対咬合が改善した場合には,ルフィニ神経終末が再生してきた。以上より,咬合系の変化と歯根膜感覚受容器の対応が確認された。1.生力学歯根膜感覚受容器に対する刺激が、主に歯根膜の圧迫や伸展による機械的な刺激であることを考えると、矯正の治療前後における歯周組織の性状変化を、力学的な指標を用いて把握する必要がある。そこで、本研究代表者らは、従来型の全歯列を対象とした咬合圧センサ(感圧導電ゴムを感圧素子とする、経時的測定可能なセンサ)を改良し、一歯づつに対応可能な咬合圧センサを作製した。これにより、機能時において個々の歯に加わる咬合力を測定することができた。今後、非接触型光ファイバー変位計を用いて歯の微小変位を同時測定し、上記により得られた個々の歯に加わる力と対応させ、歯根表面各部位における変位量と力との相関、および歯根膜における咬合力分布の経時的変遷を捉える予定である。また、切歯は即順応型と遅順応型の混合型であったが、臼歯では即順応型のみであった。

犬歯は切歯と臼歯との中間的な位置に存在することから今後、犬歯における応答特性の変化を調べ、その神経系の適応、順応過程を観察する予定である。3.免疫組織学実験群としてラットに人為的に反対咬合を誘導したところ、ルフィニ小体等の神経終末の分布状態に消失や変性等の変化が観察された。今後、反対咬合を誘導した個体を正常な咬合に戻したときに、神経終末が再生していく様相を観察する予定である。本研究の目的は、矯正治療前後における歯根膜感覚受容器の機能的および形態的な変化を1.生力学的、2.生理学的、3.免疫組織学的手法を用いて解明することにある。<生力学>歯の微小変位を非接触型光ファイバーセンサーを用いて測定した。上顎中切歯の歯冠部唇側面に設定した2カ所のターゲットに対して、光ファイバーセンサーが直交するように設置し、歯冠部に異なる方向から加圧したときの変位をそれぞれ測定した。加圧点の違いにより歯の変位様相が異なり、歯の回転中心が変動する現象がみられた。また、咬合圧センサー(感圧導電ゴムを感圧素子とする、経時的測定可能なセンサー)にも改良を加え、被膜の硬さを変えて測定した。その結果、センサーの硬さの違いに対応して歯は変位し、各咬頭からセンサー対して加わる力は異なっており、各咬頭の機能の違いが示唆された。<生理学>ラット臼歯における対合歯抜去後の歯根膜機械受容器の応答特性の変化では、機械刺激に対する閾値に変化が見られ、応答パタンにおいてもその割合に変化が見られた。今後は、加齢による生理学的特性の変化を調べ、その結毒を考慮しつつ矯正装置を用いた機械刺激の影響を検討していく予定である。<免疫組織学>生後3週齢のマウスの下顎前歯に装着した装置により反対咬合を誘導後2,4,6および8週間後に,さらに装置撤去後2,4,6および8週間後に,抗体PGP9.5を用いてルフィニ神経終末の分布および形態の変化を免疫組織化学的に検討した。反対咬合が誘導されるに従い,上顎前歯歯根膜口蓋側のルフィニ神経終末が変性・消失したが,装置を撤去し正常被蓋に戻った時点では,ルフィニ神経終末が再生した。以上より,咬合系の変化と歯根膜感覚受容器の対応が確認された。
表面制御金属ナノ粒子による局所的電場増強を利用した色素増感太陽電池の開発

表面修飾銀ナノ粒子を担持したDSCを作製し、ソーラーシミュレーター(AM=1.5, 100mW/cm^2)を用いて光照射下で電流-電圧特性を測定した。2μmと薄いチタニア膜を用いているため色素のみのエネルギー変換効率が1.5%だったのに対し、銀ナノ粒子の担持によって2.5%までに増大させることに成功した。また、様々な表面修飾物を有する金属ナノ粒子を合成、担持して、変換効率との関係を調べた。本研究では「表面制御金属ナノ粒子による局所的電場増強を利用した色素増感太陽電池」を提案する。金属ナノ粒子を表面修飾し、かつチタニア表面に結合させることで、金属ナノ粒子の局所電場増強効果による光吸収係数の増大を最大限に生かし、色素増感太陽電池の高効率化を目的とする。また、表面修飾によって金属ナノ粒子をコート、かつチタニア-色素-金属ナノ粒子の位置をナノメートルオーダーで制御する。そのなかで表面修飾の種類と効率低下をもたらす逆電子移動過程との関係、および表面修飾と局所電場増強効果による吸光度増大率との関係を調べる。18年度の研究実績を下記に示す。1.局所電場増強効果に適した、Agナノ粒子のサイズおよび表面修飾基を選定した。3.作成したナノ粒子の表面修飾物を置換することで、粒径が同じで表面修飾物のみ異なるナノ粒子の合成に成功した。4.3までに作製したAgナノ粒子を使って「表面制御金属ナノ粒子による局所的電場増強を利用した色素増感太陽電池」を作製し、銀ナノ粒子による変換効率の向上に成功した。19年度研究実績の概要を下記に示す。1.局所電場増強効果に適した表面修飾を選定したTwo-phase arres ted growth法を用いて実際に作成した。さらに、作成したナノ粒子の表面修飾物を置換することで、粒径が同じて表面修飾物のみ異なるナノ粒子の合成に成功した。2.1で作製した異なる表面修飾物Agナノ粒子を使って「表面制御金属ナノ粒子による局所的電場増強を利用した色素増感太陽電池」を作製したところ、効率の向上に成功した。また、その効率は表面修飾物の直鎖の長さおよび末端の官能基に依存することが分かった。さらに、効率を決定している要因について検討した。そのなかで表面修飾の種類と効率低下をもたらす逆電子移動過程との関係、および表面修飾と局所電場増強効果による吸光度増大率との関係を調べることとした。20年度研究実績の概要を下記に示す。1.銀ナノ粒子による光吸収過程向上効果以外の色素増感太陽電池における電荷移動抵抗への影響を調べるため、当研究室で提案している暗条件下川頁バイアス印可インピーダンス法によって得られる各円弧の抵抗成分について、各抵抗要因の帰属をおこなった。また、銀ナノ粒子担持前後の各抵抗の変化について検討し、より効率を向上させるための指針について検討した。2.銀ナノ粒子に変えて、ヨウ素電解液中でも安定な金ナノ粒子を用いたところ、銀ナノ粒子同様、特定の色素の吸光度を増大させることに成功した。本研究では「表面制御金属ナノ粒子による局所的電場増強を利用した色素増感太陽電池」を提案した。金属ナノ粒子を表面修飾し、かつチタニア表面に結合させることで、金属ナノ粒子の局所電場増強効果による光吸収係数の増大を最大限に生かし、色素増感太陽電池を高効率化することを目的とした。

また、表面修飾によって金属ナノ粒子をコート、かつチタニア-色素-金属ナノ粒子の位置をナノメートルオーダーで制御することを目指した。そのなかで21年度は、金属ナノ粒子と色素の種類を変化させて電場増強効果を評価し、より良好な組み合わせを探索した。また、選んだ金属ナノ粒子と色素を用いて太陽電池性能作製し、評価した。21年度研究実績の概要を下記に示す。1.金属ナノ粒子の表面プラズモンピークと色素のMLCT吸収波長とを比較し、これまでの銀ナノ粒子以外の金属ナノ粒子と色素として、金ナノ粒子とBDを選択し、金ナノ粒子を合成した。2.石英基板上で、金ナノ粒子と色素(BD)を複合化することによる光吸収スペクトルの変化を調べた。また、修飾物を取り除いた場合の変化も調べた。3.作製した金属ナノ粒子使って色素増感太陽電池を作製し、発電特性の評価を行った。4.金属ナノ粒子近傍の電磁場の状態を、FDTD法を用いてシミュレートした。
RF波温熱療法と動注療法を加味した膀胱癌の集学的治療法の基礎的・臨床的研究

1.対象症例;膀胱全摘除術の適応となる膀胱癌患者14症例を対象とした。年令は50才79才で、平均65.4才。分化度【G_3】が12名、【G_2】が2名で、深達度は【T_4】が1名、【T_3】が9名、【T_2】以下が4名であった。2.治療方法;(1)殿部に皮膚切開を加え、下殿動脈内に動注カテーテルを挿入し、先端を膀胱動脈への分枝部により上方に留置し、他端を皮下を通して前胸部に出し、週2回,合計822回の長期動注療法を施行した。動注抗癌剤はCDDP1020mgずつ、合計50350mg(平均158mg)、ADMは1020mgずつ、合計40360mg(平均145mg)を併用した。(2)RF波13.56MHzのノバサームIH500を使用し、週2回、動注療法と同時併用し、合計523回(平均13.9回)、1回1時間ずつ膀胱内温度を4142°Cに加温した。4例は20004000radの放射線を併用。3.治療効果;治療による腫瘍の縮小率が50%以上の有効例は12例で、有効率は85.7%であった。このうち1例がCRで、8例が組織学的にわずかに残存していてCRに近いもので、合計9例64.3%がほとんど腫瘍の消失を認めた。MRの無効例は【T_4】が1例、【T_2】が1例で、2例とも【G_3】であった。9例が治療後に膀胱全摘除術を施行し、全例再発なく生存中である。2例が膀胱部分切除術を施行し、再発なく生存中である。3例はTURのみで観察中であるが、1例は大動脈周囲リンパ節移転により、1年7カ月後に癌死した。副作用はCDDPを1回20mg使用した症例で軽度の嘔吐を認めたことと肛門、会陰、陰茎らに軽度のビランを3例に、坐骨神経痛を1例に一過性に認めたのみであった。4.結論;膀胱全摘除術の適応になる膀胱癌に対して、術前の集学的治療法としては副作用がきわめて少なく、かつ治療効果も満足できるもので、現在では最も優れた治療法である。
人に寄り添うコンピューティング基盤に関する研究

本研究では,ユニバーサルデザインの7原則に基づいて,人間社会にシームレスに融合する将来のユビキタス・コンピューティング環境を目指し,その基盤となる技術に関して研究を行った.グランドデザインに始まり,プロダクトラインによるソフトウェア合成や位置情報に基づいた直感的な機器連携手法を提案し,テストベッドによる検証を通じて,誰もが簡単に自由に通信サービスを利用できる「人により添うコンピューティング基盤」を確固たるものとした.本研究課題では,ユニバーサルデザインの7原則に従ったユビキタスコンピューティング環境を含めたモバイルコンピューティング環境の実現を目指す.特に,ユニバーサルデザインの7原則のうち,「1.誰にでも公平に利用できること」「2.使う上で自由度が高いこと」,「3.使い方が簡単ですぐにわかること」,「4.必要な情報がすぐに理解できること」,「5.うっかりミスや危険につながらないデザインであること」に焦点をあてる.情報系での「ユニバーサルデザイン」というとユーザインタフェースの研究と思われるかもしれないが,ユニバーサルデザインの指針をシステム設計全般に深く広く適用し利用者を中心に据えたシステム設計,プロトコル設計を行うことが重要である.本課題の目標は,これらの原則を満たすコンピューティング環境の実現に欠かせない要素技術を明らかすること,モバイル/ユビキタス分野におけるユニバーサルデザインの必要性が広く理解されうる実例を示すことの2点を目標とする本研究では,ユニバーサルデザインの7原則に基づいて,人間社会にシームレスに融合する将来のユビキタス・コンピューティング環境を目指し,その基盤となる技術に関して研究を行った.グランドデザインに始まり,プロダクトラインによるソフトウェア合成や位置情報に基づいた直感的な機器連携手法を提案し,テストベッドによる検証を通じて,誰もが簡単に自由に通信サービスを利用できる「人により添うコンピューティング基盤」を確固たるものとした.人に寄り添うコンピューティング環境のグランドデザインとして,ユニバーサルデザインの7原則のうち次の5原則にのっとった設計指針の導入を検討した.「1.誰にでも公平に利用できること」「2.使う土で自由度が高いこと」,「3.使い方が簡単ですぐにわかること」,「4.必要な情報がすぐに理解できること」,「5.うっかりミスや危険につながらないデザインであること」これらの原則に対応する設計指針の導入を容易にするために,プロダクトライン開発方法論を適用することを検討した.プロダクトライン開発方法論はコンピューティング環境を構成する機器やサービス(以降製品)の多様性に対して統一的な開発方法を提供することが可能で,互いに共通部を持つ製品系列の開発の早い段階から共通部を抽出する.これにより開発効率のみならず設計指針を複数の製品に確実に浸透させる手段としても非常に有効である.すなわち,原則1から5に対応する設計指針を製品やサービスに適用する際に,適用すべき設計指針の数や製品数が増加しても均一かつ適切に指針を適用することが可能となる原則2に関して,システム構成の多様性を許容すべく利用者の目に触れる部分をほかの部分から切り離した開発を可能にする方法を検討した.プロダクトライン開発方法論を改良し,設計時にユーザインタフェースのモデリング工程をほかの工程と分離させることを提案した.これにより,利用者の目に触れる部分の開発の独立性を高めることができた.原則3に関して,ネットワーク設定を利用者自身が行うことなく接続するだけでほかの機器と連携可能な枠組みを用意し,環境中に設置されるセンサデバイスを対象に試作を行ったまた,機器の連携の組合わせで非常に多くのサービスが提供可能になる状況を想定し,利用者がサービスの選択に迷うことなく,よく使うサービスを簡便に選択して利用できる枠組みを提案した.本研究課題では,ユニパーサルデザインの7原則に従ったユビキタス・コンピューティング環境を含めたモバイル・コンピューティング環境の実現を目指す.7原則のうち,「1.誰にでも公平に利用できること」「2.使う上で自由度が高いこと」,「3.使い方が簡単ですぐにわかること」,「4.必要な情報がすぐに理解できること」,「5.うっかりミスや危険につながらないデザインであること」に焦点をあてる.本課題の目標は,これらの原則を満たすコンピューティング環境の実現に欠かせない要素技術を明らかすること,モバイル/ユビキタス分野におけるユニバーサルデザインの必要性が広く理解されうる実例を示すことの2点を目標とする.本研究課題は現在も継続中であるが、平成19年度に得られた研究成果を以下に示す.(1)グランドデザインの導入容易性を確保するために,プロダクトライン開発方法論を適用した。特に、プロダクトライン開発方法論の中でもPLUSと呼ばれる手法に注目し、PLUS適用時における課題の考察、およびその課題の解決方法を示した。コンピューティング環境を構成する機器やサービスの多様性に対する統一的な枠組みとして期待できる。(2)システム設計に基づいてテストベッドの構築に注力した.具体的には平成19年度までの成果を考慮し、3つのテストベッド環境を構築した。これらの環境により、平成19年度までの成果の有用性を評価でき、また新しいテスト手法を構築することができた。これらの結果から得られた知見は、設計へのフィードバックの効果を高めることに大きく寄与できる。(3)サービスを実現する要素技術の考察を行った。具体的には、ネットワークセグメントを越えたサービス発見・合成、キャッシュ技術、およびコンテンツ共有技術に注目し、これらの技術課題に対処する効率的な手法を開発した。また、実機またはシミュレーションにより提案した手法の有効性を評価した。本研究課題では,ユニバーサルデザインの7原則に従ったユビキタス・コンピューティング環境を含めたモバイル・コンピューティング環境の実現を目指す.7原則のうち,「1.誰にでも公平に利用できること」

「2.使う上で自由度が高いこと」,「3.使い方が簡単ですぐにわかること」,「4.必要な情報がすぐに理解できること」,「5.うっかりミスや危険にっながらないデザインであること」に焦点をあてる.本課題の目標は,これらの原則を満たすコンピューティング環境の実現に欠かせない要素技術を明らかすること,モバイル/ユビキタス分野におけるユニバーサルデザインの必要性が広く理解されうる実例を示すことの2点を目標とする.本研究課題は現在も継続中であるが、平成20年度に得られた研究成果を以下に示す.(1)グランドデザインの導入容易性を確保するために,プロダクトライン開発方法論を適用した。特に、非機能要件に着目して、開発方法論の拡張を行った。具体的には、フィーチャモデリングにおいて従来まで考慮できなかった非機能要件を表現できるようにモデルの拡張を行い、モデルと実装との間に横たわるギャップを解消することを試みた。また、誰でも容易に統一された(フィーチャモデリングに欠かせない)フィーチャ図の作成を可能にするために、フィーチャ図作成のためのガイドラインを提案した。(2)ユーザに理解しやすいサービス連携方法に関して、平成19年度までは位置情報を基準にして要素技術の開発を実施してきた。本年度では、位置情報の精度の改善および位置情報を含めたコンテキスト情報を利用し、サービス連携手法の考察を行った。具体的には、ユーザ協調型の位置補正技術の開発と、ネットワーク上に分散して存在するコンポーネントの同期機構を提案した。また、これらの手法の有効性を実証実験を実施して評価した。本研究では,ユニバーサルデザインの7原則に従ったモバイル・コンピューティング環境の実現を目指す.7原則のうち,「1.誰にでも公平に利用できること」「2.使う上で自由度が高いこと」,「3.使い方が簡単ですぐにわかること」,「4.必要な情報がすぐに理解できること」,「5.うっかりミスや危険につながらないデザインであること」に焦点をあてる.本課題の目標は,これらの原則を満たすコンピューティング環境の実現に欠かせない要素技術を明らかすること,モバイル/コビキタス分野におけるユニバーサルデザインの必要性が広く理解されうる実例を示すことの2点を目標とする.以下に,平成21年度に得られた研究成果を示す.本年度は,研究の総括として,これまでに提案したプロダクトライン開発方法論の検証に利用したテストベッド環境を用いて,位置情報を中心とするコンテキスト情報を用いたテモアプリケーションを構築した.具体的には,位置に応じて適切な辞書提供するコンテキストアウェアな日本語入力システムを構築した.構築したシステムでは,フェールセーフなプログラミングを行うと同時に,ユーザインターフェースに関してもユニバーサルデザインに基づいた設計に注力した.また,これらのサービスを実現する上で必要となる要素技術に関してフレームワーク化し,汎用的に利用できるようにした.
シェーグレン症候群におけるIL-18の病因論的役割解析を目指したマウスモデル確立

平成22年度の研究において、シェーグレン症候群様病態の解明によるマウスモデル確立のため、本マウスの唾液腺、涙腺、胸腺のIL-18とK5の発現がコントロールマウスと比較して亢進しているか否かを免疫組織化学染色で検討した。また、本マウスがシェーグレン症候群症状を呈することを、・口腔乾燥の検索、・同館周囲へのリンパ球浸潤、・自己抗体の産生といった点について生後4週から経時的に検討した。しかし、平成23年3月11日に発生した東日本大震災の影響により作成した資料の大半が破損、融解等で消失してしまった。今年度は、資料を新たに作成することを検討したが、本研究では経時的評価を必要とするものであるため、長い期間を要するものであり、種々検討した結果、残念ながら研究を継続することは不可能であると判断した。シェーグレン症候群様病態の解明によるマウスモデル確立のため、本マウス(K5/IL-18Tgマウス)の唾液腺、涙腺、胸腺のIL-18とK5の発現がコントロールマウスと比較して亢進しているか否かを免疫組織化学染色で検討した。また、K5/IL-18Tgマウスがシェーグレン症候群症状を呈することを、唾液腺、涙腺、胸腺リンパ節について病理組織学的に検討し、更に口腔乾燥の検索・導管周囲へのリンパ球浸潤・自己抗体の産生といった点について、実際のシェーグレン症候群発症の年齢層及び男女差をふまえ、生後4週から24ヶ月に至るまで雌雄差を含め経時的に検討を行った。免疫組織化学染色ではIL-18の発現は見られるものの、コントロールマウスと比較しての明らかな有意差は検索できなかった。口腔乾燥については、個体差が大きく試料の採取方法の確立が難しく検討中であった。自己抗体はわずかにK5/IL-18Tgマウスで上昇を認めたが、有意差は認められなかった。現段階では以上のような結果を得ているが、サンプル数の少なさも原因の一つと考えており、経時的評価の必要性も併せて、組織検討も含め今後も継続した試料採取と解析が必要と考えていた。組織ごとの浸潤リンパ球構成はシェーグレン症候群との類似性が認められた。しかし、平成23年3月11日に発生した東日本大震災の影響により作成した試料の大半が破損、融解等で消失し、実験データそのものも一部消失してしまった。前述のように本研究は経時的評価が非常に重要であるため、新たに試料を採取することが難しく、本研究の継続は困難と思われる。
魚類の腫瘍壊死因子(TNF)の構造と機能に関する研究

1.魚類TNF様遺伝子の構造および発現解析アユより1種類、ニジマス及びゼブラフィッシュより2種類のTNFα遺伝子を単離し、哺乳類TNFαと同様な構造および発現を示すことを明らかにした。また、ドチザメよりTNFレセプターデコイ3(DcR3)遺伝子を単離し、ヒトと同様な遺伝子構造を有するがヒトの胎児期における発現動態を示すことを明らかにした。2.TNF組み換えタンパクの作製及び機能解析大腸菌を用いて低温誘導により可溶性のアユ組換えTNFの作製に成功し、精製アユTNFは頭腎白血球の活性酸素産生を誘導することが判った。3.感染・発病に伴うTNFの発現解析ニジマスやアユにおいてLPSの投与によりTNFの発現が誘導されること、アイソタイプ間で発現に差が認められ、2種類のTNFが感染防御において異なった役割を担うことが示唆された。ニジマスTNF1及びTNF2のプロモーター下流にGFP遺伝子を組み込んだトランスジェニック(TG)ニジマスを10系統以上確立した。これらのTGニジマスの腎臓白血球を用いて病原体に対する包囲化試験を行ったところ、TNF産生細胞が包囲化に関与していることが示唆された。4.個体発生に伴うTNF mRNAの発現解析ゼブラフィッシュ胚におけるTNF1及びTNF2の発現動態を調べた結果、2種類のTNFとも胚発生の初期に母性由来のRNAとして認められた。IL-1β、IFNγなどの他のサイトカインと同様に発生の進行に伴って脳、神経系で弱い発現が認められたが、MIFを除いて明瞭な局所発現は認められなかった。また、アユについて発育段階毎のTNF mRNAの発現を解析したところ、発生に伴いTNFの誘導が起こり孵化時には低下する一過性の発現が認められた。以上のことから、魚類のTNFは発生の初期において形態形成に関与していることが示唆された。ニジマスにおける2種類のTNFαが異なった機能を有するかどうか明らかにするために、クローンニジマスにLPSを投与後経時的に各種組織を採取し、TNFαmRNAの発現量をReal-time PCR法により定量した。その結果、頭腎、脾臓、鰓及び腸管ではTNF-2に比べてTNF-1の強い発現が認められたが、肝臓においてはTNF-2の強い発現が認められた。このことから、臓器間で2種類のTNFが異なる役割を担うことが示唆された。アユTNFのgenomic DNAについて解析した結果、エクソン・イントロン構造は哺乳類と同様であることが明らかとなった。LPSを腹腔内投与したアユより経時的に頭腎、脾臓、肝臓を摘出し、TNF遺伝子の発現変化について調べた。その結果、いずれの臓器においても、LPS刺激後3時間後で最も強い発現がみられ、アユにおいてもLPSによるTNFの発現誘導メカニズムが備わっていること、およびLPS投与による感染防御にTNFが関与することが示唆された。個体発生に伴うTNF mRNAの発現解析のために、ニジマスを用いて受精直後より発眼までの各発育段階のサンプルを採取した。また、ニジマスTNFのプロモーター領域及びGFP遺伝子を組み込んだトランスジェニックゼブラフィッシュ及びニジマスを作製した。大腸菌発現系を用いて組換えニジマスTNFを作製するとともにポリクローナル抗体を作製した。しかし、TNFに高い感受性を示すL929細胞に対する細胞障害活性は認められなかった。次年度は、酵母発現系等を用いて生理活性を有するTNFの作製を試みる。ドチザメよりSSH法により3種類のCCケモカイン遺伝子の単離に成功し、これら遺伝子のエクソン・イントロン構造及びプロモーター領域の解析を行った。

また、これらCCケモカイン遺伝子は脾臓、心臓及び鰓において発現していることが判明した。1.感染・発病に伴うTNFの発現解析ニジマスTNF1及びTNF2のプロモーター下流にGFP遺伝子を組み込んだトランスジェニック(TG)ゼブラフィッシュ(F2)及びTGニジマス(F2)を作製した。大腸菌死菌接種後のTGニジマスF1個体の腹腔浸潤細胞中にGFP陽性の好中球様細胞が観察された。また、TGゼブラフィッシュF2個体ではニューロマスト細胞にGFPの強い発現が認められた。さらに、既知のゼブラフィッシュTNF-α遺伝子(Type1)とは全く異なる新しいタイプのTNF-α遺伝子(Type2)を単離・同定した。2.個体発生に伴うTNF mRNAの発現解析ニジマスを用い各発育段階毎のTNF mRNAの発現解析を試みたが、魚卵に大量に含まれる卵黄タンパク質がRT-PCR反応を阻害することが判明し、発育段階に合わせたmRNAの調整方法を開発した。3.ニジマス及びアユTNF組み換えタンパクの作製ニジマス細胞株(RTG-2)を用いニジマスTNF-αを産生する安定株を樹立したが、培養上清のL929細胞に対する細胞障害活性は認められなかった。アユTNF-αについては、pColdベクターとBL21大腸菌を用い低温にて発現を誘導する系において可溶性蛋白が得られた。L929細胞に対する細胞障害性および大腸菌に対する抗菌活性は認められなかったが、本蛋白がマウスTNFに対するポリクローナル抗体と反応することが明らかとなった4.軟骨魚類からのTNF様遺伝子の単離及び構造解析ドチザメよりSSH法によりTNFレセプターデコイ3(DcR3)遺伝子の単離に成功した。DcR3遺伝子は、TNFスーパーファミリーに特徴的なシステイン残基が全て保存されており、ヒトと同様な遺伝子構造を有していた。ドチザメDcR3は、脳及び鰓において発現が認められ、ヒトの胎児期における発現に近い動態を示すことが明らかになった。1.感染・発病に伴うTNFの発現解析ニジマスTNF1及びTNF2のプロモーター下流にGFP遺伝子を組み込んだトランスジェニック(TG)ニジマスについて10系統以上のラインを確立した。それらの各系統について病原体に対する腎臓白血球の包囲化試験を行った結果、いくつかの系統において包囲化した白血球の一部にGFP陽性反応が認められた。2.個体発生に伴うTNF mRNAの発現解析前年度に単離・同定したゼブラフィッシュの2種類のTNF-αについて、ゼブラフィッシュ胚における発現動態をwhole-mount in situ hybridization法により調べた結果、2種類のTNFとも胚発生の初期(中期胞胚期以前)において陽性反応が認められた。これは2種類のTNF-αとも母性由来のRNAとして存在していることを示していた。その後、発生の進行に伴って、脳、神経系での弱い発現が認められたが、明瞭な局所発現は認められなかった。また、2種類のTNF-αに発現動態に明確な違いは認められなかった。また、アユの受精卵を用いて各発育段階毎のTNF mRNAの発現解析をリアルタイムPCR法により解析したところ、発生に伴いTNFの誘導が起こり孵化時には低下する一過性の発現が認められた。
主鎖のみに不斉構造を持つ安定キラルらせんフェニルアセチレン高分子の第2の合成法

1.少量の水素結合可能基とバルキーキラル置換基を持つモノマーと水素結合可能基を持つアキラルモノマーのらせん選択共重合水素結合可能基とバルキーキラル置換基を持つ新規フェニルアセチレンモノマーを合成した。この単独重合体は不溶となり、らせん選択重合は確認できなかった。しかし、この新規モノマーと水素結合可能基を持つアキラルモノマーとの共重合を行った結果、らせん選択共重合が確認され、また不斉増殖的な傾向を見出した。2.1で得られた少量のキラル置換基を持つキラルらせんフェニルアセチレン共重合体膜よりのキラル置換基除去得られた少量のキラル置換基を持つキラルらせんフェニルアセチレン共重合体を製膜し、自立膜を得ることができた。膜状態での脱置換基にも成功した。脱置換基後の膜にCD信号を確認し、目的とする主鎖のみに片巻きらせんを持つアセチレン高分子の合成に成功した。これにより主鎖のみに不斉構造を持つ安定キラルらせんフェニルアセチレン高分子の第2の合成法を確立した。ただし、このポリマーは溶媒には不溶であった。3.2で得られた主鎖のみに不斉構造を持つ安定キラルらせんフェニルアセチレン高分子の可溶化2で得られた主鎖のみに不斉構造を持つ安定キラルらせんフェニルアセチレン高分子は不溶であった。溶液中でも安定な主鎖のみに不斉構造を持つキラルらせんフェニルアセチレン高分子を得るために種々のアキラル置換基導入を試みた。得られたキラル置換基を持たないフェニルアセチレン高分子のCD測定を検討した。
細胞周期制御性エクソソームを介した新規骨代謝カップリング因子の探索

本研究は、エクソソームを介した細胞間情報伝達機構と細胞周期制御機構に着目して、破骨細胞ならびに骨芽細胞分化を統合的に制御する分子、すなわち、「新規骨代謝カップリング因子」の探索を行い、骨代謝メカニズムの理解を深めるとともに、その結果を利用した新規骨再生治療法開発に向けた基礎的検討を行うことを目的として企画された。昨年度に引き続き、マウス由来骨芽細胞と同破骨細胞を用いて、エクソソームを介した破骨細胞・骨芽細胞間情報伝達機構の存在確認と細胞周期制御ならびに細胞分化への関与を検討した。骨芽細胞については、通常培養と分化誘導後の細胞からエクソソームを抽出し、破骨細胞については、破骨細胞前駆細胞通常培養と分化誘導後の細胞からエクソソームを抽出した。次いで、骨芽細胞由来のエクソソームを各分化段階の破骨細胞へ、破骨細胞由来のエクソソームを各分化段階の骨芽細胞へ、それぞれ導入し、その後エクソソーム導入が細胞に与える影響を評価した。具体的な評価手法としては、導入細胞における各種分化マーカーの発現と細胞周期制御分子の発現を定量RT-PCRで解析することに加え、形態的な変化も観察した。昨年度の結果を参考に、エクソソームのサンプリング時期とその導入時期、細胞培養期間の組み合わせを変えることによって実験条件の最適化を図ったが、現状では明確に細胞機能あるいは細胞周期の変化を起こすサンプリング時期・培養時期の組み合わせを同定するまでには至っていない。細胞分化あるいは細胞周期に明確な変化をもたらす条件を決定出来ていないため実験系の基礎は確立しているため、プロトコールの改良を図って、少しでも研究が発展するよう努力する本研究は、エクソソームを介した細胞間情報伝達機構と細胞周期制御機構に着目して、破骨細胞ならびに骨芽細胞分化を統合的に制御する分子、すなわち、「新規骨代謝カップリング因子」の探索を行い、骨代謝メカニズムの理解を深めるとともに、その結果を利用した新規骨再生治療法開発に向けた基礎的検討を行うことを目的として企画された。まず、マウス由来骨芽細胞と同破骨細胞を用いて、エクソソームを介した破骨細胞・骨芽細胞間情報伝達機構の存在確認と細胞周期制御ならびに細胞分化への関与を検討した。具体的な評価手法としては、導入細胞における各種分化マーカーの発現と細胞周期制御分子の発現を定量RT-PCRで解析した。その結果、明確に細胞機能あるいは細胞周期の変化を起こす様なサンプリング時期・培養時期の組み合わせを同定出来てはいないが、細胞機能・細胞周期に何らかの変化を生じる組み合わせが存在することを示唆する結果を得た。そこで、培養条件ならびにエクソソーム抽出条件を再検討して、様々な組み合わせの効果を探っているところである。細胞分化あるいは細胞周期に明らかな変化をもたらすエクソソームを検出出来ていないため本研究は、エクソソームを介した細胞間情報伝達機構と細胞周期制御機構に着目して、破骨細胞ならびに骨芽細胞分化を統合的に制御する分子、すなわち、「新規骨代謝カップリング因子」の探索を行い、骨代謝メカニズムの理解を深めるとともに、その結果を利用した新規骨再生治療法開発に向けた基礎的検討を行うことを目的として企画された。細胞分化あるいは細胞周期に明確な変化をもたらす条件を決定出来ていないため実験系の基礎は確立しているため、プロトコールの改良を図って、より研究が発展するよう努力する実験系の基礎は確立しているため、プロトコールの改良を図って、少しでも研究が発展するよう努力する明確に細胞機能あるいは細胞周期の変化を起こす様なサンプリング時期・培養時期の組み合わせを同定するための基礎検討にやや手間取っているため実験が遅れ、次年度使用額が生じた。残額は、主に培養条件ならびにエクソソーム抽出条件を再検討するために使用する。細胞分化あるいは細胞周期に明確な変化をもたらす条件を決定出来ていないため、その後の検討項目に用いるべき研究費が次年度使用額となっている。プロトコールの改良を図って、研究が発展するよう努力する。
新しい炭素前駆体：２Ｄナノ材料を用いた２Ｄ／３Ｄ　ＭＯＦｓの合成

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
非標識バイオセンシングに向けた高触媒活性な窒素ドープグラフェン様薄膜電極開発

電子サイクロトロン共鳴(ECR)スパッタ法により、窒素ドープカーボン膜を形成し、その構造と窒素濃度、及び電気化学特性について調べた。窒素ドープ膜は、適度な窒素濃度のとき、拡張フラーレン構造を有しており、その表面は、窒素濃度によらず非常に平坦であった。この膜を電極として評価したところ、sp3結合を多く含むため広い電位窓を示した。また、窒素濃度9%のとき、高い電気化学活性を示した。酸素や過酸化水素の還元電位は、窒素を含まないカーボン薄膜電極に比べ、それぞれ0.3Vと0.15V高電位側にシフトした。また、グアノシンやアデノシンなどの生体分子の酸化に対しても高い電極活性を示すことが分かった。前年度窒素雰囲気下で電子サイクロトロン共鳴(ECR)スパッタ法で形成した窒素ドープカーボン薄膜の構造と電気化学特性の関係を把握した。今年度は、最適化した窒素濃度で、生体計測に重要な酸化酵素反応の生成物である過酸化水素や核酸分子の検出を行った。過酸化水素は、前年度に報告したように銀塩化銀参照電極に対して-0.6V以下の電位で還元できる。過酸化水素の濃度と還元電流の関係を調べたところ、0.2mMから17mMの範囲で直線性が得られ、窒素を含まない炭素薄膜電極に対して約5倍の高い感度が得られた。次に、生体分子の例として、DNAのプリン塩基を含むグアノシンとアデノシンを矩形波ボルタンメトリ法で測定した。9%の窒素原子を含むスパッタカーボン膜を電極に用いると、ピュアなスパッタカーボン膜に比較して酸化ピークの電位は、低電位側にシフトし感度も2.5倍程度向上した。以上のように窒素をある程度含むスパッタカーボン膜では、電気化学活性が大きく向上し、生体分子の検出に有効であることが確認された。更に詳細に窒素濃度を変化させて特性の向上を行うため、0%以上9%の以下の窒素濃度領域について、スパッタカーボン膜電極をECRスパッタ装置で作製し電気化学評価を行った。しかしながら、その領域では、9%濃度のときに比較して余り大きな感度向上は観測されなかった。更にスパッタ法以外の有機物の熱処理によるカーボン薄膜についても酸素特性や過酸化水素の応答により性能評価を行った。本研究では、DNA等の生体分子に対して高い電子移動速度を有し、かつ測定電位範囲が広い、電気化学検出器やセンサに用いる為のカーボン薄膜電極を開発する為、近年電極触媒として注目されている窒素を含んだ微結晶のグラフェン構造からなる薄膜を電子サイクロトロン共鳴(ECR)スパッタ法により形成し、窒素量の最適化とスパッタ条件を検討することを目的とする。本年度は、窒素含有量を変えて作製した窒素ドープスパッタカーボン膜について、窒素濃度の増加でsp3結合が増加すること(グラファイト微結晶構造が減少)、窒素濃度が低い時と高い時で窒素元素の入り方が異なり、低濃度では、活性が大きいとされるグラファイト構造中の窒素が多く、窒素濃度が増加すると活性向上に寄与しないピリジン状の構造が増加することが分かった。また、窒素濃度が低い時(20%以下)では、電気化学特性に十分な導電性が得られることを確認した。次に窒素ドープカーボン薄膜の電気化学特性について検討した。窒素含有量が増加するとsp3結合の増加により電位窓が広がった。窒素含有に伴う電極表面は、従来報告された結果と異なり平坦性は、殆ど変化しなかった。一方、フェロシアナイドの電気化学応答(電子移動速度)は、窒素濃度の増加により一度増加し、その後低下した。次に酸素と過酸化水素の還元について測定を行った。酸素還元では、かなりの還元電位のポジティブシフトが観測された。また過酸化水素の還元でも同様な傾向が見られ電流値も増加した。以上のことから、カーボンアロイや窒素ドープカーボンナノチューブで報告されているように、酸素還元と過酸化水素還元の過電圧が薄膜系の電極でも窒素含有によって大幅に低下することが確認された。窒素を含有したカーボンの構造解析に成功し、電気化学的にも窒素を含まないカーボン膜に比べて、酸素還元や過酸化水素の還元の過電圧の大幅な低下を観測できた。また構造と電気化学特性にある程度の相関が得られた。以上のように当初予定した窒素ドープカーボンの基本特性と窒素を含まない膜の比較は、順調に推移している。昨年度、電子サイクロトロン共鳴法で形成したカーボン薄膜が、窒素を含まないカーボン膜に比較し、電位窓、酸化還元種の応答、酸素や過酸化水素の還元で明らかに窒素を含まないカーボン膜と比較し電気化学特性が異なることを確認した。

平成25年度は、まず、電気化学反応のメカニズムを明らかにするため、窒素をグラファイト骨格内(膜内部)に含むカーボン膜と純粋なカーボン膜表面のみをプラズマ等で窒素化したカーボン膜について、その電極特性(活性種の応答、酸素還元など)を調べ、窒素含有カーボン膜の構造のどの部分が電気化学反応の過電圧低下に寄与するかを明らかにする。また、薄膜の過電圧低下は、カーボンアロイ等のバルクの材料に比較し、まだ特性向上が不十分なため、構造を最適化して特性向上をめざす。また、生体分子の検出についても窒素を含まないカーボン膜電極との比較を行い、酸化反応に対する過電圧低下やピーク電流の向上など電極特性の向上を行う。次年度は、本萌芽研究の最終年度であるため、繰越した資金を含めて雇用費を増額し、窒素含有カーボンの電気化学特性、生体分子検出等に関しての論文のまとめ、および、窒素化による電極反応速度向上の要因を明らかにするため、グラファイト骨格内に窒素を有する膜と、表面のみ窒素化した膜の電気化学特性と構造の関係を調べ、論文化を行う。
数理モデルによる細胞膜ブレブの形成退縮機構の理解

申請者は、これまで細胞運動に関わる動的な細胞膜構造であるブレブに着目し、その分子機構の解析を進めてきた。本研究提案では、これまでの研究によって得られたブレブの形成・退縮に関わる分子間のネットワークに関する知見に基づいて、ブレブの数理モデルの構築を進める。一方で、ブレブの形成・退縮に関わる新規分子の同定及び機能解析も進めていきたい。実験と数理モデルの組み合わせによって、細胞膜の動的な挙動の理解を目指す。
ポリメタクリル酸エステル鎖を含むブロック共重合体の合成

異なるポリマー鎖部分を同一分子内にもつブロック共重合体には新しい性質のポリマー材料としての期待がかけられるが、その合成のためのリビング重合には適切な開始剤の選択が必要である。我々はすでに、金属ポルフィリン錯体が多様なモノマーのリビング重合の優れた開始剤であることを見出して来た。本研究は、工業的に重要なポリメタクリル酸メチルの新しい用途を開拓することを念頭において、メタクリル酸メチルと他のモノマーとのブロック共重合体を合成する方法を確立することを目的とした。その結果、アルミニウムポルフィリン錯体を用いることにより、メタクリル酸メチルと他のメタクリル酸エステルのブロック共重合体の合成、メタクリル酸メチルとアクリル酸エステルのブロック共重合体の合成、そしてメタクリル酸メチルとメタクリロニトリルのブロック共重合体の合成に成功した。メタクリル酸メチルと他のアクリル系モノマーのブロック共重合体の合成において各ブロックの鎖長を制御することは、モノマー間の反応性の差異などのため必ずしも容易でないが、アルミニウムポルフィリン錯体によるリビング重合を用い、反応条件を適切に設定することにより、これらのブロック共重合体を再現性よく合成する手法を確立することができた。合成したブロック共重合体の中で、メタクリル酸メチルとメタクリロニトリルのブロック共重合体の性質はことに興味深く、適当な溶媒の中では異なる構造のブロックがそれぞれ集合しミセルを形成する挙動が観察された。この挙動は溶液の温度にも依存し、適当な条件で溶液をキャストして得られたフィルムにはミクロ相分離構造が形成され、このブロック共重合体が興味ある性質・機能を示すことが示唆された。高分子設計の上でのリビング重合の最も大きな特長は、あるモノマーを重合させた後に別のモノマーを加えることによってブロック共重合体を合成でき、しかも両モノマーに相当する鎖の部分の長さを制御できることである。この方法によって、全く性質の異なるポリマー鎖部分を同一分子内にもつ材料が設計でき、他の方法では得難い材料の実現が期待できる。このような反応を可能にする開始剤として、代表者らはすでに金属ポルフィリン錯体がアクリル系ビニルモノマーの付加重合、ならびにヘテロ環状モノマーの開環重合のいずれに対してもリビング重合の開始剤となり、分子量の制御されたポリマーを与えること、さらに適当なルイス酸をこの重合反応系に添加することにより、反応を飛躍的に加速できることを見いだした。本研究では具体的な対象としてポリメタクリル酸エステル鎖を含むブロック共重合体の合成を目的としてとりあげる。すでに金属ポリフィリン錯体によるメタクリル酸エステル類のリビング重合による分子量の制御と、いくつかのブロック共重合体の実験室レベルでの合成方は確立していた。一方、これらのモノマーのルイス酸存在下における高速リビング重合の基本的方法も開発できていた。次の段階の、実用化に向けての本研究の中心となる課題は高速化されたブロック共重合体の合成法の確立である。平成7年度には、1)メタクリル酸メチルと他のメタクリル酸エステルのブロック共重合体の合成2)メタクリル酸メチルとアクリル酸エステルのブロック共重合体の合成に成功した。我々はすでに、金属ポリフィリン錯体が多様なモノマーのリビング重合の優れた開始剤であることを見出して来た。本研究は、工業的に重要なポリメタクリル酸メチルの新しい用途を開始することを念頭において、メタクリル酸メチルと他のモノマーとのブロック共重合体を合成する方法を確立することを目的とした。

メタクリル酸メチルと他のアクリル系モノマーのブロック共重合体の合成において各ブロックの鎖長を制御することは、モノマー間の反応性の差異などのため必ずしも容易でないが、アルミニウムポリフィリン錯体によるリビング重合を用い、反応条件を適切に設定することにより、これらのブロック共重合体を再現性よく合成する手法を確立することができた。合成したブロック共重合体の中で、メタクリル酸メチルとメタクリロニトリルのブロック共重合体の性質はことに興味深く、適当な溶媒の中では異なる構造のブロックがそれぞれ集合しミセルを形成する挙動が観察された。この挙動は溶液の温度にも依存し、適当な条件で溶液をキャストして得られたフィルムにはミクロ相分離構造が形成され、このブロック共重合体が興味ある性質・機能を示すことが示唆された。
高齢者向け住まいにおける慢性血液透析患者の生活を想定した居住環境整備の指針づくり

1.全国の高齢慢性血液透析患者を受け入れている高齢者向け住まいの把握(2019年度)、2.高齢者向け住まいに居住する血液透析患者の居室の居住環境に関する調査(2020年度)、3.高齢者向け住まいにおける慢性血液透析患者のための居住環境の整備の指針の作成(2021年度)、で構成する。本研究の範囲は、温湿度や風量などの環境調節の実態を踏まえて、高齢慢性血液透析患者が安心して快適に生活できる居住環境の整備の指針を示すまでとする。