hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能性色素配位子を有する金属錯体に固有な複合的新規外場応答性の発現

本研究は,感光性部位として期待されるアゾ基,あるいは可逆的なプロトンの脱着部位としてヒドラゾン骨格を有する配位子を用いて金属錯体を合成し,光照射やプロトン濃度の変化に呼応した金属錯体の可逆的な複合的新規外場応答性の開拓を目的として研究を行った。まず,o-トルエンアゾ-2-ナフチルアミンと各種アルデヒド誘導体(2-ピリジンアルデヒド,6-メチル-2-ピリジンアルデヒド,2-キノリンアルデヒド)から得た配位子を有するパラジウム(II)錯体では,可逆的なトリアジン環の開環・閉環反応がパラジウム(II)錯体上で起こることを見出し,この反応メカニズムを明らかにするために,反応の平衡と速度に関する定量的な解析を試みた。次に,2-ヒドラジノピリジンと,2-(メチルチオ)ベンズアルデヒド,2-(4-クロロフェニルチオ)ベンズアルデヒド,2-(tert-ブチルチオ)ベンズアルデヒド,2-ジフェニルホスフィノベンズアルデヒドから一連のヒドラゾン化合物を得た後,それらを配位子とするパラジウム(II),白金(II)錯体を合成した。これらの錯体溶液にトリエチルアミンおよびトリフルオロメタンスルホン酸を添加すると,全ての錯体についてヒドラゾン配位子のN原子上のプロトン脱着がおこり,配位イオウ原子上のtert-ブチル基の解離反応が発現した。これらの反応では,いずれも可逆的な吸収スペクトルの変化が観測され,プロトンの解離により錯体の色は深色化した。ヒドラゾン配位子とそのパラジウム(II)錯体では発光現象は観測されなかったが,白金(II)錯体は可視部に強い発光性を示し,プロトン脱着にともなう可逆的な発光波長の大きなシフトが観測された。本研究では,異なるイオンの添加による金属錯体上での可逆な配位子開環・閉環反応や,ヒドラゾン配位子上のプロトンの脱着に応答した,白金(II)錯体の発光波長の変化など,金属錯体の外場応答性に関するいくつかの新たな知見を得ることができた。今年度は,感光性部位として期待されるアゾ基,プロトン脱着部位としてヒドラゾンを骨格内に有する配位子を主に使用してパラジウム(II)錯体を合成し,外場応答性の開拓とその発現メカニズムの理解を目的とする研究を行った。まず,o-トルエンアゾ-2-ナフチルアミンと各種アルデヒド誘導体(2-ピリジンアルデヒド,6-メチル-2-ピリジンアルデヒド,2-キノリンアルデヒド)から得た配位子を有するパラジウム(II)錯体を合成した。それぞれの錯体について^1H NMRおよび吸収スペクトルの測定,X線構造解析を行い,配位子内にトリアジン骨格を有する錯体の構造を明らかにした。これらの錯体のジクロロメタン溶液に少量のメタノールを加えると急速な色変化が観測され,反応液から上述の錯体とは異なる錯体が得られた。各種測定を行った結果,メトキシ基の付加によるトリアジン環の開環にともなってアゾ基のN原子が配位したパラジウム(II)錯体であることを明らかにした。この錯体は,少量のHClの添加により再びトリアジン環を有するもとの構造に戻る。即ち,可逆的なトリアジン環の開環・閉環反応がパラジウム(II)錯体上で起こることを見出した。この反応メカニズムを明らかにするため,反応の平衡と速度に関する定量的な解析を試みた。

次に,2-ヒドラジノピリジン,ベンゾイルヒドラジン,2-ピコリン酸ヒドラジドとアルデヒド誘導体(2-(tert-ブチルチオ)ベンズアルデヒドおよび2-(メチルチオ)ベンズアルデヒド等)から得たヒドラゾンを配位子とするパラジウム(II)錯体を合成した。これらの錯体では,酸や塩基の添加によりヒドラゾンのN原子上のプロトンが可逆的な付加と解離を起こすだけでなく,配位イオウ原子上のtert-ブチルの解離反応が起こった。即ち,プロトン濃度の変化に連動して配位イオウ原子上のS-C結合の活性化が発現する系を見出すことができた。以上のように,概ね順調に研究を遂行することができたと考えられる。可逆的なプロトンの脱着が期待されるヒドラゾン化合物を配位子とした金属錯体を合成単離して構造を明らかにし,プロトン濃度の変化に呼応した可逆的な金属錯体の外場応答性を検討する目的で研究を行った。2-ヒドラジノピリジンと,2-(メチルチオ)ベンズアルデヒド,2-(4-クロロフェニルチオ)ベンズアルデヒド,2-ジフェニルホスフィノベンズアルデヒドから一連のヒドラゾン化合物を得た後,それらを配位子とする白金(II)錯体を合成した。単結晶として得られた錯体について分子構造と結晶構造を決定した。これらの錯体溶液にトリエチルアミンおよびトリフルオロメタンスルホン酸を添加すると,ヒドラゾン配位子のN原子上のプロトンが脱着し,可逆的な吸収スペクトルの変化が観測された。プロトンの解離により錯体の色は深色化した。ヒドラゾン配位子は紫外部に吸収極大を示し,発光スペクトルは観測されなかったが,その白金(II)錯体は可視部に強い発光性を示し,プロトン脱着にともなう可逆的な発光波長の大きなシフトが観測された。一方,2-ヒドラジノピリジンと2-(tert-ブチルチオ)ベンズアルデヒドから誘導したヒドラゾン配位子を用いて白金(II)錯体を合成すると,tert-ブチル基が解離してチオールの配位イオウ原子を有する錯体が得られた。この錯体も可視部に強い発光性を示した。本研究では,ヒドラゾン配位子上のプロトンの脱着および配位イオウ原子上の置換基の種類の変化や解離に応答した,白金(II)錯体の発光波長の変化について新たな知見を得ることができた。
遺伝子工学を用いたトランスアミナーゼの触媒反応機構の解析

アスパラギン酸トランスアミナーゼ(AspAT)の触媒反応機構を解析するために、クローニングした大腸菌ApsATの遺伝子の塩基配列を決定し、その結果をもとにししてAspAT量産化プラスミドを作製し、酸素を生成した。野生型および変異型酸素と基質との反応過程をストップトフロー法で解析したところ、酸素反応は、基質との速い結合平衡過程と遅い律速過程の分子内反応とから成る事が明らかになった。重水素化した基質を用いた実験結果から、律速過程は基質のプロトンが引き抜かれる過程である事も明らかになった。この律速過程では、Lys258,Tyr70,Tyr225,Asp222が重要な役割を果している事が明らかになった。しかし、今まで重要だと考えられてきたHis143は、Ala,Asnに置換しても活性にほとんど影響をあたえなかった事から、今までに一次構造が決定されている十種類の生物すべてに保存されているHis143の役割には疑問が残る。速い結合過程には、基質に存在する2つのアルボキシル基と酸素のArg292,Arg386との静電的相互作用が関与しているが、各々の静電的相互作用のうちで、Argと基質のカルボキシル基との水素結合の寄与は56kcal・mol^<-1>、塩結合の寄与では12kcal・mol^<-1>である事が明らかになった。変異酸素のうちで数種類の酸素については、野生型酸素で検出不可能な反応中間体を観測することができたので、これらの同定を進めている。
葉層構造と力学系の幾何学的研究

本研究代表者は、以下の計画A-Dに沿って研究を行った。計画A:コンパクト多様体上の余次元1葉層構造の定性的理論について計画B:余次元1葉層のGV不変量と定性的理論との関係について計画C:葉層構造のエントロピーや拡大度と定性的理論との関係について計画D:余次元1葉層構造の例外型局所極小集合の横断的なハウスドルフ次元計画Aについては、コンパクト多様体上の横断的に区分滑らかな(piecewise-C^<1+bv>級の)葉層S^1-束が持つ定性的構造は、すでに明らかになっている。山形大学の皆川宏之氏のアドバイスにより、より弱い微分可能性でも同様の結果が得られるという見通しが得られ、論文執筆段階に至った。計画Bについては、北海道教育大学の西森敏行氏によりC^<1+Lip>級の微分可能性で解決されたことを受けて、さらに微分可能性を弱めた仮定で証明することを試みたが、証明完成には至らなかった。計画Cについては、他計画を優先している関係上、すでに得られていること以外に目立った進展は得られなかった。計画Dについては、計画Aでのアイデアを利用して、例外型局所極小集合が典型的なタイプであれば、より弱い微分可能性でも横断的なハウスドルフ次元がゼロになることを示すことができるという見通しが得られた。計画A:コンパクト多様体上の余次元1葉層構造の定性的理論について計画B:余次元1葉層のGV不変量と定性的理論との関係について計画C:葉層構造のエントロピーや拡大度と定性的理論との関係について計画D:余次元1葉層構造の例外型局所極小集合の横断的なハウスドルフ次元これらの計画について、継続研究中で現時点でははっきりとした成果は得られていない。計画Aについては、コンパクト多様体上の横断的に区分滑らかな(piecewise-C^<1+bv>級の)葉層S^1-束が持つ定性的構造は、すでに明らかになっている。山形大学の皆川宏之氏のアドバイスにより、より弱い微分可能性でも同様の結果が得られるという見通しが得られた。計画Dについても、計画Aでのアイデアを利用して、例外型局所極小集合が典型的なタイプであれば、より弱い微分可能性でも横断的なハウスドルフ次元がゼロになることを示すことができるという見通しが得られた。これらについて、継続2年目の平成12年度に成果が得られる見込みである。
子宮頸がんの微小環境解析 -がん微小環境細胞の制御をめざして-

これまでに、我々はヌードマウスの皮下移植系において子宮頸癌培養細胞ME180をリンパ節転移させる能力(転移付与能)を有している子宮頸がん関連線維芽細胞CCF-1を分離した。この転移付与能の機序を明らかにするため、CCF-1とは別の、転移付与能を確認できなかった、別の患者さんから分離した子宮頸がん関連線維芽細胞であるNCAF-1およびCII、正常子宮の頸部から分離した線維芽細胞NOF-1、の4種類の線維芽細胞について1細胞遺伝子発現解析を行い比較検討した。その結果、転移付与能を持つCCF-1のみが他の線維芽細胞と異なる遺伝子発現パターンを示した。そしてCCF-1を特徴づけている遺伝子群として86遺伝子が示された。最近の報告により、がん関連線維芽細胞には、不均一性があり、あるクローンががんの悪性化に関与していることが明らかとなっている(Cell,172,841-856,2018)。CCF-1は、がん細胞を転移させる能力を有したクローン集団である可能性が高く、その視点から新たながん治療の分子標的を見つけるべく今後解析予定である。また、がん関連線維芽細胞には、突然変異がないことが支配的な認識となっている。転移付与能を有するCCF-1についても突然変異がないかどうかを明らかにするため、CCF-1、CII、別の正常子宮から分離した線維芽細胞Fについてゲノム解析を行い比較検討した。その結果、P53タンパク遺伝子にも変異は認められず、それ以外にもCCF-1およびCIIに特異的な突然変異はみつけることができなかった。こうしたことから、がん関連線維芽細胞はがん細胞やその微小環境内でエピジェネティックな変化を経るか、もしくは別の場所で遺伝子発現変化を起こし、そのクローンががん微小環境に移動してがん細胞の悪性性質の発現に関与していることが示唆された。前倒し請求の理由となったゲノム解析が完了し、現在解析中である。また、一細胞遺伝子解析を行い、転移付与能を有するCCF-1に特徴的な遺伝子発現パターンを発見することができた。転移付与能をもったCCF-1の一細胞遺伝子解析で明らかになった86遺伝子の意義を解析する。複数の遺伝子を調節する因子として特異的な転写因子やエンハンサーが考えられる。CAGE解析を行い、網羅的にRNA発現解析を行うことで、86遺伝子の発現をその上流で調節する因子探索し、CCF-1がもつ転移付与能の機序を解明する。ゲノム解析のために1,000,000円の前倒し請求を行ったが、余裕をもって請求したため、次年度使用額が生じた。次年度使用額はヌードマウスを購入するために使用する。
政治的責務と遵法義務の相関関係の基礎理論研究

本研究の目的は、政治的責務と遵法義務の異同を考察することで法と国家の基礎理論を構築することにあり、この目的のために、政治的責務を正当化する諸理論のうち、公正の原理に訴えるフェアプレイ論と、国家がもたらす利益に訴える自然状態論を検討し、人間の存在論的事実を考慮に入れるならば、強制力を伴う決定としての法が妥当する状態が各人に利益をもたらすことを示し、地球規模での(潜在的には宇宙規模での)権利保障すなわち法的状態を実現する義務として遵法義務を理解した上で、その遵法義務を適切に果たすために、そしてその限りで、政治的責務は正当化されることを示した。政治的責務の正当化論を検討し、政治的責務と遵法義務の異同を考察することで、法と国家の基礎理論を構築するのが、本研究の目的である。この目的を達成するため、平成24年度には、1利益論の総合的検討と、2政治的責務と遵法義務の相関関係の分析を行った。1国家が供給する利益に着目して政治的責務を正当化する利益論は、自己利益論・感謝論・慈善義務論・功利主義(帰結主義)に区分できること、それぞれの議論の論理構造を明確にすることにより、これらの議論は2つのテーゼ、すなわち個人責務テーゼ(個人による政治的責務の遂行が国家の存在のためには必要である)と自然状態テーゼ(国家の存在は、国家の不在=自然状態よりも利益をもたらす)を前提としていること、したがって、利益論の妥当性は、この2つのテーゼの是非にかかっていることを示した。その成果の一部を、平成25年2月の研究会(東京大学)において報告した。2 <普遍的な遵法義務を適切に果たす手段として、個別的な政治的責務は正当化される>という理論仮説を検討するために、いわゆるグローバル・ジャスティス論の論理構造を分析した。地球規模の正義原理の妥当性を否定する有力説を批判的に検討することを通じて、地球を共有する者たちは、地球規模での権利保障、すなわち法的状態を実現する義務を負うのであり、この地球規模での権利保障を確立するために、諸国家による制度的分業が要請されるという洞察を得た。平成24年11月に一橋大学で開催された日本法哲学会学術大会では、統一テーマ「国境を超える義務」の下、その成果の一部を報告し、討論を行った。本研究の目的は、政治的責務の正当化論を検討し、政治的責務と遵法義務の異同を考察することで、法と国家の基礎理論を構築することにある。この目的を達成するため、平成25年度は、過去2年間の研究を踏まえつつ、更なる理論的深化を図った。具体的には、第一に、<国家状態(国家が存在する状態)は自然状態(国家が存在しない状態)よりも人々に利益をもたらす>という自然状態テーゼを検討し、自然状態テーゼは一見すると成立しないように見えるが、人間の存在論的事実を考慮すると自然状態テーゼが成立することを示し、その一部を国際学会において報告した。第二に、義務の射程を国家に限定する政治的責務の正当化可能性を検討するために、義務の射程を国家を越えて拡張するいわゆるグローバル・ジャスティス論を検討し、正義に適った状態を構築する義務は、理論上国家を越えるだけではなく地球を越えて宇宙規模に及ぶものであることを示し、その一部を学術論文において発表した。以上の2点は、実のところ、3年間にわたる研究を開始する際には予期しなかった理論的成果である。つまり、<普遍的な遵法義務を適切に果たす手段として、個別的な政治的責務は正当化される>という本研究の理論仮説を、第一の政治的責務の存在論的転回と第二の正義の宇宙主義的転回は共に大きく拡張するものであり、国内的のみならず国際的に見ても、従来の議論地平を打ち破る可能性を秘めた独自の成果であると位置付けることが可能である。この目的を達成するため、平成23年度には、(1)フェアプレイ論の検討、(2)D・ミラーの法権利論の検討、(3)R・ドゥオーキンの遵法義務論の検討を行った。(1)国家が供給する利益に着目して政治的責務を正当化する諸理論の中で、現在最も有力に主張されているのがフェアプレイ論である。このフェアプレイ論が依拠するフェアプレイの原則の妥当性を批判的に考察した。法哲学社会哲学国際学会連合(IVR)世界大会(2011.8フランクフルト)にて、Political Obligationと題するワークショップを企画・開催し、その成果の一部を報告し、諸外国の研究者と討論を行った。(2)本研究は、法的状態へと移行する義務であるという理論仮説を持つ。

オックスフォード大学の政治哲学者D・ミラーは、神戸レクチャー(2011.7同志社大学)において、刑罰が正当化可能なのは犯罪者が人権を喪失したからだとする講演を行った。この講演に対する指定討論者として、犯罪者が人権を喪失するというのはいわば自然状態への回帰であるが、刑罰はあくまで法的状態において行われるものであり、犯罪者は人権を喪失しないという報告を行い、討論を行った。(3)正義が妥当するのは国境の内部においてのみであるとする理論が、R・ドゥオーキンはじめ有力に主張されている。そこで、ドゥオーキンの政治的責務論を検討し、国境を強調する背景にあるのは強制力に対する着目であること、だが強制力を再解釈することでより普遍的な責務を正当化できることを示した。研究計画において、2つの研究作業を行い、成果報告を行うことを予定していた。研究作業予定の第一は、利益論の総合的検討を行い、利益論の中で特に、フェアプレイ論・功利主義・慈善義務論の分析に注力し、それぞれの理論の意義と問題点を明確にしていくことである。これについては、各議論の論理構造を明確化することで、個人責務テーゼと自然状態テーゼを析出し、フェアプレイ論は利益論の一類型というよりは、個人責務テーゼの一形態であることを解明した。この研究の一部は、研究会において報告を行った。第二は、政治的責務と遵法義務の相関関係を分析することである。これについては、地球規模での正義について、カントの議論を参照しながら道徳的コスモポリタニズムという補助線を引くことで、法的状態を実現する義務こそが根源的であること、法的状態を効果的に実現するための制度的分業として国家が正当化されうることを、日本法哲学会学術大会において報告した。以上のように、研究計画における予定を順調に達成することができた。研究計画において、2つの研究作業を行い、2つの成果報告を行うことを予定していた。研究作業予定として、第一は、国家状態と対比される自然状態とは何か、国家状態は自然状態との対比でそこに住まう人々に対していかなる利益を与えているのかを、主としてゲーム理論を用いて考察することである。これについては、刊行計画中の法哲学教科書の一部となる原稿において詳細に検討を行った。第二は、国家が供給する利益によって政治的責務を正当化する諸理論(利益論)を総合的に検討することである。これについては、その中でも特に有力に主張されているフェアプレイ論について、後述する国際学会において、フェアプレイ論が依拠するフェアプレイの原則が妥当しないという報告を行った。成果報告予定として、第一は、法哲学社会哲学国際学会連合(IVR)世界大会における研究報告である。これについては、ドイツ・フランクフルトで行われた世界大会において、「政治的責務」というスペシャル・ワークショップを自ら企画・開催し、先述したフェアプレイ論の報告を行った。第二は、D・ミラー(オックスフォード大学)を迎えて行われる神戸レクチャー(同志社大学)における指定コメントである。これについては、人権の喪失を主張するミラーに対して、人権の喪失を否定するコメントを行った。以上のように、研究計画のおける予定を順調に達成することができた。平成23年度、平成24年度は研究計画に従って、順調に研究を推進することが可能であった。そのため、平成25年度についても、研究計画に従って研究を推進していくことにする。主として、これまでの研究で得た知見をもとに、政治的責務と遵法義務の相関関係について更なる理論的深化を図りながら、本研究の成果全体をまとめ公表することに尽力する。
受傷後早期の高血糖が脊髄構成細胞ならびに炎症細胞に及ぼす影響の網羅的解析

本研究では、急性高血糖が脊髄損傷後の機能予後に与える影響を調べた。脊髄損傷モデルマウスを用いた実験では、高血糖状態ではミクログリアの転写因子NF-κBが過度に活性化され、2次損傷の拡大・運動機能回復の悪化が引き起こされていた。総合せき損センターに入院した脊髄損傷患者528人の後ろ向きコホート研究では、入院時に高血糖を呈する患者の運動機能回復が著しく低下していた。さらに、脊髄損傷後にインスリンを用いて高血糖マウスの血糖値をコントロールすると、正常な運動機能回復が起こった。これらの結果は、脊髄損傷後の運動機能回復能を十分に引き出すには、急性期血糖の適切なコントロールが重要であることを示唆している。労働者健康福祉機構総合せき損センターに入院した新規脊髄損傷患者528名の臨床データを多変量解析等の手法を用いて多角的に分析した。その結果、脊髄損傷患者のうち約半数の患者に血糖値の上昇が起こっていることが判明し、入院時に高血糖を呈する患者の運動機能回復が著しく低下していることが明らかになった。また、高血糖モデルマウスの損傷脊髄からセルソーターという装置を用いてミクログリアを選択的に回収し、高血糖状態では正常血糖状態に比べてミクログリアが脊髄損傷直後に過剰な活性化を示し、炎症性免疫応答が亢進していた。これに伴い、高血糖状態では神経系細胞のアポトーシスが増加し、運動機能障害を引き起こす脱髄性変化も著しく増加していた。さらに、脊髄損傷後にインスリンを用いて高血糖マウスの急性期の血糖値をコントロールすることによって、高血糖による病態の悪化を抑制し、運動機能の回復を改善しうることを明らかにした。この研究成果は、脊髄損傷後の運動機能回復能を十分に引き出すためには、急性期高血糖の適切なコントロールが重要であることを示すものである。労働者健康福祉機構総合せき損センターに入院した新規脊髄損傷患者528名の詳細な臨床データを多変量解析等の手法を用いて多角的に分析した。また、高血糖モデルマウスの損傷脊髄からセルソーターで選択的に回収したミクログリアを解析すると、高血糖状態では正常血糖状態に比べて脊髄損傷直後のミクログリアが過剰に活性化し、炎症性免疫応答が亢進していた。さらに、脊髄損傷後にインスリンを用いて高血糖マウスの血糖値をコントロールすると、高血糖による病態の増悪が抑制され、正常な運動機能回復が起こった。これらの結果は、急性高血糖が脊髄損傷後の運動機能回復を阻害していることを証明している。本研究成果は、脊髄損傷後の運動機能回復能を十分に引き出すためには、急性期高血糖の適切なコントロールが重要であることを示しており、2014年10月1日(水)(米国東部時間)に米国科学雑誌『Science Translational Medicine』で発表した。その後は、ミクログリア以外の脊髄構成細胞と脊髄損傷後に脊髄に浸潤してくる炎症細胞に対する高血糖の影響を詳細に調べている。本研究成果は、米国一流科学雑誌『Science Translational Medicine』に掲載されるとともに、世界の様々な国際学会に採択されている。また、国内においては、複数の学会でシンポジスとして発表を行っており、脊髄損傷急性期の血糖コントロールの重要性を発信できているため。総合せき損センターに入院した新規脊髄損傷患者528名の詳細な臨床データを多変量解析等の手法を用いて多角的に分析した。その後は、ミクログリア以外の脊髄構成細胞と脊髄損傷後に脊髄に浸潤してくる炎症細胞に対する高血糖の影響を網羅的に解析を行っている。さらに、非骨傷性頚髄損傷患者を同一損傷高位ごとに抽出し、入院時血糖と運動機能回復の相関関係について解析を進めている。

さらに、脊髄損傷後にインスリンを用いて高血糖マウスの血糖値をコントロールすると、正常な運動機能回復が起こった。これらの結果は、脊髄損傷後の運動機能回復能を十分に引き出すには、急性期血糖の適切なコントロールが重要であることを示唆している。脊髄損傷後に脊髄へ浸潤した炎症細胞ならびに脊髄構成細胞に、高血糖が与える影響について網羅的な遺伝子解析を進めていく。脊髄損傷網羅的遺伝子発現解析を行い、高血糖が脊髄構成細胞や炎症細胞に与える影響を明らかにしていく。その他、研究成果は下記を初めとした、電子新聞にも掲載され、多くの国民に発信された。「脊髄損傷、血糖値上昇で回復遅れ九大病院つきとめる」
植物寄生性Verticillium属菌の遺伝子診断

本研究の目的は土壌中に存在する植物病原菌Verticillium属菌を培養することなしにポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の技術を用いて定性的検出を行なうことであった。初年度(平成9年度の成果)次年度(平成10年度の成果)Verticillium属菌6種のうち特に日本で被害が多いV.dahliaeに注目し、本菌の汚染土壌を用いて、V.dahliaeをPCRにより検出できるか否かを調べた。まず、Robbら(1991)が開発したV.dahliaeの種特異的なプライマーを用いて、汚染土壌から抽出した土壌バイオマスのDNAを鋳型としPCRによってV.dahliaeのDNAが増幅できるか試みたが、失敗におわった。次に真菌類のリボゾームRNA遺伝子のITS領域を増幅するプライマーにより一次増幅を行い、増幅産物をそのまま鋳型にしてV.dahliae特異的プライマーを二次増幅に用いるnested-PCRを行なったところ、土の生重1gあたり微小菌核3個あれば検出できることがわかった。これは従来の方法で行なうと一ヶ月以上かかる結果を1日でできることに利点がある。1) SSCP法による系統の判別V.dahliaeはナス科植物に対する病原性に基づき大きく4の菌群(A群:ナス系、B群:トマト系、C群:ピーマン系、E群:ナス、トマト、ピーマンには病原性を示さない)からなっており、現在のところまで、トマト系(B群)は遺伝子レベルで他の菌群と異なっていることがわかっており、V.dahliae特異的プライマーによって増幅される内部の遺伝子領域でも一カ所塩基が置換している部位がある。そこで一塩基の違いを検出できるSSCP(Single Strand Conformation Polymorphism)法を試みた。その結果、トマト系ではlパターン、その他の系統では3パターンが検出できた。これらの3パターンの特性については現在調査中である。この方法が確立できれば従来2、3ヶ月かかっていた土壌中に存在するV.dahliaeの菌群(系統)の判別が1から2日のうちに完了できる。本年度は植物寄生性Verticillium属菌6種(V.albo-atrum,V.dahliae,V.longisporum,V.nigresence,V.nubilum,V.tricor pus)のゲノムDNAとミトコンドリアDNAのリボゾームRNA遺伝子の領域の制限酵素断片長多型(RFLP)を調査した。糸状菌のゲノムおよびミトコンドリアDNAのリボゾームRNA遺伝子を特異的に増幅するPCR用プライマー(2組)を用いて、それぞれの種の菌株よりDNAを抽出しPCAを行った。それぞれのプライマーによる増幅産物は540bp,1500bpで差は認められなかった。次にこれらの増幅産物を4塩基認識の制限酵素8種類で処理した。その結果、ゲノムのITS,ミトコンドリアのLarge Subunitリボゾーム遺伝子それぞれで同じパターンを示した種があったが、2つの領域のパターンを組合せれば概ね種の同定は可能であった。
群集流れのモデリングとシミュレーション

歩行者や避難者の大規模集団である群集の巨視的挙動を予測する微視的モデルの構築とシミュレーションプログラムの開発を目的としていた。群集集団の微視的モデル構築の基礎となる実験を行い、その実験結果に基づいてモデリングを行った。そのモデルの計算機シミュレーションプログラムを構築し、実際の群集集団の挙動を予測した。以下の四つの場合の群集挙動を明らかにした。(1)教室からの脱出緊急時における教室からの脱出実験に基づいたモデリングによって避難学生の避難時間、避難軌跡、避難時間の位置依存性を計算し、実験結果を再現することを示した。(2)歩道橋や地下道で発生する群集移動停滞現象通勤ラッシュやイベントでの混雑回避を目的として、単純化したチャンネル対向流の実験観察を行い、その実験結果をもとにモデリングを行い、実験結果をシミュレートする計算機プログラムを開発した。(3)火災・地震等による停電時における暗闇での避難群集挙動上記の状況をモデリングするために、アイマスクを着用した避難群集の実験観察を行い、その結果に基づいて暗闇下での避難過程のシミュレーションを行った。(4)立って歩けない状況下での四つん這い移動避難群集挙動狭い空間や地震等で立って歩けない状況下での避難群集の実験観察を行い、その実験結果に基づいたモデルを構築し、計算機シミュレーションを行った。これら四つの典型的な避難群集挙動を微視的モデルでシミュレーションできることを明らかにし、開発した計算プログラムが有効であることを示した。本年度は群集集団の微視的モデルの構築に先立ってシミュレーションモデルの基礎となる実験結果を集めることを目的としていた。歩行者の大規模集団である群集の巨視的挙動を予測するために、歩行者一人一人をビデオカメラで観察記録し、コンピュータの画像解析により各人の移動軌跡を解析した。以下の二つの状況下の実際の群集移動過程をビデオ観察し、その結果をコンピュータで画像解析を行い、さらにその結果に基づいてシミュレーションモデルを構築した。(1)歩道橋や地下道で発生する群集移動停滞現象を解明するために、これを単純化したチャンネル対向流の実験観測を行い、群集移動速度や移動パターンを実験的に明らかにした。この実験結果に基づいた格子気体モデルを作成し、そのシミュレーションを行った。この群集格子気体モデルによって、群集対向流の実験結果をよくシミュレートできることを示した。(2)教室からの脱出実験を行い、その脱出過程をビデオ観察して避難群集移動過程を解析した。避難群集一人一人の脱出軌跡と脱出時間の初期位置の依存性を明らかにした。この実験結果にもとづいた避難群集モデルを作成し、シミュレーションを行った。この結果、避難学生の避難時間、避難軌跡、避難時間の位置依存性を計算し、実験結果と一致することを示した。避難時間の位置依存性と生存確率の場所依存性との関連を明らかにした。二つの出口を持つ教室からの脱出実験を行い、その脱出過程の詳細な避難群集挙動を解析し、コンピュータシミュレーションとの比較を行った。今後は災害時の停電や火災等による視界不良の条件化での実験を行い、その結果に基づいてシミュレーションモデルを構築する予定である。火災・地震等による停電時における暗闇での避難群集の挙動を研究するために、アイマスクを着用した避難者一人一人を観察記録する実験を行った。学生の協力を得て、教室等からの脱出過程を数台のビデオカメラで観察記録し、学生一人一人の移動軌跡を解析した。暗闇下での避難過程のシミュレーションモデルの基礎となる実験結果を集めた。上記の実験結果を取り入れて、避難者を分子のような粒子としてモデル化し、避難者間の相互作用を分子間力のように考え、格子上を移動する気体のように移動モデルを作成した。できるだけ単純化した格子気体モデルを構築し、大規模な避難群集集団の挙動を予測可能な計算機シミュレーションに適したシミュレーションモデルを開発した。避難群集の移動を格子上で具体的に実現した。このため上の避難群集モデルのシミュレーションプログラムを開発した。

次に暗い地下道での避難群集の挙動をこのプログラムによってシミュレートし、地下道チャンネル内で単位時間あたりに移動可能である限界流量を調べた。また暗闇下で発生する群集閉塞現象を研究し、閉塞現象が発生する危険群集密度を予測した。また視界良好な状況下と不良下での避難群集挙動を比較検討した。地震時等の歩道橋や地下道で発生する群集移動停滞現象を解明するために、停滞が発生する危険群集密度を予測した。火災・地震等による停電時あるいは歩行不可能な場合における避難群集の挙動を研究した。避難過程を歩行可能な場合と不可能(四つん這い)な場合について学生の協力のもと、教室等からの脱出過程を数台のビデオカメラで観察記録し、避難過程のシミュレーションモデルの基礎となる実験結果を集めた。上記の実験結果を取り入れて、避難者を球形分子(歩行可能な場合)や細長分子(四つん這いの場合)のような粒子としてモデル化し、避難者間の相互作用を分子間力のように考え、格子上を移動する気体のようなオリジナルな移動モデルを作成した。できるだけ単純化した格子気体モデルを構築し、大規模な避難群集集団の挙動を予測可能な計算機シミュレーションに適したシミュレーションモデルを開発した。地震時等の歩道橋や地下道で発生する群集移動停滞現象を解明するために、これを単純化したチャンネル内対向流について、その限界歩行者流量並びに停滞が発生する危険群集密度を歩行可能な場合と四つん這いの場合についてこのプログラムによって予測した。次に暗い地下道での避難群集の挙動(歩行可能な場合と四つん這いの場合)をシミュレートし、地下道チャンネル内で単位時間あたりに移動可能である限界流量を調べた。
会社文化の誕生からグローバ化まで-近代合理化と儀礼・儀式の導入と海外波及

今年度も研究テーマである会社文化についての資料、論文、文献等の収集、分析を行った。これらの資料から、特に会社文化のなかでも5S活動(整理・整頓・清潔・清掃・躾)について、さらに日本国内での歴史的経緯を分析し、第2次対戦後に定着していると考えられた5S活動は、工場内の衛生運動や安全運動との関連で戦前にもかなりの程度確立していたことを確認することができた。研究テーマに関連する企業に対しては、日本国内においては、昨年度に引き続き、日本本社、特に国際事業関連の業務を遂行する部署への訪問し、会社文化に関する訪問調査を行った。この中で、海外事業に関する現状や、日本本社からの派遣社員による会社文化の海外への移転がはかられていることや、海外子会社での現地採用従業員についての日本国内での教育訓練を通じた関係等によっても、会社文化の移転が行われていること等の制度や実態について把握することができた。さらに、中国の海外現地子会社へ訪問調査し、特に現地派遣社員や現地採用のマネージャークラス等に対して聞き取りを実施した。海外現地子会社では、5S活動や類似する活動の具体的実施方法、内容、評価制度等について確認し、その他には、運動会(スポーツ大会)や新年会、寮生活、食堂等への実態についての把握をつとめた。さらに、研究テーマに関連する事項として、新人教育体制から訓練、研修内容や、階層別の訓練等の教育制度、各種評価によるインセンティブ制度、QCサークル活動、表彰制度等についても調査を行った。これらの調査により、日本本社で実施されている、または、されていた会社文化が移転されていること、実施方法については、日本本社よりも「目で見える管理」を実施し、強化されていることや、チームへの管理よりも従業員個人への評価への程度が高いこと等の日本国内と異なる点について、また日本本社にはない事項が存在していることが確認された。本研究は、会社文化のなかでも、日本企業内に存在していた近代合理化のための規律・訓練と儀礼・儀式に類する文化事象について導入から海外波及までの創出過程について明らかにすることを目的としている。これらの文化事象のなかには、ラジオ体操、運動会など、教育の場での創出について、文化社会学からの分析による先行研究があるが、この他に、朝礼は制服や、さらに会社での独特なものであり、合理化・規律等にかかわる、整理・整頓・清潔・清掃・躾(しつけ)を題目とした5S活動も研究対象としている。平成17年度は、来年度の海外調査などのための準備期間として位置づけられ、主に日本国内における資料収集、及び調査、分析を行った。資料収集については、各大学図書館、研究機関などに所在するものについて収集した。またあわせて、本研究に関連する文化・産業・労働・組織社会学関係の図書、論文について、最新のものを入手し、検討を行った。このなかで、特に第二次大戦後に確立する5S活動について、戦前での萌芽的なすがたについてや、戦後の形成時期などについて分析を行い、明らかにできた。また、企業調査については、来年度の調査・研究のための事前調査として、これまで調査・研究を行ってきた企業や、あらたに調査すべき対象と考えられる企業について訪問し、聞き取り調査を行った。これにより、日本国内での会社文化についての現状や、海外日系子会社での状況についてのデータを収集し、分析を行った。
5-ALAと自家蛍光の二重蛍光スペクトル解析による高精度脳腫瘍同定方法の開発

5-ALAによる蛍光ガイドでは、腫瘍由来のポルフィリン蛍光により腫瘍の局在が判定できる。しかし、その判定が肉眼による主観的なものであるために、診断精度に限界があった。本研究では、蛍光診断の精度を著しく高めるために、定量的な蛍光スペクトル解析の開発を行った。これにより臨床データと蛍光強度との定量的な対比が世界で初めて可能となった。また、この方法では、自家蛍光領域の評価も同時に可能である。本年度は、蛍光物質であるポルフィリンの発現がどうして腫瘍細胞特異的であるのかに関して以下の基礎研究を行った。1)ポルフィリン合成およびポルフィリン輸送にかかわるすべての酵素、トランスポーターの発現レベルをmRNAにおいてRT-PCRにおいて定量化に成功した。現在、症例ふぉ増やして蛍光強度との関係を検討中である。2)腫瘍細胞中のポルフィリン分布を詳細に検討するため、次世代高分解能蛍光顕微鏡を用いて、培養細胞中のポルフィリン蛍光の定量的分布の計測に成功した。現在、経時的変化、細胞周期との関係、腫瘍幹細胞におけるポルフィリン発現を計測中である。二重蛍光スペクトル解析システムの開発(黒岩・梶本)a.二重スペクトルを含めた分光輝度定量装置の開発(梶本)我々の保有する405nmLED光源を用いて、分光輝度計を用いて蛍光を検出する。蛍光は、PC接続型の分光器にて蛍光スペクトルを得る。現在、プロトタイプは完成してあり、専用装置としてセットアップが完了し、蛍光スペクトルの臨床サンプルでのデータ収集が可能であることを実証した。b.腫瘍蛍光および自家蛍光分離アルゴリズムの開発(梶本)我々は、測定した全スペクトル波形(Whole)から、腫瘍蛍光(PpIX)と自家蛍光(Auto)を分離する専用アルゴリズムの開発に成功した(左図)。更に、自家蛍光の成分(NADH、fravin, collagenなど)のスペクトルを、in vitroで計測し、そのスペクトル波形から自家蛍光の成分を分離・定量出来るアルゴリズムに発展させた。【本研究の内容と意義と重要性】5-ALAによる蛍光ガイドでは、腫瘍由来のポルフィリン蛍光により腫瘍の局在が判定できる。【測定方法と結果】分光輝度計を用いて、腫瘍などの組織の蛍光輝度をスペクトル別に測定した。まず、装置に3mm径の測定領域に測定組織をセットし、励起光(波長405nm、照度10mW/cm^2)を45度の角度で照射する。その際の蛍光を400-780nmの範囲にわたり分光輝度(ラジアンス)をW/(sr*sqm*nm)の単位のある計測値として測定した。初発および再発の神経膠芽腫15症例から得た43サンプルを対象にした。腫瘍を単位励起光量(10mW)あたりの分光蛍光輝度をRadiance(mW/(sr*sqm*nm))として測定し、術中での組織の肉眼的蛍光強度と比較した。また、20サンプルにおいてCPOXと蛍光輝度との関連も調べた。強蛍光は、2.51±1.52、弱蛍光が0.49±0.37、無蛍光が0.1±0.07に相当した。強蛍光と弱蛍光との間のカットオフ値のRadiance(mW/(sr*sqm*nm))は、は、1で、弱蛍光と無傾向との間のカットオフ値は、0.1であった。また、蛍光輝度とCPOXのmRNA量との間には、強い相関関係(R^2=0.74)を認めた。
新規糖尿病治療薬であるSGLT2阻害薬の心筋保護作用への影響

当研究は,1SGLT1阻害による虚血プレコンディショニングの減弱の研究報告を踏まえて、糖尿病ラットでSGLT2選択性の高いトホグリフロジンは虚血プレコンディショニングに影響を与えないという仮説2オルプリノンはSGLT1阻害による虚血プレコンディショニング阻害ポイントより下流で薬理学的プレコンディショニングが報告されているため薬理学的プレコンディショニングを保持するという仮説を検討するものである。糖尿病ラットでの検討を行う前に、正常ラットでSGLT2阻害薬が虚血プレコンディショニングに及ぼす影響を検討した。虚血再灌流モデルのラットを用いて、SGLT2阻害薬であるトホグリフロジンおよびSGLT1阻害薬であるフロリジンが虚血プレコンディショニング後の心筋梗塞範囲に及ぼす影響を検討した。結果、トホグリフロジン群は、虚血プレコンディショニングのみを行った群と同程度に心筋梗塞範囲を減少させ、フロリジン群は心筋梗塞範囲が広かった。続いて、フロリジン投与後に、オルプリノンが薬理学的プレコンディショニング作用を有することを検討し、心筋梗塞範囲がオルプリノン単独群と同等に減少していた。以上から、トホグリフロジンは虚血プレコンディショニングを抑制せず、フロリジンが抑制すること、オルプリノンはフロリジンを投与下でも薬理学的プレコンディショニング作用を保持することがわかった。正常ラットにおいてトホグリフロジンは虚血プレコンディショニングを抑制せず、フロリジンが抑制すること、オルプリノンはフロリジンを投与下でも薬理学的プレコンディショニング作用を保持することがわかった。これは糖尿病ラットでの実験を行う前に必要な検討過程であり、正常ラットでは仮説の通りの結果を得ることができた。今後の糖尿病ラットでの検討につながる結果であるものと考える。今後は、上記で検討したコントロール群、虚血プレコンディショニング群、トホグリフロジン群、フロリジン群、オルプリノン群、オルプリノン+フロリジン群を糖尿病ラットを使用して行う予定としている。糖尿病状態においては虚血プレコンディショニングの効果が減弱すること、オルプリノンは糖尿病状態でも薬理学的プレコンディショニング作用を保持することがわかっており、正常ラットと同様の結果が得られるものと考えている。その後は、分子生物学的機序の解明のために、SGLT1受容体と虚血プレコンディショニングとの関連が示唆されているp-AMPKやEGFR活性をウェスタンブロットで検討し、その機序を検討していくことを考えている。当初予定していたよりも研究の進行具合が早く、研究に必要な試薬であるトホグリフロジン、オルプリノン、フロリジンなどの試薬を追加購入することが想定されたため、科研費の前倒し申請を行って今年度の研究費を使用する予定とした。現時点で研究の進行に問題はないが、試薬の必要量が少なく済んだため、結果的に前倒し分を今年度に繰り越しすることとなった。繰り越し分は、統計解析の結果、再検証が必要と考えている追加実験に使用するトホグリフロジンやオルプリノン、フロリジンなどの試薬、ラットの購入費用に充てることを予定している。
インスリン療法者へのアドバンスケアプランニング導入のための基礎的研究

糖尿病治療の一つであるインスリン療法を行う高齢者は増加傾向にある。治療は自己注射により行われ、その実施のためには手先の細やかな動き(巧緻性)や判断力等が必要である。中でも、インスリン療法者が高齢になり、要介護状態になった場合は生活だけでなく、インスリン療法に関しても介護が必要になる。近年増加しつつある独居の場合は、インスリン療法に関する介護保険制度によるサポートが十分ではないため、社会的環境要因によっては治療を中断せざるを得ない。本研究では、自己管理できなくなる前の段階で、要介護状態になった場合のインスリン療法に関する意思決定について、当事者・支援者の経験から現状を明らかにする。
FT−IRによる自己組織化した界面有機超薄膜の構造およびその反応場特性の解明

気液界面および液液界面に自発的に形成される界面有機超薄膜の構造や状態を調べるために、膜分子の各官能基ごとの情報が得られる赤外外部反射スペクトルの測定方法の確立を目指した。さらに、確立した測定法を用いて、界面単分子膜の状態に及ぼす溶液濃度,温度,界面張力の影響などについて明かとし,バルク溶液における状態との相違について検討した。ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)水溶液系に赤外外部反射法を適用し、気水界面に吸着したSDS単分子膜の状態について検討した。その結果、赤外外部反射スペクトルのレファレンスとしてフッ化炭素鎖を持つ脂肪酸で覆った水溶液系を用いれば、界面に吸着したSDSだけの情報が得られることが明かとなり、ギブス吸着膜系の赤外外部反射スペクトルの測定法を確立した。この方法を利用して、SDSの吸着状態あるいは吸着量に及ぼす溶液濃度、温度の影響を調べたところ、SDS濃度が臨界ミセル濃度CMC(8mM)より低濃度(3mM)で既に飽和吸着していることが明かとなった。また、クラフト温度以下に溶液温度を低下させても、吸着分子の状態はほとんど変化しないことも証明できた。さらに、バルク水溶液中と気水界面におけるSDSの状態を比較したところ、気水界面の方がSDSの炭化水素鎖の秩序が高いことも明かとなった。不純物としてミリスチン酸(MA)を含むSDS水溶液系にも同様の手法を用いて検討したところ、気水界面のMA濃度はCMCから顕著に減少することや界面吸着したMAの状態はミセルに可溶化された状態と同じであることなどが明かとなった。また、光応答性単分子膜系の研究から、膜分子の発色団の会合状態と炭化水素鎖の秩序が密に相関し、それらの状態が光異性化能を支配していることを示した。現在、赤外外部反射法を用いて気水界面の分子認識系について検討している。
肝臓へのミオグロビン遺伝子の導入:阻血、臓器保存障害の克服

肝臓に酸素のリザーバーとしてミオグロビン遺伝子を導入し発現させることにより、肝臓の阻血状態、臓器保存状態での肝障害の保護効果を動物実験で検討することを目的として、マウスの肝臓にミオグロビン遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを用いてミオグロビン遺伝子の導入を行った。293細胞を継代培養し、ミオグロビン遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを感染させ、徐々にスケールアップして大量培養として回収し、超遠心分離と透析で精製分離した。精製したミオグロビンアデノウイルスをマウスの陰茎静脈より投与し、3日後肝組織を採取してmRNAを抽出しミオグロビン遺伝子に特異的なプライマーを用いてRT-PCRを行った。また、抗ヒトミオグロビン遺伝子抗体を用いて遺伝子導入マウスの肝臓の免疫染色を行い、肝組織でのミオグロビン遺伝子の発現が確認された。肝阻血再潅流障害モデル作成のため、C57BLマウスを麻酔下に開腹し肝十二指腸靭帯のクランプによるプリングルの操作を加え、24時間後肝組織標本を採取しDNAを抽出しアガロース電気泳動にて、アポトーシスによるDNAラダーを検出した。また組織標本のTUNEL染色を行い肝細胞にアポトーシスを認めた。ミオグロビン遺伝子導入マウスの肝臓ではアポトーシスが少なく、血清ALTもコントロール群では再灌流後上昇したが、遺伝子導入群では正常値を維持した。肝臓へのミオグロビン遺伝子導入の阻血再灌流障害に対する肝細胞保護効果が明らかとなった。ミオグロビン遺伝子の発現を確認するため培養肝細胞Hep3Bに感染させmRNAを抽出し、ミオグロビン遺伝子に特異的なプライマーを用いてRT-PCRを行い、このベクターによる培養肝細胞におけるミオグロビン遺伝子の発現を確認した。肝組織でのミオグロビン遺伝子の発現が確認された。今後はこのモデルを利用して、ミオグロビン遺伝子を導入したマウスと正常のマウスとで、肝臓におけるミオグロビン遺伝子の発現の肝細胞保護効果を検討する予定である。肝臓に酵素のリザーバーとしてミオグロビン遺伝子を導入し発現させることにより、肝臓の阻血状態、臓器保存状態での肝障害の保護効果を動物実験で検討することを目的として、マウスの肝臓にミオグロビン遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクターを用いてミオグロビン遺伝子の導入を行った。肝阻血再潅流

障害モデル作成のため、C57BLマウスを麻酔下に開腹し肝十二指腸靱帯のクランプによるプリングルの操作を加え、24時間後肝組織標本を採取しDNAを抽出しアガロース電気泳動にて、アポトーシスによるDNAラダーを検出した。また組織標本のTUNEL染色を行い肝細胞にアポトーシスを認めた。ミオグロビン遺伝子導入マウスの肝臓ではアポトーシスが少なく、血清ALTもコントロール群では再灌流後上昇したが、遺伝子導入群では正常値を維持した。肝臓へのミオグロビン遺伝子導入の阻血再灌流障害に対する肝細胞保護効果が明らかとなった。
アーク放電に接している電気接点表面の高速度分光撮影による接点消耗過程の研究

本研究では、光学バンドパスフィルタと高速度カメラとの組み合わせによって、異なる波長の画像として、アーク放電発生中の接点表面とアーク放電とを同時に撮影する手法を提案した。その手法を用いて、接点表面状態の変化とアーク放電の移動特性との関係から、接点表面上の痕跡の形成過程を調べた。その結果、電気接点の表面上に残された痕跡が、アーク放電発生中のどの時間帯に形成されたものなのかを示すことができた。平成23年度までに高速度分光撮影の基本的な測定手法を確立した。開離時アーク発生中の電気接点表面の画像と開離時アークの画像を、異なる2台の高速度カメラで同時撮影することができるようになった。各画像はそれぞれ特定の波長のみを撮影することによって得られた。平成24年度では、特に接点表面状態の画像を詳しく解析することで、接点表面の状態変化を開離時アークの移動特性とを直接関連付ける観点から、接点表面の状態が進展する過程を調べた。接点材料としては純銀(99.99%)を用いた。試料接点対の形状は直径5mm、長さ20mmの円柱であり、その端面を接触面として開離アークを発生させた。被撮影側の接点表面は平面、対になるもう片側の接点表面は曲面とした。家庭用直流給電や自動車用電装品の中負荷領域を想定して、電源電圧は直流48V、回路電流は10A程度とした。高速度カメラの撮影速度は1000コマ/秒であり、二台のカメラの撮影タイミングは同期している。接点表面の画像から、表面状態の変化が起こった位置を画像解析によって特定し、開離時アーク発生後の接点表面状態と比較した。画像解析の方法としては、異なる時刻で撮影された画像の差分を計算した。その結果、接点表面上に残された痕跡が形成された時刻を特定することができた。この時、開離時アークのアーク足はその痕跡部分には直接触れていなかった。これにより、開離時アークが直接接している位置の接点表面の変化だけではなく、直接接していない領域が形成される様子が分かるようになった。これまでの成果として、初年度の平成23年度には高速度分光撮影による基本的な測定手法を確立した。電気接点の表面を青色のLEDで照らし、その波長の光のみを一台の高速度カメラで撮影し、開離時アークが発生している最中の電気接点表面を観察した。同時に、もう一台の高速度カメラで銀蒸気が発する光のみを撮影し、開離時アークの様子を見た。次年度の平成24年度には、接点表面と開離時アークとの同時撮影画像から、開離時アークの移動特性と接点表面の状態変化との関連について報告した。平成25年度には、実験条件(回路条件、開離速度)を拡大し、純銀以外の接点材料も使用した。接点材料としては純銀(99.99%)に加えて、銀酸化錫(Ag/SnO2 12wt%)を用いた。試料接点対の形状は直径5mm、長さ20mmの円柱であり、その端面を接触面として使用した。被撮影側の接点表面は平面、対になるもう片側の接点表面は曲面である。電源電圧は直流48V、接点接触時の回路電流は8A12Aとした。開離時アーク発生中の接点表面を撮影した画像を解析し、痕跡の領域が時間経過とともに拡大していく様子を定量的に観察することができた。電気接点対の開離速度が速い場合には、接点間隙が同じ場合で比較すると、痕跡の領域の広がりが遅いことが分かった。また、銀酸化錫接点対を用いて、純銀と同様の高速度分光撮影が可能であることを示した。平成23年度は、電気接点等速開離装置(以下では開離装置と略す)と一台の高速度カメラとを含む既設の基本的な実験・測定システムに、高速度カメラを一台追加し、開離時アークを高速度分光撮影する手法の確立を目的として研究を実施した。使用した電気接点の材料は純銀(99.99%)である。銀は主に中負荷用の電磁リレーで母材として使用されている材料であり、他の銀系合金材料との比較のための基準となる材料である。開離装置で使用する試料接点対の形状は直径5mm、長さ20mmの円柱であり、その端面を接触面とする。接点表面状態を撮影しやすいように、被撮影側の接点表面形状は平面、対になるもう片側の接点表面は曲面とした。家庭用直流給電を想定した中負荷領域の回路条件として、電源電圧は直流48V、回路電流は10A程度とした。この条件において、開離時アークの遮断時のアーク長さは1mm程度である。発光の中心波長が470nmである照明用の青色LEDを用いて接点表面を照らし、光学バンドパスフィルタ(透過中心波長:470nm)がレンズに取り付けられている高速度カメラを用いて開離時アーク発生中の接点表面を撮影した。この光学バンドパスフィルタによって、開離時アークの発光による光が遮断され、青色LEDによって照らされている接点表面のみを高速度カメラで撮影することができる。

その結果、開離時アーク発生期間中の接点表面を高速度撮影することに成功した。また、接点表面とアーク放電の様子を、それぞれ別の高速度カメラで同時撮影することも可能となった。これらの成果により、次年度以降で計画している実験条件の拡大に対応することができる。高速度分光撮影による接点表面状態と開離時アークとの同時撮影の結果から、接点表面上での痕跡の形成過程が分かるようになったことから、本年度の目的は達成できている。高速度分光撮影、および接点表面状態と開離時アークとの同時撮影が可能となったことから、本年度の目的は達成できている。本年度の成果を発展させ、計画に沿って他の実験条件での実験を実施する。接点表面撮影のための開離時アークの長さは、これまでに実施した実験条件の範囲内で十分確保できることが分かった。しかし、開離時アークの長さが短い場合について、興味深い結果が得られそうであるため、その撮影に挑戦する。アーク長さが0.1mm程度と短い時期において、開離時アークの放電モードが変化していると予想されるため、この変化の前後での接点表面状態の撮影ができれば消耗過程の理解をさらに深めることができると考えられる。本年度の成果として確立した撮影手法を活用し、実験条件を広く変化させる。電源電圧は48Vから300V、回路電流5Aから30Aを想定している。該当なし。当初の計画に沿って、主に消耗品費と、国際会議や国内学会・研究会への参加のための費用として使用する。消耗品として、実験装置の改良と維持のために、光学部品や電子部品などを購入する。