hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コンビニ閉店にみる日本の小売業の意識の変化を文化人類学で分析する

コンビニは「ライフライン」としてなくてはならない役割を担うまでになった。しかし、コンビニの社会的な役割が高まる一方で、他のインフラと異なり、個人経営のコンビニへの期待は、経営者の家族や従業員の肩に重くのしかかる。社会的な期待、コンビニチェーン間の競争、厳しい利益の追求が絡み合い、フランチャイズ店経営者の家族へのプレッシャーは、高まるばかりだ。本課題では、主にAタイプ(既に商店を家族経営していたコンビニ)の経営者に焦点を当てた。個人経営者がフランチャイズビジネスに魅せられた様々な理由が、今やフランチャイズビジネスから手を引く理由になっている。高齢になった経営者はコンビニ業界を離れ、個人商店や家業に戻る。コンビニ経営を通し、体力的にきつかったにもかかわらず、フランチャイズビジネスを通して「家族」の理解が深まった。日本のフランチャイズ業界の限界が明らかになった。昨年度(2009年会計年度)は、諸情報の収集したり、関東、東北、中国地方の合計12の現および元コンビニ店舗オーナーから収集した情報の分析を行うことを主な研究とした。情報提供者へのインタビュー、また特定の店舗を取材するために、名古屋、岐阜方面へ4回、山形県へ一回行った。リサーチアシスタントの協力のもと、約20時間に及ぶ録音されたインタビューのテープおこしと分析を行った。日本の主要新聞と、業界誌から、小売業界、コンビニに関する記事を収集し、各記事の要点をまとめた。また、3月テキサス州に行ったが、その際にアメリカで初めてコンビニエンスストアが開店した場所もいくつか訪れた。また、アメリカにおいて、コンビニエンスストアがどのような変化をとげてきたか、また、店舗のオーナーシップに関してどのような変化があったかということを調査するために、歴史家、歴史資料収集の専門家、業界の人を取材した。この調査は、私が日本で行っている研究内容と文化的比較をすることを目的としている。2009年9月、2010年10月の間、私の企画で収集したデータを使って幾つかの講義を行い、論文を発表した。内容は、フランチャイズのアイデンティティー、店舗のオーナーシップ、コンビニ店舗業界内における状況の変化に関連することである。同志社大学、東京にある大学の社会学施設、テキサス州オースティンのテキサス大学で行われた文化人類学日本学学会(JAWS)等で講義を行った。新年度には、これらの講義に使用した論文を、ひとつ、あるいはそれ以上のものにまとめ、出版することを計画している。昨年度(2010年会計年度)は、関東地区にある元コンビニ店舗オーナーを対象にフォローアップインタビューをいくつか行った。リサーチアシスタントの協力のもと、テープおこしと分析を行った。また、1999年から2011年の業界誌の中から、コンビニ店舗のオーナーシップに関する記事を収集し、インデックス化し、要点をまとめた。また、これらの記事や、過去2年の間に私が撮影した写真をデータベース化した。研究では、いくつかの重要なパターンが明らかになってきた。コンビニ店舗オーナーの高齢化は、彼らがコンビニ経営を続けてゆく上での将来の展望に多大な影響を与えている。コンビニ経営を自分の子供等に将来引き継がせることができるという動機で始めたにもかかわらず、逆に、後を継がせることが大変であるとの理由で、閉店を決心するケースが見られる。また、コンビニの「便利さ」の定義の内容が、時代の流れとともに変化し、このことが、オーナーの決断に影響を与えている。2010年8月から2011年3月の間、フランチャイズオーナーのアイデンティティー、店舗のオーナーシップ、コンビニ業界内での状況の変化など、私の研究のテーマに関連して私が集めた資料をもとに、講義や、論文発表を行った。英国日本研究協会(SOAS)の年次総会や、アイルランドのメイヌースのアイルランド大学で行われた欧州社会人類学協会での論文発表がこれらに含まれる。また、東京工業大学付属科学技術高等学校で、コンビニエンスストアに関するゲスト講義を行った。この講義に出席した合計35名の生徒および教員と、私の研究成果を共有することが出来た。国際基督教大学の日本研究定期刊行誌"The Frontier, "Vol.4(ICU Japan Studies Program May 2011)で、私のコンビニ研究をもとにした記事を発表する。
神経向性ウィルス複製における粘膜組織微生物群の役割

粘膜組織には、病原微生物が侵入する以前に、既に様々な微生物叢が常に存在しており、互いに共存する形で粘膜組織の機能維持に重要な役割を果たしている。ウィルスのような病原微生物が侵入する際には、このような常在微生物叢が構成する微小環境を通り抜けて、粘膜組織から侵入することになる。粘膜組織から感染するウィルスの中でも、単純ヘルペスウィルス(Herpes simplex virus)は、粘膜組織でウィルスが複製後、粘膜組織の神経末端を介して神経組織へと侵入する神経向性ウィルスとして知られている。そこで、このような神経向性ウィルス感染に対する粘膜組織微生物群の役割を明らかにするためには、まず神経向性ウィルスが粘膜組織に感染後、どのような免疫担当細胞が集積するのか、さらには集積した免疫担当細胞がどのようにしてウィルス複製を抑制するのか明らかにする必要がある。そこで、神経向性ウィルス感染後の粘膜組織における生体防御機構に着目し、ウィルスを排除するメカニズムを明らかにすることを目的とした。今回、粘膜組織におけるB細胞応答を解析したところ、神経向性ウィルスに一度感染したマウスや未感染マウスの膣粘膜組織では抗体を産生できる形質細胞はごくわずかであった。同様に、粘膜組織内腔に分泌される抗体の量も低容量であった。一方で、神経向性ウィルスを膣粘膜組織に再感染後させると、再感染後1日で血中から移行するメモリーB細胞の数が著しく増大することが明らかとなった。神経向性ウィルスが感染後にどのような免疫担当細胞が集積するのか、集積した免疫担当細胞がどのようにしてウィルス複製を抑制するのか明らかにする目的で、粘膜組織に集積する免疫担当細胞群を詳細に解析したところ、神経向性ウィルスに一度感染したマウスでは、未感染マウスと比較して、ウィルス再感染後にメモリーB細胞の数が著しく増大することを明らかにした。今後は、メモリーB細胞が粘膜組織に流入するためには、どのような因子が関与しているのか、宿主の粘膜組織の環境(粘膜組織微生物群、接着分子およびケモカインなど)に着目して、詳細を明らかにする予定である。
新生児ECMO施行時の肺合併症発生に関する研究:アドレノメデュリンの病態的意義

体重34kgの雑種幼犬12頭を用いた。実験群として、ECMO流量を40ml/kg/minに設定した低流量群(n=6)と100ml/kg/minに設定した高流量群(n=6)の2群を作成した。2時間、ECMOを施行した後、両群に、エンドトキシン(055B5Westphal)を5mg/kgを静注投与し、更に、2時間、ECOMを継続した。動脈血中アドレノメデュリン(ADM)値、肺でのADM除去量、血中サイトカイン値、肺水分量につき検討を行った。結果:IL-1βはECMO開始後、変動を見なかったが、エンドトキシン投与後に、両群で一過性の上昇が見られた。IL-6・TNFα・PAFは、エンドトキシン投与後、両群で上昇傾向が見られたが、有意ではなかった。血漿ADM値は、両群で上昇が上昇がみられ、エンドトキシン投与後も、更に上昇が見られた。肺でのADM除去量は、高流量群で低値を示す傾向が見られたが、有意ではなかった。エンドトキシン投与後、両群で増加を示した。高流量群で、低流量群に比し、肺水分量の増加が見られ、組織学的にも、肺間質に浮腫状の所見が散見された。まとめ:(1)ECMO施行及びエンドトキシン投与が、血中ADM値やその代謝動態・肺水分量にどのような影響を及ぼすかを、低流量ECMO群と高流量ECMO群で、実験的に検討した。(2)ECMO施行では、血中ADM値の上昇が見られた。(3)ECMO施行に加え、エンドトキシンを投与したところ、ADM値は更に上昇し、肺でのADM除去量も増加した。(4)高流量ECMO群では、ECMO施行及びエンドトキシン投与後に、肺水分量の増加が見られた。以上の結果、血中ADM値が極度に上昇している状況では、肺合併症が惹起されやすいものと思われ、ECMO施行中のADM値により、その対策を考慮すべきであると結論された。体重34kgの雑種幼犬4頭を用い、VA-bypass施行前後の、血中adrenomedullin(AM)の動態につき検討を行った。静脈ライン作成後、気管内挿管による全身麻酔を行った。次いで、総頚動脈よりAラインを挿入し、持続的に動脈圧を測定した。胸骨正中切開を加え、肺動脈に心拍出量測定のため超音波血流計を装着するとともに、左房にカテーテルを挿入した。測定のため動脈より採血後、上行大動脈及び右房に送脱血管を挿入し、VA-bypassを40ml/kg/min.の流量にて開始した。30分行った後、VA-bypassの流量を100ml/kg/min.に増量し、30分間施行した。次いで、エンドトキシン(055B5Westphal)を5mg/kg静注し、更に約60分各種パラメターを計測した。AMの測定のため、動静脈より各1mlをEDTA-トラジロール採血管に採取し、直ちに遠心分離を行った。血漿を採取し、測定まで-70°Cにて保存した。AMの測定は、イムノラジオメトリックアッセイ法にて行った。

VA-bypassの施行により、血中AM値の軽度の上昇がみられ、同時に、肺循環でのAM除去量も減少した。エンドトキシンの投与により、血中AM値は著しい上昇を示し、肺循環でのAM除去量も増加したが、AM産生分泌量の増大が、これを上回った。次年度では、当初、予定していたNO阻害剤投与による影響や更に高流量でVA-bypassを行った際の影響などにつき検討の予定である。体重34kgの雑種幼犬を用い、VA-bypass施行前後の、血中adrenomedullin(AM)の動態につき検討を行った。静脈ライン作成後、気管内挿管による全身麻酔を行った。次いで、総頚動脈よりAラインを挿入し、持続的に動脈圧を測定した。胸骨正中切開を加え、肺動脈に心拍出量測定のため超音波血流計を装着するとともに、左房にカテーテルを挿入した。測定のため動脈より採血後、上行大動脈及び右房に送脱血管を挿入し、VA-bypassを40ml/kg/min.の流量にて開始した。30分行った後、VA-bypassの流量を60120ml/kg/min.に増量し、30分間施行した。次いで、エンドトキシン(055B5Westphal)を5mg/kg静注し、更に約60分各種パラメターを計測した。AMの測定のため、動静脈より各1mlをEDTA-トラジロール採血管に採取し、直ちに遠心分離を行った。血漿を採取し、測定まで-70°Cにて保存した。AMの測定は、イムノラジオメトリックアッセイ法にて行った。Bypass流量が増加するにつれ、肺循環でのAM除去量も減少し、血中AM値も上昇した。以上、高流量のVA-ECMO施行中に、感染を併発した場合、肺でのAM除去能の低下と相俟って、血中AMの著しい上昇をきたすことが、明かとなった。
生体部分肝移植における免疫学的低反応性の導入に関する研究(免疫抑制療法離脱の試み)

肝移植のみならず臓器移植術後患者において免疫抑制剤を中止しうるか否かを事前に判断する手段は国内外で確立されていない。本研究では術前にドナーとレシピエントの間で行われたABO血液型、リンパ球クロスマッチ、mixed lymphocyte cultureによって得られる“免疫学的な相性"が、術後経過とりわけ拒絶反応の有無と免疫抑制剤減量の可否に関わる影響について検討した。その結果、ABO血液型不適合例では、適合例に比べて難治性拒絶反応と胆道合併症の発生率が高く、リンパ球クロスマッチ陽性例では陰性例に比べて難治性拒絶反応の発生率が高いことが明らかとなった。一方、mixed lymphocyte cultureの結果は拒絶反応などの術後合併症に関連性がなく、腎移植におけるそれとは異なることが明らかとなった。肝移植のみならず臓器移植術後患者において免疫抑制療法を中止しうるか否かを事前に判断する手段は国内外で確立されていない。近年、microchimerismの成立の有無がそれに関与しているとの報告がある一方で、それに対して否定的な報告もみられる。脳死臓器移植が通常の医療として確立している欧米では、試験的に免疫抑制剤投与を中止し、その後の経過で免疫抑制剤を中止のまま、あるいは再開するといった試みが報告されている。しかしながらその一部に非可逆的な拒絶反応をきたして再移植を余儀なくされた症例があることは、生体部分肝移植のみが施行され、再移植が極めて困難な本邦で同様な試みは容認され難い。以上を背景に、本研究では術前にドナーとレシピエントとの間で行われたlymphocyte crossmatchおよびmixed lymphocyte cultureによって得られる両者の“免疫学的な相性"が、術後経過とりわけ拒絶反応の有無と免疫抑制剤減量の可否に関わる影響について検討を行った。その結果、lymphocyte crossmatch陽性例では、陰性例に比べて有意に難知性拒絶反応の発生率が高いことが明らかとなった。一方、mixed lymphocyte cultureの結果は術後経過に一定の関連がなく、腎移植における結果と異なっていた。今後は、さらにmixed lymphocyte cultureの術後における推移が術後経過に及ぼす影響について、とくに免疫抑制状態と拒絶反応の発生との関わりについて検討を加える予定である。以上を背景に、本研究では術前にドナーとレシピエントとの間で行われたABO血液型m、lymphocyte crossmatchおよびmixed lymphocyte cultureによって得られる両者の“免疫学的な相性"が、術後経過とりわけ拒絶反応の有無と免疫抑制剤減量の可否に関わる影響について検討を行った。その結果、ABO血液型不適合例では、適合例に比べて難治性拒絶反応と胆道合併症が高く、lymphocyte crossmatch陽性例では、陰性例に比べて有意に難知性拒絶反応の発生率が高いことが明らかとなった。一方、mixed lymphocyte cultureの結果は拒絶反応などの術後合併症に関連性がなく、腎移植におけるそれと異なることが明かとなった。
情報化と宗教

本年度は研究代表者、分担者、協力者がおたがいの問題意識を出し合って、研究目標をしぼるとともに、研究対象に接近し、資料の収集に努めることを目標とした。通算5回の研究会を行い、合わせて10人が報告を行った。個的別な研究対象としては、メディアを多用しつつある教団、自己啓発セミナー、占い、心霊科学、水子供養、テレビ教会、墓担団体などが話題となった。個々の研究参加者はそれぞれに調査を進めたり、海外での状況の文献による探索の作業を進めている。分析の視点としては、石井はテクノロジーの導入によって宗教的なコミュニケーションにどのような変容、ないし歪みが生じるかに注目している。また、芳賀は、E、ゴフマンらが用いる「フレイム」の概念を応用して、現代の若者の宗教的コミュニケーションを分析するという視点を提示している。一方、鳥井は水子供養がいつ項から盛んになってきたかについて調べ、それがメディアの拡充とどのように関わっているかに関心を向けている。さらに、対馬は日本における心霊科学の発展を取り上げ、明治時代以来の新しい宗教意識の特徴を情報化と結びつけて考察している。最後に島薗は、日本におけるチャネリングや瞑想や気功などの流行をアメリカ合衆国と比較しながら考察し、先進国に共通に見られる大衆神秘主義運動、ないし「新霊性運動」と特徴づけようとしている。従来、神秘主義を個人主義的かつエリート主義的な性格をもっていたが、メディアの発達によって、大衆規模での神秘主義運動が世界で同時的に展開している点に、高度情報化の時代の新しい宗教文化の特徴を見る、という視点である。その他にも、さまざまな論点が提示され、来年度以降の課題として共有されるに至った。
臨床試験における各種シャム鍼の生理活性に関する多面的検討

鍼の臨床研究で本物の鍼刺激のコントロールとして用いられてきた各種シャム鍼の生理的活性を明らかにするために、ヒトの末梢神経とラットの中枢ニューロンから活動電位を記録・解析した。その結果、従来のシャム鍼刺激(先端を丸めた非刺入鍼、皮膚への機械刺激など)は鍼灸刺激共通の受容器とされるポリモーダル受容器を興奮させることが明らかになった。また軽微な皮膚刺激とされる円皮鍼(長さ0.6mmの貼り付けタイプの鍼)はラットの内因性鎮痛系や報酬系(心地よさ)に関連する脳部位の侵害受容ニューロンを賦活・抑制させたが、シャム円皮鍼は無効であった。昨年度実施した研究の成果をふまえ、今年度は、無髄C線維の機械ー熱反応性のユニット放電をヒトで微小神経電図法を用いて導出し、真の円皮鍼とシャムの円皮鍼の生理活性の違いをより詳細に比較した。また、近年心地よさとの関連で注目されている無髄のC触受容器からの単一放電の導出を試みた。ヒトの機械ー熱反応性ユニットの円皮鍼に対する反応に関しては、複数の円皮鍼刺激の空間的加重の現象は認められず、また、反応は一過性であり持続的放電は得られなかった。また、受容野に対する小児鍼よる擦過や爪楊枝による機械的刺激にもよく応じた。しかし、C触受容器からの単一神経を記録することは出来なかった。一方、ラットにおける円皮鍼刺激(本物とシャム)に対する反応性を、麻酔下の視床腹側基底核(VB)と側坐核(AC)の単一ニューロン活動によって解析した。記録できた侵害特異性(NS)ニューロンの受容野に対する円皮鍼刺激は、比較的高頻度の持続的な反応を示すものが側坐核で多く認められた。また、興奮性のほか抑制性の反応を示すニューロンも多く認めた。一方、シャム円皮鍼刺激は、VBとACのニューロン活動にほとんど影響を与えなかった。これらの結果は、従来のシャム鍼の生理活性を明確に示すものである。これまでの鍼の臨床試験では、真の鍼とシャム鍼の比較の際にシャム鍼の非生理活性を前提として解析が行われてきた。そして、両群間に有意な差が無いことをもって鍼の特異的効果を否定されてきたが、その前提の誤りが明らかになったことから、これまでの臨床試験の結果の解析に再考を促す成果である。また、円皮鍼が、きわめて微細な刺激であり、ほとんど無感覚であるにも関わらず、ラットのデータにおいては、心地よさに関連するとされる側坐核ニューロンへ顕著な反応を引き起こしたことは、微細な鍼刺激の作用機序を考える上で興味深いものである。本研究の目的は、これまでの鍼の臨床試験で用いられてきた各種シャム鍼の生理的活性の有無を調べることである。そこで、鍼灸刺激に対する受容器とされているポリモーダル受容器の各種シャム鍼刺激に対する反応性を微小神経電図法(ヒトの末梢神経から活動電位を記録する方法)によって解析した。その結果、ヒト皮膚のポリモーダル受容器とされる機械刺激と熱刺激に反応するユニット(以下CMH)は、記録できた全例において、通常の鍼の他、皮内鍼、円皮鍼、シャム鍼として用いられてきた最小鍼(浅い鍼の刺入)、非刺入型シャム鍼(鈍化させた鍼の機械刺激)、鍼管や爪楊枝の機械刺激のいずれにも明確な反応を示した。CMHが反応しなかったのは鍼体を除去したシャム円皮鍼のみであった。一方、ラット脳からのニューロン活動の記録において、本年度は、報酬系の中枢とされる側坐核を中心に記録実験をすすめた。得られた7例の側坐核の特異的侵害受容(NS)ニューロンの検索の結果、受容野は全身性ものが大半であり、興奮性4例、抑制性3例であった。受容野に対する円皮鍼の貼付・圧迫によって、同様の反応性を示した。また、シャム円皮鍼の貼付・圧迫により反応した例は無かった。また、内因性鎮痛機構の中枢とされるPAGニューロンに対する円皮鍼の刺激効果は、受容野に対するピンチ刺激と同様の興奮または抑制の反応を示したが、シャム円皮鍼には反応しなかった。今回の研究によって、従来の鍼臨床試験で用いられてきたすべてのシャム鍼がポリモーダル受容器を興奮させることが明らかになった。このことは、これまでのランダム化比較試験(RCT)やメタアナリシスの前提とされていた、シャム鍼を生理的に非活性とすることが誤りであることを示しており、これまでの鍼臨床試験の再解析と鍼の特異的効果の証明のためにシャム円皮鍼を用いたRCTの必要性を強く示唆している。本研究は、これまで臨床試験で使われてきた各種のシャム鍼の生理的活性の有無をヒトの微小神経電図によって末梢受容器の反応性から解析することが目的である。

インフォームドコンセントの得られた健康成人を被験者として、微小神経電図法によって活動電位を導出した。被験者は仰臥位にて、金属微小電極を手技的に刺入し、電気的活動をモニターし、受容野を探して電気刺激で導速度を測定した。その後、ブラシ、圧迫、ピンチ等の機械刺激、熱刺激に対する反応性に応じたタイプ分けを行なった。その後、円皮鍼(パイオネックス、セイリン社製)、皮内鍼、通常の鍼灸鍼(豪鍼)、それらのシャム鍼として先端を丸めた鍼、鍼体を除いたシャム円皮鍼による機械刺激をランダムに受容野に与え、その反応を記録した。その結果、C線維ユニット(n=4)とA be-taユニット(n=8)が導出できた。その結果、すべてのCユニットは皮膚に受容野を持つ熱と機械刺激に反応するCMHユニットであり、ポリモーダル受容器と考えられた。それらはいずれも本物の各種の鍼刺激のほか、非刺入型のシャム鍼刺激、爪楊枝の機械刺激にも反応した。唯一の例外として、皮膚刺激用の貼付型鍼の先端部を除去したシャム円皮鍼の反応性が著しく低いことが明らかになった。Aβユニットは本物の鍼のほかシャム円皮鍼を含むいずれのシャム鍼にも反応した。これらの結果は、従来のシャム鍼の非生理活性を否定するものであり、これまでの研究結果の解釈に再考を促すとともに、シャム円皮鍼の今後の臨床試験における活用の妥当性を示唆するものである。本研究の成果は、スペインで行われた第5回国際医学鍼灸学会で発表し、優秀口頭発表賞を受賞した。今後、ヒトのデータを増やすと共に、ラットによる解析を進めていく予定である。今年度はラットの実験を中心に進めることを計画していた。研究協力者の尽力もあって概ね順調にデータの集積と解析は順調に進んできた。その結果の解析にあたり、その反応の多様性についての検討には若干の遅れが生じている。一方、ヒトの微小神経電図のデータ集積についても終了し、データ解析に移行した。記録データの再生の折りにレコーダの故障によるテープ破損というアクシデントがあり、予定より解析に手間取ったところがある。いずれのトラブルも十分に対応が可能であり、研究の目的とするところの達成には問題はないと考えている。これまで、C線維ユニットを4例導出し、記録の解析を行うことが出来た。その数は少ないように思われるが、皮膚のC線維受容器の微小神経電図の記録は、Aβ線維の記録に比べて格段に困難を伴うものである。最終的にC線維が記録できなかった実験も数多くあり、その中での4例の記録には稀少価値がある。本研究の目的は、シャム鍼の生理学的活性の有無の検討であり、今回のC線維ユニットの活動の解析結果はいずれも同じ傾向を示したことから、順調に研究は進展していると判断している。本研究の課題は、鍼の臨床試験における従来のシャム鍼のもつ非生理活性という前提の誤りを神経生理学的な方法によって明らかにすることであった。その意味では、今回の研究によって一定の成果を得たといえる。鍼の特異的効果を証明するためには、本物とシャム円皮鍼を用いた一定規模のRCTの実施が不可欠であり、そのために今回の成果をひろく知ってもらう必要がある。そこで、学会での発表と論文の投稿を行う。また、鍼の効果として、ラットの実験データが示したような、きわめて微細な刺激による側坐核でのニューロンの興奮は、日本の伝統的な鍼手技が細い鍼を用いて浅く刺すということで特徴づけられており、主観的な感覚強度に乏しいものであっても、十分に中枢神経系においては生理的活性を持っていることを示しており、鍼刺激の心地よさという面の研究もきわめて重要な課題と考えている。
疲労損傷のマルチスケール的観察が結びつける転位-塑性変形-き裂関係

金属の疲労は微視的にはすべり変形の不可逆成分の蓄積に端を発し、巨視的には疲労き裂の発生と進展により破壊を生じる現象である。すなわち、疲労破壊の本質を明らかにするためには、転位からき裂までを階層的に把握することが求められる。本研究は、高Mn鋼をモデル材とし、各スケールに応じてSEMやTEMを用いた変形及び疲労過程の測定を行うことにより、転位-塑性変形-疲労き裂の関係を明らかにする。
人為起源難分解性物質に対する生物分解能の開発と環境浄化への応用

nーアルカン分解系の誘導機構に別途クローン化したBHCデヒドロクロリナーゼ遺伝子を接続、さらに自己再帰誘導型として1130倍の増強誘導発現に成功した。(矢野)ポリクロロフェノールを広く分解するPseudomonasの無細胞抽出液による酸素添加酵素的脱塩素に成功した。(浄原)トリクロロエチレン分解菌を取得し、密封管内での脱塩素に成功した。この分解系はメタンモノオキシダーゼが関与する。(矢木)高揮発性有機塩素化合物の土壌微生物生態系への阻害は堆肥などの有機資材の施用により緩和される。(金沢)クロロアニリンの3種の異性体は2種の細菌の混合培養により同時に分解、脱塩素することができた。(青木)3ークロロプロピルアミンはCandida humicolaにより特異的にアミンオキシダーゼにより脱塩素される。アミンオキシダーゼの脱塩素反応は最初の知見である。(山田)各種の2ーハロ酸デハロゲナーゼは在機溶媒中では水溶番中と全く反する基質特異性を示した。酵素蛋白質の構造の変化によるものと考えられる。(左右田)リグニン分解系をモデル化合物を合成基質として検討し、転移因子による遺伝子破壊を試みた。(山崎)リグニン単位間のエーテル開裂酵素の遺伝子を保有するプラスミドを構築し、それを用いて細菌に分解能を付加し得た。(諸星)ハロアルカン分解菌より分解酵素遺伝子をクローン化し、その性質を検討した。(児玉)3種のハロ脂肪酸脱ハロゲン酵素遺伝子の塩基配列を決定し、推定蛋白構造を比較した。(外村)ポリエチレングルコールの共生分解系の培養制御に必要な条件を確定した。(河合)これらの成果はNー1成果報告書G020(平成2.2.9.発行)に掲載されている。
グリコシレーションにより制御される糸状菌の菌糸伸長と分化

糸状菌Aspergillus nidulansの正常な形態形成と分化にはタンパク質ヘマンノースを転移する酵素Pmtが必須である。本研究では、糸状菌の3種のPmtが互いに異なる基質特異性を有し、分泌タンパク質を糖鎖修飾することで、細胞の正常性を保つ事を明らかにした。A. nidulansの菌体外や細胞壁においては野生株とPmt欠損株間ではタンパク質の存在プロファイルが異なっていた。これらにはPmtの基質タンパク質だけではなく、細胞状態の変化に伴う局在の変化、あるいは遺伝子発現の変化に起因するタンパク質も含まれいた。従ってPmt欠損によるタンパク質の構成や機能の変化によりPmt欠損株が異常形態を示すものと推考した。Aspergillus nidulansにはO-グリコシレーションにおいて最も重要な初発マンノース転移酵素Pmtが3種存在する。各pmt遺伝子破壊株の表現型が、互いに相異なることから、各Pmtはそれぞれ独自の基質特異性を有すると推定される。本研究では、まず各pmt遺伝子破壊株間の糖タンパク質プロファイルは異なっていることを明らかにした。さらに、Ser/Thrに富んだ領域をもつ2種の分泌タンパク質(GAI及びWscA)を各pmt遺伝子破壊株で発現させた。菌体外分泌酵素GAIは、各pmt破壊株においていずれも野生株由来のGAIに比べ低糖鎖付加されていた。一方、細胞壁ストレスセンサータンパク質WscAを発現させた場合、基質特異性に差異が認められた。すなわち、pmtB破壊株ではWscAは低糖鎖付加は起こらず野生株と同様であったが、pmtA及びpmtC破壊株では、WscAは低糖鎖付加されていた。また、pmtA及びpmtC破壊株のWscAは、特に後者において顕著に限定分解されていた。従って、タンパク質に依存してPmtA、B、Cの糖鎖付加活性が異なるものと考察した。また、pmtA及びpmtC破壊株の異常表現型の生起要因の一つとして、WscAの機能不全によることが示唆された。一方、野生株及びpmtA破壊株から細胞成分を分画し、タンパク質を二次元電気泳動法により分離し、糖鎖染色法により検出した。細胞壁画分に見出された、酵母菌でも細胞壁に局在の報告があるグリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)の糖鎖染色スポット量が減少しており、本酵素がPmtAの基質の一つであると推察した。GAPDHの糖鎖量と機能性との相関性、さらに浸透圧との関連性が示唆された。Aspergillus nidulansにはO-グリコシレーションの初発マンノース転移酵素Pmtが3種存在する。本年度は最も異常な表現型を示すpmtC破壊株(△pmtC)と野生株(wt)間の比較プロテオーム解析を行い、pmtC遺伝子破壊が及ぼす構成タンパク質プロファイルの変化、並びにPmtCの基質タンパク質の同定を試みた。wtと△pmtCの細胞壁、分泌タンパク質の画分を調製し、各々SDS-PAGEと2次元電気泳動(2DE)を行った。分泌画分のSDS-PAGEの結果より、wtと△pmtC間のバンドパターンに差があることを確認した。分泌画分の2DE後の銀染色の結果から、wtに特異的なスポットは15個存在し、△pmtCに特異的なスポットは6個存在した。これらのスポットをMALDI-TOF-MSにより同定した。その結果、△pmtCの分泌タンパク質において特異的に検出された28kDa、pI4.8のスポットをXynCと同定した。このスポットは理論分子量と同等であり、糖鎖付加がされていないことが示唆された。そのためXynCは△pmtCの細胞壁の弱化に伴い、分泌されやすくなったタンパク質であると推察した。一方、他のwtや△pmtCに特異的に検出されるタンパク質をMS解析を行なったが高度に糖鎖付加されていると推定され同定には至らなかった。細胞壁画分の2DE後の銀染色では△pmtCのみに検出されるスポットが存在した。以上の結果より、A.nidulansの分泌酵素、細胞壁タンパク質においてwtと△pmtCではタンパク質の存在プロファイルが異なっていることを明らにした。これらにはPmtCの基質タンパク質だけでなく、細胞状態の変化に伴う、局在の変化あるいは遺伝子発現に起因するタンパク質も含まれており、両タンパク質の構成、機能の変化により△pmtCが異常形態を示すことが示唆された。
脳卒中片麻痺患者の車いす駆動能力獲得にむけた検証

本研究は,脳卒中片麻痺患者の車いす駆動能力に影響を及ぼす要因を明らかにすることを目的とした。測定項目は,車いす駆動速度,Br.stage,握力,腹筋筋力,腸腰筋筋力,下肢筋力,足指筋力,座位での下肢荷重力,座位バランス,立位バランス,半側空間無視,足底感覚とした。車いす駆動速度に影響を及ぼす要因を抽出するために,ステップワイズ法による重回帰分析にて検討した。その結果,車いす駆動速度に影響する因子として選択されたのは,腹筋筋力と立位バランスであった。脳卒中片麻痺患者が車いすを駆動するには,上下肢の筋力や座位バランスではなく,腹筋筋力と立位バランスが重要であることが明らかとなった。対象は脳卒中片麻痺患者58名とした。また,腹筋筋力は寄りかかったバックレストから自力で起き上がれるくらいの力が必要であり,立位姿勢にてわずかでも手を前方へリーチできるくらいのバランス能力が必要であることが示された。さらに,立位バランスの指標として用いたFunctional reach test (FRT)は,従来の方法である開眼にて行うよりも閉眼にて実施する方が,脳卒中患者のバランス能力をより反映することが確認された。脳卒中患者の約4割は,歩行が困難となり車いすに頼よらざるを得ない。本研究の目的は,脳卒中患者の車いす駆動能力に影響を及ぼす要因を明らかにすることで車いす駆動能力獲得にむけたリハビリテーション治療プログラムを検証することである。まず,脳卒中片麻痺患者の車いす駆動の可否に影響を及ぼす要因を検討した。対象は,脳卒中片麻痺患者58名(男性35名,女性24名)とした。候補となる要因を麻痺の程度(Br. Stage),立位バランス,座位バランス,握力,腹筋力,下肢筋力,および認知機能とし,これらの要因と車いす駆動能力を評価した。車いす駆動能力に影響する要因をロジステック回帰により分析した。その結果,車いす駆動の可否に影響を及ぼす要因は,立位バランスと腹筋力が選択された。このことから,脳卒中片麻痺患者が車いす駆動能力を獲得するには,立位バランスと腹筋力が重要である可能性が示された。次に,脳卒中片麻痺患者の車いす駆動速度に影響を及ぼす要因について検討した。測定項目は,車いす駆動速度,麻痺の程度(Br.stage),握力,腹筋筋力,腸腰筋筋力,下肢筋力,足指筋力,座位での下肢荷重力,座位バランス,立位バランス,半側空間無視,足底感覚とした。このことから,脳卒中片麻痺患者の車いす駆動速度には,腹筋筋力と立位バランスが重要である可能性が示された。これまでの研究にて脳卒中患者の車いす駆動能力に影響を及ぼす要因は,腹筋筋力と立位バランスの2要因に絞り込んだ。しかし,これらの要因が改善することで車いす駆動能力が改善するかを実証するには,脳卒中発症から車いす駆動能力を獲得に至るまでの経過を縦断的に追跡する必要がある。現在,前向きコホート研究にてデータを蓄積中である。計画では縦断研究の成果を発表する段階であるが,得られた症例数が少ないことからそこには至っていない。症例数が蓄積されにくい原因は,発症から短期間で転院および退院することや,発症から車いす駆動能力獲得に至るまでの経過を追跡可能な症例が少ないことである。少例ずつではあるが,データの蓄積を行えていることから継続して症例数を蓄積していく。現在,蓄積中である前向きコホート研究のデータを分析し公表したい。その際,これまでの研究で絞り込んだ車いす駆動能力に影響を及ぼす要因が改善することで,車いす駆動能力を獲得できるのか注目したい。調査の旅費及び研究成果の公表のための学会旅費に用いる。また,研究結果を公開するにあたり雑誌等への掲載料に用いる予定である。
空間的色対比効果と色恒常性効果の両者を生成する統一的色覚メカニズムの解明

本研究は,背景と対象物との空間的色対比効果と人間の色恒常性効果の2つの効果が,実は同一機序により生成されるとの仮説の検証を目的とした。結果より,2次元での色対比効果や日常経験の無い特異照明色条件では,色コントラストや錐体順応/錐体信号利得制御が主要因となり,機械的に色対比や色恒常性効果が決定された。一方,3次元配置の色対比や,より一般的な色照明条件では,照明推定により色対比や色恒常性効果が決定された。2種の決定要因が,色対比と色恒常性効果の両方で,本実験の条件変化では同時に切り替わったことから,両者が同一機序,あるいは少なくても共用機序を効果決定機序への入力として持つこと,が示唆された。本研究は,背景と対象物との空間的色対比効果と人間の色恒常性効果が,実は同一機序によって生成される可能性に着目し,色対比効果は直接的色コントラスト処理による背景の補色方向への色変化でなく,背景色より導かれる仮想照明光の色(=背景色)に対する色恒常性であるという仮説を検証するべく行われた。平成25年度も引き続き色恒常性の決定要因を調べたところ,色恒常性が低レベル処理である光源に対する光受容体(錐体)順応/錐体信号利得制御により決定される場合と,視野中の情報から照明空間を認識することで照明光を推定し,これより物体表面反射率を推定するという照明推定で決定される場合の両方があることが判明した。低次順応で決まるならば,空間的色対比と同様の機構でありかつ単純処理されていることを示す一方,照明認識が重要であれば,3次元での色対比では色恒常性効果が限定的になる。色対比効果実験結果は,色対比効果が3次元配置刺激で小さくなり,後者を強く示唆した。さらに,CGを用いて3次元の部屋を作成し(2次元画像),色光照明とともに,部屋外からの光(夕焼け光)が物体上に照射される光線配置の画像で,色恒常性を測定した結果,外光光線の色そのもので無くCGで窓に描写した外界状況(白昼か夕焼けか)により影響された。これは照明推定が,物体上で物理的に影響する光線色そのものより重要であることを示す。これらから,2次元色対比効果や通常経験しない特異照明条件では,色コントラストや錐体順応/錐体信号利得制御が主要因となって色対比や色恒常性が決定される一方,3次元配置の色対比効果や,より一般的な色照明条件では,照明推定により色対比や色恒常性が決定されることが示された。さらに,この2種類の決定要因が色対比と色恒常性効果の両方で共通して切り替わることから,少なくても両者が同一機序である場合が存在することが強く示唆される。本研究の目的は、背景と対象物との空間的色対比効果と人間の色恒常性効果という対象物の色の見えに影響を与える2つの効果が、実は同一機序によって生成されるのではないかという可能性に着目し、2次元の色対比効果とは、直接的な色コントラスト処理による背景の補色方向への色変化ではなく、背景色より導かれる仮想照明光の色(=背景色)に対する色恒常性であるという仮説を検証することにある。最初の段階として、平成24年度は色恒常性の決定要因を精力的に調べた。色恒常性要因として低レベル処理、すなわち光源に対する光受容体(錐体)順応/錐体信号利得制御(ゲイン・コントロール)、が上げられる一方、視野中の情報から照明空間を認識することで照明光を推定し、これにより物体表面反射率を推定するという考え方も提唱されている。この決定要因の判別により、もし照明認識が重要であれば、2次元での色対比では色恒常性効果が限定的になる一方、低次の順応で決まれば、空間的色対比と同様の機構で処理されている可能性が生じる、ことになる。実験では、5人の色覚正常な観察者が、モニターの上で非対称同時表面色比較を行った。色照明として4つのテスト光源(緑、赤、青、黄)とD65を使用し、結果が、物体表面反射率と光源分光放射輝度からの理論的算出色、および順応/信号利得制御(完全フォン・クリース型順応モデル)による予測色のいずれになるかを調べた。結果、緑光源下で順応モデルが比較結果を予測した一方、赤光源下では理論的算出色により予測された。青と黄光源の場合は、順応モデルの予測色と理論的算出色とが非常に近いため、両機序の切り分けは困難であった。

この結果は、2つの異なるメカニズムが光源条件によって色恒常性を媒介するために選択的に用いられることを世界ではじめて明らかにした。当初計画では、直ちに空間的色対比効果と色恒常性効果の比較を行う実験を予定していたが、「概要」で述べたように、より洗練された形での検証実験手法の発見に成功し、かつ、その実験を平成24年度内に一通り確実に実施する事で、学術的に優れた結果を見いだす事が出来たためである。「概要」で述べた研究成果は学術的に重要であり、国際的に評価の高い2年に一度の学会国際会議(International Colour Vision Society)で発表予定である(平成25年7月)。この発見をさらに拡張するべく、刺激に対する脳内活動をfMRIで測定する事を予定しており、本報告書作成期日において既に実験の準備がほぼ終わっている状況である。それら結果を平成25年度内に学術論文として投稿する計画である。また当初計画で企画された実験については、上記発見により大きく見通しが立ったため、全体像を精査して今回の新しい手法を取り入れながら、より洗練された形で実施していく事になる。より具体的には、空間的色対比効果が色恒常性効果の影響下にあるかどうかを判定し、仮説の検証を行ため、刺激条件として(A)実物観察条件、(B)通常写真観察条件、(C)(写真上で)物体塗り潰し条件、(D)(写真上で)物体・背景塗り潰し条件の4条件を設定する。このとき(D)以外には3次元空間知覚が生じている。これに対する照明条件として(1)照明が白色のままの場合(統制条件)、(2)照明を色光に変えた場合、(3)照明を色光に変えた上で鏡面反射物で照明色を強く認識させた場合、の3つの照明条件を付加する。この4×3条件での結果の比較から、それぞれの効果の影響を実験的に求める。さらに、上記2系統の結果を踏まえて、空間的色対比効果及び色恒常性効果の強度を、刺激条件から推定するための経験的モデルを作成しながら、最終的に色対比効果と色恒常性効果を生成する統一的色覚メカニズムを求める。何故当該研究費が生じたかについてであるが、「達成度」のところで述べたように、当初計画では、直ちに空間的色対比効果と色恒常性効果の比較を行う実験を予定していたが、「概要」で述べたように、より洗練された形での検証実験手法の発見に成功し、かつ、その実験を平成24年度内に一通り確実に実施する事で、学術的に優れた結果を見いだす事が出来た。そのため、平成24年度の実験とそれに伴う予算執行が、当初の計画とは異なった為である。(今後の推進方針)に記載したとおり、当初計画で予定した実験は、より洗練した形で平成25年度に実施する事になるため、当該研究費は当初の平成25年度の研究費と合わせて使用することで、研究を実施する計画である。
分子鋳型を用いた非侵襲コレステロール計測法の開発

生活習慣病、特に高脂血症などに深く関与している総コレステロール値は、現在、酵素法により計測されている。しかしながら、従来法は侵襲的操作(採血)を伴うため医療機関へ出向く必要があり、計測までに多くの工程を要するなどの問題を抱えている。そこで、本研究では皮膚コレステロールの計測に着目する一方で、分子鋳型を有する自己集合単分子膜(SAM)を用いて、簡便で非侵襲的なコレステロール計測法の開発を行った。SAMはチオール基が金に自発的に吸着することで形成されるが、分子鋳型を形成するマトリックス分子としてチオールを用い、コレステロールの分子鋳型を金電極に形成した。この分子鋳型電極は1.0mM以下のコレステロール濃度に対して直線的に変化した(相関係数:0.9983)。分子鋳型電極の感度、選択性や再現性などについて検討し、簡便で迅速な電気化学センサの開発への応用を試みた。また、皮膚コレステロールを高速液体クロマトグラフィーで計測する一方、従来の酵素法による血中濃度との比較を継続的に行った結果、良い相関が得られた。非侵襲計測法開発の観点から、皮膚コレステロールへの着目が妥当であることが示唆された。目的物質(コレステロール)とマトリックス(自己集合単分子膜)を構成する分子の分子間相互作用を考慮した分子鋳型膜の設計および作製について検討した。この際使用するチオール分子のアルキル部位の選択によりコレステロールとの相互作用が強く、且つ隣接するチオール分子同士の分子間力による強固な膜の形成が可能になる。これまでは直鎖アルキルチオール(特にステアリルメルカプタン:炭素数18)を用いたが、官能基や架橋構造を持つチオール分子により精巧で強固な分子鋳型を作製し、特に選択性、感度などの向上を目指した。また、これまでの研究では無垢の金電極を使用してきたが、医療計測の場合、人体接触する箇所はディスポーザブルであることが好ましく、使い捨て電極の低価格化が必要になるため、金めっき電極の作製・適用について検討した。その際、形状を自由に制御できるプラスチック材を基板とした無電解めっきを適用し、めっき電極表面観察を行い、優れたセンシング特性を得るための電極の形状などを調べた。これらの成果について、雑誌への掲載、国内外学会(日本分析化学会、日本生体医工学会、ポーラログラフ学会、アメリカ電気化学会など)での発表を行った。目的物質(コレステロール)とマトリックス(チオール分子や高分子から成る絶縁性膜)を構成する分子の分子間相互作用を考慮した分子鋳型膜の設計および作製について検討した。この際使用するチオール分子のアルキル部位の選択によりコレステロールとの相互作用が強く,且つ隣接するチオール分子同士の分子間力による強固な膜の形成が可能になる。これまでは直鎖アルキルチオール(特にステアリルメルカプタン:炭素数18)を用いたが,官能基や架橋構造を持つチオール分子により精巧で強固な分子鋳型を作製し,特に選択性,感度などの向上を目指した。また,これまでの研究では無垢の金電極を使用してきたが,医療計測の場合,人体接触する箇所はディスポーザブルであることが好ましく,使い捨て電極の低価格化が必要になるため,金めっき電極の作製・適用について検討した。その際,形状を自由に制御できるプラスチック材を基板とした無電解めっきを適用し,めっき電極表面観察を行い,優れたセンシング特性を得るための電極の形状などを調べた。これらの成果について,学術誌(ワイジー,アメリカ電気化学会誌)への掲載,国内外学会(日本分析化学会,電気化学会,日本生体医工学会,日本ポーラログラフ学会,フローインジェクション分析国際会議など)での発表を行った。コレステロールとチオール分子や高分子から成る絶縁性マトリックス膜を構成する分子の分子間相互作用を考慮した分子鋳型膜の設計および作製について検討した。チオール分子をマトリックスとする場合、チオール分子のアルキル部位の選択によりコレステロールとの相互作用が強く、且つ隣接するチオール分子同士の分子間力による強固な膜の形成が可能になる。これまではステアリルメルカプタン(炭素数18)を用いたが、官能基や架橋構造を持つチオール分子により精巧で強固な分子鋳型を作製し、特に選択性、感度などの向上を目指した。また、医療計測の場合、人体接触する箇所はディスポーザブルであることが好ましいため、使い捨て電極として金薄膜電極の作製・適用について検討した。

その際、形状を自由に制御できるプラスチック材を基板とした蒸着や、イオンスパッタ法、金ナノ粒子を用いた無電解めっきを適用し、電極表面観察を行い、センシング特性について検討した。ナノ粒子を用いて作製した金ナノ粒子膜ではセンサ応答が増大する効果が得られ、電極表面に存在する微細な構造がその電流応答を増幅するものと考えられる。これらの成果について、学術誌(米国化学会Analytical Chemistly誌やJournal of Flow Injection Analysis誌)への掲載、国内外学会(日本分析化学会、電気化学会、フローインジェクション分析国際会議など)での発表を行った。
重核における(n,γn')反応に関する実験的検討

Biを試料とするTOF法と相関法によって(n,γn')反応の実験的検証を行うことを目的とする。1.検出器系の整備実験に必要な電子回路を補充するとともに、ガンマ線検出器としてBaF_2検出器(既存)を整備し、良好なエネルギー分解能(Cs-137のガンマ線に対して9%以下)と時間分解能(600ps)を達成した。TOF測定には手持ちのNE213検出器(5"径x2"厚)を用い、波高、TOF、波形分布の最適化を行い、3パラメータ測定と動的バイアス処理を行う手法を整備した。20keV以下の中性子まで測定が可能となった。2.測定と解析検討の結果、相関法では複数のガンマ線が放出される場合の効率と中性子検出器へのガンマ線の混入が問題となることが判明したので、上述のNE213を用いた1-2MeV中性子に対するTOF測定を先行させることとした。TOF測定は準単色である^7Li(p,n)中性子源を用いて行った。これは測定系の性能向上により、単色であるはずのTi-Tターゲットを用いたT(p,n)中性子源には、(n,γn')中性子と重なる領域にバックグラウンド中性子が存在することが分かったためである。現在まで、着目するBiと(n,γn')が殆ど起こらないはずのC,Alサンプルとの間に有意な差は確認されていない。従って、(n,γn')反応の中性子を確認するには至っていないが、必要な計測系を整備し測定上の問題もほぼ解決でき、信号対雑音比では1mb/(srMeV)以下の断面積まで測定可能となっているので、改良を含めて実験を継続する計画である。本研究で整備した計測系とその手法は他の実験にも有効である。平成7年度は、(n,γn')反応の実験を行う上で必要な実験条件の検討と実験装置の装備を進めるとともに、代美的な測定を行った。当初、測定は相関実験を先行させる計画であったが、コリメータの性能確認も含めて飛行時間測定を最初に行った。1.実験装置と配置の検討本実験ではバックグランドの低減とその評価が重要なので、モンテカルコードMCNPと中性子イメージング手法を用いて計算、実験両面から中性子コリメーションの検討を行った。両者の一致はまだ十分ではないが、適切な実験配置を選定できた。2.検出器系の整備中性子・ガンマ線相関実験に必要な電子回路を補充するとともに、新たに必要なガンマ線検出器としてBaF2検出器(既存)のエネルギー分解能、時間分解能を標準ガンマ線線源を用いて測定した。エネルギー分解能は、Cs-137のガンマ線(670keV)に対して9%以下と極めて良好であり、時間分解能についても、^600psの値を得た。相関測定に十分良好な値である。飛行時間測定には既存のNE213検出器(5"径x2"厚)を使用した。n-γ弁別、波高分解能などの特性を確認し、実験条件に合わせてパラメータを設定した。また、本研究で重要なバックグランド決定の信頼性を高めるために既存の反跳陽子テレスコープも効率向上を図った。3.測定と解析2MeV中性子に対するBiからの中性子スペクトルを飛行時間法で測定した。データ解析が進行中であり、最終的な結論を得るに至っていない。(n,γn')過程の中性子を同定する上で問題となる、空気やコリメータでの散乱などのバックグランド評価をめている。このデータ解析から中性子スペクトルの概要を把握しつつ、相関実験を行う予定である。本年度は引き続きTOF法による(n,γn′)中性子の検出実験を進めるとともに、(n,γn′)

反応断面積を計算できるプログラムを入手しその整備を行った。(1) (n,γn′)反応による数100keV以下の低エネルギー中性子を低バックグラウンドで測定するための計測系を整備した。2′′径x2′′厚NE213について、TOF-波高-波形の3次元リストデータを収集して動的バイアス処理を行うことで20keV程度の中性子までが測定可能となった。2. Ti-TターゲットのT (p, n)中性子源を用いたTOF実験において、(n,γn′)中性子と重なる領域にターゲットからのバックグラウンド中性子が存在することが分かった。バッキングに拡散したトリチウム及びバッキングの銅と入射陽子の反応によると考えられ、通常の中性子実験では問題にならない量である。バッキングをPtに、中性子源を^7Li (p, n)反応に変更して、新たな測定を行った。3. ^7Li (p, n)中性子源による1. 1 MeV中性子を用い、Bi, C, Alサンプルについて測定を行った。Biと(n,γn′)が殆ど起こらないはずのC, Alサンプルとの間に有意な差はまだ観測されていない。信号対雑音比の点では数100μb/(srMeV)以下の断面積まで測定可能となっているので、残る問題は中性子源のテイル成分と統計誤差である。4. (n,γn′)断面積を予測できる計算コードを入手し計算を進めた。モデルパラメータをさらに吟味する必要があるが、実験結果との比較を行う準備ができた。全体として、(n,γn′)反応の中性子を確認するのは至っていないが、必要な計測系を整備し測定上の問題もほぼ解決できたので、統計誤差を減少させる計画である。本研究で整備した計測系とその手法は他の実験にも有効である。
ナノ空間における溶液物性と電気化学過程の理論的解明

種々の分子シミュレーションの手法を用いて、固液界面での電解質水溶液の構造とダイナミクスを調べ、特徴的な空間スケールと時間スケール、水素結合ネットワーク中での各イオン種のふるまい、電気二重層構造の起源にミクロな視点からの理解を与えた。電極電位の効果を考慮して酸性溶液と白金電極との界面における水素発生の機構を定量的に評価した。また、界面系への適用を視野に光励起や電場の印加に始まる電子移動を扱うための理論的枠組みを構築した。手法の開発と整備(1)貴金属やグラファイトといった疎水性の表面と水との界面を第一原理計算で取り扱うために、ファンデルワールス相互作用を記述できる「van der Waals密度汎関数」を実装し、水/Rh(111)系について実験との比較を通して有効性が確かめられた。(2)静電相互作用を周期境界に影響されずに記述できる有効媒質(ESM)法が双極子相互作用だけでなく多重極子相互作用まで正しく補正することを確認し、系にバイアスをかけるための足場が固まった。(3)液体論と古典分子モデルを組み合わせて溶液の大域構造や自由エネルギーを議論できる3次元参照相互作用点モデル(3D-RISM)法のプログラムを整備した。(4)電極近傍での電子の飛び移りを調べるための透熱な取り扱い手法を開発し、電子移動や励起子移動に適用した。固液界面の理解いくつかの平板表面(Si,MgO,Al03,マイカ)とバルク水との界面を第一原理分子動力学計算で調べ、系ごとの「水の構造化」の違いが予想よりも大きく、水分子との相互作用の強い酸化物表面ではバルク水との間に水素結合ネットワークの弱い部分が生じる様子を明らかにした。また、表面科学的には解離吸着が顕著ではないMgOのような表面でもバルク水との接触によって表面の酸素サイトを利用したプロトン交換が定常的に起こるなど、古典分子モデルでの計算時に留意すべき情報を多く得た。課題電解質イオンを含む溶液の構造やダイナミクスは不均一で緩和時間が長く、事前の予想よりも複雑であった。学問的にもバルクの電解質溶液自体に未解明の部分が多いことが分かったため、固液界面での電解質イオンの取り扱いの開始は次年度以降に持ち越すこととした。1.第一原理計算の結果を用いて古典分子動力学計算のパラメータを最適化する枠組みを整備し、水/固体表面系の大域構造を調べた。また、高次構造に着目して水素結合ネットワークを解析するためのプログラム群を開発し、界面近傍の水の内部構造とダイナミクスを評価した。その結果、モデル電極表面の親水性/疎水性および表面電荷分布を反映し、界面近傍には7員環構造を主とするバルク水の構造と比べて少数員環構造が出現しやすくその寿命も長くなる傾向にあった。表面のナノ構造の存在はバルク水からのズレを顕著にすることも示唆された。「固液界面」の理解には「水素結合ネットワーク」からの視点が非常に重要かつ有用であると思われる。2.金属電極における水-清浄表面、及び水-水素吸着表面の相互作用を解明する目的でロジウム(111)表面についての第一原理シミュレーションを実行し、水素の被覆率の増大に伴ってロジウム表面が親水性から疎水性に変わる様子を調べた。このとき水素のs軌道と水のHOMO-LUMO軌道との相互作用に起因して水分子の配向が規定されるが、これは比較的シンプルであるとされる水素極側でも、水/水素/電極界面の平衡を意識した取り扱いが重要であることを意味している。3.H21年度に開発した「電子状態の透熱化の方法論」を拡張し、モデル光励起系として、オリゴチオフェンとフラーレンの界面での電子移動における吸収スペクトル・励起子の電荷分離機構・スタッキング構造の影響等を評価し、実験を半定量的に再現する結果が得られた。これにより、比較的小さな系に対する量子化学計算に基づくパラメータを用いて大域的な励起子の挙動を予測する道具立ての足がかりができた。1.電解質イオンを含む溶液系の取り扱いに本格的に着手した。水和した電解質イオン間の相互作用の正確な記述は溶液構造の再現に本質的に重要であるが、生体分子系のシミュレーションなどで広く使われている古典力場であっても正負イオン間でのイオン対生成の傾向が極めて強く出てしまうなど電解質溶液の記述に不自然な点があるため、第一原理計算によるバルク系および固液界面系でのリファレンス計算を行った。その過程で、バルク水でも1.5nm以上のサイズ・100ps以上の緩和時間が必要であること、微視的な固液界面領域は典型的に0.5nm程度の厚みを持つこと、各種計算モデルにおける水素結合の強さの記述と水素結合ネットワークの実効的な温度との対応付けなど、「現実的な」溶液を記述する上で重要となる種々の用件が明らかになってきた。2.水/白金(111)電極界面における水素発生反応について、反応における界面水と電極電位の役割に注目して素過程を調べた。