hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋の生物地球化学循環を駆動する有機金属化合物の分子・原子レベル動態解析

海洋や海底堆積物中に存在する金属は海洋生物によって利用され生化学プロセスを駆動している。陸域からの砕屑物の供給量が少ない西赤道太平洋で採取された堆積物試料について金属(鉄・亜鉛・銅・マンガン・モリブデン)濃度測定とSr放射性同位体比による年代を決定した。また、湿式分離によって抽出した脂質、タンパク質、色素などの画分について誘導結合プラズマ質量分析装置での金属濃度の測定を行った。また、有機物濃度が非常に高い海水の濃縮塩田に発達した微生物マットおよび、その関連堆積物について金属の化学形態分析ならびに高塩水の金属濃度測定を実施し、化学形態のその場分析を行い試料の堆積環境に関する知見を得た。海洋や海底堆積物中に存在する微量金属は海洋生物によって有機金属化合物として利用され、光合成や窒素固定などの生化学プロセスを駆動している。生物がもつ有機金属化合物を直接定量することができれば、海洋の生物地球化学サイクルを解析する新しい手法となる。西赤道太平洋で採取された堆積物ならびに水を分析対象とする。本海域は陸源物質の流入が少なく、水塊中で生産された生物起源粒子が主な構成物であり、陸域からの無機鉱物の流入が少なく微量金属のバックグラウンドが低いので海洋中で生産された粒子の沈降・堆積過程における微量金属利用の検証には最適な試料である。水深3855 mと2447 mから得られた約15メートルの堆積物試料2本について堆積物試料のバルク金属濃度、ならびに間隙水の主要・微量金属濃度の測定を完了した。特に間隙水試料の金属濃度に大きな変化が認められ、3855mの試料に関しては銅・マンガンは深度と共に増加傾向、亜鉛・モリブデン表層4mで大きく増加した後、減少に転じた。鉄には大きな変化が認められなかった。2447mの試料については3倍の解像度で間隙水の採取を行い、鉄には約1mの振幅で増減が認められ、モリブデンは深度とともに減少した。今後は間隙水の酸素同位体比を測定し、堆積物中の水の移動について二つの試料間の対比を行う。誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)での有機溶媒の導入を行うために、有機溶媒試料導入キットと酸素ガスを用いた測定条件の決定に取り組んだ。100%メタノールなどの有機溶媒などを用いて良好な検量線が得られている。またこれまでに西赤道太平洋で得られた海底堆積物試料から湿式分離によって脂質画分の抽出を行い、中性脂質、酸性脂質のそれぞれについてICP-MSによる測定を行ったが、いずれも検出限界以下であった。今後は別の有機物画分の測定を予定している。海洋や海底堆積物中に存在する微量金属は海洋生物によって利用され生化学プロセスを駆動している。生物がもつ金属化合物を直接定量することができれば、海洋の生物地球化学サイクルを解析する新しい手法となることが期待される。陸域からの砕屑物の供給量が少ない西赤道太平洋で採取された堆積物試料について金属(鉄・亜鉛・銅・マンガン・モリブデン)濃度測定とSr放射性同位体比(87Sr/86Sr)による年代を決定した。また、有機物濃度が非常に高い海水の濃縮塩田に発達した微生物マットおよび、その関連堆積物について金属の化学形態分析を実施し、化学形態のその場分析を行い試料の堆積環境に関する知見を得た。採取した堆積物試料のバルク濃度と間隙水の濃度測定に成功し、堆積物中の微量金属の増減を議論する基礎データを取得することができた。しかし、所属機関の異動が重なり、年度後半に十分な実験時間を確保することができなかったため、有機金属化合物の進捗状況はやや遅れている。地球化学バルク試料の分析と間隙水の測定についてはすでに完了しているので、現在得られている成果をまとめ論文作成を進める。HPLCとICP-MSの接続を行い、HPLCの測定メソッドの立ち上げを進める。堆積物の固体試料について、放射光を用いたμXAFS測定によって、試料から非抽出で化学状態分析を実施する。天然試料中のターゲットである微量金属が低濃度であった場合を想定して、試薬を用いた吸着実験も合わせて実施することで、生物ではなく無機的な吸着反応によって吸収スペクトルを得て対比に用いる。HPLCとICP-MSの接続が遅れたため、消耗品の分離カラムの購入を次年度に繰り越した。当初の予定どおり高速液体クロマトグラフ用の分離カラム、試薬などの実験消耗品を購入する。また、実験は従来の所属である海洋研究開発機構で継続するため、現所属の東京大学大気海洋研究所から海洋研究開発機構への旅費を新たに計上する。
標的遺伝子組換えによる微小管関連蛋白欠失マウスの作製とその神経細胞の極性の解析

神経細胞は、樹状突起、細胞体、軸索という特徴のある構造を分化させた極性のある細胞である。近年、微小管に結合してその重合を調節する蛋白である微小管関連蛋白(MAPs)の遺伝子のいくつかが単離され、これらの遺伝子の発現が神経突起の伸長や軸索、樹状突起の分化に重要であることが示された。これら微小管関連蛋白の詳しい役割を調べることは、神経生物学の中心的な課題である。現在我々は、MAPs遺伝子のうちTau,MAP2,MAP1B各MAPs遺伝子について、これらの遺伝子の欠失したマウス系統を胚幹細胞の標的遺伝子組み換え法を用いて作製し、得られたマウス個体を分子細胞生物学的手法を駆使して解析している。そのうち,Tauについてはこれらのマウスの解析から,単独では軸索伸長に必要ではないが細い軸索中で微小管の安定化に重要な役割を果たしていることが明らかになった。さらに我々がTau欠失マウスの解析を続けて行った結果,これらのマウスでは,筋力の低下や活動性の軽度の低下及び活動パターンの異常が明らかになった。現在我々はこれらの現象の詳しい解析を行っているところである。更に他のMAP遺伝子についてもこれらの遺伝子の欠失したマウス系統を作成中であり,このうち,MAP2,MAP1B遺伝子については,ヘテロ接合体同士をかけ合わせているところである。
大規模サーベイによる超新星発生頻度から探る超新星の起源と銀河進化

Ia型超新星は、その特徴的な光度曲線から宇宙の距離を測る「標準光源」として使われており、宇宙の加速膨張の発見に寄与するなど現代天文学において重要な現象である。その一方で、爆発起源となる天体や進化は未解明のままであり、距離指標として使用する際の不定性が懸念されている。起源天体については、星が誕生してから超新星として爆発するまでにかかる時間を超新星発生率から逆算することで制限可能であり、近年様々なサーベイによって超新星発生率の研究がなされてきた。本研究は、すばる望遠鏡の高い感度を最大限利用して高赤方偏移においてIa型超新星発生率を決めるという野心的な試みである。結果によれば、Ia型超新星の発生率は赤方偏移0.8までは上昇傾向にあり、それより遠方ではフラットな兆候を見せていることが明らかになった。これはIa型超新星が二つの白色倭星の衝突によって引き起こされるというモデルと無矛盾である。このサーベイは、すばる望遠鏡を使った変動天体探査としては日本初の大規模なものであった。その成果は、今年から始まる次世代変動天体探査(HSCサーベイ)の計画を決める上でも参考になるものである。事実、本研究によって開発されたシミュレーションコードはサーベイ計画の立案で使用されており、今後の超新星研究へと広がる成果となった。すばるXMMニュートン深探査(SXDS)のデータを使った解析が予定通り終了した。また次世代変動天体探査(HSCサーベイ)を前にして結果をまとめられたことで、サーベイの計画立案にも寄与することが出来た。(抄録なし)すばるXMMニュートン深探査(SXDS)のデータを使い、Ia型超新星の発生頻度を統計的に調べる研究を進めた。8m級のすばる望遠鏡を使った広視野探査は、赤方偏移が1を超えるような遠方宇宙で多くの超新星を受けることができ、他の変動天体探査と比べてもユニークな研究が行える。SXDSでは大部分の天体について、測光データだけを使って超新星の型やその性質(赤方偏移や光度曲線幅など)を同定する必要があるため、限られた観測情報から有意な結果を引き出すための統計的なアプローチが必要になる。以上の解析を行うために23年度は主に以下の2点に取り組んだ。(1)超新星母銀河から変動天体成分を差し引いた無バイアスな測光データを構築することにより、母銀河の性質を以前より正しく決定した。また、超新星の光度曲線から母銀河の影響を取り除く最適化も行い、パラメータ探査に最適なデータセットを構築した。(2)その上で、Ia型超新星候補のパラメータ空間を制限し、超新星の赤方偏移や絶対等級といった量を決定した。この結果は、2011年11月4日2012年1月27日に滞在したLawrence Berkeley National Laboratory (LBNL)の超新星グループとの議論を通じてまとめあげられた。ここで得られた解析結果を元に、現在論文を執筆準備中である。また、今年ファーストライトを迎えるすばる望遠鏡次世代主焦点カメラ(HSC)を使った探査に向けて、変動天体チームでの検討作業に参加していた。この探査はSXDSで得られたよりも10倍近いのIa型超新星を受けることが可能で、上述のSXDSと同様の解析を行う事により、これまでになく統計誤差の小さい結果が出せる。Ia型超新星の発生頻度の進化をどれ程の精度で決定出来るかシミュレートし、これらの成果は6月にオーストラリアで、7月にイタリアでそれぞれポスター発表された。平成23年度に引き続き、24年度は大規模サーベイのデータを用いた統計解析を完了させ、Ia型超新星の発生頻度の進化史を赤方偏移1.5(90億光年)先まで明らかにした。この研究は、米ローレンス・バークレー研究所と緊密な連携を取りながら進められ、現在ジャーナルに投稿中である。Ia型超新星は、宇宙の加速膨張を計測するために極めて有用な天体現象であるが、その起源天体や宇宙の歴史とともにどのように進化してきたかなど未解明な部分も多く、現在多くの国際プロジェクトで精力的に研究が進んでいる。今回の結果は、地上望遠鏡を用いたIa型超新星の発生頻度の研究としては最も遠方の結果の一つとなっており、特に25年度から予定されているすばる望遠鏡次世代主焦点カメラによるサーベイに応用可能な手法を確立したという意味でも意義深いものとなった。また、この仕事が宇宙の加速膨張を実測したことで知られるSaul Perlmutter教授(2011年にノーベル物理学賞)との共同研究であったということは、近年大きな注目を集めている超新星業界に対してもインパクトを残すことが出来ると期待される。これらの成果はミュンヘン(ドイツ)で行なわれた国際会議、また国内の超新星研究会においてそれぞれ発表され、研究者達との交流によって多くのフィードバックを得ている。今後ますます重要性を増す突発天体サーベイにおいて、今回の研究成果はサーベイデザインやリアルタイムの変動天体分類に応用されるであろう。

結果によれば、Ia型超新星の発生率は赤方偏移0.8までは上昇傾向にあり、それより遠方ではフラットな兆候を見せていることが明らかになった。これはIa型超新星が二つの白色倭星の衝突によって引き起こされるというモデルと無矛盾である。このサーベイは、すばる望遠鏡を使った変動天体探査としては日本初の大規模なものであった。その成果は、今年から始まる次世代変動天体探査(HSCサーベイ)の計画を決める上でも参考になるものである。事実、本研究によって開発されたシミュレーションコードはサーベイ計画の立案で使用されており、今後の超新星研究へと広がる成果となった。超新星は観測された光度曲線と色、母銀河の赤方偏移からその型や物理量が決定出来るが、最大7エポックしかない今回の観測では、赤方偏移に応じて光度曲線幅が広くなる効果と、超新星の個性として取りうる光度曲線幅が変化する効果が縮退して、赤方偏移の決定が困難であった。この問題を解決するため、LBNLでの共同研究者達との議論が必要になった。現在は、母銀河の赤方偏移確率分布を考慮してパラメータ空間を制限する方向で調整を行っている。予定していた作業が完了し、無事に論文として投稿出来たのでおおむね順調に進んでいる。より結果の精度を上げるために多くのアップデートを行なった分時間がかかったが、インパクトを持つ結果を出すことが出来た。11月には一ヶ月間米ローレンス・バークレー国立研究所に滞在し、海外の共同研究者とも密に連携を取れたのも作業の効率化につながった。すばるXMMニュートン深探査(SXDS)のデータを使った解析が予定通り終了した。また次世代変動天体探査(HSCサーベイ)を前にして結果をまとめられたことで、サーベイの計画立案にも寄与することが出来た。上記の問題を踏まえ、解析手法をアップデートする必要があった。これらの作業は大きな変更部分については完了し、現在共同研究者達と論文化に向けた細かい議論を行っているところである。夏までには結果を論文としてまとめ、投稿したい。また同時に、超新星の型判別の副産物として出てくる重力崩壊型の発生頻度進化、Ia型超新星母銀河の統計的性質についても結果をまとめる。これらSXDSによる解析結果を論文化し、次世代のHSC探査を迎えるのが目標である。6月までには論文の再投稿を済ませたい。また今回の研究と平行して行なっていた、すばる望遠鏡次世代主焦点カメラによるサーベイ(HSC Surevy)において、変動天体のオンタイム分類アルゴリズムを完成させる。変動天体サーベイでは、(1)母銀河の受かっていない変動天体の性質を知りたい、(2)今後増大していく変動天体数の中から発生頻度の低いイベントを確実にとらえたい、という理由からスペクトル追観測のターゲット選びが非常に重要である。これまでの研究は、既に完了した大規模サーベイの中からどのようにIa型超新星を分類するかという部分に集中していたが、この手法を応用して初期観測だけを使った分類が出来ればこれらスペクトル追観測の候補探しなどに利用出来ると期待される。これらの仕事は、HSC Surveyの変動
保健師活動への意欲を原動力にしてリーダーシップを発揮するためのガイドの開発

本研究の目的は、保健師が保健師活動への意欲を原動力としてリーダーシップを発揮するためのガイド(以下、ガイドと示す)を開発することである。文献検討により、ガイドの基盤となる概念である「リーダーシップ」については、先行研究が多数あり、歴史的変遷を経て今なお変化し続けていること。保健師活動に関する研究においても、当該概念は統一されておらず、他分野における当該概念の定義等を引用している状況があることが明らかになった。今年度は、ガイドの基盤となる概念である「リーダーシップ」および、その関連概念となる「マネジメント」について、更に概念分析を進めた。その結果、保健師活動におけるリーダーシップの特性として以下が考えられた。リーダーシップおよびその発揮とは、1ビジョンと、その実現に必要な変革を起こすための戦略を帰納的に立案すること、2集団が前進することに自ら貢献する行動、3組織や集団の目標達成に貢献する行動、4職場やチームの目標を達成するために他のメンバーに及ぼす影響力、5日常の中で他者と共有され波及していくもの(リーダーシップを重んじる文化を根付かせることがリーダーシップの究極の使命)、5リーダーシップとマネジメントは、相異なるも補完し合う行動体系以上より、リーダーシップの概念は多様であり、その組織やチームにおける特性があるため、保健師活動においてリーダーシップ発揮を促進するガイドは、保健師活動の中から導出することが最も適切で効果的と考えられた。前年度に生じた進捗の遅れが、今年度にずれ込んでいるため。今年度の研究成果として明らかにした「リーダーシップの概念」を基に、以下のように研究計画の修正を行う。まず、変革をもたらした保健師活動について、その主担当の保健師にインタビュー調査を行う。そこから、リーダーシップ発揮に関わる要素を導出し構造化する。次に、それらと研究者らの先行研究成果である「公衆衛生看護への意欲を継続し実践の質を高めていくための支援モデル」および「新人保健師現任教育上のニーズ」を統合し、ガイド試案を作成する。「保健師が保健師活動への意欲を原動力にしてリーダーシップを発揮するためのガイド(以下、ガイド)」を開発するため、本研究の基盤となっている先行研究のデータの見直しを行った。その中で、リーダーシップの一要素と考えられる「内発的動機づけ」を促進する要因として、a)他者からの教育的視点、b)自身での探究、c)他者と関わる経験が明らかとなった。また、その要因にはプラスの感情が付随していること、経験年数により動機づけられる程度が異なる可能性のあることが示唆された。それらの視点も加え、本研究のキーワードとなる「リーダーシップ」、「プロフェッショナル」、「内発的動機づけ」、「意欲」、「経験」、「成長」、「専門職教育」、「現任教育」に関する関連文献の収集を行った。同時に、「リーダーシップ」を発揮していると考えられる看護職による実践活動を、研究者のネットワークサンプリングにより選定し視察を重ねた。視察において、『人々の文化や慣習に深く根ざしており、人々そのものがその問題の一部となっている誰も解決策を知らない「適応が必要な難題」』に取り組んでいる事が確認できた。それらを統合しながらキーワードの概念整理および構造化を進めている。その中で、本研究のキーワードである「リーダーシップ」には、確定した定義はなく、各専門分野や研究者により、その範囲や意味、意義が異なっている状況があった。本研究を進めるにあたり、キーワードの概念整理および構造化は重要であり、十分な検討を行う必要がある。本研究のキーワードである「リーダーシップ」には、確定した定義はなく、各専門分野や研究者により、その範囲や意味、意義が異なっている状況があった。それらの全容を捉えつつ、研究の焦点を絞ることに時間を要した。「リーダーシップを発揮することを基盤にした保健師現任教育方法の構築」の基礎資料を得ることを目的に、保健師が発揮するリーダーシップの内容およびその育成方法を文献検討により明らかにした。方法として、「リーダーシップ」「リーダー」およびその役割・活動に関する記載がある47文献についてリーダーシップを発揮する者が誰であるか整理し、「リーダーシップの内容」および「リーダーシップを発揮できるための育成方法」の記述がある25文献を選定し各項目のデータを整理した。なお、本検討において、リーダーとは、特定の職位、経験を限定して示された者および本文においてリーダーと示された者とした。結果として、47文献において、「リーダーシップを発揮する者またはリーダー」が保健師は25文献(内、リーダーに限定なしは11文献(23%))、住民は16文献(34%)、他職種は4文献、学生は2文献であった。リーダーシップを発揮する者をリーダーに限定しない文献と、住民がリーダーシップを発揮することを支援する者として保健師を位置づけた文献が合わせて57%だった。「リーダーシップの内容」は、A)リーダーの能力として:a.針路の設定・人心の統合・動機づけと啓発など障害を乗り越えてでも実現できる力、b.変革期のスクラップアンドビルド・組織運営体制の見直しを推進する力等、B)リーダーに限らず、a.目的達成のプロセスにおいてあらゆる人々が意欲的・効率的に取り組めるように援助すること、b.保健師活動の中で常に横断的に発揮されているもの、c.住民に移譲するもの等があった。リーダーシップの内容について引用された既存の定義・理論は数件に限定されていた。「リーダーシップを発揮できるための育成方法」は、集合研修(講義、グループワーク)、アクションラーニング、OJT(発想改善法)、内省、昇格・異動等であった。本研究の概念整理および構造化において整理する過程で、新たに範囲に含めるべき領域が明らかになったため、計画の修正が必要となった。

さらに、研究分担者のうち1名が長期療養休暇を取得したため、各研究メンバーが担うべき研究上の役割が増えた。また、本研究メンバーは同所属の者が複数おり、療養休暇を取得した分担研究者の所属での仕事も分け持つ必要が生じたため研究の進行に遅れが生じた。本研究の目的は、保健師が保健師活動への意欲を原動力としてリーダーシップを発揮するためのガイド(以下、ガイドと示す)を開発することである。文献検討により、ガイドの基盤となる概念である「リーダーシップ」については、先行研究が多数あり、歴史的変遷を経て今なお変化し続けていること。保健師活動に関する研究においても、当該概念は統一されておらず、他分野における当該概念の定義等を引用している状況があることが明らかになった。今年度は、ガイドの基盤となる概念である「リーダーシップ」および、その関連概念となる「マネジメント」について、更に概念分析を進めた。その結果、保健師活動におけるリーダーシップの特性として以下が考えられた。リーダーシップおよびその発揮とは、1ビジョンと、その実現に必要な変革を起こすための戦略を帰納的に立案すること、2集団が前進することに自ら貢献する行動、3組織や集団の目標達成に貢献する行動、4職場やチームの目標を達成するために他のメンバーに及ぼす影響力、5日常の中で他者と共有され波及していくもの(リーダーシップを重んじる文化を根付かせることがリーダーシップの究極の使命)、5リーダーシップとマネジメントは、相異なるも補完し合う行動体系以上より、リーダーシップの概念は多様であり、その組織やチームにおける特性があるため、保健師活動においてリーダーシップ発揮を促進するガイドは、保健師活動の中から導出することが最も適切で効果的と考えられた。前年度に生じた進捗の遅れが、今年度にずれ込んでいるため。現在、収集した関連文献および活動実践を基に、複数の研究者で検討を重ね、本研究のキーワードとなる「リーダーシップ」「プロフェッショナル」「内発的動機づけ」「意欲」「経験」「成長」「専門職教育」「現任教育」等の概念整理および構造化を進める。それを基に、ガイド[試案]のモデルとして、より適切と考えられる事例の選定および調査を実施する。本研究に関する概念整理を基に、ガイド試案のモデルとして適切と考えられる事例の選定および調査を実施する。欠員が生じた研究メンバーの補充を行い、効果的効率的な研究遂行を目指す。今年度の研究成果として明らかにした「リーダーシップの概念」を基に、以下のように研究計画の修正を行う。まず、変革をもたらした保健師活動について、その主担当の保健師にインタビュー調査を行う。そこから、リーダーシップ発揮に関わる要素を導出し構造化する。次に、それらと研究者らの先行研究成果である「公衆衛生看護への意欲を継続し実践の質を高めていくための支援モデル」および「新人保健師現任教育上のニーズ」を統合し、ガイド試案を作成する。
視覚障害者のバリアフリー及び高齢化社会向け歩行誘導システムによる福祉型街づくり

研究課題は福祉の街づくりに関して検討を進めたものである。またこの研究は、視覚障害者向けの新しいバリアフリー・システムや市場における福祉機器の研究、あるいはユニバーサル・デザインやITS(高度道路交通システム)などの研究から構成されている。急速な高齢化社会の進展や、福祉重視型社会への移行は、各地の街づくりにおいて、新しい考え方をもたらしている。つまり、福祉型街づくりへの方向性である。近年、「バリアフリー・システム」の研究演様々な機関で展開さている。高齢者や身体障害者をはじめ、あらゆる人が大きな支障を感ずることなく、地域社会において自由に、安全に歩行し、活動し、労働することができて、積極的に社会参加できるような社会基盤づくりが展開されている。この研究で開発するバリアフリー・システムは、音声と絵文字タイルによって視覚障害者の単独歩行を補助するものであり、電子部品が内蔵された絵文字タイルと、電波を発信する白杖と、音声を発生する携帯器から構成されている。情報通信、および精密機械や電子技術によって、音声で誘導することにより視覚障害者が単独で外出歩行するための道案内や、公共の建物などの位置を知らせるものである。この音声誘導式の新しい視覚障害者用バリアフリー・システムの開発の研究と共に、現在市場に導入されている福祉機器の現状を調査している。また、将来ますます重要となるユ三バーサル・デザインに関する研究にも言及している。上記のように、この研究では、経済産業省、警察庁、国土交通省などが進めているITS(Intelligent Transport System)とのつながりを含めて、将来の新しいバリアフリー・システム(歩行誘導システム)に向けて、その展望や市揚動向などをまとめている。この研究を進めた結果、我々はこれまでにない、新しい視覚障害者用歩行誘導システムの製品開発の可能性を確認し、試作品を完成することができた。さらに、視覚障害者へのモニター調査などを進めることができた。今後の課題として、そのシステムの実用化に向けた品質向上やコストダウンの研究とともに、福祉の街づくりへの導入への研究を進めている。次の3つの課題を中心に研究を進めた。第1課題は、市場における歩行誘導型バリアフリーシステムの現状調査である。新しいモバイル型歩行誘導システムを、街づくりに導入する場合重要となる、現行設備との段階的な融合策を研究するため、市場における既存の視覚障害者誘導設備の調査である。つまり、本研究のシステムは、新しい絵文字タイルと、障害者が携帯する音声発生装置、電磁誘導機能を備えたE型白杖から構成するモバイル型システムである。現在、既に市場で導入されている歩行誘導装置の機能、技術を分析・把握し、本システムの品質向上や実用化、さらに導入時での融合策を図るための資料とする。「国際福祉機器展」をはじめ、関連の展示会や、(財)鉄道総合研究所、日本道路(株)、日立福祉システムなどの福祉関連企業への調査を進めた。各社とも福祉環境の向上化政策のもと、駅ターミナルや改札口からプラットホームなどへの音声案内装置の導入拡大と共に、品質や技術も改良されている。しかし、これらは固定設置されたシステムであり、視覚障害者自身がその場まで単独で移動できる誘導システムが必要なのである。つまりモバイル機能が必要であり、本研究の重要性が確認された。また、現在の装置は、電波式、電磁誘導式が主流で、さらに赤外線、磁気、圧力センサー式が採用されている。第2課題は、福祉型街づくりの検討のため、バリアフリー施設が充分行き届いている都市の調査であり、米国ハワイ州の調査を進めた。ハワイは世界的にも観光客が多いので知られているが、その要因の一つに高齢者や障害者に対する福祉型施設の配慮、つまり福祉型街づくりのコンセプトがその基本にある。

滑らかな傾斜をもった歩道など、街のいたる所に障害者や高齢者にやさしいバリアフリーへの配慮がある。多くの観光施設では、視覚障害の方をはじめどんな障害の方でも楽しんでもらいたいという考えのもと、介護者が同伴すればあらゆる体験ができるように考えられている。例えば幌馬車乗り、乗馬、また列車やバス観光、登山の場合においても障害者、高齢者への配慮が行き届き・観光施設ごと制限時間なども決められ、障害者などの健康への配慮が考えられている。第3課題は、視覚障害の方及び福祉関連協会の方への本システムへのヒヤリング及びモニタリング調査である。本システムはこれまでにない画期的な歩行誘導装置として関心と期待感は高いが、特に視覚障害者の方には新しいものへの不安感は高く、的確に理解して頂くことも重要な課題であることを確認した。現在、開発を進めている音声式歩行誘導システムの実用化に向けた研究、例えば、白杖のセンサー感度の向上や電子部の小型化、対環境試験やモニター試験などを進めながら、次のような調査に重点をおいた。○福祉のまちづくりの実態調査:視覚障害者グループ(東京視覚障害者の生活と権利を守る会まちづくりグループ)などへの調査により次のような実態がわかった。視覚障害者の中で、駅のホームから鉄道線路の上に転落した経験を持つものが、非常に多い。視覚障害者にとって駅のホームの歩行は、常に転落の危険との隣り合わせの状態である。ホームで階段を探しているうちに転落する事故も多いことがわかっている。視覚障害者にとっては、福祉型まちづくりを、便利かどうか、利用しやすいかどうかの検討の前に、安全であるかどうかがまず重要である。視覚障害者100名を対象にした調査から、駅のホームからの転落は50名が経験し、全盲者は68名中44名である。また、単独歩行をするとき、道路上で障害になるものを聞いた結果、(1)放置自転車やバイク、(3)電柱やポール、(3)路上駐車の車などがある。安全なまちづくりを考える時、安全なシステムづくりだけでなく、まちや道路の管理を確実に実行する仕組みづくりが必要である。○関連する新しい技術動向調査:本研究で開発中の音声式歩行誘導システムの参考となる技術動向調査を進めた。今回調査した新しい技術は、杖の先端のセンサーで色を感知し、歩行誘導タイルの黄色を識別すると、手に振動を伝え、視覚障害者を黄色のタイル上に誘導する。タイルの色識別を利用した白杖は、杖の先端に付いたセンサー内のレンズで色を感知し、色を解析する。黄色を識別すると持ち手部分に振動を伝える仕組みを持っている。○市場で実用化されている視覚障害者向け誘導装置の研究:[(1)音声標識ガイドシステム]視覚障害者や高齢者のための目標物確認装置。
周波数変化型高感度MEMS加速度センサに関する研究

横振動子の軸力による共振周波数変化を利用した新しい単結晶シリコン加速度センサを提案し、1軸加速度センサとしての有限要素法による設計並びにその試作検討を行い、十分実用に供し得ることを明らかにした。本センサは、横振動子の一端を固定し他端に質量を付加して、これを支持棒を介して支持枠に固定させた極めて簡素な構造を有しており、マスプロ化が可能で安価な高感度センサに成りうる。以下に、得られた結果を要約する。1.力センサとして使用する圧電型横振動子について(1)圧電型横振動子は、シリコンアーム上にAg下部電極膜、PZT圧電膜及びAu上部電極膜を構成したサンドウィッチ構造を有する。(2)Au上部電極は中央アーム両端部近傍の2カ所に分割され、一方は駆動用、他方はモニター用として使用され、自励発振器構成が実現されている.(3)振動子を高効率駆動するためには、中央アームの歪分布がその中央部と両端部では正負異なることを考慮して、Au上部電極長は何れもアーム全長の20%程度に選定する必要がある。(4)振動子の入力インピーダンスを有限要素法解析して等価回路定数を算出したが、実験値とは異なる結果が得られため、今後さらに詳細な検討が必要と考えられる。2.加速度センサとしての諸特性について(1)本加速度センサは静的加速度にも応答する。(2)センサのz軸回りの回転に対して、y軸方向のセンサ感度は8字特性を有する。(3)センサのx軸回りの回転に対しても8字特性を有するため、α_z=-1G(G=9.8m/sec^2)一定印加の重力場では傾斜角センサとしても利用可能である。(4)試作加速度センサの素子単体の体積は、約4×4.8×0.5mm^3である。(5)試作センサの感度は、ほぼ4,000ppm/Gである。本研究で検討した加速度センサは、単結晶シリコンに限らず、圧電単結晶を利用してももちろん構成できるもので、さらに温度特性が良好で高効率駆動の可能なセンサに成り得ると考えられる。また、本センサの多軸化や複合化についても推進すべき課題と言える。本年度は、まず加速度センサとして使用される単結晶シリコン構造体の各部寸法値を明らかにするため、約4×5×0.5mm^3なる体積及び周波数変化率(感度)Δf/f_0≒4,600ppm/Gを目標にして、有限要素法解析による設計を行った。その結果、以下のことが明らかにされた。1.加速度センサに使用される力センサである横振動子については、板厚10μmで全長2,668μmのものが両端での最大変位比がu_z/u_<z0>≒10^<-4>10^<-5>と極小になることから、センサとして利用可能であることが分かった。2.この横振動子に付加する質量としては、その板厚を510μmとしたとき3,670ppm/Gなる感度が実現できることが分かった。3.また、加速度センサに使用される支持棒として、直線支持棒を利用した場合には要求感度が満足されず、板厚510μmの支持棒を折り曲げて支持による影響を低減させた場合には要求感度が実現されることが分かった。

4.加速度の検出軸であるx軸方向を除いたyやz軸方向からの加速度の影響は、z軸方向がx軸方向の感度に対して0.14%程度と小さく、y軸方向はさらに3桁小さいことが明らかになった。5.質量及び支持棒の板厚を等しく510μmとした加速度センサを試作し、感度が設計値とほぼ一致することが分かった。以上の様に、今年度は加速度センサの単結晶シリコン構造体部分に対する設計はほぼ終了し、その妥当性も一応実験的に検証できたものと考えている。次年度は、このセンサ構造体を圧電に駆動させた場合の有限要素解析を行い、試作センサの諸特性と比較検討する予定である。本年度は、昨年度の各種成果をもとに、単結晶シリコン1軸加速度センサの設計法の確立並びに試作結果の詳細な検討を行い、十分実用に供し得ることを明らかにした。得られた具体的結果を要約すると、以下のようになる。1.力センサとして使用する圧電型横振動子について(1)圧電型横振動子上のAg下部電極膜、PZT圧電膜及びAu上部電極膜の厚さは、それぞれ0.5、2.5及び0.25μmに選定した。(2)Au電極は中央アーム両端部近傍の2カ所に設ける構造とし、一方は駆動用、他方はモニター用として、自励発信器構成とする必要がある。(3)振動子の高効率駆動のためには、中央アームの歪分布がその中央部と両端部では正負異なることを考慮して、アーム両側2カ所の上部電極長は何れもアーム全長の20%程度に選定する必要がある。(4)振動子の入力インピーダンスを有限要素法解析して、その値が最小及び最大となる周波数値から共振周波数及び反共振周波数を求め、これらの値を用いて振動子の等価回路定数を算出したが、実験値とは異なる結果が得られため、今後さらに詳細な検討が必要と考えられる。2.加速度センサとしての特性について(1)本加速度センサは静的加速度にも応答する。(2)センサのz軸回りの回転に対しては、y軸方向の感度は8字特性を有する。(3)センサのx軸回りの回転に対しても8字特性を有するため、α_z=-1G(G=9,8m/sec^2)一定印加の重力場では傾斜角センサとしても利用可能である。(4)試作した加速度センサの素子単体の体積は、約4×4.8×0.5mm^3である。(5)試作センサの感度は、ほぼ4,000ppm/Gである。本研究で検討した加速度センサ構成は、単結晶シリコンに限らず、圧電単結晶を利用してももちろん構成できるもので、さらに温度特性が良好で高効率駆動の可能なセンサに成り得ると考えられる。また、MEMS技術の進展によりさらなる高感度化や小型化が可能であろう。さらに、本センサの多軸化や複合化についても推進すべき課題と言える。
コウモリの生物ソナーによる空間スキャンに基づいた実環境下センシングシステムの検討

本年度の研究遂行により,コウモリが時分割的に超音波照射方向を切り替える法則性を行動計測から明らかにすることができた.具体的には,障害物回避飛行するコウモリは,未知の空間と既知の空間とで飛行経路・パルス放射頻度・放射方向のふるまいを変化させることを明らかにし,特に,未知の空間を飛行するコウモリは自身の進路先の方向と障害物の方向を交互に音響センシングしていることが分かった.さらに,自律走行車を用いて検証実験を行った結果,未知空間を飛行するコウモリにみられる"障害物の方向と,自身の進路先の方向へ交互に注意を払うセンシング"が,従来型のセンシングに比べて安全な回避行動を実現させることを明らかにした.これは,障害物へ向けてセンシングすることで衝突の危険性の高い一番近い障害物を見失うことなく指向性の中心でとらえていた為,確実な回避行動を実現させていたことが分かった.これらの成果は,前年度に構築した“複数検知した障害物群の位置情報から移動経路を選択するアルゴリズム"と,本年度の成果である“コウモリの時分割的な超音波照射方向の選択原理"を協調させるものであった.すなわち,研究課題として掲げた“注意を払う対象物を合理的に切り替えるコウモリ由来のナビゲーションシステム"と言える.今後,未知空間から既知空間へと移行するコウモリのナビゲーションのふるまいを詳細に分析し,本年度に作成したモデルを拡張することで,周囲環境に柔軟に適応していく生体らしいふるまいを模倣したナビゲーションシステムを構築できると考えられる.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の主な成果として,1コウモリのセンシング戦略を搭載する装置(自律センシング走行車)の確立,2走行車を用いた初歩的なコウモリの空間スキャニング戦略の実験的評価・検討,3コウモリが空間マッピングを構築しながら障害物回避飛行を行っている可能性について動物実験による検証が挙げられる.これら工学装置を用いた手法と動物実験を用いた手法の両方を相互に検討しながらの研究遂行は本研究計画の中核であることから,受入研究者の研究は計画通りの進展状況であるといえる.特に,自律走行車を用いた検証実験では,障害物の存在する方向へセンシング方向(音による視線)を傾ける“障害物注視システム"と,複数検知した障害物群の位置情報から安全なスペースへ走行経路を選択する“複数障害物群の検知による移動経路選択システム"の有用性についてそれぞれ評価を行った.これらは,障害物回避飛行するコウモリのパルス放射方向・経路選択の挙動について分析を行った結果を反映させている.さらに,数理学的な分析により,コウモリの経路選択アルゴリズムを解明するための基盤となる数理モデルを構築し,ソナーを用いた自律走行システムの中で機能することが確認できた.今後は,コウモリのパルス放射方向の選択アルゴリズムを数学的に記述し,今回作成した経路選択アルゴリズムと協調させることで,コウモリのナビゲーションをモデル化し,その効果について解明したい.これらの研究遂行により,本年度中に得られた成果について2件の学会発表を行った.特に,聴覚系の国際学会での口頭発表においては,これまでにないバイオミメティクスに根差したユニークな研究アプローチに,一定の評価を得られることができた.またそれ以外にも,受入研究者の自律センシング走行車のデモ見学に来訪される企業の方も複数存在し,本研究遂行により期待される成果が社会から注目を集めていることも再認識できた.本年度の研究遂行により,コウモリが時分割的に超音波照射方向を切り替える法則性を行動計測から明らかにすることができた.具体的には,障害物回避飛行するコウモリは,未知の空間と既知の空間とで飛行経路・パルス放射頻度・放射方向のふるまいを変化させることを明らかにし,特に,未知の空間を飛行するコウモリは自身の進路先の方向と障害物の方向を交互に音響センシングしていることが分かった.さらに,自律走行車を用いて検証実験を行った結果,未知空間を飛行するコウモリにみられる"障害物の方向と,自身の進路先の方向へ交互に注意を払うセンシング"が,従来型のセンシングに比べて安全な回避行動を実現させることを明らかにした.これは,障害物へ向けてセンシングすることで衝突の危険性の高い一番近い障害物を見失うことなく指向性の中心でとらえていた為,確実な回避行動を実現させていたことが分かった.これらの成果は,前年度に構築した“複数検知した障害物群の位置情報から移動経路を選択するアルゴリズム"と,本年度の成果である“コウモリの時分割的な超音波照射方向の選択原理"を協調させるものであった.すなわち,研究課題として掲げた“注意を払う対象物を合理的に切り替えるコウモリ由来のナビゲーションシステム"と言える.今後,未知空間から既知空間へと移行するコウモリのナビゲーションのふるまいを詳細に分析し,本年度に作成したモデルを拡張することで,周囲環境に柔軟に適応していく生体らしいふるまいを模倣したナビゲーションシステムを構築できると考えられる.工学装置を用いた手法と動物実験を用いた手法の両方を相互に検討しながらの研究遂行は本研究計画の中核であることから,受入研究者の研究は計画通りの進展状況であるといえる.特に,コウモリや,その他視覚動物でも指摘されている,視線方向を制御する空間スキャニング戦略は,生体に広く共通する最も基本的な戦術の一つとして知られている.工学装置を用いた検証実験においても,音の視線方向を障害物へ向けることでオブジェクトの定位が安定し,その結果,回避性能が向上することを示せた.このことは,今後,視線制御に基づいたナビゲーションについて検討し,研究展開させていく上でも,重要な知見が手に入れられたと考えている.

また,ナビゲーションシステムを構築する上で,基盤となる経路選択モデルを構築し,ソナーを用いた実環境下でも機能するシステムとして検証できたことも,当初の目的を達成する上で重要な成果であると考えられる.これらのことから,コウモリの合理的な空間スキャニングに基づいたセンシング方向・移動方向制御アルゴリズムの検討については着実に研究遂行できていると考えている.一方で,視線方向・移動経路選択方向の制御以外では,パルス放射タイミングについて検討したのみである.いまだ,コウモリのパルス音響特性制御メカニズムに迫る,効果的な検証実験は行えていない.これらは,1センサの特性により,送信出来るパルスに制限を受ける,2効果を期待できるような,エコーからの信号処理システムが組まれていないといった問題が挙げられる.これら課題については,コウモリの音響制御のふるまいから推測されるアイデアについて,より一層深く考察し,工学的に実装可能なアイデアとして構想を練り上げていく必要があると考えている.27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,前述した研究の目的を達成するために,自作した走行車とコウモリの空間スキャニングの振る舞いの差異について,より詳細な比較検証を行っていきたい.具体的には,1これまでに検証してきた“障害物に注視するセンシング"と“複数検知した障害物群の位置情報から移動方向を選択するシステム"を協調させたシステムをコウモリのふるまいの分析から検討する.さらに,2視線を時分割的に障害物の方向へ向けるシステムを構築する.実際のコウモリでは,進路前方に現れた障害物群に対して時分割的にパルス放射方向を向けるような空間スキャニングを行っている.つまり,コウモリは複数受信したエコー群の中から次に注目するエコーを選択し,パルス放射方向の切り替えを行っていることが考えられる.今後は,コウモリの前方に広がるオブジェクト群に対し,パルス放射方向を向ける順番や,規則性について分析し,時分割的に注意を払う対象物を切り替えるセンシングシステムを実現したい.さらに,これまで効果的な検証実験を行えていなかったコウモリのパルス音響特性制御メカニズムについても検討する.まずは,パルス放射タイミングについて検討する.1パルス放射頻度を変化させることで,障害物回避性能がどのように変わるのか,2コウモリに見られる,注意を払う対象物との距離に応じてパルス放射頻度を変化させる戦略が,センシングする上で最適な解になっているのかについて検証する.これと並行して,パルスの音圧や周波数を変化させるコウモリの戦略についてより一層深く考察し,工学的に実装・検証可能なアイデアとして構想を練り上げていく.最終的には,これまでに検証してきた空間スキャニングシステムを協調させたシステムを構築する.音による視線やタイミング・音の特性を合理的に制御させるシステムが,障害物回避ナビゲーションに与える効果について,総合評価を下したい.27年度が最終年度であるため、記入しない。
超臨界二酸化炭素／水二相系における圧力変化による界面反応制御に関する研究

超臨界二酸化炭素(SC-CO2)/水界面化学種を直接測定できる反射分光装置を開発し、SC-CO2/水界面化学種の直接測定に初めて成功した。この装置を用い、SC-CO2/水界面におけるアニオン性ポルフィリン(TPPS)とカチオン界面活性剤の会合体生成を研究した。反射スペクトル変化より、界面活性剤濃度は、界面におけるTPPS濃度変化に大きな影響を与えることが分かった。また、CO2圧力上昇に伴う界面活性剤吸着量の増加により、界面におけるTPPSが単量体から会合体へ変化することが分かった。この結果は、SC-CO2の圧力や温度を調整することで界面に生成する化学種を変えることができることを示唆する。アニオン性ポルフィリンTPPSとカチオン界面活性剤CTACを含む水相と超臨界二酸化炭素相が接する界面において生成する化学種に、外部場(圧力・温度)が及ぼす影響について検討を行った。屈折率の小さい超臨界二酸化炭素相側から光を入射する外部反射法を用いることで、超臨界二酸化炭素/水界面に存在する化学種の直接分光測定に初めて成功した。TPPSは、超臨界二酸化炭素/水界面においてCTACとイオン対を形成し、界面に存在する。圧力を変化させながら界面化学種の外部反射分光測定を行った結果、超臨界二酸化炭素/水界面では、低圧力領域ではTPPSの単量体が吸着し、高圧力領域ではTPPSの会合体が生成することを見出した。これは、界面に吸着するCTAC量が、圧力が上昇するにつれて大きくなり、それに伴い、界面のTPPS濃度が増加したためであることを界面張力測定の結果より明らかにした。また、偏光を用いた測定を行うことで界面化学種の配向に関する知見も得ることができた。配向性の圧力による変化は見られなかった。本研究で得られた結果は、超臨界二酸化炭素/水界面に生成する化学種が圧力によって変化することを直接測定で明らかにした初めての研究である。また、超臨界二酸化炭素/水界面に生成する化学種を外部場(圧力・温度)により制御できることを示しており、超臨界二酸化炭素/水界面が、従来の反応場と異なる特異的な反応場であることを示す非常に興味深い結果である。さらに研究を進めることで、反応場としての性質がより明らかになると考えられる。平成26年度はの研究実績として、超臨界二酸化炭素相側から光を入射し、超臨界二酸化炭素/水界面化学種のスペクトルを測定する外部反射測定装置の開発を報告した。しかし、外部反射法では、超臨界二酸化炭素の圧力を変化させた際に、超臨界二酸化炭素相の屈折率が変化するためにその都度光学系の調整が必要であり、測定する際の大きな負荷となっていた。そこで平成27年度は、水相側から光を入射する全内部反射分光法による超臨界二酸化炭素/水界面化学種の測定装置の開発を行った。開発した装置を用い、アニオン性ポルフィリンTPPSとカチオン界面活性剤の超臨界二酸化炭素/水界面における会合挙動を測定した。得られた結果は、外部反射法で測定した結果とも一致し、本方法で超臨界二酸化炭素/水界面化学種の測定が行えることを示した。全内部反射分光法では、水相を光が通過するため得られた全内部反射スペクトルには、水相の吸収スペクトルが含まれてしまうが、水相の吸収スペクトルを同時測定することで、界面化学種の情報のみを得ることができることも確認した。構造が異なるカチオン界面活性剤を用いて測定し、界面活性剤の性質が超臨界二酸化炭素/水界面における会合体生成に及ぼす影響について考察を行った。全内部反射分光法による超臨界二酸化炭素/水界面化学種直接測定装置を構築し、本手法が界面化学種測定法として有用であることを示した。また、構造の異なるカチオン界面活性剤を用いて検討することで、界面活性剤の性質が、超臨界二酸化炭素/水界面におけるアニオン性ポルフィリンの会合反応に及ぼす影響について検討することができるようになった。また、会合に及ぼす圧力の影響やトルエン/水界面系との比較実験なども行った。おおむね予定していた研究を遂行することができた。全内部反射分光法により超臨界二酸化炭素/水界面に生成したアニオン性ポルフィリンTPPSとカチオン界面活性剤の会合体生成に及ぼす因子の解明を行った。構造の異なるカチオン界面活性剤を用い比較検討した結果、界面活性剤の親水基の構造の違いは会合体生成にほとんど影響を与えないのに対し、疎水基の長鎖アルキル基の構造の違いは、大きな影響を及ぼすことを見出した。界面活性剤間のアルキル鎖の立体反発が会合体生成に大きな影響を及ぼすことが示唆された。また水相に共存するアニオンを変化させて会合体生成に及ぼす影響を検討したが、会合体生成にほとんど影響を与えないことが分かった。研究を通じて超臨界二酸化炭素/水界面での会合体生成に関する有用な知見を得ることができた。得られた研究成果は、国内の学会で発表した。また、2017年の11月に開催される国際会議ISEC2017にて研究成果を発表予定である。研究成果の一部は論文として発表済みであり、残りは現在執筆中である。

また、CO2圧力上昇に伴う界面活性剤吸着量の増加により、界面におけるTPPSが単量体から会合体へ変化することが分かった。この結果は、SC-CO2の圧力や温度を調整することで界面に生成する化学種を変えることができることを示唆する。外部反射分光法を用いた超臨界二酸化炭素/水界面化学種を直接分光測定できる装置の開発に成功した。この装置を用いた測定により、超臨界二酸化炭素/水界面に生成する化学種が圧力によって変化することを明らかにした。超臨界二酸化炭素/水界面が外部場により制御可能な特異的反応場であることを明らかにするという、本研究の目的を達成することができた。得られた研究結果は、分析化学分野で最も権威のある"Analytical Chemistry"誌に掲載された。研究は、当初の計画通り進んでいると考えている。界面活性剤の性質が超臨界二酸化炭素/水界面における会合体生成に及ぼす影響についてより詳細な検討を行うために、別のカチオン界面活性剤を用いて研究を進める。また、カチオン化メイン活性剤の界面吸着量の情報も会合体生成反応を検討するうえで重要な情報であるため、ペンダントドロップ法によるカチオン界面活性剤の吸着等温線を測定する装置を作ることも進める。今年度は、研究の最終年度であることからこれまでに得られた研究結果をまとめ、論文誌として公表する準備を行う。分析化学開発した外部反射分光法による測定装置に改良を加え、水相側から光を入射して測定する全内部反射分光法による超臨界二酸化炭素/水界面測定装置を開発する。また、水/超臨界二酸化炭素マイクロエマルション系における研究も行い、マイクロエマルション内水相における界面と超臨界二酸化炭素/水界面の性質を比較検討する。これらの結果を、有機溶媒水系の結果と比較し、超臨界二酸化炭素/水界面の反応場としての特性を明らかにする。耐圧性バルブや液化炭酸ガスの購入費として見込んでいた予算が若干余ってしまった。そのため次年度使用額として1,306円生じてしまったが、おおむね計画通りの予算執行を行った。今年度も研究を継続して行うので、今後必要になる試薬や液化炭酸ガスなどの消耗品を購入するのにあてた方がよいと考えたため、残予算が生じる結果となった。耐圧性のバルブや液化炭酸ガスなどの高額消耗品の購入費として見込んでいた予算が、若干余ってしまった。そのため次年度使用額として1,809円生じてしまったが、おおむね計画通りの予算執行を行った。研究はあと2年継続するものであり、不必要なものを購入するよりは、今年度の予算と合わせて、今後必要になるバルブや液化炭酸ガスなどの消耗品を購入するのにあてたほうがよいと考えたため、残予算が生じる結果となった。1,306円と少額であるため、今年度予算と合わせて試薬や液化炭酸ガスなどの消耗品の購入費にあてる予定である。1,809円と少額であるので、今年度予算と合わせて比較的高額なバルブや液化炭酸ガスなどの消耗品の購入費としてあてる予定である。
Naチャネルサブタイプ特異的阻害剤の創製を志向したゼテキトキシンABの合成研究

電位依存性ナトリウムチャネル(NavCh)は興奮性細胞に分布する膜タンパク質であり、活動電位の発生や伝導を担っている。NavChには10種類のサブタイプが存在し、それら各々の機能的な差異や病態との弱連が明らかとなっている。そのため、サブタイプ選択的な阻害剤が生物学的ツールとしてだけでなく、新規創薬リード化合物として注目されている。また、それらサブタイプは天然に存在するNavCh阻害剤であるフグ毒テトロドトキシン(TTX)や貝毒サキシトキシン(STX)の感受性から2つに大別されている。即ち、TTXやSTXによって阻害を受けやすいTTX感受性NavChとTTX抵抗性NavChである。特に、心筋や感覚神経に存在するTTX抵抗性NavChは抗疼痛、抗不整脈の分子標的として注目されているが、選択的なリガンドは存在しない。そこで我々はTTX抵抗性NavChを含む全てのNavChに強力な阻害活性を有するSTX類縁体であるゼテキトキシンAB(ZTX)の構造活性相関研究によりTTX抵抗性NavChに対する阻害活性を残すことでTTX抵抗性NavCh選択的阻害剤を合成することした。その結果、我々が以前確立したSTX骨格の構築法を応用することで、C11位に四級炭素を含むSTX骨格を構築した。次いでC11位側鎖エステルをニトロンへと変換後、アクリル酸誘導体との1,3-双極子付加環化反応によりZTXが有する架橋ラクタム部に相当するC11位側鎖イソキサゾリジンとC13位アルコールを有する化合物を合成することができた。この際、2つのエステルを有するマロン酸誘導体を用いることで、望む位置選択性で反応が進行することを見出した。それによりZTXの構造活性相関研究の基盤を構築することができた。今後、C13位アルコールのカルボン酸への酸化反応と架橋ラクタム部の合成を行い、ZTXの構造活性相関研究へ展開する。(抄録なし)電位依存性ナトリウムチャネル(NavCh)は興奮性細胞に分布する膜タンパク質であり、活動電位の発生や伝導を担っている。(抄録なし)