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イミダゾリウムイオンを基盤とする新規な電気化学デバイスの創製

水溶液中で大きな擬似容量を発現する酸化ルテニウム電極の、イミダゾリウム塩非水電解液中での電気化学挙動を追跡した。酸化ルテニウムを多孔質炭素上に高分散担持した複合電極とし、担持法および量を最適化することにより、酸化ルテニウムの酸化還元による擬似容量を重畳して多孔質炭素電極より大きな静電容量を示すことを見いだした。複合電極の擬似容量は、イミダゾリウムイオンの水素結合性と関連づけられることを示した。イミダゾリウム塩を用いた非水系電解液中での酸化ルテニウム系電極の擬似容量を応用したデバイスを検討するにあたり、まず実用上意味のある容量値を得ることを目指した。多孔質炭素に酸化ルテニウム微粒子を高分散で担持した電極を作製し、種々のイミダゾリウム塩と四級アンモニウム塩を適用した場合の静電容量を評価した。市販の活性炭にゾルーゲル法を用いて酸化ルテニウムを担持した。得られた複合材料は活性炭の表面に数十ナノメートルの酸化ルテニウム微粒子が担持されている構造を有し、酸化ルテニウムの粒子径および複合材料の表面積は担持量に依存していた。酸化ルテニウムの担持量を種々変化させることにより、酸化ルテニウムの粒子径および表面積が異なる複合材料が得られた。種々の電解液中でそれらの複合電極の静電容量を比較した。四級アンモニウム塩をアセトニトリルに溶解した電解液中では単位表面積あたりの容量は電極に関わらず同程度であったのに対し、1-エチルー3-メチルイミダゾリウム塩からなる電解液中では四級アンモニウム塩電解液中より大きな表面積あたりの容量を示し、擬似容量の発現が裏付けられた。擬似容量の程度は酸化ルテニウムの担持量により異なっていた。全体としての単位重量あたりの容量も、担持量によってはもとの活性炭に比べて大きな値を示した。2極式セルによる定電流充放電試験においても、擬似容量による容量増大効果が確認できた。イミダゾリウムイオンの1-位のエチル基をメチル基に代えた塩を合成し、同様の手法で擬似容量の発現を調査したところ、同程度の擬似容量を示すことが明らかとなった。多孔質炭素上に酸化ルテニウムRuO_2微粒子を高分散担持した複合電極を調製し、イミダゾリウム塩を含む非水系電解液中での酸化還元(擬似容量)過程を追跡した。21年度は複合電極の調製条件の最適化を行い、またイミダゾリウムイオン種が擬似容量に及ぼす影響を検討した。ゾルーゲル法によりRuO_2を析出させて複合電極を調製する際の塩基を、水酸化ナトリウムから炭酸ナトリウムに変更して複合電極に対する影響を調べた。炭酸ナトリウムを用いて出させることにより、粒子径の小さなRuO_2が担持されており、みかけの静電容量も向上した。最大容量を示すRuO_2の含有量は水酸化ナトリウムを用いた場合と同様18重量パーセントであった。種々の置換基を有するイミダゾリウム塩を適用し、電気化学試験を行った。例えば側鎖にシアノメチル基を有するイミダゾリウム塩を用いた場合、イオン伝導性などはエチル基をもつものよりも低いのにも関わらず、容量は若干増大した。シアノメチル基の置換により、イミダゾリウムイオンの水素結合性が増大したためと推測される。また、イミダゾリウム環の2-位がメチル基で置換された塩を用いた場合、容量は大きく減少した。2-位のプロトンは強い水素結合性を示すことから、この部位を置換することにより水素結合性が低下し、容量が低減したものと考えられる。このような種々のイミダゾリウムイオンを用いた結果を比較することにより、当初の予測通りイミダゾリウムイオンとRuO_2が水素結合的な相互作用を示し、それにより擬似容量が発現することが示唆された。21年度の検討で得られた成果により、実用デバイスに向けた電極および電解液構成の最適化に対する道筋をつけることができた。
載荷速度の差によって生じるRC部材の破壊モードの変化に関する実験的研究

1加力速度の遅速による、破壊モードの差異を表現できる確率過程理論を確立した。コンクリートのミクロ内部組織の破壊時に生成する、核生成論に基づく推移確率を用いた多断破壊確率過程によって、鉄筋コンクリート部材の曲げせん断破壊、付着割裂きせん断破壊および斜めせん断破壊の発生速度を理論的に表現する基礎理論を樹立した。本年、新しく行われた本理論に基づく数値計算によって、せん断加力速度の大小によって、せん断破壊モードが大きく影響されることが示された。2上記の基礎理論を用いた詳しい検討の結果、当初の研究計画にあった、サーボパルサー型油圧ジャッキによって駆動する準高速強制変形試験装置では、比較的低速のせん断加力速度しか得られないため、本研究課題の目的を達するには不十分であることが判明した。そのため、以下にのべるように研究計画を変更して、新しく高速せん断試験装置を試作した。このため、研究日程は少し遅延して、現在、実験実施中の状態である。(1)空気圧を援用した落錘式衝撃試験装置に、鉄筋コンクリート片持梁のせん断試験装置を搭載試作した。落錘の質量と衝撃加速、試験体と反力鋼枠の質量およびコンプライアンス等を考慮した、試験システムの運動力学解析によって、試験体に印加される衝撃一時間特性を評価した。(2)コンクリートに切り欠きを持つ鉄筋コンクリート部材の高速せん断破壊実験(実施中)。高速せん断力による、せん断破壊モードの変化を実験的に明らかにするとともに、加力と同時にリアルタイムで各部の速度、加速度、鉄筋の付着特性変化およびひび割れの進展速度を計測して、理論解析の仮定を検討できる、有用な基礎的データーを得ている。平成8年度1サーボパルサー型油圧ジャッキによって駆動する、準高速強制変形試験装置の試作本学建築学教室に既設されているサーボパルサー型油圧ジャッキシステムを組み込んだ、準高速で鉄筋コンクリート部材に強制変形を与えることができる試験装置を試作した。2いろいろな準高速強制変形条件下で、鉄筋コンクリート部材の曲げせん断破壊実験を行い、強制変形速度がある程度早い場合の、鉄筋コンクリート部材の内部変形各要素の変形速度と部材としてのマクロな変形の分布の関係を、実験データーを詳しくリアルタイム的に分析して明らかにする実験を行っている。3強制変形速度の遅速による、破壊モードの分類と個々のモード発現にいたる関係要因の整理を行う。継続次年度に実施予定4強制変形速度の遅速による、破壊モードの差異を表現できるマクロ力学モデルの確立。コンクリートのミクロ内部組織の破壊時に生成する、核生成論に基づく推移確率を用いた多段破壊確率過程によって、鉄筋コンクリート部材の曲げせん断破壊の発生速度を理論的に表現する基礎理論を新しく見いだした。
国際機関の判断ないし見解の国内裁判所における効力の究明

本研究は、欧州司法裁判所(いわゆるEC裁判所)および欧州人権裁判所の判決の国内的効力ないし先例としての影響力に関する分析を手がかりとして、日本国憲法における国際関係の司法化への対応のあり方を明らかすることを試みるものである。したがって、資料・文献の調査・分析に基づく実証的研究が中心となる。所属機関に所蔵されていない資料・文献も多いので、新規に購入するほか、国立国会図書館・東京大学・北海道大学等に赴いて調査・収集を行った。さらに、国際人権法学会第13回大会において「国内裁判所による国際人権法の実現とその限界」と題して報告を行い、学会員と意見交換を行った(外国旅費については、所属機関の異動による事情の変更により、計画通りには執行できなかった)。そうした調査等に基づいて、本年度は、昨年に引き続き、条約機関の意見ないし見解が我が国の国法体系において有する意昧について考察を深めた。とりわけ、我が国が国際人権規約第1選択議定書を批准した場合の規約人権委員会の判断が有する先例としての意味をも視野に入れつつ、類似の問題状況についてのドイツ連邦共和国の学説・判例の分析を進めた。その成果の一部は、今年度中に公刊予定の著書(研究代表者の単著)に書き下ろしとして収録した。人権保護の普遍的な基準の具体的内容を解明する役割を担うものとして条約機関が設置されている場合には、条約機関の示す解釈が遵守すべき条約の内容と考えられることとなる。したがって、「日本国が締結した条約......は、これを誠実に遵守することを必要とする」という日本国憲法第98条第2項の憲法的決定の要請によって、規約人権委員会の意見・見解は、国内裁判所においても可能な限り顧慮されなければならないのである。したがって、資料・文献の調査・分析に基づく実証的研究が中心となり、研究代表者の所属機関に所蔵されていない資料・文献も多いので、東京大学法学部等に赴いて調査・収集を行うとともに、国内法と国際法の関係について考察している研究者と意見交換を行った。そうした調査等に基づいて、初年度てある本年度は、まず、条約機関の意見ないし見解が国法体系において有する意味について考察を深めた。とりわけ、我が国が国際人権規約第一選択議定書を批准した場合の規約人権委員会の判断が有する先例としての意味をも視野に入れつつ、類似の問題状況についてのドイツ連邦共和国の学説・判例の分析を進めた。この問題は、本研究が行う検討の前半部分に当たるものである。そのため、今年度の段階では、本研究の成果を総合的に発表した論文等はないが、本年度の研究成果の一部は、来年度中に公刊予定の著書(研究代表者の単著)の構成部分として整理・執筆された(この原稿は、既に出版社に入稿済みである)。このようにして、本年度においては、資料・文献の渉猟・整理・分析を進め、成果の公表として最終的に執筆する予定の論文の構成を具体化を図った。
効率99.9%級のエネルギー変換が拓く持続的発展可能グリーン社会の実現

平成30年度の要約は、以下のようにまとめられる。変換効率99.9%級の単相インバータの試作二号機を設計製作し、測定精度0.05%以下の測定計測系を用いて、変換効率99.65%を観測した。次に、高効率三相インバータ試作一号機をGaNデバイスを用いて製作した。さらに、HEECSインバータの逆潮流の解析を行った。研究計画Aの変換効率99.9%級単相インバータ技術の実現の項目に関しては、前年との反省を踏まえ、フィルタの改良、制御方式の改良、ゲート回路の改良を行い、試作2号機を製作して、実験データを計測した。その結果、直流電圧405V、交流電圧400Vpeak、負荷2.3kWの条件で、入力側の直流電力と出力側のAC電力を測定した結果、電力変換効率99.65%を実測した。この測定精度を確認する手法として、各部の損失(スイッチング損失、導通損失、鉄損を含む)を厳密に測定し、その合計値が上述の測定と同一になるかどうかを実測に基づき検討した。その結果、測定誤差が0.05%以下であることが確認できた。一方で、理論効率はもっと高くなるトポロジーに変更したT型マルチレベルチョッパ+折り返し回路を用いて試作3号機を製作しデータを実測したところ、2号機のHEECSインバータよりもわずかに効率は小さくなった。この原因やさらなる高効率化手法は、2019年度の課題として引き継ぐことにした。研究計画Bの変換効率99.9%級三相インバータ技術の実現の項目に関しては、GaNデバイスを用いた新しいトポロジーのTーPWAMインバータを製作し実験を行った。しかし、GaNデバイスの本質的な特性であるスイッチング速度は速いがオン抵抗が大きい欠点により、現状では測定効率は低い。2019年度に3相インバータを新規トポロジーで設計するかを検討中である。研究計画Cに関しては、HEECSインバータの力行回生(逆潮流)の動作をシミューションで確認したので、次年度に実験を行う。ほぼ計画通りに研究が進行しているため。当初の計画通り、順調に進展しているので、今年度も予定通りに、研究を遂行する。平成29年度の要約は、以下のようにまとめられる。変換効率99.9%級の単相インバータの実現のための理論解析、実現手法(回路、制御手法)を検討し、試作一号機を設計製作し、厳密な測定系ではない状態で仮データとしての効率を測定した。次に、高効率測定系を準備し、さらに、3相インバータ実現のための準備を開始した。(1)変換効率99.9%級単相インバータ技術の実現の項目に関しては、5kWインバータで効率99.9%級かつ電力密度5kW/リットルを実現するための試作を実施した。まず、理論的な変換効率の式を再検討して理論効率式の精度を向上させた。次に、実現方法を検討し、この理論式に基づき、多段チョッパ回路で99.9%級の交流半波を目指し、これに高効率折り返し回路を接続し、最終段で交流電圧を出力できる試作機を設計した。さらに、設計試作の第一号機として、SiCデバイスをPCB基盤に実装したものを作成した。半波交流波形の出力合成のために、デッドビート制御を適用し、直流電圧が100V程度の時、波形歪の小さい交流正弦波が出力できることを実験した。その結果、提案方式の基本動作を実現できることを実証した。直流電圧を450V程度まで上昇させ、DC-DCチョッパ部のオープンループ動作時に効率を測定した。仮の最大高効率として、99.8%を実測したが、これを折り返し回路で交流に変換できると仮定して、その折り返し回路の損失が零ならば、直流から交流への変換効率が99.6%程度になることを確認した。精密な効率測定系の構築に関しては、測定器を購入して準備を開始した。(2)変換効率99.9%級三相インバータ技術の実現の項目に関しては。三相インバータの回路方式の検討を行った。現段階では、単相インバータを複数台並列接続にするか、3相インバータを新規設計するかを検討中である。

研究計画Bの変換効率99.9%級三相インバータ技術の実現の項目に関しては、GaNデバイスを用いた新しいトポロジーのTーPWAMインバータを製作し実験を行った。しかし、GaNデバイスの本質的な特性であるスイッチング速度は速いがオン抵抗が大きい欠点により、現状では測定効率は低い。2019年度に3相インバータを新規トポロジーで設計するかを検討中である。研究計画Cに関しては、HEECSインバータの力行回生(逆潮流)の動作をシミューションで確認したので、次年度に実験を行う。ほぼ計画通りに研究が進行しているため。当初の計画通り、順調に進展しているので、今年度も予定通りに、研究を遂行する。
特異な分極構造を有する新規π共役系化合物の創出

本研究では、中性および酸化還元状態において特殊な電子構造を有する新しいπ電子系化合物の合成とその基礎物性解明に取り組んだ。その結果、(1)ピロール環ならびにベンゼン環をディスク状に縮環させた一連の拡張π電子系化合物の合成とその中性・酸化種の物性評価、ならびに、(2)π電子ドナー部位とアクセプター部位をそれぞれ直交させて集積化した新しいシクロファン化合物の合成と物性評価に成功した。本研究では、以下に示す特殊な電子構造を有する新しいπ電子系化合物の合成とその基礎物性解明に取り組んだ。その結果、(1)ピロール環ならびにベンゼン環をディスク状に縮環させたいくつかの拡張π電子系化合物の合成とその中性・酸化種の物性評価、ならびに、(2)π電子ドナー部位とアクセプター部位が分離した新規シクロファンの合成と物性評価に成功した。前者の系においては、2つの異なる芳香環を数や対称性を変えて導入した一連の化合物を合成し、その光学特性を詳細に調査したところ、類似の多環式芳香族炭化水素と比べて小さな励起1重項ー3重項エネルギー差を有していることを明らかにした。また、一連の化合物のジカチオン種の電子状態について調査したところ、閉殻構造と開殻構造を持つものが現れてくることを明らかにした。これらの結果は、有機化合物を用いたスピントロニクス材料を創出する上で、新たな分子設計指針になる可能性を秘めている。一方、後者の系においては、オルトジピロリルベンゼンとヘキサフルオロベンゼンとの芳香族求核置換反応を行うことで、一段階でシクロファン骨格の構築に成功した。結晶構造解析やNMRを用いてその構造を調査したところ、二枚のフルオロベンゼン部位が密に積み重なっていることを明らかにした。また、参照化合物と併せて吸収スペクトル、酸化還元特性について調査したところ、シクロファン骨格の構築が分子内電荷移動をより顕著にさせることを明らかにした。さらに、シクロファン二量体の合成にも成功し、その動的挙動、各種スペクトルの結果から、本シクロファン骨格をオリゴマー(ポリマー)化させることで、一次元に電荷分離した構造体の構築が可能になることが示唆された。π電子の偏りに由来した「分極」構造を有するπ電子共役系分子は、電荷移動相互作用に基づく長波長領域の吸収や高い非線形光学特性、色素増感太陽電池等への応用から、機能性材料の根幹を担う重要な化合物群である。そこで本研究課題では、1)二次元的な局所的分極が期待されるピロール環ならびにベンゼン環をディスク状に縮環させた巨大π電子共役系化合物の開発、ならびに、2)三次元的な分極構造への展望が期待されるドナー・アクセプター電荷分離型の新規シクロファン骨格の開発に取り組んでいる。前者の系においては、2つの異なる芳香環を数や対称性を変えて導入した一連の化合物の合成に成功し、そのいくつかの化合物においては結晶構造も明らかにしている(論文投稿準備中)。さらに、一連の化合物は中性や酸化状態で全く異なる性質の電子状態を有しており、またそれらの多段階目の酸化の起こりやすさが、π電子系の共役に大きく依存していることが分かっている。一方、電荷分離型のシクロファンに関しては、オルトジピロリルベンゼンとヘキサフルオロベンゼンとの芳香族求核置換反応を行うことで、低収率ながらも[2+2]型のシクロファン骨格を得ることに成功した。その構造的な特徴に関しては結晶構造解析や温度可変NMRなどを用いて明らかにしている。さらに、続く高圧水銀等を用いた光反応によりナフトビピロール環を形成することで、期待する電荷分離型のシクロファンを得ることに成功した(論文投稿準備中)。局所的な分極構造を有する巨大π電子共役系化合物の開発に関しては、これまでに例のない「異なる芳香環同士の縮環を如何に効率良く進行させるか」が鍵であったが、ピロール環とジアルコキシベンゼン環からなる種々の巨大π共役系化合物の効率的な合成を見出した点で非常に大きな成果を挙げることが出来たと考えている。一方、電荷分離型のシクロファンに関しても、従来のシクロファン骨格形成に用いられていないユニークな合成手法を見出し、各種基礎物性評価により、分子内の分極構造やシクロファン化に伴う特徴的な物性発現の観測に成功している。以上のことから、おおむね二年間の研究計画に沿った研究の進展が得られていると考えている。今年度の研究で、ピロールのみだけでなくジアルコキシベンゼンを導入したディスク状π電子共役系化合物の合成法を確立することが出来た。しかしながら、これまでに得られている化合物の基礎物性評価から、分子内にはそれほど大きな分極構造を有していないことが明らかになりつつある。そこで今後の研究方針としては、アルコキシル基中のアルキル基の脱離によるアクセプター性の向上を検討する予定である。一方、電荷分離型シクロファンに関しては、鍵反応における低収率が研究の推進を妨げているため、用いる反応条件の検討、ならびに導入するアクセプターユニットの再検討を行う予定である。

昨年度に引き続き、有機合成実験に必要な物品費として主に使用する。さらに、合成が完了した化合物に関する特徴を詳細に調べるため、国内外の専門家との共同研究によりその物性評価も行う予定である。そのため国内外旅費としても昨年度以上の予算の計上を計画している。
共生的な教職キャリア形成を支援する高大接続キャリア教育の開発

本研究の目的は、教員養成におけるキャリア教育の在り方をライフキャリアの視点より見直し、高校から大学・大学院への接続を視野に入れた、共生的な教職キャリアプログラムを開発することである。最終年度にあたる2019年度は、これまでに構築したモデルおよび先駆的な事例調査に基づき、開発した教材・ツール等を活用して、以下のような研究を行った。1.教職キャリアプログラムの開発・実践:高大接続を視野に入れたキャリア教育プログラムを、ライフステージのキャリア課題をふまえて具体的に開発した。教職課程入学前段階に関しては、高校生を対象とした教職キャリアプログラムの在り方を検討し、教育実践へと繋げることができた。また、奈良教育大学および同大学教職大学院のキャリア教育プログラムについて、多様性理解の視点から見直しを行い、共生的なキャリア教育プログラムへの修正、改善を図った。2.教職キャリアカウンセリングの導入・実践:欧州の教職キャリアカウンセリングツールに関する調査をもとに、"Career Counselling for Teachers" (CCT)の日本版の一部開発・実践を行った。これらは、教育実践において活用するとともに、試行的にWeb版プログラムを開発・運用することにより、研究者、教育関係者等への情報発信、研究成果の周知に務めた。以上の研究により、一連の研究の成果と課題を明確にし、今後の研究開発への指針を得ることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、教員養成の在り方を「ライフキャリア」の視点より見直し、共生社会の醸成に寄与する新たなキャリア教育モデル・プログラムを開発することである。初年度にあたる平成27年度は、基盤となる3つの研究を行い、共生的キャリアの概念教育モデル(仮説)を構想した。1.共生的キャリア教育に関する理論検討:キャリア教育、ESD、国際理解教育、環境教育に関する先行研究・先駆的実践を調査・分析し、共生的キャリア教育の概念について整理した。2.先駆的なキャリア教育の視察調査:欧州における教員養成大学、研究所、教育局等を訪問し、高等教育におけるキャリア教育ならびにESD教育の調査を行った。本調査の結果、教員養成大学および教職教育の中で、多様性、市民性、ESD等を位置づけることの方向性および課題が明らかになった。3.キャリア発達に関する質問紙調査:関西地区の大学生および教育学部・教職大学院の学生約100名を対象にして、キャリア発達に関する質問紙調査を実施した。得られたデータの分析より、キャリア発達に関する能力領域の現状と課題が明らかになった。分析結果をもとに、共生的キャリア教育の概念モデル枠組を構想した。研究の初年度となる本年度は、基盤となる共生的キャリアの概念教育モデルを構想することを主たる目的としていた。当初の計画の通り、文献・質問紙調査・実地調査より概念モデルの枠組を構築することができ、研究はおおむね順調に進展している。本研究の目的は、教員養成の在り方を「ライフキャリア」の視点から見直し、共生社会の醸成に寄与する、高大接続キャリア教育のモデルおよびプログラムを開発することである。平成28年度は、前年度に構想した、共生的キャリア教育モデルの枠組に基づき、教師のキャリア発達、および教職キャリア教育に関する調査を行い、教育プログラムおよび教材について検討した。1.教師のキャリア発達に関する質的・量的調査:奈良県内の教職大学院生および現職教員を対象に、キャリア発達に関する質的・量的調査を実施した(継続実施)。入学時からのキャリア発達の変化について分析し、その特徴について明らかにした。2.教職キャリアプログラムに関する調査:欧州の大学(フライブルク教育大学、クラーゲンフルト大学)等を訪問し、先駆的な教職キャリア教育に関する実地調査を行った。調査の結果、市民性教育や多様性理解の視点の重要性、またキャリアガイダンス支援ツールの有効性について、明らかになった。3.教職キャリアプログラムの検討:調査結果をもとに、奈良県教育委員会との協働により、高大接続キャリア教育プログラムの全体構想、および教職キャリアガイダンスツールの導入可能性について検討した。本年度の目的は、教師のキャリア発達、および教職キャリアプログラムについて調査し、プログラムの全体構想・教材について検討することであった。当初の計画通り、キャリア発達に関する量的・質的調査、および先駆的な教育実践に関する調査を行い、教育プログラムの全体枠組を構築するとともに、教職キャリアガイダンスツールの導入可能性について検討できた。以上の理由により、研究はおおむね順調に進展していると判断している。本研究の目的は、教員養成におけるキャリア教育の在り方をライフキャリアの視点より見直し、高校から大学・大学院への接続を視野に入れた教職キャリアプログラムを開発することである。平成29年度は、これまでに構築したモデルおよび先駆的な事例調査に基づき、以下のような研究を行なった。1)教職キャリアプログラムの具体的構想:構築したモデルをもとに、高大接続を視野に入れたキャリア教育プログラムを、ライフステージのキャリア課題をふまえて具体的に構想した。2)教職に関するキャリアアセスメントツールの開発:欧州の教職キャリアカウンセリングツール"Career Counselling for Teachers" (CCT)の日本への導入をめざし,日本での教職キャリアカウンセリング導入の可能性を検討した。日本版プログラム(ペーパーベース版)を作成し、奈良教育大学教職大学院にて試行的に実施した。3)教育評価方法の検討:開発した教職キャリアプログラム、およびキャリアカウンセリングの教育効果を図るための尺度を検討・作成した。なお、これらの研究成果は日本教師教育学会および日本キャリア教育学会等にて発表し、研究交流を経て多くの知見や示唆を得ることができた。本年度の計画に対して、ほぼ予定通り研究を実施することができたため。

本研究の目的は、教員養成におけるキャリア教育の在り方をライフキャリアの視点より見直し、高校から大学・大学院への接続を視野に入れた、共生的な教職キャリアプログラムを開発することである。最終年度にあたる2019年度は、これまでに構築したモデルおよび先駆的な事例調査に基づき、開発した教材・ツール等を活用して、以下のような研究を行った。1.教職キャリアプログラムの開発・実践:高大接続を視野に入れたキャリア教育プログラムを、ライフステージのキャリア課題をふまえて具体的に開発した。教職課程入学前段階に関しては、高校生を対象とした教職キャリアプログラムの在り方を検討し、教育実践へと繋げることができた。また、奈良教育大学および同大学教職大学院のキャリア教育プログラムについて、多様性理解の視点から見直しを行い、共生的なキャリア教育プログラムへの修正、改善を図った。2.教職キャリアカウンセリングの導入・実践:欧州の教職キャリアカウンセリングツールに関する調査をもとに、"Career Counselling for Teachers" (CCT)の日本版の一部開発・実践を行った。これらは、教育実践において活用するとともに、試行的にWeb版プログラムを開発・運用することにより、研究者、教育関係者等への情報発信、研究成果の周知に務めた。以上の研究により、一連の研究の成果と課題を明確にし、今後の研究開発への指針を得ることができた。本年度構想した概念モデル枠組に基づき、今後は、プログラム開発に向けた具体的な検討を行い、共生的キャリア教育キャリア教育プログラム・教材開発および教育実践につなげる予定である。平成28年度に構想した「高大接続教職キャリア教育プログラムの全体枠組」に基づき、平成29年度は、具体的な教育プログラムおよび教材の開発を行う予定である。次年度は、構想したキャリア教育プログラムを実践するとともに、専門職として求められる資質や能力について検討し、教職をめざす高校生・大学生を対象としたキャリアカウンセリングシステム(Web版)を開発、運用する予定である。また、それらの教育成果について、質問紙調査等により分析、検証し、プログラムおよびシステムの改善を図る。最終的に得られた研究成果については、国内外の学会にて発表するとともに、教職キャリアカウンセリングシステムをweb上で公開し、研究成果の発信、周知に努めたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
不安定核における核力の新しい様相

本研究は、現象論的アプローチからではなく、実験的に決定されている核子間相互作用から出発しての原子核構造の研究であるが、重要な結果を出し続けている理化学研究所の加速器施設RIBFや京速コンピューターの開発に伴って、世界的にも重要性が高まっているし、今後日本がさらにリードを広げて行くべきテーマである。一つ目のテーマである媒質中でのテンソル力の効果の研究は、昨年度までの研究成果を論文にまとめ、Physical Review Cへ掲載、出版された。二つ目のテーマは、昨年度から本格的に着手している核力の有効相互作用の新しい導出方法の開発である。原子核の構造を決定する最も信頼できる方法の一つである殻模型計算であるが、従来の有効相互作用の理論では、単一の殻に含まれる核子間の有効相互作用しか求める事が出来なかった。しかし、不安定原子核を含めて核図表のより広い範囲の原子核を記述するためには模型空間をより広くとる必要があり、それは現象論的にしかなされていなかった。本研究では、新しい計算方法を導入する事によりこの制約を取り除き、核図表のより広い範囲を微視的な理論から出発して、記述する事をめざしている。本年度は、拡張された多体摂動論を原子核多体問題に実際に適用し、核力に基づく殻模型有効相互作用を構築した。そして、この結果が数値的に信頼出来るものであることを確認し、核図表の様々な領域で、従来よりも広い模型空間での有効相互作用を包括的に計算する事に成功した。今後、この有効相互作用を用いて、不安定核の構造を明らかにしていく事を目指す。多体摂動論が広い模型空間に適用出来ないという問題を解決する事に成功したが、この問題は長い間多体摂動論の大きな問題とされていたものであり、この解決はブレイクスルーであった。方法論の開発は一般に最も時間のかかるプロセスである。従って、今後、これを使って不安定核の構造を包括的に理解出来れば、研究計画はかなりの程度で達成されると期待されるため。就職に伴い特別研究員を辞退したため、本研究課題の計画は、平成23年度で終了とするが、研究課題に関する研究は今後も続ける。具体的には、今年度に構築した有効相互作用を用いて、psd殻、sdpf殻、pfg9殻を自由度とした殻模型計算を実行し、炭素、酸素同位体や、「逆転の島」の物理を、核力に立脚して理解する。予想される問題は、理論と実験の結果が一致しないということである。しかし、実験に一致するパラメーターを使う現象論と異なり、核力に立脚することを目標とする本研究課題では、原因を詳細に検討する事で、問題点を浮き彫りにする事ができる。一つ目のテーマは、昨年度から取り組んでいる媒質中でのテンソル力の効果の研究である。一般に、原子核媒質中での相互作用は、真空中での相互作用とは異なるため、適切な繰り込みの効果を考える必要がある。今年度は、昨年度までの研究をマルチポールにまで拡張し、出発点となる核子間相互作用も様々なものを用いて、いずれの場合でも同様の結論が得られる事を示した。二つ目は、核力の有効相互作用における反対称スピン軌道相互作用に関する研究である。この相互作用は定性的には理解されているが、定量的理解は不十分である。本研究では、これが、三体力起源の有効二体力からも生じる事を明らかにするとともに、この効果が特別な状態に大きく影響する事を取り上げ、最新の有効相互作用理論を用いる事で、定量的理解に一歩近づく事を提唱した。三つ目のテーマは、核力の有効相互作用の新しい導出方法の開発である。本年度は、制約を取り除く事が可能である事を示した。

本研究では、新しい計算方法を導入する事によりこの制約を取り除き、核図表のより広い範囲を微視的な理論から出発して、記述する事をめざしている。本年度は、拡張された多体摂動論を原子核多体問題に実際に適用し、核力に基づく殻模型有効相互作用を構築した。そして、この結果が数値的に信頼出来るものであることを確認し、核図表の様々な領域で、従来よりも広い模型空間での有効相互作用を包括的に計算する事に成功した。今後、この有効相互作用を用いて、不安定核の構造を明らかにしていく事を目指す。多体摂動論が広い模型空間に適用出来ないという問題を解決する事に成功したが、この問題は長い間多体摂動論の大きな問題とされていたものであり、この解決はブレイクスルーであった。方法論の開発は一般に最も時間のかかるプロセスである。従って、今後、これを使って不安定核の構造を包括的に理解出来れば、研究計画はかなりの程度で達成されると期待されるため。就職に伴い特別研究員を辞退したため、本研究課題の計画は、平成23年度で終了とするが、研究課題に関する研究は今後も続ける。具体的には、今年度に構築した有効相互作用を用いて、psd殻、sdpf殻、pfg9殻を自由度とした殻模型計算を実行し、炭素、酸素同位体や、「逆転の島」の物理を、核力に立脚して理解する。予想される問題は、理論と実験の結果が一致しないということである。しかし、実験に一致するパラメーターを使う現象論と異なり、核力に立脚することを目標とする本研究課題では、原因を詳細に検討する事で、問題点を浮き彫りにする事ができる。
ランニングエコノミーを用いた中・長距離走における評価・診断法の開発

これまで腰部に装着したモーションセンサー(以下IMU)を用いた走動作の評価の妥当性を評価パラメータの妥当性とその精度の信頼性から検討してきた。最終年度では、腰部にIMUを装着させて実際のレースにおけるランニング動作の評価をおこなった。マラソンにおいて腰部のIMUからレース中のストライドとピッチ、上下動、接地時間、スティフネスを算出した。その結果、マラソンにおいてペースを維持できたものは、ストライドを維持していたこと、ピッチはペースの低下と関係がないが接地時間は長くなることが明らかになった。そして、上下動と接地時間から鉛直運動のばね定数(スティフネス)を算出すると、ペースが変化する前から変化がみられ、スティフネスの調節によってペースの維持が関係している可能性が示唆された。一方で、マラソンにおいて終盤までペースを維持したランナーはレース序盤から多くのパラメータは変化しなかった。優れたランナーは終盤までランニング動作が変化しない動作を身につけている可能性が考えられた。実験室ではなく、マラソンなど道路における走行中にランニング動作のバイオメカニクス的分析がおこなえたことは非常に価値が高い。一方で、データの精度についてはさらなる検証と精度向上の工夫が必要である。またデータの精度の問題があるとしても、1歩ごと、あるいはある距離ごとにランニング動作のばらつきが大きいこともわかった。スピード、そしてストライドとピッチのようにパフォーマンスパラメータは大きく変動しないものの、腰部の動きなど動作パラメータは大きく変動していた。このことは国際誌においても着目されており、ランニング障害との関係も示唆されている。今後の大きな研究テーマになり得ると考えられる。本研究の成果は国際学会において発表し、論文にもまとめられた。さらにこの成果によって新たな産学共同研究の可能性へと発展している。長距離走者に多段階スピードでのトレッドミル走行をおこなわせ、加速度計を腰に装着させ、身体の重心に近い動きを評価するとともに、酸素摂取量を測定しランニングエコノミーを評価した。身体重心の動きに関しては、上下動や左右の動きを加速度計から算出した。これらの妥当性は論文にまとめて投稿している。これまでもバイオメカニクス的変量とエコノミーの関係を検討した研究がおこなわれていたものの、本研究ではそれらのバイオメカニクス的評価項目を1分間あたりの評価値に換算した。また、擬似的に身体重心の動きを変化させるために、女子長距離走者8名を対象に、乳酸性閾値スピードでのランニングにおいて、通常のピッチを基準にプラスマイナス5%および10%のピッチで走行させ、ランニングエコノミーと重心の動きとの関係を検討した。その結果、バイオメカニクス変量も1分間あたりの値に換算することがランニングエコノミーとの関係を検討するには妥当性が高いことが示唆された。別の実験において走行中の筋電図も測定し、この測定精度を高める工夫をした。すなわち、走行中の筋電図はセンサーがはがれやすく、また汗の影響でノイズが出やすいため、貼付方法やセンサーの防水性などを高めるように測定方法を検討した。ランニングエコノミーの評価方法もある走速度での酸素摂取量では個人間の比較が難しいことから、酸素コストやエネルギーコストに変換することを試したものの、今年度の研究では走動作を評価するための指標としてどのような算出方法が妥当かまでは検討できなかったため、次年度の課題とした。加速度計によるバイオメカニクス的評価項目はこれまで研究を進めていたこともあり、十分に研究可能なレベルに達していると考えられる。それを用いた測定に関してはトレッドミルでの酸素摂取量測定において用いたものの、筋電図とあわせた実験までは実施できなかった。その理由は、ある時間にわたって筋電図を計測するには測定方法を開発する必要があり、それが順調に進まなかったためである。平成28年度はまず、腰部に装着したモーションセンサーで計測した腰の動きの妥当性を検証する実験をおこなった。その結果、3次元動作計測装置により算出した身体重心の上下動とモーションセンサーで計測した上下動を比較し、センサーでの上下動の計測の妥当性が確認された。しかし、腰の回転や左右の動きについて、さらに検討する必要があった。すなわち、腰の回転動作はセンサーにより計測できているものの、腰の姿勢の同定が困難である。そのため、腰の前後傾角度、水平回転角度において個人ごとに動作計測との間に違いが生じていた。また腰の左右の動きは重心の動きと逆位相になる例がみられた。今後は定性的に違いがあったとしても定量的な評価が可能かどうかを検証する。また回転と上下動などの並進の動きを組み合わせた動作の評価方法を検討する。続いて、ランニングエコノミーに影響する身体重心の上下動を、中長距離走者に腰部に加速度センサーを、脚の主要な筋群に筋電図を貼付し、トレッドミル走行におけるエネルギーコストに影響する要因を検討した。ランニングエコノミーはある走速度における酸素摂取量、すなわちエネルギーコストで評価されるが、先行研究によりエネルギーコストには体重の支持が大きな割合を占めていることが示唆されているため、速度を変化させるとともに、トレッドミルを上りと下りに設定して身体の上下動によるエネルギーコストの増減に影響する要因に着目した。なお上下動や筋電図はすべて1分間量に規格化した。その結果、落下してきた身体を受け止めることよりも上昇させることとエネルギーコストに関係がみられ、さらに、膝関節伸展筋群の活動がエネルギーコストと関係していることが明らかとなった。今後は個人間のエネルギーコストや縦断的なランニングエコノミーの向上との関係を検討し、ランニングエコノミーの評価診断システムの確立を目指す。モーションセンサーを用いた走動作の評価方法はほぼ確立しつつある。

これは平成28年度に、本学で開催した国際学会においてランニングエコノミーのセッションにおいて国際的に活躍するランニングエコノミーの研究者らと議論できたことが大きかった。そして、ランニングエコノミーに影響する大きな要因である上下動と、そして上下動が大きいこと、膝関節伸展筋群の活動が大きいことがエネルギーコストを増大している可能性が示唆された。今後は、個人間や個人内の変化とこれらの評価の観点との関係を整理することで、ランニングエコノミーからみた走動作の評価診断システムを構築できると考えている。モーションセンサーによるランニング動作の評価の妥当性の検証を引き続き実施した。まずセンサー座標系と絶対座標系との関係を確認した。センサーの加速度とジャイロセンサーの信号を積分し続けることではノイズにより姿勢を特定できなくなる。一方、重力加速度ベクトルを特定できれば絶対座標系における鉛直軸が特定できる。センサーの姿勢に急激な変化が生じない仮定のもとカルマンフィルターを用いて、さらにセンサーの積分値を合わせることでセンサーの姿勢をほぼ特定できていることが確認できた。その成果の一部を国際スポーツバイオメカニクス学会において口頭発表した。さらにモーションセンサーを用いたより実践的な研究を企画し、実践した。すなわち、フルマラソン大会においてセンサーを用いた計測を実施した。およそ100名にモーションセンサーを装着してフルマラソンにおいて動作の計測をおこなった。そして、新たな評価指標として脚および鉛直有効スティフネス(Kleg、Kvert)を算出し、評価を試みている。本来は最終年であったが、サバティカルを取得し、海外研修に出たため、半年間の延長を希望した。海外研修において海外の研究者とセンサーを用いた計測について議論することができ、本研究の位置づけが国際的にも関心が高く、優れた研究成果へとつながることが確認できた。延長することによって、マラソンにおける計測結果をまとめて国際学会で発表するとともにこれまでの知見をまとめて成果報告をおこなう。平成29年12月から30年3月までサバティカルを取得し、海外研修に出たため、予定していた研究に遅れが生じた。研修にでる直前にマラソン大会におけるセンサーを用いた計測を実施したが、そのデータ処理と考察が十分に進まなかった。一方で、海外でも同様に慣性センサーを用いたランニング動作の計測を実施しており、今後の共同研究に向けて有意義なディスカッションができた。海外の研究者との意見交換により、本研究の強さと弱さも認識することができ、遅れが生じたものの研究の質は高まったと考えている。半年間の延長が認められたため、早急に研究のまとめに取りかかるとともに、成果を国際学会で発表するとともに、成果報告としてまとめていく。
難治性膵がんに対する革新的膵灌流療法の開発と臨床応用に関する研究

難治性膵癌に対し、低侵襲で効率的な新技術の開発を目的とした膵灌流療法で、最適の抗がん剤注入速度は安全面から40 ml/minであり、この注入速度での追加実験で有害事象の発現及び病理学的異常は認めなかった。薬理学的動態も非常に優れており、得られた新知見は新しく特許出願を行った。以上の結果を踏まえて臨床試験を開始し、5例の進行膵癌患者(IVb期)に対し、膵灌流療法を施行したが、Grade 2以上の有害事象は認めず、膵癌縮小効果と膵周囲のリンパ節転移に対して有効であった。本治療法は、世界初の膵灌流療法であり、新たな化学療法の展開と優れた治療成績を得る可能性が高い。本研究は難治性膵がん治療のための革新的新技術の開発・臨床応用を目的とし、平成23年度は前臨床研究としての動物(ブタ)を用いた客観的な安全性を得るための研究を行った。以前の研究で問題となっていた注入速度を120ml/min以上にすると経皮的膵灌流療法後の病理検査で膵に浮腫性変化を来すことが確認されている。平成23年度は注入速度を70,90,110ml/minの3群に分け30分間の膵灌流療法を施行した。110ml/minの群では最初の1頭で膵浮腫を生じたため、この群での実験は終了とした。また、90ml/minの群では3頭中1頭で膵浮腫を認めた。70ml/minの群では3頭中0頭(0%)であった。また、追加実験として1頭で80ml/minの注入速度で実験を行ったが膵浮腫は生じなかった。膵組織内抗がん剤(シスプラチン)濃度(膵の頭部・体部・尾部の組織内薬剤濃度を測定して薬剤の分布を分析)は体部が高く、頭部、尾部の順であった。以上の結果より注入速度70ml/minでは膵組織の安全性を十分確保出来ると考えられた。続いて次の課題である膵灌流後の急性期・亜急性期の障害の有無およびその程度の検討を現在行っており、治療後1週間の膵機能検査を主体に経時的(術前・術後1,3,5,7日目)に血液を採取し、得られた採血データを検討すると同時に治療1週後にブタを全身麻酔下に開腹し、膵・肝・大腸・小腸を摘出して病理学的検討を行っている。まだ1頭のみであるが、術後1日目には食欲も旺盛となっており臨床前研究として良好な結果を十分期待できると考えている。本研究は難治性膵がんに対する革新的新技術の開発・臨床応用を目的とし、平成25年度は前臨床研究として最終動物実験とPilot studyとしての臨床試験を開始した。動物実験では抗がん剤の膵外漏出をさらに減じるために注入速度40 ml/minで膵灌流療法を施行し、安全性・薬理学的にも良好な結果を得た。世界初となる膵灌流療法は安全性・薬理学的に十分留意して注入速度40 ml/minと決定すると同時に抗がん剤注入システムと抗がん剤膵外漏出との関係は注入速度と門脈血流に依存する(膵外の血行動態を通常の血行動態に近づける)ことが新たな知見として既出の特許出願とは別に新たに特許出願を行った(膵灌流装置及びその制御方法:特願2013ー207612)。この研究成果は海外の医学雑誌に投稿中である。膵灌流療法の臨床試験はPhase I studyを行っていく予定であるが、安全性を考慮してシスプラチン20 mg/m2の投与量で計6人の患者にPilot studyを開始した。患者はすべて病期IVbの方であり、他の治療法で効果がなく膵灌流療法を切望された方である。血管造影で注入速度を40および60 ml/minで造影すると60 ml/minでは膵外への造影剤の漏出が観察できたため40 ml/minで治療を行った。膵灌流療法治療後はGrade3以上の有害事象はなく、懸念していた膵炎も認めなかった。さらに、縮小効果もみられ、治療を受けた5人全員が現在生存中である。Pilot studyの6人全員の安全性と有効性が確認されれば、今後はUMIN登録を行い、Phase I/II studyを行っていく予定である。8年以上のラットを用いた基礎研究・ブタを用いた動物実験を経て、世界初となる膵灌流療法が現実となった。しかし、膵癌患者の予後改善と膵灌流療法の更なる改良に向けて今後も研究を進めていく予定である。本研究は難治性膵がん治療のための革新的新技術の開発

・臨床応用を目的とし、平成24年度は前臨床研究としての動物(ブタ)を用いた客観的な安全性を得るための研究を行った。以前の研究で問題となっていた注入速度と膵浮腫との関係であるが、注入速度を60, 80 ml/minの2群(各々3頭)に分け30分間の膵灌流療法を施行した膵組織内抗がん剤(シスプラチン)濃度に2群間で有意差はなかった。安全性を十分確保するために注入速度を60 ml/min以下と決定した。また、60 ml/minの注入速度では病理学的検討でも明らかな異常は認めなかった。本年度の主課題である膵灌流後の急性期・亜急性期の障害の有無およびその程度の検討も行った。治療前、治療後1,3,5,7日目の経時的な膵機能検査を主体にした生化学検査を5頭のブタで施行したが、治療後1日目に最大のアミラーゼ上昇を認めたものの治療後5日目には治療前またはブタの正常値に戻っていた。他の生化学検査では大きな変動はなく急性期・亜急性期の安全性において、臨床前研究として良好な結果が得られた。さらに治療後7日目にブタを全身麻酔下に開腹し、膵・肝・脾・大腸・小腸を摘出して病理学的検討を行ったが、明らかな異常は認めなかった。何れのブタも術後1日目には食欲も旺盛となっており、膵灌流療法は臨床前研究として概ね良好な結果を得たものと考えている。さらに今年度の研究では膵外の血行動態を通常の血行動態に近づけることで膵灌流療法時の膵外への抗がん剤漏出率が極端に減少することも実証できた(抗がん剤漏出率が01%、今までは25%)。平成23年度の研究計画はすでに終了しており、24年度の研究計画が現在進行中であるため。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度の研究計画はすでに終了しており、25年度の臨床研究に向けての研究計画が現在進行中であるため。膵灌流療法を安全域の注入速度70ml/minで5頭施行して急性期・亜急性期の障害の有無およびその程度の検討(Grade 3以上の障害度の有無)を行う。連続する5頭全頭で安全性について十分に検討・分析を行い、足りないデータがあれば追加実験を行う。膵灌流療法の臨床試験に必要なデータが全て得られたら、倫理委員会へ書類を提出し、臨床試験を行う。世界初となる膵灌流療法は安全性を十分確保できる注入速度60 ml/minが決定された。急性期・亜急性期の障害の検討でもGrade 3以上の障害は認めず十分な安全性を確認出来たと考えられた。さらに、新たに発見された知見を既出の特許出願とは別に新たに作成中である。今後は(現在進行中)、この研究成果を世界の優れた医学雑誌に投稿し、膵がん治療の革新的新治療として広めていくと同時に膵灌流療法の臨床試験の準備を行っていく予定である。
人工知能による遺伝子発現プロファイル解析に基づいた子宮内膜症の新規治療標的の探索

近年のシステムバイオロジーの概念から、子宮内膜症の病態をマスター遺伝子の異常による遺伝子ネットワークの異常として捉えることができる。本研究では、公表されている遺伝子相互作用ネットワークと申請者が有する正常子宮内膜と子宮内膜症の遺伝子発現データを組み込んだ遺伝子制御ネットワークの数理モデルを作成することで、正常状態から疾患(子宮内膜症)を引き起こすマスター遺伝子の組み合せを人工知能を用いたシミュレーションにより同定し、また逆に、疾患から正常状態にネットワークを遷移させる遺伝子群をシミュレーションで同定することによって治療標的となるマスター遺伝子群を同定する。
高い強磁性体転移温度をもつ共役有機ラジカル系の開発

1 π共役有機NOラジカルの分子間強磁性的相互作用各種π共役安定有機NOラジカルを合成し、磁気測定を行った結果、強磁性的相互作用を示す系をいくつか見つけた。π共役骨格としてはアクリジン、フェナンスレン、ベンズイミダゾール等を用いた。結晶構造解析結果をもとに強磁性的相互作用の原因を調べた結果、2種類の相互作用を見つけた。1つはMcConnellモデルによるものであり、π電子系の重なりでは、分子間で最近接原子同士は反平行のスピンを誘起しあうという原理に基づく。もう1つは、ある分子のSOMOが隣原子のSOMOと直交していることに基づく。またアルキル基を有するビス(ジフェニル)ニトロキシドは、アルキル基が長くなるにつれて強磁性的相互作用が強くなった。分子間アルキル鎖同士のファスナー効果が原因と思われる。2TEMPO系強磁性体の強磁性的相互作用TEMPO系強磁性体ではNOラジカル部位は2次元ジグザグ面を形成し、面内の磁気的相互作用は既に解明された。面間相互作用に関して、偏極中性子回折およびμSR測定などから、面間に存在するフェニル環同士の重なりによる磁気的相互作用の伝達経路を明らかにした。3ピリミジン・遷移金属錯体の磁性メタ配位子であるピリミジン(PM)とCu(II)、Co(II)などの錯体を各種合成し、構造と磁性の関係を調べた。その結果、PMの2つの窒素上での配位が、axial/equatorial配位の時は強磁性的相互作用が、equatorial/equatorial配位の時は反強磁性的相互作用が働くことを明らかにした。これは隣同士の磁性軌道が重なりをもつか直交するかに起因する。また、PM_2CoX_2(X=Cl,Br)はキラルな結晶構造をもち、5Kで弱強磁性体に転移した。
細胞接着に関与する糖鎖構造の決定及びその機能の解明

細胞性粘菌(Dictyostelium discoideum)の集合期における細胞接着機構を分子レベルで解明すべく研究を進めてきた。これまでに、この細胞接着には分子量8.0万の膜糖タンパク質(contact site A)の糖鎖が重要な役割を果していることを、ポリクローナル抗体を用いての中和実験、レクチンを用いての処理実験および糖鎖欠損突然変異株の解析などにより明らかにした。また、精製したcontact site Aより作成した抗体のひとつは、集合期における細胞接着を完全に阻害した。その抗体は主としてcontact site Aの2種類の糖鎖のうちのひとつであるcarbohydrateIIを認識していた。したがって、本年度の研究として、(1)carbohydrateIIに対するモノクローナル抗体を作成することにより、carbohydrateII糖鎖を単離するためのプローブを得た。私共の研究室では、ハイブリドーマの培養を行なうに充分な蒸留水採水装置がなく、設備備品費で超純水製造装置を購入した。この仕事は現在進行中であり、単離したモノクローナル抗体を用いてアフィニティカラムを作成し、糖鎖構造決定に必要なcarbohydrateIIを集める予定である。また、(2)電気融合法を用いて、carbohydrateIおよびcarbohydrateII糖鎖生合成過程での相補性を調べる目的で実験を行った。つまり、carbohydrateIのみを保持する不完全なcontact site A(分子量6.8万)を発現する糖鎖欠損突然変異株とcarbohydrateIIのみを保持する不完全なcontact site A(分子量6.6万)を発現するツニカマイシン処理細胞とを電気融合法を用いて融合させた。その融合細胞のSDS-PAGEは分子量8.0万の完全なcontact site Aを示した。これらの結果は2種類の異なるドリコール糖中間体が存在し、それらが相補的に作用し、分子量8.0万の完全なcontact site Aを合成することを示唆した。今後は単離したcarbohydrateIIの糖鎖構造の決定とその生合成過程を明らかにすべく研究を進めてゆく予定である。
パイ共役ポリマー配位子の遷移金属錯体によるエネルギー変換、貯蔵配位空間の構築

ポリ(2,2'-ビピリジン)等のパイ共役ポリマー配位子は、遷移金属と錯体を形成して、特異なエネルギー変換機能、貯蔵機能を有するようになる。これらの機能は、長鎖パイ共役配位子に沿う電子移動が容易であるためと考えられる。本研究では、まず新しいパイ共役ポリマー配位子を合成した。たとえば、1,10-フェナントロリンの側鎖に種々のクラウンエーテルが結合した単位からなるポリ(フェナントロリン)類、シッフ塩基を側鎖に有するフェニレンを構成単位とするポリフェニレン類、ビピリミジンを構成単位とするポリ(ビピリミジン)類、ジピリジルアミンからなるポリ(ジピリジルアミン)類を合成した。そして、これらのパイ共役ポリマー配位子を、NMR法等により同定した。次いで、これらのパイ共役ポリマー配位子の遷移金属錯体を合成した。反応はスムースに進行して、遷移金属錯体が収率よく得られた。遷移金属としては、ニッケル、ルテニウム等を用いた。得られた遷移金属錯体について、紫外可視吸収スペクトル、蛍光スペクトル、電気化学的酸化還元反応の解析等を行い、遷移金属錯体と光の相互作用によるエネルギー変換、酸化・還元にともなうエネルギー変換と貯蔵の基礎を得た。例えば、ポリ(フェナントロリン)類、ポリ(ビピリミジン)類は分子内に電子吸引性イミン窒素を有するために、電気化学的還元を受け易いことが確認された。また、幾つかのパイ共役ポリマー配位子については、キャスト膜等の固体中において、分子集合体の形成や分子間電子相互が起こることを見出し、ごの様な現象がエネルギー変換、貯蔵に及ぼす影を解析した。