hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
公的個人認証サービスを利用した本人同意に基づく広域医療情報連携手法の開発

全国規模での医療情報連携を行うに当たっては,患者のプライバシーに十分配慮する必要があり,そのためには適切な患者同意による情報連携の仕組みを導入する必要がある。本研究では,医療保険の資格確認時に利用されるマイナンバーカードに搭載された公的個人認証サービスや証跡情報等を活用することで,必要な時に必要な医療情報を患者本人の同意のもとで参照可能とする仕組みを検討し,できるだけ患者,医療機関双方に負担の無い情報連携の仕組みを構築することを目的としている。本年度は,オンライン保険資格確認の際に利用される公的個人認証サービス(JPKI)を利用した本人同意の取り方についての整理と医療機関での同意取得時に必要となる情報の整理及び具体的なデータ構造の設計を行うとともに,周辺ソフトウエアの基本設計を行った。また,公的個人認証法の改正により,特定機関認証の法制度化が図られているが,その利用時には,マイナンバーカードに格納された本人の顔写真を利用した利用者の称号が求められる予定であることから,特定機関認証を利用した本人同意取得の方法について検討した。具体的には,医療機関窓口による顔写真照合は,医療関係者へ負担を強いることになるため,我々は,診察時に医師等が電子カルテに格納された患者の顔写真を照合するフローを提案した。さらに,提案フローを利用することで,患者の取り違え防止など,医療関係者のメリットにもつながることを示した。さらに,日本IHE協会,JAHISの関係者と定期的に意見交換を行い,本人同意の基で医療情報連携を行うために必要となるIHE Frameworkの詳細仕様の調査及び,改良点の抽出を行った。来年度はこれら成果に基づき,アプリケーションの実装をおこない,その動作検証及び評価等を行う予定である。平成30年度は,我々の研究成果に基づき現在のJPKIアプリに実装されている,特定機関認証に基づく利用者証明機能を用いた医療機関受診記録生成に必要となる情報の整理及び具体的なデータ構造の設計を行うとともに,情報提供先医療機関において,患者が自己の情報の提供に同意したことを情報提供元医療機関等に伝える際の方式について検討した。オフラインで特定機関認証を行うための端末についても,当該システムで行うべき処理等についての要件を整理し,プロトタイプ開発に向けた検討を行ったが,現時点では,保険資格の確認をオンラインで行う方向であることや,特定機関認証に必要となる秘密鍵,証明書を医療機関に設置する端末内に格納することが制度的に難しくなっていることを踏まえて,来年度以降は,基金,国保連との連携による受診記録生成を中心に検討することとしている。情報提供先医療機関における患者同意の取得については,公的個人認証サービスの有する3つの機能,電子署名,電子利用者証明,特定機関認証による電子利用者証明,のそれぞれについて,具体的な同意文章生成の方法について明らかにし,特に,特定機関認証による電子利用者証明の利用については,患者本人がパスコードやPINの入力を行わないため,患者の同一性確認が十分でない可能性があり,否認の可能性が電子利用者証明利用時よりも高まる可能性があることを指摘し,患者本人が能動的に意思を示したことを確認できる補助手段としてタプレット等への自筆の署名を共にタイムスタンプ,HPKIとの併用が必要であることを示した。また,本研究の同意取得の仕組みを,総務省が行っている酒田地区における薬歴等の参照に関する実証に導入し,検討した同意プロセスの有効性と今後の課題を明らかにした。令和元年度は当初の予定通り,前年度の研究成果に基づき,基本設計を踏まえて,特定機関認証をサーバ側で実施する実験システムをマイナンバーカード読み取り可能なAndroidタブレットを用いて実装し,システムの動作確認を行う。また,セキュアモジュール対応Windowsタブレットを用いて保険資格確認用専用端末を実装し,病院内システムとの連携方法の検討を行う。そして医療機関窓口や診療室での利用場面を具体化し,実験用端末を用いて,技術面からの機能検証,評価をおこなう。また,同時にプライバシー評価,システムの安全性評価など,セキュリティ面の評価・検証をおこなうとともに,複数の医療機関で共通的に利用可能とするサービス利用基盤の運用方法を検討する。さらに,前年度の検討をもとに,医療機関受診記録を用いた患者同意に基づく情報連携フローを策定し,IHEの日本ローカルルールとして定めるべき部分を検討する。加えて,研究担当者が構成員として参加する,総務省住基ネット調査委員会などを通し厚生労働省医療分野ネットワーク安全管理ワーキンググループにおいて今後政策に反映させるために必要となる制度・運用的方策を明らかにし,提言案としてまとめる予定である。

具体的には,医療機関窓口による顔写真照合は,医療関係者へ負担を強いることになるため,我々は,診察時に医師等が電子カルテに格納された患者の顔写真を照合するフローを提案した。さらに,提案フローを利用することで,患者の取り違え防止など,医療関係者のメリットにもつながることを示した。さらに,日本IHE協会,JAHISの関係者と定期的に意見交換を行い,本人同意の基で医療情報連携を行うために必要となるIHE Frameworkの詳細仕様の調査及び,改良点の抽出を行った。来年度はこれら成果に基づき,アプリケーションの実装をおこない,その動作検証及び評価等を行う予定である。平成30年度は,我々の研究成果に基づき現在のJPKIアプリに実装されている,特定機関認証に基づく利用者証明機能を用いた医療機関受診記録生成に必要となる情報の整理及び具体的なデータ構造の設計を行うとともに,情報提供先医療機関において,患者が自己の情報の提供に同意したことを情報提供元医療機関等に伝える際の方式について検討した。オフラインで特定機関認証を行うための端末についても,当該システムで行うべき処理等についての要件を整理し,プロトタイプ開発に向けた検討を行ったが,現時点では,保険資格の確認をオンラインで行う方向であることや,特定機関認証に必要となる秘密鍵,証明書を医療機関に設置する端末内に格納することが制度的に難しくなっていることを踏まえて,来年度以降は,基金,国保連との連携による受診記録生成を中心に検討することとしている。情報提供先医療機関における患者同意の取得については,公的個人認証サービスの有する3つの機能,電子署名,電子利用者証明,特定機関認証による電子利用者証明,のそれぞれについて,具体的な同意文章生成の方法について明らかにし,特に,特定機関認証による電子利用者証明の利用については,患者本人がパスコードやPINの入力を行わないため,患者の同一性確認が十分でない可能性があり,否認の可能性が電子利用者証明利用時よりも高まる可能性があることを指摘し,患者本人が能動的に意思を示したことを確認できる補助手段としてタプレット等への自筆の署名を共にタイムスタンプ,HPKIとの併用が必要であることを示した。また,本研究の同意取得の仕組みを,総務省が行っている酒田地区における薬歴等の参照に関する実証に導入し,検討した同意プロセスの有効性と今後の課題を明らかにした。令和元年度は当初の予定通り,前年度の研究成果に基づき,基本設計を踏まえて,特定機関認証をサーバ側で実施する実験システムをマイナンバーカード読み取り可能なAndroidタブレットを用いて実装し,システムの動作確認を行う。また,セキュアモジュール対応Windowsタブレットを用いて保険資格確認用専用端末を実装し,病院内システムとの連携方法の検討を行う。そして医療機関窓口や診療室での利用場面を具体化し,実験用端末を用いて,技術面からの機能検証,評価をおこなう。また,同時にプライバシー評価,システムの安全性評価など,セキュリティ面の評価・検証をおこなうとともに,複数の医療機関で共通的に利用可能とするサービス利用基盤の運用方法を検討する。
垂直輸送システムのリニア同期モータによる直接駆動の研究

リニア同期モータ(Linear Synchronous Motor:LSM)の過渡現象を考慮した解析プログラムについては、下記に示すように、当初の研究計画の大部分を達成した。すなわち、1.電気的現象を検討する基礎として、電流の流れる各コイルの磁束鎖交関係を定量的に記述するための静磁界解析プログラムを完成。2.上記の静磁界解析プログラムに磁気エネルギー計算ルーチンを付加し必要とされる可動子位置に対して、各コイルの自己・相互インタクタンスを行列の形で出力できるようにし、3.回路方程式を電流源駆動時について計算できるようにした。そして、実機の例について、上記の一連の計算を実行し、いくつかの理論的考察を加えた。ただし、検討の途中でメーカの技術者などとの議論を通じ、リニア同期モータの駆動は基本的に電流ベースで考えるべきことが明確になったので、電圧源駆動時の求解プログラムは作成しなかった。垂直輸送システム(自走式エレベータ)の運用・システム面から、輸送力の増強に関する考察を行い、分岐装置の重要性が示された。そこで二次元の縦型LSMについて考察、新たな方式を提唱した。その原理を実証するための簡単なモデル機を試作した。本格的な測定系や電源の準備は、今後の課題として残されたが、実証機そのものの製作については当初の計画よりも迅速に作業を進めることができた。
自己修復性分子デバイスを目指した固液界面における交換速度の制御

本研究では、基板と溶液相の界面で形成される単一分子層の分子配列形成過程と光応答性について研究を行った。光照射に伴い可逆に分子構造を変化させるフォトクロミック分子を吸着種として用いることで、分子配列に光応答性を付与した。グラファイト界面上に形成される分子配列構造は、走査型トンネル顕微鏡を用いて分子レベルの分解能で測定を行った。分子の両端にアミド基および長鎖アルキル鎖を導入したフォトクロミック分子は、ある臨界濃度以上で急激に分子配列が成長する特徴的な配列形成プロセスを有することが明らかとなった。このような分子配列の高い濃度依存性を利用することで、非常に高感度な光応答性分子配列の構築に成功した。本年度は、走査トンネル顕微鏡を用いてフォトクロミック分子であるジアリールエテンが形成する分子配列を観測し、固液界面における表面被覆率の濃度依存性から、配列形成プロセスを協同的組織化モデルに基づいて評価する手法の確立を目的とした。アミド基および長鎖アルキル鎖を分子両端に有する2-チエニル型のジアリールエテン誘導体の開環体は、オクタン酸/HOPG界面において1平方マイクロメートル以上の広いドメインを有する単分子配列を形成することが認められた。得られた分子配列に関して表面被覆率の濃度依存性を調査した所、200マイクロM以下では配列は観測されず、240マイクロM以上でほぼ100%の表面被覆率が得られ、濃度に対して非常に鋭敏な配列形成挙動を示すことが明らかとなった。この濃度依存性を本研究で確立した2次元基板上における協同的組織化モデルを用いてフィッティングを行うと、伸長平衡定数Ke = 4600 M-1協同性パラメーターsigma = 2.8 *10-4という高い協同性を有することが示唆された。本研究で確立した協同的組織化モデルを用いることで、2次元基板上における配列形成プロセスの協同性を定量的に評価することが可能となった。また、紫外光照射後に生成するジアリールエテン閉環体は分子配列を形成せず、幅広い濃度域において光異性化反応に伴う可逆な分子配列の形成/崩壊を制御することに成功した。これらの研究成果は、(i)配列形成プロセスの初期段階から大きな単一ドメインを有する分子配列の形成、および、(ii)濃度、温度、光などの外部刺激に敏感に応答する分子素子デバイスを構築する上で、有用な知見であると考えられる。本年度は、前年度に作成した固液界面における核生成-伸長モデルを用いて様々な分子構造を用いてHOPG基板への吸着特性の評価を行った。具体的には、(1)アルキル側鎖の長さを変化させた際の核生成平衡定数・伸長平衡定数の変化の解析、(2)アミド基とエステル基の比較を行うことで見られる配列パターンの変化と吸着特性の解析、(3)フォトクロミック化合物であるジアリールエテンの光異性体(開環体、閉環体、および、縮環体)が形成する分子配列の比較と光異性化反応に伴う分子配列パターンの変化、(4)アミド基とウレア基の比較から得られる水素結合の強さが及ぼす吸着特性への影響などを検討した。以上のような観点から研究を遂行することで、、分子構造と配列の安定性・配列形成プロセスの協同性との関係性に関して、以下のように系統的な知見を得ることができた。アルキル鎖の長さの影響に関しては、吸着する分子のアルキル炭素数が4個増える毎に、STMで分子配列が観測される臨界濃度が約1桁ずつ変化することが明らかとなった。複数の分子種が混在するマルチコンポーネントの系ではより低い臨界濃度をもつ分子が優先して基板上で配列を形成するため、臨界濃度の最適化と分子設計は非常に重要であると考えられる。また、ヘキサフルオロシクロペンテン環を有する一般的なジアリールエテンでは、3つの異なる異性体(開環体、閉環体、縮環体)は全てストライプ上の分子配列を形成する傾向が見られたが、ターチオフェン骨格を有するジアリールエテンでは、分子配列中に空孔を有する配列パターンを示し、異なる空孔サイズを有する配列パターンを光照射によりスイッチさせることに成功した。本年度は、前年度に得られた予備的な知見を基に新たな実験を計画し、固液界面における分子配列形成およびその光応答性に関して更なる研究を行った。トリフェニルメタンカチオン誘導体である4,8,12-トリアザトリアンギュレン(TATA)カチオンの中心炭素に軸置換基を導入した誘導体は、紫外光照射に伴い反応量子収率0.30.7程度の高い効率で光解離反応が進行することが見出された。この軸置換TATA誘導体をAu(111)基板上に配列させた後、固液界面もしくは固気界面で光照射を行うことで、金属基板上においても溶液中と同様に光解離反応が進行することを走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて分子レベルで観測することに成功した。昨年度までの研究では、フォトクロミック分子として2-チエニル型のジアリールエテン(DAE)を用いて主に研究を行っていたが、本年度は3-チエニル型のDAEを用いて分子配列の光応答性に関して検討を行った。2-チエニル型DAEでは、閉環体からは分子配列の形成が確認されなかったことに対して、3-チエニル型DAEでは、開環体と閉環体がどちらも同程度の臨界濃度を有して縞状の分子配列を形成することが確認された。

3-チエニル型DAEの開環体・閉環体はどちらも高い協同性を有する配列形成プロセスを示し、固液界面の濃度変化に対して急激に分子配列の形成および消失を示すことが見出された。配列形成における高い濃度依存性は、すなわち、配列形成の高い光応答性に繋がることが明らかとなり、高い協同性を持つ分子配列形成プロセスに由来して、非常に高感度な光応答性分子配列の構築とその定量的評価に成功した。本研究では、基板と溶液相の界面で形成される単一分子層の分子配列形成過程と光応答性について研究を行った。光照射に伴い可逆に分子構造を変化させるフォトクロミック分子を吸着種として用いることで、分子配列に光応答性を付与した。グラファイト界面上に形成される分子配列構造は、走査型トンネル顕微鏡を用いて分子レベルの分解能で測定を行った。分子の両端にアミド基および長鎖アルキル鎖を導入したフォトクロミック分子は、ある臨界濃度以上で急激に分子配列が成長する特徴的な配列形成プロセスを有することが明らかとなった。このような分子配列の高い濃度依存性を利用することで、非常に高感度な光応答性分子配列の構築に成功した。当初の想定以上に得られた知見として、(1)ジアリールエテンの開環体と閉環体が二次元基板上において混合して1つの分子配列を形成する系を見出したこと、(2)ジアリールエテンのチエニル基の置換位置を2位から3位に組み替えることで、特に閉環体での配列形成特性が劇的に変化する挙動が明らかとなったこと、(3)分子配列形成の濃度依存性から見られる協同的分子配列形成挙動が、分子構造や配列パターンに依存するという予備的な知見が得られたことなどが挙げられる。以上のように、複数の想定以上の知見が得られたことから、本年度は当初の計画以上に進展が見られたといえる。超分子光化学今後は、本年度に得られた分子構造と二次元基板上における分子配列形成特性との関連性に関する理解を更に深めるとともに、熱力学的な平衡定数の解析にとどまらず、配列形成・脱着の速度定数の解析を積極的に推進する予定である。二次元配列形成挙動を決定する熱力学的および速度論的理解を深めることで、基板上におけるより高度な自己組織化プロセスの構築を目指す。本年度は当初の目的通り、2次元基板上における協同的組織化モデルを確立し、実際に実験的に得られた分子配列挙動を精度良く再現することができたことから、研究目的はおおむね順調に進展していると言える。また、当初の想定以上に得られた知見としては、2-チエニル型のジアリールエテンがパラレル構造で分子配列を形成しており、導入したアミド基に由来して高い協同性を示すこと、開環体・閉環体の間で配列形成能が大きく異なっており、理想的な配列形成・消失の光制御が可能な系を構築したことなどが挙げられる。前年度購入予定であったSTM用の温度コントローラーおよび温度可変サンプルステージは、本研究とは異なるプロジェクトの目的で先に導入が行われ、本予算で購入する必要がなく、当初の予定通りに研究を推進することができた。このことから、前年度未使用額として140万円程度を本年度の予算として使用することができたが、本年度はこの全てを利用することなく十分に研究を進行させることができた。以上の理由により、次年度使用額が生じることとなった。今後は、本年度確立したモデルを用いて、分子構造と配列の安定性・配列形成プロセスの協同性との関係を調査することをメインに研究を推進する予定である。
増加傾向著しい子宮体癌・卵巣癌の発生・進展に関与する染色体欠失領域の検索

本研究の最終目的はヒト染色体のすべてを対象として、子宮体癌・卵巣癌における染色体欠失領域および遺伝子不安定性の原因の1つであるDNAミスマッチ修復異常とDNAレプリケーションエラー(RER)をテストすることにより検索し、婦人科癌における欠失領域の詳細な地図を作製することである。我々は、本研究において第10番染色体長腕のq25-q26領域が子宮体癌なかでも高分化癌で高頻度に欠失していることを見出し、詳細に欠失地図を作製したところ、D10S209とD10S216の間に約8CM、D10S217とD10S590の間に約12CMの共通欠失領域を認めた。次に酵母人工染色体(YAC)を用いて詳細に解析したところ、共通欠失領域は790kbのYACにより完全にカバーされていた。さらにこれらのYACからコスミドコンティグを作製し、得られたクローンを用いて、FISH法を行い詳しく解析したところ、共通欠失領域は100kbという極めて狭い範囲に限局された。また他のグループとの共同研究により、同じ10番染色体領域に存在するPTEN1遺伝子が子宮体癌の発生・進展に大きく関与している可能性を示した。すなわち子宮体癌の55%(38例中21例)において突然変異が認められ、これはこれまで報告されている他の遺伝子異常の頻度に比べて、格段に高い値であった。さらに、子宮体癌の前がん病変とされる子宮内膜異型増殖症においても突然変異が確認され、本遺伝子は子宮体癌発癌過程の初期に関与している可能性が示唆された。本研究の目的は,ヒト染色体のすべてを対象として,子宮体癌・卵巣癌における染色体欠失領域および遺伝子不安定性の原因の1つであるDNAミスマッチ修復異常とDNAレプリケーションエラー(RER)をテストすることにより検索し,婦人科癌における欠失領域の詳細は地図を作製することである.我々はこれまで第10番染色体長腕の925-926領域が子宮体癌.なかでも高分化癌で高頻度に欠失していることを報告し,この領域において子宮体癌の発癌過程において重要な癌抑制遺伝子が存在する可能性を示唆した。すなわちLOHx・・47%(30例中14例)10番長腕認められた.本年度は56例の子宮体癌患者に由来する癌部と正常組織のDNAを用いてさらに詳細に欠失地図を作製したところD10S209とD10S216の間に約8cM,D10S217とD10S590の間に約12cMの共通欠失領域を認めた。これまでに報告されたマーカーではこれ以上共通欠失領域をせばめられないため、この領域のYACクローンを用いてさらに解析したところ共通欠失領域を約^3Mbに限局させることができた。さらにこの領域をカバーする酵母人工染色体(YAC)クローンからコスミドへのサラクローニングを行ない,新たなマーカーを単離すると共に,コスミドコンティグを作製し,これをもとに共通欠失領域の全塩基配列を検索した。本研究の最終目的は、ヒト染色体のすべてを対象として、子宮体癌・卵巣癌における染色体欠失領域および遺伝子不安定性の原因の1つであるDNAミスマッチ修復異常とDNAレブリケーションエラー(RER)をテストすることにより検索し、婦人科癌における欠失領域の詳細な地図を作製することである。我々は、これまで第10番染色体長腕のq25-q26領域が子宮体癌なかでも高分化癌で真頻度に欠失していることを見出し、詳細に欠失地図を作製したところ、D10S209とD10S216の間に約8CM,D10S217とD10S590の間に約12CMの共通欠失領域を認めた.次に酵母人工染色体(YAC)を用いて詳細に解析したところ、共通欠失領域は790kbのYACにより完全にカバーされていた.

さらにこれらのYACからコスミドコンティグを作成し、得られたクローンを用いて、FISH法を行い詳しく解析したところ、共通欠失領域は120kbという極めて狭い範囲に限局された。本年度は他のグループとその共同研究により、同じ10番染色体領域に存在するPTENI遺伝子が子宮体癌の発生・進展に大きく関与している可能性を示した.本研究の最終目的はヒト染色体のすべてを対象として、子宮体癌・卵巣癌における染色体欠失領域および遺伝子不安定性の原因の1つであるDNAミスマッチ修復異常とDNAレプリケーションエラー(RER)をテストすることにより検索し、婦人科癌における欠失領域の詳細な地図を作製することである。我々は、これまで第10番染色体長腕のq25-q26領域が子宮体癌なかでも高分化癌で高頻度に欠失していることを見出し、詳細に欠失地図を作製したところ、Dl0S209とDl0S216の間に約8CM、Dl0S217とDl0S590の間に約12CMの共通欠失領域を認めた。次に酵母人工染色体(YAC)を用いて詳細に解析したところ、共通欠失領域は790kbのYACにより完全にカバーされていた。さらにこれらのYACからコスミドコンティグを作製し、得られたクローンを用いて、FISH法を行い詳しく解析したところ、共通欠失領域はl00kbという極めて狭い範囲に限局された。本年度は他のグループとの共同研究により、同じ10番染色体領域に存在するPTENI遺伝子が子宮体癌の発生・進展に大きく関与している可能性を示した。すなわち子宮体癌の55%(38例中21例)において突然変異が認められ、これはこれまで報告されている他の遺伝子異常の頻度に比べて、格段に高い値であった。さらに、子宮体癌の前がん病変とされる子宮内膜異型増殖症においても突然変異が確認され、本遺伝子は子宮体癌発癌過程の初期に関与している可能性が示唆された。
蛍光生体顕微鏡を用いたラット肝移植における胆汁排泄機能障害発生機構についての検討

移植肝のパラメータとして、移植後有効な胆汁が産生されるかどうかがもっとも重要なファクターである。これまでには我々は、冷保存時間延長による胆汁排泄障害の検討、および胆汁排泄のエネルギー供給源として密接な関係をもつミトコンドリア機能との関係、および冷保存再灌流障害のひとつの原因と考えられるフリーラジカルの関与について検討を行ってきた。我々のdihydro-rhodaminine123によるラジカル産生検討において、冷保存だけではフリーラジカルの産生はみられなかったが,再灌流をすると保存時間が長い群ほどラジカルの産生が多く,特にzonationとしてはperiportal regionを中心としていることが明らかとされた.また,16時間保存された肝臓の胆汁排泄機能,ミトコンドリア機能も、やはりperiportal region優位な機能低下を示すことがrhodamine123による検討,胆汁の胆汁酸・リン脂質排泄量の測定によって明かとなった。時間的にもラジカル産生はミトコンドリア機能低下に先立つことにより機能低下の原因としてフリーラジカルの関与が考えられた.これを明かとするために,抗酸化剤EPC-Kの投与による効果を検討したところ、EPC-K投与によりperiportal region中心のラジカル生成を減弱させ,ミトコンドリア機能の低下、胆汁酸依存性胆汁の減少を軽減させることに成功した.以上からその発生メカニズムにはperiportal regionのフリーラジカルが関与していると考えられた。血球成分のないラットの体外灌流モデルでは、フリーラジカルの供給は肝細胞・血管内皮細胞であると考えられる。生体内では白血球が最大のラジカル供給源であることは既知のとおりであるが血球成分の影響を除外した状態で起る酸素ストレスでも十分な機能障害が起ることが示されたことは重要な所見と考える。
英語を中心とする多音節語句・表現の音声・音韻的研究

位置関数理論(Yamada(2010))において措定された、英語の副次強勢配置を分析するためのパラメータとしての16個の位置関数が、英語の主強勢配置においてはどのように機能するかを調べた。その結果、英語の主強勢配置に関しては、韻律外性という仕組みを基にして、3個の位置関数を設定するだけで説明できることが明らかとなった。さらに、この位置関数理論は、英語の複合語、句、文の強勢配置を説明できるのかということについての検討も行った。その結果、現在のままでは複合語、句、文の強勢配置を説明するには十分ではなく、更なる理論の改訂が望まれることが示された。本共同研究に必須の各種英語音声資料の収集を昨年度に引き続き行い、各種の研究活動を行った。各種英語音声資料の収集に関しては、研究分担者(村田)が、英語の音声、それも世界各地で使用される様々な特徴を持つ英語の音声を、各地の出身者が集まるロンドンを中心に収集するとともに、各種メディア上の生きた英語音声に触れ、英語の多音節語句・表現の特徴を調べた。今年度もレディング大学の音声学者Jane Setter氏と連絡を取り、面会して、意見交換、討論を行った。論文発表、研究発表、招待講演に関しては、研究代表者(山田)が次に記すような活動を行い、その発表を基にした世界の多くの研究者との討論により、本研究課題を掘り下げ、更なる問題点をあぶりだすことができた。1.(論文)"Main Stress Assignment in English Words," JELS 30, 229-235, 2013年2.(翻訳)「モダン・ディベート--その理論と戦略--(III):「should」の意味、論理的定義の獲得、誤った定義への対処法、両義性」、福岡大学研究部論集A:人文科学編12(4), 89-94, 2013年3.(報告書)「音声学・音韻論の研究--英語学・英米文学・英語教育各界の回顧と展望]、英語年鑑2013, 40-42, 2013年4.(招待講演)"Stress Assignment in English Words: A Preliminary Analysis," TCP(東京大学),2012年5.(招聘発表)"Main Stress Assignment in English Words,"日本英語学会第30回全国大会(慶応義塾大学),2012年6.(招待講演)「ことばの仕組み」、福岡大学大学院英語学英米文学専攻創立30周年記念式典(福岡大学)、2012年英語及びその他の言語の「多音節語句・表現」に於ける「プロソディー」分析とそれに関連する各種の音韻現象について、研究代表者の提案する新理論(Yamada(2010))を元にこれまでの研究成果を継承しつつ、その理論的解明を更に進展させた。具体的には、上記Yamada(2010)で提案された「位置関数理論」が各種の英語の多音節語句・表現に適用できることの検証を行うと共に、多様な英語の音声的・音韻的現象を単一の理論で取り扱うための方向性を探った。現在の「位置関数理論」は英語の副次強勢配置現象を基礎データとして構築されているが、多音節語句・表現を分析するには、先ずは主強勢の配置のためのパラメータとして働く位置関数を確定する必要があった。結果として、主強勢配置の分析には、副次強勢配置で必要とされる16個の位置関数のみを使うだけでは不十分で、副次強勢配置の分析で用いられた「Heaviness」に加えて、「Bounded Binarity」と「Rhythmic Adjustment」を措定する必要性が示された。更に、主強勢配置に関しては、この3つの「位置関数」の発動の初期条件として、「韻律外性」の設定が必要であることが分かった。しかしながらこの「韻律外性」そのものを「位置関数」の一つとして規定できる可能性については、より一層の探究が必要となろう。本研究では、多様な英語の音声的・音韻的現象を分析するために、実データを広範囲に収集して分析を進めた。その結果、これらの現象を説明するためには、現在の「位置関数理論」の設定だけでは、まだ不十分であり、この理論を更に拡大し、英・米・豪・仏・印等で使用される様々な英語の語句・表現での音声的・音韻的現象を捉えるための新たな設定が必要なことが明らかとなった。(1)各種英語音声資料の収集、(2)国外の専門研究者との情報交流、(3)論文発表、招待講演を行った。(1)に関しては、山田が米国ボストンに赴き、様々な場所で英語の多音節語句・表現の収集を行った。一方、村田が英国に赴き、多くの出身地の英語話者が集まるロンドンを中心に、英語音声資料の収集(直接録音、放送からの録音、パソコンでの音声ファイル収集など)を行った。

(2)に関しては、山田が米国マサチューセッツ工科大学(MIT)を訪れ、言語学の最先端を走る数多くの研究者と面会し、多音節語句・表現に関する議論及び情報交換交流を行った。具体的には、言語学・哲学科のShiegru Miyagawa、Donca Steriade、Adam Albright、Noam Chomsky、Michael Kenstowicz、Morris Halle各教授と面会し、本研究の基となっている「新理論」(Yamada (2010))の妥当性に関して、議論を行うとともに、生成文法理論の最新の理論展開について新たな知見を得ることができた。これらの研究者とは次年度も再会し、更に意見を戦わせる予定である。一方、村田は、現在英国にて、現役で活動中の最も著名な音声学者の一人である英国レディング大学のJane Setterと面会し、各種の英語に関する貴重な情報を収集し、議論を行うとともに、次年度も再訪して、議論を継続し、国際英語等の両者に関連のあるテーマについて、共同研究の可能性を引き続き、検討することとなった。(3)に関しては、山田が論文"A New Account of Subsidiary Stresses in English Words"(査読付き)を発表し、村田が、"RP, GA, Amalgam English or International English?"と題し、国際会議で招待講演を行った。本研究の目的は、英語及びその他の言語の「多音節語句・表現」に現れる「プロソディー」とそれに関わる「各種の音声・音韻現象」を、研究代表者が提案している新理論(Yamada (2010))で捉え直し、その複合的仕組みを解明するとともに、世界語としての多様な英語の分析を開始するための糸口を探ることにある。この目的を達成するため、昨年度は実際の各種英語音声資料の収集を積極的に展開した。研究代表者(山田)は米国ボストンへ、研究分担者(村田)は、英国ロンドンへ出張した。更に、研究分担者の村田は本年度もロンドンへ出張し、継続して資料収集や音声学者との情報交換を続けた。このように、英語の本場である米国と英国に出張し、資料収集を行うとともに、世界の一流研究者と直接に国際情報交換及び討論をする機会を持てたことは、本研究の遂行において、大きな収穫となっている。故に、本研究の進展はおおむね順調である。本研究の目的は、英語及びその他の言語の「多音節語句・表現」に現れる「プロソディー」とそれに関わる「各種の音声・音韻現象」を、研究代表者が提案している「新理論」(Yamada(2010))で捉え直し、その複合的仕組みを解明するとともに、世界語としての多様な英語の分析を開始するための糸口を探ることにある。この目的を達成するため、本年度は、実際の各種英語音声資料の収集を積極的に展開した。すなわち、研究代表者(山田)は米国ボストンへ、研究分担者(村田)は英国ロンドンへ出張した。ボストンは米国建国以前より幾多の移民を受け入れ、発展してきた街である。また、ロンドンは、いうまでもなく、世界の英語の本拠地であり、今も多くの出身地の英語話者が集まる街である。この両都市にて、直接英語音声資料を収集する意義は大きい。本研究に必要な英語の「多音節語句・表現」に関しては、収集に要する時間的制約のため、まだまだ資料としては不十分であり、次年度も収集作業を継続する必要がある。
MCCIデブリからのアクチノイド溶出機構および処理プロセスに関する基盤研究

福島原発事故で発生したアクチノイドを含むMCCI(Molten Core Concrete Interaction)デブリの合理的な最終処分の提案に向けた基盤研究として模擬燃料デブリを調製し、模擬デブリ固相の性状と核種の溶出性の関連を明らかにするとともに、発生したデブリの安定化処理を提案することを目的としている。デブリの耐酸化性、耐腐食性を向上させる固溶体安定化剤を添加した模擬廃棄体を、酸素雰囲気や加熱温度を制御することにより種々調製し、デブリ中アクチノイドや核分裂生成物の地下水に対する耐溶出性を評価することで、処理の妥当性や必要性を検討する。本年度は、MCCIデブリの高温における反応挙動について、異なる雰囲気(酸化的および還元的)や加熱温度(1200-1500°C)に対する燃料成分とホウ素化合物等(UO2:ZrO2:B4C=1:1:1やUO2:ZrO2=n:1-nなど)との反応をXRDによる相関係解析やSEM-EDXによる形態および組成評価により調べた。また、研究用原子炉における熱中性子照射により生成したMAおよびFPトレーサを含む種々の模擬デブリ試料を調製し、水溶液への溶出試験を行い、水溶液中の各元素のICP-MSによる定量分析によりそれらの固体性状が核種溶出率に及ぼす影響を評価した。また、MCCI模擬デブリをガラス化した試料を熱中性子照射し、核分裂生成物の溶解性を評価した。さらに、燃料デブリに含まれると考えられるジルコニウム合金が水腐食し、ジルコニウム水酸化物となることを想定し、同表面におけるウランの化学状態を、真空型多重反射フーリエ変換赤外分光(ATR-FTIR)装置を用いて評価した。MCCI模擬デブリとして、U酸化物とホウ素化合物成分の固溶体を種々の条件(Ar+2% O2およびAr+10% H2)で調製した。得られたデブリ試料の相関係を評価するためX線回折測定(XRD)を行った。還元/1200-1500°Cにおけるウラン化合物は概ねUO2相が安定であった。ジルコニウムは酸化/1200°Cでは単斜晶のZrO2として存在していたが、1300-1500°Cでは正方晶のZrO2及びZrB2相が確認された。酸化/1200-1500°Cにおいても、UO2相は酸化されることなく安定に存在していた。これはB4Cが分解した際に生じる一酸化炭素(CO)が還元剤として働き、酸化を抑制したためと考えられる。また、ジルコニウムは酸化雰囲気/1200°Cでは単斜晶のZrO2として存在していたが、酸化雰囲気/1300-1400°Cではホウ素と反応しZrB2が生成した。また、酸化雰囲気/1500°Cでは正方晶のZrO2が確認された。また、U/Zr酸化物の組成比を11段階で変えた固溶体を還元/1600°Cで調製した。高U比で立方晶の固溶体が確認され、格子定数はZrの増加とともに減少し、87%Uで一定となった。また高Zr比で正方晶および単斜晶のZr酸化物固溶体が共存した。大気雰囲気でガラス化したMCCI模擬デブリ(CayU1-yO2+xおよびCaUO4)中に熱中性子照射法により核種を導入して浸出試験を行った。CaU酸化物のUの溶解性はU3O8と同等で、UO2よりも高い。同酸化物とガラスの混合粉末の加熱によりガラス化は進行し、FP溶出が抑制された。大気起源の炭酸イオンおよびウラニルイオンのピークの正負および位置情報をもとに、それらの化学種および収脱着挙動を解釈した。ATR-FTIR測定により、Ca/Si化合物とSi化合物が調和的に溶出すると推測されたが、デブリ表面のウランの溶出は観測できなかった。これまで調製した試料について浸漬実験および固相分析を継続し、その知見・成果をもとに新たな条件での模擬燃料デブリを調製し、より安定なデブリ固相の生成条件や生成方法を模索することで、MCCIデブリの処理法提案を目指す。次年度は、ウランジルコニウム系化合物と中性子吸収効果のあるホウ素等との高温反応により調製した模擬MCCIデブリを引き続き対象とし、その相関係を明らかにするため、画像解析による粒径評価や、各種分光法(XRD、SEM-EDX等)およびTG-DTA法を用いて結晶構造や粒界毎の元素組成、安定性を評価する。特に酸化ホウ素を含むガラス成分等を用いた固相からの溶出性について検証する。浸漬実験で得る核種溶出率はウラン溶出率で規格化し、その時間依存性、液性依存性(pHやEh、Ca濃度の変化等)を評価する。本研究課題における最終年度のため、以下の観点から本研究成果を総括し、今後の安全研究の方向性を導く。例えば、固溶体の高温特性と冷温停止後の相安定性、FPおよびMA核種と燃料成分との化合物生成と浸出特性、ウランマトリクスの構造および組成制御と分配挙動、安定化処理による性状評価および長期影響について論じる。福島原発事故で発生したアクチノイドを含むMCCI(Molten Core Concrete Interaction)

デブリの合理的な最終処分の提案に向けた基盤研究として、模擬デブリを調製し、模擬デブリ固相の性状と核種の溶出性の関連を明らかにするとともに、発生したデブリの安定化処理を提案することを目的としている。デブリの耐酸化性、耐腐食性を向上させる固溶体安定化剤を添加した模擬廃棄体を、酸素雰囲気や加熱温度を制御することにより種々調製し、デブリ中アクチノイドや核分裂生成物の地下水に対する耐溶出性を評価することで、処理の妥当性や必要性を検討する。本年度、MCCIデブリの高温における反応挙動について、異なる雰囲気(酸化的および還元的)や加熱温度(最高1600°C)に対する燃料とセメント構成成分等(UO2:CaO=1:1, UO2:CaO:SiO2=1:1:1)との反応を調べた。さらにマイナーアクチノイド(MA)および核分裂生成物(FP)トレーサを添加した模擬デブリを調製し、人工海水および純水への溶出試験を行い、それらの条件が核種溶出率に及ぼす影響を評価した。公表された1F汚染水中のアクチノイド濃度分析値を、燃料の核種インベントリおよび実験で得た模擬燃料デブリからの核種溶出率から推算される放出放射能量と対比するモデルを考案し、冷却水へのアクチノイドの溶出がウランの溶出と調和的であることを見出した。さらに、真空型多重反射フーリエ変換赤外分光(ATR-FTIR)装置を設置調整し、模擬燃料デブリ表面のウラン等の酸化状態や収着反応を評価するための準備を整えた。微量アクチノイドの溶出・溶存状態分析を行うに先立ち、天然水中のアクチノイド分析を予察的に行い、得られた結果の熱力学的な解釈を試みた。MCCI模擬デブリとして、ウラン酸化物又はウラン-ジルコニウム酸化物とコンクリート成分の固溶体を種々の条件(Ar+2%O2およびAr+10%H2、12001600°C)で調製することに成功した。得られたデブリ試料の相関係を評価するためX線回折測定を行った。還元雰囲気では概ねUO2相が安定であり、コンクリート成分はCaSiO3やSiO2の揮発に伴ってCa2SiO4を生じた。酸化雰囲気では構成成分のUO2相への固溶限度が高まり、温度上昇とともに固溶体であるCayU1-yO2+x相や(Ca,Si,U)O2+x相を形成する傾向を見出した。また、一部の試料について、SEM-EDX法による試料観察を行い、各相における元素分布を評価した。その後、溶出率を評価するための試料内への核種(85Sr/137Cs/152Eu/237Np/241Am)の導入はトレーサ添加法により行った。例えばUO2:ZrO2:CaO:SiO2=1:1:1:1を還元雰囲気で加熱処理して調製した模擬デブリでは、1か月後のUの溶出率は0.1%以下であり、人工海水および純水で大きな差異は見られなかった。なお、熱中性子照射法によりMCCI模擬デブリ中に核種を導入するため、試料を石英管に封入し、京大原子炉に移送する準備を整えた。MCCIデブリ表面の二酸化ウランが大気平衡にある人工海水と接した際、表面のウランが4価から6価へ酸化されることをATR-FTIR法により観察した。この予備検討結果により、ウランと他核種の溶出挙動の相関を評価しうる可能性を見出した。また、溶液中の微量アクチノイドの予備濃縮および質量分析法を確立した。福島原発事故で発生したアクチノイドを含むMCCI(Molten Core Concrete Interaction)デブリの合理的な最終処分の提案に向けた基盤研究として模擬燃料デブリを調製し、模擬デブリ固相の性状と核種の溶出性の関連を明らかにするとともに、発生したデブリの安定化処理を提案することを目的としている。
神経関連分子を応用した歯周組織再生過程の活性化

近年の研究成果により、神経関連分子およびそのシグナル分子が骨代謝や炎症の制御に関係しているとの報告がされている。興味深いことに、歯周組織の恒常性維持・組織再生に重要な役割を演じる歯根膜においても種々の神経関連分子およびその受容体が発現している。本研究では骨代謝に関与していると報告のあるアセチルコリンとその受容体であるムスカリン3(M3)受容体および代表的な感覚神経のペプチドであるCalcitonin gene-related peptide(CGRP)に着目し、これら分子が歯根膜における硬組織代謝および炎症の制御に及ぼす役割を検証する。
神経ペプチドとフォルボールエステルによる皮膚腫瘍プロモーション刺激との関連

最近の神経内分泌免疫学の進歩には目覚ましいものがあり、各種ストレスや神経刺激が与える、種々の生物現象への多彩な影響が解明されつつある。我々は、各種神経ペプチドと代表的な皮膚腫瘍プロモーターである12-o-tetradecanoylphorbol-13-acetae(TPA)による腫瘍プロモーション刺激との関連について検討した。神経ペプチドとしては、P物質(SP)、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)、血管作動性腸管ペプチド(VIP)、神経成長因子(NGF)、ベータ・エンドルフィン(β-EP)、ソマトスタチン(SOM)について検討した。TPA塗布により、CGRP、VIP、NGF、SOMでは、その皮膚組織中・血中濃度共に変化を認めなかったが、SPでは、組織中、血中共に上昇が認められた。SPでは組織中では、刺激後1-6時間後に起こっており、プロモーション刺激の直接的な反応であろうと考えられた。一方、SPの血中濃度は8-12時間後とかなり遅れて起こっており、皮膚での上昇が反映されているものと考えられた。β-EPの血中での変化は、1-6時間後と早く起こっており、皮膚以外の血球等での産生増加等が考慮された。また、プロモーション過程のマーカー酵素であるオルニチン脱炭酸酵素(ODC)の活性について、各種神経ペプチドの前投与、後投与の効果を検討した。NGF、β-EPでは変化が認められなかったが、SP、CGRP、SOMでは、刺激後3、6、9時間において、最大約60%の抑制を認めた。VIPでは、前投与ではかえってODCを上昇させ、後投与では抑制するという二相性の変化が認められた。ODCmRNAレベルには、いずれの神経ペプチドも影響を与えなかった。また、TPAによる皮膚増殖刺激に関しても、いずれの神経ペプチドも影響を与えなかった。各種神経ペプチドの作用の詳細なメカニズムは今後の課題であるが、以上、皮膚腫瘍プロモーション過程に対して、各種神経ペプチドが何らかの相互作用を有する事が示唆された。今年度は、ハートレー系オス・モルモット皮膚に腫瘍プロモーターのTPAを塗布後のサブスタンスP(SP)、カルシトニン関連ペプチド(CGRP),腸管ペプチド(VIP),神経成長因子(NGF),β-エンドルフィン(β-EP),ソマトスタタン(SOM)の凍結組織中、血中濃度をラジオイムノアッセイで測定した。その結果、CGRP,VIP,SOMでは組織中、血中とも変化が見られなかったが、SPにおいては、TPA塗布後、組織中では3-6時間後に一過性の上昇を認めた。また、血中では、8-12時間後に有意な上昇を認めた。さらに、β-EPは、組織中では変化を認めなかったものの、血中では2-6時間後に有意な上昇を認めた。これらの変化は、TPAによる腫瘍プロモーション刺激が神経ペプチドに影響を与えていることを示唆する所見と考察した。上述のTPAによる神経ペプチドの経時的変化は、海外でも報告されておらず、新データである。NGFについては、組織中・血中濃度とも標準誤差が大きく、アッセイ法の改良が必須であると考えた。次年度はこれらの点について検討を重ねて行く予定である。

ハーレー系オスモルモット皮膚に腫瘍プロモーターのフォルボールエステル(12-0-tetradecanoyl-phorbol-B-acetate ; TPA)を塗布し、1, 3, 6, 12, 24時間後に背部皮膚を採取し、腫瘍プロモーションのマーカー酵素であるornithine decarboxylase (ODC)活性を測定する系を用いて、腫瘍プロモーションに与える神経ペプチド-サブスタンス-P (SP),カルシトニン関連ペプチド,(CGRP),腸管ペプチド(VIP),神経成長因子(NGF),β-エンドルフィン(β-EP),ソマトスタチン(SOM)の効果を検討した。すなわち、TPA (17nmol)塗布の6, 3, 1時間前,TPA塗布の1, 3時間後に各神経ペプチドのアセトン溶液(0.1100μg相当)を塗布した。1. SP, CGRP, SOMにおいては、TPA塗布1時間前と1時間後投与によりODCの著明な抑制が認められた。2. VIPにおいては、TPA塗布前投与ではODCの著明な促進、TPA塗布後では軽中等度のODC活性抑制という二相性反応が認められた。3. NGF, β-EPについては、TPA塗布前後の投与において、ODC活性への効果は認められなかった。今回の結果より、神経ペプチドはフォルボールエステルによる皮膚腫瘍プロモーションに影響を与えることが示唆された。我々はこれまで、各種神経ペプチドと代表的な皮膚腫瘍プロモーターである12-o-tetradecanoy1 phorbol-13-acetae(TPA)による腫瘍プロモーション刺激との関連について検討して来た。神経ペプチドとしては、P物質(SP)、カルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)、血管作動性腸管ペプチド(VIP)、神経成長因子(NGF)、ベータ・エンドルフィン(β-EP)、ソマトスタチン(SOM)について検討した。平成7年度の結果でTPA塗布により、CGRP、VIP、NGF、SOMでは、その皮膚組織中・血中濃度共に変化を認めなかったが、SPでは、組織中においては1-6時間後、血中においては8-12時間後に上昇が認められ、β-EPでは、血中で1-6時間後に上昇が見られる事が分かった。平成8年度には、プロモーション過程のマーカー酵素であるオルニチン脱炭酸酵素(ODC)の活性について、各種神経ペプチドの前投与、後投与の効果を検討し、NGF、β-EPでは変化が認められなかったが、SP、CGRP、SOMでは、刺激後3、6、9時間において、最大約60%の抑制、VIPでは、前投与では上昇させ、後投与では抑制という二相性の変化を認めた。平成9年度は、ODCmRNAレベルについて検討したが、いずれの神経ペプチドも影響を与えない事が判明した。また、TPAによる皮膚増殖刺激に関しても、いずれの神経ペプチドも影響を与えなかった。今後は、各種神経ペプチドの作用の詳細なメカニズムの追求を課題としたい。以上、我々の一連の研究により、皮膚腫瘍プロモーション過程に対して、各種神経ペプチドが何らかの相互作用を有する事が明らかになったと考える。
水溶性シクロデキストリン・フラーレン誘導体錯体を用いる新規光材料の開発

最近、水溶化フラーレンは、活性酸素種を発生できる優れた光増感剤としての利用について報告がなされている。シクロデキストリン(CDx)と錯化したフラーレンはCDxに包接されることによって水中で孤立分散している。その光活性を向上させるためには、フラーレンの機能化が重要であるが、我々は機能化したフラーレン誘導体がCDxと安定な錯体を形成することを報告した。本申請課題で、我々はCDxと錯化したフラーレン誘導体の光線力学活性を比較した。我々は、フラーレン誘導体のCDx錯体がこの長波長(610nm以上)での光照射でがん細胞HeLa細胞に対して非常に高い光線力学活性を示すことに成功した。本年度は、種々のシクロデキストリン・フラーレン誘導体錯体の光線力学(PDT)活性を評価した。まず、がん細胞に対するPDT活性を置換基の違いにより比較検討した。その結果、カチオン性置換基を持つフラーレン誘導体が、中性の置換基を持つものに比べ、圧倒的に高い活性を有し、より低濃度でがん細胞を死滅させることができた。しかも、このとき、PDTに適した波長領域である600 nm以上の光の照射によって活性が確認された。このときの値は、従来のPDT薬剤であるフォトフリンよりも数倍高い活性が示された。この領域の光では、未修飾のフラーレンがほとんどPDT活性を示さないことから、フラーレン誘導体を用いる利点が明らかとなった。次にこの原因を調べるため、一重項酸素の発生量を比較した。その結果、カチオン性フラーレン誘導体が最もその発生量が多く、一方アミノ基を持つフラーレン誘導体では非常に少ない発生量となった。この原因はアミノ基のローンペアーによる光活性されたフラーレン誘導体の失活によることが示唆された。最後に細胞導入量を比較したところ、これもカチオン性フラーレン誘導体が最も大きな値を示した。この原因はアニオン性表面を持つがん細胞膜表面に静電相互作用して、その後の細胞内への導入がスムーズに進行したためであると考えられる。以上のように、カチオン性フラーレン誘導体が活性酸素産生量と細胞導入量がともに多いため、PDT活性が非常に高いことが示された。今後は、カチオン性部位の違いによる検討を行っていく予定である。フラーレン二付加体は8種類の異性体が存在し、それぞれの異性体間で物性の違いが存在する。したがって、これらを精製することは、機能性材料としてフラーレン誘導体を利用する上で重要な課題となる。そこで、本年度は様々な生理活性を持つことが既に知られているカチオン性ビス-N,N-ジメチルフレロピロジニウム塩の前駆体であるビス-N-メチルフレロピロリジンをターゲットとし、シクロデキストリンとのホスト-ゲスト錯体形成による精製を行った。まず、カラムクロマトグラフィーを用いた精製によって、trans-1, trans-2,およびtrans-3の混合物を得た。この混合物とシクロデキストリンとの錯体形成を行うと、シクロデキストリンの添加量が少ない時には、trans-1とtrans-2が、一方添加量が多い時にはtrans-3が優先的に水中に抽出された。さらに、DMSOを添加することで、前者の水溶液からは、水溶液中にtrans-1が残り、沈殿中にtrans-2が存在し、それぞれほぼ選択的に得られ、後者の水溶液からは、沈殿中にtrans-3が選択的に得られた。このように、シクロデキストリンとの錯体を形成させることで、その錯体の安定性の違いによってtrans-1trans-3までの異性体の高純度での分離精製に成功した。これらの結果より、錯体の安定性は、trans-1>trans-2>trans-3の順であり、分子動力学計算からも支持された。本申請者は初めてフラーレン誘導体がシクロデキストリンと錯体を形成し、高濃度で水溶化されることを明らかにした。このフラーレン誘導体に機能性官能基を導入すれば、従来不可能であった種々の界面との相互作用が期待される。本申請者は様々な置換基を導入したフラーレ誘導体を合成し、シクロデキストリンとの錯体形成が可能かどうか、またその錯体が水中に可溶化されるかについてまず検討した。その結果、置換基末端の水溶性が非常に重要であることが明らかになった。例えば、金基板表面に修飾すするために1,2-ジチオランを導入した場合、その親水性が低いために錯体はほとんど水溶化できなかった.一方、カルボン酸を末端にもつフラーレン誘導体のシクロデキストリン錯体は比較的高い濃度で可溶化できた。このように水溶化できたカルボン酸を有するフラーレン誘導体をシクロデキストリン錯体のまま酸化チタン表面に修飾することを試みている。うまく修飾されれば光電変換素子としての応用が期待される。

超分子化学当初、フラーレン誘導体にすることによって、置換基に基板や細胞表面などの認識部位を導入しシクロデキストリン・フラーレン誘導体錯体の固定化のみを目標としてきた。しかし、実際にその錯体の光線力学活性を評価してみると、予想外なことに光線力学治療に適した600nm以上の波長の光で非常に高い活性を示すことが示された。この原因はまだ明らかではないが、今後様々な光材料として利用する上で大きな利点となる結果である。現在、上記研究のように二付加体についてもフラーレン誘導体とシクロデキストリンが1:2錯体を形成することを明らかとした。この結果は当初予定していた一付加体での金属表面への接合部位やがん細胞表面の認識部位と、さらに光捕集部位や電子供与性部位などの官能基をもう一方の置換基として導入できることを意味する。したがって、本成果は当初予定以上の成果といえる。一方、当初予定していたピロリジン骨格以外の様々な置換基を有するフラーレン誘導体についてもシクロデキストリンによる錯体形成できるかどうかについて検討を行なっており、これらの結果もまもなくまとまり、論文投稿する予定である。これらの結果は、今後金属表面への接合部位やがん細胞表面の認識部位をフラーレン表面に導入する際に分子設計をする上で重要な知見であり、予定通り合成方針も立てられる状況となった。今後は、より置換基の効果がでるように、シクロデキストリンの空孔かr離れた位置にカチオン性部位をもつフラーレン誘導体を合成し、sの光線力学活性を比較する。また、基板や金属ナノ粒子表面に固定化できるような置換基を導入し機能材料としても評価を行う予定である。様々な置換基を有するフラーレン誘導体について、シクロデキストリンとの錯体形成を検討した結果、置換基の立体障害のみではなく、親水性-疎水性の違いによって、フラーレン誘導体・シクロデキストリン錯体の水溶性に大きく影響することが明らかとなった。これらの結果から、従来予定していた疎水性の保護基や活性基を利用することが困難であることがわかり、今後親水性の保護基や活性基を利用することを予定している。今後は、金属表面への接合部位を導入したフラーレン誘導体を新規合成する予定である。一方、細胞実験においても、すでにフラーレン誘導体・シクロデキストリン錯体のin vitroでの細胞導入量がフラーレン誘導体の置換基によって大きく異なることを明らかにした。今後、この導入量の差が光線力学活性に大きく影響することが予測され、当初目標であった光線力学活性の向上につながるものと期待できる。該当なし