hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
βラクタム系抗菌薬の個別化投与の有用性に関する臨床研究

○研究目的近年、多剤耐性菌による院内感染が社会問題となっており、抗菌薬の科学的適正使用の推進が望まれている。一方、モンテカルロシミュレーションの手法を用いたPK-PD解析による投与設計立案が有用であると報告がある。本研究では、院内肺炎患者に対して汎用されているカルバペネム系抗菌薬であるメロペネム(MEPM)において、モンテカルロシミュレーションによるPK-PD解析に基づき投与設計立案の臨床適応による有効性・安全性の評価を行い、同様にペニシリン系抗菌薬であるタゾバクタム/ピペラシリン配合剤(TAZ/PIPC)において、投与設計立案の妥当性を評価するために血中薬物濃度をモニタリングした。○研究方法・調査対象:当院、呼吸器化学療法内科にて入院治療が行われた院内肺炎患者・MEPM投与設計立案方法:患者の腎機能を評価した上でモンテカルロシミュレーションを応用したPK-PD解析ソフトウエアを用いて投与設計を行い、%T>MICが40%以上となる投与方法を主治医へ推奨した。・TAZ/PIPCのクリニカルPK-PD解析:患者の腎機能により投与量を変えて投与し、TAZおよびPIPCの血中薬物濃度を経時的に測定した。・臨床評価:主治医が「成人院内肺炎診療ガイドライン」に準じて臨床評価を行った。安全性評価は「抗微生物薬安全性評価基準」を基に主治医が観察を行った。○研究成果症例数はMEPM、TAZ/PIPCで12症例、22症例であった。MEPM投与により臨床症状(発熱、酸素飽和度)および臨床検査値(白血球数、CRP値)は全症例で改善が認められた。副作用は、1症例のみ投与後AST、ALTの上昇を認めたものの一過性であり、全症例において安全性であると評価された。TAZ/PIPC投与では、20症例(90.1%)で臨床症状および臨床検査値の改善が認められた。副作用は、5症例に腎機能障害や肝機能障害などの副作用が認められた。しかし、副作用発現と血中薬物濃度との関連は認められなかった。よって、モンテカルロシミュレーションを応用した抗菌薬のPK-PD解析は、個別化治療を行うために有用であり、また、十分な臨床効果が期待でき、かつ、安全面にも配慮した投与設計が可能であることが示唆された。
近赤外分光法による脳機能計測における皮膚血流の分離と時系列信号のパターン解析

近赤外分光法による脳機能計測において、計測信号の時間的な変動を考慮した信号パターン分類手法を検討した。脳活動の反応による信号の特性から2種類の相関係数の時間変化を用いた解析法を提案した。これらは酸素化・脱酸素化ヘモグロビンの相互相関係数の時間変化を用いる方法と酸素化ヘモグロビンあるいは脱酸素化ヘモグロビンの測定チャネル間の相互相関係数を用いる方法である。16チャネルのNIRS装置を用いて2種類の実験を行った結果、提案した解析法は血液量変化と脳機能計測の違いを判別する上で有効であることが示された。研究の目的は、近赤外光分光法(NIRS:near infrared spectroscopy)による脳機能計測において、計測信号の時間的な変動を考慮した信号パターン分類する手法を確立することで、脳機能由来の信号と血液量変化や外乱を分離し、脳機能由来の信号の発生メカニズムを解明することである。さらに、信号パターン分類する手法を基にチャネル間の計測信号の関連性を解析することで脳の局在性の解析を容易にし、目視による判読に頼らない自動的な信号パターンの判断基準を設けることである。これにより、計測者による個人誤差を低減し、NIRSの信頼性を高めて活用範囲を広げることである。平成26年度は信号パターンの解析方法の確立を目的として、脳機能信号の時間変化に着目した解析方法の検討と計測実験を行った。研究内容は以下の通りである。(1)時間領域において時間相関係数を用いた解析を行った。課題に対する脳機能の時間変化を反映させるため、時間窓(相関係数を求めるデータ数)と時間窓の掃引方法(重複期間を設ける)条件の検討を行い、相関性の基準を決定する。時間窓と掃引方法を調整することで、短期記憶課題などの短時間で変化する課題に対する脳反応のパターンを検知できるようにした。(2)前頭計測用の16チャネルNIRSを導入し、計測実験を行った。NIRS信号は、暗算や言語流暢性課題等の脳機能反応時と姿勢変化や息止めなどの外的要因による脳血流の変化によるNIRS信号のパターンが異なることに着目し、2種のヘモグロビン濃度変化の特性の時間的な相関を調べた。外因要因による血液量変化は正の相関を示し、脳機能反応時と異なるパターンを示すことを示した。平成27年度は信号パターンの解析方法の確立とマルチチャネルシステムにおける脳機能の局在性の解析に向けて解析方法の検討と計測実験を行った。研究内容は以下のとおりである。(1)平成26年度に提案した時間相関係数を用いた解析方法に関して、脳反応のパターンの検知技術を視覚的にわかりやすくするために、表示手法の確立を行った。脳反応のパターンの検知には提案した3種類の相互相関係数を用いる。16チャネルの測定結果に関して相互相関係数を強度分布として表示することにより、チャネル間の信号の関連性をより顕著に示すことができるようになった。(2)前頭計測用の16チャネルNIRSを用いた計測実験に関する実験を行った。平成27年度は計測課題のデザインに、ブロックデザインを採用した。これは課題ブロックと課題に直接関連しないブロックを設けてブロック加算平均を行うことにより、反応の明瞭化を図るものである。記憶ブロックと非記憶ブロックを設定した短期記憶課題を作成して計測実験を行い、(1)記載の解析・表示方法を適用した。記憶ブロックと非記憶ブロックでは脳反応のパターンが異なり、非記憶ブロックでは相互相関が低くなる傾向が示された。解析・表示手法に関しては、ソフトウエアの作成や実験課題の工夫を行い、計測に対する有用性を示しつつある。外乱補正手段を持つ装置による計測は、生体信号取得に関しては進展したが、補正手段の検証については生体での検証にやや時間がかかっている。これは、外乱補正手段を持つ装置の安定性の確保とソフトウエアの改良に時間がかかったためである。前頭計測用の16チャネルNIRSによる計測データから反応部位をあらかじめ推定して、効率的な計測実験及び評価を行うように工夫する。本研究の目的は、近赤外光分光法(NIRS:near infrared spectroscopy)による脳機能計測において、計測信号の時間的な変動を考慮した信号パターン分類する手法を確立することで、脳機能由来の信号と血液量変化や外乱を分離し、脳機能由来の信号の発生メカニズムを解明することである。まず、信号パターンの解析方法の確立とマルチチャネルシステムにおける脳機能の局在性の解析に向けて解析方法の検討と計測実験を行った。脳反応のパターンの検知には提案した3種類の時間相関係数を用いる。さらに、脳反応のパターンの検知技術を視覚的にわかりやすくするために、表示手法を確立した。

相互相関係数を強度分布として表示することにより、チャネル間の信号の関連性をより顕著に示すことができるようになった。次に、解析方法を前頭計測用の16チャネルNIRSを用いた計測実験に適用した。ブロックデザインによる計測課題を考案し、ブロック加算平均を行うことにより、反応の明瞭化を図った。計測課題の内容は短期記憶に対する脳反応を評価するものである。評価実験を行い、(1)記憶ブロックと非記憶ブロックではでは脳反応のパターンが異なること、(2)食事の摂取により記憶ブロックの酸素化ヘモグロビン濃度変化のパターンに変化が生じることが示された。提案する信号パターンの解析手法がNIRS計測において信号の特性を評価する上で有効であると考えられる。近赤外分光法による脳機能計測において、計測信号の時間的な変動を考慮した信号パターン分類手法を検討した。脳活動の反応による信号の特性から2種類の相関係数の時間変化を用いた解析法を提案した。これらは酸素化・脱酸素化ヘモグロビンの相互相関係数の時間変化を用いる方法と酸素化ヘモグロビンあるいは脱酸素化ヘモグロビンの測定チャネル間の相互相関係数を用いる方法である。16チャネルのNIRS装置を用いて2種類の実験を行った結果、提案した解析法は血液量変化と脳機能計測の違いを判別する上で有効であることが示された。外的要因による脳血流の変化と脳機能信号の違いは相関係数を用いた手法により把握できることを示したが、外乱補正手段を持つ装置による計測が遅れている。これは、外乱補正手段を持つ装置の回路とシステムの脳機能計測へ向けた改良に時間がかかり、研究協力者である学生の授業のない夏季休暇からずれて実験評価の時期が行えなかったためである。前頭計測用の16チャネルNIRにより計測データの取得を進めながら、評価を行う。解析手法を検証する上では、実験課題の適性の評価も重要となってくる。短期記憶課題に関しては難易度の調整、正答率などの脳反応に影響を与える要因を評価したうえで、被験者数を増やして解析手法の検証を行う。また、表示手法に関しては、脳機能の時間的な変化の解析を目指して動画表示を含めたソフトウエアの改良を行い、信号パターン分類を行う。さらに、外乱補正手段を持つ装置での計測データと照合して脳機能由来の信号と血液量変化や外乱との分離を目指す。工学脳の局在性の解析を行うには、まず、外的要因による血液量変化と脳機能の計測例を増やすことが重要である。そこで、導入した16チャネルシステムによる計測を行う。外的要因の計測課題としては内頚静脈部を指で押さえ血液量の変化を生じさせる課題などを行う。脳機能の計測課題としては短期記憶課題のような短時間周期で変化が生じる課題や、オセロのような一定期間の脳活動を伴う課題を行う。次に、時間相関係数の変化を活用して脳機能の局在性を調べる。局在性を自動的に調べるには、相関係数を求める際の基準チャネルの設定が鍵になる。
有機保護金属クラスターの電子構造の制御と触媒機能の発現

1.PVP保護金クラスターの酸化触媒活性のサイズ効果の解明我々は以前PVP保護金クラスターが空気酸化反応の触媒として作用し,その触媒活性が5nmを境として出現し,サイズの減少とともに徐々に上昇することを報告した.原子レベルでのサイズ効果を解明するために,通常のバッチ法とマイクロ混合法で合成した4種類の金クラスター試料のサイズ分布を,マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法によって評価した.アルコールの空気酸化反応に対する触媒活性を評価し質量分析の結果と比較することによって,70量体付近に明確な閾サイズが存在することを初めて見いだした。この結果は,金クラスターからの電位移動によって酸素分子が活性化されるという反応機構を支持している.2.気相の金属クラスターの電子構造と酸素との反応性気相金属クラスターによる酸素分子の活性化過程を調べるための装置開発を行った.レーザー蒸発法によるクラスター発生源の直後に温度が可変のガスセルを設置し,アルミニウムクラスターを使って装置の性能を確認した.セルを冷却することで,初めて酸素分子の付加体の検出に成功した,さらに,(1)クラスター生成量を増大させるために,マグネトロンスパッタクラスター発生源の設計と設置・調整,および(2)生成物の構造を解明するために光電子分光装置の立ち上げ・調整を行った.(1)については,アルミニウムクラスターの生成を透過型電子顕微鏡で確認した.(2)については,ハロゲン負イオン原子を使って動作を確認した.1.PVP保護金クラスターの酸化触媒活性の発現機構の解明PVPで保護した金クラスター(平均粒径1.1nm)が酸素酸化反応に対して高い活性を示す起源を,電子構造との関連から調べた.各種分光法を使って,PVPからの電子供与によって負電荷を帯びた金クラスターによって酸素分子が活性化されるという機構を提案し,論文としてまとめた.2.マイクロミキサーを用いた高分子保護金属クラスターの調製PVPが金属クラスターを触媒的に活性化できることを受け,PVP保護金属クラスターの精密合成に取り組んだ.金属イオンと還元剤水溶液をマイクロミキサーで混合することで,極めて微小で(平均粒径1.0nm程度)で分散度の高い金や白金のクラスターを得た.特に,金の場合にはミキサーの温度を上げることで,核成長速度を抑えたまま,準安定クラスターを解離させ,魔法数クラスターのみを選択的に合成できることがわかった.3.気相の金属クラスターの電子構造と酸素との反応性気相金属クラスターによる酸素分子の活性化過程を調べるための装置開発を行った.レーザー蒸発法によるクラスター発生源の直後に温度が可変のガスセルを設置し,アルミニウムクラスターを使って装置の性能を確認した.セルを冷却することで,初めて酸素分子の付加体の検出に成功した.その構造を解明するために,光電子分光装置の立ち上げ調整を開始した.1.PVP保護金クラスターの酸化触媒活性のサイズ効果の解明我々は以前PVP保護金クラスターが空気酸化反応の触媒として作用し,その触媒活性が5nmを境として出現し,サイズの減少とともに徐々に上昇することを報告した.原子レベルでのサイズ効果を解明するために,通常のバッチ法とマイクロ混合法で合成した4種類の金クラスター試料のサイズ分布を,マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法によって評価した.アルコールの空気酸化反応に対する触媒活性を評価し質量分析の結果と比較することによって,70量体付近に明確な閾サイズが存在することを初めて見いだした。この結果は,金クラスターからの電位移動によって酸素分子が活性化されるという反応機構を支持している.2.気相の金属クラスターの電子構造と酸素との反応性気相金属クラスターによる酸素分子の活性化過程を調べるための装置開発を行った.レーザー蒸発法によるクラスター発生源の直後に温度が可変のガスセルを設置し,アルミニウムクラスターを使って装置の性能を確認した.セルを冷却することで,初めて酸素分子の付加体の検出に成功した,さらに,(1)クラスター生成量を増大させるために,マグネトロンスパッタクラスター発生源の設計と設置・調整,および(2)生成物の構造を解明するために光電子分光装置の立ち上げ・調整を行った.(1)については,アルミニウムクラスターの生成を透過型電子顕微鏡で確認した.(2)については,ハロゲン負イオン原子を使って動作を確認した.
ビューポイントに基づいたシナリオ分析手法に関する研究

本研究は2年間に渡って進められた。研究によって得られた成果は以下のとおりである。(1)シナリオ記述言語の設計日本語に基づいたシナリオ記述言語の文法と意味を定義し、その処理系を開発した。(2)シナリオ内部表現のスキーマ設計シナリオ記述言語で表されたシナリオを解析し、深層表現に基づいた内部表現を考案した。(3)ビューポイントに基づいたシナリオの変換手法の確立内部表現で表されたシナリオを、特定のビューポイントを動作主体としたシナリオに変換する手法を確立した。(4)確立した手法に基づくシステムの試作手法に基づいたシステムをGCL(GNU Common Lisp)を用いて実装した。(5)試作したシナリオ変換システムの有効性の評価とシステムの改善試作システムに、いくつかの例題を適用して有効性を評価した。30名の大学院生を被験者とした実験を行い、有効性を確認した。評価実験を通して得られた改善点をフィードバックしながら試作システムの強化を行った。(6)正常シナリオからの例外シナリオと代替シナリオの生成支援手法の確立正常な振舞いを定義したシナリオから、異常な振舞いを表した例外シナリオを生成する手法と、代替手段によって正常な振舞いを実現する代替シナリオを生成する手法を開発した。(7)(6)で得られた手法に基づいたシステムの試作手法に基づいたシステムをJava言語によって試作し、例題を通して、手法の有効性を確認した。これらの成果、および関連した研究の成果は、学会論文誌2編(フルペーパー)、査読付き国際会議論文4編、査読付き国内会議1編、学会研究会等報告6編において報告している。本研究は2年間に渡って進める予定である。初年度に当たる平成15年度は(1)シナリオ記述言語の設計[担当者:大西](2)シナリオ内部表現のスキーマ設計[担当者:島川](3)ビューポイントに基づいたシナリオの変換手法の確立と手法に基づいたシステムの試作[担当者:大西・島川・糸賀・研究補助者(本学博士課程大学院生数名]を行なった。研究代表者の大西は研究プロジェクトの管理・推進、シナリオ記述言語の設計、および分担者と共同しながらシナリオ変換手法の開発を担当した。研究分担者の島川はデータ工学の専門家であり、効率の良いシナリオ内部表現の設計と内部表現からシナリオへの変換手法の開発を担当した。研究分担者の糸賀はビューポイントに基づいたシナリオの変換手法に基づいたシステムの試作を研究補助者と共に行った。研究補助者として参加する大学院生はシステム開発と文献調査を主として担当した。研究成果については、国際会議[6月14日22日に開催のCAiSE03(第15回先端的情報システム工学に関する国際会議)、9月1日2日に開催のIWPSE(ソフトウェア進化に関する国際会議)]や国内会議[11月13日15日に開催の日本ソフトウェア科学会ソフトウェア工学の基礎ワークショップ、3月18日19日に開催の情報処理学会ソフトウェア工学研究会など]での発表を通して公表すると共に、国内外の研究者とも研究内容について積極的に議論した。また、成果の一部については、日本ソフトウェア科学会の査読付きフルペーパー論文としてまとめた。本研究は2年間に渡って進めた。最終年度に当たる平成16年度は昨年度の成果に基づいて(1)試作したシナリオ変換システムの有効性の評価とシステムの改善(2)正常シナリオからの例外シナリオと代替シナリオの生成支援手法の研究(3)(2)で得られた手法に基づいたシステムの試作を行った。当初の計画では、シナリオからのUMLモデル生成を目標の一つとしていたが、ソフトウェアの開発現場で、より需要の高い「例外シナリオや代替シナリオの正常シナリオからの生成支援の研究」を進めることとした。研究代表者の大西は研究プロジェクトの管理・推進ならびに昨年度試作したシステムを具体的なシナリオに適用して評価した。評価の結果、明らかになった問題点や改善すべき点を考慮して、手法とシステムの改善を行った。またシナリオからの例外シナリオと代替シナリオの生成支援手法の確立とシステム化に関する研究プロジェクトを進めた。

研究分担者の島川は正常シナリオからの、代替シナリオや例外シナリオの生成支援手法の確立を目指し、研究分担者の糸賀は生成支援手法に基づいたシステムを試作した。手法とシステムの有効性を多くの研究者と議論するために、国内の学会主催の研究会やシンポジウム等において、成果を発表すると共に、国際会議での成果発表を通して、国内外の研究者と積極的に議論を進め、議論の結果を研究成果に反映させている。具体的な研究発表については、電子情報通信学会のソフトウェアサイエンス研究会での研究発表が3件、情報処理学会ウィンターワークショップでの研究発表が1件、IEEEコンピューターソサエティ主催の第11回アジア太平洋ソフトウェア工学国際会議(APSEC'04)他での研究発表2件であった。また昨年度確立したビューポイントに基づいたシナリオ変換手法について、その研究成果をまとめ、電子情報通信学会の英語論文誌にフルペーパーとして採録されている。
水を主冷媒とする相互不溶解性混合冷媒の蒸発特性

フロンガスのオゾン層破壊が世界的な問題となっている現在、わが国では水を主冷媒とする吸収式冷凍機・ヒ-トポンプが大きな注目を集めており、その性能改善が急務とされている。本研究はこれらの観点を踏まえ、従来とは別の方法で容易に性能向上が期待できる吸収サイクルとして、水ーLiBr系において、主冷媒である水に相互不溶解性である炭化水素系の補助冷媒を混入し、蒸発器内で対向流型の相似型の温度分布を形成させて性能向上をはかると共に、吸収器内ではLiBr水溶液へ可溶性を有する水蒸気だけを吸収させ、不溶解性の補助冷媒を凝縮させることにより、混合冷媒の自然分離を行い、希釈されたLiBr水溶液だけを再生器へ送ることで投入熱エネルギ(COPの分母)の低減を図ろうとする新しいサイクルに関するものである。このサイクルは特に蒸発器内では、流れが、その方向に対して共沸または非共沸蒸発をするという複雑な挙動を示すため、この蒸発特性を解明することが本研究の主目的である。まず水に不溶解性の補助冷媒として2エチルヘキサノ-ル系を取り上げ、水ー2エチルヘキサノ-ル系混合冷媒の減圧下での蒸発特性を実験的に明確にするために、気液平衡状態線図の測定を行い、気液平衡曲線の実験式を得た。つぎに、混合冷媒のモル比を変化させ、共沸、非共沸で蒸発させることができる対向流型の蒸発器を作成し蒸発実験を行い、その結果、混合冷媒蒸気の温度を圧力一定のもとで変化させることが可能であることを実証した。この実験結果にもとづき、温度可変型蒸発器の開発について検討を加えた。フロンガスのオゾン層破壊が世界的な問題となっている現在,わが国では主を主冷媒とする吸収式冷凍機・ヒ-トポンプが大きな注目を集めており,その性能改善が急務とされている。本研究は,水ーLiBr系吸収式において,主冷媒である水に相互不溶解性である炭化水素系の補助冷媒を混入し,蒸発器内で対向流型の相似型の温度分布を形成させて性能向上をはかると共に,吸収器内ではLiBr水溶液へ可溶性を有する水蒸気だけを吸収させ,不溶解性の補助冷媒を凝縮させることにより,混合冷媒の自然分離を行い,希釈されたLiBr水溶液だけを再生器へ送ることで投入熱エネルギ-(COPの分母)の低減を図ろうとする新しいサイクルに関するものである。このサイクルは特に蒸発器内では,流れを,その方向にして非共沸または共沸蒸発をするという複雑な挙動を示すためこの蒸発特性を解明することが本研究の主目的である。本年度は,まず水に不溶解性の補助冷媒として2エチルヘキサノ-ル系を取り上げ,水ー2エチ-ルヘキサノ-ル系冷媒の減圧下での蒸発特性を実験的に明確にするために,気液平衡状態線図の測定を行い,気液平衡曲線の実験式を得た。つぎに,混合冷媒のモル比を変化させ,共沸,非共沸で蒸発させることができる対向流型の蒸発器を作成し蒸発実験を行い,その結果混合冷媒蒸気の温度を圧力一定のもとで変化させることが可能であることを実証した。今後は,この実験結果にもとづき,蒸発面での熱・物貭移動をモデル化し,そのモデルの妥当性実験と温度可変型蒸発器の開発について検討を加える予定である。

本研究はこれらの観点を踏まえ、従来とは別の方法で容易に性能向上が期待できる吸収サイクルとして、水ーLiBr系において、主冷媒である水に相互不溶解性である炭化水素系の補助冷媒を混入し、蒸発器内で対向流型の相似型の温度分布を形成させて性能向上をはかると共に、吸収器内ではLiBr水溶液へ可溶性を有する水蒸気だけを吸収させ、不溶解性の補助冷媒を凝縮させることにより、混合冷媒の自然分離を行い、希釈されたLiBr水溶液だけを再生器へ送ることで投入熱エネルギ(COPの分母)の低減を図ろうとする新しいサイクルに関するものである。このサイクルは特に蒸発器内では、流れが、その方向に対して共沸または非共沸蒸発するという複雑な挙動を示すため、この蒸発特性を解明することが本研究の主目的である。まず水に不溶解性の補助冷媒として2エチルヘキサノ-ル系を取り上げ、水ー2エチルヘキサノ-ル系混合冷媒の減圧下での蒸発特性を実験的に明確にするために、気液平衡状態線図の測定を行い、気液平衡曲線の実験式を得た。つぎに、混合冷媒のモル比を変化させ、共沸、非共沸で蒸発させることができる対向流型の蒸発器を作成し蒸発実験を行い、その結果、混合冷媒蒸気の温度を圧力一定のもとで変化させることが可能であることを実証した。この実験結果にもとづき、温度可変型蒸発器の開発について検討を加えた。
金属アミノ酸錯体の水素結合特性を利用した新しい分離用担体およびイオノフォアの開発

本研究では、クロム(III)およびコバルト(III)を中心金属としたトリス型アミノ酸錯体を対象として,まず,その合成時に見られる立体選択性、固体・溶液状態での異性化挙動,さらには液体クロマトグラフ(LC)挙動や電気化学的挙動について,特にアミノ酸側鎖や配位構造に基づく水素結合能力の違いに着目しながら研究を進めた。その結果,クロム(III)錯体の光化学反応や,配位子置換反応についても新たな知見が得られた。それと並行して,溶液中でも安定で,水素結合能力の大きいコバルト(III)錯体の,ホスト化合物としての利用を考え,LC用充填材ならびにセンサー用イオノフォアとしての開発についても検討を進め,以下の結果を得た。1.グルタミン酸を配位子として含む混合アミノ酸コバルト(III)錯体の立体選択的合成ならびに各異性体の分離・定量法について,一般的な手法を確立した。2.得られた錯体の遊離力ルボキシル基を利用して、アミノプロピル基修飾シリカゲルに結合させ、錯体修飾型LC用担体を得た。3.錯体の各種溶媒への難溶解性を利用して,シリカゲル表面上に錯体を直接吸着保持させ,LC分離用力ラムを調製することができた。今後は、吸着保持型および共有結合型錯体修飾LC用充填材を用いて、各種物質のLC挙動について検討を進めると共に、エチレンジアミンやシュウ酸イオンを配位子として含んだイオン型錯体についても検討を進め,イオノフォアの合成や利用についても検討を続けていく予定である。本研究では、配位子の一つを酸性(または塩基性)アミノ酸として含むトリス型混合アミノ酸コバルト(III)錯体と、液体クロマトグラフ(LC)用充填材を含む各種化合物との間に安定な共有結合を生成させ、新しい分離・検出用のホスト化合物としての錯体の可能性を調べることを目的としている。今年度は、本研究に必要な錯体の合成・分離法ならびにシリカゲル表面への修飾法を中心に検討し、以下の結果を得た。1,グルタミン酸を一配位子として含む混合アミノ酸コバルト(III)錯体の合成について検討したところ、トリカルボナト錯体とグリシンを反応させて得られたK[Co(gly)_2CO_3]に、グルタミン酸を穏和な条件下で反応させることによって、[Co(gly)_2(glu-H)]や[Co(gly)(glu-H)_2]を得ることができた。しかしながら、生成物には複数の構造異性体が含まれ、分離・精製が容易でなく、単一種の収率事態も10%以下と良くないため、エチレンジアミンやシュウ酸イオンを配位子として含んだイオン型錯体など、他の錯体の合成も含め、さらに検討を進めている。2,1で得られた錯体を、ジメチルホルムアミド(DMF)中、カルボジイミドを縮合剤として、アミノプロピル基修飾シリカゲルに結合させ、錯体修飾型シリカゲルを得た。この一部を分解処理し、遊離したコバルトイオンを原子吸光分析法で定量することにより錯体の被覆率を計算したが、アミノプロピル基の被覆率から期待される値よりはかなり小さくなった。この原因としては、錯体のDMFへの溶解度が小さいことがまず考えられるので、より溶解度の大きい溶媒あるいは錯体の利用について検討を進めている。次年度は、錯体結合型シリカゲル充填材を用いて、各種物質のLC挙動について検討を進めると共に、オクタデシル基などの長鎖アルキル基を錯体に導入し、イオノフォアとしての特性についても検討を進める予定である。今年度は、トリス型コバルト(III)アミノ酸錯体をホスト化合物とする、液体クロマトグラフ(LC)用充填剤やイオノフォアの開発に関して検討を進めると共に、これらの錯体について基礎的な知見を得るために、トリス型コバルト(III)およびクロム(III)アミノ酸錯体の立体選択的合成ならびに溶液内異性化反応についても検討を行った。

昨年度から取り扱っているグリシンおよびグルタミン酸を含む各種混合アミノ酸コバルト(III)錯体、[Co(gly),(glu-H)_<3-1>]については、合成時の立体選択性を上げるために、従来の合成法を改良すると共に、カラムクロマトグラフにより分取された各種錯体を対象とし、アニオン交換型充填剤を用いたLC分析法によって、それぞれの純度を定量的に把握することが可能となった。しかしながら、LC用充填剤表面への脱水縮合反応を利用した化学修飾ならびにイオノフォアの開発に関しては、あまり進展が見られなかった。そこで、縮合反応より簡便な修飾法として、水はもちろん、他の非水溶媒への溶解度が非常に小さいfac-Λ-コバルト(III)アミノ酸錯体について、アミノ基修飾型LC用充填剤への吸着を試み、錯体を保持したカラムを調製することが可能になった。このカラムの分離特性については現在も引き続き検討中である。一方、クロム(III)アミノ酸錯体の溶液内反応については、これまでほとんど検討されていなかった水溶性のアミノ酸錯体(例えば、セリンやトレオニン)に関しても、その合成法ならびにLC分析の条件を明らかにし、水溶液中での挙動について定量的検討が可能となってきた。また、bis型錯体の配位溶媒分子の置換反応についても、本来置換不活性なクロム(III)錯体が配位子置換を起こしやすい理由の解明を目指し、従来より研究されているEDTA錯体の例とも対応させながら、チオシアン酸イオンなどとの溶液内および熱固体反応を基に検討を開始し、興味ある知見を得ることができた。
細胞質分裂における低分子量G蛋白質Rhoの機能と作用機構

Rho低分子量G蛋白質が、アクチン細胞骨格系を介して、細胞質分裂をはじめ、種々の細胞機能を制御していることが明らかにされている。私共は、出芽酵母においても、RhoのホモログであるRHO1が、細胞質分裂部位に局在して細胞質分裂を制御していることを明らかにしている。Rhoの細胞質分裂における役割を明らかにするためにはRhoの標的蛋白質を単離することが不可欠である。本研究では、出芽酵母RHO1の標的蛋白質の単離を試み、以下の成果を得た。遺伝学的方法やTwo-hybrid法を用いて、RHO1の標的蛋白質が、プロテインキナーゼCのホモログであるPKC1とグルカン合成酵素、BNI1/BNR1であることを明らかにした。さらに、私は、RHO1が、RKC1を介して遺伝子の発現を、グルカン合成酵素を介して細胞壁の合成を、BNI1/BNR1を介してアクチン細胞骨格の再編成を制御することにより、酵母の出芽過程を統合的に制御していることを明らかにした。特に、BNI1/BNR1は、マウスやショウジョウバエ等で細胞質分裂に関与していることが明らかにされている蛋白質と相同な領域(FH1、FH2ドメイン)を有しており、Rhoが細胞質分裂を制御する際に重要な役割を果たす標的蛋白質であると考えられる。さらに、私は、このBNI1/BNR1が、アクチン結合蛋白質であるプリフィリンに直接結合してアクチン細胞骨格の再編成を制御していることを明らかにした。以上の成果を得たことにより、本研究の目的は十分に達成できた。
分岐形態形成のダイナミックモデリング

器官の分岐形態形成で観察されるシグナル制御と組織形状の変形に関する2つのテーマに対し数理モデルを構築して研究を行った。年度の前半は、ショウジョウバエの初期発生に関わる分裂促進活性化タンパク質キナーゼ(MAPK)のシグナル遡及効果の研究に専念した。シグナル遡及効果とは、ある反応経路の下流因子が上流に位置する反応ネットワークモジュールに対して影響を与える効果のことである。本研究は、プリンストン大学のStanislav Shvartsman教授と大学院生のYoosik Kim氏との共同研究で、in vivoでのシグナル定量を行った後に、その機構を説明する数理モデルを構築した。数理モデルによって、系に存在するMAPK経路下流の基質量の増加に伴うMAPKリン酸活性度の増減が、基質とMAPKとの解離定数やMAPK経路が持つ化学反応の性質に依存することを明らかにし、実験観察と一致することを示した。また、シグナル遡及効果が分岐形態形成においても重要な点を議論した。本研究の成果は論文に取りまとめられ、現在投稿中である。上述した研究と並行して、ほ乳類の腎臓発生時に観察される腎管芽の突起形状形成を対象に遺伝学的手法と数理的手法を用いて研究を行った。本研究はコロンビア大学のFrank Constantini教授とOdysee Michos博士との共同研究である。細胞動態を表現できるCellular Potts modelを改良し空間三次元でのシミュレーションを行い、特定の条件下では突起が多数引き起こされることが分かった。コンピュテーショナルモデルから得た結果と、遺伝学的な実験によって作製された変異体の表現型を比べることによって、特定の突起の数を形成するための条件を提示した。現在、本研究の結果を取りまとめていて投稿の準備をしている。本研究は、遺伝学的手法と数理的手法を用いて腎臓の器官形成の理解を試みる画期的な研究である。生体内で行われる遺伝子制御やタンパク質間の相互反応に関して、二つのテーマを軸に研究を行った。一つ目は、(1)肺発生に関与する遺伝子発現位置を決定するメカニズムについて、二つ目は、(2)MAPKのレトロアクティビティの効果について、数理モデルを用いて研究を行った。
チェレンコフ望遠鏡アレイ国際共同実験による突発天体の研究

本研究の目的は、チェレンコフ望遠鏡アレイ国際共同実験による、宇宙で突発的に起こる天体の理解である。スペイン・ラパルマ島にある大口径望遠鏡を用いて、ガンマ線バーストなどの突発天体を発生直後20秒以内で観測する。そのためには、望遠鏡を高速で駆動する必要があり、必要な大電力を一時的に供給するための特別な電源システムの整備が鍵となる。本研究では、同電源システムを観測所に統合する開発・設置を行う。本研究は、チェレンコフ望遠鏡アレイ(CTA)国際共同実験において、ガンマ線バーストなどの突発天体を理解することを目的としている。発生した突発天体に素早く望遠鏡を向ける際には、大電力を供給するための特別な電源システムが必要となる。2018年度には、すでに設置済みの1台目望遠鏡について、電源システムを観測システムに統合するための開発・設置を行った。電源システムはUPS部とフライホイール部に分かれるが、これらは別々に開発されたために、これらをまとめて監視するために新たな別のProgramming Logic Controller (PLC)を導入した。このPLCには、3つの機能を搭載した。まず、上記2つの部分のいずれかで問題を検知した場合に望遠鏡駆動部に直接信号を送って緊急停止を促す仕組みを作った。緊急停止を行う際には処理時間をできるだけ短くする必要があるため、PLC同士での信号の直接的な送受信を実装した。次に、監視中の電源システムの状況をCTA全体のシステムに統合するために、情報をOPCUAと呼ばれる規格で上層に伝えられるようにした。これについては、OPCUAでの情報伝達が可能なPLCを最初から選択することで容易に実装された。最後に、これらの情報を表示するためのGraphical User Interface (GUI)を実装した。これは既に現地で観測オペレータが常駐する場所に常時表示され、使用されている。上記は望遠鏡ごとに設置される電源システムだが、これとは別に、停電時に稼働するディーゼル発電機があり、4台の望遠鏡に対して1つだけ設置されている。これについても、上記と同じPLCを設置し、OPCUA監視とGUIモニターを開発した。上記全ての開発結果について、共同研究者(東京大学宇宙線研究所所属の大学院生)が国内学会での発表を行った。観測地であるラパルマには、合計4台の大口径望遠鏡が設置される予定であり、その1台目が2018年度の10月に竣工式を迎えた。これは既に当初の計画からやや遅れるものであったため、必然的に同望遠鏡の電源システムに関わる開発も遅れることとなった。しかし、当初は1台目の望遠鏡が既に稼働していることが想定されていたため、本研究での開発を2台目の電源システムを用いて行う計画であったが、上記遅れに伴い、1台目の望遠鏡の電源システムを使って開発を始めることが可能となり、結果的にその後の設置・運用への移行時に時間のロスがないというメリットがあった。また、開発を進めていく上で、購入したPLCの使い勝手が非常によいことがわかったため、急遽ディーゼル発電機システムにも同じものを入れることにした。これも良い判断だったと考えている。特に、同PLCではGraphical User Interfaceが簡単に作れるというのは予期せぬ幸運であった。観測を進める上で、オペレーターが常時監視できるようなGUIがあることは大きなメリットである。本研究の大目的である突発天体の物理についても、昨年度中2019年1月に、同じ観測地(1台目大口径望遠鏡の隣)で稼働中のMAGIC実験によりガンマ線バーストの初検出が遂に達成された。本研究者はこのデータ解析に中心的に関わっている。今後CTAの大口径望遠鏡を使ってガンマ線バーストなどの観測を行っていく上で非常に有利となると考えている。2019年度最初にはまず、既に1台目で稼働中のシステムを2-4台目の電源システムに設置することを考えている。2-4台目の望遠鏡はまだ完成していないが、電源システムについては既に観測地で稼働しつつ保管中であるため、PLCなどのデバイスを設置していく上での支障は全くない。また、1台目望遠鏡での経験を受けて、現在ネットワークの構築法を変更する計画があり、これに伴って、いくつかのデバイス追加や変更が必要となると考えられる。これら2つを行うために、2019年度後半に観測地への渡航を計画している。今年度の後半には、大口径望遠鏡を用いた試験観測が本格化する可能性が高く、かに星雲やブレーザーなどの明るい天体だけでなく、ガンマ線バーストなどの突発天体に向けた観測を行う可能性が高い。MAGIC実験での初検出を受けて、高エネルギーガンマ線による突発天体の物理という分野そのものが活性化しており、大口径望遠鏡による初期成果がもたらすインパクトは大きいと予想される。

2018年度には、すでに設置済みの1台目望遠鏡について、電源システムを観測システムに統合するための開発・設置を行った。電源システムはUPS部とフライホイール部に分かれるが、これらは別々に開発されたために、これらをまとめて監視するために新たな別のProgramming Logic Controller (PLC)を導入した。このPLCには、3つの機能を搭載した。まず、上記2つの部分のいずれかで問題を検知した場合に望遠鏡駆動部に直接信号を送って緊急停止を促す仕組みを作った。緊急停止を行う際には処理時間をできるだけ短くする必要があるため、PLC同士での信号の直接的な送受信を実装した。次に、監視中の電源システムの状況をCTA全体のシステムに統合するために、情報をOPCUAと呼ばれる規格で上層に伝えられるようにした。これについては、OPCUAでの情報伝達が可能なPLCを最初から選択することで容易に実装された。最後に、これらの情報を表示するためのGraphical User Interface (GUI)を実装した。これは既に現地で観測オペレータが常駐する場所に常時表示され、使用されている。上記は望遠鏡ごとに設置される電源システムだが、これとは別に、停電時に稼働するディーゼル発電機があり、4台の望遠鏡に対して1つだけ設置されている。これについても、上記と同じPLCを設置し、OPCUA監視とGUIモニターを開発した。上記全ての開発結果について、共同研究者(東京大学宇宙線研究所所属の大学院生)が国内学会での発表を行った。観測地であるラパルマには、合計4台の大口径望遠鏡が設置される予定であり、その1台目が2018年度の10月に竣工式を迎えた。これは既に当初の計画からやや遅れるものであったため、必然的に同望遠鏡の電源システムに関わる開発も遅れることとなった。しかし、当初は1台目の望遠鏡が既に稼働していることが想定されていたため、本研究での開発を2台目の電源システムを用いて行う計画であったが、上記遅れに伴い、1台目の望遠鏡の電源システムを使って開発を始めることが可能となり、結果的にその後の設置・運用への移行時に時間のロスがないというメリットがあった。また、開発を進めていく上で、購入したPLCの使い勝手が非常によいことがわかったため、急遽ディーゼル発電機システムにも同じものを入れることにした。これも良い判断だったと考えている。特に、同PLCではGraphical User Interfaceが簡単に作れるというのは予期せぬ幸運であった。観測を進める上で、オペレーターが常時監視できるようなGUIがあることは大きなメリットである。本研究の大目的である突発天体の物理についても、昨年度中2019年1月に、同じ観測地(1台目大口径望遠鏡の隣)で稼働中のMAGIC実験によりガンマ線バーストの初検出が遂に達成された。本研究者はこのデータ解析に中心的に関わっている。今後CTAの大口径望遠鏡を使ってガンマ線バーストなどの観測を行っていく上で非常に有利となると考えている。2019年度最初にはまず、既に1台目で稼働中のシステムを2-4台目の電源システムに設置することを考えている。
HLA結合抗原ペプチド変異はヒトマラリア感染免疫を変化させるか

昨年度、ケニアの長崎大学熱研研究拠点において収集されたマラリア患者(症候性および無症候性)300例についてDNAサンプルを準備し、HLAおよびマラリア抗原遺伝子の多型解析のプロトコールが完了次第、DNA配列解析を行う計画で今年度の研究を開始した。すでに準備の完了したマラリア患者サンプル84例を解析の対象とした。年度終了までにHLAおよびマラリア遺伝子解析の一部が完了した。マラリアワクチン候補抗原遺伝子17種(増幅領域29種)、および抗マラリア薬耐性候補遺伝子5種(増幅領域8種)、および宿主要因探索のためのHLAを中心とした免疫関連候補遺伝子28種(増幅領域73種)のそれぞれについて、データベース上に登録されている塩基配列からプライマーセットを作成し使用した。マラリア抗原遺伝子については17種のうち11種の遺伝子について解析条件が確定し、SNP解析が可能であることが確認された。HLA遺伝子群については、6種のHLAクラス1およびクラス2遺伝子の増幅を行い、入手可能な解析用のソフトウェアを6種用意して解析を行ったが、4桁のアレルが決定できたのはクラス1のみで、クラス2についてさらなる条件設定とソフトウェアの探索が必要であることが明らかになった。フィルター紙での採血によるDNAを使用したPCRおよびNGSの条件決めが順調に進んでいる。HLAクラス2遺伝子のアレルタイピングが遅れているが、最終年度には条件が決まり、目的とする症候性および無症候性の患者での抗原多型とHLAとの関連についての解析が完了できると考えている。すでにDNAサンプルの収集は完了しているので、解析方法が確定後、多型解析に入ることが出来ると思われる。マラリアは蚊媒介席の熱性疾患であり、3大感染症の1つとしても世界的に注目されている。本課題ではマラリア感染症の病態形成メカニズムを免疫遺伝学的観点から解明することを目的としている。この目的のため、熱帯熱マラリアの症候性(有熱)マラリア・無症候性マラリア患者を対象に、流行地で観察される各病態の感染原虫及びヒト宿主遺伝子群の多型を次世代シークエンシング(NGS)により解析し、特に抗原とリンパ球間の相互作用に変化を与えるマラリア抗原変異の病態形成への影響を検討する。平成29年度は、患者サンプルの遺伝子解析を行うために、以下の準備を行った。まず、ケニアのMbita地区で金子明教授(大阪市大)のグループにより20122015年に回収されたマラリア患者血液DNAサンプルを、本研究に使用することを決定した。さらにその中から、症候性(119例)・無症候性マラリア(100例)及び健常人コントロールサンプル(100例)を選定した。(このサンプルは既に血液からの抽出を終え、DNAの状態になっている。)NGS解析の準備としては、まずマラリア側から各種マラリア抗原や耐性関連遺伝子、宿主側からHLAを含む各種細胞膜表面抗原などを標的遺伝子として選定した。その後、各種遺伝子のPCRによる増幅などの実験条件、NGSのランで得られたデータの解析方法などの検討を行い、患者サンプルの解析に使用する条件を決定した。多少の変更は伴ったが、上記「研究実績の概要」に述べたように、本研究課題で予定しているマラリア患者検体の遺伝子解析を行うために必要な、1)サンプル面及び2)解析面、の準備が平成29年度は予定通り行うことが出来、ほぼ完了したため。これまでに決定したNGS解析の条件で、マラリア患者血液由来DNAサンプルの遺伝子解析を行う。その後、遺伝子解析結果と臨床データなどその他の患者情報も組み合わせて、各解析項目と病態の関連について解析を進めて行く予定である。
超低温走査トンネル顕微鏡を用いた2次元量子固体の研究

本年度前半は、広範な基礎研究に応用できる、超低温走査トンネル顕微鏡(ULT-STM)の開発を完了した。昨年度までに超低温、高磁場環境中で安定した性能を発揮するに至っていたが、本年度は更に改良を進め、実験空間と希釈冷凍機のための断熱真空空間とを隔絶することで、全温度域で超高真空環境下での実験が可能となった。そのため、ほとんど全ての導電性物質に対して55mKの超低温、6Tの高磁場、そして10^<-8>Pa以下の超高真空という多重極限環境下でのSTM及び走査トンネル分光(STS)が可能となった。続いて2次元量子固体の基盤としての有力候補のひとつである、グラファイトの磁場中電子状態のSTM/STS観測を行った。フェルミ面をもつ伝導物質に磁場を印加すると、電子の磁場に垂直な方向の運動エネルギーはランダウ量子化される。グラファイトは1μmにおよぶ擬2次元電子系を最表面にもち、またフェルミ面近傍ではキャリア濃度が低く有効質量も軽いため、ランダウ準位のSTS観測に適した物質といえる。実験では単結晶グラファイトであるKishグラファイトと高配向性熱分解グラファイト(HOPG)の2種類のグラファイトについて状態密度を測定した。その結果、HOPGに対してはKishグラファイトよりも複雑な状態密度のピーク構造が観測されたが、両者に共通して、エネルギー値がほとんど磁場変化しないフェルミ面近傍のピークと、エネルギー値が磁場にほぼ比例して変化する一群のピークが観測された。理論計算との比較の結果、KishグラファイトとHOPGで観測されたピークは、それぞれ半無限グラファイトの最表面、40層程度の有限厚さをもつグラファイトの最表面のランダウ準位に相当することが分かった。特に磁場変化しない準位はグラファイト固有のバンド構造に由来するランダウ準位で、本測定によりはじめて明確に観測されたものである。グラファイト基盤上に物理吸着した希ガス原子や水素分子の2次元固体の構造を実空間観測するため、現有の超低温走査トンネル顕微鏡の空間分解能の改善作業をまず行った。これは建設の終了した同顕微鏡のテスト運転を行ったところ、渦電流ダンピングが効く高磁場中でのみ辛うじて原子分解能が得られるという振動問題があることが判明したためである。そこで、加速度計を使って装置各部の徹底した振動測定と周波数分析を行い、除振架台の性能が不十分であったこと、STMヘッドの懸架方法が水平方向の振動に弱かったことなどを突き止めた。これらを改善した結果、ゼロ磁場中でも比較的良好な原子分解能が安定して得られるようになった。また、同顕微鏡の熱絶縁機構の改良も同時に行い、試料温度30mKという超低温度でSTM実験ができるようになった。次に、さらなる分解能の向上を計るため、探針先端の清浄化、先鋭化を種々の方法で試みた。その結果、電界研磨した直径0.3mmのタングステン線の先端を超高真空中で電子ビーム加熱して酸化物等を除去した後、金試料表面に対する電界放出法で金コートすることで、十分な原子分解能をもつ探針を歩留まりよく作成できるようになった。2次元固体試料の面密度の正確なコントロールは、予冷/試料準備チャンバー内でHOPG基盤に対する試料ガスの等温吸着曲線を測定することで行う。その予備実験としてクリプトンの等温吸着曲線を測定し、1層完結に対応するステップ構造が明瞭に観測されることを確認した。このとき、チャンバー内には312m^2という大表面積をもつグラフォイルをHOPG基盤に隣接して設置し、測定精度の大幅な向上を図った。この方法で試料の面密度を精度よくコントロールできる見通しがたった。現在は、2次元固体クリプトンおよびキセノンのドメイン壁構造のSTM観測を開始したところである。
腐敗組織を含む特殊試料中薬物の標準的定量法確立のための挑戦的研究

本研究は、腐敗組織を含む特殊試料からの薬物の標準的定量法の確立を最終目標としている。本年度は、基礎実験として、腐敗させたブタの組織に薬物を添加し、類似度の異なる内部標準物質を用いて対象薬物を定量し、検量線の傾きや得られる定量値の正確度を比較した。対象薬物としては、Lidocaineを選択した。内部標準物質(IS)としてはACD/MS Workbook Suite (ACD/Labs)ソフトウェアによる類似度検索にて、類似度0.75から1.0の6種類を選択した。ブタの血液、筋肉、肝臓を直ちに-20°Cで冷凍保存したものを新鮮試料とし、室温25-31°C(平均28°C)で2および7日間放置したのちに冷凍保存したものを腐敗試料とした。それぞれの試料にヒトの致死濃度に相当する10μg/mlのLidocaineを添加した模擬試料について、内部標準法と標準添加法で定量を行った。前処理にはQuEChERS法を用い、分析は島津Nexera (LC)/LCMS-8040(トリプル四重極)で行った。内部標準法で検量線を作成したところ、新鮮試料の場合、いずれのISを用いても決定係数(r2)が0.99以上の良好な直線性が得られた。この新鮮試料の検量線を用いて、腐敗試料中のLidocaineを定量すると、最大30%の定量値の増加が認められた。一方、標準添加法では、新鮮試料を用いてもISの類似度が下がるにつれて相関係数は低下した。この相関係数の低下は腐敗試料でより顕著であった。検量線の傾きは、体組織の種類と腐敗の程度で異なり、Lidocaineと構造類似度が高いISほど、傾きのばらつき幅は小さくなった。今回の結果から、標準添加法を用いるためには、構造類似度が高いISを選択することが必須であり、ソフトウェアによる構造類似度検索を用いて適切なISを選択することが有効と思われた。ブタの血液、肝臓、筋肉にLidocaineを添加した模擬試料を用いて、内部標準法と標準添加法で薬物を定量し、検量線の傾きや得られる定量値の正確度を比較した結果、一定の成果が得られたため。1.模擬試料を用いた定量法の検討:今年度行ったLidocaineの研究成果を元に、実験を繰り返し、内部標準法と標準添加法のどちらが腐敗組織を含む特殊試料中の薬物の定量法として優れているかの判断を行う。同様の実験を抗ヒスタミン剤で睡眠改善薬として市販されているジフェンヒドラミン(市販名:ドリエル)についても行う。2.特殊試料中の薬物に対応可能な高精度定量法の確立:上記の結果を総合的に判断し腐敗した固体組織等、法医学の特殊試料中薬物にも対応可能な信頼性の高い定量法を確立する。実務上の利便性からは標準添加法に匹敵する内部標準法が確立できることが望ましいが、標準添加法が必須と判断される場合は、いかに効率よく真の値にたどりつけるかについて、概算濃度の推定法や濃度範囲の設定法についても検討する。概算濃度の推定には申請者らが開発した定量的スクリーニング法(Kudo et al. Forensic Toxicol. 27 (2009) 21-31)の結果を有効に活用する3.鑑定試料の分析:本研究の結果確立された、特殊試料中の薬物の標準的定量法に基づき、実際の鑑定試料を分析することで、本研究の成果の有用性を検証する。法医学では死後長時間経過したご遺体の薬物鑑定が必要なことが多い。試料としては腐敗が進行した肝臓や筋肉、骨髄等の固体組織を用いるが、このような特殊試料中の薬物の定量は困難を極めている。現状では内部標準法あるいは標準添加法が用いられるが、この両者とも大きな問題を含んでおり、その手順の適格性や正確度が疑われる場合がある。本研究では、特殊試料中の薬物の定量がどの施設でも可能となる「標準化」を最終目的として実験を開始した。1.模擬試料の作成:基礎データを得るための模擬試料として月齢約3カ月、体重30キロのブタの血液、筋肉、脳、脂肪、肝臓を用いることとした。これをそれぞれ2等分し、一方はそのまま-20°Cで冷凍保存して新鮮な試料とし、もう一方は室温で7日間放置したのちに腐敗試料として冷凍保存した。2.研究対象薬物として、医療過誤疑いでしばしば鑑定対象となる局所麻酔薬のLidocaineに着目した。まずコンピューターを用いたin silicoと称される方法でデータベースの中から類似度検索を行い、類似度0.75から1.0の6種類の内部標準物質(IS)を選択した。このISを使用し、実際の鑑定事例について血液、筋肉、肝臓を含む7種類の体組織について標準添加法による定量検査を行ったところ、ISの類似度が高い薬物ほど、相関性の良い検量線が得られることが判明し、in silicoの手法を導入してISを決定することが大変有用であることが示唆された。以上の結果から、今後模擬試料を用いて、さらなる検討を加えることで、腐敗組織を含む法医学の特殊試料中の薬物濃度を正確に測れるようになると期待される。当初の計画のうち、模擬試料の調整、in silicoの手法による内部標準物質選択法の確立、鑑定試料の分析による選択した内部標準物質の評価について、ある程度の成果が得られたため。