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西九州の豪雨災害による人的被害の分析と被害自治体における災害意識の比較研究

九州の西部、中でも長崎県を中心とする地域は集中豪雨の多発地帯であり、戦後の災害だけでも多くの死傷者を発生させている。災害による人的被害を軽減するためには、災害時の行政の対応、地域のコミュニティ-及び個人の防災意識に係わる要因が大きい。そこで、本研究では、主に次のような調査・研究を行った。(1)戦後の長崎県の豪雨災害の特徴と被災歴西九州、特に長崎県を中心として過去の災害を復元した。新聞資料、写真、報告書を収集し、各災害を分析し、その特徴を明らかにした。(2)長崎水害後の自治会の対応と自主防災組織の形成についての調査これまで数年間に渡たり行ってきたアンケ-ト調査に基づいて、自治会の災害復旧に果す役割、さらに自主防災組織の現状と活性化の方向を明らかにした。このことにより、災害時の救助・避難および復旧において、地域の結びつきの必要性を検証した。(3)昭和63年島原水害にみる防災力評価の調査長崎水害後の大きな水害「島原水害」について、長崎豪雨災害後新しく導入された防災対策が、諫早水害による被災歴をもつ島原において、どのように生かされたのかを明らかにした。(4)災害後の行政機関の防災体制の整備についての調査長崎豪雨災害による長崎市及び島原水害による島原市における事例の調査をした。これらの研究により、長崎県の豪雨災害の特徴と社会的な防災力が主に長崎市と島原市を中心にして評価された。また、災科学科の総合科学としての方法論が検討された。本研究は長崎県を中心に進められたが、このような災害研究の方法は、豪雨災害が多発する西九州の災害研究に一般化することができる。
日本語諸方言のプロソディーとプロソディー体系の類型

日本語については、(i)鹿児島県甑島方言のプロソディー調査を行い、同方言の疑問文イントネーションが文末モーラの下降調という特徴を持つことと、呼びかけイントネーションがすべてA型のアクセントパターンで発音される(よってA型とB型の区別が失われる)ことを明らかにした。(ii)波佐見方言(長崎県波佐見町)や田浦方言(熊本県芦北町)のアクセント調査を行い、その複合語には前部要素の長さにかかわらず式保存が成り立つことを確認した。それらの成果に基づき、九州二型アクセント体系の祖体系の仮説を発表した。(iii)佐賀県北方町方言のプロソディー分析をおこない、同方言の外来語アクセントにA型が少ないこと、およびB型にF0下降が見られることを明らかにした。(iv)青森県むつ市方言における母音連続を含む語のアクセントの実現について検討した。琉球語については(i)奄美徳之島浅間方言について、漢語ならびにその複合語を含む本土方言用の調査語彙リストを用いたアクセント調査を行ない、これまでの調査研究の対象外となっていた多数の資料を収集報告した。(ii)鹿児島県与論島で複数形に関する調査を行い、当方言ではadditivepluralmarkerのtaaとassociative plural markerのtaaのアクセントが異なっていることを明らかにした。日本語、琉球語以外の言語については、シベ語のイントネーションについて、周辺で話されている現代ウイグル語との対照分析を行った。また、シベ族が新疆ウイグル自治区に250年前に移動する前に接触していたと考えられるモンゴル語のホルチン方言との対照分析も行った。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は日本語諸方言および周辺言語のプロソディー(アクセント、イントネーション)について下記の調査研究を行った。1.鹿児島方言については各種疑問文のプロソディーを分析し、それぞれの文型において語アクセントがどのような影響を受けるかを考察した。2.沖縄県宮古島市の池間方言と沖縄県多良間村の多良間方言のプロソディーを分析し、語アクセントが文レベルでどのように実現されるか考察した。3.琉球の宮古諸島の多良間島や八重山諸島の諸方言には、モーラや音節といった単位に加え、それより大きい韻律単位の存在を認める必要があることを、実地調査のデータに基づいて論じた。4.北九州方言については、基礎データとなる自然談話の文字化と音声の整備を行った。また、疑問文のタイプと応答の「はい・いいえ」の関係について分析した。5.小林市、長崎市、天草市方言における不定語を含む文のプロソディーの記述を行った。また、高萩市方言の文末イントネーションの記述を行った。6.福井県北部地方において、最も北端にある三型アクセントであることを確認し、これらの体系調査を行い、特異な音調交替の現象を記述した。7.鹿児島県甑島の平良方言(中甑島)と桑之浦方言(上甑島)のアクセントを臨地調査し,その二型アクセントの仕組みをほぼ明らかにした。8.波照間方言のアクセントは3型アクセントではなく、より多くの型が存在するのではないかという疑問を解決するために、さらなる調査を実施した。9.韓国語慶尚東部方言については複合語のプロソディーがリスナーの意味解析にどのような影響を及ぼすかを考察した。10.三重県紀北町方言については、句中の接続形における「式」特徴の実現パタンや、句の枝分かれ構造の反映の程度について考察した。平成26年度予算の一部を次年度に繰り越したことにより、所期の研究計画をほぼ達成することができた。方言調査についてはほぼ予定通りに行い、また学会発表についても計画通りに実行した。1.語全体の音調である「式」について、三重北・南部の京阪式主流の式体系と、愛媛北部の非主流の式体系の保持・消失の過程について、文レベルでの音声実現の定量的検討をとおして検証した。2.東京方言において、構造とプロソディーの関係に関わる先行研究のレビューを行い、特定の統語構造が文全体のプロソディーに及ぼす影響について音声実験を行ない、結果を統計的に分析した。また、リスナーの知覚という観点からも構造とプロソディーの関係を検討した。3.福岡県北九州市方言の談話資料のテキスト化と共通語訳の付与、及びテキストと音声データの関係付け作業を行い、疑問文のイントネーションに関するデータを収集した。4.琉球多良間方言に関して現地調査を行い、韻律構造に関する新たな知見を得た。5.長崎市方言における不定語を含む文の音調を記述した。不定語を含む文には2種類の音調パターンが生じることを指摘し、その派生に関わる音韻句形成規則を提案した。6.三型アクセントを有する福井県越前町方言を調査し、アクセントの韻律単位の多様性の問題に取り組み、その実態を明らかにした。7.石川県白峰方言の複合名詞アクセントを調査し、アクセント体系の見直しを行い、複合語アクセント規則の検討を行った。8.岩手県盛岡市と青森県弘前市で、アクセント型を網羅した名詞(+付属語)、動詞・形容詞(+付属語)について、確認疑問文、疑問詞疑問文を含む各種のイントネーションを調査した。分担者・協力者がそれぞれ担当の方言について調査を進めている。また得られたデータの分析結果を国内学会や国際学会において発表を行っている。

日本語については、(i)青森県津軽方言と同県南部方言および岩手県盛岡市で体言と用言のアクセント体系を分析した。(ii)弘前方言、広島方言、北九州市方言、鹿児島方言の談話データの分析を中心に疑問文の音調の地域差、特定性(specificity)と格助詞・音調との関係等について分析した。(iii)石川県白峰方言の複合名詞のアクセントについて、前部要素の式保存がみられることと、後部要素の1番目の拍にアクセント核が置かれる原則であることを明らかにした。(iv)長崎県南島原市のアクセントについて、A型は第2モーラのピッチが高いが、第2モーラに特殊モーラを含むときは第1モーラが高いこと、B型は文節末の音節のピッチが高いことを明らかにした。(v)長崎市方言において、「誰・何・どこ」などの不定語から「も」までで一つのマイナー句が形成され、そこにB型のトーンが実現することを明らかにした。(vi)佐賀県杵島方言のアクセント型と琉球語のアクセント型の間には興味深い対応があることを発見した。(vii)小林方言(宮崎県小林市)がモーラではなく音節を単位とする1型アクセント体系であり、文節末の音節が高く発音されることを確認した。(viii)鹿児島県種子島方言のアクセント体系を分析し、この方言がモーラを単位とする二型アクセント体系であることを示した。琉球語については、南琉球の黒島方言が三型アクセント体系を持つことを示した。また、北琉球諸方言の2音節名詞の一部にみられる語頭長音節の発生をもとに、北琉球祖語のアクセント体系についての通時的考察を行った。日本語、琉球語以外では、中国新疆ウイグル自治区で話されているシベ語のイントネーション研究を行ない、上昇や下降のイントネーションに加えて、長めの中平調で終わるイントネーションがどのような文のタイプで現れるか明らかにした。日本語および琉球語の諸方言について計画通りにプロソディーの調査を行い、そのデータを分析している。また学会発表や論文公刊などの成果発表も順調である。日本語については、(i)鹿児島県甑島方言のプロソディー調査を行い、同方言の疑問文イントネーションが文末モーラの下降調という特徴を持つことと、呼びかけイントネーションがすべてA型のアクセントパターンで発音される(よってA型とB型の区別が失われる)ことを明らかにした。(ii)波佐見方言(長崎県波佐見町)や田浦方言(熊本県芦北町)のアクセント調査を行い、その複合語には前部要素の長さにかかわらず式保存が成り立つことを確認した。それらの成果に基づき、九州二型アクセント体系の祖体系の仮説を発表した。(iii)佐賀県北方町方言のプロソディー分析をおこない、同方言の外来語アクセントにA型が少ないこと、およびB型にF0下降が見られることを明らかにした。(iv)青森県むつ市方言における母音連続を含む語のアクセントの実現について検討した。琉球語については(i)奄美徳之島浅間方言について、漢語ならびにその複合語を含む本土方言用の調査語彙リストを用いたアクセント調査を行ない、これまでの調査研究の対象外となっていた多数の資料を収集報告した。
歴史における生活・生態史の連鎖と断絶-水辺集落の構成と展開-

成果の第1は史料の所在の確認に関することである。滋賀県北部はかつて『群志』類によって多くの史料が知られていたが、近年その所在が不明なものも少なくない。今回の調査では目指していた慶長の検地帳は発見できなかったが、旧大浦荘庄村の殿村家文書の一部発見、旧志賀町の伊藤家文書の所在確認などができた。第2に長浜市西浅井町黒山の石造物群の調査が終了したいことである。ここでは在銘のものは発見できなかったが、種別など図示化することによって、今後の保存にも有効と考える。本研究は、日本の中世・近世を中心に、特に水辺集落に焦点をあてて、集落の連鎖と断絶、周辺集落との交流と対立の有り様を追究することによって、その生活・生態の歴史的展開とその意味について明らかにすることを目的とする。具体的には、滋賀県琵琶湖沿岸集落として、(1)長浜市西浅井町大浦・庄、(2)大津市小松、(3)京都府宇治市宇治川流域を、具体的な研究対象地域に設定した。基本的な研究方法は、各地域についての中世・近世史料の調査・蒐集・翻刻・分析の各作業、現地のフィールドワーク調査と、その調査成果などをもとに、研究課題を遂行していく研究会、という大きく二つの形態ですすめていく。本年度は協力者の助力を得ながら5回調査活動を行った。日程は(1)9月1012日、滋賀大学附属史料館・滋賀県西浅井町大浦地区、(2)1月9目史料館、(3)1月24・25目大浦蓮敬寺、(4)2月5日史料館、(5)3月11・12日史料館、京都府立総合資料館であった。「菅浦文書」「蓮敬寺文書」の調査・撮影である。「蓮敬寺文書」はDVDにおとした。その他に、写真を見ることができた旧大浦荘の「殿村文書」を翻刻した。また、すでに撮影の終えていた京都府宇治田原町禅定寺の宇治市歴史博物館所蔵分「禅定寺文書」をDVDにおとした。調査(1)・(3)は駿河台大学法学部準教授黒田基樹氏・立教大学兼任講師長谷川裕子・同遠藤ゆり子氏と立教大学大学院生3人の協力を得た。これらの作業は研究の基礎的な部分で、また緒に付いたばかりであるが今後の研究のベースになるものである。なお、今年度の活動で以下の点が明らかになった。旧大浦荘域にはあまり豊富には史料が残存してはいないこと。また、かつて明治大学中世史グループが行った史料所在調査報告があるが、それらの史料群も個々具体的な調査活動は行われていないことも判明した。さらに、町の教育委員会も史料状況を十分には把握されてはおらず、今回の調査研究がその意味でも空白を埋める意義を有することが想定される。そして「蓮敬寺文書」はかつて読み下し本が「舟寄せ村の歴史」(蓮敬寺開基五百年法要記念執行委員会、平成5年)として出されていて、勉強になるが、これの検討も課題の一つになろう来年度も引き続き所在し良の確認と、可能な資料の調査・撮影を進める予定である。調査5月29・30日、蔵持重裕・長谷川裕子・遠藤ゆり子・朝比奈新で史料所在確認調査を実施。大浦地区では葛城彰家にお伺いし、明治の地租改正期の大浦地区絵図、台帳を確認する。本照寺では三浦芳月住職よりお話を伺い、過去帳・「三浦講」関係史料を撮影した。月出地区では偶々お会いした田附氏よりお話を伺う。氏によれば大正13年展示会に出品された区有の慶長検地帳・文書は知らないという。8月2527日、蔵持重裕・長谷川裕子・遠藤ゆり子で、京都府宇治市歴史博物館で文書調査行った。また、京都市伏見区炭山地区の中世・近世初期の石造物を実測調査した。9月9日、蔵持重裕・朝比奈新・我彦武範・宇井清隆・小笠原孝起・田村裕一・松本美咲で、滋賀大学経済学部附属史料館所蔵の菅浦文書を調査し調書を作成した。10月3011月2日長谷川裕子・遠藤ゆり子は、大津地方法務局長浜支局で、月出地区の土地台帳閲覧し、同公図をコピーした。長浜市木之本の江北図書館では、大浦・月出・菅浦地区の絵図を撮影した。大浦では松田勇・桑原與一両氏より琵琶湖の運輸、漁業の聞き取りを行った。葛城彰家では大絵図をトレースした。研究会11月17日(火)、立教大学で今年の調査の報告会を行い、調査DTと報告の統一をした。活動と成果1「菅浦文書」調査は、滋賀大学経済学部附属史料館「研究紀要」に「中世菅浦文書九」として発表する予定である。

2大浦地区における松田・桑原氏らの聞き取りはこれをテキスト化した。3大浦葛城彰家、長浜市木之本江北図書館所蔵の絵図等はDVDに作成した以上の史資料調査の成果は、湖北における近・現代の生活を復元する上で基礎的な史料となると同時に、当地の中・近世の生活像に遡及し、追究していく資料とも成るものである。調査8月25日(水)27日(金)滋賀県大津市南・北小松地域関係の調査、参加者蔵持重裕・黒田基樹・遠藤ゆり子・長谷川裕子・朝比奈新。法務局大津支部では北小松の地籍台帳の調査・コピー、大津市歴史博物館では小松の史料の残存業況や旧『町史』編集時の資料の保管状況などを調査、県立図書館では地図などの関連資料の検索、確認調査を行った。その後北小松・南小松で地元の方々から聞き取り調査。特に北小松の種徳寺では御住職より「伊藤家文書」関係の情報を得、一部写真撮影を行った。10月30日(土)11月1日(月)滋賀県長浜市西浅井町字庄・黒山地区の調査、参加者蔵持重裕、朝比奈新、に立教大学の大学院生・学生が参加協力した。最初に黒山、庄の順に史跡の巡検。庄村では用水、墓地、旧集落跡などを見学し、村の概要を把握した。その後、お年寄りから村の組織や付き合い、年中行事や生活の中での山仕事の役割など聞き取り調査した。黒山では「石塔群」の調査をし、石塔群の全体の把握、大型五輪塔は実測著佐を行ったが、雨の中での作業のため作業は中断した。研究会7月27日(火)立教大学に於いて、村落交流史研究会と合同で、アンドレア・ガンベリーニ氏(ミラノ大学講師)から、「中世後期ロンバルディアの農村地域における領主・領民紛争」と題する報告を受け議論した。12月14日(火)立教大学において村落交流史研究会と合同の研究会、小林一岳・遠藤ゆり子・長谷川裕子氏より小松の報告があり、議論した。調査8月31日・9月1日、長浜市西浅井町字菅浦の「菅浦史料館」展示の「左近次郎家文書」3点、「左近四郎家文書」2点を撮影し、調書を取った。同所に展示の鰐口も在銘であったので銘文を採取した。その後、昨年に引き続き同字黒山石造物群の調査を行った。調査は全体をA・B・C・Dの4つの群に分け、それぞれの石造物の種別、すなわち宝篋印塔・五輪塔・石仏・石塔などに分け、各群の種別個数確認、配置図を作成した。参加者は蔵持重裕・黒田基樹・遠藤ゆり子・朝比奈新・泉田崇之・市川悠人・徳永裕之のメンバーに、明星大学の小林一岳・神奈川大学常民文化研究所の窪田涼子・東北学院大学研究員の若林陵一氏が加わった。24年1月17日2月3日、蔵持は滋賀大学経済学部附属史料館、京都府総合資料館、京都大学文学部古文書室で主に「菅浦文書」、関連して近江・越中の史料の調査閲覧を行った。研究会4月14日に研究会を行い、長谷川裕子氏が「1517世紀における村の構造と領主権力」と題する報告を行い、議論した。報告書作成の準備のため適宜調査情報の交換、チェックと打ち合わせ・研究会を行った。成果いままで本格的な調査の無かった「左近二郎家文書」「左近四郎家文書」の調査ができたのは意味がある。また、個数が膨大で繁雑を極めた黒山石造物群の調査に基づき、概念図と図面の作成にこぎ着けたのは、この石造の今後の研究に資するところは大きい。この科研の研究成果について研究課題名の冊子を作成した。内容は研究概要と、主として調査の中で得られた史料である本照寺文書・伊藤家文書・左近次郎家文書、左近四郎家文書の翻刻、また黒山石造物群の概念図を掲載したものである。
乱流核燃焼のサブグリッドモデルの構築と炭素爆型超新星への応用

天体現象の様々な場面で乱流現象が極めて重要な役割を果たしている。超新星爆発と同様に降着円盤においても磁気乱流が円盤の進化や構造を決めている。そこで我々は、降着円盤における磁気乱流の三次元数値シミュレーションを行い、乱流の非線形進化過程を解析した。降着円盤における乱流は磁気回転不安定の成長によって駆動されている。飽和乱流状態の磁気応力の大きさが角運動量輸送効率を決めているため、磁気応力の飽和レベルが最も重要な物理量となる。我々は非常に多くのモデル計算を行うことによって、この飽和レベルのスケーリング則を数値的に求めることに成功した。現状では、乱流の飽和レベルはシミュレーションの分解能に依存している。高分解能のモデルほど、乱流の飽和レベルが低くなる傾向が明らかに見られている。実際の降着円盤での散逸係数は非常に小さいため、この計算結果が正しいとすると、磁気乱流はこれまで期待されていた程には角運動量輸送には寄与しないことになる。この点は今後さらに研究が必要であろう。超新星爆発の研究としては、白色矮星連星の合体が炭素爆燃型超新星の起源となれるかどうかを明らかにするためにSPH法を用いた流体シミュレーションを行った。その結果、白色矮星の合体過程によって超新星爆発を引き起こすことは困難であることを示した。また、重力崩壊型超新星に関して、崩壊直後に形成される原始中性子星における磁気流体不安定の線形解析を行い、その重要性を示すことに成功した。そこで我々は、降着円盤における磁気乱流の三次元数値シミュレーショシを行い、乱流の非線形進化過程を解析した。飽和状態の磁気圧はガス圧の数パーセント程度であるが、磁気応力の飽和レベルはガス圧に弱く依存することがわかった。また、飽和状態の性質は円盤の回転軸方向の磁場がネットに存在するかどうかに強く依存している。乱流状態の平均磁場強度は激しい時間変化をしており、スパイク状の変動が特徴的に見られる。我々はこのスパイクの起源が、磁気回転不安定の最も不安定なモード(チャンネル流)の指数関数的増大とそれに続く磁気リコネクションによる散逸であることを明らかにした。チャンネル流はシアーを伴っているため、十分に成長するとシアー不安定になる。このシアー不安定が磁気リコネクションを起こすきっかけになっている。ここでの磁気リコネクションの性質は、いわゆる遅いリコネクションモデルの予測とよい一致を示していた。現在は数値的に導出したスケーリング則の物理的解釈を明らかにするため、乱流状態のさらに詳しい解析を行っている。炭素爆燃型超新星爆発に至るプロセスの候補として、白色矮星同士の合体過程が考えられている。しかしながら、定量的な解析が十分とは言えず、この合体過程で実際に超新星爆発が引き起こされるのかどうか不明な点が多い。そこで我々は、合体過程の流体シミュレーションを行い、超新星爆発の起こる条件を詳細こ解析した。計算手法としては、リーマン問題の解を取り入れて衝撃波問題にも対応できるように工夫されたSPH法を用いた。その結果、白色矮星同士の合体後に超新星爆発が起こる確率は非常に低いことがわかった。唯一の可能性としては、合体直後に主星の周りに形成される降着円盤からの質量降着率が低い場合がある。しかし、降着円盤中の磁気乱流から期待される降着率は、この臨界値よりもはるかに大きい。したがって、炭素爆燃型超新星は白色矮星と赤色巨星の連星系の進化の結果として起こるのが一般的であると言える。また、重力崩壊型超新皇爆発の際に形成される原始中性子星における磁場の役割が近年注目されている。特に、磁場強度は超新星爆発の新たなエネルギー源として期待されている。そこで、原始中性子星における磁気流体不安定の線形解析を行い、不安定性による磁場増幅の可能性を調べた。線形解析では、星内部で重要となる温度勾配や平均分子量勾配、熱拡散や磁気拡散等をすべて考慮した。その結果、回転速度シアーが大きいと考えられている原始中性子星では、非軸対称の磁気回転不安定が最も速く成長することがわかった。特に、回転軸付近での成長率が高く、その領域で効率的な磁場増幅が起こることで星の非球対象構造が生じることが期待される。このことは、今後ニュートリノ輸送等を考慮に含める場合に、極めて重大な効果を及ばすと考えられる。

実際の降着円盤での散逸係数は非常に小さいため、この計算結果が正しいとすると、磁気乱流はこれまで期待されていた程には角運動量輸送には寄与しないことになる。この点は今後さらに研究が必要であろう。超新星爆発の研究としては、白色矮星連星の合体が炭素爆燃型超新星の起源となれるかどうかを明らかにするためにSPH法を用いた流体シミュレーションを行った。その結果、白色矮星の合体過程によって超新星爆発を引き起こすことは困難であることを示した。また、重力崩壊型超新星に関して、崩壊直後に形成される原始中性子星における磁気流体不安定の線形解析を行い、その重要性を示すことに成功した。
新金属相ナノ粒子群の創製と触媒機能の開拓

無機ナノ粒子の合金化は、基金属の性質を制御するだけではなく、機能の複合化や単一金属だけでは発現することのない新規特性を与える手法として注目されている。平成29年度までに、貴金属の合金化の新奇手法として、単分散なパラジウムーリン(Pd-P)合金ナノ粒子を出発物質としたPd基合金ナノ粒子の合成手法を開発した。特に、B2-PdInナノ粒子では、局在表面プラズモン共鳴(LSPR)に起因する吸収ピークが可視領域に確認されており、吸収ピークの極大波長はB2-PdInナノ粒子の粒径の増大とともに長波長側にシフトし、金属ナノ粒子のLSPRに特徴的な傾向が観測された。平成30年度は、B2-PdInナノ粒子のLSPR発現が、その結晶構造、すなわち、11族元素に類似したバンド構造に由来することを理論計算より明らかにした。この理論計算から、B2結晶構造をもち、12族あるいは13族元素とPdとの合金ナノ粒子が可視領域にLSPR吸収を示すことが示唆されたため、同様の手法でPd-Pナノ粒子B2-PdCdナノ粒子の合成を試みた。その結果、B2単相のPdCdナノ粒子は得られなかったものの、(1) L10-PdCdナノ粒子、(2) B2-PdCdナノ粒子+L10-PdCdナノ粒子(75:25 v/v)、(3) B2-PdCdナノ粒子+ Pd2Cd11ナノ粒子(51:49 v/v)の合成に成功した。得られた3種類のナノ粒子のUV-Vis吸収スペクトルを測定したところ、B2-PdCdナノ粒子を含む試料のみ、可視領域にLSPR吸収を示すことが分かった。すなわち、11族元素に類似したバンド構造をもつB2-Pd基合金が、新たに可視領域にLSPR吸収を示すナノ粒子群であることを実証した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は、低周期dブロック金属として同族のニッケル(Ni)およびパラジウム(Pd)を用い、電気陰性度の近いpブロック元素リン(P)との化合物ナノ粒子合成について検討した。パラジウムーリン(Pd-P)ナノ粒子は、Pd前駆体とP前駆体を窒素雰囲気下で加熱することで合成し、3 50 nmの範囲での粒径精密制御が可能であった。粉末X線回折および制限視野電子線回折の結果から合成されたPd-Pナノ粒子は非晶質であり、X線光電子分光からPd-Pナノ粒子中のPdとPは共に0価の状態であることが明らかとなった。また、DFT計算によってフェルミ準位近傍の状態密度を導出した結果、Pd-Pが金属的な電子構造を有していることが示された。以上の結果から、得られたPd-Pナノ粒子は非晶質合金であると結論付けられた。Ni-Pナノ粒子も同様に合成可能であった。次に、Pd-P非晶質合金ナノ粒子と各種金属前駆体を所定条件で反応させることによって、Pd-P中のPと金属前駆体中の金属イオンとの間でガルバニック置換が進行し、Pd-Pナノ粒子の単分散性を概ね保持したPd基合金ナノ粒子が生成した。様々な金属前駆体を検討した結果、酸化還元電位が約3.3 V(vs. vacuum)よりも貴な金属とPdが合金化することが明らかとなり、Pd3Sn2、A1-CoPd3、B2-PdIn、B2-PdCd、A1-FePd3、L10-ZnPd及びA1-MnPd3のPd基合金ナノ粒子の合成に成功した。加えて、本反応は反応前後においてナノ粒子の形態が保持される仮晶反応であり、中空構造の様な複雑な形態であっても反応前後で保持されることを併せて確認した。以上の検討により、本手法がPd基合金ナノ粒子の粒径、形態、組成の任意制御を可能とする極めて汎用性の高い合成手法であることを実証した。研究計画に従い、第4周期遷移金属(Ni)および第5周期遷移金属(Pd)がpブロック元素(P)と共有結合した金属化合物の合成に成功し、その電子構造変調を達成するとともに、P選択的ガルバニック置換反応により、これまで得ることのできなかった一連のPd基合金ナノ粒子の合成に成功している。平成28年度までに、貴金属の合金化の新奇手法として、単分散なパラジウム-リン(Pd-P)合金ナノ粒子を出発物質としたPd基合金ナノ粒子の合成手法を開発した。本手法では、様々なPd基合金ナノ粒子の合成に成功しており、出発粒子となるPd-Pナノ粒子の粒径や形状の単分散性が反応前後において保持される仮晶反応であることが確認されている。平成29年度は、出発物質となるPd-Pナノ粒子を様々な形態に制御することで、Pd基合金ナノ粒子の高度な形態制御を試みた。まず、平均稜長が16 nmおよび36 nmの立方体Pdナノ粒子と、リン源であるトリオクチルホスフィンとの反応により、カーケンドール効果を利用した17 nmおよび37 nmの中空Pd-Pナノ粒子を合成した。得られた各粒径の中空Pd-P

ナノ粒子をIn前駆体と反応させることで、中空構造を保持したPd-In合金ナノ粒子を合成した。得られた中空Pd-Inナノ粒子のXRD測定を行ったところ、B2(塩化セシウム)型の結晶構造を有することが判明した。また、反応前後において中空構造が維持されていることから、本反応が高次の形態制御手法としても有用であることを明らかにした。中空Pd-In合金ナノ粒子のUV-Vis吸収スペクトルを測定したところ、B2-PdInの局在表面プラズモン共鳴(LSPR)に起因する吸収ピークが可視領域に確認された。吸収ピークの極大波長はB2-PdInナノ粒子の粒径の増大とともに長波長側にシフトし、金属ナノ粒子のLSPRに特徴的な傾向が観測された。研究計画に従い、第5周期遷移金属(Pd)がpブロック元素(P)と共有結合した金属化合物の合成に成功し、その電子構造変調を達成するとともに、P選択的ガルバニック置換反応により、従来の液相合成では得られない合金相をもつ未踏合金ナノ粒子の合成に成功した。また、イオン化ポテンシャルの大きく異なる二種金属元素の合金化により合金ナノ粒子の電子構造が変化する描像、ならびに、電子構造変調に基づく基礎金属物性(プラズモン特性)を、理論(分子研信定准教授・飯田助教との共同研究)・実験両面から明らかにした。無機ナノ粒子の合金化は、基金属の性質を制御するだけではなく、機能の複合化や単一金属だけでは発現することのない新規特性を与える手法として注目されている。平成29年度までに、貴金属の合金化の新奇手法として、単分散なパラジウムーリン(Pd-P)合金ナノ粒子を出発物質としたPd基合金ナノ粒子の合成手法を開発した。特に、B2-PdInナノ粒子では、局在表面プラズモン共鳴(LSPR)に起因する吸収ピークが可視領域に確認されており、吸収ピークの極大波長はB2-PdInナノ粒子の粒径の増大とともに長波長側にシフトし、金属ナノ粒子のLSPRに特徴的な傾向が観測された。平成30年度は、B2-PdInナノ粒子のLSPR発現が、その結晶構造、すなわち、11族元素に類似したバンド構造に由来することを理論計算より明らかにした。この理論計算から、B2結晶構造をもち、12族あるいは13族元素とPdとの合金ナノ粒子が可視領域にLSPR吸収を示すことが示唆されたため、同様の手法でPd-Pナノ粒子B2-PdCdナノ粒子の合成を試みた。その結果、B2単相のPdCdナノ粒子は得られなかったものの、(1) L10-PdCdナノ粒子、(2) B2-PdCdナノ粒子+L10-PdCdナノ粒子(75:25 v/v)、(3) B2-PdCdナノ粒子+ Pd2Cd11ナノ粒子(51:49 v/v)の合成に成功した。得られた3種類のナノ粒子のUV-Vis吸収スペクトルを測定したところ、B2-PdCdナノ粒子を含む試料のみ、可視領域にLSPR吸収を示すことが分かった。すなわち、11族元素に類似したバンド構造をもつB2-Pd基合金が、新たに可視領域にLSPR吸収を示すナノ粒子群であることを実証した。今後は、Ni、Pd以外の低周期dブロック金属とP以外のpブロック元素からなる金属化合物ナノ粒子の合成を行い、定常的・連続的に電子構造を変調できるかどうかを検討する。また、金属化合物ナノ粒子および合金ナノ粒子の新規な物理的・化学的性質を明らかにし、電子構造との相関について検討する。今後は、これまでに得られた種々の金属化合物ナノ粒子ならびに合金ナノ粒子の新規な物理的・化学的性質を明らかにし、電子構造との相関について検討し、「基底電子構造変調」という新しい概念に根ざした『新ナノ金属相科学』という新しい物質科学を提案する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ボロン酸を用いた糖検出チップの高速応答化とマルチカラーセンサーアレイへの展開

簡便な操作により明瞭かつ多彩な色調変化を示す糖センシングチップの開発を行った。まず、糖に対する応答速度の向上を図るため、センサーを構成する薄膜の厚さをナノサイズにまで減少させることに取り組んだ。その結果、交互吸着法を用いることにより従来の1/10程度の薄さを実現し、その結果として応答時間を10分程度にまで短縮することに成功した。また、様々な糖の中で特定の糖を選択的に検出する機能を持たせるため、異なるボロン酸構造を有するモノマーを合成し薄膜作製に用いた。その結果、分子内にヒドロキシメチル基を有するボロン酸モノマーを用いることにより、グルコースに対する応答選択性を改善できることが明らかになった。ボロン酸を用いた糖検出チップの変色パターンの多様化を検討した。ガラス基板表面が撥水性ポリマーでコーティングされた印刷スライドグラスを用い、そのガラス露出部にボロン酸含有薄膜を形成させる手法により、同一基板上に複数の薄膜スポットを有する糖検出チップを作製することに成功した。各々のスポットを異なる色素で着色した後、糖検出チップを種々の濃度のフルクトース水溶液に浸漬した。一定時間経過後、各々のスポットの可視吸収スペクトルを測定することにより、糖検出チップの変色挙動を解析した。その結果、フルクトース濃度の増大にともなうアニオン性色素の膜外への脱離挙動は、色素ごとに顕著に異なることがわかった。例えば、黄色のタートラジンや橙赤色のサンセットエローはフルクトース濃度が低い領域で脱離が進行したが、青色のアシッドレッド92や橙色のブリリアントエローは低濃度で脱離せず、高濃度のフルクトース存在下で脱離が進行した。以上のような色素ごとの応答挙動の差異に基づき、フルクトース濃度に依存した多様な変色パターンが出現した。さらに変色パターンの多様性を増大させるため、糖濃度の増大とともに無色から着色状態へと変化するメカニズムの導入を試みた。そのために、基板上の一つのスポットをカチオン基のみから構成される薄膜に置き換えて、そのスポットのみ着色せずに糖応答に用いた。その結果、フルクトースに応答してボロン酸含有する薄膜から色素が脱離して行くとともに、脱離した色素がボロン酸を含まない薄膜に再吸着されて、そのスポットが無色から着色状態へと変化していった。以上のような多様性の豊かな変色を示す糖検出チップを用いることにより、幅広い濃度範囲で簡便かつ正確な測定が実現できると期待される。前年度までの検討により、ボロン酸基およびアミノ基を含有する薄膜に様々な色素を複合化する手法を用いて、糖濃度に迅速に応答して明瞭かつ多彩な色調変化を示す糖検出チップを作製できることが明らかになった。一方、このセンサーはグルコースに対する応答感度が相対的に低いことが改善点として挙げられた。そこで本研究では、ボロン酸基に種々の置換基を導入して糖に対する親和性の変化を図り、グルコースに対する高感度なセンサーの実現を目指した。実際に導入した置換基は、ヒドロキシメチル基とクロロ基である。ヒドロキシメチル基を有するボロン酸モノマーの合成は、5-アミノ-2-ヒドロキシメチルフェニルボロン酸を塩化アクリロイルと反応させて行った。クロロ基を有するモノマーの場合は、3-アミノ-4-クロロフェニルボロン酸を同様に反応させて合成した。次に、得られたモノマーを用いてガラス基板上へ糖応答性薄膜を作製し、種々のアニオン性色素で着色した。着色した薄膜をグルコース水溶液に浸漬し、薄膜の色調変化を紫外可視分光光度計により時間ごとに測定していった。その結果、ヒドロキシメチル基を有するボロン酸を用いた場合に、グルコースに対する応答感度が大幅に向上する一方、クロロ基を有するボロン酸の場合には応答感度の目立った変化が見られないという結果が得られた。そこでヒドロキシメチル基を有するボロン酸モノマーを用い、ボロン酸とアミンの比率がグルコース応答性に及ぼす影響を検討した。その結果、ボロン酸基とアミノ基の比率が2:1の場合に最も高い感度が得られることが明らかになった。以上の検討により、グルコースに対して高感度に応答し、迅速かつ明瞭多彩な色調変化を示す糖検出チップが実現できた。ボロン酸を用いた糖検出チップの応答速度向上を図るため、交互吸着法による薄膜の作製を検討した。交互吸着法は、基板をポリマー溶液に繰り返し浸漬するだけの簡便な操作により、厚みがナノスケールで制御された薄膜を得られる手法である。まず、ボロン酸モノマーおよびアミンモノマーを共重合して、ボロン酸含有ポリカチオンを合成した。ポリアニオンとしてはポリアクリル酸を用いた。ポリカチオン溶液とポリアニオン溶液をそれぞれ用意し、ガラス基板をこれらへ交互に浸漬するプロセスを繰り返し、交互吸着膜を作製した。

形成された薄膜の断面を走査型電子顕微鏡により観測したところ、膜厚が約1マイクロメートルであることがわかった。これは、我々が従来作製していた薄膜の十分の一程度の厚みであり、交互吸着法を用いることによって膜厚を大幅に減少させることに成功した。その後、アニオン性色素を含む水溶液に薄膜を浸漬し、種々の色調に着色した。得られた糖検出チップを種々の濃度のフルクトース水溶液に浸漬し、一定時間経過後、可視吸収スペクトルの測定により薄膜の色調変化を観測した。その結果、アニオン性色素が糖に応答して膜外へ急速に脱離し、10分程度で薄膜の変色がおおむね完了することがわかった。これは、従来1時間程度を要していた応答時間を大幅に短縮するものであり、膜厚の減少が応答速度の向上に繋がることを実証する結果となった。薄膜の色調は、フルクトース濃度に応じて有色から無色へと変化したことから、短時間で明瞭な色調変化を示す糖検出チップとして機能することが明らかになった。また、色素ごとに異なる糖濃度領域で変色が生じるため、色素の選択によって検出感度をコントロール可能であることも示された。糖検出チップの変色挙動の多様化を実現するため、印刷スライドグラス上に複数の薄膜を形成して、各々のスポットを異なる色素で着色する手法を編み出した。その結果、糖濃度に応じて様々な変色パターンを示す検出チップの作製に成功した。さらに、ボロン酸を含有しない薄膜を共存させることにより、従来の有色から無色への変化に加えて無色から有色への変化を実現することができた。以上の研究成果は、従来に無い特徴的な色調変化を示す糖センサー開発のための基礎的知見となるものであり、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。糖検出チップの応答速度を向上させるためのアプローチの一つとして、交互吸着法による薄膜の作製に取り組んだ。その結果、従来より膜厚を大幅に減少させた薄膜の作製に成功し、得られた糖検出チップが糖に対して迅速に応答することを確認できた。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。糖検出チップの応答特性の更なる向上に向けて、薄膜の微細構造の精密な制御を試みる。また、ボロン酸部位の分子構造を変化させ、それが応答特性に及ぼす影響について詳細に検討を進める。交互吸着法を用いる手法について、ポリマーのモノマー組成や薄膜の膜厚を変化させた実験を行い、糖検出チップを作製する条件の最適化を図る。また、別のアプローチとしてポリマードットの形成による方法についても検討を開始する予定である。該当なし設備備品費は、ガスクロマトグラフ用のオートインジェクターの購入に用いる予定である。旅費は、国内外の学会参加や研究打合せのために使用する。消耗品費は、試薬やガラス器具などの購入に用いる。「次年度使用額」は少額であるが、消耗品の購入に充当する予定である。
地殻中における岩石内応力場の均一性に関する実験的研究

岩石試料を1軸圧縮試験すると,過去に試料に印加されたことのある,あるいは印加され続けていた応力の影響が試料の非弾性歪に認められる.このような非弾性歪に認められる過去の印加応力の影響を一般に岩石が持つ応力の記憶と呼ぶ応力の記憶を調べるために開発された変形率変形法(DRA)をボーリングコアに適用すると,試料が受けていた地殻応力の絶対値が分かることが示唆されている.しかし,岩石が応力の絶対値を記憶として持っているということを岩石の非弾性変形に関する従来の知識で説明することはできない.したがって,本研究の目的は,1)岩石が応力の絶対値を記憶として持っているということを現場の試料を用いて確立すること,2)絶対値の記憶を説明できる仮説を提案すること,3)仮説の有効性を実験的に確かめること,である.本研究では,a)ボーリングによって得られた深さ842mまでの岩石試料にDRAを適用して鉛直応力の大きさを調べ,その大きさが計算で求められる被り圧とほぼ等しいことを確かめた.b)岩石は長時間ほぼ一定の応力である地殻応力中にあるために,弾性的には不均質ではあっても岩石中の応力場は地殻応力で均一化されているという仮説の提案した.また,この仮説が成り立てば岩石試料を1軸圧縮によって地殻応力の絶対値を測定できることを理論的に明らかにした.長時間一定応力を印加し続けた試料を圧縮試験すると,印加応力がこの応力に等しいとき試料のコンプライアンスが極小になることがこの仮説から予測される.c)岩石試料を3日間以上一定応力で印加し続けると期待されるようなコンプライアンスの低下が生じることを実験的に確かめた.(a)から(c)の結果は,岩石が応力の絶対値を記憶として持っていること,応力の絶対値の記憶は岩石試料内の応力場が均一化されることによって説明できることを意味している.岩石試料を1軸圧縮試験すると,過去に試料に印加されたことのある,あるいは印加され続けていた応力の影響が試料の非弾性歪に認められる.このような非弾性歪に認められる過去の印加応力の影響を一般に岩石が持つ応力の記憶と呼ぶ応力の記憶を調べるために開発された変形率変形法(DRA)をボーリングコアに適用すると,試料が受けていた地殻応力の絶対値が分かることが示唆されている.しかし,岩石が応力の絶対値を記憶として持っているということを岩石の非弾性変形に関する従来の知識で説明することはできない.したがって,本研究の目的は,1)岩石が応力の絶対値を記憶として持っているということを現場の試料を用いて確立すること,2)絶対値の記憶を説明できる仮説を提案すること,3)仮説の有効性を実験的に確かめること,である.本研究では,a)ボーリングによって得られた深さ842mまでの岩石試料にDRAを適用して鉛直応力の大きさを調べ,その大きさが計算で求められる被り圧とほぼ等しいことを確かめた.b)岩石は長時間ほぼ一定の応力である地殻応力中にあるために,弾性的には不均質ではあっても岩石中の応力場は地殻応力で均一化されているという仮説の提案した.また,この仮説が成り立てば岩石試料を1軸圧縮によって地殻応力の絶対値を測定できることを理論的に明らかにした.長時間一定応力を印加し続けた試料を圧縮試験すると,印加応力がこの応力に等しいとき試料のコンプライアンスが極小になることがこの仮説から予測される.c)岩石試料を3日間以上一定応力で印加し続けると期待されるようなコンプライアンスの低下が生じることを実験的に確かめた.(a)から(c)の結果は,岩石が応力の絶対値を記憶として持っていること,応力の絶対値の記憶は岩石試料内の応力場が均一化されることによって説明できることを意味している.1.応力記憶の性質に関する実験水圧破砕法による応力測定が行われたボーリング孔で採取されたコアを用いた実験を行い,以下の結果を得た.(1)地殼応力の値を記憶する性質を岩石が持っていると言うことを実証するために,DRAによる地殼応力の3次元測定を行った結果,得られた各方向の応力は地殼応力のその方向の法線応力成分と解釈して良いことが確かめられた.(2)水圧破砕法で得られた結果と応力値を比較した結果,よい一致を示す場合と一致しない場合があることが分かった.特に,水圧破砕法の結果に認められた最(大剪断応力/法線応力)の比の深さによる極端な相違は,DRAによる結果には認められなかった.この原因については検討中である。海底下で採取された比較的空激率の大きな玄武岩コア試料にDRAを適用して,(3)地殼応力値は岩石の個体部分に記憶されている応力の値と岩石の空激にある流体圧と空激率の積との和で表されることが明らかになった.2.岩石内応力場の均一化過程に関する実験(1)一定の一軸圧縮応力を印加し続けた試料を再度一軸圧縮して,コンプライアンスを調べた結果,印加し続けた応力でコンプライアンスの低下が認められた.これは試料内の応力場が均一化され,試料の非弾性変形量が印加され続けた応力で小さくなることの一つの証拠と考えられる.(2)コンプライアンスの低下のはやさは試料に含まれる水分の量に関係しているように見える.以上の結果は一軸圧縮試験によるものであるが,結果を普遍化するために,静水圧加圧容器を製作し,試料に一定静水圧を現在印加し続けている.1.応力記憶の性質に関する実験

a.DRAによる結果が水圧破砕法によって得られる結果と異なる場合があることを前年度に指摘した。本年度も引き続きDRAによる測定を行い,この食い違を確認した。すなわち,水圧破砕法で見いだされた応力値の深さによる大きな不均一をDRAでは見いだすことが出来なかった。しかし,この理由を明らかにすることはできなかった。b.地震の発生活動が比較的低い北上山地地域の釜石の応力を推定した。この結果とすでに推定されている同地域西部の江刺での応力は,北上地域の剪断応力が内陸で発生した地震の余震域で推定されたものに比べて,断層の極近傍での値を除けば,決して小さくはないことを示している。一例ではあるが,内陸地震断層の近傍には顕著な応力の不均一があることが見いだされているので,上記の結果は不均一な応力場の存在が地震発生の条件である可能性,すなわち,地殻中において応力場の均一化が大規模に行われている可能性を示唆するように思われる。2.岩石内応力場の均一化過程に関する研究a.地殻応力に等しい応力を印加すると,応力場が最も均一になるような岩石を想定し,圧縮試験したときのその岩石の変形を定式化した。この定式化により,変形率変化(DRA)が,地殻応力を推定する方法として最も合理的な方法であることが示された。また,三軸圧縮試験下の岩石にDRAを適用することによっても地殻応力の推定ができること,静水圧下の試験では地殻応力の各成分を求めることができないことも有り得ることなども明らかになった。b.前年度に得られたコンプライアンスの変化や(2-a)に示された理論的な結果は転位の運動や化学反応による岩石構成物質の形状変化が岩石内の応力場の均一化をもたらすことを示唆している。
ファジィ理論による舌癌頸部リンパ節転移発現に関する研究

舌癌患者のリンパ節転移を予測する試みを行った。リンパ節転移予測の方法として最初は多変量解析で正診率を評価した。パラメータとして多変量解析ではカイ二乗検定と相関行列の結果よりT分類・N分類・角化度・核分裂像・浸潤様式の5項目を用いた。その結果、転移の発現した群58例と発現しなかった群79例の累積百分率表より判別点として-0.0375が設定され、137例中104例が正しく判別された。External check46例の正診率は71.7%で満足のいく結果ではなかった。この解析法について検討した結果、(1)アイテムの主観性、(2)numerical scoreと浸潤様式の症例分布(3)アイテム間の相関性が問題となり、これらを改善させる方法としてファジィ推論による予測を試みた。まず腫瘍径・角化度・浸潤様式の3項目を用いそれらをファジィ入力することでアイテム入力時の主観性に対応した。また原発巣治療法で切除群と放射線群の2グループに分け、その2群それぞれにIf-Then ruleを適用することで症例の分布上の偏りを是正し、アイテム間の相関を細分した。その結果、137例の正診率は78.1%、Sensitivityは69.0%、Specificityは84.8%で多変量解析よりファジィ推論での転移予測が正診率が高く、ファジィ推論の転移予測は有用と考えられた。本来、客観的評価といわれる統計学的手法にもその入力段階において主観性が含まれており、それをファジィ推論を使い正診率を向上することができた。舌癌の頚部リンパ節転移の有無を、初診時臨床所見と生検標本の病理組織所見より判定する方法としてファジイ推論を応用した。retrospective studyの研究資料として、1971年から1990年までの口腔癌新鮮例で組織学的に頸部リンパ節の有無が判明しているか、あるいは現在もfollow up中で頸部リンパ節に転移を認めていない137例の生検標本を対象とした。まず予備解析として転移の発現に関与すると考えられる臨床的因子6項目・病理組織学的因子8項目をカイ二乗検定の結果より7項目を抽出し、多変量解析を行った。その結果全症例の正診率は75.8%、NO症例では70.9%であった。この結果よりカテゴリーの各項目を再検討を行いファジイスケールとして応用可能と考えられた腫瘍径、浸潤様式、分裂像をファジィスケールを用いて計量化を行い、それぞれメンバーシップ関数によりファジイ化した。If-Then ruleはそれぞれの入力項目の組み合わせでの転移率に応じた出力メンバーシップ関数を対応させ、Min-Max重心法を用い非ファジイ化を行った。その結果全症例の正診率は75.2%、NO症例では79.1%であった。さらにこの判別法の信頼性を調べるために1991年から1995年までの新たな46例についてexternal checkを行ったところ、正診率は78.2%であった。(以上の結果についてはバイオメディカル・ファジイ・システム学会九州地方会(1999.2.5産業医科大学)で報告)しかしながら、臨床上、この正診率は満足できるものではなく、この診断システムの精度を向上させるために、入力項目の整理、メンバーシップ関数の調整とともに、従来のヘマトキシリン・エオジン染色所見のみでなく免疫組織化学的検索が可能な症例については同様な入力項目の計量化が必要と考えられる。今後は、これらの入力項目の検討とともに、ファジイの特徴である診断支援効果についても検討する予定である。retrospective studyの研究試料として、1971年から1990年までの口腔癌

新鮮例で組織学的に頸部リンパ節の有無が判明しているか、あるいは現在もfollow up中で頸部リンパ節に転移を認めていない137例の生検標本を対象とした。まず予備解析として転移の発現に関与すると考えられる臨床的因子6項目・病理組織学的因子8項目をカイニ乗検定の結果より7項目を抽出し、多変量解析を行った。その結果全症例の正診率は75.8%、N0症例では70.9%であった。この結果よりカテゴリーの各項目を再検討を行いファジイスケールとして応用可能と考えられた腫瘍径、浸潤様式、分裂像をファジィスケールを用いて計量化を行い、それぞれメンバーシップ関数によりファジイ化した。If-Then ruleはそれぞれの入力項目の組み合わせでの転移率に応じた出力メンバーシップ関数を対応させ、Min-Max重心法を用い非ファジイ化を行った。その結果全症例の正診率は75.2%、N0症例では79.1%であった。さらにこの判別法の信頼性を調べるために1991年から1995年までの新たな46例についてexternal checkを行ったところ、正診率は78.2%であった。(以上の結果についてはバイオメディカル・ファジイ・システム学会九州地方会(1999.2.5産業医科大学)で報告)しかしながら、臨床上、この正診率は満足できるものではなく、この診断システムの精度を向上させるために、入力項目の整理、メンバーシップ関数の調整を行った。項目として治療法の違い、If-Then ruleを2つ設けるなどを行いretrospective studyの正診率は82.6%まで向上した。
熱帯熱マラリア原虫メロゾイトの新たなロプトリー蛋白の遺伝子クローニング

1.PyRhopHの部分アミノ酸配列ネズミマラリア原虫Plasmodium yoeliiメロゾイトから高分子量ロプトリー蛋白PyRhopH1(140kDa)を特異的に認識する単クローン抗体を固相化したアフィニティーカラムを用いてPyRhopH1を精製した。上記精製蛋白をリジルエンドペプチダーゼ処理し、逆相HPLCにて分離し、断片ペプチドのアミノ酸配列解析を行った。ペプチド断片のアミノ酸配列を基に作成した縮重PCRプライマーと特異的PCRプライマーを用いてP.yoeliiのcDNAとゲノムDNA(gDNA)遺伝子のクローニングを行ない、PyRhopH1では3.9kbのcDNAと4.6kbのgDNAの全塩基配列を決定した。PyRhopH1は8個のエクソンからなり、アミノ酸配列をみるとアミノ末端にシグナル配列が認められ、エクソン2と5がシステインに富む部位であった。PyRhopH1のホモロジー検索では熱帯熱マラリア原虫で4個、P.yoeliiで1個の相同性の高い遺伝子が認められ、RhopH1は遺伝子ファミリーを形成している可能性が示唆された。明らかにしたPyRhopH1遺伝子を6個のブロックに分けDNAワクチンを作成した。これらを用いてマウスを免疫して、PyRhopH1に対する抗血清を作製した。間接蛍光抗体法(IFA)によって抗原の局在を観察したところ、PyRhopH1はP.yoeliiメロゾイト内に涙的状の蛍光が観察された。また、P.yoelii赤内型原虫を抗原とするWestern-blotを実施した結果、それぞれ140kDaの部分に特異的な免疫反応が認められた。以上の結果から、我々の解析したPyRhopH1、遺伝子が140kDaのロプトリー蛋白をコードする遺伝子であることを確認した。2.ロプトリー蛋白(RhopH1)の遺伝子構造ペプチド断片のアミノ酸配列を基に作成した縮重PCRプライマーと特異的PCRプライマーを用いてP.yoeliiのcDNAとゲノムDNA(gDNA)遺伝子のクローニングを行ない、PyRhopH1では3.9kbのcDNAと4.6kbのgDNAの全塩基配列を決定した。[研究の目的]申請者は、マラリア原虫メロゾイトの先端部小器官のうちロプトリーに存在する高分子量ロプトリー蛋白PfRhopH1(140kDa)の遺伝子を、ネズミマラリア原虫及び熱帯熱マラリア原虫からクローニングしこの蛋白がマラリアワクチン抗原の新たな候補となる可能性、及びその蛋白の機能について検討するために本研究を行った。[今年度の成果及び考察]1、ネズミマラリア原虫メロゾイト高分子量ロプトリー蛋白PyRhopH1遺伝子のクローニング(1)Plasmodiumyoelii 17XLのメロゾイトから精製した高分子量ロプトリー蛋白PyRhopH1(140kDa)の6種類の部分アミノ酸配列から縮重オリゴヌクレオチドを合成し、これを用いてP.yoeliiメロゾイトのcDNAライブラリーを鋳型として、部分的なPyRhopH1 cDNA断片をPCRにて増幅することに成功した。次に増幅されたcDNA断片の塩基配列をもとに特異的PCRプライマーを設計しこれを用いて、上記cDNAライブラリーを鋳型としてPCR法にて増幅し、PyRhopH1 cDNAクローンの全塩基配列をほぼ決定した。この塩基配列をもとにアミノ酸配列に翻訳し、その配列を用いて、GenBankの検索を行った。その結果、PyRhopH1と類似の配列を持つ熱帯熱マラリア原虫由来のcDNAクローンが検出された。そこで、これらのcDNAクローンがコードする蛋白がメロゾイトのロプトリーに存在することを確認するために、現在アミノ酸配列をもとにそれぞれ3個の合成ペプチドを作成し、マウスに免疫し抗血清を作成中である。1.PyRhopHの部分アミノ酸

配列ネズミマラリア原虫Plasmodium yoeliiメロゾイトから高分子量ロプトリー蛋白PyRhopH1(140kDa)を特異的に認識する単クローン抗体を固相化したアフィニティーカラムを用いてPyRhopH1を精製した。上記精製蛋白をリジルエンドペプチダーゼ処理し、逆相HPLCにて分離し、断片ペプチドのアミノ酸配列解析を行った。2.ロプトリー蛋白(RhopH1)の遺伝子構造ペプチド断片のアミノ酸配列を基に作成した縮重PCRプライマーと特異的PCRプライマーを用いてP.yoeliiのcDNAとゲノムDNA(gDNA)遺伝子のクローニングを行ない、PyRhopH1では3.9kbのcDNAと4.6kbのgDNAの全塩基配列を決定した。PyRhopH1は8個のエクソンからなり、アミノ酸配列をみるとアミノ末端にシグナル配列が認められ、エクソン2と5がシステインに富む部位であった。PyRhopH1のホモロジー検索では熱帯熱マラリア原虫で4個、P.yoeliiで1個の相同性の高い遺伝子が認められ、RhopH1は遺伝子ファミリーを形成している可能性が示唆された。明らかにしたPyRhopH1遺伝子を6個のブロックに分けDNAワクチンを作成した。これらを用いてマウスを免疫して、PyRhopH1に対する抗血清を作製した。間接蛍光抗体法(IFA)によって抗原の局在を観察したところ、PyRhopH1はP.yoeliiメロゾイト内に涙的状の蛍光が観察された。また、P.yoelii赤内型原虫を抗原とするWestern-blotを実施した結果、それぞれ140kDaの部分に特異的な免疫反応が認められた。以上の結果から、我々の解析したPyRhopH1、遺伝子が140kDaのロプトリー蛋白をコードする遺伝子であることを確認した。