hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
関節軟骨損傷の修復過程におけるTGF-β1の作用機序の解明

ラット大腿骨の大腿膝蓋面に自然修復する定量的な軟骨全層欠損を作成するためのデバイスを開発し、これを用いた関節軟骨欠損モデルにおいてその組織学的修復過程を明らかにし、細胞増殖能、N-CAMおよびII型コラーゲンmRNAの発現による各過程の細胞特性の解析、さらに修復過程におけるTGF-β1、TGF-βRIおよびTGF-βRHの発現について検討した。術後4日目の欠損部には著明な増殖能を有する紡錐型の未分化な細胞が浸潤し、表層よりやや下方のより紡錘形を呈する未分化な細胞にN-CAMの発現が見られた。その後未分化な細胞は多角形から類円形の細胞へと形態を変化したが、術後10日目の欠損深部の多角形の細胞にII型コラーゲンmRNAの発現を認めた。術後2週にはサフラニン-O染色性を認める軟骨基質が初めて確認され、基質中の軟骨細胞は旺盛な増殖能を示していた。欠損深部では術後4日目から骨膜性骨化による骨形成が活発に進行し、術後4週では軟骨下骨組織は隣接する軟骨下骨と同じ高さに達し、表層の修復組織では全体にサフラニン-O染色性およびII型コラーゲンの免疫染色性を認め、隣接関節軟骨とほぼ同一の組織構築を回復した。TGF-β1、TGF-βRIおよびTGF-βRIIの発現は術後早期に欠損部内に侵入する紡錘形の未分化な細胞、多角形或いは類円形の細胞、また軟骨分化以降は著明な増殖能を有する深層から中間層の軟骨細胞に共存して見られ、軟骨全層欠損修復過程での未分化な細胞の増殖、細胞凝集、軟骨細胞の増殖や細胞外基質の産生のそれぞれの段階におけるTGF-βシグナルの関与が示唆された。本年度はまず予備実験としてラット大腿骨膝蓋面に0.8mm径,深さ1.5mmの軟骨全層欠損モデルを作成し,その継時的変化を観察した。白色の修復組織で充填された欠損部は12週までは周囲と判別可能であったが,4週の時点では透明度が増し周囲とほとんど判別できず,修復組織の解析のためのサンプリングが困難であった。そこで欠損部の直径を1mmとして軟骨全層欠損モデルを作成したが,0.8mm径と同様に継時的に周囲との判別が困難となる例が少なくなかった。修復組織のサンプリングが可能であった例を用い,TGF-β1,TGF-βtype I receptor,TGF-βtype II receptor,PCNAの発現を免疫組織学的に検討した結果,モデル作成後12週で欠損部を充填した紡錘形の未分化間葉系細胞は高頻度にPCNA陽性で,TGF-β1,TGF-βtype I receptor,TGF-βtype II receptorの発現が認められた。さらに軟骨形成とともに強いPCNA染色性を示す増殖軟骨細胞にTGF-β1,TGF-βtype I receptor,TGF-βtype II receptorの発現が見られ,これらの結果は従来われわれが使用してきた免軟骨全層欠損モデル修復組織におけるGuJ.らの方法を用いた検討の結果と同様な傾向であった。しかし上記の作成方法によるラット軟骨全層欠損モデルではサンプリング可能な修復組織の量が非常に少量で,同一標本の連続切片によるTGF-β1及びそのシグナル伝達系(TGF-βreceptor及びSmads)の解析は困難であった。そこでより多量の修復組織が得られるよう大腿骨内顆関節面全面に0.5mm幅のV字状全層欠損を作成する方法に変更し,HunzikerEBらの方法を参考に定量的な欠損を作成するためのカンナ状のinstrumentを開発した。平成11年度はこのinstrumentにより作成した軟骨全層欠損モデルを用い,TGF-β1の軟骨修復過程への関与をより詳細に明らかにする予定である。軟骨全層欠損部の修復過程におけるTGF-βsignalingの関与についてラットモデルを用いて検討した。

6週齢の雄Wister系ラットの大腿骨膝蓋面にV字状全層欠損を作製し、術後1、2、3、4、6、8週で屠殺し、欠損作成部の軟骨・軟骨下骨を一塊として採取し、組織学的、免疫組織学的検討に供した。術後1週の欠損部には紡錘型の未分化な細胞が浸潤し、その後欠損底部における骨形成の進行と共に未分化な細胞は多角形から類円形の形態を呈するようになり、術後3週では深層に軟骨基質に囲まれた軟骨細胞が出現した。以後軟骨層は上行し、術後8週では欠損部に隣接した関節軟骨の形態とほぼ同様な組織構築を回復した。抗PCNA抗体を用いた免疫染色では、術後2週から6週にかけて観察される多角形から類円形の未分化細胞および成熟軟骨細胞に強い発現を認め、これらの細胞が高い増殖能を有していることが示された。また抗TGF-β1抗体および抗TGF-βI型受容体および抗TGF-βII受容体を用いた免疫染色においても、上記の細胞ではTGF-β1、受容体ともに強い発現が共通して観察された。欠損作成後初期に浸潤する紡錘形の未分化細胞や術後6週以降に軟骨層底部に観察される肥大軟骨細胞ではTGF-β1および受容体ともに発現は著明に低下していた。以下の結果はTGF-βsingnalingが高い増殖能を有する多角形から類円形の未分化細胞および成熟軟骨細胞の機能と密接に関連することを示唆しており、今後細胞接着因子発現や軟骨基質蛋白合成の経時的推移との関連について検討していく予定である。
デュレンマット作品におけるパラテクストの機能とその可能性

デュレンマットはドラマトゥルギー上の注釈等、パラテクストと呼ばれる類のテクストを数多く残している。書籍版『加担者』までのパラテクストは、あくまでも読者が文学テクストをよりよく理解するための補助的なテクストとして書かれているが、『加担者』ではむしろ、文学テクスト(戯曲)はパラテクスト(後書き)を書くきっかけを与えるものでしかない。『加担者』ではパラテクストは、質的にも量的にも戯曲を凌ぐほど重要なものとなっている。また、デュレンマットは文学作品と同じモチーフを扱った絵画も多く描いており、文学テクストに絵画を配することによって、演劇や映画といった映像を伴うメディアにより近い表現が可能となっている。本研究の目的は、スイス・ドイツ語圏の20世紀文学を代表する作家フリードリヒ・デュレンマットの作品を、パラテクストをも含みこんだ「複合体」としてとらえ直し、デュレンマット作品におけるテクストとパラテクストの関係、パラテクストのもつ機能、パラテクストによって広がる表現の可能性について明らかにすることである。26年度の課題は、戯曲や小説とともに発表されたパラテクストの在り方がどのように発展しているかを時系列に沿って検証することだった。研究の成果は次の通りである。1)初期の短編小説には解説や注などはほとんどついていないが、戯曲には演出家や俳優に与えたドラマトゥルギー上の注釈、上演に際して観客に宛てて書いたメッセージなどが付属することが多く、その分量はデュレンマットが劇作家の地位を確立するにつれて多くなり、それと同時に小説にも後書きや解説が付き始めて、最終的にはパラテクストの分量が戯曲部分の分量を凌ぐ喜劇『加担者』(1972ー73)に至る。2)『加担者』までのパラテクストは、あくまでも読者や観客が文学テクストをよりよく理解するための補助的なテクストとして書かれているが、『加担者』ではむしろ逆に、文学テクスト(戯曲部分)はパラテクスト(後書きの部分)を書くきっかけを与えるものでしかない。『加担者』ではパラテクストは、質的にも量的にも戯曲を凌ぐほど重要なものとなっており、そこでは科学者の責任という戯曲のテーマを離れて、書くという行為そのもの、あるいは書いている自分とは何か、という問題について考察されている。3)『加担者』の後書きのスタイル(構成や文体)は、最晩年の自伝風散文『素材』(1981/1990)にそのまま採用されており、『素材』は(それ以前のデュレンマット作品における文学テクストとパラテクストの分類から言えば)パラテクストからのみ成り立っている作品とみなすことも可能である。本研究の目的は、ドイツ語圏スイスの20世紀文学を代表する作家フリードリヒ・デュレンマットの作品を、パラテクストをも含み込んだ「複合体」としてとらえ直し、デュレンマット作品におけるテクストとパラテクストの関係、パラテクストのもつ機能、パラテクストによって広がる表現の可能性について明らかにすることである。27年度の課題はデュレンマットの文学作品と、(言語表現ではないパラテクストとしての)絵画との関係について、特に短編小説『ミノタウロス』(1984/85)とミノタウロスをテーマに描かれた絵画を中心にして考察することだった。1)もともと画家志望だったデュレンマットにとって、絵画は言語と同じくらい重要な表現手段だった。絵画を描くことの意味についてはデュレンマット自身が『自分の描いた絵とデッサンについての個人的な注釈』(1978)というエッセイを書き残している。このエッセイの中でデュレンマットは、絵画は文学作品を補完するものではあるが、単なる挿絵ではないことを強調し、「我々の世界は言語だけではとらえられない」と主張している。2)デュレンマットにとって世界は「顔のない」抽象的なものであり、その抽象的な世界に具体的なイメージを与えるものが絵画(すなわちBild=イメージ)であり、それはギリシア神話に登場する「迷宮」である。3)「迷宮」はミノタウロスから見た世界である。短編小説『ミノタウロス』では、ミノタウロスは自分が「迷宮」に閉じ込められていることも、自己と他者の区別も知らず、突然目の前に現れた他者を自覚のないまま殺してしまう。4)絵画ではミノタウロスはしばしば「世界史」という名の大量殺人を犯す怪物として描かれている。短編小説『ミノタウロス』と、ミノタウロスをテーマとする絵画との比較、相互作用についての分析は計画通りに行うことができたが、デュレンマットの作品においてパラテクストの在り方が決定的に変化する『加担者』(1973/1976)の翻訳(本邦初訳)を詳細な解説付きで出版することができた他は、アウトプット(学会発表や論文の刊行)がやや少ないため。28年度の課題は、27年度までの研究成果(特に、絵画というパラテクストを考慮に入れた短編小説『ミノタウロス』の分析)の発表に努めることと、「複合体」としてのデュレンマット作品の在り方を最も典型的に示している戯曲『加担者』とその後書きを詳しく分析することだった。1)「複合体」としての『加担者』は、晩年の自伝的散文『素材』の形式と内容に決定的な影響を与えた。

2)『素材』で語られているように、「迷宮」と「塔の建設」はデュレンマットの作家人生を貫く最も重要な文学的素材である。ギリシア神話に登場する「迷宮」からデュレンマットが連想し、考え、表現したことは実に多岐にわたっており、これらを素材として文学作品のみならず絵画も多数創作されている。3)デュレンマットにおいて「迷宮」は、人間に世界を正しく認識することは可能かという問題と深く結びついている。この問いはさらに、人間は自分自身を正しく認識することが可能かという問題につながっている。4)「迷宮」という素材を扱ったものとして、『ミノタウロス』は映画台本『ミダス』および中編小説『依頼』と関連づけて考えることができる。ミノタウロスと同じくギリシア神話に登場する人物ミダスは、デュレンマットが世界や現実を言語や映像その他のメディアを使って描くことが可能かどうかという問題を扱うために導入したモチーフである。『依頼』においてもビデオというメディアの客観性が問題になっている。「迷宮」という観点から短編小説『ミノタウロス』を映画台本『ミダス』および中編小説『依頼』と関連させて分析した論文を執筆することができた。この論文は29年度中に刊行される予定である。また、パラテクストをも含み込んだ「複合体」としての『加担者』の分析については、29年7月にドイツで開催される国際シンポジウムで発表することが決まっている。本研究の目的は、ドイツ語圏スイスの20世紀文学を代表する作家フリードリヒ・デュレンマットの作品を、パラテクストをも含み込んだ「複合体」としてとらえ直し、デュレンマット作品におけるテクストとパラテクストの関係、パラテクストのもつ機能、パラテクストによって広がる表現の可能性について明らかにすることである。29年度の課題は、3年間にわたる具体的なテクストとパラテクストの分析を踏まえた上で、パラテクストの存在が作家に提供する表現の可能性・読者に提供する解釈の可能性とは何かについて考察することだった。研究の成果は次の通りである。1)文学テクストに絵画等のパラテクストを配することにより、作家にとっては演劇や映画といった、映像を伴うメディアにより近い表現が可能となる。1950年代から60年代にかけて劇作家として活躍したデュレンマットはもともとは画家を目指しており、視覚的な表現は文学テクストの創作においても非常に重要な意味を持っていた。2)いったん発表した戯曲や小説に対する観客や読者、文芸評論家、文学研究者等の反応を考慮に入れて、作者自らが書き加えた解説やコメント等とともにもともとの文学テクストを出版し直すことによって、作者と受容者とのインタラクションが可能になる。3)上演を繰り返しながら書き直されていった戯曲の場合、最終的に文学テクストのみならず、上演記録、作者による注釈や解説等のパラテクストが含み込まれた「複合体」として出版されることによって、テクストの生成過程が読者にも理解できるものとなる。特にデュレンマットの場合、パラテクストの存在が初期の作品と晩年の作品との関連を明らかにしている。デュレンマットはドラマトゥルギー上の注釈等、パラテクストと呼ばれる類のテクストを数多く残している。
微生物を利用した新規ナノ半導体合成法の開発とその光および電気制御

本研究の目的は,低毒性半導体量子ドットを微生物が持つ導電性ナノワイヤー(鞭毛)を介して付着させ,その微生物が持つ脱窒プロセスを量子ドットが吸収する光エネルギーとその後の電子伝達によって駆動させる系を立ち上げる事,およびその実績を作ることであり、まだ報告例のない「低毒性のカルコパイライト系半導体ナノ粒子の微生物を用いた合成方法」の確立を目指している。まず初年度は、本研究目的達成のために有用な微生物(Thiobacillus種)の培養からカルコパイライト系半導体の材料になる硫化物イオンを蓄積する条件を検討した。主に亜硫酸還元酵素活性を利用した硫酸還元系から蓄積を試みることと、電子供給源としての黄鉄鉱(FeS)から酸化反応により得る条件の2通りを試しところ、後述の方法で良好な手応えを得た。さらに、その機構に関与する酵素ならびに蛋白質の探索を行ったところ候補となる蛋白質を見つけることができた。現在、その酵素蛋白質のクローニングと大腸菌での大量発現を実施中であり、その分子構造ならびその反応性等が明らかになる予定である。当初の計画通り、培地中および培養菌体の懸濁液中に硫化物イオンを蓄積する条件を見つけた。さらにその蓄積に関わる酵素蛋白質候補を見つけ、その機構の分子レベルでの解明まで手が届くところに来ている。今年度得られた知見は、次年度実施予定の半導体結晶作成のための大きな土台となる。今年度得られた知見を基に、次年度は実際に半導体結晶の作成条件の検討に入る。具体的には、様々なpHおよび金属塩の量比で混和することにより、最も最適かつ有用な半導体を成り得る結晶を得る。場合によっては硫化物イオンを産生する酵素の改変も行い、より短時間でより効率よくカルコパイライト系半導体結晶が得られる方法論を開発する。さらに開発できた暁には、光により脱窒が進行する次世代環境エコバイオシステムの開発に向けた条件なども検討する。研究の進展により、当初予想していた機構とは別の機構で反応が進むことが判明し、若干、予定していた実験に変更が生じたことと、次のステップへの準備および検討に時間を要したためであり本研究全体に大きな支障はなく、次年度に全額消耗品購入費用として使用予定である。
腸上皮化生の増殖細胞の性格に基づいた腸型胃癌発生のメカニズムの解明とその臨床応用

腸上皮化生(IM)は高分化型胃癌の前癌状態であるとみなされてきた。しかし、IMはわが国の中高年齢層では70-90%に認められる病変であり、そのうち胃癌が発生するのは、1%以下であるという推計学的なデータもある。従って、胃のIMのなかでも発癌の危険度が高いものをいかにして選別するかが重要である。癌の芽は未熟な増殖細胞層にあるのであって、既に成熟した上皮の性格づけによっては発癌との直接の関連性は見い出せないという発想のもとに、IMの増殖細胞群に注目し研究を行った。そして、正常胃粘膜には、発現しない胎児型グリコーゲン・ホスホリラーゼ(BGP)が、高分化型胃癌の80%以上に強い活性を持ち、一部のIMの増殖細胞層にも発現すること(BGP-IM)を見い出した。さらに、このBGP-IMは、分子病理学的に増殖能が高いことや発癌の最終ステップに関係するp53の発現が認められることを明らかにした。つまり、腸型胃癌の大部分はBGP-IMから発生する可能性が強く示唆されたのである。さらに、臨床応用として、多発癌の胃からの8点生検をを行い、単発癌の胃や萎縮性胃炎の胃に較べて、有意にBGP-IMの発現が多いことを突き止めた。最近、胃癌の局所療法後の異時性再発は衆目の集まる問題となっているが、その高危険群の囲い込みに有用であることが示され、臨床的にも大いに寄与することや今後のさらなる発展性に期待がもてることが示唆された。
工学設計教育としての鋼橋の設計及び製作システムの構築

本研究目的である「工学設計教育としての鋼橋の設計および製作支援システム」をほぼ完成させた。「鋼橋コンテスト」に参加した学生を対象に、本システムについてのアンケート調査を毎年実施し、このシステムの不十分な部分を毎年改訂し、ほぼ満足すべき結果を得た。本システムの利点は次のとうりである。(1)「工学専門実験・演習」のテーマに「ブリッジ・コンテスト」を導入することにより、2年次の「構造の基礎および応用」での構造力学の理解、3年次の「工学専門実験・演習」の「ブリッジ・コンテスト」での計画設計の理解、「構造解析学」でのFEM解析および「鋼構造工学」での橋梁の構造特性の把握、4年次の「鋼橋コンテスト」での総合理解と科目間のシステム化と連携を図ることができた。(2)工学設計教育の基本パターンである「企画・実施・まとめ・発表」と「Plan・Do・Check・Act」の全サイクルを含むところの「工学設計教育としての鋼橋の設計および製作支援システム」とすることができた。また、本学では全学生に「ノート型パソコン」を所有させている。この「ノート型パソコン」を用いたFEM解析、Word、Excelによるプロジェクトレポートの作成等、「鋼橋コンテスト」をとうして「情報リテラシー」を身につけさせることができる。(3)コンピュータの普及とともに、工学教育は解析が中心となり、Hands-on教育が欠落しつつある。3年次の「ブリッジ・コンテスト」および4年次の「鋼橋コンテスト」をとうして、この欠落を多少なりとも補うことができた。平成10年度の研究実施計画に基づき研究を行い次の実績を得た。(1) AISC「鋼橋コンペ」のルールブック(英文)の和訳を行ない、それを纏めた。(2)次に、AISC「鋼橋コンペ」のルールをkg、cmの単位に換算・整理し、各学生に「鋼橋モデル」を設計させた。その際、学生所有のノート型パソコンを用いて、FEM剛結骨組解析プログラムによる応力・変形解析も行わせた。そして、各グループ(3x4名)内の設計案を比較検討させ、一つの設計案に絞り込ませた。(3)各グループ毎に市販の鋼材購入リストを作らせ、調達後、研究室内の工作機械(電動鋸盤、ボール盤等)を用いて、「鋼橋モデル」の部品・部材を製作させた。(4)「鋼橋コンペ」のルールにもとずいて「鋼橋モデル」を架設し、スコアをとらせた。(5)最後に、鋼橋コンペを体験した12名の学生にアンケート調査を行って、工学設計の教育効果を確認した。問題点として、設計案が教科書に載っている橋梁に偏るため、プロトタイプの「鋼橋の設計及び製作支援システム」に次の項目をつけ加えた。(6)学生各自の設計案を検討する際、デザインの自由度を高めるために、パルサ材とテグスによる1/100模型製作をつけ加えた。なお、このパルサ材とテグスによる1/100模型製作は学部3年生の工学専門実験・演習の「はりの強度とデザイン」という実験指導書に纏めた。(7)また、提案する「鋼橋の設計及び製作支援システム」は平成10年7月の工学・工業教育研究講演会において「工学設計教育としての鋼橋の設計及び製作(鋼橋コンペ)」と題して発表した。平成11年度の研究実施計画に基づき研究を行い次の実績を得た。(1)「鋼橋モデル」の設計にあたって、学生各自の自由な発想をうながすために、バルサ材とテグスによる1/100の鋼橋模型を、まず、製作させた。(2)次に、AISC「鋼橋コンテスト」のルールをkg、cmの単位に換算・整理し、各学生に「鋼橋モデル」を設計させた。その際、学生所有のノート型パソコンを用いて、EEM剛結骨組解析プログラムによる応力・変形解析も行わせた。そして、各グループ(2x4名)内の設計案を比較検討させ、一つの設計案に絞り込ませた。

(3)各グループ毎に市販の鋼材購入リストを作らせ、調達後、研究室内の工作機械(電動鋸盤、ボール盤等)を用いて、「鋼橋モデル」の部品・部材を製作させた。(4)「鋼橋コンテスト」のルールにもとずいて「鋼橋モデル」を架設し、スコアをとらせた。(5)そして、鋼橋コンペを体験した8名の学生にアンケート調査を行って、工学設計の教育効果を確認した。(6)また、土木工学科3年生の実験・演習で実施した(1)「ブリッジ・コンテスト」は平成11年7月の工学・工業教育研究講演会において「土木工学科における構造工学実験の実践的教育法」と題して発表した。(7)最後に、2年間の研究を纏めた「科学研究費補助金研究成果報告書」を作成した。
血管平滑筋240kDaタンパクの機能的意義の解明

血管平滑筋におけるcGMP依存性蛋白質リン酸化酵素(PKG)による細胞膜カルシウムポンプ(PMCA)活性化にIP_3受容体のリン酸化が関与するか否かを検討するため、IP_3受容体の特異抗体を用いてIP_3受容体を除去した部分精製PMCA標品に対する精製PKGの作用を検討した。PKGは、IP_3受容体が完全に除去された標本でも、同受容体を含む標本と同様にPMCAの活性化を起こした。PKGのPMCAに対する直接作用を詳細に検討するため、IP_3受容体を含まないPMCAの高度精製標品を調製し、PKGの作用を調べたところ、PMCAが低濃度(10-20nM)でmonomerとして存在しており、calmodulin感受性を有している場合のみPKGによる活性化が起こり、PMCAが高濃度(40-50nM)でdimerとなり活性化しており、calmodulin感受性を示さない場合にはPKGによる活性化は起きなかった。PKGによる低濃度PMCAの活性化はPKGの濃度に依存的であり、熱変性したPKGやcGMPが存在しない場合には活性化が見られないので、intactでcGMPによって活性化されたPKGがPMCAの活性化には必要であると考えられた。また、PKGによるPMCA活性化に際し、PMCAの部分精製標品、高度精製標品いずれでも、PMCAのリン酸化を認められなかった。さらに、PMCAの活性化を起こすのは、type I αPKGのみであり、type I βはPMCAの活性に影響しなかった。以上の結果から、PKGによる血管平滑筋PMCAの活性化には、IP_3受容体のリン酸化は直接関与していないこと、PMCAのリン酸化も考えられぬこと、血管平滑筋に存在しているtype I αとtype I βの2種類のPKGアイソザイムのうち、type I αのみがPMCAの活性化に関与していることなどがわかった。1.cGMP保存性タンパク質リン酸化酵素(G-Kinase)による細胞膜Ca^<2+>ポンプの活性化に関連してリン酸化されるタンパク質として我々がブタ大動脈平滑筋で発見し、inositol1,4,5-trisphosphate(IP_3)結合タンパク質であることが示された240kDaタンパク質は、同組織の主要なIP_3受容体と同一であり、よく研究されている小脳IP_3受容体と同じく、type1 IP_3受容体に属することが明らかになった。しかし、大動脈のIP_3受容体は、小脳受容体とは異なり、分子中央の調節部位に位置する40アミノ酸残基から成る部分を欠失したスプライシング変異体であった。欠失部分とその前後のアミノ酸配列の特徴から、大動脈IP_3受容体に特徴的な性質であり、生理的にも重要と考えられるカルモジュリン結合性は、この欠失により生じることが示唆された。2.G-kinaseによる明確な活性化が起こる部分精製細胞膜Ca^<2+>ポンプ標本から、免疫沈降法によりIP_3受容体のみを特異的に除去しても、G-kinaseによる細胞膜Ca^<2+>ポンプ活性化には影響しなかった。そこで、G-kinaseの細胞膜Ca^<2+>ポンプに対する直接作用を、ほぼ完全に精製した細胞膜Ca^<2+>ポンプを用いて検討したところ、G-kinaseは、低濃度で単量体として存在し、高いカルモジュリン感受性を保持している状態にあるCa^<2+>ポンプを活性化することが、高濃度で2量体として存在し、カルモジュリン感受性を消失して、それ自身活性化された状態にあるCa^<2+>ポンプに対しては作用を示さないことが明らかになった。

この活性化にはcGMPが結合して活性化状態にあるG-kinaseが必要であったが、Ca^<2+>ポンプはやはりリン酸化されなかった。また、typeIαとtypeIβの二種類のG-kinaseアイソザイムのうち、typeIαのみが活性化作用を示した。これらの結果から、細胞膜Ca^<2+>ポンプは、cGMPの結合により活性化されたtypeIαG-kinaseと直接相互作用することにより活性化される可能性が示唆された。血管平滑筋におけるcGMP依存性蛋白質リン酸化酵素(PKG)による細胞膜カルシウムポンプ(PMCA)活性化にIP_3受容体のリン酸化が関与するか否かを検討するため、IP_3受容体の特異抗体を用いてIP_3受容体を除去した部分精製PMCA標品に対する精製PKGの作用を検討した。PKGは、IP_3受容体が完全に除去された標本でも、同受容体を服務標本と同様にPMCAの活性化を起こした。PKGのPMCAに対する直接作用を詳細に検討するため、IP_3受容体を含まないPMCAの高度精製標本を調製し、PKGの作用を調べたところ、PMCAが低濃度(10-20nM)でmonomerとして存在しており、calmodulin感受性を有している場合のみPKGによる活性化が起こり、PMCAが高農度(40-50nM)でdimerとなり活性化しており、calmodulin感受性を示さない場合にはPKGによる活性化は起きなかった。PKGによる低濃度PMCAの活性化はPKGの濃度に依存的であり、熱変性したPKGやcGMPが存在しない場合には活性化が見られないので、intactでcGMPによって活性化されたPKGがPMCAの活性化には必要であると考えられた。また、PKGによるPMCA活性化に際し、PMCAの部分精製標品、高度精製標品いずれでも、PMCAのリン酸化を認められなかった。さらに、PMCAの活性化を起こすのは、type I αPKGのみであり、type I βはPMCAの活性に影響しなかった。以上の結果から、PKGによる血管平滑筋PMCAの活性化には、IP_3受容体のリン酸化は直接関与していないこと、PMCAのリン酸化も考えられぬこと、血管平滑筋に存在しているtype I αとtype I βの2種類のPKGアイソザイムのうち、type O αのみがPMCAの活性化に関与していることなどがわかった。
ヒト歯肉細胞のコラゲナ-ゼおよびTIMP産生への炎症性サイトカインの影響

ヒト菌肉線維芽細胞(Ginー1細胞)の無血清培養液を濃縮後、直接コラゲナ-ゼ活性を測定した場合、4ーアミノフェニル酢酸水銀(APMA)による活性化処理を行っても、活性は検出されなかった。しかし、抗TIMPモノクロナル抗体アフィニティ-カラムを通してTIMPをあらかじめ除去すると、そのままで活性が検出され(活性型コラゲナ-ゼが存在)、さらにAPMA処理によって4倍以上にも活性が上昇する(潜在型コラゲナ-ゼ活性が存在)ことが分かった。ついで、Ginー1細胞によるコラゲナ-ゼとTIMP産生に対する炎症性サイトカイン(ILー1αとβ,TNFーα)の影響を調べたところ、ILー1αとβは、5ー500pg/mlで、ともにコラゲナ-ゼ(総コラゲナ-ゼ活性)の産生を有意に促進したが、低濃度(5ー10pg/ml)では明らかに異なった効果を示した。すなわち、活性型コラゲナ-ゼ産生において、αは促進的に、しかし、βは抑制的に作用した。これに対し、TIMP産生においては、逆に、αは抑制的に、βは促進的に作用した。しかし、30ー500pg/mlでは、α、β共にTIMP産生を抑制した。TNFーαは、1ー100ng/mlで、コラゲナ-ゼ産生に対して促進的な作用を示したのに対し、TIMP産生には抑制的な作用を示した。ILー1、TNFーαいずれのサイトカインについても、これらがGinー1細胞に作用し、コラゲナ-ゼとTIMPのバランスをコラ-ゲン分解系へと傾斜させることが明らかになった。これらin vitroでの結果は、歯肉炎や歯周疾患にみられるin vivoでの結合組織破壊の病態を考える上で重要な示唆を与える知見と考えられる。さらに、最近、特に注目されているサイトカイン、トランスホ-ミング成長因子βやインタ-ロイキン6についても検索中である。
海陸複合管理下における船舶機関資源管理の改善に関する研究

船舶機関資源管理(ERM)向上のため、機関室シミュレータにおけるERM模擬再現により、船舶機関士を想定した被験者の生体反応と心的負荷を計測した。適切なリファレンス実験を行うことで、連続計測可能な複数の生体反応から、連続計測が不可能な心的負荷の変化も連続的に把握できる可能性を示した。先行研究で実施した船舶機関管理に関する故障・事故の分析結果を基に、本船上の機関運転管理現場で求められる「現状把握力」、「解決策の理解度」と、陸上管理主導で進められる「支援」の関係に注目したシミュレーションを実施し、海陸複合管理下の微妙なバランスを評価するための基盤を提案した。研究初年度である平成25年度の活動目標は,[1] ERSおよびERMの現況把握,[2] ERMシナリオ開発および[3] ERM教育訓練手法開発であり,研究実績は以下の通りである。[2] ERMシナリオ開発: ERMのための模擬再現環境を拡大するため,MEPS機関動力プラントの一部およびマルファンクションの改変および開発を開始した。これに伴い,イベントログおよびアラームログの自動生成に関するソフト改変を実施し,MEPS機能向上を図りつつある。舶用機関事故に関する船舶機関管理現場(船上)と陸上支援組織との関連に注目したヒューマンファクターの分析を行い,顕在事象(事故等に至った事象)と潜在事象(不安全行動に留まった事象)に関する要因の把握に努めた。これら分析成果を基に,機関士・機関長の経歴の差およびチーム構成や情報環境など"SHELL"環境の違いに応じて不安全な模擬環境を再現するため,MEPSプログラムの開発を行い,被験者対象の検証実験を開始した。[3] ERM教育訓練手法開発: ERMシナリオ開発に関する被験者対象の検証実験の実施に並行し,ERMの演習評価手法の検討を進めている。[2]で述べたとおり,MEPSシステムの一部改善を実施した。研究計画2年目にあたる平成26年度は、当初計画に則り前年度に取り組んだ[1] ERSおよびERMの現況把握,[2] ERMシナリオ開発および[3] ERM教育訓練手法開発の実績を基に実験・調査研究を進展させたのであり,研究実績は以下の通りである。[1] ERSおよびERMの現況把握:ERS(Engine-room Simulator)の運用および研究開発に携わる学内外の関係者を対象としたMEPS勉強会を主宰して3回開催し,ERSモデルコース(IMO Model Course 2.07)改編への対応検討を橋本誠悟氏(研究協力者,トルコ共和国Piri Reis大学)と情報交換しながら進めた。また,海事科学研究科MEPS-WG長としてMEPS利用における潜在的な制約の把握と多面的な活用拡大に向けた検討を主導し,MEPS(ERSの別称)に関する教育研究活用の促進を図った。[2] ERMシナリオ開発:船舶機関運転管理に携わる間の心的負荷と生体反応の相関を把握するため,MEPS環境下において負荷レベルの異なる複数のシナリオを設定し実験計測と分析を試みた。船舶機関士のように機関室や制御室を移動しながらプラント管理に携わる場合,生体反応には心的負荷の影響だけでなく移動行動の影響が混在するため,これらを分離分析するため,リファレンスに相当するシナリオの開発を試みた。[3] ERM教育訓練手法開発:ERM教育訓練手法の開発を目標に,舶用機関事故分析を行い,エラーの因果関係の把握と,安全向上策に繋がる潜在因子の同定に努めた。分析結果を基に,船上における船舶機関運転管理の実現場に与える,陸上側のSI(Superintendent)などの支援の影響について,SD(System Dynamics)を活用した教育訓練評価モデルの開発を進めている。当初計画に則り,前年度までの実績を基に実験・調査研究を進展させた。[1] ERSおよびERMの現況把握:ERSの運用および研究開発に関する情報交換を目的としたMEPS勉強会を主宰して4回開催し,体感型シミュレータ,3Dシミュレータ,液体水素運搬船に関する技術課題等,国内外の最新情報を整理し,ERS教育研究活用の促進を図った。ERM実践教育訓練が先行している海技教育機構海技大学校の教員と,ERS環境を活用したERM向上に関し情報ならびに意見交換を行い,シナリオ開発および教育訓練手法開発に反映させた。[2] ERMシナリオ開発:MEPS環境下における負荷レベルの異なる複数のシナリオによる心的負荷と生体反応の相関に注目した実験計測と分析により,船舶機関運転管理者の無意識な生体反応を常時モニタリングすることにより,対象者の心的負荷をリアルタイムに把握できる可能性が高いことを明らかにした。同時に,生体反応計測結果に含まれる他の要因に基づくノイズ処理の基本的な考え方を示した。[3] ERM教育訓練手法開発:典型的なヒューマンエラーの因果関係を明らかにし,人間行動における潜在因子の分析及び評価を行った。これら分析結果を基に,海陸複合管理下において,船上における船舶機関運転管理の実現場に対する陸上側のSI(Superintendent)などによる支援の効果について,SD(System Dynamics)を活用した評価モデルの基盤を構築した。

先行研究で実施した船舶機関管理に関する故障・事故の分析結果を基に、本船上の機関運転管理現場で求められる「現状把握力」、「解決策の理解度」と、陸上管理主導で進められる「支援」の関係に注目したシミュレーションを実施し、海陸複合管理下の微妙なバランスを評価するための基盤を提案した。研究計画2年目にあたる平成26年度の活動目標は,[1] ERSおよびERMの現況把握,[2] ERMシナリオ開発および[3] ERM教育訓練手法開発の継続的な進展であり,現在までの達成度は以下の通りである。[1] ERSおよびERMの現況把握:交付申請で掲げた研究実施計画の主要3点の内,1-1)ERSの実態把握とERSモデルコースとの対比は,IMOによるERSモデルコース改正素案を,橋本誠悟氏(研究協力者,トルコ共和国Piri Reis大学)を通じて入手し把握と分析を進めた。1-2)ERM実施環境の整備および1-3)ERM実情把握とERMシナリオ試行は,神戸大学海事科学研究科MEPSを活用して進めており,予定より達成度が高く研究成果を複数公表済みである。[2] ERMシナリオ開発:交付申請で掲げた研究実施計画の主要2点は,2-1)MEPS機能向上によるERM模擬再現環境の拡大,2-2)舶用機関事故分析に基づくMEPSシナリオの開発であり,両者とも極めて順調に進展している。前年度に実施した本学設置のMEPSの機能強化(イベントログ,アラームログの自動生成機能の追加)を活用したシナリオ開発並びにERMの環境整備を実施した。また,脳波計測装置を新たに導入し,MEPS環境下における被験者反応計測の充実を図り種々のシナリオにおける心的負荷と人間反応の相関把握を進めている。[3] ERM教育訓練手法開発:ERMはチーム(複数の被験者)により実施しチーム及び構成員(個人)を評価し安全向上を図るものであるが,難易度の異なる複数のシナリオにおいて,できるだけ多くの被験者を対象とした人間反応の把握に取り組み,普遍的なERM教育訓練および評価手法について検討を進めている。船舶機関工学2年間の成果に基づき,MEPS実験シナリオの開発を進めると共に,種々のMEPSシナリオにおいて経験の異なる多くの被験者の実験を繰り返して実施して検証を行い,ERM教育訓練手法の開発と効果検証および評価手法の提案を導く。[2] ERMシナリオ開発:これまでに開発して蓄積したシナリオの検証と改善ならびに,それらをふまえたシナリオ開発手法の提案を試みる。2-1)MEPS機関動力プラントの一部およびマルファンクションの改変および開発を継続する。2-2)舶用機関事故に関するヒューマンファクターの分析結果に基づいた不安全な模擬環境再現のため,MEPSプログラムの開発を継続する。2-3)これまでに導入した眼球運動計測装置,脳波計測装置を用いた人間反応計測を進め,被験者の心的負荷から開発したシナリオの検証を試みる。[3] ERM教育訓練手法開発:平成27年度は最終年度として,より実践的で普遍的なERM教育訓練手法の構築と提案を目指す。次の4点を主要な活動とする。
双安定性スイッチング機能をもつ電荷移動錯体の開発

本年度は、新しい機能の開発を電荷移動錯体に求めて、新奇なドナーおよびアクセプター化合物を合成し、これらの錯体の物性と分子配向の関係を検討した。頭初目指したスイッチング機能の開発には至らなかったものの、超電導を示す有機ラジカル塩がいくつか発見され、それらの物性検討が活発に行なわれた。以下三つのテーマを中心に成果をまとめることができる。1.非対称ドナーDMETを成分とする有機超電導体ジメチルエチレンジチオジチアジセレナフルバレン(DMET)を合成し、そのラジカル塩(DMET)_2Xで7種類の超電導体が見い出された。これらのうちX=AuBr_2の塩については、2種類の多形が存在し超電導を示す塩はカッパ型の結晶構造をもつことが明らかとなった。今後、転位温度を上るような分子修飾に発展させる予定である。2.チオフェン環の縮合したTCNQアクセプターTCNQに2個のチオフェン環を縮合させたπ-拡張型TCNQ誘導体を合成した。縮環形式により4種の異性体が可能であるが、これらすべてを合成し、ドナーTTFとの錯体を作製した。4種のうち最も電子受容性の高い異性体については、TTF錯体がかなり高い電導性を示した。また、X線解析により、DD-AA-DD......型の珍しいカラム構造をもつことが分った。今後、これらアクセプターの銅錯体を作製し、スイッチング機能を探求する計画である。3.ポリチエノアセンチオフェン環が直線型で縮合したチエノアセンを5員環ペンタチエノアセンまで合成した。これら一連の同族体のスペクトルの検討とともにドナーとしての物性検討も行なった。次年度は、これらの錯体についてさらに詳しく研究するつもりである。
階段を流下する空気混入流中の物体の抗力係数

空気混入流中の物体の抗力係数を空気混入水流の特性量に基づいて求める方法を提案した.すなわち,空気混入率,流速,空気混入流水深を用いて抗力係数を求める方法を確立した,この方法に基づき,階段状水路に形成される空気混入流中に基本的な形状の柱状物体(円柱,四角柱,菱形柱,脚部模型)を設置し,柱状物体の抗力係数を明らかにした.空気混入流中の物体の抗力係数を空気混入水流の特性量に基づいて求める方法を提案した.すなわち,空気混入率,流速,空気混入流水深を用いて抗力係数を求める方法を確立した,この方法に基づき,階段状水路に形成される空気混入流中に基本的な形状の柱状物体(円柱,四角柱,菱形柱,脚部模型)を設置し,柱状物体の抗力係数を明らかにした.急傾斜水路で生じる空気混入流中にバッフルブロックや物体が設置されている場合がある.バッフルブロックや物体には流体力が作用する.また,近年,市街地化された都市部で豪雨による地下街・地下室等の地下空間への浸水被害が増加している.地下空間への浸水が生じると,地上と地下空間とを結ぶ階段を氾濫水が流入し,5から6段の階段を流下すると高速の空気混入流となり,階段上や地下空間の物体には流体力が作用する.さらに,階段を使用して避難しようとする人の脚部へ空気混入流による流体力が作用し,歩行を阻害する要因となる.すなわち,水工設計上,空気混入流中の物体に作用する流体力の大きさを知ることが重要となる.従来,空気中や水中の物体の抗力係数評価法は確立されている.しかしながら,水と空気が混在した空気混入流中の物体の抗力係数と抗力の評価法については不明である.すなわち,空気混入流中の物体の抗力が水のみの流れの中の物体の抗力に比べて大きくなるのか小さくなるのかについても全く明らかにされていない.本研究課題は空気混入流中の物体の抗力係数を明らかにすることを目的としている.平成22年度の研究実績を以下に示す.・空気混入流の特性量を用いた空気混入流中の物体の抗力係数評価法を確立した.・水路傾斜角度θ=30°の階段状水路を用いて,柱状物体(円柱,角柱,菱形柱)の抗力係数を明らかにした.円柱と菱形柱の抗力係数はほぼ同じ大きさであり,角柱の抗力得係数は円柱と菱形柱よりも大きいことが示された.また,それらの抗力係数の大きさが示された.・空気混入流中の物体の抗力係数は空気流中の柱状物体の抗力係数よりも小さいことが示された.急傾斜水路で生じる空気混入流中にバッフルブロックや物体が設置されている場合がある.バッフルブロックや物体には流体力が作用する.また,近年,市街地化された都市部で豪雨による地下街・地下室等の地下空間への浸水被害が増加している.地下空間への浸水が生じると,地上と地下空間とを結ぶ階段を氾濫水が流入し,一般に5,6段階段を流下すると高速の空気混入流となり,階段上や地下空間の物体には流体力が作用する.さらに,階段を使用して避難しようとする人の脚部へ空気混入流による流体力が作用し,歩行を阻害する要因となる.すなわち,水工設計上,空気混入流中の物体に作用する流体力の大きさを知ることが重要となる.従来,空気中や水中の物体の抗力係数評価法は確立されている.しかしながら,水と空気が混在した空気混入流中の物体の抗力係数と抗力の評価法については不明である.すなわち,空気混入流中の物体の抗力が水のみの流れの中の物体の抗力に比べて大きくなるのか小さくなるのかについても明らかにされていない.本研究課題は空気混入流中の物体の抗力係数を明らかにすることを目的としている.平成23年度の研究実績を以下に示す.・空気混入流中の抗力係数を定義し,その物理的意味を明確にした.・水路傾斜角度θ=19°の階段状水路を用いて,基本的形状である柱状物体(円柱,角柱,菱形柱,脚部模型)の抗力係数を明らかにした.円柱と菱形柱の抗力係数はほぼ同じ大きさであり,角柱の抗力係数は円柱と菱形柱よりも大きいことが示された.・平成22年度に解明したθ=30°の階段状水路の空気混入流中の物体の抗力係数の大きさとH23年度に得られたθ=19.の階段状水路の空気混入流中の物体の抗力係数とを比べると,抗力係数に対する水路傾斜角度の影響は小さいことが解明された.・平成22年度に得られた結果については,国際水理学会の国際会議で発表し,研究成果についての討論を行い,本研究で得られた抗力係数の流体力学的意味についての討議を行った.
地理情報システムを用いた地域医療供給体制の最適化に関する研究

本研究の目的は、地理情報システム技術を応用して、施設の属性、受益者の属性、地理的条件の三者を考慮し、アクセスの面から見た地域診療圏における最適な医療連携のあり方について明らかにすることである。研究成果1.医療サービスへのアクセスと選択地域を対象に行った調査の空間統計学的解析により、施設利用形態パターンの抽出を行なった。その結果、入院と外来、就業者と非就業者、就業地の位置により異なる受療形態があることが明らかになった。地方都市近郊における受療形態のパターン化が可能である。2.主要な診療科(内科、小児科、耳鼻科、産科等)における医療施設への平均距離と公平性の分析医療施設(診療科別、施設類型別)への地理的利便性を、(1)最寄りのサービスポイントまでの距離、(2)一定時間内にアクセスできるサービスポイントの数を指標に4次メッシュ単位で推定を行ない、詳細な可視化を行った。また利便性の指標と推定需要者数(人口当たりの受領率等)より、地理的アクセスによるインパクトの算出と可視化が可能になった。3.地理的条件からみた連携モデルの作成医療施設をクラスター化し1、2で得た知見を合わせて、地理的利便性が最適となるサービスポイントクラスター及び受療パターンの推測を行なった。本研究で得られた知見本研究の成果により、医療サービスへの地理的アクセスの格差推定方法の確立、最適な需給パターンの提示、及び将来の居住計画と医療施設の配置、医療施設クラスターのあり方について知見を得ることができた。本研究で明らかにする具体的項目1.医療施設へのアクセスから見たカバレッジ、公平性を推定する。さらにそれらと死亡、罹患、有病、医療費等の健康結果との関係を明らかにする。2.医療施設機能別のアクセスから見たカバレッジ、公平性を推定する。さらに移動時間からみた最適な連携のパターンの推定を行う。3.地域の中核的病院を対象に、2で推定した連携モデルと実際の状況を比較検証する。初年度(平成16年)の研究実施実績(1)ジオデータベースの作成整備すべきデータ(受益者情報、施設情報、地理情報)を収集、整理し、後の分析の支援とすべくジオデータベース化した。公開されている地理情報(国勢調査等)の他に代表者らが先行研究で作成した地域健康関連指標を用いて、4次メッシュ区画、町丁字における健康関連指標の推定を行った。また施設情報は既存の公開資料の他にフィールド調査を行い、GPSによる位置測定、属性入力等を行った。分析はGISのバッファー解析機能を用い、住所地からみた医療施設へのアクセスの分析を行った。特に小児医療については昼間と夜間の状況が数量的、視覚的に明確となり専門誌への投稿を行った。住所地における死亡、罹患等の健康情報とアクセスの関係については現在解析を進めているところである。(3)病院における調査の準備次年度の医療機関(中核的病院)における調査の準備、施設選定、倫理的手続き(個人情報保護法対応)を進めているところである。3.地域の医療施設を対象に、2で推定した連携モデルと実際の状況を比較検証する。平成17年度の研究実績

初年度に作成したデータベースを基に、診療科毎の診療圏分析とカバレッジ、4次メッシュ単位の住所地から見た医療施設への平均距離と公平性の分析を行った。GISによる医療アクセス評価の有効性が確認できた他、個々の知見としては居住地や時間帯による較差が認められた。結果については近日中に論文投稿の予定である。2.医療施設利用に関するデータ収集個々人の医療施設利用状況と関連要因を知るために、地域住民ならびに職域集団に対して「医療サービスへのアクセスと選択に関する調査」を行った。これは患者の動線から施設利用や連携のパターンを探るもので、医療施設の選択において「距離や利便性」が重要な他、居住地、職場、医療施設の地理的関係も作用していることが確認できた。医療施設の受診者に関する情報収集は継続して行っているところである。本研究の目的は、地理情報システム技術を応用して、施設の属性、受益者の属性、地理的条件の三者を考慮し、アクセスの面から見た地域診療圏における最適な医療連携のあり方について明らかにすることである。平成18年度の研究実績1.「医療サービスへのアクセスと選択に関する調査」の解析GISを用いた空間統計学的解析により、施設利用形態パターンの抽出を行なった。その結果、入院と外来、就業者と非就業者、就業地の位置により異なる受療形態があることを確認した。2.主要な診療科(小児科、耳鼻科、産科等)における医療施設への平均距離と公平性の分析医療施設(診療科別、施設類型別)への地理的利便性を、(1)最寄りのサービスポイントまでの距離、(2)一定時間内にアクセスできるサービスポイントの数を指標に4次メッシュ単位で推定を行なった。また利便性の指標と推定需要者数(人口当たりの受領率等)より、地理的アクセスによるインパクトの算出と可視化が可能になった。3.地理的条件からみた連携モデルの作成と、医療施設の理論的な最適配置と実際の状況に関する分析1、2で得た知見をもとに医療施設をクラスター化し、地理的利便性が最適となるサービスポイントクラスター及び受療パターンの推測を行なった。本年度の結果より、医療サービスへの地理的アクセスの格差推定方法の確立、最適な需給パターンの提示、及び将来の居住計画と医療施設の配置、医療施設クラスターのあり方について知見を得ることができた。
電子・プロトン移動による分子素子機能の制御

本研究の目的は水素結合を有する電荷移動錯体を用いて、分子間(あるいは原子間)の電子移動と水素結合との相関を利用した新しいタイプの分子機能を探索し、それを素子機能として利用し得る手法を開拓することにある。本研究ではその内容を次のような4つのテ-マに分け、それぞれのテ-マに最も適していると考えられる物質を対象として研究を遂行した。(1)水素結合による一次元電子系の制御とその新しい光電物性・電気物性;ハロゲン架橋金属錯体,{[MA_2X_2]Y_2},M: Pt,Pd,and Ni,X: Cl,Br,and I,Y:対陰イオン,A:配位子(2)水素結合性π分子システムの構築と新超伝導体の探索;サリシリデンアニリン誘導体(3)新規プロトン・電子連動システムの構築と物性の創造;DTPPおよびDAP・TCNQ(4)動的一次元水素結合格子に関する研究;アセチレンジカルボン酸一水素アルカリ塩(1)においては、強い鎖間水素結合の導入により従来にない新しい物質が合成され、異方性の高く且つ効率のよい光伝導物質が得られたことは注目に値する。(2)では電荷移動型錯体を合成できたことによって、新しい有機金属もしくは超伝導体合成の可能性が高まった。また、(3)では、分子内および分子間電荷移動と水素結合を共存させることにより光励起後の自動電荷解離が誘導されることが明かとなった。この機構は、新しい型の複写感光機構として有効に利用し得ると考えられる。(4)については、まだ研究が始まったばかりであるが、生体系のエネルギ-伝達機構の一つのモデルを与えるものとして注目される。水素結合を有する電荷移動型有機半導体において、電子と水素結合中のプロトンとが同時に移動すると、これまでにない新しいタイプのラジカル性結晶が形成されることが本研究者らによって見い出されている。また、この物質の電流ー電圧特性は非線形であり、高電場の下ではスイッチング特性を示すことが判明している。この研究の目的は、この非線形電導現象を物性論的な立場から追求し、その性能向上のために分子設計に基づいた物質改良を行うと共に、素子化に必要な高効率化の条件を求めることにある。平成元年度においては、水素結合を有する錯体(キンヒドロンおよびナフトキンヒドロン)についての物性測定を中心として研究を行った。極低温、高圧下の電子吸収スペクトルおよび振動スペクトルの測定結果から、分子内の電子間反発を抑制することによって電気的性質に関する機能性が高まることが確かめられた。同時に、常圧下において、電導度の非線形性を有効に利用するためには、より一層の分子改良が必要であることも判明した。この結果に基づき、新しい錯体(ピレンをペ-スとするキンヒドロン類似誘導体)の合成を試み、単結晶育成に成功した。この結晶を用いた予備実験では、このような共役電子系の広がりを利用すれば、より容易に電子・プロトンの連動が起こることが判った。この結果は、分子設計の基本的指針、つまり結晶中における電子およびプロトン移動のパランス状態が非線形の電気的の要因であるとする設計指針が妥当であることを支持するものである。本年度はこの結晶の詳細な電導度および光電導度物性測定を行い、応用への可能性をさぐりながら、さらに物質改良を試みる。

(1)水素結合による一次元電子系の制御とその新しい光電物性・電気物性;ハロゲン架橋金属錯体,{[MA_2X_2」Y_2},M:Pt,Pd,and Ni,X:Cl,Br,and I,Y:対陰イオン,A:配位子(2)水素結合性π分子システムの構築と新超伝導体の探索;サリシリデンアニリン誘導体(3)新規プロトン・電子連動システムの構築と物性の創造;DTPPおよびDAP・TCNQ(4)動的一次元水素結合格子に関する研究;アセチレンジカルボン酸一水素アルカリ塩(1)においては、強い鎖間水素結合の導入により従来にない新しい物質が合成され、異方性の高く且つ効率のよい光伝導物質が得られたことは注目に値する。(2)では電荷移動型錯体を合成できたことによって、新しい有機金属もしくは超伝導体合成の可能性が高まった。また、(3)では、分子内および分子間電荷移動と水素結合を共存させることにより光励起後の自動電荷解離が誘導されることが明かとなった。この機構は、新しい型の複写感光機構として有効に利用し得ると考えられる。(4)については、まだ研究が始まったばかりであるが、生体系のエネルギ-伝達機構の一つのモデルを与えるものとして注目される。