hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
亜急性硬化性全脳炎発症に関連する宿主遺伝要因の解明

背景:亜急性硬化性全脳炎(SSPE)の正確な病因は未だ解明されていない。目的:抗ウイルス活性を有する蛋白MxAはインターフェロン(IFN)α/βによって誘導され、麻疹ウイルス(MV)を含む1本鎖RNAウイルスの複製を抑制する。本研究ではMxA遺伝子が日本人でのSSPEの発症に寄与するか否かに関して検討を行った。方法:MxA遺伝子プロモーター領域の1塩基多型(SNP)のスクリーニングを行い、2か所のSNPとSSPEとの相関解析を行った。さらにデュアルルシフェラーゼリポーターアッセイを用いて、その2か所のSNPにおけるプロモーター活性の機能的相異を検討した。結論:日本人においてMxAプロモーター上の-88G/T SNPはSSPEに対する宿主の遺伝的感受性に寄与する可能性がある。SSPE患者では高いMxA産生能を有する-88Tアレルのホモ接合体がより多く認められたという知見はMxA蛋白が神経細胞でのMV持続感染の成立を促すことを示唆している。結語:interleukin-4遺伝子-589Tアレルの頻度がコントロールに比べSSPEで有意に高いという主任・分担研究者らのこれまでの研究を含め、宿主の遺伝的要因がSSPEの発症に関わることを初めて明らかにした。亜急性硬化性全脳炎(SSPE)の正確な病因は未だ解明されていない。主任・分担研究者らはこれまでにSSPE患者における末梢血単核球の麻疹ウイルス特異的サイトカイン産生を測定しT helper(Th)1サイトカインであるインターフェロン(IFN)γ産生能が低下し、Th2サイトカインの産生は保たれていることを報告した(J Neuro Virol,2000)。次にTh1/Th2サイトカイン反応の遺伝的背景を明らかにするため、SSPE患者38例における関連遺伝子の多型解析を行い、interleukin(IL)-4 promoter-589T多型の頻度がコントロールに比べSSPEで有意に高いことを初めて明らかにした(Arch Neurol,2002)。以上により、宿主の遺伝的要因が、細胞性免疫の抑制および抗麻疹ウイルス抗体の産生増強を通じて、麻疹ウイルスの持続感染およびSSPE発症へ関与している可能性が示された。麻疹ウイルスレセプター(CD46)のウイルス結合部位の遺伝子解析ではSSPE症例に変異はなかった(J Infect Dis,2000)。抗ウイルス蛋白MxAは1型IFNに誘導され細胞質に発現し、麻疹ウイルスの転写や翻訳を抑制することが知られている。本年度の研究ではSSPE患者40名において、MxA遺伝子プロモーター領域の解析を行った。その結果、ISRE(interferon-stimulated response element) consensus sequence上にある-88G/T多型においてSSPE群では対照群90名に比してTアレルの比率が有意に高く(p=0.008)、ホモ接合者の割合が有意に高い(P=0.003)ことが示された。MxA遺伝子はSSPEの病態に関わる新たな宿主側の遺伝的要因であり、IL-4遺伝子、IRF-1遺伝子と並ぶSSPEにおける疾患感受性遺伝子の一つと考えられる。主任・分担研究者らはこれまでに、SSPEにおけるT helper(Th)1/Th2サイトカイン関連遺伝子の多型解析を行い、interleukin-4遺伝子-589Tアレルの頻度がコントロールに比べSSPEで有意に高いことから、宿主の遺伝的要因がSSPEの発症に関係することを初めて明らかにした。

SSPE患者では高いMxA産生能を有する-88Tアレルのホモ接合体がより多く認められたという知見はMxA蛋白が神経細胞でのMV持続感染の成立を促すことを示唆している。結語:MxA遺伝子多型がSSPEの病態に関わる新たな宿主遺伝的要因の一つであることを明らかにした。
2、3の新規有機多重項種

本研究では、1__、2__(C=X=C:,C^^・-0^-)などのポリカルベン、ボリケチルなどを発生させ、その電子状態などの比較・検討を行うことを目指しているが、本年度は特に環状体2__の前駆体となるべき化合物の合成を集中的に行った。(1)カリクサレン4__(R=^+Bu)についてt-ブチル基の除去に引き続き、水素基の還元的除去を試みたがn=6でのみ成功、n=4については穏やかな条件下でも芳香環の還元が起こるため、一層の条件の検討が必要である。(2)水素基をアセテートとして保護した後メチレン鎖の酸化を試みたところ、三酸化クロムで良好に進行する事が判明した。現在までに2__(X=O,Y=OH,OMe)n=57などについて充分な量が確保できた。(3)4__(R=OMe)についてn=412程度の環状体を得ることが出来、これらは容易に3__に酸化されることが判明した。現在3__(X=O)を得るべく検討を重ねている。(4)ポリカルベン、ポリケチルの発生を試みるまでには致らなかったが、興味あるポリケトン、ポリキノンなどが多数得られた。現在CV法などによるこれらの酸化・還元挙動の研究が進行しており、また2__(X=O)のボリカルベン前駆体(X=N-NH_2,N^+=N^-)への変換も試みている。
トリ初期胚を用いたマウス胚幹細胞のインスリン分泌細胞へのin ovo分化誘導

糖尿病は生活習慣病として先進諸国の大きな問題疾病となっている。その病因の根本は、インスリンの相対的あるいは絶対的な不足であり、理想となる究極の治療は膵臓インスリン産生細胞と全く同等のインスリンの調節性分泌のできる細胞移植によるインスリン分泌機能の完全代償と考えられる。その細胞源としてES細胞は、その分化全能性および無制限に供給可能な点において魅力的な候補である。本研究で、我々はES細胞(GFP標識)より胚様体(EB)を形成させ、発生初期(12体節期)のトリ胚の膵原基(前腸門背側)近傍の前腸上皮を擦過し、この部にEBを接着させた。手術は腹側より到達せねばならず加傷の大きさと前腸門上皮の擦過による隣接静脈洞出血のため、胚の多くは生存できなかったが、約10%の生存トリ胚の15-20%に、胆部に強い蛍光が観察された。しかし、そのほとんどは移植EB塊そのもの残存であった。ただし、興味深いことに、そのようなトリ胚では、わずかながら肝臓、膵臓、腸上皮にGFP蛍光を発する細胞の組み込みが観察された。極めて少ないとはいえ、トリの胚発生過程にマウスES細胞がとりこまれ臓器形成に至っていることは、機能的な細胞分化が達成できている可能性があり、異種細胞のin ovo分化誘導法の可能性を示唆するものと考える。また、この研究過程で経験した技術的問題は、より一層早期の杯盤期へのES細胞移入を着想させた。
タイワンヒトツバハギにおける果実の2型性の形態学的および生態学的研究

1999年8月2329日、および9月24日10月2日に台湾台東周辺で、11月2029日に南西諸島で調査を行った。現地で行った計測および採集して持ち帰った資料の分析の結果、タイワンヒトツバハギに関して以下のことがわかった。1.直径4mm以上の果実の種子は15/30°C変温下で明条件、暗条件ともに高率で発芽したのに対し、直径4mm未満の果実の種子はほとんど発芽しなかった。2.8月下旬にさく果とされている状態、すなわち直径34mmで緑白色の果実に印を付けたものは、9月下旬には直径710mmで白色となり、しょう果とされている状態となった。3.シュート内で花芽と花を取り去ったり、少数の果実を残して摘果を行った場合でも、2と同様な結果が得られた。これまでタイワンヒトツバハギの果実にはさく果としょう果の2型があると一貫して記載されてきた。しかし、1-3により、タイワンヒトツバハギの成熟した果実はしょう果であり、これまでさく果とされていたものは未成熟の果実であると考えられる。本研究でタイワンヒトツバハギの果実に対する記載が誤認に基づくことが示唆された。調査したタイワンヒトツバハギ個体はいずれも雌花と雄花をつけることが観察された。タイワンヒトツバハギはこれまで雌雄異株とされてきたが、ヒトツバハギ属でインドシナ産のF.jullieniiに次いて2種目の雌雄同株であることが示唆された。さらに、野外調査の際に与那国島で未知のコミカンソウ属の低木を発見した。この植物は、台湾のPhyllanthus oligospermusに似るが雄蕊の数等が異なる。そのため新種として発表の準備をしている。日本国内で新たな木本が発見されるのは極めて異例である。また、標本調査の際に日本未報告のコミカンソウ属の草本P.urinaria ssp.nudicarpusと考えられる先島諸島産の植物を見出した。1998年8月1626日に沖縄本島、石垣島、西表島で、9月29日10月8日に台湾で調査を行った。現地で行った計測および採集して持ち帰った資料を分析した結果、タイワンヒトツバハギに関して以下のことがわかった。(1)果実の直径は一個体内で37mmの範囲内で連続的に変異する。サイズの頻度分布は55.5mmをピークとする正規分布状になる。(2)中大型の果実は鮮やかな白で、果肉は厚く水分を含む。小型の果実は緑白色で、果肉は薄く水分は少ない。この形態も外見上は連続的に変異する。(3) 1果実あたりの種子数は16個で、46個の場合が多い。種子が1、2個の場合には、果実サイズは小さい傾向がある。4個以上の場合は37mmの範囲内で連続的に変異し、種子数が違っても果実サイズの分布に違いはみられない。(4)種子の生重は果実サイズが大きくなると統計的に重くなる(回帰分析(単回帰)の相関係数r=0.39、分散分析のp<0.0001;Spearmanの順位相関係数は0.366、p<0.0001)。(5)台東郊外での観察では、ヒヨドリ科のクロガシラPycnonotus taivanusが群がって果実を食べていた。ただし、どのサイズのものを食べていたかは不明。これまで、タイワンヒトツバハギの果実にはさく果としょう果の2型があると記載されてきた。1と2の結果はこれと矛盾する結果となった。ただし、一個体内での果実の形態やサイズの変異が大きく、この変異にどのような生態学的意義があるのかは興味深い。3-5の事実は、今回の調査で初めて明らかにされた。

タイワンヒトツバハギはこれまで雌雄異株とされてきたが、ヒトツバハギ属でインドシナ産のF.jullieniiに次いて2種目の雌雄同株であることが示唆された。さらに、野外調査の際に与那国島で未知のコミカンソウ属の低木を発見した。この植物は、台湾のPhyllanthus oligospermusに似るが雄蕊の数等が異なる。そのため新種として発表の準備をしている。日本国内で新たな木本が発見されるのは極めて異例である。また、標本調査の際に日本未報告のコミカンソウ属の草本P.urinaria ssp.nudicarpusと考えられる先島諸島産の植物を見出した。
非侵襲性検体(血液、尿)からの異常型タウタンパク質の特異的な増幅法の開発

背景および目的。超高齢化社会における我が国において、認知症は深刻な社会問題となっている。認知症は、脳内に難溶性タンパク質がアミロイド凝集物として蓄積する神経変性疾患である。患者の脳や脊髄液では、認知症の発症前から、アミロイドが増加することから、早期鑑別診断する上で、これらを検出することは極めて重要になる。本研究では、認知症において特徴的な病理像を示す神経原繊維変化の主要タンパク質であるタウに着目した。タウは、アルツハイマー型認知症や前頭側頭様変性症など、さまざまな疾患で蓄積が認められている。早期発見、早期治療を目指し、我々が独自に開発したQuaking induced conversion (QuIC)法を応用し、タウを標的とした非侵襲性検体(血液、尿)からの超早期診断法の確立を目指す。研究方法および結果。全長タウを含むcDNAはpETベクターに挿入し、sequence解析により配列確認を行った。タウのアミロイド形成には、C末端側に存在する4 repeat domains (R1-4)が強く関与している。本研究では、欠損型として4R(R1-4領域)のみ、また、R2領域を除いた3R(R1,3,4)のみを発現するPlasmid DNAの作製に着手した。また、R3の316番目のアミノ酸配列をセリン(S)からプロリン(P)に置換した変異型S316Pタウを全長および欠損型において、遺伝子組み換えを試みた。全長cDNAタウは、大腸菌に形質転換し、増殖させた後、組み換えタンパク質の作成を試みた。集菌した後、熱変性を加え、菌膜を破壊、遠心分離により抽出液を回収し、組み換え型タウの存在をSDS-PAGEで確認した。今後、他の欠損型および変異型の遺伝子改変が終了後、それぞれの組み換え型タンパク質の作成へ着手していく段階となった。背景および目的。研究方法および結果。
金属インクで作製するマイクロ構造とナノ構造を併せ持ったテラヘルツ発生体

テラヘルツ波に共鳴をもつマイクロ構造と光に共鳴をもつナノ構造を併せ持ったテラヘルツ波発生体を作製しその特性を調べた。銀ナノインクを合成石英基板に塗布して焼結することで、自発的に形成されたランダムな金属ナノ構造を表面にもつ銀薄膜を作り、その後この一部をレーザー加工で削り取って大きさ数十μmの分割リング共振器構造を作製した。フェムト秒レーザーパルスを照射し放出されるテラヘルツ波のスペクトルにはピークが現れ、その周波数はリングの大きさや向きによって変化した。このピークの周波数はテラヘルツ波時間領域分光法で測定した透過スペクトルから得たリングの共鳴周波数とおよそ一致することが確かめられた。2016年度は本研究の課題であるマイクロ構造とナノ構造を併せ持ったテラヘルツ波発生体の原理実証として、テラヘルツ波帯に共鳴をもつ数十μm程度の大きさの分割リング共振器(リングの一部にギャップをもつ構造)上に近赤外光にプラズモン共鳴をもつ100nm程度のランダム構造を有する試料を金属インクで作製し、レーザーを照射したときに発生するテラヘルツ波の特性を調べた。銀ナノ粒子インクを合成石英基板に塗布して220°Cで焼結することで、近赤外光が共鳴をもつランダムな金属ナノ構造を表面に自発的に形成させた。その後この金属膜の一部をレーザー加工で削り取って、テラヘルツ帯に共鳴をもつ分割リング共振器を並べた構造の試料を作製した。中心波長800nmのフェムト秒レーザーパルスを45度入射で作製した試料に照射し、反射方向に放出されるテラヘルツ波のスペクトルを電気光学サンプリング法により測定した。分割リング共振器構造をもつ試料から放射されたテラヘルツ波のスペクトルにはピークが現れ、その周波数はリングの大きさや向きによって変化した。このピークの周波数を、テラヘルツ波時間領域分光法で測定した透過スペクトルから得たリングの共鳴周波数と比較した。ギャップがレーザー光の入射面に平行(垂直)な向きにリングを向けたときの放射スペクトルのピークの周波数は、ギャップが入射するテラヘルツ波の偏光に平行(垂直)なときのリングの共鳴周波数とおよそ一致することが確かめられた。レーザー照射で金属ナノ構造にプラズモン共鳴が起きると表面の電場が増強されて非線形分極が効率的に誘起されるが、本試料ではリングが共鳴する周波数成分がより大きく分極して他の周波数より強いテラヘルツ波を放出したと考えられる。本成果は第64回応用物理学会春季学術講演会にて発表されたほか、2017年度に国際会議での発表が決定している。金属インクによるマイクロ構造とナノ構造を組み合わせた試料の作製に成功し、レーザー照射実験において期待した通りマイクロ構造の共鳴周波数付近にピークをもつスペクトルのテラヘルツ波の放射が確認できたことから、おおむね順調に進展していると判断できる。最終年度は金属ナノ構造体からのテラヘルツ波発生のさらなる効率化を目指して、励起するフェムト秒レーザーの波長や試料の温度に対する依存性を調べた。励起レーザーとして、チタンサファイア再生増幅器から出る中心波長800ナノメートルのパルスと、その二倍波である中心波長400ナノメートルのパルスを用いて結果を比較した。二倍波は厚さ0.5ミリメートルのBBO結晶を用いて発生させ、その後ハーモニックセパレーターを用いて残留する基本波をカットしてから試料に照射した。試料の温度を変えるときは合成石英窓のクライオスタット内に試料を設置し、液体窒素とヒーターを用いて温度を制御した。励起レーザー光は45度入射で試料に照射し、反射方向に放射されたテラヘルツ波の波形を電気光学サンプリングによって測定した。金でできたナノ構造体では中心波長800ナノメートルのパルスで励起した方が同パワーの400ナノメートル光を用いたときより発生するテラヘルツ波が強く、また励起光強度に対する非線形性が大きいことが確認された。また、試料の温度を下げると室温より強いテラヘルツ波が発生する現象も観測された。当初は800ナノメートル光と400ナノメートル光を同時に照射する測定を行う予定だったがレーザーの安定性などに問題がありまだ成功していない。振動を抑える措置などを行っており環境が整い次第再度測定に取り組みたいと考えている。前年度までに行われた研究の成果は本年度に学会発表されており、本年度に行った研究の成果についても国際学会および学術論文での発表へ向けて現在原稿を準備中である。マイクロ構造での共鳴をより効率的に起こすために、励起レーザーとして波長800nmの光とその2倍波の波長400nmの光を同時に照射することで試料面に平行な方向の対称性を破り、放射されるテラヘルツ波スペクトルを測定して波長800nmの光のみの励起の場合と比較する。また、分割リング共振器以外のマイクロ構造についても研究を進める。

まずは平面カイラル構造を金属インクで作製し、楕円偏光したテラヘルツ波が発生できるかどうか確かめる。さらに、テラヘルツ波発生過程以外の非線形効果への応用として、試料にテラヘルツ波とレーザー光を同時に照射することでテラヘルツ波の増幅・変調が可能かどうか試みる。レーザー分光本年度は当初計画していたいくつかの構造の試料のうち分割リング共振器をもつ試料の評価に専念し、他の構造をもつ試料の作製はあまり進めなかったため未使用分が生じたが、次年度に新たな試料作製とその評価を実施する。分割リング共振器以外の構造をもつ試料を新たに作製するための金属インクや基板、およびその評価に必要な光学素子の購入に使用する予定である。
水面形の経時変化に基づく流量・粗度係数・河床高の時空間変化の推定法の開発

本研究は,河道管理のための情報取得を目的に,観測水位に基づく実河道での流量,粗度係数,河床位の時空間変化の推定法を開発するものである.本研究では,解析条件として流量を必要とせず,観測水位のみを入力条件とした推定法IとIIを開発した.推定法Iは,水位ハイドログラフを上・下流端境界条件とし,連続の式,運動方程式から水位,流量を推定する方法,推定法IIは,水面形の経時変化から連続の式,運動方程式,流砂の連続の式から粗度係数,流量,河床位を直接推定する方法である.推定法Iについては,河道内の抵抗要素を堰や橋脚などの河道内構造物や底面粗度によるエネルギー損失で取り扱うようにし,抵抗要素のモデル係数や粗度係数の最適化を行うことを可能にした.分流・合流部周辺の実験結果や実河川の洪水データに基づく検証から,同推定法が,流量・水位ハイドログラフ,痕跡水位を十分な精度で再現できることを示した.推定法IIについては,一様砂河床を対象とした流砂の連続の式に基づく流量・粗度係数・河床位の推定法と低水路と高水敷での流速差によるせん断力や樹木による抵抗を考慮した準2次元推定法の二つの推定法を新たに開発した.小規模河床形態の実験結果との比較から,流量・粗度係数・河床位の同時推定法が,流量,平均的な河床形状,小規模河床形態の発生による粗度係数の変化,有効掃流力による流砂量を十分な精度で推定できることを示した.低水路沿いに樹木を繁茂させた複断面水路の実験結果との比較から,準2次元推定法が,複断面直線水路での流量ハイドログラフ,低水路と高水敷の流速差による干渉効果や樹木群の抵抗を含む水深の増減に伴う合成粗度係数の変化や低水路の粗度係数を,さらに,遠賀川水系の実洪水データへの適用から,準2次元推定法が,実河川の流量と洪水痕跡より求められた逆算粗度係数を最大15%程度の誤差で推定できることを示した.近年,安全・安心が持続可能な河道管理が求められている.本研究は,洪水流と河床変動を一体として取り扱い,観測した水面形の経時変化に基づき,実河道での流量,粗度係数,河床高の時空間変化を推定する手法の開発を目的としている.当該年度では,以下の(1)と(2)を実施した.(1)水面形の経時変化に基づく流量・粗度係数の時空間推定法の開発推定法のベースとなる基礎方程式には,任意の河道横断面,河道形状を取り扱うことが可能な1次元浅水流方程式を用い,(A)流れ方向の水面幅の変化による圧力項と静水圧項について水深積分を必要としない取り扱い,(B)エネルギー損失を用いた河道内の堰,橋脚や橋桁の取り扱いを検討した.同方程式の離散化には流束差分離法を用い,質量,運動量に加えエネルギー保存の関係を満たすような離散化法を用いた.流れの状態として常流を対象とし,同方程式に基づき推定法IとIIを構築した.推定法Iは,上・下流端の水位と粗度係数を与条件として,連続の式と運動方程式から水位と流量ハイドログラフを求める方法,推定法IIは,水面形の経時変化と解析対象区間の一区間の粗度係数を与条件として,質量保存式から粗度係数を,運動方程式から流量を求める方法である.いずれの推定法も後述する横断面形状および平面形状が流下方向に変化する水路での実験に基づき,水位あるいは流量ハイドログラフや粗度の経時変化の再現精度について検証した.(2)固定床実験結果に基づく推定法の検証固定床水路での定常・非定常流に対して,1平面形状を漸縮・漸拡させた実験,2複断面水路で水深方向に底面粗度を変化させた実験,3堰などの河川を横断する構造物を水路内に設置した実験を行い,水位,流量の時系列データを収集した.これに加え,遠賀川水系を対象に,実洪水時の痕跡水位や流量等のデータを収集した.同年度では,観測点の水位ハイドログラフとデータ同化を行う推定法Iと水面形の経時変化から流量と粗度係数を直接推定する推定法IIを構築する予定であった.推定法Iについては,境界条件の取り扱いについて,特性曲線法や流束差分離法のフレームワークに基づく方法など,複数の方法を検討したため,データ同化の技術の導入には至らなかった.推定法IIについては,複数任意の断面形状の河道に適用可能な水面形の経時変化に基づく流量と粗度係数の時空間推定法を新たに構築した.推定法IとIIを直線,漸縮・漸拡水路での不等流および不定流の実験結果に,形状損失がある場合も含めて適用し,その予測精度について検討した結果,いずれの推定法も,直線だけでなく水路幅が縦断方向に変化する不等流・不定流の実験結果に対して流量及び粗度係数を十分な精度で推定できること,形状損失が生じる場合についても粗度係数にその影響を含めることで流量及び粗度係数を十分な精度で推定できること,洪水痕跡からピーク水位時の流量や粗度係数を推定可能であることが確認され,流量ハイドログラフや粗度係数の推定を行うツールとして基本的な性能を有していることがわかった.推定法の検証に必要な実験データの収集については,複断面水路を対象に水深方向に横断面形状と粗度係数が変化する実験については時間を要したものの,概ね計画通り実施されており,実河川のデータの収集・整理については,計画より早く実施されている.以上から,推定法Iのデータ同化技術の導入については当初の計画に比べやや遅れているものの,推定法IIや実験データや現地データの収集については概ね計画通りあるいは計画よりも早く実施されている.

このように,本研究の進捗状況はおおむね順調である.本研究は,安全・安心が持続可能な河道管理に資する情報の取得を目的に,観測水面形の経時変化に基づき,実河道での流量,粗度係数,河床位の時空間変化の推定法を開発するものである.本研究では,観測水位ハイドログラフとデータ同化を行う推定法Iと水面形の経時変化から流量・粗度係数・河床位を直接推定する推定法IIを開発する計画であり,当該年度では以下を実施した.推定法Iについては,上・下流端の水位と粗度係数を与条件とし,連続の式と運動方程式から水位と流量を求める方法に,河道内の堰,橋脚や橋桁の取り扱いを組み込んだ新たな推定法を開発した.実河川の洪水データに基づく検証から,同推定法が実河川での流量・水位ハイドログラフ,痕跡水位を十分な精度で再現できること,その予測精度は,河道内構造物や底面粗度によるエネルギー損失の影響を受けることから,本推定法が河道内の抵抗把握にも有用であることを示した.ただし,データ同化の技術の導入には至らなかった.推定法IIについては,昨年度開発した推定法を,遠賀川水系の実洪水データに基づき検証した.同推定法が,樹木が繁茂する区間や湾曲区間を除いては,実河川の流量を±10%程度の誤差で,洪水痕跡より求められた逆算粗度係数をある程度推定できることを示した.さらに,推定法IIに合成粗度係数の取り扱いを組み込み,複断面水路へ適用できるように発展させ,同推定法をベースに,一様砂河床を対象とした流砂の連続の式を加えた流量・粗度係数・河床位の推定法を新たに開発した.実験結果に基づく検証から,同推定法は,複断面直線水路での流量ハイドログラフ,低水路と高水敷の流速差による干渉効果を含む粗度係数や水深の増減に伴う粗度係数の変化,一様砂河床での河床位,小規模河床形態によるそ度係数の増加を推定できることを示した.当該年度では,前年度開発した推定法に,単一粒径河床変動解析モデルを組み込み,水位・流量・粗度係数・河床高を推定する推定法IとIIを構築する計画であった.推定法Iについては,構造物の取り扱いや境界条件の取り扱いについて実河川データに基づく検証に予想以上に時間を要したため,データ同化の技術の導入や河床変動解析モデルの組み込みには至らなかった.推定法IIについては,遠賀川水系の実洪水データに基づき検証し,洪水痕跡からピーク水位時の流量や粗度係数を推定可能であることが確認され,さらに,推定法IIを複断面水路へ適用できるように,合成粗度係数の取り扱いを組み込み発展させるとともに,これをベースに,一様砂河床を対象とした流量・粗度係数・河床位の推定法を新たに開発した.後述する実験結果に基づき,同推定法を検証し,同推定法が流量ハイドログラフや,低水路と高水敷の流速差による干渉効果を含む粗度係数や水深の増減に伴う粗度係数の変化,一様砂河床での河床位,小規模河床形態による抵抗の増加をある程度の精度で推定できることを示した.推定法の検証に必要な実験データの収集については,複断面水路を対象に,水深方向に横断面形状と粗度係数が変化する実験や樹木群を有する複断面水路での固定床実験,小規模河床形態発生時の河床変動実験を実施し,データを収集している.以上から,推定法Iのデータ同化技術や河床変動解析モデルの導入については当初の計画に比べやや遅れているものの,推定法IIの開発状況や実験データの収集については概ね計画通り,実河道への適用については計画よりも早く実施されている.このように,本研究の進捗状況は,当初の計画をおおむね順調である.
支配錯綜地帯における藩地域論の展開―越後国新発田藩を中心に―

支配錯綜地域にある新発田藩における史料群(藩地域アーカイブズ)を対象にした調査研究によって明らかになった諸点のうち、注目されるのは以下のような点である。新発田藩は、周辺他領に対する情報収集活動を、意識的、継続的に行っていたが、その担い手は藩士のみならず村役人層にも及んでおり、これ自体が重層的な活動であるということが出来る。時期により藩領の範囲は変化したが、旧領への独自の対応が持続する例も見られた。「藩地域」は、こうした周辺他領への重層的な関係性を含みこんで成立するものであった。平成27年度の当初計画は、1.新発田藩に関する藩地域アーカイブズを構成する主要史料(新発田市立図書館所蔵新発田藩政史料、同所蔵大庄屋斎藤家史料等)の体系的な調査と電子化作業、2.これらを前提とし、藩地域アーカイブの構造と支配錯綜地帯の特質とに注目した担当毎の分析作業、3.公開研究会の開催や主要史料の翻刻刊行等による知見の共有と総合をあげたが、下記に示すように1および3の面で十分にこれにとりくむことが出来なかったため、2で掲げた担当者毎の個別の史料調査と分析に作業を注力することとし、およそ以下の成果を得た。在地史料(大庄屋・地主史料)分析担当の原は、県内外の史料調査に基づき、新発田藩領海岸部と隣接幕領海岸部との間で、新潟・沼垂の争論の積み重ねにも影響されつつ、地域海運への関与の形が明瞭に異なってくることや、文政11年越後三条地震に際して、新発田領内の在地知識人が複数所領にまたがる被害情報を集積し得たのは何故かという問題などについて、論文としてとりまとめ、本研究の主要テーマである支配錯綜地域における藩地域社会に固有の論点を提示することができた。また藩政史料分析担当の浅倉は、藩アーカイブズとも密接な関係を持つことが本研究の前提となった諸研究で明らかにされている大名家「道具」類の伝来について、新発田藩とも所縁のある高田藩松平家を主対象として詳細に分析を行い、その政治性などいくつかの論点を提示することに成功した。本年度においては、主要史料を所蔵している新発田市立図書館のリニューアルに伴う諸事情ならびに主担当者である原の本務の関係で、上記にあげた1の藩地域アーカイブズを構成する主要史料の調査がうまく進まず、またその影響で3の史料集刊行等も先送りとなってしまった。平成28年度における当研究の計画は、27年度に引き続き、1.新発田藩に関する藩地域アーカイブズを構成する主要史料(新発田市立歴史図書館整備室所蔵新発田藩政史料、同所蔵大庄屋斎藤家史料等)の体系的な調査と電子化、2.これらを前提とし、藩地域アーカイブズの構造と支配錯綜地域の特質とに注目した担当毎の分析作業、3.公開研究会の開催や主要史料の翻刻刊行等による知見の共有と総合、の3点から進めることとした。前年度1および3で研究の遅れがみられ、その挽回に努めたが、下記項目で示すようになお十分でなく、課題を残す結果となった。一方で2に掲げた担当毎の個別の史料調査と分析に注力した結果、およそ以下の成果を得た。在地史料(大庄屋・地主史料)分析担当の原は、県内外の史料調査、また上記1の対象である新発田藩政史料の調査にも依拠しつつ、文政11年越後三条地震において、新発田藩が周辺他領の状況も意識しつつ長期にわたる対応を余儀なくされた状況や、文政13年の新潟町騒動に際して、対岸の沼垂町を擁する新発田藩が、いかに情報を収集し対応したかという問題などを検討した上で、論文として発表し、本研究のテーマである支配錯綜地帯における藩地域社会に固有の論点を提示することができた。これらはまた、藩政史料を用いて在地史料を補完しつつ論点を深める方法を示した成果でもある。藩政史料分析担当の浅倉は、藩アーカイブズの本体である新発田藩政史料の分析をすすめ、その構成についていくつかの論点を獲得したが、論文としての発表は29年度に持ち越すこととなった。平成27年度に引き続き主要史料を所蔵している新発田市立図書館の歴史図書館への改組・リニューアルの進行との関係や、主担当者である原の本務多忙化等により、上記1にあげた主要史料の調査がはかばかしく進行せず、そのため3の史料集刊行等も引き続き先送りとなった。これらは27年度から引き続いての事情のため、28年度は立て直しを図ったが、大庄屋斎藤家文書整理作業ヘの着手、公開研究会の再開など一部に止まり、全面的な挽回は29年度に持ち越された。平成29年度は、27、28年度に引き続き、1.藩地域アーカイブズを構成する主要史料の体系的な調査と電子化、2.これらを前提とした担当毎の分析作業、3.公開研究会の開催や主要史料の翻刻刊行等による知見の共有と総合、の3点から進めることとし、とりわけ最終年度であることから、外部研究者を招聘した研究集会の開催や成果物刊行等により総括と展望を図ることを目指した。1に関して、藩政史料については新発田市立歴史図書館整備事業の進捗との関係で引き続き断片的な調査にとどまったが、他方大庄屋アーカイブズについて再整理を進め、その結果以下の成果につながった。2について在地史料分析担当の原は、藩行政上他領への情報収集活動が大庄屋・名主などの村役人層に担われていたことに注目し、研究発表をするとともに、後述の史料集を編集刊行した。また、災害時の村役人層の他領情報収集や、隣領新潟町の蔵宿を介した金融など、新発田藩をめぐる他領との関係の諸相について論文、史料紹介を発表した。

一方藩政史料分析担当の浅倉は、新発田藩政史料の分析をすすめ、城受取役に関わり他領の情報が集積されるという論点を獲得し、これに関し研究報告、史料紹介を行った。3については、九州大学福田千鶴教授をお招きして公開シンポジウム形式での研究会を開催し、本研究課題の成果と今後の展望を確認する機会を得ることが出来た。また、上記村役人層の他領情報収集活動をテーマとして史料集を刊行することが出来た。以上により、やや遅れる形で推移した当研究課題による研究活動は、最終年度でその遅れを取り戻し、当初予定の計画をほぼ達成したといえる。その中で、支配錯綜地域の藩社会は、藩士・役人のみならず村役人層を含めた重層的な他領との意識的な関係構築により、成り立っていたということが出来、その構造を具体的に示し得たことが、本研究の意義であるといえる。支配錯綜地域にある新発田藩における史料群(藩地域アーカイブズ)を対象にした調査研究によって明らかになった諸点のうち、注目されるのは以下のような点である。新発田藩は、周辺他領に対する情報収集活動を、意識的、継続的に行っていたが、その担い手は藩士のみならず村役人層にも及んでおり、これ自体が重層的な活動であるということが出来る。時期により藩領の範囲は変化したが、旧領への独自の対応が持続する例も見られた。「藩地域」は、こうした周辺他領への重層的な関係性を含みこんで成立するものであった。上記したように本研究の進捗はやや遅れているが、新発田図書館のリニューアルの方向性も整いつつあることから、早急に態勢を整え、学生アルバイトなどを効率的に用いて史料調査とデータの電子化作業を進めていく。また昨年度実施できなかった公開研究会を複数回実施し、また年度内には複数の史料集刊行を行いながら、知見の共有と総合をすすめていくことを目指す。28年度中に着手し得た斎藤家文書整理作業を柱として、学生アルバイトを雇用して効率的にこれを進めるととともに、この中から共有すべき史料を選定し、複数冊の翻刻史料集刊行を実現する。一方、再開した公開研究会を足がかりとして、秋以降外部研究者を招聘した大規模な公開シンポジウムを企画し、成果の総合とさらなる展望につなげる。日本近世史27年度においては、主要史料を所蔵している新発田市立図書館のリニューアルに伴う諸事情ならびに主担当者である原の本務の関係で、藩地域アーカイブズを構成する主要史料の調査作業を組織することが出来なかったため、謝金として想定した部分を中心とし、これに係る物品費も含めて未使用となった。またその影響で史料集刊行等も先送りとしたため、これに充てる部分の費用が未使用となった。平成27年度に引き続き主要史料を所蔵している新発田市立図書館の歴史図書館への改組・リニューアルの進行との関係や、主担当者である原の本務多忙化等により、上記1にあげた主要史料の調査がはかばかしく進行せず、そのため3の史料集刊行等も引き続き先送りとなったため、謝金・史料集刊行費を中心に次年度送りとなった。これらは27年度から引き続いての事情のため28年度は立て直しを図ったが、大庄屋斎藤家文書整理作業ヘの着手、公開研究会の再開など、一部の挽回に止まったため、謝金・刊行費を中心に29年度に持ち越された。28年度においては、上記の史料調査の態勢を再構築し、学生アルバイトを雇用して効率的にこれを進め、その成果を刊行していく計画を立てているため、上記未使用分を使用していくこととなる予定である。
人間とコンピュータ間の音声対話方式を用いたマルチメディアCALLシステムの研究

これまで推進してきた研究活動の成果が結実し、マルチメディアCALLシステム及びCALL教材の開発研究が大幅に進展した。研究活動の柱となる中心的な課題の第一点は、学習者の入力音声をコンピュータが自動解析し、学習者の外国語発音を分析・評価し矯正を試みるシステムの開発であった。学習者の発音をどのように自動的に評価するのかという点に焦点を当てて研究を推進した。また、CALL教材作成に利用可能なマルチメディア・コンテンツの開発を推進した。京都の時代祭や葵祭に題材を採り、日本の文化や歴史・伝統等に関して発信のできるコミュニケーション能力の養成を目指したマルチメディア英語CALL教材の開発を行ってきたが、さらに九州の熊本に題材を求めたコンテンツ開発も行った。また、英語CALL教材の開発だけでなくマルチリンガルなCALL教材の開発も推進した。ドイツ語CALL教材ではマルチメディアの特性を活用してドイツの地誌・文化に関する情報を伝える教材が開発された。ベトナム語では発音と会話に重点を置いたマルチメディアCALL教材が開発された。留学生用日本語CALL教材の開発も積極的に進められた。ロシア語の強勢アクセントに当たる力点の学習のためのCALL教材の開発も推進された。CALL教材開発の基礎となる学習者の音声データベースの構築も多方面からの検討が可能になった。また、マルチメディアコンテンツの開発で重要な問題となる著作権や肖像権の問題にも、様々な角度から検討が加えられた。さらに、研究成果の一部であるマルチメディアCALL-CD-ROM教材の希望者への無償配布も実行に移され、研究成果の社会への還元も可能になった。本研究班では、自然な発話の習得に重点を置いたマルチモーダルかつマルチメディア対応のCALLシステムの研究・開発を行うことを目的として、研究活動を推進した。音声や画像・映像などのマルチメディアデータベースを内蔵して,実際の会話の場面をコンピュータ上に設定した上で,学習者の発話を自動的に音声分析し,認識・評価しながら,応答を行うことによって,人間とコンピュータとがマルチモーダルな対話形式で語学学習を進めていくシステムの開発を進めた。コンピュータに内蔵した音声データベースや合成音で学習者を誘導し,HMMを利用した音声認識技術やスベクトログラムリーディングのエキスバートシステムなどで培ってきた知見を活用して学習者の発話の音声分析や認識を行ない,さらに音声言語としての自然性,すなわちネイティブらしさの評価処理等を並行して行う次世代知的CALLシステムの開発のための研究を行なった。映像や音声を大量に含んだ英語マルチメディアCALL教材の製作も行なった。Introduction to the Beauties of Kyotoと名づけたマルチメディア教材である。京都の伝統的イベント・名所旧跡、京都大学にゆかりのある施設を外国人に説明するというスタイルを通じて伝統的日本の歴史・文化を英語で説明できるようになることを目指した教材であり、第一段階としては特に京都の三大祭りのうち「葵祭り」と「時代祭り」を取り上げ、コンテンツの作成を進めた。その他、ドイツ語、ロシア語、ベトナム語、日本語等のマルチリンガルなCALL教材の開発を進めた。本年度は、基礎段階として開発したマルチメディア英語CALL教材4枚と、マルチメディアドイツ語CALL教材1枚の計5枚のCD-ROM教材を、無償で関係研究者および教育者に配布することが可能になった。この面からも研究成果を社会に還元することができ、社会的意義があったと考えている。本年度は次の二つの事項に重点を置いて研究活動を推進することになった。一つはグローバル化社会に備えて、発信型の英語教育を重視したマルチメディアCALL教材のコンテンツ開発及びシステム開発を進展させることである。コンテンツ開発に開しては、京都の伝統行事や日本の歴史・文化に題材を取ったマルチメディア英語CALL教材の開発やドイツの地誌・文化の紹介に重点を置いたマルチメディアドイツ語CALL教材の開発を進めた。英語CALL教材は「時代祭-概説編」「同-延暦時代」「同-吉野時代」の3枚のCD-ROM教材を全体領域会議において希望者に無償で配布した。また、前年度に配布したCD-ROM教材のバージョン・アップを行ない、希望者に無償配布した。ドイツ語CALL教材は「DUAL」を作成し、やはり無償配布した。データベースの構築に開しては、日本人英語学習者の発音データベースの構築と留学生の日本語発音データベースの構築を重点的な課題として押し進めた。システム開発に開しては、母音や子音等の分節音だけではなく、強勢やリズムなどの英語の韻律情報の学習システムの開発も推進した。第二の重点事項はマルチリンガリズムへの対応である。従来、英語一辺倒であるかのような印象を与えていたインターネットの世界にも近年多くの言語が対応するようになってきた。そしてマルチリンガルドメインの登場である。当研究班でもいわゆる初習外国語の教育に対応したドイツ語CALL教材(既述)、ロシア語CALL教材、中国語CALL教材の開発が押し進められた。また、これらのマルチメディアCALL教材やシステムを作りっ放しにするのではなく、実際に複数の大学で語学教育に利用してもらいその評価を検討し、開発現場にフィードバックすることも試みた。

京都の時代祭や葵祭に題材を採り、日本の文化や歴史・伝統等に関して発信のできるコミュニケーション能力の養成を目指したマルチメディア英語CALL教材の開発を行ってきたが、さらに九州の熊本に題材を求めたコンテンツ開発も行った。また、英語CALL教材の開発だけでなくマルチリンガルなCALL教材の開発も推進した。ドイツ語CALL教材ではマルチメディアの特性を活用してドイツの地誌・文化に関する情報を伝える教材が開発された。ベトナム語では発音と会話に重点を置いたマルチメディアCALL教材が開発された。留学生用日本語CALL教材の開発も積極的に進められた。ロシア語の強勢アクセントに当たる力点の学習のためのCALL教材の開発も推進された。CALL教材開発の基礎となる学習者の音声データベースの構築も多方面からの検討が可能になった。また、マルチメディアコンテンツの開発で重要な問題となる著作権や肖像権の問題にも、様々な角度から検討が加えられた。さらに、研究成果の一部であるマルチメディアCALL-CD-ROM教材の希望者への無償配布も実行に移され、研究成果の社会への還元も可能になった。
高光度クェサーの母銀河及び環境についての観測的研究

私は、高赤方偏移クェーサーの環境について、次のような研究を行った。まず、クェーサー活動性とその大きなスケールでの環境との関連を調べるため、赤方偏移1.1に存在する超銀河団スケールのクェーサー集団領域において可視・近赤外線での広視野撮像を行い、これらの領域での銀河のクラスタリングの性質を調べた。その結果このクェーサー集団に属する5つのクェーサーの少なくとも3つの周辺に銀河団スケールの密度超過を検出した。このことから、クェーサー集団は、銀河の超銀河団分布構造をトレースしているのではないかと考えられた。とくに、クェーサー1335.8+2834領域ではその銀河団を構成する銀河の空間分布、及び測光学的性質の詳細な解析を行い、銀河団恒星銀河の進化の状態についても詳しく研究した。また、これまで得られたデータからは、3つのクェーサー周辺の銀河の測光学的性質は比較的よく似ていることもわかってきた。クェーサー母銀河、すなわち、銀河スケールでのクェーサー環境の性質を調べるための研究も行った。赤方偏移1.1のクェーサーについてR、I及びKバンドの撮像データを得て、中心核光の差引を行い、母銀河の色、光度を評価した。その結果、このクェーサー母銀河は、非常に明るく、また、青い銀河であることがわかった。これらの解析は、すばる望遠鏡によるクェーサー母銀河の観測につながるであろう。また、野辺山観測所などで得たデータなどを用いて、赤方偏移4.7のクェーサーBR1202-0725について、クェーサー母銀河のガス成分についての研究も行った。赤方偏移1.1のクェーサーQ1335.8+1834の天域について、これまで取得していたデータをさらに詳しく解析し、このクェーサー付随すると思われる銀河団の姿をより明瞭にするとともに、その構成銀河のスペクトルについて調べた。その結果、銀河団は、さしわたり約1Mpc程度にひろがっており、さらに、これまでわかっていや領域を越えて、同じような色、光度を持つ銀河が、より低密度ではあるが非一様に分布していることがわかってきた。これは、銀河団が、より大きな銀河分布構造の一部を成しているという可能性を示唆する。また、楕円銀河と思われる銀河の色分布のちらばりから、これらの銀河に2Gyr程度の年齢の散らばりが存在するのではないか、との知見を得た。この研究をさらに展開するため、可視域でのより広い領域をカバーする深い撮像観測を行い、赤方偏移は1.1のクェーサー集団に付随する超銀河団の存在を明らかにするための観測に着手した。データは現在、解析中であるが、観測領域に存在する他の3個のクェーサー周辺に、同じような銀河の個数密度の超過が見られるかどうかが興味深い。また、同じ研究の一環として、このクェーサー集団領域において、あすか衛生、ROSAT衛生を用いたX線のデータも取得し、現在解析中である。「あすか」のデータについて、これまで行った解析結果からは、クェーサーとならんで、よりハードなX線スペクトルを持つ天体が約半数を占めることがわかった。これらはクェーサー集団に付随する2型クェーサーの集団かもしれないと考えている。一方、岡山観測所においては、中間赤方偏移のクェーサーについて、その環境を調べるための観測を行っている。これらは、すでに可視波長域で、クェーサー周辺に銀河団の存在が確認されているものを対象として、赤外線での撮像観測を行ったものである。取得したデータからはその色分布をしらべて、クェーサーに付随する銀河団とそうでない銀河団で、系統的な差異があるかどうかを調べる。データは現在解析中である。
プラズマ浮遊溶解の開発による非平衡物質研究の新展開

本萌芽研究のそもそもの目的は、新しい溶解・鋳造プロセスを開発して、新規な非平衡物質を開発することにある。本装置の開発を通じて非常に興味深い知見を得ることが出来た。特に、従来融点が高くて鋳造が困難であった亜共晶のZr基金属ガラスにおいて、得られた金属ガラスは柔らかくしなやかで、ボアソン比が高く低弾性率であることがわかった。今までの研究では作成可能な金属ガラスの組成範囲が限られていたが、それを大きく広げることが可能になった。ZrリッチのZr-Cu-Al系亜共晶組成金属ガラスは、アモルファス材料のアキレス腱とも言える構造緩和脆性の兆候を見せることなく非常に高靱性である。しかも、Zr-Cu-Ni-Al系と4元系にすることで引張延性を得ることにも成功している。引張延性を示す亜共晶Zr-Cu-Ni-Al合金は引張試験に伴って明瞭なくびれを示し、均質な見かけ上の伸びを示している。引張延性に伴って加工硬化も軟化もしていないが、今後の研究において加工硬化を発現させることは十分に可能であると考えている。今まで室温で引張伸びのない金属ガラスは構造材料に使うことが困難とされてきたが、この結果を受けて金属ガラスの産業化は大きく前進したことになる。一方、本開発装置、アークプラズマ浮遊溶解装置は非常に少量の鋳造に適した鋳造装置である。安価で簡便な鋳造機として今後は歯科医療や小型精密鋳造部品などの種々の産業的な展開が期待できると考えている。また、本プロセスを更に発展させることで、完全溶解が困難な高融点合金の浮遊溶解・鋳造および超急冷が可能になると期待している。本研究は従来の溶解方法では成し得なかった均質かつ清浄な高温溶解を長時間可能にするために、高速プラズマ流による浮遊溶解法を開発する点にある。通常のプラズマアークトーチではガス流を維持したままプラズマの温度を制御する事が容易ではなく、低温で(低電流で)プラズマが不安定になる。そこで、本研究ではプラズマ発生室でプラズマを安定発生させた後、プラズマ+ガス混合室で安定した高速プラズマ流を発生させる独創的なアイデアを盛り込んだ特殊な構造を有するプラズマ発生装置の開発を行う。このプラズマ発生装置を上向き取り付け、円錐形状の水冷銅ノズル(コニカルノズル)と組み合わせて今までにない浮遊溶解炉を作製する。また、本溶解機構を吸引鋳造法と組み合わせることで、溶湯の熱履歴管理をした金属ガラスの作成が可能になり、再現性の高い金属ガラスの作成に有効な新しい手法を提案することが出来る。プラズマ発生装置の完成予定は平成18年度としていたが、実際は複数のプラズマ発生を制御して安定したプラズマ流を維持することが難しく、実質的な完成は遅れている。しかしながら、プラズマ流を安定化するための予備実験については充分な結果が得られているため、従来の(提案書に記述した)複雑なプラズマ発生機構をより簡略化することで十分な対応が出来る。予備実験として、プラズマを用いない浮遊熔解機構においては、4kWの赤外線ランプを熱源に用いることで浮遊溶解の実験に成功している。完全溶解を目的にしたプラズマ浮遊溶解炉に適した合金を探索する目的で、有益な機能を有するが作成が困難な合金を作成した。特に、高融点化する亜共晶組成において金属ガラスのアキレス腱である構造緩和脆性が緩和されることを見出した。完全に構造緩和しても脆化しない金属ガラスの開発を行い新しい亜共晶組成の金属ガラスを見出した。本合金は構造緩和脆性しないだけではなく、むしろ構造緩和で強靱化している。今後はこのように熱によって脆化せずにむしろ強化する新しい高延性金属ガラスの作成プロセスを確立していく必要がある。現在の金属ガラスを用いたセンサーや微小駆動部品もその多くがSi成膜プロセスと組み合わせる必要があるため耐熱性の向上は金属ガラスの実用性を考える上で必須事項である。今まで得られた結果から、Zr-TM-A1系(TM;Cu,Ni,Co)金属ガラスにおける元素の役割が解明されてきており合金組成の最適化を目指したデータベースが出来つつある。これらの合金を多元化することでより安定で優れた熱機械特性を得る事が出来ることは十分に予測される。これらの新しい高延性金属ガラスの開発にプラズマ浮遊溶解炉は必要不可欠であることがわかってきた。プラズマ浮遊溶解炉の特徴は、このように難溶解性の高融点金属を含む合金の均一溶解を可能にする展である。合金組成の探査も含めて最適プロセスかも含めた統括的な研究を進めていくことで非平衡物質研究に新しい分野を築いていく。

引張延性に伴って加工硬化も軟化もしていないが、今後の研究において加工硬化を発現させることは十分に可能であると考えている。今まで室温で引張伸びのない金属ガラスは構造材料に使うことが困難とされてきたが、この結果を受けて金属ガラスの産業化は大きく前進したことになる。一方、本開発装置、アークプラズマ浮遊溶解装置は非常に少量の鋳造に適した鋳造装置である。安価で簡便な鋳造機として今後は歯科医療や小型精密鋳造部品などの種々の産業的な展開が期待できると考えている。また、本プロセスを更に発展させることで、完全溶解が困難な高融点合金の浮遊溶解・鋳造および超急冷が可能になると期待している。
繊維状食品添加気泡混合ゲルの物理的特性と咀嚼・嚥下機能

ゲル化剤としてネイティブ型ジェランガムを用い、添加濃度が0.4、0.5、0.6%(w/w)の基本ゲルを調製した。これらの基本ゲルに、エスプーマアドバンスで亜酸化窒素ガスを封入し、気泡混合ゲルを調製した。基本ゲル、および気泡混合ゲルの密度、気泡含有率、光学顕微鏡による気泡の分散状態の観察、圧縮測定によるひずみと応力の関係、広がり係数(リング法)の測定を行った。気泡混合ゲルは基本ゲルに比べ、密度が有意に小さくなった。また、基本ゲル、気泡混合ゲルの密度にジェランガム添加濃度の影響は認められなかった。気泡混合ゲルの気泡含有率は、0.4%気泡混合ゲルで33.9±5.5%、0.5%気泡混合ゲルで37.3±6.0%、0.6%気泡混合ゲルで32.7±5.4%となり、有意差は認められなかった。ゲルに分散している気泡長径の平均は0.4%気泡混合ゲルで(8.79±2.83)×10^2μm、0.5%気泡混合ゲルで(9.63±4.62)×10^2μm、0.6%気泡混合ゲルで(7.99±3.65)×10^2μmとなった。ひずみ-応力曲線より、基本ゲルは脆性破断を示し、一方、気泡混合ゲルは明確な破断点が認められなかった。初期弾性率は気泡混合ゲルが基本ゲルに比べ、有意に小さくなった。基本ゲル、気泡混合ゲルともに分散媒のジェランガム濃度が大きくなるに従い、初期弾性率は大きくなった。広がり係数は、いずれのジェランガム濃度においても、気泡混合ゲルが基本ゲルに比べ、有意に小さいものとなった。ジェランガム濃度が異なる基本ゲル、気泡混合ゲルについて、嚥下時筋電位測定を行った。その結果、気泡混合ゲルは基本ゲルに比べ、食塊形成時間が有意に短いことが認められた。以上より、ジェランガムゲルに気泡を分散させることで、口中で食塊形成がしやすくなることが示され、気泡混合ジェランガムゲルの嚥下食へ応用が可能になることが示唆された。平成30年度はジェランガムゲルに気泡を混合した気泡混合ゲルの調製、および物理的特性やヒトによる嚥下時筋電位測定等の評価を中心に行った。亜酸化窒素ガスの気泡をゲル中に均一な状態で長時間安定して保持できるゲル化剤の選定、調製時の温度管理などの調製方法を決定するところで、多くの時間を費やしてしまった。計画よりも遅くなってしまったが平成30年度に行うべき繊維状組織を有する根菜類のごぼうや豚肉を混合した試料調製の確立について、現在検討している。まず、根菜類のごぼうについて気泡混合ゲルの調製方法を検討しているが、実験を続けるうちに、さらに検討したい研究課題が生じている。例えば、ゲル中に含まれるごぼうの粒度を変えることで、食べやすさはどう変わるのか。また、フレーバーリリースはかわるのかなど興味深い問題点が続出している。また、市販介護食品として冷凍流通後、解凍して用いる場合はどのように物理的特性や嚥下特性が変化するのかなど、実験課題を加える必要があると考える。現在、検討中の気泡混合ゲル状介護食品が市販品として一般に流通できるよう、可能な限りデータを蓄積していきたいと考えている。本年度は繊維状食品を含む気泡混合ゲルの調製工程を確立する。繊維状気泡混合ゲル状食品について、若年者を被験者として、飲み込みやすさを嚥下時筋電位測定により検討する。また、特別養護老人ホームの管理栄養士とともに、高齢者による食べやすさの評価を行う。以上が本年度、大筋の検討課題である。一旦ここで止めて、これまでの研究結果を研究分担者とともに振り返り、再実験の必要性を確認する。時間に余裕がある場合、加えてゲル中に気泡が存在することにより、ゲルに含まれる繊維状食品のフレーバーリリースがどのように変化するかについても検討したい。また、繊維状食品をペースト状にする際の粒度を変化させた場合の食べやすさへの影響も検討したい。ゲルに気泡を分散させた含泡ゲルは、咀嚼・嚥下機能が低下した高齢者の咀嚼が容易になるとして介護食への応用が期待される。本研究では、卵白ゲルに気泡を分散させた市販食品を含泡ゲル試料とし、一方、比較試料としての気泡を含まない泡除去ゲル試料は、含泡ゲル試料に手動撹拌を加えることで気泡を除去したものとした。含泡ゲル試料の気泡の空隙率は、20°Cで体積の7.05±2.08%、10°Cで体積の8.52±2.53%であった。いずれの評価試料も測定品温を20±2°Cおよび10±2°Cとした。圧縮率を変えたテクスチャー特性の硬さは、品温20°Cの泡除去ゲル試料が有意に軟らかく、凝集性が大きいことが示された。破断特性の結果より、いずれの測定品温においてもヤング率は含泡ゲル試料が泡除去ゲル試料に比べ大きい傾向を示した。ばね緩和法による流動特性より求められた降伏応力は、いずれの測定品温においても含泡ゲル試料が泡除去ゲル試料に比べ大きい傾向を示した。以上の結果より、気泡を含む含泡ゲル試料が泡除去ゲル試料に比べ、弾性的挙動を示すことがわかった。