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看護教員の看護技術演示力と指導言語の連関

【目的】看護技術演習で教員が実施する演示に対する学生の認識と、演示時に教員が使用している言語の特徴を明らかにし、効果的な指導言語を使用した演示方法への示唆を得る。【方法】質問紙調査および質的記述的研究と準実験研究。【結果】学生は教員の演示を肯定的にとらえており、教員は、技術の要素を指す言葉、安全安楽、患者への配慮の言葉を多用している。演示時の指導言語にオノマトペを用いた方が、有意に寝衣交換技術の修得度は高かった。【考察】看護技術演習の演示時にオノマトペや比喩的表現を用いた指導言語を活用する指導方法が学生の技術修得には効果的であることが示唆された。本研究は、「コーチング・メンタルモデルの考え方を参考にし、演示時に用いられる指導言語を含めた指導行動を分析し、看護技術教育における効果的な演示方法について明らかにする」ことが目的である。そこで、26年度は「看護技術の効果的な演示方法を明らかにするために、看護技術の演示時に用いている指導言語の意味とその実態を明らかにする」ことを目的に実施した。【研究方法】質的記述的方法【研究対象】研究協力の承諾が得られたA県、B県内の看護系大学で、基礎看護技術の学内実習において生活援助技術又は診療援助技術の演示を実施している看護教員7名【データ収集】1データ収集時期は、生活援助技術及び診療援助技術の授業が行われる平成26年10月平成27年7月とした。2学内実習において演示している対象者が演示時に発言している言語をICレコーダーを用いて録音した。3録音終了後に、「演示時に発生した言語の中で、学習者にもっとも伝えたい言語は何か、その理由は?」「演示を行う際に多く使用していた言語は何か」などについて半構成的質問紙を用いて、60分程度の面接を実施した。【分析方法】学内実習時や面接時に得られた内容は逐語録を作成し、指導言語の意味に関する内容を抽出し分析する。【結果】診療援助技術に関する技術のデータが収集できていないために、すべてのデータを分析することができていない。生活援助技術に関する技術の学内実習時の演示をみると、教員の演示時に用いている言語は、手順の内容であり、動作をイメージさせるような比喩言語の使用は見られなかった。なお、本研究は、愛知県立大学研究倫理審査委員会の承認を得て実施した。本研究は「看護技術の演示時に用いられる指導言語を分析し、看護技術教育における効果的な演示方法について明らかにする」ことが目的である。27年度は、学生を対象に学内演習に対する学生の認識と演示時の教員の指導言語から学生が「印象に残った指導言語や気になったことば」「動作がイメージできることば」などを抽出し、教員の指導言語の意図と学習者の理解の相互関連について検討した。【研究方法】自記式質問紙調査。質問内容は教員の発言で「印象に残ったことばや気になったことば」「理解できないことば」「看護技術の動作がイメージできることば」についての自由記載と、デモンストレーションを用いた学内演習に対する学生の思いや考えに関する質問項目(25項目)について「4.とてもそう思う」「1.まったくそう思わない」の4件法を用いて調査した。【研究対象】本研究に同意が得られた3看護系大学1年次生260名。【データ収集】調査期間は平成27年11月12月。3大学それぞれの生活援助技術(寝衣交換、便器の当て方)の学内演習終了後に、録音された教員の演示時の指導言語を再生・聴取したうえで質問紙調査を実施した。【分析方法】自由記述については、テキストマイニングソフトを用いて分析し、25項目の調査については因子分析を行った。【結果】1学生が演示時の教員の指導言語で印象に残ったことばは「ここ」「ポイント」など注意喚起や患者への配慮に関することばであった。2学生が理解できないことばは、「寝衣」「さばく」など日常生活で使用しないことばであった。3学生が動作をイメージできることばは、「クルクル」「スッと」「ふわふわ」などオノマトペ(擬音語、擬態語)を用いた指導言語であった。4学生は、教員による演示は技術習得に有効であり、看護技術を上達したいと考えている。また学内演習という授業形態を通して、協調性や連帯感が深められると考えている。26年度から27年度の研究では、教員が演示時に用いている指導言語のデータ収集・分析および学生が印象に残った指導言語を抽出した。その結果、看護技術を演示する際の教員の指導言語は、手順に基づいた技術の方法の説明であったものの、その説明にはオノマトペを用いて指導している実態もみられたことが明らかになり、28年度の研究の基礎データを得ることができた。28年度は27年度の研究結果を踏まえ「寝衣交換技術の修得を高めるために、教員の演示時の指導言語にオノマトペを用いた有効性について明らかにする」ことを目的に実施した。【研究方法】準実験研究。

寝衣交換技術の授業を履修していないA看護系大学1年生の中で、研究参加の同意が得られた30名を無作為に実験群15名、対照群15名に分け、事前に両群に有意差がないことを確認し、実験群にはオノマトペ(フンワリと支える、スルリと下げるスーッと通すなど)を用いて説明を行い、対照群にはオノマトペを用いない説明を演示時に行った。その後、週1回一人15分間の技術練習を2回実施した後、事後調査を実施した。データ収集期間は平成28年9月11月。【分析方法】「臥床患者への寝衣交換技術の修得度(1:まったくできていない4:できている)を得点化し2群の比較を行った。【倫理的配慮】A大学臨床研究倫理審査委員会の承認(承認番号:252)を受け実施した。利益相反はない。【結果】分析対象は、実験群15人、対照群12人であった。評価者3人の評価点の一致度は事前調査(ICC:0.85)、事後調査(ICC:08.7)であった。事後調査の総得点は、実験群87.1、対照群76.5で両群の修得度に有意差(P<0.01)がみられた。25項目中「寝衣を無理なく丁寧に脱がす」「新しい寝衣を無理なく丁寧に着せる」など14個項目において有意に実験群の修得度が高かった。【考察】オノマトペは、感覚的な印象を表し、複雑な内容や微妙なニュアンスも自由に表現でき、動作補助としての機能がある。学生は「手関節を下から支える」という指導言語よりも「手関節を下からフンワリと支える」という指導言語の方が、支え方の動作をやわらかいイメージとして連想し、手関節をつかまない丁寧な動作になったと考えられる。オノマトペを用いた指導言語の教示は有効であることが示唆された。28年度の研究において、教員が実施する寝衣交換技術の演示時にオノマトペを用いた指導言語の有効性について明らかにすることができ、本研究の最終目標である「看護技術教育における効果的な指導方法について検討する」ためのデータを得ることができた。29年度は、27年度、28年度に収集したデータをもとに、看護技術のデモンストレーションにおいて、教員が用いるオノマトペと比喩表現を、学生がどのように認識しているかを分析し、効果的な指導言語について検討した。その結果、オノマトペと比喩を使用する頻度は、66.6%の者が毎日「擬態語」を使用し、64.3%が「擬音語」を使用していたが、比喩を使用している者は少ない傾向であった。このことから、演習時のデモンストレーションで、動作をイメージしやすいオノマトペを用いることは学生の理解度や再現性を高めるために有効であると考える。ただし、比喩を用いる場合には主に直喩の使用や、視覚等の感覚を連動させるなど、理解しやすくする工夫が必要となる。次に2寝衣交換技術の演示時のオノマトペ使用の有無によるイメージ想起の明瞭性について分析した。「寝衣交換技術のイメージ明瞭性調査票」は西田ら(1981)が開発した「運動イメージ明瞭性テスト」を参考に寝衣交換技術用に作成した。分析は、寝衣交換技術のイメージ明瞭性(1:全くイメージが現れない4:鮮やかである)を得点化し、t検定により分析した。その結果、演示後のイメージ明瞭性は、オノマトペの使用の有無により有意な差は見られなかったが、20項目中、14項目においてオノマトペを使用しない群の方がイメージ性は高かった。演示前後のイメージ明瞭性については、オノマトペを使用した群では、「背部のしわを伸ばす時の力の感じ方」「古い寝衣を取り除き、新しい寝衣を引き出す時の寝衣の肌触り」の2項目において、演示後の明瞭性が有意に高かった。これらのことから、オノマトペの使用は複雑な動作を学習する際に効果が得られやすい一方、具体的な内容をうまく理解できなくなるという短所が確認された。
骨格筋衛星細胞活性化とMyoDファミリー発現を指標とした至適運動負荷量の設定

筋衛星細胞の活性化とMyoDファミリーの発現を指標とした運動負荷量の設定が臨床的に効率的と考えた。正常筋で筋衛星細胞の活性化閾値とMyoDファミリー発現を分析後、萎縮筋と正常筋の相違を検証した。理学療法学の観点から、萎縮筋における介入至適条件を、荷重と歩行の比較分析から考察した。過大な負荷による筋損傷を避けた、安全な運動負荷量設定には、活性化閾値の利用と病理学的観察の併用が有用と考えられた。骨格筋の肥大および萎縮現象のメカニズム解明は、リハビリテーション分野の理学療法学領域における介入方法の確立に必要な重要課題である。近年の研究成果から、筋肥大に関しては筋衛星細胞(satellite cell ; SC)活性化の関与が示されている。筋萎縮に関しても筋核アポトーシスの可能性が示唆されている。また、筋細胞の分化制御因子としてMyoDファミリーの作用が解明されつつある。以上の背景から、筋衛星細胞の活性化とMyoDファミリーの発現を指標とした運動負荷量の設定が臨床的に効率的と考えた。しかし、「筋衛星細胞の活性化に閾値が存在するか?」さらに「正常筋と萎縮筋で閾値が異なるか?」という問題が残存する。理学療法の臨床でも、正常筋と萎縮筋では運動負荷量の設定条件は異なると考えられているが明確な根拠はない。そこで本研究では、まず正常筋で筋衛星細胞の活性化閾値を検索し、さらに萎縮筋と正常筋の違いの有無を検証することを主目的とした。本年度は、運動負荷強度の違いによる骨格筋衛星細胞活性化およびMyoDファミリー発現への影響を調べた。MyoD mRNA、Myogenin mRNAおよび増殖細胞核抗原(PCNA)mRNA発現量を指標として、正常ラットを用いて検討した。運動負荷は小動物用トレッドミルを用い、先行研究条件を参考に、16度下り坂で30分間連続走行を実施した。走行速度を5段階に設定し、運動負荷強度による相違を比較検討した。運動負荷終了72時間後に、ラット後肢よりヒラメ筋(SOL)および長趾伸筋(EDL)を採取した。顕微鏡下の組織学的解析として、抗ジストロフィン染色と抗BrdU染色の免疫二重染色を実施した。ジストロフィンで標識された膜上の抗BrdU標識核を筋線維1000個あたりの数で表現し、筋衛星細胞活性化を分析した結果、20m/min以上群でコントロール群と比較して有意に増加した。逆転写酵素-ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法を用いて目的遺伝子の存在を確認し、リアルタイム定量PCR法を用いて目的遺伝子mRNA量を測定した。その結果、EDLよりもSOLで目的遺伝子mRNA発現量が変動する傾向を示した。MyoD mRNA、Myogenin mRNA発現量は運動負荷強度の増加による有意な変化は示さなかったが、20m/min以上の運動負荷強度でMyogenin mRNA発現量が増加傾向を示した。一方、PCNA mRNA発現量は運動負荷により有意に減少した。MyoDとPCNAは類似した傾向を示したが、MyogeninとPCNAでは類似した傾向を示さなかった。以上の結果から、1) 20m/min以上の運動負荷強度で、単回の運動負荷72時間後に筋衛星細胞活性が増加する可能性、2)本研究の走行負荷条件および筋摘出時間(72時間後)における、ヒラメ筋線維細胞の分裂・増殖活動は運動負荷強度に依存しない可能性が示唆された。本年度は運動負荷後の筋特異的遺伝子発現の継時的変化を調べた。具体的には前年度確認した、運動負荷強度の違いによる骨格筋衛星細胞活性化およびMyoDファミリー発現の結果に基づき、従来の報告よりも低強度な単回運動における影響について、MyoD、myogenin mRNA、MHC-1、MHC-2a mRNAを指標として、運動負荷後24、48、72および96時間後に分析した。Wistar系雄性ラットを対象とした。運動は小動物用トレッドミルで16度下り坂、24m/minにて30分間連続走行した。運動を実施しない対照群(CON)と運動実施24(P24)、48(P48)、72(P72)、96(P96)時間後に両側ヒラメ筋を採取する計5群とした。その際、採血し筋損傷の指標として血漿クレアチンキナーゼ(CK)を測定した。ヒラメ筋右側は凍結切片を作成しHE染色による組織学的分析を、左側は総mRNAを抽出し逆転写ポリメラーゼ連鎖反応を用いてMyoD、myogenin、MHC-1、MHC-2a mRNAを定量した。結果、CKはCONとP24、P96間で、またP48とP96間で有意差を認めた。HE染色像においてCONでは見られないマクロファージの浸潤像や小径の筋線維集合像を運動群で確認した。MyoD、MHC-

1発現量は変化なく、myogenin発現量はP24でCONに対して約1.7倍に、MHC-2a発現量はP24、P48、P96でCONに対して約1.8倍に増加したが群間に有意差はなかった。単回の低強度運動後、早期では筋衛星細胞や筋特異的タンパク質転写に有意な活性化は認められず、要因として筋損傷程度や運動時間が考えられた。また、活性化には高強度または長時間の運動が必要であり、臨床では過剰な筋損傷に配慮し、低強度の運動から始め運動頻度、時間を漸増することが重要と考えられた。来年度は、2年間の正常筋における結果を踏まえ、まず廃用性萎縮筋に対する(運動負荷を加えない)荷重刺激の影響を分析する。その後、臨床場面を考慮した歩行レベルの負荷で至適運動負荷量を検討する予定である。本年度は、過去2年間の正常筋における結果を踏まえ、廃用性萎縮筋に対する(運動負荷を加えない)荷重刺激の影響を分析した。Wistar系雄性ラットを用い7週齢及び2週間通常飼育するコントロール群(CON1、CON14)と実験群に分類した。実験群は7日間の後肢懸垂を実施後さらに1日あるいは7日間、1)後肢懸垂群(HS8、HS14)、2)毎日1時間荷重群(WB8、WB14)、3)通常飼育群(RL8、RL14)に分類した。体重測定後麻酔下で心切開による放血致死により血液成分を極力取り除き両側ヒラメ筋を採取した。右側ヒラメ筋は筋湿重量を測定後、凍結横断切片を作成してHE染色を行った。染色像はImage Jを用いて各サンプル200線維の筋線維横断面積を測定した。また左側ヒラメ筋はグアニジン-セシウム超遠心法による総RNA抽出後、定量逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(qRT-PCR)を行った。目的遺伝子は機械的刺激後に分泌され細胞増殖促進作用のあるMGFと筋特異的転写因子の一つであるMyoDを用い、MGFは機械的刺激量、MyoDは筋衛星細胞活性化の指標とした。結果、筋湿重量は8日目でHS8と比較してRL8のみ、また14日目でHS14と比較してWB14とRL14が有意に大きく、筋横断面積は14日目ではHS14と比較してWBI4とRL14が有意に大きかった。MGF発現量は8日目でRL8がHS8やWB8と比べて有意に大きく、14日目ではHS14に対してRL14が大きかったが有意差はなかった。MyoD発現量は8日目でHS8とWB8は小さい値を示したが、RL8は他の群と比較して有意に大きかった。筋湿重量及び筋横断面積から荷重刺激は廃用性筋萎縮の進行を抑制したが、反応は筋全体で一様ではなく長軸部位(近位・筋腹中央部・遠位)により反応が異なることが新たに判明した。廃用性萎縮筋では荷重刺激により微細な筋損傷が生じ、効果のある運動許容範囲が狭いことが示唆された。上記結果を踏まえ、来年度は荷重刺激より負荷量が多い歩行刺激による影響を分析する予定である。過去3年間の結果を踏まえ、昨年度実施した荷重刺激より負荷量が多い歩行による影響を分析した。また廃用性筋萎縮および再荷重に対する反応を、筋長軸部位別に組織形態面から検討した。8週齢のラットを1週間の後肢懸垂後、(1)1週間通常飼育群、(2)更に1週間後肢懸垂(懸垂前後)群、(3)歩行介入群、(4)通常飼育群に分類した。廃用性筋萎縮の作製には後肢懸垂法を用いた。歩行は先行研究データを参考に、小動物用トレッドミルを用い、010m/minで5分走行、2分休止を8セット実施した。歩行群は介入開始
細胞外小胞体EVを介した長鎖機能性RNAによる膵癌進展制御機構の解明

長鎖機能性RNA(lncRNA)は細胞外小胞(EV)を介して細胞間伝達されるRNAであるが、膵癌との関連報告は乏しい。EVは体液中を循環し、EV内RNAの発現変化は疾患のバイオマーカーとして有用である。我々は膵癌浸潤、転移に重要な上皮間葉形質転換(EMT)に寄与するlncRNAを同定し、EVを介したEMT制御機構と、膵癌早期診断のマーカーとしての有用性を検討した。HULCはEMT促進を介し、膵癌細胞の浸潤、遊走能を増強させる一方で、miR-133bはHULCの発現抑制を介してEMTを抑制する事を同定した。血清EV中HULCは、膵癌診断における新規マーカーとして有用である可能性が示唆された。2)膵癌細胞浸潤能、遊走能に与える影響の解析。3)膵癌細胞から抽出したEVによるHULCの細胞間伝達が伝達先の細胞のEMT及び浸潤、転移能に与える影響の解析。今回の検討結果は、膵癌のEMTにおけるこれまで未知であった、lncRNAを介した新たなシグナル異常、エピジェネティックな遺伝子制御機構を提示するとともに、EVを介したlncRNAの情報伝達が、EMTシグナルを制御する事によって膵癌浸潤、転移のプロセスに与える影響の解明に寄与するものと考える。今年度はlncRNA HULCについて、膵癌細胞における機能とEVを介した情報伝達機構を解析し、以下の成果を得た。1) HULCはEMT関連転写因子Snailの発現を誘導し、上皮系マーカー(E-cadherin)の発現抑制と間葉系マーカー(N-cadherin, Vimentin)の発現上昇に寄与し、EMTを促進させる事を同定した。2) HULCは膵癌細胞の増殖能に加え、浸潤、遊走能を増強させる作用がある事を同定した。3) HULCは膵癌細胞から分泌されるEVによって細胞間伝達され、伝達先の細胞におけるEMTを促進し、浸潤、遊走能を増強する事を確認した。以上の結果からHULCがEVによる細胞間伝達を介し、膵癌細胞におけるEMT促進を経て浸潤、転移能を増強させるlncRNAである可能性が示唆された。更に、これまでに行ったマイクロアレイとバイオインフォマティクス解析の結果から、HULCをターゲットとし、HULCの機能抑制を介してEMTを抑制性に制御する候補miRとしてmiR-133bとmiR-622を同定しており、これらについては今後詳細な検討、解析を行う予定である。以上より、本研究は計画通り概ね順調に進展していると考えられる。長鎖の機能性RNAであるlong non-coding RNA(lncRNA)は、種々の疾患の病態成立に関わる事が明らかにされつつあるが、膵癌の発癌や進展と関連したlncRNAの報告は数少ない。本研究の目的は膵癌浸潤、転移に重要なプロセスであるEpithelial Mesenchymal Transition(EMT)に寄与するlncRNAを同定し、そのEMT制御機構とExtracellular vesicle(EV)を介した情報伝達機構を解明する事である。申請者は前年度までにlncRNA HULCが膵癌細胞とそれらから分泌されるEVに高発現し、EMT誘導サイトカインであるTGFbによって細胞内、EV内に発現が誘導され、EMT促進を介して膵癌細胞の浸潤、遊走能を増強する事を同定した。更にHULCはEVによって細胞間伝達され、伝達先の細胞におけるEMT経路、浸潤、遊走能を制御する事を明らかにしていた。今年度はHULCを抑制性に制御するmicroRNAを同定し、その膵癌細胞に及ぼす機能を解析するために以下の検討を行った。1)バイオインフォマティクス解析によるHULCを標的とする候補microRNAの同定。2)膵癌細胞、EVにおける同定したmicroRNAの発現解析3)同定したmicroRNAが膵癌細胞におけるEMTや浸潤、遊走能に与える影響の解析今回の検討結果より、膵癌のEMTに関わるlncRNA HULCをターゲットとするmicroRNAを同定し、その役割を検証する事で、EMTを制御する今まで未知であったmicroRNA - lncRNAシグナル経路を提起する事が可能である。更に本研究結果は、新たなエピジェネティックな遺伝子制御機構を提示するとともに、この経路がEMTシグナルを制御する事によって膵癌浸潤、転移のプロセスに与える影響の解明に寄与するものと考える。今年度はlncRNA HULCを制御するmicroRNAを同定し、その膵癌細胞における機能について解析し、以下の成果を得た。1)バイオインフォマティクス解析によってHULCを標的とする候補microRNAとしてmiR-133bを同定した。2) miR-133bは正常膵管上皮細胞に比べて膵癌細胞で発現が低下し、TGFb投与によって細胞内、EV内の発現が更に低下する事を同定した。3) miR-133bはEMT関連転写因子Snailの発現を減弱し、上皮系マーカー(E-cadherin)の発現上昇と間葉系マーカー(N-cadherin, Vimentin)の発現低下に寄与し、EMTを抑制性に制御する事を同定した。また、miR-133bは膵癌細胞の増殖能に加え、浸潤、遊走能を減弱させる作用がある事を同定した。以上の結果から、膵癌細胞においてEMT促進を介し浸潤、遊走能を増強させる働きのあるlncRNA HULCは、miR-133bによってその発現、作用が減弱される事が示唆された。

更にmiR-133bはEMT抑制を介して膵癌細胞の浸潤、遊走能を阻害する働きを有する事が示唆された。本研究では更に膵癌患者、健常者より血清を採取し、血清中EVにおけるHULC、miR-133bの発現を解析し、バイオマーカーとしての有用性について検討を行う予定で、現在進行中である。当初は本年度中に解析終了予定であったものの、臨床検体の収集に時間を要したため、本解析は次年度に延長とさせて頂いた。以上より、本研究は当初の予定よりもやや遅れているが、次年度中に解析が終了する予定である。よって本研究では、膵癌浸潤、転移に重要なプロセスである上皮間葉形質転換(EMT)に寄与するlncRNAを同定し、その核酸本体としてのEMT制御機構とEVを介した情報伝達機構を解明する事を目的とした。更に患者血清を用いた解析により、血清EV中lncRNAの新規膵癌バイオマーカーとしての有用性を検証した。培養細胞及び免疫不全マウス皮下移植腫瘍モデルを用いた検討から、lncRNAの1つであるHULCが、EMT促進サイトカインTGF-bにより膵癌細胞とそれらから分泌されるEV内に発現誘導され、EMT経路促進を介して膵癌細胞の浸潤、遊走能を増強する事を同定した。また、microRNAの1つであるmiR-133bは、HULCをターゲットとしその発現を抑制をする事で、EMTを抑制性に制御するmicroRNAである事を同定した。更に、膵癌患者血清中EVにおけるHULCの発現は健常者、IPMN患者それぞれと比べて優位に上昇した。腫瘍マーカーとの比較において、ROC曲線におけるHULCのAUCはCEAと比べて優位に高値であり、CA19-9と比較しても遜色ないAUCが得られた。以上より、HULCは膵癌診断における新たなバイオマーカーとしての有用性が期待される結果となった。長鎖機能性RNA(lncRNA)は細胞外小胞(EV)を介して細胞間伝達されるRNAであるが、膵癌との関連報告は乏しい。EVは体液中を循環し、EV内RNAの発現変化は疾患のバイオマーカーとして有用である。我々は膵癌浸潤、転移に重要な上皮間葉形質転換(EMT)に寄与するlncRNAを同定し、EVを介したEMT制御機構と、膵癌早期診断のマーカーとしての有用性を検討した。HULCはEMT促進を介し、膵癌細胞の浸潤、遊走能を増強させる一方で、miR-133bはHULCの発現抑制を介してEMTを抑制する事を同定した。血清EV中HULCは、膵癌診断における新規マーカーとして有用である可能性が示唆された。次年度の研究推進方策を以下の2点にまとめた。1) HULCを標的とし、EMTを抑制性に制御するmicroRNAの解析これまでに行ったマイクロアレイとバイオインフォマティクス解析の結果から、HULCの機能抑制を介してEMTを抑制する候補miRとしてmiR-133bとmiR-622を同定している。次年度は更に、miRに対するノックダウン法,強制発現法を含めた解析を用いて、これらmiRのHULCを介したEMT制御機構について詳細に解析する。また、これらmiRが膵癌細胞の浸潤、遊走能に与える影響についても解析する。2)癌患者検体を用いたlncRNAの発現解析膵癌
トリチオール環を有するフタロシアニンの合成およびその物性に関する研究

フタロシアニンは,染料・顔料として利用される他,センサー,触媒,光ディスク,癌の光学治療薬として応用されている機能性色素である。この化合物の機能化のためには,Q帯と呼ばれる吸収帯の長波長シフトが重要であることが知られており,これまで多くの研究者により共役系の拡張,歪みやヘテロ原子の導入などが検討されてきた。一方,最近我々は,ジアルキルテトラブロモベンゼンと単体硫黄をDBU中で反応させることにより,ジブロモベンゾトリチオールが得られることを発見した。そしてこの化合物を出発物質としてフタロシアニンを得るため,ベンジルチオ基やキシリレンジチオ基を有するフタロニトリルを合成し,フタロシアニンへの変換を試みた。その結果,これらの置換基を有する対称型および非対称型のフタロシアニンを得ることができたので,次にこれらのフタロシアニンを用い,脱保護反応と硫黄化・環化反応を試みた。この反応により,4つのトリチオール環を有する対称型フタロシアニンと1つのトリチオール環を縮環した非対称型フタロシアニンを高収率で得ることができた。以上のようにして,目的のフタロシアニン誘導体を得ることができたので,紫外可視吸収スペクトルの測定を行った。その結果,これらの化含物のQ帯吸収は,無置換フタロシアニン(680nm付近)に比較して大きく長波長シフトしていることが明らかとなった。一方,トリチオール環を有するフタロシアニンの濃硫酸中での紫外可視吸収スペクトルは,クロロホルム中で測定したものに比べさらに約120nm程長波長シフトして観測された。これは硫酸溶液中ではこのフタロシアニンがラジカルカチオンやジカチオンを発生していることを示しており,興味深い結果である。また,五塩化アンチモンを用いた酸化反応においても同様の結果が得られた。今後有機導電体や磁性体などのナノデバイスへの応用も検討して行く予定である。フタロシアニンは,染料・顔料として利用される他,センサー,触媒,光ディスク,光学治療薬として応用されている機能性色素である。この化合物の機能化のためには,Q帯吸収の長波長シフトが重要であることが知られており,これまで多くの研究者により共役系の拡張,歪みやヘテロ原子の導入などが検討されてきた。この化合物は2つの臭素置換基を有しているので,臭素をニトリル基に変換できれば,この化合物からのフタロシアニンの合成が可能になる。本研究では,ジブロモベンゾトリチオールを出発物質として用い,4段階の反応でキシリレンジチオ基を有するフタロシアニン誘導体を得ることができた。また,相当するフラロシアニン金属錯体を合成するために,得られたフタロシアニンの金属化を試みた。実験は相当する金属塩をDMF中で反応させることによって行い,目的とする金属体を得た。以上のようにして,フタロシアニン誘導体およびその金属体を得ることができたので,一連の化合物の紫外可視吸収スペクトルの測定を行った。その結果,これらの化合物のQ帯吸収は,無置換フタロシアニン(680nm付近)に比較して大きく長波長シフトしていることが明らかとなった。一方,得られたフタロシアニン誘導体の酸化還元挙動を明らかにするため,酸化還元電位を測定した。これらの化合物のサイクリックボルタモグラムは,4段階の酸化還元対(酸化側2段階,還元側2段階)を示した。

これらはフタロシアニンの酸化還元に由来しており,それぞれ0価,-1価,-3価,-4価に相当することが明らかとなった。また,金属体では中心金属の酸化還元に由来するピークが観測された。フタロシアニンは,染料・顔料として利用される他,センサー,触媒,光ディスク,癌の光学治療薬として応用されている機能性色素である。この化合物の機能化のためには,Q帯と呼ばれる吸収帯の長波長シフトが重要であることが知られており,これまで多くの研究者により共役系の拡張,歪みやヘテロ原子の導入などが検討されてきた。一方,最近我々は,ジアルキルテトラブロモベンゼンと単体硫黄をDBU中で反応させることにより,ジブロモベンゾトリチオールが得られることを発見した。そしてこの化合物を出発物質として用い,4段階の反応でベンジルチオ基やキシリレンジチオ基を有するフタロシアニン誘導体を得ることができた。また,相当するフタロシアニン金属錯体を合成するために,得られたフタロシアニンの金属化を試みた。一方,目的とするトリチオール環を有するフタロシアニンを得るため,キシリレンジチオ基を有するフタロシアニンを用い,脱保護反応と硫黄化・環化反応を試みた。その結果,4つのトリチオール環を有するフタロシアニンを高収率で得ることができた。以上のようにして,目的のフタロシアニン誘導体を得ることができたので,一連の化合物の紫外可視吸収スペクトルの測定を行った。その結果,これらの化合物のQ帯吸収は,無置換フタロシアニン(680nm付近)に比較して大きく長波長シフトしていることが明らかとなった。一方,トリチオール環を有するフタロシアニンの濃硫酸中での紫外可視吸収スペクトルは,クロロホルム中で測定したものに比べさらに約120nm程長波長シフトして観測された。これは硫酸溶液中ではこのフタロシアニンがラジカルカチオンやジカチオンを発生していることを示しており,興味深い結果である。また得られたフタロシアニン誘導体の酸化還元挙動を明らかにできた。今後有機導電体や磁性体などのナノデバイスへの応用も検討して行く予定である。そしてこの化合物を出発物質としてフタロシアニンを得るため,ベンジルチオ基やキシリレンジチオ基を有するフタロニトリルを合成し,フタロシアニンへの変換を試みた。その結果,これらの置換基を有する対称型および非対称型のフタロシアニンを得ることができたので,次にこれらのフタロシアニンを用い,脱保護反応と硫黄化・環化反応を試みた。この反応により,4つのトリチオール環を有する対称型フタロシアニンと1つのトリチオール環を縮環した非対称型フタロシアニンを高収率で得ることができた。以上のようにして,目的のフタロシアニン誘導体を得ることができたので,紫外可視吸収スペクトルの測定を行った。
新しい凖結晶材料の機械的性質に関する研究

高機能性が期待される凖結晶材料の機械的性質を評価するため,メカニカルアロイング法で作製されたMg_<50>Al_<15>Zn_<35>,Mg_<45>Al_<15>Zn_<40>およびMg_<39.5>Al_<37.5>Zn_<23>凖結晶粉末を5.4Gpaの超高圧固化成形によりバルク体を作製する条件を検討し,ビッカース硬度,圧縮試験により機械的性質を評価した.得られた結果は以下の通りである.(1)準結晶単相の成形体を,圧力5.4Gpa,成形時間4時間のもとMg_<45>Al_<15>Zn_<40>系では450°C,Mg_<50>Al_<15>Zn_<35>系およびMg_<39.5>Al_<37.5>Zn_<23>系では250°Cで緻密な固化成形を作製することができた.(2)得られた機械的性質は,常圧平衡相で得られる結晶相と比較するといずれの組成でも数十%向上した.これは準結晶特有の原子構造が反映されており,高強度材料としての有望性が示唆された.また,延性を改善し機械加工性を高めるために,Mg_<45>Al_<15>Zn_<40>準結晶相に結晶相のMgを複合した場合の性質の変化および超潤滑特性が期待できる摩擦特性についてさらに検討を加えた.(3)脆性的なMg_<45>Al_<15>Zn_<40>準結晶に延性を付加する方法としてMg結晶相との複合化は有効な手段であった.その際に超高圧力による処理を用いることによって二相を保ったまま緻密な成形体を得ることが可能であった.(4)Mgに対してMg_<45>Al_<15>Zn_<40>準結晶を複合化させ,延性が顕著に現れ,加工性が改善できることがわかった.(5)従来にない微小な領域で固体の摩擦係数を測定することのできる摩擦試験機を考案・作製し,光てこの原理を用いた摩擦試験機が原理・実験の両面において計測可能であった.準結晶材料を測定した結果,結晶材料と比較して1/5程度の摩擦係数であることがわかった.高機能性が期待される凖結晶材料の機械的性質を評価するため,メカニカルアロイング法で作製されたMg_<50>Al_<15>Zn_<35>,Mg_<45>Al_<15>Zn_<40>およびMg_<39.5>Al_<37.5>Zn_<23>凖結晶粉末を5.4Gpaの超高圧固化成形によりバルク体を作製する条件を検討し,ビッカース硬度,圧縮試験により機械的性質を評価した.得られた結果は以下の通りである.(1)準結晶単相の成形体を,圧力5.4Gpa,成形時間4時間のもとMg_<45>Al_<15>Zn_<40>系では450°C,Mg_<50>Al_<15>Zn_<35>系およびMg_<39.5>Al_<37.5>Zn_<23>系では250°Cで緻密な固化成形を作製することができた.(2)得られた機械的性質は,常圧平衡相で得られる結晶相と比較するといずれの組成でも数十%向上した.これは準結晶特有の原子構造が反映されており,高強度材料としての有望性が示唆された.また,延性を改善し機械加工性を高めるために,Mg_<45>Al_<15>Zn_<40>準結晶相に結晶相のMgを複合した場合の性質の変化および超潤滑特性が期待できる摩擦特性についてさらに検討を加えた.(3)脆性的なMg_<45>Al_<15>Zn_<40>準結晶に延性を付加する方法としてMg結晶相との複合化は有効な手段であった.その際に超高圧力による処理を用いることによって二相を保ったまま緻密な成形体を得ることが可能であった.(4)Mgに対してMg_<45>Al_<15>Zn_<40>準結晶を複合化させ,延性が顕著に現れ,加工性が改善できることがわかった.(5)従来にない微小な領域で固体の摩擦係数を測定することのできる摩擦試験機を考案・作製し,光てこの原理を用いた摩擦試験機が原理・実験の両面において計測可能であった.準結晶材料を測定した結果,結晶材料と比較して1/5程度の摩擦係数であることがわかった.
糖・脂質ハイブリッド球状分子による疎水・親水リバーシブル材料設計

本研究は、ナノスケール球状分子表面に疎水性基(脂質)および多重水素結合性基(糖質)を配した全く新しいソフトマテリアルの創出とその動的分子捕捉挙動の解析を目的として行った。糖および脂質は、分子のまわりのミクロ環境に応じてリバーシブルかつ強相関的に、分子の表面と内部に交互に出し入れできる。具体的には、ポリ(アミドアミシ)デンドリマーの表面に、N-アセチル-D-グルコサミンなどの糖と、カプロイル基などの疎水基を導入したデンドリマーの低分子の取り込み挙動を解析し、新しい循環ナノ材料の創出を行った。また、DNAとの複合化挙動についても検討し、タンパク質や細胞の認識など多機能評価を行った。ベースとなるデンドリマーとして、ラグビーボール型のポリ(L-リシン)-graft-ポリ(アミドアミン)デンドリマーを用いて、糖・脂質ハイブリッドデンドリマーの創出を行った。ラグビーボール型のポリ(L-リシン)-graft-ポリ(アミドアミン)デンドリマーは、ポリリシンのアクリル酸メチルヘのMichael付加反応と、エチレンジアミンとのアミド形成反応により調製した。DNAとの複合化、輸送能力、酵素分解耐性に関する検討を行った。DNAとしては、プラスミドDNA、さけ由来DNA、子牛胸腺由来DNAを用いた。ラグビーポール型とすることによりDNAはより効率よく巻き付き、新しいタイプの動的輸送担体として機能することがわかった。本研究では、ナノスケール球状分子表面に疎水性基(脂質)および多重水素結合性基(糖質)を配した全く新しいソフトマテリアルの創出を目的とし、表面置換基が分子のまわりのミクロ環境に応じてリバーシブルかつ強相関的に、分子の表面と内部に交互に出し入れできる材料の創成を行った。ポリ(アミドアミン)デンドリマーの末端アミノ基に対して、小過剰量の糖置換セリンN-カルボキシ酸無水物を-30度で反応させることにより、正確に1単位の糖ペプチドを導入した。この段階で、ゲスト分子を混合し、塩化カプロイルによりペプチドN末端にアシル基を定量的に導入した。ヒドラジンを用いた糖の脱保護を行い、目的の糖・脂質ハイブリッド型デンドリマーを得た。上記のハイブリッドデンドリマー合成において、ANSなどの低分子化合物を混合する比率を変えて捕捉能を評価した。カプセル化率は、カプセル化後の蛍光スペクトルから評価する方法とともに、正確を期するために、アルカリ加水分解を行い、別途ハイブリッドデンドリマーとANSとを物理的に混合した(カプセル化されていない)試料を、同一手法で加水分解して得られた蛍光スペクトルと比較することにより、定量を行った。ハイブリッドデンドリマーの異種高分子捕捉能としてDNAとの複合体形成能を評価した。ハイブリッドデンドリマーが、遺伝子の有効なキャリヤーとして機能することを明らかにできた。ハイブリッドデンドリマーは表面の動的な官能基露出挙動変位によって、優れた複合体形成能を有する新しいキャリヤーして有用であることがわかった。すなわち、DNAと接していないデンドリマー表面は糖が露出し、DNAと接している部分は、より安定な結合を形成するようアシル基がデンドリマー表面に移動し、最適なコンホメーションをとり複合化していると考えられる。DNAとの複合体形成後に、レクチンとの相互作用をUV測定(濁度測定)および赤血球凝集阻害試験により評価した。ポリ(アミドアミン)デンドリマー/ポリカプロラクトンハイブリッドデンドリマーも調製し、DNAとの複合体の酵素分解に対する耐性を評価した。制限酵素を用いた生分解試験の後に、ポリアスパラギン酸により複合体を解離させ、遊離のDNAを電気泳動法で解析し、切断の様子を調べた。これらのハイブリッドデンドリマーが遺伝子送達システムの新しいキャリヤーとして有望であることを見出した。
Ｍｏｎｔｉｐｏｒａサンゴ属における黒帯病の病因解明：新しい病理組織学的アプローチ

本研究は、世界中で被害が報告されている黒帯病(BBD)の進行要因の解明を目的として、本年度はBBD研究に関する基礎情報としての発生要因調査、進行速度の差異に着目した走査型電子顕微鏡観察および細菌叢解析、および次年度の進行要因解析に向けたBBDの人為感染法の構築を行った。発生要因調査では、平成27年度8月に沖縄県慶良間諸島でBBDに罹患しているMontipora属サンゴ298群体のGPS情報を取得し、海域内の発生群体の分布様式を評価した。昨年度の結果と合わせて分析したところ、昨年度は発生群体が陸側でランダムに、沖側では近距離間でクラスタを形成しながら分布していたのに対し、本年度では陸・沖側ともにランダムに分布していたと評価された。BBDの進行要因の検討では、8月に2つの海域(阿嘉島,瀬底島)で各30群体を対象に調査を行った結果、進行速度は阿嘉島では6.66±0.120から0.84±0.056 mm/day、瀬底島では1.60±0.023から4.63±0.303 mm/dayと群体間の差異を確認した。進行速度が速いまたは遅いに分け、海域毎に5群体から組織を採取し、罹患サンゴの表面および断面における微生物群を対象に走査型電子顕微鏡で確認したところ、進行速度と相関性のある差異は認められなかった。また16S rRNA領域を対象としたメタバーコーディング解析を行った結果、409OTUを認めた中で、シアノバクテリア以外にこれまでBBDで優占的な局在が報告されたことのなかったAcrobacter属、Alteromonas属およびRhodobacteraceae科の塩基配列が認められ、現在、BBD罹患部におけるその局在性を確認している。また、接触法により再現性の高いBBDの人為感染法を確立した。以上のことから、採用2年目の「研究実施計画」通り、BBDの進行に関わる知見や試料を入手した。「研究実施計画」予定の通り、黒帯病(BBD)の進行要因と密接に関わると考えられる細菌群を確認した。合わせて原虫などの微生物群の観察を行い、網羅的なBBDの進行に関する情報を得ることができた。そして、次年度のためのBBD接触感染法を確立させた。また基礎的に情報を収集した発生要因検討で発生分布様式を明らかにした。「研究実施計画」以上の成果が得られたことから、達成度の区分を1とした。本研究は、黒帯病(BBD)の群体間で進行速度が異なる現象に着目し、特にBBDの進行に関わる病因を解明しようとするものである。最終年度は、これまでに認めた進行に関わると推定された細菌群の組織局在性部位について再現性を確認し、BBD進行中における同群の活性に着目し、接触感染法を利用して局在部位と動態の関連性について研究を進め、同群によるBBD進行の影響を評価する。加えて、上記微生物群の病原性試験や得られたBBDの発生要因との関連性についての研究を進め、BBDの発生から進行に至る全体像を明らかにしたい。本研究は、世界中で被害が報告されている黒帯病(BBD)の進行速度の違いを利用した進行要因の解明を目的とするものである。なお、本調査を進めるにあたり、基礎情報としてBBDの発生要因の調査も並行して実施した。すなわち、発生要因の調査として平成26年度では沖縄県慶良間諸島阿嘉島においてBBDに罹患しているサンゴの調査を行い、6月に119群体、8月に258群体、10月に393群体を確認した。そこで、発生要因として罹患サンゴの群体サイズや水深、および同群体周辺の水温、光照度、各種栄養塩の測定を行い、海域内における“BBDの発生数"と各種発生要因との関係を検討した結果、重回帰解析により、正で水深と最大照度、負で無機態リンが発生数に影響し得ると評価された。また、“BBDの発生率"と発生要因との関係性をバイナリーレスポンスモデルで検討したところ、水深が浅い(p = 0.004)、無機態リンは低い(p = 0.022)に比例して黒帯病の発生率が上昇すると評価された。BBDの進行要因の検討では、2つの海域(阿嘉島,瀬底島)で調査を行った結果、進行速度は阿嘉島の6月で1.084.49、8月で0.305.65、10月で0.525.08、瀬底島の8月で0.995.96 mm/dayと群体間の差異を確認した。そこで進行速度が最も速いまたは遅い5群体のBBD罹患部を切り出し、病理組織観察を行ったところ、進行速度の違いによって異なる細菌叢の局在を確認した。現在、特に進行速度が速い群体に特異的に確認された微生物群の種構成の解析を進めている。以上のことから、採用1年目の「研究実施計画」通り、BBDの進行速度の差異を利用した進行要因の解明につながる知見や試料を入手することができた。次年度は上記進行要因の詳細な解析に加え、得られた発生要因との関わりについても解析を進める。

発生要因調査では、平成27年度8月に沖縄県慶良間諸島でBBDに罹患しているMontipora属サンゴ298群体のGPS情報を取得し、海域内の発生群体の分布様式を評価した。昨年度の結果と合わせて分析したところ、昨年度は発生群体が陸側でランダムに、沖側では近距離間でクラスタを形成しながら分布していたのに対し、本年度では陸・沖側ともにランダムに分布していたと評価された。BBDの進行要因の検討では、8月に2つの海域(阿嘉島,瀬底島)で各30群体を対象に調査を行った結果、進行速度は阿嘉島では6.66±0.120から0.84±0.056 mm/day、瀬底島では1.60±0.023から4.63±0.303 mm/dayと群体間の差異を確認した。進行速度が速いまたは遅いに分け、海域毎に5群体から組織を採取し、罹患サンゴの表面および断面における微生物群を対象に走査型電子顕微鏡で確認したところ、進行速度と相関性のある差異は認められなかった。また16S rRNA領域を対象としたメタバーコーディング解析を行った結果、409OTUを認めた中で、シアノバクテリア以外にこれまでBBDで優占的な局在が報告されたことのなかったAcrobacter属、Alteromonas属およびRhodobacteraceae科の塩基配列が認められ、現在、BBD罹患部におけるその局在性を確認している。また、接触法により再現性の高いBBDの人為感染法を確立した。以上のことから、採用2年目の「研究実施計画」通り、BBDの進行に関わる知見や試料を入手した。「研究実施計画」予定の通り、黒帯病(BBD)の進行要因と密接に関わると考えられる細菌群を確認した。合わせて原虫などの微生物群の観察を行い、網羅的なBBDの進行に関する情報を得ることができた。そして、次年度のためのBBD接触感染法を確立させた。また基礎的に情報を収集した発生要因検討で発生分布様式を明らかにした。「研究実施計画」以上の成果が得られたことから、達成度の区分を1とした。「研究実施計画」予定の通り、黒帯病(BBD)の進行要因と密接に関わる微生物群の局在を確認した。本年度では本調査と並行してBBDの発生要因に関する知見も得られており、「研究実施計画」以上の成果が得られたことから、達成度の区分を1とした。本研究は、黒帯病(BBD)の群体間で進行速度が異なる現象に着目し、特にBBDの進行に関わる病因を解明しようとするものである。最終年度は、これまでに認めた進行に関わると推定された細菌群の組織局在性部位について再現性を確認し、BBD進行中における同群の活性に着目し、接触感染法を利用して局在部位と動態の関連性について研究を進め、同群によるBBD進行の影響を評価する。加えて、上記微生物群の病原性試験や得られたBBDの発生要因との関連性についての研究を進め、BBDの発生から進行に至る全体像を明らかにしたい。次年度は、病理組織観察により罹患部の進行に関わることが推定された微生物群の種構成の解析を進める。本解析は、レーザーマイクロダイゼクション顕微鏡により病理組織観察で確認した微生物群自体を切り出して実施するものであり、従来の物理的採取法に比べ、罹患部位に局在する微生物群を正確に特定できることを期待している。
巨大地震によるやや長周期地震動の生成機構解明と石油タンク・免震建物等耐震性能評価

本研究では、長周期地震動の生成要因を明らかにするため,2003年十勝沖地震で石油タンク火災を経験した苫小牧市を含む勇払平野と今後長周期地震動の理解が重要となる新潟平野および首都圏を検討対象として、地下構造調査を含む地震動評価をおこなった.初年度(16年)は長周期地震動に影響を与える深い地盤構造,特にS波速度構造の決定に重点を置き,苫小牧市と周辺地域の勇払平野で微動のアレー観測と解析を行った.基盤深度は苫小牧市内で一旦浅くなるが,その東西で深くなる傾向があり,勇払平野の2次元地下構造モデルに対する地震波伝播シミュレーションを行った.この周期での観測された揺れは苫小牧西港付近で最大であったが、シミュレーション結果は,観測速度波形をよく再現し,平野内の振幅変動も定量的に説明している,最終年度に苫小牧西港付近の揺れが大きくなった原因を検討し,地震基盤深さの影響ではなく,地表近くのS波速度0.8km/s以下の地層が厚く堆積していることに関係していることが分かった.東京湾沿岸部での長周期地震動に関しては2004年紀伊半島沖地震および2004年新潟中越地震記録を用いた各地の地震動比較から,東京湾沿岸部での表面波の卓越した長周期地震動が顕著となること,特に千葉県沿岸部で周期10秒を超える地震動が卓越することが分かった.最終年度(17年)では,新潟平野中央部でS波速度構造を推定した。2・3次元の地震動シミュレーションを目的に、各観測サイトのS波速度を統一した7層から成る地下構造モデルを求めた。S波速度2km/s以上の基盤面深度は川岸町と新潟西港が5km程度と最も深いことが分かった。検討対象とした地域はいずれも長周期地震動が卓越する地域で、深部地下構造の影響が極めて大きいことが再確認できたと同時に、免震建物・大型石油タンクなどの十分な対策が必要であることがわかった.本研究では、長周期地震動の生成要因を明らかにするため,2003年十勝沖地震で石油タンク火災を経験した苫小牧市を含む勇払平野と今後長周期地震動の理解が重要となる新潟平野および首都圏を検討対象として、地下構造調査を含む地震動評価をおこなった.初年度(16年)は長周期地震動に影響を与える深い地盤構造,特にS波速度構造の決定に重点を置き,苫小牧市と周辺地域の勇払平野で微動のアレー観測と解析を行った.基盤深度は苫小牧市内で一旦浅くなるが,その東西で深くなる傾向があり,勇払平野の2次元地下構造モデルに対する地震波伝播シミュレーションを行った.この周期での観測された揺れは苫小牧西港付近で最大であったが、シミュレーション結果は,観測速度波形をよく再現し,平野内の振幅変動も定量的に説明している,最終年度に苫小牧西港付近の揺れが大きくなった原因を検討し,地震基盤深さの影響ではなく,地表近くのS波速度0.8km/s以下の地層が厚く堆積していることに関係していることが分かった.東京湾沿岸部での長周期地震動に関しては2004年紀伊半島沖地震および2004年新潟中越地震記録を用いた各地の地震動比較から,東京湾沿岸部での表面波の卓越した長周期地震動が顕著となること,特に千葉県沿岸部で周期10秒を超える地震動が卓越することが分かった.最終年度(17年)では,新潟平野中央部でS波速度構造を推定した。検討対象とした地域はいずれも長周期地震動が卓越する地域で、深部地下構造の影響が極めて大きいことが再確認できたと同時に、免震建物・大型石油タンクなどの十分な対策が必要であることがわかった.2003年十勝沖地震の際に苫小牧市での石油タンクが長周期地震動によりスロッシングを起こし,浮屋根式タンクとしては1964年新潟地震以来39年ぶりの全面火災の一因となった.長周期地震動は堆積層が厚い平野部で顕著な増幅を受ける.本年度は長周期地震動の増幅にもっとも影響する深い地盤構造,特にS波速度構造の決定に重点を置き,苫小牧市と周辺地域の勇払平野で微動のアレー観測と解析を行った.その結果,以下の知見が得られた.1)苫小牧から鵡川までの海岸線沿いに8箇所で微動アレー観測を実施し,おおよそどの地域でも位相速度0.2km/secから2km/sec(0.18Hz)程度までの分散曲線を求めることができ,その逆解析により表層から地震基盤に至る深部までのS波速度構造が明らかになった.2)基盤深度は苫小牧市内で一旦浅くなるが,その東西で深くなる傾向があり,これは既往の地質学的モデルなどと調和的である.3)石油タンクの火災が発生したIDMでは78秒付近の増幅率が他の地点に比べて大きくなることが,簡単な1次元問題としても理解される.しかしながら,平野部の構造は3次元の不規則構造になっており,次年度に3次元モデルの作成と数値シミュレーションを行う.また,長周期地震動問題の原点ともいえる新潟平野において長周期微動の予備的観測を行い,沿岸部と内陸部での大きな特性の違いがあり,地震動との強い相関があることを把握した.

東京湾沿岸部での長周期地震動に関しては2004年紀伊半島沖地震および2004年新潟中越地震記録を用いた各地の地震動比較から,東京湾沿岸部で長周期地震動が顕著となること,特に千葉県沿岸部で周期10秒を超える地震動が卓越することが分かった。なお,16年度繰越金により新潟平野での予備観測記録の整理と解析が実施でき,内陸の阿賀野市平野部まで厚い堆積層(Vs500m/s700m/s程度)の存在が確認され,17年度観測実施計画に反映させた.2003年十勝沖地震での石油タンク火災を契機として、長周期地震動の評価について、見直しと更なる定量的予測手法の開発が求められるようになった。本研究では、石油タンク火災を経験した苫小牧市を含む勇払平野、新潟市を中心とする新潟平野および長周期構造物が林立する首都圏を研究対象とした。本年度実施した内容を以下に列挙する.1.アレー微動観測とSPAC解析から、新潟平野6サイトに於ける浅部から深部までの地下S波速度構造を推定した。Rayleigh波位相速度としては長周期側で2km/s程度が求まり、基盤面の深度を含むS波速度構造を推定した。2・3次元の地震動シミュレーションを目的に、各観測サイトのS波速度を統一した7層から成る地下構造モデルを求めた。その結果、Vs 2km/s以上の基盤面深度は川岸町と新潟西港付近が5km程度と最も深いことが分かった。このことは、予察的な3次元地下構造モデルによる傾向と調和する。また、本研究で推定されたVs 1.8km/sの層が西山層に対応しているとすれば、西山層上面については、内野が川岸町と新潟西港付近よりも深い。2.昨年度実施した微動アレー観測結果から推定した勇払平野の2次元地下構造モデルに対する地震波伝播シミュレーションを行った.この周期における揺れは同平野内では苫小牧西港付近で最大であったが、シミュレーション結果は,観測速度波形をよく再現しており,平野内の振幅較差も定量的に説明している.苫小牧西港付近の揺れが大きくなったのは,S波速度3km/s程度以上の地震基盤深さではなく,地表近くにS波速度0.8km/s以下の地層が厚く堆積していることと関係していることがわかった。3.首都圏での将来の大地震を考慮に入れた長周期地震動シミュレーション、石油タンクの地震応答と免震等建物の長周期地震応答を検討した。