hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
EL素子を用いた自己発光式損傷検知型知的複合材料の研究

炭素繊維複合材料のプリプレグシートの間にZnS半導体粉末からなる無機EL粉末を接着剤で硬化させた層を挟み,成形することで,層間にEL発光層が形成され,炭素繊維を電極として層間に50Hz200V程度の交流電圧をかけることで発光させることが可能となる.CFRPにマトリックス割れなどの損傷が生じるとそこからの漏洩光で損傷を発見することができる.本研究ではこのEL素子を利用した自己発光式損傷検出知的複合材料の開発を目的として,前年度は基礎研究を実施した.EL発光のためには電極が完全に絶縁されている必要がある.これに対してCFRPプリプレグは成形時に上下層が部分的に接触するため,通常の成形方法では発光しないことが明らかになった.そこで,EL粉末を含むエポキシ樹脂層を作成し,CFRP成形時に層間に積層する方法や,ガラス繊維層を挿入する方法,ガラス繊維を含有したシート状接着剤を利用する方法が検討され,いずれの方法においても発光することが側面から観察された.最終的には厚さ数十ミクロンの両面接着ポリイミドフィルムを用いることでCFRP層間の絶縁性を保持することが可能となった.これを用いて試験片を作成し,曲げおよび切欠き付試験片において引張試験を実施し,試験実施後にき裂から漏洩光が認められることが確認された.ZnS半導体粉末からなる無機ELは50Hz200V程度の交流電圧をかけることで発光する.この粉末を炭素繊維複合材料のプリプレグシートの間に挟み,成形することで,層間にEL発光層が形成され,炭素繊維を電極として発光させることが可能となる.CFRPにマトリックス割れが生じるとそこからの漏洩光で損傷を発見することができる.本研究ではこのEL素子を利用した自己発光式損傷検出知的複合材料の開発を目的として,本年度は基礎研究を実施した.EL発光のためには電極が完全に絶縁されている必要がある.これに対してCFRPプリプレグは成形時に上下層が部分的に接触するため,通常の成形方法では発光しないことが明らかになった.そこで,EL粉末を含むエポキシ樹脂層を作成し,CFRP成形時に層間に積層する方法や,ガラス繊維層を挿入する方法,ガラス繊維を含有したシート状接着剤を利用する方法が検討され,いずれの方法においても発光することが側面から観察された.試験片を作成し,曲げ試験実施後にき裂から漏洩光が認められることが確認された.今後は埋め込みによる影響評価と発光輝度の向上の検討が必要である.炭素繊維複合材料のプリプレグシートの間にZnS半導体粉末からなる無機EL粉末を接着剤で硬化させた層を挟み,成形することで,層間にEL発光層が形成され,炭素繊維を電極として層間に50Hz200V程度の交流電圧をかけることで発光させることが可能となる.CFRPにマトリックス割れなどの損傷が生じるとそこからの漏洩光で損傷を発見することができる.本研究ではこのEL素子を利用した自己発光式損傷検出知的複合材料の開発を目的として,前年度は基礎研究を実施した.EL発光のためには電極が完全に絶縁されている必要がある.これに対してCFRPプリプレグは成形時に上下層が部分的に接触するため,通常の成形方法では発光しないことが明らかになった.そこで,EL粉末を含むエポキシ樹脂層を作成し,CFRP成形時に層間に積層する方法や,ガラス繊維層を挿入する方法,ガラス繊維を含有したシート状接着剤を利用する方法が検討され,いずれの方法においても発光することが側面から観察された.最終的には厚さ数十ミクロンの両面接着ポリイミドフィルムを用いることでCFRP層間の絶縁性を保持することが可能となった.これを用いて試験片を作成し,曲げおよび切欠き付試験片において引張試験を実施し,試験実施後にき裂から漏洩光が認められることが確認された.
科学実践における状況的行為としてのサーチ(探索)の構造化

本研究では,第一に,主に,生物学者,考古学者などに関して,彼らが日常の科学的活動の中で,観察したり,データ見たり,分析することがどのように行われているのかを,道具やその他のリソースを用いる様々な行為の詳細,および,科学者同士の会話に焦点を当てることによって組織的に明らかにした.その際,第一に,科学的活動が行われている現場での観察,インタビュー調査を行い,また,エスノメソドロジー・会話分析的な方法によってビデオ記録を詳細に分析し,第二に,以上の実際の科学的活動の具体的分析の結果と学校での科学教育のあり方を比較し,科学教育における特に実験,観察のあり方を見直すための基礎データを得た.研究を行った主要なフィールドは,a.生物学・生態学(大学附属研究所)b.考古学(関連研究所,博物館)c.中学,高校(物理,生物の実験,観察に関連した授業)である.観察,インタビュー法,およびエスノメソドロジー.会話分析によるなビデオ記録の分析の方法を用いて,以下を調査,分析した.(1)科学研究プロジェクトのアウトラインおよび実験装置,分析機器の使用に関するインタビュー,観察調査,主に,科学研究におけるデータ収集,データ分析のプロセスに焦点を当ててインタビュー・観察を行った.(2)科学実践におけるデータ分析の際のサーチの詳細化,構造化のエスノメソドロジー的な分析を行った.(3)中学,高校における理科の実験,観察に関する授業研究;中学校,高校で生物分野・物理分野につそれぞれ2クラス,各クラス4授業時間の授業を観察・記録し,分析した.本研究では,第一に,主に,生物学者,考古学者などに関して,彼らが日常の科学的活動の中で,観察したり,データ見たり,分析することがどのように行われているのかを,道具やその他のリソースを用いる様々な行為の詳細,および,科学者同士の会話に焦点を当てることによって組織的に明らかにした.その際,第一に,科学的活動が行われている現場での観察,インタビュー調査を行い,また,エスノメソドロジー・会話分析的な方法によってビデオ記録を詳細に分析し,第二に,以上の実際の科学的活動の具体的分析の結果と学校での科学教育のあり方を比較し,科学教育における特に実験,観察のあり方を見直すための基礎データを得た.研究を行った主要なフィールドは,a.生物学・生態学(大学附属研究所)b.考古学(関連研究所,博物館)c.中学,高校(物理,生物の実験,観察に関連した授業)である.観察,インタビュー法,およびエスノメソドロジー.会話分析によるなビデオ記録の分析の方法を用いて,以下を調査,分析した.(1)科学研究プロジェクトのアウトラインおよび実験装置,分析機器の使用に関するインタビュー,観察調査,主に,科学研究におけるデータ収集,データ分析のプロセスに焦点を当ててインタビュー・観察を行った.(2)科学実践におけるデータ分析の際のサーチの詳細化,構造化のエスノメソドロジー的な分析を行った.(3)中学,高校における理科の実験,観察に関する授業研究;中学校,高校で生物分野・物理分野につそれぞれ2クラス,各クラス4授業時間の授業を観察・記録し,分析した.
唾液腺リン脂質リモデリング代謝系とエイコサノイド前駆体動態および細胞機能との相関

ラット顎下腺において、ホスファチジルイノシトール(PI)のリモデリング代謝に関わるリゾホスファチジルイノシトールアシルトランスフェラーゼ(LysoPI AT)は、アラキドノイル(20:4(n-6))-CoA、ビスホモ-γ-リノレノイル(20:3(n-6))-CoA、5,8,11,14,17-エイコサペンタエノイル(20:5(n-3))-CoAなどのエイコサノイド前駆体脂肪酸CoAエステルに対して高い活性を示した。このうち、反応動力学的には20:4(n-6)-CoAが最良の基質であった。さらに、イソプロテレノール連続投与による顎下腺の実験的分化・増殖下では、LysoPI AT活性の低下と、sn-2位にエイコサノイド前駆体脂肪酸をもつPIの減少が認められた。これらの結果から、PIのsn-2位へのエイコサノイド前駆体脂肪酸(特に20:4(n-6))の導入に、LysoPI AT活性が重要な役割を果していることが示唆された。一方、20:3(n-6))-CoAや20:5(n-3)-CoAがLysoPI ATの良い基質となるにも関わらず、これらの脂肪酸がPIのsn-2位では微量成分であるのは、非エステル型脂肪酸の組成とこれをアシル-CoAに変換するアシル-CoAシンテターゼ活性の基質特異性から、アシル-CoA供給の制限によることが示唆された。さらに、ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼの活性測定における効果的な基質添加法を見い出したことから、この酵素系のエイコサノイド関連脂肪酸動態への関与の検討が可能になった。一方、精製した耳下腺分泌顆粒を用いて分泌顆粒-リポソーム系膜融合分泌モデルを構築し、非エステル型脂肪酸が膜融合調節因子のひとつとなり得ることを明らかにした。以上の結果と、顎下腺が高いプロスタグランジンE_2合成能を有し、エイコサノイドが唾液成分や唾液分泌速度に影響するとの報告から、唾液腺の細胞機能にエイコサノイド関連脂肪酸の動態が深く関わっている可能性が示唆された。
地域再生をめざす高校教育再編方法の実証的研究

学校改革は一般に、学校教育本来のあり方と歴史的・社会的状況との関係から課題に直面し、現実的対応を迫られたとき行われる。近時の高校改革の場合、少子化と高卒労働市場の変化、地域社会の変化に伴う生徒の生活及び進路希望の多様化.がその背景として浮かび上がる。過疎地域の場合、それは高校の規模縮小、さらに廃止に繋がるリスクも抱えている。こうした状況下、中山間過疎地域の高校はその存亡をかけて特色の創出を検討し試行している。平成21年度は、府県教育委員会6カ所において府県の高校改革について公表した資料の収集と概要の聞き取りを行った。また、秋田県矢島高等学校他4高校、計5校党学校を訪ね、地域との関係や生徒の進路などについて概要を聞き取り調査した。また、高いて概要を聞き取り調査した。また、高校所在市町村教育委員会や同窓会などでも若干の聞き取りをはじめたところである。これらの結果を現時点で総合すると、「地域再生」を明確に実現するところまでは行かないが、ある程度の実績を作り出している地域があることに気づく。これまでは、高校側が地域の産業に生徒を就業させるための連携というニュアンスが強かったが、近年では、地場産業や地域公共団体への「教育機関からの協力」という形で連携する場合が現れている。少子化や人口減少、「限界集落」の出現阻止などの地域課題と高校再編課題を有機的に結ぶ試みが現れ始めていると言えようか。他方、生徒数の減少も著しく、高校存続と地域再生に向けて、どの水準まで公的財政負担を容認するかについて、府児が抱える今後の地域課題である。少子化地域においても生徒の多化が進展しており、多様な生徒が多様な進路を予想して入学する過疎地域の高校問題がこの後の検討課題になる。平成22年度は、福島県只見高校、島根県邑南高校及び両校が所在する只見町、邑南町の地域社会調査を中心に研究を進めた。どちらの地域も、過疎化・少子高齢化が急速に展開しており、高校は「再編」過程において統合ないし廃止の俎上に載る可能性を高くしている。しかし、現存する高校が廃止された場合、地域の後期中等教育は根本から大きな難問に遭遇する.県立高校ではあるが、実質的には高校が所在する地元の町教育委員会が深い問題関心を寄せ、学校と町教育委員会及び地域住民との連携を強くしていることがわかったところである.高校は、こうした地域の意向を受け、留学生受け入れ制度や個別指導、教育課程の創意工夫などによって地域の教育課題に応えようとしており、卒業生の進路に見る限り相応の効果を上げていることがわかる。平成23年度は、同22年度末に予定していた秋田県矢島高等学校及び旧矢島町調査が震災によってくりのべされており、この調査から開始した。また、研究全体を締めくくる都合、文献収集にも努めることとした。さらに、この3年間では事例の記述を行うまでに至らなかった京都府の間人(はざと)分校の調査にも当たった。矢島の場合は、旧矢島町に産業教育(特に、牧畜を中心とする農業教育)に関する長年の蓄積があり、これが矢島高校と地域社会を連携させるキーポイントになっていることをうかがうことが出来た。もちろん、現在の矢島高校の教育課程は普通科であるが、地域住民が高校に寄せる期待が大きいという意味においてである。中学校とは校舎の構造が連携型になっており、教職員室も中・高同一室である。間人分校の場合は「地域出身の生徒を呼び寄せる」構図はほとんど無い。それは、この分校が府内各中学校で「社会集団への適応に困難をかかえる」状態の生徒をむしろ積極的に受け入れているからである。いわゆる「へき地」に所在する分校であるが故に地元の受け入れ態勢もよく、ここで、4年間、昼間定時制に通学して社会性を習得出来るようにカリキュラムを工夫していることが理解できたところである。
ラット呼格筋線維タイプとサイズに対するアポトーシス関連タンパク質の影響

2ヵ年の研究期間中、主に下記の2つの研究を行い、さまざまな新たな知見が得られた。1.骨格筋の活動量の低下とそれにともなう筋萎縮、ならびに回復時の変化に対する筋線維アポトーシス反応の関連を検討することを目的に、14日間の後肢懸垂直後、およびその後の回復14日間におけるラットヒラメ筋線維の変化について検討した。14日間の後肢懸垂直後では、筋線維の有意な萎縮、筋線維1本あたりの筋核数の減少、およびアポトーシス核数の増大が認められた。回復14日間では、アポトーシス核数の著しい減少とそれにともなう筋核数、筋線維横断面積の増大が認められた。以上の結果から、後肢懸垂にともなう筋線維の萎縮は、アポトーシスによる筋核数の除去・減少が引き金になったものと推察され、回復期には、アポトーシス陽性反応の低下により、筋核数と線維サイズが回復したものと考えられる。2.Wistar系ラットヒラメ筋を用い、筋線維破壊後の再生過程における熱ストレスの影響について検討した結果、通常の再生筋線維に比べ熱ストレスを加えた筋線維では、筋線維横断面積の増大が確認された。同時に、筋核数の増加ならびに筋衛星細胞の活性化の促進が認められ、このことが再生筋線維サイズの増大につながったものと推察された。本結果については、現在、論文にまとめ投稿準備中である。骨格筋の廃用性萎縮にともなうアポトーシス関連タンパク質の発現変化を検討することを目的に、以下の研究を行った。タイトル:後肢懸垂後の回復期におけるラットヒラメ筋の筋核数およびタンパク質発現量の変化研究方法:実験には、Wistar系雄ラット66匹を用い、コントロール群(Con、33匹)と後肢懸垂群(HU、33匹)に分けた。HU群は、さらにHU回復群(HU)とHU+CsA投与回復群(HU+CsA)に分け、2週間の後肢懸垂を行った後、回復0日、3日、7日、14日にそれぞれ下肢よりヒラメ筋を摘出した。,免疫組織染色により、筋核数、アポトーシス核数、筋線維横断面積の変化を検討した。またウェスタンブロットにより、各種タンパク質の変化を分析した。研究結果と考察:後肢懸垂により筋線維横断面積は73%低下したが、回復14日間でCon群の90%近くまで回復した。一方、HU+CsA群の横断面積は、回復14日目においても他のぐんと比較して有意に低く、このことから筋線維サイズの増加にはカルシニューリンが関与することが示唆された。筋核数は後肢懸垂により有意に減少し、これはアポトーシス核の増加による核の除去が原因であると思われた。回復14日間でアポトーシス核数は顕著に減少し、これに伴い筋核数もConレベルまで回復した。熱ショックタンパク質(HSP)72およびカルシニューリン発現量は、後肢懸垂により減少し、回復期にはConレベルまで回復した。本研究結果は、現在、海外の専門誌に投稿中である。1.本研究は、骨格筋の活動量の低下とそれにともなう筋萎縮、ならびに回復時の変化に対する筋線維アポトーシス反応の関連を検討することを目的に、14日間の後肢懸垂直後、およびその後の回復3、7、14日におけるラットヒラメ筋線維のサイズ(横断面積)、筋線維組成、ミオシン重鎖成分、筋核数、およびアポトーシス核数の変化について検討した。2.実験にはWistar系雄ラットを用いた。DAPI染色およびMyogeninによる筋形質膜の染色により筋核の同定をおこなった。また、アポトーシス核の同定にはTUNEL染色を施した。3.14日間の後肢懸垂直後では、遅筋線維および遅筋タイプのミオシン重鎖成分の割合が有意に減少し、逆に速筋タイプの線維・ミオシン重鎖成分が増加した。また、筋線維横断面積の有意な低下、筋線維1本あたりの筋核数の減少、筋核1個あたりの筋線維支配領域(myonuclear domain)の減少、および筋線維100本あたりのアポトーシス核数の増大が認められた。

4.回復14日間では、筋線維タイプは中間タイプ(Hybrid)線維の割合が増加し、ミオシン重鎖成分はコントロールと同じレベルまで回復した。さらに、アポトーシス核数の著しい減少とそれにともなう筋核数、筋線維横断面積の増大が認められた。5.以上の結果から、後肢懸垂にともなう筋線維の萎縮は、アポトーシスによる筋核数の除去・減少が引き金になったものと推察され、回復期には、アポトーシス陽性反応の低下により、筋核数と線維サイズが回復したものと考えられる。また、回復期のこのような筋核数の増大は筋衛星細胞の活性化に起因すると考えられ、このことについては今後の分析課題とする。
包括的評価による反復性肩関節前方脱臼の病態解明－スポーツ復帰率を高めるために－

反復性肩関節前方脱臼では、外傷を契機に、関節唇・関節包・靱帯複合体の破綻や関節窩・上腕骨頭の骨欠損によって静的安定機構の破綻が生じ、proprioceptionが低下し、脱臼を繰り返す。しかしながら、肩関節運動に関連した神経基盤の変化、特に脱臼予防に重要なproprioceptionに関連する中枢神経の変化は未解明のままである。本研究の目的は、機能的MRI(以下fMRI)を用いて、肩関節のproprioceptionに関連する脳活動を検出し、手術によるproprioceptionに関連する脳活動の変化、さらに術式による回復の違いを明らかにする。
実験的顎関節症モデルにおける循環路変化の立体的観察

片側下顎頭の滑走運動を固定化することで顎関節に異常な負荷が加わる実験モデルを作成し、下顎頭や下顎窩の骨形態・構造の経日的な変化、下顎頭と下顎窩の相対的な位置変化および、それに伴う周囲血管の走行の変化を、術後10日、20日、40日、60日、80日、120日、180日について、病理組織学的、エックス線学的および3次元的に観察し、以下の結果を得た。1.下顎頭や下顎窩の骨形態・構造の変化については、下顎頭-下顎窩の外側面と前面での骨添加、下顎頭後面での陥凹化、経日的には関節後突起の平坦化、骨髄腔の萎縮および骨の硬化が認められた。2.下顎頭と下顎窩の相対的な位置関係は、3次元構築より、下顎頭長軸角が減少するように外側極が後方に、内側極が前方に回転しながら内方に偏位していた。3.下顎頭の血行に関しては、下顎頭-下顎窩の相対的な位置変化による血行の大きな変化は認められなかったが、骨の形態変化がみられた下顎頭および下顎窩の周囲では、微細血管の新生が著しく、一部は血液供給路として下顎頭を取り巻く血管から分岐した補助的な血管が、下顎頭内に直接侵入しているのが確認された。現在まで以下の様に実験を行った。実験材料には、体重78kgの第三大臼歯が萌出完了した推定歯牙年齢8.5歳以上で体重78kgのニホンザル(Macaca fuscata)の雌23頭を用いた。実験方法は、21頭のニホンザルに対し、屈曲したチタンミニプレートを左側頬骨弓上に2か所スクリューを用いて固定し、下顎頭の前方滑走運動を制限した。正常対照群として2頭を供した。実験群は、術直後より通常の顎運動を行うように固形飼料、およびサツマイモを飼料として通常の摂食をさせた。また、術後3日目まで感染予防の目的でCrystalline Penicillih G Potassium20万単位/日を筋肉注射した。手術方法はPentobarbital Sodium0.4kg/kgの静脈麻酔下に左側耳前部を剃毛、消毒後、約3cmの耳前切開を行い、顔面神経の損傷に注意を払いながら鈍的に各組織を剥離し、顎関節部を剖出した。次に関節包を明示後、頬骨弓に沿って切開を加え、顎運動を徒手的に行いながら、下顎頭が滑走運動する直前の位置で屈曲したL字型チタンミニプレートを頬骨弓に2か所スクリューを用いて固定し、下顎頭の前方滑走運動を制限した。非実験群および術後10日、20日、40日、60日、80日、120日、180日の計7群の観察日を設け、静脈麻酔下に瀉血処理し、2.5%Glutaraldehydeによる灌流固定後、両側総頚動脈よりシリコンラバー系血管造影剤を注入し、造影剤硬化後、左側顎関節部を側頭骨、下顎枝の一部を含めて一塊として採取した。今後、非脱灰研磨標本を作製し観察を行う予定である。
河川の富栄養化防止のための底泥管理手法に関する研究

本研究では河川の水環境保全の立場から、底泥の堆積速度が水質に与える影響について、底泥の堆積及び再懸濁化など堆積変動が大きい強混合型感潮河川を対象として、底泥の物理的な堆積速度と堆積後の生物学的分解速度から検討した。まず、堆積速度は室内実験により底泥面上に懸濁物質濃度が高いほど、さらに斜面勾配が小さいほど大きくなった。また斜面勾配が堆積速度に影響を与える角度は、0.2rad前後であり、これ以上になると懸濁物質濃度が高くなっても堆積速度は大きく増加しないこと、懸濁物質濃度が高い河川において、一潮汐でも1mm程度堆積する可能性があることが明らかになった。堆積物のうち生分解性有機物はNの分解が先行するため、生分解性有機物の含有率が大きい場合、そのC/Nは大きくなった。堆積物中の生分解性有機物には菌体としてCやNが固定されているため、生分解性有機物の含有率が小さい場合のC/Nは微生物菌体の組成C_5H_7NO_2のC/Nに近い値(34)を示した。これらの結果をもとに、底泥表層部における物質変換のモデルを構築し、水質への影響予測を行った。表層での好気的分解速度以上に堆積速度が大きい場合、Nは全体として底泥深層から底泥表層へのフラックスを示し、これは表層部において硝化、脱窒される。一方、生分解性Cは、懸濁物質の堆積や拡散による供給のうち半分以上が表層部でCO_2へ無機化され、残りは底泥中に蓄積される。生分解性有機物の蓄積量が多くなると、底泥深層から上層水中へのフラックスが生じ、しかもその物質はエチレンやメタンなど生態系へ影響を与える物質が含まれる。蓄積量が少ない場合、Nとは逆にCは全体として上層水中から底泥深層へのフラックスを示した。以上の結果から、底泥表層部において酸素の供給速度を増加させて、微生物活性を高め好気的分解を促進させたり、CやNをバイオマスとして底泥中に固定し、これを脱窒菌の有機物源となる程度に制御する必要がある。そのために、流下過程において底泥面の傾斜面勾配や潮汐を利用した堆積速度の制御や好気的分解の促進などの対策が可能である。水域の底泥における脱窒の強化とその中間産物であるN_2Oの生成について検討した。先ず脱窒速度やN_2Oの生成に大きな影響を与える有機物量を測定した。物質変換に関わる生分解性有機炭素は、2cm深さまでの表層底泥にはTOCの約0.2%が存在し、深さ20cm位まででも表層の約80%存在することを実験的に示した。さらに、底泥における窒素と炭素について物質変換モデルを構築し、実測値をもとに物質収支のシミュレーションを行なった結果、供給された有機炭素のうち約55%が表層6cm深さまでで分解され、残りがそれ以深に輸送されることが明らかになった。さらに窒素を完全にN_2まで還元するのに必要な有機炭素量のみを律速条件とすると、水中のNO_2-NとNO_3-Nの濃度を約40mg/lまで増加させても脱窒能があることが明らかとなった。

直上水の濃度は通常0.53mg/lであり、N_2Oの生成を抑制し、かつ脱窒速度を促進させるために有機物はその制限因子とならないことを明らかにした。次に有機物が充分に存在する場合での脱窒過程で生成されるN_2Oの挙動について回分実験により検討した。約20cm深さまでの底泥の脱窒ポテンシャルは、表層と同程度であったが、50cm以下では急速に低下した。表層から2cmまではN_2Oは脱窒過程の対数期に一時的に生成されたが、急速に減少した。しかしそれ以深の底泥では脱窒が進むにつれてN_2Oが蓄積される傾向を示した。下層の底泥を一度好気条件下においた後、嫌気条件にすると、脱窒速度とN_2Oの生成は、表層の底泥と同じ傾向を示した。以上の結果から、N_2Oを速やかにN_2へ還元させるためには、好気条件下で脱窒能のある従属栄養細菌を集積させることが必要であることが明らかになった。本年度は主に、1.室内実験により底泥の堆積形態及び傾斜面勾配と底泥の堆積速度について、2.堆積物に含まれる生分解性有機物の量と質について、3.堆積物が酸化分解される過程で生成する物質とその水質への影響、について検討した。その結果、底泥面上の懸濁物質濃度が高いほど、さらに斜面勾配が小さいほど堆積速度は大きくなった。また斜面勾配が堆積速度に影響を与える角度は、0.2rad前後であり、これ以上になると懸濁物質濃度が高くなっても堆積速度は大きく増加しないことが明らかになった。強混合型感潮河川では底泥の堆積及び再懸濁化など堆積変動が大きく、懸濁物質濃度が高い河川において、一潮汐でも1mm程度堆積する可能性があることが明らかになった。長期的な堆積高の観測結果からも12mm/day程度の堆積変動を示すことが認められた。それに伴う有機物の負荷速度を、堆積物中の生分解性有機物含有率から算出するために、生物学的に分解した場合に生産される物質とその量を水質に大きな影響を与える炭素と窒素について求めた。窒素化合物はアンモニア態窒素、炭素化合物は好気分解では二酸化炭素、嫌気的には主に二酸化炭素、エチレン、メタンであった。このC/Nは6程度であり、生分解性有機物の含有率が高い底泥は窒素に比べて炭素の含有率が高くC/Nも大きくなった。生分解性有機物の含有率が小さい底泥はC/Nが34程度と微生物菌体の組成C_5H_7NO_2のC/Nに近い値を示し、このような底泥ではエチレンやメタンは生成されなかった。
弱い光学非線形性をもつ媒質における単一光子誘起位相シフト測定技術の確立とその応用

上記研究課題遂行の為、研究代表者は前年度に光ファイバを用いた単一光子誘起位相シフトの測定に成功している。手軽に入手可能な光ファイバを用いて非常に微弱な単一光子非線形性の測定技術が確立されたことで、他の媒質や異なる入射光量子状態に対する非線形応答の測定が可能となり、将来の量子情報処理に対する新たな知見を得るための新たなテストベッドが確立された。本年度は同一レベルの異なる非線形応答を持つデバイスとして、シリコン細線導波路における微弱光誘起光学非線形性の観測を行った。シリコンの透過帯域である通信波長帯のパルスレーザーを用いて実験を行った結果、よく知られた光カー効果と二光子励起キャリアによる位相変調に加え、一光子励起キャリアによる微弱な位相変調が観測された。この現象は微弱光領域におけるシリコンの光非線形性の測定により初めて観測され、他の研究グループにおけるシリコンデバイスの性能評価に早速寄与している。また英国ブリストル大学のJeremy O'Brien教授の研究グループと共同で、複数光路を待つSiO_xN_y方向性結合器における、相関光子対の強度相関測定を行った。そのようなデバイスは量子ウォークと呼ばれる、量子力学的な粒子に特有の振る舞いを示し、量子計算などへの応用が見込まれていることから、近年世界中で精力的に研究されている。我々は世界で初めて非古典的な入射光子に対する量子ウォークの測定に成功した。単一光子レベルの非常に微弱なコヒーレント光が光ファイバ中で誘起する光学非線形性を測定する技術を確立した。フォトニック結晶ファイバ中で平均光子数1のポンプ光パルスがプローブ光パルスに引き起こす10^(-7)ラジアン程度の位相シフトを測定することに成功した。また、プローブ光光子数がポンプ光光子数より著しく(6桁程度)大きい場合でもプローブ光の位相シフトの値が正しく測定されること、ポンプ光の光子数に対して光カー効果の時間応答形状が一定であることなどの検証を行った。本研究により、比較的容易に入手可能な非線形媒質においても単一光子レベルでの非線形位相シフトが測定可能であることが実証された。また、シリコン細線導波路を光カー媒質として用い、微弱光領域での光学非線形性を通信波長帯パルス光源(波長1.55μm)を用いて測定した。結果、微弱光領域においてポンプ光の一光子励起で生成された自由キャリアによる屈折率変調が確認された。従来、通信波長帯においては、シリコン単結晶を用いた導波路においては二光子間接遷移で生成された自由キャリアの分散が知られていたが、一光子励起による自由キャリアは今回初めて観測された。この効果は光カー効果同様ポンプ光光子数に比例し、単一光子レベルにおいても測定可能である。したがって、電子分極に起因する光カー位相シフトと自由キャリア励起による位相シフトを単一光子強度下で比較可能である。これら技術を応用することで、光の量子状態や媒質の非線形過程等、様々な条件下での単一光子非線形応答の測定を行うことが可能となり、光量子ゲートの媒質の選定等に対して新たな知見を与えることが期待される。
光誘起電子移動反応によるビラジカル化学へのアプローチ

以下に示すように,本研究では光誘起電子移動反応で特異的におこる逆電子移動反応を利用し,さまざまなビラジカルの発生とその反応性を検討した.その結果,(I)新規なビラジカルが発生する系,(II)既知ビラジカルながら立体構造,電子構造にあらたな問題点が提起された系,(III)ビラジカルは確認できないがその前駆体であるカチオンラジカルが新規な反応を起こす系,などが見出された.今後はあらたに提起された問題点を解決すべく,関連・発展した系で来年度以降の科学研究費申請を予定している.以下に各年度の検討課題を記す.平成12年度1)逆電子移動反応によるビラジカル生成機構の速度論的証明:a)2,2-ジアリール-1-メチレンシクロプロパンb)5,5-ジメチル-2,3-ビス(α-スチリル)-1,3-シクロペンタジエン2)トリメチレンメタンの構造:c)シス及びトランス-2-アニシル-3-メチル-1-メチレンシクロプロパン,シス及びトランス-2-アニシル-1-エチリデンシクロプロパン平成13年度1)7-(ジアニシルメチレン)-2,3-ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンの光増感電子移動反応2)3,3-ジメチル-4-メチレン-2,2-ビス(4-メトキシフェニル)シクロブタノンおよび4-イソプロピリデン-2,2-ビス(4-メトキシフェニル)シクロブタノンの光増感電子移動反応平成14年度1)7-(ジアリールメチレン)-2,3-ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンの光反応2)1,2-ビス(α-スチリル)ベンゼン類,3,4-ビス(α-スチリル)フラン誘導体の光増感電子移動反応以下に示すように,本研究では光誘起電子移動反応で特異的におこる逆電子移動反応を利用し,さまざまなビラジカルの発生とその反応性を検討した.その結果,(I)新規なビラジカルが発生する系,(II)既知ビラジカルながら立体構造,電子構造にあらたな問題点が提起された系,(III)ビラジカルは確認できないがその前駆体であるカチオンラジカルが新規な反応を起こす系,などが見出された.今後はあらたに提起された問題点を解決すべく,関連・発展した系で来年度以降の科学研究費申請を予定している.以下に各年度の検討課題を記す.平成12年度1)逆電子移動反応によるビラジカル生成機構の速度論的証明:a)2,2-ジアリール-1-メチレンシクロプロパンb)5,5-ジメチル-2,3-ビス(α-スチリル)-1,3-シクロペンタジエン2)トリメチレンメタンの構造:c)シス及びトランス-2-アニシル-3-メチル-1-メチレンシクロプロパン,シス及びトランス-2-アニシル-1-エチリデンシクロプロパン平成13年度1)7-(ジアニシルメチレン)-2,3-ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンの光増感電子移動反応2)3,3-ジメチル-4-メチレン-2,2-ビス(4-メトキシフェニル)シクロブタノンおよび4-イソプロピリデン-2,2-ビス(4-メトキシフェニル)シクロブタノンの光増感電子移動反応平成14年度1)7-(ジアリールメチレン)-2,3-ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンの光反応2)1,2-ビス(α-スチリル)ベンゼン類,3,4-ビス(α-スチリル)フラン誘導体の光増感電子移動反応光増感電子移動(PET)による,アリール置換テトラメチレンメタン(TMM)およびテトラメチレンエタン(TME)型中間体の発生と反応性の検討を目的とし,本年度は以下の2点について検討を行った.1)逆電子移動(BET)反応によるビラジカル生成機構の速度論的証明:a)2,2-ジアリール-1-メチレンシクロプロパン(1)b)5,5-ジメチル-2,3-ビス(α-スチリル)-1,3-シクロペンタジエン(3)基質1及び3のPET反応で生ずるTMM型カチオンラジカル(2^<・+>)及びTME型カチオンラジカル(4^<・+>)がさらにTMM型ビラジカル(2)及びTME型ビラジカル(4)に変換される事をレーザー光分解法で確認した.後者の中間体(2,4)は前者の中間体(2^<・+>,4^<・+>)のBET反応で生成するものと推定される.実際,それらの生成速度は計算で求められるBET反応速度と同程度である事が確かめられた.また,これら中間体構造は平面型の母体と異なり直交型である事が判明した.2)トリメチレンメタンの構造:c)シズ及びトランス-2-アニシル-3-メチル-1-メチレンシクロプロパン(5,6),シズ及びトランス-2-アニシル-1-エチリデンシクロプロパン(7,8)これらのPET反応で生ずるTMM型カチオンラジカル(9^<・+>)及びビラジカル(9)について検討した.

その結果,増感剤(S)の違いで1重項及び3重項のイオンペア[9^<・+>/S^・]が生成する事がわかった.また,これらはBETでそれぞれ1重項及び3重項のビラジカル9を与え,さらに前者はより熱力学的に安定な後者に内部転換するものと考察した.これらの諸過程はエネルギー論的考察からも支持された.現在,光音響熱測定法による検証を進めている.また,これら中間体の構造は,計算及び実験から,前系の直交型中間体ほどではないにしろ,同じく平面性を失っている事が示唆された.本年度は以下の2点について検討を行った.1)7-(ジアニシルメチレン)-2,3-ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン(1)の光増感電子移動反応レーザーフラッシュフォトリシスや低温マトリックス単離の実験から,1の光増感電子移動反応で生成する中間体は,5員環状直交型テトラメチレンメタン(TMM)型カチオンラジカル(2^+)およびその逆電子移動反応で生成した5員環状直交型TMM型ビラジカル(2)であることを明らかにした.これらの結果は,従来は平面型とされるTMM型中間体の立体化学の常識と相反するものである.そこで,最終的な結論を得るべく,今後TMMビラジカルを中心に吸収と発光の特徴を実験的に明らかにすることにした.2)3,3-ジメチル-4-メチレン-2,2-ビス(4-メトキシフェニル)シクロブタノン(3)および4-イソプロピリデン-2,2-ビス(4-メトキシフェニル)シクロブタノン(4)の光増感電子移動ケトン3のクロラニル(CA)増感を塩化メチレン中で行ったところ,4への新規異性化反応が効率よく進行した.一方,4からは3は生成せず,CA付加体5が高収率で得られた.本課題では,これらの反応の機構について,溶媒,増感剤,及び置換基効果により検討を加え,3から4への異性化反応は,オキサテトラメチレンエタンカチオンラジカル(OTME^+)型中間体を,4のCA付加反応は1,4-カチオンラジカル中間体を,それぞれ経て進行しているものと推定した.特に前者の中間体はテトラメチレンエタンの酸素アナローグ,かつカチオンラジカルアナローグであり,これまでに全く報告例がない新しい反応中間体である.逆電子移動してOTMEをも介在するのかを来年度検討していく予定である.本年度は主に以下の2点について検討を行った.1.7-(ジアリールメチレン)-2,3-ジアザビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン(1)の光反応基質(1)の直接光照射反応で生成する5員環状TMM型ビラジカル(2)の立体化学について知見を得るべく,部分骨格と比較しながら,吸収・発光・ESRスペクトルの温度効果,溶媒粘性効果などについて検討を行った.その結果,従来の定説とは異なり,室温の溶液中においては直交型(2b)が最安定構造である可能性が極めて高いことが明らかになった.また,平面型(2_p)は低温(77K)マトリックス中においてのみ,準安定な中間体として観測されることも強く示唆された.今後は,更なる検討をすべくDFT計算による理論的評価を行う一方,TMM誘導体のジアニオンを単離し,その立体化学についても実験を展開する.2.1,2-ビス(α-スチリル)ベンゼン(3)類,3,4-ビス(α-スチリル)フラン(4)誘導体の光増感電子移動反応基質(3,4)の低温マトリックスのガンマ線照射および時間分解レーザーフラッシュフォトリシスにリンクした可視吸収スペクトルを観測した.その結果,基質(3)からは,テトラメチレンエタン(TME)型カチオンラジカル(5^<・+>)が観測された.これは光増感電子移動反応におおいては,初期の反応中間体であり,その後逆電子移動によるビラジカル(5)への変換される.同様なTME型カチオンラジカル(6^<・+>)中間体は基質(4)からも生成が期待されるが,現在の所観測には至っておらず,今後の検討課題としたい.
四次元変分法データ同化手法を用いた海洋十年規模変動の実態解明に関する研究

四次元変分法海洋データ同化システムおよびそのプロダクトである長期海洋環境再現データセットを活用し、北太平洋中高緯度における長周期海洋変動の実態解明および、そのメカニズムや気候への影響等の理解を進めた。気候変動研究におけるデータセットの有用性を検証し、太平洋十年規模振動(PDO)に伴う亜表層水温変動とモード水形成変動の関連を示唆したほか、同化システムを用いた数値実験を通じて、潮汐18.6年振動に伴う鉛直混合変動によるPDOへの寄与を明らかにした。これらは、気候形成における中高緯度海洋の重要性の理解につながる知見である。本研究の目的は、中高緯度域で顕著に見られる海洋の長周期変動、特に約20年周期の変動(以下、20年変動)を対象として、その実態を把握し、そのメカニズムや気候への影響等を解明する事である。海洋・気候の長周期変動の原因については様々なメカニズムが考えられているが、近年、月の軌道傾斜角の変化に伴う18.6年周期の潮汐力の変動(潮汐18.6年振動)の影響が注目を集めている。潮汐力の変動は、潮流の変動を通じて、鉛直混合強度の変動を引き起こすと考えられる。これに対する海洋の力学的応答の結果、海洋や気候への影響が生じる可能性が指摘されている。しかしながら、その重要性については、十分な検証が行われていない。潮汐18.6年振動は、周期が決まった外力であり、この変動の重要性が確かめられれば、海洋・気候変動の予測精度の向上に貢献する事が期待される。今年度は、近年実用化された四次元変分法海洋データ同化システムによって得られた最新の長期海洋状態推定を元に、潮汐18.6年振動に伴う鉛直混合の変動を考慮した数値実験を行い、北太平洋における冬季海面水温への影響について解析を行った。その結果、潮汐18.6年振動は、海洋波動の伝播を通じて広範囲の海面水温に影響を与える事、東太平洋において観測されている20年変動に寄与している事が示唆された。この海域は、北太平洋において支配的な気候変動モードである太平洋十年規模振動の変動中心に対応しており、大規模な気候変動にも影響を与えている可能性が考えられる。本年度中には、大気海洋結合システムとしての変動メカニズムを解明すべく、対照実験として、潮汐18.6年振動を組み込んだモデルを用いたデータ同化も行っており、現在結果の解析を進めている。本研究の主目的の一つに、月の軌道傾斜角の変化と関連した18.6年周期の潮汐力の変動(潮汐18.6年振動)による影響の評価がある。昨年度は、長期海洋状態推定を元にした数値実験を通じて、潮汐18.6年振動に伴う鉛直混合の変動が、卓越した気候変動モードとして知られる太平洋十年規模振動(PDO)と関連した、北太平洋における現実の冬季海面水温変動に寄与している事を示唆する結果を得た。本年度は、潮汐18.6年振動を組み込んだモデルを用いた対照同化実験を通じて、潮汐18.6年振動によって生じた水温変動が、偏西風の変動を通じて強化されている可能性を示した。この水温と偏西風の変動パターンは、観測されている中緯度における支配的な大気海洋結合モードと整合的であった。この事は、中緯度大気海洋相互作用を通じて、潮汐18.6年振動のシグナルが増幅されている可能性を示唆している。以上の結果について国際誌に投稿し、掲載された。また、最新の長期海洋状態推定データセットの解析を進め、PDOに対応する海面水温変動のほか、北太平洋の亜表層における特徴的な水塊構造に関連した数年から数十年規模の変動の再現性を確認した。これは、海洋の長周期変動を理解するうえで、当データセットが有効である事を意味している。この内容については、複数の研究集会において口頭発表を行い、英文誌に投稿した。データの有効性が確認出来た事を踏まえて、現在、海洋変動のメカニズム等に関する解析を進めている。一方で、高緯度域における強い海面冷却に伴う高密度水形成等の再現性を向上する事を目的とし、状態推定に用いるデータ同化システムの改良を行う為、新たなモデルコンポーネントを開発・実装した。本課題では、四次元変分法海洋データ同化システムおよびそのプロダクトである長期海洋環境再現データセットを活用し、北太平洋中高緯度における長周期海洋変動の実態を解明し、そのメカニズムや気候への影響等を理解する事で、気候形成における中高緯度海洋の重要性の理解を増進する事を目的とし研究を行った。前年度までに、システムを活用した数値実験を通じ、月の軌道傾斜角の18.6年周期変動に伴う潮汐鉛直混合変動が、中高緯度における主要な気候モードの一つである太平洋十年規模振動(PDO)と関連した現実の海面水温変動に寄与している事を明らかにした。また、当データセットにおける数年から数十年規模海洋変動の再現性の検証を行った。本年度は、再現性検証をさらに進め、前年度の結果と合わせて、気候変動研究におけるデータセットの有効性を示した内容が国際誌に掲載された。さらに、PDOに焦点を絞ってより詳細な解析を行い、当データセットがPDOに伴う亜表層水温変動を適切に再現しており、その変動が北太平洋中央部において冬季の表層混合層過程を通じて形成されるモード水と呼ばれる水塊と関連している事を示した。これは、PDOに関連した表層貯熱量変動の実態解明およびそのメカニズム理解につながる知見であり、国際学会でポスター発表を行った。現在、大気変動との関連を含めて、海洋亜表層変動の形成・伝播メカニズムについても解析を進めている。

モード水を介した亜表層へのシグナル伝播は、大気海洋結合システムの長周期変動を制御するメカニズムの一つであるとの指摘もあり、観測データを反映したデータ同化プロダクトを元にその影響を評価する事は、気候システムの理解を進めるうえで大きな意義がある。これにより、大気海洋相互作用を通じたPDOに関わる水温変動の増幅メカニズムの理解が進めば、潮汐18.6年振動によるPDOへの影響の理解にもつながる可能性がある。四次元変分法海洋データ同化システムおよびそのプロダクトである長期海洋環境再現データセットを活用し、北太平洋中高緯度における長周期海洋変動の実態解明および、そのメカニズムや気候への影響等の理解を進めた。気候変動研究におけるデータセットの有用性を検証し、太平洋十年規模振動(PDO)に伴う亜表層水温変動とモード水形成変動の関連を示唆したほか、同化システムを用いた数値実験を通じて、潮汐18.6年振動に伴う鉛直混合変動によるPDOへの寄与を明らかにした。これらは、気候形成における中高緯度海洋の重要性の理解につながる知見である。潮汐18.6年振動による影響の検証は、本研究における最も重要な課題の一つであった。先端的なデータ同化システムを活用する事で、対照同化実験を通じて、潮汐18.6年振動の影響が中緯度大気海洋相互作用を通じて増幅されている可能性を示した事は、重要な成果と言える。この結果は、国際誌に受理され、その内容について海外メディアから取材要請があったなど、外部からの評価も受けている。また、データセットの有効性を確認出来た事、データ同化システムを改良した事で、研究の基盤整備を行った。これにより、海洋変動の実態解明に資する研究に着手する準備が整ったと言える。以上の事から、本研究は概ね順調に進展していると考えられる。海洋物理本年度は、潮汐18.6年振動の影響についての論文が受理された。一方で、関連する海洋応答メカニズムに関する論文は現在準備中であり、新年度に執筆・投稿を予定している。また、現在、大気変動の影響による水塊変動等に着目した解析を進めており、いくつかの知見が得られつつある。新年度には、この解析をさらに進め、学会等での発表を行う予定である。潮汐18.6年振動による影響は新規性の高いテーマであり、周期性の決まった外的要因による影響は、海洋・気候の変動の予測精度向上に資する可能性を持つ重要なメカニズムである。したがって、その検証は本研究における最も重要な課題の一つであった。この潮汐18.6年振動が、現実の変動と対応付けられたことは大きな成果と言える。また、感度解析や対照同化実験など、データ同化システムの特徴を活かした研究を推進した事で、当初の予定以上の結果が得られたと考えている。本研究のもう一つの重要な課題として、大気変動による海洋の十年規模変動への影響の解明がある。これに関しては、はっきりとした結論は得られていないものの、解析自体は進めており、当該システムの問題点や修正すべき点などについては、一定の知見が得られつつある。これをもとに、本務におけるデータ同化プロダクトの精度向上にも貢献した。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考えられる。論文の投稿関連費用として確保していたが、論文は投稿したものの受理には至らず、投稿費用および別刷代が未使用となった。
ナトリウム・重炭酸共輸送体変更による白内障・緑内障発症機構の解析

眼症状を伴う近位尿細管性アシドーシスはNa-HCO3共輸送体(NBC1)の変異によって生じる。眼症状の発生機構を探るためにNBC1variantに対する特異的抗体を作製し免疫組織学的検討を行った。その結果、腎型輸送体(kNBC1)および膵型輸送体(pNBC1)がともに角膜内皮、レンズ上皮および繊維柱帯に存在することを確認した。これらの組織のうちレンズ上皮では過去にNa-HCO3共輸送体の報告がなされていなかった。そのためヒトレンズ上皮細胞(HLEC)において細胞内pH測定実験をおこなったところ確かにNa-HCO3共輸送体活性の存在を確認し、またNBC1蛋白の発現も確認した。さらにこの輸送活性および蛋白発現はともにNBC1に対する特異的なリボザイムを導入することにより著しく抑制された。これらの知見からNBC1は角膜およびレンズにおいては水および溶質の能動輸送に関与し、NBC1変異によりこれらの組織の恒常性が保てなくなり結果として角膜帯状変性症ならびに白内障が引き起こされると考えられた。一方、緑内障についてはNBC1変異により繊維柱帯細胞の機能が障害されその結果眼房水の排出障害が起こるためであることが推察されたが、今後さらなる検討が必要と考えられた。一方、HLECにおけるイオン輸送機構をさらに解析したところこの細胞にはNa非依存性のCl/HCO3交換輸送体(AE)が存在することが明らかになった。またRT-PCR法やWesten解析でも実際にAE1-3の発現が確認された。レンズ上皮ではNBC1とAEが協調して溶質輸送を行い、レンズの恒常性維持に働いていることが示唆された。ナトリウム重炭酸共輸送体(NBC-1)の変異により帯状角膜変性症、白内障、緑内障などの眼症状を伴う近位尿細管性アシドーシスが生じることが報告された。本研究は何故NBC-1の変異によりこうした眼症状が生じるのかを明らかにするために立案されたもので、現在のところ以下のような知見を得て報告した(J.Clin.Invest. 108:107-115,2001)。すなわちまずNBC-1の腎型(kNBC-1)および膵型(pNBC-1)アイソフォームそれぞれに特異的な抗体を作製し、ヒトおよびラット眼球にて免疫組織学的検討を行った。その結果、この二つのNBC-1アイソフォームが共に角膜内皮、レンズ上皮、および繊維柱帯に発現していることを確認した。ここで従来レンズ上皮細胞におけるNBC-1の存在について否定的な報告がなされていたが、我々は生理的実験によりヒト培養レンズ上皮細胞にナトリウム重炭酸共輸送体活性が存在することを初めて見い出した。さらにこの活性がNBC-1蛋白によることをNBC-1に特異的なリボザイムを用いて証明することに成功した。以上の結果はNBC-1の活性低下が直接眼組織の恒常性を破綻させ、種々の眼症状を発生させることを示唆している。特に帯状角膜変性症についてはNBC-1の活性低下により角膜ストローマ内のpHが上昇し、その結果としてカルシウム沈着がおきることが原因と考えられた。一方、白内障についてはNBC-1の活性低下によるレンズ上皮輸送機能の低下が引き金となっていることが推察された。また緑内障についてはNBC-1の活性低下が繊維柱帯細胞の機能異常を引き起こし、そのため眼房水の排出不全を呈する可能性が示唆された。

これらの組織のうちレンズ上皮では過去にNa-HCO3共輸送体の報告がなされていなかった。そのためヒトレンズ上皮細胞(HLEC)において細胞内pH測定実験をおこなったところ確かにNa-HCO3共輸送体活性の存在を確認し、またNBC1蛋白の発現も確認した。さらにこの輸送活性および蛋白発現はともにNBC1に対する特異的なリボザイムを導入することにより著しく抑制された。これらの知見からNBC1は角膜およびレンズにおいては水および溶質の能動輸送に関与し、NBC1変異によりこれらの組織の恒常性が保てなくなり結果として角膜帯状変性症ならびに白内障が引き起こされると考えられた。一方、緑内障についてはNBC1変異により繊維柱帯細胞の機能が障害されその結果眼房水の排出障害が起こるためであることが推察されたが、今後さらなる検討が必要と考えられた。一方、HLECにおけるイオン輸送機構をさらに解析したところこの細胞にはNa非依存性のC1/HCO3交換輸送体(AE)が存在することが明らかになった。またRT-PCR法やWesten解析でも実際にAE1-3の発現が確認された。レンズ上皮ではNBC1とAEが協調して溶質輸送を行い、レンズの恒常性維持に働いていることが示唆された。
小型水管傾斜計による内陸地震等の予測,規模の評価等の研究

平成2年度までに任意の長さにまとめられるハ-フフィルド型水管傾斜計を完成した。これはマイケルソンが始めて用いたものであるが,以後その使用を提唱したのは我々がはじめてである。水管長を100mとすると市販の変位センサ-を用いて(カタログ値で)10^<-9>ラジアンの分解能となる。任意して用いると更に1桁以上あがる。我々の水管は510m長として本年度はそのアレ-を構成して観測研究をする予定であったが,噴火はともかく内陸の中小地震については100m級の分解能をもつ必要があることがわかった。しかし100m級の水管を用いてアレ-を造ることは事実上不可能であるので510m級の水管傾斜計について十分な分解能と安定度をもたせる努力をすることにした。我々はまづ市販の変位トランスデュ-サ-の内適当に安価なもの3種について分解能・温度係数等について調べた。いづれも510m長の水管には不十分であった。結局改良の予地の大きい差動トランスを用いることにした。我々の差動トランスの特長は次の如くである。差動トランスの出力の差(変位による)を先づAC出力の差としてとり出す。水管の両端にある差動トランスを一コの差動トランスの如くとりあつかう。それによりエレクトロニックスの回路は1/2となる。キヤリア-としては数十KHzを用いて高感度化する。ボビンの材料には熱膨張率の小さいものを用いる。検震には差動検震を用いフィ-ドバックの回路を用いる。回路に用いる低抗は最高級品を用いる。キヤリア-の発振器には高調波成分の十分小さいものを用いる。以上の如くすると15V/mmの感度の場合(差動トランス出力2Vrms/mm)10m水管を用いた場合10^<-9>ラジアンの分解能を持ち温度係数は十分に小さくすることが出来る。