hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体表面構造制御に基づく生体固体界面の構築

細胞膜はラフトと呼ばれる機能性物質の集まったマイクロドメイン構造を形成させることで生理機能発現やその調節を行っていることが知られている。細胞膜の機能解析やバイオデバイスへの応用のため、モデル生体膜の研究が盛んに行われている。基板表面に支持された人工膜は構造が安定であり、固体表面の解析手法が適応できるという利点がある。モデル生体膜を支持する表面として単結晶サファイア表面に注目した。サファイアは化学的に不活性であり機械的にも高い強度を誇る。溶液環境中においてもサファイア表面の原子構造が維持されるため、生体分子を扱ううえで適した基板である。本研究では固体表面による生体分子挙動の制御を目標とし、サファイア表面の原子構造を制御することによるモデル生体膜の形成制御やラフト構造の形成を目的とした。本研究の成果として、原子配列を制御したサファイア表面において、構造的及び化学的に相分離した表面を設計することに成功した。二方向の原子ステップが交差した表面を形成させることで親水性や表面電荷の異なる領域に相分離した表面を形成させることを実現した。構造的,化学的に相分離したサファイア表面を用いることで基板支持脂質二重膜の位置選択的な形成制御や二種以上の脂質分子を含む支持膜の相分離構造制御を実現した。さらにラフト構造の位置選択的な形成に成功した。本研究の成果により、固体表面の原子構造を設計することでその上に形成する生体分子との界面および相互作用を制御する技術を確立した。固体表面を化学的に修飾するのではなく、固体表面そのものによる生体分子挙動の制御は本研究が初めての試みである。採択されたテーマは固体表面構造を制御することで、固体表面による「生体-固体間相互作用」の制御を目的としている。さらに新たな試みとして、固体表面による「生体-生体間相互作用」の制御も行った。サファイア表面の原子配列を制御することで異なる化学状態をもつ領域を相分離させることがこれまでの研究で見出された。今回、この表面を化学的に処理することで化学状態をより詳細に制御する方法を確立した。これらの固体表面を用いることで固体表面上に支持された人工細胞膜である脂質二重膜の位置選択的な形成と相分離構造の形成制御を実現した。また、タンパク質の選択的吸着に関しても前年度までよりさらに選択性を向上させることに成功した。脂質二重膜の形成やタンパク質の吸着にはファンデルワールス相互作用の他に、静電的な相互作用や水和相互作用の制御が重要な要素である。化学状態を制御した固体表面を用いることでこれら生体固体間相互作用を制御し、脂質膜やタンパク質の挙動を体系化した。単結晶表面は原子レベルで急峻なステップ構造を制御できる。この特異な構造を用いることでその表面上に固定された生体分子間の相互作用に影響を与え、脂質膜の相分離構造などの性質を制御することができた。固体表面を用いることで生体のふるまいを制御することは非特異吸着を抑制することで感度を上げる必要のあるバイオセンサへの応用や流路を用いた診断チップなどへの応用には重要な要素である。これらの実現に向けて新しい可能性を切り開く成果であると期待される。
周波数チャープ光を用いた相関領域分光法の研究

本研究では,周波数シフト帰還型レーザー(FSFレーザー)の新たな応用として,物質のパルス光に対する応答を連続光を用いて解析する新しい測定方法の研究を行った.1.相関領域分光法周波数チャープした光源を用いることにより,物質のインパルス応答を連続光で測定できる相関領域分光法について理論的な検討を行った.この原理を実証するために行った実験では,周波数チャープ光源として,周波数シフト帰還型レーザーを用いた.これにより原理の実証に十分な高い周波数チャープの線形性が得られ,光ファイバーループのインパルス応答を連続光により時間分解能5nsでインパルス応答が測定可能であることを実証した.この手法は,光損傷しきい値が低く,パルス光によるインパルス応答測定が難しい物質でも,連続光により測定が可能であるという特長を有しており,今後の研究の進展により,生体試料などへの展開が期待される.2.光ファイバの伝搬諸定数の分光測定1.5μm帯で発振する広帯域波長可変周波数シフト帰還型レーザーを,エルビウム添加光ファイバを利得媒質として作製し,10nm程度の波長域で出力波長を変化することができる周波数チャープ光源を実現した.この光源を用いることによる光ファイバの群速度分散および偏波モード分散を測定方法を提案し,実用上十分な精度で測定可能であることを実証し、発展しつつある超高速光通信網の管理において有用な手法であることを示した.本研究では,周波数シフト帰還型レーザー(FSFレーザー)の新たな応用として,物質のパルス光に対する応答を連続光を用いて解析する新しい測定方法の研究を行った.1.相関領域分光法周波数チャープした光源を用いることにより,物質のインパルス応答を連続光で測定できる相関領域分光法について理論的な検討を行った.この原理を実証するために行った実験では,周波数チャープ光源として,周波数シフト帰還型レーザーを用いた.これにより原理の実証に十分な高い周波数チャープの線形性が得られ,光ファイバーループのインパルス応答を連続光により時間分解能5nsでインパルス応答が測定可能であることを実証した.この手法は,光損傷しきい値が低く,パルス光によるインパルス応答測定が難しい物質でも,連続光により測定が可能であるという特長を有しており,今後の研究の進展により,生体試料などへの展開が期待される.2.光ファイバの伝搬諸定数の分光測定1.5μm帯で発振する広帯域波長可変周波数シフト帰還型レーザーを,エルビウム添加光ファイバを利得媒質として作製し,10nm程度の波長域で出力波長を変化することができる周波数チャープ光源を実現した.この光源を用いることによる光ファイバの群速度分散および偏波モード分散を測定方法を提案し,実用上十分な精度で測定可能であることを実証し、発展しつつある超高速光通信網の管理において有用な手法であることを示した.平成10年度の本研究では,新しい分光手法である相関領域分光法に関して以下の研究成果を得た.1.相関領域分光法の高速化これまでの相関領域分光法の原理確認実験では,物質のインパルス応答を時間分解能50nsで測定できることを確認している.そこで,本年度はその分解能を高速化し,5ns以下の時間分解能での物質の光インパルス応答の測定を目標そして研究を行った.高速化のためには,測定装置の時間応答の高速化が必要であり,高速光検出器と設備備品として購入した高速デジタルオシロスコープの組み合わせにより,ほぼ目標通りの5ns程度の時間分解能での光インパルス応答の測定を実現した.2.広帯域波長可変周波数シフト帰還型レーザーの設計レーザーの分光計測への応用では,その発振波長域が広帯域に可変であることが重要であり,これは相関領域分光法においても同様である.そこで,広い波長域で発振が可能なエルビウム添加ガラスを利得媒質とする周波数シフト帰還型レーザーの設計を行い,本年度はまずエルビウム添加ガラスの切削・研磨および特性測定を行った.さらにレーザー媒質として用いる場合の励起用半導体レーザーの検討を行った.また,広帯域波長可変光源のもう一つの候補として,エルビウム添加光ファイバーを利得媒質とする周波数シフト帰還型レーザーについても研究を行い,その発振を確認した.1.広帯域波長可変周波数シフト帰還型レーザーの製作エルビウム添加光ファイバを利得媒質として用いて周波数シフト帰還型レーザーを製作し,周波数シフト帰還型レーザーの特長であるチャープ周波数コム出力を確認した。エルビウム添加光ファイバを利得媒質に用いることによって,10nm程度の波長域で出力波長を変化することができた。この波長同調では,共振器内の音響光学素子を利用することにより,高速な波長変化が可能である.2.周波数シフト帰還型レーザーによる光ファイバの群速度分散の分光測定周波数シフト帰還型レーザーを利用することによって,光ファイバの群速度分散を精密に計測する方法を理論的に提案し,製作した周波数シフト帰還型ファイバレーザーを用いて実験を行った。マイケルソン干渉計を用いて,参照光と光ファイバを通過した信号光のビートを観測することにより,光ファイバの群速度分散値を0.1ps/nm/km程度で測定した.3.周波数シフト帰還型レーザーによる光ファイバの偏波モード分散の測定超高速光通信において重要な偏波モード分散の測定を行う方法を提案し,周波数シフト帰還型ファイバレーザーとオフセット遅延回路,マイケルソン干渉計を用いて実験を行った.その結果,偏波モード分散値を0.01psの精度で測定できることを明らかにし,光通信網への応用に十分であることを示した.
化学修飾を施した天然分岐糖鎖への分岐特異的シアル酸転移酵素反応

本研究では、糖タンパク質からタンパク質分解酵素を用いて2分岐型糖鎖を単離することからはじめた。2分岐型糖鎖は鶏卵から単離した。2分岐型糖鎖は、アスパラギンが結合した糖鎖アミノ酸として約1グラム得ることができた。そして、この基質に対し、0.1NのHClを作用させ、非還元末端のシアル酸を除去したアシアロ糖鎖へほぼ定量的に変換した。そして、アスパラギンに、Fmoc基、メチルエステル基を導入して有機溶剤に溶けやすい誘導体へと変換後、この糖鎖が有する糖水酸基に対し様々な保護基の導入を試みた。保護基としては、シリル系、アセタール系のものを用いた。シリル系の保護基は、温度等制御して糖鎖への導入数を調整したが、糖鎖の両分岐鎖に、保護基が導入された。結果的には、反応性の高いジメチルアセタール基を用いることで、アセタール化された糖鎖誘導体を数種類得た。これらは、水を展開溶媒に用いることのできるイアトロビースカラムを用いて単離精製したところ、分岐鎖の一方に保護基が導入されたと思われる化合物を得た。次に得られた糖鎖誘導体のどの位置に保護基が導入されたのかを決定するために必要な新規NMR測定法を検討した。その結果、10個程度の糖残基からなる糖鎖の中から単糖のみの2次元COSYスペクトルを得る、2D-seleciveTOCSY-DQFCOSY法、および任意の単糖のプロトン-炭素相関のみ観測できる2D-selectiveTOCSY-HSQC法を確立した。現在は、この測定法を利用して、糖鎖の30個以上ある水酸基のどの位置に保護基が導入されているのか、詳細な解析を検討している。これに平行して、分岐特異的にシアル酸を酵素で転移させる実験に必要なCMP-シアル酸誘導体の合成を行った。誘導体としては、シアル酸の水酸基がデオキシ化されたCMP-デオキシ-シアル酸の化学合成を検討した。この誘導体を分岐した糖鎖の末端に転移させることで、生体内レクチン等が分岐鎖末端のどちらのシアル酸のどの水酸基を強く認識しているか調べるためのプローブを得ることができる。そして検討した結果、相当するCMP-デオキシ-シアル酸を4種類合成することができた。現在は、これら誘導体を用いて保護基の導入された糖鎖への転移反応と糖鎖の構造決定を検討している。2分岐型糖鎖は鶏卵から単離することにした。そして、この基質に対し、0.1NのHClを作用させ、非還元末端のシアル酸を除去したアシアロ糖鎖へ、ほぼ定量的に変換した。そこで、ベンジリデンアセタール基を用いることにした。しかし、このアセタール化は反応性が低いため、長時間糖鎖と反応させる必要があった。その結果、糖鎖中にベンジリデンアセタール基が導入されうる場所が4箇所あるが、そのほとんどに保護基が導入された。そこで、反応性の高いジメチルアセタール化を検討したところ、糖鎖中にジメチルアセタール基が導入されうる場所が4箇所あるが、このうち一箇所に保護基が導入された糖鎖が2-3種類得られた。これにより、高分子量の糖鎖に保護基を導入するという実験にはじめて成功した。そこで、これら異性体をHPLCで単離し、その構造解析を検討することにした。構造解析には、60個以上ある糖鎖のプロトンをNMRで帰属し、どの位置に保護基が導入されたかを効率よく確かめる測定法が必要である。そこで、新しいNMRの測定法の開発も検討した。その結果、10個程度の糖残基からなる糖鎖の中から単糖のみの2次元COSYスペクトルを得る、2D-selectiveTOCSY-DQFCOSY法を確立した。

結果的には、反応性の高いジメチルアセタール基を用いることで、アセタール化された糖鎖誘導体を数種類得た。これらは、水を展開溶媒に用いることのできるイアトロビースカラムを用いて単離精製したところ、分岐鎖の一方に保護基が導入されたと思われる化合物を得た。次に得られた糖鎖誘導体のどの位置に保護基が導入されたのかを決定するために必要な新規NMR測定法を検討した。その結果、10個程度の糖残基からなる糖鎖の中から単糖のみの2次元COSYスペクトルを得る、2D-seleciveTOCSY-DQFCOSY法、および任意の単糖のプロトン-炭素相関のみ観測できる2D-selectiveTOCSY-HSQC法を確立した。現在は、この測定法を利用して、糖鎖の30個以上ある水酸基のどの位置に保護基が導入されているのか、詳細な解析を検討している。これに平行して、分岐特異的にシアル酸を酵素で転移させる実験に必要なCMP-シアル酸誘導体の合成を行った。誘導体としては、シアル酸の水酸基がデオキシ化されたCMP-デオキシ-シアル酸の化学合成を検討した。この誘導体を分岐した糖鎖の末端に転移させることで、生体内レクチン等が分岐鎖末端のどちらのシアル酸のどの水酸基を強く認識しているか調べるためのプローブを得ることができる。そして検討した結果、相当するCMP-デオキシ-シアル酸を4種類合成することができた。現在は、これら誘導体を用いて保護基の導入された糖鎖への転移反応と糖鎖の構造決定を検討している。
γ鎖とチロシンキナーゼを含むIL-2受容体コンプレックスの機能解析

T細胞の増殖因子であるインターロイキン2(IL-2)の特異的受容体には、少なくともα、β、γ鎖の3つのサブユニットがある。我々が単離したγ鎖は、β鎖とともに細胞増殖のシグナル伝達に必須である。γ鎖の細胞質内ドメインのうちSH2様サブドメインを含む部位が、IL-2によるチロシンリン酸化と細胞増殖に必須であることを、γ鎖の変異株を用いて明らかにした。また、γ鎖の異常は伴性重症複合免疫不全症(XSCID)の原因であり、γ鎖がT細胞の分化に関与している他のサイトカインの受容体の構成成分になっている可能性が高い。本研究では、まず、マウスγ鎖に対する複数の単クロン抗体を調整した。これらの抗体を用いてサイトカインの結合を調べたところ、ある単クロン抗体(TUGm2)はIL-4,IL-7の結合を阻害し、他の抗体(TUGm3)はIL-4,IL-7に結合したγ鎖を免疫沈降した。さらに、IL-4,IL-7に依存した細胞増殖がTUGm2抗体により阻害された。これらの結果は、IL-2受容体のサブユニットとして同定されたγ鎖が、IL-4,IL-7の受容体のサブユニットとしても共用されていることを示している。我々が同定したT細胞特異的チロシンリン酸化酵素itkは、IL-2刺激によりリン酸化されなかった。
曲率の違いを利用した異方性ナノ粒子の多段階自己集合化

本研究課題は、異方性ナノ粒子の集合化を多段階で誘起することを目標としている。前年度までに表面修飾分子の作製、異方性ナノ粒子として異なるサイズの金ナノロッドの合成、および温度を変化させた際の集合化挙動について解析した。しかし、詳細な集合体の構造や集合化メカニズムについては不明であったので、本年度はこれらを明らかにすることを目指した。エチル基を有するオリゴエチレングリコール誘導体(HS-(CH2)11-(OCH2CH2)6-OCH2CH3)で被覆された金ナノロッド(長軸33 nm×短軸14 nm)を作製し、温度を変化させて集合化の挙動を調べた。電子顕微鏡による観察の結果、30°Cでは長軸側同士が相互作用した円板形状のサイド-バイ-サイド集合体(流体力学的直径:約100 nm)を形成していた。これは、加熱によってサイド部のリガンド分子が脱水和したことを示している。さらに、40°C以上に加熱すると、エッジ部のリガンド分子も脱水和することで、サイド-バイ-サイド集合体をユニットとした二次集合体(約500 nm)が階層構造として形成された。すなわち、単一種類の分子で被覆された金ナノロッドは温度に応じて異なる集合体構造を形成した。冷却すると30°Cで再びサイド-バイ-サイド集合体を形成し、更なる冷却で分散状態に戻ることがわかった。すなわち、階層構造の集合体形成と脱集合を動的に制御することに成功した。以上、異方性ナノ粒子の部位による曲率の差異に由来するリガンド分子の脱水和温度の違いに着目し、階層構造を有するナノ粒子集合体の作製に成功した。その結果、一種類のリガンド分子によるシンプルな表面修飾で、可逆的な二段階自己集合化による階層構造の構築に成功した。異方性ナノ粒子の曲率に着眼することは多段階の集合化による階層構造作製のための表面設計の指針になると期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は金ナノロッドの表面に修飾した分子の水中での脱水和挙動に着目した温度応答性自己集合化について検討を行った。我々は過去に昇温に伴う脱水和挙動を示す非イオン性界面活性剤から着想を得た疎水基末端を持つオリゴエチレングリコール誘導体を合成し、球状金ナノ粒子の温度応答性自己集合化の誘起に成功している。ナノ粒子の表面分子の自由体積が小さくなるほど脱水和が起こる温度が低くなるため、球状金ナノ粒子の集合化温度は粒径が増大するほど低下することを見出している。この結果を受け、部位によって異なる曲率を持つ金ナノロッドでは、長軸側に修飾された自由体積の小さい分子から先に脱水和が起き、その後短軸側の分子の脱水和が起こると予想した。これにより、集合体の形状が温度によって変化すると期待し、実験を行った。オリゴエチレングリコール誘導体で被覆されたした温度応答性金ナノロッドの集合化挙動を、主に吸収スペクトル測定によって評価した。吸収スペクトルの変化はプラズモンカップリングによって起こり、集合体の形状や粒子間距離によって得られるスペクトルは変化する。32x14 nmの金ナノロッドは温度を上げると始めは長軸側が強く相互作用することによって形成される“side-by-side assembly"を示す吸収スペクトルが得られたが、さらに加熱すると集合体の形状が特異な形状を持たない凝集体を示唆するものへと変化した。つまり、本研究で目的としていた段階的な集合体形状の変化が観察された。一方で54x15 nmの金ナノロッドでは加熱により“side-by-side assembly"を示す吸収スペクトルが得られたが、その後の加熱による吸収スペクトルの変化は見られなかった。このことから、段階的な集合体の形状の変化は金ナノロッドのアスペクト比に大きな影響を受けるということがわかった。初年度は昇温に伴う表面修飾分子の脱水和が誘起する金ナノロッドの自己集合化についての評価を行った。表面修飾分子として用いるアルキル基を有するオリゴエチレングリコール誘導体は良好な収率で得ることができた。金ナノロッドはさまざまなサイズのものを合成することができた。金ナノロッド表面に合成した表面修飾分子を金ナノロッドの修飾し、評価を行った。集合体構造が昇温に伴ってどのように変化するかが不明であったが、昇温過程で段階的に変化することを明らかにした。集合化の挙動は金ナノロッドのアスペクト比に影響を受けるという知見も得られた。現在は詳細なメカニズムや集合化のプロセスについての解析を行っている。当初予定していたとおりに研究が進展した。以上のような研究成果から、本年度の進捗状況は「おおむね順調に進展している」とした。

これは、加熱によってサイド部のリガンド分子が脱水和したことを示している。さらに、40°C以上に加熱すると、エッジ部のリガンド分子も脱水和することで、サイド-バイ-サイド集合体をユニットとした二次集合体(約500 nm)が階層構造として形成された。すなわち、単一種類の分子で被覆された金ナノロッドは温度に応じて異なる集合体構造を形成した。冷却すると30°Cで再びサイド-バイ-サイド集合体を形成し、更なる冷却で分散状態に戻ることがわかった。すなわち、階層構造の集合体形成と脱集合を動的に制御することに成功した。以上、異方性ナノ粒子の部位による曲率の差異に由来するリガンド分子の脱水和温度の違いに着目し、階層構造を有するナノ粒子集合体の作製に成功した。その結果、一種類のリガンド分子によるシンプルな表面修飾で、可逆的な二段階自己集合化による階層構造の構築に成功した。異方性ナノ粒子の曲率に着眼することは多段階の集合化による階層構造作製のための表面設計の指針になると期待される。まず、水中で昇温に伴う金ナノロッドの温度応答性自己集合挙動についてより詳細な検討を進め"side-by-side assembly"の形成機構および更なる加熱による集合体の形状変化のメカニズムについて解析を進める。これに加えて、有機溶媒を用いて短軸側が集合化する"edge-to-edge assembly"と更なる加熱による集合体形状の変化を誘起することを狙い、実験を行う。集合化挙動の評価は吸収スペクトルや動的光散乱法、電子顕微鏡などを用いて行う。29年度が最終年度であるため、記入しない。
超伝導電力用機器に用いる大電流大型導体の電磁機械結合特性

本研究の目的は,超伝導電力用機器に用いる大電流大型導体の最適設計法の確立に資する学術的知見を得ることである。本研究では,特に,損失や電流分布などの電磁特性と,応力歪特性などの機械特性とが相互に作用し合うという,「電磁機械結合効果」とでも呼ぶべき新しい視点に立って,導体の基礎特性を検討した。まず,スプリット型超伝導レーストラックマグネットや超伝導電流トランス等を設計・製作し,超伝導大型導体の「通電時損失測定装置」を新たに完成させた。この測定装置では,23テスラ程度の直流バイアス横磁界下において,最大40mm角断面で約1.2m長の実規模導体の短尺試料に数+kAの大電流を通電した状態で,0.05^300Hzの周波数範囲での交流損失を測定できる。超伝導大型導体のうち,特に,パルスコイル用強制冷却型のケーブル・イン・コンジット実規模導体の損失特性について,この「通電時損失測定装置」を用いて損失特性の電磁力依存性を測定した。その結果,実用周波数0.01Hzで,0.9MPa程度までの電磁応力の範囲においては,電磁力の増加に伴い,素線間結合損失が最大2倍程度増加することが明らかになった。また,電磁力の増加に伴い,導体内部で局所的な機械振動が観察された。さらにこの損失の増加が純粋に電磁力だけによるのか,それとも導体内の電流分布にも関連しているのか,という点を明確にするために,通電電流とバイアス磁界の組合せを変えて,同じ電磁力で通電電流が異なる条件での損失測定も行った。その結果,同じ電磁力でも通電電流により損失値が異なる結果が得られ,損失の増加に電流分布も関連していることがわかった。また,強い電磁力を受けた状態での実規模導体の電流分布についても測定した。この測定より,導体内の電流分布は局所的には一様でなく,導体の長手方向で変化しているという結果も得られた。本研究は、超伝導電力用機器に用いる大電流大型導体の最適設計法の確立に資する学術的知見を得ることを目的とする。特に、損失や電流分布などの電磁特性と、応用歪特性などの機械特性とが相互に作用し合うという、「電磁機械結合効果」とでも呼ぶべき新しい視点に立って、導体の基礎特性を検討する。その際、申請者の開発した大型超伝導導体の「損失測定装置」や「損失解析コード」などを駆使して、実規模導体を用いた実験と理論的な解析を行い、導体特性の格段の向上を目指そうとするものである。現有している大型超伝導導体の「横磁界中損失測定装置」では、試料導体に通電できないので、まず2030kAの大電流直流電源の機能をもつ超伝導大電流トランスを設計・製作した。これを、新しく製作したより大型のスプリット型超伝導マグネットやFRPデュワ等の設備と組み合わて、新たに「通電時損失測定装置」を完成させた。この新しい測定装置では、最大40mm角断面で約1.2m長の実規模導体の短尺試料に2030kA級の大電流を通電でき、23テスラ程度のバイアス磁界をかけることができる。その結果70トン程度の電磁力が印加できることになる。この状態でさらに、0.05400Hzの微小交流磁界を印加して、交流損失が測定できる。現在試作されている代表的な超伝導導体は、(1)大型直流コイル用の浸漬冷却型安定化導体、

(2)パルスコイル用の強制冷却型ケーブル・イン・コンジット型導体、(3)高電流密度コイル用のラザフォードケーブル型導体、に大別できる。これらの導体のうち特に、(2)について、新しい「通電時損失測定装置」を用いて損失特性の電磁力依存性を測定した。その結果、0.4MPa程度の電磁応力の印加によって、当初の予測通り素線間結合損失が数10%増大することが明かになった。また、導体内部で局所的な機械振動が観察された。さらに、(3)について同様の検討を行った。本研究は,超伝導電力用機器に用いる大電流大型導体の最適設計法の確立に資する学術的知見を得ることを目的とする。特に,損失や電流分布などの電磁特性と,応力歪特性などの機械特性とが相互に作用し合うという,「電磁機械結合効果」とでも呼ぶべき新しい視点に立って,導体の基礎特性を検討する。その際,申請者らの開発した大型超伝導導体の「損失測定装置」や「損失解析コード」などを駆使して,実規模導体を用いた実験と理論的な解析を行い,導体特性の格段の向上を目指そうとするものである。本年度は,昨年度製作した「通電時損失測定装置」を用いて,パルスコイル用強制冷却型のケーブル・イン・コンジット実規模導体の損失特性について,より強い電磁応力下での測定を行った。その結果,0.9MPa程度までの電磁応力の範囲においては,電磁応力の増加に伴い,素線間結合損失が増加することが明らかになった。本年度は,さらにこの損失の増加が純粋に電磁力だけによるのか,それとも導体内の電流分布にも関連しているのか,という点を明確にするために,通電電流とバイアス磁界の組合せを変えて,同じ電磁力で通電電流が異なる条件での損失測定も行った。その結果,同じ電磁力でも通電電流により損失値が異なる結果が得られ,損失の増加に電流分布も関連していることがわかった。また,実規模導体の電流分布についても,強い電磁力を受けた状態での測定を行った。この測定より,導体内の電流分布は局所的には一様でなく,導体の長手方向で変化しているという結果が得られた。一方,高電流密度コイル用のラザフォードケーブルについて,応力を受けた場合の導体の損失特性の変化について,有限要素法による解析コードを開発し,印加される応力とストランド表面の接触抵抗及びストランドの変形とを関連づけて,定量的な検討を行った。
顎関節におけるニューロペプチド含有神経の分布、微細構造及び機能について

顎関節における神経の機能的な役割を知るために、これまで明らかにしてきた知覚神経に加えて交感神経に含まれでるニューロペプチドY(NPY)陽性神経、交感神経のマーカーとしてノルアドレナリン合成の律速酵素であるチロシンハイドロキシラーゼ(TH)陽性神経、また、主に副交感神経系に含まれているVasoactive Intestinal Polypeptide(VIP)陽性神経の分布を酵素抗体法(ABC法)および間接蛍光抗体法により染色し光学顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡にて観察した。NPY陽性神経は血管と密接に関係し、特に小動脈、また一部静脈壁にも認められた。加えて滑膜表層細胞層に進入しているものも少ないながら観察された。これらNPY陽性神経はTH陽性神経とほぼ同様の分布を示したことから、交感神経由来と考えられる。また、VIP陽性神経はNPY陽性神経に比べかなり少なく、滑膜下層、表層下層深部の動静脈を支配し、それら血管のなかにはVIPおよびNPY両神経が分布しているものもあった。知覚神経が滑膜下層、滑膜表層下層に加えて滑膜表層細胞層に密な分布を示したのに比較して、NPY、TH、VIP陽性神経は表層下層の血管を支配しており、NPY、ノルアドレナリン、SP、CGRP、VIPなどが協調して血流調節を行っていることが示唆された。以上のことは第7回顎関節学会(於:松本市)にて発表し、また現在英語論文投稿準備中である。免疫電顕によるSPおよびCGRP陽性神経の微細形態の観察はその途中であるが血管と関連した終末が認められており、さらに滑膜層における微細形態に注目して行っていく予定である。
揺れ映像による酔いと3D映像による眼精疲労の機序の共通性の実験的検討

昨年度に引き続き,ステレオ映像による疲労やの映像酔いのについて,評価法,発生原因などについて研究を行った,これらのうち昨年(2007)度までに得られた成果は2008年2月に5編の論文として出版された.今年度も3編の投稿済の論文があるが,未だ掲載に至っていない.ということで,本年度は端境期となり出版論文がゼロとなってしまった.ステレオ映像に関しては,映像視聴前後のアンケートによる主観評価(対照を2D映像として,疲労/頭痛/眼の症状/気分の悪さ/全身症状)の分析を行い.映像酔いの症状と比較した.また,アナグリフ法における疲労を調査するため,2D映像を赤/青めがねをかけて視聴した際の主観評価も行った.さらに客観評価法として,唾液中のストレスマーカーであるコルティゾール,アミラーゼ,クロモグラニンの分析を行い,来年度以降に本格的に調査するための基礎データを取得した.ステレオ映像視聴時の疲労の原因となると考えられる視覚機能の不自然さのうち,調節・輻輳の矛盾を実際に測定するための装置改良を引き続き行い,調節応答とくにその動特性の測定を行った.同時にその個人差を考える上での調節/輻輳機能のリンクの強さ(AC/A比,CA/C比)測定などの実験を行い,両者の結びつきに関する知見を得た.映像酔いに関しては,ステレオ映像と同様な主観評価を行い,共通の物差しで両者の比較を行えるような試みを行った.また,映像酔いの基礎として,広視野運動刺激による視覚刺激の運動認知時の瞳孔反応を測定した.本年度は、ステレオ映像視聴時の調節・輻輳の振る舞いを動的に調べた論文を出版できた(Torii、他:JMO)。また、ステレオ映像による視覚ストレスに関するこれまでの知見の総まとめを行った(Ukai & Howarth:Displays)。色順次方式のディスプレイにおける疲労を定量的に測定した(Kim、他:Displays;金、他:メディア学会誌)。さらにステレオ映像視聴時の自律神経系の働きを、血圧や瞳孔を指標として測定した(Oyamada、他:JNER)。大画面の映像で一定の動きを持つパターンを見ているときの、視覚誘発自己運動感覚について、各種の動きを用いて測定した(Tanahashi、他:JNER)。また、特定の動きの際の眼球運動と自己運動感覚による映像酔いの時間経過を測定した(Cyriel、他:ASEM)。さらに数年前に起きた松江2中での集団映像酔い事件の現地調査を、視聴環境、生徒の当日の健康状態、現れた症状、普段のゲームなどの嗜好、他について行ない、それをまとめて報告した(Ujike、他:Displays)。以上を統合的に考えるために、酔いや疲労をひきおこす5種類の映像を用いて、多数の質問項目からなるアンケートを、対象映像の視聴前後、比較映像の視聴前後におこなった。この手法で映像の生体影響の主観評価を総合的に行ない、眼精疲労、気持ち悪さ、一般的不快症状、頭痛などの5因子に分類を行ない、これらの症状が酔いや疲労とどのように関達するかを検討した(Kuze and Ukai:Displays)。昨年度に引き続き,ステレオ映像による疲労やの映像酔いのについて,評価法,発生原因などについて研究を行った,これらのうち昨年(2007)度までに得られた成果は2008年2月に5編の論文として出版された.今年度も3編の投稿済の論文があるが,未だ掲載に至っていない.ということで,本年度は端境期となり出版論文がゼロとなってしまった.ステレオ映像に関しては,映像視聴前後のアンケートによる主観評価(対照を2D映像として,疲労/頭痛/眼の症状/気分の悪さ/全身症状)の分析を行い.映像酔いの症状と比較した.また,アナグリフ法における疲労を調査するため,2D映像を赤/青めがねをかけて視聴した際の主観評価も行った.さらに客観評価法として,唾液中のストレスマーカーであるコルティゾール,アミラーゼ,クロモグラニンの分析を行い,来年度以降に本格的に調査するための基礎データを取得した.ステレオ映像視聴時の疲労の原因となると考えられる視覚機能の不自然さのうち,調節・輻輳の矛盾を実際に測定するための装置改良を引き続き行い,調節応答とくにその動特性の測定を行った.同時にその個人差を考える上での調節/輻輳機能のリンクの強さ(AC/A比,CA/C比)測定などの実験を行い,両者の結びつきに関する知見を得た.映像酔いに関しては,ステレオ映像と同様な主観評価を行い,共通の物差しで両者の比較を行えるような試みを行った.また,映像酔いの基礎として,広視野運動刺激による視覚刺激の運動認知時の瞳孔反応を測定した.
パーキンソン病発症における慢性ストレスおよび活性化ミクログリア作用の解析

申請者はパーキンソン病発症における慢性ストレスの影響を調べる事を目的として、ラット(Wistar rat)を用いて慢性ストレスの影響を検討した。今回、慢性ストレス(1日8時間、5日/週)を継続的に負荷すると、数週間で黒質、青斑核、腹側被蓋野の神経細胞数の脱落が生じるという事を明らかにした。又、同部位において、活性化したミクログリアが検出された。更に、活性酸素関連のニトロチロシンも同様に上昇を示した。以上より、慢性ストレス下では活性化したミクログリアから活性酸素が過剰産生されて神経細胞に障害を与えている事が示唆された。慢性ストレスの黒質以外の脳内DA変性への影響を調べる事が出来た。申請者は慢性ストレスによる黒質(Substantia Nigra)ドーパミン細胞および青斑核(Locus Ceruleus)ノルアドレナリン細胞の神経変性を報告した(Sugama et al., Brain Behav Immun 2016)。更に、腹側被蓋野および視床下部のドーパミン細胞も有意に減少している事を突き止めた(Sugama et al., Neurosci Res 2016)。今年度は、慢性ストレスによって引き起こされるドーパミン神経変性におけるメカニズムについて検討した。まず、ミクログリア活性化および酸化ストレスの抑制の目的で、ミノサイクリンを試みた。結果として、ストレス後の急性期にはミクログリアの抑制は起こるものの、慢性期ではその作用が減弱を示した。ドーパミン変性については、HPLC、免疫組織化学、In Situ Hybridizationで比較した所、ミノサイクリンによる神経保護作用は認められなかった。むしろ、ストレスによるドーパミン産生低下を強める結果も認められた。ドーパミン以外のノルアドレナリン、セロトニンについても同様であった。ミクログリア抑制剤であるミノサイクリン使用(長期)では、場合によって神経毒性を発揮する可能性が示唆された。但し、同薬剤の脳虚血性神経変性への保護効果は他の論文で報告されており、私たちの結果との相違については更なる検討が求められる。今回はネガティブデータであり当初の予想と異なるものとなったが、ストレスによる神経変性メカニズム検討への更なる課題を明らかにする事が出来た。慢性ストレスによるドーパミン神経変性において、ミノサイクリンの効果を調べる事が出来た。申請者は慢性ストレスによる黒質、青斑核、腹側被蓋野でのドーパミン神経細胞の減少を報告した。本研究では、引き続き、神経変性メカニズムの検討を行った。まず、ミノサイクリン以外に、ミクログリア抑制を検討した。今回は、アドレナリン受容体ブロッカーX(仮称)を用いた。同薬剤投与後、脳内のミクログリア活性化はIba1染色によって著しく減少した。視床下部、海馬、視床、黒質などの広範囲の領域で抑制が認められた。又、ミクログリアのサイズ、および、数で確認できた。更に、炎症性サイトカイン(IL1β、IL-18など)も減少をリアルタイムPCRで確認した。これらの結果より、アドレナリン受容体のブロッカーXによるミクログリア活性化の抑制効果を確認出来た。又、ミクログリア抑制による神経変性の検討を引き続き行った。具体的には、ドーパミン神経変性薬剤であるMPTP投与後、慢性ストレス(1日8時間、1週間)を負荷して、ドーパミンの検討を行った。その結果、単独MPTP投与群に比較して、MPTP+慢性ストレス群では、ドーパミン細胞の減少が著しく促進された。又、MPTP+慢性ストレス+アドレナリン受容体ブロッカーX投与群では、MPTP+慢性ストレス群に比較して、ドーパミン細胞の減少は抑制された。但し、1週間の慢性ストレス群では、コントロール群に比較して、ドーパミン細胞の減少は認められなかった。これらの結果より、今回用いたアドレナリン受容体のブロッカーXによりミクログリア抑制が、慢性ストレス性のドーパミン神経細胞の減少抑制につながることを証明することが出来た。以上より、ミクログリア活性化がストレス性ドーパミン細胞神経変性において重要な役割を果たしている事が示唆された。DA神経変性の一因としてミクログリア活性化のメカニズムを引き続き検討していく。ドーパミン神経変性の一因としてのミクログリア関与において、その作用を検討していく。神経科学動物実験の為。慢性ストレス負荷実験を行う。
暑中環境下で打設されるコンクリートの温度ひび割れ防止に関する研究

本研究では暑中環境下で打設されるコンクリート表層部に打設後かなり早い時期に生じるひび割れの発生要因として部材深さ方向の温度性状および表層部における脱水症状に着目し,ひび割れの防止対策方法を確立することを目的として実験および解析による検討を行った.先ず温度ひび割れ発生要因に関する基礎的実験として,打設後24時間程度までのスラブ試験体の温度性状および脱水性状に関して実験を行い,外気温度等の外的要因,調合・材料等の内的要因が温度性状および脱水症状に及ぼす影響を定量的に評価した.次に温度ひび割れ対策のフローチャート,およびフローチャトで行う温度ひずみ解析方法を示した.また解析で必要となる脱水速度算定式を提案し,更に温度解析により得られた温度データから表層部に生じる引張りひずみを算定する際に必要となる若材齢時線膨張係数や,ひび割れ発生判定の基準となる引張り限界ひずみを測定した.これらの結果をもとに表層に生じる引張りひずみを解析した結果,本件級で検討対象としたスラブ試験体の場合,引張りひすみは,引張り限界ひずみが極小値を示す時期とほぼ同時期に極大値を示すこと,従ってコンクリートスラブにおいてはこの時期に表層部と中心部の温度差に起因するひび割れが生じやすいことが明らかになった.また温度ひび割れ発生に及ぼす環要因や調合要因の影響の大小を定量的に明らかにした.最後に温度ひび割れ対策として養成の影響を検討した結果、養成開始直後から表層に生じる引張ひずみが減少し、温度ひび割れ防止に関して非常に有効であることが定量的に示された.またこの場合養成開始時期が重要であり,引張り限界ひずみが極小値を示す前に養成を開始する必要があることが明らかになった.本研究では暑中環境下で打設されるコンクリート表層部に打設後かなり早い時期に生じるひび割れの発生要因として部材深さ方向の温度性状および表層部における脱水症状に着目し,ひび割れの防止対策方法を確立することを目的として実験および解析による検討を行った.先ず温度ひび割れ発生要因に関する基礎的実験として,打設後24時間程度までのスラブ試験体の温度性状および脱水性状に関して実験を行い,外気温度等の外的要因,調合・材料等の内的要因が温度性状および脱水症状に及ぼす影響を定量的に評価した.次に温度ひび割れ対策のフローチャート,およびフローチャトで行う温度ひずみ解析方法を示した.また解析で必要となる脱水速度算定式を提案し,更に温度解析により得られた温度データから表層部に生じる引張りひずみを算定する際に必要となる若材齢時線膨張係数や,ひび割れ発生判定の基準となる引張り限界ひずみを測定した.これらの結果をもとに表層に生じる引張りひずみを解析した結果,本件級で検討対象としたスラブ試験体の場合,引張りひすみは,引張り限界ひずみが極小値を示す時期とほぼ同時期に極大値を示すこと,従ってコンクリートスラブにおいてはこの時期に表層部と中心部の温度差に起因するひび割れが生じやすいことが明らかになった.また温度ひび割れ発生に及ぼす環要因や調合要因の影響の大小を定量的に明らかにした.最後に温度ひび割れ対策として養成の影響を検討した結果、養成開始直後から表層に生じる引張ひずみが減少し、温度ひび割れ防止に関して非常に有効であることが定量的に示された.またこの場合養成開始時期が重要であり,引張り限界ひずみが極小値を示す前に養成を開始する必要があることが明らかになった.種々の調合のモルタル及びコンクリートの線膨張係数を、打設後1日程度までの若材令時において測定した。この時期における線膨張係数は硬化後の値よりも大きく、材令と共に低下して硬化後の値に近づく傾向が見られた。線膨張係数の値に及ぼす温度の影響は小さく、調合の影響が大きい。同時期の引張り限界ひずみ測定した結果、水和初期において伸び能力の極小値が生じる現象、いわゆる初期脆性が確認された。この極小値は温度が高いほど早い時期に生じ、値も小さくなることから、暑中環境では初期ひび割れが生じやすいこが明らかとなった。同様に自己収縮の経時変化及びこれに及ぼす温度及び調合の影響に関して検討を行った。温度に関しては、初期脆性の現れる時期の前後では温度が高いほど収縮量が大きいが、それ以降は温度が高いほど収縮速度が早い時期に低下するため温度が高いものほど収縮量は小さくなった。調合に関しては水セメント比が小さい試験体では初期の収縮量は小さいが長期間収縮が継続する結果、大きな収縮量を示した。表層部からの脱水速度の経時変化に関して推定式を提案し、実験結果と良く一致することを示した。これと水和発熱経時変化に関する既住の式を用いて、内部温度経時変化の有限要素解析を行く、外気温度や外気湿度の影響による温度変化及び表層部と中心部の温度差を精度良く算定できた。温度分布から有限要素法により算定された引張りひずみと、実験により算定された引張り限界ひずみとを比較することにより、初期ひび割れは水和反応の加速期に生じやすいこと、また温度が高いほど初期ひび割れが生じやすいことを確認した。温度ひび割れに及ぼす調合の影響・暑中環境で打設されるコンクリートの温度ひび割れに及ぼす調合や使用材料の検討を行った。高強度コンクリートや高流動コンクリート等、低水結合材比で高性能AE減水剤を使用し、単位セメント量の大きいコンクリートでは、温度上昇が急激に生じ、温度差の最大値も大きくなるため温度ひび割れが生じやすいことを確認した。

また、各種混和材の影響について検討を行った結果、シリカフェームは通常使用される置換率が小さいこともあり温度・脱水性状に及ぼす影響は小さこと、高炉スラブ微粉末の使用により温度の最大値や表層部と中心部の温度差が低減されることがわかった。但し粉末度の大きいスラブではこの効果は小さい。フライアッシュに関しても温度差低減に効果が認められた。・引張り限界ひずみに関しては、シリカフェームの使用により極小値が小さくなり、その時期も早くなることがわかった。・打設後初期に生じる自己収縮に関しては、フライアッシュの使用により収縮が低減されることを明らかにした。温度ひび割れに及ぼす養生の影響・シート養生や散水養生等、養生を行うことにより表層部と中心部の温度差が低減され、温度ひび割れ防止に有効であることが定量的に確認できた。・養生開始時期については、ひび割れの生じやすい時期(昨年度報告した、温度差が極大値を示し引張り限界ひずみが極小値を示す時期)以前に養生を開始することが明らかとなった。暑中環境で打設されるコンクリートでは、上記の混和材の使用や養生を適切に行うことが、打設後初期の温度ひび割れ防止に有効であることが定量的に確認できた。
天然水中難分解性・準分解性および易分解性有機炭素のHPLCによる定量法の開発

本研究は、天然水中に溶存する有機物を分子サイズにより分画し、それぞれの分画の季節的な濃度の変動や、安定性などについて詳しく調べるとともに、それぞれの分画をHPLC-SECにより簡易的に定量できるかどうかを検討することを目的として行なった。分子サイズ分画は限外濾過装置(Millipore-Pellicon-2 mini Cassette)を用いて行なった。濾過膜面積は0.1m^2、膜洗浄はメーカー(Millipore)が推奨している方法に従った。膜には15L以上の超純水を通し、試料の濾過の前に膜を通ったMilli-Q水の有機炭素量が0mgCl^<-1>であることを確認した。試料は、先ず50kDaの濾過膜によって濾過し、次に5kDaの濾過膜によって濾過した。濾過によって分画した試料を、分画a(a>50kDa)、分画b(5kDa<b<50kDa)、分画c(c<5kDa)とした。各分画の溶存有機炭素濃度を測定すると共に、三次元励起蛍光スペクトル(EEM)を測定した。分子量5kDa以下の低分子量の分画は琵琶湖水中溶存有機物の大部分を占め、水深や季節によって0.491.48mgCl^<-1>と幅広い変動を見せた。特に810月、夏季の水深15m付近までの表層では、平均して約1.3mgCl^<-1>という比較的高い濃度で存在しており、鉛直方向での濃度変動が見られた。表層での濃度上昇は、表層での生物活動、あるいは河川からの流入負荷によるものであると考えられた。また、1、2月、冬の循環期になると鉛直方向での濃度変動はあまり見られず、表層から低層まで約1.0mgCl^<-1>の一定濃度で存在した(Feb:7.5mを除く)。一方、中分子量の分画は、鉛直方向での濃度の変動も、季節的な濃度の変動もあまり見られず、約0.14mgCl^<-1>の濃度で存在した。高分子量の分画は、3分画のうちでは、0.10mgCl^<-1>程度という最も低い濃度で中層付近に比較的多く存在していた。春季・夏季の表層に一時的な濃度の増加が見られるが、深層(40m70m)では、1年を通じて0.04mgCl^<-1>の値でほぼ一定の濃度を示した。高分子量分画には腐植物質やタンパクに起因する蛍光ピークが観測された。このうち、腐植物質についてはHPLC-SECにより分離され、蛍光検出器により検出されたピーク面積から、有機炭素濃度を簡易的に計算することができた。計算結果から、腐植物質は湖の低層で最大40%を占めることが分かった(Limnology, submitted)。その他の蛍光物質はピーク面積と有機炭素濃度の相関を得ることは難しく、また、蛍光をもたない有機物に関しても、フォトダイオードアレイ検出器により得られた220nmにおける吸収ピーク面積と溶存有機体炭素濃度の間にはっきりした相関は認められなかった。2002年度は、琵琶湖水中における溶存有機炭素(DOC)の分布を観測するとともに、GPCと蛍光検出器あるいはフォトダイオードアレイ検出器により得られる分子量ピークを有機炭素現存量に換算する可能性を探る目的で、タンジェンシャルフロー式限外濾過装置を用いて分子量分画を行った。DOCは、循環期(1月2月)に表層から底層まで一定値(1.11.2 ppmC)を示した。成層期には表層と底層で濃度の変動が見られ、底層水(40mbottom)では年間を通じて1.21.4ppm)で変動は少なかったが、表層では夏季に底層水に対して0.4ppm程度の有機炭素の付加が見られた。2002年4月16日に採取した琵琶湖水を用いて、分子量50kDa,5kDaの二種類の限外濾過膜を併用し、DOCを高分子量(a>50kDa)、中分子量(50kDa>b>5kDa)、および低分子量(c<5kDa)の三分画に分け、その鉛直方向の分布を調べた。a分画は鉛直方向の濃度の変動が見られ、表層で約0.4ppmと比較的高濃度を示したが、底層では0.2ppmに減少した。b分画は表層で0.3ppm、底層で0.2ppmを示した。c分画については、0.30.5ppmと他の分画に比較して高濃度で存在したが、明確な鉛直方向での濃度変動は見られなかった。現在それぞれの分画のHPLCによる分析と、三次元蛍光スペクトルの測定により、各分画を構成する有機物の推定と分子量の分布を精査しているところである。分子量分画を用いて天然水中の溶存有機物をその起源により分け取り、最終的にはHPLC-SECの分子量ピークと溶存有機炭素量の相関を明らかにする目的で、琵琶湖水中の溶存有機炭素を高分子量(a>50kDa)、中分子量(50>b>5kDa)、低分子量(c<5kDa)に3分画し、それらの分画の琵琶湖水における鉛直分布および季節変化を観測した。高分子量の分画(a>50kDa)は、3分画のうちでは、0.10mgCl^<-1>という最も低い濃度で主に中層(7.5-15m)付近に比較的高濃度で存在していた。

三次元蛍光スペクトルの結果から、分画aにはトリプトファン型ピーク、および腐植物質型ピークが見られ、この分画は低濃度ながら、生物活動により生成した有機物や河川からの流入物質等が含まれている事が分かった。分画bは鉛直方向での濃度の変動も、季節的な濃度の変動もあまり見られず、約0.14mgCl^<-1>の一定濃度で存在していた。このことから、中分子量の分画は、生物活動などにあまり利用されない不活性な成分である事が示唆された。また、この分画には特徴的な蛍光ピークは見られなかった。低分子量分画cは琵琶湖水中溶存有機物の大部分を占めており、水深や季節によって0.491.48mgCl^<-1>と幅広い変動を見せた。特に、夏季の水深15m付近までの表層では、平均して約1.3mgCl^<-1>という比較的高い濃度で存在し、鉛直方向での濃度変動が見られ、タンパクに由来する蛍光ピークを有した。本研究は、天然水中に溶存する有機物を分子サイズにより分画し、それぞれの分画の季節的な濃度の変動や、安定性などについて詳しく調べるとともに、それぞれの分画をHPLC-SECにより簡易的に定量できるかどうかを検討することを目的として行なった。分子サイズ分画は限外濾過装置(Millipore-Pellicon-2 mini Cassette)を用いて行なった。濾過膜面積は0.1m^2、膜洗浄はメーカー(Millipore)が推奨している方法に従った。膜には15L以上の超純水を通し、試料の濾過の前に膜を通ったMilli-Q水の有機炭素量が0mgCl^<-1>であることを確認した。試料は、先ず50kDaの濾過膜によって濾過し、次に5kDaの濾過膜によって濾過した。濾過によって分画した試料を、分画a(a>50kDa)、分画b(5kDa<b<50kDa)、分画c(c<5kDa)とした。各分画の溶存有機炭素濃度を測定すると共に、三次元励起蛍光スペクトル(EEM)を測定した。分子量5kDa以下の低分子量の分画は琵琶湖水中溶存有機物の大部分を占め、水深や季節によって0.491.48mgCl^<-1>と幅広い変動を見せた。特に810月、夏季の水深15m付近までの表層では、平均して約1.3mgCl^<-1>という比較的高い濃度で存在しており、鉛直方向での濃度変動が見られた。表層での濃度上昇は、表層での生物活動、あるいは河川からの流入負荷によるものであると考えられた。また、1、2月、冬の循環期になると鉛直方向での濃度変動はあまり見られず、表層から低層まで約1.0mgCl^<-1>の一定濃度で存在した(Feb:7.5mを除く)。一方、中分子量の分画は、鉛直方向での濃度の変動も、季節的な濃度の変動もあまり見られず、約0.14mgCl^<-1>の濃度で存在した。高分子量の分画は、3分画のうちでは、0.10mgCl^<-1>程度という最も低い濃度で中層付近に比較的多く存在していた。春季・夏季の表層に一時的な濃度の増加が見られるが、深層(40m70m)では、1年を通じて0.04mgCl^<-1>の値でほぼ一定の濃度を示した。高分子量分画には腐植物質やタンパクに起因する蛍光ピークが観測された。このうち、腐植物質についてはHPLC-SECにより分離され、蛍光検出器により検出されたピーク面積から、有機炭素濃度を簡易的に計算することができた。計算結果から、腐植物質は湖の低層で最大40%を占めることが分かった(Limnology, submitted)。その他の蛍光物質はピーク面積と有機炭素濃度の相関を得ることは難しく、また、蛍光をもたない有機物に関しても、フォトダイオードアレイ検出器により得られた220nmにおける吸収ピーク面積と溶存有機体炭素濃度の間にはっきりした相関は認められなかった。
唇顎口蓋裂児における口唇機能発達の解明と発達支援プログラムの構築

両側性唇顎口蓋裂児の機能の発達を詳細に解明するために、捕食時の口唇圧に着目し口唇の正中部、左側、右側の3点から小型圧センサを組み込んだスプーンを用い、ヨーグルトを捕食させそのときの口唇圧の測定を行った。乳歯列完成期8名の両側性唇顎口蓋裂児の口唇圧の測定を行った。両側性唇顎口蓋裂児では、正中部、側方部口唇圧の大きな差は見られなかったが、健常小児と比較すると3点の口唇圧は小さいことが明らかとなった。捕食時口唇圧では、正中部および右側の口唇圧では有意差が認められた。また、両側性唇顎口蓋裂児の8名中2名では、口唇で捕食するここができず計測不能であった。本研究は唇顎口蓋裂児の口唇機能発達を解明することを目的として計画されている。方法としては、圧センサを組み込んだスプーンで一定量のヨーグルトを食べさせ、その時に測定された圧を捕食時口唇圧としてデータ化する。25年度の計画では、1乳歯列期以降(混合歯列期永久歯列完成期)の片側性唇顎口蓋裂児の口唇機能発達の解明。2乳歯列期の片側性唇顎口蓋裂児と両側性唇顎口蓋裂児の捕食時口唇圧のちがいについて。3術前顎矯正治療を受けた患児と受けていない患児の口唇機能発達のちがいについて。の3項目についての研究を行う予定であった。実際には項目2の乳歯列期の両側性唇顎口蓋裂児と口唇裂を伴わない健常小児の捕食時の口唇圧の測定を行った。研究代表者は以前にも乳歯列期の片側性唇顎口蓋裂児で同様の方法で捕食時の口唇圧を計測しており、その際には、片側性唇顎口蓋裂の口唇の真ん中でスプーンからヨーグルトを捕食するときの口唇圧が、口唇裂を伴わない健常小児と比較して有意に小さい結果となった。それと同様に、乳歯列期の両側性唇顎口蓋裂児の捕食時の口唇圧は、健常小児と比較して小さい口唇圧の傾向を示しているが、今後さらに被験児を増やし比較検討してく必要がある。項目1の混合歯列期の片側性唇顎口蓋裂児については、混合歯列期永久歯列完成期まではおおよそ6歳12歳までの約6年間であり一定の時期を特定して研究を行う必要がある。混合歯列期のどの時期で計測するかを検討した。本研究では、中切歯、側切歯、第一大臼歯が生えそろい、乳歯の動揺が他に見られない時期が比較的口腔内が安定しているためその時期に測定を行うこととした。データ解析結果については、被験児を増やし検討する予定である。唇顎口蓋裂児の治療に関しては、口唇・口蓋形成の手術方法の進歩とともに術前治療や顎裂部骨移植、矯正治療による歯列、咬合管理などにより形態面、審美での改善は著しい。また、機能面でも、言語・聴覚管理は広く実施されるようになってきているが、摂食や口唇閉鎖などの口腔機能面へのアプローチは十分に行われていないのが現状である。口唇口蓋裂児は、口唇形成手術自に口輪筋の形態的、機能的再建が行われているが、術後の口唇機能の発達についての研究・報告はほとんど見られない。唇顎口蓋裂児の口腔機能の発達を詳細に解明するため捕食時の口唇圧に着目し、両側性唇顎口蓋裂児の口唇の正中、左側、右側の3点から、小型圧センサを用いて捕食時口唇圧、陰圧、捕食時の口唇圧作用時間の測定と捕食時口唇圧積分値の算出を行い、口唇裂を伴わない健常小児とごのような違いがあるかについて比較検討を行った。乳歯列期の両側性唇顎口蓋裂児8名の捕食時口唇圧の測定を行い、健常小児との比較検討を行った。また研究者は、以前に乳歯列期の片側性唇顎口蓋裂児で同様に捕食時口唇圧の測定を行っており、そのデータの比較検討も行った。片側性唇顎口蓋裂児では、正中の捕食時口唇圧が小さいことを明らかにしているが、両側性唇顎口蓋裂児では口唇の正中、左側、右側の捕食時口唇圧の大きな差はみられなかったが、正中部での捕食時口唇圧が左側、右側の側方部よりもやや大きい値を示し、両側性唇顎口蓋裂児では側方部の口唇圧が小さい傾向があることが分かった。今回、8名の両側性唇顎口蓋