hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PMA試薬と分子生物学的手法による水系細菌感染リスクの再評価に関する研究

LED光源を使用したPMA- qPCR法では、浮遊状態で15分間、メンブレンフィルターにろ過濃縮した場合で40分間の照射時間が必要であり、熱処理した大腸菌が無処理大腸菌濃度の10倍以内であればPMAの分別効果が得られることが分かった。サンプルのPMA処理には昨年までハロゲン光源を用いていたが、サンプルの温度上昇などの問題点があった。そこでハロゲン光の代わりにLED光源を使用してPMA処理を行い、リアルタイムPCRと組み合わせてPMA-PCR法のの最適条件を検討した。その結果LED光源を使用しても十分PMA処理の効果が認められ、PMA-PCR法によって生存可能な大腸菌と死滅した菌体を分別できることが分かった。しかし検出感度の改善については、増幅対象塩基長の影響を検討するため大腸菌のuidA遺伝子のプライマーセットを83240bpの範囲で3種類作成して実験したが、この塩基長の範囲ではPMA-PCR法の感度に大きな影響は認められなかった。また生存可能な細菌を分別するのに効果があると報告されているサルコシル酸塩を0.5%の濃度範囲までサンプルに添加したが、逆に一部の生存可能な細胞を検出不能にしていることが分かった。検出感度の向上のためには、ろ過濃縮量の増加など実験操作等による改善が必要かもしれない。水環境平成27年度には、PMA試薬には波長460470nmの光線が有効であることから青色LEDを利用したPMA-PCR法の開発を行う予定である。PMA濃度やPMA添加方法さらには補助剤の添加、照射方法では、照射距離、照射時間について検討し青色LEDを使用した場合のPMA処理の最適条件を求める。それぞれの実験では始めに純粋培養した大腸菌を材料に実施し、次に実際の水環境試料に適用して改良していく。水環境中の動態調査では、八戸周辺の河川、湖沼、海域などで実施する予定である。PCR法によって死滅した菌を含むすべての大腸菌、青色LEDを利用したPMA-PCR法を使用してVBNC状態を含むすべての生存可能な大腸菌、さらにMPN法、メンブレンフィルタ法などの培養法によって培養可能な大腸菌を計数して比較検討する。最後に得られた調査結果から水系病原性細菌の感染リスクについて解析し、現行の微生物学的基準を検証すると共に上下水道などのプロセスの改善策や再利用水の処理方法などを提案する。リスクの再評価については、細菌動態調査が終わり次第取り組む。研究体制は水環境の細菌動態調査については矢口と金子が、青色LEDを利用したPMA-PCR法の開発と感染リスクの評価については、矢口と山本が評価し、研究全体を矢口が総括する。当初の予定では、高感度のPMA-PCR検出法の開発、メンブレンフィルタへのPMA-PCR法の適用およびLED光源を用いた照射方法の開発を並行して進める計画であったが、効率的に実験を進めるためハロゲン光源を用いるメンブレンフィルタへのPMA-PCR法の適用から取り組むことにした。その結果、メンブレンフィルタを用いたPMA-PCR法では従来より大幅に感度が改善され、水環境中の大腸菌の動態調査にも適用できた。しかし一部の水域サンプルでは、PMA-PCR法とPCR法の計数値がMPN法などの培養法を下回るケースが見られ、大腸菌の水環境中の濃度はメンブレンフィルタでろ過濃縮してもかなりPCR法の検出限界に近く、測定誤差が大きくなり測定が難しい場合があることが分かった。そこで今後はPCRそのものの感度の改善に取り組む必要がある。
集束イオンビームを用いたルミネッセンスイメージングの開発と鉱物組織の三次元観察

集束イオンビーム装置(FIB)にルミネッセンス画像撮影システムを組み込んだ今までにない三次元ナノイメージング技術の確立と鉱物を対象とした地球惑星科学への新たな応用の開拓が本研究課題の主たる目的である。2018年度の研究実績については、ルミネッセンス画像撮影装置であるMiniCLを購入し、京都大学に設置されているFIB装置に装着、さらには発光鉱物のスタンダードとして用いられている石英や長石、ジルコンやカルサイトから高感度でのルミネッセンスの検出と二次元画像解析を成功するに至った。FIB装置を用いてルミネッセンスを取得した研究例は世界的に見ても少なく、ノイズの少ない高解像度の鉱物の二次元ルミネッセンス像観察を実現することができた。特に天体の衝突により粒子内に衝撃変成組織を有する石英や長石、さらにはマグマの結晶化温度・年代の差により生じる累帯構造を示すジルコンにおいて、粒子内にサブミクロンスケールの微細構造を同画像撮影システムを通じて確認することができた。今後は、イオンビームによるシリアルセクショニング(試料を削剥しながら画像を撮影する手法)を鉱物に適用することで、微細構造の結晶学的方位や空間分布に関する三次元解析が可能となり、微細構造の三次元的特徴から、天体衝突時に発生する衝撃圧力の推定やマグマの熱史をより詳細に紐解くことが期待される。本研究課題の成果の一部については、2019年5月に開催される日本地球惑星科学連合2019年大会にて、招待講演として発表予定である。FIBにMiniCLを導入する前例は世界的に見ても極めて少ないことから、真空度の確保や気密性、さらにはイオンビームや電子線の設定などの最適条件に関する情報は少ない。そのため、これまで応募者が従事してきたSEMによるMiniCLシステムの導入に関するノウハウを基に、試行錯誤しながら最適条件の模索を本年度当初から中期まで実施してきた。慎重にならざるを得ない部分が多々あったため、実際の装着については多少の遅れがあったものの、装着後は気密性やビーム強度を十分に確保することができた。そのため、試料から放出されるルミネッセンスを高い強度や感度、空間分解能で取得することに至った。このような成果により、極めて高品質の鉱物の二次元ルミネッセンス画像を撮影することに成功した。一方で、イオンビームの設定とシリアルセクショニングの際の最適条件についてはまだ検討する余地がいくつかあるため、本年度は三次元画像解析に至らなかった。実際にイオンビームを照射し、鉱物試料を削りながらルミネッセンス画像を取得することには成功しているものの、削れたデポ(試料の削剥によりできる削りカス)が発光を散乱させる効果が認められ、このデポをイオンビームで十分に除去できるのだが、その際のイオンビームの電流・加速電圧の最適条件を現在模索中である。また、シリアルセクショニングは10-30μm角の領域で行うことから、この空間分解能の条件に合う微細構造を有する石英や長石、ジルコンを検討中である。石英と長石についてはチクシュルーブ・クレーターから回収された衝撃変成組織を有する鉱物粒子を考えており、ジルコンについてはフィッショントラックが顕著にみられるであろう試料の選定を共同研究者と現在相談中である。衝撃変成組織ならびにフィッショントラックによる微細損傷域を有する石英や長石、ジルコンを対象としたシリアルセクショニングによるルミネッセンス画像の三次元ナノイメージング技術を確立することを今後の主たる研究目的と考えている。そのためにはまず、イオンビームで加工しやすいカルサイト単結晶を1030μm角で切り出して、そのルミネッセンス画像を取得しながら試料表面を削るシリアルセクショニングを実施することを検討している。カルサイトの削剥とデポの除去に適したイオンビームの電流・加速電圧条件については十分に検討をしているため、石英や長石、ジルコンのデモ実験としてカルサイトのルミネッセンスによる三次元ナノイメージングを先ずは試みる。その後に、冒頭で示した微細構造を有する石英や長石、ジルコンを対象にシリアルセクショニングによる三次元画像解析を試み、結晶学的方位や異方性から微細構造の方位や分布解析を試みる。得られた各種鉱物の微細構造の光学的特性から石英や長石が経験した天体衝突時の衝撃圧力条件の推定やジルコンに記録されている熱史・年代史の解明を試みる。そこで得られた研究成果については、関連する国内・国際学会で発表すると共に、深度によっては国際誌への投稿準備も行う予定である。

今後は、イオンビームによるシリアルセクショニング(試料を削剥しながら画像を撮影する手法)を鉱物に適用することで、微細構造の結晶学的方位や空間分布に関する三次元解析が可能となり、微細構造の三次元的特徴から、天体衝突時に発生する衝撃圧力の推定やマグマの熱史をより詳細に紐解くことが期待される。本研究課題の成果の一部については、2019年5月に開催される日本地球惑星科学連合2019年大会にて、招待講演として発表予定である。FIBにMiniCLを導入する前例は世界的に見ても極めて少ないことから、真空度の確保や気密性、さらにはイオンビームや電子線の設定などの最適条件に関する情報は少ない。そのため、これまで応募者が従事してきたSEMによるMiniCLシステムの導入に関するノウハウを基に、試行錯誤しながら最適条件の模索を本年度当初から中期まで実施してきた。慎重にならざるを得ない部分が多々あったため、実際の装着については多少の遅れがあったものの、装着後は気密性やビーム強度を十分に確保することができた。そのため、試料から放出されるルミネッセンスを高い強度や感度、空間分解能で取得することに至った。このような成果により、極めて高品質の鉱物の二次元ルミネッセンス画像を撮影することに成功した。一方で、イオンビームの設定とシリアルセクショニングの際の最適条件についてはまだ検討する余地がいくつかあるため、本年度は三次元画像解析に至らなかった。実際にイオンビームを照射し、鉱物試料を削りながらルミネッセンス画像を取得することには成功しているものの、削れたデポ(試料の削剥によりできる削りカス)が発光を散乱させる効果が認められ、このデポをイオンビームで十分に除去できるのだが、その際のイオンビームの電流・加速電圧の最適条件を現在模索中である。また、シリアルセクショニングは10-30μm角の領域で行うことから、この空間分解能の条件に合う微細構造を有する石英や長石、ジルコンを検討中である。石英と長石についてはチクシュルーブ・クレーターから回収された衝撃変成組織を有する鉱物粒子を考えており、ジルコンについてはフィッショントラックが顕著にみられるであろう試料の選定を共同研究者と現在相談中である。衝撃変成組織ならびにフィッショントラックによる微細損傷域を有する石英や長石、ジルコンを対象としたシリアルセクショニングによるルミネッセンス画像の三次元ナノイメージング技術を確立することを今後の主たる研究目的と考えている。そのためにはまず、イオンビームで加工しやすいカルサイト単結晶を1030μm角で切り出して、そのルミネッセンス画像を取得しながら試料表面を削るシリアルセクショニングを実施することを検討している。カルサイトの削剥とデポの除去に適したイオンビームの電流・加速電圧条件については十分に検討をしているため、石英や長石、ジルコンのデモ実験としてカルサイトのルミネッセンスによる三次元ナノイメージングを先ずは試みる。その後に、冒頭で示した微細構造を有する石英や長石、ジルコンを対象にシリアルセクショニングによる三次元画像解析を試み、結晶学的方位や異方性から微細構造の方位や分布解析を試みる。得られた各種鉱物の微細構造の光学的特性から石英や長石が経験した天体衝突時の衝撃圧力条件の推定やジルコンに記録されている熱史・年代史の解明を試みる。
心房細動を呈する巨大左心房におけるmicroRNAの発現を探る

心房細動は頻度の多い上室性不整脈で心原性脳梗塞を引き起こす。当施設でも弁膜症に合併する心房細動にはメイズ手術を積極的に行っている。しかし、手術適応は明確なものがなく、一般的に罹患期間や心電図胸部誘導V1のf波高、左房径などを目安に決定されるのが現状である。本研究の目的は、左房径の違いが左心耳のホルマリン固定パラフィンブロックから抽出されるマイクロRNAの発現に影響を与えているかを分析することである。平成29年度は1研究サンプルの抽出:当院で施行された心房細動を合併した弁膜症手術患者の中から手術時に左心耳標本が得られている症例をリストアップし、(Group1)左房径60mm以上の10例(平均左房径67mm)、(Group2)左房径50mm未満の10例(平均左房径43mm)を選出した。臨床情報として、年齢・性別・体格・喫煙・糖尿病・心疾患・罹患期間・心機能・左房径・心房波高を収集していた。2RNA抽出の確認:リストアップした症例から1例をサンプルとして、実際にホルマリン固定パラフィンブロックからRNA抽出が可能であることを確認した。平成30年度は、予備実験として古いサンプル7検体(術後心房細動再発群3例と再発なし群4例)の左心耳のパラフィンブロックからNucleoSpin Total RNA FFPE(MN)を用いてRNA抽出を行い、BioSpec-nano (SHIMADZU)による吸光度を測定し、次にQuantiFluor RNA System(Promega)にてRNA量の定量を行った。これら7検体の網羅的マイクロアレイ解析を実施した。AF再発群において2倍以上にup-regulation(p<0.05)しているマイクロRNAは、microRNA6776、microRNA4520-1、microRNA7973-2であった。ホルマリン固定パラフィンブロックからのRNA抽出は可能であり、網羅的マイクロアレイ解析を実施し、up-regulationしているマイクロRNA(miR 6776、miR 4520-1、miR 7973-2)が同定された。平成31年度は(Group1)左房径60mm以上の10例、(Group2)左房径50mm未満の10例の各群のホルマリン固定パラフィンブロックからRNAを抽出し、網羅的マイクロアレイ解析で得られたマイクロRNA以外にも文献を参考にして定量的発現プロファイル比較解析を実施する。心房細動は頻度の多い上室性不整脈で心原性脳梗塞を引き起こすため、患者のADLを損なわないためにはその対策が重要視されている。脳梗塞予防のための抗凝固療法やリズムコントロールを目指すカテーテルアブレーションなど取り組みは様々である。当施設でも弁膜症に合併する心房細動には心房細動手術(メイズ手術)を積極的に行っている。しかし、手術適応は明確なものがなく、一般的に罹患期間や心電図胸部誘導V1のf波高、左房径などがあげられる。当該研究は左心耳のホルマリン固定パラフィンブロック(FFPE)からRNAを抽出し、マイクロRNAの発現を解析する。それらを左房径に着目し、左房径60mm以上の症例(グループ1)と左房径50mm未満の症例(グループ2)で比較検討する。1研究サンプルの抽出:当院で施行された心房細動を合併した弁膜症手術患者の中から手術時に左心耳標本が得られている症例をリストアップし、(グループ1)を10例、(グループ2)を10例対象とした。(グループ1)の平均左房径67mm、(グループ2)の平均左房径43mmであった。リストアップされた症例は、臨床情報(年齢・性別・体格・喫煙・糖尿病・心疾患・罹患期間・心機能・左房径・心房波高など)を収集している。2マイクロRNA解析:リストアップした症例から1例をサンプルとして、実際にFFPEからRNA抽出が可能であることを検証した。10μmに薄切したFFPE標本からRNA抽出キットNucleoSpin Total RNAFFPE XS(タカラバイオ)を用いてRNAを抽出し、吸光度測定を行った後に濃度調整を行い、PCRを行い比較的長いRNA(18s)が検出されることを確認した。平成29年度は、当院で心房細動手術を実施して左心耳のホルマリン固定パラフィンブロック(FFPE)が存在する患者から、研究対象リストを作成し、臨床学的背景や既存疾患の有無、心機能や形態学的評価が分析できた。これらのリストの患者を左房径により、60mm以上の巨大左房群と50mm未満のコントロール群の2群に分類した。また、リストのうちサンプル1例を用いて実際にRNA抽出が可能か否かを検証し、RNAの抽出に成功した。

平成29年度は1研究サンプルの抽出:当院で施行された心房細動を合併した弁膜症手術患者の中から手術時に左心耳標本が得られている症例をリストアップし、(Group1)左房径60mm以上の10例(平均左房径67mm)、(Group2)左房径50mm未満の10例(平均左房径43mm)を選出した。臨床情報として、年齢・性別・体格・喫煙・糖尿病・心疾患・罹患期間・心機能・左房径・心房波高を収集していた。2RNA抽出の確認:リストアップした症例から1例をサンプルとして、実際にホルマリン固定パラフィンブロックからRNA抽出が可能であることを確認した。平成30年度は、予備実験として古いサンプル7検体(術後心房細動再発群3例と再発なし群4例)の左心耳のパラフィンブロックからNucleoSpin Total RNA FFPE(MN)を用いてRNA抽出を行い、BioSpec-nano (SHIMADZU)による吸光度を測定し、次にQuantiFluor RNA System(Promega)にてRNA量の定量を行った。これら7検体の網羅的マイクロアレイ解析を実施した。AF再発群において2倍以上にup-regulation(p<0.05)しているマイクロRNAは、microRNA6776、microRNA4520-1、microRNA7973-2であった。ホルマリン固定パラフィンブロックからのRNA抽出は可能であり、網羅的マイクロアレイ解析を実施し、up-regulationしているマイクロRNA(miR 6776、miR 4520-1、miR 7973-2)が同定された。左心耳のホルマリン固定パラフィンブロック(FFPE)からRNA抽出が可能デあることが確認されたため、平成30年度はリストアップした対象の検体を用いてRNAを抽出し、次世代アレイによる網羅的かつ定量的発現プロファイル比較解析を行う。4倍以上の発現差を認めたマイクロRNAをup-regulated/down-regulatedと判断し、検体ごとにその発現量をリアルタイムPCRにて測定する。平成31年度は(Group1)左房径60mm以上の10例、(Group2)左房径50mm未満の10例の各群のホルマリン固定パラフィンブロックからRNAを抽出し、網羅的マイクロアレイ解析で得られたマイクロRNA以外にも文献を参考にして定量的発現プロファイル比較解析を実施する。(理由)ホルマリン固定パラフィンブロックからのRNA抽出のための条件設定は、既知の他の組織検体での使用経験に基づいて実施しても概ね問題なく抽出できることは判明したため、RNA抽出のための消耗品が抑えられた。(使用計画)次年度は、当該年度の残額と合わせ、網羅的解析(3-5検体あたり100万円)の症例数を増やして研究を進行する予定である。実験備品の節約により差額が生じたが、次年度の定量的発現プロファイル解析の実験備品に充てる予定である。
超小型衛星の複眼配置で展開する重力波対応天体のX線撮像による同定

重力波の発生と同期したX線突発天体を監視するための広視野X線撮像検出器を開発した。本年度はデジタル回路部のうち、CPUに関連した部分の開発をすすめ、検出器のプロトタイプモデルと呼べる規模の装置を完成させた。ここで使用したCPUは、8051コアをFPGAに焼きこむことで構成したものを利用している。人工衛星のバスCPUを模擬した外部PCとの間で、テレメトリ・コマンドの送受信が可能なことを確認し、FPGAが作成する時系列データから突発天体の発生をトリガーしたり、撮像データからX線源の位置を特定する機能も実装した。これにより、実際の観測で使用する機能の基盤を構成することに成功している。また、回路基板に実装しているDAC制御により高圧電源等の外部機器をコントロールしたり、温度・電圧・電流などのステータス情報も取得できることを確認した。本検出器に搭載されている回路部品は、全て若狭湾エネルギー研究センターで放射線耐性試験を行い、30 krad以上の耐性を持つもののみで構成している。FPGAやSRAM等の高集積な基幹部品を宇宙仕様に交換するだけで、フライトモデルとすることができるようになっている。本新学術領域において、4年間にわたり2回の公募研究として推進してきた中で、検出器技術として衛星搭載レベルに達することができた。これにより、将来、超小型衛星や相乗り機器などの様々な手段によって、重力波源からのX線突発天体を監視できる基盤技術を確立することができたと言える。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、超小型衛星に搭載可能な規模のFPGA基板を開発した。ここで使用している回路部品は、フライトモデルを想定した選定を行っている。FPGA, SRAM等の高集積度の部品は放射線耐性の高い宇宙用を使用するが、プロトタイプには同等の性能でピン互換性のある民生品を利用した。フライトモデルで使用する予定の民生部品として、ADC,レベルシフター、オペアンプおよび計装アンプが挙げられる。これらの部品に対して若狭湾エネルギー研究センターにて粒子線ビーム照射試験を行い、放射線耐性を調査した。その結果、ADCおよび電圧レベル変換器は十分に宇宙利用が可能であり、オペアンプと計装アンプは、3年のミッション期間程度であれば若干の性能変化を許容することで利用が可能と判断している。ただし、今後も引き続き代替部品の調査を行い、さらに良い部品の選定を行う予定である。FPGA回路を用いて、フライト時に使用する規模のセンサーを駆動することに成功した。また、小規模ではあるがイメージプロセッサを実装し、高速に画像再構成が可能であることを実証している。また、データをヒストグラム化する機能を実装することで、時間変動やスペクトルを作成できるようになっており、外部のCPUを用いてはいるが、突発天体をトリガーする機能を実装している。今後、さらなるFPGAロジックの先鋭化を行い、フライトモデルの開発へ移行したいと考えている。交付申請時に掲げた目標は、(1) FPGA回路基板の開発(2)フライトモデル規模の集積回路の読み出し(3)イメージングプロセッサの開発(4)トリガー機能の実装であり、おおむね全てを達成することができた。超小型衛星に搭載可能な規模のCPU基板の開発を行いプロトタイプモデルを完成させる。ソフトウェアを開発し、CPUとしての機能を検証するとともに、衛星バスCPUを模擬した外部機器との間でコマンド・データ送受信機能を完成させる。さらに、周辺機器の制御や、機器の状態監視などの機能も実装する。
打音検査の打撃音を顕在化させる打撃法とモデル同定による欠陥形状推定法の確立

打音検査はコンクリート構造物の点検に広く用いられているが,検査員の経験や感覚に依らない欠陥検知技術の確立が求められている.平成30年度は,打撃を効率化し,欠陥部での打撃音を顕在化する打撃法について検討した.具体的には,打撃を効率化し,かつ打撃力のばらつきを低減する方法として回転式打撃法を採用し,欠陥部での打撃音を顕在化する打撃条件(押付力と移動速度)について検討した.最初に回転式打撃法の特性を把握するために,人工欠陥を有するコンクリート試験体を用いて,従来のインパクト打撃法と回転式打撃法の打撃力と打撃音の比較を行った.その結果,回転式打撃法の方が打撃力の最大値が小さい場合にも大きな打撃音が得られることがわかった.その理由として,回転式打撃法の場合,短時間に複数回の打撃が行われるためと推察された.したがって,従来の点検ハンマーを用いた打音検査と比較し,回転式打撃法の方が打撃音を顕在化させることができる.また,回転式打撃法においては適正な押付力が存在し,押付力が低い場合は欠陥部における打撃音が小さく,押付力が高すぎると欠陥部と健全部の音圧の差が小さくなること,移動速度が速すぎると回転部が回転せず,適切な打撃が行われないことが明らかになった.さらに,試験体の有限要素振動解析を行い,実験で得られた打撃音の周波数スペクトルのピーク周波数と励起される振動モード形状の関係について検討した.その結果,健全部を打撃したときに現れる低周波数帯でのピークでは試験体全体が振動するモード形状が,欠陥部を打撃したときに現れる高周波数帯でのピークでは欠陥部が大きく振動するモード形状が励起されることがわかった.平成30年度の研究目的である回転式打撃法の特性および押付力により打撃音が変化する理由の解明さらに打撃条件の設定については,ほぼ明らかになった.したがって,おおむね順調に進展していると評価できる.ただし,回転式打撃法の打撃力に振動成分が現れており,押付力を与えながら回転打撃部を移動させる機構の剛性不足が懸念される.したがって,打撃力に振動成分が現れる理由を解明し,その対策を行うことが必要と考える.平成30年度の研究で,回転式打撃法の有効性が明らかになった.令和元年度の研究内容は,回転式打撃法で得られた打音データを用いた欠陥検知技術の開発で,教師なし機械学習による健全部と欠陥部の判別法と平面欠陥形状推定法について検討する.各打撃位置で得られた打撃音のデータを機械学習のクラスタリングにより,健全部と欠陥部の2つのクラスタに分け,その後打撃位置の情報をもとに欠陥部の平面欠陥形状を推定する.その場合に,より複雑な欠陥形状を有するコンクリート試験体を製作し,欠陥部の判別法と平面欠陥形状推定法の検証に用いる.また,令和2年度に取り組む予定の深さ方向の欠陥形状推定法の基礎となる打撃音の周波数スペクトルのピーク周波数と音圧値を再現可能な振動・放射音モデルについても検討する.さらに,平成30年度において課題となった移動機構の改良を行う.打音検査はコンクリート構造物の点検に広く用いられているが,検査員の経験や感覚に依らない欠陥検知技術の確立が求められている.平成30年度は,打撃を効率化し,欠陥部での打撃音を顕在化する打撃法について検討した.具体的には,打撃を効率化し,かつ打撃力のばらつきを低減する方法として回転式打撃法を採用し,欠陥部での打撃音を顕在化する打撃条件(押付力と移動速度)について検討した.最初に回転式打撃法の特性を把握するために,人工欠陥を有するコンクリート試験体を用いて,従来のインパクト打撃法と回転式打撃法の打撃力と打撃音の比較を行った.その結果,回転式打撃法の方が打撃力の最大値が小さい場合にも大きな打撃音が得られることがわかった.その理由として,回転式打撃法の場合,短時間に複数回の打撃が行われるためと推察された.したがって,従来の点検ハンマーを用いた打音検査と比較し,回転式打撃法の方が打撃音を顕在化させることができる.また,回転式打撃法においては適正な押付力が存在し,押付力が低い場合は欠陥部における打撃音が小さく,押付力が高すぎると欠陥部と健全部の音圧の差が小さくなること,移動速度が速すぎると回転部が回転せず,適切な打撃が行われないことが明らかになった.さらに,試験体の有限要素振動解析を行い,実験で得られた打撃音の周波数スペクトルのピーク周波数と励起される振動モード形状の関係について検討した.その結果,健全部を打撃したときに現れる低周波数帯でのピークでは試験体全体が振動するモード形状が,欠陥部を打撃したときに現れる高周波数帯でのピークでは欠陥部が大きく振動するモード形状が励起されることがわかった.平成30年度の研究目的である回転式打撃法の特性および押付力により打撃音が変化する理由の解明さらに打撃条件の設定については,ほぼ明らかになった.したがって,おおむね順調に進展していると評価できる.ただし,回転式打撃法の打撃力に振動成分が現れており,押付力を与えながら回転打撃部を移動させる機構の剛性不足が懸念される.したがって,打撃力に振動成分が現れる理由を解明し,その対策を行うことが必要と考える.平成30年度の研究で,回転式打撃法の有効性が明らかになった.令和元年度の研究内容は,回転式打撃法で得られた打音データを用いた欠陥検知技術の開発で,教師なし機械学習による健全部と欠陥部の判別法と平面欠陥形状推定法について検討する.

各打撃位置で得られた打撃音のデータを機械学習のクラスタリングにより,健全部と欠陥部の2つのクラスタに分け,その後打撃位置の情報をもとに欠陥部の平面欠陥形状を推定する.その場合に,より複雑な欠陥形状を有するコンクリート試験体を製作し,欠陥部の判別法と平面欠陥形状推定法の検証に用いる.また,令和2年度に取り組む予定の深さ方向の欠陥形状推定法の基礎となる打撃音の周波数スペクトルのピーク周波数と音圧値を再現可能な振動・放射音モデルについても検討する.さらに,平成30年度において課題となった移動機構の改良を行う.平成30年度は基礎的検討を行うために,欠陥形状が一定のコンクリート試験体を製作した.令和元年度は平成30年度の結果を基に,より複雑な欠陥形状を有するコンクリート試験体を製作する予定である.さらに,平成30年度において課題となった移動機構の改良を行う.そのために,平成30年度の予算の一部を令和元年度に繰り越すこととした.
ニホンザルの加齢に伴う視床下部-下垂体-性腺系の機能的・形態的変化

加齢に伴う視床下部-下垂体-性腺系の機能的・形態的変化を、季節繁殖動物であるニホンザルを対象に調べた。1) 3歳から32歳までの乳児を保育していないメスニホンザル合計45頭から、それぞれ週1-3回の採血を行い、血中ホルモン動態の年齢変化ならびに季節変化を閉経現象に注目して調べた。その結果、10歳台のサルでは卵巣機能はよく維持されていること、排卵数の低下を伴った卵巣機能の低下は20歳前後になって現れること、高ゴナドロトピンを伴った典型的な閉経症状は、寿命とほぼ等しい20歳台後半になって初めて現れること、血中LH濃度は、閉経前のサルでは年間を通じて安定しているが、閉経後は繁殖期に高く、非繁殖期に低い明瞭な季節変化を示すことなどが分かった。さらに、エストロジェンのネガティブフィードバック作用に対する視床下部-下垂体系の感受性が加齢に伴ってどのように変化するかを調べるため、成熟期のサルと閉経期のサルにestradiol benzoate (EB)を投与した結果、視床下部-下垂体系は閉経後もほぼ正常であることがわかった。2)生後1日以内の新生児から28歳以上の老齢期に至る各年齢層の雌ニホンザル合計47頭の卵巣の組織切片を作成し、切片当たりの原始卵胞数や一次卵胞数が加齢とともにどのように変化するかを調べた。その結果、原始卵胞数は、加齢とともに等比級数的に減少し、16歳以降では切片あたり数個以下に減少すること、一次卵胞数や二次卵胞数は、性成熟期である4-16歳ごろまで多数存在するが、その後は徐々に減少し、20歳以降はほぼゼロになることなどがわかった。これらの結果は、卵母細胞の枯渇が卵巣機能の低下と密接に結びついていることをよく示している。平成6年度は、3歳から32歳までの乳児を保育していないメスニホンザル合計約45頭から、それぞれ週1-3回の採血を行い、血中ホルモン動態の年齢変化ならびに季節変化を調べた。その結果、20歳頃から不妊となる個体が増加するが、20歳台前半のサルでは、過去数年以上不妊であっても、卵巣機能はほぼ正常に維持されていること、閉経症状は、寿命とほぼ等しい20歳台後半になって初めて現れること、血中LH濃度は、閉経前のサルでは年間を通じて安定しているが、閉経後は繁殖期に高く、非繁殖期に低い明瞭な季節変化を示すことなどが分かった。さらに、エストロジェンのネガティブフィードバック作用に対する視床下部-下垂体系の感受性が加齢に伴ってどのように変化するかを調べるため、成熟期のサルと閉経期のサルにestradiol benzoate(EB)を投与した。結果は、両群とも同様な時間経過でLHサージが観察され、視床下部-下垂体系は閉経後もほぼ正常であることがわかった。これらの結果は、ニホンザルでもヒトと同様に高血中のゴナドトロピンを伴った閉経症状がみられることを示している。しかし、ヒトでは閉経後の血中LHが季節に関係なく高値を示すのに対し、閉経ニホンザルでは、血中LH濃度に明瞭な季節差がみられるなど、季節繁殖動物であるニホンザルの繁殖特性を考える上で、大変興味深い結果である。おそらく、閉経後のように卵巣機能の極度に低下した状態は、成熟個体の卵巣を摘除してごく少量のエストロジェンを補った状態に近くなっているのに対し、視床下部-下垂体系のエストロジェンに対する感受性は加齢とともにあまり変化しないためと考えられる。

1)3歳から32歳までの乳児を保育していないメスニホンザル合計45頭から、それぞれ週1-3回の採血を行い、血中ホルモン動態の年齢変化ならびに季節変化を閉経現象に注目して調べた。その結果、10歳台のサルでは卵巣機能はよく維持されていること、排卵数の低下を伴った卵巣機能の低下は20歳前後になって現れること、高ゴナドロトピンを伴った典型的な閉経症状は、寿命とほぼ等しい20歳台後半になって初めて現れること、血中LH濃度は、閉経前のサルでは年間を通じて安定しているが、閉経後は繁殖期に高く、非繁殖期に明瞭な季節変化を示すことなどが分かった。さらに、エストロジェンのネガティブフィードバック作用に対する視床下部-下垂体系の感受性が加齢に伴ってどのように変化するかを調べるため、成熟期のサルと閉経期のサルにestradiol benzoate(EB)を投与した結果、視床下部-下垂体系は閉経後もほぼ正常であることがわかった。2)生後1日以内の新生児から28歳以上の老齢期に至る各年齢層の雌ニホンザル合計47頭の卵巣の組織切片を作成し、切片当たりの原始卵胞数や一次卵胞数が加齢とともにどのように変化するかを調べた。その結果、原始卵胞数は、加齢とともに等比級数的に減少し、16歳以降では切片あたり数個以下に減少すること、一次卵胞数や二次卵胞数は、性成熟期である4-16歳ごろまで多数存在するが、その後は徐々に減少し、20歳以降はほぼゼロになることなどがわかった。これらの結果は、卵母細胞の枯渇が卵巣機能の低下と密接に結びついていることをよく示している。
光干渉断層スペクトロスコピー法の開発と同法による不安定プラークの同定

基礎研究において、冠動脈の組織像と光干渉断層法(Optical Coherence Tomography : OCT)画像とを比較した。OCTが、冠動脈の組織像を高精度で識別できることを証明し、日本循環器学会に報告した。臨床研究において、OCTが有する危険な冠動脈病変の検出能力を、血管内超音波法や血管内視鏡と比較した。OCTが、急性心筋梗塞の冠動脈病変の診断や、将来に急性心筋梗塞をおこす可能性が高いとされる線維性被膜の薄い病変の検出に優れていることを証明し、米国心臓病学会誌に報告した基礎研究において、冠動脈の組織像と光干渉断層法(Optical Coherence Tomography : OCT)画像とを比較した。OCTが、急性心筋梗塞の冠動脈病変の診断や、将来に急性心筋梗塞をおこす可能性が高いとされる線維性被膜の薄い病変の検出に優れていることを証明し、米国心臓病学会誌に報告した(1)OCT画像における組織のカラー表示化剖検例の冠動脈のOCT画像と組織像とを比較し、OCTシグナルの減衰・分散などの解析を組み合わせることにより、冠動脈プラークを線維性・脂質性・石灰化などに分離することが可能で、そのデータに基づいて冠動脈プラークをカラー表示し識別することが可能であることを確認した。特に、血栓に関しては、白色血栓と赤色血栓の判別ができるだけでなく、減衰係数から血栓の赤血球濃度まで判定できることを証明し、日本循環器学会にて報告した。動脈硬化家兎(WHHL)においても組織診断とOCT画像を比較し、動脈硬化病変評価の精度を検討し、両者がよく一致することを確認した。また、内膜下のマクロファージ集積や泡沫細胞の同定の可能性も確認した。(2)臨床例における不安定プラークの評価臨床例において、急性冠症候群症例の責任血管と非責任血管のOCT像を記録し、従来のグレイスケールOCTを用いて責任冠動脈のプラークを解析すると同時に非責任血管において不安定プラークを判定した。従来の診断法に比較してOCTではプラークの破裂・潰瘍形成・血栓の存在診断に優れており、不安定プラークの特徴とされる線維性被膜の薄いプラーク(TCFA)の診断に優れていることを確認し、米国心臓病学会誌(J.Am.Coll.Cardiol.)に報告した。その他、小さな散在性の石灰化の分布なども検討し米国心臓病学会などに報告した。(1)OCT画像における組織のカラー表示化剖検例の冠動脈のOCT画像と組織像とを比較し、OCTシグナルの減衰・分散などの解析を組み合わせることにより、冠動脈プラークを線維性・脂質性・石灰化などに分離することが可能で、そのデータに基づいて冠動脈プラークをカラー表示し識別することが可能であることを確認した。従来の診断法に比較してOCTではプラークの破裂・潰瘍形成・血栓の存在診断に優れており、不安定プラークの特徴とされる線維性被膜の薄いプラーク(TCFA)の診断に優れていることを確認し、米国心臓病学会誌(J.Am. Coll. Cardiol.)米国心臓協会誌(Circulation)に報告した。
パルスパワーによるハイブリッドナノカーボンの創製と固体高分子型燃料電池への応用

新しい電力技術であるパルスパワー技術、ナノテクノロジーおよび燃料電池の異分野間の複合的研究により固体高分子型燃料電池の性能向上を目的として研究を行った。その結果、パルスパワー技術により表面処理したナノ材料であるカーボンナノチューブを固体高分子型燃料電池の電極材料として用いることにより出力特性を向上することができることを示唆した。平成25年度は、固体高分子型燃料電池(PEFC)で重要となる膜電極接合体(MEA)の電極材料に多層CNTを用いて再現性のよい作製方法についての検討および出力特性について検討した。得られた主な成果を以下に示す。1 MEA作製法として(1)転写法と(2)電極塗布法を試みた。両者とも白金担持CNTを調整するための固体高分子材料として濃度の異なるナフィオン溶液(20%と5%)を用いて検討した。(1)転写法:作製したMEAを走査型電子顕微鏡(SEM)およびX線光電子分光分析装置(XPS)で表面分析した結果、白金担持CNTが溶液中に埋もれて表面に存在する割合が極めて少なく、ナフィオン膜との間に隙間ができていることがわかった。(2)電極塗布法:SEMおよびXPSで表面分析した結果、カーボンペーパーの表面に白金担持CNTが分散したナフィオン膜との隙間もほとんどないMEAが作製できた。PEFCとしての出力および再現性も向上した。2大気中パルスパワー放電により多層CNTの表面改質を行った。フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)およびXPSによる表面分析の結果、多層CNTの表面にカルボキシレートイオン(-COO-)が導入されたことがわかった。これは大気中パルスパワー放電により生成したオゾンによる多層CNTの表面の酸化によるものである。また、放電時間の増加とともにカルボキシレートイオンの導入量も増加した。カルボキシレートイオンは、親水性を呈示するため、ナフィオン溶液中に白金および多層CNTを懸濁して分散させる際に、均一分散が可能となり、より均一性の高いMEAを作製できると考えられる。3表面改質した多層CNTを用いてMEAを作製した。その結果、水素極に多層CNT、酸素極に表面改質なしの多層CNTを用いた場合に、PEFCの出力が向上できることを明らかにした。本研究ではパルスパワーによるカーボンナノチューブ(CNT)の水溶化技術を基盤技術として水溶性ナノカーボンを生成し、固体高分子型燃料電池の電極材料に利用するとともに、CNT水溶化技術をさらに深化させ、水溶性ナノカーボンと白金触媒の混合溶液中でのパルスパワー放電を用いて白金で表面修飾された白金担持水溶性ナノカーボン(ハイブリッドナノカーボン)の創製技術を開発することを目的とする。平成24年度は、固体高分子型燃料電池(PEFC)の動作特性における電極材料の効果について主に検討した。(1)燃料である水素に水分を含ませることによって燃料供給停止後の電圧、電流を長時間保持できることを明らかにした。(2)膜電極接合体(MEA)の作製方法がPEFC出力の及ぼす影響を検討し、電解質膜の両面に触媒を塗布する方法を用いることにより電極に触媒を塗布する方法よりも出力特性を向上できることを示した。(3)電極材料として、カーボンブラック、CNT及び水溶性CNTを用いてMEAを作製し、PEFCにおける出力特性を比較検討した。その結果、CNTを用いてMEAを作製することにより最も出力特性を向上できることを明らかにした。一方、水溶性CNTを用いたPEFCでは、出力がほとんど得られなかった。(4)触媒である白金の粒径サイズがPEFC出力特性に及ぼす影響を検討した。その結果、粒径が小さいナノサイズの白金微粒子を使用することによって出力特性が向上した。特にナノサイズの白金微粒子を担持させCNTを用いてPEFCを作製することにより出力特性が極めて改善できることを明らかにした。本研究ではパルスパワーによるカーボンナノチューブ(CNT)の水溶化技術を基盤技術として水溶性ナノカーボンを生成し、固体高分子型燃料電池(PEFC)の電極材料に利用するとともに、CNT水溶化技術をさらに深化させ、水溶性ナノカーボンと白金触媒の混合溶液中でのパルスパワー放電を用いて白金で表面修飾された白金担持水溶性ナノカーボン(ハイブリッドナノカーボン)の創製技術を開発することを目的とする。本年度は、燃料電池インピーダンスメータを用いてPEFCの出力特性における表面改質CNTの効果ついての検討を行った。PEFC出力特性における表面改質CNTの効果を検討するために電極材料として大気中パルスアーク放電によりオゾンを生成してCNTの表面改質を行い、両電極、酸素極、水素極に用いてMEAを作製した。比較のため未表面改質のCNTもMEA電極材料として用いた。作製したMEAを用いてPEFCの出力特性を調査した。その結果、水素極に表面改質CNTを用いて酸素極には未表面改質のCNTを用いることが出力向上のために最も効果的であることがわかった。また水素極に表面改質CNTを用いることにより未表面改質のCNTを用いたMEAの出力に対して約1.3倍の最大電力を得ることができた。さらにこれらのMEAのインピーダンス測定により水素極に表面改質CNTを用いることで内部抵抗と静電容量が小さくなることが明らかになった。

オゾンによる表面改質でCNTの表面には負に帯電したカルボキシレートイオンが導入されるため、水素極でのカルボキシレートイオンと水素イオンとの相互作用が出力向上に繋がったと考えられる。本研究によりパルスパワー技術用いてCNTの表面改質を行い、白金担持水溶性CNTをPEFCの電極材料として利用することにより出力特性の向上が可能となることを示唆した。パルスパワー工学本研究の目的を達成するために、平成25年度は以下の研究計画に基づいて研究を遂行した。【固体高分子型燃料電池の動作特性における水溶性ナノカーボンの効果】安定した出力が得られるFEPCを作製するためにMEA作製法を検討する。また、水溶性ナノカーボンとしてパルスパワー放電による水溶性多層CNTの創製を行う。1固体高分子型燃料電池の作製と動作特性試験: MEA作製法として(1)転写法と(2)電極塗布法を用いて再現性のよいMEA作製法を検討する。ナフィオン溶液中での白金および多層CNTの分散には、本年度購入した超音波分散機を利用する。作製したMEAを用いたFEPCの出力特性を調査する。2水溶性ナノカーボンの効果:上記1で検討した再現性のよいMEA作製法を利用して水溶性ナノカーボンを用いたMEAの作製とFEPCの出力特性を検討する。以上の研究計画項目1に対して「研究実績の概要」に記載した通り、当初の計画を概ね達成できている。また、研究計画項目2に対して、水溶性CNTの効果が認められた。非常に興味深い結果であるため、平成26年度に継続して検討を行う。このようにPEFC研究のための方策を徐々に確立できており、本研究を進展できていると評価する。本研究の目的を達成するために、平成24年度は以下の研究計画に基づいて研究を遂行した。【固体高分子型燃料電池の動作特性における水溶性ナノカーボンの効果】水溶性ナノカーボンの効果を検討するために、一般に利用されている電極材料であるカーボンブラックを用いた実験との比較により研究を遂行した。具体的には以下の要領で実施した。(a)固体高分子型燃料電池の作製と動作特性試験:固体高分子型燃料電池の電極材料として種々のカーボン電極材料(カーボンブラック、CNT、ナノホーン、水溶性CNT)を用いて膜電極接合体(MEA)を作製する。このとき電極材料と塩化白金酸及び固体高分子膜溶液(ナフィオン)の混合溶液を超音波分散することでカーボン電極材料へ白金を担持させる。超音波分散によるこのプロセスは、平成25年度に実施予定のパルスパワー放電を用いたハイブリッドナノカーボンの創製技術の研究と比較するためである。なお、超音波分散には本年度研究費で購入した超音波分散機を用いた。作製したMEAを用いて固体高分子型燃料電池の動作特性試験(電圧と電流密度の関係等)を行った。また、水溶性に関連して水分を含ませた水素の供給による効果も検討した。
高発光液体シンチレータ検出器によるマヨラナニュートリノ質量の研究

ニュートリノが持つマヨラナ質量を高感度測定するための液体シンチレータ検出器開発を行った。その結果、液体シンチレータ原料に含まれる吸光不純物に対して、モレキュラーシーブや活性炭による吸着純化が有効であり、シンチレータとしての性能が大きく向上することが判明した。純化によって発光量と光透過率が増加したことで、目標としていた検出器の高性能化を達成した。本研究によって大型検出器製作にかかるコストが大幅に抑えられたことから、液体シンチレータ検出器によってマヨラナ質量の観測が実現する可能性が高まった。KamLAND-Zen実験では、検出器の極低放射線環境を活かし、同位体濃縮キセノンを溶存した液体シンチレータによる二重ベータ崩壊に対して世界最高感度の探索を行い、ニュートリノの有効質量に対して160-330 meVの上限値を得ている。来年度には、キセノン量を約750 kgに増量した拡張計画を実施する予定であり、縮退型のマヨラナ質量(60 meV以上)までを検証する。本研究では、現在よりも高発光量の液体シンチレータ検出器を実現することによりエネルギー分解能を限界まで高め、逆階層型のマヨラナ質量(20 meV以上)の検証を目標とする。高発光液体シンチレータとしては、安価で高い透過率を持つリニアアルキルベンゼン(LAB)を溶媒とした液体シンチレータが有力であるが、LABには蛍光波長領域で吸光するニトロベンゼン誘導体などの微量な不純物が含まれるため、液体シンチレータとして使用するには透過率改善のための光学的純化を行う必要がある。そこで、LABに対する透過率を精密に評価するための装置を構築し、透過率改善のための光学的純化の試験を行った。以前の研究で比表面積の大きい多孔質素材である活性アルミナ(Al2O3・0.5H2O)や球状シリカ(SiO2・nH2O)を不純物吸着材とした純化が有効であることが分かっていたが、新たに合成ゼオライトの一種であるモレキュラーシーブによる吸着試験を行ったところ、さらに高い純化効率が得られることが分かった。また、LABの発光量測定及び透過率測定を行った結果、KamLANDサイズの検出器で純化されたLABを液体シンチレータとして用いた場合、現在の液体シンチレータと比較して約1.5倍の光量が期待されることが分かった。本研究の目標であるマヨラナ質量の高感度探索のため、高発光量液体シンチレータの開発を目標としていたが、リニアアルキルベンゼン(LAB)を溶媒とした液体シンチレータの光学的純化のための不純物吸着材の選定及び高透過率測定装置の開発が完了した。順調に進展した理由として、現在の検出器で用いられている液体シンチレータの性能評価方法・純化方法の経験を今回の開発に応用できたことが挙げられる。KamLAND-Zen実験では、検出器の極低放射線環境を活かし、同位体濃縮キセノンを溶存した液体シンチレータによる二重ベータ崩壊に対して世界最高感度の探索を行い、ニュートリノの有効質量に対して61-165 meVの上限値を得ている。これまでの研究では合成ゼオライトの一種であるモレキュラーシーブを吸着剤として用いることで吸光不純物の除去に成功し、KamLANDの約1.5倍の光量を達成した。しかし、装置を大型化するにはLABの収率や純化に要する吸着剤の量において難点があった。そこで、モレキュラーシーブよりも安価で吸着面積が大きい活性炭に注目し吸着試験を行ったところ、吸着速度・効率において非常に優れていることが分かった。原料・製法の異なる活性炭の吸着効率を比較し、LAB純化に最適な活性炭を選定した。また、カラムに液を連続的に流し続けるカラム法による吸着試験を行い、純度の高いLABが得られることも確認した。高発光量液体シンチレータの開発を目標としていたが、必要な量の液体シンチレータを純化するには不純物吸着の効率が不十分であることが判明したため、吸着材の再選定が必要になった。しかし、活性炭が予想以上に高い吸着性能を持ち液体シンチレータの性能が大きく改善することを確認したため、今後は効率的に研究が進展すると期待される。

これまでの研究では合成ゼオライトの一種であるモレキュラーシーブを吸着剤として用いることで吸光不純物の除去に成功し、KamLANDの約1.5倍の光量を達成した。しかし、装置を大型化するにはLABの収率や純化に要する吸着剤の量において難点があった。そこで、モレキュラーシーブよりも安価で吸着面積が大きい活性炭に注目し吸着試験を行ったところ、吸着速度・効率において非常に優れていることが分かった。さらに純化効率を高めるため、カラムに液を連続的に流し続けるカラム法による吸着試験も行った。その結果、不純物を1/50程度まで除去することに成功し、光量を約1.35倍まで改善することができた。さらに、大型カラムを使用した300 LのLAB純化試験を行い、手法のスケーラビリティを実証した。使用する吸着剤の量を1/20、LABの量を1/4程度まで削減し、KamLAND実験に必要な1,000トン液体シンチレータ製作に要するコストを大幅に低減することに成功した。ニュートリノが持つマヨラナ質量を高感度測定するための液体シンチレータ検出器開発を行った。その結果、液体シンチレータ原料に含まれる吸光不純物に対して、モレキュラーシーブや活性炭による吸着純化が有効であり、シンチレータとしての性能が大きく向上することが判明した。純化によって発光量と光透過率が増加したことで、目標としていた検出器の高性能化を達成した。本研究によって大型検出器製作にかかるコストが大幅に抑えられたことから、液体シンチレータ検出器によってマヨラナ質量の観測が実現する可能性が高まった。今後は、モレキュラーシーブの吸着純化における流速・温度などのパラメータの最適化、再生・活性化手法の確立、これらを基礎データとしたLAB純化テストベンチの設計・製作を行う。これと並行して、吸光の原因となる不純物の低減を確認する透過率測定に代わる簡易な分析方法の確立も目指す。また、純化後のLABに対するウラン・トリウム系列の放射性不純物の混入量を推定するため、モレキュラーシーブの不純物分析、またはLABの高感度ウラン・トリウム量分析等を検討する。今後は、活性炭を用いたカラム法による吸着試験を行い、吸着純化における流速・温度などのパラメータの最適化、再生・活性化手法の確立、これらを基礎データとしたLAB純化テストベンチの設計・製作を行う。これらの評価を基にしてKamLAND実験に必要な1,000トン液体シンチレータ製作に要するコストの低減を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。数物系科学29年度が最終年度であるため、記入しない。