hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新しく発見した短鎖ペプチド配列「触媒カセット」の性能評価と人工酵素の設計

「触媒カセット」の概念は抗体酵素の触媒三つ組み残基(Asp, His, Ser)の研究をして行く過程において生まれた。我々が作製した天然型抗体酵素の中であるものは、非常に短いアミノ酸配列(5残基)で触媒三つ組み残基様構造を持つことが判った。そしてその抗体の酵素活性部位はその5残基と推定された。そこで、我々はこの短い配列を「触媒カセット」と呼び、その化学的および免疫学的機能を検索している。触媒三つ組み残基は上記のような短い配列のなかにどの程度序在するのかを調べた。その結果、我々が新しく見出したいくつかの天然型抗体酵素の遺伝子解析、および分子モデリングから興味ある事実が判明した。連続した3,5,8,9残基のような短い配列で触媒三つ組み残基様構造が構成されてていた。(勿論、いくつかはかなり長い配列で立体的に触媒三つ組み残基様構造をしている。)通常、酵素の活性サイト(Asp, His, Ser残基からなる)は、こうした短い配列で出来上がるのではなくて、長い配列の中に。たまたま上記三残基が立体的に近い距離に来たときに出来るものである。今回、上記のペプチド(直鎖状:5mer)を合成し、そのペプチダーゼ活性を基質としては人工基質のBoc-Glu-Lys-Lys-MCAを用いて調べたが、酵素活性は認められなかった。この原因としては、直鎖だときっちりした立体構想が取れないこと、また、活性を発揮するための電荷リレーがうまく行かないなどが考えられる。従って、今後はこの点を考慮に入れながらペプチドを設計する必要があろう。「触媒カセット」の概念は抗体酵素の触媒三つ組み残基の研究をして行く過程において生まれた。我々は作製した抗体の中でそれほで低くない確率で抗体が酵素作用を発揮することを見出しているが、なかでもある種の抗体は、非常に短いアミノ酸配列で触媒三つ組み残基を構成していることが判った。その最小のアミノ酸数は僅か5つである。そこで我々はこれを「触媒カセット」と呼び、その化学的および免疫学的機能を検索している。上記のペプチド(5mer)を合成することから取りかかっており、現在、そのペプチダーゼ活性を調べているところである。基質としては人工基質のK-MCA,R-MCA,Chromozyme TRY,BapNAさらには「スーパー抗体酵素」の超可変領域-1(RSSKSLLYSNGNTYLY)およびを用いている。さらに新しい試みとして、2)「触媒カセット」のN末およびC末を、得られているアミノ酸配列に従って両方向に1015残基延長する。これによって、「触媒カセット」に近い領域がどのような役割を担っているのか、あるいは全く担っていないのか、について解明する事が出来るのでこれについても現在取り組んでいる。また、最近、我々が作製したいくつかの抗体の中で酵素活性を持つ可能性のあるものが新たに見出されており、その中にはもっと長いアミノ酸配列を使って触媒三つ組み残基を構成している場合がある。現在、長い配列と上記の様な短い配列でどのように性質に違いがあるか調べる目的で、この長い配列の合成を計画している。
西アフリカ・半乾燥地で近年頻発する洪水－その発生メカニズムの解明と対処技術の提案

砂漠化の最前線として知られる西アフリカの半乾燥地(サヘル地域)では、干ばつ被害が慢性化しているが、近年洪水被害も急増しており、2010年には両者の被災者数が並んだ。本研究では、流域水循環予測モデルであるSWATを用いて最近50年の土地条件の変化が直接流出量に与える影響を評価した。その結果、近年頻発するサヘル地域での洪水は、砂漠化の進行に伴う耕地でのクラスト層の露出による流出率の増加に起因することを示した。また同じくSWATを用いた解析により、サヘル地域で風食による砂漠化の対処技術として開発された「耕地内休閑システム」が洪水対策としても有効であることも示した。砂漠化の最前線として知られる西アフリカ・サヘル地域では干ばつ被害が慢性化しているが、近年洪水被害も急増しており、2010年には両者の被災者数が並んだ。既往の研究では、この洪水の原因を休閑地の減少によるとしているが、研究代表者らのこれまでの研究により、適切に管理された耕地と休閑地では土壌浸透能に大きな差は見られないことが明らかとなった。また同時に、近年の洪水はむしろ砂漠化による「耕地における地表面でのクラスト層の露出」に起因する可能性が高いことも示唆された。そこで本研究では、サヘル地域の農業生態系における最近50年の水循環の変化を明らかにすることで、上記の仮説を検証する。具体的には、ArcSWAT上で1960年代(砂漠化以前で雨が多かったもののほとんど洪水が発生していない時期)および2010年代(砂漠化が進行し大規模な洪水が発生している時期)の土地条件を再現し、同一の気象条件を与えた際の流出率を算出し比較する。本年度は、対象流域を選定するとともに、対象流域でモデル計算を行うのに必要な各種データ(気象データ、標高データ、地形図、1965年前後のCorona衛星画像、2010年前後のALOSによるPrism画像、AVNIR-2画像)を収集し、ArcSWAT上で利用できるよう加工および各種補正を行った。その一方で、ニジェール共和国での現地調査を予定していたが、同国での治安の悪化により、新たな土壌調査および植生調査を行うことは叶わなかった。来年度は、対象流域と類似の農業生態系を有する周辺地域において予定の調査を実施し、その結果に基づきArcSWATを走らせ、上記仮説を検証する。さらに、ArcSWAT上で再現された2010年の土地条件において、研究代表者らが開発した新たな砂漠化対処技術である「耕地内休閑システム」を耕地に導入し、同システムの洪水対処技術としての有効性も明らかにする。既往の研究では、この洪水が休閑地の減少に起因するとされている。しかし、研究代表者らのこれまでの研究から、適切に管理された耕地と休閑地では土壌浸透能に大きな差は認められないことが明らかとなった。その一方で、近年の洪水は、風食に伴う耕地の地表面でのクラスト層(水を通しにくい層)の露出に起因する可能性が高いことも示唆された。そこで本研究では「サヘル地域で近年頻発する洪水は耕地でのクラスト層の露出に起因する」との仮説を立て、サヘル地域の農業生態系における最近50年の水循環の変化を再現することで、上記の仮説を検証した。得られた成果は下記の通りである。1本研究の対象地に近接するニジェール国ニアメ市での観測結果から、サヘル地域の主要河川であるニジェール川への雨水の流出割合は最近50年で約1.8倍増加していることがわかった。2SWATモデル上で1965年(砂漠化以前で雨が多かったものの洪水は発生していない時期)および2010年(砂漠化が進行し雨は多くないものの大規模な洪水が発生している時期)の土地および土壌の条件を再現し、同一の気象条件を与えた際の直接流出率を算出したところ、砂漠化が進行した2010年の直接流出率が1965年の約1.6倍に増加することが示され、1の流出割合の増加をほぼ説明できることがわかった。よって、上記の仮説は概ね正しいことが示された。3水食によるガリーの伸長も1の流出割合の増加に寄与している可能性が示された。4「耕地内休閑システム」を流域のクラスト層が露出した全耕地に導入することができれば、直接流出率を大幅に抑制できることがわかり、同技術が洪水対策としても有効であることが示された。ニジェール共和国での現地調査を予定していたが、同国での治安の悪化により、新たな土壌調査および植生調査を行うことができなかった。

よって、本研究の達成度については「やや遅れている」との判断に至った。第25回日経地球環境技術賞・優秀賞受賞(2015年11月6日)環境土壌学来年度は、ニジェール共和国での調査が困難な場合、対象流域と類似の農業生態系を有する治安の安定した周辺地域において予定の調査を実施し、その結果およびこれまでに対象流域で得られている各種データに基づきArcSWATを走らせ、上記仮説を検証する。さらに、ArcSWAT上で再現された2010年の土地条件において、研究代表者らが開発した新たな砂漠化対処技術である「耕地内休閑システム」を耕地に導入し、同システムの洪水対処技術としての有効性を明らかにする。ニジェール共和国での現地調査を予定していたが、同国での治安の悪化により、新たな土壌調査および植生調査を行うことができなかったため。来年度は、ニジェール共和国での現地調査が困難な場合には、対象流域と類似の農業生態系を有する治安の安定した周辺地域において予定の調査を実施する。それ以外については、使用計画に変更はない。【受賞】1日本土壌肥料学会第32回奨励賞受賞、2日立環境財団・日刊工業新聞第41回環境賞環境大臣賞および優秀賞受賞、3農学会第13回日本農学進歩賞受賞、4第20回世界土壌科学会議優秀発表賞受賞、5第20回世界土壌科学会議最優秀ポスター発表賞受賞
ピルボックス光変調器における振幅増大変調によるパルス生成

ピルボックス型光変調器は、固有モードがウィスパリングギャラリーモードの薄い円盤形コアをもつ光共振器に変調電極を装荷した構造をしている。数値計算において、コア内の周回光と結合導波路の伝搬光がモード結合する際の位相関係を同相にするように1GHz程度の周波数の変調信号を与えることで、CW光入力から振幅増大変調によるパルス生成が行えることを示した。本研究の目的は、実際にデバイスを作製し、コア円周部の作製精度が特性に及ぼす影響を評価することである。昨年度構築したレーザビーム直接描画装置は、サブミクロンの線幅でのパターニングが可能である。この装置はPCによる制御であるので、PCに入力するパターンデータを変更するだけで任意形状のパターンをフォトマスクなしで形成することができる。光変調器の作製には電極装荷のための2回目のパターニングが必要であるが、レーザビームによる描画はマスクレスのため、パターンの位置合わせ機構を追加しなければならない。今年度これを行った。赤色レーザ光による位置検出機構を組み込むことで、角度にして0.1mrad以下、位置にして約1μmの精度での位置合わせが行えた。一方で、光学特性評価のための評価系の構築を行った。振幅増大変調は共振波長に対して発現するため、波長可変光源であるチタンサファイアレーザを光源に用いることにした。今年度系の構築は完了し、予備実験としてチャネル導波路への入射や出射端面の近視野像の観察に成功した。導波層形成はLiNbO_3基板に対しピロリン酸プロトン交換により行う。この際ピロリン酸により腐食されないTaでマスクを形成するが、TaのエッチングはRIEによるドライエッチングが必要となる。我々はRIE装置を所有しないため外部機関に依頼して実施している。条件出しに時間を要したためデバイスの作製に関して約半年ほどの遅延が生じた。円盤形共振器構造を持つピルボックス光変調器に対して共振波長のCW光を入射した場合、1GHz付近の変調周波数で入力光の振幅を越える波高値の出力パルスが発生する。この現象を我々は振幅増大変調と呼んでいる。この現象を実験的に検証するのが本研究の目的である。これには高精度のパターニング技術が必要であるため、まず研究室所有のレーザビーム直接描画装置をサブミクロンの線幅で描画ができるように改良した。レーザビーム直接描画装置は同じ形状のパターニングを繰り返し実行するには適当な方法ではないが、様々な形状のパターニングを行なったり、形状の変更を即座に反映したりできるという特長を持つため、今回のような試作段階では適した方法といえる。干渉を利用したレーザ光(442nm)の微細集光に今回成功し、サブミクロンの集光スポット径を得た。この方法では低倍の集光レンズを用いるため、サブミクロンの集光スポットでありながら焦点深度を10μm以上に大きくすることができ、その結果ビーム走査における径の大きさの変動を小さく抑えることに成功した。これは描画パターンの線幅の変動がサブミクロンのオーダで生じないことを示している。次に、パターニングプロセスの改善を行なった。LiNbO_3基板を対象にしたピロリン酸プロトン交換による高屈折率層形成時の0.8μm幅Taマスク形成では、SEM観察では判別できない程度にフォトレジストパターンを転写することに成功した。すなわち、レーザビームで走査したとおりにTaマスクが形成できた。一方解析では、伝搬損失を考慮した特性計算を行なった。その結果、伝搬損失を考慮した場合はパワー移行率を大きくすることで損失の影響を抑えることができ、パルス発生の観測が可能であることを示した。これらの成果を踏まえ、実際のデバイス作製は来年度行なう予定である。今年度これを行った。
様相論理に基づいたプログラム解析手法の研究

本研究の主な目的は,様々なプログラム解析を統一的に扱える枠組みを,様相論理という論理体系を元にして開発し,実際のプログラミング言語の解析のための型システムとして応用することにある.本年度は,昨年度まで研究を行ってきた様相論理体系に基づく情報流解析の枠組に関する考察と,論理関係を用いた非干渉性定理の一般化を行った.非干渉性とは,秘匿性の低い計算結果は,秘匿性の高い入力に依存しないこと,すなわち,秘匿性の高い入力の情報が1ビットたりとも漏洩していなことを示す性質であり,情報流解析の正当性として用いられている.従来の多くの研究では,入力と出力に関しては,整数などの基本的データ型に限って非干渉性が考察されてきた.我々の研究では,プログラムの等しさを論理関係というプログラム意味論の分野で使われている技法を用いて定式化することにより,基本的データだけではなく,関数値などの高階なデータ型に関しても適用可能な形に,非干渉性定理を一般化し,それを証明することに成功した.またこの結果から昨年まで行ってきたDCCという別の情報流解析の枠組との比較についても,両者は,比較不可能(どちらも相手よりも勝っている部分がある)という結論が出た.今後は両者の長所を統合したような,より一般的な情報流解析の枠組を目指すことが望まれる.本研究の主な目的は,様々なプログラム解析を統一的に扱える枠組みを,様相論理という論理体系を元にして開発し,実際のプログラミング言語の解析のための型システムとして応用することにある.本年度はプログラム解析のひとつである情報流解析のための様相論理体系を考案し,形式化した.情報流解析とは,プログラムが実行中に機密情報を意図せずに漏洩することがないことを検査するための手法であるが,近年,型システムに基づく情報流解析手法が多数提案されいる.しかし,それらは対象言語毎に少しずつ異なる型システムを設計しているため,手法の細かな比較が困難になっている.そこで,情報流解析の型システムを様相論理の見地から見直し,それら多数の型システムの基礎付けとなるような型システムを考案した.具体的には,情報の秘匿性情報のつけられた型と様相論理における「必ず・・・である」という命題が対応することを観察し,直観主義様相論理の証明システムと対応する型システムを形式化し,主部簡約定理・合流性・強正規化可能性など種々の論理体系として好ましい性質や,不干渉性という情報流解析としての正当性を証明した.この過程において,不干渉の証明が,これまで提案された手法に対しての証明よりも,遥かに簡単に行なえることが明らかになった.来年度は,ここで得られた情報流解析と様相論理の対応関係を一般化するとともに,どのようなクラスのプログラム解析の型システムが様相論理と対応しているかを考察していく.本研究の主な目的は,様々なプログラム解析を統一的に扱える枠組みを,様相論理という論理体系を元にして開発し,実際のプログラミング言語の解析のための型システムとして応用することにある.本年度は,以下のふたつの研究を主に行った.●昨年度研究を行った,情報流解析と対応する様相論理体系と,DCCと呼ばれる一般的なプログラム解析の枠組との関係についての研究DCCはAbadiらによる,情報流解析などを含む一般的なプログラム解析の枠組であり,lax logicと呼ばれる様相論理の一種を型システムとみなし,発展させている.しかしlax logicと我々の研究した様相論理に基づく型システムは少なくとも表面的にはかなり異なっている,これらの関連を研究し,DCCで型がつくプログラムは,我々の型システムで型がつくプログラムに変換することが可能であることがわかった.これにより,少なくとも我々の枠組が型付けのレベルではDCCを包含するものである,ということがわかった.●メタプログラミング言語と呼ばれる,プログラム自身を操作の対象とすることができるプログラミング言語の時相論理に基づいた設計メタプログラミングの一例として,コンパイラ生成器のようにプログラムを生成するプログラムがあげられる.このような段階的計算を記述するための型付言語を,線形離散時間時相論理に対する自然演繹証明システムを開発し,それを型システムとみなすことで,設計した.「次の時刻でAである」「現時刻以降常にAである」といった命題を型として解釈することで,「次の段階で計算されるコード」「現段階以降いつでも実行できるコード」といった概念を型システムで捉え,プログラム中でデータとして扱われるコードの安全性や汎用性を高めることに成功した.本研究の主な目的は,様々なプログラム解析を統一的に扱える枠組みを,様相論理という論理体系を元にして開発し,実際のプログラミング言語の解析のための型システムとして応用することにある.本年度は,昨年度まで研究を行ってきた様相論理体系に基づく情報流解析の枠組に関する考察と,論理関係を用いた非干渉性定理の一般化を行った.非干渉性とは,秘匿性の低い計算結果は,秘匿性の高い入力に依存しないこと,すなわち,秘匿性の高い入力の情報が1ビットたりとも漏洩していなことを示す性質であり,情報流解析の正当性として用いられている.従来の多くの研究では,入力と出力に関しては,整数などの基本的データ型に限って非干渉性が考察されてきた.我々の研究では,プログラムの等しさを論理関係というプログラム意味論の分野で使われている技法を用いて定式化することにより,基本的データだけではなく,関数値などの高階なデータ型に関しても適用可能な形に,非干渉性定理を一般化し,それを証明することに成功した.またこの結果から昨年まで行ってきたDCCという別の情報流解析の枠組との比較についても,両者は,比較不可能(どちらも相手よりも勝っている部分がある)という結論が出た.
民謡の分類法とそのデータベース化に関する総合的研究

今、急速に衰減または変質しつつある日本の民謡をデータベース化するために、その基礎となる民謡分類法とデータベース化の方法を検討するのが本研究の目的である。I研究課題と研究経過では、主に次のような研究経過について述べた。最初は通文化的な民謡分類の確立をめざしたが、これには問題が多いこと、また民謡のデータベース化に当たって情報検索に必要な項目を民謡分類は別の次元の問題であることがわかり、さし当たってデータベースの原データとしては文化庁の全国民謡緊急調査の調査票が適切であることがわかったため、これをもとにデータベース構築を考え、4葉の350曲についてのデータの試行作成を行った。IIには4項にわたって以上の経過を裏付ける研究報告を収めた。1日本の民謡分類法では、日本の民謡分類を歴史的に検討し、文化庁の全国民謡緊急調査の分類法はその一応の帰結であることを明らかにした。2諸民族の民謡分類法では、ベラウ、ハンガリー、アフリカなどの民族音楽をもとにした民謡分類について検討し、民謡の分類そのものが、それぞれの文化の性格の反映であり、通文化的分類法をたてることは難しいことを明らかにした。3民謡の検索ではロシヤ、韓国の民謡をもとに、情報探索に必要な項目を検討した。4民謡のデータベース化では、基本的な民謡データの分析をもとに、データ試行作成に至った諸段階について具体的に説明し、台帳案などを例示した。このようにして一応民謡データベースのデータ試行作成に至ったが、実際には5万曲以上と思われるぼう大な民謡をデータベース化するためには、すべての原データを確保できるかどうか、という問題も含めて、原データの情報をできる限り盛り込もうとするこの案が可能かどうかなど問題点も明らかになってきた。今後民謡のデータベース化についてはさらに共同研究を継続したいと考えている。民謡の分類を通文化的に国際的な視野で検討する試みは,世界的にもこれまで行なわれたことがなかったので,まずその検討から行なっている.民謡の分類は,その民謡の担い手自身が考えている内なる分類と,調査者や研究者が考える外なる分類があるが,その双方をそれぞれ明確に位置づけて検討する必要がある.すでに日本,韓国,西北タイの少数民族,ミクロネシア,ハンガリーなどの民謡分類を検討してみたが,日本の場合すでに平安期から田歌,棹歌など民謡を歌うときの仕事の性質によって分ける考え方があり,やはり民謡分類そのものがそれぞれの地域の文化の性格を反映していることが明らかになった.その意味では各民族の民謡を同じ原理,同じ方法で分類するのはひじように大きい問題があることがわかった.しかし一方,民謡をデーターベース化していく場合に情報検索に必要な項目と民謡分類は別の次元のものであって,必ずしも一致させる必要はないことも明らかになった.情報検索には,民謡に内在するさまざまな属性のうち,とりあえず有効と思われる属性を選んで分析してみることが必要ではないか.とくに今考えられる問題としては,その民謡がいかなる機会,場所で歌われるか,いかなる人,または人々によって歌われるか,どなな音楽的なスタイルで歌われるか,どんな歌詞で歌われるかなどがあげられよう.今後はその属性値を実際にこまかく検討するとともに,さらに他の民族の民謡分類法を検討し,とりあえず日本の民謡をモデルに,民謡のデーターベース化に向けて検討を加えていきたい.昭和62年度には日本と諸民族の民謡分類法を検討し、文化庁の全国民謡緊急調査の分類が、日本民謡の分類法の一応の歴史的帰結であることを明らかにするとともに、通文化的な民謡分類原理をたてることは、基本的に問題があること、データベースの情報検索に必要な項目と民謡分類は別の次元の問題であることを明らかにした。今年度はまず民謡の検索について討議するとともに、民謡情報資料の構造分析を行った。

その際現在とりあえず民謡のぼう大な資料が揃っているのは、文化庁の全国民謡緊急調査であり、全国的にほぼ同じフォーマットによっているこの調査の調査票を、デーテベースの原データにするのがもっとも適切であることが確認された。それにより今回の民謡データベースの設計に枠がはめられる形になったが、これらに基づき、具体的にこの調査票フォーマットの各項目を地理的空間、対象内容、隣接情報という視点によって整理してみた。この対象内容はさらに場、ヒト、ウタの下位区分を行っている。その結果を整理して第1次台帳案を作成し、さらに細部を手直しして第2次台帳案を作成した。これらの実際の作業はワーキンググループで行ったが、この第2次台帳案によって研究分担者全員が試験的にデータ作成を行い、問題点を抽出し、討議の結果第3次台帳を作成した。これらの台帳案については研究成果報告書に例示した。これに基づき、千葉県の民謡緊急調査の調査票を選び、350曲のデータ試行作成を行った。このようにして一応民謡データベースのデータ試行作成に至ったが、実際には5万曲以上と思われるぼう大な民謡をデータベース化するためには、原データをすべて確保できるか、また原データの情報をできる限り盛り込もうとするこの形が可能かどうかなど問題が多く、民謡のデータベース化については今後さらに共同研究を継続してゆきたいと考えている。
止血能を有した救命蘇生用人工血液カクテルの開発

我々が研究開発中のHemoglobin Vesicles (HbV)は血液型を問わず使用可能な人工酸素運搬体(いわば赤血球代替物)であり、また、H12-(ADP)-liposomesは血小板血栓形成を促進しながらも血栓症を生じさせない血小板代替物である。これまでに、H12-(ADP)-liposomesの投与により急性血小板減少時の凝固障害を伴う致死性肝出血を止血救命したことを実験的に報告してきた(HagisawaらTransfusion 55:314-25)。また、赤血球代替物であるHbVはリポソーム内にヒトヘモグロビン(Hb)を含有し、Hb値10g/dlに相当する酸素運搬能を有しているが、径が270nmと赤血球に比べ小さい。これにより静脈路確保が困難となる大量出血時(平均動脈圧が20mmHg)にも骨髄経由のHbV投与で救命が可能であった(投稿中)。さらに凝固障害と出血性ショックを併発するモデルに対してHbVとH12-(ADP)-liposomesの併用を検討した。家兎の循環血液量の2倍に相当する量を脱血し、赤血球成分のみを返血することで、急性血小板減少による易出血性病態を作製した。その後、肝に外傷性損傷を作り出血させ、Hbが6g/dl以下となる出血性ショックを誘導した。これに対してH12-(ADP)-liposomesとHbV、血漿成分を投与することでショック病態と凝固障害を改善させ、24時間以上の生存をもたらすことができた(HagisawaらTransfusion in press)。これらの人工血液は長期保存が可能でプレホスピタルでの使用にも適しており、大量出血の早期から投与することで外傷による出血性ショックと凝固障害を合併した治療困難な病態の救命率向上が期待できる。大量出血を伴う重症外傷患者に病院搬送中の早期から輸血を行うことが救命率を改善することが報告されている。我々が開発中の人工酸素運搬体(HbV)は出血性ショックのモデル動物の救命効果を有し、血小板代替物(H12-ADP-liposome)は低血小板性凝固障害を改善し、有用であることが示されてきた。本研究では、重症外傷にともなう大量出血時の蘇生輸血をHbVとH12-ADP-liposomeで代替することを目指す本年度はHbVとH12-ADP-liposome併用の前段階として、出血性ショックに凝固障害を合併する病態において、早期からのHbV投与が止血凝固にどのように影響し救命するのかを検討した。【方法】2.5kgの雄性ウサギの大腿動静脈にカニュレーションし、400mlの脱血返血で血小板を分離し低血小板状態にする。肝臓に致死性の穿孔性injuryを作成。出血部位に何ら処置を加えず自由出血とした。出血から30分間、10分毎に出血量と等量の赤血球輸血、もしくはHbV投与、或いはPPPの補充を計3回繰返した。30分後に血小板(PRP)を投与し、止血率を比較した。30分後から止血までに出血した分を赤血球で補充し、急性期の予後を検討した。【結果】脱血後にHbは8.5g/dl、血小板数は50000/μLになった。Injuryからの自由出血に対して、PPP投与でHbは5g/dlで平均動脈圧は35mmHgとなったが、赤血球、HbV投与でHbは9g/dl、平均動脈圧50mmHg前後を維持した。PRP投与による止血率は赤血球群が100%、HbV投与群が87.5%、PPP群は25%であった。24時間後の生存率は赤血球群が83%、HbV投与群が75%、PPP群は0%であった。出血性ショックに凝固障害を合併する病態において、早期からのHbV投与は赤血球輸血と同様に止血凝固に貢献した。HbV投与は赤血球輸血を代替し、病院前治療に有用である可能性が示唆された。また、赤血球代替物であるHbVはリポソーム内にヒトヘモグロビン(Hb)を含有し、Hb値10g/dlに相当する酸素運搬能を有しているが、径が270nmと赤血球に比べ小さく大量投与しても血小板輸血時の止血能発現に影響するとされるHtは上昇しない。しかし、易出血性の大量出血モデルでのHbV投与は赤血球輸血と同様に、血小板輸血との併用の際に止血効果を妨げることなく止血救命が可能であった(HagisawaらShock in press)。

今回、家兎の循環血液量の2倍に相当する量を脱血し、赤血球成分のみを返血することで、急性血小板減少による易出血性病態を作製した。その後、肝に外傷性損傷を作り出血させ、Hbが6g/dl以下となる出血性ショックを誘導した。これに対してH12-(ADP)-liposomesとHbV、血漿成分を投与することでショック病態と凝固障害を改善させ、24時間以上の生存をもたらすことができた。これらの人工血液は長期保存が可能でプレホスピタルでの使用にも適しており、大量出血の早期から投与することで外傷による出血性ショックと凝固障害を合併した治療困難な病態の救命率向上が期待できる。出血性ショックに凝固障害を合併した動物モデルにおいて、H12-(ADP)-liposomesとHbV、血漿成分を投与することでショック病態と凝固障害を改善させ、24時間以上の生存をもたらすことができた。我々が研究開発中のHemoglobin Vesicles (HbV)は血液型を問わず使用可能な人工酸素運搬体(いわば赤血球代替物)であり、また、H12-(ADP)-liposomesは血小板血栓形成を促進しながらも血栓症を生じさせない血小板代替物である。これまでに、H12-(ADP)-liposomesの投与により急性血小板減少時の凝固障害を伴う致死性肝出血を止血救命したことを実験的に報告してきた(HagisawaらTransfusion 55:314-25)。また、赤血球代替物であるHbVはリポソーム内にヒトヘモグロビン(Hb)を含有し、Hb値10g/dlに相当する酸素運搬能を有しているが、径が270nmと赤血球に比べ小さい。これにより静脈路確保が困難となる大量出血時(平均動脈圧が20mmHg)にも骨髄経由のHbV投与で救命が可能であった(投稿中)。さらに凝固障害と出血性ショックを併発するモデルに対してHbVとH12-(ADP)-liposomesの併用を検討した。家兎の循環血液量の2倍に相当する量を脱血し、赤血球成分のみを返血することで、急性血小板減少による易出血性病態を作製した。これに対してH12-(ADP)-liposomesとHbV、血漿成分を投与することでショック病態と凝固障害を改善させ、24時間以上の生存をもたらすことができた(HagisawaらTransfusion in press)。腹腔内の動脈性出血モデルをはじめとする他の病態においても有効性を検討する計画である。H12-ADP-liposome合成に遅延が生じ、一部の試薬の購入が出来なくなったため(理由)H12-ADP-liposome合成に遅延が生じ、一部の試薬の購入が不要となったため(使用計画)研究の進捗は予定よりも早まっており、H12-ADP-liposome合成量を増加させる計画である
消耗財ダブルオークションにおける収益最大化メカニズムの設計と評価

標準的なダブルオークションの仕組みでは、オークションで扱う財の価値が時間経過に伴って損なわれることはないことを前提として、最も効率的な割当の決定を行う。しかし、生鮮品などの消耗材の市場においては、財が売れ残るとその価値が失われるため、生産者は損失を被ってしまう。消耗材取引における上記問題を解決するため、我々はオンラインダブルオークションの制度設計を行った。我々の開発した市場制度は、入札が不確定的な市場においても取引不成立の数を減らすことで、取引者全体の利益を改善することができた。更に開発した市場制度に基づき電子商取引システムを開発し、実際のカキ取引に適用することで、その有効性を確認した。平成24年度は、主として本研究が対象とする生鮮品取引において、取引参加者全体の収益を最大化する上での本質的な課題の抽出と、その解決のための方法論の明確化を行った。各研究分担における具体的な研究項目を以下に示す。(1)商品価値の時間的変化に対応した簡易的な収益最大化メカニズムの提案:生鮮品取引を想定したオンラインダブルオークションにおける取引参加者のモデルに様々な制約を設けることで単純化した問題に対して、取引参加者全体の収益を最大化するためのメカニズムを設計した。(2)被験者実験による戦略的行動の分析:上記1で設定した制約を受けない被験者がオークションに参加した時の入札行動を観察し、高い報酬を実現するための戦略的行動が可能か否かを分析することにより、設定された制約の妥当性、設計されたメカニズムの有効性を評価した。(3)メカニズムに対する戦略的行動の評価に関する基礎検討:一般にメカニズムは取引参加者による戦略的行動に対して頑健であることは望ましいが、実際にとどの程度の頑健性が適当かは、頑健性を保証するためのコストや、それによって失われるメカニズムの特質、あるいは戦略的行動の容易性などとの関係において判断されなければならない。ここでは、そうした判断を行う上での評価尺度に関する理論的検討を進めた。平成24年度に得られた結果を基にして、様々な観点から商品価値の時間的変化に対応した収益最大化メカニズムの洗練化を行った。具体的には、平成24年度に開始した被験者実験と並行して、そこで観察された戦略的行動に基づいて、それらの入札者の行動をパラメータ化した上でシミュレートするソフトウェアエージェントの実装を行い、被験者だけではなく、代表的な入札行動をシミュレートしたソフトウェアエージェントも参加したオンラインダブルオークションの大規模マルチエージェントシミュレーションを行った。また、従来のオークション理論の研究などにおいては、メカニズムに対する戦略行動に対する近似的な頑健性は、ε-Strategyproofnessなどの指標を用いてメカニズムの備える性質として理論的な評価がなされてきたが、本研究では上記の大規模な経済実験で観察された個々の戦略的行動に対して、その有効性を定量的に評価することにより、ヒューリスティックなメカニズム設計の有効性を検証した。具体的は5人のセラー、バイヤーが参加するオンラインダブルオークション市場に関する実験を、2つの異なる需給設定に関して、セラーが4タイプの入札戦略、バイヤーが3タイプの入札戦略を持つ状況で、それぞれの戦略プロファイルに関して12日間のシミュレーションを300回ずつ実施し、その結果の平均、標準偏差を分析することにより、確率的な戦略頑健性を検証した。その結果、我々が開発したヒューリスティックな危急度優先割り当て規則が統計的な有意なレベルで戦略頑健性を持つことが確認できた。昨年度までの研究成果を受け、メカニズムに対して容易に実施可能で有効な戦略的行動を無効化するよう改良を加え続けることにより、取引参加者のモデルに制約を加えない現実的な取引状況においても商品価値の時間的変化に対応した取引参加者全体の収益を最大化するメカニズムを実現した。また、価値が時間的に変化する商品には、生鮮品以外にもサービスや、技術進歩の著しい最先端電子部品など多数存在する。このような幅広い商品の取引市場における適用に向けて、まずは生鮮品取引市場の中でも、関係者の協力が得られる水産物取引において、実際の取引環境におけるメカニズムの適用実験を行った。具体的には、宮城県の養殖カキを対象にして生産者と首都圏の飲食事業者が直接取引を行う電子商取引システムを開発し、実際にシステムを利用した売買を行う実証実験を実施した。実証実験では宮城県の唐桑、鳴瀬の2地域の生産者と都内の仲卸2社(倉田商店、魚がし鎌形)との間で産地からのカキのサンプル出荷や、決済フロー策定、配送手段の検討などの準備を行い、12月半ばから取引を開始した。

2014年12月11日から2015年1月31日までの取引実績は、ノロウィルスの発生などもあり、総取引量35kg(剥き身)、3060個(殻付き)、総販売金額は433,388円に止まったが、販売単価に関しては、剥き身は3,295円/kgと同時期、同産地の平均共販価格1,792円/kgと比較して高値での販売が可能である事が確認できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。人間情報学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は当初研究計画に記述した内容に従って、各研究分担者がそれぞれの担当分野の研究を順調に進めてきた。今後の課題としては、各研究分担者の知見を統合化するための適当な問題設定を行うことであると考えている。平成25年度は当初研究計画に記述した内容に従って、各研究分担者がそれぞれの担当分野の研究を順調に進めてきた。特に大規模マルチエージェント実験を行うためのソフトウェアが完成したため、今後の実験を順調に進めるための基盤を整備することができた。現実的な問題設定に対して、メカニズムデザイン理論、実験経済学、マルチエージェントシミュレーションという多様な側面からのアプローチを行う。様々な設定の元で多くのマルチエージェントシミュレーション実験を実施すると共に、実験で得られた知見を経済学や計算科学的な見地から理論的に検証することで、消耗品市場における汎用的な市場設計手法を構築する。現実の生鮮物取引の状況をシミュレートするためのソフトウェアを開発し、被験者やソフトウェアエージェントを用いた大規模実験を行うための準備を進める。英文校正に係わる費用が、当初の業者の見積額よりも低くなったため。プログラム開発費の一部として使用する。
慢性心不全における下肢陽圧負荷心エコー法の臨床的有用性の確立

慢性心不全を呈する様々な心臓病患者において,安静時および下肢陽圧負荷時に心エコードプラ法で得られる僧帽弁口血流速波形から,安静時に偽正常化パターンを呈する群(PN),安静時は弛緩異常パターンで下肢陽圧時にも弛緩異常パターンのままの群(安定IR)あるいは偽正常化パターンに変化する群(不安定IR)に分類して予後を観察したところ,不安定IR群のの予後はIR群より不良で,PN群と同等であった.慢性心不全患者における下肢陽圧負荷心エコー検査は,予後不良な症例の判別に有用である.慢性心不全を呈する様々な心臓病患者において,安静時および下肢陽圧負荷時に心エコードプラ法で得られる僧帽弁口血流速波形から,安静時に偽正常化パターンを呈する群(PN),安静時は弛緩異常パターンで下肢陽圧時にも弛緩異常パターンのままの群(安定IR)あるいは偽正常化パターンに変化する群(不安定IR)に分類して予後を観察したところ,不安定IR群のの予後はIR群より不良で,PN群と同等であった.慢性心不全患者における下肢陽圧負荷心エコー検査は,予後不良な症例の判別に有用である.【目的】僧帽弁口血流(TMF)および僧帽弁輪運動(MAV)速波形の指標は,心不全の予後推定に有用であるが,軽症心不全患者における予後予測は難しい.本研究では,軽症心不全患者において,1)下肢陽圧(LPP)負荷が血行動態に及ぼす影響を確認すること,2)LPP負荷時のTMFの反応性が将来の心事故予測に有用であるかどうかを検討した.【方法】安定期の洞調律の不全患者270例を対象とした.うち21例では,心臓カテーテル検査と同時に心エコー・ドプラ検査を施行し,LPP負荷前後の各種指標を比較した.負荷前のTMFは,235例が弛緩障害(RF)パターン,35例が偽正常化(PN)パターンを示した.RFパターン例に対してLPPを行い,負荷中もRFパターンであった例を安定RF群(n=161),負荷によりPNパターンに変化した例を不安定RF群(n=74)に分類した.この3群について,その後の死亡,心事故(心臓死,急性心不全,急性心筋梗塞,脳卒中)について観察を行った.【結果】LPPに伴う重症合併症は生じなかった.LPPにより心拍数,血圧,左室径,左室圧下行脚の時定数(tau)には有意な変化がなかったが,左室拡張末期圧(LVEDP)およびpre-A圧はLPPにより有意に増大した.また,TMFの拡張早期波高(E)は有意に増大したが,MAVの拡張早期波高(e')は変化しなかった.左室径,左室駆出率,E, e'には安定RF群と不安定RF群の間に差がなかったが,不安定RF群のE/e',左房容積指数は安定RF群と比べて有意に大で,MAVの心房収縮期波高は有意に小であった.観察期間内に,心臓死4例,急性心不全39例,急性心筋梗塞7例,脳卒中4例が発生した.不安定RF群の全心事故および急性心不全回避率は,安定RF群に比べて有意に劣っており,PN群のそれとほぼ同等であった.【結語】TMFがRFパターンを呈する軽症心不全患者において,LPP負荷時のTMFの反応性は予後を規定する因子であり,LPPを用いた"前負荷ストレス心エコー法"は臨床的に有用な方法であると考えられた.【目的】僧帽弁口血流(TMF)および僧帽弁輪運動(MAV)速波形の指標は,心不全の予後推定に有用であるが,軽症心不全患者における予後予測は難しい.本研究では,軽症心不全患者において,LPP負荷時のTMFの反応性が将来の心事故予測に有用であるかどうかを検討した.また,LPP負荷の反応性と心肺機能検査(CPX)による運動耐容能との関係について検討した.【方法】安定期の洞調律の不全患者270例を対象とした.うち21例では,心臓カテーテル検査と同時に心エコー・ドプラ検査を施行し,LPP負荷前後の各種指標を比較した.負荷前のTMFは,235例が弛緩障害(RF)パターン,35例が偽正常化(PN)パターンを示した.RFパターン例に対してLPPを行い,負荷中もRFパターンであった例を安定RF群(n=161),負荷によりPNパターンに変化した例を不安定RF群(n=74)に分類した.この3群について,その後の死亡,心事故(心臓死,急性心不全,急性心筋梗塞,脳卒中)について観察を行った.CPX施行例については,LPPの反応性とVO2との関連を検討した.【結果】左室径,左室駆出率,E,e'には安定RF群と不安定RF群の間に差がなかったが,不安定RF群のE/e',左房容積指数は安定RF群と比べて有意に大で,MAVの心房収縮期波高は有意に小であった.不安定RF群の全心事故および急性心不全回避率は,安定RF群に比べて有意に劣っており,PN群のそれとほぼ同等であった.安定RF群と不安定RF群のVO2に有意な差を認めなかった.【結語】

TMFがRFパターンを呈する軽症心不全患者において,LPP負荷時のTMFの反応性は予後を規定する因子であり,LPPを用いた"前負荷ストレス心エコー法"は臨床的に有用な方法であると考えられた.LPP負荷による運動耐容能の予測はできなかったが,症例数が少数であったことも原因と思われ,継続して症例数を増やすこととした.【目的】僧帽弁口血流(TMF)および僧帽弁輪運動(MAV)速波形の指標は,心不全の予後推定に有用であるが,軽症心不全患者における予後予測は難しい.本研究では,軽症心不全患者において, LPP負荷時のTMFの反応性が将来の心事故予測に有用であるかどうかを検討した.【方法】安定期の洞調律の不全患者270例を対象とした.うち21例では,心臓カテーテル検査と同時に心エコー・ドプラ検査を施行し,LPP負荷前後の各種指標を比較した.負荷前のTMFは,235例が弛緩障害(RF)パターン,35例が偽正常化(PN)パターンを示した.RFパターン例に対してLPPを行い,負荷中もRFパターンであった例を安定RF群(n=161),負荷によりPNパターンに変化した例を不安定RF群(n=74)に分類した.この3群について,その後の死亡,心事故(心臓死,急性心不全,急性心筋梗塞,脳卒中)について観察を行った.【結果】左室径,左室駆出率,E,e'には安定RF群と不安定RF群の間に差がなかったが,不安定RF群のE/e',左房容積指数は安定RF群と比べて有意に大で,MAVの心房収縮期波高は有意に小であった.不安定RF群の全心事故および急性心不全回避率は,安定RF群に比べて有意に劣っており,PN群のそれとほぼ同等であった.【結語】TMFがRFパターンを呈する軽症心不全患者において,LPP負荷時のTMFの反応性は予後を規定する因子であり,LPPを用いた"前負荷ストレス心エコー法"は臨床的に有用な方法であると考えられた.ほぼ予定数の患者エントリーは完了し,経過観察を行っている.25年度が最終年度であるため、記入しない。ほぼ予定数の患者エントリーおよび経過観察が終了し,論文執筆を行うことができた.医学雑誌への掲載を目標に準備を進めている.登録した患者について,心血管イベント(心不全による入院),死亡などについて経過観察を継続している.25年度が最終年度であるため、記入しない。慢性心不全患者において,下肢陽圧負荷時の僧帽弁口血流速波形の変化が予後を予測する試験については,論文投稿を行う.下肢陽圧負荷の反応性と心肺機能検査(CPX)による運動耐容能との関係については,症例を増やして,検討を追加する.
教員養成における交流人事教員と実務家教員の役割

本研究は、交流人事教員と実務家教員の実態、及びその教員養成における具体的な内容を明らかにし、その分析を通じて今後の教員養成における可能な役割について展望した。研究成果:1平成26年度時点で教育委員会から大学への交流人事教員の派遣が行われているのは、33道府県(66名)と7政令指定都市(7名)、1中核市(1名)で合計74名、派遣されている大学は33校であった。2教職大学院における交流人事教員と実務家教員の実態と課題:文部科学省調査に従って、実務家教員を4類型に分類した上で事例的に分析し、「退職教員」の雇用形態と交流人事教員を核とした実務家教員の役割(特に学部授業負担)が課題であることを指摘した。中間報告書として『教員養成における交流人事教員と実務家教員の役割』をまとめて公刊した。その内容は以下の通りである。1教員養成大学と教員養成学部における交流人事教員の実態(派遣元、開始年度、任期、人数、協定文書等、職名、所属、年齢、業務)を調査してまとめ、実務家教員の4類型を提案した。(平成26年度以降の教職大学院開設によって現在急速に増えつつあるところまでは追えていない。)2今後その交流人事教員の中核を担う3人の研究者教員に研究代表者(保坂)が加わって行った座談会「学校現場経験し、大学に来た教員の教員養成系学部の学生指導について」の記録であり、本プロジェクトのベースになるものと考えて掲載することとした。3実務家教員の導入にみる教員養成改革について、教職大学院における実務家教員の位置付けを法令等から概観し、研究者教員と実務家教員から構成される組織体制による教員養成に期待される方向性を論じた。加えて、基礎資料として、先行している25大学の教職大学院の概要(資料1)、文部科学省による「教職大学院の教育課程について」(資料2)と、「専門職大学院における実務家教員について」(資料3)を付した。この他、主として実務家教員の役割について先行25教職大学院の中から9の大学院に対して訪問調査を行ったが、引き続き2年目に実施する調査と合わせて発表する予定である。2年目の研究実績の概要は以下の通りである。1先行する9大学の教職大学院に対する訪問調査にもとづき、交流人事教員と実務家教員の役割を研究者教員と対比しながら検討、分析を行った。2上記1をふまえて、信州大学教育学部の初代交流人事教員である藤井善章准教授を招き、その任期(平成25-27年度)中の活動について千葉大学教育学部の交流人事教員(平成19年度導入、現在3代目)の活動と対比しながら聴き取り調査を行い、意見交換を行った。3平成28年度より教職大学院を開設予定の秋田大学、茨城大学、山口大学、香川大学(いずれも交流人事教員を制度を導入後)と、同年度開設予定の千葉大学の教職大学院における交流人事教員と実務家教員の役割について情報交換をしつつ、比較検討を行った。4教員養成に対する実務家教員(交流人事教員を含む)と研究者教員の違いを明らかにすることを目的としたアンケート調査項目を作成し、予備調査を行った。(現在分析中)上記9(研究実績の概要)に示した通り、調査研究は予定通り進んでいる。近年、学校現場の経験を豊富に持つ教員養成学部の交流人事教員と教職大学院の実務家教員の導入が、急速に広がりつつある。本研究は、こうした交流人事教員と実務家教員の実態、及びその教員養成における具体的な内容を明らかにし、その分析を通じて今後の教員養成における可能な役割について展望した。報告書「教員養成における交流人事教員と実務家教員の役割」においてまとめた研究成果は以下の通りである。1.教員養成系大学・学部における交流人事教員の実態調査:平成15年度香川及び島根大学教育学部を皮切りに全国の教員養成大学に広がっていった交流人事教員の実態を調査した。その結果、平成26年度時点で教育委員会から大学への交流人事教員の派遣が行われているのは、33道府県(66名)と7政令指定都市(7名)、1中核市(1名)で合計74名、派遣されている大学は33校であった。2.質問紙調査による研究者教員と実務家教員の比較:新たに作成した質問紙によって実務家教員と研究者教員の教師発達観や教員養成観を探索した。実務家教員と研究者教員では、大学で身につけるべき基礎的な資質能力の捉え方や、教師の学びを促す文脈の捉え方が異なるという興味深い結果が示された。3.実務家教員の導入にみる教員養成改革の方向性:教職大学院における実務家教員の位置付けを法令等から概観し、両者によって構成される組織体制に期待される今後の教員養成の方向性を論じた。4.教職大学院における交流人事教員と実務家教員の実態と課題:文部科学省調査に従って、実務家教員を4類型に分類した上で事例的に分析し、「退職教員」の雇用形態と交流人事教員を核とした実務家教員の役割(特に学部授業負担)が課題であることを指摘した。2教職大学院における交流

人事教員と実務家教員の実態と課題:文部科学省調査に従って、実務家教員を4類型に分類した上で事例的に分析し、「退職教員」の雇用形態と交流人事教員を核とした実務家教員の役割(特に学部授業負担)が課題であることを指摘した。中間報告書『教員養成における交流人事教員と実務家教員の役割』を公刊し、教職大学院における実務家教員の役割について、9大学を訪問して聴き取り調査を実施した。1質的調査として、本年度に教職大学院を開設した秋田大学、茨城大学、山口大学、香川大学(いずれも交流人事教員を制度を導入後)と、千葉大学の教職大学院(高度教育実践専攻)における交流人事教員と実務家教員の役割について事例的に比較検討を行う。なお、結果に基づく分析検討を5大学のスタッフ(実務家教員と研究者教員)が一同に会して実施できるように日程調整中。(9月実施予定)2これまでの調査結果と公開されているHP等を使って、教員養成学部及び教職大学院に配置された実務家教員(交流人事教員を含む)について、その経歴等と教員養成におけるその役割について調査する。3量的調査として、教員養成に対する実務家教員(交流人事教員を含む)と研究者教員の違いを明らかにするためのアンケート調査を実施する。社会科学昨年度に引き続き、教職大学院における実務家教員の役割について、先行している大学を訪問して聴き取り調査を行う。並行して、各地の交流人事教員を招いて、それぞれの大学におけるその具体的な役割について検討する研究会(以下予定)を行う。第1回予定:信州大学教育学部藤井善章准教授予定していた訪問調査ができなかったため。研究費はほぼ予定通り使用している。27年度に予定していた訪問調査費、それに伴うデータ処理のための人件費として使用する。研究費はほぼ当初の予定通り使用していく。
マイクロ化学チップオンライン濃縮ＩＣＰ質量分析法による放射性ストロンチウムの定量

Sr-90は高収率で生成する核分裂副産物の一つである。ベータ線しか放出しないことから難分析核種とされている。福島第一原子力発電所事故においても長期に渡り、汚染水の分析や環境モニタリングが必要であり、簡便かつ迅速な分析技術の確立が望まれている。本研究ではマイクロ化学チップおよびトリプル四重極型ICP質量分析計を組み合わせたオンライン分析システムの構築を行った。クラウンエーテルによる液ー液抽出をマイクロ化学チップ上で行うことで、最大50倍の濃縮、精製した。これを超音波ネブライザーを装備したICP質量分析計へと導入することで10 Bq/Lの検出限界でSr-90を分析することが可能となった。放射性ストロンチウムSr-90の新規分析手法として、マイクロ化学チップとICP質量分析計を混み合わせた迅速定量法の確立するために抽出条件および測定条件を検討した。クラウンエーテルを用いた溶媒抽出によるストロンチウム精製法はすでに多数の論文で検討されており、これらの分析の再現を試験管を反応容器とした簡易的なフロー反応系を組み、連続抽出を試みた。この結果、Sr標準溶液による試料では90%以上の回収率が得られている。一方で、土壌試料を想定した模擬試料ではこの回収率は70%まで減少することが確認された。四重極マスフィルターを2基搭載したアジレント社製ICPーQQQによりSr-90の分析条件の最適化を行った。通常のICP質量分析法はZrの質量数が90であるため、これを化学分離および質量分析器内で除去することが検出限界を決定する主要因である。ICP-QQQでは1段目の四重極においてm/Z=90のイオンを選別する。ここでSr-90およびZr-90をオクタポールリアクションセル中へと誘導する。セル内では酸素との反応によりZr+を酸素と反応させるマスシフトを行うことで後段の四重極マスフィルターによりZrの酸化物としてSr-90への干渉を低減させることが再現された。この時のBECが0.6 ppqであり、放射能濃度としては3 Bq/Lに相当する。放射性ストロンチウムSr-90の新規分析手法として、マイクロ化学チップとICP質量分析法を組み合わせた迅速定量法の確立を目指している。目的元素であるストロンチウムの化学分離に有効とされるクラウンエーテルを用いた溶媒抽出法に関する先行研究をもとにフロー反応での連続抽出についての抽出条件およびICP質量分析計での測定条件を検討した。前年度にオクタノールを溶媒とした溶媒抽出によりハイマトリックス試料からでも高効率でストロンチウムを分離することができることを確認している。ただし、この方法では試料量を数mL以下に減容するには蒸発乾固を必要とし、迅速性に欠ける。そこでICP質量分析計に直接導入することができるマイクロ化学チップを用いたオンラインシステムでの分離について検討を行った。平成26年度に検討したクラウンエーテル濃度および分配定数をもとに特注加工したマイクロ化学チップによるオフラインシステムでの分離を試みた。初期段階のマイクロ化学チップとして抽出・洗浄・逆抽出の3段階でそれぞれ個別にチップを作成し、性能の試験を行った。この結果、いずれの段階でも水相-有機相(オクタノール)の分離が不十分であることがわかり、流路の形状や送液速度に検討が必要であることが分かった。マイクロ化学によるフロー反応系で溶媒抽出を行った際に水相ー有機相間の分離が不十分で、水溶液フラクションに有機溶媒の混入が見られた。これは化学分離の性能に直接影響する問題である。マイクロ化学チップ内の流路の形状に関してメーカーと議論を行い、素材・形状・加工方法について検討を行う必要が確認された。マイクロ化学チップを用いたオフラインシステムとして化学分離を確立したことからICPMSへの接続・連携によるオンラインシステムの構築を試みた。また、高感度化と前処理の簡略化を達成するため、脱溶媒試料導入装置もしくは脱溶媒試料導入機構付き超音波ネブライザーを併用した。脱溶媒試料導入装置(Aridus II, , Teledyne CETAC社)の導入によりプラズマへの導入効率の増加と水素化物発生の抑制によるスペクトル干渉の低減を試みた。安定同位体Sr-88に関して約8倍の感度増加が見られた。分離精製後の溶離液量が5mL程度と質量分析に必要な液量に対して過剰であるため、加熱濃縮により減容し、酸溶媒に再溶解する作業が必要となる。これらの時間・作業の短縮及びオンラインシステムとしての組み込みを行うため、脱溶媒試料導入機構付き超音波ネブライザー(CETAC 6000AT+, Teledyne CETAC社)を導入し、その効果を検証した。CETAC 6000AT+は超音波を用いた高い噴霧能力により導入効率を向上、さらに霧状の試料エアロゾルから水溶媒を揮発させることにより、感度の向上が期待された。しかしながら通常のネブライザーに対する感度と比較して10倍程度の感度向上に留まっており、Aridus IIが8倍であることと大きな差がなかった。この場合、低濃度の試料に関しては加熱濃縮後(オフライン)にAridus IIによって分析する方が分析手法全体の検出限界は低減することが可能であり、10Bq/Lの検出下限値を達成した。一方で比較的高濃度の試料を連続的に効率よく分析するためにU6000AT+を用いることが有効であり、用途や試料濃度に応じた使い分けが必要である。