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大気中フミン様物質の有害有機化学物質と重金属イオンの大気圏動態に及ぼす影響評価

その結果,HSSPME/GCMS法は降水中VOCsの分析に適用可能であることが明らかになり,雨水およびう露水中VOCsの定量を行った.雨水,露水ともにトルエンが主要なVOCsであり,雨水中濃度は都市部の横浜と同程度に高いことがわかった.この研究成果は現在論文執筆中である.現在,降水中フミン様物質の定量を行い,大気中VOCsの濃縮とフミン様物質との関係について検討を行っている.首都大学東京(日野キャンパス)において,年間を通じて毎月1週間毎の降水,エアロゾル,大気中揮発性有機化合物(VOCs)の同時連続採取を行った.さらに,富士山山頂(3776m)と富士山中腹(太郎坊避難小屋,1300m)で2005年7月13日から17日まで,降水(雨,霧,露)とともに大気中VOCsの集中観測を行った.また,本年度は,昨年まで測定を行ってきた塩素化炭化水素(16種),単環芳香族炭化水素(7種)などのVOCsに加えて,多環芳香族炭化水素(PAHs)のうちで揮発性が高く,主にガス態として大気中に存在しているナフタレン類(3種)の二環芳香族炭化水素の観測も開始した.以下に,本年度得られた結果の概要を示す.1)大気微小液滴への微量有機汚染物質の濃縮機構大気中VOCsの観測とともに,雨水および露水中のVOCs濃度,フミン様物質(HULIS),溶存有機炭素(DOC),表面張力,主要無機イオンの測定を行い,大気微小水滴への大気中VOCsの濃縮機構を検討した.フミン様物質の定量には,河川水中フミン物質の定量法としてHiraide et al.(1994)によって開発された方法を改良して用いた.降水中HULIS濃度は雨水に比べて露水で約20倍濃縮されていた.降水中HULISは雨水,露水ともに春先に高濃度なることから,フミン様物質の起源として,花粉や黄砂などの春先特有の現象が関与している可能性があるが,カリウムイオンとの相関性から花粉など植物起源の可能性が高い.露水および雨水中VOCsは,大気中VOCs濃度とヘンリー則から推定される予測値に比べて数百倍以上濃縮されているが,このうち,トルエン,キシレンなどの単環芳香族炭化水素は単位総無機イオン濃度当たりのフミン様物質濃度が増加するにつれて濃縮されることが明らかになった.2)大気微小液滴内での微量有機汚染物質の増感光分解試薬から調整した模擬露水(VOCsのみの場合,VOCs+フミン酸(溶存態),VOCs+フミン酸(懸濁態))を晴天時に本学講義棟屋上に設置して実際の太陽光を照射することにより,VOCsのフミン様物質による増感光分解反応について検討した.ジクロロメタンを除く塩素化炭化水素,単環芳香族炭化水素はフミン物質の増感光分解効果はあまり明瞭ではなかったが,二環芳香族炭化水素であるナフタレン類ではフミン物質による増感光分解効果により水中で消失することが明らかになった.ジクロロメタンはフミン酸存在下での太陽光照射により生成がみられたが,ジクロロメタンが生成する原因は明らかにすることができなかった.今後,降水やエアロゾルから精製した大気中フミン様物質を用いて屋外実験と室内実験を行うことにより,有害有機大気汚染物質のフミン様物質による増感光分解反応について明らかにする必要がある.本年度は3年計画の最終年度にあたるので,これまでの問題点を整理するとともに,新たに粒子状多環芳香族炭化水素(PAHs)の観測を行った.なお,研究代表者が首都大学東京から早稲田大学に異動したので,主に早稲田大学大久保キャンパス(新宿)で降水,エアロゾル,大気中揮発性有機化合物(VOCs)の採取を行うとともに,東京農工大FM多摩丘陵でも観測を行った.また,富士山頂(3776m),富士山麓(太郎坊避難小屋1300mおよび名古屋大学太陽研1000m)で2006年7月24日から28日まで大気中VOCsおよびPAHsの集中観測を行った.
統計力学の数理モデルにおけるランダムな形の形成と揺らぎの研究

共同研究者Yu-Zhangとの研究で高温領域におけるパーコレーションクラスター横断数に関するFirst-passage percolation問題において、収束の速さに関する評価を得た。その後、2次元Ising modelの相構造をpercolationを用いて記述することができることを証明した。これらの成果は論文として発表されたが、その研究から派生した問題として、以下の二つの問題を研究して、まとまった成果を得たところである。Z^2内の幅Lの帯状領域[0, L]×Z内に2つのタイプの粒子をたくさん配置する。タイプ間には強い反発力が働く。このため、境界条件で両方のタイプの粒子達を強制的に共存させると、二つのタイプの粒子群を分離する空白地帯の帯ができる。特に、空白地帯が左から右に帯状領域[0,L]×Zを横断するような境界条件を考える。帯状領域の中で左端から右端まで到達するself-avoiding walkを一定の方法で選んで、πと書く。右端と左端の高さの差と、右端と左端を結ぶ線分とπとが囲む面積を指定する時、その指定するオーダーがそれぞれL,L^2のとき、この空白地帯のスケール極限が、wulffの形からの揺らぎとしてブラウン運動による確率積分の形で表現できることを証明した。これは2次元Ising modelでDobrushinとHrynivが証明したことのWidom-Rowlinson modelへの拡張である。この際、指定する面積が0でも良いなど、定理の適用範囲を広げてもいる。(投稿準備中)上記のモデルの平衡状態をすべて求めるという問題についての部分的な回答を与えた。とくに、これまでに相の共存が知られているパラメータ領域では常に、平行移動で不変な平衡状態は二つの特殊な平衡状態μ_+とμ_-の重ね合わせで表すことができることを証明した。このモデルでは自由境界条件の有限Gibbs分布の極限の存在は自明ではないが、上記のパラメータ領域においてはこの極限が存在し、1/2(μ_++μ_-)と表すことができることも証明した。(投稿中)共同研究者Yu-Zhangとの研究で高温領域におけるパーコレーションクラスター横断数に関するFirst-passage percolation問題において、収束の速さに関する評価を得た。(投稿中)本年度の研究に於ける成果は、2次元Ising modelのパーコレーション的研究が中心となった。主な成果は以下の通りである。a)2次元Ising modelの端点Gibbs分布は、μ_+,μ_-と記述される特別なGibbs分布に限ることを、Percolationと言う立場からまとめた証明をあたえた。これにより、議論の適用範囲が広がった。これまでに知られていた証明が、解析的トリックを使っていたのに対して、新しく得られた証明は、確率論的であり、次元依存性がよりはっきりと理解できる形になったのが特徴である。b)2次元Ising modelで、臨界温度より高い場合には、外部磁場を調節すると、+スピンも-スピンもpercolateしないパラメータ領域があり、このときにfirst passage percolationの問題を考えることができる。原点と(n,0)とを結ぶpathは最低でどのくらい多くの+スピンのかたまりを通る必要があるかを考える。評価は確率収束の意味で、cn±√<n>log^2nのオーダーまで求めることができた。ただし、cはtime constantと呼ばれる定数で、subadditive ergodic theoremから導かれる。実際のfluctuationはcn±n^<1/3>が期待されているので、まだsharpeな結果とはいえない。上記a),b)の結果は論文として学術雑誌に発表したものである。

c)の結果は残念ながら、既に発表されていた結果と重なる部分が多いことが分かり、発表は見合わせ、さらに詳しい研究を続けることとした。本年度の研究は、2次元Widom-Rowlinsonモデルについてのクラスター形成と相境界の揺らぎについて中心的に研究を行ない、以下に述べるような二つの成果を得た。いずれの研究も現在発表準備中である。Widom-Rowlinsonモデルの特徴は2種類の粒子が異種粒子が隣接しないという条件をみたしながら存在し、空白の場所にはエネルギーがかかるというモデルである。本質的に2粒子のモデルでありながら、3粒子モデルの特性も持っている。1.低温における境界相の揺らぎに関する局所型極限定理の成立この研究は、2次元Isingモデルにおいて傾きのある相境界を出現させる境界条件のもとで、DobrushinとHrynivによって発見された現象の一般化を目指すものである。傾いた境界条件の下に、片方の相がより多い体積を持つという条件をつけた場合に、表面張力によって特徴づけられるガウス過程が極限で現れることをWidom-Rowlinsonモデルにおいても示すことができるが、鍵となるのはこのモデルがIsingモデルよりもはるかに大きい揺らぎを持つことをどのように制御するかということである。われわれはこの問題を、対数的母関数の解析性の精密な評価を導くことによって解決した。現在、q状態PottsモデルにおけるAntonov現象と呼ばれる臨界点で相境界が二つ現れる現象の解析にこの手法が使えないか研究を進めている。2.低温における相構造の解明相の構造というデリケーとな問題を扱うと、随所にモデルの3粒子性が顔を出す。十分高温ならば典型的にはどちらかの粒子が支配的な相しか現れないだろうという予想は既に1980年にはされていたが、これまでにまとまった結果はなにも発表されていない。われわれ、これまでに得た結果は、まだ限定的なものではあるが、低温においてどちらかの方向への平衡移動不変性があるような平衡状態は本質的にどちらかの粒子が支配的に存在するものしかないというものである。現在、この平衡移動に関する不変性を除くべく研究を進めている。今年度の研究成果は以下の通りである。Z^2内の幅Lの帯状領域[0,L]×Z内に2つのタイプの粒子をたくさん配置する。タイプ間には強い反発力が働く。このため、境界条件で両方のタイプの粒子達を強制的に共存させると、二つのタイプの粒子群を分離する空白地帯の帯ができる。特に、空白地帯が左から右に帯状領域[0,L]×Zを横断するような境界条件を考える。帯状領域の中で左端から右端まで到達するself-avoiding walkを一定の方法で選んで、πと書く。右端と左端の高さの差と、右端と左端を結ぶ線分とπとが囲む面積を指定する時、その指定するオーダーがそれぞれL, L^2のとき、この空白地帯のスケール極限が、wulffの形からの揺らぎとしてブラウン運動による確率積分の形で表現できることを証明した。
翻訳開始因子キナーゼにおける活性酸素シグナル伝達機構の解明

真核細胞は、一酸化窒素(NO)や過酸化水素(H_2O_2)等の活性窒素・活性酸素によるストレスを受けたときタンパク質合成が低下することが知られている。本研究では、この現象に関与する翻訳開始因子キナーゼ、ヘム調節キナーゼ(HRI)を対象として、その酵素活性調節の分子機構について研究を行った。1)HRIと活性酸素種との相互作用を検討するために、培養細胞(マウス赤白血病細胞、MEL)に対してH_2O_2を処理したところ、イムノブロット法によってHRIのタンパク質量が増加することがわかった。この原因については現在検討中である。2)ヒト肺がん細胞において見つかったHRI変異の酵素活性への影響を調べるために、大腸菌を用いて発現精製した組換えタンパク質を用いて、その酵素活性、基質親和性、ヘムによる阻害効果を調べた。その結果、変異によって、基質ATPへの親和性が増大し、触媒活性が上昇することが明らかとなった。3)HRIの立体構造を明らかにするために、ヒト、マウス、ラット及びゼブラフィッシュのHRI遺伝子をクローニングし、タンパク質の大量発現、精製を行った。ヘムを含まないアポ型酵素について、結晶化スクリーニングを行ったところ、ヒット条件が得られた。回折データを収集したものの、低分解能のため構造解析は難しく、分解能向上のため結晶化条件の最適化を行っている。本研究では、この現象に関与する翻訳開始因子キナーゼ、ヘム調節キナーゼ(HRI)を対象として、その酵素活性調節の分子機構について研究を行う。具体的には、in vitro, in vivo両方におけるHRIとNOとの相互作用を検討するために、大腸菌で大量発現した組換えHRI、及び培養細胞(マウス赤白血病細胞、MEL)に対して、NOドナーとしてS-ニトロソグルタチオンを添加し、タンパク質のS-ニトロシル化を分光学的、ビオチンスイッチアッセイ等によって検出する。また同時に、eIF2αを基質としたキナーゼ活性測定を行うことで、酵素活性への影響を評価する。In vitroにおいてHRIとS-ニトロソグルタチオン反応させ、S-ニトロシル化反応の有無を解析したところ、ヘムが結合したHRIについては、S-ニトロシル化がほとんど見られず、活性変化は観測されない。一方、ヘムを結合していないHRIは、5カ所のS-ニトロシル化が確認された。また、S-ニトロシル化によって、活性が有意に上昇することがわかった。次にS-ニトロソグルタチオンによって修飾されるCys残基を同定するために、CysをSerへと変えた変異体を作製し、活性を比較したところ、Cys105、Cys385がS-ニトロシシル化される可能性が示唆された。In vivoにおけるHRIのS-ニトロシル化はビオチンスイッチアッセイ法によって行った。以上の結果を現在投稿論文にまとめている。
退化双曲型方程式の初期境界値問題

2階双曲型方程式が境界で退化するとき、その退化の仕方に応じて問題設定は大きく変わってくることが知られている、本研究においてはある一つの型に限定して、高次導関数を含めたエネルギー不等式を得ることに成功した。これは同じ型の非線型方程式についての局所的解析を可能にするものである。高階の方程式について同様な型が抽出できるかどうかについては今後の課題となっている。
洗浄機構に関わる流体力の検討-溶液が布間隔を通過する際に生じる抗力の経時変化と汚れ除去との関係-

洗浄における汚れの除去機構を考える場合,洗液中の界面活性剤や洗浄補助剤による化学的作用とともに,外部から被洗物に与えられる物理的作用も非常に重要な要因を占めている.本研究は,物理的作用の一つである洗浄液の持つ流体力に着目して検討したものである.実験装置として,透明アクリル板を用いた流路(内径約200×20×20mm)のフランジ部分に,洗浄液を流れ方向と直角になるように布モデル(ポリエステルおよびステンレスメッシュスクリーン)を挟んだものを作製し,ヘッドタンク,微小差圧計と接続して全体を組み立てた.この装置の流路内に,イオン性の異なる界面活性剤水溶液5種と希薄高分子水溶液2種および水のせん断流を流し,メッシュ間隙を通過する際に生じる抗力を,前後の圧力差から算出した.さらに,メッシュの織り密度,流量,溶液の種類や濃度などの条件を変えてその影響を採るとともに,抗力の時間による変化を検証した.1.すべての溶液で、流路内のレイノルズ数(Re)の増加とともにメッシュ前後の圧力差も増加し,抗力も高くなった.しかし,増加のしかたは溶液によって異なり,それぞれの特徴を示した.すなわち,水の抗力はReとともに穏やかに上昇したが,界面活性剤水溶液はそれに比べて急激な上昇傾向を示しReの影響を受けていた.また,希薄高分子水溶液は低Reでは穏やかに上昇するが,高Reになるにつれて急な上昇に転じ,さらに高Reになると再び緩やかになるという特異な傾向を示した.全体として抗力は,水>界面活性剤水溶液>希薄高分子水溶液の順となり,これは各溶液の粘度の順位と一致していた.2.流量を一定にして抗力の時間による変化を検証した結果,低Re(1050程度)では実験開始直後から穏やかに圧力差が上昇し続け,10分程度で一定になった.しかし,高Re(1001,000)では数秒から十数秒で一定になり,その後の変化はほとんど認められなかった.3.すべての実験条件下で,抗力は織り密度の大きい(オープニングエリアが小さい)メッシュほど高く,溶液通過が困難であることを示した.以上の結果を実際の洗浄場面に関連させると,界面活性剤水溶液は水よりも抗力が高く布間隙を通過しにくいことから,布に付着した汚れを除去する上では汚れを運び出す作用となって働くとみなすことができ,洗浄性が高まると予想され,物理的作用においてもその有効性が示唆された.洗浄における汚れの除去機構を考える場合,洗液中の界面活性剤や洗浄補助剤による化学的作用とともに,外部から被洗物に与えられる物理的作用も非常に重要な要因を占めている.本研究は,物理的作用の一つである洗浄液の持つ流体力に着目して検討したものである.実験装置として,透明アクリル板を用いた流路(内径約200×20×20mm)のフランジ部分に,洗浄液を流れ方向と直角になるように布モデル(ポリエステルおよびステンレスメッシュスクリーン)を挟んだものを作製し,ヘッドタンク,微小差圧計と接続して全体を組み立てた.この装置の流路内に,イオン性の異なる界面活性剤水溶液5種と希薄高分子水溶液2種および水のせん断流を流し,メッシュ間隙を通過する際に生じる抗力を,前後の圧力差から算出した.さらに,メッシュの織り密度,流量,溶液の種類や濃度などの条件を変えてその影響を採るとともに,抗力の時間による変化を検証した.1.すべての溶液で、流路内のレイノルズ数(Re)の増加とともにメッシュ前後の圧力差も増加し,抗力も高くなった.しかし,増加のしかたは溶液によって異なり,それぞれの特徴を示した.すなわち,水の抗力はReとともに穏やかに上昇したが,界面活性剤水溶液はそれに比べて急激な上昇傾向を示しReの影響を受けていた.また,希薄高分子水溶液は低Reでは穏やかに上昇するが,高Reになるにつれて急な上昇に転じ,さらに高Reになると再び緩やかになるという特異な傾向を示した.全体として抗力は,水>界面活性剤水溶液>希薄高分子水溶液の順となり,これは各溶液の粘度の順位と一致していた.2.流量を一定にして抗力の時間による変化を検証した結果,低Re(1050程度)では実験開始直後から穏やかに圧力差が上昇し続け,10分程度で一定になった.しかし,高Re(1001,000)では数秒から十数秒で一定になり,その後の変化はほとんど認められなかった.3.すべての実験条件下で,抗力は織り密度の大きい(オープニングエリアが小さい)メッシュほど高く,溶液通過が困難であることを示した.以上の結果を実際の洗浄場面に関連させると,界面活性剤水溶液は水よりも抗力が高く布間隙を通過しにくいことから,布に付着した汚れを除去する上では汚れを運び出す作用となって働くとみなすことができ,洗浄性が高まると予想され,物理的作用においてもその有効性が示唆された.
歯周炎・肥満・骨粗鬆症関連遺伝子ＰＰＡＲガンマーの閉経後女性における解析

核内レセプターPPARガンマは炎症抑制・脂質・骨代謝調節機能を有する。従来PPARガンマ遺伝子多型と炎症・肥満・骨粗鬆症との関連が知られていた。閉経後女性ではこれらの疾患のリスクが増大する。そこでPPARガンマPro12Ala多型がこれらの疾患の共通リスクか否かを解明するため新潟市横越地区の閉経後女性359名を対象に肥満・骨粗鬆症・歯周炎の指標とPPARガンマ遺伝型との関連性を調べた。その結果、PPARガンマPro12Ala多型のAlaアレルは歯周炎と肥満・骨粗鬆症との関連を強めることが示唆された。この成果は疾患リスク診断に寄与しPPARガンマ制御が治療に役立つ可能性を示している。核内レセプターPPARガンマは、炎症・肥満・骨粗鬆症との関連が知られている。閉経後女性においてはエストロゲンの減少に伴いこれらの疾患リスクが増大する。本研究ではPPARガンマの機能を減弱させるPro12Ala遺伝型がこれらの疾患の共通リスクであるか調べ、歯周炎・肥満・骨粗鬆症の診断と治療に役立てることを目的とした。新潟市横越地区の閉経後日本人女性から同意を得てゲノムDNAを抽出し遺伝型をタイピングした。また歯周検査を行い肥満、骨密度、関連する血液中のマーカーを測定した。その結果、PPARガンマPro12Ala遺伝型は独立では歯周炎や骨粗鬆症と関連を示さなかったがAlaアレル保有者のみにおいて歯周炎と骨密度、骨密度とビタミンD、および歯周炎とビタミンDに関連性が認められた。このことから、PPARガンマPro12Ala遺伝型は、歯周炎と骨粗鬆症の間の関連性に影響を与える可能性が示唆された。この成果は国際学術誌Oral Diseasesに掲載された。続いて、PPARガンマ遺伝型と肥満および歯周炎の関連性について解析した結果、遺伝型と肥満との間に直接的な有意な関連性は認められなかった。しかしAlaアレル保有者のみにおいて歯周炎と高感度CRPとの間に有意な正の相関が認められ、またAlaアレル非保有者においてのみ歯周炎と肥満との正の相関が認められた。この結果より、PPARガンマPro12Ala遺伝型は歯周炎と高感度CRP、また歯周炎と肥満との関連性に影響を及ぼすことが示唆された。この成果は国際学術誌Gerodontologyに掲載された。ついでこれらの成果を発展させベータ3アドレナリン受容体遺伝型と肥満および歯周炎の関係を同じ対象者で調べた結果、肥満女性において歯周炎とベータ3アドレナリン受容体遺伝型の関連性が認められた。この成果はJ Clin Periodontolに掲載された。核内レセプターPPARガンマは炎症・肥満・骨粗鬆症との関連が知られている。閉経後女性においては骨粗鬆症および肥満のリスクが増大する。そこで閉経後女性を対象に肥満・骨粗鬆症および歯周炎と、PPARガンマPro12Ala遺伝子型との関連性を調べ、PPARガンマPro12Ala遺伝子多型が、これらの疾患の共通リスクであるか否かを解析した。対象は新潟市の閉経後女性359名であった。書面による同意を得て末梢血を採取しDNAを抽出した。遺伝子型はPCR-RFLP法にて同定した。骨密度・肥満および歯周炎についての各種パラメーターと血清ビタミンDレベルを測定した。解析の結果、PPARガンマPro12Ala遺伝子多型は独立では骨密度とも歯周炎とも有意な関連性を示さなかった。しかしAlaアレル保有者においてのみ、付着の喪失レベルと骨密度との間、骨密度と血清ビタミンDの間、およびポケット深さ4mm以上の部位の割合と血清ビタミンDの間に、有意な正の相関が認められた。すなわちPPARガンマ遺伝子多型は骨密度と歯周炎の関係を修飾する因子である可能性が考えられる。結果は国際学術雑誌Oral Diseasesに掲載された。また、肥満と歯周炎についての解析から、Alaアレル保有者においてのみ炎症マーカーである高感度CRPと歯周炎が相関を示し、Alaアレル非保有者においてのみ高感度CRPと肥満度指数BMIが相関を示すことを発見し、国際学術雑誌に投稿中である。核内レセプターPPARガンマは炎症を抑制し脂質代謝調節機能も有する転写因子である。従来PPARガンマと炎症疾患および肥満・骨粗鬆症との関連が知られていた。閉経後女性においてはエストロゲンの減少に伴い骨粗鬆症および肥満リスクが増大する。

そこで本研究ではPPARガンマPro12Ala遺伝型がこれらの疾患の共通リスクか否かを明らかにするため新潟市横越地区の閉経後女性359名を対象に肥満・骨粗鬆症・歯周炎の指標とPPARガンマPro12Ala遺伝型頻度分布との関連性を調べた。その結果、歯周炎と骨粗鬆症あるいは骨密度との間に直接の関連性は認められなかったが、PPARガンマPro12Ala遺伝子多型のAlaアレル保有者に限定して歯周炎の臨床パラメーターと骨密度の間に正の相関が認められた。次に、炎症マーカーである血清高感度CRPに着目し解析した結果、Alaアレル保有者においては歯周炎パラメーターと高感度CRPが、Alaアレル非保有者ではBMIと高感度CRPが正の相関を示した。これらの成果を発展させ、ベータ3アドレナリン受容体遺伝型と肥満および歯周炎の関係を調べたところ、肥満女性において歯周炎とベータ3アドレナリン受容体遺伝型との関連性が認められた。さらに最終年度の研究としてPPARガンマ遺伝型とベータ3アドレナリン受容体遺伝型の組み合わせと、歯周炎、肥満との関係を調べた結果、肥満女性において、これらの遺伝型の交互作用項と歯周炎パラメーターに関連性が認められた。研究期間全体を通しての解析結果から、PPARガンマPro12Ala遺伝子多型のAlaアレル保有は歯周炎と肥満・骨粗鬆症との関連を強める可能性が示唆された。これらの成果は歯周炎と肥満・骨粗鬆症のリスク診断に寄与するとともにPPARガンマを制御することがこれらの疾患の治療に役立つ可能性を示している。歯周治療学当初の計画に従って閉経後女性におけるPPARガンマ遺伝型と骨密度、肥満、歯周炎との関連性を解析し結果を論文にまとめ掲載されたのみでなく、その成果をさらに発展させて、PPARガンマとともに糖代謝や脂質代謝を調節しているベータ3アドレナリン受容体の遺伝型と本研究対象の閉経後女性の歯周炎、肥満との関連性を解析し、その結果を既に論文にて発表した。研究の目的のうち、初年度である平成24年度の計画は閉経後日本人女性においてPPARガンマPro12Ala遺伝子多型の頻度と歯周炎・肥満・骨粗鬆症のケース・コントロール解析を行って、これらの疾患の間の関連性の有無、またそれらの疾患個々と疾患相互の関係におけるPPARガンマPro12Ala遺伝子多型の影響を疫学的に評価することであった。計画通り上記解析を行い、結果として、閉経後日本人女性において、PPARガンマPro12Ala遺伝子多型は独立では骨密度とも歯周炎とも関連性を示さなかったが、この遺伝子多型は骨密度と歯周炎との間の関係を修飾する因子のひとつである可能性を示唆した。結果は国際学会EUROPERIO7で発表し、論文が国際学術雑誌であるOral Diseasesに掲載された。また、肥満と歯周炎についても解析を行い、その結果、Alaアレル保有者においてのみ血中の炎症マーカーである高感度CRPと歯周炎が相関を示し、一方でAlaアレル非保有者においてのみ高感度CRPと肥満度指数BMIが相関を示すことを発見し、JADRにて発表した。現在、その結果を国際学術雑誌に投稿中である。したがってこれらについて計画どおりに研究を行い成果を得ている。平成25年度の研究計画に沿って、PPARガンマPro12Ala遺伝子導入した脂肪細胞の機能解析を行う。
IFRSの適用と情報利用者の意思決定有用性に関する国際比較研究

本研究の目的は、国際会計基準審議会(IASB)の設定する国際財務報告基準(IFRS)を世界で画一的に強制適用することが、これまで以上に情報利用者の意思決定に有用な情報提供に資するのか否かについて検討することにあった。研究対象国は、IFRSの任意適用企業が増加する日本の他、IFRSの適用において10年以上の歴史を有するヨーロッパ連合(EU)諸国の中のイギリス、フランス及びドイツ、オセアニアにおけるオーストラリア、並びにIFRSの適用で最も注目を集めるアメリカの企業とした。最終年度には、利益の質に焦点を当てて、IFRS適用以前の国内の会計基準(Local GAAP)からIFRSへの変更によって、利益の質が高まり財務情報が比較可能になるか否か、アメリカの会計基準(US GAAP)の適用企業とIFRSの適用企業との間での利益の質にどのような相違があるかなどについて検討した。検討の結果、以下のことが明らかになった。第1に、Local GAAPからIFRSへと変更することで、利益の質は全般的に高まる。第2に、利益の質の相違に焦点を当てて分析したところ、IFRSの適用企業の間での財務情報の比較可能性は高まるが、依然として利益の質に相違がある。第3に、IFRSの適用企業とUS GAAPの適用企業との間では、特に日本の企業ではIFRSの適用企業の方が利益の質は高い。第4に、IFRSの適用企業の間での利益の質の相違の原因は、企業の業種および国民性の相違から説明される。以上から、グローバル・スタンダードであるIFRSという一組の会計基準を適用した場合、これまで以上に情報利用者の意思決定に有用な情報を提供する一方で、各国の企業には、それらの企業の特性並びに企業経営及び財務諸表を作成する担当者等の国民性の相違を原因として、完全な比較可能性は達成されないことが明らかになった。平成28年度には、当初の研究計画に基づいて、3点に関する研究を行った。第1は、新たな国際会計に関する研究方法論の開発に関する研究である。この研究では、文化および制度構造を利用した国際会計に関連した研究方法論を用いた先行研究をレビューして、それらの研究結果が、日本の利益情報の質への評価を含めて、日本の会計制度についての正しい評価を行っていなことを明らかにした。そのうえで、国際会計に関する新たな研究方法論の必要性を主張し、最近社会科学の分野でも用いられるようになったソーシャル・キャピタル概念を国際会計研究に適用することを提案した。研究成果は、平成29年度に雑誌論文として公表される。第2は、財務情報の意思決定有用性を分析するための重要な視点として、財務情報の比較可能性についての研究である。この研究では、日本の企業がIFRSを任意適用することで、EU諸国のIFRS適用企業との間で財務情報の比較可能性は向上するが、日本の会計基準の適用企業との財務情報の比較可能性は必ずしも低下しないことが明らかになった。研究成果は、アメリカ会計学会、アジア・パシフィック国際会計学会にて報告をするとともに、報告要旨集に英文にて掲載した。日本国内でも、学内紀要に掲載した。第3は、日本の会計基準とIFRSとの重大な相違とされる「のれんの償却の可否」に関して、会計処理の相違が財務情報の比較可能性に影響を及ぼすかについて研究した。この研究では、上記第2の研究において、日本のIFRS任意適用企業と日本の会計基準の適用企業との間で、財務情報の比較可能性が低下しないことから、会計基準の相違として「のれんの償却の可否」に焦点を当てて、のれん償却を行っても、行わずに減損処理だけを行っても、財務情報の比較可能性に影響を及ぼさないことを明らかにした。研究成果は、学内の研究所紀要に掲載した。研究計画通り、文献収集、論文執筆、学会報告等、いずれも順調である。海外での学会報告及び海外ジャーナルへの投稿も行うことができ(現在査読中)、海外への研究発信も行うことができた。今年度も、同様に、研究計画のもと進めていきたい。平成29年度には、研究計画に基づいて、以下の2点に関する研究を行った。第1は、各国および業種別の特性を組み入れた国際会計研究の方法論の開発である。ここでは、(i)平成28年度に提案したソーシャル・キャピタル概念を国際会計研究に援用することに関して、世界価値観調査(World Values Survey: WVS)のデータがソーシャル・キャピタルの測定に適切であることを、ビッグ・データ時代に求められる5Vの特性(Volume(分量)、Velocity(速度)、Variety(多様性)、Veracity(真実性)、Value(価値))、およびこれまでに用いられてきた環境要因に関するデータの抱える問題から明らかにした。また、(ii)最新かつ膨大なWVSのデータを用いて、国際会計研究に関連する主要国のソーシャル・キャピタルを、信頼、規範およびネットワークの3つのファクターから測定した。ここでは、日本をはじめとして、上場企業の規模において日本の上場企業と比較的類似しており、かつ国際財務報告基準(IFRS)の適用を強制しているフランス、ドイツ、イギリス、オーストラリアおよびカナダ、並びにIFRSの適用において最も注目を集めているアメリカに焦点を当てて測定を行った。研究成果は、学内の紀要および会計関連の一般雑誌に論文として掲載した。第2は、財務情報の意思決定有用性に関して、IFRSの適用が財務情報の透明性を高めるか否かについて、日本とIFRSとの間の重要な相違点である「のれん償却費」に関して、実証分析を行った。研究成果は、国際会議にて報告を行い、Proceedingsに論文を掲載したことに加えて、学内の紀要にも論文として掲載した。

研究計画通り、先行研究のレビュー、実証分析、論文執筆、学会報告等、いずれも順調である。国内はもとより、今年度も海外での学会報告を行うことができ、昨年度、投稿した海外ジャーナル(査読誌)へも論文が掲載された。本研究の目的は、国際会計基準審議会(IASB)の設定する国際財務報告基準(IFRS)を世界で画一的に強制適用することが、これまで以上に情報利用者の意思決定に有用な情報提供に資するのか否かについて検討することにあった。研究対象国は、IFRSの任意適用企業が増加する日本の他、IFRSの適用において10年以上の歴史を有するヨーロッパ連合(EU)諸国の中のイギリス、フランス及びドイツ、オセアニアにおけるオーストラリア、並びにIFRSの適用で最も注目を集めるアメリカの企業とした。最終年度には、利益の質に焦点を当てて、IFRS適用以前の国内の会計基準(Local GAAP)からIFRSへの変更によって、利益の質が高まり財務情報が比較可能になるか否か、アメリカの会計基準(US GAAP)の適用企業とIFRSの適用企業との間での利益の質にどのような相違があるかなどについて検討した。検討の結果、以下のことが明らかになった。第1に、Local GAAPからIFRSへと変更することで、利益の質は全般的に高まる。第2に、利益の質の相違に焦点を当てて分析したところ、IFRSの適用企業の間での財務情報の比較可能性は高まるが、依然として利益の質に相違がある。第3に、IFRSの適用企業とUS GAAPの適用企業との間では、特に日本の企業ではIFRSの適用企業の方が利益の質は高い。第4に、IFRSの適用企業の間での利益の質の相違の原因は、企業の業種および国民性の相違から説明される。以上から、グローバル・スタンダードであるIFRSという一組の会計基準を適用した場合、これまで以上に情報利用者の意思決定に有用な情報を提供する一方で、各国の企業には、それらの企業の特性並びに企業経営及び財務諸表を作成する担当者等の国民性の相違を原因として、完全な比較可能性は達成されないことが明らかになった。第1は、平成28年度に自らが提案したソーシャル・キャピタルを用いた国際会計の研究方法についての検討を、以下の点から推し進める。(i)ソーシャル・キャピタル研究の動向および社会科学に援用した研究のレビュー、(ii)ソーシャル・キャピタルの測定機関は世界価値調査(World Value Survey)、GLOBE等があることから、それらの測定手法の調査と、国際会計研究への援用の可能性についての検討、並びに(iii)ソーシャル・キャピタルを用いた実証分析を行う。第2は、財務情報の意思決定有用性に関連して、IFRSの適用が財務情報の透明性を高めるか否かについての研究を行う。具体的には、先行研究の整理およびレビューを行ったうえで、分析モデルを構築して、日本のIFRS任意適用企業に焦点を当てた実証分析を行う。平成30年度は、助成金を受ける最終年度であり、過去2年間の研究成果をもとに、IFRSの適用が情報利用者の意思決定に有用な情報提供を行うか否かに関して、国際比較研究を総合的に行う。
活動天体における粒子加速とガンマ線放射

1.活動銀河中心核や銀河系内部ブラックホール候補天体の一部にみられる相対論的ジェットの物理的性質とその加速機構について検討を行った。多周波同時観測データを使ってジェットの物理状態を推定した。その結果、ジェットは主として電子陽電子対からなること、エネルギー収支は相対論的電子が支配していること、シュワルトシルト半径の数百倍から数千倍程度の距離でローレンツ因子が10程度にまで加速されていることを示した。輻射場によりローレンツ因子を10まで加速する機構を定量的に検討した。一つの可能性はローレンツ因子が3程度にまで加速された底部ジェットからの二次散乱光のビ-ミング効果を使って上部ジェットをさらに加速する可能性である。もう一つの可能性はコンプトン散乱に加えてシンクロトロン吸収がある場合である。2.パルサーからのガンマ線放射機構と磁極における電場構造の検討を行った。ガンマ線のデータは沿磁力線電場により加速された電子の曲率放射と強磁場中での一光子電子陽電子対生成により基本的に説明されることを示した。沿磁力線電場と粒子加速の整合的取り扱いを試み、対生成による電場の遮蔽のモデルを検討した。その結果、整合的なモデルが成立するためには一次電子と二次電子および二次陽電子の3流体の間に強い不安定性が励起される必要のあることがわかった。今後定量的な成長率の計算を行う予定である。3.超新星残骸の衝撃波におけるフェルミ加速のinjection問題をモンテカルロ法により検討した。磁場と衝撃波面とが斜交する斜め衝撃波は粒子の加速時間が短縮されるという利点がある一方、磁場に沿った流速が増加するため加速過程へのinjectionの効率が著しく減少する。効率を定量的に評価し、SN1006への応用を試みた。
運動効果におけるリポ蛋白リパーゼの作用：ノックアウトウサギを用いた研究

これまでに得られた高トリグリセリド血症を示すファウンダーウサギは雌であったため、野生型オス日本白色種ウサギとの交配を行い、F1世代の獲得を目指した。4度交配したところ2度妊娠し、出産に至った。1度の妊娠においては、7匹のうち4匹は生存して誕生したが、母親ウサギが育児放棄し、全て死亡した。他方の妊娠においては、3匹の生存仔を得て、仮親ウサギに付けたところ、離乳し、成体となった。これらのウサギの空腹時血中トリグリセリド値を計測したところ40mg/dL程度と母親ウサギで確認された高トリグリセリド血症の表現型は確認されなかった。F1個体に遺伝情報が引き継がれないのはファウンダーウサギがヘテロ接合体であるかモザイク体である可能性が考えられた。モザイク体である場合はF1世代に目的の遺伝子型(リポ蛋白リパーゼヘテロノックアウト)個体を得られる確率は低いため、新たなファウンダーウサギの作出を目指すこととした。ウサギリポ蛋白リパーゼに対するガイドRNAとCas9ヌクレアーゼRNAをマイクロインジェクションした176個の受精卵を仮親雌の卵管内に胚移植したところ7匹の産仔を得たが(約4%)、うち4匹は死産で、残りの3匹も生後3日までにレシピエント親により食殺された。また、エレクトロポレーションによりガイドRNAおよびCas9ヌクレアーゼを受精卵に導入する方法も試みた。エレクトロポレーション法では過半数の受精卵が死滅し、生存胚を仮親に移植して、2匹の生存仔を得たが、いずれもリポ蛋白リパーゼ欠損の表現型を示さなかった。引き続き、ファウンダーウサギの交配によるF1ウサギの作出、マイクロインジェクション法によるファウンダーウサギの作出実験を行っている。CRISPR/Cas9コンストラクト注入後の受精卵から得られる産仔の割合が極端に低く、リポ蛋白リパーゼのホモノックアウトは致死である可能性が考えられた。加えて、親ウサギが産仔の育児を放棄する事例があり、同時期に同飼育室において他系統のウサギにおいても同様の事例が多発したため、環境によるストレスが存在する可能性が考えられた。また、これまでに得たファウンダーウサギは雌かつ右前腕が脱臼してるため、特に出産・育仔が大きな負担となっていたと考えられる。ヘテロ接合体が作出されやすい条件とするために、ガイドRNAの標的配列を変更してCRISPR/Cas9によるゲノムの編集効率を変化させる。すでに得られているファウンダーウサギの交配を行う際には里親を用意する。ウサギのリポ蛋白リパーゼを目的遺伝子として、ゲノム編集技術(CRISPR/Cas9システム)を用いたノックアウトウサギ作製実験を行った。一般公開されているガイドRNA設計ソフトウェアを用いて、ウサギリポ蛋白リパーゼ遺伝子配列中にプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)配列を含む配列を検索した。ターゲットとなりうる遺伝子配列の内、ウサギのゲノム内に他に類似した配列が存在せず、オフターゲット効果が起こりにくいと考えられる配列を選択し、ガイドRNAを合成した。ウサギの一細胞期胚の細胞質内にガイドRNA及びCas9ヌクレアーゼRNAをインジェクションし、レシピエントウサギの一方の卵管内に移植した。妊馬血清性性腺刺激ホルモンをドナーウサギに投与することにより過排卵を誘起し、7匹のドナーウサギから342個の卵(平均48.9個)を採取した。マイクロマニュピーレーターを用いてガイドRNAとCas9ヌクレアーゼRNAをインジェクションした受精卵107個を4匹のレシピエントウサギに移植(平均26.8個)したところ、2匹が妊娠し、7匹の産子を得た。しかし、これら全ての新生個体は、生後2週間頃までに食欲低下・元気消失を示して死亡した。血液を採取して血清を分離したところ乳白色を呈していた。これは中性脂肪を加水分解するリポ蛋白リパーゼが欠損したことにより、食餌由来のカイロミクロンや肝臓で合成された超低密度リポ蛋白(VLDL)に含まれる中性脂肪が分解されず、血液中に多量に含まれるためである可能性が考えられた。本研究課題は10月終盤に追加採択されたため、準備等の時間が必要で、実験を実施するための時間が十分でなかった。得られた産子が育たなかった。前年度に引き続き、CRISPR/Cas9システムを用いたノックアウトウサギ作製実験を行った。ウサギリポ蛋白リパーゼに対するガイドRNAとCas9ヌクレアーゼRNAをマイクロマニュピレーターにより、受精卵細胞質内にマイクロインジェクションした。116個の受精卵にマイクロインジェクションし、仮親雌の卵管内に胚移植したところ、6匹の産子しか得られず(約5%)、極端に効率が悪かった。また、得られた6匹の産子の内3匹は死産で、残りの3匹の内2匹は生後1週間程で死亡した。この原因として、マイクロインジェクション処置が受精卵に大きなダメージを与えた可能性や、注入したRNA溶液が受精卵に毒性を示した可能性、リポ蛋白リパーゼの欠損が個体の発生・成長に悪影響を与えた可能性が考えられた。得られた産子の内の残りの1匹は、離乳し、成体となった。血中のトリグリセリドを計測したところ、対照ウサギでは120 mg/dLであったのに対し、当該個体では、>500 mg/dLという結果であった。

リポ蛋白リパーゼは、カイロミクロンや超低比重リポ蛋白中のトリグリセリドを加水分解する酵素であり、ヘテロ欠損であっても高トリグリセリド血症を示すことが知られているため、当該個体は一方のアレルのリポ蛋白リパーゼ遺伝子のみが変異したヘテロ個体である可能性が考えられた。現在、遺伝子のシークエンスを行っている。当該個体はメスであったため、F1世代を得るために、雄ウサギと交配する必要がある。繁殖において十分成熟したと考えられる6月齢になるのを待って、雄ウサギ精子を人工授精し、現在までに妊娠兆候を確認している。CRISPR/Cas9コンストラクト注入後の受精卵から得られる産子の割合が極端に低く、また産子がえられても、離乳前に死亡することから、ファウンダーウサギを得るまでに多くの時間を要した。これまでに得られた高トリグリセリド血症を示すファウンダーウサギは雌であったため、野生型オス日本白色種ウサギとの交配を行い、F1世代の獲得を目指した。4度交配したところ2度妊娠し、出産に至った。1度の妊娠においては、7匹のうち4匹は生存して誕生したが、母親ウサギが育児放棄し、全て死亡した。他方の妊娠においては、3匹の生存仔を得て、仮親ウサギに付けたところ、離乳し、成体となった。これらのウサギの空腹時血中トリグリセリド値を計測したところ40mg/dL程度と母親ウサギで確認された高トリグリセリド血症の表現型は確認されなかった。F1個体に遺伝情報が引き継がれないのはファウンダーウサギがヘテロ接合体であるかモザイク体である可能性が考えられた。モザイク体である場合はF1世代に目的の遺伝子型(リポ蛋白リパーゼヘテロノックアウト)個体を得られる確率は低いため、新たなファウンダーウサギの作出を目指すこととした。ウサギリポ蛋白リパーゼに対するガイドRNAとCas9ヌクレアーゼRNAをマイクロインジェクションした176個の受精卵を仮親雌の卵管内に胚移植したところ7匹の産仔を得たが(約4%)、うち4匹は死産で、残りの3匹も生後3日までにレシピエント親により食殺された。また、エレクトロポレーションによりガイドRNAおよびCas9ヌクレアーゼを受精卵に導入する方法も試みた。エレクトロポレーション法では過半数の受精卵が死滅し、生存胚を仮親に移植して、2匹の生存仔を得たが、いずれもリポ蛋白リパーゼ欠損の表現型を示さなかった。引き続き、ファウンダーウサギの交配によるF1ウサギの作出、マイクロインジェクション法によるファウンダーウサギの作出実験を行っている。CRISPR/Cas9コンストラクト注入後の受精卵から得られる産仔の割合が極端に低く、リポ蛋白リパーゼのホモノックアウトは致死である可能性が考えられた。加えて、親ウサギが産仔の育児を放棄する事例があり、同時期に同飼育室において他系統のウサギにおいても同様の事例が多発したため、環境によるストレスが存在する可能性が考えられた。また、これまでに得たファウンダーウサギは雌かつ右前腕が脱臼してるため、特に出産・育仔が大きな負担となっていたと考えられる。今後も一細胞期胚へのCRISPR/Cas9のインジェクション、胚移植を継続して行う。リポ蛋白リパーゼホモノックアウトウサギは生存出来ない可能性があるため、ヘテロ個体の作製を目指す。CRISPR/Cas9によるゲノム編集では高率にホモノックアウト個体が作出されるが、一定の確率でヘテロ個体も出現することが知られている。
小学生高学年・中学生を対象とした音の実験から科学の楽しさを学ぶ試み

○研究の目的身近にあって、比較的分かりやすいと思われている音について、中学校での音に対する理解度が低いという調査もあり「音や振動」関心興味を持たせる工夫として、小学生高学年・中学生を対象に音の出る装置を自作し、音の実験から科学の楽しさを学ぶ試みを提案する。○研究方法太さの異なる導線を用意し、巻数や直径の異なるコイルを作成し抵抗やインピーダンスの測定を行った。材質や形状の異なる磁石の表面磁束密度分布の測定を行った。振動板として、身近にあるペットボトル、空き缶、段ボールなどを用い、スピーカーの試作を行った。試作したスピーカーの音の測定を行った。可視化として、試作品に砂や砂鉄を載せ振動する様子を観察した。体験として、小学生高学年を対象とした、公開講座を実施した。○研究成果磁石とコイルの位置関係では、磁石から2mm程度離れたコイルを使用した場合や厚さ方向に浮かせる事で、音が数dB大きくなった。コイルでは、巻数を多くすると導線の長さが長くなり、インピーダンスも増え音が大きくなった。コイルの巻数を同じにして導線を細くした場合、インピーダンスが変化し、音が数dB大きくなった。振動板として、ペットボトル、空き缶、段ボール、お弁当食品トレーなどが利用できた。ラジオの種類によりイヤホン端子の出力インピーダンスが違うため、アウトプットトランスを用いることで音を数dB大きくすることができた。小学生高学年を対象とした体験では、アンケート結果から、自作のスピーカーが簡単に作れた事、自作スピーカーから音が聞こえた事、スピーカー作りを通していろいろなことを知る事ができたなど、音の出る仕組みについて興味を持たせる試みができた。
迅速法を用いた透析液調製システムの衛生微生物学的安全性評価法の構築

透析液中の微生物モニタリングは、衛生微生物学的に安全な透析液の供給のために重要である。そこで、これまでに開発・検討してきた迅速検出法を用いて、透析液およびその原料となるRO水調製システムにおける細菌の動態解析を行った。その結果、透析液中の細菌数の迅速モニタリングには、蛍光活性染色法およびマイクロコロニー法が適していること、透析液調製過程における細菌群集構造の変化および優占種の推定は、変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法により可能であることがわかった。これらの方法を用いることにより、透析液やその調製システムの微生物学的な管理を高精度に行えることがわかった透析液中の微生物モニタリングは、衛生微生物学的に安全な透析液の供給のために重要である。これらの方法を用いることにより、透析液やその調製システムの微生物学的な管理を高精度に行えることがわかった本研究では,より微生物学的に安全な透析液を供給するために,これまでに申請者が検討・開発してきた蛍光活性染色法や分子微生物学的手法を用い,透析液およびその調製システムにおける細菌現存量と細菌群集構造の変化を明らかにし,透析液の迅速・高精度な微生物管理法を提案することを目的とする.平成19年度の成果は以下のとおりである.1)透析液および調製システムにおける細菌現存量を迅速・高精度に測定し,またその生理状態を評価するために,蛍光活性染色法およびマイクロコロニー法を用いた.その結果,(1)原水に比べて活性炭処理後に細菌現存量が増加し,また細菌の生理活性が上がること,(2)ROモジュールを通すことにより,細菌現存量は大きく減少すること,(3)RO水をタンクに貯留することにより,再び細菌現存量が増加することが,わかった.2)上記の結果より,調製システムの適切な管理には,蛍光活性染色法を用いた細菌モニタリング法が有効であることを示した.3)透析液中の細菌の現存量は,一般的な水環境に比べて,はるかに少ない.そこで,新たに開発された細菌数自動測定システムを用いて,極少量(数cell)の細菌を検出するためのプロトコールを作成した.4)透析液中の細菌群集構造解析にあたっては,透析液中の細菌現存量が少ないことから,細菌のDNAを効率よく抽出し,また微量のDNAを偏り無く増幅させることが重要であった.本研究では,より微生物学的に安全な透析液を供給するために,これまでに申請者が検討・開発してきた蛍光活性染色法や分子微生物学的手法を用い,透析液およびその調製システムにおける細菌現存量と細菌群集構造の変化を明らかにし,透析液の迅速・高精度な微生物管理法を提案することを目的とした.平成20年度の成果は以下のとおりである.1)前年度の結果より,透析液およびその原水(RO水)中の細菌数は,通常の蛍光顕微鏡法の検出限界に近いことがわかったことから,より細菌数の少ない試料について高精度な測定ができる細菌数自動測定システムを用いた研究を進めた.その結果,検出限界を大幅に改善できた.2)RO水調製プロセスにおける細菌群集構造の変化を,変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法により明らかにした.また得られたrRNA遺伝子増幅産物の配列解析を行なった結果,ろ過や貯留などの各処理により,優占種が大きく変化することがわかった.3)蛍光活性染色法およびマイクロコロニー法と細菌数自動測定システムを併用することにより、透析液調製システムにおける細菌数の変化の迅速モニタリングが可能であること,透析液調製過程における細菌群集構造の変化および優占種の推定は変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法により可能であったことから,これらの方法により,透析液調製システムの適切な維持管理が可能となると考えられる.
相変化を伴う気液二相テイラー・スパイラル流れにおけるドライアウト機構に関する研究

本研究では内筒回転,外筒静止の二重管で構成される環状流路を対象に,作動流体として,空気-水,液体窒素,シリコンオイルをもちいて伝熱・流動場に関する実験的研究を実施した.空気-水系断熱二相流ならびに液体窒素沸騰二相流の実験は基本構成としては同一の実験系で行っており,回転を伴う環状流路に二相流を強制的に流動させその伝熱・流動特性の測定を行った.このうち空気-水系の実験では,流動差圧,流動様式遷移,ボイド率,気泡挙動を詳細に評価し,本系での流動に関する基本流動特性の把握を行った.流動様式に関しては,非回転時にはかなり流路系が異なるものの円管に対して作成されたMishima-Ishiiの流動様式線図が適用できること,ならびにこれに回転を付加することで流動様式の遷移が低流量側に移動することを示した.さらに,この遷移を,画像処理結果を元に得た気泡挙動データと関連付けて説明すると共に,ドリフトフラックスモデルの適用を試みた.また,液体窒素沸騰二相流では外管をヒーター加熱することで沸騰二相流として差圧特性の評価をおこなうと共に,伝熱特性ならびに限界熱流束特性に本系で取り扱っているような体系がどのような影響を与えるのかを検討するための基本データの取得を試みた.シリコンオイルを用いた実験では前述の流動場ではなくプール体系で行い,内筒に円錐形のものを使用しさらにこの内筒を冷却することで自然対流を発生させ,内筒回転により発生する循環との干渉により発生する流体構造を詳細に把握することを目的とした.この実験系では感温液晶,PIVを用いた温度場,速度場の測定を行いその詳細構造の説明をおこなった.本研究では内筒回転,外筒静止の二重管で構成される環状流路を対象に,作動流体として,空気-水,液体窒素,シリコンオイルをもちいて伝熱・流動場に関する実験的研究を実施した.空気-水系断熱二相流ならびに液体窒素沸騰二相流の実験は基本構成としては同一の実験系で行っており,回転を伴う環状流路に二相流を強制的に流動させその伝熱・流動特性の測定を行った.このうち空気-水系の実験では,流動差圧,流動様式遷移,ボイド率,気泡挙動を詳細に評価し,本系での流動に関する基本流動特性の把握を行った.流動様式に関しては,非回転時にはかなり流路系が異なるものの円管に対して作成されたMishima-Ishiiの流動様式線図が適用できること,ならびにこれに回転を付加することで流動様式の遷移が低流量側に移動することを示した.さらに,この遷移を,画像処理結果を元に得た気泡挙動データと関連付けて説明すると共に,ドリフトフラックスモデルの適用を試みた.また,液体窒素沸騰二相流では外管をヒーター加熱することで沸騰二相流として差圧特性の評価をおこなうと共に,伝熱特性ならびに限界熱流束特性に本系で取り扱っているような体系がどのような影響を与えるのかを検討するための基本データの取得を試みた.シリコンオイルを用いた実験では前述の流動場ではなくプール体系で行い,内筒に円錐形のものを使用しさらにこの内筒を冷却することで自然対流を発生させ,内筒回転により発生する循環との干渉により発生する流体構造を詳細に把握することを目的とした.この実験系では感温液晶,PIVを用いた温度場,速度場の測定を行いその詳細構造の説明をおこなった.テーラー・スパイラル流れが発生する系での伝熱・流動特性を把握することを目的とした本研究であるが,交付申請書作成時の計画に対して現状は以下のようなものとなっている.まず,主装置となる内筒回転二重円管を有する沸騰実験装置については,予定回転数と比べると若干低回転数に終ったものの目的には十分な回転速度を有する液体窒素沸騰二相流系の実験装置を作成することができ,本装置を用いた伝熱・流動に関する基本的なデータを取得することができた.これらの実験により実験手法等に目処をつけることができたうえ,当初より検討が必要であると考えていた加熱手法等に対する問題点の洗い出しがほぼ終了した.また,これと平衡して実施した空気・水系での実験については,当初測定に予定していたファイバーボイドセンサーの納品がメーカー都合により遅延するなどしたために局所ボイド率の測定が実施出来なかったが,代替手段として実施した締め切り法ならびに画像処理によるボイド率測定を実施し可能な範囲の測定は終了した.本系では,これに加えて気泡挙動に関する基礎データを画像処理により得ており,これらの実験データを元に本系における流動様式遷移に対する知見を得た.この結果については2005年度春に実施される機械学会関西支部提示講演会にて報告を予定している.また,回転二重円管の内筒傾斜時に発生する渦構造特性,ならびに同系で内筒加熱時に生成される共存対流が渦構造に与える影響評価に関する研究もほぼ終了しており,こちらの結果については2005年春に韓国にて実施される第6回日韓熱流体会議にて報告を予定している.本研究では内筒回転,外筒静止の二重管で構成される環状流路を対象に,作動流体として,空気-水,液体窒素,シリコンオイルをもちいて伝熱・流動場に関する実験的研究を実施した.空気-水系断熱二相流ならびに液体窒素沸騰二相流の実験は基本構成としては同一の実験系で行っており,回転を伴う環状流路に二相流を強制的に流動させその伝熱・流動特性の測定を行った.このうち空気-水系の実験では,流動差圧,流動様式遷移,ボイド率,気泡挙動を詳細に評価し,本系での流動に関する基本流動特性の把握を行った.