hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性潰瘍部での遊走表皮細胞インテグリン発現の変化,真皮細胞外基質蛋白の解析

フィブロネクチンは6例中3例で増加していた。これに対し,褥瘡では,α5β1は11例中8例で,αvβ6は11例中7例で弱陽性ないし陰性であった。組織学的に遊走表皮は中等度から軽度延長,ないしは肥厚,鈍化していた。ラミニンは11例中7例で先端部まで陽性か僅かに染色されなかった。フィブロネクチンは全例で弱陽性ないし陰性であった。加えて,表皮真皮接合部位におけるα5β1陽性部,ラミニン陰性部,フィブロネクチン陽性部の距離の測定結果において,熱傷(コントロール)および褥瘡ともに,α5β1陽性部の距離とラミニン陰性部の距離との間に統計学的に有意の相関性を認めた。しかし,α5β1陽性部の距離とフィブロネクチン陽性部の距離との間には熱傷,褥瘡ともに有意の相関性を認めなかった。結論として,(1)褥瘡部遊走表皮細胞におけるα5β1,αvβ6発現は熱傷(コントロール)と比較して滅弱ないし陰性化していた。(2)α5β1,αvβ6発現の減弱ないし陰性化は組織学的所見ならびにラミニン染色所見で表された表皮遊走の遅延と関連していた。α5β1陽性所見とラミニン陰性所見との間には熱傷,褥瘡ともに統計学的に有意の相関性が証明された。(3)リガンドである真皮内フィブロネクチン分布は褥瘡の全例で滅少していた。フィブロネクチン分布とα5β1陽性所見との間には熱傷,褥瘡ともに有意の相関性はなかった。以上より,α5β1,αvβ6インテグリン発現の陰性化が褥瘡の再上皮化遅延の要因になっている可能性が考えられた。また,真皮内フィブロネクチンの減少が再上皮化遅延に関与している可能性が推測された。本研究ではさらに,ラット急性創傷モデルを用いて,遊走表皮細胞でのα5β1発現の経時的変化を観察し,それらの所見とラミニンならびにフィブロネクチン染色所見との相関性を調べた。その結果,以下の点が明らかになった。16週齢(500g)ラットの急性創傷部遊走表皮細胞におけるα5β1発現は,潰瘍形成後4日目で最高であり,21日目の創閉鎖に伴い陰性化した。α5β1発現の経時的変化は,ラミニン染色所見で表される表皮遊走所見と相関していた。しかし,α5β1発現の経時的変化は真皮内フィブロネクチン分布とは統計学的に相関していなかった。また,8週齢(300g)と16週齢(500g)のラットでの創傷治癒過程およびα5β1発現の経時的変化を比較検討した。創閉鎖までの時間は8週齢のラットで著明に短縮した(8週齢:2週間,16週齢:3週間)。α5β1発現の経時的変化は,8週齢ラットでは,16週齢ラットに比べてより早期にその変化が出現した。皮膚創傷治癒の過程は、創傷部の細胞成分、細胞外基質、サイトカインや増殖因子などとの間のダイナミックな相互作用の統合である。再上皮化の過程においても、表皮細胞表面のインテグリン発現と創傷部の細胞外基質蛋白の種類は、細胞接着、細胞移動、細胞増殖および細胞分化を規定する重要な因子である。インテグリンは、細胞接着分子の1ファミリーであり、細胞と細胞外基質、また細胞と細胞との接着を仲介する細胞表面レセプターである。インテグリンは、細胞の接着、移動、増殖などに機能を果たす。急性創部での遊走表皮細胞はα5β1,αVβ5,αVβ6などのインテグリンの発現をup-regulateする.慢性潰瘍部での表皮細胞はどうであろうか。久保は、慢性皮膚潰瘍創部での再上皮化の遅延の病態を明らかにするために、褥瘡部遊走表皮細胞におけるα5β1インテグリン発現の変化を検索した。また、α5β1発現の変化と遊走表皮の組織学的所見、ラミニン染色所見とを比較検討した。この正常基底膜成分であるラミニンの発現は、急性潰瘍部の再上皮化過程において、遊走表皮の先端部では検出されず、再上皮化過程が進行するに伴って出現してくる。すなわち、再上皮化の進行状況の指標になるものである。慢性潰瘍(褥瘡)6例と急性潰瘍(熱傷、外傷)(コントロール)
大気流動の時空間構造測定に向けたPIV技術の開拓研究

気流の空間的構造を定量計測するPIV(Particle Image Velocimetry)を技術開発することを目的とし3年間の研究の実施を通じて多面的な成果を上げた.大規模な気流計測における主要な問題は,環境負荷の少ないトレーサを開発すること,ならびに三次元非定常構造を定量捕獲するための光学設計,さらには速度ベクトルデータの高密度化であった.平成18年度は,トレーサの開発としWatermist法, Soap Bubble法,ならびにTuft Resonance法について検討を行い,さらにPIVに適合したトレーサの注入方法を設計・検定した.これと同時に300m規模の大気流動場を三次元計測する問題点提起実験を実施した.平成19年度は開発したトレーサ注入法と光学系を実例計測によりデモンストレーション実験した.計測対象は竜巻のPIV計測,樹木や鉄塔をモデル化した透過性物体の周囲空間流動のPIV計測である.平成20年度は大気ダウンバーストを室内モデル実験置換し,カラートモグラフィックPIV技術の実証実験を実施した.これらの開発の結果,従来まで低密度データの2次元計測に制約されてきた気流構造計測が, 3次元高密度データ取得が可能となるに至った.また応用実験から気流のもつ固有の流動場が新たに発見され,これらについてのダイナミクスを論文等で発表した.気流の空間的構造を定量計測するPIV(Particle Image Velocimetry)を技術開発することを目的とし3年間の研究の実施を通じて多面的な成果を上げた.大規模な気流計測における主要な問題は,環境負荷の少ないトレーサを開発すること,ならびに三次元非定常構造を定量捕獲するための光学設計,さらには速度ベクトルデータの高密度化であった.平成18年度は,トレーサの開発としWatermist法, Soap Bubble法,ならびにTuft Resonance法について検討を行い,さらにPIVに適合したトレーサの注入方法を設計・検定した.これと同時に300m規模の大気流動場を三次元計測する問題点提起実験を実施した.平成19年度は開発したトレーサ注入法と光学系を実例計測によりデモンストレーション実験した.計測対象は竜巻のPIV計測,樹木や鉄塔をモデル化した透過性物体の周囲空間流動のPIV計測である.平成20年度は大気ダウンバーストを室内モデル実験置換し,カラートモグラフィックPIV技術の実証実験を実施した.これらの開発の結果,従来まで低密度データの2次元計測に制約されてきた気流構造計測が, 3次元高密度データ取得が可能となるに至った.また応用実験から気流のもつ固有の流動場が新たに発見され,これらについてのダイナミクスを論文等で発表した.本研究は大規模大気流動の時空間流動構造を計測する光学的システムの開発を目的としている.平成18年度は,環境ネガティブインパクトの少ない気流用トレーサの開発検討を優先課題とし,シャボン玉をトレーサとする気流の定量的可視化方法の具体的性能を調査した.翼周りの流れにおける試験から対流加速度ならびに圧力勾配が大きな領域で偏差が拡大することが明らかとなった.しかし同時に偏差速度はマイクロバブルの並進運動方程式により逆解析的に補正することが可能であることが示された.これらの成果は日本機械学会北海道支部で講演発表された.またH19年8月に開催される日米流体工学合同会議のフルペーパー審査付き論文として採択された.次に気流PIV用のスモーク発生装置を開発し,スモークの波数スペクトルとPIV精度の因果関係を究明した.また強力なLCP光源を用いたカラーPIV法の導入によりテニスコートサイズの気流構造の3次元構造の計測を実現した.さらに300mの立体空間における花火のステレオPTV計測を実施し論文投稿を準備中である.これらは機械学会,可視化情報学会で講演発表された.一方,大規模気流空間において希薄なデータ密度で取得される3次元離散速度ベクトルデータを最も小さな誤差で補間・復元する時空間補間法を開発し,日本混相流学会で発表した.以上の技術は既に実用化のフェーズに入りつつあり,平成18年度後半には樹木・鉄骨構造を模擬した半透過性物体をモデルとし,その後流構造の特異性を計測した.この結果,半透過性物体の後流における乱流エネルギーは通常のソリッド物体よりも3倍以上下流で最大となることなど,大規模流動(高Re数乱流)の特徴を捕らえた.この成果についても日米流体工学合同会議の論文として既に採択されている.本課題は気流の空間的構造を定量計測するPIV(Particle Image Velocimetry)を技術開発するものである.平成18年度は,(1)環境無害の気流用トレーサ粒子の開発,(2)自然背景におけるトレーサの抽出試験,(3)ポストプロセッシングを含む気流PIVソフトウエアの開発を実施した.またそれらを活用した具体的な気流構造計測対象として,まず,人工トルネード発生装置の製作を行った.この試験の結果,トルネードのふれ回り運動と渦核での粒子集積軌跡,上部での粒子飛散構造を可視化した.次に人工ダウンバーストのカラーPIVによる計測を実施し,地表での逆ロール渦による衝撃的な高せん断力の発生を明らかにした.さらに,風洞実験により透過性物体の後流をPIV計測し,中実物体よりも大きな抗力の発生,後流カルマン渦の低周波数モード成長などについて明らかにした.これらはいずれも従来までの気流構造論を抜本的にくつがえす成果となっており,アメリカ機械学会などで発表した.さらに屋外の空中を300m規模スケールで飛翔する物体のステレオ画像計測,ならびにその自然背景からの移動体の高速検出システムを製作した.

なお気流トレーサとして直径1mm20mmのソープバブルの追従性試験を実施し,実効密度が気流に近い大気泡のほうが逆解析による気流構造計測に適合することを明らかにした.以上の成果をふまえ最終年度はトルネード,ダウンバーストの時空間4次元構造を計測するとともに,その計測技術の応用としてウインドファーム周辺の気流構造の計測を実施する.本課題は気流の空間的構造を定量計測するPIV(Particle Image Velocimetry)を技術開発するものである.平成20年度は,前年度までの計測技術開発の成果を応用し,予定どおり気流の3次元構造を特徴付けるトルネードおよびダウンバーストの計測を実施した.トルネードについては二つの吸い込み口のある場合のトルネード渦管の非定常揺動現象をレーザニ散乱法を組み合わせて解明し,その結果,いずれか一方の吸い込み口に渦管が振れ,かつ,時間的にある一定の周期でスイッチングすることが明らかとなった.また2つの吸い込み口の距離を変えながら計測を実施した結果,全体として楕円形状の断面をもつ渦管が発生し,楕円のもつ2つの基点と吸い込み口が一致する場合に, 2つの渦管が捻れた形状で形成されることなどが分かった.さらに固体粒子をトルネードまわりに分散した場合の粒子吸引挙動などを計測した.ダウンバーストについては壁面に衝突する際に誘発される渦輪の二次渦の存在を明らかにした.この計測ではカラ-トモグラフィックPIV法を独自開発し,単視点で気流の時空間構造を捕らえる最適な例としてPIVの開発成果のデモンストレーションを実施することに成功した.とくに砂床に形成される周方向の筋状の模様と渦度・発散のパターンが一致することが判明した.さらに前年度までの成果である直径200mの花火発光粒子の3次元ステレオPTV計測,屋外の500m規模で飛翔する鳥の3次元ステレオ計測について機械学会論文集およびJ. Visualizationに論文が掲載された.このほかマイクロバブルによる気流トレーサ性能について調査を完了した.以上をもって気流の時空間流動場を光学的に捕らえる計測技術の開発とその応用は成功裏に終えることが出来た.
都市型下水処理設備における微生物反応過程の非線形数学モデルに基づく高信頼水質制御

当該研究期間(3年間)のまとめとして、1・2年目はモデリング、観測器、センサなど個別の要素技術を確立し、最終年度は制御系設計を行った。具体的には、窒素除去を目的とした下水高度処理プロセスの一つである循環式硝化脱窒プロセスを主な対象として,最適性,ロバスト性,信頼性,柔軟性,実現性,分散性の要請に応えた実用可能なプロセス制御系の設計法の最終的な提案、およびパイロットプラントによる実施実験を行い,解決すべき問題について検討した.提案した構成法は,プロセス全体の最適化を行う上位系と,単一の目的に対して単一の操作量を発生する下位系からなる二層構造の制御系構成である.上位系については,(1)制約付き非線形最適化問題として重み値を定式化し,これを解くことにより実用性を備えた制御系を設計することに成功した.(2)適応極値問題として定式化することにより,オンラインで極値にホールドする制御系の構成法に成功した.一方,下位系については,(1)アンモニア計や硝酸計などの水質センサの信頼性評価およびフィードバックコントローラ(PI制御)の構成法と調整法を提案し,パイロットプラントによる実証実験を行った.具体的には,オンラインセンサの信頼性について手分析の水質データと比較検討を行い,測定精度の問題点を指摘し,センサ設置位置の検討を行った.(2)ポジティブシステム問題の解法に消散性を導入することで成功し,循環式硝化脱窒プロセスの制御限界について理論的な解明を行った.(3)活性汚泥プロセスモデルのあるクラスに対する非線形オブザーバアルゴリズムの設計法を提案し,有効性の検証を行った.具体的には,対象とする活性汚泥プロセスモデルの非線形モデルが線形の座標変換を行うことで不可観測の状態に関して線形モデルへ変形ができることに着目し、変換後のモデルに対して線形理論を応用する手法を確立した,さらに,モデルのパラメータが未知の場合に必要となる適応オブザーバ設計に関連し、内部モデル原理による未知パラメータ推定則の理論研究を行った.(4)ASM2を特異摂動論的手法により低次元化し源モデルとほとんど変わらない応答を示す低次元化モデルを開発した.当該研究期間(3年間)のまとめとして、1・2年目はモデリング、観測器、センサなど個別の要素技術を確立し、最終年度は制御系設計を行った。具体的には、窒素除去を目的とした下水高度処理プロセスの一つである循環式硝化脱窒プロセスを主な対象として,最適性,ロバスト性,信頼性,柔軟性,実現性,分散性の要請に応えた実用可能なプロセス制御系の設計法の最終的な提案、およびパイロットプラントによる実施実験を行い,解決すべき問題について検討した.提案した構成法は,プロセス全体の最適化を行う上位系と,単一の目的に対して単一の操作量を発生する下位系からなる二層構造の制御系構成である.上位系については,(1)制約付き非線形最適化問題として重み値を定式化し,これを解くことにより実用性を備えた制御系を設計することに成功した.(2)適応極値問題として定式化することにより,オンラインで極値にホールドする制御系の構成法に成功した.一方,下位系については,(1)アンモニア計や硝酸計などの水質センサの信頼性評価およびフィードバックコントローラ(PI制御)の構成法と調整法を提案し,パイロットプラントによる実証実験を行った.具体的には,オンラインセンサの信頼性について手分析の水質データと比較検討を行い,測定精度の問題点を指摘し,センサ設置位置の検討を行った.(2)ポジティブシステム問題の解法に消散性を導入することで成功し,循環式硝化脱窒プロセスの制御限界について理論的な解明を行った.(3)活性汚泥プロセスモデルのあるクラスに対する非線形オブザーバアルゴリズムの設計法を提案し,有効性の検証を行った.具体的には,対象とする活性汚泥プロセスモデルの非線形モデルが線形の座標変換を行うことで不可観測の状態に関して線形モデルへ変形ができることに着目し、変換後のモデルに対して線形理論を応用する手法を確立した,さらに,モデルのパラメータが未知の場合に必要となる適応オブザーバ設計に関連し、内部モデル原理による未知パラメータ推定則の理論研究を行った.(4)ASM2を特異摂動論的手法により低次元化し源モデルとほとんど変わらない応答を示す低次元化モデルを開発した.(1)IAWQ活性汚泥モデルの低次元化モデル構成法の開発(研究分担者:伊藤博,研究協力者:中島裕一郎,井手裕貴):IAWQが公表している活性汚泥モデルは,高次の非線形微分方程式で表わされており,オンライン制御系設計に適していない.ここでは,特にASM1モデルをシステム制御の側面から再考し,制御にとって重要となる要素を抽出した低次元化モデルを導出した.具体的には,時定数の小さい動力学を無視し,相対的に値が小さいものを零と置き,非線形関数を線形近似することで,12の状態変数を5に,8つのプロセスを無酸素槽で3つに好気槽で4つに削減することができた。またこの時,すべての状態変数が測定可能であれば,モデルに含まれるパラメータが理論的に識別可能であることを証明した。さらに,フルスケールモデルによるシミュレーションにより,低次元化における仮定の妥当性の一部を検証した.(2)適応オブザーバ理論を用いたキャリブレーション方法と計測不能水質項目の推定法の開発(研究分担者:日高浩一):IAWQ活性汚泥モデルを現実のプロセスに適合させるためには,数多く(ASM2では70個程度)のパラメータをキャリブレーションする必要がある.また,モデルを用いて制御を行うことを目的とした場合には,計測不能な水質項目を観測可能な水質項目から推定することが望まれる.

そこで,IAWQ活性汚泥モデルを,時変未知パラメータを含む線形系とみなし,時変適応オブザーバを適用することにより,未知パラメータおよび計測不能な水質項目の同時推定を行うアルゴリズムの開発に取り組んでいる.(3)IAWQ活性汚泥モデルに対する感度解析とパラメータ同定(研究代表者:大森浩充,研究協力者:佐藤丈):精細モデルに含まれるパラメータをすべて同定することは困難であり,パラメータも冗長であることが指摘されている.ここでは,ASM1モデルに対してパラメータ感度解析を行ない,プロセスにおいて重要なキーパラメータを特定し,それを同定するアルゴリズムを開発した.具体的にはASM1モデルにおいて19個のパラメータから9個のキーパラメータを特定することができた.さらに,同定結果の評価として,晴天・雨天・嵐時における流入下水の実データを用いて,特定されたキーパラメータが確かに主要であったことおよび同定結果が妥当であったことを確認した.(4)下水処理パイロットプラントを用いた総合実験と数値模擬実験計画の立案(研究分担者:長岩明弘,山中理,研究協力者:小原卓巳,吉澤直人,片山恭介):実際の下水処理パイロットプラントにおいて,水質センサー値の信頼性向上(DOセンサー,ORPセンサー)を達成し,水質センサー値(DO/ORP値)と規制水質値(NH4-N/NO3-N)の相関関係を理論的に調べ実験により確認した.さらに,ステップ応答試験を好気槽,無酸素槽で行ない,簡単なPI制御による制御結果を得た.本年度の研究成果は下記のようにまとめられる.1.下水処理パイロットプラントにおいて,コントローラを実装可能な状態にするためのセンサーに関する評価を行った.具体的には,オンラインのアンモニア/リン酸センサーの稼動データと複数の時刻サンプル水に対する化学分析データの相関解析を行った.その結果,アンモニアセンサーについては統計的に十分な精度でオンライン計測が可能であることと,リン酸センサーに関しては手分析データと相関の高い期間と低い期間があることが判明した.2.実プロセスに適用可能なモデルベース制御系のシステム構成の検討を行った.複数のPI制御を含むローカル制御系と,これらのローカル制御系の目標恒を水質モデルを利用して与えるモデルベース監視制御系からなる階層型制御システムの構成の検討を行った.各ローカル制御系のセンサーとアクチュエータの組み合わせ,モデルベース監視制御系の入出力について整理した.これにより,本研究で開発されるコントローラをこの枠組みの中で実装する準備が整った.3.下水処理プロセスに対する制御方策の開発では,モデルが低次であることが望まれる.特異摂動の理論に沿って低次元化する方法を提案し、生物反応槽と沈殿池に低次元化を施した新しい低次元モデルの開発に成功した.シミュレーションによる比較検討により、得られた低次モデルは下水処理プロセスの動きを十分に表すことができることを明らかにした。4.時変パラメータの影響を低減するために内部モデルを組み込んだパラメータ調整アルゴリズムの安定余裕と入力信号との関係についての解析結果を導出した。またこの結果の確認のため,シミュレーション実験と検討を行った。
日本の河川堆積物に最適なOSL年代測定法の開発―断層の活動性評価に向けて―

日本の堆積物には様々な起源からもたらされた石英粒子が含まれており、それが日本の堆積物に対する光ルミネッセンス(OSL)年代測定法の適用を困難にしている.本研究は特に適用が困難とされる日本の河川堆積物に最適なOSL年代測定法について検討を行った.研究成果として、堆積物中の石英のfast成分は最初にその起源に依存して生成され、削剥後、熱によって後天的に生成されない可能性が示唆された.また、木曽川沿いの河成段丘堆積物試料からテフラの分析結果と矛盾しないOSL年代値が得られたが、OSL信号特性から年代値を若く見積もっている可能性がある.本研究の目的は,堆積物の後背地の地質を考慮し,個々の試料のOSL信号特性に最適な新たな光ルミネッセンス(OSL)年代測定法の開発を行うことである.この目的に向け,平成26年度では,1)石英粒子の熱ルミネッセンスカラー特性や元素含有量とOSL信号特性の関連について検討するとともに,2)試料採取に向けた文献調査と段丘堆積物の試料採取を行った.1)では,適切な測定手法を選択する際に重要となるOSL特性の違いが,どのような条件で決定されるかを検討するため,単一起源の岩石(花崗岩,堆積岩,火山岩,変成岩(低圧型及び高圧型))を後背地にもつ各地の海岸砂試料中の石英粒子を用いて,試料を熱した時に発せられるルミネッセンスの色(熱ルミネッセンスカラー;TLC)を撮影するとともに,ICP-MSを用いて試料中のAl等の元素含有量を測定し,各試料のOSL特性との関連について検討した.その結果,fast成分が存在しない火山岩地域のTLCは,赤色を示し,AlやFe等の元素を全試料の中で最も多く含んでいることが分かった.fast成分が存在する試料のうち,堆積岩地域では赤色のTLCを示し,花崗岩・変成岩地域では,赤色と青色の両方を示した.これらの元素含有量については,さらに詳細な検討が必要であるが,試料間で大きな違いは認められなかった.この検討により,OSL成分とTLC及び元素含有量に関する情報が初めて得られ,fast成分が卓越した試料では,比較的元素含有量が少ない傾向があることが分かった.この成果については,平成26年の7月に開催された国際学会にて発表を行った.2)では,最適な測定手法について検討するため,文献調査により得た情報を基に現地調査を行い,段丘の対比が可能な地域において河成段丘堆積物試料を採取した.また,採取した試料から石英粒子を抽出する前処理工程の一部を実施した.本研究の目的は、堆積物の後背地の地質を考慮し、個々の試料の光ルミネッセンス(OSL)信号特性に最適な新たなOSL年代測定法の開発を行うことである。この目的に向け、平成27年度では、1)熱に対する石英粒子の熱ルミネッセンスカラー(TLCI)やOSL特性の変化について検討した。また、2)平成26年度に採取した河成段丘堆積物から石英粒子を抽出し、蓄積線量の測定やその妥当性評価を行うとともに、試料の化学分析を行い、線量率評価を行った。また、得られたOSL年代値の妥当性を評価するため、同一露頭から採取したテフラ試料の降下年代とOSL年代との比較を行った。1)では、石英粒子のOSL特性がどのような熱条件で変化するのかを検討するため、段階的に加熱処理した沿岸堆積物中の石英を用いて検討を行った。その結果、元来fast成分が存在しない試料では、800°C以上で熱してもTLCIやOSL成分に変化がないのに対し、元来fast成分を有する試料では、800°C以上で熱するとTLCIとOSL成分に変化が生じることが分かった。この成果は、国際学会(平成27年7月開催)において発表を行った。2)では、木曽川沿い及び付知川(木曽川支流)沿いの段丘堆積物試料を用いた。木曽川沿いの露頭は、主に砂層からなり、分析の結果、砂層中にリワークしたテフラ(On-Pm1)を含むことが分かった。付知川沿いの露頭は砂層と軽石層で構成される。蓄積線量が適切に測定できているかを確認するドーズリカバリーテストを行った結果、全試料で良好な値(1.0±0.1)が得られた。リサイクリングレイショーについても1.0±0.1の範囲を示したことから、テストドーズによる感度補正が適切に機能していると考えられる。得られたOSL年代は4050kaのものが多く、テフラ年代を考慮すると、OSL年代値はやや若めの年代が出ている可能性がある。平成27年度に予定していた現世河川堆積物中の長石粒子のブリーチング達成の可否について実施できなかったため、やや遅れているが、その他の部分は予定通り進んでいる。遅れている部分については、平成28年度に実施することで、3年間全体の実施内容の進展には影響がないと考える。本研究の目的は,これまで測定困難と考えられてきた日本の河成段丘堆積物に最適なOSL年代測定法を検討することである。この目的達成に向け,本研究では,1)石英粒子のOSL特性がどのような熱条件で変化するか検討するとともに,2)河成段丘堆積物を用いた検討を行った。

1)では,段階的に加熱した地籍物中の石英のOSL信号特性や熱ルミネッセンスカラー)TLCI)の変化を調べた,その結果,光に対する反応速度の速いOSL成分(fast成分)が元来存在しない試料では,800°C以上で熱してもOSL成分やTLCIが変化しないのに対し,fast成分を有する試料では,800°C以上の加熱でこれらに変化が生じることが分かった。2)では,花崗岩と流紋岩を主な後背地に有する木曽川沿いおよびその支流の付知川沿いの河成段丘堆積物(6試料)を用いた。試料から石英粒子を抽出し,OSL信号特性を調べた結果,medium成分が多く含まれることが分かった。各石英試料の蓄積線量を別途化学分析により求めた年間線量で除して得られたOSL年代は,およそ4050kaを示した。また,木曽川沿いの段丘堆積物には,リワークしたテフラ(On-Pm1:降下年代およそ100ka)が含まれ,付知川沿いの段丘堆積物には他の御岳起源のテフラ(On-TtまたはOn-Ybの可能性が高い)が含まれていることが分かった。これらのテフラ年代に対するOSL年代に矛盾はないが,OSL成分を考慮するとやや若めのOSL年代を示している可能性がある。今後の研究計画として,信号消失の有無を調べる測定やfast成分を有する堆積物を用いた検討を行うことで,試料の特性に適した測定について検討を進める予定である。日本の堆積物には様々な起源からもたらされた石英粒子が含まれており、それが日本の堆積物に対する光ルミネッセンス(OSL)年代測定法の適用を困難にしている.本研究は特に適用が困難とされる日本の河川堆積物に最適なOSL年代測定法について検討を行った.研究成果として、堆積物中の石英のfast成分は最初にその起源に依存して生成され、削剥後、熱によって後天的に生成されない可能性が示唆された.また、木曽川沿いの河成段丘堆積物試料からテフラの分析結果と矛盾しないOSL年代値が得られたが、OSL信号特性から年代値を若く見積もっている可能性がある.平成26年度では,研究実施計画をおおむね達成できたことから,順調に進展していると考える.当初,平成26年度に予定していた「現世河川堆積物中の長石粒子のブリーチング達成の可否に関する検討」については,実施することができなかったが,平成27年度に実施予定だった段丘堆積物の試料採取と試料調製の一部を,平成26年度に実施したため,3年間全体としての実施内容の進展としては問題がないと考える.測定した試料のOSL信号は、光に対する反応速度が比較的遅い成分を含むと考えられることから、反応速度の速い成分(fast成分)のみを解析により抽出し、年代測定を試みる。さらに、複数の測定手法を用いて年代測定を行い、個々のOSL特性に最適な測定手法について検討する。また、現世河川堆積物を採取し、長石粒子のブリーチング達成の可否について明らかにする。第四紀学今後は,平成26年度に採取した,河成段丘堆積物の試料調製を進め,石英粒子を抽出する.そして,抽出した石英粒子のOSL特性を明らかにするとともに,複数の測定手法を用いて年代測定を行い,個々のOSL特性に最適な測定手法について検討する.また,現世河川堆積物を採取し,長石粒子のブリーチング達成の可否について明らかにする.平成27年度において機関業務が多忙となり、当初の計画通りに出張することができなかったため、未執行分の旅費が次年度使用額として発生することとなった。平成26年度中に,測定時に用いるディスクに粒子状の試料を載せるための道具を購入する予定であったが,見積を取った段階で,納期がその年度中に間に合わないことから,購入を見合わせたため,次年度使用額が生じた.分析依頼の費用や野外調査等の旅費に使用する予定である。平成27年度に,上記のディスクを作成する道具を購入する.
高純度のシリコン28の結晶の製造とその熱的性質の研究

天然のシリコンは92.23%の^<28>Si,4.67%の^<29>Siおよび3.10%の^<30>Siから構成されている。われわれは炭酸ガスレーザーによるSi_2F_6の赤外多光子分解を利用して、シリコンの同位体を高濃縮することを研究した。Si_2F_6の赤外多光子分解の生成物はSiF_4および白色の粉体(Si:F 1:2の組成)であり適切な照射条件のもとで^<29>Siおよび^<30>Siは生成物のSiF_4および白色の粉体中に濃縮され、一方^<28>Siは未反応のSi_2F_6中に濃縮される。すでに各同位体の濃縮度及び収量と,レーザーの照射波数,レーザーのフルエンス,Si_2F_6の圧力などとの関係を群細に調べ例えばレーザーの照射波数951.2cm^<-1>,レーザーのフルエンス0.25Jcm^<-2>,Si_2F_6の圧力2Torrの条件で生成するSiF_4中に^<30>Siが50%近くまで濃縮されることを確認した。本研究では^<28>Siの高濃縮にも注意を払い、レーザーの照射波数954.6cm^<-1>で未反応のSi_2F_6中に^<28>Siが99.7%にまで高濃縮されることも確認した。続いて高出力の炭酸ガスレーザーと流通系照射装置を組み合わせ、高純度の^<28>Siを1時間当り0.042molの速度で分離できることを実証した。さらにSi_2F_6を化学的方法で環元してSi_2H_6に変換し、このSi_2H_6の熱分解で、^<28>Siが高濃縮された固体シリコンを得る方法を確立している。今後の問題は、さらに分離の規模を拡大し、単結晶を製造できるほど固体シリコンを分離することである。
糖脂質糖鎖変異による膜ミクロドメイン異常

癌細胞や神経系細胞の膜表面に発現する糖脂質糖鎖のシグナル制御における役割と、その異常による病態のメカニズムを解明するために、1.メラノーマや小細胞性肺癌における糖脂質糖鎖のリモデリングに基づくシグナル制御機構の解析、2.遺伝子ノックアウトによる糖鎖欠損マウスの樹立とその異常表現型の解析による糖脂質糖鎖の生体内機能の解析、を行った。メラノーマ細胞では、GD3ガングリオシドが特徴的に発現することで、アダプター分子p130Casやパキシリンの活性化が起こり、細胞増殖や浸潤性の増強に働くことが示された。また、FAK(focal adhesion kinase)も同様に活性化されることが分かった。一方、小細胞性肺癌では、GD2の発現により、細胞増殖や浸潤性が亢進するとともに、抗GD2抗体の結合がアポトーシスを誘導することが判明した。抗体の結合に基づくFAKの脱リン酸化とp30の活性化が、細胞死を招くことが示された。よって、1.抗GD2抗体がanoikisを惹起すること、2.GD2/インテグリン/FAKの複合体を破壊することが、癌の攻略に応用すべきこと、等が明らかになった。また、酸性糖脂質は脳神経系に多く発現しており、その分化や機能に重要な役割を果たすことが推測されてきた。本研究では、ガングリオシドGM2/GD2合成酵素ノックアウト(KO)、GD3合成酵素KO、両者のダブルKO、GM3合成酵素、ラクトシルセラミド合成酵素KOなどを樹立して、それらの異常表現型を解析した。概して、欠損する糖脂質の構造が多岐にわたる場合に重篤な症状が見られたが、結論的には、酸性糖脂質が神経系の構築というよりは、脳神経系の健常性の維持や損傷時の修復に重要であることが明らかになった。さらに、ダブルKOにおける発現遺伝子のプロファイリング実験により、神経変性が単なる萎縮性の変化ではなくて、補体系の活性化や前炎症性サイトカインの分泌など、その炎症病変を伴う病態が明らかになった。ガングリオシド合成酵素遺伝子群のノックアウト(KO)マウスの異常表現型を解析すると共に、その機序の究明としてニューロンの生存、分化シグナルのラフトにおける制御機構の解析を試みた。加齢に伴う神経変性とグリアの異常増殖が認められた複合型ガングリオシド欠損KOマウスの脊髄よりRNAを抽出して、サブトラクションおよびDNAチップによる発現変異遺伝子の同定を試みた。グリア由来サイトカインにドライブされる遺伝子群のup-regulationが認められ、欠損した糖鎖機能の相補反応としてのグリア活性化に基づくものと考えられた。さらに、後根神経節ニューロンの初代培養系を確立し、その数、生存、NGF応答などを観察中であるが、現在のところ明瞭な変異は認められないので、低血清、低酸素、機械的ストレスなどの負荷を与えた時の抵抗性を比較検討する予定である。次に、ラフト/GEMでのスフィンゴ糖脂質によるシグナル制御機構を糖鎖リモデリングにより検討した。Swiss3T3、PC12、ヒトメラノーマなどにおいて、GD3合成酵素遺伝子は増殖亢進に、GM1合成酵素遺伝子は増殖シグナル抑制に働くことが判明し、ラフト/GEM中における糖脂質会合シグナル分子の解析を試みた。その結果、GM1とPDGF受容体、GM1とNGF受容体TrkAとの結合が示され、GM1が低濃度ではキナーゼレベルを亢進し、高濃度では抑制することが判明した。

さらにGM1の高発現が、TrkAやRasのラフト/GEM局在を非ラフト/GEM画分に移行させることが示され、GM1によるシグナル抑制機序の一端が明らかになった。現在、GD3の高発現がシグナル分子の局在に及ぼす影響を解析中である。また、シアリダーゼのラフト局在と大腸癌における発現上昇および蓄積ラクトシルセラミドによるアポトーシス抵抗性、高発現によるインスリン受容体シグナルの抑制などを明らかにした。糖脂質糖鎖の生体内役割を解明するために、現在解析中の2種のノックアウトマウスに加え、ラクトシルセラミド合成酵素であるβ4GalT-6、GM3合成酵素、およびGb3/CD77合成酵素の遺伝子ノックアウト(KO)マウスの作成を進めた。β4 GalT6のKOマウスは生後1年近く経過しているが明らかな異常を認めない。mRNA発現はノザンブロットでもリアルタイムPCRでも完全に消失しているにも関わらずガングリオシドの構成に変化が見られず、現在他のβ4 GalT familyのメンバーの発現を検討中である。糖脂質糖鎖が細胞膜ミクロドメイン(ラフト)において種々のシグナルの調節に関与する時のメカニズムを解明するために、糖鎖遺伝子で糖鎖リモデリングを行った細胞に関するシグナル変化とラフトの変化を検討した。PC12細胞にGM1合成酵素遺伝子を導入した時のNGFシグナル抑制について以前にも報告してきたが、そのメカニズムとして、TrkA、p75^<N7R>、Rasなどのラフトから非ラフトへの移行が認められた。一方、EGFに対するシグナルの検討では、GM1の高発現により増殖シグナルが亢進すると共に、ECF受容体のラフト/非ラフト局在がほとんど変化しないことを見い出した。さらに、GM1とこれらの受容体との会合を免疫沈降によって検討した結果、TrkAは強く結合するのに対して、EGFRは極めて微量しか結合していない事が示された。これらの結果は、GM1高発現の影響の程度は、受容体の元来の局在とGM1の結合性の強さに依存することが示された。一方、メラノーマなどの神経外胚葉性腫瘍によく発現するGD3、GD2などの、増殖、転移などの悪性形質における意義につき、糖鎖リモデリング細胞を用いて解析した。GD3発現は、メラノーマにおけるEGF、PDGF、bFGFなどの増殖シグナルについては大きな変化を与えず、血清刺激による増殖シグナルのみを大きく増強した。その機構として、FAK、p130Cas、MAPK、またはAktというシグナル経路の活性化を惹起することが示された。現在、ラフトにおいてGD3と直接会合する分子の検討を進めている。また実際のメラノーマ組織におけるこれらのシグナル系の活性化につき検討の予定である。糖鎖質糖鎖の神経系を中心とした生体内における役割を明らかにするために、(1)GM2/GD2合成酵素遺伝子とGD3合成酵素遺伝子とのダブルノックアウト(KO)マウスの表現型の異常とそのメカニズムの解析を進めた。(2)新たにLacCer酵素遺伝子KO、Gb3/CD77合成酵素遺伝子KOマウスの表現型異常とそのメカニズム解析を進めた。その結果、ダブルKOマウスでは、マウスcDNAアレイの発現プロフィール比較により、神経損傷反応遺伝子群、補体活性化因子の遺伝子群、グリア由来因子の遺伝子群などが明らかな発現変動遺伝子として確認された。また、Gb3/CD77
原子間力センシング機能を有する柔軟物質把持用MEMSピンセットの開発

柔軟物質を把持するためのMEMSピンセットの開発と細胞把持実験を行った。柔軟物質を把持するために、MEMS振動を利用した原子間力検出機構をMEMSピンセットに付加した。また、細胞等の生体物質との親和性を考慮して、パリレンをプローブに被覆しMEMSピンセットの動作を確認した。さらに、クロレラを用いた細胞マニピュレーション実験を行い、把持力の制御及びクロレラの搬送実験を行った。MEMSピンセットに原子間力センシング機能を付加するため,MEMSピンセットの一方のアームを駆動する櫛歯型アクチュエータを自励振動させる技術,及びその振幅を制御する技術を開発した。自励発振回路は,オペアンプ2つからなる極めて簡単な回路で,そのゲインを調整することにより,櫛歯アクチュエータの自励振動振幅を制御することができる。この機構を用いて原子間力センシング実験を行ったところ,通常の原子の原子間力顕微鏡と同様に,ナノオーダーの凹凸像が取得できることが分かった。また,水中でのセンシングを可能とするため,自励振動により変位計測するMEMS振動子と,溶液中に挿入して細胞等を把持するピンセットアームを練成させる構造を開発した。さらにこのピンセットデバイスをモデリングし等価回路表現することで回路シミュレーションを実施し,変位検出用振動子が自励発振することを理論的に確認した。これにより溶液中においても同様の手法でハンドリング検出できる構成とすることができた。実際に溶液中でナノパーオィクルのハンドリングを行ったところ,顕微鏡視野において把持することができるようになった。さらに把持検出の感度を向上するため,櫛歯電極の形状を台形状に変更し,平行平板型アクチュエータの特性を併せ持つ櫛歯アクチュエータを作製した。さらに理論解析り結果,台形型櫛歯アクチュエータでは,電気、機械結合係数が,通常の方形型櫛歯アクチュエータに比較して数倍から数十倍に拡大されることが分かった。これにより,自励発振が低直流バイアスで可能になった。現在感度について評価している。また計画にはなかったが,細胞表面の電位計測のための電気化学プローブを開発した。このプローブと本ハンドリングシステムを融合し,細胞の電気化学計測システムへと展開する予定である。プローブは増幅器を用いた正帰還ループによる自励発振機構により駆動されてプローブの有する固有振動数で振動し、プローブに原子間力等の外力が印加されるとその共振周波数あるいは振幅が変化することを利用して物質の把持を検出する。まず大気中における微小物質の把持実験を実施し、数μmの磁性体物質をプローブの接触により動かすことなく、プローブの接近を検出することが可能であることが分った。大気中においては、プローブの物質への接触と把持などの信号を得ることができたが、溶液中においては振動による検出を利用できないため、櫛歯電極の容量変化によるプローブ変位検出を行った。次に細胞等の生体物質との親和性を考慮して、パリレンをプローブに被覆する実験を行った。パリレンはパリレンCを150度で蒸着した。パリレンを被覆した状態においても、MEMSピンセットが動作することが検証された。以上のように開発したMEMSピンセットを用いて、細胞の把持実験を実施した。しかし、基板上に張り付いている細胞に対しては、MEMSピンセットの把持力が十分大きくないことが分かった。大気中においては柔軟な把持が可能であり、把持信号を基に、そこから更に印加する電圧によって把持力を制御することができた。
ベトナムにおけるダイオキシン類暴露と肥大型心筋症有症率に関する分子疫学研究

本研究の目的は、ベトナムにおける枯葉剤の健康影響に関する研究の一環として、肥大型心筋症に焦点を当て、分子疫学的にその有病率と遺伝子変異を検討することである。汚染地区と対照地区の40歳以上の男性各500名を抽出し、心電図検査で1次スクリーニングを実施した。その結果、7名に心肥大が疑われ、内5名に超音波検査をしたが、肥大型心筋症の所見を有する者は1人もいなかった。肥大型心筋症の有病率が際立って多いということは無いことを伺わせる結果であった。本研究の目的は、循環器内科専門医との連携の下、肥大型心筋症に焦点を当て、ベトナムの枯葉剤/ダイオキシン類汚染地区と対照地区の住民を対象に、肥大型心筋症に関連した遺伝子の変異の有所見率を分子疫学的に比較検討することである。初年度の2010年は、枯葉剤散布地区住民を対象に心電図(ECG)検査にて、肥大型心筋症が疑われる人をスクリーニングすることを目的とした。2010年8月16日・17日の2日間、ベトナム政府から枯葉剤濃厚汚染地区(いわゆるHot spot)に指定されているPhu Cat(Binh Dinh省)で調査を実施した。対象は同地域に居住する50歳以上の男性とし、この期間にプレテストとして50人にECG検査を実施し、判読可能な記録が取れることを確認した。同時に居住歴や生活環境等について質問紙を用いて聞取り調査を実施した。その後、同様な調査を現地スタッフに依頼し、9月に450人についてECG検査と質問紙を実施した。その記録用紙と質問紙表を11月末にベトナム側の共同研究者が来日した際に持参してもらい入手した。その後、計500人分のECGを循環器内科専門医に判読してもらった。その結果、肥大型心筋症が疑われる人が4名指摘された。我が国では、肥大型心筋症は約500人に1人とされており、これに比べて今回の有所見率は高い。次年度は、更に超音波検査や遺伝子解析等のより精密な検査を実施する予定である。このような肥大型心筋症に焦点を当てた調査はベトナムの枯葉剤散布地区では初めてであり、今後の継続調査の結果が重要と考える。本研究の目的は、循環器内科専門医との連携の下、肥大型心筋症(HCM)に焦点を当て、ベトナムの枯葉剤/ダイオキシン類汚染地区と対照地区の住民を対象に、HCMに関連した遺伝子の変異の有所見率を分子疫学的に比較検討することである。初年度の2010年は、枯葉剤散布地区に居住する50歳以上の男性500人を対象に、心電図(ECG)検査にて、HCMが疑われる人をスクリーニングした。その結果、HCMが疑われる人が4名指摘された。2011年は対照地区であるベトナム北部Ha Nam省Kim Bang地区において前年度と同様な男性住民を対象に8月7日9日まで調査を実施した。この期間にプレテストとして48人にECG検査を実施し、判読可能な記録が取れることを確認した。同時に、居住歴や生活環境等について質問紙を用いて聞取り調査を実施した。その後、同様な調査を現地スタッフに依頼し、9月に452人についてECG検査と質問紙を実施した。その記録用紙と質問紙表を11月末に研究協力者が来越し回収した。その結果、HCMが疑われる人が3名指摘された。次年度は、ECGによる第1次スクリーニングでHCMが疑われた両地区の計7名を対象に超音波検査や遺伝子解析等のより精密な検査を実施する予定である。このようなHCMに焦点を当てた調査はベトナムでは初めてであり、ベトナムにおけるHCMの頻度や枯葉剤散布地区と非撒布地区との比較検討が重要と考える。本研究の目的は、肥大型心筋症に焦点を当て、循環器内科専門医との連携の下、分子疫学的に両地区間の住民を対象に遺伝子変異の有所見率を比較検討することである。そのために、平成22年度は、枯葉剤濃厚汚染地区であるベトナム中南部のBinh Dinh省PhuCat県、旧米軍基地周辺に在住する40歳以上の男性500名から、1次スクリーニング検査として質問紙調査と心電図検査を実施した。この結果、4名が肥大型心筋症を疑わせる所見を示した。平成23年度は、対照地区であるベトナム北部Ha Nam省Kim Bang地区においても、前年度の汚染地区における調査と同様に、無作為に抽出した40歳以上の男性約500名に対して、1次スクリーニング検査として質問紙調査と心電図検査を実施した。この結果、3名が肥大型心筋症を疑わせる所見を示した。

平成24年度は、上記2地区で肥大型心筋症が疑われた7名について、循環器内科専門医が携帯用超音波検査装置を用いて、現地の医療施設において2次検査を実施した。その結果、汚染地区の4名中2名のみの検査実施となった。(1名は死亡、他の1名は病名不明だが、入院中で検査の同意が得られなかった。)超音波検査の結果は、1名は高血圧症に伴う心筋肥大を認めたが、他の1名には心肥大の所見は認められなかった。対照地区の3名については、1名は心室中隔欠損症で手術経験のある人、他の2名にはいずれも心肥大の所見は認められなかった。以上の結果、今回のスクリーニング検査の対象1,000名の中には肥大型心筋症を疑わせる人はいなかった。これは当初の予測に反する結果であるが、少なくとも、枯葉剤汚染地区で肥大型心筋症の有病率が特に高いことを疑わせる結果ではなかった。今後も、機会があれば、別の汚染地域で調査規模を拡大して同様な調査が実施できれば、今回の結果を裏づけることができるであろう。枯葉剤散布地区と非撒布地区の両地区についてこの2年間でスクリーニング検査が終了している。次年度に肥大型心筋症の疑われる7名について超音波検査や遺伝子解析等のより精密な検査を実施する見通しがついているので。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度には肥大型心筋症の疑われる7名について、循環器内科専門医がベトナムの両調査地区に赴いて、超音波検査や遺伝子解析等による精密検査を実施する予定である。
二重ビーム照射下でのミラー材の劣化挙動とプラズマ監視システムへの適用性評価

燃焼プラズマから発生するヘリウムや水素同位体粒子の被爆によるプラズマ診断用ミラーの光学特性劣化挙動を解明することと,この知見に基いた監視システムへの適用性を検討することを目的とした研究を実施した。今年度は,比較的広い波長範囲(2002500nm)で高い反射率(0.60.9)を示すMo多結晶および単結晶材を用いて,15keVの重水素およびヘリウムイオンの単独あるいは同時照射を行った。そして,照射効果を反射率その場測定,電子顕微鏡組織観察,分光エリプソメトリー法により測定した。得られた主要な結果を以下に示す。(1)重水素照射の反射率劣化に及ぼす影響は,10%程度に留まっているのに対して,多結晶材のヘリウム照射では,80%程度まで大きく劣化した。重水素照射効果よりもヘリウム照射効果が重要であることが明らかになった。(2)ヘリウム照射の場合でも高温照射ほど劣化は少ない。このことは,レザー光侵入域での照射欠陥の拡散,消滅の効果と考えられる。ミラーの高温使用は長寿命化に有効であることが明らかになった。(3)方位を制御した単結晶材では,劣化の程度は多結晶の場合の1/21/3であり,結晶方位を制御した単結晶化は,ミラー材の長寿命化策として有効であることが明らかになった。さらにこの原因を検討した。(4)二重ビーム照射による反射率劣化は,大部分はヘリウムの照射効果であった。重水素照射効果は,照射初期では損傷形成を促進し,照射後期では,表面スパッタリング等により返って劣化を軽減する効果があることが分かった。(5) Mo蒸着膜堆積層をMo試料上に形成し,照射による反射率の劣化挙動に及ぼす堆積層の効果を明らかにした。(6)分光エリプソメトリーの測定から,照射により,誘電率の実部は負から正に変化し,大部分を占める虚数部は減少した。これに伴って屈折率や,消衰係数も減少することが明らかになった。このことは,電子顕微鏡観察の結果と合わせて考えると、表面直下に形成される転位ループやバブルにより,電子構造が大きく変化し,金属的性質が低下し,結果として反射率が劣化することを示唆している。劣化機構の解明に向けて大きい進展が見られた。この研究は,水素,ヘリウム同時照射下でのミラー材の劣化挙動を調べ,プラズマ監視システムのミラー材としての適用性を評価することを目的としている.今年度は,実機環境を想定して,ヘリウム・重水素の二重ビーム照射下での反射率をその場測定できる装置を製作した.同時に,重水素,ヘリウムの単独照射下でのMo, W, SUSミラー材の反射率の測定を行い,反射率の照射量,照射エネルギー,波長依存性を調べた.さらに, SEM, AFMによる表面観察, TEMによる内部観察分光エリプソメトリーによる屈折率,消衰係数の測定を行い照射による劣化機構に関する知見を得た.主要な結果は以下のようである.1)未照射材については,実測した反射率の波長依存性が,分光エリプソメトリーの測定結果や,第一原理計算の結果と良く一致する.2)1-3keV程度のヘリウムイオンを1.5×10^<23>ions/m^2程度照射した範囲では,同様なエネルギーの重水素イオンを照射した場合よりも反射率の劣化が多きい.3)反射率の劣化は表面の凹凸だけでは説明できず,表面直下の損傷(バブル等)形成が効いていることが,内部観察や,分光エリプソメトリーの測定による実効的な屈折率や,消衰係数の減少からも明らかになった.4)Mo単結晶と,多結晶を比較すると,ヘリウム照射下でも単結晶の方が表面剥離が少なく反射率の劣化が小さい.一方,多結晶Moでは,結晶粒によって表面剥離の程度が異なる.5)Mo単結晶はミラー材としてより適していると思われる.燃焼プラズマから発生するヘリウムや水素同位体粒子の被爆によるプラズマ診断用ミラーの光学特性劣化挙動を解明することと,この知見に基いた監視システムへの適用性を検討することを目的とした研究を実施した。

(6)分光エリプソメトリーの測定から,照射により,誘電率の実部は負から正に変化し,大部分を占める虚数部は減少した。これに伴って屈折率や,消衰係数も減少することが明らかになった。このことは,電子顕微鏡観察の結果と合わせて考えると、表面直下に形成される転位ループやバブルにより,電子構造が大きく変化し,金属的性質が低下し,結果として反射率が劣化することを示唆している。劣化機構の解明に向けて大きい進展が見られた。
文法項目の習得難易度から見た英語の発達指標の構築

本研究の目的は日本語を母語とする英語学習者の言語知識を測る具体的指標を構築することである。最終年度は、日本語母語話者にとって習得が困難だとされている英語の前置詞の習得についての調査を行った。さらに、用法別に見ると、期間を表す前置詞(for, during)の習得が一番容易であり、方向を表す前置詞(for, to)が一番習得が困難であることが判明した。前置詞の習得困難度は前置詞の意味・用法によって異なる。この調査結果について平成30年度に開催された第44回全国英語教育学会で2件の口頭発表を行った。1件目はここで提示した16種類の前置詞についての困難度順序についてである。2件目はなぜこのような困難度順序になるのか、その困難度要因の1つである母語の影響についてである。母語の影響以外にも、いくつかの要因が考えられる。現在、その要因について、一つ一つ検証している最中であり、前置詞の習得困難度順序と習得困難度要因について論文を執筆予定である。本研究の目的は日本人英語学習者の言語知識を測る具体的指標を構築することである。本研究では「読む」「書く」「聞く」「話す」際の基盤となる文法の習得に焦点を絞り、日本人大学生が学習してきた学習指導要領内にある文法項目について「何が習得できていて」「何が習得できていないか」を調査し、習得できていない事項があれば、その困難さの要因を検証する。また、本研究の2年目からは新学習指導要領の下で学習した学習者が入学するため、彼らにも調査に協力いただき、新旧の異なる学習指導要領の下で英語を学習してきた大学生の文法力を比較する。その比較に基づいて「どのような項目が習得されるようになったのか」「依然として習得されにくい要素は何か」を調査し、学習指導要領間での文法指導の効果の影響を検討する。このように、本研究は異なった文法項目における日本人大学生の文法能力の発達を調査するだけでなく、それを英語教育に応用しようとする点、および、新旧の異なる学習指導要領の下で学んできた大学生の文法能力を比較するという新たな指導の効果について着目している点でこれまでの先行研究とは大きく異なる。初年度である28年度はwh疑問文、前置詞の困難度調査に着手した。まず、wh疑問文と前置詞においては、どのタイプのwh疑問文、どの前置詞の用法の習得が困難であるかを調査し、順序付けを行った。さらに習得が難しいと思われるwh疑問文の産出においては、どの段階が困難であるかを特定化すると同時に、なぜ困難であるのかについても考察した。最初に着手したwh疑問文の調査に多くの項目を入れすぎたため、結果が分かりにくく、再調査を行うなど、時間を要してしまったことが原因である。「読む」「書く」「聞く」「話す」の基盤となる文法の習得に焦点を絞り、日本人大学生が学習してきた文法項目について、「何が習得できていて」「何が習得できていないか」を調査し、習得できていない項目があれば、その困難さの要因を検証する。昨年度はwh疑問文の困難度順について調査を行ったが、wh疑問文の習得には様々な要因が複雑に関連し、明確な指標構築には至らなかった。しかしながら、その調査過程で主語wh疑問文(=主語の位置からwh語が抜き出された疑問文)は習得が難しいことが判明したため、その要因について考察した。その結果、日本語母語話者が英語を習得する際には、疑問素性(Q素性)の値が[+Q](=wh語を文頭に引き寄せる特性)と[-Q](=wh語を文頭に引き寄せない特性)の2つの値だけではなく、[+Q」の中でも「引き寄せる特性」と「引き寄せたら消える特性」の2種類のパラメータが存在する可能性が示唆された。次に日本人英語学習者にとって習得が難しいとされてきた前置詞の習得についての実験を行った。10種類の前置詞(at, in, on, for, during, by, until, from, to, of)の持つ16の意味用法について困難度順の調査を行い、困難度指標を構築した。この結果は平成30年度に開催される英語教育系の学会で発表を予定している。さらに、この困難度順になった理由についても考察予定である。調査時期が予定したよりもずれてしまったことにより、データ収集に遅れが出たため。