hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳血管床の脳内制御機構の研究-特にクロトー老化抑制遺伝子の動的役割-

ただ、3週齢と4週齢との間でこれら特定の部位(前脳基底部やコリン作動系受動性橋被蓋領域)の機能低下が先行して発現している可能性は充分に考えられる。3週齢4週齢の間ではKlotho mouseの体重は更に小さく実験が極めて困難であるが、今後検討してみたいと考えている。
粘性土地盤上の盛土構造物の地震時安定性に関する研究

軟弱粘性土地盤上の盛土構造物の地震時安定性について定量的知見を得ることを目的に,以下に示す手法を用いて研究を行った.即ち,1.試料として塑性指数IPが10の中間土を用い,これに対し一連の繰り返し三軸試験を行い,その動的特性を調べた.2.小型模型によっても相似則を満足し得る遠心力場内での模型振動実験を行うために,新に遠心模型実験装置に搭載可能な振動システムを開発した.3.上記振動システムを用い,深さ方向に強度が増加する基礎地盤とその上の盛土からなる模型に対し50gの遠心加速度の下で振動実験を行い,振動中及び振動後の地盤変形,間隙水圧,応答加速度等を測定した.4.解析として震度法による安定計算, Sliding Block Analysisを用いた沈下計算を行い,その適用性についても検討した.その結果以下の結論を得た.即ち,1.繰り返し載荷により中間土供試体の強度は低下し,その低減率は繰り返し回数の対数と応力振幅レベルに比例する.2.地震動による軟弱な中間土地盤上の盛土の破壊は,円弧すべりで仮定するようなものとはならず,盛土下の地盤が左右対称にセン断変形しそれに伴って盛土が沈下するメカニズムである.3.振動中に発生する盛土の沈下量は,静的安全率が小さなものほど,また水平震度が大きなものほど大きくなり,特に水平震度が大きな場合には,地盤の剛性が低下し,より大きな沈下が発生する.4.振動中,盛土直下の地盤上部の間隙水圧は減少傾向を示す.5.1.によって明らかとなった土要素の振動に伴う強度低下を考慮すると,比較的簡便なSliding Block Analysisによっても,地震時の盛土の沈下量を精度良く予測することができる.軟弱粘性土地盤上の盛土構造物の地震時安定性について定量的知見を得ることを目的に,以下に示す手法を用いて研究を行った.即ち,1.試料として塑性指数IPが10の中間土を用い,これに対し一連の繰り返し三軸試験を行い,その動的特性を調べた.2.小型模型によっても相似則を満足し得る遠心力場内での模型振動実験を行うために,新に遠心模型実験装置に搭載可能な振動システムを開発した.3.上記振動システムを用い,深さ方向に強度が増加する基礎地盤とその上の盛土からなる模型に対し50gの遠心加速度の下で振動実験を行い,振動中及び振動後の地盤変形,間隙水圧,応答加速度等を測定した.4.解析として震度法による安定計算, Sliding Block Analysisを用いた沈下計算を行い,その適用性についても検討した.その結果以下の結論を得た.即ち,1.繰り返し載荷により中間土供試体の強度は低下し,その低減率は繰り返し回数の対数と応力振幅レベルに比例する.2.地震動による軟弱な中間土地盤上の盛土の破壊は,円弧すべりで仮定するようなものとはならず,盛土下の地盤が左右対称にセン断変形しそれに伴って盛土が沈下するメカニズムである.3.振動中に発生する盛土の沈下量は,静的安全率が小さなものほど,また水平震度が大きなものほど大きくなり,特に水平震度が大きな場合には,地盤の剛性が低下し,より大きな沈下が発生する.4.振動中,盛土直下の地盤上部の間隙水圧は減少傾向を示す.5.1.によって明らかとなった土要素の振動に伴う強度低下を考慮すると,比較的簡便なSliding Block Analysisによっても,地震時の盛土の沈下量を精度良く予測することができる.
近世における北前船と東北産木材の流通に関する年輪年代学的研究

本研究では東北産ヒバやスギの暦年標準パターン(7世紀17世紀)を応用して、江戸時代から明治時代にかけて日本海航路を運航した北前船によって運ばれた東北産木材が近世建築に使われていると思われる地域(おもに北陸から近畿地方瀬戸内地方)の古建築用材について、年輪年代法による年輪パターンの比較検討によって、当時流通した東北産ヒバやスギがどこの古建築のどの部材に使われていたのか、その利用実態を復元的に明らかにすることを目的とした。本年度は新潟県内に所在する近世建築3棟(重文種月寺本堂、重文浄念寺本堂、重文浄興寺本堂)、中世建築2棟(重文護徳寺観音堂、重文魚沼神社阿弥陀堂)の総数5棟について調査を実施した。現地調査ではヒバやスギ材のなかから年輪が100層以上ある建築部材を調査対象とし、デジタルカメラによる計測用の年輪画像を撮影し、年輪幅のデータ化に備えた。このうち、近世建築の3棟には柱、床板、建具などにヒバ材が使われていた。中世建築の2棟は長押、頭貫、壁板、蕨板などにスギ材が使われていた。近世建築の種月寺本堂に使われていたヒバの床板からは、相関の高い年輪データを使って314層分の平均値パターンを作成した。中世建築の護徳寺観音堂に使われていたスギの壁板からは相関の高い年輪データを使って278層分の平均値パターンを作成した。この年輪パターンは東北産スギと地元産スギとの関係を見るうえで重要なデータとなる。北前船の関係でいうと近世建築3棟のヒバ材がその候補に挙げられるが、今のところ東北産ヒバかあるいは佐渡産ヒバかの判別は年輪パターンの特徴からは明らかにできていない。今後、佐渡産ヒバ材の年輪データの収集が重要となってくる。一方、中世建築のスギ材は地元産の可能性も含め、慎重な検討を加えたい。本年度は石川県と福井県に所在する近世建築のなかから東北産木材が使われている可能性の高い古建築を調査する予定であったが、所有者や教育委員会(文化財担当者)との日程調整がつかず、中止せざるを得なかった。そこで、新潟、寺泊、直江津などの北前船の寄港地でもあった新潟県内の古建築について調査するはこびとなった。そこで、関係者の了承のもと新潟県内所在の古建築5棟について現地調査を実施することができた。年輪解析作業は継続中のものもあるが、5棟のうち3棟は近世建築、2棟は中世建築であった。これまでのところ、つぎのような成果が得られた。・近世建築の種月寺本堂に使われていたヒバの床板からは、相関のいい年輪データを使って314層分の平均値パターンを作成した。この年輪パターンは東北産ヒバの暦年標準パターンを使って測定したところ、14世紀17世紀をカバーする年輪パターンであることが判明した。しかし、同県の佐渡島にはヒバが自生しており、佐渡産ヒバの年輪パターンとの比較検討が今後重要となってきた。・中世建築の護徳寺観音堂に使われていたスギの壁板からは相関の高い年輪データを使って278層分の平均値パターンを作成した。この年輪パターンは東北産スギの年輪パターンとの照合の結果、10世紀13世紀のものであることがわかった。初年度は事情により、石川県、福井県以外の新潟県所在の古建築を調査した結果、3棟の近世建築にヒバ材が使われていたことを確認できたことは想定していた北前船との関係をみるうえで重要な発見となった。初年度は北陸地方の石川県や福井県下の近世建築に調査対象をしぼり実施する予定であったが、事情によりおこなうことができなかった。今年度は佐渡産ヒバの年輪データの収集をおこない、初年度に実施した新潟県下の3棟の近世建築に使われていたヒバ材の年輪パターンの比較検討をし、北前船で運ばれた東北産ヒバ材かどうかの可能性を探る。また、当初計画していた石川県、福井県、富山県下の近世建築を選び出し、関係機関や所有者の了承のもと、1棟でも多くの古建築について現地調査をおこない、古建築に使われている東北産木材の利用実態と北前船との関係を明らかにする。また、東北産木材の年輪データをより一層信頼性の高いものにするため、新たな年輪データの収集をはかる。青森、秋田、岩手、山形県下の近世建築についても対象物件を探し出し、調査をおこなう予定である。さらに、東北産木材が使われている可能性を考え、近畿地域や瀬戸内地域の古建築についても情報を収集し、該当する古建築が出てくれば現地調査をおこなう予定である。得られた結果は文献との照合や、建築史関係者との意見交換をおこない、研究を進めたい。

本年度は新潟県内に所在する近世建築3棟(重文種月寺本堂、重文浄念寺本堂、重文浄興寺本堂)、中世建築2棟(重文護徳寺観音堂、重文魚沼神社阿弥陀堂)の総数5棟について調査を実施した。現地調査ではヒバやスギ材のなかから年輪が100層以上ある建築部材を調査対象とし、デジタルカメラによる計測用の年輪画像を撮影し、年輪幅のデータ化に備えた。このうち、近世建築の3棟には柱、床板、建具などにヒバ材が使われていた。中世建築の2棟は長押、頭貫、壁板、蕨板などにスギ材が使われていた。近世建築の種月寺本堂に使われていたヒバの床板からは、相関の高い年輪データを使って314層分の平均値パターンを作成した。中世建築の護徳寺観音堂に使われていたスギの壁板からは相関の高い年輪データを使って278層分の平均値パターンを作成した。この年輪パターンは東北産スギと地元産スギとの関係を見るうえで重要なデータとなる。北前船の関係でいうと近世建築3棟のヒバ材がその候補に挙げられるが、今のところ東北産ヒバかあるいは佐渡産ヒバかの判別は年輪パターンの特徴からは明らかにできていない。今後、佐渡産ヒバ材の年輪データの収集が重要となってくる。一方、中世建築のスギ材は地元産の可能性も含め、慎重な検討を加えたい。本年度は石川県と福井県に所在する近世建築のなかから東北産木材が使われている可能性の高い古建築を調査する予定であったが、所有者や教育委員会(文化財担当者)との日程調整がつかず、中止せざるを得なかった。そこで、新潟、寺泊、直江津などの北前船の寄港地でもあった新潟県内の古建築について調査するはこびとなった。そこで、関係者の了承のもと新潟県内所在の古建築5棟について現地調査を実施することができた。年輪解析作業は継続中のものもあるが、5棟のうち3棟は近世建築、2棟は中世建築であった。これまでのところ、つぎのような成果が得られた。・近世建築の種月寺本堂に使われていたヒバの床板からは、相関のいい年輪データを使って314層分の平均値パターンを作成した。この年輪パターンは東北産ヒバの暦年標準パターンを使って測定したところ、14世紀17世紀をカバーする年輪パターンであることが判明した。しかし、同県の佐渡島にはヒバが自生しており、佐渡産ヒバの年輪パターンとの比較検討が今後重要となってきた。・中世建築の護徳寺観音堂に使われていたスギの壁板からは相関の高い年輪データを使って278層分の平均値パターンを作成した。この年輪パターンは東北産スギの年輪パターンとの照合の結果、10世紀13世紀のものであることがわかった。初年度は事情により、石川県、福井県以外の新潟県所在の古建築を調査した結果、3棟の近世建築にヒバ材が使われていたことを確認できたことは想定していた北前船との関係をみるうえで重要な発見となった。初年度は北陸地方の石川県や福井県下の近世建築に調査対象をしぼり実施する予定であったが、事情によりおこなうことができなかった。今年度は佐渡産ヒバの年輪データの収集をおこない、初年度に実施した新潟県下の3棟の近世建築に使われていたヒバ材の年輪パターンの比較検討をし、北前船で運ばれた東北産ヒバ材かどうかの可能性を探る。また、当初計画していた石川県、福井県、富山県下の近世建築を選び出し、関係機関や所有者の了承のもと、1棟でも多くの古建築について現地調査をおこない、古建築に使われている東北産木材の利用実態と北前船との関係を明らかにする。また、東北産木材の年輪データをより一層信頼性の高いものにするため、新たな年輪データの収集をはかる。青森、秋田、岩手、山形県下の近世建築についても対象物件を探し出し、調査をおこなう予定である。
アレルギー性気管支炎においてM細胞が果たす役割の解明

アレルギー疾患が皮膚や粘膜における異常な免疫応答であることが広く知られる一方、こうした異常な免疫応答がどのように誘導されるかは明らかでない。粘膜関連リンパ組織は、上皮層のMicrofold(M)細胞を介して粘膜管腔中の外来抗原を取り込むことで、粘膜面に免疫応答を誘導する独自の免疫誘導組織である。しかしながら、M細胞とアレルギー炎症応答との関係を明らかにした研究はなく、その解明は喫緊の課題である。本研究では、M細胞欠損マウスのアレルギー性気管支炎モデルにおける病態形成と免疫応答を評価することにより、M細胞による抗原取り込みがアレルギー性気管支炎に関与するのかについて明らかにする。アレルギー性気管支炎や花粉症などの気道アレルギー疾患は、抗原(アレルゲン)に暴露された気道粘膜が異常な免疫応答を起こすことによって引き起こされることが広く知られているが、このような異常な免疫応答がどのように誘導されるのかは明らかでない。M細胞は、粘膜の免疫誘導組織であるパイエル板や鼻咽頭関連リンパ組織の上皮層に存在し、外界から抗原を取り込む機能を有する上皮細胞である。このため、粘膜におけるアレルギー応答にM細胞による抗原取り込みが何らかの形で貢献していることが疑われる。しかし、M細胞が気道アレルギー疾患における個体レベルでの免疫応答にどのように関与するのかは不明であった。M細胞を欠損するマウスでは、粘膜における抗原取り込みが減少することが報告されていることから、アレルギー症状が緩和すると予想した。しかし、このマウスにダニ(Dermatophagoides pteronyssinus)由来抗原を経鼻的に投与すると、肺胞洗浄液中に含まれる炎症性細胞の数が野生型マウスに比べて増加する傾向にあった。また、肺組織中における炎症性細胞の浸潤も増加していた。このことから、M細胞欠損マウスにおいては、下部気道におけるアレルギー症状が予想に反して悪化する可能性が示唆された。現在は、アレルギー応答を抑制する抗炎症応答がM細胞の欠損により低下している可能性を考慮し、実験条件の再検討を行っている。当初の予想と異なる結果が得られたため、当初の実験計画を見直し、抗炎症応答が低下している可能性に着目した。しかし、正確なデータを得るために実験条件(抗原の投与量、期間)の再検討を行う必要があり、計画にやや遅れが生じている。次年度は、M細胞欠損による抑制性免疫応答(制御性T細胞など)の変化に着目して解析を行う。また、粘膜における免疫応答は上皮細胞の接合(タイトジャンクション)、入れ替わり(ターンオーバー)、粘液の産生を増加させ、バリア機能を維持する役割が知られている。ダニ抗原はそれ自体が自然免疫系を活性させることから、気道粘膜におけるバリア機能がM細胞の欠損によって低下していた場合、多くの抗原が体内に侵入し、過剰な自然免疫応答を引き起こす可能性が考えられる。そこで、気管支における上皮バリア機能についても、免疫染色などを実施して評価を行うことを予定しているアレルギー疾患が皮膚や粘膜における異常な免疫応答であることが広く知られる一方、こうした異常な免疫応答がどのように誘導されるかは明らかでない。
N-メトキシアミド基を利用した新規アルカロイド合成法の開発と天然物合成への応用

本年度の研究では、N-メトキシ基を反応性制御素子に用いた、効率的なゲフィロトキシンの改良全合成を達成した。1つ目の鍵反応は、N-メトキシアミドとアルデヒドとのカップリング反応である。N-メトキシアミド基は通常のアミド基に比べ、窒素原子の求核性が高くなっている。そのため、N-メトキシアミドを、アルデヒド存在下、B_F3-OEt_2で処理すると分子間縮合によりアシルイミニウムイオンが生じ、続く分子内反応によりラクタムを完全な立体選択性で与えた。その後メチルエステル基を有した二環性ラクタムに誘導し、2つ目の鍵反応であるアミド基に対する還元的アリル化に取り組んだ。この二環性ラクタムはアミド基より反応性の高いエステル基が共存しているため、DIBALなどの還元剤は使用できない。そこで、Schwartz試薬に着目した。Schwartz試薬の特徴として、エステル基が共存していてもアミド基と選択的に反応することが挙げられる。Schwartz試薬と当研究室で開発したアミド基に対する求核付加反応を組み合わせると、反応はアミド基のみに選択的に進行し、望みの多置換アミンを収率良く与えた。続いて、得られた多置換アミンの側鎖を伸長した後、メトキシ基の除去により三環性化合物を得た。この三環性化合物は2種類のエステル基を有しており、第一世代の合成経路では望みのエステルを選択的に反応させるのは困難だった。この問題を解決するため保護基を利用したが、余分な保護・脱保護の工程が必要であった。そこで、2種類のエステル基の種類を検討し、最適な組み合わせにしたところ、余分な保護・脱保護の工程を経ることなくゲフィロトキシンの全合成を達成した。改良した合成経路は、これまで報告されている全合成例に比べて工程数が最も少なく、そして総収率が最も高くなった。以上の結果よりN-メトキシアミド基を利用した合成戦略は効率的にアルカロイドを合成できることを示せた。(抄録なし)本年度の研究では、多置換アミンの二段階合成法を開発した。一段階目の反応は、N-メトキシアミドとアルデヒドとのカップリング反応である。N-メトキシアミド基は通常のアミド基に比べ窒素原子の求核性が高くなっている。そのため、アルデヒド存在下BF_3-OEt_2で処理すると分子間縮合が進行しアシルイミニウムイオンが生じた。あらかじめ分子内にアリルトリメチルシリル基を導入したN-メトキシアミドを用いると、分子内アリル化反応がワンポットで進行しラクタムを与えた。その後、t-Buエステル基を有した二環性ラクタムに誘導し、二段階目のアミド基に対する還元的アリル化に取り組んだ。この二環性ラクタムはアミド基より反応性の高いエステル基が共存しているので、DIBALなどの還元剤は使用できない。Schwartz試薬の特徴としてエステル基が共存していてもアミド基と選択的に反応することが挙げられる。ここで合成した多置換アミンは、ゲフィロトキシンの全合成に必要な鍵中間体となるので、続いてゲフィロトキシンの全合成に取り組んだ。得られたデカヒドロキノリンから側鎖を伸長し、メトキシ基を除去するためにCrCl_2で処理すると、aza-Michael反応も一挙に進行しピロリジン環の構築に成功した。その後、種々の官能基変換を行いゲフィロトキシンの全合成を達成した。このように、開発した反応を鍵として三環性アルカロイドであるゲフィロトキシンの全合成に成功したことで、本反応が有用な分子変換法であることを実証するとともに、他の多官能性アルカロイド合成にも応用できる可能性を示すことができた。

改良した合成経路は、これまで報告されている全合成例に比べて工程数が最も少なく、そして総収率が最も高くなった。以上の結果よりN-メトキシアミド基を利用した合成戦略は効率的にアルカロイドを合成できることを示せた。多置換アミンの二段階合成法の開発では、一段階目に全合成へも展開できるハロゲンを有したアルデヒドを利用できた。二段階目ではアミド基より求電子性の高いt-Buエステル基が共存していても、Schwartz試薬を用いれば官能基選択的にアミド基と反応させることができた。全合成では多くの官能基が共存した基質を扱うので、本反応は非常に有用である。最後に、ゲフィロトキシンの全合成も達成できたので本研究は順調に進展していると判断した。多置換アミンの二段階合成法を詳細に検討し、多彩な多置換アミンを合成する。一段階目では用いるアルデヒドおよびN-メトキシアミドの適用範囲を検討する。また、分子内反応が収率良く進行することを確認しているので、求核剤の種類を種々検討し分子間反応への展開にも取り組む。二段階目の反応では、有機金属試薬を用いた炭素求核剤の導入を検討し、望みの立体に合わせた合成法を選択できるようにする。全合成研究では、プリミオトキシンCの合成に取り組み、開発した多置換アミンの二段階合成法が様々なアルカロイド化合物の合成法として有用であることを示す。(抄録なし)
二酸化炭素による炭化水素の酸化的脱水素反応触媒の開発

エチルベンゼンの脱水素によるスチレンの合成をより効果的に行うため、活性炭担持触媒を用いて、二酸化炭化雰囲気下で種々の金属の触媒活性について検討した。Cr、Ceの酸化物を活性炭に担持した触媒が酸化鉄を活性炭に担持した触媒と同程度のまたはやや高い活性を示した。いずれの金属も3-5wt%した触媒が最も高い活性を示し、活性炭担持クロム触媒では550°Cで、エチルベンゼンの転化率48%、スチレン収率41%を得た。Arなどの不活性ガス中でもエチルベンゼンの転化率は二酸化炭素気流中と変わらなかったが、スチレンの収率は低く、二酸化炭素の存在はスチレンの選択性を高く保つのに寄与した。この触媒の初期活性は高いが、反応の経過に伴い、次第に活性は低下した。エチルベンゼンあるいは生成したスチレンが触媒上でコ-クになり触媒の活性が低下した。ガソリンの添加剤として受容が増加しているイソブテンをイソブタンの脱水素により製造するため。イソブタンの脱水素を活性炭担持鉄またはクロム触媒を用いて検討した。反応温度550°CにおいてW/F=8g触媒/mol・hrのときにイソブタン転化率24%、イソブテン収率20%、選択率80%を得た。この反応において触媒の活性種のFe_3O_4がイソブテンの脱水素反応により金属鉄に還元される。二酸化炭素は鉄を再びFe_3O_4に酸化し活性を維持する作用をすることが、Ar気流下の反応および二酸化炭素気流下の反応の前後の触媒をX-線解析し、鉄種の結晶構造を明らかにすることにより示された。この反応においても炭素析出による触媒活性の低下が起こった。イソプテンの供給を停止し、二酸化炭素のみを供給すると触媒活性が回復した。エチルベンゼンの脱水素によるスチレンの製造をより低温で効率的に行うため、原料の希釈剤に、二酸化炭素を現行の水蒸気の代わりに用いる方法について研究した。触媒として活性炭に担持した鉄触媒が高い活性を示すことを見いだした。鉄として5wt%担持した活性炭を触媒に用い、550°Cで反応を行ったところ、30-40%の軟化率でエチルベンゼンは反応し、スチレンの選択性は90%以上に達した。この反応を二酸化炭素を用いずに、不活性ガス気流中で行うと、軟化率はほとんど変わらなかったが、選択性が著しく低下し、多量の炭素が析回するのが認められた。鉄触媒の担持量の影響はあまりなく、2-20wt%の担持量でほぼ同じ軟化率を示したが、選択性は高担持率側で低下する傾向を示した。触媒活性および選択性を向上させる目的で種々のアルカリ金属またはアルカリ土類を添加したところ、Li塩の添加が活性、選択性、触媒活性の持続に対して効果を示したが、他のアルカリ金属、アルカリ土類には効果がなかった。Liの添加によりリチウムフェライトが生成していることがX-線回折により確かめられた。種々の処理を行った触媒のX-線回折より、二酸化炭素の役割は触媒の鉄の酸化状態をマグネタイトに保つために作用していることが分かった。原料のエチルベンゼンはマグネタイト上で脱水素され、スチレンを生成し、同時にマグネタイトは還元され鉄になる。鉄は二酸化炭素により酸化されマグネタイトに戻り触媒サイクルは完結する。これらのことは生成物にスチレンとほぼ等量の水と、一酸化炭素が生成したことから推察された。また、この触媒系はシクロヘキサンやイソブタンの脱水素にも高い活性を示すことが認められた。

エチルベンゼンの脱水素によりスチレンの合成をより効果的に行うため、活性炭担持触媒を用いて、二酸化炭素雰囲気下で種々の金属の触媒活性について検討した。Cr,Ceの酸化物を活性炭に担持した触媒が酸化鉄を活性炭に担持した触媒と同程度のまたはやや高い活性を示した。いずれの金属も3-5wt%した触媒が最も高い活性を示し、活性炭担持クロム触媒では550°Cで、エチルベンゼンの転化率48%、スチレン収率41%を得た。Arなどの不活性ガス中でもエチルベンゼンの転化率は二酸化炭素気流中と変わらなかったが、スチレンの収率は低く、二酸化炭素の存在はスチレンの選択性を高く保つのに寄与した。この触媒の初期活性は高いが、反応の経過に伴い、次第に活性は低下した。エチルベンゼンあるいは生成したスチレンが触媒上でコ-クになり触媒の活性が低下した。ガソリンの添加剤として需要が増加しているイソブテンをイソブタンの脱水素により製造するため。イソブタンの脱水素を活性炭担持鉄またはクロム触媒を用いて検討した。反応温度550°CにおいてW/F=8g触媒/mol・hrのときにイソブタン転化率24%、イソブテン収率20%、選択率80%を得た。この反応において触媒の活性種のFe_3O_4がイソブテンの脱水素反応により金属鉄に還元される。二酸化炭素は鉄を再びFe_3O_4に酸化し活性を維持する作用をすることが、Ar気流下の反応および二酸化炭素気流下の反応の前後の触媒をX-線解析し、鉄種の結晶構造を明らかにすることより示された。この反応においても炭素析出による触媒活性の低下が起こった。イソブテンの供給を停止し、二酸化炭素のみを供給すると触媒活性が回復した。
溶融エレクトロスピニング法による新規ナノファイバーの調製法の確立とその物性評価

本研究では、溶融エレクトロスピニング法によるイソタクチックポリプロピレン(iPP)ナノファイバーの調製、および物性評価を目的とし、様々な紡糸条件や、試料で紡糸を行い、これらがファイバー径に与える影響について検討した。また、このようにして得られたファイバーの物性を評価するために、DSC測定および引張試験を行った。以下に本研究で得られた結果を示す。・ES法でのiPPナノファイバーの紡糸に成功した。・電場強度が弱いほど、より細いファイバーを多く紡糸することがわかった。・紡糸温度を変化させて実験を行った結果、最適の紡糸温度があることがわかった。・分子量が低いほど、より細いファイバーを紡糸することがわかった。・分子量分布が比較的狭い試料では、ファイバー径分布が狭くなることがわかった。・これらよりファイバー径には、溶融粘度や表面張力が大きく関係していると示唆される。・DSC測定により溶融ES法によって紡糸されたファイバーはメソフェーズ相を持つことがわかった。・引張試験によって得られたヤング率よりファイバーは細いものほど配向し、強度が上昇していることがわかった。従来の溶融エレクトロスピニング法では、押出機の先端に注射針を装着し、その注射針とターゲット間に高電圧をかけることで紡糸してきた。この場合、試料の加熱は押出機に依存しており、熱劣化を避けるためにあまり高温にすることはできなかった。本研究では、この加熱部に赤外線ヒーターを用い、試料上に焦点を結ぶようにヒーター部を改良した。この改良により、試料先端のみを選択的に加熱することができ、比較的高温における紡糸が可能となった。実際にイソタクチックポリプロピレンを原料として紡糸した結果、これまで紡糸困難であったフィルムグレード等の分子量の比較的高い試料についても良好に紡糸できることが確認できた。紡糸時の温度や電圧等の紡糸条件が与えるファイバー径への影響を検討したところ、低電圧であるほど平均ファイバー径が細くなる傾向がみられた。また、紡糸温度が高くなるほど平均ファイバー径は細くなるものの、球形に飛散したビーズが多数観察されるようになった。これらの紡糸条件を最適化することにより、最小径で50nmのナノファイバーの紡糸に成功した。また、平均径でも800nmレベルまで細くすることに成功しており、今後、さらなる最適化を行うことで、平均径が100nmを下回るナノファイバーの紡糸を目指す。また、熱測定や力学測定の結果、紡糸された試料はメソフェーズ相を形成していることが明らかとなった。これは、本系が局部的な過熱を行える赤外線ヒーターを導入していることに起因している。メソフェーズ相を有するポリプロピレンは延伸しやすく、紡糸後の延伸により、さらにファイバー径を細くなる可能性が示された。前年度の研究に引き続き、重量平均分子量26万のイソタクチックポリプロピレンをターゲットにし、平均直径でサブミクロンレベルのファイバーを作製することを試みた。本土特に注視した点は、大容量のヒーターを用いることで、紡糸温度を高温にし、より効率的に紡糸を行うことを試みた。狙い通り、溶融温度を高温にすることで溶融時の粘度が低下し、紡糸効率は飛の躍的に向上したものの、平均ファイバー系はミクロンオーダーのファイバーしか防止できず、かつ、ビーズもかなりの数、観察された。一方で、ヒーターと資料との距離を反し、雰囲気温度を上げる試みを行ったが、ヒーターの焦点を外したことで、狙い通り、直径2cmほどの広範囲に渡って160°C程度の温度を他精することができたが、逆に、焦点を外したことによる温度低下が原因となり、材料が溶融するものの、粘度が高すぎて紡糸できない状況になった。高容量のヒーターを導入することで、ファイバー径に与える紡糸温度の影響を明らかにすることができた。紡糸温度を上げるほどファイバー径は太くなる傾向を示したが、260°Cを超える高温になると、逆にファイバー径は細くなる傾向を示した。GC測定の結果より、高温におけるファイバー系の減少は、試料の熱分解により分子量が低下することに起因することがわかった。紡糸温度の実験から、現行の重量平均分子量26万の試料よりもさらに分子量を低下させることで、更なる微細化が可能であると考えられる。
線虫のトランスポゾン挿入突然変異遺伝子の迅速フィジカルマップ法の開発

トランスポゾンTclの挿入による突然変異遺伝子を迅速にフィジカルマップする方法として、Tcl-ゲノム-コスミドの3分子間ハイブリッド形成による検出と整列化コスミドフィルターを用いる方法を提案した。そこでまず、3分子間ハイブリッドによる検出が可能であるか以下のようなモデル実験により検討した。フィルターにkin-8遺伝子を含むコスミドAとlet-23遺伝子を含むコスミドBを1本鎖化して固定化した。このフィルターをHRPで標識したTclDNAと、EcoRIで断片化したkin-8遺伝子にTcl挿入を持つ突然変異体のゲノムDNA(イ)もしくは野生株のゲノム(ロ)を含む溶液中で一晩保温した後、洗浄し、発光基質と反応させ、X-線フィルム上の感光として検出した(通常のECL(アマシャム社)によるサザンブロットハイブリダイゼーションの操作と全く同様)。結果は、全ての組み合わせ(A-イ、A-ロ、B-イ、B-ロ)でシグナルが検出された。ゲノムDNAイ、ロを入れないとシグナルは出なかった。A-イだけにシグナルが出るはずであったが、他のものにも出てしまった。これは、思いの外、ゲノムDNAには互いに、クロスハイブリダテゼーションする部分があるためだと考えられる。ゲノムDNAイ、ロを入れないとシグナルは出せないことから、3分子間ハイブリドによる検出そのものは成功したものと考えられる。今後の改善策としては、1.加えるゲノムDNAをもっと短く断片化し、クロスハイブリダイゼーションする部分とTclを含む部分が同一のDNA断片上に無いように(もしくはその頻度が低くなるように)する、2.ハイブリダイゼーション、洗浄の条件を厳しくする、3.ラベルするTclDNAの領域を特定のユニークな領域に限る、等が考えられる。3分子間ハイブリッドそのものはうまくいているので、必ずや成功する条件が確立できると考えている。
膵管癌の発育進展に関与するマイクロ RNA 発現異常の解析

膵管癌の早期診断法の開発を目指し、前浸潤癌を含む膵管癌の早期像についての解析を進めてきた。膵管内腫瘍由来の浸潤癌のホルマリン固定パラフィン包埋切片から顕微鏡下で組織を採取し、採取した組織片からRNAを抽出し,microRNAマイクロアレイを用いて網羅的にmicroRNA発現異常を解析した。その結果,miR320a,miR375,miR494,miR663,miR187などが高発現していることを見出した。特にmiR320a, miRNA-375は他の癌腫の増殖調整に働いているなどの報告があり,膵癌の発育進展にも関与している可能性が示唆された。初年度は、浸潤性を示す膵癌組織(膵管内腫瘍由来の浸潤癌を含む)から、その膵管内腫瘍成分と浸潤癌成分におけるmicroRNA発現の違いを比較検討するために、ホルマリン固定パラフィン包埋切片からmicroRNA解析に必要なRNAの抽出をコンスタントに行えるようトライアルを行ってきた。まず,症例・検体の選択,組織標本のレビューと膵癌前駆病変を含む対象病変(浸潤性膵管癌,膵管内腫瘍,膵上皮内腫瘍性病変)の同定を行いリストを作成してきた。それぞれの標本上で対象病変の同定を行った後は、組織マイクロアレイの作製のためにマーキングを行った。検体使用に関する承諾が得られた浸潤癌を伴う膵管内乳頭粘液性腺癌症例のホルマリン固定パラフィン包埋切片標本(12-15μ厚)から、前記マーキングに従い膵管内腫瘍成分と浸潤癌成分をそれぞれ分けて採取し、そこからtotal RNAを抽出、調整した後、RNAの品質を確認した。これらのサンプルから基準を満たしたサンプルについてはmicroRNAマイクロアレイにハイブリダイゼーションし、3D-Gene Scanner 3000(TORAY)で解析を行った。そこで複数の浸潤癌および非浸潤癌成分でのデータが採取されており、マーカー候補のmicroRNAがピックアップされつつある。現在は、マイクロアレイ解析を行える症例を増やし、候補のmicroRNAを抽出すること、さらに、浸潤癌を伴う膵管内腫瘍は症例数に限りがあるため、通常の浸潤性膵管癌からマイクロダイセクションで得られる微量検体においてもマイクロアレイ解析が安定して行えるかを検討し症例を増やして解析を行う予定である。・膵管癌の早期診断を目指し、前浸潤癌を含む膵管癌の早期像についての解析を進めている。・浸潤性を示す膵癌組織(膵管内腫瘍由来の浸潤癌を含む)から、その膵管内腫瘍成分と浸潤癌成分におけるmicroRNA発現の違いを比較検討するために、ホルマリン固定パラフィン包埋切片からmicroRNA解析に必要なRNAの抽出をコンスタントに行えるようトライアルを行ってきた。初年度に得られたマーカー候補のmicroRNAの解析を行うとともに、それに加えて培養細胞での検証を行い、さらに浸潤癌のみならず浸潤部の間質線維組織(cancer related fibroblast)においても解析する。・以上のmicroRNAを抽出、解析と並行して、上記と同様のパラフィン包埋ブロックから、特製のガラススライドに薄切検体(12μm)を貼り付け付け、浸潤部と非浸潤部のタンパク質発現の違いを網羅的に解析するために顕微質量分析装置を用いた解析を行った。現時点までの結果では、両者の特徴を明らかにするほどの解析ピークが得られていないが、今後は腫瘍量の多い検体での解析を試み、最終的にはmicroRNA解析結果との比較検討を行う。・膵癌の早期像を明らかにする目的で外科切除された術前未治療の腫瘍最大径2cm以下の小膵癌(ts1)について臨床病理学的な検討を行った。その結果、これまで報告してきた結節内の膵管内乳頭状成分の存在に加え、ts癌では高頻度に主膵管壁に弾性線維増生が見られることを明らかにした。膵管壁が必ずしも破壊されていない状態でも見られており、腫瘍と間質との何らかのインタータクションが示唆された。浸潤性を示す膵癌組織(膵管内腫瘍由来の浸潤癌を含む)から、その膵管内腫瘍成分と浸潤癌成分におけるmicroRNA発現の違いを比較検討するために、ホルマリン固定パラフィン包埋切片からmicroRNA解析に必要なRNAの抽出を行い,microRNA発現異常を解析している。IPMN(膵管内腫瘍成分と膵管外の間質浸潤部の組織をそれぞれ別に採取した)におけるmicroRNA発現をmicroRNAアレイを用いて網羅的に解析した結果, miR320a、miR375、miR494、miR663、miR187などが高発現していることを見出した。

特にmiR320aは,大腸癌において癌細胞の増殖や肝転移の抑制に,miR-200cは,大腸癌細胞のEMTに関与して大腸癌の転移能を調節しているとの報告もあることから,膵癌の発育進展への関与が示唆される。miRNA-375はinsulin-like growth factor 1 receptorを介して食道癌の増殖,転移に抑制的に働いているなどの報告があり,膵癌における関与をさらに解析していく。膵癌の早期像を明らかにする目的で外科切除された術前未治療の腫瘍最大径2 cm以下の小膵癌(ts1)について臨床病理学的な検討を行ってきた。当該年度も症例を蓄積しており,これまで結節内の膵管内乳頭状成分の存在や,必ずしも破壊されていない膵管壁周囲にも弾性線維増生が見られることを見出してきた。高率(90%)に見られた主膵管周囲の弾性線維増生は早期の膵管狭窄と末梢膵管拡張に関与している可能性があり,膵癌の発見契機の観点から画像所見とも総合しさらに検討中である。臨床検体(切除膵)について、承諾書の取得が為されていないものが多く、予定のサンプル数に達していないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記の様な、臨床検体サンプルの取得、解析と並行して、培養細胞(膵癌細胞、間質細胞)における機能解析等を進める。
水素貯蔵媒体としての液体アンモニア利用のための高効率電気分解セルの構築

液体アンモニアから水素を取り出す高効率な電気分解セルの構築のために、電極形態及び電極材料の検討を行い液体アンモニア電気分解に対する過電圧低減効果を明らかにした。電気めっきにより作製した白金黒電極の電極形態の影響を調べた結果、電極反応表面積ではなく、Pt担持量とPt粒子径が過電圧低減に寄与することが示された。またPt電極を用いた電極反応において、アノード過電圧はカソード過電圧の5倍大きいことが分かった。アノード過電圧を低減するPt-Ru電極を適用することで、理論分解電圧付近である0.1Vでの液体アンモニア電気分解反応が示された。液体アンモニア電気分解時の電流-電圧特性を基礎的な観点から明らかにし、適切な電極材料、電極形状を検討して、エネルギー変換効率の高い電気分解セルの構築を目的とする。電極の反応面積の増加による過電圧の低減効果を評価するため、電気めっき法でPt板にPt粒子を堆積させ、白金黒電極を作製した。電流密度-電圧曲線からPt粒子の堆積重量増加に伴い、0.5 V付近での電流密度の増加が見られた。最も堆積重量の多い白金黒電極では、Pt板と比較すると分解開始電圧値が1.1 Vから0.45 Vまで低減した。白金黒電極の電極面積はPt粒子の堆積重量が増加しても一定になると評価されたことから、Pt粒子の堆積層が厚くなることにより過電圧が低減することが明らかになった。電極反応過電圧を評価するために、アノード、カソードそれぞれの電極反応の過電圧特性を調べた。Pt線を疑似参照電極として用いることで、両過電圧の比を評価することに成功した。その結果、Pt板電極を用いた場合にアノード過電圧は、カソードの5倍であることが確認され、N2放出反応がより大きな過電圧を持つことが分かった。電極材料の検討を行うために、3d、4d、5d遷移金属の板電極と電気めっき法により作製したRu、Pt-Ru電極を用いた際の各過電圧に対する影響を評価した。両電極反応の過電圧低減に効果があった触媒の活性は「Pt-Ru = Ru > Ni >> Pt」であり,Ruが高い触媒活性を持つことが明らかになった。特にPt-Ru電極は、アノード反応の過電圧を大幅に低減させPt板と比べて0.84V低下した。Pt-Ru電極を用いた0.1 Vでの定電圧測定では、水素と窒素の生成が確認され、理論分解電圧付近での液体アンモニア電気分解反応が示された。液体アンモニアの電気分解における電流-電圧特性を基礎的な観点から系統的に明らかにした上で、適切な電極材料、電極形状、電解質を検討して、エネルギー変換効率の高い電気分解セルの構築を目的とする。本年度は、電極反応過電圧低下のための電極材料の検討を行った。まず、電極材料の種類を検討するために3d、4d、5d遷移金属の板を用いて、電圧を変化させた時の電流密度-電圧曲線を評価した。その結果、Pt、Ir、Pdの4d、5d遷移金属に比べて、Fe、Co、Ni、Cuの3d遷移金属を用いた場合に2Vの電流密度が増加した。特にNiは、Ptに比べて1Vで2倍、2Vで1.7倍の電流密度が得られ、検討した中で最も電気化学特性が向上した。次に、電極の反応面積を増やすために白金黒電極を適用し、過電圧の低減効果を評価した。白金黒電極は電気めっき法で白金板に白金粒子を堆積させ作製し、堆積時間の増加に伴って堆積重量が増加している事が確認された。電流密度-電圧曲線から、白金粒子の堆積重量が増加するに伴って、0.5 V付近での電流密度の増加が見られた。最も堆積重量が多かった白金黒電極では白金板と比較すると,1 mA/cm2での電圧値が1.1 Vから0.45 Vまで低減した。その結果,0.5 Vでの定電圧測定において電気分解反応が起こり,水素と窒素(H2:N2 = 3:1)の生成が確認され、過電圧の低減に成功した。さらに、アノード、カソードそれぞれの電極反応の過電圧特性を評価した。白金電極を疑似参照電極として用いることで、両過電圧の比を評価することに成功した。その結果、アノード反応過電圧は、カソードの5倍であることが確認され、窒素放出反応がより大きな過電圧を持つことが分かった。今後は、特にアノード反応過電圧を減少させるような電極を検討していく。平成24年度計画分の「電流密度に対する電極反応過電圧評価」、「電極反応過電圧低下のための電極材料の検討」については予定通りに達成した。「電流密度に対する抵抗成分の評価」については、測定は予定通りに達成したが解析に時間を要しており、進捗がやや遅れている。平成24年度に引き続き、「電流密度に対する抵抗成分の評価」、「電極反応過電圧低下のための電極材料の検討」を実施する。

平成25年度計画分である「抵抗成分低下のための支持電解質、電極形状の検討」も同時に実施する。それらの結果を受けて、最適電気分解セルを構築して、エネルギー変換効率の評価を行う。平成2425年度の結果より,エネルギー変換効率の高い電気分解セル構築の指針を示す。該当なし
多数粒子の並進・回転変位統計解析による混合媒質中のブラウン運動ダイナミクスの解明

水とアルコールはマクロには混ざり合うが分子レベルでは不均一であり、マクロとミクロな描像にギャップが存在する。近年、エタノール水溶液中の微粒子(直径1μm)の並進ブラウン運動から見積もられる粘性率がマクロな溶液の粘性率から逸脱することを明らかにされているが、混合溶液内の異常なブラウン運動が溶液内の不均一性に起因するかは解明されていない。アルコール水溶液中の微粒子のブラウン運動の変位を測定して、正確な乖離量を決定する。粒子のサイズ依存性、実験温度依存性、表面修飾状態依存性を検討して、ブラウン運動粒子がマクロな粘性率から逸脱するメカニズムと混合溶液内の不均一性との関係を明らかにする。
多極化国際体系の三層連関と信頼醸成のための国際的制度化

この研究は、多極化国際体系の政治・経済・文化の三層構造の分析をすすめ、発展と信頼醸成のためのシステムを開発し、その制度化と機能を引き出すことを目的としている。このために、新たな緊張関係を生み出している第三世界の国家形成、国民形成、社会運動をめぐる紛争事例についての資料調査と分析を進めた。同時に、システム論の立場から行動主体の次元を明らかにし、そこでの主体の行動状況を環境との関係で主体連関指標を設定し、指標化した。そのコ-ド化とデ-タ処理にあたっては内外の研究機関との連繋によるシステム開発を進めるとともに、これまでの研究動向についても整理し、問題点を引き出し、併せて紛争の因果関係に関するパタン化への接近を明らかにした。これによって、緊張関係の静的側面と動的側面の基本的分析視角を確立し、コ-ド化による多元的分析の基礎を固めた。他方、アジア、中東、アフリカ、ラテンアメリカの紛争事例をヨ-ロッパ、北米のそれとともに、事例のカ-ド化(デ-タカ-ド・プログラム)作業を進め、そのコ-ド化および指標化に成功した。国際環境の解析では貿易デ-タおよび国連投票デ-タにしたがう構造連関分析の作業を進め、主体行動と環境側面の連関指標を策定した。以上の成果において、緊張関係の解消を多元的交流モデルの開発に向けて、信頼醸成のためのシステム化の作業を進め、そのためのモデル化を確立した。これにより国際社会の安定化に向けての新たな国際政治のアプロ-チが可能となった。この研究は多極化国際体系の三層構造を分析視点として、発展と信頼醸成のためのシステムを引き出すことにある。このために新たな緊張関係を生み出している第三世界の国家、国民形成、社会運動をめぐる緊張関係(紛争データ)の分析から着手した。第一に、システム論の立場から分析処理の枠組みを検討した。行動主体、行動客体、介入アクターの3主体の下に、主体として国家、組織、社会集団に共通した分析コードを設定し、その主体間の関係状態を主体連関指標AASUモデルの開発を行い、その分析プログラムを策定した。紛争データの基本コードとして紛争タイプ、紛争管理など15のランク指標も設定した。第二に、これに従い、緊張関係データの整理に着手し、アジア、中東、アフリカ、ヨーロッパ、米州、オセアニアの全域のデータ及び情報の抽出作業を行い、その情報は数万件を越えた。それを問題別に整理し、1945年以降のアジアデータ(北東アジア・東南アジア・南アジア)120件を紛争データファイル・プログラムに入力し、中東、アフリカ、オセアニアデータ約150件についても整理、入力中である。第三に、緊張関係のシステム分析のいまひとつの方法として、緊張関係の現代的噴出の特徴を形成している民衆文化のアイデンティティをめぐる衝突と価値の共存の事例分析を進めた。これは緊張関係をキーワードの抽出によってその構造連関を明らかにしようとするものである。第四に、以上の紛争データの整備と処理とともに、それのメガトレンド連関を解明するべく社会、経済データ及び国連投票行動データの整備、入力作業を行った。第五に、緊張関係と多元的交流モデルの開発に向けて、国連大学の関連プロジェクトとの協力をもって緊張関係の解明と信頼醸成のための国際的制度化の分析モデル開発のため、海外研究者との積極的な交流及び討議を重ね、紛争データフアイルの作成についても協力を得た。このために、新たな緊張関係を生み出している第三世界の国家形成、国民形成、社会運動をめぐる紛争事例についての資料調査を分析を進めた。

そのコ-ド化とデ-タ処理にあたっては内外の研究機関との連繋によるシステム開発を進めるとともに、これまでの研究動向についても整理し、問題点を引き出し、併せて紛争の因果関係に関するパタン化への接近を明らかにした。これによって、緊張関係の静的側面と動的側面の基本的分析視覚を確立し、コ-ド化による多元的分析の基礎を固めた。他方、アジア、中東、アフリカ、ラテンアメリカの紛争事例をヨ-ロッパ、北米のそれとともに、事例のカ-ド化(デ-タカ-ド・プログラム)作業を進め、そのコ-ド化および指標化に成功した。国際環境の解析では貿易デ-タおよび国連投票デ-タにしたがう構造連関分析の作業を進め、主体行動と環境側面の連関指標を策定した。以上の成果において、緊張関係の解消と多元的交流モデルの開発に向けて、信頼醸成のためのシステム化の作業を進め、そのためのモデル化を確立した。これにより国際社会の安定化に向けての新たな国際政治のアプロ-チが可能となった。
窒化ケイ素を母体とした新規な窒素酸化物センサ

窒素酸化物の排出量を効果的に抑制するためには、個々の発生源でのNOx濃度の監視が可能な、安価で簡便なNOxセンサが要求される。半導体ガスセンサは、安価、小型で簡単な装置を作製することができるため、NOxセンサとして、現在最も実用に近い方式の一つである。ところで、窒化ケイ素は高い耐熱性、耐食性、耐熱衝撃性を有し、エンジニアリングセラミックスとして有望な材料の一つである。また、窒化ケイ素(Si_3N_4)中の窒素原子と被検ガスである窒素酸化物中の窒素との電気陰性度の差から、センサ素子表面において窒素酸化物との電荷移動を伴う相互作用が期待される。そこで我々は新たなセンサ材料として窒化ケイ素に着目し、そのNOx検出特性を調べた窒化ケイ素粉末に焼結助剤としてY_2O_3を10wt%添加し、常圧の窒素雰囲気下で1700°C、2時間加熱、焼結体試料を得た。この焼結体ペレットを直方体に加工し、直方体の両端に白金を蒸着して電極とし、これに白金ペーストを用いて白金線を取付けた。センサ素子に一定電圧を印加して、種々のガス濃度における電流値の変化をデジタルマルチメーターで測定した。ここで感度(S)は、空気中におけるセンサの抵抗値(Rair)と所定のガス濃度におけるセンサの抵抗値(Rg)との比、Rg/Rairで定義した。窒化ケイ素を母体としたセンサはNO、NO_2双方のガスに対し応答し、感度は両ガスともに750°Cで極大となった。また、NO、NO_2に対する90%応答に要する時間はそれぞれ約5分、約10分であった。このように構造材料として既に実用化されている窒化ケイ素がNOxに対して応答することがわかった。
微生物のエネルギー代謝を利用した新たな地盤環境改善技術に関する研究

本研究では,多様な地域資源の中で有機系資源を有効活用した新たな地盤環境改善技術の適用性を検討した。様々な地盤環境問題が生じているが,できるだけ自然の材料を活用し,低コストでかつ環境負荷の低減を図ることにより,アジア地域へ広く適用することのできる持続可能な技術の開発を目指している。その中で,バイオレメディエーションによる重金属汚染土および石炭灰の環境負荷低減技術の適用性を明らかにするとともに,東日本大震災で津波被害を受けた塩害土壌について,好塩菌堆肥による除塩対策の現地試験を実施した。得られた結論は以下のとおりである。1)ホウ素,フッ素,ヒ素,セレンなどに耐性のある微生物を同定することができた。これらの微生物によって重金属類の濃度を低減させることができる。2)石炭灰については,乳酸菌・酵母・納豆菌などの身近な微生物を加えることにより,六価クロムの溶出量を低減させることができる。3)石炭灰の埋立地から採取したサンプルからホウ素に耐性のある微生物を分離・同定し,溶液中のホウ素の濃度を低下させることができた。また,グルコマンナンによるホウ素の除去効果を確認することができた。4)堆肥に含まれる耐塩性試験により, 1618%程度の塩分濃度でも増殖できる数種類の好塩菌が存在することが確認できた。また,好塩菌堆肥を塩害土壌に混合することにより塩類濃度を約1ヶ月で4割程度低減できることを示した。さらに,岩手県陸前高田市の農地で塩害対策の実証試験を開始した。近年,廃棄物や副産物の処理・処分,汚染土壌の浄化および底質の環境改善などの地盤環境問題が深刻化している。これらの対策のため我が国では様々な技術が開発されているが,高度な資材や特殊な技術を用いたものが多いため,低コストかつ環境負荷低減の観点が求められている。その中で,バイオレメディエーションによる重金属汚染土の環境負荷低減技術と有機物の分解に伴うコンポスト型微生物電池の基礎的特性を明らかにした。1)六価クロム汚染土に有機分を加えて嫌気性発酵をすることにより,六価クロムの溶出量を大幅に低減させることができた。2)鉛汚染土に有機分を加えて嫌気性発酵を行うことにより,鉛と有機物の吸着が促進され,植物による鉛の吸収効果が増加した。3)有機物の分解に伴う微生物電池により,数日間にわたって3040mW/m^2程度の電力を得ることができた。電極やセパレーターの種類によってさらに性能を向上させるとともに,底泥などの浄化への適用が今後の課題である。その中で,バイオレメディエーションによる重金属汚染土および石炭灰の環境負荷低減技術と有機物の分解に伴うコンポスト型微生物電池の基礎的特性を明らかにした。1)六価クロム汚染土に乳酸菌・酵母・納豆菌からなる培養液を加えることにより,六価クロムの溶出量を低減させることができた。また,その低減効果は微生物の量が多くなるほど顕著であった。

2)石炭灰に上記の培養液を加えることにより,六価クロムの溶出量を低減させることができた。3)石炭灰の埋立地から採取したサンプルからホウ素に耐性のある微生物を分離・同定することができた。この微生物を用いて,溶液中のホウ素の濃度を低下させることができた。グルコマンナンによるホウ素の除去効果を確認することができた。4)有機物の分解に伴う微生物電池において,負極に竹炭と鉄線を用いることで電力を向上させることができた。このときの最大発電力は、394.1mW/m2であった。本研究では,多様な地域資源の中で有機系資源を有効活用した新たな地盤環境改善技術の適用性を検討した。様々な地盤環境問題が生じているが,できるだけ自然の材料を活用し,低コストでかつ環境負荷の低減を図ることにより,アジア地域へ広く適用することのできる持続可能な技術の開発を目指している。その中で,バイオレメディエーションによる重金属汚染土および石炭灰の環境負荷低減技術の適用性を明らかにするとともに,東日本大震災で津波被害を受けた塩害土壌について,好塩菌堆肥による除塩対策のの現地試験を実施した。得られた結論は以下のとおりである。1)ホウ素,フッ素,ヒ素,セレンなどに耐性のある微生物を同定することができた。これらの微生物によって重金属類の濃度を低減させることができる。2)石炭灰については,乳酸菌・酵母・納豆菌などの身近な微生物を加えることにより,六価クロムの溶出量を低減させることができる。3)石炭灰の埋立地から採取したサンプルからホウ素に耐性のある微生物を分離・同定し,溶液中のホウ素の濃度を低下させることができた。また,グルコマンナンによるホウ素の除去効果を確認することができた。4)堆肥に含まれる耐塩性試験により,1618%程度の塩分濃度でも増殖できる数種類の好塩菌が存在することが確認できた。また,好塩菌堆肥を塩害土壌に混合することにより塩類濃度を約1ヶ月で4割程度低減できることを示した。さらに,岩手県陸前高田市の農地で塩害対策の実証試験を開始した。