hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸菌mRNAエンドリボヌクレアーゼの活性調節機構

大腸菌K12株のrn1Aとrn1Bこ相同な遺伝子として、大腸菌0157株のプラスミドpOSAK1に存在する1soAと1soBをクローン化してK12株のΔrn1AB変異体に導入したところ、野生型と同様にT4ファージdmd変異体の増殖を阻害した。したがって、1soAと1soBはrn1Aとrn1Bの機能ホモログであることが判明した。同様に、発光バクテリアが有するrn1Aとrn1Bの本目同遺伝子もクローン化したが、dmd変異体の増殖阻害活性は示さなかった。発光バクテリアの増殖は1020°Cか至適であるので、相同遺伝子がコードするタンパク質は大腸菌の生育温度3037°Cで失活している可能性が考えられる。RNase LSとdmdの関係のように、T4ファージファミリーの宿主特異性を決定する仕組みをさらに深く探索するために、Tulouse大学に保管されているT4ファージファミリーコレクションについてdmd領域の塩基配列解析を行ったところ、いくつかのものはdmd様遺伝子をもたないにも関わらずK12株で増殖可能であることがわかった。そこで、相補性テストによってDmdの機能ホモログを探索したが検出できなかった。このことはDmdのようなトランス因子が関与しないRNase LS活性調節機構の存在を示唆する。T4ファージファミリー宿主特異性という観点において過去70年間の研究歴史で見落とされていた事実を発見した。T6ファージは同じK12株で共に野生型として利用されているMG1655では増殖可能であるのに、W3110では増殖できない。その理由は大腸菌表層に存在するT6の吸着タンパクTsxがW3110では殆ど発現していないためであった。発現の違いをもたらす原因は転写因子Crpが両株間で1アミノ酸置換しているためであることが示唆された。RNase LSの中心役割を担うRnlAとRNase LSの阻害活性をもつT4ファージのDmdの相互作用を調べるためのツールとしてT4Δdmd変異体を作成した。これを用いてT4ファージファミリー間で異なるアミノ酸配列をもつDmdの活性を調べている。との計画のために数百種類存在しているT4ファミリーを利用し始めた。構造生物学的解析を実施するために、RnlAの量産を行ったところ、様々な方法を用いても可溶化できなかった。そこで、RnlAと強く結合することが明らかとなっているTpiAとHisタグ化RnlAを共発現させる系を構築した。この場合、RnlAの単独発現に比べ不溶化しにくいことがわかったので、現在はスケールアップを目指している。rnlA遺伝子と共にRNase LS活性に必須であるrnlBはこれまでプラスミドを用いた遺伝学的解析が困難であった。今回、その理由が明らかとなってきた。例え低コピーであってもプラスミドから発現したRnlAやRnlBはゲノム遺伝子の変異を相補するどころか、むしろ正常なRNase LS活性に対して負の干渉作用をもつことが判明した。恐らく、プラスミドから過剰生産されたRnlAやRnlBは、これらと相互作用する少量の必須タンパクを競合する結果、活性をもった完全なRNase LS複合体の量が返って減少してしまうと考えられる。そこで、red-swap法を導入して、ゲノム上のrnlAとrnlB遺伝子を欠失させた変異体に、発現操作可能なプロモーターに制御されるrnlAとrnlB遺伝子をゲノムに持ち込んで解析する系を立ち上げた。
電子温度制御による高効率負イオン生成

水素等を含む反応性プラズマ中の電子温度の制御方として、グリッド法を確立した。グリッドに直流電圧を印加することにより、電子温度を数eVから0.5eV程度まで連続的に制御できることを明らかにした。また、堆積性プロセスに対応して浮遊電位グリッドのメッシュサイズを変えて電子温度を制御する方法,グリッドにスリットを開けその幅により電子温度を制御する方法も開発された。プローブの正イオン電流値と負電流値からプラズマ中の負イオンの正イオンとの密度比を評価した。プローブ前面には正イオンシースが形成されているとの仮定のもとでn-/n+を求めると低気圧で低電子温度の時にはn-/n+95%に達することが分かった。これは低気圧ではプラズマ生成領域の電子温度は数eVと高く、充分に水素分子は励起され得る。一方拡散領域では電子温度が下がっているため、低温電子により解離性付着が起こることが可能である。負イオンの生成効率は圧力を高くしするとこの比は減少することが分かった。これらの結果は、イオンセンシティブプローブによる負イオンの直接測定からも裏付けることができた。この手法を実用化するための電子温度可変公衆はプラズマ発生装置の特許を申請した。この装置は負イオン源のみならず、反応制御用プロセシングプラズマ装置として広い応用が期待される。(1)実験は真空容器をオイルフリーの環境内で行う必要があり、しかも放電の圧力を安定に1Torr0.1mTorrの範囲で制御できる真空排気系が必要である。本研究では広帯域ターボ分子ポンプシステムを購入し、上記の条件を満足する真空系及びそのモニタ系を構築した。また、アルゴンガス流量を制御し、一定圧力に保つガス排気系も新しく導入した.(2)高エネルギー電子温度と低電子温度をもつプラズマをそれぞれ独立に生成するために放電空間を2つに区切り、プラズマ生成領域に高エネルギー電子を、プラズマ拡散領域に低電子温度プラズマを生成するためのグリッド電極を製作した。(3)プラズマ生成は高周波放電で行う。このため、プラズマ生成用電極を新たに設計、製作した。アルゴンガスを中心に放電を行い、拡散領域の電子温度の低温化が、境界に置いた分離グリッドにプラズマ空間電位よりも低い直流電圧を印加することにより可能となった。電極の形状、放電空間内のグリッド設置場所、グリッドサイズを変化させて、生成されるプラズマの電子温度制御特性について詳細に調べた。この結果、電子温度が4eV0.4eVの範囲で制御可能となった。(4)負イオン生成となる反応性プラズマ中での電子温度制御のために、汚れ等によって影響を受けにくいグリッド構造が新しく考案され、バイアス電圧を印加することなしに電子温度制御が可能となった。アルゴンガスプラズマ系で構築した高周波放電電子温度制御装置に水素ガスを導入し、水素負イオンの生成の特性を調べた。実験は永久磁石付きの高周波(RF)電極により水素プラズマを生成する。真空チャンバ内にグリッドを設置し、プラズマ生成域と拡散域に分離する。実験は水素ガス圧力をパラメータとして行った。水素ガス圧力が8mTorrのとき、生成域では電子温度が約3eVのプラズマが生成され、グリッドに負バイアスを印加するに従って、拡散域での電子温度は低下した。負イオンの生成の評価のためにプローブ電流の正負の飽和電流比を測定するとその比はグリッド電圧によって大きな変化は見られなかった。しかしながら、2mTorrとすると、電流比は約28から約1.1程度まで急激に減少した。この時、生成域での電子温度は約4eVに上昇しており、水素分子の励起が大きくなったことが考えられる。この時、低ガス圧力での電流比から見積もった負イオンの密度はほぼ正イオン密度と同程度であり、高効率でのイオン生成が分かった。以上により、高効率な水素負イオン生成のためには、プラズマ生成域での水素分子の高エネルギー電子による励起が重要であり、圧力変化によってその制御が可能となることが分かった。また、プラズマ拡散域での低エネルギー電子による解離付着は重要であるが、電子温度が2eV以下であれば、水素負イオン生成への影響は少ないことが分かった。本実験では、圧力を変えることにより、生成域での励起しきい値の存在が初めて明らかにされた。

水素負イオン含有率を直接的に評価するために、永久磁石を内蔵した電子捕集電極とイオン捕集用のコレクタ電極とからなるイオンセンシティブプローブを用いて、放電圧力、電子温度制御用グリッドバイアス電圧と負イオン生成条件の関係について詳細に測定した。水素の圧力を前年度の結果をもとに2mTorrと8mTorrを基準として、電子温度を変えて負イオン生成の効率を調べた。電子温度はプラズマ生成領域と拡散領域の境に設置したグリッド電位によって制御する。2mTorrのとき電子捕集電極の電圧をプラズマの空間電位よりも高く固定しておき電子を捕集し、コレクタ電圧の電圧を変化させるとグリッド電位が負の時、空間電位以上の領域で負イオンによるコレクタ電流は上昇した。グリッド電圧を正にすると負イオン電流は減少した。8mTorrでは負イオン電流は減少した。以上により低圧力で電子温度の低い場合に負イオンが効率的に生成されることが分かった。プローブの正イオン電流値と負電流値の値からプラズマ中の負イオンの生イオンとの密度比を評価した。プローブ前面には正イオンシースが形成されているとの仮定のもとでn^-/n^+を求めると低気圧で低電子温度の時にはn^-/n^+95%にも達することが分かった。これは低気圧ではプラズマ生成領域の電子温度はeVと高く、充分に水素分子は励起され得る。一方拡散領域では電子温度が下がっているため、低温電子による解離性付着が起こることが可能である。負イオンの生成効率は圧力を高くしたり電子温度を高くするとこの比は減少することが分かった。ここで開発された電子温度可変高周波プラズマ源の特許申請を行った。
Wnt受容体のエンドサイトーシスの多様性と細胞内シグナル伝達機構の選択的制御

Dickkopf(Dkk)は分泌蛋白質で、Wntによるβ-カテニンの蓄積を抑制するWntシグナルの阻害因子である。本研究では、その作用機構を明らかにすることを試みた。Dkkを細胞に作用させると、Wnt受容体であるLRP6がインタナリーゼーションされた。このLRP6のインタナリーゼーションはクラスリンRNAiにより抑制された。また、クラスリン依存性の受容体のインタナリーゼーションを阻害することが知られているモノダンシルカダベリンやクロロプロマジンは、やはりDkk依存性のLRP6のインタナリーゼーションを抑制した。さらに、クラスリン依存性のインタナリーゼーションを阻害すると、DkkのWntシグナル阻害作用が消失した。私共は、LRP6がカベオリン依存性にインタナリーゼーションすることが、Wnt依存性のβ-カテニンの安定化に必要であることをすでに明らかにしている。したがって、DkkはWntと異なる経路でLRP6をインタナリーゼーションすることにより、Wntシグナルを抑制すると考えられた。本来不活性型であるLRP6の細胞質領域(LRP6C)にカベオリンを融合させる(LRP6C-Cav)と、この融合蛋白質はリン酸化され、細胞内で小顆粒状に存在してβ-カテニンを安定化した。また、活性型であることが知られていたLRP6ΔNはリン酸化され、やはり細胞内で小顆粒状に存在し、カベオリンと複合体を形成して、β-カテニンを安定化した。さらに、カベオリンの膜結合領域を融合させるだけで活性型になることも判明した。これらの結果から、LRP6がカベオリンの局在する細胞膜状の領域(脂質ラフト画分)に存在するごとが、Wntによるβ-カテニンの安定化に重要であることが明らかになった。
東北日本先第三系の構造帯区分に関する研究

東北日本の先第三系の構造帯区分の再検討のために,東北日本の各構造帯を構成する先第三紀堆積岩・変成岩類の層序・年代,地質構造,火成岩類の化学組成などの検討を行った。1.その年代や構造帯区分上の帰属に諸説があった。南部北上帯西縁部に分布する松ヶ平・母体変成岩類は,おそらくはカンブリア紀後期オルドビス紀前期に高圧型変成作用をうけたものであり,南部北上帯の浅海成古生界に不整合におおわれる,南部北上帯の先シルル紀基盤のひとつである。2.南部北上帯(+早池峰構造帯)と,隣接する,主としてジュラ紀付加体あるいはそれらの変成相から構成される,阿武隈帯や葛巻ー釜石帯との境界は,高角をなす,横ずれ断層あるいは逆断層である。このことと、火山岩・噴出岩類中の捕獲岩類の検討から,南部北上帯構成岩類の構造的下位に、ジュラ紀付加体は存在しない。3.北部北上山地の先第三系を葛巻ー釜石帯と安家ー田野畑帯に区分する考えの根拠のひとつとなっていた。両帯における砂岩組成の違いが北部北上山地の広い範囲で確認された。4.北上山地の白亜紀花崗岩は、比較的未成熟な島弧あるいは陸弧のもので,その微量元素組成は北上山地全体でほとんど差がない。以上のような結果から,南部北上帯(+早池峰構造帯)と周囲のジュラ紀付加体を主体とする地帯とは明瞭に区別される。また,南部北上帯がジュラ紀付加体の上にのるクリッペであるという考えは否定された。東北日本の先第三系の堆積岩・変成岩に基づく構造帯区分としては,中川ほか(1989)による区分,すなわち西から,阿武隈帯,南部北上帯,早池峰構造帯,葛巻ー釜石帯,安家ー田野畑帯とする区分が現在のところ妥当である。1.平成2年度の中心課題であった南部北上帯西縁部に分布する松ヶ平・母体変成岩類の地質年代・変成年代の解明については以下の成果がえられた.1)阿武隈山地東縁部の松ヶ平変成岩類は,上位の上部デボン系合ノ沢層に直接覆われており,両者の層位関係は不整合である.合ノ沢層基底の礫質砂石には変成岩礫が大量に含まれている.すなわち,松ヶ平変成岩類は先上部デボン系であり,後期デボン紀以前に変成作用を受けている(永広・大上,1990).2)南部北上山地西縁部の母体変成岩類についても研究は進行中である.母体変成岩類を覆う鳶ヶ森層中部の噴出岩・火砕岩類に含まれる礫の検討から,母体変成岩類も先上部デボン系であることが確認されつつある(永広・大上,1991).3)松ヶ平・母体変成岩類の変成年代解明のために,されらに含まれる角閃岩類のKーAr年代の測定を行った.5試料のうち3試料は約5億年,2試料(同一地点)は2億3千年である.前3者の年代は上記の層位学的検討の結果と矛盾しないが,なお,現在遂行中のこの角閃岩類の地球化学的検討と合わせて報告の予定である.2.南部北上帯西縁部の古生界の層位学的検討も進行している.母体変成岩類を覆う鳶ヶ森層の最上部から今回新たに後期デボン紀および前期石炭紀のアンモナイト化石がえられた.

デボン紀のアンモナイトはわが国からは初めての報告で,わが国最古のアンモナイト化石である.アンモナイト化石の検討から,鳶ヶ森層の主部は上部デボン系であるが,その最上部は石炭系を含み,鳶ヶ森層上限から530m下位の層準にデボン系ー石炭系境界があることがわかった(Ehiro & Takaizumi投稿中).1.南部北上帯西縁部に分布する松ヶ平・母体変成岩類の年代,上位の古生層との関係の解明および古生層の層序の検討については以下の成果がえられた.1)母体変成岩類を含む松ヶ平・母体変成岩類の放射年代測定はすでに昨年度に行われたが,得られた年代値についてその地質学的解釈を含め報告した.相馬地域の角閃岩は232Maおよび495Ma,長坂地域のものは479Maおよび524Maであるが,232Maの年代はおそらく変質などによる若返り年代と思われる.その他の3試料の年代は誤差範囲内にあり,カンブリア紀後期オルドビス紀前期に相当する.この年代値は,これらを含む松ヶ平・母体変成岩類が上部デボン系に不整合に覆われるという層位学的事実と調和的である.2)母体変成岩類と上位のデボン系鳶ヶ森層との関係について,野外における詳細な地質調査を行なった.両者が本来不整合関係にあったであろうことはすでに報告しているが(永広・大上,1991),現在の両者の関係は,いずれの地域においても断層関係にあり,南北方向の垂直にちかい高角断層によって両者や母体変成岩類(広義)のいろいろな岩相が数m数100mの幅で繰り返し露出していることがわかった.したがって,母体変成岩類がジュラ系の変成相であり,鳶ケ森層を含む南部北上帯の中・古生層がその上にのるクリッペであるという最近のいくつかの考えは支持できないことがますます明かとなった.東北日本の構造帯区分に重要な意味をもつこの南部北上帯クリッペ(ナップ)説の検討結果は公表途上(永広・大上,投稿中ー受理済み)にある.2.南部北上帯西縁部の古生界,とくに鳶ヶ森層の層位学的検討も,前記の母体変成岩類との関係の検討とともに進行しており,鳶ヶ森層の詳しい層序と地質構造が明かになりつつある.また,構造帯区分の基準の一部となる砂岩組成の検討が,南部北上帯・早池峰構造帯に隣接する.葛巻ー釜石帯やその東方の安家ー田野畑帯において行われ,葛巻ー釜石帯と安家ー田野畑帯の区分の妥当性が確認されるとともに,この両帯境界が西南北海道にまで延長されることがわかった(大上・越谷・永広,投稿中ー受理済み).1.南部北上帯西緑部の松ヶ平・母体変成岩類および古生界に関する検討の結果,1)母体変成岩類と上部デボン系鳶ヶ森層とは,ほぼ平行する南北方向の垂直にちかい高角断層群によって接し,そのため両者が数m数100mの幅で繰り返し露出していること,2)鳶ヶ森層のアンモナイト化石から,鳶ヶ森層最上部にデボン系-石炭系境界が存在すること,3)鳶ヶ森層とその上位の下部石炭系唐梅館層とは整合であると考えられ,デボン系-石炭系が不整合関係にある南部北上帯のその他の地域とは異なること,4)放射年代測定結果の解釈として,松ヶ平・母体変成岩類はおよそ500Ma前に高圧型変成作用を受けたと考えられることなどがわかった。2.北部北上山地の構造帯区分の基準のひとつとしてのジュラ紀砂岩組成の検討が,従来の資料に加えて,さらに広い地域からの砂岩試料に基づいて行われ,葛巻-釜石帯と安家-田野畑帯への2分案(大上・氷広,1988)が妥当であることが確かめられた。また,この区分が西南北海道にまで適用できることもわかった。3.早池峰複合岩類のドレライト・玄武岩の微量元素組成を検討した。微量元素のMORB規格化パターンから,早池峰複合岩類は島弧性のもであることが明かとなった。また,北上山地の白亜紀花崗岩類の微量元素の特徴・主元素組成は,これらが火山性島弧あるいは陸弧で形成されたことを示し,比較的低いNb,Y,Rb/Zr値は,この島弧(陸弧)の成熟度が低かったことを示す。4.早池峰構造帯東縁部を貫くデイサイトの捕獲岩類には,早池峰構造帯構成岩類以外のものは認められなかった。すなわち,早池峰構造帯(+南部北上帯)がジュラ紀付加体にのるクリッペであるという考えは否定されることが確認された。
外来化学療法患者への倦怠感セルフマネジメントプログラムの開発とその効果の検討

外来化学療法患者にとって、倦怠感の適切なマネジメントは重要である。本研究では、広範な文献レビューに基づき、がん患者の倦怠感セルフマネジメントに有効な方法として、運動、エネルギー保存療法、夜間の質の良い睡眠、気分転換、倦怠感以外の症状マネジメントを特定した。日本人の文化や生活様式に適したセルフマネジメント方法を紹介するDVDと治療ダイアリーが開発された。評価指標として開発されたHCFS(Hirai Cancer Fatigue Scale)が再分析され修正された、治療ダイアリーに含まれた。それらを用いて、患者の日常生活にエネルギー温存療法を組み込むセルフマネジメントプログラムが開発された。介入内容確定のため、がん患者の倦怠感緩和を目的とする国内外の介入研究について文献レビューを行った。さらに米国がん看護学会(OCNS)がPEP(Putting Evidence into Practice)で公開しているエビデンスレベルから"推奨される介入""効果がありそうな介入"とされる内容について確認した。これらに基づき、治療ダイアリーの記載、エネルギー保存療法、適度な運動、気分転換、質の良い睡眠、その他の症状のコントロールの6つを主要な介入内容として決定した。評価は、治療ダイアリー上、day1.3.5.8.10.12に記載されるHCFS(Hirai Cancer Fatigue Scale)を用い倦怠感を評価すること、day7.14.21.に記載される"つらさと支障の寒暖計"を用い抑うつ傾向の有無・程度を評価すること、さらに、その他の症状(嘔気嘔吐、下痢など)についても影響要因として連日の評価を行うことを決定した。介入プログラムは、初回3回目までの外来化学療法患者を対象に、介入群には上記介入内容の教材DVDの視聴、介入群用治療ダイアリーの記載指導、次回治療時の個人面接を行い、対照群には通常ケアおよび対照群用治療ダイアリーの記載指導を行うこと、いずれも研究開始から3クール終了時まで継続することを決定した。介入に用いる教材ツールとして、上記介入内容に関するDVD(約15分)を映像制作会社の協力を得て作成した。また、本DVDには実際のがんサバイバー2名による倦怠感セルフマネジメントに関する体験談も含んだ。治療ダイアリーは上記介入内容に関する情報を含む介入群用、およびそれらを含まない対照群用の2パターンを各々100部ずつ作成した。前年度、介入に用いる教材ツールとして、介入内容に関するDVD(約15分)を映像制作会社の協力を得て作成した。これを外来化学療法室看護師、がんサバイバー各々数名に試写し、内容や表現にわかりにくい点はないか確認した。そのうえでDVDおよび治療ダイアリーを用いた研究実施について、介入群となる研究フィールドとの調整を開始、本研究の主な対象となる乳がんおよび大腸がん患者について、一日あたりの外来化学療法患者数の把握や、医師・看護師への協力を依頼した。これと並行して、乳がん患者2名に対して実際の介入プロセスを試行した。その結果、とくに2週目以降の治療ダイアリー継続の困難さが指摘され、電話訪問を加えることを検討した。しかし管理上の問題から、病院側より研究者が電話訪問することは認められず、対応を検討中であった。その最中、同病院で急遽診療科再編成があり、乳腺外科が撤退するとの情報を得た。その後、新規の乳がん患者の治療は基本的に行わないことを正式に確認し、術前あるいは術後補助療法として外来化学療法を受ける患者が得られないことから同病院でデータ収集することを断念した。次に、新たにデータ収集施設を探し、同様のプロセスを経、研究実施の調整を図った。新たな施設では1か月に得られる対象者数は少ないが、乳がん・大腸がんを含む多様な対象にアクセス可能であり、データ収集施設とした。そのうえで、所属施設の倫理審査会に申請準備を行った。化学療法患者にとって倦怠感は最も頻度が高い症状であり、とくに外来治療中の患者のQOL維持にはその適切なマネジメントが重要であるが、日本でその方法は知られていない。本研究では、前年度までに広範な文献レビューに基づき教育ツール(倦怠感セルフマネジメントを紹介するDVDおよび治療ダイアリー)を作成し、これを用いて日常生活にエネルギー温存療法を組み込むプログラムを開発した。今年度これを実施する段階に至り、介入指標である倦怠感尺度(HCFS;Hirai Cancer Fatigue Scale)に分析方法上の問題が指摘された。因子分析をバリマックス法からプロマックス法に変更して再分析を行った結果、2次元12項目から3次元15項目の尺度に修正された。(新たな尺度全体のα係数0.943、テスト-リテスト法信頼性係数r=0.820(p<0.01)、本尺度とPOMS-F(疲労)との相関係数r=0.759(p<0.01)、CFSとの相関係数r=0.763(p<0.01)と高い信頼性・妥当性を確認した。)

これに伴い、既に作成していた治療ダイアリーの評価指標を変更する必要が生じ、治療ダイアリーを作成しなおした。本研究では介入群と対照群へのプログラム実施によりその効果を検討することまでを目的としているが、期間中に効果の検討まで到達することができなかった。今後の予定として完成された教育ツールを用い、次年度中には実施と効果の検討を行う予定である。本研究計画は、本来なら目標症例数の1/31/2程度のデータ収集を終えておくべきところ、データ収集会議が遅延してしまい、目標達成に満たない状況である。その理由として、1視聴覚教材開発の段階で、本領域における新たなエビデンス報告により内容の見直しが必要となったこと、2完成した視聴覚教材・治療ダイアリーを用いてプレテストを行うなかで、対象者のドロップアウトを最小限にするための見直しが必要となったこと、3当初予定していたデータ収集施設の診療科再編成により、施設変更を余儀なくされたこと、が大きな理由である。1は介入内容の妥当性を高め、より効果的なプログラム開発のため、2は十分な症例を得ることでデータ分析の精度を高めるために必要なプロセスであったと考えるが、3は研究者と施設とのコミュニケーション不足が原因であったと考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。今後はできるだけ早期に目標達成できるよう、1さらにデータ収集施設可能な施設を探し、倫理審査申請を行い、同時に得られるデータを増やすこと、2自身でデータ収集する対象者を増やすことが不可欠であると考える。また、施設との調整後に大幅な変更が生じると、今回のような事態となってしまうので、施設とは密に情報交換を行っていきたい。
歯周病患者の歯周治療に伴う咀嚼機能の改善効果に関する臨床研究

研究の概要は以下の順序で実施する。1歯周病検査ならびに歯周病の診断。全身疾患等の宿主リスク因子、喫煙などの環境リスク因子の問診・調査。口腔分野のQOL測定。歯周炎評価指標PISAの計測。2咀嚼能力の総合的検査。咬合力、咀嚼能力、ならびに下顎運動測定を実施。3中等度歯周炎ならびに重度歯周炎患者に対して歯周基本治療の実施。4実施後、歯周組織の再評価検査とともに1・2の評価項目について検査を実施。5中等度歯周炎ならびに重度歯周炎患者に対し、歯周外科処置ならびに必要に応じ機能回復処置。6メインテナンス移行時に再度1・2の検査を全ての被験者に対して実施。
双画像と再生粒子像伸びを解消したホログラフィ法による3次元粒子画像流速法の開発

昨年度までに双画像抑制の定量評価を完了し,その有効性を示すことができた.本年度は,残りの再生粒子像伸びと3次元粒子画像流速法の開発を進めた.●再生粒子像伸び:参照光と物体光が同軸上にあるホログラフィは,光軸方向に再生粒子像伸びが示唆が不足するために生じる.このことで,3次元粒子位置検出が光軸方向で低下する問題があった.これまでの先行研究では,粒子の光軸方向位置は主に光強度値が結像位置で最小になることや,3次元光強度値のテンプレートマッチングで実施されていたが,Gaborホログラフィでは昨年度までに解決した双画像問題により,結像位置での検出は困難であった.従来手法でも本手法を使えば改善が期待できるが,それでも光軸方向での解像度不足になる.そこで,粒子結像位置で位相が反転することを利用して,問題解決に当たった.結像位置付近で小さな値をとる光強度値も援用することで,従来よりも倍以上の精度で光軸方向位置を検出することが可能となった.●3次元粒子画流速法の開発:ホログラフィの3次元粒子画像流速法の開発について,最終年度では固体微粒子散布と微粒液滴噴霧の観察を行った.従来ではせいぜい百個程度の検出数であったが,双画像問題を解消したため本手法を用いれば千個程度と10倍以上の検出が可能となった.しかし,昨年度の並列処理を適用しても高速度撮影で得られる大量のホログラム画像から3次元再生体積を再生する事は,非常に計算時間を要することになった.そこで,GPU(Graphics Processing Unit -画像処理用演算プロセッサ)を導入することで,計算処理を100倍高速にすることで解決できた.以上の結果を6件(4件は国際会議)の口頭発表と2報の論文発表(1件は国際雑誌)で公開した●位相回復法位相回復法について、2次項まで考慮した画像変換を用いた校正方法とテレセントリックレンズによる観測体積拡大により、計測装置の高度化を行った。とくに、2次項を考慮した画像変換による校正方法により,1 pixel以下でカメラ素子面を一致することができた。また、テレセントリックレンズにより観測体積を8倍に拡大した。カメラの奥行き方向に校正を行うドットパターンの奥行き位置検出方法を提案では、各カメラの奥行き位置は、ドットアレイプレートと提案したドット検出方法を用いて決定する。検出は再生で得られるドットの実部と虚部の分散が最小となる位置として計算し、数値実験では、得られた距離と正解の距離間の誤差を比較することで、ドットアレイプレートにおけるドット間隔の影響を調べた。さらに、実験によっても検証をおこない良好な結果が得られた。●粒子伸び抑制粒子伸びについては、自乗操作による伸びの低減を試みた。その結果、伸びの大幅な抑制が可能となった。トモグラフィックホログラフィ観測では、直交する2つのカメラで観測されるそれぞれの再生体積を重ねると、粒子位置で十字型の像が得られる。今回得られた処理を行うことで、粒子像が持つ伸びが低減されて、粒子位置特定が容易になった.得られた粒子位置より3次元速度場分布が得られた。今後、この手法を用いて微粒子の3次元位置や3次元速度場計測に役立てることが期待される。以上の結果を3報の論文と5件(3件は国際会議)の口頭発表で公開した。当該年度に予定していた校正法の確立と観測体積拡大で計測装置の高度化が計画通り進んだため。昨年度に確立した画像変換による2台のカメラの画像素子面を1 pixel以下で一致させる手法とテレセントリックレンズを用いた観測体積拡大を用いて,今年度はマイクロメートルサイズの3次元空間に分布する微小物体群を3相の固体,液体,気泡について観測した.まず,平均粒径が70 μmの固体粒子群を空気中で自由落下させ,従来手法のGabor法と提案手法の2台のカメラを用いた位相回復ホログラフィを比較した.その結果,双画像問題の解消により,提案手法で得られた固体粒子群の3次元分布は,従来法に比べて鮮明な粒子像が得られ,二値化処理で容易に背景と粒子像の分離が可能であることを示せた.次ぎに,対向するネブライザで発生した平均液滴径40 μmの噴霧液滴群を観測した.得られた再生像から,固体粒子群と同様に双画像の抑制確認と従来法では観測されなかった微小液滴と粗大液滴が混在する特徴的な分布構造を観測することができた.さらに,水素気泡法で発生した平均気泡径が40 μmの気泡群を観測した.得られた結果は,提案手法の双画像抑制効果を大津の自動しきい値判別法を用いて定量的に評価出来た.このことから従来手法より有効であることを示した.上記の観測は記録時より,観測体積の再生時に計算時間と記憶容量が大量に必要となる.今年度はコンパイラによる自動並列で計算能力を向上させて,バイナリ出力により記憶容量を低減することが出来た.今年度で,微小粒子群の時系列データ処理が確立できた.加えて,提案手法で得られた位相情報を用いた粒子位置検出法の数値検証をおこなった.従来手法では困難であった検出が本手法では充分検出可能であることを示すことが出来た.以上の結果を8件(2件は国際会議)の口頭発表で公開した。

今年度予定していた計算精度向上と処理高速化が計画通り進んだため.また次年度に向けて粒子位置検出の準備が整った.昨年度までに双画像抑制の定量評価を完了し,その有効性を示すことができた.本年度は,残りの再生粒子像伸びと3次元粒子画像流速法の開発を進めた.●再生粒子像伸び:参照光と物体光が同軸上にあるホログラフィは,光軸方向に再生粒子像伸びが示唆が不足するために生じる.このことで,3次元粒子位置検出が光軸方向で低下する問題があった.これまでの先行研究では,粒子の光軸方向位置は主に光強度値が結像位置で最小になることや,3次元光強度値のテンプレートマッチングで実施されていたが,Gaborホログラフィでは昨年度までに解決した双画像問題により,結像位置での検出は困難であった.従来手法でも本手法を使えば改善が期待できるが,それでも光軸方向での解像度不足になる.そこで,粒子結像位置で位相が反転することを利用して,問題解決に当たった.結像位置付近で小さな値をとる光強度値も援用することで,従来よりも倍以上の精度で光軸方向位置を検出することが可能となった.●3次元粒子画流速法の開発:ホログラフィの3次元粒子画像流速法の開発について,最終年度では固体微粒子散布と微粒液滴噴霧の観察を行った.従来ではせいぜい百個程度の検出数であったが,双画像問題を解消したため本手法を用いれば千個程度と10倍以上の検出が可能となった.しかし,昨年度の並列処理を適用しても高速度撮影で得られる大量のホログラム画像から3次元再生体積を再生する事は,非常に計算時間を要することになった.そこで,GPU(Graphics Processing Unit -画像処理用演算プロセッサ)を導入することで,計算処理を100倍高速にすることで解決できた.以上の結果を6件(4件は国際会議)の口頭発表と2報の論文発表(1件は国際雑誌)で公開した今年度予定している計算精度向上・処理高速化を実施する。自動並列と手動並列処理(OpenMP)を併用して、一般的なVisualCに対して約12倍高速処理出来る事を目標とする。来年度に向けた3次元3成分の測定を実施する速度場発生装置の製作を行う。最終年の3次元3成分の速度分布計測に向けて,粒子位置検出の確立をおこなう.
高効率光化学プロセスの研究

本特定研究の目的は、光化学プロセスの効率を高めその有用性を広く世に問うことであるが、この目的達成のため次の6班の計画研究班を組識した。1.高密度光束利用のための基礎手法,2.反応選択性向上のための分子論,3.光反応に対する固相および界面の効果,4.広波長領域に有効な長寿命増感剤の設計,5.可逆光応答材料の設計,6.低温光化学プロセスを用いる精密有機合成。公募研究者は該当する研究班に参加してもらい、計画研究と公募研究という二つの相補的な歯車がうまくかみ合って、独創的な研究が推進できるよう配慮した。初年度に実施した研究活動状況は以下の通りである1)「研究のガイドライン」を作成し、計画班員と公募班員に配布し、各班員に研究の目的,アプローチの方法などの周知化を行った。2)「ニュースレターNo1」を発刊し、本研究の目的や思想、研究計画の詳細について重ねて班員への徹底化を計った。3)総括班会議および班長会議を各3回開催し、種々の企画を行うなど本研究の円滑な運営を計った。3)公開シンポジウムを2回開催した。本研究に対する社会的関心を反映して関連企業等から多数の参加者があった。いずれのシンポジウムにおいても特別講演,班長概要説明,班員の研究発表が行われ活発な討論が行われた。第2回シンポジウムでは班員全員によるポスターセッションによる発表が行われた。4)昭和61年度研究成果報告書ならびに中間研究報告書の作成を行った。班長報告と全班員の研究報告から構成され、本特定研究の班員,企業関係者等に広く配布された。
心拍変動および血圧変動解析による身体疲労の定量的検討

近年,多くの職場にOA(office Automation)機器が導入されることで視覚表示装置(VDT:Visual Display Teminal)を使用する作業(以下VDT作業)が増加し,VDT作業の増加による眼の疲れ,視力の低下,肩こり等の代表されるテクノストレスの症状を引き起こし,社会問題となっている。一方,テクノストレスによる身体疲労症状を軽減するとされる対策機器(例えばe-ウインテック社製ノンドライなど)が提案され,これまでのVDT作業者を中心としたアンケート調査により,疲労症状の軽減が期待されることが示されている。しかし,このようなアンケート調査は,主観的なデータであり,再現性,信頼性や科学的根拠に欠けるという問題があるので,生理信号に基づく客観的評価方法の開発が必要である。本研究では,対策機器の客観的な評価を行う指標の開発を目指すことを目標とした。アプローチとしては,身体疲労を定量的に示す指標として,自律神経機能および生体負担度評価指標として用いられる心拍変動指標に加えて,心拍変動とほぼ同様の意味があり,血液循環系の機能評価として用いられる光電指尖容積脈波により検討を行った。日常的にVDT作業を行う作業者を対象として,対策機器(eウインテック社製)の評価のための実験を行った。dummy機器設置グループ10名とactive機器設置グループ10名の計20名に対して,計4週間の調査を行ない,主観評価のアンケート調査とともに客観評価である心拍変動指標および容積脈波の解析から得られる指標による定量的検討を試みた。アンケート調査および心電図,容積脈波の計測は,機器設置前,設置1週間後,2週間後,3週間後,機器を外して1週間後の計5回行った。週ごとの指標の比較について,アンケート結果は,設置前に対して設置13週後の値が有意に減少し(対応あるt検定),心拍および脈波の指標は,dummyグループとactiveグループともに同様な傾向となった。また,アンケート結果と心拍変動指標の相関について,6指標のうち2指標は,dummyグループとactiveグループの間で相関係数に差がなかったが,他の4指標は相関係数に差があり,さらに,activeグループの方がdummyグループよりも相関係数が小さくなった。グループ間の個体差の影響ではなく,それ以外の原因が考えられ,心拍および脈波の指標が疲労評価へ適用できる可能性が示唆された。
重症複合免疫不全症に対する造血幹細胞移植後キメリズム病態の解明

2)移植後のX-SCIDにおいて、ドナーとレシピエントにそれぞれ由来するB細胞の成熟度の違いを解析した結果、ドナー由来B細胞にはメモリー細胞が存在する一方で、レシピエント由来B細胞ではナイーブ・フェノタイプが大部分を占めていることが分かった。共通γ鎖に変異が生じているレシピエント由来B細胞は、IL-21等のサイトカインのシグナルを受けることができず、移植後も分化障害が回復しないことが推測された。3) CD40L欠損症に対する臍帯血移植後、徐々にドナー由来リンパ球の頻度が増加した症例の末梢血において、レシピエント由来T細胞ではCD4+細胞優位、ドナー由来T細胞ではCD8+細胞優位であった。また、ドナー由来T細胞ではTregフェノタイプ(CD25hiCD127lo)の頻度が高く、レシピエント由来T細胞はほとんどがナイーブ・フェノタイプ(CCR7+CD45RA+)のままであったのに対し、ドナー由来T細胞ではエフェクターメモリー(CCR7-CD45RA-)が多くを占め、両者は異なる挙動を示した。免疫細胞の挙動を由来に分けて詳細に解析することにより、複雑な移植後キメリズム病態の把握が進み、予後の予測やより良い治療法の開発に繋がることが期待される。原発性免疫不全症に対する造血細胞移植後における混合キメリズムの遷延は、晩期拒絶や免疫グロブリン産生の回復不十分との関連性が指摘されているものの、詳細な実態は明らかとなっていない。本研究では、遷延する混合キメリズムが患者の免疫機構に与える影響を調べ、長期的な予後の診断に役立てることを目的とする。東京医科歯科大学小児科にて2012年から2014年の間にFludarabineとBusulfanによる前処置を用いた造血幹細胞移植が施行された原発性免疫不全患症者11例では、8例で生着が認められ、このうち7例は完全キメラであった。一方、3例では移植後30日前後に生着不全が起こり、このうち2例は再移植により生着が得られ、混合キメラとなったのは1例であった。また平成26年度は予備検討で得られたデータを基に解析方法について検討し、下記の解析法の確立を行った。1)移植前の患者における母親由来細胞の検出と細胞種の同定。2)末梢血のキメリズム解析:T細胞、B細胞、NK細胞、単球、樹状細胞におけるキメリズム解析。3)骨髄のキメリズム解析:造血幹細胞分画(CD34+CD38-)、造血前駆細胞分画(CD34+CD38+)およびその亜分画(CMP, GMP, MEP)におけるキメリズム解析。4)ドナーおよびレシピエント由来骨髄系細胞の分化度。5) T細胞の解析:ドナーおよびレシピエント由来T細胞のnaive/memory解析、制御性T細胞(Treg)の検出、PD-1の発現。6) B細胞の解析:ドナーおよびレシピエント由来B細胞の分化段階の比較。7)骨髄中の造血前駆細胞亜分画のコロニーアッセイ:ドナーおよびレシピエント由来造血前駆細胞における増殖・分化能の比較。各免疫細胞の分化段階と機能について、由来の異なる細胞群に分けて詳細に行うことで、移植後のキメリズム病態の解明が進むものと考えられた。今後は移植後キメリズムとB細胞の成熟度、及び患者の抗体産生能の回復との関係を中心に明らかにする予定である。原発性免疫不全症候群研究調査班である東京医科歯科大学では移植後の症例解析が進んでいる。一方、近年本疾患においてはHLAを一致させた造血細胞移植が多いことより、HLA-Flow法の解析対象となる症例が少ないという課題が生じている。HLA-Flow法を用いたキメリズム解析には、ドナーおよびレシピエントに特異的なHLAをマーカーとするため、移植の際にミスマッチHLAが存在し、かつそのHLAに対する抗体が入手可能であることが条件である。これに適されない症例を解析する場合は、免疫細胞の各分画をフローサイトメーターでソーティングし、XY-FISH法やSTR-PCR法等でキメリズム解析を行う。また重症複合免疫不全症を含めた原発性免疫不全症候群を対象とする。
原生動物との共培養下で分離可能となる難培養性細菌の探索

細菌の捕食者である原生動物が細胞外に分泌する物質(PECEs)をシグナル因子・増殖促進因子として利用する細菌が存在するとの仮説の下に研究を行った。モデル原生動物のセン毛虫Tetrahymena thermophila由来のPECEsを用い,二つの手法で研究を行った結果,次の成果を得た。(1)PECEsを含む液体培地にて淡水細菌群集を培養し,群集構造の経時変化を観察した。その結果,PECEsは細菌群集構造の安定化に寄与する作用がある可能性が示された。(2)PECEsを含む寒天平板培地にて淡水細菌群集を培養した結果,PECEs存在下においてのみ増殖しコロニーを形成する細菌の分離培養に成功した。1.原生生物の細胞外分泌物で集積培養される細菌群の探索中央をメンブレンフィルターで隔てた二槽培養器を用い3つの培養区を設定した。1一方の槽に淡水環境から採取した細菌群集を,もう一方にモデル原生生物(繊毛虫,Tetrahymenathermophila)を接種した培養区。2細菌群集と原生生物を混合した培養区。3細菌群集のみを培養した培養区。これら培養区から適宜,細菌DNAを抽出し,PCR法にて16srDNA領域を増幅した。変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(DGGE)法により,増幅したDNAを塩基配列の違いに基づいて分離し,細菌群集構造を解析した。この結果,細菌群集の種多様性は2>3>1の順に高かった。この結果から,細胞外分泌物によって生育がむしろ阻害される細菌種が存在すると考えられた。また,細菌の種多様性は原生生物の捕食作用により維持されている可能性が示された。なお,興味深いことに,1と2の培養区においては細菌は肉眼で用意に観察できるほどのフロックを形成した。2.原生生物の細胞外分泌物を含む平板寒天培地にて集落形成能を有する細菌の分離・培養モデル原生生物を純粋培養した培養液を用いて作成した平板寒天培地に淡水環境から採取した試水を塗抹し,集落を形成した細菌を分離・培養した。系統解析を行った5株はいずれも既知の細菌と96%以上の高い相同性を示した。しかし,うち1株はシベリアのアルカリ性湖沼からの単離例のみが報告されている細菌であった。また,この細菌は,原生生物の細胞外分泌物を含む平板寒天培地においては赤色の集落を形成するが,細胞外分泌物を含まない平板寒天培地においては集落を形成しなかった。したがって,細胞外分泌物を含む平板寒天培地を用いることにより,これまで分離・培養に成功しなかった新奇細菌を獲得できることが期待される。原生生物が細胞外に分泌する物質(protistan extracellular exudates ,PECE)をシグナル物質・増殖促進因子として生育する細菌がいるとの仮説を立て,難培養性細菌を純粋分離・培養・保存する新たな手法を確立することを目的とした。1. PECEが細菌の群集構造に及ぼす影響:中央をメンブレンフィルターで隔てた二槽培養器を用い3つの培養区を設定した。(1)一方の槽に淡水環境から採取した細菌群集を接種し,他方にモデル原生生物(繊毛虫,Tetrahymena thermophila)を接種した培養区。細菌群集・原生生物はこのメンブレンフィルターを通過しないが,PECEは通過する。(2)原生生物は接種せず,細菌群集のみを培養した培養区。これら培養区から適宜,細菌群集を採取してDNAを抽出し,PCR法にて16srDNA領域を増幅した。変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(DGGE)法により,塩基配列の違いに基づいて増幅したDNAを分離し,細菌群集構造を解析した。ゲル上のバンドパターンを階層クラスタ解析した結果,各培養区ごとに明瞭に区分できるクラスタ構造は得られなかった。しかし,バンドパターンを詳細に検討した結果,(a)原生動物が存在するときのみ出現するバンド,(b)消失するバンド,(c)原生動物の有無に関わらず出現するバンドの,3つの類型を見いだした。2. PECEを含む平板寒天培地にて集落形成能を有する細菌株の分離・培養:前年度に引き続き,PECEを含む平板寒天培地にて集落を形成した細菌株を,自然淡水環境から分離・培養した。3.分離した細菌株の細菌学的特徴の解明:PECEを含む平板寒天培地にて集落を形成する細菌株の基質利用能,最適温度・pH,PECEの有無による増殖速度の差異を調べた。(4)細菌株の保存方法の検討:分離した細菌株をPECEを含む固形培地における室温保存,またはグリセロール溶液における凍結保存を試みた。これら培地に保存して数ヶ月または1年後,細菌が増殖可能であるかを検討する予定である。細菌の捕食者である原生生物が細胞外に分泌する物質(protozoan extracellular exudates, PECE)がシグナル物質・増殖促進因子となって生残性や生育が促進される細菌が存在するとの仮説を立て,これを検証するため,二つのアプローチで研究を行った。1PECE存在下でコロニーを形成したり,生育する細菌を分離培養する。2PECEが淡水の細菌群集構造に影響を及ぼすか検証する。モデル原生動物としてセン毛虫Tetrahymena thermophilaを用いた。

T. thermophilaのPECEを含む平板寒天培地に淡水環境から採取した細菌群集を塗抹して培養した結果,平板寒天培地にPECEが含まれるときのみコロニーを形成する細菌を分離・培養することに成功した。獲得した細菌のうちKR-5-D株について詳細な検討を行った結果,PECEはKR-5-D株の生育以外にも,色素生成能やフロック形成能を促進する作用のあることが確認された。16S rRNAの小サブユニットの塩基配列を解析した結果,Sediminicoccus roseaと最も近縁性が高かった。淡水から採取した細菌群集を液体無機培地に接種し,T. thermophilaのPECEで培養(PECE培養区),T. thermophilaと共培養(共培養区),細菌群集のみを培養(無処理培養区)の,3つの培養系を設定した。16S rRNA小サブユニットの塩基配列の違いに基づいて各培養系の細菌群集構造をクラスタ解析した結果,各培養系は互いに異なるクラスタに属し,群集構造が大きく異なった。特にPECE培養区は,接種した細菌群集の初期の群集構造と同じ構造を維持した。PECEは細菌群集構造の安定化に寄与する作用がある可能性が示された。以上の結果より,PECEによって生残性や増殖が促進される細菌が存在する可能性が示された。細菌の捕食者である原生動物が細胞外に分泌する物質(PECEs)をシグナル因子・増殖促進因子として利用する細菌が存在するとの仮説の下に研究を行った。モデル原生動物のセン毛虫Tetrahymena thermophila由来のPECEsを用い,二つの手法で研究を行った結果,次の成果を得た。(1)PECEsを含む液体培地にて淡水細菌群集を培養し,群集構造の経時変化を観察した。その結果,PECEsは細菌群集構造の安定化に寄与する作用がある可能性が示された。(2)PECEsを含む寒天平板培地にて淡水細菌群集を培養した結果,PECEs存在下においてのみ増殖しコロニーを形成する細菌の分離培養に成功した。1.本課題により分離・培養に成功した細菌株は,PECEを含む平板寒天培地では集落を形成する一方,含まない平板寒天培地では形成しなかった。このことは,従来の方法では分離・培養できなかった細菌を,PECEを含む平板寒天培地を用いることで分離できる可能性のあることを示す。しかし,本課題研究の遂行中に,Tanaka et al.(2014)が,寒天とリン酸塩を別々にオートクレーブ滅菌して作成した寒天平板培地では,これらを混合して滅菌した場合よりも,集落の出現数が多いことを報告した。本課題では,PECEを含む平板寒天培地は寒天とリン酸塩を別々に滅菌して作成しており,分離した細菌株がPECEにより集落形成が促進されたとする考察に疑義が生じた。2. PECEにより増殖が促進または阻害される細菌の存在を明らかにした。本研究の目的は難分解性細菌を分離・培養することであるが,微生物生態学の見地からも,この結果から意義ある成果を得られることが期待できる。ただし,これまでは2ヶ所の淡水環境から採取した試水のみで実験を行った。また,用いた原生動物は1種のみであった。対象とする試水の数および用いる原生動物の種類を増やし,当初の予想どおりPECEにより集積される細菌が存在することの検証を続ける必要がある。3. PECEが細菌の生理活性に影響を及ぼすことを見出した。
プラズマによる塗膜剥離の簡易システム構築

本研究は,塗装後の表面にプラズマを照射することで,その塗装が剥離し易くなる傾向(条件)の確認および,そのメカニズムを検証することを目的した。塗装が剥離し易くなる条件として,電源容量の大きい電源(1,200 VA)を用いて,プラズマ照射距離10 mm,照射時間1分,印加電圧12 kVの時に最も塗装が剥離し易くなった。また塗装が剥離し易くなるメカニズムとしては,プラズマの持つエネルギーが起因し,塗装内部で架橋反応が生じ,それが分子間構造に影響を及ぼしたためと推察された。船舶に用いられているFRP材と材質が似ているアクリル板をサンプル素地として,塗装したサンプル表面に大気圧プラズマを照射し,その剥離性を評価する実験を行った。結果として,塗装を施したサンプルに対して,塗装後の表面に大気圧プラズマを照射することで,大気圧プラズマを照射していないサンプルよりも,同程度の剥離荷重(約2.6 kN)で,2倍以上塗装を剥離させる事ができた。また画像処理による塗装の剥離率を算出した結果,大気圧プラズマを照射していないサンプルが20%程度の剥離率(全15サンプルの平均)に対し,大気圧プラズマを照射したサンプルは最低でも約50%の剥離率(5サンプルの平均)となった。この結果から,大気圧プラズマを塗装した表面に照射することで,塗装が剥離し易くなる傾向を再確認する事ができた。なおサンプル数が異なっている理由は,一度にプラズマを照射できるサンプル数が5つであるためであり,この個数はJIS規格に定める最低条件を満たしている。しかし,今後はサンプル数を増やして実験を行う事も視野に入れている。次に,塗装が剥離し易くなるメカニズムの解明について報告する。平成26年度の交付申請時には,そのメカニズムとして,大気圧プラズマ中に生成される活性種の影響(化学的または物理的作用)と仮定していた。そこで塗装したサンプル表面に対して,大気圧プラズマを照射したサンプルと照射していないサンプルの表面組成分析を行った結果,両者とも同じ組成分析結果が得られた。これから,大気圧プラズマ中に生成される活性種の化学的作用が起因して,その塗装が剥離し易くなっている訳では無いことが分かる。また活性種の物理的作用の検証については,プラズマ生成部(リアクタ)の形状を変える事で検証は可能であったが,リアクタ形状と使用している電源仕様の関係から,上手くプラズマを生成する事ができず,実験を行う事ができなかった。昨年度の実験結果を基に,塗装されたアクリルサンプルに大気圧プラズマを照射することで,剥離し易くなる傾向を具体的に検証した。実験の結果,平均剥離率に着目してみると,大気圧プラズマを照射していない時は約8%であるのに対し,照射した場合は平均で約80%以上剥離していた。また塗装を剥離させる平均剥離荷重は,印加電圧が12kVp-pから24kVp-pと高くなるにつれ,3.5kNから2.4kNと減少する傾向にあった。また印加電圧と照射距離の関係では,印加電圧が高く,プラズマ照射距離が長い方が,より小さい剥離荷重で塗装が剥離し易い傾向にあることが分かった。以上の事から,大気圧プラズマを生成する印加電圧と照射する距離が塗装の剥離に影響していることが分かる。また,今までの実験結果等を踏まえ,大気圧プラズマ発生用高圧交流電源を設計し,IDX社(栃木県)に製作して頂いた。主な仕様としては,出力波形が正弦波・三角波・方形波の3種類で,出力電圧(10kV以上)・周波数(10kHz20kHz)が可変できるようになっている。なお,この電源を用いた実験については,順次行っていく予定である。次に,塗装が剥離し易くなるメカニズムの解明について,その進捗状況を報告する。塗装が剥離し易くなる傾向から,塗装表面に照射されるプラズマの集中(ストリーマ)が塗装剥離メカニズムのキーポイントになっていると推測された。また得られた実験結果を裏付けるため,大気圧プラズマを照射した後の塗装の硬度や熱応力に対する影響等を確認する実験を行っている。最後に,試験サンプルを鋼鈑とする実験であるが,母材が鉄ということもありプラズマが集中する部分(ストリーマ)が生じる。このストリーマは,上記のメカニズム解明に関係していると考えているため,まずは塗装剥離のメカニズムを解明してから,試験サンプルを鋼鈑とした実験に取り掛かる予定である。平成27年度の研究成果から,電極間に印加する電圧が高く,そして大気圧プラズマを照射する距離が長い方が,その塗装が剥離し易くなるという傾向が得られた。また,得られた実験結果および,そのメカニズムを裏付けるための検証実験を行っている。なお塗装剥離のメカニズムにおいて,得られた実験結果および実験時の状況等から,大気圧プラズマを塗装した表面に照射する時,試料表面にプラズマが集中する箇所(ストリーマ)が観察されること,実験で採用している誘電体バリア放電は断続的な放電が生じていること,大気圧プラズマが持つ熱エネルギーが塗装面に作用する熱応力の影響等が推察され,これらが塗装剥離に寄与していると考え,現在,その検証実験を行っている。平成27年度に予定されていた高電圧電源の設計・製作については,これまでの実験結果ならびに情報交換に基づき設計した仕様で,栃木県にあるIDX社に製作して頂いた。この新たに製作した電源を用いて,平成28年度中に塗装剥離の傾向(基本特性;出力波形の形状や周波数特性)を調査する予定である。また平成27年度に引き続き,国内・国際会議での発表等に向けた準備も進めており,平成28年度中には学術論文としての投稿も予定している。