hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非可換剰余束におけるstateの研究

観測問題に由来する非可換剰余束上のstateの研究を進め,非可換剰余束Lに対して,L上のstate sが存在すれば,その核ker(s)による商代数L/ker(s)が可換MV-代数になることを示した.したがって,もっとも広範な非可換剰余束上の観測問題がMV-代数のそれに帰着できることを示した.このような状況のもと,外的な言語(写像)としてのstateではなく,stateの性質を表す演算子σを内的言語として導入したσ-剰余束(L,σ)の代数的性質を考察し,その基本的な結果を学術雑誌に発表した.本研究課題の目的は,ファジイ構造・量子構造における観測問題を,それらの代数的意味論として最も一般的であると考えられる非可換剰余束におけるstateの存在問題としてとらえ,この問題の解決を目指す.具体的には以下の未解決な問題を非可換な剰余束において解決する:(A)非可換な剰余束において,stateが存在するための(必要十分)条件を求めること.(B)perfectな非可換剰余束の構造を決定すること.研究課題に挙げた3つの問題の一つ(「perfectな非可換剰余束の構造を決定すること」)を完全に解決し,国際会議に論文が採択され,発表できることになった.また他の問題(「localなrelative free of zero divisorsである非可換剰余束におけるstateの特徴付け」)の部分的な解決であるが,これについても国際会議での発表が決定し,作成した論文を投稿中である.さらに,この研究から派生した位相的性質の問題についても,次の研究へと繋がるいくつかの結果が得られた.これまでの研究で可換な剰余束Xにおいて,state sが存在すればその核ker(s)はfilterとなり,filterとcongrueneが一対一に対応することからker(s)に対応するconguruenceによる商集合X/ker(s)が常に可換なMV-代数になることを証明した.この証明を詳細に検討することで,この結果はさらに非可換な剰余束にまで拡張できることがわかった.さらにstateを考察する代数の言語に入れて,代数系とその上のstate演算子との組み合わせとして考察することを行い,これに関していくつかの結果を得た.すなわち,state演算子を持つ非可換剰余束を考え,この代数系の性質を調べた.state演算子を持つ非可換剰余束の研究はまだその端緒についたばかりなので先行する研究が少なく,state演算子を持つ非可換剰余束の定義およびそれから得られる基本的な性質しかまだわかっていない.本研究ではこれまでに得られていた非可換剰余束におけるstate演算子の定義を詳細に検討に,いくつかの条件が不要であること,さらにより弱い条件で置き換えても,これまでに得られていた性質がそのままの形で成り立つことを証明した.これを「Generalized state operators on residuated lattices」という表題で学術雑誌Soft Computing(Springer)に発表した.stateを内的な言語に含めることで,様相記号のように取り扱うことが可能となり,さらなる発展--代数系における準同型定理や環論におけるderivation演算,位相空間との関連など--が期待でき,予想していない非常に興味ある結果が得られる可能性が高い.これらについても先行研究はほとんどないため,得られた基本的な結果がそのまま学術雑誌に発表できるように思われる.非可換剰余束におけるstateの研究を行っている.具体的には,非可換剰余束のstateによる商集合が可換なMV-代数になることの証明をもとに,stateとよばれる代数系から閉区間[0,1]への写像(確率測度に類似)の持つ性質を,代数の言語にstate演算子として最初から内的言語として入れ,その性質を調べている.このように演算子として言語に導入することで,様相論理記号に似た扱いができ,さらなる発展が期待できることがわかった.stateを写像ではなく演算子として考察する場合,次のような問題が自然に考えられる.例えば,MV-代数(BL代数,MTL代数など)は線型のMV-代数(BL代数,MTL代数など)のsubdirect productに同型であるため,MV-代数(BL代数,MTL代数など)の性質を調べるには,線型のMV-代数(BL代数,MTL代数など)の性質を調べることに帰着できる.ではstate演算子を持つMV-代数(BL代数,MTL代数など)については同様な結果は得られるのか?また,そうであればstate演算子を持つ線型のMV-代数(BL代数,MTL代数など)の基本的な性質はどのようなものか?などである.これについては今後の研究を進める際の指針となり,研究課題の広がりが予想できる.さらに,演算子として導入することで,演算子による準同型定理に類似した結果を得ること,また,(非可換)剰余束のfilterに対応する合同関係がstate演算子を持つ(非可換)剰余束におけるfilterやそれに対応する合同関係を考察すること,この代数系の位相的性質を調べることなど多くの発展が考えられる.これまでの研究で,非可換剰余束Xにおいてstate sが存在すれば,stateの核ker(s)はnormal filterとなり,ker(s)によるXの剰余集合X/ker(s)は可換なMV-代数となることを示すことができた.この研究を発展させ,stateを写像という外的な言語ではなく,stateの性質を表す演算子を対象の言語に含む代数系(state演算子を持つ非可換剰余束)の性質を詳細に検討した.得られた結果を「Generalized state operators on residuated lattices」として学術雑誌Soft Computingに発表した.その後,generalized state operatorを持つ剰余束(state剰余束)におけるfilter theoryを展開し,state剰余束におけるいくつかのfilterの特徴付け定理を証明した.

また,prelinearityを持つ剰余束(MTL-代数)の素filterによる剰余集合は線形のMTL-代数になるが,state剰余束の場合は,そうならないこと,すなわち,state MTL-代数の素filter Pによる商集合X/Pは,一般的に線形のstateMTL-代数とならないことも示した.さらに,この問題について,state MTL-代数のfilterによる剰余集合が,線形のstate MTL-代数になるための必要十分条件を得た.これらの結果を「Some properties of statefilters in state residuated lattices」として投稿準備中である.観測問題に由来する非可換剰余束上のstateの研究を進め,非可換剰余束Lに対して,L上のstate sが存在すれば,その核ker(s)による商代数L/ker(s)が可換MV-代数になることを示した.したがって,もっとも広範な非可換剰余束上の観測問題がMV-代数のそれに帰着できることを示した.このような状況のもと,外的な言語(写像)としてのstateではなく,stateの性質を表す演算子σを内的言語として導入したσ-剰余束(L,σ)の代数的性質を考察し,その基本的な結果を学術雑誌に発表した.今後は上に挙げた部分的な解決をみた問題に対して,完全な解決を目指す.そのため,これまで同様,必要な文献の精読を行い,研究会・国際会議・セミナーへの参加・発表を通し,積極的に情報発信を進めることで,他の研究者からの有益なアドバイスを得ることができる.さらには残りの問題である「非可換な剰余束において,stateが存在するための(必要十分)条件を求めること」の解決に向け,内外の研究者とのセミナーや研究打合せ・議論を通して,この問題の解決を目指す.本年6月に2年ごとに開催される国際会議(TACL2017)への論文が採択され,そこで研究発表を行うとともに参加する大勢の研究者との研究課題に関する討論および情報交換を通して,今後の研究活動の主要な部分と位置づけたい.国際会議での発表内容は,上述したように,stateを演算子としてとらえることで様々な研究分野への広がりがあるが,その一つである剰余束上でのderivationの性質に関するものである.これまでの研究で,束におけるderivationに関するいくつかの結果について見通しの良い証明を与えたが,それを剰余束にまで拡張したものである.この結果については,「Derivations of commutative residuated lattices」という題目で学術雑誌へ投稿中である.今後もこれまで通り,研究会(特に国際会議)での積極的な発表,国内外の研究者との研究
StARノックアウトマウスによるリポイド副腎過形成と神経ステロイドホルモンの解析

1マウス血中の主要なコレステロールであるHDL-コレステロールの輸送担体であるApolipoprotein A-1(以下Apo A1)ノックアウトマウスとsteroidogenic acuteregulatory protein(StAR)ノックアウトマウスとを交配し、Apo A1/StARダブルノックアウトマウス(以下ダブルKO)を作成した。wild type、ノックアウトおよびダブルKOを内科的に治療、経時的に屠殺し、oil red O染色を用いた組織学的解析を行った。成績:新生児期ステロイドホルモン産生組織の脂肪沈着は、副腎皮質および雄精巣間質いずれもノックアウト>>ダブルKO>wild typeであった。雌卵巣間質の脂肪沈着はノックアウト、ダブルKO、wild typeのいずれにおいても(-)であった。8週齢の雄精巣間質および雌卵巣間質の脂肪沈着はいずれもノックアウト>>ダブルKO>wild typeであった。2.StARおよびステロイドホルモン産生酵素の代表であるコレステロール側鎖切断酵素(P450scc)の脳内における蛋白質レベルでの発現部位を免疫組織化学染色に検討した。成績:大脳皮質運動野、および海馬のニューロンおよび海馬のグリアにStAR蛋白質の発現を認めた。二重免疫組織化学染色により、StARおよびP450sccが海馬において同一細胞に発現していることを確認した。以上の成績は、StARノックアウトマウスの副腎皮質および性腺のステロイドホルモン産生細胞における主要な脂肪沈着の由来は血中HDL-コレステロールであることを示す。また神経ステロイドホルモンは脳内の特定の細胞で産生されること、およびStARは神経ステロイドホルモン産生において重要な機能を有していること、を示唆する。ヒトの先天性副腎リポイド過形成症のマウスモデルであるStARノックアウトマウスの副腎皮質および性腺のステロイドホルモン産生細胞には多量の脂肪が沈着する。本研究における本年度の目的はこの脂肪沈着の由来を明らかにすることである。1マウス血中の主要なコレステロールであるHDL-コレステロールの輸送担体であるApolipoprotein A-1(以下Apo A1)ノックアウトマウスと、われわれが既に作成したStARノックアウトマウスとを交配し、Apo A1/StARダブルノックアウトマウス(以下ダブルノックアウト)を作成した。ダブルノックアウトの血中コレステロールはwild typeの1/5以下であることを確認した。2 StARノックアウトマウス(以下ノックアウト)およびダブルノックアウトに内科的治療を行い、長期生存に成功した。3 wild type、ノックアウトおよびダブルノックアウトを経時的に屠殺し、oil red O染色を用いた組織学的解析を行った。(1)新生児期:副腎皮質の脂肪沈着はノックアウト>>ダブルノックアウト>wild typeの順であった。雄精巣間質の脂肪沈着はノックアウト>>ダブルノックアウト>wild typeの順であった。雌卵巣間質の脂肪沈着はノックアウト、ダブルノックアウト、wild typeのいずれにおいても認められなかった。(2)8週齢:雄精巣間質および雌卵巣間質の脂肪沈着はいずれもノックアウト>>ダブルノックアウト>wild typeの順であった。ヒトの先天性副腎リポイド過形成症において、血中コレステロールを低下させる内科的治療が、副腎皮質および性腺のステロイドホルモン産生細胞における脂肪沈着を予防する可能性がある。脳内において産生されるステロイドホルモンが神経ステロイドホルモンである。神経ステロイドホルモンは神経形態的にはシナプス形成など、神経機能的には認知機能などに重要な働きを有していると考えられている。しかし、脳内における神経ステロイドホルモンの産生部位、および産生機序は解明されていない。本研究の目的は、ステロイドホルモン産生の第一段階として必要なコレステロールトランスポーターであるsteroidogenic acute

regulatory protein(以下StAR)およびステロイドホルモン産生酵素の代表であるコレステロール側鎖切断酵素が脳内において同一細胞に蛋白質レベルで発現しているという仮説を検証することである。StAR(N端、およびC端に対する2種類)に対する抗体、ステロイドホルモン産生酵素であるコレステロール側鎖切断酵素に対する抗体、およびMLN64(StAR抗体の特異性を検討するためのネガティブコントロールである)に対する抗体の計4種類を用いた免疫組織化学染色をwildマウスおよびStARノックアウトマウス(StAR蛋白発現についてのネガティブコントロールである)の大脳に対して行い、以下の成績を得た。大脳皮質運動野、および海馬のニューロンおよび海馬のグリアにStAR蛋白質の発現を認めた。なお、StAR蛋白質発現領域にMLN64の発現を認めなかった。2.StARおよびコレステロール側鎖切断酵素二重免疫組織化学染色二重免疫組織化学染色により、StARおよびコレステロール側鎖切断酵素が海馬において同一細胞に発現していることを確認した。以上の成績は、神経ステロイドホルモンは脳内の特定の細胞で産生されること、およびStARは神経ステロイドホルモン産生において重要な機能を有していること、を示唆する。
低塩素化水酸化体PCBsの分析法開発と脳移行に関する予備的研究

世界で報告例のない4塩素化以下の低塩素化の水酸化PCBs(OH-PCBs)の分析法を開発し、野生生物の血液および脳に蓄積するOH-PCBsの実態を明らかにすることを目的とした。開発したOH-PCBsの分析法により、鯨類の血中には3, 4, 5塩素の低塩素化OH-PCBsが高蓄積していることを明らかにした。同様に鯨類の脳中に残留するOH-PCBsを分析した結果、OH-PCBsは血液と異なる異性体組成を示し、5塩素化OH-PCBsの特異的な脳移行と高蓄積が示唆された。平成21年度は、世界的に報告例が少ない4塩素以下の低塩素化OH-PCBs異性体を含む、38塩素化OH-PCBsの分析法を開発した。とくに低塩素化OH-PCBs(3-4塩素化体)は水溶性が増すため、抽出・分配効率や分画・クリーンアップ条件を検討し、分析法の確立を目指した。まず、血液に残留する低塩素化OH-PCBsの分析が、5-8塩素化体に関する既存の方法の適用で測定可能か否か検証した。血液などの生体試料からOH-PCBsを抽出すると、抽出液には脂肪やタンパク質など多量のマトリックス成分が含まれる。OH-PCBsの分析には、ガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)の使用が必須であるが、そのためには誘導体化(メチル化)処理が必要である。しかしながら、低塩素化体は酸に不安定なため、誘導体化処理前に酸処理によるクリーンアップ処理が適用できない。そこで、数種の不活性吸着剤の使用を検討し、高い誘導体化効率が維持可能な条件を選定した。とくにシリカゲルクロマトグラフィーにおける、シリカゲルの含水率や種類、溶出溶媒を検討し、詳細な分画チェックを試みた。その結果、抽出後のOH-PCBs画分に対して、5%含水のシリカゲルカラムクロマトグラフィー(Wako S-1)を適用することで、高いクリーンアップ効果を得ることができた。溶出溶媒は、50%ジクロロメタン/ヘキサンを用いることで、3-8塩素までのOH-PCBsを効率よく分画することに成功した。本新規分析法の開発により、野生生物の血中に残留する38塩素化体OH-PCBsの一斉分析が可能になった。平成22年度は、世界的に報告例が少ない4塩素以下の低塩素化OH-PCBs異性体を含む、脳および肝臓中の38塩素化OH-PCBsを対象とした分析法の開発を目指した。とくに、低塩素化OH-PCBs(3-4塩素化体)は水溶性が増すため、抽出・分配効率や分画・クリーンアップ条件を検討し、分析法の確立を目指した。まず、中性のPCBs画分と酸性のOH-PCBs画分の分配法について検討した。肝臓を抽出した場合、抽出液には脂肪やタンパク質など多量のマトリクス成分が含まれる。また脳組織を抽出すると多量のリン脂質含まれる。これまで血液の分析で用いてきたKOHによる分配では、マトリクス成分の多くがOH-PCBs画分に分配されるため、誘導体化(メチル化)処理の妨げとなっていた。そこで、分配作業で使用する溶媒について検討した結果、アセトニトリル/ヘキサンによる分配が、誘導体化処理を妨げるマトリックス成分とOH-PCBs画分を効率よく分画することができた。次に分配されたOH-PCBs画分に対して、数種の不活性吸着剤の使用を検討し、高いクリーンアップ効果と高い誘導体化効率が維持可能な条件を選定した。通常マトリクス成分の除去には硫酸によるクリーンアップを適用されるが、低塩素化体は酸に不安定なことが予想されるため、数種の不活性吸着剤の使用を検討し、OH-PCBs分析のための高い誘導体化効率を維持できる条件を選定することを目的とした。検討の結果、SampliQと呼ばれるゲルクロマトグラフィーと5%含水シリカゲルカラムクロマトグラフィー(Wako S-1)組み合わせて使用することにより、残留するマトリクス成分を効率的に除去することが出来た。本新規分析法の開発により、野生生物の脳および肝臓中に残留する38塩素化体OH-PCBsの一斉分析が可能になった。本研究は、環境汚染物質やその代謝物が鯨類の中枢神経系に及ぼす影響を理解するため、脳神経系へのリスクが懸念されているOH-PCBsの分析法を開発し、その蓄積特性と脳移行について検証することを目的とした。平成22年度は分析条件を検討し、脳および肝臓に残留する3-8塩素化体OH-PCBsの新規分析法を確立した。平成23年度は開発した分析法を用いて、鯨類の中でも特に沿岸性が強く、人間活動の影響による個体数の減少が危惧されているスナメリ(Neophocaena phocaenoides)を対象鯨種とし、2005年から2010年に瀬戸内海および大村湾に漂着・混獲したスナメリ

13検体の脳を分析した。分析の結果、すべての個体の脳からPCBsおよびOH-PCBsが検出された。PCBsおよびOH-PCBsは血中よりも脳内に高蓄積していた。さらに、脳への移行・蓄積レベルは血中濃度によって変化することが示された。PCBsは血中濃度と脳内濃度の間に有意な正の相関が認められ(p<0.05)、脳内濃度は血中濃度依存的に上昇することが示唆された。血液および脳内のOH-PCBs濃度にも有意な正の相関が認められ(p<0.05)、OH-PCBsはTTRに結合して血液脳関門を通過し、脳へ移行していることが推察された。PCBsは血液と脳組織中の異性体組成が類似していたのに対し、OH-PCBsでは異なる異性体組成が認められた。血液では3、4塩素化体が相対的に高割合を示したのに対し、脳内では5塩素化体が高値を示し、5塩素化OH-PCBsの脳への特異的な移行と残留が示唆された。OH-PCBs異性体の血中濃度と脳内濃度の比を算出し、脳へ移行しやすい異性体の特定を試みた。濃度比が1を超え、脳内濃度が血中より高値を示す異性体は、4OH-CB97、4'OH-CB101/4'OH-CB120、4'OH-CB25/26/4OH-CB31、3OH-CB25、4OH-CB162および4OH-CB172であった。これら異性体はすべて水酸基がパラ位又はメタ位に置換しており、その片方もしくは両側に塩素原子が置換するT3、T4様構造を有していた。以上の結果から、これらの異性体は甲状腺ホルモンの恒常性を撹乱し、脳神経系へ影響を及ぼすことが示唆された。
フラビン結合光センサードメインを鋳型とした酸化還元状態感受性蛍光タンパク質の開発

本研究において、シロイヌナズナフォトトロピンのLOV2ドメイン(Q376-Q500)のC426A変異体(LOV(C/A)と表記)を用いて、LOV(C/A)を発現させた大腸菌体を用いた蛍光タンパク質のスクリーニング法を確立した。蛍光分光光度計の励起光照射によりLOV(C/A)の蛍光強度が減少する(LOVに結合したFMNが細胞内の還元雰囲気下でセミキノン形が生成する)ことから、LOV(C/A)より光還元速度が速く、定常状態でより低い蛍光強度を示すランダム変異体Mut12を選別した。また、同じ条件でiLOVを発現させた大腸菌では蛍光強度の減少はわずかであった。これらの大腸菌をPBSバッファに懸濁して24時間放置したとき、定常状態での蛍光強度が放置前のものより高くなった。このことは栄養飢餓ストレスを与えたことにより細胞内部がより酸化的になったのではないかと考え、細胞内NADH/NAD+の量を調べたところ、その比は減少していた。また、定常状態の蛍光強度とNADH/NAD+比には相関が見られ、NADH/NAD+比が高いと蛍光強度が小さくなることがわかった。Mut12(やLOV(C/A))は細胞内の酸化還元環境に応答して蛍光強度を変化させていることが強く示唆される結果となった。[今後の展望]この蛍光タンパク質の実用化に向けて、LOV(C/A)とMut12、iLOVの精製タンパク質を用いて、光照射後の蛍光強度と酸化還元電位の相関を調べているところである。また、異なる酸化還元中点電位をもつ一連の変異体のスクリーニングも進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。葉緑体やミトコンドリアにおいてはエネルギーと還元力の生産を行うため、光環境やストレスなどの外界の環境によってその酸化還元状態が変化すると考えられる。本研究の目的は細胞内(細胞小器官内)酸化還元状態に応答して蛍光強度が可逆的に変化する蛍光タンパク質を開発することである。平成23年度は、フラビンタンパク質を発現させた大腸菌体を用いてスクリーニングを行う系の確立を目指した。シロイヌナズナフォトトロピンのLOV2ドメインのC426A変異体(LOV(C/A))を用いて、このタンパク質を発現させた大腸菌を菌体のまま蛍光が観測できるかどうか調べた。LOV(C/A)を発現させた大腸菌懸濁液を蛍光分光光度計にて測定を行ったところ、LOV(C/A)に由来する蛍光を観測することができた。これは、LOV(C/A)を発現していない大腸菌内在性のフラビンタンパク質の蛍光スペクトルとは強度、形の点で区別された。また、LOV(C/A)は大腸菌内で光依存的に還元された。これは、大腸菌体内の還元的雰囲気下に応答して光依存的に還元されたのであり、LOV(C/A)が酸化還元応答性蛍光タンパク質として機能しうることを示唆する結果を得た。次に、LOV(C/A)遺伝子を鋳型としてランダム変異導入法を試みた。作製した変異(候補)プラスミドを7個選んでシーケンスを行ったところ、変異塩基は4-12箇所(アミノ酸にして1-8箇所)導入されることがわかった。これらの候補のうち約50候補の性質を調べ、LOV(C/A)より光還元の速度が速い変異体を見つけることが出来た。LOV以外のフラビン結合光受容体を鋳型として酸化還元状態感受性蛍光タンパク質に変換できる可能を検討するため、光還元反応と損傷DNAの修復過程の分子メカニズムの解明に向けたFTIR分光法による構造解析を行うことができた。

平成23年度は、蛍光タンパク質の大腸菌体内でのスクリーニング系とフラビン結合をコードする遺伝子へのランダム変異導入を目指した研究を行い、実際に達成することが出来た。またDNA光回復酵素の光反応のFTIR分光法による研究を発表することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は酸化還元応答性蛍光タンパク質の鋳型として、LOVドメイン以外にBLUFドメインやクリプトクロム/DNA光回復酵素ファミリータンパク質を用いて変異導入による作製を試みる。また、実際にスクリーニングを行ったフラビンタンパク質変異体に対して、実際に植物細胞や植物体にて発現を行い、その蛍光の挙動を観測する。また、BLUFドメイン自身の光反応の性質を調べることで、蛍光タンパク質の適性について調べたいと考えている。
┣D137×┣D220┫D2Ca17ベータ崩壊と┣D137×┣D217┫D2Cl20による太陽ニュートリノ捕獲

本研究の目的は、1.太陽ニュートリノの^<37>Clによる捕獲反応断面積を鏡映核^<37>Caの^<37>Kへのベータ崩壊強度から求め、2.太陽ニュートリノ数を正しく評価し、標準太陽模型との比較を行う。点にある。ここでは、核力の荷電対称性を利用している。従来この反応断面積は、^<37>Caのベータ崩壊および、^<37>Cl(p,n)^<37>Ar反応により求められている。しかし、これら2つの結果には次の問題点がある。1.反応断面積の情報を与えるガモフテラー遷移強度分布が両実験で大きく異なる。2.原子核の殻模型に基づくガモフテラー強度分布の計算値と両実験の結果がそれぞれ不一致である。これらの問題点を明確にするため、本研究では、特に^<37>Caベータ崩壊後放出される遅延陽子とγ線のコインシデンス実験を企画した。実験は、東大核研のサイクロトンを用いて次の様に行った。1.先ず、^<40>Caとパルス化された60MeV ^3Heの原子核反応により生じたアイソトープを気体充填型質量分析器で検出器部に収束させた。2.上記反応生成物の^<38>Kは検出することができた。しかし、┣D137Caは確認できなかった。その原因として、反応断面積が小さい(1mbarnと予想される)こと、標的から放出された中性子等がバックグラウンドを増やしたことが考えられる。これらのバックグラウンドを除去するためいくつかの試みをしたが、根本的解決には至らなかった。そのため製作中のHeジェット系を用いて次の様な実験を行うことを考えている。今後の研究計画:1.バックグラウンドを大幅に減らすため、生成された^<37>Caアイソトープを、Heジェットにより、よくシールドされた測定室に輸送する。2.捕集膜上に集められた^<37>Caから放出される陽子を極薄のSi検出器で検出する。そしてγ線は高効率のNal(TI)で検出する。3.この陽子-γ線同時計測で予想される計測率は2c/sであり、当初の目標は十分達成きると考えている。点にある。
網膜血管形成のプログラム破綻がもたらす血管パターン異常と網膜症リスクとの関連

眼内に生じる病的血管新生は、主たる失明原因疾患である糖尿病網膜症と加齢黄斑変性症の病態に深く関与している。本研究では、安全かつ有効な病的眼内新生抑制法を開発するために、申請者がこれまでに確立した新生仔期マウスにおいて任意のタイミングでVEGF受容体阻害薬を投与することにより作製する網膜血管形成プログラムかく乱モデルを用いて、1.眼内血管新生の方向性調節機序と2.網膜血管のパターン形成異常と網膜疾患リスクの関連性を明らかにすることを目的として、本年度は次のような成果を得た。眼内血管新生の方向性調節機序:昨年度までに明らかにした網膜血管形成プログラムかく乱モデルにおいて過剰量のVEGFが血管新生を抑制する機序を明らかにするために、本モデルの網膜におけるVEGFと血管内皮細胞の増殖と遊走との関連について検討した。(1)過剰量のVEGFが発現している血管未形成領域と接し血管の新生が抑制されている領域では正常と同じ程度の増殖性の血管内皮細胞が認められたが、遊走している血管内皮細胞の数は減少していた。(2)血管新生を抑制しない用量のVEGF受容体阻害薬の投与は、過剰量のVEGFに暴露されて血管の新生が抑制されている領域における血管の内皮細胞の増殖には影響を及ぼさずに新生を促進するようになった。また遊走している血管内皮細胞の数は増加した。これらの結果は、過剰量のVEGFにより血管内皮細胞のVEGF受容体経路が過度に活性化されると血管内皮細胞の遊走は抑制されるようになり血管新生が抑制されることを示唆している。29年度が最終年度であるため、記入しない。そこで、安全かつ有効な病的眼内新生抑制法を開発するために、本研究では、申請者がこれまでに確立した新生仔期マウスにおいて任意のタイミングでVEGF受容体阻害薬を投与することにより作製する網膜血管形成プログラムかく乱モデルを用いて1.眼内血管新生の方向性調節機序と2.網膜血管のパターン形成異常と網膜疾患リスクの関連性を明らかにすることを目的としている。本年度は、次のような成果を得た。1.眼内血管新生の方向性調節機序:方向性調節機序における細胞外マトリックスの役割について検討したところ、網膜血管形成プログラムかく乱モデルにおいて、アストロサイトのネットワークならびにアストロサイトが産生する細胞外マトリックス構成成分であるfibronectinが異常なネットワークを形成することを見出した。このことから、眼内血管新生の方向性調節への細胞外マトリックスの関与が示唆された。2.網膜血管のパターン形成異常と網膜疾患リスクの関連性:(1)網膜血管形成プログラムかく乱モデルにおける網膜血管パターン異常は成熟期においても持続していることを見出したが、網膜血管パターン異常は網膜神経に影響を及ぼさなかった。(2)網膜血管形成プログラムかく乱モデルの網膜の血管と神経に対する糖尿病の影響を検討するために、4週齢の網膜血管形成プログラムかく乱モデルにストレプトゾトシンを投与して糖尿病を発症させた。今後、糖尿病発症時に生じる網膜血管と神経の構造的・機能的変化を網膜血管パターン異常が増悪させるか否かについて検討する予定である。方向性調節機序における細胞外マトリックスの役割を明らかにできた点、網膜血管パターン異常の持続性とそれが網膜神経に及ぼす影響を明らかにできた点、さらに、糖尿病発症時に生じる網膜血管と神経の構造的・機能的変化を網膜血管パターン異常が増悪させるか否かについて検討する準備としての糖尿病発症実験を行うことができた点から、おおむね順調に進展していると考えられた。眼内血管新生の方向性調節機序:(1)網膜血管形成プログラムかく乱モデルにおける血管新生の方向性について評価するため、新生血管の先端部で観察される血管新生芽の数について検討したところ、血管の退縮領域で増加し、未形成領域で減少することを見出した。これはこれまでに認められていた血管形成の方向性と一致していた。(2)網膜の低酸素状態について低酸素マーカーを用いて検討したところ、血管の退縮領域よりも未形成領域が低酸素状態にあることを明らかにした。VEGFはアストロサイトに発現しており、血管新生が抑制されている未形成領域で多く発現していた。そこで、それらのVEGFの血管新生における意義について薬理学的検討を行った結果、低用量のVEGF受容体阻害薬投与が未形成領域への血管新生を促進することを見出した。このことから、VEGF刺激の強弱によって血管内皮細胞応答が変化することが示唆された。血管新生芽の数を評価することで血管新生の方向性を評価できた点、血管新生の方向性と網膜の低酸素状態およびVEGF発現分布との関連を明らかにできた点および血管新生方向性調節におけるVEGFの役割を明らかにできた点から、おおむね順調に進展していると考えられた。眼内に生じる病的血管

新生は、主たる失明原因疾患である糖尿病網膜症と加齢黄斑変性症の病態に深く関与している。本研究では、安全かつ有効な病的眼内新生抑制法を開発するために、申請者がこれまでに確立した新生仔期マウスにおいて任意のタイミングでVEGF受容体阻害薬を投与することにより作製する網膜血管形成プログラムかく乱モデルを用いて、1.眼内血管新生の方向性調節機序と2.網膜血管のパターン形成異常と網膜疾患リスクの関連性を明らかにすることを目的として、本年度は次のような成果を得た。眼内血管新生の方向性調節機序:昨年度までに明らかにした網膜血管形成プログラムかく乱モデルにおいて過剰量のVEGFが血管新生を抑制する機序を明らかにするために、本モデルの網膜におけるVEGFと血管内皮細胞の増殖と遊走との関連について検討した。(1)過剰量のVEGFが発現している血管未形成領域と接し血管の新生が抑制されている領域では正常と同じ程度の増殖性の血管内皮細胞が認められたが、遊走している血管内皮細胞の数は減少していた。(2)血管新生を抑制しない用量のVEGF受容体阻害薬の投与は、過剰量のVEGFに暴露されて血管の新生が抑制されている領域における血管の内皮細胞の増殖には影響を及ぼさずに新生を促進するようになった。また遊走している血管内皮細胞の数は増加した。これらの結果は、過剰量のVEGFにより血管内皮細胞のVEGF受容体経路が過度に活性化されると血管内皮細胞の遊走は抑制されるようになり血管新生が抑制されることを示唆している。1.眼内血管新生の方向性調節機序:血管の退縮領域・未形成領域における網膜内の酸素状態の可視化、神経・アストロサイトマーカーと共染色によるVEGF発現分布と血管新生の方向との関連付けを行う。そして、その結果に応じて検討する細胞増殖・生存シグナル経路を選択し、血管方向性調節における機能的役割を明確にする。2.網膜血管のパターン形成異常と網膜疾患リスクの関連性:本年度末に発症させた糖尿病マウスを用いて予備検討を行いながら、本格的な検討を開始させる。そして、新生仔期の網膜血管パターン異常が糖尿病の発症による網膜症リスクを高めるか否かについて結論を得る。VEGF受容体阻害薬を投与することで作製する網膜血管形成プログラムかく乱モデルの方向性調節機序における各種細胞内シグナル伝達経路の意義について、マウスおよび培養細胞を用いて明らかにする。VEGF刺激の強弱による血管内皮細胞応答の相違が培養細胞でも生じるか否かについて培養血管内皮細胞を用いて検討する。その結果に応じて検討する細胞増殖・生存シグナル経路を選択し、上流・下流分子種の発現変動を定量的RT-PCR、Western blot法、免疫染色法により検討する。培養細胞で得られた結果に応じて網膜血管形成プログラムかく乱モデルにおいても検討を行い、血管方向性調節における機能的役割を明確にする。29年度が最終年度であるため、記入しない。
排除から包摂をめざしたホームレスの中間居住施設と地域定着事業の支援体系構築

日本のホームレス支援の最前線が、野宿現場での脱野宿支援から、脱野宿した後に中間施設や地域においていかに再野宿せずに生活継続を果たしてゆくかという段階に伸張した。本研究チームは、そうした脱ホームレス支援における現場の実態調査と、ホームレス支援のスキルの向上をはかる日本での唯一の貢献を果たしてきた。その成果は専門雑誌の発刊やNPOの創設につながり、海外への発信も含め、日本のホームレス支援に対してアカデミズムから多大な貢献をなしている。本年度から国内調査を中心に活動をより強化した当該研究グループは、調査研究主体として大阪就労福祉居住問題調査研究会を軸に、前年度より行われていた虹の連合による、全国ホームレス調査を仕上げ、6月には内容のつまったリーフレットを刊行した。その後引き続き全国調査の補完的聞き取り調査を継続した。その成果の一部は、ラウンドテーブルという形で、全国のNPOの15団体を集め、「ホームレス自立支援から提起する新しいセイフティネットの構築」を開き、大きな関心を集めた。「研究者としてホームレス支援に取り組む中での学問の貢献」、「公的セクターから提起するホームレス自立支援の課題と展望」、「各地報告からホームレス支援の地域差の現状認識の共有」、「地方都市圏のホームレス支援から問題提起・仕組みづくり」を柱にしたディスカッションをおこなった。そして課題を克服するにはその報告書の刊行とともに、引き続き雑誌SheIter-Iessや部落解放、市政研究などにも機構をつづけている。また調査のMLも大変よく機能しており、研究者による支援体制が大きく築かれている。また社会包摂、排除に関する理論的アプローチの紹介や、海外でのプレゼンテーションもおこなった。国際的発信として、代表者をヘッドとした、大阪市立大学都市研究プラザの香港サブセンター開設記念ワークショップとして、香港においてA Workshop on Social Inclusion and Cultural Creativityを開催し、引き続き東アジアのこの分野における交流の継続をはかった。調査研究主体として大阪就労福祉居住問題調査研究会を軸に、ホームレス支援全国ネットワークと連携し、5月に、ホームレス支援の最前線と称した研修会を大阪で催した。地方都市でのホームレス支援についての実情を確認しあい、中間見直しの論点の整理もおこなった。この成果については、都市研究プラザのレポートシリーズとして発刊している。この後、本ネットワークの連携は強化され、NPO化されることになった。このNPOとは、研修やスタディツアーの企画ということで、本研究会は大いに協力していく体制をとった。国内調査については、脱刑事施設の出所者の地域定着支援事業と急速に結びつくことになった。大阪刑余者支援ネットワークを構成し、PFI方式で導入された民間の刑務所、社会復帰促進支援支援センターでの聞き取りを始めた。引き続き雑誌Shelter-lessや市政研究、また新たに創刊された貧困研究などにも寄稿をつづけている。国際的発信として、代表者をヘッドとした、大阪市立大学都市研究プラザのソウルサブセンター開設記念プレワークショップとして、Post-Globali-zation and East Asiaを企画し、引き続き東アジアのこの分野における交流の継続をはかった。いくつかの実働研究チームを立ち上げ、昨年度の中間施設の居住状況調査に加え、中間施設、とくに無料低額宿泊所の運営に対する貧困ビジネス論を、社会ビジネスと位置づける調査検討を進めた。その結果として、NPOホームレス全国支援ネットワークと共同した、無料低額宿泊所のありかた検討チームを結成し、2010年に検討チーム案を提起した。その結果は年度を越えたが、本チームが編集に深く関わっている『ホームレスと社会』誌に掲載している。また速報として、レポートをシリーズ的に刊行した。同時に地域に定着する脱ホームレスの居住状況に関しては、ハウジングイニシアティブ研究会を設立し、東京における脱野宿者の地域定着移行支援事業の支援団体調査および、大阪市西成区においては、居住サポート研究会を立ち上げて、地域でのアパート移行の実態を、不動産、家主からの聞き取り調査をおこなった。また新たにホームレス支援の範疇と重合してきた刑余者支援においても、よりそいネットおおさかと共同で、刑余者にかかわる相談・支援事業の受け入れに関する調査をおこない、いずれも、調査報告書を中間報告の段階であるが、上辞している。また女性ホームレス支援においては、富山市において、シンポジウムを開き、地方都市のホームレス支援においても、徳島市で、シンポジウムをおこなって、いずれのレポートシリーズとして刊行している。こうした多くの動きを、都市研究プラザを拠点とした研究者、支援者ネットワークの構築に資するバックアップ事業もおこなってきた。それはNPOのホームレス支援全国ネットワークによるさまざまな研修や研究会の企画であり、その成果は、雑誌、『ホームレスと社会』への寄稿となって結実している。また海外の交流という観点で、香港と韓国のホームレス支援の研究の比較を進めており、ソウルでは国際シンポを開催し、活動に関しては両地域いずれも英語においてペーパーを刊行し、本年度にまたがるが、英語雑誌において、特集を組むことになった。
核酸代謝調節の臓器間ネットワークにおける核酸塩基トランスポーターの役割

核酸の主要な合成経路として、細胞外の核酸塩基やヌクレオシドを利用するsalvage経路が知られているが、核酸塩基の細胞内への供給に関与する輸送担体は不明である。本研究では、プリン核酸塩基を特異的に輸送する輸送担体としてENBT1を同定し、その輸送特性を明らかにした。ENBT1の発現は、核酸合成が盛んな肝臓で高いだけではなく、肺を含む多くの組織でも認められ、その輸送を介した細胞内へのプリン核酸塩基の蓄積は、その代謝酵素活性に依存することが示された。したがって、各組織への核酸塩基の分布は、各組織における細胞内の核酸塩基レベル、その代謝酵素及びENBT1の活性により、規定されていることが示唆された。本年度は、ENBT1の基質特異性に関する輸送特性について、より詳細な検討を行った。ENBT1を一過性発現させた細胞におけるプリン核酸塩基の細胞内取り込みについて速度論的解析を行ったところ、adenine、guanine及びhypoxanthineに対するKm値はそれぞれ約1μMと算出された。一方、adenine輸送に対するそれぞれのプリン核酸塩基のIC50値は約10400μMであり、輸送解析により得られたKm値と大きく異なることが示された。この要因を探るため、ENBT1の輸送機能におけるプリン核酸塩基のsalvage経路の関与の可能性について検討した。プリン塩基のsalvage酵素(APRT、HPRT)を欠損する細胞株を用いてENBT1によるadenine輸送能を検討した結果、その有意な取り込みは認められないものの、外因性のAPRTを一過性発現することにより、adenineの細胞内への取り込みが認められた。さらに、ENBT1を発現しているHela細胞におけるプリン核酸塩基の取り込みは、そのsalvage酵素に対するRNAiにより顕著に低下することが明らかとなった。これらの結果より、低い見かけのKm値はsalvage経路の核酸代謝酵素に対するものであり、IC50として得られた値がhENBT1に対する真の親和性を表わすことが示唆された。したがって、ENBT1を介したプリン核酸塩基の輸送は細胞内のsalvage酵素により協奏的に制御されていると考えられる。本年度は、新規核酸塩基トランスポーター分子の探索・同定とその機能解析を行った。肝臓を含む様々な主要組織に高発現している遺伝子について、細胞膜貫通領域を4つ以上有する蛋白質をコードしているものを遺伝子データベースより抽出・選択し、それら遺伝子の哺乳類発現系を構築し、核酸塩基の輸送について検討した。その輸送スクリーニングの結果、adenineに対して輸送活性を有する新規遺伝子を見出すことに成功した。後述の解析により明らかとなった輸送特性を踏まえ、このトランスポーターをENBT1 (equilibrative nucleobase transporter 1)と命名した。ヒトENBT1は、adenineをはじめとするプリン塩基に特異的な輸送活性を示し、ピリミジン塩基及びプリン・ピリミジンのヌクレオシド類に対して輸送活性を示さなかった。また、ENBT1を介する輸送はナトリウムやプロトンに非依存的であり、促進拡散型の輸送様式が示唆された。ヒト及びラットENBT1 mRNAの発現は、ほとんどの臓器で認められものの、肝臓や肺で顕著に高く、それらのヒト組織におけるENBT1蛋白質の発現は、それぞれ肝実質細胞、肺胞上皮細胞であることが示唆された。分化させたMDCKII細胞におけるGFP-ヒトENBT1の細胞内局在の評価から、ENBT1が基底膜に局在することが示唆された。以上の結果より、ENBT1は、肝臓では活発なde novoヌクレオチド合成を経て生成したプリン核酸塩基を血中への排出する一方、肺などの他の組織においては、血中の核酸塩基の利用のために細胞内へ取り込み等の役割を担っていることが考えられる。前年度の研究で明らかとなった促進拡散型核酸塩基トランスポーター(ENBT1)と細胞内の核酸代謝酵素の機能的協奏効果について、ENBT1と相互作用することで同様の効果が期待される核酸塩基類似薬物であるガンシクロビル(GCV)とその代謝酵素であるヒト単純ヘルペスウイルス由来チミジンキナーゼ(HSV-TK)について検討した。GCVの放射標識体を用いてENBT1発現細胞におけるGCVの細胞内取り込みを検討した結果、GCVの細胞内取り込みはENBT1の発現により有意に増加した。このことからGCVはENBT1の輸送基質となることが明らかとなった。しかし、ENBT1介在性のadenine輸送に対するGCVの阻害効果はほとんど認められなかったため、ENBT1に対するGCVの親和性は低いことが示唆された。次に、ENBT1とHSV-TKを共発現した安定発現細胞を作製し、その細胞でのGCV取り込み及びGCVの細胞毒性について検討した結果、ENBT

1発現細胞に比較して、ENBT1/HSV-TK共発現細胞において、顕著なGCV取り込みの増加とGCVの代謝活性化に伴う細胞毒性の増大が認められた。このことからENBT1によるGCV取り込みは細胞内HSV-TKの代謝活性により変動することが示された。以上の結果は、ENBT1の基質となる薬物とその細胞内の代謝酵素の組合わせを利用することで、薬物の標的化や薬物の分布性の予測ができる可能性を示すものであり、ENBT1のような促進拡散型トランスポーターを介した薬物の体内動態制御やモデル化を行う上での有用な知見となるものと考えられた。医療系薬学本研究課題の仮説の主要な部分となる「輸送機構と代謝酵素とのクロストーク」に関して、分子レベルでの実証に成功し、本申請課題の着眼点及びその展開方向の妥当性を示すことができた。また、新規核酸塩基トランスポーターの同定と輸送機能の解析に関して、投稿論文を作成するための基礎的な情報収集を完了したので、予定通り、論文発表もできるものと考えている。したがって、本研究課題の基盤となる研究成果が得られていることより、総合的に研究計画はおおむね順調に進展していると判断できる。本研究課題の仮説を実証する上、その分子基盤の解明につながる項目については、新規核酸塩基トランスポーターの同定及びその機能特性、その組織分布などに関する研究成果を得ることができたことから、当初の研究計画に沿った形で研究が進行していると思われる。一方で、臓器レベルでの検討については、その検討条件や評価方法の妥当性を再確認している状況であるため、当初の予定より遅れている。しかし、次年度(平成25年度)に予定していた組織免疫学的検討や他のin vitroで行う項目を前倒しで行うなど研究全体としては一定の成果が得られているので、総合的に研究計画はおおむね順調であると判断できる。核酸塩基の細胞内取り込みにおける細胞内代謝酵素の影響について、申請した研究計画に従って研究を進めていく予定であるが、今後、臓器レベルで解析を行うとともに、核酸塩基やその類似薬などの体内動態の分子レベルでの理解や薬物送達への新たな展開の可能性も考慮しながら、柔軟な研究計画により研究を推進していく予定である。今後も申請した研究計画に則って研究を推進する。しかし、組織レベルでの検討については、当初の研究計画から遅れがあるため、今後、全体の研究計画を完遂できるように関連の検討項目を重点的に検討するなど、柔軟に対応していく予定である。該当なし
食品中に極く微量に存在する活性酸素・フリ-ラジカルの特殊計測方の開発とその消去法

研究代表者の疾病(筋の特定疾患いわゆる難病)により結果の取り纏めに著しい遅滞が生じた。遺憾に思う。1.微弱発光計測装置本体の一層の高感度化と高精度化がなされた。2.一連の活性酸素種生成の初段階に当たるスーパーオキシドの生成が加熱変性させたタンパク質性食品で捕捉された。3.同様に、スーパーオキシドの生成が薫製食品から検出された。4.ビーフステーキの焦げ部分からスーパーオキシドの生成が観察された。5.非タンパク質性食品、単純なブドウ糖のような炭水化物性食品も、一定の加熱変性を受けると、スーパーオキシドを生成することが知られた。加えて、スーパーオキシドの生成に次いで、過酸化水素の生成と蓄積が認められた。6.微弱発光計測装置本体の高感度化により、非加熱の糖類溶液や、糖質とアミノ酸の混合溶液から微量のスーパーオキシドの生成と、過酸化水素の生成・蓄積が確認された。7.血清アルブミンに吸着させたタバコの煙試料からスーパーオキシドの生成が、食品の場合と同一の方法で捕捉された。8.植物性食品に多く含まれるポリフェノール類は、このように観察された活性酸素種の生成を効果的に抑制した。遺憾に思う。1.研究の進展は良好で、計画遂行上の主体となる微弱発光計測装置本体の一層の高感度化と高精度化がなされ計測により適した計測部の改良が進められた。2.発光に関与する気相の役割をより明確にするため、従来より用いられていた酵素および窒素に加えてアルゴンによる気相の置換実験を行うにより適した計測部の改良がなされた。3.以上の技術に基づき各種食品および諸種の調理された食物につき計測を行い、各種活性酸素の生成の様態が捕捉された。この際調理、とくに加熱変性による各種食品の変化と活性酸素生成の様相との関連に特段の重点を置いた研究が進められた。4.活性酸素を生成することが判明した食品や食物について、生化学的分析手法を用い活性酸素生成前駆物質の分離とその本体の解明が進められた。5.活性酸素生成につながるであろうと予想される食品成分の変性物の中ではアミノ酸およびペプチドの熱変性物に興味がひかれた。この点に関し詳しい分析が進められた。6.緑黄色野菜や緑茶をはじめとする各種食品に活性酸素および活性酸素生成前駆物質の有効な消去能が観察され、それらの有効成分の分離同定とその作用メカニズムの解明が進められた。1.研究の進展は順調で、計画遂行上の主体となる微弱発光計測装置本体の一層の高感度化と高精度化がなされ計測部の使用感が良好になり、研究の精度が上がった。2.発光に関与する分子種の寿命の解析がなされた。その結果、半減期が数分から数時間におよぶ複数の分子種が含まれていることが判明した。3.以上の技術と知見に基づき各種食品および諸種の調理された食物につき計測を行い、各種フリーラジカルの生成の様態が追究された。この際調理、とくに加熱変性による各種食品の変化とフリーラジカル生成の様相との関連に重点を置いた研究が進められた。4.フリーラジカルを生成することが判明した食品や食物について、生化学的分析手法を用いフリーラジカル生成前駆物質の分離とその本体の解明が進められた。5.フリーラジカル生成につながるであろうと予想される食品成分の変性物の中ではアミノ酸およびペプチドの熱変性物に関心がもたれ、この点に関し詳しい分析が進められた。6.緑黄色野菜や緑茶をはじめとする各種食品にフリーラジカルおよびフリーラジカル生成前駆物質の有効な消去能が観察され、それらの有効成分の分離同定とその作用メカニズムの解明が進められた。
振動法による食品用無菌包装製品のシール性評価に関する研究

本研究では,無菌充填・無菌包装された食品の微生物危害を誘起するパッケージ・シール部の細孔を振動法により検出する検査システムの開発を行うことを目的としている.変位制御式加振器とレーザー・ドップラー検出器から構成される計測システム(以下,レーザー式)と,加振器・検出器を兼ねた動電型スピーカー利用の計測システム(以下,スピーカー式)の試作機を用いて測定を行った.試料には,200mL容量のアルミ付き紙容器(ブリックタイプ)に蒸留水をアセプティック充填したものを用いた.細孔を模擬するためにストロー挿入口に1mm厚のセプタムゴムを接着し,そこに外径0.4mmのシリンジ針を突き刺し,2.5mLまでの範囲で空気を注入した.スピーカー式で得られる第1共振ピークはスピーカーと容器の1自由度の振動で,容器重しか反映していない.また第2共振(または第3共振)ピークは,レーザー式では検出されなかったが,レーザー・ドップラーの原理から,この共振はねじれ振動である可能性があると推察される.スピーカー式で検出された第2共振周波数と,レーザー式で検出された第1共振周波数は,容器内に空気が封入されると低周波側ヘシフトした.空気量が容器容量の1.25%までの範囲では,空気封入前の周波数を基準とした差率と空気封入量に線形相関がみられた.レーザー式(r2=0.89,n=37)の方がスピーカー式(r2=0.64,n=40)よりも高相関であったため,精度を高めるためにはレーザー式が有利である.これらの共振周波数は容器によって異なり,個体差と,空気が入ることによる差率は同じオーダーであることから,共振周波数の絶対値による細孔の有無の検出は困難であった.これを解決するためには,測定後,細孔からの空気流入を促すために容器を真空下においた後に一気に復圧する操作を行ってから再度測定し,圧力操作前後の差率を用いて閾値以上のものを有孔と判断する方法が有効であった.本研究では,無菌充填・無菌包装された食品の微生物危害を誘起するパッケージ・シール部の細孔を振動法により検出する検査システムの開発を行うことを目的としている.本年度は計測系の開発を中心に実験的検討を行った.まず細孔の有無による動的振動特性に関する基礎データを収集するための動的振動特性測定装置の製作を行った.当初予定の動的粘弾性測定だけでなく,対象容器を拘束せずに一点加振したときの共振現象をレーザー振動計で測定できるように仕様変更した.50Hz以下では良好に測定できることが確認できた.対象としている無菌充填容器では100Hz程度までの動的振動特性が必要とされるため,次年度に向けて測定周波数の拡張が喫緊の課題である.さらに検査用加振式測定装置の試作にあたり,基礎データを得るためにプロトタイプの試作を行った.測定系は,加振部の動電型スピーカー,スピーカーの駆動とインピーダンス変化を測定する定電流駆動型アンプ内蔵の特注測定装置,駆動信号・振動データの送受信用のPCから構成される.パック表面をマイクロドリルで穿孔してシール不良の細孔を模擬した.測定の結果,100Hz以下に数個の共振ピークが観測された.同一パックでは,穿孔により第2,第3共振周波数が減少する傾向がみられた.検査後,パック内に微量の空気が混入していることから,共振周波数の減少は空気流入によるパック全体のみかけの弾性率低下によるものと考えられるが,これについては上記動的振動特性測定装置の周波数拡張が終わり次第,実測による確認が必要である.一方,空気量の流入が多すぎるとパック全体の重心位置が下方に移動し,弾性率が逆に増加する傾向が確認された.本検査システムの実現のためには,空気流入量の調整と共鳴周波数の試料間差異のキャンセル方法の解決が必要不可欠である.本研究では,無菌充填・無菌包装された食品の微生物危害を誘起するパッケージ・シール部の細孔を振動法により検出する検査システムの開発を行うことを目的としている.変位制御式加振器とレーザー・ドップラー検出器から構成される計測システム(以下,レーザー式)と,加振器・検出器を兼ねた動電型スピーカー利用の計測システム(以下,スピーカー式)の試作機を用いて測定を行った.試料には,200mL容量のアルミ付き紙容器(ブリックタイプ)に蒸留水をアセプティック充填したものを用いた.細孔を模擬するためにストロー挿入口に1mm厚のセプタムゴムを接着し,そこに外径0.4mmのシリンジ針を突き刺し,2.5mLまでの範囲で空気を注入した.スピーカー式で得られる第1共振ピークはスピーカーと容器の1自由度の振動で,容器重しか反映していない.また第2共振(または第3共振)ピークは,レーザー式では検出されなかったが,レーザー・ドップラーの原理から,この共振はねじれ振動である可能性があると推察される.スピーカー式で検出された第2共振周波数と,レーザー式で検出された第1共振周波数は,容器内に空気が封入されると低周波側ヘシフトした.空気量が容器容量の1.25%までの範囲では,空気封入前の周波数を基準とした差率と空気封入量に線形相関がみられた.レーザー式(r2=0.89,n=37)の方がスピーカー式(r2=0.64,n=40)よりも高相関であったため,精度を高めるためにはレーザー式が有利である.これらの共振周波数は容器によって異なり,個体差と,空気が入ることによる差率は同じオーダーであることから,共振周波数の絶対値による細孔の有無の検出は困難であった.

これを解決するためには,測定後,細孔からの空気流入を促すために容器を真空下においた後に一気に復圧する操作を行ってから再度測定し,圧力操作前後の差率を用いて閾値以上のものを有孔と判断する方法が有効であった.