hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌患者血清中の肺転移促進因子の高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による分離

1.C_3HHeマウスMCA肉腫(MCA-F)から高肺転移株(MCA-FL4)を樹立した. 2.(1)MCA-FL4を静脈移植されたマウスにさらに正常マウス血清(NMS)および腫瘍移植マウス血清(F4WS)を静注し肺転移数を検索した結果, F4WS静注群はNMS静注群に比べ有意に転移巣数が多い.(2)MCA-FL4腫瘍静注2日後にF4WSが投与されても肺転移が促進したことから担癌進行期の血清中には血行転移を促進させる物質が存在する可能性がある.(3)FL-4を静注し,同日に4WSPCを皮下投与したところ,有意に肺転移が促進れれた. 3.(1)陰イオン交換カラム(モノQ)を用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により正常および腫瘍移植マウス血清(腫瘍血清)を分離した.(2)腫瘍血清の泳動パターンには正常血清にみられない新たなピーク(Fr.4)が出現した.(3)同系マウスにMCA-F皮下移植後に腫瘍血清のFr.E静注群で,有意に腫瘍増殖が促進された.(4)マウス脾細胞のPHA, ConA幼若化の系にFr.Eを添加すると,正常マウスからの同画分添加にくらべ強い抑制活性が認められた.以上からHPLCにより血清中の免疫抑制活性を有する画分が分離採取可能となった.(5)さらにMCA移植後の血清リポタンパク値の変動をみると, HDLに対応するα-LPの低下とV4DLに対応するpreβ-LPの増加がみられた. 4.ヒト担癌血清とヒト正常血清をモノQカラムHPLCで分画し,リンパ球幼若化の系にその画分を添加した.担癌血清ではimmunosuppressive acidic protein(IAP), α_1-acidic glycopntein, α_1-antitnypsinのピークが一致するFr.10を中心とした軽度の幼若化抑制活性のピークを認め, α_2-macroglobulin, C_3, Ceruloplasminのピークがほぼ一致するFr.14を中心に強い幼若化抑制活性のピークを認めた.1.C_3HHeマウスMCA肉腫(MCA-F)から高肺転移株(MCA-FL4)を樹立した. 2.(1)MCA-FL4を静脈移植されたマウスにさらに正常マウス血清(NMS)および腫瘍移植マウス血清(F4WS)を静注し肺転移数を検索した結果, F4WS静注群はNMS静注群に比べ有意に転移巣数が多い.(2)MCA-FL4腫瘍静注2日後にF4WSが投与されても肺転移が促進したことから担癌進行期の血清中には血行転移を促進させる物質が存在する可能性がある.(3)FL-4を静注し,同日に4WSPCを皮下投与したところ,有意に肺転移が促進れれた. 3.(1)陰イオン交換カラム(モノQ)を用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により正常および腫瘍移植マウス血清(腫瘍血清)を分離した.(2)腫瘍血清の泳動パターンには正常血清にみられない新たなピーク(Fr.4)が出現した.(3)同系マウスにMCA-F皮下移植後に腫瘍血清のFr.E静注群で,有意に腫瘍増殖が促進された.(4)マウス脾細胞のPHA, ConA幼若化の系にFr.Eを添加すると,正常マウスからの同画分添加にくらべ強い抑制活性が認められた.以上からHPLCにより血清中の免疫抑制活性を有する画分が分離採取可能となった.(5)さらにMCA移植後の血清リポタンパク値の変動をみると, HDLに対応するα-LPの低下とV4DLに対応するpreβ-LPの増加がみられた. 4.ヒト担癌血清とヒト正常血清をモノQカラムHPLCで分画し,リンパ球幼若化の系にその画分を添加した.担癌血清ではimmunosuppressive acidic protein(IAP), α_1-acidic glycopntein, α_1-antitnypsinのピークが一致するFr.10を中心とした軽度の幼若化抑制活性のピークを認め, α_2-macroglobulin, C_3, Ceruloplasminのピークがほぼ一致するFr.14を中心に強い幼若化抑制活性のピークを認めた.1.【C_3】H-/Heマウス系メチルコラントン肉腫(MCA-F)からFidlerの方法に従って高肺転移株(MCA-FL4)を樹立した。2.(1)MCA-FL4を静脈移植されたマウスに、さらに正常マウス血清(NMS)および腫瘍移植マウス血清(F4wS)を静注し、2週後にWexlerの墨汁注入法により肺転移数を検索した結果、F4wS静注群は、NMS静注群に比べ有意に転移巣数が多い。(2)肺での腫瘍細胞の塞栓形成後と考えられるMCA-FL4腫瘍静注2日後にF4wSが投与されても肺転移が促進したことからF4wSによる転移促進は腫瘍細胞の塞栓形成を促進した為ではなく担癌進行期の血清中には血行転移を促進させる物質が存在する可能性がある。3.(1)陰イオン交換カラム(モノQ)を用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により正常および腫瘍移植マウス血清(腫瘍血清)を分離した。(2)腫瘍血清の泳動パターンには、正常血清にみられない新たなピーク(Fr,E)が出現した。

(3)同系マウスにMCA-F皮下移植後に腫瘍血清のFr.E静注群で、有意に腫瘍増殖が促進された。(4)マウス脾細胞のPHA,ConA幼若化の系にFr.Eを添加すると、正常マウスからの同分画添加にくらべ強い抑制活性が認められた。以上からHPLCにより血清中の免疫抑制活性を有する分画が分離採取可能となった。4.ヒト免疫抑制因子(担癌血清中)の検索のためにヒト担癌血清とヒト正常血清を陰イオン交換カラム(MONO-Q)を使ったHPLCで分画し、PHAとCon-Aによるリンパ球幼若化の系に、血清の10%の濃度に相当する蛋白量のHPLC分画を添加し、各分画の幼若化抑制活性を検討した。担癌血清では、immunosuppressive acidic protein(IAP),【α_1】acid glycoprotein,【α_1】antitypsinのピークが一致するFr10を中心とした軽度の幼若化抑制活性のピークを認め、【α_2】macroglobulin、【C_3】deruloplasminのピークがほぼ一致する【Fr_(14)】を中心に強い幼若化抑制活性のピークを認めた。5.転移促進活性陰性および転移促進活性陽性の患者血清のFPLC分画の転移促進活性を検討する。
頭頸部扁平上皮癌患者におけるCYP3A4遺伝子多型の関連

近年、抗癌剤(Docetaxel)は頭頚部腫瘍領域では頻用される薬剤となってきている。唯一の代謝酵素であるCYP3A4には、活性個体差が5-10倍あり、この個体差が薬物動態のばらつきの原因と考えられている。本研究では、CYP3A4の遺伝子多型が、酵素活性に影響を及ぼすという報告に着目した。Docetaxelの代謝酵素であるCYP3A4の遺伝子多型と、その抗腫瘍効果や副作用との関連を明らかにすることを目的として行った。頭勁部扁平上皮癌患者より血液を採取し、CYP3A4の遺伝子多型を調べた。対象となる患者検体を集めるための同意書については、当院倫理審査委員会を経て承認を受けている。また、患者検体については個人情報の漏洩がないよう匿名化記号でのみ管理され、この匿名化記号と個人情報を結びつける対応表は当院で厳重に保管している。採取した末梢血よりヨウ化ナトリウム法を用いてDNAを抽出した。TaqMan法を用いてCYP3A4^*16B, CYP3A4^*18Aについて解析を行った。CYP3A4^*18Aについては多型発現頻度低いため、相関む検討することは困難であった。CYP3A4^*16Bについては現在引き続き症例を集積しているところである。今後、臨床病理学的因子や化学療法に対する効果、副作用と遺伝子多型との間の相関を統計学的に検討する。相関関係が明らかになればオーダーメイド治療の一助となることが期待される。近年、抗癌剤(Docetaxe1)は頭頸部腫瘍領域では頻用される薬剤となってきている。頭頸部扁平上皮癌患者164例より血液を採取し、CYP3A4の遺伝子多型を調べた。多型発現頻度低いため、現在症例を集積しているところである。また、併用した5-FU系抗癌剤の律速酵素活性に関するTS遺伝子多型についても、同時に解析を行っている。
口腔粘膜における粘膜類天疱瘡の炎症慢性化機構の検討

粘膜類天疱瘡は主に口腔粘膜が侵される稀な難治性疾患である。口腔扁平苔癬やGVHD、難治性口内炎など口腔粘膜疾患では、慢性炎症が難治化に関わるとされており、瘢痕形成もみられる難治性粘膜類天疱瘡の病態への慢性炎症の関与が疑われる。粘膜と皮膚の類天疱瘡、あるいは粘膜類天疱瘡と難治性口内炎の慢性炎症関連の分子群を比較解析することによって、粘膜類天疱瘡における慢性炎症化の病態の解明を目指す。加えて、病勢・病態と相関する可能性を秘めた新規検査法の手がかりを得るための基盤をmiRNA発現解析をマイクロアレイにて行うことによって検討する。
完備開曲面上の全曲率について

各研究分担者は関係図書を購入し関係する研究に出張,参加し研究仲間と情報を交換し意見を交わした。目的とした研究課題については当初のもくろみ通り「M_1,M_2を連結,完備、向き付可能な非緊密な2次元リ-マン多様体とし更に有限な全曲率C(M_1),C(M_2)をもつものとする。この時C(M_1)とC(M_2)の差はそれぞれのオイラ-数X(M_1)とX(M_2)の差の2π倍に等しい」という結果を得た。近く論文にまとめ投稿予定である。
ADHD児が抱える空間継時記憶の困難さについての検討

注意欠如多動性障害(ADHD)を持つ児童の空間短期記憶(継時呈示される空間位置とその順序の保持)能力は,健常児よりも低い。本研究では,ADHD児の空間短期記憶能力において,記銘時における不注意によって正確に情報を入力できていないのか、それとも記銘後の一時的保持の能力自体に問題があるのかを確かめることであった。本実験の結果、ADHD児の空間短期記憶の低さは、注意の問題ではなく、保持能力の弱さに起因していると考えられる。ゆえに、教科学習の指導では、ADHD児に一時的に情報を保持させるという認知負荷をかけるのではなく、情報を忘れないよう書くという訓練を行うべきと考える。注意欠如多動性障害(Attention Deficit / Hyperactivity Disorder:ADHD)をもつ児童生徒の空間短期記憶(すなわち,継時呈示される空間位置とその順序あるいは軌跡の保持)能力は,健常児よりも著しく低い。特に、多動よりも注意欠如が優勢な児童にみられる現象である。この記憶能力の低さは,算数や理科の学習力の低さに関連することが指摘されている。本研究では,上記の障害をもつ児童の空間短期記憶能力において,位置情報と継時提示に伴う軌跡の保持に問題があるのか,それともどちらかの情報を一時的に保持することに問題があるのかを検討することが本年度および来年度の目的であった。平成26年度の前半部分では,Narimoto (研究代表者) and Quinnが、若年健常者用に考案した空間スパン課題を健常児およびADHD児に適用可能となるよう課題難度を調整する予定であった。しかし、課題調整に時間がかかり、本年度後半にずれ込んでしまった。その主たる理由は、調整の都度プログラムを修正しなければならず、予想以上に時間がかかってしまったからである。現在、調整がほぼ終了している。実験参加者として必要となるADHD児の半数が確定している。彼らのIQ(WISC-IV)測定もほぼ完了している。平成26年度は、実験参加者の募集のお手伝いならびに実験実施に向けての協力をいただいている平谷発達こどもクリニックにて、継続的にミーティングを行った。今後も平成26年度には、キプロスで開催された国際ワークショップ(European Workshop on Imagery and Cognition)および国内で開催された学会(ワーキングメモリ学会)にて、本研究で応用的に利用する空間スパン課題の有用性を口頭発表した。また、この研究成果は原著論文として雑誌"Memory"に投稿している。現在、査読者からのコメントをもとに、最終段階の修正を行なっている。本研究では、注意欠如多動性障害(Attention Deficit / Hyperactivity Disorder)を抱える児童生徒の空間短期記憶は、定型発達児よりも弱いことが報告されている。この原因を探るためにNarimoto(研究代表者)とQuinn博士が考案した空間スパン課題を利用した。この課題は、継時呈示される複数の空間位置項目とその順序あるいは軌跡の保持を児童に求めるものである。特にADHD児は注意の継続が困難であるため、試行間に前試行のフィードバックを実験参加者に与えて注意が持続するよう工夫をした。また、記銘情報の呈示後すぐに再生を求める直後再生条件と提示10秒後に再生を求める遅延再生条件を設け、保持成績の低さが記銘あるいは貯蔵の問題であるのか否かを検討した。ADHD児25名と定型発達児25名に実験を行った結果、直後再生条件の両群の成績には相違が認められなかった。しかし、遅延再生条件ではADHD群の成績が著しく低い結果を示した。この結果は、ADHD児の空間位置と軌跡情報の記銘(すなわち、覚える段階)には問題はないのだが、保持(すなわち、貯蔵する段階)の能力に著しい問題が存在している可能性を示している。ADHD児の短期記憶の弱さは注意の散漫による記銘の問題ではないという新たな可能性を示唆している。ADHD児の実験では、薬の影響を排除する必要があるため、ADHDを抱えるお子さんの保護者様に休薬をお願いしなければならなかった。この説明とスケジュール調整に時間がかかり、実験開始が遅れてしまった。具体的には、休薬をお願いすることから、休日の実験を希望する保護者様が多く、日曜日に実験を実施する必要が生じた。しかし、実施場所である平谷こども発達クリニックは日曜日が休診日であったため、スケジュール調整が困難であった。注意欠如多動性障害(ADHD)を持つ児童の空間短期記憶(継時呈示される空間位置とその順序の保持)能力は,健常児よりも低いことが多くの先行研究により報告されている。本研究では,ADHD児の空間短期記憶能力において,これらの保持に問題があるのか,それともいずれか一方の保持に問題があるのかを言語能力および知識に依存しない空間スパン課題を用いて検討した。空間スパン課題で求められるターゲットの位置および呈示順序の一時的な保持能力はADHD児の方が定型発達児よりも有意に低いという結果を平成27年度に実施した研究は明確に示した。一方、入力される情報の記銘は定型発達児と相違ないことも示した。平成28年度の研究では、平成27年度で示された2つの問題点をさらに検証した。1つ目は、ADHD児の厳密な選定であった。平成28年度では、ADHD児の選定においてWISC-IVとADHD-RSを採用し、厳密にグループ分けをおこなった。2つ目は、保持時間の長さであった。本年度では、遅延条件を10秒から3秒に変更した。

この条件においてもADHD児の成績が有意に低い場合は、記憶痕跡の急速な衰退という彼らの保持能力自体の問題であると考えられる。実験の結果は、3秒の遅延再生条件のADHD児の成績は定型発達児よりも有意に低い結果を示した。一方、直後再生条件では、グループ間に有意差は認められなかった。この結果は、ADHD児の記銘時における不注意が成績の低さの原因ではなく、記憶痕跡の急速な衰退が主たる原因であることを明確に示している。なお、ハンガリーのブダペストで開催された6th International Conference on Memoryにて本研究の成果を報告した。空間短期記憶と学力(算数および理科)の関連性の検討については現在も継続している。注意欠如多動性障害(ADHD)を持つ児童の空間短期記憶(継時呈示される空間位置とその順序の保持)能力は,健常児よりも低い。本研究では,ADHD児の空間短期記憶能力において,記銘時における不注意によって正確に情報を入力できていないのか、それとも記銘後の一時的保持の能力自体に問題があるのかを確かめることであった。本実験の結果、ADHD児の空間短期記憶の低さは、注意の問題ではなく、保持能力の弱さに起因していると考えられる。ゆえに、教科学習の指導では、ADHD児に一時的に情報を保持させるという認知負荷をかけるのではなく、情報を忘れないよう書くという訓練を行うべきと考える。本研究では、若年健常者(大学生)の空間短期記憶研究で利用した空間スパン課題の改良版を健常児およびADHD児の空間短期記憶測定に用いる予定である。この課題はパソコン上で実施することから、修正のつど、プログラムの変更が必要となる。このため、予定したスケジュールが少し遅れてしまいました。本研究のベースとなる実験が終了し、分析も完了している。一方、投薬中と休薬時のADHD児の比較検討の必要性が生じたため、この実験を速やかに実施する。28年度に予定している実験については、平谷こども発達クリニックのご協力を頂いており、実験環境に問題はありません。教育心理学実験プログラムがほぼ完成しており、ADHD児の募集も順調です。今後もADHD児の募集を継続し、また統制群としての健常児の募集も行う予定です。平谷発達こどもクリニックの協力もいただいており、実験環境も問題はありません。実験プログラムの修正を数回繰り返す必要が生じたため、当初予定していた予備実験の実験参加者を大幅に増やす必要があった。また、国際学会にて27年度の研究成果を報告する予定であったが、分析が間に合わず、参加することができなかった。これらの理由により、27年度の助成金支出に相違が生じてしまった。26年度後半から実験を開始する予定であったが、実験プログラムの完成に時間がかかってしまい、実験が27年度にずれ込んでしまった。そのため当初予定していた人件費、謝金、ならびに消耗品の購入に助成金を利用しなかったため。また、研究成果の報告のため、国際学会に数回参加する予定であったが、26年度は研究成果発表を1回しか行うことができず、そのために当初予定していた旅費に助成金の利用がなかったため。
受精現象に関するヒト精子先体膜上物質h-Sp-1の解析

受精現象には多くの過程が存在するが、その中で精子の先体部分は、精子の卵透明帯への接着、結合に関与するだけでなく、先体反応を起こして先体酵素を放出し、精子の透明帯貫通に不可欠である。この先体反応の惹起にはカルシウムイオンが関与していることが知られている。また、先体反応とは別に、精子運動能にカルシウムイオンが関与していることも報告されている。我々は従来より、受精現象に関与するヒト精子膜上の抗原物質h-Sp-1に関して研究してきた。現在までに、1)受精現象におけるh-Sp-1遺伝子の単離に成功した。この遺伝子配列を基にして類推したアミノ酸配列を解析すると、この蚕白は4つのtransmembrane domainを有する膜上に存在する分子であることが示唆された。遺伝子バンクのhomology検索の結果、この遺伝子は全体としてはヒトsynaptophysinと43%のhomologyを示す事が明らかになった。2)同分子が精子先膜上に存在することを明らかにした。3)透明帯除去したハムスター卵へのヒト精子の受精実験にて同分子への抗血清が阻害作用のあることを明らかにした。4)ノーザンブロット解析に同遺伝子が、精巣で他の臓器と異なった発現形式をとっていることを明らかにした。5)同遺伝子をbacculovirus vector組込み、同分子をInsect cellにて大量に発現させることに成功した。その分子を用いて、モノクローナル抗体を樹立に成功した。6)同遺伝子のゲノム遺伝子の一部のクローニングに成功しエクソンの一部を同定した。上記のようにh-Sp-1分子の、発現、構造、精子膜での局在、受精現象への関与を明らかにしてきた。現在さらに、モノクローナル抗体を用いて、精子の先体反応前後でのh-Sp-1分子の動態、h-Sp-1分子の精子膜上のカルシウムチャンネルに関与する分子(synapsin,calmordin,SNAP25など)とのかかわり、受精系への影響について検討を進めている。1、h-Sp-1のコードする蛋白の精製とモノクローナル抗体の作成我々はすでに遺伝子h-Sp-1を発現ベクターpQE31に組み込み大腸菌に導入し,この大腸菌にてこの遺伝子のコードする蛋白を大量に発現させることを試みたが、この方法では、大腸菌が増殖せず、全く蛋白を精製することができなかった。そこで、vaculovirusを用いてinsect cellにて大量に精製することをおこなった。この方法にて目的の蛋白が合成されていることを抗血清にて確認した。現在、モノクローナル抗体を作成するため、大量に合成精製をおこなっている。2.ゲノム遺伝子の単離h-Sp-1遺伝子のゲノム遺伝子を単離するために、ヒトのゲノムライブラリーをスクリーニングし、陽性クローンの単離に成功した。このゲノム遺伝子は13.5kbの大きさであり、サザンブロット解析の結果すべてのエクソンを含んでいることを確認した。現在、塩基配列を決定中である。3.ノーザンブロット解析およびサザンブロット解析ヒトの各臓器別のmRNAを用いてh-Sp-1の発現を解析したところ、2.4kbと1.1kbの二種類のtranscriptを確認した。このうち、1.1kbのtranscriptは精巣にて非常に大量に発現していることが判明した。また、ヒトを含む他の種のDNAを用いたサザンブロット解析にて多くの種で同様の遺伝子が存在していることを確認した。以上現在まで本研究の成果について報告する。

受精現象には多くの過程が存在するが、その中で精子の先体部分は、精子の卵透明帯への接着、結合に関与するだけでなく、先体反応を起こして先体酵素を放出し、精子の透明帯貫通に不可欠である。この先体反応の惹起にはカルシウムイオンが関与していることが知られている。また、先体反応とは別に、精子運動能にカルシウムイオンが関与していることも報告されている。我々は従来より、受精現象に関与するヒト精子膜上の抗原物質h-Sp-1に関して研究してきた。現在までに、1)受精現象におけるh-Sp-1遺伝子の単離に成功した。この遺伝子配列を基にして類推したアミノ酸配列を解析すると、この蛋白は4つのtransmembrane domainを有する膜上に存在する分子であることが示唆された。遺伝子バンクのhomology検索の結果、この遺伝子は全体としてはヒトsynaptophysinと43%のhomologyを示す事が明らかになった。2)同分子が精子先膜上に存在することを明らかにした。3)透明帯除去したハムスター卵へのヒト精子の受精実験にて同分子への抗血清が阻害作用のあることを明らかにした。4)ノーザンブロット解析に同遺伝子が、精巣で他の臓器と異なった発現形式をとっていることを明らかにした。5)同遺伝子をbacculovirusvector組込み、同分子をInsect cellにて大量に発現させることに成功した。その分子を用いて、モノクローナル抗体を樹立に成功した。6)同遺伝子のゲノム遺伝子の一部のクローニングに成功しエクソンの一部を同定した。上記のようにh-SP-1分子の、発現、構造、精子膜での局在、受精現象への関与を明らかにしてきた。現在さらに、モノクローナル抗体を用いて、精子の先体反応前後でのh-Sp-1分子の動態、h-Sp-1分子の精子膜上のカルシウムチャンネルに関与する分子(synapsin,calmordin,SNAP25など)とのかかわり、受精系への影響について検討を進めている。
三次元咬合診査法による咬合接触の評価基準の確立とCAD/CAMシステムの基盤構築

本研究は,適正な咬合面形態を付与した歯冠修復物を設計,製作することのできる歯科用CAD/CAMシステムの構築を目指すべく各年代の健常有歯顎者について咬頭嵌合位における三次元的な咬合接触データを収集し,咬合接触の三次元的な評価を行った.その結果,第一小臼歯および第二小臼歯の舌側咬頭において3群すべてに100%で,1点以上の接触点が認められ,接触面積では若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間に有意な差が認められた.第一大臼歯の近心舌側咬頭,遠心舌側咬頭および第二大臼歯の近心舌側咬頭において3群すべてに100%の接触率で,1点以上の接触点が認められ,接触面積では若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間に有意な差が認められた.また,DBCの接触面積において若年群と中年群の間に有意な差が認められた.そして,若年群と中年群の間およと高齢群の間において接触面積変化の大きい傾斜方向を明らかにした.これらは,上顎臼歯の咬合面において若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間で,とくに機能咬頭における咬合接触状態の変化が大きいことを示すものである.また,健常者と顎機能障害者の習慣性咬合位から咬頭嵌合位への下顎変位を三次元的に解析し,健常者に比べ顎機能障害者では,下顎変位量が有意に大きく変位方向についてはすべての顎機能障害者において,下顎歯列部では上方に,下顎頭部では後方に変位する傾向が認められ,これら下顎変位が顎関節雑音の発症に関連している可能性を示した.さらに,様々な咬合接触像を呈する歯周疾患患者の咬合接触状態について今後,三次元的に評価することを目指すため,add画像法をもちいて健常有歯顎者と比較検討を加えた.そして,現在は咬頭嵌合立における非接触領域の解析および評価方法の確立を進めている.本研究は,適正な咬合面形態を付与した歯冠修復物を設計,製作することのできる歯科用CAD/CAMシステムの構築を目指すべく各年代の健常有歯顎者について咬頭嵌合位における三次元的な咬合接触データを収集し,咬合接触の三次元的な評価を行った.その結果,第一小臼歯および第二小臼歯の舌側咬頭において3群すべてに100%で,1点以上の接触点が認められ,接触面積では若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間に有意な差が認められた.第一大臼歯の近心舌側咬頭,遠心舌側咬頭および第二大臼歯の近心舌側咬頭において3群すべてに100%の接触率で,1点以上の接触点が認められ,接触面積では若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間に有意な差が認められた.また,DBCの接触面積において若年群と中年群の間に有意な差が認められた.そして,若年群と中年群の間およと高齢群の間において接触面積変化の大きい傾斜方向を明らかにした.これらは,上顎臼歯の咬合面において若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間で,とくに機能咬頭における咬合接触状態の変化が大きいことを示すものである.また,健常者と顎機能障害者の習慣性咬合位から咬頭嵌合位への下顎変位を三次元的に解析し,健常者に比べ顎機能障害者では,下顎変位量が有意に大きく変位方向についてはすべての顎機能障害者において,下顎歯列部では上方に,下顎頭部では後方に変位する傾向が認められ,これら下顎変位が顎関節雑音の発症に関連している可能性を示した.さらに,様々な咬合接触像を呈する歯周疾患患者の咬合接触状態について今後,三次元的に評価することを目指すため,add画像法をもちいて健常有歯顎者と比較検討を加えた.そして,現在は咬頭嵌合立における非接触領域の解析および評価方法の確立を進めている.研究実施計画の第一目的,立体的な構造物である歯の咬合状態を二次元ではなく三次元的にとらえ,健常有歯顎者の咬合状態のより詳しい解析を行うため,若年健常有歯顎者の咬頭嵌合位における咬みしめ強度の増加に伴う咬合接触域の変化をとらえるため上顎第一大臼歯にて検討した.被験者として,顎口腔系に自覚的,他覚的に異常を認めず,全顎において齪蝕および修復処置のない健常有歯顎者(20歳代,5名)を選択し,咬合採得用の金属フレームと,咬合採得材(GN-I CADシリコーン,ジーシー社製)を用いて5%MVC,30%MVCにて咬合採得を行った.非接触三次元計測装置にて各咬みしめ時のシリコーンバイトの形状計測を行い,CADコンピュータ,および点群処理ソフトウエアを用いて,上顎第一大臼歯の咬合面をMBC, DBC, MLC, DLC, MMR, DMRの6部位に分類し,接触面積,各接触域における傾斜方向について解析を行った.また,各接触域における傾斜方向を表現するために前頭面観における側方的な傾斜方向(以下,Lateral angle)と,矢状面槻における前後的な傾斜方向(以下,A/P angle)の2つのパラメータを用いた.両angleにおいて,上顎咬合平面に垂直なZ軸と面積ベクトルとのなす角度を咬合接触域の側方的な傾斜角度とし,各部位の咬合接触域のもつ角度分布を算出した.

その結果,咬みしめ強度の増加に伴い各部位すべてに面積の増加が認められた.MRC, DBC, MLC, DLCが80%以上の接触率を示し,これらを高頻度接触部位とした.高頻度接触部位におけるLateral angle, A/P angleの分布傾向に咬みしめ強度の増加に伴う顕著な変化はみられなかった.現在,喪失歯数の増大が起こり始める45歳前後および65歳前後の健常有歯顎者の上顎第一大臼歯と比較検討中であり,各群の他の上顎臼歯群についても解析中である.本研究は,適正な咬合面形態を付与した歯間修復物を設計,製作することのできる歯科用CAD/CAMシステムの構築を目指すべく健常有歯顎者の咬頭嵌合位における咬合接触の三次元的な評価を各年代別に行った.その結果,第一小臼歯および第二小臼歯の舌側咬頭において3群すべてに100%の接触率で,1点以上の接触点が認められ,接触面積では若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間に有意な差が認められた.第一大臼歯の近心舌側咬頭,遠心舌側咬頭および第二大臼歯の近心舌側咬頭において3群すべてに100%の接触率で,1点以上の接触点が認められ,接触面積では若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間に有意な差が認められた.また,DBCの接触面積において若年群と中年群の間に有意な差が認められた.そして,若年群と中年群の間および若年群と高齢群の間において接触面積変化の大きい傾斜方向を明らかにした.これらは,上顎臼歯の咬合面において若年群と中年群の間,若年群と高齢群の間で,とくに機能咬頭における咬合接触状態の変化が大きいことを示すものであり,各年代の上顎臼歯における三次元的な咬合接触データを収集した.また,健常者と顎機能障害者の習慣性咬合位から咬頭嵌合位への下顎変位を三次元的に解析し,健常者に比べ顎機能障害者では,下顎変位量が有意に大きく変位方向についてはすべての顎機能障害者において,下顎歯列部では上方に,下顎頭部では後方に変位する傾向が認められ,これら下顎変位が顎関節雑音の発症に関連している可能性を示した.
拡散選択光学異性体分離膜の機構解明と最適化

申請者らは多くの新規の一次構造の明確な光学活性高分子を精密合成し、これらの高分子単独よりなる膜を調製し、これによる種々のラセミ体の光学異性体分離を高い選択性で実現して来た。またこれらの光学異性体分離膜の選択性は膜中を拡散する際に初めて発現することを提案した。しかし、その原因となる構造の詳細については未解明な点が多い。本研究では、これの実用化に向けて、高分子の高次構造の最適化、さらには製膜条件、透過条件の最適化の検討を行い、実用化への基礎的知見を得た。第一に拡散選択光学異性体分離膜素材に適する光学活性高分子の分子設計を行った。この過程で新しい主鎖不斉高分子の合成法を見出した。また新たなタイプの主鎖不斉高分子の合成も行った。次に合成した高分子膜による光学異性体選択透過性を確認し、これらが拡散選択機構であることを考察した。主鎖のみらせん不斉が透過選択性に有効であることを見出した。また、ポリ(トリス(ピナニルジメチルシリル)フェニルアセチレン)膜からピナニルジメチルシリル基を脱離させた膜が光学異性体選択能を持つことを見出し、インプリント効果のあることを見出した。この際、透過速度向上に成功した。さらに膜性能向上を目指して、薄膜化を複合膜および非対称膜の調製により実現し、これを用いて膜透過速度を飛躍的に向上させることができた。また、膜の厚みの透過選択性への効果は小さく、この透過が拡散選択であることを指示していることを見出した。その他、パーベーパレーションによる2-ブタノールの透過を行い、光学分割を高速で実現できた。以下の様に、問題点であった低透過性の改良に成功し、実用化への基礎的知見を得ることができた。またこれらの光学異性体分離膜の選択性は膜中を拡散する際に初めて発現することが判明した。本研究ではこれらの分離膜の分子設計研究で得た成果の蓄積をもとに、これの実用化に向けて、より高次の膜構造、すなわち高分子の高次構造の最適化を行う。そのためにまず選択透過機構のより詳細な検討を行う。さらには製膜条件、透過条件の最適化の検討を行い、実用化への基礎的知見を得る。本年度は下記の実験を行なった。(1)膜素材高分子の大量合成既に申請者らにより合成法と分離能の確認されている光学異性体分離膜素材高分子のうち性能が良いポリピナニルジメチルシリルフェニルアセチレンを大量合成した。(2)透過実験アミノ酸のうち、トリプトファンのエナンチオマーを用いた透過を行った。また透過温度を変えて透過実験を行った。さらに非対称膜を調製するなどして薄膜化を行なった。その結果、次のような知見が得られた。(1)ポリピナニルジメチルシリルフェニルアセチレンはスケールアップしても製膜性の良い高分子を与えた。また、非対称膜素材としても適切であった。(2)非対称膜化、透過温度の変化などによって透過をある程度制御可能であることが分かった。(3)膜の厚みの透過選択性への効果は小さく、この透過が拡散選択であることを支持していた。

またこれらの光学異性体分離膜の選択性は膜中を拡散する際に初めて発現することが判明した。しかし、その原因となる構造の詳細については未解明な点が多い。本研究では、これの実用化に向けて、高分子の高次構造の最適化、さらには製膜条件、透過条件の最適化の検討を行い、実用化への基礎的知見を得る。初年度は(1)ポリピナニルジメチルシリルフェニルアセチレンはスケールアヅプしても製膜性の良い高分子を与え、非対称膜素材としても適切であること、(2)非対称膜化、透過温度の変化などによって透過をある程度制御可能であること、(3)膜の厚みの透過選択性への効果は小さく、この透過が拡散選択であることを支持していることを見出した。今年度は下記の実験を行った。(1)パーペベーパレーションによる2-メチルブタノールの透過を行った。(2)ポリ(トリス(ピナニルジメチルシリル)フェニルアセチレン)を合成し、この膜による光学分割を試みた。(3)ポリ(トリス(ピナニルジメチルシリル)フェニルアセチレン)膜からピナニルジメチルシリル基を脱離させた膜を用いて光学分割を試みた。その結果、下記の知見が得られた。(1)パーベーパレーションによる2-メチルブタノールの光学分割を高速で実現できた。(2)ポリ(トリス(ピナニルジメチルシリル)フェニルアセチレン)膜からピナニルジメチルシリル基を脱離させた膜で分離可能で、透過速度向上に成功した。申請者らは多くの新規の一次構造の明確な光学活性高分子を精密合成し、これらの高分子単独よりなる膜を調製し、これによる種々のラセミ体の光学異性体分離を高い選択性で実現して来た。初年度は(1)ポリピナニルジメチルシリルフェニルアセチレンはスケールアップしても製膜性の良い高分子を与え、非対称膜素材としても適切であること、(2)非対称膜化、透過温度の変化などによって透過をある程度制御可能であること、(3)膜の厚みの透過選択性への効果は小さく、この透過が拡散選択であることを支持していることを見出した。2年目は(1)パーベーパレーションによる2-メチルブタノールの透過を行った。最終年度の今年度は下記の実験を行った。(1)パーベーパレーションによる2-ブタノールの透過の最適化を行った。(2)ポリ(トリス(ピナニルジメチルシリル)フェニルアセチレン)膜からピナニルジメチルシリル基を脱離させた膜を用いて光学分割をパーベーパレーションで試みた。(1)パーベーパレーションによる2-ブタノールの光学分割を高速で実現できた。以上の様に、問題点であった低透過性の改良に成功し、実用化への基礎的知見を得ることができた。
場の量子論に基づく時間発展シミュレーションによる局所量子物性の理論的研究

本研究は第一原理計算的な相対論的電子状態から場の量子論に基づく電子スピンに関する力学的な局所物理量を計算し、その基礎的な性質を理解するための理論構築とプログラム開発を推進するものである。前年度開発したプログラムコードをアルゴリズムの改善と並列化により高速化し、それを用いて多原子分子に対してスピントルク密度などの局所物理量計算を行った。その結果、分子軌道ごとの局所物理量の分布から、軌道エネルギーにはほとんど影響を与えない相対論的な相互作用が局所描像に対しては強い影響を与えることが明らかとなった。さらに、スピンの渦度に注目し、スピンホール効果が力学的な描像という新しい観点から理解されることを明らかにした。分子内部における電子の電気双極子モーメントに起因するスピントルク密度に関して場の量子論に基づいたスピンダイナミクスの観点から理論的研究を行い、強い内部電場を持つYbF, ThO, BaFなどの分子に対してEDM有効電場やEDMの存在によって追加されるスピントルクの寄与を第一原理計算によって明らかにした。また、光の遅延効果を含む量子電磁力学に基づく数値シミュレーションの実現に向けて、計算手法の定式化とプログラムコード開発に取り組んだ。遅延ポテンシャルまで考慮する場合には静電ハミルトニアンを用いる量子化学計算には現れなかった2つの積分項を計算する必要がある。これらの積分項は解析的に計算が困難であり、また被積分関数が激しく振動するため通常の数値積分法では計算の収束が困難となる問題がある。これらの積分項の数値積分を効率的に行うために、大浦と森によって提案された二重指数関数型数値積分公式を用いる手法を考案した。27年度が最終年度であるため、記入しない。原子・分子スケールにおける局所物性評価を実現するため、電子スピンに働く局所的なトルクに関しての理論的研究及び第一原理計算プログラムコードの開発を行った。スピンに働くトルクの計算は相対論的な枠組みで行う必要があるが、本年度は従来の4成分相対論的電子状態計算よりも計算コストが少ない2成分相対論的電子状態計算により得られる波束を用いた局所物性計算を可能にするための理論式の導出とその第一原理計算プログラムコードの開発を行った。4成分相対論計算の結果との比較から、2成分相対論計算でも妥当なスピントルクの値が得られることを明らかにした。また、強磁性体結晶などの周期系を計算対象にした定常状態における局所物理量の計算のためのプログラムコード開発を行った。さらに、光の遅延効果を含むRigged QED数値シミュレーションの実現に向けて、計算手法の定式化とプログラムコード開発に取り組んだ。Rigged QEDとは、電子と光子の相互作用を扱う通常のQEDに加えて原子核も含めた全てを量子場として統一的に扱うために提案された理論であり、光子との相互作用により電子状態が時々刻々と変化する原子・分子系を扱うことができる。その光物性を調べるためには時間に依存する局所的な誘電率・透磁率・屈折率など、従来マクロスケールで扱っていた物理量とは異なる物性評価指標を用いる必要がある。光の遅延効果が重要となるそれらの物理量計算に向けて、これまで所属研究室で開発されてきたRigged QED数値シミュレーションプログラムコード“QEDynamics"に遅延ポテンシャルからくる寄与を取り入れる取り組みを行った。当初予定していた2成分相対論的電子状態計算により得られる波束を用いた局所物理量計算のための理論の定式化プログラムコード開発が順調に進み、原子・分子系での局所物理量計算が可能となったため。4成分相対論計算よりも計算コストを減らすことができ、より大きな分子系への局所物理量計算が可能となった。今後取り組む課題としては、開発したプログラムコードを用いてエレクトロニクスデバイスに使用される結晶材料に適用し、局所スピントルクの分布の解析を行い、スピンの力学的描像を可視化し、新規な物性の理論予測や物性評価を行うことが挙げられる。
環境認知の分化度と都市イメージの分析

本年度は, 3年継続の最終年に当るため,主として,まとめと計算を行なった.研究内容は,大きく二つに分かれており,一つは東京の大学生を用いて認知地図を描かせるものであった.他の一つは地方都市へ出向き,大都市について,どのようなイメージを抱いているかをアンケート方式で調査するものであった.二つの研究とも3年間にわたり順調に進み,いくつもの成果を得ることが出来た.本年度は,もっぱら成果報告書のとりまとめについやした.研究の成果は学会や学術雑誌に発表し,これからも発表の予定である.3年間にわたり,上記題名で各種の実験と調査を行なった.われわれが環境を認知する際,問題となるのは,個人の側の問題と外界に存在する刺激の問題であり,外界認知は,両者の相互作用によって決定される.本研究は,個人の内部条件として心的分化度をとりあげ,地理的環境をどうとらえるかを課題とした.具体的には,認知地図の分析という形をとる.最もおおきな認知地図として日本全国14ケ所の都市の距離推測を行なわせた.そこでわかったことは,推測距離は,常に過大視されること,過大視は中間距離で最も大きいこと,いったことがあるという経験(心理的距離にかかわる)は推測距離を小さくすることなどである.次に身近かな勧業についての認知地図の分析を行なった.ここでは,駅と大学の間の地図を実際に描かせて,これを各方面から分析した.地図のよさはnode(道の交差点)の数が多い程よいことが明らかになった.いわゆる方向感覚の問題になるのであるが, nodeの数が多い人程,個人的な心的分化度も高く,方向感覚に関する自己認知もよいことが明らかにされた.方向感覚,認知地図ともに男性の方が女性より優れていることも明らかにされた.最後に地方人の大都市ならびに自分の住んでいる所についてのイメージ分析を行なった.大都市についてのイメージは,年齢によって異なり,成人が「生活のしにくい所」と感じ,高校生が一番あこがれを感じている.大都市から離れるに従ってプラスのイメージが強くなる.「東京」についてイメージをきいて得たデータを分析したところ,「東京砂漠」「混み合い」「Enjoy東京」「先進都市」という4つの因子を得た.今後これらの大から小におよぶ環境認知に関して,構造的な分析をしたいと考えている.本年度は, 3年継続の最終年に当るため,主として,まとめと計算を行なった.研究内容は,大きく二つに分かれており,一つは東京の大学生を用いて認知地図を描かせるものであった.他の一つは地方都市へ出向き,大都市について,どのようなイメージを抱いているかをアンケート方式で調査するものであった.二つの研究とも3年間にわたり順調に進み,いくつもの成果を得ることが出来た.本年度は,もっぱら成果報告書のとりまとめについやした.研究の成果は学会や学術雑誌に発表し,これからも発表の予定である.戦後のわが国の居住型態は、核家族化とともに大幅に変化した。すなわち夫婦、子供の2世代家族が典形的な「家」となった。これは大家族制度の崩壊である。一方わが国の経済と産業の形態は人口の都市集中化をまねいた。大都市への人口の集中は、一方では大都市を変化させ、地方都市をも変化させた。更に交通機関の発達は地方と中央を容易に単時間で結びつけることとなった。戦後のこのような居住形態の変化、都市、および地方の変化は、それぞれそこ(都市および地方)に住む人にどのようなイメージとしてとらえられているのであろうか。昨年度、筆者は、地方調査として、函館市,水戸市,喜界町を調査した。成果としては、地方居住者が、大都市を「文化程度が高い、よい学校がある、こわい、ごみごみしている,人が冷たい,きたない,わずらわしい」というイメージを持ち、自分達の住んでいる所をこのイメージと逆のものとしてとらえていることが明らかとなった。本年度は地方調査としては稚内をとりあげ、更に本年度のメイン・テーマである東京調査を行なった。稚内の結果は、小学生,中学生,高校生とも従来のものとほぼ同じであった。東京住民についても、小学生,中学生,高校生,それぞれの両親についてて、ケート調査を行なったのであるが、ポジティブなイメージについては、ほぼ地方住民と同じであった。ネガティブなイメージについては、地方在住者よりは好意的であった。詳しい分析は目下行なっている最中である。
高密度アンケート調査による詳細震度分布の解析と地震時被害予測に関する研究

アンケート方式の震度調査は、これまでに起きた主な地震の度に実施され膨大な資料が蓄積されている。これらの調査の目的は、大別すると都市単位のマイクロゾーニングと都道府県程度以上のマクロゾーニングに分けられる。前者の調査には、本研究代表者らの関わったものだけでも1973年根室半島沖地震の釧路・根室、1983年浦河沖地震の札幌、1987年日高山脈北部地震の室蘭・八戸、1987年岩手県中部地震の八戸等がある。後者に挙げられるものには、根室半島沖地震・浦河沖地震の北海道全域、岩手県中部地震・1983年日本海中部地震の東北地方、1985年茨城県南武の地震における関東地方における調査がある。本研究では、これらのデータを整理しコンピュータ処理出来る形にし、地震時被害予測の際地域に固有な地盤環境データとして応用できる形の基礎資料となる等震度分布線図が求められた。アンケートから直接算出される震度は独自のものであり、これを気象庁震度階に対応させるには、両者の観測データから経験式を求めて換算する手続きを経るが現在使用されている式を現時点でのデータを用いて再検討した結果、震度IIIで両者の震度値は一致するが、これを境に高震度側と低震度側で系統的な相違が見られた。今後改良式を作るための基礎的資料を得たことになる。また、震度分布の局所的な変化は地盤条件を反映するという過程のもとに、アンケート震度調査を複数回実施している八戸市においてやや長周期の微動観測を実施しやや深い地盤構造との関連を比較検討している。
L-アルギニンの家兎後毛様動脈における弛緩作用と各種緑内障薬との相互作用

白色家兎をペントバルビタール過剰投与後、すぐに眼球摘出し、毛様動脈を摘出、それをミオグラフシステムに顕微鏡下で固定した。ミオグラフシステムは血管の等尺性張力を測定できる。血管は、95%O2+5%CO2を加え、38度に維持したクレブス液に30分慣れさせた。その後、高濃度カリウム液を加え、収縮させ、標本のいきのよさと安定性を確認した。その後NaClとKClに置き換えた。高濃度カリウム液による収縮中に10μM/Lのカルバコールが弛緩を誘発し、血管内皮は異常ないことが確認された。われわれは、まず、ウノプロストンの効果について調べた。ウノプロストンは高濃度カリウム液にて収縮させた白色家兎毛様動脈を、1μM/Lから濃度依存性に弛緩させた。その弛緩作用のメカニズムを調べるため、一酸化窒素合成酵素阻害剤であるL-NAME、インドメタシンの作用を調べた。これらはウノプロストンの弛緩作用を阻害しなかった。次に、ニプラジロールの効果について調べた。ニプラジロールは高濃度カリウム液にて収縮させた白色家兎毛様動脈を、1μM/Lから濃度依存性に弛緩させた。その弛緩作用のメカニズムを調べるため、一酸化窒素合成酵素阻害剤であるL-NAMEの作用を調べた。これはニプラジロールの弛緩作用を阻害しなかった。一方、一酸化窒素消去剤であるCarboxy-PTIOの作用を調べた。これはニプラジロールの弛緩作用を阻害した。したがって、ニプラジロールは、一酸化窒素の作用により動脈を弛緩させることが判明した。次に、L-アルギニンの効果について調べた。L-アルギニンは高濃度カリウム液にて収縮させた白色家兎毛様動脈を弛緩させなかった。また、ウノプロストンの弛緩作用を増強しなかった。一方、ニプラジロールの弛緩作用は増強させた。ダブルミオグラフシステムを購入した。白色家兎をペントバルビタール過剰投与後、視神経をなるべく長く眼球側に残し、眼球摘出した。視神経から毛様体にいたる毛様動脈をさがし、摘出、結合組織を切り取り、なるべく血管のみにそぎ落とした。動脈を二分割し、ダブルミオグラフシステムに細いワイヤーを通して接合した。95%酸素、5%二酸化炭素にてインキュベートさせ、37度に温度を保ったKrebs液を満たした。静止状態において30分置き、安定させた後、高濃度塩化カリウム溶液と入れ替え、血管を収縮させた。その後、またKrebs液に換え、もう一度塩化カリウム溶液と入れ替え、血管を収縮させ、10μMカルバコールにより、収縮の抑制を確認し、血管内皮の存在の有無を確認した。眼圧下降薬の一つであるNipradilolを静止させた毛様動脈に投与したが、1mMの濃度まで高濃度で投与したが明らかな血管弛緩は認められなかった。しかし、高濃度の塩化カリウム溶液による収縮は濃度依存性に抑制した。最大収縮を100%とすると、10μMでは90%、30μMでは80%、0.1mMでは75%65%0.3mMでは65%、1mMでは40%にそれぞれ抑制した。内因性一酸化窒素(NO)阻害薬である300μMのL-NAME投与により、Nipradilolの血管収縮抑制作用は滅弱されなかった。これらのことより、Nipradilolは内因性のNOを介することなく収縮を抑制することがわかった。
重金属汚染土の原位置環境修復に向けた有機性廃棄物による不溶化機構の解明

有機性廃棄物(家畜ふん堆肥)を利用した鉛不溶化と土壌生態系の回復を同時に満たすことができる鉛汚染土修復技術の確立するため,鉛-有機物-リンの複合系における鉛不溶化機構の解明を試みた.加えて,鉛不溶化物の形成後の形態をモニタリングすることも行った.無機物(リン)を多く含む堆肥ほど,逐次抽出法による残渣態鉛が増加し,有機物複合態鉛は原土と同程度であった.したがって,鉛-有機物-リン複合系における鉛の不溶化は,有機物の存在に大きな影響を受けず,鉛-リン不溶化物を形成することが示唆された.デヒドロゲナーゼ活性は,堆肥に有機物が多く含まれることで原土よりも高くなった.また堆肥によって不溶化された鉛の99%以上が土壌中で安定的に存在したことが推察された.本研究の成果より,無機物にリンを多く含み腐熟の進んだ有機物で構成される有機性廃棄物は,鉛不溶化と同時に生態系の回復も可能であることが示唆された.平成23年度までの研究で,土壌生態系も修復できる不溶化資材としては,無機性資材だけでは不十分であり,無機物と有機物の両方を含む堆肥等の有機性廃棄物が効果的であることがわかった.具体的には,鉛を不溶化するリンを多く含む無機物と易分解性有機物の少ない腐熟の進んだ有機物を含む堆肥が不溶化資材に適当と考えられた.平成24年度は,上記堆肥によって不溶化された鉛の土壌環境条件(植物根の生理作用,土壌pH,土壌水分)に対する安定性を明らかにすることを試みた.リンを多く含む無機物と腐熟の進んだ有機物をそれぞれ家畜ふん堆肥から特異的に抽出し,その抽出物に鉛を吸着させた.鉛吸着物を,無機物:有機物=100:0, 50:50, 25:75となるように混合し,模擬鉛吸着堆肥を作製した.作製した模擬堆肥を未汚染土へ10%w/wで添加し,培養試験を行った.土壌環境条件として,ア.植栽の有無,イ.水分飽和度(10, 50, 100%),ウ.土壌pH(5.0, 7.0, 8.5)を設けた.培養終了後の土壌を用い,交換態鉛量を求め,模擬堆肥から溶出した鉛割合を評価した.水分飽和度においては,飽和度の違いによる鉛溶出率の違いはみられず,有機物を多く含む模擬堆肥ほど溶出率は,高くなる傾向であった.一方,土壌pH,植栽条件では,無機物のみの模擬堆肥では環境条件による鉛溶出率に違いはなかったが,有機物を含むことで,植栽有,低土壌pH条件で鉛溶出率は,高くなる傾向であった.しかしながら,いずれの土壌環境条件,模擬堆肥においても鉛溶出率は,1%未満であり,模擬堆肥によって不溶化された鉛の99&%以上が土壌中で安定的に存在したことが推察された.本研究の成果より,無機物にリンを多く含み腐熟の進んだ有機物で構成される有機性廃棄物は,鉛不溶化と同時に生態系の回復も可能であることが示唆された.有機性廃棄物(家畜ふん堆肥)を利用した鉛不溶化と土壌生態系の回復を同時に満たすことができる鉛汚染土修復技術の確立するため,鉛-有機物-リンの複合系における鉛不溶化機構の解明を試みた.加えて,鉛不溶化物の形成後の形態をモニタリングすることも行った.無機物(リン)を多く含む堆肥ほど,逐次抽出法による残渣態鉛が増加し,有機物複合態鉛は原土と同程度であった.したがって,鉛-有機物-リン複合系における鉛の不溶化は,有機物の存在に大きな影響を受けず,鉛-リン不溶化物を形成することが示唆された.デヒドロゲナーゼ活性は,堆肥に有機物が多く含まれることで原土よりも高くなった.また堆肥によって不溶化された鉛の99%以上が土壌中で安定的に存在したことが推察された.本研究の成果より,無機物にリンを多く含み腐熟の進んだ有機物で構成される有機性廃棄物は,鉛不溶化と同時に生態系の回復も可能であることが示唆された.国内の重金属汚染件数の半数以上を占める鉛汚染土には,掘削除去などの物理化学的処理が行われている.しかし,安全性・経済性を考慮し,原位置での汚染拡散防止技術が求められている.汚染拡散防止には,鉛を不溶化させる必要がある.鉛は,有機物,リンと反応し,不溶化物を形成することが知られている.そこで,有機物,リンを多く含む低コスト資材として,有機性廃棄物(堆肥)の鉛不溶化効果に着眼した.

有機性廃棄物は,植物や土壌微生物への養分供給能を有するため,土壌微生物活性の向上による土壌生態系の回復も期待される.本研究では,有機性廃棄物を利用した鉛不溶化と土壌生態系の回復を同時に確立する鉛汚染土修復技術の確立を目指す.平成23年度は,有機性廃棄物(堆肥)を利用した汚染土修復技術の確立に必要である鉛-有機物-リン複合系における鉛不溶化機構の解明を試みた.実験には,リンを多く含む無機物画分と土中で分解性の低い有機物画分を堆肥から抽出し供試した.両者の混合率を段階的に変化させた疑似堆肥を汚染土に10%w/wで添加,180日間培養し,鉛の溶出量,化学形態,二酸化炭素発生量,土壌微生物活性量を測定した.無機物画分を25%以上含む疑似堆肥添加区では,逐次抽出法による残渣態鉛が疑似堆肥未添加よりも多く,逐次抽出法の有機物複合態鉛に大きな違いはなかった.堆肥の有機物画分が存在していても無機物中リンと鉛との反応によって緑鉛鉱が生成されたと推察された.二酸化炭素発生量とウレアーゼ活性,サッカラーゼ活性は,いずれの疑似堆肥においても疑似堆肥未添加よりも高かった.しかし,デヒドロゲナーゼ活性は,有機物画分を含む疑似堆肥で疑似堆肥未添加よりも上回った.これらのことから,土壌生態系も修復できる不溶化資材としては,無機資材のみでは不十分であり,無機物と有機物の両方を含む堆肥等の有機性廃棄物が効果的と推察された.平成23年度の研究の目的は,鉛の化学形態変化の解析で鉛-有機物-リン複合系における鉛不溶化機構を解明することであった.堆肥に含まれる無機物画分と有機物画分の両者の混合率を段階的に変化させた疑似堆肥を作製し,汚染土壌に添加したところ,逐次抽出法の残渣態画分は,無機物画分の混合率が増加することで増加した一方で,逐次抽出法の有機物複合態鉛に大きな違いはなかった.このことから,鉛-有機物-リン複合系における鉛の不溶化は,有機物の存在に大きな影響を受けず,鉛-リン不溶化物を形成することを明らかにした.以上のことから,当初目的を達成したと考えている.平成23年度は,およそ当初計画通り研究を進めることができたため,平成24年度は,交付申請書に記載した内容を進める予定である.すなわち,不溶化された鉛化合物の土壌環境中での安定性を植物根の生理作用,土壌pH,土壌水分と因子とし,明らかにする.ただし,平成23年度においてXAFS法を用いた非破壊の鉛形態分析を行ったが,現在解析を進めている段階である.平成24年度においては,更にXAFS法による鉛化学形態分析・解析を進め,多角的に鉛-有機物-リン複合系における鉛不溶化機構の解明を更に進める予定である.平成23年度の研究費については概ね予定通り使用し,平成24年度への使用残額はおよそ1万円であった.平成24年度の研究費の使用計画は,交付申請書のとおり行う予定であり,試薬などの消耗品を50万円,研究成果発表やXAFS分析のための旅費を50万円,分析に関わる費用などのその他として60万円を計画する.