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建築設備の保全費用にもとづく機能劣化と更新時期の決定に関する研究

(1)建物の更新の要因には物理的要因と・社会的要因がある。したがって、各々の要因による劣化量を把握する必要がある。物理的劣化量の把握手法は昨年度までに研究した保全費用を機能劣化度の代用指標とした機能劣化曲線による更新理論を作成した。また、社会的劣化量については、建築工事費の時代的変化から把握する手法を提案した。建築工事費の経年変化には、部位の単価変動と要求度の変動が含まれていると仮定し、あるシステムの物価上昇の影響は排除しても建築工事費の中でそのシステムの工事費割合が増加することはそのシステムの要求度が増加していると考えた。したがって、建築工事費と単価変動を分析することで部位の社会的劣化量を把握が可能になった。以上の2点より物理的劣化と社会的劣化の両方を総合的に考慮した建築設備の更新時期を推定する方法を提案した。更新時期の推定にはシステムごとの標準的な機能劣化曲線を使用実績と保全履歴で補正し、その劣化曲線が劣化率100%に達する時期を物理的劣化による更新時期とした。次に社会的劣化量を算出し、その値をもとに補正した劣化曲線が劣化率100%に達する時期を社会的劣化を含む総合的な更新時期とした。(2)従来建築部位の更新においては物理的要因が主であったが、昨年度までの調査で部位の更新おいて機能的・社会的要因の影響が大きいことが分かった。これは設計・施工以後に発生する建物使用者側の要求の変化によるものである。したがって、各部位の要求性能の代用指標として設計値を用い設備系、空間系について時代的変化を分析した。要求性能の変化率が大きいのは、空調設備では暖房負荷、令熱源装置容量であった。衛生設備では、衛生器具数、計画給湯量であった。電気設備では、低圧動力用負荷設備容量、冷房用負荷設備容量であった。物理的要因の保全行為は劣化部位の機能を原状に回復する行為で、その保全費用の大きさが劣化の大きさを示すという考えから、物理的機能劣化度の評価に保全費用を指標とした機能劣化曲線を考案した。この考え方により、部位の保全行為を定期保守、小規模修繕と大規模修繕に分けて簡易モデル化し、その組合せから機能劣化曲線パタ-ンは直線型、加速型、減速型の3例になることを示した。次に、某銀行本店ビルの竣工から大規模改修工事が行われるまでの23年間の維持管理に関するデ-タを約1,200件を調査・整理し、23年間におけるライフサイクルコストを算定した。そして、各部位の更新に至る機能劣化曲線を作成し、その劣化曲線パタ-ンから部位の劣化特性を把握した。その結果、(1)直線型は、定期保守が主体の部位あるいは構成部品の寿命が短く経常的に小規模修繕がある部位であること、(2)加速型は、建築躯体や配管などの材料系の部位と定期保守のない電気系や機械系の事後保全的要素の強い部位であること、(3)減速型は、ほとんどないことなどを明らかにした。建築設備のシステム系では、直線型あるいは直線型に近い加速型を示す部位が多かった。以上、各部位の劣化状況が非常に明確になった。このような解析を重ねることで各部位の更新に至る標準機能劣化曲線を作成し、この標準機能劣化曲線と更新時期を推定する部位の実際の機能劣化曲線と比較検討することで更新時期の推定が可能となると考えられる。今後の研究計画としては、部位の機能劣化曲線を一般性のあるものに高めるために異なる建物の調査を行いデ-タを整理している所である。また、この劣化曲線を用いた更新時期の推定方法を検討していく予定である。建物の寿命の中で各システムは更新を繰の返す。そして、最終的には建物自体の更新時期を迎える。通常、機械系システムの劣化状況はバスタブ曲線と言われ、初期故障期間、偶発故障期間を過ぎ、摩耗故障期間に入りやがて全面更新へし至る。それらの考え方に基づき、建物の全面更新までの期間も保証期間、定常保全期間、更新影響期間の三期に分けられる。そして、更新影響期間において保全費用も加速的に増大すると考えられる。これから更新影響期間の算定方法を提案し、更新影響指標値をもとに更新に至るまでのメカニズムを明確した。1938年竣工し1990全面更新(建替え)に至った建物を調査した。その建物の保全費用による機能劣化曲線をもとに更新影響期間を算定した。更新影響期間は10年であった。その傾向は社会的劣化においてより強くまた早い時期(更新前11年)から始まっていた。また、更新影響期間(10年間)の保全費用総額は全期間(39年間)の費用総額の42.6%であり、期間的には25.6%にすぎなかった。つまり、更新影響期間における保全費用の加速的増大の影響の大きさが分かる。また、全期間を通じて社会的要因による影響が物理的要因による影響を上回り、更新影響期間ではさらにこの傾向は強まり、社会的要因が物理的要因より影響が大きかった。社会的要因の中で最も大きな影響を与えたものは「業務活動における人の増減・移動に関する変化」であった。次いで「業務活動における物の新設・増減・移動に関する変化」、「業務活動における人の活動意識の変化」でああた。また、部位の中で更新に影響のあったものは内部仕上げであった。以下電灯設備、空気調和設備、電話外部仕上げ、輸送設備、受変電設備の順であった。

物理的劣化量の把握手法は昨年度までに研究した保全費用を機能劣化度の代用指標とした機能劣化曲線による更新理論を作成した。また、社会的劣化量については、建築工事費の時代的変化から把握する手法を提案した。建築工事費の経年変化には、部位の単価変動と要求度の変動が含まれていると仮定し、あるシステムの物価上昇の影響は排除しても建築工事費の中でそのシステムの工事費割合が増加することはそのシステムの要求度が増加していると考えた。したがって、建築工事費と単価変動を分析することで部位の社会的劣化量を把握が可能になった。以上の2点より物理的劣化と社会的劣化の両方を総合的に考慮した建築設備の更新時期を推定する方法を提案した。更新時期の推定にはシステムごとの標準的な機能劣化曲線を使用実績と保全履歴で補正し、その劣化曲線が劣化率100%に達する時期を物理的劣化による更新時期とした。次に社会的劣化量を算出し、その値をもとに補正した劣化曲線が劣化率100%に達する時期を社会的劣化を含む総合的な更新時期とした。(2)従来建築部位の更新においては物理的要因が主であったが、昨年度までの調査で部位の更新おいて機能的・社会的要因の影響が大きいことが分かった。これは設計・施工以後に発生する建物使用者側の要求の変化によるものである。したがって、各部位の要求性能の代用指標として設計値を用い設備系、空間系について時代的変化を分析した。要求性能の変化率が大きいのは、空調設備では暖房負荷、令熱源装置容量であった。衛生設備では、衛生器具数、計画給湯量であった。電気設備では、低圧動力用負荷設備容量、冷房用負荷設備容量であった。
尿失禁防止のための形状記憶合金を用いた人工尿道バルブの開発

本研究は、重度の尿失禁患者を対象として尿失禁防止のために通常は尿道を締め付け、排尿時は尿道を開放し、さらに就寝時は尿道海綿体の壊死を防ぐために締め付け圧力を低く可変できる形状記憶合金を用いた体内埋め込み式の人工尿道バルブの開発をするもので、平成8年度から平成10年度まで実施した。1.人工尿道バルブとしてU型形状と楕円型形状のバルブを開発した。バルブ動作は形状記憶合金により尿道を締め付け、形状記憶合金のまわりを覆うシリコン樹脂の弾性力により尿道を開放する方式とした。2. U型形状バルブは形状記憶合金の引張試験シミュレーション結果をもとに、形状記憶合金の設計条件の設定を行う方式を求めた。また生体内温度環境化で繰り返し動作実験を行い、締め付け、開放の動作による形状記憶合金とシリコン樹脂の疲労特性を求め、104回の動作まで異常がないことを確認にした。3.尿道モデルによりU字型バルブの締め付け力と尿道内圧の関係を求めた。その結果、漏れの状態がなく、バルブの締め付け圧力が括約筋の締め付け圧力の10kPa以下にできた。4.形状記憶合金を動作させる方式は通電による発熱とし、非定常熱伝達シミュレーション結果と通加熱実験から体内埋め込み条件である蛋白質性度以下で、繰り返し動作可能な人工尿道バルブ尿道バルブを開発した。5.楕円型人工尿道バルブによる生体内温度環境化で繰り返し動作実験を行い、締め付け、開放の動作による形状記憶合金とシリコン樹脂の疲労特性を求めた結果、104回の動作まで異常がないことを確認にした。また、通電による発熱も蛋白質変性温度以下にすることができた。また尿道モデルによる楕円型人工尿道バルブの漏れは全く認められず、締め付け圧力も問題がなかった。6. U型、楕円型の両人工尿道バルブの加熱時間と冷却時間の関係を生体内温度環境化で実験的に求め、排尿後のバルブの締め付けに要する時間を短縮することができた。7.腰部に取り付けることができる携帯用の小型駆動回路の設計、充電式バッテリー回路の開発を行った。8.就寝時に尿道海綿体の壊死を防ぐために締め付け圧力を低く可変する方式として、U型と楕円型人工尿道バルブを併用することにより圧力を制御することが可能となった。9. U型、楕円型人工尿道バルブと携帯用の制御装置により動作実験を行い、1回の充電で50回の排尿を行うこと可能な人工尿道バルブシステムが構築でき、人工尿道バルブシステムの生体への応用として期待できることを明らかにした。本研究は尿失禁防止のためとして、通常は尿道を締め付け、排尿時は尿道を開放し、就寝時は尿道海綿体の壊死を防ぐために締め付け圧力を低く可変できる尿道バルブとして、形状記憶合金を用いた体内埋め込み式の人工尿道バルブを開発するもので、平成8年度は以下に項目について実施した。

1.形状記憶合金の変態温度と形状回復特性は、形状記憶合金の繰り返し精度を考慮し、体内温度で剛性の低い変態温度としてR相を用いることとし、R相の出る条件を熱処理実験から求めた。2.形状記憶合金の機械的特性に及ぼす温度の影響は、種々の温度環境化での引張試験結果から応力-ひずみ線図の屈曲点の応力と温度のシミュレーションを行い、実験値との整合性を得た。3.形状記憶合金の加熱による生体組織への熱伝導性は、シミュレーションと実験から生体への影響の少ない加熱条件を決定するとともに、形状記憶合金への通電方法を決定した。4.U字型人工尿道バルブの試作は、2.3.4.の結果から山型を形状記憶している形状記憶合金をU字型に変形しその円弧部にNiCr線を巻き付けたものと、生体温度での形状記憶合金のU字型変形時の保持力と締め付け力を考慮したステンレスばね、及びU時型に成形したシリコン樹脂から構成された人工尿道バルブの試作を行い、動作実験からバルブの開閉を確認した。5.人工尿道バルブの駆動回路の開発は、バッテリ-の関係から当初の計画を変更し、バッテリ-部、制御回路部を体外に設置することとした。このため駆動回路部はベルト付近に取り付けるものとして試作を行った。今後は、圧力可変型の人工尿道バルブの開発と駆動回路部の小型化、及び動物実験に向けて研究を行う予定である。本研究は尿失禁防止のためとして、通常は尿道を締め付け、排尿時は尿道を開放し、さらに就寝時は尿道海綿体の懐死を防ぐために締め付け圧力を低く可変できる人工尿道バブルとして、形状記憶合金を用いた体内埋め込み式の人工尿道バルブを開発するもので、平成9年度は平成8年度に引き続き以下の項目について実施した。1人工尿道バルブの基本特性を求めるためにU字型形状の人工尿道バルブによる繰り返し動作実験を行い、締め付け、開放の動作で形状記憶合金とシリコン樹脂の疲労特性を求めた。2疑似尿道モデルの製作のためとして、U字型バルブの締め付け力と尿道内圧の関係を求めた。その結果、締め付け力をなるべく大きくしないで、尿道海綿体が閉じる材料により疑似尿道モデルを製作した。3体内雰囲気温度と尿道内圧を考慮した環境において動作実験を行い、U字型人工尿道バルブによる漏れの状態を求めた。4U字型人工道バルブは形状記憶合金をシリコン樹脂から構成される。形状記憶合金を動作させるために通電による発熱は、体内雰囲気温度における実験でも問題がなかった。しかし体内雰囲気温度での繰り返し動作実験は、バルブの冷却に時間を要することがわかった。また漏れ状態の観察では若干の漏れが認められ、今後の検討課題である。5圧力可変人型工尿道バルブの基礎開発として、女性患者に用いられる尿道釣り下げ術を参考に、尿道を曲げる角度を制御することにより流量を可変できる基礎的モデルを考慮した。従って、圧力可変型から流量可変型に変更して人工尿道バルブの開発を行うことに決定した。6流量可変人型工尿道バルブの曲げ角度制御のための基礎実験を行い、形状記憶合金の通電方式の検討を行った結果、方形波による通電方式に決定した。76の結果に基づき、携帯用の駆動回路の設計、バッテリ-回路の試作を行った。8流量可変型人工尿道バルブの試作を行い、動作実験を実施した。
植物組織特異的な遺伝子発現機構解明のための試験管内転写系の開発

この研究の目的は、組織特異的遺伝子発現のもととなるmRNA合成の活性調節が植物ではどのように行われるかということを蛋白質間相互作用のレベルで解きあかすための実験系の確立である。平成2年度までの研究で、我々は、小麦胚芽抽出液の試験管内転写系を用いることにより、植物の塩基配列特異的転写因子(TGA1a)による転写増幅を観察することに成功している。しかし、小麦胚芽の材料としての品質にばらつきがあり、必ずしも良い転写装置を抽出できるとは限らない。そこで、より安定した供給が可能で、しかも新鮮なタバコ培養細胞(BY-2)に着目して、タバコ細胞核抽出液を用いて試験管内転写を試みたところ、忠実度の高い転写開始が観察された。平成4年度の研究により、まず、タバコ転写装置の試験管内転写の至適温度、至適塩濃度、至適pH、二価金属要求性、α-アマニチンによる特異的阻害、転写開始のプロモーター依存性などの基礎データをそろえ、その特徴付けを行った。その結果、タバコ細胞核抽出液を用いても、小麦胚芽抽出液を用いたときと、ほぼ同様の特徴を示し、より高い再現性を有することが確認された。この研究における平成5年度の主たる成果は、核抽出液蛋白質の分画後の転写装置の再構成により、植物では始めて転写に複数の基本的転写因子が必要であることを生化学的に証明できたことである。さらに最近の研究により、この転写系がTATA-boxやシスエレメント内の点突然変異に極めて敏感に応答することが分かってきており、今まで、やろうとしても出来なかった植物の転写調節機構の細かな解析を行える可能性が見えてきたと考えている。しかし、研究の最終目的である組織特異的遺伝子発現研究のために、この転写系がどこまで適応可能であるかについては今後さらに検討が必要である。1.平成1年度の研究により実用可能な試験管内転写系の開発を完了した。CaMV35Sプロモ-タ-を挿入した超ラセンプラスミドDNAを転写鋳型として用いて小麦胚芽クロマチン抽出液中で転写を行なうと、プロモ-タ-の挿入に依存した正しい長さの転写物が観察された。この後、この転写鋳型のプロモ-タ-上流にシスエレメントを挿入したプラスミドと、そのシスエレメントに結合する転写因子との組合せにより、塩基配列特異的・転写因子特異的な試験管内転写系を完成した。2.平成3年度の研究により新たに得られた知見。双子葉植物であるタバコの実生と根と葉より核を分離し、核抽出液を得た後、この抽出液中のRNAポリメラ-ゼII活性や、その阻害活性について検討したところ、まず根と葉からの核の回収が極めて悪いこと、核の抽出液に転写阻害活性が見られることが分かった。そこで、その前段階としてタバコ培養細胞であるBY2のプロトプラストを用いて核を調製したところ回収率は極めて良いことが分かった。3.タバコ実生の根での特異的遺伝子発現を規定するシスエレメント-R(TGACGの直列繰り返し配列)を基本転写鋳型のプロモ-タ-の上流に挿入したプラスミドDNAを作成した。4.2で得た核の抽出液をもちいて、3の転写鋳型を読ませたところ僅かではあるが、転写活性も見いだされた。CaMV35Sプロモーターを挿入した超ラセンプラスミドDNAを転写鋳型として用いて小麦胚芽抽出液中で転写を行なうと、プロモーターの挿入に依存した正しい長さの転写物が観察された。この後、この転写鋳型のプロモーター上流にシスエレメントを挿入したプラスミドと、そのシスエレメントに結合する転写因子との組合わせにより、塩基

配列特異的・転写因子特異的な試験管内転写系を完成した。2.平成3年度の研究において双子葉植物であるタバコの実生の根と葉より核を分離し、核抽出液を得た後、この抽出液中のRNAポリメラーゼII活性や、その阻害活性について検討したところ。まず根と葉からの核の回収が極めて難しいこと、核の抽出液の転写阻害活性が見られることが分かった。3.平成4年度は、光合成能を失ったタバコ培養細胞であるBY2のプロトプラストを用いて核を調製したところ回収率は極めて良いことが分かった。また、この核の抽出液をもちいて、植物のプロモーターを持つ転写鋳型DNAを読ませたところ、効率の良い転写開始反応が観察された。さらに、このプロモーターのTATAエレメントに点突然変異を起こした転写鋳型DNAでは転写開始が起こらないことから、この反応がTATAエレメントに依存した忠実度の高いものであることが分かったので、非光合成器官特異的転写系のモデル系とした。4.タバコ実生の非光合成器官である根での特異的遺伝子発現を規定するシスエレメントーR(TGACGの直列繰り返し配列)を基本転写鋳型のプロモーターの上流に挿入したプラスミドDNAを作成し、上記転写系で読ませたところ僅かではあるが、転写活性の増幅も観察された。この研究の目的は、組織特異的遺伝子発現のもととなるmRNA合成の活性調節が植物ではどのように行われるかということを蛋白質間相互作用のレベルで解きあかすための実験系の確立である。平成2年度までの研究で、我々は、小麦胚芽抽出液の試験管内転写系を用いることにより、植物の塩基配列特異的転写因子(TGAla)による転写増幅を観察することに成功している。しかし、小麦胚芽の材料としての品質にばらつきがあり、必ずしも良い転写装置を抽出できるとは限らない。そこで、より安定した供給が可能で、しかも新鮮なタバコ培養細胞(BY-2)に着目して、タバコ細胞核抽出液を用いて試験管内転写を試みたところ、忠実度の高い転写開始が観察された。平成4年度の研究により、まず、タバコ転写装置の試験管内転写の至適温度、至適塩濃度、至適pH、二価金属要求性、α-アマニチンによる特異的阻害、転写開始のプロモーター依存性などの基礎データをそろえ、その特徴付けを行った。その結果、タバコ細胞核抽出液を用いても、小麦胚芽抽出液を用いたときと、ほぼ同様の特徴を示し、より高い再現性を有することが確認された。この研究における平成5年度の主たる成果は、核抽出液蛋白質の分画後の転写装置の再構成により、植物では始めて転写に複数の基本的転写因子が必要であることを生化学的に証明できたことである。さらに最近の研究により、この転写系がTATA-boxやシスエレメント内の点突然変異に極めて敏感に応答することが分かってきており、今まで、やろうとしても出来なかった植物の転写調節機構の細かな解析を行える可能性が見えてきたと考えている。しかし、研究の最終目的である組織特異的遺伝子発現研究のために、この転写系がどこまで適応可能であるかについては今後さらに検討が必要である。
イソフラボンと腸内細菌代謝産物エクオール産生能の個人差が代謝症候群に及ぼす影響

本邦の肥満患者においてエクオール産生能を有するエクオールプロヂューサーの頻度は一般健常者よりも低い傾向にあると考えられた。また傾向でエクオールを摂取させることにより糖代謝、脂質代謝にbeneficialな効果があり動脈硬化に対しても改善することが明らかになった。In vitroにおけるイソフラボン(ゲニステイン、ダイゼイン、エクオール)のエストロゲン受容体に対する転写活性化能、受容体への結合能の検討を行いこれらのイソフラボンにはエストロゲン受容体に結合してエストロゲン活性を惹起しうることを明らかにした。In vitroにおいてイソフラボンが確かにエストロゲン受容体に結合して、エストロゲン依存性の標的遺伝子の発現調節を行う可能性を明らかにした重要な知見が得られた。またin vivoにおいては一般住人における随時尿中エクオールの測定を行いエクオール産生者の頻度調査の先鞭をつけた。今後測定法を統一してエクオール産生者の実態を明らかにする道筋をつけた研究である。また肥満患者においてsoy負荷をした上での尿中エクオール測定によってエクオール産生者の調査を行ったが肥満者におけるエクオール産生者は約30%と一般人における約50%と比して低い傾向にあることが明らかになった。腸内細菌叢の相違(エクオール産生者、非産生者)が肥満および関連疾患との関係を明らかにする基盤を作成した。肥満患者に対して経口投与にてエクオールを3ヶ月間投与しクロスオーバー法にてプラセボ群とメタボリック症候群関連臨床パラメーターの比較を行った。まずエクオール投与による明らかな健康被害は認めなかった。対象者全体についての解析ではエクオールの3ヶ月間の介入によりLDLコレステロールおよびCAVI(cardio-ankle vascular index)が有意に低下した。また統計学的に有意ではなかったがHbAlcが低下する傾向を認めた。女性のみを対象にした解析ではLDLコレステロール、CAVIに加えて中性脂肪が有意に低下しHDLコレステロールが有意に上昇した。これらの傾向は腸内にエクオール産生菌を有しない人(エクオールノンプロヂューサー)において顕著な傾向があった。また興味深いことにエクオール介入による上記の効果はプラセボに切り替えてからも持続する傾向を認めた。これらの結果は肥満者に対するエクオールの投与で脂質代謝、動脈硬化更にメタボリック症候群の健康障害に対して有用性を示唆するものである。[目的]ヒトにおいて大豆摂取した時に大豆に含まれるダイゼインをその代謝産物エクオールに変換する腸内細菌を有する人(エクオールプロデューサー)と有さない人(エクオールノンプロデューサー)がいることがわかってきた。しかしこれを決定する因子については全く解明されていない。喫煙のエクオールプロデューサーにあたえる影響の解明が本研究の目的であるがまずエクオール介入による肥満、メタボリック症候群に与える効果について検討した。[方法]当院通院中の肥満患者を対象としてramdamizationを行い、エクオール介入群とプラセボ介入群にランダムに割り振って8週間の介入を行った。さらに8週間の介入後介入をクロスオーバーして更に8週間の介入を行い各時点における肥満、メタボリック症候群関連の臨床パラメーターを評価した。[結果]8週間のエクオール介入はプラセボに比してLDLコレステロールおよびCAVIを有意に低下させた。エクオールプロヂューサーの頻度は非喫煙者で43.3%、喫煙者で20%であった。[結論]エクオールの摂取は肥満患者における脂質代謝異常、動脈硬化に対して有利に働く。喫煙がエクオール産生菌を含む腸内細菌叢に影響を与える可能性を示唆した。
反跳陽子を利用した中性子ストリークカメラの製作

レーザー核融合プラズマ診断用の超高時間分解能の中性子検出器として,プラスチックカソード中での反跳陽子を利用したストリークカメラを製作し,その有用性を明らかにした。その特長・性能は以下の通りである。1)プラスチック中での反跳陽子のエネルギー減衰過程に関するモンテカルロ輸送計算の結果に基づき,14MeV中性子による水素の微分散乱断面積ならびに反跳陽子エネルギーの角度分布を考慮して,中性子の検出効率を正確に求めた。検出効率はプロトンラディエーターの厚みの増大につれて単調に増加し,前方散乱陽子の飛程(2.2mm)以上の厚みで飽和する。この時の最大検出効率は,0.4%である。2)プラスチックカソード中での中性子及び反跳陽子の飛行時間に起因する時間分解能の劣化は,プラスチックの厚さとともに増加するが約5psで飽和し,十分な高速応答性を有する。3)カソードの有効口径は約25mmのストリークカメラを製作した。短パルス紫外レーザーを用いた掃引特性試験により,実用的な掃引速度26mm/ns(蛍光面上)における時間分解能は<12psである。4)中性子ストリークカメラシステム全体の時間分解能は,カソードのサイズにも依存するが,スリット幅100300μmの場合1419psであり,レーザー核融合実験に十分適用可能な応答性能を有する。5)本中性子ストリークカメラは,(3.57)×10^9以上の中性子が発生するレーザー核融合実験に,良好な統計精度で適用可能である。1.CsIコート付きプスチックカソードの特性(1)高速中性子による反跳陽子1個当たりの2次電子発生数は約1個程度であり,ウランカソードに比べて約2桁小さい。(2)裏面にCsIをコートすることにより,2次電子の平均エネルギー及びエネルギー広がりともに23eVに抑えられた。2.ストリーク管の製作(1)2次電子放出効率及び反跳陽子のエネルギー・角度分布ならびに飛程を考慮して,カソードの暑さを1mmとした。(2)電子像倍率約1.2倍のストリーク管を製作し,2次電子による出力蛍光スクリーンでの可視光像を増幅するためにイメージインテンシファイア(I.I.)付加した。I.I.は光ファイバープレートを介して蛍光スクリーンと密着させる構造とした。(3)カソードを,一旦Au薄膜をコートした石英板に交換し,紫外ランプを用いた電子集束試験をもとに,カソード及び加速電極部分の手直しを行い,良好な画像を得た。3.掃引テスト(1)Auカソードを用いて,ガラスレーザーの第4高調波263nmの紫外パルスを用いて,ストリーク掃引のトリガータイミング及び掃引速度の較正を行った。(2)現在,263nm,10psの紫外レーザーパルスを発生させ,これを用いて製作したストリーク管自体の時間分解能を測定中である。1.中性子-陽子変換(プロトンラディエーター)の特性評価(1)中性子検出効率:反跳陽子の発生効率を高めるために,プロトンラディエーターとしてポリエチレンCH_2を採用した。CH_2中での陽子のエネルギー減衰過程の計算を,モンテカルロ輸送コードを用いて詳細に行った。その結果に基づき,14MeV中性子による水素の微分散乱断面積(dσ/dθ)ならびん反跳陽子エネルギーの角度分布(E(θ))を考慮して,CH_2裏面に到達する陽子の割合(検出効率)を正確に求めた。この時の最大検出効率は,3.9×10^<-3>である。(2)時間分解能:プロトンラディエーターの裏面はCsIコートされており,これを通過した反跳陽子により2次電子が放出される。従って,2次電子放出の時間拡がりは反跳陽子の裏面への到達時間拡がりで決定される。

上述のモンテカルロ計算に基づき初期エネルギーをパラメータとして,陽子の飛行距離を時間の関数として求め,上記と同様に(dσ/dθ)と(E(θ))を考慮して,2次電子放出の時間拡がりを評価した。時間拡がり(Δt_P)は,プロトンラディエーターの厚みとともに増加し,約5psで飽和し,十分な高速応答性を有することが明らかとなった。2.ストリーク管の特性試験(1)中性子用カソードをAuカソードに交換し,ガラスレーザーの第4高調波263nmの紫外パルス(パルス幅30ps)を用いて,ストリーク管の掃引速度の較正ならびに時間分解能(Δt_Τ)の測定を行った。Δt_Τは掃引速度レンジによるが,実用的な掃引速度26mm/nsにおいては,Δt_Τ≦12psであった。3.核融合実験への適用:中性子発生数が10^<89>/shotに達し次第に行う(次年度後半以降の見込み)。
日本人の温熱適応能を考慮した住居開発に関する生理人類学的研究

1.児童男女,青年男子の全身総発汗量は,冬季よりも夏季の方が増加したが,夏冬ともに児童と青年の全身総発汗量は同様であった。夏季のより低い直腸温上昇度は,児童の高い皮膚血管血流量に依存している。2.脱衣室温が低下するに従い湯音は高くなる傾向にあった。特に、高齢者で相関が高く、冬季には45°Cを越える湯温の例も認められた。脱衣室温が低下するに従い湯温は高くなる傾向にあり、脱衣室温の低さに起因する身体の冷えを、高い湯温への入浴により補償するものであることが示唆された。3.香りの持つ鎮静効果・覚醒効果と、気温条件が加わった時の影響を検討した。温度変化が始まった直後のθ波帯域において香りと温度の交互作用があった。また、15°Cではローズマリーを吸入すると脳電位は下がり、ユーカリでは脳電位が上がった。温度変化後より温度変化中の方が香りの作用が影響を及ぼしやすく、特に温度が上昇する時よりも下降する時の方が影響を及ぼしやすい。4.浴室の照明条件として光速2条件、色温度3条件を組み合わせ、生理反応と主観評価を測定した。光速の条件にかかわらず3000Kの色温度が最も高く、同じ3000Kでは800 1mの光速がさらに高い値であることが認められた。5.気温ゆらぎ抑制に加え、気流ゆらぎ抑制を行うことによる快適感や生理機能の影響を明らかにし、気温及び気流のゆらぎ抑制(変動温熱制御)の有効性を調べた、気温および気流のゆらぎにより快適温度が変動することを明らかにした。快適な住居環境を開発するために、ヒトの緊張状態や休息状態を評価する上で有用な自律神経系の反応を指標として住居環境の構成要因の一つである香りの影響を検討した。用いた香りは14種類で、それらの香りを嗅いだ時の、心拍変動性と血圧変動をを分析した。その結果、自律神経活動を低下させる香りはラベンダーとローズマリーであることがわかった。高齢者30名と若年者30名の住宅内の温熱調査を夏季、秋季、冬季に行った。各家庭の居間、脱衣室の温湿度を各季節において1週間にわたって測定した。また衣服調査をあわせて行った。夏季、秋季には年代間の差異は小さかったが、冬季では高齢者の家庭で低い室温であった。逆に、衣服量は高齢者で多く、高齢者は寒さを部屋を暖房する代わりに厚着をして凌ぐ傾向にあった。照明の色温度が室内温度上昇時における温冷感と皮膚温に及ぼす影響と、日内変化による朝と夜の違いをみることを目的とした。色温度は、3000K,5000K,及び6700Kの3条件で、朝と夜のそれぞれにおいて室内温度は20°Cから35°Cまで上昇させた。その結果、温冷感と平均皮膚温の変化量のいずれも日内変化の主効果がみられ、朝の方が低い値を示した。温冷感において夜条件で色温度間に差がみられた。4種類の気温および気流のゆらぎ制御条件と対照条件として一定制御条件に各々1時間暴露したときの主観評価(温冷感,快適感,気流感),皮膚血流量,心拍数,皮膚温,鼓膜温等を測定した。気温ゆらぎ制御は中心気温を26°C,27°C,28°Cとし,中心気温から20分周期で±1°C変化させた。また,気流ゆらぎ制御は中心気流速度を0.65m/sとし,20分周期で±0.35m/s変化させた。快適感は中心気温28°Cの気温および気流ゆらぎ制御条件で,最も高いことが示された。

1.児童男女,青年男子の全身総発汗量は,冬季よりも夏季の方が増加したが,夏冬ともに児童と青年の全身総発汗量は同様であった。夏季のより低い直腸温上昇度は,児童の高い皮膚血管血流量に依存している。2.脱衣室温が低下するに従い湯温は高くなる傾向にあった。特に,高齢者で相関が高かく,冬期には45°Cを越える湯温の例も認められた。脱衣室温が低下するに従い湯温は高くなる傾向にあり,脱衣室温の低さに起因する身体の冷えを,高い湯温への入浴により補償するものであることが示唆された。3.香りの持つ鎮静効果・覚醒効果と,気温条件が加わった時の影響を検討した。温度変化が始まった直後のθ波帯域において香りと温度の交互作用があった。また,15°Cではローズマリーを吸入すると脳電位が下がり,ユーカリでは脳電位が上がった。温度変化後より温度変化中の方が香りの作用が影響を及ぼしやすく,特に温度が上昇する時よりも下降する時の方が影響を及ぼしやすい。4.浴室の照明条件として光速2条件,色温度3条件を組み合わせ,生理反応と主観評価を測定した。光速の条件にかかわらず3000Kの色温度が最も高く,同じ3000Kでは800lmの光速がさらに高い値であることが認められた。5.気温ゆらぎ制御に加え,気流ゆらぎ制御を行うことによる快適感や生理機能の影響を明らかにし,気温及び気流のゆらぎ制御(変動温熱制御)の有効性を調べた。気温および気流のゆらぎにより快適温度が変動することを明かとした。
遺伝学的所見に基づくＡＮＳＤ、中耳奇形の新分類の確立

本年度は前年度までに実施した、常染色体優性の非症候群性中耳奇形家系を対象としたエクソーム解析の結果の再解析としてIonAmpliSeqExomeとIonProtonシステムを用いた解析を、家系内サンプルを増やして解析した、illuminaプラットフォームで実施したのと同様に、HOXA2の重複変異が候補として可能性が高いことを明らかにした。加えて、本家系とは別に中耳奇形・小耳症を有する1症例を対象にHOXA2遺伝子のサンガーシークエンス解析を実施したが、病的変異は同定されなかった。現在、以上の結果を取りまとめて論文として報告するための準備を行なっている。また、非症候群性常染色体劣性遺伝形式の中耳奇形を示す日本人家系にエキソーム解析を行ったが、アノテーション、フィルタリング後に疾患とセグリゲーションが得られるような候補遺伝子は同定できなかった。フィルタリングにて除外した上・下流領域、ncRNA領域、非翻訳領域や今回解析の対象外となったイントロン領域に原因となるバリアントが存在する可能性が考えられたため、これらの領域の変異を対象に加えた解析を実施したものの、現時点までに候補となる変異は認められなかった。また、優性遺伝形式をとるauditoryneuropathy spectrum disorder(以下、ANSD)家系に関しても同様に全エクソーム解析を行った。その結果、約40種類まで候補バリアントを絞り込むことに成功した。この中には、機能上シナプトパシーとしてANSDを起こしうる遺伝子を同定したが、新規遺伝子であるため、動物実験等による確認が必要な状況である。本研究では、DNA採取と純音聴力検査を施行しえた8例(難聴者4例、非難聴者4例)を含む常染色体優性の非症候群性中耳奇形家系を対象とした。発端者の中耳奇形は、単脚アブミ骨と骨橋を示した。7例のDNAを用い、次世代シークエンサー(Ion Protonシステム)による全エクソーム解析を行った。7つの遺伝子に候補変異(HOXA2:重複変異;MYCT1:欠失変異;SCNN1D、CCNL2、AMER3、EPC2、POPDC2:ミスセンス変異)を同定し、直接シークエンス法により変異と難聴の有無の一致を確認した。しかし、MYCT1は癌抑制遺伝子として報告されていること、5つのミスセンス変異はin silico予測プログラム上「tolerated」と判断されたことから、病因変異の可能性は少ないと考えられた。一方、HOXA2は発達に関与する転写因子をコードし、これまでに常染色体劣性あるいは優性遺伝形式の小耳症の原因遺伝子として報告されていた。HOXA2に同定されたc.456dupCはhomeodomainに位置し、フレームシフトによりトランケーション変異(p.Thr153HisfsX32)が生じると予測された。そして、ナンセンス変異依存mRNA分解機構によるハプロ不全により難聴と耳小骨奇形が発症すると考えられた。本研究の成果として、「非症候群性」中耳奇形の原因遺伝子を初めて同定した。そこで、各種中耳奇形あるいは小耳症を有する19例を対象にHOXA2のスクリーニングを施行したが変異は同定されなかった。従って、HOXA2変異は中耳奇形において比較的まれな原因遺伝子であると考えられた。当初の計画通り中耳奇形家系を対象に次世代シークエンス解析を行い、候補遺伝子の絞り込みを行うことができた。常染色体優性の非症候群性中耳奇形家系を対象とした全エクソーム解析を行いHOXA2に重複変異を同定した。中耳奇形あるいは小耳症を有する19例を対象にHOXA2のスクリーニングを施行したが変異は同定されなかった。従って、HOXA2変異は遺伝学的知見に基づく中耳奇形の1つの分類項目となるものの、比較的まれと考えられた。一方、非症候群性常染色体劣性遺伝形式の中耳奇形を示す3世代の日本人家系に遺伝子解析を行った。9例の家族構成員(うち2例の姉妹が中耳奇形)よりDNA採取と純音聴力検査を施行した。中耳奇形の2姉妹は両側の中耳手術が施行され、全耳がキヌタ骨長脚欠損とアブミ骨低形成を示していた。中耳奇形の2姉妹、妹、両親を対象に次世代シークエンサー(Ion Protonシステム)による全エクソーム解析を行った。アノテーション、フィルタリングにて原因候補遺伝子を探索したが、セグリゲーションが得られるような候補遺伝子は同定できなかった。フィルタリングにて除外した上・下流領域、ncRNA領域、非翻訳領域や今回解析の対象外となったイントロン領域に原因となるバリアントが存在する可能性が示唆された。三世代の優性遺伝のauditoryneuropathy spectrum disorder(以下、ANSD)家系(難聴者3例、非難聴者1例)に全エクソーム解析を行った。アノテーション、フィルタリングを行い、39の原因となる候補バリアントを同定した。この中には、機能上シナプトパシーとしてANSDを起こしうる遺伝子Xの終止バリアントが含まれていた。一方、同じバリアントは、全エクソーム解析を行った別の優性遺伝家系にも同定された。しかし、京都大学の日本人大規模コントロールデータ(HGVD)における同バリアントのアリル頻度は0.006であり、原因として確定には至らなかった。当初計画通り全エクソーム解析を行い候補遺伝子変異を同定することができており、次年度以降も順調に推移すると考えられる。本年度は前年度までに実施した、常染色体優性の非症候群性中耳奇形家系を対象としたエクソーム解析の結果の再解析としてIonAmpliSeq

ExomeとIonProtonシステムを用いた解析を、家系内サンプルを増やして解析した、illuminaプラットフォームで実施したのと同様に、HOXA2の重複変異が候補として可能性が高いことを明らかにした。加えて、本家系とは別に中耳奇形・小耳症を有する1症例を対象にHOXA2遺伝子のサンガーシークエンス解析を実施したが、病的変異は同定されなかった。現在、以上の結果を取りまとめて論文として報告するための準備を行なっている。また、非症候群性常染色体劣性遺伝形式の中耳奇形を示す日本人家系にエキソーム解析を行ったが、アノテーション、フィルタリング後に疾患とセグリゲーションが得られるような候補遺伝子は同定できなかった。フィルタリングにて除外した上・下流領域、ncRNA領域、非翻訳領域や今回解析の対象外となったイントロン領域に原因となるバリアントが存在する可能性が考えられたため、これらの領域の変異を対象に加えた解析を実施したものの、現時点までに候補となる変異は認められなかった。また、優性遺伝形式をとるauditoryneuropathy spectrum disorder(以下、ANSD)家系に関しても同様に全エクソーム解析を行った。その結果、約40種類まで候補バリアントを絞り込むことに成功した。この中には、機能上シナプトパシーとしてANSDを起こしうる遺伝子を同定したが、新規遺伝子であるため、動物実験等による確認が必要な状況である。中耳奇形の遺伝学的所見に基づく新分類の確立と病態評価を目的とする本研究において、非症候群性常染色体劣性遺伝形式の中耳奇形を示す3世代の日本人家系に遺伝子解析を行う。本家系では、9例の家族構成員(うち2例の姉妹が中耳奇形)よりDNA採取と純音聴力検査が施行されている。中耳奇形の2姉妹は両側の中耳手術が施行され、全耳がキヌタ骨長脚欠損とアブミ骨低形成を示している。中耳奇形の2姉妹、妹、両親を対象に全エクソーム解析による遺伝子解析を行う。アノテーション、フィルタリングを行い、原因候補遺伝子を選定する。全9例の家族構成員を対象に、候補遺伝子変異を直接シークエンス法により解析し、原因変異を同定する。さらに、信州大学耳鼻咽喉科に収集された難聴者DNAバンクの中で中耳奇形例を抽出し、同定された原因遺伝子のスクリーニングを行う。優性遺伝のauditoryneuropathy spectrum disorder(以下、ANSD)家系に関しては全エクソーム解析を行い、8の原因候補遺伝子を同定済みである。信州大学の難聴者DNAバンクの中からANSDを抽出し、各原因候補遺伝子の解析を行う。また、近交系マウスの膜迷路から抽出されたmRNAの解析、内耳の免疫組織学的解析により蝸牛内の存在および局在を検討する。本年度遺伝子解析を行った非症候群性常染色体劣性遺伝形式の中耳奇形を示す3世代の日本人家系に関しては、全ゲノム解析を行い原因となるバリアントを同定することも1つの方法である。しかし、家系が小さく原因バリアントが同定されない可能性が高い。一方、キヌタ骨長脚欠損とアブミ骨低形成は、頻度の高い中耳奇形である。
アシンメトリック配位磁性化合物の創出

本研究では、配位構造や骨格がアシンメトリーをもつネットワーク構造体・金属錯体材料に注目し、形状や結晶構造がスピンや格子振動等に及ぼす効果を検討することを目的としている。本年度は、反転対称性が破れた結晶構造を有するアシンメトリックな3次元ネットワーク構造体を有する新規なシアノ錯体磁性材料を合成し、その結晶構造および磁気特性を明らかにした。また、反転対称性が破れたアシンメトリックな結晶構造を有する磁性金属酸化鉄に着目し、その合成方法について検討を行った。マンガン(Mn)・クロム(Cr)系シアノ金属錯体は、5つのd電子を有するMn(II)と3つのd電子を有するCr(III)の間でシアノ基を介して働く超交換相互作用により、自発磁化の発現が期待される。実際、MnとCrがシアノ基で結合されネットワーク構造体を形成しているMnCrヘキサシアノ金属錯体は、65 Kという分子磁性体としては比較的高い磁気相転移温度と自発磁化を示す。一方MnCrフレームワークにアルカリカチオンとしてCsが入ったCsMnCrヘキサシアノ錯体は、空間群Fm3-mという非常に対称性の高い結晶構造を有し、90 K程度の磁気相転移温度と自発磁化を示す。本研究では、MnCrフレームワークにアルカリカチオンとしてRbが入ったRbMnCrヘキサシアノ錯体を新規に合成することにより、空間群F4-3mという対称性が破れたアシンメトリックな結晶構造を有する磁性金属錯体を得た。この錯体の磁気特性は、78 K程度の磁気相転移温度以下で自発磁化を示すフェリ磁性体であった。また、対称性が破れた表面を有するFeCr系金属錯体磁性薄膜を合成し、電子顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡を用いて、その表面構造を詳細に調べた。マンガン(Mn)とクロム(Cr)フレームワークにアルカリカチオンとしてRbが入ったRbMnCrヘキサシアノ錯体を新規に合成し、この物質が、立方晶系・空間群F4-3mという対称性が破れたアシンメトリックな結晶構造を有することを見出した。これは、フレームワーク中の空孔に存在するRbの占有率の偏りが、対称性の破れの起源となっているものであった。この物質の結晶構造の温度依存性を調べると、冷却過程において、180 Kから100 K程度の温度領域で、立方晶から正方晶系への構造転移の発現が観測された。この転移のメカニズムを調べるため、赤外分光スペクトルや磁化率の温度依存性の測定を行い、電荷およびスピン状態の温度を変化を調べたが、この物質では温度変化による電荷移動やスピン転移などは発現しておらず、純粋に立方晶から正方晶系への結晶構造の変化のみが発現していることが示唆された。また、この物質の磁気特性を調べると、78 K以下で自発磁化を示す、MnとCrのスピンが反平行に整列したフェリ磁性体であるという結果が得られた。さらに、対称性が破れた表面を有するFeCr系金属錯体磁性薄膜に着目し、FeとCrの組成比が異なる複数の試料薄膜を合成し、電子顕微鏡や走査型プローブ顕微鏡を用いて、その表面構造を詳細に調べた。これまでに、反転対称性が破れたネットワーク構造体で空間群F4-3mの立方晶系であるRbMnFe電荷移動錯体について、実際に物質を合成し、構築した温度可変型広帯域遠赤外吸収分光系を用いて物質の格子振動を観測した。そして、格子振動を理論計算により帰属するとともに格子振動にもとづく特異な熱特性を理論的に予測した。さらに今回、RbMnCrヘキサシアノ錯体を新規に合成し、この物質が室温で立方晶系・空間群F4-3mという結晶構造を有すること、温度を下げていくと180 Kから100 K程度の温度領域で立方晶から正方晶系への構造転移を示すこと、78 K以下では自発磁化を示すフェリ磁性体であることを見出した。今後は、新規に合成した高い磁気相転移温度を示すRbMnCrシアノ磁性錯体に着目し、この物質の結晶構造の温度依存性について詳細な検討を行い、Rbの占有率の偏りに起因する対称性の破れが構造転移に及ぼす影響や磁気特性に及ぼす影響について、格子振動の温度依存性という観点も含め、多様な視点から詳細に調べ、アシンメトリックな構造と磁性との相関について検討を行っていく予定である。さらに、対称性が破れた表面を有するFeCr系金属錯体磁性薄膜の表面構造を詳細に調べ、表面構造と磁気秩序の関係についても詳細に調べていく予定である。本研究では、配位構造や骨格がアシンメトリーをもつネットワーク構造体・金属錯体材料に注目し、形状や結晶構造などがスピンに及ぼす効果を検討することを目的としている。本年度はまず、骨格にキラリティを有し、温度や光などの外部刺激でスピン転移を示すシアノ配位子型フレームワーク錯体であるFeNb・スピンクロスオーバー錯体に着目した。FeNbシアノ配位子型フレームワーク錯体は、室温ではFe(II)(ハイスピン; HS)の状態であるが、温度を下げるとスピンクロスオーバー転移を示し、低温ではFe(II)(LS)の状態となるスピンクロスオーバー錯体である。前者の状態をHS相、後者の状態をLS相と呼ぶ。これまでに、FeNbシアノ配位子型フレームワーク錯体の単結晶およびマイクロサイズの微結晶において、室温から冷却すると112 KでHS相からLS相への急激な転移が、昇温すると124 KでLS相からHS相への急激な転移が観測されている。

今回、種々の合成条件を検討し、粒子サイズ10 nm程度からなるFeNbシアノ配位子型フレームワーク錯体・ナノ微粒子を新しく合成した。このナノ微粒子のスピン転移挙動を調べたところ、室温でHS相を示していたが、温度を下げると180 Kから80 Kという広い温度領域にかけて徐々にHS相からLS相へ変化するという、単結晶やマイクロサイズの微結晶とは異なる振る舞いが観測された。現在のところ、この現象は、スピン転移現象において作用する弾性相互作用パラメーターが、粒子サイズにより変化したためと推察している。今後は詳細な解析を行い、粒子サイズがどのような相転移パラメータに影響を及ぼしたのか調べ、学術的知見を得ていく予定である。これまで単結晶やマイクロサイズの微結晶しか報告されていなかったFeNbシアノ配位子型フレームワーク錯体について、種々の合成条件を検討した結果、粒子サイズ10 nm程度のナノ微粒子を得ることができた。そして、得られたナノ微粒子のスピン転移挙動を調べた結果、単結晶やマイクロサイズの微結晶で観測される急激な転移とは異なり、温度を下げたときに180 Kから80 Kという広い温度領域にかけて徐々にHS相からLS相へ変化するという、なだらかな転移現象が観測された。このように、スピン転移現象における粒子サイズ効果を見出した。今後は、熱量測定や理論計算などを通して詳細な解析を行い、本効果の起源について解明していく予定である。また、磁気物性や電気物性についても測定を行い、粒子サイズの違いが物理特性に及ぼす影響についても調べる予定である。本研究では、配位構造や骨格がアシンメトリーをもつネットワーク構造体・金属錯体材料に注目し、形状や結晶構造がスピンや格子振動等に及ぼす効果を検討することを目的としている。本年度は、反転対称性が破れた結晶構造を有するアシンメトリックな3次元ネットワーク構造体RbMnFe電荷移動錯体に着目し、新たに構築した温度可変型の広帯域遠赤外吸収分光測定系を用いて測定を行うことにより、この物質が示す格子振動を観測した。また、RbMnFe電荷移動錯体において時間分解X線吸収微細構造分光測定を行い、この物質の光誘起状態の電子状態を調べた。RbMnFe電荷移動錯体は、室温ではMn(II)-Fe(III)の状態であるが、温度を下げると電荷移動型相転移を示し、低温ではMn(III)-Fe(II)の状態となる。前者の状態を高温相、後者の状態を低温相と呼ぶ。この物質は、-Mn-NC-Fe-が立法晶系の3次元骨格を構築するネットワーク構造体であり、骨格が作る空孔に周期的にアルカリカチオン(Rb)が取り込まれており、このRbの配置が反転対象性を破ったアシンメトリックな構造を作り出している。本研究では、温度可変な広帯域遠赤外吸収分光測定系を新たに構築し、RbMnFe電荷移動錯体の高温相と低温相の格子振動をそれぞれ観測した。その結果、100cm-1以下の低エネルギー領域にはルビジウムイオン単独の振動が、100cm-1700cm-1の中エネルギー領域には金属とシアノ基の結合に由来する振動が、2000cm-1程度の高エネルギーにはシアノ基の伸縮振動に由来する振動が観測され、高温相と低温相では異なるエネルギー位置にピークが現われることを観測した。また、時間分解X線吸収微細構造分光測定では、この物質の光誘起電荷移動がピコ秒オーダーで起こることを明らかにした。広いエネルギー領域のスペクトルが測定可能な温度可変型広帯域遠赤外吸収分光系を構築することができた。
タンパク質の糖鎖・翻訳後修飾解析支援のためのスペクトルデータベース構築

タンパク質の翻訳後修飾の一つである糖鎖付加をハイスループットに質量分析計で解析するためのスペクトルデータの構築を行った。糖鎖の配列解析はこれまでのMS/MS分析で可能であるが、結合異性体などの構造異性体の識別はこれまで非常に難しい問題であったので、これを解決するために構造異性体である単純オリゴ糖鎖をMALDI-MSで測定し解析を行ったところ、ポストソース分解測定で得られるイオンの強度に注目する事で多くの構造異性体の識別に成功した。さらに最新の質量分析計である四重極/飛行時間質量分析計での測定も行い、MS/MS測定から得られるフラグメントイオンのイオン強度解析を行って、これまで得られたデータが他の質量分析法でも成立する一般的傾向である事が分かった。すなわち今回確立したMS/MSフラグメントイオンのイオン強度を解析し糖鎖構造異性体を識別する方法は第二質量分析計に飛行時間質量分析計を用いる系であれば成立することが分かった。さらに糖タンパク質糖鎖にもMS/MS強度解析法を適応し、高度に分岐した複雑な糖鎖の構造異性体の識別も行った。マンノース1-3分岐、1-6分岐に結合したガラクトース結合位置異性体の識別では分岐構造とは直接は無関係に思える部分の切断から生じるフラグメントイオンのイオン強度に明瞭なイオン強度差が現れた。イオン強度を詳細に解析する事で複合糖鎖の構造異性体を識別する事は可能であったが、どのようなメカニズムでイオン強度差が生じるのかは明確にできず、さらなる研究が必要である事が分かった。しかし、当初の目的である構造異性体の識別を行うことは達成できており、我々のイオン強度に注目した構造異性体識別法が有用な手法である事を示すに到った。ヒト免疫グロブリンIgGに結合している糖タンパク質糖鎖の構造解析をエレクトロスプレー/飛行時間質量分析計にて行った。ピリジルアミノ化処理した糖鎖をCID-MS/MS解析したところ、還元末端側から生じるフラグメントイオンが良好に観測され、糖鎖の配列解析を行うことが可能であった。そこで配列の全く同じ糖鎖でありながら分岐構造の異なる構造異性体の区別を試みた。N-結合型糖鎖は主にマンノース残基部分で分岐構造を持ち、al-3結合した分岐と、al-6結合した分岐とが存在する。これらの化合物の中、GlcNAc-Galのユニットが結合した構造異性体の区別を試みた所、両者のCID-MS/MSスペクトルには全く同じ数のフラグメントイオンが同じm/z値に観測され、従来の手法では区別することが不可能であったが、四重極/飛行時間質量分析計(Q-Tof)を用いることでフラグメントイオンのイオン強度を詳細に議論することが可能となり、特に分子イオンからGlcNAc-Galの2糖ユニットが外れたフラグメントイオンのイオン強度に明瞭な差が表れて構造異性体である両者の区別に成功した。これらの糖鎖はリウマチ疾患を持つ患者のIgG糖鎖で変化の表れる糖鎖であり、特に興味深い。さらに両者の混合物系の試料について精密解析を行い、構造異性体糖鎖の定量的な解析について検討した結果、半定量的なレベルではあるが、解析を行うことが可能であった。HPLCなど用いず質量分析計のみで解析システムを組むことが可能であれば極めて微量な試料から解析が可能であり、今後あらたな糖鎖解析システムの開発に繋がるものと期待している。MALDI-MS質量分析法を用いた解析を行い、糖鎖の基本的化合物であるマルトオリゴ糖についての解析を進めた。従来糖鎖の環構造は切断されずグリコシド結合が主に切断されるが、本研究によってMALDI-MSの負イオンモードではISD-フラグメンテーションが生じていることを明らかにした。今後これらの知見を糖鎖の構造解析に応用する。