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不連続Galerkin有限要素法の数学理論の新展開

T. Kato (1975)の準線形双曲型発展方程式の一般論に対応する時間離散化理論が,最近Kovacs & Lubich (2018)によって報告された.一方で,Kovacs & Lubich (2018)では,空間変数の離散化に関しては,全く手がつけられていなかった.代表者・齊藤は,空間離散化を含めた一般論の構築に向けて,S^1上の単純な1階の準線形波動方程式とその差分近似をモデル問題として,全離散理論の構築を行った.また,代表者・齊藤は大学院生・千葉と共同で,動的・力学的境界条件など,境界上で高階の微分作用素を含むような境界条件の数値解析への準備として,滑らかな境界上で定義された楕円型方程式のRobin境界値問題のNitsche法(という境界条件の安定な取り込み方法)を用いたDG法の研究に取り組み,詳細な誤差評価を導出した.分担者・村川は,細胞接着の数理モデルに関連する非線形非局所凝集拡散方程式ついての数値解析及び数理解析を行った.空間離散化法としては風上型有限体積法を採用し,数値解の非負性及びエネルギー散逸性を保つ数値解法を構成し,これらを解析的に証明した.さらに,数値解の有界性,可解性,同程度連続性,収束性などについて解析的に証明した.有限要素法を用いる利点の1つとして,曲がった境界を持つ領域上の境界値問題に適用しやすいことが挙げられる.しかし,実際には元の領域を多角形領域で近似してから三角形分割を行うため,理論的な誤差評価においては領域近似の誤差も考慮する必要がある.この点は非適合有限要素法(DG法を含む)の理論誤差解析ではほとんど考慮されていなかった.分担者・柏原は,滑り境界条件を課したStokes方程式に対するCrouzeix-Raviart有限要素近似に対して,空間2次元の場合に最適な誤差評価を導くことに成功した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度である当該年度は、基礎的な課題を中心に研究を遂行した。代表者は、院生の千葉氏と共同で、移流拡散方程式のDG法に対する従来の解析を詳細に再検討し、拡散係数と移流関数の影響をできる限り陽的に表現した誤差評価の導出に成功した。そのための仮定も、従来の研究に比較して大幅に簡略化さてており、DG法の特性をからりシャープに捉えることができた。結果は、特に、特異摂動型の問題に応用できる。一方、代表者は、協力研究者の宮下氏と共同で、楕円型界面問題に対するハイブリッド型のDG法の構成に成功し、結果として、従来の方法に比べて、簡便な方法を導出した。数値実験による検討も良好である。分担者・小林は、差分商(difference quotient)の議論を用いてBabuska-Azizの誤差評価法を拡張することにより、三角形および四面体上の高次Lagrange補間の誤差評価を得ることに成功した。分担者・松尾は、微分方程式を時間方向に離散化して得られるスキームが非半群的であることを指摘し,その条件下で成り立つLyapunov型定理を構成した.分担者村川は、分担者・村川は、非線形交差拡散系に対する線形有限体積近似を与え、その誤差評価を行った。その収束のオーダーは、線形熱方程式に対する有限体積近似のオーダーと同じであることが分かった。このことは、提案手法の有用性を示すものである。上記の通り、基礎的な問題については、すでに論文化できる内容が複数得られている。また、分担者による応用の研究も順調である。不連続Galerkin法は,標準的な有限要素法などと比べてL^2やエネルギーノルム以外のノルムを用いた解析はあまり行われていない.これが、非線形問題への解析があまり進まない一つの原因となっている。本年度は、多角形領域,特に非凸の場合におけるPoisson方程式について,不連続Galerkin法のひとつであるSIPG法の最大値ノルムでの誤差評価を離散弱最大値原理に基づいた方法で導出した(院生・千葉氏と共同研究)。このほかに、楕円型界面問題のHDGについて、解が分数べきソボレフ空間に属する場合の誤差評価の導出に成功した(宮下氏と共同研究)。分担者・松尾は、主に混合微分を含む偏微分方程式に対する差分解法に関する研究を行い,平均化差分法と称する新しい差分法が有効であることを発見した。分担者・小林は、四面体上のLagrange補間誤差について、射影外接半径という幾何学的な量を定義することにより、四面体の形状に関わらず適用可能な誤差評価を得ることができた。分担者・村川は退化放物型方程式や非線形交差拡散系を含む一般の非線形拡散問題に対する線形数値解法を提案し、誤差評価を含めた解析を行った。提案解法は、実装が容易であり、計算コストが安く、高速に計算できるにもかかわらず、既存の非線形解法と同程度の精度が得られる、非常に有用な解法である。更に、生命現象の解明に向けた応用を行った。滑らかな領域における有限要素近似では,厳密な三角形分割が一般に不可能になるため,曲がった境界を多角形で近似する際に生じる誤差を考慮する必要がある.特に,このような状況でノイマン境界条件問題を考える場合,エネルギーノルム以外のものを用いた誤差評価はほとんど知られていなかった.

分担者・柏原は、はポアソン方程式に対してこの問題を考察し,W{1,infty}ノルムで最適な誤差評価が得られることがわかった.不連続ガレルキン法の基礎的な内容について、すでに結果が数本の論文となっている。分担者による応用研究も順調である。T. Kato (1975)の準線形双曲型発展方程式の一般論に対応する時間離散化理論が,最近Kovacs & Lubich (2018)によって報告された.一方で,Kovacs & Lubich (2018)では,空間変数の離散化に関しては,全く手がつけられていなかった.代表者・齊藤は,空間離散化を含めた一般論の構築に向けて,S^1上の単純な1階の準線形波動方程式とその差分近似をモデル問題として,全離散理論の構築を行った.また,代表者・齊藤は大学院生・千葉と共同で,動的・力学的境界条件など,境界上で高階の微分作用素を含むような境界条件の数値解析への準備として,滑らかな境界上で定義された楕円型方程式のRobin境界値問題のNitsche法(という境界条件の安定な取り込み方法)を用いたDG法の研究に取り組み,詳細な誤差評価を導出した.分担者・村川は,細胞接着の数理モデルに関連する非線形非局所凝集拡散方程式ついての数値解析及び数理解析を行った.空間離散化法としては風上型有限体積法を採用し,数値解の非負性及びエネルギー散逸性を保つ数値解法を構成し,これらを解析的に証明した.さらに,数値解の有界性,可解性,同程度連続性,収束性などについて解析的に証明した.有限要素法を用いる利点の1つとして,曲がった境界を持つ領域上の境界値問題に適用しやすいことが挙げられる.しかし,実際には元の領域を多角形領域で近似してから三角形分割を行うため,理論的な誤差評価においては領域近似の誤差も考慮する必要がある.この点は非適合有限要素法(DG法を含む)の理論誤差解析ではほとんど考慮されていなかった.分担者・柏原は,滑り境界条件を課したStokes方程式に対するCrouzeix-Raviart有限要素近似に対して,空間2次元の場合に最適な誤差評価を導くことに成功した.本年度は、DG time-stepping法の解析で大きな成果がえらえた。本研究では、抽象的な放物型発展方程式を考え、変分法的な解析を行なった。具体的には,Banach-Necas-Babuska (BNB)定理に基づいて,DG双線形形式に対して,inf-sup条件を導出し,準最良近似評価式の成立を証明した.さらに,標準的な補間誤差評価と組み合わせることで,最適誤差評価を得ることができた.一方,Isogeometric Analysisへの応用を念頭に、非定常移流拡散問題を対象にして、非斉次のDirichlet境界条件を,現実的な数値計算において実現するためのNitscheの方法について、その収束性をBNB定理に基づいた変分法的な手法で研究した。分担者・松尾は、ハイブリッド不連続ガレルキン法に基づく構造保存解法を並列計算機上に実装し、構造保存性を保ちつつ、高速化が図れることを実証した。分担者・村川は非線形拡散問題に対する線形数値解法についての研究を進め、その線形解法を応用上重要な非線形拡散-移流-反応方程式に適用した。その問題に対して解析解を構成し、数値解と解析解を比較することにより、線形解法の収束性及び有用性を実証した。分担者・小林は、Raviart-Thomas有限要素法について、誤差評価を行った。その結果として、Crouzeix-Raviart補間は三角形の最大辺の長さによって誤差が押さえられるにも関わらず、Crouzeix-Raviart有限要素法の場合には三角形の外接半径が誤差に大きく影響することがわかった。
レーザープローブによる超音速噴霧液滴の分裂・分散過程の解明

ノズルへの供給圧力を55および110MPaに設定し、ベルヌーイ速度を360および500m/sとした。高圧噴射の場合のマッハ数は約1.5に達する。ノズル噴孔から5mm下流の噴霧中心においてL2Fにより計測された液滴の最高速度はほぼベルヌーイ速度に近い値であったが、平均マッハ数はそれぞれ約0.7および1.2であった。液滴サイズのばらつき、ならびに、速度とサイズの正の相関のためと考えられる。噴霧中心において、低圧噴射の亜音速噴霧、および高圧噴射の超音速噴霧の両条件において、噴孔から10mmの液滴サイズは5mmの値より小さく、液滴の分裂が確認された。サイズの減少割合は高圧噴射の場合が高く、高マッハ数で液滴分裂が顕著であった。噴霧周辺部において、5mmと10mmの液滴数を比較し、そのサイズ依存性に基づいて液滴の分裂と分散を評価した。低圧噴射の場合、5mmに比べて10mmの液滴の個数はサイズによらず増加した.噴霧中心で分裂により生じた小サイズ液滴が分散により移動したものと考えられる.高圧噴射の場合、噴孔から5mmに比べて10mmでは、約10マイクロメートル以上の液滴の個数は減少し,同サイズ未満の液滴の個数は増加した.大サイズ液滴の減少は分裂によるものであり、小サイズ液滴の増加は噴霧中心で分裂により生じた小サイズ液滴が分散により移動したものと考えられる。すなわち、高マッハ数の場合には噴霧周辺部でも液滴は分裂することが明らかとなった。当初、最高噴射圧250MPaで噴射を行うことによって最高マッハ数3.0において、噴孔から520mmの距離で噴霧液滴の計測を行う計画であった。装置の不具合により250MPaの超高圧噴射を達成できなくなったが、別装置により圧力110MPaで噴射し、マッハ数1.5において、噴孔から5および10mmの位置における計測を行った。また、液滴サイズ頻度分布の変化によって液滴分裂を評価した。これにより、噴霧の中心部および周辺部における液滴分裂に及ぼすマッハ数の影響、ならびに、噴霧周辺部への小サイズ液滴の分散を明らかにした。これらのことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。噴霧液滴の分裂および分散の過程において、個々の液滴を囲む空気の流動ならびに噴霧全体を囲む空気の流動が重要な役割を担っており、この2つの流動の評価が必要である。最終年度には、当初の計画の通りオイルミストを含む空気中に噴射される軽油噴霧液滴の速度およびサイズをL2Fにより計測する。サイズが0.3マイクロメートルの液滴は、衝撃波による急激な減速に追随することが知られており、サブミクロンのオイルミストの速度データを空気速度として取り扱い、液滴速度と空気速度の差、すなわち相対速度を代表速度としてウエーバー数を評価する。さらに、現有の2次元位相ドップラー流速計を用いて噴霧周囲の速度場の計測を行い、噴霧へ取り込まれる空気速度の空間分布を評価する。この結果とL2Fによる噴霧内空気流動の計測結果を比較することにより、個々の液滴を囲む空気の流動ならびに噴霧全体を囲む空気の流動の評価の妥当性を検証し、研究を推進する予定である。レーザー2焦点流速計(L2F)の光源として波長が赤外域の半導体レーザーを用いる場合、光学系の微調整に高度な技術が必要であり、再現性あるデータの取得に長時間を要する。本研究では、波長が可視域の半導体レーザーを光源に用いて、光学系を新たに設計・製作することとしていた。しかしながら、市販の半導体レーザーにおいて、その筐体の小型化と高出力化が進められており、このためにシングルモード半導体レーザーの発光領域が100マイクロメートルのオーダーに拡大されており、焦点をこのオーダーから縮小することが困難な状況となった。そこで、波長が赤外域であっても発光領域が13マイクロメートルである高出力の半導体レーザーを使用することとし、光学系の調整において可視のレーザーポインターを用いることとして、このためのジグを開発した。液滴からの後方散乱光をアバランシェフォトダイオードによって電気信号に変換する信号増幅回路の動作安定化のために、電子回路基板を新たに設計・製作した。飛行時間により速度を求め、散乱時間により液滴サイズを求めるL2Fで、より高速の液滴を計測するには、飛行時間および散乱時間を計測するクロック周波数の増加が必要である。このために、信号処理系として用いるFPGA(Field Programmable Gate Array)をWindows 10で動作するよう更新するとともに、高速化に対応するVerilog HDLプログラムへの書き換えを行った。液滴の分裂を支配するパラメータであるウエーバー数を変化させるため、さらに液滴分裂に及ぼすマッハ数の影響を明らかにするために、加圧された定容容器に超音速で液体を噴射して計測を行う計画である。このために、液体噴射ノズルを定容容器に取り付けるためのホルダとアダプタの設計・製作を行った。当初、可視半導体レーザーを使用する計画であったが、発光領域が過大であり集光度が低下することが明らかとなった。そこで、可視のレーザーポインターを用いて光学系の調整を行うジグを開発し、光学系を高精度で調整するとともに、再現性のあるデータを取得する条件を整えた。次に、液滴からの後方散乱光をアバランシェフォトダイオードによって電気信号に変換する信号増幅回路の動作安定化のために、電子回路基板を新たに設計・製作した。

また、信号処理系として用いるFPGA(Field Programmable Gate Array)をWindows 10で動作するよう更新するとともに、高速化に対応するVerilog HDLプログラムへの書き換えを行った。これらのことから当初の目標をほぼ達成したものと判断できる。ノズルへの供給圧力を55および110MPaに設定し、ベルヌーイ速度を360および500m/sとした。高圧噴射の場合のマッハ数は約1.5に達する。ノズル噴孔から5mm下流の噴霧中心においてL2Fにより計測された液滴の最高速度はほぼベルヌーイ速度に近い値であったが、平均マッハ数はそれぞれ約0.7および1.2であった。液滴サイズのばらつき、ならびに、速度とサイズの正の相関のためと考えられる。噴霧中心において、低圧噴射の亜音速噴霧、および高圧噴射の超音速噴霧の両条件において、噴孔から10mmの液滴サイズは5mmの値より小さく、液滴の分裂が確認された。サイズの減少割合は高圧噴射の場合が高く、高マッハ数で液滴分裂が顕著であった。噴霧周辺部において、5mmと10mmの液滴数を比較し、そのサイズ依存性に基づいて液滴の分裂と分散を評価した。低圧噴射の場合、5mmに比べて10mmの液滴の個数はサイズによらず増加した.噴霧中心で分裂により生じた小サイズ液滴が分散により移動したものと考えられる.高圧噴射の場合、噴孔から5mmに比べて10mmでは、約10マイクロメートル以上の液滴の個数は減少し,同サイズ未満の液滴の個数は増加した.大サイズ液滴の減少は分裂によるものであり、小サイズ液滴の増加は噴霧中心で分裂により生じた小サイズ液滴が分散により移動したものと考えられる。すなわち、高マッハ数の場合には噴霧周辺部でも液滴は分裂することが明らかとなった。当初、最高噴射圧250MPaで噴射を行うことによって最高マッハ数3.0において、噴孔から520mmの距離で噴霧液滴の計測を行う計画であった。装置の不具合により250MPaの超高圧噴射を達成できなくなったが、別装置により圧力110MPaで噴射し、マッハ数1.5において、噴孔から5および10mmの位置における計測を行った。また、液滴サイズ頻度分布の変化によって液滴分裂を評価した。これにより、噴霧の中心部および周辺部における液滴分裂に及ぼすマッハ数の影響、ならびに、噴霧周辺部への小サイズ液滴の分散を明らかにした。これらのことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。実験パラメータの変化に伴う計測結果の変化を明確に捉えるには、計測システムの光学的SN比を高い状態に保つことが必須である。しかしながら、温度・湿度を一定に保つことができない通常の実験室での計測では、時間経過とともにレーザー流速計の光学系にずれが生じ、焦点における液滴からの散乱光を検出できなくなるため、データの再現性の検証に長時間を要する。そこで、光学系にずれが生じた場合の焦点の直径ならびにその位置の変化を光線追跡法によって明確にし、これに基づいて液滴の散乱光の検出量をデータベース化することを計画している。データベースと計測時の液滴からの散乱光強度との比較によって、光学系のずれを推定するとともに光学系の調整を行うことによって、計測時間の短縮化を図り、研究の推進を行う予定である。
人間の記憶におけるクロスモダリティー・コンヒュージョンの研究

事後情報効果に影響与える入力のフォーマットの差異による効果を検討する目的で、オリジナルの出来事の後の事後情報を変化させた実験研究を行った。実験1は、ある女性の1日を描く16枚のスライドを提示し(オリジナルイベント)、その後事後情報として他の参加者による感想をVTRへのビデオ録画(実験1),またはそれを逐語化し紙面に印字したもの(実験2)によって提示された.再認テストの結果,「ビデオ」による事後情報の提示は,「紙面」による提示よりも誤情報効果が強いことが示された.これは「テレビなどによる視覚情報の方が事後情報として強い影響力を持つ」という仮説を支持するものである.また,紙面提示条件の方が参加者個々のペースで事後情報に触れることができるために,誤情報の検出力が上がると考えられた。なお,ターゲット刺激個々の特性について検討したところ,提示モードにかかわらず事後情報効果を受けやすかった対象は,ある種の文脈における特定の動作を描写した項目であり,スクリプトの影響がその理由として考えられた.実験3では、事後情報に関して、二人の他の目撃者がその出来事に付いて話し合っているという風景をビデオに撮影したものを提示し、実験4ではその二人の感想を文字に起こして、それを読んでもらうという形式で提示した。実験4でも、実験3と同様の事後情報効果が得られた。しかしその効果は実験4で大きく認められた。以上の結果から、事後情報の効果は紙面であっても、CRTに提示された人物の提示であっても同様の効果を持つこと、しかし、事後情報のターゲットとなる項目の性質によってその現れ方が異なることも示され、今後のさらなる検討が必要であることが認められた。目撃証言の信用性を検討するために、事後情報パラダイムに入力モードもしくはファーマットを変化させて、検討することを目的とした。従来の研究では、オリジナルの出来事の提示(学習項目)の後に、事後情報が質問紙の形式で視覚的に提示されていた。しかしながら、現実には、事後情報は質問紙の形式で視覚的に提示されるとは限らない。平成14年度の本研究では、オリジナルの出来事の後に、ある人物(当該の目撃者ではない第3の目撃者)がその出来事についての感想を語るというビデオを作成し、これを事後情報として視聴覚領域に提示した(実験1)。実験2では、その事後情報(印象)を文章化して視覚的に提示した。実験3では、事後情報として、オリジナルの出来事を目撃した二人の人物の、その出来事に関する会話をビデオに撮影したものを採用して視聴覚的に提示した。実験4では、実験3の二人の会話を文章化して視覚的に事後情報を提示した。記憶の信用性を検証するために、各実験ともオリジナルの出来事には同じ16枚スライドを使用し、事後情報項目には第6、10、11の3つのスライドに含まれる項目を用いた。記憶の検査には2肢択一の強制再認テストを使用した。結果は、実験1では項目11で、実験2では項目6と項目11で、実験3では項目10と項目11で、事後情報効果を認めた。実験4では項目10でのみ有意傾向が認められた。このことから、入力フォーマットにかかわらず、色彩の情報が事後情報の影響が認められることがわかった。さらに、入力フォーマットによっては、事後情報効果の出方に差異が生ずることも認められた。事後情報効果に影響与える入力のフォーマットの差異による効果を検討する目的で、オリジナルの出来事の後の事後情報を変化させた実験研究(実験1から実験4)を行った。実験1は、ある女性の1日を描く16枚のスライドを提示し(オリジナルイベント)、その後事後情報として他の参加者による感想をVTRへのビデオ録画(実験1),またはそれを逐語化し紙面に印字したもの.(実験2)によって提示された.再認テストの結果,「ビデオ」による事後情報の提示は,「紙面」による提示よりも誤情報効果が強いことが示された.

これは「テレビなどによる視覚情報の方が事後情報として強い影響力を持つ」という仮説を支持するものである.また,紙面提示条件の方が参加者個々のペースで事後情報に触れることができるために,誤情報の検出力が上がると考えられ,これは差異検出原理(Principle of Discrepancy Detection)と一致する.なお,ターゲット刺激個々の特性について検討したところ,提示モードにかかわらず事後情報効果を受けやすかった対象は,ある種の文脈における特定の動作を描写した項目であり,スクリプトの影響がその理由として考えられた.実験3では、事後情報に関して、二人の他の目撃者がその出来事に付いて話し合っているという風景をビデオに撮影したものを提示し、実験4ではその二人の感想を文字に起こして、それを読んでもらうという形式で提示した。実験3では、ターゲットとなった飲み物に対する事後情報が強かった。実験4でも、実験3と同様の事後情報効果が得られた。しかしその効果は実験4で大きく、特に読み物であるターゲットに対しても、実験4で認められた。以上の結果から、事後情報の効果は紙面であっても、CRTに提示された人物の提示であっても同様の効果を持つこと、しかし、事後情報のターゲットとなる項目の性質によってその現れ方が異なることも示され、今後のさらなる検討が必要であることが認められた。
抗がん剤副作用発現の組織特異的な分子機構の解明

本研究は、5-フルオロウラシル(5-FU)による骨髄抑制と酸化ストレスの因果関係を明らかにし、骨髄と腫瘍組織の応答性の差異から副作用発現に関わる組織特異的機序の解明を目指した。5-FUによる骨髄毒性は、酸化ストレスで活性化される転写因子Nrf2やグルタチオン量と直接関連することを示し、5-FUによる骨髄毒性に一部酸化ストレスが関与することを明らかにした。また、移植がん組織と骨髄では5-FUに対するp53の応答性が異なることから、その相違が5-FU毒性の臓器選択性と関連する可能性が示唆された。本申請研究では、固形がんの治療において最も広範に用いられている5-フルオロウラシルに焦点を絞り、特に治療の用量規定因子や患者QOL維持において重要となる副作用である骨髄抑制や口内炎の発症と酸化ストレスの因果関係を分子レベルで明らかにすることを目的とした。さらに、正常組織と腫瘍組織の5-FUに対する応答性の差異を生じさせる中心的分子を特定することにより、副作用発現に特異的に関わる機序の解明を目指した。本申請研究により副作用を克服するための分子基盤が構築されれば、新規支持療法等の開発などがん治療戦略に大きなインパクトをもたらすことが期待できる。本年度は、5-FUのp53に対する作用をin vivoで解析し、5-FUは同一個体において移植がん組織ではp53をアップレギュレートするのに対し、骨髄p53を持続的にダウンレギュレートすることを明らかにした。本研究により、正常組織とがん組織における化学療法剤への応答性の相違点を明確にすることができた。一方、骨髄において5-FUによるp53のダウンレギュレーションと活性化が同時進行で生じていたことから、p53のリン酸化状態などそのメカニズムの詳細については次年度における課題となった。本年度は、5-FUのp53に対する作用をin vivoで解析した昨年までの研究を進めた。5-FUは骨髄と移植癌組織のいずれにおいてもp53タンパクのリン酸化を誘導するが、その用量依存性は大きく異なり、腫瘍組織では線形的な応答を示すのに対し、骨髄では非線形の応答性が認められた。従って、p53応答性の相違が5-FU毒性の臓器選択性と関連する可能性が示唆された。一方、5-FUの骨髄毒性に酸化ストレスが関与する可能性に関して、本年度は抗酸化ストレスタンパクの転写を正に調節する転写因子Nrf2の阻害タンパクKeap1の遺伝子改変動物より得たMEF細胞を用いて、Nrf2高発現が5-FUの細胞毒性を保護するかについて検討を行った。5-FUはMEF細胞に対してcytostaticな増殖抑制作用を示したが、Keap1ノックアウト細胞においてもほぼ同様な抑制作用が認められた。従って、少なくとも繊維芽細胞においては5-FUの細胞増殖抑制作用にNrf2の関与は少ないことが明らかになった。今後、5-FUの骨髄毒性におけるNrf2の役割をNrf2遺伝子改変動物を用いて検討する予定である。本申請研究では、固形がんの治療において最も広範に用いられている5-フルオロウラシルに焦点を絞り、特に治療の用量規定因子や患者QOL維持において重要となる副作用である骨髄抑制の発症と酸化ストレスの因果関係を分子レベルで明らかにすることを目的とした。本研究では、はじめに5-FUのp53に対する作用をin vivoで解析し、5-FUは同一個体において移植がん組織ではp53をアップレギュレートするのに対し、骨髄p53を持続的にダウンレギュレートすることを明らかにした。また、5-FUは骨髄と移植癌組織のいずれにおいてもp53タンパクのリン酸化を誘導するが、その用量依存性は大きく異なり、腫瘍組織では線形的な応答を示すのに対し、骨髄では非線形の応答性が認められた。一方、5-FUの骨髄毒性に酸化ストレスが関与する可能性に関して、抗酸化ストレスタンパクの転写を正に調節する転写因子Nrf2の阻害タンパクKeap1の遺伝子改変動物より得たMEF細胞を用いて、Nrf2高発現が5-FUの細胞毒性を保護するかについて検討を行った。

5-FUはMEF細胞に対してcytostaticな増殖抑制作用を示したが、Keap1ノックアウト細胞においてもほぼ同様な抑制作用が認められた。従って、少なくとも繊維芽細胞においては5-FUの細胞増殖抑制作用にNrf2の関与は少ないことが明らかになった。これまでの2年間の研究期間において、5-フルオロウラシルの骨髄毒性に酸化ストレスが関与していることは明らかにすることができたが、骨髄特異的に毒性が生じる分子メカニズムを特定するに至っていない。p53に着目して検討を重ねているものの、p53と酸化ストレスの関連性に関して、直接的な因果関係を明らかにしておらず、当初の計画から遅れていると言わざるを得ない。その理由として、学部制度の変更により大学院生が激減したことや、当初想定していた研究エフォートが確保できなかったことなどが挙げられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は5-フルオロウラシルの骨髄特異的毒性発現と酸化ストレスの関連性について、特にp53とNrf2あるいはBach1などの酸化ストレス応答性転写因子との相互作用の観点から検討を進める。マンパワー不足が研究遂行を遅れさせた理由となった点を考慮し、今年度は学部学生の本研究への参加を積極的に促す。
在日アモイ系華商のアジア貿易に関する研究ー「泰益号」営業文書の解読ー

アジアにおける国際貿易の古い朝貢貿易タイプから新しいタイプへの貿易構造の転換過程は、長期にわたって生じたものある。日本の対外貿易港として栄えてきた長崎港における厦門系商人が、この転換期にどのような対応してきたか、またどんな役割と活動をしてきたかについて、「泰益号」の営業記録往来文書の分析と追跡調査により究明し、同時に日中交流史及び中国商業史とのかかわりの中で、総合的調査研究をすすめてきた。平成3年3月から長崎市立博物館の依頼により、「泰益号」の営業記録往来文書の整理をすすめている。現在同文書3万点を甲子園大学に移転している。整理方法としては、年代別、差出人別に分類し、整理番号を付けて目録を作成中である。平成4年度は、そのうち3千通(1通約34コマ)の手紙の整理と9,700コマのマイクロフィルムを作成した。この度の研究成果は、平成5年1月5日6日に、香港科技大学が主催する「民間文献と華南地域社会」シンポジウムで発表した。私は、福建商人(厦門系と福州系)が組織した「福建会館」の史料から商人組織の目的・運営の方法・会員数の変化を綿密に分析してきた。伝統的中国社会の商人が外地で地縁・業縁により結束してつくった組織、つまり商人たちの親睦・議事・情報交換の場所である「会館」の機能について研究した。またこのような社会組織をつくりあげた背景として、福建商人の経済活動にも焦点をあて、「在日中国商人の商業活動ー長崎華商泰益号の事例」を『甲子園大学紀要』(20号、1993年)で発表し、福建商人が長崎貿易で果たした役割を分析した。
未開発海洋資源のミネラルプロセッシング-コバルトリッチクラストの処理-

深海底鉱石であるコバルトリッチクラスト・ノジュールは未開発の資源であり,今後の開発が期待されている。本研究では,海底基盤岩からのクラスト部分の物理選別について検討した。破砕産物についての粒度別の単体分離度測定を行い,さらに選別の難しい細粒部分の物理選別試験を行った。試験はRETACジグおよびアドバンスドジグを用いて行われ,コバルトリッチクラスト・ノジュールについての選鉱処理フローの提案を行った。深海から揚鉱されるコバルトリッチクラスト鉱石は,有用金属を含まない核岩や海底基盤岩を多量に含んでおり,製錬処理の前にこれらの岩石を除去する選鉱処理が必要であるが, 1990年代に調査が開始された鉱石であるため,高効率な選鉱プロセスはいまだ確立されていない。申請者はこれまでに,粗粒子の選鉱に比重選別が効果的であることを見出したが,微粒子・細粒子の選別精度が低いことが問題となっている。そこで本研究ではコバルトリッチクラスト鉱石の粉砕産物のうち,微粒分についての浮遊選鉱法による分離,細粒群のジグ選別および表面改質前処理を行った試料の気泡導入ジグ選別(ハイブリッドジグ)を検討し,効率的な総合処理フローを提案することを目的として研究を実施している。本年度は初年度であり,濡れ性の差を利用した選別法である浮遊選鉱め微粒群への適用と細粒群の表面処理の予備的検討を実施した。表面の電気化学的特性の差を利用して鉱石または不要岩石のどちらか一方を疎水化する方法を検討したところ,表面電位に起因する静電気相互作用力により選択吸着する試薬を見出した。また,クラストと岩石の標準電位の中間に酸化還元電位を持つ試薬が岩石に付着し疎水化することを見出した。これらの試薬による表面改質後に浮遊選鉱することで高品位のクラストを回収できた。また,この成果を細粒群の表面改質に適用可能であることを見出した。以上のように,おおよそ研究実施計画通りに研究を順調に進めることができた。深海から揚鉱されるコバルトリッチクラスト鉱石は,有用金属を含まない核岩や海底基盤岩を多量に含んでおり,製錬処理の前にこれらの岩石を除去する選鉱処理が必要であるが,1990年代に調査が開始された鉱石であるため,高効率な選鉱プロセスはいまだ確立されていない。本年度は2年目であり細粒子の比重選別を検討した。申請者の所属する研究室で開発された網下気室型ジグ選別機を細粒処理用に改造し試験を行ったところ,波高などの運転条件を適切に設定することで分離が進行することを見出した。さらに昨年度に得た知見に基づき表面改質を行い,気泡を導入してみかけ比重を小さくする装置の試作を試みた。細粒子であることから既存の気泡導入装置を使うと粒子層内に乱れが生じることが分かり,微細気泡発生装置を組み込むことで装置を改造し,表面改質前後の試料の選別試験を行った。細粒子用ジグの選別では良い試験が得られた。また,微細気泡はみかけ比重の軽減に効果があるものの,気泡導入が水の脈動を乱すために選別性が低下することが明らかとなり,さらなる改造が必要であることが分かった。本年度は最終年度でありH20年度の微粒群の浮選結果や,H21年度の細粒子の比重選別の結果を受け,最終的な全体処理フローの検討を行った。本年度の検討項目の1つであった破砕方法と単体分離性についても検討を行ったところ,硬度の差を利用する選択粉砕法も有効であることが明らかとなり,既存の破砕法と粒度別分級を行う処理フローの他に,選択破砕法を導入した総合的処理フローについても提案し,マテリアルフローの計算等を行った。
肝線維化過程における骨髄由来細胞のコラーゲン合成ならびに分解能の包括的解析

肝炎ウイルス感染やアルコールの過剰摂取・肥満など、様々な原因で肝臓の線維化が引き起こされる際には、肝組織中にコラーゲンが過剰に蓄積する。組織におけるコラーゲンの含有量は合成系と分解系の適切なバランスの上に維持されているが、両者の調節機構は不明であった。そこで本研究では、コラーゲンとその分解酵素の両遺伝子を組み込んだ遺伝子改変マウスを作製して、肝線維化の進展過程における両遺伝子の発現動態を明らかにした。肝炎ウイルス感染やアルコールの過剰摂取など、様々な原因で肝臓の線維化が引き起こされる際には、肝組織にコラーゲンをはじめとするマトリックス成分が過剰に蓄積する。組織おけるコラーゲン含量は合成と分解の適切なバランスの上に維持されており、肝星細胞はコラーゲンとその分解酵素MMP-13双方の産生細胞と考えられているが、星細胞において相反するコラーゲンとMMP-13産生がどのように調節されているかは充分に解明されていない。また近年、骨髄から線維肝組織へ流入した細胞がコラーゲンを産生して線維化進展に関わるという報告がなされた一方で、骨髄由来細胞がMMPを産生して線維化の改善に寄与するという本研究者自身の報告もあり、未だ一致した見解は得られていない。ひとつの細胞の中で、コラーゲンの産生と分解との包括的な解析が求められる所以である。本研究は、コラーゲンプロモーターと緑色蛍光、MMP-13プロモーターと赤色蛍光を連結した遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスを作製し、これを用いてコラーゲンとMMP-13の産生を単一細胞レベルで高感度かつ特異的に検出して包括的に解析することで、肝線維化の制御を目指すものである。このマウスに四塩化炭素を反復投与して肝線維症を誘導すると、線維束に沿ってCOLIA2プロモーターの活性化した細胞を多数認めたが、MMP-13プロモーターの活性化はみられず、両者のバランスが産生過多に傾いていることが証明された。また、同マウスの肝臓から分離した星細胞を培養すると、初期にはMMP-13プロモーターの活性化が認められたのに対して、培養1週間後の活性化星細胞ではMMP-13プロモーターの活性化は認められず、COLIA2プロモーターの活性化へと転じた。肝炎ウイルス感染やアルコールの過剰摂取など、様々な原因で肝臓の線維化が引き起こされる際には、肝臓組織中にコラーゲンをはじめとするマトリックス成分が過剰に蓄積する。組織におけるコラーゲン含量は合成系と分解系の適切なバランスの上に維持されているが、近年骨髄から線維肝組織へ流入した細胞がコラーゲンを産生して線維化の進展に関わるという報告がなされた一方で、骨髄由来細胞がコラーゲン分解酵素であるマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)-13を産生して線維化改善に寄与するという本研究者自身の報告もあり、未だ一致した見解は得られていない。そこで本研究では、コラーゲンプロモーターと緑色蛍光、MMP-13プロモーターと赤色蛍光を連結した遺伝子を組み込んだトランスジェニックマウスを作製して、コラーゲンとMMP-13の産生を単一細胞レベルで高感度かつ特異的に検出して、包括的に解析する系を確立した。このマウスの骨髄細胞を移植したレシピエントマウスに四塩化炭素を反復投与して肝線維症を誘導すると、線維化進行期の肝組織内に緑色蛍光は観察されず、骨髄由来細胞におけるCOL1A2プロモーターの活性化は認められなかった。一方、四塩化炭素の投与を中止した後の線維化回復期には、骨髄由来細胞がMMP-13やMMP-9を順次発現して、線維化の改善に寄与する所見が得られた。現在、効果的な肝線維症治療法の臨床応用を目指し、骨髄細胞の線維肝組織への動員とMMP-13産生細胞への分化誘導を促進する物質を探索して、これに基づく新規治療法の開発に取り組んでいる。
生体医療光学に於ける高機能伝送システム

人体に大きな負担をかけずに患部の診断・治療を行うという、最少侵襲医療は大きな注目を浴びており、生体医療光学はその基本技術の中心分野である。この生体医療光学においては、既に波長の異なる各種のレーザが、各種の治療に有効であることが示され、医療応用を目指したレーザ装置開発が進んでいる。しかし、治療システム全体を考えたとき、現状ではレーザ光を患部へ導くための伝送装置の開発が遅れており、そのため、任意の波長をもつレーザ光をフレキシブルにターゲットに導くということが最重要課題であると認識されている。本研究においては、これを達成するシステムを、従来のガラスをコアとする光ファイバとは動作原理や構造などのコンセプトが全く異なる、中空導波路を用いて実現することを目的とし、国際的な協力のもと研究を行った。本年度に得られた成果は次の通りである。1.国際研究集会の開催BiOS Europe'96(生体医療光学ヨーロッパ'96)を平成8年9月、BiOS'97(生体医療光学'97)を平成9年2月にそれぞれ、ヨーロッパとアメリカで共同研究者と共に開催し、この分野の研究のなお一層の発展を計った。どちらの会議においても、主催した「生体医療光学用光ファイバ」のセッションは20件以上の講演があり、最新の研究成果発表に対し、有意義な討論が行われた。また関連研究集会としてGCL/HPL'96(ガスフロー、化学レーザと高出力レーザ'96)も平成8年8月にヨーロッパで開催した。2.誘電体内装中空導波路の超低損失化誘電体内装導波路で、内装誘電体の多層化による低損失化の研究を、特に材料に着目しながら研究を行った。製作法としては、スパッタリング法に基づくものと新たに開発した化学気相成長法(CVD法)を採用した。まず、スパッタリング法により、セレン化亜鉛とゲルマニウムの3層交互多層膜を内装した導波路の製作に成功し、短尺な導波路ながらも、単一層内装導波路よりも低損失な多層膜内装導波路が製作された。としての基本特性を確認した。次にCVD法により、酸化アルミニウムと酸化チタニウムを内装した導波路の製作を試みた。その結果、多層導波路特有の伝送特性が得られたことが確認され、この製作方法の有効性が明らかになった。3.誘電体内装中空導波路の高効率製作技術の研究中空導波路の実用化のためには、比較的複雑な工程であるスパッタリング法などに代わる、高効率な製作方法の開発が必須である。送液法にもとづく液相コーティング法を開発した。この方法ではすべての成膜工程は液相により行われる。まず金属層となる銀膜を、硝酸銀溶液と還元剤溶液を混合させることによる銀鏡反応により、細径なガラス管の内面に生成する。そして次に誘電体として有機樹脂を銀膜上に塗布、乾燥、加熱することにより成膜する。各種有機材料について検討した結果、ポリイミド、フッ素樹脂、炭化水素ポリマーなどが赤外レーザ用導波路の内装誘電体材料として有効であることが明らかになり、実際にこれらの有機樹脂を内装した導波路を製作、測定した結果、その低損失性が確かめられた。4.高効率伝送システム実現のための付加装置の開発レーザ光を極めて高い効率をもって伝送するシステムを実現するために、中空導波路のための各種の付加装置を開発した。導波路の入射端に取り付けるものとしては、高効率な光電力結合のためのレンズテ-パ結合器を提案、開発した。この結合器はテ-パ状の中空導波路の入射端にレンズを配置したものであり、振動などにより生じる光軸アライメントのずれによる結合効率低下や導波路の入射端の損傷を防ぐものである。出射端のためには、歯の裏の治療など、通常の直線状導波路ではアプローチ不可能なものの作業性を高めるために、固定ベンド導波路チップを開発した。ま導波路の曲りによるビーム品質低下を解消するための出射光均一か装置を開発した。

また関連研究集会としてGCL/HPL'96(ガスフロー、化学レーザと高出力レーザ'96)も平成8年8月にヨーロッパで開催した。2.誘電体内装中空導波路の超低損失化誘電体内装導波路で、内装誘電体の多層化による低損失化の研究を、特に材料に着目しながら研究を行った。製作法としては、スパッタリング法に基づくものと新たに開発した化学気相成長法(CVD法)を採用した。まず、スパッタリング法により、セレン化亜鉛とゲルマニウムの3層交互多層膜を内装した導波路の製作に成功し、短尺な導波路ながらも、単一層内装導波路よりも低損失な多層膜内装導波路が製作された。としての基本特性を確認した。次にCVD法により、酸化アルミニウムと酸化チタニウムを内装した導波路の製作を試みた。その結果、多層導波路特有の伝送特性が得られたことが確認され、この製作方法の有効性が明らかになった。3.誘電体内装中空導波路の高効率製作技術の研究中空導波路の実用化のためには、比較的複雑な工程であるスパッタリング法などに代わる、高効率な製作方法の開発が必須である。送液法にもとづく液相コーティング法を開発した。この方法ではすべての成膜工程は液相により行われる。まず金属層となる銀膜を、硝酸銀溶液と還元剤溶液を混合させることによる銀鏡反応により、細径なガラス管の内面に生成する。そして次に誘電体として有機樹脂を銀膜上に塗布、乾燥、加熱することにより成膜する。各種有機材料について検討した結果、ポリイミド、フッ素樹脂、炭化水素ポリマーなどが赤外レーザ用導波路の内装誘電体材料として有効であることが明らかになり、実際にこれらの有機樹脂を内装した導波路を製作、測定した結果、その低損失性が確かめられた。4.高効率伝送システム実現のための付加装置の開発レーザ光を極めて高い効率をもって伝送するシステムを実現するために、中空導波路のための各種の付加装置を開発した。導波路の入射端に取り付けるものとしては、高効率な光電力結合のためのレンズテ-パ結合器を提案、開発した。この結合器はテ-パ状の中空導波路の入射端にレンズを配置したものであり、振動などにより生じる光軸アライメントのずれによる結合効率低下や導波路の入射端の損傷を防ぐものである。出射端のためには、歯の裏の治療など、通常の直線状導波路ではアプローチ不可能なものの作業性を高めるために、固定ベンド導波路チップを開発した。ま導波路の曲りによるビーム品質低下を解消するための出射光均一か装置を開発した。人体に大きな負担をかけずに、患部の診断・治療を行ったり、あるいは人に苦痛を与えずに治療を行うという、最小侵襲医療は21世紀に於ける医学の重要な分野であるが、生体医療光学はそれらを基本的に与える手法である。本研究では、任意の波長をもつレーザー光を自由に所望のターゲットに導くための高機能伝送システムに於いては、中空導波路が最も適しているという観点に立ち国際共同研究を行なった。本年度に行なった研究ならびに得られた成果は以下の通りである。1.国際研究集会の開催生体医療光学ヨーロッパ'95を平成7年9月にスペインのバルセロナ市、生体医療ファイバ光学とレーザーシステムを平成8年2月に米国のサンノゼ市に於いて、共同研究者と共に開催した。光学者で医学に関わる研究者が多数この会議に集まった。国外の共同研究者が一堂に会することができ、高機能伝送システムに関わる問題のサーベイ、ならびに今後の国際研究集会開催の方針についても討論を行なった。2.誘電体内装中空導波路の製作法の研究医療光学に適する誘電体内装
メンブランフィルター-捕集-固相吸光光度法による痕跡元素の定量

1海水中のウランの定量ウラン(VI)を3-[4-(5-bromo-2-pyridylazo)-3-hydroxy-N-propylanilino)propanesulfonate(5-Br-PAPSと略記)錯体として、過塩素酸イオンとゼフィラミンイオンとのイオン対沈殿と共にメンブランフィルターに捕集し、反射吸光光度法で定量する方法を確立した。ウラン(VI)5-Br-PAPS錯体のメンブランフィルターへの濃縮は、シクロヘキサンジアミン四酢酸を含むエチレンジアミン緩衝溶液(pH7)を用いることにより選択的となり、炭酸イオンを除けば、海水中の主成分及び微量成分のいずれも定量を妨害しなかった。炭酸イオンの妨害は、海水試料を酸性にして、超音波処理することにより効果的に除去できた。海水試料を3050mlとり、21回の繰り返し測定で得られたウランの濃度は3.26μg/l,相対標準偏差は2.2%であった。2ワイン中のコバルトの定量コバルト(II)を過酸化水素及び過剰の亜鉛(II)を含むエチレンジアミン四酢酸溶液の共存下に、2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-diethyaminophnol(5-Br-PADAPと略記)とpH5で反応させ、コバルト(III)-5-Br-PADAP錯体を生成させた後に、過塩素酸を加えて溶液のpHを1.8に下げ、コバルト錯体をメンブランフィルター上に捕集し、反射吸光光度法で定量した。白ワイン中の無機痕跡イオン及び主成分はコバルトの定量を妨害しなかった。アルコールの影響はワインを水で2倍に希釈することにより避けることができた。異なる10種の白ワイン中のコバルトを定量した結果、2.45.6μg/lのコバルトが含まれていることが明かとなった。1海水中のウランの定量ウラン(VI)を3ー〔4ー(5ーbromoー2ーpyridylazo)ー3ーhydroxyーNーpropylanilino〕propanesulphonate(5ーBrーPAPSと略記)錯体として、過塩素酸イオンとゼフィラミンイオンとのイオン対沈殿と共にメンブランフィルタ-に捕集し、反射吸光光度法で定量する方法を確立した。検出限界は(ブランク値の標準偏差の3倍)は、試料量を50mlとすると、0.074ng/mlであった。U(VI)ー5ーBrーPAPS錯体のメンブランフィルタ-への濃度は、CyDTAを含むエチレンジアミン緩衝溶液(pH7.0)を用いることにより選択的となり、炭酸水素イオンを除けば、海水中の主成分および微量成分のいずれも定量を妨害しなかった。炭酸水素イオンの妨害は、海水試料を酸性にして、超音波処理することにより効果的に除去できた。試料水50mlを用い、6回の繰り返し測定で得られた海水中のウラン濃度は3.26±0.07ng/mlであった。2ワイン中のニッケルの定量ニッケル(II)をquinoxalineー2,3ーdithiol(QDTと略記)錯体として微細化した陰イオン交換樹脂に吸着させ、樹脂をメンブランフィルタ-に捕集し、樹脂相の吸光度を測定することにより定量する方法を確立し、ワイン中のニッケルの定量に応用した。QDTはニッケルの選択的試薬ではないので、前もって、ニッケルを銅(II)やコバルト(II)から分離することが必要であり、このために、チオシアン酸錯体とゼフィラミンイオンとのイオン対沈殿の生成を利用するろ過分離法を確立した。10種の白ワインのニッケル濃度は16.2ー68.0ng/mlであった。

1コバルトのメンブランフィルター捕集ー固相吸光光度定量痕跡量のコバルト(II)イオンを高感度発色試薬を用いて錯体にかえ,メンブランフィルターに捕集濃縮し,フィルター相の錯体の吸光度を反射法で直接測定することにより定量する方法を検討した。その結果,PAN類似のピリジルアゾ系試薬,5-Br-PADAPおよび5-Br-PAPSがこの目的に適していることが明かとなった。試料に過酸化水素水および,過剰の亜鉛(II)を含む亜鉛(II)-EDTA溶液(鉄(III)や銅(II)のマスキング)を加え,pH5で,コバルト錯体を生成させる。塩酸を加えて,pHを約1に下げ,ニッケル(II)錯体等を分解した後ろ過することにより,コバルト(III)錯体を選択的にメンブランフィルター(0.2μm,ニトロセルロース)に捕集できる。PANおよび5-Br-PADAPを用いて,11種の白ワインを試料としてコバルトを定量し,得られた結果を比較した。PAN法による定量値をy,5-Br-PADAP法による定量値をxとしたとき,回帰直線式;y=1.12x-0.06,および相関係数;r=0.981が得られた。ワイン中のコバルト濃度は1.73-6.59ng/mlであった。PANを用いたときの定量値が5-Br-PADAPを用いたときの定量値をわずかに上回る結果となった。5-Br-PADAP法の感度はPAN法に比べて勝っているが,コバルト(III)-5-Br-PADAP錯体が酸性溶液で比較的迅速に分解される点およびブランク値が大きい点でPAN法に劣っている。今後,5-Br-PAPSを用いるコバルトの定量法を確立しPAN法と比較することにより,ppbレベルのコバルトの定量法の正確さについてさらに検討する予定である。2「環境試料中の無機微量成分の濃縮法」と題する記事を「ぶんせき」4月号に発表し,吸着濃縮-固相吸光光度法の長所と短所等について解説した。
イオン交換膜電気透析法を活用する新しいPyrogen-free水の開発

実験には5室のイオン交換膜電解槽を組み、各室の隔膜として陽極側よりCMV(陽イオン交換膜)ついでAMV(陰イオン交換膜)を交互にセットした。脱塩室となる中央のIII室には、試料水を下方から上方へ、流速3cm^3/minで連続的に通過させ20、40、60分後に採取した処理水に対し、Limulus Testおよび日本薬局方発熱性物質試験を行い、発熱性物質の活性の有無を判定した。その結果、比較的低い電流密度条件である0.54、1.08A/dm^2で透析を行うと、経時的に分取した試料水は全てLimulus Test陽性(+)を示し、またウサギを用いたPyrogen Testでも、3匹(Rabbit A,B,C)とも0.6°C以上の体温上昇を示し発熱性物質の活性は陽性であった。ところが1.63A/dm^2以上の高電流密度条件で透析を行うと、透析開始後5分に分取した処理水から全てLimulus Testは陰性であり、さらにPyrogen Testにおいても0.6°C以上の体温上昇または総体温上昇が1.4°C以上のウサギは認めず、これら経時的に分取した試料水全てにおいて、発熱性物質の活性は陰性であることが判明した。すなわち、イオン選択性のあるイオン交換膜を使用し、しかも中性攪乱現象を激しく起こす高電流密度領域で透析したときのみ発熱性物質を失活できることが判明したわけである。次に本法の処理能力を検討するため、電流密度1.63A/dm^2の条件で種々試料水の流速を変えて透析を行い、その処理水に対して発熱性物質の活性を測定した。その結果、本実験系において、電流密度が限度であった。実際ベッド数200300床の病院では4m^3/day程度の能力が必要とされ、本法を利用するためには、スケ-ルアップ等種々検討する必要があると考えられる。本法は発熱性物質を除去するのではなく、失活させるため、Leakの危険性は全く考える必要はなく、従来の除去を主体とした膜法と比較して特筆すべき利点を有すると考えられる。