hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リスク認知パラドクスの分析と災害準備行動促進への応用

具体的には、参加報酬の得られるイベントとして「有効な防災講演を設計するための調査」を実施し、参加者に対する行動レベルでの影響を検証する。たとえば、他者への援助動機を要因としてとりあげる場合、実験群では講演において“備蓄していた保存水・保存食を、避難直後、他者に分けあうことができた"というような実話を挿入する。統制群ではそのような他者への援助についての話しは行わず、通常の自助を中心とした講演を行い、全体の講演時間などは統制する。講演終了後、講演内容についての質問紙を回収し、謝礼をお渡しする。その際、参加者には予告していない追加分の謝礼として、防災備品か、それに対応する現金かの選択ができるようにする。この選択が従属変数となる。こういったかたちで現実の一般住民を対象としたフィールド実験を実施し、これまでの研究において災害準備行動を促進するとされる要因が、実際に、現実の行動レベルで災害準備を高めるかどうかを検証する。社会心理学会予定どおり、2つの社会調査を実施したが、アカデミックディスカウントが適用され、予定していたよりも安価にデータを収集できたため。また、翌年実施するフィールド実験はひとり分のデータをとるためのコストが高くなる。そのため、初年度のデータ量を増やすよりも、翌年の予算と合わせた方が研究を全体として充実させることができる。翌年度はフィールド実験を予定しているので、その参加者数を拡充するために、前年度未執行分の予算を合わせて使う。フィールド実験では、前年度のインターネット調査に比べると、参加者ひとりあたりのコストが交通費や謝礼、提供する防災備品などのために格段に高額となる。分析の検定力を高めるには少しでも多くの参加者が欲しいので、そのために用いる。
固相ゲル中結晶化法をベースとした複合体結晶構造解析の革新的技術開発

固相ゲル中結晶化法は、凝固したゲル中でタンパク質結晶を育成させる世界で初めてのタンパク質結晶化法である。本方法の特徴は、タンパク質結晶の有機溶媒に対する耐性を飛躍的に向上させたことにある。本研究では、従来法では実現できなかった、難水溶性化合物の溶解した高濃度有機溶媒へ、ゲル中結晶を浸漬することにより、複合体結晶を作製する新規技術開発を行った。その結果、凝固ゲル中ストレプトアビジン結晶とFABP3結晶を阻害剤が溶けた50%DMSO溶液へ数時間浸漬した後、X線回折実験によって得られたデータを用いて、構造解析を行ったところ、活性部位に阻害剤の電子密度をはっきりと観察することに成功した。固相ゲル中結晶化技術は、完全に固化したゲル中にタンパク質結晶を育成させる世界で初めてのタンパク質結晶化技術である。本技術の特徴は、タンパク質結晶の機械的強度を向上させ、その結果として有機溶媒に対する耐性を飛躍的に実現させたことにある。本研究では、従来法では実現できなかった、難水溶性化合物の溶解した高濃度有機溶媒へ、固相ゲル中で育成したタンパク質結晶を浸漬することにより、容易に複合体結晶を作製できる新規技術開発を目的とする。最終的に、本技術の特徴を活かし、高濃度有機溶媒に溶けた種々の難水溶性の脂肪酸リガンド溶液へ、脂肪酸結合タンパク質(FABP)の結晶を浸漬し、得られた複合体結晶を精密に構造解析することで、これまで未解明であった脂肪酸分子認識の構造基盤とその生理的役割を解明する。本年度に実施した実験結果については以下の通りである。固相ゲル中結晶化に使用する4種類の精製タンパク質サンプル(リゾチーム、エラスターゼ、グルコースイソメラーゼ、アビジン)の準備と脂肪酸結合タンパク質(FABP)の発現・精製プロトコールを構築した。また微量サンプルに対応するため、予め固相ゲルを結晶化プレートに数μLずつ塗布し、その上から結晶化溶液(タンパク質溶液と沈殿剤)を滴下することでゲル中に結晶を晶出させる技術開発にも成功した。さらに、予備的な実験ではあるものの、難水溶性化合物が溶解した50%DMSO溶液へ、固相ゲル中アポ型アビジン結晶を浸漬した後、構造解析したところ活性部位に化合物が結合していることを確認した。この結果は、高濃度有機溶媒に溶けた難水溶性化合物溶液へ固相ゲル中結晶を浸漬させることで複合体結晶が作製可能であること初めて示す結果となった。固相ゲル中結晶を用いた浸漬技術を確立するために、モデルタンパク質として2種類のタンパク質(streptavidinとFABP)を用いた。難水溶性化合物(ビオチン誘導体と長鎖脂肪酸)が溶解した3種類の50%有機溶媒に、損傷を与えること無く固相ゲル中結晶を浸漬させることに成功し、さらにそれらの結晶を用いて結晶構造解析したところstreptavidinとFABPの活性部位に化合物が結合していることを確認した。これらの結果は、高濃度有機溶媒に溶けた難水溶性化合物溶液へ固相ゲル中結晶を浸漬させることで一般的に複合体結晶が作製可能であることを初めて示す結果となった。凝固ゲル中結晶化法は、ゾルから強度を持った凝固ゲル中にタンパク質を育成させる世界で初めてのタンパク質結晶化技術である。本方法の特徴は、タンパク質結晶の機械的強度を飛躍的に向上させ、その結果として、高濃度の塩溶液や有機溶媒に対する浸透圧による損傷耐性を実現させたことにある。本研究では、従来法では実現できなかった、難水溶性化合物の溶解した高濃度有機溶媒へ、凝固ゲル中で育成させたタンパク質結晶を浸漬することにより、容易に複合体結晶を作製できる新規技術開発を目的としている。最終的に、本方法の特徴を活かし、高濃度有機溶媒に溶けた種々の難水溶性の脂肪酸リガンド溶液へ、脂肪酸結合タンパク質(FABP)の結晶を浸漬し、得られた複合体結晶を精密に構造解析することで、これまで未解明であった脂肪酸分子認識の構造基盤とその生理的役割を解明することを目指した。本年度に実施した実験結果については、以下の通りである。本浸漬技術をFABPに適用した。その結果、FABPの活性部位に結合している種々の飽和脂肪酸(C8:0、C10:0、C12:0、C14:0、C16:0、C18:0)の活性構造を観察することができた。脂肪酸の全炭素原子は、非常に鮮明な電子密度を示し、原子レベルでアルキル鎖をトレースすることは非常に容易であった。これらの脂肪酸は極低温環境下ではフレキシブルな構造はとっておらず、安定したほぼ一定の活性配座をとっていることが初めて明らかとなった。

異なる鎖長をもった飽和脂肪酸の結合によって、FABPの全体構造は、ほとんど変化しないことも明らかとなった。このことは、FABPの活性部位の体積は、飽和脂肪酸の種類によって全く変化しないことを示しており、誘導適合での認識は起こっていないことを示している。したがって、FABPの脂肪酸認識は、活性部位を形成しているアミノ酸側鎖と水素結合ネットワークを形成している水分子が主に関与していると考えられた。固相ゲル中結晶化法は、凝固したゲル中でタンパク質結晶を育成させる世界で初めてのタンパク質結晶化法である。本方法の特徴は、タンパク質結晶の有機溶媒に対する耐性を飛躍的に向上させたことにある。本研究では、従来法では実現できなかった、難水溶性化合物の溶解した高濃度有機溶媒へ、ゲル中結晶を浸漬することにより、複合体結晶を作製する新規技術開発を行った。その結果、凝固ゲル中ストレプトアビジン結晶とFABP3結晶を阻害剤が溶けた50%DMSO溶液へ数時間浸漬した後、X線回折実験によって得られたデータを用いて、構造解析を行ったところ、活性部位に阻害剤の電子密度をはっきりと観察することに成功した。固相ゲル中結晶を用いた浸漬技術を確立するために、モデルタンパク質として2種類のタンパク質(streptavidinとFABP)を用いた。難水溶性化合物(ビオチン誘導体と長鎖脂肪酸)が溶解した3種類の50%有機溶媒(dimethyl sulfoxide、dimethylformamide、エタノール)に、損傷を与えること無く固相ゲル中結晶を浸漬させることに成功し、さらにそれらの結晶を用いて結晶構造解析したところstreptavidinとFABPの活性部位に化合物が結合していることを確認した。これらの結果は、高濃度有機溶媒に溶けた難水溶性化合物溶液へ固相ゲル中結晶を浸漬させることで一般的に複合体結晶が作製可能であることを初めて示す結果となった。27年度が最終年度であるため、記入しない。生物学本技術を基に、鎖長の異なる脂肪酸(C10C18)、不飽和度の異なる脂肪酸(C16:1, C18:1, C18:2, C18:3)、二重結合の構造異性体(trans不飽和脂肪酸)について、それぞれの複合体構造を網羅的に集積し、脂質分子の構造差異がタンパク質ー脂質複合体構造に与える影響を調べ、FABPの脂質分子認識の構造基盤を明らかにする予定である。固相ゲル中結晶化に使用する4種類の精製タンパク質サンプル(リゾチーム、エラスターゼ、グルコースイソメラーゼ、アビジン)の準備と脂肪酸結合タンパク質(FABP)の発現・精製プロトコールを構築した。また微量サンプルに対応するため、予め固相ゲルを結晶化プレートに数μLずつ塗布し、その上から結晶化溶液(タンパク質溶液と沈殿剤)を滴下することでゲル中に結晶を晶出させる技術開発にも成功した。さらに、予備的な実験ではあるものの、難水溶性化合物が溶解した50%DMSO溶液へ、固相ゲル中アポ型アビジン結晶を浸漬した後、構造解析したところ活性部位に化合物が結合していることを確認した。この結果は、高濃度有機溶媒に溶けた難水溶性化合物溶液へ固相ゲル中結晶を浸漬させることで複合体結晶が作製可能であること初めて示した。当初から、購入予定備品であったクロマトグラフィー・GEヘルスケア
CMR型層状マンガン酸化物単結晶の異常フォノン物性と動的ヤーンテラー効果

本研究の目的は、CMR(超巨大磁気抵抗効果)型及びJT(ヤーンテーラー効果)不活性型層状ペロブスカイトマンガン酸化物単結晶のFM-PI相転移点近傍での熱伝導、熱膨張、弾性定数及び熱起電力を温度及び磁場の関数として精密に測定し、CMR効果を説明する有力なモデルの一つである軌道・格子相互作用による動的ヤーンテーラー効果の立場から、熱伝導異常、熱膨張異常、弾性定数の軟化の振る舞いを考察することである。今年度は、CMR効果を示す最適ドープ領域のPr置換La_<1.2>Sr_<1.8>Mn_2O_7単結晶のab面及びc軸の熱伝導、熱膨張、熱起電力及び弾性定数を測定した。また、極端ドープ領域のJT不活性型Ca_3Mn_2O_7試料の作製を行い、電気抵抗、熱伝導、及び熱起電力を測定した。さらに、CMR型単結晶の電気抵抗及び磁化の圧力効果の研究も行った。これらの結果から、次のことが明らかになった。(1)最適ドープ領域のab面のフォノン熱伝導の振る舞いは、主にMnO_6八面体に局在するポーラロンのホッピングに連動した格子歪みによって制限されている。一方極端ドープ領域の熱伝導の振る舞いは、通常のフォノン熱伝導の振る舞いを示し、局所的格子歪みによるフォノン散乱の寄与が支配的な前者の場合とは対照的である。(2)従って、巨大熱磁気効果の起源は、磁場印加によってMnO_6八面体の局所格子歪みが緩和されたために、フォノン熱伝導が増大したと結論される。(3)熱伝導の磁場依存性は、磁化の2乗でスケールされ、比例定数がe_g電子の軌道自由度を反映していることがわかった。(4)CMR型単結晶の電気抵抗及び磁化の圧力効果の研究から、軌道自由度を制御することにより、Tcの上昇が観測され、格子・軌道相互作用の重要性が示された。本研究の目的は、CMR(超巨大磁気抵抗効果)型及びJT(ヤーンテラー効果)不活性型層状ペロブスカイトマンガン酸化物単結晶のFM-PI相転移点近傍での熱伝導、熱膨張、弾性定数及び熱起電力を温度及び磁場の関数として精密に測定し、CMR効果を説明する有力なモデルの一つである軌道・格子相互作用による動的ヤーンテラー効果の立場から、熱伝導異常、熱膨張異常、弾性定数の軟化の振る舞いを考察することである。今年度は、CMR効果を示す最適ドープ領域のPr置換La_<1.2>Sr_<1.8>Mn_20_7単結晶のab面及びc軸の熱伝導、熱膨張、熱起電力及び弾性定数を測定した。また、極端ドープ領域のJT不活性型Sr_3Mn_20_7試料の作製を行い、電気抵抗、熱伝導、及び熱起電力を測定した。(1)最適ドープ領域のab面のフォノン熱伝導の振る舞いは、主にMnO_6八面体に局在するポーラロンのホッピングに連動した格子歪みによって制限されていること。一方極端ドープ領域の熱伝導の振る舞いには、通常のフォノン熱伝導の振る舞いに類似している。(2)最適ドープ領域のab面の高温側の熱起電力の振る舞いは、二つのMnサイトを共有するジナー・ポーラロンから小さいポーラロンへのクロスオーバーとして理解できる。

(3)熱伝導の磁場依存性は、磁化の2乗でスケールされ、比例定数がe_g電子の軌道自由度を反映していることがわかった。(4)極端ドープ領域の電気抵抗及び熱起電力の振る舞いから、ポーラロン準位やバンドギャップを評価することができ、バンド計算から求めた値とほぼ一致することがわかった。本研究の目的は、CMR(超巨大磁気抵抗効果)型及びJT(ヤーンテーラー効果)不活性型層状ペロブスカイトマンガン酸化物単結晶のFM-PI相転移点近傍での熱伝導、熱膨張、弾性定数及び熱起電力を温度及び磁場の関数として精密に測定し、CMR効果を説明する有力なモデルの一つである軌道・格子相互作用による動的ヤーンテーラー効果の立場から、熱伝導異常、熱膨張異常、弾性定数の軟化の振る舞いを考察することである。今年度は、CMR効果を示す最適ドープ領域のPr置換La_<1.2>Sr_<1.8>Mn_2O_7単結晶のab面及びc軸の熱伝導、熱膨張、熱起電力及び弾性定数を測定した。また、極端ドープ領域のJT不活性型Ca_3Mn_2O_7試料の作製を行い、電気抵抗、熱伝導、及び熱起電力を測定した。さらに、CMR型単結晶の電気抵抗及び磁化の圧力効果の研究も行った。これらの結果から、次のことが明らかになった。(1)最適ドープ領域のab面のフォノン熱伝導の振る舞いは、主にMnO_6八面体に局在するポーラロンのホッピングに連動した格子歪みによって制限されている。一方極端ドープ領域の熱伝導の振る舞いは、通常のフォノン熱伝導の振る舞いを示し、局所的格子歪みによるフォノン散乱の寄与が支配的な前者の場合とは対照的である。(2)従って、巨大熱磁気効果の起源は、磁場印加によってMnO_6八面体の局所格子歪みが緩和されたために、フォノン熱伝導が増大したと結論される。(4)CMR型単結晶の電気抵抗及び磁化の圧力効果の研究から、軌道自由度を制御することにより、Tcの上昇が観測され、格子・軌道相互作用の重要性が示された。
注入硬化型生体吸収性人工骨補填材の開発と評価

近年では人工の骨補填材の開発が進み、その使用が増加している。しかし、骨補填材の移植手術は大きな侵襲を伴う。本研究では、注入することで小侵襲で移植可能な生体吸収性の骨補填材を開発することである。これまでにも注入硬化型の骨補填材は存在したが、非吸収性であるなどの問題があった。本研究では骨伝導能と生体吸収性の高いハイドロキシアパタイトコラーゲンの顆粒を作製し、生体吸収性は高くないが強度のあるリン酸カルシウムセメントを混合することで、生体吸収性の注入硬化型骨補填材を作製した。力学試験では骨補填材として十分な強度が確認され、ウサギ大腿骨内への移植実験では、吸収性が確認された。【目的】吸収性の骨補填材料であるハイドロキシアパタイトコラーゲン複合体(HAp/Col)の顆粒とリン酸カルシウムセメント(CPC)を併用することで、強度と生体吸収性を両立する注入硬化型骨補填材を開発することを最終目的とし、その混和条件による力学的強度、生体吸収性、骨形成能に対する影響を検討した。【方法】実験1: HAp/Col顆粒(0.32g、粒径0.84-1.0 or 0.12-0.59mm)とCPC粉剤(1.12 or 0.64 g)を混合し、適量の液剤を加えて直径6mmの円筒状に硬化させ、さらに擬似体液中に浸漬し37°Cで24時間静置し硬化を完了させた。完成した硬化体は圧縮試験で強度評価を行った。実験2:作製した硬化体を日本白色家兎の大腿骨内顆部に移植し、経時的にレントゲン評価を行い移植後12週に摘出し、マイクロCT評価および組織学的評価を行った。【結果】実験1:4種類の複合体の圧縮強度は3.976.07MPaでCPCのみで作製した材料の45.30MPaには及ばなかったものの、海綿骨に近い圧縮強度が得られた。なおHAp/Col顆粒径が大きく、粉剤が多い方が強度が高くなる傾向がみられた。実験2: CPC粉剤が少なく顆粒径の小さいHAp/Colを用いたインプラントで吸収による表面の陥凹が顕著であった。また、内部ではHAp/Col顆粒の周囲に破骨細胞浸潤、血管増生といった骨吸収像が観察された。【考察】HAp/Colの顆粒径が小さくCPCの割合が少ないほど吸収性は良好であるが、力学的強度は劣る傾向がみられ、十分な力学的強度を備えるにはHAp/Col顆粒とCPCの混合条件のさらなる検討が必要と考えられた。今回は硬化体での評価を行ったが、今後は注入可能なペースト状での移植を進めていく予定である。【目的】吸収性の骨補填材料であるハイドロキシアパタイトコラーゲン複合体(HAp/Col)の顆粒とリン酸カルシウムセメント(CPC)を併用することで、注入硬化型骨補填材を開発することである。【方法】実験1:HAp/Colの顆粒径(H; 0.84-1.0μm、h: 0.12-0.59μm)とCPC粉剤の割合(C; HAp/Col 0.4gに対し1.12g、c ;HAp/Col 0.4gに対し0.64g)により4種類(1: HC、2: Hc、3: hC、4: hc )の複合体およびcontrol(CPCのみ)を作成した。作製した硬化体は擬似体液中に浸漬し37°Cで24時間静置し硬化を完了させ、圧縮試験を行った。実験2:日本白色家兎の大腿骨に移植し、12、24週後に摘出しマイクロCTおよび組織学的評価を行った。【結果】実験1:4種類の複合体の圧縮強度は3.976.07MPaで、海綿骨に近い圧縮強度が得られた。実験2: hc群のインプラントで吸収による表面の陥凹が顕著であった。インプラント内部ではHAp/Col顆粒部に破骨細胞浸潤、血管増生といった吸収像が観察された。【考察】生体内で起こる反応メカニズムとしては吸収性のHAp/Col顆粒が破骨細胞により吸収され、HAp/Colの吸収が進行するにつれ、CPCの接する表面積が増大しCPCの吸収も進行すると同時に骨形成も並行して進行するものと推察される。hc群が最も吸収性に優れていた理由としては顆粒径の小さいHAp/Colを混和させる方が人工骨あたりに含まれるHAp/Colの粒子数が多くなり、HAp/Colの接する比表面積が増大するためと考えられる。今回の検討は最も吸収性に乏しいと考えられる硬化体の状態で行ったが、既存の注入型人工骨のようなペースト状態で移植すればさらに吸収性は増大すると考えられる。

力学試験では骨補填材として十分な強度が確認され、ウサギ大腿骨内への移植実験では、吸収性が確認された。骨折などで生じた骨欠損は、小さな骨欠損であれば時間経過とともに骨組織は再生し治癒する。しかし、骨欠損が大きい場合、骨補填材や自家骨を移植して、再生治癒を促す必要が生じる。近年の骨補填材の進歩により様々な素材や性状の骨補填材が使われるようになってきた。中でも注入型の骨補填材は、注入するだけで移植できるため、手術時の操作性がよく、小侵襲で済む。しかし、既存の注入型骨補填材は硬化後にはほとんど吸収されず半永久的に生体内に残存し、長期的には問題となる可能性が残る。本研究の目的は、ハイドロキシアパタイト/コラーゲン複合体(HAp/Col)を用いた、注入硬化型の生体吸収性骨補填材を開発し、その有効性を評価すること、および薬剤担体としての可能性を評価することである。【HAp/Col顆粒の作製】HAp/Col線維を生理食塩水と混合しペースト状にした後、顆粒成形器を用いて顆粒を形成した(ペーストを小孔より射出し自然乾燥させた)。これを140°Cで加熱脱水縮合反応させた後、篩にかけ顆粒径で分別した。これにγ線滅菌を実施し、以降の実験に用いた。【HAp/Col-リン酸カルシウムペースト複合体の作製】使用したHAp/Colの顆粒は大(0.84 - 1.00mm)と小(0.12 - 0.59mm)の2種類で、リン酸カルシウムペーストは市販のものを使用した。HAp/Col顆粒とリン酸カルシウムペーストの粉剤を混合し、最後に液剤を加え硬化させた。なお、効果前は注入が可能なペースト状であった。【力学試験】複数の条件で材料を作成し力学試験を実施した結果、リン酸カルシウムペーストの割合が大きいと強度が高くなる傾向を認めたが、いずれの条件でも4-7MPaの圧縮強度を有していた。【移植実験】上記で作成した複合体(硬化体)をウサギの大腿骨に移植をし、材料の吸収性と骨伝導能を評価する実験が進行中である。従来より存在する素材を用いて、注入可能で硬化する骨補填材の開発ができた。また、実際に移植した際の有効性、吸収性も確認できた。当初の予定では、本年度中に材料が移植後に吸収されることまで確認が終了する予定であったが、実際には移植を行った時点までしか進んでいないため。現在は、移植後12週までの生体内での評価が済んでいるが、本研究では、より長時間をかけて緩慢に吸収される骨補填材を想定している。そのため今後は、より長期間での生体内での評価を実施する予定である。当初の予定通り、【1.移植後長期評価】前年度に行った移植は12週までの短期評価である。本研究で開発される骨補填材は12週という短期では吸収されないと考えられるので、完全に吸収されるまでの長期評価を行う。【2.大型骨欠損モデルでの評価】材料の吸収速度、骨補填材としての性能には、補填量の影響が大きい。そこで、小動物の移植実験で得られた結果をもとに最適化した補填材を大型動物の大型骨欠損モデルに使用し、骨補填材としての骨伝導能評価、吸収性の評価などを行う。長期評価のための移植実験、評価を行うため、主に実験動物の購入費、飼育費および組織学的評価に使用する消耗品などに使用する。また、関連学会において成果を発表する際の宿泊費、交通費などに使用する。動物実験での評価が中心になるので、費用は主に、動物実験代、飼育費、組織評価関連の消耗品などに使用する予定である。
リアルタイムイメージングから構築するがん細胞動態の高精度予測モデル

本研究の目的は、がん細胞集団の膨大な計測データを統計科学的な手法を用いて活用した上で、がん細胞集団の挙動について高精度な予測が可能となる数理モデルを構築することである。本研究で提案する統計科学的手法を用いた数理モデル構築の手法を医療分野へと広げることで、病態の解析のみでなく医療データと数理モデルを活用した新たな治療法の確立に活かすことが、本研究の最終的な目標である。
粒状をした植物ウイルスのX線結晶構造解析

タバコネクロシスウイルス(TNV)は粒状をしたRNAウイルスであり,アカザ,ナス,マメ,ユリ科等の植物に感染し,えそ症状を起させる.TNVは分子量約30Kの蛋白サブユニットが180個集合して(T=3)ウイルス殻を形成している.我々はTNVをC.quinoaを用いれ増殖させ,病葉から分画遠心,ゲルロ過等の操作で精製した.精製標品はSDS-電気泳動で単一のバンドを示し,電子顕微鏡では直径約28mmの粒子を観察することができた.精製ウイルス溶液を透析法で結晶化した.400mMリン酸緩衝液(P.H.6.0)に対して透析することにより,約1週間で菱形十二面体状の結晶が析出した.結晶は大きいものでは1mmにまで成長した.この結晶のX線回析パターンから,この結晶は立方晶系,空間群P4232,格子定数a=338A2F2であることがわかった.単位格子中にTNV粒子が2個含まれ,それぞれは単位格子の(0, 0, 0)と(1/2, 1/2, 1/2)に位置している.それぞれの粒子は,粒子の23と結晶の23とが一致するような配向をしており,お互いに90°回転している.このパッキングから粒子間距離は293A2F2と計算され,電子顕微鏡で観察されている粒子径と対応している.このTNV結晶は2.5A2F2分解能というウイルス結晶としては非常に高分解能までの回析を与える.しかもX線照射に対して損傷が少なく,高分解能解析に適した結晶である.現在,振動写真法によるnative結晶の強度測定および重原子同型買換体の検索を行っている.タバコネクロシスウイルス(TNV)は粒状をしたRNAウイルスであり,アカザ,ナス,マメ,ユリ科等の植物に感染し,えそ症状を起させる.TNVは分子量約30Kの蛋白サブユニットが180個集合して(T=3)ウイルス殻を形成している.我々はTNVをC.quinoaを用いれ増殖させ,病葉から分画遠心,ゲルロ過等の操作で精製した.精製標品はSDS-電気泳動で単一のバンドを示し,電子顕微鏡では直径約28mmの粒子を観察することができた.精製ウイルス溶液を透析法で結晶化した.400mMリン酸緩衝液(P.H.6.0)に対して透析することにより,約1週間で菱形十二面体状の結晶が析出した.結晶は大きいものでは1mmにまで成長した.この結晶のX線回析パターンから,この結晶は立方晶系,空間群P4232,格子定数a=338A2F2であることがわかった.単位格子中にTNV粒子が2個含まれ,それぞれは単位格子の(0, 0, 0)と(1/2, 1/2, 1/2)に位置している.それぞれの粒子は,粒子の23と結晶の23とが一致するような配向をしており,お互いに90°回転している.このパッキングから粒子間距離は293A2F2と計算され,電子顕微鏡で観察されている粒子径と対応している.このTNV結晶は2.5A2F2分解能というウイルス結晶としては非常に高分解能までの回析を与える.しかもX線照射に対して損傷が少なく,高分解能解析に適した結晶である.現在,振動写真法によるnative結晶の強度測定および重原子同型買換体の検索を行っている.1.タバコネクローシスウイルス(TNV)はアカザ,ナス,マメ,ユリ科など広い範囲の植物に感染し、局部え死症状を起す。TNVは直径約28mmの粒状をしており、1本のRNAとそれをとりまく180個の蛋白サブユニットからなっている。1個のサブユニットの分子量は約3万で、これにRNAの分子量を加えるとTNVの粒子量は約700万となる。TNVの性質,挙動および他のウイルスとの構造比較によるウイルスの進化についての知見を得るために、TNVの高分解能構造解析を進めている。現在までに、TNVの精製,高分解能解析に適した結晶の調製,および予備的なX線解析を行ったので、それらについて報告する。2.TNVの増殖にはキノアを用いた。分画遠心,ゲル口過およびショ糖密度勾配遠心を組み合わせることにより、病葉からTNVを精製した。TNV濃度約10mg/mlの溶液をpH6.0の0.4Mリン酸緩衝液に対して透析することにより、再現性よく単結晶が析出した。径が最大1mm程度まで成長した。3.TNV結晶を石英キャピラリーに封入してX線回折写真を撮影した。プレセッション写真から、この結晶は立方晶系に属し、空間群【P4_2】32,a=338【A!゚】であることがわかった。この単位格子中にTNV粒子が2個含まれているとすると、Vm=2.9【A^(°3)】/daltonとなる。この値はウイルス結晶のVm値の下限に近く、この結晶は溶媒含量が少いことを示している。この結晶中ではTNV粒子の位置および配向は一義的に決る。粒子は(0,0,0)と(1/2,1/2,1/2)に位置し、2粒子はお互いに結晶軸まわりに90゚回転した配向をとっている。それぞれの粒子は結晶の222対称上および結晶の対角方向の3回軸上にのっている。この結晶は最大2.5【A!°】
中脳・小脳形成における組織間相互作用とIslet-3

1:サブトラクション法による中脳および中脳後脳境界部形成因子の探索正常胚及びLIM過剰発現胚の頭部(中脳後脳境界部及びそれより前方部)よりRNAを調製し、cDNAのサブトラクションを行った。サブトラクションで得られた約2000クローンについてデイファレンシャルハイブリダイゼーションを行い、目や視蓋原基、中脳後脳境界部などに特異的に発現しているクローンを10個得た。この内で視蓋原基や中脳後脳境界部に発現するものは3クローン得られた。一つは317アミノ酸からなるタンパク質をコードする新規遺伝子である(クローン#533)。Islet-3のLIMドメインを過剰発現することによって、中脳後脳境界部の形成に必要な遺伝子pax2、eng2、wntlの発現が受精後約14時間目あたりから減少し始めることが知られている。クローン#533はLIM過剰発現胚の中脳後脳境界部では受精後14時間目で既に発現がみられない。これらのことからクローン#533はIsIet-3によるpax2、eng2、Wmlの発現調節に深く関与する分子である可能性がある。2:Differential Disρlay法による検索我々は現在、サブトラクションに相補的な方法としてDifferentialDisplay法を用いて、Isle-3の下流因子を検索している。正常胚とIslet-3のLIM領域を過剰発現する胚の、中脳および中脳後脳境界部から単離したtotalRNAを出発材料として、DiffcrcntialDisplay法によって合計約26,000本のバンドを比較したところ、172本のバンドが、LIM過剰発現胚において現弱しており、124本のバンドが増強していた。現在これらのバンドを単離し、各々に対応するmRNAの発現パターンを解析中である。
中高生を対象とした抑うつの早期介入・予防プログラムの開発

わが国の12ー14歳のうつ病の時点有病率は4.9%、生涯有病率は8.8%であり(佐藤ら,2008)、未治療の場合、子どものうつ病は2年間で40%、5年間で70%が再発する(Rao,et al., 1995)ことが知られている。また、成人後にうつ病に罹患するリスクが高いことも指摘されている(Kovacs, 1996)。学校場面を利用した子どもの抑うつに対する早期介入が国内外で広く行われており、予防的・成長促進的な観点から学級全体を対象とした児童生徒に対する取り組みが行われている。Spence&Shortt(2007)、倉掛・山崎(2006)小関ら(2007)、佐藤ら(2009)は認知行動療法を中心とした介入を行い、抑うつ症状の低減を報告している。そこで本研究では、中学高校の生徒を対象とした学級単位での抑うつの早期介入プログラムの開発を行い、精神障害発症の予防的介入を行う。生徒および保護者への心理教育・認知行動療法の心理学的手法を用いて、症状への理解や対処能力の向上、精神的健康の改善を図る。平成26年度には、身体疾患のある乳幼児の保護者に家族心理教育プログラムを行い、その有効性と長期的効果を確認した。この成果は、日本健康心理学会研究・実績活動奨励賞、牛乳食育研究会平成26年度食と教育学術研究優秀賞、日本健康心理学会優秀発表賞を受賞した。平成27-28年度には、前年度実施し、有効性が確認された家族心理教育プログラムの教育的介入部分を反映させ、保護者と子どもそれぞれを対象とした冊子を作成し、より多くの対象者に配布することを可能にした。平成29年度には、社会全体の子どもの疾患への理解を普及させることを目的に、保護者用と子ども用の冊子を作成した。疾患を理解し、社会のスティグマを取り除くことを目的とした。平成30年度には子どもの疾患に関する理解度の調査を行った。児童・青年期の精神疾患は見落とされやすく、未治療による悪化も多い。1214歳のわが国でのうつ病の時点有病率は4.9%(佐藤ら,2008)であり、児童・青年期の抑うつの問題が成人期の精神疾患の罹患リスクを高めることが知られている。そこで、本研究では中学高校の生徒を対象として、抑うつの早期介入プログラムの開発と実践を行い、抑うつの早期発見・早期介入を可能にし、将来の精神疾患の発症を予防し得るプログラムの作成を目指すことを目的とした。プログラムの対象者は生徒本人とその保護者を想定し、それぞれに心理教育および認知行動療法を行う予定である。本年度は、保護者への家族心理教育プログラムの有効性を検討するために、身体疾患・問題を持つ乳幼児の保護者に家族心理教育プログラムを行い、その効果を検討した。また、長期的効果を検討するために、フォローアップをプログラム終了3ヶ月後および6か月後に行った。心理教育プログラムは専門家からの正確な情報提供を行う教育セッションと、生活の中での対処能力の向上を目指す問題解決志向型のグループワークの2部構成で行われた。その結果、同じ症状・疾患を持つ子どもの保護者が集まり、悩みを共有し、知識を深めたことで、精神的な負担感が減少し、保護者の精神的健康が改善したり、前向きな生活を送れるようになった。また、プログラムによって保護者に精神的な余裕が生まれたことで、フォローアップ時には日常の子どもの態度や行動に対してイライラしたり面倒に思うことが少なくなり、プログラムの長期的効果も確認された。なお、本研究は日本健康心理学会研究・実践活動奨励賞を受賞した。児童・青年期の抑うつの問題は世界的な関心を集めており、成人期の精神疾患への罹患リスクを高めることが知られている。子どものうつ病の時点有病率は、児童期で12%、青年期で17%(Avenevoli,et al., 2008)であり、わが国でも1214歳のうつ病の時点有病率は4.9%、障害有病率は8.8%であることが報告されている(佐藤ら,2008)。また、未治療の場合、子どものうつ病は回復後も再発の危険性が高く、2年間で40%、5年間で70%が再発する(Rao, et al., 1995)。そこで、本研究では中学高校の生徒を対象とした抑うつの早期介入プログラムの開発と実践を行い、精神障害発症の予防的介入を行うことを目的とした。その方法として、生徒および保護者への心理教育・認知行動療法を行い、症状への理解や対処能力の向上、精神的健康の改善を図る。前年度には保護者への家族心理教育プログラムの有効性を検討するために、身体疾患・問題を持つ乳幼児の保護者に家族心理教育プログラムを行い、その有効性ならびに長期的効果を確認した。また、本研究の成果については日本健康心理学会研究・実践活動奨励賞、ならびに牛乳食育研究会平成26年度食と教育学術研究優秀賞を受賞した。本年度には、子どもの疾患への理解を深め、対処能力を向上することを目的に、保護者ならびに子どもをそれぞれ対象とした冊子を作成した。冊子には前年度実施し、有効性が確認された家族心理教育プログラムの教育的介入部分を反映させ、症状への理解や対処の仕方についてわかりやすく記述した。この冊子を配布することにより、より多くの対象者に有効性が確認された家族心理教育プログラムの情報提供をすることを可能にした。前年度に身体疾患・問題を持つ乳幼児の子どもの保護者を対象に家族心理教育プログラムを実施し、その有効性ならびに長期的効果を確認した。

しかし、プログラムの性質として、限られた人数を対象にせざるを得ず、有効なプログラムを広めることには障壁がある。そこで、より多くの対象者に実施することを目的に教育的介入部分の情報提供をまとめた冊子を保護者ならびに子どもそれぞれに作成した。これにより、教育的介入を効率的かつ広範囲の対象者に提供することが可能になった。わが国の12-14歳のうつ病の時点有病率は4.9%、生涯有病率は8.8%である(佐藤ら,2008)。また、治療を受けていない場合、子どものうつ病は2年間で40%、5年間で70%が再発し(Rao, et al., 1995)、成人後にうつ病に罹患するリスクが高い(Kovacs, 1996)ことが知られている。子どもの抑うつに対する学校場面を利用した早期介入が国内外で広く行われている。Spence & Shortt(2007)や倉掛・山崎(2006)、小関ら(2007)、佐藤ら(2009)は認知行動療法を中心とした介入を行い、抑うつ症状が低減することを報告している。予防的・成長促進的な観点から学級に在籍する全ての児童生徒に対する取り組みが行われている。そこで本研究では、学校場面において中学高校の生徒を対象とした抑うつの早期介入プログラムの開発を行い、精神障害発症の予防的介入を行う。生徒および保護者への心理教育・認知行動療法の心理学的手法を用いて、症状への理解や対処能力の向上、精神的健康の改善を図る。平成26年度には、身体疾患のある乳幼児の保護者に家族心理教育プログラムを行い、保護者への家族心理教育プログラムの有効性と長期的効果を確認した。この成果は、日本健康心理学会研究・実践活動奨励賞、牛乳食育研究会平成26年度食と教育学術研究優秀賞、日本健康心理学会優秀発表賞を受賞した。平成27-28年度には、子どもの疾患への理解を深め、対処能力を向上させることを目的に、保護者と子どもそれぞれを対象とした冊子を作成した。冊子には前年度実施し、有効性が確認された家族心理教育プログラムの教育的介入部分を反映させ、症状への理解や対処の仕方についてわかりやすく記述した。冊子の作成によって、有効性が確認された家族心理教育プログラムの情報提供をより多くの対象者に配布することを可能にした。平成26年度には家族心理教育プログラムの有効性と長期的効果を確認した。プログラムの性質上、限られた対象者となり、有効なプログラムを多くの対象者に普及させることには障壁があった。そこで、有効性が確認された家族心理教育プログラムの教育的介入部分の情報提供をまとめた冊子を保護者と子どもそれぞれを対象として作成し、より多くの対象者に効率的に教育的予防介入を実施することを可能にした。わが国の12ー14歳のうつ病の時点有病率は4.9%、生涯有病率は8.8%である(佐藤ら,2008)。また、未治療の場合、子どものうつ病は2年間で40%、5年間で70%が再発し(Rao,et al., 1995)、成人後にうつ病に罹患するリスクが高い(Kovacs, 1996)。子どもの抑うつに対する学校場面を利用した早期介入が国内外で広く行われ、予防的・成長促進的な観点から学級全体を対象とした児童生徒に対する取り組みが行われている。Spence&Shortt(2007)、倉掛・山崎(2006)小関ら(2007)、佐藤ら(2009)は認知行動療法を中心とした介入を行い、抑うつ症状の低減を報告している。
可搬型超高分解能飛行時間型質量分析計を用いた「現場」における分析手法の開発

申請者が中心になって開発した独創的な技術である小型でありながら超高分解能を達成できる可搬型マルチターン飛行時間型質量分析計と組み合わせるサンプリング,前処理法の開発やイオン源の開発を行うことで,環境連続モニタリングやベッドサイドでの医療診断などの,「現場」での分析に用いることができる装置のプロトタイプを開発した.申請者が中心になって開発した独創的な技術である小型でありながら超高分解能を達成できる可搬型マルチターン飛行時間型質量分析計と組み合わせるサンプリング,前処理法の開発やイオン源の開発を行うことで,環境連続モニタリングやベッドサイドでの医療診断などの,「現場」での分析に用いることができる装置のプロトタイプを開発した.可搬型マルチターン飛行時間型質量分析計(MULTUM)に組込む,小型の直接サンプリングタイプのイオン源を開発することを目的とし,本年度は以下の項目について研究・開発を行った.1.吸引口から雰囲気ガスを吸引し分析する手法の開発大気中に含まれる揮発性成分の分析において,本格的なGCでなく,数分以内の短時間で大気成分だけを簡単に排除できる簡易分離システムの開発を行った.まず,MULTUMに既存のガスクロマトグラフ(GC)を接続し,GC/MSとしての検証を行った.次に,GCのカラムを短くし,GCの分離度の低下をMULTUMの高分解能で補えることの評価を行ない,実用上問題ないことを確認した.さらに,大型のオーブンなどが不要な小型のチップ状GCの検討を行い,MULTUMに接続するための小型オーブンや導入系の開発を行い,MULTUMと接続できるようにした.現在チップGCの評価を行っており,次年度引き続き評価/改良を行っていく.2.表面に付着した化学物質を脱離イオン化させる手法の開発特別な前処理など無しで,簡便に試料表面に付着した化学物質の大気圧化でのイオン化が可能な手法の開発を行った.当初スパッターイオン源を改造した励起原子源の採用を考えていたが,さらに小型かつ低電力で励起原子を効率よく生成できる方法としてバリア放電が報告されたため,MULTUMにバリア放電イオン源を組込むための開発を行った.本年度は,バリア放電イオン源を試作し,有機溶媒やガソリンなどの成分をイオン化できることを確認した.また,バリア放電のような大気圧イオン源とMULTUMを接続するためのリニアトラップからの直交排出についても試作/開発/評価を行なった.可搬型マルチターン飛行時間型質量分析計(MULTUM)に組込む小型イオン源の開発と,MULTUMを屋外に持ち出すための検討を目的とし,本年度は以下の項目について研究・開発を行った.1.吸引口から雰囲気ガスを吸引し分析する手法の開発大気中に含まれる揮発性成分の分析において,内径0.1mm以下のキャピラリーを用いてイオン源に試料ガスを直接導入し,イオン化/分析する手法を開発した.イオン化法として,従来の電子イオン化と真空紫外光を用いた光イオン化を試した.電子イオン化ではイオン化時に解離が起こり,混合物の分析は困難であったが,光イオン化では解離がほとんど起こらず,ガソリンのような混合物でも,分析が容易に行なえることを示した.実際に自動車のガソリンタンク内のガソリン揮発成分の分析などを行なった.2.表面に付着した化学物質を脱離イオン化させる手法の開発昨年度開発したバリア放電イオン化イオン源の評価と最適化を行なった.試料の加熱を行なえるようにし,薬物や爆発物などのイオン化が効率よく行なえ,高質量分解能での測定が有用であることを確認した.また,MULTUMにバリア放電イオン化イオン源を組込むための小型大気圧イオン源を製作し,評価を行った.小型のスプリットフロータイプのターボ分子ポンプを用いて差動排気部を大幅に小型化し,さらに昨年度開発したリニアイオントラップからの直交排出法を採用した小型の大気圧イオン源である.3.装置の小型化・低消費電力化可搬型とするために必要となる電源の小型化と消費電力の低減の検討ならびに二次電池での駆動について検討を行った,電源は2/3程度の大きさまで小型化ができた.次年度引き続き開発を行う.可搬型マルチターン飛行時間型質量分析計(MULTUM)に組込む小型イオン源の開発と,MULTUMを屋外に持ち出すための検討を目的とし,本年度は以下の項目について研究・開発を行った.1.簡易的なガスクロマトグラフで現場において分析する手法の開発本格的なガスクロマトグラフ(GC)でなく,小型のGCで数分以内の短時間の保持時間で簡易分離してマルチターン飛行時間型質量分析計(MULTUM)で質量分析を行えるシステムを構築し,評価した.医療現場向けには,血中の代謝物を網羅的に解析するための手法の確立と評価を行った.また環境モニタリング向けには,土壌から発生する大気レベルの濃度(200ppb)の亜酸化窒素を1分間隔で測定できるシステムを構築し,従来法と比較して評価した.2.表面に付着した化学物質を脱離イオン化させる手法の開発昨年度に引き続き,バリア放電イオン源と直交排出リニアイオントラップならびにMULTUMを接続したシステムの評価と,装置全体の性能評価ならびに改良を行った.MULTUMとの接続により,質量分解能1万以上で爆発物や風邪薬の成分の分析が可能であることを示した.3.装置の小型化・低消費電力化昨年に引き続き,電源のさらなる小型化,消費電力の低減を行った.大きさは当初の1/2程度,消費電力は1/4程度にすることができた.300Whの家庭用エネルギーサーバーで1時間以上の駆動が可能であることを確認した.また,制御ソフトウェアについては,全面的に見直したものを試作した.
ベビーカー及びシルバーカー利用者を対象とした公共交通アクセシビリティの評価

少子高齢社会を迎える日本において公共交通機関へのアクセシビリティ向上は極めて重要な課題の一つである。本研究は、ベビーカーやシルバーカーを利用している移動制約者を対象として公共交通アクセシビリティを評価することを目的としている。地下鉄駅内外の空間バリアがベビーカー利用者の駅アクセスに与える影響について明らかにした。また、シルバーカーの有無による差異に着目し、街路歩行時に高齢者が感じる負担を明らかにした。本研究課題では、ベビーカー及びシルバーカー利用者を対象として公共交通アクセシビリティを評価することを目的に、利用者の物理的バリア、心理的バリアを把握し、公共交通の使いにくさを定量的に示す指標を作成している。平成26年度には、国内外の既往研究レビューを行い、プレ調査を実施した。その後、歩行実験、アンケート調査から得られた結果をもとに地下鉄アクセシビリティ指標の作成に向けた分析を進めている。具体的には東京都港区を対象として、1)地下鉄23駅の出口から改札までの水平距離、階段の段数、EV及びESの昇降時間について把握し、地上街路については階段、歩道橋の位置、坂道の勾配、歩道幅員について把握した。ArcGISを用いて歩行空間ネットワークデータを作成し、ベビーカー利用者の到達圏解析・最寄駅範囲の分析を行った。分析の結果、到達圏は一般利用者よりも縮小し、EV設置位置や歩道橋の位置によって歪むことが確認できた。2)東京都港区保健所の協力を得て、乳幼児連れベビーカー利用者へアンケート調査を実施した。ベビーカーを使うようになって駅へのアクセスが不便になったという回答が全体の85%を占め、その理由は「エレベーターはあるが設置位置が悪い」という回答が最多であった。3)アクセシビリティの評価は、時間を考慮した場合だけではなく、代謝換算距離を用いた到達圏解析を行い、両者を比較した。その結果、時間考慮と代謝考慮では解析結果に大きな差が生じないことを確認した。以上より、ベビーカー利用者に関しては地下空間と地上街路を連続的に考慮したアクセシビリティ評価方法を実証できた。しかし、シルバーカー利用者の特性及び心理的バリアについては被験者協力が難しく、調査方法を再検討中である。今後は、6月にプレ調査、8月にシルバーカー利用者の歩行実験を行い、歩行空間ネットワークデータの重み係数を求める予定である。本研究の目的は、シルバーカー及びベビーカー利用者を対象として公共交通アクセシビリティを評価することである。ベビーカーに加速度センサを装着した歩行実験を行った結果、階段やエスカレータを回避し、EVを利用するための遠回りが確認できた。そこで地下鉄駅出入口から改札までの地下調査、坂道、階段、歩道橋、横断歩道等の地上調査から、ノードとリンクに重み付けを与えた歩行空間ネットワークデータを構築した。GISのネットワーク分析からベビーカー歩行と一般歩行の地下鉄アクセシビリティを比較した結果、ベビーカー歩行の到達圏は狭く、到達圏の形状は出入口条件や道路状況によって異なることが分かった。実際にベビーカーを利用しているユーザーにアンケート調査を行った結果、回答者の80%以上は駅へのアクセスが不便になったと感じており、「EVはあるが設置位置が悪い」という理由が最多であった。アンケート結果を解析結果と照合した結果、ユーザーの意識と解析結果に関係が見られた。シルバーカーを使用する世代の外出傾向を探るため、65歳以上のシニア被験者に3日間GPSを所持してもらい、外出傾向と移動手段の選択理由を把握した。シルバーカーを使用した歩行実験では、心拍機能付きGPS腕時計をシニア被験者に装着してもらい、歩行時の身体的負荷及び心理的負荷を把握した。歩行時の負担と街路空間の関係を明らかにするため多重ロジスティック回帰分析を行った結果、通常歩行では街路や隣接道路の交通量など周辺環境が歩行時の負担に影響するのに対し、シルバーカー歩行では傾斜下り、横傾斜、段差などのバリアが影響していることが分かった、シルバーカーは身体レベルの低い人程、歩行の負担を軽減させる道具として機能しているが、負担と感じるバリアが増えることも分かった。歩行空間ネットワークデータの構築は完了し、予備的なプレ調査及び地下空間調査、地上街路調査は予定通り遂行できた。またベビーカー利用者の地下鉄アクセシビリティに関しては、到達圏解析・最寄駅範囲の分析及びアンケート調査から一般利用者との差を確認できた。しかしながら、シルバーカー利用者については,予備実験として観察調査を行ったものの,被験者確保が難しいかったために行動特性のデータ化が未着手となった.平成27年度は、シルバーカー利用者の歩行実験を中心に実施し、シルバーカー利用者の歩行空間ネットワークデータを作成する予定である。都市計画平成27年度には、研究計画に従い、歩行実験、アンケート調査の結果をもとにしたアクセシビリティ評価指標を作成する。昨年度までに遂行した研究結果については、本研究課題の第一報として日本建築学会計画系論文集へ投稿予定である。今年度は、ベビーカーに加えてシルバーカー利用者が感じる特有のバリアについて明らかにする。下記に、各計画の具体的な推進方策を述べる。1)シルバーカー利用者の歩行実験:シルバーカー利用者の行動特性を把握するため、6月にプレ実験、8月に歩行実験を行う。実験で得られた結果から、歩行空間ネットワークデータの重み係数を求める。

2)歩行空間ネットワークの構築:昨年度と同様のネットワークデータを作成し、シルバーカー利用者の到達圏解析・最寄駅範囲の分析を行う。ベビーカーとシルバーカーの類似点、相違点を確認する。3)地下鉄アクセシビリティの評価:実験結果及び分析から、地下鉄アクセシビリティを評価する。地下空間及び地上街路を考慮して、目的地までの環境の違いがベビーカー及びシルバーカー利用者へ与える影響について比較する。4)研究のとりまとめ・成果発表:研究成果の内容を吟味し、研究報告書をまとめる。また本研究課題の分析結果は、日本建築学会計画系論文集に投稿する。ベビーカー利用者調査協力者への謝金及び研究補助費として人件費・謝金を申告していたが、東京都港区保健所の協力が得られたことにより無償でアンケート調査を実施することができた。また、研究補助費は筆者が所属する大学研究室の学生の協力が得られたため、使用計画と異なる額となった。前年度の予備調査によって,シルバーカー利用者の被験者確保に時間がかかることがわかった.平成27年度は、シルバーカー利用者の歩行実験を予定しているため、調査協力者への謝金及び研究補助費として予算を用いる計画である.
テイラーフロー型気液固触媒反応器における周期変動効果の発現

気液固触媒反応に利用されるトリクルベッド反応器に周期的液供給変動操作を適用した際の成績改善に着目し,同原理に基づいて細管内気液交互流であるテイラーフロー(スラグフロー)を応用した.内壁が多孔質アルミナのアルミニウム管にパラジウムを担持させて構造体触媒(固)とし,水素(気)とα-メチルスチレン(液)を供給してテイラーフローを発生させ,水素化を行った.触媒表面の液膜厚みが周期的に薄くなり,律速段階である気体の液中物質移動が促進され,みかけの反応速度は大幅に増加した.さらに,反応管内部での液膜面積の増加によって成績が向上することがわかった.平成25年度は、α-メチルスチレン(AMS)の水素化によるクメン生成について固体触媒充填型の触媒層を利用し、周期変動操作の効果を検証した。本研究課題は、細管内の気液交互流(Taylor Flow)の利用によって変動効果を発現させることを最終的な目標としているが、一般的に用いられる充填層型反応器によって変動操作効果の要因を調べ、基礎的知見を獲得することを目的とした。パラジウム担持アルミナ触媒(固体)をガラス製円筒型反応器に充填し、水素(気体)を流通させ、さらに、AMS(液体)を循環供給する気液固3相の反応装置(トリクルベット反応器)を製作した。一定流量でAMSを供給する定常操作の場合、固体表面に纏わりついたAMS液膜は一定の厚みを維持するため、水素が固体表面に到達しにくいと考えられる。また、反応熱はAMSの流通によって奪われてしまい、触媒層温度は外部加熱以外ではほとんど上昇しなかった。一方、液供給を間欠的に行う液供給周期変動操作では、非液供給時は触媒表面上の液膜が薄くなり、水素が触媒表面に到達しやすくなったと考えられる。また、触媒層温度の経時変化を調べたところ、温度上昇が2段階で起こり、最大で40°Cから120°Cまで上昇することが確認できた。結果として、AMS転化率は定常操作に比較して最大で5倍程度に大きく上昇した。しかし、定常操作においてAMS流量を減少させた際にも液の薄膜化によって反応促進が起こると予想されたが、変化はなかった。さらに、外部加熱によって触媒層温度を変化させてもAMS転化率は大きく変化しなかった。したがって、周期操作を行った際は、液の薄膜化(蒸発面の出現を含む)と反応熱の蓄積が複合的に起こることによって、反応成績の大幅な向上が得られる可能性が示唆された。平成26年度は、α-メチルスチレン(AMS)の水素化(クメン生成)を対象として、引き続きトリクルベッド反応器の周期的間欠液相(AMS)供給を行い、最適条件探索および充填層の温度上昇の効果を調べた。さらに、本研究課題の対象となるテイラーフロー反応器を適用した際の反応成績に与える影響を調査した。トリクルベッド実験では、パラジウム担持アルミナ触媒粒子を充填した反応器による液相循環型の回分式装置を用いた。間欠供給の条件を変化させた際、120分の反応時間で定常操作と比較すると、最も良い条件において5倍以上の転化率向上が得られた。しかし、反応による発熱が充填層に蓄積され、液相供給停止時に反応器内温度が40°Cから150°Cまで上昇し、ホットスポットの形成が確認されている。この温度上昇による反応速度増加の効果を除外した成績と比較したところ、周期操作による生成速度の向上が得られていたことから、拡散律速過程を促進していることが示せた。管内気液交互流であるテイラーフロー実験では、内径4 mm、長さ30 cmのアルミニウム管の内壁を陽極酸化によって多孔質アルミナとし、パラジウムを担持させたものを反応管として用いた。水素供給流量を一定として、液相の供給流量を変化させたところ、液相流量が小さい程、大きくクメン収率が向上した。循環AMS流量は小さいにもかかわらず、水素供給流量、すなわち気相スラグの割合が相対的に大きくなることによって、管内壁の薄い液膜を拡散する水素の供給が促進されたと考えられる。水素を飽和させたAMSのみを反応管内に流通させた実験と比較したところ、本条件において3倍程度反応速度向上が得られた。また、ミリサイズのアルミニウム管であることから除熱性能が高く、実験中の反応器内温度はほぼ反応温度40°Cで一定で操作できた。本研究課題は,気液固三相反応に利用されるトリクルベッド反応器に周期的液供給変動操作を適用した際の成績改善に着目し,同原理に基づき細管内気液交互流であるテイラーフロー(スラグフロー)を応用した.固体触媒充填層に対して液供給を間欠的に行うと,触媒表面の液膜が周期的に薄くなり,律速段階である気体の液中物質移動を促進する.初年度はこの報告に基づき,アルミナ担持パラジウム触媒によるα-メチルスチレン(AMS)の水素化を対象として,トリクルベッド反応器における周期的液供給変動操作の研究を行った.大幅に反応成績が向上するという結果が得られたものの,発熱反応により発生した熱が非液供給時に充填槽内に蓄積し,ホットスポットを形成することがわかった.また,流動状態が複雑なために,成績向上の要因特定が困難であった.次年度は,テイラーフローの実験を開始した.アルミニウム管の内壁を陽極酸化によって多孔質アルミナとし,パラジウムを担持させて反応器とした.水素とAMSを反応管内に供給し,テイラーフローを発生させた.