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アストロサイト容積調節機構における酸素依存的アクアポリン4の機能制御機構

アストロサイト容積調節機構における酸素依存的アクアポリン4(AQP4)の機能制御機構という課題のもと、脳虚血時に水分子が果たす役割をAQP4の機能制御を通して解明することが本研究の目的である。脳の機能を維持するために重要な機構として細胞容積調節機構がある。アストロサイトは低浸透圧刺激などで膨張しても、細胞容積調節機構により正常の容積に戻る。低酸素下等でこの機構が破綻すると脳浮腫形成につながる。細胞容積が正常に戻る際にはAQP4を介した水分子の輸送制御が必要であると考えられるが、その分子調節機構は明らかでない。昨年度は脳梗塞モデルマウスを野生型とAQP4KOマウスで作製し、脳の浸透圧物質やエネルギー代謝産物の網羅的定量解析を行った。その結果、浸透圧物質の濃度変化は野生型とAQP4KOマウスでは差が認められなかったものの、野生型の患側で減少したATPがAQP4KOマウスでは維持され、GSHがAQP4KOマウスでは増加が認められなかった。すなわち、AQP4KOマウスでは脳梗塞の細胞ダメージが軽減されているという証拠を得た。得られた証拠をもとに、本年度はAQP4KOマウスにおいて脳のダメージ軽減におけるアストロサイトの役割を確認するため、代謝産物や浸透圧物質をマウス脳の切片を用いて代謝解剖学的解析を試みた。マウスの脳梗塞モデルを作成し、in situ凍結法によって凍結させたマウスの脳から凍結切片を作成した。作成した凍結切片にマトリックスをスプレーで塗布し、MALDI-TOFMSでアニオンの代謝産物の検出を行う系を構築した。特にマトリックス(9AA)を塗布する技法の検討に時間を割き、ケミカルプリンター法とスプレー法の比較検討を行った。その結果、スプレー法でムラなくマトリックスの塗布を行える条件を見出した。細胞容積が正常に戻る際には水チャネルアクアポリン4(AQP4)を介した水分子の輸送制御が必要であると考えられる。しかしながら、その分子調節機構は明らかでない。本年度はアストロサイトをマウス胎児より単利培養し、細胞容積変化を追跡する系を立ち上げた。しかしながら、AQP4の阻害剤である亜鉛を細胞内に投与したが、検出レベルに達する前に細胞が生存できなくなるという結果になった。そのため、脳梗塞モデルマウスを野生型とAQP4KOマウスで作製し、凍結させた脳の浸透圧物質やエネルギー代謝産物の網羅的定量解析をキャピラリー電気泳動質量計を用いて行った。その結果、浸透圧物質であるN-ActylaspartateやTaurineの濃度変化は野生型とAQP4KOマウスでは差が認められなかったものの、野生型の患側で減少したATPがAQP4KOマウスでは優位に維持されていた。さらに野生型の患側で上昇しGSHがAQP4KOマウスでは増加が認められなかった。本研究の目的はアストロサイト容積調節機構における酸素依存的アクアポリン4(AQP4)の機能制御機構という課題のもと、脳虚血時に水分子が果たす役割をAQP4の機能制御を通して解明することがである。今回細胞レベルでの低酸素応答は実験条件的にうまくいかなかったものの、個体レベルにおいて水分子が低酸素による脳ダメージを軽減させるという証拠を代謝解析を通じて得ることができたため。

今回得られた証拠をもとに、本年度は脳の定量イメージング解析を行う。AQP4KOマウスにおいて軽減された脳のダメージが実際には神経細胞の多い領域で起きているのか、アストロサイトの多い部位で起きているのか、もしくは大きい血管の周囲なのか、毛細血管の周囲なのか、さらには脳髄液の周囲なのかなどを、ATP,GSHさらには乳酸などの代謝産物や浸透圧物質をマウス脳の切片のイメージングマス解析を用いて、代謝解剖学的解析をすることによって、野生型の病態モデルと比較検討する。昨年度23年度は学会発表が日程的に合わなかったため参加できず繰越金が生じた。24年度はAQP4KOマウスを用いて代謝解剖学的解析を行う。本年度は動物の飼料や維持費、また、代謝産物をMALDI/TOF/MSを用いて行うため、マトリックスをはじめとした試薬類やエアブラシ等の消耗品費に多くを充てる。さらに、イメージング解析用ソフトの購入も検討している。これらの経費を繰越金と合わせて使用する。
同種間複合組織移植における組織虚血と拒絶反応の関係

ラットをモデルにして、同種異系間複合組織移植において移植組織の虚血時間が長くなると移植後拒絶反応は増強されるかどうかを検討した。肉眼的観察、病理組織学的観察、In vitroの検討で行ったリンパ球混合刺激試験にて虚血時間が長くなると拒絶が増強されることを確認した。免疫染色では虚血の組織でMHC-II抗原の発現が増しており、これが拒絶反応の増強に関与している可能性が示唆された。20年度の検討では、低量の免疫抑制剤を投与したラットをモデルにして遊離鼠径皮弁移植を用いて同種異系間複合組織移植を行い、移植組織の虚血時間が長い場合と短い場合とで拒絶反応の強さに差が出るかどうか検討した。その結果、肉眼的観察および病理組織学的観察においては、移植組織の虚血時間が長かった場合に有意差を持って拒絶反応が強く現れることがわかった。さらにin vitroの検討としてリンパ球混合試験を行った。こちらの観察でも長時間虚血組織を移植された宿主において移植抗原に対するT細胞活性が強く出現することがわかった。また移植組織のMHC class II抗原の免疫染色を行った。この検討では長時間虚血の組織において有意差を持ってMHC class II抗原の強い発現が観察された。長時間虚血によりMHC class II抗原の発現が増強し、これが拒絶反応を強めている可能性が示唆された。これまで、臓器移植のモデルにて虚血再潅流障害が拒絶反応に与える影響は多く研究されていたが、いまだ不明な点が多かった。今回の検討によって虚血後再潅流障害が拒絶反応を増強していることが分かった。遊離皮弁を用いてこの検討を行った報告はなく、これは体表から観察が容易であるため、拒絶反応の変化を観察する上で、今回我々が用いたラットの移植モデルは非常に有用であると思われた。これらのモデルをつかい拒絶反応の原因究明や、虚血再潅流障害などの拒絶反応増強因子を解明していくことで、臨床現場で多く行われているヒトからヒトへの臓器移植の成功率を高めることに貢献できると思われた。20年度の検討では、肉眼的および病理組織学的観察においては、移植組織の虚血時間が長かった場合に拒絶反応が強く現れ、in vitroの検討として行ったリンパ球混合試験でも長時間虚血組織を移植された宿主において移植抗原に対するT細胞活性が強く出現するという結果をえた。また移植組織のMHC class II抗原の免疫染色で、長時間虚血の組織においてMHCclass II抗原の強い発現が観察された。21年度はさらにデータを重ね、この成果を学術誌に掲載することができた。さらなる検討としてischemic preconditioningやドナーへの移植前のステロイド局所投与が移植後の拒絶反応を抑制し得るか検討した。しかし、今回の検討では明らかな拒絶反応抑制効果は確認できなかった。遊離皮弁を用いてこの検討を行った報告はなく、これは体表から観察が容易であるため、拒絶反応の変化を観察する上で、今回我々が用いたラットの移植モデルは非常に有用であるということが確認できた。今回の検討でischemic preconditioningやドナーへの移植前のステロイド投与にて拒絶反応を抑制することはできなかった。しかし、このモデルをつかい拒絶反応の原因究明や、虚血再潅流障害などの拒絶反応増強因子を解明し、これを抑制する方法を開発することで臨床現場で多く行われているヒトからヒトへの臓器移植の成功率を高めることに貢献できると思われた。
日本植民地時代における台湾の高等女学校の実証的研究

日本植民地時代の台湾の高等女学校の実態を掌握するため、まず、発行されている学校史(誌)、同窓会誌を収集し、全貌を一瞥した。その上で、台湾中央図書館分館に所蔵されている各学校の一覧を見て、当該年度の各女学校の状況を文献資料によって浮き彫りにした(『台湾総督府学事年報』・『台湾総督府統計所』・『台湾学事一覧』調査済み)。その上で各高等女学校(現在は高級中学校)の名簿をもとに無作為に調査対象者を選択し、郵送法によるアンケートを求めた。発送総数は1000通を越えたが、古い名簿もあり、受取人転居・死亡・不明等により、実質発送数738通、回答数198通で、回収率は26.8%となった。日本国内の同調査より下回る数値であるが、日本語と疎遠になってすでに半世紀近くを経過している今日、この数値は高率と判断できる。貴重な意見が綿々と綴られており、重要な証言資料である。これと並行して、8月台湾の台北・台中・台南・高雄各地で総計92名にのぼる高等女学校あるいは女学校卒業生にインタビューをした。時には個別に、時にはグループでの話し合いの中で、日本統治下に於ける台湾の女学生が教師に対し、また友人関係の中で抱いた差別感が吐露された。その一方大戦終結後の厳しい台湾の状況が招来したため、日本統治下を懐かしみ、それを是とする意見もあったのは事実である。本研究では、歴史的事実に照らしつつ、当時の教育の実態を明らかにし、21世紀における民族共存のための基本的人権の確立、アイデンテイテイの形成を促すような教育を模索したいと願っている。
機会的無線アクセスをサポートする学習し進化するネットワークアーキテクチャ

学習し進化し続ける新たなネットワークアーキテクチャを研究した.今後ますます機会的(Opportunistic)になる無線アクセスに対応することを目指し,主には光ネットワークの新たなアーキテクチャを設計した.本アーキテクチャでは,トラヒックの分布に応じて学習的にスイッチ構成を制御するアルゴリズムが実装されている.主にシミュレーションによる評価から,有効性を示した.学習し進化し続ける新たなネットワークアーキテクチャを研究した.今後ますます機会的(Opportunistic)になる無線アクセスに対応することを目指し,主には光ネットワークの新たなアーキテクチャを設計した.本アーキテクチャでは,トラヒックの分布に応じて学習的にスイッチ構成を制御するアルゴリズムが実装されている.主にシミュレーションによる評価から,有効性を示した.初年度である平成22年度には,提案アーキテクチャの原理を確立することを目的とした.学習および進化メカニズムの複雑化を避けるため,まず学習を,「期間」と「カバー範囲」によって,短期的・グローバル,短期的・ローカル,長期的・グローバル,長期的・ローカルの4つに分けた.具体的なステップは次の通りであった.(1)無線アクセス部とコアネットワークのモデル化を行った(2) (1)のモデルを用いて,上で示した4つの各分類に基づいてメカニズムの設計を行なった.(3)各分類に対してシンプルなシナリオを挙げ,学習手法の設計を行なった.(4) (3)の原理の正しさを定量的に証明するため,計算機シミュレーション上にモデル化を行い,提案するアーキテクチャ・学習手法を実装した.(5)評価結果からその有効性を検証し,理想値との比較からその最適性も検討した.改善の余地がある場合には,方式の修正や他の学習手法との組み合わせによる拡張を検討した.(6)複数のシナリオに対して(3)(5)を行い,提案アーキテクチャ・学習メカニズムのスケーラビリティの向上を図った.原理がある程度体系的に整理された時点で国内の研究会にて提案を行い,そこで得られたフィードバックを方式の設計に活かした.また,まとまった成果が得られた時点で,国際会議ならびに論文誌での発表を行なった.新たなネットワークアーキテクチャ研究の一環として、複数のパケットを複合化して1個の長パケットとして転送するネットワークと、遅延線バッファの長遅延部分を複数の出力回線で共用する部分共用方式の検討を行った。前者については、(1)パケット間のオーバーヘッド削減によるネットワークの効率化が達成できること、(2)複合化によりパケット長ごとの品質のばらつきを抑えることができることが明らかになった。一方、(3)パケット発生のバースト性を抑制するために複合パケットの長さの選択に制約があること、(4)TCPプロトコルの動作から無暗に長い複合パケットは性能が向上しないことなどが解明された。後者については、遅延線バッファの利用状況の調査の結果、長遅延線の利用頻度が低いことが明らかとなり、長遅延線の共用効果を期待する。部分共用方式によりハードウェア当たりのスループットが向上できることを明らかにした。この方式は、専用部分と共用部分の遅延線の本数や、縦属接続可能な共用部分の段数、共用部分の捕捉・解放のアルゴリズムなどに各種の設計自由度がある。23年度は、最も基本的な構造として、(1)共用部分対専用部分の遅延線本数は等しい、(2)共用部分の複数ユニットの縦属接続は行わない、(3)共用部分の捕捉・解放は即時、のモデルで評価を行った。評価は計算機シミュレーションで行うとともに、理論解析を併用して大規模なシステムの性の推定も行った。光パケットネットワークと無線アクセスネットワークに関する研究を並行して進めた。光パケットネットワークに関しては、1昨年度に研究を行った部分共有型バッファは、出力回線ごとに個別バッファを持ち、それに1個の共有バッファを追加できる構成で、共有部と個別部の基本バッファサイズは等しい条件で検討を行った。24年度はこれを一般化して検討を行った。共有部部はより小さなバッファとし、これを同一の出力回線で複数段縦続接続でき、負荷に応じて適応的にバッファを利用できる。計算機シミュレーションにより評価したが、バッファの捕捉・解放のアルゴリズムには学習機能を盛り込むことを検討した。2広域に配置されたネットワーク機器を高い精度で時刻同期をとることが可能になっており、広域時刻同期を利用した新たなネットワークアーキテクチャを研究した。具体的には、時分割型の光パケットネットワークを対象とした。キー技術であるタイムスロット割り当てアルゴリズムとして、信号伝搬遅延を考慮したパッキングを研究するとともに、回線負荷状況などのさまざまの情報を学習しながら行う高効率な割り当てを行うアルゴリズムを計算機上に実装した。一方、無線アクセス制御アーキテクチャについては、周波数資源の動的な捕捉を分散的に行う方法について研究した。資源が間欠的にしか利用できないOpportunistic Communication環境では、電波の状況を正確に・早く学習することが不可欠である。情報の収集範囲は、サーバーへの情報登録やP2P通信によって広範な情報を収集するものや、周囲のノードとの情報交換を行う協力通信などがあり、情報収集範囲により状況把握の精度と遅延が影響を受ける。具体的には放送と通信の融合形態を想定して、学習のメカニズムと周波数資源の捕捉プロセスを計算機上に実装して、体系的に評価を行った。新たなネットワークアーキテクチャの提案・検討を目的とし、バックボーンネットワークに適用できる技術の提案と評価を行っており、おおむね順調に進捗している。24年度が最終年度であるため、記入しない。複数段を縦属接続可能な部分共用方式の検討を行い、負荷状況に応じて自律的に学習制御するバッファを検討する。また、近年GPS等により広域で時刻同期をとることが可能となっており、これを用いた新たなネットワークアーキテクチャの研究を併せて行う。
地下水中の砒素・鉄・マンガン同時除去の鉄バクテリア法のアジア地域への適用

ベトナム・ハノイにおいて2009年11月より鉄バクテリア生物ろ過法による井水中砒素および鉄浄化のパイロット試験を開始した。原水平均水質は鉄9.6mg/L,全砒素59μg/L、また、全砒素の90%が亜砒酸と還元的な条件であった。装置は現地において製作加工し、通水速度100から620m/dayで運転を行ってきた。当初、連続通水条件で運転していたが地下水位低下のため途中から1時間通水・3時間停止の間歇通水方式に切り替えた。約1年間の運転期間中の砒素の平均除去率は87.4±6.3%となった。この成績は日本国内におけるパイロット試験結果よりも良好で、その理由としては砒素に対して鉄の濃度が高いことが考えられた。無薬注で低コストの鉄バク法がベトナムで十分適用なことを証明したと言える。本研究は、砒素問題を抱えるアジア地域に、地下水中に生息する鉄やマンガンを酸化させることができるバクテリアを生物担体に付着・増殖させ、鉄やマンガン、そして砒素を酸化させて懸濁化させてろ過させる鉄バクテリア法の実験装置を設置して、地域に適した砒素除去システムを開発することを目的としている。そこで平成20年度は、対象地域をベトナム及びネパールに絞り、それぞれの地域の地下水調査を実施して、まずはベトナムに実験装置を設置することとした。ベトナムについては、8月に1回、3月に2回調査を行い、ネパールは8月に1回実施した。いずれもWHOの水道基準10ppbを超える数十から数百ppbの砒素濃度を検出した。砒素濃度測定には、現場で測定可能なボルタンメトリ法を採用し、全砒素だけでなく、価数別の砒素濃度も測定した。ベトナムにおいては、数回の地下水調査の結果、ハノイ市のThuong Tin DistrictにあるTu Nhien幼稚園(北緯20°51'850"東経105°55'061"、地下25-26m)を実験サイトとすることに決定した。当該砒素濃度は、全砒素が91ppb、砒素(III)が36ppbである。実験装置は完成しており、平成21年度より実験を開始する。一方、ネパールでは、カトマンズ盆地内の地下水濃度を測定しており、今後、カトマンズ盆地内、もしくは砒素濃度が高く、健康障害が懸念されているTerai地域において、簡易な実験装置を設置することにしている。本研究については、ベトナムではベトナム国立科学技術アカデミー・環境技術研究所、ネパールではトリブバン大学の協力を得て、調査・研究を実施しており、平成21年度にも同機関の協力を得る予定である。これまでのところベトナム・ハノイ市南部地域において、民家・公共施設の井戸水を20ヶ所でサンプリングし、全砒素、3価砒素、全鉄、マンガン、ORP等の測定を行ったところ、ベトナムの水質基準である10μg/Lを超える砒素濃度が15地点で検出された。また、基準超過地点での全鉄(mg/L)/全砒素(mg/L)の濃度比は平均445で、砒素に比して高い濃度の鉄を含有することから、同地域で鉄バクテリア法による砒素除去に適した条件が広く存在することを確認した。この中で砒素濃度75μg/、鉄/砒素濃度比148(いずれも5回採水の平均値)の地点(Tu Nhien kindergarden、Thuong Tin District、Hanoi)を選択、日本と同様なパイロット試験プラントを現地で製造して設置、2009年11月より運転を開始するに至った。運転開始後の原水の平均水質は、全鉄、全砒素、マンガン、アンモニア性窒素についてそれぞれ10.4、0.060、0.20、2.3mg/Lであった。ろ材には、周辺地域で産するレンガを粉砕して粒径2-3mmとなるようにふるったものを使用し、ろ材高は約1m、原水を落水曝気後(溶存酸素濃度平均4。2mg/L)LV150m/dayで通水した。

全砒素の平均除去率は,87.5±3.1%という結果となり,ベトナムにおいても砒素除去のための鉄バク法が有効であることが判る.ただし,実際に運転・点検を開始してみると,2009年11月4日から2009年12月16日までの通水期間45日のうち,停電により通水が停止していた期間は約17日あり,全運転期間の3分の1程度は運転が停止する状況であった.その他にも,高濃度の鉄による目詰まりが起こりやすく,また,ろ材比重が重いため,逆洗時のろ材展開が不十分となる傾向がみられた.また、アンモニアの硝化には溶存酸素濃度が相対的に不足しており、また逆洗の不十分もあってマンガン酸化が立ち上がるに至っていない。今後のベトナム農村部における展開としては,ポンプの動力源としてバイオガス発電等からの電気の供給と簡易水道としての上水供給をセットで計画することが有効と考える.我々は平成21年11月以来、鉄・砒素・マンガン・アンモニア同時除去の鉄バクテリア法(以下、鉄バク法)のパイロット試験をベトナム・ハノイのThuong Tin DistrictのTu Nhien幼稚園において実施してきた。本年は、ろ材として3-5mm Φのれんが製のろ材を用いた第1期試験(昨年度から引き続き実施、通算11か月)、に続きろ材として1-3mm Φのれんが製のろ材を用いた第2期試験(通算1カ月)を行った。ろ材高はいずれも0.8m程度とした。第1期試験、第2期試験共に、期間中、LVは100m/day程度から600m/day程度まで変化させている。第1期試験開始後4カ月程度で、地下水位の低下が起こったため、1時間通水し3時間通水停止するという間歇通水モードに切り替え、以降その条件で通水してきた。これまで我々が行ってきた日本においては原水中で亜砒酸が全砒素に占める割合は50%程度であるが、ベトナムのサイトでは原水中の全砒素の90%が亜砒酸である。また、原水中のFe/Asの質量濃度比は、ベトナムでは150超で、日本においては試験場所や試験時期によって20から200程度の範囲にあった。総じて、ベトナムでの砒素除去は日本における同種のパイロット比べて同等以上で、かつ安定で(第1期試験で81±8%、第2期試験で79±8%)、原水のFe/As比の高いことが影響していると考えた。砒酸に比べ相対的に除去し難いと亜砒酸が多い条件であっても鉄バク法の除去性能は低下しないことが証明できた。流速を600m/dayと高くなると第1期試験ではやや砒素除去率が低下したが、第2期試験ではより低い流速時よりほぼ同じ除去率を維持できた。また、間歇通水に切り替え前後で砒素除去率の変動はなかった。幼稚園の夏休みなどに合わせて20日程度の運転休止や、不時の停電による半日から1日程度の運転停止があったが、これらも砒素除去に大きな影響はなかったとみられる。本研究により、鉄バク法砒素除去はベトナムの環境及び社会条件下で十分に機能しうることを証明できたと考える。
衝撃波風洞を利用した可燃性高速流中における回転デトネーションの実現

回転デトネーションの成立条件について実験的に調べた。衝撃波風洞を利用し、反射衝撃波背後の高圧の試験気体をオリフィスプレートを通じて燃焼器に流入させ、試験気流を得た。オリフィスプレート前後の圧力比rを変化させて実験を行い、燃焼器内のデトネーション挙動について調べた。その結果、r=2.5の条件では逆火が生じたが、r=7.5の条件でデトネーションは5回の回転を示し、デトネーション起動に必要な圧力条件を求めることができた。平成24年度は、衝撃波管の低圧部に試料気体として量論比の水素ー酸素混合気を0.2 MPaで充填し、反射衝撃波背後の高圧の試験気体をオリフィスプレートを介して環状燃焼器に流入させた。このとき、環状燃焼器内を所定の圧力まで減圧させることで、オリフィスプレート前後の圧力比rを変化させた。同時にイニシエータ管より起爆用デトネーション波を入射させ、環状燃焼器内の回転デトネーション伝播の様子を汎用圧力変換器により調べた。r = 2.5の場合、圧力変換器は環状燃焼器内の起爆を検出したものの、デトネーションは2回程度しか回転しなかった。これは、圧力比が低いために上流からの新気の供給が途絶え、燃焼器内からオリフィスプレート上流側へ逆火したためである。r = 7.5の場合、圧力の立ち上がりの間隔から判断してデトネーションは5回の回転を示した。なお5回という回転数の制限は、オリフィスプレート上流側の圧力は環状燃焼器への混合気流出により徐々に圧力が減少するために起因している。r = 15の場合は、起爆を確認したが回転デトネーションには至らなかった。本実験では、オリフィスプレート前後の圧力比は環状燃焼器内の圧力を減圧することで変化させている。したがって、高圧力比は低い燃焼器内初期圧力を意味することとなる。一般に、気相デトネーションでは初期圧力の減少とともにセルサイズが増大するが、チャンネル内をデトネーションが定常伝播するには、セルサイズの3倍以上のチャンネル高さが必要となる。本実験でr = 15のときには、環状燃焼器の流路高さがセルサイズと約0.8倍となるため、デトネーションの伝播条件を満たさなかったと考えられる。本実験では、反射衝撃波背後の状態を貯気槽として回転デトネーション成立の可否を調べた結果、試験部と試験気体供給圧力の比7.5において回転デトネーションが起動することがわかった。回転デトネーションエンジンは、環状燃焼器の周方向にデトネーションを回転・定在させるものであるが、デトネーション波面直後は高圧となるため、上流側へのデトネーション伝播阻止が回転デトネーションエンジン成立の鍵を握っている。本研究は、衝撃波風洞の試験部に環状燃焼器を設置し、高速の可燃性試験気体を燃焼器上流側の推力壁に設けた小孔から流入させることで、回転デトネーションエンジンの提案概念通りの状況を作り出し、回転デトネーションエンジン成立条件の一般化を目的としたものである。平成23年度は、可燃性高速流を生成する衝撃波風洞試験部の設計・製作ならびに予備試験を行った。まず、衝撃波理論から貯気槽となる反射衝撃波背後の状態を求め、回転デトネーションが成立可能な試験部の初期圧力を検討した。その結果、試験部では起爆のためには200 kPa程度の圧力が要求されるものの、回転デトネーション成立のためには数十kPa程度まで減圧する必要性があることがわかった。このため、試験部とダンピング部の間を隔膜で仕切り、試験部内の混合気を起爆すると同時に隔膜を破断して、試験部を減圧、引き続き上流から回転デトネーションに必要な混合気を流入させるという手法を採用した。この手法に基づいて、試験部ならびに環状燃焼器の設計・製作を行い、試験気体を導入する混合気供給システムを構築した。引き続き環状燃焼器を設置しない状態で、化学反応を生じさせない入射衝撃波マッハ数の上限値を実験的に求めた。また、衝撃波風洞で生成された試験気流に火花放電を行うことでデトネーション遷移時間が大きく短縮され、またその再現性が高まることがわかった。これにより、試験部起爆タイミングの制御方法として、次年度に行う外部からのデトネーション導入以外の選択肢が増え、試験部起爆方法を決定する重要なデータが得られた。回転デトネーション実現には、デトネーションによる燃焼ガス圧力よりも高い圧力で気流を上流側から流す必要がある。本研究では、衝撃波により高温・高圧となった可燃性混合気は、試験部に流入以前に自発的に化学反応を生ずる可能性がある。このため、試験部入口における試験気体圧力に上限が存在することとなる。一方、試験気体圧力が低いと、試験部内での圧力も低くなって起爆自体が困難となり、実験条件の確定が難航した。このようなジレンマを解決するために、試験部とダンピング部の間を隔膜で仕切ることを考案した。

これにより試験部内の初期圧力を高め、混合気を起爆すると同時に隔膜を破断して、試験部を減圧、上流から回転デトネーションに必要な混合気を流入させるという手法をとった。また、衝撃波風洞の欠点として試験気流の持続時間が短いことが挙げられる。試験気流を有効に利用するために、試験部内に充填した混合気の起爆タイミングの制御が重要となる。当初は外部からデトネーションを導入することを計画していたが、混合気に点火してデトネーション遷移するまでの時間短縮とそのばらつきの低減が課題であった。平成23年度は、衝撃波風洞で生成された試験気流に火花放電を行うことでデトネーション遷移時間が大きく短縮され、またその再現性が高まることがわかり、起爆タイミング制御の自由度が大きく増した。平成23年度は当初計画通り、衝撃波風洞試験部ならびに環状燃焼器の設計・製作、混合気供給システムの構築などを行った。なお、当初計画では環状燃焼器を用いた予備試験を行う予定であったが、実験条件確定が難航したため、この予備試験は行わなかった。しかしながら、懸案事項であった回転デトネーション実験条件設定と起爆タイミング制御では、当初計画よりも大きく前進した。以上より、本研究は「概ね順調に進行している」と判断した。平成23年度では、実験条件の設定と実施スキームの策定が終了し、平成24年度は構築済みの衝撃波風洞および環状燃焼器を用いた試験を行い、これらのデータを基に回転デトネーションエンジン成立条件を求めることを計画している。これにあたって、(1)燃焼器上流側の推力壁の小孔径の最適化、(2)回転デトネーションの安定化、という2つの課題が考えられる。(1)については、小孔径が小さいと必要な試験気流の質量流量が足りず、回転デトネーションが維持できずに下流に流される可能性がある。逆に小孔径が大きいと、燃焼器上流の貯気槽状態となっている試験気体が不足し、回転デトネーションが安定するまでに試験時間が持続しないことが想定される。したがって、燃焼器上流・下流の圧力計測データを基に、最適な小孔径を調べる必要性がある。(2)に関しては、限られた試験時間の中で安定した回転デトネーションを実現するためには、試験部での起爆タイミングと、試験部とダンピング部を仕切る隔膜の破断タイミングの制御が重要となる。前者については、平成23年度に実施した試験部内で直接に火花放電を行う手法と、当初計画の外部からのデトネーション導入との両者について、確実性・再現性等の点から適した手法を採用する。後者の隔膜破断タイミングについては、数ms程度の期間で確実に隔膜を破断させる必要があるため、ニクロム線を十字型に貼り付けたPET製隔膜を使用し、ニクロム線を通電加熱することでPET製隔膜の一部を溶融して破膜制御する方法を行う。この方法が上手く行かない場合は、中圧室を設けて二重隔膜式とし、ニクロム線の手法を併用することで、確実な破膜を行う。平成24年度は、平成23年度に構築した衝撃波風洞を用いて回転デトネーションエンジン成立条件を求める。具体的には以下の事項を行う。1.まず環状燃焼器を用いた予備試験を行う。これには比較的低速の試験気体を燃焼器に流入させ、デトネーション導入管よりデトネーションを燃焼器に導くタイミングを変化させ、燃焼器内にてデトネーションが回転する挙動を調べる備試験を行う。2.引き続き、回転デトネーションの挙動試験を行う。
膠原病の遺伝素因におけるdanger signal応答遺伝子NLRP3の役割

NLRP3遺伝子から16個所のtagSNPを選択し、日本人全身性エリテマトーデス(SLE) 741例、健常対照群916例を対象とした関連研究を施行したところ、腎障害合併SLE群におけるrs1539019A/A遺伝子型、rs4925650AアリルとA/A遺伝子型、dsDNA抗体陽性群におけるrs4925650A/A遺伝子型の増加が検出された。eQTL解析では、rs1539019A/A遺伝子型と、T細胞におけるNLRP3 mRNAの低下との関連が検出された。これらのSNPと全身性強皮症420例、ANCA関連血管炎218例との関連を検討したが、有意な関連は検出されなかった。以上の結果から、NLRP3遺伝子多型とSLEの臨床症状との関連が示唆された。NLRP3遺伝子全長をカバーする16個所のtagSNPを対象として、日本人全身性エリテマトーデス(SLE)505例、健常対照群515例の関連研究を施行した。この結果、前年度に見いだされたrs1539019、rs4925650に加え、rs3806266の関連が検出された。これらに関して、独立のSLE 236検体、健常対照群401検体を対象としたreplication studyを施行したところ、replication群単独ではSLEとの関連は検出されなかった。両者を統合すると、腎障害合併SLE群におけるrs1539019A/A遺伝子型、rs4925650AアリルとA/A遺伝子型、dsDNA抗体陽性群におけるrs4925650A/A遺伝子型の増加が検出された。ロジスティック回帰分析により、これら2個所のSNPは独立に寄与することが示唆された。eQTL解析により、rs1539019A/A遺伝子型とT細胞におけるNLRP3 mRNA低下の関連が検出された。また、過去に報告したSLE関連遺伝子との相互作用の検討により、BLK rs13277113AとNLRP3 rs1539019Aの間に、有意な遺伝子間相互作用が検出された。関連が検出されたNLRP3 SNPを対象に、シリカが環境因子として確立している全身性強皮症、ANCA関連血管炎との関連を検討した結果、関連の傾向は観察されたものの、統計学的有意差には到達しなかった。また、自然免疫系において重要な役割を果たすUBE2L3、PHRF1-IRF7領域と強皮症、SLEとの関連を検出した。今後、これらを含め、NLRP3とシグナル伝達における相互作用を想定しうる遺伝子多型との遺伝子間相互作用の解析を進める必要があると考えられた。また、強皮症やANCA関連血管炎は、さらにサンプルサイズを増やして検討を進める必要あると考えられた。本研究では、「免疫系多因子疾患の発症においては、ユビキタスに存在する環境因子に対する応答性の個体差が重要である」との仮説のもとに、シリカ、アスベスト、コレステロールなどの結晶や、紫外線(UVB)、酸化ストレス、さらには尿酸、ATPなどのdanger signalを感知してIL-1 beta, IL-18産生を誘導するNLRP3(NALP3)に注目し、その遺伝子多型と、日本人集団における膠原病の発症や臨床病型との関連を検討した。HapMapデータベースを利用し、NLRP3遺伝子より、日本人集団におけるtagSNP 16個所を選定し、まず、過去に疾患との関連の報告がある5個所のSNPにつき、日本人集団における全身性エリテマトーデス(SLE) 440例、健常対照群550例のゲノムDNAを用いた関連研究を施行した。この結果、rs1539019A/A遺伝子型とSLEとの関連が検出された(P=0.030,オッズ比[OR]1.45、95%信頼区間[CI]1.04-2.03)。この関連は、腎症合併SLE群において顕著であった(P=0.011, OR 1.66, 95%CI 1.13-2.46)。また、rs461266Cアリル頻度の腎症合併SLEにおける増加も検出された(P=0.040, OR1.27, 95%CI 1.01-1.60)。以上の結果から、NLRP3多型とSLEとの関連が、国内外を通じてはじめて検出された。

平成23年度は、東日本大震災の影響により、補助金交付が8月になり、さらに、10月に至るまで、補助金全額が支給されるか否かが確定しなかったこと、加えて、本学自体も少なからぬ被害を受けたことにより、本格的な研究の開始が8月以降に遅れたため、初年度に予定したtagSNP解析のすべてを完了することはできなかった。しかし、完了した範囲において、国内外を通じて初めての興味深い知見が得られていることから、研究全体としては、おおむね順調に進展していると考えられる。NLRP3遺伝子のtagSNPのうち、未解析のものすべてについて、SLEとの関連研究を施行するとともに、全身性強皮症(SSc)、ANCA関連血管炎(AAV)との関連についても検討する。関連が検出されたSNP周辺領域のリシークエンス解析により、病因的多型部位を探索するとともに、バイオインフォマティクスおよび実験的手法により、疾患関連多型による機能的影響を探索する。あわせて、臨床病型と関連する多型部位を探索する。平成24年度は、東日本大震災の影響により、補助金交付が8月になり、さらに、10月に至るまで、補助金全額が支給されるか否かが確定しなかったこと、加えて、本学自体も、節電の影響により、機器の稼働時間が限定されたことなどにより、本格的な研究の開始が8月以降にずれ込んだ。当初の予定では、大量のSNP解析およびリシークエンス解析のために、平成24年度から、非常勤研究員を雇用し、謝金を支出する予定であったが、10月に至るまで補助金全額が支給されるか否かが確定しなかったため、初年度に研究員を雇用することは断念した。平成24年度には、平成23年度に未使用である研究費と平成24年度請求額とを合わせ、当初の予定より平成24年度における勤務時間を増やした形で、研究員を雇用する計画とする。また、これにあわせ、遺伝子解析に要する試薬・消耗品代や旅費も、当初の平成24年度分予定額以上が必要となるため、平成23年度未使用分を平成24年度請求額にあわせて使用する必要がある。以上により、平成24年度未使用額と平成24年度交付額をあわせた約251万円のうち、101万円を試薬・消耗品代、120万円を研究員への謝金、20万円を旅費、10万円を論文掲載料として使用する計画である。
GPSを用いた地盤変状早期把握システムの開発研究

都市直下地震の震災の特徴の一つは、地下に埋設されたライフラインの被害、及び都市施設が集積したウォーターフロント部の被害である。このような施設の被害程度は、地盤の変状による残留ひずみと密接に関係する。本研究の目的は、GPSを用いて地震後に生じた地盤変状を早期把握することによって、被害を受けた都市域の早期復旧戦略を練る上での情報を得ることである。平成8年度の研究では、仙台及び酒田港をテストサイトとしてGPS観測を行い、100500m間隔で30点ほどの座標データを作成した。また、作成したデータは、地域ごとのデータとして整理すると共に、土質地盤情報と合わせてコンピュータ上にデータベース化した。また、各サイトのデータ更新により前回からの地盤のひずみを計算するプログラムを作成した。これによって、仮に震災後の新たな座標データが得られたならば、すみやかに地盤ひずみを算定することが可能となった。次年度以降、キネマテック測量を行うことにによって、震災後のデータを高速に得るための方法と信頼性を検討する予定である。一方、阪神大震災の事例解析から、地盤の残留ひずみ量とライフライン施設や水際線構造物の被害程度の関係を整理した。ライフライン施設としては特に水道用の埋設管を対象とし、被害が発生し始めるおおよその地盤ひずみ量を推定した。これによって、地盤の残留ひずみが把握された時、ライフライン施設などの被害の推定が可能となった。次年度以降、地盤情報を用いたクリッキングにより、観測点内のひずみの分布を推定する方法を検討する予定である。
炎症からの消化器発癌におけるゲノム・エピゲノム異常の統合的解析と生成機構の解明

消化器癌の発症には感染などによる炎症の持続が重要な役割をはたしている。一方申請者らは、炎症による発癌時に遺伝子編集酵素AIDが異所性に発現して、遺伝子変異を導入して炎症発癌に寄与することを報告してきた。本研究では、次世代シーケンサー技術を駆使して、炎症を背景とした消化器癌の発症過程において多段階的に生じる、ゲノム/エピゲノム異常を経時的かつ統合的に解析すると同時に、種々の遺伝子改変マウスを用いて、炎症においけるゲノム/エピゲノム異常の生成にAIDが深く関与することを明らかとした。1.AIDにより炎症発癌過程で生じるゲノム異常の全体像の検討;マウス全exonをカバーするキャプチャーアレイを作成し、断片DNAからexonを抽出する系を構築し、AID-TGマウス肝癌のシーケンスキャプチャーを行い、全exome中のゲノム変化を同定した。2.AIDによるエピゲノム変化の解析;消化器臓器特異的にAIDを発現させたマウスのメチル化DNAにMBD2を結合させメチル化遺伝子を抽出した後、AIDでメチル化変化が生じた遺伝子領域を絞り込んだ。3.慢性炎症からの多段階発癌過程におけるヒト消化器臓器のゲノム・エピゲノム変化の解明;肝癌、胃癌臨床検体の全exome網羅的遺伝子解析を行ったところ、非癌部炎症部位でも遺伝子変異が蓄積していた。また染色体レベルのゲノム変化を包括的にとらえる目的で一塩基多型検出マイクロアレイによるコピー数変化の解析を進めている。4.炎症発癌における癌細胞の発生起源としての組織幹細胞の役割の解明;消化器系幹細胞マーカーLgr5などのプロモーター依存性CreマウスとRosa26マウスを交配し、誘導性HCV-TG、及びIL-10 KOマウスと交配することで、炎症による癌が幹細胞由来かどうかをlineage tracingで検討中である。5.組織幹・前駆細胞への炎症刺激によりもたらされる遺伝子変化の解析;組織幹細胞をラベルしたSox9-GFPマウスを樹立し、炎症発癌過程における幹細胞の局在や増減を検討している。6.AIDによる遺伝子異常生成の分子機構の解明;炎症でのAIDの遺伝子変化誘導機序、その際のDNA修復酵素の関与を明らかにするため、Villin -cre, ALB-creとconditional AID-TGを交配して消化器系にAIDを持続発現するマウスとconditional Msh2-KOを交配したマウスの解析を進めている。1)AIDによって炎症発癌過程で生じるゲノム異常の全体像の検討:AID-TGマウスの癌部、非癌部のDNA断片から全exome sequenceを行い、肝癌、胃癌の発生過程で生じるゲノム異常の全体像を明らかとした。2)AIDによるエピゲノム変化の解析:AID-TGマウスの消化器臓器DNA断片から、メチル化されているDNA領域を特異的に抽出し、コントロールマウスと比較してAID発現によるメチル化異常を検討した。3)慢性炎症の多段階発癌過程におけるヒト消化器臓器のゲノム・エピゲノム変化の解明:C型肝炎ウィルス感染を伴った肝硬変組織には、多様な遺伝子変異が蓄積しており、特にレプチン受容体遺伝子に生じた体細胞変異が肝発癌に関与している可能性が明らかとなった。4)炎症発癌における癌細胞の発生起源としての組織幹細胞の役割の解明:Sox9-Creノックインマウスでは肝臓や肺に腫瘍が自然発症することが明らかとなり、本マウスは発癌機構の解析には不適と考えられた。そこで、EpCAMプロモーター下にCreを挿入した遺伝子改変マウスを作成した。5)組織幹・前駆細胞への炎症刺激によりもたらされる遺伝子変化の解析:新規作成したEpCAM-Creマウスとレポーターマウスを交配することによるlineage tracing系を樹立し、薬剤による慢性的な肝障害を加えることで発癌するモデルにおけるEpCAM陽性細胞からの細胞系譜の検討を進めている。6)AIDによる遺伝子異常生成の分子機構の解明:Alb-Cre, Villin-CreマウスとConditional AID-TGマウスを交配した。同時にこれらCreマウスにconditional Msh2-KO, UNG-KOマウスを交配して、AIDによる遺伝子編集が、修復系によってどのように修飾されているかを検討中である。1)AIDによって炎症発癌過程で生じるゲノム異常の全体像の検討:AID-TGマウスの癌部、非癌部の全エクソン解析を行った。さらにヒトTP53遺伝子を導入したマウスにAID-TGを交配して、ヒトTP53遺伝子変異を検討した。これらの結果、AIDの標的モチーフとして典型的な遺伝子配列に高頻度に変異が導入されていることが確認された。2)AIDによるエピゲノム変化の解析:ヒト臨床検体のメチル化DNA断片を免疫沈降後に塩基配列を解析することにより、炎症発癌過程におけるDNAメチル化変化の網羅的解析を行った。3)慢性炎症の多段階発癌過程におけるヒト

消化器臓器のゲノム・エピゲノム変化の解明:ヒト胃癌、胃炎非癌部組織の全エクソン解析をおこなったところ、非癌部でも著明に遺伝子変異が導入されていること、さらに変異の多くがAIDの標的配列となっていることが確認された。一方、H.pylori感染ヒト胃粘膜のInfinium解析を行い、多くのhypermethylated, hypomethylated遺伝子を同定し、とくにメチル化されているドライバー遺伝子を同定した。4)炎症発癌における癌細胞の発生起源としての組織幹細胞の役割の解明:EpCAMプロモーター配列下流にレポーターを挿入したモデルマウスを用いたlineage tracingによる表現型解析を進めている。5)組織幹・前駆細胞への炎症刺激によりもたらされる遺伝子変化の解析:EpCAM-CreマウスとAID-TGマウスを交配させることにより、EpCAMを発現した肝胆膵の組織幹細胞に持続的に遺伝子異常を生成・蓄積させることが発癌という表現型に至るかどうかの検証を行っている。6)AIDによる遺伝子異常生成の分子機構の解明: AIDの上昇と同時にMSH2発現が低下したモデルマウスでは発癌が加速することを見出した。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画について、1)AID-TGの胃粘膜、肝組織の特に非癌部において、exomeシーケンスにて、様々な遺伝子変異が蓄積していることが明らかとなり、かつその変異パターンはC/G to T/Aと、APOBECによる変異パターンに合致していたことから、AIDによる作用であることが推測された。2)AID-TGマウスの消化器臓器のメチル化解析により、AIDがDNAのメチル化に影響している事実が確認された。3)ヒトHCV肝炎の非癌部において、レプチン遺伝子に多く変異が蓄積していることが初めて明らかとなった。4)5)については、Sox9-Creマウスの系がうまく稼働しない可能性が示されたが、新たにEpCAM-Creマウスを作成し、AID-TGマウスやレポーターマウスとの交配を行い、その表現型の解析を進めている。6)についてはマウスの系が確立されれば、そのまま解析が可能となる。消化器病学、消化器癌発症の機序、新しい癌治療の開発上記1)2)3)については、順調に進行しているが、今後AID-TGを用いて、AIDによる遺伝子変異とメチル化異常の関係をさらに明らかにしていきたい。さらにヒトにおいても、全exome sequenceを継続し、遺伝子変異パターンを詳細に解析してAIDの関与を明らかとしたい。その中で、特に最近報告されているAPOBEC3BとAIDの関与の程度を詳細な遺伝子変異解析によって比較する必要がある。また4)5)については、消化器系組織幹細胞マーカーとしてEpCAMに着目し、EpCAM-Creマウスを樹立することができたため、今後は表現型の解析を進めていく。6)については、マウスを用いたさらなる検討と同時に、炎症における各種修復遺伝子の発現の制御機構について、マウス、ヒトによって検討する必要がある。
背景事象の飛躍的削減による地表でのMeVニュートリノ測定

本研究の目的は、原子炉ニュートリノモニターの開発を通じて、「MeVエネルギーのニュートリノを背景事象の多い地表で測定することにより、新しいニュートリノ実験の可能性を拓くこと」である。原子炉で発生する反電子ニュートリノを小型の測定器により地表で測定することを試みるが、そのためには飛躍的に雑音事象を削減する必要がある。雑音事象となる宇宙線起因の中性子のデータは、シミュレーションでの予測が困難なため、実際に原子炉付近での測定を行い、反電子ニュートリノ事象と区別する解析手法を開発する。また、中性子を事象毎に同定するための、新しい中性子検出法の評価も行い、さらなる雑音事象の削減に取り組む。
レーザーイオン化個別粒子質量分析計の開発と大気エアロゾル解析への応用

大気中のエアロゾルの個別粒子の化学成分を測定する分析装置の開発を行った。エアロダイナミックレンズと差動排気システムにより、大気エアロゾルを真空中に取り込む粒子導入系を製作した。エアロダイナミックレンズは比較的大きな穴径を持ったオリフィスの組み合わせで構成される。具体的には3.55.0mmの穴径のオリフィスを300mmの長さの管に配置した。動作圧を数100Paにするためにエアロダイナミックレンズの入り口には0.3mm径のオリフィスをつけて、大気圧からの圧力差をつけた。粒子が真空槽に入ってくる経路上すなわち粒子ビームの行路上に、粒子を検出するためのもう一つの時間連続的に発振するレーザーを照射するようにするようにした。粒子がこの検出用レーザーを横切ったときに発生する光散乱を光電子増倍管で観測するようにした。レーザー散乱光の時間差から粒子径を自動的に計算するとともにイオン化レーザーの発振のタイミングをコンピュータで制御するが、そのソフトウエアを製作した。中赤外波長領域の4.3ミクロンの量子カスケードレーザーを光源として多重反射セルで光吸収測定を行うことにより、大気CO2の直接的な同位体比の計測の研究を行った。濃縮などの前処理は不要で、リアルタイムで連続的に計測できる。大気濃度(400ppm程度)での同位体比の変化に対する計測装置の応答速度は約5秒程度のレスポンスである。測定精度については、2秒積算で0.1パーミル程度であった。光学計測系のレスポンスは1秒以下である。測定の精度に関しては、2秒積算で0.1‰、30秒で0.04‰程度の測定精度で13C/12C同位体比を測定でき、180/160の同位体比も同程度の精度で測定できることがわかった。本装置を用いて名古屋大学東山キャンパスにて外気CO2の濃度および同位体比のリアルタイムその場計測を実施した。差動排気システム用の排気装置は既存のターボ分子ポンプとスクロールポンプを用いた。イオン化用のレーザーパルスが真空槽内を飛行している粒子に命中するように時間的および空間的な狙いをつける必要がある。2本の検出用連続レーザーを距離をおいて粒子ビームの経路上に照射して粒子の検出を行うことにより、粒子径を測定するようにした。レーザー散乱光の時間差から粒子径を自動的に計算するとともにイオン化レーザーの発振のタイミングを制御するためのコンピュータを本研究費で購入し、そのソフトウエアを製作した。平成19年度から引き続いて天気中のエアロゾルの個別粒子の化学成分を測定する分析装置の開発を行った。レーザーにより粒子から生じたイオンを電荷質量比(m/z)により質量分析するため飛行時間型質量分離装置の開発を行った。一定電場をかけた加速電極の間に粒子を導入し、レーザーパルスでイオン化する。パルスレーザーの時間幅は数10nsなので瞬時にイオンが生成する。生成したイオンは電場により加速され、電場のない自由飛行領域を通過してイオン検出器で検出される。全てのイオンは加速電極により同じ運動エネルギーまで加速されるので、イオン質量はイオンの到達時間の二乗に比例し、検出器の信号の時間変化をデジタルオシロスコープ(既存)で測定することにより質量スペクトルを得ることができた。イオンの加速部分の真空部品、イオンの検出器、イオン化レーザーのための光学部品などを購入して実験を行った。製作した大気エアロゾル個別粒子分析装置で、最初に標準粒子を計測した。ポリスチレンラテックスの標準径のサンプルで粒子径の測定のキャリブレーションを行った。さらに塩化ナトリウム溶液をネブライザーでエアロゾル化して質量スペクトルを測定した。さらにこの装置を東京都心の東京大学に運び、光化学チャンバーで生成する2次有機エアロゾルの計測を行い、光化学スモッグの生成機構についての解明のための観測を行った。その結果、有機物粒子や、海塩粒子、土壌粒子などと推定できる成分をもった大気エアロゾル粒子を観測することができた。

粒子がこの検出用レーザーを横切ったときに発生する光散乱を光電子増倍管で観測するようにした。レーザー散乱光の時間差から粒子径を自動的に計算するとともにイオン化レーザーの発振のタイミングをコンピュータで制御するが、そのソフトウエアを製作した。中赤外波長領域の4.3ミクロンの量子カスケードレーザーを光源として多重反射セルで光吸収測定を行うことにより、大気CO2の直接的な同位体比の計測の研究を行った。濃縮などの前処理は不要で、リアルタイムで連続的に計測できる。大気濃度(400ppm程度)での同位体比の変化に対する計測装置の応答速度は約5秒程度のレスポンスである。測定精度については、2秒積算で0.1パーミル程度であった。光学計測系のレスポンスは1秒以下である。測定の精度に関しては、2秒積算で0.1‰、30秒で0.04‰程度の測定精度で13C/12C同位体比を測定でき、180/160の同位体比も同程度の精度で測定できることがわかった。本装置を用いて名古屋大学東山キャンパスにて外気CO2の濃度および同位体比のリアルタイムその場計測を実施した。