hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工心臓の学習・適応的神経制御システムの開発

本研究の目的は.循環中枢の神経制御機能を規範モデルとした人工心臓の学習・適応制御システムを構築することにより,構造やパラメータの多くが未知あるいは時間的に変動するという生体循環系の持つ特性を考慮した人工循環制御を行うことである.まず,末梢血管抵抗を媒介として自律神経系情報を反映することが可能な完全置換型人工心臓制御アルゴリズムに基づく末梢血管抵抗依存型適応制御系を適用した動物実験システムを構築した.つぎに,ほとんどの循環量を人工心臓が維持し,自然心臓は自己の拍動を保つ程度の循環量だけを担うハイブリッド型人工心臓装着山羊を対象とし,その心拍数を推定するモデルを同定した.本システムから得られたデータに基づき,末梢血管抵抗値に含まれる情報である大動脈圧あるいは右心房圧を入力とし,心拍数を出力とするARXモデルを用いて同定した結果,心拍数を推定するには,大動脈圧と右心房圧の情報が同程度に重要であることが明らかとなった.このことにより,先に構築した末梢血管抵抗を利用した人工心臓制御アルゴリズムが十分妥当であることが示された.さらに,定常流型ポンプを用いた模擬循環系において,末梢血管抵抗依存型適応制御系による完全置換型人工心臓の制御実験を行った.その結果,提案した制御方式は定常流型人工心臓に対しても適用可能であるばかりでなく,拍動型に比較して制御性能・計測数・アルゴリズムの簡便さについて優れていることが明らかとなった.また,本研究では,体内埋込み型人工心臓の制御系の実現に必須である経皮的エネルギー・情報伝送システム構築のための基礎研究も合わせて行った.本研究で将来に残された課題は,a)提案方式に基づく制御系の動物実験よるさらなる評価,b)臨床応用を前提としたシステム設計,およびc)電磁駆動型人工心臓に対する提案方式の適用,等である.本研究の目的は.循環中枢の神経制御機能を規範モデルとした人工心臓の学習・適応制御システムを構築することにより,構造やパラメータの多くが未知あるいは時間的に変動するという生体循環系の持つ特性を考慮した人工循環制御を行うことである.まず,末梢血管抵抗を媒介として自律神経系情報を反映することが可能な完全置換型人工心臓制御アルゴリズムに基づく末梢血管抵抗依存型適応制御系を適用した動物実験システムを構築した.つぎに,ほとんどの循環量を人工心臓が維持し,自然心臓は自己の拍動を保つ程度の循環量だけを担うハイブリッド型人工心臓装着山羊を対象とし,その心拍数を推定するモデルを同定した.本システムから得られたデータに基づき,末梢血管抵抗値に含まれる情報である大動脈圧あるいは右心房圧を入力とし,心拍数を出力とするARXモデルを用いて同定した結果,心拍数を推定するには,大動脈圧と右心房圧の情報が同程度に重要であることが明らかとなった.このことにより,先に構築した末梢血管抵抗を利用した人工心臓制御アルゴリズムが十分妥当であることが示された.さらに,定常流型ポンプを用いた模擬循環系において,末梢血管抵抗依存型適応制御系による完全置換型人工心臓の制御実験を行った.その結果,提案した制御方式は定常流型人工心臓に対しても適用可能であるばかりでなく,拍動型に比較して制御性能・計測数・アルゴリズムの簡便さについて優れていることが明らかとなった.また,本研究では,体内埋込み型人工心臓の制御系の実現に必須である経皮的エネルギー・情報伝送システム構築のための基礎研究も合わせて行った.本研究で将来に残された課題は,a)提案方式に基づく制御系の動物実験よるさらなる評価,b)臨床応用を前提としたシステム設計,およびc)電磁駆動型人工心臓に対する提案方式の適用,等である.本研究の目的は,循環中枢の神経制御機能を規範モデルとした人工心臓の学習・適応制御システムを構築することにより,構造やパラメータの多くが未知あるいは時間的に変動するという生体循環系の持つ特性を考慮した人工循環制御を行うこでである.本年度では,まず,完全置換型人工心臓を装着した成山羊を用いた動物実験を行うことにより,人工心臓の駆動条件の変更や,薬剤による生体系の生理的条件の変化に対する循環系の応答を解析した.その結果,生体循環系の制御対象としての動的挙動が,多変数・時変システムとして扱う必要があることが明らかとなった.また,循環系の血行力学的・生理学的パラメータのうち制御に重要と思われるものをいくつか選定し,操作量である駆動条件の変更と制御量である血圧・血流量・代謝情報等の変化との間の関係を制御工学的に検討した.設備備品費で購入した人工心臓駆動装置,流量計はこのために使用した.以上で得られた結果に基づき,循環系を多変数系のうちの最も簡単な場合である2入力-2出力系とみなしてモデル化した.また,このモデルを基礎とし,自然心臓切除後の循環中枢の果たす神経制御機能の制御工学的役割,および人工心臓制御系のアルゴリズムについて種々検討した.特に,a)個体差,血行力学的パラメータ,前負荷・後負荷の変動に対して適応的な制御動作を行う適応制御,b)駆動機構と生体系の動特性を考慮した駆動エネルギーの最小化をめざす最適制御を実現するためのアルゴリズムを開発した.これをパーソナルコンピュータに実装し,その動作を模擬循環系において確認した.本研究の目的、循環中枢の神経制御機能を規範モデルとした人工心臓の学習・適応制御システムを構築することにより、構造やパラメータの多くが未知あるいは時間的に変動するという生体循環系の持つ特性を考慮した人工循環制御を行うことである。昨年度においては,完全置換型人工心臓装着時循環系を2入力-

2出力非干渉化制御系としてモデル化し,このモデルに基づいた適応制御系を構成することにより、抹消血管抵抗を媒介として自律神経情報を反映することが可能な人工心臓制御アルゴリズムを提案した.本年度では,このアリコリズムをパソコン上に実装した制御装置,空気圧駆動装置,および計測システムを組み合わせることにより,人工心臓装着山羊を対象とした動物実験システムを構築した.この実験システムにおいて,まず、ほとんどの循環量を人工心臓が維持し,自然心臓は自己の拍動を保つ程度の循環量だけを担うハイブリッド人工心臓山羊において,抹梢血管抵抗値に含まれる情報である大動脈圧あるいは右心房圧から心拍数までのシステムの伝達特性を,相関解析および残差解析により解析した.その結果,抹梢血管抵抗を利用した人工心臓制御が十分妥当性であることが確認された.つぎに,完全置換人工心臓装着山羊のおいて,提案した適応制御系の同定能力と安定性を薬剤負荷等の様々な条件の下で評価した.その結果,臨床に応用することが妥当な適応制御アルゴリズムの種類とそのパラメータの範囲の特定可能となった.次年度に残された課題は,a)循環中枢の果たす神経制御機能の制御工学的役割をさらに解析することによる人工心臓制御アルゴリズムの理論的改良とその実験的評価、b)臨床応用を前提とした計測量の数の低減化,およびc)電磁駆動型人工心臓に対する提案した制御アルゴリズムの適用,等である.本研究の目的は,循環中枢の神経制御機能を規範モデルとした人工心臓の学習・適応制御システムを構築することにより,構造やパラメータの多くが未知あるいは時間的に変動するという生体循環系の持つ特性を考慮した人工循環制御を行うことである.昨年度においては,末梢血管抵抗を媒介として自律神経系情報を反映することが可能な完全置換型人工心臓制御アルゴリズムに基づく末梢血管抵抗依存型適応制御系を適用した動物実験システムを構築した.本年度は,ほとんどの循環量を人工心臓が維持し,自然心臓は自己の拍動を保つ程度の循環量だけを担うハイブリツド型人工心臓装着山羊を対象とし,その心拍数を推定するモデルを同定した.このシステムでは圧反射系が開ループに近い状態となり,同定誤差が小さくなることが期待される.本システムから得られたデータに基づき,末梢血管抵抗値に含まれる情報である大動脈圧あるいは右心房圧を入力とし,心拍数を出力とするARXモデルを用いて同定した結果,心拍数を推定するには,大動脈圧と右心房圧の情報が同程度に重要であることが明らかとなった.このことにより,末梢血管抵抗を利用した人工心臓制御アルゴリズムが十分妥当であることが示された.また本年度では,定常流型ポンプを用いた模擬循環系において,末梢血管抵抗依存型適応制御系による完全置換型人工心臓の制御実験を行った.その結果,提案した制御方式は定常流型人工心臓に対しても適用可能であるばかりでなく,拍動型に比較して制御性能・計測数・アルゴリズムの簡便さについて優れていることが明らかとなった.本研究で将来に残された課題は,a)提案方式に基づく制御系の動物実験よるさらなる評価,b)臨床応用を前提としたシステム設計,およびc)電磁駆動型人工心臓に対する提案方式の適用,等である.
室内不均一熱放射・気流場における人体表面の熱放散特性の数値解析法に関する研究

今回の補助金により導入した非接触型3次元デジタイザを使用して健康な青年男子の人体形状の測定を行い、人体モデルを作成した。これらのモデルを用いて、シミュレーションにより人体形状の相違による形態係数の相違について調べた。その結果、人体と壁面の距離が1mの場合はモデルにより814%程度の差があり、人体と壁面の距離が7mの場合はモデルにより46%程度の差であった。また、人体表面上における形態係数計算プログラムの開発を行い、人体表面上における部屋各壁面の形態係数分布を3次元で可視化表示をすることができた。複数人数が在室している場合の計算を行った結果、椅座位の場合、被験者における他人の形態係数は、1人/m2のときで0.23、1.96人/m2で0.43となる結果を得た。実物大の実験ユニットを作成し、マネキンを用いて壁面などから受ける放射熱の測定を行った。電気カーペットにより壁面を熱しマネキンの表面温度を熱電対とサーモグラフィで計測した。シミュレーションでマネキン表面上における壁面の形態係数分布を求めたが、この形態係数分布と実験によるマネキン表面上に温度分布は分布の様子はよく一致していた。形態係数分布が人体における受熱放射熱強度を表していることが確認でき、シミュレーションのみで十分に対応できることがわかった。実験ユニット内にコンクリート製の床暖房システムを設置し実験を行った。同時に3次元人体モデルを用いて床面を暖めた場合のシミュレーションを行い、人体表面において対流が発生していることが確認された。2年の研究期間における初年度の実施概要(途中経過)について示す。今年度は熱放射測定用の(1)実験ユニット作成、(2)人体の熱放射特性を把握するために人体の形態係数シミュレーション、(3)非接触型3次元デジタイザを使用し実測よる3次元人体モデルの作成を行った。(1)実験ユニットは、サイズが縦2400×横3960×奥行き2620mmのものを作成した。9mmベニア板を2枚貼り外側に50mmの断熱材を貼りパネルを作成し、これらのパネルを組み合わせ実験ユニットとした。壁面の温度を制御するため、室内の壁面2面と床面には電気カーペットを貼り付けた。基礎実験として、実験ユニットを密閉し温度測定を行ったが、実験ユニットは室内に設置されていることもあり外気の影響はかなり少なかった。(2)人体表面上における形態係数計算プログラムを開発した。これにより複雑なシミュレーションが可能になった。人体表面上における部屋各壁面の形態係数分布や形態係数を3次元で可視化表示を行った。複数人数が在室している場合の計算を行った結果、椅座位の場合、被験者における他人の形態係数は、1人/m^2のときで0.23、1.96人/m^2で0.43となった。(3)人体形状の測定は、青年男子3人を被験者として裸体と着衣の測定を行った。デジタイザの測定可能範囲は、およそ40cm程度と狭いため、人体を下から7等分し各部位ごとに測定を行った。各部位の測定はデジタイザを固定し人体を30度ずつ回転させる。測定は各部位が12回で、全身で84回の測定となる。データ編集の結果作成できた人体モデルは以下のようになった。裸体モデルA(男子、23才、身長155cm、体重55kg)/ポリゴン数12604・表面積14922cm^2、裸体モデルB(男子、22才、身長171cm、体重59kg)/ポリゴン数12954・表面積17003cm^2、裸体モデルC(男子、22才、身長175cm、体重66kg)/ポリゴン数11416・表面積18079cm^2、着衣モデルA/ポリゴン数12030・表面積18040cm^2となった。2年の研究期間における最終年度の実施概要ついて示す。

今年度は(1)3次元非接触型デジタイザによるマネキンの形状測定を実施、(2)室内における人体が受ける放射熱の影響評価として、人体表面上の形態係数分布シミュレーションの実施、(3)熱放射測定用の実験ユニットにおける実験とシミュレーションを実施した。(1)の3次元非接触型デジタイザによるマネキンの形状測定は、マネキンの立位および椅座位について行った。マネキンは放射熱測定用として、表面は黒色のものを選択した。使用した3次元非接触型デジタイザはレーザー光線の反射を利用したものなので、マネキンからの反射が悪くそのままでは測定ができなったので、全体を薄い伸縮性のある生地で覆い測定を実施した。作成した3次元形状モデルは約32000の三角形より構成されている。(2)の形態係数分布シミュレーションでは、人体測定により得られた3体の形状モデル(被験者:健康な青年男子)を用いて、人体形状の相違による形態係数の相違について調べた。その結果、人体と壁面の距離が1mの場合はモデルにより814%程度の差があり、人体と壁面の距離が7mの場合はモデルにより46%程度の差であった。また、10x9x3mの部屋に在室している場合の形態係数を計算した。在室人数が9名、25名、49名のときにおける部屋中央に位置する被験者の各部位における部屋各面と他人の形態係数を算出した。(3)実験ユニットにおける実験は、人体モデルとしてマネキンを用いて実験ユニットの壁面や床面から受ける放射熱の影響の測定を行った。壁面に取り付けられた電気カーペットを熱くし、マネキンの表面温度を計測した。マネキンの表面温度は、熱伝対による測定とサーモグラフィを使用した。シミュレーションでマネキン表面上における壁面の形態係数分布を求めた。この形態係数分布と実験によるマネキン表面上に温度分布は分布の様子がよく一致しており、壁面の温度が一様であれば形態係数分布が放射熱強度を表していることが確認できた。
膵癌細胞増殖における特異的遺伝子発現に対する膵ホルモン及び消化管ホルモンの作用

ラット単離膵腺房を用いて、膵腺房へのインスリン結合に及ぼす種々の消化管ホルモン及び神経伝達物質の影響を検討した。コレシストキニン(CCK)な膵に対し栄養効果を有することが知られているが生理的濃度範囲内のCCKは、膵腺房へのインスリン結合を有意に抑制した。CCKの抑制作用は時間並びに用量依存性であった。そのうえ、4°Cの条件下や膵腺房膜標品においても、CCKのインスリン結合抑制作用が認められた。未分化肺癌で、autocrine機序により癌発促進作用を有することが知られているボンベシンも、膵腺房へのインスリン結合をCCKと同程度に抑制した。一方、生理的濃度(100pM)のセクレチンはインスリン結合を有意に抑制しなかった。膵腺房へのインスリン結合の抑制は、phorbol esterを用いても同じ様に認められたが、Ca ion ophore A23187では再現出来なかったことから、細胞内メッセンジャ-としてproteinkinase Cが関与していることが示唆された。以上、本年度は、生理的濃度のCCKがprotein kinase Cを細胞内メッセンジャ-として膵腺房へのインスリン結合を抑制することを明らかにした。現在、ラット膵腺房癌細胞を用いてCCKのインスリン結合に及ぼす影響を検討中である。最近、ヒト膵癌に対するCCKの増殖促進作用や、ヌ-ドマウスに移植したヒト膵癌発育に及ぼすCCKやCCK受容体拮抗物質の効果に関する報告が散見される。これらの報告を参考にして、今後ヒト膵癌細胞においても同様の検討を予定している。また、phorbol esterがインスリン受容体をリン酸化することが示されていることから、CCKのインスリン結合抑制作用は、CCKがインスリン受容体をリン酸化することにより生じている可能性が考えられ、CCKのインスリン受容体リン酸化に及ぼす影響についても正常膵膜房並びに膵癌細胞で検討中である。
カーボンナノチューブの成長機構の解明とカイラル制御

カーボンナノチューブの成長過程を研究し、ナノチューブを特徴付けるカイラリティ制御法を開発した。成長過程の解明は、主にレーザー蒸発法を用いて行われ、ナノチューブ生成に必要な、金属触媒、成長温度について詳細な研究を進めることにより、カイラリティの異なったナノチューブはそれぞれ固有の反応速度に伴う成長温度特性をもっており、最適な金属触媒のもとで単一カイラリティチューブの作成が可能になった。本申請者らは最近、レーザー蒸発法における種々の実験的研究の成果として、(7,6)、(6,5)など特定のカイラル指数を非常に多く含む単層カーボンナノチューブの選択的作成に成功した。特に(6,5)チューブの場合、試料中のナノチューブのうち、約8割が(6,5)単一カイラルチューブであり、この成果は、未だその原理さえ明らかでないカイラル制御への大きな第一歩である。一方、本申請者らはSWNTの成長モデルを以前報告した。この成長モデルによれば、成長初期段階で発生するフラーレンキャップ構造を制御することにより、SWNTのカイラル制御は可能になるはずである。本申請課題では、種々の条件下で作成したSWNTのカイラル分布の定量化を分光学的に精密に行い、その知見を足がかりに、カーボンナノチューブ成長過程の全シナリオ解明を進め、キャップ成長モデルの実験的検証を行っている。本研究では、さらに実際に単一のカイラル指数をもつ単一種のカーボンナノチューブの合成を可能にすることを目標としている。はた、現在、キャップ成長モデルの理論的研究も進めている。カーボンナノチューブの光学的性質を精密に制御するために、カーボンナノチューブのカイラリティ制御を試み、さらに、極めて狭いカイラリティ分布を有するカーボンナノチューブの作成を試みた。また、実験的に明らかにされた(6,5)の指数で特徴付けられる特定カイラリティのチューブが選択的に生成する機構を理論的アプローチにより解明することを試みた。カーボンナノチューブの作成法として、CVD法およびレーザー蒸発法を用いた。レーザー蒸発法によるカイラル制御においては、用いる金属触媒の種類を変化させ、最適の触媒を探索した。その結果、Rh/Pd混合触媒において、(6,5)チューブのカイラリティに著しく偏ったチューブの作成に成功した。ついで、(6,5)チューブが何故成長しやすいか、等の成長機構について、ab initio計算により、(6,5)チューブの成長過程を追跡した。本研究成果として、上記したように実験、理論両面からチューブ成長におけるカイラリティ制御の原理が明らかになった。さらに、RhPd系以外の2元金属触媒に応用し、NiPd系においても、きわめて高いカイラリティ選択性が観測された。カーボンナノチューブの直径を精密に制御するために、カーボンナノチューブのカイラリティ制御を試み、さらに、極めて狭いカイラリティ分布を有するカーボンナノチューブの作成を試みた
観光空間との相互作用を考慮した観光回遊モデルの構築とシミュレーション分析

本研究は,観光空間とその相互作用を考慮した観光歩行回遊行動モデルを構築し,観光空間において「どのような相互作用が観光行動の意思決定に最も影響を与えるか」をマルチエージェント・シミュレーション分析で明らかにすることを最終目的とする.ここで,「観光空間」とは,観光都市内の賑わいを作る街路等の「人の流れ」,および観光スポット・お土産店での会話といった「観光の場」とする.また,研究対象とするフィールドは,北海道の代表的な観光地のひとつとなっている小樽市である.2018年度は,昨年度に行った(A)文献レビュー,(B)「人の流れデータ」の入手,(D)「ビデオカメラを用いた観光行動調査」に続き,これらの調査で入手した映像データ等をもとに,「(E)観光空間との相互作用に着目した観光行動時の会話分析」と「(F)観光行動モデル構築」を実施した.「(E)観光行動時の会話分析」では,観光場面における相互作用として,「観光スポット等での店舗従業員などとの会話」という相互作用により得られる情報を「受動的情報取得」という構成概念として案出することが出来た.また,QDAソフトウェアを用いることで,観光場面における会話データの全体像を一定可視化できる可能があることが分かった.また,「(F)観光行動モデル構築」では,商業地区における歩行者の回遊行動モデルを参考とし,観光都市における歩行回遊行動のモデル構築を試みた.構築したモデルでは,都市観光における回遊行動において,回遊する時間制限の中で,“スケジューリング"が中核的な位置付けとなっており,それを整えるために観光情報が重要になっている.以上のように,2018年度は,研究フィールドである小樽市において得た観光行動に関する映像データの分析を行い,その分析結果をもとに,観光都市内における観光回遊行動の基礎的なモデルを構築することが出来た.2018年度の研究では,研究計画で予定していた3項目のうち,以下の2項目に関して,順調に行うことができた.すなわち,「(E)観光空間との相互作用に着目した観光行動時の会話分析」では,観光場面における相互作用として,「観光スポット等での店舗従業員などとの会話」という相互作用により得られる情報を「受動的情報取得」という構成概念として案出することが出来た.また,「(F)観光行動モデル構築」では,商業地区における歩行者の回遊行動モデルを参考として,小樽市において得た観光行動に関する映像データの分析結果をもとに,観光都市内における観光回遊行動の基礎的なモデルを構築することが出来た.しかし,予定していた(C)「「人の流れデータ」に対するGIS分析」に関しては,「(E)観光行動時の会話分析」に時間を要したため,次年度前半に行うこととした.以上のように,2018年度の研究は,おおむね順調に推移し,次年度以降に向けた準備を進めることが出来たことから,上記の評価とした.2019年度は,前半で「「人の流れデータ」に対するGIS分析」を実施する.この分析で得られた結果をもとに「観光都市内における観光回遊行動の基礎的モデル」を補強する.また,次年度後半では,この「観光回遊行動の基礎的モデル」をもとに,マルチ・エージェント・シミュレーション分析を行う予定である.本研究は,観光空間との相互作用を考慮した観光歩行回遊行動モデルを構築し,観光空間において「どのような相互作用が観光行動の意思決定に最も影響を与えるか」をマルチエージェント・シミュレーション分析で明らかにすることを最終目的とする.ここで,「観光空間」とは,観光都市内の賑わいを作る街路等の「人の流れ」,および観光スポット・お土産店での会話といった「観光の場」とする.3箇年計画の初年度である平成29年度は,シミュレーション分析に向けた観光歩行回遊行動モデル構築のための基礎データを得ることを目的として,以下の4項目を実施した.研究対象とするフィールドは,北海道の代表的な観光地のひとつとなっている小樽市である.(1)文献レビュー:観光都市としての小樽市に関する文献収集を行って先行研究を整理し,観光地域開発に関する経緯や小樽市中心市街地における観光スポット評価を検討した.(2)観光魅力特性の検討:研究対象フィールドである小樽市の観光都市としての特性を把握するために,港湾観光都市として類似点も多い北海道函館市に着目し,両市への旅行体験をもつ観光者に対して実施したWeb調査データをもとに,因子分析を用いて,小樽市の観光都市としての魅力特性を考察した.(3)「人の流れデータ」の入手:民間会社が提供している「人の流れデータ」を入手した.対象地域は,北海道小樽市域で,市内中心部の街路等における「人の流れ」に関する位置情報データを入手した.(4)観光行動調査:事前に了解を得た観光者にビデオカメラを貸与し,小樽観光の様子を映像データとして記録してもらった.以上のように,本年度は研究フィールドである小樽市の観光魅力特性や観光スポット評価などを行って,観光地としての地域特性を考察した.また,小樽市を訪れた観光者の協力を得て,観光歩行回遊行動モデル構築へ向けた観光行動データを収集することが出来た.本年度の研究では,研究計画で予定していた4項目のうち,以下の3項目に関して,順調に行うことができた.すなわち,(A)「文献レビュー」では,観光都市としての小樽市に関する先行研究を整理し,観光地域開発に関する経緯などを整理して学会発表を行うことが出来た.また,(B)「「人の流れデータ」の入手」では,小樽市中心市街地の街路における「人の流れ」を定量的に把握できるデータを入手することが出来た.さらに(D)

「ビデオカメラを用いた観光行動調査」では,事前に了解を得た複数の観光者に,観光の様子をビデオカメラで記録してもらった.同時に,GPSロガーにより行動データを収集することが出来た.しかし,予定していた(C)「「人の流れデータ」に対するGIS分析」に関しては,(B)で入手した人流データ(位置情報データ)の可視化分析に向けた準備を整えることは出来たが,(A)に関連する小樽市の観光魅力特性分析に時間を要したため,GIS分析については次年度に行うこととした.以上のように,平成29年度の研究はおおむね順調に推移し,次年度以降に向けた準備を進めていることから,上記の評価とした.本研究は,観光空間とその相互作用を考慮した観光歩行回遊行動モデルを構築し,観光空間において「どのような相互作用が観光行動の意思決定に最も影響を与えるか」をマルチエージェント・シミュレーション分析で明らかにすることを最終目的とする.ここで,「観光空間」とは,観光都市内の賑わいを作る街路等の「人の流れ」,および観光スポット・お土産店での会話といった「観光の場」とする.また,研究対象とするフィールドは,北海道の代表的な観光地のひとつとなっている小樽市である.2018年度は,昨年度に行った(A)文献レビュー,(B)「人の流れデータ」の入手,(D)「ビデオカメラを用いた観光行動調査」に続き,これらの調査で入手した映像データ等をもとに,「(E)観光空間との相互作用に着目した観光行動時の会話分析」と「(F)観光行動モデル構築」を実施した.「(E)観光行動時の会話分析」では,観光場面における相互作用として,「観光スポット等での店舗従業員などとの会話」という相互作用により得られる情報を「受動的情報取得」という構成概念として案出することが出来た.また,QDAソフトウェアを用いることで,観光場面における会話データの全体像を一定可視化できる可能があることが分かった.また,「(F)観光行動モデル構築」では,商業地区における歩行者の回遊行動モデルを参考とし,観光都市における歩行回遊行動のモデル構築を試みた.構築したモデルでは,都市観光における回遊行動において,回遊する時間制限の中で,“スケジューリング"が中核的な位置付けとなっており,それを整えるために観光情報が重要になっている.以上のように,2018年度は,研究フィールドである小樽市において得た観光行動に関する映像データの分析を行い,その分析結果をもとに,観光都市内における観光回遊行動の基礎的なモデルを構築することが出来た.2018年度の研究では,研究計画で予定していた3項目のうち,以下の2項目に関して,順調に行うことができた.すなわち,「(E)観光空間との相互作用に着目した観光行動時の会話分析」では,観光場面における相互作用として,「観光スポット等での店舗従業員などとの会話」という相互作用により得られる情報を「受動的情報取得」という構成概念として案出することが出来た.また,「(F)観光行動モデル構築」では,商業地区における歩行者の回遊行動モデルを参考として,小樽市において得た観光行動に関する映像データの分析結果をもとに,観光都市内における観光回遊行動の基礎的なモデルを構築することが出来た.しかし,予定していた(C)
ハロゲン化多環芳香族炭化水素の発生源と発生機構に関する研究

負化学イオン化法を用いた、塩素化多環芳香族炭化水素のGC/MS分析法を開発した。この方法を用いると、ベンゾ[a]ピレンの一塩素化体で、通常使用されている電子衝撃イオン化と比べて1000倍高感度な分析法となった。また、保持時間が同一の、フェナントレンとアントラセンの区別を付ける手法としても有用と考えられた。廃棄物焼却炉の排ガス抽出試料を調べたところ、ハロゲンが6個以上置換したPAH-Xはほとんど検出されなかった。また、ハロゲン数が多いPAH-Xは、濃度も低かった。電気炉を利用した塩素系プラスチックの燃焼生成物には大量の塩化水素が含まれたが、特に分子量の大きいPAH-Xはほとんど検出されなかった。これらのことから、燃焼によるPAH-Xの生成機構としては、環化時に炭素に結合していた塩素が残る場合と、まずPAHが生成して塩素がラジカル反応で付加する2つの機構が共に存在することが示唆された。多環芳香族炭化水素(PAH)は、不完全燃焼から発生する空気中の代表的な発がん・変異原物質群である。一方ダイオキシン、PCBは芳香環骨格に塩素が結合した構造をとり、内分泌攪乱性が問題となっている。本研究では、これらの2つの物質群の特徴を併せ持つハロゲン化多環芳香族炭化水素(PAH-X)に注目し、これまでにその生成の実態や環境中での動態がほとんど明らかになっていないこれらの化合物に関して、発生源や動態解析を行うことを目的としている。しかしながら、従来の四重極型のGC/MSでは、PAH-Xの検出下限値は約lngと、十分な感度が得られず、プラスチック燃焼生成物解析実験においては、ポリ塩化ナフタレン系の分析しかできなかった。また、環境動態解析に於いては、ハイボリュームエアサンプラーを1週間稼働させて得た試料でようやく分析が可能になる程度であり、捕集中の分解や揮散が懸念されていた。本補助金を受けて設置した四重極GC/MS/NCIは、メンテナンスや測定条件設定が簡便な四重極MSDを使用しながら、化合物によっては、電子衝撃イオン化法の100倍以上の感度が得られることが判った。そこで本研究では、まずこの四重極GC/MS/NCIを用いたPAH-Xの分析条件を確立し、20成分にも及ぶPAH-X分析法を開発した。また、電気炉を用いたプラスチックの燃焼試験では、燃焼法や捕集法の検討を進めているが、良好な結果を得られつつある。平成20年度は、ハロゲン化多環芳香族炭化水素(PAH-X)の分析法について検討するとともに、塩素系プラスチックを電気炉内で燃焼し、生成物を分析する手法の開発を行う計画を立てた。まず、PAH-Xの分析法については、負化学イオン化GC/MS (GC/MS/NCI)を用いて、分析行った場合の検出下限値について検討した。ナフタレンの塩素化体についても検討した。この結果、環数が同じPAHでも、検出下限値が2桁以上ことなることがあることが判り、GC/MS/NCIと電子衝撃イオン化GC/MSの併用により、生成物の構造をより詳細に検討しうることを見いだした。次に、電気炉内での燃焼法について検討した。電気炉内にサンプルを入れ、昇温する手法では、目的温度に達する前にサンプルプラスチックがすべて揮発、分解する場合があることが判った。食品用ラップの場合は、200°C程度ですべて揮発・分解した。そこで、電気炉、石英管をあらかじめ800°Cに加熱しておき、そこにサンプルを挿入する手法をとることとした。また、ハロゲン数の多いPAH-Xについては、精製してハロゲン化された位置まで決定することが困難であったことから、PAHを十分にハロゲン化し、その混合試料を分析して、その結果と比較することで、どのPAHのハロゲン化体が生成するかを調べることとした。この結果、5ハロゲン化PAHまで生成を確認すると共に、それより多くハロゲン化されたPAHが生成していないことを明らかにした。平成21年度は、これまでに開発したハロゲン化多環芳香族炭化水素(PAH-X)の分析法を用いて、PAH-Xの測定感度について検討した。PAHを負化学イオン化(NCI)法でイオン化し、質量分析すると、電子衝撃イオン化(EI)法と比べて、PAHの種類によりその感度が大きくことなることが判った。

例えば、3環系のアントラセンとフェナントレンを分析すると、EI法では両者の感度はほぼ等しいのに比べ、NCI法では、フェナントレンはほとんど分析できないほど感度が悪くなる。そこで、これまで、GC/MSでは分離、定量できなかったこの両者の混合物を、EI法とNCI法の両方で分析することにより、分離できなくても各化合物とも定量できることが判った。同様に、ペリレンなどは感度が悪く、ほとんど分析できないこと、フェナントレンの1塩素化体・2塩素化体も同様にNCI法では非常に感度が悪いことが判った。このように、NCI法でのPAH分析には、選択性が大きく、これを使用することにより、分子量が同じ物質でもより確実に定性・定量しうることが考えられた。次に、塩素系プラスチックを電気炉内で燃焼する条件を変えて、生成物を分析する手法を確率し、その手法を基に生成物の解析を行った。塩素系プラスチックには、いろいろな種類があるが、そのうちの1つである、塩化ビニリデンは、200°Cくらいで蒸発し、この場合にPAHをほとんど生成しないことから、PAHを生成する熱分解条件を検討した。その結果、あらかじめ炉内を加熱しておき、そこにプラスチックを素早く挿入する手法で、燃焼可能であることが示唆された。これを用い、また、窒素雰囲気下、空気雰囲気下でどのような生成物が得られるか、検討した。この結果、数種のPAH-Xが得られ、塩化ビニルの熱分解では、環化反応がまず起こることが示唆された。
マイクロRNAを介した子宮体癌の進展制御を司る新たな分子機構の解明

本年度はMIR130 familyがBHLHE40/BHLHE41に直接作用していることを確認するため、MI301Bにbiotin修飾したmimicをHHUA細胞に遺伝子導入し、streptavidinで被覆した磁気ビーズでpull-down解析を行った。次にMIR301BとMIR130Bは約250bpを隔ててタンデムに並んでおり、共通の転写発現機構を有すると考えられたため、このMIR301B-MIR130Bクラスターに注目して研究を進めた。MIR301B-MIR130Bクラスターのプロモーター領域を用いてレポーター解析したところ、BHLHE40/BHLHE41により(特にBHLHE41)レポーター活性の抑制を認めた。また、BHLHE40/BHLHE41を強制発現、またはノックダウンすることにより、MIR301B、MIR130Bの発現はそれぞれ発現抑制または発現上昇した。子宮体癌組織検体を用いた発現解析を行い、細胞株を用いたin vitroの詳細な機能解析を行った。現在、国際誌に投稿中である。現在のところほぼ予定通りである。In vitroの解析が終了したため、マウスを用いたin vivoの解析に移行する予定である。また、マイクロアレイを用いて子宮体癌細胞におけるMIR130 familyの標的遺伝子の検索も行う。子宮体癌組織検体を用いたmicroRNA130ファミリーの発現解析ならびにBHLHE40、BHLHE41の発現との相関解析を終了した。現在、細胞株を用いたin vitroの詳細な解析を実施中である。ほぼ予定通りである。子宮体癌細胞の上皮間葉移行にmicroRNA130ファミリーによるBHLHE40、BHLHE41の発現制御がどう関与するか解析を進める。また、microRNA130ファミリー、特に近接したクラスターを形成しているMIR301BーMIR130Bのプロモーター領域の配列を解析し、その発現制御機構を解明する。In vitroの解析が終了したら、マウスを用いたin vivoの解析に移行する予定である。理由:実験をできるだけ計画的に実施し、業績を上げることを目指したが、当初の計画と実施状況が前後している部分がある。このため、次年度使用額が生じた。利用計画:平成30年度はまず、子宮体癌細胞株を用いた発現解析や、レポーター解析に時間・費用を充てる。TaqManプローブによるqRT-PCRやウェスタンブロットを行う。In vitroの解析が終了したら、免疫不全マウスを用いたin vivoの解析に移行する。また、子宮体癌細胞におけるMIR130 familyの標的遺伝子の検索のため、マイクロアレイ解析も行う予定である。利用計画:平成31年度は免疫不全マウスを用いたin vivoの解析に移行する。
日本村落における一筆耕地呼称の流通範囲と歴史的変遷過程

本研究課題全体の目的は,日本の農山漁村を対象として,田畑の一筆ごとに付けられた通称地名の流通範囲と変遷過程を解明することであった。本年度は後者の変遷過程に特に重点を置いた。長崎県平戸島の複数の集落を対象に,事例戸の1975年と2010年の両時点(文献資料の利用が可能な事例戸ではさらに1940年の時点も加えた)における全ての耕作地に付けられた個別名称を網羅的に把握し,それぞれの名称の変化と継承の実態を明らかにした。その結果,1975年では85例中67例,2010年では47例中19例が,従来の名称を継承したものであることが判明した。以上から,現在ある農家が使用している田畑一枚ごとの通称地名のうち,半数程度は少なくとも二世代あるいは三世代以上にわたって受け継がれてきたものであり,残りの半数程度は耕地の借入,圃場整備,土地利用転換などの様々な契機によって変化を経たものであること,また名称自体は継承されていない場合でも,命名の仕方は継承されていることがあるという,おおよその一般的知見を得ることができた。また流通範囲については,ほとんどの場合,独立した農業経営体としての家族の内部でのみ通用していたが,繁忙期の農作業を手伝う相手先のものは熟知していることがある一方で,現在では家族の内部でも農業への関与が低い者はほとんどその知識を有していないという見通しを得た。この研究は,田畑一筆ごとの通称地名という民俗語彙の変化と継承を通じて,農村の人々の生活や生業のあり方やその変遷,あるいは人間一般の空間認知のあり方を解明することにもつながると考えられる。本研究の目的は,日本村落を対象として,田畑一筆ごとに所有者や耕作者によって名づけられた呼称について,その流通範囲と歴史的な変遷過程を明らかにすることであった。田畑一筆ごとの呼称には,ある時代や世代ごとに,あるいは集落ごとに,さまざまな流通範囲があると考えられる。この流通範囲を考える場合,村落における基礎的な社会集団がどの範囲に展開しているのかを,まず見極める必要がある。本年度の事例対象とした長崎県平戸島においては,神道・仏教の信仰者,旧キリシタン,カトリックという三者の集落あるいは世帯が地理的に非常に錯綜して分布しており,基礎的な社会集団がどのように展開しているのかについて,宗教との関わりから明らかにする必要性を痛感するに至った。事例としたのは平戸島内の9つの集落であり,民俗学でいう「村境」をはじめとする様々な社会的事象や景観要素に着目しながら,「領域性」の概念に基づいて社会集団の展開の実態を明らかにした。すなわち,神道・仏教集落,および旧キリシタン集落では,時には同じ行政単位内の他集落と連合しながら,概して高い領域性を保ってきた。ただし,神道・仏教の信仰世帯が近在に1020戸程度しか存在しない場合,付近のカトリック世帯と合同して同一の行政単位を成し,その領域性も相対的に弱くなっていた。カトリック世帯は一般に散居の傾向が強く,社会集団としての領域性を全く示さないが,しばしば行政単位を越える形で,教会を中心とした独自の強い社会ネットワークを保持してきた。したがって,田畑の呼称の流通範囲としては,少なくとも平戸島においては宗教的な紐帯を十分に考慮する必要がある。以上の諸成果は,現在,学術雑誌に投稿中あるいは論文集への入稿済の段階であるが,民俗学の村境や地理学の領域性の一般的議論において,一定の知見を提供し得る見通しである。事例村落の基礎的な社会集団の様相の解明に予想以上に時間がかかり,田畑の一筆呼称に関する調査が少し遅れているため。本研究課題全体の目的は,日本の農山漁村集落を対象として,田畑の一筆ごとに付された民俗的呼称について,流通範囲と歴史的変遷過程を明らかにすることである。この田畑一筆ごとの呼称を扱う場合,特定の時代や世代,あるいは集落や一定の集団といった多様な流通範囲を考慮する必要がある。このような流通範囲を考える場合,それぞれの集落における基礎的な社会集団が展開する地域的範囲やその内容・性質をまず明らかにする必要がある。本年度,昨年度に引き続いて対象とした長崎県平戸島においては,在来宗教(神道・仏教),旧キリシタン,カトリックの三者が,集落内部で複雑に錯綜して存在し,時には集落を越えて一つの社会集団を形成してきた。本年度中に成果が確定した研究実績として,旧キリシタン集落の根獅子・春日・油水の三集落のキリシタン組織の編成原理と内容について,現地調査と文献研究に基づきながら,隣接する生月島とも比較しつつ明らかにした研究が挙げられる。この論文では,宗教学や民俗学などを中心とした従来のキリシタン研究で指摘されてきた信仰組織の編成原理に関する説には,一定の修正が必要であることを指摘し,このような問題を考える場合,地形条件,集落形態,人口規模,信仰組織以外の社会集団など,従来の社会地理学の分野で基本的視点となってきた諸条件を十分に考慮する必要性を提示した。このほか本年度に実施し,現在,学術雑誌に投稿中または投稿準備中の研究結果としては主に,社会集団の紐帯の強さの一つの指標となる領域性の存在形態と宗教との関係について明らかにしようとした研究,平戸島内の宗教の複雑性を説明するための図式について,多数の事例集落での現地調査や既存文献に基づいて提示しようとした研究の2つがあり,これらについてはできるだけ速やかに成果として確定させたい。当該地域の社会集団の基本的理解が進捗しており,研究成果の英文誌への掲載を確定させることができた。

本研究課題全体の目的は,日本の集落を対象として,田畑の一筆ごとに付けられた民俗的呼称の流通範囲と歴史的変遷過程を検討することである。この田畑一筆ごとの呼称を扱う場合,特定の時期や世代,また集落や一定の集団といった多様な流通範囲を考慮する必要がある。このような流通範囲を考える場合,各集落の基礎的な社会集団が展開する地域的範囲やその内容・性質をまず明らかにする必要があり,前年度までに,事例地域の長崎県平戸島の社会集団のあり方が島内の宗教分布と密接に関連することを明らかにした。本年度はまず,宗教分布によって区分した島内の4つの地域(北部,中部西岸,中部東岸,南部)がそれぞれ特有の地形的条件に概ね対応していること,それらの宗教分布と地形的条件が相俟って,耕地を含めた各集落の空間構成にも影響を与えていることを明らかにした。さらに,これらの4つの地域のうち,中部東岸のカトリック集落を事例に,田畑一筆ごとの呼称の流通範囲と歴史的変遷についての現地調査を完了し,現在投稿準備の段階である。このほか昨年度までに研究を実施して国際誌に投稿した,1)社会集団の紐帯の強さの一つの指標となる領域性の存在形態と宗教との関係を検討した研究,2)平戸島内の宗教の複雑性を説明するための図式の提示を試みた研究,の2件については,本年度までの査読結果を踏まえて修正のうえ再投稿したが,予想以上に掲載の最終決定に時間を要しており,できるだけ速やかに成果として確定させたい。研究成果の面から見て,本年度は和文誌に1件の掲載が完了し,さらにもう1件が投稿準備段階に至っていること,また国際誌への2件の掲載がある程度見通せる段階に達してきたと判断されるため。本研究課題全体の目的は,日本の農山漁村を対象として,田畑の一筆ごとに付けられた通称地名の流通範囲と変遷過程を解明することであった。本年度は後者の変遷過程に特に重点を置いた。長崎県平戸島の複数の集落を対象に,事例戸の1975年と2010年の両時点(文献資料の利用が可能な事例戸ではさらに1940年の時点も加えた)における全ての耕作地に付けられた個別名称を網羅的に把握し,それぞれの名称の変化と継承の実態を明らかにした。その結果,1975年では85例中67例,2010年では47例中19例が,従来の名称を継承したものであることが判明した。以上から,現在ある農家が使用している田畑一枚ごとの通称地名のうち,半数程度は少なくとも二世代あるいは三世代以上にわたって受け継がれてきたものであり,残りの半数程度は耕地の借入,圃場整備,土地利用転換などの様々な契機によって変化を経たものであること,また名称自体は継承されていない場合でも,命名の仕方は継承されていることがあるという,おおよその一般的知見を得ることができた。また流通範囲については,ほとんどの場合,独立した農業経営体としての家族の内部でのみ通用していたが,繁忙期の農作業を手伝う相手先のものは熟知していることがある一方で,現在では家族の内部でも農業への関与が低い者はほとんどその知識を有していないという見通しを得た。この研究は,田畑一筆ごとの通称地名という民俗語彙の変化と継承を通じて,農村の人々の生活や生業のあり方やその変遷,あるいは人間一般の空間認知のあり方を解明することにもつながると考えられる。対象地域の基礎的な社会集団の解明に引き続き注力する一方で,田畑の一筆呼称に関する調査を加速させる。同時に研究成果の公刊に,より一層努める。
鋼・コンクリート二重合成I桁橋の鋼桁と下コンクリート床版の合成挙動に関する研究

建設コストの大幅な削減が求められている昨今,2主I桁橋に二重合成構造を適用した構造を考案した.しかしながら,下フランジに溶殖したスタッドとウェブに溶殖したスタッドを単独または併用して配置した場合の鋼桁と下コンクリートのスタッドの設計手法は,十分に確立されていないのが現状である.そこで,各種押抜き試験を実施し,鉛直および水平スタッドを単独もしくは併用して配置した際の静的および疲労挙動を把握した.建設コストの大幅な削減が求められている昨今,2主I桁橋に二重合成構造を適用した構造を考案した.しかしながら,下フランジに溶殖したスタッドとウェブに溶殖したスタッドを単独または併用して配置した場合の鋼桁と下コンクリートのスタッドの設計手法は,十分に確立されていないのが現状である.そこで,各種押抜き試験を実施し,鉛直および水平スタッドを単独もしくは併用して配置した際の静的および疲労挙動を把握した.建設コストの大幅な削減が求められている昨今,製作コストが安価で施工性の良い2主I桁橋に二重合成を適用した構造の適用が考えられている.しかしながら,下フランジに配置したスタッド(以下,鉛直スタッドと表記)とウェブに配置したスタッド(以下,水平スタッドと表記)を単独または併用して配置した場合の鋼桁と下コンクリートのスタッドの設計法は,十分に確立されていないのが現状である.そこで,鉛直スタッドと水平スタッドを単独もしくは併用して配置した際のせん断耐力およびずれ性状などを把握するために行った静的および疲労押抜き試験を実施した.まず,静的押抜き試験より得られた結果は,以下のとおりである.1.鉛直スタッドの最大せん断力は, JSSC(案)に基づく標準供試体より,約1.2倍大きくなることがわかった.これは,ウェブとコンクリートによる,摩擦面積の違いと考えられる.2.鉛直スタッドと水平スタッドの最大せん断力は,ほぼ同等の値となった.しかし,ずれ定数に関して,水平スタッドが鉛直スタッドの約3割となった.3.鉛直スタッドと水平スタッドを併用配置した場合の最大荷重は,スタッドを鉛直および水平に配置した最大荷重を累加することで,ほぼ一致する結果となった.つぎに,疲労押抜き試験より,試験結果は,すべて,各種設計基準類の値を上回る結果となった.最後に,実験結果を基に,鉛直および水平スタッドの信頼性95%を考慮したS-N曲線の特性値を提案した.建設コストの大幅な削減が求められている昨今,製作コストが安価で施工性の良い2主I桁橋に二重合成構造を適用した構造を考案した.しかしながら,下フランジに溶殖したスタッド(以下,鉛直スタッドと表記)とウェブに溶殖したスタッド(以下,水平スタッドと表記)を単独または併用して配置した場合の鋼桁と下コンクリートのスタッドの設計手法は,十分に確立されていないのが現状である.そこで,鉛直および水平スタッドを単独もしくは併用して配置した際の静的,疲労挙動を把握するために,平成20年度に各種押抜き試験を実施した.今年度は,まず,併用スタッドの繰返し押抜き試験の各繰返し回数と相対ずれ量の関係から,鉛直および水平スタッドが分担する荷重の割合について検討を行った.その結果,応力振幅△τ=190N/mm^2の場合,初期載荷において,鉛直スタッドの荷重分担率は,水平スタッドの1.84倍になることがわかった.一方,この荷重分担率は,応力振幅の値が小さくなるほど大きくなり,例えば,応力振幅△τ=115N/mm^2の場合,2.38倍となった.一方,鉛直スタッドの荷重分担率は,繰返し回数の増加に伴い減少することもわかった.なお,実験供試体は,すべて,鉛直スタッドの破断が先行し両者の破壊に至った.以上より,鉛直および水平スタッドの本数が同数の場合,スタッドの疲労照査は,鉛直スタッドに対して行えばよいという知見が得られた.つぎに,限界状態設計法に基づいて二重合成複合ラーメンI桁橋を対象に試設計を行い,全橋長に渡って桁断面がコンパクト断面となるため,許容応力度設計法で試設計を行った場合よりも桁高を低くすることができるので,コスト削減が可能との結果が得られた(概算鋼重が約15%低減).
生活関連物質のラジカル生成反応及びその消去活性に関する測定法の開発

発ガン、糖尿病、脳疾患など様々な疾患とフリーラジカルとの関連が指摘されているフリーラジカルの生成や消去において、生活関連物質が大きく関与しており、疾病や予防の面から研究が進んでいる。スーパーオキシドアニオン、ヒドロキシルラジカル等の活性酸素種の作用機構を定量的に解析するには、個々の活性酸素種を精度良く測定する必要がある。活性酸素種等の関与する反応系には複数のフリーラジカルの関与する場合が多く、精度の高い解析法を構築する目的で、各フリーラジカル種の分離に高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて、フリーラジカルの一斉分離分析を試みた。さらにESRでは微量分析は期待できないために、検出器として電気化学検出器(ECD)を使用し、HPLC/ECD/ESRシステムを構築した。また、フリーラジカル生成法として、アルカリ溶液中、過酸化水素とジメチルスルホキシドによるスーパーオキシドアニオン、ヒドロキシルラジカル及びメチルラジカルの化学的生成法を確立できた。これらを構築したHPLC/ESR/ECDシステムにより3種のフリーラジカルのDMPOアダクトの同時分析ができた。同様にスピントラッピング剤としてPBNを用いた結果、3種のフリーラジカルのPBNアダクトについても良好なベースライン分離が達成された。PBNのアダクトはESRスペクトでは3種の区別が困難であるため、本システムが有効であった。抗酸化剤としてアスコルビン酸、dl-α-トコフェロール、β-カロチンの抗酸化剤を用いて、本システムによってフリーラジカルのスカベンジャー効果を検討した結果、用量依存性が認められ、それぞれ抗酸化剤の特徴あるスカベンジャー反応がみられた。また、本ラジカル生成システムは水溶性及び脂溶性の物質でも溶解できるため、物質のフリーラジカル消去活性測定として有用と考えられる。不安定な複数のフリーラジカルを検出するために分離分析法であるHPLC法の検出器としてESRを接続し、ラジカルクロマトグラフィーを構築した。指標ラジカルにOHラジカル、スーパーオキシドアニオン、メチルラジカルを選択し、化学的な生成系を検討した。これらラジカルを5,5-dimethyl-1-pyrroline-N-oxide(DMP0)、N-t-butyl-α-phenylnitrone(PBN)をスピントラッピング剤として用い、安定なアダクトに変換した。安定なラジカルを逆相分配クロマトグラジ-で相互分離した後、ESRで直接フリーラジカルを検出するシステムを確立した(日本薬学会第117年会、FIP'97(バンクーバー)、日本分析化学会第46年会にて発表)。さらに、このラジカルクロマトグラフィーの応用として生活関連化学物質の光照射によるフリーラジカル生成を検出するために、オンライン光照射システムを構築した。本システムを合成タール系食用色素の光安定性評価に適用した結果、赤色104号(phloxine)が紫外線照射により化学発光を呈し、この光化学反応にはフリーラジカルが関与することをESRを検出器としたラジカルクロマトグラフィーで確認した(J.Agric.Food Chem.,45, 4525(1997))。(1)前年度に食用赤色色素(phlixine)を紫外線照射した際に、化学発光が観測され、フリーラジカルが関与することを確認したが、本年度は構築したラジカルクロマトグラフィーと三次元検出器を併用しながら、そのラジカル種がフェノキシラジカルであることを明らかにした。(2)更にこのラジカルクロマトグラフィーの展開を計る目的で、様々な生体系における反応に関与が示差されていて、しかも不安定であるため、測定困難な二酸化窒素(NO)をスピントラッピング剤で安定なラジカルに変換して定量する手法を検討した。NOの定量に関し、CARBOXY-PTIOをNOのスピントラッピング剤とし、生成するCARBOXY-PTIをESRで測定することにより、NOを選択的に定量することが可能であるという事が判明した。

しかし、この感度が得られるのは、CARBOXY-PTIを単独で測定したモデル的な状態であり、より実際の系に近い、CARBOXY-PTIOとCARBOXY-PTI両者が共存する系においては、CARBOXY-PTIOの濃度依存的にCARBOXY-PTIの検出限界は悪化するともに、G値が近似する複数のラジカル種を分離することなく、定量する事は困難であるという事が示唆された。そこで両ラジカルを分離後、定量するためにラジカルクロマトグラフィーを導入し、分離及び測定条件の基礎的な検討を行った。感度面での改良点は残されているが、NOの定量に繋がる成果が得られた。(3)また、活性酸素消去活性測定系を構築するために、ブドウ種子抽出物をとりあげ、ヒポキサンチン/キサンチンオキシダーゼ系、フェントン反応系、過酸化水素/UV系等に添加して、ラジカル-DMPO-アダクトのESRシグナルを測定した。その結果、スーパオキシドアニオンに対する消去活性はアスコルビン酸と同程度の活性を有することが明らかになった。発ガン、糖尿病、脳疾患など様々な疾患とフリーラジカルとの関連が指摘されているフリーラジカルの生成や消去において、生活関連物質が大きく関与しており、疾病や予防の面から研究が進んでいる。スーパーオキシドアニオン、ヒドロキシルラジカル等の活性酸素種の作用機構を定量的に解析するには、個々の活性酸素種を精度良く測定する必要がある。活性酸素種等の関与する反応系には複数のフリーラジカルの関与す場合が多く、精度の高い解析法を構築する目的で、各フリーラジカル種の分離に高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて、フリーラジカルの一斉分離分析を試みた。さらにESRでは微量分析は期待できないために、検出器として電気化学検出器(ECD)を使用し、HPLC/ECD/ESRシステムを構築した。また、フリーラジカル生成法として、アルカリ溶液中、過酸化水素とジメチルスルホキシドによるスーパーオキシドアニオン、ヒドロキシルラジカル及びメチルラジカルの化学的生成法を確立できた。これらを構築したHPLC/ESR/ECDシステムにより3種のフリーラジカルのDMPOアダクトの同時分析ができた。同様にスピントラッピング剤としてPBNを用いた結果、3種のフリーラジカルのPBNアダクトについても良好なベースライン分離が達成された。PBNのアダクトはESRスペクトルでは3種の区別が困難であるため、本システムが有効であった。抗酸化剤としてアスコルビン酸、dl-α-トコフェロール、β-カロチンの抗酸化剤を用いて、本システムによってフリーラジカルのスカベンチャー効果を検討した結果、用量依存性が認められ、それぞれ抗酸化剤の特徴あるスカベンチャー反応がみられた。また、本ラジカル生成システムは水溶性及び脂溶性の物質でも溶解できるため、物質のフリーラジカル消去活性測定として有用と考えられる。