hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
出血性ショック時の肺障害における炎症性サイトカインの役割と法医診断への応用

ラットを出血させてショック状態とし,その肺を観察した。すると出血の5時間後には肺障害が生じていて,肺における炎症反応がその原因と考えられた。また,炎症反応の際に増加する好中球という白血球の一種が肺の中で有意に増加していたので,実際の出血性ショック死例の肺を調べたところ他の死因よりも有意に好中球が増加していた。このことから肺での好中球の増加は,出血性ショックの診断マーカーになる可能性が考えられた。全身麻酔下のラットの総頚動脈にカテーテルを挿入して20分間で全血液量の25%を出血させる出血性ショックモデルを作製し,経時的に動脈圧と心拍数を計測した。炎症性サイトカインのうち早期から強く発現が認められるpro-inflammatory cytokineであるTumor Necrosis Factor(TNF)-αおよびInterleukin(IL)-1βについて,出血1時間後,3時間後,5時間後に肺実質および肺静脈血を採取して測定した。また,各時間において急性肺傷害のマーカーであるLDH-3の血清中濃度の変化から肺傷害の有無を,動脈血ガス測定により呼吸機能を分析して,さらに炎症性サイトカイン発現阻害剤投与群についても同様に分析し,出血性ショック後の肺における炎症反応と肺障害の関係について検討を行った。非投与群では,出血により平均動脈圧は出血前105±6mmHgから出血後36±3mmHgへと低下したが,徐々に昇圧し出血60分後では一旦出血前に回復して,以後継続的に低下した。心拍数も同様の経過をたどった。肺実質中のTNF-αmRNAの発現は出血1時間後に,IL-1βmRNAの発現は3時間後に最も増加し,肺静脈血液中の炎症性サイトカイン濃度も同様の経過を示した。また,出血5時間後には血清中LDH-3濃度の上昇を認めて肺傷害が確認され,動脈血ガス測定において呼吸機能の悪化を認めた。しかし,阻害剤投与群では,非投与群と同様に血圧と心拍数の低下が生じたが,炎症性サイトカインの発現とその後の肺傷害や呼吸機能の悪化は認められなかった。このことから,出血による血流減少というストレスが肺実質内で炎症性サイトカインの発現を促し,炎症反応を介した肺傷害が発生して,呼吸機能の悪化が生じると推測された。全身麻酔下のラットにおいて,全血液量の25%を20分間で出血させる出血性ショックモデルを作製し,その肺について検討した。その結果,炎症反応の早期に上昇する炎症性サイトカインであるTumor Necrosis Factor (TNF)-αおよびInterleukin(IL)-1βが出血3時間後をピークとして肺実質中にて上昇し,出血5時間後には急性肺傷害マーカーである血清LDH-3アイソザイム濃度の上昇や動脈血ガス分析による呼吸機能の低下を認めた。しかし,出血前に炎症性サイトカイン発現阻害剤を投与したところ,炎症性サイトカインの発現と,それに続く肺傷害および呼吸機能の低下は認められず,出血性ショック後に肺実質内で生じる炎症反応が肺障害の進展に強く関与していると考えられた。そこで,炎症反応早期に出現する好中球を免疫組織学的に染色し,その発現頻度を観察したところ,出血5時間後には肺実質内において有意に増加したが(3.44個/250μm^2),阻害剤投与群ではその増加は認められなかった(0.23個/250μm^2)。この結果から,肺実質中での好中球の有意な増加は出血性ショックおよびそれに続いて生じる肺障害の診断マーカーとなり得る可能性が明らかとなった。これらを踏まえ,当教室における過去17年間の解剖事例を死因ごとに分類し,死後変化や病的変化を考慮して死後24時間以内で病的所見が認められない事例において肺実質内における好中球の出現頻度を免疫組織学的に比較検討したところ,出血性ショック事例において,好中球の有意な増加が確認され,実際の法医鑑定においても炎症性サイトカインの発現とそれに続く好中球の有意な増加が,出血性ショックの診断マーカーとなり得る可能性が明らかとなった。
ミクロデータを用いた入職経路の効果に関する比較分析

本研究の目的は、経済社会学と社会階層論の立場から、日本の外部労働市場における入職経路の機能を多角的・多層的に明らかにし、再チャレンジが容易な外部労働市場の設計に対して有用な学術的知見を提供することである。以上の目的を達成するため、平成30年度は(1)入職経路が正規/非正規間移動および職業的地位の獲得に与える影響の時点間比較、(2)地域労働市場や産業集積、産業クラスター等に関する隣接学問分野の知見の収集、(3)「雇用動向調査」個票データを用いた分析の準備作業、(4)Chinese General Social Survey(CGSS)データの入手と変数加工作業を行った。(1)に関しては、2005年・2015年社会階層と社会移動全国調査(SSM調査)のデータ分析を進め、東京大学社会科学研究所二次分析研究会と第91回日本社会学会で口頭発表した。(2)について、経済地理学や経済学、経営学等の研究をレビューし、入職経路の地域間比較研究に有用な知見を把握することに努めた。(3)では雇用動向調査の個票を統計ソフトウェアで分析が可能な形式に整理する作業を続けた。(4)はCGSSとJGSS(Japanese General Social Survey)を用いた入職経路の国際比較に向けた準備という位置づけである。雇用動向調査の個票データを、統計ソフトウェアでの分析が可能な形式に整理する作業に手間がかかり現在も継続中である。当該データを利用して実施する予定の地域間比較研究に着手できなかったため、大幅に遅れていると判断した。最終年度となる平成31年度は、雇用動向調査の利用期限でもあるため、雇用動向調査の個票データを完成させて、地域間比較に関する分析結果を出すことを最優先するつもりである。その進捗状況にもよるが、JGSSとGSSを用いた入職経路の国際比較についても成果を出せればと考えている。雇用形態等による労働市場の分断が進む中で、円滑な労働移動を可能とする外部労働市場の構築が求められている。以上の目的を達成するため、平成29年度は、(1)入職経路が労働移動と賃金等に与える影響の時点間比較、(2)社会ネットワークと公的職業紹介に関する先行研究の収集・整理、(3)「雇用動向調査」個票データの利用にかかわる準備作業を行った。(1)に関しては、社会階層と社会移動全国調査(SSM調査)を用いた分析を進め、東京大学社会科学研究所の二次分析研究会、第90回日本社会学会大会、2015年SSM調査研究会のテーマ別・全体研究会で口頭発表した。成果の一部は2015年SSM調査研究「研究報告書」論文として公表されている。(2)については、入職経路にかかわる先行研究を収集し、転職結果をもたらすメカニズムや実証的な評価方法などを把握することに努めた。(3)では、統計法第33条にもとづき雇用動向調査の個票データの利用申請を行ない、入手したデータを統計ソフトウェアでの分析が可能な形に整理する作業に着手した。平成29年度に行った作業は、おおむね研究計画に記したとおりであるため、おおむね順調だと判断した。2年目となる平成30年度は、国外の制度・政策に力点をおいて関連文献の収集・整理を行ないながら、昨年度に実施したSSM調査データの分析を深めて学会で口頭発表を行う。また、「雇用動向調査」個票データの整理作業を早めに完了させ、データ分析に着手したい。雇用動向調査の基礎的な集計結果は、研究用ホームページ等を通じて公表し、学会で報告する予定である。

所属機関の変更や「雇用動向調査」個票データの利用方法の変更など、旅費の支出計画の前提が大きく変わったこともあり、未使用額が生じた。平成30年度に実施する分析作業や学会発表に関わる経費に充てる予定である。研究発表を希望していた国際社会学会RC28 Meeting(フランクフルト開催)の選考に落ちたため未使用額が生じた。平成31年度の学会発表経費に充てる予定である。
アトピ-性皮膚炎における即時型アレルギ-反応による血小板活性化因子遊離に関する研究

アトピ-性皮膚炎の発症への血小板活性化因子(PAF)の関与の有無を解明することを目的として、本研究では、強力な血管透過性亢進作用、好中球活性化作用などを有し、喘息、鼻炎などではその発症に重要な役割を果たしていることが確認されている血小板活性化因子(PAF)に注目し、感作皮膚からのPAFの遊離について検討を行った。血液や他の組織から遊離されるPAFについては種々の報告がなされているが、皮膚組織から遊離されたPAFに関する報告は少なく測定方法も確立されていない。感作モルモットの腹部皮膚を細切し、特異抗原を含むTyrode液中で20分間incubateし、反応後上清中に含まれるPAFを抽出用カラムにて抽出しRIAにより測定した。その結果、PAFは検出されたが、その程度は30pg/2g wet skin以下とわずかであり抗原刺激の有無による差も有意ではなかった。同時に測定したLTB_4の抗原刺激による遊離が有意であったことから、実験に使用した皮膚が感作された状態にあり、抗原により即時型反応が惹起されていることは間違いないと思われる。また、反応終了後の皮膚細片中にも有意のPAFの増加は認められなかった。これらの結果から、感作皮膚において抗原刺激による即時型アレルギ-反応が生じ種々の化学伝達物質が遊離されても、PAFは遊離されていないことが示唆された。従って、感作皮膚に即時型反応が生じた場合に認められる炎症細胞の遊走にはPAFは関与していない可能性が推察されるが、今回の研究において反応液中にPAFの代謝酵素である。Acetylhyd rolaseが少量(1.4ー1.6n mol/min/ml)ながら含有されることが確認され、本酵素が抗原刺激により産生されたPAFを代謝している可能性は否定できず、皮膚組織からのPAFの抽出法、代謝阻害剤の使用など、引き続き検討していきたい。また、細胞遊走能を有する他の化学伝達物質についても検討を加えていきたい。近年chemical mediatorの一つである血小板活性化因子(plateletーactivating factor;PAF)が喘息など即時型アレルギ-性疾患の発症に大きく関与していることが知られてきたが、アレルギ-性皮膚疾患におけるPAFの関与の有無については検討がなされていない。本研究の目的はアトピ-性皮膚炎の発症へのPAFの関与を解明することであり、本年度は、In vitroでの感作モルモット皮膚からの即時型アレルギ-反応により遊離されるPAFの定性と定量法の確立を試みた。Hartley系雄モルモットを卵白アルブミンで能動的に感作し、3週間後に腹部皮膚を採取し、ダ-マト-ムにて厚さ500μmに細切した。細切皮膚片を特異抗原を含むTyrode液中で37°Cで15分間incubateし反応上清を採取し、反応上清中に遊離されたPAFをRadioimmunoassayにて同定、定量した。その結果、感作モルモット皮膚を特異抗原と反応させると反応上清中にPAFが遊離される場合があることが確認されたが、各試料の測定結果にばらつきがみられ成績が一定しなかった。

その理由として、遊離されたPAFが反応過程および反応終了後の上清中で代謝されている可能性が推察され、検討を加えた結果、反応上清中にPAFの代謝酵素であるPAF acetylhydrolaseが少量(1.4ー1.6nmol/min/ml)ではあるが含有されることが確認された。その後の検討で、PAF acetylhydrolaseの作用は反応終了後の上清中に、直ちに20%酢酸を試料と等量加えることにより抑制されることが判明し、感作皮膚から即時型アレルギ-反応により遊離されるPAFをRadioimmunoassayを用いて定量する事が可能となった。現在、本実験系におけるPAFの代謝、あるいは遊離されたPAFの絶対量に対する測定感度等の問題点について引続き検討を加えている。我々はこれまでに、アトピ-性皮膚炎発症における即時型アレルギ-反応の役割を解明する目的で、感作皮膚から抗原により遊離される化学伝達物質について研究を行い、ヒスタミン、PGD_2、LTB_4、ペプチドLT類が遊離されることを証明し、それらの作用により各種の炎症細胞が皮膚の炎症部位に遊走する可能性を示唆してきた。そこで今回は、強力な血管透過性亢進作用、好中球活性化作用などを有し、喘息、鼻炎などではその発症に重要な役割を果たしていることが確認されている血小板活性化因子(PAF)に注目し、感作皮膚からのPAFの遊離について検討を行った。感作モルモットの腹部皮膚を細切し、特異抗原を含むTyrode液中で20分間incubateし、反応後上清中に含まれるPAFを抽出用カラムにて抽出しRIAにより測定した。その結果、PAFは検出されたが、その程度は30pg/2g wet skin以下とわずかであり抗原の有無による差も有意ではなかった。同時に測定したLTB_4の抗原刺激による遊離が有意であったことから、実験に使用して皮膚が感作され抗原により即時型反応が惹起されていることは間違いないと思われる。また、反応終了後の皮膚細片中にも有意のPAFの増加は認められなかった。これらの結果から、感作皮膚において抗原刺激による即時型アレルギ-反応が生じ種々の化学伝達物質が遊離されても、PAFは遊離されていないことが示唆された。従って、感作皮膚に即時型反応が生じた場合に認められる炎症細胞の遊走にはPAFは関与していない可能性が推察されるが、今回の研究において反応液中にPAFの代謝酵素であるAcetylhydrolaseが少量(1.4ー1.6n mol/min/ml)ながら含有されたることが確認され、本酵素が抗原刺激により産生されたPAFを代謝している可能性は否定できず、皮膚組織からのPAFの抽出法、代謝阻害剤の使用など、引き続き検討していきたい。
感染症対策につながる感染症情報処理システムの構築

本研究の目的は感染症サーベイランスによって蓄積されたデータを可視化・分析するシステムを構築し、感染症対策に有用な情報を発信するためのITシステムを構築することである。本研究では、病原体サーベイランスで収集された報告データを可視化するシステムを構築した。これにより、いつ、どのような病原体が、どこから検出(報告)されたか、一望することが可能になった。また、症状別発症割合の算出等の簡易分析・グラフ化機能を備え、データ解釈をサポートするシステムになっている。ただし、病原体サーベイランスデータの疫学的解釈については、データ収集の背景等を十分に考慮する必要があることから、今後の詳細な検討が必要である。腸管出血性大腸菌感染症の届出データについて、時間的分布、地理的分布、性別や年齢等の感染者の属性情報を可視化するウェブツールの開発を行った。このツールでは発生時期、発生場所、感染者の属性情報、病原体のO抗原血清型、毒素型等の情報から症例を検索することができ、時間軸に対して発生数をプロットした流行曲線、個々の症例の詳細情報のラインリスト、及び発生場所をプロットした地図上に、個々の症例がリンクされた状態で可視化される。また集団発生事例を検出するために、時間、場所、病原体の血清型、毒素型の情報を用いてクラスタを自動検出する機能を付加した。自動検出されたクラスタには疑陽性が含まれる場合があり、目視により疑陽性と確認できたクラスタについては集団発生事例から除けるようにした。これにより腸管出血性大腸菌感染症症例の集団発生事例と散発事例を分けて解析し、それぞれの発生動向について評価を行うことが可能になった。ただし、集団発生事例かどうかは症例報告データからだけでは判断が難しい場合もあるため、集団発生事例、散発事例に分けた発生動向の分析には解釈に注意を要する。クラスタの自動検出機能は現在の報告データに対しては広域散発事例の早期発見にも活用できると考えている。今後はこの機能の検証と集団発生、散発事例を分けた発生動向の評価について検討を行う。本研究の目的は、我が国の感染症サーベイランス(感染症発生動向調査)によって蓄積されたデータを可視化・分析し、感染症対策に有用な情報として発信するためのITシステムを開発することである。本研究課題では、病原体サーベイランスで集められた過去30年以上に渡る報告データを可視化するシステム(Webベース)を構築した。本システムにより、いつ、どのような病原体が、どこから検出(報告)されたか、一望することが可能になった。本システムは過去30年以上にわたって蓄積された病原体サーベイランスの全ての報告データを内包しており、それぞれの年、それぞれの病原体において、検出された患者の年齢分布、性別割合、症状別発症割合、検査法の種類、その病原体が引き起こした疾患の診断名別割合等を算出しグラフ化する簡易分析機能を備えている。また、データ、グラフに加え、その年に感染症発生動向調査月報(IASR)に掲載された、当該病原体に関連する記事のリストを表示する。文章で記述された当時の状況、当時の疫学的解釈と照らし合わせながら、報告データの分析結果を確認することができる。病原体サーベイランスの歴史において、過去に振り返って、データの確認、また分析や新たな解釈、有用な知見を得ることに活用できるシステムとなっている。ただし、病原体サーベイランスデータの疫学的解釈については、データの質やデータ収集の背景を十分に考慮する必要があることから、今後詳細な検討が必要である。合わせて、公衆衛生対策の現場において真に有用な情報を発信するシステムにするための検討を行っていく。腸管出血性大腸菌感染症の報告データを可視化、分析するツールの開発、および、病原体サーベイランスデータの過去30年以上に渡り蓄積された膨大なデータを可視化するツールの開発まで、年度内に終了することができており、概ね順調に進んでいる。ただし、ツールの一般公開、もしくは関係機関(医療機関、保健所、地方衛生研究所)への公開に関しては初年度は進めることができず、次年度の課題とした。計算機科学腸管出血性大腸菌感染症以外の疾患のデータについて可視化ツールを開発を進める。また、ツールの公開に関してできる限り年度内に達成できるように努力する。一般への公開はセキュリティの問題や誤った解釈を一般の人に与えてしまう可能性を危惧する指摘があり現段階では実現は困難である。まずは保健所、地方衛生研究所等公衆衛生に従事する関係機関に向けてのツール公開を短期的な目標とする。当初参加を予定していた海外学会発表が都合により行けなくなったため、また、ツール公開用サーバの購入は初年度である必要はなく、次年度に購入することにしたため。海外学会発表の旅費、データ整理や確認のための人件費、ツールの脆弱性検査委託費、公開用サーバの機器備品費として使用する。
最終氷期最盛期以降の中部高地における森林限界高度の復元と森林発達プロセスの解明

本研究は最終氷期最盛期以降の中部高地における森林限界の高度変化を復元するとともに,化石周氷河地形の分布変遷を明らかにし,森林発達の過程やそれに関わった要因を解明する。最終氷期の森林限界高度は,気候変動や化石周氷河地形などの間接的な証拠からしか検討されていない。そこで,本研究では直接的な証拠となる植物化石を用いて,中部高地の異なる標高帯に位置する湿原での植生復元を基にして,最終氷期最盛期以降の森林限界の高度変化を解明する。また中部高地の化石周氷河地形の分布変遷を把握し,地表環境変遷史を構築する。これらの成果を比較することで,最終氷期最盛期以降の森林発達の過程やその要因を検討する。
第一次世界大戦後日本の治安体制の多角的研究：国際的位置づけと日本的特徴

本研究の目的は、第一次世界大戦後日本の治安体制を、(1)外国法に由来する「結社」をめぐる取締法・概念、(2)治安維持法の形成・展開における国際的影響、(3)司法省・検察の日本固有法に対する認識、というこれまでの日本近代史研究で試みられていない学際的かつ新たな視角で分析し、従来の国内政治過程だけでなく、国際的な位置づけと日本的特徴を踏まえた新たな像を構築することである。
無機バインダーを利用した先進セラミックス製造プロセス技術の開発

19年度で明らかになった、安易にAlを溶出する珪酸アルミ化合物をメカノケミカル粉砕により粒子表面状態を活性状態し固化するメカニズムを未利用資源へ展開した。無焼成セラミックスを作製するにあたり、本年度は主に原料としてペーパースラッジ灰を中心に検討をおこなった。まず、固化メカニズムに影響を与える溶出挙動についえて検討した。その結果、Si^<4+>,Al^<3+>,Ca^<2+>の金属イオンが主に溶出し、これら金属イオンが固化に寄与することが分かった。これら、金属イオンの溶出は、メカニカル処理を行うことで顕著になったが、20min以上のメカニカル粉砕は、金属イオン濃度にほとんど影響しなかった。粒度分布測定において、平均粒径の増加が認められたことから、長時間のメカニカル処理は、逆に粒子の再凝集をともない反応面積の低下をまねいていることが推察された。20min程度メカニカル処理を行ったペーパースラッジ灰は、KOH溶液の添加、均一混合により、数分で急速に粘度の上昇が見られた。このことから、これまで用いられてきたSi源としての珪酸塩を用いることなく、安価なアルカリ溶液を添加することのみで、固化成形できることが明らかとなった。また、これら無焼成セラミックスの強度は2090MPa程度の強度が発現可能であることがわかった。このことは、廃棄物原料からも実用に耐えうる無焼成セラミックスを作製できることを意味している。以上の様に、19年度で新たに見出したメカノケミカルを用いた表面活性化による粉体の易反応化による無機物質の固化法(無焼成セラミック作製法)を基礎として、ペーパースラッジ灰をはじめとする廃棄物や鉱山残渣などの未利用資源に対し同メカニズムで固化可能かどうかを検討し、19年度で行った基礎研究の確かさを確認した。また、これらの原料にたいし強度上昇に関する検討を材料プロセス学的に加え、強度的に実用的なレベルにまで強度向上させることに成功した。今日のセラミックス製造プロセスは、プロセス各工程で二酸化炭素を量に排出し、特に焼成プロセスにおいて最も多く排出される。そのため、環境負荷とコスト低減を追及した、セラミックス製造プロセスが切望されている。本提案は、焼結プロセスを一切省いた、従来のセラミックス製造プロセスでは実現できなかった、機能の高度化・多重化した「無焼成セラミックス」を作製し、新規機能性を有するセラミックス製造プロセスを確立することを目的とし研究を行った。焼成プロセスを省くことで、高価な有機バインダーを使用することがないことや、大幅なコストダウンに繋がることも推測される。特性の異なる原料を用いて有用な機能性セラミックスに転換するための新たな材料設計を提案する。原料から金属イオンが溶出し、溶媒に取り込まれるとセラミックスが固化することから、原料とするペーパースラッジ灰の溶出挙動を検討した。その結果、Si^<4+>,A1^<3+>,Ca^<2+>の金属イオンが主に溶出し、これら金属イオンが固化に寄与することが分かった。これら、金属イオンの溶出は、メカニカル処理を行うことで顕著になるが、20min以上のメカニカル粉砕は、金属イオン濃度にほとんど増加は見られなかった。粒度分布測定において、平均粒径の増加が認められたことから、長時間のメカニカル処理は、逆に粒子の再凝集を伴っていると考えられる。メカニカル処理を行った粉体は、KOH溶液の添加、均一混合により、数分で急速に粘度の上昇が見られた。このことから、これまで用いられてきたSi源としての珪酸塩を用いることなく、安価なアルカリ溶液を添加のみで、固化でき、廃棄物原料から無焼成セラミックスを作製できることが明らかになった。

以上の様に、19年度で新たに見出したメカノケミカルを用いた表面活性化による粉体の易反応化による無機物質の固化法(無焼成セラミック作製法)を基礎として、ペーパースラッジ灰をはじめとする廃棄物や鉱山残渣などの未利用資源に対し同メカニズムで固化可能かどうかを検討し、19年度で行った基礎研究の確かさを確認した。また、これらの原料にたいし強度上昇に関する検討を材料プロセス学的に加え、強度的に実用的なレベルにまで強度向上させることに成功した。
顔面頭蓋の形態異常を伴うCL/Fr系マウスの顎関節の組織学的及び分子生物学的検討

【緒言と目的】顎顔面頭蓋の変形を生じるトランスジェニックマウスを用いた研究において、生後5週まで上下顎の骨代謝の異常が認められ、生後7週になると下顎骨の成長のみcatch upし、上顎ではcatch upするに至らず、結果的に上下顎の反対咬合になるとする報告がある。これらの所見から顎顔面頭蓋の形態異常をきたすマウスではヒトにおける先天性骨疾患と同様な骨代謝異常に陥っていることが推測され、様々な研究の結果より、顎顔面頭蓋における発育過程でも運命決定・細胞増殖・細胞移動などの様々な過程でFGF(fibroblast growth factor)が中心的な役割を果たしていることが分かってきた。CL/Fr系マウスに生じる顎顔面非対称例の顎関節の組織学的変化を解明すること、成長因子をマーカーとして同マウスにおいて顎顔面頭蓋を組織学的、分子生物学的に検討することにより、顎変形症ならびに顎関節症を含めた顎関節疾患の発症メカニズムを解明する。【結果】1.4週齢の正常マウスと比較しCL/Fr系マウスの頭蓋骨の対称性は口蓋裂発症に伴い変形をきたした上顎骨に一致して下顎骨にも若干の形態的変化が認められ、また同一個体において左右の下顎頭に形態的変化が認められた。2.4週齢の正常マウスとCL/Fr系マウスの顎関節部の組織標本においては著しい相違は認められなかった。しかし、両マウスの胎生期のマウスにおける下顎頭の形成過程に注目し、経時的に下顎頭を観察することにより、両者の違いを免疫組織学的に検索したところ、各形成過程において大きな違いは認められなかった。3.4週齢の正常マウスとCL/Fr系マウスの顎関節部を取り出し、FGFmRNA及びFGFreceptorinRNAを抽出し、まずRT-PCR法を用い、定性的評価を行った。次にリアルタイムRT-PCR法を用いて、両mRNAの経時的かっ定量的変化解析した。その結果、マウスでは著しい相違は認められなかった。しかし、両マウスの胎生期における下顎頭の形成過程に注目し、経時的に観察したところ、顎関節部における両遺伝子発現には有意差が認められなかった。CL/Fr系マウスにおける上顎骨から頭蓋骨にいたる変形は顎裂による咬合異常あるいは咬合不全から起こる2次的な変化であり、骨・軟骨形成そのもには有意差はないと考えられた。【緒言と目的】顎顔面頭蓋の変形を生じるトランスジェニックマウスを用いた研究において、生後5週まで上下顎の骨代謝の異常が認められ、生後7週になると下顎骨の成長のみcatch upし、上顎ではatch upするに至らず、結果的に上下顎の反対咬合になるとする報告がある。しかし、両マウスの胎生期のマウスにおける下顎頭の形成過程に注目し、経時的に下顎頭を観察することにより、両者の違いを免疫組織学的にとらえることができると考える。3.4週齢の正常マウスとCL/Fr系マウスの顎関節部を取り出し、FGF mRNA及びFGF receptor mRNAを抽出し、まずRT-PCR法を用い、定性的評価を行った。次にリアルタイムRT-PCR法を用いて、両mRNAの経時的かつ定量的変化解析した。しかし、両マウスの胎生期における下顎頭の形成過程に注目しく経時的に観察することにより、両者の違いを分子生物学的に捉えることができると考える。

【結果】1.4週齢の正常マウスと比較しCL/Fr系マウスの頭蓋骨の対称性は口蓋裂発症に伴い変形をきたした上顎骨に一致して下顎骨にも若干の形態的変化が認められ、また同一個体において左右の下顎頭に形態的変化が認められた。2.4週齢の正常マウスとCL/Fr系マウスの顎関節部の組織標本においては著しい相違は認められなかった。しかし、両マウスの胎生期のマウスにおける下顎頭の形成過程に注目し、経時的に下顎頭を観察することにより、両者の違いを免疫組織学的に検索したところ、各形成過程において大きな違いは認められなかった。3.4週齢の正常マウスとCL/Fr系マウスの顎関節部を取り出し、FGFmRNA及びFGFreceptorinRNAを抽出し、まずRT-PCR法を用い、定性的評価を行った。次にリアルタイムRT-PCR法を用いて、両mRNAの経時的かっ定量的変化解析した。その結果、マウスでは著しい相違は認められなかった。しかし、両マウスの胎生期における下顎頭の形成過程に注目し、経時的に観察したところ、顎関節部における両遺伝子発現には有意差が認められなかった。CL/Fr系マウスにおける上顎骨から頭蓋骨にいたる変形は顎裂による咬合異常あるいは咬合不全から起こる2次的な変化であり、骨・軟骨形成そのもには有意差はないと考えられた。
CRISPR/CASシステムを用いたミトコンドリア遺伝子改変技術の開発

エネルギー産生などに重要な細胞内小器官であるミトコンドリアには、細胞核と独立したゲノムDNAが含まれる。また、ミトコンドリアDNAに変異があると、様々な病態を引き起こすことが知られている。今回、我々は最新の標的遺伝子組換え技術であるCRISPR/CAS9システムを活用することで、ミトコンドリアDNA (mtDNA)の標的遺伝子組換え技術を開発することを試みた。ES細胞でのミトコンドリア遺伝子破壊を試みたが、残念ながら、標的遺伝子が破壊された細胞株を得ることができなかった。今後は、ES細胞を用いて処理数を増やすと同時に、ミトコンドリア移行効率を上げるなどの、戦略変更の必要があると結論した。『目的』最新の標的遺伝子組換え技術であるCRISPR/CASシステムを活用することで、これまで不可能とされたミトコンドリアDNA (mtDNA)の標的遺伝子組換え技術を開発する。さらに、その応用としてミトコンドリア病の疾患モデル作製を目指す。なお開発した遺伝子組換え技術および動物は、公的機関を通して広く生命科学研究者に提供する。『実施概要』以下の2つを柱に研究を進めた。I.ミトコンドリア標的CAS9の開発:現在、汎用されるCAS9はゲノムDNAを組換えることを目的に作られているため、N末とC末の両端に核移行シグナルが付加されていた。そこでpX330をベースに、ミトコンドリア移行シグナル付きCAS9と、標的配列を認識するsgRNAを同時に発現するpX330mtを構築した。II.ミトコンドリア遺伝子組換えシステムの開発:mtDNAのサイズは全長で約16,500塩基と小さく、37遺伝子しかコードされていない。本課題では、ヒトとマウスで良く保存されているND5 (NADHデヒドロゲナーゼ)を標的としてmtDNAを組換えることを試みたが、標的部位が切断されたESクローンが得られなかった。実験動物学
21世紀のEU諸国におけるポスト・ネオ・コンサーヴァティズムの研究

本研究によって明らかとなったことは次のとおりである。第一にネオ・コンサーヴァティズムは第二次大戦後のアメリカ社会に起源をもつことである。それゆえヨーロッパに起源を持つフランス革命以降の貴族的伝統とは断絶していた。そして新興成金のブルジョワ的私有財産を既得権として防衛するという顕著な特徴をもつことになった。そこからヨーロッパの本来的な保守主義とは矛盾する経済活動の自由を至上命題とするようになる。いいかえるとリバタリアニズムを社会哲学とするようになった。そしてマネタリズムがその「公認」経済学となった。こうして「小さな政府」があらためて政治目標として掲げられることになった。他方、アメリカ社会の伝統的な価値規範としてキリスト教が再発見されることになった。しかし、じつのところ反共主義がそれらの異質な勢力からなるネオ・コンサーヴァティズムを結びつける重要な情緒的基盤となった。EU諸国の中道右派政権はこのようなアメリカ起源のネオ・コンサーヴァティズムを基本的に受容してきたが、欧州統合が課する外的制約条件の下で、それを発展的に継承し続けることは著しく困難であると考える。本研究の目的は、21世紀のEU諸国における保守政党あるいは中道右派勢力がいかなる選択肢をもちうるのかを、明らかにすることにある。EUは1999年から経済通貨統合の第3段階に移行し、それにともなって欧州中央銀行が設立された。欧州中央銀行は共通通貨参加各国から独立した通貨政策をとることになったが、これが均衡財政、インフレ抑制、通貨安定を3本の柱とするサプライサイドのマネタリスト的政策を基本原則としていることは明らかである。したがって共通通貨参加各国政府は、こうしたネオ・リベラリズムを前提とした経済・財政運営を余儀なくされることになったのである。しかし、それは1980年代に台頭したネオ・コンサーヴァティズムを標榜する諸勢力によって提起された「革新的な」経済・財政政策が、加盟各国の政策決定のなかに構造化され、制度化されたということを意味していた。いいかると、それはネオ・コンサーヴァティズムの政治的な「勝利」を意味すると同時に、その政策的「革新」能力の枯渇をも意味していた。とりわけEU各国に誕生した社会民主主義政党を中心とする中道左派政権が、ネオ・リベラリズムを基本原則とする経済・財政政策を受容したことから、野党化した保守政党や中道右派勢力は、ネオ・リベラリズムを超えた新たな政策的「革新」を提起しないかぎり、独自の政策的選択肢を提起できないという状況に陥ってしまったのである。こうした保守政党や中道右派勢力にとって、政策的「革新」ははたして可能なのであろうか。引き続きこの問題に取り組んでいきたいと考える。1980年代の西欧諸国では、イギリスのサッチャー首相に典型的に示されるようなネオ・リベラリズムあるいはネオ・コンサーヴァティズムの台頭を見た。これらの新保守主義勢力は市場競争原理に基づいて戦後政治経済体制の根幹を成してきたケインズ主義的な経済政策と社会民主主義的な福祉国家体制の根底的な革新を図ろうとしていた。しかし90年代後半に入ると、社会民主主義勢力を中心とする中道左派勢力が、グローバリズムの進展や欧州市場統合の加速とも連動するなかで、市場競争原理を原則的に受容しつつも、従来の福祉国家体制の存続を図ろうとすることによって、相次いで政権の座に復帰していった。本研究の目的は、このようにして政権を失った欧州の保守・中道右派勢力が、はたして80年代のネオ・リベラリズムの発見に匹敵するような新たな理念を見出し、それによって政策革新を遂げることができるか否かを明らかにすることにあった。そこで我々が得た結論は次のとおりである。(1)市場競争原理に基づくネオ・リベラリズムに匹敵するような政策理念上の「革新」は見られない。(2)それを補償するような形で、市民生活上の安全や防犯を政治争点化する傾向を強めつつある。(3)それは移民排斥を唱えるネオ・ポピュリズムとの境界線を往々にして暖昧なものとしている。(4)冷戦時代の反共イデオロギーの再版によって動員を図ろうとする場合も見られる(イタリアの事例)。(5)反EUという争点については西欧の保守・中道右派勢力は分裂している(イギリスとフランスの相違は決定的である)。(6)反グローバリズムから極端なナショナリズムに移行するような傾向はまだ見られない。
格子整合系複合材料を用いたシリコン太陽電池の極限高効率化

本研究は、Siならびにそれに格子整合して成長させた広禁制帯幅GaP系半導体との複合材料系を用い、広い波長領域にわたって太陽光エネルギーを有効に活用し、30%を超える極限高効率を達成する新構造太陽電池を開発することを目的とする。本年度の研究成果の概要は次の通りである。1.集光動作における変換効率の理論的検討格子整合系緩衝層を用いたIn_<1->xGAxP/Si複合太陽電池について、太陽光集光時の動作特性を検討した。直列抵抗が低減できれば、集光率30100で、3739%の超高効率が実現可能であることが分かった。2.GaP系半導体のヘテロエピタキシーと禁制帯幅の精密制御熱分解効率の高いターシャリブチルフォスフィンをV族原料に用いることにより、Si上に低温で高品質のGaPを成長させることができた。In/Ga組成比を段階的に変化させるステップ緩衝層を挿入することにより、格子不整合を緩和し、ほぼ鏡面の表面モホロジーを持つ高品位の成長層を制御性良く得ることができた。3.複合太陽電池への応用に向けて成長させたIn_<1->xGaxPの吸収係数を実測する事により、我々が提案している半経験的手法による吸収係数導出法の有用性を確めた。上層ならびに下層太陽電池の接合に用いるトンネル接合の直列抵抗について、理論的に検討し、十分低い値が達成できることを明らかにした。以上、複合材料太陽電池製作において、構造の検討ならびに基礎的結晶成長プロセスは確立された。今後、pn接合を有するSi上にInGaP系半導体を連続成長させ、太陽電池素子を試作することが急務である。
ポリオレフィン水素を利用する廃プラスチックの新規ケミカルリサイクルシステムの構築

ガリウム担持H-ZSM-5ゼオライト触媒を用いてポリオレフィン/ポリスチレン混合物を芳香族系石油化学原料へ分解する廃プラスチックの新規ケミカルリサイクル技術の開発について検討した。ポリスチレン濃度が20%程度のとき,ポリオレフィン由来水素によるコーキング抑制が顕著で接触分解が効率的に進行した。さらに,モデル化合物による反応機構の検討から,ポリオレフィン水素存在下ではスチレンモノマーの水素化及び水素化分解が促進され,二量化経由のコーキングは抑制されることが明らかになった。廃プラスチック混合物を石油化学工業の基礎原料へ選択的に分解する資源循環型ケミカルリサイクルシステムを確立するため,ポリオレフィン/ポリスチレン混合物から芳香族炭化水素を高収率で得るプロセスにおけるゼオライト系触媒の作用と反応機構について検討した。Si/Al原子比が異なる種々のH-ZSM-5ゼオライトにガリウムを担持した触媒を用いて窒素気流中でポリオレフィン/ポリスチレンを分解すると、ポリスチレンに起因するコーキングが抑制され触媒活性は持続し,有用な芳香族が高収率で得られた。Si/Al比が小さく酸性度が高いH-ZSM-5にガリウムを担持した触媒ほど、芳香族収率は高くコーキング抑制効果も大きいことがわかった。ガリウムを担持しないH-ZSM-5では芳香族収率は低いが,ガリウム担持触媒と同様にポリオレフィンによるポリスチレンのコーキング抑制は起こった。水素気流中(外部水素添加系)での反応では,ガリウム担持触媒でコーキングが抑制され,一方H-ZSM-5単独では外部添加水素の効果は顕著ではなかった。このように気相水素の効果はガリウムの有無によって異なるが、プラスチック混合物の分解ではガリウムの有無に依存せず同様のコーキング抑制効果が発現することは、ポリオレフィンの分解・環化過程で発生する水素原子の作用によることを示している。H-ZSM-5のように水素化能が乏しい触媒でもポリオレフィン水素を利用したプラスチックの反応制御が可能なことが明らかになり,この現象は多くの触媒系で発現することがわかった。また,低分子モデル化合物を用いた反応機構の解明とPETの分解についても検討した。今年度の主要な検討課題であったポリオレフィン/ポリスチレンの分解におけるガリウムの有無による触媒作用の差異を,ポリオレフィン水素と外部添加水素の効果から明らかにした。一方,低分子モデル化合物を用いた反応機構の検討は完了せず次年度も検討を要する。しかし,次年度に予定していたPETの分解反応を前倒しで検討することができた。当初計画における検討項目の年度が若干入れ替わったが,全体として研究はほぼ順調に進展している。Ga/H-ZSM-5触媒を用いてポリオレフィンを芳香族炭化水素へ分解する過程で発生する水素(ポリオレフィン水素)を,廃プラスチックの分解における反応制御剤として利用する新しいケミカルリサイクル技術の開発を目的として,ポリオレフィン/ポリスチレン混合物とそれらのモデル化合物としてそれぞれ1-オクテンとスチレンモノマーを使用した接触反応を行い,ポリオレフィン水素とGa触媒によって形成される特殊な反応場におけるポリスチレンの分解反応機構を検討した。まず,1-オクテンとスチレンモノマーはそれぞれポリオレフィンとポリスチレンのモデル化合物として適していることを生成物の組成から確認した。次に種々の割合で混合した1-オクテン/スチレンモノマーの接触反応を行い,1-オクテンの環化生成物である水素によってスチレンモノマーの反応性が高くなり水素化および水素化分解が促進されることを明らかにした。さらに反応選択性には水素濃度依存性が認められ,水素濃度が低い場合はスチレンモノマーの水素化が,濃度が高い場合は水素化分解が主に促進されることがわかった。一方,1-オクテン由来水素存在下ではスチレンモノマーの二量化を経由するコーキングが抑制され,触媒活性の持続性は改善された。このようなモデル化合物の反応で見られた水素の効果は,プラスチック混合物の分解におけるポリオレフィン水素の作用と置き換えて考えることが可能である。ポリオレフィンとポリスチレンの混合物をGa/H-ZSM-5触媒を用いて分解したときのポリスチレンの分解反応機構をモデル化合物の反応から検討した。その結果,ポリオレフィン水素と触媒によって,外部水素の添加では実現できない反応場が形成されることが示唆され,特殊な反応場におけるポリスチレンの反応特性が解明されつつあることから研究はほぼ順調に進展していると言える。廃プラスチックの約70%はポリオレフィンとポリスチレンの炭化水素系プラスチックである。これらを分別することなく一括して石油化学原料へ変換する資源循環型ケミカルリサイクル技術を開発するため,ガリウムを担持したH-ZSM-5ゼオライト触媒とポリオレフィン水素によって形成される特殊反応場を利用した新しいプラスチック分解法を検討した。ポリオレフィン/ポリスチレン混合物の分解では,ポリオレフィンから芳香族が生成する過程で発生する水素によってポリスチレンの反応性が制御されコーキングが抑制されることがわかった。ポリスチレンは炭素析出が著しく単独で接触分解することは難しいが、ポリオレフィンと混合して効果的に分解することが可能になった。この新規分解法の反応メカニズムを、1-オクテンとスチレンモノマーをリアクタントとするモデル反応によって検討した結果,1-オクテン水素によってスチレンモノマー類の水素化および水素化分解は促進され、一方スチレンモノマーの二量化を経て進行するコーキングは抑制されるため、触媒活性は持続することが明らかになった。さらに、ポリオレフィン水素と外部添加水素を組み合わせて、水素の効果を高めることを検討した。

外部水素はコーキング抑制と同時に、平衡の関係で芳香族およびポリオレフィン水素の生成量を低下させるように作用するので、過剰な外部水素の添加は好ましくない。しかし、コーキングと芳香族抑制の水素圧依存性は前者の方が大きいことから、水素分圧を低く設定すると芳香族収率の減少を極力抑えながらコーキングを大きく抑制することが可能であった。ガリウム担持H-ZSM-5ゼオライト触媒を用いてポリオレフィン/ポリスチレン混合物を芳香族系石油化学原料へ分解する廃プラスチックの新規ケミカルリサイクル技術の開発について検討した。ポリスチレン濃度が20%程度のとき,ポリオレフィン由来水素によるコーキング抑制が顕著で接触分解が効率的に進行した。さらに,モデル化合物による反応機構の検討から,ポリオレフィン水素存在下ではスチレンモノマーの水素化及び水素化分解が促進され,二量化経由のコーキングは抑制されることが明らかになった。前年度に引き続いて、低分子モデル化合物としてスチレンモノマー/オクテン混合物を用いた水素移行型分解反応機構の解明を行い、プラスチック混合物の分解におけるポリオレフィン水素の役割を詳細に解明する。また、PET/ポリオレフィン混合系の反応における水素の効果を検討し、ポリスチレン以外のプラスチックの分解においてもポリオレフィン水素を利用した反応制御が可能かどうかを明らかにする予定である。引き続き低分子モデル化合物のスチレンモノマーとオクテンの反応から特殊反応場の作用機構の詳細な検討を行う。とくに反応場におけるポリオレフィン水素濃度の影響を明らかにして,ポリスチレン以外のプラスチックを含む系に適用可能な条件を探る。さらにGa/ZSM-5触媒系の高性能化を図る。環境触媒化学第4回高分子学会グリーンケミストリー研究会シンポジウムへの参加申込をしていたが、急用により参加を取り止めたため旅費に残額が生じた。また、状況に応じて実施する分析装置の修理・点検とヘリウム等の充填ガス類の発注の時期が次年度にずれ込んだため、残額が生じた。分析装置の修理・点検経費と充填ガス類購入経費はそのまま使途に変更なく平成28年度に使用する。また、旅費は当初計上していた平成28年度旅費に上乗せして使用する予定である。
超流動ヘリウム３表面束縛状態のマヨラナ粒子性検証のための新技術

超流動ヘリウム3ーBの自由表面に形成される表面束縛状態のマヨラナ粒子性の検証を目的として、毛細管現象と微小SQUIDを利用した新しい実験系の構築のための基礎的研究を行った。幅110マイクロメーターのマイクロチャネル構造中を作製し、液体ヘリウムの毛細管現象の研究を進めた。特にのマイクロチャネル中の液体ヘリウム4の表面にトラップされた電子の輸送特性から、毛細管凝縮したヘリウムの表面は予想通りの形状になっている事を示した。また輸送特性に現れる振動は、電子密度を変化させた際に起こるWigner結晶のreentrantな融解に起因する事を明らかにした。トポロジカルに非自明な超流動ヘリウム3ーB相の表面には表面束縛状態が形成される。特に表面が鏡面的な場合に形成される表面束縛状態は、粒子と反粒子が等価なマヨラナ粒子的であることが理論的に予想されている。自由表面は乱れや不純物のない表面であり、鏡面的表面であると考えらるため、そこに形成される表面束縛状態はマヨラナ粒子的であると予想される。表面束縛状態がマヨラナ粒子的であることを検証する唯一の方法は、表面束縛状態のイジング的異常磁気応答を観測することである。本研究の目的は、毛細管現象と微小SQUIDを利用することにより、これまで困難であった自由表面を壊さずにかつ自由表面近傍の磁気応答を測定できる実験系を構築することである。本年度は、昨年度に引き続きマイクロメーター領域での液体ヘリウムの毛凝縮象研究のための技術開発とその現象の詳細の解明を中心に研究を推進した。幅110マイクロメーターのマイクロチャネルを作製し、毛管凝縮においてチャネルエッジの形状がメニスカスに及ぼす影響を調べた。そのために、液体ヘリウム上にトラップされた電子の伝導特性を測定した。数値計算による見積によると、幅10マイクロメーター程度でメニスカスの影響が現れはじめる。電子の伝導はエッジが滑らかになるとシャープな特性を示すことがわかった。これは、滑らかなエッジによりメニスカスの屈曲が小さくなったためと考えられる。またこれと並行して、自由表面近傍の磁化を測定するための微小SQUIDデザインおよびSQUID測定回路系の構築を進めた。超流動ヘリウム3ーB相では、その波動関数のトポロジカルな状態を反映して、表面には表面束縛状態が形成される。特に、自由表面に形成される表面束縛状態は、粒子と反粒子が等価なマヨラナ粒子的性質を示すことが理論的に予想されている。本研究の目的は、毛細管現象と微小SQUIDを利用することにより、これまで困難であった自由表面を壊さずにかつ自由表面近傍の磁化を測定できる実験系を構築することである。本年度は、マイクロメーター領域での液体ヘリウムの毛細管現象の詳細の理解、およびそのための技術開発を行うために、マイクロチャネル構造中への液体ヘリウムの毛細管現象研究を中心に研究を進めた。幅1.6マイクロメートル程度のチャネルを作製した。このチャネル中では、毛管凝縮したヘリウムの表面は平らになると予想される。表面に電子をトラップして移動度を測定したところ、毛管凝縮したヘリウムの表面は平らになっていると思われる結果を得た。これと並行して、自由表面近傍の磁化を測定するための微小SQUIDデザインおよびSQUID測定回路系の構築を進めいている。発熱量を抑えるため、当初予定していたブレークジャンクション型の微小SQUIDではなく、基板上に展開した微小SQUIDを作製する事とした。今後、微小SQUIDの作製、冷却テストおよび発熱量の評価を行う予定である。初予定していたブレークジャンクション型の微小SQUIDでは、発熱量が抑えられないということが判明した。そのため、予定を変更し、基板上に展開した微小SQUIDを作製する事とした。基板上の微小SQUIDを作製することへの計画変更により若干の遅れがある。しかし、液体ヘリウムの毛細管現象の実現は順調に進んでおり、全体としてはそれほど大きな遅れではない。液体ヘリウムの毛細管現象の実現は順調に進んでいる。そのため、基板上の微小SQUIDの作製、冷却テストおよび発熱量の評価を中心に行う。特に、常流動3Heで磁化測定を行い、表面状態を測定するために必要な十分な感度を要するかどうかを見極める。その後、微小SQUIDと毛細管現象マイクロ構造を組合わせたシステムを構築する。そのため、微小SQUIDを作製するための経費、およびSQUID測定回路系を構築するための経費を次年度に使用することになる。翌年度以降に請求する研究費は、主に、微小SQUIDと毛細管現象マイクロ構造を組合わせたシステムを構築するための経費として使用する。
サンゴ礁海域の大気－海洋間無機炭素量計測への固体電解質型センサの利用

本研究は、大気ー海洋界面及び海洋鉛直下の無機炭素量測定を想定した固体電解質型CO2センサの研究、及び本センサを用いた水槽中及び海洋中での複数箇所同時連続計測の可能性を探ることを目的とした。CO2センサ素子は分子認識部(通常は炭酸塩)と信号変換部(固体電解質)で構成される。そこで、まず海洋中使用による耐水性を考慮した素子の改良として固体電解質や構造を変えた複数の素子の基礎データを収集し、さらに新たな分子認識物質の可能性及びその応答メカニズムの検討を行った。検討した素子で実際に水槽中の複数深度における溶存CO2の同時計測を行ったところ、問題点は残るが本素子を用いた溶存CO2計測の可能性も示された。本年度は、前年度に生じた問題、素子作製用LaF3単結晶(固体電解質)の入手が困難となった、ことを解決するため、LaF3単結晶に代わる固体電解質として、耐水性・イオン伝導性にも優れている市販のLiイオン伝導性ガラスセラミックスを使用することにしたので、急ぎ、それを使った素子の作製と溶存CO2に対する応答特性を調べた。その際、前年度に素子の補助層としてハイドロキシアパタイト(以下HApと略)を使用すると素子の耐水性と素子作製過程の簡便化されるという成果が得られているので、これと同様に補助層を固定化し、Liイオン伝導性ガラスセラミックスの使用に支障がないことを確かめることから始めた。まず、本素子が水槽や海水中の深度方向へ設置されることを考慮して、Liイオン伝導性ガラスセラミックスを使用した素子の構造を従来の積層型から平面型へ変更した。以前の研究から、素子構造を変えてもセンサ応答はほとんど変わらないことは確認済みである。補助層となるHApの固定化は前年度検討した方法を含めて4方法で行い素子を作製したが、LaF3単結晶を使った場合に比べ、溶存CO2に対する応答はノイズが多くなり応答範囲も小さくなる等、様子が異なっていた。そこで、HApの溶存CO2との反応についてXRDやIRスペクトルを調べると、HAp中のPO43-又はOH-サイトのいずれかにCO2がCO32-として置換していることがわかったが、これは固体電解質にF-イオン伝導体(LaF3単結晶)を用いた場合とLi+イオン伝導体を用いた場合では、イオン伝導機構に違いが生じる可能性を示し、そのことがセンサ応答に影響したと考えられる。従って、HApを補助層として用いる場合は固体電解質の種類を選ぶ必要があることが示唆され、Liイオン伝導性ガラスセラミックスを素子に用いる場合、補助層としてはHApより炭酸塩を用いる方がよいとわかった。本研究は、セル中(50mL、pH7緩衝溶液中、30°C)で行ってきた固体電解質型溶存CO2センサに関する研究を水槽中や海洋の水深数m範囲へと展開し、複数・同時計測を試みる事を目的として進めてきた。昨年度までは、予定していたLaF3単結晶(固体電解質)が入手困難になったことから、計画の順序を替えて「センサ素子の形状等の改良」を先に行い、市販のLiイオン伝導性ガラスセラミックスを代替の固体電解質としてこれに補助層を固定した素子の溶存CO2に対する基礎データを収集し、今後の研究にこの素子が使用できることを確認した。そこで本年度は、まず昨年度に引き続き、本素子の溶存CO2応答の基礎データとして次の2点について緩衝溶液50mL中で検討した。海洋使用を想定した18 °C程度の低温における応答を調べたところ、これまでの場合(30°C下)とほぼ同様な応答を得た。また、水深により素子の導線長さを調整する必要があるためその方法を検討した。補助層固定化行程を考慮して、従来の方法で作製した素子の導線を補助層固定後に一度切断し、その間に延長分の導線を継ぎ足した。この様に作製した素子の応答波形にもノイズなどは見られず、濃度の対数と起電力の関係もNernst式に従う直線性を示したことから、この様に導線の長さを調節しても応答に問題は無いと分かった。そこで、これらの結果を元に作製した素子を水槽(高さ1 m、約10 L)中の水深5 cm、35 cmにセットして溶存CO2の同時計測を試みた。いずれの位置にセットした素子でも溶存CO2に対する応答を示したが、これまでの結果に比べ応答時間はかなり長くなり、Nernst式に従う濃度依存性の範囲も低濃度側のみと狭くなった。これらの結果は、単にセンサ素子の問題だけではなく、今回用いた水槽が閉鎖系であったことによる影響も考えられるため、今後は水槽内の条件も考慮する必要がある。