hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光質制御による高品質屋内緑化用植物の生産

光質の制御方法として紫外線蛍光灯(UV-B)の照射),光線選択性フィルターによる被覆及び明期終わりでの赤色光補光処理の3種類の処理を検討した.1.UV-B補光ミニバラを供試し,UV-Bの照射を照射時間及び回数を変えて暗期中に行った.UV照射処理を約1カ月間行った後,弱光条件に移動した.地上部生体重あたりおよび乾物重あたりの水分損失量を比較すると,対照区よりも処理区で小さくなり,特に,30分毎15分間処理区で小さくなる傾向が認められた.2.光線選択性フィルターによる被覆ミニバラ及びエキザカムを供試した.透過光のR/FRがそれぞれ0.59(SBM),1.24(YBM-3),1.33(YBM-2)及び2.19(YBM-1)のフィルター,選択性のないBBM及び6%CuSO_4溶液を封入したフィルターを供試した.ミニバラでは,第1花開花時に人工気象器(SIE)内に移動した.側枝長はYBM-3区で変化が小さかった.花色はどの区でも,SIE搬入後,急速に淡色化し,処理間差は小さくなったが,YBM-2及びYBM-3ではSIE前後の変化が比較的小さかった.エキザカムでは,本葉2対展葉からフィルター下で栽培し,開花始めにSIEに搬入した.草丈はR/FRの大きい区で小さくなり,SIE搬入8週間後も同じ傾向であった.開花数は,草丈の高い区で多い傾向が認められた.花色は,エキザカムではSIE中での退色が少なく,処理による差異は小さかったが,YBM-2で比較的花色が濃い傾向が認められた.3.明期終わりでの赤色補光処理(R-EOD)ミニバラ及びパンジ-を供試した.開花始めにSIEに搬入し全体重の変化を測定して水分損失量とした.ミニバラでは,SIE期間中の新鮮重あたり及び乾物量あたりの水分損失量は,R-EOD区の方が有意に小さくなった.パンジ-では,花茎長はR-EOD区で有意に短かったが,水分損失量には有意差がなかった.光質の制御方法として紫外線蛍光灯(UV-B)の照射),光線選択性フィルターによる被覆及び明期終わりでの赤色光補光処理の3種類の処理を検討した.1.UV-B補光ミニバラを供試し,UV-Bの照射を照射時間及び回数を変えて暗期中に行った.UV照射処理を約1カ月間行った後,弱光条件に移動した.地上部生体重あたりおよび乾物重あたりの水分損失量を比較すると,対照区よりも処理区で小さくなり,特に,30分毎15分間処理区で小さくなる傾向が認められた.2.光線選択性フィルターによる被覆ミニバラ及びエキザカムを供試した.透過光のR/FRがそれぞれ0.59(SBM),1.24(YBM-3),1.33(YBM-2)及び2.19(YBM-1)のフィルター,選択性のないBBM及び6%CuSO_4溶液を封入したフィルターを供試した.ミニバラでは,第1花開花時に人工気象器(SIE)内に移動した.側枝長はYBM-3区で変化が小さかった.花色はどの区でも,SIE搬入後,急速に淡色化し,処理間差は小さくなったが,YBM-2及びYBM-3ではSIE前後の変化が比較的小さかった.エキザカムでは,本葉2対展葉からフィルター下で栽培し,開花始めにSIEに搬入した.草丈はR/FRの大きい区で小さくなり,SIE搬入8週間後も同じ傾向であった.開花数は,草丈の高い区で多い傾向が認められた.花色は,エキザカムではSIE中での退色が少なく,処理による差異は小さかったが,YBM-2で比較的花色が濃い傾向が認められた.3.明期終わりでの赤色補光処理(R-EOD)ミニバラ及びパンジ-を供試した.開花始めにSIEに搬入し全体重の変化を測定して水分損失量とした.ミニバラでは,SIE期間中の新鮮重あたり及び乾物量あたりの水分損失量は,R-EOD区の方が有意に小さくなった.パンジ-では,花茎長はR-EOD区で有意に短かったが,水分損失量には有意差がなかった.
科学技術外交としての日本の対アジア地域原子力協力

本研究は日本の「科学技術外交」としてのアジア諸国への原子力国際協力の展開について明らかにする。そのため本研究は、日本が(1)1950年60年代に、科学研究、医療を目的としたラジオアイソトープ(RI)の利用訓練の提供を開始したこと、(2)1978年に、IAEA主導の「原子力科学技術に関する研究開発及び訓練のための地域協力協定(RCA)」に加盟し、アジア諸国との原子力協力を拡大したこと、(3)1990年に「アジア地域原子力協力国際会議」(ICNCA)を発足させ、1999年には「アジア原子力協力フォーラム」(FNCA)へと発展させたことに着目し、これらの政治過程と国際的背景を検討する。
狩猟故実書の分析による公家文化と武家文化の比較研究

研究期間最終年度となる今年度も、尊経閣文庫をはじめ、国立公文書館、宮内庁書陵部、蓬左文庫、静嘉堂文庫などに所蔵されている故実書類を閲覧・調査した。また、慶應義塾図書館(魚菜文庫)、金沢市立玉川図書館近世資料館(加越能文庫)の所蔵史料は複写を入手。松本市文書館では小笠原流故実書の写真を閲覧した。さらに、石川文化事業団お茶の水図書館(成簣堂文庫)所蔵の小笠原家文書に「矢開文書」と題された故実書類があることを確認。閲覧・調査により、室町殿や細川氏の矢開に関する貴重な史料群であることが判明し、公家文化との差異が明瞭な武家の狩猟と狩猟儀礼「矢開(矢口開)」の変化についても考察することができた。摂家将軍も親王将軍も狩猟を行なった形跡は無いが、北条泰時・経時は鹿を獲物とする矢口祭を行なっており、北条氏にとっても狩猟は重要な政治文化だった。ところが、室町期には鳥を獲物とする矢開の故実が流布し、室町殿も雀を獲物として矢開を行なっている。そうした鳥の故実は室町期に形成されたのではなく、北条得宗家において創始されていたと考えられ、近世の故実書が引用する徳治二年(1307)の矢開の日記によれば、得宗家で雀の矢開が行なわれていた。武家首長の矢開は中世に一貫してみられたが、その獲物は十三世紀後半以降、鹿から鳥へと変化していたのである。武家首長の公家化という面だけでなく、武家文化の変容についても考えてみることが重要であろう。この研究成果の一部は、2005年11月、「武家の狩猟と矢開の変化」と題して、史学会(東京大学)第103回大会日本史部会(中世)において発表した。本年度は、狩猟故実書の基礎的研究を行なった。まず、活字化されている狩猟故実書諸本と、宮内庁書陵部や内閣文庫、立命館大学図書館西園寺文庫、天理図書館、尊経閣文庫などの目録を対照し、どのような狩猟故実書がどのような機関に所蔵されているか確認した。そのなかで、圧倒的な数量を誇る宮内庁書陵部所蔵の鷹書(松平家旧蔵本・松岡辰方旧蔵本・桂宮旧蔵本など)から調査をはじめる。狩猟故実書『狩詞』『狩言葉<若州武田旧記>』、鷹狩故実書『鷹狩記<祢津流>』『鷹書才覚之巻』『鷹故実』『蒙求臂鷹往来』などを調査。写真(紙焼)により収集した。いずれも、今後、他の諸本と比較し、詳細に分析する必要がある。また、書陵部所蔵の「野行幸古図」なる絵巻も調査した。おそらく近世の写本(白描)であると思われるが、平安時代の王朝の鷹狩を描いた、きわめて貴重な絵画史料であることが判明した。こうした史料調査と並行して、鎌倉・室町時代の古記録類を読み、故実書が形成された時代を考察している。そうしたなかで、つぎのようなことがうかびあがってきた。一般に、「公家故実」「武家故実」などと呼び分けられるが、狩猟故実の場合、15世紀以前に武家の故実書と呼べるものが見当たらない(しかし、巻狩も鷹狩も盛んに行なわれていたことは確実)。「武家故実」の原点とおもわれがちな将軍についても、摂家(藤原)将軍以降は狩猟をした痕跡がない。さらに、室町将軍もその初期(義満)には狩猟に関する史料が乏しい。一方で、鷹狩故実を脈々と受け継いでいたのは公家であった。13世紀の持明院基盛、14世紀の二条良基などが王朝の鷹狩故実を伝承しており、それは後世の故実書に影響を与えたと考えられる。これは、従来、ほとんど注意されていなかったことであり、今後さらに調査・検討をすすめる必要がある。本年度も狩猟故実書の基礎的研究を行なった。まず、国立公文書館旧内閣文庫所蔵の狩猟故実書を調査した。『西園寺相国御家秘伝之書』『持明院家鷹秘書』『鷹経弁疑論』『蒼鷹秘伝記』『鷹相之巻抜書』『政頼秘伝一流目録』『宇都宮流鷹書』など20件40冊を実見・調査し、鷹書の流布を考える上で貴重な知見を得ることができた。また、(財)前田育徳会尊経閣文庫に所蔵されている数十件におよぶ狩猟故実書の調査は、この研究の重要な柱のひとつである。今年度は同文庫所蔵の中世の獣猟故実書『狩詞』の古写本5件を閲覧・調査し、うち「大永四年(西暦1524年)」の奥書をもつ1本が、『狩詞』諸本中、最古級の善本であることを確認した。なお、尊経閣文庫には多数の鷹狩故実書もあり、それらは来年度あらためて調査をする必要がある。さらに、宮内庁書陵部所蔵の鷹書のうち、桂宮旧蔵本についても調査を行なった。他系統の写本との比較など、詳しい分析は今後の課題である。こうした故実書類の調査と並行して、故実書の多くが成立した室町・戦国時代の古記録類などを読み、当時の武芸の実態などを探る作業も継続した。以上の調査・研究によって、室吋・戦国期の武家が公家の狩猟故実書を学習していた様子が少しずつあきらかになってきている。

また、従来、武家の文化として語られがちだった巻狩は、将軍のレベルでは室町まで継承されておらず、室町前期には犬追物、後期には鷹狩が重要な文化であったことも判明してきた。.研究期間最終年度となる今年度も、尊経閣文庫をはじめ、国立公文書館、宮内庁書陵部、蓬左文庫、静嘉堂文庫などに所蔵されている故実書類を閲覧・調査した。また、慶應義塾図書館(魚菜文庫)、金沢市立玉川図書館近世資料館(加越能文庫)の所蔵史料は複写を入手。松本市文書館では小笠原流故実書の写真を閲覧した。さらに、石川文化事業団お茶の水図書館(成簣堂文庫)所蔵の小笠原家文書に「矢開文書」と題された故実書類があることを確認。閲覧・調査により、室町殿や細川氏の矢開に関する貴重な史料群であることが判明し、公家文化との差異が明瞭な武家の狩猟と狩猟儀礼「矢開(矢口開)」の変化についても考察することができた。摂家将軍も親王将軍も狩猟を行なった形跡は無いが、北条泰時・経時は鹿を獲物とする矢口祭を行なっており、北条氏にとっても狩猟は重要な政治文化だった。ところが、室町期には鳥を獲物とする矢開の故実が流布し、室町殿も雀を獲物として矢開を行なっている。そうした鳥の故実は室町期に形成されたのではなく、北条得宗家において創始されていたと考えられ、近世の故実書が引用する徳治二年(1307)の矢開の日記によれば、得宗家で雀の矢開が行なわれていた。武家首長の矢開は中世に一貫してみられたが、その獲物は十三世紀後半以降、鹿から鳥へと変化していたのである。武家首長の公家化という面だけでなく、武家文化の変容についても考えてみることが重要であろう。この研究成果の一部は、2005年11月、「武家の狩猟と矢開の変化」と題して、史学会(東京大学)第103回大会日本史部会(中世)において発表した。
ラットストレスモデルにおける排尿機能、性機能の検討

継続的なストレス負荷は、尿路系や男性生殖器系の臓器にも影響を与えると考えられる。尿意切迫感、頻尿、尿失禁などの下部尿路症状(特に過活動膀胱)、膀胱痛を訴える間質性膀胱炎、さらには性機能障害にも関与している可能性がある。今回、我々はラットの慢性ストレスモデルを作成して頻尿、膀胱痛など下部尿路症状の発現メカニズム、性機能障害発現のメカニズムの解明を行った。慢性stress環境下における頻尿の発症に、炎症が関与している可能性が示唆された。これまで、代謝ケージや膀胱内測定の結果、Water Avoidance Stress (WAS)モデルラットが頻尿を呈すことを報告してきた。その機序の解明のために、摘出した膀胱からRNAを抽出しDNAマイクロアレイを用いてWASラット群と対照群で遺伝子発現の差を探索した。WASラット群で発現が亢進していた代表的な遺伝子は、S100A8、S100A9、MMP7、IL-6、IL-1β、FOS、COX-2などであった。炎症に関与する遺伝子群が多いため、慢性のストレス環境下での頻尿に炎症が関与しているのではないかと考え、COX-2に着目した。免疫染色とWestern blottingの検討で、膀胱平滑筋細胞でのCOX-2発現は、WASラット群ではタンパク質レベルで上昇していた。膀胱内圧測定でのCOX2阻害薬を用いた検討では、WASラット群に対しCOX2阻害薬投与群では、頻尿は改善した。免疫染色とWestern blottingの検討で、膀胱平滑筋細胞でのCOX-2発現は、タンパク質レベルで減少していた。今回、我々はラットの慢性ストレスモデルを作成して頻尿、膀胱痛など下部尿路症状の発現メカニズム、性機能障害発現のメカニズムの解明を行うことを目的とした。Water Avoidance Stress(WAS)ラットは過敏性腸症候群等の内臓知覚過敏モデルとして種々の報告がみられ、腸粘膜と同様に膀胱粘膜の障害が報告されている。代謝ケージや膀胱内測定の結果、WASモデルラットが頻尿を呈すことを報告した。Water Avoidance Stress(WAS)ラットは過敏性腸症候群等の内臓知覚過敏モデルとして報告がみられ、腸粘膜と同様に膀胱粘膜の障害が報告されている。WASラット群と対照群で代謝ケージや膀胱内圧測定などを用いて膀胱機能の変化を検討した。また摘出した膀胱からRNAを抽出しDNAマイクロアレイを用いてWASラット群と対照群で遺伝子発現の差を探索した。SDオスラットを10匹ずつ2群に分けた。冷水を張った水槽内の狭い足場にラットを1日につき2時間以上放置するWASストレスを2週間継続したWAS群と対照群で代謝ケージを用いて1回排尿量・排尿間隔を測定した。膀胱内圧測定は、イソフルレン気化吸入麻酔にて、下腹部正中切開創よりPE-50カテーテル(外径0.97mm)を膀胱内に挿入し、閉腹後、ラットをボールマンケージに格納し、カテーテルを通して膀胱内に生食を注入しながら膀胱機能を測定した。膀胱内圧、排尿間隔、1回排尿量、残尿量を測定した。代謝ケージでは、WASラット群では対照群に比べて、1回排尿量が少なく頻尿であった。膀胱内圧測定でも1回排尿量の減少を認め頻尿であった。残尿量には差を認めなかった。収縮圧、基礎圧などに差を認めなかった。膀胱機能測定終了後にペントバルビタールにて安楽死させ(150mg/kg以上を腹腔内から投与)、膀胱を摘出した。

病理学的検討では、HE染色を施行したが、著明な差を認めなかった。ほぼ計画通りに達成されている。研究計画通りに研究を進めていく。WASラットでの性機能評価を行う。イソフルレン気化吸入麻酔後に、下腹部正中切開創より陰茎海綿体脚を露出し、25G翼状針を留置し陰茎海綿体内圧を測定する。同時に総頸動脈に血圧測定用のカニュレーションを行い、WASラット群と対照群で平均動脈圧を測定する。前立腺前面で海綿体神経を同定し、双極電極により海綿体神経を電気刺激し、陰茎海綿体内圧/平均動脈圧を測定する。その後、陰茎組織を採取する。陰茎海綿体内圧が2群間で差があるかどうかは不明であるが、差があれば、膀胱機能で解析した薬剤を用いてその性機能に対する有用性に関しても検討したい。遺伝子発現が優位に上昇あるいは減少している遺伝子群をターゲットにして具体的には、real-time RT-PCRで発現量の差の再確認し、タンパクレベルでの発現量の差をWestern blotting、免疫染色などを用いてさらに詳細な解析を進める。ある遺伝子群がRNAレベル、タンパクレベルでも発現に差があるとすれば、その遺伝子群を抑制するような薬剤(例えば、炎症系サイトカインの上昇がみられるのであれば抗炎症剤など)を用いて、再度膀胱機能評価を行う。薬剤をWASストレス負荷の前に投与することで予防効果があるのか、WASと同時あるいはストレス負荷後に投与することにより治療効果があるのかということを解析する。またその時の病理組織変化を解析する。
自然環境下で崩壊可能なポリマーアロイ

1.ナイロン6(Ny6)とポリ乳酸(PLA)とのエステル/アミド交換反応を、温度制御が容易でかつ混練性能に優れた二軸押出機内で行い、80wt%のNy6と20wt%のPLAとからなるブロックコポリマー(BP)を合成した。供試するブレンド中のPLA濃度を保つために、未反応ホモポリマーを除去することなくブレンドに供した。卓上型ニーダーを用いて混合組成の異なる3種溶融ブレンド(混合比Ny6/BP;4/1,3/1,2/1)を調製した。70mmx4mmの短冊状の紙片として、水系浸漬液中に浸漬し加水分解挙動を検討した。結果を以下にまとめる。(1)60°Cの蒸留水中に浸漬すると、浸漬液の紫外吸収スペクトルの260nm近辺にカルボニルのn→π^*遷移によると判断される吸収が現れ、加水分解が進むにつれ吸光度(ε)が増大することが分った。一方試片のメタクレゾル希薄溶液の粘度測定により求めた極限粘度数[η]は、εにほぼ反比例して低下することが確かめられた。この結果から蒸留水を浸漬液に選ぶならば、紫外吸光度よりブレンド試料の崩壊度を推定し得る可能性が示唆された。(2)浸漬液にpH7の緩衝液を用いた場合よりも、蒸留水を用いた場合に崩壊速度が速くなった。これは加水分解によって生成した乳酸によるものと推察される。(3)ブレンド比による崩壊速度の差は認められなかった。ブロックコポリマーとすることにより、相溶性が向上したことが原因であると考えられる。2.メチルメタクリレートとアクリルアミドまたはN,N-ジメチルアクリルアミドとのランダムコポリマーを共成分とするブレンドを蒸留水に浸漬し、浸漬液中に生成した水溶性分解物を^1H-NMR,FT-IR,により分析し、以下の結果を得た。(1)水相には、共成分は溶解していず、Ny6内にトラップされている。(2)共重合率による分解速度の差は、殆ど認められない。ナイロン6を主成分とし,これにエステル結合を有する共成分高分子を,約10wt%ブレンドし,前者の加水分解に及ぼす後者の影響について検討した.methyl acrylate/acrylamideの仕込比を1/3,1/1,3/1(mole%)として,共重合組成の異なる3種のpoly(methyl acrylate-ran-acrylamide)(PMA)を合成した.一方poly(ε-amino caprolactum-co-lactide)(PCL)はナイロン6(Mn:2.2X10^4)75wt%とポリ乳酸(Mn:3X10^5)25wt%の混合物を260°Cに保った二軸押出機内で酢酸亜鉛を触媒としてアミド・エステル交換反応させることにより調製した.90部のナイロン6と,10部のPMAまたはPCLとを,小型ニーダー中で溶融混合し,240°Cのホットプレス中で圧縮成形することにより,厚さ約0.2mmのシートとした.冷却後幅4mm長さ50mmの短冊状の試片を切出し加水分解に供した.60°Cに保ったpH7のリン酸緩衝溶液中に,これらの試片を所定時間浸漬した.浴比は40とした.浸漬開始後

1週間毎に浸漬液の吸光度の変化を紫外・可視分光光度計で測定するとともに,試片のメタクレゾール希薄溶液の粘度測定により,少量の共成分を含むナイロン6の加水分解の進行を測定した.加水分解され,浸漬液中に溶出した低分子量成分中にカルボニル基による吸収が,波長λ=230nm近辺に認められた.PMAをブレンドした試片では,カルボニル基による吸光度は浸漬時間の経過と共に単調に増大した.しかし,共重合組成による差は殆ど認められなかった.PCLを10wt%ブレンドした試片についても,同程度の効果が認められた.緩衝液に浸漬する前後の,希薄メタクレゾール溶液の粘度を比較することにより,分子量の変化について検討した.ナイロン6そのものでは,その低下速度は極めて小さく,70日間浸漬により,約18%の粘度低下が起こっていたが,PMAおよびPCLを10wt%含む試片の粘度は,3週間後には60%,5週間後50%以下まで低下し,10週間を経過すると初期値の2030%まで低下した.1.ナイロン6(Ny6)とポリ乳酸(PLA)とのエステル/アミド交換反応を、温度制御が容易でかつ混練性能に優れた二軸押出機内で行い、80wt%のNy6と20wt%のPLAとからなるブロックコポリマー(BP)の合成した。未反応ホモポリマーを除去することなくブレンドに供した。卓上型ニーダーを用いて混合組成の異なる3種溶融ブレンド(混合比Ny6/BP;4/1,3/1,2/1)を調製した。70mm×4mmの短冊状の紙片として、水系浸漬液中に浸漬し加水分解挙動を検討した。結果を以下にまとめる。(1)60°Cの蒸留水中に浸漬すると、浸漬液の紫外吸収スペクトルの260nm近辺にカルボニルのn→π遷移によると判断される吸収が現れ、加水分解が進むにつれ吸光度(?)が増大することが分かった。一方紙片のメタクレゾル希薄溶液の粘度測定により求めた[η]は、?にほぼ反比例して低下することが確かめられた。この結果から蒸留水を浸漬液に選ぶならば、紫外吸光度よりブレンド試料の崩壊度を推定し得る可能性が示唆された。(2)浸漬液にpH7の緩衝液を用いた場合よりも、蒸留水を用いた場合に崩壊速度が速くなった。これは加水分解によって生成した乳酸によるものと推察される。(3)ブレンド比による崩壊速度の差は認められなかった。ブロックコポリマーとすることにより、相溶性が向上したことが原因であると考えられる。2.メチルメタクリレートとアクリルアミドまたはN,N-ジメチルアクリルアミドとのラランダムコポリマーを共成分とするブレンドを蒸留水に浸漬し、浸漬液中に生成した水溶性分解物を^1H-NMR,FT-IR,により分析し、以下の結果を得た。(1)水相には、共成分は溶解していず、Ny6内にトラップされている。(2)共重合率による分解速度の差は、殆ど認められない
安曇野における水資源有効活用としての雨水貯留水の生物学的・医学的解析

安曇野市の雨水貯留槽43箇所から定期的に採取した雨水を対象に、レジオネラ属菌・大腸菌群・従属栄養細菌の汚染調査を実施した。レジオネラ培養は6月に1検体から分離、6,8月各12検体、10月17検体がPCR陽性であった。アースプラス加工ビーズはレジオネラ・大腸菌群・従属栄養細菌に対し殺菌活性が証明された。貯留槽内にアースプラス加工ビーズを浸すとレジオネラの根絶をもたらした。アースプラス加工ビーズの殺菌活性は即効性だけでなく、L. pneumophilaに対し長期持続性も確認できた。大腸菌群・従属栄養細菌数著減には至らなかった。より信頼性の高い細菌制御法が雨水貯蔵槽内の細菌汚染対策に必要とされる。平成24年度実施の一般家庭の雨水貯留水の細菌学的汚染状況調査で、培養およびPCR法によりレジオネラ属菌が検出されたことより、雨水貯留槽内の細菌による健康被害の防止策の早急な対応が必要と考え、本年度は細菌に対する殺菌活性を示すアースプラスをコーティング加工したビーズを用いた雨水の細菌汚染制御法の新規開発とその有用性の実証的評価を行った。前段階として、雨水貯留槽と類似した環境下でのレジオネラの制御を実験的に評価した。雨水100ml中のレジオネラに対する殺菌効果はビーズ投入量0.2g以上で認められた。投入後の処置は、静置より振盪の方がより殺菌効果が高く、遮光中での効果も認められた。殺菌効果の速効性が認められたのは投入後約1か月で、その後は急激な菌数減少はないが約3か月後も効果の持続性が確認された。次に住宅に設置された雨水貯留槽に適用し、実際の制御効果を評価した。24年度細菌学的汚染状況調査を実施した家庭の中で7戸に協力を依頼した。内1戸は貯留槽の設置変更があり中断した。アースプラス加工ビーズをカラム型とチューブ型の2種類のケースに充填して、ビーズ充填量は250gと500gとした。採水はビーズ投入1週間前、投入日の投入直前、翌日、および1・2・3・4週間後の計7回行い、pH・COD・レジオネラ属菌数・大腸菌群数・従属栄養細菌数を測定した。1戸には許可を得てビーズ投入直前にLegionella pneumophila ATCC 33215株菌液を添加したが、250gと500gいずれも投入翌日以降の培養では検出されなかった。レジオネラ属菌・大腸菌群・従属栄養細菌に対する抗菌効果は250gと500gいずれも翌日に認められ、カラム型よりもチューブ型で高い抗菌効果が得られた。その後の抗菌効果の持続性も認められたが、前段階のin vitroの実験のような明らかな菌数の減少を示すことはなかった。安曇野市の「住宅用雨水貯留施設設置補助金」制度を活用して雨水貯留タンクを設置した一般家庭(約100戸)に対して、安曇野市との連携によりタンク内の貯留雨水の定期的採水への協力を要請したところ、40戸43箇所の協力が得られた。採水は6、8、10月の3回実施し、COD(化学的酸素要求量)、pHを測定した。細菌学的評価として、大腸菌群および従属栄養細菌の菌数検査を実施した。レジオネラ属菌については、濃縮/熱処理後に定量培養に供すると同時に16S rRNA遺伝子におけるレジオネラ属菌の特有領域を標的としたPCR法による検出を実施した。さらにPCR法陽性についてはL.pneumophilaに特有のmip遺伝子を標的としたPCR法を実施した。CODは6、8、10月の採水において110mg/Lで、約半数が1mg/Lであった。pHは3.67.0と偏りがあったが、各家庭では3回の測定を通してほぼ一定であった。1mLあたりの大腸菌群菌数は、6月が01,000(平均40)、8月が01,100(平均80)、10月が0960(平均38)であった。1mLあたりの従属栄養細菌数は、6月が1,00019,000,000(平均720,000)、8月が55,00022,000,000(平均4,200,000)、10月が1,00052,000,000(平均2,000,000)であった。

レジオネラ属菌の分離培養は、6月に1検体からの検出のみであった。PCR法によるレジオネラ属菌の検出では、6、8月は43検体中各12検体(27.9%)、10月は17検体(39.5%)が陽性であった。そのうちL.pneumophila特有のmip遺伝子によるPCR法により、6月は12検体中10検体(83.3%)、8月は12検体中5検体(41.6%)、10月は17検体中4検体(23.5%)が陽性であった。一般家庭雨水貯留水のレジオネラ属菌/大腸菌群/従属栄養細菌の細菌学的調査で、培養とPCR法によりレジオネラ属菌が検出されたことは、雨水貯留槽内の細菌による健康被害防止策の早急な対応が必要と考えた。抗菌活性を示すアースプラス加工ビーズ(以下アースプラス)を用いた雨水の細菌汚染制御法の新規開発と有用性の実証的評価を行った。アースプラスによるin vitro実験でレジオネラに対する抗菌効果の速効性と持続性が確認された。次に6戸の雨水貯留槽に適用し、実際の制御効果を評価した。うち1戸には許可を得てアースプラス投入直前にレジオネラ菌液を添加したが、翌日以降の培養ではレジオネラは検出されず、高い抗菌効果が認められた。大腸菌群/従属栄養細菌に対する抗菌効果も認められたが著しい細菌数減少には至らなかった。雨水貯留水は様々な物質の混入により汚染され、雨水中の何等かの物質がアースプラスの抗菌効果に影響していると考えた。本年度はアースプラスの抗菌効果を高める為に雨水中の汚染物質の除去方法として、ゼオライト/活性炭の併用を試みた。ゼオライトとアースプラス併用はin vitro実験と雨水貯留槽に適用、活性炭との併用はin vitro実験を実施したが、ともにレジオネラ属菌/大腸菌群/従属栄養細菌すべてに対する抗菌効果を高める結果は得られなかった。ゼオライト/活性炭との併用ではなくアースプラス単独の方が抗菌効果は高く、特にレジオネラに対しては有効な方法であった。しかし、大腸菌群/従属栄養細菌の制御は難しく、雨水貯留槽水は単純な細菌制御だけでは解決できない点があり、微生物の他に屋根/雨樋、環境中からの様々な物質の混入による汚染、雨水の使用量や気象条件等にも影響する。アースプラスはレジオネラに対する制御に有効であるが、雨水中に生息するその他の多くの細菌に対しての更なる細菌汚染制御法の開発を進めていきたい。臨床微生物平成24年度に引き続き25年度も雨水貯留水の細菌学的汚染状況調査を継続する予定であった。しかし、24年度にレジオネラ属菌が検出されたことより雨水貯留槽内の細菌による健康被害の防止策の早急な対応が必要と考え、本年度は細菌汚染制御法の開発とその有用性の実証的評価に専念した。継続調査ができなかったため、気象条件と細菌学的汚染状況の年次的変動の評価はできなかったが、24年度に関して統計学的解析を行った。本年度はアースプラスをコーティング加工したビーズを用いて細菌汚染制御への応用を試みた。前段階としての雨水貯留槽の類似環境を想定したin vitroでの実験は、室内での実験であり、順調に遂行することができた。実際に雨水貯留槽に応用するための研究は、アースプラス加工ビーズを提供している企業との共同開発によるところが大きい。アースプラス加工ビーズは直径約14mmであるため、設置方法、雨水との接触効率、経済性等を考慮し、網目状カラムと伸縮性メッシュチューブにアースプラス加工ビーズを充填して供試することとした。平成24年度に実施した定期的な採水以上に本年度は頻繁な採水が必要であったが、それにも拘わらず協力を得ることができたのは、前年度での採水において協力家庭との間に信頼関係を築くまでに至ったことによる。また、昨年度の調査結果は安曇野市役所を通じて協力家庭に送付していただいたが、安曇野市との連携も研究の進展には欠かせなかったと考える。
C型肝炎ウイルス感染の慢性化機序の検討

C型肝炎ウイルス感染は,他のウイルス感染と異なり,感染が慢性化し,引き続いて慢性肝炎・肝硬変・肝細胞癌を発症することが大きな問題となっている.ウイルス感染の慢性化の一つの機序として,Human Immunodeficiency Virusでは,ウイルスゲノムの変異と宿主免疫の関与が報告されている.そこで本研究では,C型肝炎ウイルスのゲノム変化と病態との関連について検討した.異なる病態を有するC型肝炎25症例を対象とし,ウイルスのコア抗原領域から表面抗原領域について,各個体より10個の遺伝子をクローニングし,その塩基配列を解析し,個体内におけるウイルス集団のheterogeneity(quasispecies)を解析した.5例の急性肝炎例における塩基配列では0.85±0.62%の違いが個体内で見いだされ,5例の慢性非活動性肝炎例では1.73±0.90%,9例の慢性活動性肝炎例では3.05±1.27%,3例の肝硬変例では2.71±1.47%であった.このように同一個体内に存在するウイルスのゲノムの違いは,病態の進展に伴って有意に(P<0.01)高くなることが明らかとなった.また,3例においては経時的にゲノムの変化を検討したところ,病態の進展と相同してゲノムの変異が多くなっており,この変化はその間のトランスアミナーゼ値の平均値と一致していた.C型肝炎ウイルスの構造領域と免疫系の関与,とりわけ中和抗体との関連は,いまだ明らかにされておらず,検討し得た領域の変化と免疫系の関与についても不明である.しかし,今回の検討によってC型肝炎ウイルスの慢性化の機序の一つに,ウイルスのゲノムが次々に変化していくことによって,ウイルスが宿主の免疫系の攻撃から逃れ,その感染状態が継続していく可能性が示唆された.C型肝炎ウイルス感染は,他のウイルス感染と異なり,感染が慢性化し,引き続いて慢性肝炎・肝硬変・肝細胞癌を発症することが大きな問題となっている.ウイルス感染の慢性化の一つの機序として,Human Immunodeficiency Virusでは,ウイルスゲノムの変異と宿主免疫の関与が報告されている.そこで本研究では,C型肝炎ウイルスのゲノム変化と病態との関連について検討した.異なる病態を有するC型肝炎25症例を対象とし,ウイルスのコア抗原領域から表面抗原領域について,各個体より10個の遺伝子をクローニングし,その塩基配列を解析し,個体内におけるウイルス集団のheterogeneity(quasispecies)を解析した.5例の急性肝炎例における塩基配列では0.85±0.62%の違いが個体内で見いだされ,5例の慢性非活動性肝炎例では1.73±0.90%,9例の慢性活動性肝炎例では3.05±1.27%,3例の肝硬変例では2.71±1.47%であった.このように同一個体内に存在するウイルスのゲノムの違いは,病態の進展に伴って有意に(P<0.01)高くなることが明らかとなった.また,3例においては経時的にゲノムの変化を検討したところ,病態の進展と相同してゲノムの変異が多くなっており,この変化はその間のトランスアミナーゼ値の平均値と一致していた.C型肝炎ウイルスの構造領域と免疫系の関与,とりわけ中和抗体との関連は,いまだ明らかにされておらず,検討し得た領域の変化と免疫系の関与についても不明である.しかし,今回の検討によってC型肝炎ウイルスの慢性化の機序の一つに,ウイルスのゲノムが次々に変化していくことによって,ウイルスが宿主の免疫系の攻撃から逃れ,その感染状態が継続していく可能性が示唆された.
中学校理科における電流概念の獲得指導教材の改善に関する調査研究

電流概念は中学生が獲得し難い科学概念の1つである。本研究の目的は、乾電池2個と豆電球2個からなる直列回路において、2個の豆電球が点灯するがその明るさに違いがある実験事象(以下、「従来型」と略記:国内の現行教科書6社中5社に掲載中)と片方の豆電球だけが点灯して見える実験事象(以下、「ゼロ型」と略記)等に対する中学生の「不思議さ」や「疑問を調べる意欲(以下、「意欲」と略記)」と適用される電流モデルの文脈依存度(異なる電流回路に適用した電流モデルが異なる度合い)の違いを明らかにすることである。そして、教材論・学習論の観点に基づき従来型よりゼロ型の方を用いて学習した方がよいという結論が得られるか検証することである。中学1・3年生各約320名のそれぞれ約半数は、4種の実験事象(A.単純電気回路:乾電池1個と豆電球1個からなる直列回路。以降,従来型とゼロ型に基づくB.従来型、又はゼロ型。C.先のBの豆電球の位置を入れ替えた直列回路。D.先のBの豆電球による並列回路)を順に観察した。次に、各回路の模式図中に電流の向きと大きさを表す矢印と数字を記入した。そして、各実験事象に対する不思議さと意欲について4件法で回答し、その理由を文章で記入した。調査の結果、次の点が明らかとなった。(1)小学校で学んだ単純電気回路に科学モデルを適用させた中学1年生は少なく、生徒の電流モデルは多様である。この点は中学3年生も同じ傾向がある。(2)中学生の不思議さや意欲は従来型よりゼロ型の方が高い。特に、意欲の高まりは女子に顕著である。(3)意欲の低い生徒の原因の1つとして「理科嫌い」や「問題解決の過程を追う粘り強さが低いこと」がある。(4)中学1年生の文脈依存度は従来型よりゼロ型の方が高い。この点は女子に顕著である。以上より、従来型では中学生が電流概念を習得し難く、ゼロ型を用いた方がよいことが示唆された。
航空産業における協調的企業行動と企業間取引形態についての分析

本年度は大きく以下の2点について考察をおこなった。第1は、わが国航空事業における競争性の変化についての計量分析とその総括である。企業間結合が進展し、規制緩和が実施されている状況では、独占力の強化が懸念されるところである。推測的変動ならびにパンツアロス統計量などを推定し、わが国航空会社の旅客事業における競争性の計測を行った。1986年以降のわが国国内旅客輸送では、完全競争ではないもののクールノー競争あるいはそれよりやや激しい競争が展開されているようである。また、段階的な規制緩和が進展した1990年代中頃以降、競争促進効果は見られなかったが、改正航空法施行以降では企業間競争が激化する傾向にある。第2に、EU航空会社のケースを対象に、資本提携が含まれる国境を越えた企業間協力関係における、背景と内容、解消・破綻に至る要因、経済効果などについて整理した。資本提携が行われている企業間協力関係には、大きく3つの利点がある。それらは、密度の経済性とよばれる費用低下効果、双方の資源の補完を背景とした企業価値が結合後に結合前の合計以上になるシナジー効果、経営資源の国際移転を通じた効率的な事業体制の確立である。ケーススタディの対象は、エールフランスとKLMオランダ航空、スイス航空とサベナベルギー航空、英国航空とドイツBAの組み合わせである。スイス航空は、EU統合に参加していない危機感から、積極的にEU航空会社に出資し、ハンター戦略を立ち上げ、同社と同社が資本参加するEU航空会社が、20%の市場占有率を獲得することをめざす。しかしながら、2001年に経営破綻する。その背景には、提携相手の選択の誤りという要素がある。一方、国際的な資本提携のリスクと困難さを示唆するものでもある、という点を明らかにした。第1は、わが国航空事業者間の合併・提携などに代表される協調的企業行動の現状分析である。まず、運航、座席販売、機材繰り、運賃設定などネットワークに関わる項目ならびに資本関係を中心にその内容を明らかにした。協調的企業行動は大きく2つに分類することができる。ひとつは、企業間結合の強化ならびにグループ内結束の強化につながるものである。JALとJASの合併、ANAとエアドウとの提携、便名の統一やFFPの共通化などマーケティング戦略上の取り組みなどが該当する。もうひとつは、子会社の活用と設立や路線の移管などを通じた企業グループ内における役割分担の再構築につながるものである。これら2つには経営効率化につながる側面と競争促進にマイナスに作用する要素があることを、理論的分析ならびに若干のケーススタディを通じ整理した。来年度においては、可能であれば航空会社にインタビューを実施し、意思決定プロセスなど実質的な経営支配にかかわる論点についても考察を試みたい。第2は、わが国航空事業における競争性の変化についての計量分析である。推測的変動ならびにパンツアロス統計量を推定し、わが国航空会社の旅客事業における競争性の計測を行った。完全競争ではないものの、かなり厳しい競争が展開されていること、航空会社間で独占度に違いがあり一部においてその度合いが強まる傾向にあること、以上の2点を暫定的な分析結果として導いた。来年度の早い時期に計量分析の結果をまとめる予定である。
ブレインアフェクティブロボット制御技術の創成

本申請課題では,これまでの脳波(EEG)や近赤外分光(NIRS)計測に関する感性情報処理の一連の研究成果を統合し,EEG・NIRS融合型感性計測技術を確立し,さらに,その具体的な応用技術として,感性によるロボット直接制御を実現したブレインアフェクティブロボット制御技術を開発することにより,医用・福祉・ロボット制御の基盤技術の開拓を進めると共に,世界初のEEG・NIRS協調型ブレインアフェクティブインターフェースを開発する.ヒトの“こころ"や“感性"の科学的解明は,安全・安心・快適な持続的社会を築くための重要な研究課題の一つであり,国内外の多くの研究者がその計測技術の確立や基盤技術開発等の分野横断型学際的テーマにチャレンジしている.特に,近赤外分光法(NIRS:Near Infra-Red Spectroscopy)が光脳機能イメージングという新しいパラダイムの扉を開いて以来,高次脳機能の光計測による解明が渇望されている.そのような状況の中で,申請者のグループは,脳の各部位で計測された大脳皮質毛細血管中の酸化・還元ヘモグロビン濃度の時空間ダイナミズムを利用した近赤外光感性情報解析手法を提案し,さらに,喜怒哀楽等の基本的な感性(感情)情報に加えて,Yes/No等の意思情報も同様の解析手法により抽出可能であることを見出した本申請課題では,このような感性・意思情報の協調型計測技術に根差したアフェクティブインターフェースの開発とそれをロボットの制御へ適用したアフェクティブロボット制御技術を開発することを主たる目的とした.本申請課題では,これまでの脳波(EEG)や近赤外分光(NIRS)計測に関する感性情報処理の一連の研究成果を統合し,EEG・NIRS融合型感性計測技術を確立し,さらに,その具体的な応用技術として,感性によるロボット直接制御を実現したブレインアフェクティブロボット制御技術を開発することにより,医用・福祉・ロボット制御の基盤技術の開拓を進めると共に,世界初のEEG・NIRS協調型ブレインアフェクティブインターフェースを開発する.本研究課題で提案するブレインアフェクティブインターフェースによるロボット制御技術は,未来のロボット制御技術において不可欠であるだけはなく,介護を有する寝たきり老人や身体障害者の生活支援機器としても渇望されており,その波及効果が期待される.本研究課題では,近赤外分光計測による,酸化・還元ヘモグロビン濃度の揺らぎがカオス性を有しており,被験者に課せられたタスクに応じて,そのカオス強度の指標であるリアプノフ指数に反映されるというこれまでの一連の研究成果を活用し,脳直結型アフェクティブインターフェースを実現する.このような研究は,国内外を問わずこれまで報告されておらず,極めて新規性が高い挑戦的萌芽研究と位置づけられる.【23年度研究実績】ヒトの感性に係る脳活性部位と発生メカニズムの脳波・近赤外分光同時計測による解明のため,現有設備である24Ch近赤外分光装置(OMM-3000:(株)島津製作所)を併用することにより,光(近赤外分光)と電気信号(脳波)の両側面から,より高精度・高信頼な感性・意思情報のアフェクティブインターフェースを構築した.非拘束状態でなるべく心的ストレスの少ない状態で脳波や心拍等の生体信号を計測するため,12Ch小型軽量生体アンプ(Polymate II,TEAC(株)(2,500千円))を導入し,非拘束状態でのリアルタイム感性計測システムを開発した.また,脳波・近赤外分光信号(酸化・還元ヘモグロビン濃度)に加えて,被験者に体動センサー(Polymate II用,センサーユニット,TEAC(株):190千円)を取り付け,そのセンサー時系列データをフラクタル解析することにより,感性情報分離システムへの入力データとし,その計測精度の向上を図った.当初の計画通り、脳波信号については,フラクタル次元解析の前処理としてICA分離を行い,行動に伴う筋電信号(アーティファクト)を分離・除去する.さらに,利用者への心的負担軽減のために我々が考案した新規なシナジェティックとカオスリカレントニューラルネットにより,多重連想想起と感性情報の学習予測機能を有する脳直結型アフェクティブインターフェースによるロボット制御技術を開発した.今後の方針としては、1次的な生体信号である脳波と2次的な生体信号であるヘモダイナミズムの時間的なすれ(12秒程度)を考慮し、同時性と即応性が両立した、ブレインアフェクティブインターフェースを構築することが肝要である。また、装置の実用化に向けて、小型化・軽量化も進めていくことが不可欠である。次年度計画としては、複数の被験者への対応のため、システムの拡充を図る計画である。従って、研究費もそれらに関連する物品に充当する予定である。
不同沈下を考慮したコンクリート舗装版の構造解析法と長寿命版厚設計法に関する研究

不同沈下によりコンクリート(Co)版下面とアスファルト(As)中間層との間に生じる空隙(ギャップ)のCo版応力に及ぼす影響は大きく、自重による版の変位と応力に及ぼすクリープの影響評価、版とAs中間層との接地及び剥離の判定方法の確立は重要である。クリープは版の自重による変位を増大させ、荷重応力の空隙による増加を低減できるが、その影響評価法は確立されていない。接地及び剥離の判定については、申請者らは挑戦的萌芽研究(2016-2017)で矛盾のない解析例を示したが、応力履歴解析に適さない有効ヤング係数を適用した例であった。そのため、自重作用の後に順次作用するとした版上下面の温度差、輪荷重による応力の解析に繋がらなかった。そこで、本年度は自重、クリープ、温度差、輪荷重のそれぞれが順次作用する場合の版下縁の履歴応力の解析を目標とした。クリープの影響評価に力点を置き、3要素Voigtモデルを取り入れた手法の開発を目指した。クリープひずみの影響は見かけの増分節点力で考慮し、全体系の平衡方程式に取り入れて解析した。クリープとともに自重、温度差、輪荷重はいずれも増分で与え、接地、剥離の判定を逐次行い、各作用による応力を解析した。解析は3D-FEMを用いて行ない、対象は幅員3.85m、版厚300mmの連続鉄筋コンクリート舗装(CRCP)とした。空隙は幅員方向に放物線分布し最大空隙深さ0.5mmとした。空隙のヤング係数は、接地前は無限小、接地後はAs中間層と同一とした。版のクリープ係数の終局値は1.0、ひび割れ部のせん断伝達は段差量/ひび割れ幅(0.3mm)=0.17で開始し、伝達開始後のせん断剛性は一定とした。以上に基づき、自重、クリープ、温度差、輪荷重が順次作用する場合の版下縁応力履歴の解析結果を示した。不同沈下による空隙を有する連続鉄筋コンクリート舗装版とアスファルト中間層との接触・剥離の判定方法、横ひび割れ部のせん断伝達モデルを取り入れた3D-FEMに自重応力の緩和を表現するための3要素Voigtモデルを組み、自重、クリープ、版上下面の温度差、輪荷重のそれぞれが順次作用する場合の版下縁応力の時刻歴解析ができることを確認した。特に、有効ヤング係数ではできなかった全自重で接地した版の応力緩和を、Voigtモデルを導入することにより表現できた。これらの解析結果は想定した結果と矛盾のないものであった。しかし、不同沈下により横ひび割れ幅は底面側で大きくなることが考えられ、ひび割れ要素のせん断ひずみで定義したせん断伝達モデルによればせん断応力も表面部より小さくなることが考えられる。しかし、これらの現象の解析による評価には至らず、今後の課題となった。以上から「概ね順調」と評価した。本解析手法の適用範囲を確認するため、不同沈下による版下面の空隙の最大深さ、版上下面の温度差について数水準を設定し、解析を行う。自重応力、温度差応力は版とAs中間層との接地・剥離の影響を大きく受けるので、接地・剥離の判定と空隙要素の剛性モデルを適切に定める。温度差応力は自重が発生原因であるので、空隙深さと関係づけて評価する。東広島・呉道路(東呉)の明り部盛土部、明り部切り土部で測定した横ひび割れ幅とその版厚方向応力分布を特に季節的温度変化の影響の観点から分析する。次いで、その分析結果と解析結果を比較検討し、解析モデルの妥当や問題点を明らかにする。さらに、岩国空港のCRCP、国道9号北条バイパスのCRCPのFWDによる調査結果、特に横ひび割れ部の段差とたわみを解析値と比較、検討し、解析の妥当や問題点を明らかにする。以上を取りまとめ、今後の方策とする。

版のクリープ係数の終局値は1.0、ひび割れ部のせん断伝達は段差量/ひび割れ幅(0.3mm)=0.17で開始し、伝達開始後のせん断剛性は一定とした。以上に基づき、自重、クリープ、温度差、輪荷重が順次作用する場合の版下縁応力履歴の解析結果を示した。不同沈下による空隙を有する連続鉄筋コンクリート舗装版とアスファルト中間層との接触・剥離の判定方法、横ひび割れ部のせん断伝達モデルを取り入れた3D-FEMに自重応力の緩和を表現するための3要素Voigtモデルを組み、自重、クリープ、版上下面の温度差、輪荷重のそれぞれが順次作用する場合の版下縁応力の時刻歴解析ができることを確認した。特に、有効ヤング係数ではできなかった全自重で接地した版の応力緩和を、Voigtモデルを導入することにより表現できた。これらの解析結果は想定した結果と矛盾のないものであった。しかし、不同沈下により横ひび割れ幅は底面側で大きくなることが考えられ、ひび割れ要素のせん断ひずみで定義したせん断伝達モデルによればせん断応力も表面部より小さくなることが考えられる。しかし、これらの現象の解析による評価には至らず、今後の課題となった。以上から「概ね順調」と評価した。本解析手法の適用範囲を確認するため、不同沈下による版下面の空隙の最大深さ、版上下面の温度差について数水準を設定し、解析を行う。自重応力、温度差応力は版とAs中間層との接地・剥離の影響を大きく受けるので、接地・剥離の判定と空隙要素の剛性モデルを適切に定める。温度差応力は自重が発生原因であるので、空隙深さと関係づけて評価する。東広島・呉道路(東呉)の明り部盛土部、明り部切り土部で測定した横ひび割れ幅とその版厚方向応力分布を特に季節的温度変化の影響の観点から分析する。次いで、その分析結果と解析結果を比較検討し、解析モデルの妥当や問題点を明らかにする。さらに、岩国空港のCRCP、国道9号北条バイパスのCRCPのFWDによる調査結果、特に横ひび割れ部の段差とたわみを解析値と比較、検討し、解析の妥当や問題点を明らかにする。以上を取りまとめ、今後の方策とする。
ヒ素の化学形態別摂取による発癌リスク評価-新規発癌機序を含めた学際的アプローチ-

アルシンはヒトで速やかに亜ヒ酸に、次いでモノメチルアルソン酸(MMA)、ジメチルアルシン酸に代謝された。無機ヒ素曝露のバイオマーカーとして無機ヒ素+MMAが有効であった。HPLC-MS/MSとHPLC-ICP-MS解析は海藻のアルセノ糖を含むヒ素化合物を正確に測定することができた。ジメチルアルシン酸の還元体は紡錘体形成と細胞質分裂を阻害し、多核細胞の形成を誘導した。ジメチルアルシンは酵素で容易に形成された。腸内細菌叢により代謝生成するジメチルモノチオアルシン酸は、ラット膀胱発がんにおける原因物質であると考えられた。1.バングラデシュ地下水ヒ素汚染地域住民332名の尿中ヒ素をHPLC-ICP-MS分析した結果、中央値は、亜ヒ酸(AsIII)が16.8、ヒ酸(AsV)が1.8、モノメチルアルソン酸(MMA)が13.7、ジメチルアルシン酸(DMA)が88.6、その他が0.1、総ヒ素が126.7(μgAs/L)で、アルセノベタイン、アルセノコリンは検出されなかった。x=iAs=AsIII+Asv、y=iAs+MMA+DMAとすると、log y=1.040log x-0.662(R=0.962)と良い相関を示し、iAs+MMAが職業性ヒ素曝露バイオモニタリングに利用できる可能性が示唆された。2.ヒジキ製品中に含まれる総ヒ素量は37-119μg As/g dry weight、無機ヒ素含量は21-59%と製品により相違が見られた。6種類のアルセノシュガー(254、328、391、392、408、482)がHPLC-MS/MSにより検出された。ヒジキの製法により製品中のアルセノシュガーの化学形態および含有量に相違が見られた。3.V79細胞において、DMAの還元体であるジメチルアルシナス酸(DMAIII)は、1.25μMで四倍体、多核細胞を誘導し、2.5μMで細胞周期をかく乱した。5μMで分裂中期細胞は観察されなかった。ローダミン-ファロイジン染色すると分裂細胞のアクチンの異常分布が観察された。これらのことからDMAIIIは正常細胞分裂期スピンドルの形成阻害のみならず、細胞質分裂を阻害し、多核細胞を誘導することが明らかになった。4.海産物を多食する日本人には、DMAが多く検出されるので、ヒ素およびヒ素化合物取り扱い業務における特殊健康診断項目として、尿中のAsIII、AsV、MMAの測定を提案し、採用された。1. HPLC-ICP-MS分析から市販ヒジキ製品中の総ヒ素量は37-119μg As/g dry weight、そのうち無機ヒ素量は25-60%であることが明らかになり、製品lotによる相違が見られた。6種類のアルセノシュガー(分子量254、328、391、392、408、482)がHPLC-MS/MSにより検出され、特に分子量254は今まで報告されていない新規アルセノシュガーであり、本形態別分析法であるHPLC-ICP-MSならびにHPLC-MS/MSを組み合わせた方法は高感度ヒ素形態分析として有用であることを提案した。さらに、ヒジキ産地ならびに製品化工程に基づいたヒ素含量の低減化策を見いだし、ヒ素発癌リスクを回避(低減)する方法も提案した。2.無機ヒ素から代謝生成するジメチルヒ素のうち、ヒ素原子の酸化状態の相違により毒性発現様式ならびに血球内動態に著しい相違があることを見いだした。3.ジメチルアルシン酸の還元体(DMAIII)はV79細胞において4倍体と多核の形成を強く誘導した。また、異常アクチンがDMAIII処理した分裂細胞のローダミン-ファロイジン染色で観察された。これらのことからDMAIIIは正常の紡錘体形成を阻害するだけでなく、細胞質分裂を阻害し、多核細胞の形成を誘導することが示唆された。4.職業性ヒ素曝露のない日本在住の男性172名の尿をHPLC-ICP-MSで測定した。Dionex IonPac AS22の陰イオンカラムを用いることによりヒ素化合物を精度よく迅速に分析できた。試料のヒ酸と亜ヒ酸、モノメチルアルソン酸(MMA)の95パーセンタイルはそれぞれ1.7、5.4、6.2μg/lであった。ヒ酸と亜ヒ酸、MMAの和の95パーセンタイル値である12.6μg/lを職業性曝露指標のバックグランド値に用いることを提案する。ガリウムヒ素を原料としたリサイクル工場で発生したアルシン中毒症例について、血清、尿の形態別分析をHPLC-ICP-MSで行った。

症例は、20代男性で、勤務終了3時間後に血尿に気づき、34時間後に来院した。入院時、強い貧血、血尿、腎、肝機能障害が観察され、赤血球4パックと補液により著明に改善し5日後退院した。入院時の血清の総ヒ素、亜ヒ酸、ヒ酸、モノメチルアルソン酸(MMA)、ジメチルアルシン酸(DMA)の濃度はそれぞれ、244.8、45.8、5.2、17.9、9.3μg/lであった。亜ヒ酸、ヒ酸、MMAの半減期は30.1、43.0、96.3時間であった。退院時の尿の亜ヒ酸、ヒ酸、MMA、DMAの濃度はそれぞれ、384.5、20.8、547.4、1816.3μg/g creatinineであった。アルシンは、速やかに亜ヒ酸を経てMMA、DMAに代謝されることが明らかになった。バングラデシュのヒ素汚染地区住民の尿中形態別ヒ素濃度を測定したところ、無機ヒ素曝露バイオマーカーからDMAを除いても曝露評価が可能であると考えられた。ジメチルヒ素-GSH複合体に硫黄転移酵素を作用させたところ、容易にジメチルモノチオアルシン酸(DMMMTA)へと変換されることが推定された。DMMMTAは生体微量元素の存在下で、速やかに金属錯体形成を介してDMAへ変換されることが示された。ラットにDMAを投与したところ胆汁からDMMTAが検出され、抗生物質で腸内細菌叢を破壊した群においてDMMTAの尿中濃度の減少がみられ、膀胱上皮細胞の増殖が低下した。DMMTAは、DMA誘発ラット膀胱発がんにおける原因物質であると考えられた。海産物の化学形態別ヒ素分析法を開発するためにヒ素抽出法の検討を行った。細胞破砕ビーズを用いた抽出法が、魚類と藻類にて実用性を満たす高い回収率を示した。