hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レジオネラ属細菌が生産する自己増殖阻害物質の単離・同定と抗レジオネラ剤への応用

レジオネラ属細菌の感染により発症するレジオネラ症は、肺炎と類似の症状を引き起こす疾患であり、適切な治療が行われない場合の致命率が1520%に至る。レジオネラ症の発生は、建造物の冷却塔冷却水や循環式浴用水等の人工水環境中でのレジオネラ属細菌の汚染が原因となり、度々集団発症が起こることより大きな社会問題となっている。本研究では、レジオネラ症の防止に効果的な薬剤を開発することが目的であり、レジオネラ属細菌が生産することが知られる自己増殖阻害物質に注目しその単離・同定・応用を目指した。まず、Legionella pneumophilaのDiaion HP-20樹脂を用いる培養方法を新た開発し、菌の培養過程で樹脂に増殖阻害物質が吸着され、阻害物質は樹脂よりメタノールで溶出されることを明らかにした。そして、L. pneumophilaの大量培養を行い、溶媒抽出、シリカゲルカラム、HPLCを用いて自己増殖阻害物質の単離を行い、単体硫黄を活性本体として同定することに成功した。単体硫黄はレジオネラ属細菌に最小有効濃度が0.3μg/ml程度の強い殺菌活性を示したが他の細菌にはそれ程強い殺菌活性を示さずレジオネラ属細菌に対して選択性を有することが判明した。さらに硫黄は安価であることより抗レジオネラ剤として有望な薬剤である。現在、循環式浴槽システムへの単体硫黄の実用化試験を行っている段階であるが、本研究により、有効な抗レジオネラ剤の一つを提供することに成功し、またレジオネラ属細菌の代謝生理に関する重要な知見が得られたものと考える。レジオネラ症の発生は、建造物の冷却塔冷却水、空調設備等、あるいは、人体と直接接触する循環式浴用水・プール水等の、閉鎖系環境中でのレジオネラ属細菌の汚染が原因となる。特定の建築物中での集団発症が起こることが特徴であり、その発生は現在も度々社会問題となっており、レジオネラ症の防止は人類の安全な生活を守る上で重要な課題の一つとなっている。レジオネラ属細菌の培養液中には自身の増殖を阻害する物質が存在すること知られており、その自己増殖阻害物質は内因性活性物質であるためレジオネラ属細菌に対して選択的な抗菌活性を示す。本研究では、レジオネラ属細菌の生産する自己増殖阻害物質を単離し、構造解析を行った後、得られた活性物質を、レジオネラ症防止に有効な抗レジオネラ剤のリード化合物として応用することを目的とする。本年度はまず、Legionella pneumophilaの自己増殖阻害物質の生産に適した培養条件の検討を行い、培地中にDiaion HP-20を添加すると自己増殖阻害物質はHP-20樹脂に吸着され樹脂よりメタノールで溶出することが判明した。そこで、菌の大量培養を行い、HP-20樹脂よりメタノールで抽出した活性画分を得た酢酸エチルによる溶媒分画では中性区に活性は回収され、シリカゲルクロマトグラフィーによりさらに精製を進めたところ活性物質は複数存在することが判明した。そのうち最も低極性画分に含まれる活性物質を逆相HPLCにより単離し構造解析を行ったところ単体硫黄であることが判明した。単体硫黄はレジオネラ細菌の成育を強く阻害し、現在循環式浴槽等への応用を試みている。

レジオネラ症の発生は、建造物の冷却塔冷却水、空調設備等、あるいは、人体と直接接触する循環式浴用水・プール水等の、閉鎖系環境中でのレジオネラ属細菌の汚染が原因となる。特定の建築物中での集団発症が起こることが特徴であり、その発生は現在も度々社会問題となっており、レジオネラ症の防止は人類の安全な生活を守る上で重要な課題の一つとなっている。レジオネラ属細菌の培養液中には自身の増殖を阻害する物質が存在すること知られており、その自己増殖阻害物質は内因性活性物質であるためレジオネラ属細菌に対して選択的な抗菌活性を示す。本研究では、レジオネラ属細菌の生産する自己増殖阻害物質を単離し、構造解析を行った後、得られた活性物質を、レジオネラ症防止に有効な抗レジオネラ剤のリード化合物として応用することを目的とする。本年度は、昨年度Legionella pneumophilaが生産するの自己増殖阻害物質として単離した単体硫黄の生物活性を調べた。その結果、硫黄は0.3μg/ml程度の低濃度でレジオネラ属細菌種全般に渡って強い殺細菌活性を示すことが判明した。硫黄は大腸菌等の他の細菌に対しても殺細菌活性を示したが、調べた限りレジオネラ属細菌が硫黄に対して最も感受性が高かった。従って、硫黄はレジオネラ属細菌に選択性を持つ薬剤として有望であることが示された。現在、硫黄の循環式浴槽への実用化試験を種々検討している。また、L.. penumophilaは硫黄以外に成育阻害物質を生産していることが分かり、100リットルの大量培養を行い活性物質の単離を試みた。シリカゲル、LH-20、HPLCを用いた精製により活性物質が複数存在することが判明し、現在それらの構造解析を行っている。
情の構造とその倫理的意義に関する研究

本研究は東西を問わずさまざまな形で論じられてきた人間存在における「情」に関し、その構造と倫理的意義とを明らかにしようとしたものである。研究は、まず研究代表者・分担者による個別の問題提起を受けた後、それらを包括する「情」のより原理的な理解とその倫理的意義の考察を試み、それを再び個別問題領域へフィードバックさせることを通じて全体を俯瞰し統合する視点を個別に検証するという形で進められた。本研究を通じて得られた新たな知見・問題意識として、主に以下を挙げることができる。1.西洋哲学において情と理の二元的対立は一般にプラトニズムの系譜に帰せられるが、プラトン自身によれば、両者はともに自らに欠如するものを満たそうとする魂の自然本性に根拠づけられたもの、即ちその生い立ちを同じくするものであるとされる。情と理とを対立関係の内に捉えるとされるストア派やカント主義の立場も、人間の「自然」性の観点からその情-理関係が再検討されるべきである。2.日本近世の古学運動は、宋学的な理を「死字」あるいは「なまさかしら」として批判すると同時に、活動態としての情動により大きな価値を与えた。だがそれは理一般の否定ではなく、情動に基づく四端こそが人々の共同という真実態を成立させ、あるいは「あはれ」という情動によってのみ存在の真実相が感知・把握されるとするものであり、そこに理あるいは知と情との関係に対する根源的な反省を見て取ることができる。3.1・2に典型的に見られるように、情への注目は、動態的かつ被制約的な有限者としての人という観点を確保することを通じて、静態的かつ無制約的と考えられている真理やあるいはそれを把握するものとされる認識・判断といった知に対して、その様態そのものに根本的な反省を促すものである。本研究は東西を問わずさまざまな形で論じられてきた人間存在における「情」に関し、その構造と倫理的意義を明らかにしようとするものである。研究初年度にあたる平成11年度は、次年度以降のより原理的な考察へ向けての基礎的研究として、定期的な研究会を開催し研究分担者がそれぞれの専門領域の立場から固有の「情」概念の特質ならびにその構造について個別の研究報告を行うとともに、研究代表者による中間的な総括に基づく集中的な討議・検討を行った。それを通じて得られた新たな知見あるいは問題意識として、主に以下を挙げることができる。1.pathosをlogosとの緊張関係(対立にせよ、融和にせよ)において捉えたギリシア的思考は、その後の西洋倫理思想の伝統に大きな潮流を形成するに至ったが、それはまた単にlogosとの関係のみにとどまらず、中世キリスト教哲学において超越的な存在者との関係の中で捉え返されることで独自の変容がもたらされることになった。アリストテレスにおける友愛とトマス・アクイナスにおける神愛との対比はそれを顕著に示すものである。2.人間を「煩脳」的存在として位置づける仏教にあって、煩脳は「渇愛」として情的な側面から把捉されるが、それはまた同時に無明一覚といういわば知の因果の中に回収される。一方覚者としての仏は煩脳存在としての衆生に対し「慈悲」という情的関与を行う。煩脳・覚の双方にかかわる情の構造が問われなければならない。上記二点に代表されるように、情は超越(者)との関わりの場面からも考察されなければならないとする点が、今後の研究の進展において留意されなければならない知見として共有された。本研究は東西を問わずさまざまな形で論じられてきた人間存在における「情」に関し、その構造と倫理的意義とを明らかにしようとするものである。研究2年目にあたる平成12年度は、初年度から引き続き研究分担者がそれぞれの専門領域の立場から固有の「情」概念の特質

ならびにその構造について個別の研究発表を行うとともに、さらにそれらを踏まえ、そこに通底するより一般的な問題構造の摘出に努めた。それを通じて得られた新たな知見あるいは問題意識として、主に以下を挙げることができる。1.倫理判断は、事実判断と異なり真理値を持った認識的に有意味な判断とは見なされない。そこで問題となるのは判断者と対象との関係なのであり、それはある対象に対する判断者の「態度の表明」であって、従ってまたそこに情(感情、情動)が重要な役割を果たすことになる。だがさらに、一般に判断・思考が究極的に「誰かにとっての意味」を考えるものであるとすれば、情は判断・思考一般の中に分離しがたく存在し、そこにおいて悟性・理性と同等の権利を主張することが当然認められなければならない。2.「欲なる者は情の応なり」(『荀子』)に見られるように、中国古代哲学において情は欲望の発動源とされ、従ってまた心のみならず身体各部位に宿りそれらと密接な関係を持つものと考えられていた。情の定位に関して、こうした思考が現在の心身論との関係でどのように位置づけられるべきか、欲望と情との関わりのあり方を含めて検討されなければならない。3.仏教における情は解脱の疎外因あると同時に、「慈悲」のように解脱の獲得に対して寄与するものとも捉えられる。passioを無条件的に悪とするストア派的伝統をふまえつつ「憐憫」misericordiaを積極的に意義づけようとしたアウグスティヌス、さらに「神の憐憫」を展開するトマス・アクィナスとの位置づけの異同が検討されるべきである。本研究は東西を問わずさまざまな形で論じられてきた人間存在における「情」に関し、その構造と倫理的意義とを明らかにしようとするものである。研究最終年度にあたる平成13年度は、前年度展開した原理的な考察、即ち研究分担者による個別研究を包括する「情」のより原理的な理解とその倫理的意義の考察を、再び個々の研究者の個別問題領域へフィードバックさせることを通じて全体を俯瞰し統合する視点を個別に検証することに努めた。1.西洋哲学において情と理の二元的対立は一般にプラトニズムの系譜に帰せられるが、プラトン自身によれば、両者はともに自らに欠如するものを満たそうとする魂の自然本性に根拠づけられたもの、即ちその生い立ちを同じくするものであるとされる。情と理とを対立関係の内に捉えるとされるストア派やカント主義の立場も、人間の「自然」性の観点からその情-理関係が再検討されるべきである。2.日本近世の古学運動は、宋学的な理を「死字」あるいは「なまさかしら」として批判すると同時に、活動態としての情動により大きな価値を与えた。だがそれは理一般の否定ではなく、情動に基づく四端こそが人々の共同という真実態を成立させ、あるいは「あはれ」という情動によってのみ存在の真実相が感知・把握されるとするものであり、そこに理あるいは知と情との関係に対する根源的な反省を見て取ることができる。3.1・2に典型的に見られるように、情への注目は、動的かつ被制約的な有限者としての人という観点を確保することを通じて、静態的かつ無制約的と考えられている理やそれを把握するものとされる知に対して、その様態そのものに根本的な反省を促すものである。
ナノ光マグノニック結晶の形成と光出力型スピン波論理演算素子への応用

本研究は、ナノスケールの人為的構造を導入した、光の制御が可能なスピン周期構造を提案・形成し、電荷を動かさないスピン波演算素子の実現を目的としたものである。スピン波を使った演算部、磁気情報から光情報に変換する変換器部、及び、スピン波が伝わる磁性膜の形成を並行して行った。演算器部は、当初予定していた以上の複雑構造のスピン波位相干渉素子を形成し、位相情報としてスピン波の演算結果を出力することに成功した。変換器部は、光に対する磁化状態の感度を、光キャビティを用いることで増大し、磁化の状態で、光パルスを制御できた。薄膜スピン波媒体を形成し、スピン波デバイスの小型化が可能であることを示した。本研究は,ナノスケールの人為的構造を導入した,光の制御が可能なスピン周期構造(ナノ光マグノニック結晶)を提案・形成し,電荷を動かさない(電荷非輸送型)光出力型スピン波演算素子の実現を目的とするものである。(1)演算器形成:昨年度中に,計画通りの媒体を用いてスピン波の位相干渉を使った演算素子を実験で示すことができた。(2)変換部形成:昨年度中にナノ光マグノニック結晶を形成し,計算により光変調の大きさを試算し,測定系の構築を行った。(3)媒体形成:昨年度,薄膜の媒体形成には成功した。(1)演算器形成:昨年度までに得られた結果の詳細をまとめ,国内外での招待講演等による報告,論文投稿を行った。さらに,本演算素子を多入出力化したときの試算を行い,高性能化できる可能性を示した。(2)変換部形成:ナノ光マグノニック結晶形成に必要な磁気光学材料の新規形成方法を確立し,試作結果において,材料単膜を使用した時の30倍の磁気光学効果が得られた。本件は論文誌等によって報告した。(3)媒体形成:薄膜の媒体上に,電極を形成し,スピン波の伝搬及び,磁界による変調を確認した。演算部開発パートは,計画当初よりも進捗が見られ,得られた知見から発展された機能の実装を図っている。変換部開発パートについては,当初の予定通り進行している。伝播媒体形成パートは,予定通り,変換部,演算部開発パートへの試料提供が開始でき,当初の計画通りである。全体的に,演算部開発パートが進んでいることから,当初の計画以上に推進しているといえる。さらに,本演算素子を多入出力化した。最終的に三入力一出力素子の開発に成功し,招待講演報告,論文報告を行った。(2)変換部形成:ナノ光マグノニック結晶形成に必要な磁気光学材料の新規形成方法を確立した。ニ年度目までに30倍であった磁気光学効果の増大率は,最終的に50倍に達した。本研究プロジェクト開始時点の報告を大きく引き上げる結果となった。一方で,開発した磁気光学媒体を,光キャビティ中に挿入することで,光キャビティのQ値の変調が可能で,ナノ秒オーダの光パルスのONとOFFとして磁気媒体の状態を,光を介し知ることが出来る素子を世界に先駆けて開発した。(3)媒体形成:10ナノメートルオーダの磁気光学膜を形成しスピン波の伝送,位相干渉ロジック素子の動作を実証することに成功した。本年度は,査読付き論文発表5件(すべてが国際共著論文かつオープンアクセス),国内・国際会議発表35件(うち招待講演6件,国際会議発表14件),特許出願1件を行った。さらに,学内外の広報機関の協力を得て,プレスリリース等により,本件の紹介をした。演算部開発パートは,2015年度の中旬での厚膜による実証を予定したが,既に遂行された。(1)演算器形成:論文誌等での実験の詳細報告を継続とするとともに,同機能をより小型に,高効率で実現できる方法を調べる。

(2)変換部形成:ナノ光マグノニック結晶の高効率化を行い,スピン波ー光変換器の実証を行なう。(3)媒体形成:引き続き,同手法を用いて薄膜媒体の高品質化を行なう。今年度は,結晶構造の詳細な解析結果を加える事で,論文誌での報告を行なう。(4)全体の合体のプロセスについては,全てのコンポーネントを合体する。28年度が最終年度であるため、記入しない。磁気工学(1)演算器形成:昨年度中に,計画通りの媒体を用いてスピン波の位相干渉に関し,詳細をまとめて報告すると同時に,機能の高度化を行なう。(2)変換部形成:高周波関連の機器を用意し,全体の評価システムを完成させ,スピン波ー光変換器の実証を行なう。(3)媒体形成:薄膜媒体の高品質化および,低価格化を行なう。(4)全体の合体のプロセスについては,電子線描画プロセス等の環境・条件を整え,最終年度の完成に向けた準備を行なう。装置故障により,使用するスピン波媒体の数が,当初予定よりも少なくなったため。媒体加工用装置の購入を検討したが,事前検討の段階で当初の手法では予想以上に加工が難しいことが判明し,手法を変更し,むしろ測定系の精度向上によって,構造の不完全性を補うことができると考え,装置検討の時間確保のためにじ次年度に繰り越した。装置の修理が5月に完了したため,スピン波媒体準備用消耗品の購入を行なう。光とスピン波の高精度測定系に用いる,デジタル・オシロスコープ,シグナルジェネレータ,モジュレータ及び測定に必要な物品の購入に使用する。
寄生虫ミトコンドリアに見られる、縮小化した機能性RNAを持つ翻訳系の解析

多細胞動物のミトコンドリアのタンパク質合成系は、様々な点で真核生物の細胞質や原核生物のタンパク質合成系と異なる特徴を持つ事が明らかになってきた。その中で、線形動物ミトコンドリアのタンパク質合成系は、多細胞生物の中で最短のtRNAセットと最小クラスのリボソームRNAを持つ事が、その遺伝子配列から予測されていた。そこで、タンパク質合成系の機能性RNAが縮小化した際、どのような影響が生じるのかという点が明らかにするため、われわれは寄生性線虫および自由性生活性線虫のミトコンドリアタンパク質合成系を解析してきた。本研究では、これをさらに発展させると共に、このような機能性RNAの縮小化がなぜ起きるのかにも迫った。2年間の主な成果は以下のとおりである。1.細胞内に微量しか存在すしないミトコンドリアリボソームを、効率よく、高純度に調製するために、タグ付きミトコンドリアリボソームタンパク質を発現する組換え線虫を作製した。この線虫内ではタグつきタンパク質がミトコンドリアに移行し、リボソームに取り込まれていることが示唆された。しかし、現在用いているタグ配列に対するアフィニティ精製では高純度のリボソームを得ることができなかった。複数種のタンパク質とタグ配列の組み合わせを検討する必要があると考えられる。2.自由生活性線虫CaenorhabditidelegansミトコンドリアEF-Tu2のアミノアシル基特異性をもたらす領域を、高度好熱性細菌のEF-TuにEF-Tu2の配列を移植していくことで明らかにした。3.旋毛虫ミトコンドリアEF-TuのアミノアシルtRNAに対する結合能を明らかにした。4.節足動物ミトコンドリアEF-TuのアミノアシルtRNAに対する結合能を明らかにした。5.新規tRNAメチル基転位酵素候補を同定した。タンパク質合成系の装置は、種を超えて保存性が高いと考えられてきたが、近年、その例外が(特に動物や原虫)ミトコンドリア(mt)のタンパク質合成系に多く見出されてきた。我々はこれまで、寄生性線虫を含む線形動物mtに注目し、研究を進めてきた。特に、大部分の線形動物mtDNAにコードされるtRNAには通常のクローバーリーフ型の二次構造を形成できるものは一つも存在せず、代わりにTアームまたはDアームを失ったtRNAのみ存在する。我々はこれらのtRNAと相互作用するペプチド伸長因子EF-Tuが、遺伝子を重複させ、重複した遺伝子がそれぞれ独自に進化していることを示してきた。また、一方のEF-Tu(EF-Tu2)はtRNAがセリンを結合している場合のみ、tRNAと結合した。そこで、本年度は線虫EF-Tu2のアミノアシル基特異性を、アミノアシル基に特異性を示さないバクテリアのEF-Tuに移植することを試みた。その結果、バクテリアEF-TuとアミノアシルtRNA共結晶構造において、EF-Tuのアミノアシル基の結合ポケットおよびその周辺に位置するアミノ酸残基を、線虫EF-Tu2の残基に様々な組み合わせで置き換えていくと、その中にセリンに高い特異性を示す変異体が得られた。一方、線形動物mtDNAにコードされるrRNAも多細胞動物中では最小クラスに属する。今年度は、細胞内に微量しか存在しないmtリボソームを効率よく調製するため、mtリボソームタンパク質候補の一つのcDNAにアフィニティタグをコードする配列を付加したものを線虫に導入し、この外来DNAを維持した組換え線虫を作成した。この線虫内では、アフィニティタグを持ったタンパク質がミトコンドリアに移行し、さらに粗リボソーム画分に、このタンパク質が含まれることがわかった。

多細胞動物のミトコンドリアのタンパク質合成系は、様々な点で真核生物の細胞質や原核生物のタンパク質合成系とは異なる特徴を持つ事が明らかになってきた。その中で、線形動物ミトコンドリアのタンパク質合成系は、多細胞生物の中で最短のtRNAセットと最小クラスのリボソームRNAを持つ事が、その遺伝子配列から予測されていた。そこで、タンパク質合成系の機能性RNAが縮小化した際、どのような影響が生じるのかという点が明らかにするため、われわれは寄生性線虫および自由性生活性線虫のミトコンドリアタンパク質合成系を解析してきた。本年度の主な成果は以下のとおりである。1.細胞内に微量しか存在しないミトコンドリアリボソームを効率よく、高純度に調製するために、タグ付きミトコンドリアリボソームタンパク質を発現する組換え線虫を作製した。この線虫内ではタグつきタンパク質がミトコンドリアに移行し、リボソームに取り込まれていることが示唆された。しかし、用いたタグ配列を目標としたアフィニティ精製では高純度のリボソームを得ることができなかったため、複数種のタンパク質とタグ配列の組み合わせを検討する必要があることがわかった。2.エノプレア綱寄生性線虫である旋毛虫ミトコンドリアには、他のクロマドレア綱線虫ミトコンドリアに存在するTアーム欠失型tRNA、Dアーム欠失型tRNA以外に、クロマドレア綱線虫ミトコンドリアには存在しないクローバーリーフ型tRNAが存在することが予想されていた。そこでわれわれは旋毛虫ミトコンドリアEF-Tuをクローニングし、そのアミノアシルtRNAに対する結合能を明らかにした。
改変ＧＦＰによるリアルタイム小胞体ストレス検知システム構築と神経変性疾患への応用

小胞体内におけるストレスをリアルタイムで可視化するシステムの構築を目標に、改変GFP(MERO-GFP)の励起波長の遷移を利用した新しい小胞体ストレスモニターシステムの開発を行った。MERO-GFPは酸化・還元状態に応じて2つの異なる励起波長でのピークを有し、その比は酸化還元の状態を反映する。哺乳細胞にMERO-GFPを発現させると細胞は酸化還元状態の変化にともなって励起波長比が変化することを確認した。小胞体酸化還元因子であるERO1αとPRDX4を抑制した細胞でMERO-GFPの波長変化を観察したところ、ERO1α、PRDX4の発現抑制は、DTTによる波長変化を濃度依存的に増強した。前年度までに開発を行った、小胞体内におけるストレスをリアルタイムで可視化するためのシステムである改変GFP(MERO-GFP)の励起波長の遷移を利用した新しい小胞体ストレスモニターシステムについて、薬剤による動的な波長比率の変化を薬剤濃度および時間を振って詳細に解析を行った。また前年度までに行っているNSC34細胞のほかに膵β細胞であるINS1やHEK293細胞にもMERO-GFPを発現させると、やはり細胞は酸化還元状態の変化にともなって励起波長比が変化することを確認した。小胞体における重要な酸化還元因子であるERO1αとPRDX4をHEK293細胞で用意し、MERO-GFPの波長変化を観察したところ、ERO1α、PRDX4の発現抑制は、どちらもDTTによる波長変化を濃度依存的に増強した。NSC34細胞と同様に他の哺乳類細胞でも一過性小胞体ストレスによる波長変化は再現性を持って確認できたが、やはり酵母の系と比較すると極めて変化が軽微であった。このことは、哺乳類細胞の小胞体内は酸化状態にシフトするようなメカニズムが恒常的に機能しており、酵母の小胞体のように単純にタンパク質のS-S結合の量の変化が直接酸化還元状態に反映しているわけでないことを示唆している。また神経変性疾患への応用のために小胞体ストレスに関与が示唆されているALS/FTLDモデルマウスであるFUS抑制マウスモデルの構築も同時に行い、モデルが完成している。これらのモデルマウスへの応用を実現するためにも、より基礎的なメカニズムを明らかにし、システムを鋭敏なものに改善していく必要がある。このシステムの詳細については論文化を行い、Laboratory Investigation誌に発表した。申請者は運動神経細胞(NSC34細胞)にレンチウィルスを用いてeroGFPを恒常的に発現する細胞を用いて一過性小胞体ストレス(thapsigargin、tunicamycinなどの薬剤、glucose deprivationなど)で励起波長比が変化することを確認した。これまでに酵母を用いた系では小胞体内の酸化・還元のシステムが小胞体内の折りたたみ以上タンパク質の増加にともなって、酸化状態から還元状態に大きく変化することが報告されている。我々が用いた哺乳類細胞でも一過性小胞体ストレスによりそれは再現性を持って確認できたが、酵母の系と比較すると極めて変化が軽微であった。このため、基礎的なメカニズムを明らかにすることを第一に考え研究を進めたところ、小胞体膜上のBaxに依存的な小胞体膜の透過性が哺乳類細胞小胞体における酸化状態の恒常性維持に重要であることを見出した。概要に記したように、哺乳類細胞の小胞体の酸化還元状態は酵母の小胞体とは異なって、酸化状態を維持する恒常性が機能していることが、わかった。この機構を明らかにしないことには、当初目的である神経変性疾患などにおける小胞体ストレスを効率よく直接モニターすることが難しい。このために、この恒常性維持について詳細を明らかにすることを優先した。また、小胞体ストレスのモニターの対象として、既存の変異SOD1マウスモデルは既に非常に多くの報告があること、実際のALSとしてはそのメカニズムがやや特異であることから、同時に独自の神経変性疾患モデル(ALSモデル)の構築が必要であると判断し、家族性・孤発性の両者に非常に密接であると考えられるようになったRNA結合タンパク質のひとつであるFUSのノックダウンモデルマウスの構築を進めている。以上の理由から研究計画はやや遅れている。前年度で明らかになった小胞体膜上のBaxに依存的な小胞体膜の透過性が小胞体ストレスで変化する機構をeroGFPを恒常的に発現する細胞を用いて明らかにし、論文化を急ぐ。判明したメカニズムをもとに、異常タンパク質の小胞体内での蓄積をより鋭敏に完治できるシステムの構築を図る。

同時に、独自の神経変性疾患モデル(ALSモデル)の構築(FUSのノックダウンモデルマウス)を行い、そこにeroGFPを発現させることで小胞体ストレスモニタリングが可能になるかを検討する。動物実験に関わる諸費用。
近代ドイツ言語論における詩の位置-ヘルダーリンを中心に

後期ヘルダーリンの言語観と歴史観との結びつきを接続詞の使われかたを分析することで明らかにするとともに、文献学において多大な影響をもつソンディのヘルダーリン論の翻訳を通じ、詩論がいかに詩学構想と結びついているかを考察した。また、ヘルダーリンの手稿のほとんどが保存されているヘルダーリン・アーカイブに行き、詩人の手稿を精査することで、筆致と詩の構想とが密接に関わっていることを明らかにした。平成19年度の研究成果として、まず、論文『パンそして葡萄酒-後期ヘルダーリンの接続詞と歴史のリズム』(研究発表欄参照)を発表した。当論文では、ヘルダーリンがいかに古代と近代とを捉えていたか、また、それがいかにヘルダーリンの言語観と結びついているかを示した。近代の詩人であるヘルダーリンにとって、自らの芸術の規範とも模範とも言える古典ギリシアを、どのように自分の詩学と連結させたかを解明するとともに、その連結作業そのものが作品を構成していることを明らかにした。古代と近代というテーマは、ヘルダーリンの同時代の言語学者フンボルト、ヤーコブ・グリムなどにも共通する問題であり、本研究の土台ともなるものである。また、ヘルダーリン研究ばかりではなく、広く文献学のありように今もって多大な影響を与え続けているペーター・ソンディの『ヘルダーリン研究』の翻訳を仕上げた。現在は印刷中で、平成20年度中に公刊される予定である。この翻訳作業を通じて、ヘルダーリンの作品が現代の私たちにどのように読みうるのかを、改めて考察することとなった。なお、この翻訳は、「ヘルダーリン研究会」での議論を尽くして為されたものである。このヘルダーリン研究会に参加している研究者との討論や意見交換を通じて、私自身の研究の幅を広げることができた。夏に渡独し、ドイツのヘルダーリン協会の本部が置かれているテュービンゲン、また、ヘルダーリン関係の資料が集められているマールバッハの文学史料館に行き、本研究に必要である資料の収集を行った。平成20年度の研究成果として、まず、昨年から取り組んでいたペーター・ソンディの『ヘルダーリン研究』を法政大学出版から刊行できた(2009年1月)ことが挙げられる。この本ではまず、文献学の方法論が述べられ、それを受けてヘルダーリンの後期讃歌の分析と解釈がおこなわれ、続いて詩論をめぐる研究史批判と詩学構想の解明を展開している。そのことからもわかるように、この研究書ではヘルダーリンに関する研究がなされているだけではなく、文献学における認識とはどのようなものであるべきかという文学研究にとって根本的な問題を扱っている。そういう意味で、この本が翻訳され出版されたのは、ヘルダーリン研究だけではなく、文学研究全般において大きな意味をもつものである。難解なテクストだけに、数年来ヘルダーリン研究会で議論を重ねてもなかなか結論にいたらなかった個所も多く、最終的な訳稿を出すまでに思いのほか時間がかかった。だがこの翻訳作業を通じ、研究会に参加している研究者との意見交換や議論を重ねることができ、自分の研究者としての幅を広げることができたのも大きな成果であった。夏に渡独し、ヘルダーリン関係の文献が集められているシュトゥットガルトのヘルダーリン・アーカイブに行き、本研究に必要な資料の収集を行った。今回は主に悲劇『エムペドクレス』関連の二次文献を集めてきた。その成果は研究期間最終年度である、平成21年度に執筆予定の『エムペドクレス』論において具体的に示すことになる。今年度は平成20年度に引き続き、『エムペドクレス』における悲劇の構造について研究を進めた。だが作品を詳細に分析している過程で、この悲劇でヘルダーリンが表そうとしている「自然」と「人為」の「調和的対立」が、悲劇形式がもつ言語表現のありかたでは表現できない、換言すれば悲劇形式がヘルダーリンの詩的言語を許容していないのではないかと考えるにいたり、当研究の方向を若干修正することになった。そこで着目したのが、後期の断片の一つ『ティーターン神族』である。後期ヘルダーリンは、行間だけではなく、紙の左右の余白まで使って推敲に推敲を重ねていくことはよく知られている。この断片にもまた、ペルダーリンのそのような書きぶりが表れている。実際にどのようにヘルダーリンが言葉を書き足しているのかを見ることは、後期のヘルダーリンの詩を分析するために非常に意義のあることから、ヘルダーリンの手稿のほとんどが集められているシュトゥットガルトのヘルダーリン・アーカイブに行き、この断片の手稿を入念に調査してきた。現在、そこで調べられたことを論文にまとめているところである。この断片の下敷きとして、ヘルダーリンの歴史観の根幹にある神々の闘争、ティーターノマキアーがあり、それが現在の視点から捉えられている。現在取り組んでいる論文で、後期ヘルダーリンにおいて、言葉の使い方がいかに詩のテーマであるティーターン神族と結びついているか、また、ティーターン神族がヘルダーリンの歴史観を形成する大きな位置を与えられているかを解明できるものと思われる。
平面交差点の信号制御システム設計最適化に関する実証研究

2つの隣接交差点間の青表示開始の時間差(オフセット)設計の知見として,オフセットと遅れ時間の関係の一般化と系統効果の定量化手法の一般化を推し進めた理論検討を行った。具体的には,2016年度に検討した隣接交差点間で青時間(青スプリット)が等しい場合を一般化し,2017年度には青時間(青スプリット)が等しくない場合で両方向が同じ交通需要で過飽和を生じさせない最大交通需要条件を検討た。2018年度には,最大交通需要条件を外して,一般的な交通需要条件で遅れ時間を定式化し,オフセット最適化を理論的に導出できる手法を確立した。併せて,サイクル長と系統速度を所与とし,交差点間距離・オフセット・遅れ時間の関係性,特性を分析し,その一般的特性と,これまで知られてきた単純な青スプリット50%で両交差点等しい場合に導出されていた特性とを整理した。また,2次元状に広がる道路ネットワークレベルで横断歩道を交差点部にそのまま通常通り配置する場合と,横断歩道を交差点と交差点の間の単路部に配置する場合とで,歩行者ODの発集点位置をパラメータとしながら,最適なネットワーク交通信号制御を求めることのできる理論的なフレームワークを新たに構築し,仮想条件下の計算結果から交差点から横断歩道を無くすことができる条件を定量的に明確にした。さらに,実験的検討として,2017年度にドライビングシミュレータを用いて,信号灯器を仮想的に停止線直近に設置(Near side)現在日本で一般的な交差道路を越えた先に信号灯器を設置(Far side)の比較シナリオの実験・評価を進めてきたが,2018年度には,東大柏キャンパス内において,実験用道路が交差する交差点にNear side/Far sideを実体験できる実験施設が実現され,実走行実験によって,信号灯器位置の影響を実証分析した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。交通信号制御システムの最適化問題については,現実的に実務で検討する場合には,方向別交通量と車線数配分,指定方向外通行規制,信号現示パターン,歩行者横断時間,など多くの制約条件があるため,その定式化は容易ではない.本研究ではまず制約条件について極めて単純化した上で,これまで実務では段階的に別々に決定されてきたサイクル長,青時間長,隣接交差点間の青表示開始の時間差(オフセット)の同時最適化問題について,新たな手法を提案し,その有用性・解放について検討した.また,物理空間的な制約を考慮した同一車線を時間を分けて異なる方向別交通に利用する縦隊整列戦略(TSS: Tandem Sorting Algorithm),右折禁止にする代わりにUターンを利用する制御戦略など,既存の交通信号制御方式とは大きく異なる手法の有用性・適用範囲についても検討した.さらに,歩行者と車両との交錯に関して,歩行者の単路部横断施設の導入方策と,その制御手法に応じた適用範囲に関する検討に着手した.なお本研究では,とくに実際は存在しない実現していない新たな方法の有効性を検討するツールとしてドライビングシミュレータ(DS: Driving Simulator)を用いた実験的検討を予定しており,研究分担者保有のドライビングシミュレータ(DS)を用いて実験環境構築に取組み,具体的には既存所有の視線計測装置の部品購入による機能強化,および市販3D地図データを利用した実交通環境のコンピュータグラフィック(CG)の作成可能性を検討した.とくに,交通信号制御の最適化問題に関する理論検討の進捗が著しい.連携研究者との研究協力により,信号制御最適化問題を時間的な通行権のオン・オフ制御として捉え,この状態遷移を時空間ネットワークとして捉えて交通流状態の最適化(信号待ちによる遅れ時間の最小化)として定式化する方法と,これの効率的な解法の提案において画期的な進展を見た.一方で,既存の枠組みの限界を打破する新たな制御戦略として,縦隊整列戦略(TSS)とUターン制御戦略の2種類を取り上げ,その有効性に関する解析的およびシミュレーションによる検討を進め,物理空間的な制約も考慮した上でこれらの制御戦略の適用範囲に関する体系的な検討を進めた.また,日本のような都市部における歩行者交通密度が高い条件下における道路リンク/ネットワークを対象とした歩行者の単路部横断施設の設置が,平面交差点交通信号制御処理性能に与える影響を考察し,単路部横断施設設置の効果評価のために必要な交通処理性能指標の理論導出を試みた.実験的な検討においても,研究分担者保有のドライビングシミュレータ(DS)を用いた実験環境整備を着実に進めることができた.理論検討として,まず,複数交差点の系統制御のための隣接交差点間の青表示開始の時間差(オフセット)設計のための基礎的知見として,隣接交差点間で青信号表示時間が等しい場合を対象として,オフセットと遅れ時間の関係の一般化,および系統効果の定量化手法を導出した。また,交通信号制御のサイクル長,青信号表示時間,オフセットの同時最適化問題を,交通需要の確率的変動に応じた期待総遅れ時間を目的関数として定式化し,これを効率的に解く方法を提案した。さらに単路部横断施設における信号制御の最適化問題の定式化と,無信号との比較,2段階横断施設導入の効果を理論解析により明らかにした。実証的分析においては,まず,昨年度検討を開始した縦隊整列戦略(TSS: Tandem Sorting Algorithm)と,右折禁止・Uターン制御戦略との2つの新たな幾何構造および交通制御戦略の計画・設計を最適化問題として定式化し,これを解くことで既存の交通信号制御とこれら2つの新制御戦略との比較,選定基準を提示した.また,交差点の安全性の観点から重要な要素の一つである左折車の走行

軌跡について,その実証モデルを加加速度最小化原理により平均的な走行軌跡を導出する手法を提案し,その妥当性を検証した。実験的検討については,実在しない新たな交差点幾何構造・交通制御条件の有効性を検討するツールとして,ドライビングシミュレータ(DS: Driving Simulator)を用いた走行実験環境の構築を実施し,信号灯器を仮想的に停止線直近に設置(Near side)した場合と現在日本で一般的な交差道路を越えた先に信号灯器を設置(Far side)とを比較する実験環境の構築とシナリオの試設計を行い,実験的研究手法の確立へ向けた検討を行った。交通信号制御の最適化問題に関する理論的・実証的検討については順調に進展し,系統信号制御におけるオフセットと遅れ時間の関係の一般化,および系統効果の定量化手法の提案などの基礎的知見の体系化,交通需要の確率的変動を考慮した期待総遅れ時間最小化にもとづくサイクル長,青信号表示間,オフセットの3変量同時最適化問題の定式化と効率的解法を用いた事例計算による妥当性検証,既存の交通信号制御と縦隊整列戦略(TSS)とUターン制御戦略という新たな2種類の制御戦略との比較,選定規準の提示,および単路部歩行者横断施設における信号制御最適問題の定式化と,無信号制御との比較,2段階横断施設導入の効果評価,さらに歩行者との交錯の危険の一つの要因となる交差点左折車の走行特性を把握するための左折軌跡の実証データを基準化する手法の確立を実現しており,多くの課題に対して成果を産むことができた。また,ドライビングシミュレータ(DS)を用いた実験的検討に関しても,分担研究者が保有する現有のDSを活用して,交差点部における交通安全性評価に使えるような道路・交通環境の構築と,これを用いて室内実験にもとづいて,実際には実現できていない施策や対策の効果を評価するための実証実験手順,評価指標など,実験的に研究を推進する手法の確立へ向けて,十分な成果が得られた。理論的検討として,昨年度に引続き,複数交差点の系統制御のための隣接交差点間の青表示開始の時間差(オフセット)設計のための知見として,オフセットと遅れ時間の関係の一般化,および系統効果の定量化手法について検討を進めた。具体的には,2016年度に検討した隣接交差点間で青信号表示時間が等しい場合をさらに一般化して,青信号表示時間が等しくない場合で両方向が同じ交通需要で過飽和を生じさせない最大交通需要を前提とした場合の検討を行った。さらに,個別交差点におけるより詳細な実際的な交通信号制御条件として,各流入部の複数車線に対する進行方向の割振り,現示パターン設定,および各現示における各方向別の青信号表示時間を同時に最適化問題を設定し,自動車ユーザと横断歩道を横断する歩行者とを同時に考慮して,利用者個人の期待遅れ時間の総和を最小化する最適化問題と,とくに歩行者の交通事故発生可能性を最小化する最適化問題とを同時に考慮する組合せ最適化問題の構造について考察し,その適切な問題設定方法と解法について検討を行った。
既設ダムコンクリートの力学的特性と内部応力の推定

第二次世界大戦後,日本では水力発電のため多くのコンクリートダムが建設された.これらのダムは建設後すでに40年が経過しているこれらのダムの適切なメンテナンスのためには,ダムの現状を反映した安全性評価法の確立が望まれる安全評価法の構築には,コンクリートの力学的特性を精度よく評価し,内部応力の算定精度を高めることが必要と考えられる.このような背景を基に,ここでは,ダムコンクリートのヤング係数を複合理論によりセメントペーストと骨材のヤング係数より推定する手法を提示した.また,重力式ダムのシミュレーションより,コンクリートの自己収縮を考慮すると表面コンクリートのひび割れ発生確率が上昇することが明らかにされた.第二次世界大戦後,日本では水力発電のため多くのコンクリートダムが建設された.これらのダムは建設後すでに40年が経過しているこれらのダムの適切なメンテナンスのためには,ダムの現状を反映した安全性評価法の確立が望まれる安全評価法の構築には,コンクリートの力学的特性を精度よく評価し,内部応力の算定精度を高めることが必要と考えられる.このような背景を基に,ここでは,ダムコンクリートのヤング係数を複合理論によりセメントペーストと骨材のヤング係数より推定する手法を提示した.また,重力式ダムのシミュレーションより,コンクリートの自己収縮を考慮すると表面コンクリートのひび割れ発生確率が上昇することが明らかにされた.平成19年度は,(1)既設コンクリートダム建設に係わる資料収集とコンクリート特性の把握,(2)ダムコンクリートの使用時(常時荷重時下)の内部応力の予備的検討,を行い以下のような成果を得た.1)黒四ダムを含む電力会社が建設したダム建設時の各種実験や研究に関する報告書を収集することができた。これにより,幾つかのダムについては建設当時の骨材,セメント,コンクリートの配合,練り混ぜ,打設,締め固め方法,型枠脱型時期などが明らかになった.また,ダムコンクリートの断熱温度特性についてもデータを取得できた.2)ダムコンクリートの強度試験法,クリープ試験法等が明らかになり,幾つかのダムコンクリートのヤング係数やクリープ特性が明らかにされた.また,アーチダムの設計資料が収集できた.3)ダムコンクリートの強度やクリープ特性とセメントの水和度を関連づける既往の研究を分析し,この研究を一歩進めて,セメントの水和度とコンクリートのヤング係数の経時変化を評価する手法を検討し,実用的であることを見いだした.4)既設重力式ダムにおけるコンクリートの使用時(常時荷重時下)の内部応力の予備的検討を行った。この結果,クリープを考えない場合は,コンクリート内部に時間とともに徐々に増加する引張応力が生じる結果となり,コンクリートのクリープ性状がダムコンクリートの応力に大きな影響を及ぼすことが,数値的に明らかにされた.平成20年度は,平成19年度に続き(1)既設コンクリートダム建設に係わる資料収集とコンクリート特性の把握,(2)ダムコンクリートの使用時(常時荷重時下)の内部応力の予備的検討,を行い以下のような成果を得た.1)既設コンクリートダム建設時の各種実験や建設方法に関する報告書を収集することができた.これにより,幾つかのダムについては建設当時の材料や施工方法,コンクリートの諸特性が把握できた.2)中庸熱ポルトランドセメントの水和度を元に,セメントペーストと骨材のヤング係数よりダムコンクリートのヤング係数の経時変化を評価する手法を提案した.3)重力式ダムとアーチダムにおけるコンクリートの使用時(常時荷重時下)の内部応力の予備的検討を行った.この結果,クリープを考えない場合は,コンクリート内部に時間とともに徐々に増加する引張応力が生じる結果となり,コンクリートのクリープ性状がダムコンクリートの応力に大きな影響を及ぼすことが,数値的に明らかにされた.また,乾燥収縮を評価するプログラムを導入し,乾燥収縮を考慮すると岩盤付近のコンクリートに拘束応力が発生することを確認した.平成21年度は,前年度に続き(1)既設コンクリートダム建設に係わる資料収集とコンクリート特性の把握,(2)ダムコンクリートの常時荷重時下の内部応力の検討,を行い以下のような成果を得た.1)既設コンクリートダム建設時の各種実験や建設方法に関する報告書を収集できた.また,既設ダムに設置した各種計器による観測結果も収集できた.これらより,幾つかのダムについては建設当時の材料や施工方法,コンクリートの諸特性の把握の他,建設後のダムの性状に関する情報が得られ,今後のダム挙動解析のデータを得ることができた.2)前年度の中庸熱ポルトランドセメントの水和度をもとにセメントペーストと骨材のヤング係数よりダムコンクリートのヤング係数の経時変化を評価する手法を別の2つのダムにも適用し,本手法の有効性を確認した.3)東北地方に建設が予定されている重力式ダムについて,施工の標準案に忠実なシミュレーションを行い,コンクリートの温度応力等による内部応力の推移を検討した.この際,クリープの他,乾燥収縮と自己収縮も考慮した.その結果,自己収縮を考えるとコンクリート堤体表面部の富配合コンクリートに大きな引張応力が生じ,ひび割れが発生しやすくなることが明らかにされた.4)日射による入熱の算定方法を再検討し,有限要素法解析に入力しやすい表示法とした.これによって,従来から行ってきた外気温の評価に加え新たに太陽熱による入熱を考慮しやすくなった.5)ダムコンクリートに用いられる中庸熱ポルトランドセメントペーストで密封養生した場合の超音波速度の評価法を提示した.これにより,種々の養生条件によるセメントペーストのヤング係数の評価が可能となった.
育児中の夫婦が抱く虐待不安の様相: 夫婦関係に着目して

本研究の目的は,夫婦が抱く虐待不安の程度や背景の違いを明らかにすることである。そのため,23歳児を育児中の夫婦27組を対象に,質問紙調査と面接調査を実施した。まず,質問紙調査の結果,虐待自己評価不安,虐待他者評価不安ともに妻の方が高く,夫は虐待自己評価不安と夫婦関係満足との間に,妻は虐待自己評価不安と自分の家事・育児参加との間に負の相関を示した。続いて,夫婦関係満足に着目し抽出した2組の夫婦の面接調査から,育児や家族関係の認知的処理の夫婦間での違い,および夫婦の育児への物理的な参加というよりも情緒的な交流の重要性が示唆された。本研究の目的は,夫婦それぞれが抱く虐待不安と,その背後にある状況や心的状態を明らかにすることである。そのため,23歳の子どもを育児中の夫婦27組を対象に,質問紙調査を行った上で面接調査を実施した。まず,質問紙調査の結果について述べる。夫婦間で虐待不安の差を検討した結果,虐待自己評価不安(「いずれ自分も子どもにひどく暴力をふるってしまうのではないかと思う」など),虐待他者評価不安(「子どもが泣くと,周りの人から,自分が何かしているのではないかと思われたらと心配になる」など)ともに妻の方が高かった。ただし,虐待他者評価不安については夫婦間で中程度の正の相関が示された。また,虐待不安と関連する状況や心的状態では,夫は虐待自己評価不安と夫婦関係満足度との間に,妻は虐待自己評価不安と自分の家事・育児参加との間に負の相関を示した。続いて,面接調査について述べる。質問紙調査の各虐待不安と夫婦関係満足度の平均得点の夫婦間差に着目して分析対象とする夫婦を抽出し,事例的に検討する予定である。具体的には,各虐待不安と夫婦関係満足度において典型的な得点構造の夫婦の他にも,特徴的な得点構造を示した夫婦についても語りを事例的に詳細に記述する。これらの分析を通して,虐待不安を取り巻く夫婦内のダイナミズムの他,夫婦間での相違を捉える。29年度が最終年度であるため、記入しない。子ども学29年度が最終年度であるため、記入しない。
対向流火炎におけるNO_xの生成機構の解明

本研究においては,まずメタン空気の対向流拡散火炎,対向流二重火炎及び一次元予混合火炎を対象として,詳細な化学反応機構を考慮した数値計算を行った.そして,計算結果から単位火炎面面積当りの各素反応の反応速度に基づいた定量的な反応経路図を作成し,火炎中におけるNO_xの生成過程を詳細に調べた.その結果,予混合火炎(希薄・過濃)・拡散火炎・二重火炎(速度勾配小・速度勾配大)の各場合でThermal機構・Fenimore機構・HCNリサイクル経路の相対的な重要性が異なることが分かった。続いてEmission Indexに対する感度解析によって個々の素反応の寄与を評価し,NOの生成において支配的な役割を果たす素反応を調べた.その結果,Thermal機構の開始反応・Fenimore機構の開始反応・HCNリサイクル経路の開始反応の3つの反応が一般に重要であり,それらの相対的な重要性は上に述べた火炎の種類や条件によって大きく異なることが分かった.更に,軸対称の同軸流拡散火炎の二次元数値計算も行い,火炎面上の任意の位置における(火炎面に垂直方向の)火炎構造を同じ代表拡散時間を有する対向流拡散火炎と比較すると,非常によい一致がみられることが明らかになった.一方,実験においてはPLIF法(平面レーザ誘起蛍光法)によって火炎中のNO濃度を光学的に測定した.これは,計算で使用する化学反応機構の有効性を確認することを目的とする.但しこの場合,対象を対向流拡散火炎から同軸流拡散火炎に変更した.これは,対向流火炎の場合は火炎中でのレーザー光の光路が非常に長いために吸収が多く,正確な濃度測定が困難だからである.実験結果と前述の二次元数値計算との濃度分布の比較すると,火炎面付近から下流にかけては数値計算とのよい一致が得られたが,噴射管出口付近の燃料側領域において両者の差異がやや大きく,数値計算に用いた化学反応機構について細かく検証するためには若干の問題点が残った.本研究においては,まずメタン空気の対向流拡散火炎,対向流二重火炎及び一次元予混合火炎を対象として,詳細な化学反応機構を考慮した数値計算を行った.そして,計算結果から単位火炎面面積当りの各素反応の反応速度に基づいた定量的な反応経路図を作成し,火炎中におけるNO_xの生成過程を詳細に調べた.その結果,予混合火炎(希薄・過濃)・拡散火炎・二重火炎(速度勾配小・速度勾配大)の各場合でThermal機構・Fenimore機構・HCNリサイクル経路の相対的な重要性が異なることが分かった。続いてEmission Indexに対する感度解析によって個々の素反応の寄与を評価し,NOの生成において支配的な役割を果たす素反応を調べた.その結果,Thermal機構の開始反応・Fenimore機構の開始反応・HCNリサイクル経路の開始反応の3つの反応が一般に重要であり,それらの相対的な重要性は上に述べた火炎の種類や条件によって大きく異なることが分かった.更に,軸対称の同軸流拡散火炎の二次元数値計算も行い,火炎面上の任意の位置における(火炎面に垂直方向の)火炎構造を同じ代表拡散時間を有する対向流拡散火炎と比較すると,非常によい一致がみられることが明らかになった.一方,実験においてはPLIF法(平面レーザ誘起蛍光法)によって火炎中のNO濃度を光学的に測定した.これは,計算で使用する化学反応機構の有効性を確認することを目的とする.但しこの場合,対象を対向流拡散火炎から同軸流拡散火炎に変更した.これは,対向流火炎の場合は火炎中でのレーザー光の光路が非常に長いために吸収が多く,正確な濃度測定が困難だからである.実験結果と前述の二次元数値計算との濃度分布の比較すると,火炎面付近から下流にかけては数値計算とのよい一致が得られたが,噴射管出口付近の燃料側領域において両者の差異がやや大きく,数値計算に用いた化学反応機構について細かく検証するためには若干の問題点が残った.軸対称の対向流火炎バ-ナを製作し,熱電対およびガスサンプリングプローブ,ガスクロマトグラフィを用いて対向流拡散火炎中の温度および主要成分の分布を測定した.また,NOからの微弱な蛍光を検出するための超高感度の高速ゲートイメージインテンシファイアを購入した.レーザ誘起蛍光法においては,レーザ光が空間的にガウス分布状の強度分布をもっていて一様でないこと,検出器(イメージインテンシファイアおよびそれに続くCCDカメラ)の感度がピクセルごとに必ずしも一様でないこと,励起された分子が蛍光を発する際に衝突失活が大きく問題になることなどから,検出された2次元的な蛍光強度分布から濃度分布を正確に算出することが容易ではない.従って,まずそのような定量化の方法を確立するために,NOの測定の前段階として,比較的多量に存在して測定しやすいOH分子の測定を試みた.一方で,既存のパーソナルコンピュータを利用してC1までの成分に対する詳細な反応機構と正確な輸送係数を考慮した数値計算を行ない,温度分布,主要成分およびOHの濃度分布について計算結果と実験結果を比較した.その結果,温度と主要成分の分布については互いに十分に一致することがわかり,またOHについては衝突失活の影響によって発生する濃度測定の誤差が拡散火炎の場合では約30%以内であることが明かになった.NOについては平成8年度に持ち越し,C2以上の成分とNO生成機構に基づいた数値計算と並行してレーザ誘起蛍光法による測定を行なう.本年度は高速のパーソナルコンピュータを購入し,詳細な化学反応機構を考慮した数値計算を行った.

まず,メタン空気の対向流拡散火炎,対向流二重火炎および一次元予混合火炎を対象として,単位火炎面面積当りの各素反応の反応速度に基づいて作成された定量的反応経路図によって火炎中におけるNOxの生成過程を調べた.その結果,予混合火炎(希薄・過濃)・拡散火炎・二重火炎(速度勾配小・速度勾配大)の各々の場合でThermal機構・Fenimore機構・HCNリサイクル経路の相対的な重要性が異なることが明らかになった.続いてEmission Indexに対する感度解析によって個々の素反応の寄与を評価し,NOの生成において支配的な役割を果たす素反応を調べた.その結果,Thermal機構の開始反応・Fenimore機構の開始反応・HCNリサイクル経路の開始反応の3つの反応が一般に重要であり,それらの相対的な重要性は上に述べた火炎の種類や条件によって大きく異なることが明らかになった.更に,軸対称の同軸流拡散火炎の2次元数値計算も行い,火炎面上の任意の位置における(火炎面に垂直方向の)火炎構造を同じ代表拡散時間を有する対向流拡散火炎と比較すると,非常によい一致がみらることが明らかになった.一方,実験においては前年度購入したイメージインテンシファイアを用い,PLIF法によって火炎中のNO濃度を光学的に測定した.但しこの場合,対象を対向流拡散火炎から同軸流拡散火炎に変更し,前述の軸対称二次元の数値計算との濃度分布の比較を行った.この火炎に変更したのは,対向流火炎においては火炎中でのレーザー光の光路が非常に長いために吸収が多く,正確な濃度測定が困だからである.測定の結果,火炎面付近から下流にかけては数値計算とのよい一致が得られたが,噴射管出口付近の燃料側領域において両者の差異がやや大きく,数値計算に用いた化学反応機構について細かく検証するためには若干の問題点が残った.