hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋環境下における鉄筋コンクリート構造物の耐久性評価および環境条件評価

昨年度開始した東京湾での暴露試験あるいは室内促進試験の継続を行い、所定の材令(暴露では6ヶ月、1年、促進では6ヶ月)においてモルタルの塩化物イオン量、鉄筋の電気化学的測定および錆重量の測定を行った。電気化学的測定として、自然電位、分極曲線および定電位流測定を行った。これらより以下の結論が得られた。(1)東京湾周辺の暴露実験において鋼材腐食に関する地域差は、飛沫部に現れた。地域差を生じさせる要因として、風域の広さ及び防波堤の有無等の構造物の立地条件やかえり波の有無による構造形式が挙げられる。(2)海中、干満、飛沫、陸上部において、海中、干満部は飛沫、陸上部と比較して早期に腐食傾向を示すが、1年間の暴露試験では飛沫部の腐食量が海中、干満部よりも多かった。これは鋼材腐食が、塩化物イオンが鋼材位置に到達した後の酸素量に依存するためである。(3)各種試験において、乾湿繰り返し、塩水噴霧試験は塩化物浸透、鋼材腐食に対して非常に過酷であった。特に塩水噴霧試験は、高温かつ塩化物イオン及び酸素の供給が豊富であるため、他の試験と比較して環境条件が特に厳しい。(4)標準モルタル供試体を用いた屋外暴露試験の結果と同様の供試体を用いた促進試験の結果を用いることにより、その暴露地域の構造物の耐用年数を推定するという新しい環境条件評価法が提案でき、それと同時に促進試験の工学的意味が明瞭になった。昨年度開始した東京湾および全国18港における標準供試体(φ5×10cmモルタル供試体:中心軸にφ10丸鋼を埋め込んだもの)の1年あるいは2年の暴露試験を終了し、結果のとりまとめを行っている。さらに、周方向に引張ひびわれを有するφ5×20cmモルタル供試体の東京湾における暴露試験および促進試験を行っており、促進試験については結果をとりまとめた。測定項目は、モルタルへの塩化物イオンの浸透、鉄筋の電気化学的測定および酸素拡散の定性的測定等を行った。昨年度までの成果に加えて以下の結論が得られた。(1)東京湾周辺の暴露試験において塩化物イオンの浸透性状の相違は、飛沫部のみならず海中部において明確にあらわれ、海中での流れの速いところで塩化物イオン浸透速度が早いことが認められた。(2)全国18湾における試験結果より、沖縄および東北日本海側において、塩化物イオンの浸透および鉄筋の防食性能の低下が大きいことが認められた。この1つの理由として冬季季節風による風波の影響が考えられる。(3)海域によっては生物付着が著しく、供試体にも多大な影響を与えたことが考えられるが、定量的には明確にすることができなかった。(4)室内促進試験により、ひびわれが鉄筋腐食に及ぼす影響も検討したがコンクリ-トの品質よりも鉄筋が丸鋼であるか異形であるかの影響が著しいことが認められた。(5)室内促進試験により、セメント硬化体の自癒作用が予めひびわれを生じたモルタル中鉄筋の腐食に及ぼす影響を検討した。この結果、材令4週までに発生したひびわれ(残留で0.05mm以下)の、鉄筋の腐食に対する影響をは握した。
MRL/lマウス由来抗C1qモノクローナル抗体のループス腎炎における病因的意義

研究代表者は,C1q固相法によってSLE血清中に検出されるC1q結合性物質が免疫複合体ではなくC1qコラーゲン部に対する自己抗体であり,しかもこの自己抗体がC1qを介して腎糸球体に沈着することをこれまでに明らかにしてきた。そこで,本研究では,ループス腎炎におけるこの自己抗体の病因的意義をより包括的に検索する目的で,代表的なループスマウスでありC1q結合活性が高値を示すMRL-lpr/lpr(MRL/l)マウスにおけるC1q結合性IgGの解析およびMRL/lマウス由来抗C1qモノクローナル抗体の作製を試みた。ヒトSLEとは対照的に,MRL/lマウスにおけるC1q結合性IgGはC1qコラーゲン部に結合せず,さらにペプシン処理でC1q結合活性を喪失した。またそのC1q結合活性はイオン強度依存性であり,また固相C1qばかりでなく液相C1qに対しても結合活性を有した。これより,MRL/lマウスにおけるC1q結合性IgGは抗C1q自己抗体ではなくC1q結合性免疫複合体であることが想定された。従って,抗C1q自己抗体産生クローンは得られず,抗C1qモノクローナル抗体の作製は困難であった。続いて,このC1q結合性免疫複合体の解析を試み,anti-DNAより構成される免疫複合体であることを見いだした。しかも,このC1q結合性免疫複合体は,これまでMRL/lマウスにおいて同定されているself-associated IgG-RFやIgG-RF/anti-DNA,retroviral gp70/anti-gp70よりなる中分子量免疫複合体とは異なった,IgG-RFやDNAの関与を見ない新たな大分子量免疫複合体であった。さらに,このC1q結合性免疫複合体の抗体部分は主にIgG3によって構成されており,腎症への関与が強く示唆された。そこで,現在,C1qアフィニティカラムを用いてC1q結合性免疫複合体を精製分離し,さらなる解析を試みると同時に,この免疫複合体の腎糸球体への沈着が腎炎の発症・増悪に関与している可能性を検討中である。
Creative Engagement～宇宙から地球へ:芸術におけるアナザーモデル

私達が経験する外界とは誰にとっても同じ姿を持つものではなく、健常かつ日常という「特殊な状態」と相互作用しやすいように組織された産物と言える。この組織化は身体を通じた「自己定位」のプロセスでもある。本研究では、「宇宙滞在・認知症・回遊式庭園・発達障害」に関わる研究・制作を通じて、「ヒト」の認識を成り立たせると同時に制約もしている諸条件を「感覚的体験として認識させる」作品・装置を制作すると共に、先端脳計測機器を使用することで、それら「感覚的体験の計量化」を目指した。「時間・空間」は、「人間」の経験を可能にする先験的な前提条件として位置づけられてきた。芸術、教育、環境、生命、医療などの諸領域は、これら近代に於ける「人間・時間・空間」という概念を基盤に発展してきたものと考えらるが、人類にとって「先端脳科学理論による心のしくみの解明」という新しい次元の経験は、従来の「人間・時間・空間」という概念の再構築を迫るものと考えられる。2009年度は、この「脳科学理論」によるヒトの認識構造の解明を中心に研究が進められた。京都大学医学研究科人間健康科学専攻の協力をえて、我々はプ0ロジェクトチームを立ち上げ、このような認識の変容に関わる様々な実験器具を作成して検証をおこなった。既に、重力の方向性と身体軸の感覚を混乱させる「二重軸回転板」や、身体に圧力を加えることで心理的安心感を与える「バグマシーン」などを考案し作製した。これらを用い感覚の統合、自己意識の変容、空間に於ける定位、身体図式など人間の経験と認識の構造の変容について、fMRIや脳波計を使用して実際に、脳内でどのような変容がおこっているかを計測する準備を進めた。特に、「二重軸回転板」は、直径8mの大型の回転装置の上での歩行と連動する脳活動を計測するもので、これには、最先端技術の携帯型の脳血流計測装置を使用した。上記の実験は、芸術表現だけの問題にとどまらず、例をあげるならぼ、発達障害児童の感覚統合の問題、認知症患者の行動失認、統合失調症における心身分離、子供の成長過程に於ける描画表現の変化など、さまざまな作業を通して治療を施す医療に向けても総合的なアプローチが可能になるであろう。2010年度では、これらの成果の公開発表として、京都国立近代美術館で「Trouble in Paradise:生存のエシックス」という展覧会を行うとともに、国際シンポジュームを開催して、多角的な視点から我々の研究を検討する。平成22年度は、前年度の研究の継続として、1)記憶の空間形成モデルと認知症・発達障害、2)身体図式と記憶に関わる構築物、3)地形のトポロジカルな変換装置、4)関係概念としての自己、5)記憶に関わる臨床的ワークショップという五つの研究を実施すると共に各研究テーマの関連性について検証した。これらの成果の中間発表と社会的公開を目的として「Trouble in Paradise/生存のエシックス」展の開催(2010年7月9日8月23日)を開催。表現論理に関わる芸術を触媒として宇宙・環境・医療・生物など諸領域と日常生活を結びつけ、「生きるための方法」をさまざまな形で実験し探し求めること。このようなテーマのもとに「生存のエシックス」展(京都国立近代美術館2010年7月9日8月23日開催)では、国内外12のプロジェクトが紹介された。内外の研究機関に美術館も加えた協力関係のもとに、プロジェクトは、蜜蜂による健康診断、宇宙船内で浮遊する庭園、キクイ虫の音声信号を利用した森林保全計画、など、いっけん現実離れした視点から地球上の諸問題にアプローチすることで、人間というconditionを幅広い角度から見つめ直し「生存」に関わる基本概念を再構築することをめざした。また館内には「ワークルーム」を設置し、これをハブとして、フィールドワーク、パネルディスカッション、ワーク・イン・プログレスへの参加など様々なプログラムを連日実施し、鑑賞者が身体を通じて創造のプロセスに触れ思考を紡ぎ出す場とすると共に、「教育・研究・制作」を横断的に結ぶ付ける新たな芸術大学の在り方の提案ともなった。また、国際シンボジューム、Creative Engagement:生存のエシックス」を(2010年7月11日・7月31日)開催した。さらに大学コンソシアム京都での公開講座の開講2010年9月2011年2月:芸術のみでなく、法学・人類学・工学・経済政策など多様な専攻の学生を対象に、社会と個人の問題を創造的に媒介する方法や、横断的な思考の場の形成について、研究プロジェクトチームがテーマを設定し、15回にわたる連続講義を行った。本年度は、人間というconditionとその経験の成り立ちについて、芸術・医療・脳神経科学融合領域という独自の観点から捉え直す事で、新たな人間観(身体・感覚・健康)に基づく表現論理の基盤を探った。

過去三年間に渡り、我々は、京都大学人間健康科学科と、動作、移動といった身体感覚と、言葉、イメージなどが結び付く、一連の「知的思考の連鎖」の要因の抽出について、モバイル型NIRS(脳血流計測機器)と独自に開発した直径8mの二重軸回転装置を用いた調査・実験・制作を進めてきた。本年度は、建築・庭園・劇場の構造・配置の分析に基づき、「自己・身体・環境の相互作用とそれが情動反応・知覚□感覚・自己定位さらに高次認知作用に及ぼす影響関係」に着目した実験・試作を進めた。また、建築・庭園・劇場の構造・配置と身体・認知・情動反応の関係分析に基づいた検証を行うことで、それらを「三次元空間に於ける記譜」と捉え、イメージ・身体・記憶との空間の関係、時間軸による動作の組み立てや、回遊式庭園での飛び石上を歩く身体の動き、伝統芸能の作法に関する考察などとも連動した実験へと展開した。これらの検証から、我々は、被験者の予測を絶えず裏切る微妙な運動による体性感覚の変化と環境に於ける近傍の関係が自己の定位を失った動揺状況を生成すると同時に、行動のシーケンスの組み立て直しによる回路の生成過程や、創造的経験に本質的なものである関係性に向け開かれた状況に繋がるという見解を得た。実際の計測に於いては、ヒトの行為の模倣や共感に関わるとされているミラーニューロンのひとつである、STS(上側頭溝)部位の反応が注目されたが、これは、平行して進めている認知症や高機能発達障害の知覚・情動・表現の臨床的研究とも関連することが予測される。従来の健常者の視点を中心に構築されてきた知覚・表現論理に対して、この「セルフの揺らぎ」を環境への創造的な応答として捉えることで、あらたな人間・健康概念にもとづく芸術表現のモデルが可能になると推論するに至った。
IGF-I不応症の解明:1型IGF受容体の遺伝子解析と発現調節に関する研究

【目的】IGF-I受容体のKOマウスでは、出生体重が標準体重の45%と報告されている.このことは,原因不明の胎内発育不全に伴う低身長児,以下IUGR性低身長の中に,IGF-I受容体の異常症が含まれている可能性が示唆され,私達は原因不明のIUGR性低身長児を対象にIGF-I受容体遺伝子の解析を行った.【対象と方法】出生体重が-1.5SD以下で,3歳以降も-2SD以下の低身長を呈した21例を対象とした.末梢血単核球DNAを抽出後、IGF 1R遺伝子のExon121およびその近傍のintronについて設定したプライマーPCRで増幅後、direct sequence法で遺伝子を解析した.【結果】EX1の5'UTR部分に4bpのdeletion(977-980delCTTT)を1例に認めた.EX3では1例にアミノ酸変異を伴わないsilent mutation(204CCC/CCT)を認めた。EX11(736ACC/ACT),16(1012GAG/GAA),21(1316TAC/TAT)では既に報告されているsilent mutationをそれぞれ,9例、13例、2例に認めた.いずれもヘテロのmutationであった。一方Intronでは,intron13(-53T/C),15(+72A/G)にこれまでに報告されていない1塩基置換を12例、9例認めた。また,Intron20(-34G/A)に既に報告されている変異を11例に認めた.Intron13に認められた変異はキャッチアップ群(9例)で、IUGR性低身長群(21例)、コントロール群(18例)と比べ,変異が少ない傾向が認められた.一方intron15,20で認められた変異は、各群間に明らかな差は無かった。【考察】EX1のUTR部分の4bp delationが1例に認められた.今後は家族の解析と機能解析を進める予定である。EX3,11,16,21に一塩基置換を認めた。特に,EX3の1塩基置換はこれまでに報告のない新しい変異である。Intron13,15,20にも1塩基置換を認めた.このうち、intron13,15はこれまでに報告のされていないものである.これらのintronの1塩基置換では、intron13で、キャッチアップ群が、コントロール群、IUGR群に比べ少ない傾向を示した。これについては、今後も例数を増やして検討していく予定である。常染色体優性遺伝する家族性単独成長ホルモン(GH)欠損症(ICHD)はIGHDtype IIと呼ばれている.本症の一家系について遺伝子検索を行い,以下の結果を得た.Direct sequence法による発端者のGH遺伝子(GH-1)をpromoterを含めた検索の結果,GH-

1遺伝子の第3intronの28番目の塩基がGからAへ置換した点突然変異(heterogenous)が認められた.この部分を特異的に切断する制限酵素EciIを用いて,家族のGH-1遺伝子検索を施行した結果,GHDの妹および低身長を示した父にこの点突然変異が確認された.In vitroの検討により,GH-1遺伝子の第3intronの28番目の塩基のGからAへ置換は,第3exonのexon skipをきたし,その結果不完全なGHが作り出されることが報告されており,本症はこれによりIGHDを来したものと思われる.【目的】子宮内発育遅延(IUGR)で出生した児では、しばしば(1520%)出生後も発育障害が持続し、その約50%は低身長に終わる。IGF-IR knockout mouseがIUGRを呈すること、またIUGR性低身長児では、GH投与後のIGF-I値がGH分泌不全児のそれと比較して有意に高いことから、IGF-IRやそれ以降の伝達障害が示唆されるが、詳細な検討はなされていない。私達はIUGR性低身長児を対象にIGF-IRの'遺伝子解析を行った。【対象・方法】出生体重が週数相当の標準体重より-1.5SD未満で出生し、3歳以降の時点で-2 SD以下の低身長を呈しているIUGR小児18症例を対象とした。インフォームドコンセントを得た後、対象のリンパ球からDNAを抽出した.IGFI-R遺伝子の122のexonとintronについてプライマーを作成し、PCR法で増幅後にダイレクトシークエンス法を用いて遺伝子解析を行った。【考案】本研究で認められた変異のうち、exon11と16の変異は既報のものでアミノ酸め変異は伴わないものであった,一方、intronでみつかった変異は従来報告されていないものであった。このintronの異常が疾患関連遺伝子かどうか、健常人を対象にしたもので検討する予定である。
嚥下圧と舌圧を用いた神経筋疾患患者の嚥下機能評価に関する研究

デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)患者17名、筋強直性ジストロフィー(DM1)患者32名、筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者26名の舌圧と咽頭圧を測定した。舌圧は、舌で口蓋にバルーンを押しあてて測定した。咽頭圧は、圧センサーを設置したカテーテルを下咽頭から食道入口部に挿入し、下咽頭部と上部食道括約筋部の嚥下時圧変化を測定した。舌圧はDMD群が有意に高く、咽頭圧はDM1群が有意に低かった。DMD群には年齢と咽頭圧の間に、DM1群には舌圧と咽頭圧の間に、ALS群には重症度と咽頭圧の間に有意な相関関係を認めた。いずれの疾患も嚥下圧は低下していたが、それぞれ嚥下障害の進行が異なることが示唆された。平成25年度は、主に筋強直性ジストロフィー(DM1)患者の舌圧と嚥下圧の関係について調査を行った。調査対象は、DM1患者12名(男性9名、女性3名、平均年齢45.3歳)とした。評価時の食事内容は常食が2名、軟飯または粥食5名、経管栄養5名であった。舌圧測定後に嚥下造影検査(VF)と嚥下圧検査を同時に行い、ゼラチンゼリーと水分それぞれ約3mlを嚥下させ、咽頭残留物が全て通過するまで複数回嚥下させた。舌圧測定には口腔内バルーン式簡易測定装置を用い、嚥下圧測定は圧センサーを設置したカテーテルを食道入口部まで挿入し、嚥下運動前後での下咽頭部と食道入口部の波形変化の最大値を解析した。その結果、最大舌圧値と水分嚥下時の食道入口部の波形変化の最大値との間には有意な相関関係を認めた(R=0.769、p=0.003)。また、水分嚥下時の食道入口部の波形変化の最大値と年齢の間に有意な相関関係を認めた(R=ー0.748、p=0.008)。経口摂取群(7名)と経管栄養群(5名)に分類すると、水分嚥下時の食道入口部の波形変化の最大値は経口摂取群で有意に高かった(p=0.046)。以上の結果から、DM1患者は年齢とともに嚥下時に食道入口部が弛緩しにくくなり、これによって咽頭残留が増加し、誤嚥や窒息を生じやすくなるのではないかと考えられた。また、舌圧測定値をもとに輪状咽頭筋の運動障害を予測できる可能性が示唆された。今年度以降もデータを追加し、考察で挙げた仮説について検証する予定である。また、他の疾患についてもデータをまとめて検討することとしている。平成26年度は、主に筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者の舌圧と嚥下圧の関係について調査を行った。調査対象は、ALS患者17名(男性7名、女性10名、平均年齢68.6歳)とした。評価時の食形態は、常食が2名、軟飯・粥食が8名、ミキサー食が5名、経管栄養が2名であった。また、病歴から球麻痺型11名、四肢麻痺型6名に分類した。評価時の日常生活動作(ADL)を日本版ALSFRS-Rを用いて評価した。舌圧測定後に嚥下造影検査(VF)と嚥下圧検査を同時に行った。舌圧測定には口腔内バルーン式簡易測定装置を用い、嚥下圧測定は圧センサーを設置したカテーテルを食道入口部まで挿入し、嚥下運動前後での下咽頭部と食道入口部の圧変化を解析した。その結果、食形態とALSFRS-Rの間には有意な相関関係を認めた(R=0.598,p=0.017)。最大舌圧値は、下咽頭部の嚥下圧とは有意な相関関係を認めなかったが(R=-0.094,p=0.731)、食道入口部の圧変化とは有意な相関関係を認めた(R=0.584,p=0.046)。また、食形態やALSFRS-Rと、舌圧や嚥下圧との間には有意な相関関係は認めなかった。球麻痺型と四肢麻痺型の患者を比較すると、ALSFRS-R(p=0.489)や下咽頭部の嚥下圧(p=0.248)に有意差はなかったが、舌圧(p=0.045)と食道入口部の圧変化(p=0.013)は球麻痺群の方が有意に低値であった。以上の結果から、ALS患者の舌圧と食道入口部の圧変化は並行して低下している可能性があり、特に球麻痺型の患者で著明な低下を示した。また、ALS患者はADLの低下に伴って食形態が調整される傾向にあったが、舌圧や嚥下圧の低下とは必ずしも相関しておらず、各身体機能障害の進行度にはばらつきが大きいことが示唆された。平成27年度は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)と筋強直性ジストロフィー(DM1)について、両疾患患者の舌圧、嚥下圧の特徴について比較分析を行った。対象は、ALS患者20名とDM1患者30名とした。食形態をスコア化し、口腔内バルーン式測定装置を用いて舌圧測定を行った。

さらに、嚥下造影検査と圧センサーを設置したカテーテルを食道入口部まで挿入し水分3mlを嚥下させる嚥下圧測定を同時に行った。両群の測定項目について比較検討し、各測定項目間の相関関係を分析した。その結果、最大舌圧値の平均値は、ALS群が13.2±10.2kPa、DM1群が14.1±6.6kPaで、食形態スコアとともに両群に有意差はなかった。下咽頭部と食道入口部の嚥下圧の平均値は、ALS群が189.0±81.8mmHgと169.2±85.5mmhg、DM1群が111.8±92.4mmHgと56.1±30.8mmHgで群間に有意差があった(p<0.01)。DM1群の嚥下圧は、年齢(R=ー0.448、p=0.01)や舌圧(R=0.654、p=0.001)と有意な相関関係が認められたが、ALS群の嚥下圧と有意な相関関係を認める測定項目はなかった。DM1群とALS群の舌圧低下や食形態は同程度であったが、DM1群はALS群よりも嚥下圧が下咽頭部、食道入口部ともに低下していた。さらに、DM1群の嚥下圧は年齢や舌圧との間に相関関係が認められた。DM1群は、舌筋や嚥下関連筋の筋力低下が緩徐に長期にわたって進行した結果、特徴的に嚥下圧が低下した可能性が示唆された。その一方で、ALS群はDM1群に比べて嚥下圧が保たれており、初期段階では舌筋力低下が嚥下障害を惹起していることが考えられた。平成27年度までに、筋萎縮性側索硬化症20名と筋強直性ジストロフィー30名について、舌圧、嚥下圧の特徴について比較分析を行った。また、デュシェンヌ型筋ジストロフィー16名の舌圧、嚥下圧の分析も終了している。主要3疾患については、統計処理が可能な症例数を確保できており、おおむね順調に進行している。【目的】舌圧と嚥下圧は、嚥下機能にとって欠かせない要素であるが、神経筋疾患別の特徴はほとんど知られていない。この研究の目的は、神経筋疾患患者の舌圧と嚥下圧の特徴を示すことである。【方法】デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)17名、筋強直性ジストロフィー(DM1)32名、筋萎縮性側索硬化症(ALS)26名の舌圧と5ml液体嚥下時の嚥下造影検査と咽頭内圧の測定を行った。複数回嚥下を行った際の、下咽頭圧と食道入口部の圧変化を測定し、その最大値について分析した。【結果】DMD群の舌圧(21.7±7.8kPa)は、他の2群(DM1群,13.9±6.4kPa; ALS群,13.5±10.2kPa)よりも有意に高かった(p<0.01)。またDM1群の嚥下圧(下咽頭,51.1±29.9mmHg;食道入口部,95.6±92.2mmHg)は、他の2群(DM1群の下咽頭,95.1±42.4mmHg; DM1群の食道入口部,217.9±135.4mmHg; ALS群の下咽頭,111.0±32.4mmHg; ALS群の食道入口部,160.8±75.8mmHg)よりも有意に低かった(p<0.01)。DMD群では食道入口部の圧変化と年齢の間に(R=-0.05, p=0.045)、DM1群では下咽頭圧の変化と舌圧の間に(R=0.421, p=0.016)有意な相関関係が認められた。ALS群では下咽頭圧の変化と重症度(ALSFRS-R)の間に有意な相関関係が認められた(R=0.435, p=0.030)。【結論】DMD患者は舌圧と食道入口部の内圧を維持していたが、加齢とともに低下する傾向にあった。DM1患者は舌圧と下咽頭圧が著明に低下していた。ALS患者は舌圧が著明に低下し、下咽頭圧は維持していたが、ADLとともに低下していた。神経筋疾患は嚥下関連筋に筋力低下を示すが、嚥下機能の低下にはそれぞれの特徴があり、その特徴に見合った対応方法を提供する必要がある。デュシェンヌ型筋ジストロフィー、筋強直性ジストロフィー、筋萎縮性側索硬化症などの筋疾患については、症例数が確保でき、統計学的分析も可能となった。その一方で、パーキンソン病やその関連疾患については、嚥下障害の原因が筋力以外に認知機能などを含めて多岐にわたりこともあり、舌圧や嚥下圧と嚥下機能の間に特徴的な傾向を捉えるに至っていない。【背景】舌圧や咽頭圧は嚥下機能に不可欠な要素である。
キャッチ結合組織における分子シンクロナイゼーションとモデル化

クリイロナマコの体壁の結合組織(真皮)を用い、キャッチ結合組織のエネルギー消費量を見積もった。エネルギー消費量は酸素消費率(VO2)を測定することで求めた。休息時のVO2は0.620±0.11mlO2/h/g(±s.e.,20°C)であった。高濃度にカリウムイオンを含む海水(100mMK^+)で硬い状態(キャッチ状態)にしたものでは、酸素消費率は1.09±0.24mlO2/h/gへと増加した。同じ個体の体壁縦走筋を用いて酸素消費率を測定したところ、キャッチ結合組織の休息時の酸素消費率は筋の休息時の値の約1/10であった。キャッチ状態の酸素消費率はK^+刺激で収縮中の筋肉のものの、やはりほぼ1/10であった。以上の結果は、棘皮動物のきわめて低いエネルギー消費量は、キャッチ結合組織(という細胞外成分が大部分のもの)の活用に由来するとして説明可能である。群体における代謝スケーリングを研究した。シモダイタボヤは1週間に一度、群体を構成している親の世代が退化して子の世代に完全に置き換わるtakeoverという現象を示す。Takeover中のエネルギー消費率と通常状態のエネルギー消費率とを計って比べたところ、群体重量に対して通常状態ではアロメトリーを、takeover中にはアイソメトリーを示した。これは生理的状況でスケーリングが変化する、初めての結果である。この結果を説明するために、以下のような仮説をたてた。「ベキ乗のサイズ効果はユニット同士の局所的な相互作用によって生まれる。takeover中にサイズ効果が見られなくなるのは、ユニット間の連絡が切れ、相互作用がなくなることによる。同じユニットが局所的な相互作用をもつ系は、自己組織化臨界状態にある可能性があり、臨界状態とは相互作用の効果がベキ関数で記載されるものである。」1.ナマコ(ニセクロナマコ)体壁のキャッチ結合組織から、結合組織の硬さを変えるタンパク質(硬化因子)を抽出した。硬さの測定は0.3Hzのサイン波状の引っ張りひずみを、単離したナマコの結合組織に与え、発生する応力を測定し、応力のピーク値を硬さの指標とした。真皮細片をEGTAを含むCa^<2+>-free海水中で凍結一解凍を繰り返し、遠心した上清を陰イオン交換カラム(HiTrapQ)にかけ、吸着したものをNaCl濃度勾配により溶出した。0.5-0.6Mの画分に硬化作用がみられた。活性画分をゲル濾過(Sephacry1 S-200)し、活性のあった画分をSDS/PAGEにかけCBBで染色すると、主要なバンドは1本のみ(MW34kDa)だった。34kDaタンパク(硬化因子)のN末と、トリプシンで消化した断片2個のアミノ酸配列を決めた。2.ナマコを硬くするペプチドNGIWYamideを単離し、これの抗体を作成した。抗体でナマコを染色したところ、ナマコの主な神経系である放射神経が染まった。また、真皮中に抗体陽性を示すもの(たぶん神経繊維)が走っているのが確認できた。NGIYWYamideはキャッチ結合組織の硬さを支配している神経ペプチドだと思われる。3.キャッチ結合組織であるとともに結合組織性収縮を示すウミユリ(トリノアシ)の巻枝における、神経の走行を調べた。巻枝内には神経とBSO細胞の網目状のネットワークが見られた。巻枝の収縮と硬さ変化のコリン作動性支配を調べたところ、アセチルコリンやニコチン様作動薬は硬さを減少させるのみだったが、ムスカリン様作動薬は、高濃度で組織の軟化を、低濃度で組織の収縮を引き起こした。1.ナマコ真皮の動的力学試験をおこない、力学的性質のひずみ依存性とひずみ速度依存性を調べた。真皮は力学的に異なる3つの状態をとることが分かった。標準状態では、平均的な硬さが1MPa、エネルギー損失率は60%で、ひずみ-応力曲線は典型的なJ字曲線を示した。硬い状態では、応力-ひずみ曲線はJ字を示さず、ひずみの小さいところから大きな傾きをもって直線的に立ち上がった。平均的な硬さは3MPaであった。軟らかい状態では、他の状態にはないひずみ依存性がみられた。他の状態では、振動試験の最大ひずみを増加させると、最大応力もそれにともない増加していったが、軟らかい状態では、最大ひずみが限界値(約10%)を超すと、最大応力がひずみとともに急速に減少した。2.ナマコ体壁の結合組織(真皮)から抽出した真皮を硬くするタンパク質(34kDaタンパク)の生理活性を調べた。このタンパクはカルシウム非依存的に硬さを増大させた。また凍結融解を繰り返して細胞を破壊した真皮にも硬化作用を示したため、これは細胞外成分に直接効果をおよぼすものと結論できる。3.硬さを制御する神経ペプチドNGIWYamideのペプチドの抗体を作成し染色したところ、ナマコ以外にもヒトデやウニで、放射神経や管足の神経にNGIWYamide抗体陽性反応が見られ、NGIWYamide(10^<-5>M)はこれらの動物の管足の収縮反応を増強した。4.棘皮動物の結合組織は、硬さを変えるだけではなく、収縮も示すという例を発見した。ウミシダの腕靭帯は、まったく筋肉を含まないにもかかわらず、刺激により収縮を示した。

ナマコをはじめとする棘皮動物には硬さを変えるキャッチ結合組織)が存在する。また、同じ棘皮動物の仲間であるウミシダには収縮する結合組織もある。ウミシダの腕の靱帯は、まったく筋肉を含まないにもかかわらず、硬さ変化と収縮を示す。高濃度にカリウムを含む人工海水の刺激に対しては、まず収縮が起こり、続いて靱帯は軟らかくなる。結合組織性収縮のactive stateについて調べた。さまざまなコリン作動薬を試した結果、ムスカリンによって靱帯は完全に軟らかくなった。そこに高濃度にカリウムを含む人工海水やアセチルコリンを与えると、一過性の収縮反応が見られ、active stateの時間経過が明らかになった。収縮は硬さ変化による受動的なものではなく、能動的なものであることが確立された。動物個体間のシンクロナイゼーションに関する研究を行った。群体性動物であるホヤを用いて、エネルギー消費量と群体サイズの関係を調べた。シモダイタボヤBotrylloides simodensisは米粒大の個虫が並んで横に広がり、一層の平板状の群体をつくる。群体のエネルギー消費量を酸素消費率(VO_2)によって計り、それが群体の大きさ(湿重量Mw、これは個虫数に正比例する)とどのような関係になるかを調べたところ、というアロメトリー式が得られた。ベキの数字は、統計的に1とも0.67とも違い、0.75と違いはなかった。個体性の動物では体重の0.75乗に比例することがわかっているが、それと同じ関係が群体性の動物でも得られた。この結果は、サイズ効果は個体性群体性を問わない普遍的なものであることを示唆する画期的なものである。クリイロナマコの体壁の結合組織(真皮)を用い、キャッチ結合組織のエネルギー消費量を見積もった。エネルギー消費量は酸素消費率(VO2)を測定することで求めた。休息時のVO2は0.620±0.11mlO2/h/g(±s.e.,20°C)であった。高濃度にカリウムイオンを含む海水(100mMK^+)で硬い状態(キャッチ状態)にしたものでは、酸素消費率は1.09±0.24mlO2/h/gへと増加した。同じ個体の体壁縦走筋を用いて酸素消費率を測定したところ、キャッチ結合組織の休息時の酸素消費率は筋の休息時の値の約1/10であった。キャッチ状態の酸素消費率はK^+刺激で収縮中の筋肉のものの、やはりほぼ1/10であった。以上の結果は、棘皮動物のきわめて低いエネルギー消費量は、キャッチ結合組織(という細胞外成分が大部分のもの)の活用に由来するとして説明可能である。群体における代謝スケーリングを研究した。シモダイタボヤは1週間に一度、群体を構成している親の世代が退化して子の世代に完全に置き換わるtakeoverという現象を示す。Takeover中のエネルギー消費率と通常状態のエネルギー消費率とを計って比べたところ、群体重量に対して通常状態ではアロメトリーを、takeover中にはアイソメトリーを示した。これは生理的状況でスケーリングが変化する、初めての結果である。この結果を説明するために、以下のような仮説をたてた。「ベキ乗のサイズ効果はユニット同士の局所的な相互作用によって生まれる。takeover中にサイズ効果が見られなくなるのは、ユニット間の連絡が切れ、相互作用がなくなることによる。同じユニットが局所的な相互作用をもつ系は、自己組織化臨界状態にある可能性があり、臨界状態とは相互作用の効果がベキ関数で記載されるものである。」
マイクロ流路を用いた長期1細胞計測によるES細胞の遺伝子ネットワーク解析

次世代シーケンサを用いた1細胞トランスクリプトーム解析が急速に進展している。しかし、シーケンサによる解析では、個々の細胞ごとの遺伝子発現の時系列情報が欠落する。この問題点を相補する方法として、本研究では、マイクロ流体デバイスを用いて、マウスES細胞の遺伝子発現を顕微鏡下で長期観察する方法を開発した。その結果、対象遺伝子の発現を、蛍光蛋白を用いて1週間に渡って計測することに成功した。今後、他の細胞への応用が期待される。生命現象を理解するには、細胞を生きたまま観察する技術が有用である。しかし、動物細胞株の実験では、顕微鏡下で個々の細胞を長期に渡り追跡するのは極めて難しい。それは、細胞がconfluentに達した際に継代せざるを得ず、そこで観察が途絶えるからである。さらに、マウスES細胞のように、重層化を伴って増殖する場合、細胞間の識別自体が容易に障害される。本研究では、上記問題をマイクロ流体デバイスによって解決することを試みた。マウスES細胞には、H2B-mCherryを恒常的に発現させ、内在性遺伝子へVenusをノックインした。H2B-mCherryにより細胞の核を追跡しながら、Venusの輝度の変化を定量した。マイクロ流体デバイスは、共同研究により独自に作製した。蛍光輝度の計測の感度を高めるために、基板にはガラスを用いた。しかし、マウスES細胞はガラスへの生着が悪く、とりわけ、細胞密度が低い状態では容易に死滅することを経験した。そこで、通常の培養で使用するgelatin以外のコーティング剤や、細胞を高密度に播種するためのプロトコールを検討した。重層化を避けるためにマイクロ流路の高さを制限したので、当初は流路の目的の場所への細胞の播種が困難であったが、播種後にデバイスを遠心することにより、細胞を適切な方向へ高密度に集積させることが可能になり、細胞の生存率を高めることができた。細胞の密度が高まった際に、持続的に細胞を流路へ排出できるように、培地の適切な流速を検討した。さらに、蛍光計測時の光毒性を回避しながらも高頻度に撮影して細胞を追跡できるように、露光の強度と時間、および、撮影頻度を検討した。その結果、15分毎にZ軸方向に3枚の撮影を行いながら、10日間に渡って持続的な蛍光計測を達成した。分子生物学
最新信号処理技術に基づく準即時・高精度地震動分布評価法の開発と被害推定への適用

本研究では,地震直後の建物の被害推定の高精度化をめざして,準即時地震動スペクトル分布の高精度補間法を開発し,建物モデルを介してその影響の評価を行った。東北地方太平洋沖地震の仙台市を対象に,本手法により推定した地震動分布を適用したところ,建物モデルの復元力特性や地盤-構造物相互作用効果を適切に考慮することにより,比較的良く実被害分布が説明できることを確認した。本研究では,地震直後の被害推定の高精度化をめざし,準即時地震動スペクトル分布の推定において,ベクトル場としての応答スペクトル分布の推定手法及び理論地震動を補助変数とした高精度補間法を開発し,建物モデルを介してその影響の評価を行うことを目的としている。今年度の具体的な検討項目は,(1)実地震に対する理論地震動データベース作成,(2)ベクトル場としての応答スペクトル分布の準即時推定手法の開発,(3)理論地震動を補助変数とした高精度応答スペクトル分布推定法の開発であり,各々下記の検討を実施した。(1)については,23年度に観測記録の方向性を検討した地震について,既往研究による震源モデルと現実的な3次元地下構造モデルから理論地震動評価を行い,応答スペクトル分布をデータセットとして作成するとともに,観測記録の方向性との比較を行った。その結果,中小地震の長周期帯域においては比較的対応がよかったが,東北地方太平洋沖地震については提案されている複数の震源モデル自体の相違が大きく,理論地震動に大きなばらつきが生じると同時に,観測記録との対応についても良好な結果は得られなかった。(2)(3)では,まず23年度作成した単純な震源モデルと地下構造モデルに対する理論地震動に対して開発した手法の適用を行い,概ね再現されることを確認した。ただし観測記録の補間については,(1)で述べた通り理論地震動のばらつきが大きいことから,精度評価までは至らなかった。本研究では,地震直後の被害推定の高精度化をめざし,準即時地震動スペクトル分布の高精度補間法を開発し,建物モデルを介してその影響の評価を行うことを目的としている。今年度は最終年度として,前年度までに検討した理論地震動を補助変数とした高精度補間法を用いて,準即時でスペクトル分布を高精度推定する手法について,その適用条件とともにまとめた。その際,前年度理論地震動のばらつきが大きかった東北地方太平洋沖地震について,複数の震源モデルに対して再検討を行った。その結果,強震観測点密度が高い場所では影響は限られるものの,観測点間隔が大きい場所では震源モデルのばらつきの影響が大きいことが確認された。続いて,この手法による推定スペクトル分布を用いて,1質点系でモデル化した建物群について応答評価を行い,準即時建物被害評価に与える影響の検討を行った。仙台市域を対象として,応答スペクトルに加えて時刻歴波形の面的評価を行い,建物-相互作用系の複数のモデルを対象に時刻歴応答評価を実施し,東北地方太平洋沖地震の被害との比較検討を行うことで,建物のモデル化の影響を検討した。なお,当初は室内被害まで対象とする予定であったが,上記の理論地震動のばらつき評価に予定よりも時間をとられたこと,当初予定にはなかった時刻歴波形評価とそれによる建物応答評価を行ったことから,建物被害までの検討に変更した。最後に,最終年度として手法と適用性に関するまとめを行った。今年度の具体的な検討項目は,(1)観測記録の方向性の検討,(2)数値実験による理論地震動データベース作成,(3)ベクトル場としての応答スペクトル分布の準即時推定手法の開発,(4)理論地震動を補助変数とした高精度応答スペクトル分布推定法の開発であり,各々下記の検討を実施した。(1)については,仙台市内の独自観測網の記録を用いて,近年の内陸地震及び海溝型地震(2011年東北地方太平洋沖地震及びその余震も含む)について,強震観測記録の周期帯域別卓越方位の検討を行った。その結果,短周期についてはばらつきが大きく規則性は見られなかったが,長周期になるにつれ規則性が見られ,仙台市内南部では地震によらず概ね一方向に卓越するが,北部では地震に依存した卓越方向の変化が確認された。(2)については,単純な震源モデルと不整形構造を設定して理論地震動評価を行い,応答スペクトル分布をデータセットとして作成した。さらに,仙台平野の複数の既存3次元地下構造モデルを用いて,平面波入射の際の理論地震動を作成した。(3)(4)については,複素クリギングや複素ニューラルネット,共変数クリギングおよびベイジアンニューラルネットワークの他分野での適用例に関する文献調査を行った。研究実績の概要で示した3項目について,当初計画に沿って検討を実施したが,当初予定には達していない。主な原因は震源モデルによる結果の相違が大きいためである。特に東北地方太平洋沖地震については,震源モデルを見直した上での再検討が必要と考えられる。研究実績の概要で示した4項目のうち,

(1)は計画通り,(2)はやや前倒しで進んでいるが,(3)(4)は実検討まで進めなかった。これは主に東日本大震災対応に時間を割かれたためである。25年度は,(1)準即時地震動スペクトル分布の高精度評価手法の確立,(2)建物被害推定に与える影響の検討,(3)室内被害推定に与える影響の検討を行った上で,最終年度として(4)総合評価を行う。(1)については,前年度までに検討したベクトル場のスペクトル推定と理論地震動を補助変数とした高精度補間法を統合し,準即時でベクトル場のスペクトル分布を高精度推定する手法について,その適用条件とともにまとめる。その際,前年度課題であった東北地方太平洋沖地震については震源モデルを見直して再検討するとともに,震源モデルのばらつきの影響についても検討する。(2)については, (1)の手法による推定スペクトル分布を入力とし,1質点系でモデル化した建物群について,1方向入力・2方向入力で応答解析を行い,準即時建物被害評価に与える影響の検討を行う。(3)については,(1)の手法による推定スペクトル分布を入力とし,多層階の建物群の床応答を求め,室内什器の転倒を評価するとともに,それに基づく人的被害推定を行う。(4)では,全ての検討結果を総括し,方向性を考慮した準即時応答スペクトル分布の評価法についてまとめる。24年度は,(1)実地震に対する理論地震動データベース作成,(2)ベクトル場としての応答スペクトル分布の準即時推定手法の開発,(3)理論地震動を補助変数とした高精度応答スペクトル分布推定法の開発を行う。(1)については,23年度に観測記録の方向性を検討した地震について,既往研究による震源モデルと現実的な3次元地下構造モデルから理論地震動評価を行い,応答スペクトル分布をデータセットとして作成する。同時に,観測記録の方向性との比較を行う。(2)(3)では,まず23年度に作成した単純な震源モデルと地下構造モデルに対する理論地震動に対して手法の適用を行う。次に(1)で作成した現実的な震源・地下構造モデルに対する理論地震動及び実観測記録の順に手法を適用し,適用条件及び精度に関する検討を行う。(2)(3)についてはやや遅れ気味であるが,震災対応に割かれる時間が減る見込みのため,24年度で遅れを取り戻す予定である。25年度は解析ソフトウェアおよび地震波等データの購入費用,解析結果のバックアップ用の費用を予定している。解析を進める際,研究補助及び資料収集に謝金を用いる。また,資料収集および成果発表のために旅費・印刷費・投稿料等を予定している。次年度使用額は,東日本大震災対応に時間を割かれたこと,次年度発売の次世代CPU/GPUを用いたPCを購入したかったことから,当初予定していた解析用PC購入を次年度に延期することによって生じたものであり,延期した解析に必要な経費として平成24年度請求額とあわせて使用する予定である。24年度はそのPCを購入して解析を進めるとともに,研究補助及び資料収集に謝金を用いる。
オーバーラップする異国趣味・郷土主義ー東アジアモダニズム研究の基盤構築に向けて

「研究計画」に基づいて、2018年10月に開催された第6回東アジアと同時代日本文学フォーラムにおいて発表を行った(於:復旦大学)。全体テーマは「「レンタル」と近現代東アジア文化」であり、上海租借地との関わりを想定していたため、1940年代前半に2度上海に滞在した阿部知二を対象にして、彼のモダニズム小説にみられる異国趣味と、その後の北京、南洋、上海滞在での経験をふまえて執筆された小説群との関係について議論を行った(発表タイトル「阿部知二とエキゾティシズムーアフリカ、中国、南洋」)。また、上海で開催されたこの研究会をはじめ、日本国内での学会、韓国の研究者との学術交流、台湾訪問時における現地研究者との情報交換、アメリカにおける学会発表と議論などを通じて、東アジアモダニズム研究の課題を分析しつつ、2019年度以降開催予定の研究会について、個々に具体的な相談、調整を行うことが主となった。当該研究課題と関連して、台湾における異国趣味の問題についても分析を進め、また、昨年度までの成果を論文集として刊行するなど、今後に向けてさまざまな課題に取り組んでいる。さらには国際学会での発表に向けて申請を行い、すでに採択されたものもあるが、まだ準備段階のものが多いので、そうした成果を着実にかたちにすることを通して、次年度以降の研究を推進したい。東アジアモダニズムに関する研究ネットワークの構築は予定から遅れているので、今後早急に実現に向けて着手する。2019年中に開催を計画している東アジアモダニズム研究会について、当初よりも回数を減らし、規模・参加人数を増やす方向で軌道修正を図ったため、参加者の確定や調整に時間を要した。研究計画に基づいて、研究を進め、随時発表・論文投稿を行うともに、研究プラットホーム作りにも具体的に着手して、研究会の開催とWebサイトの立ち上げに関する準備を進めていく。東アジアモダニズムに関するネットワーク構築のための国際集会の開催を予定していたが、規模と開催時期を変更したため、2018年度以内には実施せず、2019年度の開催をあらためて計画している。
化学発光法を用いた化学材料評価手法の開発

化学材料が劣化する際に生じる極微弱の化学発光(CL)スペクトルはその帰属や解釈については不明な部分が多くあり、劣化過程の詳細な追跡はまだできていない。そこで、発光する分子などの種類(発光種)を同定するとともに、そのCLスペクトルを用いた劣化評価手法の開発を行った。その結果、化学構造が比較的単純な高分子化合物では、励起カルボニルと一重項酸素が主な発光種であり、その発光波長との関連付けに成功した。また、材料によっては劣化に伴いスペクトル形状が変化し、その変化を追跡することでCLスペクトルを用いた新規劣化評価手法が提唱された。化学発光(CL)スペクトルを用いた化学材料の劣化評価技術の開発において、CLスペクトルにおける発光種の同定と発光波長の帰属が必要である。そこで、一価の不飽和脂肪酸であるオレイン酸をポリオレフィン等の低分子モデル化合物として扱い、スペクトルの解析を行った。オレイン酸の酸化劣化過程から考えられる発光種としては、劣化に伴い生成したカルボニル化合物および一重項酸素が推察された。実際に、CLスペクトルを分離して解析を行ったところ、発光波長が既知である一重項酸素に帰属される成分を確認した。しかし、一重項酸素に帰属できない発光成分も存在した。そこで、発光種の化学構造を調べるため、劣化物の赤外吸収測定および核磁気共鳴測定を行った。その結果、カルボニル基近傍の化学構造が異なるカルボニル化合物が2種類存在していることを確認した。これら2種類のカルボニル化合物についても、CLスペクトル中の発光成分と帰属した。この帰属より、カルボニル基近傍の化学構造によって、発光波長に差が生じることを示唆した。これはCLスペクトルの基礎的な理解に対して、大変価値のある成果である。さらに、このカルボニル化合物と発光波長の帰属の妥当性については、理論化学による計算から検証し、有意義な結果を得ている。また、モデル化合物で得られた知見を基に、ポリマー材料のモデル化合物としてポリエチレングリコール(PEG)を用い、CLスペクトルを利用した劣化評価方法の検討を行った。その結果、劣化の進行に伴い、スペクトル形状が変化していくことが確認された。この変化を考察することにより、発光種の生成過程ならびに劣化の進行過程について考察を行っているところである。化学発光(CL)スペクトルを用いた化学材料の劣化評価技術の開発を目指し、一昨年度(H25)には不飽和脂肪酸をモデル化合物として扱い、その熱酸化劣化に伴うCLの発光種と発光波長の帰属に成功した。昨年度(H26)はこの帰属の成果を基に、ポリマー材料のモデル化合物としてポリエチレングリコール(PEG)を用い、CLスペクトルを利用した劣化評価法の検討を行った。このPEGの劣化に伴うCLの発光種としては、励起カルボニルと一重項酸素が考えられるが、これらの発光波長は不飽和脂肪酸を用いた先行研究より明らかになっている。そこで、PEGのCLスペクトルから各発光種の発光強度を簡易的に見積もり、その強度比をとることでスペクトル形状の変化を数値化した。この数値化した強度比を1つの指標とし、劣化の進行度に対してプロットすることで、劣化の進行度合いを見積もれることを見出した。このようにCLスペクトルから得られる指標と重量減少や赤外吸収測定の指標などと関連付けることが、他の材料の評価においても有用な手法であると考えられ、CLスペクトル形状による劣化度の診断が大いに期待される。さらに、PEGの劣化の進行に伴い、発光種の生成比率が変化することも明らかとなった。これまでポリマー材料の劣化に伴うCLの発光種生成の反応としては“ラッセル機構"という過酸化物の二分子反応が主として考えられてきたが、この反応だけであれば発光種の生成比率に変化は無い。従って、他の競合する反応が存在することを示唆している。この反応過程の詳細について今後検討を行う予定である。化学発光(CL)スペクトルを用いた化学材料の劣化評価技術の開発を目指し、一昨年度(H26)ポリマー材料のモデル化合物としてポリエチレングリコール(PEG)を用い、CLスペクトルを利用した劣化評価法の検討を行った。その結果、CLスペクトル測定による劣化度診断の可能性を示すことに成功した。これはPEGの劣化の進行に伴い、発光種の生成比率が変化するためであると考えられた。しかし、これまでポリマー材料の劣化に伴うCLの発光種の生成反応としては、“ラッセル機構"という過酸化物の二分子反応が主として考えられてきたが、この反応だけであれば発光種の生成比率に変化は無く、劣化の進行に伴ったCLスペクトルの形状に変化は見られないはずである。従って、他の競合する反応の存在が示唆されたため、この反応過程の詳細について検討を行った。PEGの酸化劣化に伴い脱離した気体成分を赤外線吸収測定で同定し、さらに同定された化合物の量が劣化の進行に伴いどのように変化していくのか理論計算を元に検討した。その結果、PEGの酸化劣化において、これまで考えられてきた反応メカニズム以外に加え、これまで提唱されていない反応パスが存在していることが明らかとなった(論文投稿中)。また一方、CLスペクトルは高感度な劣化評価技術として期待されるが、一般的にポリマー材料の酸化劣化に伴うCLは極めて微弱な発光であるため、極初期の劣化について検出が難しい場合も出てくる。そこで、過酸化物に特異的に反応する試薬(プローブ)をPEGに添加してCLの増感を検証したところ、PEGだけではCLの検出ができなかった初期劣化についてもプローブの添加により高感度に検出することができた。これは今後の劣化評価技術のさらなる高感度化に向けて期待できる成果である。

化学材料が劣化する際に生じる極微弱の化学発光(CL)スペクトルはその帰属や解釈については不明な部分が多くあり、劣化過程の詳細な追跡はまだできていない。そこで、発光する分子などの種類(発光種)を同定するとともに、そのCLスペクトルを用いた劣化評価手法の開発を行った。その結果、化学構造が比較的単純な高分子化合物では、励起カルボニルと一重項酸素が主な発光種であり、その発光波長との関連付けに成功した。また、材料によっては劣化に伴いスペクトル形状が変化し、その変化を追跡することでCLスペクトルを用いた新規劣化評価手法が提唱された。本研究は、CLスペクトルを用いた化学材料(特にポリマー材料)の新たな劣化評価手法の開発を目指している。この中の大きな2つの目的とし(i)発光種の帰属と(ii)劣化反応時のメカニズム解析を挙げている。先行研究では(i)である発光種の帰属の一端を達成している。昨年度(H26)は(i)の成果を基にポリマー材料のモデル化合物としてPEGの劣化評価を目指した。そのCLスペクトル形状の変化から(ii)の反応メカニズム解析を進めており、研究目標を順調に達成しつつある。さらに、CLスペクトルから得られる指標を用いた劣化評価手法の確立についても一定の成果が得られている。これは大きな2つの目的に付加する重要な成果である。一方で、昨年度に計画していたポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン材料への展開が遅れている。これは、PEGのCLスペクトルの検証を行っていく中で、検討課題が多く見えてきたからである。PEGの研究で明らかになった内容は、今後のポリオレフィンの研究にもつながる重要な知見である。また、研究代表者の所属が昨年度より変更になったため、研究設備等が変わったことも進捗に多少の影響があった。しかし、必要物品の購入さらには前所属研究所の協力の下、滞りなく研究を遂行中である。高分子科学少し展開が遅れているが、予定していたPPなどのポリオレフィン材料を扱い、CLスペクトルによる劣化評価手法の検討を行う方針である。これには、これまでに行ってきた不飽和脂肪酸の研究によるCLスペクトルの知見、並びにCLスペクトルによるPEGの劣化評価手法が大いに役立つと期待される。さらには、PEGの研究で発光種の生成メカニズムが既存の反応以外に存在することが示唆されており、ポリオレフィンについても同様の知見が得られる場合もある。また、ポリオレフィンのCLスペクトル解析において、他のモデル化合物が必要と考えられた場合は、適宜適切なモデル分子を選定し、スペクトル解析を試みる予定である。さらに、ポリマー材料の劣化に伴うCLは極めて微弱であり、検出が困難な場合もあるので、より高精度で劣化を検出できるよう、増感剤のような物の検討も並行して行う予定である。本研究は、CLスペクトルを用いた化学材料(特にポリマー)の新たな劣化評価手法の開発を目指している。