hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
側鎖間πスタッキングに基づく自己組織化高分子の創製と有機薄膜太陽電池への応用

機能性色素の卓越した光吸収能と凝集性に着目し,それらを側鎖に有するポリマーの設計・合成に関して検討するとともに,色素側鎖間の相互作用による凝集構造形成に関して検討した.その結果,側鎖に分岐型スクアリリウム色素を有するポリマーの合成に成功し,それらが自己組織化可能であることを明らかにした.得られた色素を側鎖に有するポリマーは,分岐構造及び隣接側鎖間の励起子カップリングにより広範囲に光捕集能を有することが明らかとなった.それらを電子ドナー材料に用いたバルクヘテロ接合型太陽電池は,ポリマーの吸収特性を反映して広範囲に分光感度を示し,同ポリマーが光電変換に寄与していることを確認した.本課題では,高効率な有機薄膜太陽電池の実現に資する電子ドナー材料の開発を目指して,機能性色素をペンダント基として持つポリマーの合成と色素側鎖間相互作用による自己組織体の構築を目的とし,自己組織体形成が各種特性等へ及ぼす効果を明らかにすることを目指す.本年度は昨年度に得られた知見をもとに,1)高い光吸収能と凝集性を示すスクアリリウム(SQ)色素を側鎖に持つポリマーの合成,2)色素側鎖間のπスタッキングに基づく凝集体の構築と特性解析を行った.1)について,昨年度に得られた分岐型SQ色素誘導体にオレフィン基を付与してモノマーとし,メタセシス重合により目的としたポリマーの合成に成功した.得られたポリマーは近赤外光から可視光領域の全域にかけて幅広い吸収を示し,高い光捕集能を有することが示された.また,この広帯域の吸収能は分岐構造に由来することが示唆された.2)について,得られたポリマーの凝集挙動を吸収スペクトルから観察したところ,同ポリマーは顕著な溶媒効果を示し,側鎖のSQ色素が凝集に関与していることが明らかとなった.これらの結果を元に有機薄膜太陽電池セルを試作・評価した.得られたセルの光電変換効率は低いものの,吸収特性を反映して近赤外ー可視光領域にわたる広範囲で分光感度が見られた.このように,SQ色素を側鎖に有するポリマーはセルの光活性層中で電子ドナー材料として機能することが明らかとなった.本課題では,目標とした機能性色素を側鎖に持つポリマーの合成と側鎖間相互作用による色素凝集体の形成に成功した.得られたポリマーは,既存の電子ドナー材料と根本的に異なる構造モチーフであるにも関わらず,有機薄膜太陽電池中で電子ドナー材料として機能することが明らかとなった.得られた成果は有機薄膜太陽電池をはじめとする有機エレクトロニクス用材料や高感度センシング材料など,様々な分野への応用が期待される.機能性色素の卓越した光吸収能と凝集性に着目し,それらを側鎖に有するポリマーの設計・合成に関して検討するとともに,色素側鎖間の相互作用による凝集構造形成に関して検討した.その結果,側鎖に分岐型スクアリリウム色素を有するポリマーの合成に成功し,それらが自己組織化可能であることを明らかにした.得られた色素を側鎖に有するポリマーは,分岐構造及び隣接側鎖間の励起子カップリングにより広範囲に光捕集能を有することが明らかとなった.それらを電子ドナー材料に用いたバルクヘテロ接合型太陽電池は,ポリマーの吸収特性を反映して広範囲に分光感度を示し,同ポリマーが光電変換に寄与していることを確認した.本課題では,高効率な有機薄膜太陽電池の実現に資する電子ドナー材料の開発を目指して,スクアリリウム色素の高い光吸収能と凝集性に着目し,ペンダント基としてスクアリリウム(SQ)色素を持つポリマーの合成および色素側鎖間のπスタッキングに基づく自己組織体の構築,さらに自己組織体形成に基づく光・電気化学特性やモルフォロジーへの効果を明らかにすることを目的としている.本年度,ペンダント基間のπスタッキングを促進する色素骨格として,直線状にπ共役系が拡張されたSQ色素及び分岐構造を持つスSQ色素を新たに合成した.直線型の色素はπ共役系の拡張により近赤外光領域に分子内電荷移動による強い吸収が認められたが,それらの吸収波長領域は一般的なSQ色素と同様に狭く,可視光領域の光捕集能が低い結果となった.一方,中央にカルバゾール骨格を有し,その4,4'位にシクロブテンジオン及び複素環が共役した構造となっている分岐型のSQ色素はSQ発色団に基づく強い吸収が650 nm付近に見られると同時に,可視光領域にも比較的強い吸収が認められ,高い光捕集能を有することが明らかとなった.それらの酸化電位は一般的なSQ色素に比べて0.2 V程度高く,深いHOMO準位を有することが示された.これらの結果より,ペンダント基として分岐型SQ色素を選択し,カルバゾールの窒素上にアルキル鎖を介してメタクリロイル基を導入したモノマーを設計し,合成に成功した.また,モノマーのメタクリロイル基をイソブチリル基としたモデル化合物を電子ドナー材料,フラーレン誘導体(PCBM)をアクセプター材料して有機薄膜太陽電池を作製・評価した.その結果,モデル化合物の吸収特性を反映して,750 nm付近から可視光領域にわたって分光感度を示し,分岐型SQ色素がドナー材料として機能することが明らかとなった.当初の計画ではペンダントとしてSQ色素を有するポリマーの合成と生成ポリマーの自己組織化挙動の観察が予定されていた.本年度,電子ドナー材料として適当な電子構造及び光吸収特性を持つSQ色素を新たに設計・合成した為,当初の計画より研究はやや遅れている.しかし,新規ペンダント用SQ色素の開発により有機薄膜太陽電池向けの電子ドナー材料として求められる物性は当初の予想を上回っており,研究の新規性や質は高まったと考えている.

本年度中に合成した分岐型SQ色素を有するモノマーの重合を行い,所望のポリマーを合成するとともに,得られたポリマーの有機溶媒中および薄膜中の自己組織化挙動を吸収スペクトルや原子間力顕微鏡で観察する.さらに,それらをバルクヘテロ接合型太陽電池へ応用する計画である.具体的には以下の3項目を行う計画である.1)色素をペンダント基に持つモノマーの重合:得られたモノマーの重合は,原子移動ラジカル重合(ATRP)で行う計画である.コモノマーとしてメタクリル酸メチルやカルバゾールをペンダント基として持つメタクリル系モノマーを選択し,コポリマーの組成比が自己組織化や物性に及ぼす影響を明らかにする.2)自己組織化挙動の評価: HOPG(グラファイト)基板に希薄溶液をキャストして原子間力顕微鏡(AFM)で表面観察を行い,自己組織体形成を確認する.また,生成ポリマーの自己組織化挙動は,溶液中と固体薄膜状態の吸収スペクトル等でも評価する.自己組織化が確認できれば,固体薄膜の広角X線回折測定や溶液の溶液動的光散乱(DLS)測定を行い,自己組織化に適した条件を探索する.また,自己組織体を用いて有機電界トランジスタを作製し,その電荷移動度を評価する.3)有機薄膜太陽電池の作成・評価:生成ポリマーとアクセプター分子(PCBM)からなる光活性層からなる有機薄膜太陽電池素子を作製し,疑似太陽光照射下における光電変換特性を評価する.ドナーの自己組織化とドナー・アクセプターの相分離構造はAFMを用いて直接観察する.キャスト溶媒やキャスト後のアニーリングは,バルクヘテロ構造形成に重要な役割を持つと予想されるので,それら条件の最適化を図る.以上のデバイス評価で得られた結果を分子設計にフィーバックし,より高性能なドナー材料の開発に向けた設計指針を得る計画である.該当なし
銅酸化物高温超伝導体における新奇な電荷密度波の核磁気共鳴法による研究

「超伝導」は、無損失送電や余剰電力蓄電を実現する革新的技術の一つである。本研究は、室温超伝導の最有力候補、銅酸化物高温超伝導体に注目する。銅酸化物は、母物質の反強磁性絶縁体に電子やホールを導入することで「反強磁性が抑制されて超伝導が発現する」ことが知られ、これまでは「磁性」に基づく超伝導機構研究が中心であった。ところが最近、超伝導直前に、電荷が空間的濃淡を作る、電荷密度波(CDW)秩序が発見され、「電荷」が重要であることがわかった。本研究は、磁性にも電荷にも敏感な核磁気共鳴(NMR)法(医療用MRIと原理は同じ)を用いて、新奇なCDWと超伝導との関係を明らかにするため実験的研究を実施する。
深層学習を用いた肺腫瘍判別によるマーカーレス四次元動体追跡放射線治療の確立

肺腫瘍に対して,超高速に放射線の照射が可能である超高線量率照射能力を持つ医療用加速器と腫瘍近傍に留置された金属マーカの位置を,透視画像を用いてリアルタイムに認識する新しい動体追跡システムを用い,金属マーカが特定の位置に来た時のみ超高線量率で放射線照射を行う超高線量率四次元動体追跡照射の臨床応用した.本治療を実施するには,気管支鏡検査を行い,腫瘍付近に金属マーカを留置しなければならない.この検査により,肺/気管からの出血,気胸などの副作用を起こす危険性があったり,高齢化により気管支鏡検査が実施できず,本治療を受けることができないといった問題がある.本研究の目的は、金属マーカを使用せずに、画像処理・人工知能を用いることで、肺腫瘍自身の位置を認識し、位置情報を取得する技術を開発し、より低侵襲な四次元動体追跡治療の実現を目指す.はじめに,動体追跡システムを用いた治療時に取得される画像データの保存環境構築を行った.次に,取得した画像を使用して,深層学習を用いた腫瘍位置認識モデルを作成するための,GPUを用いた計算機環境の構築を行った.肺腫瘍に対して,動態追跡システムを用いて定位放射線治療を行った患者1症例を対象にした.治療実施前シミュレーション時に取得されたカラー透視画像1400枚に対して,RGBチャンネルに分離する前処理を加え,肺腫瘍が最も認識される高コントラストの画像を選択し,教師画像の作成を行った.医用画像のセグメンテーションに利用されるU-netモデルを利用することで,深層学習モデルの構築を行った.また,モデルの損失関数を,平均二乗誤差,エッジ処理に基づく平均二乗誤差とした.1回目の治療時の透視画像700枚をランダムに取り出し,構築したモデルを適応させ,モデルの精度検証を行った.モデルの精度は,正解画像と学習モデルによって出力された腫瘍画像とのダイス係数で評価した.今年度の研究計画は,深層学習研究を行う計算環境構築を上げていたが,環境構築だけでなく,研究の中心となる肺腫瘍認識モデルのプロトタイプを構築することができた.全透視画像に対して,腫瘍認識モデルが機能しない画像も存在し,学習モデルの見直しおよび損失関数のさらなる工夫が必要となると考える.また,症例数を増やし,さらなる検証が必要となる.肺腫瘍に対して,超高速に放射線の照射が可能である超高線量率照射能力を持つ医療用加速器と腫瘍近傍に留置された金属マーカの位置を,透視画像を用いてリアルタイムに認識する新しい動体追跡システムを用い,金属マーカが特定の位置に来た時のみ超高線量率で放射線照射を行う超高線量率四次元動体追跡照射の臨床応用した.本治療を実施するには,気管支鏡検査を行い,腫瘍付近に金属マーカを留置しなければならない.この検査により,肺/気管からの出血,気胸などの副作用を起こす危険性があったり,高齢化により気管支鏡検査が実施できず,本治療を受けることができないといった問題がある.本研究の目的は、金属マーカを使用せずに、画像処理・人工知能を用いることで、肺腫瘍自身の位置を認識し、位置情報を取得する技術を開発し、より低侵襲な四次元動体追跡治療の実現を目指す.はじめに,動体追跡システムを用いた治療時に取得される画像データの保存環境構築を行った.次に,取得した画像を使用して,深層学習を用いた腫瘍位置認識モデルを作成するための,GPUを用いた計算機環境の構築を行った.肺腫瘍に対して,動態追跡システムを用いて定位放射線治療を行った患者1症例を対象にした.治療実施前シミュレーション時に取得されたカラー透視画像1400枚に対して,RGBチャンネルに分離する前処理を加え,肺腫瘍が最も認識される高コントラストの画像を選択し,教師画像の作成を行った.医用画像のセグメンテーションに利用されるU-netモデルを利用することで,深層学習モデルの構築を行った.また,モデルの損失関数を,平均二乗誤差,エッジ処理に基づく平均二乗誤差とした.1回目の治療時の透視画像700枚をランダムに取り出し,構築したモデルを適応させ,モデルの精度検証を行った.モデルの精度は,正解画像と学習モデルによって出力された腫瘍画像とのダイス係数で評価した.今年度の研究計画は,深層学習研究を行う計算環境構築を上げていたが,環境構築だけでなく,研究の中心となる肺腫瘍認識モデルのプロトタイプを構築することができた.全透視画像に対して,腫瘍認識モデルが機能しない画像も存在し,学習モデルの見直しおよび損失関数のさらなる工夫が必要となると考える.また,症例数を増やし,さらなる検証が必要となる.本年度は,深層学習用環境構築のためのPC購入のために計上していたが,まずは試作の深層学習モデルを構築して,実験可能性を確認していたため,完全な研究環境構築を行うことができず,計上金額を使用することができなかった.また,研究成果を学会発表で行ったが、論文としての発表が行えていない。論文の英文校正および掲載料として計上していたが、論文作成が遅れており、使用することができなかった。
ナノ構造複合体SOFCカソードの作製とその構造-機能相関の解明

平成29年度は、まず、低温作動型固体酸化物燃料電池への応用に資する、ナノ構造La(Sr)MnO3(LSM)/Y0.15Zr0.85O1.95(YSZ)空気極の実現に不可欠な、均一かつ微細なLSM/YSZナノコンポジット粒子の合成を目的とし、YSZゾルの濃度、金属塩濃度、液性などを系統的に変化させて合成した粒子の構造を評価し、これら合成パラメータの最適化を実施することにより、7080nmの粒子径を有する均一なLSM/YSZナノコンポジット粒子の合成に成功した。また、本ナノコンポジット粒子を用いることにより、100nm程度の粒子径からなるナノ構造空気極が得られることを見出した。空気極内の詳細な元素分布を、エネルギー分散型X線分析装置を備えた透過電子顕微鏡により観察したところ、LSMとYSZは極めて均一に分布していたことから、焼成時にこれらが相互の構成成分のバルク拡散を阻害し、その結果、粒成長が抑制され、ナノ構造化に実現に繋がったことが強く示唆された。また、650800°Cの範囲において、得られた空気極の酸素還元反応における電極反応抵抗は、サブミクロンサイズの粒子からなる従来の空気極と比べて1/81/3と低く、特に低温においてナノ構造化の効果が顕著であることが明らかとなった。律速過程の解析より、従来の空気極では、気相酸素のLSM表面への解離吸着ならびに吸着酸素種の表面拡散の寄与が支配的であるのに対して、ナノ構造空気極では、これらの寄与が著しく小さいことが明らかとなった。本研究ではLSM/YSZ構造カソードにおける構造-機能相関の解明を目的としており、その第一段階となるナノコンポジット粒子の合成およびこれを用いたナノ構造カソードの作製プロセスの構築に一定の目処がついた。また、当該カソードが従来のものと比べて、特性が優れているだけでなく、酸素還元反応の律速過程も異なることが明らかとなっており、平成29年度の目的は概ね達成された。得られたLSM/YSZナノ構造カソードを用いて、酸素還元活性の酸素分圧依存性について評価を行い、酸素還元活性の微構造依存性をより詳細に評価する。また、LSMとYSZとの混合比やLSMおよびYSZそのものの組成を制御することにより、カソードの電気伝導性やイオン伝導性を制御し、これらの特性が酸素還元活性に及ぼす影響を調査する。今年度は、他に受け入れた研究費により消耗品を購入できた。また、2年目以降、研究を加速させるための備品(評価装置)が必要と判断し、これを購入するため、今年度予算の一部を次年度に繰り越した。
ハンセン病回復者における「当事者性の不在」を通した福祉実践の課題に関する研究

日本において国立療養所入所者による「らい予防法」闘争、療養所内の生活改善運動は隔離収容政策下を生きる入所者の当事者性を基盤とする実践であった。その運動の意義は安定した療養生活の獲得に見出すことができる一方、強固な隔離主義の下、隔離収容政策の撤廃を前面に出して運動を展開できなかったという限界も有している。当事者性に基づく運動を社会変革という視点をもって受け止めたうえで、隔離収容政策下におかれたハンセン病回復者の解放をかれらとともに目指し、かれらの当事者性を社会的に共有することを取り組み課題として認識することができなかったという点に福祉実践の限界を見出した。今年度は、日本のハンセン病隔離政策下における「当事者性の不在」状況を考察するために、1)ハンセン病患者の全国組織として結成された「全国ハンセン氏病患者協議会(以下、全患協)(現全国ハンセン病療養所入所者協議会、以下、全療協)」による「全患協運動」の社会的意義と限界を明らかにし、ハンセン病問題における患者運動の特質を提示すること、2)韓国で1960年代以降、ハンセン病回復者の生活困窮などの課題と社会的偏見の問題を孕みながら回復者の地域での自活をすすめ、自立生活を可能とした点で一定の評価を得ている定着村の現状把握を課題とした。1)については、患者運動をハンセン病隔離政策に対する「対抗的実践」として位置づけ、「全患協運動」に関する既存資料の読み込みとともに、全療協関係者へのインタビュー調査を実施した。インタビューでは主に、1「全患協運動」に参加した経緯、2ハンセン病問題における患者運動の特徴、3「全患協運動」に対する社会の反応、について聞き取りを行った。既存資料と聞き取り調査から、「全患協運動」は組織の結成目的を「らい予防法」の改廃におきつつも、運動の重点は療養所での生活改善要求にあったこと、隔離政策下での患者運動は社会と接点をもつことの困難さのなかで展開されたこと、といった限界を含みながらの実践であったことを把握した。2)については、韓国の国家人権委員会が2005年に実施したハンセン病回復者の人権侵害に関する実態調査報告書から、韓国の定着村における現在の課題として定着村住民の高齢化による医療福祉ニーズの増大、大都市周辺と奥地の定着村の経済力格差、定着村住民に対する地域住民からの差別・偏見の問題等があることを把握できた。今年度は1)患者運動および療養所の入所者自治会活動に携わってきた当事者への聞き取り調査、2)ハンセン病隔離政策下における福祉実践の限界と課題の整理、3)韓国におけるハンセン病回復者をめぐる現状把握に取り組んだ。1)については、現在、療養所入所者自治会会長を務める3名の当事者に対し、1入所者自治会が患者(当時)たちの生活改善や生活保障に対して果たした役割、2入所者自治会活動に参加するきっかけ、3自治会の経験が自身の生き方に与えた影響、4自身が置かれた状況をどのように捉えていたのか、5これまでの人生をどのような思いで生きてきたのか、という点についてインタビューを行った。聞き取りを通して、入所者自治会は入所者の医療や生活を守る基盤として存在し、それは現在の在園生活においても共有されている認識であること、入所者自治会や全患協運動への関わりは、療養所において主体的な役割をもって生きることにつながってきたこと、療養所外でのさまざまな患者団体との連帯関係が全患協運動の展開過程には深く関わっていることなど、個人のライフヒストリーとともに既存資料に書かれている内容を実証するデータを得ることができた。2)については、ハンセン病隔離政策下における福祉実践の限界と課題をとらえるための枠組みとして、『ハンセン病問題に関する検証会議最終報告書』の「福祉界の役割と責任」で明らかにされた内容をふまえ、ハンセン病隔離政策を通史的にとらえるなかで1宗教家による救済事業期、2国、民間団体による「療養所」への患者の囲い込み期、3戦後の療養所中心主義のなかでの福祉的支援、4「らい予防法廃止以降」という4つの時期区分を設定した。3)については、韓国の疾病管理本部が発行している「2014ハンセン事業指針」から、現在の韓国におけるハンセン病患者および回復者に対する事業の概観、定着村運営について現状を把握することに努めた。今年度は韓国のハンセン病回復者(韓国では「ハンセン人」と呼ばれているため、以下「ハンセン人」と表記)の現状把握のため、ハンセン人の生活施設の聖ラザロ村、民間支援団体である韓国キリスト教ハンセン人宣教会(旧韓国救らい協会)」、ハンセン人の当事者組織である韓国ハンセン総連合会に対する聞き取り調査の実施と、国内においては患者運動に携わった当事者への補充調査、国立療養所松丘保養園で開催された「松丘保養園の将来構想をすすめる会」総会への参加を通して、ハンセン病回復者の当事者性の現在について把握した。国による国立療養所への隔離収容政策がとられた日本とは異なり、韓国では1960年代以降、ハンセン人の生活困窮などの課題と社会的偏見の問題を抱えながらもハンセン人の地域での自活を進め、自立生活を可能とした定着村事業が行われた。定着村で生活するハンセン人たちは、かつて、近隣住民からの反発や嫌悪、子どもの教育問題など人権に関わる問題を経験し、ハンセン人自身は病気を理由に、またその家族はハンセン人の家族であることを理由に差別を受けてきた。

調査では、ハンセン人の人権について、近年ではハンセン人と一般の人との境がなく生活が可能となっていること、医療の場においては一般病室で他の患者と一緒に入院生活ができること、飲食店や公共交通機関の利用における不便がないことなど、ハンセン人への差別や偏見はかつてよりも軽減されていることが語られた。しかしながら、定着村においては、定着村で生活していることや定着村について、周囲や自分の家族に話すことが現在でもためらわれるなど、未だに解決することが難しいハンセン人とその家族が抱える課題が語られた。地域での自活、子どもを産み育て、家族を築くことが可能であった韓国の定着村事業だが、当事者の立場からは必ずしも成功事例として捉えることができないという評価があることが明らかとなった。研究課題としてあげていた韓国のハンセン病回復者に関わる調査については、当事者組織への聞き取り調査を通して定着村事業の取り組み、当事者組織の役割、人権に対する意識について把握したほか、民間の生活施設や支援団体に対して聞き取りを行い、現在の韓国のハンセン病回復者の生活状況、社会の側の反応、日本の植民地時代に行われた非人権的な処遇に対する韓国の人々の意識について把握し、韓国におけるハンセン病回復者の当事者性に関わる課題を見出すことができた。また国内においては患者運動に携わった当事者へのこれまでの調査および補充調査を通して、社会から不在化されていたかれらの当事者性のあり様について、当時の社会状況と当事者の声を照らし合わせて把握することができた。本研究ではハンセン病回復者の当事者性と福祉実践の課題について検討するため、昨年度と今年度にかけて韓国のハンセン病回復者の団体、キリスト教団体、私立療養所、医療福祉事業団体に聞き取り調査を実施した。昨年度の韓国調査において、ハンセン病をめぐる人権認識は過去に比べて良くなったことが調査協力団体から語られたように、ハンセン病回復者をとりまく状況は表面的には改善されたとみることができる。しかし、今年度のハンセン病回復者団体への聞き取り調査では、回復者と子・孫世代の隔たりが大きいこと、定着村が社会から隔離された場所であるという限界を持ちながら存在し続けていたことが語られた。このことから、ハンセン病回復者が抱える課題や葛藤は個人に内在化され、かれらの当事者性が社会的には依然、不在化された状況にあることが把握できた。また、韓国のハンセン病政策の特質は先行研究において「保護-恩恵」の構造として示される。こうした構造下で定着村やハンセン病者に対して行われたキリスト教団体や朴正煕元大統領夫人による福祉的支援は「救癩」を主眼とするものであり、社会に対する啓発という点では意義を有しつつも、かれらの安定した社会生活を実現するという点では限界がある。日本において国立療養所入所者による「らい予防法」闘争、療養所内の生活改善運動は隔離収容政策下を生きる入所者の当事者性を基盤とする実践であった。その運動の意義は安定した療養生活の獲得に見出すことができる一方、強固な隔離主義の下、隔離収容政策の撤廃を前面に出して運動を展開できなかったという限界も有している。当事者性に基づく運動を社会変革という視点をもって受け止めたうえで、隔離収容政策下におかれたハンセン病回復者の解放をかれらとともに目指し、かれらの当事者性を社会的に共有することを取り組み課題として認識することができなかったという点に福祉実践の限界が現れている。
悪性神経膠腫に対するtemozolomide化学療法の増感法開発のための基礎研究

ヒトグリオーマ細胞株U87MGを使い、化学療法剤temozlomide(TMZ)によって惹起される細胞内反応を解析し、特にG2チェックポイント機構の活性化とDNA修復機構との関係を調べながら、同剤による化学療法増感法の開発の可能性を探った。本研究者はこれまでに、新規化学療法剤temozolomide (TMZ)は悪性グリオーマ細胞をG2期で細胞周期停止させさせることを報告し、DNAチェックポイントが細胞生存と密接に関わる機構があることが示唆されていた。培養ヒトグリオーマ細胞U87MGを用いた実験系において、G2チェックポイント機構の下流の主要G2チェックポイント蛋白であるcdc2キナーゼ(別名cdk1)をcyclin-dependent kinase (cdk)阻害剤flavpiridol (FP)で阻害したときのTMZ増強作用を検討し、FPはU87MG細胞株においてTMZの効果を明らかに増強し、またTMZ耐性株群のTMZ再感受性化も示しすことを解明した。FPによるTMZ増強作用の機序を解明するためにウエスタンブロットにより細胞死関連蛋白の変動を検討したところ、FPがG2-M期移行の重要タンパクであるPolo-like kinase 1 (Plk1)の発現を低下させることが判明し、またFACSによる細胞周期解析ではFPがTMZ処理を受けたグリオーマ細胞のG2期からM期への移行を強固に抑制していることがわかった。Plk1と同様にG2-M期移行に関与するタンパクであるPin1やAurora kinasesもやはりFP処理によって発現が抑制されていた。一方、FPはTMZ処理細胞においてDNA二重鎖断裂のマーカーであるγ-H2AXタンパクの発現を増加させた。分子シャペロンの一種である90kD heatshock proteinの阻害剤17-AAGが、Aktキナーゼ抑制を介してDNA架橋形成型化学療法剤に対するグリオーマ細胞の感受性を増強することを解明した。この効果はTMZによる抗グリオーマ作用に関しては認められず、化学療法増感法の開発に関しては個々の化学療法剤の特性に応じて行われる必要があることが示された。本研究者はこれまでに化学療法剤temozolomide(TMZ)が悪性グリオーマ細胞をG2期で細胞周期停止させさせることと、DNAチェックポイントが細胞生存と密接に関わる機構であることを報告していた。培養ヒトグリオーマ細胞U87MGを用いた実験系において、G2チェックポイント機構の下流の主要G2チェックポイント蛋白であるcdc2キナーゼ(別名cdk 1)をcyclin-dependent kinase(cdk)阻害剤flavopiridol(FP)で阻害したときのTMZ増強作用を検討し、FPはU87MG細胞株においてTMZの効果を明らかに増強し、またTMZ耐性株群のTMZ再感受性化も示しすことを解明した。FPによるTMZ増強作用の機序を解明するためにウエスタンブロット、FACSにより細胞死関連蛋白の変動や細胞周期分布を検討したところ、FPがG2-M期移行の重要タンパクであるPolo-like kinase 1(Plk1)、Pin1、Aurora kinasesの発現を抑制し、かつTMZによるG2細胞周期停止作用を増強(G2-M移行を強く抑制)することが判明した。一方、FPはTMZ処理細胞においてDNA二重鎖断裂のマーカーである・-H2AXタンパクの発現を増加させ、G2-M移行期におけるDNA修復がFPにより抑制されることが示唆された。分子シャペロンの一種である90 kD heatshock proteinの阻害剤17-AAGが、Aktキナーゼ抑制を介してDNA架橋形成型化学療法剤に対するグリオーマ細胞の感受性を増強することを解明した。本研究者はこれまでに化学療法剤temozolomide(TMZ)の悪性グリオーマ細胞に対する作用がG2期DNAチェックポイントと密接に関わる機構であることを報告してきた。培養ヒトグリオーマ細胞を用いた実験系において、G2チェックポイント機構の下流の主要蛋白であるcdk 1をcyclin-dependent kinase(cdk)阻害剤flavopiridol(FP)で阻害したときのTMZ増強作用を検討し、FPがTMZの効果を増強し、またTMZ耐性株群のTMZ再感受性化をも示すことを解明した。ウエスタンブロット、EACSによる細胞死関連タンパクの変動や細胞周期分布を検討したところ、FPがTMZによるG2細胞周期停止作用を増強(G2-M移行を強く抑制)すると同時にDNA二重鎖断裂を増加させることが証明された。この効果はFP以外のcdk阻害剤でも再現されたため、G2-M移行期におけるDNA修復がTMZ感受性と密接に関係することが示された。またsiRNAによるcdk1抑制実験や動物実験系での確認も行った。以上と並行してストレス応答性タンパクとTMZ感受性との関係についても検討を行った。その一つであるc-jun N-terminalkinase(JNK)の細胞生存促進機構への関与を研究し、JNK阻害がTMZの抗グリオーマ作用を増強することを解明した。一方、分子シャペロンの一種である90 kD heat shock proteinの阻害剤(17-AAGなど)がDNA架橋形成型化学療法剤に対するグリオーマ細胞の感受性を増強することを解明した。

この効果はTMZによる抗グリオーマ作用に関しては認められなかった。以上より、化学療法剤に対する腫瘍細胞の反応の更なる解析によって化学療法増感法の開発が可能となることが示され、標的治療と化学療法との併用が有効な新規療法開発につながる可能性が示された。
チタン接合界面における反応相とボイドの生成を抑止する焼結接合

本研究は、チタンと異材の接合時に、脆弱な界面反応相を形成させることなく、かつ強固な界面強度を実現する生体用チタン/酸化物セラミックスの焼結接合方法の開発である。接合界面でのボイド生成も抑止する。具体的には、純チタンおよびTi6Al4V合金を基材として、その表面をレーザー照射により酸化チタン層を形成させてから酸化物セラミックス粉末を通電加圧焼結接合する。製造した焼結接合材の組織と硬さ、界面近傍の元素拡散状態、接合界面のせん断強度の結果から、チタン焼結接合での反応相生成の抑止方法の提案、界面組織制御によるボイドの抑制メカニズムを明らかにする。
Massive gravityとその宇宙論への応用

Massive gravityにおいてreference metricがMinkowski時空の場合にBoulware-Deser ghostが現れない理由は、helicity 0モードであるscalarの自己相互作用がGalileon項になることからも分かります。このようなGalileon項はGalilean shift対称性により特徴つけられます。この対称性の性質をより詳しく理解するために、この対称性を非局所理論にまで拡張出来るかを調べました。その結果、通常のGalilean shift対称性を含むより広いクラスの対称性を発見しました。この対称性に基づいて非局所的なスカラー場理論を構築し、伝搬子が無限個の複素ポールを含みLee-Wick理論の非局所版に対応することを示しました。また、tree levelでUnitarityが保たれることも示しました。さらに、この対称性に基づいた重力理論への拡張も議論しました。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。Massive gravity理論において、reference metricがflat metricの場合にBoulware-Deserゴーストが現れない理由は、helicity 0モードの自己相互作用がGalileon項と呼ばれる高階微分項を含むにも関わらず運動方程式が二階微分までになる項の形で書けることから理解できます。一方、一般のreference metricの場合には、このGalileon項がGeneralized Galileon理論という、運動方程式が二階になる最も一般的なスカラー・テンソル理論になると期待されています。この理論の性質をより詳細に調べるため、一様等方時空とその揺らぎに対する接続条件を明らかにしました。また、スカラー場が複数個ある場合のGeneralized Galileon理論を考察し、その理論から導かれる原始密度及び原始テンソル揺らぎの性質を明らかにしました。また、Generalized Galileon理論を単純に複数スカラー場に拡張しただけでは、単数スカラー場の場合と異なり、運動方程式が二階になる最も一般的な(複数)スカラー・テンソル理論にはなっていないことを示しました。Massive gravity理論においては、質量を導入するためにreference metricを導入する必要がありますが、その存在は一見すると一般座標変換不変性を破るように見えます。しかしながら、Stuckelberg場を導入することによりこの不変性を回復させることが出来ます。massive gravitonの内、helicity 1モードとhelicity 0モードはこのStuckelberg場の自由度に対応しますが、一般座標変換不変性を回復させるという条件より、helicity 0モードは必ず二階の微分項を伴って現れます。このような高階微分項は一般にはhelicity 0モードにもう一つの自由度、しかもghost(BD ghost)である自由度を出すことが知られています。reference metricがflat metricの場合には、その相互作用項がGalileon項と呼ばれる特殊な組み合わせになるために、運動方程式が二階に留まり余分な自由度(ghost)が現れません。本年は、この議論を一般のreference metricへ拡張することを行いました。まず、一般のreference metricの場合にhelicity分解をcovariantに行いました。また、従来のflat reference metricに対するdecoupling limitを拡張し、このlimitでのhelicity 0モードの相互作用項を明らかにしました。helicity 0モードに対する運動方程式を求めた所、この場合も二階までの微分方程式に留まる事が分かり、BD ghostがMassive gravity理論において現れないことの理解が深まりました。修正重力理論の一種であるmassive gravityやbigravityを研究する際に重要なことの一つは、現在までのところ観測と理論予言がよくあっている一般相対論との違いを見つけ、どちらの理論がより観測結果を今後も説明することが出来るかを調べることである。そこで、massive gravity及びbigravityにおける球対称解の摂動について調べた。特に背景解として、ある条件を満たすパラメータのクラスに対するものを考え、運動方程式が宇宙定数入りのアインシュタイン方程式と一致するものを考えた。このような背景解は、一般相対論における、一様等方宇宙解やSchwarzschild-Desitter解のようなブラックホール解を含む。このようなクラスの背景解の周りの摂動を調べた所、一次摂動及び二次摂動とも、一般相対論における摂動方程式と完全に一致することが分かった。この事実は、これらの背景解の安定性が、一般相対論における背景解の安定性と少なくとも摂動の二次までについて同じであることを意味し、これらの摂動解が、massive gravityやbigravityで見つかっている他の多くのクラスの球対称解で見られる不安定性を伴わないことが分かった。Massive gravity理論においては、helicity 0モードは必ず二階の微分項を伴って現れます。このような高階微分項は一般にはhelicity 0モードにもう一つの自由度、つまりOstrogradsky ghostを出すことが知られていますが、Massive gravityにおいては、その相互作用項がGalileon項と呼ばれる特殊な組み合わせになるために、運動方程式が二階に留まりghostが現れません。それでは、より一般に、どのような場合に高階微分が存在するにも関わらずghostが現れないのか、という疑問が生じます。これはMassive gravity理論の拡張にも関係する問題です。まず、点粒子を扱う解析力学の場合において、一階微分のみを持つ系と二階微分まで持つ系が混在する場合において、Ostrogradsky ghostが存在しない条件をかなり一般的に求めました。二階微分まで持つ粒子が一つの場合には、運動項を表す行列が(一階微分から成る系の運動項は非縮退であると仮定して)縮退していることが、Ostrogradsky ghostが出ないための必要十分であることが分かりました。

一方、二階微分まで持つ粒子が複数の場合には、さらなる条件を課す必要があることが分かり、一つの十分条件を与えました。さらに、これらの条件が満たされている場合には、運動方程式を二階の微分方程式まで落とせることを示しました。また、さらなる拡張も行いました。昨年度に引き続き、ghost不安定性を生じない高階微分を含む理論について調べました。点粒子を扱う解析力学の場合において、三階微分まで持つ系において、Ostrogradsky ghostが存在しない条件を調べました。二階微分までを持つ系においては、ハミルトニアンに現れる運動量の線形依存性を取り除くことがghost不安定性を生じない必要十分条件でしたが、三階微分を含む系においては、これは必要条件に過ぎないことが分かりました。ハミルトニアンに現れる運動量の線形依存性を取り除いた後でさえも、元の変数の二階微分に相当する正準変数がハミルトニアンに線形に現れ、これを除かない限り、ghost不安定性を取り除いたことにならないことを示しました。また、全てのghost不安定性を取り除く条件を求め、また、これらの条件が満たされている場合には、運動方程式を二階の微分方程式まで落とせることを示しました。Massive gravityにおいてreference metricがMinkowski時空の場合にBoulware-Deser ghostが現れない理由は、helicity 0モードであるscalarの自己相互作用がGalileon項になることからも分かります。このようなGalileon項はGalilean shift対称性により特徴つけられます。この対称性の性質をより詳しく理解するために、この対称性を非局所理論にまで拡張出来るかを調べました。その結果、通常のGalilean shift対称性を含むより広いクラスの対称性を発見しました。この対称性に基づいて非局所的なスカラー場理論を構築し、伝搬子が無限個の複素ポールを含みLee-Wick理論の非局所版に対応することを示しました。また、tree levelでUnitarityが保たれることも示しました。さらに、この対称性に基づいた重力理論への拡張も議論しました。
著作物の自由利用の確保と権利者への対価還流の両立への方策

本研究では、私人の行動の自由、表現の自由、教育・研究等の公益といった観点から、著作物の利用が自由に行われるべき領域を明らかにしつつ、創作のインセンティヴを確保するために、利用の自由を確保しながらも著作権者等へ対価還流を可能とするような方策を検討した。機器・媒体に課金する補償金制度や著作物の利用システム提供者への課金等による間接的な対価の還流方法は、技術や契約による直接的な対価の徴収に比べ、著作物利用への抑止効果が低いというメリットがあると考えられ、新しい著作権制度のあり方の一つの可能性として検討の余地がある。本研究課題は、1私人の行動の自由、表現の自由、教育・研究等の公益といった観点から、著作物の利用が自由に行われるべき領域を明らかにしつつ、2創作のインセンティヴを確保するために、利用の自由を確保しながらも著作権者等へ対価還流を可能とするような方策の可能性(例えば、機器・媒体に課金する補償金制度や著作物の利用システム提供者への課金)を検討し、利用の自由の確保と権利者への対価還流の両立を可能とするような、将来に向けた著作権制度のあり方への示唆を提示することを目的とする。当該初年度においては、おおむね研究計画に従い、本研究の軸となる下記の項目についての調査・検討を進めた。この作業により、本研究課題全体の見通しを立てることができた。1応募者のこれまでの研究(主に、著作権の制限規定に関する研究)を下敷きとして、著作物の自由利用を確保すべき領域とその理論的基礎を明確にする。具体的には、米国のフェア・ユースの理論に関連する裁判例・議論を題材に、著作物利用の自由領域の意義等について、検討・整理を行った。21の作業で明らかとなった著作物の自由利用の領域において、その自由利用を確保しつつ、権利者への対価還流を可能とする制度のあり方について、今後の研究の方向性を明確にする。具体的には、日本の著作権制限規定に関する裁判例・議論、実現にいたらなかったいわゆる「日本版フェア・ユース」をめぐる議論をもとに、著作権の制限規定による著作物利用の自由領域のあり方に関する調査を進めるとともに、権利者への対価還流手段として、特に、間接的な対価還流手段となりうる私的録音録画補償金制度や、著作物を利用するシステムの提供者等への課金について、調査や問題状況の整理を行った。今年度は、前年度までに研究を進めた内容のうち、研究課題の1(著作物利用の自由領域)に関する内容として、米国著作権法とフェア・ユース規定の概要についてまとめた部分、及びフェア・ユースに関する主要な理論の一つである市場の失敗理論に関する部分の論文の公表を行った(もしくは近日の公表が予定されている)。連載の形で論文の公表を行っており、来年度以降も引き続き、本研究課題の成果を公表していく計画である。上記の論文公表に当たり、本研究課題の1(著作物利用の自由領域)に関する部分として、米国のフェア・ユースに関連する裁判例・議論を題材に、著作物の自由利用を確保すべき領域とその理論的基礎について、内容を精査するとともに検討を深めることができた。本研究課題の2(著作権者等への対価還流の方策)に関しては、昨年度からも調査・検討を進めている著作物利用システム提供者からの利益還流の可能性について、「著作権の間接侵害」として論じられている問題の一つである、いわゆる自炊代行サービスの著作権法上の取り扱いなどを題材に研究を進めた。今年度は、前年度に引き続き、論文としてまとめることができた部分から研究成果の公表を行うとともに、研究課題の調査・検討を進めた。研究成果の公表としては、1[著作物利用の自由領域]に関して、米国著作権法におけるフェア・ユースの調査・検討のうち、フェア・ユースの主要な理論である変容的利用の理論と、市場の失敗理論の新たな展開に関する内容について論文を公表した(もしくは近日の公表を予定している)。2[著作権者等への対価還流の方策]に関しては、前年度から引き続き、いわゆる「著作権の間接侵害」として論じられている問題から示唆を得て、著作物利用システム提供者からの対価還流の方策を検討するとともに、私的録音録画制度に関しても調査・検討を行い、この制度を活用した対価還流の可能性と、その方策を実現するための課題と将来的な制度設計について検討を行った。

なお、本研究においては、著作権者等が利用者から直接にではなく間接的に対価を還流する方策を指向しているが、このような方策には、利用への抑止効果が低いであろうというメリットがある一方で、従来の著作権法の性質や枠組みを変容する側面があることから、この点については、今後より検討を深めていく必要があると考えている。以上の検討内容についても、今後論文として公表していくことを計画している。本研究課題の研究計画に基づき、調査・検討を進めるとともに、成果を順次論文として公表することができていることから、おおむね順調に進展していると考えられる。ただし、本研究を進める上で、そもそもどのようなものが創作のインセンティヴとして機能するのか(創作のインセンティヴとしての金銭的報酬の意義と限界)という点についての検討も計画していたが、この検討事項については、知的財産制度に関する根源的な問題であることもあり、十分に掘り下げることができていない。次年度、可能な範囲で調査・検討を進めたい。本研究課題は、1私人の行動の自由、表現の自由、教育・研究等の公益といった観点から、著作物の利用が自由に行われるべき領域を明らかにしつつ、2創作のインセンティヴを確保するために、利用の自由を確保しながらも著作権者等へ対価還流を可能とするような方策の可能性(例えば、機器・媒体に課金する補償金制度や著作物の利用システム提供者への課金)を検討し、利用の自由の確保と権利者への対価還流の両立を可能とするような、将来に向けた著作権制度のあり方への示唆を提示することを目的とする。今年度は、前年度に引き続き、論文としてまとめることができた部分から研究成果の公表を行うとともに、研究課題の調査・検討を進めた。研究成果の公表としては、1[著作物利用の自由領域]に関して、米国著作権法におけるフェア・ユースの調査・検討のうち、フェア・ユースの主要な理論である変容的利用の理論と市場の失敗理論との関係についての調査・検討内容を論文として公表した。そこでは、米国著作権法におけるフェア・ユースの適用において容的利用の理論が台頭しているものの、変容的利用のみでフェア・ユースとされるべき利用を全てカバーすることはできず、例えば、私的領域でなされる非変容的利用・消費的利用などについては、市場の失敗理論がよく妥当すると論じた。このような非変容的利用・消費的利用が認められるべき理論的な根拠や意義に関連して、表現の自由や民主主義、人間の行動の自由といった非金銭的価値を重視する議論も概観した。また、近日公表予定の論文においては、フェア・ユースの変容的利用の理論から、日本著作権法における引用(32条)への示唆を検討している。本研究課題は、1私人の行動の自由、表現の自由、教育・研究等の公益といった観点から、著作物の利用が自由に行われるべき領域を明らかにしつつ、2創作のインセンティヴを確保するために、利用の自由を確保しながらも著作権者等へ対価還流を可能とするような方策の可能性(例えば、機器・媒体に課金する補償金制度や著作物の利用システム提供者への課金)を検討し、利用の自由の確保と権利者への対価還流の両立を可能とするような、将来に向けた著作権制度のあり方への示唆を提示することを目的とするものである。本年度は本研究課題の最終年度であったため、本研究における結論に結びつく部分の検討を行うとともに、本研究を総括し、その成果を論文としてまとめた。
ＬＣＡ手法を考慮した青果物の遠赤外線乾燥の最適化に関する研究

本研究は,遠赤外線乾燥の農産物分野への利用した際の最適乾燥条件の検討に必要な乾燥特性,品質変化,消費電力量について検討を行った.同じ乾燥温度の場合,L-アスコルビン酸残存量は遠赤外線併用乾燥の方が有意に大となった.品質変化の指標として積算温度を評価項目として導入した.キウイフルーツの乾燥過程におけるL-アスコルビン酸は一次反応速度式で,抗酸化活性は0次反応速度式で近似された.また,キャベツの遠赤外線乾燥における消費電力量は,熱風乾燥と比べて約17%少なくなることも示された.これらの結果は,遠赤外線による青果物の乾燥過程における品質の管理や制御,または最適乾燥条件の検討に有益となると考えられる.乾燥は、農産物の重要な加工操作の一つで、貯蔵安定性の向上や高付加価値化を図るために施される。乾燥処理を施すことにより、廃棄されていた青果物を乾燥食品として商品化できるため青果物の廃棄量を削減する効果が期待される。遠赤外線は、周囲の空気に吸収されず被加熱物表面に到達し加熱効果を表すことが特徴であり,熱風乾燥などと比べてエネルギー効率は良好とされる。しかし、遠赤外線乾燥の農産物分野への利用例は非常に少ない。そこで、コマツナを遠赤外線乾燥および熱風乾燥した際の品質変化(色彩変化,L-アスコルビン酸,β-カロテンおよびルテイン含有量変化)および乾燥過程における消費電力量について測定し,遠赤外線乾燥の有用性について検討した。また,比較的取り扱いが簡便なキウイフルーツを用い,熱風乾燥過程における硬度,L-アスコルビン酸,および抗酸化活性変化について測定し,反応速度論的解析を用いた品質変化予測モデルの構築を試みた。その結果,乾燥速度が同じ場合,遠赤外線乾燥後のコマツナ試料中のL-アスコルビン酸残存率は熱風乾燥後のそれと比較して,有意(p<0.05)に大となることが示された.色彩変化やβ-カロテンおよびルテイン含有量変化は遠赤外線乾燥と熱風乾燥で差が見られなかった.消費電力量に関しても遠赤外線乾燥は,熱風乾燥と比べて約17%少なくなることも示された.また,キウイフルーツの乾燥過程における硬度,硬度,L-アスコルビン酸,および抗酸化活性変化について,反応速度論に基づく適合性の高いモデル式を構築した。これらの結果は,乾燥青果物の製造過程において品質の管理や制御、または最適乾燥条件の検討に有益となると考えられる。平成25年度は,時間と温度の両方を関数とした品質変化のモデル式の構築を目的として,積算温度を指標としたコマツナの遠赤外線乾燥過程における品質変化予測モデルの最適化を行った.また,キャベツの遠赤外線乾燥過程において,エネルギー消費量のデータも加味し,省エネルギーかつ高品質な遠赤外線乾燥条件の検討に資するデータ解析を実施した.さらに,比較的取り扱いが簡便なキウイフルーツを用い,熱風乾燥過程における硬度,L-アスコルビン酸,および抗酸化活性変化について,反応速度論による品質変化予測モデルの構築を試みた.[コマツナの遠赤外線乾燥]温度と時間の2つのパラメータを同時に考慮できる積算温度を品質評価の指標とすることにより,最適乾燥条件の検討の際に有用となる可能性が示唆された.[キャベツの遠赤外線乾燥]L-アスコルビン酸残存率は乾燥方法に関係なく,アスコルビン酸オキシターゼ(AO)の活性の至適温度領域での積算温度が小さいほど高くなる傾向がみられた.また,比較対象である熱風乾燥に対する遠赤外線乾燥の消費電力量削減率は,24%27%程度となった.[キウイフルーツの熱風乾燥過程における品質変化]キウイフルーツの熱風乾燥過程における硬度変化,L-アスコルビン酸変化は1次反応速度式,抗酸化活性は0次反応速度式によりそれぞれ表されることが示された.以上、本研究では、遠赤外線乾燥の農産物分野への利用した際の最適乾燥条件の検討に必要な乾燥特性、品質変化、消費電力量について検討した。本研究で得られた品質変化の予測モデル式及びそのパラメータは,遠赤外線乾燥による乾燥青果物の製造過程における品質の管理や制御,または最適乾燥条件の検討に有益となると考えられる.本研究は,遠赤外線乾燥の農産物分野への利用した際の最適乾燥条件の検討に必要な乾燥特性,品質変化,消費電力量について検討を行った.同じ乾燥温度の場合,L-アスコルビン酸残存量は遠赤外線併用乾燥の方が有意に大となった.品質変化の指標として積算温度を評価項目として導入した.キウイフルーツの乾燥過程におけるL-アスコルビン酸は一次反応速度式で,抗酸化活性は0次反応速度式で近似された.また,キャベツの遠赤外線乾燥における消費電力量は,熱風乾燥と比べて約17%少なくなることも示された.これらの結果は,遠赤外線による青果物の乾燥過程における品質の管理や制御,または最適乾燥条件の検討に有益となると考えられる.乾燥は、農産物の重要な加工操作の一つで、貯蔵安定性の向上や高付加価値化を図るために施される。遠赤外線は,周囲の空気に吸収されず被加熱物表面に到達し加熱効果を表すことが特徴であり,熱風乾燥などと比べてエネルギー効率は良好である。

そこで、本研究では熱風乾燥と熱風・赤外線併用乾燥の乾燥特性のみならず、色彩やL-アスコルビン酸含有量を測定し、遠赤外線乾燥の有用性について検討した。供試材料にはコマツナを用い,試料の葉の部分のみを測定に用いた。遠赤外線乾燥は定温送風乾燥機に赤外線放射パネルを取り付け測定した。赤外線パネルと定温送風乾燥機の送風機能のみを使用した場合の乾燥温度は約50°Cであったため、熱風乾燥の設定温度は50°Cとした。また、試料内部温度は57°Cであったため、熱風乾燥でも57°Cの場合も測定した。乾燥時間はそれぞれ5段階(1,3,5,7,9h)として、含水率径時変化および乾燥速度を測定した。また、乾燥時における試料中のL-アスコルビン酸含有量および色彩についてはそれぞれRQ-FlexPlusおよび色彩色差計を用い測定した。その結果,試料を温度50°Cで乾燥させた場合、熱風・赤外線併用乾燥の方が乾燥速度は大きかったものの、L-アスコルビン酸残存量は低くなる結果となった。L-アスコルビン酸残存量は乾燥温度に依存すると考え、試料内部温度を同じにして同様の測定を行った。同じ乾燥温度の場合、L-アスコルビン酸残存量は熱風・赤外線併用乾燥の方が多かった。熱風・赤外線併用乾燥では、乾燥速度は一定を保ちつつ、より高品質な乾燥食品生産の可能性が示された。本研究では,遠赤外線を用いた青果物乾燥技術の最適化について研究を行う。具体的には,遠赤外線乾燥における乾燥特性の解析と酵素活性・栄養成分変化の測定を行い,その変動状況について予測モデルを構築する。これらの解析結果にライフサイクルアセスメント(LCA)手法による解析も加味し,コストや環境負荷にも配慮した新しい青果物乾燥の最適化システムの構築を最終的な目的としている。その中で,平成24年度は,葉菜類(コマツナ)を対象試料とし,遠赤外線乾燥装置を用いて乾燥処理を行い,コマツナの遠赤外線乾燥におけるL-アスコルビン酸,β-カロテンおよびルテインなどの成分変化や色彩変化に関して反応速度論的解析を行うとともに,果実類(キウイフルーツ)を対象として熱風乾燥過程における硬度,L-AsA残存率,および抗酸化活性変化などをターゲットにした品質評価予測モデル式を構築した。さらに,遠赤外線乾燥過程におけるエネルギー消費量について熱的解析を実施し,遠赤外線乾燥は熱風乾燥と比較して潜熱顕熱比が有意に大となることから,これが乾燥処理における消費電力量が17%程度小さくなる要因であることを示した。これらの研究成果は当初計画で設定した平成24年度研究目標(品質変化予測モデルの最適化)を満たすだけでなく,次年度の研究目標(環境負荷に及ぼす影響)についても前倒しして実施しており,当該年度の研究目標以上の成果を得たと考えられる。その中で,平成23年度は,対象試料として葉菜類(コマツナ)を選び,遠赤外線乾燥装置を用いて乾燥処理を行い,コマツナの遠赤外線乾燥特性を測定し,拡散理論を用いてデータを解析した。