hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ペプチド-金属錯体による触媒的不齋合成プロセスを利用する生理活性物質合成法の開発

本研究は、代表者らが近年検討を行ってきた、ペプチドのアミノ基末端をフェノール性水酸基を有するシッフ塩基により修飾したものを配位子とする、ペプチド-金属錯体を触媒として用いる不齋合成プロセスに関するものであり、金属上での反応においてペプチドと金属原子の相互作用を利用することにより、不齋誘起をおこなう。このアプローチは代表者らにより独自に行われてきた、他に類例のない独創的なものである。特に、生理活性物質の立体選択的合成に用いることを目指す高度の不齋シアノヒドリン合成(アルデヒドの不齋ヒドロシアノ化)に成功したことは、酵素法を除いては知られておらず、実用化が期待される。この反応以外にも、代表者らはペプチド-金属錯体として用い、アルデヒドの不齋シリルシアノ化、アリルアルコールの不齋エポキシ化、アルデヒドの不齋アルキル化において高い選択性が得られることを見いだした。また、これらの不齋誘起のメカニズムを^1H-NMR,^<13>C-NMRにより詳細に検討して、より選択的、効率的な触媒の設計について明確な指針を得ることができた。アルデヒドの不齋ヒドロシアノ化の応用として、ベータ-アルケニルアルデヒドからの不齋シアノヒドリン合成とそれに続く高立体選択的な[3、3]シグマトロピック・キラリテイー移動により、光学活性ガンマーシアノアリルアルコールの容易な合成に成功した。このものは数多くの天然物、生理活性物質の合成中間体として有用である。不斉合成は光学活性な物質を大量にかつ効率的に入手する手段としては極めて有効な手段である。とくにごく少量のキラル化合物を触媒として用い、大量の生成物にキラリティーを転写する触媒的不斉合成は現在最も注目すべき実用的な光学活性物質生産プロセスである。昨年度までに、研究代表者らはペプチドのアミノ基末端をフェノール性水酸基を有するシッフ塩基により修飾したものを配位子とするペプチド-金属錯体として用い、アルデヒドの不斉ヒドロシアノ化、不斉シリルシアノ化、不斉アルキル化、アリルアルコールの不斉エポキシ化に成功している。本年度は、この不斉誘起のメカニズムを^1H NMR,^<13>C NMR,IRなどの分光学的手段、分子軌道計算などの計算学的手法を用いて詳細に検討した。さらにその結果を元に、触媒のより精密な設計を検討し、不斉反応における選択性、触媒活性の最適化をはかった。本研究は、代表者らが近年検討を行ってきた、ペプチドのアミノ基末端をフェノール性水酸基を有するシッフ塩基により修飾したものを配位子とする、ペプチド-金属錯体を触媒して用いる不齋合成プロセスに関するものであり、金属上での反応においてペプチドと金属原子の相互作用を利用することにより、不齋誘起をおこなう。このアプローチは代表者らにより独自に行われてきた、他に種例のない独創的なものである。この反応以外にも、代表者らはペプチド-金属錯体を触媒として用い、アルデヒドの不齋シリルアノ化、アリルアルコールの不齋エポキシ化、アルデヒドの不齋アルキル化において高い選択性が得られることを見いだした。アルデヒドの不齋ヒドロシアノ化の応用として、ベータ-アルケニルアルデヒドからの不齋シアノヒドリン合成とそれに続く高立体選択的な〔3,3〕シグマトロピック・キラリテイー移動により、光学活性ガンマーシアノアリルアルコールの容易な合成に成功した。
銅・インジウム・ガリウム・セレン化合物薄膜太陽電池の高効率化に関する研究

本研究において、より高効率な太陽電池を製作するために、原子をイオン化させ、製膜種のエネルギーを増加させることで作製する薄膜の高品質化をはかった。特に本研究ではタンデム化をする際、Top CellとなるCuGaSe_2薄膜の高品質化を目指し、Gaをイオン化させることで目指した。以下結論を述べる。・製膜種であるGaをイオン化することで、表面SEM像及び断面SEM像より、作製したCuGaSe_2薄膜の結晶粒径の増大を確認した。このことは、製膜種をイオン化することで、成長表面でのマイグレーションエネルギーを増加させ、本来の結晶格子位置に原子を移動させることができたためであると考えられる。・X線回折パターン及びRaman分光測定結果より、作製したCuGaSe_2薄膜の結晶性が向上し、同薄膜を高品質な製膜成長法で知られる3段階法で作製した場合と同程度、もしくはそれ以上の膜質を得ることに成功した。このことは、複雑なプロセスを介することなく、高品質な膜成長の道を開いたと言える。しかしながら、イオン化したGa製膜種を使用することで、低抵抗なCu-Se化合物が増加してしまうことが確認された。低抵抗であるCu-Se化合物は、太陽電池特性、特に開放電圧を大きく減少させることが知られている。したがって急速熱アニール処理やシアン化カリウム溶液を用いることで、低抵抗なCu-Se化合物を除去し、更なる高品質な薄膜を作製することが可能であると言う知見を得た。本研究の結果、銅-インジウム-ガリウム-セレン系化合物薄膜太陽電池の高効率化のために、製膜種のマイグレーションエネルギーを増加させることは非常に有効な手段であることが明らかとなった。以下結論を述べる。
癌腫リンパ行性転移機構に関わる大腸壁内リンパ管系の形態学的解析

1)癌腫リンパ行性転移機構に関わる大腸壁内リンパ管系の微細構築とそのリンパ流路の解明(特に"粘膜内癌"に関連する粘膜固有層内リンパ管系の構造と吸収能の解明を中心として):大腸粘膜内リンパ管については、サル・ヒト試料ともに固有層(LPM)域にリンパ管網の存在が免疫・酵素組織化学的解析において確認された。粘膜内リンパ管は結腸領域差なく表層膠原線維板に接する位置から盲端部として起始することから、粘膜内癌(M癌)においても経リンパ癌進展の可能性があることが示唆された。CH-40粘膜上皮内注入実験では、炭粒子の経リンパ吸収は極めて速い一方で、吸収経路はLPM内の狭い領域を通過するのみで、粘膜内にでは側方向へのリンパ路は比較的乏しいと判断された。従って、リンパ管網ないしは配置様式が粗な結腸域では癌細胞がLPMリンパ管に仮に近接したとしても局所リンパ流の観点から安易にリンパ行性転移に進展しない可能性も示唆された。因みに、サルにおいてLPM浅層リンパ管網は、上行結腸前半・下行結腸後半・S状結腸において著しく発達した(ヒトはデータ不足)。2)ヒト大腸における起始リンパ管の形態学的特徴と実験動物における癌細胞との接触様式の解明:歯状線(DL)より中枢側の直腸膨大部では通常、一般的な結腸と同様のLPMリンパ管網の分布様式を呈した。肛門-直腸移行部(DL付近)におけるリンパ路はDLを分水嶺とする様な多方向のリンパ路が考えられた。即ち、側方向では(1)直腸側・(2)肛門側、縦方向では(3)内肛門括約筋側間に向かう3方向のリンパ系に注ぐことが推測された。特にDL粘膜下層には側方向の排導に関係するリンパ管網(サル直腸)の存在が確認された。3)上皮下結合組織層における脈管外通液路(プレリンパチャンネル)としての構造的特徴の電顕的解析:化学的消化を施した試料のSEM解析において、上皮下基底膜と膠原線維板に10μ前後の小孔(pore)の存在が確認された。上皮層とLPMとの間には僅かな交通路が存在するが、孤立リンパ小節周辺ではリンパ管網の急激な発達とともに上記小孔の径の増大と数の増大が見られた。また、LPMリンパ管網の発達と小孔との関連性については、今後さらに詳細に検索する予定である。4)大腸粘膜固有層から壁外リンパ管系に至る吸収-排導経路の全容の解明:ヒト・ニホンザルともにLPM浅層水平リンパ管網または単一盲端リンパ管として起発した。起始部は共に基底膜(BM)直下から始まり、何れもLPM深層に単一枝として下降したのち、粘膜筋板(MM)直上の発達した水平方向のリンパ管網に合一した。LPM内の浅層リンパ管は細く弁構造は認められなかったが、MMを貫通し、粘膜下層に出ると100μを超える大きく発達したリンパ管網にすべて合流した。固有筋層には筋層間に特定の裂間隙が存在し、粘膜下層の集合リンパ管のほとんどは同部を貫通したのち漿膜下リンパ管網と壁外リンパ管系と交通した。上皮層とLPMとの間には僅かな交通路が存在するが、孤立リンパ小節

周辺ではリンパ管網の急激な発達とともに上記小孔の径の増大と数の増大が見られた。また、LPMリンパ管網の発達と小孔との関連性については、今後さらに詳細に検索する予定である。4)大腸粘膜固有層から壁外リンパ管系に至る吸収-排導経路の全容の解明:ヒト・ニホンザルともにLPM浅層水平リンパ管網または単一盲端リンパ管として起発した。起始部は共に基底膜(BM)直下から始まり、何れもLPM深層に単一枝として下降したのち、粘膜筋板(MM)直上の発達した水平方向のリンパ管網に合一した。LPM内の浅層リンパ管は細く弁構造は認められなかったが、MMを貫通し、粘膜下層に出ると100μを超える大きく発達したリンパ管網にすべて合流した。固有筋層には筋層間に特定の裂間隙が存在し、粘膜下層の集合リンパ管のほとんどは同部を貫通したのち漿膜下リンパ管網と壁外リンパ管系と交通した。平成18年度、大腸粘膜内リンパ管系の形態学的特徴に関して、以下の未解決の問題について解析した。(1)癌腫リンパ行性転移機構に関わる大腸壁内リンパ管系の微細構築とそのリンパ流路の解明("粘膜内癌"に関連する粘膜固有層内リンパ管系の構造と吸収能の解明を中心として)大腸壁の剥離伸展試料とOCT凍結連続切片に酵素二重染色(5'-Nase-ALPase)を施すことで、壁内の層序ごとのリンパ管網の形態的特徴を解析した。大腸壁内リンパ管系のinitiallymphaticsは、ヒト・ニホンザルともに粘膜固有層(LPM)浅層から盲端部として起発した。それらは基底膜(BM)直下で水平方向に広がる樹状リンパ管ないし単一リンパ管の先端から始まり、何れもLPM深層に単一枝として下降したのち、粘膜筋板(MM)直上の水平方向のリンパ管網に合一した。LPM内のリンパ管は細く弁構造は認められなかったが、MMを貫通し、粘膜下層に出ると100μを超える発達したリンパ管網にすべて合流した。CH40上皮内注入実験では、炭粒子はLPM内の局所的な吸収路を介して粘膜下層のリンパ管網に注いだが、LPMにおいて側方向へのリンパ流路は認められなかった。一方、粘膜下層では側方向への速やかなリンパ流路が認められた。固有筋層には特定の場所に壁外リンパ管系への通路が存在した。LPM浅層のリンパ管網の発達様式には部位差があり、上行結腸前半・下行結腸後半・S状結腸で個体間に共通して発達した。(2)ヒト大腸における起始リンパ管の形態学的特徴と実験動物における癌細胞との接触様式の解明。歯状線(DL)より中枢側の大腸(直腸膨大部)では、他の大腸領域と同じくLPM浅層からリンパ管が起始した。壁内のリンパ管網の分布様式も漿膜を有する領域で概ね共通した。リンパ流はDLを分水嶺として側方向では、(1)直腸側、(2)肛門側、縦方向では(3)内肛門括約筋側間に向かう3方向のリンパ管系と交通した。とくに、DL粘膜下層には側方向をつなぐリンパ管網(ニホンザル)が存在した。(3)上皮下結合組織層における脈管外通液路(prelymphatic channel)としての構造的特徴の電顕的解析。上皮下BMとそれに密着する膠原線維板ともに10μ前後の小孔(pore)が存在し、上皮層とLPMとの間の交通路の存在が認められた。孤立リンパ小節周辺では、リンパ管網の発達とともに小孔の径と数ともに顕著に増加した。LPMリンパ管網と小孔との関連性については、今後詳細に検索する予定である。平成19年度、申請研究課題に関して計画した、以下の4つの未解決の問題について解析した。
産業用ロボットの新しい用途開発に関する研究―発泡プラスチック加工ロボット―

アルミダイカスト製品、機械部品など様々な砂型鋳物が作られている。砂型は大きな鋳物の成形が可能である、型作成コストが金型に比べ安価である、短時間の準備期間で作成することができる、などの理由から非常に重要な材料加工法として成長してきた。砂型のもとになる型は発泡スチロール材を加工した樹脂型から製作され、その製造工程はアルミダイカスト製品を生産する上で非常に重要である。本研究では、CNC工作機械の約1/10の低コストで実現できる加工自由度の高い「発泡スチロール型のための3次元加工ロボット」を開発し、発泡スチロール材の加工時特有の問題点である毟れ(むしれ)や欠けを抑えた自動加工技術を確立する。ハイコストなCNC工作機械を用いた加工システムの研究が行われているが、平成25年度は従来の木工用スピンドルチルト式5軸CNC工作機械の約1/10の価格で導入できる6自由度垂直多関節型の小型産業用ロボットをベースにして、加工ロボット本体を試作開発している。具体的には、回転数を060,000rpmの範囲で高精度に自動調整できる小型軽量の電動スピンドルをベースとした工具を試作開発し、軽量アタッチメントにより研究室の既存設備であるオープンアーキテクチャ型の教育用小型産業用ロボットRV1Aのアーム先端に装着できるようにし、実験用加工ロボットを構成した。工具先端部には、様々な形状とサイズのエンドミルを固定できる。その後、オーバハングを持つ発泡スチロール型の加工時における、ワークとアーム、ワークとエンドミルの干渉問題について実験的に検証し、3次元CAD/CAMを用いたエンドミルのアプローチ方法、姿勢制御法、退避方法などのための軌道生成、すなわちカッターロケーションデータ(CLデータ)の生成方法について検討した。つぎに、産業界に広く普及し始めている3次元CAD/CAMとの連携を考慮したロボット制御インタフェイス(ロボットCAMシステム)について検討した。ロボットCAMシステムは、オンラインやオフラインの教示を行うことなく、すなわちロボット言語を用いることなくロボットアーム先端に装着したエンドミルの位置(3自由度)と姿勢(3自由度)を直接制御できるようにするためのロボット制御インタフェイスである。具体的には、汎用の3次元CAD/CAMのメインプロセサが生成する基本工具経路(CLデータ)を目標軌道として直接参照でき、エンドミルの位置と姿勢をCLデータに沿って追従制御させる機能の設計とソフトウェア開発を行った。前年度は、産業用ロボットのためのCAMシステムには従来のCAD/CAMのメインプロセッサがカッタロケーション(CL)データを算出する機能に加えて、そのCLデータに基づく位置と姿勢の軌道追従制御の機能までを含むものと定義し、CLデータ及びNCデータに対応した軌道追従制御系を設計した。その後、CAMシステムを応用した発泡スチロール材の加工ロボットを試作開発した。今年度行った加工実験ではエンドミルの形状とスピンドルの回転速度を固定した上で、発泡スチロールの材質、工具の送り速度、加工回数の条件を変えて加工を行い、これらの条件の加工品質への影響を検証した。また、エッジ部での加工品質を改良し、かつ、加工時間の増加を抑えるために新たに速度調整機能を追加した。この速度調整機能は、CLデータの位置情報を基に加工方向の変化を割り出し、その変化に応じて加工速度を調整する。半球形状のヘリカルパスに対する動作実験を行い、速度調整機能の効果を検証した。その結果、加工方向が急激に変化する場所において加工時間が微増するものの、ロボットの位置誤差の平均値を減少させることができた。つぎに、工具の進行方向に直交するスティックスリップモーション(微小振動)を発生させることで、カスプマークの効率的な除去方法を提案した。これまでの工作機械による3次元加工ではボールエンドミルが使用されるが、除去加工に特有のカスプマークが発生していた。カスプマークの高さを抑えるためには、ピックフィードの幅を小さく設定してパスを生成すればよいが、CLデータのステップ数が増えるというトレードオフの問題があり、結果的に加工時間も大幅に伸びてしまうという問題があった。このため、CLデータに基づく微小振動ベクトルのオンライン生成法を示し、シミュレーションによる出力実験を行い、設計どおりに微小振動を発生できることを確認した。ボールエンドミルの微小振動制御が可能な加工ロボットを開発し、発泡スチロール型の加工実験による最適加工条件の抽出を行った。発泡スチロール型の加工工程ではCNC工作機械による荒加工後に熟練作業者は仕上げ工具を前後左右に小刻みに動かしながら手作業で加工面を仕上げている。本研究ではエンドミルに微小振動を発生させ、振幅や周期を調整することで加工品質の向上を図った。エンドミルのサイズ(直径3 mm程度)、刃形状と刃数(2枚刃のスパイラルボールエンドミル)、エンドミルの送り速度(3 cm/s以下)と回転速度(55,000 rpm程度)、切り込み量(20 mm以下)、エンドミルに与える振幅(ピックフィードに近い値)、エンドミルに与える微小振動の周期(振幅と同程度の発生頻度)を発泡スチロール型の最適な加工条件の指針値として示した。また、3Dプリンターへの出力形式であるSTLデータを用いてロボット加工を行うためのインタフェイスを検討することで従来のCAM工程を省力化できるシステムの可能性を示した。加工実験から3Dプリンターと同等のユーザインタフェイスで加工ロボットを利用できることが示された。この場合、STLデータに含まれる多数の三角パッチから直接加工用パスを生成させると既加工領域がオーバカットされてしまうショートカットパスが含まれることになるため、オーバカットを回避するための加工パスの生成法についても検討した。

更にDepthセンサとして普及しているKinectを用いて3D点群を意味するポイントクラウドデータ(PCD)を撮影し、PCDをハンドリングできるPoint Cloud Libraryを用いて3Dプリンターで利用可能な三角パッチベースのSTLデータを生成させ、簡単なリバースエンジニアリングの実現方法を示した。これにより、加工ロボットを用いて実際の人物顔などの切削加工も可能になった。アルミダイカスト製品、機械部品など様々な砂型鋳物が作られている。砂型は大きな鋳物の成形が可能である、型作成コストが金型に比べ安価である、短時間の準備期間で作成することができる、などの理由から非常に重要な材料加工法として成長してきた。砂型のもとになる型は発泡スチロール材を加工した樹脂型から製作され、その製造工程はアルミダイカスト製品を生産する上で非常に重要である。本研究では、CNC工作機械の約1/10の低コストで実現できる加工自由度の高い「発泡スチロール型のための3次元加工ロボット」を開発し、発泡スチロール材の加工時特有の問題点である毟れ(むしれ)や欠けを抑えた自動加工技術を確立する。平成26年度の研究計画に掲げた、「発泡スチロール型の加工実験による加工自由度と加工効率の評価」、「ボールエンドミルのスティックスリップモーション制御法の設計開発」について、前述した平成26年度の研究実績のようにほぼ計画どおりの成果が得られている。このため、「おおむね順調に進展している(Progressing Rather Smoothly)」を自己評価結果とした。研究成果は書籍での発表[1]、国内講演会論文での発表[2、3、4]、国際会議論文での発表[5]などで外部へ公表した。[2]大塚,永田,中村, CLデータの位置姿勢情報に基づく軌道追従制御器を用いた発泡スチロール加工ロボット,ロボティクス・メカトロニクス講演会2014講演論文集, 3P1-L01, 3 pages,富山国際会議場, 2014.[3]大塚,永田, CLデータを用いたロボット加工システムへの速度調整機能の追加,第32回日本ロボット学会学術講演会論文集, 3N1-06, pp. 1-4,九州産業大学, 2014.[4]永田,大塚,永冨,林,渡辺,ボールエンドミルの進行方向に直交する微小振動制御を用いたカスプマークの除去加工法の提案,第15回SICEシステムインテグレーション部門講演会論文集, pp. 1185-1188,東京ビッグサイト, 2014.知能機械学・機械システム平成27年度は、まず、ボールエンドミルのスティックスリップモーション(微小振動)制御が可能な加工ロボットを用いて、発泡スチロール型の加工実験による最適加工条件の抽出と加工品質の評価を行う。発泡スチロール型の加工工程では一般的に、CNC工作機械による荒加工後に、熟練作業者は仕上げ工具を前後左右に小刻みに動かしながら手作業で被加工面を仕上げている。
有棘赤血球舞踏病遺伝子と精神疾患に関する研究

有棘赤血球舞踏病(chorea-acanthocytosis, CHAC)は、神経精神症状に加え有棘赤血球症を示す稀な常染色体劣性遺伝性神経変性疾患である。最近、我々は限局した地域のCHAC患者4症例3家系を対象としたポジショナルクローニングで病因遺伝子CHACを発見し、病因変異Ehime-欠失変異を同定した。今回我々は、ヒトにおいては、我々の同定したEhime-欠失変異(60番と61番Exonを含む6kbの欠失変異)をヘテロ接合性に持つ保因者の中に、精神症状を呈する場合があることから、CHAC遺伝子と精神障害との関連を検討した。CHAC遺伝子Exon 69には、GATのトリプレット繰り返し配列が存在するが、これがGAT繰り返し数に多型を示すことを明らかにした上で、上記Ehime-欠失変異と合わせて精神疾患のケースコントロール研究を行った。その結果、Ehime-欠失変異では気分障害患者では2名ヘテロ接合性に確認されたが、統計学的には有意ではなかった。GAT繰り返し多型では、痴呆で関連する傾向は見られたものの統計学的には有意ではなかった。また、マウスのCHAC-cDNAをクローニングし、マウスゲノム配列と比較の結果、エクソン-イントロン構造を決定した。続いて、上記のヒトにおける疾患変異エであるクソン60および61を欠失するEhime-欠失変異をもつ疾患モデルマウスをジーンターゲティングの手法を用いて作成し、解析を行った。その結果、変異ホモ接合体マウスでは、生後一年半を過ぎてから徐々に表現型が出現し、foot print testとrotarod解析およびopen field解析を用いた運動・行動解析では運動能力障害および自発運動量の低下を認めた。また末梢血には有棘赤血球症が確認され、赤血球脆弱化試験ではホモ接合体マウスが野生型マウスより有意に浸透圧負荷に対し溶血しやすかった。病理学的所見は線条体および中脳黒質でアポトーシスとグリオーシスを認め、神経細胞の脱落が観察された。これらはヒトでのCHACの所見と合致するものであり今回作成したtargeted CHACマウスは疾患モデルマウスとして妥当であると考えられた。本年度においては、マウス有棘赤血球舞踏病遺伝子をクローニングし、有棘赤血球舞踏病モデルマウスの作製に着手した。すなわち、129系マウスES細胞に、コーディングExonである60番と61番ExonをNEOに置換した数十kbのCHAC遺伝子断片をを導入し、組み換えが行われたクローン細胞を作成した。さらに、このクローン細胞をC57-b1-b6系マウス胚に導入し、キメラマウスを作成した。キメラマウスをC57-b1-b6系マウスと交配させ、F1世代を得、F1同士の交配から遺伝子改変有棘赤血球舞踏病モデルマウスの誕生をみた。この有棘赤血球舞踏病モデルマウスは致死的ではなく、その後成長を続けている。今後、このモデルマウスの発病経過を病理学的検索や行動解析を通じて検討する。

また、ヒトにおいては、我々の同定したEhime-欠失変異(60番と61番Exonを含む6kbの欠失変異)をヘテロ接合性に持つ保因者の中に、精神症状を呈する場合があることから、CHAC遺伝子と精神障害との関連を検討した。CHAC遺伝子Exon69には、GATのトリプレット繰り返し配列が存在するが、これがGAT繰り返し数に多型を示すことを明らかにした上で、上記Ehime-欠失変異と合わせて精神疾患のケースコントロール研究を行った。その結果、Ehime-欠失変異では気分障害患者では2名ヘテロ接合性に確認されたが、統計学的には有意ではなかった。GAT繰り返し多型では、痴呆で関連する傾向は見られたものの統計学的には有意ではなかった。有棘赤血球舞踏病(chorea-acanthocytosis, CHAC)は、神経精神症状に加え有棘赤血球症を示す稀な常染色体劣性遺伝性神経変性疾患である。最近、我々は限局した地域のCHAC患者4症例3家系を対象としたポジショナルクローニングで病因遺伝子CHACを発見し、病因変異Ehime-欠失変異を同定した。今回我々は、マウスのCHAC-cDNAをクローニングし、マウスゲノム配列と比較の結果、エクソン-イントロン構造を決定した。続いて、上記のヒトにおける疾患変異であるエクソン60および61を欠失するEhime-欠失変異をもつ疾患モデルマウスをジーンターゲティングの手法を用いて作成し、解析を行った。その結果、変異ホモ接合体マウスでは、生後一年半を過ぎてから徐々に表現型が出現し、foot print testとrotarod解析およびopen field解析を用いた運動・行動解析では運動能力障害および自発運動量の低下を認めた。また末梢血には有棘赤血球症が確認され、赤血球脆弱化試験ではホモ接合体マウスが野生型マウスより有意に浸透圧負荷に対し溶血しやすかった。病理学的所見は線条体および中脳黒質でアポトーシスとグリオーシスを認め、神経細胞の脱落が観察された。これらはヒトでのCHACの所見と合致するものであり今回作成したtargeted CHACマウスは疾患モデルマウスとして妥当であると考えられた。
柔軟な半導体サプライ・ネットワークを実現する企業連携

本研究プロジェクトでは,半導体業界において,需要の不確実性に対応するサプライチェーンの柔軟性を実現するために,IDM(統合型製造業者)がファンドリと連携する,製造キャパシティの水平連携を考察した.ゲーム理論を用い,この業界で用いられている典型的なリスク共有の契約方式が,サプライチェーンの全体最適の視点からどのようなパーフォーマンスを示すかを明らかにした.さらに、キャパシティ水平連携の必要性を2011年東日本大震災で発生したサプライチェーン寸断の視点から論じた。平成22年度は,半導体サプライチェーンにおける企業連携の構造の違いがもたらす仕組みの優位性を研究するための基本的なモデルの開発に取り組んだ.Erkoc and Wu(2005)では,半導体産業における機器メーカーとIDM(統合型半導体製造業者)の間の垂直的企業連携において,機器メーカーがIDMのキャパシティについて,オプション契約を締結することにより,IDMの製造キャパシティ投資のリスクが軽減されて,製造キャパシティ投資が増加し,サプライチェーン全体最適化の方向に進むことが理論的に示されている.このモデルにおいて,IDMの半導体価格を所与とするという仮定を課しているが,JOMS誌に掲載された佐野,松尾(2011)では,価格を決定変数とすれば,サプライチェーン全体最適な生産能力予約契約が存在することを証明した.JOMSA全国大会において,大村,松尾(2010)では,垂直的企業連携におけるリスク回避度を考慮した場合のモデルの考察結果を報告した.さらに,機器メーカーとIDMとの水平的企業連携についての理論的な研究を行い,佐野,松尾(2010)では,水平的なネットワークで,期待利益をサプライチェーン全体最適化するキャパシティ予約契約が存在するための条件を導出し,報告した.Washington University in St.LouisのKouvelis教授を研究協力者とする共同研究では,半導体サプライチェーンにおける水平的企業連携についての理論開発を進めている.途中結果は,米国のPOMS学会とINFORMS学会において,Wu,Kouvelis and Matsuo(2010a,b)として発表した.さらに,半導体産業の企業に関する公表されている財務データ等を収集し,サプライチェーンの構造分析に必要なデータベースの構築を開始した.平成23年度は、主に、半導体サプライチェーンにおける水平企業連携の理論の開発に取り組んだ。ここで、水平企業連携とは、半導体産業において生産キャパシティをもつIDM(統合型半導体製造業者)がファンドリに生産委託をすることを指す。この場合、同じ製品の製造がIDMのみ、ファンドリのみ、さらに、両者で同時に行うという選択肢をもつことになる。東日本大震災においては、ルネサスエレクトロニクスの那珂工場が被災し、トヨタやホンダ用の車載マイクロコントローラーの製造が長期間停止し、自動車の製造に多大な影響を与えた。これは、特定の製品の製造が那珂工場のみでしか行われておらす、製造の移管が困難な製品の場合、サプライチェーンのボトルネックとなってしまったことによる。このような事態は、本研究における水平企業連携を実施することにより適切に回避できる可能性がある。水平企業連携で考慮を要する点は、製造キャパシティをもつ2社が需要の変動と不確実性のもと、製造キャパシティを確保することによって生じるリスクとリターンの配分を契約を通じてどのように決定するかである。Washington University in St.Louisとの共同研究を通じて、最適化の理論、確率過程の理論、ゲーム理論をもとに、2本の論文を書き、海外の査読付き雑誌に投稿し、現在、その査読結果をもとに論文を改訂中である。さらに、大村,松尾(2011)は査読付き学術雑誌のJOMS誌に掲載された。この論文では、垂直的企業連携における小売企業のリスク回避度が卸売契約における価格と発注量にどのような影響があるかを明らかにした。一方、これらの結果を含めて、半導体サプライチェーンの企業連携、震災等のリスク管理について、3つの国際会議で招待講演を行った。本年度は,理論とその検証を整備し,研究成果の公表に努めた.半導体業界において,需要の不確実性に対応するサプライチェーンの柔軟性を実現するために,IDM(統合型製造業者)がファンドリと連携する製造キャパシティの水平型連携を考察した.Wu, Kouvelis and Matsuo(2012)では,水平的連携の契約形態をとる場合,需要を一定割合で配分する契約とキャパシティ予約契約をゲーム理論を適用し、また,シミュレーションを使った検証を踏まえて比較した.両方の契約における最適な変数の決定方法,どのようなケースにどちらの契約が選択されるかを明らかにした.また,Wu, Sano, Kouvelis and Matsuo(2012)においては,水平的連携であるキャパシティオプション契約が,サプライチェーンの利益の全体最適化を実現する条件を理論的に導出した.東日本大震災のような大規模災害を経験し,製造キャパシティの柔軟性の重要性が広く知られるようになった.このような柔軟性は,本研究におけるIDMが水平企業連携を実施することにより適切に実行できる可能性がある.

半導体サプライチェーンの寸断についての考察の論文,Matsuo(2012)は,オペレーションズ・マネジメントの最も権威のある国際大会において, The Jose A.D. Machuca P&OM World Conference Highly Commended Awardを受賞した.垂直的企業連携に関して,Ohmura and Matsuo (2012b)は、卸売契約において,返品可能であるか否かの2つのケースについて,売買の関係者のリスク回避度が価格と発注量にどのような影響があるかを明らかにした.リスク回避度は企業連携の契約形態に影響の強い要素であるが,既存研究が少ないので、さらなる研究が必要であることが示された.本研究の目的は、半導体産業におけるIDM(統合型半導体製造業者)の柔軟性を増大させる手段として、サプライチェーンの全体最適に繋がるような企業間連携の契約形態を考察することにある。2年間の研究で、水平企業連携に関する契約の理論はある程度整備できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。東日本大震災の影響で、ルネサスエレクトロニクスの那珂工場が被災したことで、本研究の意義が製造業の需要変動に対する柔軟性の増強だけではなく、サプライチェーン全体のリスク回避の問題に直結するという社会的な意義があることが明確になった。当初の達成目標のサプライチェーンの構造の解析だけではなく、災害リスク管理の側面も研究の項目に含めていきたい。
遺伝子導入血小板を用いた新規血管再生治療の開発

本研究は、動脈硬化等のために四肢に十分な血流が行き届かない状態を改善する、血管再生治療の効果改善を目的とした基礎研究である。治療効果改善に重要な分子をiPS細胞に遺伝子導入した後に血小板へ分化させ、患肢に注射する治療法であるが、血小板へ分化する過程で細胞核と同時に導入遺伝子が取り除かれることから、安全性の高い治療法になると期待される。今回までに十分な量の血小板を得ることができなかったが、予定より少量を投与する予備実験を行い、統計学的に優位ではないものの、虚血肢血流および組織再生の改善傾向を得ることができた。本研究は別途資金により継続し、臨床応用を目指したいと考えている。本研究の目的は、難治性虚血性疾患に対する新しい細胞治療の開発である。我々はこれまでに、NotchリガンドであるJagged-1を過剰発現させた骨髄有核細胞が、虚血組織において強力な筋・血管再生効果を有することを示してきた。しかし遺伝子導入細胞を用いた治療法は、安全性の担保において臨床応用のハードルが高い点が課題であった。一方、可溶性タンパクを用いた方法は、細胞膜上でclusteringしたJagged-1を用いる場合と比較して効果が著しく劣る。これらの課題を克服するため、我々は無核細胞を用いた遺伝子導入細胞治療を考案した。すなわち1Jagged-1遺伝子導入巨核球を作成し、2これが分化・脱核する過程で導入遺伝子を排除させ、3Jagged-1を高発現した血小板を精製し、4虚血局所に投与する手法である。本研究はそのproof-of-conceptを得るための基礎研究である。平成26年度は、DNAVEC社CytoTune-iPSキットを用いて、ボランティアドナーの末梢血単核球からヒト由来iPS細胞を樹立した。続いて既報の方法(N. Takayama et al. J Exp Med 207, 2817, 2010)を踏襲して巨核球および血小板の作成を試みているところである。これが成功した後に、ヒトiPS細胞由来巨核球へのJagged-1遺伝子導入法を確立し、これが血小板形成能に影響するか確認することとしている。すなわち1Jagged-1遺伝子導入巨核球を作成し、2これらが分化・脱核する過程で導入遺伝子を排除させ、3Jagged-1を高発現した血小板を精製し、4虚血局所に投与する手法である。平成27年度は、DNAVEC社CytoTune-iPSキットを用いて、ボランティアドナーの末梢,核球からヒト由来iPS細胞を作成し、導入に用いたセンダイウィルスが排除されたクローンの樹立に成功した。また既報の方法(N. Takayama et al, JEM 207, 2817, 2010)を踏襲して巨核球および血小板を作成した。しかしTET-ON Lentivirusシステムによる遺伝子導入クローンの分離が遅延している。そこで今後はゲノム編集の手法を用いて、コンディショナルにJagged-1を発現するクローンを作成することとしている。平成26年度の遅れを取り戻すべく研究へのエフォート40%を確保し、上記のとおり研究が進んだ。またウィルスベクターを用いてJagged-1を発現するクローンの作成効率が不充分であったことから、ゲノム編集の手法を用いTET-ONシステムを導入することとした。本法はカルタヘナ法に抵触しないものの、倫理的には遺伝子導入実験として申請すべきと考え本学において申請し、審査結果待ちの状態である。

また既報の方法(N. Takayama et al, JEM 207, 2817, 2010)を踏襲して巨核球および血小板を作成した。しかしTET-ON Lentivirusシステムによる遺伝子導入が不成功であったため、ゲノム編集の手法を用いて、コンディショナルにJagged-1を発現するシステムを作成することに成功した。しかし、動物実験に用いるために十分量な血小板を得ることが現在のところできていない。本研究は、動脈硬化等のために四肢に十分な血流が行き届かない状態を改善する、血管再生治療の効果改善を目的とした基礎研究である。治療効果改善に重要な分子をiPS細胞に遺伝子導入した後に血小板へ分化させ、患肢に注射する治療法であるが、血小板へ分化する過程で細胞核と同時に導入遺伝子が取り除かれることから、安全性の高い治療法になると期待される。今回までに十分な量の血小板を得ることができなかったが、予定より少量を投与する予備実験を行い、統計学的に優位ではないものの、虚血肢血流および組織再生の改善傾向を得ることができた。本研究は別途資金により継続し、臨床応用を目指したいと考えている。1.ボランティアドナー末梢血単核球からのヒト由来iPS細胞樹立において、遺伝子導入ベクター(センダイウィルス)フリーのコロニーが得られず、実験が遅延した。2.研究室内での管理業務が研究エフォートを圧迫し、当初予定した研究時間を十分に確保できなかった。上記遺伝子実験審査をパスできれば、コンディショナルにJagged-1を発現するiPS,巨核球クローンを拡充させ、その後はマウス下肢虚血モデルへの移植により血管再生能の評価へと移る予定である。循環器疾患に関する再生医療平成27年度は、研究室内での管理業務を他に移管することが可能となった。これにより、研究遂行のエフォートが上がり、研究の遅延を取り戻すことができるようになる見込みである。平成26年度の遅れを取り戻すべく研究へのエフォート40%を確保し、上記のとおり研究が進んだが、まだ遅延しており次年度使用額が生じた。また一部のウィルスベクターが当研究室に保管されており、これを用いることで本年度の使用額が低減した。【現在までの達成度(Progress Status)】で報告のとおり、研究に遅延が生じている。このために、本来であれば平成26年度に行うはずであった実験(Tet-ON Lentivirusシステムを用いた目的遺伝子導入法の開発、Flow cytometryを用いた分化細胞の検証など)が行われるに至っていない。当初の研究計画を達成すべく、残額はすべて使用する必要がある見込みである。平成27年度は、これらの遅延を取り戻すためのエフォートが確保されており、平成26年度に未使用であった研究費は平成27年度に使用する予定である。具体的には、Tet-ON Lentivirusシステムを用いた目的遺伝子導入法確立のための遺伝子導入試薬(800)、細胞培養メディウム(400)、Flow cytometryによる分化細胞の検証のための抗体類(500)、PCR試薬(300)を購入するために使用する予定である(単位:千円)。抗体類等の予算が当初より減額となっているのは、エフォート上昇により実験期間が短縮することから、試薬類の使用期限に対する考慮が不要となることを見込んでのことである。
有毒アオコ制御装置の開発と制御パラメータの最適化

研究期間中には、5Lの水槽規模のアオコ制御実験を行った。本研究で完成した「水中振動波発生装置」により様々な規模の水槽を用いてアオコ制御の条件確立を行った。平成30年度には、平成29年度に用いた1トン規模の水槽でアオコが発生している千鹿頭池からの底泥を実験水槽に投入して、栄養塩類の溶出実験とアオコ制御の実験を同時に行った。対照区には底泥のみ、アオコ実験区にはアオコと中型アオコ制御装置を、アオコ底泥の実験区には、池に発生したアオコと底泥を投入して中型アオコ制御装置を用いて実験を行った。アオコ制御実験に並行してハイドロホンアレイシステムを用いて、圧力分布シミュレーションを行い、効果的なアオコ制御結果を得ることができた。対照区の栄養塩類の分析結果は、窒素・リンが数ppmを超える濃度が検出されて、この対照区では底泥を投入することにより溶存酸素の低下で硝酸の増加とリンの溶出が行われたと思われる。アオコ実験区にはアオコが中型アオコ制御装置によって制御されることが再現されたが、水槽内の溶存酸素が低下したのでアオコの分解で実験終了時には窒素・リンの濃度が増加した。アオコ底泥の実験区には、アオコが中型アオコ制御装置によって抑制されたが窒素・リンの濃度は一番高い濃度を示した。本実験結果からは自然界の湖沼で「水中振動波発生装置」でアオコ制御を行う際には窒素・リンの濃度が増加して下流の水域でのアオコ発生の原因となる可能性が示されたので、その後、アオコ底泥の実験区に酸素発生装置を用いて、底質改善(好気化による有機物分解促進)実験を行った。その結果、水槽内の溶存酸素が増加してリンの濃度を減少させることができた。以上の実験から、「水中振動波発生装置と酸素発生装置」を用いる汎用性のあるアオコ抑制装置が完成できた。平成29年度は、1トン規模の水槽で稼動できるような中型アオコ制御装置の製作を行い、アオコ制御実験を行った。構内の水槽に、人工的にアオコを発生させ「水中振動波発生装置」のアオコ抑制に最適な稼動条件を確立させるための制御実験を行った。アオコ制御実験に並行してハイドロホンアレイシステムを用いて、振動波がアオコに与える機械的ストレスを計測した。FDTD法を用いて、圧力分布シミュレーションを行い、効果的なアオコ制御結果を得ることができた。アオコの抑制実験には、アオコが発生しているため池からアオコを持ち込み実験と、有毒藍藻Microcystis aeruginosa株を用いて室内大量培養を用いて実験を行った。振動発生装置の処理による細胞損傷の影響を調べるために細胞外MC-LRを測定した結果、対照区を含むすべての実験区で検出限界以下だった。この結果から、振動発生装置の処理によって、細胞膜の損傷は受けずに成長が阻害できると考えられる。さらに、成長阻害のメカニズムを調べるためのTEM観察の結果は、対照区で細胞の内部構造が鮮明にあることに比べ、振動発生装置区の細胞ではガス胞の構造が大幅に減少され、代わりに空洞が多く観察された。これらの結果に基づいて、振動発生装置の起動によって、Microcystisの細胞膜の損傷を受けずに、細胞内部のみの影響を及ぼすため、藍藻毒MCの溶出を引き起こさずにMicrocystisの成長を阻害できる、アオコの制御装置が完成できた。本年度は、1トン規模の水槽で稼動できるような装置の設計と製作を行い、アオコ制御実験を行った。1トン水槽に、人工的にアオコを発生させ「水中振動波発生装置」のアオコ抑制に最適な稼動条件を確立させるための制御実験を3回行った。FDTD(Finite-Differential Time-Domain)法を用いて、圧力分布シミュレーションを行い、装置の配置を検討してから実験を行うことでより効果的なアオコ制御結果を得ることができた。アオコの抑制実験には、野外のアオコを用いた実験と、有毒藍藻Microcystis aeruginosa株を用いて室内大量培養を用いて実験を行った。アオコの抑制有無に関しては、Microcystis aeruginosa細胞の計数と光合成色素測定を行いその結果から判断し、また、アオコ毒素の動態についても解析を行った。処理無しの対照区と攪拌子区は時間経過に伴って細胞密度が増加したが、振動発生装置区の実験期間中には成長が見られず、Chl.aと細胞内MC-LRでも類似な傾向が示された。したがって、振動発生装置の処理によって、Microcystisの成長が阻害し、これは攪拌の影響では無いと言える。振動発生装置の処理によって、Microcystisの細胞膜の損傷を受けずに、細胞内部のみの影響を及ぼすため、藍藻毒MCの溶出を引き起こさずにMicrocystisの成長を阻害できる、アオコの制御装置が完成できたと言える。

対照区には底泥のみ、アオコ実験区にはアオコと中型アオコ制御装置を、アオコ底泥の実験区には、池に発生したアオコと底泥を投入して中型アオコ制御装置を用いて実験を行った。アオコ制御実験に並行してハイドロホンアレイシステムを用いて、圧力分布シミュレーションを行い、効果的なアオコ制御結果を得ることができた。対照区の栄養塩類の分析結果は、窒素・リンが数ppmを超える濃度が検出されて、この対照区では底泥を投入することにより溶存酸素の低下で硝酸の増加とリンの溶出が行われたと思われる。アオコ実験区にはアオコが中型アオコ制御装置によって制御されることが再現されたが、水槽内の溶存酸素が低下したのでアオコの分解で実験終了時には窒素・リンの濃度が増加した。アオコ底泥の実験区には、アオコが中型アオコ制御装置によって抑制されたが窒素・リンの濃度は一番高い濃度を示した。本実験結果からは自然界の湖沼で「水中振動波発生装置」でアオコ制御を行う際には窒素・リンの濃度が増加して下流の水域でのアオコ発生の原因となる可能性が示されたので、その後、アオコ底泥の実験区に酸素発生装置を用いて、底質改善(好気化による有機物分解促進)実験を行った。その結果、水槽内の溶存酸素が増加してリンの濃度を減少させることができた。以上の実験から、「水中振動波発生装置と酸素発生装置」を用いる汎用性のあるアオコ抑制装置が完成できた。富栄養な水域に発生する藍藻は景観の悪化だけではなく、二次代謝産物による悪臭や毒素の問題も引き起こす。したがって、様々な藍藻除去法が研究されているが、処理後に毒素が溶出されたなどの新たな問題が現れる。藍藻は他の藻類に比べて、乱流混合に弱いため、本研究では振動発生装置を用いて、藍藻の成長阻害の効果を調べた。実験は27±3°C、10±3 &micro;molm-2 s-1で10日間行った。吸光度(OD405nm)とChl.aで細胞密度を測定し、フローサイトメトリーを用いて細胞サイズ変化を確認した。さらに、振動発生装置による細胞損傷に起因するmicrocystin (以下MCと略す)溶出の影響を調べるために細胞内・外のMC-LRの定量分析を行った。振動発生装置による成長阻害のメカニズムを調べるために透過型電子顕微鏡(以下TEMと略す)によるMiccrocystis細胞の観察を行った。処理無しの対照区と攪拌子区は時間経過に伴って細胞密度が増加したが、振動発生装置区の実験期間中には成長が見られず、Chl.aと細胞内MC-LRでも類似な傾向が示された振動発生装置の処理による細胞損傷の影響を調べるために細胞外MC-LRを測定した結果、対照区を含むすべての実験区で検出限界以下だった。さらに、成長阻害のメカニズムを調べるためのTEM観察の結果は、対照区で細胞の内部構造が鮮明にあることに比べ、振動発生装置区の細胞ではガス胞の構造が大幅に減少され、代わりに空洞が多く観察された。また、対照区に比べて、チラコイドの構造が明確に観察されなかった。これらの結果に基づいて、振動発生装置の処理は、Microcystisの細胞膜を損傷せず、細胞内部のみの影響を及ぼすため、藍藻毒MCの溶出を引き起こさずにMicrocystisの成長を阻害できる。水平と斜めの2つの翼で構成される直径約3.5 cmのシリコン製の振動発生装置を用いた。この装置は攪拌方向によって、水の流れや攪拌様子が異なる特徴を持っている。
ＣＬＴ構造建築物の新たな重量床衝撃音レベル予測計算方法の開発

「公共建築物等における木材の利用の促進に関する法律」の施行により、木材の利用が推進され、木造建築物が増加することが予想されている。また、国内産木材を効果的に利用するための施策として、新たな建材のCLT(Cross Laminated Timber、直行集成板)の普及が進められている。CLTはJASに規格化されるとともに、建築基準法などの基準類の整備も行われている。しかしながら、コンクリート構造建築物に比べ、木造建築物の重量床衝撃音遮断性能は低くなっており、性能向上が求められている。また、木造建築物の重量床衝撃音レベルを事前に予測計算する手法は殆どなく、予測計算手法の開発が望まれている。本研究では、CLT構造建築物の重量床衝撃音レベルの新たな予測計算方法を開発するとともに、性能向上の手法等を提示することを目的とする。今年度は、床衝撃音遮断性能に大きな影響を与える、CLTパネル床上部に施工される床仕上げ構造の影響の実験的検討を行った。つくばCLT実験棟において、断面仕様を変化させた乾式二重床構造を施工し、その影響(床衝撃音レベル低減量)を測定した。その結果、防振ゴムのないプラ束支持では、重量床衝撃音遮断性能は悪化するが、防振ゴム付の乾式二重床構造では、重量および軽量床衝撃音に効果があることあり、表面仕上げ材の面密度も性能変化に大きく影響を与えることを明らかにした。また、過去の検討した床衝撃音レベル低減量との比較を行い、建物の異なっても床衝撃音レベル低減量の周波数特性等は殆ど同様であることを明らかにした。これまでの結果については、学会発表等での情報発信、情報収集を行った。本研究では、1基本インピーダンス、床スラブ内の振動減衰補正量、床仕上げ構造や天井構造の床衝撃音レベル低減量等を把握し、重量床衝撃音レベル予測計算手法の開発、2現場測定によるCLT構造建築物の床衝撃音遮断性能の測定および測定データの収集による床断面仕様と性能別のデータベースの整備を主目的としている。当初の目標通り、CLTパネルの振動特性の把握し、床上に施工される乾式二重床構造が床衝撃音遮断性能に与える影響について把握することができた。また、実建物(実験棟)での床衝撃音遮断性能の実測を行った。CLT建築物の床断面仕様について、床衝撃音遮断性能に影響を与える部材として、天井に着目し、天井仕様を変更させ、床衝撃音遮断性能の実測を行う。具体的には、天井の吊り方(直張天井、防振支持など)や天井ボードの枚数を変更させる予定である。更には、床衝撃音遮断性能を大きく向上させる床仕上げ構造として、湿式浮き床による性能向上についても実験的検討を行う。最終的には、これまで得られたデータから床衝撃音遮断性能の予測計算式を検討する。今年度は、実際の建築物の採用されるCLTパネルのうち、厚さ90mm(3層3プライ)、厚さ120mm(4層4プライ)、厚さ150mm(5層5プライ)、厚さ210mm(5層7プライ)、厚さ210mm(7層7プライ)の計5種類の試験体を準備し、実験室にてCLTパネルの重量測定、駆動点インピーダンス(板の振動しにくさ)の測定を実施した。その結果、予測計算手法であるインピーダンス法に基づく計算予測フローの基礎データを収得できた。さらには、CLT構造建築物の断面仕様の調査を行うとともに、ツーバイフォー6階建て実大実験棟、CLT実験棟などの実建物の床衝撃音遮断性能等の実測定を行った。特に、戸建て住宅を想定したCLT実験棟の床衝撃音遮断性能は、タイヤ衝撃源ではLr-75、ゴムボール衝撃源ではLr-70、タッピングマシンではLr-6065となり、非常に低い性能であったため、性能向上の必要性が確認できた。また、CLTパネルによる界壁の遮音性能についても、測定を行った結果、Dr-30、Rr-30と低い性能であったが、せっこうボード壁をCLTパネルから独立して施工することで、Dr-35、R'r-40まで性能向上を可能とした。また、学会発表等での情報発信、情報収集を行った。当初の目標通り、実際のCLTパネルを準備し、駆動点インピーダンスの測定を実施し、CLTパネルの面密度、ヤング係数などのCLTパネルの特性を把握することできた。また、2つの実験棟の性能測定が可能であったため、比較的容易に実測定を行うことができた。さらには、得られた成果の情報発信、情報収集を行った。

本研究では、CLT構造建築物の重量床衝撃音レベルの新たな予測計算方法を開発するとともに、性能向上の手法等を提示することを目的とする。今年度は、床衝撃音遮断性能に大きな影響を与える、CLTパネル床上部に施工される床仕上げ構造の影響の実験的検討を行った。つくばCLT実験棟において、断面仕様を変化させた乾式二重床構造を施工し、その影響(床衝撃音レベル低減量)を測定した。その結果、防振ゴムのないプラ束支持では、重量床衝撃音遮断性能は悪化するが、防振ゴム付の乾式二重床構造では、重量および軽量床衝撃音に効果があることあり、表面仕上げ材の面密度も性能変化に大きく影響を与えることを明らかにした。また、過去の検討した床衝撃音レベル低減量との比較を行い、建物の異なっても床衝撃音レベル低減量の周波数特性等は殆ど同様であることを明らかにした。これまでの結果については、学会発表等での情報発信、情報収集を行った。本研究では、1基本インピーダンス、床スラブ内の振動減衰補正量、床仕上げ構造や天井構造の床衝撃音レベル低減量等を把握し、重量床衝撃音レベル予測計算手法の開発、2現場測定によるCLT構造建築物の床衝撃音遮断性能の測定および測定データの収集による床断面仕様と性能別のデータベースの整備を主目的としている。当初の目標通り、CLTパネルの振動特性の把握し、床上に施工される乾式二重床構造が床衝撃音遮断性能に与える影響について把握することができた。また、実建物(実験棟)での床衝撃音遮断性能の実測を行った。測定を行った実験棟の床衝撃音遮断性能は低くなっていた。そのため、これらの実験棟に対して乾式二重床構造の採用などの対策工法の採用を検討し、性能向上を図る。さらには、CLTパネル床に対する床仕上げ構造(乾式二重床構造など)の施工による床衝撃音遮断性能の低減性能(床衝撃音レベル低減量)を把握し、予測計算フローを検討する。CLT建築物の床断面仕様について、床衝撃音遮断性能に影響を与える部材として、天井に着目し、天井仕様を変更させ、床衝撃音遮断性能の実測を行う。具体的には、天井の吊り方(直張天井、防振支持など)や天井ボードの枚数を変更させる予定である。更には、床衝撃音遮断性能を大きく向上させる床仕上げ構造として、湿式浮き床による性能向上についても実験的検討を行う。最終的には、これまで得られたデータから床衝撃音遮断性能の予測計算式を検討する。