hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
石炭灰を活性フィラーとするジオポリマーの最適配合設計法への品質工学的アプローチ

これらの関係式を用いることで,上記F/Lの範囲内における任意のフロー値や強度に対応したジオポリマーを製造可能であることを確認した.平成28年度は震災の影響で研究の進捗がやや遅れていたが,平成29年度はほぼ計画通りに進めることができた.平成30年度は,過去2年間に最適化したフライアッシュベースジオポリマーモルタル(FAGP)の長期強度および耐久性について検討した.水セメント比0.5,砂セメント比3の普通モルタルを比較用として作製した.FAGPおよび普通モルタルともに細骨材には標準砂を用いた.その結果以下の知見が得られた.(1)材齢91日までの範囲において,最適化されたFAGPは安定した圧縮強度および静弾性係数を示した.ただし,既往の研究で報告されている傾向と同じく,FAGPの静弾性係数は,普通モルタルよりも減少することが示された.FAGPを用いた製品や構造物の設計に際してはこの点に留意する必要がある.(2)最適化されたFAGPは,10%硫酸水溶液中で優れた耐硫酸性を示した.91日間浸漬後の質量変化率は,普通モルタルにおいてー13.6%であったのに対し,FAGPではフライアッシュのロットの違いにより+0.7%+2.1%であった。なお,FAGPにおいては外観上の変化はほとんどなかった.(3)材齢91日までの乾燥収縮量は,最適化されたFAGPの方が普通モルタルよりも顕著に小さくなった.実験データをy = t / (a + bt)に当てはめて実験定数aとbを求め,試験期間tを∞として乾燥収縮量の終局値を求めた結果,普通モルタルの1111μに対し最適化されたFAGPではフライアッシュのロットの違いにより323μ455μであった.本研究では,九州地区で流通するフライアッシュを用いたFAGPの最適な配合・製造条件を見出すとともに,長期的な強度や耐久性について明らかとした.今後,FAGPの品質のばらつきの原因とその抑制方法,国内で流通する他の地域のフライアッシュを用いた配合最適化等について検討を進め,信頼性の高いFAGPの設計手法の研究ならびに力学特性や耐久性に関するデータの蓄積を実施する予定である.異なる火力発電所からのフライアッシュを用い,最適条件を模索する.また,得られた最適条件のもとで供試体を作製し,長期強度および耐久性に関する検討を実施する.最終年度は,過去2年度間に最適化されたジオポリマーの長期的な強度,耐硫酸性,乾燥収縮に関するデータを蓄積するとともに,他の発電所からのJISフライアッシュや原粉についても本手法が適用できるかどうか検証する予定である.当初,2箇所の火力発電所からのフライアッシュについて,ジオポリマーの配合最適化に関する検討を実施する予定であったが,震災等の影響もあり,1箇所の火力発電所からのフライアッシュのみについての検討にとどまったため,次年度使用額が生じた.物品費が計画よりも少額で賄えたこと,および人件費・謝金が未執行であることによる.最終年度は,成果発表のための旅費や論文投稿料に関する出費が大きくなると予想されるため,それらに充当する予定である.平成28年度に検討する予定であった実験の遂行に使用する.
視交叉上核外概日振動体の局在と多振動体機構

従来、哺乳動物では唯一の概日振動体の局在部位とされていた視交叉上核(SCN)以外にも、概日周期をもつリズムを多くの生理機能に発現する概日振動体の発見に基づき、ラットを用い、その中枢神経内局在部位と振動機序を明らかにすることを目的とし、以下の実験を行った。1.SCN内外の振動体間相関:フリ-ランしている正常ラットにメトアンフェタミンの慢性投与によりSCN外振動を発現させ、自発行動と輪回し行動を記録して、2つの振動体間の相関を調べた。メトアンフェタミン投与で自発行動には2つの周期の異なるリズムが出現し、相対的協調を示したが、投与中もSCN内振動の周期は変化しなかった。輪回し行動ではメトアンフェタミンがSCN依存性周期を延長した。この結果SCN内外の2つの概日振動体は、異なる周期を持つが、輪回し行動は両者をカップルし周期を変化させることが明かとなった。2.SCN外概日振動体の局在:SCNを破壊し概日リズムの完全に消失したラットに、メトアンフェタミンを慢性投与し、安定したSCN非依存性リズムを発現させる。行動リズムの各位相で^<14>C,2ーDeoxyglucoseを注射し、オ-トラジオグラフィ-法により、脳内の各部位で代謝活性を測定した。その結果、大脳皮質運動野や視床の一部にリズム位相により代謝活性に差があることが分かった。3.振動のメカニズム:メトアンフェタミンの薬理作用による活動期とそれに引き続く休息期の形成という砂時計型振動の可能性を否定できるかどうかを、メトアンフェタミン自由摂取と周期的制限摂取のSCN破壊ラットの自発行動リズム解析により検討した。その結果、自由摂取のフリ-ランリズムでは従来の自律振動の規則に従ったが、パラメ-タ-によっては砂時計型のS過程モデルも適応できた。しかし、制限摂取の結果からはS過程モデルは適応できず、砂時計型振動は否定された。
上皮内γδＴ細胞を起源とする悪性リンパ腫のモデルマウスの樹立と新規治療戦略の開発

腸管上皮内γδT細胞が腫瘍化したと考えられる悪性リンパ腫のモデルマウスの作成に関しては、当初の系は腫瘍に特異性のある遺伝子変異を導入する系ではなく、リンパ腫の安定した発症を導くのが困難である可能性が考えられ、新たな系の考案および立ち上げを行った。また、腸管上皮内γδT細胞は、Stem cell factor, TGF-beta, IL-2, IL-7, IL-15などのサイトカインによって維持されていることが示唆されているが、それらの産生細胞は明らかになっておらず、腸管上皮内γδT細胞の生物学の全容は不明である。そこで、特定の細胞種でのみ遺伝子を欠損(コンディショナルノックアウト)させることが可能になるfloxマウスの作成を行い、2系統が完成した。最後に、末梢性T細胞リンパ腫に対する同種造血幹細胞移植の治療成績に関する研究を行った。末梢性T細胞リンパ腫に対して同種造血幹細胞移植が施行されてきたが、高い治療関連死亡率が問題であった。近年、緩和的前処置を用いた同種造血幹細胞移植が行われるようになってきたが、その成績は不明であったため、全国規模の後方視的解析を行った。高齢者のみならず、若年者においても、緩和的前処置は通常前処置と比較して、治療関連死亡率が低く全生存率が良好であることを明らかにした。さらに、生着率、移植片対宿主病の発症頻度、死因の詳細な分析を追加した。これらの結果をまとめて論文の執筆を行った。27年度が最終年度であるため、記入しない。まず、成熟T細胞腫瘍の一つであるType IIEATLおよびPCGD-TCLのマウスモデルの樹立を試みた。Type II EATLやPCGD-TCLは発症部位がそれぞれ腸管、皮膚に限局しており、normal counterpartの細胞のみならず腫瘍細胞も微小環境に依存的である可能性が考えられる。Type II EATLやPCGD-TCLに対する腫瘍細胞-微小環境間の相互作用を治療ターゲットとした新たな治療戦略を開発すべく、当初の計画通り、Type II EATLやPCGD-TCLのマウスモデルの樹立を開始した。p53+/-マウスを用いる系は腫瘍に特異性のある遺伝子変異を導入する系ではなく、リンパ腫の安定した発症を導くのが困難である可能性が考えられ、新たな系の考案および立ち上げを行った。マウスモデルの樹立ができれば、当初の計画通り、微小環境を治療ターゲットとした治療の有効性に関する検討を進める。さらに、節性成熟T細胞腫瘍に対する強度減弱前処置を用いた同種造血幹細胞移植の成績を検討した。同種造血幹細胞移植は、節性成熟T細胞腫瘍を完治させることが可能な治療法として期待されているが、治療関連死亡が高率に起こることが問題である。近年、同種造血幹細胞移植の前処置を減弱することで、その治療関連死亡を減らす試みが世界中でされているが、その成績は明らかではない。今回我々は、日本造血細胞移植学会データベースを用いて、354症例の成績を検討した。通常強度前処置群と比較して、強度減弱前処置群では治療関連死亡率が有意に低下しているにも関わらず、生存曲線はプラトーに達していた。強度減弱前処置を用いた同種造血幹細胞移植は、安全な根治的治療選択肢になり得ると考えた。まず、Type II EATLやPCGD-TCLに対する腫瘍細胞-微小環境間の相互作用を治療ターゲットとした新たな治療戦略を開発すべく、Type II EATLやPCGD-TCLのマウスモデルの樹立を開始することができた。また、成熟T細胞腫瘍に対する既存の治療法のうち、成績が明らかにされていない強度減弱前処置を用いた同種造血幹細胞移植の臨床成績を全国規模で解析することができた。いずれも当初の計画通りであり、おおむね順調に進展していると言える。Type II EATLやPCGD-

TCLのマウスモデルの樹立ができれば、当初の計画通り、微小環境を治療ターゲットとした治療の有効性に関する検討を進める予定である。微小環境特異的にリガンドを発現し、腫瘍特異的に受容体を発現する分子をスクリーニングし、リガンドのノックアウトマウスの解析を行うことで、腫瘍細胞ー微小環境間の相互小をターゲットとした新たな治療戦略を考えていく。また、節性成熟T細胞腫瘍に対する強度減弱前処置を用いた同種造血幹細胞移植の成績に関しては、論文投稿を行う予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。
高精細全脳イメージングによる一細胞レベルの四次元活動マッピング法の確立

本研究では、経験依存的な脳機能変化の細胞レベルの神経基盤を明らかにするため、経験の前と後など複数の時間枠で活動した神経細胞を、時間枠ごとに異なる色の蛍光蛋白質で標識可能なマウスを構築し、当該マウスの全脳イメージングによる神経活動の時間・空間の変化を捉える解析法の構築を目指している。平成30年度は、活動依存的に複数種の遺伝子発現制御系を誘導する遺伝子配列の構築と、各遺伝子発現誘導系に応じて異なる色の蛍光蛋白質を発現するマウスの構築、作製予定のマウスに適した画像解析法の検証を実施した。活動依存的な発現では、c-fos遺伝子の1st exonの一部を含む720 bpのプロモーター領域や、c-fosの1st intron領域、両者の間に存在する約160 bpのexon領域の一部を用いた配列を検証し、レポーター遺伝子の発現効率が高い条件を決定した。また、本プロモーター制御によるCre組換え酵素およびテトラサイクリン制御性トランス活性化因子などの遺伝子発現制御系の発現も確認できた。ノックインマウス構築では、予定していた配列の一部に欠損が認められるものの、蛍光蛋白質の発現制御に必要な最低限の配列が導入されていると考えられる個体が得られた。現在繁殖と蛍光蛋白質の発現確認を行っている。また、引き続き全配列がノックインされたマウスの作製も進めている。画像解析法の構築では、c-fos-EGFPマウスを用いて蛍光シグナルの抽出が可能な条件を探索し、利用する蛍光蛋白質とは異なる組み合わせの励起光波長とフィルターセットによるバックグラウンド検出条件を設定した。計画していた、c-fosプロモーター制御下に複数の遺伝子発現制御系を誘導可能な遺伝子配列の作製が完了した。また、各遺伝子発現制御系に応じて異なる色の蛍光蛋白質を発現する制御配列をノックインしたマウスが得られた。作製したc-fosプロモーターを含む遺伝子発現配列を用いて、トランスジェニックマウスを構築し、レポーターマウスと交配して時期依存的かつ活動依存的な多色標識と、その全脳イメージング解析を実施する。作製した配列を用いて外部委託により遺伝子改変マウスの作製を行ったが、導入を予定していた配列の一部が確認できなかったため引き続き再作製を進めており、費用が確定していないため。
概念駆動型認識を核とした技術科教育方法の確立

一般に,学校教育における学習は基礎的な内容を重視し,段階的に高次の内容へと展開していくことが多いと考えられる。しかし,学習指導の観点からは3つの問題点がある。1つ目は,学級集団において,ものをつくった経験や既有知識が各生徒で異なることである。教師は,経験や知識をある程度有する生徒に対しては発展的な内容まで取り組ませて,経験や知識が比較的少ない生徒には鍵となる知識を丁寧な説明によって獲得させながら授業運営を行うことになるが,中学校段階の知識が難しいので小学校段階の知識から再度学習するようなことになれば,実際には中学生は心情的に受け入れ難い状況になると考えられる。2つ目は,学校教育では身に付ける内容とそのための期限が設定されていることである。学習指導において,その段階の知識獲得が難しいからといって,下位段階まで戻って一つずつ知識を獲得する時間的余裕はほとんどないのが実状である。補習等で学習時間を増やすことも考えられるが,生徒の負担が大きくなることも懸念される。3つ目は,授業の簡素化が起こることである。限られた授業時間で全員の生徒が知識を獲得できるように教師が思案し,授業の構成や教材を簡素化すると,生徒の興味が喚起されない可能性が生じる。技術科の特性上,出来るだけ現代的で高度な技術を取り扱う志向もある点においても,授業の簡素化は問題となる。これらの問題の対処として,技術科の授業で教師が,概念駆動型処理の学習を活用することを提案する。概念駆動型処理の学習とは,文脈的知識や予見に基づき学習対象を認識するという学習の型である。平成30年度は,技術科の授業において教師や生徒が捉えている概念駆動型認識の学習の様相を調査し,考察した。技術科の授業において教師や生徒が捉えている概念駆動型認識の学習の様相を調査し,考察した。概念駆動型処理の学習と生徒の動機づけとの関連性について,生徒を対象に質問紙調査を実施し,統計学的分析を行う準備を進めている。最終的には,概念駆動型処理(文脈的知識や予見に基づく学習対象の認識)の学習理論を核とした,技術科の学習指導方法の確立を予定している。前年度の研究成果を基に,概念駆動型処理の学習に対する生徒の認識についての調査票を作成する。項目分析を通して調査項目を精選する。また,概念駆動型処理の学習理論に基づく技術科の授業計画を立案し,授業実践による検証を通して,学習指導方法を確立する。概念駆動型処理を核とした技術科の学習指導方法の確立に向けて,横浜国立大学教育学部附属学校及び,神奈川県下公立中学校の技術科担当教員との連携体制を整える。研究協力者である横浜国立大学教育学部附属学校及び,神奈川県下公立中学校の技術科担当教員との協議が,メールなどで円滑に行われ,その他費用の支出が抑えられた。また,統計分析用機器の購入が次年度でも間に合う見通しとなった。
タイにおける「脱過剰都市化」と労働力移動に関する研究

タイ北部の中心都市チェンマイ周辺に立地する中高等教育機関の新規学卒者の進路先調査を実施した。その結果、次の点が明らかになった。(1)高校卒業者の大学・職業専門学校等への進学率は先進国並みの水準にある。(2)地元高校の卒業生の地元大学に進学する傾向は強い。(3)大学卒業者の多くはチェンマイを中心にした北部に就職している。(4)次いで、バンコク都市圏に就職する者が多い。その点では、高等教育機関が北部からバンコク都市圏に若年の高学歴の労働力を送り出す働きをしていると言える。2008年10月1日から7日にかけてタイ国チュラロンコン大学経済学准教授Dr. Limskul, Kittiを東北大学に招聘し、タイにおける労働力移動に関する調査方法および調査計画について意見交換した。また、Dr. Limskulは東北大学大学院生丹羽孝仁と共同で、10月4日岩手大学で開催された日本地理学会大会で「タイにおける日系企業の労働市場」のタイトルで研究発表を行った。2009年3月6日から16日までタイ国バンコクおよび北部中心都市チェンマイを訪問し、タイの社会経済開発計画書をはじめとする関連文献を収集するとともに、チェンマイの高校および大学を訪問し、入学者の出身地分布および卒業者の就職先地に関するデータの入手の可能性について検討した。その結果、大学の場合には入学生の出身地および新規卒業者の就業先地についてデータが得られることがわかった。そのほか、チェンマイでは、同市南方約50kmのところにあるランプーン工業団地を訪問し、そこに進出立地する日系企業を訪問し、従業者の求人方法および現従業員の学歴構成、就業状の特徴などについて聞き取りを行った。昨年3月にタイ北部チェンマイを訪問調査した際に,中等・高等教育機関入学者の出身地分布および卒業者の就職先地に関するデータの入手の可能性を確認したが,2010年3月8日から20日にかけて再度チェンマイを訪問し,5大学,2専門学校,3中等学校を訪問し,入学試験の実施方法,入学者の出身地および卒業生の進路先等について聞き取りとデータ収集を行った.現在,収集したデータの集計中であるが,当初予想したほどに大卒者のバンコク都市圏への就業目的の移動量は大きくないことが判明した.むしろ,北部地域に留まる比率が高い.また,タイ北部においても高等教育機関への進学熱が高く,調査した普通高校の卒業生の大半が大学進学者であった.しかも,地元大学への進学率は高かった.これらの調査結果は5月日東北地理学会春季大会にて口頭発表することにしている.そのほか、チェンマイの南方約50kmにあるランプーン工業団地を再度訪問し,そこに立地する日系企業を訪問し、従業者の求人方法および現従業員の学歴構成、就業状態の特徴などについて聞き取りを行った。この点についても,上記学会にて報告する予定である.平成22年3月のタイ北部チェンマイでの大学・専門学校・高校の新規学卒者の現地調査に引き続き、平成23年2月から3月にかけてタイ東北部コンケーンにて、同様の調査を実施した。加えて、コンケンの周辺の1農村(Bang Hi Tang)を選び、住民の学歴、就業歴について悉皆調査を実施した。さらに、人数は限られていたが、大学の卒業生にも、キャリアパスについてインタビュー調査を実施した。新規学卒者の就業先に関しては、専門学校の場合、インターンシップを通じて、バンコク都市圏および東部地域の外資系企業に就職するケースが認められた。また、卒業生のキャリアパスの聞取りから、就職後も大学の土日コースを利用して大学院に進学し、学位を修得し、その後転職するケースが認められた。チェンマイでの調査結果に比べると、コンケーンの場合、バンコク都市圏および東部の工業地帯への新規学卒者の流出は顕著であった。世代間の学歴、就業歴に大きな違いがあることも確認できた。コンケーン周辺の農村には、50歳代男子に海外出稼ぎの経験者が少なくないことが分かった。ただし、現地調査で収集したデータは現在整理・集計中であり、それらの作業が終了次第、研究成果を学会等にて報告するとともに、学術雑誌を通じて発表する。
高分子結晶ナノ空間に包接されたゲスト分子の協調的ダイナミクス解明と機能発現の探索

シンジオタクチックポリスチレンが低分子ゲストを包接して形成するδ相およびε相と呼ばれる共結晶体配向試料について,広帯域誘電緩和法によりゲスト分子のダイナミクスを評価する.δ相では個々のゲスト分子が孤立した空間に閉じ込められるが,ε相ではchannel状の空間にゲスト分子が並んで配列することが明らかとなっており,各相におけるゲストダイナミクスの違いを明らかにすることで,分子運動の異方性および協調運動性に関する情報を得る.さらに,ゲスト緩和時間の分子サイズおよび形状依存性についても系統的な調査をする.以上の実験的検討により,誘電メモリーなどの機能材料に必要な条件を探る.シンジオタクチックポリスチレンが低分子ゲストを包接して形成するδ相およびε相と呼ばれる共結晶体配向試料について,広帯域誘電緩和法によりゲスト分子のダイナミクスを評価する.δ相では個々のゲスト分子が孤立した空間に閉じ込められるが,ε相ではchannel状の空間にゲスト分子が並んで配列することが明らかとなっており,各相におけるゲストダイナミクスの違いを明らかにすることで,分子運動の異方性および協調運動性に関する情報を得る.さらに,ゲスト緩和時間の分子サイズおよび形状依存性についても系統的な調査をする.以上の実験的検討により,誘電メモリーなどの機能材料に必要な条件を探る.
次世代の移植肝灌流保存法の開発に向けた至適条件の網羅的解析

肝移植は末期肝不全患者に対する救命手段として本邦でも定着したが、臓器保存法はこの20年間、単純浸漬冷保存法のまま改善をみない。今回、定圧式経門脈/肝動脈灌流保存装置を開発し、保存中に臓器の状態を改善させる"Post-conditioning"効果を、IsolatedPerfused Rat Liverにて評価した。その結果、常温灌流保存は類洞壁細胞の保護効果が高い事が示唆され、更なる保存液の改良が必要ではあるものの、"Post-conditioning"法の実現可能性が示された。脳死移植は年々増加しており、臓器の長期保存法の開発は急務であるが、本研究はその一助となるものと考える。平成22年度は、ラット全肝グラフトを用いて、肝灌流保存法の至適条件を調べるべく研究を進めた。HTK液を用いた単純冷保存60分+温虚血60分を対照群とし、灌流保存群として重炭酸リンゲル液、HTK液を用いて灌流保存120分(60+60分)を施行し比較検討した。門脈灌流か、動脈灌流か、或いは両方を灌流するのか、灌流圧5100mmHg、灌流温437°C、灌流被pO2;40500mmHgの範囲で変化させ、種々の因子、及びその組み合わせについて現在も網羅的解析を続けている。この比較的短時間の保存時間においても、動脈灌流群の方が再灌流後の胆汁産生量が多い傾向にあり、動脈灌流保存法の有用性についてさらに研究を進めている。また、Polysol液を本年度から使用できることになりそうで、準備を進めている。以上により選定された灌流保存条件を用いて、本年度には(1)ストレス応答の応用、(2)PDTC、PDE-III阻害薬を用いた薬理学的な、また(3)CO,NOを用いた"Post-conditioning"法の開発を目指す。同時にブタ部分肝自家移植モデルを用いて、単純冷保存群との比較により灌流保存法、及び"Postconditioning"法の有用性を確認する予定である。平成22年度は、昨年度に開発した定圧式経門脈・肝動脈灌流保存装置を用いて、ラット肝灌流保存の至適条件を解析した。HTK液を用いた単純冷保存150分+温虚血30分を対照群とし、灌流保存群として重炭酸リンゲル液(BCR)、HTK液、IGL-1液を用いて灌流保存180分を施行した。保存後のグラフト肝機能はIsolated perfused rat liver (IPRL)にて評価した。(1)4°Cの灌流保存においては灌流液の種類、経路に関わらず、肝逸脱酵素、胆汁産生量などは対照群と同等であったが、灌流圧が高くなる程、肝小葉の破壊が認められた。(2)25°Cにおいては、門脈灌流のみではグラフト肝の酸素要求を満たす事が出来ず、保存中より肝細胞の脱落壊死を認めた。門脈・肝動脈同時灌流保存では肝逸脱酵素、胆汁産生量などは対照群と同等であったが、電子顕微鏡にて確認したところ、類洞構造の破壊は軽微であり、類洞壁細胞は比較的よく保存されていた。(3)37°Cまで上昇させた場合、確認した全ての群で対照群より悪成績であった。(4)BCR群のみ、37°C、100mmHgの動脈灌流で保存時間を15、30、45、60分とした群を作成し、IPRLで評価したところ、保存時間30分までは肝細胞・類洞壁細胞ともによく保たれていた。以上より、(i)灌流保存は肝細胞のみならず類洞壁細胞の保存により優れている可能性、(ii)現存の灌流保存液では、より生理的な保存環境を提供するには至らない可能性が示された。研究計画の時点で灌流保存液の候補としていたPolysolは、現在、特許の問題で市販化の道が閉ざされている。今後新たな灌流保存液を開発し、動脈/門脈同時灌流の条件を整える事が、常温灌流保存実現の道を開くものと考えられた。
Euler-Lagrangeモデルに基づく気液二相流の多次元構造の解明

気泡流の多次元構造を数値計算により正確に予測するため、鉛直管内乱流場中の気泡挙動を扱った既存の実験データを収集し、解析に必要となる構成式を整備した。これらの構成式を別途開発したEuler-Lagrangeモデル1こ基づく解析プログラムに組込み、その妥当性を検証した。この結果、従来のモデルでは予測不能であった、流速の高い領域における気泡流の多次元構造を正確に予測することに成功した。また、気泡挙動に関する物理的考察に基づいて気泡間相互作用を記述する構成式を開発し、多次元ボイド分布を解析することによりその有効性を検証した。しかしながら、既存のデータには不足している部分もあり、解析に使用した構成式の一般性は明らかでない部分も残されていた。そこで、鉛直円管内乱流場における単一気泡の挙動を二台の高速度ビデオカメラにより観察し、気泡挙動に及ぼす液中乱れの影響および壁近くに形成される急峻な速度勾配の影響を検討した。通常、気泡の上昇速度は常に液相よりも速いと考えられているが、これらの実験結果によれば、液中乱れおよび壁近くの速度勾配は、気泡の上昇速度を減少させる効果をもち、液速度が十分に速い場合には壁の近くにおいて気液の上昇速度が逆転する場合のあることを解明した。これらの実験結果に基づき、Euler-Lagrangeモデルで用いた構成式のさらなる改良を行った。また、これらの実験には、沸騰二相流における気泡挙動を明らかにすることが重要である。そこで、加熱面離脱時およびその後の蒸気泡の挙動を観察し、空気泡の場合との相違を調べた。この結果、空気泡は液中の汚れの影響によって様々振舞いを呈するが、蒸気泡の挙動は十分に汚れた系における空気泡の振舞いに類似していることを明らかにした。このことにより、水・蒸気二相流を解析する場合に使用すべき構成式を一意に定めることが可能となった。鉛直管内強制対流乱流場中における気泡の挙動は、原子力発電所や火力発電所の安全性の向上および設計の合理化を達成する上できわめて重要となる。そこで本研究では、ラグランジ座標を用いて各気泡の挙動を個別に追跡するEuler-Lagrangeモデル(ELM)により気泡挙動の予測を行った。本流動条件では、せん断の影響により液中に誘起される「乱流渦」および気液間の相対速度により気泡の後流に形成される「気泡渦」の影響により、気泡は確率論的かつ複雑な挙動を呈する。このため、気泡挙動に関して物理的に考察するとともに、無限静止水中および鉛直管内上昇流中における単一気泡の挙動に関する既存の実験データを活用し、これらの渦が気泡運動に及ぼす影響を評価するためのモデルを構築した。本モデルを使用してELMによる解析を実施したところ、気泡密度が十分に小さければ、様々な気泡径および液流速において実験的に得られている上昇流中の流路断面内気泡分布を良好に予測できることが示された。さらに、この結果を踏まえて本モデルを気泡数の多い場に適用し、気泡径および液速度が気泡分布に及ぼす影響を定性的に予測することに成功した。特に、既存の解析の多くは低液流速の条件で行われており、液流速が気泡分布に及ぼす影響は本モデルを使用して初めて考慮可能になったものである。なお、高気泡密度の場における実験データとの定量的一致を得るためには気泡運動に及ぼすた気泡の影響を考慮する必要があると考えられ、13年度における課題としたい。また、既存の実験データは、主に水・空気等の非沸騰条件で取得されている。しかしながら、本解析手法の重要な応用先の一つは一成分二相流中の気泡挙動の予測であるため、沸騰二相流中における気泡挙動に関するデータ取得を目的として沸騰ループを設計・製作し、ループの基本性能の確認を行った。

この結果、空気泡は液中の汚れの影響によって様々振舞いを呈するが、蒸気泡の挙動は十分に汚れた系における空気泡の振舞いに類似していることを明らかにした。このことにより、水・蒸気二相流を解析する場合に使用すべき構成式を一意に定めることが可能となった。
NMDA受容体作動薬であるDセリンの認知機能改善の機序-サルを用いたPET研究-

脳内NMDA受容体活性をin vivoで可視化・定量解析するために、NMDA受容体のフェンサイクリジン(PCP)結合サイトに結合する放射性標識化合物11C-GMOMを用いてPET計測を行った。11C-GMOMのコントロールスキャンを得た後、PCP急性投与中の11C-GMOMのPET計測を行い、各放射性標識化合物の結合能をコントロールスキャンと比較した。さらに、PCPの慢性投与(2週間)がNMDA受容体活性に与える影響を調べるために、慢性投与が終了した2日後ならびに30日後にPET計測を行い、コントロールスキャンと比較した。急性投与中の各標識化合物の結合能は、コントロールと比較して低下する傾向が観られた。慢性投与が終了した2日後では、コントロールと比較して結合能が増加する傾向が観られた。結合能の増加は、PCPの慢性投与が終了した30日後の時点の時点は観られず、ほとんどコントロールレベルに戻っていた。この結合能の増加はNMDA受容体の一過性の発現増加を反映したものと考えられる。これらの結果は、11C-GMOMが覚醒状態の脳内NMDA受容体を評価できるPET用放射性標識化合物として有用であることを示唆する。認知機能を評価するために、サルに遅延見合わせ課題を訓練した。各個体が正解を維持できる最大遅延時間を求め、それを認知機能の指標として用いた。各サルは、コントロール状態において25秒以上の最大遅延時間を示した。サルPET測定の準備として、成熟アカゲザル(5歳)の頭部MRI撮像・モンキーチェア馴化訓練・頭部固定用プレートの頭蓋骨への装着手術を行った。頭部MRIは、ネンブタール麻酔下で3テスラのMRI装置にて撮像した。モンキーチェア馴化訓練は、サルを覚醒状態のままケージからチェアに移動させ、チェア上で給餌することにより毎日2時間程度1ケ月の間馴化させた。頭部固定用プレートは、ネンブタール麻酔下でサルを脳定位固定装置に固定し、デンタルセメントを用いてプレートを装着した。2週間の体力回復期間を経たのち、サル脳内NMDA受容体活性を調べるために放射性標識化合物[^<11>C]GMOMを用いてPET測定を行った。PETデータは現在解析中である。認知行動実験に関しては、タッチパネル、スイッチ、給水装置から成る行動実験装置を組み立て、成熟アカゲザルに遅延見合わせ課題を遂行させた。タッチパネルに表示された視覚刺激に触れれば報酬が与えられる予備実験を通じて、サルを行動実験装置に充分馴れさせた。その後、表示刺激数や遅延時間の条件を変えながら遅延見合わせ課題を行い、4つの表示刺激数・遅延時間8秒の条件において正解率90%を維持できることが明らかになった。平成20年度に、NMDA受容体阻害薬であるPCPをアカゲザルに投与し、NMDA受容体活性の変化をPETでモニターしつつ認知機能がどのよう変化するかを調べる予定である。脳内NMDA受容体活性を調べるために、放射性標識化合物[^<11>C]GMOMを用いてアカゲザルのPET測定を行った(n=3)。コントロールスキャンを得た後、PCP急性投与中の[^<11>C]GMOMのPET計測を行い、[^<11>C]GMOMの結合能をコントロールスキャンと比較した。結合能の増加は、PCPの慢性投与が終了した30日後の時点は観られず、ほとんどコントロールレベルに戻っていた。

PCP慢性投与終了から30日後のPET計測が終了したのち、サルを安楽死させ、速やかに脳を摘出した。[^3H]MK-801を用いた放射性イムノアッセイにより、NMDA受容体を定量し、PETで得られた結果と照合する予定である。認知行動実験(遅延反応課題)は、19年度から引き続き行い、上記と別のアカゲザル3頭のコントロールデータを得た。各個体が正解を維持できる最大遅延時間を求めた。三頭の最大遅延時間は、2530秒であった。
ヘミングウェイ文学と「メディア」の政治学

本研究では、アーネスト・ヘミングウェイの文学とニューディール時代のメディア政治学との関係を考察した。『ケン』、『NANA』、『ライフ』などのジャーナルに寄稿した、ヘミングウェイの周縁的作品/テクストの文化的・歴史的コンテクストを探り、アメリカ文学の新たな側面を明らかにした。そして、メディア政治学がアメリカ文学・文化に与えた複数の影響についても分析を試みた。2012年度は、アメリカ文学と映像文化論を中心に、3冊の図書、3件の研究発表を行った。『交錯する映画アニメ・映画・文学』(ミネルヴァ書房)では、論文「ゲルニカ×アメリカーヘミングウェイ、イヴェンス、クロスメディア・スペインー」を寄稿した。この論文では、スペイン内戦とヘミングウェイの関係を辿り、ジャーナル、ドキュメンタリー・フィルム、ノヴェルの交差から浮かび上がる戦場の政治学を論じた。『越境する文化』(英光社)では、論文「プロファイリング・ホワイトネスーFaulkner、黒人乳母、Go Down, Mosesー」において、南部白人が体現するメタフォリカルな「白さ」に注目し、黒人乳母表象を軸に、Go Down, Mosesを再解釈した。また、『ヘミングウェイ大事典』(勉誠出版)では、編集委員としての編集作業に加え、約70編の項目執筆を行った。学会発表「クロスメディア・ヘミングウェイーニューズリール、ギリシア・トルコ戦争、「スミルナの桟橋にて」ー」(日本アメリカ文学会東北支部)では、初期ヘミングウェイ作品の萌芽とメディアとの関係について論じた。また、学会発表「フリークス・アメリカーヘミングウェイ、ロン・チャニー、身体欠損ー」(アメリカ学会第46回年次大会)では、1920年代のダークサイド、傷痍軍人の身体について、文学と映画表象の交差を考察した。そして、学会発表「「食」をめぐる政治学ーマカジキ、カニバリズム、『老人と海』ー」(ワークショップ「ヘミングウェイと動物表象」)(日本ヘミングウェイ協会)では、動物表象が照射する文学の政治性について議論した。2013年度は、ヘミングウェイ文学と映像文化研究を軸に、3冊の図書、2編の雑誌論文、4件の研究発表を行った。『冷戦とアメリカ』(臨川書店)では、論文「福竜(ラッキー・ドラゴン)・アンド・ビヨンドーエドガー・A・ポウとニュークリア・シネマの政治学ー」を書いた。この論文では、冷戦期の身体とハリウッドとの関係に焦点を当て、冷戦/核の時代における映像の政治学を考察した。『ヘミングウェイと老い』(松籟社)では、論文「睾丸と鼻ーヘミングウェイ・ポエトリーと「老い」の身体論ー」において、ヘミングウェイの初期詩編と1920年代のコンテクストを交差させ、「老い」の身体の複層性を議論した。『アメリカン・ロード』(英宝社)では、論文「ファミリー・オン・ザ・ロードー『リトル・ミス・サンシャイン』とアメリカン・ドリームの行方ー」において、アメリカ映画の「ロード」表象の変容とその意義を論じた。また、占領期の日本における「性」と検閲の問題に関して、論文「「性」を<縛る>ーGHQ、検閲、田村泰次郎「肉体の門」ー」を寄稿し、ハ・ジンとフォークナー文学の比較考察を行った「繭と穴ーハ・ジン、フォークナー、交叉する語り(カイアズマティック・ナラティヴ)ー」がある。学会発表として、ハリウッド初期の日本人俳優・上山草人を論じた「シャドウ・ビハインドー上山草人と「奇」のハリウッドー」(招待講演)、チーヴァーの短編とペリーの長編映画『泳ぐひと』の交差を論じた「ニューシネマ・ターザンーチーヴァー、ペリー、『泳ぐひと』ー」(シンポジウム)、キャノンとアジア系アメリカ文学の問題点を議論した「二つの文革とアメリカの影ーイーユン・リー、ハ・ジン、ディアスポラー」(シンポジウム)、そして田村泰次郎「肉体の門」の再検討を行った「焼跡の「アメリカ」ーGHQ、性、田村泰次郎「肉体の門」ー」がある。2011年度は、映像文化論とヘミングウェイ文学を中心に、4冊の図書、1編の雑誌論文、2件の研究発表を行った。『映画の身体論』(ミネルヴァ書房)では、序論において、「映画の身体論」のマッピングを行い、論文「メイル・ボディの誘惑ーニューシネマ、身体、ポルノグラフィー」を書いた。この論文では、映画が表象する「身体」の複層性について、ニューシネマとポルノグラフィとの関係を考察している。また、『アメリカ文学における「老い」の政治学』(松籟社)では、論文「「老い」の/と政治学ー冷戦、カリブ、『老人と海』ー」において、ヘミングウェイの『老人と海』が照射する冷戦ポリティクスとカリブの関係を考察した。この論文と対の関係にあるのが、『アーネスト・ヘミングウェイー21世紀から読む作家の地平ー』(臨川書店)に寄稿した論文「ライティング・ブラインドネスーヘミングウェイと「老い」の詩学ー」である。「盲目」という視座から、ヘミングウェイ文学と視覚表象の変容を論じた。

さらに、『<風景>のアメリカ文化学』(ミネルヴァ書房)では、論文「ユートピア、ディストピア、サバービアーダニー・ボイル『ザ・ビーチ』とハリウッドの「楽園」ー」を寄稿した。査読付き雑誌論文「シネマ・アンド・ウォーヘミングウェイとメディアの性/政治学ー」(『ヘミングウェイ研究』第12号)では、映画と戦争を軸に、ヘミングウェイと映像表象との関連を論じた。そして、学会発表「顔と戦闘ーHemingway、Ivens、ポリティカル・スペインー」(日本アメリカ文学会第50回全国大会)では、スペイン内戦のドキュメンタリー映画『スペインの大地』と『ライフ』誌、そして文学との関連を考察した。また、「核とマネキンーニュークリア・シネマの政治学ー」(第17回ASLE-Japan/文学・環境学会)では、映画における核表象の変遷を論じた。本研究「ヘミングウェイ文学と「メディア」の政治学」に関して、その成果は3冊の図書(共著)と3件の研究発表に顕著である。さらに、『ヘミングウェイと老いの表象』(共著、松籟社)など、本年度に寄稿した論文の出版も控えている。研究計画に対する達成度の高さは、これらの成果によって証明できる。本年度(2012年度)は、ジャーナル、フィルム、レター、ノヴェルなどの交差とその影響関係をクロスメディア的視座から考察した。本研究のタイトルそのままに、文学とメディアの交差研究が主眼である。特に、著書『交錯する映画』に寄稿した論文「ゲルニカ×アメリカ」と学会発表「クロスメディア・ヘミングウェイ」は、本研究の中心的な成果であり、実験的であった。ジャーナルやフィルムから見えてくる「ヘミングウェイ」解釈とは、アメリカ文学研究において、先行研究の殆ど存在しない未開の領域である。また、本年度の達成度は、ジャーナル研究の充実からも確認できる。昨年度に全巻購入した左翼系フォト・ジャーナル誌『ケン』、『エスクワィア』、『ライフ』を比較検討し、ジャーナルから見えてくる1930年代を考察した。特に40年代後半から右傾化する『ライフ』の変遷研究は、一次資料の調査からしか見えてこない確固たる成果である。さらに、米国ケネディ図書館で入手した複写資料は、先の論文「ゲルニカ×アメリカ」や『ヘミングウェイ大事典』でその成果を公表している。本研究「ヘミングウェイ文学と「メディア」の政治学」に関して、先に言及したように、その成果は、4冊の図書(編著書1冊、共編著1冊、共著2冊)、1編の雑誌論文、2件の研究発表に顕著である。本年度(2011年度)の研究成果は、すべてが相互に関連している。とりわけ「ヘミングウェイ」に関する限り、著書『アーネスト・ヘミングウェイ』(臨川書店)と『アメリカ文学における「老い」の政治学』(松籟社)、雑誌論文「シネマ・アンド・ウォー」、そして学会発表「顔と戦闘ーHemingway、Ivens、ポリティカル・スペイン」は、本研究の中心的な成果と言える。本研究の達成度は、本年度の研究調査の充実からもはかることができる。「雑誌/ジャーナル」の一次資料調査に力点を置き、フォト・ジャーナル『ライフ』誌の他、渡米費用を購入費用に充てて入手した『ケン』誌全巻の調査は、本研究を前進させ、埋もれていた資料の再評価につながった。
臨界Hardyの不等式と対数型特異性を伴う偏微分方程式への応用

臨界Hardyの不等式が持つ不変構造を明らかにした.すなわち,剰余項に現れる対数関数の多重合成が,1段階手前の剰余項が満たす不変性によって自動的に決定されることを示した.また,一般の非線形項を持つ半線形熱方程式について,可解性・一意性について研究し,局所解の分類定理を得た.さらに初期値にスケール不変量の小ささを仮定すると時間大域解が構成できることを証明した.また,指数型の非線形項に対して.特異定常解に着目することで一意性の分類定理を得た.本研究において,対数型特異性と非線形スケール不変性の関連を明示的に明らかにし,それらの構造を種々の問題に適用することで上記の研究結果を得た.臨界Hardyの不等式の精密化と,半線形熱方程式が持つ可解性について研究を進め,以下の成果を得た.対数型特異性を伴う,境界からの距離関数を重みに持つ臨界Hardyの不等式について,高階微分が持つ特異性消去効果を明示的に表し,さらに指数を一般化することでSobolev-Hardy型の不等式を証明した.一般の非線形項を持つ半線形熱方程式の可解性を,近似的スケール不変性に着目することで非有界な初期値に対して分類した.また,これを用いて,対数型の特異性(指数型の非線形性)を持つ問題に対する明示的な可積分性の閾値を与えた.臨界Hardyの不等式の重み関数と微分項が満たす直交条件を精密化し,特別な場合において不等式は等式の形で表現出来ることを証明した.得られた不等式はいずれも対数型特異性の制御に関連する.また,一般の非線形項を持つ偏微分方程式に対し,近似的スケール不変性の概念を用いてモデルケースと同様の可解性の分類に成功した.対数型特異性を伴う問題についても,この一般論は適用可能である.現状ではポテンシャル項を含む偏微分方程式を含む理論にはなっていないが,将来的にはこれを含む形に拡張できる可能性がある.臨界Hardyの不等式が持つ不変構造,および半線形熱方程式が持つ可解性・一意性について研究を進め,以下の成果を得た.昨年度までに得た局所解の分類定理についてさらに研究を深め,初期値にスケール不変量の小ささを仮定すると時間大域解が構成できることを一般の非線形項に対して証明した.また,指数型の非線形項に対して一意性の分類定理を得た.これは特異定常解によって分類される.今後は一意性の結果を一般の非線形項に拡張する.考察する領域が球の場合の臨界Hardyの不等式について,非線形スケール不変構造が不等式の剰余項を完全に決定することを証明した.すなわち,剰余項に現れる対数関数の多重合成が,1段階手前の剰余項が満たす不変性によって自動的に決定されることを示した.指数型非線形項を持つ半線形熱方程式は,臨界Sobolevの不等式であるTrudinger-Moserの不等式を背景に持ち,これを特徴付けるMoser列は対数型特異性および非線形スケール不変性によって特徴付けられる.本研究で得られた対数型特異性を伴う不等式・半線形熱方程式に関する結果は,これらの関連性がより一般の場合に成り立つことを示唆している.一方で,臨界Hardy不等式の分数階微分作用素やDirac作用素への拡張はまだ得られていないため,今後はこれに取り組んでいく.最終年度の研究結果:逆二乗冪のポテンシャルを持つ熱方程式について,最良な時間減衰評価を得た.可積分指数が端点の場合には通常のルベーグ空間では評価を得ることができないが,Lorentz空間を導入することでこの難点を回避した.さらに得られた評価を逆二乗冪ポテンシャルを持つ半線形熱方程式の解析に応用し,対応する藤田指数を得た.研究期間全体を通した研究結果:臨界Hardyの不等式が持つ不変構造を明らかにした.すなわち,剰余項に現れる対数関数の多重合成が,1段階手前の剰余項が満たす不変性によって自動的に決定されることを示した.証明には対数型特異性と密接に関連する非線形スケール不変性が本質的な役割をになった.また,一般の非線形項を持つ半線形熱方程式について,可解性・一意性について研究し,局所解の分類定理を得た.さらに初期値にスケール不変量の小ささを仮定すると時間大域解が構成できることを証明した.また,指数型の非線形項に対して.特異定常解に着目することで一意性の分類定理を得た.これらの研究は背後には,対数型特異性が共通して現れる.本研究において,対数型特異性と非線形スケール不変性の関連を明示的に明らかにし,それらの構造を種々の問題に適用することで上記の研究結果を得た.すなわち,考察する不等式(微分方程式)が斉次の場合には,非線形スケール不変性が特異定常解を決定し,その特異性を除去したあとの不等式(微分方程式)はさらに高次の非線形スケール不変性を満たすを明らかにした.臨界Hardyの不等式が持つ不変構造を明らかにした.すなわち,剰余項に現れる対数関数の多重合成が,1段階手前の剰余項が満たす不変性によって自動的に決定されることを示した.また,一般の非線形項を持つ半線形熱方程式について,可解性・一意性について研究し,局所解の分類定理を得た.さらに初期値にスケール不変量の小ささを仮定すると時間大域解が構成できることを証明した.また,指数型の非線形項に対して.特異定常解に着目することで一意性の分類定理を得た.

本研究において,対数型特異性と非線形スケール不変性の関連を明示的に明らかにし,それらの構造を種々の問題に適用することで上記の研究結果を得た.一般の非線形項を持つ半線形熱方程式の可解性は,方程式が持つ近似的スケール不変性を軸に分類されることは既に得た.今後はポテンシャル項を持つ偏微分方程式が同様の近似的スケール不変性を持つかどうかを研究し,発見されればそれを用いて対数型特異性を伴う偏微分方程式になんらかの共通構造が無いかを見出す.また,臨界不等式の対数型特異性制御についても並行して取り組む.具体的には分数階微分作用素やDirac作用素への拡張を考察し,特に不変構造がもたらす不等式の自然な形状を決定しその最良性を得ることを目指す.指数型非線形項を持つ半線形熱方程式に対して得られた一意性の分類を,一般の非線形項に拡張する.また,分数階微分作用素やDirac作用素に対する臨界Hardy不等式について研究し,これらを特徴付ける不変構造を探求する.偏微分方程式論予定していた研究連絡のための出張にキャンセルが入り,残額が発生した.次年度使用額の25065円は,国内研究連絡のための出張旅費として使用する.
転写因子による膵β細胞の発生の制御とその破錠による糖尿病発症のメカニズムの解明

膵β細胞に発現する転写因子は、膵β細胞の発生、分化や膵β細胞の機能維持に重要な役割を果たしている。申請者らが膵β細胞株であるMIN6細胞から新たに同定したホメオドメイン型転写因子(Otx3)は蛋白一次構造や発現パターン、DNA結合能の検討からOtxファミリーに属する新たなホメオドメイン型転写因子であることが明らかになった(J Biol Chem 277,2002)。しかしながらOtx3の詳細な転写調節機能や生体での役割は全く不明である。本研究では、Otx3の膵島の発生、分化における役割と、Otx3の機能異常と糖尿病の関係について明らかにする目的で以下の研究を行った。(1)マウスOtx3遺伝子を破壊することによりOtx3欠損マウス(KOマウス)を作成した。KOマウスは、一過性の成長障害、摂食異常など中枢神経内分泌機能障害と耐糖能障害などの表現型が認められた。(Miki et al.,Unpublished)。これらの結果からOtx3は視床下部や下垂体において成長やエネルギー代謝に関わる遺伝子の発現を調節すると考えられる。(2)Otx3遺伝子異常と糖尿病発症の関連を検討するために、ヒトOtx3遺伝子構造を検討した。ヒトOtx3遺伝子は5つのエクソンから構成されることが明らかになった。エクソン/イントロン近傍の遺伝子塩基配列を決定し、日本人のMODY患者の遺伝子解析を行なった所、ヒトOtx3のエクソン内にアミノ酸変異の遺伝子異常が同定され、現在、分子の機能の変化を検討しているところである。(3)Otx3標的侯補遺伝子群の中から真の標的遺伝子を同定するため、ランダムセレクション法を用いて、Otx3の結合するDNA塩基配列を同定した。また、Otx3の各ドメインの機能解析を行い、転写調節に関与するドメイン、DNAと結合するドメイン、核への移行に関与するドメインがそれぞれ同定された(manuscript in preparation)。これらの結果からOtx3が糖をはじめとするエネルギー代謝を制御する重要な転写因子であることが明らかにされた。
無線・無電極水晶たんぱく質チップの創製

ガンや感染症に深くかかわるたんぱく質の特定が進んでおり,多くの疾患に特有のたんぱく質マーカーが見出されている.本研究の目的は,最終的には血液中や尿中に漏洩した微量のたんぱく質マーカーを簡便に検出することのできる振動子バイオセンサの基盤技術を確立することである.今年度は,厚さ30μmのATカット水晶振動子を用いて,水溶液中で無線・無電極状態でこれを発振させ,表面にたんぱく質を吸着したことによる共振周波数の低下からたんぱく質の定量を行うシステムを確立した.無電極状態であることがどの程度感度を低下させないかを多層振動モデルを構築して解析し,無線・無電極により少なくとも数十%の感度向上がもたらされることを確認した.さらに,溶液をフローさせる際の送液速度が検出実験に及ぼす影響を調べた.通常,たんぱく質問の反応はブラウン運動によりある程度の距離まで近づいてから起こるが,送液速度を上げることでこれが会合が促進され,見かけの結合速度定数が増加することが判明した.バイオセンサにおいては,熱力学定数が流速などの測定系に依存することは好ましくない.ところが,たんぱく質問の親和性を表す平衡定数を算出すると,これは流速に影響されないことが分かった.これらのことから,フローシステムを用いたバイオセンサの特微が明確となった.現在,ガンや感染症に深くかかわるたんぱく質の特定が進んでおり,多くの疾患に特有のたんぱく質マーカーが見出されている.血液中や尿中に漏洩したたんぱく質マーカーを検出することにより,疾患の早期の発見が可能となる.また,疾患の発症とともに分泌されるたんぱく質の中には,たんぱく質そのものが疾患の直接的な原因となっているものもある.創薬プロセスにおいては,標的タンパク質と高い親和性を示す薬剤を求めることになるが,この際,親和性を評価するバイオセンサツールが必要となる.本研究では,これらのニーズを満足する高感度バイオセンサの開発を目的としている平成19年度においては,高周波アンテナによって,無線・無電極状態で振動子の共振周波数を計測するシステムの確立を行った.無電極のたんぱく質チップをセルの中に設置し,シリコンゴムで軽く挟んで固定化する.この状態で,セルの外側に配置したアンテナ(直線アンテナ)により,振動電場を非接触で振動子に送り,逆圧電効果を利用して振動子を共振状態とする.振動子が共振すると,振動子表面に電位分布が発生し,これを遠隔的に受信用アンテナ線により受信する.この手法によって振動子の無線・無電極化が可能となる.水晶振動子としては,温度安定性に優れたATカット水晶を用いる.今年度は19μmまで機械加工したチップを用いた.これにより,周波数変化量(感度)が大幅に向上した.ガンや感染症に深くかかわるたんぱく質の特定が進んでおり,多くの疾患に特有のたんぱく質マーカーが見出されている.本研究の目的は,最終的には血液中や尿中に漏洩した微量のたんぱく質マーカーを簡便に検出することのできる振動子バイオセンサの基盤技術を確立することである.今年度は,厚さ30μmのATカット水晶振動子を用いて,水溶液中で無線・無電極状態でこれを発振させ,表面にたんぱく質を吸着したことによる共振周波数の低下からたんぱく質の定量を行うシステムを確立した.無電極状態であることがどの程度感度を低下させないかを多層振動モデルを構築して解析し,無線・無電極により少なくとも数十%の感度向上がもたらされることを確認した.さらに,溶液をフローさせる際の送液速度が検出実験に及ぼす影響を調べた.通常,たんぱく質問の反応はブラウン運動によりある程度の距離まで近づいてから起こるが,送液速度を上げることでこれが会合が促進され,見かけの結合速度定数が増加することが判明した.バイオセンサにおいては,熱力学定数が流速などの測定系に依存することは好ましくない.ところが,たんぱく質問の親和性を表す平衡定数を算出すると,これは流速に影響されないことが分かった.これらのことから,フローシステムを用いたバイオセンサの特微が明確となった.