hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
前立腺癌のエストロゲン受容体の発現とそのリガンドを用いた新規PET画像診断法

前立腺癌におけるエストロゲン受容体(ERα)の発現とその役割について、アンドロゲン除去下での前立腺癌細胞におけるER発現をERαリガンドであるPETトレーサー16α-[18F]fluoro-17β-estradiol(FES)を用いて培養実験モデルおよび動物実験モデルにより検討した。その結果、前立腺癌細胞は、アンドロゲン除去下でERαの発現が増加することが培養および動物実験レベルで示され、前立腺癌のアンドロゲン抵抗性獲得におけるERαの関与の可能性が示唆された。また、FESを用いると組織のERα発現を非侵襲的に評価できる可能性が示された。内分泌治療を受けている前立腺癌におけるエストロゲン受容体(ER)の発現と役割は不明な点が多い。16α-[18F]fluoro-17β-estradiol (FES)はERαに特異的に結合するERイメージング製剤であり、ERα陽性組織の検出に用いられる。FESの集積は実際のERαの発現の程度に正の相関をしめして増加することが報告されており、非侵襲的なERαh発現の指標となり得ることが報告されている。本研究では、動物実験モデルを用いて、内分泌治療後の前立腺癌における.ERα発現の評価をFESを用いて評価することを目的としている。LNCaP腫瘍株をヌードマウスに移植して、その4週後のマウスの精巣を摘出した。腫瘍径を測定するとともに、精巣摘出前、および4、8、12週後にFESを投与してFESの臓器内集積をガンマカウンターを用いて測定した。同時に、腫瘍のERα発現をreal-time PCRを用いて測定した。腫瘍は精巣摘出後に一旦、サイズ増加が停止するものの、約4週後に再びサイズ増大が認められるようになった。FESの組織分布を調べると、精巣摘出後4週間後ではFESの著明な集積低下を認めるものの、その後サイズは増加に転じた。FESの組織分布では精巣摘除4週後では腫瘍におけるFESの著明な低下を認めたが、8週後、12週後には再び増加していた。また、FESの集積とERα発現の間には正の相関関係を認めた。以上より、FESの組織内集積を評価することで、ERα発現の評価が可能になり、内分泌治療後の前立腺癌におけるERα発現の変化を非侵襲的に評価できる可能性が示唆された。16α-[18F] fluoro-17β-estradiol (FES)はERαに特異的に結合するERイメージング製剤であり、ERα陽性組織の検出に用いられる。FESの集積は実際のERαの発現の程度に正の相関を示して増加することが報告されており、非侵襲的なERα発現のマーカーとなり得ることが報告されている。平成22年度は、動物実験モデルを用いて、内分泌治療後の前立腺癌におけるERα発現の評価をFESを用いて評価した。前立腺癌移植ヌードマウスモデルにおいて、FESの組織内集積を評価することで、ERα発現の評価が可能になり、内分泌治療後の前立腺癌におけるERα発現の変化を非侵襲的に評価できる可能性が示唆された。平成24年度においては、培養細胞実験において、アンドロゲン依存性およびアンドロゲン非依存性前立腺癌株を用いて、ERαの発現の変化をFESによりモニタリング可能であるかを検証した。実験にはアンドロゲン依存性前立腺癌細胞株であるLNCaPを用いた。LNCaPはアンドロゲンを含んだ培地において増殖する。このLNCaPをアンドロゲン除去培地で培養すると、しばらく増殖能が低下するが、その後増殖能を回復し、アンドロゲン非依存的な増殖を示した。この細胞をPCR法でERαの発現を見ると、アンドロゲン非依存的性のLNCaPではERαの発現が増加していた。これらの細胞にFESを添加して、その集積を見たところ、通常のLNCaP細胞に比べてアンドロゲン非依存的性LNCaP細胞ではFESの高集積を認めた。この結果はPCR法によるERα発現を評価した結果と一致した。すなわち、FESは培養細胞レベルにおいても、ERα発現を正確に評価できることが示された。昨年度までに、培養細胞実験において、アンドロゲン依存性およびアンドロゲン非依存性前立腺癌株を用いて、ERαの発現の変化をFESによりモニタリング可能であるかを検証した。アンドロゲン依存性前立腺癌細胞株LNCaPをアンドロゲン除去培地で培養すると、しばらく増殖能が低下するが、その後増殖能を回復し、アンドロゲン非依存的な増殖を示した。これらの細胞にFESを添加すると、通常のLNCaP細胞に比べてアンドロゲン非依存的性LNCaP細胞ではFESの高集積を認めた。

平成24年度ではLNCaP細胞におけるERαの機能を検討した。LNCaPに発現するERαをsiRNAを用いてノックダウンすると、細胞増殖能、細胞遊走能のいずれもが低下したことより、ERαが腫瘍増殖に促進的に関与することが示唆された。動物実験では、LNCaPをマウスに皮下移植して、精巣除去後のERα発現の変化を観察した。移植腫瘍体積の増加は精巣除去により一旦抑制されるものの、約3週間後には再び増加に転じており、アンドロゲン非依存性を獲得したことが示唆された。腫瘍のアンドロゲン非依存性獲得とERα発現との関連について検討すると、FES集積は精巣除去後4週後で増加し、8週では有意差を認めた。ERαの発現はmRNAレベルおよび免疫染色のいずれにおいても、精巣除去後4週後より増加傾向を示しており、FES集積の結果と一致した。当初の研究計画では平成22年、23年、24年の3年間で、培養細胞実験、動物組織分布実験、動物PET実験を行う予定であり、これまでの2年間で培養細胞実験と動物組織分布実験が終了しており、予定通り進行状況である。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は本研究の最終年度となる。これまでの、培養細胞実験、動物組織分布実験の結果を踏まえて、動物PETスキャナーを用いてFESの癌集積を画像評価する予定である。今のところ、研究計画の変更の予定はなく、また研究を遂行する上での問題点もない。
バースト重力波イベント検出のための重力波望遠鏡の突発性雑音評価

これまで検出されている重力波は全てブラックホールもしくは中性子星の連星合体事象であり、雑音波形と理論計算による重力波信号波形を用いて解析されている。一方、超新星爆発などに代表されるパルス状の重力波(バースト波)はいまだ未発見である。このような事象は理論予測が困難であり、突発性雑音が信号に誤同定される。本研究は、2022年頃を予定しているKAGRAの最終感度での観測に向けた、バースト重力波検出のための突発性雑音評価および信号/雑音識別手法の確立である。特にKAGRA特有の冷凍装置に注目し、突発性雑音の原因となる環境雑音のモニター・特徴づけ・削減といった、バースト重力波探索のための基礎研究を行う。
縮合多環π共役系を基盤とした空気中でも安定なスピン非局在型の開殻有機分子の開発

「研究の目的」「研究実施計画」に記載したように、縮合多環π共役構造を有する空気中でも安定な電子スピン非局在型の開殻有機分子(有機ラジカル)の合成を行い、それらの構造や性質を詳細に調べた。1)25π電子系を有する平面型ラジカルであるTOT誘導体に関しては、共通の合成中間体を用いる効率的な合成ルートの開発に成功し、各種の電子供与性または電子受容性置換基を導入した誘導体(約10種類)を合成・単離した。いずれの誘導体も空気中で高い安定性を示した。電子スピン共鳴(ESR)スペクトル測定や電気化学的測定、量子化学計算から、不対電子スピン密度の分布様式や酸化還元能を調べたところ、導入した置換基によりこれらの性質が顕著に変化することを見いだした。母骨格であるTOT部位と導入した置換基の間に効果的な電子的相互作用が働いた結果であるといえる。さらにX線結晶構造解析や磁化率測定により、固体状態では、置換基の電子的効果に加えてその立体的効果の寄与により分子間相互作用が変化し、興味深い電子的・光学的・磁気的性質を示すことを明らかにした。2)非平面π電子系を有するヘリセン型ジアザフェナレニル誘導体については、光学活性な中性ラジカル誘導体を合成し、ESRスペクトル測定や円二色性(CD)スペクトル測定から電子スピン構造や不斉光学効果について調査した。CDスペクトルは明瞭なミラーイメージを示し、合成した2種の中性ラジカルが互いにエナンチオマーであることが実験的に明らかとなった。興味深いことに、室温下、溶液状態でラセミ化はほとんど見られなかった。分子末端に導入したメトキシ基の立体障害に起因していると考えられ、大変重要な知見である。「研究の目的」および「研究実施計画」に記載した縮合多環π共役型の空気中でも安定なスピン非局在型の開殻有機分子(ラジカル)を開発した。具体的には、電子受容性置換基であるエステル基を導入したTOT誘導体とヘリセン構造を有する非平面π共役型ジアザフェナレニル誘導体を合成し、空気中でも安定な固体として単離することに成功した。合成した化合物の純度を高速液体クロマトグラフ(HPLC)により確認し、電子スピン共鳴(ESR)や紫外可視吸光(UV-vis)スペクトル、サイクリックボルタモグラム(CV)測定、円二色性(CD)スペクトル測定などの各種の分光学的手法および電気化学的測定により、その分子構造や電子スピン構造を詳細に調査した。その結果、いずれのラジカル分子においても、電子スピンが巨大なπ共役型の分子骨格全体に広く非局在化していることが分かった。この電子スピン非局在化がラジカルの安定化に大きく寄与したと考えられる。そのため、安定化にほとんど寄与しないエステル基を導入したTOT誘導体においても高い安定性が得られたと言える。この知見は、安定なラジカルを開発する上で重要な設計指針となると考えられ、大変意義深い。また、これらのラジカルは電子的にも非常に興味深い性質を示した。TOT誘導体においては、導入した置換基がフロンティア軌道エネルギーに大きく影響を与えることが分かった。さらに、非平面π共役型ジアザフェナレニル誘導体は、ヘリセン構造に起因するキラリティにより不斉光学効果を示した。従って、このラジカルは初めてのスピン非局在型キラル中性ラジカルであることが分かった。
プレロード・プレストレスによる補強土構造物の耐震性の飛躍的向上に関する研究

橋台・橋脚等として建設された補強土盛土の、死荷重と活荷重に対する即時・永久変形を抜本的に減少する工法として、鉛直方向にプレロードとプレストレスを加える方法が実用化されてきた。この構造物は、耐震性にも非常に優れていることを実証し、その設計方法を確立するために、豊浦砂をジオテキスタイルで補強した小型模型を作成し、系統的な静的繰返し載荷試験と振動台実験を行った。その結果、次のことが明らかになった。1)適切なプレストレスが維持されている限り、入力700ガルの正弦波に対して共振し続けても、変形が非常に小さい状態を維持できる。2) 0.1%程度のひずみでも土の減衰係数は15%程度と大きいので、破壊状態に接近することなく共振時の応答倍率は3倍程度で収まる。3)補強構造物の固有振動数は、プレストレスが高いほど高くなる。適切なプレストレスにより実構造物でも10Hz以上に出来るので、実際の地震時での大きな共振状態を避けることは十分可能である。4)構造物の両端にタイロツドを配置することにより、補強構造物は単純せん断変形を強制させる。このことにより、細長い構造物でも曲げ破壊を避けることが出来る。5)適切なプレロードを加えることにより、曲げ変形による塑性変形の進行、それに伴う残留変形とプレストレスの抜けを避けることが出来る。6)振動時にプレストレスが抜けない方法として、盛土の圧縮にはプレストレスが抜けないが盛土が鉛直方向に膨張することを許さないタイロツドのラチェット固定方法は有効である。総合すると、適切な設計施工したプレローディド・プレストレスト補強土構造物は、レベルIIの強震に対しても非常に靭性の高い耐震性に優れた構造物である。室内小型模型実験、実物大原位置模型、実構造物を用いた載荷試験と長期観測を通じて、ジオテキスタイル補強土構造物が、プレロード(PL)とプレストレス(PS)により剛性を安定性が飛躍的に向上することを実証的に検証し、レベルIIの強震時にも高い耐震性を示しうることが分かった。このことから、PS・PL補強土構造物が、重要永久構造物として広く採用できることが示された。1)室内で、高さ60cmのジオテキスタイル補強土構造物模型を構築し、鉛直方向と水平方向に単調載荷と繰返し載荷を行った。その結果、プレロードを加え、さらにプレロード状態でクリープ変形と繰返し載荷による変形を進行させることにより土の塑性変形を進行させると、除荷状態で極めて高い剛性を持ちクリープ変形を示さない弾性状態になる。また、交通荷重のような非常に多数の繰返し載荷を受けても、残留ひずみを殆ど示さなくなる。このことが、JR九州篠栗線の馬出橋梁に建設された1997年8月4日から営業運転が開始されたプレロードプレストレスジオテキスタイル補強土橋脚の実際の挙動により実証された意義は大きい。2)プレロード載荷後、プレストレスを加えない状態にすると、拘束圧の低下による剛性の低下をもたらすばかりではなく、プレストレスが導入されている状態になっている補強材の引張り力により盛土が鉛直方向に膨潤し、弱化する。従って。設計鉛直荷重の2倍程度の鉛直プレロードを加え、設計鉛直荷重程度の鉛直プレストレスを加えておくのが適切である。3)以上の1,2の結果は、生産技術研究所千葉実験場に建設した高さ??mの実大模型の載荷実験でも確認された。4)プレストレスが加わった状態で地震時水平荷重を受けると、高い拘束圧を受けている状態にあるので、極めて高い剛性を示す。

橋台・橋脚等として建設された補強土盛土の、死荷重と活荷重に対する即時・永久変形を抜本的に減少する工法として、鉛直方向にプレロードとプレストレスを加える方法が実用化されてきた。この構造物は、耐震性にも非常に優れていることを実証し、その設計方法を確立するために、豊浦砂をジオテキスタイルで補強した小型模型を作成し、系統的な静的繰返し載荷試験と振動台実験を行った。その結果、次のことが明らかになった。1)適切なプレストレスが維持されている限り、入力700ガルの正弦波に対して共振し続けても、変形が非常に小さい状態を維持できる。2) 0.l%程度のひずみでも土の減衰係数は15%程度と大きいので、破壊状態に接近することなく共振時の応答倍率は3倍程度で収まる。3)補強構造物の固有振動数は、プレストレスが高いほど高くなる。適切なプレストレスにより実構造物でも10Hz以上に出来るので、実際の地震時での大きな共振状態を避けることは十分可能である。4)構造物の両端にタイロッドを配置することにより、補強構造物は単純せん断変形を強制させる。このことにより、細長い構造物でも曲げ破壊を避けることが出来る。5)適切なプレロードを加えることにより、曲げ変形による塑性変形の進行、それに伴う残留変形とプレストレスの抜けを避けることが出来る。6)振動時にプレストレスが抜けない方法として、盛土の圧縮にはプレストレスが抜けないが盛土が鉛直方向に膨張することを許さないタイロッドのラチェット固定方法は有効である。総合すると、適切な設計施工したプレローディド・プレストレスト補強土構造物は、レベルIIの強震に対しても非常に靭性の高い耐震性に優れた構造物である。
水素ガス添加による炭化水素系希薄混合気の燃焼促進

エンジンの一層の低燃費と排ガス浄化を両立させるためには、混合気の希薄燃焼がもっとも効果的であると考えられる。しかしながら、混合気が気薄になる際の大きな障害は、燃焼速度が遅くなる事と希薄燃焼限界近傍で点火ミス(失火)を起こす事である。これらの問題を克服するために点火の強化、乱れによる燃焼の促進、混合気の成層化などの方策がとられているが、混合気自身の燃焼特性を向上させる方法はまだ見られない。水素ガスは希薄燃焼限界がもっとも低く、乱れによる燃焼促進効果がもっとも大きいことから、希薄な炭化水素混合気中へ水素を添加することにより、燃焼速度低下と失火ミスの問題解決に有効であると考えられる。本研究では、まず水素添加量と混合気当量比を単独に変化させながら、メタンとプロパン混合気の層流可燃限界及び燃焼速度を明らかにし、次に燃焼限界近傍の混合気に対し、乱れ強さを変化させ、各々の混合気の消炎限界及び乱流燃焼速度を調べた。燃焼実験装置は、内径120mmの球形に近い定容容器で、向かい合う4つの多孔板の後方にファンを設け、ほぼ一様な乱れ場を作る事ができる。以上の実験により、次の事が明らかとなった。炭化水素/水素/空気混合気系の層流燃焼速度は、両燃料成分の理論酸素量を重みとする、同じ当量比の炭化水素混合気と水素混合気それぞれの層流燃焼速度の平均値に近いことがわかった。また、水素添加量が多いほど、可燃限界近傍希薄混合気の乱流燃焼の消炎限界が著しく伸び、より強い乱れ場での安定な燃焼が可能になった。次に、当量比が同じ混合気では、水素添加量が多い混合気ほど同一乱れによる乱流燃焼速度の増加量は大きくなった。さらに、水素添加による希薄炭化水素混合気の消炎限界の拡大並びに乱流燃焼速度増大の効果は、炭化水素燃料の分子量に依存し、水素添加量が同じ体積割合であれば、その効果は分子量が小さいほど大きくなる事がわかった。
学習行動における線条体の役割に関する生理心理学的研究

大脳基底核を構成する主要な領域の1つである線条体(尾状核と被殻)は,近年記憶や学習に関与することが示されている.本研究では空間記憶課題として主に放射状迷路学習課題を取り上げ,その遂行にとって線条体のどのような神経回路が重要な働きをしているか検討することを目的とした.線条体の神経細胞体を興奮性アミノ酸の1つ,カイニン酸投与によって損傷すると,あらかじめ訓練した放射状迷路課題の再学習,およびモリス型水迷路学習の習得に顕著な障害が認められ,線条体内の神経細胞体の役割が示唆された.一方,線条体以外の領域から線条体に入力する神経系の1つであるドーパミンの神経終末を,線条体6-hydroxydopamine投与によって損傷しても,放射状迷路学習の遂行にほとんど影響を及ぼさず,この課題の遂行にとって黒質線条体ドーパミン神経系は不可欠ではないことが示された.線条体力イニン酸投与ラットの放射状迷路学習障害に対する,ガンマアミノ酪酸(GABA)受容体作動薬の末梢投与の効果を検討したところ,GABA-A受容体作動薬は障害を有意に改善したが,GABA-B受容体作動薬は何ら効果がなかった.従って,線条体内の神経細胞体脱落によって生じる空間記憶課題遂行の障害については,線条体GABAニューロンの脱落が原因の1つであると考えられ,またこの課題の遂行における脳内GABA神経系,とくにGABA-A受容体を含む回路の役割が示唆された.線条体カイニン酸投与ラットの放射状迷路学習障害に対するニコチン受容体作動薬の末梢投与の効果についても検討したが,明らかな効果は見られなかった.線条体アセチルコリン系の果たす役割を明らかにするために,もう1つのアセチルコリン受容体であるムスカリン受容体の作動薬の効果についても,今後検討していく予定である.大脳基底核を構成する主要な領域の1つである線条体(尾状核と被殻)は,近年記憶や学習に関与することが示されている.本研究では空間記憶課題として主に放射状迷路学習課題を取り上げ,その遂行にとって線条体のどのような神経回路が重要な働きをしているか検討することを目的とした.線条体の神経細胞体を興奮性アミノ酸の1つ,カイニン酸投与によって損傷すると,あらかじめ訓練した放射状迷路課題の再学習,およびモリス型水迷路学習の習得に顕著な障害が認められ,線条体内の神経細胞体の役割が示唆された.一方,線条体以外の領域から線条体に入力する神経系の1つであるドーパミンの神経終末を,線条体6-hydroxydopamine投与によって損傷しても,放射状迷路学習の遂行にほとんど影響を及ぼさず,この課題の遂行にとって黒質線条体ドーパミン神経系は不可欠ではないことが示された.線条体力イニン酸投与ラットの放射状迷路学習障害に対する,ガンマアミノ酪酸(GABA)受容体作動薬の末梢投与の効果を検討したところ,GABA-A受容体作動薬は障害を有意に改善したが,GABA-B受容体作動薬は何ら効果がなかった.従って,線条体内の神経細胞体脱落によって生じる空間記憶課題遂行の障害については,線条体GABAニューロンの脱落が原因の1つであると考えられ,またこの課題の遂行における脳内GABA神経系,とくにGABA-A受容体を含む回路の役割が示唆された.線条体カイニン酸投与ラットの放射状迷路学習障害に対するニコチン受容体作動薬の末梢投与の効果についても検討したが,明らかな効果は見られなかった.線条体アセチルコリン系の果たす役割を明らかにするために,もう1つのアセチルコリン受容体であるムスカリン受容体の作動薬の効果についても,今後検討していく予定である.1.今年度は,線条体を含む神経回路のうちで,線条体内の神経細胞体のみを選択的に損傷するために,ラットを用いて線条体カイニン酸投与を行ない,放射状迷路学習の遂行に及ぼす効果を検討した.その結果,(1)カイニン酸投与動物では,選択走行反応自体は可能であるにもかかわらず,この課題の学習(正しい選択)が著しく障害されており,長期(術後70日)にわたって訓練を繰り返しても,約半数のラットでは依然としてこの課題の学習基準を満たすことができなかった.(2)放射状迷路課題の遂行にとって必要と考えられる2つの記憶要素,すなわち参照記憶と作業記憶,に及ぼす効果を検討したところ,線条体カイニン酸投与ラットは統制群に比べ,参照記憶と作業記憶の両方で有意に劣ること,なかでもとくに参照記憶の障害が顕著であり,訓練とともに改善がほとんどみられないことが明らかになった.2.同じく線条体カイニン酸投与ラットを用いて,放射状迷路以外の学習課題の遂行に及ぼす効果を検討した.弁別箱を用いた縦横縞弁別課題では,カイニン酸投与ラットに統制群と比べて有意な差がなく,またシャトル型回避学習においても,有意な障害は認められなかった.以上のように,線条体の神経細胞死によって生じる学習障害は,その学習課題の種類に依存することが,明らかになった.現在,この動物を用いて,線条体における各種神経伝達物質の生化学的動態を検索している.大脳基底核を構成する1つの主要な領域である線条体は,近年,学習や記憶等の認知的機能を担っていることが示唆されている.本研究課題では,線条体内のどのような神経回路が,どのような種類の学習に関与しているかを検討することを目的としている.

われわれはすでに,興奮性アミノ酸の1つであるカイニン酸を線条体に投与し,線条体内の神経細胞体を破壊することによって,空間記憶課題の1つである放射状迷路課題の遂行が,顕著に障害されることを報告した.本年度は,線条体損傷によるこのような放射状迷路学習障害に対して,様々な薬物投与が及ぼす効果,とくに学習の改善をもたらすような処置があるかどうかについて検討してきた.ラットを用いて8方向放射状迷路課題を訓練し,学習完成後,線条体にカイニン酸投与手術を行った.回復後,再び放射状迷路課題の遂行を観察したが,その際,アセチルコリン受容体の刺激薬あるいはガンマアミノ酪酸(GABA)受容体の刺激薬を試行直前に投与し,成績の推移を比較した.その結果,GABA-A受容体刺激薬は,カイニン酸損傷による学習障害を改善する傾向を示し,GABA-B受容体刺激薬はそのような効果を示さなかった.空間記憶課題の遂行における線条体GABA神経系,とくにGABA-A受容体を含む回路の役割が示唆された.アセチルコリン受容体刺激薬の効果については,来年度以降,さらに検討する必要があると思われる.大脳基底核の主要な領域である線条体は,感覚や運動のみならず,学習・記憶等の認知的機能を担っていることが示唆されている.本研究課題では,線条体内のどのような神経回路が,どのような学習に関与しているかを検討することを目的とした.平成8-9年度では,興奮性アミノ酸の1つであるカイニン酸をラットの線条体に投与し,線条体内の神経細胞体を破壊することによって,空間記憶課題の1つである放射状迷路課題の遂行が顕著に障害されること,さらに,線条体損傷によるこの放射状迷路学習障害に対して,ガンマアミノ酪酸(GABA)受容体のうちGABA-A受容体作動薬の末梢投与が,遂行を改善することを報告した.本年度は,線条体のアセチルコリン神経系に注目し,アセチルコリン受容体の1つであるニコチン受容体の作動薬の学習改善効果を検討した.ラットに8方向放射状迷路課題を訓練し,学習完成後,線条体にカイニン酸投与手術を行った.回復後の再学習訓練では,ニコチン受容体作動薬であるニコチンを毎試行の直前に投与した.その結果,ニコチンを投与してもカイニン酸による学習障害は改善の傾向を示さなかった.したがってこの課題の遂行において,線条体のアセチルコリン神経系のうち,ニコチン受容体はそれほど重要な役割を果たしていないことが示唆された.もう1つのアセチルコリン受容体であるムスカリン受容体について,今後検討する必要がある.
インドシナ諸国の伝統的発酵食品の調査

多様な機能を有する微生物を探索し、その機能を開発することは、天然資源、特に遺伝子資源の持続的開利用の立場から極めて重要な課題である。伝統的発酵食品の微生物群は、人類が長い歴史の中で続けてきた食品開発の過程で選択されて来た結果であると考えると、有用微生物の有望な探索源の一つである。本研究では未だ伝統的手法が残っているインドシナ諸国の代表的なベトナムにおける伝統的発酵食品について微生物学的、生化学的、プロセス工学的調査を行い、今後の微生物探索とその機能開発に資することを目的とした。調査研究は一次(予備)調査と二次(本)調査に分けて実施した。予備調査は9月6日から15日まで実施し、ベトナム国立科学技術センターなどにおいて伝統的発酵食品生産の現状、同分野に関する研究状況、研究論文の有無等を調査し、本調査に対する協力を依頼した。本調査は11月25日から12月5日まで実施した。2名の協力研究者を含む10の日本側研究者は、発酵食品中の微生物叢、生理学的性質、生産プロセスの生化学的、工学的特徴について分担調査した。また、東南アジアの発酵食品に関する研究に従事しているタイ・カセサート大学Lotong教授、Limtong助教授、ベトナムにおける同分野の研究者であるBinh博士(国立科学技術センター・バイオテクノロジー研究所)、Mai博士(食品工業研究所所長)、Uyeng教授(国立ハノイ工科大学)、Uyen博士(国立科学技術センター・熱帯生物研究所副所長)、Ho教授(国立ホ-チミン大学)から、文献収集、試料収集および現地視察などの協力を得た。伝統的発酵食品は、1)米を原料とした主としてアルコール飲料系、2)ダイズを主原料とした調味料系、3)魚類・エビ類を原料とする発酵食品、4)野菜を主原料とする漬け物系発酵食品に大別された。米を主原料とする発酵食品には、餅米を用いたアルコールを含む食品であるCorn Ruou、日本酒のような非蒸留酒であるRuou Can、蒸留酒であるRuou Nepなどがあり、各村落で家内工業的に生産されていた。発酵のスターターとして用いられる種麹(いわゆる東南アジアで多用されるルパン)中の微生物は、Mucor、Rhizopus属のカビ類、Saccharomyces、Endomycopsis、Hansenulla、およびCandida属の酵母が主体であるとされているが、その微生物叢は各製品により大きく異なっていると推察された。ダイズを主原料とするものの一つに、発酵豆腐であるChaoがあり、Mucor或いはActinomucor属カビが用いられている。これらのプロテアーゼの特徴に興味が持たれた。また、日本の醤油、味噌に相当するTuong(味噌)、Nuoc Tuong(醤油)もあるが、生産に関与する微生物種については、今後検討を要する。魚類およびエビ類を主原料とする発酵食品では、ペースト状食品であるMamがよく知られている(魚を主原料とするMan ThaiおよびMam Ca、エビを主原料とするMam Tom)。発酵に関与する微生物としては乳酸菌、酪酸菌と考えられるが、比較的高濃度の食塩を添加するため、食塩耐性の観点から興味が持たれ、更に詳しい研究が望まれた。また、いわゆる魚醤も多く生産されていたが、高濃度の食塩が添加されているため、微生物の関与は少ないものと考えられた。野菜類の漬物では、乳酸発酵が行われていると考えられ、試料より分離される微生物はLactobacillus属細菌であった。以上のように、ベトナムには、他の東南アジア同様に多くの伝統的発酵食品があり、それぞれ特有の微生物叢を有していると推察され、多様な生物資源としての保存、利用が期待される。特に、ベトナムでは今だ村落単位の伝統的製造手法を残しており、純粋培養微生物による近代的製造や、食傾向の変化によるこれらの伝統的発酵食品の衰退以前に、研究調査を行う必要があるとの結論に達した。一方、ベトナム側研究者に依頼し、関連文献の収集を行い、総説5編、原著論文20編を得た。しかし、これら論文が主としてベトナム語またはロシア語で記載されており、調査に時間すると考えられ、これら資料の公表に向け作業することを確認した。

また、東南アジアの発酵食品に関する研究に従事しているタイ・カセサート大学Lotong教授、Limtong助教授、ベトナムにおける同分野の研究者であるBinh博士(国立科学技術センター・バイオテクノロジー研究所)、Mai博士(食品工業研究所所長)、Uyeng教授(国立ハノイ工科大学)、Uyen博士(国立科学技術センター・熱帯生物研究所副所長)、Ho教授(国立ホ-チミン大学)から、文献収集、試料収集および現地視察などの協力を得た。伝統的発酵食品は、1)米を原料とした主としてアルコール飲料系、2)ダイズを主原料とした調味料系、3)魚類・エビ類を原料とする発酵食品、4)野菜を主原料とする漬け物系発酵食品に大別された。米を主原料とする発酵食品には、餅米を用いたアルコールを含む食品であるCorn Ruou、日本酒のような非蒸留酒であるRuou Can、蒸留酒であるRuou Nepなどがあり、各村落で家内工業的に生産されていた。発酵のスターターとして用いられる種麹(いわゆる東南アジアで多用されるルパン)中の微生物は、Mucor、Rhizopus属のカビ類、Saccharomyces、Endomycopsis、Hansenulla、およびCandida属の酵母が主体であるとされているが、その微生物叢は各製品により大きく異なっていると推察された。ダイズを主原料とするものの一つに、発酵豆腐であるChaoがあり、Mucor或いはActinomucor属カビが用いられている。これらのプロテアーゼの特徴に興味が持たれた。また、日本の醤油、味噌に相当するTuong(味噌)、Nuoc Tuong(醤油)もあるが、生産に関与する微生物種については、今後検討を要する。魚類およびエビ類を主原料とする発酵食品では、ペースト状食品であるMamがよく知られている(魚を主原料とするMan ThaiおよびMam Ca、エビを主原料とするMam Tom)。発酵に関与する微生物としては乳酸菌、酪酸菌と考えられるが、比較的高濃度の食塩を添加するため、食塩耐性の観点から興味が持たれ、更に詳しい研究が望まれた。また、いわゆる魚醤も多く生産されていたが、高濃度の食塩が添加されているため、微生物の関与は少ないものと考えられた。野菜類の漬物では、乳酸発酵が行われていると考えられ、試料より分離される微生物はLactobacillus属細菌であった。以上のように、ベトナムには、他の東南アジア同様に多くの伝統的発酵食品があり、それぞれ特有の微生物叢を有していると推察され、多様な生物資源としての保存、利用が期待される。特に、ベトナムでは今だ村落単位の伝統的製造手法を残しており、純粋培養微生物による近代的製造や、食傾向の変化によるこれらの伝統的発酵食品の衰退以前に、研究調査を行う必要があるとの結論に達した。一方、ベトナム側研究者に依頼し、関連文献の収集を行い、総説5編、原著論文20編を得た。しかし、これら論文が主としてベトナム語またはロシア語で記載されており、調査に時間すると考えられ、これら資料の公表に向け作業することを確認した。多様な機能を有する微生物を探索し、その機能を開発することは、天然資源、特に遺伝子資源の持続的開利用の立場から極めて重要な課題である。伝統的発酵食品中の微生物群は、人類が長い歴史の中で続けてきた食品開発の過程で選択されてきた結果であると考えると、有用微生物の有望な探索源の一つである。本研究では未だ伝統的手法が残っているインドシナ諸国の代表的なベトナムにおける伝統的発酵食品について調査し、今後の微生物探索と開発に資することを目的とした。
ヒト精子,マウス受精卵におよぼす磁場の影響

1.ヒト精子の授精能におよぼす磁場の影響用手用法でえたヒト精子を培養液中で培養してcapacitationさせ、磁場に曝露した後、透明帯を除去したシリアン・ハムスタ-の未受精卵に媒精、24時間後に固定し、侵入精子の膨潤頭部を指標にして授精能を求めた。使用したハムスタ-卵あたりのヒト精子が侵入した卵の頻度は、対照群の6667%に対し、0.5T・1時間曝露では63%、0.8T・1時間曝露では59%の頻度であり、いずれの場合も対照群との間に有意な差はみとめられなかった。2.マウス体外受精卵の初期発生におよぼす磁場の影響C57Bl/6JとC3H/HeJのF1メスマウスに排卵誘発剤を作用させてとり出した未受精卵を、C3H/HeJと101/HのF1オスマウスからの精子と体外受精させ、授精開始後5時間目に前核形成期の受精卵を集めた。これを磁場に曝露後、培養を続け、胞胚期まで進むか否かを指標として発生頻度を求めた。胞胚期への発生頻度は、対照群の74%に対し、0.1T・1時間曝露の群では66%、0.8T・1時間曝露では対照群の59%に対し、58%であった。3T・30分の曝露では33%であったが、この時の対照群は30%と低頻度であったので、いずれの場合も、磁場曝露と対照群との間には有意な差はみとめれなかった。以上のように、使用した定常磁場の出力範囲内では、マウス受精卵の発生に対しても、ヒト精子の授精能に対しても磁場の影響はみとめられなかった。
社会学的現地調査と入門者教育に必携となる空間情報システムの開発-タイ国を対象に-

現地調査は人文社会科学だけでなく地域生態環境に関するNGOなどでもよく行われ、また学生の入門者教育の場でもある。現地調査には地理空間情報.を有する基礎資料が必要であるが、現地調査に充分活用できていない地域も多い。一方、近年、解像度の高い衛星画像や地図の公開がインターネット環境において急速に進展しているが、現地調査の現場でオンラインで活用することは難しい。本研究課題ではオフラインでの活用を重視して、現地調査時の三工程「資料準備」「現地調査」「資料整理」を支援する空間情報システムの開発を進めた。用いた資料はこれまでにタイ国東北部を中心に収集してきたものである。期間中の活動は以下の通りである。1.タイ国東北部でのシステム活用実験:海外研究協力者らにシステムを貸与し試用を依頼した。彼らを定期的に訪ね、活用方法についての議論を重ねた。また、本システムを活用した農村開発に関する研究を今後展開するための予備調査を行った。「現地調査」の部分に関わる点である。2。システムの改良:現地での実験や協力者らの要望を基に、システムの改良を重ねた。また、タイ国東北部だけでなく、特に東南アジア諸国でも活用できることを念頭にシステムの仕様を拡張した。3.コンテンツ公開方法の追加:本研究課題までの成果のうち、特に学術的コンテンツについては従来からもタイ市民向けに公開しているが、より多くのタイ市民に活用してもらうべく、タイ国の地理情報を取り扱う民問企業と協力して同社のWebページからも閲覧できるよう準備を進めた。現在試用版は完成しており、一般公開に向けて細部の作業を継続しているところである。この部分は「資料準備」および「資料整理」の利便性向上に大きく寄与する。今年度からはタイ国東北部三県の丘陵地域の農村開拓史に関する現地調査に活用していく予定である。2。現地調査は人文社会科学のいくつかの領域で不可欠な活動であり、学生の入門者教育の場でもある。現地調査には地理空間情報を有する基礎資料が必要であるが、入手に苦慮してきたため現地調査に充分活用できていない地域も多い。一方、近年インターネット環境において、解像度の高い衛星画像や地図の公開が急速に進展しているが、現地調査の現場では高速のインターネット常時接続環境を容易に得られるものではなく、これらの情報をただちに現地調査に活用することは難しい。そこで研究代表者がこれまでにタイ国特に東北部を中心に収集してきた基礎資料を活用して、現地調査時の三工程である「資料準備」「現地調査」「資料整理」を支援する空間情報システムの開発を実証的に進めてきた。本年度の活動は以下の通りである。(1)タイ国東北部でのシステム活用実験:これまで長く共同研究を続けてきた海外研究協力者を介して、開発システムの現地での試用への協力者を複数募った。これら協力者の活動現場を定期的に訪ね、試用時の率直な感想を聴取し、活用方法についての議論を重ねた。このほか、現地調査の経験が豊富な日本人研究者グループの現地調査にも同行し、本システムの可能性について議論を行った。(2)システムの改良:現地での実験や、協力者らの要望を基に、システムの改良を重ねた。(3)コンテンツの整備:約半世紀前の航空写真画像は農村の立地環境を示唆する情報が多く残されている。これらに、GPSからの位置情報と重ねあわせる際に実用に耐える位置参照情報を付与する作業は、コンテンツの整備として重要である。現地調査には地理空間情報を有する基礎資料が必要であるが、現地調査に充分活用できていない地域も多い。

一方、近年、解像度の高い衛星画像や地図の公開がインターネット環境において急速に進展しているが、現地調査の現場では接続環境の点から、これらの資料をただちに活用することは難しい。本研究課題ではこれまでにタイ国東北部を中心に収集してきた基礎資料を活用して、現地調査時の三工程「資料準備」「現地調査」「資料整理」を支援する空間情報システムの開発を進めてきた。本年度の活動は以下の通りである。(1)タイ国東北部でのシステム活用実験:海外研究協力者ら、システム試用協力者を定期的に訪ね、活用方法についての議論を重ねた。また、本システムを活用した農村開発に関する研究を今後展開するための予備調査を行った。「現地調査」の部分に関わる点である。(2)システムの改良:現地での実験や協力者らの要望を基に、システムの改良を重ねた。また、タイ国東北部だけでなく、特に東南アジア諸国でも活用できることを念頭にシステムの仕様を拡張した。(3)コンテンツ公開方法の追加:本研究課題までの成果のうち、特に学術的コンテンツについては従来からもタイ市民向けに公開しているが、より多くのタイ市民に活用してもらうべく、タイ国の地理情報を取り扱う民間企業と協力して同社のWebページからも閲覧できるよう準備を進めた。現在試用版は完成しており、一般公開に向けて細部の作業を継続しているところである。この部分は「資料準備」および「資料整理」の利便性向上に大きく寄与する。
超高速度MRI動画を利用した構音障害診断法の開発と臨床応用

聞き手にとって、「正しくない(異常)」と聞こえ、丁寧に話をしても正しい発音にはならない機能性構音障害には、咬合や歯列の不正が大きく関与している。前歯部開咬は不正咬合の一つであり、正常咬合者と比べて歯茎摩擦音や歯茎破裂音の発音が困難であることが知れている。機器の性能の向上や計測方法の開発により、MRIを用いて被曝することなく構音状態を動画にて観察することが可能となった。この方法を用いて開咬患者の構音状態、および歯科矯正治療の治療前後の構音状態の相違を評価することとした。本年度は、プラスチック製のマウスピースに金属ワイヤーによる犬歯間保定装置、金属を含むマルチブラケット装置をそれぞれ組み込んだ装置を装着した状態でMRI画像撮影を行い、そのアーチファクトの影響について検討を行った。その結果、いずれの装置を装着した状態でもアーチファクトが観察された。また、そのアーチファクトの範囲は金属ワイヤーによる犬歯間保定装置をつけた状態では前歯部や口唇に限局し、金属を含むマルチブラケット装置を装着した状態での方が範囲が広く、口腔領域全体に及んでいた。装着している装置によって観察可能な範囲が異なり、観察する目的の部位によって装着している装置に留意する必要があることが示唆された。さらに、開咬による構音様式への影響を検討するため、正常咬合者の発音状態をMRI撮像をし、動画作成をすることを開始した。今後は開咬患者でもMRI撮像を開始することとしている。予定していた通りに歯科矯正装置によるアーチファクトの影響の分析を行うことができ、概ね順調に進展している。歯科矯正装置によるアーチファクトの影響の分析が終了し、正常咬合者でのMRI撮像を開始することができ、概ね予定通りに結果を導いてきた。次年度は正常咬合者のみならず、開咬患者でもMRI撮像を順次行っていく必要がある。また、矯正治療終了時におけるMRI撮像についても検討している。今年度よりMRI撮像時に音声データも採取していく予定である。その機器およびソフトウェアの手配を昨年度ではなく今年度行う。
作物の生産力向上に果す根群機能の解析と制御に関する実証的研究

61年度に計画した3課題については,ほぼ満足すべき結果を得たが,ここでは,これらのうち,特に進展があった課題(61年度計画書に示した第2課題)について報告する.1ロックウールを用いた水耕法の開発:1辺10cmの立方形ロックウールを無底ポット(10.5×10.5×10cm)に装填し,水耕液を用いて水稲およびトウモロコシの栽培を行った.水耕液をロックウール中に浸透させるため,ポットの底面を水耕液面に接するように固定した.水稲栽培には,木村氏B液をpH5前後にして用いたが,生育は登熟に至るまで良好であった,また,トウモロコシ栽培では,木村氏A液に塩化マンガンを50ppm加え,pH5.5に調節した水耕液を用いた.水耕液にエアレーションを行なうとともに,ロックウールを水耕液面から5cm程度離して栽培すると生育は良好であり,結実・登熟に至った.この栽培方式では,根系に種々の処理を容易に行なえるため,地下部環境の変化に伴なう地上部機能(光合成・蒸散)の反応を解析するモデル実験を行なう場合では利用価値が高いと考えられる.2.根系の生育条件が水稲品種;コシヒカリおよび水原258号の光合成・蒸散速度に及ぼす影響:ロックウールを用いて,水稲2品種を栽培し,剪葉・断根および根部の乾燥処理を行なった.両品種の蒸散速度は, L/R(葉重/根重)比が高くなると減少したが,光合成速度はL/R比が約3.0で最大を示した.光合成・蒸散速度は,多収稲の水原258号で低い値が示された.しかし,根部乾燥処理後の再給水にともなう両機能の回復速度は,水原258号において優れており,本品種は,水条件の変化に対して安定した生産体制を維持する特性を示した.61年度に計画した四つの課題は昨年に続き新しい進展をみた。すなわち、60年度に開発したRoot Trap法を活用して、水稲を対象に根系の分布ならびに根系機能の生育ステージに伴う消長とそれが収量成立に及ぼす影響について解明することができた。第1課題では、水稲においては出穂後の登熟期になお高い発根能力を保持しており、新たな根圏領域の拡大によって、新根の形成が再び促されると共に、収量成立に大きく影響することが判明した。登熟期における新根の発生は根のsink圧の増大を促し、1株着粒数と玄米重の減少に連って、収量が低下する要因となるとの知見を得た。第2の課題であった現地水田の調査は県内唐津市の死米発生低収田と佐賀郡の多収田を比較調査の対象とし、根群機能の生育別消長をRoot Trapを用いて明らかにし、両水田における根群機能ー収量成立との相互関係について新知見を得た。第3の課題については、日本稲;日印交雑稲各品種の圃場条件下における競合力を物質生産の面から検討した。その結果、日本稲と日印交雑稲が競合条件下で生育した場合、日印交雑稲の競合力を持つ傾向が認められた。例えば、日本晴と水原258号の生育は出穂期頃までは旺盛であったが、品種間競合が強まる生育後期には被圧される傾向を示し、収量は大幅に減少した。一方、日本晴は生育後期において、生育が旺盛になり、収量も増加した。これは両品種の受光態勢の変化に伴う、生育後期の群落光合成産物の増加率の差、さらにそれによって生じた地下部の生育差によるものと思考した。第4の課題においては、水稲根の伸長特性を解明する目的で、日本稲、印度稲、日印交雑稲を対象として、水耕法によって種子根の塩類濃度に対する生育反応を解析した。その結果、濃度と伸長量の関係は、生態型によって明白な差異が認められた。また、各生態品種の塩類反応の大きさは、前回明らかにしたcoiling発生率と符合した。61年度に計画した3課題については,ほぼ満足すべき結果を得たが,ここでは,これらのうち,特に進展があった課題(61年度計画書に示した第2課題)について報告する.1ロックウールを用いた水耕法の開発:1辺10cmの立方形ロックウールを無底ポット(10.5×10.5×10cm)に装填し,水耕液を用いて水稲およびトウモロコシの栽培を行った.水耕液をロックウール中に浸透させるため,ポットの底面を水耕液面に接するように固定した.水稲栽培には,木村氏B液をpH5前後にして用いたが,生育は登熟に至るまで良好であった,また,トウモロコシ栽培では,木村氏A液に塩化マンガンを50ppm加え,pH5.5に調節した水耕液を用いた.水耕液にエアレーションを行なうとともに,ロックウールを水耕液面から5cm程度離して栽培すると生育は良好であり,結実・登熟に至った.この栽培方式では,根系に種々の処理を容易に行なえるため,地下部環境の変化に伴なう地上部機能(光合成・蒸散)の反応を解析するモデル実験を行なう場合では利用価値が高いと考えられる.2.根系の生育条件が水稲品種;コシヒカリおよび水原258号の光合成・蒸散速度に及ぼす影響:ロックウールを用いて,水稲2品種を栽培し,剪葉・断根および根部の乾燥処理を行なった.両品種の蒸散速度は, L/R(葉重/根重)比が高くなると減少したが,光合成速度はL/R比が約3.0で最大を示した.

光合成・蒸散速度は,多収稲の水原258号で低い値が示された.しかし,根部乾燥処理後の再給水にともなう両機能の回復速度は,水原258号において優れており,本品種は,水条件の変化に対して安定した生産体制を維持する特性を示した.
藻場造成を念頭に置いた藻場内外の流動機構と底質挙動の水理学的特性

消失した藻場を海域に再生させるための基礎的情報を得るために室内実験および現地藻場の水質および流動調査を実施した.模擬海藻内の浮遊砂濃度を画像により計測した.閾値を任意に定めることにより浮遊砂濃度分布と粒度分布を同時計測することができた.底質の初期移動時の粒径は、中央粒径よりも大きな粒子であり、時間の経過と供に中央粒径の粒子が移動していることが判明した.移動物体を巻きつけ判定法で判別し、運動方程式と流れ場を連成モデルとして数値的に解く方法を新たに開発し、簡単なモデルであるが、物体の移動に伴い物体の背後に渦等が形成されるなど、適切に現象が再現された,一様流流れ場に流体と物体の屈折率を合わせた水路において、3次元場の多孔質体場を再現し、PTV手法により画像計測を用いて内部流体を計測した.乱れのエネルギーは多孔質体の直上流部で生成され、また、多孔質体から流体が出る際にも乱れが増大していることが判明した.兵庫県明石市の江井ヶ島海岸において形成されているアマモ場で現地観測を実施した.時期的には繁茂期を過ぎた衰退期であったため枯れた藻が多かった.PHとDOには明確な相関があり、日中の光合成の影響と考えられる.また、海底近傍では藻場の影響により流速の低下が観測された.消失した藻場を海域に再生させるための基礎的情報を得るために室内実験および現地藻場の水質および流動調査を実施した.模擬海藻内の浮遊砂濃度を画像により計測した.閾値を任意に定めることにより浮遊砂濃度分布と粒度分布を同時計測することができた.底質の初期移動時の粒径は、中央粒径よりも大きな粒子であり、時間の経過と供に中央粒径の粒子が移動していることが判明した.移動物体を巻きつけ判定法で判別し、運動方程式と流れ場を連成モデルとして数値的に解く方法を新たに開発し、簡単なモデルであるが、物体の移動に伴い物体の背後に渦等が形成されるなど、適切に現象が再現された,一様流流れ場に流体と物体の屈折率を合わせた水路において、3次元場の多孔質体場を再現し、PTV手法により画像計測を用いて内部流体を計測した.乱れのエネルギーは多孔質体の直上流部で生成され、また、多孔質体から流体が出る際にも乱れが増大していることが判明した.兵庫県明石市の江井ヶ島海岸において形成されているアマモ場で現地観測を実施した.時期的には繁茂期を過ぎた衰退期であったため枯れた藻が多かった.PHとDOには明確な相関があり、日中の光合成の影響と考えられる.また、海底近傍では藻場の影響により流速の低下が観測された.本研究は、海域に藻場を造成するための基礎的な水理学的な情報を得るために主として室内実験を行った。海草の運動形態による内部流動の相違を検討するために、実物に類似した挙動、自力で戻る、全く挙動しないの3つの種類を用いて、PTVによる画像計測を行った。統計量に耐えうる程度の画像を処理し、乱れ強度、渦度の分布が明瞭に把握できた。また、実海草(水草)を用いて地形変化の実験を行い、海草が底面地形に変化に寄与していることがわかり、また、底質の沖側への移動を押さえていることも実験的に明らかとなった。(辻本)画像による運動中の海草周辺を解析するために、比較的屈折率が低く,水溶液と屈折率を合わせることができ,整形が容易で,透明度が高く,耐薬品性,耐熱寒性に優れたシリコンゴムで多孔質媒体モデルを作成した。屈折率整合技術およびPTVを用いて,多孔質媒体中の流れ場の画像計測を行うことに成功した。(竹原)海草周辺の砂粒子挙動を把握するため、砂粒子の漂う画像からその濃度を測定するためのシステム開発を行った。その方法は、画像を数値化し、濃度のあいまいさを補正し、次にサンプルを取り出すことで砂粒子の1粒あたりの面積を求め、砂濃度を求めるものである。(中尾)一方、画像輝度の濃淡から浮遊砂濃度を推定するのでは無く,浮遊砂粒子の個数を直接,粒子マスク相関法を用いて抽出し,浮遊砂濃度を推定することを試みた.その浮遊砂濃度は従来の分布に類似しており,本手法により浮遊砂濃度を推定できることが分かった.特に海草からの距離に応じて明確な違いが見られた。(柿木)海草群落による波浪エネルギー減衰機構,あるいは,草群落中の底質砂の舞い上がり機構,浮遊砂の沈降・堆積機構の解明には,海草群落中の流体運動の正確な予測する不可欠である.そこで,水表面の運動を考慮した高次k-ε乱流モデルを用いた3次元数値波動水槽を構築した.(重松)本跡究は、海域に藻場を造成する際に必要な水理学的諸問題を解決するため、室内実験、現地観測、及び数値解析を行った.実験では統計的に耐えうる程度の画像が必要になるで、計測位相を6箇所で制御した(ゼロアップ、ゼロダウン、波の峰前後、波の谷前後).海草の先端付近で形成される鉛直流は、正負の渦度の相互作用により発生していることがわかり、これが藻場内外での運動量の交換に寄与している.流速計測と同じ手法で藻場内外の浮遊砂濃度の計測を行った.個々の粒子を数えることで濃度の算定を行った結果、8000ppm程度まで粒子数と濃度の線形性が保つことができるアルゴリズムを開発することができた.

それにより、粒子の粒径の判別が可能となった.藻場が繁茂している瀬戸内海の江井ケ鳥海岸において、流動、水質の変化を現地調査した.9月の藻場の衰退期であったが、藻場の有無による水質の違いを見出すことができた.特に昼間においては、光合成の作用によるPHの低下が顕著に見られた.水温の変化が藻場存在する場では,気温の変化よりも穏やかであり、水温の涵養作用がある.また、藻場内での流速成分の低下も確認できた。現地の波動場及び流動場を再現するため、不規則波に対応できるブーシネスク方程式に方向スペクトルを用いた数値モデルを作成し、BAILARDによる砂移動量の式を適用して、地形データが得やすい新潟西海岸の地形変化の検討を行った.2次元平面実験と同程度の精度が数値計算でも得ることができた.
ラム加速装置の製作及び基礎研究

昨年度(平成5年度)の科学研究費補助金奨励研究(A)を用いて、実験装置及び計測系を完成させ、非可燃性気体を用いてラム加速器の性能試験を行った。入射装置による飛翔体の発射速度は1km/secを超えており、ラム燃焼を得るには充分の速さと言える。しかし、可燃性混合気に打ち込む際に、まだ大きな問題点が現れた。ラム管内においては、モデルより先に先行衝撃波が走っているものである。これは、可燃性気体に打ち込むとき、この先行衝撃波によって気体が着火し、モデルの前方で燃焼することになってしまう。従って、ラム加速は得られない。この先行衝撃波の形成の原因としては、モデルの駆動気体のヘリウムがモデル周りから漏洩し、モデルの到達より先に発射管とラム管間の隔膜を破り、そのまま先行衝撃波を形成して伝わって行くと考えられる。現在の装置では、このヘリウムを逃がすためにダンプタンクを発射管とラム管の間に設置しているが、タンクの容積及びダンプ孔の総面積が小さいため、ヘリウムを充分に逃がすことが出来ないと思われる。そのため、本年度の補助金を用いて、新たなダンプタンクを増設し、ダンプ孔の総面積を増やした。これにより、先行衝撃波を弱めることができたが、まだ完全になくしていない。現段階では、新たな対策として、サボ(飛翔体後方に置かれる発射時推力を受け止めるプレートのこと)に孔を開け、先行衝撃波を駆動する気体を逃がして、先行衝撃波をなくすことを計画している。また、飛翔体周りの流れ場の可視化をするために、シュリーレン撮影系を設置し、圧力センサー、或は磁気センサーをトリガーとするタイミング回路を作成し、瞬間写真の撮影を成功させた。このための磁気センサーも作成した。
磁性体微粒子を含む酸化物へテロ構造の創製と半導体電子デバイスへの応用

本研究では磁性体微粒子を含む酸化物ヘテロ構造の創製と半導体電子デバイスへの応用を最終目標にして、そのために必要な高品質エピタキシャル酸化物薄膜/シリコン構造の作製と評価をおこなった。超高真空EB蒸着法、基板温度、導入酸素ガス流量の最適化をおこなうことにより、Si(111)基板上へのAl2O3のエピタキシャル成長をおこなった。また、このエピタキシャル構造の結晶相、組成比、界面特性に関してX線光電子分光により評価をおこなった。・研究の目的高性能化に限界の見え始めた集積電子デバイスの更なる発展を目指した研究が活発化している。本研究では、これらの一つであるキャリアのスピン偏極を用いたシリコンベースの新規スピン機能半導体電子デバイスの実現を最終的な目標とする。そのためには、スピン自由度でしかなしえない特徴を最大限に生かすデバイス構想や基盤技術が必要であり、真性な材料機能を発揮するための異種材料からなる高品質な人工構造がその基盤である。本研究ではこの要請を満たす「磁性体微粒子を含む酸化物ヘテロ構造の創製」をおこなう。・該当年度に実施した研究の成果シリコン基板上にエピタキシャル成長が可能であると報告されているスピネル薄膜の電子線蒸着法による作製をおこなった。シリコン基板(001)を化学洗浄後に真空チャンバーに投入して、基板加熱を行った後に作製を行った。成長中の高速反射電子回折では、エピタキシャル成長を示唆するパターンが得られていたが、光電子分光法による計測を行ったところ意図した組成比から著しく異なる組成比が得られた。このことは電子線蒸着法における材料の蒸気圧の違いを反映していると考えられた。これを解決する目的でパルスレーザー堆積装置の立ち上げをおこない始めた。上記の問題を解決する目的で、シリコン基板上にエピタキシャル成長が可能であると報告されているγ-アルミナ薄膜の電子線蒸着法による作製をおこなった。また、結晶成長の観点からシリコン基板(111)をもちいた。スピネルの時と同様の方法によって薄膜作製をおこなったところ、高速反射電子回折ではエピタキシャル成長を示唆する結果が得られた。光電子分光法による計測を行ったところγ-アルミナを示唆する結果が得られた。