hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ビックデータ時代のロボットプラットフォーム

そのことから本研究では,当初の達成目標であるミドルウエアの設計,実装ほみならず,情報技術を応用したロボットアプリケーション開発が順調に進み, 2016年度は,国際学会4本,国内学会9本,また受賞は2件,招待講演3件を達成した.教育においても,ロボットサービスアプリケーション研究では受賞2件,クライアント側のデータ共有ミドルウエア,帯域保証ミドルウエア研究開発を行った修士学生は2名とも,芝浦工業大学大学院理工学研究科電気電子情報工学専攻にて,専攻賞を受賞した.また,研究成果も現在,投稿中査読付き論文2本,論文誌(1本、現在条件付き再録審議中)となっており,さらに今後論文誌,国際学会への投稿を予定するなど,精力的に研究を推進できている.また,未来のロボットサービスを想定した情報を応用したリハビリロボットのアイデアは受賞を得たのみならず,名古屋大学COI拠点(未来社会創造機構,サスティナブル基盤部門,新井史人部門長) ,理学療法についての専門研究者(人間総合科学大学保健医療学部)と心理学研究者(芝浦工業大学社会心理学)とともに実用化に向けた共同研究へと発展した.研究代表者が本研究を通じて得たコミュニケーションに関わるロボットとネットワークへの接続と未来についてのビジョンは,本新規テーマにおいて, 2016年度中に3回,依頼講演を実施するなどその実証研究の内容に社会の興味を喚起できているといえる.本研究を通じてロボット制御ソフトウエア向けプロセス間通信ミドルウエアの研究開発を行い,高性能なエッジを必要とするロボットのミドルウエアの研究開発と様々なセンサ情報収集のためのアプリケーション開発を行った.ミドルウエアの研究開発成果は,リアルタイム性能と汎用性の両立を目指した点で新規性があり,研究開発の貢献が認められたことから論文誌に採択された.また,本要求を明確にするために行った,センサ情報を利用したロボットサービス開発においては,高齢者向け追従型の転倒検知ロボットをはじめ,声がけロボットやリハビリロボットなど情報分野技術を融合した実用性のあるロボット提案により,国際学会での多数の成果となった.本課題の遂行の過程において,複数台ロボットから収集するビックデータ処理をするためには,ロボット制御と同時に通信を考慮する仕組みとする必要があった.通信は特にロボット制御にリアルタイム性能に対する阻害要因となることから,通信の遅延が与える影響を低減するために,OS側でのネットワークソケットバッファの制御モジュールによる帯域保証の研究開発[業績3]へ発展した.本研究成果は国際学会などでも発表した.
界面スピン制御によるナノマグノニクス

ナノスケール構造体におけるマグノン伝搬の詳細な知見はナノマグノニクスの発展に必要であり、バルクでは生じない新規スピン現象を創出できると期待されている。本研究の成果によってナノ・マイクロスケールで加工した試料においてマグノン伝搬に対するエッジ効果を明瞭にとらえることができた。このエッジ効果によって、外部磁場を必要とせずに論理NAND, NOR, PASS, NOT, OR, AND, XORを提案する大きな成果を挙げ、界面・エッジでのマグノン挙動を利用した初めての実績を挙げることができた。一方、波動性を利用した演算素子は複雑性の故にあまり開発されていなかったが、我々はガーネットを用いることで多入力多出力演算を実現することができた。単一素子でNANDなどを作製できるマグノン演算は従来の電子演算器にはない利点であり、集積化構造の大幅な簡略化につながる成果である。基礎学理の研究という観点では、ブリルアン散乱分光装置によって超薄膜Coにおけるマグノン分散関係の検出に成功した。複合界面を利用したスピン流の効果(ジャロシンスキー守谷相互作用)によってマグノン分散関係は大きく変調を受け、キャリア制御における積層構造ナノ界面の重要性をあきらかにすることができた。Pt, Taなどスピン軌道相互作用の強い金属を用いた複合ナノ界面では、スピン変換によってスピン波振幅増幅効果があることを検出できた。従来技術を使った非線形磁気ソリトン成長の基礎的成果を上げることができたので、本研究の技術を組み合わせることで界面トポロジー制御による磁気ソリトンの伝搬特性変調など将来的な外部制御の基礎を築いた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は研究環境の整備と、ナノスケール金属磁性体おける非電荷マグノンを可視化する技術開発と垂直磁化膜および未観測マグノンモードでのマグノン輸送実験を開始した。ナノマグノニクス研究を加速するためには、ナノ空間で顕在化する界面効果やエッジ効果のナノ構造依存性を完全に可視化する必要がある。現在のマイクロブリルアン散乱分光(BLS)装置ではレンズ(NA=0.75)によって光を集光するため、光の波長程度が分解能(実際は250 nm分解能)である。これにSNOM技術を取り入れて数十nmの分解能に向上するように図っている。現時点ではSNOMとスペクトル分光の安定性を両立させることの成功には至っていないが、ソフトウエアのフィードバック安定化により空間制御は数十nmを実現しており、マグノン伝搬におけるエッジ効果をとらえることには成功した。マグノン輸送媒体のナノ構造化には垂直磁化膜が適しているが、興味深いことに、金属垂直磁化膜ではマグノン輸送の報告がなかった。垂直に磁化を向けるための下地層(スピン軌道相互作用の強い材料)により、輸送律速を受けると考えられる。逆説的に界面を使ったスピンホール効果やスピン変換で補償すればマグノン輸送を実現する可能性があるため、Co/Pt, FePtにおいてスピン流を注入し、マグノン輸送の分光計測を行った。伝搬距離が短いもののスピン流による分光スペクトル変化が認められ、マグノン伝搬が確認できた。さらに、電子スピン流からのスピン変換(増幅効果)が、マグノン波数とマグノンモードによってどのように影響されるのか理解するため、これまで金属で観測されていなかったモードにおけるスピン変換効果を初めて観測し、波数依存性の実験を開始することに世界で初めて成功した。ナノマグノニクス研究の推進にはナノスケール構造体におけるマグノン伝搬の詳細な知見が必要となり、ナノスケール試料によりバルクでは生じない現象が現れる可能性があった。本研究でマイクロブリルアン散乱分光装置の改良をおこない、ナノ・マイクロスケールで加工した試料においてエッジ効果を明瞭にとらえることができた。このエッジ効果によるマグノニック機能の研究に着手することができた。またこれまでマイクロメートル金属試料では確認されていないマグノンモードを検出することに成功し、世界で初めてこのモードに対してスピン流注入を行うことができた。多層膜試料を用いることでスピン変換が生じ、マグノン振幅が増加することを明瞭にとらえることができている。マグノニクスは磁性絶縁体ガーネットによる数ミリメートルのバルク試料をつかった研究によって発展している状況である。この分野においてもバルク試料のガーネットにおいては金薄膜を利用した三端子構造によって安定的な論理演算を構築することができ、界面スピン制御の重要性を示すことができ、金属構造によるナノマグノニクスの重要性が理解できた。以上の進捗により概ね順調という評価に至った。本年度は、鉄単結晶におけるマグノン伝搬を可視化し、初めて検出したエッジ効果・界面効果によるマグノニック機能を開発する応用物性研究を行った。鉄単結晶を活用することで、磁性体を均一に磁化させるための外部磁場を必要とせずにマグノン伝搬を起こすことに成功した。これまでマグノニック機能実現のためにバイアス磁場を必要としていたため、機能集積化の点で大きな障害となっていたが、この成果によって解決の方針が示され、大きな進展となった。またエッジ効果・界面効果を活用することで、マグノン位相の制御を外部機器に頼らずに実現することができた。マグノン論理演算素子のプロトタイプとして、論理NAND, NOR, PASS, NOT, OR, AND, XORをたった3つの構成要素で実現できることを示し、Nature誌のNPG Asia materials(IF=10)一編という成果を得た。波動原理に基づく論理演算の有望性が出てきたため、ガーネット材料で多入力多出力素子を作製した。

その結果、単一素子でNANDが組めるなどマグノン演算の有用性を証明することができ、Scientific Reports(IF=5)一編という成果を得た。一方、SNOM技術を取り込むことでBLS分光装置にnm分解の獲得する技術開発では、長時間安定性の問題点がまだ残されているが、BLS装置の安定性が増しており着実に成果が出ている。またマグノニクス領域ではなされていない、電圧によるマグノン制御に本格的に取り組んだ。BLS装置に垂直マグネットを組み込んだ世界初の装置開発に成功し、超薄膜Co試料のスパッタ成膜行った。ナノ構造化と電界効果を推進し、世界初のマグノンの電圧ゲート制御を目指している。ナノマグノニクス研究の推進にはナノスケール構造体におけるマグノン伝搬の詳細な知見が必要となり、ナノスケール試料によりバルクでは生じない現象が現れる可能性があった。本研究でも継続してマイクロブリルアン散乱分光装置の改良をおこない、ナノ・マイクロスケールで加工した試料においてエッジ効果を明瞭にとらえることができた。このエッジ効果によって、外部磁場を必要とせずに論理NAND, NOR, PASS, NOT, OR, AND, XORを提案することができたのは大きな成果である。界面・エッジでのマグノン挙動を利用した初めての成果を挙げることができたといえる。波動性を利用した演算素子は複雑性の故にあまり開発されていないが、我々はガーネットを用いることで多入力多出力演算を実現できることを示した。単一素子でNANDなどを作製できるマグノン演算は従来の電子演算器にはない利点であり、集積化構造の大幅な簡略化につながる成果である。ナノスケール構造体におけるマグノン伝搬の詳細な知見はナノマグノニクスの発展に必要であり、バルクでは生じない新規スピン現象を創出できると期待されている。本研究の成果によってナノ・マイクロスケールで加工した試料においてマグノン伝搬に対するエッジ効果を明瞭にとらえることができた。このエッジ効果によって、外部磁場を必要とせずに論理NAND, NOR, PASS, NOT, OR, AND, XORを提案する大きな成果を挙げ、界面・エッジでのマグノン挙動を利用した初めての実績を挙げることができた。一方、波動性を利用した演算素子は複雑性の故にあまり開発されていなかったが、我々はガーネットを用いることで多入力多出力演算を実現することができた。基礎学理の研究という観点では、ブリルアン散乱分光装置によって超薄膜Coにおけるマグノン分散関係の検出に成功した。複合界面を利用したスピン流の効果(ジャロシンスキー守谷相互作用)によってマグノン分散関係は大きく変調を受け、キャリア制御における積層構造ナノ界面の重要性をあきらかにすることができた。Pt, Taなどスピン軌道相互作用の強い金属を用いた複合ナノ界面では、スピン変換によってスピン波振幅増幅効果があることを検出できた。
大腸菌染色体複製関連タンパク質における相互作用解析

タンパク質には単体で機能するものもあるが、他のタンパク質と複合体を形成したり、相互作用することによって分子機能を持つものが多い。本研究では、そのような分子間相互作用が機能につながっていると考えられるCedA、HSPQ、PriB、PriC、DnaTなどの大腸菌染色体複製に関与する蛋白質の構造および相互作用をNMR解析および変異体解析を用いて調べ、その機能との相関を明らかにした。大腸菌染色体複製に関与する蛋白質の構造解析を行い、その構造をもとに相互作用を調べ、さらにはその相互作用が実際に生物機能に関与しているのかを以下検討した。1)細胞分裂機構再活性化因子CedAに関する機能解析CedAのC末領域は構造比較から二本鎖DNAに結合する構造モチーフをもっており、今回初めて配列特異的なDNA配列を同定した。さらに一方構造を持たないN末領域はRNApolymeraseと結合することがわかっていたが、化学修飾法を用いてRNA polymeraseの結合部位を同定し、またN末領域が細胞分裂機構再活性化に深く関与することを明らかにした。2)大腸菌複製開始調節因子HSPQに関する機能解析HSPQ変異体作成し、HSPQの機能に関与する部位を特定した。また、HSPQがシャペロンとして機能し、変性蛋白質の凝集抑制を行っていることを初めて明らかにした。3)大腸菌複製再開始プライモソーム構成因子の機能解析プライモソーム構成因子の構造解析を行いながら、相互作用の検討を行った。我々は昨年度にPriBに関しては安定同位体ラベル化蛋白質を発現し、NMRを測定し、主鎖の全帰属を行った。また、一本鎖DNAとの相互作用についても化学シフト変化からその結合部位を確認し、DNA-PriB複合体の結晶構造とは異なった結合部位であることを確認した。また全長のPriAを発現精製し、PriAとの結合部位の同定を行った。また、これまで全く構造情報のないDnaT、PriCに関しては現在大量発現系、精製系を構築し、限定分解によるドメイン化に成功した。PriCに関しては、ドメインごとの発現系の構築、およびN末ドメインの構造決定を行った。またDnaTに関してもドメイン化に成功し、C末ドメインの主鎖、側鎖のスペクトルの帰属を行った。これらの知見は今後論文としてまとめる予定である。さらに一方構造を持たないN末領域はRNApolymeraseと結合することがわかっていたが、化学修飾法を用いてRNA polymeraseの結合部位を同定し、またN末領域が細胞分裂機構再活性化に深く関与することを明らかにし、CedAの細胞内機能を推定した。この結果は現在J. Mol. Biol.に投稿中である。2)大腸菌複製開始調節因子HSPQに関する機能解析HSPQ変異体作成し、HSPQの機能に関与する部位を特定し、HSPQの細胞内機能の推定を行った。PriCに関しては、ドメインごとの発現系の構築、およびN末ドメインの構造決定およびC末ドメインの構造機能の解析を行った。またDnaTに関してもドメイン化に成功し、N末ドメイン、C末ドメインの機能解析及び構造決定を行った。1)細胞分裂機構再活性化因子CedAに関する機能解析研究期間内でCedAのC末領域配列特異的なDNA配列を同定し、N末領域のRNA polymeraseの結合部位を同定した。またN末領域が細胞分裂機構再活性化に深く関与することを明らかにした。2)大腸菌複製開始調節因子HSPQに関する機能解析研究期間内でHSPQ基質であるDnaA508が野生型のDnaAよりも凝集しやすいことを見いだした。そのことから、HSPQの細胞内機能が凝集促進活性であることを見いだした。X線結晶解析のデータを元に変異体を使った検討からHSPQの細胞内機能のモデルを構築した。3)大腸菌複製再開始プライモソーム構成因子の機能解析研究期間内でプライモソーム構成因子の構造解析を行いながら、相互作用の検討を行った。Pricに関しては、N末ドメインの構造決定とC末ドメインが一本鎖DNA結合に関与していることを示した。またDnaTに関してもドメイン化に成功し、N末ドメインが分子重合に関与し、C末ドメインが一本鎖DNAへの結合能を持っていることを示した。またC末ドメインに関してはNMRにより構造決定を行った。これらの内容はこれまで学会発表を行っており、現在論文を執筆しており、一部は投稿中である
特殊教育の授業における教師-生徒の会話への語用論的アプローチ-実践的介入の試みとデータベースの作成-

特殊学校の教師と生徒40組の会話に対する会話の均衡回復と会話崩壊の修復を目的とする介入の試みから次のような知見が得られた。1)軽度遅滞ないし境界線級知能の盲学校生徒との会話では教師主導や生徒の伝達の無視がみられた。介入によって生徒の主導性が促され、伝達が承認されたが、相互理解には至らなかった。2)聾学校生徒との会話みられた会話の不均衡も教師が応答的になると改善したが、生徒との相互理解には至らなかった。会話の崩壊は教師側の伝達身振りの利用の拡大と適切化によって修復された。3)話しことばをもたない精神遅滞の養護学校生徒との会話では、会話の不均衡は教師主導と非言語伝達の不足によっていた。教師が応答的になったり非言語的に伝えたりすると均衡が回復したが相互理解には至るとは限らない。会話の崩壊は多様で、かつ生徒の行動問題と関連していた。介入によって修復されると行動問題も起きなかった。4)話しことばをもつ精神遅滞の養護学校生徒との会話での不均衡は、教師による主導と非言語伝達の軽視が原因であった。教師が応答的になったり非言語伝達を活用したりすると均衡が回復した。会話崩壊は多様に生じ、半数は生徒の行動問題と関連があり、修復されると生じなかった。構音障害、意味語用障害、言語と知的水準の乖離による会話崩壊は教師の非言語伝達活用で修復された。5)広汎性発達障害の疑われる養護学校生徒でとの会話では、話し言葉を持たない場合は相互作用手順の対人的意味の誤解が崩壊につながった。反響言語や不適切発話の目立つ場合、発話意図の誤解を取り除くと崩壊が修復された。不均衡は教師が応答になると解消したが、かわって会話崩壊が生じた。普通に会話できる場合は、教師の会話方略を心的体験解釈から現実叙述にかえると崩壊が修復した。会話崩壊は半数が生徒の行動問題と関連し、修復されると行動問題が起きなかった。特殊教育諸学校のクラス担任の教師を対象に、微視的なビデオテープ分折の反復を通じて授業場面における生徒との会話の変容を図る語用論的な介入を行い、会話の不全とその修復過程の語用論的特徴の記述、修復に伴う学習や対人関係に及ぼす効果を検討した。教師の所属は盲学校1名、聾学校2名、養護学校(精神薄弱)12名、同(肢体不自由)6名、同(病虚弱)2名の計23名であった。生徒の障害の内訳は、弱視を伴う軽度精神遅滞児1名、難聴児2名、重症心身障害児1名、重度又は最重度精神遅滞児12名、中度精神遅滞児5名、自閉症児2名で、所属は幼稚部2名、小学部13名、中学部5名、高等部3名であった。介入の焦点となった会話上の不全は以下のように分類された。従来指摘されてきた教師と生徒の間の不均衡(均衡化による自発性の拡大)9名、教師からの伝わらないメッセージの改善(子どもからの理解可能な反応)4、子どもの要求実現を巡る交渉可能性の明示(「泣き」、攻撃の減少)4 ́、気づかれない誤解の除去(攻撃行動の統制)、行動的

ターンへの割り込み(ターンの尊重による「泣き」の減少)、非実用目的の会話の尊重(伝達意欲の拡大)、非実用言葉ゲームからの脱却(実用的伝達の拡大)、会話リズムの微調整(相互作用の出現)、子どもの行動に対する大人の随伴性の形成(成功しなかった)、の6種が各1名であった。なお、ビデオテープ分析が奏功したケースの方が多数であったが、教師自身が会話における自己の反応を自覚できなかったり、自分自身の自然さを利用できないため、わずかしか効果を得られないケースも少なからず存在していた。9年度に続いて、新たに17組の教師-生徒の会話への語用論の視点からの介入を行った。内訳は、盲学校1組、聾学校2組、養護学校14組である。これらの組に対して、会話のビデオ記録-研究実施者によるビデオテープ分析-再度の会話の記録-再度ビデオテープ分析-3回目の会話の記録-最終ビデオテープ分析という、9年度と同じ手順が実施された。ついで9年度介入実施分23組と合わせて計40組の会話について、ビデオ記録から介入過程をもっともよく代表する箇所を選び抜いた。それぞれの箇所について作成された文字転写資料に沿って、教師と生徒の各ターン毎に会話のプロセスを評価し、それと実際の介入における教師と研究実施者の討論との対応を整理した。このデータを、介入対象となった会話上の問題の分類(不均衡、崩壊)、介入の効果の判定(均衡の回復、崩壊の修復)、生徒の行動問題との関連の3つの視点から分析した。得られた知見は以下の通り。1)少なくとも対象となった特殊学校のすべての教師と生徒の事例において、語用論的な介入によって改善が期待される会話上の問題が存在していた。2)介入により大多数の事例では、会話の不均衡の改善や崩壊の修復によって、生徒の自発的伝達が改善され、教師が自覚できるような相互理解が達成された。3)会話上の問題と直接・間接の関連が示唆される行動問題が、過半数の事例で見られ、直接的な関連の示唆されたものは、介入による会話の改善によって解決された。特殊学校における教師と生徒の会話の実態、それへの介入の意義と方法について、より広い範囲の研究が求められている。そこでの課題は、会話上の問題を生じるに至った、教師側に固有の要因、介入の効果を左右した要因、会話問題を記述する概念の洗練である。
光プローブ法による高分子ゲルのミクロ構造と分子運動の解明

(1)イソタクチックポリスチレンのデカリン溶液の濃度を変化させて、そのゲル化と蛍光挙動の温度変化を詳細に検討した。この溶液は0.8%以上の濃度でゲル化をおこすが、ゲル化に伴い、蛍光スペクトルが大きく変化することが確認された。溶液状態では隣接フエニル基間でエキシマー(励起二量体)を容易に形成するのに、ゲル化によってコンフォメーションの変化ができなくなり、gt^+またはtg^-のコンフォメーションに固定されることが確認できた。さらに、試料をクライオスタット中で精度よく温度制御することによって、エキシマー形成効率の温度依存性とゲル化の関係を追跡し、イソタクチックポリスチレンは一本鎖でもデカリン中でヘリックス構造をとるため、コンフォメーションが固定されることをはじめて明らかにできた。また、ポリマーとデカリンの溶媒和、ゲル-ゾルの転移温度などが蛍光測定でわかった。これらの結果の一部は、既に論文1報と2件の講演発表として報告し、さらに論文を準備中である。(2)セルロースの1ユニット中の3個の水酸基を選択的に蛍光プローブ基に置換した試料を用いて、ゲル化と蛍光挙動を追跡した。6位の水酸基のみをトリチル基に置換したセルロースではゲル化はおこらず、トリチル基間の相互作用による蛍光も観測されなかったが、2位と3位のみをベンジルエーテル基に置換したセルロースではゲル化がおこり、ベンジル基の分子間・分子内のエキシマー形成を追跡することができた。この結果からセルロースのゲル化に6位の水酸基の分子間水素結合が大きな役割を果たすこと、蛍光の温度変化測定からゾル-ゲルの転移情報が得られることがわかった。この結果も講演発表し、さらに6位のみがベンジルエーテル基であるセルロースなどを測定し、論文数報として発表予定である。
注射抗がん剤の液性および投与濃度管理による静脈炎回避に関する研究

注射抗がん剤投与に伴う静脈炎は、重症化すると血管周囲組織の炎症や壊死を引き起こす重大な有害事象の一つである。一般に、薬剤の投与濃度および投与速度が静脈炎の発現リスクに関与していると考えられているが、実際にこれらの投与条件を検討することで静脈炎の回避に繋がることを示した研究は少ない。このため、静脈炎に対する有効な予防策は確立されておらず、症状発現後に、ステロイド等による対症療法が行われているのが現状である。ベンダムスチンは静脈炎の発現頻度が高く、ステロイドの前投与や補液による希釈など経験的に様々な予防策を講じられていた。このうち、ベンダムスチンを生理食塩液500mLに溶解した患者では静脈炎の頻度が有意に低かったため、以降の治療においては、希釈液を生理食塩液500mLに変更した。その結果、静脈炎の頻度は58%から20%に有意に減少した(p=0.016)。さらに、ベンダムスチンの最終投与濃度が,低濃度群(≦0.40mg/mL),中間濃度群(0.410.60mg/mL)および高濃度群(>0.60mg/mL)における静脈炎の頻度はそれぞれ6%(1コース/17コース)、62%(18コース/29コース)および75%(9コース/12コース)であり,最終投与濃度依存的に血管障害の頻度が上昇した。これらの知見は,ベンダムスチンの投与濃度が静脈炎に対する重要な危険因子であり、低濃度で静脈内に投与することによって静脈炎を回避できる可能性を示唆するものである。なお、本研究は、倫理審査委員会の承認を得て実施した。本研究では、ベンダムスチンの最終投与濃度と静脈炎の発現リスクの関連を見出した。本知見は、がん治療の安全性向上に寄与すると考えられる。
インドネシアにおける活動的火口湖の地球化学的研究

この研究は単年度計画であり、次年度以降の同一テーマによる研究の準備的性格を有するものである。インドネシアの火山は熱帯雨林地域にあるため、火口湖を持つものが多い。それらの火口湖へのアプローチは長く、交通の便は悪いので、それらの学術調査を実りあるものにするには周到な準備と、調査地域の国状の把握が重要である。この研究では次年度以降の本格調査のため、次の二つの研究を行った。1.インドネシアのカワ-イジェン、ケルート火口湖の予備調査イジェン火口湖は世界でもっとも酸性の強い湖である。オランダ統治時代に湖盆形態の調査と部分的湖水分析が行なわれたが、以来この総合調査は無く、最近ベルギーの研究者による化学的研究が行われたのみである。我々はこのベルギー人研究者であるアラン・ベルナルド教授を共同研究者に迎え、彼の共同研究者であるピェ-ル・デルメル博士の協力を得て上記両火口湖の現地調査を実施した。研究代表者とデルメル博士は2週間にわたり、まブバリ島経由でジャワ島に上陸し、登山基地であるバニュワンギに至り現地におけるキャンプ資材の入手の可能性を検討した。この結果、食料、水、燃料は現地で安価に充分用意できることが判明した。問題点はこれらの機材、食料、水の調査地域への運搬である。イジェン火口湖への最終アプローチは徒歩約2時間であり、人力による運搬に頼る他ないが、幸い火口湖畔にある硫黄鉱山の労働者がこのルートを鉱石の運搬ルートとしており、彼等に協力を頼むことができることが分った。人力による運搬の基地までは車輛によることが出来るが、私営プランテーションの道路を利用しなければならない。この際にはインドネシア火山調査所の正式書類が必要であることが判明した。調査には約2週間の滞在が必要であるが、この地域では飲料水の調達が極めて困難である。調査は乾期に行われるため、利用できる泉は一ヵ所のみであるが、それも浄水化か必要であることが分った。湖水はpHが0.27と極めて低く、湖水調査の際にはゴム手袋、ゴム引きの上下一体防水着が必要であることが感じられた。ケルート火口湖はイジェン火口湖から西約200kmに位置する。アプローチは全ルート車輛の利用が可能である。この火山は1992年2月にも噴火しラパールを発生する危険な火山として、麓に火山観測所が設置されており、観測員が常駐している。従って調査時に必要な火山情報を得ることができる。また現在湖水の排水トンネルの工事中でもあり、道路事情が良いので、全体としてキャンプの設営や火口湖の調査活動はイジェン火口湖に比較して格段に容易であろうと推察された。この火口湖は極めて活動的で、しばしば大災害を引き起こす噴火を伴っているが、不思議なことに湖水のpHは高く殆んど中性である。湖水周辺の噴気孔の温度は390°Cであった。これらインドネシアの火口湖の予備調査はデルメル博士の協力のもとに行われたが、同氏のインドネシア語力と現地調査の経験なしには充分な成果をあげることが不可能であった。2.本邦火口湖における機材の性能点検と国際学術調査の打ち合わせ共同研究者であるベルギー、ブラッセル自由大学のベルナルド教授を招き、群馬県草津白根火山湯釜火口湖および北海道登別温泉大湯沼火口湖の調査を行った。草津湯釜火口湖においてはベルナルド教授とともに超音波測深器を用いた火口湖の断面図を作る仕事を行った。この結果湖の水深が現在平均15mであり、中心部に1段と深度のある部分があり、そこから活発な発泡が行われていることが鮮明に示され、使用した機器が正常に作動することが明らかとなった。この火口湖において超音波測深が実施されたのは本研究が最初である。活動的火口湖は殆んど例外なく湖底に溶融した硫黄の溜りをもつ。登別温泉大湯沼はこの溶融硫黄を観察する良いフィールドである。溶融硫黄のもつ諸性質を研究することによって湖底の化学環境を推定できるため、同教授とともに大湯沼の調査を行った。調査結果は進行中のため現時点では明らかにし得ないが予報的結果として、この硫黄が微量ながらレアメタルを含むことが示唆されている。ベルナルド教授の滞日中に次年度以降のインドネシア火口湖の調査のための打ち合わせが密に行われたのも成果の重要な一部である。

研究代表者とデルメル博士は2週間にわたり、まブバリ島経由でジャワ島に上陸し、登山基地であるバニュワンギに至り現地におけるキャンプ資材の入手の可能性を検討した。この結果、食料、水、燃料は現地で安価に充分用意できることが判明した。問題点はこれらの機材、食料、水の調査地域への運搬である。イジェン火口湖への最終アプローチは徒歩約2時間であり、人力による運搬に頼る他ないが、幸い火口湖畔にある硫黄鉱山の労働者がこのルートを鉱石の運搬ルートとしており、彼等に協力を頼むことができることが分った。人力による運搬の基地までは車輛によることが出来るが、私営プランテーションの道路を利用しなければならない。この際にはインドネシア火山調査所の正式書類が必要であることが判明した。調査には約2週間の滞在が必要であるが、この地域では飲料水の調達が極めて困難である。調査は乾期に行われるため、利用できる泉は一ヵ所のみであるが、それも浄水化か必要であることが分った。湖水はpHが0.27と極めて低く、湖水調査の際にはゴム手袋、ゴム引きの上下一体防水着が必要であることが感じられた。ケルート火口湖はイジェン火口湖から西約200kmに位置する。アプローチは全ルート車輛の利用が可能である。この火山は1992年2月にも噴火しラパールを発生する危険な火山として、麓に火山観測所が設置されており、観測員が常駐している。従って調査時に必要な火山情報を得ることができる。また現在湖水の排水トンネルの工事中でもあり、道路事情が良いので、全体としてキャンプの設営や火口湖の調査活動はイジェン火口湖に比較して格段に容易であろうと推察された。この火口湖は極めて活動的で、しばしば大災害を引き起こす噴火を伴っているが、不思議なことに湖水のpHは高く殆んど中性である。湖水周辺の噴気孔の温度は390°Cであった。これらインドネシアの火口湖の予備調査はデルメル博士の協力のもとに行われたが、同氏のインドネシア語力と現地調査の経験なしには充分な成果をあげることが不可能であった。2.本邦火口湖における機材の性能点検と国際学術調査の打ち合わせ共同研究者であるベルギー、ブラッセル自由大学のベルナルド教授を招き、群馬県草津白根火山湯釜火口湖および北海道登別温泉大湯沼火口湖の調査を行った。草津湯釜火口湖においてはベルナルド教授とともに超音波測深器を用いた火口湖の断面図を作る仕事を行った。この結果湖の水深が現在平均15mであり、中心部に1段と深度のある部分があり、そこから活発な発泡が行われていることが鮮明に示され、使用した機器が正常に作動することが明らかとなった。この火口湖において超音波測深が実施されたのは本研究が最初である。活動的火口湖は殆んど例外なく湖底に溶融した硫黄の溜りをもつ。登別温泉大湯沼はこの溶融硫黄を観察する良いフィールドである。溶融硫黄のもつ諸性質を研究することによって湖底の化学環境を推定できるため、同教授とともに大湯沼の調査を行った。調査結果は進行中のため現時点では明らかにし得ないが予報的結果として、この硫黄が微量ながらレアメタルを含むことが示唆されている。ベルナルド教授の滞日中に次年度以降のインドネシア火口湖の調査のための打ち合わせが密に行われたのも成果の重要な一部である。
昇温脱離法による高融点金属中ヘリウム捕獲サイトの研究

高融点金属中におけるヘリウム捕獲サイトを昇温脱離法(TDS)を用いて評価するために、はじき出し損傷を起こさない約50eVの低いエネルギーから最大5keVまでのヘリウムイオン照射が可能な低エネルギーイオン銃、室温から最高約1400°Cまでを最大80K/secで昇温加熱できる赤外線導入加熱装置、ならびに四重極質量分析計を備えた真空分析システムを作成している。真空分析システムは大きく3つの部分に分かれており、試料ホルダーとイオン源、加熱装置を持つ主チェンバー、質量分析計のある分析チェンバー、及び試料導入用チェンバーからなり、それぞれはゲートバルブを介して接続され、独自のターボ分子ポンプで排気される。分析チェンバーは既に調整済みであり、質量分析計がヘリウムに対して十分な感度を有することを確認した。主チェンバーについてはイオン源と加熱装置の据えつけを完了し、後者については十分な温度制御を持つことを確認した。現在イオン源の調整を行っているが、ヘリウムイオンについては期待されるビーム電流(約20μA)が得られていない。アルゴンビームでは十分なビーム電流が安定して得られているので、イオン化エネルギーの差がECR型イオン源の性能を大きく左右しているものと考えられる。現在のところプラズマ室中の電子密度を向上させるために、アルゴンとヘリウムの混合ガスを使用する、プラズマ室壁材料を現在のBNよりも仕事関数の小さい別の材料へ変更する、プラズマの付きやすさを大きく規定する磁場強度を再調整する、といった観点から改良作業を進めている。ビーム調整の完了後は、モリブデンとニッケルをターゲットとしTDSスペクトルの入射エネルギー及びフルエンス依存性についての実験を開始する予定である。
有限システムサイズでのコスタリッツ・サウレス転移

準1次元チャネル(幅5,8,15μm)中の液体ヘリウム表面上のウィグナー結晶転移の研究を行った。電子の伝導度は、結晶状態では、リプロンのBragg-Cherenkov(BC)散乱により非線形になる。チャネル間の電子数とBC散乱が消失する温度の関係を明らかにした。BC散乱が消失する温度は、有限系でのコスタリッツ・サウレス(KT)転移においてfree dislocationが系に進入する温度と一致することが解った。コスタリッツ・サウレス(KT)転移は、2次元系に特有の転移である。このKT転移の典型的な例として、液体ヘリウム表面上の2次元電子系が示すウィグナー結晶転移がある。液体ヘリウム表面には不純物は全く存在しない清浄表面であるため、理想的なKT転移研究の舞台である。本研究では、ヘリウム上の電子系が示すウィグナー結晶転移を舞台として、有限サイズがKT転移へおよぼす影響を明らかにすることを目的とする。そのために、幅120μmの1次元チャネルに閉じ込められたヘリウム上の電子に対して伝導度の測定を行った。本年度は、幅5μmおよび15μmのチャネルに閉じ込められた電子の伝導度を測定するために微細電極を開発した。これらの電極を用いて抵抗を測定した。15μmのチャネルでは、バルクヘリウム上の電子系でのウィグナー結晶転移温度で抵抗が急激に大きくなるということが観測された。抵抗の急激な増大は、2次元電子系がウィグナー結晶へ転移し、液体表面にdimplelatticeと呼ばれる周期的な凹凸が出来たためである。また転移温度がバルクヘリウム上のものと一致するため、15μmのチャネルにおける有限サイズの影響はほとんど無い。それに対し、5μmのチャネルでは、バルクヘリウム上での転移温度よりも高温から抵抗が上昇しはじめるということが観測された。これは、高温ですでにウィグナー結晶になっていることを示唆している。チャネル幅が格子欠陥の大きさの10倍程度であるため、有限幅がKT転移に影響を及ぼしたためであると考えられる。コスタリッツ・サウレス(KT)転移は2次元系に特有の転移である。液体ヘリウム表面は不純物が全く存在しない清浄表面であるため、理想的なKT転移研究の舞台である。そのために、幅5, 8, 15μmの3種類の1次元チャネルに閉じ込められたヘリウム上の電子に対して伝導度の測定を行った。電子系がウイグナー結晶に転移すると液体表面にdimplelatticeと呼ばれる周期的な凹凸ができるため、転移温度で抵抗が急激に大きくなるということが知られている。伝導度の測定により、チャネルの幅が細くなるとウィグナー結晶の転移温度が上昇することが観測された。電子密度を系統的に変えることにより、チャネル間の電子数と転移温度の関係を実験的に明らかにした。この結果は定性的に有限サイズにおけるKT転移として理解できる。また、ウィグナー結晶相において非線形な伝導現象を観測した。入力電圧を大きくしていくと、電子の抵抗は急激に上昇したあと、ある電圧で非常に小さい抵抗値にジャンプするということが観測された。低電圧領域での抵抗の急激な増大は、ウィグナー結晶が共鳴的に表面波を放射した結果、dimplelatticeが深くなるために起こり、抵抗値のジャンプはウィグナー結晶がdimplelatticeを飛び出すために起こるということが解った。本研究では、ヘリウム上の電子系が示すウィグナー結晶転移を舞台とし1て、有限サイズがKT転移へおよぼす影響を明らかにすることを目的とする。そのために、幅5, 8, 15μmの3種類の準1次元チャネルに閉じ込められたヘリウム上の電子に対して伝導度の測定を行った。本研究の過去2年の研究により、電子の移動度がドライブ電圧の増加にともない急激に低下することが明らかになっている。これは、電子系がウィグナー結晶に転移すると液体表面にdimplelatticeと呼ばれる周期的な凹凸ができ、その結果、ドライブ電圧を大きくしていくとウィグナー結晶が共鳴的に表面波を放射するというBragg-Cherenkov(BC)散乱が起こるためである。BC散乱が起こるためには電子系が周期的な構造を持つことが本質的であるため、電子系に結晶構造があるかどうかを調べる有用な手段になりうる。今年度は、電子密度を系統的に変えて伝導度の測定することによりチャネル間の電子数とBC散乱が消失する温度の関係を実験的に明らかにした。

その結果、チャネルの幅が細くなるとウィグナー結晶のBC散乱が失する温度が上昇することが観測された。BC散乱が消失する温度は、有限系でのKT転移においてdislocationが系に進入すると予想される温度と一致する。すなわち、BC散乱が消失するのはdislocationが進入することにより電子の位置の相関が急激に乱されるためであると考えられる。
二電極電位差滴定法による環境中の不均質有機コロイドと金属イオンの相互作用の研究

放射性廃棄物の地層処分の安全評価においては、地下環境中に存在する不均質な構造を持つ有機コロイドである、フミン物質(フミン酸およびフルボ酸)が放射性核種等の金属イオンとどの程度相互作用するかを評価しておくことが必要である。本研究では、フミン物質と金属イオンの相互作用は、logK_<app>=logK+alogα-blog[Na^+]-mlog[M],K_<app>=[ML]/([M][R])により表わされるとするモデルを提唱した。ここで、[ML]および[M]は錯生成または遊離の状態の金属イオンの濃度であり、[R]はフミン物質中の解離したプロトン交換サイトの濃度である。本モデルの有効性は、文献に報告のある種々の金属イオンと種々のフミン物質のみかけの錯生成定数の実測値に対してモデルを適用することにより確認した。それによると、本モデルはプロトンを含む多くの金属イオンと多くのフミン物質のみかけの結合定数を良い精度で再現することができた。また二電極電位差滴定法により,モデル式中の解離度(logα),ナトリウムイオン濃度(log[Na^+]),および遊離金属イオン濃度(log[M])のうち、注目変数以外の変数を一定に保つことによりpHまたはpM、logαに対するlogK_<app>の依存性を検討した結果も、モデル式の有効性を支持するものであった。各種のフミン物質を用いた実験データに対する当てはめにより得られたモデル式中のパラメータmの値は、錯生成サイトの不均質性を表すとのモデルの考え方を反映するものであり、モデルが化学的に合理的であることを示すものであった。フミン物質は、生命活動に由来する種々の有機化合物が分解、縮合を繰り返して生成する、難分解性の高分子の類縁化合物の混合物であり、自然界に広く分布し、金属イオンと強く相互作用して、地下を含む環境中の金属イオンの移行挙動に影響を与えることが知られている。このため、放射性廃棄物の地層処分の安全評価では、放射性核種を含む金属イオンとフミン物質との錯生成相互作用を評価することが必要となる。しかし、その錯生成相互作用は、フミン物質がカルボキシル基やフェノール性水酸基を様々な位置に含む様々な高分子の不均質な組成の混合物であるため、これを単一の化合物と考えて錯生成定数に相当する係数K_<app>を定義すると、この係数は、金属イオンの濃度([M])、pHまたは解離度(α)、イオン強度により変化する。これまで、溶媒抽出法やイオン交換法などの二相分配法を用いて、Np(V)、Eu(III)、Fe(II)、Fe(III)、Ca(II)などについてこの関係を調べ、このみかけの係数が、おおむねlogK_<app>=logK+alogα+blog【[Na^+]+mlog[M]と表されることを見出した。本研究では、イオン電極およびpH電極を同時に用いる二電極電位差滴定法により、pHまたは金属イオン濃度のいずれかを一定に保ちながら、もう一方を変化させることにより、この関係の成立性をより詳細に調べた。この結果、Mがプロトンの場合すなわち酸解離挙動については、カルボキシル基およびフェノール性水酸基に起因すると見られる大きく異なる2組の酸解離挙動が見られ、これを記述するのに2組のlogK_<app>(2組のlogK,a,b,m)が必要であるが、MがCa^<2+>の場合には錯生成挙動は、ほぼ1組のlogK_<app>により記述でき、フェノール性水酸基に起因すると考えられる若干のずれがあることが明らかになった。フミン物質は、種々の有機化合物が分解、縮合を経て生成する、難分解性の高分子の類縁化合物の混合物であり、自然界に広く分布し、金属イオンと強く相互作用し、環境中の金属イオンの移行挙動に影響を与えることが知られている。

このため、放射性廃棄物の地層処分の安全評価では、放射性核種を含む金属イオンとフミン物質との錯生成相互作用を評価することが必要となる。しかしその相互作用は、フミン物質が様々な官能基を様々な位置に含む高分子の不均質な組成の混合物であるため、これを単一の化合物と考えて錯生成定数に相当する係数Kappを定義すると、この係数は、金属イオンの濃度([M])、pHまたは解離度(α)、イオン強度により変化する。これまでの検討で、このみかけの係数が、logKapp=logK+alogα-blog[Na^+]-mlog[M]と表されることを見出した。本研究では、プロトン及びカルシウムイオンについて、イオン電極およびpH電極を同時に用いる二電極電位差滴定法により、pHまたは金属イオン濃度のいずれかを一定に保ちながらもう一方を変化させて相互作用を詳細に調べ、さらに既存の文献の報告値を利用して様々なフミン物質と金属イオンの相互作用についても、上記モデルの適合性を調べた。この結果、プロトンの場合すなわち酸解離挙動については、カルボキシル基およびフェノール性水酸基に起因すると見られる大きく異なる2組の酸解離挙動が見られ、これを記述するのに2組のlogKapp(2組のlogK,a,b,m)が必要であるがlogKappについて±0.1以内の精度で相互作用を記述できること、金属イオンについてはモデルからの若干の離反があるが、ほぼ1組のlogKappにより記述でき、+1価から+3価の様々な金属イオンのlogKappについて概ね±0.2以内の精度で相互作用を記述できることが明らかになった。
地盤沈下によるRC構造物の損傷度の調査及び検討とそれが耐震性能に与える影響の評価

本研究は、地盤沈下による既存の鉄筋コンクリート(以下RCと略記)構造物の損傷度の調査及び検討とその損傷が耐震性能に与える影響の評価を行なうことを目的とし、(1)地盤沈下によるRC構造物の損傷度の調査および検討、(2)骨組モデルおよび耐震壁による自己歪応力実験及びその損傷構造物の耐震性能確認実験、の2項目について実施を行い、地盤沈下を伴うRC構造物の耐震診断時の経年指標について有益なデータおよび情報を得ることができた。地盤沈下によるRC構造物の損傷度の調査及び検討とそれが耐震性能に与える影響について、下記の2項目に関する検討を行った結果、以下ことがしれた。1.地盤沈下によるRC構造物の損傷度の調査および検討(寺岡、福原、仁保)16棟のRC構造物について、沈下量の測定と各部のひび割れの詳細を調査・検討した結果、以下のことが知れた。(1)べた基礎構造物について:(1)耐震補強時に雑壁の一部にスリットを設けることは,構造物の剛性を低下させ,結果として相対沈下量を増大させる。(2)構造物は,不同沈下およびコンクリートの乾燥収縮によって,ひび割れの発生や部材降伏による剛性低下が生じる。(3)乾燥収縮歪の測定値は評価値(CEB-FIP(1970))に比して小さい値であった。(2)支持杭基礎構造物について:(1)地盤沈下による建物の抜け上がり量は、圧密沈下の算定量にほぼ対応していた。(2)負の摩擦力を考慮した場合の支持杭に作用する荷重は耐荷力を上回り、このことが不同沈下を大きくした一因と考えられた。(3)温度変動に伴うコンクリートのひび割れ幅の変動は、季節、測定場所により異なる。2.小型骨組モデルによる自己歪応力実験及びその損傷骨組の耐震性能確認実験(寺岡、福原、松野)小型骨組モデル試験体を8体作成し(純骨積および壁付骨組をそれぞれ4体)、自己歪応力による損傷を調べると共に、その損傷が耐震性能に与える影響を確認した結果、以下のことがしれた。(1)自己歪応力は、骨組の耐震性能に影響を与える。(2)自己歪が骨組の耐震性能に与える影響は、部材の靭性性能により異なる。靭性性能に劣る部材で構成される骨組の耐震性能は、靭性性能に優れる部材で構成される構造物の耐震性能に比べて、自己歪応力による損傷の影響をより顕著にうける。1.地盤沈下によるRC構造物の損傷度の調査および検討(寺岡、仁保)昨年度に続き、16棟のRC構造物について、沈下量の測定と各部のひび割れの詳細を調査・検討した結果、以下のことが知れた。(1)べた基礎構造物について:(1)耐震補強時に雑壁の一部にスリットを設けることは,構造物の剛性を低下させ,結果として相対沈下量を増大させることを再確認した。(2)曲げ、せん断および収縮の各ひび割れ幅に関して、平均値に対する最大値の比は、2倍4倍であり、ばらつきが大きかった。(2)支持杭基礎構造物について:(1)地盤沈下による建物の抜け上がり量は、圧密沈下の算定量に等しいか、若干小さい程度であった。(3)調査対象地盤の沈下による抜け上がりおよび地盤の液状化は、支持杭の耐震性を低下させることが知れた。(3)温度変動に伴うコンクリートのひび割れ幅の変動は、測定部材の温度の変動による伸縮にほぼ比例していた。2.小型骨組モデルによる自己歪応力実験及びその損傷骨組の耐震性能確認実験(寺岡)小型骨組モデル試験体を4体作成し、自己歪応力による損傷を調べると共に、その損傷が耐震性能に与える影響、および損傷した部材の耐震補強の効果を確認した結果、以下のことがしれた。(2)自己歪応力により損傷した柱部材を、炭素繊維により補強することで、耐震性能が著しく改善されることを確認した。平成21年度の研究項目および成果の概要を以下に示す。I小型骨組モデルによる自己歪応力および耐震性能補足実験および耐震補強補足実験(寺岡)(1)自己歪導入時の柱の変形角を3水準、(2)コンクリートの圧縮強度を2水準、および(3)炭素繊維補強の有無、を実験因子とした実物の約1/4寸法の試験体を7体作成し、調べた結果、以下のことが分かった。(1)自己歪応力の大きさが、柱の損傷(剛性・ひび割れ)に与える度合、および耐震性能を劣化させる度合に、関して貴重なデータが得られた。(2)炭素繊維補強は、自己歪応力を受けた柱の耐震性能を改善するのに、有効な方法であった。

(3)以上の点については、コンクリート強度が1036N/mm^2の範囲で、同様な傾向を有することが知れた。II研究成果の統合的検討・評価(寺岡、仁保)(1)地盤沈下によるRC構造物の損傷度の調査および検討(ア)べた基礎構造物について:(1)耐震補強時に雑壁の一部にスリットを設けることは,構造物の剛性を低下させ,結果として不同沈下量を増大させる。(2)曲げ、せん断および収縮の各ひび割れ幅に関して、平均値に対する最大値の比は、2倍4倍であった。(イ)支持杭基礎構造物について:(1)地盤沈下による建物の抜け上がり量は、圧密沈下の算定量に比べて若干小さい程度であった。(2)負の摩擦力を考慮した場合の支持杭に作用する荷重は耐荷力を上回り、このことが不同沈下を大きくした一因と考えられた。(3)調査対象地盤の沈下による抜け上がりおよび地盤の液状化は、支持杭の耐震性を低下させることが知れた。(2)小型骨組モデルによる自己歪応力実験及びその損傷骨組の耐震性能確認実験(1)自己歪応力は、骨組の耐震性能に影響を与える。(2)自己歪応力により損傷した柱部材を、炭素繊維により補強することで、耐震性能が著しく改善されることを確認した。
代謝モニターを用いた周術期栄養管理とその効果の検討

炭水化物含有飲料水を用いた術前経口補水は、術前の患者の満足度および術後の食欲不振の軽減・食事摂取量の回復に有効であった。また、術中の輸液においては、低濃度の糖含有輸液を与えることは高血糖になることなく、体のタンパク異化を抑えることが推測された。さらに、術後エネルギー過剰投与により筋タンパクの異化が亢進すると共に、ノルアドレナリンの分泌に伴う栄養ストレスが筋タンパク分解を促進させることが明らかとなった。前年度に引き続き、炭水化物含有飲料水としてアルジネード・ウォーターを使用した術前栄養補給の研究を行った。結果は、コントロール群に比較して低AW群・高AW群で「飲みやすさ」「口渇感」「空腹感」「気分」に対し有意に良好な回答を得ることができた。各群間に導入前の胃内容物に差はなかった。採血の結果は高AW群・低AW群・コントロール群の順に術前飢餓状態が解消されていることが明らかとなった。また、本年度は、術中に、ブドウ糖を含んだ酢酸リンゲル液を用い術中の栄養管理についての研究を行った。全身麻酔の導入・気管挿管後、代謝モニターを装着し持続的にエネルギー消費量・呼吸商を測定した。患者を無作為に3群に分け術中輸液としてブドウ糖を含まないリンゲル液、コントロール群。1%ブドウ糖加酢酸リンゲル液群。2.5%ブドウ糖加酢酸リンゲル液群に分ける。採血を行い、血中ケトン体、遊離脂肪酸、乳酸値、3-メチルヒスチジン値、血糖値、インスリン値について比較検討を行った。また、輸液投与後のエネルギー消費量・呼吸商も引き続き持続的に測定することで術中の栄養管理の指標とした。コントロール群においては、タンパク異化が進んだ。低ブドウ糖群及び高ブドウ糖群においてはタンパク異化は観られなかったが、高ブドウ糖群では高血糖となった。さらに、術後集中治療室に入室し、人工呼吸管理となった患者を対象として、Harris-Benedictの式を用いて算出した推定基礎代謝量に「活動係数」および「ストレス係数」を乗じて推定必要エネルギー消費量を求める、代謝モニターより算出されるエネルギー消費量と比較検討を行った。その結果、従来の投与エネルギーが代謝モニターより算出される消費エネルギーと比較して過量であることが分かった。炭水化物含有飲料水としてアルジネード・ウォーターを使用した。1本125mLで18%の炭水化物を含有、アルギニンを2%含んでおり、100Kcalを有する。手術前夜より絶食とし患者を無作為に3群に分け、各群30名にたいして実験を行った。3群は以下のとおりとする。1.水のみ飲水可能とした群。(コントロール群)。2.手術前夜に250mL(2本)、手術3時間前までに250mLを経口補液した群。(低AW群)。3.手術前夜に500mL(4本)、手術3時間前までに500mLを経口補液した群。(高AW群)。手術室搬入時に「飲みやすさ」「口渇感」「空腹感」「気分」について各群のスケール評価を行うい、また、麻酔導入前に超音波エコーを用いて胃内容物のチェックを行った。さらに、採血を行い、血中ケトン体、遊離脂肪酸、乳酸値、3-メチルヒスチジン値、血糖値、インスリン値について比較検討を行った。麻酔導入、挿管後から代謝モニターを装着し呼吸商を測定し、搬入時の栄養状態の評価(飢餓状態・栄養過多状態)を行った。各郡間に導入前の胃内容物に差はなかった。現在までに、経口補水の「ある」・「なし」での術前の栄養評価を施行することができている。さらに、現在、術中の栄養評価に対し研究を進めており、当初の研究計画にのっとって順調に進捗しているものと思われる。今後は、全身麻酔の導入・気管挿管後、代謝モニターを装着し持続的にエネルギー消費量・呼吸商を測定する予定である。これにより術中の栄養管理の指標が明らかになる予定である。また、術後集中治療室に入室し、人工呼吸管理となった患者を対象として行う研究においては、術後の侵襲期における栄養管理法が明らかになる予定である。本年度残額が1,112円と少額の端数が発生したが、繰越金については経腸栄養剤に使用する予定である。
HIV-Iの核移行を阻害する抗HIV薬の開発

以前に申請者らは、ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)アクセサリー蛋白質VprがImpαのみを介して核移行する新規核移行機序を有することを発見した。さらに、Vprと核輸送担体importinαとの結合がマクロファージへのHIV-1感染に必須であるということを世界に先駆けてみいだした。そこで、Vprとimportinαとの結合を阻害する低分子化合物を開発し、新たなる抗HIV-1薬の創製を目指した。まず、大量精製したGSTとHis tag融合VprおよびImpαを用いて、VprとImpαとの結合を正確、簡便および高感度に検出するためのELISA binding法を構築した。このELISA法を用いて、2000化合物からスクリーニングして、VprとImpαの結合を阻害する低分子化合物49種を選択した。その内11種の化合物が、GST pull down法においてVprとImpαの結合を、2種類がin vitro核移行解析においてVprの核移行を阻害した。また、同定された化合物は細胞内で主に作動しているclassicalなNLSの核移行に効果を及ぼさなかったと同時に、ミトコンドリアの活性を指標とするMTT法により、細胞傷害性が低いことが明らかとなった。興味深い事に、解析した1種類がマクロファージにおけるウイルス感染を阻害した。この化合物が、VprとImpαのどちらに結合するかをBlue NATIVEPAGEを用いて解析した結果、化合物はVprに結合しスメア状にシフトしていることが確認された。現在、大規模スクリーニングと化合物の最適化のためにVprとImpα複合体のX線結晶構造解析を進めている。一方、HIV-1感染の初期過程を可視化するために、的かつ蛍光バイオイメVpr蛍光蛋白質融合Vprを用いた蛍光バイオイメージング技術を確立した。