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ナノ粒子内封リポソームの破壊に基づく病原性ウイルスの超高感度分析

電解発光とリポソームを組み合わせた新規検出法を用いてインフルエンザウイルス表面の突起であるヘマグルチニン・タンパクの迅速高感度検出に展開し以下の成果を得た。1.金電極に最適な吸着性を持つルテニウム錯体を合成し、続いてリポソームの調製法及び測定操作の最適条件を明らかにした。2.BSAタンパクの検出:主にリポソーム上の抗体数、リポソーム濃度及び抗原抗体反応時間の最適化により、モデルタンパクとしてのBSAの高感度化を進め、90分以内で約10^<-13>mol/mLの感度を達成した。これにより測定手法を確立することができた。3.ヘマグルチニン・ペプチドの検出:A型インフルエンザ・ヘマグルチニンのアミノ酸配列の保存領域のペプチド(20アミノ酸)に対する抗体が同研究者から提供され、この抗体を使用したイムノリポソームを調製した。ペプチドを電極表面に固定化し、様々な濃度のペプチドを添加した後、イムノリポソームを加えた。抗原抗体反応後、電解発光を測定し、attomoleオーダの約10^<-17>mol/mLのペプチド検出が可能となった。4.ヘマグルチニン、タンパクの検出:遺伝子工学的手法で調製したヘマグルチニンを電極に固定化した。ヘマグルチニンについて同程度の感度が得られた。5.インフルエンザウイルスの検出:不活性化したA型ウイルスを同様に測定すると数100個/mLの検出が可能であることが明らかとなったが、今後、精度を高める必要がある。以上、新規分析法を開発し、インフルエンザウイルスの迅速高感度検出に成功した。本手法は他のウイルス、さらに様々なタンパクの検出に有効であり、今後幅広い適用への展開が期待される。電解発光法とリポソームを組み合わせた新規高感度分析法を確立し、さらに実試料として病原性ウイルスの検出に応用することを目的としている。本分析法の鍵となるリポソームは内部に電解発光種のルテニウム錯体あるいはナノ粒子を内封し、リポソーム表面に抗体を修飾したものを計画している。今年度は、5種類の側鎖を有するルテニウム錯体を合成し、金電極への吸着能を調べ、2本のアミノ基を有するもの(錯体A)が強く吸着し、電極からの脱着も用意であるため電極の再利用が可能なる利点があるため、最適であると結論した。リポソームの調製は、エクストルダー法(フィルター:50nm)を用いると得られた粒径は80nm程度であった。超音波法によるリポソールの粒子径は均一でなく、感度が低いことが示された。抗原抗体反応により電極上に結合したリポソームを効率的に破壊することも重要な問題であるので、化学的(有機溶媒、界面活性剤)及び物理的方法(加熱、凍結)について検討し、アルコール類の添加が有力であり、特にエタノール添加が最適であることが分かった。その他、金電極加熱処理時間、リポソーム粒子サイズによる感度の最適化を行った。次に、牛血清アルブミン(BSA)を分析対象としてBSA抗体修飾リポソームを調製した。金電極上にはBSAを固定化し、最適条件下、競合法によりBSAの測定を行うと10^<-9>10^<-6>g/mLの濃度範囲で定量可能であった。通常使用されている高感度分析法であるELISA法(サンドイッチ)では10^<-8>10^<-5>g/mLの測定範囲であった。本手法は、感度が1桁良い上に抗原抗体反応が一度で済むために測定時間1時間半とELISA法より短時間であることが明らかとなった。

今後は、さらに感度を向上させるために、リポソーム濃度及びリポソーム表面の抗体数の最適化を行い、実試料としてインフルエンザウイルスのヘマグルチニン及びウイルスそのもの(不活性化)を測定する予定である。電解発光とリポソームを組み合わせた新規検出法について、今年度はインフルエンザウイルス表面の突起であるヘマグルチニン・タンパクの迅速高感度分析に展開した。ヘマグルチニンの部分ペプチド、ヘマグルチニン・タンパク、ウイルスの順に検出の検討を進めた。1.BSAタンパクの検出:主にリポソーム上の抗体数、リポソーム濃度及び抗原抗体反応時間の最適化により、モデルタンパクとしてのBSAの高感度化を進め、90分以内で約10^<-15>mol/50μLの感度を達成した。これにより測定手法を確立することができた。2.ヘマグルチニン・ペプチドの検出:A型インフルエンザ・ヘマグルチニンのアミノ酸配列の保存領域のペプチド(20アミノ酸)に対する抗体が同研究者から提供され、この抗体を使用したイムノリポソームを調製した。ペプチドを電極表面に固定化し、様々な濃度のペプチドを添加した後、イムノリポソームを加えた。抗原抗体反応後、電解発光を測定し、attomoleオーダの約10^<-17>mol/mLのペプチド検出が可能となった。3.ヘマグルチニン・タンパクの検出:遺伝子工学的手法で調製したヘマグルチニンを電極に固定化した。ヘマグルチニンについて同程度の感度が得られた。4.インフルエンザウイルスの検出:不活性化したA型ウイルスを同様に測定すると数100個/mLの検出が可能であることが明らかとなった。以上、本研究成果は、新規分析法を開発し、インフルエンザウイルスの迅速高感度検出に成功した。本手法は他のウイルス、さらに様々なタンパクの検出に有効であり、今後幅広い適用への展開が期待される。
冬期日本海上に発生する帯状降雪雲と渦列状優乱の積雲対流数値モデルを用いた研究

冬期、アジア大陸から季節風の寒気が日本海上に吹き出したとき、細い筋状の雲の他に幅の広い帯状の雲が、朝鮮半島の付け根から日本の北陸にかけて、あるいは北海道の西岸に沿って形成される。いわゆる帯状収束雲と呼ばれるもので、その上陸地点にしばしば豪雪をもたらす。この帯状収束雲に沿って直径が数100km程度の渦状の擾乱がしばしば形成される。本研究課題ではこの帯状収束雲と渦状擾乱について、主に数値モデルを用いてこれらの発生メカニズムと構造を明らかにすることが目的であった。まずデ-タ解析については、気象衛星の画像から季節風卓越時に日本海上に発達した帯状収束雲とそれに沿って発生した渦状擾乱の発達の様子を調べ、以下に述べる数値モデルの結果を比較した。また天気図及び気象庁客観解析デ-タからこれらの擾乱の発生したときの総観場の特微を明らかにした。デ-タ解析で調べた擾乱について、気象庁日本域スペクトルモデルまたはそれを改良したモデルを用いて数値実験を行い、日本海西部に発生した帯状収束雲とメソスケ-ル低気圧の数値実験を行った。事例として、日本海沿岸に突風と豪雪をもたらした1990年1月23日の渦状擾乱を選んだ。その結果、水平分解能40kmのモデルで渦の発達過程がよく再現された。擾乱の強制力に関する様々な敏感度実験を行った結果、この小低気圧の形成には調鮮半島の付け根にあるペクト山と日本海からの顕熱の加熱が重要な強制力となっており、これらのうちどちらかを除いても低気圧はほとんど形成されないことが明らかになった。これらの結果よりこの低気圧は風下低気圧の海面からの強制を受けたものとして理解される。また、水平解像度を10kmに上げたモデルを用いて行った数値実験より、帯状収束雲に沿って形成されるさらに水平スケ-ルの小さい(水平スケ-ルが数10kmから100km程度)の渦列状擾乱の発生及び発達過程が再現された。
雇用の内的柔軟性に関するオランダ労働契約法制の研究

オランダ労働契約法制では、1990年以降、使用者側からの労働条件の一方的変更と労働者側からの労働条件の一方的変更に関する大きな変化がみられた。これは、使用者側の経営の柔軟性に対する要請とワークライフバランスの要請が働いたものであるが、こうした変化により、オランダでは、労働条件変更法理に関する立ち入った理論的検討が行われている。わが国では労働契約法10条に使用者による労働条件の一方的変更ルールが制定されたが、労働者側からの労働条件変更ルールについての議論が希薄である。労働条件変更法理に関する理論的基礎に関する立ち入った考察とともに、ワークライフバランスの観点から、労働者側の労働条件変更ルールについて議論を行う必要があろう。平成21年度については、オランダ労働契約法について大きなインパクトを与えたTaxi Hofman事件(HR 26 juni 1998,JAR1998,199)を中心とした議論を整理した。同事件は、労働契約に関する一般条項存定めるオランダ民法611条(使用者と労働者は、それぞれ良き使用者、良き労働者として行動すべき義務を負っている)に某づいで、使用者の労働条件の一方的変更の申込みについて、労働者には合理的た理由がたい限りこれを積極的に受諾すべき義務があることを説示したものである。こうした議論の一部を反映した成果を平成21年10月18日の日本労働法学会報告に反映させた。また、平成22年3月にオランダ・アムステルダム大学に赴き、関連する論文・裁判例の収集を行った。労働契約は、他の契約と比較すると、契約当事者が契約内容を明確に定める範囲が著しく限定されている。継続的あるいは企業組織の中で展開されていく労働契約の内容をどのように確定していくのかという問題について、オランダの労働契約法制に関する議論は一つの視点を提供している。たとえば、ワークライフバランスの観点から、労働者には労働時間を変更する請求権が認められるべきか。経済環境への柔軟な対応の観点から、使用者に一方的労働条件変更権が認められるべきか。オランダでは、こうした労働契約の柔軟性について、契約理論と制度理論の対立といった労働契約の根本に立ち返った議論が行われているからである。平成22年度は、前年度に検討を加えたTaxi Hofman事件(HR 26juni 1998,JARi998,199)の検討を土台として、オランダ労働契約法制における労働条件の一方的変更法理に関する理論的考察を行った。同事件は、労働契約に関する一般条項を定めるオランダ民法611条(使用者と労働者は、それぞれ良き使用者、良き労働者として行動すべき義務を負っている)に基づいて、使用者の労働条件の一方的変更の申込みについて、労働者には合理的な理由がない限りこれを積極的に受諾すべき義務があることを説示したものである。オランダ労働契約法では、上記Taxi Hofman事件を契機として、労働契約に関する理論的検討が近時積極的に行われている。一方では、共同体としての労働関係を尊重して労働契約の役割を単なる労働関係の地位設定に縮減し、労働関係の柔軟化を志向する「制度理論」(institutionele benadering)と、労働関係を主としてその開始において締結された契約によって明確にされるべきもとのとして理解する「契約理論」(contractuele benadering)が対立していた(F.Dorssemont,'interne flexibilisering,een variatieop het thema van de institutionele leer',SMA2005/3)が、上記Taxi Hofman事件以降、「制度理論」と「契約理論」の新たな関係が模索され、以上の見方を統合する見解も提起されていた。平成22年度は、こうした見方の理論的含意について検討するとともに、とくに、労働者側から行う労働時間変更請求に関するオランダ法の動向を概観した。
建物群破壊確率モデルの高精度化

東日本大震災の津波再現計算を活用した各建物に対する津波浸水深を推定した.また,津波による全壊(流出・全損)被害の可能性を定量的に推定するため必要且つ簡便に入手可能なパラメータを選定したところ,津波浸水深に加え建物構造(RC造・鉄骨造・木造)や建物密集度(周囲の建物数),対象建物周辺の地理特性(防潮堤など構造物の有無やその距離)が建物被害に大きく関わる可能性を指摘し,3.11津波による被害経験に基づいた解析モデル(建物群破壊確率モデル)を作成した.さらに,数値モデルから得られた津波来襲・遡上の時間変化を明らかにし,指定避難場所迄の最適経路や距離の把握が可能な避難支援マップを作成・提案した.建物群破壊確率モデルを高精度化するにあたり,より精度の高い津波数値モデル構築は重要となる.岩手県の海岸線は,南北300kmを超え広域にわたり集落が点在しており,多領域でのモデル構築が必要となる.平成27年度は,太平洋東北沖岩手県南部に位置する大槌町に焦点を絞ったモデル構築および数値計算の実施を行った.数値モデルは入手可能な複数の波源モデルを利用し,再現性は,沖合での観測津波波形や航空写真より読み取った津波遡上の最大範囲,陸上域での観測浸水高,現地住民の証言を参照したヒアリング調査資料から総合的に判断した.複数の波源モデルより定性的な再現性を比較したところ,中央防災会議モデルが岩手県沿岸域では再現性が高く,本検討での計算精度は,相田(1978)の評価指標であるK値が1.00,κ値は1.15が得られた.津波シミュレーションの結果,大槌町安渡地区では,地震発生後29分経過時に津波が海岸線に到達し,34分経過時に高さ6.4mの防潮堤を越流した.そして約4分が経過した38分後には防潮堤内側の低地全てが浸水した.その後も繰り返し防潮堤高さを上回る津波が来襲し,低平地は長時間にわたり浸水被害を受けた.大槌町吉里吉里地区では,地震発生後25分経過時に津波が海水浴場に到達し,28分経過の時点で海水浴場背後の高さ6.3mの防潮堤を越流した.水塊はより地盤高が低い3丁目側から浸水が始まり,2丁目低平地側へと拡大した.第2波目でより広範囲の浸水となり,37分経過時に津波は最も高い標高20m付近に達した.安渡地区と吉里吉里地区とでは直線距離で2km程度しか離れていないものの,津波到達の時間や最大遡上高さには大きな違いがあることが明らかとなった.平成27年度は,できるだけ最新の津波計算を行うための水深および土地利用に関する公的データ収集や波源モデルの入力値作成,津波数値モデルの作成・利用とその適用可能性について多くの時間を費やした.岩手県の沿岸域には多くの集落が点在しており,本検討でも最小計算領域は25カ所を想定している.従って,すべての領域において標高・土地利用・海岸保全施設の有無とその高さについての入力ファイルを作成するのは時間がかかることが想定されており,それら解析結果を利用した建物群破壊確率モデルの構築には時間がかかると予想していることから,当初予定のスケジュールをやや下回っていると判断した.より高精度な津波浸水範囲及び浸水深を明らかにするため,既出複数の波源モデルから岩手県沿岸域にて最も再現性が高かった中央防災会議モデルを選定し,全34領域での新規地形・計算メッシュデータを作成中であり,先行実施した大槌湾での検討結果は平成28年度研究論文にて公表した.大槌湾・船越湾内各集落における時系列での浸水状況として,浪板では地震発生から36分後,吉里吉里が同37分後に浸水面積が最大となったと推定された.臨海部低平地では,安渡・港町が同31分後,赤浜が同34分後,須賀町が同36分後に既設防潮堤を越流し,住宅地への浸水が始まった.大槌・小鎚川沿い住宅地での浸水は,桜木町が同41分後、大ヶ口が同43分後であったと推定された.津波遡上高から推定された各建物の浸水深は,既往結果よりも全体的に大きくなっており,今回の見直しに伴い大ヶ口や桜木町の建物の多くは4m未満,海岸線に面している港町・赤浜・吉里吉里では10mを上回る建物も多く存在したことになる.大槌町内で浸水した建物は6949棟あり,最頻水深帯は,RC造で8-9m帯,鉄骨造で7-9m帯,木造で3-4m帯であることが明らかとなった.安渡・吉里吉里両地区については,徒歩避難で利用される道路網をGIS上で整備し,津波浸水に加え土砂災害が発生した場合での避難行動中における被災リスクや最短経路を容易に認識する避難支援マップ作成にも取組んだ.両地区には指定避難場所が12カ所存在するが,ほぼ利用実態がない場所や地域住民のみが認識していた場所も確認できた.任意場所からそれら避難場所への最短経路の抽出および可視化から,避難完了迄にかかる距離を把握でき,移動時間の推定も可能となった.そして,最寄避難場所への移動距離が長い地域については,新たな避難場所指定のきっかけとなる提案を行っており,津波数値モデルの高精度化はこれら活動の一端に寄与した.東日本大震災の津波再現計算を活用した各建物に対する津波浸水深を推定した.

また,津波による全壊(流出・全損)被害の可能性を定量的に推定するため必要且つ簡便に入手可能なパラメータを選定したところ,津波浸水深に加え建物構造(RC造・鉄骨造・木造)や建物密集度(周囲の建物数),対象建物周辺の地理特性(防潮堤など構造物の有無やその距離)が建物被害に大きく関わる可能性を指摘し,3.11津波による被害経験に基づいた解析モデル(建物群破壊確率モデル)を作成した.さらに,数値モデルから得られた津波来襲・遡上の時間変化を明らかにし,指定避難場所迄の最適経路や距離の把握が可能な避難支援マップを作成・提案した.平成27年度に実施した作業を引き続き継続し,平成28年度上期には詳細(10m解像度)領域での津波数値モデル構築および計算を実施する予定である.本検討により来襲津波の波向きや海岸線への到達,海岸保全施設越流のタイミング等が詳細に把握することができるので,建物群破壊確率モデル修正に向けた基礎資料を蓄積することも期待される.そして,既存の建物群破壊確率モデルの修正を行い,実際の建物被害との比較を実施する予定である.また,東海・東南海・南海地震を対象とした津波モデル構築を検討しており,岩手県と同様の地理的傾向を有する沿岸地域を対象とした推定被害確率を提示することにも取り組む予定である。津波災害津波計算データ構築作業の開始が予定よりも遅れたため,人件費・謝金の実施が想定よりも少なく,次年度使用額が生じた.平成28年度では,当初予定どおり津波計算データ構築作業の人件費・謝金の支出を実施して作業の完遂に努める.
骨粗鬆症モデルラットへのSBM経口投与が骨結合の促進に与える影響

本研究は骨粗鬆症モデルラットを用いてサプリメントの経口投与がオッセオインテグレーションを促進させ治療期間の短縮に寄与できるか検討を行った.その結果, SBMの摂取は骨密度および引き抜き強度が有意に増加し,蛍光顕微鏡観察によりインプラント体周囲の骨形成を促進させることを明らかにした.さらに骨体積の増加,骨表面積の減少,太い骨梁,連続性がより向上した骨梁構造を示した.以上のことからインプラント治療期間の短縮に繋がる可能性が示唆された.インプラント体埋入後の治癒期間は3ー6ヶ月とされ、この期間は摂食機能が制限されるためQOLが大きく低下する。特に広範囲欠損のインプラント治療では骨代謝の機能低下を伴う高齢者が対象になることが多く、本邦に1,300万人いるといわれる骨粗鬆症に悩む高齢者の場合、更に治癒期間は長期化する。将来的に超高齢社会の我が国では、インプラント治療を希望する高齢者の増加が予測される。これらのことから治療期間の短縮は臨床上重要な命題と言える。治療期間に大きく影響するオッセオインテグレーションに関わる研究はインプラント体表面性状の改良や表面処理の工夫、さらに即時荷重法の選択など局所的アプローチが主流であった。これに対し、申請者は全身面からのプローチとして、サプリメント(Synthetic Bone Mineral:SBM)療法に着目し、健常ラットへのSBM経口投与がオッセオインテグレーションを促進させ治療期間の短縮に寄与できることを明らかにした。今回の研究では増加する高齢者へのインプラント治療を想定し、加齢を加味した骨粗鬆症モデルラットを用いてSBMの経口投与がオッセオインテグレーションを促進させ治療期間の短縮に寄与できるか検討を行った。平成27年度は動物実験を行った。実験動物は8週齢雌性Wister系骨粗鬆症モデルラットを使用し、SBM配合食を与える実験群と普通食を与える対照群の2群に分類した。実験の結果、実験群ではインプラント体埋入後2および4週において、インプラント体の引き抜き強度およびインプラント体周囲骨の骨密度について実験群は対照群に比べ有意に高い値を示した。また実験群はカルセインによる蛍光染色においてインプラント体周囲骨に帯状の蛍光像を示した。以上の結果から骨粗鬆症モデルラットにおけるSBMの経口摂取が骨形成作用を持つことを明らかにし,インプラント体埋入後の治癒期間中にインプラント体周囲新生骨の骨形成を促進させることを明らかにされた。さらに骨形成を促進させることでインプラント治療期間の短縮に有効である可能性を示唆した。インプラント体埋入後の治癒期間は3ー6ヶ月とされ、この期間は摂食機能が制限されるためQOLが大きく低下する。骨粗鬆症モデルラットにおけるSBMの摂取は,インプラント体周囲の骨形成を促進させ,骨梁構造を向上させることが明らかとなった。また,インプラント治療期間の短縮に繋がる可能性が示唆され,今後より長いSBM経口期間を検討する必要があると考えられた。本研究は骨粗鬆症モデルラットを用いてサプリメントの経口投与がオッセオインテグレーションを促進させ治療期間の短縮に寄与できるか検討を行った.その結果, SBMの摂取は骨密度および引き抜き強度が有意に増加し,蛍光顕微鏡観察によりインプラント体周囲の骨形成を促進させることを明らかにした.さらに骨体積の増加,骨表面積の減少,太い骨梁,連続性がより向上した骨梁構造を示した.以上のことからインプラント治療期間の短縮に繋がる可能性が示唆された.骨粗鬆症モデルラットにおけるSBMの経口摂取が骨形成作用を持つことを明らかにしたことから、SBMの骨形成促進作用がどのように骨代謝に影響を与えるか、リアルタイムPCRおよび免疫染色を用いて検討を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。インプラント28年度が最終年度であるため、記入しない。
高次高調波表面光電子分光法によるグラフェン電子系の超高速ダイナミクスの解明

我々は、次世代の超高速デバイス材料として有望な大面積エピタキシャルグラフェンの超高速緩和ダイナミクスを明らかにすることを目的として、原子層一層レベルの表面の光励起キャリア緩和ダイナミクス計測が可能な高次高調波光源を用いたフェムト秒時間分解表面光電子分光法を実現した。また、30倍程度の信号強度増強効果を有する表面増強ラマン散乱分光法を確立し、基板のからのラマンピークと重畳することなく、エピタキシャルグラフェンのラマンピークの詳細な分析に成功した。更に、超高速過渡回折法を用いることにより、グラフェンの電子位相緩和計測に成功し、緩和時間をおよそ50 fsと見積もることができた。平成23年度は、超高速表面光電子分光法によるエピタキシャルグラフェンのダイナミクス計測を中心に実施した。また、本研究で用いる、大面積エピタキシャルグラフェンの成長と、そのラマン分光・原子間力顕微鏡(AFM)評価は適宜実施した。【課題1】既存計測法によるグラフェン電子系の超高速緩和過程の計測繰返し10Hzのテラワットレーザをベースにしたポンププローブ型高次高調波表面光電子分光システム(TR-PES10)の100fs時間分解能化を達成し、GaAs表面電子系の初期光過程における電子・正孔空間分離過程の観測に成功した。また、本装置を用いてエピタキシャルグラフェン計測の予備実験として、グラファイトの光励起状態の表面光電子分光を行い、伝導帯電子系に由来する光電子信号の検出に関して予備的データを取得することに成功した。また、グラフェンの光学フォノン検出に向け、既存のフェムト秒時間分解反射率法を用いて、グラフェン上に金属微粒子を分散させたエピタキシャルグラフェンの予備計測を実施した他、過渡回折法による多層グラフェンの電子系位相緩和計測に向け、超短パルスレーザ装置を立ち上げ10fsのパルス幅を達成した。【課題2】高次高調波表面光電子分光システムの確立TR-PES10では、レーザショットの繰返しが少ないために、光電子スペクトルを十分な信号強度で取得するには、30分程の時間を要する。H23年度は、この点を克服するために、lkHz繰返し、パルス幅25fsのレーザをベースにした高次高調波表面光電子分光システム(TR-PES1000)の構築を開始し、温度依存性計測用の冷却機構付きサンプルマニピュレータ並びにサンプル加熱ステージを既存の光電子エネルギー計測チャンバに組込んだ。また、光源として、1kHzレーザを用いた高次高調波発生実験を実施し、本システムで用いる51次高調波の発生実験を実施した。平成25年度は、本課題の最終年度であることにより、これまでの研究に対する理論的解析を実施することで理解を深めた他、構築した装置をさらに発展させる改造などを実施し、本研究を大きく今後へとつなげることを念頭に実施した。【課題1】既存計測法によるグラフェン電子系の超高速緩和過程の計測本課題では、昨年度実現したGaAs表面フェムト秒ダイナミクス計測のデータに対して、初期状態に半導体のバンドベンディングを仮定したDrift-diffusion equation (DDE)を数値的に解き、光励起した電子-正孔対の空間拡散と移流によって引き起こされる内部電界を求める手法を実施した。本手法は、グラフェンにおける電子-正孔ダイナミクスの解析にも有効である。また、昨年度予備的計測に成功した過渡回折法による単層CVDグラフェン計測の実験では、7 fsレーザパルスを利用することにより、詳細な時間分解計測を実施した。本計測では、電子位相緩和時間が約40 fsであることを見出したが、グラフェンの電子位相緩和時間を定量的に計測することに成功したのは世界で初であり、応用物理学会において発表した。さらに、これまで駆使してきたグラフェンにおけるラマン散乱分光評価技術を偏光依存ラマン分光法へと発展させ、通常のバルクグラフェンではなく、グラフェンナノリボン(GNR)に適用した。偏光度の計測により、エピタキシャル法で作成したGNRのエッジカイラリティーの評価することに成功した。【課題2】高次高調波表面光電子分光システムの確立本課題では、これまで1kHzのレーザシステムを用いた超高速時間分解光電子分光システム(TR-PES1000)の実現を図ってきたが、今年度は半球型電子アナライザを新たに導入し超高速時間分解ARPESシステムへと発展させた。そのために、高次高調波発生チャンバの架台を新造し、より安定な光源の構築を図った。平成24年度は、超高速表面光電子分光法による半導体表面ダイナミクス計測を中心に実施した他、過渡回折法によるグラフェンの電子位相緩和計測を進展させた。さらに、表面増強ラマン効果を用いたエピタキシャルグラフェンのラマン分光計測法をさらに深化させ、銀微粒子によるグラフェンへの影響を世界で初めて評価した。

【課題1】既存計測法によるグラフェン電子系の超高速緩和過程の計測本課題では、主に以下の3つの研究を実施した。一番目は、昨年度実現した時間分解能100fsを有するポンププローブ型高次高調波表面光電子分光システム(TR-PES10)を用いて、GaAs表面フェムト秒ダイナミクス計測を実施、電子・正孔分離時間並びにその表面再結合時間の見積もりに成功した(NTT)。二番目は、7fsの高強度数サイクルレーザを用いた透過型過渡回折法を構築し、CVD法で作製した単層グラフェンの電子位相緩和計測を実施した。単層CVDグラフェンからの過渡回折信号をとらえることに成功し、電子位相緩和時間の予備的データを得ることに成功した(東洋大)。最後に、エピタキシャルグラフェンの評価法として用いてきた表面プラズモン増強効果を用いたラマン分光法と透過型電子顕微鏡を組み合わせ、プラズモン増強に必要な銀の微粒子によるグラフェンへの電子ドーピング量を見積もることに成功し、論文に投稿した。(NTT)【課題2】高次高調波表面光電子分光システムの確立(NTT)H24年度は、1 kHz繰返し、パルス幅25 fsのレーザをベースにした高次高調波表面光電子分光システムにおいて、最終年度のエピタキシャルグラフェンの電子ダイナミクス計測に向け、ポンププローブ実験系の構築を実施した。また、グラフェンの表面を清浄化するため、H23年度に購入したサンプル加熱ステージを組み込んだサンプルプレパレーションチャンバを整備した。当初の研究計画通り、既存の超高速光電子分光システムの半導体を標準サンプルとして100fs時間分解能評価実験に成功し、エピタキシャルグラフェンの超高速緩和計測の予備実験は当該年度で実施することができている。また、1kHz繰返し、パルス幅25fsのレーザをベースにした高次高調波表面光電子分光システム(TR-PES1000)の構築については、冷却機構付きサンプルマニピュレータ並びにサンプル加熱ステージを導入した他、51次高調波の発生実験を実施することができており、TR-PES1000システム構築も順調に推移している。25年度が最終年度であるため、記入しない。H23H24年度の2年間の研究遂行については、大凡当初の研究計画通りに推移していると自己評価している。まず、既存の超高速光電子分光システムの半導体を標準サンプルとして100 fs時間分解能評価実験に成功し、エピタキシャルグラフェンの超高速緩和計測の予備的データまで取得できている。さらに、1 kHz繰返し、パルス幅25 fsのレーザをベースにした高次高調波表面光電子分光システムの構築については、液体ヘリウム温度(約10K)計測系や加熱機構表面評価装置(LEED・残留ガス計測器)を備えたサンプル準備チャンバーも導入し、ポンププローブ実験系も整備した。これらの2つを最終的に合わせることにより、最終年度には、計画の主目標であるフェムト秒時間分解表面光電子分光法によるエピタキシャルグラフェンの電子ダイナミクス計測を実現することは可能であり、ここまで実現すれば層数依存性などパラメータ依存性の計測は容易である。
口唇口蓋裂児の口腔機能発達を保証する哺乳具の開発と療育支援プログラムの構築

口唇口蓋裂児の効率的な哺乳と健全な口腔機能発達を促すため、口蓋裂児の吸啜機能を補う口蓋床(Hot's床)の改良と口蓋裂児用哺乳瓶を開発した。さらに哺乳技術(特に口唇口蓋裂児の母乳育児を可能にする手法)を開発し、ハンドブックを作成した。口蓋床の改良は口蓋床に吸啜窩を付与したもので、超音波画像解析により吸啜時舌運動への影響を検証した。12名の口唇口蓋裂患児を検証した結果、改良口蓋床において舌運動が有意に増大することが確認された。吸啜時の舌・下顎運動は咀嚼・嚥下機能の発達に重要な意味を持っていることからこの改良は口唇口蓋裂児に効率的な哺乳を提供すると伴に、口腔機能発達を促すことが期待される。平成24年度は、口唇口蓋裂児用の哺乳支援具(哺乳瓶)の試作品ver.1が完成し、モニター使用結果を第36回日本口蓋裂学会(2012.5.24京都)にて発表した。市販化に向け、商品名を"ママの手"と決定。意匠登録、実用新案出願中である。試作哺乳瓶に関してはモニター使用事例を積み重ね、対象者からは良い評価を得た。その評価を踏まえ、定例研究会議にてさらなる修正点を議論し、平成25年5月からの市販に向けて若干の修正を加え、"ママの手"ver.2の設計図を検討中である。「母乳に近い吸啜を誘導する人工乳首の評価・開発研究(松原2010)」によって開発し、市販化された正常児用の人工乳首を、平成24年度には、さらに哺乳力の弱い児にも対応できる商品とするため、乳首の形状や硬度を変更した新乳首を考案、モニター試験を行った。新乳首の開発には、口唇裂児○名の上口蓋石膏型の3次元解析を行い、その計測値をもとに乳児の口腔発達に合わせた乳首のサイズを割り出した。新乳首は25年度6月より全国病産院に流通予定であり、口唇口蓋裂児用哺乳瓶に装着してモニター調査を予定している。開発した哺乳具の哺乳具の安全性、強度、耐久性を評価するための機械的なモニター試験は、協力企業との産学協同により、予定通り終了した。平成21-23年度文部科研で実施した改良哺乳床は、23年度までは哺乳瓶哺乳児への適用にとどまったが、24年度は直接母乳が可能となるような改良哺乳床の開発に着手し、良好な結果を得ている。特に、口唇顎裂児の直接母乳成功率は、23年度から25年5月現在、漸増してきている。それらのノウハウを哺乳支援マニュアル(報告書"口唇口蓋裂児の哺乳支援:母乳育児支援の観点から")にまとめ、全国の口蓋裂治療施設に発送予定である。平成25年度は、開発した試作品である『口唇口蓋裂児用哺乳瓶Ver.1』と『哺乳瓶使用マニュアル』の使用例を増やした。口唇口蓋裂児特殊乳首は使用せず正常児用一般乳首を装着する方針に基づき、事例毎に適切な乳首を選択しつつ、育児用品企業との産学共同研究により実用化した乳首(平成25年5月より病産院で試用開始。平成26年3月より市場流通開始。実用新案申請中)の評価も兼ね、開発哺乳瓶と共に適用例を増やした。使用した母親の8割は継続使用しており、概ね好評であり、哺乳困難による体重増加不良症例を減少させることに貢献している。26年度6月には口唇口蓋裂児用哺乳瓶Ver.2が完成予定。実用新案出願し11月よりインターネットを通じて流通予定である。本研究の基盤となった平成21-23年度科研費「口唇口蓋裂児の哺乳具の開発」(課題番号21390596)の成果を元に作成した『口唇口蓋裂児哺乳支援マニュアル』は、全国の口蓋裂治療施設340箇所に送付すると共に、マニュアルを活用した口唇口蓋裂児に対する哺乳支援方法の普及活動として、第39回日本看護研究学会学会交流集会(8月22日、於秋田)他、藤田保健衛生大学病院口蓋裂センター(平成25年11月9日、於愛知県豊明市)、コンビセミナー(平成25年11月9日、於名古屋市)、聖マリア病院(12月15日、福岡県久留米市)で研修会を開催した。これまでの一連の研究成果は、第37回日本口蓋裂学会(5月30日、於佐賀)、第64回聖マリア医学会(12月27日、於福岡)にて発表した。開発した哺乳具適用事例に対する筋電図形を用いた口腔周囲筋の筋活動量測定による評価については、26年度に実施する予定である。平成26年度は前年度に試作した『口唇裂・口蓋裂の哺乳ハンドブック』を完成版に仕上げ、印刷して全国の口蓋裂治療施設340箇所および、全国の周産期センター約200箇所、日本助産師会の47都道府県支部等へ送付した。また前年度に試作した『口唇口蓋裂児用哺乳瓶Ver.1』の問題点を改良し、『口唇口蓋裂児用哺乳瓶:ママの手』として完成させ、協力企業(株)コンビ社のHPに掲載し、インターネットを通じて無料配布を開始した。

さらに平成26年度は、研究協力施設である聖マリア病院の周産期センター(産科・新生児科部門)と口蓋裂治療センター(歯科・形成外科・コメディカル部門)の協働体制による情報交換会を年4回実施し、多職種協働を特徴とするがゆえに困難な口蓋裂治療と支援における聖マリア病院での連携協働体制の課題を明らかにした。その中で提案された3つの支援策(1口蓋裂支援ハンドブック、2診療手帳、3院内連携パス)を作成し、2015年度の運用に向けて準備中である。これら一連の研究成果は、第65回聖マリア医学会(12月27日、於福岡県久留米市)第39回日本口蓋裂学会(5月21・22日、於東京都千代田区)にて発表した。本研究の目的は、1)口唇口蓋裂児の口腔周囲機能の健全な発達を目指し、『口唇口蓋裂児の哺乳支援具』を開発してその有効性を検証すること、2)口唇口蓋裂児の治療と療育に必要な多科・多施設・専門職連携による地域支援ネットワークを構築することである。目的2)口唇口蓋裂児の地域支援ネットワークの構築に関しては、研究協力施設である聖マリア病院の周産期センター(産科・新生児科部門)と口蓋裂治療センター(歯科・形成外科・コメディカル部門)の協働体制により、平成26年度より開始した「口唇口蓋裂治療チームによる情報交換会」を平成27年度上半期に2回開催するとともに、同チームによる事例検討会が毎月1回、モーニングカンファレンスとして定着させることができた。情報交換会で提案された3つの支援策(1口蓋裂支援ハンドブック、2診療手帳、3院内連携パスの作成)のうち、1口蓋裂支援ハンドブック(平成26年度)2診療手帳(平成27年度)に作成し、使用を開始した。これらの研究成果は『口唇口蓋裂治療における院内連携ツールの作成』と題して第39回日本口蓋裂学会(2015年5月21・22東京)にて発表した。目的1)口唇口蓋裂児の哺乳支援具の開発と有効性の検証に関しては、平成24-25年度に口唇口蓋裂児用哺乳具および哺乳支援方法を開発し、生理学的手法を用いて哺乳支援具のモニター試験を実施予定であった。哺乳支援具は完成し、一般への普及を行うことはできたが、目的2)を先行させて研究を行ったため、開発品のモニター研究に関しては最終年度である本年度実施予定に変更した。目的1)口唇口蓋裂児の哺乳支援具の開発と評価に関しては口蓋裂児用哺乳瓶が流通品として実用化している。普及のための研修会の実施や流通対応が十分でなく、最終年度はホームページの完成度を挙げ、効果的な普及活動を検討する予定である。目的2)口唇口蓋裂児の地域支援ネットワークの構築に関しては、主任研究者所属の医療法人グループ内においては、口唇口蓋裂児の支援ネットワーク構築として取り組んでいる3つの支援策(1口蓋裂支援ハンドブック、2診療手帳、3院内連携パスの作成)が稼働している。口唇口蓋裂児の支援に際しては、家族全体を視野に入れた支援の視点が重要であり、「口唇口蓋裂児の母親が体験する授乳困難」に関する事例分析の成果をまとめ、家族看護事例集の一部として「周産期・子育て期の家族支援家族を見つめ、ケアするための家族看護事例集」(メディカ出版2015 9月)を刊行した。開発した哺乳具の評価は研究前半期(平成24-25年度)に予定していたが、評価に使用する新生児用筋電図計測用電極が平成26年度にリニューアルされるとの情報から機器購入を延期し、更新口蓋裂児の支援プログラムの開発と支援ネットワーク構築を優先して実施している。目的1)に関しては口蓋裂児用哺乳瓶(商品名:ママの手)が実用化し、共同開発企業のHPに製品案内を掲載するとともに、2014年8月、全国の口唇口蓋裂治療施設110か所に送付した「口唇口蓋裂児の哺乳ハンドブック」にも連絡先を記載しており、口唇口蓋裂児を持つ親からの申し出に応じて無償提供している。
強相関希土類化合物の角度分解内殻光電子線二色性による電気磁気多極子秩序変数の探索

4f軌道が不完全殻の系には、電子間の強いクーロン反発により非従来型超伝導や重い電子状態、多極子秩序状態といった低温物性が発現する強相関希土類化合物が多く見られる。本研究は、そのような低温物性の中でも特に多極子秩序状態に焦点を当て、これまで困難であった多極子秩序変数の実験的な観測を試みることで多極子秩序発現の起源の解明を目的とする。多極子秩序変数の観測手法として、4f結晶場基底状態を一意に微視的観測することのできる手法として我々が注目してきた内殻光電子分光直線偏光依存性(線二色性)を用いる。多極子秩序発現系の4f基底状態の観測だけでなく、内殻光電子線二色性による多極子秩序変数特定の可能性を探る。
三当事者取引における各当事者の利害調整に関する比較法的研究

ドイツの判例及び学説によると,信用受領者は,信用機関に対し,消費賃借と共に締結された融資契約に基づく抗弁を,特定要件の下で主張できると解釈されてきた。そこでの法的根拠は一様でないが,事実的,経済的な一体性を認める点では,判例と学説は一致している。すなわち,この一体性に対する法律構成について見解が別れているのである。とはいえ,学説によっても,上述した一体性に対する法的根拠の捉え方は大いに分かれている。例えば民法818条1項2文ないし2項の何れかに示された目的結合,民法139条に言う一体的行為,民法242条の行為基礎,民法273条に言う一つの同一的法律関係,などと捉えて抗弁の接続を正当化しようとする学説もあれば,組合関係を受領者-信用機関の間に認め,民法415条に基づく責任に着目して抗弁の接続を認めようと解する学説もある。しかし,これらの見解は何れも厳しい批判に晒されている状況にある。一方,判例は民法242条を通して解決論を展開してきた。もっとも,受領者の保護を図る点では学説・判例の間に争いはない。そして,この保護を判例は信用機関の開示義務に求めているが,この開示義務の存在と抗弁の接続を認める法的効果とは無関係である。と解すべきである.けだし,受領者は,消費貸借契約と融資契約との分裂から生ずるリスクについて,十分な認識がないからである。このような知見については.C. Bockmannによって明らかにされた。受領者の利害状況に関する分析が参照されるべきである。本年度(平成7年度)は,(1)三当事者が密接・不可分に関与する典型取引の中で,直接の契約関係にある当事者の間で生じる利害対立の場合を,公刊の裁判例の中から選出した。その結果,継続的債権契約において当事者の一方が給付拒絶を主張した場合が多かった。そこでの事案は,商品・サービス等の供給者が出荷停止をして相手方に対し代金等の請求をした場合と,反対に出荷停止が債務不履行であると主張して相手方が損害賠償を請求した場合とに分けられた。次に,(2)この当事者間における利害対立の状況について類型化を試みたところ,相手方の不誠実な行為により,あるいは,例えば先給付権利者が他から安価の商品を仕入れて販売したなどの不信行為により,信頼関係が破壊されたと認定されているのが特徴的であった。しかも,そこでの法的効果としては,不安の抗弁や契約に解除の主張が認められ、その法的根拠の特色としては,事情変更の原則ないしその包括概念である信義則が挙げられている,などの知見を得るに至った。また,この研究過程では,継続的契約関係における紛争状態を,本研究者が所属するドイツ民法研究会(平成7年7月13日開催)において研究報告を行い,知見の整理に役立ててきた。なお、こうして裁判例の検討や理論構成の方向性を示すことができた一方で、現代型信用取引の夥しい形態に接したとき,その統一的な理論構成には相当の困難さが潜んでいる,との問題状況を改めて実感することになった。そこで,本研究は,次年度では本年度の研究成果を更に発展させ,これを公表する計画を立てるに至った。ドイツの判例及び学説によると,信用受領者は,信用機関に対し,消費貸借と共に締結された融資契約に基づく抗弁を,特定要件の下で主張できると解釈されてきた。すなわち,この一体性に対する法律構成について見解が分かれているのである。

例えば民法818条1項2文ないし2項の何れかに示された目的結合,民法139条に言う一体的行為,民法242条の行為基礎,民法273条に言う一つの同一的法律関係,などと捉えて抗弁の接続を正当化しようとする学説もあれば,組合関係を受領者-信用機関の間に認め,民法415条に基づく責任に着目して抗弁の接続を認めようと会する学説もある。しかし,これらの見解は何れも厳しい批判に晒されている状況にある。一方,判例は民法242条を通して解決論を展開してきた。もっとも,受領者の保護を図る点では学説・判例の間に争いはない。そして,この保護を判例は信用機関の開示義務に求めているが,この開示義務の存在と抗弁の接続を認める法的効果とは無関係である,と解すべきである。けだし,受領者は,消費者貸借契約と融資契約との分裂から生ずるリスクについて,十分な認識がないからである。このような知見については,C.Bockmannによって明らかにされた.受領者の利害状況に関する分析が参照されるべきである。
前庭神経系における浸透圧受容体TRPV4の機能解析

非選択的陽イオンチャネルであるTRPV (transient receptor potential vanilloid)4受容体は侵害刺激受容体のTRPVファミリーの一つで、体性感覚系の神経節(後根神経節、三叉神経節)、腎、肺、視床下部、蝸牛等に発現し,細胞外液の低浸透圧化によっても活性化することが知られている。内耳においてTRPV4受容体の発現は蝸牛や内リンパ嚢で既に報告があり、今回我々はTRPV4受容体について、組織学的な発現だけでなくカルシウムイメージング法を用いて機能的な発現も確認した。このTRPV4受容体は前庭機能、機能異常に関与している可能性が想定された。末梢性眩暈症の急性期には点滴等の薬物治療が行われることが多いが、特に使われる頻度の多い薬剤の一つが7%炭酸水素ナトリウム(メイロン®)である。弱塩基性緩衝剤であるメイロンは局所のアシドーシス改善や血流改善の目的で用いられるが、その明確な作用機序は未だ不明である。メイロン®は高張液でもあることから、眩暈発作時には前庭神経系が低張状態にさらされている可能性も考えられ、メイロンは低張状態を是正するために作用している可能性がある。一方、侵害刺激受容体のTRPV4受容体は一般体性感覚系や腎、肺、視床下部、蝸牛等に存在し、細胞外液の低浸透圧化や30度以上の熱、機械刺激、4αPDDなどで活性化する。内耳においてはTRPV4受容体の発現は蝸牛や内リンパ嚢ですでに報告がある。我々は予備実験でラット前庭神経節においてTRPV4受容体が発現している可能性を見出しており、平成26年度はRT-PCR法やin situ hybridization法にてTRPV4遺伝子発現を、免疫組織化学法で蛋白の発現を、カルシウムイメージング法にて低浸透圧刺激や4αPDDに応答し、かつそれらの応答がTRPV受容体のアンタゴニストであるルテニウムレッドによって抑制される前庭神経節細胞の存在を確認した。以上のことから浸透圧受容体TRPV4が前庭神経節細胞に発現していることが明らかとなり、TRPV4がめまい発作時に投与されるメイロンの作用機序に関与している可能性も考えられ、今後の研究が待たれる。非選択的陽イオンチャネルであるTRPV (transient receptor potential vanilloid)4受容体は侵害刺激受容体のTRPVファミリーの一つで、体性感覚系の神経節(後根神経節、三叉神経節)、腎、肺、視床下部、蝸牛等に発現している。内耳においてはTRPV4受容体の発現は蝸牛や内リンパ嚢で既に報告がある。TRPV4ノックアウトマウスでは遅発性聴力障害がみられるため、TRPV4受容体は聴覚系では非常に重要なチャネルであると想定されるが、前庭系での役割については明らかではない。今回我々はTRPV4受容体について、RT-PCR法、in situ hybridization法、免疫組織化学法といった組織学的な発現だけでなくカルシウムイメージング法を用いて機能的な発現も確認した。現在これらの結果をまとめて論文投稿中であるが、査読者のコメントを踏まえてさらにカルシウムイメージング法を用いて新たな実験を行った。その結果、TRPV4受容体のアゴニストである4a-PDDと低浸透圧刺激の両方に応答して細胞内カルシウム濃度が上昇する細胞を認めた。免疫組織化学法などについても吸収抗原を用いた実験などを追加して行っているところである。めまい時の治療で汎用されるメイロン(7%炭酸水素ナトリウム溶液)は高張液のため、めまい時には前庭系が低張状態にさらされている可能性があり、TRPV4が何らかの役割を果たしていることも考えられる。また、メニエール病では膜迷路破裂説が唱えられており、めまい発作時に膜迷路が破裂して蝸牛内外リンパ液の高カリウム化が起こっている可能性がある。この時に内外リンパ液の浸透圧に変化が起きている可能性があり、このTRPV4受容体はめまい発作に何らかの関与をしている可能性が考えられる。平成26年度の予定では、RT-PCR法やin situ hybridization法、免疫組織化学法、カルシウムイメージング法を用いてラット前庭神経節におけるTRPV4受容体の発現を確認するだけでなく、眼振誘発によるTRPV4遺伝子の発現変化を確認することを予定していたが、まだこの実験が予備段階で進んでおらず、やや遅れていると判断している。耳鼻咽喉科今年度はカルシウムイメージング法を用いてTRPV4受容体の低浸透圧刺激や4αPDDへの応答を改めて確認すること、さらにはアゴニスト、アンタゴニストを用いてTRPV4がめまいにおいて果たす役割やその機序を解明すること、ノックアウトマウスを用いた実験などを予定している。

平成26年度の実験は既に予備実験として行った内容を繰り返し行うことが殆どであったため、実験の回数自体が少なかったこと、新たに試薬や消耗品を購入することが予想以上に少なかったためと考えている。平成27年度は実験回数を増やすことや、新たな実験を行うことを考えており、支出は平成26年度よりも増加することを見込んでいる。
公衆衛生工学手法による気中分散粒子系汚染物質の人体曝露経路予測と制御

室内環境の質が居住者の健康に与える影響は甚大である.本研究では,計算流体力学の技術を中心に,室内環境中に存在する気中分散粒子系汚染物質を対象として建築スケールから人体スケールまでを連続して詳細に解析することで,呼吸に伴う人体曝露濃度を高精度に予測する手法を開発した.加えて,この解析手法に数理疫学モデルを連成することで,居住者集団の健康リスク評価を統合して解析する包括的な予測・評価手法を構築した.室内環境の質が居住者の健康に与える影響は甚大である.本研究では,計算流体力学の技術を中心に,室内環境中に存在する気中分散粒子系汚染物質を対象として建築スケールから人体スケールまでを連続して詳細に解析することで,呼吸に伴う人体曝露濃度を高精度に予測する手法を開発した.加えて,この解析手法に数理疫学モデルを連成することで,居住者集団の健康リスク評価を統合して解析する包括的な予測・評価手法を構築した.本研究は室内環境中の新たな汚染源として着目されている気中分散粒子系汚染物質の空気力学的・化学的・微生物学的特性を厳密にモデル化した人体曝露経路予測を可能とする詳細な数値予測手法を開発すると共に,気中分散粒子系汚染物質の実態調査を行い、時間変動・空間分布に関する詳細データの把握を行うことで健康リスク評価モデルを提案することを目的とする.H21年度は研究計画に従い以下の課題を推進した.1.既往関連研究の調査・室内環境中に存在する気中分散粒子系汚染物質の物理化学的特性に関連する国内外の既往研究をレビューし,特に,気中分散粒子系汚染物質として室内での化学変化によって生成するエアロゾルと生物由来のバイオエアロゾルに関し,本研究での数理モデルパラメータとして適用可能な基礎データを整理した.2.単分散微粒子を用いた基礎実験・単純流れを再現可能なダクト型実験模型を制作し,単分散粒子発生装置より一定濃度のエアロゾルを供給した場合の粒径変動・個数濃度変化に関する基礎データの蓄積を行った.・単分散粒子輸送の媒質となる雰囲気空気の温度、湿度の他、単分散粒子の帯電量を変化させた場合の凝集効果、壁面沈着効果の詳細が可能となる実験系を構築した.3.気中分散粒子系汚染物質の数理モデルの作成・既往研究と上記2.で示した基礎実験結果を踏まえ、反応モデル、生成モデル、沈着モデル、帯電凝集モデルのプロトタイプを作成し,上記2.のダクト型実験模型の実験系を対象として上記数理モデルを適用することでモデルの問題点を抽出した.今後,数理モデル開発と基礎実験は相互にフィードバックさせることで、モデルの高精度化と改良が加えられる.本研究は室内空気環境の新たな汚染源として着目されている気中分散粒子系汚染物質の空気力学的・化学的・微生物学的特性を厳密にモデル化し,放散源を含む非定常不均一濃度分布の予測が可能な統合モデルを構築することで人体曝露経路を解明する.さらに,気中分散粒子系汚染物質の実態調査と簡易健康診断を含む疫学アンケート調査を同時に実施することでリスク評価のための基礎データを蓄積すると共に健康リスク評価モデルを提案することを目的とする.この目標に対し本年度は以下の研究課題を遂行した.1.気中分散粒子系汚染物質の数理モデル作成の為の基礎実験とモデルパラメータ同定単純流れを再現可能なダクト型実験模型を用い,揮発性有機化合物,特にテルペン系化学物質の酸化反応に伴う有機エアロゾル生成に関する基礎実験を実施した.さらに一定濃度供給法による濃度減衰測定と気中分散粒子系汚染物質生成量を測定し,生成した気中分散粒子系汚染物質の粒径変化、個数濃度変化を詳細に測定した.2.気中分散粒子系汚染物質の室内放散源のモデル化室内では真菌(カビ)汚染に起因する胞子放散とダニ死骸・糞等のアレルゲン放散が健康影響の観点から懸念されている。特に基礎実験データより真菌増殖と胞子放散に関する数理モデルを開発し,空気中に浮遊するバイオエアロゾルのラグランジェモデルによる粒子追跡と連成して解析する手法を構築した.3.CFDと気中分散粒子系汚染物質の数理モデルを連成した予測プログラムの作成室内流れ場予測を中心とする流体シミュレーションと同時に気中分散粒径物質の非定常・不均一濃度分布予測を可能とする数値解析手法を確立した.4.長期滞在型空間(住宅)を対象とした実態調査福岡県内の住宅11軒を対象として,住宅内の気中分散粒子濃度測定,その他の物理化学量の測定を開始した.特に小学生を対象としてアレルギーの有無を確認する簡易健康診断を含むアンケート調査も実施することで,気中分散粒子系汚染物質と健康影響の関係を検討するための基礎データ収集を開始した.本研究は室内空気環境の新たな汚染源として着目されている気中分散粒子系汚染物質の空気力学的・化学的・微生物学的特性を厳密にモデル化し,放散源を含む非定常不均一濃度分布の予測が可能な統合モデルを構築することで人体曝露経路を解明する.さらに,疫学モデルを統合することで総合的な健康リスク評価モデルを提案するととを最終目的とする.この目標に対し本年度は以下の研究課題を遂行した.1.気中分散粒子系汚染物質の数理モデル作成の為の基礎実験とモデルパラメータ同定ダクト型実験模型の床面位置に各種建築材料を設置し,粒子濃度一定供給法により粒子沈着量の詳細測定を実施するすると共に,対応する数値解析を実施することでポテンシャル型沈着モデルの各種モデルパラメータ同定を実施した.2.気中分散粒子系汚染物質の室内放散源のモデル化高湿度となる浴室環境に着目し,バイオエアロゾルの浴室内流入モデル,沈着モデル,沈着後の増殖モデルを開発し,一連の予測手法として整理すると共に,モデル浴室空間を対象とした解析を実施した.