hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
センサネットワークに高精度超音波計測を導入した介護環境等での動き検知システム

送信と受信超音波の相対振幅/位相を求め、基地局で一括IFFT処理を行ない、反射物体を介した送受信トランスデューサ間のインパルス応答を導出する。これにより複数の反射物体を介した送受信トランスデューサ間の距離が正確に求まることを示した(特徴(i))。基地局では、時間が若干異なる上記の2つのインパルス応答間の差を求めることで静止物体の影響を消去し、介護環境にあるヒト等の動きのみを抽出することが出来ることを示した(特徴(ii))。ロッキングアンプとPC制御によりZigBeeのセンサノードと基地局を疑似的に構築し、センサネットワークと同様な自動測定を実現した。これによりネットワークへの組み込みの可能性を示した(特徴(iii))。今後は、実フィールドでの実証が課題である。(1)IFFTの周波数に対応する超音波を送信し、送受信波の相対的な振幅と位相から計算したインパルス応答を基に正確な距離情報を得る新手法を提案した。(2)時間が若干異なるインパルス応答間で引き算することにより、時間的に動かない物体の影響を取り除き、動物体のみを検知出来ることを示した。介護環境等での動きをプライバシーの侵害無しにモニター出来る可能性を確認した。(3)ロックインアンプをPCで制御する自動測定系を構築した。これらは疑似的なセンサノードとセンターノードに対応し、提案センサ装置がZigBeeセンサネットワークへ導入可能性であることを示した。良く用いられる40kHzの超音波では、波長は8.5mmとなり、電波ではミリ波の領域に対応する。超音波の反射、散乱、回折等およびそれらによる減衰に関しては、電波と同様種々の検討が必要であるが、詳細な報告は無い。40kHzの超音波を想定し、ミリ波の車載レーダーの受信電力の概念を適用し、我々の提案の実現可能性をシミュレーションした結果、フィージビリティを確認出来た。一対のセンサノード間でIFFT周波数に対応したCW超音波を送受信し、送信に対する受信超音波の相対振幅/相対位相を求め、ZigBee等でセンターノード(別電源で動作)へ送る。そこで一括IFFT処理し、反射物体を介した送受信ノード間のインルス応答を導出する。時間差を置いた2つのインパルス応答間の差から静止物体の影響を消去し、ヒト等の動きをモニターする物である。シミュレーションでは、極めて正確に動きのみを抽出出来ることが分かった。実環境に近い実験を行うため、疑似的な送受信用のセンサノードとIFFT処理を行う疑似センターノードを設計/試作した。構成の特徴は現実の複雑な住環境に対応出来る自動化された測定/評価系にある。1PCによりロックインアンプを制御し、3842kHzの50HzキザミでIFFT周波数に対応する信号を生成する。2信号は増幅器を介してトランスデューサから超音波として送信する。3受信トランスデューサは受信信号を増幅後再びロックインアンプへ入力する。4ロックインアンプでは、送信信号を基準に受信信号の相対位相と振幅(I, Q成分)を抽出する。
超臨界二酸化炭素を用いたタンパク質の新規固定化法

種々の高分子化合物から製造されるプラスチックは安価で耐久性が高く、成形が容易であることから、様々な製品の材料として用いられている。一方、プラスチックは耐久性が高いため、プラスチック表面に耐久性の低いタンパク質を強固に固定化することが困難である。本研究では、超臨界二酸化炭素を用い、プラスチックを膨張、タンパク質や酵素の溶解性を向上させ、プラスチック表面にタンパク質を強固に固定化する新規手法を開発することを目的としている。本年度、得られた成果は以下の通りである。モデルタンパク質として、牛血清アルブミン(BSA)以外のタンパク質を用い、超臨界二酸化炭素中でのタンパク質の固定化を試みた。まず、リゾチウム溶液やPST-01プロテアーゼ溶液を40°C、8 MPaで24時間保温し、保温前後のCDスペクトルを測定した。リゾチウム溶液を超臨界二酸化炭素中で保温してもBSAと同様にCDスペクトルには変化がなかったが、PST-01プロテアーゼ溶液を超臨界二酸化炭素中で保温して場合には、CDスペクトルが変化した。PST-01プロテアーゼは保温中に自らの触媒活性により、自己分解したものと考えられる。また、1 M塩化ナトリウムを含むリゾチウム水溶液に種々のプラスチック片を浸し、40°C、8 MPaで1時間保温した後のプラスチックへのリゾチウムの固定化量を調べたところ、ポリウレタン、ポリプロピレン、あるいはポリ塩化ビニルよりも、ポリエチレンに比較的多く固定されることがわかった。一方、PST-01プロテアーゼのC末端にポリスチレンと親和性の高いペプチドタグ配列をフレキシブルリンカーを介して付与するPST-01-LIP19プロテアーゼ遺伝子を設計、発現し、種々のプラスチックへの固定化を試みた。ペプチドタグ配列を付与することにより、ポリスチレンやポリプロピレンへの吸着量を向上させることに成功した。モデルタンパク質として牛血清アルブミン(BSA)を用い、超臨界二酸化炭素中で24時間保温した場合の牛血清アルブミンのCDスペクトルを円二色性分散計を用いて測定した。40°C、8 MPaで24時間保温しても牛血清アルブミンは変性しないことがわかった。また、30、40、50°C、8、10、15 MPaのいずれの条件でも超臨界二酸化炭素中では牛血清アルブミンは変性しなかった。また、プラスチックとしては、耐久性が高く、安価で、容易に入手できるポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはポリ塩化ビニルを用い、牛血清アルブミン水溶液に種々のプラスチック片を浸し、種々の条件の超臨界二酸化炭素中で保温した場合の牛血清アルブミンの固定化量を測定した。ポリエチレンへの固定化では圧力が高くなるにつれて固定化量が増加したが、ポリプロピレンでは、圧力が低い方が固定化量が多かった。超臨界処理によるタンパク質の変性を測定し、タンパク質を種々のプラスチックに固定化する条件を検討した。また、タンパク質溶液に種々のプラスチック片を浸し、超臨界二酸化炭素中で保温することにより、種々のプラスチックへのタンパク質の固定化に成功し、概ね順調に進展している。モデルタンパク質として、牛血清アルブミン(BSA)を用い、BSA水溶液にポリプロピレン片を浸し、種々の温度、時間、8 MPaで保温した場合、ポリプロピレンに固体化されるBSAの量を測定した。30°Cや50°Cで保温した場合、BSAはほとんど固定化されなかったが、40°C保温した場合、保温時間の経過とともに、ポリプロピレンに固体化されるBSAの量が増加した。しかし、1時間以上保温しても固定化されるBSAの量は増加しなかった。また、BSA水溶液に1 M塩化ナトリウムを添加し、40°C、8 MPaで1時間保温した場合、ポリプロピレンに固定化されるBSAの量が増加したが、10% (v/v)1-プロパノールを添加した場合、固定化されるBSAの量は減少した。BSAを固定化したポリプロピレン表面のIRスペクトルを測定したところ、BSAに由来するスペクトルが確認され、ポリプロピレン表面にBSAが固定化されていることが確認できた。種々の条件でタンパク質溶液プラスチック片を浸し、超臨界二酸化炭素中で保温することにより、プラスチックにタンパク質を固定化する最適な条件が存在することを見出した。また、タンパク質溶液に塩や有機溶媒を添加することで、プラスチックに固体化されるタンパク質量が異なっていた。さらに、プラスチック表面を観察することにより、タンパク質が固定化されていることを明らかにした。

一方、プラスチックは耐久性が高いため、プラスチック表面に耐久性の低いタンパク質を強固に固定化することが困難である。本研究では、超臨界二酸化炭素を用い、プラスチックを膨張、タンパク質や酵素の溶解性を向上させ、プラスチック表面にタンパク質を強固に固定化する新規手法を開発することを目的としている。本年度、得られた成果は以下の通りである。モデルタンパク質として、牛血清アルブミン(BSA)以外のタンパク質を用い、超臨界二酸化炭素中でのタンパク質の固定化を試みた。まず、リゾチウム溶液やPST-01プロテアーゼ溶液を40°C、8 MPaで24時間保温し、保温前後のCDスペクトルを測定した。リゾチウム溶液を超臨界二酸化炭素中で保温してもBSAと同様にCDスペクトルには変化がなかったが、PST-01プロテアーゼ溶液を超臨界二酸化炭素中で保温して場合には、CDスペクトルが変化した。PST-01プロテアーゼは保温中に自らの触媒活性により、自己分解したものと考えられる。また、1 M塩化ナトリウムを含むリゾチウム水溶液に種々のプラスチック片を浸し、40°C、8 MPaで1時間保温した後のプラスチックへのリゾチウムの固定化量を調べたところ、ポリウレタン、ポリプロピレン、あるいはポリ塩化ビニルよりも、ポリエチレンに比較的多く固定されることがわかった。一方、PST-01プロテアーゼのC末端にポリスチレンと親和性の高いペプチドタグ配列をフレキシブルリンカーを介して付与するPST-01-LIP19プロテアーゼ遺伝子を設計、発現し、種々のプラスチックへの固定化を試みた。ペプチドタグ配列を付与することにより、ポリスチレンやポリプロピレンへの吸着量を向上させることに成功した。タンパク質や酵素の溶解性の向上、浸透性の向上、およびプラスチック膨潤促進を目的として、タンパク質あるいは酵素溶解する溶液に種々の塩や有機溶媒を添加、あるいは種々のpHの溶液を用い、プラスチックへの固定化の影響を検討する。また、添加した塩や有機溶媒、あるいはpHによるプラスチックの劣化や変性についても検討する。また、プラスチックに吸着するペプチドタグを付与したタンパク質を作製するとともに、ペプチドタグを付与したタンパク質を種々のプラスチックに固定化することにより、方向性を制御したタンパク質のプラスチックへの固定化を検討する。BSA以外のタンパク質に関しても、超臨界二酸化炭素中で保温することにより、プラスチックに固体化されるかを検討する。また、プラスチックに吸着することが見出されているプラスチックタグを付与したタンパク質を用いて、超臨界二酸化炭素中で保温することにより、プラスチックへの方向性を制御したタンパク質の固定化を検討する。分析の一部を実験補助いただき、謝金で支払う予定で謝金枠を確保していたが、予定より早く分析が終わり、3月の謝金を支払う必要がなくなったため。次年度、物品費として使用する予定である。
高強度・環境配慮型ヘドロコンクリートの開発研究

本研究では,固化材等を加えた地盤材料を高圧で機械脱水する手法(以下,高圧脱水固化処理とよぶ)を用いて,コンクリートなどの構造材料の強度に匹敵する高強度な固化処理土を作製するための基礎技術の開発を行ってきた。これまでに熊本港で浚渫された粘土に高圧脱水固化処理(固化材添加率20%,脱水圧力20MPa)を施した場合には,湿潤・水中条件で長期的に平均20MPaの一軸圧縮強度を有する供試体が得られている.本研究年度は,提案する高強度化手法の汎用性を調べるために,熊本港粘土,カオリン粘土,まさ土,豊浦硅砂,高炉水砕スラグおよびその混合した試料を用いて供試体を作製し,一軸圧縮試験をもとに力学特性を調べた.また,得られた一軸圧縮強度と試料の物理特性および固化材混合条件等を変数とした主成分分析を行い,高強度化に影響する要因について検討を行った.得られた結論をまとめると以下のようになる.1)高強度固化処理土の一軸圧縮強度は,セメント添加率,粘土分含有率,塑性限界および液性限界の増加とともに増加する傾向にある.しかしながら,これら変数を用いても,一軸圧縮強度との高い相関係数は,得られなかった。2)試料の物理特性および固化材の混合条件など16変数を使用した主成分分析により,第4主成分までで約90%の情報を表わせた.第1,第2および第3主成分は,それぞれ粘土の保水能力を示す指標,土の骨格の強度を示す指標およびセメントの混合特性を表す指標と考えられる.3)主成分分析の結果を用いて,塑性指数,飽和度および水セメント重量比の三つの指標を用いて,高圧脱水固化処理土の一軸圧縮強度を推定するための重回帰式を提案した.本研究では,有害物質を含む湊深土砂を対象に固化材混合ならびに高圧脱水処理を利用して,有害物質を吸着固定化し,消波ブロックなどの高強度構造体としてリサイクルすることを目標に本年度は,以下の検討課題に着目して研究を行った.(1)高強度構造体の大型化への影響検討(2)高強度構造体の長期耐久性の検討(3)長期環境負荷への影響得られた結論についてまとめると以下のようになる.(1)複数の鉛直ドレーンを使用することで,脱水時間を短縮することができる中型脱水装置を開発し,その有効性を検証した.しかしながら,その脱水時間の低減率は,使用した鉛直ドレーンの材質や形状によって差が生じた.最も脱水時間を短縮できた鉛直ドレーンは,紐の形状で麻の材質のドレーンであった.例えば,その鉛直ドレーンを13本用いた場合,脱水時間の低減率は約75%になった.(2)脱水後の供試体の均一性に着目すると,紐の鉛直ドレーンを用いた供試体の含水比分布は,鉛直方向にはほぼ均一になるが,水平方向には約10%のばらつきが生じた.剣山型ドレーンでは,他のケースに比べて,鉛直・水平方向に大きなばらつきが生じた.脱水時間と供試体の均一性の面から判断すると,紐製の鉛直ドレーンが最も有効であるといえる.(3)脱水時間に関する数値計算の結果,剣山型ドレーンによる脱水はうまく計算できるが,紐製の鉛直ドレーンについては,今後更なる検討が必要である.(4)湿潤条件で4年間(1460日)した養生した高圧脱水固化処理土の一軸圧縮強度は,28日強度に比べると,約1.24倍になり,長期的な強度に問題はないといえる.本研究では,固化材等を加えた地盤材料を高圧で機械脱水する手法(以下,高圧脱水固化処理とよぶ)を用いて,コンクリートなどの構造材料の強度に匹敵する高強度な固化処理土を作製するための基礎技術の開発を行ってきた。2)試料の物理特性および固化材の混合条件など16変数を使用した主成分分析により,第4主成分までで約90%の情報を表わせた.第1,第2および第3主成分は,それぞれ粘土の保水能力を示す指標,土の骨格の強度を示す指標およびセメントの混合特性を表す指標と考えられる.3)主成分分析の結果を用いて,塑性指数,飽和度および水セメント重量比の三つの指標を用いて,高圧脱水固化処理土の一軸圧縮強度を推定するための重回帰式を提案した.
心身問題とバイオエシックスにおける生命概念との関わりあいについての考察

本研究の目的は、最近とみに人々の関心をひいているバイオエシックスの提起する諸問題に答えるために、生命に関する基礎的な概念を検討し直そうというものである。すなわち、本研究は、知的な諸伝統の中に見られるいくつかの代表的な生命概念を鮮明な形で取り出そうという試みのみならず、最近の科学上の諸研究の成果に立って、生命や心の概念を理解する方法が拡張されたときに生じていくる倫理上の問題を検討する試みを含んでいる。1.前者に属するものを歴史的順序に沿って言えば、塩出の古代ギリシアにおける「心」の概念の検討、芦名のキリスト教創造論における生命概念の理解の研究、川添のトマス・アクィナスにおける個体死の理解、小林のデカルトやライプニックに見られる生命概念の検討などである。これらの研究によって、現代のバイオエシックスの諸問題の前提となる生命に関わる諸概念、諸思想が従来常識的に考えられてきたほど単純ではないことが明かにされ、また現代のバイオエシックスの背景をなす錯綜した問題状況がかなりの程度明瞭にされた。2.最近の科学的諸成果を取り入れて心の概念を見直すときに生じる倫理的問題の検討。これについて神野は、特に最近の行動生物学の見地から心の問題を見直すとき、人間と動物の区別が甚だむつかしい問題を含んでいることを示した。知性をもつかどうかで動物と人間を区別できないということは、動物に対するわれわれの在り方、すなわち動物倫理についての考察を促す。この点について中才は、P.シンガ-の議論を批判するという形で、倫理の基礎をどこに置くかを再考している。また藪木は、脳死の成立を認めた上で脳死の判定は心臓死を必ずもたらす脳幹部の致命的損傷の程度をもって定めるべきであると論じる。以上、西洋の知的な諸伝統の中の代表的な生命概念の検討と最近の科学的諸成果を総合することによって、生命倫理の基本問題の検討がなされたのである。本研究の目的は、二年間にわたり心身問題のもつバイオエシックスの諸問題に対する意義を解明しようとするものであり、第一年度たる本年度は、設備備品費によって基本文献を整備すると共に、西洋の哲学・宗教思想史における心身問題あるいは生命論の系譜を分担者の担当領域ごとに分析し、また現代のバイオエシックスの諸問題をその生命理解との連関で検討する作業を行った。その研究実績の概要はおもに以下の二点にまとめられる。1.現在行われているバイオエシックスをめぐる議論を分析して気付く点は、議論がしばしば西洋の哲学および宗教についての誤解に基づいていること、特に心身を包括した意味での生命概念が混乱いていることである。例えばキリスト教的な霊と肉の区別が心と体の区別と混同され、更にはこのキリスト教的心身分離の生命観がいわゆるデカルト主義(デカルト的な心身二元論と要素分解主義)と共に現代医療における弊害の原因となったとの見解を生み出している。本研究における思想史の分析はこのような見解が初歩的な誤解であることを示すだけでなく、バイオエシックスの混乱した議論を整理し思想史の中に正しく位置付けることを可能にするものとなった。2.きわめて多岐にわたるバイオイシックスの諸問題のうち、心身問題、生命概念についての哲学的原理的考察からまず問われるのは「人間の死」の問題である。つまり人間の死の問題が身体の死に還元できるのか、例えば脳死は死についての法的社会的了解あるいは個人のレベルでの死の意味の受容といった事柄とどう関わるのか、ということである。

死の事実、その認定、死の意味の了解の三者の関係の理解は心身問題と深く結び付いているおり、ここから功利主義に代表される哲学的なバイオエシックスの議論(特にヘア、レイチェル、シンガ-らによる生命の質をめぐる議論)の再検討が可能になるであろう。これは次年度に残された問題である。本研究の目的は、バイオエシックスの提起する諸問題に答えるために、生命に関する基礎的な概念を再検討する研究の第2年度として、昨年度の西洋文化の知的諸伝統の中に見られる生命概念の思想史的研究に基づいて、それに最近の科学上の諸研究の成果を含めつつ、バイオエシックスの具体的かつ基本的問題の検討を行った。1.昨年度の生命概念の思想史的研究を補足するものとして、キリスト教における生命概念に密接に関わる問題を検討した。具体的にはキリスト教創造論における生命概念の理解の研究(芦名)、トマス・アクィナスにおける個体死の理解(川添)である。これら研究からわかったことはキリスト教の生命概念といってもきわめて多様であり、それを思想史的に解明することが欧米におけるバイオエシックスの議論の理解の前提になるということであり、この点については更に今後研究を継続することが望まれる。2.具体的かつ基本的な生命倫理の問題の検討。(1)動物倫理:神野は、特に最近の行動生物学の見地からの心の問題を見直すとき、人間と動物の区別が甚だむつかしい問題を含んでいることを示した。知性をもつかどうかで動物と人間を区別できないということは、動物に対するわれわれの在り方、すなわち動物倫理についての考察を促す。この点について中才は、P.シンガ-の議論を批判するという形で、倫理の基礎をどこに置くかを再考している。(2)脳死:1の思想史的研究でも脳死を具体例とした分析が行われたが、とくに脳死自体を取り上げて、藪木は脳死の成立を認めた上で脳死の判定は心臓死を必ずもたらす脳幹部の致命的損傷の程度をもって定めるべきであると論じている。今回扱えた問題は極めて限定されたものではあるが、生命概念の思想史的検討と最近の科学的諸成果を総合することによって、生命倫理の基本問題の哲学的解明が可能になることを示し得たと思う。
ビタミンD代謝産物分析法の開発と臨床診断への応用

生体内ビタミンD代謝産物の測定は骨粗そう症など,高齢化時代を向かえて深刻化する社会問題の解決上もきわめて重要である.しかし,これらの測定は生体内における存在量がきわめて少ない上に,化合物が不安定であり,他の妨害物質の影響を受け易い等,多くの問題点を有している.本研究はこれらの点を踏まえて,新しい発想法に基づく前処理,immunoassay,HPLCにより多角的に問題の解決にあたらんとして行ったものである.今年度は平成4年度の実績を基に,以下のような成果をあげた.1.開発したHPLC用蛍光誘導体化剤を用いてビタミンD代謝産物,特に抱合体に対する反応性,検出限界,誘導体の安定性などを詳細に吟味し,その有用性を明らかとした.さらに,得られた知見を基に,実試料へ適用し,良好な結果を得た.2.ステロイドの11位を結合部位とする蛋白結合体をウサギに免疫し活性型ビタミンD_3に特異的な抗体を得ることに成功した.得られた抗体を用いて各種immunoassay(radioimmunoassay,enzyme immunoassay)の確立を検討中である.3.従来の前処理は多くの前処理器材を駆使した煩雑なもので,しかも十分な効果が得られていない.そこで,先に得られた抗体を用いたimmunoaffinity chromatographyによるそれを検討し,良好な結果を得た.以上のようにして開発した分析法を実試料へ適用し,臨床診断,病態解析上のデータを蓄積中である.生体内ビタミンD代謝産物の測定は骨粗そう症など,高齢化時代を向かえて深刻化する社会問題の解決上もきわめて重要である.しかし,これらの測定は生体内における存在量がきわめて少ない上に,化合物が不安定であり,他の妨害物質の影響を受け易い等,多くの問題点を有している.本研究はこれらの点を踏まえて,新しい発想法に基づく前処理,immunoassay,HPLCにより多角的に問題の解決にあたらんとして行ったものである.今年度は平成4年度の実績を基に,以下のような成果をあげた.1.開発したHPLC用蛍光誘導体化剤を用いてビタミンD代謝産物,特に抱合体に対する反応性,検出限界,誘導体の安定性などを詳細に吟味し,その有用性を明らかとした.さらに,得られた知見を基に,実試料へ適用し,良好な結果を得た.2.ステロイドの11位を結合部位とする蛋白結合体をウサギに免疫し活性型ビタミンD_3に特異的な抗体を得ることに成功した.得られた抗体を用いて各種immunoassay(radioimmunoassay,enzyme immunoassay)の確立を検討中である.3.従来の前処理は多くの前処理器材を駆使した煩雑なもので,しかも十分な効果が得られていない.そこで,先に得られた抗体を用いたimmunoaffinity chromatographyによるそれを検討し,良好な結果を得た.以上のようにして開発した分析法を実試料へ適用し,臨床診断,病態解析上のデータを蓄積中である.ビタミンDは肝,腎で各々25位,1位に水酸化を受け活性型ビタミンD(1α,25-ジヒドロキシビタミンD:1,25(OH)_2D)へ代謝される.この活性型ビタミンDは体液中カルシウムのホメオスタシスに関与し,“ホルモン"として極めて重要な働きをなしている.ところで1,25(OH)_2D及びその生合成前駆体である25(OH)D等の血中レベルを的確に把握することは,栄養診断並びにビタミンD代謝異常に伴う各種疾患の診断上有用である.現在,これらの測定は,高速液体クロマトグラフィー(HPLC),competitive protein binding assay(CPBA),radioreceptor assay(RRA)などにより行われている.しかし,いずれの方法も煩雑な前処理を必要とする上に,測定値の変動も大きく信頼性に欠ける.本研究は,新しい発想法に基づく前処理,HPLC及びimmunoassay(radioimmunoassay,enzyme immunoassay)を駆使して感度,選択性に優れる生体内ビタミンD代謝産物分析法を開発せんとするものであるが,平成4年度は以下のような研究成果を挙げた.すなわち,セコステロイドであるビタミンDは光や熱に極めて不安定なトリエン構造を有しており,従来から汎用されているHPLC用誘導体化法は適用しにくい.そこで,この構造を安定化させると共に高感度な応答を示すfluorophoreを配したプレカラム誘導体化試薬(Cookson型試薬)を多数合成し,その中から満足ゆく試薬を得ることに成功した.また,従来のCPBA,RRAに用いられている各種のタンパク質はいずれも特異性に欠け,内因性妨害物質あるいは他の代謝産物を除去するための煩雑な前処理を必要とする.そこで,ステロイドA環及び側鎖より離れた11位に着目し,この位置を介してキャリャータンパク質と結合させたハプテン結合体を調製し,ウサギより対応する抗体を得ることに成功した.さらに,これら抗体の諸性質を,先に調製したC-3ハプテンよりのそれとの比較の見地より吟味した.生体内ビタミンD代謝産物の測定は骨粗そう症など,高齢化時代を向かえて深刻化する社会問題の解決上もきわめて重要である.しかし,これらの測定は生体内における存在量がきわめて少ない上に,化合物が不安定であり,他の妨害物質の影響を受け易い等,多くの問題点を有している.本研究はこれらの点を踏まえて,新しい発想法に基づく前処理,immunoassay,HPLCにより多角的に問題の解決にあたらんとして行ったものである.今年度は平成4年度の実績を基に,以下のような成果をあげた.

1.開発したHPLC用蛍光誘導体化剤を用いてビタミンD代謝産物,特に抱合体に対する反応性,検出限界,誘導体の安定性などを詳細に吟味し,その有用性を明らかとした.さらに,得られた知見を基に,実試料へ適用し,良好な結果を得た.2.ステロイドの11位を結合部分とする蛋白結合体をウサギに免疫し活性型ビタミンD_3に特異的な抗体を得ることに成功した.得られた抗体を用いて各種immunoassay(radioimmunoassay,enzyme immunoassay)の確立を検討中である.3.従来の前処理は多くの前処理器材を駆使した煩雑なもので,しかも十分な効果が得られていない.そこで,先に得られた抗体を用いたimmunoaffinity chromatographyによるそれを検討し,良好な結果を得た.以上のようにして開発した分析法を実試料へ適用し,臨床診断,病態解析上のデータを蓄積中である.
磁気圏プラズマ環境に起因したオーロラの複雑・多様性の検証

本研究では、オーロラの複雑・多様性の原因を探ることを主目的とした。特に、オーロラの波動構造と、波動構造の動きの俊敏さは、オーロラを神秘的なものにしている。れいめい衛星で観測された電子と、オーロラ撮像データから、このオーロラ波動構造のドリフト速度を導出し、統計的な比較を行った。得られたドリフト速度比を用いて、オーロラの動画データから、加速領域の電場構造の時間発展を初めて議論することが可能となった。本研究では、オーロラの神秘の元となっている、複雑性・多様性の原因を探ることを目的としている。オーロラを光らせるプラズマ粒子は、宇宙空間から降り込んできており、地球磁気圏での爆発現象であるサブストームに伴って、極域電離層ではオーロラが見られる。本研究では、れいめい衛星によって観測された降り込み粒子とその粒子が光らせたオーロラの同時観測データを解析することで、オーロラの複雑性の謎に迫った。当該年度には、複雑なオーロラの1つである、波動構造や渦構造を伴うオーロラ観測に注目し、上空での降り込み粒子の関係を統計的に調べた。その結果、波動構造が見られる際には、特徴的な降り込み粒子のパターンが3つあることが分かり、統計的に、それらの頻度などをまとめた。得られた結果は、学会で発表し、現在、論文執筆中である。また、降り込み粒子を上空で加速する加速領域の構造を調べるために、降り込み粒子のエネルギー変化から、電場などを推定し、加速領域の電場強度がオーロラ構造の発達・成長に何らかの役割を果たしていることが示唆された。結果については、学会での発表予定であり、次年度中に、成果を論文にまとめる予定である。さらに、磁気嵐時に顕著に見られるエネルギー帯域の広い低エネルギー粒子の降り込みに関しても、調査中である。低エネルギー粒子の降り込む場所や時間、降り込み間隔などを調査し、それらの粒子が、オーロラ構造に与える影響を定量的に確認中である。波動構造が見られるオーロラに関して、オーロラ電子の加速領域の電場推定を行った。れいめい衛星で観測された電子のエネルギー利得から、観測された時系列データを空間変化によるものと仮定して、電場の推定を行い、EXBドリフト速度を見積もった。また、オーロラ撮像データを用いて、オーロラの波動構造のドリフト速度を差分データから導出した。両者のドリフト速度比には、良い相関があり、粒子データから導出したドリフト速度の方が大きい傾向を示した。統計的に得られたドリフト速度比を用いて、オーロラ撮像データから得られる数秒間のドリフト速度の時間発展を加速領域の電場構造の時間発展と考えた。結果として、初めて、オーロラ加速領域の電場構造の時間発展を調べることができた。この手法を用いて、現在、個々のイベント毎の加速領域の電場構造の時間変化を調べている。当該年度に行う作業としては、(1)オーロラが拡大するイベントの抽出、(2)オーロラ拡大時のれいめい衛星データの統計処理、の2点が計画されていた。(1)のイベント抽出に関しては、AU/ALの時間変化データから、イベント導出プログラムを作成し、イベントの自動抽出を行った。これにより、電離層電流が定常的に流れている状態から増大していく現象をイベントと扱うことができた。次に、このイベント抽出を利用して、(2)のれいめい衛星データの統計処理を行った。オーロラ拡大時の複雑な現象を処理する前に、定常的な状態でのオーロラと降り込み粒子の関係について、調査を行った。その結果、定常的な場合でもオーロラは光っており、その原因として、いくつかのパターンがあることが分かった。この結果は、学会等でも発表しており、現在、論文にまとめている段階である。拡大時についても、現在解析を行っている。また、異なる切り口として、同じような形態のオーロライベントを集めて、降り込み粒子の特徴を調べている。特に、複雑なオーロラの1つである、スパイラル状のオーロラや、カール状のオーロラに関して、降り込み粒子に有意な特徴があることが分かった。この結果についても、学会等で発表を行った。研究計画の遅延に伴い、補助事業期間の延長を申請させて頂いた。

研究自体は進んでおり、成果も上がっているが、1年間の期間延長をすることで、十分な研究と論文等へのまとめが可能となる。当該年度の研究計画に関して、研究実績の概要で述べたように、ほぼ計画された解析を終え、まとめの段階に入っている。論文等にまとめる部分が終われば、次年度の研究計画を遂行することが可能となる。れいめい衛星の同時観測データの解析が進んでおり、その成果の論文等へのまとめを行う。さらに、多領域の衛星観測との組み合わせ解析を行い、オーロラの複雑性の原因をより広汎にわたる調査から明らかにしていく。当該年度に得られた成果から、れいめい衛星の同時観測データを更に解析することで、複雑性の原因をより詳細に検討することが可能であることが推測された。そのため、計画を変更して、2年目も引き続き、れいめい衛星の同時観測データ解析を行うこととした。次年度に関しては、未使用額の使途を主に、新しい解析サーバの設置と、学会等における発表、及び、論文成果などの公表のための費用に充てたい。当該研究費が生じた理由は、大容量のファイルサーバが当該年度になくても、解析が行えたため、実作業に必要なノートパソコンの購入を優先したためである。次年度以降については、解析に必要なデータが大容量になるため、ファイルサーバの購入を行う。購入にあたっては、平成23年度繰越金と平成24年度経費の一部(ノートパソコン用)を合わせて使用する。
降積雪中における酸性物質の潜在的影響に関する基礎的研究

1.冬期における降積雪の酸性度と降雨のpH値及び電気伝導度の対比調査を継続的に行なった。それによると、pH値の平均値に有意な差は認められないが、電気伝導度に関し降雪は降雨より大きい値を示す例が多い。電気伝導度が降雪で大きくなる観測結果は氷晶核に含まれる海塩によることが明らかにされた。これを支持するものとして、内陸部に設けたサンプリング点の電気伝導度が沿岸部よりも低く、塩素イオンの最も少ないという事実がある。内陸部における降雪データ収集は本研究が開始されて2年目であり、結論を急がず今後も経過を観察していく。2.秋田市において大気中の二酸化窒素濃度観測を降水のpH調査と合せて行った。これによると酸性雨又は酸性雪の原因物質として二酸化窒素が有力である。一方、数量化分析1類を用い主に高層大気の風向変化と二酸化窒素濃度の関連を考察した結果、日本海を超えて飛来する汚染物質の存在が否定できないことを明らかにした。また、降雨による大気の洗浄効果とその季節変化、植物の葉に含まれる大気汚染物質の地域分布なども調査した。3.大気汚染物質の地域分布に関連してランドサット5号TMデータを解析し、秋田県における基礎的な土地被覆分布図を作成した。特に植生については広葉樹と針葉樹を分類する試みを行った。光学センサーによるリモートセンシングは気象条件に影響され良好なデータが得にくく、作成された分布図は3枚であるが今後の研究の基礎となるであろう。冬期における降積雪の酸性度との対比を行なうために、降雨のpH値と電気伝導度の調査を行なった。それによると、pH値の平均値に有意な差は認められない。しかし、電気伝導度に関し降雪は降雨よりはるかに大きい値を示す例が多い。電気伝導度のこの差は氷晶核に含まれる海塩のためらしいことが次第に明らかになってきている。これを支持する観測結果として、内陸部に設けたサンプリング点の電気伝導度が沿岸部よりも低いという事実がある。内陸部における降雪データ収集は本年度が初めてであり、結論を急がず、継続的に経過を観察したい。一方、降水および融雪水など水資源に関し、秋田県および日本海沿岸部の各県が調査してきたデータを遡及して調査した。しかし、そのデータ量はきわめて少なく、環境庁による数次の全国調査結果に若干の追加が行われる程度であった。また、それぞれの県で植生の活性度について基本となるような調査がほとんどないことも判明した。本研究の調査対象地域を秋田県としたため起こるであろう地域性を検知するために行った資料調査研究であったが、県段階における調査が乏しい。このため、一般性は減少するが、秋田県について基礎となる資料そのものを作成する。すなわち、今年度設けた降雪データを収集する湯沢観測点を継続的に維持すること、雪の電気伝導度に関連した物質の定量分析も合わせ行うこと、リモートセンシングによる土壌および植生の基本図を作成することが本研究次年度の課題である。冬期における降積雪の酸性度と降雨のpH値及び電気伝導度の対比調査を継続的に行なった。電気伝導度のこの差は氷晶核に含まれる海塩によることが次第に明らかになった。環境汚染問題へのアプローチから、秋田市において大気中の二酸化窒素濃度の調査を行った。データ解析にあたっては数量化理論2類を用い、主に高層大気の風向変化と二酸化窒素濃度の関連を考察し、日本海を越えて飛来する汚染物質の存在が否定できないことを明らかにした。

一方、大気汚染物質の地域分布に関連してランドサット4号及び5号のTMデータを解析し、秋田県における基礎的な土地利用図を作成した。光学センサーによるリモートセンシングデータは気象条件に影響されるため、作成された利用図は3枚であるが今後の研究の基礎となるであろう。
中尊寺経を中心とした平安時代の装飾経に関する総合的研究

金剛峯寺蔵中尊寺経(指定では4296巻)に対する調査研究としては、これまで2352巻分を終え報告書を既刊してある。本研究はそれに続くものであり残りすべての経巻の調査をひとまず完了することができた。以前のデータを含めて学術的検討を加えた結果、金剛峯寺中尊寺経として扱われているもののなかに、当初(12世紀初め)の藤原清衡発願経(清衡経)のほかに後補のものが混入していることが判明した。最終的には金銀字一切経は未指定1巻を含めて4297巻が確認でき、ほかに清衡没後に制作された金字法華経6巻が合体し、4303巻が346箱の黒漆経箱にまとまって収納されていることがわかった。うちわけは清衡経が4269巻、後補巻が28巻である。清衡経をさらに文字色で分けると金銀交書経4181巻、金字経4巻、銀字経84巻となる。見返絵については、清衡経全体で4231件あり、そのうちのほとんど(98%)は説法図をモティーフとしていることがわかった。今回の調査でも多数の花押の墨書、墨印のほか、三通の消息断簡および文書案断簡一紙が料紙として使用されていることが発見された。このうち『仏性論』巻第四から見つかった文書案は、中宮大夫某と斎院宣旨なる女性との田地争論にさいし、斎院宣旨の提出した文書を書きあげた注文で、治安3年(1023)から延久6年(1074)までの証拠文書が提出されている。争論の当事者となった斎院宣旨はじつは『狭衣物語』の作者とされる人物と目され、これまで没年しか知ることのできなかったこの作者について、希有な史料が出現したことになろう。加えて『破外道小乗涅槃論』巻末紙背からも、元永元年(1118)の年記のある墨書が新たに確認された。1、4年計画の第1年に当たる本年度は、調査・資料収集に重点を置いた。2、高野山金剛峯寺蔵の中尊寺金銀字経について、以下のような調査を行い、468巻分のデータを収集した。(1)表紙・見返絵の図様、法量、紙数などのデータ収集および軸端紐の検討。(2)表紙・見返絵・巻末について、6×12サイズのカラー・モノクロ撮影。(3)墨書・墨印等については高解像度赤外線カメラ・システムで常時監視し、デジタル・マイクロテープへ保存、また適宜35mm赤外線フィルムで撮影した。新たに多数の花押が今回も発見されているが、特に『大毘婆渉論』巻79からは消息の大きな反古紙の使用が確認された。新知見に結びつく材料である。(4)表紙も含め、全巻のマイクロ撮影を行った。3、以上の調査は高野山霊宝館で行った。4、各巻の調査データを全てコンピュータに入力し、データの整理・蓄積をはかった。5、モノクロ撮影分はキャビネサイズに焼付け、カラー・フィルムは逐次フォトCDに画像記憶した。6、調書はスキャナーで画像としても記録した。1、4年計画の第2年に当たる本年度は、調査・資料収集に重きを置いた。

2、高野山金剛峯寺蔵の中尊寺金銀字一切経のうちの402巻(通し番号32913693)について、以下のような調査を行い、そのデータを収集した。(1)表紙・見返絵の図様・法量、紙数などのデータ収集および軸端・紐の検討。(2)表紙・見返絵・巻末について、6×12サイズのカラー・モノクロ撮影。(3)墨書・墨印等については、高解像度赤外線カメラ・システムで常時監視し、認知されたものについては、高性能デジタル・カメラにて撮影した。その画像はコンピュータに保存した。今回の調査でも多数の墨書(花押類)および墨印が発見された。(4)調査データを取り終えた経巻について、表紙を含む全巻のマイクロ撮影を行い、その過程で以前見落とした墨書等について赤外線撮影を行なった。3、以上の調査は高野山霊宝館で行なった。4、各館の調査データすべてをコンピュータに入力し、データの整理・蓄積を図った。5、モノクロ撮影分はキャビネサイズに焼き付け、カラー・フィルムは逐次フォトCDに画像記憶した。6、調書は随時スキャナーで画像としても記録し、保存を図った。1、4年計画の第3年に当たる本年度は、調査・資料収集に重きを置いた。2、高野山金剛峯寺蔵の中尊寺金銀字一切経のうちの476巻(通し番号36944169)について、以下のような調査を行い、そのデータを収集した。新たな仮名書き墨書も2箇所発見した。6、調書は随時スキャナで画像としても記録し、保存を図った。4年計画の最終年次に当たる本年度は、高野山蔵中尊寺経の調査・撮影を最終巻まで終了するとともに、その結果を総合して学術的検討を加え、研究成果をまとめた。研究成果は報告書として刊行する予定である。本年度の調査対象は高野山金剛峯寺蔵の中尊寺金銀一切経のうちの134巻(調書通し番号41704303)であった。これらについて、具体的に以下のような調査を行い、そのデータを収集した。調査は高野山霊宝館で行った。1.表紙・見返絵の図様・法量、紙数などのデータ収集および軸端・紐の検討。2.表紙・見返絵・巻末について、6×12サイズのカラー・モノクロ撮影。3.墨書・墨印等については高解像度赤外線カメラ・システムで常時監視し、認知されたものについては高性能デジタル・カメラにて撮影した。4.調査データを取り終えた経巻について、全巻のマイクロ撮影を行い、その過程で以前見落とした墨書等について赤外線撮影を行なった。調書に記した各巻の調査データすべてをコンピュータに入力し、データの整理・蓄積を図った(ソフトは桐V9を使用)。モノクロ撮影分はキャビネサイズに焼き付け、カラー・フィルムは逐次フォトCDにデジタル画像として記録した。作成した手書き調書は随時スキャナーで画像としても記録し、保存した。
免疫応答における好塩基球の生理的・病的役割の解明

基盤(S)に採択されたため、基盤(A)における研究期間はH27年4月と5月の二ヶ月間のみである。この間、好塩基球のみが産生するプロテアーゼmMCP-8の生体内における役割を解明するために、リコンビナントmMCP-8蛋白を作製した。マウスの皮内に投与したところ、細胞浸潤を伴う炎症が惹起された。このことから、mMCP-8は好塩基球由来の炎症誘導エフェクター分子のひとつであると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。
アルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による新規漂白法の構築

木材中のリグニンを除去(脱リグニン)し、製紙用パルプの製造を行う化学パルプ化工程では、その環境低負荷性と経済性のため、酸素漂白法が多くの役割を担っている。しかしこの方法には、パルプの主要成分である多糖類の分解が激しいという欠点がある。本研究では、研究代表者がこれまでに蓄積してきた基礎的知見に基づき、この問題点を克服する新規漂白法として、アルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による新規漂白法を提案した。そして、リグニンおよび多糖類のモデル化合物をこの逐次処理に供することよって、この新規漂白法によって多糖類の分解を抑制し選択的な脱リグニンが達成可能であることを示した。本研究では、酸素漂白過程において重大な問題である多糖類の分解を抑制し、選択的に脱リグニンを可能とする新技術として、アルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による漂白法を構築することを目的として、モデル化合物を用いた本逐次漂白技術の基礎的知見の蓄積と最適反応条件の確立、および、パルプを用いたその有効性の確認を行う。本年度は、マンガンの再利用において必要となる本逐次処理後段後に得られる二価マンガンイオンの二酸化マンガンへの空気酸化の過程に関する実験、および、いくつかの使用する二量体フェノール性および非フェノール性リグニンモデル化合物の合成を行った。前者は、システムのクローズド化のために必要な処理である。マンガンは、アルカリ性下では二酸化マンガンとして安定に存在するため、二価のマンガンイオンはアルカリ性下で空気中の酸素によって酸化され、二酸化マンガンとなる。これに伴い酸素は還元され過酸化水素となるが、これは二酸化マンガンの触媒効果によって酸素と水に分解される。二価のマンガンイオン(硫酸マンガン)をアルカリ性下で空気をバブリングして酸素酸化に供した後、酸性下においてヨウ素およびチオ硫酸ナトリウムを用いて滴定したところ、計算上使用した二価マンガンイオンの約70%程度のみが二酸化マンガンに変換されていた。この理由として、二価のマンガンイオンをアルカリ性水溶液に加えると、まず水酸化マンガン等として沈殿するが、酸化反応がこの沈殿の中心部まで到達しなかった可能性が考えられた。また、一部の二価のマンガンイオンの酸化が、二酸化マンガンではなく、三価のマンガンで停止した可能性も考えられた。二量体βーOー4型リグニンモデル化合物としてもっとも一般的な、グアイアシルおよびベラトリルグリセロール-β-グアイアシルエーテルの合成を行い、今後の実験に必要となる量を得た。本研究では、製紙用化学パルプ製造における酸素漂白過程において重大な問題である多糖類の分解を抑制し、選択的なリグニンの除去を可能とする新技術として、アルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による漂白法を構築することを目的として、モデル化合物等を用いた本逐次漂白技術の基礎的知見の蓄積と最適反応条件の確立、および、パルプを用いたその有効性の確認を行う。本年度は、非フェノール性リグニンモデル化合物3,4-ジメトキシベンジルアルコール(A)、2-(2-メトシキフェノキシ)-1-(3,4-ジメトキシフェニル)-1,3-プロパンジオール(B)、および、2-(4-ヒドロキシメチル-2-メトシキフェノキシ)-1-(3,4-ジメトキシフェニル)-1,3-プロパンジオール(C)を、本逐次処理後段である酸性下における二酸化マンガン酸化に供し、その被酸化挙動を解析した。なお、化合物BおよびCは、化学合成によって調製した。化合物Aの室温・酸性下における二酸化マンガンによる酸化は、pH=2の条件下でも起こり、また、酸の濃度の増加と共に速くなった。分解生成物として、3,4-ジメトキシベンズアルデヒドが8割程度の収率で得られた。また、化合物Aの消失は擬一次反応と比較して反応の進行と共に加速されたため、反応の進行に伴って、化合物Aを分解する何らかの新たな化学種(3価マンガンが合理的)が生成すると考えられた。化合物Bの室温・pH=1における処理では、3,4-ジメトキシベンズアルデヒドが相当量得られたため、この処理によってリグニンが低分子化され、脱リグニンされる可能性が示唆された。一方、化合物Cの室温・pH=1における処理では、2-(4-ヒドロキシメチル-2-メトシキフェノキシ)-1-(3,4-ジメトキシフェニル)-3-ヒドロキシ-1-プロパノンが得られ、α位が酸化されることが明らかとなった。本研究では、製紙用化学パルプ製造プロセスで主要な過程である酸素漂白において重大な問題である多糖類の分解を抑制し、選択的なリグニンの除去を可能とする新技術であるアルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による漂白法を構築することを目的として、モデル化合物等を用いた本逐次漂白技術の基礎的知見の蓄積と最適反応条件の確立、および、パルプを用いたその有効性の確認を行っている。前年度において、非フェノール性リグニンモデル化合物3,4-ジメトキシベンジルアルコール(A)の酸性下での二酸化マンガンによる酸化反応では、化合物Aの消失が擬一次反応と比較して徐々に加速されることを明らかにしたが、本年度ではまず、この二酸化マンガンの挙動について、詳しく検討を行った。その結果、二酸化マンガンを硫酸中でエージングを行ってから化合物Aとの反応に供することによって、この加速現象は観測されず、反応初期からエージングしない場合よりも速く反応が進行することを、明らかにした。

これにより、前年度に観測された加速現象が、反応中における二酸化マンガンのエージングによることが、明らかとなった。本逐次処理おいては、後段後に得られる二価のマンガンイオンをアルカリ性下における酸素酸化によって二酸化マンガン(四価マンガン)に再酸化し、これを再利用可能かどうか検討することが重要である。この検討を行った結果、二価マンガンイオンのアルカリ性下における酸素酸化では、反応を長時間行うこと、あるいは、酸素加圧化で行うことによっては完全な二酸化マンガンへの再酸化は達成されず、完全再酸化の60%程度しか再酸化が進行しないことが、明らかとなった。この現象は、三価に酸化され沈殿したマンガンの表面が二酸化マンガンにまで酸化され、これが被膜と同様の働きを行い、内部の酸化の進行を阻害すると考えると、合理的に説明可能である、と考えられた。本研究では、まず二酸化マンガンのリグニンに対する酸化反応に関する基礎的知見を得る目的で、二酸化マンガンによる様々なリグニンモデル化合物の酸化過程を詳しく解析した。しかし上記のように、二酸化マンガンの酸性下でのエージングや還元型二価マンガンイオンの再酸化等の無化学的要因が複雑であったため、これを専門としない研究代表者の予想よりも多少の時間を要した。また、リグニンモデル化合物の合成においても、研究代表者の予想よりも多少の時間を要した。このため、実際のパルプを用いた反応において、研究代表者の予想よりも解析の進行が多少遅れた。製紙用化学パルプ製造工程は、木材チップからリグニンを除去することが目的であるが、この工程の主要を成す酸素漂白過程では多糖類が激しく分解されることが大きな問題点であり、これを抑制して選択的にリグニンを除去することが必要である。本研究では、選択的なリグニン除去を可能とする新技術として、アルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による漂白法を構築することを目的としており、モデル化合物を用いて本逐次漂白技術の基礎的知見の蓄積と最適反応条件の確立を行った。最終(平成28)年度は、二酸化マンガンによるリグニンモデル化合物の酸化反応において、二酸化マンガンの調製法が影響を及ぼすことを明らかにした。すなわち、リグニンモデル化合物の酸化反応において、二価のマンガンイオンを含む硫酸マンガン溶液をアルカリ性化した後酸素酸化によって調製した二酸化マンガンを使用した場合、購入した二酸化マンガンをそのまま使用した場合と比較して、リグニンモデル化合物の分解がかなり速く、また、リグニンモデル化合物の立体構造の相違の影響が大きかった。そして、前者の二酸化マンガンの単位量当たりの酸化可能量を比較すると、驚くべきことに前者の方が小さかった。これらの結果は、二酸化マンガンの調製方法によってその表面構造および表面積が異なること、あるいは、前者の調製で酸素酸化が完全には進行せず前者には酸化活性の高い三価マンガンが含まれること、等を示唆する。さらに、リグニンモデルおよび糖モデル化合物共存下でアルカリ性マンガン添加酸素処理を行い、前者が選択的に分解されることを確認した。本研究期間全体を通して、アルカリ性マンガン添加酸素および酸性マンガン逐次処理による漂白法構築の基盤となる基礎的知見が、特に二酸化マンガンによるリグニンの酸化に関して多く得られ、木材およびリグニン化学研究分野の進展に大きく貢献できた。木材中のリグニンを除去(脱リグニン)し、
合金の凝固ポロシティの生成の制御

試験用合金として、033%CuのAl-Cu合金を溶製し、溶湯に脱ガス或は水素添加処理後、下端に水冷銅製チル板を置いた予熱鋳型に鋳込み一方向凝固させ、同時に冷却曲線を記録し、冷却速度、温度勾配、凝固速度を求めた。作製した鋳塊から、凝固方向に薄板状試験片を切出し、X線透視装置によりミクロポロシティを観察した。さらに画像解析装置により、ポロシティの数、量、形態的特徴を求めた。またミクロ組織像を画像解析装置にとり込みデンドライト枝間隔、共晶率、Tortuosity(デンドライト間の流路を通過する補充液体の流れの困難性を示すパラメータ)を求めた。ポロシティは02.5%Cuでは、ほとんど認められないが517%Cuで増加し、1522.5%Cuで漸次減少し、25%Cu以上では再び認められなくなった。またいずれの場合もチル面近傍より試料上部に向かってポロシティ量は増加した。試料の各部におけるポロシティ量と、その部位でのTortuosityの間には正の相関関係がある幅をもって認められた。その幅の高ポロシティ側には水素含有量の大きい試料が、低ポロシティ側には水素含有量の小さい試料が分布することが分かった。また、円柱状試料のミクロポロシティをX線CT法により、観察した。つぎに、ミクロポロシティの生成を考えるうえで、デンドライトの形態的特徴が重要であることに着目し、ミクロ組織像にフーリエ変換をほどこし、その周波数スペクトルによって特徴を一般化して記述することを試みた。周波数スペクトルを解析することにより、ミクロ組織における周期的構造であるデンドライトの形態を定量化することができた。フーリエ変換法により、デンドライトアーム間隔を測定した結果は、従来法による結果と良く一致した。また、デンドライトの方向性、配向の乱雑さについても、定量的に把握することができた。試験用合金として高純度アルミニウム(99.99%)と電解銅(99.5%)から033%CuのAlーCu合金を溶製した.約100°Cの過熱度で溶解し,脱ガス或はK素添加処理をした後,下端に水冷銅製チル板を置いた予熱砂型或は金型に鋳込んで一方向凝固させた.凝固方向に4対の熱電対を配置して試料内4個所の冷却曲線を記録し,冷却速度,温度勾配,凝固速度を求めた.一方向凝固した鋳塊から凝固方向に厚さ1mmの薄板状試験片を切出し,X線透視装置によりチル面近傍から鋳塊最上部までミクロポロシティを観察した.これにはX線ビジコンカメラを通してリアルタイムテレビ画像処理装置によりポロシティを現出し写真撮影した.これを約10倍に拡大し,画像解析プログラムによってポロシティの輪郭をデジタイザーで読みとり各位置におるけポロシティの数,垂直方向の幅,面積,アスペクト比などを求めた.またミクロ組織からデンドライト枝間隔,共晶率,Tortuosity(デンドライト間の流路を通過する補充液体の流れの困難性を示すパラメータ)を画像解析によって求めた.ポロシティは02.5%Cuでは殆んど認められないが515%Cuで増加し1522.5%Cuで漸次減少し25%Cu以上では再び認められなくなった.またいずれの場合もチル面近傍よりも試料上部に行くにつれてポロシティ量は増加した.各熱電対位置におけるポロシティ量の合計と,同じと各熱電対位置にむけるTortuosityの平均値との間には正の相関関係が或る幅をもって認められ,その幅の高ポロシティ側には水素含有量の大きい試料が,低ポロシティ側には水素含有量の小さい試料が分布することが分った.

つぎにミクロポロシティの三次元像を得るめにX線CTを試みた.直径7mmの円柱状試料の1.5度ごとのX線プロファイルから断層像を再構成することができた.凝固ポロシティの生成を支配する主な要因として、デンドライト間における、凝固収縮を補充する融液の流路の形態的特徴が挙げられることが、前年度の研究により導かれたことを受け、本研究では画像解析の手法を用いて、デンドライトの形態的特徴を記述することを試みた。本研究では、ミクロ組織像にフーリエ交換をほどこし、その周波数スペクトルを求める。この周波数スペクトルは、ミクロ組織像における周期的構造に関する情報を反映したものである。デンドライトアーム等はこの周期的構造に相当し、その周波数スペクトルは、デンドライトアーム間隔に相当する空間周波数にピークをもち、そのピークは、原画像におけるデンドライトの主軸方向に相当する方位に位置する。ミクロ組織像をテレビカメラにより、ワークステーション上のメモリーに、二次元の濃度情報としてとり込み、二次元の周波数スペクトルを求めた。この周波数スペクトルの任意の角度方向における強度の総和を求め、これをP_θ(θ)とした。また、任意の空間周波数での総和を求め、これをPr(r)とした。このPr(r)にピークが存在すれば、そのときのγの値が、支配的な二次アーム間隔を求めることができる。また、P_θ(θ)にピークが存在すれば、そのときのθがデンドライトの方向である。実際のミクロ組織上で、Pr(r)とを求め、デンドライトの二次枝間隔を求めることができた。またその値は、従来法による結果と良く一致した。また、P_A(θ)にピーク位置により、デンドライトの方向を求めることができた。さらに、P_θ(θ)にピーク位置の分布から、組織の乱雑さの程度を把握することができた。本方法は、幾何学的な従来法と比べて、画像情報をより一般的な形で記述することが可能であり、勤続組織全般に対して、拡張、応用する可能性をはらんでいる。