hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発育発達にともなうからだの教育可能性と体育教材の適時性に関する縦断的研究

本研究では一卵双生児(MZ)及び二卵双生児(DZ)を対象とし、身体特性や各種動作様式を縦断的に測定・調査することにより、個々の発育発達の経過や特徴を明らかにしようとした。追跡研究対象組としてMZ8組、DZ2組の48年間の対差百分率(ID)・Motor Patternを縦断的に検討を加えた。30m走、オ-バ-ハンドスロ-および25m泳動作はNAC HSV400を用いて撮影し、解析はNAC 200システムによって行なった。結果は以下の通りであった。長育のIDは、MZが03%、DZが06%と非常に小さな範囲の変動であった。量育のIDはMZが017%、DZが330%と長育より大きな値で変動した。機能におけるMZ,DZのIDは085%と大きな範囲で変動した。性格面についてのアンケ-ト調査結果からは、物事に熱中する度合や勇気、自信などについてはMZ,DZともに顕著な差がみられ、その他の項目についてはDZがMZより不一致の項目が多少多くみられる程度であった。走動作パタ-ンは、DZを除いて2児間ではかなり類似したパタ-ンであり、走動作様式は急激なからだの変化がない限り大きな変化はみられなかった。MZ,DZの女子の投動作パタ-ンはともに未熟なパタ-ンのレベルにとどまっており、双方とも発育に伴う初速度の伸びはみられなかった。MZ26の25m泳タイムが2児ともに910歳にかけて大きく短縮した。これは双方ともこの年に行なわれた水泳教室を5日間うけたことにより泳能力が向上したと考えられる。すなわち、水泳のパフォ-マンスは適切な働きかけが個々になされることによって向上していくと考えられた。結論:(1)長育は比較的変わりにくいが、量育や全身持久性能力などは日常生活における運動量に左右されやすい。(2)走る動作に比べ、投げる動作や泳ぐ動作は個々の学習経験量や外的な働きかけによってできばえが左右される。
糸球体構成細胞の遺伝子発現変化の網羅的解析による慢性腎臓病の分子機構解明

糖尿病性腎症と慢性糸球体腎炎は新規透析導入の65%を占める主要な原因であるが,治療薬の開発は進んでいない.これらの慢性腎臓病を引き起こすメカニズムを解明するために,腎糸球体構成細胞を蛍光標識したマウスを作製した.また腎糸球体の遺伝子発現解析を行い,糸球体の足細胞で特異的に発現し,糖尿病性腎症で発現が低下する分泌タンパクAを同定した.Aは培養メサンギウム細胞の増殖を抑制させ,糖尿病性腎症において観察されるメサンギウム細胞の増殖を制御している可能性が示唆された.糸球体構成細胞を標識したマウスを樹立した。すでに論文発表したPodocin-CreERT2マウスあるいは他施設により開発されたCreマウスをROSA-CAG-STOP-tdTomato蛍光レポーターマウスと交配し、podocyteを永久標識できた。またNephrin promoterの下流にreporter cDNAを連結したDNAカセットを受精卵にマイクロインジェクションし、Nephrin mRNA levelの変化に応じて蛍光強度の変化するマウスを新規に樹立し、cultured primary podocytesで蛍光が維持されることを確認した。メサンギウム特異的なCreマウスについても、レポーターマウスとの交配によりメサンギウム細胞を標識できた。1型および2型糖尿病モデル動物を作成し、マイクロアレイによる網羅的解析により、分泌蛋白Aに着目した。Aの遺伝子発現はwhole kidneyよりも数倍糸球体で高く、糸球体内ではポドサイト特異的に発現していた。両モデルで共通してAの遺伝子発現はコントロールよりも低下していた。正常および糖尿病における尿中Aの濃度は1ng/ml以下の感度以下であった。Aを過剰発現するアデノウイルスを培養メサンギウム細胞に感染させると細胞増殖を抑制した。リコンビナントA蛋白の作成にも成功しており、その作用を解析中である。単離糸球体をコラーゲナーゼ処理し、セルソーターを用いて蛍光標識ポドサイト分画と非ポドサイト分画に分離し、total RNAを抽出した。1匹のマウスから十分量のサンプルが得られ、ポドサイト分画ではポドサイトマーカーpodocinの遺伝子発現が濃縮されている一方、非ポドサイト分画ではメサンギウムマーカーIgfbp5、内皮マーカーendomucinの遺伝子発現が濃縮されており、正確な細胞分離ができていることが確認された。糖尿病マウス、高齢マウスではポドサイトの脆弱性のためか、ポドサイトの分離効率が悪く、十分量の細胞を分取することはやや困難であった。whole kidneyよりも糸球体での発現レベルが高く、2種類の糖尿病性腎症のモデルの糸球体にて共通して発現減少する分子として分泌蛋白Aに着目した。Aの発現はポドサイト特異的で、A受容体も糸球体に豊富に発現していた。Aの機能についてはほとんど報告がないが、培養メサンギウム細胞にはA受容体が発現し、Aをアデノウイルスを用いて過剰発現させると細胞増殖が抑制され、正常糸球体においてAはメサンギウム細胞の数を一定に保つ役割を果たしている可能性、病態時のAの発現低下はメサンギウム細胞増殖の一つの原因となる可能性が考えられた。糖尿病性腎症と慢性糸球体腎炎は新規透析導入の65%を占める主要な原因であるが,治療薬の開発は進んでいない.これらの慢性腎臓病を引き起こすメカニズムを解明するために,腎糸球体構成細胞を蛍光標識したマウスを作製した.また腎糸球体の遺伝子発現解析を行い,糸球体の足細胞で特異的に発現し,糖尿病性腎症で発現が低下する分泌タンパクAを同定した.Aは培養メサンギウム細胞の増殖を抑制させ,糖尿病性腎症において観察されるメサンギウム細胞の増殖を制御している可能性が示唆された.計画通り、ポドサイト特異的な分子の同定、その作用の一部を明らかにすることができたため。腎臓内科学今後さらに、リコンビナント蛋白を用いて機能解析を進める。遺伝子欠損マウスの表現型も解析中である。糸球体構成細胞の標識マウスの樹立に成功した。蛍光標識マウスに対して慢性腎臓病を惹起して、糸球体構成細胞の遺伝子発現変化を網羅的に解析する。ほぼ計画通りに研究を遂行したが1,000円未満の端数の持越しが発生した。2014年度の早い時期に使用する予定。
ERPを基盤としたビジネス・プロセス及びサプライチェーンの構築に関する研究

電子商取引の本格化によって新しいビジネスモデルが提唱され、これを実現するためのサプライチェーン・マネジメントのあり方が議論されはじめている。海外の事例としてウォルマートを、国内の事例として株式会社しまむらを取りあげ、小売業態を起点とするサプライチェーンにおけるロジスティクス・ネットワークの構造とオペレーションについて検討した結果、小売業態を起点としたサプライチェーンに、構造上・オペレーション上の特長を見出すことが出来、中間流通における物流機能の高度化は、小売業態の設計の中に組み込まれてはじめて可能になることが理解された。サプライチェーンの革新的効率化の道具として注目されているRFID(無線タグ)についても広範なサーベイを行い、その問題点、技術的課題、応用可能性などについて検討を行った。また、伝統的な企業(ブリック&モルタル)が情報技術をフルに活用する企業(クリック&モルタル)に移行(「ネットトランジション」と呼びます)するには、単にホウムペイジを作成すればよいわけではなく、企業がおかれた競争環境の他に企業自身の組織能力を見極め、自社の優位性を活かし不利をカヴァーするような、戦略と一体となった情報システムの使い方を編み出すとともに、一旦設定された戦略と情報システムの組み合わせも、競争環境や技術の変化に対応して見直していく必要もあるわけであるが、本研究では、既存企業が戦略的に情報システムを活用するためのネットトランジションの戦略パターンおよびネットトランジションに必要な組織能力・ネットトランジションプロセスのマネジメントのあり方について検討した。これらの成果を実験的に検証するためのシミュレーターとしてビジネスゲームを構築した。さらに、本研究では、これからの企業情報システムとして期待されるERPサーバーを実際に稼動させ、その可能性や操作性、新しいビジネスモデルやサプライチェーンへの応用などについて経験を積むことが出来た。ERP、BPR、ビジネス・プロセス・モデリング、サプライチェーン・マネジメントに関する既存文献をサーベイし、俊敏な経営を目指したビジネス変革に対するへの情報技術の利用に関する先進的事例を収集するとともに、これらに関する理論モデルやシミュレーション・モデルの前提となる枠組みを構築した。また、国内および米国、韓国、中国(香港)の企業や大学における取り組みについてヒアリング調査を実施し、得られた知見を基に、ビジネス・プロセスの最適化、サプライチェーンの最適選択のための理論モデル及びシミュレーション・モデルを検討した。ERPを基盤としたe-ビジネスについて、現実の成功事例を調査した。今年度は、スペインのアパレルであるZara(垂直統合メーカーで売上高はユニクロをしのぐ)を取り上げ、ケース作成作業の大方を終了した。また、既存企業がERP導入によってクリック&モルタル化するときの課題を多くの事例観察から抽出し、戦略的課題・組織的課題・移行プロセスの3つの観点からまとめた。また,ビジネス・プロセスの定性的分析のための数学的枠組みについて調査を行い,それに基づく処理系の設計に着手した.次年度以降に予定している処理系の実装と教材開発の為に,ビジネス・プロセスの設計・分析ソフトウェアを稼動させた.またERPシステムとビジネスゲームと連動させるための意見交換を行った.さらに、BRP及びサプライチェーン・マネジメントとの関連性についてより具体的に研究するため、代表的ERPソフトウェアを実装したPCサーバを設置した。本サーバーは平成14年度以降の研究において、研究成果を実証する上で重要な役割を果たすことになる。1.大学院生の協力を得て、文献レビューや面接調査を継続しつつ、ビジネス・プロセス・モデリング手法を活用したBPR方法論(既存ビジネス・プロセスの特性、ビジネス・プロセス・モデリング手法、BPRタイプの3者間の連関に関する一般的枠組み)について検討を行った。2.平成13年度の予備的モデルを踏まえて理論モデルを精査するとともに、現実味のあるビジネス・プロセスおよびサプライチェーンの定性的シミュレーション・モデルの構築と予備的解析を行い、一定の成果を得た。3.ビジネス・プロセスの定性的シミュレーションを行い、ビジネス・プロセス・アナライザの開発に着手した。ビジネス・プロセスの定性的シミュレーションを可能にする理論的枠組みを提案し、それに基づいたアナライザの開発方法について考察した。

4.企業におけるERP、BPR、SCM、eビジネス、その他のIT技術の利用に関する調査をもとに、その効果に関わる実証研究を行った。5.ERP、BPR、SCM、eビジネス等に詳しい実務家や研究者を招いて研究会を開催するとともに、国内外で開催される関連研究集会やワークショップ、セミナーに参加し、企業や他大学における先進的事例、先端的研究について情報収集し、意見交換を行った。6.昨年度に引き続き、横浜国立大学、早稲田大学、横浜商科大学において、大学院・学部レベルの講義および演習にERPソフトウェアを活用し、教材等の共同開発を行った。また、他大学の教員の聴講要請を受け入れ、その活用方法について意見交換を行った。電子商取引の本格化によって新しいビジネスモデルが提唱され、これを実現するためのサプライチェーン・マネジメントのあり方が議論されはじめている。海外の事例としてウォルマートを、国内の事例として株式会社しまむらを取りあげ、小売業態を起点とするサプライチェーンにおけるロジスティクス・ネットワークの構造とオペレーションについて検討した結果、小売業態を起点としたサプライチェーンに、構造上・オペレーション上の特長を見出すことが出来、中間流通における物流機能の高度化は、小売業態の設計の中に組み込まれてはじめて可能になることが理解された。サプライチェーンの革新的効率化の道具として注目されているRFID(無線タグ)についても広範なサーベイを行い、その問題点、技術的課題、応用可能性などについて検討を行った。また、伝統的な企業(ブリック&モルタル)が情報技術をフルに活用する企業(クリック&モルタル)に移行(「ネットトランジション」と呼びます)するには、単にホウムペイジを作成すればよいわけではなく、企業がおかれた競争環境の他に企業自身の組織能力を見極め、自社の優位性を活かし不利をカヴァーするような、戦略と一体となった情報システムの使い方を編み出すとともに,一旦設定された戦略と情報システムの組み合わせも、競争環境や技術の変化に対応して見直していく必要もあるわけであるが,本研究では、既存企業が戦略的に情報システムを活用するためのネットトランジションの戦略パターンおよびネットトランジションに必要な組織能力・ネットトランジションプロセスのマネジメントのあり方について検討した。これらの成果を実験的に検証するためのシミュレーターとしてビジネスゲームを構築した。さらに,本研究では,これからの企業情報システムとして期待されるERPサーバーを実際に稼動させ、その可能性や操作性、新しいビジネスモデルやサプライチェーンへの応用などについて経験を積むことが出来た。
5個の電子(物理)密度を使用した放射線治療計画

研究代表者の出産、産休、異動、異動先の病院のMRI入れ替え工事、震災によるMRIの故障など、研究期間中は様々な障害に見舞われ、結果的に、肺癌症例5例、子宮頚癌症例6例のMRI撮影に留まった。研究結果を出すためには、さらなる症例の蓄積が必要ではあるが、MRIとCTとをそれぞれ使用した治療計画のDoesvolume曲線の差は、標的部位、リスク臓器ともに5%以内であり、MRIを利用した治療計画でも、許容範囲内の誤差で治療計画が行える可能性はあるものと思われた。今後、この研究に関しては継続的に症例を集めていく予定である。2009年7月に順天堂大学医学部付属浦安病院の倫理委員会に申請をし、研究開始の許可がおりた。まずは、骨盤の放射線治療症例から開始することとし、外来受診となった患者さんに、研究の趣〓を説明し、研究への参加の可否を伺った。症例集めはことのほか、困難であり、適応症例で同意を頂けたのは1例のみであった。同症例は、2010/1/7放射線治療開始の子宮頚癌症例であり、1月6日に放射線治療前に治療計画用MRIとCTを、同条件で撮影し、それぞれにおいて、治療計画が行なった。結果として、Dose volume histogramの誤差は、標的部位、リスク臓器ともに5%以内であった。11月に米国放射線腫瘍学会学術大会に参加した。以前、米国で行っていた関連研究の共同研究者達と情報交換を行い、また、学会で、IGRT関連の発表を中心に聞き、MRIを使用した放射線治療計画関連の研究を行っている研究者と情報交換も行った。MRIを利用した放射線治療計画は市民権を獲得した感があったが、電子(物理)密度を無視したものが依然多い印象であった。2010年1月に関連論文2本の投稿を行った。昨年度に引き続き、症例の蓄積を行った。骨盤の治療計画用に、子宮頚癌症例を5例、胸部の治療計画用に、肺癌症例を3例の参加同意を得られ、それぞれ予定通りに、MRIの撮影を行い、CTの画像との線量分布を比較した。3月に腹部の治療計画用に、膵臓癌の症例の同意を得たが、震災のため、MRIが使用不能となり、キャンセルとなってしまった。それぞれの症例で、放射線治療前に治療計画用MRIとCTを、同条件で撮影し、それぞれにおいて、治療計画が行なった。以前、米国で行っていた関連研究の共同研究者達と情報交換を行った。MRIを利用した治療機器の開発は、直線加速器、コバルトともに、現在行われている状況だが、依然、電子(物理)密度情報関連の問題が挙げられていた。
超広域災害時における海陸一貫支援物資輸送の計画及び評価

超広域災害発生直後には大量の支援物資を迅速に輸送する必要がある。その際、様々な状況にも柔軟に対応可能なよう、予め海上輸送も活用した輸送システムを計画しておき、状況に合わせて柔軟に輸送を行うことが望ましい。しかしその分析手法は得られていない。本研究では南海トラフ地震を想定し、日本全体を対象に輸送計画機能を持つ複合一貫輸送シミュレータを開発し、分析手法を研究する。これにより様々な災害シナリオに対し、発災前に総合的に効果の高い対策を選んだり、発災後に取るべき基本輸送戦略の知見を得る方法の取得を目指す。
植物組織培養のための培養器および装置に関する環境調節工学的研究

本研究は、植物組織培養における培養器内のガス環境、光環境の計測システムを確立し、これを用いて培養器内のガス環境および光環境を計測するとともに、これらが組織培養小植物体の生育に及ぼす影響を明らかにし、さらには培養器内小植物体の生長を促進する培養器内環境調節システムを作り出すことを目的とする。得られた結果の概要は以下のとおりである。1.ガスクロマトグラフ装置を用いて、小植物体培養中の培養器内炭酸ガス濃度を計測できるようにした。培養器外炭酸ガス濃度、光量子束、および培地ショ糖濃度を変えて小植物体を培養し、これらの要因と生長量の関係を測定した。その結果、従来の培養法よりも培養器内光量を高め炭酸ガス濃度を高めることによって、培地にショ糖がなくても植物の生長は従来の培養法による生長に比べ増大することが分かり、無糖培養が可能であることが示唆された。2.培養器内光環境に関する基礎資料を得るために、培養器棚面上に培養器(ガラス製平底試験管あるいは三角フラスコ等)を設置し、栓(アルミキャップ、プラスチックキャップ、シリコンゴムキャップ等)と培養棚の内面被覆材(白色布および黒色布)を変えて、培養器内の光量子束を測定した。その結果、同じ光源下であっても、培養器内の光量子束は、培養器または栓の種類、培養器の設置位置、さらには培養室内表面の光学的性質により大きく異なることが明らかになり、光環境改善のための基礎データを得た。3.培養器内の湿度環境の計測システムを開発した。それを用いて培養器内の湿度計測を行ない、明期と暗期、培養器内の小植物体の有無および大きさなどの条件が培養器内相対湿度に及ぼす影響を調べ、湿度環境調節のための基礎データを得た。植物組織培養器内の環境と小植物体の生長との関係を解明するために、光量子束,培養器外【CO_2】濃度および培地ショ糖濃度を変えて、小植物体を培養し、生長量を測定した。得られた結果の概要は、以下の通りである。1.ガスクロマトグラフ装置を用いて、小植物体培養中の培養器内の炭酸ガス濃度を計測できるようにした。2.カーネーションを供試した試験結果では、培地のショ糖濃度に関係なく小植物体の乾物重は【CO_2】施用区の方が【CO_2】無施用区よりも大きくなった。培地糖濃度の測定結果から、培地の糖は培養後期にはほとんど減少しなかったと推定できた。また、【CO_2】施用区では培養経過とともに明期の培養器内外【CO_2】濃度差が増加したが、【CO_2】無施用区ではほとんど増加しなかった。以上より、培養中期後期にあるカーネーションの小植物体の乾物重増加量は、培地の糖等の吸収量よりも小植物体の光合成量に左右されていることが分かった。3.苗化過程のシンビジウムの小植物体を、異なった環境条件で70日間培養した結果では、培養70日目の小植物体の乾物重は、強光【CO_2】施用区が弱光無施用区の1.72.0培になり、培地ショ糖濃度によらず、強光【CO_2】施用は小植物体の生長を促進した。強光【CO_2】施用区の明期培養器内【CO_2】濃度は、70日目には大気の【CO_2】濃度程度まで低下したので、培養期間を通し、それを1000vpm程度に維持することで、小植物体の乾物重は更に増加すると思われる。シンビジウム小植物体の培養では、従来、培地ショ糖濃度の最適値は23%と言われたが、光・【CO_2】条件によっては、それより低くなることが分かった。

4.以上の結果をもとに、小植物体生長シミュレータを作成した。シミュレーションでは、ほぼ試験結果通りの小植物体の乾物重の経日変化が得られた。本研究は,植物組織培養における培養器内のガス環境,光環境の計測システムを確立し,これを用いて培養器内のガス環境および光環境を計測するとともに,これらが組織培還小植物体の生育に及ぼす影響を明らかにする.さらに培養器内小植物体の生長を促進する培養器内環境調節システムを作ることを目的とする.本年度は,まず培養器内光環境に関する基礎資料を得るために,培養器棚面上に培養器(ガラス製平底試験管あるいは三角フラスコ等)を設置し,栓(アルミキャップ,プラスチックキャップ,シリコンゴムキャップ)と培養棚の内面被覆材(白色布および黒色布)を変えて,補養器内の光合成光量子束(以下,光量子束)を測定した.その結果,同じ光源下であっても,培養器内の光量子束は,培養器または栓の種類,培養器の設置,さらには培養室内表面の光学的性質による大きく異なることが明らかになった.このことから培養小植物体の光合成速度を高めるためにより好適な培養器内の光環境を得るための改善を積極的に行う必要があることを認めた.さらに,培養器内光環境,炭酸ガス環境および培地の糖濃度環境が培養小植物体の生長に及ぼす影響を調べるため,カーネーション,ジャガイモなどを供試してそれぞれの環境が異なる組合せの試験区を設けて生長比較試験を行った.その結果,従来の培養法よりも培養器内光量を高めかつ炭酸ガス濃度を高めることによって,培地にショ糖を含まなくても従来の培養法による生長と同等以上になることから無糖培養の可能性が示唆された.本研究は、植物組織培養における培養器内のガス環境、光環境の計測システムを確立し、培容器内のガス環境、光環境を計測するとともに、これらが組織培養小植物体の生長を促進する培養器内環境調節システムを作ることを目的とする。本年度は、培養器内の湿度環境の計測システムを開発するとともに、それを用いて培養器内の湿度計測を行った。培養器内の湿度計測には、小型高分子湿度センター(直径5mm、長さ15mm)を用いた。供試培養器として、容積750のプラスチック製培養器を用いた。培養器内に小植物体がある場合とない場合、培養器に通気性フィルター付栓を用いた場合とフィルターなしの栓を用いた場合、を組み合わせた試験区を設け、培養器内相対湿度の連続計測を行った。その結果、培養器内相対湿度はそれぞれの試験区間で異なり、また、同一試験区でも明期と暗期でことなることが確認された。すなわち(1)培養器内の相対湿度は、明期よりも暗期で515%高く、フィルターなしの栓を用いた場合の暗期のそれは、ほぼ100%に達した。(2)フィルター付栓を用いた場合の培養器内相対湿度は、フィルターなしの栓のそれよりも明期および暗期において515%低くなり、培養器内湿度制御の一方法としてフィルター利用が考えられた。(3)小植物体がある場合の培養器内相対湿度は、ない場合のそれよりも高く、小植物体が生長するにつれて上昇し、(培養器内相対湿度は)小植物体の蒸散量の多少によって異なった。以上で得られた結果は、湿度環境調節のための基礎データとして利用できる。当初予定した、湿度環境と培養小植物体の生長の関係については、試験結果がまだ得られておらず、今後の課題として残された。
ヘテロクロマチン由来RNAがもたらす複雑系攪乱による発癌機構解明と病態検出法開発

「非コードRNA発現を主体にしたDNA-RNA-蛋白ー細胞機能といった多階層にわたる複雑系の機能攪乱によって生じる発癌ポテンシャル獲得の分子機構」を明らかにしたうえで、これを「臓器組織に関わらず病態として普遍的な発癌性獲得機構のひとつであること」をin vivo・in vitroでの検討で証明する。特に、「前癌病態からの過程で特異的に発現してくる反復配列RNAを、血中で高感度に検出し個人の発癌ポテンシャルを予測する手段とする」こと、および「反復配列RNAの機能に対する介入による発癌予防法開発」までを目的として検討を進めた。まず血中の反復配列RNAの検出による膵癌の早期診断を目的に、担癌患者および検診で正常人血清を多数収集した。そのうえで、HSATII RNAの検出法を再現よくするために種々の方法と正規化を試み、一定の方法で再現良く検出・正規化できるように方法を整えた。その方法に基づいて患者血清内のHSATII RNA量を定量し、膵癌早期診断に寄与できるか、検討している。また、マウスモデルを用いて、異常発現した反復配列RNAが、細胞内蛋白であるYB-1と結合し、その核内移行を阻害する結果、YB-1蛋白が本来持つDNA障害修復機能を阻害し、その結果、核内ゲノムの遺伝子異常が継時的に蓄積してくることをin vivo in vitroで確認した。申請者はこれまで、慢性炎症に続発する癌(炎症性発癌)の病態として「炎症性ストレスによる慢性的な『miRNA機能阻害』が原因の一端である」ことを明らかにし、miRNA機能を増強する薬剤によって炎症性発癌の予防が可能になることを同定してきた。いっぽう、炎症性発癌ではなく、もうひとつの主要な発癌経路であるsporadicな発癌については癌遺伝子・癌抑制遺伝子の変異に伴う多段階発癌が主要な発癌経路であると推定されているが、なぜそれらの遺伝子変異が最終的に雑多な遺伝子異常を伴う細胞癌化に結びつくのかは、いまだ明確になっていない。本研究代表者は「非コードRNA発現を主体にしたDNA-RNA-蛋白ー細胞機能といった多階層にわたる複雑系の機能攪乱」が発癌の主因であると仮定し、これを「臓器組織に関わらず病態として普遍的な発癌性獲得機構のひとつであること」をin vivo・in vitroでの検討で証明する。ここで得られる結果に基づいて、「前癌病態からの過程で特異的に発現してくる反復配列RNAを、血中で高感度に検出し個人の発癌ポテンシャルを予測する手段とする」こと、および「反復配列RNAの機能に対する介入による発癌予防法開発」までを目的とする。本年度は血中での微量核酸定量法を確立し、それを膵癌および前癌病態の患者にアプライすることで早期のスクリーニング法として有効であることを示した。また、反復配列RNAが細胞内で発現することによって細胞内タンパクをトラップしその機能を損ねることを見出し報告した。これらの結果は、反復配列RNAが癌化のキーを握っていることを示唆するものである。癌化過程で異常に発現する反復配列RNAの微量定量法を確立し、それが実際に膵癌の早期スクリーニングに有効であることを報告した。さらにそれらのRNAが細胞内で蛋白機能を阻害することで癌化に寄与することを証明した。慢性炎症に続発する癌(炎症性発癌)の病態として「炎症性ストレスによる慢性的な『miRNA機能阻害』が原因の一端である」ことを明らかにし、miRNA機能を増強する薬剤によって炎症性発癌の予防が可能になることを同定してきた。「エピゲノム修飾ーゲノムDNAー非コードRNAー蛋白機能修飾ーDNA damage・染色体異常」といった「非コードRNA発現を主体にしたDNA-RNA-蛋白ー細胞機能といった多階層にわたる複雑系の機能攪乱によって生じる発癌ポテンシャル獲得の分子機構」を明らかにしたうえで、これを「臓器組織に関わらず病態として普遍的な発癌性獲得機構のひとつであること」をin vivo・in vitroでの検討で証明する。本年度はin vivoでの反復配列RNAの機能をトランスジェニックで確認した。in vitroでの結果と同様、YBX1の機能を阻害しDNA damageが蓄積することを確認した。k-Rasの恒常的活性化マウスとの交配により、前癌病態であるPanINが早期から発現しその数も増えることを確認した。これらの結果を論文にまとめ投稿中である。これらの結果は癌化過程における反復配列DNAから発現する反復配列RNAがYBX1蛋白の機能を阻害するという多層階の変化をきたしていることを示す。反復配列RNAのトランスジェニックマウスを作製しその機能を解析した。

そのうえで、HSATII RNAの検出法を再現よくするために種々の方法と正規化を試み、一定の方法で再現良く検出・正規化できるように方法を整えた。その方法に基づいて患者血清内のHSATII RNA量を定量し、膵癌早期診断に寄与できるか、検討している。また、マウスモデルを用いて、異常発現した反復配列RNAが、細胞内蛋白であるYB-1と結合し、その核内移行を阻害する結果、YB-1蛋白が本来持つDNA障害修復機能を阻害し、その結果、核内ゲノムの遺伝子異常が継時的に蓄積してくることをin vivo in vitroで確認した。これまでの知見に基づいてさらに大規模な癌スクリーニング法の樹立を目指す。いっぽうin vitroでの機能だけでなくin vivoでの機能解析を進める。今後は、ここまでに見られた反復配列RNAによるDNA障害の機構に介入する方法を開発し発癌過程をブロックする方法を見いだすことと、反復配列RNAの発現機構を解明して癌化の予防法を開発することを主眼とする。注文した抗体が海外輸入のため入荷が4月に入ってから、となったため。4月に入荷次第、使用予定。翌年ぶんの使用予定は事前計画通り。
心筋細胞分化誘導システムを用いた肥大型心筋症発症機構の解明

胎児期より発症するレオパルド症候群に伴う肥大型心筋症発症機構について、心筋細胞分化モデルであるP19CL6細胞を用いて解析を行った。レオパルド症候群型の変異SHP2タンパクを発現させると、コントロールや、ヌーナン症候群型の変異SHP2を発現させたのに比較して、心筋細胞の最終分化が抑制されており、心筋前駆細胞の増殖活性が上昇していた。また、成熟した心筋細胞のサイズも大きくなっていた。この異常には、Akt/GSK3β/β-cateninのシグナル異常が関連していることを明らかにした。マウスEmbryonal caricinomacell由来のP19CL6細胞は、1%DMSO添加培地において、高率に自己収縮する心筋細胞に分化する多分化能細胞で、in vitroにおける心筋細胞分化過程を簡便かつ詳細に検討することができる。我々はLEOPARD症候群で同定された変異体SHP-2 (Src homology-2 protein tyrosin phosphatase)を発現するレンチウイルスベクターを作成し、このP19CL6細胞に感染させ、恒常発現体の作成に成功した。作成した変異体株は、LEOPARD症候群において頻度の高いY279C変異体と、当施設や他施設から、重度の肥大型心筋症の発症が報告されているQ510E変異体、加えて、コントロールとして、GFPのみ発現するものと、Wild type SHP-2の発現体株、さらに、Noonan症候群での変異体であるD61Nの発現体株である。これらに対して分化誘導実験を行い、心筋細胞分化の程度を、αActininによる免疫染色で確認した。結果、LEOPARD症候群の変異体SHP-2を発現するP19CL6細胞は、コントロールのP19CL6細胞に比較して有意に分化が遅延することが判明した。対して、Noonan症候群のD61N変異体発現P19CL6細胞では、心筋細胞分化障害は認められなかった。心筋細胞構造タンパクの発現や、心筋細胞分化に必須の転写因子群の発現を、Western blottingや定量的real-time PCRで確認したところ、これらの発現も遅れていた。現在、この分化障害がどのようなシグナル変化によるものなのかを検討するとともに、分化した心筋細胞の形態学的変化について解析中である。また、Q510E変異を有するLEOPARD症候群患者から皮膚線維芽細胞の提供を受けたので、iPS細胞の作製をすすめている。Embryonal caricinomacell由来のP19CL6細胞は、1%DMSO添加培地において、高率に自己収縮する心筋細胞に分化する多分化能細胞で、in vitroにおける心筋細胞分化過程を簡便かつ詳細に検討することができる。我々はLEOPARD症候群で同定された変異体SHP-2(Src homology-2 protein tyrosin phosphatase)を発現するレンチウイルスベクターを作成し、このP19CL6細胞に感染させ、恒常発現体の作成に成功した。LEOPARD症候群において幼児期より重度の肥大型心筋症の発症が報告されているQ510E変異体と、コントロールとして、GFPのみ発現する株、Wild type SHP-2の発現体株、さらに、Noonan症候群での変異体であるD61Nの発現体株を作成した。これらに対して分化誘導を行うと、Q510E変異体では有意に成熟心筋細胞への分化が遅延しており、さらに、成熟心筋細胞のサイズも大きくなっていた。しかし驚くべきことに、Q510E変異体では、Gata4、Nkx2.5、Tbx5といった心筋細胞分化特異的転写因子の発現は、コントロールと有意な差を認めず、Q510E変異体では、心筋前駆細胞への分化は正常であるものの、成熟心筋細胞への最終分化が抑制されていると考えられた。また、Q510E変異体では、細胞増殖活性も上昇していた。細胞内シグナル解析では、Aktの活性上昇とGSK3βの活性低下が見られた。また、心筋分化後期段階で、核内β-cateninシグナルの上昇が見られ、Akt/GSK3β/β-cateninシグナルの異常が心筋最終分化を抑制し、心筋前駆細胞のexpansionを促している可能性が示唆された。即ち、個々の心筋細胞の肥大と、心筋細胞数の増加の2つのメカニズムが、LEOPARD症候群における肥大型心筋症発症に関与している可能性が考えられた。
生体信号計測に基づく食品デザインに関する研究

本研究課題は、複数の生体信号を用いて人間の食品に対する感性を定量的に評価する技術を開発するとともに、そこで得られた知見を援用した食品デザイン技術の開発を目的としている。平成19年度の主な成果は次の通り。(1)高次脳機能解析のための新しい多次元脳波解析法の開発を行った。(原著論文発表および国内学会発表済)(2)嗜好の個性を脳波を用いて分析するための基礎実験を行った。嗜好調査に関する課題を与えた被験者に100種類以上の食品の映像を提示し、その際の脳波を記録した。これは、直感的に意識に現れる嗜好を被験者本人の意図的な改竄の介入を全く許さずに脳波中に記録する実験方法である。(脳波データ取得まで完了、未解析)(3)食品摂取時の機能的磁気共鳴画像(fMRI)の計測および解析を行った。嗜好の個性の違いを脳波を用いて分析するための補助的研究として行ったものであり、数十種類の食味刺激の中から被験者が任意に選択したものを摂取しながらのfMRI計測を行い、さらにデータの分析を行った。しかし、分析結果からは個人の嗜好に由来する特徴的な知見は得られなかった。実験方法の再考が必要と思われる。(国内学会発表済)(4)食品摂取後の消化管活動の様子を非侵襲的かつ定量的に分析するための新しい信号処理法として、多チャンネル腸音計測・解析法の研究開発を行った。さらに、開発した手法を用いて、食品の消化特性の違いによる腸音発生状態の違い、および腸音の長時間計測・解析についての検討を行った。本基礎研究の結果、腸音分析が消化管活動の定量的分析法として有効であろうことが予想できたが、摂取する食品の物理・化学・栄養学的性質だけでなく、人間の神経活動の影響までも考慮に入れる必要があるということが認められた。(原著論文発表および国際学会・国内学会発表済)なお、本研究成果は平成20年度基盤研究(B)採択課題に引き継がれ、さらなる発展を目指す。本研究課題は、食品デザインにおいてこれまで行われてきた人間の意識的かつ主観的な判断に基づく食味・食感の定量化ではなく、食品摂取によって変化する生体信号に基づいて人間の無意識下における食品感性を定量化する方法の開発を目指すものである。さらに、開発した食品感性定量化法によって、実際の食品デザインを行うプロセスの確立を目指している。本研究課題では各種生体信号について同時進行でその研究を行っており、ここでは初年度における各生体信号研究の進捗について述べる。脳波および筋電位については、感性情報処理に必要となる基礎的信号処理手法の開発を中心に行った。摂食時記録脳波の解析法の開発を行う一方、多次元脳波の因果性解析手法の理論的研究を行った。腸音については、摂取する食品の違いによって腸音発生頻度に変化が現れるかどうかを確かめるため、20人程度の被験者を用意し、栄養士・看護師監修の下で作成した複数のメニューを被験者に与えて腸音の計測を行った。なお、計測した腸音データは、被験者による違い・食前食後の時間経過・消化し易さによる違い、のそれぞれが反映されるよう組まれた実験仕様の下で得られたものである。脳血流については、fMRI実験のタスクとして被験者の嗜好を最優先に選択した食品メニューを用意し、それを摂取しながら計測を行った。

なお、その際に特定の食品に含まれる特定の化学成分による影響を取り除き、被験者の嗜好のみを抽出可能な実験仕様を設定した。以上のように、脳波および筋電位については解析理論・手法の開発を行い、腸音およびfMRIについては食品感性パラメータ抽出を可能とすると思われる食品サンプル群を用いた測定データの収集を行い、それをもって初年度の研究実績とした。本研究課題は、食品デザインにおいてこれまで行われてきた人間の意識的かつ主観的な判断に基づく食味・食感の定量化ではなく、食品摂取によって変化する生体信号に基づいて人間の無意識下における食品感性を定量化する方法の開発を目指すものである。さらに、開発した食品感性定量化法によって、実際の食品デザインを行うプロセスの確立を目指している。本研究課題では各種生体信号について同時進行でその研究を行っており、ここでは18年度(2年目)における各生体信号研究の進捗について述べる。脳波について、感性情報処理に必要となる基礎的信号処理手法の開発を中心に行った。摂食時記録脳波の解析法の開発を行う一方、多次元脳波の因果性解析手法の理論的研究を行った。腸音については、初年度において、摂取する食品の違いによって腸音発生頻度に変化が現れるかどうかを確かめるために20人程度の被験者を用意し、栄養士・看護師監修の下で作成した複数のメニューを被験者に与えて腸音の計測を行って得られたデータの解析を行った。なお、計測した腸音データは、被験者による違い・食前食後の時間経過・消化し易さによる違い、のそれぞれが反映されるよう組まれた実験仕様の下で得られたものである。脳血流については、初年度に引き続き、fMRI実験のタスクとして被験者の嗜好を最優先に選択した食品メニューを用意し、それを摂取しながら計測を行った。さらにこれらに加えて、腸音解析との関連として非常に重要な因果関係を持つと考えられる胃電図の計測および解析も試みた。以上のように、脳波については解析理論・手法の開発を行い、腸音およびfMRIについては食品感性パラメータ抽出を可能とすると思われる食品サンプル群を用いた測定データの収集および解析を行い、さらに研究上の必要性から胃電図の測定および解析を行い、それをもって18年度(2年目)の研究実績とした。本研究課題は、複数の生体信号を用いて人間の食品に対する感性を定量的に評価する技術を開発するとともに、そこで得られた知見を援用した食品デザイン技術の開発を目的としている。平成19年度の主な成果は次の通りである。(1)高次脳機能解析のための新しい多次元脳波解析法の開発を行った。(原著論文発表および国内学会発表済)(2)嗜好の個性を脳波を用いて分析するための基礎実験を行った。嗜好調査に関する課題を与えた被験者に100種類以上の食品の映像を提示し、その際の脳波を記録した。これは、直感的に意識に現れる嗜好を被験者本人の意図的な改竄の介入を全く許さずに脳波中に記録する実験方法である。(脳波データ取得まで完了、未解析)(3)食品摂取時の機能的磁気共鳴画像(fMRI)の計測および解析を行った。嗜好の個性の違いを脳波を用いて分析するための補助的研究として行ったものであり、数十種類の食味刺激の中から被験者が任意に選択したものを摂取しながらのfMRI計測を行い、さらにデータの分析を行った。しかし、分析結果からは個人の嗜好に由来する特徴的な知見は得られなかった。実験方法の再考が必要と思われる。(国内学会発表済)
シンクロ型ＬＰＳＯ構造の材料科学　－次世代軽量構造材料への革新的展開－

総括班の役割は、各計画研究と公募研究が緊密に連携して十分な研究成果が出せるように、本領域の組織的かつ効果的な運営と研究支援活動ならびに若手人材育成を図り、本領域の目的達成と次への展開に資することである。運営面での特徴は,16つの部会と4つの事務局による効率的な運営、2量子線共同利用施設や共通試料提供等による研究支援、3若手人材育成への注力、4国際交流,異分野交流,産学官交流の推進である。総括班としての主な成果は、各種領域内会議による効果的な運営、研究支援による効率的な研究推進、領域内交流による連携推進、国内外シンポジウム等の開催による本領域のプレゼンス向上、若手研究者の活躍等である。本計画研究は,各計画研究が緊密に連携して十分な研究成果が出せるように,総括班として領域の組織的かつ効果的な運営と研究支援活動を行い,シンクロ型LPSO構造の学理構築という本領域の目的達成に資することを目的としている.そこで,平成23年度は総括班事務全般,領域企画・運営,研究支援活動,領域内交流促進,広報・領域外交流推進,若手人材育成の観点から組織的に領域運営した.【領域企画・運営部会】9月に研究企画委員会ならびに総括班会議,班会議,連携会議を開催した.また,3月に研究企画委員会が答申する研究計画を研究推進委員会で審議し,総括班会議,班会議,連携会議で調整・修正を検討した.【研究支援活動部会】共通試料作製装置を阪大と熊大に導入すると共に製造担当人材を確保した.また,SPring-8とJ-PARCに平成24年度導入予定の構造解析用変形ステージの設計と仕様策定を行った.さらに,本領域でJ-PARCを効率的に活用するために,領域内見学会を実施した.【領域内交流推進部会】9月にキックオフシンポジウム,9月と3月に班研究会と連携研究会を開催した.【広報・交流推進部会】ホームページの作成・運営を開始し,平成24年度に開催予定の国際会議の準備を進めた.【若手人材育成部会】11月に若手研究会を開催した.【事務局】総括班の連絡・調整等の事務を行うとともに,各計画研究間との連絡・調整を行った.また平成23年度の成果報告書をとりまとめて発行した.本計画研究は、各計画研究が緊密に連携して十分な研究成果が出せるように、総括班として領域の組織的かつ効果的な運営と研究支援活動を行い、シンクロ型LPSO構造の学理構築という本領域の目的達成に資することを目的としている。平成25年度の主な実績は下記のとおりである。【領域企画・運営部会/図書出版・知財部会/事務局】全体会議2回、研究企画委員会3回、研究推進委員会2回、総括班会議3回、班会議および連携会議を計9回実施した。Materials Transactionの特集号を出版した。総括班の連絡・調整等の事務、および各計画研究間の連絡・調整を行った。平成25年度成果報告書をとりまとめて発行した。【研究支援活動部会/若手人材育成部会】阪大と熊大の共通試料作製装置を用いて、共通試料作製と配布を継続的に行った。SPring-8とJ-PARCに導入した変形ステージを用いた共同研究を実施した。研究成果データベースの構築・運用を継続した。若手研究会を2回開催した。若手国内武者修行および若手海外武者修行として若手研究者を他機関に派遣した。【領域内交流推進部会/広報・交流推進部会】班研究会と連携研究会を開催した。国際会議LPSO2014の準備をした。ニュースレターを発行した。ホームページの作製・運営を継続した。異分野学術交流として日本機械学会・計算力学部門講演会および東北大学近県のワークショップとのジョイントセッションを実施した。本計画研究は、各計画研究が緊密に連携して十分な研究成果が出せるように、総括班として領域の組織的かつ効率的な運営と研究支援活動を行い、シンクロ型LPSO構造の学理構築という本領域の目的達成に資することを目的としている。平成26年度の主な実績は下記のとおりである。【領域企画・運営部会/図書出版・知財部会/事務局】5月に新たに公募班として加わったメンバーを含めて全体会議を開催した。10月に総括班会議、全体会議、班会議、連携会議、研究企画委員会および研究評価・研究推進委員会を開催した。3月に総括班会議、全体会議、班会議、連携会議、研究企画委員会および研究評価・研究推進委員会を開催した。Materials Transactionsの特集号を企画した。3月の成果報告会で発明相談を実施した。総括班の連絡・調整等の事務を行うとともに、各計画研究間との連絡・調整を行った。平成26年度成果報告書をとりまとめて発行した。【研究支援活動部会/若手人材育成】大阪大学と熊本大学の共通試料作製装置を用いて、共通試料の作製と配布を継続した。SPring-8とJ-PARCに導入した変形ステージを用いた共同研究を継続した。【領域内交流推進部会/広報・交流推進部会】班研究会と連携研究会を随時開催した.5月に九大超高圧電子顕微鏡施設の見学会を行った。10月に国際会議LPSO2014を開催した.ニュースレターを発行した.ホームページの作成・運営を継続した.

異分野学術交流として7月に応用物理セミナーを実施し、さらに秋季にも学会等における交流研究会を開催した。本計画研究は、各計画研究が緊密に連携して十分な研究成果が出せるように、領域の組織的かつ効率的な運営と研究支援活動を行い、シンクロ型LPSO構造の学理構築という本領域の目的達成に資することを目的としている。平成27年度の主な実績は下記のとおりである。【領域企画・運営部会/図書出版・知財部会/事務局】公募班を含む領域メンバー全員参加による合宿研究会を9月に、成果報告会を3月に開催した。また、9月に総括班会議、全体会議、班会議、連携会議、研究企画委員会および研究評価・研究推進委員会を開催した。3月に総括班会議、全体会議、班会議、連携会議、研究企画委員会および研究評価・研究推進委員会を開催した。Materials Transactions誌のLPSO構造特集号を発行した。合宿研究会および成果報告会において弁理士による知財の掘り起こしを実施した。総括班の連絡・調整等の事務を行うとともに、各計画研究間との連絡・調整を行った。平成27年度成果報告書をとりまとめて発行した。【研究支援活動部会/若手人材育成部会】前年度に引き続き、大阪大学と熊本大学の共通試料作成装置を用いて、共通試料の作成と配布を継続した。また、前年度に引き続き、SPring-8とJ-PARCに導入した変形ステージを用いた共同研究を継続した。九州大学の超顕微解析研究センターの利用も随時受け付けた。研究データベースの構築・運用も継続した。若手交流推進WGを開催した。若手国内武者修行として若手研究者を他機関に派遣した。【領域内交流推進部会/広報・交流推進部会】班研究会と連携研究会を随時開催した。ニュースレターの発行とホームページの作成・運営を継続した。6月にロシアでマグネシウム合金に関する日露ワークショップを開催した。10月に韓国で開催されたマグネシウムに関する国際会議Mg2015でLPSO型Mg合金のセッションを開催した。総括班の役割は、各計画研究と公募研究が緊密に連携して十分な研究成果が出せるように、本領域の組織的かつ効果的な運営と研究支援活動ならびに若手人材育成を図り、本領域の目的達成と次への展開に資することである。運営面での特徴は,16つの部会と4つの事務局による効率的な運営、2量子線共同利用施設や共通試料提供等による研究支援、3若手人材育成への注力、4国際交流,異分野交流,産学官交流の推進である。総括班としての主な成果は、各種領域内会議による効果的な運営、研究支援による効率的な研究推進、領域内交流による連携推進、国内外シンポジウム等の開催による本領域のプレゼンス向上、若手研究者の活躍等である。本計画研究は、各計画研究が緊密に連携して十分な研究成果が出せるように、総括班として領域の組織的かつ効果的な運営と研究支援活動を行い、シンクロ型LPSO構造の学理構築という本領域の目的達成に資することを目的としている。平成24年度の主な具体的な実績は下記のとおりである。【領域企画・運営部会/図書出版・知財部会/事務局】
不織布型固相抽出材を用いる降水中微量元素の多点観測用オンサイト固定化システム

降水中の微量元素を現場にて濃縮,固定化できるシステムを開発した。あらかじめ適度にカルボキシメチル化したポリエチレンイミンを,ビスコース溶液と混合し,湿式紡糸することにより,繊維状固相抽出材を調製した。これをニードルパンチ法にて不織布化した。これを市販のろ過器に装着し,降水を通過させることにより微量元素を固定化することが可能であった。降水に含まれる微量元素の分離濃縮・固定化に有用な,高分子キレート化剤を混合紡糸したキレート繊維を不織布化した固相抽出材の開発に関する研究を進めた。1.高分子キレート化剤の最適化:エチレンイミンオリゴマーを樹脂に導入し,次いでこれをカルボキシメチル化したキレート樹脂を調製し,これの元素捕捉特性を明らかにした。エチレンイミンオリゴマーの分子量が大きくなるにつれて元素捕捉能力が増す傾向が認められた。また,カルボキシメチル化率を変化させることにより,元素捕捉能力を制御できることを明らかにした。得られた結果から,キレート繊維に混合紡糸する高分子キレート化剤の構造を,適度にカルボキシメチル化したポリエチレンイミンに決定した。2.キレート繊維の調製:セルロースビスコースに高分子キレート化剤を混合し,湿式紡糸によりキレート繊維を調製した。この繊維による元素捕捉特性を評価したところ,元素捕捉の迅速性に優れていることを見いだした。また,元素捕捉挙動は,同様の官能基を導入した樹脂と類似しており,元素捕捉容量についても樹脂と同様の傾向を有していることを明らかにした。3.キレート繊維の不織布化:一般的な不織布化法であるニードルパンチ法を用いてキレート繊維を不織布化した。直径47mmに切り抜き,これを市販の吸引ろ過装置に装着し,元素捕捉特性について評価したところ,同様の官能基を導入した樹脂,原綿であるキレート繊維に比べ遜色ない結果が得られた。捕捉された元素は,硝酸溶液を用いることで容易に脱離可能であった。不織布型固相抽出材調製法の改善と,微量元素のオンサイト固定化システムに関する検討を行い,以下の成果を得た。1.不織布型固相抽出材調製法の改善:キレート繊維を不織布化し,直径47mmの固相抽出材とした。ニードルパンチ法を用いた場合は熱溶融繊維を添加し全体を熱加工したもの,縁のみを熱加工したもの,また紙すき法を用いた場合はキレート繊維を叩解した後不織布化したものなど,全14種の固相抽出材を調製し,21種の元素の捕捉特性を調べ,原綿(キレート繊維)のそれと比較した。その結果,ニードルパンチ法を用い,縁のみを熱加工したものが,元素捕捉におよぼすpHの影響,試料水通液速度の影響,試料液量の影響などにおいて原綿と同等の性能を有し,市販のフィルターホルダーに設置しても液漏れなしに適用できることを明らかにした。2.微量元素のオンサイト固定化システムに関する検討:富山市にて降雪を採取し,融解した後,21種の元素を添加した試料を用い,各元素の分離濃縮を行った。その結果,元素捕捉におよぼすpHの影響においては,純水に元素を添加した場合とほぼ同等の結果が得られた。すなわち,酸性から中性にかけてアルカリ金属元素,アルカリ土類元素を捕捉せず,モリブデン,バナジウムを捕捉し,また弱酸性からアルカリ性にかけてカドミウム,コバルト,銅,鉄,ニッケル,鉛なども捕捉可能であった。このことから,降雪,降水などに含まれる共存成分の影響なく,これらの元素の分離濃縮に適用可能であると考えられた。また,試料水が固相抽出材を自然流下することが確認され,降水採取時に加圧,減圧などの駆動力なしに降水を固相抽出材に通液できる可能性があることが示唆された。なお,試料水に粒子態元素が存在する場合,固相抽出材上にろ紙を置くなどしてこれをろ別する必要がある。微量元素のオンサイト固定化システムに関する検討と,不織布型固相抽出材のもととなるキレート繊維のさらなる能力向上を目指しキレート繊維調製法として化学修飾法の適用について検討し,以下の成果を得た。1.微量元素のオンサイト固定化システムに関する検討:市販の吸引ろ過用器具(ろ紙直径47mm用)に直径47mm不織布型固相抽出材を装着した。なお,粒子状物質の除去を目的とし,メンブレンフィルター(親水性PTFE製,孔径0.45 um)を固相抽出材の上に設置した。このシステムに降水を導入したところ,自然流下することが確認された。固相抽出材と降水との接触時間は,ドレンパイプの高さを調節することにより制御することが可能であったが,降水量の変動による調節が必要であり,この点が課題であることが明らかになった。しかしながら,システムは単純かつ安価にて構築できることから,多点観測にも適用でき,微量元素の湿性沈着に関する二次元的情報を取得できる可能性を有していた。2.化学修飾法によるキレート繊維の調製:

アクリル繊維をペンタエチレンヘキサミン・水・1-プロパノール混合溶液に浸漬して加熱することにより,ペンタエチレンヘキサミンを導入したキレート繊維を調製した。この繊維の24元素に体する捕捉特性を評価したところ,酸性領域中で金,パラジウム,白金などを選択的に捕捉可能であることを見いだした。また,pH上昇とともに遷移金属元素も捕捉可能であった。このキレート繊維に導入されたペンタエチレンヘキサミンのカルボキシメチル化を試みたが,元素捕捉挙動に顕著な変化は認められなかった。このことから,ペンタエチレンヘキサミンの一級アミン部位がすべて繊維中のニトリル基と反応し,カルボキシメチル化されにくくなったのではないか,と考えられた。降水中微量元素を濃縮・固定化する材として,高分子キレート剤を混合紡糸したキレート繊維を調製し,不織布化した,安価な固相抽出材を開発し,その調製法を最適化した。また,この固相抽出材が,降水中微量元素の分離濃縮に適用可能であることも明らかにした。以上より,研究の目的は順調に進展していると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。開発した不織布型固相抽出材を用い,微量元素を降水採取時に濃縮・固定化できるシステムをデザインする。試料水に含まれる粒子態元素を分離するため,固相抽出材上にろ紙などを置く必要があるが,その材質,孔径などについて検討する必要がある。また,固相抽出材の元素捕捉能力をさらに高め,より高度な元素分離を達成するため,固相抽出材の積層化,混合紡糸法以外のキレート繊維調製法などについても検討していく。