hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
気候変動がシベリア永久凍土地域の凍土圏・生物圏に与える影響の研究

(1)凍土班1994年7月8日に研究協力者1名とともに新潟-ハバロフスクを経由してヤク-ツクに到着した。ここで永久凍土研究所の研究分担者とともに構内に設置したボーリング孔内の温度センサーを用いて1年分の温度記録を回収した。直ちにこの解析を行い、所定のコンピューターファイルを作成した。その後、必要機材とともに第一の調査地点-コリマ川河口ドバニヤールへ移動した。7月13日より同25日まで、ドバニヤール地点の永久凍土中の地下氷(エドマ)についての現地調査を実施した。地下氷の産状について精密レーザー測量を行い、詳細な地形図をまず作成した。その後、垂直壁をロッククライミングの道具を用いて昇降し、一定間隔毎に氷の試料を採取した。さらにこれを用いて、氷の気泡に含まれるメタンガス及び2酸化炭素ガスの濃度を小型カスクロマトグラフを用いて現場測定した。その結果、他の地域との大きな相違点として、エドマ全層でのメタンガス濃度が低く、一方でCO2の濃度が高かった。更にエドマ中の凍土部分からの有機物を採取し、また堆積環境復元のための堆積物の粒度組成を調べた。これらの解析結果から、ドバニャ-ルのエドマは比較的乾燥した環境下で堆積したことが判明した。また採取した資料の炭素年代測定結果から、エドマの堆積時期は約4万年前のカルギンスキー亜間氷期にあたることも示された。エドマの典型的な露頭が連続する北極海沿岸地域(オイヤゴスキーヤール、大リャホフスキー島)で氷の採取を行い、そこに含まれるガス濃度組成を現地で分析した。また高濃度の部分からの空気中のメタンガスを抽出し、炭素同位対年代測定を行った。その結果、エドマに貫入する氷は4000yBPと推定した。さらにメタンガス濃度の分布について1993年度調査結果と対比したところ、レナ川下流での結果と極めて類似したプロファイルが得られた。また酸素同位体濃度の分布も極めて類似しており、エドマの堆積環境が東シベリアの北極海沿岸では同一でまた同時期であったことが示唆された。地球温暖化の影響で、こうしたエドマ層の大規模融解が進行しており、地下氷に貯留されているメタンガスが大気へ放出されつつある。そこで、こうしたメタンガスフラックスを見積もるために、エドマの融解速度の測定をおこなった。大リャホフスキー島では、厚さ約30mのエドマが年間4.5m後退していることが確認された。そこで、後退量の広域的見積もりからエドマの融解損失量をまず見積もり、さらに平均の濃度分布からメタンガス放出量を算出した。その結果、東シベリア全域でのエドマ融解によるメタンガス放出量は約10^9gであることが初めて分かった。(2)生物班植物と動物調査からなる4名の生物班は1994年6月24日に新潟経由でヤク-ツクに到着した。研究協力機関である生物研究所の研究分担者とともに2班に分かれて現地調査地(ヤク-ツク周辺)、(オイミヤコン)へ移動した。動物班(昆虫班)はヤク-ツク近郊のタイガ林でショウジョウバエ種の垂直分布調査を行った。ショウジョウバエ種調査では約20、000個体で21種が採取された。うち4種は新種、1種はロシア新記録、1種はヤク-チア新記録の種であった。北半球各地のショウジョウバエ種と比較した結果、東シベリアのショウジョウバエ相は、北ヨーロッパのそれと最も高い類似性を示した。シラカバ林内のショウジョウバエの種の垂直分布を冷温帯、亜寒帯と比較したところ、亜寒帯にはショウジョウバエ群落の生活空間はほとんど林床に限られていることが判明した。これは北方では樹形が細長くなり、林冠部が連続した植生階層を形成していないことによると考えられる。ハナバナ種についてはマルハナバチ種分類を行い、全体が147個体、20種が採取された。ハナバチ種としては旧北米系要素と東アジア形要素の混合がある。動物班は7月下旬に沿海州のウスリ-スク自然保護区でショウジョウバエ相の調査を行った。約3、000個体、82種が採取された。うち6種は新種で、7種はロシア新記録、15種は沿海州新記録であった。植物班は、ヤク-ツク周辺のタイガ及びシベリアでも冬季最寒の地であるオイミヤコン地域での植生分布調査を行った。植生ではツンドラやタイガ地域での湖沼に繁茂するイチヤク草、ユキノシタ科、さらにシダ植物の調査を実施した。植生における種の多様性を日本の高山植物と比較検討した。その結果、シベリアでは草本・低木相が予想よりも多用であった。調査対象区(2×2m)での限定した比較では、北日本の高山帯の約2倍、湿原の1.5倍に相当する多様性が見られた。年間の太陽エネルギー量の少ない制限要素のため、高緯度になるほど植物は小型化する。しかし、水分の供給条件では、永久凍土層の夏季融解層(活動層)では、下層に凍土層が遮水層として存在するため、有効に保水することが出来る。この活動層の存在が年間200mm程度の乾燥条件で森林と多様な植生を生み出していることが分かった。(3)成果の公表活動1995年1月筑波の森林総合研究所において、他の関連する研究機関との合同の成果発表シンポジウムを開催した。

成果報告書(英文)を他の研究機関と協力して作成しており、3月末に出版する。さらに研究代表者以下6名が3月20日よりヤク-ツクを訪問し、ロシア側研究協力者との成果についての研究打ち合わせを行った。(1)凍土班1994年7月8日に研究協力者1名とともに新潟-ハバロフスクを経由してヤク-ツクに到着した。ここで永久凍土研究所の研究分担者とともに構内に設置したボーリング孔内の温度センサーを用いて1年分の温度記録を回収した。直ちにこの解析を行い、所定のコンピューターファイルを作成した。その後、必要機材とともに第一の調査地点-コリマ川河口ドバニヤールへ移動した。7月13日より同25日まで、ドバニヤール地点の永久凍土中の地下氷(エドマ)についての現地調査を実施した。地下氷の産状について精密レーザー測量を行い、詳細な地形図をまず作成した。その後、垂直壁をロッククライミングの道具を用いて昇降し、一定間隔毎に氷の試料を採取した。さらにこれを用いて、氷の気泡に含まれるメタンガス及び2酸化炭素ガスの濃度を小型カスクロマトグラフを用いて現場測定した。その結果、他の地域との大きな相違点として、エドマ全層でのメタンガス濃度が低く、一方でCO2の濃度が高かった。更にエドマ中の凍土部分からの有機物を採取し、また堆積環境復元のための堆積物の粒度組成を調べた。これらの解析結果から、ドバニャ-ルのエドマは比較的乾燥した環境下で堆積したことが判明した。また採取した資料の炭素年代測定結果から、エドマの堆積時期は約4万年前のカルギンスキー亜間氷期にあたることも示された。エドマの典型的な露頭が連続する北極海沿岸地域(オイヤゴスキーヤール、大リャホフスキー島)で氷の採取を行い、そこに含まれるガス濃度組成を現地で分析した。また高濃度の部分からの空気中のメタンガスを抽出し、炭素同位対年代測定を行った。その結果、エドマに貫入する氷は4000yBPと推定した。さらにメタンガス濃度の分布について1993年度調査結果と対比したところ、レナ川下流での結果と極めて類似したプロファイルが得られた。また酸素同位体濃度の分布も極めて類似しており、エドマの堆積環境が東シベリアの北極海沿岸では同一でまた同時期であったことが示唆された。地球温暖化の影響で、こうしたエドマ層の大規模融解が進行しており、地下氷に貯留されているメタンガスが大気へ放出されつつある。そこで、こうしたメタンガスフラックスを見積もるために、エドマの融解速度の測定をおこなった。大リャホフスキー島では、厚さ約30mのエドマが年間4.5m後退していることが確認された。そこで、後退量の広域的見積もりからエドマの融解損失量をまず見積もり、さらに平均の濃度分布からメタンガス放出量を算出した。その結果、東シベリア全域でのエドマ融解によるメタンガス放出量は約10^9gであることが初めて分かった。(2)生物班植物と動物調査からなる4名の生物班は1994年6月24日に新潟経由でヤク-ツクに到着した。研究協力機関である生物研究所の研究分担者とともに2班に分かれて現地調査地(ヤク-ツク周辺)、(オイミヤコン)へ移動した。動物班(昆虫班)はヤク-ツク近郊のタイガ林でショウジョウバエ種の垂直分布調査を行った。ショウジョウバエ種調査では約20、000個体で21種が採取された。うち4種は新種、1種はロシア新記録、1種はヤク-チア新記録の種であった。
問題適応型超並列計算機ア-キテクチャに関する研究

本研究では、従来の並列計算機方式の問題点を解決するために、機能レベルの異なる情報処理階層に「VLIW(超長形式命令語)」と呼ばれる並列処理方式を適用し、またそれらを組み合わせることによる階層型超並列処理方式について研究する。さらに、対象とする問題に応じて、超並列計算機システムの要素プロセッサの粒度を変え得る計算機ア-キテクチャを設計し、超並列計算機の応用の拡大を図る。本研究の成果は以下の通りである。1.並列計算機の問題適応化方式についての研究調査:種々の並列計算機、特に汎用を狙った最新システムにおける、問題適応化技術及び超並列化技術について調査し、それらのトレ-ドオフ上の問題点を洗い出した。また、種々の最新の超並列計算機方式に関する研究について調査し、それらの利点や欠点について比較、検討を加えた。2.MIMD(複数命令流・複数デ-タ流)処理を対象とする最適ハ-ドウェア/ソフトウェア・トレ-ドオフの設計:超並列処理の具体的な応用例としてMIMD処理を選び、「メッセ-ジフロ-型並列計算モデル」と呼ぶ新しい計算モデルを設計した。これは、マクロ・デ-タフロ-・モデルと並列オブジェクト指向モデルの概念を融合した新しい計算モデルである。計算モデルを実際の計算機ア-キテクチャの設計と切り離して考えるのではなく、並列計算機システムの開発に際して必要となるア-キテクチャ/OS/コンパイラに関わる種々のトレ-ドオフの決定をこの計算モデルを介して総合的に行なうことを目標とした。3.階層型超並列処理機構の設計:2.で考案した計算モデルを適用する「メッセ-ジフロ-型超並列計算機」のア-キテクチャとして、マルチプロセッサ・レベルと要素プロセッサ内レベルとの2機能階層の並列処理機能を組み合わせた2レベル並列処理機構を設計した。さらに、対象とする問題に応じて、超並列計算機システムの要素プロセッサの粒度を変え得る計算機ア-キテクチャ設計し、超並列計算機の応用の拡大を図る。本年度の研究成果は以下の通りである。1.並列計算機の問題適応化方式、超並列化方式についての研究調査:種々の並列計算機、特に汎用を狙った最新システムにおける、問題適応化技術及び超並列化技術について調査した。これらの並列計算機ではソフトウェアによって問題適応化機能を実現しているものが大半であったので、それらのトレ-ドオフ上の問題点を洗い出した。2.超並列処理の応用における最適ハ-ドウェア/ソフトウェア・トレ-ドオフの設計:超並列処理の具体的な応用列として、今年度はMIMD(複数命令流・複数デ-タ流)処理を対象として、これらの処理に向いた問題を並列処理する際に最適なハ-ドウェア/ソフトウェア・トレ-ドオフを設計した。具体的には、従来の並列オブジェクト・モデルとデ-タフロ-・モデルの各計算モデルを融合した「メッセ-ジフロ-・モデル」を考案し、その適用能力について評価を加えた。3.2機能レベル並列処理機構の設計:2.で考案した計算モデルを適用する「メッセ-ジフロ-型超並列計算機」のア-キテクチャとして、マルチプロセッサ・レベルと要素プロセッサ内レベルとの2機能階層の並列処理機能を組み合わせた2レベル並列処理機構を設計した。

さらに、対象とする問題に応じて、超並列計算機システムの要素プロセッサの粒度を変え得る計算機ア-キテクチャを設計し、超並列計算機の応用の拡大を図る。本年度の研究成果は以下の通りである。1.MIMD(複数命令流・複数デ-タ流)処理を対象とする最適ハ-ドウェア/ソウトウェア・トレ-ドオフの設計:設計した「メッセ-ジフロ-型並列計算モデル」は、マルチプロセッサ方式のMIMD型超並列計算機ア-キテクチャを指向し、「並列オブジェクト指慶モデルでのメッセ-ジのフロ-をマクロ・デ-タフロ-・モデルにおけるデ-タのフロ-に同質化する」という考え方に基づき、マクロ・デ-タフロ-・モデルと並列オブジェクト指向モデルの概念を融合した新しい計算モデルである。計算モデルを実際の計算機ア-キテクチャノ設計と切り離して考えるのではなく、並列計算機システムの開発に関して必要となるア-キテクチャ/OS/コンパイラに関わる種々のトレ-ドオフの決定をこの計算モデルを介して総合的に行なうことを目標とした。2.階層型超並列処理機構の設計:1.で考案した計算モデルを適用する「メッセ-ジフロ-型超並列計算機」のア-キテクチャとして、マルチプロセッサ・レベルと要素プロセッサ内レベルとの2機能階層の並列処理機能を組み合わせた2レベル並列処理機構を設計した。
強磁性微小構造における磁気構造とスピン依存電気伝導の理論的研究

本年度の研究実績の概要は以下の通りである.1.強磁性金属・超伝導体・強磁性金属におけるアンドレーエフ反射強磁性金属・超伝導体・強磁性金属におけるアンドレーエフ反射とトンネル磁気抵抗について理論的に調べた.まずBogoliubov-deGennes方程式とランダウアー公式を用いて系を流れる電流を記述する基本方程式を導出した.その方程式を用いて実験で観測される超伝導体の膜圧に対するトンネル磁気抵抗の依存性を説明することに成功した.2.微小超伝導体における偶奇効果とトンネル磁気抵抗強磁性電極に繋いだ微小な超伝導体における偶奇効果とトンネル磁気抵抗について理論的に研究を行った.その結果クーロンブロッケード領域に隣接するプラトー領域では有限のバイアス電圧が掛かっているにもかかわらずスピン蓄積が起きないことが分かった.プラトー領域ではスピンの情報は1つの電子によってのみ運ばれ,トンネル磁気抵抗を測定することにより1つの電子のスピン緩和時間が、測定可能であることを示した.3.単一電子トランジスタの電流電圧特性及びノイズの効果単一電子トランジスタを流れる電流とノイズについて理論的に調べ,高次のトンネル過程を含めた理論を構築し,従来の理論では扱うことができなかったクーロンブロッケード領域と逐次トンネル領域の間の電流・電圧特性を計算することに成功した.また単一電子トランジスタを用いた量子情報素子の特性についても研究を行い,量子ビットの状態を測定するのに最適なパラメータ領域を特定した.1.強磁性金属を用いた点接触中の量子磁壁について現在までに以下の研究成果を得た。a.電子のスピンがどのように古典磁壁中で回転するのかを理解するために、1次元磁壁の散乱問題の厳密解を求め、スピンの回転に対する特徴的な長さ(スピン回転長)を決定した。b.点接触中の古典磁壁を通過する電子のスピン密度を計算することにより、古典磁壁中では伝導電子のスピンが回転しており、実験事実は量子磁壁を考えなければ説明できないことを示した。2.強磁性金属・超伝導体の点接触について現在までに以下の研究成果を得た。a.強磁性金属・超伝導体界面の位置によってコンダクタンスの量子化が異なることを示した。b.強磁性金属・超伝導体界面における障壁の有無がゼロ電圧付近におけるコンダクタンスの曲率の違いとなって現れることを示した。本年度の研究実績の概要は以下の通りである.1.強磁性金属・超伝導体・強磁性金属におけるアンドレーエフ反射強磁性金属・超伝導体・強磁性金属におけるアンドレーエフ反射とトンネル磁気抵抗について理論的に調べた.まずBogoliubov-deGennes方程式とランダウアー公式を用いて系を流れる電流を記述する基本方程式を導出した.その方程式を用いて実験で観測される超伝導体の膜圧に対するトンネル磁気抵抗の依存性を説明することに成功した.2.微小超伝導体における偶奇効果とトンネル磁気抵抗強磁性電極に繋いだ微小な超伝導体における偶奇効果とトンネル磁気抵抗について理論的に研究を行った.その結果クーロンブロッケード領域に隣接するプラトー領域では有限のバイアス電圧が掛かっているにもかかわらずスピン蓄積が起きないことが分かった.プラトー領域ではスピンの情報は1つの電子によってのみ運ばれ,トンネル磁気抵抗を測定することにより1つの電子のスピン緩和時間が、測定可能であることを示した.3.単一電子トランジスタの電流電圧特性及びノイズの効果単一電子トランジスタを流れる電流とノイズについて理論的に調べ,高次のトンネル過程を含めた理論を構築し,従来の理論では扱うことができなかったクーロンブロッケード領域と逐次トンネル領域の間の電流・電圧特性を計算することに成功した.また単一電子トランジスタを用いた量子情報素子の特性についても研究を行い,量子ビットの状態を測定するのに最適なパラメータ領域を特定した.
抗がん剤によるHspの細胞外放出とがん免疫の関連についての検討

【研究目的】分子シャペロンはタンパク質のフォールディングを助け、タンパク質の変性を抑制することにより、細胞の機能を保持する重要な役割を担っている。この分子シャペロンの中でも、熱ショックタンパク質(heat shock protein : Hsp)は種々のストレス刺激(温熱、抗がん剤など)によって発現誘導され、変性タンパク質の修復・除去、アポトーシス分子阻害作用などにより、細胞死を抑制する働きを持つ。近年、Hsp分子ががん免疫機構を活性化するという概念も提唱されている。温熱刺激などにより細胞外へ放出されたHspがペプチド単独、もしくは抗原ペプチドと結合した状態で抗原提示細胞に認識され、免疫活性化を行うと考えられている。温熱刺激同様にHspを誘導する事が知られている抗がん剤では、Hspが細胞外へ放出されるかなど、がん免疫への関与は知られていないため、抗がん剤とHspのがん免疫の関与を検討する。【研究方法】はじめに培養がん細胞株を用いて、抗がん剤を処理する事でHspの細胞外への放出が変化するかを検討することとした。様々な抗がん剤レジメンにおいて使用されているシスプラチンを用いた実験を行った。ヒト非小細胞性肺がん由来のA549細胞に各種濃度のシスプラチンを処理し、48時間後に培養上清および細胞たんぱく質を回収した。このサンプルを用いて、Western blotting法によりHspの変化を確認した。【研究結果】310μg/mLの濃度のシスプラチンを48時間処理した培養上清において、Hsp27、Hsp70、Hsp90の放出をWestern blotting法では確認できなかった。細胞中のHspの発現量についても検討した条件では大きな変化はなかった。今後は、5-フルオロウラシル、パクリタキセルを用いてHspの放出される条件を検討する予定である。
高純度シリカの直接電解環元による太陽電池級シリコンの新規低コスト製造法

本研究は、高純度SiO_2と溶融塩電気化学プロセスを用いた太陽電池級Siの新規製造法の開発を目的としている。その原理は、SiO_2接触型電極を用い溶融CaCl_2中において電解還元することで、絶縁体である固体SiO_2から酸素のみをO^<2->イオンとして除去するという新規なものである。'本年の研究の結果、以下の成果が挙げられた。(1)Siインゴットの純度評価溶融CaCl_2中において電解した試料を、グロー放電質量分析法で不純物の定性および定量を行った。ステンレスに代わり石英をホルダーに用いることで、実験容器からの不純物混入を防げるととがわかった。現時点での達成純度は99.94 at%であるが、BとPの増加はほとんど見られなかった。これにより、本手法で得られる低B・P含有Siに既存の冶金的精製法を組み合わせた太陽電池級Si新規製造プロセスが提案された。(2)水溶液系における電気化学的酸化物ナノチューブ形成F^-イオンを含む水溶液中でTi-Zr合金をアノード分極させることで、ワイドギャップ半導体であるTiO_2とZrO_2の複合酸化物の生成を行った。その結果、直径15300nm、アスペクト比100程度の複合酸化物ナノチューブの作製に成功し、形状を電圧やF^-濃度、電気量で制御できることを見出した。また、酸化物の形状がナノチューブへと自己組織化されるメカニズムに関して解明を行った。溶融塩中における電気化学的酸化物還元と、水溶液中における電気化学的金属酸化は、ともに生成物中に生ずるストレスがその形状を決定しているという知見を見出した。(3)溶融塩中における電気化学的金属ナノロッド形成水溶液中で作製した金属酸化物ナノチューブを溶融LiC1-KCl-CaCl_2中で電気化学的に還元することにより、金属ナノロッドの生成が可能であることを見出した。ナノロッドだけではなく、還元速度を小さくすることで金属ナノチューブの生成も可能であると期待され、溶融塩電気化学プロセスを用いた新たな機能性材料の製造法を提案した。本研究は、高純度SiO2と溶融塩電気化学プロセスを用いた太陽電池級Siの新規製造法の開発を目的としている。その原理は、SiO2接触型電極を用い溶融CaCl2中において電解還元することで、絶縁体である固体SiO2から酸素のみをO2-イオンとして除去するという新規なものである。本年の研究の結果、以下の成果が挙げられた。(1)Siインゴットの純度評価溶融CaCl2中において電解した試料を、高周波誘導加熱によりインゴット化し、グロー放電質量分析法で不純物の定性および定量を行った。純度は99.80at%にとどまったが、BとPの増加はほとんど見られなかった。現在、より高純度のSiの製造に向け、耐食性の高い容器を作製中である。(2)粉末状SiO2の直接電解還元SiO2粉末をペレット状にして電極に用いた。SiO2板を用いた場合との還元速度の比較を行ったところ、(SiO2+Si)ペレットを用いることで高速還元が可能であることが示された。(3)電位-pO2-図を用いたSiO2直接電解還元のメカニズム解明溶融CaCl2-CaO系でのSi種に関する電位-pO2-図の作成を行った。作成した電位-pO2-図と試料の分析結果とを組み合わせることで、固体SiO2直接電解還元におけるO2-イオンの挙動や還元可能電位領域を示した。(4)水溶液系における電気化学的酸化物形成F-イオンを含む水溶液中でTi-Zr合金をアノード分極させることで、ワイドギャップ半導体であるTiO2とZrO2の複合酸化物の生成を行った。その結果、直径15300nm、アスペクト比100程度の複合酸化物ナノチュー〓本研究は、高純度SiO_2と溶融塩電気化学プロセスを用いた太陽電池級Siの新規製造法の開発を目的としている。

また、酸化物の形状がナノチューブへと自己組織化されるメカニズムに関して解明を行った。溶融塩中における電気化学的酸化物還元と、水溶液中における電気化学的金属酸化は、ともに生成物中に生ずるストレスがその形状を決定しているという知見を見出した。(3)溶融塩中における電気化学的金属ナノロッド形成水溶液中で作製した金属酸化物ナノチューブを溶融LiC1-KCl-CaCl_2中で電気化学的に還元することにより、金属ナノロッドの生成が可能であることを見出した。ナノロッドだけではなく、還元速度を小さくすることで金属ナノチューブの生成も可能であると期待され、溶融塩電気化学プロセスを用いた新たな機能性材料の製造法を提案した。
タンパク質のミトコンドリア内仕分け機構に関与する新規酵母突然変異株の分離

ミトコンドリア膜間部タンパク質であるシトクロムb_2は,その局在化の過程で最後に膜間部においてプロセシングをうけるが,このステップの変異株(imp変異株)が温度感受性の呼吸欠損株として分離されている.そこで,膜間部タンパク質の仕分けの変異株を,まず温度感受性呼吸欠損株として分離した.酵母野性株をエチルメタンスルホン酸を用いて変異源処理し,約19,000個のコロニーをスクリーニングした結果,215株の温度感受性呼吸欠損株を得た.これらの株を制限温度下で培養後,細胞抽出液を調製し,SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動,抗シトクロムb_2抗体を用いたウェスタンブロットを行なった.この結果,制限温度下でシトクロムb_2の中間体が蓄積している株を1株,シトクロムb_2の前駆体が蓄積している株を4株得た.まず,制限温度下でシトクロムb_2の中間体を蓄積する1株について遺伝解析を行なった結果,この株はIMP1遺伝子に変異が生じており,膜間部タンパク質の仕分け機構の変異株ではないことが明らかとなった.一方,制限温度下でシトクロムb_2の前駆体を蓄積する株では,制限温度下においてF_1βタンパク質のような他のミトコンドリアタンパク質の前駆体の蓄積は観察はされなかった.このことは,これらの株はシトクロムb_2の局在化に特異的に欠損を持っていることを示唆している.そこで現在,これら4株についてさらに遺伝解析を進めている.これらの株の解析によって,シトクロムb_2の局在化機構に関与する因子が同定されることが期待される.ミトコンドリア膜間部タンパク質であるシトクロムb_2は,その局在化の過程で最後に膜間部においてプロセシングをうけるが,このステップの変異株(imp変異株)が温度感受性の呼吸欠損株として分離されている.そこで,膜間部タンパク質の仕分けの変異株を,まず温度感受性呼吸欠損株として分離した.酵母野性株をエチルメタンスルホン酸を用いて変異源処理し,約19,000個のコロニーをスクリーニングした結果,215株の温度感受性呼吸欠損株を得た.これらの株を制限温度下で培養後,細胞抽出液を調製し,SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動,抗シトクロムb_2抗体を用いたウェスタンブロットを行なった.この結果,制限温度下でシトクロムb_2の中間体が蓄積している株を1株,シトクロムb_2の前駆体が蓄積している株を4株得た.まず,制限温度下でシトクロムb_2の中間体を蓄積する1株について遺伝解析を行なった結果,この株はIMP1遺伝子に変異が生じており,膜間部タンパク質の仕分け機構の変異株ではないことが明らかとなった.一方,制限温度下でシトクロムb_2の前駆体を蓄積する株では,制限温度下においてF_1βタンパク質のような他のミトコンドリアタンパク質の前駆体の蓄積は観察はされなかった.このことは,これらの株はシトクロムb_2の局在化に特異的に欠損を持っていることを示唆している.そこで現在,これら4株についてさらに遺伝解析を進めている.これらの株の解析によって,シトクロムb_2の局在化機構に関与する因子が同定されることが期待される.
上向流式管理型ウェットランドの植生を利用したアゾ染料含有工業廃水の植物浄化

人工湿地は自然界と遮断された人工の廃水処理設備であり,必要設置面積が広いという欠点を有するが設備費が低く維持管理が容易であるという利点を有する。このため,これまでに浸出水や家庭廃水を対象とした小規模処理に適用されているが,発展途上国にも適用な可能な廃水処理技術として注目されている。特に,東南アジアは世界の工場ともいわれるほど各種製造業の活動が活発であり,製造活動に伴って排出される廃水の効果的処理技術の開発が重要である。人工湿地はこれらの地域に適した処理方法であるが,特に生物難分解性有機物質を処理するための技術を開発する必要がある。本研究では,生物難分解性有機汚濁物質としてアゾ染料を取り上げた。アゾ染料は嫌気微生物によってアゾ結合が分解され,好気微生物によって中間生成物が無機化される。このため補助的通気を伴う上向流式人工湿地リアクターによる処理特性を検討した。アゾ染料はリアクター下部の嫌気域でほぼ完全に分解されたが,中間生成物の無機化は酸素供給速度に依存することを明らかにした。アゾ染料の負荷が過大になると中間生成物の無機化に阻害が現れることを明らかにした。一方,アゾ基に由来する窒素に関して,通気を行わない上向流型人工湿地では硝化が律速となり,通気を行う人工湿地では脱窒が律速となった。窒素除去を効率的に行うためには,さらに嫌気,好気の組み合わせを取り入れる必要があることが分かった。抽水植物としてヨシ,マコモを用いたが植物の影響は明確ではなかった。なお,アゾ染料の中間生成物が抽水植物に及ぼす影響に関して明確な結果は得られなかった。以上の結果より,通気を行う上向流型人工湿地により,湿地内部に嫌気域と好気域を人為的に制御でき,生物難分解性有機汚濁物質の嫌気-好気処理が効率的に行えることを明らかにした。また,アゾ染料の処理に必要な滞留時間,負荷の範囲を明らかにした。5基の上向流式人工湿地リアクターを作成し,アゾ染料を含まない有機性廃水の処理特性を最初に検討した。抽水植物としてヨシ,マコモを用いた。また,リアクター内の好気域を人為的に制御することを目的として補助的に通気を行った場合についても検討した。通気をしない場合のCOD除去率は約90%,通気した場合のCOD除去率は約94%であった。通気をしない場合,ヨシよりもマコモの栄養塩除去率が高かった。アゾ染料を含まない有機性廃水の処理が定常に達した後,アゾ染料(Acid orange7)を加えた廃水を供給して処理を行った。アゾ染料の除去率は通気をしない人工湿地で約96%,通気をした人工湿地で約98%であった。アゾ染料は人工湿地内の嫌気域でアゾ結合が開裂し,好気域で無機化されることを明らかにした。また,通気を行うことにより芳香族系中間生成物の無機化が進むこと,芳香族系中間生成物がヨシやマコモの生育に対して阻害作用のあることを明らかにした。なお,アゾ染料含有廃水を処理した場合,COD除去率は通気しない人工湿地で約80%,通気した人工湿地で約86%であった。また,栄養塩の除去率はアゾ染料を含まない場合に比べてやや低下した。上向流式人工湿地によりアゾ染料含有廃水の嫌気-好気処理が可能であること,補助的な通気により実行湿地の性能を向上できることを明らかにした。
サファイア基板上へのレーザアシスト超高品質AlNエピタキシャル成長

本萌芽研究は、トリメチルアルミニウムと純窒素を原料に用いた、MOVPE法による高品質AlN単結晶薄膜の成長を目的として行った。従来、MOVPE法によるAlN薄膜の成長時の基板温度は、せいぜい1,300°C程度までである。しかし、本申請者は独自の凹凸加工を施したAlNでの表面泳動の実験より、高品質エピタキシャルAlN薄膜成長には、1,800°C以上の高温で製膜することが必要であることを見出した。従来のMOVPE法で1,300°C程度で成長が行われていたのは、窒素原料として反応性の高いアンモニアが用いられていたからであり、本来のエピタキシャル成長温度よりずっと低いことから高品質結晶を得るには至っていない。また研究開始当初は、1,800°Cという高温で製膜可能なMOVPE装置部品、特に基板を加熱する為のサセプタがなかった。そこで、炭酸ガスレーザを援用し、基板表面だけ加熱する事により高品質AlNの製膜に必要な1,800°Cの確保を試みた。しかしながら、使用した炭酸ガスレーザでは、パワーが少ないことから、表面の温度を上げるには至らなかった。そのため、研究計画を根本から再検討し、1,800°Cで使用可能なMOVPE装置部品、特に基盤加熱に用いるサセプタ材料を探索した。いくつかの材料のうち、CVD法で製膜したカーボンをコーティングしたグラファイトが安定性・寿命および制御性にすぐれていることが分かった。現在、そのCVDカーボンコーティンググラファイトを使用してAlNの製膜実験を遂行中である。
外国籍地域住民・日本人住民相互学習のための日本語学習用ビデオ教材の開発

1)学会などにおける発表2005年5月、明治学院大学において開催された異文化間教育学会第26回年次大会において、本研究の研究成果を発表した。新潟市において実施した本研究成果であるビデオ教材を使用した日本語支援活動の結果に基づくものである。来場者から、全国各地域においてこの映像を使用する場合の期待や問題点が指摘されたほか、この映像の独創性を評価する意見が述べられた。2)地域日本語支援活動ボランティアのための説明会の開催2005年7月から2006年3月にかけ、国内数か所において、地域の日本語活動を担う日本人ボランティアと外国籍住民を対象として、本映像教材の開発意図・開発経過・使用方法例などに関する説明会を開催した。実施地は岡山市、前橋市、能代市、太田市、鹿児島市、伊勢崎市、小諸市、浦添市の8市、各会場の平均参加者数は50から60名である。映像作品から1スキットを鑑賞したのち、製作意図、制作の経過の説明、及び在住外国人の協力による使用例のデモンストレーションを行い、質疑応答を行った。デモンストレーションを通じ、作品の一部に不具合が見出された。3)映像の改定及び教材の無償提供開始デモンストレーションの結果判明した不具合箇所を修正し、完成版を制作した。修正後の教材は、2006年度以降希望者に無償配布中である。今後各地において本教材が活用されることが期待される。初年度に当たる本年度は映像制作のための基礎資料収集を目的として(1)先進的な実践を行っている地域の現場視察及び実践者との意見交換、(2)学会・研究会における関連分野の発表聴講、(3)映像制作者との面談、(4)研究協力者(群馬大非常勤講師2名)との意見交換、(5)外国籍住民及び日本語支援ボランティアに対する平行実態調査などを実施した。(1)保見東国際交流センター日本語教室(豊田市)、新潟国際友好協会日本語支援事業(新潟市)、豊中市交流協会日本語支援事業(豊中市)を見学、講師らと意見交換を行った。(2)日本語教育学会春季大会、異文化間教育学会大会、日本語教育学会研究集会第9回に出席、発表を聴講し資料を収集した。(3)群馬TV制作局及び出入業者と面談し、映像制作について指導を受けた。(4)2003年5月より11回にわたり打合せ会議を開き、研究の進め方、資料収集方法、質問紙調査実施方法、同結果分析、ビデオ試作計画について協議した。(5)2003年9月10日に群馬県内の外国籍住民及び彼らの日本語支援に携わるボランティアに対し、質問紙調査を実施し、外国籍住民から253通、ボランティアから107通の回答を得た。2004年3月に日本語教育方法研究会JLEM(於横浜国立大)、同5月に異文化間教育学会(於同志社大学)において発表の予定である。昨年度(研究初年度)実施した群馬全県調査の結果より、制作すべき映像の場面及び言語機能を抽出し、それをもとに七つのスキットのシナリオを作成した。このシナリオを県内太田市、前橋市、大泉町の日本語教室運営者に示し、ビデオ撮影への協力を求めたところ、太田市あゆみの会及び前橋市国際協力協会の応諾が得られた。約6か月にわたってこれら会員及び日本語教室利用者外国籍住民の出演によるビデオ収録を行い、前橋市内の映像制作会社にテープの編集を依託、46分間のビデオテープを制作するに至った。作品名『ともに生きることば/ぐんま』2月よりこの作品を前橋において試用し、改良点の発見及び教室における使用法を検討中である。最終年度には改良後の作品を県内に配布するとともに使用法について説明会を各地において実施する。1)ビデオ制作及び作品試用結果に関する学会発表2005年5月明治学院大学において開催された異文化間教育学会第26回大会においてビデオ制作に至る経過及び作品を試用した結果について口頭発表を行った。2)ビデオ使用法説明会の開催地域の「日本語教室」などにおいて制作したビデオを使用する場合の注意点についてデモンストレーションによって説明する会を下記のとおり開催した。2005年9月岡山県日本語ボランティア研修会

7月前橋市国際交流協会日本語ボランティア研修会11月能代市日本語学習会太田市あゆみの会ボランティア研修会12月鹿児島市アトラス日本語教室伊勢崎市国際交流協会日本語ボランティア研修会2006年1月小諸市国際交流協会ボランティア学習会3月浦添市日本語を話す会研修会3)ビデオ改訂版の発行試用結果に基づき不具合箇所を修正し改訂版として制作した。
霊長類動脈系の系統発生学的研究:動脈造影写真による体肢の動脈系の立体的解析

霊長類上肢の動脈系の比較解剖学的研究・ロリス科(原猿類),マーモセット科(真猿類):ロリス科Slow loris等:太い(1本)上腕動脈と分岐した内径約0.15mmの細動脈(4050本)が束状をなした特異な形態をした動脈管束が認められる。上腕動脈は上腕の遠位1/3の高さで管束から離れ、尺骨動脈となり、前骨間動脈を分枝し、手の動脈となる。動脈管束は正中神経の浅部を下行し、尺側側副動脈,前腕の屈筋と伸筋の筋枝にあたる細動脈の管束,手背に達する筋皮神経の皮枝と伴走する細動脈と正中神経と件走するやや太い正中動脈を分枝する。正中動脈は前腕の遠位で背側枝と掌側枝に分かれ、掌側枝は浅掌動脈弓の形成に関与する。橈骨動脈は認められない。ロリス科,Grand garago等:動脈造影写真の立体的解析により、動脈の走行はSlow lorisと基本的に変らず、管束の細動脈が太くなり且つ数が減少した動脈管束が認められる。動脈管束の走行は、ヒトの浅上腕動脈のそれと一致する。マーモセット科,Tamarin等:良く発達した浅上腕動脈を有し、その走行は原猿類の動脈管束と基本的に類以している。浅上腕動脈は上腕の遠位1/3の高さで良く発達したtransversecubital arteryを分枝する。この動脈は原猿類の前腕の伸筋の筋枝に相当し、橈骨神経浅枝と伴走する細枝(橈骨動脈)となり前腕の遠位で終る。浅上腕動脈は筋皮神経の皮枝と伴走し、背側枝と掌側枝に分かれ、掌側枝は浅掌動脈弓の形成に関与する。正中動脈は細く、尺骨動脈から分枝し、原猿類で動脈管束から分かれた尺側側副動脈,前腕の屈筋の筋枝も直接上腕動脈,尺骨動脈から分枝している。原猿類にみられる動脈管束は比較解剖学的に霊長類の上肢動脈系の進化過程の原型と考えられる形態を有していた。
精密放牧管理のための低高度リモートセンシング技術の開発

可視と近赤外領域の画像を取得可能なカメラを搭載したラジコン飛行機の空撮画像から,広島大学西条ステーションおよび北海道農業研究センターの放牧地を対象として草量と草質(粗タンパク質)について,精密(高分解能,約1550cm)な分布図を作成した。同時期にGPSと各種センサを取りつけた家畜の空間的な利用パターンと組み合わせた結果から,特に牧草のCPが家畜の採食に利用する場所の選択に影響していることが示された。飼料生産の場としての草地および放牧地において,その保全と持続的利用のためには,時々刻々と変化する草資源量と牧草栄養価(飼料成分)を広域的かつ定量的に把握する草地診断技術と広大な放牧地に放たれた家畜がどの場所でどれくらい草を食べ,糞尿を排出しているのかを詳細かつリアルタイム観測が可能な新しい技術の開発が求められる。本研究では,放牧草地内の草-家畜の面的な空間分布を最適化し,「生産性の向上」と「持続的利用」の両立を可能とする新しい放牧システム(精密放牧システム)の構築を目指して,これまでに主に地上レベルで開発した分光リモートセンシング技術を応用・発展させ,圃場内における牧草の面的な変動をリアルタイムで観測可能なラジコンヘリ搭載分光カメラ観測システムの開発を目的としている。可視と近赤外領域の画像を取得可能なカメラを搭載した気球およびラジコン飛行機の空撮画像から,放牧地の草量と草質(粗タンパク質)について,精密(高分解能,約15 cm)な分布図を作成した。これらの高分解能画像情報から,放牧地における牧草の空間的なパッチのばらつきの評価のために最適な空間解像度は9-15mで,牧草の生育期間および刈取り等の影響によって変動することが示された。並行してGPSと各種センサを取りつけた家畜の空間的な利用パターンと組み合わせた結果から,特に牧草のCPが家畜の採食に利用する場所の選択に影響していることが示された。研究計画に基づき,今年度は(1)撮影システム部のプロトタイプ作成と,(2)草量・草質の推定に有効なバンド(波長域)の選択のための地上分光スペクトルデータの計測を北海道農業研究センターの放牧地で実施した。具体的には,携帯型ハイパースペクトル計測機器を用いた地上計測と試作カメラを搭載したラジコンヘリからの空撮を同時期(8月)に2回実施した。地上ハイパースペクトル計測は,植生調査および地上部の刈取りと合わせて50地点で実施した。以上で得られた地上および空撮情報から,草量だけではなく草質(粗タンパク質)について,精密(高分解能,約15 cm)な分布図を作成した。当初の研究計画に従い,北海道における現地調査およびラジコンヘリに搭載するカメラシステムの試作品は順調に進んでいる。平成24年度(最終年)は,初年度に開発した分光カメラシステムを搭載した自立型飛行ラジコンヘリによる草量と草質の空間分布推定精度の検証作業と季節変化モニタリングのため同様の現地調査を実施する。放牧試験についても,初年度同様,研究協力者が中心となってGPSと加速度センサーを取り付けた牛の行動調査(511月)を実施する予定にある。以上で得られる牧草マップ(画像形式)と家畜行動情報(点分布)の異種空間情報は,地理情報システム(GIS)上で蓄積・統合し,草量・草質の面的分布と放牧家畜の空間的選択性の関係について,地理統計学手法(Geostatistical Analysis)を用いた解析を行う。上記のように,得られたデータの包括的な解析と検証作業を進めると同時に,研究成果のアウトプット(学会,公開講座での発表や論文執筆)についても精力的に行う。設備備品費:該当なし。消耗品:牧草の飼料成分分析100検体(50地点刈り取り×回)に係る費用40万円を計上した。旅費:広島大学の旅費基準に従い,調査旅費(東広島ー北海道)と学会での成果発表旅費(東広島ー東京)に係る費用を計上した。謝金:現地調査補助者(大学院生)への謝金として,広島大学の基準に従い必要な額を計上した。その他:自律型飛行ラジコンヘリによる空撮にかかる費用60万円×1回(8月)にかかる費用を計上した。
マンガン-ゼオライトを作業物質とする新しい超低温生成法の開拓

Y型ゼオライトNa_<50>[(Al0_2)_<50>(Si0_2)_<142>]250H_20(東ソ-社製)の試料中のNa^+をMn^<2+>に置換してMn^-ゼオライトを作った。化学分析、プラズマ発光分析、X線元素分析等により、Mn吸蔵量を求めた。X線回析EXAFSの結果から大部分のMn^<2+>がス-パ-ケイジ中に存在する。分析結果から,試料中にかなり均一に分布していると考えられる。我々の作った2種類の試料のMn量,平均イオン間距離は10^<-3>mol/g、9.4Aと10^<-4>mol/g、20Aである。磁化率の温度依存性を300kから20mkまで測定し、Mn濃度の高いサンプルでは300kから約50mkにわたってGurie-Weiss則が成り立ち、Curie定数は4.0×10^<-3>emu/g、Weiss温度は約-50mkである。Mnの有効磁気モ-メントは5.58μ_Bで、フリ-に近い値を持つ。30mk付近で磁化率はピ-クをもち、相転移を起こす事を示している。1K以下の磁化率の温度依存性、周波数依存性から、緩和機構が単一の緩和時間ではなく、分布を持った緩和時間によって支配されている事が明らかになった。特に低温側ではスピン間の長距離相関を考慮したColeの式を必要とする。ESR実験を300kから40mkまで行った。300kから4kの間でg値は2で、線巾も温度に依存しない。線型はGauss型で、イオン間相互作用は双極子相互作用が主である。X-バンドの測定では線巾は650gaussで双極子相互作用220gaussと超微細構造430gaussの和としてほぼ説明がつく。低温における磁気秩序に寄与するのは主としてこの双極子相互作用である。1.3kと5Tの磁場を初期条件として断熱消磁を行い、約80mkの低温生成に成功した。この温度までスピン系の温度にゼオライトの格子系の温度が追従してくる。消磁過程では最低温度近くまで外部磁場と生成温度は比例する事から、内部磁場は小さいと考えられる。我々の試料であるマンガン-ゼオライト-Yはゼオライト-Y中の交換性イオンであるNaイオンをS状態のMn^<2+>イオンと置換したものである。プラズマ発光分析などによるとゼオライト1g中に45×10^<20>ヶのMnイオンがある。我々はこのMn-ゼオライトのMnイオンの磁気的性質を調べた。室温から4Kまでの静磁化率を、4Kから15mKまでの交流磁化率を測定した。その結果、約50mKまではキュリー-ワイス則で良く記述できる。キュリー定数は4.2×10^<-3>(emu・K/g)、ワイス温度は-0.03(K)で、反強磁性的なふるまいをする。

室温から4KまでのESR測定を行った、Mn^<2+>イオンの信号は線巾600ガウス、g値2.01の単一吸収線である。信号は温度を下げるとわずかにひろがるが、g値は殆ど変化しない。室温EXAFSの結果からも、Mnイオンはかなり自由な状態にあると考えられる。上のキュリー定数とg値から、ゼオライト中のMnイオンがフリーであるとして、サンプル中のMnイオンの数を概算してみると6×10^<20>個がゼオライト1g中に存在する。これはプラズマ発光分析の結果とほゞ一致している。ゼオライトの密度からMnイオンの平均的な距離を求めると約15Aとなり、大まかにいってゼオライトのケイジ中に1個のMnイオンが入っている事になる。別の試料の交流磁化率を15mKまで測定した。20mK付近で磁化率が極大を示した。また、この付近でχ^<11>も増大している。反強磁性への転移がおこったと考えられる。Mnイオン間の相互作用を双極子-双極子相互作用とすると転移温度は約5mKとなって低くなりすぎる。酸素原子を仲立ちとした超交換相互作用モデルで説明できないかを現在、検討中である。試料の断熱消磁を試みた。初期温度1.3K、初期磁場3Tで行ったが、到達温度は磁化率によるMnイオンの温度では約60mK、試料につけた抵抗温度計では約140mKであった。Y型ゼオライトNa_<50>[(AIO_2)_<50>(SiO_2)_<142>]25OH_2O(東ソ-社製)の試料中のNa^+をMn^<2+>に置換してMn-ゼオライトを作った。化学分析、プラズマ発光分析、X線元素分析等により、Mn吸蔵量を求めた。X線回析EXAFSの結果から大部分のMn^<2+>がス-パ-ケイジ中に存在する。分析結果から、試料中にかなり均一に分布していると考えられる。我々の作った2種類の試料のMn量、平均イオン間距離は10^<-3>mol/g、9.4Aと10^<-4>mol/g、20Aである。磁化率の温度依存性を300Kから20mkまで測定し、Mn濃度の高いサンプルでは300Kから約50mKにわたってCurie-Weiss則が成り立ち、Curie定数は4.0×10^<-3>emu/g、Weiss温度は約-50mKである。Mnの有効磁気モ-メントは5.58μ_Bで、フリ-に近い値を持つ。30mK付近で磁化率はピ-クをもち、相転移を起こす事を示している。1K以下の磁化率の温度依存性、周波数依存性から、緩和機構が単一の緩和時間ではなく、分布を持った緩和時間によって支配されている事が明らかになった。特に低温側ではスピン間の長距離相関を考慮したColeの式を必要とする。ESR実験を300Kから40mKまで行った。300Kから4Kの間でg値は2で、線巾も温度に依存しない。線型はGauss型で、イオン間相互作用は双極相互作用が主である。X-バンドの測定では線巾は650gaussで双極子相互作用220gaussと超微細構造430gaussの和としてほぼ説明がつく。低温における磁気秩序に寄与するのは主としてこの双極子相互作用である。1.3Kと5Tの磁場を初期条件として断熱消磁を行い、約80mKの低温生成に成功した。この温度までスピン系の温度にゼオライトの格子系の温度が追従してくる。消磁過程では最低温度近くまで外部磁場と生成温度は比例する事から、内部磁場は小さいと考えられる。
セラチアのゲノム多様性と高度多剤耐性株出現プロセスの解明と高病原性系統の同定

セラチアは代表的な日和見感染菌の一つであり、院内感染や高度多剤耐性株の出現が問題となっている。本菌は広く環境中に分布しており、多様な菌株の集団と考えられるが、その遺伝的多様性の実態は不明である。本研究では、550株を越える菌株のゲノム配列に基づいた高精度な系統解析等を行うことより、本菌の種としての遺伝的多様性の実態と各系統の遺伝的特性を解明する。また、耐性遺伝子やプラスミドの網羅的な解析により、本菌における高度多剤耐性株出現過程とその過程へのプラスミドの関与を明らかにする。さらに病原遺伝子群の検索と病原性解析により、潜在的病原性の高い系統の存在を同定し、その責任遺伝子を同定する。
臼歯用コンポジットレジンの耐磨耗性評価に関する研究

臼歯用コンポジットレジンの耐摩耗性を評価する最適の試験法を検討した結果、谷らが先に考案したグラスビーズ摩耗試験法(1983)が最もin vivoの結果を反映するin vitroの試験法であることが確認できたので最終的にはグラスビーズ摩耗試験法による精細な実験を行った。本法は透明なアクリル板滑走面上に直径40ミクロンのグラスビーズのスラリーを敷き、その上を400gの荷重をかけて試験片を往復滑走させ、1ストローク10cmであるので20,000回の往復で2,000mを滑走したことになる本実験に用いたコンポジットレジンは比較的に粗い粒径フィラーの高密度充填型のクリアフィルAP-X(Kuraray),Z250(3M)およびビューティフィル(松風)の3種類とサブミクロンサイズフィラーのパルフィーク・エステライト(トクヤマ)とパルフィーク・タフウェル(トクヤマ)の2種およびマイクロフィラー配合型のシラックス・プラス(3M)とメタフィルC(サンメディカル)の2種で合計7種のコンポジットレジンである。グラスビーズは表面処理していないGBと予めシランカップリング剤で表面処理したEGB(いずれも東芝バロディーニ)の2種を蒸留水100ml中にビーズ140gを加えたスラリーを用意した。実験の結果、7種のコンポジットレジン全てにおいてGBに比較してEGBを用いた摩耗試験のほうが摩耗が大きかった。摩耗量(体積)の大きい順に並べるとビュウティフィル、Z250,クリアフィルAP-X,パルフィーク・タフウエル・パルフィーク・エステライト、シラックス・プラス、メタフィルCとなった。統計処理のために、コンポジットレジン、グラスビーズを要因とした対応のある2元配置分散分析を実施した結果、コンポジットレジンの主効果、グラスビーズの主効果および両者の交互作用で有意であった。最近主として使用されている臼歯用コンポジットレジンはいわゆるハイブリッドタイプであるが、これらの耐摩耗性については不明な点が多い。今回我々は新しく開発されたハイブリッドタイプのものを主に対象として、谷が先に提唱した改変したラトラー試験法に加えてグラスビーズ摩耗試験法による比較評価を行い、臨床における摩耗性評価の結果とを比較して最適なin vitroの摩耗試験法の確立をめざした。まず#400或いは#1000シリコンカーバイドペーパーを内面に貼布した円筒の中に試験片を5個ずつ入れて、87回転/分の速度で回転させ研摩紙との摩耗を計測した。その結果、ハイブリッドタイプの耐摩耗性に優れていることがわかった。グラスビーズ摩耗試験の結果は、ハイブリッドタイプのクリアフィルAP-Xが0.168cm3X10-3と摩耗が大きく、サブミクロン球状フィラータイプのパルフィーク・エステライトが0.0813cm3X10でマイクロフィラータイプのヘリオモーラー・レデイオペークが0.0562cm3X10-3で高密度充填型のコンポジットレジンの摩耗が最も大きく、フィラーサイズの小さいものほど耐摩耗性に優れていることがあきらかになった。グラスビーズ摩耗試験法は臼歯部咬合面における摩耗は、前歯における摩耗と異なり、対合歯との強い加圧接触による咬耗が主役となると考え、このような臼歯部における特殊な機械的環境をin vitroに評価しようと試み、谷らが考案した新しい耐摩耗性試験法である。本法は、アクリル板滑走面上に36umのグラスビーズのスラリーを敷き、その上を400gの荷重をかけて試験片を往復滑走させ、1ストローク10cmであるので20,000回の往復で4,000mを滑走したことになる。

一方、歯ブラシ摩耗試験の結果は、クリアフィルAP-Xは0.110cm3X10-3,パルフィーク・エステライトは0.114,ヘリオモーラー・レデイオペーク0.105cm3X10-3で、一定の傾向性はみられなかった。臼歯咬合面修復用のコンポジットレジンは口腔内での耐摩耗性の観点から、粉砕微粒子の高密度充填タイプとマイクロフィラー充填型のいずれが優れているかの臨床的結論は未だ出ていない。本年度は、谷が先に提唱したグラスビーズ摩耗試験法による臼歯用コンポジットレジンの耐摩耗性の評価を行った結果、表面処理を施していないグラスビーズ(GB,東芝バロテイーニ)を滑走材に用いた場合は、摩耗量(容積減量)がクリアフィルAP-Xや、Z250のような高密度充填型が28.35Cm X10であり、シラックス・プラスやメタフィルCのようなマイクロフィラー配合型がそれぞれ14.98Cm X10,7.57Cm X10と耐摩耗性に優れており、次いでサブミクロンサイズフィラーのパルフィークエステライトは16.09Cm X10が優れていた。一方、グラスビーズGBを予めシランカップリング剤で表面処理した粒子(EGB、東芝バロテイーニ)を使用した場合は、却って、表面処理していないGBの役23倍の摩耗性を示した。これはGBが表面未処理で親水性を示し、試験機中に沈澱する傾向があり、PMMA滑走面上にグラスビーズの分布が不均一になった可能性があるのに対し、EGBは揆水性があり、グラスビーズのサスペンションが均一に分散し、滑走面上にも多量に分布したものと考えられ、耐摩耗性評価としてはむしろ表面処理したEGBを使用すべきではないかと考察された。このグラスビーズ摩耗試験法は臼歯咬合面における摩耗は前歯における摩耗とは異なり、対合歯との強い加圧接触による咬耗が主役になると考え、このような臼歯部における特殊な機械的環境をin vitroに評価しようと試み、谷らが考案した新しい対摩耗性試験法である。本法は、アクリル板滑走面上に平均40umのグラスビーズのスラリーを敷き、その上を400gの荷重を掛けて試験片を往復滑走させ、1ストローク10cmであるので10,000回の往復で2,000mを滑走したことになる。尚、このグラスビーズの物性はエナメル質表面と極めて近似しているものを選んだ。臼歯用コンポジットレジンの耐摩耗性を評価する最適の試験法を検討した結果、谷らが先に考案したグラスビーズ摩耗試験法(1983)が最もin vivoの結果を反映するin vitroの試験法であることが確認できたので最終的にはグラスビーズ摩耗試験法による精細な実験を行った。本法は透明なアクリル板滑走面上に直径40ミクロンのグラスビーズのスラリーを敷き、その上を400gの荷重をかけて試験片を往復滑走させ、1ストローク10cmであるので20,000回の往復で2,000mを滑走したことになる。本実験に用いたコンポジットレジンは比較的に粗い粒径フィラーの高密度充填型のクリアフィルAP-X(Kuraray), Z250(3M)およびビューティフィル(松風)の3種類とサブミクロンサイズフィラーのパルフィーク・エステライト(トクヤマ)とパルフィーク・タフウェル(トクヤマ)の2種類およびマイクロフィラー配合型のシラックス・プラス(3M)とメタフィルC(サンメディカル)の2種で合計7種のコンポジットレジンである。グラスビーズは表面処理していないGBと予めシランカップリング剤で表面処理したEGB(いずれも東芝バロティーニ)の2種を蒸留水100ml中にビーズ140gを加えたスラリーを用意した。