hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
坐位ＭＲＩによる骨盤底筋群および直腸肛門機能評価

直腸脱患者ではAnal descent(AD)が健常人より長かった。手術後ADは有意に短縮した。AD、選択術式と術後転帰の比較では、安静時ADが9cmを超える症例では経肛門的手術を選択した際に再発を認めた。直腸癌患者で術前と比較して術後に収縮時Ano-rectal angle(ARA)が開大し、怒責時ARAが縮小した。ARAと便失禁の状態とは明らかな関連はなかった。潰瘍性大腸炎で大腸全摘術を受けた患者では術後に収縮時ARAが開大し、怒責時ARAが縮小することは直腸癌の患者と同様であった。夜間の便漏れがある患者が、直腸癌より多く認められたが、ARAについて特徴的な所見はなかった。研究1:直腸病変のないボランティアでの評価【対象】直腸肛門機能に問題がないボランティア【方法】縦型オープンMRIを用いて、静止時・怒責時・最大収縮時の骨盤底筋群の動きの撮影を行う。正常状態での生理的な骨盤底筋群の状態を観察する。【研究成果】1名の直腸病変のない患者で測定研究2:便失禁および直腸脱患者での評価【対象】便失禁もしくは直腸脱を有する患者【方法】縦型オープンMRIを用いて、静止時・怒責時・最大収縮時の骨盤底筋群の動きを撮像する。【研究成果】直腸脱の患者での術前・術後MRIの評価を5例に施行した。研究3:直腸癌手術での評価【対象】直腸病変のある患者【方法】術前と術後1年後に縦型オープンMRIを用いて、静止時・怒責時・最大収縮時の骨盤底筋群の動きの撮影を行う。【研究成果】直腸癌術前の5名に患者にて評価を行った。術前の骨盤底筋の動きに関しては、健常者と差異を認めなかった。術後の状態についても評価を行った。研究4:潰瘍性大腸炎手術での評価【対象】潰瘍性大腸炎のある患者【方法】術前と術後ストマ閉鎖1年後に縦型オープンMRIを用いて、静止時・怒責時・最大収縮時の骨盤底筋群の動きの撮影を行う。【研究成果】潰瘍性大腸炎術前の患者は全身状態が悪いことが多く、術前の撮影が不可能であった。術後患者の撮影は、4名にて終了。【研究成果】2名の直腸病変のない患者で測定研究2:便失禁および直腸脱患者での評価【対象】便失禁もしくは直腸脱を有する患者【方法】縦型オープンMRIを用いて、静止時・怒責時・最大収縮時の骨盤底筋群の動きを撮像する。【研究成果】1名の直腸病変のない患者で測定研究2:便失禁および直腸脱患者での評価【対象】便失禁もしくは直腸脱を有する患者【方法】

縦型オープンMRIを用いて、静止時・怒責時・最大収縮時の骨盤底筋群の動きを撮像する。【研究成果】直腸脱の患者での術前MRIの評価を5例に施行した。直腸脱の術後研究3:直腸癌手術での評価【対象】直腸病変のある患者【方法】術前と術後1年後に縦型オープンMRIを用いて、静止時・怒責時・最大収縮時の骨盤底筋群の動きの撮影を行う。【研究成果】直腸(Rb)癌術前の2名に患者にて評価を行った。術前の骨盤底筋の動きに関しては、健常者と差異を認めなかった。研究4:潰瘍性大腸炎手術での評価【対象】潰瘍性大腸炎のある患者【方法】術前と術後ストマ閉鎖1年後に縦型オープンMRIを用いて、静止時・怒責時・最大収縮時の骨盤底筋群の動きの撮影を行う。【研究成果】潰瘍性大腸炎術前の患者は全身状態が悪いことが多く、術前の撮影が不可能であった。術後患者の撮影は、2名にて終了。(現在までの達成度)研究2の直腸脱の患者については順調に症例の蓄積を行うことができている。研究3の直腸癌の患者についても症例数が増加した。研究4の潰瘍性大腸炎の患者に関しても症例数が増加した。潰瘍性大腸炎患者は術前のの状態の悪い緊急手術症例が多かったため術前画像が撮像できない。研究2の直腸脱の患者については順調に症例の蓄積を行うことができている。研究3の直腸癌の患者についても今後症例を増やす予定。研究4の潰瘍性大腸炎の患者に関してはやや症例の集積が遅れている。潰瘍性大腸炎患者は術前のの状態の悪い緊急手術症例が多かったため術前画像が撮像できなかった。潰瘍性大腸炎の患者は術前の状態が悪いことが多いため、術前に骨盤機能の撮影を行うことができない症例が多いので、術後経過観察症例での撮像を行い、肛門機能との比較を行う。直腸癌に対しても症例数が増加したので、画像解析を進め、肛門機能と比較検討する。直腸癌に対してもRb下部直腸癌だけでなくRa,RS直腸癌の症例も組み入れ、症例数の増加を行い、直腸の部位による比較を行うことも検討する。直腸脱症例については解析を行い、学会報告を行う旅費として使用する。直腸癌、潰瘍性大腸炎症例についても、これまで集積できたデータを解析して、国内学会にて成果報告の旅費に使用する。英文論文投稿ができるように英文校正費用、投稿費用などに使用する。昨年度、予算配分の削減が予測されたため、購入を見合わせていた測定試薬・消耗品・物品を購入する。撮影画像の保存のために、コンピュータ消耗品、ソフトウエアを購入する。直腸脱症例について症例数集積が終了次第、これまで集積できたデータを解析して、国内学会にて成果報告の旅費に使用する。英文論文投稿ができる段階まで英文校正費用、投稿費用などに使用する。
吹き付けコンクリートの支保機構に関する研究

本研究では、被りの浅い未団結地山を想定して柔な支保と地山の相互作用について検討した。用いたモデル計算によれば、吹き付けコンクリートによる支保の効果は地山の反力との相互作用を通してはじめて発揮されることがわかった。本研究の結論を以下に記す。1.地盤反力と支保の相互作用がトンネル周辺の力学的安定にとって本質的である。2.地盤反力はアーチ支保に発生する変形を抑止し、曲げモーメントを軽減する。3.圧縮による破壊(圧壊)を考慮しなければ、相当薄い吹き付けコンクリートであってもトンネルを安定に保つ能力がある。4.厚さの大きな支保では、薄い支保と比べて大きな曲げモーメントが発生し曲げ破壊を起こしやすくなることがある。5.曲げモーメントによる引っ張り破壊は避けられなければならないが、たとえ生じたとしても安定な構造を保持させるためには十分な反力がとれるような地山の状態が必要である。これらは極めて単純なモデルを通して得られた結論であって、実際のトンネルの設計にそのまま適用されるものではない。たとえば、切羽の存在など施工過程を考慮していないから、トンネル切羽の安定性を考慮する場合には別の角度からの慎重な確認が必要である。しかし、本研究の内容は、NATMによって施工されるトンネル周辺の力学的現象の一面を把握しているものも思われる。今後、モデルをより現実に近いものとするとともに室内実験などによりこれらの結果をさらに検討する予定である。本研究では,被りの浅い未固結地山を想定して柔な支保と地山の相互作用について検討した.用いたモデル計算によれば,吹き付けコンクリートによる支保の効果は地山の反力との相互作用を通してはじめて発揮されることがわかった.結果の一部を以下に記す.1)地盤反力と支保の相互作用がトンネル周辺の力学的安定にとって本質的である.2)地盤反力はアーチ支保に発生する曲げモーメントを軽減する.3)圧縮による破壊(圧壊)を考慮しなければ,相当薄い吹き付けコンクリートであってもトンネルを安定に保つ能力がある.4)厚さの大きな支保ては,薄い支保と比べて大きな曲げモーメントが発生し曲げ破壊を起こしやすくなることがある.5)たとえ,大きな曲げモーメントにより曲げ(引っ張り)破壊が生じたとしても周辺地山からの反力が期待できれば,必ずしも不安定な構造になるとはいえない.今後,モデルをより現実に近いものとするとともに室内実験などによりこれらの結果をさらに検討する予定である.本研究では,被りの浅い未固結地山を想定して柔な支保と地山の相互作用について検討した.用いたモデル計算によれば,吹き付けコンクリートによる支保の効果は地山の反力との相互作用を通してはじめて発揮されることがわかった.本研究の結論を以下に記す.1.地盤反力と支保の相互作用がトンネル周辺の力学的安定にとって本質的である.2.地盤反力はアーチ支保に発生する変形を抑止し,曲げモーメントを軽減する.3.圧縮による破壊(圧壊)を考慮しなければ,相当薄い吹き付けコンクリートであってもトンネルを安定に保つ能力がある.4.厚さの大きな支保では,薄い支保と比べて大きな曲げモーメントが発生し曲げ破壊を起こしやすくなることがある.5.曲げモーメントによる引っ張り破壊は避けなければならないが,たとえ生じたとしても安定な構造を保持させるためには十分な反力がとれるような地山の状態が必要である.これらは極めて単純なモデルを通して得られた結論であって,実際のトンネルの設計にそのまま適用されるものではない.たとえば,切羽の存在など施工過程を考慮していないことから,トンネル切羽の安定性を考慮する場合には別の角度からの慎重な確認が必要である.しかし,本研究の内容は,NATMによって施工されるトンネル周辺の力学的現象の一面を把握しているものと思われる.
安定同位体を利用した土壌中の可給態カドミウム量測定法の開発

同位体交換法による可給態Cd量(L値)測定法を確立し、以下の成果が得られた。1.可給態Cd量(L値)測定法の確立;1年目に開発した可給態Cd量(E値)測定法における^<113>Cdの添加量にもとづき、^<113>Cd標識土壌を作成してイネ栽培を行なった。収穫後の作物試料を乾燥・粉砕した後に、硝酸・過塩素酸分解を行ない「植物中に共存する元素を利用した共沈分離法」を適用した。これによりICP-MSによる^<113>Cd/^<114>CdからL値を計算する上で十分な精度が得られて、L値の測定に成功した。2.L値の測定;農業資材の施用がL値(E値)に及ぼす影響を調べた。農業資材施用土壌を供試した結果、全試料においてE値とL値は概ね一致した。また、対照区と各処理区のE値あるいはL値には差が認められず、資材施用は可給態Cd量の総量に影響しないことが示された。3.Cd汚染リスク評価への適用性の検討;資材施用土壌におけるE値とL値が概ね一致したことから、両者は同一の可給態Cdプールを測定していると考えられた。また、E値を指標として作物栽培を行なうことなくL値を推定できることが示された。しかし、E値あるいはL値が同程度であっても、イネのCd吸収量に土壌pHが大きく影響した。すなわちE値およびL値は、土壌pHに影響されることなく作物への可給態Cd量の最大値を示すと位置付けられた。一方、土壌pHが高いほど短時間で同位体交換可能なCd量が減少する傾向が認められ、同位体交換速度が遅くなった。この同位体交換速度に着目することにより、作物のCd汚染リスクを的確に評価できる可能性が見出された。
中間融点材料被覆層によるタングステン壁材料の長寿命化

(1)種々のWをレーザーで溶融させその溶融層の挙動を調べ、特に沸点近傍まで表面温度が上昇した場合は、純Wが液滴放出による損耗の観点から最も望ましい材料であることがわかった。(2)WにAlの被覆を形成し、レーザーやパルスプラズマ照射を行い、ELM様のパルス熱負荷下では、蒸発の潜熱や蒸気遮蔽効果によりWへの熱負荷を減じる効果があることが確認された。(3)蒸気遮蔽効果をPICコードを用いて評価し、実験結果をおおむね説明できることがわかった。(4)表面損傷を持つWモノブロックは、20MW/m^2の熱負荷を印加した場合に、表面損傷が起点となり亀裂が発生しやすいことがわかった。今年度は系統的な実験を行なうためのレーザー熱負荷装置の整備(特に試料ホルダーの製作)、成膜を行なうマグネトロンスパッタリング装置の整備と成膜実験、及び成膜した試料のパルスプラズマ照射予備実験を行なった。レーザー熱負荷装置の整備については、表面温度測定のための高速応答2色温度計の設置、加熱ヒーター付試料ホルダーの設置、放出粒子測定のためのプラズマモニターの予備テスト、などを行なった。また、表面に種々の材料を堆積させた場合は、レーザーの吸収率が異なるため、吸収率測定のための新たな熱絶縁ホルダーを準備した。今後はこれらを活用しながら、堆積層を形成した試料について、エネルギー密度やパルス幅などを変化させて表面の溶融・蒸発挙動を調べると共に、堆積層材料と基板材料(タングステン)の混合層の形成やその機械的特性を調べる。堆積層形成のためのマグネトロンスパッタリング装置により、タングステンとアルミの堆積層を形成し、その堆積速度を評価すると共に、堆積層の安定性について評価した。特にアルミの堆積層については、1ミクロン/時間程度の成膜速度を達成し、また20ミクロン程度の厚みまで成膜を行なったが膜の剥離などはなく、密着性の良い膜を形成できることが明らかになった。さらに上記のとおり作成したアルミ堆積膜試料について、パルスプラズマガンを用いてパルスプラズマによる熱負荷を印加したところ、表面の溶融と蒸発により堆積層が失われたが、その損失膜厚は、1次元の計算から想定される値であった。今後はこのような層が保護層として、どのような特性を有するかについて、系統的な研究を行なう予定である。種々のタングステンについて、レーザー照射により溶融させ、溶融層の挙動を詳細に観察し、材料の特性の予備的な評価を行った。さらに、タングステンにスズやアルミをスパッタリング成膜した試料を作成して、レーザーやパルスプラズマにさらして、その表面状態の変化や基板のタングステンに及ぼす影響を評価した。W、W-Ta、W-Re試料へのパルス熱負荷(<5 GW/m2, <1ms, 0.6 mmのスポットサイズ)照射後の表面形状変化をレーザー顕微鏡により観察した。全ての試料について、照射時間や強度を変化させてレーザー強度を大きくするにつれて隆起が大きくなることが観察された。また、レーザー強度の増加に伴い、隆起が連続する波形表面が形成されることが確認された。さらに強度を増加させていくと、照射中央部においても初期表面高さを超える隆起が観察された。このような中心部の隆起は、液流れ、もしくはマランゴニ対流によって説明が可能と考えられる。また、W-Ta(2%)試料については、非対称的な形状が観察され、不純物粒子の影響で、溶融挙動が大きく変化する可能性が示された。Be堆積層を模擬した1-3μm厚Al薄膜を堆積させたW試料に対して総エネルギー0.44MJm^-2、パルス幅0.15msのHeプラズマ照射を行った。また、Pilot-PSI装置における実験結果と比較し、Al薄膜の潜熱による冷却効果を差し引いても、蒸気による遮蔽効果があったことが推測できる結果となった。Be堆積層の効果を評価する前段階の実験として、Beを高密度プラズマにさらして、レーザー照射で溶融させ、プラズマに与える影響やBe表面の損傷を調べた。その結果、Beの蒸発によるプラズマの冷却効果は顕著であり、Be被膜はWの保護効果がある程度見込めることがわかった。実験を行なうためのレーザー熱負荷実験装置の整備が順調に進んでいる。具体的には、レーザー本体のセッティング、試料を設置するための試料ホルダー、試料の吸収熱量を測定するための熱絶縁ホルダー、表面温度計測のための2色温度計、などの準備がほぼ終わっている。また、堆積膜の形成条件についても、想定される中間融点堆積材料のスパッタリングを評価できる様に、アルミとタングステンで成膜実験を行ない、必要とされる膜厚(最大10ミクロン程度)を生成できる見通しを得ている。さらに、成膜の際に放電ガスに水素やヘリウムを注入することで、これらのガスとの共堆積膜の形成が可能となる。

さらに、膜の密着性についても、アルミの場合には20ミクロンと必要な膜厚以上の厚みでも、剥離は見られなかった。さらに、パルスプラズマでディスラプション様の熱負荷予備実験を行ない、熱負荷が加わっても特に膜が剥離しないことを確認している。このように系統的な実験を行なうための準備はほぼ終了しており、来年度よりアルミ、スズ等の材料について、実験を行なう予定であり、研究期間内に成果が出せる見通しである。プラズマ理工学タングステン材料の保護膜候補としては、核融合炉で使用可能と考えられる中間融点金属を中心に考えている。さらに、ITERで想定されるBeのシミュレーションとして、アルミ膜の実験も行なう。具体的な材料としては、シリコン(構造材料としてSiCの使用可能性があるため)、鉄(構造材として程放射化フェライト鋼の使用可能性があるため)、スズ(タングステンと金属間化合物を形成せず、タングステンの脆化への影響が少ないと思われるため)、の堆積膜(水素やヘリウムとの共堆積膜を含む)を保護膜として形成した試料について、レーザーエネルギー密度やパルス幅を変えて堆積層の損失や基板であるタングステンへの影響を系統的に評価する。また、基板のWと化合物層(混合層も)の溶融限界以下のパルス熱負荷耐性についても、高い繰り返し回数の溶融限界以下のパルス熱負荷を与え、表面の粗面化や亀裂発生等の表面損傷の発生状況より明らかにする。当初の予定では、基板W試料や共堆積保護膜を形成するためのスパッタリングターゲット試料について、初年度に購入する予定であったが、適当な材料を選定するために予備的な実験が必要となったことや、詳細な検討を行なうべきとの判断から、試料のまとまった購入は次年度に先送りした。そのため、次年度に使用額が生じることになった。しかしながら、この判断は適当であり、基板タングステンとの化学反応性とそのパルス熱負荷照射後の表面層への影響評価を適切に行なったことで、次年度の研究がスムーズに立ち上がる見通しができた。主にスパッタリングターゲット材料やタングステン基板材料、及び実験に必要な真空消耗品を購入する予定である。また、より適切な保護層の検討を行なうための資料収集旅費としても活用する予定である。研究概要で述べたように、実験の準備はおおむね終わっているため、これらの使用計画により、保護膜形成を進めた上で、パルス熱負荷実験を進め、研究期間内に成果を出す予定である。
微量元素の生体内動態と病態

1)生物学的に活性度が低いと考えられてきた貴金属1回曝露,ときには,貴金属の長期内服によっても,生体内微量元素の平衡の乱れを生じ,しかも,生体の機能維持に極めて重要な銅,亜鉛,マンガンが肝から他臓器へ移出することが分った.2)チタンの吸収や体内分布がビタミンCによって著明に変化することを見出した.血中ではビタミンCと結合し,さらに特定分画の蛋白をキャリアーとして結合していることが分り,この蛋白の同定を進めている.3)マンガンの肝ライゾーム画分とり込み量が大きいので胆汁排泄が大きい.クロムは肝の低分子蛋白と結合しているが,糖,脂質代謝に関与しているのではないか.ニッケルは分子量800の肝中物質と結合していたが,銅,亜鉛により一部が置換された.4)銅投与により延命させたメンケス症モデルマウスの肝,腎,脳の微量元素16種を中性〓放射化分析法を測定したところ,銅,マンガンに変化がみられたほかは,すべて正常であった.5)ベリリラムによる細胞性免疫応答には明白な量-反応関係はなく,感作成立には生体側要因が強く関与している.抗体産生応答は多量曝露で短期間に元進するが,微量曝露では一部の動物にのみ元進が認められた.ことにBリンパ球の分化に作用することを見出した.6)クロムの毒性は鉄同時投与で軽減されるが,前投与では影響されない.鉛の毒性は鉄と亜鉛の同時投与,前投与で軽減される.これらの機序についてクロム・鉛の生体内動態面から検討した.7)カドミウム汚染地域住民の臓器元素10種を測定し,亜鉛,銅の上昇が認められた.8)マグネシウム欠乏はビタミンB1欠乏の誘因となる.過剰ビタミンB1は体内マグネシウムを消費する.ビタミン代謝はカルシウム,鉄,亜鉛,鉛,銅により阻害される.9)鉛中毒時にはミトコンドリア呼吸鎖内の鉄の還元を阻害しヘム生成を低下させる.10)充分量の蛋白投与でカルシウム降圧作用がみられる.1)生物学的に活性度が低いと考えられてきた貴金属1回曝露,ときには,貴金属の長期内服によっても,生体内微量元素の平衡の乱れを生じ,しかも,生体の機能維持に極めて重要な銅,亜鉛,マンガンが肝から他臓器へ移出することが分った.2)チタンの吸収や体内分布がビタミンCによって著明に変化することを見出した.血中ではビタミンCと結合し,さらに特定分画の蛋白をキャリアーとして結合していることが分り,この蛋白の同定を進めている.3)マンガンの肝ライゾーム画分とり込み量が大きいので胆汁排泄が大きい.クロムは肝の低分子蛋白と結合しているが,糖,脂質代謝に関与しているのではないか.ニッケルは分子量800の肝中物質と結合していたが,銅,亜鉛により一部が置換された.4)銅投与により延命させたメンケス症モデルマウスの肝,腎,脳の微量元素16種を中性〓放射化分析法を測定したところ,銅,マンガンに変化がみられたほかは,すべて正常であった.5)ベリリラムによる細胞性免疫応答には明白な量-反応関係はなく,感作成立には生体側要因が強く関与している.抗体産生応答は多量曝露で短期間に元進するが,微量曝露では一部の動物にのみ元進が認められた.ことにBリンパ球の分化に作用することを見出した.6)クロムの毒性は鉄同時投与で軽減されるが,前投与では影響されない.鉛の毒性は鉄と亜鉛の同時投与,前投与で軽減される.これらの機序についてクロム・鉛の生体内動態面から検討した.7)カドミウム汚染地域住民の臓器元素10種を測定し,亜鉛,銅の上昇が認められた.8)マグネシウム欠乏はビタミンB1欠乏の誘因となる.過剰ビタミンB1は体内マグネシウムを消費する.ビタミン代謝はカルシウム,鉄,亜鉛,鉛,銅により阻害される.9)鉛中毒時にはミトコンドリア呼吸鎖内の鉄の還元を阻害しヘム生成を低下させる.10)充分量の蛋白投与でカルシウム降圧作用がみられる.1.研究班会議を昭和61年7月31日に北九州市で開催し、所期の目的を達成するための意見交換を行ない、多元素分析などの必要に応じ、共同研究チームを編成した。2.今年度の研究成果は次の通りであった。1)致死量の1/5量の金,銀,プラチナ,セレン,ヒ素を静脈内投与したラットで、肝,腎の微量元素の撹乱が観察された(野見山)。2)種々の化学形のチタニウムを投与した動物の病態と微量元素の生体内動態について研究した(木村)。3)有機クロム投与によりコレステロールの低下傾向を認めた。また、生体内ニッケル特異結合物質(分子量800)の存在を明らかにした(和田)。4)ベリリウム投与動物の免疫応答と微量元素の生体内動態との関連について研究した(島)。5)タイ国東北地区農村住民850名の血中ビタミン【B_1】,血漿鉄,亜鉛,マグネシウム,カルシウムの間には正の相関が認められた。特にマグネシウムとの相関が強かった(糸川)。6)カドミウム汚染地域住民38名、対照地域住民21名の遺体臓器の微量元素を測定した。心,大動脈についてみると、汚染地域住民で亜鉛,銅濃度が低いことが注目される結果であった(能川)。7)鉛中毒時のヘム

合成低下と亜鉛プロトポルフイリン増加の機序を研究し、鉛はミトコンドリア呼吸鎖内の鉄の還元を阻害しヘム生成を低下させたが、亜鉛プロトポルフイリンの生成に影響のないことを見出した(徳永)。8)必須元素の生体内含量による有害元素の毒性修飾のおこることを見出した(吉川)。9)脳卒中易発症の血圧に対するカルシウムの影響について検討し、充分な蛋白を投与したラットではカルシウムの降圧作用のみられることを明らかにした(家森)。10)メンケス症マウスにおける各種微量元素の生体内動態について研究した(西村)。
細胞内における銅制御因子のクロストーク機構の解明

近年、細胞内の銅濃度を制御するシャペロンやトランスポーターの存在が明らかとなり、個々の性質については解明されつつあるが、銅の制御に関わるタンパク質が細胞内でどのように協働しているかは明らかになっていない。本研究では、銅排泄に関わると想定されているCOMMD1と銅シャペロンであるCCSをRNA干渉法により抑制したときの細胞内の銅の挙動や銅関連遺伝子の応答を、高速液体クロマトグラフィー-誘導結合プラズマ質量分析法すなわちスペシエーション、分子細胞生物学的手法、そして、元素イメージングにより解析することにより、銅の制御に関わる各因子間のクロストーク機構を明らかにすることを目的とした。銅排泄に関わるとされているCOMMD1を抑制すると、細胞内の銅含有量は有意に上昇し、増加した銅は細胞質に分布していて、銅の化学形態はメタロチオネインに結合した状態で存在していた。また、COMMD1の新規機能として、銅排泄トランスポーターAtp7bの細胞内局在や安定性に重要な役割を果たしていることが示された。Ccsのノックダウンにより、細胞内の銅関連遺伝子は銅過剰の応答を示す。SOD1に銅を供給するCcsが抑制されることで細胞内の銅代謝系に銅が分布したと考えられた。しかし、Ccsの減少により細胞内銅代謝系の変動が起きているにも関わらず、SOD1の活性や発現量、銅結合量に大きな変化は見られなかった。これは、通常CcsはSOD1の活性化に必要な量より過剰に存在しており、銅制御系はSOD1の活性を優先的に保っている可能性があると示唆された。本研究では、銅排泄に関わると想定されているCOMMD1と銅シャペロンであるAtox1をRNA干渉法により抑制したときの細胞内の銅の挙動や銅関連遺伝子の応答を、高速液体クロマトグラフィー-誘導結合プラズマ質量分析法すなわちスペシエーション、分子細胞生物学的手法、そして、元素イメージングにより解析することにより、銅の制御に関わる各因子間のクロストーク機構を明らかにすることを目的とした。銅排泄に関わるとされているCOMMD1を抑制した実験結果では、細胞内の銅含有量は有意に上昇し、増加した銅はメタロチオネインに結合していた。メタロチオネインの機能を詳細に調べるために、メタロチオネイン野生型およびメタロチオネイン欠損型の両細胞に存在するAtox1を抑制したダブルミュータント細胞を用いた。実際に、これらの遺伝子改変により細胞内の銅濃度が上昇しており、このときの銅分布と銅結合タンパク質を解析した結果、小胞内に集積していたことが明らかとなった。また、銅トランスポーターCtr1や銅シャペロンCcsのタンパク質量が増加していた。これらの応答は、細胞が銅欠乏を認識した場合に起こる現象であることから、メタロチオネインが存在しないときには、細胞内の銅濃度は上昇したとしても、小胞が銅を隔絶することにより銅の毒性をマスクし、このことが同時に銅の利用能まで低下させているため、銅結合タンパク質は欠乏様の応答を示したと考えられた。
日韓メディアの歴史認識報道における視点の対立軸

日本の報道における歴史認識問題は「戦前の歴史をめぐる解釈の問題」として限定的にとらえている半面、韓国の報道においては「現在の日本社会における歴史の解釈の問題」としての時間軸の拡大を図っているところに大きな差が見られた。また、日韓両国ともに相手国の言動や反応に注目した記事が多く、その歴史認識問題の視点が自国内に向けられていないという共通点が見出される。こうした対立軸が合致しない現象(注視点のずれや視座の鮮明性)こそが日韓メディア情報における「視点の不一致」を生み出しており、そうした報道の視点構造が歴史認識問題に対する日韓の相互理解を妨げる一因であることが推察される結果となった。平成26年度の研究は、当初の計画に基づいて「先行研究の整理および分析枠の調整・構築」、「報道資料の検索・収集」という二つの方向から進められた。第一の課題である分析枠の構築については、体系機能文法および批判的談話分析の枠組みを検討しながら、「日韓の歴史認識報道」における問題意識の相違を整理した。その結果、日韓の新聞報道には同じ議題を取り上げる場合でも「注視点」の設定に異なる傾向が見受けられ、葛藤言説のテクスト構成における主題情報の選択に相異が認められることを確認した。他方の視座設定においては、韓国側が慰安婦問題や領土問題のみならず、日本の集団的自衛権の解釈変更問題などを幅広く歴史認識をめぐる「日韓の対立軸」として報じる傾向がある反面、日本側の新聞報道ではこれらの動きを「国際社会との協調」という視点からとらえ、日韓の葛藤という両国間の問題としての視点を鮮明にはしていない傾向があることが認められた。第二の課題である「報道資料の検索・収集」と関連しては、歴史認識問題をめぐる葛藤の時代区分としては、11965年の日韓国交正常化から1991年までの冷戦期(第1期)、21991年から2000年までの協力模索期(第2期)、32000年代から現在に至るまでの葛藤高揚期(第3期)に区分し、各段階におけるメディア言説の在り方を「通時的・共時的」に分析する計画であるが、平成26年度の実績としては1998年以降のデータ収集を重点的に行った。平成27年度の研究は、当初の計画に基づいて「報道資料の検索・収集」を中心に進められた。その結果、1998年から2015年までの日本の5大新聞(朝日・読売・毎日・産経・日経新聞)における日韓の歴史認識問題関連記事・計5,435点を収集し、分野別の整理(靖国、慰安婦、教科書、竹島問題など)を終えた段階である。基本的な分析の枠組みとしては平成26年度の成果を引き継ぐ形でデータ分類を行ったが、注視点と視座の異同のみならず、談話としての話者の主眼点を導き出すための工夫が必要であるとの新たな課題が浮上した。この点を踏まえ、今年度はより詳細な分析の枠組みを工夫しながらの作業が続いたが、平成28年度はその完成度を高めることに努めることにしたい。なお、分析データの範囲を1998年度からに限定した理由は、現在進行中の歴史認識問題のメディアフレームが形成された時期を考慮したためであるが、テーマによってはそれ以前報道フレームに大きく影響されてている場合も見受けられる。しかしながら、異なるテーマに対する分析枠の整合性を図るためには、現在のフレーム構築に至る経緯を参考にしながらも、必ずしもそれらのデータ全てを直接の分析対象とする必要性はないとの判断に至った。この点についてのさらなる考察も残された課題である。当初の計画に比べると資料の分析に想定以上の時間がかかっている。データに対する分析枠の適用に加え、質的考察をどこまで行うのかに対する調整が必要であり、期限内の作業完遂に向けて引き続き努力したい。平成28年度は最終研究年度でもあることから、これまで収集した資料の分析に多くの時間を費やした。データ範囲の設定と見直し及びデータ解析を中心に行った結果、最終段階での研究成果としては、以下の二点をあげられる。第一に、日韓両国の歴史認識問題の範疇設定(注視点)において大きなずれが見出された。具体的には、日本の報道における歴史認識問題は靖国・慰安婦合意のような「戦前の歴史をめぐる解釈・取り扱いの問題」として限定的にとらえられている半面、韓国の報道においては竹島(独島)の問題や教科書問題、さらには日本の集団的自衛権・憲法改正の動きとも関連して、「現在の日本社会における歴史の解釈・取り扱いの問題」として時間軸の拡大を図っているところに大きな差があった。また、日韓両国ともに相手国の言動や反応に注目した記事が多く、その歴史認識問題の注視点が自国内に向けられていないという傾向に共通点が見出された。第二に、歴史認識問題を報じる視座と関連しては、明確な差が見られた。韓国においては日韓間の解釈・対応の違いを指摘することで視座の対立軸を構築している半面、日本においては視座の設定自体が曖昧な場合が多く、事態関与者としての視座の一貫性が見出されにくいという特徴が見られた。日韓の歴史認識報道における「視点の対立軸」を見出すという本研究の目的に照らせば、そうした対立軸が合致しない現象(注視点のずれや視座の鮮明性)こそが日韓メディア情報における「視点の不一致」を生み出しており、そうした報道の視点構造が歴史認識問題に対する日韓の相互理解を妨げる一因であることが推察される結果となった。

日本の報道における歴史認識問題は「戦前の歴史をめぐる解釈の問題」として限定的にとらえている半面、韓国の報道においては「現在の日本社会における歴史の解釈の問題」としての時間軸の拡大を図っているところに大きな差が見られた。また、日韓両国ともに相手国の言動や反応に注目した記事が多く、その歴史認識問題の視点が自国内に向けられていないという共通点が見出される。こうした対立軸が合致しない現象(注視点のずれや視座の鮮明性)こそが日韓メディア情報における「視点の不一致」を生み出しており、そうした報道の視点構造が歴史認識問題に対する日韓の相互理解を妨げる一因であることが推察される結果となった。当初の計画に比べると資料の収集に若干の遅れが見られるが、最終的なデータ分析の範囲にはある程度の調整が必要であると思われる。日韓両国の歴史認識をめぐる言説の相違をより具体化するための調整であり、こうした変更点を考慮すれば研究の達成度は概ね順調に進展しているといえる。来年度の研究課題は、専ら膨大なデータ解析の作業を中心に進める。分析枠の微調整やデータ範囲の設定など、その方法論における課題は依然として残っているものの、期限内の研究遂行に向けた効率的な作業を心掛ける必要がある。社会言語学来年度の研究課題は「報道記事の言語データ化および質的・量的分析」が主になる。この作業は、1収集した報道資料を、パソコンなどに入力、電子データ化する作業2各時期と事象・新聞社・国別に整理し、整理された言語データに対する言語的手段(語彙や他動性など)に対する考察を通じて、視点の設定法を類型化する質的分析の作業が主となる予定である。2015年度の外国出張(2016年2月29日3月3日)の日程がが現地取材源の都合により急遽短縮されたため。当初5泊6日の予定が3泊4日となり、短縮された日数分の経費(宿泊費および日当等)を払い戻した。また、残りの金額については、当初3月中に支払う予定だった研究協力者への支払金が、研究協力時間の短縮等により余ることとなったが、これも年度末だったため、次年度への繰り越しとなった。今年度においてもその用途に変更を加えることなく、外国出張および研究協力者への支払いとして継続的に使用する計画である。
胆道閉鎖症肝におけるアポトーシス抑制遺伝子としてのbcl-2の解析〜bcl-2ノックアウトマウスを用いた実験モデル作成の試み〜

胆道閉鎖症症例の手術時肝生検標本を用いてbcl-2遺伝子の発現を解析したところ、正常肝をコントロール群とした検討にて本症肝組織においてbcl-2遺伝子の発現がコントロール群と比較して低下していることが判明した。そこでbcl-2ノックアウトマウスによる肝病態の検討を試みた。Bcl-2ノックアウトマウスは生存期間が短く充分な肝組織を得られないことから、われわれは本症に内臓錯位を合併することが多いことに注目し、内臓錯位および胆汁うっ滞を生じるinv変異マウスを用いた検討を行っている。さらに内臓逆位を合併する本症患児の血液サンプルを用いた検討を行い、本症におけるアポトーシス関連遺伝子ならびにinv遺伝子の意義を解析中である。またアポトーシスの異常によって肝内・肝外の胆管の連続性が失われることにより、肝全体に汎胆管炎が生じ、さらに胆汁うっ滞性の高度な炎症性変化がもたらされることによる悪循環が形成される。この過程で肝病態の進行に重要な役割を果たしている因子として、肝線維化関連の各種サイトカインやmast cell、ckit、CD14などの意義が証明された。胎生期および出生直後の肝実質細胞と肝内胆管は旺盛な自己修復(新生・増生)能力を有しているのに対し、肝外胆管の障害は不可逆的なため、ここに想定された病態連鎖のいわば終末像として肝外胆管の瘢痕性閉塞、すなわち胆道閉鎖症の病理形態が完成するものと考えられる。胆道閉鎖症(以下本症)肝組織におけるアポトーシス抑制遺伝子としてのbcl-2の解析を進めている。第一段階として当施設における胆道閉鎖症症例の手術時肝生検組織を用いてbcl-2遺伝子の発現を解析したところ、正常肝をコントロール群とした検討にて本症肝組織においてはbcl-2遺伝子の発現がコントロール群と比較して低下していることが判明した。ただしbcl-2遺伝子産物であるBcl-2蛋白は生体内において単独では作用せずBcl-2を含むファミリーの遺伝子産物であるBax、Bcl-xL、Bcl-xS、Bad、Hrkなどと二量体を形成してはじめて活性化しホモダイマー、ヘテロダイマーで作用が変化するため現在はそれらのBcl-2ファミリーの解析をおこなっている。第二段階としてbcl-2ノックアウトマウスを用いた実験モデルの作製も進行中であるが、bcl-2ノックアウトマウスは生存期間が非常に短く充分な肝組織を得られないため実験を進めることが困難となっている。そこで我々は本症に内蔵錯位を合併する例が多いことに注目し、内蔵錯位および胆汁うっ滞を生じることが知られているinv変異マウスを用いた検討を現在進めている。inv変異マウスの肝組織における胆管形態の変化、アポトーシスの局在部位、bcl-2遺伝子などのアポトーシス関連遺伝子の発現について検討を加えることでinv変異マウスにおける胆汁うっ滞の原因を解析を進め、本症の内蔵錯位合併例の原因究明について遺伝子レベルでの解明を鋭意おこなっている。この過程で肝病態の進行に重要な役割を果たしている因子として、肝線維化

関連の各種サイトカインやmast cell、c-kit、CD14などの意義が証明された。胎生期および出生直後の肝実質細胞と肝内胆管は旺盛な自己修復(新生・増生)能力を有しているのに対し、肝外胆管の障害は不可逆的なため、ここに想定された病態連鎖のいわば終末像として肝外胆管の瘢痕性閉塞、すなわち胆道閉鎖症の病理形態が完成するものと考えられる。
効率的な集合知活用のための情報デザインに関する研究

プロジェクトの質が全ての投資家にとって共通であるとき,クラウドファンディングにおける投資行動がどのような振る舞いを見せるのかについて,理論面から動学分析を行なった.特に,自分よりも前に他の投資家によってなされた投資行動がどれだけ観察可能であるかによって以下のように結果が異なることを示した:(1)前の投資家の行動が完全に観察できるとき,ある条件をきっかけとして,それ以降投資家たちが自身のプロジェクトに対する評価を無視して投資を選択するような「情報カスケード」が発生する.(2)自分より前に投資を選択した人の人数だけが観察できるとき,投資家たちは,観察された過去の投資家たちの投資行動に関する情報から,プロジェクトの質に関して(実質的には)何も学習せず,従って情報カスケードも発生しない.この結果は,「事前に定められた目標金額を達成した時のみに限りプロジェクトが実行され,然もなくば返金される」というクラウドファンディングで用いられる「オール・オア・ナッシング方式」のもとで生じるものである.また,この研究は社会的学習の文脈からみると「相互依存利得かつ部分観測可能である場合の社会的学習理論」のモデルとして位置付けることができる.「相互依存利得である場合の社会的学習モデル」あるいは「部分観測可能である場合の社会的学習モデル」は比較的数多くの先行研究が存在するが,両方の要素を組み合わせたモデルとしては真新しい研究であるといえる.2018年度中に複数の学会で発表を行い,外部の研究者などからの助言を受けて学術専門誌に投稿できるところまでまとめ上げることができた.クラウドファンディングの理論分析については,学術専門誌への投稿・掲載を目指す.並行して,この理論結果を検証するための実験室実験を行いたい.その結果をもとにさらなる理論研究に発展させられるとなおよい.加えて,クラウドファンディング以外の経済事象について,メカニズムデザイン・情報デザイン・動学分析のアプローチで理論分析に取り組みたい.特に,ブロックチェーンおよびインターネット上の情報の取引に関する分析を深めたい.プロジェクトの質が全ての投資家にとって共通であるとき,クラウドファンディングにおける投資行動がどのような振る舞いを見せるのかについて,理論面から動学分析を行なった.特に,自分よりも前に他の投資家によってなされた投資行動がどれだけ観察可能であるかによって以下のように結果が異なることを示した:(1)前の投資家の行動が完全に観察できるとき,ある条件をきっかけとして,それ以降投資家たちが自身のプロジェクトに対する評価を無視して投資を選択するような「情報カスケード」が発生する.(2)自分より前に投資を選択した人の人数だけが観察できるとき,投資家たちは,観察された過去の投資家たちの投資行動に関する情報から,プロジェクトの質に関して(実質的には)何も学習せず,従って情報カスケードも発生しない.この結果は,「事前に定められた目標金額を達成した時のみに限りプロジェクトが実行され,然もなくば返金される」というクラウドファンディングで用いられる「オール・オア・ナッシング方式」のもとで生じるものである.また,この研究は社会的学習の文脈からみると「相互依存利得かつ部分観測可能である場合の社会的学習理論」のモデルとして位置付けることができる.「相互依存利得である場合の社会的学習モデル」あるいは「部分観測可能である場合の社会的学習モデル」は比較的数多くの先行研究が存在するが,両方の要素を組み合わせたモデルとしては真新しい研究であるといえる.2018年度中に複数の学会で発表を行い,外部の研究者などからの助言を受けて学術専門誌に投稿できるところまでまとめ上げることができた.クラウドファンディングの理論分析については,学術専門誌への投稿・掲載を目指す.並行して,この理論結果を検証するための実験室実験を行いたい.その結果をもとにさらなる理論研究に発展させられるとなおよい.加えて,クラウドファンディング以外の経済事象について,メカニズムデザイン・情報デザイン・動学分析のアプローチで理論分析に取り組みたい.特に,ブロックチェーンおよびインターネット上の情報の取引に関する分析を深めたい.
半導体検出器を用いた水中の温室効果気体分析装置の試作研究

(1)分析装置の製作と室内試験温室効果気体分析装置は、試料導入部、気体分離部、検出部、データ処理部の4部分から成る。データ処理部は市販の装置(島津製作所製クロマトパック)を使用したが、他の部分は、部品を接続し、必要な加工を施して製作した。試料導入部は、水試料リザーバーと、トラップ、および検量管から成る。気体分離部は、分離カラムと温調部分で構成し、温度は室温から100°Cの範囲で可変とした。キャリアーガスとしては、当初、純空気の使用を予定していたが、室内試験の結果から、気体成分の分離の向上のために窒素を用いることとした。検出部は、半導体素子をアルミブロックに埋め込んで製作した。温度は42°C恒温とした。またキャリアーガスを空気から窒素へ変更したことにともない、検出器の直前でキャリアーガスに酸素を混合する必要が生じた。このために、量者の混合比が4:1となるように硫量調節弁を設けるとともに、混合管を新たに設けた。(2)野外における試作装置の性能試験木崎湖と三河湾の実験所において、淡水および海水中の還元気体についての性能試験を実施した。その結果、本装置は、湖水および内湾水中の各深度に溶存する水素、一酸化炭素、メタンの分析には極めて有効であることが示された。しかし硫化水素については低層水にのみ有効であり、さらに亜酸化窒素については実用的な感度が得られないことが分かった。またモレキュラーシ-ブプロットカラムは、野外観測には耐衝撃性の点で問題が生じたために、これを充填カラムに変更した。水中の温室効果気体分析装置は、試料導入部、気体分離部、検出部、データ処理部の4部分に分けて製作した。試料導入部は、海水リザーバーとコールドトラップならびに検量管から成り、海水から排除された気体成分は、トラップされ、濃縮された後に脱着されて、分離部に導入される。検量管は標準ガスと大気試料の直接導入のために設けられている。気体分離部は、温度調節されていて、分離カラムは40度恒温に保たれている。カラムは当初活性炭充填カラムを使用したが、テーリングを生ずるなど、分離能において問題があることがわかったので、これをモレキュラーシ-ブプロットカラムに置き換えた。また気体の分離には、純空気よりも窒素のほうが優れていることが明らかになったので、キャリアーガスとして窒素を使用するように仕様を変更した。検出部は、半導体素子を使用して、これをアルミブロックに埋め込んで温度調節する。検出最適温度は、42度であることがわかったので、この温度で恒温を保つ。キャリアーガスを空気から窒素に変更したことにともない、検出器直前に酸素導入管を設け、窒素と酸素の混合比率が4:1となるように流量調節弁を配置した。データ処理部としては、既存のクロマトパック(島津社製)を使用した。試料導入部と気体分離部の接続を現在行っているが、水中気体をヘッドスペース法によって分離部に導入することは可能であり、野外での試験的使用に供している。(1)野外における試作分析装置の性能試験試作装置を、木崎湖と三河湾の実験所に携行し、淡水および海水中の還元気体に対する性能試験を実施した。試験は、ボトルを用いたヘッドスペース法およびトラップ法の各々によって行った。両方法において、試作装置は、水素、一酸化炭素、およびメタンを分離するために必要な分離能を示すとともに、これら気体の水中の現場濃度を各深度において定量するに十分な検出能を示した。しかし、硫化水素に対しては、上記3種類の気体に比べると感度が低く、高濃度の硫化水素を含む低層水の分析には有効であったが、濃度の低い表層水の分析は困難であることが明らかになった。また、現場濃度の亜酸化窒素の分析には、感度の点から、本装置は実用的でないことが示された。

(2)性能試験結果に基づく機械調整野外試験においては、気体分離のためのモレキュラーシ-ブプロットカラムを使用した。本カラムは水素、一酸化炭素、メタンを相互に分離する上で作用する上で良好な分離能を示したが、衝撃に弱いことがわかった。そこでプロットカラムの使用を止め、モレキュラーシ-ブと活性炭を充填した充填カラムに替えることとした。この充填カラムは、水素に対して若干のテーリングを与えるが、実用上差し支えないものであった。当初、検出感度がドリフトすることを予想したが、ドリフトは見いだされなかったことから、検出感度は安定しているものと判断された。また調整センサーの性能も安定していたことから、長期の観測が調整なしに実施できることが示され、本装置に新たな特徴を与えた。
自律走行油滴を利用した環境浄化システムの開発

外力を必要とせずに自発的に水中の環境汚染物質を回収しながら走行する油滴の設計に向けた基礎的検討を行った。この油滴は,水中の溶質を内部に取り込む際に走るエネルギーが生み出されることから,水中の汚染物質を自発的に回収する環境浄化システムに応用することができると考えている。本研究では,これまでに明らかになった運動機構をもとに系の最適化を行ない,難分解性界面活性剤の濃縮回収システムを構築することを目標とした。これまで申請者は,芳香族を中心に多くの種類の油滴溶媒を用いて,自発走行現象の運動性と溶媒物性との関係について検討してきたが,ニトロベンゼンを超える運動性を示す油滴溶媒は見出せていなかった。今回の研究により,基板への濡れ性や比重,粘性など,自発運動に影響する油滴溶媒の物性が明らかになってきた。また,油相溶媒の水相への相溶性は界面張力の不均一性を生み出すことから,その影響が示唆されてきた。ニトロベンゼンの水相への溶解の寄与について検討を行った結果,油滴の自発的走行現象に対して,油相溶媒の溶出による界面張力への影響よりも,解離状態の油滴溶質が油滴内に存在することによる脱ぬれ現象への影響が大きいことが示された。このことから,高い極性が運動性に影響を与える理由として、界面活性剤と会合反応する解離状態のイオンの油水分配との関係が示唆された。比重が水よりも小さい油相溶媒として,環境負荷の小さい酢酸エステルを選択した。炭素鎖が短く極性が高いエステルほど運動性は高く,ニトロベンゼンの運動性を支持する結果となった。しかし,油滴からの溶質の溶出が大きく,これが運動を阻害する因子となることもわかってきた。正に帯電したガラス基板を用いた,陰イオン化メイン活性剤の濃縮回収実験も行った。運動性は通常のガラス基板より低いが同様の走行現象が確認され,溶質の分子サイズが大きいほど運動は促進された。この油滴は,水中の溶質を内部に取り込む際に走るエネルギーが生み出されることから,水中に存在する汚染物質を自発的に回収する環境浄化システムに応用することができると考える。本研究では,これまでに明らかになった運動機構をもとに系の最適化を行ない,難分解性界面活性剤の濃縮回収システムを構築することを目標としている。これまで申請者は,芳香族を中心に多くの種類の油滴溶媒を用いて,自発走行現象の運動性と溶媒物性との関係について検討してきた。しかし,ニトロベンゼンを超える運動性を示す油滴溶媒は未だ見出せていない。予備的な研究成果から,基板への濡れ性や比重,粘性など,自発運動に影響する油滴溶媒の物性が明らかになってきた。そのため,平成29年度はニトロベンゼンよりも高い運動性を示す油滴溶媒を見出すことを念頭に,ニトロベンゼンの水相への溶解の寄与について検討を行った。油滴の自発的走行現象に対して,油相溶媒の溶出による界面張力への影響よりも,解離状態の油滴溶質が油滴内に存在することによる脱ぬれ現象への影響が大きいことが示された。これに基づき30年度は解離状態イオンが油滴中に分配しやすい油相溶媒を選択する方針が立てられた。油相溶媒として,トルエンをはじめとした比重が水より小さい芳香族溶媒を油滴とした,天地逆転の系における運動性の定量化実験をすでに進めている。本内容に関しては,29年度日本化学会春季年会で口頭発表した。申請当初の29年度の実施計画は,「油滴溶媒の脱ニトロベンゼン化」を大きな目標として,1油滴溶質の運動性への影響評価2比重が水より小さい油滴溶媒の検討3環境負荷の少ない溶媒の選択,の3項目を掲げていたことから,概ね順調に進行している。1に関して,従来,油滴溶質としてヨウ素が用いられてきたが,その反応は複雑であることや,ニトロベンゼンへの溶解性が低いヨウ化カリウムを飽和濃度で溶解させる必要があることなど,その系は複雑さを含んでいた。このことから,本研究では, BTB(ブロモチモールブルー)をはじめとする陰イオン性の有機化合物を油滴溶質として用いた。その結果,ヨウ素を溶質とした時よりも高い運動性を示した。これは,界面活性剤分子との反応性が増大したことに由来すると考えられる。2に関して,ニトロベンゼンのように比重が水より重い溶媒は,軽い溶媒より種類が少ない。溶媒選択の幅を広げるために計画していたが,むしろ対象が広いために,比重以外でのニトロベンゼンの自己駆動に影響する物性を明らかにする必要が生じた。そのため,従来指摘されていた水相への相互溶解性に着目し予備的検討を行った。その結果,油相溶媒の極性の高さは水相への溶解性に寄与するのではなく,イオン化した溶質の溶解性に影響するために重要であることが明らかになった。

現在,この結果に基づき比重が水より小さい油滴溶媒の種類を絞ったうえで,検討を進めている。3に関して,イオン化した溶質を油相中に溶存させるには,ある程度の極性の高さが必要であり,その結果,水相への溶解性も増大することが予想される。特異的に,溶質溶解性の高さと水相への溶解性の低さを併せ持つ溶媒を探索するか,もしくは,環境水中への拡散を見越して生分解性の高い溶媒を選択することが実用化に向けて考えられる。この検討については運動性の支配要因が明らかになってから対応できると考える。外力を必要とせずに自発的に水中の環境汚染物質を回収しながら走行する油滴の設計に向けた基礎的検討を行った。この油滴は,水中の溶質を内部に取り込む際に走るエネルギーが生み出されることから,水中の汚染物質を自発的に回収する環境浄化システムに応用することができると考えている。本研究では,これまでに明らかになった運動機構をもとに系の最適化を行ない,難分解性界面活性剤の濃縮回収システムを構築することを目標とした。これまで申請者は,芳香族を中心に多くの種類の油滴溶媒を用いて,自発走行現象の運動性と溶媒物性との関係について検討してきたが,ニトロベンゼンを超える運動性を示す油滴溶媒は見出せていなかった。今回の研究により,基板への濡れ性や比重,粘性など,自発運動に影響する油滴溶媒の物性が明らかになってきた。また,油相溶媒の水相への相溶性は界面張力の不均一性を生み出すことから,その影響が示唆されてきた。ニトロベンゼンの水相への溶解の寄与について検討を行った結果,油滴の自発的走行現象に対して,油相溶媒の溶出による界面張力への影響よりも,解離状態の油滴溶質が油滴内に存在することによる脱ぬれ現象への影響が大きいことが示された。このことから,高い極性が運動性に影響を与える理由として、界面活性剤と会合反応する解離状態のイオンの油水分配との関係が示唆された。比重が水よりも小さい油相溶媒として,環境負荷の小さい酢酸エステルを選択した。炭素鎖が短く極性が高いエステルほど運動性は高く,ニトロベンゼンの運動性を支持する結果となった。しかし,油滴からの溶質の溶出が大きく,これが運動を阻害する因子となることもわかってきた。正に帯電したガラス基板を用いた,陰イオン化メイン活性剤の濃縮回収実験も行った。運動性は通常のガラス基板より低いが同様の走行現象が確認され,溶質の分子サイズが大きいほど運動は促進された。29年度に得られた結果をもとに,ある程度の極性を有し,イオン化した溶質を内包できる油滴溶媒について,水よりも比重の小さいものを用いることで選択の幅を広げる。そのため系を上下逆にして,水槽中に沈めたガラス管内の上面を走行させる実験を引き続き行う。当初の予定通り,また難分解性の陰イオン界面活性剤を回収対象とするために,表面が正電荷を持つようにコーティングされた2種のガラス基板(松浪硝子工業株式会社製APS, MAS)を用いて陰イオン界面活性剤を静電吸着させる。APS,MASは共にガラス表面にアミノ基による正電荷が付与されているが,MASコートガラス表面上はAPSコートガラスに比べアミノ基が高密度に結合し陽イオン性が強まり、より親水性が高くなっている。ガラス表面の濡れ性は油滴の接触角に大きく影響し運動性が変化するため,コーティング剤の最適化を行う。陰イオン性界面活性剤とイオン会合反応を起こす油相溶質の最適化を目指す。疎水的イオン会合の場合、疎水的で嵩高く,イオン半径の大きいイオン間ほど会合しやすいことから、油滴溶質として,窒素の周りに4本のアルキル鎖を持つテトラアルキルアンモニウム塩を用いる。