hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
化学活性種の高精度供給による単層カーボンナノチューブの金属/半導体特性選択成長

(1)カーボンナノチューブ(CNT)の原料ガスであるCH_4にCO_2ガスを添加したところ,多層CNTの層数・内径・外径が増加した。また,CO_2添加により単層CNTの直径分布を太い方へ変化できた。(2)CNT成長領域から60cm程度の距離にプラズマを発生させることで,Si基板上に堆積したAl_2O_3/Fe/Al_2O_3の3層構造触媒から欠陥のほとんどない高品質な単層CNTが合成できた。当該研究課題の実現のため初年度は、まずF_2やO_2よりも弱い酸化剤であるCO_2ガスを用いて単層カーボンナノチューブ(SWCNT)成長に与える影響を調べた。SWCNTの原料であるCH_4ガス(流量75sccm)に対して、Arガスにより濃度0.1%まで希釈したCO_2ガスを流量1-10sccmにて流し、FeMoMgOまたはNiMoMgO触媒からSWCNTを成長させた。CO_2(/Ar)流量を増加することでSWCNTの結晶性は徐々に低下するものの、直径の細いSWCNTが成長しなくなることをラマン分光により確認した。この実験においてはFeMoMgOとNiMoMgO触媒との間に違いはほとんど見られなかった。次いで、CO_2がSWCNTそのものか触媒に対して作用するのかを調べるため、CO_2の導入タイミングを(1)H_2ガスによる還元終了後でCH_4導入前、(2)CH_4導入の終了後、(3)CH_4導入が終了して冷却後、の3つに分けて実験を行った。その結果、FeMoMgO触媒では純CH_4成長時に比べてあまり変化はなかったものの、NiMoMgO触媒から成長したSWCNTは(1)の場合のみSWCNTの収率ならびに結晶性が大きく低下した。このことから、CO_2はSWCNT成長前の触媒表面に作用を及ぼし、新たなSWCNTの成長を抑制している可能性が考えられる。熱重量分析装置を用いて、大気圧下CO_2(/Ar)ガス雰囲気にてSWCNTサンプルを処理したところ、800°Cまで重量損失がほとんどなく、1400°Cまで加熱してもほとんどのSWCNTが存在していた。このようにCO_2の酸化力は非常に弱いものの、触媒に対してはSWCNT直径の選択性をもたらす効果を確認できた。当該研究課題の実現のため,(1)弱い酸化剤であるCO_2ガスをCH_4原料ガスに添加,(2)CH_4原料ガスのプラズマ化,のそれぞれがカーボンナノチューブ(CNT)成長に与える影響を調べた。(1)粉末状の触媒として用いたNiMoMgOやFeMoMgOからは主として3-4層の多層CNTが成長し, CO_2を添加することでその層数・内径・外径が増加した。また, CH_4ガスのみからは単層CNTもある割合含まれていたが,その量はCO_2添加により徐々に減少し, CH_4ガス(流量75 sccm)に対してCO_2ガス(Arガス希釈,濃度0.1%)流量を3 sccm以上にすると直径1nm以下の単層CNTは確認できなくなった。3 sccmまでのCO_2添加により,単層CNTの直径(金属/半導体特性に関係する)の分布を太い方へ変化させることができた。(2)CNT成長領域から60 cm程度離れたところにプラズマ電極を取付け,原料ガス導入口付近にDCプラズマを発生させた。CNT触媒には,前述のFe(Ni)MoMgOの他にAl_2O_3/Fe/Al_2O_3の3層構造をSiO_2付きSi基板上に堆積したものを用いた。いずれの触媒からも単層CNTが成長したが,特にAl_2O_3/Fe/Al_2O_3触媒からは高密度に単層CNTが成長した。ラマン分光分析において,単層CNTの欠陥に起因するDピークに対するグラファイト結晶を示すGピークの強度比(G/D比)は42という高い値が得られた。
肝星細胞から肝実質細胞へのレチノイド移送

正常の肝星細胞は,レチノイドを細胞質内に豊富に蓄えているが,星細胞の活性化とともにレチノイドが放出されることが知られている。さらに,レチノイドが肝線維化の発生,進展を抑制することや,筋線維芽細胞様に形質転換した細胞を再び星細胞様の形状に戻すことが報告され,レチノイドが星細胞の活性化や,肝線維化と深く関わっていることが明らかとなってきている。そこで,今回,レチノイドを放出した活性化星細胞とレチノイドを豊富に蓄えた正常星細胞において,どのような遺伝子発現の差異が認められるかを検討した。ラット培養星細胞を用い,Suppression subtractionhybridization法を行ったところ活性化星細胞に特異的に発現する13のscquenceを得た。その内訳は,活性化星細胞で既にその発現が知られているα-SMA,laminin β,entactin,oxidatitive LDL receptorの遺伝子4個,未知遺伝子が4個,残る5個は星細胞に発現することが報告されていない既知遺伝子であった。第3番目のグループのひとつが,ラットプリオン遺伝子の421bp-837bpに一致した。このcDNAをプローブとし,ノーザンブロットを行ったところ,分離直後の星細胞には,プリオン遺伝子の発現は認められなかったが,分離3日目より発現が確認でき,培養時間に依存して発現が増強し,14日目にピークに達した。In vivoにおけるプリオン遺伝子の発現を,四塩化炭素障害肝で確認したところ,線維性隔壁に沿って,プリオン陽性細胞が認められた。さらに蛋白レベルでの発現を,ウエスタンブロットで確認すると,分離直後の星細胞にはプリオン蛋白の発現は認められず,培養時間に依存して発現が増強し,714日にピークとなった。In vivoにおけるプリオン蛋白の発現は,四塩化炭素障害肝での線維性隔壁,胆管結紮障害肝での門脈領域,中間帯の類洞壁に強く認められた。また、免疫電顕による観察では,星細胞の細胞膜にプリオン蛋白の発現が確認された。以上,プリオン遺伝子ならびに蛋白の発現が,星細胞の活性化に伴って増強することが,明らかとなった。
遷移金属触媒による小員環化合物へのプロ求核体の付加反応の開発

私は小員環化合物であるシクロプロペン化合物がパラジウム触媒の存在下炭素および窒素プロ求核体と反応し対応するアリル化体が良好な収率で得られることを見出した(J.Org.Chem.2003,68,2297-2299に掲載)。この反応は活性な反応中間体であるパラダシクロブテン錯体が触媒的に発生しプロ求核体の炭素水素および窒素水素結合を活性化したものと考えられる。また、これまでに報告されている金属ヒドリド種の触媒的付加反応はシクロプロペン環の開裂を伴わないことと対照的に、プロ求核体の付加反応はシクロプロペン環の開環を経て進行する。ルイス酸性遷移金属である銅触媒の存在下メチレンシクロプロパンへの水和反応が進行し、ホモアリルアルコール類が高収率で得られることを見出した(Tetrahedron Lett.2003,44,4547-4550に掲載)。0価ペラジウム触媒による水の付加反応はディスタル位の結合開裂を伴って進行するのに対し、ルイス酸性遷移金属触媒の反応ではプロキシマル位での開環を経由する。本反応は有用な合成中間体であるホモアリルアルコール類を効率的に合成することが可能である。また、メチレンシクロプロパンへのハロゲン化水素化合物の付加が無触媒で進行し対応するハロゲン化ホモアリル化合物が立体選択的に高収率で得られることを見出した(Tetrahedron Lett.2003,44,985-987に掲載)。メチレンアジリジンへのパラジウム触媒によるヒドロカルボ化反応の不斉化を検討した。BPPFAを不斉ホスフィン配位子として用いたところ、低効率ではあるものの不斉ヒドロカルボ化が進行することを見出した。私は、小員環化合物であるメチレンシクロプロパン化合物とパラジウム錯体から触媒的に発生するパラダシクロプタン錯体が高い反応性を有することに着目し、種々の不活性な炭素水素結合の活性化反応へ応用した。ケトン化合物のα位の炭素水素結合がパラジウム触媒の存在下メチレンシクロプロパン化合物と反応し、αアリルケトン化合物が良好な収率で得られることを見出した(Tetrahedron Letters 2002,43,2903-2907に掲載)。従来のケトンのα位の選択的なアリル化にはα水素を化学量論量の塩基により活性化することを必要とした。本反応では反応活性種への変換を必要とせず直接的にケトンのα位に炭素炭素結合を構築することが可能である。また、メチレンシクロプロパン化合物のパラジウム触媒反応において複素芳香環化合物がプロ求核体として作用し、α位が選択的にアリル化されたヘテロ環化合物が高収率で得られることを見出した(J. 0rg. Chem. 2002,67,3445-3449に掲載)。複素芳香環化合物のプロ求核体としての反応性はフラン>チオフェンチアゾール(5位)>チアゾール(2位)ピロールであることが明らかになった。小員環化合物としてメチレンアジリジン化合物に対して炭素プロ求核体がパラジウム触媒反応により付加することを見出した(Tetrahedron Lett. 2002,43,9625-9627に掲載)。従来のメチレンアジリジン化合物への酸性条件での付加反応はアジリジン環の開裂を伴うものであったが、今回開発した反応は開環を伴わず高度に修飾されたアジリジン化合物を合成することが可能である。また、従来のパラジウム触媒によるプロ求核体の付加反応ではπアリルパラジウム中間体の形成が反応推進力となっていたが、メチレンアジリジン化合物の反応においてキレート効果がプロ求核体の付加の推進力となりうることを示唆している。

メチレンアジリジンへのパラジウム触媒によるヒドロカルボ化反応の不斉化を検討した。BPPFAを不斉ホスフィン配位子として用いたところ、低効率ではあるものの不斉ヒドロカルボ化が進行することを見出した。
リン酸化プロテオーム解析による腫瘍特異的転写制御機構の解明

リン酸化タンパク質中のリン酸化部位を網羅的に同定するため、ペプチド混合物試料よりリン酸化ペプチドを分離する条件を検討し、Phos-tagカラムを用いることにより従来のIMAC法よりも非特異的吸着の少ない精製系を作成した。この系を利用してHeLa細胞中のリン酸化部位を網羅的に解析し、Hsp27、CDC2キナーゼ、p120RasGAP等約100のリン酸化部位を決定した。このうち約1/3は既報のものであった。ERK基質は30の基質候補を同定し、組替えタンパク質の試験管内におけるリン酸化を確認した。さらに、細胞内でERK活性化にともなってリン酸化されることを確認した。核移行に関与するNup50(nuclear pore complex 50)はERKリン酸化によりimportinβとの相互作用が減弱することを見いだした。p38MAPキナーゼについても同様に基質検索をすすめ、あらたにp50RhoGAPを基質として同定し、試験管内および細胞内においてp38MAPキナーゼによりリン酸化することを認め、さらにそのリン酸化部位を決定した。効率よくキナーゼ基質を同定するため、リン酸化タンパク質を脱リン酸化し、さらに精製キナーゼにより試験管内でリン酸化し、基質同定を行なう実験系を作成した。ERK、p38MAPキナーゼを用いてともに既知の基質がリン酸化されることを見いだした。アミノ酸同位体標識法により定量的に解析する実験系を用いて、野生型Srcおよび細胞膜移行シグナルを欠く変異体Srcのチロシンリン酸化基質の比較を行い、細胞膜に存在する因子のチロシンリン酸化がSrcによる細胞トランスフォーメーション活性に必要なことを見いだした。定量的チロシンリン酸化プロテオーム解析の結果は、チロシン抗体を用いたウェスタンブロットの結果とよく一致していた。
スーパーコンピュータに適した大規模線形解析法の開発ー修正共役傾斜法

この研究で行ったテーマは以下のとおりである。1)プレコンディショナーの種類とそれらの有効性、2)プレコンディショナーの理論的研究、3)新たなプレコンディショナーの開発、4)スーパーコンピュータへの組み込み。以下においてこれら諸テーマについて得られた成果をとりまとめる。1)プレコンディショナーの種類とそれらの有効性:プレコンディショナーは行列分離と行列分解の二種類に大別でき、一般に後者が良く用いられる。後者のほとんどが不完全コレスキー法をベースとしたものであって、それらは構造解析で遭遇する板曲げ、シェルといった種類の行列を対象とした時演算不能を引き起こし、結果として汎用的な解法といえないことが判明した。2)プレコンディショナーの理論的研究:不完全コレスキー法を用いた時、分解が不完全であることより主対角値が分解過程で順次小さくなり最後に負になる。従って、不完全コレスキー法を採用する場合なんらかの形で主対角要素を修正する必要がある。いわゆるロバスト法はこの一つの対策であるが未だ十分な形ではなく、ある種の行列においては依然演算不能を発生することが判明した。3)新たなプレコンディショナーの開発:ロバスト法の欠点を補う形で本研究において、より効果的なプレコンディショナーを提案し、その有効性を数値実験で確認した。この新たな手法ではロバスト法で無視されていた非対角部の不完全分解要素についても主対角部を修正するようにしている。従って、分解過程を通じて主対角部の要素は常に正値となり、結果として計算不能を引き起さないようになっている。4.スーパーコンピュータへの組み込み:上に示した新たなプレコンディショナーを不完全コレスキープログラムに追加し、汎用的数値計算法を作成した。本年度の目標は共役傾斜法の収束計算を加速させうる有効なプレコンディショナーの開発である.まず大規模計算が可能な1次元配列を用いた共役傾斜法プログラムを作成し,ひきつづいて今日提案されている様々なプレコンディショナーを調査・分類およびプログラム作成を行った.結果として,それは行列分離型と行列分解型に大別されること,計算効率・性能より後者が良く利用されることが判明した.もし行列が差分法を用いて求められれば, M行列となりそのプレコンディショナーとして様々なものが適用可能である.一方本研究で対象としているのが土木工学分野での力学問題を有効要素法を用いて離散化し得られる大規模線形系であって一般的にはM行列ではなくなる.数値実験の結果,構造的には板曲げ問題・シェル問題が,そして有限要素の種類ではアイソパラメトリック要素がそれに該当することが判明した.これらについては,プレコンディショナー作成にあたってM行列でないため計算不能が発生した.その対応策としてまず行列の正規化を行い,つぎに分解過程で主対角値をパラメータを用いて修正する手法を開発し,最終的には約10倍程度の加速率を得ることに成功した.これら以外の定歪要素を用いたFEM解析,トラス・ラーメン等の骨組問題においてはM行列となることより,通常用いられるICCG法により10倍程度の加速率を得ることができることが判明した.本年度の研究により,共役傾斜法に適切なプレコンディショナーを選択すれば約10倍程度収束性状が改善されることが判明したが,上に述べた板曲げ,シェル等の問題では条件数が本来他の問題に比べて10倍程度大きい.よって,より一層収束性状の向上が期待できるプレコンディショナーの開発が望まれることになる.本年度の研究テーマは1)プレコンディショナーの理論的研究、2)プレコンディショナーの数値実験的研究の二項目である。1)プレコンディショナーの理論的研究:構造解析で有用と考えられるプレコンディショナーとしてロバスト法が考えられる。この手法はその基本として不完全コレスキー法を用いている。ある種の行列に対して不完全コレスキー法を用いた場合、分解過程で主対角が負となり演算不能となることがわかった。ロバスト法ではこの欠点を克服する方策を用いているが、依然として同様な演算を発生させることが判明した。

この計算不能はコレスキー分解が不完全であることに起因しており、またロバスト法でも依然としてその修正が不十分であることより、同様な計算不能現象を発生せしめいたことを本研究で明らかにした。さらに、この様な計算不能現象の発生を防止する手法、すなわち主対角要素の新たな修正法を理論的考察より提案した。2)プレコンディショナーの数値実験的研究上に示したプレコンディショナーに対する理論的研究より得られた新たなプレコンディショナーを実際にコーディングし、従来からの不完全コレスキー法のプレコンディショナーとして導入を図り、ロバスト法をおいて計算不能を引き起こしていた行列を対象として実際に計算を行った。結果として、全ての場合において新たなプレコンディショナーは計算不能を克服し、またそれ以外のケースについてはロバスト法と同程度もしくは少しばかり劣る程度の良好な収束性状を示すことが得られた。この結果はここに新たに提案したプレコンディショナーの有効性・妥当性を示すものであって、またどのような行列に対しても計算不能を引き起こさないことより、この手法は汎用的計算法として有効であることを示している。
環境制御型透過電子顕微用を用いた生体高分子の直接観察法の開発

環境制御透過電子顕微鏡法(E-TEM)と位相差電子顕微鏡法(P-TEM)を記見合わせた方法を開発した。この方法は、液体中にある生体高分子の分子レベルでの構造観察を可能にしてくれる。本研究では、この方法により染色していない、液中にある生体高分子である。ミオシン分子を10nm分解能で直接観察することに成功した。試料周りの溶液層の厚みが厚くなると、電子の干渉性が低下し、像コントラストが低下することが、実験的にも計算でも確認された。より高い分解能を実現するため、新しいwetcellを開発した。樹脂をスペーサーとして用いることで水膜厚さをある程度制御する構造となっている。像質は、ガスフロータイプのwet-cellに比べて向上し、DNA試料を2nm以下の分解能で観察することに成功した。生体現象の研究では、機能発現過程の構造を分子レベルの空間分解能で直接観察して調べることが重要である。しかしながら、このような性能を有する分析手法は存在しない。透過電子顕微鏡法は、ナノスケールの空間分解能での構造を実時間観察することが可能な装置であるが、その嫌気性、嫌液性のため、通常の使用法では生物試料を生きたまま直接観察することはできない。そこで、この分野の研究の飛躍的に発展させるために、液体中での生体高分子の構造を無染色で直接高分解能観察可能な透過電子顕微鏡法を開発することを目的として研究を進めている。今年度得られた成果を以下に記す。交付決定通知を受けてから、すぐに、位相差顕微鏡法を実現すべく準備を開始し、従来型の位相板である炭素膜の薄膜位相板の使用が可能な位相板ホルダーを準備し、環境制御塾の透過電子顕微鏡に取り付けた。さらに、環境制御型透過電子顕微鏡法と位相差電子顕微鏡法を組み合わせ、液中試料の位相差法観察を試みた。その結果、太さ10nm程度のミオシンフィラメントの可視化に成功した。従来法では殆どコントラストが得られず、その存在を認識することの出来ない生体高分子で構成されたフィラメントが、位相差法で結像すると、明瞭に観察できた。液中にある生物試料の位相差法での可視化は世界で初めて初めてである。得られた像は、非弾性散乱の効果により、真空中にある試料からのコントラストに比べると劣るものであるが、試料周りの水の膜の厚さが100nm程度であれば、十分に直接観察が可能であることが示された。今年度得られた成果を記す。昨年度の成果である水層厚さ100nmにおいて、分解能10nmという結果を受けて、分解能を劣化させている原因を像シミュレーションにより調べた。その結果、水の膜に加えてガスの層による像質劣化の影響が大きいことが分かった。そこで、環境制御セルを改造し、ガス層のないセルを用いて像観察を行った。その結果、分解能が2nm程度まで向上した。これにより、今まで使用していた位相板の安定度が思いの他低く、このことが像のコントラストや分解能に大きく影響していることが分かった。実際、炭素膜位相板自身に経時変化があることが確認された。これを克服するため、従来の炭素薄膜位相板に変わる薄膜位相板の作製も行うこととした。また、当初の計画にはなかったが、焦点距離の長い結像レンズと位相差法を組み合わせることで、従来の結像レンズを利用する場合に比べて、像コントラストが向上する可能性があるとの着想を得て、実際に検証実験を行い、予想通りの結果を得ることができ、コントラスト向上を実現する光学条件を新たに見出した。当初、ガスフローシステムと接続可能な環境制御ホルダーを開発したが、得られた分解能は10nm程度と、本研究課題で要求される水準と比較した場合、十分とは言えず、問題があることが明らかとなった。そこで、簡単な連続体の試料モデルを使い、位相板フィルターと、水分子やガス分子による散乱効果を取り入れた像計算プログラムを用いて、得られる分解能を検討したところ、2nm程度の分解能が期待できることが結論された。

そこで、上記従来方式のガスフローシステム接続型の環境制御セルとは別に、完全に封じ込めるタイプのセルを開発した。この環境セルは、近年よく利用され、一部は海外のベンチャー企業が販売しているSiN製の環境セルとは異なり、従来から我々利用してきた炭素薄膜を利用した環境セルである。ガスフローシステムとの接続型と異なり、数百マイクロメートル厚さの循環ガスによる散乱の効果がないので、像のボケが小さくなることが期待できる。この製作は独自アイデアにより開発し、この新しい環境制御セルの開発に成功した。これを用いることで、液中試料に対し、2nm以下の分解能を実現した。また、このセルは、炭素薄膜を利用しており、SiNのセルと比較して電気伝導度が高いことから位相板との併用が可能で、生物試料の高コントラスト観察に適していることも明瞭となった。SiNの環境セルは、導電性が低く、帯電しやすいことで、試料周りに帯電状態(領域)が局所的に形成されることにより電子線が曲げられ、位相板のセッティングがほとんど不可能であることが明らかとなった。活きた状態で生体高分子を直接観察するために、環境制御型電子顕微鏡に位相板ホルダーを取り付け、位相差電子顕微鏡法を用いて、液中の生体高分子の可視化を実現した。ガス層が100torr程度で水膜が100nm厚さの場合得られる分解能は10nm程度であった。分解能を向上するために環境制御セルの構造を改造し、たところ、分堺能が向上した。また、さらなる像質向上のために、炭素膜以外の材料を用いた位相板作製も行い、より安定性の高い位相板作製法について検討を行い始めた。更に、当初の計画にはなかったが、結像時の光学条件の工夫により、像コントラストを向上する方法を開発し、その実証を行った。この新しい手法を有効に利用することで、当初想定していた性能向上を上回る結果を得ることが期待できるようになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。安定動作する位相板の作製方法について条件最適化を進め、コントラスト、分解能の向上を目指す。現在使用しているのは炭素膜の薄膜位相板であり、この位相板の問題点の1つは、電子線照射による炭素膜の構造変化である。そこで、より構造安定性の高い膜として、SiN非晶質膜を用い、この膜の導電性を向上させるために、不純物を導入してキャリア注入を行い、位相板としての動作確認を行う。目標とする分解能は1nmである。環境制御セルの構造改良により既に、2nm程度の分解能を持つ像が得られており、達成可能な目標であると考えられる。
ホログラフィックPIVによる3次元密度乱流に関する研究

本研究においては以下のことについて調査を行った。ひとつにHPIV手法をより簡易化するために従来の手法である位相共役再生ではなく、虚像を使った再生を使用した。このことにより虚像による再生を使用しても充分な精度で流速分布が得られることを示した。さらに、密度計測に関して従来の手法である干渉計を用いた計測に比べてより光学系が簡便になるスペックル法をパルス光源で実用可能であることを示した。そのことにより過去に行ったHPIVと干渉計の組み合わせによる同時計測手法とはまた別の同時計測手法の可能性を見出すことができた。一方でholography記録材として、二種類の方法について調査を行った。1つはフォトリフラクティブ結晶を使用した。使用した結晶は一辺約5mmのものであり、このサイズでは通常の写真乾板と比べた場合にはるかに限界が低くHPIV使用にはまだ問題があることが判明した。さらに、もうひとつの可能性として熱プラスチック系の記録材の調査を行ったが、現状ではHPIV手法に使える可能性が見えたにとどまっている。以上より本研究での結論は以下のようになる。HPIV手法を使用した密度場乱流の計測手法の開発において、HPIV手法の簡易化を虚像再生を用いることにより達成した。密度場の計測手法としてパルス光源を用いたスペックル法の適用可能性を示した。有望なホログラフィック素材の調査を行った。今年度は2種の実験を行うことによりHPIVによる密度乱流計測手法開発を発展させた。まず、第1にHPIVの問題点である粒子の散乱光強度の動的な制御を行うため、光非線型結晶の特性に関する研究を行った。特性研究では結晶内の動的なホログラムの作成速度、ホログラムの作成条件、ホログラムの増幅率等の計測を行った。またそれぞれのパラメータについて新たに購入したHIGHSPEEDカメラを用いて500分の1秒単位での遷移の観察を行った。これらの知見に加え、従前のホログラムを用いた光の増幅、フィルタリング手法を組み合わせることにより粒子の散乱強度のみの動的な増幅を可能にする道筋が見えた。しかし、現有の結晶ではホログラム作成の反応速度が遅いため実際の計測に適用するためには更なる研究が必要となる。第2にHPIVのもうひとつの弱点である時系列測定にかんして、ホログラフィックプレートを回転させることによる多重露光時系列計測に関する実験を行った。ホログラフィックプレートはステッピングモータに固定され、各時刻においてある一定の角度で回転するように設定を行い4時刻に渡り撮影を試みた。その結果再生時に各時刻に対応したホログラムプレートの角度において粒子像が分離再生可能であることを確認することができた。ただし、この実験に関してはホログラムプレート自体のγ特性が非常に重要であり、またステッピングモータの位置精度に関しても精密な制御が必要となるため、実際の状態に適用するためにはさらなる研究が必要となる。
へリアス核融合炉における炉心プラズマ予測精度向上のためのプラズマ熱輸送特性評価

大型ヘリカル装置(LHD)における重水素実験を舞台として、電子サイクロトロン波動によって加熱された重水素プラズマと軽水素プラズマの閉じ込め性能の比較研究を行った。その結果、重水素プラズマにおいて、エネルギー閉じ込め時間が系統的に軽水素プラズマよりも長くなることを見出し、水素同位体効果の存在が示唆されることを明らかとした。日本学術振興会外国人特別研究員としての本人の採用期間(平成29年9月9日まで)の間、LHD実験や解析、核融合科学研究所内の共同研究者等との議論に集中する状況であったため、交付決定された経費の執行は行われなかった。外国人特別研究員としての採用期間終了後の一か月程度、本邦滞在を継続(日本学術振興会への必要な手続き承認後)し、ドイツでの所属機関であるマックスプランクプラズマ物理研究所による経費負担で第21回国際ステラレータ-ヘリオトロンワークショップ(京都大学にて開催)に参加し、上記の成果についてポスター発表を行った。その内容については、Nuclear Fusion誌への論文投稿原稿が完成し、現在、共著者間での最終確認が行われている。ドイツへの帰国(平成29年10月)以降は、所属機関の超伝導ヘリカル装置ヴェンデルシュタイン7-Xにおける関連実験の提案、実験実施、その後、LHD実験データとの比較などを進めている。高温度ヘリカルプラズマでの研究を通じて、将来のヘリカル核融合炉での熱輸送特性に高精度で外挿しうる熱輸送モデルの構築に取り組んでいる状況である。29年度が最終年度であるため、記入しない。ヘリカル方式核融合炉設計に向けたシステムコードのヨーロッパにおける主担当者として、核融合科学研究所の大型ヘリカル装置(LHD)の高温プラズマにおける熱・粒子輸送機構のモデル化と、そのシステムコードへの導入を図る研究に取り組んでいる。平成27年から実験が始まったマックスプランクプラズマ物理研究所(ドイツ:本人の所属機関)におけるWendelstein 7-X(W7-X)の高電子温度プラズマ実験の急速な進展も背景として、平成28年度は、LHDとW7-Xの高電子温度プラズマの比較と、そのモデル化のための数々の準備に取り組んだ。両装置での密度スキャン、電子サイクロトロン加熱パワースキャン等、系統的なデータセットの選定、それらの熱輸送解析(核融合科学研究所のLHD実験適用型統合輸送解析コードTASK3D-aの活用、及び、ドイツ側の理論解析グループとの共同による解析)の実行、粒子輸送解析に必須な中性粒子解析コードEIRENEのTASK3D-a解析環境への導入など、様々な課題に取り組んだ。論文化には至っていないが、これらの状況について、核融合科学研究所の研究者との議論はもちろん、京都大学エネルギー理工学研究所や工学研究科における関連課題研究者との議論や、平成29年1月にドイツで開催された核融合炉設計に関する国際ワークショップ、同1月にマドリッドで開催された国際ヘリカル系調整作業会合(CWGM)における報告(当該課題のセッションリーダーを務めた)を行うなど、精力的な情報発信を行った。また、LHD第19サイクル実験においては、W7-Xでの実験遂行を見越して、さらに系統的な高電子温度プラズマのデータベース取得(軽水素、及び、重水素)を行い、解析範囲の幅を広げることに成功した。研究内容の論文化には至っていないが、平成29年9月までの学術振興会外国人特別研究員としての滞在で成果発表、論文化に至ることができると期待できる様々な準備(実験データベースの整備と、新規実験によるその拡大、必要な解析ツールの習得と新たな解析コードの導入、核融合炉設計のためのシステムコードへの輸送モデルとしての導入の準備など)を精力的に進めている。また、それらに関して、国内外での発信に努め、国際研究動向を先導していくための議論も行っている。これまでに進めてきた様々な準備をさらに進め、系統的な高電子温度プラズマの熱・粒子輸送解析を行う。それに基づいて、高電子温度プラズマの熱・粒子輸送に関するモデル化、そのシステムコードへの導入を行い、特にヘリカル方式核融合炉の立ち上げシナリオの定量解析へと研究を進める。

核融合炉心では、核融合生成アルファ粒子による電子加熱が卓越する状況となることが想定されるため、この研究内容は非常に重要な知見を与えることが期待される。平成29年10月には、国際ステラレータ-ヘリオトロンワークショップが開催されるため、当該研究内容の論文化とともに、その場での成果発表も行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
樹状突起特異的な小胞輸送に関与するRabタンパク質の解析

神経細胞が機能するためには様々な膜(小胞)輸送過程が関与すると考えられているが、その分子基盤は未だ未解明の部分が多い。本研究では、中枢神経系において樹状突起特異的な膜輸送を司る低分子量Gタンパク質Rabファミリーに焦点を当て分子メカニズムの解明を試みた。その結果、マウス海馬神経細胞において41種類のRabタンパク質の中でただ1つ樹状突起にのみ局在するRabタンパク質であるRab17を同定することに成功した。さらに詳細な解析の結果、Rab17は神経細胞の樹状突起特異的な形態形成において必須の役割を果たしている分子であることを明らかにした。我々の脳が高次機能を発揮するためには、神経細胞同士のネットワークの形成や情報交換が極めて重要である。これらのプロセスには様々な膜(小胞)輸送過程(例えば神経伝達物質の放出やその受容体の機能部位への輸送)が関与すると考えられているが、中枢神経系特異的な膜輸送制御の分子基盤は未だ未解明の部分が多い。中枢神経系における膜輸送制御メカニズムを包括的に理解するためには、中枢神経系の細胞に特異的な膜輸送の制御因子を同定し、それらの生化学的な性質を群細に検討するとともに、その膜輸送過程を可視化解析するとことが不可欠である。そこで本研究では、当研究室で独自に開発した『Rabの網羅的解析ツール(Rab panel)』を用い、軸索あるいは樹状突起特異的な膜輸送に関与するRabアイソフォームの同定とその機能解析を行い、神経細胞の極性形成におけるRabシグナリングネットワークの全貌の解明を目指した。本年度はまず、神経軸索もしくは樹状突起で機能するRabアイソフォームを選別するため、海馬神経初代培養細胞に緑色蛍光タンパク質(GFP)タグがついたRabファミリータンパク質(GFP-Rab)を一過性に発現させ、その局在を分類した。その結果、41種類のRabタンパク質の中でただ1つ樹状突起にのみ局在するRabタンパク質を同定することに成功した。このRabタンパク質はまだ未解明な後シナプス特異的な膜輸送過程に関わる候補分子と考えられるので、今後、生化学的性質の解析およびイメージング解析を詳細に行い、中枢神経系における役割の全貌を明らかにする予定である。そこで本研究では、膜輸送を司る低分子量Gタンパク質Rabファミリー(60種類)に焦点を当て、中枢神経系特異的な膜輸送制御の分子メカニズムの解明を目指し実験を行った。本研究では、神経軸索(すなわち前シナプス)もしくは樹状突起(すなわち後シナプス)で機能するRabアイソフォームを選別するため、海馬神経初代培養細胞に緑色蛍光タンパク質(GFP)タグがついたRabファミリータンパク質(GFP-Rab)を一過性に発現させ、その局在を分類した。その結果、41種類のRabタンパク質の中でただ1つ樹状突起にのみ局在するRabタンパク質であるRab17を同定することに成功した。このRab17に関して詳細な解析を行ったところ、(1)Rab17は樹状突起にのみ特異的に局在する(軸索には局在しない)唯一のRabファミリータンパク質であること、(2)Rab17は主にリサイクリングエンドソームに局在すること、(3)樹状突起の形態形成過程(本数および長さ)に関与するが軸索の形態形成には影響を与えないこと、および(4)ポストシナプスの形成過程に関与している結果が得られた。以上これらの結果から、Rab17は神経細胞の樹状突起特異的な形態形成において必須の役割を果たしている分子であることを明らかにした。
疑似多項分布による個票開示リスク評価

まず実務的な成果を説明する。研究代表者は、個票開示リスク評価に用いるモデル族の合理的な構成方法を提示した。疑似多項分布はこの族のメンバーであり、特に個票開示リスク評価に必要な結果を与えた。数理的な成果としては、離散多変数分布の族を提案して性質を評価した。また、確率分割の族を小数法則によって特徴づけした事が重要である。本年度は疑似多項分布を含む分布族を定義し、この分布族に共通する性質を評価した。分割表の第jセルの度数F_jが独立に複合ポアソン分布exp(theta_j(g(z)-1))に従うとする。この時、総度数をNと書き、条件付き分布Pr(F_1,...,F_J|N=n)をg(z)により生成された条件付き複合ポアソン(CCP)分布と定義する。例えばg(z)がボレル分布の確率母関数なら、CCP分布は疑似多項分布となる。CCP分布は多項分布の拡張となっており、その性質を一部受け継ぐ。例えばCCP分布は任意の周辺分布を取る操作について閉じており、この性質を利用して解析が可能となる。またF_jの周辺期待値はg(z)に依存しない事などが示せる。なおCCP分布について、Nの分布を固定してセル数Jを無限大にする極限操作を加えると、極限条件付き複合ポアソン(LCCP)分布を得る。LCCP分布は、Gibbs分割の特殊ケースとなる。Gibbs分割はKochinのモデルと関連づける事ができる。母数(u,q_1,q_2,...)の多項分布についてuをポアソン分布で混合し、さらに総個体数所与の条件付き分布を求めると、自然数の確率分割を得る。これがKolchinモデルと呼ばれる確率分割族の生成法である。このモデルは(1)多項分布、(2)そのポアソン混合分布、(3)その条件付き分布、の三段階から成立するが、実はその三段階全てが小数法則による極限分布として表せる。このような分布・モデルの関係を明確化する事が出来た。本年度においては、研究計画で重視していた国際統計協会(ISI)の第56回大会における口頭発表を予定通り実施した。ディスカッションペーパーを請求されたので、海外の官庁統計実務家にも興味を持ってもらえたようである。ISIでは同分野の発表も多く、情報収集の上でも有意義であった。発表した成果は、以下で説明される結果の一部である。理論研究について、これまではセル確率が対称な条件付き複合ポアソン分布族に関する「小数法則」を議論の基礎としてきた。今年度は、これをセル確率が対称でない一般の条件付き複合ポアソン分布族に拡張した。この結果より、個票開示リスクの上限が小数法則の極限分布で与えられると解釈出来る。何故なら、小数法則の極限操作は、個体のより詳細な情報を提供する事に相当する。そして極限分布は極限条件付き複合ポアソン分布族であり、これまでの理論研究と応用上の問題が新しい点でリンクする事となった。疑似多項分布固有の研究成果としては、分散の簡潔な表現を得た。応用上は、レコードレベルリスク概念を実装して数値評価するに至った。日本での個票開示リスク評価研究はファイルレベルのリスク概念を前提としてきたが、海外研究ではレコードレベルリスクが注目されているように見える。従って、このような関心にも応える必要が有ると判断した。結果として、自然な方式による近似の精度が悪くなる事が分かる。その他、手つかずであったperturbationや局所的な秘匿手法のリスク評価について、互いに排他的なセル概念を用いる事で統一的に理解出来る事を明らかにした。本年度は研究計画の最終年度である。実績として、これまでの研究成果をまとめた論文が査読付雑誌に受理された。この論文は官庁統計実務を議論しているが、数理統計・応用確率論上の理論的背景については、別途学会発表を行った。個票開示リスクを正確に推定する為には、超母集団モデルの族が必要となる。しかし従来、この族の構成方法は明示的に議論されていなかった。研究代表者は、この族の合理的な構成方法を提示した。提案した族は代表的な匿名化処理について閉じており、またジップの法則として知られる経験則とも整合的である。更に、個票開示リスクの上限を示唆するという利点を持つ。また、疑似多項分布が族の中で良い候補となる例を報告した。他に重要なのは、局所的匿名化手法やパーターベーションのリスク評価を、従来のリスク測度と整合的に説明した事である。その上で、この確率分割族がベル多項式を基準化定数とする事、従って性質評価において、ベル多項式で族の挙動を記述出来る事などを明らかにした。
Role of Tfh and Tfr in autoimmunity

濾胞性制御性T細胞(T-follicular regulatory T-cells、以下Tfrと略)は、胚中心B細胞による抗体反応の制御に重要である。本研究では、Tfrが高親和性IL-2受容体であるCD25分子の発現を欠失し、本来IL-2に阻害されるBCL-6転写因子を発現することにより、成熟した胚中心に常在する細胞群に分化することを明らかにした。分化したTfr細胞群は、ヒトとマウスに共通して確認された。これらの結果は、制御性T細胞が、IL-2に依存的・非依存的な細胞群に分類されることを示し、また、この理解は、IL-2を用いた臨床における制御性T細胞の制御法に重要である。
内因性NOS阻害物質の陰茎勃起における意義と勃起不全治療への応用

虚血および高血糖の陰茎勃起に及ぼす影響を調べるために,オス白色家兎の1)両側内腸骨動脈部分閉塞による虚血モデルと2) alloxane単回投与による高血糖モデルを作成し,陰茎海綿体摘出標本を用いて薬理学実験をおこなった.虚血モデルの陰茎海綿体では1)電気刺激による神経原性(NO作動性)弛緩反応の減弱(L-arginine前投与により回復),NOドナー(SNP)による弛緩反応は不変,2)電気刺激によるcyclicGMP産生の減少,3)内因性NOS阻害物質(L-NMA, ADMA)濃度の増加,4)NOS活性の減弱(L-arginine前投与により回復)を認めた.また対照群の海綿体弛緩反応は外因性投与のL-NMA及びADMAにより抑制された.一方,高血糖モデルの陰茎海綿体では1)神経原性(NO作動性)およびNOドナー(SNP)による弛緩反応ともに不変,2)SNP刺激によるcyclic GMP産生の減少,3)内因性NOS阻害物質(L-NMA, ADMA)濃度の減少,4)NOS活性,gualylate cyclase活性は不変という結果であった.以上の実験結果から,虚血に起因する陰茎海綿体弛緩反応の低下は、NOの産生量及び放出量の低下によるものであり,その原因として,1)内因性NOS阻害物質であるL-NMMA, ADMAの組織内での蓄積,2)NOS活性の低下が関与していると思われた。一方,高血糖では明らかな陰茎海綿体弛緩反応の低下はみられないものの,cGMP産生の低下や内因性NOS阻害物質の減少などNO-cyclic GMP系のいくつかの段階で変化が起こっていると思われた.虚血および高血糖の陰茎勃起に及ぼす影響を調べるために,オス白色家兎の1)両側内腸骨動脈部分閉塞による虚血モデルと2) alloxane単回投与による高血糖モデルを作成し,陰茎海綿体摘出標本を用いて薬理学実験をおこなった.虚血モデルの陰茎海綿体では1)電気刺激による神経原性(NO作動性)弛緩反応の減弱(L-arginine前投与により回復),NOドナー(SNP)による弛緩反応は不変,2)電気刺激によるcyclicGMP産生の減少,3)内因性NOS阻害物質(L-NMA, ADMA)濃度の増加,4)NOS活性の減弱(L-arginine前投与により回復)を認めた.また対照群の海綿体弛緩反応は外因性投与のL-NMA及びADMAにより抑制された.一方,高血糖モデルの陰茎海綿体では1)神経原性(NO作動性)およびNOドナー(SNP)による弛緩反応ともに不変,2)SNP刺激によるcyclic GMP産生の減少,3)内因性NOS阻害物質(L-NMA, ADMA)濃度の減少,4)NOS活性,gualylate cyclase活性は不変という結果であった.以上の実験結果から,虚血に起因する陰茎海綿体弛緩反応の低下は、NOの産生量及び放出量の低下によるものであり,その原因として,1)内因性NOS阻害物質であるL-NMMA, ADMAの組織内での蓄積,2)NOS活性の低下が関与していると思われた。一方,高血糖では明らかな陰茎海綿体弛緩反応の低下はみられないものの,cGMP産生の低下や内因性NOS阻害物質の減少などNO-cyclic GMP系のいくつかの段階で変化が起こっていると思われた.以下の項目それぞれの現在までの研究の進行状況をしるす。(1)ウサギ陰茎海面体の組織内内因性NOS阻害物質の濃度測定(2)Alloxane投与によるウサギ糖尿病モデルの作成成熟オスウサギにalloxaneを単回静脈内投与した。経時的に血糖を測定し高血糖を確認できた個体を糖尿病群とした。Vehcle投与のみを対照群とした。16週間の飼育後脱血屠殺し、陰茎を摘出し陰茎海面体組織標本を作成した。標本の一部はマグヌス装置による収縮実験に使用し、一部は凍結保存して組織内内因性NOS阻害物質の測定に使用する予定である。これまでに収縮実験を終了し、現在データを解析中である。3)勃起障害患者の血漿中内因性NOS阻害物質の濃度測定勃起不全患者を含む泌尿器科外来受診患者の承諾を得て随時採血をおこない、分離血漿中のL-NMMA、ADMAおよびSDMA量をHPLCにて測定した。ウサギ高血糖モデルを用いて,高血糖による陰茎海綿体における内因性NOS阻害物質の組織内濃度,NO-cGMP系酵素活性,cGMP産生,収縮弛緩反応の変化を薬理学的に検討した.高血糖モデルの作成:生後8週のオスウサギにalloxanを単回投与して高血糖が確認されたウサギを高血糖群とした.16週間飼育した後屠殺して陰茎海綿体標本を作成した.内因性NOS阻害物質:L-NMMAおよびADMAの組織内濃度をHPLCで測定したが,2群間で差がなかった.収縮弛緩反応:マグヌス装置により張力の変化を測定した.高血糖群ではnoradrenalineに対する収縮反応,経壁電気刺激による収縮反応ともに低下していた.一方,carbachol, nitroprussideに対する弛緩反応,経壁電気刺激による弛緩反応は2群間で差を認めなかった.

結論:これらの結果から,高血糖による勃起障害には陰茎海綿体のNOのbioaveilabilityが低下している可能性が示されたが,内因性NOS阻害物質の関与は明らかではなかった.
三次元培養肺癌細胞を用いたＥＭＴ誘導メカニズムの解明

本研究では、3D培養システムにおいて肺癌細胞でTGF-β誘導性上皮間葉転換(EMT)に関連する分子を選択的に同定することを目指している。そのために、今年度は以下の研究を実施した。1.従来のプロテオーム解析法では検出が困難であった血清(FBS)を含む培地中に含まれるタンパク質(cell secretome)を、新規合成タンパク質を選択的に濃縮することが可能なBONCAT法と安定同位体標識法(pulse-SILAC)を組み合わせて分析し、約400種類のタンパク質を同定した。また、複数の分泌経路予測プログラムによる解析の結果、無血清培地と比べて、血清を含む培地で細胞培養した場合に2倍以上発現量が増加したタンパク質の93.5%は分泌タンパク質であることがわかった。2. 2Dと3D培養システムで培養した肺癌細胞が分泌するcell secretomeを分析するために、ProteoMiner前処理法を考案し、552種類のタンパク質を同定した。また、2Dと比べて、3D培養システムを用いた場合に2倍以上発現量が増加したタンパク質は120種類、減少したタンパク質は49種類であり、extracellular exosome, extracellular vesicleに関連するタンパク質などが多く含まれていた。BONCAT法とpulse-SILAC法を組み合わせた方法やProteoMiner前処理法により、培養上清中のcell secretomeの分析を可能とした。また新規化合物を開発し、これを用いたclick tipも試作しており、仕上げの段階にある。3D培養システムにおいて肺癌細胞でTGF-β誘導性EMTに関連する分子を同定するために、今後は以下の研究を実施する。1. click tipプロトコルの最適化を行い、新技術の有用性を明確にする。2.TGF-β処理した肺癌細胞中および培養上清中の新規合成タンパク質をclick tipを活用して網羅的に解析し、2Dと3D培養システムにおいてTGF-β処理により発現変動する分子の違いを明らかにする。3. TGF-β処理後の早期と後期における肺癌細胞中および培養上清中の新規合成タンパク質の違いをclick tipを活用して網羅的に解析する。また、RNA-seq解析やリン酸化タンパク質解析も行い、バイオインフォマティクス技術を用いて、これらの結果を統合的に判断し、生体内の微小環境をより反映した状態である3D培養でのTGF-β処理早期および後期に特徴的なEMT関連分子を同定する。
廃棄物埋立地の長期的物質挙動を表現する数値計算モデルの高度化

廃棄物埋立地での物質挙動を表現する数値計算モデルに有害化学物質の挙動を組み込むために,有機物分解に伴って生成する腐植物質の挙動を実験的に追跡した.易分解性物では分解初期に腐植物質の僅かな生成が確認されたものの,継続的な腐植の生成は認められなかった.また白色腐朽菌による木質分解においてはリグニン減少は起こったものの腐植の生成を確認するには至らなかった.埋立物中のPAH含有量を実測し,長期動態モデルに組み込んだ結果,分配係数の大きな物質は固相に長期残存することが明らかになった.廃棄物埋立地での物質挙動を表現する数値計算モデルに有害化学物質の挙動を組み込むために,有機物分解に伴って生成する腐植物質の挙動を実験的に追跡した.易分解性物では分解初期に腐植物質の僅かな生成が確認されたものの,継続的な腐植の生成は認められなかった.また白色腐朽菌による木質分解においてはリグニン減少は起こったものの腐植の生成を確認するには至らなかった.埋立物中のPAH含有量を実測し,長期動態モデルに組み込んだ結果,分配係数の大きな物質は固相に長期残存することが明らかになった.廃棄物処分場内における有害化学物質(難分解性有機塩素化合物,重金属類)の挙動に腐植物質が深く関わっていることが近年多数報告させている.しかしながら,廃棄物の分解に伴って腐植物質がどのように生成し,消滅していくのか,その機構は明らかになっていない.埋立地内における化学物質のの長期的な動態を数値計算によって予測する上で,腐植物質の消長は極めて重要である.腐植物質の生成には4つの経路が存在するとされ(Stevenson, 1994),その一つが植物中のリグニンが微生物分解を経て腐植物質に至る経路である.埋立廃棄物中には木質廃棄物も多いことから,埋立地における腐植生成に木質系廃棄物のリグニン分解が寄与している可能性は十分考えられる.リグニンは難分解性の有機物であるが,コンポスト化反応の堆積後期に担子菌によって分解されると考えられている他,白色腐朽菌によってリグニンが分解を受けることは広く知られている.そこで,本研究では,有機物分解に伴う腐植生成としてリグニン由来の生成に着目し,白色腐朽菌を用いた木材の好気性分解試験を実施した.特に試料中有機炭素およびリグニンの腐植中炭素への転換率を把握することを試みた.具体的には,4種類の木材を対象に,白色腐朽菌を用いたバッチ実験を実施し,分解率,炭素収支を追跡した.試料とした木材は,4週間の実験期間で10%程度の分解率を示し,木材構成成分であるリグニンとセルロースの重量減少が顕著であった.しかしながら,フミン酸・フルボ酸いずれも顕著な増大傾向は確認されなかった.リグニンの分解経路には,酵素により低分子化する系と逆に高分子化する系が存在し,前者では低分子化後にベンゼン環の開裂を受けて菌体の代謝系に取り込まれるとされる(原口,1982).今回の実験では,低分子化の経路で代謝された結果,腐植の増大を確認し得なかったものと推察された.廃棄物処分場における有害化学物質(難分解性有機化合物,重金属類)の挙動をモデルに組み込むことを目的に,次の2つの検討を行った.(1)有害有機化合物として多環芳香族炭化水素(PAH)に着目し,廃棄物(焼却灰)中の含有量を把握するとともに,長期的な埋立層への残留を予測するための数値計算を実施した.口重金属の挙動をモデル化するためには,廃棄物中に含まれる重金属類の固体としての存在形態とその量が重要であることから,低pHでの溶出試験結果をもとに平衡計算から固相化学種の推定することを試みた. PAHについては,底灰を12施設から13検体入手し分析に供した.粉砕試料をソックスレー抽出後,抽出液をシリカゲルカートリッジでクリーンアップしGC/MSによって分析した. PAHs含有量は底灰によって差があったが,底灰中の固体TOCとの相関は認められなかった.底灰中の存在割合ではNaphthalene, Phenanthrene, Fluorantheneが多い傾向にあった.底灰の埋立層を'対象として一定の浸透水量,および有機物分解に伴うガス発生を考慮したモデルを作成し, PAHについては固-液間では分配係数,気-液間ではヘンリー定数,生分解では分解速度が固相濃度に一次比例するとして計算した.その結果,分配係数が高いPAHは30年かけても固相に残存し,浸出水,ガスを介した排出は初期PAH含有量の数%に満たないと言う結果を得た.重金属化学種の推定は,スラグを対象とし, pH=3での溶出試験によりガス成分,陽イオン,陰イオンを可能な限り全て把握するようにし,それを入力として化学平衡計算により酸を段階的に減らして行くという手法を用いた.結果,例えば, CaではCaCO_3とDolomite, PbではPbCO_3といった化学種がそれぞれの金属に関して存在モル数と供に推定された.