hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気位相空間を応用した顎運動測定器の応用

1.研究の背景:6自由度顎運動データから顎機能についての多くの情報が得られることが明らかとなり,6自由度顎運動測定の重要性が認識されつつある.それにともなって歯科,特に補綴領域では顆頭運動の測定も可能な高精度で,しかも容易に測定が可能な6自由度顎運動測定器の開発が望まれている.2.研究目的:試作測定器は,磁気位相空間の測定原理を応用しており測定法としては確立されている.しかし,磁気位相空間を形成するための電子回路,および運動を検出するためのセンサ部の電子回路の設計方法によって測定精度は大きく影響される.また,電子回路部品についても日進月歩で高精度の製品が開発されている.本研究では,この試作測定器を高精度化するためのアナログ部分の電子回路,および測定データをディジタル化するディジタル回路の最適設計および,本測定器の臨床応用を目的としている.3.研究結果:電子回路部分については,既存のシステムを利用することで正確なコイルドライブ波形を形成できることがわかり,またコイルドライブ回路とセンサ回路については既製品のオーディオ用パワーアンプと微少信号用作動アンプを応用することにより高精度の計測システムを構成できることがわかった.また,一次コイルとセンサコイルについてはその形態により性能が大きく異なってくるのでさらなる検討課題であった。最終的に、0.7mHの直径12,14,16mmの3個のコイルを中心を一致させて互いに直交するように組み立てて2個制作し、一次コイルと二次コイルとした.この二つのコイルを約70mm離した位置で校正実験を行い補正式を検討した結果、1.32.4%の誤差であった。被験者の測定においては操作性が格段に向上しより簡便な6自由度顎運動測定器となった。1.研究の背景:6自由度顎運動データから顎機能についての多くの情報が得られることが明らかとなり,6自由度顎運動測定の重要性が認識されつつある.それにともなって歯科,特に補綴領域では顆頭運動の測定も可能な高精度で,しかも容易に測定が可能な6自由度顎運動測定器の開発が望まれている.2.研究目的:試作測定器は,磁気位相空間の測定原理を応用しており測定法としては確立されている.しかし,磁気位相空間を形成するための電子回路,および運動を検出するためのセンサ部の電子回路の設計方法によって測定精度は大きく影響される.また,電子回路部品についても日進月歩で高精度の製品が開発されている.本研究では,この試作測定器を高精度化するためのアナログ部分の電子回路,および測定データをディジタル化するディジタル回路の最適設計および,本測定器の臨床応用を目的としている.3.研究結果:電子回路部分については,既存のシステムを利用することで正確なコイルドライブ波形を形成できることがわかり,またコイルドライブ回路とセンサ回路については既製品のオーディオ用パワーアンプと微少信号用作動アンプを応用することにより高精度の計測システムを構成できることがわかった.また,一次コイルとセンサコイルについてはその形態により性能が大きく異なってくるのでさらなる検討課題と考える.1.研究の背景:6自由度顎運動データから顎機能についての多くの情報が得られることが明らかとなり,6自由度顎運動測定の重要性が認識されつつある.それにともなって歯科,特に補綴領域では顆頭運動の測定も可能な高精度で,しかも容易に測定が可能な6自由度顎運動測定器の開発が望まれている.2.研究目的:試作測定器は,磁気位相空間の測定原理を応用しており測定法としては確立されている.しかし,磁気位相空間を形成するための電子回路,および運動を検出するためのセンサ部の電子回路の設計方法によって測定精度は大きく影響される.また,電子回路部品についても日進月歩で高精度の製品が開発されている.本研究では,この試作測定器を高精度化するためのアナログ部分の電子回路,および測定データをディジタル化するディジタル回路の最適設計および,本測定器の臨床応用を目的としている.3.研究結果:電子回路部分については,既存のシステムを利用することで正確なコイルドライブ波形を形成できることがわかり,またコイルドライブ回路とセンサ回路については既製品のオーディオ用パワーアンプと微少信号用作動アンプを応用することにより高精度の計測システムを構成できることがわかった.また,一次コイルとセンサコイルについてはその形態により性能が大きく異なってくるのでさらなる検討課題であった。
アミノ酸栄養と運動による総合的な体内時計調整への挑戦

不規則な明暗周期による概日時計の乱れはがんや肥満などの発症リスクを高める。本研究では、我々がこれまでに同定してきた概日時計調節アミノ酸を用いて、慢性的時差ぼけマウスにおける情動変化の予防効果や、時計遺伝子発現に対する負の影響を明らかにした。また、不規則な明暗周期と高脂肪食との関連や、運動負荷による情動改善効果などを解明した。本研究により、アミノ酸栄養・食生活・運動習慣という複合的な側面から、概日時計の撹乱予防・改善が可能であることが示唆された。近年、24時間営業や昼夜交替制勤務が増え、約24時間の周期を刻む概日時計(体内時計)の乱れが深刻化している。概日時計の乱れはがんを始めとする様々な疾病リスクを高めるため、早急な対策が必要である。本研究では、我々がこれまでに体内時計調整アミノ酸として見出してきたアミノ酸を用いて、明暗周期を乱した慢性的時差ぼけマウスにおける体内時計の撹乱改善効果を解析した。慢性的時差ぼけ処理(CJL,概日時計の撹乱処理)は、明暗周期を2日ごとに8時間ずつ前進させる明暗条件を10-20日間継続して行った。処理を行う1週間前から、飲水を蒸留水あるいはトリプトファン、ロイシン、セリンのいずれかに変更し、CJLの間は飲水投与を継続した。オープンフィールド試験において、CJLによる不安様行動の増加がトリプトファンの投与により抑制された。強制水泳試験においては、CJLによる躁様行動の増加がロイシンの投与により抑制された。肝臓における時計遺伝子Per2や細胞周期関連遺伝子Wee1の発現はCJLにより抑制され、トリプトファンやロイシンの投与によりその抑制が強くなった。以上より、慢性的に単一のアミノ酸を摂取することで、CJLによる情動悪化は改善できるが、肝臓の時計遺伝子発現には負の影響が生じることが示唆された。次に、近年における食の欧米化を考慮して、高脂肪食とCJL処理の相互作用を解析した。高脂肪食、CJL処理ともに体重増加を促進したが、二つの処理間に交互作用は見られなかった。また、通常食と高脂肪食を給餌したマウスにおいて、CJL処理が肝臓の時計遺伝子や細胞周期関連遺伝子の発現に及ぼす影響が異なっていた。この原因として、高脂肪食自体が概日時計を乱す要因となり、CJLの撹乱効果を修飾したと考えられる。予定していた実験は全て終了し、順調に結果が出ている。各アミノ酸がCJL処理時の情動行動や肝臓の時計遺伝子および細胞周期関連遺伝子の発現に及ぼす影響が解明され、それぞれの特異的な機能性が明らかとなった。さらに、高脂肪食とCJL処理との相互作用の解析も済み、次年度において運動負荷とアミノ酸栄養の影響を検討するための条件検討が終了している。今年度の結果に基づき、次年度の解析がスムーズに進むと期待される。不規則な明暗周期は概日時計を撹乱し、睡眠障害や肥満、高血圧、がんなどのリスクを高めることが知られている。概日時計は食事や栄養により調節されるため、栄養学的な概日時計の改善が可能である。本研究では、概日時計調節アミノ酸や運動負荷、また時間制限給餌による概日時計の撹乱改善効果について、マウスを用いて検証した。概日時計の振幅が弱まる短日条件において、トレッドミル走行による運動負荷を与えた。その結果、運動を負荷したマウスでは、強制水泳試験における初回無動までの時間が長くなり、うつ様行動の改善が示唆された。骨格筋におけるグルコーストランスポーター4 (GLUT4)の発現は、短日条件において長日条件に比べて低く、インスリン抵抗性も確認された。短日条件では活動量が少ないことから、GLUT4の発現変化は活動量の変化を介して生じた可能性がある。この可能性を検証するため、運動負荷がGLUT4の発現に及ぼす影響を解析した。しかし、トレッドミル運動や回転輪運動負荷によりGLUT4の発現は影響を受けなかった。以上より、GLUT4の発現変化は、運動による経路とは独立して日長の影響を受けることが示唆された。時間制限給餌は概日時計を強化し、高脂肪による肥満リスクを改善することが報告されている。本研究では、概日時計の乱れが引き起こすうつ症状や関連遺伝子について、時間制限給餌の影響を解析した。マウスの活動期に摂食させた暗期給餌群および休息期に摂食させた明期給餌群を比較した結果、強制水泳試験における初回無動までの時間は明期給餌群で短く、不適切な食事リズムがうつ様行動の増加に繋がることが示唆された。さらに、明期給餌群では縫線核におけるモノアミン代謝遺伝子の発現リズムが乱れていた。以上より、適切な食事リズムが情動関連遺伝子の発現リズムの正常化を介して、脳機能を改善することが示唆された。今年度の研究において、CJLの概日時計撹乱効果は高脂肪食により修飾され、CJL単独の影響とは異なっていた。

このため、概日時計の撹乱を解析するには、通常食を給餌することが望ましいと考えられる。平成28年度は、運動による体内時計撹乱改善を取り入れ、栄養と運動による総合的な体内時計の撹乱改善に取り組む。今年度の解析において、CJL処理の効果が実験ごとに不安定となる傾向が見られたため、平成28年度には概日時計の撹乱を誘導する処理として、CJL処理とともに、日照時間を短くした短日条件処理を行う。短日条件では概日時計の振幅が小さくなり、うつ様行動や脂肪過多、またインスリン抵抗性などの症状が生じることが解明されている。運動負荷の方法として、トレッドミル走行(1日1時間、10m/分、5日/週)を行う。各アミノ酸の飲水投与とトレッドミル運動負荷を23週間行い、肝臓における時計遺伝子や細胞周期関連遺伝子の発現を解析する。また、短日条件に同調したマウスにも同様にトレッドミル運動負荷を行い、うつ様行動や脂肪量、骨格筋におけるグルコーストランスポーターの発現等を解析する。平成28年度はさらに、アミノ酸による概日時計調節効果のメカニズムを解明するため、光による概日時計の位相反応を強めるセリンに着目した解析を進める。これにより、作用機序に基づいたアミノ酸栄養の機能性を明らかにし、体内時計の撹乱を改善する栄養・運動療法の提案を行う。動物生理学購入を予定していた必要消耗品の入荷の遅延により、49,940円の残金が生じた。これは次年度に消耗品として使用予定である。次年度のその他の使用内訳に変更はない。物品費649,940円の内訳として、実験動物300,000円、発現解析試薬240,000円、チューブ等のプラスチック器具109,940円を予定している。旅費200,000円の内訳として、国内学会2回分(時間生物学会、畜産学会: 100千円x 2回)を予定している。英文校閲費として50千円(25千円x 2回)を、また論文別刷費として50千円(50千円x 1回)を使用する予定である。
メロディー木の類似性に基づく楽曲フレーズクラスタリング手法の開発

本研究課題では,形式概念に基づくTop-Nクラスタ抽出手法により,楽曲MIDIデータからメロディークラスタを抽出する枠組について考察した.メロディーを構成する音符の時系列性を考慮し,適当な長さの音符列を属性と考える.メロディーや属性は,音符を記号とする文字列で表現可能なことから,メロディーがある属性を有するか否かを,近似文字列照合や抽象化を用いて近似的に判定する.その結果,いくつかの属性を近似的に共有するメロディー集合が,特徴的なクラスタを形成することが確認できた.本研究課題では,形式概念に基づくTop-Nクラスタ抽出手法により,楽曲MIDIデータからメロディークラスタを抽出する枠組について考察した.メロディーを構成する音符の時系列性を考慮し,適当な長さの音符列を属性と考える.メロディーや属性は,音符を記号とする文字列で表現可能なことから,メロディーがある属性を有するか否かを,近似文字列照合や抽象化を用いて近似的に判定する.その結果,いくつかの属性を近似的に共有するメロディー集合が,特徴的なクラスタを形成することが確認できた.本研究課題では,楽曲データを対象としたクラスタリング手法の開発を行なう.特に,楽譜で表現可能な記号レベルの楽曲データを対象とした,組合せ論的なクラスタリング手法の開発を試みる.平成18年度は主に以下の点について研究を行った.楽曲データベース構築のためのライブラリ開発:楽曲MIDIデータから,楽譜レベルの情報(音程・音符の長さ)のみを残し,その他のMIDI機器の制御情報等を取り除いた単純MIDIデータを生成し,それらをデータベースに蓄えるためのライブラリの開発・実装を行った.クラスタの意味付けや解釈の重要性を考慮すべく提案された,形式概念に基づくTop-Nクラスタ抽出手法を,楽曲フレーズクラスタリングにおいても有効に用いるために,既存の基盤アルゴリズムを改良(高速化)し,予備実験においてその効果を確認した.これに加えて,改良アルゴリズムにおける探索枝刈り規則の完全性・健全性も理論的に示した.本研究課題では,楽曲データを対象としたクラスタリング手法の開発を行なう.特に,楽譜で表現可能な記号レベルの楽曲データを対象とした,組合せ論的なクラスタリング手法の開発を試みる.平成19年度は主に以下の点について研究を行った.Top-N形式概念に基づくメロディークラスタの抽出:昨年度開発した,標準MIDIファイル(SMF)からメロディー情報を抽出するライブラリを利用し,著作権問題をクリアしたWeb上のMIDIデータからメロディーを抽出し,174曲から成る楽曲データベースを作成した.このデータベースをもとに,所与の長さ(幅)の音符列(フレーズ)を属性とすることで,フレーズの集合としての楽曲を考え,類似したフレーズの共有を根拠とする楽曲クラスタをTop-N形式概念として抽出する枠組みを定式化した.計算機実験により得られたクラスタを考察した結果,メロディー(フレーズ)レベルの類似性だけでクラスタの十分な解釈を与えることは容易でないが,さらに抽象化された,例えばコード進行レベルでの類似性も考慮することで,楽曲クラスタの質をさらに改善出来るとの見通しを得た.近年,多くの楽曲データが容易に入手可能となったことが背景となり,それらの有効活用を目的とした音楽情報処理の研が盛んに行なわれている.楽曲データは様々な表現が可能であるが,本課題では,記号レベルで記述された楽曲データを対象に,コード進行パターンの共有を根拠とする楽曲のクラスタ抽出について考察した.本年度は特に,コードパターンの時系列として捉えた楽曲における,コードパターンの半順序構造に注目し,それを共有する楽曲をクラスタとして抽出することを試みた.同一のコード進行に対して,様々なメロディーやリズムをのせることが可能であるという事実から,コード進行は楽曲の本質的な構造を表わすと考えられる.楽曲のコード進行は,言うまでもなく,コードの時系列であるが,音楽理論においては,各コードの持つ機能をもとに,いくつかの特定の連続したコード列が典型的なコードパターンとして知られている.よって,それら典型的なパターンを含む様々なコードパターンの時系列としてコード進行を捉えることで,その楽曲が有する音楽的な構造をより明確にすることを目指した.具体的には,これまでの研究で開発されたTop-N形式概念探索の枠組に基づき,楽曲クラスタとそれらが共有するコードパターンの飽和半順序構造の組を形式概念として抽出することで,楽曲構造の観点から解釈可能なクラスタを獲得する手法について考察した.
社会性に関する問題(社会行動異常)は、自閉スペクトラム症(ASD)をはじめとした発達障害の主症状の一つである。我々は、化学物質曝露マウスや社会隔離経験を受けたマウスの中で「環境要因ASDモデルマウス」を見出した。本研究では、これらのモデルマウスを利用し、環境要因によって生じる社会行動異常のバイオマーカーを同定する。ヒトと実験動物双方でバイオマーカーを提示し、疾患モデル研究、実験系衛生学に資する。
TGFβシグナル制御因子を応用した口腔癌低侵襲診断システムの開発

CD109はTGFβシグナルの調節因子であり、申請者らによるこれまでの研究においてCD109が口腔をはじめとする扁平上皮癌組織で免疫組織学的に高発現していること、180kDaの可溶型CD109が培養上清中に分泌されるこなどを明らかにした。その後、可溶型CD109の結合タンパクとしてCD81(エクソソームマーカー)が同定され、平成27年度には申請者が共同研究を行ったグループよりCD109がエクソソームを介して細胞外分泌されていることを論文発表した。平成28年度より、当センター倫理審査委員会承認のもと、当院頭頸部外科で治療を行った扁平上皮癌患者の中から一次治療として手術が選択された患者をリストアップし、当院臨床検査部に凍結保存された余剰血清検体を使用した解析に着手した。ヒトCD109の血中濃度については、平成26年に前所属機関において口腔扁平上皮癌患者十数名の血清検体を試験的に解析した経験があるが、各患者において測定値のばらつきが大きく、また一般的に定められた基準値が存在しないため、同一患者群における手術前後の相対的な濃度変化に着目して解析を行う方針とした。平成28年度は平成27年度の手術症例より、術前治療なし(過去5年以内での再発症例を除く)、かつ術前1ヶ月以内の血清検体と術後1年以内の血清検体の両者が凍結保存されている条件を満たす20症例を抽出し、CD109、HSP70、CD44-standard(std) /-variant 5(v5) /-variant 6(v6)の計5分子をターゲットにELISA法による血中濃度解析を行った。本年度は、同条件を満たす手術症例36例を追加抽出し、研究費の関係上CD109およびCD44v6に限定して解析を行った。本研究課題の対象を、当初(課題申請時)は口腔領域の扁平上皮癌に限定していたが、平成27年の申請者の所属機関変更に伴い頭頸部領域全般の扁平上皮癌へと拡大し、当院倫理審査委員会の承認を得た後に研究を開始した。平成27年度の時点で、すでに研究の進行に遅れが生じていたが、症例の抽出を進める中でも、電子カルテ上の採血情報より研究対象リストにあげた血清検体が実際に解析に適切な検体であるかどうか、臨床検査部で管理されているDataファイルで検索確認する作業に予想以上の時間を費やした。今年度もこれまでの遅れを取り戻すまでには至らなかった。平成29年度は、36症例(72検体)をELISA解析したが、先行した20症例(40検体)の結果と統合する必要があること、UICCのTMN分類が改訂され新分類での解析も必要と思われたことより、1年間(平成30年度まで)の研究期間延長を申請した。CD109・CD44v6ともに、年齢・性別・T/N分類・病期・組織学的分化度等の臨床情報において各グループ間の検出値を比較したり、各患者ごとの術前術後の変化を統計学的に検討し、各分子の血中濃度が反映している臨床的意義を探究する。また、当初の研究計画に、口腔扁平上皮癌患者の唾液中CD109・CD44濃度について唾液検体を採取して測定する計画をあげていたが、解析を行うにあたって予算が不足し不可能となった。そのため、CD109・CD44v6両分子の血中濃度に臨床的相関があるか否か等、臨床情報を可能な限り駆使した検討を追加する予定である。CD109は癌関連分子として新規性に富む反面、生物学的機能については未知な部分が多い。2010年、申請者はin vitroにおいて、CD109が12701273番アミノ酸のFurinase特異的分解サイトにてデグラデーションを受ける結果として、180Kdaの可溶型CD109が培養上清中に分泌されることを発見した。以降、3年の時間をかけて動物実験でCD109が血液中に180Kdaの可溶型CD109として分泌されることを証明し報告したが、in vivoにおける分泌メカニズムは明らかにするべき大きな課題の一つであった。そこで今年度は、HEK293細胞にFLAG標識したCD109遺伝子を導入し樹立したCD109高発現細胞の培養上清を回収して、得られた分泌型CD109の結合タンパクを質量解析して同定することを試みた。その結果、シンテニン・CD81・ALIXなどのエキソソームマーカーとの結合が確認され、CD109がエキソソーム内に係留された形で細胞外へ分泌されていることが示唆された。TGFβシグナル分子との結合は確認されなかったが、近年、エキソソームは細胞外分泌機構の中でも、その中に含まれるmRNAなどの存在により、がんのシグナル伝達や細胞の遠隔転移の際にとても重要な役割を果たしていると考えられている。これらのことより、がん患者の血液中からCD109が同定されることで、がんの進展に関するエキソソームの存在も検出することが可能になると期待される。申請者は2009年より名古屋大学にて臨床研究を開始したが、この度2015年4月、愛知県がんセンター中央病院へ転勤となった。臨床研究としてこれまで少しずつ拡張してきた実験システム(実験機器や試薬等の消耗品)を現医療機関に移管することは困難であった。研究協力体制の面においても、自身が所属していた名古屋大学の研究メンバーとの連携が難しくなった。

特に臨床検体の収集においては、こまで前医療機関においてSCC患者より提供いただきストックしてきた臨床検体を当医療機関へ移動させて使用することは倫理的に不可能で、少なくとも当医療機関で臨床研究を進めるにあたり、新たに当医療機関の生命倫理審査委員会へ本研究内容を申請の上、承認を得る必要があった。平成27年度は、研究計画の見直しを含めその準備を行うために時間が必要であった。CD109はTGFβシグナルの調節因子であり、申請者らによるこれまでの研究において、1口腔をはじめとする扁平上皮癌組織で免疫組織学的に高発現していること、2培養細胞において12701273番アミノ酸のFurinase特異的分解サイトで切断され180kDaの可溶型CD109が培養上清中に分泌されること、3マウスを用いた実験では移植腫瘍に由来する180kDa-CD109が血液中に分泌されること、などを明らかにした。その後、本研究の一環として可溶型CD109の結合タンパクを質量解析法により探索したところ、CD81などのエキソソームマーカーやHSP70が同定された。CD109がエキソソームを介して細胞外へ分泌されていることが明らかとなった。近年、エキソソームを介した細胞外分泌機構においては、その中に含まれるマイクロRNAなどの存在により、がんのシグナル伝達やがん細胞の遠隔転移にとても重要な役割を果たしていると考えられているため、「扁平上皮癌患者の血中に存在するCD109は、癌の病態を反映している可能性がある」という仮説に至った。そこで平成28年度は、臨床検体を使用した解析に着手した。まず、当センター臨床検査部で保存されている血清検体の本研究への使用に関し、対象疾患を本研究計画書に記した口腔領域の扁平上皮癌から頭頸部領域の扁平上皮癌に拡大し、当センター倫理審査委員会の承認を得た。平成27年度に当院頭頸部外科で治療を行った扁平上皮癌患者の中から一次症例に該当する患者群を抽出した。CD109の血中濃度ついては、これまで一般的に定められた基準値などはなく、まずは一次治療として手術が施行された患者の術前術後を同一患者で比較することを試みた。CD109、HSP70、CD44-standard /-variant 5 /-variant 6、の計5種類をELISA法で解析した。平成27年度の時点で、申請者の研究機関異動に伴い研究の進行に遅が生じていたが、それに加え、平成28年度は臨床検体の収集において予想以上の時間を要した。リスト化した症例の該当検体を、臨床検査室で管理されているDataファイルより検索しフリーザーから探し出す作業を行うが、中には血清量が不十分な検体などもあり、解析に適切な検体数を確保するのに難渋した。また、各種ELISA受託解析の発注にも時間を要したことや予算の問題から、本年度は各ターゲットとも40検体(20症例を術前後で比較)のみの解析にとどまった。CD109はTGFβシグナルの調節因子であり、申請者らによるこれまでの研究においてCD109が口腔をはじめとする扁平上皮癌組織で免疫組織学的に高発現していること、180kDaの可溶型CD109が培養上清中に分泌されるこなどを明らかにした。その後、可溶型CD109の結合タンパクとしてCD81(エクソソームマーカー)が同定され、平成27年度には申請者が共同研究を行ったグループよりCD109がエクソソームを介して細胞外分泌されていることを論文発表した。平成28年度より、当センター倫理審査委員会承認のもと、当院頭頸部外科で治療を行った扁平上皮癌患者の中から一次治療として手術が選択された患者をリストアップし、当院臨床検査部に凍結保存された余剰血清検体を使用した解析に着手した。
コンビケムによる合成ペプチド固相試薬の開発

本研究の目的は、ゲスト分子との錯形成を情報変換することにより分子センサとしての機能を持たせた合成ペプチドを、コンビケム手法により開発することである。ペプチドを樹脂上で合成し、そのままターゲット分子との相互作用に用いることができるかどうかを検討した。前年度に合成した樹脂担持型ペプチドは350nm以下の光を吸収し、発色基のスペクトルを妨害していると思われた。これを避けるには、p-ニトロフェノールよりも長波長側に吸収極大を持つアゾ色素を情報変換部位として樹脂担持型ペプチドに導入し、フローセルにより吸収スペクトルを測定した。しかし、スペクトル測定結果を見ると、500nm以下の光を吸収してしまい、吸収極大は見られなかった。アミンの添加に伴うスペクトル変化についても、スペクトルは変化したものの、吸収極大は見られなかった。一方、蛍光強度変化により、ホストーゲスト間の相互作用を検出できれば、より、高選択性、高感度の検出が期待できる。また、樹脂に光を透過させる吸光度測定に対し、樹脂が光を発する蛍光測定では、前述のような吸光度測定の際の問題を考慮せずに測定ができるので、より高速なライブラリの構築、及びスクリーニングが可能になる。そこで、樹脂担持型ペプチドに導入する蛍光色素の検討を行った。樹脂担持型ペプチドに導入する蛍光色素として、FITC(florescein-5-isotiocyanate)を選択した。FITCは、カルボン酸のプロトン解離によって蛍光強度が増加する蛍光物質である。また、ペプチドN末端への導入が容易に行える蛍光ラベル化剤である。FITCを樹脂担持型ペプチド(Leu-Leu-Leu)に導入し、マイクロブレートリーダーを用いて蛍光強度測定を行った。アミン濃度増加に伴い蛍光強度の増加が見られたものの、コントロール樹脂と蛍光増加に大きな違いは見られなかった。さらにペプチドシンセサイザーで合成したペプチドを固相担体樹脂から切り出すことなく、そのまま比色試薬として用いることを目標とする。固相担体樹脂上でLeu、βAla-Leu-Leu、Leu-Leu-Leuの配列をもつペプチドを合成し、末端をp-ニトロフェノールで修飾することにより、固相樹脂比色試薬を得た。有機溶媒中でこれらの樹脂を膨潤させ、ゲスト分子として有機アミンを加えたところ、アミンの添加量に応じて樹脂が黄色く発色した。その応答順序は、対応するペプチドの液相での親和性の順序と一致した。しかし、これは肉眼による観察であって、定量性に乏しい。そこで次に、この樹脂をフローセルに充填して、アミンの添加に伴うスペクトル変化の測定を試みた。ところが得られたスペクトルは、液相での場合のように極大吸収および等吸収点をもつものではなかった。これは樹脂上の官能基量が多すぎて、完全に入射光が吸収されていることを意味する。そこで今度は、樹脂上のペプチド導入率を減らした樹脂を調製した。27%に減らした場合、等吸収点が現れたが、まだ吸光度が1を超えており測定には不適だった。さらに導入率を下げ7.2%にしたところ、きれいな等吸収点と極大吸収をもつスペクトルが得られた。この樹脂を用いることにより、平衡論的な解析を行うことが可能になると思われる。
調和写像分散流の初期値問題のエネルギー空間での適切性の研究

本研究では,調和写像分散流(シュレディンガー写像)の初期値問題の適切性を考察した.その過程で球面方向の滑らかさを考慮に入れたシュレディンガー方程式に対するストリッカーツ型評価の興味深いケースが得られた.本研究の目的は,調和写像分散流(シュレディンガー写像)の初期値問題の,エネルギー空間における適切性を考察することである.特に,2次元単位球面に値を取る調和写像分散流は,強磁性体のスピンを記述するハイゼンベルクモデルとして知られるものであり,その解析は物理的にも興味深い問題であると思われる.具体的には,空間次元が2次元及び3次元の場合に,調和写像分散流の初期値問題の小さな初期値に対する時間大域適切性を,初期値が滑らかさに関して臨界的なソボレフ空間に属する場合を目標として考察する.本研究では,調和写像分散流(シュレディンガー写像)の初期値問題の適切性を考察した.その過程で球面方向の滑らかさを考慮に入れたシュレディンガー方程式に対するストリッカーツ型評価の興味深いケースが得られた.本研究の目的は,調和写像分散流(シュレディンガー写像)の初期値問題の,エネルギー空間における適切性を考察することである.特に, 2次元単位球面に値を取る調和写像分散流は,強磁性体のスピンを記述するハイゼンベルクモデルとして知られるものであり,その解析は物理的にも興味深い問題であると思われる.具体的には,空間次元が2次元及び3次元の場合に,調和写像分散流の初期値問題の小さな初期値に対する時間大域適切性を,初期値が滑らかさに関して臨界的なソボレフ空間に属する場合に考察する研究の初年度にあたる昨年度においては,初期値の滑らかさの条件を緩めて時間大域解の存在を考察し,そのための基礎となる,シュレディンガー方程式に対するストリッカーツ型評価について整備した.特に球面方向の滑らかさを考慮に入れることで,時間大域可解性への応用が可能な評価を示すことが出来た.この研究に関しては,早稲田大学の小澤徹教授との共著の論文として纏め,現在投稿中である.この評価の調和写像分散流の方程式への応用に関しては,エネルギー評価を考察する際に必要となる球面上のラプラス・ベルトラミ作用素に関連する交換子評価について現在研究を進めているところである.本研究の目的は,調和写像分散流(シュレディンガー写像)の初期値問題の,エネルギー空間における適切性を考察することである.特に,2次元単位球面に値を取る調和写像分散流は,強磁性体のスピンを記述するハイゼンベルクモデルとして知られるものであり,その解析は物理的にも興味深い問題であると思われる.具体的には,空間次元が2次元及び3次元の場合に,調和写像分散流の初期値問題の小さな初期値に対する時間大域適切性を,初期値が滑らかさに関して臨界的なソボレフ空間に属する場合を目標として考察する.研究の二年目にあたる本年度においては,昨年度に引き続き初期値の滑らかさの条件を緩めて時間大域解の存在を考察し,そのための基礎となる,シュレディンガー方程式に対するストリッカーツ型評価について整備した.特に球面方向の滑らかさを考慮に入れた評価式を波動方程式,クライン・ゴルドン方程式の場合も含めてより一般的な形で得ることができ,現在論文として準備中である.また,この評価の調和写像分散流の方程式への応用に関して,エネルギー評価を考察する際に必要となる球面上のラプラス・ベルトラミ作用素に関連する交換子評価について前年度に引き続き研究を進めた.本研究の目的は,調和写像分散流(シュレディンガー写像)の初期値問題の,エネルギー空間における適切性を考察することである.特に,2次元単位球面に値を取る調和写像分散流は,強磁性体のスピンを記述するハイゼンベルクモデルとして知られるものであり,その解析は物理的にも興味深い問題であると思われる.具体的には,空間次元が2次元及び3次元の場合に,調和写像分散流の初期値問題の小さな初期値に対する時間大域適切性を,初期値が滑らかさに関して臨界的なソボレフ空間に属する場合を目標として考察する.本研究の三年目にあたる本年度においては,昨年度に引き続き初期値の滑らかさの条件を緩めて時間大域解の存在を考察し,そのための基礎となる,球面方向の滑らかさを考慮に入れたシュレディンガー方程式に対するストリッカーツ型評価について整備し,論文として纏めた.また,この評価の調和写像分散流の方程式への応用に関して,エネルギー評価を考察する際に必要となる球面上のラプラス・ベルトラミ作用素に関連する交換子評価について前年度に引き続き研究を進めた.また,時空共鳴法を用いた手法についても考察を進め,まず基礎的な問題に関して適用した結果を論文に纏めた。本研究の目的は,調和写像分散流(シュレディンガー写像)の初期値問題の,エネルギー空間における適切性を考察することであった.特に,2次元単位球面に値を取る調和写像分散流は,強磁性体のスピンを記述するハイゼンベルクモデルとして知られるものであり,その解析は物理的にも興味深い問題であると思われる.具体的には,空間次元が2次元及び3次元の場合に,調和写像分散流の初期値問題の小さな初期値に対する時間大域適切性を,初期値が滑らかさに関して臨界的なソボレフ空間に属する場合を目標として考察することを目標とした.研究の最終年度にあたる本年度においては,これまでの研究を取りまとめるとともに,近年Germain-Masmoudi-Shatah氏らにより導入された時空共鳴法(space-time resonant method)と呼ばれるによる手法を利用した解析を進めた.研究成果は現在取り纏め中であるが,下記記載の学会発表等で適宜公表している.
相談援助実習及び保育実習におけるeポートフォリオを活用した実習指導方法の構築

福祉職(社会福祉士・介護福祉士)及び保育者(幼稚園教諭・保育士)の養成教育の現場実習において情報技術(ICT)を活用したeポートフォリオ(電子化された学習記録)を活用することは、養成教育に関わる学校団体からも、実習巡回指導等に相当するものとして位置付けるべきという提言がなされており、その社会的必要性は高まっている。しかし、福祉職・保育者養成教育の現場実習について、eポートフォリオを活用した実習指導教育に関する実証的な研究は行われていない。上記背景を踏まえた本研究は、福祉職・保育者の養成教育の現場実習でeポートフォリオを中心とした教育プログラムを開発し、その実習指導方法を構築する研究である。
フラグメント生成を考慮した多粒子相関シミュレーションとその応用

非平衡過程からの粒子放出を核内カスケードモデル(INCL4.6)で模擬し、平衡過程からの粒子放出を統計マルチフラグメンテーションモデル(SMM)と一般化蒸発モデル(GEM)を組み合わせたモデルで模擬するイベントジェネレータを構築し、陽子入射反応に対する生成二重微分断面積の実験データを基に、フラグメント生成過程の記述の改良(結合させる核子間の相対運動量に上限値(Δp<240 MeV/c)を設定、ピックアップ反応、Q値補正やポテンシャル散乱の導入)を行った。開発したモデルは、入射エネルギー数10 MeVから数GeVのフラグメント放出反応に関して様々な標的核に対して実験値を良く再現する事が分かった。大型加速器施設の放射線安全設計、加速器を用いたがん治療、半導体ソフトエラー現象の評価・解明等の放射線応用分野では、加速粒子と標的核(人体や加速器を構成する原子核)との相互作用に関して、詳細かつ正確な情報が求められる。特に応用例の多い入射エネルギーが数MeV/uから数GeV/uの中間エネルギー領域では、標的核が破壊される核破砕反応が支配的となり、多くの中性子や陽子などと共に、α粒子や重粒子などの複合粒子(フラグメント)が放出される。粒子線による放射化を評価するためには核反応で放出されるすべての粒子の生成量を計算する必要があり、照射効果や損傷などのミクロな現象を調べるためには、生成量だけでなく放出角度やエネルギー情報の相関を包括的にシミュレーションする必要がある。本年度は、非平衡過程からの粒子放出を核内カスケードモデル(INCL4.6)で模擬し、平衡過程からの粒子放出を統計マルチフラグメンテーションモデル(SMM)と一般化蒸発モデル(GEM)を組み合わせたモデルで模擬する2段階核反応モデルを開発し、国際原子力機関の核反応実験データベースで利用可能な数100 MeVから数GeVの陽子入射反応に対する生成二重微分断面積データと比較することで、開発したモデルの精度検証を行った。炭素より重いクラスター放出については、現状のモデルで実験値のスペクトル形状を良く再現できることが分かった。一方、炭素より軽いクラスター放出については、実験値のスペクトルの高エネルギー成分をモデルが過大評価することが分かった。この問題を解決するため、非平衡過程からのクラスター生成を記述する表面コアレッセンスモデルにおいて結合させる核子間の相対運動量に上限値(Δp<240 MeV/c)を設け、高エネルギー成分を抑制させることにより、実験値の再現性を向上させることができた。大型加速器施設の放射線安全設計、加速器を用いたがん治療、半導体ソフトエラー現象の評価・解明等の放射線応用分野では、中高エネルギー領域の加速粒子と標的核(人体や加速器を構成する原子核)との相互作用に関して、詳細かつ正確な情報が求められる。昨年度までに、中高エネルギー領域の核反応を記述するイベントジェネレータとして、非平衡過程からの粒子放出を核内カスケードモデル(INCL4.6)で模擬し、平衡過程からの粒子放出を統計マルチフラグメンテーションモデル(SMM)と一般化蒸発モデル(GEM)を組み合わせたモデルで模擬するモデルを構築し、数100 MeVから数GeVの陽子入射反応に対する生成二重微分断面積の実験データを基に、モデルのフラグメント生成過程の記述の改良を行った。非平衡過程からのフラグメント生成を記述する表面コアレッセンスモデルにおいて結合させる核子間の相対運動量に上限値(Δp<240 MeV/c)を導入することにより、数100 MeVから数GeVまでの幅広い入射エネルギー領域において、実験値に対する再現性を向上させることができた。今年度は、核内カスケードモデル(INCL4.6)を低エネルギー領域の陽子入射フラグメント放出反応に対応させるため、新たにPick up反応を組み込み、反応のQ値を補正することで、数10 MeV領域の実験値の再現性を向上させることができ、開発したモデルの適用範囲を数10MeVから数GeVに拡張することができた。加速器を用いたがん治療や核変換等の放射線応用分野では、加速粒子と標的核(人体や加速器を構成する原子核)との相互作用に関して、詳細かつ正確な情報が求められる。本研究では、中高エネルギー領域の核反応で放出される多種多様な粒子とその動力学的相関を統一的にかつ微視的に記述できるイベントジェネレータを構築し、放射線応用分野で必要とされている粒子・重粒子輸送シミュレーションコードの高精度化に資することを目的としている。昨年度までに、非平衡過程からの粒子放出を核内カスケードモデル(INCL4.6)で模擬し、平衡過程からの粒子放出を統計マルチフラグメンテーションモデル(SMM)と一般化蒸発モデル(GEM)を組み合わせたモデルで模擬するイベントジェネレータを構築し、陽子入射反応に対する生成二重微分断面積の実験データを基に、モデルのフラグメント生成過程の記述の改良を行った。更に、Pick up反応を組み込み、反応のQ値を補正することで、開発したモデルの適用範囲を数10MeVから数GeVに拡張することができた。開発したモデルで放射化断面積を計算し実験値と比較したところ、中性子放出反応では差異があるものの、フラグメント放出反応に関しては実験値を比較的良く再現する事が分かった。

また、INCL4.6にポテンシャル散乱の効果を導入することで、数10 MeV領域の(p,p')反応に対する実験値の再現性が向上する事が分かった。本研究では、大型加速器施設の放射線安全設計、加速器を用いたがん治療、原子力発電所から排出される長寿命放射性廃棄物の核変換処理技術、半導体ソフトエラーの評価・解明等の放射線応用分野で利用される放射線輸送シミュレーション技術の高度化のため、その基盤となる数10 MeVから数GeVの中高エネルギー核破砕反応で放出されるあらゆる粒子とその動力学的相関を統一的にかつ微視的に記述できる核反応モデルを開発すると共に、その精度検証を行い、汎用粒子・重イオン輸送計算コードPHITSに組み込み、被ばく線量評価、材料の劣化・損傷や照射効果に対するフラグメントや多粒子放出の影響を明らかにすることを目的としているが、本年度までに達成した成果によって、入射エネルギーが数10 MeVから数GeVの核反応に対して広い標的範囲の実験値を再現する核反応モデルを開発することができている。また開発しているモデルがイベントジェネレータを利用していることから放出される粒子とその動力学的相関を統一的にかつ微視的に記述できる。以上の理由により、研究の目的はおおむね達成されている。加速器を用いたがん治療や核変換等の放射線応用分野では、加速粒子と標的核(人体や加速器を構成する原子核)との相互作用に関して、詳細かつ正確な情報が求められる。本研究では、中高エネルギー領域の核反応で放出される多種多様な粒子とその動力学的相関を統一的にかつ微視的に記述できるイベントジェネレータを構築し、放射線応用分野で必要とされている粒子・重粒子輸送シミュレーションコードの高精度化に資することを目的としている。これまでに、非平衡過程からの粒子放出を核内カスケードモデル(INCL4.6)で模擬し、平衡過程からの粒子放出を統計マルチフラグメンテーションモデル(SMM)と一般化蒸発モデル(GEM)を組み合わせたモデルで模擬するイベントジェネレータを構築し、陽子入射反応に対する生成二重微分断面積の実験データを基に、モデルのフラグメント生成過程の記述の改良を行ってきた。今年度は、これまでの成果を国際会議で公表するとともに、本モデルを大型加速器における放射線損傷や遮蔽設計へ適用することを念頭に欧州原子核研究機構(CERN)との国際共同研究を進め、粒子・重粒子輸送シミュレーションコードの検証や高精度化に有用な新たな実験データを取得することができた。また、放射線医学総合研究所において、サイクロトロン施設を用いて、炭素やネオン等の複合粒子による放射化反応の実験データも取得できたので、今後幅広い領域においてモデルの検証を行っていくことができるようになった。非平衡過程からの粒子放出を核内カスケードモデル(INCL4.6)で模擬し、平衡過程からの粒子放出を統計マルチフラグメンテーションモデル(SMM)と一般化
新しい心不全治療:三次元人工心筋組織の臨床応用を目指して

新生児ラットの心臓から単離した細胞と液状のコラーゲンを混合し、鋳型に注入し培養することによって肉眼で拍動の観察可能な人工心筋組織を作成した。収縮力測定試験ではこれまでに報告されているような収縮力は得られなかったが、その異常の原因が、細胞内のカルシウムハンドリングに関連する異常によるものである可能性を遺伝子発現の検討によって明らかにした。今後の検討によっては、病的な心筋組織のモデルとして利用可能な人工心筋組織作成の可能性が示された。生後2-3日目の新生児Wistarラットから清潔操作下に心臓を摘出、ハサミで細分化した後、トリプシンで細胞を単離した。単離した細胞(2.5×10^6個)、ラット由来のタイプIコラーゲン、2倍濃度の培地を混合、NaOHでpHを調節した心筋細胞混合物を作成した。同混合物をドーナツ型の鋳型に注入し、37°Cインキュベートによるゲル状化の後、培地(DMEM、10%馬血清、2%鶏胎児抽出物、ペニシリン・ストレプトマイシン)を追加し培養を行った。7日間の培養の後、周期的な拡張刺激(10%の拡張、2Hz)を与えるストレッチャーに移動し、12日目まで培養を続けた。心筋細胞とコラーゲンの混合物は、培養2-3日目には内側の鋳型の周囲に凝集を初め、同時に、顕微鏡下に細胞の拍動が観察された。培養7日目の組織のストレッチャーへの移動時には組織の拍動が何とか肉眼的に確認できるようになり、培養12日目には容易に組織の拍動が確認出来た。収縮試験として、37°Cの通気したTyrode液中で初期長を変えて収縮力を測定し最適な長さを決定した後、等尺性収縮力測定を行い、続いて外液中のカルシウム濃度(0.2mMから2.8mM)を変化させた時の収縮力、収縮速度、弛緩速度を測定する予定であった。しかし、現状では初期収縮力の測定は完了しているが、外液中のカルシウム濃度に対する収縮力の変化は確認出来ていない。同組織が異常な心筋組織に成長している可能性がある為、SERCA2a、Phospholamban等、細胞内のカルシウムハンドリングに関連する遺伝子の発現等の検討によって、異常な反応の原因を解明しようとしている。正常な入工心筋組織を作成できるようになれば、早急にIGF-1の収縮力に与える効果の有無、増強効果があるなら添加の至適条件を決定する予定である。(研究の目的)前年度は新生児ラットの心臓から単離した細胞とコラーゲンからなる混合物をドーナツ型の鋳型に注入し、培養することによって輪ゴム状の人工心筋組織を作成した。研究の目的がIGF-1の心筋細胞への効果を検討することである為、まず、同人工心筋組織が従来報告されてきたのと同様の機能を持つ必要があった。肉眼で拍動が確認できる組織の作成には成功したが、収縮力測定試験で同人工心筋組織の発生する収縮力がこれまでに報告されてきたものより小さい、カルシウムに対する反応性が確認出来ない、また、カルシウム負荷に対して早期に不整脈が出現するなどの問題点が明らかとなった。細胞内のカルシウムハンドリングに関連する問題ではないかと考えられる為、本年度はそれらの問題点の原因探求を図るとともに、正常な人工心筋組織の作成を目的に検討を行った。(研究の成果)コラーゲンの種類など、様々な条件で人工心筋組織を作成した。組織からSERCA2a、Phospho lambanなどを含めた様々な遺伝子のmRNAの発現量をreal-time RT-PCR法で検討し、それぞれの条件におけるmRNA発現量を比較する事によって、最適な人工心筋組織作成の条件を見出そうとした。極まれに反応性の良かった組織をコントロールとして比較することにより、問題のある組織ではSERCA2a/PLB比率が低下している事が明らかになり、細胞内カルシウムハンドリングが問題に影響している可能性を示唆する結果を得た。その他にもマトリゲルを添加することによって細胞のアポトーシスが減少することが、Bax/Bcl-2の比率の低下ということで示され、また、培養条件によって心筋細胞のマーカーとして利用可能なCSQの発現量に変化が現れるなどの所見も得た。(意義、重要性)現在は上記のような所見を考慮し、正常な心筋組織の作成条件を決定すべく至適な培養条件を探っている。条件設定が終了し、安定した組織の作成が可能となれば、様々な検討に利用可能な人工心筋組織を安定して作成できる可能性を持つ。
エバネッセント波多変量計測法を用いたゼータ電位制御による電気浸透流過渡現象の解明

マイクロ流路の壁面帯電(ゼータ電位)によって電界中で発生する電気浸透流の流動構造を解明することを目的とした研究を遂行し,以下の成果を得た.壁面ゼータ電位を把握するために,申請者らによって提案されたナノ・レーザ誘起蛍光法(Kazoe and Sato 2007)を基に,二色の蛍光色素およびエバネッセント波を用いたゼータ電位の定量法を開発した.本手法によって,壁面に施された自己組織単分子膜(SAMs)のパターンを可視化し,ゼータ電位分布として定量的に評価することが可能となった.本手法によう成果は国内学会にて発表され,Applied Physics Lettersに掲載された.また,非一様ゼータ電位によって発生する電気浸透流の過渡状態の速度分布計測を行った.エバネッセント波および体積照射を用いた壁面近傍およびバルク速度計測システムを開発し,位相平均粒子追跡法によって高時空間分解能を有する速度計測が可能となった.上記のSAMsを用いた表面修飾によってゼータ電位分布を発生させた実験流路を用いて電気浸透流の速度計測を行い,電界印加後から運動量拡散によって定常状態に達するまでの時系列速度分布を得た.以上の研究成果は国内学会において発表され,MeasurementScience and Technologyに掲載決定となった.その一方で,本年度は米国ジョージア工科大学に海外渡航を行い,電気浸透流中における物質挙動の解明を目的とした研究を行った.エバネッセント波を用いた壁面近傍速度計測より,電界を印加すると粒子が壁面から離れる方向の力を受ける様子が観察された.粒子に働く力は粒子径の二乗,電界の二乗に比例し,非一様電界中における誘電泳動によって説明されることが判った.研究成果は国際会議にて発表された.これらの研究成果は,微小空間における精緻な流動制御および試料の吸着制御といった基盤技術の確立に貢献し,電気浸透流を用いた次世代マイクロ流体デバイスを実用化する上で必要不可欠なものである.マイクロ流路の壁面帯電(ゼータ電位)によって電界中で発生する電気浸透流の流動構造を解明することを目的とした研究を遂行し,以下の成果を得た.壁面ゼータ電位を把握するために,申請者らによって提案されたナノ・レーザ誘起蛍光法(Kazoe and Sato 2007)を基に,二色の蛍光色素およびエバネッセント波を用いたゼータ電位の定量法を開発した.本手法によって,壁面に施された自己組織単分子膜(SAMs)のパターンを可視化し,ゼータ電位分布として定量的に評価することが可能となった.本手法は特許として出願され,研究成果は国際会議にて発表された.また,非一様ゼータ電位によって発生する電気浸透流の過渡状態の速度分布計測を行った.計測法として,低レイノルズ数流れの再現性に基づき,トレーサ蛍光粒子を用いた繰り返し速度計測法を開発した.本手法によって,粒子の凝集による流路の詰まりや流れの変化を防止する低粒子数密度下での高時空間分解能を有する速度計測が可能となった.上記のSAMsを用いた表面修飾によってゼータ電位分布を発生させた実験流路を用いて電気浸透流の速度計測を行い,電界印加後から定常状態に達するまでの時系列速度分布を得た.実験結果より,非一様ゼータ電位によって壁面近傍速度が発生し,運動量が流路全体に輸送されることで流動場が形成され,その時間スケールは運動量拡散に依存し10^<-2>s程度であることが判った.以上の研究成果は国内学会において発表された.その一方で,交流電場中における誘電泳動を用いた粒子分離技術の開発を行い,本技術は特許として出願され,研究成果は国内学会にて発表された.更に,生化学分析を目的としたマイクロ流体デバイスにおいて,流路の主な材質であるPDMSにコラーゲンを混入するこたでデバイスの保水性を制御する技術を開発し,研究成果が雑誌論文に掲載決定となった.マイクロ流路の壁面帯電(ゼータ電位)によって電界中で発生する電気浸透流の流動構造を解明することを目的とした研究を遂行し,以下の成果を得た.壁面ゼータ電位を把握するために,申請者らによって提案されたナノ・レーザ誘起蛍光法(Kazoe and Sato 2007)を基に,二色の蛍光色素およびエバネッセント波を用いたゼータ電位の定量法を開発した.本手法によって,壁面に施された自己組織単分子膜(SAMs)のパターンを可視化し,ゼータ電位分布として定量的に評価することが可能となった.本手法によう成果は国内学会にて発表され,Applied Physics Lettersに掲載された.また,非一様ゼータ電位によって発生する電気浸透流の過渡状態の速度分布計測を行った.エバネッセント波および体積照射を用いた壁面近傍およびバルク速度計測システムを開発し,位相平均粒子追跡法によって高時空間分解能を有する速度計測が可能となった.上記のSAMsを用いた表面修飾によってゼータ電位分布を発生させた実験流路を用いて電気浸透流の速度計測を行い,電界印加後から運動量拡散によって定常状態に達するまでの時系列速度分布を得た.以上の研究成果は国内学会において発表され,MeasurementScience and Technologyに掲載決定となった.その一方で,本年度は米国ジョージア工科大学に海外渡航を行い,電気浸透流中における物質挙動の解明を目的とした研究を行った.

エバネッセント波を用いた壁面近傍速度計測より,電界を印加すると粒子が壁面から離れる方向の力を受ける様子が観察された.粒子に働く力は粒子径の二乗,電界の二乗に比例し,非一様電界中における誘電泳動によって説明されることが判った.研究成果は国際会議にて発表された.これらの研究成果は,微小空間における精緻な流動制御および試料の吸着制御といった基盤技術の確立に貢献し,電気浸透流を用いた次世代マイクロ流体デバイスを実用化する上で必要不可欠なものである.