hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
半整数制約付き種別構成問題に対する高性能錐最適化手法の構築

1.二次錐分割における線形近似制約では、データの持つ疎性を利用して、計算時間の短縮を行った。二次錐分割に対する線形近似制約は、既にある程度の性能を確かめていたが、育種学に表れる入力行列は非常に多くのゼロを含んでいることから、ゼロ要素を計算から除外して非ゼロ要素のみで計算を行う方法を新規に開発した。これにより、計算時間の短縮を達成し、育種学の10000種程度のデータでは計算時間が30分の1まで短縮されることも確認した。この計算方法は高精度な最適解の求解に対して従来手法よりも有効である。2.制約に着目した分離法では、整数制約と二次錐制約を分離し、それぞれを交互に反復計算することで最終的に最適解を得る手法を検討しているが、本年度は一般的な半整数制約ではなく、0または1のみを取るバイナリー整数制約の場合にBaiらのsplitting methodによる数値実験を行った。これにより、反復計算の一種であるsplitting methodが生成する点列がどのように最適解に収束するか、また最初の反復にどのような初期条件を設定するべきか、という知見を得た。1.二次錐の分割による線形近似制約では、n次元二次錐をn個の3次元二次錐に分割してから線形近似を行う点が大きな特徴である。従来手法では一反復あたり1個の線形制約しか生成できなかったために、最適解を特定するために必要な線形制約を生成するのに多くの反復が必要であった。本研究の手法では、分割してから線形近似を行っており、各反復で最大n個の線形制約が生成され、必要な反復回数の削減に結びついている。さらに、本研究では、n個の線形制約を生成するときに非ゼロ要素のみを用いて線形制約を生成する手法を開発した。この手法については、生成される線形制約に含まれる非ゼロ要素の数は、その生成に利用した非ゼロ要素の数で抑えられる、という数学的特徴を持っており、この特徴の理論的解析を行った。また、直交射影を採用することで、従来の線形近似制約がもつ全要素が非ゼロという非効率性の回避を行っている。2.半整数制約付き種別構成問題に関するデータの生成方法を確認した。特に、育種学のデータについては、どのような特徴を数理モデルに定式化するべきか、また、その特徴を計算手法にどのように活用するか、検討を行った。3.錐制約と整数制約の交互反復計算については数値実験を行っているが、まだ半整数制約付き問題に対しては適用を行っておらず、今後の数値実験で進めていく予定である。また、これまでの数値実験で得られた結果の一部には、Baiらのsplitting methodにおける最適解への収束に関する理論的解析では扱えない部分があることも確認しており、数学的な性質の特定を進めている。以上の点から、「錐制約と整数制約の交互反復計算」については検討すべき課題も残っているが、「二次錐の分割による線形近似制約」では一定の成果を上げているため、「おおむね順調に進展している」と判断した。1.「二次錐の分割による線形近似制約」については、2019年8月にベルリンで開催予定のICCOPT 2019に参加して発表を行う予定である。この発表の質疑応答などからフィードバックを得られた場合、計算手法に反映させる。改良した計算手法については、ソフトウェアとしてパッケージ化を行い、ホームページへの掲載など公開も順次進めることとする。
情報符号技術に関する統計力学的手法に基づいた典型性能評価法の確立

統計力学の手法に基づいて,誤り訂正符号,圧縮符号,CD甑通信方式など各種符号の性能評価を行うための枠組みを発展させた.得られた枠組みは,以下の3つに大別される.1.単位符号長を無限大とした極限における典型的な性能を与える方法符号をランダムハミルトニアンで特徴づけられる一種のスピングラス系と見なし,符号長無限大の極限における復号の成功・失敗を統計力学における相概念と結びつけることにより,不則系の相転移解析から符号の典型的な性能を評価する2.単位符号長が有限である場合に非典型的な振る舞いを特徴づける方法大偏差確率の評価法と統計力学におけるレプリカ法を組合わせることにより,符号の性能が型値からずれる確率を評価する3.単位符号長を無限大とした極限において,確率伝搬法の典型的性能を評価する方法誤り訂正符号の実際的復号法として,近年,標準的な方法となりつつある確率伝搬法の典型的な性能を単位符号長が無限大となる極限で評価するまた,これらの研究を通じ,統計力学的計算手法に関して以下のような知見を得た.4.レプリカ指数に関する解析性の破れの構造を厳密に解析できる例の発見数学的正当性が未解決であるレプリカ法に関して,有限系でも現実的に許容できる計算時間でレプリカ法を用いずにレプリカ指数の解析接続が可能となる例を発見し,レプリカ指数に関る解析性の破れがレプリカ対称性の破れを引き起こすシナリオの1つを解明した5.確率伝搬法の動的不安定性とAT不安定性との対応に対する予想確率伝搬法が収束しなくなる条件が,レプリカ対称性の破れを引き起こす条件の1つであるAT不安定性条件と一般的に一致することを示唆する結果を得た統計力学の手法に基づいて,誤り訂正符号,圧縮符号,CD甑通信方式など各種符号の性能評価を行うための枠組みを発展させた.得られた枠組みは,以下の3つに大別される.1.単位符号長を無限大とした極限における典型的な性能を与える方法符号をランダムハミルトニアンで特徴づけられる一種のスピングラス系と見なし,符号長無限大の極限における復号の成功・失敗を統計力学における相概念と結びつけることにより,不則系の相転移解析から符号の典型的な性能を評価する2.単位符号長が有限である場合に非典型的な振る舞いを特徴づける方法大偏差確率の評価法と統計力学におけるレプリカ法を組合わせることにより,符号の性能が型値からずれる確率を評価する3.単位符号長を無限大とした極限において,確率伝搬法の典型的性能を評価する方法誤り訂正符号の実際的復号法として,近年,標準的な方法となりつつある確率伝搬法の典型的な性能を単位符号長が無限大となる極限で評価するまた,これらの研究を通じ,統計力学的計算手法に関して以下のような知見を得た.4.レプリカ指数に関する解析性の破れの構造を厳密に解析できる例の発見数学的正当性が未解決であるレプリカ法に関して,有限系でも現実的に許容できる計算時間でレプリカ法を用いずにレプリカ指数の解析接続が可能となる例を発見し,レプリカ指数に関る解析性の破れがレプリカ対称性の破れを引き起こすシナリオの1つを解明した5.確率伝搬法の動的不安定性とAT不安定性との対応に対する予想確率伝搬法が収束しなくなる条件が,レプリカ対称性の破れを引き起こす条件の1つであるAT不安定性条件と一般的に一致することを示唆する結果を得た本研究の目的は情報符号化技術に関して,統計力学に基づく典型評価方法を導入し,定着させることである.今年度は研究実施期間の初年度に当たるため,主に以下の予備的な研究を行った.1.統計力学的な評価法で中心的役割を果たすレプリカ法の数学的正当性を示す方法を検討した.具体的には過去にスピングラス模型で行われている考察を詳細に吟味し,誤り訂正符号の性能評価に対して,I)解析性とII)凸性の2つの側面から議論する研究計画を立てた.来年度以降,この計画に沿って研究を遂行する予定である.2.誤り訂正符号と並ぶ代表的な符号化技術である歪ありデータ圧縮を非線形パーセプトロンで実現する方法を提案し,その符号長無限大での性能評価をレプリカ法および数値計算を併用して行った(Phys.Rev.E66,066126(1-8)(2002)).統計力学的観点からは,この系は誤り訂正符号の系よりも取り扱いが容易である.今後は,この系に対して情報理論で行われている信頼性関数の詳細な評価をレプリカ法を用いて行い,符号研究における統計力学的手法の有効性を確かめる計画である.3.スペクトル拡散符号の検出問題に情報理論で知られている信念伝播法を適用し,その性能解析からレプリカ法と等価な結果が導出されることを示した.今後はこの信念伝播法とレプリカ法との関係がどの程度一般的であるか,更に検討する計画である.主に以下の2つの研究を行った.1)統計力学の解析手法を情報符号化技術の標準的な解析法として定着させるため,その有用性を示す研究を行った.具体的には,携帯電話に代表される無線通信の重要な要素技術であるCDMA通信方式のマルチユーザー復調アルゴリズムを統計力学の技術を用いて開発した.この種のアルゴリズムは複数の変数を多段の回路に受け渡す形式で実装されるが,提案手法は既存手法と比較して,必要な段数を数十%削減することが可能で,しかもユーザー数が十分に多い状況では,理論的な最良限界をほぼ達成する性能を示すことが明らかになった.

この結果は米国電気学会主催の国際会議ISIT2003および,英国物理学会刊行のJ.Phys.A誌上で発表された.2)統計力学の技術が情報科学の問題に有用であるならば,逆に情報科学で知られている技術が統計力学の問題に役立つ可能性もある.そのような例は両分野を隔てる無用な垣根を低くする方向に作用し,本課題の最終目標である情報科学における統計力学的手法の定着にもつながる.そこで本研究では,確率推論の研究で知られている信念伝播(BP)アルゴリズムをスピングラスモデルに適用し,相転移構造の解明に役立つことを示した.具体的には,スピングラス転移の熱力学的判定条件であるAT安定性の破れが,BPアルゴリズムにおける動的な不安定性の条件と一致していることを強く示唆する結果を得た.これが正しいとすると,従来不明であった希釈スピングラスモデルの相図を簡便に得ることが可能となる.この結果は.日本物理学会刊行のJ.Phys.Soc.Jpn.誌上で発表された.主に以下の2つの研究成果を得た.1)離散ランダムエネルギー模型におけるレプリカ指数に関する厳密な解析接続統計力学的手法の情報科学への応用に際して,もっとも中心的な役割を果たしているのがレプリカ法である.圧縮符号や誤り訂正符号など情報通信に関する符号化問題では,データやノイズの固定された実現値に対してではなく,与えられた確率分布からランダムに定まるデータやノイズのサンプルへの平均的な振舞いによってその性能が定まる.情報科学における従来手法では,ランダム符号化など特殊な場合を除いて,これらのサンプル平均を解析的に評価する手段は知られていなかった.レプリカ法は,サンプルに依存する分配関数と呼ばれる量の自然数べきに関するモーメントの評価結果を複素数べきに対して解析接続することにより,ランダム符号化を含むより広い問題クラスに対して,精度の高い解析的性能評価を可能にする手段である.ただし,自然数から複素数への解析接続を行う際に,どのような現象が起こり得るのか,そのシナリオは完全には解明されていない,この研究では,離散ランダムエネルギー模型と呼ばれる数理モデルに対してレプリカ法を用いずに自然数べきから複素数べきへの解析接続を行うことにより,レプリカ法を適用する際に現れる様々な相転移現象の起源を解明することに成功した.2)歪みありデータ圧縮の誤り指数評価に関する統計力学的枠組みの構築情報符号化における誤り指数の評価は情報理論における中心的課題の一つである,特に,歪みありデータ圧縮に関する誤り指数評価は未解決問題が多数残されており,現在,精力的に研究が行われている問題である.本研究では,レプリカ法を応用することで,従来手法では事実上ランダム符号化に限られている誤り指数のタイトな評価をより広い符号化クラスに拡張することに成功した。主に以下の2つの結果を得た.1)冗長な次元を削減する効果を導入したベイズ判別器の統計力学的開発ベイズの公式に基づく推論はその有用性が認識されている一方で,多くの場合,計算困難を伴うため実現が難しい.この困難を解決する実際的近似アルゴリズムの開発は,推論結果に対する性能評価と並んで最も統計力学に期待が寄せられている研究課題である.本研究では,特に,生命情報解析などの実データ解析で必要となる冗長次元の削減という問題に対し,ベイズ統計の枠組みを有効利用するための近似アルゴリズムの開発を行なった.考察した課題は以下のようなものである.
外国語活動マネジメント問診票を用いた校内研修プログラムの開発とデータベース化

1実施内容(1)校内研修計画の間接的支援(1学期から夏季休業中)研究協力校に加えて、複数の学校や地域に対して「外国語活動マネジメント問診票」を使った実態分析と研修プログラムを提供した。電話やメールで助言を与えたり、研修資料を送ったりして間接的支援を行った。(2)校内研修・集中研修の直接支援(夏季休業中)研究協力校や希望があった学校・地域で研修を直接支援し、研修データを回収してフィードバックを実施した。(対象校および地域:静岡県浜松市3例、愛知県日進市1例、高知県高知市1例)(3)ネットワークシステムによる共同開発(4月11月)計画または実施した研修プログラムを、協同開発ネットワークシステムを使って遠隔地の研究協力者と協議を継続した。(4)データベース化(6月)協同的に開発した研修プログラムを整理・分類しながらデータベース化を図った。当初、自分のホームページ上で公開するつもりだったが、維持費や多くの人の目に触れる機会が少ないという問題から、教育開発研究所と交渉して、出版社のホームページ上にデータベースを設けることができた。(5)データベースの公開と更新(7月)開発プロセスにおいて得られた情報や知見を整理・蓄積するための資料室も設置し、データベースの充実を図った。データの修正や新しいデータの追加のために、定期的にデータベースを更新した。2研究成果ネットワークシステムによる共同開発は、多忙な研究協力者が多かったために、システムの稼働率が低く十分な成果がでなかったが、一部の研究協力者による熱心な実践と間接支援・直接支援による多くの研修事例が集まったことで、データベースの充実が進んだ。さらに、出版社のホームページ上でデータベースを公開できたことにより、研究目的である「多くの学校で利用可能となる外国語活動校内研修データベースの開発」は概ね達成できた。今後は、さらに研究成果の普及を目指して、データベースの充実を図りたい。
ウイルス性脳障害における免疫回避機構の解析

a)E.coli発現系における抗原産生と精製:MCMV-m157遺伝子をPCR法によってクローニングしE.coli発現ベクター(Pet27)に組み込むことができた。現在、蛋白の産生に取り組んでいる。b)ラットの感作及びモノクローナル抗体のスクリーニングと樹立:MCMV-ie2、ie3遺伝子をMCMVゲノムからPCR法によってクローニングし、E.coli発現ベクター(Pet27)に組み込み蛋白を精製した。これをラットに免疫し、モノクローナル抗体を作成した。B.C57BL/6新生児マウス持続感染モデルにおける解析a)感染脳におけるMCMV抗原(ie1/2/3,el)の発現解析:上記で作成した単クローン抗体を用いて新生児感染脳内の抗原分布を解析した。その結果EI抗原は神経細胞で発現しやすく、IE1/3抗原は神経細胞では発現しにくくグリア細胞に発現しやすいことが明らかとなった。b)感染脳の神経細胞におけるNMDAレセプター発現の解析:MCMV感染した海馬の神経細胞においてNMDAレセプターmRNAの発現をin situ hybridizationで、レセプター蛋白の発現をウエスタンブロッテイングと免疫染色で解析した。免疫染色はレーザー顕微鏡を用いて解析した。その結果、MCMV感染によって神経細胞におけるNMDAレセプター発現が抑制されることが明らかとなった。この成果はActa Neuropathologicaに掲載された。これをラットに免役し、モノクローナル抗体を作成した。C57BL/6新生児マウス持続感染モデルにおける解析a)感染脳におけるMCMV抗原(ie1/2/3,e1)の発現解析上記で作成した単クローン抗体を用いて新生児感染脳内の抗原分布を解析した。RT-PCR法、ウエスタンブロッテイング、免疫沈降法、b)感染脳の神経細胞におけるNMDAレセプター発現の解析MCMV感染した海馬の神経細胞においてNMDAレセプターmRNAの発現をin situ hybridizationで、レセプター蛋白の発現をウエスタンブロッテイングと免疫染色で解析した。免疫染色はのレーザー顕微鏡を用いて解析した。B.C57BL/6新生児マウス持続感染モデルにおける解析a)感染脳におけるMCMV抗原(ie1/2/3,e1)の発現解析:上記で作成した単クローン抗体を用いて新生児感染脳内の抗原分布を解析した。
細胞内メチレーションリズムと時計遺伝子mRNA制御のクロストークの分子基盤

27年度が最終年度であるため、記入しない。
アンドレ・ジッド草稿研究

研究期間における成果としては,アンドレ・ジッド『狭き門』の本文・異文の精密な一覧を作成したことと,同作品にかんする書評類の分析および関連書簡の具体的調査との2つに大別される。まず前者としては,パリ大学附属ジャック・ドゥーセ文庫所蔵の初期草稿やパリ国立図書館所蔵の自筆断片稿・タイプ完全稿等にもとづき作成していた『狭き門』の本文および異文の暫定的な一覧を,新発見の雑誌初出テクストの校正刷を参照・調査することで,さらにいっそう精密なものとした。これによって『狭き門』のテクストがどのように生成し変化していったかが,いっそう容易にとらえられるようになった。また初年度・第2年度に収集した書評類の分析によって『狭き門』にたいする初期の受容傾向を大まかに把握するとともに,関連未完書簡の具体的調査にかんしては,各年度ともフランスで実地調査をおこない,ドゥーセ文庫所蔵の書簡数百通の筆写を完了した。現在はこれらの書簡に付注するための文献的・実証的調査を進めている。いずれの資料体も『狭き門』の生成や受容にかんする第一次資料として決定的な重要性をもつものであり,すでに少なからぬ新事実が発見・解明されている。初年度の研究作業の成果としては,生成研究全般の現状把握と,アンドレ・ジッド『狭き門』の草稿類の具体的調査との2つに大別される。まず前者としては,生成研究の現状と問題点にかんして基本的な情報を収集した。すなわちフローベールやプルーストなど,先鋭な創作意識をもち,今日の生成研究の主要な対象となった近現代作家を中心として,ここ四半世紀をめどに代表的業績の収集に努めた。同時にそれらをテクストとして大学院ゼミで講読・討議をおこない,さらに研究会・懇談会などを定期的に主宰することで,他の研究者との情報交換を進めることができた。このような生成学全般にかんする知見は,個別的なジッド作品の分析にも理論上の確固たる基盤を与えることになろう。また『狭き門』の草稿類にかんしては,フランスで実地調査をおこない,まずはパリ大学附属ジャック・ドゥーセ文学図書館所蔵の初期草稿やパリ国立図書館所蔵の自筆断片稿・タイプ完全稿について解読・転写を完了した。また作家の遺産相続人カトリーヌ・ジッド女史個人蔵の自筆断片稿については第一段階として写真版による解読・転写をおこなった。これら転写テクストの具体的な検討は今後の主要課題となるが,すでに初年度の閲覧・解読作業をつうじ,長期間にわたる『狭き門』生成の様態を確実に把握することができたのは大きな収穫であった。また作品発表当時の書評類の収集にも努めており,現時点で約50点を確認している。次年度に予定される関連未刊書簡の調査とあわせて,同時代の批評傾向をさぐる貴重なコーパスとなるであろう。第2年度の研究作業の成果としては,アンドレ・ジッド『狭き門』の本文・異文の一覧作成と,同作品にかんする書評類の分析および,関連未刊書簡の具体的調査との2つに大別される。まず前者としては,初年度にフランスでおこなった実地調査にもとづき,パリ大学附属ジャック・ドゥーセ文学図書館所蔵の初期草稿やパリ国立図書館所蔵の自筆断片稿・タイプ完全稿など,現存が確認されているすべての自筆稿類と,約20の各種刊本との比較照合によって,本文(暫定的には,作家の存命中に手直しをされたことが確実な,いわゆる『全集』版)および異文の一覧を作成した。これによって『狭き門』のテクストがどのように生成し変化していったかが,視覚的にも容易にとらえられるようになった。また初年度に収集した書評類の分析によって『狭き門』にたいする初期の受容傾向を大まかに把握するとともに,関連未刊書簡の具体的調査にかんしては,本年度もフランスで実地調査をおこない,ジャック・ドゥーセ文学図書館所蔵の関連未刊書簡約100通のうち,ほぼ7割を筆写した。現在はこれらの書簡に付注するための文献的・実証的調査を進めている(残りの未刊書簡については最終年度の早期に渡仏して,筆写を完了する予定である)。

最終年度の研究作業の成果としては,第2年度に作成したアンドレ・ジッド『狭き門』の本文・異文の一覧をさらに精密なものにしたことと,同作品にかんする書評類の分析および,関連未刊書簡の具体的調査との2つに大別される。まず前者としては,すでにパリ大学附属ジャック・ドゥーセ文学図書館所蔵の初期草稿やパリ国立図書館所蔵の自筆断片稿・タイプ完全稿等にもとづき作成していた『狭き門』の本文および異文の一覧を,新発見の雑誌初出テクストの校正刷を参照・調査することで,さらに精密なものとした。これによって『狭き門』のテクストがどのように生成し変化していったかが,いっそう容易にとらえられるようになった。また初年度・第2年度に収集した書評類の分析によって『狭き門』にたいする初期の受容傾向を大まかに把握するとともに,関連未刊書簡の具体的調査にかんしては,最終年度もフランスで実地調査をおこない,ジャック・ドゥーセ文学図書館所蔵の関連未刊書簡約100通の筆写を完了した。現在はこれらの書簡に付注するための文献的・実証的詞査を進めている。いずれの資料体も『狭き門』の生成や受容にかんする第一次資料として決定的な重要性をもつものであり,すでに少なからぬ新事実が発見・解明されている。
歯乳頭由来幹細胞（ＳＣＡＰ）のニッチの解析による新たな間葉系幹細胞維持機構の解明

生体内では,多くの器官に組織幹細胞が存在し,組織の恒常性の維持や修復に関与し,これらの組織幹細胞は,それぞれの組織内でニッチと呼ばれる特有な微小環境中に存在し,その幹細胞性を維持していることがよく知られている.そこで我々は幹細胞ニッチに関わる因子として,Ccn4遺伝子に注目し,Ccn4が歯の発生や創傷治癒に関与している可能性を明らかとした.今後,Ccn4遺伝子とニッチの維持機構の関係を明らかにしていく予定である.生体内では,多くの器官に組織幹細胞が存在し,組織の恒常性の維持や修復に関与していることが知られている.これらの組織幹細胞は,それぞれの組織内でニッチと呼ばれる特有な微小環境中に存在し,その幹細胞性を維持していることがよく知られている.そこで,昨年度我々は創傷治癒に関与していることが知られているwnt-induced secreted protein (WISP)-1/CCN4が歯胚発生時期に高発現していることをin situ hybridizationにて明らかにしてきた.そこで今年度はWISP-1/CCN4ノックアウトマウスにおいて,歯胚発生に影響があるか組織学的に検討した.その結果,E14.5のノックアウトマウスにおいて若干歯胚発生が遅れている像が観察されたが,E18.5では発生にほぼ差は認められなかった.また,創傷治癒に幹細胞ニッチが大きく関与しているという報告から,WISP-1/CCN4ノックアウトマウスに皮膚欠損を作製し,創傷治癒に与える影響を検討した.その結果,ノックアウトマウス群において,皮膚創傷治癒は有意に抑制された.以上より,WISP-1/CCN4が幹細胞ニッチに関わり,組織発生や創傷治癒を制御している可能性が示唆された.生体内では,多くの器官に組織幹細胞が存在し,組織の恒常性の維持や修復に関与し,これらの組織幹細胞は,それぞれの組織内でニッチと呼ばれる特有な微小環境中に存在し,その幹細胞性を維持していることがよく知られている.そこで我々は幹細胞ニッチに関わる因子として,Ccn4遺伝子に注目し,Ccn4が歯の発生や創傷治癒に関与している可能性を明らかとした.今後,Ccn4遺伝子とニッチの維持機構の関係を明らかにしていく予定である.生体内では多くの器官に組織幹細胞が存在し,組織の恒常性の維持や修復に関与していることが報告されている.これらの組織幹細胞は,それぞれの組織中でニッチ(niche)と呼ばれる特有の微小環境中に存在し,その幹細胞性を維持していることがよく知られている.本研究は,申請者らが発見した歯乳頭由来幹細胞(SCAP)の幹細胞性維持微小環境(ニッチ)をマウスモデルにおいて探索し,組織学的・細胞生物学的に詳細な解析を行うことを目的としている.本年度は,発生や創傷治癒に関与が報告されている様々な因子に関し,in situ hybridizationを行い,発生期の歯胚における発現パターンを解析してきた.その結果,wnt-induced secreted preteen (WISP)-1/CCN4遺伝子が上皮間葉相互作用後の歯胚上皮に高発現している事実を掴んだ.実際,発生メカニズムが類似する毛根においてもその発現を確認した.WISP-1は四肢の発生や創傷治癒過程において高発現することがこれまでに報告されており,WISP-1遺伝子とSCAPのニッチの関与が推測される.歯胚の発生期における新規の遺伝子WISP-1の発現パターンを新たに把握しつつある.今後は,WISP-1遺伝子欠損マウスを用い,WISP-1遺伝子とSCAPのニッチとの関係を分子生物学的,免疫組織学的な検討を開始する.またSCAPの支持細胞の同定を目指す.計画通りに細胞培養関連試薬や実験動物の購入に使用する.
化学発光を触媒する抗体の作製と抗体工学への発展

本研究は、化学発光を触媒するモノクローナル抗体を作製し、ラジオアイソトープを使わない超高感度なイムノアッセイや、発光性マーカータンパクとして遺伝子工学にも広く応用できる新しいタイプの化学発光性人工タンパク質を作り出すことをめざしたものである。シアノエチル基で保護したジオキセタン誘導体を基質とし、β脱離によって保護基を切断し化学発光を誘発する活性を持った抗体を誘導するために、今年度は以下の3点に分けて研究を行なった。(1)抗原抗体相補性の原理に基づいて設計した、アミノ基を主要抗原決定基とする2種類のハプテンを用いてマウスを免疫し、ハプテンに特異的な8種類のモノクローナル抗体を作製した。化学発光の検出に高感度フォトンカウンターを用いて、種々の条件下でこれら抗体の触媒活性をスクリーニングしたが、ジオキセタン誘導体の保護基を切断し化学発光を誘発する活性を持った抗体は得られなかった。そこで、(2)上述の抗原抗体相補性の原理に加え、β脱離反応の遷移状態における立体電子的因子を考慮し、立体配座の固定したトロパン骨格を有するハプテンを新たに設計し13工程で合成した。ついで、(3)合成した新たなハプテンを用いてマウスを免疫しモノクローナル抗体を作製した。このハプテンは非常に免疫原性が高く、高い抗体価を誘導し、多数のクローンが得られることが判明した。現在までに約57種類のモノクローナル抗体が得られ、なおさらに多くのクローンが得られつつある。これらの抗体は順次大量培養の後、アフィニティークロマトで精製し、化学発光を触媒する活性を指標にスクリーニングを行なっている。また、触媒活性の検出方法にも工夫を加え、シアノエチル基で保護したインジゴ系色素を合成し、β脱離を触媒する活性をハイブリドーマの培養上清の段階で検出する新しいスクリーニング法を取り入れ、スクリーニングの効率化を図っている。一方、トロパン骨格を有する本ハプテンは、シアノエチル基のβ脱離だけでなく、カチオン様の遷移状態を経る反応、とくにグリコシド結合の加水分解の遷移状態ともきわめて類似しているため、グリコシド結合を切断する活性を指標とするスクリーニングを同時に実施しているところである。今後、β脱離による化学発光とグリコシド結合の加水分解という2つの観点から抗体を選抜し、得られた抗体の遺伝子をクローニングし、大腸菌での発現系を構築する予定である。
血小板の膜糖蛋白GPIIb/IIIa複合体の機能ドメインの解明ー血小板無力症のvariant型のGPIIb/IIIaの分子生物学的検索による異常構造との比較ー

血小板膜糖蛋白GPIIb/IIIa複合体の量的・質的異常による凝集能欠損病態である血小板無力症の本邦人22例(男7例、女15例)を収集し、交叉免疫電気泳動法(CIE)にて検索し得た20例では、本複合体を全く検出しえないtype Iが8例(男4、女4)、痕跡的に本複合体が残存するtype IIが9例(男2,女7)、本複合体がほぼ正常量(正常の約40%以上)に存在する亜型が3例(男1、女2)であった。Type IIの男性患者(M.K)の血小板からmRNAを抽出し、PCR法にてGPIIIaのアミノ酸番号110ー350の範囲を増幅した成績では、cDNAの674ー675番のCGがGCに変化し、アミノ酸番号では192ー193番のHisーValがGlnーAsnに変異していた。本例ではGPIIIaのこの分子異常のためにGPIIbとGPIIIaの複合体形成が不良となり、そのために本複合体が減少した可能性もある。血小板無力症では血漿フィブリノゲン(Fbgn)は正常にもかかわらず、血小板Fbgnが減少しているが、本症のtype別に検討すると、type I(4例)では正常の4.6±1.7%、typ II(7例)では21.9±6.1%、亜型の1例(GPIIb/IIIaの量は正常の約40%)では70.6%であった。GPIIb/IIIaの残存量と血小板内Fbgn量との間には正の相関関係が見られ、流血中の血小板が血漿中のFbgnを取り込む場合は、少なくとも部分的にはその膜糖蛋白GPIIb/IIIaに依存することを示唆し、GPIIb/IIIaは非活性化状態でも機能しているように推測された。また亜型の一例の血小板Fbgnの成績から、この異常GPIIb/IIIaは凝集機能は有しないが、流血中では血漿からのFbgn取り込み機能を有するように考察され、このGPIIb/IIIa分子においてはFbgnの結合部位(受容体)と、Fbgnの取り込みに関与するドメインとは異なるように結論された。残念ながらこの血小板のmRNAをもとにしたGPIIb/IIIaのcDNAのクロ-ニングはこれまでのところ成功していない。今年度も従来に引き続き、血小板無力症患者の血小板について交叉免疫電気泳動法(CIE)によって血小板膜糖蛋白のGPIIb/IIIa複合体の検索を行なった。今年度中に新たに5例の血小板無力症の診断を確定した。そのうち、4例はtypel,1例はvariant型(亜型)であった。これまで検索済みの14例を加えると、総計19例になり、typeIが11例、typeIIが4例、亜型が4例となる。本症ではそのGPIIb/IIIa複合体の異常にはかなりのheterogeneityが存在することを再確認した。

正常ヒト血小板からのmRNAの抽出方法について先ず検討し、Newmanらの方法を若干改変しほぼ満足すべき方法を見出した。このmRNAを鋳型にして、first strand cDNAを合成し、これをPCR法にてGPIIIaのDNAを増幅する条件について検討し、90°Cで1分、ついで52°Cで2分、以後は72°Cの2分の32サイクルを用いることにした。CIE上でGPIIb/IIIa複合体が正常の約10ー15%程度に残存し、血小板凝集能は完全に欠損していたtype IIの血小板無力症患者(M.K.)の血小板から抽出したmRNAをもとに上記の条件でPCR法を用いてGPIIIaのcDNAを増幅した。その成績では、674ー675番のCGがGCに変化し、アミノ酸では192ー193番のHisーValがGlnーAsnに変化しているような成績であった。この異常が当初の目的としてのGPIIb/IIIa複合体のfibrinogenの結合ドメインの異常である可能性もあるが、そのほかに本例はいわゆる亜型ではなく、GPIIb/IIIa複合体が正常の10ー15%程度に残存している症例であることを考慮すると、GPIIIa分子上のGPIIb分子との複合体形成に関与する部位である可能性もある(この部位の異常のためGPIIaとGPIIIaの複合体形成が不良となり、本複合体が減少した可能性もある)。血小板無力症は血小板の膜糖蛋白GPIIb/IIIa(Integrin α_<IIb> β_3)の先天性の量的・質的異常による血小板凝集欠損病障である。GPIIb/IIIaは血小板が活性化されるとフィブリノゲン(Fbgn)に対する受容体を発現し、これに結合したFbgnが血小板相互間に架橋を形成し、凝集に導くとされる。血小板無力症ではまた血小板内Fbgnが減少しているが、この血小板内Fbgnの減少とGPIIb/IIIaとの関連性を検討した。検討しえた血小板無力症(11例)ではいずれも血漿FbgNは正常である。血小板内Fbgnの正常値は72.5±19.3μg/10^9血小板であるが、血小板無力症のうち、GPIIb/IIIaが全く検出不能のtype Iの4例では正常の4.6±1.7%(M±S.D.)、痕跡的に検出可能のtype IIの7例では21.9±6.1%、およびその機能異常である亜型の1例(GPIIb/IIIaの量は正常の約40%)では70.6%であった。GPIIb/IIIaの残存量と血小板内Fbgn量との間には正の相関関係が見られ、type IとIIの血小板の間にも有意差(p〈0.05)を認めた。この成績は流血中の血小板が血漿中のFbgnを取り込む場合は、少なくとも部分的にはその膜糖蛋白GPIIb/IIIaに依存することを示唆する。特に注目すべきことは血小板無力症の亜型の一例の血小板では、そのGPIIb/IIIaの量は正常の約40%であるにもかかわらず、血小板Fbgnが正常の70%に達していたことである。すなわち、この血小板の異常なGPIIb/IIIaは活性化されても凝集を生じる(Fbgnを結合)ことはできないが、流血中の静止状態では血漿中のFbgnを有効に取り込み得るように考察されるわけで、このGPIIb/IIIa分子においては活性化された場合のFbgnの結合部位(受容体)と、血漿Fbanの取り込みに関与するドメインとは異なるように結論された。残念ながらこの血小板のmRNAをもとにしたGPIIb/IIIaのcDNAのクロ-ニングはこれまでのところ成功していない。
老化と栄養-ベジタリアン食(菜食)の体組成および骨塩代謝に及ぼす影響-

玄米と野菜を主とした菜食を,45日間継続して実践するグループのボランティア(中高年)を対象として,体格,体組成,尿中窒素成分の変化をしらべた.本人が秤量し記録した食事記録から算出した摂取エネルギー量,タンパク質量,各自の所要量の50%にすぎなかった.一方ビタミン,ミネラルの摂取量は所要量を充足していた.ビタミンAやCの摂取量は所要量の5-8倍にも達していた.体重は菜食摂取3週間後には,平均3.6±0.6kg減少したが,その後の3週間には変化が認められず,回復食,自由食摂取後3週間後にも体重のリバンドは認められなかった.体重減少量と,菜食摂取前と摂取中のエネルギー摂取量の差の大きさとは有意な正の相関が認められた.上腕,胸囲,腹位などの周囲径や皮下脂肪厚についても、体重減少と同様な傾向が認められた.尿中窒素とクレアチニン窒素との比率,尿中ウレア窒素とクレアチニン窒素の比率は,摂取タンパク質量と正の相関が認められた.さらにこれらの値は菜食摂取3週間目に有意に減少していた.このことは,摂取タンパク質の減少を示すものと思われ、食事調査の結果にも対応していた。菜食終了3週間後にはいずれも有意に増加した。低タンパク食であるにもかかわらず、除脂肪重量の減少量はわずかでり,体重減少量の70%は体脂肪の減少によっていた.体水分量は菜食6週間後に有意に減少していたが,体水分率としては有意に増加を示した.体水分率は正常値の範囲内であるが,水分の貯留がおこっているかどうかはさらに検討する必要がある.緑黄色野菜を大量に摂取するこの菜食は、除脂肪重量の減少は少なく、通常の日常食に戻したときの体重のリバンドも認められず、高齢者が過剰栄養から種々の疾患を患っているときの,回復食として適当であると考えられる.玄米と野菜を主とした菜食を,45日間継続して実践するグループのボランティア(中高年)を対象として,体格,体組成,尿中窒素成分の変化をしらべた.本人が秤量し記録した食事記録から算出した摂取エネルギー量,タンパク質量,各自の所要量の50%にすぎなかった.一方ビタミン,ミネラルの摂取量は所要量を充足していた.ビタミンAやCの摂取量は所要量の5-8倍にも達していた.体重は菜食摂取3週間後には,平均3.6±0.6kg減少したが,その後の3週間には変化が認められず,回復食,自由食摂取後3週間後にも体重のリバンドは認められなかった.体重減少量と,菜食摂取前と摂取中のエネルギー摂取量の差の大きさとは有意な正の相関が認められた.上腕,胸囲,腹位などの周囲径や皮下脂肪厚についても、体重減少と同様な傾向が認められた.尿中窒素とクレアチニン窒素との比率,尿中ウレア窒素とクレアチニン窒素の比率は,摂取タンパク質量と正の相関が認められた.さらにこれらの値は菜食摂取3週間目に有意に減少していた.このことは,摂取タンパク質の減少を示すものと思われ、食事調査の結果にも対応していた。低タンパク食であるにもかかわらず、除脂肪重量の減少量はわずかでり,体重減少量の70%は体脂肪の減少によっていた.体水分量は菜食6週間後に有意に減少していたが,体水分率としては有意に増加を示した.体水分率は正常値の範囲内であるが,水分の貯留がおこっているかどうかはさらに検討する必要がある.緑黄色野菜を大量に摂取するこの菜食は、除脂肪重量の減少は少なく、通常の日常食に戻したときの体重のリバンドも認められず、高齢者が過剰栄養から種々の疾患を患っているときの,回復食として適当であると考えられる.
スターリン文化におけるショーロホフ-統制された文学の再考-

本年度も、モスクワやロストフ地方の諸研究機関・博物館で調査を行い、その後、3年間で収集した資料をもとに以下の点を論じた。(1)スターリン時代の批評小説『静かなドン』『開かれた処女地』に対する批評(1928-1941年)の読解を通じ、ソヴィエト公式文学の規範の浸透経過を追った。特に、規範に反する要素の取り込みを伴いながら、文学の国家化・全体主義化が進み、体制を一枚岩に保つための特殊な言説空間が形成される過程に着目。(2)検閲(1)では、小説による規範の内面化(広義の内的検閲)も論じたが、ここでは、アーカイヴ資料を用いて体制の外的介入の状況を跡づけ、検閲活動のメカニズムを明らかにした。(3)盗作問題『静かなドン』は、白軍作家の原稿に後から書き込みが加えられ、体制規範に沿うよう編集されたものだという説が現在でも根強い。本研究は、複数の作者主体の並存が、個的な作者概念を崩壊させた全体主義文化の産物であると論じた。(4)作品論二つの既発表論文(『静かなドン』の女性表象とコサック表象について)を、(1)(3)の観点を取り入れて論じ直した。以上をまとめ、博士学位申請論文『寸断されたテクスト-『静かなドン』とソヴィエト文学体制の成立』として2008年3月に東京大学に提出。従来のソヴィエト全体主義文化研究が主に、党決定や著名な論文をもとに表面的・制度的側面を論じるか、大量の作品をタイポロジー的に整理していたのに対し、本研究は、1,2作品とその周辺テクストの分析からこの文化の主要な問題点(作者・読者概念の変容、新たな現実概念の創出、検閲制度など)に切り込んだ。このアプローチにより、文化を駆動させた原理の実質を総体として析出できたのではないかと考える。また、翻訳とインタヴューを担当した以下の著書を刊行。ミハイル・ヤンポリスキー『隠喩・神話・事実性』平松潤奈・乗松亨平・畠山宗明訳、水声社、2007年。書評・文学論研究モスクワのロシア国立図書館とサンクト・ペテルブルクのロシア国民図書館において、ショーロホフ作品(初期短編、『静かなドン』『開かれた処女地』)に対する192040年代の書評記事約120点を収集、早稲田大学、東京大学、北海道大学でも、同様の新聞記事を約20点収集した。またロシアの各図書館で、2030年代に出版された文学論の著作・論集を15点ほど収集した。現在、文学テクストの統制/生産の観点からこれらの資料を考察中。手稿・検閲研究サンクト・ペテルブルクのロシア文学研究所に保存されている『静かなドン』の手稿を閲覧、『静かなドン』の1920年代40年代にかけての雑誌掲載版を、モスクワのロシア国立図書館にて収集。これらのテクストをもとに、草稿研究と検閲の問題を絡めながら今後論文化する予定。論文・発表・出版(1)論文「ショーロホフ『静かなドン』におけるジェンダー/セクシュアリティ--根絶される女性の身体について」を執筆、日本ロシア文学会誌に投稿。内戦期からスターリン統治期にかけてのジェンダー・セクシュアリティ・女性問題研究を踏まえ、家父長的コサック社会における女性の地位とその表象の問題を検討した。(2)共同研究「スラブ・ユーラシアにおける東西文化の対話と対抗のパラダイム」(科学研究費基盤研究A)の冬季研究会(2006年2月18日、於北海道大学スラブ研究センター)で口頭発表。「『静かなドン』におけるコサック--その主体化と解体」というタイトルで、内戦期のコサック自治独立運動と、ソヴィエト政権の民族政策・コサック撲滅政策との関係を追い、『静かなドン』においてそれがどう表象されているかを論じた。論文化予定。(3)共同研究「ソヴィエト全体主義における文化と政治権力の相克および共生に関する超域・横断的研究」(科学研究費基盤研究C)の研究会(2006年2月24日、於鬼怒川)で発表。(2)で取りあげた問題を、ソ連の統制的な文学制度の問題と関係づけ論じた。(4)ミハイル・ヤンポリスキー『デーモンと迷宮ダイアグラム・デフォルメ・ミメーシス』を翻訳出版(共訳、2005、水声社)。(5)(4)の出版を機に開かれた公開研究会「テクストと身体」(2006年3月9日、於新潟大学)で、「ソ連文化と身体」というタイトルで口頭発表。(4)の著作が提起するテクスト分析の方法論をもとに、ソ連史研究・スターリン文化研究の諸問題(アーカイヴ資料の扱い方、検閲制度と身体表象との関わり等)を考察。論文化予定。書評・文学論研究昨年に引き続き、モスクワのロシア国立図書館とサンクト・ペテルブルクのロシア国民図書館において、ショーロホフ作品に対する192040年代の書評記事約50点を収集、また国内(早稲田大学、東京大学)でも、新聞記事約30点を収集した。現在これらの資料を読み進め、論文化の作業に取り組んでいる。手稿・検閲研究モスクワのロシア国立文学芸術文書館にて、『静かなドン』の再版時に編集者=検閲官が手を入れた校正ゲラの数バージョンを閲覧、スターリン時代の検閲ついて多くの情報を得た(来年度もこの作業を行う予定)。また昨年に引き続き、サンクト・ペテルブルクのロシア文学研究所に保存されている『静かなドン』の手稿を最後まで閲覧。

さらに、『静かなドン』の1920年代40年代にかけての数バージョンを、ペテルブルクのロシア国民図書館にて収集。これらをもとに、草稿研究と検閲の問題を絡めながら今後論文化する予定。盗作説に関する研究モスクワやロシアの図書館、国内の図書館等で集めた資料に基づき、盗作問題を検討して、東京大学の大学院生向けの授業枠で報告発表を行った。論文化予定。その他、モスクワのロシア国立社会政治史文書館では、スターリンの個人フォンドのなかから、作家ショーロホフの1930年代の政治活動に関する文書を閲覧。論文等の発表(1)論文「ショーロホフ『静かなドン』におけるジェンダー/セクシュアリティー-根絶される女性の身体について」を雑誌に発表。(2)論文「スターリン主義のテクストと身体」を報告集に発表。(3)短評「「ソビエト的なもの」とはなにか-現代ロシア映画論の視座によせて」を東京国立近代美術館フィルムセンターの機関紙『NFCニューズレター』に発表。(4)インタビュー「ミハイル・ヤンポリスキーに聞く身体の制度・表象・実践」を行い、翻訳、雑誌『水声通信』2006年9月号に発表。(5)翻訳ミハイル・ヤンポリスキー「隠喩・神話・事実性」。ヤンポリスキー来日講演集に掲載して近刊予定。本年度も、モスクワやロストフ地方の諸研究機関・博物館で調査を行い、その後、3年間で収集した資料をもとに以下の点を論じた。(1)スターリン時代の批評小説『静かなドン』『開かれた処女地』に対する批評(1928-1941年)の読解を通じ、ソヴィエト公式文学の規範の浸透経過を追った。特に、規範に反する要素の取り込みを伴いながら、文学の国家化・全体主義化が進み、体制を一枚岩に保つための特殊な言説空間が形成される過程に着目。(2)検閲(1)では、小説による規範の内面化(広義の内的検閲)も論じたが、ここでは、アーカイヴ資料を用いて体制の外的介入の状況を跡づけ、検閲活動のメカニズムを明らかにした。(3)盗作問題『静かなドン』は、白軍作家の原稿に後から書き込みが加えられ、体制規範に沿うよう編集されたものだという説が現在でも根強い。本研究は、複数の作者主体の並存が、個的な作者概念を崩壊させた全体主義文化の産物であると論じた。(4)作品論二つの既発表論文(『静かなドン』の女性表象とコサック表象について)を、(1)(3)の観点を取り入れて論じ直した。以上をまとめ、博士学位申請論文『寸断されたテクスト-『静かなドン』とソヴィエト文学体制の成立』として2008年3月に東京大学に提出。従来のソヴィエト全体主義文化研究が主に、党決定や著名な論文をもとに表面的・制度的側面を論じるか、大量の作品をタイポロジー的に整理していたのに対し、本研究は、1,2作品とその周辺テクストの分析からこの文化の主要な問題点(作者・読者概念の変容、新たな現実概念の創出、検閲制度など)に切り込んだ。このアプローチにより、文化を駆動させた原理の実質を総体として析出できたのではないかと考える。また、翻訳とインタヴューを担当した以下の著書を刊行。ミハイル・ヤンポリスキー『隠喩・神話・事実性』平松潤奈・乗松亨平・畠山宗明訳、水声社、2007年。
フローインジェクション分析に利用する脚立型濃縮分離電極の開発

微量金属成分の分析には高感度、簡便性が求められる。それを実現する方法にフローインジェクション分析法(FIA)がある。FIAにより超微量成分の分析を実現するためにはオンライン濃縮法の利用が不可欠である。一般にはイオン交換樹脂などの固相抽出材が使用されるが溶出が困難であり、濃縮効率は十分でない。また溶離剤がその後の検出を妨害する場合もある。本研究はこれらの問題を解決し、さらに分離能をもつ電解セルを開発することを目的とした。原理は液抵抗を利用し、作用電極の電位を変化させ、電析電位の差を利用して分離濃縮するものである。検討の結果流路の長さを調節することにより、作用極の電位が十分にコントロールできることが明らかとなった。さらに電解セルのフローシステムはいくつかの構造が提案され、分離された2成分の検出ピークが重ならないような工夫もなされた。問題点として完全分離のためにはそれぞれが100%電析する必要があり、試料溶液の流速が制限され分析処理速度が遅い欠点が明確になった。この問題解決には電極の数を増やすことが必要と考えられる。得られた電解セルを利用し、鉛と亜鉛の分離濃縮に成功した。また銅と亜鉛の分離濃縮にも成功し、天然水の分離濃縮、さらに有機試薬を使用しての定量が試みられた。3成分の分離も試みたが3箇所の析出部位では十分な分離は得られず、電極の表面積の問題とともに改善するべき点がいくつか明らかとなった微量金属成分の分析には高感度、簡便性が求められる。3成分の分離も試みたが3箇所の析出部位では十分な分離は得られず、電極の表面積の問題とともに改善するべき点がいくつか明らかとなったフローインジェクション分析(FIA)において多成分の同時分析は困難であり,pptレベルの微量成分分析は濃縮操作を必要とする.本研究は濃縮と分離を同時に達成できる脚立型電極の開発を目的としており,FIAの可能性を大きく拡大することを期待している.その原理は電解クロマトグラフィーまたは電解カラムに類似しているが,それらは分離法としてまた濃縮法としてFIAに導入することは困難である.本研究では液抵抗を利用し電位勾配を与え,電着電位の異なるイオンを電極のそれぞれの部位に濃縮する.12年度は脚立型電極の試作を行った.初めに電位勾配を利用する選択的分離濃縮が可能かどうか検討した.対象とした金属イオンは鉛(II)と亜鉛(II)である.また検出はピリジルアゾレソルシノール(PAR)を用い吸光定量した.濃縮効率や分離の可能性を確認するために,電着部位を2つに分け,それぞれの電位を異なるように設定した.逆電位をかけ溶出したのち吸光検出するために電着部位の間にバイパスの流路を挿入し,2つの電着部位に電着したものが,検出時に混合しないようにした.このことによって液抵抗の差を利用して選択的に濃縮分離できることが明らかになった.現在は脚立型電極の1段めについて基礎的データが得られた.13年度は濃縮部位を数カ所に増やし,成分数を3成分にして試みる.微量分析にとって予備濃縮は非常に有効な手段であり、溶媒抽出や固相抽出など数多くの方法がある。電解濃縮法もそれらのひとつであり、有用であり、汎用される方法である。本研究では多成分の微量金属イオンの分離濃縮を目的とし、液抵抗を利用した電位の異なる電極を作製し、Cu(II),Zn(II)、Pb(II)を異なる電極に別々に分離濃縮する方法をフロースルー電解セルを中心に検討した。方法は白金ブラックを電着させた電極線をテフロンチューブにとうし、それぞれ作用極と対極をつくり、それらのテフロンチューブ間をテフロンチューブで連結し、試料溶液が対極から作用極に流れ、さらに対極に戻ってくるようなフローシステムにした。これにより試料溶液が流れていくなかで、電位の異なる3個の作用極を通過し、それぞれの作用極にPb(II),Cu(II),Zn(II)を電着させることを試みた。析出電位がPb(II)とCu(II)が予想と異なったのは電極反応速度によるものと考えられる。また、濃縮後それぞれの電極で逆電位をかけ溶出させ、それぞれの金属イオンを定量する方法として、検出試薬であるPARを使い吸光定量する方法を採用した。

現在は分離した各成分を流路を調整することにより、逐次検出する方法で定量している。溶出した各成分が相互に影響せず連続的に検出するフローシステムの構築も可能であるが、現在はそこまで至っていない。初期の研究目的であった、電位の異なる多数の濃縮電極をつかい、3成分を分離する方法を実現するため、複数のポテンショスタットを使い異なった電位でオンラインで濃縮分離する方法も検討しており、亜鉛、カドミウムの分離濃縮に成功している。これらの知見を利用し、脚立型電極を完成させたいと考えている。微量金属成分の分析には高感度、簡便性が求められる。それを実現する方法にフローインジェクション分析法(FIA)がある。FIAにより超微量成分の分析を実現するためにはオンライン濃縮法の利用が不可欠である。一般にはイオン交換樹脂などの固相抽出材が使用されるが溶出が困難であり、濃縮効率は十分でない。また溶離剤がその後の検出を妨害する場合もある。本研究はこれらの問題を解決し、さらに分離能をもつ電解セルを開発することを目的とした。原理は液抵抗を利用し、作用電極の電位を変化させ、電析電位の差を利用して分離濃縮するものである。検討の結果流路の長さを調節することにより、作用極の電位が十分にコントロールできることが明らかとなった。さらに電解セルのフローシステムはいくつかの構造が提案され、分離された2成分の検出ピークが重ならないような工夫もなされた。問題点として完全分離のためにはそれぞれが100%電析する必要があり、試料溶液の流速が制限され分析処理速度が遅い欠点が明確になった。この問題解決には電極の数を増やすことが必要と考えられる。得られた電解セルを利用し、鉛と亜鉛の分離濃縮に成功した。また銅と亜鉛の分離濃縮にも成功し、天然水の分離濃縮、さらに有機試薬を使用しての定量が試みられた。検出に用いた試薬はピリジルアゾレソルシノールであり、鉛に対する感度が悪く高濃度の鉛が使用されたこともあり、鉛のピークはブロードなものであった。3成分の分離も試みたが3箇所の析出部位では十分な分離は得られず、電極の表面積の問題とともに改善するべき点がいくつか明らかとなった。
付着制御が拓くプレストレストコンクリートの新技術に関する基礎研究

近未来の地球の資源・環境を考えたとき、「ストックでありつつフローである建築」を実現することが不可欠と考えられる。本研究は、これまで等閑にされてきたPC鋼材の付着特性の活用(制御)によって、変形を指標とするこれからの性能評価型設計に適合するPCの新しい技術・設計法の創出を目指すもので、次の2つの目的をもつ。(1)高復元性・エネルギー吸収性を有するプレキャストコンクリートブロックによるリユース建築構造の開発。(2)付着特性がPC部材の構造特性におよぼす影響の解明。本研究で得られた主な結果を以下に示す。(1)コンクリート構造部材をリユースする際に不可欠となる剥離性目地を開発し,その1面せん断試験から同目地が極めて良好な剥離性をもって,リユース性に優れていること、ならびに、せん断応力-ずれ変形特性におよぼす圧着応力,目地材強度,目地幅などの影響を調べ、同目地が実用的に十分なせん断強度を有していること、などを明らかにした。(2)アンボンドPC鋼材圧着工法によって剥離性目地を介してコンクリートブロックを一体化し,エネルギー吸収用の鞘鋼管付き普通鉄筋によるダンパーディバイスを外付けしたPC梁部材に関する実験を行い以下の成果を得た。(a)柱スタブと接する第1ブロックは,部材角1.0%で材軸に沿う軽微なひび割れ,1.3%でコンクリートの圧壊が観察されたものの,3.3%の大変形に耐えた。無筋コンクリートの第2ブロックには新規のひび割れは全く発生しなかった。(b)プレストレッシング係数が0.85程度で、鞘鋼管付普通鉄筋を外付けしたプレキャストブロックPC梁は、大変形時でも零に近い変形にまで戻る高復元性と,59%程度の等価粘性減衰定数となるエネルギー吸収能を示した。(3)PC部材における鋼材とコンクリート間の付着程度が等価粘性減衰定数heqに及ぼす影響を鋼材量、鋼材配置位置など、付着以外の他の要因を含めて分割要素解析による検討を行い、その結果から、PC梁部材の等価粘性減衰定数算定式を導出した。同式により計算されるheqは実験値を概ね良好に、かつ安全側に評価することを確認した。本研究では、載荷によって新たに曲げひび割れが入らない大きさを持つコンクリートブロック、プレストレス力の解放によってブロック単体に復させる剥離性目地、及びエネルギー吸収性能を高める抑止用鞘鋼管付き普通鉄筋を用いた外付けダンパー等で構成される,アンボンドPC圧着工法によるリユース型PC架構に関する基礎研究、ならびにPC梁部材断面の逆対称繰り返し解析(ファイバー法)によって、残留曲率に及ぼす鋼材係数および鋼材の付着特性の影響を明らかにする研究を行い、以下のような成果を得た。(1)架構を模した片持ちPC梁の柱スタブと接する第1ブロックでは、部材角1.0%で材軸に沿う軽微なひび割れ、1.3%でコンクリートの圧壊が観察されたものの、3.3%の大変形に耐えた。(2)プレストレッシング係数λ_pを0.85程度とする、外付け鞘鋼管付普通鉄筋によって、PC架構の荷重-変形関係は、大変形からの除荷時でも零に近い変形まで復する高復元性と、59%程度の等価粘性減衰定数となるエネルギー吸収能を示した。なお、実験終了後の調査で普通鉄筋に波形変形が観察され、鞘鋼管の座屈抑制効果が確認された。