hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
レーザー誘起蛍光法を用いた実用液体燃料分解過程の追跡

1.CCDカメラを用いた平面測定:平成4年度導入のCCDカメラを用いた画像計測法の精度を向上させた.高空間分解能計測によって火災反応帯内部構造の解析も可能となるように,OHラジカルを主な測定対象として実験を行い,幾つかの基盤的手法について検討した.空間分解能は10μm程度まで可能となり,定量的に充分な断面分布を得るには10001500回の信号光の積算が必要であることが判った.メタン-空気層流火炎の火炎帯の厚さを測定し,0.4mmという妥当な結果を得た.又,平滑化処理によって,乱流状態の測定で障害となる高周波ノイズの除去を,7×7又は9×9の空間フィルターを用いることによって達成出来ることが判った.2.アセチレン等炭化水素の同定:BBO結晶によって得られた215.9nmの励起線を用いたアセチレンの測定を最初に行った.現象は圧力によって変化し,大気圧下の火炎ではクエンチング効果によってアセチレン自体のスペクトルは観測されず,代わりに,アセチレンが励起光によって光分解して生成したC_2ラジカルのスワンバンドスペクトルのピークが300nm以上の広い領域に数箇所現れた.当量比0.6圧力105Torrの低圧アセチレン-空気予混合火炎では,215216.5nmの領域にアセチレン自体の蛍光が観測できた.次に,他の炭化水素の中でエチレンの測定を試みた.エチレンは190nm以下の波長領域に強い吸収帯をもち,二光子励起蛍光法と,二光子光分解によって生成したC_2ラジカルのスワンバンドによる同定法の二つの方法が考えられる.大気圧エチレン拡散火炎を用いて,300320nmのレーザー光で実験を行ったが,蛍光もC_2ラジカルの信号も検出出来なかった.原因としては,励起波長の選択が適切でなかった点と,大気圧下ではクエンチングの影響が大き過ぎたことが考えられる.3.今後の研究計画:本研究では,実用燃料の実際の燃焼条件を考えて大気圧下条件で実験を行って来たが,当初の予測よりも,クエンチングの影響が極めて顕著なため,測定が困難であった。実際の燃焼条件とは異なる点が問題とはなるが,低圧火炎ではクエンチングの影響を排除出来るので,少なくとも燃料が分解して生成した化学種の同定はかなり容易になると考えられる.その結果を基にして,数値解析等を用いて,大気圧条件下での予測を行う方法が,より現実的なアプローチと考えられる.1.CCDカメラを用いた平面測定:平成4年度導入のCCDカメラを用いた画像計測法の精度を向上させた.高空間分解能計測によって火災反応帯内部構造の解析も可能となるように,OHラジカルを主な測定対象として実験を行い,幾つかの基盤的手法について検討した.空間分解能は10μm程度まで可能となり,定量的に充分な断面分布を得るには10001500回の信号光の積算が必要であることが判った.メタン-空気層流火炎の火炎帯の厚さを測定し,0.4mmという妥当な結果を得た.又,平滑化処理によって,乱流状態の測定で障害となる高周波ノイズの除去を,7×7又は9×9の空間フィルターを用いることによって達成出来ることが判った.2.アセチレン等炭化水素の同定:BBO結晶によって得られた215.9nmの励起線を用いたアセチレンの測定を最初に行った.現象は圧力によって変化し,大気圧下の火炎ではクエンチング効果によってアセチレン自体のスペクトルは観測されず,代わりに,アセチレンが励起光によって光分解して生成したC_2ラジカルのスワンバンドスペクトルのピークが300nm以上の広い領域に数箇所現れた.当量比0.6圧力105Torrの低圧アセチレン-空気予混合火炎では,215216.5nmの領域にアセチレン自体の蛍光が観測できた.次に,他の炭化水素の中でエチレンの測定を試みた.エチレンは190nm以下の波長領域に強い吸収帯をもち,二光子励起蛍光法と,二光子光分解によって生成したC_2ラジカルのスワンバンドによる同定法の二つの方法が考えられる.大気圧エチレン拡散火炎を用いて,300320nmのレーザー光で実験を行ったが,蛍光もC_2ラジカルの信号も検出出来なかった.原因としては,励起波長の選択が適切でなかった点と,大気圧下ではクエンチングの影響が大き過ぎたことが考えられる.3.今後の研究計画:本研究では,実用燃料の実際の燃焼条件を考えて大気圧下条件で実験を行って来たが,当初の予測よりも,クエンチングの影響が極めて顕著なため,測定が困難であった。実際の燃焼条件とは異なる点が問題とはなるが,低圧火炎ではクエンチングの影響を排除出来るので,少なくとも燃料が分解して生成した化学種の同定はかなり容易になると考えられる.その結果を基にして,数値解析等を用いて,大気圧条件下での予測を行う方法が,より現実的なアプローチと考えられる.1.アセチレンの同定本年度作成したWolfhard-Parker型バーナーを用いて,液体燃料の熱分解によって生成する炭化水素の一つであるアセチレンの計測を行なった。新たに導入したBBO結晶によって得られた215.9nmの励起線を用いた。

現象は圧力によって変化し,大気圧下の火炎ではクエンチングの効果によってアセチレン自体のスペクトルは観測されず,代わりに,アセチレンが励起光によって光分解して生成したC_2ラジカルのスワンバンドスペクトルのピークが300nm以上の広い領域で数箇所現れた。当量比0.6圧力105Torrの低圧アセチレンー空気予混合火炎では,215216.5nmの領域にアセチレン自体の蛍光が確認できた。したがって,高圧下ではC_2スワンによって,低圧下ではアセチレン自体の蛍光によって,同定が可能である事が確認できた。2.CCDカメラを用いた平面測定昨年度導入したCCDカメラを用いて,OHラジカルの蛍光強度平面分布測定を行なった。特に,イメージインテンシファイヤの高周波ノイズを除去するために,FFT解析と移動平均平滑化を試みた。その結果9×9の重みつき空間フィルターを用いた平滑化によって,かなり良好なノイズ除去が出来る事が判った。逆FFTによる高周波ノイズ除去は複雑になり,平滑化処理の方が適切である事が判った。1.CCDカメラを用いた平面測定平成4年度に引き続き,画像計測法の精度を更に向上させ,高空間分解能計測を行うことにより火炎反応帯内部構造の解析も可能となるように,OHラジカルを主な測定対象として実験を行い,幾つかの基盤的手法について検討した.空間分解能は10μm程度まで可能となり,定量的に充分な断面分布を得るには10001500回の信号光の積算が必要であることが判った.メタン-空気層流火炎の火炎帯の厚さを測定し,0.4mmという妥当な結果を得た.又,平滑化処理によって,乱流状態の測定で障害となる高周波ノイズの除去を,7×7又は9×9の空間フィルターを用いることによって達成出来ることが判った.2.エチレンの同定昨年度のアセチレンの測定に加えて,幾つかの炭化水素の中でエチレンの測定を試みた.エチレンは190nm以下の波長領域に強い吸収帯をもち,二光子励起蛍光法と,二光子光分解によって生成したC_2ラジカルのスワンバンドによる同定法の二つの方法が考えられる.大気圧エチレン拡散火炎を用いて,300320nmのレーザー光で実験を行ったが,蛍光もC_2ラジカルの信号も検出出来なかった.原因としては,励起波長の選択が適切でなかった点と,大気圧下ではクエンチングの影響が大き過ぎたことが考えられる.3.今後の研究計画本研究では,実用燃料の実際の燃焼条件を考えて大気圧下条件で実験を行って来たが,当初の予測よりも,クエンチングの影響が極めて顕著なため,測定が困難であった.実際の燃焼条件とは異なる点が問題とはなるが,低圧火炎ではクエンチングの影響を排除出来るので,少なくとも燃料が分解して生成した化学種の同定はかなり容易になると考えられる.その結果を基にして,数値解析等を用いて,大気圧条件下での予測を行う方法が,より現実的なアプローチと考えられる.
Nd:YAGレーザー照射による神経活動電位伝導抑制の解明

これまでの研究によってNd:YAGレーザーには神経線維の活動電位を可逆的に抑制することがわかった。さらに神経線維に黒色色素(墨汁)を塗布することにより伝導抑制効果がより得られることもわかった。このことは臨床的に疼痛緩和目的でレーザー照射する場合、黒色色素の塗布が有効という結果と一致した。本研究は主に基礎的実験による神経線維への伝導抑制効果を調べ、レーザー治療における安全基準の確立に役立てることが大きな目的である。照射条件には照射距離、時間、出力、ファイバーの固定の有無など数多くの要素があり、これらの関係を解明することではじめて安全基準は確立するものである。今回我々は臨床応用時に推奨されているNd:YAGレーザーの照射法、スイーピングモーション(ファイバー先端を掃くように振りながら照射する動き)という点に着目した。即ち、スイーピング照射は可逆的伝導抑制のために必要な動きであるのか、また神経線維に対して固定しての照射は本当に危険であるのか、といった点についての解明である。実験は神経生理学的検索を用いた。成体アフリカツメガエル触覚神経束を標本として固定し、活動電位を導出した。触圧1gfの触刺激を与え、スパイクカウンターにて触刺激による活動電位頻度を計測、ペンレコーダーにて記録した。レーザー照射前の触刺激応答を計数記録し、照射後の変化を記録した。固定して照射した場合は不可逆的な伝導抑制が容易に認められ、臨床的に注意されてきた照射方法と一致した。また、スイーピングモーションでは以前からの結果同様に可逆的な伝導抑制が可能であることがわかったが、定量的照射条件の設定に開発の余地が残った。今後も様々な照射条件下での基礎的検索を継続し安全なレーザー治療の一助となるべく検索を行いたい。我々のこれまでの研究によってNd : YAGレーザーには神経線維の活動電位伝導を可逆的に抑制することがわかった。さらに神経線維に墨汁を塗布することにより伝導抑制効果がより得られることもわかり、疼痛緩和効果を得るには臨床応用時に墨汁を塗布することが有効という結果と一致した。これまで実験に応用した神経線維を用いた方法による報告は少なく、検索すべき項目は多数ある。本研究の大きな目的であるNd : YAGレーザー治療における安全基準の確立は、当然のことながら照射距離、時間、出力、スポット照射の有無等、数多くの要素を解明してはじめて成しえるものである。今回の研究では臨床的にいわれている「スイーピングモーションの必要性」に対して、神経生理学的検索を用いた。成体アフリカツメガエルより取り出した触角神経束を標本として固定し、神経束の活動電位を銀線電極にて導出した。オシロスコープ、AVモニターで観察しつつ、触圧1gfのシュロの繊維を用いて触刺激を与え、スパイクカウンターで触刺激による活動電位頻度を計測、さらにペンレコーダーにて記録した。Nd : YAGレーザー照射前の触刺激応答を計数記録し、照射後の変化を記録した。照射する際にスポットファイバーを固定した場合とスイーピングモーションにより照射した場合とで比較した。一般に臨床的にはファイバーを固定せずに照射すべきであるといわれているが今回の研究によりこの必要性の有無の検索が行えた。多数の臨床経験に基づく照射方法の確立はきわめて重要であるが、基礎的研究による安全基準の確立はレーザー治療の可能性をよりひろげるものであり欠かせないと考える。次年度以降も基礎的検索を継続しレーザー治療の安全ガイドラインの確立に役立てたい。
減圧雰囲気中でのプラズマ溶射による急冷凝固AlーFe系合金バルク材の作製

AlーFe系合金の急速凝固材は約573Kまでの温度で高い比強度を持ち、航空機用の高温材料として注目されている。通常、この合金は急速凝固により得られた粉末や薄片をコンソリデートすることによってバルク材にされる。一方、溶射法は表面処理法として発達してきたが、著者らは減圧雰囲気中で合金粉末をプラズマ溶射すると緻密で厚い急速凝固材を直接作製できることを発表した。本研究ではこの方法をAlーFe系合金に適用して急速凝固バルク材を作り、その組織や高温硬さを調べた。用いた粉末は粒径3253μmのAlー12.1wt%Feー2.0wt%VおよびAlー8.3wt%Feー2.1wt%Mo合金の粉末である。これらの粉末を裏面を水冷した回転する鉄基板上へ21KPaの減圧雰囲気中でプラズマ溶射した。溶射皮膜厚さは、それぞれの合金で約500μmおよび900μmである。溶射皮膜の硬さは両合金ともに523573Kまでは比較的高い値を保つが、それよりも高温では急激に減少する。Alー12.1wt%Feー2.0wt%V合金ではasーSprayed状態で非常に微細な第2相が析出している。この合金の皮膜を573K以下で3600S焼鈍してもX線回折ではAl相の回折ピーク以外には極めてブロードなピークしか見られないが、625773Kで焼鈍すると準安定な金属間化合物であるAl6Fe相に対応する回折ピークが現われる。また、Al相の格子定数はasーSprayed状態では合金元素がAl相中に過飽和に固溶しているために小さいが、573Kw上で焼鈍すると増加して、純Alの格子定数に近い値となる。本溶射法でAlーFe系合金の急速凝固材作製が可能であることがわかった。
臓器障害・線維化に対するリハビリテーション運動療法の有効性の機序解明

高フルクトース(HFr)摂取は、高インスリン血症・高トリグセライド(TG)血症・高尿酸血症・高血圧等のメタボリックシンドローム(MetS)を惹起する。長期的運動による臓器障害抑制効果の機序を組織線維化やコラーゲン代謝を中心に解明するため、通常食およびHFr摂取ラットにおける長期的運動による腎内脂肪酸代謝への影響を検討した。雄性Sprague-Dawleyラットを、通常食餌もしくは60%フルクトース食餌を投与し、有酸素運動レベルのトレッドミル運動を実施した。12週間後、血液・尿パラメータ、腎組織像、腎TG含有量および脂肪酸代謝酵素の腎内発現を検討した。HFr摂取はMetSを発症させ、血清クレアチニンや糸球体濾過量には影響を与えなかったが、尿アルブミン尿、糸球体上皮障害、腎間質線維化を惹起、腎TG含有量を増加させた。通常食摂取下では、長期的運動は血圧、血液・尿、腎組織像、腎TG含有量に影響を与えなかったが、HFr摂取下では、長期的運動はMetSを軽減、アルブミン尿、糸球体上皮障害、腎間質線維化、腎TG含有量増加を抑制した。通常食とHFr摂取下のどちらでも、長期的運動は脂肪酸β酸化酵素群とその転写因子PPARαやPGC-1αの発現を増加させた。また、通常食摂取下では長期的運動は脂肪酸合成酵素群の発現を増加させた一方、HFr摂取下では長期的運動は脂肪酸合成酵素群の発現を減少させた。以上の結果から、MetSの有無に関わらず、長期的運動は脂肪酸β酸化酵素とその転写因子の腎内発現を増加させることが明らかになった。HFr摂取ラットにおいて、長期的運動はMetSや腎障害を軽減し、この長期的運動の腎保護効果には、腎内脂肪酸代謝やミトコンドリア機能の改善が関与している可能性がある。主たる目的である長期的運動の臓器障害・線維化への有効性の機序の解明に関して、高フルクトース摂取ラットにおける長期的運動の腎線維化抑制効果の機序には、腎内脂肪酸代謝やミトコンドリア機能の改善の改善の関与を明らかにすることができた。平成30年度の高フルクトース摂取ラットにおける長期的運動の臓器保護効果の機序の詳細を解明すると共に、平成31年度にフルクトース摂取下のDahl食塩感受性ラットおいても長期的運動の臓器保護効果やその機序を明らかにしていく予定である。長期的運動による臓器障害抑制効果の機序を組織線維化やコラーゲン代謝を中心に解明するため、慢性腎不全モデルラットにおいて長期的運動による腎線維化調節因子と腎レニン-アンジオテンシン(RA)系の変化を検討した。Sprague-Dawleyラットに5/6腎摘除もしくは偽手術を行い、5/6腎摘除ラットには10週齢時からトレッドミル走行運動(傾斜角0°、20m/分、60分間/日、5回/週)を12週間実施した。5/6腎摘除は、総走行距離を低下、血圧、蛋白尿、血清クレアチニン(Scr)を増加、糸球体硬化、腎間質線維化を惹起した。長期的運動は、総走行距離を延長、血圧、蛋白尿、Scrを低下、糸球体硬化、腎間質線維化を改善した。5/6腎摘除は、I型コラーゲン、TGF-β1、matrix metalloproteinase (MMP)-2、MMP-9、tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP)-1の蛋白発現を増加させた。長期的運動は、5/6腎摘除により増加したI型コラーゲン、TGF-β1、TIMP-1の蛋白発現を有意に減少させ、MMP-2とMMP-9の蛋白発現をさらに増加させた。5/6腎摘除は、アンジオテンシノーゲン(AGT)、アンジオテンシン変換酵素(ACE)、(プロ)レニン受容体、アンジオテンシンII (Ang II)1型受容体の蛋白発現を増加させ、長期的運動は、5/6腎摘除により増加したAGTとACEの蛋白発現を減少させた。一方、5/6腎摘除は、レニン、ACE 2、Ang II 2型受容体、Mas受容体の蛋白発現を減少させ、長期的運動はそれらを増加させた。以上の結果から、5/6腎摘除慢性腎不全モデルラットにおける長期的運動の腎保護効果の機序には、腎のコラーゲン産生低下と分解亢進、腎RA系の改善の関与が示唆された。主たる目的である長期的運動の臓器障害・線維化への有効性の機序の解明に関して、5/6腎臓摘出腎不全ラットにおける長期的運動の腎線維化抑制効果の機序には、腎のコラーゲン産生低下と分解亢進、腎RA系の改善の関与を明らかにすることができた。

HFr摂取はMetSを発症させ、血清クレアチニンや糸球体濾過量には影響を与えなかったが、尿アルブミン尿、糸球体上皮障害、腎間質線維化を惹起、腎TG含有量を増加させた。通常食摂取下では、長期的運動は血圧、血液・尿、腎組織像、腎TG含有量に影響を与えなかったが、HFr摂取下では、長期的運動はMetSを軽減、アルブミン尿、糸球体上皮障害、腎間質線維化、腎TG含有量増加を抑制した。通常食とHFr摂取下のどちらでも、長期的運動は脂肪酸β酸化酵素群とその転写因子PPARαやPGC-1αの発現を増加させた。また、通常食摂取下では長期的運動は脂肪酸合成酵素群の発現を増加させた一方、HFr摂取下では長期的運動は脂肪酸合成酵素群の発現を減少させた。以上の結果から、MetSの有無に関わらず、長期的運動は脂肪酸β酸化酵素とその転写因子の腎内発現を増加させることが明らかになった。HFr摂取ラットにおいて、長期的運動はMetSや腎障害を軽減し、この長期的運動の腎保護効果には、腎内脂肪酸代謝やミトコンドリア機能の改善が関与している可能性がある。主たる目的である長期的運動の臓器障害・線維化への有効性の機序の解明に関して、高フルクトース摂取ラットにおける長期的運動の腎線維化抑制効果の機序には、腎内脂肪酸代謝やミトコンドリア機能の改善の改善の関与を明らかにすることができた。平成29年度の5/6腎臓摘出腎不全ラットにおける長期的運動の臓器保護効果を腎臓から心臓の検討に発展させると共に、平成30年度に計画している腎障害や心不全等の臓器障害を早期に発症するDahl食塩感受性ラットにおいても長期的運動の臓器保護効果やその機序を明らかにしていく予定である。平成30年度の高フルクトース摂取ラットにおける長期的運動の臓器保護効果の機序の詳細を解明すると共に、平成31年度にフルクトース摂取下のDahl食塩感受性ラットおいても長期的運動の臓器保護効果やその機序を明らかにしていく予定である。
生体影響評価システムの確立とワクチンアジュバント研究への展開

がんや結核など既存ワクチンの有効性が限られた疾患に対してはT細胞性免疫応答を誘導できるTh1型アジュバントが添加されたワクチンの実用化が強く求められている。しかしながら、Th1型アジュバントの臨床応用は安全性への懸念からほとんど進んでいない。本研究では申請者が独自に開発した赤外線サーモグラフィーによるマウス発熱測定システムを発展させてアジュバントによる生体影響(発熱や倦怠感)を定量化する装置およびアルゴリズムを確立することで、安全性と有効性に優れた次世代Th1型アジュバントの開発研究に不可欠となる個体レベルでの生体影響評価法を構築することを目的としている。平成30年度は、平成29年度に生じていた2台の赤外線カメラ間に測定値の差について検討し、温度補正板と温度補正機構をシステムに組み込むことで、その問題を解決することができた。それにより最大4台の赤外線サーモグラフィーカメラを用いた同時測定が可能となった。この改善したシステムを用いて、LPSや既存アジュバント、また独自に開発した新規Th1型アジュバントについての測定を行い、予定していたアジュバントによる生体影響を十分な精度を確保しながら評価することができた。評価を定量化するアルゴズムについては、評価するパラメーターによる違いを考慮して、今後も研究を続けていく必要があると考えられた。平成28年度は、個体レベル生体影響測定装置及びソフトウェアの作成を行った。現在までに概ね計画していた測定を実施できるシステムを構築出来た。しかしながら、装置構成に必要な部材の調達やソフトウェア開発に予想以上に時間を要し、結果として動物施設への装置導入に伴う設置場所の決定や審議開始も遅れ、当初今年度内に実施を予定していたマウスを用いたLPS投与モデルを用いてシステムの性能と機能の確認は平成29年度に行う予定である。装置構成に必要な部材の調達やソフトウェア開発に時間を要したため。平成28年度に引き続いて、平成29年度は、LPS投与モデルによる検証に加え、複数のアジュバントについて、予備的な検討を行い、システムのブラッシュアップを行った。その結果、予定していたシステムの性能と機能の基本的な確認がなされた。アルゴリズム構築については、新しいシステムにあわせたデータプロセスのパイプライン検討を行った。しかしながら、その過程で、新規に導入した2台の赤外線カメラ間に測定値の差が発生していることが判明し、その問題の解明を行っている。全体的な測定値の推移については、ほぼ想定されたデータとなっているものの、その絶対的な測定値には新規に導入した2台の赤外線カメラ間に無視出来ないレベルの差が生じており、ハードウェア的な可能性を念頭に、赤外線カメラメーカーなどと対応を協議している。動物実験施設に構築した装置を導入し、本格的な運用を開始する。

具体的には、実際のマウスLPS投与モデルを用いた装置の検証を行い、その後、約15種類のアジュバント投与のデータを取得し、それらのデータを用いた異常検出アルゴリズムの構築を行う予定である。赤外線カメラの問題を解決しだい、約15種類のアジュバント投与のデータを取得し、それらのデータを用いた異常検出アルゴリズムの構築を行う予定である。
金属ガラスフラックスを介したSiC単結晶の気相成長法の開発

本研究では、金属ガラスフラックス(融液)探索のためのレーザー加熱型の真空レーザー顕微鏡の開発を行い、SEMのその場観察の結果と併せて、金属ガラスのSiC単結晶上での溶解と偏析過程を明らかにした。また、Si-Niフラックスを用いて、フラックス成長を試みたところ、結晶グレインサイズの大幅な拡大と表面平坦化が達成され、高品質化を目的としたSiC薄膜成長におけるフラックス気相成長法の有効性が実証された。H24年度は、まず、前年度にレーザー加熱型の真空レーザー顕微鏡で観察を行った4H-SiC単結晶上にPLD堆積したPd基Pd42.5Cu30Ni7.5P20の金属ガラス薄膜(膜厚200nm)について、環境制御型電子顕微鏡(ESEM:FEI社製)を用いて、より分解能の高い視野で熱挙動観察を行い、その相分離過程について調べた。観察条件は、100PaのN2ガス雰囲気下で、2025°C/min.で1100°Cまで昇温した。その結果、よりミクロな観察範囲において、融解した金属ガラスのぬれ性は、Si面よりもC面のほうが高かった。また、Si面では、850°C930°Cにかけて、液滴形状が6角形になり、内部変態による結晶成長が金属ガラス液滴内で生じた。これに対し、C面では、800°CあたりからSi系相の成長が示唆された。このようにPd基の金属ガラスをSiCの薄膜成長にフラックスとして用いるには、観察された内部変態や相成長の抑制が必要と結論された。一方、SiCの結晶薄膜の成長における金属フラックスの効果を実証するために、金属ガラスではないが、Ni-Si系のフラックスを用いて、1100°CでSiCの薄膜成長を試みたところ、フラックスの使用により、結晶グレインサイズの大幅な拡大と表面平坦化が達成される事を明らかにした。この結果から、バルク単結晶のフラックス成長と同様、気相薄膜成長においても同様のフラックス効果があることを示しており、今後低融点の金属ガラスをフラックスとしてもちいることで、より低温で単結晶品質のSiC薄膜を作製出来る可能性が示唆された。H23年度は、まず始めに、SiC単結晶薄膜作製のフラックス探索に利用するため、既存の真空レーザー顕微鏡の加熱方式を、従来のセラミックスヒーターに代わってNd:YAGレーザーを用いた加熱方式に改造を行った。レーザー加熱は、試料背面からレーザーを集光し、照射することで、試料のみを効率よく加熱できるのが特長である。昇温試験では、1600°Cまで加熱し、そのときの真空度は10-6Torr以下に保たれていることを確認した。また、レーザーをoffした場合、5min以内に500°C以下まで急冷することができ、金属ガラスフラックスの高温での挙動をクエンチして、その組成やぬれ性の詳細を調べることが可能となった。次に、この高温真空レーザ顕微鏡を用いて、SiCと金属ガラスとの高温での相互作用を調べた。金属ガラスには、Pd基のPd42.5Cu30Ni7.5P20を用いた。この金属ガラスをパルスレーザー堆積(PLD)法により、室温、真空下でSiC(0001)単結晶(Si面)基板上に堆積し、その融解挙動と反応性について真空下で観察を行った。金属ガラスの共晶組成融点531°C付近の540°Cで、基板表面からはじかれるように、金属ガラス薄膜が液化し、液滴の凝集と液膜の明度変化を確認した。また、850°Cで,SiC基板を浸食するようすが観察され、液滴まわりには、6角形状の浸食した跡が確認された。レーザー顕微鏡観察後、フッ硝酸で残留金属ガラスを除去し、SEM、およびAFM観察を行った。その結果、SEM、AFM観察においても、深さ300nm程度のエッチング跡が観察された。以上から、Pd基のPd42.5Cu30Ni7.5P20金属ガラスは、低温で液化し、SiCと反応し、溶解する作用があることが分かり、フラックス材料として有望であることが分かった。真空レーザー顕微鏡の高温観察仕様への改造が、想定したよりも問題なく実施することができたため、H24年度以降に計画していた金属ガラスの熱挙動観察を前倒しで実施することができたことから、当初の計画以上に進展している、と判断した。申請者が共にオリジナルに研究・開発を進めてきたフラックス法と呼ばれる溶液プロセスを真空製膜に取り入れた"フラックスエピタキシー"法と低融点金属として組成的に安定な金属ガラスのパルスレーザー堆積(PLD)とH23年度開発に成功したレーザー加熱型の高温真空レーザー顕微鏡による溶融過程のその場解析技術とを組み合わせ、金属ガラスを液体フラックスとして用いた4H-SiC単結晶薄膜の相制御、低温・高速製膜に挑戦し、既存のSiC薄膜の作製プロセスとして知られる昇華法を代替する新規製膜プロセスの開発を目指す。

具体的には、コンビナトリアルPLD薄膜手法により、3元相図薄膜を一括合成できるシステムを用いて、Cを溶解させる金属融液の3成分組成をデザインする。これまでの溶液成長の研究から良いとされているTiを含む金属ガラス組成近傍を中心に、第3成分をその他の遷移金属でSiよりも炭化物を形成しにくい、とされるMnやFe、Niをそれぞれ選択する。これらの3元相図薄膜をグラファイト基板上に作製し、ある温度条件下で処理後、SIMSを用いて、それぞれの融液組成でのCの溶解量を定量評価する。最終的には、レーザー顕微鏡での高温融解過程の観察結果と併せて、最適フラックス組成を決定し、4HーSiC単結晶基板上に、このフラックス融液を用いたPLD法により、4H-SiC単結晶薄膜の作製を試み、その相同定と結晶性の評価を行う。H23年度研究実施計画である真空レーザー顕微鏡の高温観察仕様への改造が、想定したよりも問題なく実施することができ、改造費の予算相当分がほとんど執行されなかったため、残額が生じた。次年度には、今年度の予算残額を真空レーザー顕微鏡に用いる高倍率の対物レンズの購入と真空ポンプのメインテナンス、高温用試料ホルダーの予備部品購入、および既存設備のSEMの試料表面の組成分析マッピングシステムの導入費用に充当する予定である。また、次年度分予算は、計画どおりに、試料作製のための基板材料であるグラファイト、およびHOPGの購入、金属ターゲット材料、SIMSを用いた深さC溶解分析の依頼測定費用に充当する。
ボケと雑音が複合的に重畳した画像の復元アルゴリズムとその実用化に関する研究

画像入力装置で撮像される画像は光学系に起因するボケや装置特有の雑音によって複合的に劣化しており、これらを効果的に除去する画像復元法の確立が求められている.本研究では、ボケ、ガウス雑音、インパルス雑音に対応可能なTotal Variation Filter(TVフィルタ)を要として、これらを統一的に扱う画像復元のフレームワークを提案し、混合雑音除去の性能において従来法より優れた結果が得られることを確認した.また,TVフィルタをFPGA実装するためのハードウェア構成を検討し,実際にTVフィルタをFPGA実装したうえで映像を入力し,TVフィルタのリアルタイム処理が実現できることを確認した.本研究の目的は.複合的な要因で劣化した画像の実用的な復元アルゴリズムを構築することである.H24年度は,前年度から提案してきた,ガウス性雑音とインパルス雑音による混合雑音を効果的に除去可能なTVフィルタベースの画像復元アルゴリズムの性能を向上するため,その要素技術である「最適λマップの推定法」,「インパルス雑音の検出手法」の2つを改善し,ほぼ完成形を得ることができた.前者のλマップ推定法では,各画素のλ値を算出する際に必要となるσ-λ曲面の構成において,復元画像の客観評価値(SSIM)を最大化するという意味において最適なσ-λ曲面を導入することで,復元後の画質の大幅な改善を得た.また,後者のインパルス検知手法では,各画素におけるガウス曲率の値に基づくインパルス検知手法を構築し,特にランダム値のインパルス雑音の検知において優れた性能を発揮することを確認した.なお,これらの成果は,2件の国際ワークショップ(SISA2012, IWAIT2013,いずれも査読付き)等において発表済みである.一方,本研究で提案するアルゴリズムの基礎となるTVフィルタは,エネルギー最小化に基づく非線形フィルタであることから,反復処理によってエネルギーを逐次的に下げながら,最適な解に近づけてゆくアプローチを取るのが一般的である.提案法の実用化においては,1回の反復に要する処理時間を極力削減する必要があることから,ハードウェアによる実装を行うことが効果的と考えられる.このため,H24年度においては,上述した画質の改善に関わるアルゴリズムの検討に加え,反復処理を伴うTVフィルタをハードウェア化するための設計に関する基礎検討を行うとともに,2回分の反復処理をFPGA上に実装して動作検証を行った.なお,本成果は電子情報通信学会の研究会及び総合大会において発表済みである.本研究の目的は,複合的な要因で劣化した画像をTotal Variationフィルタ(以下,TVフィルタ)をベースとしたアルゴリズムに基づいて統一的に復元するアルゴリズムを提示するとともに,その実用性を検証するため,TVフィルタ部のハードウェア化を実現することである.前年度には混合雑音(ガウス雑音とインパルス雑音)が重畳した劣化画像復元のフレームワークを提示したが,任意の輝度値を持つランダム値インパルス雑音を考慮した場合,インパルス検知の更なる精度向上が必要であった.このため,H25年度は,既に提案したガウス曲率に基づくインパルス検知手法の改善に関する研究を継続し,その成果の一部を国際ワークショップ(ISPACS2013)に発表済みである.さらに,改善後のインパルス検知手法を本研究で提案する画像復元アルゴリズムに組み合わせ,混合雑音除去に適用したうえで総合的な評価を行った.この結果は研究論文(神奈川工科大学研究報告)として発表済みである.なお,複合的な要因で劣化した画像としてボケを含む場合の復元手法については現在も検討を継続している.一方,本研究で提案する画像復元アルゴリズムはTVフィルタを核として構築されているが,TVフィルタはエネルギー最小化を数値的に実現することから反復処理を伴うのが一般的である.前年度までにFPGAによるTVフィルタのハードウェア実装の基礎検討を行った結果,H25年度はより大規模な設計環境としてALTERA社製のStratix Vを導入し,反復処理を伴うTVフィルタ実装のための検討を継続した.反復処理を効率的にハードウェア実装するため,1回の反復処理に必要な近傍領域に合わせて最低限必要なライン数分のメモリのみを実装することにより,必要メモリ量の削減を行った.その結果,標準サイズのモノクロ画像に対して反復回数910回のTVフィルタが実装可能であることを確認した.本成果は国内の総合大会において発表済みである.画像入力装置で撮像される画像は光学系に起因するボケや装置特有の雑音によって複合的に劣化しており、これらを効果的に除去する画像復元法の確立が求められている.本研究では、ボケ、ガウス雑音、インパルス雑音に対応可能なTotal Variation Filter(TVフィルタ)を要として、これらを統一的に扱う画像復元のフレームワークを提案し、混合雑音除去の性能において従来法より優れた結果が得られることを確認した.また,TVフィルタをFPGA実装するためのハードウェア構成を検討し,実際にTVフィルタをFPGA実装したうえで映像を入力し,TVフィルタのリアルタイム処理が実現できることを確認した.本研究では複合的な要因で劣化した画像の実用的な復元アルゴリズムを構築することが目的である.初年度はその基本アルゴリズムとして,ガウス性雑音とインパルス雑音が混在した混合雑音による劣化画像に適用可能なTVフィルタに基づく画像復元法を提示し,その要素技術である「最適λマップの推定法」,「インパルス雑音の検出手法」の2つを検討することが主要な作業となった.前者のλマップ推定法における課題は,平滑化の度合いを決めるパラメータλの値を復元後の画質が最も良くなるように画素毎にいかに制御するかという点にある.当該年度においては,従来から提案していた各画素の局所情報に応じて適切なλ値を推定する手法において,事前に学習が必要となるσ-λ曲面の構成法を改善することにより,復元画像の画質を向上できることを確認した.

なお,ここで得られた成果については国内のシンポジウムにおいて発表済みである.一方,後者のインパルス雑音検出における課題は,(必ずしも固定値でなく)任意の輝度値をもつインパルス雑音をいかに正確に検知するかという点にある.当該年度においては,画像曲面上で計算した曲率(の絶対値)が周辺近傍領域に比べて著しく高い値を示す点をインパルス雑音として検知するというアイディアを新たに考案し,シミュレーションによる検証を行った.なお,本シミュレーションによる結果については,電子情報通信学会総合大会において発表済みである.さらに,当該年度においては,次年度以降に基本アルゴリズムをハードウェアに展開するための準備として,TVフィルタのような反復処理を伴うフィルタ処理をハードウェアで実装するための基礎検討を並行して進め,今後のハードウェア化の基本方針を明らかにした.なお,本成果については,電子情報通信学会総合大会において発表済みである.混合雑音除去のアルゴリズムについては,これを実用化する際に必要となる「最適λマップの推定法」,「インパルス雑音の検出手法」を含め,ほぼすべての検討が完了しており,あとは総合的な評価を残すのみである.しかしながら,これらと同時に進める予定であったボケを含んだ場合の復元アルゴリズムの検討については平成24年度中に着手することができなかった.その理由としては,前年度に引き続き,インパルス雑音検知手法の検討が難航した結果,研究補助者1名がこの項目の検討を継続して続けざるを得ない状況となったこと,また事情によりボケ修復を行う研究補助者1名を確保できなくなったことによる.平成25年度において,少なくともボケの修復を含んだ画像復元の具体的な枠組みについて提案を行う必要がある.一方,反復処理を伴うTVフィルタのハードウェア化を実現するためのアーキテクチャの検討については,おおむね計画通りに進行している.次年度は,さらに大規模な設計環境を用いることにより,任意回数の反復を伴うアルゴリズム全体をハードウェアに展開することを目指す.当該年度においては,まず基本アルゴリズムに関連して「最適λマップの推定法」,「インパルス雑音の検出手法」の2項目を主に検討してきたが,前者についてはおおむね計画通りの進行状況である.
看護管理者のキーコンピテンシー獲得に向けた教育プログラムの開発と有用性の検証

安全で質の高いケアを提供していくためには、看護人的資源の質向上が必須であり、そのためには看護管理者のマネジメント能力の向上が欠かせない。本研究は、看護管理者が効果的に役割を果たすために鍵となるコンピテンシー獲得モデルの検証によって、看護管理者のマネジメント能力の向上を目指した科学的かつ効率的な組織的人材育成の方策を検討することを目的とする。具体的には、1)看護管理者のキーコンピテンシー獲得モデルの精緻化と関連要因を検証し、2)看護管理者のキーコンピテンシー獲得に向けた教育プログラムの開発と有用性の検証を行い、3)科学的かつ効率的な教育プログラムおよび組織的支援のあり方を提示する。
ＩＬ－２３ｐ１９、ＩＬ－２７ＥＢＩ３とこれらの新しい会合分子による免疫応答の制御

本研究では、IL-6/IL-12ファミリーサイトカインIL-27とIL-35の共通サブユニットEBI3が、IL-27とIL-35非依存的にEBI3単独で細胞内分子として新たな機能を見出した。つまり、EBI3が、オートファジーによるユビキチン化蛋白質の分解を担うScaffold蛋白質p62/SQSTM1に結合し、腸炎誘導に重要なIL-23レセプターのユビキチン化による蛋白分解を阻害し、IL-23シグナルを増強し腸炎を誘発するという新しい可能性が示唆された。(1) EBI3のアダプター分子としての作用機序:まず、EBI3とp62/SQSTM1が会合するかを、それぞれの分子に異なるタグを付けた発現ベクターを強制的に発現させた培養細胞の細胞溶解液を、それぞれのタグまたは分子に対する抗体を用いた免疫沈降反応により調べると、EBI3とp62/SQSTM1が会合することがわかった。同様な会合は、共発現細胞をそれぞれの異なる蛍光で標識した抗体で染色すると、オートファジーのマーカーであるLC3で形成されるオートファゴソームに共局在することによっても示された。次に、野生型およびEBI3欠損マウス由来ナイーブCD4+T細胞を抗CD3/抗CD28抗体で刺激するとIFN-g産生が低下することを昨年見出したが、この時にオートファジーの程度をウエスタンブロット解析よりLC3-II発現量で比較すると、顕著な差は見られず、オートファジー以外の関与の可能性も示唆された。(2)オートファジー誘導におけるEBI3の役割:p62/SQSTM1は、オートファジーによる凝集異常蛋白の分解促進や腫瘍増殖に重要であるため、この過程におけるEBI3の役割について検討した。マウスメラノーマ腫瘍B16F10にEBI3を遺伝子導入した腫瘍を作製し、腫瘍増殖への影響をin vitroおよびin vivoで比較すると、EBI3を遺伝子導入すると増殖が亢進される傾向にあることがわかった。さらに、この時、LC3-II発現が強くなり、オートファジーも亢進していることがわかった。(1) EBI3の腸炎誘導における役割:まず、ナイーブCD4+T細胞でTCRを介した刺激によりEBI3発現が増強されることを見出した。次に、EBI3欠損マウス由来のナイーブCD4+T細胞を免疫不全RAG2マウスに移入すると組織学的および腸の長さを比較しても腸炎が軽減された。この時、大腸粘膜固有層に浸潤した単核球を分離し、PMA+イオノマイシンで刺激しFACSを用いたサイトカインの細胞内染色によりIFN-g産生が減少していた。さらに、抗CD3抗体で刺激した上清中のIFN-g産生も低下していた。(2) T細胞でのEBI3の役割:野生型およびEBI3欠損マウス由来のナイーブCD4+T細胞をT/NK細胞を除去した脾細胞を抗原提示細胞として抗CD3抗体で刺激し、細胞内染色によりサイトカイン産生を調べると、上記の結果と同様に、特にTh17+細胞のIFN-g発現量が有意に低下していた。次に、その作用機序を明らかにするために、まず、EBI3が細胞外に放出されサイトカイン様分子として効いているか、それとも細胞内で効いているかを調べた。野生型マウスとしてGFP-TgマウスおよびEBI3欠損マウスから調製したナイーブCD4+T細胞を1:1で等量混ぜて同様に刺激して細胞内染色によりサイトカイン産生を比較すると、GFP-Tgの野生型細胞からの産生は、単独の時と変わらなかったが、EBI3欠損マウス由来の細胞からのIFN-g産生は低下していた。以上より、EBI3が細胞外に出てサイトカイン様に作用している可能性は低く、細胞内でアダプター分子様の分子として作用している可能性が強く示された。(1) EBI3のアダプター分子としての作用機序:昨年までに、EBI3欠損マウス由来ナイーブCD4+T細胞をRAG2欠損の免疫不全マウスに移入し誘導する腸炎モデルを用いて、腸炎発症にはCD4+T細胞でのEBI3発現が必要であることを明らかにしてきた。そして、その作用機序についてさらに検討を続けたところ、腸炎発症に重要なIL-23刺激による病原性Th17細胞分化条件下でEBI3欠損マウス由来ナイーブCD4+T細胞を抗CD3/抗CD28抗体で刺激するとIFN-g産生が低下した。そして、これは、GFPのトランスジェニックマウス由来EBI3+/+CD4+T細胞とEBI3ー/ーCD4+T細胞の共培養実験により、EBI3がサイトカインのような液性因子として作用している可能性が否定された。

そこで、さらに、IL-23の下流のシグナルを調べていくと、IFN-g産生やT-bet発現、STAT3のリン酸化、IL-23Rの発現が低下していた。特に、IL-23R発現の低下は、mRNAレベルでは見られず、蛋白質発現の安定の低下によるものと考えられた。(2)オートファジー誘導におけるEBI3の役割:EBI3のオートファジー誘導におけるin vivoでの役割を明らかにするため、水島先生の作製されたLC3のトランスジェニックマウスを理研より入手し、EBI3欠損マウスに交配し、ようやくEBI3欠損のホモのマウスが生まれてくるようになった。現在、このマウスを用いて、オートファジー誘導におけるEBI3の関与について検討中である。免疫学実験順序の後先はあるが、おおむね計画通りに進行していると思われる。24年度は、EBI3欠損マウスを用いた解析より、炎症性腸炎誘導におけるT細胞でのEBI3によるIFN-g産生増強を介した病態形成における役割が明らかになった。その作用機序としては、細胞外に放出されるサイトカイン様分子として効いておらず、細胞内のアダプター分子様として作用している可能性が示唆された。ゆえに、24年度の目的はほぼ達成されたと思う。前年度までの結果を基に、EBI3によるT細胞分化やオートファジー制御による増殖の調節機構の作用機序についてさらに検討する。(1)腸炎誘導におけるEBI3によるT細胞分化制御の作用機序:前年度までの結果より、EBI3欠損T細胞ではIFN-g産生の低下と共に腸炎発症も抑制されていたが、この時p62/SQSTM1を介したオートファジーの関与は低かった。そこで、今年度は最近注目されている腸炎誘導に重要なTh17およびTh1/Th17細胞分化に重要なIL-23のシグナル伝達におけるEBI3の関与について検討を行う。IFN-g産生に必要な転写因子T-betやSTAT4の他、IL-23シグナルに重要なIL-12Rb1やIL-23R発現を調べ比較検討し、その作用機序を明らかにする。(2)腫瘍形成や増悪化におけるEBI3によるオートファジー制御:昨年度までの結果より、EBI3の強制発現がp62/SQSTM1会合を介してオートファジーを亢進し、腫瘍増殖を促進している可能性が示唆された。そこで、まずオートファジー誘導の初期段階に重要なATG5およびp62/SQSTM1をsiRNAでノックダウンした場合の細胞増殖とオートファジーの程度を比較検討し、その作用機序について明らかにする。また、p62/SQSTM1の欠失変異体を用いたEBI3との会合実験より、p62/SQSTM1のどの機能的領域がEBI3との結合に関わっているかを決め、その作用機序を検討する。平成24年度の解析結果より、EBI3が細胞内でアダプター分子として機能していることが明らかになったので、平成25年度はその作用機序について検討する。さらに、最近、我々は、予備的実験結果より、オートファジー関連因子であるLC3と結合するユビキチン結合蛋白質で、オートファジーによる凝集異常蛋白の分解に関わるp62/SQSTM1がEBI3と会合する可能性を示唆する結果も得ているので、この可能性を明らかにする。(1) EBI3のアダプター分子としての作用機序:まず、EBI3とp62/SQSTM1が会合するかを、それぞれの分子に異なるタグを付けた発現ベクターを強制的に発現させた培養細胞の細胞溶解液を、それぞれのタグに対する抗体を用いた免疫沈降反応により調べる。
脳腫瘍時における血液ー脳関門の機能障害と制がん剤の腫瘍選択的デリバリ-

制がん剤の血液脳関門透過性を細胞生理学的に制御することができれば、脳腫瘍の治療に効果的な易透過性の薬剤の病発ばかりでなく、難透過性にすることによって中枢毒性を回避した薬剤の開発が飛躍的に進歩すると考えられる。しかし、制がん剤に限らず薬物の血液脳関門透過機構は未だほとんど解明されていない。そこで本研究は、「制がん剤の血液脳関門透過機構を細胞生理学的に解明する」ことを目的とした。そこで、9Lグリオ-マを脳へ移植後14ー17日を経過した実験脳腫瘍ラット(以下、腫瘍ラット)を用いて、脳腫瘍時における薬物の血管透過性を頚動脈注入法によって測定した。その結果、脳腫瘍部位の毛細血管ではスクロ-スなどの正常脳毛細血管非透過性の低分子量薬物の血管透過性は非特異的に増加していることが分かった。電子顕微鏡像から、腫瘍部位の毛細血管は非腫瘍部位血管のそれと顕著に異なり、末梢組織血管と同様に有窓性構造をとっていることが確認され、細胞間隙経路による薬物透過性が増加していることが裏付けられた。しかし、非腫瘍部位および腫瘍近傍の脳毛細血管構造は正常部位のそれと大差なく、透過性も正常脳と同程度であった。したがって、脳腫瘍において制がん剤の腫瘍部位選択的デリバリ-を行うには、脳毛細血管透過性よりも腫瘍細胞透過性を向上させることが重要であると諏論された。そこで、種々の制がん剤(アドリアマイシン、メトトレキセ-ト、ニムスチン、ラニムスチン、5ーフルオロウラシル)の腫瘍ラットにおける血管透過性および腫瘍細胞膜透過性を測定したところ、5ーフルオロウラシルはこの推論に適合し、非腫瘍部位毛細血管は透過しないで腫瘍血管だけを透過し、腫瘍細胞膜を担体輸送系を介して透過する「脳腫瘍選択的制がん剤」であることが分かった。
人工知能による画像、採血データを用いたリハビリテーション帰結予測モデルの構築

本研究は人工知能を利用して、リハビリの帰結予測に採血データや画像所見を臨床データに加えることによってより精度の高い予測が可能となるか検討するものである。平成30年度は、予備検討として、臨床データのみでの人工知能を使用した帰結の学習モデルの作製と検証、頭部MRI画像の処理方法を検討した。臨床データのみでの帰結予測モデルでは、機械学習はpythonを使用し、臨床データ(入院時FIM運動項目得点、Stroke Impairment Assessment Set全項目)4964例を使用し、3986例をモデル作成に使用し、残りの978例で検証を行った。通常の重回帰分析モデルと比較し、重回帰モデルではR二乗0.80にたいし人工知能で作成したモデルではR二乗0.87、また残差分析でも人工知能モデルの方が残差のばらつきが小さく、人工知能モデルの方が高い精度のモデルを作成出来ることが判かり、第44回日本リハビリテーション医学会中部当会地方会で発表した。画像処理方法の検討では、脳梗塞症例では、全ての画像を学習させると処理に時間を要すること、PCの性能によっては全く処理が出来ないため、脳梗塞では、MRIのDWI、FLAIR、脳出血症例では頭部CT画像、MRIのT2画像を使用し、人工知能に学習をさせていくこととした。また脳画像はそのままでも学習可能であるが、人工知能に正しく学習させるため、全画像の有意な所見を確認しデータ化する必要があることが判明した。そのため、全画像に対し有意な所見を確認しデータ化する作業が必要となった。これまでに、画像データの処理、臨床データ、入院時採血データも同時に使用して、モデル作成を開始し、現在モデル作製中である。人工知能に正確に学習させるために、人の手によって全画像の有意な所見を示す必要があるため、学習するために症例の準備に想定より時間を要している。現在、学習させるデータは決まったため、処理をして学習モデルを作成していく段階である。平成31年度も精度向上のため人工知能に学習をさせていくことを進めていく。人工知能処理用のPCではGPUの性能が重要であり、平成30年末に新たなGPUが出ることが判っていたため、平成30年度末に2台目の処理用PCを発注し納品が次年度となってしまった。
慢性関節リウマチ一卵性双生児のB細胞レパートリー

1.申請時に計画したB細胞イムノグロブリン(Ig)VH遺伝子解析のためのアンカードPCR-ELISA法の開発に成功した。この方法は従来の方法と比べて簡便で、大量の試料を短時間に処理することが可能である。しかも、ハイブリダイゼーションに用いるプローブ毎にスタンダード曲線を作るために極めて定量性に優れている。また、この方法により得られたIgVHのデータはPCRの条件に依存せず、再現性も高かった。2.この方法を用いて、慢性関節リウマチ(RA)を片方または双方に持つ一卵性双生児10組の末梢リンパ球IgMB細胞、さらにIgGB細胞のVH遺伝子レパートリーの解析がなされた。一卵性双生児は、全く同じ遺伝子因子を共有するため、双生児間でレパートリーを比較することによりレパートリーへの環境因子の影響を検討出来る。また一卵性双生児間と非血縁者間で比較することにより、遺伝因子の検討も出来る。解析の結果、IgMB細胞レパートリーは一卵性双生児間では非血縁者と比べて極めて類似しており、レパートリーが強く遺伝的に規定されていることが明らかとなった。これとは対照的にIgGB細胞レパートリーでは双生児間での類似性は示されなかった。尚、両レパートリーにもRAに特徴的な変化は認められなかった。現在これらの成果をまとめて論文を作成中であり本PCR-ELISA法の開発に関連して考案したSolid phase PCR法については既に論文として発表した。
仮想世界における知的機械の創発的学習に関する研究

本研究では、仮想世界としてヴァーチャルユニヴァーシティのようなサイバー空間に実現される高等教育機関を想定し、そこで学ぶ学生に学習過程を評価し、カウンセリング機能を持ちながら学習プロセスを管理するバーチャルチュータを知的機械と想定する。このとき、バーチャルチュータの知識表現である知識データベースの表現と、知識データベースに対する効率的な更新アルゴリズムが必要とされる。南カリフォルニア大学で開発されているバーチャルチュータは、知識表現としてルールベースを採用し、知識獲得の手段として教示データを用いた学習という形がとられている。ルールベース型の知識表現の利点は、その可読性の高さにあり、教示データを容易に供給できる点にある。しかし、一方、知識獲得のための学習アルゴリズムは必ずしも有カなものは知られておらず、学習プロセスの改善が大きな問題となっている。そこで、本研究ではルールベースの利点を生かし、豊富な学習アルゴリズムが利用可能なニューラルネット(NN)に注目し、ルールをNNにより表現し、知識の増加に伴うノード数とトポロジーの変化を考慮した学習アルゴリズムを開発することとした。このための基礎研究としては、論理のNN表現と、その実装のためのシステム作りが東京都立科学技術大学の研究者によって既に明らかにされている。したがって、問題は、NNによる論理表現を応用した知識べースと探索エンジンの開発、および知識べースを表現するネットワークに対する学習アルゴリズムの開発という2段階に分離される。現在、NN開発用のパーソナルコンピュータを導入し、第1の問題であるNNによる知識ベース表現の問題に取り組み、理論的可能性について検証をほぼ終了した。次の課題は、ここで得られた結果の実装であり、その準備を現在進めている。