hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
すすの酸化形態と酸化速度の研究

本研究ではアセチレン拡散火炎より連続的に発生したすすを試料として,すすの酸化速度に及ぼす影響を雰囲気温度,酸素濃度,すすの発光状態(表面状態)の影響について調べた.まず発生したすすをすす酸化用二次気体と共に一定温度に保った酸化筒へ流入させる.この時,酸化筒入口におけるすす粒子径を測定しておく.酸化筒出口ですすがちょうど燃え切るように酸化筒の長さを調節し,酸化筒長さおよび酸化筒内の流速よりすすが燃え切る時間を求め,これを完全酸化時間とする.なお,すす粒子径はすす粒子群に照射したヘリウムネオンレーザ光の散乱光角分布をミーの光散乱理論によるものと比較することにより求めた.また,すす酸化用二次気体には,空気,あるいは酸素と窒素とを混合したものを用いた.すすの燃え切りの確認には,酸化筒出口にヘリヲムネオンレーザ光を通過させ,透過光の減衰がほとんど無いことを確認することにより行った.本実験装置を用いて,酸化筒内雰囲気温度を9461087K,酸素濃度を8.5, 17.5%と変化させ,さらにすすの発光状態がオレンジ色と暗赤色の状態のものについて実験を行った.まず,酸化筒入口におけるすす粒子径は,いずれの条件においても約121nmとなることがわかった.このすすの完全酸化時間を測定し,すす粒子が球形,単分散であるとしてすすの酸化速度を求めた.その結果,すすの酸化速度は雰囲気温度の上昇とともに増加すること,酸素濃度が大きくまたすすが発光した状態(オレンジ色)の方が酸化速度が大きいことがわかった.すすが発光している場合にはすす粒子の表面温度が高く,反応が活発に行われていると考えられる.また,本研究によるすすの酸化速度は従来の研究のものより大きな値となった.これは,すす粒子の表面状態(温度や微細な形状)やすすの組成などの違いによるものと考えられる.本研究ではアセチレン拡散火炎より連続的に発生したすすを試料として,すすの酸化速度に及ぼす影響を雰囲気温度,酸素濃度,すすの発光状態(表面状態)の影響について調べた.まず発生したすすをすす酸化用二次気体と共に一定温度に保った酸化筒へ流入させる.この時,酸化筒入口におけるすす粒子径を測定しておく.酸化筒出口ですすがちょうど燃え切るように酸化筒の長さを調節し,酸化筒長さおよび酸化筒内の流速よりすすが燃え切る時間を求め,これを完全酸化時間とする.なお,すす粒子径はすす粒子群に照射したヘリウムネオンレーザ光の散乱光角分布をミーの光散乱理論によるものと比較することにより求めた.また,すす酸化用二次気体には,空気,あるいは酸素と窒素とを混合したものを用いた.すすの燃え切りの確認には,酸化筒出口にヘリヲムネオンレーザ光を通過させ,透過光の減衰がほとんど無いことを確認することにより行った.本実験装置を用いて,酸化筒内雰囲気温度を9461087K,酸素濃度を8.5, 17.5%と変化させ,さらにすすの発光状態がオレンジ色と暗赤色の状態のものについて実験を行った.まず,酸化筒入口におけるすす粒子径は,いずれの条件においても約121nmとなることがわかった.このすすの完全酸化時間を測定し,すす粒子が球形,単分散であるとしてすすの酸化速度を求めた.その結果,すすの酸化速度は雰囲気温度の上昇とともに増加すること,酸素濃度が大きくまたすすが発光した状態(オレンジ色)の方が酸化速度が大きいことがわかった.すすが発光している場合にはすす粒子の表面温度が高く,反応が活発に行われていると考えられる.また,本研究によるすすの酸化速度は従来の研究のものより大きな値となった.これは,すす粒子の表面状態(温度や微細な形状)やすすの組成などの違いによるものと考えられる.
機能性ナノ磁性微粒子封入バイオターゲットによる表面型大腸癌の内視鏡治療適応拡大

本研究は、これまで外科治療の対象とされていた大腸sm癌に対する内視鏡治療適応拡大の可能性を探索する予備的実験である。i)リンパ節をバイオターゲットとする機能性磁性微粒子を封入したリポソーム(magnetite cationic liposomes : MCL)を作成し、ii)超音波内視鏡をdelivery systemとして、MCLを粘膜下に局注し所属リンパ節に集積させ、その後iii)電磁波照射を行いMCLを発熱体とすることで所属リンパ節に転移した癌の非手術的焼灼(温熱療法)が可能となるはずである。Yanaseらの方法に準じ(Jpn J Cancer Res 89,1998)MCLを作成した。13週齢Wister系雄性ラット(約300g)をエーテル麻酔下で開腹後、直腸壁内にMCL 0.1ml (Magnetite 1.7mg/ml)を局注し、2時間後、24時間後の腸管壁の病理組織所見と、超音波所見(使用機種:Fujinon社製SP701、20MHz)を比較検討した。MCLを局注した腸管壁の病理組織所見は、2時間後には粘膜下層を主体としたリンパ球の集簇を認め、その中に鉄染色陽性のMCLが確認された。同部位の超音波所見は高エコースポットとして描出された。局注部の近位リンパ節さらに遠位リンパ節にも、鉄染色陽性のMCLを認めた。リンパ節内でのMCLは、近位リンパ節ではmedullary sinusとgerminal centerに、遠位リンパ節ではmarginal sinusに局在した。MCLを取り込んだリンパ節の超音波所見は音響効果を伴う高エコースポットが混在する高エコー像として描出された。これらの病理学的所見および超音波所見は24時間後も同様に持続していた。今後、腫瘍に親和性の高い造影剤を開発し、温熱治療による、より選択的な腫瘍の組織破壊法の臨床応用を目指したい。臨床材料を用いた大腸sm癌における病理組織学的リンパ節転移危険因子の検討【対象と方法】:2003年12月までに旭川医科大学第三内科で腸切除およびリンパ節郭清を行った大腸sm癌168病変を対象にリンパ節転移陽性群22例(13.1%)と陰性群146例に分類し,臨床・病理組織学的所見について比較検討した。【結果】1.臨床的事項とリンパ節転移:腫瘍経はリンパ節転移陽性例と移陰性例とで有意差はみられなかった(p=0.059)。発生部位についても右側結腸と左側結腸とで差はみられなかった(p=0.5579)。肉眼型では他の肉眼型にに比較してIs型でリンパ節転移陽性の頻度は有意に高かった(p=0.0016)2.病理組織学的事項とリンパ節転移:病理組織学的所見のうち,リンパ節転移陽性群と陰性群で有意差がみられた所見はsm浸潤距離(p<0.0001),ly(+)(p=0.0001),癌浸潤先進部の中・低分化(p=0.0082),簇出(+)(p<0.0001),であった。3。sm浸潤距離とリンパ節転移:sm浸潤距離1500μm以上で区切ったとき有意にリンパ節転移の頻度が高く(p=0.0014)、p値は最も小さかった。

4.病理組織学的リンパ節転移独立危険因子の解析:単変量解析で有意差がみられた4項目の病理組織学的危険因子についてLogistic回帰分析を用いた多変量解析を行った。独立因子として抽出された病理組織学的所見はi)sm浸潤距離1500μm以上(オッズ比:8.3,95%信頼区間:1.0-69.2)及びii)簇出陽性(オッズ比:7.0,95%信頼区間:1.8-28.3)の2項目であった。【結論】:臨床材料を用いた検討から大腸sm癌における組織学的なリンパ節転移の独立した危険因子はi)sm浸潤距離1500μm以上,ii)簇出であった。(778字)本研究は、これまで外科治療の対象とされていた大腸sm癌に対する内視鏡治療適応拡大の可能性を探索する予備的実験である。i)リンパ節をバイオターゲットとする機能性磁性微粒子を封入したリポソーム(magnet-cationic liposomes : MCL)を作成し、ii)超音波内視鏡をdelivery systemとして、MCLを粘膜下に局注し所属リンパ節に集積させ、その後iii)電磁波照射を行いMCLを発熱体とすることで所属リンパ節に転移した癌の非手術的焼灼(温熱療法)が可能となるはずである。Yanaseらの方法に準じ(Jpn J Cancer Res 89,1998)MCLを作成した。13週齢Wister系雄性ラット(約300g)をエーテル麻酔下で開腹後、直腸壁内にMCL 0.1ml(Magnetite 1.7mg/ml)を局注し、2時間後、24時間後の腸管壁の病理組織所見と、超音波所見(使用機種:Fujinon社製SP701、20MHz)を比較検討した。MCLを局注した腸管壁の病理組織所見は、2時間後には粘膜下層を主体としたリンパ球の集簇を認め、その中に鉄染色陽性のMCLが確認された。同部位の超音波所見は高エコースポットとして描出された。局注部の近位リンパ節さらに遠位リンパ節にも、鉄染色陽性のMCLを認めた。リンパ節内でのMCLは、近位リンパ節ではmedullary sinusとgerminal centerに、遠位リンパ節ではmarginal sinusに局在した。MCLを取り込んだリンパ節の超音波所見は音響効果を伴う高エコースポットが混在する高エコー像として描出された。これらの病理学的所見および超音波所見は24時間後も同様に持続していた。今後、腫瘍に親和性の高い造影剤を開発し、温熱治療による、より選択的な腫瘍の組織破壊法の臨床応用を目指したい。
高温型直接加熱パルス熱量計の試作

新しい耐熱材料の開発に伴って、その安定性や信頼性確保のために高温における材料の熱物性値を正確に計測・評価する技術の開発の必要性が指摘されており、特に高温耐熱材料の熱力学的安定性評価のためには、熱容量の測定範囲の高温化が望まれている。しかしながら、1500K以上の高温での金属のみならずセラミックスの両方の熱容量を直接測定できる装置は現在のところない。本研究者らは、これまで室温から1500Kまでの温度範囲で金属および半導体の熱容量測定が可能な直接加熱パルス熱量計を開発し、様々な研究を行ってきた。さらに、2000-2500Kの高温域用の新型高速冷却方式熱容量測定装置の試作も行ってきており、今回その合間を埋めるべく2000Kまでの熱容量測定が可能な高温用直接加熱パルス熱量計の設計・試作を行った。従来の直接加熱パルス熱量計で、測定温度上限を決めている主な問題であった白金合金ヒーターの断線を解決するため、ヒーターを高融点金属であるタンタル線とし、ヒーター線の酸化を防ぐために、新たに高真空(10^<-5>Pa以下)中での加熱が可能な真空容器を設計した。高真空を保つために断熱材をセラミックス多孔質体からモリブデン製4重円筒シールドへ変更した。また、制御・測定系も構成を簡単に、しかも測定精度も向上させるよう新たに設計し直した。上記設計仕様に基づき高温型直接加熱パルス熱量計を製作し、基本性能の確認を行った。その結果、最高2000K、常用1900Kでの測定が可能であるとの見通しを得た。また、今後の課題として光高温計による温度測定の精密化が残された。新しい耐熱材料の開発に伴い、その安全性や信頼性確保のために高温における材料の熱物性値を正確に計測・評価する技術・手法の必要性が益々増大してきている。本研究では、本研究者らが従来より開発してきた直接加熱パルス熱量計の測定原理を守りながら、従来の方法では不可能であった高温域(1500-2000K)のセラミックスの熱容量を直接測ることができる高温型の新しい直接加熱パルス熱量計を試作・開発することを目的とする。1)本年度は、まず本研究グループが開発して使用してきた直接加熱パルス熱量計の使用温度を上げるための改良設計の検討を行った。現在の最高使用温度は約1600Kであるがヒーターとして使用している白金-ロジウム線の劣化・断線により通常使用温度は1500Kである。よりいっそうの高温を達成するためにはタングステン・タンタル・モリブデンなどの高融点金属線をヒーターとして使用するか、グラファイトヒーターを使用する手段が考えられる。今回は、炉の形状等を変えやすい高融点金属線ヒーターを採用することとした。2)高融点金属は容易に酸化するため、その使用雰囲気は低酸素分圧でなければならない。そのため、10^<-5>Paを達成するための真空チャンバーを設計し製作をおこなった。3)その他、より高温での測定のための新しい測定系についての設計、これまで半固定であった昇温調節方式をよりきめ細かい調節が可能な可変式のものに変更する等の改良設計を行ったが動作確認は来年度の予定である。しかしながら,1500K以上の高温での金属のみならずセラミックの両法の熱容量を直接測定できる装置は現在のところない。

本研究者らは、これまで室温から1500Kまでの温度範囲で金属および半導体の熱容量測定が可能な直接加熱パルス熱量計を開発し、様々な研究を行ってきた。さらに、2000-2500Kの高温域用の新型高速冷却方式熱容量測定装置の試作も行ってきており、今回その合間を埋めるべく2000Kまでの熱容量測定が可能な高温用直接加熱パルス熱量計の設計・試作を行った。従来の直接加熱パルス熱量計で、測定温度上限を決めている主な問題であった白金合金ヒーターの断線を解決するため、ヒーターを高融点金属であるタンタル線とし、ヒーター線の酸化を防ぐために、新たに高真空(10^<-5>Pa以下)中での加熱が可能な真空容器を設計した。高真空を保つために断熱材をセラミックス多孔質体からモリブデン製4重円筒シールドへ変更した。また、制御・測定系も構成を簡単に、しかも測定精度も向上させるよう新たに設計し直した。上記設計仕様に基づき高温型直接加熱パルス熱量計を製作し、基本性能の確認を行った。その結果、最高2000K、常用1900Kでの測定が可能であるとの見通しを得た。また、今後の課題として光高温計による温度測定の精密化が残された。
軸対称流れの不安定性とヒステリシス

外向き旋回流れは正の圧力勾配に抗して流れる減速流であるため、本質的に不安定性が強い。本研究は軸対称な羽根無し平行壁ディフューザを対称として、外向き旋回流の不安定性と非線形性を解明することを目的としている。先ず、実験により流れが不安定となる流動条件と、その流れの状態を明らかにした。作動流体は空気とし、用いられた装置は中心に旋回流を作るための回転羽根車が付いた内外径比が4.8の平均壁ディフューザである。その上流には流量を調節する送風機が設けられ、流れ角αを090°の範囲で調節できる。周方向に3点位置を変えて設けた壁面静圧測定孔の変動圧力を半導体圧力変換器により測定し、デジタルオシロレコーダーにより記録した。また、熱線流速計で内部流れを非定常測定した。その結果、αが722°の範囲ではディフューザ外周付近に中心を持つ異なる向きの2組の渦が主流に重なり比較的高速に回転するセル数2の旋回失速を起こすことが分かった。また、310°の範囲では伝播回転速度の遅く、羽根車の1箇所から半径方向に噴出し、ディフューザを貫流するセル数1の流れが主流に重なっていることが分かった。710°ではセル1とセル2の状態が共存しているが、それぞれの変動に着目して周期毎に平均した結果を見ると互いに影響をほとんど受けていないことも明らかになった。また、ディフューザ幅が羽根車出口幅よりも広い場合、旋回角度の増減に伴い、旋回失速の発生、消滅が遅れ、ヒステリシスが生じることなどが分かった。以上の結果から外向き旋回流で旋回失速が生じた場合の流れの挙動を非定常的に詳細に明らかにすることができる。
競争的自己組織化結晶形成に基づく骨誘導性生体材料の創出

バッチ式および連続式にてリン酸カルシウム材料を合成し,これらを湿式および乾式で混合・複合化してラマン分光等の物理的手法にて材料学的性質を調べ,混合による各結晶相の検出が可能であることを確認した.連続法で過飽和度を調節して合成した複数のリン酸八カルシウムの細胞活性(増殖能)が異なっていたことから,結晶成長のプロセスが材料の骨芽細胞様細胞応答に影響する可能性が示唆された.以上の結果から活性を向上させ得る生体材料の設計指針が得られた.平成27年度はリン酸カルシウム化合物のうち,広くCa/Pモル比をとり得る非晶質リン酸カルシウムの材料学的性質の把握に注力した.予備的な検討で準備済みであった原料種,反応速度,反応器の異なる条件下で既に得ていた非晶質リン酸カルシウムにつき,結晶学的,分光学的に解析した.X線回折により,明瞭な回折ピークを示さないブロードなパターンを示す非晶質材料の特徴とされるリン酸カルシウム群が得られた.これら非晶質リン酸カルシウムについて,フーリエ変換赤外(FTIR)分光法とラマン分光法により解析し,既に解析済みであった化学分析によるCaとPの化学組成との関連づけを検討した.FTIRについてはカーブフィッティングによるリン酸イオンの分光学的変化に注目し(Kobayashi K, Suzuki O et al. ACS Appl Mater Interfaces 6:22602-22611, 2014),加水分解および結晶化の進展との関連性について特定の波数のHPO4に帰属されるピークの分離と強度の関係性について明らかにした.ラマン分光による解析においても特定の波数のピークに着目することで,加水分解に関連してシフトするHPO4に帰属されるピークの同定と強度の変化について分光学的情報が得られた.また,HAの前駆体であるリン酸八カルシウムについても同様に解析を行い化学量論的組成からのずれ(非化学量論性)について分光学的な情報を得た.これらの情報を基にして,両者の複合化と結晶化による生体活性発現への影響についての検討に向け材料科学的な基礎データを整理した.活性が高いと予想される複合相的リン酸カルシウムを非化学量論的リン酸カルシウム群から調整するにあたり,非晶質リン酸カルシウムとリン酸八カルシウム,また,これら材料の結晶化過程における化学組成と分光学的性質を明らかにしておく必要性が生じた.これらの検討は計画を遂行する中で解析および研究へのフィードバックを行っていくことを予定していたが,本研究の基盤となる情報であると判断し,既に予備的に得ていた材料を用いて初年度に集中的に解析を行った.そのため,細胞との相互作用についての検討は未着手となり,計画全体としての進捗はやや遅れていると判断した.一方,合成条件と結晶学的性質および分光学的性質の関連性について基盤的情報を蓄積できたことから,細胞との相互作用も含めた生体活性の評価が加速できる状況となったため,計画全体の完了に向け,今後に複数の検討項目を並行して進めることで対応する.平成28年度はリン酸カルシウムの相として非晶質リン酸カルシウムとリン酸八カルシウムが共存してくる反応条件(温度,pH,濃度,反応速度)を検討し,材料の性状解析および細胞応答性を調べた.材料の性状解析は化学分析に定量的な組成分析,蛍光X線分析による半定量分析,X線回折,FTIRおよびラマンによる分光学的解析を行った.化学分析としてリン酸カルシウム表面および格子内部に存在するとされる全P中のHPO4の含有量を定量し,また,FTIR曲線あてはめにより,HPO4の含有量およびIR吸収帯との関連性を検討した.また,合成材料の活性評価として,先に報告したリン酸カルシウムを培養プレートに塗布するコーティング上での骨芽細胞のキャラクターを示す骨髄間質ST-2細胞による培養方法(Nishikawa R et al. Dental Materials Journal 33: 242-251, 2014)にて検討した.限定された条件であったが非晶質リン酸カルシウムとリン酸八カルシウムが共存する合成領域が認められ,クラスター様のリン酸カルシウムが存在することが示唆された.物理的な機器分析による結晶の解析の範囲内では結晶の一次粒子から二次粒子の範囲内で特徴の違いが存在することが示唆された.化学分析では想定される組成モル比の材料が得られた.HPO4の含有量は非化学量論的な組成を示すものであった.ST-2細胞による培養解析では細胞増殖能が合成条件に影響を受けることが示された.以上の結果から高活性な生体材料の原料を合成するための設計指針が得られた.バッチ式および連続式にてリン酸カルシウム材料を合成し,これらを湿式および乾式で混合・複合化してラマン分光等の物理的手法にて材料学的性質を調べ,混合による各結晶相の検出が可能であることを確認した.連続法で過飽和度を調節して合成した複数のリン酸八カルシウムの細胞活性(増殖能)が異なっていたことから,結晶成長のプロセスが材料の骨芽細胞様細胞応答に影響する可能性が示唆された.以上の結果から活性を向上させ得る生体材料の設計指針が得られた.生体材料として構成するため複数のリン酸カルシウム複合化による結晶化調節およびマトリクス材料との複合化を行い,材料学的な最適化を図る.その上でどのタイプのリン酸カルシウム相との複合化が細胞活性化を促すか調べる.またin vivoでの評価を行う.以上の検討からリン酸カルシウムの結晶成長と生体活性について関連付け,生体材料としての設計方法を取り纏める.バイオマテリアル本研究の基盤

材料となる非晶質リン酸カルシウム,リン酸八カルシウムの性状について結晶学的,分光学的に詳細に把握した上で計画調書にある競争的な結晶成長について検討していく必要があった.これらのリン酸カルシウム,特に非晶質リン酸カルシウムは広い範囲の化学組成をとることから,生体材料設計に際して,予備検討にて合成済みであったこれら材料について,研究室の既存の設備を用いて材料学的な解析に注力した.特に化学組成と分光学的な関連性において情報が少ない非晶質リン酸カルシウムにおけるFTIRによるカーブフィッティングの検討を重ね,結晶化の指標となるリン酸イオン種の同定と解析方法の確立に注力した.これらの検討により予定していた実験検討に入れなかったが計画遂行に向けて十分な情報が得られたことから,予定している経費にて研究を遂行できる見込みとなっている.複数の検討項目を並行して進め計画を遂行する.合成材料とマトリクス材料との複合化,in vitroおよびin vivoにおける生体活性の検討における消耗品等に経費を充当して使用する.
電気化学的手法による汚染土壌現場浄化プロセスの開発

本汚染土壌現場浄化プロセスでは,土壌中への電場の印加によって発生する電気浸透流を利用して土壌中に浄化処理液を流通させ,土壌表面官能基のイオン交換・錯形成反応を促進して土壌から間隙水中への汚染物質の脱離を行う.このようにして脱離した汚染物質を含む間隙水を電極井戸まで移動させて吸着などの従来法を用いてその除去を行う.本プロセスのキーテクノロジであるイオン交換・錯形成反応による土壌表面からの汚染物質の除去および電気浸透流を利用した汚染物質の輸送について,実験による現象解明とシミュレーション・モデルの構築に重点を置いて本研究を行った.本法適用の是非を判定ためには,サンプル汚染土壌を用いて,電気浸透流量の発生や汚染物質除去の程度を調べる必要がある.本研究では,電場と圧力場が共存するキャピラリー内流れの解析解を利用した電気浸透流量の測定装置を開発し,シリカ・キャピラリー,シリカ粒子充填層の定常電気浸透流およびpH変化に伴ってシラノール基の解離が生じる場合の電気浸透流量の非定常変化を測定した.特に,中性処理液では汚染物質の脱着が殆ど期待できないこと,キレート剤の利用は除去効果が大きいこと,また,表面に吸着した金属イオンの価数が大きい場合には脱離に長時間を要することが分かった.アルミノール基とシラノール基をもつカオリナイトを模擬土壌として用い,酸・アルカリ滴定から表面電荷量を求めた.さらに,Poisson-Boltzmann式の近似解を用いて表面電位を推定してゼータ電位との比較を試みたが,近似解の制限から評価法の確立までには至らなかった.そこで,電気二重層内の電位分布、物質移動・表面反応の変化を遅延効果として汚染物質の吸脱着反応を組み入れたモデルを開発した.銅汚染土壌のシミュレーション解析結果より,本浄化法は陽極付近の土壌修復に特に有効であり,また,浄化の促進にはポンプ圧入による間隙水の強制流通の併用も効果があることを明らかにした.本汚染土壌現場浄化プロセスでは,土壌中への電場の印加によって発生する電気浸透流を利用して土壌中に浄化処理液を流通させ,土壌表面官能基のイオン交換・錯形成反応を促進して土壌から間隙水中への汚染物質の脱離を行う.このようにして脱離した汚染物質を含む間隙水を電極井戸まで移動させて吸着などの従来法を用いてその除去を行う.本プロセスのキーテクノロジであるイオン交換・錯形成反応による土壌表面からの汚染物質の除去および電気浸透流を利用した汚染物質の輸送について,実験による現象解明とシミュレーション・モデルの構築に重点を置いて本研究を行った.本法適用の是非を判定ためには,サンプル汚染土壌を用いて,電気浸透流量の発生や汚染物質除去の程度を調べる必要がある.本研究では,電場と圧力場が共存するキャピラリー内流れの解析解を利用した電気浸透流量の測定装置を開発し,シリカ・キャピラリー,シリカ粒子充填層の定常電気浸透流およびpH変化に伴ってシラノール基の解離が生じる場合の電気浸透流量の非定常変化を測定した.特に,中性処理液では汚染物質の脱着が殆ど期待できないこと,キレート剤の利用は除去効果が大きいこと,また,表面に吸着した金属イオンの価数が大きい場合には脱離に長時間を要することが分かった.アルミノール基とシラノール基をもつカオリナイトを模擬土壌として用い,酸・アルカリ滴定から表面電荷量を求めた.さらに,Poisson-Boltzmann式の近似解を用いて表面電位を推定してゼータ電位との比較を試みたが,近似解の制限から評価法の確立までには至らなかった.そこで,電気二重層内の電位分布、物質移動・表面反応の変化を遅延効果として汚染物質の吸脱着反応を組み入れたモデルを開発した.銅汚染土壌のシミュレーション解析結果より,本浄化法は陽極付近の土壌修復に特に有効であり,また,浄化の促進にはポンプ圧入による間隙水の強制流通の併用も効果があることを明らかにした.本研究で開発を目的としているプロセスでは,電場の印加によって土壌から間隙水中に離脱した汚染物質を電極部まで移動させて,汚染物質の除去ならびに土壌の浄化を行う.本プロセスのキーテクノロジーは「イオン交換反応による汚染物質の土壌からの除去」と「電気浸透流を利用した汚染物質の輸送」であり,本研究では実験による機構解明と現象のシミュレーションモデルの構築に重点をおいて研究を行っている.平成13年度は,土壌粒子間隙中を処理液が輸送されるときの電気二重層の影響,土壌粒子への重金属の吸着特性,小スケールでの電気化学的浄化に関する実験的研究と移流分散モデルによるシミュレーション解析を行った.特に,土壌間隙流路がミクロン・オーダーに近づくと,流れの損失はゼータ電位に大きく依存し,従来の相関法が適用できないことを明らかにした.また,カオリナイト,珪砂,関東ローム層を用いた重金属の吸着特性を実験的に調べ,カオリナイトと珪砂については吸着量をpHの関数として相関した.また,模擬土壌としてカオリナイト,重金属としてPbイオンを用いて小規模の汚染土壌の浄化実験を行い,23週間で90%の土壌中のPbの除去が可能であることを示した.これらの結果を踏まえて静岡県浜松市佐鳴湖の湖底汚泥に含まれる重金属の除去も試みた.Cu, Ni, Znについては除去が進行したが,Fe, Cr, Pbの除去は僅かであった.後者の重金属イオンの除去を向上するためには,イオンの水酸化物への化学変化を防ぐ方策を講じる必要がある.また,土壌粒子の吸脱着現象と電気浸透流による汚染金属イオンの輸送に関する1次元モデルを開発し,シミュレーション解析を行ってパージウォータの注排水など操作性の最適性を検討した.

これらの研究成果の一部は国際学会で発表した.本研究で開発を目的としているプロセスでは,土壌内に電場を印加して電気浸透流を発生させて土壌間隙水を移動させ,間隙水中に脱離した汚染物質を電極まで輸送させることによって汚染物質の除去ならびに土壌の浄化を行う.汚染物質の土壌粒子表面への吸着平衡関係は電気二重層の影響を受け,また,電気浸透流の大きさは土壌粒子のゼータ電位に依存する.しかしながら,これらの現象に対する定量的な検討は不十分であり,シミュレーション解析に組み込める形での関係式は得られていない.平成14年度は,土壌粒子からの汚染物質の脱着・輸送に関する1次元シミュレーション解析,流路とゼータ電位が周期的に変化する流路内での圧力流れと電気浸透流に関する解析,粒子のゼータ電位の測定,吸着平衡に及ぼす電気二重層の影響に関する検討を行った.シミュレーション解析では,重金属汚染物質として硫酸銅を取り上げ,硫酸銅と硫酸の解離,これらの化学種,イオン種と土壌粒子の従来型の固液平衡,陽極,陰極での水の電気分解反応,電気浸透流に関する関係式を用いて移流拡散方程式を数値解析し,陽極側で土壌から除去された重金属汚染物質が陰極側に蓄積すること,従ってパージ液の強制的な流通による輸送・排除が重要となることを明らかにした.また,流路断面積とゼータ電位が周期的に変化する平行平板間流路,円管内流路において,流量に及ぼす圧力勾配と電位勾配の関係,断面内速度分布,2次渦の形成条件を調べた.粒子のゼータ電位については,垂直キャピラリー電気泳動法を用いる簡易測定法を開発した.現在,土壌の吸着平衡については,吸着サイト数を酸塩基滴定法により測定し,そのpH依存性から吸着平衡に及ぼす電気二重層の影響を検討している.金属によって汚染された土壌の修復は、土壌表面から間隙液中への汚染金属イオンの脱着と汚染金属イオンを含む間隙液の輸送によって行われる。土壌表面にはシラノール基やアルミノール基の官能基が存在し、金属はそれらと錯体を形成して土壌表面に吸着し、土壌を汚染する。(1)その基本的な現象を調べるために、シリカ粒子(シラノール基)とカオリナイト粘土鉱物(シラノール基、アルミノール基)の表面電荷を酸塩基滴定によって測定し、さらに銅イオンの吸着実験を行って電気二重層内の電位変化を考慮した吸着平衡関係を定量的に検討した。また、ゼータ電位の測定結果からすべり面位置の推定も行った。(2)シリカ粒子を充填した細管に電場を印可して電気浸透流を発生させ、銅イオンの脱着による電気浸透流の変化を実測した。脱着の進行とともに電気浸透流が変化する結果を得た。この手法により修復液の脱着効果の検討が可能となり、当初予定していた液体クロマトグラフィーの測定よりも簡便な測定が行えることを示した。(3)電極間隔15cmの小型実験装置を用いて、鉛によって汚染された模擬土壌(カオリナイト)の修復実験を行った。土壌槽内のpH、電位、電気浸透による水の排出量、排水中の鉛濃度の経時変化を測定し、また、実験終了後に土壌を15分割してpH1の硝酸水を加え、撹拌・ろ過後、上澄み液の鉛濃度を原子吸光により測定し、クエン酸、シュウ酸、酢酸の有機酸は塩酸、硫酸などの無機酸に比べ重金属の除去に効果があることを明らかにした。(4)電気化学的修復法の汎用的な検討を行うために、シミュレーション解析を行った。
組織マイクロアレイを用いた癌における遺伝子発現の研究

癌の病理学的研究においては形態観察から始まり、免疫染色を用いた形質やin situ hybridizationによる遺伝子発現、PCR法などによる遺伝子自体の検討が広く行われている。保存されている各種癌のパラフィンブロックはその臨床情報を含め貴重な財産である。組織マイクロアレイは既存のパラフィンブロック円柱状の小組織片を採取し、新しいパラフィンブロックに包埋し直す方法である。この方法を用いると数百におよぶ組織片を一つのブロック内に包埋することが可能となる。この研究では組織マイクロアレイを癌の病理学的検討にどのように応用することが可能であるかを検討した。多くの症例を一度に染色し、比較検討できるというこの方法の長所を生かして、まず多臓器のホルマリン固定組織のパラフィン切片を用いた免疫染色やin hybridizationの至適条件を決定することを用いた。次に乳癌症例271例から組織マイクロアレイを作製して、in situ hybridizationによりアポトーシス関連遺伝子のDJ-1発現をin situ hybridizationにより、HER2,エストロゲンレセプター、プロジェステロンレセプターの発現を免疫染色によって検出し、その関連を検討した。その結果DJ-1の発現とHER2との間には関連が見られなかったが、乳癌の予後因子である組織型、リンパ節転移、ホルモンレセプターの発現との間には関連を認め、DJ-1が乳癌の悪性度に関連する因子であることが示唆された。このように組織マイクロアレイは多数例における遺伝子発現やその分布状態などを簡単に比較できる方法であり、癌の病理学的検討において形態との関連も含めて非常に有用な方法であることは明らかとなった。当初の予定より進捗が遅れたが今後も研究を継続してさらに多くの情報を得ることができると思われる。本年度は組織マイクロアレイブロックの作製を効率的に行うために、各種の組織を用いてブロック作成の習熟に務めた。組織マイクロアレイブロック作製機器についている説明書のみでは、きれいなブロックや組織切片が得られないことが多く、試行錯誤を繰り返した。マイクロアレイ用の組織の採取、新たなブロックのパラフィンとの融合、薄切、薄切された切片のプレパラートへの添付などいろいろと困難な問題が生じたが、ほぼ解決された。また、心筋、脳など通常の組織切片作製時にも割れたりひび割れしやすい組織はマイクロアレイにした場合も同様の問題が生じやすく、このような組織の扱いが今後の問題と考えられた。このようにしてマイクロアレイブロックの作製がうまくできるようになったため、まず、全身の正常組織をマイクロアレイとして、各種の免疫染色を行っている。これまでに、当研究室で行っている免疫染色を100種類ほど施行した。この結果は現在集計中である。この方法により各種の抗原の全身諸臓器における発現パターンを簡単に検討することが可能になった。同じブロックを使えば各種免疫染色ごとに設定していた陽性コントロールを1ブロックでまかなうことができ、染色の標準化に役立つと考えられた。現在各種腫瘍組織のマイクロアレイを作製するために、腫瘍組織のパラフィンブロックを収集している。来年度はこれらを用いて本格的に組織ミクロアレイによる各種癌関連抗原の発現やそのパターンを検討していく予定である。病理診断や形態研究に用いられる免疫組織化学染色においては検体の条件が染色結果に大きな影響を与える。特に通常の形態観察に用いられるホルマリン固定・パラフィン包埋組織を用いる場合は、組織の固定の影響が非常に大きい。そこで種々の条件で固定した組織のパラフィンンブロックからマイクロアレイを作製し、固定条件が免疫染色に与える影響について検討した。肝、膵、腎、心、肺、脾の組織をホルマリンにて1,2,4,8,16日間固定した組織をパラフィン包埋し、そのブロックから小組織片を採取して組織マイクロアレイブロックを作製した。この組織マイクロアレイブロックを用いて、ヴィメンチン,CD45RO, bcl-2,ケラチン,HLA-DR,β-カテニン、E-カドヘリンの免疫染色をSAB法にて行った。

2日間固定した組織を標準として、染色性の低下の度合いを判定した。その結果、HLA-DRとCD45ROの染色性の低下は16日間固定組織においてもほとんど見られなかった。一方、E-カドヘリン、bcl-2、ケラチン、β-カテニン、ヴィメンチンの染色性は4ないし8日間固定組織から低下し、16日間固定組織では陽性像が得られなかった。8日間固定組織においては染色性の低下を発色反応の延長により回復することが可能であったが、16日間固定組織ではそのような回復は不可能であった。以上より、長期間のホルマリン固定は組織の抗原性を低下させることとその低下の度合いは抗原により異なることが判明した。組織マイクロアレイを用いることにより、染色結果の日間あるいは施行者間などのばらつきを考慮する必要なく、このような比較検討ができることが示された。現在多数の乳癌症例の組織マイクロアレイを作成中で来年度にはこれらを用いて、乳癌の免疫組織学的予後因子の検討などを進める予定である。ホルマリン固定組織におけるin situ hybridizationにおいては検出するmRNAの保存状態と、それを検出のために露出させる蛋白分解酵素処理の条件が非常に重要となる。この条件設定のために1日から16日までホルマリン固定を行った肝、腎、膵などのパラフィンブロックを作製した。このブロックから組織片を採取して組織マイクロアレイブロックを作製した。このブロックの切片を用いてβ-2-micorglobulinのmRNAをin situ hybridizationにて検出した。蛋白分解酵素としてプロテアーゼKを用い、その濃度を5μg/mlから30μg/mlまで、反応時間を10,20,30分として、染色性を比較検討した。固定の条件としては1日が最良であり、それ以上となると染色性の低下が見られた。また、プロテアーゼKの処理条件は組織により異なり、単一の条件では最良の結果が得られことが判明した。次に乳癌症例271例のパラフィンブロックから組織マイクロアレイを作製した。この切片を用いてアポトーシス関連遺伝子であるDJ-1の発現をin situ hybridizationにより検出し、結果を乳癌の予後因子である組織学的悪性度、リンパ節転移、免疫染色によるエストロゲンレセプター/プロジェステロンレセプターやHer2の発現と関連させて検討した。その結果DJ-1の過剰発現は69%の症例で現象は13.7%で見られた。予後因子との相関ではDJ-1の発現状態はリンパ節転移、エストロゲン/プロジェステロンレセプターの発現と関連し、腫瘍の悪性度を反映していると考えられた。
肝臓癌に使用するTAE法と併用する徐放性多剤併田抗腫瘍剤カプセルに関する研究

1)カプセル移植による病理組織学的検討:5ーFu単剤移植による結果、カプセルはグリソン鞘と癌組織の境に移植されている。核破壊などの若い壊死は見られないが、壊死は癌組織の方にのみ広がり、全体に凝固壊死を形成している。MMC単剤移植の結果、壊死範囲は4カプセル中で最も広く、直経1cm強であった。凝固壊死と新しい核破壊共存している。薬物が長期にわたり、持続的に放出されたことを推測される。ADR単剤移植では移植初期にごく小量の薬関物の放出がなされたと推定される。三剤併用カプセルの移植では核破壊→凝固壊死→融解壊死といった非常に特徴的な壊死形成を示した。2)肝臓癌を有する白色ウサギに対するTAE法と併用する剤併用抗腫癌剤針状カプセルの検討:白色家兎の肝左葉皮膜内にツべルクリン針を用いて注射し、VX_2肝腫瘍を作製した。超音波による発育状態の観際により、超音波画像が最大横経20mm前後になった時点(腫瘍移植度1014日)で8羽の家兎の固有肝脈に1.0mlのLipiodolを15秒前後かけて動注した。治療効果に関して担癌家兎の治療後14日目にやける生存率をみた。対照群では0%、動注群では50%、併用群では75%であり、生存率からも前述の併用効果を裏付ける成績がえられた。3)TA法と併用する制癌剤マイクロカプセルの臨床応用:忠者54才男性で肝転移を伴ったBorrmanII型の進行性胃癌と診断し、手術を施行した。胃切除後、TAE法と抗腫瘍カプセル併用を行った。肝の転移性腫瘍の2ケ所に12本の針状カプセル(各薬剤60mg)を刺入した。術後2週間目超音波検査では、肝腫瘍の内部エコ-は抵エコ-レベルとなっており、腫瘍が一部壊死性変性を起こしている。また術後3週目のCT検査では針状カプセルの刺入した外測区域の腫瘍は明らかに縮少した。1.多剤併用カプセルに関する基礎検討:多剤併用抗腫瘍剤カプセルは薬剤としてMMC、5FU、ADMの三剤を充填して生成された。この場合に制癌剤量、γ線量およびモノマー種類を変えて徐放期間、徐放率をin vitroの実験で検討したところ、薬剤の溶出速度を遅くして、特効性を長くするために、母材に疎水性の大きいジエチレングリコールジアクリレートポリマーを使用した。カプセルの作製の最も良い方法としてジエチレングリコールジメタクリレート2Gとポリエチレングリコールジメタクリレート-14を80:20の割合で抗腫瘍剤とともに針状のアンプルの中に入れて、^<60>Co線源のγ線を照射して重合させてカプセルを作製することが徐放期間と徐放率が変えられて、特効性を長くするのに最も適していることを確認できた。2.担癌動物の作製:本カプセルを担癌動物に移植するために、ウサギの皮膚癌由来のVX2癌のサスペンジョンを約12cc(1cc中癌細胞は約3万個)をウサギの門脈から注入すると、移植後10日目に肝臓の各葉に肝腫瘤が認められた。この各々の肝腫瘤に針状カプセルを挿入する。

3.カプセルの局所刺激性と薬剤の血液に及ぼす影響の検討:5週齢のICR系雌性マウスの背部皮下に、約2.5mm径のカプセルを埋入し、3週間目の埋入部皮膚の組織標本を作製し、病理組織学的に検索したところ、刺激性および異物反応は軽度であった。また5週齢のICR系雌性マウスにカプセル挿入後1週間目にエーテル麻酔下で採血し、TOA Microcell Countercc-108を用いて赤血球数および白血球数を測定したところ、実験結果では軽度の貧血が見られたにすぎず、白血球数の減少は見られなかった。尚設備備品費が250万から330万に変更した理由はパソコンシステムを加えたためである事を追記する。(1)担癌動物の作製本カプセルを担癌動物に移植するために、ウサギの皮膚癌由来のV×2癌のサスペンジョンを約12cc(1cc中癌細胞は3万個)をウサギの肝臓(右肝臓の第2葉)表面を覆う皮下膜に注入してウサギに肝臓癌を選択的に作製した結果、肝臓癌は肝臓の1葉に23個の直径5mmの癌腫瘤を1週間後に作製することが出来た。発生した癌組織に4種類の中から選択した1種類のカプセルを移植して、14日間飼育し、そのあいだ3日毎に血中濃度を測定した。14日後にウサギを屠殺し、カプセル移植周囲の組織を病理組織学的に検討した。(2)カプセル移植による病理組織学的検討5ーFU単剤移植による結果、カプセルはグリソン鞘と癌組織の境に移植されている。核破壊などの若い壊死は見られないが、壊死は癌組織の方にのみ広がり、全体に凝固壊死を形成している。MMC単剤移植の結果、壊死範囲は4カプセル中で最も広く、直径1cm強であった。凝固壊死と新しい核破壊共存している。薬物が長期にわたり、持続的に放出されたことを推測される。ADR単剤移植では移植初期にごく小量の薬物の放出がなされたと推定される。三剤併用カプセルの移植では核破壊→凝固壊死→融解壊死といった非常に特徴的な壊死形成を示した。(3)肝臓癌を有するウサギに対するTAE法と併用する多剤併用抗腫瘍剤針状カプセル健康なウサギにTAE法を施すことを試みたが、ウサギの肝動脈がきわめて細く、ウサギの肝動脈より選択的に血栓を作製することに失敗する例が多く、他の犬など大型の動物に肝臓癌を作製することは現時点では不可能であり、その結果、油性造影剤リピオド-ルウルトラフルイドを肝動脈内に投与することによってウサギにTAE法が作製できた。1)肝臓癌を有する白色ウサギに対するTAE法と併用する多剤併用抗腫瘍剤針状カプセルの検討:白色家兎の肝左葉皮膜内にツベルクリン針を用いて注射し、VX_2肝腫瘍を作製した。超音波による発育状態の観察により、超音波画像が最大横径20mm前後になった時点(腫瘍移植度1014日)で8羽の家兎の固有肝脈にポリエチレンチュ-ブに31ゲ-ジの針をつけた動注用針を用いて、1.0mlのLipiodolを15秒前後かけて動注した。この時、肝右葉への脈管系は一時的にテ-ピングして遮断した。そのうちの4羽については抗腫瘍カプセルを腫瘍表面に刺入、移植した。(動注群および併用群。)また残りの4羽については、何ら処置をせずに閉腹した(対照群)。対照群は14日目では4羽とも死亡した。動注群では対照群に比較して、やや発育は緩徐であったが差を認めなかった。併用群では、対照群および動注群に比較して発育は緩徐であり、抗腫瘍カプセルとLipiodol動注併用の効果を示唆する成績が得られた。効果は治療後710日前後にみられるように思う。担癌白色ウサギの生存率:治療効果に関して担癌家兎の治療後14日目における生存率をみた。対照群では0%、動注群では50%、併用群では75%であり、生存率からも前述の併用効果を裏付ける成績がえられた。
沈み込む堆積物における間隙流体圧の時空間変化の解明

本研究の目的は、沈み込むスラブから放出された水がプレート境界付近に沿って上昇し、スロー地震発生領域にまで到達するというアイデアの物理的な妥当性を検討することである。手法として固体とその隙間に存在する液体の運動を同時に取り扱う固液2相流理論に基づく物理モデリングを用いた。本年度は沈み込むスラブ直上に存在する低粘性層内部の水の移動を考え、岩石抵抗と動圧力(物質の変形に伴い生じる余分な圧力)勾配の効果の組み合わせによって、スラブから放出された水が低粘性層内部を素早く上昇しスロー地震発生領域にまで到達する可能性を示した。また水はその量が多い場所と少ない場所とを交互に作りながら移動することも明らかにした。これはスロー地震の繰り返し間隔に関連する可能性がある。沈み込み帯に対する温度モデリングで得られた結果に基づくと、今回新たに提唱したメカニズムによる水の移動は、東北地方のような冷たい沈み込み帯よりも、西南日本やカスカディアなど熱い沈み込み帯で見られる可能性が高い。更に3次元のモデリングを行い、スラブが海溝から離れるように折れ曲がる場所では、水の移動の駆動力の1つである低粘性層内部における動圧力勾配が小さくなることが分かった。これは西南日本やカスカディアで見られるスラブの形状と短期的スロースリップによるすべり量との対応関係を理解する際に重要な情報となる。これらの内容に関する発表を日本地球惑星科学連合大会、アメリカ地球物理学連合秋季大会などで行い、投稿論文を現在執筆中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。スロー地震の発生には水が重要な役割を果たしていると考えられているが、スラブから放出された後の水の振る舞いについて詳しく調べた例は少ない。そこで本研究では特に、水が岩石の隙間を出入りする際の岩石抵抗の効果によって水の移動がどのように変化するのかを調べた。まずは1次元の計算領域で、本研究で必要となる数値モデル(粘弾性変形する岩石の隙間を水が浸透流の形で移動するモデル)を確立した。また浸透率、岩石抵抗、境界条件、計算の時間ステップなどを変化させながらそれらの要素が水の振る舞いに与える影響を評価した。その後モデルを2次元の計算領域へと拡張し、岩石抵抗が大きいときには放出された水の一部がスラブのより内側へと移動することを示した。さらにモデルを3次元の計算領域へと広げ、スラブが外側に向かって折れ曲がる場所では水が互いに集まるように移動し、そこでの水の量や間隙水圧が増加することを示した。そしてそれらの結果をもとに、水の移動とスロー地震の島弧に沿った方向の活動変化やスラブ内地震、さらにスラブの沈み込み角度との関係を議論した。これらの結果をまとめたものは国際誌Geochemistry, Geophysics, Geosystems、そして国内誌「地震」に投稿・受理されている。学会や研究集会にも積極的に参加し、5月には日本地球惑星科学連合連合大会、9月にはスロー地震学研究集会、10月には日本地震学会秋季大会、そして12月にはアメリカ地球物理学連合秋季大会に参加し発表を行った。ほぼ計画通りに研究が進み、論文も国際誌に1編、国内誌に1編発表している。今後は一旦2次元のモデルへと戻り、上盤プレートの物性(具体的には浸透率、岩石抵抗の大きさ)が水の移動にどのように影響するのかを調べる。
非線形システムに対する単純適応制御(SAC)系設計に関する研究

単純適応制御系(SAC)は、実用性に富んだ適応制御系設計手法どしてこれまでに多く研究されてきた.しかしながら、その研究のほとんどは線形系に関するものであり、非線形系にたいし単純適応制御系設計指針を一般的に考察したものは少ない。この点を中心に非線形単純適応制御系(NSAC)の構成と安定性に関する研究を行った。単純適応制御系構成の大きな特長は、出力フィードバック形式で適応制御系を一般的に実現しようとするところにある。そのためには、線形系においては、対象とするシステムがいわゆるASPR条件を満たしている必要があった。この条件は、非線形システムではフィードバック受動性に対応している。本研究では(1)理論面では、フィードバック指数受動性をシステムが有する場合の非線形SACの基本的構成とその安定性について検討した。また、(2)フィードバック指数受動性が満たされない場合でも、線形SAC理論における並列フィードフォワード補償に相当する非線形補償器を導入することにより安定な非線形SACが実現できることを示し、その具体的設計手法を示した。(3)得られた非線形SACシステムのロバスト性についても検討した。また、(4)実験面では、液位、温度等の制御が可能で、かつ、多入出力非線形システムの制御実験が効率よく実施できるプロセスシステム実験装置制作及び同実験装置使用による提案制御手法の実験的検討を行った。上記の理論的成果は一部すでに公表している(論文1件、解説1件、国際会議2件)。また、実験的結果についても現在公表の準備を進めている。さらに、非線形システムに対するSACを含む実用的なロバスト適応制御系構成に関する研究も行い。非線形性にロバストな適応制御手法を線形系に対する理論を修正して適用する考え方を中心に検討した。これらの内容もすでに一部公表(論文2件、国際会議5件)している。本研究は,これまで線形系に対して研究されてきた単純適応制御(SAC)手法を一般的な多入出力非線形系に対して拡張しようとするものである.本年度の主な研究成果を以下に示す.1.非線形SAC系の基本構成とその安定性.線形系に対するSACは,出力フィードバックにより強正実化可能なASPR系に対して安定性の保証された制御系が構成できる.本研究では,線形系でのASPR条件に対応する非線形系に対するOFEP(出力フィードバック指数受動)条件のもと,SAC構成の基本となる適応ハイゲイン出力フィードバック制御系が構成できることを明らかにした.また,不確かな非線形項が存在する場合に対するロバストな設計法の提案も行った.前者の成果は,計測自動制御学会論文集で報告し,後者は,KACC 2000および計測自動制御学会九州支部学術講演会で発表している.2.並列フィードフォワード補償器の基本的設計法上述のようにSAC手法はOFEP条件を満足する制御対象に対して適用可能である.しかし,線形系に対するASPR条件同様,この条件も実システムにとっては厳しい条件である.この問題に対する一つの解決策として本研究では,非線形系に対するシステムをOFEP化する並列フィードフォワード補償の基本的設計手法の提案を行った.この成果は,計測自動制御学会論文集で報告した.単純適応制御系(SAC)は、実用性に富んだ適応制御系設計手法としてこれまでに多く研究されてきた。しかしながら、その研究のほとんどは線形系に関するものであり、非線形系にたいし単純適応制御系設計指針を一般的に考察したものは少ない。単純適応制御系構成の大きな特徴は、出力フィードバック形式で適応制御系を一般的に実現しようとするところにある。

本研究では(1)理論面では、フィードバック指数受動性をシステムが有する場合の非線形SACの基本的構成とその安定性について検討した。また、(2)フィードバック指数受動性が満たされない場合でも、線形SAC理論における並列フィードフォワード補償に相当する非線形補償器を導入することにより安定な非線形SACが実現できることを示し、その具体的な設計手法を示した。(3)得られた非線形SACシステムのロバスト性についても検討した。また、(4)実験面では、液位、温度等の制御が可能で、かつ、多入出力非線形システムの制御実験が効率よく実施できるプロセスシステム実験装置制作及び同実験装置使用による提案制御手法の実験的検討を行った。上記の理論的成果は一部すでに公表している(論文1件、解説1件、国際会議2件)。また、実験的結果についても現在公表の準備を進めている。さらに、非線形システムに対するSACを含む実用的なロバスト適応制御系構成に関する研究も行い。非線形性にロバストな適応制御手法を線形系に対する理論を修正して適用する考え方を中心に検討した。これらの内容もすでに一部公表(論文2件、国際会議5件)している。
産学官連携業務の機能と役割に関する調査分析

産学官連携活動において実務を担っている支援人材(実務担当者)の業務内容や機能について,ヒアリング結果を基にエスノグラフィー的手法を用いて調査・分析を行った結果,自治体等の支援人材は,課題を発掘するだけでなく,地域の困り事レベルから解決すべき課題を整理・認識するという重要な機能を果たしていることが明らかになった。一方,大学等に属する支援人材は,大学と外部機関との仲立ちを行うコーディネータと,大学内部での仲立ちを行うURAに大別されるが,それ以上に大学や個人的レベルでの相違が大きく,明確に機能と役割が定まっているとは言い難い状況にあることが分かった。産学官連携活動において実務を担っている担当者(支援人材)の業務内容や機能について,支援人材へのヒアリング結果を基に,業務類型化と役割・機能の分類を行うエスノグラフィー的手法を用いて調査・分析を行った。本研究では産学官のうち,官及び学のセクタに属する支援人材を対象とし,官においては自治体等で産学官連携事業の実務を担っている担当者を,学においては産学官連携部門のコーディネート担当及びURA部門の支援人材を対象とした。調査の結果,自治体等の支援人材は,大学等に課題が持ち込まれ産学官連携案件として顕在化する前段階での活動を重視していることが明らかになった。課題を発掘するだけでなく,課題として認識される以前の地域の困り事レベルの話から解決すべき課題を整理・認識するために,企業,地域住民や利害関係者との情報共有・意見交換を行う活動に多くの時間と労力を費やしていた。こうした活動の善し悪しやその成果が,産学官連携案件の件数や内容に反映されている可能性が高く,結果的に産学官連携の成果の良否を左右している可能性がある。一方,大学等に属する支援人材は,所属する大学と外部関係機関(連携相手先)との仲立ちを行うタイプと,大学内部での仲立ちを行うタイプに大別される。前者は産学官連携コーディネータ等に代表される連携人材に多く,後者はURA等に多いため,大学内の組織間に方向性の違いによる軋轢が生じているケースが多い。両組織間での調整を巡っては各大学で様々な試みが為されており,それぞれ一長一短が見られる。官が発掘した課題を学に持ち込み連携事業を組成する段階では,所謂死の谷は依然として存在していることも分かったが,これについては,官と学の支援人材間の密な連絡・連携による改善が見られている。一方,学内部での軋轢についても同様の方策で改善が図られているケースはあるが,組織的な解はまだないようである。産学官連携,イノベーションプロセス,プロセスマネジメント,MOT