hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ソフトマター反応場:高分子ゲルを用いる新概念の分子触媒反応媒体の実現

本研究は「分離・回収・再利用が簡単な触媒」を、コロイド、ゲルのようなやわらかい物質が作る複合系である「ソフトマター」を用いた新しい触媒反応媒体を提案し、実現することにより達成しようとするものであり、ゲルの設計、触媒設計、反応設計とその実現をめざす実験を積み重ねて、反応媒体として最適な高分子ゲルを絞り込み、「分子触媒を固定した高分子ゲル」という、新しい環境低負荷触媒の研究分野を切り開くことを目的とした研究を実施した。昨年度までにルテニウム3核クラスター塩の固定に成功しているが、今年度、アルケンの異性化反応を代表的な反応として、反応基質の多様性、触媒効率を系統的な条件検討により、有機合成化学・プロセス化学で有用なレベルまで引き上げることに成功している。また、白金触媒の固定に成功し、反応選択性に優れた芳香族ニトロ化合物の水素化反応に展開することに成功している。これらいずれの場合も、金属種は完全にゲル中に固定されており、簡単な操作で金属、および、ケイ素がまったく含まれない生成物が得られる。また、繰り返し再使用が可能であり、繰り返し実験による効率の低下および金属の漏れ出しは見られない。ゲルの架橋状況、触媒の固定化状況を各種の分光学測定を用いて検討し、高分子マトリクス中に分子状の金属種としての存在が示唆されている。これをベースに触媒効率、分離効率がよく、効率的再利用が図れる触媒設計指針が得られている。これらを、ゲルの生成反応を、アミドの還元等の有機合成反応へ応用した研究成果に応用したほか、高分子ゲル多様な高分子への拡張(とくにアルミノキサン)、他の金属種の固定(鉄、ロジウム、イリジウム等)についても基礎的な知見を集積した。本研究は「分離・回収・再利用が簡単な触媒」を、コロイド、ゲルのようなやわらかい物質が作る複合系である「ソフトマター」を用いた新しい触媒反応媒体を提案し、実現することを目的とする。「ソフトマター触媒反応場」の概念を実証するため、A.形状を維持する固状コロイドである高分子ゲル(制御した数の架橋点を有するゲル状の高分子)に分子触媒種、または、ナノ微粒子を固定化した触媒を合成する。B.少量の溶媒に溶解した反応基質を、ゲル中に取り込ませて膨潤させる。C.この膨潤したゲルを触媒反応場として反応させ、D.反応終了後に、触媒はゲル内に残したまま、ゲルを収縮させて生成物をゲル外に追い出す。という4つのステップを経由する触媒系を設計し、「分離・回収・再利用が簡単な触媒」とそのプロセスを実験的に検討した。その研究成果として、ポリメチルヒドロシロキサンをルテニウム、および、白金触媒により活性化し、アミドを基質として反応させることにより、上記の4つのステップのうち、Aのステップについて、高分子ゲルを酸素架橋により合成する手法を確立した。また、その延長として、アミドの代わりに2つ以上の水酸基を有するアルコール類を利用したゲルの合成法についても検討し、良好な結果を得ている。これらの成果をもとに、BDの予備的な検討をおこない、Bについては、ゲルの可逆的な膨潤を確認した。反応基質の取り込みの直接証拠は今年度の課題であるが、Cが実現していることから基質の可逆的とりこみが起こっていることも明らかである。Cは金属内包高分子ゲル自体を反応剤とする還元反応の実現、ならびに、金属内包高分子ゲルを触媒として用いた、アルケンの異性化反応を実現した。Dについても、繰り返し再使用が可能であること、および、金属のリーチングがほとんどないことから、「分離・回収・再利用が簡単な触媒」の基本概念の実証に成功した。
地中および地表面での同時観測システムによる地中電磁界変動現象の解明

本研究を遂行するために最も重要な地中電磁界観測室を,細倉金属鉱業株式会社と共同研究の形で宮城県栗原市鶯沢の細倉鉱山内部に設置した。さらに,電磁界の速い変動とゆっくりした変動の2つの変動領域における信号を観測するため,次のような装置から構成される観測システムを構築した。1.高周波変動領域(10-100kHz帯域)における電磁界変動信号観測装置。2.準定常変動領域における電磁界変動信号観測装置。3.これらの各観測要素のデータを記録する高精度時刻校正付多チャンネルデータ記録装置。この観測システムにより,平成18年度および19年度の2年間にわたり順調に観測データを得ることが出来たが,得られた主な成果は次のとおりである。1.落雷によって発生する電磁界の観測により,従来報告されていない電磁波の表面波モードが存在している可能性が高いことを示した。2.地中観測室空間のイオン濃度,空間電界,室内温度・湿度の長期間観測により,それぞれの要素の数時間での変化,日変化および年変化の相互関係を明らかにした。3.大きな地震発生時および地震波伝搬時の空間電界変動信号の存在を示した。4.岩石圧縮による岩石帯電機構を解明するための室内実験を行った。5.理論解析に必要な精度の高いシミュレーション技法としてCIP法の研究を進め,本法の特徴を明確にするなど,この技法についての数多くの新しい知見を獲得した。本研究では期間内に、(1)実際に地表面および地中空間内での電磁界変動信号を同時観測するための観測システムの構築を完了し、(2)年間を通して観測を継続し、(3)得られた観測データを理論的な解析結果と比較検討することにより観測結果を理論的に説明できるようにする、ことが目的である。18年度は、計画した観測システムの構築を完了し、観測を開始してデータを蓄積した。(a)観測センサー地中空間内の電磁変動現象を明確に説明するための電磁気学的モデルを確立するためには最低限、電界変動および磁界変動の地表面および地中空間内での同時観測が必然的に要求される。これらの変動信号を観測するため非常に感度の優れたセンサーを全く新たに製作した。すなわち、平行平板型容量性電極による3方向(水平2方向、垂直方向)の電界観測およびループアンテナによる3方向の磁界観測などが可能となった。地中空間内でのこれらの物理量は、方向によっては非常に小さくなると考えられるため、平行平板電極およびループアンテナなどは非常に大きなものを準備した。地表面での電磁界変動信号を同時観測するため、地中空間に設置された3方向磁界観測ループアンテナと全く同様のアンテナを地中空間直上の地表面に設置した。(b)記録システム上記の各観測要素についてのデータを記録する記録装置はサンプリング時間として50ns程度の時間分解能を有する多チャンネルディジタル記録計を準備した。地中での観測では、一般に時刻校正が難しいが、本観測システムではGPSアンテナを地上に設置し、地上から立坑を通して観測室まで約100mのケーブルを用い観測室に設置の高精度GPS時刻出力装置に入力することで1マイクロ秒の時刻精度の実現している。落雷の絶対時間を校正することで、公表されている雷放電発生点や放電電流値などの情報との比較検討が可能となる。18年度は観測システムの構築に時間をかけたが、地中空間および地表面での同時観測で十分に信頼性のある電磁界信号の観測が可能であることを確認することができたと考えられる。今後、観測を長期間継続することにより、多くの貴重な観測データが得られると期待できる。また、落雷などで発生した電磁界が地中空間でどのようになるかをシミュレーションするため、新しい技法であるCIP法による電磁界のシミュレーションについての検討も進め、この技法について新しい知見を得ることができた。19年度は,計画した10-100kHz帯域の電磁界変動信号の観測システムの構築を全て完了し,さらに,0.1秒サンプリングでの準定常的な電磁界変動信号の観測システムについても整備し,前年度に引き続き,観測を継続してデータを蓄積した。

すなわち,1.電界変動および磁界変動の地表面および地中空間内での同時観測が可能となる10-100kHz帯域における非常に感度の優れたセンサー(3方向の電界計測用平行平板型容量性電極および3方向の磁界計測用ループアンテナ)を設置,およびそれらによる電磁界変動信号データの収集,2.地表面および地中空間における秒単位のゆっくりした電磁界変動を観測できるフィールドミル電界計およびフラックスゲート磁力計の導入と,それらによる観測データの集積,3.サンプリング時間として50ns程度,およびms程度の時間分解能を有する2系統の多チャンネルディジタル記録システムを準備,4.地上に設置したGPSアンテナから,約100mのケーブルを用い,地上から立坑を通して観測室に設置した高精度GPS時刻出力装置に入力することにより1マイクロ秒の時刻精度の実現,などである。18年度の観測システムの構築およびシステムの十分な調整により,地中空間および地表面での同時観測における十分に信頼性のある電磁界信号の観測が可能であることを確認すると同時に,19年度は貴重な観測データを蓄積することができたと考えられる。また,地震現象などに伴う地中空間内部での電磁界変動信号について,いくつかの大きな地震について地震波伝搬時の変動信号の存在を確認することが出来た。本研究では,さらに,落雷などで発生した電磁界が地中空間でどのようになるかをシミュレーションするため,新しいシミュレーション技法であるCIP法の進展を計った。すなわち,同法と広く普及しているFDTD法との比較を電磁界および音波シミュレーションに適用し,CIP法の優れた点などを明確にするなど,この技法について新しい知見を数多く得ることができた。
川崎病病態形成における免疫抑制性受容体LILRBの役割の検討と治療への応用

川崎病は幼少児期に発症する原因不明の血管炎で、免疫グロブリン大量療法(IVIG)が有効である。本研究では川崎病患者におけるB細胞分画と各細胞表面上の免疫抑制性受容体LILRBの発現パターンについて解析を行った。その結果、川崎病患者ではmemory B細胞の割合が増加していた。また、plasmablastの割合も急性期に有意に上昇していたが、IVIG後は正常化した。これらのことから川崎病の病態形成には獲得免疫が関与していることが示唆された。また、川崎病の急性期にはplasmablast上のLILRB4発現が亢進しており、川崎病の病態形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。川崎病は原因不明の血管炎であり、免疫グロブリン大量療法が有効である。我々はこれまでに免疫反応でブレーキの役割を果たす抑制性受容体の研究を行い、免疫グロブリンが抑制性受容体に直接働く可能性を示してきた(Tanaka J, et al. Open J Immunol 2:194-160, 2012)。本研究では川崎病と免疫抑制性受容体の関係に着目し、免疫抑制受容体であるLeukocyte Immunoglobulin-Like Receptor, subfamily B (LILRB)が川崎病の病態形成に果たす役割を明らかにするために、免疫グロブリン大量療法の前後におけるLILRB1、LILRB2、LILRB3、LILRB4の発現パターンの変化をフローサイトメトリーを用いて解析した。昨年度当科に入院した川崎病患者52名について詳細な病歴、家族歴、既往歴を記録し、同時に頚部リンパ節の大きさや冠動脈の径を超音波エコー検査で客観的に測定し、NT-proBNP、SAAなどのバイオマーカーを測定した。その中でインフォームドコンセントを行い書面で同意が得られた川崎病患児17名について、LILRB発現を比較検討した結果、治療前後で発現に明らかな変化がみられたのはLILRB4であった。この結果からLILRB4を介した抑制性のシグナルが川崎病の発症に関与している可能性が考えられた。現在どの細胞集団で主に発現が変化しているかどうかについて症例数を増やし検討中である。本研究では川崎病と免疫抑制性受容体の関係に着目し、免疫抑制受容体であるLeukocyte Immunoglobulin-Like Receptor, subfamily B (LILRB)が川崎病の病態形成に果たす役割を明らかにするために、免疫グロブリン大量療法の前後におけるLILRB1、LILRB2、LILRB3、LILRB4の発現パターンの変化をフローサイトメトリーを用いて解析を行ってきた。一昨年度は川崎病患者17例の解析を行った。昨年度は川崎病症例と比較するために正常コントロールとして書面で同意が得られた健常小児10例のLILRBの正常発現パターンについて検討を行った。その結果、LILRB1が単球およびB細胞に、LILRB2・LILRB3が単球のみに、LILRB4が単球およびB細胞に発現していることがわかった。さらに、昨年度も引き続き川崎病の診断で当科に新たに入院した川崎病患者62名について、詳細な病歴、家族歴、既往歴を記録し、同時に頚部リンパ節の大きさや冠動脈の径を超音波エコー検査で客観的に測定し、NT-proBNP、SAAなどのバイオマーカーを測定した。その中でインフォームドコンセントを書面で行い同意が得られた川崎病患児8名について、免疫グロブリン大量療法の前後におけるLILRBの発現を比較検討したところ、前年の結果と同様に免疫グロブリン大量療法の前後で発現に差が認められたのはLILRB4だけであった。正常コントロールと比較して川崎病の急性期ではLILRB4の発現が亢進しており、LILRB4が川崎病の病態に関与している可能性が考えられた。研究を開始してから当科に入院した川崎病患者は既に114症例となり、詳細なデータの蓄積ができている。そのうち書面でインフォームドコンセントを行い同意が得られた川崎病患者計25例、正常コントロール10例の解析をすでに終了しており、LILRBの発現パターンも比較検討できている。本研究では川崎病とB細胞の細胞表面上に発現している免疫抑制受容体であるLeukocyte Immunoglobulin-Like Receptor, subfamily B (LILRB)が川崎病の病態形成に果たす役割を明らかにするために、免疫グロブリン大量療法の前後におけるLILRB1、LILRB2、LILRB3、LILRB4の発現パターンの変化をフローサイトメトリーで解析を行ってきた。対象は川崎病の診断で当科に新たに入院した川崎病患者のうち文書で同意の得られた25例および健常小児20例である。解析の結果、川崎病患者では正常コントロールに比しmemory B細胞の割合が増加し、naive B細胞の割合が少なくなっていた。さらに末梢血中で抗体を産生するplasmablastの割合は川崎病急性期に有意に上昇していたが、IVIG後は正常コントロールと同程度まで低下した。また、LILRB1が単球およびB細胞に、LILRB2・LILRB3が単球のみに、LILRB4が単球およびB細胞に発現していた。さらに、免疫グロブリン大量療法の前後におけるLILRBの発現を比較検討したところ、免疫グロブリン大量療法の前後で発現に差が認められたのはLILRB4だけであった。

本研究では川崎病患者におけるB細胞分画と各細胞表面上の免疫抑制性受容体LILRBの発現パターンについて解析を行った。その結果、川崎病患者ではmemory B細胞の割合が増加していた。また、plasmablastの割合も急性期に有意に上昇していたが、IVIG後は正常化した。これらのことから川崎病の病態形成には獲得免疫が関与していることが示唆された。また、川崎病の急性期にはplasmablast上のLILRB4発現が亢進しており、川崎病の病態形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。川崎病患者のエントリー数は予定通りであり、これらの患者の詳細な病歴や現症、一般検査成績の他に末梢血細胞における免疫抑制受容体LILRBの解析も行った。これまでの解析で川崎病急性期に発現が増強するLILRB4は川崎病の病態に関わっていることが予測される。LILRB4は抑制性受容体であり、それをコントロールできれば川崎病の治療薬になる可能性がある。そこで本年度は、LILRB4が川崎病の病態にどう関わっているかを解析する。小児科今後も川崎病患者のエントリーをすすめていき、LILRBの発現解析を行う。また本研究では川崎病患者の免疫グロブリン大量療法前後のLILRBの解析を行っているが、健常小児のLILRBの正常発現パターンはこれまでに報告されていないため、健常小児における発現パターンの解析も併せて行う。
ラット肝発癌過程に出現するoval cellの肝細胞への分化能

【方法と結果】1.銅異常蓄積のために生後3-4か月において劇症肝炎を起こしたLECラット肝臓からコラ-ゲナーゼ灌流法を用いてoval cellを分離できた。2.肝細胞の分化マーカーとして肝細胞特異的転写因子,前癌病巣をγ-GTP,GST-P,AFP,肝細胞と胆管上皮細胞にはalbumin,cytokeratin 18と19の抗体を用いて、免疫組織的・生化学的により検索した。その結果、肝臓始原細胞の細胞源としてより頻度の多いLECラットを用いて、目的の細胞を容易にしかも大量に得た。分離したoval cellは、現在まで1年間以上長期細胞培養が可能であり、また凍結保存できた。細胞染色法から、γ-GTP,GST-P,AFP,cytokeratin 18と19は陽性であったが、albuminは陰性であった。肝細胞転写因子のうち、HNF-3βmRNAのみが発現していたが、他の4つの転写因子、HNF-3α,HNF-1α,HNF-4,C/EBPはいずれも発現していなかった。さらに3.このoval cellを無アルブミンラットに移植したところ、移植した細胞は肝細胞に形態学的にも変化し、また免疫組織学的にもアルブミンの産生が認められた。以上の結果、oval cellは、胆管上皮細胞と肝細胞の両方の性質を発現する多分化能を有している細胞であることが判明した。【考察】LECラットより分離されたoval cellは、肝細胞系と胆管上皮細胞系の両方をあわせ持ち、HNF-3βのみの肝細胞転写因子の発現を認めたことにより、肝臓細胞としては未分化な状態にあると思われた。しかし、肝臓に移植することで、アルブミンの分泌能を持つ細胞に分化しうることが明かにできた。
ネットワーク社会におけるe-Pedagogy概念の構築

ネットワーク社会の実現によって教育の姿は大きく変容しつつあり,世界中が学び場として機能する状況になってきた.そこで,ネットワーク社会における人材像,最新の教育工学,教育システム情報科学研究の進展,学習の場の広がりに対応した教育方法,新しいメディアとそれらの活用,教育改革を支援する技術開発,環境整備,教育関連事項や活動に関する評価.認証,認定などについて検討し,新たな教育科学,e-Pedagogyの構築に向け,e-Pedagogyの構想と課題,授業改革の実現,eLearningによる教育の改革,質保証と評価の課題,海外の教育改革についてまとめた.ネットワーク社会の実現によって教育の姿は大きく変容しつつあり,世界中が学び場として機能する状況になってきた.そこで,ネットワーク社会における人材像,最新の教育工学,教育システム情報科学研究の進展,学習の場の広がりに対応した教育方法,新しいメディアとそれらの活用,教育改革を支援する技術開発,環境整備,教育関連事項や活動に関する評価.認証,認定などについて検討し,新たな教育科学,e-Pedagogyの構築に向け,e-Pedagogyの構想と課題,授業改革の実現,eLearningによる教育の改革,質保証と評価の課題,海外の教育改革についてまとめた.ネットワーク社会におけるe-Pedagogy概念を構築するために、次の8つのテーマを設定し、研究分担者で調査を進めた。1)ネットワーク社会における人材像の変容の把握(二宮、坂元)2)現代社会の喫緊の課題を解決するに適う人間像の確率(二宮、坂元、菅井(研究協力者))3)最近の教育工学研究の特徴の変容に基づく新しい教育研究の確立(二宮、坂元、岡本、植野)4)学習の場の広がりに対応したe-Pedagogyの構想(二宮、西之園、菅井)5)活用されるメディアの進化への対応(二宮、菅井)6)コスト意識の導入(二宮、西之園、植野)7)教育を支援する技術開発の進展状況の整理(二宮、岡本)8)これらすべての教育関連事項や活動に関する評価・認証・認定のあり方の検討(二宮、平田)国内外のe-Pedagogyに関連する活動の調査は、ネットワーク内の学習プロセス、授業料やシンボリズム、学習と発達の関係、e-Pedagogyに関する文献整理など多岐に渡り、調査の範囲は、国内を始め、欧州、アジア、オセアニアに広がっている。これらの研究成果をまとめ、外部に向けた情報発信を行い、研究分担者以外からの意見を広く集めるための方策について検討した。具体的には、学会等でワークショップを開催する計画を進め、研究計画2年目の次年度には「ネットワーク社会におけるe-Pedagogy」に関するワークショップを開催するよう準備を行っている。既存の主な教育工学、教育システム情報学、教育メディア研究関連の成果を、学習者、学習資源、学習活動、学習支援機構(学習支援活動と学習支援主体)、評価・認証・認定活動の諸要素に分類整理し、ネットワーク社会における新しい人材像、ネットワーク時代の新しい学習指導者像、新しい機器、システム、ツール、コンテンツなどの学習メディア、ネットワーク時代における教材資源としての自然、社会、人工物のような現実環境像、学習支援活動としてのe-指導力研修、ICTコーディネータ、Webページ、データベース、レポジトリー、ポートフォリオなどの教育サービス、これらを保証する国内国際標準、学習支援主体としての個、学、官、産やそれらの連携、以上のすべての教育構成要素についての評価あるいは認定・認証活動について体系化するために、下記の活動を遂行した。1.e-Pegagogyを構築する基本的な観点を確立するための具体的な研究項目を以下の8つとし、各研究分担者で8項目を分担し、実態調査と解析解釈を行い、研究発表や意見交換(全体での会議は3回実施)を行った。(1)ネットワーク社会における人材像の変容の把握(2)現代社会の喫緊の課題を解決するに適う人間像の確立(3)最近の教育工学研究の特徴の変容に基づく新しい教育研究の確立(4)学習の場の広がりに対応したe-Pedagogyの構想(5)活用されるメディアの進化への対応(6)コスト意識の導入(7)教育を支援する技術開発の進展状況の整理(8)これらすべての教育関連事項や活動に関する評価・認証・認定のあり方の検討2.海外や国内の学会で成果の中間報告を行い、多くの関係者から多角的な意見・提言を受け検討を深めた。3.ICTに関する人材の資質能力の基準表を完成した。学習者のe-学習関連能力、学習指導者のe-関連学習指導能力に関する基準表案を作成公表した。研究成果を冊子(200頁、目次・著者は下記)にまとめ,関係機関に配布した。第1章e-Pedagogyの構想と課題1.1テクノロジーベースの新しいe-Pedagogyの視点:岡本敏雄1.2ネットワーク社会における教育工学の再構築-e-Pedagogyへの志向-:坂元昂1.3ネットワーク社会における学習環境論-ヴィゴツキー理論の新展開-:菅井勝雄1.4 e-Pedagogyの概念と実態:岡本敏雄第2章授業改革の実現2.1高等専門教育レベルでのユビキタス学習の設計手法:西之園晴夫2.2学級内授業における新しい情報技術の位置づけについて:本田敏明第3章eLearningによる教育の改革3.2先端的eLearningの理論と実践:植野真臣3.3人類の知を有効活用するe-Learning:坂元昂第4章質保証と評価の課題4.1 eラーニングの品質マネジメントの国際標準化と技術的展望:平田謙次4.5全米教育技術能力基準・生徒版(NETS・S)に対するイメージ調査:波多野和彦第5章海外の教育改革
有機塩素系化合物に起因する地下水汚染の検知技術の改良と汚染規模の定量化手法の開発

有機塩素化合物による地下水汚染問題への対応は「汚染現況調査」、「汚染機構解明調査」、「汚染浄化対策」のいずれの段階でも、汚染源と汚染範囲を特定することが必要であり、その検知技術の向上が望まれている。本研究はこれを、(1)これまでに考案・開発されてきた各種検知技術の比較ならびに現場への適用性の検討、(2)その測定結果の解析・解釈上の阻害要因の追跡と解明、の2つの大きな課題に分けて進めた。平成7年度の中間報告では上述の(1)の視点のもとに、多数の汚染事例を地形・地質・地下水条件、汚染経過等を考慮してその類型化を行った。さらに、これまでに考案・開発されている汚染検知技術を実際の汚染現場に適用して、その比較検討を行った。平成8年度の最終報告では上述の(2)の視点のもとに、TCE原液の降雨溶出特性、ガス挙動に及ぼす地下水面変動の影響、大型ライシメーターを用いた不飽和帯のTCE挙動、不飽和帯におけるTCE拡散係数測定に関する実験の結果を報告している。また関連事項として、土壌地下水汚染の動向と対策の現状、インターネットからの地下水汚染情報、を加えた。前者は先に述べたように、現在の施策が「汚染浄化対策」に向けられていることから、この視点でのまとめも重要と考えたからである。後者は主として内外の汚染事例を早く入手することが、わが国における対策に大きく役にたつと考えたからである。地下水汚染源の大半は不飽和帯にあり、その存在状況、挙動が重要であるにもかかわらず、これまであまり深く研究されていなかった。検知技術の向上のためには、現象の詳細な把握と解析技術の蓄積が重要である。本試験研究で明らかにした、汚染物質の気相-液相を考慮した地層中での存在状況、カラム実験と現場での現象の隔たりを埋める大型ライシメーターを用いた物質挙動の追究は今後の大きな指針となると云える。1.揮発性有機塩素化合物による汚染事例収集これまでに報告されている内外の土壌・地下汚染事例を収集した。外国の事例に付いては田瀬が分担し、わが国の事例については新藤が分担した。これらの事例を整理して地形・地質・地下水条件と汚染機構の関係について類型化を試みた。2.現地試験平成5年度ではおもに山形県東根市の同一汚染地域においてn-ヘキサン固定法、モービルラボ法、フィンガープリント法の3つの手法を並行実施し、それぞれの長短、汚染地での適用法、解釈法を検討した。これらは平田、福田、福永が担当した。3.基礎実験(1)室内模型実験2次元浸透実験装置を製作し、不飽和帯を含めた地中水の流動と汚染塊の挙動についての実験をすすめた。さらに「井戸を利用した地中水循環による汚染浄化法(仮称)」についての基礎実験もあわせて行なった。(2)圃場実験千葉大学構内に設置した2m×2m×2mの不撹乱土ライシメータに土壌水圧測定装置、中性子水分計用の観測孔を設置し、平成6年度に実施することとしている土壌ガス検知法に関する本格実験の準備作業を行なった。新藤、佐倉が担当した。4.成果報告研究成果を第1報として印刷公表した。1.揮発性有機塩素化合物による汚染事例収集前年度に引続き、これまでに報告されている内外の土壌・地下水汚染事例を収集した。これらの事例を整理して地形・地質・地下水条件と汚染機構の関係について類型化し、これをまとめた。2.基礎実験(1)室内模型実験

2次元浸透実験装置を製作し、不飽和帯を含めた地中水の流動と汚染塊の挙動についての実験をすすめた。これは新藤、佐倉が担当した。(2)圃場実験千葉大学構内に設置した既設の2mx2mx2mの不攪乱土ライシメータに加えて、新たに粒径等の調製試料を充填したライシメーターを設置し、これに土壌水圧測定装置、中性子水分計用の観測孔を設置し、土壌ガス検知法に関する実験を補強した。新藤、佐倉がこれを担当した。3.汚染検知技術に関する検討(1)土壌ガス調査手法の検討土壌ガス調査における試料採取箇所間隔や試料分析の感度と地下浸透箇所の検出の確度に関して、これまでの土壌ガス調査資料を用いて理論解析を行った。これは福田が分担した。(2)土壌ガスのライン調査による汚染源と地下水流れの探査有機塩素系化合物による地下水汚染形態の特徴を踏まえた効率的な調査手法について、多くの汚染事例をもとに検討した。これは平田が担当した。4.成果報告研究成果を印刷公表するとともに、一部学会誌に発表した。1.研究目的有機塩素化合物による地下水汚染問題への施策あるいは、対応は当初の「汚染現況調査」、「汚染機構解明調査」の段階を経て、現在は「汚染浄化対策」に向けられている。これらのいずれの段階でも、汚染源と汚染範囲を特定することが必要であり、その検知技術の向上が望まれている。本研究はこれを、(1)これまでに考案・開発されてきた各種検知技術の比較ならびに現場への適用性の検討、(2)その測定結果の解析・解釈上の阻害要因の追究と解明、の2つの大きな課題に分けて進めた。2.研究内容平成7年に中間報告として印刷公表した。ここでは上述の(1)の視点のもとに、多数の汚染事例を地形・地質・地下水条件、汚染経過等を考慮してその類型化を行った。さらに、これまでに考案・開発されている汚染検知技術を実際の汚染現場に適用して、その比較検討を行った。平成8年の最終報告では上述の(2)の視点のもとに、TCE原液の降雨溶出特性、ガス挙動に及ぼす地下水面変動の影響、大型ライシメーターを用いた不飽和帯のTCE挙動、不飽和帯におけるTCE拡散係数測定に関する実験、の結果を報告している。また関連事項として、土壌地下水汚染の動向と対策の現状、インターネットからの地下水汚染情報、を加えた。前者は先に述べたように、現在の施策が「汚染浄化対策」に向けられていることから、この視点でのまとめも重要と考えたからである。後者は主として内外の汚染事例を早く入手することが、わが国における対策に大きく役にたつと考えたからである。3.研究成果地下水汚染源の大半は不飽和帯にあり、ここでの汚染物質の存在状況、挙動が重要であるにもかかわらず、これであまり深く研究されていなかった。検知技術の向上は新しい機器の開発だけでなく、現象の詳細な把握と解析技術の蓄積にも大きく依存している。本試験研究で明らかにした、汚染物質の気相-液相を考慮した土粒子間での存在状況や拡散状況、またカラム実験と現場での現象の隔たりを埋める大型ライシメーターを用いた、地下水面の変動のもとでの物質挙動の追究は、今後の検知法の改良のための大きな指針となると云える。
闘病仲間を失った子どものグリーフワーク・サポートプログラム作成に関する基礎的研究

これまで、子どもを失った家族や看護師に対するグリーフケアに関する研究は多く行われていた。しかし、子どもに対するグリーフワーク・サポートに関する研究は少ない。本研究では、闘病仲間を失った子どもへの看護を実施している看護師への調査を行い、グリーフワーク・サポートプログラムの構成要素を明らかにした。今後は明らかになった構成要素をもとに、闘病仲間を失った子どものグリーフワーク・サポートプログラムの作成に向け、内容の検討を継続していく。闘病仲間を失った子どものグリーフワーク・サポートプログラム作成に関する基礎的研究について、平成28年度に行う日本における闘病仲間を失った子どもへのグリーフワーク・サポートとして日本において同じ病棟の子どもが亡くなったことを継げる取り組みをしている施設への調査を1施設実施し、他施設での調査に向けた準備を行った。国内調査準備では、日本小児保健協会、日本小児がん看護学会の学術集会に参加した。加えて、研究協力者と5回の会議を行った。それにより、闘病仲間を失った子どもの看護に携わったことがある看護師のグリーフワーク・サポートに関する認識の調査結果として、1グリーフワーク・サポートの必要性、2子どもの反応、3困難さ、4ジレンマを確認した。この内容を第62回日本小児保健学術集会で発表した。これらと先行研究から入院している子どものグリーフワーク・サポートに関する構成要素を明らかにする検討を続けている。さらに平成28年度調査予定の同じ病棟の子どもが亡くなったことを告げる取り組みをしている施設への調査に関して当大学の倫理審査委員会の承認を得、1施設で看護師3名の調査を実施した。現在、他施設での調査に向けて協力依頼の準備を行っている。今年度予定していたアメリカ、ダギーセンターへの研修に関しては、予定していた時期に研修が行われず、大学業務と調整がつかず実施していない。次年度のダギーセンターへの研修を行う予定である。1.国内外のグリーフワーク・サポートの調査1)国内外に関しては、これまでの文献検討を用いて、概ね調査することができた。2)アメリカでのグリーフケアの実態に関しては、今年度は研修会に参加できなかったため、来年度以降に参加する予定である。3)面接調査に関する協力施設への協力依頼に関しては、他施設に対する依頼の準備段階である。所属大学への倫理委員会の承認は得ており、所属大学付属病院にて、調査を実施している。本研究は、入院している子どものグリーフワーク・サポートに関する構成要素を明らかにし、闘病仲間を失った子どもへのグリーフワーク・サポートプログラムの試案を作成することを目的とする。子どもたちは、入院中に一緒に闘病生活を送ってきた子どもが亡くなるという経験をしている。学童期は死の概念が大人と同様になる時期であり、ともに闘病生活を送ってきた友人の死は、自らの闘病に関わる不安を引き起こすと考えられる。闘病仲間を失った子どもへのグリーフワーク・サポートプログラムを作成することで、子どもの闘病意欲の継続、成長発達への支援に貢献できる。平成28年度は、これまで実施した調査内容から、「グリーフワーク・サポートに関する構成要素」を分析、検討した。まず、子どもが亡くなったときに闘病仲間に事実を伝えるときに考慮していた内容として、『子どもの条件』、『子どもおよび母親への配慮』、『伝えるための調整』が抽出された。また、闘病仲間が亡くなったことを伝えるときの課題として、[サポート体制]、[関わり]、[グリーフケアの必要性]が抽出された。入院中の子どもが亡くなったときに、闘病仲間に事実を伝えるためには、子どもの条件が整い、子どもおよび母親に対する配慮や伝えるための調整が行われることが示唆された。現在、他施設への調査依頼を準備するため、所属大学の倫理審査を受け、承認された。他施設への調査を依頼中である。初年度から引き続きアメリカでのグリーフケア研修会参加を希望していたが、今年度は研修会自体が実施されなかったため、実施されていない。日本における同じ病棟の子どもが亡くなったことを告げる取り組みをしている施設の看護師への面接調査を実施し、構成要素に関して分析、検討を行う予定であった。しかし、倫理審査の準備が進まず、実施にいたらなかった。倫理委員会の審査は終了しており、実施する準備をしている。また、これまでの調査内容を分析、検討しており、概ね構成要素は明確になってきている。アメリカでのグリーフケア研修は、研修会自体の実施がなされなかった。そのため、アメリカでのグリーフケアの実態の把握を行えていない。近年、各学会の臨床の看護師による発表には「子どもの死について一緒に闘病生活を送ってきた子どもにどのように伝えるか」という内容が見受けられるようになってきた。これは、臨床現場で子どもの死について、同じ病棟にいる子どもとのかかわりの中で困難が生じており、この困難を乗り越えるための取り組みが行われていると考えられる。吉田ら(2012)は、これまでに看護師が死について尋ねられた際にどのような対応をしているかを明らかにしているが、グリーフワークに関する示唆はみられなかった。看護師が困難感をもっているということは、子ども自身も困難を抱えているといってよいであろう。子どもの健全な成長発達を支援するために子どもへのグリーフワーク・サポートができる環境を早急に整える必要がある。そのためには、グリーフワーク・サポートに関する構成要素を明らかにする必要がある。その結果を用いて、闘病仲間を失った子どものグリーフワーク・サポートプログラムの試案を作成する資料とする。本研究では、入院している学童期の子どものグリーフワーク・サポートに関する構成要素を明らかにすることを目的とした。平成28年度、平成29年度は、「グリーフワーク・サポートに関する構成要素」を検討した。

子どもが亡くなったときに闘病仲間に事実を伝えるときに考慮した内容として、「子どもの条件」「子どもおよび母親への配慮」「伝えるための調整」が抽出された。事実を伝えるための課題として「サポート体制」「関わり」「グリーフケアの必要性」が明らかになった。これまで、子どもを失った家族や看護師に対するグリーフケアに関する研究は多く行われていた。しかし、子どもに対するグリーフワーク・サポートに関する研究は少ない。本研究では、闘病仲間を失った子どもへの看護を実施している看護師への調査を行い、グリーフワーク・サポートプログラムの構成要素を明らかにした。今後は明らかになった構成要素をもとに、闘病仲間を失った子どものグリーフワーク・サポートプログラムの作成に向け、内容の検討を継続していく。1.同じ病棟の子どもが亡くなったことを告げる取り組みをしている施設への調査に関しては、他施設への依頼を取り急ぎ行う予定である。また、所属の変更により、所属施設での倫理審査に関する事項においても確認していく。2.3件のデータ分析は、一部実施しており、その内容に関して学術集会で発表予定である。さらにデータ収集し、分析、検討する。3.研究計画遂行上の問題点:アメリカでのグリーフケアの実態に関する件では、スケジュール調整等の困難が生じる可能性もある。その場合には、研究協力者による研修へ変更することを吟味することも検討する。1.他施設への調査依頼を行っているため、なるべく早く実施できるようにスケジュール調整し、取り急ぎ実施する。2.アメリカでのグリーフケア研修については、現在、他の可能性を視野に入れて検討中である。計画時の研修以外でもグリーフケアに関する研修会開催に関する情報を集め、参加できるようにする。小児看護学アメリカでのグリーフケアの実態に関して、今年度は研修時期が調整できず、研修会に参加できなかったためアメリカでのグリーフケア研修が開催されず、参加できなかったため。来年度は、研修に参加できるように日程調整を行い、研究協力者の参加に変更することも検討する別の団体でのグリーフケア研修会の予定を検討し、研修会への参加を行う。現在、日程調整中である。
画像解析と数理モデルによる糖分析の高度化

薄層クロマトグラフィーと画像解析を組み合わせた、新しい糖の分析手法について、初年度に構築した溶液の展開現象を物理学的にモデル化した方程式の数値解を、高い精度で得るため、従来の差分法に加えてtangent変換CIP(Cubic Interpolated Propagation)法を用いてシミュレーションを実施し、より現実の現象に近い振舞いを再現できることを確認した。また分析の対象を初年度のグルコースから広げラクトースやその混合物の分析に応用させ、提案手法の有効性を確認した。当初の予定通り、糖の分析対象を広げ、提案手法の有効性と分析の限界について調査を行った。最終年度は、TLC板に現れる有用でない模様を雑音としてとらえ、この模様を包括的にモデル化することを検討する。検討するモデルとしては確率論的考えを取り入れた確率場を基本とし、場の非定常性を考慮し、時変自己回帰モデルや状態空間表現を用い、その状態量の推定についてはカルマンフィルタ、適応フィルタ、最小二乗法など様々な手法を用いて有効な推定手法を探る。各種の糖がつながりあった糖鎖は,核酸,タンパク質に続く第三の生命鎖として認識され,その多くの生理作用に大きな注目が集まっている.このような糖鎖の分析や合成においては,それらの正確な構造分析と各糖成分の計量が重要となる.本研究では,従来から化学分野で用いられてきた薄層クロマトグラフィー(TLC)と呼ばれる試験板による分析手法について,画像解析と数理モデルを組み合わせた新たな分析手法を開発し,糖分析の高精度化をはかることを目的とし,また現在提案されている様々な分析手法と比較し本手法の有効性を確認する.初年度は,TLCによる分析結果画像の数理モデルとして,既に本申請者らが提案している2次元ガウス関数を用いた単糖の定量化手法を,多糖のモデルに拡張させるため,様々な糖へ応用できることを実験を通して確認した.この研究においては,それぞれの糖が展開する現象を観察し,糖によって展開の仕方が異なることを確認した.この結果を利用することによって,当初計画していた糖の定量化だけでなく,どのような糖が溶液に含まれているかといった,精度の高い糖の同定についても今後検討できるようになった.また,より精度の高い分析を実現するため,溶液の展開現象を物理学的に理論化し,それを表現する数理モデルとして,時変速度を持つ2次元移流拡散方程式を導出し,TLC板の色濃度分布の変化から毛管現象により移動する溶液の時間変化をシミュレーション実験により求め,実際の実験結果と比較した.初年度に計画していた内容は,1)単糖の定量化手法を多糖のモデルに拡張,2)より精度の高い数理モデルの調査と検討,の2点でありいずれも研究を行いその成果を国際会議に発表した。画像の取り込みにおいて計画していた可視光以外の分析については2年目に見送ることとなったが,上記の2)については独自の数理モデルを物理学的理論に基づいて構築し,シミュレーションに有効性を検証することができたため,当初計画より研究を進めることができた.以上のことから研究は順調に進展しているといえる.薄層クロマトグラフィーと画像解析を組み合わせた、新しい糖の分析手法について、初年度に構築した溶液の展開現象を物理学的にモデル化した方程式の数値解を、高い精度で得るため、従来の差分法に加えてtangent変換CIP(Cubic Interpolated Propagation)法を用いてシミュレーションを実施し、より現実の現象に近い振舞いを再現できることを確認した。当初の予定通り,初年度に開発した糖鎖の分析手法を用いて,様々な糖の分析に応用し分析が可能な範囲と分析の限界について明らかにする.またスポットの重なりによりデータが欠損する事例を調査し,これまで正確な分析が困難であった条件に対しても本手法を適用し,提案手法の有効性とその分析の限界を確認する.さらに,糖鎖の合成中のサンプルを逐次得てそれらを分析することで,糖鎖構造の時間変化の解明に応用できることを確認する.最終年度は、TLC板に現れる有用でない模様を雑音としてとらえ、この模様を包括的にモデル化することを検討する。計画していた数理モデルの検討を予定より進めることができ,モデルの導出と,有効性の検証を優先的に行った.このため当初予定していた可視光以外の画像解析を次年度に実施するといった計画の変更を行った.当初予定していた計算機の導入を研究の進捗状況に合わせて最終年度に持ち越したため。
記憶の特異性を制御する神経メカニズムの解明

採用第2年度目の本年度は、「記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群の活動操作」を試みた。具体的にはまず、c-fosプロモーター、Dox (doxycycline)、Creリコンビナーゼ、TTC(Tetanus Toxin C fragment)、GABA細胞特異的プロモーター、アデノ随伴ウィルスベクターなどの遺伝学的ツールを用いて、恐怖条件付け学習時に活性化した海馬歯状回の興奮性神経細胞群に神経入力する抑制性神経細胞群に選択的にDREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)であるhM3Dq分子を発現させた。hM3DqはDREADDの選択的リガンドであるCNO(Clozapine-N-Oxide)と結合することで、神経細胞を活性化させる。そこで、hM3Dqを発現させたマウスに対してCNOを投与し、一定時間経過後に脳を取り出して免疫組織化学的解析を行った。その結果、コントロールである生理食塩水投与群と比較して、CNO投与マウスでは有意にhM3Dq発現細胞において神経活動が亢進していることが観察された。この結果から、本研究にて構築した実験系を用いることで、記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群の活動操作を行うことができることが確認できた。そこで次に、このhM3Dq発現マウスを用いて、記憶学習行動の解析を行った。またさらにhM3Dqだけでなく、CNOと結合することで神経細胞を不活化させるDREADDであるhM4Diを発現するマウスも作成し、同様に行動テストを行った。DREADD発現マウスに対しCNOまたはコントールとして生理食塩水を投与して一定時間経過後に恐怖記憶の想起テストを行った結果、恐怖記憶の想起や汎化、消去などに異常が生じることを示唆する結果が得られた。記憶想起テストを評価するための適切なDREADD分子の発現量、CNOの投与量や投与タイミング、行動テスト条件などの条件検討に時間を要した。本年度得られた研究成果をもとにさらに研究を発展させ、行動テストデータを充足させていく。さらに、抑制性細胞群の神経活動の観察も行い、得られた成果をとりまとめて学会発表を行う。マウスにおいて記憶学習行動を解析するためのモデル実験系の一つとして、文脈依存的恐怖条件付け学習がある。マウスを実験箱Aに入れて弱い電気ショックを与えると、マウスはこの環境は電気ショックが来るということを学習し、再び同じ実験箱Aに入れられるとその恐怖記憶を想起してすくみ反応(不動でうずくまった姿勢)を示す。このすくみ反応は、恐怖条件付け直後は実験箱Aでのみ観察されるが、恐怖条件付けから一定期間が経過すると、実験箱Aと一部共通した環境情報を持つ(似て非なる環境である)実験箱Bでもすくみ反応が観察されるようになる。一方で、実験箱Aとの類似性が低い実験箱Cでは、一定時間経過後でもすくみ反応は観察されない。これは時間経過に伴って記憶の特異性が低下することで、実験箱Aと類似性を持つ実験箱Bにおいても恐怖記憶が想起されるようになるためと考えられる。このような行動レベルでの観察から、記憶の特異性を制御する仕組みの存在が示唆されているが、その神経メカニズムは未解明のままである。採用第1年度目の本年度は根気よく条件検討を繰り返し、背側海馬歯状回に存在する記憶痕跡細胞特異的にCre-TTC(Creリコンビナーゼと経シナプス逆行性トレーサーであるテタヌス毒素Cフラグメントの融合タンパク質)を発現させ、背側海馬歯状回に存在する記憶痕跡細胞に対し、抑制性の神経入力を行う細胞集団を標識することに成功した。次年度以降も引き続き研究を遂行し、記憶痕跡細胞に投射する介在ニューロン特異的にチャネルロドプシン、アーキロドプシン、DREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)、テタヌス毒素などの発現を誘導することにより、光遺伝学・薬理遺伝学的な神経活動操作を行い、記憶痕跡細胞の活動制御の神経基盤を明らかにすることを目指す。採用第1年度目の本年度は、研究計画に則り「記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群を選択的に遺伝子操作する系の確立」および「記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群の可視化と同定」を行った。具体的にはまず、c-fosプロモーター、Dox (doxycycline)、Creリコンビナーゼ、TTC(Tetanus Toxin C fragment)、GABA細胞特異的プロモーター、アデノ随伴ウィルスベクターなどの遺伝学的ツールの最適条件の検討(Doxの投与期間や量、ウィルスベクターを投与する脳内の位置や投与量など)や、プラスミドベクターの構築、恐怖条件付けを行う実験箱の環境情報の検討を行った。これらの種々の実験手技について詳細に条件検討を重ねることで、恐怖条件付け学習時に活性化した海馬歯状回の興奮性神経細胞群に神経入力する抑制性神経細胞群に選択的に任意の遺伝子を発現させることのできる実験系の構築に成功した。「記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群を選択的に遺伝子操作する系の確立」が完了したので、そこで次に、この実験系を用いて、「記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群の可視化と同定」を試みた。具体的には、恐怖条件付け学習時に活性化した海馬歯状回の興奮性神経細胞群に神経入力する抑制性神経細胞群に選択的にレポーター遺伝子を発現させ、神経投射パターンや位置情報の取得を行った。

また、形態学的解析や細胞種特異的分子マーカーを標的とした免疫組織化学的解析により、レポーター遺伝子により標識された抑制性細胞のサブサイプの特定も試みた。これらの解析により、海馬歯状回に存在する抑制性細胞のうちの一部少数が記憶を担う細胞群に神経入力していること、また、記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞は、ある特定のサブタイプに属するものの割合が高い可能性があるということを示唆する結果が得られた。採用第2年度目の本年度は、「記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群の活動操作」を試みた。具体的にはまず、c-fosプロモーター、Dox (doxycycline)、Creリコンビナーゼ、TTC(Tetanus Toxin C fragment)、GABA細胞特異的プロモーター、アデノ随伴ウィルスベクターなどの遺伝学的ツールを用いて、恐怖条件付け学習時に活性化した海馬歯状回の興奮性神経細胞群に神経入力する抑制性神経細胞群に選択的にDREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs)であるhM3Dq分子を発現させた。hM3DqはDREADDの選択的リガンドであるCNO(Clozapine-N-Oxide)と結合することで、神経細胞を活性化させる。そこで、hM3Dqを発現させたマウスに対してCNOを投与し、一定時間経過後に脳を取り出して免疫組織化学的解析を行った。その結果、コントロールである生理食塩水投与群と比較して、CNO投与マウスでは有意にhM3Dq発現細胞において神経活動が亢進していることが観察された。この結果から、本研究にて構築した実験系を用いることで、記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群の活動操作を行うことができることが確認できた。そこで次に、このhM3Dq発現マウスを用いて、記憶学習行動の解析を行った。またさらにhM3Dqだけでなく、CNOと結合することで神経細胞を不活化させるDREADDであるhM4Diを発現するマウスも作成し、同様に行動テストを行った。DREADD発現マウスに対しCNOまたはコントールとして生理食塩水を投与して一定時間経過後に恐怖記憶の想起テストを行った結果、恐怖記憶の想起や汎化、消去などに異常が生じることを示唆する結果が得られた。記憶想起テストを評価するための適切なDREADD分子の発現量、CNOの投与量や投与タイミング、行動テスト条件などの条件検討に時間を要した。背側海馬歯状回に存在する記憶痕跡細胞特異的にCre-TTC(Creリコンビナーゼと経シナプス逆行性トレーサーであるテタヌス毒素Cフラグメントの融合タンパク質)を発現させ、背側海馬歯状回に存在する記憶痕跡細胞に対し、抑制性の神経入力を行う細胞集団を標識することに成功した。次年度以降は、光遺伝学や薬理遺伝学の手法を用いて記憶を担う細胞群に神経入力する抑制性細胞群の神経活動を人工操作し、記憶の特異性への影響を検証する。具体的には、記憶痕跡細胞に投射する介在ニューロン特異的に神経活動操作
プラズマに関する教育・広報を目的にした実験装置の開発

プラズマの基礎がわかりやすく理解できる実験装置の開発を行ってきた。対象は,(a)これからプラズマ研究を目指している学生,(b)一般の学生,および(c)理科離れが進んでいると言われる小中学生である。主な成果を次に示す。(1)電磁界中の電子の軌跡が肉眼で観測できる装置を完成させ,オープンキャンパス,高専祭等で展示を行った。その原理は電子ビームとの衝突で励起された中性分子の発光によるもので,静電偏向,電磁偏向,サイクロトロンおよび螺旋運動,さらにE×Bドリフトなどが観測される。(2)磁化プラズマ装置を完成させて,授業(実験)に使用するとともに展示に利用した。本装置では6個のコイルの接続方法によって一様,ミラー,カスプ磁界配位が実現でき,プラズマの形状の変化が観測できる。また,ラングミュアプローブによって,電子温度,プラズマ密度,プラズマ電位,およびそれらの径方向分布などが定量的に求めることができ,分光器によってスペクトルが観測できる。(3)同装置に取り付けた四重極形質量分析計を用いて,残留ガス分析やリークテストなどの真空技術を学ぶ実験を行った。使用電極を交換して,熱電子放出の機構・二極管の特性,マグネトロン(ダイナトロン特性)を学ぶ実験も行った。(4)展示用に直径33cmのプラズマパネルを作成し,さらに大型化を目指している。また,オーロラのモデル装置を製作した。(5)ECR条件が満足される場合に効果的に電離されることを確かめるための簡便な実験装置を製作した。また,簡単な高周波放電(容量結合および誘導結合)プラズマの実験装置を作成した。(6)プラズマ・核融合の関連技術であるマイクロ波加熱の応用として,アルミナの焼結を試みてマイクロ波加熱法が有効であることを検証した。主な成果を次に示す。プラズマは,プロセスをはじめ多くの分野で利用されてきており,次世代の産業・技術を支える重要な基盤の一つといえるが,はじめて学ぶ者にとっては決して理解しやすいものではない。そこで,簡単に各種の放電形式を試みてそのプラズマの特性を観察・計測できる装置の存在が,プラズマ初学者のトレーニングや視野を広げるために効果的である。このような考えから,プラズマ研究の導入教育,授業における学生実験や実演での利用,オープンハウス等の際の広報・展示用,等のプラズマに関する「標準的な実験装置」の開発をめざし,今年度は以前に製作した装置の改良と展示等への利用・それらを参考に新しい装置の設計を中心に研究を進めてきた。(1)先に開発した,励起された中性気体の発光を利用して電磁界中の電子ビームの軌跡(電界偏向,サイクロトロン運動,E×Bドリフト)を目視観測する装置の改良を行い,オープンハウス・高専祭等の展示・実演および授業(専攻科)に利用した。(2)プラズマの閉じ込め(リニア・ミラー・カスプ磁界中のプラズマ)装置の改良を行って,学生実験に使用できるように完成させ,さらにこの装置の展示・実演を行った。またこの装置を利用して,熱電子放出・空間電荷効果・マグネトロン(ダイナトロン特性)の学生実験を電気工学科5年生に行った。(3)同様に,ネオンサイン・ヤコブの梯子(大気圧アーク)の展示・実演を行って好評を得た。(4)教育用のオーロラ・雷のモデル装置,コロナ放電の応用装置(空気清浄器・集塵装置),プラズマディスプレイのモデル装置,各種プラズマボール等の設計(一部試作・予備実験)を行った。(5)新たに分光器を使用した学生実験テーマ用の装置を製作するための予備実験を行った。(6)スパッタリング・プラズマCVD等を学生実験に採り入れることを目標に装置設計と準備を行った。(7)プラズマの関連技術であるマイクロ波加熱法によるセラミックス焼成の研究を行って成果が得られた。