hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
灌漑水由来の栽培リスク早期検知手法の検討

灌漑水中には様々な物質が含まれ、植物栽培へのリスクを評価することは非常に難しい。本研究では、ほ乳類の酸化損傷の指標のひとつである8-ヒドロキシルデオキシグアノシン(8-OHdG)を、イネの指標として利用するため、臭素酸濃度と8-OHdGの関係について水耕栽培で検討した。臭素酸によるイネの成長阻害作用は、地上部にも地下部にも観察され、濃度の上昇に連れて大きくなった。HPLCによる8-OHdGとdGの同時分析法を可能にしたが、未知のピークが55分にあり分析間隔は60分とした。イネの根の8-OHdGのレベルと臭素酸の濃度に明確な相関関係はみられないが、収穫日に補正した数値は濃度につれて上昇した。本研究では、植物に臭素酸を曝露させ、そのDNA中のdGが酸化されて生成する8-OH-dGを酸化損傷の指標として分析し、灌漑水の栽培リスクの検出手法の確立を目指す。平成24年度は、23年度に構築した高速液体クロマトグラフ(HPLC)によるdG、8-OH-dGの同時測定システムの性能のうち検出限界の評価を試みた。dGは最大5000μg/Lで3段階、8-OH-dGは最大10μg/Lで3段階の直線性を確認し、決定係数は1.00であった。dGについて、サンプル量40μLのときの検出濃度3.40μg/Lで、検出限界137pgであった。8-OH-dGについては、サンプル量40μLのときの検出濃度0.11μg/Lで、検出限界4.4pgであった。イネの栽培実験では、臭素酸による成長阻害を目視による観察で確認した。23年度の寒天培地栽培ではなく、24年度は水耕栽培を行った。栽培中の平均気温30.8°C(35日間)では、精製水のコントロールに対して臭素酸に曝露した個体は、成長阻害を目視で確認できた。また臭素酸と同じ濃度のナトリウム溶液に曝露させた個体では成長阻害は確認できなかった。栽培中の平均気温26.3°C(28日間)では、精製水のコントロールに対して臭素酸に曝露した個体の成長阻害作用はあまり明確でなく、気候や栽培期間の影響を受けることがわかった。地下部についてdG、8-OH-dGの同時測定を行い、8-OH-dG/dGの比を指標として評価したところ、臭素酸濃度と8-OH-dGの関連は明確でなく、今後も栽培方法や分析の前処理法補をを含め、さらなる検討を要することがわかった。本研究では、イネに臭素酸を曝露させ、そのDNA中のデオキシグアノシン(dG)が酸化されて生成する8-ヒドロキシ-デオキシグアノシン(8-OH-dG)を酸化損傷の指標として分析し、灌漑水の栽培リスクの検出手法の確立を目指す。25年度は、24年度に引き続いて水耕栽培を行った。改良点は、70%アルコールで種子を洗浄すること、苗の選抜により初期成長を統一すること、養液を5日ごとに交換することで、栽培試験中のカビの発生を抑制し、27日間というより短期間での栽培実験を可能とした。臭素酸濃度は、0,5,10,15,20 mg-Br/Lの5段階とした。1回の栽培試験は、同条件3連で行い3回の実験を行った。地上部と地下部に成長阻害を目視による観察で確認するとともに、生長量(=収穫時の長さー開始時の長さ)という数値データでも確認し、平均値としては、5 mg-Br/Lの濃度でも成長阻害作用を確認し、再現性も良好であった。簡便な栽培実験であるが、イネの性質上室温では冬季の実験は困難であった。地下部についてdG、8-OH-dGの同時測定を行い、8-OH-dG/dGの比を指標として評価したところ、臭素酸濃度に対して酸化損傷指標である8-OH-dGは3回目の実験ではわずかに増加した。試料の冷凍保存期間と指標値には負の相関関係があり、収穫時に指標値を補正すると臭素酸濃度に対して指標値は数倍の増加となった。保存期間が分析値に影響する原因は不明であるが、8-OH-dG/dG比は、灌漑水のイネへの栽培リスクを検出できる可能性があることがわかった。今後もさらなる検討が必要である。臭素酸の土壌への反応特性が未解明なため、バッチ実験を行った。1日程度の接触時間ではあまり吸着しないが、その後みかけの吸着率は急上昇した。吸着の増加に加え、臭素酸から臭化物への形態変化が生じていることがわかった。

本研究では、植物に臭素酸を曝露させ、そのDNA中のdGが酸化されて生成する8-OH-dGを酸化損傷の指標として分析し、灌漑水の栽培リスクの検出手法の確立を目指す。平成23年度は、高速液体クロマトグラフ(HPLC)によるdG、8-OH-dGの同時測定システムの構築を試みた。dGの測定には、紫外吸光検出器が必要であり現有しているが、8-OH-dGを検出するECD(電気化学検出器)は現有していないため、本予算で導入し設備備品費により調達した。標準品により分析条件を検討した結果、分離カラム(CAPCELL PAC C18 φ4.6、25cm)、移動相(10mM燐酸2水素1ナトリウム、8%メタノール)、UV検出器(290nm)、ECD検出器(作用電極はグラファイト、印加電圧は500mV)において、サンプル注入量20μLの場合、dGは50mg/L、8-OH-dGは1μg/Lの濃度を問題なく検出することかできた。変動係数はそれぞれ、3.6%と6.1%であり、実用上問題のない再現性を示した。dGは500mg/L、8-OH-dGは10μg/Lまで直線性を確認し、決定係数は1.00であった。実試料には目的とするdGと8-OH-dG以外の物質も含有し、多数のピークを検出する。イネ地下部のDNA加水分解試料について、120分の測定を行ったところ、ECD検出器で55分に不明ピークが検出された。本研究の分析条件では実試料の測定間隔は60分とした。イネの栽培実験で、臭素酸による成長阻害を目視による観察で確認した。寒天培地で栽培し臭素酸に曝露した地下部についてdG、8-OH-dGの同時測定を行い、8-OH-dG/dGの比を指標として評価したところ、臭素酸濃度と8-OH-dGの関連は明確でなく、今後もさらなる検討を要することがわかった当初目的であるHPLCによるdG、8-OH-dGの同時測定システムを構築し、標準品により分析条件を決定することができた。実試料の分析として、イネ地下部の分析経験をつむことで、dG、8-OH-dG濃度ともに十分検出可能であり、dG濃度がかなり高いことから、システムの高感度化は不要であることもわかった。イネ試料は、水耕栽培で栽培できることがわかり、35日程度で生育に目視上の差を観察できることがわかった。イネの栽培に限らず、農作物は土壌で栽培されるのが基本である。土壌の構成成分である無機材料と臭素酸との相互作用、特に吸着特性についてはほとんど知られていない。24年度は、臭素酸の無機材料への吸着特性を把握した。当初目的であるHPLCによるdG、8-OH-dGの同時測定システムを構築し、標準品により分析条件を決定することができた。コマツナを用いての栽培実験も行ったが、実試料の分析はコマツナ地上部と当初計画にないイネ地下部両方で行い、夾雑物により実試料は標準品よりも分析に時間を要することが分かった。イネ試料は寒天培地栽培で行うことができた。平成24年度は、臭素酸のイネの成長への影響について検討し水耕栽培法検討したが、イネを支持する網の目が大きく不安定であるため、安定して水耕栽培する方法を25年度は模索する。新たな水耕栽培法のイネ試料についてもdG、8-OH-dGの同時測定を行い、酸化損傷の程度を検討する。イネの栽培に限らず、農作物の栽培は土耕が基本であるが、土壌と臭素酸との相互作用、特に吸着特性についてはほとんど知られていない。25年度は、臭素酸の土壌への吸着特性を把握するとともに、土壌微生物への影響も検討する。平成23年度に構築したHPLCによるdG、8-OH-dGの同時測定システムは、4.6mm径のカラムを用いており、HPLCの分野ではマクロ系の分析になる。マクロ系ではポンプ圧力が上昇するため、サンブル注入量の増量による高感度化や分析時間の短縮が難しい。
プレート境界型地震に果たす流体の役割解明

平成20年度は以下の研究を行った.1.九州四万十帯延岡衝上断層周辺に産する鉱物脈に関して,EPMAおよびLA-ICP-MSを用いて主要・微量元素組成分析を行った.その結果,断層近傍のせん断クラックは二価鉄を含む炭酸塩に富み正のEu異常を持つのに対して,開口クラックにはそれらが見られず,せん断クラックと開口クラックの間で,脈を形成した流体の酸化還元状態が大きく異なっていることを明らかにした.延岡衝上断層は,南海トラフ地震発生帯掘削計画(NanTroSEIZE)で掘削予定の巨大分岐断層の陸上アナログとして注目されているが,申請者の研究はそれにとどまらず,断層面の化学環境を本格的に論じた数少ない研究例としても注目されることが期待される.2.米国アラスカ州Kodiak付加体Pasagshak PointThrustにて平成18年度に採取した黒色細粒断層岩の微量元素組成分析を行った.その結果,断層岩は周囲のカタクレーサイトと較べてSr,Ba,Laなどの元素に富んでいる一方でRb,Cs,Baなどの元素には乏しく,断層運動時に少なくとも100°Cの温度上昇を伴う岩石-流体反応が起こったことを明らかにした.3.これらの結果を統合し,鉱物脈に富む断層と鉱物脈に乏しい断層について,延岡衝上断層とPasagshak Point Thrustをそれぞれ比較し,それらの産状の違い・発達様式の違い・地震間の挙動の違いが,断層周辺の物質の分布に由来する水理特性に大きくコントロールされているとするモデルを構築した.平成18年度は以下の研究を行った.1.南海トラフにおける地震発生帯の広がりと海底地形の分布とが,沈み込む堆積物の物性変化に強く依存していることを示唆する理論的研究を行った(Kimura et al.,2007).また,南海トラフに流入する堆積物量をレビューし,堆積物がほぼ100%付加体中にリサイクルされていることを明らかにした(Kimura et al.,in press).これらは,プレート境界型地震の発生場,特に南海トラフにおける,現世の観測結果と地質現象とをリンクする基礎研究として重要である.また,以前から研究を行っている四国四万十帯牟岐メランジュでの,断層運動と同時の流体挙動に関する研究の速報を行った(氏家ほか,2006).現在,その詳細をほぼ仕上げ,投稿準備中である.2.78月に米国アラスカ州Kodiak付加体,12月には米国カリフォルニア州Franciscan付加体における過去のプレート境界断層の野外地質調査を合計約1か月にわたって行った.それぞれ詳細な露頭の記載に加え,合計100kg近いサンプルを採取した.Kodiak付加体では鉱物脈が少なく,代わりに厚さ15m程度の流動化したカタクレーサイトと厚さ520cm程度の黒色細粒の断層岩が産する.これは四万十帯と同様に流体の関与が示唆される構造であるが,四万十帯やFranciscan付加体の典型的な断層岩の産状(鉱物脈を伴う,幅数mmの薄い断層が数百条繰り返す)とは全く異なっている,この差異は水の流れの不均一性(拡散的流れか移流的流れか)に強く規制されている可能性があり,その定量的な評価手法を開発中である.3.上記の地質調査によって採取した岩石の薄片・研磨片を作成し,現在SEM, EPMAにより解析中である.また,平行して四国および九州四万十帯の岩石の流体包有物・同位体分析を行っている.平成19年度は以下の研究を行った.1.四国四万十帯牟岐メランジュに関するこれまでの研究結果をまとめ,論文として発表した.牟岐メランジュのスラストシート基底断層において,流動化した断層岩と鉱物脈の両方を記載し,鉱物脈の流体包有物分析から断層の摩擦発熱量を定量した.また同位体分析からは,断層運動に関連した鉱物脈の起源流体を推定した.これらの結果のうちEarth and PlanetaryScience Letters誌およびGeology誌に受理され印刷済みのものが2本,Earth and Planetary ScienceLetters誌において査読中のものが1本ある.2.米国アラスカ州Kodiak付加体にて平成18年度に採取した断層岩の薄片作成・記載,SEM・EPD・XRDによる観察・分析を行った.その結果,断層岩は厚さ2mm程度の超細粒化した層の集合体から成り,内部および周辺に鉱物脈は見られないことが判明した.これは四万十帯で見られる沈み込み帯断層岩の産状とは全く異なっている.成果の一部を地震学会にて発表した.3.九州四万十帯延岡衝上断層および北川層群の野外調査を行い,構造データを取得し岩石サンプルを採取した.4.九州四万十帯延岡衝上断層の断層岩および鉱物脈の同位体組成分析・化学組成分析を行った.その結果,断層面を充填する鉱物脈はアンケライトから成り内部にFe/Mg比の差による組成累帯構造が見られること,断層に斜交する鉱物脈は石英および方解石から成ることがわかった,成果の一部は地球惑星科学連合大会・地質学会で公表し,現在論文投稿準備中である.平成20年度は以下の研究を行った.1.九州四万十帯延岡衝上断層周辺に産する鉱物脈に関して,EPMAおよびLA-ICP-MSを用いて主要・微量元素組成分析を行った.その結果,断層近傍のせん断クラックは二価鉄を含む炭酸塩に富み正のEu異常を持つのに対して,開口クラックにはそれらが見られず,せん断クラックと開口クラックの間で,脈を形成した流体の酸化還元状態が大きく異なっていることを明らかにした.

延岡衝上断層は,南海トラフ地震発生帯掘削計画(NanTroSEIZE)で掘削予定の巨大分岐断層の陸上アナログとして注目されているが,申請者の研究はそれにとどまらず,断層面の化学環境を本格的に論じた数少ない研究例としても注目されることが期待される.2.米国アラスカ州Kodiak付加体Pasagshak PointThrustにて平成18年度に採取した黒色細粒断層岩の微量元素組成分析を行った.その結果,断層岩は周囲のカタクレーサイトと較べてSr,Ba,Laなどの元素に富んでいる一方でRb,Cs,Baなどの元素には乏しく,断層運動時に少なくとも100°Cの温度上昇を伴う岩石-流体反応が起こったことを明らかにした.3.これらの結果を統合し,鉱物脈に富む断層と鉱物脈に乏しい断層について,延岡衝上断層とPasagshak Point Thrustをそれぞれ比較し,それらの産状の違い・発達様式の違い・地震間の挙動の違いが,断層周辺の物質の分布に由来する水理特性に大きくコントロールされているとするモデルを構築した.
タンパク質X線結晶構造解析を加速する結晶装填システムの高度化

タンパク質X線結晶構造解析の一連のプロセスの内、結晶を保持しているサンプルホルダーを液体窒素デュワー内の結晶保存用カセットに装填するためのシステム開発を行った。また、キャリブレーション法も開発し、トラブル率0.1%程度で安定に動作することを確認した。さらに実際にタンパク質結晶を用いてテスト実験を行い、カセットに装填されたタンパク質結晶を用いたデータ測定、構造解析が問題なく行えることを確認した。タンパク質X線結晶構造解析の一連のプロセスの内、結晶装填システムによって結晶が装填されたホルダーを液体窒素で急冷し、液体窒素デュワー内の結晶保存用カセットに自動的に格納するためのシステムの開発を行っている。結晶保存用カセットを液体窒素デュワー内で固定するためのスタンドの設計・製作を行った。液体窒素デュワーは既存のものを用いる予定であったが、液体窒素デュワー内のスタンドの位置は、後に述べるキャリブレーションと実際の運用に大きく影響する。温度変化があった場合でもスタンドの位置が変わらないように、現在使用している液体窒素デュワーを用いてより頑丈に固定したところ効果があったので、さらに剛健にスタンドを固定するために内側に固定用のねじを溶接した液体窒素デュワーを製作した。液体窒素デュワー自体は実際に液体窒素を用いて断熱性の確認を行い、また購入したカセットを用いて液体窒素デュワー内に問題なく設置できることも確認した。液体窒素中のカセットのキャリブレーション方法については、ビームラインで使用している結晶交換システムを用いて、ソフトウェアの開発を進めている。前年度(2007年度)のエラー率は0.44%であったのに対して、本年度のキャリブレーションソフトウェアの改良およびスタンドの固定方法をより頑丈にしたことによりエラー率を0.15%に減少させることができた。液体窒素デュワー内で起こるエラーは、サンプルホルダーがカセットに衝突して起こる場合がほとんどで、その場合には温度上昇はないものの直接タンパク質結晶に物理的なダメージを与えてしまうため結晶を破損することが多い。したがってエラー率の低下は実験の上では非常に重要である。平成21年度は、ホルダー運搬用ロボットの開発と結晶保存用カセットへの格納実験、タンパク質結晶を用いたテスト実験を行った。ホルダーを把持するロボットハンドの製作を行い、平成20年度に購入・製作した部品および既存の産業用ロボットを組み合わせてホルダー運搬用ロボットを完成させた。液体窒素中の結晶保存用カセットにホルダーを安定に格納するためには、力覚センサを用いたカセットの位置と向きの校正が重要であり、動作ソフトウェアに加えて、校正を行うソフトウェアの開発も行った。まず液体窒素なしでカセットにホルダーを格納するテストを行い、その後実際に液体窒素ありで格納テストを行った。4,310回のテストのうち4回ほど格納できないトラブルがあったのでエラー率は0.093%であった。ホルダーが格納できないと次のホルダーを格納する場合に衝突することが考えられるため、引き続きエラー率低下を目指す。ホルダーは単に格納できれば良いわけではなく、タンパク質結晶の質を落とさないことが重要である。そこで、実際にタンパク質結晶を用いた実験を繰り返し行うためには大量のタンパク質結晶が必要になるため、タンパク質結晶を安定して作成するための結晶化予備実験を行った。比較的安定に結晶が得られるリゾチームとソーマチンを用いて、結晶化のための条件の検討を行った。得られた結晶を用いて、従来研究者が行っていたマニュアルで冷却・格納を行い、高エネルギー加速器研究機構フォトンファクトリーのビームラインBL-5Aを用いてX線回折データの収集を行った。タンパク質X線結晶構造解析の一連のプロセスの内、結晶が装填されているクライオサンプルホルダーを液体窒素デュワー内の結晶保存用カセットに自動的に格納するためのシステム開発を行っている。平成22年度は引き続きホルダーのカセットへの格納実験、タンパク質結晶を用いたテスト実験を行った。平成21年度に製作したロボットハンドを搭載したホルダー運搬用ロボットを用いて、平成21年度に引き続き校正を行うソフトウェアの開発を行った。放射光施設フォトンファクトリーのタンパク質構造解析用ビームラインに設置してある結晶交換ロボットにも同様のアルゴリズムを適用し、大学・企業の研究者の協力を得て試験を行った。その結果、46月期は3,596回の試行のうちトラブルは13回(0.36%)であった。昨年度の試験結果のエラー率0.09%に比べて増加したが、13回中7回はカセンサの誤検出によってロボットが停止したことが後で判明した。放射光施設の夏期運転停止中に行った連続テストでは、動作を録画することでトラブルの原因の一つをつきとめ、ソフトウェアの修正を行った。その結果、912月期は5,482回のうちトラブルは7回(0.13%)、3,239回のうちトラブルは1回(0.03器)とエラー率を大幅に低減することができた。液体窒素デュワー内に霜があると、ホルダーをカセットに格納する際に霜が付着し、その後の回折実験のS/Nを悪化させることが分かっている。

そこで液体窒素デュワー開口部からの霜の混入を防ぐために断熱材とヒーターを設置し、一度格納したホルダーを回折実験装置に乗せた時の霜の付着の量を低減することに成功した。さらに安定に結晶が得られるタンパク質リゾチームを用いて、カセットに格納したリゾチームの結晶を用いてX線回折実験を行い、ロボットを用いた場合でも回折実験の統計値に問題がないことを確認した。
光可逆的タンパク質ラベル化技術の開発と生物学応用

メトトレキセート(MTX)はジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)の競合阻害剤として知られており、抗がん剤やタンパク質ラベル化リガンドとして利用されている。本研究では、生体機能の可逆的な光制御を達成するために、リガンドの着脱が光制御可能なタンパク質ラベル化技術の開発を目指して研究を行った。MTXの構造中のいくつかの原子を置換することで、アゾベンゼン構造を有するMTX誘導体(azoMTX)を設計し、その機能評価を行った。紫外可視吸収スペクトルの測定結果から、azoMTXは365 nmの紫外光照射により熱平衡状態から異性化すること、および560 nmの可視光照射により熱平衡状態に戻ることが示された。また、大腸菌由来DHFR(eDHFR)に対するazoMTXの酵素活性阻害能について測定したところ、紫外光を照射していないazoMTXを酵素反応溶液に加えても酵素反応が進行したが、紫外光を照射したazoMTXを加えた際は、酵素反応の阻害が確認された。また、azoMTXは酵素反応溶液中でも繰り返し光異性化させることが可能であり、酵素反応を可逆的に制御可能であった。また、蛍光標識メトトレキセートを別途合成し、azoMTXの添加および光照射の有無により、蛍光偏光の変化を調べる蛍光偏光解消アッセイによりazoMTXのeDHFRへの着脱が光で制御できるかどうかを調べたところ、実際に紫外光照射によって解離定数が小さくなることが示された。蛋白質eDHFRとリガンドMTXの複合体の結晶構造に基づいた光応答性リガンドの分子設計により、タグ蛋白質への着脱を光で制御可能な化合物azoMTXの開発に成功した。この分子は異なる波長の光照射によってタグ蛋白質に結合する分子の割合を調整可能であり、生体分子機能の定量的な光制御技術への展開が期待できる。我々が開発したazoMTXと同様の分子(phototrexate)がヒトDHFR(hDHFR)の活性を阻害することが報告された。すなわち、azoMTXをそのまま哺乳類細胞の実験に用いると光照射によって毒性が出ることが予想される。そこで、今後の展開として、eDHFRとMTXの複合体ならびにhDHFRとMTXの2つの結晶構造から、eDHFRにのみ選択的に結合・解離が可能な光応答性リガンドの設計を行う。
職域におけるヘルスリテラシーを活用した生活習慣病予防教育プログラムの開発

本研究の目的は、ヘルスリテラシーを活用した生活習慣病予防教育プログラムを開発し、職域における労働者の健康の保持・増進につなげることである。労働者に加えて労働者や環境にアプローチできる管理監督者を対象に調査を実施する。健康行動の促進に関連するとされるヘルスリテラシーを改善・向上させる要素を解明し、特性をふまえた生活習慣病予防教育プログラムの開発を目指す。本研究の成果は、職域ヘルスプロモーションの向上につながると考える。
凝固波形解析による血液凝固機能評価に関する研究

本研究では全凝固過程をリアルタイムにモニタリングして解析する凝固波形解析およびトロンビン生成試験を比較検討することにより凝固機能をグローバルに評価すること、さらに、凝固機能を制御機構について主に第VIII因子や第V因子の活性化・不活性化機構を明らかにするために研究を実施し、下記の研究成果を得た。1)凝固波形解析とトロンビン生成能:第VIII因子欠乏あるいは第IX因子欠乏血漿において凝固時間、最大凝固速度および加速度などの凝固波形パラメーターはトロンビン生成の定量的パラメーターと良好に相関した。さらに、凝固波形解析では第VIII因子の超微量域においても評価可能であった。第VIII因子活性が<0.2IU/dlの重症血友病A患者では凝固波形パラメーターは著しく障害され、臨床的重症度とも一致した。トロンビン生成試験は使用するトリガー試薬で変動が多いが、内因系トリガーであるエラジン酸と組織因子を添加した系がもっとも測定感度が高かった。2)第VIII因子の活性化・不活性化機構:第VIII因子はトロンビンにより重鎖A2ドメインArg372を限定分解を受けて活性化第VIII因子に変換され凝固反応を増幅する。トロンビンの結合部位をA2ドメイン内484-509内に同定し、さらに、結合部位の必須残基R484, R489, R490, H497, K499を明らかにした。プラスミンは線溶因子であるが、第VIII因子を直接活性化第X因子と同様の部位を開裂して不活性化することをはじめて明らかにした。ただし、活性型第X因子と異なりArg336の開裂が急速に進行した。プラスミンの第VIII因子結合部位を同定した。第VIII因子の活性化発現に重要なフォンヴィレブランド因子やリン脂質の結合部位を第VIII因子C2ドメイン内にそれぞれ明らかにした。平成17年度は血液凝固機能を評価す目的で凝固波形解析とトロンビン生成試験を中心に解析を行った。凝固波形解析は全自動凝固分析装置(MDA-II)を用いて行った。凝固過程における透過光の変化をリアルタイムにモニタリングして、凝固前相、フィブリン形成相、凝固後相の透過度を凝固波形として描出した。さらに、透過度の変化をコンピューター処理を行い、透過度の1次微分および2次微分により凝固最大速度、凝固最大化速度を算定した。トロンビン生成試験はHemkarらの方法に基づいて教室で改良した。血漿サンプルをレプチラーゼで処理をして脱フィブリン化し、合成リン脂質と遺伝子組み換え型組織因子と5分間混和反応させた。CaCl_2をトリガーとしてトロンビン生成反応を開始させ、合成発色基質S-2238を用いて産生された内因性トロンビンを測定した。トロンビン生成能のパラメーターとして、トロンビンピーク値(peak height ; PH),ピークにいたるまでの時間(time to peak ; TTP)を算定して用いた。凝固波形による凝固機能とトロンビン生成能との関連性を明らかにするために、第VIII因子活性(0-100 IU/dl)群、第VIII因子活性(0-1 IU/dl)群、第IX因子活性(0-100 IU/dl)群、第IX因子活性(0-1IU/dl)群の4群について両測定法のパラメーターを比較検討した。第VIII因子活性2群において、凝固波形とトロンビン生成能のパラメーターは良好に相関した。第IX因子(0-100 IU/dl)群でも良好に相関したが、微量第IX因子群では相関は悪かった。

以上より、凝固波形解析による凝固機能評価は第VIII因子の超微量域においても良好にトロンビン生成能を反映していることが判明した。これは、重症血友病A患者に代表される凝固障害症の凝固機能さらに治療効果について凝固波形解析が有用であることを示唆した。従来から施行されている各凝固関連因子の測定法のみでは全般的な凝固機能を評価することは困難である。本研究では凝固波形解析やトロンビン生成試験を中心に血液凝固機能を評価することを目的とする。平成18年度は下記の研究を実施した。1)トロンビン生成解析法の至適評価法の確立:トロンビン生成測定に影響を及ぼすリン脂質、カルシウムイオンおよび組織因子などの凝固惹起因子の至適条件について評価を行った。方法はトロンピン生成波形(トロンボグラム)からトロンビン生成速度、トロンビン生成最大値、最大値にいたる時間、内因性総トロンビン生成量などのパラメーターを算定して定量的に評価した。さらに、凝固波形解析を同じ検体で実施し、凝固開始時間、凝固速度、凝固最大速度、凝固加速度および凝固最大化速度などのパラメーターと比較した。また、トロンビン生成測定法の測定感度をあげるためにエラジン酸添加系についても検討した。その結果、微量な組織因子存在下でエラジン酸を添加した測定系が最も感度が高く第VIII因子活性く1%の微量域の凝固機能を反映した。2)凝固波形・トロンビン生成に影響をおよぼす凝固促進・制御機構に関する検討:第VIII因子とトロンビン、活性型第X因子、活性型第VII因子およびプラスミンとの相互作用について分子間相互作用や酵素抗体法に基づく結合実験、限定分解パターンおよび酵素/基質反応速度カイネティックス実験を実施し、第VIII因子活性化・制御機構とトロンビン生成との関連性について検討した。3)出血性疾患では血友病A,血友病B.von Willebrand病、後天性血友病、血栓性疾患ではDIC,ネフローゼ症候群、川崎病、敗血症、白血病および各種悪性腫瘍の移植前後などの臨床経過における凝固機能を凝固波形、トロンビン生成試験にて定量的に評価した。さらに、得られたそれぞれの疾患の凝固機能に基づき、各種止血、抗凝固療法の効果および有用性にっいて検討を行った。平成19年度の研究では凝固波形解析による凝固機能評価をトロンビン生成測定と比較検討した。トロンビン生成測定は血漿サンプルを用いて外因系トリガーとして遺伝子組み換え型組織因子(rTF)あるいは内因系トリガーとしてエラジン酸を添加し、Ca^<2+>および合成リン脂質存在下に合成蛍光発色基質を用いて測定した。トロンビン生成反応をリアルタイムにモニタリングしてトロンボグラムを作成し、トロンビン生成開始までの時間(Lag time)、トロンビン生成ピーク(Peak Thrombin)、総トロンビン生成量(ETP)などのパラメーターも算定した。組織因子(TF)をトリガーとした場合、血友病A患者血漿と正常血漿間に大きな差がみられなかった。また、微量な第VIII因子を反映することは困難であった。
光分解性ＰＥＧ脂質表面上での、一細胞アレイ解析とハイスループット細胞選択法の開発

個々の細胞を多角的に詳細解析した後に目的細胞だけを選別できる新しい技術が求められている。そこで本研究では、光応答性の細胞固定化剤であるPEG脂質誘導体を用いて一細胞アレイを作製し、顕微鏡観察の後に目的細胞のみを光照射と送液によって迅速簡便に単離することが可能な細胞チップの開発を目的とした。前年度の研究において、光分解性PEG脂質の共重合体の開発により、固定化された細胞がより光遊離しやすい表面を構築した。しかし、依然として、目的細胞の非特異的な基板への固定化力が存在し、細胞の選択にはシリンジポンプを用いて制御されたせん断応力の負荷が必要であった。今年度は、実用的な細胞選択技術の構築を目指し、非特異的な細胞の基板への固定化力をゼロとし、細胞選択アプリケーションを行うことを目的とした。そこで本研究では、光照射によって初めて細胞が固定化されるようになる新規光活性化PEG脂質を開発した。本分子を修飾した表面を用いることによって、目的の細胞のみを基板に光固定化・選別できる。この時、目的外の細胞は全く基板へ非特異吸着を起こさず、ポンプを用いない穏やかな洗浄操作によって簡便に除去できた。実用的なアプリケーションとして、血中循環ガン細胞(CTC)の単離を行った。まず、坦ガンマウスから採取した末梢血中のCTCを抗体により蛍光標識した。これを光活性化PEG脂質表面に播種し、蛍光により検出したCTCを光固定し、基板表面を穏やかに洗浄したところ、数万以上におよぶ目的外の細胞はすべて基板上から除去され、数細胞のCTCのみが基板上に単離された。また、微小な穴が無数に存在し、細胞を精密に配置可能なチップに本分子を修飾することにより、一細胞単位で配置された細胞に対しても上記の細胞光単離が可能であった。以上のように本研究では、新規の機能性分子を開発し、顕微鏡観察後に一細胞単位で細胞を単離可能な技術を確立した。27年度が最終年度であるため、記入しない。多数の細胞を解析し、その中から必要な細胞を選択・回収する技術は、多くの分野において重要な技術である。そこで本研究では、光分解性の細胞固定化剤を用いて一細胞ずつ並べた一細胞アレイを作製し、細胞形態や細胞内分子動態なども含めた多角的な解析を行い、目的に適う細胞のみを光照射と送液によって迅速簡便に回収することが可能な細胞チップの開発を目的とした。まず、細胞固定化剤として、これまでの研究で開発した光分解性PEG脂質を用いたところ、一細胞アレイの構築のみ、もしくは細胞光遊離のみが可能な表面を作製することができた。しかし、光分解性PEG脂質を修飾する材料や修飾条件の検討を行ったが、一細胞アレイの構築と細胞光遊離の両方を同時に達成することができなかった。そこで、新規光分解性細胞固定化剤として、細胞吸着阻害性を有する2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC)、安定したコート表面を構築可能なButyl methacrylate (BMA)、そしてメタクリル化光分解性PEG脂質をモノマーとして含有したコポリマーを開発した。このコポリマーをコートした表面を用いたところ、一細胞アレイからの一細胞単位の細胞光遊離に成功した。細胞遊離のスループットを計算したところ一細胞あたり5秒であり、既存のキャピラリーによる細胞回収法の一細胞あたり30秒以上を大きく上回った。

以上の結果から、光分解性PEG脂質コポリマー表面を用いることによって、ハイスループットに一細胞アレイから目的細胞を一細胞単位で遊離回収できることが示唆された。また、上記の細胞回収研究と同時に、本一細胞アレイを用いた細胞解析系の構築を行った。画像解析ソフトのImageJで作動する細胞画像解析プログラムを作製し、一細胞アレイに適用したところ、これまで解析が困難であった一細胞単位の運動性や形態変化といった複雑な現象を、迅速かつ定量的に画像解析することが可能となった。今年度は、新規の光分解性細胞固定化剤を開発し、ハイスループットな一細胞アレイからの一細胞単位の細胞光遊離に成功した。また、一細胞アレイの光パターニングに改良を加えることにより、非常に多くの細胞の解析・回収が可能となるよう、1平方cmあたり50万細胞の超高密度一細胞アレイの構築に成功した。さらに、一細胞アレイ上の細胞の複雑な動態を、顕微鏡画像から詳細かつ迅速に定量解析することにも成功した。このように、今年度の当初の目標をほぼ達成することができた。次に細胞回収デバイスの構築を試みたところ、マイクロ流路内の圧力損失により発生した気泡によって、光に依存しない細胞の脱離が起きてしまった。上記のように、流路デバイスの開発においては問題が生じているが、その他の課題についてはおおむね計画通りに研究が進行している。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度に、一細胞アレイを作製し、さらに一細胞単位で細胞を光遊離可能なスマートマテリアルとして、細胞吸着阻害性を有する2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC)、安定したコート表面を構築可能なButyl methacrylate (BMA)、そしてメタクリル化光分解性PEG脂質をモノマーとして含有したコポリマーを開発した。そこで27年度はまず、これらのモノマーの組成比や、基板のコート方法等について、詳細な検討を行い、光照射した細胞がより遊離しやすく、光照射していない細胞がより脱離しにくい基板表面の構築を行う。また、現行の光分解性細胞固定化剤を光分解するには、比較的多くの光照射量が必要であり、細胞遊離効率の歩留まりや細胞障害への懸念が課題である。従って、より迅速かつ細胞適合性の高い細胞回収のために、光分解性基の改良を行う。次に、この表面を用いることにより、有用細胞が取得可能であることを、モデル実験より実証する。近年、新たなガン診断方法として、血液中を循環するがん細胞(CTC)の検出が注目されている。末梢血に存在するCTCの個数から、ガンの転移の可能性や治療効果の検証が可能となる。さらにCTCを選別し、遺伝子変異や薬剤に対する応答などを詳細に解析することにより、適切な治療方法を探索することが可能となると考えられている。そこで本研究では、GFP発現高転移性ヒトがん細胞を担癌したマウスをモデルとして用い、本技術により末梢血からのCTCの検出・回収を行う。ガン細胞を標識したGFP蛍光、細胞形態、蛍光標識抗体を用いた細胞表面マーカーCD44の発現レベルといった多角的なパラメーターを、一細胞アレイを用いて迅速かつ定量的に解析し、ガン細胞を特定する。さらにガン細胞を光遊離・回収し、本実験系における細胞回収の精度や収率を算出する。
振動・位相差加熱による工作機械の熱変形解折と電子冷却素子によるその防止

機械加工に要求される加工精度は最近ますます巌しくなってきているが,常にミクロンオーダの加工精度を維持することは極めて難しい.その最大の原因は工作機械の熱変形である.熱変形の最大の原因としては,主軸モータや軸受などでの発熱,いわゆる内部熱源によるものと周囲温度の変動やふく射などの影響による,いわゆる外部熱源によるものが考えられる.しかし現在のところ,これらの熱源により生じる熱変形挙動は明らかにされておらず,また熱変形の防止方法についても確立されていない.そこで本研究では, 1.小型のNCフライス盤を使い熱変形挙動を調べた結果,周囲温度の変動や主軸部での発熱により数十ミクロンもの熱変形をおこすことが明らかとなった.2.工作機械の構造をモデル化したモデル構造物を使い,内部熱源や外部熱源により生じる熱変形について調べ,電子冷却素子を使って熱変形を防止する方法について検討した.その結果, (1)熱的に非対称な構造物は周囲温度やふく射の影響を受け,単純な熱膨張だけではなく,そりや傾きなどの複雑な熱変形挙動を示す.(2)熱変形が内部熱源による場合には,熱源の周囲に電子冷却素子を取り付けて,構造物の温度が一定となるように電子冷却素子の吸発熱量を制御すれば熱変形を防止することができる.(3)熱変形が外部熱源による場合でも,構造物に電子冷却素子を取り付けて,構造物の温度が一定となるように電子冷却素子の吸発熱量を制御すれば熱変形を防止できることが明らかとなった.3.内部熱源の発熱量を正弦波状に変動させ,構造物の温度分布を測定した結果,(1)熱源から離れるにしたがって温度の振幅は指数関数的に減衰し,位相は遅れる.(2)構造物の任意の位置での温度の振幅や位相を測定することにより,熱源の位置や発熱量を探査することができることが明らかとなった.以上のように本研究を行った結果,熱源を探査し,熱変形を防止する方法が確立された.機械加工に要求される加工精度は最近ますます巌しくなってきているが,常にミクロンオーダの加工精度を維持することは極めて難しい.その最大の原因は工作機械の熱変形である.熱変形の最大の原因としては,主軸モータや軸受などでの発熱,いわゆる内部熱源によるものと周囲温度の変動やふく射などの影響による,いわゆる外部熱源によるものが考えられる.しかし現在のところ,これらの熱源により生じる熱変形挙動は明らかにされておらず,また熱変形の防止方法についても確立されていない.そこで本研究では, 1.小型のNCフライス盤を使い熱変形挙動を調べた結果,周囲温度の変動や主軸部での発熱により数十ミクロンもの熱変形をおこすことが明らかとなった.2.工作機械の構造をモデル化したモデル構造物を使い,内部熱源や外部熱源により生じる熱変形について調べ,電子冷却素子を使って熱変形を防止する方法について検討した.その結果, (1)熱的に非対称な構造物は周囲温度やふく射の影響を受け,単純な熱膨張だけではなく,そりや傾きなどの複雑な熱変形挙動を示す.(2)熱変形が内部熱源による場合には,熱源の周囲に電子冷却素子を取り付けて,構造物の温度が一定となるように電子冷却素子の吸発熱量を制御すれば熱変形を防止することができる.(3)熱変形が外部熱源による場合でも,構造物に電子冷却素子を取り付けて,構造物の温度が一定となるように電子冷却素子の吸発熱量を制御すれば熱変形を防止できることが明らかとなった.3.内部熱源の発熱量を正弦波状に変動させ,構造物の温度分布を測定した結果,(1)熱源から離れるにしたがって温度の振幅は指数関数的に減衰し,位相は遅れる.(2)構造物の任意の位置での温度の振幅や位相を測定することにより,熱源の位置や発熱量を探査することができることが明らかとなった.以上のように本研究を行った結果,熱源を探査し,熱変形を防止する方法が確立された.機械加工に要求される加工精度は最近ますます厳しくなり常にumオーダの加工精度を維持することは極めて難しい。その最大の原因が工作機械の熱変形である。熱変形の原因としては内部熱源と周辺の温度変化とが考えられる。そこで本研究では、(1)内部熱源を周期的に変動させたとき、具体的にはモータの回転数を周期的に変動させたときの温度分布及び熱変形挙動を実験的に調べると共に数値計算により熱源の強度を等価的に算定できるプログラムを導出した。(2)その際に、工作機械の熱変形挙動に対して周辺の温度変化が大きく影響し、かつ従来工作機械の伝熱は自然対流によるものと考えられていたが、自然対流による伝熱量よりも熱放射による伝熱量の方が大きいことを明らかにした。(3)従来工作機械の構造は内部熱源対して対称となるように作られていたが、例えばマシニングセンタのコラムのように板厚が左右対称でも前後には非対称であるため周辺温度環境の変化と共に熱変形が生じ、その最大傾き量は熱伝達率が約10w/m・kのとき最大となることを示した。(4)工作機械の熱変形を防止するためモデル構造物の熱源近傍に電子冷却素子を取り付け、熱膨張量や熱源近傍の温度が常に一定となるように電子冷却素子の電流を制御し、即ち電子冷却素子の加熱冷却強度を制御した結果、制御しないとき約100μmの熱変形が約1μm前後へと減少させることができた。

また、電子冷却素子の最適取り対け位置は熱源近傍であり、かつできるだけたくさん取り付け個々に温度制御した方が効果的であることが明らかになった。以上のように、61年度の研究では当初予定していた研究をほぼ終了することができ、上述のような有用な結果が得られた。
p進等質空間の球関数とその応用

この研究は,数論的に興味のある$ p$進等質空間を球関数を用いて解析し,数論的応用を図ることを目的とした.そのために,(1)等質空間上の典型的な球関数を表す式をなるべく適用範囲が広いように定式化すること,(2)具体的な空間について(1)の表示式から明示式を求め,それを基に空間の調和解析的研究をすること, (3)数論的にとして対称形式やエルミート形式の空間について,表現の局所密度など数論的量を求めることを目標として行った.もっとも重要な成果は,不分岐ユニタリ・エルミート行列の空間上の球関数を明示的にとらえ,それを用いてこの空間の解析できたことである.$p$進体上定義された連結reductive代数群$G$の極小放物型部分群$P$が開軌道をもつような弱球等質空間$X$を考え,この上の球関数を考察し,この空間の解析をする.このような設定における一般論の構築と,具体的な空間$X$に特化してより詳細な考察を行うことの双方に興味がある.特に,数論的応用をもたらしうる空間についての考察が重要である.より具体的には(1)弱球等質空間上の球関数を,群のデータと関数等式によって表示する公式を,なるべく適用範囲が広いように構成する.(2)上記の公式が適用できる空間について,球関数の関数等式や明示式を扱いやすい形で具体的に求める.(3)球関数を用いた球Fourier変換を通して$X$の調和解析的な解析をする.(4)数論的な応用を与える.この研究は,数論的に興味のある$ p$進等質空間を球関数を用いて解析し,数論的応用を図ることを目的とした.そのために,(1)等質空間上の典型的な球関数を表す式をなるべく適用範囲が広いように定式化すること,(2)具体的な空間について(1)の表示式から明示式を求め,それを基に空間の調和解析的研究をすること, (3)数論的にとして対称形式やエルミート形式の空間について,表現の局所密度など数論的量を求めることを目標として行った.もっとも重要な成果は,不分岐ユニタリ・エルミート行列の空間上の球関数を明示的にとらえ,それを用いてこの空間の解析できたことである.$p$進体上定義された連結reductive代数群$G$の極小放物型部分群評$P$が開軌道をもつような弱球等質空間$X$を考え,この上の球関数の明示式や,関数等式を考える.そもそも球関数は,空間$X$を群$G$の作用と共に考察する基本的道具であり,その関数としての性質やどのくらいあるか調べたり,応用しやすい形での明示式を求めることは基本的な問題である.典型的な球関数は,代数的独立な$P$相対不変式の複素数べきを$G$の極大コンパクト群上で平均することで得られ,$P$に関するワイル群に関して関数等式を持つことが期待される.相対不変式のなす空間の階数が$P$の階数以下であっても,一定の条件の下で関数等式を持つことを保障しその関数等式は,限定されたタイプの小さな概均質ベクトル空間の$p$進局所ゼータ関数の関数等式からもたらされることを示した.一方,関数等式と群のデータを用いた球関数の表示式を,より緩い条件の下で与えられる.相対不変式が相対的に少ない場合には,関数等式が考えられようなワイル群の元からなる部分群に関する和として表示されるのは興味深い.そのことによって,以前,別の方法で与えた交代形式の球関数の明示式をこの枠組みで捕らえなおすことができる.また,極小放物型部分群より大きな群に関する球関数について考える糸口にもなる.具体例として$U(n,n)/\left(U(n)\times U(n)\right)$の空間の球関数の関数等式を与え,極と零点の位置について考察し,特定の点での明示式を求めた.さらには,応用として,$p$進エルミートSiegel級数の関数等式を具体的に与えた.$p$進体上定義された連結reductive代数群$G$の極小放物型部分群$P$が開軌道をもつような弱球等質空間$X$を考え,この上の球関数を考察し,この空間の解析をする.$X$としては数論的応用をもたらしうる空間に特に興味がある.昨年に引き続き$p$進対称空間$U(n,n)/\left(U(n) \times U(n) \right)$と同値な空間を,非退化エルミート形式$T$を表現する(fibre)空間$X_T3$として実現し,この上の球関数を研究している.球関数の関数等式を利用して,特定の点におけるの明示式を得た.これと$X_T$たちを並列的にとらえることにより,$X-T$の球関数のすべての点での明示式をもたらすことが期待され,さらには,$X_T$上の球関数の任意の球関数が,この典型例から構成されることが期待される.また,「数論女性の集まり」として,全国の数論関係の女性研究者による研究集会を,昨年に引き続き早稲田大学にて開催し,その折にも球関数について講演した.さらに,恒例のAutumn Work Shop on Number

Theoryを白馬にて,池田保氏と共同で世話人として開催し,幅広い観点で国内外の研究者と討論の機会を得た.また,1月には室蘭工業大学を佐藤文広氏(立教大学,研究協力者)と訪問し,桂田英典氏と共にセミナーを行った.2月には,京都産業大学で村瀬篤氏とセミナーを通じこのテーマに関わる議論をした.$p$進体上定義された連結reductive代数群$G$の極小放物型部分群$P$が開軌道をもつような弱球等質空間$X$を考え,この上の球関数を考察し,この空間の解析をする.このような設定における一般論の構築と,具体的な空間$X$に特化してより詳細な考察を行うことの双方に興味がある.数論的応用をもたらしうる空間として,この研究課題では特に以下のような空間について考察した.$p$進体$k$上の不分岐非退化エルミート形式$T$を表現する空間$X-T$を(対称空間である)$U(2n)/U(n)\times U(n)$と同型な空間として実現し,$X_T$上の球関数を考察する.$T,.S$が$k$上同値であれば,$X_T$と$X_S$は$k$上同型で,それぞれに対する球関数も簡単な関係で結ばれる.これにより,各$T$について$X_T$の特別な点における球関数の明示式から,固定した$T$についての$X_T$上の球関数のほとんどの点での明示式が分かる.従って,例えば$X_T$上のSchwartz関数の空間からの球Fourier変換像は決定できる.また,エルミートSiegel特異級数$b_\pi(T,t)$($t\in{\Bbb C}$)は,行列環の局所ゼータ関数と$X_T$上の球関数の特殊値で書き表される.従って,$X_T$上の球関数の性質から,こちらの関数論的な性質や関数等式が具体的に分かる.$S0(n)$あるいは$0(n)$の等質空間上の球関数とSiegel特異級数については以前,佐藤文広氏との共同研究で考察した.この場合は,球関数についての結果は,Siegel特異級数についての考察に不十分であったが,今回の場合には,球関数を十分に解析することができて,それから特異級数の性質を導くことが出来た.$p$進体上定義された連結reductive代数群$G$の極小放物型部分群$P$が開軌道をもつような弱球等質空間$X$を考え,この上の球関数を考察し,この空間の解析をする.このような設定における一般論の構築と,具体的な空間$X$に特化してより詳細な考察を行うことの双方に興味がある.その場合は,数論的応用をもたらしうる空問が重要で,今年度は特に以下のような空間について考察した.$p$進体の不分岐二次拡大$k'/k$に関するユニタリ・エルミート行列の空間を考える.逆対角線上に$1$が並んだ行列$j_{2n}$を不変にするユニタリ群を$G$,エルミート性をもつ$G$の元のうち,$k$の代数的閉包.上では単位行列と同値となる行列の全体を$X$と表す($X \subset GL_{2n}(k')$).$X$は代数的閉体上では$U(2n)/U(n)\times U(n)$と同型な対称空間である、$X$上の球関数を導入し,その明示式を与え,$X$を調和解析約な性質を調べた.特に,$k$の剰余体標数が奇数の場合は,$X$のカルタン分解が完全に決定され,球関数の明示式球関数は,主要部にSC_n$型のMacdonald対称多項式の特殊化が現れる.また,球関数は,その「固有笹」ごとに$n$次元空間として与えられるし,Hecke環同型である球フーリエ変換を与えることができて,$X$上のSchwartz関数の空間は,階数$2^n$のHecke環加群となる.
中国大躍進期の黒竜江省農村における公共食堂と託児所

〈研究目的〉現代中国の社会史として,大躍進期の農村を文献調査及び口述調査により復元・再構成する。基層社会における農民の生活に深く関ったといわれる公共食堂と託児組織に注目して,中央の集団化政策に対する地方における実施状況を考察する。対象地域としてはこれまで取上げられなかった中国東北部,なかでも中国帰国邦人が比較的多い黒竜江省を選択した。大躍進期の農村を多面的に理解するための新たな視点を提示したいと考えた。〈研究方法〉大躍進期の文字資料はプロパガンダ色が強い傾向にあり,この時期の農民の生活実態を知ることのできるものは多くない。そこで地方档案など地方文献を収集するのみならず,体験者へのヒヤリングを実施した。1,黒竜江省にて調査。(1)哈爾濱市内で体験者にヒヤリング(2)蘭西県にて体験者にヒヤリング(3)黒竜江省档案館・黒竜江省図書館にて文献調査。2,比較対照する事例を収集するために,上海近郊農村にて調査。(1)体験者にヒヤリング(2)上海図書館にて文献調査。〈研究成果〉1,元婦女主任・県の元農業部長などの幹部及び一般の元公社社員から体験談を聞き取った。公共食堂・託児所の理念と実際の運営状況には差異がみられ,その多様な運営に関して具体的な事例をさらに収集することができた。これまでの研究成果は「中国大躍進期における農村公共食堂の地域的な運営形態--黒竜江省の場合(仮題)」として,歴史学研究会『歴史学研究』に掲載が確定した。2,上海郊外で初めてのヒヤリングを試みたが,黒竜江と上海郊外における公共食堂の実施状況には地域差がみられた。他地域との比較対照の視点を導入すれば,黒竜江の特質についてさらに考察を深めることができると確信した。
固体電解質電極をイオン供給源とした無機固体の微小部組成制御法の開発

本年度は金属イオン伝導性微小電極(陽極)から発生する金属イオンを対極基板上の局部に堆積させること、および界面移動を組み合わせることで、堆積する金属微小構造体の形態制御を試みた。結果として、電場印加を行いながら対極から連続的に微小電極を引き離すことで、界面に金属微小ワイヤーの生成が確認できた。さらに、対極基板に沿って微小電極を走査することで基板上に金属構造のパターン化に成功した。金属微小構造体の生成の可否は使用する金属イオン伝導体の伝導特性および周囲の温度に影響されることが見いだされた。銀構造体を形成する場合、純粋な銀イオン伝導体の使用により微小構造体は容易に作製可能であったが、銀イオン-電子混合伝導体では電子による漏れ電流の発生により効率的な銀イオンの供給・堆積が困難であった。また、金属イオン伝導性微小電極(陰極)を金属対極に接触させて直流電圧を印加することで、金属対極を局所的に金属イオンとして微小電極中に溶解させるという原理を有する「固体電気化学マイクロマシニング」法を開発した。この手法により金属基板の微細加工が可能であることが証明された。基板の加工形状は微小電極の形状と一致し、電極形状を金属基板上に正確に転写することができた。金属基板上での微小電極走査を組み合わせることで、金属基板上にマイクロメートルレベルの精細な加工溝パターンを形成できることが分かった。適当な金属イオン伝導体を選択することで、1価および2価の金属イオンを生成する金属の微細加工に成功した。微小な接触界面を有する固体電解質をイオン供給源とした無機固体材料、とくにガラス材料の局所組成制御法の確立を検討した。注入のための全固体セルは陽極/微小固体電解質/ガラス/陰極から構成される。セル全体に直流電圧を与えると、固体電解質/ガラスの微小界面を介して電解質に含まれる金属イオンがガラス内に導入される。ガラス材料に微小固体電解質電極を固定した局部選択的ドーピング、電極走査によるパターニングに成功し、ガラスの局所組成がマイクロメートルオーダーで制御できることを証明した。本手法は電圧勾配を駆動力としたイオン注入であるために電流値や時間によってイオン注入量が定量的に制御できると考えられる。具体的にガラスへの銀イオンの注入では高い電流効率でイオン移動が進行し、マイクロモルレベルの微小量を精密に制御できることが分かった。しかし、セラミックスへの金属イオン注入ではガラスと比較して電流効率が低かった。この手法ではガラス内アルカリ金属イオンに対して固体電解質に含まれる金属イオンが置換することでイオン注入が起こる。2種類以上のアルカリ金属イオンを含有するガラスに異種金属イオンの注入を行うと、注入金属に応じて置換されるアルカリ金属イオンの種類が変化することを見いだした。一般的にガラス内アルカリ金属イオンの中で、高伝導率を示すイオンが優先的に置換されるが、同時に注入イオンとアルカリ金属イオンの半径も置換挙動に重要な役割を果たすことが分かった。