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世界システムにおける革命と介入-キューバ革命とアメリカ合衆国(1962-67)

国際関係の理論に関し、狭義の国家間(政府間)関係と広義の社会間関係のどちらに重点を置いて論述すべきかという論争が繰り広げられている。前者は武力紛争を主要形態とする権力政治モデルとして描かれることが多く、後者は多元アクター間のトランスナショナルな多イシュー・ゲームになる傾向がある。リアリズムとリベラリズムの論争も、こうした国際関係の2つのレヴェルの照準の当て方についての議論だと見なすことができる。本研究は、196267年の米国とキューバの関係を一次資料を調査することを通じて、これらの論争に一定の解答を出すことができた。つまり、米国がキューバに強制したように、権力のある政府の政治的意思決定を最大要因として、これらの2つのレヴェルの関係の設定自体が行われるということである。つまりこれまでの論争が前提としたような、2つのレヴェルの間のアプリオリな階層性は存在しない。米国・キューバ間の事例はそうしたレヴェルの転換の端的な例であり、米国政府は西半球におけるそのヘゲモニ-を2レヴェル編成の部分的接合によって再編し、冷戦における権力拡大をはかった。キューバ側は他のラテンアメリカ諸国と社会間レヴェルのトランスナショナル関係を拡大することで、生き残りをめざしたが、米国のヘゲモニ-構造はそれを許さず、67年までにほぼ総体的に社会間関係が切断されてしまう。
植物多価ワクチンにより誘導される防御応答遺伝子の発現解析とDNAアレイ作出

「植物多価ワクチン」アシベンゾラルSメチル(ASM)による全身抵抗性の誘導・発現過程で、キュウリ細胞壁におけるリグニンの蓄積が炭疽病菌の侵入に対する物理的障壁として働くことが明らかになっている。そこで、フェニルプロパノイド系酵素などリグニン生成に関連する酵素であるlignin peroxidase(LPO)、caffeoyl-CoA O-methyltransferase(CCOAMT)、cinnamyl alcohol dehydrogenase(CAD)、さらにはNADPHoxidaseやcalcium-dependent proteinkinase(CDPK)、たんぱく質りん酸化酵素(MAPK)等の遺伝子をキュウリからクローニングし、塩基配列を決定した。また、これに基づいて特異的プライマーを作製し、リアルタイムPCRによる遺伝子発現解析を行った。全身抵抗性を誘導したキュウリ葉では、ASM処理612時間後にLPOやMAPK、CDPK、NADPH oxidaseの遺伝子発現が有意に増大し、細胞壁における過酸化水素やリグニンの蓄積に関するこれまでの実験結果ともよく一致した。一方、フェニルアラニンアンモニアリアーゼの下流に位置するCCOAMT、CADの遺伝子発現には、有意な違いがみられなかった。このほか、転写因子やたんぱく質分泌等に関連する遺伝子に関して発現解析を行った。次に薬用植物等の抽出物を蒸留水で希釈し、鉢植えキュウリ苗に散布、風乾後、炭疽病菌またはうどんこ病菌を接種して発病抑制効果を調べた。供試した植物抽出物80種のうち、炭疽病に対してはユッカ葉、カムカム種子、ガンハクサイ根茎の100倍希釈液が、対照の蒸留水散布に比べて80%以上、グアバ葉、チャの実の100倍液が70%以上の安定した発病抑制率を示した。また、うどんこ病に対してはタマリンド種皮と藤茶葉の100倍液が80%以上の発病抑制率を示した。供試サンプルの中には、培地上で菌の生育を強く阻害するものも見られたため、現在有効成分の同定や作用機構の解明を進めている。
気体透過による炭素膜の微細構造評価と新規分離能の発現

多孔質炭素は分子ふるい性があるので、これを薄膜化できれば気体分離膜として利用できる。また、炭素材をヘテロ原子、金属原子等とアロイ化すれば、微細構造が変化し、ミクロ孔径の制御が可能となる。アロイ化した炭素と気体分子との相互作用を利用すれば、高機能分離特性の発現が期待できる。3,3',4,4'-ビフェニルカルボン酸2無水塩(BPDA)と4,4'-オキシジアニリン(ODA)で合成したポリイミドを700°Cで炭化し、300°Cで3時間酸化して分子ふるい炭素膜とした。酸化処理をすることによってミクロ孔径分布が変化することなく、ミクロ孔容積が増大するので、選択性を損なうことなく、透過速度を増大することができた。炭素膜の耐久性を調べるために、空気中100°Cで1ヵ月間酸化した結果、含酸素官能基の生成により透過速度が減少した。しかしながら、酸化処理した後に窒素中600°Cで熱処理することによって含酸素官能基が除去され、透過速度が回復することがわかった。また、炭素膜のCO_2とN_2の透過率は単成分系、2成分系でほとんど差がなく、また、2成分系でスィープガスとしてHeとArを用いた場合にも、透過率、分離係数共ほぼ一致した。炭素膜のミクロ孔がスリット状であるために、スリットの短軸の長さによって透過分子を分離するが、細孔内では2次元的な運動が可能である。そのため、透過気体分子間あるいは透過気体とスィープガスとの間についても、相互作用を受けず自由に拡散することがわかった。以上の結果から、炭素膜の気体分離特性を向上させるためには、ミクロ孔径を少し広げることが有効であるので、架橋度の高い高分子プレカーサーを用いた成膜と金属塩とのアロイ化によって孔径の制御を試みる。
社会文化の世代間垂直・世代内水平伝承、社会選好及び自発的協力の経済学：理論と実証

開発途上国では近代化に伴い公共財供給や資源配分等社会の非持続性問題が顕著になっており、その解決には各個人の自発的協力が重要視されている。自発的協力は各個人の社会選好(social preference)と関係しており、社会選好は地域の社会文化的背景に依存している。近代化とともに社会文化的背景も変化しているが、その伝承経路は1世代間の垂直伝承と2世代内の平行伝承に大別される。本研究では、社会文化の垂直・水平伝承を明示的に組み入れた経済理論モデルを基に、開発途上国での近代化が個人の社会選好及び自発的協力行動に与える影響について、フィールドワーク(実験やサーベイ等)を通じて理論的・実証的に分析する。
集合住宅における「アダプタブルなビルディングシステム」の再構築

平成18年度は、(1)具体の地域を対象とした集合住宅ストックの分析およびそのアダプタビリティの評価、(2)集合住宅のアダプタビリティと改修工事の規模・マネジメント方式との関係の明確化、(3)集合住宅のアダプタビリティ・改修に対する要求・改修工事のマネジメント手法の最適化およびその構法計画への反映手法の検討、以上三点に関して研究を進めた。(1)に関しては、東京都多摩市を中心とする多摩ニュータウンの集合住宅ストックの分析を行い、その特性を把握するとともに、アダプタビリティの評価を行った。さらに、その結果を将来人口推計の結果とあわせて検討し、将来発生する改修に対する要求を予測するとともに、問題の生じやすい集合住宅ストックの類型を明らかにした。(2)に関しては、複数の集合住宅における改修工事の施工調査の結果に基づき、比較分析することによって、集合住宅のアダプタビリティと改修工事の規模およびマネジメント方式の関係を明らかにした。(3)に関しては、前年度に行った試設計の詳細な分析を進めるとともに、提案した構法計画への反映手法の検証を行った。以上の結果を平成17年度の成果とあわせてとりまとめを行った。また、研究の過程で明らかになった、今後の研究課題について整理を行った。平成17年度は、(1)集合住宅において、高いアダプタビリティを実現するための構法計画手法の明確化、及びその評価手法の開発、(2)具体的な地域を対象とした、集合住宅の立地条件、建築特性、住要求の関係の明確化、以上二点に関する研究を行った。(1)に関しては、既存のSI住宅などにおける住戸のアダプタビリティを向上させる手法の整理を行うとともに、申請者らの既往研究等を援用し、集合住宅のアダプタビリティの評価手法の開発を行った。具体的には、集合住宅のスケルトンの特性が住戸計画に与える影響を、統計的な分析によって定量化した。(2)に関しては、1980年以降に建築された中高層住宅158事例、超高層住宅46事例を対象として、(1)で開発した評価手法を用い、それらの住戸のアダプタビリティが低い傾向にあることが明らかになった。この結果は、日本建築学会計画系論文集に投稿し、掲載された。また、それぞれの事例について、立地条件を整理した。また、集合住宅の立地条件、建築特性、住要求の関係を詳細に分析するため、多摩ニュータウンに立地する集合住宅住戸の改修試設計を行った。試設計に際しては、住戸に対する簡易なヒアリングを行い、立地条件と住要求の関係を把握した。また、把握した住要求を実現する改修計画を立案し、行程や工費に関して、簡易なシミュレーションを行った。この結果は、平成18年度にさらに詳細に分析する予定である。
調製へのフィードバックを目指した介護・治療食品の粘弾性評価

液体や食べ物を飲み込むことが困難な嚥下障害患者や,経腸栄養剤を摂取する患者に対し,増粘剤の利用が障害改善の一助となることが知られている。本研究は,嚥下障害患者とその家族の「生活の質の向上」を目指し,介護・治療食の調製に用いられる増粘剤を水や経腸栄養剤に添加して粘弾性を調査した。結果,増粘剤の種類や濃度,温度のみならず,経腸栄養剤と増粘剤との組み合わせにより粘弾性挙動が大きく変化することを見出した。本年度は、市販されている介護食調製用の凝固剤や増粘剤を用いて調製したゲル体、病院で調理したペースト食やゼリー食のような嚥下食、ならびに流動食の粘弾性測定に主眼を置き基礎研究を行った。嚥下食については、冷蔵して凝固(4°C)させる、あるいは常温(20°C)で調製すること、さらに摂食時(体温程度:40°C)での軟化・流動状況の把握を考慮し、これらに温度変化(4°C20°C40°C)を与えた際の粘度は振動式粘度計を用いて(凝固体はゲル強度も)調査した。また流動食については、医学部付属病院で用いている経腸栄養剤を単独、あるいは凝固・増粘剤を添加して測定した。この結果、特に増粘剤を添加した場合は濃度と共に粘度が指数関数的に著しく増加し、測定値のバラツキも増すことが判明した。しかし、厚生労働省の食品物性評価指標に示されているB型(回転式)粘度計を用いた測定結果と比較したところ、振動式粘度計の測定結果は1/201/60となることが判明した。これは、増粘剤に含まれる成分により、ゲルが非ニュートン性のpseudo plastic viscosityを示すことが原因と考えている。一方では、実際に医学部付属病院にて患者へ提供している嚥下食の粘弾性評価を行った。この結果、凝固剤で固めたゼリー食の粘弾性に関する知見は蓄積できたが、ペースト食の場合では増粘剤を添加しなくても非常に高い粘度を示す等、食材により粘度が大きく変化することが判明した。これらの成果は2009年春季第56回応用物理学関係連合講演会にて発表した。なお、本年度交付された補助金にて購入した設備を利用して治療食のテクスチャー測定を行っているが、前述したようにペースト食では食材や増粘剤の種類・濃度により粘度が大きく変化するため、厚生労働省の物性評価指標に準じた測定ができないことを確認した。そこで現在、装置の改造を予定している。また、これら進捗状況から、本年度は被験者による官能評価は実施できなかった。本年度は、市販されている介護食調製用の凝固剤や増粘剤を用いて調製したゲル体をはじめ、病院で調理したペースト食やゼリー食のような嚥下食や流動食の粘弾性測定に加え、平成20年度の購入設備である「高分解能型クリープメータ」と「自動解析ソフトウェア」を利用して、「かたさ・もろさ・弾力性(嚥下食の場合)」と「粘性・付着性・流動性(流動食の場合)」の指標が得られるテクスチャー測定を行った。なお、これら介護・治療食の物性については、厚生労働省の「えん下困難者用食品」の物性測定指針に則り、温菜については20°Cと45°C、冷菜については20°Cと10°Cで評価した。結果として、まず凝固剤や増粘剤のみの場合は濃度と共に粘度が増加し、温度上昇によって粘度は低下した。しかし、経腸栄養剤(流動食)へ凝固剤や増粘剤を添加すると、濃度と共に粘度が増加するものの、温度上昇によっても粘度が増加するという現象が生じた。この原因は経腸栄養剤中の成分、特にCaイオン等と凝固・増粘剤中のゲル化剤とが反応し、化学的な架橋を生じたためであると推察した。一方、医学部付属病院にて実際に患者へ提供しているゼリー食やペースト食のような治療食(嚥下食・流動食)のテクスチャー測定を行った。この結果、ゼリー食やペースト食でも、凝固・増粘剤を用いなくとも食材自身によって、また同一食材を用いても調理方法によってテクスチャーは大きく変化することを確認した。さらに凝固・増粘剤濃度や温度によっても付着性が変化することを確認した。本成果の一部は、平成22年1月に京都で開催された第13回日本病態栄養学会年次学術集会において、共同研究・協力者である徳丸(金沢大)により発表がなされた。以上のように、本年度までに交付された補助金にて購入した設備類を利用して治療食のテクスチャー測定を行っているが、本年度は被験者による官能評価までは実施できなかった。本年度は市販の増粘剤を用いて調製したゲル体をはじめ、経腸栄養剤に対する増粘剤添加の影響を継続して調査した。

さらに病院で調理したペースト食のような流動食やソフト食のような嚥下食について、「かたさ・もろさ・弾力性・付着性・凝集性」の各指標が得られるテクスチャー測定と評価を行った。なお、介護・治療食の物性は厚生労働省の「えん下困難者用食品」の物性測定指針に則り、温菜については20°Cと45°C、冷菜については20°Cと10°Cで評価した。さらにペースト食(流動食)についてはB型ならびにSV型粘度計による粘度測定も行った。これらの結果、増粘剤濃度と共に粘度は増加するが、増粘剤の種類により粘度が線形変化するものと非線形変化するものが存在することを明らかにした。さらに経腸栄養剤へ増粘剤を添加すると、昨年度の研究結果に加え、種類は異なるが同一熱量・粘度の経腸栄養剤であっても、経腸栄養剤と増粘剤の組み合わせによっては粘度やテクスチャーの各指標が大きく変化するという結果を得た。この理由は、経腸栄養剤に含まれる増粘剤(安定化剤やゲル化剤)と市販の増粘剤に含まれる増粘多糖類やゲル化剤が相乗あるいは拮抗した効果によると推察した。一方、医学部付属病院にて患者へ提供しているペースト食やソフト食のような治療食のテクスチャー評価では、同一食材を用いたペースト食であっても調理手や調理方法によりテクスチャーや粘度が大きく変化することを確認した。さらに増粘剤の種類によっては嚥下ピラミッドやえん下困難者用食品許可基準を大きく上回る物性指標が得られ、急遽、病院での食材・増粘剤の再選定や調理方法の検討へとフィードバックされた。なお、本成果の一部は、平成22年9月に開催された第71回応用物理学会学術講演会(長崎大学)にて発表した。以上、交付された補助金にて購入した設備類を利用して治療食の粘弾性評価を行った。官能評価までは実施できなかったものの、本課題の主眼である「介護・治療食品の調製へフィードバック」は達成できたと自負している。
高齢化社会をふまえた医療及び資産に対する税制の理論的・実証的分析

1.データ収集・加工・入力に関しては、厚生省を中心とした各省庁からのデータを収集した。データの時系列的不備、並びに収集方法の一貫性の不完全から、予想以上に時間と労力を費やしたが、最終的には経済分析に耐えうる貴重なデータを作成することができた。医療を分析するための経済理論的フレームワークを今後検証する上では、重要な意味を持つと考えられる。2.数量分析(回帰分析等)については、これらのデータをもとに医療の需要・供給に関する幾つかの結果を得ることができた。医療需要に関しては、第一に、経済全体でみれば国民医療費の対民間最終消費支出比率は今後も増加傾向にあるものの、これを家計レヴェルからみれば、必ずしも家計の消費支出に対する保健医療負担は増加していない点が指摘される。第二に、経済全体での医療費の増大は、高齢化の進展と高額医療の発達・普及によるところが大きい点が指摘されたことである。第三に、各家計は医療価格の上昇に対して、医療サ-ヴィスの購入量を減少させるなど、医療価格の変化に対してかなりの程度まで弾力的である点である。これは各家計は経済合理的に行動している一つの現れとも考えられる。一方、医療供給に関しては、従来の経済理論分析を基礎にして、医療価格(ここでは診療行為別の点数)、医療供給に関する費用(ここでは医師・看護婦・薬剤師等の労働を需要するための費用としてそれぞれの賃金率を考えた)がどのように医療供給に影響を与えるかを考えた。そこでは、診療行為は点数の上昇とともに増加し、賃金の上昇とともに減少することが示された。この結果は医療供給、あるいは病院は医療の質よりもむしろ利潤を追求する動機が強いことを示していると考えることができる。
高次エッジワース展開によるブートストラップ法の誤差評価

研究計画の概要において,以下のように年度事に研究段階を設定した.つまり,初年度)非正規母集団からの標本相関係数の分布のエッジワース展開を計算する数式処理システムREDUCEプログラムのワークステーションへの移植,ならびに,2年度)非正規母集団からの標本相関係数のブートストラップ分布を計算するCプログラムのワークステーションへの実装を実施した.初年度については筆者の予想「2次のエッジワース展開による近似とブートストラップ法による近似とが一致している」には修正が必要であることがわかった.その修正を加え,2年度の研究を進めた.以上のように初年度の計画はほぼ順調に達成でき,2年度の研究を成果の一部を日本統計学会ならびに日本数学会(秋季)にて口頭発表を行った.また,研究課題と関連する分野で成果をまとめることができた.ひとつめの論文では,エッジワース展開との関連が深いzonal多項式の計算を効率よく行うためのアルゴリズムを提案した.ふたつめの論文では,(多元の場合も含めて)分割表上のMarkov Chain Monte Carloを実行するための代数的道具立てを示した.研究計画の概要において,以下のように本年度の研究計画を2年計画の準備的な研究として設定した.つまり,1)非正規母集団からの標本相関係数の分布のエッジワース展開を計算する数式処理システムREDUCEプログラムのワークステーションへの移植,ならびに,2)非正規母集団からの標本相関係数のブートストラップ分布を計算するCプログラムのワークステーションへの実装,を並行して進めることである.1については筆者の予想「2次のエッジワース展開による近似とブートストラップ法による近似とが一致している」には修正が必要であることがわかった.その修正を加え,2もそれに並行して進めているところである.以上のように本年度の計画は1・2ともにほぼ順調に達成できたが,研究成果として公表するには現在至っていない.しかしながら,研究課題と関連する分野で成果をまとめることができた.ひとつめの論文では,エッジワース展開との関連が深いzonal多項式の計算を効率よく行うためのアルゴリズムを提案した.ふたつめの論文では,(多元の場合も含めて)分割表上のMarkov Chain Monte Carloを実行するための代数的道具立てを示した.研究計画の概要において,以下のように年度事に研究段階を設定した.つまり,初年度)非正規母集団からの標本相関係数の分布のエッジワース展開を計算する数式処理システムREDUCEプログラムのワークステーションへの移植,ならびに,2年度)非正規母集団からの標本相関係数のブートストラップ分布を計算するCプログラムのワークステーションへの実装を実施した.初年度については筆者の予想「2次のエッジワース展開による近似とブートストラップ法による近似とが一致している」には修正が必要であることがわかった.その修正を加え,2年度の研究を進めた.以上のように初年度の計画はほぼ順調に達成でき,2年度の研究を成果の一部を日本統計学会ならびに日本数学会(秋季)にて口頭発表を行った.また,研究課題と関連する分野で成果をまとめることができた.ひとつめの論文では,エッジワース展開との関連が深いzonal多項式の計算を効率よく行うためのアルゴリズムを提案した.ふたつめの論文では,(多元の場合も含めて)分割表上のMarkov Chain Monte Carloを実行するための代数的道具立てを示した.
冷凍マンモスの連続組織薄切標本ど3D組織再構築を容易にする手技の開発

研究目的:申請者はロシア科学アカデミーのアレクセイ・チホノフ博士から共同研究の同意を得て、永久凍土から発掘されたマンモス肝臓(1)と肺のフォルマリン固定試料を入手している。また北極圏動物、主にホッキョクグマ(2)のデータ、新たに得られた国内の動物園で飼育後死亡したホッキョクグマ(3)の臓器、特に肝臓に注目して三次元的な形態学的手法で比較検討した。研究手法:これまで北極圏動物の形態学的解析にはHE法、アザン法、ズダンIII脂肪染色法、石井-石井鍍銀法、塩化金法および蛍光顕微鏡法を用いて行ってきた。これらの組織切片の作製にはパラフィン法、ザルトリウス凍結法を主に用いてきたが,連続切片を作製する際にパラフィン法ではブロック作製時の処置により、元のブロックに比べ、1030%の縮みを起こす。また、ザルトリウス法では連続で均一の厚さの切片を得る事は非常に困難である。そこで、クリオスタットを用いた凍結フィルム法で連続切片を作製し、高倍率で顕微鏡撮影した隣接する画像を、コンピュータ上でつなぎ合わせ、広範囲に三次元的な形態学的比較をする事ができた。研究成果:北極圏動物の食物連鎖上位に位置する(2)の肝臓では、強いビタミンA自家蛍光と巨大な脂質滴が見られた。一方動物園で飼育されていた個体(3)では弱い自家蛍光が観察されたが、明確な脂質滴は判別できなかった。一方(1)ではビタミンAの自家蛍光も脂質滴も全く見られなかった。しかし、石井-石井鍍銀法で染め出すと(2)では疎らに見えた好銀性線維が、(3)では細胞周囲に強く多数見られた。しかし、(1)においては核等の細胞成分が検出できず、また、高密度の好銀性線維が組織全体にみられた。この現象が病気等に由来するものであるのか、あるいは死後の外的な圧力を受けていたことによるものなのかは、今後の追究の課題としたい。
新規トランスキレート光学活性ホスフィン配位子の開発

申請者らはこれまでに各種遷移金属に対しトランスの位置にまたがってキレート配位する光学活性2座ホスフィン配位子2,2"-bis[l-(diarylphosphino)ethyl]-l,l"-biferrocene(arylTRAP)および2,2"-bis[l-(dialkylphosphino)ethyl]-l,l"-biferrocene(alkylTRAP)を種々合成し,これらのロジウム錯体が活性化ニトリルの不斉マイケル付加反応,ケトンの不斉ヒドロシリル化反応,オレフィンの不斉水素化反応などにおいて非常に効率的な触媒となることを報告している.本研究では新しい光学活性トランスキレート配位子としてTRAPの2つのフェロセンの間にケイ素原子が挿入した配位子STRAP及び,光学活性meridional3座配位子となることが予想される配位子としフェロセン間にリン原子が挿入したものの合成を試みた.まずSTRAPと3座ホスフィン配位子の両方の合成中間体となる(R)-(S)-{2-(l-diphenylphos-phino)ethyl-l-tributylstanylferrocene}を(R)-[l-(N,N-dimethylamino)ethylferrocene]から1)ジアステレオ選択的オルトリチオ化,2)スタニル化,及び3)ジフェニルホスフィンによる置換反応を経て合成した.続いてブチルリチウムによるトランスメタル化とジクロロジメチルシランによる補足によりSTRAPを一気に合成することを種々の条件で試みたが未だ成功には至っていない.ジクロロフェニルホスフィンによる補足にも成功していない.このような経過を踏まえ,現在は,先にケイ素原子やリン原子でフェロセンを繋いだ後に,ジメチルアミノ基をジフェニルホスフィノ基などで置換する合成経路を検討中である.申請者らはこれまでに各種遷移金属に対しトランスの位置にまたがってキレート配位する光学活性2座ホスフィン配位子2,2"-bis[l-(diarylphosphino)ethyl]-l,l"-biferrocene(arylTRAP)および2,2"-bis[l-(dialkylphosphino)ethyl]-l,l"-biferrocene(alkylTRAP)を種々合成し,これらのロジウム錯体が活性化ニトリルの不斉マイケル付加反応,ケトンの不斉ヒドロシリル化反応,オレフィンの不斉水素化反応などにおいて非常に効率的な触媒となることを報告している.本研究では新しい光学活性トランスキレート配位子としてTRAPの2つのフェロセンの間にケイ素原子が挿入した配位子STRAP及び,光学活性meridional3座配位子となることが予想される配位子としフェロセン間にリン原子が挿入したものの合成を試みた.まずSTRAPと3座ホスフィン配位子の両方の合成中間体となる(R)-(S)-{2-(l-diphenylphos-phino)ethyl-l-tributylstanylferrocene}を(R)-[l-(N,N-dimethylamino)ethylferrocene]から1)ジアステレオ選択的オルトリチオ化,2)スタニル化,及び3)ジフェニルホスフィンによる置換反応を経て合成した.続いてブチルリチウムによるトランスメタル化とジクロロジメチルシランによる補足によりSTRAPを一気に合成することを種々の条件で試みたが未だ成功には至っていない.ジクロロフェニルホスフィンによる補足にも成功していない.このような経過を踏まえ,現在は,先にケイ素原子やリン原子でフェロセンを繋いだ後に,ジメチルアミノ基をジフェニルホスフィノ基などで置換する合成経路を検討中である.
ナノテクノロジーが農業・食品分野に及ぼす影響評価と市民的価値の反映に関する研究

ナノテクノロジーは、その基盤技術的特性から、フードシステムの広範な領域への応用可能性を有している.ただし、現在のところ開発は栄養食品や包装資材などに限定されている.またナノテクの農業・食品分野への応用は、健康や環境に関わる未知のリスクや不確実性も同時に存在していることから、その社会適用にあたっては、技術の開発段階から市民社会との対話が求められている.本研究では、市民参加型技術評価手法を適用し、市民の懸念や期待を集約し提言としてとりまとめ、社会に発信した.ナノテクノロジーは、その基盤技術的特性から、フードシステムの広範な領域への応用可能性を有している.ただし、現在のところ開発は栄養食品や包装資材などに限定されている.またナノテクの農業・食品分野への応用は、健康や環境に関わる未知のリスクや不確実性も同時に存在していることから、その社会適用にあたっては、技術の開発段階から市民社会との対話が求められている.本研究では、市民参加型技術評価手法を適用し、市民の懸念や期待を集約し提言としてとりまとめ、社会に発信した.18年度においては,(1)農業・食品分野へのナノテク応用に関する基本情報・文献収集,(2)海外動向(研究・規制)の把握,(3)研究開発動向把握のためのヒアリング,(4)市民参加手法の動向把握,(5)模擬的な参加型技術評価の設計と準備について,研究を進めた。ナノテクの研究開発・規制等に関する動向に関しては,次の点が明らかになった。すなわち,日本を含む各国においてナノテク関連製品は広く販売されているものの,農業・食品分野における商業化はまだ限定的である。しかし,研究開発は旺盛になりつつあり,油脂分野など食品加工,センシング(包装資材も含む),動物薬の送達システムをはじめ広い分野で研究開発の取り組みが見られる。海外の食品企業に比べると,日本の取り組みは限定的と見られるが,情報公開が限定されているため全体的な把握は困難である。また規制の国際的動向に関しては,現在までにナノテクに特化した規制は存在しないものの,米国・欧州では規制のあり方に関して公聴会を開催するなどの動きが活発である。また,ナノテク一般の社会経済的含意に関し,海外諸国において市民的価値を取り入れた検討が開始されつつある。しかし,現段階ではナノテクの適用における一般社会への影響が明確でなく,一般市民を巻き込んだ形での社会的争点も形成されていない。このため,現段階では、社会的争点の解決や合意を目指した従前の市民参加型手法を単純に適用することによって,ナノテクに関する市民的価値を得ることは困難である。そこで18年度は,他領域(遺伝子組換え作物,公共事業等)で実施された市民参加型手法の適用実態や特徴について把握するとともに,これらの企画に携わった専門家への聴き取りを行った。その結果,適切な市民参加型手法を行う上では、技術全般でなく生活に身近な具体的領域を設定すること,研究開発に関わる専門家自身が抱く社会適用に関する懸念を事前に把握しこれを市民に提示すること,議論の軸足を現在ではなく将来に置くことが適切であると判断した。19年度においては、(1)農業・食品分野へのナノテク応用に関する基本情報収集、(2)海外動向(研究開発、規制)の把握、(3)国内研究開発動向のヒアリング、(4)市民参加手法をナノテクに適用する際の課題抽出、(5)模擬的参加型技術評価の準備作業を実施した。(1)(3)を通じて、ナノテクの農業・食品分野への応用動向に関しては、特に食品分野への適用が内外で活発であること、しかしアメリカと欧州においてはナノテクを明示するかどうかという食品産業の考え方が異なること、また規制方針に関しても、やや異なった対応が米欧間で生まれつつあることが明らかになった。国内の消費者においてはナノテク応用食品への認知度は総じて高くないと考えられるが、米欧では否定的な認識が存在しており、日本における状況について比較対照のために、早急に把握する必要があることが分かった。(4)(5)では、専門家へのインタビューや文献調査の結果から、国内の消費者における認知度が高くないこと、農業・食品分野に関する規制については議論が開始された段階であること、専門家の属性が多様であり、例えば微細化とセンシングでは研究の背景も効果も全く異なること等がわかった。このことから、多様な市民を集め、専門家の意見を聞きながら市民自身が感じることを議論していくスタイルの会議では、参加者の合意形成が困難であり、市民的価値の抽出も困難であると予測された。そこで、新技術の健全な社会的導入は、専門家が開発したいものと市民の社会的ニーズが一致することであるとの基本的観点に立ち返り、専門家が市民の意見を聞いて議論するプロセスや、技術の導入によって引き起こされたくない社会的影響について合意形成を目指すといった視点を取り入れ、双方の対話を促進する新たな手法の素案を構築した。20年度においては、(1)農業・食品分野へのナノテク応用に関する基本情報収集、(2)海外動向(研究開発、規制)の把握、(3)国内研究開発動向のヒアリング、(4)模擬的参加型テクノロジーアセスメント(ナノトライ)の企画および実践に取り組んだ。(1)(3)を通じて、ナノテクの農業・食品分野への応用動向に関して、前年に引き続き国内外の動向を収集分析した。アメリカと欧州においては規制当局による公聴会などが行われると共に、リスク評価機関より科学的知見が公表されつつある。しかし、企業側からの情報開示が義務づけられていないために、市場化の正確な動向把握が困難であると共に、リスク評価に関する基礎的データが欠如していることから、以前として明確な規制方針を示す段階にはないとされている。この点はわが国も同様である。

特に企業サイドには、現行食品の中にもナノサイズの物質が存在していることから、新規規制に対しては懐疑的な意見を示す傾向が見られる。(4)では、2008年9月から10月にかけて、模擬的参加型テクノロジーアセスメントを企画・実践した。具体的には、サイエンスカフェ、グループインタビュー、コンセンサス会議という3つのイベントを開催(「ナノトライ」とよぶ)した。最後のコンセンサス会議では、専門家と市民との意見交換を経て、ナノテク応用品に関する市民提言をまとめることができた。市民提言に関しては、北海道大学科学技術コミュニケーター養成ユニットのウェブサイト(http://costep.hucc.hokudai.ac.jp/nanotri/)に掲載すると共に、行政部局や研究機関に対して情報提供を行った。
遷移金属化合物中での電子密度分布と非調和ポテンシャルの実証的研究

遷移金属酸化物、特に鉄及びチタン酸化物について、結晶構造中での電子状態とその変化について仔細に検討した。紫外線照射により光触媒機能を発現するアナタース型TiO2について紫外線照射の有無による電子密度分布の変化を検出し、その変化は第一原理に基づく電子軌道計算の結果と一致した。鉄-チタン酸化物(含チタン磁鉄鉱)については少量のチタンドープによる鉄-酸素間距離の急激な変化を検出した。この変化は鉄-酸素間の結合様式の違い(電子状態の変化)で説明される。これまで、試料準備のための単結晶合成装置の導入、鉄欠損型磁鉄鉱について単結晶X線構造解析のための試料の準備、おなじく鉄欠損型磁鉄鉱粉末を試料とした粉末X線回折データのリートベルト解析、銅をドープした磁鉄鉱(粉末試料)の合成と結晶構造解析、及び鉄と近い性質を持つチタンの酸化物を使った予察的研究を実施した。鉄欠損型磁鉄鉱粉末試料についてのリートベルト解析では電子密度分を高精度で決定することは難しいが、従来推定されるのみであった陽イオン分配を広い組成範囲で決定することができた(2009年度中に国際会議で発表予定)。銅をドープした磁鉄鉱については、今回初めて充分に低い温度(100°C以下)で粉末試料を合成し、これについてのリートベルト解析を行う事に成功している。これまで、低温では銅イオンが八面体席のみを占めるであろうことが高温での実測からの外挿により予想されていたが、今回の結果によりそれが示されたといえる(公表予定)。チタン酸化物は磁鉄鉱とは異なる結晶構造を取るが、磁鉄鉱と同様に陽イオン過剰/欠損型の構造を取ることがある。又、紫外線照射により表面に正孔と余剰電子が発生し、光触媒活性を示すことが知られている。これについての単結晶X線回折実験を行い、第一原理に基づく電子軌道計算の結果と照合したところ、両者は良く一致した。これは光触媒活性を示す物質について電子構造の変化の最初の観測例となった(2008年度国際会議で発表済)。今後の研究への影響の観点から言えば、これは単結晶X線回折の手法によりごく僅かな電子構造の変化を検出する事が可能である事を確認したことに留まらず、本申請による研究(実測)に内在する測定誤差の定量的な評価ともなっている。平成21年(2009年)4月から平成22年(2010年)3月の作業と進展について整理する。平成20年度(2008年度)に予察的に実施し、平成21年度(2009年度)に公表を予定していた鉄欠損型磁鉄鉱についてのリートベルト解析と銅をドープした磁鉄鉱についてのリートベルト解析結果はまだ投稿原稿を作成する段階に至っておらず、今年度(平成22年度)に作業を継続する。平成21年度(2009年度)には鉄欠損型磁鉄鉱、ヘマタイト、マグヘマイトを含めた多様な鉄系酸化物についてEXAFS解析とXANES解析を実施し、それらの電子状態の相違について検討した。従来第一近似的には吸収端位置をもって価数の相違と配位環境の歪みを評価していたが、吸収端での吸収プロファイルの微細構造を検討したところ、吸収の極大位置と微分プロファイルの両方を用いて評価する必要かある事が示された。この内容は平成21年度(2009年度)夏に国際会議にて公表済みである。平成20年度(2008年度)のアナタースに引き続き平成21年度(2009年度)もチタン系試料(ルチル)についての詳細な検討を実施した。遷移金属酸化物では特に3d軌道を占める電子の状態が問題になり、本申請課題も3d軌道の電子状態と電子密度分布の違いを検出することを目的としている。二酸化チタン系では酸素欠損量(Ti 3d軌道での電子の過剰)、と色彩と関係が従来言われていた「深青色濃度=酸素欠損量」という単純なものではなく、定比組成近傍では色彩と酸素欠損量の関係が逆転することがあることが示された。この結果は今年度の国内学会と来年度の国際学会で発表する予定である。平成22年4月から平成23年3月の作業と及び平成20年4月からの研究を総括する。平成20年度から21年度には鉄欠損型磁鉄鉱及び銅をドープした磁鉄鉱についてのリートベルト解析を予察的に実施していたが、平成22年にはそれらを継続せず、鉄欠損型磁鉄鉱とチタンをドープした磁鉄鉱の単結晶試料を調製し、それらの精密構造解析を実施した。鉄欠損型磁鉄鉱、チタンドープ磁鉄鉱の両者とも結晶構造内の四配位陽イオン位置(A席)は鉄によって完全に占められており、陽イオンの欠損とチタンの占有は六配位陽イオン位置(B席)にのみ見られた。

鉄欠損型磁鉄鉱でのB席鉄イオンの原子変位量の異方性は欠損量の増加に伴い有意に減少し、格子振動モードとVerwey転移の様態(磁化率の変化)との相関が確認された。しかし、B席周辺の電子密度分布には有意な変化は観測できず、電気伝導率の変化との相関を示すには至らなかった。磁鉄鉱でのB-0距離は他のイオン性結晶内でのFe-0距離に比較して有意に短いことが何度か報告されている。チタンドープ磁鉄鉱についてチタンドープ量と原子間距離との相関を精査したところ、Tiを2%ドープした試料でB-0距離の急激な増加が観測された。本研究で確認された原子間距離の急激な変化は、B席を占める鉄原子の電子状態と電気伝導性との相関を明確に示すものである。これらの研究成果は平成23年の国際結晶学会にて発表される。
硬骨魚類メダカの種内変異を利用した季節繁殖停止の制御機構の解明

メダカは日長の季節変化に対して明瞭な応答を示す。日本各地に由来する系統について短日暴露による繁殖停止の誘導を解析した結果、低緯度の系統において短日応答性が喪失していることが明らかとなった。本研究では、短日応答の種内変異を利用して、次世代シーケンサーを利用した遺伝学的解析およびトランスクリプトーム解析、遺伝子編集技術を応用した機能解析を行い、秋(短日)の感知に関わる遺伝子、繁殖停止を制御する遺伝子を明らかにすることを目的とする。本研究により脊椎動物の日長感知と繁殖停止の分子メカニズムの理解を目指す。
足圧分布データを用いた足部アーチ評価システムの開発

足圧分布データを用いた足部アーチ評価システムの開発を行うために,健常高齢者のフィールド実験を行い,データを取得した。このデータを用いてバイオメカニクスと統計学両面から,評価に用いるパラメータを検討した。その結果,中足部圧力比が最適なパラメータとして設定され,判別分析によって判別式を算出した。判別式を適用した結果,分類の感度・特異度とも十分に高く,開発手法の信頼性が高いと考えられた。高齢者の転倒予防と健康支援体制の確立が社会的に急務である.足部は重心保持・移動の作用点であり,扁平足やハイアーチなどの足部アーチ(内側縦アーチ)の異常は転倒リスクを高め,下肢の疾痛や障害を誘発すると考えられる.しかし,足部アーチの定量的な評価システムは存在しておらず,高齢者における足部アーチの実態データもほとんど存在しない.本研究では,足圧分布データを用いて.高齢者の転倒予防・運動支援に有効な定量評価システムを開発することを目的としている.平成22年度においては,フィールド実験を行い足部アーチ評価システムに用いる足圧パラメータを抽出し,これらの統計学的な性質の検討を行った.フィールド実験は地域の健常高齢者を対象として,足圧分布と臨床的な手法である舟状骨高の計測を行った.その結果,中足部の面積と圧力が足部アーチの評価パラメータの候補として抽出され,これらの度数分布の四分位値を目安として評価できる可能性が示唆された.また,従来足部アーチの評価に用いられる舟状骨高との比較を行った結果,舟状骨高は前足部アーチの影響を受けるが,足圧分布ではその影響を受けないことが明らかになった.以上の成果に基づいて平成23年度は評価基準を設定するほか,再現性や信頼性に関する検討や,運動やフットケア等の介入による効果について検討する.さらに,前足部アーチの低下は外反母趾のリスクを高めると考えられるため,足圧分布データによる評価を試みる,その上で構築したパラメータ,評価基準に基づいたシステム化を行い即時フィードバック可能なアプリケーションを作成する.高齢者の転倒予防と健康支援体制の確立が社会的に急務である.足部は重心保持・移動の作用点であり,扁平足やハイアーチなどの足部アーチ(内側縦アーチ)の異常は転倒リスクを高め,下肢の疼痛や障害を誘発すると考えられる.しかし,足部アーチの定量的な評価システムは存在しておらず,高齢者における足部アーチの実態データもほとんど存在しない.本研究では,足圧分布データを用いて,高齢者の転倒予防・運動支援に有効な定量評価システムを開発することを目的としている.平成23年度においては,前年度までに行ったフィールド実験によって得られたデータを用いて、統計学的な手法を用いて、パラメータの再検討と判別式の設定を行った。パラメータの選択においては赤池情報量基準を用いたが、前年度行ったバイオメカニクス的な検討と一致して中足部圧力比が選ばれた。判別分析については、判別式を求めた設定群、別の健常高齢者の評価群ともに、十分な精度で判別できることが示された。一方、前年度に試みた四分位値による方法は、設定群での分類は精度よく判別できるが、別のグループに適用すると、感度・特異度ともに低下した。従って、判別分析による方法が良いと考えられた。以上のことから、高齢者の足部アーチの評価システムの開発のうち、当初の計画の通り、パラメータの抽出と判別方法の確立を行うことができた。今後は、以上の成果に基づいて評価基準を設定するほか,再現性や信頼性に関する検討や,運動やフットケア等の介入による効果について検討する.さらに、評価基準に基づいたシステム化を行い即時フィードバック可能なアプリケーションを作成する.
ColE2プラスミドの複製開始後複合体の構造と機能

ColE2プラスミドのDNA複製系では,複製開始にかかわるほとんどの機能がRep蛋白質に担われており,複製開始装置はRep蛋白質とDNA合成酵素Iを含むのみである.しかし,primer RNAは僅かに3残基であるので,複製開始時にはRep蛋白質-Ori部位-primer RNA-DNA合成酵素Iの複合体が形成される可能性が考えられる.Rep蛋白質のC末端側約2分の1のペプチド(RepC)は二重体を形成し,Ori部位に特異的に結合することができる.本年度の研究成果:1)Ori部位の内部機能構造(特異的結合配列,特異的結合促進配列,primer RNAの鋳型配列,必須複製開始配列)の確証のため,Ori部位の全域にわたり野性型とは異なる3種の塩基置換を導入し,得られた変異Ori部位について,in vivoのRep蛋白質結合能,DNA複製能を調べた.その結果,変異の位置によってRep蛋白質結合能とDNA複製能に及ぼす影響の程度に大きな違いがある3つの領域が存在することが明らかとなった.これらの内,右端3分の1の領域の変異では,結合にほとんど影響がないにもかかわらず,複製に対してはその活性が検出できないような大きな影響がある.この領域はRep蛋白質の結合以後の反応(primer RNA合成,DNA合成)に関与していると考えられる.DNA合成酵素Iが塩基配列特異的に結合することが知られている大腸菌染色体上のPU繰返し配列と相同な10bp余りの配列がOri部位中に2ヶ所見い出された.2)6ヶのHisを付けたRepC(RepC-6xHis)を量産し,これをニッケルレジンに結合させたカラムとPCR法を用いて,ランダムな塩基配列を持つオリゴヌクレオチドからRepCに特異的に結合するものを選択,増幅した.8サイクルの操作後に多数のオリゴヌクレオチドの塩基配列を決定し,RepCの結合の共通配列を求めた.ColE2プラスミドのDNA複製系では,複製開始にかかわるほとんどの機能がRep蛋白質に担われており,複製開始装置はRep蛋白質とDNA合成酵素Iを含むのみである.しかし,primer RNAは僅かに3残基であるので,複製開始時にはRep蛋白質-Ori部位-primer RNA-DNA合成酵素Iの複合体が形成される可能性が考えられる.Rep蛋白質のC末端側約2分の1のペプチド(RepC)は二重体を形成し,Ori部位に特異的に結合することができる.本年度の研究成果:1)Ori部位の内部機能構造(特異的結合配列,特異的結合促進配列,primer RNAの鋳型配列,必須複製開始配列)の確証のため,Ori部位の全域にわたり野性型とは異なる3種の塩基置換を導入し,得られた変異Ori部位について,in vivoのRep蛋白質結合能,DNA複製能を調べた.その結果,変異の位置によってRep蛋白質結合能とDNA複製能に及ぼす影響の程度に大きな違いがある3つの領域が存在することが明らかとなった.これらの内,右端3分の1の領域の変異では,結合にほとんど影響がないにもかかわらず,複製に対してはその活性が検出できないような大きな影響がある.この領域はRep蛋白質の結合以後の反応(primer RNA合成,DNA合成)に関与していると考えられる.DNA合成酵素Iが塩基配列特異的に結合することが知られている大腸菌染色体上のPU繰返し配列と相同な10bp余りの配列がOri部位中に2ヶ所見い出された.2)6ヶのHisを付けたRepC(RepC-6xHis)を量産し,これをニッケルレジンに結合させたカラムとPCR法を用いて,ランダムな塩基配列を持つオリゴヌクレオチドからRepCに特異的に結合するものを選択,増幅した.8サイクルの操作後に多数のオリゴヌクレオチドの塩基配列を決定し,RepCの結合の共通配列を求めた.
生殖能と骨代謝に及ぼす希土類元素化合物の影響評価

希士類元素化合物は、先端技術産業分野で用いられているが、その生体影響は不明の点が多いことから、実験動物を用いて生殖能と骨代謝に及ぼす影響を検討した。雄性ICR系マウス(5週齢)に希土類元素化合物としてTbおよびYbの塩化物を尾静脈内投与したところ、投与元素は肝に最も多く分布するが、腎、脾、膵、肺、心、胸腺、顎下腺、脳、骨、筋肉および生殖器にも分布した。臓器中投与元素濃度は概ね投与量に依存したが、精巣濃度は一部で逆転がみられ、25mg元素/kg投与より10mgkg方が高かった。投与量125mg/kgは、投与量が少ないほど分布割合が増す傾向が伺われた。TbとYbは同様の傾向を示したが、精巣の分布濃度はYbの方が高い傾向を示した。精巣重量や精巣状態中の精子濃度には特に変化は見ら無かったが、Tb投与マウスで軽度の病理的変化が見られた。大腿骨中濃度も投与量に依存したが、投与量に対する分布割合は投与量が少ないほど多くなる傾向がみられた。骨には投与量の数10%程度が分布すると推定されること、他の臓器に比べて代謝速度が遅いと思われることから、骨への影響を検討するために骨密度を測定した。Tb 1mg/kg投与により骨密度が低下する傾向が認められた。キレート樹脂濃縮法と高周波プラズマ質量分析方を組み合わせた高感度定量法を確立し、希士類元素投与を行なっていない対照マウスの希土類元素濃度を測定したところ、体内で最も高濃度に希土類元素が蓄積していたのは骨であり、数20ng/g dry程度の各種希土類元素が検出された。マウス飼料には数80ng/g程度の希土類元素岱検出され、主たる供給源は食餌と考えられた。しかし飼料中の希土類元素含有パターンと、骨中のパターンは異なり、希土類の種類による骨への取り込みの違いが示唆された。希土類元素化合物は、先端技術産業分野で用いられているが、その生体影響は不明の点が多いことから、実験動物を用いて生殖能と骨代謝に及ぼす影響を検討した。投与6日目において臓器中投与元素濃度は概ね投与量に依存して増加したが、精巣濃度は一部で逆転がみられた。すなわち、25mg元素/kg投与より10mg元素/kg投与の方が分布濃度が高かった。投与量1mg/kgでは10mg/kgより1/2から1/3に低く約なったが投与量割合から考えると、投与量が少ないほど分布しやすい傾向が伺われた。TbとYbは同様の傾向を示したが分布濃度はYbの方が高い傾向を示した。精巣重量や精巣状態中の精子濃度には特に変化は見られず、今後、生殖能への影響について他のパラメータを検討する必要がある。骨には投与量の数10%程度が分布すると推定されること、他の臓器に比べて代謝速度が遅いと思われることから、骨代謝へ及ぼす影響を検討するために、骨密度測定、骨のハイドロキシアパタイトの構造変化の検討を始めている。

希土類元素投与に対する曝露状況の指標として、尿中および骨中希土類元素が有用ではないかと考え、キレート樹脂濃縮法と高周波プラズマ質量分析方を組み合わせた高感度定量法を確立し、希土類元素投与を行なっていないマウスの希土類元素濃度を測定した。体内で最も高濃度に希土類元素が蓄積していたのは骨であり、数20ng/g dry程度の名種希土類元素が検出された。通常のマウス飼料には数80ng/g程度の希土類元素が検出されたことから、主たる供給源は食餌と考えられた。しかし飼料中の希土類元素含有パターンと、骨中のパターンは異なっており、希土類元素の種類により、骨への取り込みが異なることが示唆された。希土類元素化合物は、先端技術産業分野で用いられているが、その生体影響は不明の点が多いことから、実験動物を用いて生殖能と骨代謝に及ぼす影響を検討した。昨年度、マウスに静脈内投与したTbおよびYbの一部は生殖器に分布し、125mg元素/kg体重投与の範囲で、精巣では投与量が少ないほど分布割合が増す傾向が認められた。精巣の病理学的な所見からも影響が低Doseで顕著に現れることが示唆された。今年度、さらに低用量の0.2mgTb/kg ivを実施したところ、精巣中Tb濃度は非常に低いが、投与1日後より、7日後の方が高濃度となり、生体内の他の臓器からの移行が示唆された。骨への分布も投与量が少ないほど移行割合が増す傾向が見られた。希土類投与が骨密度へ及ぼす影響を検討するために、Microdesitometry(MD法)による投与マウス大腿骨の骨密度測定を行なった。対照群マウスに比べて、Tb1mg/kg投与マウスでは骨密度が減少傾向を示したが、統計的に有意な違いは認められなかった。投与した希土類は長期間体内に留まることから、体外排泄促進を目指してキレート剤投与を行なったところ、鉄排除剤であるデフェロキサミン投与で骨密度の増加が認められたが、デフェロキサミン単独投与では増加傾向は認められなかった。さらに、骨の投与元素濃度とその局在を調べる予定である。不溶性または難溶性希土類(La、Ce、Nd、Eu、Tb)酸化物を反復気管内投与ラットで投与元素の殆どが肺に留まり投与中止後16週経過しても低下しなかった。肝、脾、腎にも低濃度ながら検出され、さらに低濃度ながら精巣にも検出されたことから、不溶(難溶)性の酸化物であっても、一部は溶解して血流にのり全身に分布することが明らかとなった。希土類の種類により、肺の炎症変化の程度や各臓器への分布濃度が異なり、生体影響に違いがあることが示唆された。
高水および低水管理における水文情報の有効利用に関する研究

1.斜面における雨水擾乱の伝播時間で定義した洪水到達時間と降雨波形パラメータ・斜面流定数の関係をKinenatic wave理論から導き、降雨の非定常性および流出系の非線形性によって洪水到達時間とピーク流出量が定常降雨の場合と比べてどのように異なるかを定量的に明らかにした。その関係をもとにして降雨ハイエトグラフと流出ハイドログラフから洪水到達時間を推定する方法を提示し、シミュレーションおよび実測資料によってその推定法の妥当性を検討した。本推定法によれば、斜面の到達時間が支配的な流域では到達時間と降雨強度・流域地形要素の間にかなり統一的な関係を見出すことができる。河道効果の導入により、本推定法はさらに適用性が増すと考えられ、合理式によるピーク流出量の推定に役立つと期待できる。2.三方向流速成分の同時計測が可能な超音波流速計を用いて河川流の現地観測を行い、流れの構造を解析するとともに、超音波速計の実河川での適用性について調べた。平均流速分布,乱れ強度,レイノルズ応力,エネルギー・スペクトル等に関して実験室水路での測定資料と比較検討した。本研究で用いた超音波流速計は、長時間安定性も良好で、実河川での三方向流速の観測に十分利用できることがわかり、また観測資料の集積・解析システムも本研究で確立することができた。3.利水用貯水池の操作において将来流入量に関する特性量を予め知ることの価値を定量的に評価する方法を提示した。この評価法を用いて各特性量の情報価値を算定した結果、渇水開始時期,渇水終了時期を知ることの価値が高いこと、ただしこれらの時期に関する情報はその情報に含まれる誤差の増大とともに価値が急激に減少することがわかった。これらの流入量情報を貯水池操作に役立てる一方法として、操作の結果生ずる渇水被害の差異の程度に基づいた渇水流況の分類法を示した。
液体ヘリウム4薄膜上ヘリウム3単原子層膜の2次元凝集現象における量子効果

基盤に物理吸着した液体ヘリウム(^4He)薄膜上のヘリウム3(^3He)単原子層膜は理想的な2次元フェルミ流体を形成する。この系において、低温で2次元凝集を起こす可能性が指摘され、準安定状態を示唆する実験結果が得られている。充分な低温では巨視的量子トンネル効果による準安定状態崩壊を2次元系で初めて捉えられる可能性があり、そのためには安定状態の相図を確立することが必要となる。本研究ではこのために比熱及び磁化を測定し、温度に対する折れ曲がりや飛びから相境界線を決定する。現在までに比熱測定のため装置が完成している。^3He単原子層膜の比熱は非常に小さいために、45m^2という広大な表面積を持つグラフォイルを吸着基盤とし、熱流入が50pWで、100μK以下まで比熱測定可能な装置が完成した。この装置を用い、予備実験として純粋な^3He薄膜の比熱を90μKから80mKの温度範囲で測定した。これは従来の測定を低温側に一桁以上拡張したものであり、これによりこの系の比熱の全貌が初めて明らかとなり、幾つかの興味深い結果を得た。まず、吸着第2層に形成される固相では^3He原子間に数mK程度の交換相互作用が存在するが、これに比べ一桁以上低温まで相転移を示す比熱の異常は観測されず、この系の2次元性が非常に優れていることが実験事実として確認された。また、この固相の交換相互作用は面密度の増大とともに、反強磁性的なものから強磁性的なものに移行するが、強磁性相における比熱の振る舞いに比べ、反強磁性相では比熱の温度変化が非常に緩やかであり、スピン配置に由来するfrustrationや多数の^3He原子が一斉に循環的な交換を行う多体交換の競合の効果が顕著になっているものと考えられる。磁化測定装置も設計が終了して組み立て段階に入っており、これが完成次第、冷凍機に組み込んで、^4He薄膜上^3He単原子層膜の比熱・磁化を測定し、凝集現象の相図を決定する。
途上国における環境の経済的価値と家計行動 －ザンビアの鉛汚染地区を対象に

開発途上国において、環境汚染は深刻な健康被害をもたらすだけでなく、生産性や所得の喪失を招き、貧困の要因となり得る。しかし、環境汚染の経済コストや環境の経済的価値は、現地の人々の選好に必ずしも反映されているわけではなく、健康影響などによる人々の直接的な経済的損失と、その改善のための人々の支払い意思額の間には大きな隔たりが存在する。本研究では、ザンビア・カブウェの鉛汚染地域を対象に、環境の経済的価値について、現地調査に基づき、汚染による経済的損失と改善のための支払い意思の双方の観点から測定・推計する。両者を比較分析し、ギャップの要因を探ることで、自立的かつ持続可能な環境政策のための含意を導く。