hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境調和型流体としての二酸化炭素を冷媒主成分とした冷凍機のシステム設計

350450Kにおいてプロパン、ブタンおよびジメチルエーテルのP-V-T関係を測定し、状態方程式を構築した。さらに新規冷媒としての利用が期待できるジメチルエーテルについては377.59Kにおいては46.36mol%添加した二酸化炭素との混合気体のP-V-T関係を測定し、二酸化炭素-ジメチルエーテル間のvan der Waals 1流体混合則におけるパラメータを最適化した。二酸化炭素、プロパン、ブタンおよびジメチルエーテルについて状態方程式と熱力学的な関係式を駆使して温度、圧力、エントロピー、エンタルピーの相互関係を表すモリ工線図を作成した。また、2成分系混合系の沸点、溶解度、気液平衡関係を測定し、状態方程式の混合則により再現できること、量子計算の概念を取り込んだCOSMO-RS法が有効であることを確認した。また、コンプレッサ潤滑油の選定について、溶解度、密度、動粘度を同時測定可能な振動管密度計およびプロセス粘度計付装置を作製し、デカン、テトラエチレングリコール、テトラエチレングリコールジメチルエーテルなどのモデル物質、市販のポリアルキレングリコール、ポリオレフィン、ポリオールエステル、ナフテン、オレフィン系の合成油および鉱物油に対して測定を行った。その結果、テトラエチレングリコールが二酸化炭素を含む冷媒には適していることを見出した。また、分子量が異なる場合もグループ寄与法が有効であることがわかった。最後に混合気体として8mol%ジメチルエーテルを添加した際のモリエ線図を作成し、322.04K 4MPaから断熱、等温圧縮により377.59K、20MPaに達し、断熱、等温膨張を繰返す仮想的な冷却サイクルの動力計算を行ったところ、二酸化炭素単独に比べて2.10%程度所要動力が小さくなることがわかった。質量変化法に基づく373.15Kにおける二酸化炭素およびイソブタンを3.83mol%添加した二酸化炭素+イソブタンのP-V-T関係を10MPaまでそれぞれ14および5点測定した。この領域では二酸化炭素の圧縮係数はほとんど圧力に対して一次関数的に変化する。この傾向は3.83%のイソブタンを添加しても僅かに圧縮係数が低下する程度であり。大きな違いはない。なお、この条件は圧縮機のコンプレッサー出口の条件に相当するため、現在は273.15K付近のP-V-T関係が測定可能な質量変化法に基づく装置を製作中である。また、既に二酸化炭素についてはvan der Waals状態方程式によるモリエ線図作成プログラムを構築したので、これを高精度な状態方程式であるビリアル展開型Benedict-Webb-Rubin式によるプログラムへ変更中である。さらに、これが順調に進行すれば取り急ぎ異種分子間パラメータの値を一定として混合系の拡張をこころみる。また、潤滑油への二酸化炭素溶解度、粘度、密度の同時測定装置については、循環法に基づく装置を構築した。これは既存の循環型気液平衡測定装置に40cm3サンプリングボンベ、振動管密度計、落体式粘度計を液相循環経路に取り付けたものである。既に377.6Kにおいてデカンの二酸化炭素溶解度、飽和液密度を測定し実測値との健全性を確認した後、ポリアルキレングリコール、ポリオールエーテル系潤滑油への二酸化炭素溶解度、飽和液密度、粘度の同時測定に成功している。いずれの潤滑油も溶解性が大きいけいこうにあり、やや性能は良くないが、テトラエチレングリコールを用いた場合、良い潤滑油性能が期待できることがわかった。現在は低温273.15Kにおける酸化炭素溶解度、飽和液密度、粘度の同時測定を行うために新しい装置の作製を行っている。潤滑油への二酸化炭素溶解度、粘度、密度の同時測定装置については、昨年度構築した循環法に基づく装置は空気恒温槽を有しているために室温以上での測定は困難であった。

そこで、本年度はコンプレッサ出口を想定、277K、7MPaまで測定が可能な装置を構築した。これは既存の循環型装置と原理的に変わらないが、空気恒温槽の代わりに恒温水槽を用いており、装置全体を回転ハンドルで出し入れすることができる。また、粘度計は低温時の粘性増大に対応するために空気恒温槽に取り付けたものに比べて1オーダー大きいものを使用した。さらに、2液相形成に伴う相変化を観察するため、研究室で所有していた長窓型セルを使用した。なお、測定は377.2Kにおけるテトラエチレングリコールおよびテトラエチレングリコールジメチルエーテルに対する二酸化炭素溶解度および密度測定を行った。テトラエチレングリコールは市販のポリアルキレングリコールと分子構造が類似しており、かつ分子量が規定されたモデル物質である。また、末端水酸基は容易に修飾可能であり、比較対照としたジメチルエーテル末端に容易に修飾できる。一般に車載用のコンプレッサオイルとしては、吸湿性が問題とならないが、電気式冷蔵庫などは絶縁性が要求されるため、後者のほうが冷凍機油として適している。しかし、物性測定を行ってみると、テトラエチレングリコールは二酸化炭素と液液平衡的に振舞うのに対し、テトラエチレングリコールハは気液平衡的に振舞う。また興味深いのは、前者の場合、非圧縮性に起因し、密度は二酸化炭素溶解に伴い、はじめは減少するが、やがて高分子鎖の圧縮により増大に転じる。そのため、溶解度が小さく、かつ密度がほぼ一定となるので、従来にない高温特性をもつことがわかり、特許出願に至った。
三次元グリーン関数を用いた震源過程の高分解能解析

高分解能で詳細な震源過程を明らかにするためには,詳細過程が反映されている高周波の地震動を解析しなければならない.高周波の地震動には地下構造の微細な部分が影響してくるので,現実的な三次元地下構造において計算された三次元グリーン関数を用いて解析を行わなければならないことを,これは意味する.本研究では三次元グリーン関数を用いた震源過程の高分解能解析手法を開発し,それらを国内の大きな地震の観測記録に適用することを目的にしている.平成15年度は,構造探査結果に基づいた三次元地下構造モデルとボクセル型有限要素法により高分解能解析手法を確立し,兵庫県南部地震に適用して妥当性を検証した.さらに16年度にはそれを国内外で近年に発生した地震(宮城県北部地震,十勝沖地震,ドゥズチェ地震など)の記録に適用した.適用にあたっては,まず一次元構造や半無限構造のグリーン関数を用いて予備的解析を行い次に,三次元グリーン関数の適用を行ったが,三次元構造を構築すること自体が困難であるだけでなく,そこでのグリーン関数を計算するにも長時間の大規模な数値計算を要するので,観測点ごとに異なる一次元構造を組み合わせて,擬似的に三次元構造を構成させる方法を新たに開発した(引間・纐纈,2005).こうした擬似的三次元グリーン関数も利用して,宮城県北部地震や新潟県中越地震の本震・余震群の震源過程を高分解能で解析した.また,本研究の研究期間の終了間際,平成17年3月20日に福岡県西方沖地震が発生したので,この地震にも開発した手法を適用して併せて検証を行った.高分解能で詳細な震源過程を明らかにするためには,詳細過程が反映されている高周波の地震動を解析しなければならない.高周波の地震動には地下構造の微細な部分が影響してくるので,現実的な三次元地下構造において計算された三次元グリーン関数を用いて解析を行わなければならないことを,これは意味する.本研究では三次元グリーン関数を用いた震源過程の高分解能解析手法を開発し,それらを国内の大きな地震の観測記録に適用することを目的にしている.平成15年度は,構造探査結果に基づいた三次元地下構造モデルとボクセル型有限要素法により高分解能解析手法を確立し,兵庫県南部地震に適用して妥当性を検証した.さらに16年度にはそれを国内外で近年に発生した地震(宮城県北部地震,十勝沖地震,ドゥズチェ地震など)の記録に適用した.適用にあたっては,まず一次元構造や半無限構造のグリーン関数を用いて予備的解析を行い次に,三次元グリーン関数の適用を行ったが,三次元構造を構築すること自体が困難であるだけでなく,そこでのグリーン関数を計算するにも長時間の大規模な数値計算を要するので,観測点ごとに異なる一次元構造を組み合わせて,擬似的に三次元構造を構成させる方法を新たに開発した(引間・纐纈,2005).こうした擬似的三次元グリーン関数も利用して,宮城県北部地震や新潟県中越地震の本震・余震群の震源過程を高分解能で解析した.また,本研究の研究期間の終了間際,平成17年3月20日に福岡県西方沖地震が発生したので,この地震にも開発した手法を適用して併せて検証を行った.高分解能で詳細な震源過程を明らかにするためには,詳細過程が反映されている高周波の地震動を解析しなければならない.高周波の地震動には地下構造の微細な部分が影響してくるので,現実的な三次元地下構造において計算された三次元グリーン関数を用いて解析を行わなければならないことを,これは意味する.本研究では三次元グリーン関数を用いた震源過程の高分解能解析手法を開発し,それらを国内の大きな地震の観測記録に適用することを目的にしている平成15年度は高分解能解析手法の検証のため,1995年兵庫県南部地震を対象に,Afnimar et al.(2002)による構造を用いて強震動と地殻変動のグリーン関数をボクセル型有限要素法(Koketsu et al.,2004)により計算した.地殻変動の計算結果を見ると,震源に近い観測点では変動方向の違いが見られ,堆積層上の観測点では三次元構造の影響で変動量が大きくなっているが,全体的に見れば構造による違いは小さい.一方,強震動の波形,特に堆積層上の観測点の波形では,三次元構造による影響が非常に大きい.堆積層により表面波など大きな振幅のコーダが現れるとともに,S波の到着が遅れるなど顕著な違いが目立つ.こうした3次元構造のグリーン関数を用いて兵庫県南部地震の震源過程のインバージョンを実行し,すべり分布をYoshida et al.(1996)の結果と比較した.グリーン関数の変化が大きい強震動記録によるインバージョンでは,そのすべり分布がYoshida et al.(1996)の結果からかなり変化する.淡路島側ではすべりが野島断層付近の浅い部分に集中する一方,神戸側では破壊開始点付近および神戸市街地直下のアスペリティの比重が逆転し,市街地直下の方が大きなすべりとなった.高分解能で詳細な震源過程を明らかにするためには,詳細過程が反映されている高周波の地震動を解析しなければならない.高周波の地震動には地下構造の微細な部分が影響してくるので,現実的な三次元地下構造において計算された三次元グリーン関数を用いて解析を行わなければならないことを,これは意味する.本研究では三次元グリーン関数を用いた震源過程の高分解能解析手法を開発し,それらを国内の大きな地震の観測記録に適用することを目的にしている.

平成15年度には1995年兵庫県南部地震を対象に,開発されたこの高分解能解析手法を検証できたので,平成16年度にはそれを国内外で近年に発生した地震の記録に適用した.適用にあたっては,まず一次元構造や半無限構造のグリーン関数を用いて予備的解析を行った(Hikima and Koketsu,2004;Koketsu, Hikima et al.,2004;Umutlu et al.,2004).次に,三次元構造においてグリーン関数を計算する手法を,ボクセル要素を用いた有限要素法に基づいて開発した(Koketsu, Fujiwara and Ikegami,2004).しかし,三次元構造を構築すること自体が困難であるだけでなく,そこでのグリーン関数を計算するにも長時間の大規模な数値計算を要する.これらの困難を克服するため,観測点ごとに異なる一次元構造を組み合わせて,擬似的に三次元構造を構成させる方法を新たに開発した(引間・纐纈,2005).この方法における一次元構造の構築は,余震記録の波形データを用いたインバージョンで行われる.こうした擬似的三次元グリーン関数を利用して,2003年宮城県北部地震,2004年新潟県中越地震の本震・余震群の震源過程を高分解能で解析した.その結果によれば,新潟県中越地震の本震と大きな余震はすべて異なる断層面で発生しているとわかった.
在宅要介護高齢者と死別した家族介護者の悲嘆に関する縦断的研究

在宅要介護高齢者と死別した家族介護者の介護終了後の身体的精神的健康状態を多角的かつ縦断的にとらえ、死別後の介護者支援を検討することを目的に縦断調査を実施した。調査対象は、過去1年半以内に在宅要介護高齢者を看取り、且つ、看取り後2ヶ月以上経過している家族介護者とし、平成17年3月下旬5月上旬に第1次調査、その約半後に第2次調査、さらにその約半年後に第3次調査を実施した。結果の一部は以下の通りで、第1次調査の結果、うつ傾向なし67.4%、うつ傾向23.7%、うつ状態7.5%であった。主観的健康観は、全く健康でない3.2%、あまり健康でない28.0%、まあ健康60.2%、とても健康8.6%であった。介護者の続柄と、抑うつ、悲嘆、介護役割喪失感との間に関連が認められ、介護者が配偶者の場合は抑うつ、悲嘆、介護役割喪失感が有意に高かった。サポート受領状況との関連では、抑うつは家族、親類からの情緒的サポートおよび手段的サポートと有意な負の相関、悲嘆は家族からの情緒的サポートおよび手段的サポートと有意な負の相関が認められた。抑うつ、悲嘆、介護役割喪失感、身体的精神的負担軽減感、看取りの満足達成感の変化では、悲嘆と介護役割喪失感は第1次調査から第3次調査にかけ軽減する傾向が認められたが、抑うつ、身体的精神的負担軽減感、看取りの満足達成感に有意な変化はみられなかった。看取り後の介護者が求める支援・活動内容では、設定した11項目に対して「機会があれば利用・参加したい」と回答した介護者が最も多かったのは、レクリエーション44.1%、次いで、趣味や運動の教室43.0%、看取りの体験談を話す機会33.3%、看取りに関する講演会32.3%、訪問看護師訪問31.2%、保健師訪問30.1%、カウンセリング30.1%、医師の診察29.0%、電話相談25.8%、看取り体験者が互いに癒し励まし合う機会23.7%、介護ボランティア23.7%であった。16年度は、悲嘆に関する研究と在宅看護・介護に関する研究の文献検討、調査に向けて概念枠組みの作成を行った。悲嘆に関する研究はこれまでに数多く蓄積されてきた。しかし、先行研究の多くは終末期医療におけるがん患者の死や子どもの死に関するものが中心である。配偶者の死別に関する研究も報告されているが、在宅要介護高齢者と死別した家族介護者の悲嘆や健康状態を明らかにした研究は少数であった。そこで、(1)在宅要介護高齢者と死別した介護者の悲嘆、健康状態を縦断的に把握する。(2)死別後の介護者の悲嘆、健康状態に関連する要因を明らかにする。(3)病的悲嘆を予測する要因を明らかにする。以上の3点を目的に調査を計画した。調査対象は在宅要介護高齢者を介護していた家族で、被介護者の死別により介護を終えた家族介護者とした。宮城県内の8ヶ所の訪問看護ステーションより協力を得、被介護者を看取り終えた家族介護者を対象に平成17年3月に第一次調査を実施した。次年度は、第一次調査の結果を踏まえて平成17年9月に同対象に対して第二次調査を実施する。第一次調査で得た結果の一部は次の通りである。在宅要介護高齢者の介護を終えた後の家族介護者の、介護と死の看取りに対する達成感・満足感および介護役割喪失に伴う空虚感の状況を把握し、それらと死別前要因との関連を明らかにすること、また、死別後の生活適応を視野に入れた死別前からの介護者支援について検討することを目的に、過去1年半から2ヶ月前の間に在宅要介護高齢者を看取り終えた家族介護者を対象に質問紙調査を実施し、以下の結果を得た。1.介護を成し遂げたという達成感を抱く介護者は61人(70.9%)、満足のいく看取りをしたと感じる介護者は66人(76.7%)であった。2.介護役割喪失に伴う空虚感では、介護を終えむなしさを抱く介護者が20人(23.3%)、自分の役割がなくなったと感じる介護者は14人(16.2%)であった。3.要介護以降の被介護者との関係性と、達成感・満足感との間に有意な正の相関が認められた(p<0.05)。4.介護対処方略の下位次元の一つである「介護におけるペース配分」と達成感・満足感との間に有意な正の相関が認められた(p<0.01)。5.空虚感と続柄との間に関連が認められ(p<0.01)、多重比較の結果、夫の空虚感は息子、嫁よりも有意に高く(p<0.05)、妻の空虚感は嫁よりも高い傾向にあった(p<0.1)。6.介護中に生きがいを持っていた介護者は持たなかった者より空虚感が低かった(p<0.05)。以上より、介護と死の看取りに対する達成感・満足感を高め、役割喪失の空虚感を軽減するための死別前における支援として、介護者と被介護者との関係性を良好に保つよう関係調整を図ること、介護者が健康を維持しながら介護できるよう、健康管理を支援すること、介護者の生きがいを尊重することが重要であると示唆された。

在宅要介護高齢者と死別した家族介護者の介護終了後の身体的精神的健康状態を多角的かつ縦断的にとらえ、死別後の介護者支援を検討することを目的に縦断調査を実施した。調査対象は、過去1年半以内に在宅要介護高齢者を看取り、且つ、看取り後2ヶ月以上経過している家族介護者とし、平成17年3月下旬5月上旬に第1次調査、その約半後に第2次調査、さらにその約半年後に第3次調査を実施した。結果の一部は以下の通りで、第1次調査の結果、うつ傾向なし67.4%、うつ傾向23.7%、うつ状態7.5%であった。主観的健康観は、全く健康でない3.2%、あまり健康でない28.0%、まあ健康60.2%、とても健康8.6%であった。介護者の続柄と、抑うつ、悲嘆、介護役割喪失感との間に関連が認められ、介護者が配偶者の場合は抑うつ、悲嘆、介護役割喪失感が有意に高かった。サポート受領状況との関連では、抑うつは家族、親類からの情緒的サポートおよび手段的サポートと有意な負の相関、悲嘆は家族からの情緒的サポートおよび手段的サポートと有意な負の相関が認められた。抑うつ、悲嘆、介護役割喪失感、身体的精神的負担軽減感、看取りの満足達成感の変化では、悲嘆と介護役割喪失感は第1次調査から第3次調査にかけ軽減する傾向が認められたが、抑うつ、身体的精神的負担軽減感、看取りの満足達成感に有意な変化はみられなかった。看取り後の介護者が求める支援・活動内容では、設定した11項目に対して「機会があれば利用・参加したい」と回答した介護者が最も多かったのは、レクリエーション44.1%、次いで、趣味や運動の教室43.0%、看取りの体験談を話す機会33.3%、看取りに関する講演会32.3%、訪問看護師訪問31.2%、保健師訪問30.1%、カウンセリング30.1%、医師の診察29.0%、電話相談25.8%、看取り体験者が互いに癒し励まし合う機会23.7%、介護ボランティア23.7%であった。
ラセン不斉非平面π電子芳香族化合物の合成・分子集合体と非平衡熱力学的応答

ヘリセンはねじれた多環芳香族π電子系とラセン不斉の特徴を併せ持ち,既存の平面系化合物とは異なる性質と機能を発現すると期待される.当研究室では[4]ヘリセンの100 g単位の合成法を開発し,ヘリセンに特有の現象を示して来た.本研究では,ヘリセンオリゴマーが示す非平衡熱力学現象を取り上げた.この基礎として,アミノメチレンヘリセンオリゴマーの擬鏡像体混合物が溶液中でランダムコイルA、左ラセン二重ラセンB、右ラセン二重ラセンCの三状態間で構造変化することを示した.本年度はBとCの形成反応が熱履歴によって切り替えられることを見出した.具体的には,Aの70 °Cの溶液を直接25 °Cに冷却すると,Bが優先して形成した後に,60時間かけてCへの構造変化が進行した.一方,Aの70 °Cの溶液を-25 °Cで冷却した後に,25 °Cに昇温すると,4時間後に全ての分子がCを形成した.ここで,速度論解析あるいは混合実験によって,A→BおよびA→Cのいずれの反応も自己触媒的に進行することを示した.今回の現象は,熱履歴によって25 °Cで僅かな初期状態の違いが生じ,これが自己触媒反応によって増幅されて現れたものと説明した.本研究では,ヘリセン分子集合体の構造変化も研究対象としている.先に,オキシメチレンヘリセンオリゴマーの擬鏡像体混合物を溶液中5 °Cで静置すると,二重ラセンが固体表面上で自己組織化して繊維膜を与えることを示した.本年度は,同じ溶液を25 °Cで機械的に撹拌すると,溶液中で二重ラセンの集合体が形成することを見出した. CD,AFM解析により,ランダムコイルが固体表面でヘテロ二重ラセンを形成した後に,溶液中に拡散して集合化して,繊維,バンドル構造に変化することを示した.固体表面との接触あるいは機械的撹拌の刺激に応じて,鏡像体の二重ラセン集合体が固体表面上と溶液中でそれぞれ形成することを見出した.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。ヘリセンはねじれた多環芳香族π電子系に加えて、ラセン不斉の特徴を併せ持ち、既存の平面系化合物とは異なる性質と機能を発現すると期待される。当研究室では[4]ヘリセンの100 g単位の合成法を開発し、ヘリセンに特有の現象を示して来た。本研究ではヘリセン誘導体を合成して、新しい現象・性質を実現することを目的としている。先に私はヘリセンをスルホンアミドヘリセンオリゴマーが希薄溶液中で非平衡熱力学現象を表すことを示した。例えば、加熱冷却過程で異なる構造状態を示す熱的ヒステリシス現象である。当該年度は、スルホンアミドヘリセンオリゴマーの構造変化において、ランダムコイルA (反応物)の小さな濃度の増加がラセン二量体B (生成物)の大きな濃度増幅を引き起すことを見出した。具体的には、溶液中、Aの濃度を閾値0.5 mM濃度を超えて15%上昇させると、Bの濃度が8倍に上昇する。通常の平衡系では1.32倍にしかならない。非平衡系特有の現象であり、微小なAの濃度上昇を大きなB形成として高感度に感知した。これをもとに走化性などにおける細胞の濃度感知機能について提案した。スルホンアミド基の代わりにオキシメチレン基で連結したヘリセンオリゴマーも合成した。P体5量体およびM体6量体の擬鏡像異性体1:1混合物のヘテロ会合体形成を検討し、固液界面でランダムコイルからヘテロラセン二量体に構造変化して、さらに固体表面上で自己組織化して繊維膜形成した。溶液中ではランダムコイル状態を保つので、固液界面に特有の現象である。加えて、この反応過程を解析して、高さ2 nm、横幅50 nmの粒子を形成した後に、この粒子から繊維が伸長することを示した。固液界面での不連続的な核形成と成長過程を含む繊維膜形成である。これまでにこのような固液界面での現象はアミロイドペプチドで知られているが、合成分子では知られていない現象である。本研究では、希薄溶液でのヘリセンオリゴマーの構造変化で、分子レベルの非平衡熱力学現象を開拓することを目指している。当該年度は、濃度変化を外部環境変化として捉えて、反応物質の僅かな濃度変化に対して生成物濃度が著しく増加する濃度増幅効果を示した。濃度の閾値と自己触媒反応による増幅効果が鍵である。通常の平衡熱力学応答と比べて反応物質濃度を鋭敏に感知する。非平衡熱力学系の新たな機能を示したものである。加えて、ヘリセン分子の集合体の分子構造あるいは集合体構造変化も研究対象としている。当該年度は新しく合成したオキシメチレンヘリセンオリゴマーの擬鏡像体の1:1混合物がランダムコイルからヘテロに分子会合体への構造変化を経たのちに、自己集合化して繊維膜形成することを示した。また、この過程では、不連続な核形成と成長過程を含むことを示した。これは研究開始当初は予期せず見つかった現象である。このように、非平衡系および分子集合体現象ともに進展があり、おおむね順調に進展していると考える。

ヘリセンはねじれた多環芳香族π電子系とラセン不斉の特徴を併せ持ち,既存の平面系化合物とは異なる性質と機能を発現すると期待される.当研究室では[4]ヘリセンの100 g単位の合成法を開発し,ヘリセンに特有の現象を示して来た.本研究では,ヘリセンオリゴマーが示す非平衡熱力学現象を取り上げた.この基礎として,アミノメチレンヘリセンオリゴマーの擬鏡像体混合物が溶液中でランダムコイルA、左ラセン二重ラセンB、右ラセン二重ラセンCの三状態間で構造変化することを示した.本年度はBとCの形成反応が熱履歴によって切り替えられることを見出した.具体的には,Aの70 °Cの溶液を直接25 °Cに冷却すると,Bが優先して形成した後に,60時間かけてCへの構造変化が進行した.一方,Aの70 °Cの溶液を-25 °Cで冷却した後に,25 °Cに昇温すると,4時間後に全ての分子がCを形成した.ここで,速度論解析あるいは混合実験によって,A→BおよびA→Cのいずれの反応も自己触媒的に進行することを示した.今回の現象は,熱履歴によって25 °Cで僅かな初期状態の違いが生じ,これが自己触媒反応によって増幅されて現れたものと説明した.本研究では,ヘリセン分子集合体の構造変化も研究対象としている.先に,オキシメチレンヘリセンオリゴマーの擬鏡像体混合物を溶液中5 °Cで静置すると,二重ラセンが固体表面上で自己組織化して繊維膜を与えることを示した.本年度は,同じ溶液を25 °Cで機械的に撹拌すると,溶液中で二重ラセンの集合体が形成することを見出した. CD,AFM解析により,ランダムコイルが固体表面でヘテロ二重ラセンを形成した後に,溶液中に拡散して集合化して,繊維,バンドル構造に変化することを示した.固体表面との接触あるいは機械的撹拌の刺激に応じて,鏡像体の二重ラセン集合体が固体表面上と溶液中でそれぞれ形成することを見出した.今後は、昨年度に引き続き、鎖状ヘリセンオリゴマーを合成して、キラルな非平面π電子系芳香族化合物に特有の非平衡熱力学的な挙動を調べる。具体的には、以下の研究を行う。(1)ヘリセンとメタフェニレンスペーサーをアミノメチレンで連結した鎖状化合物の分子挙動を取り上げる。ヘリセン部の構造、鎖長、立体化学などを系統的に変えた化合物を検討する。これまでに、擬鏡像体1:1混合物が希薄溶液中でランダムコイル、左ラセン二重ラセン、右ラセン二重ラセンの三状態間で一方向に構造変化することを示した。ここでは、ランダムコイルから二重ラセン形成する反応が自己触媒反応であるとして説明した。これを実証する。また、本反応系では自己触媒反応によって、左および右ラセン二重ラセンが競争的に形成するものと考える。これを検討する。(2)オキシメチレン基で連結したヘリセンオリゴマーの自己組織化現象を検討する。これまでに、本化合物の擬鏡像体1:1化合物を希薄溶液中5°Cで冷却すると、固液界面上でランダムコイルからヘテロラセン二量体を形成し、さらに二重ラセンが固体表面上で自己組織化して繊維膜を与えることを示した。溶液中でのランダムコイルは準安定状態であることも示した。今後は、これに機械的撹拌や超音波照射の摂動を加えた際の非平衡熱力学系の自己組織化現象を調べる。冷却時には固体表面での分子集合化が進行したが、これとは異なる分子構造、集合体が得られるものと期待している。ヘリセンオリゴマーの組み合わせ、適応範囲、機構を調べる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
高血圧の非薬物療法および一次予防を目指した沖縄型食事による介入研究

伝統的沖縄食介入試験の成果をもとに、高血圧の一次予防を目指した伝統的沖縄食による降圧効果についての無作為割付試験を行った。対象者は沖縄県在住の職域あるいは一般住民を対象とした。132名を登録し、研究を継続しえた110名(平均年齢51±14歳、女性62名)を解析対象とした。伝統的沖縄のパターン食の情報介入により血圧が低下し、推定ナトリウム摂取量の減少を伴った。さらに、塩味覚閾値が低い群では血圧が低値であった。これらより、パターン食の情報介入は高血圧の一次予防および非薬物療法に有用であることが示唆された。本邦における高血圧者は4,000万人と推定されているので、地域住民、職域、学生を対象とした高血圧予防の啓発活動は、極めて重要である。高血圧の一次予防には生活習慣の修正が重要であるが、その中でも減塩を含めた食事療法が必須である。今まで我々は、本研究の先行研究として沖縄野菜を豊富に使った伝統的料理を現代風にアレンジした食事を提供し、無作為割付介入試験を行っている(チャンプルースタディ)。この一連の研究において、健康な若年女性に沖縄緑黄色野菜の摂取促進を行う介入研究を行ったところ、尿中カリウム排泄の有意な増加と尿中ナトリウム排泄の低下傾向を認めた。また、同様の対象者において心血管イベント発症の低減の予測因子とされている末梢血液中の血管内皮前駆細胞数が有意に増加することも確認した。さらに、沖縄野菜が豊富な伝統的な沖縄型食事を無作為化割付介入により米国人に摂取させたところ、DASH食と同様の降圧効果を示した。これらより、伝統的な沖縄型食事は高血圧に対する非薬物療法の可能性のひとつと考えられる。我々の提案しているチャンプルーダイエットはDASH食よりも歴史的に確立した沖縄食のほうが、工夫次第で若年者層にも受け入れやすい利点がある。昨年度はチャンプルーダイエットのレシピ本の改訂を行い、沖縄食介入プログラムを作成した。また、本プロジェクトの予備研究として、学生と教職員に生活習慣修正のプログラムを行った。プログラムの継続率が70%以上であったことを確認している。評価指標としては血圧値や臨床検査値のみではなく、食事や運動などの生活習慣の行動変容も指標に取り入れている。この一連の研究において、健康な若年女性、中壮年期の日本人および在沖縄米国人に沖縄緑黄色野菜の摂取促進を行う介入研究を行ったところ、尿中カリウム排泄の有意な増加と尿中ナトリウム排泄の低下傾向および血圧の低下を認めた。この介入効果は、米国で高血圧に対する食事療法のひとつであるDASH食と同様の効果を示した。我々の提案しているチャンプルーダイエットはDASH食よりも歴史的に確立した沖縄食のほうが、工夫次第で若年者や働き盛りの中壮年層にも受け入れやすい利点がある。さらに、学生の食事以外の生活習慣に関する実態についての断面調査も実施した。最終年度は、学生および中壮年期を対象として、食事情報介入の有用性について研究の継続を行う。伝統的沖縄食介入試験の成果をもとに、高血圧の一次予防を目指した伝統的沖縄食による降圧療法の開発を行った。その有効性について一般住民職域を対象に無作為割付比較試験により検討した。本研究のデータ解析を実施した。1.介入デザイン:オープンランダム化割付比較試験。2.対象者:沖縄県在住者を132名登録し、調査を継続しえた108名(平均年齢51±14歳、女性62名)を解析対象とした。割付は無作為化割付を行った。3.介入方法:食事情報介入群(56名)において研究者が沖縄特有の野菜を豊富に用いた伝統的沖縄食の食事内容の情報提供と料理レシピ本を配布した。

介入期間中に健康情報を掲載したニュースレター、簡易型食事調査票(BDHQ: Brief-type Dietary History Questionnaire)、塩分味覚調査を行い、情報介入を継続した。介入前と介入期間に食事調査票(DHQ: Dietary History Questionnaire)を用いた栄養調査と血圧および体重の測定を行った。コントロール群(52名)においては、情報介入は行わず、栄養調査と血圧および体重測定を行った。4.成績:情報介入群では、収縮期および拡張期血圧が有意に低下し、DHQで評価した推定ナトリウム摂取量の有意な低下を伴った。さらに、情報介入として用いたBDHQによる推定ナトリウム摂取量も経時的に低下し、塩分味覚の改善を伴っていた。一方、コントロール群の収縮期血圧は有意に低下したが、拡張期血圧および推定ナトリウム摂取量は変化しなかった。中壮年を対象とした研究は、参加者の登録を終了し追跡調査中である。方、学生を対象とした研究に関しては、学生の生活習慣に関する予備調査は完了したが、参加者の登録の段階である。24年度が最終年度であるため、記入しない。学生が研究に参加しやすくするため、調査期閣を3ヶ月間に短縮する。さらに、従来の研究参加者募集のポスター掲示や資料配布に加えて、定期的に研究の説明会を設けて参加者の募集を行っていく。
発達障害の言語行動モニター・コーパスの構築と診断補助ガイドラインの作成

(1)2018年2月までに、言語分析タグ(日本語形態素と意味レベル)の付与を行い、コーパスを構築する予定であったが、意味レベルの情報タグの付与システムによるアノテーションの精度が想定した範囲よりかなり低い結果となった。システム修正及びシステム構築者と改善の可能性に関して継続的に検討を重ねたが、アノテーション、修正作業、テクストの情報更新と格納を一貫したシステムの中で効率よく行うためのシステムの再構築の必要性が生じた。そこで、プログラミングをゼロからやり直した。2017年度よりアノテーションツールを新たに開発し、プログラミングの修正を重ね、現段階でversion 12に至っている。効率性・精緻さの点で、画期的なツールで、コーパス格納という完成品を待つまでもなく、統計分析・解析に必要な基礎データの計量は、この段階でまとめることができる。(2)2017年度に行ったアノテーションは、新たなアノテーション・ツールの開発で無効となり、新しいアノテーション・ツールでゼロからのやり直しとなった。アノテーション項目は、1)モダリティ、2)評価表現(態度評価・程度評価)、3)過程構成、4)起動的解釈、5)オノマトペ、6)表層構造7)説明ムード、8)補助動詞9)発話機能、である。アノテーションの過程で、辞書に修正箇所が生じ、言語理論の整理を重ねながらのアノテーションとなった。(3)コーパス設計とアノテーションを行ったデータの格納を行った。このコーパスはモニター・コーパスとして、今後も継続してデータの拡張を行う予定である。(4)コーパス・データを基に、ASDの言語行動の分析を開始し、すでにモダリティ、統語構造、交渉詞をまとめたが、今後、システムネットワークに従って、包括的なマッピングを完成し、臨床に適用する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、自閉症スペクトラム障害の患者を対象に、その言語行動の音声データを収集し、言語分析を行って、その結果をコーパス化することである。コーパス化された言語分析結果を、自閉症スペクトラム障害の臨床及び患者の療育に役立てることを最終目的とする。また10代後半から20代にかけての統合失調症患者と自閉症スペクトラム障害の患者に、共通した症状が顕現するケースがあるため誤診が見られるが、コーパスで得られた精緻な言語行動のマッピングを基に、言語面から明確な診断補助ガイドラインを提示することで、誤診防止に役立てられる。平成26年度は、自閉症スペクトラム障害と統合失調症の各患者10例に対し、パイロット・スタディを実施し、この結果に基づいて、言語実験パラダイムを組み立てた。現時点では各患者に、6種から7種のパラダイムを約40例に実施し、のべ240例以上の音声データが集まっている。年齢層は15歳から20代の患者が中心である。音声データ収集は、弘前大学医学部附属病院神経科精神科の外来及び病棟、また他協力2病院の外来と病棟の患者を対象に行われた。これらの音声データは、分析準備のための下処理として(1)音声データを、逐語記録にする、(2)それぞれのデータに、疾患のレベル・症状・その他最低限の臨床情報を付与する、(3)逐語記録の内容に関しては、個人が特定できる情報をすべて記号化もしくは文脈を変えて、語彙ー文法情報だけを残す、といった作業が進められた。この作業と並行して、コーパス内臓辞書の作成が進められた。この辞書作成は、Systemic Functional Linguistics (以後、SFL)に基づいて、日本語への適用のための理論整備を進めながら行われている。このコーパス内臓辞書は、コーパス以外の言語分析にも適用できる日本語語彙約12万語を対象とした汎用的なものを目指している。コーパス化された言語分析結果を、自閉症スペクトラム障害の臨床及び患者の療育に役立てること、またコーパスを研究者へ公開し、研究の用途に供することを目的とする。また10代後半から20代にかけての統合失調症患者と自閉症スペクトラム障害の患者に、共通した症状が顕現するケースがあるため、誤診が見られるが、コーパスで得られた精緻な言語行動のマッピングを基に、言語面から診断補助ガイドラインを提示することで、誤診防止に役立てることを目指す。平成27年度も26年度に引き続いて、自閉症スペクトラム障害の患者を対象に、パイロット・スタディに基づいた言語行動を調べる課題を課した。音声データは、弘前大学医学部附属病院精神神経科の外来及び病棟患者、また他協力病院の外来と病棟の患者を対象に、のべ約250件集められた。また比較サンプルとして、定型発達の10代後半から20代にかけての大学生30名と、同じく定型発達の5,6歳園児に対し、患者と同様の課題を課して、それぞれ、のべ約150件、約120件の音声データを収集した。これらの音声データは、分析準備のための下処理として、(1)音声データを逐語記録化する、(2)それぞれのデータに、疾患のレベル・症状・その他最低限の臨床情報を付与する、(3)逐語記録の内容に関しては、個人が特定できる情報をすべて記号化もしくは文脈を変えて、語彙-文法情報だけを残す、といった作業工程を通した。

この作業と並行して、コーパス内臓辞書の作成が26年度に引き続き継続され、現時点で形態素解析の問題が残っているが、辞書は大方、仕上がっている。平成26年度に引き続き、(1)自閉症スペクトラム障害の患者の音声データ収集、(2)比較分析のため、定型発達の大学生・幼稚園児の音声データの分析のための下処理、(4)コーパス内臓辞書の作成、(5)コーパスデザイン、を行った。(1)に関しては、同意がとれた患者だけが対象となるため、収集は時間がかかった。また(2)に関しては、27年度後半より大学生と5,6歳幼稚園児を対象に音声データを収集し、こちらは短期間で順調に進んだ。(3)に関しては、下処理をしてもらうマンパワーの確保に難儀しながらの作業であった。個人情報を扱うため、人選に慎重を期する必要があっためである。現時点で、大学生の音声データの下処理が多少残っている他は、処理をほぼ終えている。(4)に関しては、言語理論を整備しながらの作業であるため、理論上の問題解決に手間取り、進行はやや遅れ気味である。コーパス内臓辞書は、SFL(Systemic Functional Linguistics)の理論に基づいて作られるが、そもそもSFLが英語を基にして組み立てられた言語理論であるため、日本語への適用をはかるには、日本語に適した理論立てにしなければならない。これについては、同じSFLの研究者である分担者の飯村龍一教授、角岡賢一教授を含むSFL研究会の他メンバーと理論構築を行いながら進めたためである。(5)に関しては、現在、形態素解析、モダリティの扱いなど、複数の解決しなければならない問題を抱え、検討中で、アノテーション作業にまだとりかかれずにいる。よって、分析が遅れている状況である。本研究の目的は、自閉症スペクトラム障害児/者の患者を対象に、その言語行動の音声データを収集し、言語分析を行って、その結果をコーパス化することである。コーパス化された言語分析結果を、自閉症スペクトラム障害の臨床及び患者の療育に役立てること、またコーパスを研究者へ公開し、研究の用途に供することを目的とする。また10代後半から20代にかけての統合失調症患者と自閉症スペクトラム障害児/者に、共通した症状が顕現するケースがあるため、誤診がみられるが、コーパスで得られた精緻な言語行動のマッピングを基に、言語面から診断補助ガイドラインを提示することで、誤診防止に役立てることを目指す。平成28年は、平成26年度、27年度に自閉症スペクトラム障害児/者を対象に、パイロット・スタディに基づいた言語行動を調べる課題を課した音声データ、のべ約250件と、比較サンプルとして、定型発達の10代後半から20代にかけての大学生30名と同じく定型発達の5,6歳園児に対し、自閉症スペクトラム障害児/者に課したのと同様の課題を課して集めた音声データ、それぞれのべ約150件、約120件の音声データのをトランスクリプト化し、(1)トランスクリプトの変換及び品詞アノテーション、(2)発話機能ラベリング、割り込み部分の処理、(3)品詞アノテーション、(4)発話ラベリング及び割り込み部分の埋め込みを、全件数のうち半数に対して終えた。
角膜内皮機能不全に対する薬物療法のための基礎的研究

角膜内皮の機能は,ポンプ機能により角膜の透明性を維持することであり,ポンプ機能は主に内皮細胞のNa-K ATPaseに依存している。本研究では,マウスの培養角膜内皮細胞を用いて,Na-K ATPaseを制御する薬剤,因子について検討した。実験には,マウス角膜内皮由来のC3H細胞を用いた。C3H細胞の培養液中に,デキサメサゾン,インスリン,インスリン様成長因子(IGF-1),神経ペプチドであるsubstance P, CGRP, VIPを種々の濃度で添加し、Na-K ATPaseの活性を測定した。測定は,培養液中にATPを加えて,ATPaseにより生成される無機リン酸量をリンモリブデン反応による呈色反応を用いることで行った。Na-K ATPase活性は,調べた薬剤のうちデキサメサゾン,インスリンの添加により上昇した。デキサメサゾンでは10-9Mから10-5Mの濃度で濃度依存的な活性上昇がみられ、最大で約4倍の活性増加がみられた。インスリンでは10-7Mの濃度で約1.5倍の活性上昇がみられた。Na-K ATPaseの活性亢進の機序として,ステロイドではNa-K ATPase発現量の増加,インスリンではα-subunitの脱リン酸化が想定され、後者ではprotein kinase C(PKC)が関与していることも推定された。PKCの下流にはNa-K ATPaseを活性化するprotein phosphataseの系と、逆に抑制的に作用するcyclooxygenase系、cytochrome P-450系が存在することも示された。以上のように薬剤を組み合わせることで、角膜内皮のNa-K ATPase活性を制御できる可能性が本研究によって示された。薬剤の至適濃度や投与方法などの問題点は残されているが、今後の研究によって角膜内皮機能不全を薬物によって治療できる可能性があると考えられた。角膜内皮の機能は,ポンプ機能により角膜実質の含水率を一定に保って角膜の透明性を維持することであり,ポンプ機能は主に内皮細胞のNa-K ATPaseに依存している。実験には,マウス角膜内皮細胞由来のcell lineであるC3H細胞を用いた。C3H細胞の培養液中に,デキサメサゾン,インスリン,インスリン様成長因子(IGF-1),神経ペプチドであるsubstance P, CGRP, VIPを種々の濃度で添加した。Na-K ATPaseの活性測定は,培養液中にATPを加えて,ATPaseにより生成される無機リン酸量をリンモリブデン反応による呈色反応を用いることで行い,Na-K ATPaseの特異的阻害剤であるウアバインを添加した場合と添加しない場合の差を求めてNa-K ATPase活性とした。Na-K ATPase活性は,デキサメサゾン,インスリン,IGF-1,substance Pの添加により濃度依存的に上昇し,IGF-1とsubstance Pでは相加作用がみられ,最大で2.5倍の活性の増加がみられた。Na-K ATPaseの活性亢進の機序として,Na-K ATPaseの発現量の増加,細胞内局在の変化,α-subunitの脱リン酸化などが考えられ,Western blotや共焦点顕微鏡を用いた蛍光抗体染色などの検討を行っている。角膜内皮のNa-K ATPase活性が神経伝達物質の1つであるsubstance Pにより亢進することが明らかとなった。

臨床例で角膜に冷却負荷をかけて角膜浮腫を誘発する試験(アイステスト)を行うと,角膜浮腫の程度は角膜内皮細胞密度よりも角膜知覚と相関したことからも,角膜内皮のNa-K ATPase活性は何らかの神経性因子の制御を受けていることが示唆された。角膜内皮の機能は,ポンプ作用により角膜実質の含水率を一定に保って角膜の透明性を維持することであり,そのポンプ作用は主として角膜内皮細胞のNa-K ATPaseに依存している。本研究では,マウスの培養角膜内皮細胞を用いて,Na-K ATPaseを制御する薬剤,因子について検討した。実験には,マウス角膜内皮細胞由来のcell lineであるC3H細胞を用いた。C3H細胞の培養液中に,デキサメサゾン,インスリン,pholbor esterなどを種々の濃度で添加した。Na-K ATPaseの活性測定は,培養液中にATPを加えて,ATPaseにより生成される無機リン酸量をリンモリブデン反応による呈色反応を用いることで行い,Na-K ATPaseの特異的阻害剤であるウアバインを添加した場合と添加しない場合の差を求めてNa-K ATPase活性とした。Na-K ATPase活性は,デキサメサゾン,インスリンの添加により濃度依存的に上昇した。Na-K ATPaseの活性亢進の機序として,デキサメサゾンではNa-K ATPaseの発現量の増加が示され,インスリンではprotein kinase Cを介したNa-K ATPaseのα-subunitの脱リン酸化が考えられた。protein kinase Cの活性化剤であるpholbor esterを用いた実験では,Na-K ATPaseは濃度依存的ではなく,bell shape型の反応を示し,抑制系と促進系の複数の機序が関与することが示唆された。抑制系としてcyclo-oxygenaseを介したprostaglandin E2が考えられたため,pholbor esterにインドメサシンを加えると,Na-K ATPaseの活性化が得られた。これらの結果から,デキサメサゾンとインスリン,インドメサシンを用いることにより効率よく角膜内皮のNa-K ATPaseを活性化させることができると考えられ,角膜内皮機能不全の薬物治療に応用できる可能性が示された。
マイクロリアクターによる多段同位体分離・濃縮

バッチ法では、従来、30分以上の反応時間が必要と思われたが、昨年度、マイクロ化学技研と共同で改良した7気圧空圧制御ポンプを用いて、より短い4cmの流路長のY字型マイクロリアクターを用いて飽和水溶液の送液に成功し、反応時間1秒未満で水相-有機相間のCa移行(バッチ法と同程度の分配係数)及び物質収支も世界で初めて確認した。同位体比も確認出来れば、バッチ法に比べ約2000倍の反応速度の向上に繋がる知見である。1電解濃縮装置による微量トリチウム水の濃縮装置の開発:旧来の電解濃縮法では電解質を用い濃縮後の蒸留が必要とされることや、電解された酸素と水素が一緒に発生して爆発の危険が大きいことなどの問題があった。これを解決するため、固体電解質膜というイオンを通す高分子膜を用い、電解質が不要で酸素と水素が別々に発生する装置を採用した。この装置のもう一つの大きな特徴は大電流を流せることである。固体電解質膜を用いると電気抵抗が小さいので、膜面積1 cm2あたり1 A程度で運転できる。濃縮度は初期試料水量によって規定されるが、1020倍のトリチウム濃度濃縮は容易である。2トリチウム検出感度の実証に当たり、国内と比較し、環境中トリチウム濃度が高いと予想される中国での環境中微量トリチウム水を採取し、濃度測定を行った。特に中国東部沿岸域の原子力発電所の立地近隣での水道水中のトリチウム濃度を、濃縮処理を行わず、モニタリングを9ヵ所、2年間にわたって実施し、約25年前の1990年代初頭の測定結果との比較及び、トリチウム濃度の地域依存性を検証した。本科研費により、実験補助者を2名雇用(元京都大学原子炉実験所技官の方及び、本学4回生のアルバイト学生)し、実験のマンパワーのみならず、R&D含め、共に検討可能な元技官の方のお蔭で、おおむね順調に進展中。併せて、連携研究者の北大・渡慶次教授を通じてマイクロ化学技研(株)及び、阪大・藤井教授を通じて京大炉のTIMS(TRITON)、東工大・佐久間先生を通じて東工大TIMS(MAT261)との共同研究連携も図られている。マトリックスの最適条件(クラウンエーテル、有機溶媒、濃度、温度、反応時間(流速・流路長・形状)、強酸濃度)を決定し、多段濃縮・高速化及び回収量(濃度)・分離係数の向上に向けた開発。Ca濃度が、樹脂法や電気泳動法と比較し、ほぼ飽和水溶液オーダーを維持出来、これまでのTIMSでなく、ICP-MSでも十分、精度の得られる同位体比測定が可能であり、大阪大学所有のAgilent 7900によるHeコリジョンガスを用いた40Caも測定可能な計測法の開発を、阪大招聘研究員として、岸本忠史教授と共同で行う。一方、マイクロリアクター法でも、昨年度、マイクロ化学技研と共同で改良した7気圧空圧制御ポンプを用いて(a)セグメント循環流・液滴(b)平行向流で送液が可能となり、流路長4cmのY字型2液平行層流に於いて、バッチ法と同様の飽和水溶液での反応実験により、樹脂法の200倍、電気泳動法の800倍のCa濃度による液液抽出を達成。今後、コリジョンセルICP-MSでの迅速な同位体比測定による分離係数の確認・フィードバックを行い、大量精製に向けた多段化及び分離係数・分配係数の最適化を図る。1従来の2段目以降の純水への逆抽出法では、Ca濃度が30%飽和水溶液からスタートしても、3段目以降では、6桁落ちの濃度となり、トンオーダーの大量濃縮を必要とする観点からは、現実的ではなかった。今回、新たに、2段目以降も、1段目と同様にクラウンエーテル有機相のみならずCa水相も繰り返すことにより、6段目でもCa濃度が23割減のfeedとほぼ同じCa濃度を維持しながらの多段化の方法を確立した。この際、昨年度の重要な知見:"反応後のCa吸着クラウンエーテル有機溶媒を水のみでCaを剥がし、回収有機相でも新規の有機相と同様の結果を得、再利用可能である"を元に、高価なクラウンエーテルを繰り返し使用し、樹脂法でのCa脱離に強酸が必要な場合と比較し、水のみの取扱い易な利点にも立脚した安価な濃縮法を確立した。21の液液抽出の新手法を6段目まで30分の反応時間・室温20°Cで実施し、東工大のTIMS(MAT261)により同位体比を測定し、6段目での約0.6%の48Ca濃縮を確認し、1.0010±0.0003の分離係数の結果を得た。これまでの水への逆抽出法による7%濃縮・分離係数1.012±0.004(反応時間60分)に比べ約1/10であるため、今後、反応時間、温度、水相・有機相比率等の最適化を図る。この分離係数でも2300段で10倍濃縮可能であり、現実的なCa濃度で大量濃縮可能となり、現実的な見通しが立ったといえる。3脈流の生じない安定した送液可能で、かつ約1秒での高レスポンス流速可変な空圧制御ポンプを導入し、(a)マイクロセグメント循環流・液滴(b)バッチとの融合カオティックミキサー(c)平行向流による多段化のうち(a)で12cm流路長のテストを行い、数秒でのCa濃度変化を得た。

本科研費により、実験補助者を2名雇用(元京都大学原子炉実験所技官の方及び、本学3回生のアルバイト学生)し、実験のマンパワーのみならず、R&D含め共に検討可能な元技官の方のお陰で、おおむね順調に進展中。併せて、連携研究者の北大・渡慶次教授を通じてマイクロ化学技研(株)及び、阪大・藤井教授を通じて京大炉のTIMS(TRITON)、東工大・佐久間先生を通じて東工大TIMS(MAT261)との共同研究連携も図られている。バッチ法では、従来、30分以上の反応時間が必要と思われたが、昨年度、マイクロ化学技研と共同で改良した7気圧空圧制御ポンプを用いて、より短い4cmの流路長のY字型マイクロリアクターを用いて飽和水溶液の送液に成功し、反応時間1秒未満で水相-有機相間のCa移行(バッチ法と同程度の分配係数)及び物質収支も世界で初めて確認した。同位体比も確認出来れば、バッチ法に比べ約2000倍の反応速度の向上に繋がる知見である。1電解濃縮装置による微量トリチウム水の濃縮装置の開発:旧来の電解濃縮法では電解質を用い濃縮後の蒸留が必要とされることや、電解された酸素と水素が一緒に発生して爆発の危険が大きいことなどの問題があった。これを解決するため、固体電解質膜というイオンを通す高分子膜を用い、電解質が不要で酸素と水素が別々に発生する装置を採用した。この装置のもう一つの大きな特徴は大電流を流せることである。固体電解質膜を用いると電気抵抗が小さいので、膜面積1 cm2あたり1 A程度で運転できる。濃縮度は初期試料水量によって規定されるが、1020倍のトリチウム濃度濃縮は容易である。2トリチウム検出感度の実証に当たり、国内と比較し、環境中トリチウム濃度が高いと予想される中国での環境中微量トリチウム水を採取し、濃度測定を行った。特に中国東部沿岸域の原子力発電所の立地近隣での水道水中のトリチウム濃度を、濃縮処理を行わず、モニタリングを9ヵ所、2年間にわたって実施し、約25年前の1990年代初頭の測定結果との比較及び、トリチウム濃度の地域依存性を検証した。本科研費により、実験補助者を2名雇用(元京都大学原子炉実験所技官の方及び、本学4回生のアルバイト学生)し、実験のマンパワーのみならず、R&D含め、共に検討可能な元技官の方のお蔭で、おおむね順調に進展中。1バッチ法では、ほぼ飽和水溶液オーダーでのCa濃度、2300段での10倍濃縮達成の現実的な見込みが得られ、反応時間、温度、有機相・水相比率等のさらなる最適化により、分離係数の改善を図り、より少ない段数での可能性を探る。22液送液ポンプは、当初、プランジャーポンプ使用を想定していたが、そもそも最低100μL/分以上の流量が必要で、性能試験結果も3mL/分で±1%以内の精度結果のため使用不可で、急遽、北大よりHPLC用のシリンジポンプを借用しテストを行ったが、リザーバー容量が数mLに限られ、制御が困難で取扱い難のため、最終的にマイクロフルイディクス用の高性能な空圧制御ポンプを導入した。送液制御に従来の機械駆動を持たず脈動が原理的に発生せず、流速切替も約1秒で設定流速が反映される高レスポンス性能を備えている。現在、市販の2気圧タイプを導入しているが、流路長12cmほどが送液の限界で、特注の4.3m流路長には圧力が足りず、マイクロ化学技研と共同で7気圧タイプへの改良を検討し、(a)セグメント循環流・液滴(b)カオティックミキサー(c)平行向流の3通りのリアクターで、下駄箱サイズでの大量濃縮プラント実現に向け、反応時間の短縮及び高分離係数の達成を目指す。