hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エココンクリートにおけるASRに関連する問題解決のための基礎研究

(1)種々の廃棄ガラスのアルカリ反応性およびガラス粉末やフライアッシュ,リチウムガラス粉末の添加によるASR抑制のメカニズムについて明らかになった事項をまとめると以下のようである.(a)JISモルタルバー法では,多量のアルカリを含有するビンガラス骨材モルタルは非常に大きな膨張を示すが,フロントガラス骨材モルタルにおいてほとんど膨張は発生しない.(b)フロントガラスのアルカリ反応性はビンガラスのアルカリ反応性よりも低い.(c)等価アルカリ量1.5%以上においては,フロントガラスモルタルも大きな膨張量を示す.(d)実際のモルタル中では,フロントガラス骨材からもかなり多量のアルカリが細孔溶液中に溶出している.(e)焼成フリントモルタルにおいては,廃棄ガラス粉末は,ASR抑制効果がなく,逆に膨張を助長することが判明した.これは,ガラス粉末に含まれる多量のアルカリの溶出に起因することが証明された.(2)ASR膨張の拘束によって発生する膨張圧とASRゲルの化学組成との関係については,アルカリ含有率の高いゲルを含有するモルタルを除いて,拘束下における膨張圧は,モルタル中のゲル容積率に比例する傾向を示すが,ゲルの化学組成の膨張圧に及ぼす影響も無視できないことが明らかになった.(3)外部よりリチウムを供給することによるASR膨張抑制のメカニズムについては,すでにASRゲル生じているモルタルに対して,外部よりリチウムを供給する材齢が長期となるほど,抑制効果発揮までの時間は短いことが明らかになった.(1)種々の廃棄ガラスのアルカリ反応性およびガラス粉末やフライアッシュ,リチウムガラス粉末の添加によるASR抑制のメカニズムについて明らかになった事項をまとめると以下のようである.(a)JISモルタルバー法では,多量のアルカリを含有するビンガラス骨材モルタルは非常に大きな膨張を示すが,フロントガラス骨材モルタルにおいてほとんど膨張は発生しない.(b)フロントガラスのアルカリ反応性はビンガラスのアルカリ反応性よりも低い.(c)等価アルカリ量1.5%以上においては,フロントガラスモルタルも大きな膨張量を示す.(d)実際のモルタル中では,フロントガラス骨材からもかなり多量のアルカリが細孔溶液中に溶出している.(e)焼成フリントモルタルにおいては,廃棄ガラス粉末は,ASR抑制効果がなく,逆に膨張を助長することが判明した.これは,ガラス粉末に含まれる多量のアルカリの溶出に起因することが証明された.(2)ASR膨張の拘束によって発生する膨張圧とASRゲルの化学組成との関係については,アルカリ含有率の高いゲルを含有するモルタルを除いて,拘束下における膨張圧は,モルタル中のゲル容積率に比例する傾向を示すが,ゲルの化学組成の膨張圧に及ぼす影響も無視できないことが明らかになった.(3)外部よりリチウムを供給することによるASR膨張抑制のメカニズムについては,すでにASRゲル生じているモルタルに対して,外部よりリチウムを供給する材齢が長期となるほど,抑制効果発揮までの時間は短いことが明らかになった.まず、異なる組成をもつ廃棄ガラスとしてびんガラス、自動車のフロントガラス、コンピュータのディスプレイガラスを選択し、それらのアルカリ反応性およびCa(OH)2飽和溶液におけるガラス中のアルカリの溶出過程を明らかにするための実験を実施した。また、各ガラス試料を使用して作製されたモルタルの膨張試験を行うとともにモルタル内部に生成されるアルカリシリカゲルの組成を、BSE-EDS分析によって明らかにした。これらの結果をまとめると以下のようである。(1)各ガラス試料に対する化学法(JIS)の結果においては、ガラス中のアルカリの溶出量が大きく、いずれのガラス試料のOH-イオン濃度減少量も負の値を示した。(2)各ガラス試料に対するモルタルバー法(JIS)の結果としては、びんガラスは0.1%以上の大きな膨張を示したが、他の2種類の廃棄ガラスモルタルはほとんど膨張を示さなかった。(3)びんガラスにおいては、初期より多量のアルカリが急速に溶出したが、フロントガラスやデイスプレイガラスにおいては初期におけるアルカリの溶出は少なく、3ヶ月後より徐々にCa(OH)2飽和溶液中のアルカリイオンの濃度は上昇し始めた。(4)びんガラスモルタルとフロントガラスモルタルとでは、それらの内部に生成されるアルカリシリカゲルの組成に大きな差異が見られたが、そのことと膨張の有無との関係は現時点では不明である。(a)フロントガラスに対するアルカリ溶出試験でのアルカリ溶出挙動は,ビンガラスのそれとはかなり異なる.(b)JISモルタルバー法では,多量のアルカリを含有するビンガラス骨材モルタルは非常に大きな膨張を示すが,フロントガラス骨材モルタルにおいてはほとんど膨張は発生しない.(c)フロントガラスのアルカリ反応性はビンガラスのアルカリ反応性よりも低い.(d)しかし,等価アルカリ量1.5%以上においては,フロントガラスモルタルも大きな膨張量を示す.(e)廃棄ガラスモルタルにおいては,アルカリシリカゲルのほとんどは,ガラス骨材粒子内部に存在するひび割れ中に形成され,これらのアルカリシリカゲルが発生する吸水膨張圧がモルタル全体の膨張を引き起こす.極めて稀にガラス骨材粒子の外周に沿ってアルカリシリカゲルが存在することがある.後者のゲルのカルシウム含有率は前者のゲルのそれよりもはるかに高い.(f)実際のモルタル中では,フロントガラス骨材からもかなり多量のアルカリが細孔溶液中に溶出している.(g)焼成フリントモルタルにおいては,廃棄ガラス粉末は,ASR抑制効果がなく,逆に膨張を助長することが判明した.これは,ガラス粉末に含まれる多量のアルカリの溶出に起因することが証明された.(h)20%程度のフライアッシュの添加によって,廃棄ガラス骨材モルタルのASR膨張を完全に抑制できる.(i)

リチウムガラス粉末のASR膨張抑制効果は顕著である.これは,ガラス粉末に含まれるリチウムとガラス粉末のポゾラン材料としてのASR膨張抑制作用に起因する.
高等動物におけるオートファジーの分子機構:Apg7pの機能解析

ほ乳類においては、オートファジーは細胞の維持・分化や細胞死の際に重要な役割を果たし、オートファジーの欠損は重篤な神経変性疾患や筋疾患をひきおこす。。酵母においてApg7pは、オートファジーの際に、オートファゴソームの膜形成に関わる因子として単離され、Apg12pおよびApg8pを基質としたユビキチン様修飾システムのタンパク質活性化酵素(E1)であり、この2つの異なるモディファイアーを協調的に修飾させながら、膜形成を促進する酵素である。またApg3pはApg8pの新規E2酵素である(Ichimura et al., 2000)。私は、このタンパク質修飾システムが膜形成に関与することから、哺乳類Apg7p,Apg3p,および3つのApg8pホモログ(MAP-LC3、GABARAP、GATE-16)に注目して単離・解析をおこなってきた。MAP-LC3はMicrotubule Associated Protein(MAP)のサブユニットの一つとして脳から精製され、GABARAPはGABA受容体に会合するタンパク質として単離され、GATE-16は、ゴルジ体で輸送活性を促進させるタンパク質として、脳から単離されてきており、ヒトApg8p修飾システムが脳神経機能に重要な働きをする事を示唆している。平成12年度にヒトAPG7遺伝子産物が、ヒトApg12p,ヒトMAP-LC3,GABARAP,GATE-16の4つのタンパク質を基質としたユニークなE1酵素であることを示した(Tanida et al, 2001)。また酵母Apg7pの必須領域解析をおこない、C末端が酵素活性やE1-E2複合体形成に必須であることを示した(Komatsu et al, 2001)。平成13年度には、ヒトAPG3 cDNAの単離・解析をおこない、この遺伝子産物が3つのヒトApg8pホモログを基質とするE2酵素であることを示した(Tanida et al 2002a)。またAPG7遺伝子ノックアウトマウス作成の目的でマウスAPG7 cDNAを単離・解析し、Apg12pが優先的な親和性を持つ基質であることを示した(Tanida et al, 2002b)。オートファジーは、ダイナミックな膜動態をともなう非選択的な蛋白質分解機構であり、飢餓条件で顕著に誘導される。哺乳細胞においては、アポトーシスやProgrammed Cell Deathの際に認められる現象として注目され、神経性セロイド様リポフスチン顆粒蓄積症候群等の解析から、オートファジーが神経発生・発達の段階で重要な役割を果たしている事が示唆されている。酵母において、オートファジーの過程には、新規のApg12pユビキチン様蛋白質修飾システムが必須であり、Apg7pはApg12pのE1酵素として働く。近年、Aut7p/Apg8pもApg7pの基質として働くことが解明されてきた。我々は、哺乳細胞におけるオートファジーに関わる機構を解明する目的で、ヒトApg7p homologの機能解析をおこなっている。hApg7pは、hApg12pを基質としたE1酵素であり、hApg12pとhApg7pを共発現させると、hApg12pはhApg5pとのconjugate形成が促進される。また、複数あるヒトApg8p homolog(MAP-LC3,GATE-16,GABARAP)についても調べたところ、hApg7pはいずれの蛋白質をも基質としていることがわかった。MAP-LC3は、オートファゴソームの膜に局在しており、GATE-16は、特に脳のゴルジ体に局在し、SNAREと相互作用する。また、GABARAPはGABA receptorに結合する蛋白質である。これらの結果をふまえ、Apg7pを中心にやオートファジーの哺乳動物における機能についての研究を今後展開していく。。

また酵母Apg7pの必須領域解析をおこない、C末端が酵素活性やE1-E2複合体形成に必須であることを示した(Komatsu et al, 2001)。平成13年度には、ヒトAPG3 cDNAの単離・解析をおこない、この遺伝子産物が3つのヒトApg8pホモログを基質とするE2酵素であることを示した(Tanida et al 2002a)。またAPG7遺伝子ノックアウトマウス作成の目的でマウスAPG7 cDNAを単離・解析し、Apg12pが優先的な親和性を持つ基質であることを示した(Tanida et al, 2002b)。
ERストレス応答機構ERADによるRer1分解を介したAβ産生制御

アルツハイマー病は、γセクレターゼによって産生されるAβの蓄積を特徴とする。先行研究において、ERストレス応答機構である小胞体関連分解(ERAD)に関わる因子(Herp、Synoviolin(Syn))がAβ産生を増加させることが示唆されたが、そのメカニズムは明らかではない。本研究では、Synが、γセクレターゼの複合体形成を負に制御しているRer1を分解へと導くことによって、γセクレターゼ複合体形成を促進し、Aβ産生を増加させることを明らかにした。アルツハイマー病の原因であるアミロイドβ(Aβ)産生酵素であるγセクレターゼは、4つの構成因子から成り、ERにおけるnicastrin(NCT)とanterior pharynx defective 1(APH-1)の会合から始まり、これに活性中心であるpresenilin(PS)とPS enhancer 2(PEN-2)が結合することで複合体が形成される。この複合体は、PSの分子内切断を受け、さらにトランスゴルジへと輸送されNCTの糖鎖修飾による成熟化を経て活性型となる。先行研究において、ERストレス応答機構である小胞体関連分解(ERAD)に関与するユビキチンリガーゼであるsynoviolin(Syn)が、未成熟型NCTの分解に関与していることを示したが、NCTが分解されているにもかかわらず、Aβ産生が増加する分子機構は明らかではなかった。本研究では、ゴルジ体からERへの逆行輸送に関与し、NCTとAPH-1の結合阻害によりγセクレターゼ複合体形成を負に制御する、retrieval to ER 1 protein(Rer1)に着目し、SynがRer1のユビキチン化・分解を介してγセクレターゼ活性を制御していることを明らかにした。本年度は、γセクレターゼ複合体形成・細胞内局在へのSynの影響を調べた。Syn欠失型と野生型のfibroblastを用いて、密度勾配遠心法によって分画を行った結果、Syn欠損型においては、Rer1のERへの蓄積がみられ、細胞表面へ移行した成熟型NCT量の減少がみられた。さらに、BN-PAGEによって成熟型γセクレターゼ複合体量を比較した結果、Syn欠損型において、成熟型複合体の減少がみられた。以上の結果から、Synは、Rer1の分解促進を介して、γセクレターゼ複合体形成を促進し、Aβ産生の増加へと導いていることが示唆された。先行研究において、ERストレス応答機構である小胞体関連分解(ERAD)に関与するユビキチンリガーゼであるsynoviolin(Syn)が、未成熟型NCTの分解に関与していることを示したが、NCTが分解されているにもかかわらず、Aβ産生が増加する分子機構は明らかではない。我々は、ゴルジ体からERへの逆行輸送に関与し、NCTとAPH-1の結合阻害によりγセクレターゼ複合体形成を負に制御する、retrieval to ER 1 protein(Rer1)に着目し、SynがRer1のユビキチン化・分解を介してγセクレターゼ活性を制御しているかどうかを検討した。まず、Syn欠失型と野生型のfibroblastを用いて、Rer1レベルを比較した結果、Syn欠失型細胞において、Rer1レベルの上昇がみられた。シクロへキシミドを用いて調べた結果、これはRer1の分解抑制によるものであった。また、Syn欠失細胞にSynを過剰発現すると、Syn活性依存的にRer1が分解されることを示した。さらに、免疫沈降の結果から、Rer1がSynと結合しユビキチン化されることを示した。これらの結果から、SynがRer1の分解を介してγセクレターゼ活性を制御している可能性が示された。今年度の研究計画で予定していたことは、主に以下の2点である。(1) Synによって活性型γセクレターゼ複合体の形成促進がみられるか調べる。(2) Rer1がSynの基質としてユビキチン化修飾を受けることを示し、その修飾様式を調べる。以上の点に関して、まず、(2)から先に検討を始めた。Syn欠損型fibroblastにSynを過剰発現し、プロテアソーム阻害剤あるいはオートファジー/リソソーム系阻害剤であるクロロキンで処理することによって、ユビキチン化Rer1レベルが増加することが示された。また、この増加はユビキチンリガーゼ活性依存的であり、ドミナントネガティブ変異体であるSynC307Aを過剰発現ではみられなかった。

よって、Rer1の分解経路はプロテアソーム系とリソソーム系の両方であることが明らかとなった。また、そのユビキチンの修飾様式は、分子量から考えてモノユビキチン化とポリユビキチン化の両方であることが明らかとなった。(1)については現在条件検討中である。また、以上の結果を論文にまとめ、現在投稿中である。まず、SynによるAβ産生活性の上昇が、γセクレターゼ複合体形成と相関しているかを調べる。前年度に引き続き、活性型γセクレターゼ複合体をLubrol WXを用いたショ糖密度勾配遠心によって分画し、Syn欠損型細胞と野生型細胞の間でγセクレターゼ複合体因子の細胞内局在を比較する。さらに、Rer1がERストレス依存的に制御されているかを調べ、ERストレス条件下におけるRer1依存的なγセクレターゼ活性調節を明らかにする。
初等教育における人間と機械の共生教育のための知能機械の情意表出の研究

将来の社会においては,人間の知的生活と知能機械との共生関係が求められる。この観点の初等教育における課題として,知能機械との情意的相互作用が重要である。本研究では,知能機械との共生を促進する教育材としてコミュニケーション・ロボットを導入し,児童との学習・生活上の会話を可能にする。これを通じて,児童の人工物に対しての共感性の涵養を目指す。このために,ロボット会話に人への情意表現を導入し,その効果を測定する。検証方法は,ロボットが認識する音声のテキストデータのマイニング,ロボットビジョン映像における児童の身振り表情の深層学習による分析,児童への意識調査アンケートの3つによる情意表現検出である。
表示情報へのアクセスコントロールを可能にする時空間暗号を用いた動画像表示技術

インターネットの普及,無線LANアクセスポイントの設置など,いつでもどこでもネットワークに接続できるユビキタス情報環境が提唱され,実現に向かいつつある.しかしながら,記憶の拡張を情報技術に求める場合,その情報セキュリティが課題である.切実な問題となるのは,人に尋ねられない,本人のみがアクセスを許されるような情報の表示である.視覚による情報の伝達は,最も重要な役割を果たす.どこでも,いかなる情報にもアクセスできる環境の実現には,情報表示のセキュリティ技術が必要である.本研究では,復号用のマスクを通して限定された位置から観察するときのみ,暗号化された秘密画像を視認できるセキュアディスプレイ技術について,多階調の色つきの動画像を暗号化するための空間符号を構築し,実証した.表示画像は光学的に復号可能な形で暗号化されて,復号用マスクの有無と観察位置によって復号された秘密情報へのアクセス制限を可能にする.動画像の暗号表示では,フレームの切り替わり時に暗号化されたパターンが局所的に変化するため,その変化部分で秘密情報の形状が見える課題があり,秘密画像の情報を時空間的に暗号化する必要があった.そこで,の各画素を複数の画素で表す情報の空間展開符号化に,状態遷移を導入した暗号・復号のアルゴリズムを構築した.加えて,動画像の表示において積層された液晶パネルを用いたセキュアディスプレイを実現して,表示画像と復号用マスクの同時更新を行った.動画像を表示するために時空間的な視覚復号型暗号を構成し,復号用のマスクを通して限定された位置から観察するときのみ,暗号化された秘密画像を視認できる情報表示技術を実現することが本研究の目的である.動画像を暗号化するために,秘密画像の同じ画素値を異なるパターンで表示できるような自由度を持つ暗号コードを構成し,アクセスを制限したい動画像の画素値に関わらず,フレーム毎に各画素のパターンをランダムに選ぶことを可能にする.復号用マスクの有無と観察位置によって表示された秘密画像へのアクセスをコントロールすることができることを,観察領域の測定により明らかにする.復号用のマスクを通して限定された位置から観察するときのみ,暗号化された秘密画像を視認できる情報表示技術について,平成17年度には,動画像の暗号化に適した暗号コードを構築した.表示画像は光学的に復号可能な形で暗号化されて,復号用マスクの有無と観察位置によって復号された秘密情報へのアクセス制限を可能にした.カラー画像を表示するために,赤・緑・青の各色について2×5個,1画素あたり6×5個の補助画素を用いて,赤・緑・青の各色6階調の合計216色,ならびに各色2×6個,6×6個の補助画素の数を用いて赤・緑・青の各色7階調(合計343色)を表現する空間符号パターンを構築した.構築された空間符号パターンにおいて,中間調を表現するために冗長性があり,フレームごとに異なる組み合わせをランダムに選択できるようにした.動画像の表示においては,表示画像を更新できる利点があるため,表示画像の更新だけで秘密画像が復号されて観察される3次元位置を移動する表示法を明らかにした.インターネットの普及,無線LANアクセスポイントの設置など,いつでもどこでもネットワークに接続できるユビキタス情報環境が提唱され,実現に向かいつつある.しかしながら,記憶の拡張を情報技術に求める場合,その情報セキュリティが課題である.切実な問題となるのは,人に尋ねられない,本人のみがアクセスを許されるような情報の表示である.視覚による情報の伝達は,最も重要な役割を果たす.どこでも,いかなる情報にもアクセスできる環境の実現には,情報表示のセキュリティ技術が必要である.本研究では,復号用のマスクを通して限定された位置から観察するときのみ,暗号化された秘密画像を視認できるセキュアディスプレイ技術について,多階調の色つきの動画像を暗号化するための空間符号を構築し,実証した.表示画像は光学的に復号可能な形で暗号化されて,復号用マスクの有無と観察位置によって復号された秘密情報へのアクセス制限を可能にする.動画像の暗号表示では,フレームの切り替わり時に暗号化されたパターンが局所的に変化するため,その変化部分で秘密情報の形状が見える課題があり,秘密画像の情報を時空間的に暗号化する必要があった.そこで,の各画素を複数の画素で表す情報の空間展開符号化に,状態遷移を導入した暗号・復号のアルゴリズムを構築した.加えて,動画像の表示において積層された液晶パネルを用いたセキュアディスプレイを実現して,表示画像と復号用マスクの同時更新を行った.
共焦点微分干渉顕微鏡による生体計測

ノマルスキー型微分干渉顕微鏡は表面形状の定性的で高感度非破壊な観測法として、半導体工業や生物医学分野で広く用いられている。一方レーザー共焦点走査型顕微鏡は、縦方向の分解能にすぐれている。まず、微分干渉顕微鏡像から定量的な形状データを抽出法について研究した。これは微分干渉顕微鏡の位相遅れの異なる複数の画像から試料の定量的な形状データを求める方法である。この手法を用い被測定物体の近傍に散乱体がある場合、その影響を低減することができた。生体計測への応用として、ヒトの皮膚の表面付近の細胞の構造を観測することができた。また、これまでの干渉顕微鏡では波長以上の光路差がある場合そのデータに不確定性が残るという問題があったが、複数波長の光源を用い測定範囲を拡大することができた。また、共焦点顕微鏡の問題点を解析し、位相変調型微分干渉顕微鏡の手法の適用について研究をおこなった。共焦点顕微鏡像によって弱位相物体を観測すると、そのエッジにおいて明線もしくは暗線が観測され、形状の誤検出となる。この効果はエッジからの回折光の干渉効果が原因と思われる。共焦点顕微鏡の結像特性は光学的セクショニング効果(I-z特性)と結像系の伝達関数の積で決定される。弱位相近似を用いた部分的コヒーレント結像理論を用いて解析を行った結果、スッテプ状の弱位相物体がデフォーカスした場合、強度像が観測される新しい結像式を導いた。このためデフォーカスした場合所定の空間周波数で像強度のピークが生じ、その結果エッジ強調が起こることがわかった。このことから、レーザー走査型共焦点顕微鏡に位相測定法である微分干渉法を適用することで、これまで共焦点顕微鏡では誤検出となっていた、弱位相物体のエッジ付近のデータを補正することが可能であることがわかった。これにより、両方の顕微鏡の調書を生かした、新しい生体計測用の顕微鏡の開発の新しい指針を与えることができた。ノマルスキー顕微鏡に代表される微分干渉顕微鏡は,表面形状の定性的な観測法で最も感度の高い方法として,半導体工業や生物医学など極めて広範な分野で利用されてきた.また,微分干渉顕微鏡画像から定量的な形状データを求める技術を開発されている.更にこの手法を用いると,被測定物体近傍の散乱媒質の影響も低減できる.本研究は従来から形状の定性的測定に利用されてきた微分干渉顕微鏡技術に位相変調技術と画像処理技術を導入して定量化し,この手法と共焦点顕微鏡技術組み合わせた新しい顕微形状計測技術を開発するものである.本年度は,微分干渉顕微鏡の位相変調部を新たに試作し,精密な位相制御技術を開発した.ピエゾアクチュエーターを用いて,物体結像面を精密に位置決めする装置を試作した.皮膚の光学特性を測定した.また,実際の皮膚およびゼラチンと色素で作成したファントムを用いて,その深さ方向について光学的特性の分布を直接的に測定した.光学的特性とは,スペクトル反射率,吸収率,屈折率,散乱能などである.それに基づき皮膚の光学的層構造のモデルを決定することができる.これにより計測のバックグラウンドのデータをえた.ノマルスキープリズムを用いた微分干渉顕微鏡は,光波の干渉性を利用しているため,表面形状の定性的な観測法で最も感度の高い方法として,生物医学,工業計測など極めて広範な分野で利用されている.われわれは本研究において,微分干渉顕微鏡の位相遅れの異なる複数の画像から試料の定量的な形状データを求める技術を開発している.これは,微分干渉に位相変調技術を組み合わせることにより,被検物体の位相分布を定量的に検出する方法である.

ここでは位相の異なる複数枚の画像から位相分布を計算する技術,微分干渉顕微鏡の伝達関数(OTF)を用い位相物体の高コントラスト画像への変換技術などの技術開発を行った.更にこの手法を用いると,被測定物体近傍の散乱媒質の影響も低減できる.この性質を利用して,生体内部の画像を直接得る方法を開発した.また,これまでの干渉顕微鏡では,四分の一波長以上の段差がある場合,そのデータに不確定性が残ることが明らかになった.本研究では複数波長の光源を用いると位相飛びの段差がそれぞれ異なることを利用し,合致法を用いて測定段差の拡大を試みた.また,共焦点顕微鏡との統合も行っている.共焦点顕微鏡はレーザー操作型の顕微鏡で,一般の光学顕微鏡と比べて,面内で2倍程度解像度が上がり,また光軸方向のセクショニングも可能である.微分干渉ユニットを共焦点光学系に組み込むにあたり,基本的な光学設計をシミュレーションソフトウェアを用いて行った.その結果,共焦点系の瞳の位置に位相板をおく場合が最適であることがわかった.微分干渉顕微鏡では,ノマルスキープリズムにより偏光が互いに直交する光波を顕微鏡の分解能以下の微少量横ずらしさせて標本に照射し,試料による反射・透過後,再び合波・干渉させることによって物体の傾斜や細胞膜などの位相分布の微分像を観察することができる。(共焦点)微分干渉顕微鏡に位相変調機構を付加した位相変調型微分干渉顕微鏡(RM-DIC)を開発し,微小屈折率分布の絶対値の計測を可能とした。しかし,標本の屈折率差が大きくなると回折効率が上り,瞳の制限による光量の欠損が生じる。本年度は,この回折光の影響を考慮して解析を行う方法について検討を行った。2つのリターデーション量の差画像に含まれる反射率の値は未知数である。反射率は和画像から求めることができるが,和画像には反射率の他に,光学系の瞳の制限で回折光の欠落成分が含まれ,回折効率が大きくなる高段差標本では,これらを分離する必要がある。そこで,回折・散乱成分の除去法として,周波数的な特性に着目しローパスをかける方法と,回折・散乱成分が支配的なリターデーションなしの画像と和画像の相関をとって分離する方法を提案し,実験で確認した。また,屈折率差が増加すると回折効率が上昇し,落射型の計測では屈折率差が4分の1波長になると像は形成されなくなる。また,それ以上の屈折率差になると位相が反転してしまい凹凸の判別が出来なかった。ここでは3波長の光を用いて計測し,それぞれの結果を比較することにより4分の1波長を越えているかを判定する方法を開発した。高速測定を可能とするために,3板CCDカメラを用いた。ノマルスキー型微分干渉顕微鏡は表面形状の定性的で高感度非破壊な観測法として、半導体工業や生物医学分野で広く用いられている。一方レーザー共焦点走査型顕微鏡は、縦方向の分解能にすぐれている。本年度は共焦点顕微鏡の問題点を解析し、これまで研究を行ってきた位相変調型微分干渉顕微鏡の手法の適用について研究をおこなった。共焦点顕微鏡像によって弱位相物体を観測すると、そのエッジにおいて明線もしくは暗線が観測され、形状の誤検出となる。この効果はエッジからの回折光の干渉効果が原因と思われる。
自己組織性メカノクロミックファイバーの創製

前年度までに得られた自己組織化材料に対する応力の効果に関する知見を元に、金属グリオキシム錯体およびトリフェニルイミダゾール(ロフイン)をメカノクロミック部位として導入した自己組織性分子の開発と評価に重点を置いて研究を行った。ロフイン誘導体について、新たに1,3-および1,4-ビスイミダゾリルベンゼン誘導体を合成した。これらの分子はいずれも低分子ゲル化剤となり、ベンゼンなどの芳香族溶媒をゲル化した。また、1,4-体はフォトクロミズムおよびずれ応力によるメカノクロミズムを示した。クロミズムを示したロフイン誘導体では、ESR測定より、いずれも光照射によるラジカルの生成を確認し、これらの分子のクロミズムが、既知のロフインと同様、ラジカルの生成を伴うプロセスであることを明らかにした。金属グリオキシム錯体については、合成・精製方法の再検討を行い、前年度得られたニッケル錯体に加え、白金錯体も得ることができた。得られた錯体は低い圧力からメカノクロミズムを示し、自己組織化部位導入の効果と考えている。また、静水圧下でのラマン測定より、加圧に伴いシフトするピークの存在を確認した。一方、メカノクロミズムに加え、溶媒によって溶液の色が変化するソルバトクロミズムを示すことも見出した。溶液の紫外可視吸収スペクトル測定では、極性の低いヘキサンやベンゼン中で金属原子間のd-p遷移による吸収が現れたことから、これらの錯体が溶媒中で分子集合体を形成していると考えられ、SEM観察から実際に網状の組織構造の形成を確認した。以上のように自己組織性を有し、かつ応力に応答する分子の開発に成功した。本研究の成果は、応力を利用した自己組織化材料開発に新たな展開をもたらすことが期待できる。圧力が自己組織化材料に対して与える効果についての基礎的なデータや知見を蓄積するため、前年度に引き続き、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた自己組織化過程のその場観察手法の確立や自己組織性メカノクロミック分子を用いた圧力効果の可視化を目指して研究を行なった。DACを用いた自己組織化過程の観察手法の確立については、前年度使用していた加熱装置の改良を行い、より高濃度の試料を加圧下で溶解させることが可能になった。これによりDACに封入した試料のIRおよびRamanスペクトル測定が可能になり、静水圧下での分子集合状態に関する知見を得られようになった。今後、スペクトル測定に適した圧力媒体の選択やスペクトルの圧力依存性について詳細な検討を行なっていく必要がある。自己組織性メカノクロミック分子の開発はトリフェニルイミダゾールと金属グリオキシム錯体の2種類のメカノクロミック骨格を基本として、アミド基をはじめとした自己組織化駆動部位の導入を行なった。自己組織性トリフェニルイミダゾール誘導体はベンゼンや四塩化炭素などの有機溶媒をゲル化し、新規低分子ゲル化剤となることを見出した。この化合物が酸化反応により形成する二量体がメカノクロミズムを示すことを期待したが、乳鉢で擦る程度では色変化を示していない。しかし、固体粉末および溶液状態でフォトクロミズムを示すことを明らかにし、光による分子集合構造の制御が期待できる。一方、前年度より合成を試みている自己組織性金属グリオキシム錯体は、前駆体の合成経路を変更することで目的の錯体が得られるようになった。得られたニッケル錯体は、DAC中約1.5GPaまで加圧することにより、赤橙色から青色に変化しメカノクロミズムを示すことを見出した。
検証された評価基準を用いた口腔トリアージ法による手術周術期口腔管理の肺炎予防効果

当科考案の周術期口腔機能管理における口腔トリアージ法は、すべての手術患者に対し、スタッフが少人数でも評価と管理が可能となる方法である。この方法が、口腔管理なし群より術後肺炎を軽減し、従来の依頼方式での肺炎発症率を下回る結果となれば、全国で周術期口腔機能管理システムが導入されていない人的資源の不足している病院でも普及可能となる。研究の目標は、その点を明確にすることである。初年度の研究方法は、通常臨床で行っている管理方法で、各施設で継続して術後併発症(特に肺炎)のデータを収集して、後方視的に分析する。口腔機能管理なし群、口腔トリアージ方式群と従来の「医科からの依頼」方式群とを術後肺炎の発症率や在院日数、抗菌薬の使用を含めた医療コストで対比した。その結果、口腔トリアージ法による周術期口腔機能管理によって、全身麻酔手術後肺炎の発症率は、従来の発症率の3分の1である0.8%台に低下し、他院での他科からの依頼方式による口腔機能管理での低下率を有意に下回ることができた。また、対照群である帝京大学での口腔機能管理非実施下での肺炎発症率も、従来の発症率よりわずかに低下傾向であったが、口腔機能管理実施群である当院東邦大学医療センター大森病院と日赤病院に比して高い発症率であった。この結果により、多施設におけるがん手術の口腔機能管理による術後肺炎予防効果、3群比較での論文作成、当院東邦大学医療センター大森病院と日赤群での医療費削減効果についての論文作成を並行して行っている。がん手術の口腔機能管理と3群比較と当院の医療費削減効果は英文化、日赤での医療費削減効果は、和文での投稿となる予定である。30年度は、実施計画通りにデータ採取できており、現在論文4編を作成中である。英文化が難しい課題であり、その点で停滞しているが、全体会議によって31年度以降の前向き調査の計画も進行しており、おおむね順調に推移している。英文1編、和文1編を投稿中である。本年3月1日に全体会議を医科歯科大学にて行い、30年度の後ろ向き調査の結果の論文化について概要説明を行った。そして、前向き調査(非介入)に関する計画を立案、7月12日に模擬データ採取後の計画最終調整となり、9月より前向き調査(非介入)が開始される予定である。複数の英文論文の校閲が、年度をまたいでしまったため、英文校閲費として30年度内に使用できなかった。その分を繰り越した。そして、3回の研究会議にかかる費用が、すべて会場費の無料な場所を使用できたため、その分の負担が少なくなった。
スプライシング活性測定を用いた全身性エリテマトーデスの新規診断法の確立

末梢血リンパ球のスプライシング活性が、全身性エリテマトーデス(SLE)の単一診断として有用であるかについて評価した。まず末梢血リンパ球を対象としたスプライシング活性評価法を確立し、その条件を最適化した。次にその手法を用いて、SLE及び健常者の末梢血リンパ球のスプライシング活性を測定したが、顕著な差は認められなかった。一方で、スプライシング活性測定の対象は末梢血リンパ球よりT細胞のみに絞った方が正確に評価できる結果が得られたため、今後検討する。SLEの診断には、米国リウマチ学会の「SLE改訂分類基準」が汎用されており、11項目の理学的所見や画像もしくは血液検査のうち4項目以上あてはまる場合に、SLEと診断される。2012年になって、Systemic Lupus Collaborating Clinicsが「SLEの新分類基準(SLICC)」を出したが、その内容は、「臨床11項目と免疫6項目から、それぞれ1項目以上、合計4項目を認めればSLEと分類される」となっており、あまり変わっていない。このように分類基準が曖昧となっている理由として、症状が多彩であり、全SLE患者に共通し、他の膠原病および炎症性疾患と鑑別できる異常が発見されていないことが考えられる。そのため、全SLE患者に共通した異常を見出し、感度・特異度の高い診断マーカーを開発することが求められている。近年、研究代表者らは、SLEの末梢血リンパ球で、mRNAのスプライシングに必須なU1-68Kが異常に脱リン酸化を受けていることを発見した。本研究では、研究代表者が確立した末梢血リンパ球のハイスループットなスプライシング活性評価法により、SLEを始めとする各種膠原病患者及び健常者のスプライシング活性を測定し、「スプライシング活性異常」の「診断もしくは病勢モニタリングマーカー」としての価値を評価すると同時にスプライシング解析を通して、SLEなどの膠原病の病態形成機序の解明を試みる。平成26年度は、まず確立したスプライシング活性評価法の精度をあげるために、本法で使用されるリアルタイムPCRのプローブセットを数種類設計し、比較検討した。次に各膠原病患者および健常者の末梢血リンパ球におけるスプライシング活性を測定することで、健常者と比較しSLEとMCTD両疾患特異的にスプライシング活性異常があるかについて調べることを目標とした。このように分類基準が曖昧となっている理由として、症状が多彩であり、全SLE患者に共通して存在し、他の膠原病および炎症性疾患と鑑別できる所見が発見されていないことが考えられる。そのため、全SLE患者に共通した異常を見出し、感度・特異度の高い診断マーカーとして確立することが求められている。近年、研究代表者らは、SLEの末梢血リンパ球で、mRNAのスプライシングに必須なU1-68kが異常に脱リン酸化を受けていることを発見した。本研究では、この異常の診断的意義を確立すると共に、研究代表者が確立した末梢血リンパ球のハイスループットなスプライシング活性評価法により、「スプライシング異常」が「SLEの診断もしくは病勢モニタリングマーカー」として有用であるかについて評価する。本年度は前年度に引き続き、末梢血リンパ球のスプライシング活性評価法を最適化するとともに、SLE患者(7例)、混合性結合組織病患者(MCTD, 6例)、健常者(5例)の血液から末梢血リンパ球を採取しスプライシング活性測定に供したが、各群間で著しい差は認められなかった。末梢血リンパ球中の特に単球のRNase活性が強いために正確なスプライシング活性測定ができていないこと、各群間で差があったとしても顕著な差を見出しにくいことが考えられるため、測定対象を末梢血リンパ球ではなく、さらにT細胞等に単離した上でスプライシング活性測定を試みた。当初の平成26年度の到達目標では、各膠原病患者および健常者の末梢血リンパ球におけるスプライシング活性を測定することで、健常者と比較しSLEとMCTD両疾患特異的にスプライシング活性異常があるかについて調べることまでを目標としていた。しかし、本年度はこのスプライシング活性測定の精度を上げることに注力したため、各膠原病患者(および健常者(末梢血リンパ球(各4例)を収集するまでとなり、結論は出ていない。分子細胞生物学、分子病態学、疾患プロテオミクス平成26年度までに各膠原病患者(SLEおよびMCTDそれぞれ4例)および健常者(4例)から採血し、末梢血リンパ球を分離した。平成27年度は、その末梢血リンパ球を、スプライシング活性測定に供し、SLEとMCTD両疾患特異的にスプライシング活性異常があるかについて検討する。

2もしくは3群間で差が認められた場合、検体数を増やして同様の測定を行い、感度及び特異度の高い診断マーカーとして有用であるかについて評価する。また、各膠原病患者および健常者の末梢血リンパ球における脱リン酸化U1-68kを検出することで、脱リン酸化U1-68kの増加が、SLEとMCTD両疾患に特異性があるかについて確認する。平成26年度の残額15744円で、必要な試薬の購入が不可能であったから。平成26年度の残額に平成27年度の予算の一部を足して、スプライシング活性測定に必要なPCR用の試薬を購入する予定である。
伊豆マリアナ弧第三紀火山岩の研究

1.小笠原諸島第三紀火山岩の研究(1)父島南西部に島弧ソレアイト類似の岩石を発見した。微量元素の測定により無人岩系列とは異なるマグマから導かれたことが明らかになった。本火山岩は玄武岩質山岩から流紋岩にわたり、一般に無斑晶質で最も苦鉄質のものに少量の斑晶普通輝石が存在するが、それは全岩組成を反映して無人岩のものよりTiに富む。無人岩系列岩よりTi,Al,P,Vが高くSiが低い。K,Rbは無人岩と等しく母島の島弧ソレアイトより高い。(2)父島東部に層状岩脈群を確認した。無人岩枕状溶岩層の最下部が露われる石浦付近には、幅0.52m、北西ー南東方向の無数の平行岩脈がある。これは、単斜頑火輝石を含むことが多く、東方海面下に向かって岩脈の密度は高くなり、オフィオライトに見られる層状岩脈群の上部を表わすと考えられる。(3)各種地質温度計より無人岩の生成温度として約1300°Cが得られた。カンラン石ースピネル、カンラン石ー液のNi分配、MgO含量などから、無人岩は低圧下12501350°Cでマントルかんらん岩から分離したと推定される。これは島弧の火山岩としては異常な高温であり、また、海洋底拡大の証拠とされる層状岩脈群をもつので、無人岩は沈み込んだ海洋プレ-トから水の供給され得る一種の拡大中心で生じたと考えられる。2.他地域の無人岩類似岩との比較研究(1)瀬戸内火山岩の微量元素を測定し、日本列島の末分化岩の比較した結果、瀬戸内火山岩はRb/Srが著しく高いことが分かった。(2)本州東部の銚子及び九州西部の長崎からサヌキトイドに似た高マグネシア安山岩を発見した。1.父島南西部に島弧ソレアイト類似の岩石を発見した。ジョンビ-チ付近の火山岩がややTiに富むことはすでに知られてしたが、微量元素の測定により無人岩系列とは異なるマグマから導かれたことが明らかになった。本火山岩は玄武岩質安山岩から流紋岩にわたり、一般に無斑晶質で最も苦鉄質のものに少量の斑晶普通輝石が存在するが、それは全岩組成を反映して無人岩のものよりTiに富む。無人岩系列よりTi,Al,P,Yが高くSiが低い。本火山岩は無人岩と同時期に活動したと推定され、Mariana fore-arcに似る。2.兄島に小笠原無人岩の中で最もMgOに富むものを発見した。滝の浦の単斜頑火輝石無人岩はMgO 24%に達し、Fo93.2,NiO 0.50%のカンラン石をもつ。カンラン石と液のFe-Mg分配から無人岩初生マグマは少なくともMgO 19%をもち、コマチアイトに匹敵する高Mgマグマであることが分かった。カンラン石のNiは急激に減少し、カンラン石-液のNi分配係数として12を得た。この値は高Mgマグマとしては高くSiの効果の大きいことを示すとともに、無人岩が同一MgO量をもつコマチアイトよりNiの低いことを説明する。3.父島東部に層状岩脈群を確認した。

無人岩枕状溶岩層の最下部が露われる石浦付近には、幅0.52m,北西-南東方向の無数の平行岩脈がある。これは、単斜頑火輝石を含むことが多く、東方海面下に向かって岩脈の密度は高くなり、層状岩脈群の上部を表わす。4.各種地質温度計より無人岩の生成温度として約1300°Cが得られた。カンラン石-スピネル、カンラン石-液のNi分配、MgO含量などから、無人岩は低圧下12501350°Cでマントルかんらん岩から分離したと推定される。これは島弧の火山岩としては異常な高温であり、また、海洋底拡大の証拠とされる層状岩脈群をもつので、無人岩は沈み込んだ海洋プレ-トから水の供給され得る一種の拡大中心で生じたと考えられる。1.小笠原諸島第三紀火山岩の研究(1)父島東岸石浦の層状岩脈群:本年度特に重点的に調査した結果,本岩脈群はしばしば単斜頑火輝石斑晶を含む未分化の無人岩から主として構成されていることが分った.これは本地域以外の岩脈の多くが分化したデイサイト質のものであることと著しい対照をなし,本地域が枕状溶岩層の下底に当るという層序上の位置と相まって,本岩脈群がオフィオライトに特有な層状岩脈群であるとの先の見解を確認するものである。(2)父島東南部巽湾周辺の火山岩:本地域からは父島では比較的稀なオ-ジャイトの斑晶をもつ無人岩が知られていたが,詳しく研究した結果,このオ-ジャイト無人岩は石浦周辺の単斜頑火輝石無人岩層の上位にくることが分った.また,その中にMg値89.3に達するオ-ジャイトを見出したが,これは今まで報告された無人岩のオ-ジャイトのうち最もMg値の高いものである.この岩石の斜方輝石のMg値の最高は88.1であるので,これはオ-ジャイトが斜方輝石より先に晶出したcpxーHMAであり,小笠原無人岩からのcpxーHMAの始めての確認である.2.無人岩と讚岐岩の比較研究(1)愛媛県忽那諸島のサヌキトイド:本地域で岩脈・岩頸として産するサヌキトイドは瀬戸内火山岩の中でも最も未分化なものであり、無人岩に匹敵するFo93のカンラン石,Cr_2O_360%のクロマイトを持っていた。(2)千葉県銚子のサヌキトイド:瀬戸内火山岩と同様にopxーHMAとcpxーHMAが見出され,21Mgに瀬戸内と同様な火山活動の存在を示した.(3)微量元素の研究:瀬戸内海西部の火山岩53個の微量元素を測定し無人岩と比較した.瀬戸内火山岩は全てのインコンパチブル元素に富み無人岩よりはるかに枯渇の程度が弱いマントルから導かれた.Rb/Srが特に高く,含水流体相の影響を強く受けたと考えられる.
低コスト・低環境負荷の二酸化炭素回収・固定化システム

21世紀「持続可能な発展」に向けた地球環境対策技術,特に温暖化防止対策のための二酸化炭素固定化には,新しい技術の開発が急務である。本研究は,大量に排出される一次エネルギーの燃焼排ガスや製鉄所・セメント工場からの排ガスなどの集中発生源を対象に,二酸化炭素ガスの低コスト・低環境負荷かつ高効率な回収・固定化システムを提案し,その有効性を追求したものである.具体的には,CO2ガスを含む高温排ガスと石炭灰を原料とする人工ゼオライトの微粒子を懸濁した低温空気を混合させ,気流中でのミスト滴の生成と同時にCO2ガスを吸収し,ガスを吸着したゼオライト微粒子を湿式電気集塵法により高効率に回収,回収液を脱硫装置からの排出物を凝固剤として活用した,ゼオライト液を固化しCO2ガスを閉じこめたエコ・ブロックを成形し,海中に魚礁として有効利用するシステムである。研究初年度(平成17年度)では,ガス吸収・回収実験装置が製作され,操作条件を種々変化させて凝縮・分離・回収実験を行い,基礎データを得るとともに,それをもとに現象をモデル化し,さらに理論解析を行い,本手法のガス回収への有効性,排ガス性状および装置形状に対する操作条件の影響および最適化について理論的・実験的に明らかにした。平成18年度はシステムとしての実用化を目指し,回収液の処理,すなわち固定化技術について理論的・実験的に追究した。それにより,二酸化炭素ガスを吸着したゼオライト微粒子を含む回収液を,排熱・反応熱利用により濃縮し,凝固剤添加により固化した,ブロック体を形成し,二酸化炭素の固定化技術が確立された。石炭炊き火力発電所の排ガスのデータをもとに,回収装置形状に対する回収率および最適操作条件が明らかにされた。21世紀,「持続可能な発展」に向けた地球環境問題への対策は最重要課題であり,特に地球温暖化対策の京都議定書の目標達成のため,二酸化炭素の排出量の削減と回収固定技術の開発が緊急となっている.本研究は年間に排出される二酸化炭素の70億トン-Cの約25%を占める一次エネルギーの燃焼排ガスや製鉄所・セメント工場からなどの集中発生源を対象に,ゼオライト微粒子を核とした凝縮性気体のミスト化を利用した低コストで低環境負荷かつ高効率な二酸化炭素回収・固定化システムの開発を目的とする.具体的には,燃焼高温排ガスから乾式電気集塵機によりフライアッシュを除去し,この産業廃棄物を人工ゼオライト微粒子にして湿式電気集塵機に再投入し二酸化炭素を吸着するとともにこれを核としてミスト化し,凝縮液として低環境負荷で高効率に回収する.大量の二酸化炭素とゼオライト微粒子を含む回収液を脱硫装置からの排出物を凝固剤として活用しゼオライト液を固化し二酸化炭素ガスを閉じこめたエコブロックを成形し,海中に魚礁として有効利用する極めて低コスト・省エネを特徴とするCO_2回収・固定化システムシステムの実用化を目指すものである.研究者らのこれまでおよび本年度の研究成果として,(1)二酸化炭素ガスの分離回収:排ガスを冷却面に接触させる凝縮液膜法,炭酸カリウム微粒子を気流中に添加した溶液凝縮液膜法,さらに二酸化炭素の優れた吸着能をもつゼオライト微粒子を添加したミスト化ゼオライト凝縮法の新方式が提案され,理論的・実験的追究によりガス吸収の促進効果と二酸化炭素の回収法の有効性が明らかにされた.

(2)二酸化炭素の固定:排ガス中にゼオライト微粒子を添加し,排熱回収による冷却によって凝縮およびゼオライトを核としてミスト滴を生成し,同時に二酸化炭素ガスを吸収させた凝縮液およびミスト滴の回収液を固化することで二酸化炭素を固定化する新方式が提案され,ゼオライトブロック体の形成によるCO_2の回収・固定化の有効性を明らかにするとともに海洋固定のための基礎的知見がえられた.21世紀「持続可能な発展」に向けた地球環境対策技術,特に温暖化防止対策のための二酸化炭素固定化には,新しい技術の開発が急務である。本研究は,大量に排出される一次エネルギーの燃焼排ガスや製鉄所・セメント工場からの排ガスなどの集中発生源を対象に,二酸化炭素ガスの低コスト・低環境負荷かつ高効率な回収・固定化システムを提案し,その有効性を追求したものである.具体的には,CO2ガスを含む高温排ガスと石炭灰を原料とする人工ゼオライトの微粒子を懸濁した低温空気を混合させ,気流中でのミスト滴の生成と同時にCO2ガスを吸収し,ガスを吸着したゼオライト微粒子を湿式電気集塵法により高効率に回収,回収液を脱硫装置からの排出物を凝固剤として活用した,ゼオライト液を固化しCO2ガスを閉じこめたエコ・ブロックを成形し,海中に魚礁として有効利用するシステムである。研究初年度(平成18年度)では,ガス吸収・回収実験装置が製作され,操作条件を種々変化させて凝縮・分離・回収実験を行い,基礎データを得るとともに,それをもとに現象をモデル化し,さらに理論解析を行い,本手法のガス回収への有効性,排ガス性状および装置形状に対する操作条件の影響および最適化について理論的・実験的に明らかにした。本年度はシステムとしての実用化を目指し,回収液の処理,すなわち固定化技術について理論的・実験的に追究した。それにより,二酸化炭素ガスを吸着したゼオライト微粒子を含む回収液を,排熱・反応熱利用により濃縮し,凝固剤添加により固化した,ブロック体を形成し,二酸化炭素の固定化技術が確立された。石炭炊き火力発電所の排ガスのデータをもとに,回収装置形状に対する回収率および最適操作条件が明らかにされた。
新規大気微量成分分析法を用いた植物より放出される揮発性有機化合物の計測

光化学オキシダント濃度の上昇傾向には、従来の測定法では観測されていない未知の揮発性有機化合物(VOCs)の光化学反応が関与している可能性が考えられている。本研究ではVOCsの発生源として植物に着目し、新規大気微量成分分析法であるOH反応性を用いて、未知のVOCsの放出源としての可能性を検討した。その結果イソプレンを多く放出する植物では未知のVOCsの存在を確認することができなかった。一方でテルペン類を多く放出する植物ではOH反応性による測定はできなかったが、ガスクロマトグラフ分析法による予備的な測定から多種類のテルペン類が検出されており、未知のVOCsが存在する可能性が考えられた。本研究は植物から放出される揮発性有機化合物(BVOCs)について当研究室で開発した新規微量成分分析法であるOH反応性測定法により分析を行い、ガスクロマトグラフ分析法に代表される従来の分析方法では検出されなかった未知の化学物質の存在およびその放出量を定量化する。本研究では日本特に都市域に生息する樹種を対象として、樹木から放出される有機化合物の測定を行いさまざまな環境条件に置かれた樹木が放出するVOCsの放出量や組成を明らかにする。昨年度は植物が自然な条件で実験を行なうための植物育成用温室の製作、植物以外の化学物質の混入を防ぐための植物用エンクロージャーの製作を行なった。今年度は引き続きテスト実験として、北米大陸に自生する植物(カナダトウヒ)を対象としてOH反応性測定およびガスクロマトグラフ分析、陽子移動反応型質量分析法によるBVOCsの総合測定を行った。また前回の実験の反省から、光源を熱発生がより低いHIDランプに変更した上で、植物周辺の光量・温度に対するBVOCsの放出量および未知物質の依存性についての測定を行なった。その結果、HIDランプを用いた実験では光量・温度変化に関わらず、テスト植物では1種類のBVOC(イソプレン)が放出量の90%以上を占めることがわかり、残りの特に大気化学反応に重要と考えられるBVOCs(モノテルペン・セスキテルペン(以降MTs・SQTs)など)の精密測定に支障をきたすことがわかった。また今回測定対象とした植物に関しては、当初予定していた未知物質の放出は優位に確認されなかった。今年度は日本国内の山林および街路樹おける主要な植物について、植物用エンクロージャーを用いて、植物から放出されるBVOCsをガスクロマトグラフィーを用いて測定を行った。その結果、山林に植生が多くみられるスギ・アカマツ・クロマツについては多種多様なモノテルペン類が高濃度で検出された。一方でヒノキ・イチョウについてはモノテルペン類を含めたBVOCs濃度は、分析器の検出限界未満であった。今年度は引き続きOH反応性による測定を行う予定であったが、装置が設置されている国立環境研究所において、施設の耐震工事に伴う実験施設の移動と、移動後の装置調整により、OH反応性に関する計測を行うことができなかった。しかしながらスギ・アカマツ・クロマツについては、多種多様なモノテルペン類が検出されたこと、米国森林における観測結果を考慮すると、ガスクロマトグラフィーでは同定が困難な未知の物質がOH反応性により観測される可能性は高いと予想される。本研究を遂行するためには植物がストレスを感じることなくより自然な条件で実験を行なうことが重要である。そこで本年度はBVOCsを測定するために植物育成用温室を製作した。また植物以外の化学物質の混入を防ぐために温室内にゼロガスを供給した上で植物全体もしくは枝をテフロンバックで覆い、内部にゼロガスを供給してバック内に含まれるVOCsを分析する。一連のBVOCs測定のための装置製作により、より自然に近い条件下で植物から放出されるVOCsの測定が可能となった。本研究は先行して米国の研究グループと共同で米国に自生する植物を対象に測定を行っている。