hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地震火災に対応した実時間被害予測に関する研究

本研究は阪神・淡路大震災に鑑み、地震火災による延焼に関して、地理情報システムなどの援用により、実時間被害予測を行なう目的としている。本年度は今回の阪神・淡路大震災における同時多発の地震火災について、平常時との対比を行い、市街地の地区特性と延焼危険および地震時火災の延焼速度式について分析を行った。すなわち、地震時火災の要因分析として、阪神・淡路大震災における火災資料収集を行い、出火・延焼状況等を把握するとともに出火・延焼に関する要因の分析を行ない、建ぺい率、延焼可能面積、全壊率並びに風速の関数として従来の延焼速度式の改良を行なった。また、過去の国内外における火災資料調査を行い、延焼助長するものや抑制効果のあるものについての災害連関についての検討を行なった。さらに、阪神・淡路大震災における水道管網の被害および通水の調査資料をもとに管網計算を行いその信頼性などについて分析を行なった。その結果、地震後1時間程度は放水可能であった地域も存在していたことが判明した。そして、地震時火災の延焼状況を総合的に表現する理論的手法について考察するとともに火災延焼モデルを検討し、コンピュータによるプログラムを作成することによって、調査地区のケーススタディを行い比較的精度のよい延焼速度の予測が可能であることを確認した。以上のような知見を得たので、次年度からの本格的な地震火災の実時間被害予測の基礎が確立できたと考えられる。
グローバル化経済における格差感の変化と再分配政策のあり方についての検討

本研究は、近年人々が感じている格差感が経済成長や地域間格差にどのような影響を与えるかを理論・実証の両面から分析し、海外の事例と比較を行うことである。本研究では、人々が何により幸福や人生の満足度を得ているかについて日本とシンガポールにおいて調査を行い、非ゼロサム的な要因による生活満足度への影響は両国において大きく異なっていることが明らかになった。これらの分析から、非ゼロサム的な要因が人々の行動ないし経済活動に影響を与えることがわかり、日本ではそれらが生活の満足度につながらず、格差感拡大の一因はそれによるものではないかと推察される。本研究は、格差感が人々の行動に影響を与えることを前提に、それらが経済成長や実際の地域間格差にどのような影響を与えるかを理論・実証の両面から分析し明らかにしようとするものである。本年度は、データ収集や文献調査などを行った他、以下の基礎的な研究を行った。理論的側面においては、格差感と移住に関する理論モデル構築についての検討を行った。移住者を受け入れた場合に受け入れ地域に起こる影響を考えるために、移民を受け入れた場合のホスト国への影響を考えるOLGモデルを構築した。移民の受け入れは、ホスト国における若年世代の賃金格差をもたらす他、資本蓄積に影響を与えることで、ホスト国の各世代の厚生にも影響を与えることとなる。実証的側面においては、公共サービスや社会保障の地域経済に果たす役割について、実態調査と試算的な分析を行った。人口センサスと地域データを用いた検証の結果、地域間の移住に制約がある場合(例えば、中国の戸籍制度)、それによる公共サービスや社会保障の享受が異なることにより、人的資本集積(human capital agglomeration)が起こり、地域間の経済成長率格差ないし所得格差が拡大される可能性が高いことが明らかとなった。また、格差感の国際比較分析(日本とシンガポール)について、現状把握と試算的な分析を行った。シンガポールの若者の生活満足度(life satisfaction)は、異なるタイプの人的資本(経済的と非経済的)に影響されると想定し、NYS(2005)を用いた推計結果では、家族の影響などといった非経済的な要素がシンガポールの若者の主観的幸福感や生活満足度に影響を与える大きな要因であることがわかった。本研究の目的は、近年人々が感じている格差感の一因を明らかにし、その縮小に成果をあげることができる資源の再分配政策について、理論・実証両面から分析することである。さらに、海外の事例と比較を行うことである。本年度は、格差感を表現する方法の一つとして、幸福度と生活満足度という観点に着目して研究を行った。これは、どのような要素により人々は幸福を感じるのか、また、生活の満足を感じるのかということを明らかにするためである。このため、シンガポールと日本で同じ経済学を専攻する学生に対してアンケート調査を行った。海外の事例として、シンガポールで調査を行った理由は、第1に所得水準が同程度であること、第2に同じくアジアの国であること、第3に多様な民族が共生しているシンガポールに対して、まだ外国人の受入に慎重な日本を比べることにより、多様な価値観の存在が影響を与えるかどうかを知ることができるということにある。得られたデータに基づいて、Ordered probitモデルを用いて推計を行い、シンガポールでは、人生の目標達成が幸福であり、生活の満足をもたらすものであるのに対し、日本においては、人生の目標達成は幸福であるが生活の満足をもたらすものではないという結論を得た。この違いには、当然、文化の違いがあると考えられるが、それに加え、既に日本においては、努力し、目標を達成しても、思うような生活ができない可能性があることを大学生が認識しているということをも示していると考えられるのであろう。この結果は、共同論文としてまとめ、Singapore Economic Review Conference (SERC)2011,4-6 Augustにおいて報告を行った。本研究は、近年人々が感じている格差感が人々の行動に影響を与えることを前提に、それらが経済成長や実際の地域間格差にどのような影響を与えるかを理論・実証の両面から分析するものである。本年度は、これまでに行った日本とシンガポール両国の大学生を対象としたアンケート調査に基づき、Ordered Probitモデルを用いて、ゼロサム的な人生目標(仕事における成功、高い給料など)と、非ゼロサム的な目標(結婚、子供を持つ、家を持つといった家庭生活、利他的(友達を持つ、ボランティア)なもの等)に分けて、さらに詳しい分析を行った。その結果、シンガポールでは、非ゼロサム的な人生目標により、人々は幸福を感じ、さらに、それが生活の満足度に繋がっている。一方、日本では、そういった非ゼロサム的な人生目標は、幸福感をもたらすが、生活の満足感はもたらさないことが明らかになった。その理由としては、シンガポールでは、未だ貧富の差が残り、民族的な要因も作用していることが考えられる。このため、人生の目標を達成すれば自ずと生活の満足度も得られるようになるということが推察される。

一方、日本では、人生の目標を達成することが、必ずしも経済成長を促進するとは限らないので、生活における満足感は得にくいだろうと推察される。以上の結果は、共同論文としてまとめ完成させた。また、Ho教授(シンガポール国立大学)を招き、これまでの研究成果を報告するワークショップを開催し、本研究に関してシンガポールと日本との違いについて検討を加えた。これらの分析から、非ゼロサム的な要因が人々の行動に影響を与え、経済にも影響を与えることがわかる。こうした観点から、ゼロサム・非ゼロサム的な要素を含めた効用関数を用いることで経済成長や地域間格差について新たな知見が得られるであろう。格差感については、先行研究との比較のため、幸福度の観点からシンガポールと日本でアンケート調査を行い結果の比較を行った。これらを国際学会、国際ワークショップで報告できたため当研究はおおむね順調に進展していると思われる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、これまでの研究成果を国際専門雑誌に投稿して出版を目指す。このため、これまでに行った報告で得られたコメントを元に論文の再検討を行う。一方、公共サービスや社会保障制度が格差感に与える影響に関するデータ調査は、当初の計画通りに行かず今後の課題となる可能性がある。この問題から理論・実証共に研究を進める上での工夫が必要であると考えられる。対応策として、これまで行った研究から幸福度に影響を及ぼすものを効用関数に取り入れて理論モデルの再構築を試みるなど研究を進めている。こうした工夫により当初の計画を達成できるように努める。
エネルギー基準による鋼橋の新しいリダンダンシー評価法の開発

トラス橋模型の死荷重下での下弦材破断に起因した崩壊実験により,全体系はいわゆる進行性破壊のような連鎖的な部材破断によるエネルギー吸収を期待することなく,反対側パネルの下弦材のボルト接合部が脆性的に破断することにより全体系は瞬時に大規模崩壊に至ることが確認された.エネルギー吸収に着目したエネルギー基準に基づくリダンダンシー評価法の適用性に問題が生じたため,このような大規模崩壊の防止を目的として,ガセットのボルト接合部における下弦材の変形能を確保できる構造形状を数値解析により明らかにし,実験供試体の製作,載荷試験の準備を進めている.また,構造物が大規模崩壊しないようにするための本質的な方策は部材補強などにより構造系のロバスト性を向上させ構造系の吸収エネルギーを大きくすることであるが,耐崩壊性能の照査のみならず,設計荷重に対する安全性・使用性の照査を再度行うことも必要となり,設計が煩雑な上,過渡的な崩壊防止策として用いるのは工期・工費の面で適当でないといえる.そのため,施工が容易な過渡的な崩壊防止策として汎用的なケーブルを用いた崩壊防止構造の適用性を検討している.ここではトラス橋全体系の挙動を正確に再現できるようトラス橋模型の実験結果と比較することでトラス橋の数値解析モデルの精緻化を図った.桁橋については,合理化2主桁橋を忠実に再現した精緻な数値解析モデルを作成し,支間中央付近の下フランジおよび腹板が脆性的に破断した場合における全体系の崩壊挙動や崩壊モードを明らかにするとともに,部材破断による各着目点における作用力等の動的増幅率を求め,部材破断が全体系に与える影響を検討した.トラス橋模型の崩壊実験を受けて,脆性的に破断したガセットのボルト接合部における下弦材の変形能を確保できる構造形状を数値解析により明らかにし,実験供試体の製作,載荷試験の準備を進めている.また,全体系が大規模崩壊しないようにするための汎用的なケーブルを用いた崩壊防止構造の適用性の検討については,トラス橋全体系の挙動を正確に再現できるよう実験結果と比較することでトラス橋の数値解析モデルの精緻化を図るとともに,実橋モデルでのケーブルの有効性を確認している.桁橋については,数値解析により,支間中央付近の下フランジおよび腹板が脆性的に破断した場合における全体系の崩壊挙動と各着目点における作用力等の動的増幅率から部材破断が全体系に及ぼす影響を明らかにした.エネルギー吸収を目的とした下弦材の変形能を確保できる形状を施した実験供試体の載荷試験を実施する.これを数値解析結果と比較することで最適な部材形状を明らかにする.また,全体系の大規模崩壊防止を目的とした施工が容易で汎用的なケーブルを用いた崩壊防止構造の適用性を明らかにする.部材破断後の構造系の変形能とエネルギー吸収能を高めることで衝撃を緩和できるエネルギー基準に基づくリダンダンシー評価の汎用手法の開発を目的として,平成29年度は研究計画に従い本研究で対象とするトラス橋と桁橋の崩壊挙動特性を解明することから検討を進めた.トラス橋については,トラス橋模型の死荷重下での下弦材破断に起因した崩壊実験と本実験を正確に再現した数値解析モデルによるFE解析との比較検討の結果,破断発生後における橋梁全体系での荷重の再配分により,切断部材の反対側パネルのガセットのボルト接合部において下弦材が崩壊限界に達することで連鎖的に部材破断が発生し,トラス橋は一瞬で崩壊することが確認された.一般にリダンダンシー照査で用いられる数値解析モデルでは、接合部は剛結されたものと仮定しており、接合部の部材は一般部と同程度の変形能や強度を有すると見なされている.しかし,このように接合部において部材が脆性的に破断する場合,本研究で想定している全体系の変形によるエネルギー吸収を期待することは難しく,提案するエネルギー基準に基づくリダンダンシー評価法の効果を十分に発揮できない可能性がある.そのため,ガセットのボルト接合部において下弦材の変形能を確保できる手立てを考えておく必要性が生じ,変形能を考慮できる下弦材の部材形状を数値解析により検討した.また,桁橋については,実験供試体製作のための前段階として,合理化2主桁橋を忠実に再現した精緻な数値解析モデルを作成し,FE解析により支間中央付近の下フランジおよび腹板が脆性的に破断した場合の崩壊挙動や崩壊モードの把握を行った.トラス橋の模型の死荷重下での下弦材破断による崩壊実験と実験を正確に再現した数値解析モデルを用いたFE解析による検討の結果,当初の想定とは異なり,エネルギー吸収がほとんど考慮されない崩壊モードでトラス橋は瞬時に崩壊することが明らかとなった.そのため,本研究で考えているエネルギー基準に基づくリダンダンシー評価法を適用するために,ガセットのボルト接合部における下弦材の変形能を十分に確保できる部材形状を数値解析により検討した.桁橋については,実験供試体製作のための検討を数値解析により進めている.トラス橋模型の死荷重下での下弦材破断に起因した崩壊実験により,全体系はいわゆる進行性破壊のような連鎖的な部材破断によるエネルギー吸収を期待することなく,反対側パネルの下弦材のボルト接合部が脆性的に破断することにより全体系は瞬時に大規模崩壊に至ることが確認された.

エネルギー吸収に着目したエネルギー基準に基づくリダンダンシー評価法の適用性に問題が生じたため,このような大規模崩壊の防止を目的として,ガセットのボルト接合部における下弦材の変形能を確保できる構造形状を数値解析により明らかにし,実験供試体の製作,載荷試験の準備を進めている.また,構造物が大規模崩壊しないようにするための本質的な方策は部材補強などにより構造系のロバスト性を向上させ構造系の吸収エネルギーを大きくすることであるが,耐崩壊性能の照査のみならず,設計荷重に対する安全性・使用性の照査を再度行うことも必要となり,設計が煩雑な上,過渡的な崩壊防止策として用いるのは工期・工費の面で適当でないといえる.そのため,施工が容易な過渡的な崩壊防止策として汎用的なケーブルを用いた崩壊防止構造の適用性を検討している.ここではトラス橋全体系の挙動を正確に再現できるようトラス橋模型の実験結果と比較することでトラス橋の数値解析モデルの精緻化を図った.桁橋については,合理化2主桁橋を忠実に再現した精緻な数値解析モデルを作成し,支間中央付近の下フランジおよび腹板が脆性的に破断した場合における全体系の崩壊挙動や崩壊モードを明らかにするとともに,部材破断による各着目点における作用力等の動的増幅率を求め,部材破断が全体系に与える影響を検討した.トラス橋模型の崩壊実験を受けて,脆性的に破断したガセットのボルト接合部における下弦材の変形能を確保できる構造形状を数値解析により明らかにし,実験供試体の製作,載荷試験の準備を進めている.また,全体系が大規模崩壊しないようにするための汎用的なケーブルを用いた崩壊防止構造の適用性の検討については,トラス橋全体系の挙動を正確に再現できるよう実験結果と比較することでトラス橋の数値解析モデルの精緻化を図るとともに,実橋モデルでのケーブルの有効性を確認している.桁橋については,数値解析により,支間中央付近の下フランジおよび腹板が脆性的に破断した場合における全体系の崩壊挙動と各着目点における作用力等の動的増幅率から部材破断が全体系に及ぼす影響を明らかにした.リダンダンシー評価のためのトラス橋全体系の崩壊挙動をさらに正確に再現できるよう数値解析モデルの精緻化を図る.また,ガセットのボルト接合部における下弦材の変形能を確保できる部材形状を数値解析により明らかにしたので,その妥当性を検証するために実験供試体での載荷実験を実施する.桁橋については,崩壊実験のための実験供試体の設計・製作を進める.エネルギー吸収を目的とした下弦材の変形能を確保できる形状を施した実験供試体の載荷試験を実施する.これを数値解析結果と比較することで最適な部材形状を明らかにする.また,全体系の大規模崩壊防止を目的とした施工が容易で汎用的なケーブルを用いた崩壊防止構造の適用性を明らかにする.研究全体としては順調に推移しているが,次年度使用額が生じた理由として,ガセットのボルト接合部における下弦材の変形能を確保できる部材形状を検討するための載荷実験が平成30年度実施となったため,その実験供試体製作費が次年度使用額として繰り越しとなった.使用計画については,上記に示す通り,下弦材の実験供試体製作に繰り越し分を充てる予定である.研究全体としては順調に推移しているが,次年度使用額が生じた理由として,全体系の大規模崩壊を防止するための汎用的なケーブルを用いた崩壊防止構造の適用性の検討に時間を要し,下弦材の変形能を確保できる部材形状を検討するための載荷試験を後にしたためである.繰り越し分は,追加の実験供試体の製作や計測機器等に充てる予定である.
衛星画像と標高デ-タを用いた広域蒸発散量の算定法の研究

蒸発散量の算定を広域にするために、従来LANDSAT・MSS画像デ-タと地形の標高デ-タならびに気象デ-タを用いて研究が進められ、わが国の地域においてその実用性が確められた。しかしながら、主に植生の生育や傾面の状況においては温度は一定値ではなく、必ずしも月間の平均温度が各画素の平均として使用できるとはかぎらず、不明確であることは確かである。そこで、本研究は主として地表状況による温度変動等に着目して、より正確な温度分布を画素単位に与えたときに推実蒸発散量がどのように変動するかを研明することとし、下記2点を究明した。(1)推定蒸発散量の算定要素分析と誤差方程式温度値が蒸発散量を算定するためにどのような要素に関連し、どのように影響するかを調査するために、推定蒸発散量Eacに関する関係式を求めた。この中で、温度Tは飽和水蒸気圧の温度勾配△、変換係数fo、飽和水蒸気圧e^*、潜熱入などに直接関係し、乾湿計定数などの従属関数であることが判明した。そこで、これらの推定蒸発散量Eacの要因分析から、Eacの誤差方程式を誘導することができた。この成果を情報処理学会に発表している。(2)LANDSAT・MSS画像デ-タでは画素単位の温度分布が求められないので、LANDSAT・TM画像デ-タを用いて推定蒸発散量を算定するシステムを設計し、要因分析用のアルゴリズム化の手順を究明した。しかしながら、温度デ-タが画素単位のため処理時間がMSS画像デ-タの解析時より、非常に長時間となる欠点を生じた。そこで、処理手順の改良によりMSSデ-タ処理とあまり変わらないアルゴリズムを開発することができた。
熱帯林の維持、更新における種子散布者としてのサイチョウの役割

2000年度にタイ・カオヤイ国立公園の永久調査区(4ha)に設置した100個の種子トラップ内の種子、果実数を月2回の頻度で継続調査した。種子、果実量ともに大きく季節変動していた。しかし、2000年度、2001年度とは、まったく違う変動パターンを示し、年変動も大きいことが示唆された。2000年度と2001年度にサイチョウ散布植物として注目し、上記の調査地内で全数調査を行ったAglaia spectabilis(830個体)とCanarium euphyllum(30個体)について再調査を行った。A.spectabilisの実生は、当年生実生では生存率が低く、実生のサイズが大きくなるほど、生存率は増加した。また新規加入個体はAglaia spectabilis結実木周辺や、Dipterocarpus gracilis、Ficus spp.といった調査地で林冠の上層部を占める樹種の下に多い傾向が見られた。一方、C.euphyllumの当年生実生はすべて死亡しており、新規の加入個体も確認されなかった。A.spectabilisの結実木4本を用いて総計25日間100時間の林冠部での果実消費の連続観察を行った。同時に林床で自動撮影装置を用いて、落果の果実消費者を調査した。林冠部ではサイチョウ4種とリス2種が果実消費を行った。リス2種は果肉と種子を消費する種子食害者として作用するため、4種のサイチョウのみが種子散布者として働いていることが示唆された。また自動撮影装置の結果から林床の落果を消費するのは主にげっ歯類でそのほとんどが種子を捕食していたため、種子食害者と考えられた。これまでの3年間の調査結果を、1)果実と果実食動物の相互作用、2)Aglaia spectabilisにおけるサイチョウの種子散布、3)サイチョウの巣穴への種子散布の影響、4)サイチョウ散布果実の特徴、の4編の投稿論文としてまとめ、そのうちの1編は既に受理され、2002年12月にOecologiaで発表された。残りの3編は、現在審査中である。
革新的なポリオキソメタレート基有機・無機ハイブリッドバルク材の開発

ベンゾイルアセトン(BzAc)をはじめとするキレート剤の共存下で金属アルコキシドを加水分解し、濃縮・乾固して得られる有機・無機ハイブリッド材料について、キレート剤の量や加水分解のための水の量によって軟化温度が変化すること、それらが主として重合体の分子量の変化によるものであることがわかった。二体分布関数による構造解析の結果、BzAcにより修飾されたポリオキソチタネートはTiO6八面体が頂点共有および稜共有により連結していることがわかった。一方、低温TMA曲線及び低温DSC曲線上にはガラス転移特有の屈曲が見られ、この材料がガラス転移を示す新しい物質群に属するものであることを見出した。キレート剤としてのベンゾイルアセトン(BzAc)の共存したでチタンテトラ-n-ブトキシドを加水分解し、溶液を濃縮・乾固させることによって、BzAcによって化学修飾されたポリオキソチタネートからなる有機・無機ハイブリッド材料を作製した。熱可塑性をTMA測定によって評価し、同ハイブリッド材料を作製する際の乾燥温度が軟化温度に及ぼす効果を調べた。その結果、乾燥温度を120°Cから200°Cまで上げると軟化温度は上昇するが、250°Cで乾燥した試料は熱軟化性を示さなくなることがわかった。一方、GPC測定により、乾燥温度の上昇に伴って、重合体の分子量が増大することがわかった。分子量の増大は、乾燥温度の上昇とともにBzAcやブトキシ基が減少し、縮合反応が進行するためにおこるものと考えられるが、これが軟化温度の上昇の原因となっていると推察される。以上のように、ポリオキソチタネートの分子量を制御することによって軟化温度が制御できることがわかった。次に、キレート剤の量ならびにアルコキシドを加水分解する際に使用する水の量を制御することによって重合体の分子量を制御することができれば、軟化温度を制御することができると考え、BzAcによって化学修飾されたポリオキソチタネート基ハイブリッド材料を対象とし、出発溶液におけるBzAcとH2Oの量が軟化温度に及ぼす効果を調べた。その結果、出発溶液中のBzAc量が少ないほど、またH2O量が多いほど、試料の軟化温度が高くなることがわかった。これは、BzAc量の減少、H2O量の増加によってアルコキシドの加水分解・縮合反応が促進され、ポリオキソメタレートの分子量が大きくなったことが原因であることを確かめた。SPring-8において測定した高エネルギーX線回折データから二体分布関数を求め、ベンゾイルアセトン(BzAc)とチタンアルコキシドを含有する溶液、ならびにBzAcとジルコニウムアルコキシドを含有する溶液を濃縮して得られる非晶質が、頂点共有および稜共有によって連結したTiO6八面体ならびにZrO6八面体からなることを明らかにした。また、BzAcとチタンアルコキシドを含有する溶液から作製した非晶質について低温DSC及び低温TMA測定を行ったところ、この非晶質がガラス転移を示すことを明らかにした。キレート剤によって化学修飾されたオキソオリゴマー集合体がガラス転移を示す例は過去に報告されておらず、本研究によって、新しいガラス材料が見出されたことになる。金属アルコキシド以外の金属源として金属塩をとりあげ、熱可塑性を示す非晶質材料が得られるかどうかを検討した。すなわち、酢酸亜鉛を金属源とし、キレート剤としてBzAcとアセチルアセトン(acac)を含有する溶液を濃縮・乾固した。その結果、透明で熱可塑性を示す非晶質が得られることがわかった。また、β-ジケトン以外のキレート剤としてグアイヤコールを含むチタンアルコキシド溶液の濃縮・乾固を試みたところ、熱可塑性を示す非晶質が得られることを見出した。以上のように、アルコキシド以外の金属源、β-ジケトン以外のキレート剤も、熱可塑性を示す非晶質材料を合成するのに有効であることがわかった。この成果は、新しいガラス材料群の種類の広がりを期待させるものである。キレート剤により化学修飾されたポリオキソチタネート基ハイブリッド材料の軟化温度が、重合体の分子量の増加とともに上昇することを実験的に明らかにすることができた。さらに、重合体の分子量を、キレート剤の量、ならびにアルコキシドを加水分解するために使用する水の量を制御することによって制御でき、これによって軟化温度を制御できることを明らかにすることができた。これらの成果は、本研究によって提案している新しいハイブリッド材料の熱可塑性を人為的に制御できることを示したものであり、科学的・技術的に重要な意義をもつものと判断される。無機材料化学キレート剤により化学修飾されたポリオオキソメタレートの短・中距離構造を明らかにする。すでにSPring-8での実験を済ませているが、現在、データの解析を進めているところである。

さらに、本研究で提案しているポリオキソメタレート基ハイブリッド材料が新しいガラス材料である可能性が見えてきたので、ガラス転移現象の有無を実験的に明らかにする。試薬やガラス器具の購入必要量が、計画していたよりもやや少なくて済んだため。平成27年度は、実験担当学生の数を増やし、さらなる研究の進展を図る。そのため、試薬やガラス器具の購入必要量が増えることが予想される。次年度使用額を有効に使い、これら消耗品の購入にあてる。
大電力高周波加熱用アンテナと伝送系に関する研究

1.ICRF加熱用アンテナ:半ターンループアンテナの入力インピーダンス、近傍界に注目して精密な動作解析と実験を行った。特に、ファラデーシールドの効果について詳しく検討を加えると共に、シールドの構造を変えた解析を行い、シールドはアンテナ全体にわたって等間隔に設けることが重要であることを指摘した。また、有限要素法を用いて種々のパラメータ、アンテナ構造に対してその特性評価を可能とする解析を行い、これに基づいて設計・試作された大形アンテナについて模擬実験を行って、その基本特性を明らかにした。さらに、アンテナ自体に整合機能を有するカットオフキャビティアンテナを提案し、その特性を詳しく解析して設計法の確立を図った。2.速波電流駆動用アンテナ:速波を用いた電流駆動を方形導波管開口を用いて実現するために、仕切り板とリッジ(ポスト)部で構成された偏波変換型導波管アンテナ(トロイダル偏波→ポロイダル偏波)を提案し、その特性を検討した。モデル実験によりその動作原理を確認し、負荷の変動に対して十分な補償が行えることを明らかにした。また、このアンテナはメガワット級の伝送電力容量を持つことを示した。3.ECRH加熱用アンテナ・伝送系:パラボラ反射型偏波変換アンテナ(TEon→直線偏波ビーム)の改良を目的として、導波管開口からの放射を回折の影響も含めて理論的・実験的に検討した。その結果、階段状開口よりも斜め切り開口を用いる方が望ましいこと、ひさし長を幾何光学により求めた長さよりも長くすることにより、効率向上の可能性があること、などを示した。次に、【TE_(o2)】モード用パラボラ反射型アンテナと平面反射板を組み合せて、ビームの方向を導波管軸に対して変化できるアンテナを設計してWT-【III】トカマクに適用した。また、階段状周期構造TEom→TEonモード変換器の最適設計を行い、【TE_(O2)】→【TE_(o1)】変換器において、効率98%を得た。
baddeleyiteの加圧相転移

baddeleyiteはZrO2を主成分とする鉱物で,強度・靭性等に優れる工業材料ジルコニアとして広い用途をもつ.これらの性質は物質固有の多形関係に依る処が多く,加熱により単斜-正方-立方の対称をもつ相に変化し,また加圧によっては単斜-斜方(I)-斜方(II)へと移る過程の応力緩和が重要な役割を果たす.これら多形のうち天然では単斜晶相のみが記載されている.最近では不純物を添加し,室温条件でも正方晶が安定化するよう調整したものも使用される.本研究では, baddeleyiteの高圧相の安定正と結晶構造の解析に重点をおいた実験を行った.初年度には,斜方晶(I)の凍結を実現するため,単斜晶微粉末を400゚C・6GPa程度の条件で処理した.その結果,目的相をほぼ完全に凍結することに成功したのげ,リートベルド法により結晶構造を決定し,単結晶の加圧その場観察から求められたデーターと良い整合性を示すことを確認した.次年度では, Y_2O_3が2mo1%添加された試料を用いて斜方晶(I)の合成を試み, baddeleyiteの場合と同じ条件でこの相の出現することを認めた.次に加圧範囲を15GPaまで拡大しcotunniteと同型の斜方晶(II)相の合成をbaddeleyiteおよびY_2O_3添加の両試料について実施した.生成物のリートベルド法による解析で構造を精密化し,またこの相の安定領域を実験的に決定した. Y_2O_3添加の試料を10GPaより少し低い圧力で処理し,大気中に取り出すと,生成物はほとんど単斜晶からなることが観察され,斜方晶I相の生成は認められないが,出発物質中に存在した正方晶相も消滅している点が特異であった.以上により,本研究は所期の目的を達成して終了した.baddeleyiteはZrO2を主成分とする鉱物で,強度・靭性等に優れる工業材料ジルコニアとして広い用途をもつ.これらの性質は物質固有の多形関係に依る処が多く,加熱により単斜-正方-立方の対称をもつ相に変化し,また加圧によっては単斜-斜方(I)-斜方(II)へと移る過程の応力緩和が重要な役割を果たす.これら多形のうち天然では単斜晶相のみが記載されている.最近では不純物を添加し,室温条件でも正方晶が安定化するよう調整したものも使用される.本研究では, baddeleyiteの高圧相の安定正と結晶構造の解析に重点をおいた実験を行った.初年度には,斜方晶(I)の凍結を実現するため,単斜晶微粉末を400゚C・6GPa程度の条件で処理した.その結果,目的相をほぼ完全に凍結することに成功したのげ,リートベルド法により結晶構造を決定し,単結晶の加圧その場観察から求められたデーターと良い整合性を示すことを確認した.次年度では, Y_2O_3が2mo1%添加された試料を用いて斜方晶(I)の合成を試み, baddeleyiteの場合と同じ条件でこの相の出現することを認めた.次に加圧範囲を15GPaまで拡大しcotunniteと同型の斜方晶(II)相の合成をbaddeleyiteおよびY_2O_3添加の両試料について実施した.生成物のリートベルド法による解析で構造を精密化し,またこの相の安定領域を実験的に決定した. Y_2O_3添加の試料を10GPaより少し低い圧力で処理し,大気中に取り出すと,生成物はほとんど単斜晶からなることが観察され,斜方晶I相の生成は認められないが,出発物質中に存在した正方晶相も消滅している点が特異であった.以上により,本研究は所期の目的を達成して終了した.baddeleyiteはZr【O_2】を主成分とする鉱物で、強度・靭性等に優れる工業材料ジルコニアとして広い用途をもつ。これらの性質は物質固有の多形関係に依る処が多く、加熱により単斜-正方-立方の対称をもつ相に変化し、また加圧によっては単斜-斜方(【I】)-斜方(【II】)へと移る過程の応力緩和が重要な役割を果す。これら多形のうち天然では単斜晶相のみが記載されている。本研究では斜方晶【I】相の安定性と結晶構造の解析に重点をおき、本年度はまず、この相を室温1気圧の条件への凍結実験を試行した。その結果、100nm以下の微粒粉末に若干の水を加え、400°C・6GPa程度の処理をおこなうと、ほぼ完全に目的物を凍結しうることを見出した。この相の同定のため、X線粉末回折のほか、電顕による格子像の観察及びそのオプティカルトランスフォームの解析を実施した。生成物がほぼ単一相であることが確認されたので、この試料を用いて、15°<2θ<110°の範囲でステップスキャンによる粉末X線回折の強度データーを収集し、これを利用してリートベルド法による構造の精密化をおこなった。得られた結果は、単結晶の加圧その場観察から求められたデーターと良い整合性を示した。これより凍結された斜方晶I相の原子配置が明確にとらえられた。この解析に使用した格子定数に、加圧その場観察から得られた結果を加味してこの相の圧縮率を算出した。圧縮率は単斜晶相と比較して小さく、高圧相としての一般的傾向に矛盾しないことが判明した。一度生成した斜方晶【I】

相は空気中の加熱のほか、乳鉢等による摩擦でも容易に単斜晶相に変換することから、この両者はマルテンサイト的相転移により関係づけられることが理解され、斜方晶相凍結の困難さもこれにより説明された。
脳科学による立体図形学習時の具体物操作とディスプレイ映像操作の差異に関する研究

目的:小学生を対象として,図形課題遂行時における脳内ヘモグロビン濃度計測を通して,学習過程の生理学的解明を行う。また並行して計算課題遂行時のヘモグロビン濃度計測を通して,両者の比較を行う。計画:前年度,大学生用に開発・実践した図形課題をもとに,小学生用に難度を調整したジグソーパズル課題を開発する。なお,前年度大学生で実施したディスプレイ課題実験は,小学生の予備調査で難度が高すぎたため,実物課題での実験とし,その特徴について詳細に検討することとする。また,前年度,大学生用に開発・実践した2種類の計算課題(筆算課題,虫食い算課題)の難度を,小学生用に調整する。上記の課題をもとに,図形課題及び計算課題遂行時における,小学生の脳内ヘモグロビン濃度計測を実施し,学習過程の生理学的解明を行う。成果:被験者(小学生4名)に対して,上記の図形課題及び計算課題を用いて,脳内ヘモグロビン濃度計測を実施した。その結果,図形課題では,課題をスムーズに終了した被験者では,oxyHb, deoxyHbとも上昇せず,課題遂行に最も時間を要した被験者ではdeoxyHbの増加が顕著であった。これは,前年度に実施した大学生を被験者とした図形課題実験と同様の結果となった。一方,計算課題では,筆算課題と虫食い算課題遂行時の脳内のヘモグロビン濃度変化は,被験者の難度の感じ方の差異に影響することが示された。課題遂行に非常に時間を要した被験者の場合,deoxyHbの増加が見られ,虫食い算でその傾向は顕著であった。今回は,図形課題と計算課題の関連については,明確な結果を得ることができなかったが,被験者の捉える難度の差が,2種類のヘモグロビン濃度変化の上下変動に対応するという傾向は共通して見られた。また,deoxyHbは各部位の酸素消費によって生じることから,課題遂行時に神経活動が発生している部位の特定の可能性が示されたといえ,学習時の脳内メカニズムの解明につながるものであると考えられる。課題開発:幾何の空間図形学習に関する課題として,見本とする立体を再現する課題を開発した。開発課題は2種類あり,見本が実物の場合(実物課題)と,見本がディスプレイ画面上に示された場合(5方向からの写真)(ディスプレイ課題)である。実験実施:平成17年6月より大学生10名(1825歳)を被験者として光計測装置を用いて実験を行った。左右前額部を中心に格子状に13箇所を同時計測した。実験では,実物課題を4回,ディスプレイ課題を4回試行した。実験終了後,被験者に対して内省記述,さらに必要に応じて口述回答を得た。試行時は,試行過程分析のため,被験者右後方よりデジタルビデオカメラによる録画を行った。光計測装置による計測データは酸素化ヘモグロビン(oxyHb)と脱酸素化ヘモグロビン(deoxyHb)の2種類とし,約1秒間間隔でのデータ取得を試行開始から終了まで継続的に行った。結果分析・研究成果:各被験者の行動観察,被験者の内省,及び光計測装置によるデータをもとに,分析を行った。行動観察より,実物課題に比してディスプレイ課題の所要時間が長く,内省からもディスプレイ課題の方の難度が総じて高いことが明らかになった。また,光計測装置によるデータより,ディスプレイ課題の方により難度を感じている被験者のdeoxyHbの増加が顕著であることなどから,課題の難度の高低がdeoxyHbの増減幅の大小に反映されているのではないかということが示唆された。さらに,見本と作製した立体が同一であるかどうかを目視で確認する時間帯においてdeoxyHbの増加が見られるなど,行動観察や内省では難度の高さが示されなかった時間帯のヘモグロビン濃度の増加が検出された。

今回は,図形課題と計算課題の関連については,明確な結果を得ることができなかったが,被験者の捉える難度の差が,2種類のヘモグロビン濃度変化の上下変動に対応するという傾向は共通して見られた。また,deoxyHbは各部位の酸素消費によって生じることから,課題遂行時に神経活動が発生している部位の特定の可能性が示されたといえ,学習時の脳内メカニズムの解明につながるものであると考えられる。
解剖生理学と行動学を併用した害虫消化管内に寄生するヤドリバエの環境適応機構の解明

多くのヤドリバエが寄主昆虫の体腔に寄生し、寄主体外から酸素を得るためにファネルと呼ばれる漏斗状の呼吸器を形成する。一方、消化管に寄生をするノコギリハリバエはファネルを作らず、寄主の気管を消化管側へ取り込みシュノーケルのように呼吸を行う。ノコギリハリバエだけがファネルを形成しない理由を明らかにするために、前年度までに行ったin vitro実験系をさらに改良して、ファネルが形成されるしくみを調査した。昆虫細胞培地Sf-900 II SFM、アワヨトウ蛹体液(寄主体液)、卵黄、抗生物質、寒天を混合して作製した人工培地にヤドリバエ卵を接種した。体腔に寄生するブランコヤドリバエは、培地でよく発育し、この卵からふ化した幼虫が生体内で形成するのと同様の茶褐色の漏斗状ファネルを培地内で形成した。寄主由来の酵素や血球細胞を除去した寄主体液を加えた培地でもファネルの形成はみられたが、寄主体液を加えない培地ではファネルは全く形成されなかった。従って、血球による包囲化等の寄主の免疫作用によってファネルが形成される可能性は低く、ハエ幼虫自身が寄主体液に作用してファネルを形成すると考えられた。一方、ノコギリハリバエでは、ふ化幼虫は培地内で1齢のまま脱皮しなかったが、寄主体内で1日数日発育させたハエ幼虫を人工培地に接種すると、発育・脱皮(一部は囲蛹化・羽化)した。寄主体液の有無に関わらず、培地で本種幼虫がファネルを形成することは一度もなかった。気管を模した細い紐状のモデルを提示すると、ハエ幼虫は口器でひき寄せる行動を示した。本種は、後方気門の周囲に鍵状のフックを持ち、呼吸の際に気管の取り込み口にからだを固定させる。ノコギリハリバエは消化管という特殊な環境に適応する過程で、シュノーケル呼吸という特殊な呼吸方法やフックという独自の形質を獲得する一方で、ファネルという他のヤドリバエが共通してもつ形質を退化させたのかもしれない。26年度が最終年度であるため、記入しない。ヤドリバエ類は農業害虫(チョウ目幼虫)の体内に寄生して成長する捕食寄生性天敵であり、有望な生物的防除資材としてその効果が期待されている。内部寄生性昆虫の大半が寄主の消化管と表皮の間隙(体腔)に寄生するのに対し、ノコギリハリバエの幼虫は寄主昆虫の消化管(中腸)内に寄生するというユニークな生態をもつ。体腔には生体防御を担う原白血球や顆粒細胞等多数の血球細胞が存在するため、これらを回避するために中腸という特殊かつ極限的な環境に適応したものと考えられる。しかし一方で、チョウ目幼虫の中腸内は強アルカリ性に保たれ、消化酵素に常に晒されることになる。ハエ幼虫が中腸でなぜ消化されずに生存できるのか、その戦略機構は全く分かっていない。本研究では、ノコギリハリバエが中腸という特殊な環境にどのように適応しているのか、その生理学的・行動学的メカニズムについて解明する。初年度である本年度は、寄主となる害虫(アワヨトウ)の摂取する食物が中腸に寄生するノコギリハリバエ幼虫の発育に与える影響を調査した。具体的には、5齢眠まで人工飼料で育てたアワヨトウ幼虫にハエの雌成虫を与えて産卵・寄生させ、その後4種の異なる食草で飼育し、ハエのパフォーマンス(生存率、発育日数、体サイズ、性比等)を比較した。この結果、食草の違いによりハエのパフォーマンスは有意に異なり、ノコギリハリバエの発育が害虫の摂取する食草の影響を受けやすいことが分かった。また、ノコギリハリバエの発育に関わる因子の特定や、消化酵素およびpHに対するハエ幼虫の耐性試験を効率的に行うために、ハエ幼虫を寄主に寄生させるととなくin vitroで飼育する人工培地飼育法の確立を試みた。人工培地内でハエ幼虫が蛹化するまでには至らなかったが、一定時間(数週間)ハエ幼虫を飼育することに成功した。本年度はこの他に、アワヨトウの中腸で活性をもつ消化酵素のスクリーニングを行った。ノコギリハリバエは農業害虫に寄生して成長する捕食寄生性天敵であり、有望な生物的防除資材としてその効果が期待される。他の内部寄生性昆虫の大半が寄主の消化管と表皮の間隙(体腔)に寄生するのに対し、本種の幼虫は寄主昆虫の消化管(中腸)内に寄生するというユニークな生態をもつ。体腔には生体防御を担う原白血球や顆粒細胞等多数の血球細胞が存在するので、これらを回避するために中腸という非常に特殊かつ極限的な寄生環境に適応したものと考えられる。また、寄主の中腸内は嫌気的に保たれているので、呼吸のための酸素獲得が困難となるが、ノコギリハリバエの幼虫は寄主の気管を中腸内に取り込み、これをあたかもシュノーケルのようにして呼吸していることを発見した。本研究の目的は、ノコギリハリバエが中腸という特殊な環境にどのように適応しているのか、そのメカニズムについて解明するとともに、ハエ幼虫が気管の場所を感知し、中腸に取り込むメカニズムについて明らかにすることである。

中腸という特殊な場所に寄生するには、1)呼吸のための酸素の確保、2)強アルカリ環境への耐性、3)消化酵素への耐性、4)寄主の食草に含まれる毒性分子や防御物質への耐性、のようなハードルがあると考えられる。前述したとおり、1)についてはノコギリハリバエの幼虫はシュノーケル呼吸によりこれを克服していることを既に明らかにした。今年度は2)および3)を検証する生理学的実験を継続して行った。ハエ幼虫が一定期間生存することができる人工培地を使って、ハエ幼虫のpH耐性および消化酵素への耐性を試験したところ、現在までのところノコギリハリバエは強アルカリに一定の耐性を持つ可能性が高いことや、一部の消化酵素へ耐性を持つ可能性を示す結果が得られた。4)についてはすでにデータを取り終えており、研究結果を学術論文として発表する予定である。多くのヤドリバエが寄主昆虫の体腔に寄生し、寄主体外から酸素を得るためにファネルと呼ばれる漏斗状の呼吸器を形成する。一方、消化管に寄生をするノコギリハリバエはファネルを作らず、寄主の気管を消化管側へ取り込みシュノーケルのように呼吸を行う。ノコギリハリバエだけがファネルを形成しない理由を明らかにするために、前年度までに行ったin vitro実験系をさらに改良して、ファネルが形成されるしくみを調査した。昆虫細胞培地Sf-900 II SFM、アワヨトウ蛹体液(寄主体液)、卵黄、抗生物質、寒天を混合して作製した人工培地にヤドリバエ卵を接種した。体腔に寄生するブランコヤドリバエは、培地でよく発育し、この卵からふ化した幼虫が生体内で形成するのと同様の茶褐色の漏斗状ファネルを培地内で形成した。寄主由来の酵素や血球細胞を除去した寄主体液を加えた培地でもファネルの形成はみられたが、寄主体液を加えない培地ではファネルは全く形成されなかった。従って、血球による包囲化等の寄主の免疫作用によってファネルが形成される可能性は低く、ハエ幼虫自身が寄主体液に作用してファネルを形成すると考えられた。一方、ノコギリハリバエでは、ふ化幼虫は培地内で1齢のまま脱皮しなかったが、寄主体内で1日数日発育させたハエ幼虫を人工培地に接種すると、発育・脱皮(一部は囲蛹化・羽化)した。寄主体液の有無に関わらず、培地で本種幼虫がファネルを形成することは一度もなかった。気管を模した細い紐状のモデルを提示すると、ハエ幼虫は口器でひき寄せる行動を示した。本種は、後方気門の周囲に鍵状のフックを持ち、呼吸の際に気管の取り込み口にからだを固定させる。ノコギリハリバエは消化管という特殊な環境に適応する過程で、シュノーケル呼吸という特殊な呼吸方法やフックという独自の形質を獲得する一方で、ファネルという他のヤドリバエが共通してもつ形質を退化させたのかもしれない。26年度が最終年度であるため、記入しない。害虫の食べる餌が中腸に寄生するノコギリハリバエの発育に影響を及ぼすことをデータで示すとともに、アワヨトウの中腸で活性をもつ消化酵素の一部を明らかとした。消化酵素や強アルカリへのノコギリハリバエ幼虫の耐性試験を行うための人工培地飼育法の確立に取り組み、一定の成果を残すことができた。ノコギリハリバエが強アルカリに一定の耐性を持つ可能性が高いことや、一部の消化酵素へ耐性を持つ可能性を示す結果が得られており、中腸という特殊な環境に適応するメカニズムの一端が解明できつつある。本年度確立したノコギリハリバエ幼虫をin vitroで一定時間飼育できるシステムを使用し、pH変化および消化酵素に対するハエ幼虫の耐性試験を実施し、ハエ幼虫の発育に関わる因子を特定する。さらに、嫌気的な中腸での酸素獲得手段として、ノコギリハリバエ幼虫は寄主の気管を中腸内に取り込み、シュノーケルのようにして呼吸することがこれまでの研究で分かっている。
淡水産ラン藻が産生する肝臓毒、マイクロシスチンの生理活性発現に関する研究

淡水産ラン藻が生産するマイクロシスチン(MC)はタンパク質リン酸化酵素であるPP1とPP2Aを強力に阻害することにより肝毒性を示すと考えられている。しかし、その発現機構の解明は遅々として進まず、適切な治療法も確立されていない。本研究では、MCによる急性毒性発現機構を解明するため、肝臓中に存在するMCの標的物質、および、その後の毒性発現の過程で関与する物質を明らかとすることを目的とし、同様の酵素阻害剤であるが肝毒性を示さないオカダ酸(OA)と種々比較検討した。1.マウス肝臓中に存在するMC結合タンパク質を網羅的に解析するため、MCを固定化したアフィニティーカラム、二次元電気泳動およびMALDI-TOFMSを用いて分析を行った。結果、多くのタンパク質が検出されたが、さらにOAを用いた競合実験により、PP1とその核依存性調節サブユニットであるNIPP1との複合体のみがマイクロシスチンに特異的に結合するタンパク質であると示唆された。2.肝臓中において、MC投与時にリン酸化が亢進するタンパク質を探索するため、リン酸化部位を特異的にビオチン標識し、アビジンカラムによりアフィニティー精製後、ESI-LC/MS/MSを用いて解析した。結果、あらたなリン酸化タンパク質としてformyltetrahydrofolate dehydrogenaseが検出されたが、これはMC投与時に加えOA投与時においてもリン酸化が亢進していることからPP2A阻害作用により引き起こされたと考えられた。つまりPP2A阻害作用はin vivoにおいては肝毒性には関与しないことが示唆された。3.マウス初代培養肝細胞に対する酸化ストレスの観察を、蛍光プローブDCFH-DAを用いて行ったところ、100nMのMCを10分処理したとき,核の周辺に酸化ストレスに基づく蛍光がみられた。OAは肝細胞に対してあまり酸化ストレスを示さなかった。MCによる酸化ストレスは,比較的短時間にみられ、MCの毒性が,肝臓に対して臓器特異性があることとの関連性に興味が持たれる。本年度の研究実施計画に従って実験を行い、以下の結果を得た。1.マイクロシスチンをリガンドとするアフィニティーカラムの調製毒性を保持していることが確認されているマイクロシスチンのシステイン抱合体を調製し、そのシステインの遊離のアミノ基を用いてNHS活性化樹脂に固定化することによりアフィニティーカラムを調製した。2.上述のアフィニティーカラムを用いて肝臓中に存在するマイクロシスチン親和性タンパク質群の網羅的解析マウス肝ホモジネートを上述のアフイニティーカラムに供し、得られたマイクロシスチン親和性タンパク質群を二次元電気泳動およびMALDI-TOFMSを用いたペプチドマスフィンガープリントにより網羅的に同定した。また、同様のプロティンフォスファターゼ阻害活性を有するが、肝毒性を示さないオカダ酸をあらかじめ反応させたマウス肝ホモジネートをアフィニティカラムに供した結果、プロテインフォスファターゼ1とその核依存性調節サブユニットであるNIPP1との複合体はカラムヘの親和性を残しており、マイクロシスチンへの特異的親和性が示唆された。3.DNAマイクロアレイを用いてマイクロシスチンおよびオカダ酸投与による肝臓中の遺伝子発現状況の網羅的解析マイクロシスチン投与マウスの肝臓からRNAを抽出しDNAマイクロアレイにより観察したが、肝障害が非常に急速に進行し有意な実験結果を得るには至らなかった。4.マイクロシスチンおよびオカダ酸による酸化ストレスの比較検討

マイクロシスチンによるマウス初代培養肝細胞に対する酸化ストレスの観察を、蛍光プローブDCFH-DAを用いて行ったところ、100nMのマイクロシスチンを10分処理したとき、核の周辺に酸化ストレスに基づく蛍光がみられた。一方、オカダ酸は肝細胞に対して酸化ストレスを示さなかった。マイクロシスチンによる酸化ストレスは比較的短時間にみられ、マイクロシスチンの毒性が肝臓に対して臓器特異性があることとの関連性に興味が持たれる。本年度の研究実施計画に従って実験を行い、以下の結果を得た。1.淡水産ラン藻が生産するマイクロシスチンは、リン酸化セリン/スレオニン特異的に作用するタンパク質脱リン酸化酵素であるプロテインフォスファターゼ1と2Aを強力に阻害することにより肝毒性を示すと考えられている。そこで、肝臓中において、マイクロシスチン投与時にセリン/スレオニンリン酸化が亢進するタンパク質の探索を行った。網羅的かつ高感度に分析するため、リン酸化セリン/スレオニン残基を特異的にビオチンで標識し、アピジンカラムによりアフィニティ-精製後、ESI-LC/MS/MSを用いて解析することにより、リン酸化タンパク質の同定およびリン酸化部位の特定を試みた。結果、あらたにリン酸化タンパク質としてformyltetrahydrofolate dehydrogenaseが検出され、これはマイクロシスチン投与時に強く検出されるものの、オカダ酸投与時においてもある程度検出された。この酵素のリン酸化の程度の差が毒性に関与し得るのか、今後検討する必要があると考えられた。2.マウス肝ホモジネートS9画分中にマイクロシスチンを添加したところ、ESI-LC/MS/MS測定によりエポキシ化された代謝物と考えられる物質の増加が観察された。今後、再現性の確認が必要であると考えられる。3.nanoESI-MSによりタンパク質の測定を試みたが、現在のところ安定したデータを得るには至らなかった。4.マイクロシスチンにより引き起こされる酸化ストレスを、マウス初代培養肝細胞を用いて検討したが、今年度は新規なデータを得るには至らなかった。
食用粉を原料とする低アレルゲン性粘土の開発

本研究は、アレルギーを持つ子供や身体障害者が食用粉粘土を使用する際に、アレルギーに悩むことなく使用できる教材の開発を目的とするものである。研究代表者は、市販されている小麦粉粘土や米粉粘土、寒天粘土などを、水分量測定・灰分測定・小麦アレルゲンテスト・デュロメータによる硬度測定・SEMによる観察を実施し、物性測定を行った。そして食品粉の成分表よりアレルゲンとなりうるタンパク質の含有量が少ないデンプン粉に着目し、低アレルゲン性粘土と呼べるデンプン粉粘土の開発を行うことにした。小麦粉を水や添加物で混ぜ合わせた小麦粉粘土は、小麦デンプンがグルテンと呼ばれるタンパク質により結び付けられているため、展延性に優れている。代表的なデンプン粉である片栗粉(ジャガイモデンプン)やコンスターチ(トウモロコシデンプン)は、水を加えることでダイラタント流体へ変化するため、そのまま粘土として使用することは困難である。そこで一部のデンプン粉を水と加熱し、α化(糊化)させたものを、ある割合でデンプン粉へ混ぜ合わせることにより粘土化させた。デュロメータによる硬度測定にて、市販の小麦粉粘土と同等の硬度のデンプン粉粘土となっていることを確認した。これにより作成したデンプン粉粘土は小麦粉粘土のような展延性を得たが、時間経過によりデンプンがβ化(劣化)し、展延性は完全に失われ、造形不可の状態へと変化した。現段階でのデンプン粘土では、長時間の使用(保存後の再使用)や、造形物の作成には不向きと言える。今後の課題として、β化を抑制する添加物の検討・保存性を向上させるための添加物の検討、更に学習教材として重要な要素となる着色や香り付けなどについても検討を行なう予定である。