hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨床における摂食・嚥下障害看護の質評価尺度の開発

【目的】臨床における摂食・嚥下障害看護の質を測定する質評価尺度を作成すること、これらの尺度を用いて認定護師教育課程の教育効果を明らかにするとともに、認定看護師の導入効果を明らかにすることを目的とした。【方法】2006年・2007年登録認定看護師及び所属する病院の看護師に対して、縦断的に摂食・嚥下障害看護質評価度について質問紙調査を実施した。【結果】1.病棟看護師の摂食・嚥下障害看護質評価尺度は、64項目6因子で構成され、項目全体のCronbach'sα係数は0.93であった。2.摂食・嚥下障害看護認定看護師の摂食・嚥下障害看護質評価尺度は、69項目7因子で構成され、項目全体のronbach'sα係数0.98であった。3.これらの質評価尺度を用いて認定看護師教育課程の教育効果を評価した結果、2006年登録認定看護師において、教育課程修了7ケ月と比較して、修了1年7ケ月後には、第II因子(退院調整に必要なアセスメント・実施)、第III因子(先行期・準備期・口腔期・食道期障害に対する摂食・嚥下リハビリテーションの実施)、第V因子(リスク管理のアセスメント)、第VI因子(評価・指導・相談・看護チームのコーディネート)、第VII因子(医療チームとのコーディネート)の平均得点が有意に高くなった。4.修了1年7ケ月後において、認定看護師の導入によって病棟看護師の摂食・嚥下障害看護の質の向上に影響する要因について重回帰分析を実施した。尺度全体の合計得点には、摂食・嚥下障害看護経験年数や臨床経験年数が長い、言定看護師の摂食・嚥下障害看護質評価尺度の合計得点が平均値以上であることが影響していた。【考察】開発した臨床における摂食・嚥下障害看護質評価尺度は、妥当性と信頼性が確認された。また、認定看護自の摂食・嚥下障害看護の質を向上させるための認定看護師教育課程におけるカリキュラムの改善内容が示唆された。本研究は、摂食・嚥下障害看護認定看護師及び病棟看護師の摂食・嚥下障害看護の質を評価する尺度を開発することを目的とした。倫理的手続きとして、愛知県立看護大学研究倫理審査委員会の承認を得て実施した。質評価尺度は、Donabedianの医療における質評価モデルのストラクチャー・プロセス・アウトカムのうちプロセスに焦点を当て、国内外の著書・文献及びエキスパート13名の意見を基に、認定看護師用76項目と病棟看護師用70項目を作成した。次に、認定看護師29名と認定看護師が勤務する病棟看護師559名に対し郵送法で調査をした。認定看護師28名(有効回答26名)、病棟看護師349名(有効回答293名)の回答を得た。認定看護師には、再現性を確認するために再調査をした。評価尺度は、4段階尺度で頻度に応じて尺度値をあてはめ統計処理をした。認定看護師の評価尺度の合計得点は、平均190.6±46.4点であった。サンプル数が少ないため因子分析ができなかったが、再現性はKappa係数0.2840.881であった。

病棟看護師の質評価尺度の合計得点は、平均151.3±39.7点であった。因子分析では、「転院先スタッフへの教育」の項目だけが共通性0.4未満であった。GP分析では、各項目で有意差があった。I-T相関分析ではr=0.2660.718であった。構成概念妥当性を因子分析(主因子法、バリマックス回転)で確認した結果、10因子が抽出された。サンプル数を増やして、認定看護師及び病棟看護師の摂食・嚥下障害看護の質を評価する尺度を精緻化する必要性があると考えられた。【目的】臨床における摂食・嚥下障害看護の質を測定する質評価尺度を作成すること、これらの尺度を用いて認定看護師教育課程の教育効果を明らかにするとともに、認定看護師の導入効果を明らかにすることを目的とした。【方法】2006年・2007年登録認定看護師及び所属する病院の看護師に対して、縦断的に摂食・嚥下障害看護質評価尺度について質問紙調査を実施した。【結果】1.病棟看護師の摂食・嚥下障害看護質評価尺度は、64項目6因子で構成され、項目全体のCronbach's α係数は0.93であった。2.摂食・嚥下障害看護認定看護師の摂食・嚥下障害看護質評価尺度は、69項目7因子で構成され、項目全体のCronbach's α係数0.98であった。3.これらの質評価尺度を用いて認定看護師教育課程の教育効果を評価した結果、2006年登録認定看護師において、教育課程修了7ケ月と比較して、修了1年7ケ月後には、第II因子(退院調整に必要なアセスメント・実施)、第III因子(先行期・準備期・口腔期・食道期障害に対する摂食・嚥下リハビリテーションの実施)、第V因子(リスク管理のアセスメント)、第VI因子(評価・指導・相談・看護チームのコーディネート)、第VII因子(医療チームとのコーディネート)の平均得点が有意に高くなった。4.修了1年7ヶ月後において、認定看護師の導入によって病棟看護師の摂食・嚥下障害看護の質の向上に影響する要因について重回帰分析を実施した。尺度全体の合計得点には、摂食・嚥下障害看護経験年数や臨床経験年数が長い、認定看護師の摂食・嚥下障害看護質評価尺度の合計得点が平均値以上であることが影響していた。【考察】開発した臨床における摂食・嚥下障害看護質評価尺度は、妥当性と信頼性が確認された。また、認定看護師の摂食・嚥下障害看護の質が向上できるための認定看護師教育課程におけるカリキュラムの改善内容が示唆された。
流動場における二成分臨界混合物の分光学的研究

本研究では,混合液体の転移点近傍における熱的ゆらぎと流動の動的結合に起因する非ニュートン効果,流動下不均一構造のモルフォロジーとそのレオロジー的応答,平衡から遠く離れた非平衡定常状態における散逸過程など,シェア流の存在によってはじめて現れる諸効果を,主に分光学的実験とレオロジー的手法によって調べ,その知見を相転移の普遍性に基づいて検討した。分子性液体混合物及び界面活性剤ミセル溶液の2液相分離(スピノ-ダル分解)過程における位相差及び蛍光顕微鏡観察とその画像処理から,臨界点近くでのパーコレーション構造に関する貴重な知見を得た。また熱的揺らぎを,この種のパーコレートしている物理的クラスターと見なすことにより,その静的及び動的光散乱挙動を調べた。他方,混合液体の相分離過程における濃度ドメインは,流動方向に極端に引き延ばされた,いわゆるstring相を形成する。このstring相の形成は,シェアが濃度ドメインの界面の不安定性を抑制する結果であり,シェアの解放(流動停止)によって適当なサイズに破砕し,界面張力によって再び等方的な球状ドメインを形成することが明らかとなった。この流動下での濃度ドメインの変形に関する光散乱実験から,界面の異方性に関する知見を得ている。この種のフラクタル的濃度ドメインの大変形に伴う粘性挙動はニュートン流体的振舞いをし,その二相流の粘性挙動が小貫理論に基づく非線形方程式に従うことは極めて興味深い結果であった。他方,同軸円筒型光散乱セルに封入されたシェア流の下での動的光散乱実験から,その静止内壁近傍の試料溶液に対する時間相関関数は背景流速の寄与を殆ど反映しないことなど,流動場における時間相関関数についての興味深い知見を得た。本研究課題実施期間の2年間における研究報告は学会誌等で18件,国際会議を含む学会発表等14件であった。本研究では,分子性溶液イソ酪酸+水系と,洗剤に代表される界面活性剤ミセル水溶液系の両者について,流動と相転移との動的カップリングに起因する諸効果、主にそのレオロジー的挙動を相分離濃度ドメインの位相差及び蛍光顕微鏡観察とその画像処理,流動下光散乱実験,及び粘性率の測定から調べた。また,静止下でのミセル溶液系について,動的クラスターモデルに基づく解析を行い,この種の超分子構造を含む,いわゆる“複雑液体"の2液相転移点近傍での動的性質を普遍性の立場から調べた。この調査は,流動下でこの種の複雑液体の挙動を明かにする上でも不可欠な実験的研究である。イソ酪酸+水系の臨界組成溶液を用いて,シェア流の下での相分離濃度ドメインからの前方散乱パターンを画像解析し,それらの濃度ドメインからの散乱がPorod則に従うことを見い出した。この流動下濃度ドメインはズリ速度を大きくするに従い,極端な異方性を示すようになる。本研究では,この種の濃度ドメインを含む流動下での見掛けの粘性率を温度の関数として調べた。得られた結果から,流動下2液相分離溶液の見掛けの粘性挙動が,両相ドメインの界面におけるズリ応力のバランスと濃度ドメインの時間発展を考慮して計算されたOnukiのレオロジー方程式に従うことが分かった。一方,界面活性剤ミセル溶液を用いて,熱力学的不安定領域に移行された2液混合系の異方性散乱と見掛けの粘性挙動を調べた。ズリ速度Sの下で,熱力学的準安定及び不安定領域に移行されたときの粘性は,移行後の時間t【similar or equal】S^<-1>で極大を示し,その後時間とともに減衰し,定常値に至る。

この定常状態での粘性の温度依存性もまた,温度と濃度の広い範囲でOnukiのレオロジー方程式に従うことが分かっ本研究では,混合液体の2液相転移に関する臨界点近傍において,相転移と流動場との結合に起因する諸効果を,相転移現象の普遍性に基づいて調べることを目的とし,主にその顕微鏡観察,粘性測定,及び光散乱実験を行った。本研究で得られた主な結果の概要は,(1)混合液体の共存曲線内部における熱力学的不安定領域で出現する濃度ドメインは,流動下ではその流動方向に極端に引き延ばされた,いわゆるstring相を形成すること,(2)このstring相形成に伴う,いわゆる二相流の粘性挙動は,濃度ドメインの界面におけるずり応力のバラスを考慮した小貫理論の予測とほぼ合致すること,(3)ポリスチレン・ラテックス希薄水溶液を用いた流動下ブラウン運動に関する時間相関関数の測定から,その挙動が光学的条件及び流速に大きく依存することなどが分かった。このポリスチレン・ラテックス希薄溶液を用いた,流動下動的光散乱の実験的研究は本研究課題に密接に関連する,流動下における熱的ゆらぎの減衰率に関する知見を得ることを目的として行われた。以上の実験的研究から,相分離濃度ドメインのstring相の形成は,シェア流が濃度ドメインの界面の不安定性を抑制する結果であり,このstring相はシェアの解放(流動停止)によって適当なサイズに破砕し,界面張力によって再び等方的な球状ドメインを形成すること,また,この種のフラクタル構造をもつ相分離濃度ドメインの大変形に伴う粘性挙動はニュートン流体的振舞いをし,その二相流の粘性挙動が臨界普遍性に基づく共存二相のそれぞれの粘性率及び体積分率を用いて記述できること,回転型同軸円筒セルの内壁に極めて近い領域の溶液試料に対する動的光散乱実験から見積もられた核散係数は,背景流速の寄与を殆ど反映しないことなどの,流動場における流体についての興味深い知見を得た。
粒状体「個別要素法」解析のアルミ棒積層体を用いた実験による検証

個別要素法は、円盤やブロックなどの接触点での力学特性をモデル化して不連続体の挙動をシミュレ-トするものであり、砂のような粒状体や不連続性岩盤などの挙動を解析するものである。しかし、個別要素法で用いられる粒子間の係数値(弾性定数、粘性係数、摩擦係数)や粒子径などは解析値が得やすいように適当に決めているのが現状のようである。そこで、本研究で得られた研究成果の概要を以下に記す。1.粒子間の接触理論などに基づいて、可能な限り正確なアルミ丸棒の粒子間の弾性定数を定めた。また、実際の粒子の挙動に近い状態で粒子間の摩擦係数を測定する方法を考案した。2.個別要素法の定量的検証実験として、まず等径アルミ丸棒を規則配置した試料に対する一面せん断試験を行い、上記の可能な限り正確な係数値を用いた個別要素法によるシミュレ-ション解析結果と比較した。これより、個別要素法がかなり高い精度で最密充填等径丸棒の一面せん断試験を定量的にシミュレ-トできることがわかった。今後は異径アルミ丸棒のランダム充填の場合についても、同様の検証実験を行っていきたい。3.超軽量なブロック状盛土材料であるEPS(発泡スチロ-ル)ブロックよりなる模型地盤の室内試験を行なうとともに、個別要素法と有限要素法によって解析した。これより、EPSブロックの集合体の挙動を解析するには、不連続体としての挙動を説明できる個別要素法の方が適当であることがわかった。個別要素法は、粒子間の接触点での力学特性をモデル化して粒子の挙動を直接シミュレ-トするものであり、砂のような粒状体の粒子性を直視した解析法といえる。しかし、個別要素法で用いられる粒子間の係数値(弾性定数、粘性係数、粒子間摩擦係数)や粒子径などは解析値が得やすいように適当に決めているのが現状のようである。そこで、本年度の研究実績を以下の記す。1.2次元粒状体モデルとしての各種径のアルミ丸棒およびテフロン丸棒を試料として二軸圧縮試験を行った。その結果、(1)粒子径を相似的に大きくした同じ混合比、同じ間隙比のアルミ丸棒積層体の応力ひずみ関係は類似したものとなること、(2)粒子表面摩擦の異なるアルミ丸棒とテフロン丸棒積層体の応力ひずみ関係は大幅に異なること、などが明らかにされた。2.粒子間の接触理論などに基づいて、可能な限り正確なアルミ丸棒の粒子間の係数値を定めた。すなわち、法線方向の弾性定数Knは2円柱および円柱と板の接触理論から算出し、接線方法の弾性定数Ksは表面に凸凹がある2円柱の接触理論に、二軸圧縮試験のアルミ丸棒1本当たりの作用力を考慮して算出した。粒子間摩擦係数は、アルミ丸棒どうし、あるいはテフロン丸棒どうしを斜面上ですべらせる実験により求めた。3.上記のようにして定めたアルミ丸棒の係数値を用いて、二軸圧縮試験の個別要素解析を行ったが、解は発散して得られなかった。そこで、弾性定数を小さくし粒径を大きくさせて解析値を得た。その理由は、解析の時間刻みを大きくさせて解を収束させることにある。実験値と解析値はある面では対応するが、粒子間摩擦係数の影響などについては解析値は評価できないようである。今後、検討を続けたい。上記の研究課題に関連した本年度の研究実績を以下に記す。1.粒状体の2次元モデルとしての各種丸棒(アルミ棒、テフロン棒、アクリル棒)の粒子間摩擦角φμを実際の粒子の挙動に近い状態で決定するため、次にような測定法を考案した。

すなわち、等径の丸棒を通常の一面せん断試験の上部載荷板と下部底板に並べて接着し、せん断変位を与えて下部粒子の上に上部粒子を乗り上がらせる。このとき、測定されたせん断・垂直応力比τ/σ_Nと粒子接点角θ(せん断変位x、鉛直変位yと関係がある、tanθ=dy/dx)と粒子間摩擦角φμの関係から、φμの値を算定するものである。2.個別要素法の定量的検証実験として、等径アルミ丸棒を規則配置した試料に対する一面せん断試験を行い、個別要素法によるシミュレ-ション解析結果と比較した。なお、せん断箱側面の摩擦および粒子回転がせん断・垂直応力比に及ぼす影響についても検討した。これより、(1)個別要素法はかなり高い精度で最密充填等径丸棒の一面せん断試験を定量的にシミュレ-トできる、(2)粒子が滑りを伴なわないで回転する(転がる)場合、粒子間摩擦のモ-ビライゼ-ションが低下し、せん断強度が低下する、ことなどが明らかになった。3.超軽量なブロック状盛土材料であるEPS(発泡スチロ-ル)ブロックよりなる模型地盤の室内試験を行なうとともに、個別要素法と有限要素法によって解析した。これらり、EPSブロックの集合体の挙動を解析するには、有連続体としての挙動を説明できる個別要素法の方が適当であることがわかった。
高等学校理科生物基礎における形成的アセスメント

研究目的・方法・成果本研究では,形成的アセスメントを主体とする授業設計を行い,生徒の学習成果をポートフォリオとして収集保存し評価し,その有効性を明らかにすることが目的である。なお,高等学校全日制課程普通科2年生が履修する理科「生物基礎」を対象に行った。研究対象校の生徒群は,多様な進路希望を有しており,生徒間に大きな学力差が見られるのが特徴である。そこで生徒同士による学び合い,高め合うことをねらいにジグソーメソッドを活用した協同学習を取り入れた。また,設定したパフォーマンス課題に対して評価規準を明確にしたルーブリックを事前提示した。その際,海外で使用されている教材や評価ツール等を日本版に改変し取り入れた。単元は「体内環境の維持」,「生物の多様性」とした。なお総合的な学習の時間の内容と連動させることも試みた。初めに単元設計テンプレートを作成し,最終的なゴールを明確にさせるため,初回にガイダンスを実施した。課題は,レポート作成およびプレゼンテーションソフトを使用した作品制作とした。課題に取り組む過程で自己・相互評価を実施し,その結果を生徒ヘフィードバックさせたことで,学習の質的向上に繋がった。アセスメントツールに基づいて作成された生徒の成果物(レポート,評価シート,作品等)は,デジタルポートフォリオとして保存した。このポートフォリオは今後大学入試で活用が予定されている「高校段階の学習成果を把握するための参考資料」の一部となり得ると考える。また,授業時のノート内容,特に単元最後の振り返りの記述内容の充実も見られ,授業に対する意欲・関心等の情意面の育成の向上も確認された。形成的アセスメントを導入することで,教員の指導のみならず生徒の学習調整能力の向上にも有効であることが示唆された。本研究の成果は,研究対象校の校内研修会,学外研究発表会で報告した。今後は,さらに実践研究論文としてまとめ,学会誌への投稿することで広く公開していく予定である。
インスリン分泌における蛋白燐酸化の役割の解明-蛋白脱燐酸化酵素阻害剤を用いて

【目的】インスリン(I)分泌における蛋白燐酸化の役割の解明のために蛋白脱燐酸化酵素阻害剤[カリクリンA(CLA)、オカダ酸(OA)およびカンサリジン(CT)]を用いてラット膵島からのI分泌、グルコース(G)の代謝、細胞内Caイオン濃度、cAMP産生について検討した。【結果】1.無処置膵島の実験(1)KRB buffer中で1時間のbatchincubationにおいて10 mM GにようI分泌はCLA、OAおよびCTの強さの順で濃度依存性に抑制された。ジアゾキサイドと25 mM Kを含む溶液中では、GによるI分泌は約2倍に増加した。この分泌も3つの蛋白脱燐酸化酵素阻害剤によりコントロール溶液中で得られたのとほぼ同じIC_<50>で抑制された。(2)OA(1 μM)はGによるCO_2産生に影響しなかった。(3)CLA(0.2 μM)とOAはGまたは高Kによる細胞内Caイオン濃度変化に影響しなかった。(4)OAは3 mMまたは10 mM GによるcAMP産生を約20%抑制したが、10 mM Gに対してのみ有意であった。2.permeabilized isletsの実験(1)glutamatebuffer中のCaイオン濃度を10^<-7>Mから10^<-5>Mに上げるとI分泌は約50%増加した。OAを添加すると10^<-7>M CaではI分泌量は4.5倍に、10^<-5>M Caでは2.0倍に増加した。以下の実験では10^<-7>M Ca存在下で行った。フォルスコリン(1 μM)の添加は有意なI分泌の増加を起こさず、さらにOAを加えると分泌の増加がおこったが、OA単独の場合と有意差はなかった。TPA(162 nM)の添加はI分泌を4.2倍に増加し、さらにOAを加えると増幅作用がみられた。【考察】本研究からGによるI分泌の蛋白脱燐酸化酵素阻害剤による抑制がcAMPの減少と刺激-分泌連関の細胞内Caイオン濃度上昇後の段階に関与していることが示唆された。すなわち1型の蛋白脱燐酸化酵素はグルコースによるcAMP濃度の上昇やCa濃度上昇後の段階の促進に重要な役割を果たしていると考えられた。インスリン分泌の細胞内情報伝達における燐酸化された蛋白の役割に関して、特異性のある脱燐酸化酵素阻害剤のオカダ酸(OA)を用いて検討した。既にOAがブドウ糖(G)によるインスリン分泌を濃度依存性に抑制することを報告したが、本研究では1μM OAの(1)ブドウ糖の代謝と(2)セカンドメッセンジャーの細胞内カルシウム(Ca)濃度に及ぼす影響を検討した。(1)コラゲナーゼ法でラットより単離した10個ずつの膵島を用いてD-[^<14>C(U)]-Gを含む3or10mMG±OAの条件下でCO_2産生を測定した。CO_2産生は3mMGで41.5±3.0であったが、10mMGの添加により258.9±15.1 pmoles/10 islets/hと増加した。

OAを加えてもそれぞれ43.5±3.0と245.6±14.0pmoles/10 islets/hであり、有意な変化はなかった。(2)5μM fura2/AMを加えたHepes入りKRB buffer中で膵島を30分間incubationした後、蛍光顕微鏡のステージ上にマイクロピペットの先端に膵島を固定し、340nmと380nmで励起して340/380比を測定したところ、10mMGによりCa濃度は上昇したが、OAを加えても変化はなかった。当初予定の半分以下の実験しかできなかったが、それはfura2を用いた細胞内Ca濃度の測定が単離細胞ではよく行われているが、膵島のように多くの細胞からなる組織ではほとんど報告がなかったため、試行錯誤を繰り返し、実験系の確立に多くの時間を費やしたからである。しかし、新しい実験系が確立したことにより今後の実験は順調に進展するものと思われる。インスリン分泌の細胞内情報伝達における蛋白の燐酸化の役割を明らかにするために脱燐酸化酵素阻害剤のオカダ酸とカリクリンAのβ-escinで細胞膜の透過性を高めた膵島からのインスリン分泌に及ぼす影響を検討した。(1)Ca濃度を0.1μMから10μMに増加するとインスリン分泌は1.2ng/5 islets/hから1.9ng/5 islets/hに増加した。オカダ酸(1μM)を加えるとインスリン分泌はそれぞれのCa濃度で4.8倍と2.8倍に増幅された。(2)0.1μMCa濃度でオカダ酸とカリクリンAは0.1-1μMの濃度で濃度依存性にインスリン分泌を増幅した。最大効果はそれぞれ1μMと0.5μMで得られた。(3)0.1μMCa濃度でオカダ酸が惹起したインスリン分泌はアデニレート・サイクレースの活性化剤のフォルスコリン(1μM)によって影響されなかった。またCキナーゼの活性化剤のTPA(100nM)はさらに増幅した。以上の結果は蛋白の燐酸化の増強がβ-escinで細胞膜の透過性を高めた膵島からのインスリン分泌を増幅すすることを示しており、以前に正常膵島でオカダ酸とカリクリンAがインスリン分泌を抑制したことと併せて考察すると蛋白の燐酸化の増強は刺激-分泌関連のCa濃度の上昇の前後の少なくとも2ケ所で正反対の作用をすると考えられた。インスリン分泌の細胞内情報伝達における蛋白の燐酸化の役割を明かにするために脱燐酸化酵素阻害剤のオカダ酸の膵島からのアミノ酸によるインスリン分泌、細胞内Ca濃度変化およびcAMP産生に及ぼす影響を検討した。(1)インスリン分泌実験:60分間のbatchincubationにおいてグルコースを含まないKRB溶液中でのインスリンの基礎分泌量は0.95±0.08ng/3islets/hであった。アルギニン(20mM)とαケトイソカプロン酸(10mM)はそれぞれ4.9±0.3ng/3islets/hと7.4±0.3ng/3islets/hのインスリン分泌をおこした。オカダ酸は前者を0.1μMで41%、0.5μMで77%、そして1μMで84%抑制した。後者に対しては0.1μMでは効果なく、0.5μMで22%、そして1μMで30%抑制した。(2)細胞内Ca濃度測定実験:3mMグルコース存在下、細胞内Ca濃度は97±7nMであったが、グルコースを除くと116±10nMになった。アルギニンの添加により38nM増加し、αケトイソカプロン酸では41nM低下した後71nM増加した。
ハンチントン病の分子病態におけるp62(A170)の関与と治療への応用

p62(A170)過剰発現PC12細胞,p62(A170)欠失皮膚線維芽細胞を用いた細胞レベルでの研究異常Httを培養細胞に導入する.とp62(A170)発現量を増加させることを明らかにし,Httの細胞内処理にp62(A170)が要求されることが示唆された.p62-DsRed過剰発現PC12細胞を構築し、細胞内での挙動を観察した.タンパク分解抑制およびHttやsynucleinなど異常タンパク発現時に凝集体を作りやすい性質が認められた.この結果をもとに,p62(A170)欠失皮膚線維芽細胞および正常細胞に,GFP付加異常Htt,GFP付加正常Httを発現させ,凝集体の形成過程の検討,p62(A170),ユビキチンの免疫染色等を行った.患者由来細胞ではプロテアソーム活性が低下していること,カテプシン活性が上昇していることを確認した.正常者5名,ハンチントン病(HD)患者8名の皮膚線維芽細胞を用いて,p62(A170)および細胞死おタびダンパク分解に関与する分子の発現量を検討し,発現量に差があることを確認した(投稿準備中).また,遺伝子導入細胞と同様の細胞内構造物が患者由来の線維芽細胞でも認められた.p62(A170)KOマウスとHDモデルマウスの交配による,臓器レベル,個体レベルでの研究.上記2種のマウスの交配により,p62(A170)を欠失し,かつ異常Httを有するモデルマウスが生誕する.現在,2種のマウスの交配に成功し,目的とするマウスがすでに生誕,形態学(電顕を含む),免疫組織化学による検討を行っている.個体レベルの現象として歩行異常などの神経症状,寿命の長短も検討中であるが,少数個体での検討では,優位な差を認めていない.さらに別系統のHDマウスとの交配実験を他施設と協同で進行中である.1.p62(A170)欠失皮膚線維芽細胞,および患者皮膚線維芽細胞を用いた細胞レベルでの研究.p62(A170)欠失皮膚線維芽細胞および正常細胞に,GFP付加異常Htt, GFP付加正常Httを発現させ凝集体の形成過程を,経時的に蛍光顕微鏡で観察した.また,p62(A170),ユビキチン等の免疫染色を行った.この実験で,異常Httがp62(A170)発現量を増加させることを明らかにし,Httの細胞内処理にp62(A170)が要求されることが示唆された.また,同様の細胞内構造物が患者由来の線維芽細胞でも認められた.同時に患者由来細胞ではプロテアソーム活性が低下していること,カテプシン活性が上昇していることを確認した.2.p62(A170)の発現誘導システムの検討パーキンソン病治療薬であるdeprenylが,ヒト細胞においてPI3K-Nrf2システムを介してp62(A170)の発現量を増加させることを確認した.このシステムはp62(A170)の発現量増加のみならず,種々の抗酸化蛋白群の発現量を増加させることも見い出し,ハンチントン病(HD)など神経変性疾患に対しての有望な細胞保護システムと考えられた.これに関してはすでに論文発表した(Nakaso-K, et al., BBRC 2006).3.p62(A170)K0マウスとHDモデルマウスの交配による,臓器レベル,個体レベルでの研究.上記2種のマウスの交配により,p62(A170)を欠失し,かつ異常Httを有するモデルマウスが生誕する.現在,2種のマウスの交配に成功し,目的とするマウスがすでに生誕,形態学(電顕を含む)、免疫組織化学による検討を行っている.また,個体レベルの現象として歩行異常などの神経症状,寿命の長短も検討中である.1.p62(A170)欠失皮膚線維芽細胞,および患者皮膚線維芽細胞を用いた細胞レベルでの研究.異常Httを培養細胞に導入するとp62(A170)発現量を増加させることを明らかにし,Httの細胞内処理にp62(A170)が要求されることが示唆された.この結果をもとに,p62(A170)欠失皮膚線維芽細胞および正常細胞に,GFP付加異常Htt, GFP付加正常Httを発現させ,凝集体の形成過程の検討,p62(A170),ユビキチン等の免疫染色,各種酵素活性を測定した.患者由来細胞ではプロテアソーム活性が低下していること,カテプシン活性が上昇していることを確認した.また,遺伝子導入細胞と同様の細胞内構造物が患者由来の線維芽細胞でも認められた.現在,患者皮膚線維芽細胞検体数を追加し,多数例での検討を施行中である.2.p62(A170)の発現誘導システムの検討パーキンソン病治療薬であるdeprenylが,ヒト細胞においてPI3K-Nrf2システムを介してp62(A170)の発現量を増加させることを確認した.このシステムはp62(A170)の発現量増加のみならず,種々の抗酸化蛋白群の発現量を増加させることも見い出し,ハンチントン病(HD)など神経変性疾患に対しての有望な細胞保護システムと考えられた.これに関してはすでに論文発表した.

現在,Nrf2過剰発現細胞を構築し,異常Httによる細胞毒性に対し抵抗性を示すことを証明する実験が進行中である.3.p62(A170)KOマウスとHDモデルマウスの交配による,臓器レベル,個体レベルでの研究.上記2種のマウスの交配により,p62(A170)を欠失し,かつ異常Httを有するモデルマウスが生誕する.現在,2種のマウスの交配に成功し,目的とするマウスがすでに生誕形態学(電顕を含む),免疫組織化学による検討を行っている.個体レベルの現象として歩行異常などの神経症状,寿命の長短も検討中であるが,少数個体での検討では,優位な差を認めていない.現在,凝集体の構成成分に関して,ユビキチンプロテアソーム系,リソソーム系関連分子を中心に検討を進めている.p62(A170)過剰発現PC12細胞,p62(A170)欠失皮膚線維芽細胞を用いた細胞レベルでの研究異常Httを培養細胞に導入する.とp62(A170)発現量を増加させることを明らかにし,Httの細胞内処理にp62(A170)が要求されることが示唆された.p62-DsRed過剰発現PC12細胞を構築し、細胞内での挙動を観察した.タンパク分解抑制およびHttやsynucleinなど異常タンパク発現時に凝集体を作りやすい性質が認められた.この結果をもとに,p62(A170)欠失皮膚線維芽細胞および正常細胞に,GFP付加異常Htt,GFP付加正常Httを発現させ,凝集体の形成過程の検討,p62(A170),ユビキチンの免疫染色等を行った.患者由来細胞ではプロテアソーム活性が低下していること,カテプシン活性が上昇していることを確認した.正常者5名,ハンチントン病(HD)患者8名の皮膚線維芽細胞を用いて,p62(A170)および細胞死おタびダンパク分解に関与する分子の発現量を検討し,発現量に差があることを確認した(投稿準備中).また,遺伝子導入細胞と同様の細胞内構造物が患者由来の線維芽細胞でも認められた.p62(A170)KOマウスとHDモデルマウスの交配による,臓器レベル,個体レベルでの研究.上記2種のマウスの交配により,p62(A170)を欠失し,かつ異常Httを有するモデルマウスが生誕する.現在,2種のマウスの交配に成功し,目的とするマウスがすでに生誕,形態学(電顕を含む),免疫組織化学による検討を行っている.個体レベルの現象として歩行異常などの神経症状,寿命の長短も検討中であるが,少数個体での検討では,優位な差を認めていない.さらに別系統のHDマウスとの交配実験を他施設と協同で進行中である.
技術リスクの未然防止と事後対策の両面での技術の方向づけにみる日本的特徴

前年度までの成果を受け、今年度は、リスク回避の施策の費用/効果を評価する手順を日米両国の間で比較し、高度技術に対する市民の理解を深め、さらに、科学的評価プロセスへの信頼度が社会的コミニュニケーションの構図により決定されていることを明らかにし、リスク低減対策のいずれが高度技術リスクとの共存の可能性を高めるかを考察した。有害物質による土壌汚染や廃棄物埋立処分場の事故に際し米国では汚染者責任の明決な判定、行政による清浄化の代行、資金の汚染者からの回収が行われ、厳格な汚染者責任が運用されているのに対し、日本では処分場の構造指針・技術指針が徹底し、未然防止対策が適正に実行されているとの解釈から事後対策が試みられた例も極少ない。しかし、広域処分場で地下水汚染が発見された現在では、その対応の一つとして適正処埋困難物の概念の延長上にあるProduct Life-cycle Assesmentの概念を未然防止策として認識する必要性がある。また、有害化学物質の各種法規制の変遷をまとめ、リスクアセスメントを導入するための課題として、不確実性に対する共通の前提、物質の製造から処分の過程で発生するおそれのある健康影響を判断する専門家会議、アセスメントの結果を利用・解釈する手順を抽出した。最後に、先進国ドイツとの比較を行うことで平成3年に整備されたリサイクル法が対象指定主義の特徴をもつことを明らかにし、循環型社会システムの構築のためには製造業者-流通業者-再生資源業者-処理業者・清掃部局のそれぞれが担うべき協調的役割とそのなかでも特に消費者モニター制度と生協や業界団体の担う逆流通システムづくりへの課題を充電乾電池を例としてまとめた。日本は今後場合によっては既存の社会システムを大幅に変革する必要性にせまられる。日本社会の貢献が高度技術社会の展望のなかで見通し得るものであって欲しいものである。
東アフリカ都市におけるエリート・シングルとハウスガールの「同居家族」の研究

後半より研究発表を開始し、11月にはアフリカの性と題しセクシュアリティに関して、12月にはアフリカの女子の環境、ハウスガールにも言及し関する報告を一般にむけて行った。1月末には国際シンポジウムにてハウスガールの現状について発表し、2月3月には子連れでケニア・ナイロビに赴き実地調査を遂行することができた。ナイロビにおいてはハウスガール、ハウスメイドさんら、また雇い主らを訪問してインタビューを重ねた。これまでの調査で、ハウスガールとなる人々の背景の特徴、雇用される側、する側の諸問題や関係性の在り方、ジェネレーションによって異なる問題のありか、などが見えてきている。ケニア、ウガンダにおいては研究協力者と会い、その後もつねに連絡を密にとっている。本科研は3年間の予定で組まれており、1年目は国際学会出席のかわりに国際シンポジウムに変更、などがあったが国際的に成果を発信でき、想定外にウガンダにおいて本課題に協力してくれる研究者とも巡り会うことができた。2年目は本課題代表者の出産のために予定していた夏季調査、国際学会発表ができず本課題の遂行が遅れてしまったが、1年目に行った研究打ち合わせ時の新たな現地研究者との出会いをもとに、最終年にウガンダ人研究者3人と共同して国際学会にてパネルを開催できることになり、本課題が想定以上に国際的協働のもと発信されることになった。当初の予定どおり、年度初めにはケニア・ウガンダの研究者らと研究連絡をとりつつ準備をし、夏期にケニア・ウガンダにおいてハウスガールに関する調査を行った。ナイロビ・スラムにおけるハウスガール経験者へのインタビュー、雇用側のインタビューを実施した。ナイロビではNdegwa Mundia(ディアンキマティ工科大学GIS地理学)より調査協力を得た。ウガンダ・カンパラにおいてはハウスガール雇用側のインタビューを実施し、またマケレレ大学にてPeter Akeyteleza,地域別協力者Christine M Mpyangu氏らと共同研究会を開催した。11月初旬には他のファンドを得て本研究の地域別協力者であるNdegwa氏、またDick Olango (建築家)も招待しいくつかのファンドをえて2017年11月4ー5日にInternational symposium "Family Transformation in Rapidly Developing Asia-Africa Societies Faced with Economic Disparity, Urbanization and War"と題し国際シンポジウムを開催し、アフリカにおける家族の形態の変化、という大きな文脈からハウスガールとエリート家庭の事例を議論を試みた。年度末にはハウスガールに関する小論を出版した。もとより予定していたとおり、夏期における現地調査の実施、また国際学会の参加はかなわかったものの、そのかわり別のファンドを取得し、自身の本務先の研究所にて地域別研究者ふたり、あらたなウガンダの若手研究者を招聘し国際シンポジウムを実施し、その成果も年度内に出すことができた。次年度は、代表者が6月に出産予定であることから当初予定していた7月の国際学会の参加は自身はかなわず、夏の調査は年度末に延期することとなる。しかし現地の研究者との連絡はEメール等でひきつづき行っていく。ケニア、ウガンダにおける二大新聞のウェブ版より情報も常に収集、分析を行い年度末2月3月の調査に備えたい。当初の予定では、代表者がモスクワで開催予定の国際学会に参加予定をしていたが、別のファンドをとり、日本に招聘して国際シンポジウムを開催することになったことが主たる理由である。次年度は、初年度に購入できなかった携帯パソコンを購入し、またケニア・ウガンダ調査、英国での文献調査を当初の予定より長めの旅程で行う予定である。
ロッドバンドル内低流速気液二相流の流動特性と界面積濃度輸送機構解明に関する研究

本研究は、フォーセンサ・光学プローブ計測系統を開発・整備し、6×6ロッドバンドル内低流速多次元気液二相流における局所流動特性値の測定を行い、データベースを構築した。本研究と他の研究者の実験データにより既存ドリフトフラックスモデル相関式、界面積濃度相関式と界面積濃度輸送方程式の適用性評価を行い、ロッドバンドル内気液二相流に適用できる二群気泡界面積濃度相関式とチャンネルボック内気液二相流に適用できる二群気泡界面積濃度相関式を新たに開発・検証した。更に、気液二相流の界面積濃度輸送方程式を一元化する際に導入した界面積濃度加重平均界面速度がボイド率加重平均気相速度により近似できるモデルを提案・検証した。軽水型原子炉炉心燃料集合体(ロッドバンドル)内気液二相流特性を予測可能なモデルを開発する目的を実現するために、平成26年度は初年度として以下の実験研究と理論開発を実施した。(1)流れの発達過程が流動特性に及ぼす影響を検証可能なロッドバンドル内低流速気液二相流の実験ループを京都大学に新たに設置した。(2)スケーリング手法を用いて、軽水型原子炉炉心の模擬燃料集合体試験部を新規設計と製作した。そのチャンネルボックスの断面は10cm×10cmで、高さは3mである。その中には6×6ロッドバンドル(ロッド径10mm、ロッド間最小間隔6.7mm)が設置された。試験部の入口と出口には、それぞれ気液混合器と気液分離器が設置された。試験部流れ方向の三個所(高さ0.75m、1.75mと2.75m)には4センサー・プローブの取り付け部を設計・製作・作動確認した。(3)差圧計と気液二相の流量計を含む計測系を設置し、差圧計を用いてロッドバンドル内空気ー水気液二相流の流れ方向の局所圧力損失を計測し、流れ方向の断面平均ボイド率と圧力損失のデータベースを構築した。(4)高速度カメラの撮影と照明システムを整備し、ロッドバンドル内空気ー水気液二相流に対する画像計測を実施し、流動様式など気泡挙動と特性のデータベースを構築した。(5)既存ロッドバンドル二相流のボイド率、圧力損失等のデータ及びモデルを収集し、本年度研究で取得したデータとの比較と適用分析を行った。(6)今後使用予定の4センサー・プローブ計測法の検証と理論改良を行った。(7)本研究の一部として、断面10cm×10cmと高さ3mの空チャンネルボックスの空気ー水気液二相流の実験データを取得し、大口径管内気液二相流の流動特性解析を行った。(8)本年度の研究成果は国内外学術講演会で発表し、国際学術ジャーナルにも投稿と発表した。軽水型原子炉炉心燃料集合体(ロッドバンドル)内複雑な気液二相流の流動特性を予測可能なモデルを開発する目的を実現するために、平成27年度は以下の実験研究と理論開発を実施した。(1)ロッドバンドル内のスペーサによる圧力損失の急変化に対応できるように差圧計測系統を改良し、空気ー水気液二相流の局所圧力損失の計測を行い、流れ方向の平均ボイド率と圧力損失のデータベースを再構築した。(2)4本光ファイバーで構成する4センサー・プローブの計測系統を新しく整備・改良した。(3)ロッドバンドル試験部の一個所において、4センサー・プローブを用いた気液二相流の計測実験を実施し、ボイド率、界面積濃度、気泡速度、気泡径などの流動特性値データを取得した。(4)流動様式の観察と実験データの分析によってロッドバンドル内気液二相流の流動特性を総合的に検討し、その流動特性の一部が既存のドリフトフラックスモデルで予測できないことを明らかにした。(5)燃料集合体の大口径正方形のチャンネルバックス内気液二相流に対して詳細な解析を行い、その結果を既存のドリフトフラックスモデルのボイド率予測と界面積濃度モデルの予測と比較し、既存のドリフトフラックスモデルと界面積濃度モデルの問題点を明らかにした。(6)燃料集合体の大口径正方形のチャンネルバックス内の気泡流からチャーンまでの気液二相流に適用できる二群気泡の界面積濃度予測モデルを新しく開発・検証した。(7)ロッドバンドル内気液二相流の界面積濃度輸送方程式開発の予備研究として、既存の二群界面積濃度輸送方程式及び気泡合一・分裂モデルを気液二相流の二流体モデルに導入し、これらのモデルの妥当性を検証する数値計算を実施した。(8)本年度の研究成果は国内外学術講演会で発表し、国際学術ジャーナルにも投稿・発表した。本年度計画していた、差圧計測系統の性能拡充、4センサー・プローブ計測系統の整備・改良ならびにロッドバンドル内空気ー水気液二相流の一個所におけるボイド率、界面積濃度、気泡速度、気泡径などの測定を実施した。さらに、流動様式の観察と実験データの分析により、ロッドバンドル内気液二相流の流動特性を総合的に検討するとともに、その流動特性の一部が既存のドリフトフラックスモデルで予測できないことを明らかにした。また、燃料集合体の大口径正方形のチャンネルバックス内気液二相流に対して詳細な解析、界面積濃度モデル化及び界面積濃度輸送方程式開発の予備研究を行った。以上のように、本年度の成果は、当初計画をほぼ全て完了しており、それ以外の成果も得られいることから、概ね順調に進展したものと評価した。

軽水型原子炉炉心燃料集合体(ロッドバンドル)内複雑な気液二相流の流動特性を予測可能なモデルを開発する目的を実現するために、平成28年度は以下の実験研究と理論開発を実施した。(1)既存の日本カノマックス社製光ファイバーアンプは再入手不可で、現在老朽化により故障多発しているため、4センサー・プローブの新しい光ファイバーアンプの開発を行った。(2)ロッドバンドル試験部の二個所において、4センサー・プローブを用いた気液二相流の実験を実施し、ボイド率、界面積濃度、気泡速度、気泡径などの流動特性値データを取得した。(3)流動様式の観察整理と実験データの解析によりロッドバンドル内気液二相流の流動特性とスペーサーの影響を纏めた。(4)燃料集合体の大口径正方形のチャンネルバックス内気液二相流の詳細な解析を実施した。(5)ロッドバンドル内気液二相流を複数サブチャンネルに区切り、実測データに基ついた流動特性分布を仮定し、ドリフトフラックスモデルの定義から分布パラメータとドリフト速度の解析を行い、そのボイド率予測検証を実施した。(6)実験で測定した気泡を大小気泡の二群に分類して整理した。それにより、それぞれ群の気泡のボイド率モデルと界面積濃度モデルを開発し、ロッドバンドル内気泡流からチャーンまでの気液二相流に適用できる二群気泡の界面積濃度輸送予測モデルを新しく開発・検証した。(7)ロッドバンドル内気液二相流シミュレーションのコードの予測能力を飛躍的に向上するため、二群界面積濃度輸送方程式と関連する気泡合一・分裂モデルを気液二相流の二流体モデルに導入し、数値計算を実施した。それにより、ロッドバンドル内気液二相流解析において界面積濃度輸送方程式のネックと今後課題を確認した。(8)本年度の研究成果は国内外学術講演会で発表し、国際学術ジャーナルにも投稿・発表している。本研究は、フォーセンサ・光学プローブ計測系統を開発・整備し、6×6ロッドバンドル内低流速多次元気液二相流における局所流動特性値の測定を行い、データベースを構築した。本研究と他の研究者の実験データにより既存ドリフトフラックスモデル相関式、界面積濃度相関式と界面積濃度輸送方程式の適用性評価を行い、ロッドバンドル内気液二相流に適用できる二群気泡界面積濃度相関式とチャンネルボック内気液二相流に適用できる二群気泡界面積濃度相関式を新たに開発・検証した。更に、気液二相流の界面積濃度輸送方程式を一元化する際に導入した界面積濃度加重平均界面速度がボイド率加重平均気相速度により近似できるモデルを提案・検証した。当初の計画通り、実験実施環境を概ね整えることが完了しており、初年度のロッドバンドル内気液二相流の断面平均ボイド率と圧力損失データの取得ができた。それに関連する既存の基礎データとモデルに関する収集・検討も概ねできた。この結果、当初計画どおり、次年度以降は4センサー・プローブの詳細計測によるデータベースの構築及び低流速ドリフトフラックスモデルと界面輸送モデルの開発作業に問題なく移行できることから本判定とした。当初計画どおり成果が順調に得られており、次年度も当初計画に沿って4センサー・プローブ計測系統の増設、ロッドバンドル内気液二相流のデータベースの系統的な構築ならびに界面積濃度輸送方程式の開発研究を進展させる予定である。工学当初計画どおり研究が進展しており、このまま計画通りに研究を遂行する予定である。
オホーツク海の海洋循環に対する海底地形、密度成層、潮位変動の影響の力学的研究

オホーツク海は北太平洋中層水に相当する密度の水が大気と接する場所として重要な海域である。最近の観測によるとオホーツク海の西岸域には季節変動の大きな強い南下流が存在することが示されているが、その流れを維持する力学は十分解明されていない。中でも観測が行われた海域は水深が1000から1500m程度であり、海底地形が流れに影響を与えることが予測される。特に顕著な地形的特徴としてDeruign Basinとよばれる海底の窪みが存在する。そこで、本研究では2層プリミティブ方程式系モデルにより海底に窪みがある場合の風成循環とその季節変化を調べた。モデルには渦による密度の水平拡散の効果を単純化して取り入れた。はじめに、理想化された海底地形を与え数値実験を行った。それによると海底の窪みにともなってgeostrophic island (geostrophic contourの閉じた領域)が存在するとき、西岸付近の流れの流量はスベルドラップの平衡式から計算される流量よりも絶対値が大きくなる。さらにその流量の季節変化の位相は風応力の位相よりも約90度遅れる。これらの特徴は解析解とも一致する。さらに解析解の性質から、これらの特徴は渦による密度の水平拡散によってgeostrophic islandの中に励起される流れによるものとして解釈できることが示された。次に、オホーツク海の現実の海底地形を与えた数値実験を行った。実験で得られた北緯53度を横切る流量も理想化した海底地形の場合のそれと同じ特徴を示し、Deruigin Basinに伴う海底の窪みの影響が強く示唆される。この特徴は観測で得られたものと一致する。北太平洋中層水起源水などの水塊、海氷の輸送経路として重要なオホーツク海西岸域に見られる東カラフト海流の成因を調べるために2層プリミティブ方程式系モデルをもちいてオホーツク海の風成循環、特にその季節変動とそれに対する海底地形の影響を調べた。モデルの駆動力となる風応力の計算には海洋と海氷上とで抵抗係数が変化する効果を簡略化してとり入れた。地形的特徴を理想化した実験によると、西岸域の流量は季節風の強い冬季に増大するが、その季節変化の大きさは北ほど浅くなる海底斜面が存在する場合には、海底が平坦な場合に比べ小さくなる。これはオホーツク海の様な高緯度域では傾圧的応答に要する時間が10年以上と長く、季節変動はほどんど順圧的な応答で記述できること、そのとき北ほど浅い斜面上では地形性ベータ効果が惑星ベータ効果を強化するために循環を弱めること、による。逆に南ほど浅い斜面は勾配がある臨界値より小さい場合には季節変化の振幅を大きくする。それらの季節変化の大きさは解析的にも求めることが出来る。また東ほど浅い斜面はやはりベータ効果を強化するために季節変動の振幅を小さくする。西ほど浅い斜面は流れの流路を季節変化させるが正味の流量変化への寄与は小さい。オホーツク海の海底地形は北ほど徐々に浅く、また東岸と西岸付近で浅くなる形をしており、実際に現実的な海底地形について数値実験を行ったところ、理想化された場合と同様に流量の季節変化の振幅が小さくなることが確かめられた。このことは申請者の参加した最近の観測結果とも一致する。また海氷の存在は風の抵抗係数を大きくすること、海洋に伝わる風応力の方向を風向きに対し右に曲げること、の2つの効果をもつが、オホーツク海の場合両方の効果とも西岸域の流量を大きくする方向に働き、その影響の大きさは同程度であった。
電気泳動による生化学物質の連続分離

蛋白質を連続的に分離・濃縮するため、前2年間の研究結果を踏まえて、水平・平行平板型電気泳動装置を改良して実験を行った。等電点電気泳動により蛋白質を分離・濃縮するには、泳動場に安定な水素イオン濃度の分布を形成させる必要がある。このため装置の間隙を極めて狭く(0.8mm)して流体の攪乱を抑制し、流通流量を小さくし、さらにpH分布の形成を促進するため流入緩衝液(酢酸ー酢酸ソ-ダ系)のpHを6段階に区分して注入した。その結果、安定なpH分布が形成されることが確認され、自由溶液系で連続操作を行う場合の装置形状と操作条件に対する基準が明らかとなった。非定常の拡散・泳動方程式を数値解析して、泳動場に形成されたpH分布をミュレ-トした。数値計算に際しては、電位勾配に支配的影響をもつ酢酸ナトリュウムに対する拡散方程式を各イオンの流束の式より合成して解析してイオン強度の分布を求め、それを基に電位分布を計算する。その電位分布の場で水素イオンの濃度拡散と泳動速度よりは実験結果と良く一致した。この結果、任意の泳動場を計画する際の操作条件を予め予測することが出来ることになる。上記のようにして計画された泳動場においてアミノ酸(アスパラギン酸、グルタミン酸)および蛋白質(ヘモグロビン、卵白アルブミン)の分離・濃縮について実験およびシミュレ-ションを行い、良好な結果を得た。垂直平行平板型電気泳動装置を用いて蛋白質を連続分離することを対象とし,強制流と熱対流により合成された速度分布と泳動速度を組合せて,電気泳動とテイラー拡散による蛋白質の挙動を解析し,最小分離時間を与える条件,および分離時間を最小とする混合試料の最適注入位置の決定法を明らかにした.さらに,泳動分離距離を最小とする操作条件を導いた.また,長時間の泳動後,蛋白質の濃度分布はGauss分布によって表され,等電点が隣接する2種類の蛋白質の含有量が異なる場合,それらを所定の純度で分離するために設定すべきpH勾配の大きさが等電点の差と含有量の比によって与えられることを示した.電気泳動による連続分離にとって重要な課題の1つは安価な緩衝液を用いて泳動場に安定なpH勾配を形成させることである.そのためにはpHが順次異なる緩衝液を流入させ,泳動場に乱れなく流すのは必須の条件であるが,正極・負極の電解液の組成を安定化する他,緩衝液の各種イオンの拡散によるイオン強度の分布を考慮して電位勾配を制御することが重要である.水平平行平板型泳動分離装置を製作し,電位勾配やおよび強制流流量の種々の条件下で泳動分離を行い,緩衝液のイオン強度とpH安定性について検討を行い,ヘモグロビンおよび卵白アルブミンの分離軌跡を測定し,電気泳動による分離と濃縮過程を検討した.平行平板型電気泳動装置を用いて蛋白質を連続的に分離するため、水平型装置を試作して実験を行った。この場合、操作の初期段階で電流の変動が観測された。これは泳動液のイオン強度の分布による不安定な密度勾配に基づく攪乱によるものと考えられる。そこで安定な密度勾配を形成させるため、垂直型装置に改造して実験を行った。この場合、電場の方向を水平に設定すると、水平型と同様密度勾配による不安定流動を引き起こすことになるので、電場の方向は重力と平行に垂直とし、下方にイオン強度の高い陽極液を配置した。その結果、電流の変化は立ち上げの数十秒を除いて殆どなく、流体の攪乱は抑制できたと考えられる。この系で泳動部中央に設けたサンプリング管より一定時間ごとに数滴の液を採取し、そのpH変化により定常状態を確認した後、定常状態のpH分布を測定した。その結果、安定なpH分布が形成され、自由溶液系で連続操作を行う場合には泳動液の密度勾配による安定条件を満足させることが重要であることが立証された。緩衝液には酢酸ー酢酸ソーダ系を用いたが、通常の緩衝液としては無関係イオンを含まない。しかし、電気泳動場では陰極近傍のイオン強度が陽極近傍に比して極めて低く、pHの変化が層中央部に局在する結果となった。そのため無関係塩としてNaClを添加して、イオン強度を平均化することを試みた。一方、NaClを添加した場合を含めて、酢酸ー酢酸ソーダ系緩衝液の各イオンの濃度分布を解析し、等電点電気泳動による分離場の設計に対する指針を明らかにした。また、同様の解析法は2段に解離するグリシン緩衝液系にも適用できることを示した。

数値計算に際しては、電位勾配に支配的影響をもつ酢酸ナトリュウムに対する拡散方程式を各イオンの流束の式より合成して解析してイオン強度の分布を求め、それを基に電位分布を計算する。その電位分布の場で水素イオンの濃度拡散と泳動速度よりは実験結果と良く一致した。この結果、任意の泳動場を計画する際の操作条件を予め予測することが出来ることになる。上記のようにして計画された泳動場においてアミノ酸(アスパラギン酸、グルタミン酸)および蛋白質(ヘモグロビン、卵白アルブミン)の分離・濃縮について実験およびシミュレ-ションを行い、良好な結果を得た。