hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
専用回路技術によるモデル予測制御の高速化

近年の制御技術の発達により制御性能は著しく改善されたが,必要な計算量も増大した.申請者は制御応用に専用回路技術を適用し,高性能な実時間制御を実現する研究を進めてきた.本研究ではモデル予測制御のハードウェア化を研究目標とした.演算回路の高速化については,ハードウェア特殊化した暗号回路,SHA-3ハッシュ回路の高速実装,鍵依存AES回路の消費電力評価,Modular乗算回路,BLAKE-256ハッシュ回路等を検討した.制御論理の知的所有権保護について企業から要望されたため,ハードウェア化による高秘匿性制御論理についても研究した.平成23年度は沼津工業高等専門学校に1年間出向したため,研究計画を当初予定から大きく変更して,主として研究項目3「QP求解器の構成検討」と4「演算器・ハードウェアアルゴリズムの検討」を進めた.本年度も引き続き項目3と4について検討を進めた.QP求解器で用いる演算器(特に除算器)の比較検討と評価を行い,その結果の一部を学会で口頭発表した.専用回路でMPCを高速化する場合,その応用範囲を考えると,組込みシステムの枠組みで実現することが望ましい.手持ちの評価ボード(Xilinx Spartan-6)で試験的評価を試みたが,論理規模の面からソフトコアプロセッサでの評価が難しかった.そこで新たなボード(Xilinx ZynqおよびArtix)を購入し,システムのフレームワークを整備すした.これは当初計画に明記されていないが,研究項目2「評価基盤構築」に含まれる内容である.購入したボードで試験的評価を進めつつ,より実用的評価を行うためのプラットホームを検討する.研究項目1「実例研究・応用例の作成」については,昨年度に引き続き企業からの情報収集に努めた.その中でMPC以外の応用について相談を受け,制御プログラムの秘匿化に関する受託研究1件を受託した.本受託研究は,実プラントの制御プログラムの一部を論理回路化してFPGAに実装する技術に関するものであり,一部の要素技術は本研究テーマと共通している.本テーマの副次的産物として積極的に評価されるべきものである.同様に暗号関連の演算回路の実装に関して2件の国際会議発表を行った.これも本テーマと要素技術が共通する研究である.研究項目1「実例研究・応用例の作成」について.企業との協力関係の中から,汎用MPC回路にとどまらず,制御モデルから回路を自動生成できることが望ましいとの感触を得た.当初計画では自動生成は(汎用回路の評価後の)発展テーマと考えていたが,汎用回路と並行して検討することにし,PLC命令列から制御回路を自動生成するソフトウェアを検討・試作した.このソフトウェアでは構文解析にflex/bisonを用いているため,異なるPLC機種への対応が容易である.現在は三菱QシリーズとJIS/IEC標準に対応しており,C言語のエミュレータを自動生成する.今後はHDLによる回路の自動生成部分を検討・試作し,学会で発表予定である.研究項目2「評価基盤の整備」について.性能比較の対象としてソフトウェアによる実装が必須であるが,今日ではマルチコアプロセッサやGPUを用いて並列処理することが常識となっている.そこで,マルチコアやGPUを用いたソフトウェア高速化手法に関しても研究を続けてきた.本年度は関連研究も含めて学会発表3件を行った.昨年度に引き続き,研究項目3「QP求解器の構成検討」と4「演算器・ハードウェアアルゴリズムの検討」を進めた.特に求解器のためのSIMD演算ユニットについては,評価結果を学会で発表した.当初計画にはない項目であるが,企業からの要望もあり,一昨年度から制御プログラムの秘匿化に関する研究を進めている.企業において知的所有権の保護は死活問題である.MPC等の制御アルゴリズムは,貴重な知的財産であり剽窃や盗用から保護されなければならない.本研究の派生テーマとして専用回路化による知的所有権保護の研究を進めている.本年度は,国際会議2件を含め6件の学会発表を行った.近年の制御技術の発達により制御性能は著しく改善されたが,必要な計算量も増大した.申請者は制御応用に専用回路技術を適用し,高性能な実時間制御を実現する研究を進めてきた.本研究ではモデル予測制御のハードウェア化を研究目標とした.演算回路の高速化については,ハードウェア特殊化した暗号回路,SHA-3ハッシュ回路の高速実装,鍵依存AES回路の消費電力評価,Modular乗算回路,BLAKE-256ハッシュ回路等を検討した.制御論理の知的所有権保護について企業から要望されたため,ハードウェア化による高秘匿性制御論理についても研究した.私事ではあるが,平成23年度,豊橋技術科学大学から沼津工業高等専門学校へ1年間の出向を命ぜられた.これは科研費申請時には想定されていなかった事態であり,これに対応するため若干の研究計画の修正を行った.当初計画では,平成23年度はMATLAB/Simulinkのライセンス更新契約とMPC toolboxの新規導入を行い,評価基盤構築と実応用のモデル検討を行う予定だった(項目(2)).ところが出向中は所属組織が変わるため,契約上の問題で導入済のMATLABライセンスを使用することができない.出向先で新規契約することも検討したが,価格が高いうえ,平成24年度以降(出向期間終了後)は再び所属が変わるため使用権が失われることがわかった.予算の有効利用という意味で全く好ましくないので,基金化の趣旨に従って契約更新を平成24年4月以降に延期することにした.評価基盤の構築は延期したものの,当初計画の項目(3)「QP求解器の構成検討」と項目

(4)「演算器アルゴリズムの検討」は問題なく独立に進めることができる.平成23年度は,Xilinx社およびAltera社のCADソフトウェアを用いて,QP求解器で使用する演算器のアルゴリズム検討と速度・論理規模評価を行った.これらの評価結果は卒業論文3件(沼津高専)として整理済だが,まだ学会発表に至っていない.さらに計画項目(1)「実例研究・典型的応用例の作成」を行うため,制御分野の製造会社と数回の打ち合わせを行い,典型的な制御応用に関する内部情報とサンプルの提供を受けた.まだ十分な件数を集めていないが,今後は更に広く実例収集を進める予定である.このほか平成23年度は,過去の研究成果が学術論文2件と国際会議発表1件として発表された.これらの論文出版費用と海外出張費用は,本研究課題の助成金で支出させていただいた.制御技術は,自動車など多くの工業製品に不可欠の技術である.近年の制御技術の発達により,制御性能は著しく改善されたが,同時に必要な計算量が増大した.特に実時間制御システムにおいては,計算時間の増加が深刻な問題になっている.申請者は,制御応用に専用回路技術を適用し,制御論理をハードウェア化することにより高速な実時間制御を実現する研究を進めてきた.本研究では,専用回路技術による高速化と共に,GPU等の付加演算器を利用した高速化についても検討した.制御論理のハードウェア化技術では,高速化のみならず制御論理の秘匿性も高めることができる.制御論理の秘匿化は当初の研究計画に含まれていなかったが,本研究で企業との共同研究を遂行する中で企業側からの要望があって,研究開始後に研究目的に含めた.平成25年度までに,ハードウェアの部分評価による論理回路の高速化および省電力化に関する発表を行った.また,制御計算を高速化するため演算回路の高速化技術について検討し,設計コンテストで優勝するなど一定の成果を挙げた.また専用回路との比較対象として,GPUやマルチコアプロセッサによる制御演算の高速化技術についても検討し,学会発表を行った.平成26年度は,主として(1)制御に用いる適応型フィルタの最適パラメータ抽出を高速化する手法, (2)プロセッサに命令レジスタファイルを付加して制御プログラムの秘匿性を高める技術, (3) PLC命令列から秘匿化された論理回路を生成する技術,について検討した.テーマ(1)では学術論文2本が採択され,(2)では学術論文1本が採択された.テーマ(3)は学会発表済で,更なる改良を施してから近日中に論文投稿する予定である.計算機科学項目2「評価基盤の構築」については,研究の必要性に合わせて内容を調整しながら実施を進めている.項目1,3,4についても,進捗報告欄で述べたとおり,研究の進捗に合わせて適切に計画を修正しつつ実施している.当初計画とは研究項目の優先順位が変わっているが,これは研究結果に基づき有望分野を重点的に進めているためである.当初計画になかった新規項目が加わり,回路の自動生成など発展的項目も前倒しに実行している.項目(2)「評価基盤の構築」は遅れているものの,予算執行上の合理性はあり,平成24年度から契約上の問題も解消するため問題ないと考える.項目
生体分子機能電極を用いた生体系金属錯体の電子移動反応制御と精密化学反応への展開

本研究では、金属タンパク質の電子移動制御が可能な機能性修飾電極を開発し、金属タンパク質の特異な機能を解明するとともに、生体分子を用いた精密化学反応への展開を計ることを目的としている。本年度の研究成果の要点は、以下のとおりである。1)光合成系電子伝達タンパク質フェレドキシン(Fd)の電極反応について、In_2O_3やカーボン電極を用いて、例えば、ポリ-L-リジンやポリ-L-オルニチンなどのカチオン性ポリペプチド存在下で、5x10^<-3>cm/s以上の速い直接電子移動が達成された。また、起源の異なるFdや発生学的に保存されたアミノ酸を位置選択的に置換したFdの変異分子について、その電極反応を検討した結果、光合成型のFdIと非光合成型のFdIIIでは、酸化還元電位は前者が約80mV卑な電位にあることが明らかになった。さらに、セリン39やセリン46などをそれぞれアラニン、スレオニン、およびヒスチジン、アスパラギン、アラニンなどに置換したFd変異種の酸化還化電位は、互いに数10mV変化し、この変化は対応する酵素反応における電子伝達反応活性と良い相関を示した。また、Fdの電極反応を制御し、生物電気化学的な精密合成化学反応が可能であることを示した。2)ホウレン草由来のFdをメディエイターとした異化型亞硝酸還元酵素および異化型硝酸還元酵素との反応では、Fdからこれらの酵素への電子伝達効率は低く、Fdが生理学的電子伝達媒体である同化型酵素の場合とは趣を異にすることが示された。3)馬心筋由来おらびクジラ筋肉由来のミオグロビン(Md)は、等電点(pI)は、それぞれ6.8および8.25と異なるが、In_2O_3電極上で、両者ともpH6.5最大の不均一電子移動速度定数を示した。このpH依存性は、2つの起源の異なるMbのヘムの近傍の構造が互いに良く似ていることから、タンパン質の電子移動速度は、全体電荷に基ずくpIよりも電子移動と直接関連した局部構造が重要となる1例として興路深い。この種の電気化学測定法は、起源の異なるMbやMb変異分子についても適用可能であった。
カルベンの立体特異的C-H挿入反応を経る不斉4級炭素の構築

(1)これらの不斉2級アルコールをTMSエーテルとした後、触媒量のcetyltrimetylammoniumu chloride (CTAC)の存在下、CHC1_3とアルカリによるジクロロカルベンの発生・挿入反応の反応条件を検討した。50%NaOH水溶液と共に加熱撹拌する条件の他に、下記の方法で調製した粉末アルカリを用い、超音波照射条件下でも短時間(2時間程度)で反応が進行し、不斉3級dichloromethylcarbinol体(2a,2b)がそれぞれ収率54,81%で得られることが分かった。粉末アルカリはNaOHとCa(OH)_2重量比4:1で混合し、電気炉で400°C,1.5h焼成し、すり潰して調整した。(4)上記の結果について、非ベンジル系基質では中間体2-chlorooxirane誘導体(5a)へのMeO^-のS_N2型攻撃が起こり不斉中心の立体化学が反転した(3)が得られ、ベンジル系基質では中間体2-chlorooxirane誘導体(5b)の転位反応が速やかに進行し、まずα-chloroaldehyde(6)が生成し、次にMeO^-のS_N2型攻撃が連続して起こり、不斉中心の完全な2重反転機構を経て不斉中心の立体化学が保持された(4)が得られたことが分かった。(1)これらの不斉2級アルコールをTMSエーテルとした後、触媒量のcetyltrimetylammoniumu chloride (CTAC)の存在下、chloroformと50%NaOH水溶液と共に18時間加熱撹拌し、次いで塩酸で処理することにより、それぞれ不斉3級dichloromethylcarbinol体(2a,2b,2c)を収率39,31,60%で得た。その際、52,61,23%の原料を回収した。この反応では立体特異的に挿入反応が進行していることをchiral HPLCにより確認している。(2)2aをMeOH中K_2CO_3で室温、短時間処理すると2-chlorooxirane誘導体(3a)が得られた。このものをTHF中、室温で15-crown-5 (1eq)の存在下、NaN_3 (3eq)と処理し、α-azide-aldehyde (4a)を78%で得た。このものは還元・酸化によりα二置換アミノ酸(S)-(+)-(5a)に誘導できた。2bからも同様の処理により4bを経て(S)-(-)-5bに変換できた。この変換過程は完全立体反転で進行していることをchiral HPLC及び不斉アミノ酸の同定により確認している。(3)3aをTHF中、室温で18-crown-6 (1eq)の存在下、KCN (3eq)と処理し、α-cyano-aldehyde (6a)を66%で得た。このものは還元・酸化によりα二置換シアノ酢酸(R)-(+)-(7a)に誘導できた。3bからも同様の処理により6bを経て(R)-(-)-7bに変換できたこの変換過程は完全立体反転で進行していることをchiral HPLC及び不斉シアノ酢酸の道程により確認している。(4)2cを2aと同様にK_2CO_3で処理すると2-chlorooxirane誘導体(3c)が得られた。このものは不安定であったが、(2)、(3)と同様の処理により、それぞれα-azide-aldehyde (4c)(77%)及びα-cyano-aldehyde cyanohyrine (8)(71%)を得た。これらは、還元及び酸化により、α二置換酢酸誘導体へ変換したところ、それぞれ(R)-(-)-(5c)及び(S)-(+)-(7c)であることが分かった。即ち、不斉中心は原料(1c)の立体化学が保持されていることが分かった。また、本変換課程も立体特異的に進行していることをchiral HPLCで確認している。
歯周炎における歯肉内縁上皮細胞の白血球遊走に関与する接着分子の解明

1.腹腔投与マウスモデル系における接着分子発現およびサイトカイン産生:歯周病原性細菌腹腔投与免疫マウスモデルにおいては、早期より腹膜の血管内皮細胞にCD62eおよびCD62pが高度に発現しており、腹腔局所への好中球浸潤との間に相関関係が認められた。また、腹腔局所のTNFα産生は、歯周病原性細菌投与2時間後をピークとした一過性発現をしめしたが、IL-1,IL-6においては12時間をピークとした即時層と3-4日をピークとした遅発層が認められた。2.歯肉溝内縁上皮の接着分子の発現について:インフォームドコンセントの得られた歯周炎患者より歯周外科手術時に採取した歯肉材料を用いて、凍結切片による組織免疫化学法および器官培養系によるインテグリンのair-liquid interface cultureを行いin vivoおよびin vitroにおける接着分子の発現状況を検討した。その結果、in vivoおよびin vitro双方において、歯肉溝内縁上皮には、ICAM-1が構成的に発現していることを認め、これが、好中球に対するカウンターレセプターの最有力候補であることが考えられる。一方、CD62e,CD62等セレクチンの発現は認められなかったが、α6β1インテグリンの発現を認めた。3.歯肉溝内緯上皮と好中球の相互作用について:器官培養系を応用した好中球-上皮細胞共培養系における細胞傷害性の実験から、歯周病原性細菌貪食依存性に好中球は、有意に高い活性酸素、エラスターゼ、TNFα、MMP-8および9を放出し、歯肉上皮細胞を傷害することが示された。これらの各要素を個別に阻害しても有意な抑制効果は認められず、複合的な好中球由来傷害因子が歯肉上皮細胞の傷害性に関与していることが考えられた。この好中球の歯肉上皮細胞に対する傷害性は、歯周病原性細菌の種類によって有意な差異は認められなかった。1.株化口腔粘膜上皮細胞における定常時の接着分子の発現通常の継代培養時において、株化口腔粘膜上皮細胞であるKB細胞の接着分子の発現を検討する為に、10%FBS添加および血清無添加MEM培地、EGF添加K-SFM培地EGF無添加K-SFM培地を用いて検討した。まず、第一段階としてICAM-1,CD44、CD62P,CD62Eの発現をフローサイトメトリー法にて検索した結果、CD44は恒常的に発現しており、ICAM-1の発現は、弱いながらも定常的に認められたが、CD62P,CD62Eの発現は認められなかった。さらに、ICAM-1の発現は、いずれの培地を使用した条件においても差異は認められなかった。2.株化口腔粘膜上皮細胞における炎症性サイトカイン刺激時の接着分子の発現炎症性サイトカインIL-1β,IL-6,TNFα,IFNγを培地に添加して培養したKB細胞の接着分子の発現を検討した。定常時でも弱いながら発現していたICAM-1の発現は、IL-1β,IFNγの刺激により、発現が増加する傾向が認められたが、IL-6,TNFαの刺激では発現状況に影響を与えなかった。CD44の発現はIL-1β,IL-6,TNFα,IFNγのいずれの添加条件下でも、発現量の増加は、認められず定常時での発現状態との間に有意な差異は認められなかった。また、定常時に発現していないCD62P,CD62Eに関してはこれらの炎症性サイトカインの刺激によっても新たな発現は認められなかった。

1.株化口腔粘膜上皮細胞における歯周病原菌刺激時の接着分子の発現CD44の発現は添加条件下でも、発現量の増加は、認められず定常時での発現状態との間に有意な差異は認められなかった。また、定常時に発現していないCD62P, CD62Eに関してはP.gingivalis, A.actinomycetemcomitans, F.nucleatumの3菌種の刺激によっても新たな発現は認められなかった。2.株化口腔粘膜上皮細胞における歯周病原菌刺激時のTNFの発現P.gingivalis, A.actinomycetemcomitans, F.nucleatumの3菌種の刺激により,KB細胞からのTNF産生は、コントロール群に比べ有意な増加が認められたが、菌種間による差異は認められなかった。3.株化口腔粘膜上皮細胞における歯周病原菌刺激時のPGE2の発現1.歯肉内縁上皮の接着分子の発現状況についてインフォームドコンセントの得られた歯周炎患者より歯周外科手術時に採取した歯肉材料を用いて、凍結切片による組織免疫化学法および器官培養系によるインテグリンのair-liquid interface cultureを行いin vivoおよびin vitroにおける接着分子の発現状況を検討した。その結果、in vivoおよびin vitro双方において、歯肉溝内縁上皮には、ICAM-1が構成的に発現していることを認め、これが、好中球に対するカウンターレセプターの最有力候補であることが考えられる。一方、CD62e, CD62等セレクチンの発現は、歯肉溝内縁上皮においては認められなかったが、α6β1インテグリンの発現を認められたことから、歯肉溝内への好中球の滲溶出にICAM-1、インテグリンの双方が関与することが示唆された。2.歯肉溝内縁上皮と好中球の相互作用について器官培養系を応用した好中球-上皮細胞共培養系における細胞傷害性の実験から、歯周病原性細菌食食依存性に好中球は、有意に高い活性酸素、エラスターゼ、TNFα、MMP-8および9を放出し、歯肉上皮細胞を傷害することが示された。これらの各要素を個別に阻害しても有意な抑制効果は静められず、複合的な好中球由来傷害因子が歯肉上皮細胞の傷害性に関与していることが考えられた。この歯周病原性細菌貧食依存性の好中球の歯肉上皮細胞に対する傷害性は、歯周病原性細菌の種類によって有意な差異は認められなかった。
17～19世紀の在外日本コレクション形成に関する基礎的研究

本研究では、主として19世紀の在外日本関係資料の具体的な事例の調査をおこない、それらと19世紀以前の収集をめぐる情況との比較検討を通じて、日本コレクション形成の動向をたどる。平成30年度の主な研究実績は以下の通りである。1ドイツを中心に各地に散在するシーボルトの息子たち(アレクサンダーとハインリッヒ)の収集資料の調査(ブランデンシュタイン=ツェッペリン家、ヴュルツブルクシーボルト博物館、ヴュルツブルク市公文書館、ミュンヘン五大陸博物館、ウィーン世界博物館)、およびロイトリンゲン大学が所蔵するベルツ・コレクションの染織品の調査をおこない、あわせてコレクションに関連する文献資料を収集した。調査成果の一部は国立歴史民俗博物館のデータベース上で公開した。2ウィーン郊外のロースドルフ城所蔵の日本中国陶磁コレクション(等辺)の整理・調査をおこなった。3ピーボディ・エセックス博物館所蔵のモース・コレクション、ニューヨーク市立大学コーエン図書館のハリス関係資料、スミソニアン協会所蔵ペリー関係資料ほかアメリカ東海岸に所蔵される日本関係資料の調査をおこなった。4英国グラスゴー博物館機構等所蔵の日本関係資料の調査をおこない、同館が準備を進めているカタログ作成のための基礎データ提供に協力した。5ルッツェルン応用科学芸術大学との連携により、スイス絹織物産業関係資料(シーベル・ブレンワルト社の共同経営者であったシーベル兄弟の書翰、総計約300通)に基づく研究をおこなった。619世紀における日本関連資料収集の歴史的展開と意義、活用の諸問題に関する論文集(国際シンポジウム報告書『異文化を伝えた人々ー19世紀在外日本コレクション研究の現在』を刊行した(2019年3月31日、臨川書店、日英語)。予定通りに、昨年度開催した国際シンポジウム報告論集を民間の出版社からバイリンガルの図版入り書籍として刊行することができ、研究の成果を国内外に広く発信することができた。また、2019年秋からミュンヘン五大陸博物館にてフィリップ・フランツ・フォン・シーボルトに関する企画展示、2020年2月からウィーン世界博物館にてハインリッヒ・フォン・シーボルト収集資料に焦点をあてた企画展示を共催することが決定し、両館の担当者や国内外の研究者とともに順調に準備を進めている。あわせて両館では、展覧会会期中に、シンポジウム開催も計画中である。2019年度に開催する2つの企画展示、2つの国際シンポジウムの準備を中心に、ドイツ、オーストリア、イギリス、アメリカにおいて調査研究を推進する予定である。海外の連携機関との意見調整が増えるため、メンバーにドイツ語と英語に堪能な文献資料を専門とする研究者を新たに追加して、研究事業の遂行にあたる。1ドイツを中心に各地に散在するシーボルトの息子たち(アレクサンダーとハインリッヒ)の収集資料の調査(ブランデンシュタイン=ツェッペリン家、ヴュルツブルクシーボルト博物館、ミュンヘン五大陸博物館、ワイマール・クラシック財団、ニュルンベルクゲルマン国立博物館図書室)、ロイトリンゲン大学が所蔵するベルツ・コレクションの染織品調査をおこなった。その結果、シーボルトの末裔家ブランデンシュタイン城所蔵資料の中から、シーボルト父子収集資料の展示風景を撮影した4枚の古写真を発見し、一部の成果をシンポジウムおよび論文で発表した。2ピーボディ・エセックス博物館と学術協力協定を締結し、同館所蔵のモース・コレクションをはじめとする日本関係資料に関する調査協力の打ち合わせをおこなった。3ルッツェルン応用科学芸術大学との連携により、スイス絹織物産業関係資料(シーベル・ブレンワルト社の共同経営者であったシーベル兄弟の書翰、総計約300通)の翻刻作業をすすめた。419世紀における日本関連資料収集の歴史的展開と意義、活用の諸問題について、国内外の研究者が意見を交換する国際シンポジウム「異文化を伝えた人々ー19世紀在外日本コレクション研究の現在」を開催(2017年10月28・29日、於国立西洋美術館講堂、同時通訳付)、海外から7名、国内より8名が報告をおこない、研究者を中心に一般参加者を含む164名の聴講があった。シンポジウム報告書は、平成30年度末に刊行予定である。52冊の成果報告書『シーボルトコレクションから考える』・『シーボルト日本博物館の概要と解説ー欧文原本・翻刻・翻訳』を刊行した。当初計画していた国際シンポジウムは外部予算の獲得や共催機関の協力によって、同時通訳付2日間開催という理想的な形態で実施できた。多くの参加者を集め、予想以上の反響があったため、民間の出版社から報告書を刊行することが内定している。また、各所への働きかけの結果、平成31年度にウィーン世界博物館において、同館所蔵のハインリッヒ・コレクションに関連する企画展示を共同開催することが内定し、すでにその準備にとりかかっている。海外調査の成果として重要な古写真の新発見があり、一部はすでに論文等で発表し、新聞記事でも紹介されたが、ハインリッヒ・コレクションに関連する3枚の写真に関しては今後慎重に検討を重ねたうえで、平成31年度開催の展示において成果を公表予定である。

1ドイツを中心に各地に散在するシーボルトの息子たち(アレクサンダーとハインリッヒ)の収集資料の調査(ブランデンシュタイン=ツェッペリン家、ヴュルツブルクシーボルト博物館、ヴュルツブルク市公文書館、ミュンヘン五大陸博物館、ウィーン世界博物館)、およびロイトリンゲン大学が所蔵するベルツ・コレクションの染織品の調査をおこない、あわせてコレクションに関連する文献資料を収集した。調査成果の一部は国立歴史民俗博物館のデータベース上で公開した。2ウィーン郊外のロースドルフ城所蔵の日本中国陶磁コレクション(等辺)の整理・調査をおこなった。3ピーボディ・エセックス博物館所蔵のモース・コレクション、ニューヨーク市立大学コーエン図書館のハリス関係資料、スミソニアン協会所蔵ペリー関係資料ほかアメリカ東海岸に所蔵される日本関係資料の調査をおこなった。4英国グラスゴー博物館機構等所蔵の日本関係資料の調査をおこない、同館が準備を進めているカタログ作成のための基礎データ提供に協力した。5ルッツェルン応用科学芸術大学との連携により、スイス絹織物産業関係資料(シーベル・ブレンワルト社の共同経営者であったシーベル兄弟の書翰、総計約300通)に基づく研究をおこなった。619世紀における日本関連資料収集の歴史的展開と意義、活用の諸問題に関する論文集(国際シンポジウム報告書『異文化を伝えた人々ー19世紀在外日本コレクション研究の現在』を刊行した(2019年3月31日、臨川書店、日英語)。予定通りに、昨年度開催した国際シンポジウム報告論集を民間の出版社からバイリンガルの図版入り書籍として刊行することができ、研究の成果を国内外に広く発信することができた。また、2019年秋からミュンヘン五大陸博物館にてフィリップ・フランツ・フォン・シーボルトに関する企画展示、2020年2月からウィーン世界博物館にてハインリッヒ・フォン・シーボルト収集資料に焦点をあてた企画展示を共催することが決定し、両館の担当者や国内外の研究者とともに順調に準備を進めている。あわせて両館では、展覧会会期中に、シンポジウム開催も計画中である。当初の研究計画にしたがって研究を進めていくが、平成31年度にハインリッヒ・フォン・シーボルト収集資料を中心とした企画展示を開催することが内定したため、平成30年度から31年度前半にかけては、当面展示構成上必要となる資料や関連分野を優先して調査研究をおこない、31年度後半から最終年度に向けて全体の研究成果を集約していきたい。すなわち、前半には、シーボルト・コレクションの全体像とコレクションが担った社会的役割、関連する同時代の収集者によるコレクション研究(モース、ナウマン、ベルツなど)、ウィーン万博および同時代の日本展示に関する情報収集を優先する。調査のための研究経費が不足しているため、引き続きその他の外部資金獲得に務める予定である。2019年度に開催する2つの企画展示、2つの国際シンポジウムの準備を中心に、ドイツ、オーストリア、イギリス、アメリカにおいて調査研究を推進する予定である。海外の連携機関との意見調整が増えるため、メンバーにドイツ語と英語に堪能な文献資料を専門とする研究者を新たに追加して、研究事業の遂行にあたる。
原子論的シミュレーションによるナノスケール材料の形成過程と力学的特性の研究

(1)シリコン原子のシリコン基板上への堆積過程に対する分子動力学シミュレーションを行った。その結果、低温では、最初の数原子層のシリコン原子はエピタキシャル成長し、その後の堆積原子は不規則構造を形成するが、この結果は実験で確認されているlimited-thickness epitaxyの現象と符合すること、過渡的な表面に形成されるダイマー列の破壊と再構成の繰り返しがシリコン原子のエピタキシャル成長機構の原子論的描像であること、堆積が進むにつれてダイマー列がエネルギー的に安定化することによりダイマー列の破壊が止まり、エピタキシャル成長モードから非エピタキシャル成長モードへの遷移が起こることが分かった。(2)AuクラスターのAu基板上への堆積シミュレーションを行った。その結果、単結晶のクラスターと液体状態のクラスターのいずれもが基板に適合し、エピタキシャル構造を形成すること、単結晶のクラスターが低温の基板表面上にソフトランディングする場合には、その構造変化にエネルギー障壁が存在し、クラスターは最終的にファセットをもつエピタキシャルアイランドとなること、液体状態のクラスターが基板に適合する際には、エネルギー障壁が存在せず、スムースにエピタキシャルアイランドになること、堆積前のクラスターの状態と基板温度を変化させることによって堆積後のクラスターのモルフォロジーを制御できることが分かった。(3)Auナノワイヤの伸張シミュレーションを行なった。その結果、らせん構造を有するナノワイヤのヤング率は、<110>方向を軸とし{111}面の表面を持つ面心立方構造のナノワイヤのヤング率に比較して小さいこと、らせん構造を有するナノワイヤのヤング率は、面心立方構造のナノワイヤのヤング率と比較して、温度の上昇に伴うヤング率の減少の割合が大きいこと、らせん構造を有するナノワイヤを伸張することにより一原子鎖を作ることができることが分かった(1)シリコン原子のシリコン基板上への堆積過程に対する分子動力学シミュレーションを行った。その結果、らせん構造を有するナノワイヤのヤング率は、<110>方向を軸とし{111}面の表面を持つ面心立方構造のナノワイヤのヤング率に比較して小さいこと、らせん構造を有するナノワイヤのヤング率は、面心立方構造のナノワイヤのヤング率と比較して、温度の上昇に伴うヤング率の減少の割合が大きいこと、らせん構造を有するナノワイヤを伸張することにより一原子鎖を作ることができることが分かった1.シリコン原子の堆積初期におけるエピタキシャル層構築素過程を分子動力学シミュレーションにより詳細に調べた。原子間相互作用の計算にはStillinger-Weberポテンシャルを用いた。シリコン単結晶直方体基板上へのシリコン原子の堆積を考え、結晶成長面内には周期境界条件を課して、基板底面から2原子層を固定した。1MD(Molecular Dynamics)ステップを1fsとして、基板温度が指定された温度に達するまで基板の平衡化を行った。その後、基板上方で水平方向にはランダムに選択された位置から、基板方向に0.2eVのエネルギーに対応した初速度をシリコン原子に与えて基板上に堆積させた。基板の固定層の上の10原子層を速度スケーリング層として設定温度を保持しつつ、堆積原子と基板原子の緩和計算を行い、その後、また新たに原子を堆積させて同様な計算過程を繰り返し、堆積原子の総数が320個になるまでシミュレーションを行った。基板温度600K以上で堆積原子はエピタキシャル層を形成するが、エピタキシャル層の構築素過程を、特定した数個の原子の軌跡を追跡することにより調べた。その結果、エピタキシャル成長のある時点でいったん形成された表面上のダイマー列では、その後に堆積してくる原子とダイマーを構成している原子との交換が起こり、はじきだされた原子は次の原子層のダイマー列を形成するというような複数原子層にまたがるダイマー列の再構成が繰り返し起こり、1原子層ごとに互いに直交する<110>方向のダイマー列の形成が起こることが分かった。分子線エピタキシー法によるエピタキシャル成長の実験ではダイマー列方向が1原子層ごとに交互に直交する2次元島が堆積する現象が観察されているが、本シミュレーションの結果は堆積原子の密度が大きい場合のダイマー列形成過程に対するナノスケールの描像を提供する。2.単層カーボンナノチューブのねじり特性を分子動力学シミュレーションによって調べた。原子間相互作用の計算にはTersoff-Brennerポテンシャルを用いた。

まず、軸方向に周期境界条件を設定したモデルで平衡化を行った後に、部分的に有限長のカーボンナノチューブを切り出した。この切り出したカーボンナノチューブの一端を固定して、他端に軸まわりの強制変位を段階的に与えて、チューブ全体を指定した角度までねじった。その後、強制変位を与えた一端を解放して変形回復過程を観察した。また、微小なねじり角に対してねじり振動のシミュレーションを行い、ねじり振動の周期からねじり剛性を、さらにはヤング率を求めた。設定温度を100K,300K,500Kとし、また、カイラル指数(10,10),(13,6),(17,0)のそれぞれのモデルに対してシミュレーションを行った。その結果、(1)カーボンナノチューブは広い弾性域を持つこと、(2)ねじり剛性は温度依存性とカイラル角依存性を示すがその依存性は微弱であること、(3)ねじり剛性から見積もったヤング率は1.1TPaとなり、他の研究者の第一原理計算の結果や実験結果とほぼ一致することが分かった。1.前年度に行ったシリコン原子の堆積過程に対する分子動力学シミュレーション結果の検討を行った。シミュレーションによれば、基板温度300K、500Kでは、最初の数原子層のシリコン原子はエピタキシャル成長し、その後の堆積原子は不規則構造を形成する。基板温度700K、1000Kでは、シミュレーションの実行ステップを通してシリコン原子はエピタキシャル成長する。この結果は実験で確認されているlimited-thickness epitaxyの現象と符合する。シミュレーションによれば、エピタキシャル成長モードでは過渡的な表面に<110>方向の2×1ダイマー列が形成される。ダイマー列は堆積原子に起因する表面拡散によって破壊され、ダイマー列を構成していた原子が新たに堆積する原子とともに次の堆積層を形成するダイマー列に再構成される。このようなダイマー列の破壊と再構成の繰り返しが、シリコン原子のエピタキシャル成長機構の原子論的描像である。この過程は熱活性化過程であり、堆積が進むにつれてダイマー列がエネルギー的に安定化することにより、ある時点でダイマー列の破壊が止まる。こうしてエピタキシャル成長モードから非エピタキシャル成長モードへの遷移が起こることが分かった。2.ナノクラスターの基板上への堆積は表面ナノ構造作製法として有望である。本研究では、金ナノクラスターの金基坂上への堆積を取り上げ、堆積過程と堆積後のモルフォロジーが堆積前のクラスターのモルフォロジーや基板の温度にどのように依存するかを調べた。自由クラスターのモルフォロジーは、そのサイズと温度によって変化するから、まず、あるサイズのクラスターが設定温度において固体状態にあるか液体状態にあるかをその動径分布関数から調べた。
偏光イメージングによるナノ繊維複合材料の成形過程における流動誘起配向の計測

本研究の目的は,ナノ繊維分散流体の流れを明らかにすることである。ナノ繊維分散流体とは,木材から抽出したナノサイズの直径の繊維(ナノ繊維)を含有する流体のことである。本研究では,流れの速度分布や,光学的測定による流動中の繊維の向き(配向)を計測することで,ナノ繊維分散流体の特異な流動特性とそのメカニズムを明らかにすることを目指す。さらに,光学的測定において,偏光イメージング装置を開発することで,流動中のナノ繊維の配向場のリアルタイム計測を試みる。これらの成果は,工業現場でナノ繊維を強化材とする複合材料を効率的に製造するプロセスに応用可能であると期待できる。
特異な空間トポロジーを持つ低次元導体の創製と、その新規量子現象の探索

1.NbSe_3トポロジカル結晶リング・メビウスの輪などの結晶形を持つNbSe_3トポロジカル物質は、直線結晶(ホイスカ)の弾性変形にその起源を持つ。よってこれらの結晶構造中にひずみや残留応力があると予測される。トポロジカル結晶の電子物性・特に電荷密度波(CDW)状態の特徴を理解するためには、構造解析を通じたひずみの定量的道程が必要であった。そこで我々は研究施設Spring-8において、放射光X線による構造解析を行った。各種のトポロジー(リング・8の字結晶・ホイスカ)・サイズを持つ試料を測定した結果、結晶ひずみにはトポロジーに依存した特徴があると分かった。特に、閉ループトポロジーに共通する特徴的ひずみは、結晶a軸についての圧縮であることが分かった。このことは、切断・開放したリング結晶では結晶a軸のひずみが緩和されていることからも裏付けられる。またひずみの量はリング結晶のほうが8の字よりも大きいことが明らかになった。トポロジカル結晶のCDW転移温度には数Kの降下があり、その大きさはホイスカー>リング>8の字の順であるという現象がわかっていた。これは降下の原因をひずみに求める立場では説明がつかない。そこで8の字特有のひねり構造が原因となり、秩序構造にトポロジカル欠陥が生じることでCDWが不安定となる可能性を見出した。NbSe_3ホイスカにひねり変形を加えたものの転移温度を測定し、この説の検証を行った。2.NbSe_2ナノチューブ本年度の目標を、過去に作製に成功したNbSe_2ナノチューブ及びナノファイバーの超伝導・CDW転移を確認することに置いた。このため、3ヶ月間フィンランドのHelsinki University of Technology, Low Temperature Laboratoryに滞在し、ナノチューブ試料の取り扱い、マイクロ操作、電極作製技術の開発に従事した。特に重点的に研究したのは、TEM観察及び電子輸送実験を同時に行えるような試料作製プロセスである。これはナノサイズ試料の創製・物性測定を目指す本テーマには不可欠の技術である。この滞在により、ナノ試料を有機溶剤中に分散させ、交流電気泳動を用いて基板上に単一のナノ結晶を吸着するという一連の手順を確立することができた。またTEM/輸送実験用の基盤として、SiO_2メンブレイン上にスリット+電極を作製した。1リング・8の字型結晶の結晶学的考察1999年以来、NbSe3トポロジカル物質が化学輸送法によって合成できることが知られていたが、その生成機構はいまだ未知のままであった。電子顕微鏡観察を通じ、この生成機構は一種のテンプレート成長である事を証明した。反応過程の中で、一部の原料セレンは液滴となる。液滴の表面張力により、NbSe3微結晶は球表面上に吸着され、液滴に巻きつくように成長する、というものである。加えて、メビウス・8の字型のNbSe3結晶が生成される際に特有のひねりが加わる原因は、対称性に基づく結晶の弾性特性にあることを明らかにした。2 NbSe3トポロジカル結晶の電荷密度波(CDW)トポロジカル結晶の電荷密度波状態には、リング・メビウスリング・8の字型リングのようなトポロジークラスごとに特徴的な現象が起きることを発見した。(1)直線状結晶・リング・8の字結晶ではそれぞれCDW転移温度にずれがある。これは各タイプの結晶中にそれぞれ特徴的な残留応力が生じ、格子系の変形を媒介にCDWに影響を及ぼしているためだと思われる。(2)リング結晶に関するCDWの非線形I/Vに、振動的な振る舞いが見られる。リング試料の右回りパス・左回りパスを通るCDW電流の干渉効果の現れであろう。3ナノチューブ試料に対する電気測定手法の開発Helsinki University of Technologyへの長期滞在を通じ、誘電泳動によってナノスケール試料を配置・配列させる操作技術を開発した。1.NbSe_3トポロジカル結晶の結晶学的研究リング・メビウスの輪などの結晶形を持つトポロジカル物質は、直線結晶の弾性変形にその起源を持つ。よってこれらの結晶構造中にひずみや残留応力があると予測され、電子物性(特に電荷密度波状態)の特徴を理解するためには構造解析が必須だった。そこで我々は財団法人高輝度光科学研究センターにおいて、放射光X線による構造解析を行った。まず、トポロジカル結晶の特徴的な結晶形を保ったまま、かつ微小結晶であっても充分な信号が得られる測定法を模索した。その結果、Gandolfi型回転カメラを用いて撮影したデータをRietveld法によって解析する方法で高精度な測定ができることが明らかになった。構造解析によると、リング結晶の残留応力の絶対値は塑性論から予測される値と矛盾ないと分かったが、方向も含めた値では結晶変形からの予想と整合せず、謎を残す結果となった。更に奇妙なことに、8の字結晶では残留応力が一桁小さく、結晶トポロジーによる特徴がはっきりした。トポロジカル結晶では電荷密度波転移温度に結晶形依存性があることが分かっていたが、今回の測定結果より、局所的な格子ひずみがその原因ではないことが判明した。従って結晶トポロジーが電子物性に影響を与えられるという新概念の実証に一歩近づいたと言える。2.NbSe_2ナノチューブの新規作成法の発見2セレン化ニオブNbSe_2は異方的金属であり、低温で超伝導及び電荷密度波状態をとるなど、ナノチュープ(NT、直径10nm程度の円筒構造)を作る物質の中でも際立った特徴を持っている。

NbSe_2NTは最初の発見以来合成成功の報告がなかったが、我々は気相成長法によって作製されたNbSe_2結晶中にNTが含まれていることを発見した。加えて、気相成長中に起こり得るNbSe_3からNbSe_2への脱Se反応に基づく成長モデルの提案を行った。1.NbSe_3トポロジカル結晶リング・メビウスの輪などの結晶形を持つNbSe_3トポロジカル物質は、直線結晶(ホイスカ)の弾性変形にその起源を持つ。よってこれらの結晶構造中にひずみや残留応力があると予測される。トポロジカル結晶の電子物性・特に電荷密度波(CDW)状態の特徴を理解するためには、構造解析を通じたひずみの定量的道程が必要であった。そこで我々は研究施設Spring-8において、放射光X線による構造解析を行った。各種のトポロジー(リング・8の字結晶・ホイスカ)・サイズを持つ試料を測定した結果、結晶ひずみにはトポロジーに依存した特徴があると分かった。特に、閉ループトポロジーに共通する特徴的ひずみは、結晶a軸についての圧縮であることが分かった。このことは、切断・開放したリング結晶では結晶a軸のひずみが緩和されていることからも裏付けられる。またひずみの量はリング結晶のほうが8の字よりも大きいことが明らかになった。トポロジカル結晶のCDW転移温度には数Kの降下があり、その大きさはホイスカー>リング>8の字の順であるという現象がわかっていた。これは降下の原因をひずみに求める立場では説明がつかない。そこで8の字特有のひねり構造が原因となり、秩序構造にトポロジカル欠陥が生じることでCDWが不安定となる可能性を見出した。NbSe_3ホイスカにひねり変形を加えたものの転移温度を測定し、この説の検証を行った。2.NbSe_2ナノチューブ本年度の目標を、過去に作製に成功したNbSe_2ナノチューブ及びナノファイバーの超伝導・CDW転移を確認することに置いた。このため、3ヶ月間フィンランドのHelsinki University of Technology, Low Temperature Laboratoryに滞在し、ナノチューブ試料の取り扱い、マイクロ操作、電極作製技術の開発に従事した。特に重点的に研究したのは、TEM観察及び電子輸送実験を同時に行えるような試料作製プロセスである。これはナノサイズ試料の創製・物性測定を目指す本テーマには不可欠の技術である。この滞在により、ナノ試料を有機溶剤中に分散させ、交流電気泳動を用いて基板上に単一のナノ結晶を吸着するという一連の手順を確立することができた。またTEM/輸送実験用の基盤として、SiO_2メンブレイン上にスリット+電極を作製した。
AlGaN系縦型高効率深紫外発光デバイスの研究

本研究は深紫外波長領域での発光デバイスを作製するために必要なAlGaNエピタキシャル結晶の成長技術を確立し深紫外領域での縦型構造電流注入高出力発光デバイスを作製するための基礎技術を確立することを目指すものである。本研究でもっとも困難なところは品質のよいAlGaNエピタキシャル結晶薄膜を成長すること、並びに縦型構造にするために基板の剥離技術の開発、並びに良好な電極形成技術を作り出すことである。本研究では縦型構造の発光素子が高出力に極めて適しているためにまず、必要不可欠な基板剥離技術を確立することにあった。本研究ではレーザー剥離技術を新たに確立し大面積での基板剥離技術を確立した。これは大きさとして1cm^2にも及ぶもので世界でも累をみないものであり、2インチの全基板剥離の可能性を示すものであった。又AlGaN結晶成長においては超格子バッファー層を挿入し高品質結晶を得ることに成功した。又電極においては特にp側電極に対し低接触抵抗の電極形成に成功し、これらを総合して波長として280nm台の電流注入発光に成功した。この波長は医療における殺菌、あるいは水や有害物質であるPCBの光分解反応に必要不可欠の波長である。この成功により現在300ミクロンの大きさの縦型発光素子をcm級に拡大し大出力電流注入発光素子の実現の可能性を明らかにした。又実験の中で深紫外発光素子では電子のオーバーフロー問題が重要であることが明らかになり計算機シュミレーションにより最適デバイス設計を試み電子のオーバーフロー効果を減少させることが出来る素子構造を明らかにした。又用いる発光層の超格子層設計も従来法より2から3倍高効率で発光できる構造を見いだした。
冷凍流通食品の低温細菌汚染と不適切な温度管理に伴う危害食中毒菌の増殖

近年、様々な食品が冷凍状態で流通している。冷凍流通食品からLeuconostoc mesenteroides (LM)、Staphylococcus lentus (SL)、Listeria grayi (LG)などいくつかの細菌を分離した。冷凍食品中でLMとLGは他の菌より急速に増殖した。増殖温度が低い細菌が食品に混入した場合、腐敗や食中毒のリスクを高めることが示唆された。食品保存料のナイシンは高い抗菌活性を示したが、他の保存料は効果が認められなかった。塩素系消毒剤は食中毒菌(エルシニアとリステリア)に対して殺菌効果を示し、汚染菌の制御に有用であると考えられた。「冷凍流通食品」は流通のために冷凍された食品で、食品衛生法で規定された「冷凍食品」のような保存基準や微生物規格基準がなく、微生物学的な衛生状態について不明なものも多い。そこで冷凍流通食品の細菌汚染状況を調査し、食品を汚染する危害食中毒菌の制御方法を確立することを目的に研究を行う。本研究の初年度には、冷凍流通食品(26試料)の細菌汚染状況を調査した。比較対照として冷凍食品(15試料)も検査試料とした。検査微生物は、食品の衛生指標菌である一般生菌、冷凍で流通する食品にとって最も注意すべき低温細菌、および糞便汚染・衛生の指標菌である大腸菌・大腸菌群とした。検査を実施した結果、冷凍流通食品と冷凍食品間の細菌汚染状況に大きな差は認められず、冷凍している食品の種類によって汚染度は相違した。一般生菌の検出率は85%と高率であったが、低温細菌の検出率は42%だった。3試料から大腸菌群が検出され、大腸菌は不検出であった。汚染菌の中から低温細菌を無作為に分離し、特徴(培養所見、グラム染色性、ブドウ糖分解形式等)の異なる菌10株程度をアピ同定キットを使用して同定を行ったところ、Pseudomonas、Listeria、Staphylococcus、Chryseobacterium等であることがわかった。これら分離菌は低温(10ー20°C)に増殖至適温度を持ち、また食品の品質を劣化させるデンプン・タンパク質分解酵素活性を有する菌が含まれることを明らかにした。平成26年度(本研究の初年度)に、冷凍流通食品試料(冷凍食品試料を含む)から低温細菌9株を分離、同定した。分離菌の増殖特性、食品の品質劣化に及ぼす影響を測定した。平成27年度は、得られたデータをもとに汚染菌5株(Pseudomonas、Listeria、Staphylococcus、Chryseobacterium等)を選択し、食品流通時の不適切な温度管理によって食品の「部分的解凍や再凍結」が起こった場合の汚染菌の増殖特性を明らかにした。汚染菌の増殖は食品の大きさ・厚さ、途中解凍時間、菌の増殖至適温度と密接に関連し、途中解凍が起こった場合、低温増殖菌(至適温度10°C)は他の細菌(至適温度2535°C)の1.51.7倍の増殖速度を示すことを明らかにした。これらの菌の制御法として、食中毒予防3原則に則り、初発汚染度の低減、解凍時の温度制御、食品保存料による増殖抑制を検討した。食品保存料は、ソルビン酸カリウムと安息香酸ナトリウムではほとんど増殖抑制効果は認められなかったが、ナイシンは分離菌5株中3株に対して増殖抑制作用(31.3250ppm)および殺菌作用を示すことがわかった。一方、有機酸やグリシンなどの日持ち向上剤では汚染菌の増殖を抑制する効果は認められなかった。平成27年度は、低温流通食品汚染菌の制御方法を検討し、基礎的なデータを得た。予定通り研究が進んでいるため、研究達成度は、おおむね順調と判断した。そこで冷凍流通食品の細菌汚染状況を調査し、食品を汚染する危害食中毒菌の制御方法を確立することを目的に研究を行った。平成26年度から平成27年度は、冷凍流通食品試料(冷凍食品試料を含む)から低温細菌9株を分離、同定し、それらの増殖特性、食品の品質劣化に及ぼす影響を測定した。得られたデータをもとに汚染菌5株を選択し、食品流通時の不適切な温度管理によって食品の「部分的解凍や再凍結」が起こった場合の汚染菌の増殖性を明らかにした。また汚染菌の制御方法として、初発汚染度の低減、解凍時の低温制御、食品保存料による増殖抑制を検討した。平成28年度は、食品分離菌および低温下で増殖可能な食中毒起因菌のリステリア菌とエルシニア菌を用いて増殖制御方法を検討した。食品中に存在する汚染菌制御を想定して、食品保存料等の効果を検討した。保存料ナイシンを用いた場合、グラム陽性菌である分離菌のStaphylococcus、Listeria菌に対して250ppmの濃度で増殖抑制が可能であったが、エルシニア菌には効果が認められなかった。ナイシン以外の測定に使用した保存料に効果は認められなかった。

一方、調理器具からの2次汚染対策として塩素系消毒剤(pH5.0調整)の効果を測定した結果、リステリア菌およびエルシニア菌に対して高い増殖阻害作用(1.25ppm、30秒)を示すことを明らかにした。以上の結果より、低温流通食品には低温増殖菌が存在するため、初発汚染菌濃度をできるかぎり低減し、徹底した低温管理や適切な保存料・殺菌料等の使用により食中毒予防が可能であることを明らかにした。近年、様々な食品が冷凍状態で流通している。冷凍流通食品からLeuconostoc mesenteroides (LM)、Staphylococcus lentus (SL)、Listeria grayi (LG)などいくつかの細菌を分離した。冷凍食品中でLMとLGは他の菌より急速に増殖した。増殖温度が低い細菌が食品に混入した場合、腐敗や食中毒のリスクを高めることが示唆された。食品保存料のナイシンは高い抗菌活性を示したが、他の保存料は効果が認められなかった。塩素系消毒剤は食中毒菌(エルシニアとリステリア)に対して殺菌効果を示し、汚染菌の制御に有用であると考えられた。平成26年度は、低温流通食品(対照として、冷凍食品)を汚染する菌の分離と特性を明らかにし、食品の汚染状況と汚染菌に関する基礎データを得た。予定通り研究が進んでいるため、研究達成度は、おおむね順調と判断した。食品流通の段階で不適切な温度管理による「部分的解凍や再凍結」が起こった場合を想定し、食品から分離した汚染菌の食品中における挙動を明らかにした。平成28年度は、食中毒菌であるリステリア菌とエルシニア菌の制御方法を検討する。食品衛生学平成26年度に分離した低温細菌と食中毒起因菌であるリステリア菌とエルシニア菌を用いて、冷凍食品中の増殖性を明らかにする。特に流通段階で不適切な温度管理が起こったことを想定し、冷凍された食品が「部分的解凍や再凍結」した場合の菌の増殖を測定し、食品の温度管理方法(温度上昇の許容範囲等)を含めた増殖制御手段を検討する。モデル食品用試料の代金が予定よりも安価であったため、差額が生じた。細菌検査試料の冷凍流通食品および冷凍食品の代金が予定よりも安価であったため差額が生じた。平成28年度に用いる実験試料(モデル食品)の調製費に充てる予定である。平成27年度に用いる実験試料(モデル食品)の調製費に充てる予定である。