hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トポス「水の精の物語」の身体論的研究-ドイツ・後期ロマン派以降を中心に-

本研究は、ホメロスからゲーテ、クライスト、ドイツ・ロマン派(ブレンターノ、フケー、アイヒェンドルフ等)、ハイネ、アンデルセンを経て20世紀ドイツ文学(リルケ、カフカ、トーマス・マン、バッハマン等)に至るトポス「水の精の物語」を身体論的観点から考察した。その際、近代における水の精の歌の復活と消失の問題に集中的に取り組み、同問題の背後にある「視覚と聴覚の弁証法」の実相と意味を明らかにした。本年度は、ドイツ・ロマン派における水の精の歌の復活と消失の問題に集中的に取り組み、その成果の一端を平成18年度日本独文学会秋季研究発表会(於九州産業大学)のシンポジウム「ドイツ近代文学における<否定性>の契機とその働き」の枠内で発表した。本発表「メールヒェンのパロディー-「ハインリヒ・ハイネのローレライ」-」によれば、ハイネの詩「ローレライ」は、ドイツ・ロマン派の文学的営為が凝縮する概念「メールヒェン」に依拠しながら、新しい「伝説」を捏造し、新しい「水の精」を案出したのである。ハイネは、ロマン派による論争と実践によって定着したメールヒェン概念を踏まえながらロマン派の文学的営為に浸り、同時にそれに醒めたまなざしを投げかける。この詩は、ライン川中流の巨岩をめぐって当時流布していた言説を巧みに利用しながら「民衆メールヒェン」を装い、同時に「創作メールヒェン」を志向することで、無名の人々による口承と特定の個人による書承という「メールヒェン」の二重性を体現する。眼目は詩の始めと終わりに置かれた「私」に対する「メールヒェン」の憑依、つまりローレライの美しい姿と美しい歌声にある。「ハインリヒ・ハイネのローレライ」の偽装はまさにこの新たな誘惑手段によって可能になり、併せてそれは他者のみを貶める「他動詞的パロディー」ではなく、自己をも解体する「再帰動詞的パロディー」となっていくのである。なお、シンポジウム論集は日本独文学会研究叢書として2007年6月に刊行される。昨年度に引き続き、本年度も、ドイツ・ロマン派における水の精の身体論的問題に集中的に取り組んだ。論文「メールヒェンのパロディー-〈ハインリヒ・ハイネのローレライ〉」では、ローレライ「伝説」という新しい伝説が流布するときに、ハイネの偽装が決定的な役割を演じたことを明らかにした。偽装の内実は、捏造された二重の憑依によって、ハイネのバラーデが「私」による枠構造をつくり、メールヒェンを伝承することそれ自体を扱った点にある。次ぎに、論文「水の女をめぐる「翻訳」論ホメロス『オデュッセイア』とフケー『ウンディーネ』」では、ドイツのピグマリオンとも称すべき騎士フルトブラントとセイレンの後商であるウンディーネとによる異類婚姻譚が、旧来のメールヒェンとは距離をとりつつも、最後に不在をめぐる民衆メールヒェンを装うことを明らかにした。偽装を行う創作メールヒェンでは、かつて物質存在を周辺化してきた人間存在が、いまや汚れた古い魂の持ち主として、逆に周辺化されていく。こうしてフケーなりの「新しい神話」の模索は、「新しい〈魂の獲得物語〉」から「〈新しい魂〉の獲得物語」へと変わり、そして最終的に「〈新しい魂〉の喪失物語」へと更なる変容を遂げていく。なお、ハイネの「ローレライ」であれ、フケー『ウンディーネ』であれ、複合的誘惑を行使する新しい「水の精」が決定的役割を演じる。この点を明らかにしたことは、今年度最大の研究成果として、今後の研究において大きな意味をなすであろう。本年度は、ドイツ・ロマン派における水の精の身体論的問題に関し、その中核をなすアイヒェンドルフ、並びに新たな展開の萌芽となるクライストに集中的に取り組み、以下のような研究成果を得た。「水の女」の文学的系譜において質量ともに異彩を放つアイヒェンドルフ文学では、水底からの誘惑が「書く」ことの根源的契機となり、否定すべき対象が自己の創作基盤を培うという矛盾のもとでポエジー言語が立ち上がってくる。また、フケーが1811年、『ウンディーネ』において「陸の男」と「水の女」の融和を描ききったのに対して、クライストは同年、『水の男とセイレン』において両者の新たな対峙を問題にした。アンデルセン『人魚姫』以降、「水の女」と「陸の男」の言語コミュニケーションが根本的に揺らぎ、両者の関係が修復しがたい断絶へと陥っていく中で、新たな「翻訳」不可能性によって更なる文学的挑戦が促され、「水の女」をめぐる新しいポエジーが次々に立ち上がってくる。つまり、沈黙する「水の女」の物語が文学の表現媒質としての言語の原理的機能不全性を浮上させるのであった。クライスト『水の男とセイレン』はこうした新たな状況のまさに嚆矢に他ならない。「水の女」の文学的系譜は、「他者」を「自己」の言語に取り込み、未知なるものを既知なるものに変換することで、物語という体裁をなしていく。

もっともこうした言語化によってすべてが表現可能とはならず、むしろ言語外経験を言語化する際の矛盾が露わになることも少なくない。文学とは、言語体系の編み目をくぐり抜ける「他者」を言語的に捉えようとする弛まぬ挑戦に他ならない。このような言語的挑戦は見方によっては「他者」の周辺をめぐる「堂々めぐり」の観をなす。しかし、内実は螺旋状、もしくはそれ以上に複雑な展開をとげ、「自己」と「他者」の境界という「場」において、新しいポエジー言語が次々に立ち上がってくるのである。
ノイラミニダーゼ遺伝子の導入による乳酸菌の機能改良に関する研究

Lactococcus lactis YIT2081株にClostridium perfringens, Salmonalla TypyhimuriumおよびBacteroides fragilis由来のノイラミニダーゼ遺伝子nanHを導入し、ノイラミニダーゼを産生する乳酸菌を作成した。これらのうち、最も培養上清中のノイラミニダーゼ活性が高かった菌株はC.perfringensのnanH遺伝子を導入したL.lactis YIT2081(pBCnanH1)であり、本菌株をマウスに経鼻投与すると抗原として用いた卵白アルブミンに対する糞便中の特異的IgA量がベクターコントロール群の3.4倍に上昇したことから、本菌株は粘膜アジュバントとして有用であると考えられた。しかしながら、経口接種した乳酸菌の腸管への定着率は極めて低いことが知られており、本年度はL.lactis YIT2081(pBCnanH1)の腸管への定着率を調べた。ノイラミニダーゼを産生するL.lactis YIT2081(pBCnanH1)と対照菌株であるL.lactis (pBE31)を10mlのMRS broth (Em 5ug/ml)で30°C16時間培養し、新鮮な5mlのMRS brothで再懸濁したものをそれぞれ7週齢の雄性ラット4匹に、1ml/匹の量を経口投与した。糞便は輸送用培地に採取したものを100倍と10,000倍に希釈し、TATAC(Em 20μg/ml)培地に塗布した。これを30°Cで3日間培養し、コロニーを計数した。投与生菌数はL.lactis (pBE31)が1.0×10^9 CFU/ml、L.lactis YIT2081(pBCnanH1)が0.9×10^9 CFU/mlであった。各菌株の糞便中の生菌数測定の結果、両菌株とも投与8時間後までは全てのラットの糞便中から分離されたが、24時間以降では対照群の1個体にのみL.lactisが検出された。以上の結果より、ノイラミニダーゼ遺伝子の導入は、L.lactisの腸管への定着率に影響を及ぼさないことが明らかとなった。近年、原核生物から真核生物まで広く存在する糖加水分解酵素であるノイラミニダーゼに粘膜アジュバントとしての活性があることが報告されている。本研究の目的はノイラミニダーゼ遺伝子を導入することにより本酵素を産生するようになった乳酸菌が経口ワクチンの効果を引き出すための粘膜アジュバントとして利用できるか否かを調べることである。本年度は様々な細菌のノイラミニダーゼ遺伝子を大腸菌-乳酸菌シャトルベクターであるpBE31へクローニングし、本酵素を産生する菌株を作成した。Bacteroides fragilis YCH46、Clostridium perfringensGAI0668、Salmonella Typhimurium1535のノイラミニダーゼ遺伝子をそれぞれPCR増幅した後、pBE31へクローニングし、pBH46、pBC2060、pSH1535を作成した。こららのプラスミドをエレクトロポレーション法によりLactococcus lactis YIT2018株へ導入し、エリスロマイシン耐性の形質転換菌を得た。これらの形質転換菌のノイラミニダーゼ活性を蛍光基質である4-MU-NANAを用いて測定したところ、それぞれの菌株のS9溶液の比活性はL. lactis (pBE31)0.15±0.01、L. lactis (pBH46)0.26±0.01、L. lactis (pCH2060)3.68±0.63およびL. lactis (pSH1535)125.40±4.27U/min/mg proteinであり、各種細菌のノイラミニダーゼ遺伝子がL. lactisにおいて発現していることが確認できた。また、ノイラミニダーゼの由来により活性に差が認められたが、これはL. lactis内でのmRNAの安定性や使用コドンの違い、酵素自体の生化学性状の差などが影響しているものと考えられた。今後は、卵白アルブミンと作成した菌株をマウスヘ経鼻接種し、糞便内の卵白アルブミンに対するIgA量を比較し、ノイラミニダーゼ産生乳酸菌の粘膜アジュバントとしての有効性について検討する予定である。Lactococcus lactis YIT2081株にClostridium perfringens, Salmonalla TyphimuriumおよびBacteroides fragilis由来のノイラミニダーゼ遺伝子nanHを導入し、ノイラミニダーゼを産生する乳酸菌を作成した。これらのうち、最も培養上清中のノイラミニダーゼ活性が高かった菌株はC.perfringensのnanH遺伝子を導入したL.lactis YIT2081(pBCnanH1)であり、本年度はこの乳酸菌株の免疫アジュバントとしての効果を検討した.8週齢の雌性C57BL/6Jマウスに抗原として卵白アルブミン(Sigma) 100 μg in 10 μl PBSを実験開始1、7および14日後に経鼻投与した。抗原投与と同時にL.lactis YIT2081(pBCnanH1)またはベクターコントロールとしてL.lactis YIT2081(pBE31)をマウス当たり10^8 cfu経鼻投与し、最初の抗原刺激から21日目に糞便採取を行い、便中の卵白アルブミン

特異的IgAをELISA法で測定した。マウスは各群4匹用いた。また、対照群として卵白アルブミンのみを投与する群および卵白アルブミンとC.perfringensより精製されたノイラミニダーゼ(Sigma) 0.1 Uを投与する群を設けた。糞便中の卵白アルブミン特異的IgA量は卵白アルブミンの単独投与群と精製ノイラミニダーゼとの同時投与群の間では全く差が認められなかった。しかし、ベクターコントロールであるL.lactis YIT2081(pBE31)と卵白アルブミンを同時投与した群においては、糞便中の卵白アルブミン特異的IgA量が前2群の1.7倍であった。さらに、ノイラミニダーゼ産生乳酸菌L.lactis YIT2081(pBCnanH)と卵白アルブミンを同時投与した群においては対照群の5.7倍、ベクターコントロール群の3.4倍であった。この結果より、ノイラミニダーゼ単独では免疫アジュバントとしての活性はないが、乳酸菌と同時することにより、相乗的な免疫誘導活性が得られることが明らかとなった。今後、この相乗効果の発現メカニズムについて検討する予定である。Lactococcus lactis YIT2081株にClostridium perfringens, Salmonalla TypyhimuriumおよびBacteroides fragilis由来のノイラミニダーゼ遺伝子nanHを導入し、ノイラミニダーゼを産生する乳酸菌を作成した。これらのうち、最も培養上清中のノイラミニダーゼ活性が高かった菌株はC.perfringensのnanH遺伝子を導入したL.lactis YIT2081(pBCnanH1)であり、本菌株をマウスに経鼻投与すると抗原として用いた卵白アルブミンに対する糞便中の特異的IgA量がベクターコントロール群の3.4倍に上昇したことから、本菌株は粘膜アジュバントとして有用であると考えられた。しかしながら、経口接種した乳酸菌の腸管への定着率は極めて低いことが知られており、本年度はL.lactis YIT2081(pBCnanH1)の腸管への定着率を調べた。ノイラミニダーゼを産生するL.lactis YIT2081(pBCnanH1)と対照菌株であるL.lactis (pBE31)を10mlのMRS broth (Em 5ug/ml)で30°C16時間培養し、新鮮な5mlのMRS brothで再懸濁したものをそれぞれ7週齢の雄性ラット4匹に、1ml/匹の量を経口投与した。糞便は輸送用培地に採取したものを100倍と10,000倍に希釈し、TATAC(Em 20μg/ml)培地に塗布した。これを30°Cで3日間培養し、コロニーを計数した。投与生菌数はL.lactis (pBE31)が1.0×10^9 CFU/ml、L.lactis YIT2081(pBCnanH1)が0.9×10^9 CFU/mlであった。各菌株の糞便中の生菌数測定の結果、両菌株とも投与8時間後までは全てのラットの糞便中から分離されたが、24時間以降では対照群の1個体にのみL.lactisが検出された。以上の結果より、ノイラミニダーゼ遺伝子の導入は、L.lactisの腸管への定着率に影響を及ぼさないことが明らかとなった。
筋痛性脳脊髄炎(慢性疲労症候群)患者における起立不耐症と循環調節異常

慢性疲労症候群の原因として筋痛性脳脊髄炎による中枢神経系の機能調節障害が提唱された。本症患者の生活機能障害を規定する最重要因子として起立不耐症があり、背景に循環器調節異常の関与が想定されている。この循環器調節異常を解明するために本症患者に起立試験と心エコー検査を行い、循環血液量調節に関係する神経体液性因子の血中濃度を測定した。心エコー検査では患者群で対照群より左室拡張末期径、心拍出量が有意に低値であった。10分間起立試験ではほとんどの患者に、ふらつき、めまい、動悸、呼吸困難、疲労などの起立不耐症状を認めた。体位性起立頻拍、起立性低血圧や神経調節性低血圧を多くの患者に認めた。血漿レニン活性は患者群で対照者より低値傾向にあり、血漿アルドステロン濃度と抗利尿ホルモン(ADH)濃度は患者群で有意に低値であった。筋痛性脳脊髄炎患者の多くに起立不耐症があり、その病態に循環血液量の減少に伴う低心拍出量があり、背景にレニンーアンジオテンシン系、抗利尿ホルモン(ADH)系の活性化不全が存在することが示された。本疾患における循環器調節異常の重要性が明らかになった。
分泌蛋白を含む癌微小環境と補体因子による膵胆道癌進展機構の解明と測定系の開発

本研究は2つの網羅的蛋白解析の実験系から同定された、補体カスケード因子を中心に、癌周囲微小環境因子との関連とがん免疫機構に作用すcomplementsystemが寄与する癌進展機構に焦点を置き、補体関連因子の癌早期診断biomarkerへの応用や分子機構の解明することを目的とした。TMT labelingとSILAC+click chemistryの手法を用いて同定されたC4BPA、CFB蛋白を中心に、新たに同定される蛋白についての機能解析や新規biomarkerについて検討することである。補体の癌進展機構に関わる新たなmechanismの解明と、biomarkerとしての臨床応用を目指す。
表皮角化細胞での細胞‐細胞接着と細胞‐細胞外マトリクス接着との動的相互作用の解明

本研究は、表皮角化細胞における細胞ー細胞接着と細胞ー細胞外マトリクス接着の動的相互作用の解明を目的とする。細胞ー細胞外マトリクス接着の視標にヒト正常表皮角化細胞に接着斑構成蛋白のαアクチニン(CFP)プラスミドとヘミデスモゾーム構成蛋白のβ4 integrin (YFP)プラスミドを遺伝子導入し、共焦点レーザー顕微鏡下に細胞を生きたまま観察(Live cell imaging)した。細胞ー細胞接着阻害条件の検討中である。表皮角化細胞における細胞-細胞外マトリクス接着と細胞-細胞接着の動的相互作用について検討することを目的として実験を行っている。具体的には、細胞-細胞接着であるデスモゾームおよびアドヘレンス結合を阻害する条件下(天疱瘡患者血清下、構成タンパクsiRNA下、細胞骨格阻害剤下)で、細胞-細胞外マトリクス接着である接着斑(Focal contact:FC)およびヘミデスモゾーム構成タンパクのダイナミクスが、どのように変化するかを共焦点レーザー顕微鏡下にLivecell imaging methodsを用いて観察する。前年度、細胞-細胞外マトリクス接着を視標とするためにヒト正常表皮角化細胞(NHEK)細胞に接着斑の構成タンパクであるαアクチニン(CFP)プラスミドとヘミデスモゾームの構成タンパクであるβ4 integrin(YFP)プラスミドをdual transfectionを行い、Live cell imagingが行えることを確認した。次に、NHEK細胞がconfluentの状態でもLive cell imagingが可能かどうかを検討し、両者の局在がsubconfluentの状態とは変化するが、観察可能であることが確認できた。同時に、NHEK細胞がconfluentな状態に於いて細胞-細胞接着の状態を免疫染色を行い観察した。細胞-細胞接着の確認の後、細胞-細胞接着阻害剤(コナヒョウヒダニ抗原)を投与したが、細胞-細胞接着の状態に変化が見られなかった。我々は、表皮角化細胞における細胞ー細胞外マトリクス接着と細胞ー細胞接着の動的相互作用について検討することを研究目的として実験を行った。具体的には、細胞ー細胞接着であるデスモゾームおよびアドヘレンス結合を阻害する条件下で、細胞ー細胞外マトリクス接着である接着斑およびヘミデスモゾーム構成タンパクのダイナミクスが、どのように変化するかを共焦点レーザー顕微鏡下にLivecell imaging methodsを用いて観察することを目的とした。細胞ー細胞外マトリクス接着を視標とするためにヒト正常表皮角化(NHEK)細胞に接着斑の構成タンパクであるαアクチニン(CFP)プラスミドとヘミデスモゾームの構成タンパクであるβ4 integrin(YFP)プラスミドをdual transfectionを行い、Live cell imagingが行えることを確認した。次に、NHEK細胞がconfluentの状態でもLive cell imagingが可能かどうかを検討し、両者の局在がsubconfluentの状態とは変化するが、観察可能であることが観察できた。同時に、NHEK細胞がconfluentな状態において細胞ー細胞接着の状態を免疫染色を行い観察した。細胞ー細胞接着の確認の後、細胞ー細胞接着阻害剤としてコナヒョウヒダニ抗原を投与したが、細胞ー細胞接着の状態に変化が見られず、阻害条件を確定できなかった。そこで、天疱瘡患者血清投与下での細胞ー細胞接着阻害条件をHacat細胞を用いて検討することとした。Hacat細胞も、免疫染色にてDsg1,Dsg3の発現が見られた。天疱瘡患者血清よりIgGを分離後、Hacat細胞に投与したが、免疫染色にてDsg1、Dsg3の発現に明らかな変化はみられなかった。今後、細胞ー細胞接着の阻害条件の検討を続けていく予定である。我々は、表皮角化細胞における細胞-細胞外マトリクス接着と細胞-細胞接着の動的相互作用について検討することを研究目的として実験を行う。具体的には、細胞-細胞接着であるデスモゾームおよびアドヘレンス結合を阻害する条件下(天疱瘡患者血清下、構成タンパクsiRNA下、細胞骨格阻害剤下)で、細胞-細胞外マトリクス接着である接着斑(Focal contact:FC)およびヘミデスモゾーム構成タンパクのダイナミクスが、どのように変化するかを共焦点レーザー顕微鏡下にLivecell imaging methodsを用いて観察することを目的とする。今年度、細胞-細胞外マトリクス接着を視標とするためにヒト正常表皮角化細胞(NHEK)細胞に接着斑の構成タンパクであるαアクチニン(CFP)プラスミドとヘミデスモゾームの構成タンパクであるβ4 integrin(YFP)プラスミドをdual transfectionを行い、Live cell imagingが行えることを確認した。

Live cell imagingの最も重要である目的タンパクの細胞へのtransfectionの成功と、観察が出来たことは満足する結果である。また、dual transfectionが成功し、観察できたことも良い結果である。しかし、細胞-細胞接着の阻害条件の確定に苦慮している。livecell imagingを用いて細胞-細胞外マトリクス接着と細胞-細胞接着の動的相互作用について検討するために、本年度も阻害条件の検討を続けて行く予定である。しかし、細胞-細胞接着の阻害条件での観察がまだ不十分であるので、今後の検討課題である。阻害条件が確定できれば、その条件下でlivecell imagingが行えれば、細胞-細胞外マトリクス接着と細胞-細胞接着の動的相互作用について検討することができると考えている。本年度、決定出来なかった細胞-細胞接着の阻害条件を決定することと、siRNAを用いたknockdown条件を決定する。この条件下と正常条件下でのdynamicsを検討する。この条件下と正常条件下でのdynamicsを検討することを目的とする。引き続きNHEK細胞の購入、培養、siRNAの購入などに研究費を使用して行くことを考えている。本研究は、NHEKの培養条件なども結果の精度を左右する大きな要因となっている。しかし、申請者1人で細胞培養、遺伝子導入、観察実験を同時に行うことは時間的制約がありなかなか思うように実験が進まない。そのため、本年度は、実験補助員を雇うことも検討している。また、引き続きNHEK細胞の購入、培養、siRNAの購入などに研究費を使用して行くことを考えている。
柑橘類抽出成分によるサルモネラ簡易検出用デバイスの開発と実用化

平成20年度は過去の成果をふまえて国内と国外とで本テーマとなっている方法を用いた手法を用いて、サルモネラ感染の疫学調査を行った。以下方法国内:微生物検査会社(メデック等)、と共同してから分離された食品・ヒト糞便由来の細菌株を収集してアスコルビン酸やクエン酸など柑橘抽出デバイスを用いてサルモネラをはじめとした硫化水素産生菌の調査を行った。日本国内でのスーパーマーケットの店頭に置かれている食肉のサルモネラの汚染を調べた。国外:ラオスの病院(ラオス国立マホゾート病院)細菌検査室、食品市場(ラオス首都ヴィエンチャン市内の食品市場)、農村(ラオスヴィエンチャン行政区サイタニ郡パイロム村およびコアクサー村)住民等のヒト、食品、動物等由来の細菌株に対して柑橘抽出デバイスを用いてサルモネラをはじめとする硫化水素産生菌の調査を行った。本法を用いて判明した国内と国外の食品・ヒト便におけるサルモネラの検出率の差から、日本とラオスにおけるサルモネラの相対危険度を求めた。結果日本国内でのスーパーマーケットの店頭に置かれている食肉のサルモネラの汚染を調べたが、サルモネラの汚染は認められなかった。平成20年度の調査地点であるラオス・コクサー村の住民57名から便検体を集めサルモネラの罹患を、日本帰国後に本法を用いた検出法で調べた結果、うち8名からサルモネラを検出した。今回の保菌率14%は、一年前に同じ地区のパイロム村で行った際の30%と比べるとやや少ないが、それでも日本の100倍は優に超える値であった。同時に同時に上記の微生物検査会社に同じ検体57本におけるサルモネラの検出を依頼した。同社は通常の依頼があった時と同じ方法で検査をしたが、サルモネラは検出されなかった。したがって柑橘抽出デバイスを用いた本法を用いたシステムで検査したほうがサルモネラの検出率がはるかに高いことが証明された。20年度には、本法を知的所有権の対象として出願した特許の審査請求の結果を早めるために21年2月に早期審査の手続きをとった。1.新たに判明した知見:柑橘抽出成分を用いてDHL培地上に培養された菌が形成する形状の肉眼画像診断にてサルモネラの検出をする場合、アスコルビン酸とクエン酸が、黒環を形成する代表的な成分であってディスクデバイスとして使用すれば有効であることが判明している。この方法を用いて数多くの硫化水素を産生する細菌をふるいにかけ、サルモネラのみを選別する手段にすること手法が開発された。そして、硫化水素を産生する菌群で、シトロバクターの一部は尚、サルモネラと同様の肉眼画像を示すことがあるというのが本方法の弱点であったが、菌を塗沫する際にペトリ皿(シャーレ)の直径三分の二の径で塗れば、画像診断にて、シトロバクターとサルモネラを峻別することが可能であることが明らかとなるに至った。2.工業所有権:前年に国際出願していた[サルモネラ菌検出用デバイス及びその利用方法]を日本国内PCT再出願し、さらに、審査請求をした。3.疫学調査に必要な手続き:サルモネラなど食中毒の起因菌は、東南アジアなどの開発途上国において汚染が著しいことが指摘されている。本研究では、開発途上国で実施される価値がある。本方法を用いて開発途上国ラオスにおける食品およびヒト糞便からのサルモネラの分離を試みるために、特に、人臨床材料としての検便を実施するにあたって不可欠となっているラオス保健省に設置されたラオス国臨床研究倫理委員会の審査を受け、2007年1月23日に認可が下りた。過去の申請者らの研究によって、レモンなど柑橘抽出成分で、サルモネラの検出に役立つものが、サルモネラ分離培地のDHL寒天培地に対するクエン酸及びアスコルビン酸の効果であることが判明している。この方法を発見者の名前をとってMY(翠川裕)現象と命名した(日本細菌学会で公表)。本年度は、アスコルビン酸およびクエン酸のデバイスとして、ディスクを用い、ディスクに含まれるこれらの物質の最適な含量を解明し、アスコルビン酸とクエン酸の違いも判明した(翠川薫)。本方法を用いたサルモネラの鑑別方法の弱点でありかつ最後の解決すべき課題であったシトロバクターとの峻別も培養法に工夫をすることで改善された(日本熱帯医学会で口頭にて発表)。本年度から始めた海外フィールド調査の為に、現地の専門家である国立国際医療センター研究所の中村哲分担で、研究対象国ラオスの情報収集および研究協力体制作りを行った。ラオスの首都ヴィエンチャンにある国立マホゾート病院と協力して、ラオスの下痢患者から分離されたグラム陰性菌の硫化水素を産生する株と非産生株とでライム、アスコルビン酸およびクエン酸のデスクでどのような反応を示すかをテストする打ち合わせを行った。この打ち合わせで、同病院細菌検査部長ラタナポン女史とオックスフォード大学から派遣されているポールニュートン氏が研究協力者として快諾され、次年度の患者調査で、本研究のサルモネラ鑑別法を実際にラオスの下痢患者に対するサルモネラの検出に応用する道が開かれた。以下方法

国内:微生物検査会社(メデック等)、と共同してから分離された食品・ヒト糞便由来の細菌株を収集してアスコルビン酸やクエン酸など柑橘抽出デバイスを用いてサルモネラをはじめとした硫化水素産生菌の調査を行った。日本国内でのスーパーマーケットの店頭に置かれている食肉のサルモネラの汚染を調べた。国外:ラオスの病院(ラオス国立マホゾート病院)細菌検査室、食品市場(ラオス首都ヴィエンチャン市内の食品市場)、農村(ラオスヴィエンチャン行政区サイタニ郡パイロム村およびコアクサー村)住民等のヒト、食品、動物等由来の細菌株に対して柑橘抽出デバイスを用いてサルモネラをはじめとする硫化水素産生菌の調査を行った。本法を用いて判明した国内と国外の食品・ヒト便におけるサルモネラの検出率の差から、日本とラオスにおけるサルモネラの相対危険度を求めた。結果日本国内でのスーパーマーケットの店頭に置かれている食肉のサルモネラの汚染を調べたが、サルモネラの汚染は認められなかった。平成20年度の調査地点であるラオス・コクサー村の住民57名から便検体を集めサルモネラの罹患を、日本帰国後に本法を用いた検出法で調べた結果、うち8名からサルモネラを検出した。今回の保菌率14%は、一年前に同じ地区のパイロム村で行った際の30%と比べるとやや少ないが、それでも日本の100倍は優に超える値であった。同時に同時に上記の微生物検査会社に同じ検体57本におけるサルモネラの検出を依頼した。同社は通常の依頼があった時と同じ方法で検査をしたが、サルモネラは検出されなかった。したがって柑橘抽出デバイスを用いた本法を用いたシステムで検査したほうがサルモネラの検出率がはるかに高いことが証明された。20年度には、本法を知的所有権の対象として出願した特許の審査請求の結果を早めるために21年2月に早期審査の手続きをとった。
血清中HIV-RNAの定量的PCR検出と病態進展予測および治療効果判定

静岡県立こども病院血友病包括外来に通院中のHIV抗体陽性の血友病患者21名と非血友病患者3名の保存血清について競合PCR法によるHIV-1RNAの経時的定量を行ない、臨床症状および臨床HIVマーカー(CD4陽性T細胞数、CD4/CD8陽性T細胞比、IgG値、IgA値、β2ミクログロブリン量、p24抗原量)と比較した。血清中ウイルスRNA量は他の臨床HIVマーカーに比して抗HIV剤による治療効果を最も的確に反映していた。また、病状の悪化に先立ってウイルスRNA量の急激な増加が観察され、治療抵抗性を示した患者においてもウイルスRNA量の増加が認められた。以上の結果から、血清中HIV-RNA量の測定は抗HIV剤による治療開始時期や治療効果の判定、薬剤変更時期、HIV感染の予後判定等において、CD4陽性T細胞数を初めとする他の臨床HIVマーカーよりも確実な指標となる得ることを証明した。プロテアーゼ阻害剤投与患者や長期未発症患者においては、血中ウイルスRNA量が100コピー/m1以下を推移する場合が多い。アンプリコアHIV-1モニター(Roche Diagnostic Systems)は,臨床の場において血中ウイルスRNAの概量(1ogオーダー)を知ることを可能にしたが、定量的検出限界は400-800コピーである。プロテアーゼ阻害剤の治療効果判定や長期未発症患者の病態進展予測には100コピー以下の血中ウイルスRNA量の消長を追跡する必要があり、競合PCR法によるウイルスRNAの定量は極めて有効な手段となり得る。今後は競合HIV-1RNA作製、血中ウイルスRNAの抽出・精製の簡易化、競合PCR感度の改良が必要と考えられる。静岡県立こども病院血友病包括外来に通院中のHIV抗体陽性の血友病患者21名と非血友病患者3名の保存血清よりHIV-RNAを抽出し、competitive-PCR法によりウイルスRNAを定量した。この内8症例についてはウイルスRNA量を経時的に追跡し、病態進展および治療効果との関連性について検討した。病期はAC(無症候キャリアー)10名、ARC(エイズ関連症候群)12名、AIDS2名血清1ml中のウイルスRNA量は、ACでは378(301,6060コピー、ARCでは2,890(14015,880)コピー、AIDS2症例では940と4,520コピーと病期が進むに従いウイルスRNA量が増加する傾向を認めた。しかし、AIDSでも症状がなく、薬剤の効果が認められる症例ではRNA量は低いことが明らかになった。また、AZTとddCの併用症例においてRNA量の減少が著しいことが確認された。ウイルスRNA量を経時的に追跡し、臨床症状および他の臨床HIVマーカー(ウイルス量、CD4細胞数、CD4/CD8比、p24抗原量、IgG値、IgA値、β2-ミクログロブリン量)と比較した結果、血清中のHIV-RNA量の測定は、予後判定、治療開始時期、抗レトロウイルス剤変更時期の決定に必須であり、臨床症状、CD4細胞数、IgA値等と共に総合的に判断するのが望ましいことを明らかにした。長期未発症と考えられる2症例については、過去12年間以上にわたって血清中HIV-RNA量はcompetitive-PCR法による検出限界以下の50コピー/100μ1以下を維持していることが明らかになった。静岡県立こども病院血友病包括外来に通院あるいは入院中のHIV抗体陽性の血友病患者に、HIV逆転写酵素阻害剤Stavudine (d4T)単独使用の機会を得たので、患者血清中HIV-1RNA量の競合PCR法による測定および他のHIVマーカーの測定を経時的に行ない、臨床症状と比較検討した。対象はAZT、ddI、ddC無効の血友病患者7名(AC3名、ARC2名、AIDS2名)と、非血友病患者1名(ARC)である。

d4T単独投与期間は2844週で、24週時のCD4細胞数はAC2例とARC1例でそれぞれ42%、44%、70%の上昇が認められたが、ARCとAIDSの各1例ではそれぞれ21%、47%減少していた。血清中HIV-1RNA量は、4週までは1384%の減少を示したが、4例では12週までに、他の4例でも2436週までに再増加に転じた。IgAはAC2例とARC2例で低下したが、他は大きな変化を示さなかった。β2-MGはAIDS1例でやや上昇した。p24抗原陽性を示したのは8例中3例のみであった。臨床症状は、AIDS症例で倦怠感、食欲不振、下痢等の症状の改善が24週で認められ、またリンパ節腫張は4例中2例で改善がみられた。d4Tは単独投与でも臨床症状を改善し、AIDSの進行を抑えると考えられる。血清中HIV-1RNA量は、一旦は減少したものの、再度増加傾向を示しており、耐性ウイルスの出現が示唆された。ddIやprotease阻害剤のような他の抗HIV剤との併用が必要と考えられる。静岡県立こども病院血友病包括外来に通院あるいは入院中の治療抵抗性HIV感染者に対する逆転写酵素阻害剤とプロテアーゼ阻害剤による3剤併用療法の臨床効果と、血清中HIV-1RNAコピー数との関連性を検討した。対象は、CD4陽性細胞数500/μl以下、HIV-1RNA1000コピー/ml以上の血友病患者12例、非血友病患者1例で、AZT+ddC+プロテアーゼ阻害剤(Indinavir:9例、Saquinavir:2例、Nelfinavir:2例、Ritonavir:2例)を併用した。追跡期間は1648週で、治療効果の認められたのは12例である(Indinavir:7例、Saquinavir:2例、Nelfinavir:2例、Ritonavir:1例)。CD4陽性細胞数は、4週で平均74、12週で62、24週で81/μlの増加がみられた。アンプリコアHIV-1モニター(Rooche)で定量した血清中HIV-1RNA量は、4週で11例中10例(91%)が13 log減少し、内7例(64%)では測定感度以下となったが、4例(33%)では治療開始時より増加していた。今後はCD4陽性細胞数があまり低下せず、HIV-1RNA量も上昇していないなるべく早期からの多剤併用療法も考慮すべきと考えられる。一方、1983年にHIV抗体陽性と判定されたが、症状のない長期未発症2例について競合PCR法による血清中HIV-1RNA量を測定した結果、数百コピー以下を保持していることが明らかになった。プロテアーゼ阻害剤を含む多剤併用でウイルスRNA量がアンプリコアHIV-1モニターの測定感度以下となった患者や、長期未発症患者の予後を検討する上で、競合PCR法によるウイルスRNAの定量は有効である。
Evaluation system on water transport properties of cracked concrete under environmental conditions

本研究では,ひび割れを有するモルタルの吸水実験を行い,異なるひび割れ幅での吸水量と吸水速度,および重力,事前乾燥度などの影響について示した.また,微視的な機構に基づいた硬化体・ひび割れの二相系吸水モデルを用い、異なるひび割れ条件での高靱性セメント複合材料ECCの吸水性能を良好に再現することに成功した.さらに,撥水材の混入によって内部撥水性を有するモルタルを試作し,吸水実験を行った.その結果,ひび割れを有する撥水モルタル供試体は,標準供試体・表面塗布供試体と比較すると,吸水率が顕著に減少し,ひび割れ面でも撥水効果を発揮したことが明らかになった.本研究では,ひび割れを有するモルタルの吸水実験を行い,異なるひび割れ幅での吸水量と吸水速度,および重力,事前乾燥度などの影響について示した.また,微視的な機構に基づいた硬化体・ひび割れの二相系吸水モデルを用い、異なるひび割れ条件での高靱性セメント複合材料ECCの吸水性能を良好に再現することに成功した.さらに,撥水材の混入によって内部撥水性を有するモルタルを試作し,吸水実験を行った.その結果,ひび割れを有する撥水モルタル供試体は,標準供試体・表面塗布供試体と比較すると,吸水率が顕著に減少し,ひび割れ面でも撥水効果を発揮したことが明らかになった.工学
強相関ナノワイヤの磁壁制御

強相関強磁性ペロブスカイト型マンガン酸化物のナノワイヤを作製して磁場印加その場ローレンツ電顕実験を行い、外部磁場による磁壁内磁化分布のカイラリティの制御を試みた。ボルテックス磁壁のカイラリティは、交流消磁における外部磁場方向のワイヤ長手方向に対する相対角度により制御されることを見出した。また、同一ピンニングサイトにおけるトランスバース磁壁のカイラリティは、磁壁の両側の磁区の磁化配置の反転に伴って反転することを明らかにした。強相関電子系ハーフメタル物質であるペロブスカイト型マンガン酸化物La_<1-x>Sr_xMnO_3のナノワイヤをエピタキシャル多層薄膜から作製し、電流印加及び磁場印加による磁壁の制御を試みた。部分的にAuレイヤーを含むLa_<1-x>Sr_xMnO_3FeO_3/La<1-x>Sr_xMnO_3/La_<1-x>Sr_xFeO_3(x=0.4)エピタキシャル薄膜試料についてFIBマイクロサンプリング加工を施し、ピックアップした試料をCu電極付ポリイミド板に固定することで、マンガン酸化物ナノワイヤ両端にAu電極を組み込んだTEM断面試料を作製した。この試料を冷却TEMホルダーに取り付け、ソースメータを用いて電流-電圧特性の測定を行った。また、SrTiO_3/La_<1-x>Sr_xMnO_3/SrTiO_3(x=0.3)エピタキシャル薄膜試料について同様のFIB加工を実施してFIB用切欠けメッシュに固定し、ワイヤの方向を自由に変えることが可能なTEM断面試料を作製した。この試料をTEMホルダーに取り付け、外部磁場印加その場ローレンツ電顕観察を行った。交流消磁によりピンニングサイトにボルテックス磁壁が形成されたが、消磁の交流磁場方向をワイヤ長手方向に対して+45°にすると、ヘッド・トゥー・ヘッド磁壁では時計回り、テイル・トゥー・テイル磁壁では反時計回りのボルテックスが形成され、逆に消磁の交流磁場方向を-45°にすると、ヘッド・トゥー・ヘッド磁壁では反時計回り、テイル・トゥー・テイル磁壁では時計回りのボルテックスが形成されることが明らかになった。この外部磁場を用いた方法によりボルテックス磁壁のカイラリティを制御できることが明らかになった。部分的にAuレイヤーを含み、ポリイミド樹脂を表面に堆積させたLa_<0.6>Sr_<0.4>FeO_3/La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3/La_<0.6>Sr_<0.4>FeO_3/SrTiO_3エピタキシャル薄膜試料についてFIBマイクロサンプリング加工を実施してCu電極付ポリイミド板に固定し、La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3ナノワイヤを含むTEM断面試料を作製した。この試料を冷却通電ホルダーに取り付け、電流印加その場ローレンツ電顕観察を行ったところ、試料の絶縁破壊が生じる最大印加電圧まで磁壁のコントラストの変化は観察されなかった。また、ワイヤ長手方向に沿って外部磁場の方向を交互に反転させる交流消磁を行うことにより、ピンニングサイトとなるワイヤの特定個所に磁壁のコントラストが形成された。ローレンツ電顕像を用いた強度輸送方程式法による解析の結果、この磁壁は、磁壁内の磁化がワイヤ長手方向とおおよそ直交するトランスバース磁壁であることが明らかになった。交流消磁を繰り返し行うとピンニングサイトを挟む磁区の磁化配置が反転したが、この磁化配置の反転に伴ってトランスバース磁壁のカイラリティが反転することが観察された。この外部磁場を用いた方法によりトランスバース磁壁のカイラリティを制御できることが明らかになった。
関節リウマチの病態形成における新規アラーミンの関与

関節リウマチの治療薬として臨床利用されているブシラミンが複数のアミノアシルtRNA合成酵素(aaRS)に結合し、さらに20種類のaaRSがマクロファージを活性化して炎症性サイトカインを放出させることを見出した。関節リウマチ患者血清中にも数種のaaRSが高値に認められた。本研究は、aaRSのアラーミンとしての機能を解析し、関節リウマチ発症におけるaaRSの関与を明らかにすることを目的とする。aaRSの機能を解明することにより、関節リウマチにおける炎症慢性化の分子機構の理解が飛躍的に進み、新しい診断法や治療標的の創出、革新的な自己免疫疾患治療法の開発に大きな影響を与えることが期待される。
実空間トランスファを利用したシリコンベース量子構造による遠赤外光発生

シリコンの発光機構としてバンド内遷移は間接ギャップの制約を受けない点で有望である。ここではSiGe/Siヘテロ構造のサブバンドを利用した遠赤外光発生の可能性について検討した。サブバンド間発光ではカスケード構造の評価が高い。しかし超格子障壁や共鳴準位など反転分布形成に必要なポテンシャルのデザインが複雑なうえに構造の作製に高い制御性が要求される。本研究では量子井戸基底準位・障壁の2準位系を想定した。移動度の大きい井戸内で面方向に加速されたキャリアはポテンシャル障壁を越えて散乱され、移動度の小さい障壁への実空間トランスファが起きる際、局所的に(障壁)>(井戸)のように分布反転したドメインが生じる。2準位の差が光学フォノンエネルギーより小さければキャリアは光子放出を伴って井戸へ緩和する。本研究ではSiGe/Siにおける実空間トランスファの特性を調べ、光・キャリア閉じ込めの構造制御を試みた。移動度の間接評価としてSiGe/Siヘテロ構造における励起子の拡散定数を飛行時間法で計測したところ極低温で10cm^2/sのオーダーの値を得た。しかしチャネルがSiGeでもSiでも大きなちがいはなかった。これは大きなGe組成領域では井戸幅が小さい必要があり、ヘテロ界面のラフネス散乱で移動度が減少した効果と思われる。これと束縛準位の見積りから小さなGe組成で厚い井戸ないしはシングルヘテロ構造を採用する方針が得られた。さらにSiGe/SiタイプI構造において電子が複数の井戸間を電場下あるいはフォノン散乱で実空間トランスファする様子を蛍光観測から捕えるとともに新しい波長可変発光素子を提案した。尚、サブバンド発光の分光においては注入電流損失を含む背景輻射を誤認する可能性を指摘した。一方、構造制御の結果、SiGe-OI作製用のイオン注入は高エネルギーで行う必要性が判明した。また反転分布形成を阻害するAuger散逸がSiGe/Siヘテロ構造で抑制できる可能性を蛍光計測から見いだした。本研究は、シリコン系半導体における遠赤外光発生を目指す。同材料による光発生の研究は応用物性の一大勢力であるが、バンド間遷移に拘泥する限り、間接遷移固有の選択則と小さな振動子強度の呪縛が容易には解けない。しかしサブバンド間遷移によれば、間接遷移の性質は障害とはならない。本研究の目的は、シリコンベース量子構造における実空間トランスファを利用することにより、サブバンド間遷移に基づく遠赤外光発生を試みることである。そのためには、移動度の異なる2つの隣接チャネルにおける実空間トランスファと非平衡電子分布が必要となる。本年度では、高移動度トランジスタ(HEMT)の基礎となるシリコンベース量子構造の形成を行った。分子線エピタキシー(MBE)によりSiGe層をエピタキシャル成長し、プラズマトロンによる酸素イオン注入の後、高温アニールによりSiGeOI基板分離構造の形成を試みた。HEMTの障壁高さを100meV以上にする必要があることが計算から見積もられるが、これは、SiGeの組成が20%以上になることを意味する。ところがミクロ構造および光学評価からは、組成の大きなSiGeは酸化によって著しい浸食を受けることが判った。そこで組成の異なるSiGe試料に対する酸素イオン注入とSiGe-OI構造形成を系統的に調べることにより、SiGe-OI達成のためのSiGe組成の上限が30%であることを見出した。さらに、MBEを利用したHEMT構造形成を行った。その結果、大気搬送SiGe上へのSiGe再成長はGe組成の上昇とともに酸化層の影響を強く受け、エピタキシが破綻することがわかった。HEMT形成にはこの困難の克服が課題となる。

一方、実空間トランスファ容易な構造実現のため、チャネル平行方向の輸送特性を不純物と界面ラフネス散乱を取り入れたモンテカルロシミュレーションで評価することに着手した。本研究の目的は、シリコンベース量子構造における実空間トランスファを利用することにより、サブバンド間遷移に基づく遠赤外光発生を試みることである。本年度では、シリコンチャネルの高移動度トランジスタ(HEMT)構造における電子の実空間トランスファの検証、バリアからチャネルへのエネルギー緩和に伴う赤外光発生と導波路構造化へのステップとなるSiGe-OI構造化を試みた。面内電場印加による電子ヒーティングとそれに伴う実空間トランスファを観測すべく、組成傾斜ゲルマニウム混晶バッファを有するn型シリコンチャネルに面内電極を設けた構造を用いた。低温での光励起蛍光により、電場印加に伴ってシリコン井戸の発光強度が弱まる一方、バリア層からの蛍光が増大する様子が観測された。これは電場で加速された電子がバリアに横溢する実空間トランスファに相当すると考えられる。一方、興味深い現象として、交流電場印加の反射分光によりバリア端エネルギー付近においてシリコンより数桁大きな異常反射率変調が得られた。さらに、励起光をあてずに電場のみを印加した状態で発光を観測したところ、2ミクロンを越える領域にブロードな背景光が観測された。この波長は予想される値よりも短く、高エネルギーに励起された電子の緩和に関係していると考えられる。中赤外領域以降での光強度は分散法の限界以下であり、固体検出器の変更まで含め高感度検出法の利用、電子閉じ込め構造の適用などが今後の課題として残された。一方、遠赤外光の高効率発生に必要な電子・光閉じ込め環境に関しては、SiGe-OI上のHEMT構造形成への足がかりをつかんだ。SiGe-OI表面では酸化層の影響により再成長エピタキシが破綻するが、Ge組成を18%程度にすることで通常のクリーニング過程を経て再成長とHEMTの形成が可能であることを見出した。
高濃度酸素を用いるHi-DHSリアクターによる簡単で速い下水の高度処理

Hi-DHSおよびDHSリアクターの間欠供給運転は、好気と嫌気の環境の完全な制御には至らなかったが、単体のリアクターでかつ簡単な運転での脱窒、部分硝化および生物膜の肥大化防止を期待できる知見を得た。保持汚泥性状は、連続供給運転と比較して異なり、排水濃度、有機物負荷、処理時間および間欠供給のインターバル時間の運転条件毎でも異なった。Hi-DHS(High DO Down-flow Hanging Sponge)リアクターとは、スポンジ担体を用いた散水ろ床法であるDHSリアクターの気相部を高酸素濃度に維持する処理法である。本研究では、Hi-DHSリアクターによって豆腐工場排水(以下、排水とする)を連続処理した。連続供給実験を実施した158日間の排水の全CODと溶解性CODの平均は、それぞれ2816 mg/Lと905 mg/Lだった。処理が安定した144158日目で、処理温度15 °C、HRT 30 h、全CODスポンジ間隙容積負荷2 kg/m3/d、の条件において、全成分でCOD 304 mg/L、BOD 106 mg/LおよびSS 63 mg/Lであった。酸素濃度は、流入部で90%以上、排気部で70%以上を維持した。この酸素濃度域ではチョウバエの発生は認められず、Hi-DHSリアクターが衛生的に優れていることが明らかになった。別の実験系で、酸素を供給しない空気条件のDHSリアクターによって、下水の間欠供給実験を行った。ここでは、本研究で意図した通りスポンジ担体内においてDO不足の状態が形成されたようで、これが原因と考えられるNO2-が検出された。間欠供給運転によって、脱窒を進行させるための無酸素状態を形成できる可能性が示された。ただし、間欠供給運転を施すと、汚泥濃度が減少する現象が確認された。この現象は、無酸素状態の形成に不利となるが、同時に高速化の可能性も期待できる。Hi-DHSリアクターの実験では、連続供給運転によって、高速処理性能と衛生性能を示唆できる結果が得られた。DHSリアクターの実験では、間欠供給運転によって、無酸素状態を形成し始めたが、脱窒が進行するような無酸素状態には至っていない。この理由は、間欠供給運転では汚泥濃度が減少する、すなわち生物膜が痩せてしまい無酸素状態の形成を困難にするという想定外の現象が発生したことが挙げられる。本年度の研究では、空気条件のDHSリアクターで連続供給運転と間欠供給運転の2系列を用意し、処理性能と汚泥性状を調査した。処理対象の排水は、学校の実下水とした。処理温度は20°Cとした。間欠供給運転は、供給30 min、停止30 minを1サイクルとした。HRTは、5 hと3 hとした。連続処理性能は、連続供給運転と間欠供給運転に大差はなかった。ただし、HRT 5 hにおける間欠供給運転では、連続供給運転よりも処理水中のNO2-Nが多く検出された(最大8 mgN/L)。これより間欠供給運転は、連続供給運転に比べて好気状態が乏しくなっていたと考えられる。保持汚泥濃度(MLSS、MLVSS)は、HRT 5 hにおいて、連続供給運転と間欠供給運転に大差はなかった。HRT 3 hにおいて、連続供給運転と間欠供給運転のMLSSとMLVSSは、リアクター最上部の第1セグメントで同程度であったが、リアクター中部の第3セグメントで間欠供給運転が5割程度低かった。第1、3セグメントのMLSS(MLVSS)の平均は、連続供給運転で14.9(13.3)g/L-sponge、間欠供給運転で11.4(9.9)g/L-spongeとなった。ここで、間欠供給運転による汚泥生成量の削減が認められた。この汚泥生成量の削減方法が確立されれば、DHSリアクターの高負荷化に繋がる。間欠供給運転のHRT 3 hの第3セグメントでのみにおいて、酸素消費速度が低いにも関わらず、MLSSが低いという関係があった。この関係は、昨年度の類似の研究結果と合致しており、間欠供給運転による汚泥生成量の削減の機構解明に重要であると考えられる。空気条件のDHSリアクターの実験では、間欠供給運転によって保持汚泥濃度が減少した。この現象は、昨年度の類似の研究成果でも認められており、再現性が得られた。このように保持汚泥濃度が減少することを予め想定し、懸濁物が含まれる下水を供給した。しかし、想定以上に汚泥濃度は減少し、脱窒が進行するような無酸素状態には至らなかった。一方で、間欠供給運転によるHRTの短縮(高速化、高負荷化)に目途がついた。本研究の目的のひとつである“速い"という点では、評価できる成果である。Hi-DHSリアクターでは、従来法である活性汚泥法の10倍速(COD容積負荷10 kg/m3/day)を連続供給と間欠供給で試みたが、間欠供給の優位性はなかった。DHSリアクターでは、COD容積負荷3 kg/m3/dayで連続供給と間欠供給で試み、両供給方法で排水基準を概ね満たした。特に、間欠供給の処理性能は連続供給より安定し、その優位性を明らかにできた。Hi-DHSリアクターとDHSリアクターの間欠供給の汚泥濃度は、連続供給より増加した。

これは、DHSリアクターにおいて、好気と嫌気を制御するための重要な知見となった。補助事業期間全体を通じて、DHSリアクターの間欠供給運転は、連続供給運転と比較して異なる汚泥性状であった。ただし、排水濃度、有機物負荷、処理時間および間欠供給のインターバル時間の運転条件毎でも、異なる汚泥性状であった。間欠供給運転による好気と嫌気の環境の完全な制御には至らなかったが、DHSリアクター単体でかつ簡単な運転での脱窒、部分硝化および生物膜の肥大化防止を期待できる知見を得た。Hi-DHSおよびDHSリアクターの間欠供給運転は、好気と嫌気の環境の完全な制御には至らなかったが、単体のリアクターでかつ簡単な運転での脱窒、部分硝化および生物膜の肥大化防止を期待できる知見を得た。保持汚泥性状は、連続供給運転と比較して異なり、排水濃度、有機物負荷、処理時間および間欠供給のインターバル時間の運転条件毎でも異なった。Hi-DHSリアクターあるいはDHSリアクターによって、有機物除去に注目した間欠供給運転のHRT(水理学的滞留時間)を最適化する。ここで、安定した汚泥濃度の生物膜を維持できるようになった後に、排水の供給時間と停止時間を詳細に検討する。Hi-DHSリアクターあるいはDHSリアクターによって、有機物除去に注目した間欠供給運転の排水の供給時間と停止時間を詳細に検討する。また、内生呼吸と基質分解による酸素消費速度を測定し、間欠供給運転による汚泥生成量の削減機構に迫る。衛生工学、環境工学本研究課題は、4月の時点で不採択であり、11月に交付決定された。そのため、平成27年度当初から、別の研究費と既存の装置・機器・消耗品等を充てて研究を進めており、本研究費の直接経費が残った。本研究課題は、平成27年度4月の時点で不採択であり、平成27年度11月に交付決定された。そのため、平成27年度当初から、別の研究費と既存の装置・機器・消耗品等を充てて研究を進めていた。平成28年度は、長期の実験に対応するために、適宜、装置や機器の消耗品交換や更新に予算を支出した。しかしながら、計画していた装置や機器の消耗品交換や更新が、全て終了しておらず、直接経費が残った。平成28年度は、長期の実験に対応できるように装置・機器等を購入する。平成27年度に使用を予定していた消耗品費は、想定外の結果が出たために必要となった別途の実験(平成28年度以降)に充てる。平成29年度は、消耗品交換や更新が終了していない装置や機器に対して、随時経費を支出し、研究環境を整える。