hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遠赤外線放出寝具の生体に対する効果

遠赤外線を放出するトルマリンを使用したシーツを利用したトルマリンベッドと,綿シーツを使用した通常ベッドの比較を行った。実験は,健康な被験者14名(平均年齢24.9才,SD7.52)を対象として行った。被験者はトルマリンシーツ1枚ベッド(以下,トルンベッドという),同じく2枚ベッド,同じく4枚ベッドに60分間臥床し,データ(腰部表面温度,手掌表面温度,末梢皮膚血流量,心拍変動)収集を行った。また,通常ベッドに60分間安静臥床し,同様にデータ収集を行った。14名のデータを統計処理し,下記のことが明らかになった。腰部表面温度については,トルンベッド及び通常ベッドとも測定前後において,それぞれ有意に温度上昇した。寝具間の比較においては,通常ベッドとトルン4枚ベッドにおいて有意差がみられた。手掌表面温度については,トルンベッド及び通常ベッドとも,測定前後において有意な温度上昇はみられなかった。寝具間の比較においては,通常ベッドとトルン2枚ベッド及び,通常ベッドとトルン4枚ベッドにおいて,有意差がみられた。末梢皮膚血流量については,トルンベッド及び通常ベッドとも,測定前後において有意な変化はみられなかった。寝具間の比較においては,通常ベッドとトルン4枚ベッドにおいて,有意差がみられた。心拍変動については,副交感神経指標について,寝具間において通常ベッドとトルン4枚ベッドにおいて有意差がみられた。トルマリンシーツから放出される遠赤外線が,皮膚表面温度及び,自律神経に何らかの影響を与えたと示唆される。遠赤外線を放出するトルマリンを使用したシーツを利用したトルマリンベッドと、綿シーツを使用した通常ベッドの比較を行った。同一被験者に腰部、手掌表面温度及び心拍の測定を行い、トルマリンシーツ使用ベッドが生体にどのような影響を与えるのか、検討を行った。実験は、健康な被験者(平均年齢20.0才、SD2.20)を対象として実施した。現在治療中の疾患がないこと、通常の日常生活を送っていること、を被験者の条件とした。被験者はトルマリンシーツ1枚使用ベッド、同じく2枚使用ベッド、及び4枚使用ベッドに60分間安静臥床し、データ(腰部表面温度、手掌表面温度、心電図)収集を行った。また、通常ベッドに60分間安静臥床し、同様にデータ収集を行った。被験者20名のデータを統計処理し以下のことが明らかになった。腰部表面温度については、トルマリンシーツ使用各ベッド及び通常ベッドにおいて、それぞれ有意に上昇した(P<0.05)。通常ベッドとトルマリンシーツ使用各ベッドとの、寝具間比較においては、いずれも有意差はみられなかった。手掌表面温度については、トルマリンシーツ使用各ベッド及び通常ベッドにおいて、有意な温度上昇はみられなかった。寝具間の比較について、通常ベッドとトルマリンシーツ使用各ベッドにおいて、いずれも有意差がみられた。心拍変動について、副交感神経指標においては、寝具間に有意差はみられなかった。測定前後において、トルマリンシーツ4枚使用ベッドについてのみ、有意差がみられた(P<0.1)。交感神経指標において、寝具間の比較において、通常ベッドとトルマリンシーツ1枚使用ベッドについて、有意差がみられた(P<0.05)。測定前後においては、いずれのベッドとも有意差はみられなかった。トルマリンシーツから放出される遠赤外線が、皮膚表面及び自律神経に何らかの影響を与えたと示唆される。だが、どのような影響を与えたのかは特定できていない。今後、実験症例数を増やし、検討を行うことが必要であると考える。
地域資源を活用したヒートアイランド現象抑制型舗装の研究

カキ殻、ホタテ貝殻、サンゴ砂、陶磁器、ガラスカレット、カワラ廃材などのリサイクル材を細骨材の代替としてセメントモルタルを作製し、これを開粒度アスファルト舗装の上部に充填する方法により遮熱性舗装を構築した。その遮熱効果を調べるため、試験舗装を施工して夏季の路面温度を測定した。この結果、モルタルを充填したアスファルト舗装は、密粒度アスファルト舗装に比べて路面の最高温度を10°C程度低減できることを確認した。初年度に利用した地域のリサイクル資源(かき殻、ホタテ貝殻、サンゴ砂など)に加えて、本年度は、かわら破砕材、陶磁器破砕材、ガラスカレットなどの廃棄物を活用し、これらを使用したモルタルを開粒度アスファルトの表面から充填した遮熱性舗装について、大学内に試験舗装を施工し、夏季の路面温度低減効果を調べた。また、これらの試験舗装において滑り抵抗性試験も実施した。この結果、これらの材料を使用した遮熱性舗装は、かき殻、ホタテ貝殻、サンゴ砂などを用いた場合と同様に、アスファルト舗装に比較して夏季の路面最高温度を大きく低減できることがわかった。この効果は、かき殻などを細骨材としたモルタルを充填した場合、舗装の表面色が明るくなることにより日射反射率が増加するためと考えられる。また、舗装の滑り抵抗性も十分有していることが確認できた。これらの研究成果は、平成24年7月に開催されたコンクリート工学年次大会において「充填モルタルによるアスファルト舗装路面の温度制御」と題して発表した。また、平成24年11月に開催された農業農村工学会京都支部研究発表会において「地域のリサイクル材を活用した遮熱性舗装の温度低減効果」として発表した。本年度は、前年度の研究成果の取りまとめと発表、ならびに、新たに環境負荷低減型モルタルの有効性確認の実験を実施した。研究成果の発表内容は次のようになる。前年度に実施したかわら破砕材、陶磁器破砕材、ガラスカレットなどの廃棄物を活用した遮熱性舗装について、試験舗装の夏季の路面温度低減効果を調べた結果、これらの材料を使用した遮熱性舗装は、アスファルト舗装に比較して夏季の路面最高温度を大きく低減できることがわかった。この研究成果は、平成25年8月に開催された国際会議において「Heat Control of Pavement Surface Temperature Using Recycle Material」と題して、研究代表者が発表した。また、かわら破砕材、陶磁器破砕材、ガラスカレットなどを細骨材として利用した場合のモルタルの特性、および試験舗装における滑り抵抗性などの結果について、平成25年11月に開催された国際会議において「Study on physical propertiesand usabilityof some selected recycled fine aggregate」と題して、研究室の学生が発表した。また、高炉スラグ微粉末とかき殻を利用した環境負荷低減型モルタルの実験を実施し、このモルタルの強度発現、ならびに、このモルタルを充填したアスファルト供試体による室内照射試験を行った。この結果、このモルタルは普通セメントを用いた場合に比べて表面色が明るくなり、温度低減効果が大きくなる特性を有し、遮熱性舗装の充填モルタルとして適していることがわかった。この研究成果の一部は、平成25年11月に開催された農業農村工学会京都支部研究発表会において「副産物を利用した環境負荷低減型モルタルの強度特性」と題して、研究室の学生が発表した。研究期間3年間の初年度として、以下のような研究と報告を実施した。地域資源として、カキ殻、ホタテ貝殻、サンゴ砂などを細骨材として利用し、遮熱舗装用の充填モルタルを作製した。これらのモルタルの特性を調べ、これらを開粒度アスファルトに充填することにより遮熱性舗装を構築する方法を検討した。平成23年6月、学内において遮熱性舗装の試験舗装を施工した。ここでは、カキ殻モルタル充填舗装、ホタテ貝殻モルタル充填舗装、サンゴ砂モルタル充填舗装、比較用舗装として密粒度アスファルト舗装、開粒度アスファルト舗装を施工した。それぞれの試験舗装区間の大きさは1.5×1.5mとし、平坦なコンクリート地面の上に厚さ10cmの粒度調整砕石を敷き、その上に厚さ5cmの舗装を施工した。これらの舗装について、熱電対を舗装下面と上面に設置して夏季の路面温度を測定して比較し、遮熱効果を検討した。この結果、カキ殻モルタル充填舗装、ホタテ貝殻モルタル充填舗装、サンゴ砂モルタル充填舗装などは、密粒度アスファルトに比べて夏季の路面最高温度が10°C以上低下し、アスファルト舗装の路面温度低減に有効であることを確認した。初年度の研究成果は、平成23年11月21,22日に三重県津市で開催された国際会議(GEOMAT2011)において、「Heat Control of Pavement Surface Temperature Using Oyster Shell Lime]の題目で報告した。また、色の異なる11種類のコンクリートブロックの表面温度も測定してカキ殻モルタル充填舗装と比較し、これらの研究結果をまとめ、平成24年7月に広島で開催されるコンクリート工学年次大会へ投稿した。

遮熱性舗装の試験舗装を初年度に施工し、次年度においては、初年度に施工した試験舗装の温度計測を実施し、遮熱性舗装の経年効果を調べるとともに、新しいリサイクル材を活用した遮熱性舗装区間を設けてその効果を調べた。初年度の研究成果は、平成23年11月21,22日に三重県津市で開催された国際会議(GEOMAT2011)において、「Heat Controlof Pavement Surface Temperature Using Oyster Shell Lime」の題目で報告した。また、平成24年7月に広島市で開催されたコンクリート工学年次大会において(題目:充填モルタルによるアスファルト舗装路面の温度制御)を発表し、これがコンクリート工学年次論文集に掲載された。また、新しいリサイクル材を活用した遮熱性舗装の研究成果は、平成24年11月に開催された農業農村工学会京都支部研究発表会において「地域のリサイクル材を活用した遮熱性舗装の温度低減効果」として発表した。これまでの研究は概ね順調に進んでいる。遮熱性舗装の試験舗装を初年度に施工することができた。次年度においても継続して試験舗装の温度計測を実施し、遮熱性舗装の経年効果を調べることが可能となった。初年度の研究成果は、平成23年11月21,22日に三重県津市で開催された国際会議(GEOMAT2011)において、「Heat Control of Pavement Surface Temperature Using Oyster Shell Lime]の題目で報告することができた。また、平成24年7月に広島で開催されるコンクリート工学年次大会へ論文(題目:充填モルタルによるアスファルト舗装路面の温度制御)を投稿し、これが採用されるとともに、この内容を平成24年7月に開催される大会で発表することが決まった。研究期間3年間の最終年度においては、地域のリサイクル資源(かき殻、ホタテ貝殻、サンゴ砂、ガラスカレット、陶磁器破砕材、かわら破砕材など)を活用した遮熱性舗装について、これまでの2年間の研究成果をまとめる。これまで、夏季の路面温度低減効果を調べた結果、これらの材料を使用した遮熱性舗装は、アスファルト舗装に比較して夏季の路面最高温度を8-10°C低減できることがわかった。この効果は、モルタルを充填した場合、舗装の表面色が明るくなることにより日射反射率が増加するためと考えられる。これらの研究成果は、平成25年8月20-23日に京都市で開催される国際会議(International Conference on Sustainable Construction Materials & Technologies: SCMT3)において「Heat Control of Pavement Surface Temperature Using Recycled Materials」と題して発表する予定である。研究期間3年間の2年目として、以下のような研究を実施する予定である。初年度に施工したカキ殻
標的指向性を有した次世代型ファイバーミュータントアデノウイルスベクターの開発

本研究は、アデノウイルスベクター(Ad)表面の蛋白質を改変することにより、従来遺伝子導入が困難であった細胞・組織への適応も可能なAd及び標的細胞指向性を有したAdを開発しようとしたものである。まずAdによる遺伝子導入に抵抗性を示す樹状細胞(DC)では、ウイルスの感染に関わるレセプター(CAR)の発現が低下あるいは欠損していることを明らかにした。その上で、CAR低発現細胞に対しても効率的な遺伝子導入を可能にすべくファイバーにRGD(Arg-Gly-Asp)モチーフを導入し、インテグリンを標的としたファイバーミュータントAd(RGD-Ad)を作製した。その結果、RGD-AdはCARの発現が認められない細胞に対して、従来型Ad(WT-Ad)と比較して高い遺伝子導入効率・発現効率を示した。そこでこのRGD-Adに加え、RGDより細胞接着活性において優れているRGDS(Arg-Gly-Asp-Ser)及びその両端にG4Sリンカーを付加したAd(各々RGDS-Ad及びRGDSL-Ad)を作製し、WT-Adと比較した。各Adは、種々細胞に対して用量依存的に遺伝子発現を上昇させた。しかし、遺伝子発現効率の優劣は、細胞間において異なり、A549細胞では、RGD-Ad=RGDS-Ad>WT-Ad>RGDSL-Ad、A2058細胞では、RGD-Ad=RGDS-Ad>RGDSL-Ad>WT-Ad、B16BL6細胞では、RGD-Ad>RGDS-Ad>RGDSL-Ad>WT-Adの順で優れていた。一方、プロテインAをファイバーに発現させたAdの作製を試みたが、十分な遺伝子導入活性を有するAdを得る事ができなかった。その原因として、プロテインAを導入することでファイバーの高次構造が変化し、本来の機能が発現できない、あるいはウイルス粒子が産生されにくい為と考えられた。そこで、この点を解決し、種々の機能性分子を提示できるファイバー構造の情報を得るために、種々のペプチド分子を含むファイバーを提示したファージライブラリを構築した。今回作製したライブラリを用い、Adのミサイル分子を検索するシステムを構築するため、モデル標的分子(EGFレセプター)に対してパンニングを行った。その結果、ファージの回収率がおよそ100倍にまで上昇した。今後、このシステムを駆使することにより標的指向性を有するAdの作製が行えるものと考える。本研究は、アデノウイルスの感染機構を考慮し、アデノウイルス表面の蛋白質を改変することにより、標的細胞選択性を制御し、従来遺伝子導入が困難であった細胞・組織への適応も可能なベクター及び標的細胞指向性を有したベクターを開発しようとするものである。アデノウイルスベクター(Ad)の標的細胞への遺伝子導入は、ウイルスのファイバーが細胞表面上のCAR(coxsackie-adenovirus receptor)に結合し、引き続き、ウイルスのペントンベースのArg-Gly-Asp(RGD)モチーフがインテグリンに結合することにより成立する。そこで、本年度はまず従来よりAdによる遣伝子導入に抵抗性を示すと言われている樹状細胞やメラノーマ細胞のCAR並びにインテグリンの発現をRT-PCRで確認した。

その結果α_vβ_3あるいはα_vβ_5インテグリンの発現は認められるものの、CARの発現が低下あるいは欠損していることを明らかにした。これらの結果から、Adによる遺伝子導入に対する樹状細胞やメラノーマ細胞の抵抗性がCARの発現低下によるものであり、α_vβ_3あるいはα_vβ_5インテグリンを標的とするAdを作製することにより、これらの細胞への遺伝子導入効率を向上させうることが示唆された。そこで、樹状細胞ならびにメラノーマ細胞への効率的ベクターは、Adのペントンベース部分のRGDモチーフがインテグリンに高親和性を持つことに着目し、感染の第一段階に働くファイバーにRGDを導入することでCARを介さずに感染できると考えられる。その結果、RGD-AdはCARの発現が認められない細胞に対して、従来型Adと比較して高い遺伝子導入効率・発現効率を示した。現在、RGD-Adの遣伝子導入ベクターとしての有用性について検討している。本研究は、アデノウイルスベクター(Ad)表面の蛋白質を改変することにより、従来遺伝子導入が困難であった細胞・組織への適応も可能なAd及び標的細胞指向性を有したAdを開発しようとするものである。昨年度は、Adによる遺伝子導入に抵抗性を示す樹状細胞(DC)では、ウイルスの感染に関わるレセプター(CAR)の発現が但下あるいは欠損していることを明らかにした。その上で、CAR低発現細胞に対しても効率的な遺伝子導入を可能にすべくファイバーにRGD(Arg-Gly-Asp)モチーフを導入し、インテグリンを標的としたファイバーミュータントAd(RGD-Ad)を作製した。本年度は、このRGD-Adに加え、RGDより細胞接着活性において優れているRGDS(Arg-Gly-Asp-Ser)及びその両端にG4Sリンカーを付加したAd(各々RGDS-Ad及びRGDSL-Ad)を作製し、従来型Ad(WT-Ad)と比較した。各Adは、種々細胞に対して用量依存的に遺伝子発現を上昇させた。しかし、遺伝子発現効率の優劣は、細胞間において異なり、A549細胞では、RGD-Ad=RGDS-Ad>WT-Ad>RGDSL-Ad、A2058細胞では、RGD-Ad=RGDS-Ad>RGDSL-Ad>WT-Ad、B16BL6細胞では、RGD-Ad>RGDS-Ad>RODSL-Ad>WT-Adの順で優れていた。一方、プロテインAをファイバーに発現させたAdの作製を試みたが、十分な遺伝子導入活性を有するAdを得る事ができなかった。その原因として、プロテインAを導入することでファイバーの高次構造が変化し、本来の機能が発現できない、あるいはウイルス粒子が産生されにくい為と考えられた。そこで、この点を解決し、種々の機能性分子を提示できるファイバー構造の情報を得るために、種々のペプチド分子を含むファイバーを提示したファージライブラリを構築した。今回作製したライブラリを用い、Adのミサイル分子を検索するシステムを構築するため、モデル標的分子(EGFレセプター)に対してパンニングを行った。その結果、ファージの回収率がおよそ100倍にまで上昇した。
新規電流検出ESR法の開発と有機太陽電池における電荷再結合の複眼的オペランド観察

次世代太陽電池である有機太陽電池の高効率化にとって、電荷キャリアの損失過程を非破壊かつデバイス動作下で評価(オペランド観察)する手法の開発が切望されている。特に、光生成した電荷キャリアの主な損失過程である再結合の速度の評価法は未だ確立されていない。本研究では、既存の電気伝導測定の一種であるインピーダンス分光法と電気的検出電子スピン共鳴法(EDMR)を融合させることで、電荷キャリア再結合を評価する新しい定量法を開発・提案する。また、伝導電子の有するスピンの観点から電荷キャリア再結合・輸送の反応素過程を解明し、その制御法の創出を目指すことを目的とする。そこで、本年度は、デバイス動作条件下で電荷キャリア再結合速度のオペランド観察を実現するために開発した誘電緩和の電子スピン共鳴を測定するEDMR装置を用いて、P型半導体高分子Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)(P3HT)の単膜有機ダイオードにおける電荷再結合の研究を行った。EDMR信号の電圧依存性とP3HT配向構造依存性から、ITO/P3HT界面に蓄積された正孔が電荷再結合中心となっていることを明らかにした。また、誘電緩和の電子スピン共鳴信号の印可電圧周波数依存性から、当初の研究計画通り電荷再結合速度の測定に成功した。前年度開発した装置を用いて、当初の計画通り有機デバイスにおける電荷再結合の評価に成功した。次年度は予定通り多層膜から成る有機デバイスの評価を行えるため、上記のように判断した。今後、単膜有機ダイオードにおける電荷再結合の温度依存性や多層膜から成る有機デバイスの評価を実施する。また、本研究による誘電緩和の電子スピン共鳴信号の印可電圧周波数依存性と従来のAM変調型EDMR信号の周波数依存性を比較し、本研究で開発した装置の優位性を検討する。そこで、本年度は、デバイス動作条件下で電荷キャリア再結合速度のオペランド観察を実現するために、誘電緩和の電子スピン共鳴を測定するEDMR装置の開発を試みた。はじめに、電場変調を用いた通常のインピーダンス分光測定システムを立ち上げた。自作したブリッジ回路を用いることで、電子スピン共鳴によるシリコンダイオード(1N4007)のインピーダンス変化を検出することができた。開発した装置では、10-6以下の微小なインピーダンス変化を検出することができ、自作したプログラムで自動制御することを可能とした。次年度に実施する有機デバイス作成の準備のために、真空蒸着装置やグローブボックスの立ち上げ、真空蒸着時に用いるマスク・酸化インジウムスズ(ITO)透明電極付き石英基板の設計を行った。当初の予定である装置開発を早々に終えることができたため、次年度に実施する有機デバイス作成の準備に費やすことができ、真空蒸着装置やグローブボックスの立ち上げなどを行った。次年度の早期から有機デバイスにおける電荷再結合の評価を行うことができる状況から、上記のように判断した。開発した装置を用いて、高分子単膜ダイオードにおける電荷再結合を評価する。標準試料としたシリコンダイオードでは、10-6以下の微小なインピーダンス変化を検出するために自作ブリッジ回路を使用した。一方、高分子単膜ダイオードでは、シリコンダイオードと比較して、EDMR信号強度が2-3桁高いと報告されているため、電子スピン共鳴によるインピーダンス変化を容易に検出することができると考えられる。

今後、高分子単膜ダイオードにおけるEDMR測定から、検出方法を柔軟に検討し、本課題を進める。今後、単膜有機ダイオードにおける電荷再結合の温度依存性や多層膜から成る有機デバイスの評価を実施する。また、本研究による誘電緩和の電子スピン共鳴信号の印可電圧周波数依存性と従来のAM変調型EDMR信号の周波数依存性を比較し、本研究で開発した装置の優位性を検討する。次年度に実施する有機単層膜デバイスの評価において、デバイス作成時に必要なP型光伝導性高分子の価格が想定以上に高いため、繰越金を試薬購入費に充てる。3年目に実施する有機薄膜太陽電池デバイスの評価において、デバイス作成時に必要なUVオゾン洗浄改質装置の価格が想定以上に高く、繰越金を購入費に充てる。
ダウン症児者の成人病予防のための食生活調査と栄養指導システムの開発

ダウン症幼児の栄養調査を実施して健常児との比較研究を行ない、療育教室に通う幼児では目だった肥満は生じておらず、栄養摂取量はやや少なめながら、健常児と共通のパターンを示しているとの結果を得た。不足がちの栄養素は食物繊維であり、食品群では魚・大豆製品、果物、野菜・海草、穀類が不足していた。エネルギーや炭水化物の摂りすぎはなかったが、菓子・ジュース類は過剰に摂取し、脂肪エネルギー比が多めである点にも注意を要する。栄養分析の結果をレーダーチャートで示し、分わかりやすく個別指導するプログラムを開発した。次に学童期ダウン症児について、養護学校等での栄養摂取と肥満との関係の調査および1000名への郵送法による全国調査を実施した。学童期ダウン症児中の肥満児出現率は12%余で従来のどのダウン症児調査より低かったが、健常児の平均7%余よりは高い。ダウン症児中の肥満群・非肥満群に比較により、肥満は幼児期から始まっており、その要因として幼児期の栄養摂取の問題と思春期頃からの身体活動性の低下が与えられた。その対策が今後の課題であるが、療育教室等で早期から栄養指導を行い、養育者の意識を高めることにより肥満を予防できると考えられる。これまでの成果に基づく家庭用の栄養指導手引書を1996年中に出版する予定で執筆中である。また成人期ダウン症者への調査では、概ね20-40代で健康で作業所に通所している者に成人病の微候はまだ現われていなかった。重症心身障害児施設に長期入所している者も、合併症が重かったためか、給食でコントロールされているためか、肥満はなく、特記されるべき健康障害は見られなった。これ以外の、作業所を退所した者や在宅ケアが不可能になって遠方の施設などに入所したと思われる成人ダウン症者の生活や健康の実態についても調査し、成人期ダウン症者の加齢にともなう食生活の変化と肥満その他健康問題の実態をさらに調べる必要がある。
小型成層圏大気サンプラーを用いた南極域成層圏における温室効果気体の変動の解明

南極域成層圏における温室効果気体の分布と変動を明らかにするため、様々な改良を加えた小型成層圏大気サンプラーを南極・昭和基地から小型気球を用いて飛揚し、14-29kmの4高度においてそれぞれ10.7から7.0L(標準状態)の大気試料を採取することに成功した。大気試料の精密分析によって、CO2、CH4、N2O、SF6濃度、及びO2/N2比、Ar/N2比の鉛直分布と経年変化が明らかになった。本研究は、南極域成層圏での温室効果気体の分布と変動を明らかにするために、2012年に南極昭和基地において小型成層圏大気サンプラーを用いた成層圏大気の直接採取実験を行うこと、そして採取された大気試料を国内で精密に分析することにより、南極域成層圏における温室効果気体の分布と変動を明らかにすることを目的とする。今年度は、我々が独自に開発した小型成層圏大気サンプラーの信頼性・安定性をさらに向上させ、成層圏大気試料の採取量を増加させるために、種々の改良を施した同サンプラーを新たに設計・製作した。また、成層圏の低圧低温環境(気温-60度、気圧25hPa)での使用に耐えるサンプラー構成部品(バルブ等)の選定・改良・試験を行った結果、これまで必要であったヒーターによる保温が不要になり、消費電力を一桁減少させることに成功した。本サンプラーの試料容器中に保存した大気試料のCO2濃度が変化してしまう問題を解決するため、試料容器の内面処理方法の改良と試験を開始した。現在、新たな内面処理方法の効果を検証するため、CO2濃度既知の標準ガスを用いた大気試料保存試験を実施中である。また、成層圏を飛翔中の本サンプラーの動作を制御するために必要な搭載コントローラの開発にも着手し、基本ハードウェア・ソフトウェアの選定を完了した。本研究は、南極域成層圏での温室効果気体の分布と変動を明らかにするために、2012年度に南極昭和基地において小型成層圏大気サンプラーを用いた成層圏大気の直接採取実験を行うこと、そして採取された大気試料を国内で精密に分析することにより、南極域成層圏における温室効果気体の分布と変動を明らかにすることを目的とする。本サンプラーの試料容器中に保存した大気試料のCO_2濃度が変化してしまう問題を解決するため、昨年度から継続して、試料容器の内面処理試験とその効果の確認実験を実施した。その結果、内面処理を行った一部の試料容器については、CO_2濃度既知の標準ガスを封入後3ヶ月経過しても濃度変化はほとんど見られなかったが、3ヶ月間の試料保存によって+0.4ppmvの濃度増加が生じる試料容器も存在した。引き続き、試料容器の内面処理方法の検討と確認試験を継続する必要がある。昨年度新たに製作した小型サンプラーを用いて低圧大気採取実験を行い、目的とする成層圏高度(20km、25km)に相当する低圧大気試料を標準状態で4-6L採取可能であることを確認した。また、気球搭載用コントローラ(ハードウェア)の基本設計・製作が完了し、基本的な動作確認試験が終了した。コントローラ用基本ソフトウェアの開発も継続実施中である。本年度は、新たに製作した小型成層圏大気サンプラーの大気圧下での室内実験を継続して実施し、目的とする成層圏高度(20km、25km)に相当する低圧大気試料をより大量に採取する手法の開発を目指した。その結果、寒冷を発生させる高圧ネオンガスの供給方法や供給圧力を工夫し、かつ試料採取バルブの開閉シーケンスを調整することにより、高度25km相当の低圧大気試料採取量をこれまでより50%増加させることに成功した。また、これまでは困難であった高度30km相当(気圧12hPa)の低圧大気試料を約3L(標準状態)採取することに成功した。さらに、昭和基地実験の予備実験として、本サンプラーをJAMSTEC白鳳丸船上から小型プラスティック気球を用いて飛揚し、赤道上空の19-29kmの成層圏4高度での大気採取を行った。その結果、本サンプラーは成層圏高度において問題なく動作し、高度19-29kmにおいて標準状態で8.2-4.7L(標準状態)の大気試料を採取可能であることを確認した。昭和基地実験用の新たな搭載コントローラの開発を継続し、先に製作したプロトタイプにさらに改良を加えて、1台のコントローラで複数のサンプラーの制御を行うことを可能にした。室内(大気圧下)での動作試験によって、従前のコントローラよりもさらに安定して動作することを確認した。

本研究は、南極域成層圏での温室効果気体の分布と変動を明らかにするために、2012年度に南極昭和基地において小型成層圏大気サンプラーを用いた成層圏大気の直接採取実験を行うこと、そして採取された大気試料を国内で精密に分析することにより、南極域成層圏における温室効果気体の分布と変動を明らかにすることを目的とする。本年度は、これまで開発を続けてきた小型成層圏大気サンプラー、搭載コントローラ、テレメータ系を一体化してアルミフレーム製のゴンドラに納め、プラスティック気球で飛揚可能な形態とした。1基のゴンドラに2台のサンプラーを搭載し、1回の気球放球で2高度の成層圏大気が採取可能な仕様とした。1ゴンドラあたりの総重量は、搭載する液体窒素を含めて約40kgとなった。宇宙科学研究所の低温低圧チャンバーを用いて、完成したサンプラーゴンドラ一式の成層圏環境試験を実施した。その結果、高度約30kmに相当する気圧13hPaでサンプラー制御系が正常に動作することは確認できたが、温度を-50度まで低下させると制御系の動作が不安定になることを確認した。搭載コントローラに保温対策を施すことにより、低温時の問題は解決した。第54次南極地域観測隊の研究プロジェクトの一環として、2012年12月31日と2013年1月10日の2日間にわたり、満膨張時容積2,0009,000m3のプラスティック気球を用いて昭和基地から計4基のサンプラーゴンドラを放球した。地上でのテレメータ監視によると全てのサンプラーが正常に動作し、気球切り離し後に昭和基地周辺の海氷上に降下した。ヘリコプターを用いたサンプラーの回収も問題なく終了した。今後、南極成層圏大気試料の温室効果気体および大気主成分の濃度・同位体比の精密分析を行い、それらの経年変化と大気物質輸送過程に関する考察を継続して行う予定である。交付申請時点での研究実施計画をほぼ達成したため。24年度が最終年度であるため、記入しない。2012年度は、昭和基地において成層圏大気採取実験に使用する小型サンプリング装置(小型サンプラー+制御系+テレメータ系)を製作し、十分な地上試験を行う。さらに、サンプリング装置を昭和基地に持ち込んで成層圏大気採取実験を実施する。
タンパク質-サポニン複合体の協働機能発現に関する研究

タンパク質とサポニンの協働作用としてタンパク質の特性変化を中心に検討した。まずサポニン構造の違いについて比較した結果、アスパラガスサポニンのBSAキモトリプシン感受性に及ぼす低下効果は大豆サポニンより小さいことがわかった。大豆サポニンは分子内にカルボキシル基を有する点がアスパラガスサポニンとの違いで、サポニンの疎水的な性質のみならずイオン的な性質も重要な役割を果たしていると考えられた。大豆サポニンを添加したタンパク質のCDスペクトルを測定した結果、大豆グロブリン、β-ラクトグロブリン、α-ラクトアルブミンでは二次構造の変化が示された。一方、オボアルブミンでは変化が非常に小さかったので、さらに^<31>P-NMRを用いて分析した結果、サポニン添加によってリン酸残基のシグナルに変化が生じ、サポニン添加によって高次構造が若干変化しているものと推測された。また、熱安定性に及ぼすサポニンの影響を検討した結果、DSCよりBSAでは吸熱ピークの高温度側へのシフトが見られ、サポニン添加によって熱安定性が上昇したが、大豆グロブリンでは明確な安定性の上昇は見られなかった。次に大豆トリプシンインヒビターを用いて抗体反応性について検討した。その結果、サポニン添加量の増加に伴ってELISAの値が減少し、サポニンが抗体反応性を低下させることから、他のアレルゲン活性に対しても有効に低下し得るものと推測された。以上の結果より、サポニンはタンパク質上の比較的特異性の高い部位に相互作用して、タンパク質の高次構造を修飾することでその特性を変化させるものと考えられた。これらの作用は一義的に発現するのはなく、サポニン、タンパク質相互の性質をともに反映しているものと推測された。
高感度・高時間分解能を有する円二色性測定装置の開発と生体機能材料創製への活用

円二色性(CD)スペクトル測定は、構造変化の動的挙動を高感度で検出可能で重用されてきた。しかし現行CDの時間分解能は原理的にミリ秒程度で、μ秒程度の早い複合体形成検出には本質的な適用限界が指摘されている。このため高感度と高時間分解能を両立可能な新規CD測定原理と測定装置の開発が切望されてきた。本研究では新規楕円偏光制御法に基づく高感度・高時間分解CD測定装置開発に取り組んでいる。平成30年度の研究では、信頼性の高い、新たな楕円偏光制御法による高感度検出法の開発を目指した。位相板の方位角を導入した新たな理論式を導出し、実測される左右楕円偏光強度Ir、Ilから算出されるシグナル強度Sは、方位角を小さくすることで増大することが示された。シグナル強度Sの増大により、S/Nの向上、すなわち高感度検出が期待できる。実際に位相板の方位角を、従来用いられてきた90度と-90度から、451度&-45-1度と大きく減少させ、シグナル強度Sの変化を詳細に検討したところ、方位角を小さくすることにり、Sが増大することが明らかとなり、S/Nの向上、すなわち高感度検出が実現できることが明らかとなった。この方位角変化に基づく高感度観測法は、従来法に比較して温度揺らぎなどの影響を受け難く、高感度と高い再現性を有する検出システムの構築につながることが期待される。この成果に基づき、高感度・高時間分解CDスペクトル測定装置を活用した生体機能材料開発に取り組んだ。構築した高感度・高時間分解能を有するCD測定システムを用い、キラルRu錯体により測定条件最適化ならびに市販CD測定装置との性能比較検討により概念実証実験に取り組み、初期的知見を得た。本研究では新規楕円偏光制御法に基づく高感度・高時間分解CD測定装置開発に取り組み、理論的再検討に取り組み、位相板の方位角を導入した新たな理論式を導出し、高感度検出の可能性を見出し、新たな高感度測定法構築に向けた仮説を提案した。しかし、技術的問題も含め、本仮説の実証実験には困難が伴うことを予想していた。実際の測定系構築、特に再現性良い方位角制御法の構築は容易ではなく、かなりの時間と労力を要した。しかし、新しい方位角制御プログラムを導入することにより、再現性良く、大きなシグナル強度Sの測定可能なシステム構築に成功し、当初予想・計画以上に進展したと評価される。今後は、構築した高感度・高時間分解能を有するCD測定システムを用い、キラルRu錯体により、測定システムのさらなる測定条件の最適化に取り組む。このように最適化されたシステムを用い、二重鎖DNA(dsDNA)・テトラピリジルポルフィリン誘導体(TPyP)複合体形成系の極初期過程の動的相互作用挙動解析を検討し、生体機能制御材料開発への適用可能性について検討する。dsDNAとTPyPは、1.インターカレーション、2.グルーブバインディング、3.サイドバインディングの3種類の複合体が報告されており、まず子牛胸腺DNA(ctDNA)および鰊精子DNA(hsDNA)を用い、dsDNAとTPyPを種々の割合で混合し、UV・VisならびにCDスペクトルやNMRを用い、相互作用を検討する。次にTPyPに光照射を行い、光励起により誘起されるdsDNAとTPyP複合体構造変化を蛍光スペクトル、蛍光寿命測定により詳細に検討する。さらに本研究で開発する高感度・高時間分解CD測定装置を用いた観測に取組み、光照射後のdsDNAとTPyPとの複合体構造変化について検討する。高分子量でG-C含量高いctDNAと中分子量でA-TとG-C含量がほぼ均しいhsDNAとTPyPとの複合体構造ならびに光照射よるり構造変化を比較検討し、従来全く報告のない相互作用の極初期過程の有益な知見獲得が期待され、癌の光線治療薬新規開発戦略構築などにつながる成果の取得が期待される。

構築した高感度・高時間分解能を有するCD測定システムを用い、キラルRu錯体により測定条件最適化ならびに市販CD測定装置との性能比較検討により概念実証実験に取り組み、初期的知見を得た。本研究では新規楕円偏光制御法に基づく高感度・高時間分解CD測定装置開発に取り組み、理論的再検討に取り組み、位相板の方位角を導入した新たな理論式を導出し、高感度検出の可能性を見出し、新たな高感度測定法構築に向けた仮説を提案した。しかし、技術的問題も含め、本仮説の実証実験には困難が伴うことを予想していた。実際の測定系構築、特に再現性良い方位角制御法の構築は容易ではなく、かなりの時間と労力を要した。しかし、新しい方位角制御プログラムを導入することにより、再現性良く、大きなシグナル強度Sの測定可能なシステム構築に成功し、当初予想・計画以上に進展したと評価される。今後は、構築した高感度・高時間分解能を有するCD測定システムを用い、キラルRu錯体により、測定システムのさらなる測定条件の最適化に取り組む。このように最適化されたシステムを用い、二重鎖DNA(dsDNA)・テトラピリジルポルフィリン誘導体(TPyP)複合体形成系の極初期過程の動的相互作用挙動解析を検討し、生体機能制御材料開発への適用可能性について検討する。dsDNAとTPyPは、1.インターカレーション、2.グルーブバインディング、3.サイドバインディングの3種類の複合体が報告されており、まず子牛胸腺DNA(ctDNA)および鰊精子DNA(hsDNA)を用い、dsDNAとTPyPを種々の割合で混合し、UV・VisならびにCDスペクトルやNMRを用い、相互作用を検討する。次にTPyPに光照射を行い、光励起により誘起されるdsDNAとTPyP複合体構造変化を蛍光スペクトル、蛍光寿命測定により詳細に検討する。さらに本研究で開発する高感度・高時間分解CD測定装置を用いた観測に取組み、光照射後のdsDNAとTPyPとの複合体構造変化について検討する。高分子量でG-C含量高いctDNAと中分子量でA-TとG-C含量がほぼ均しいhsDNAとTPyPとの複合体構造ならびに光照射よるり構造変化を比較検討し、従来全く報告のない相互作用の極初期過程の有益な知見獲得が期待され、癌の光線治療薬新規開発戦略構築などにつながる成果の取得が期待される。本年度は、高感度高時間分解能を有する円二色性(CD)測定装置開発を目指し、主に理論的再検討に取り組み、位相板の方位角を導入した新たな理論式を導出し、高感度検出の可能性を見出し、新たな高感度測定法構築に向けた仮説を提案を行った。しかし、新しい方位角制御プログラムを導入することにより、再現性良く、大きなシグナル強度Sの測定可能なシステム構築に成功したため、主に理論的検討ならびに基本装置レイアウトなどの最適化に専念したため、当初予定に比較して研究経費、旅費等の執行額は大幅な減額となった。来年度は構築に成功したシステムを用い、積極的な実測定に取り組むため、測定用サンプル購入や光学系部品など当初本年度購入を予定していた消耗品も含め購入するため、次年度使用額も含めた配分経費の全額執行を予定している。
生細胞選択的な標識化、生細胞イメージングならびに細胞機能制御

我々が見出した6π-アザ電子環状反応を用いて、生細胞の低侵襲的な標識化に成功し、細胞のイメージングを容易にした。生体分子の複合化について検討し、糖鎖と抗体の複合体、糖鎖クラスターの合成を行った。特定の生体分子の認識や標識化についても検討し、新たな抗がん分子を創製した。6πアザ電子環状反応を用いたDOTAならびに蛍光標識化において、操作の簡便化について検討し、キット化に成功した。これを用いて種々のタンパク質や生きた細胞の標識化を実施した。我々の研究室で見出した効率的クリック反応を利用して、16個のN-結合型糖タンパク質糖鎖からなる巨大糖鎖デンドリマーの合成に成功した。担癌マウスの蛍光イメージング、PETイメージングにおいて、癌細胞に集積する糖鎖デンドリマーは見つからなかったが、正常マウスとは糖鎖動態が異なるという興味深い新事実を見出した。糖鎖と抗体の複合体の合成において、我々が見出した6πアザ電子環状反応を用いた新規複合体形成反応を利用して、抗体に糖鎖を導入することに成功した。一方、生きた細胞の表層にN-結合型糖鎖を導入することに成功し、糖鎖を導入したリンパ球が癌細胞に集積することを見出した。細胞内のシグナル伝達を制御する分子として、特定のリン酸化ペプチドを認識する分子群の創成法を新たに開発し、見出した分子が細胞内の特定のリン酸化タンパク質に結合すること、またそのリン酸化タンパク質が高発現した癌細胞の増殖をin vitroで阻害すること、また担癌マウスにおいて癌を縮小させる効果があることを見出した。またこの新規抗癌化合物のPETイメージングのための前駆体の合成に成功した。複合体合成ならびに種々の化合物のマイクロアレイへの導入に使用可能な、新たな化学反応について検討し、従来知られていない形式的2+2環状化反応を経る、新規なヘテロ環状化合物合成法を見出した。・生細胞のイメージングすでに生細胞の蛍光イメージングとして、我々の開発した6πアザ電子環状化反応を用いた効率的標識化反応を用いてリンパ球の蛍光標識を行い、マウスを用いてその動態を観測し、リンパ球がリンパ節や脾臓に集積する過程を観測した。さらには通常のリンパ球はマウスに移植した癌細胞に集積しないのに対して、6πアザ電子環状化反応を用いて細胞表面にN-結合型糖タンパク質を導入したリンパ球が癌部位に集積することを見出した。本年度はさらに癌細胞の初期転移を観測するために、癌細胞の標識化を行って、マウスに投与して、転移の初期過程の観察に成功した。・腫瘍マーカーのイメージング癌化にともなって特徴的に癌から分泌される分子群の中には、腫瘍マーカーとして臨床検査の対象になるものがある。しかしなぜ癌が腫瘍マーカーを分泌するのかは明らかではない。そこで腫瘍マーカーを上記の方法で標識してその動態を観察したところ、糖鎖構造依存的な特徴的な臓器集積性を示すことを見出した。・特定のタンパク質の標識化の検討in vivoで特定のタンパク質を標的とする標識化について検討した。そこで6πアザ電子環状化反応用のプローブにタンパク質によって認識されるリガンドを結合させた新規プローブを化学合成し、このプローブを用いてタンパク質混合物の中から標的タンパク質のみを標識することに成功した。さらに癌細胞のみを標識するために、インテグリンリガンドであるペプチドRGDの結合したプローブ合成について検討した。・抗体と糖鎖の複合体の調製とPETイメージングこの目的のために、糖鎖をタンパク質、あるいはタンパク質同士を効率的に複合体化させるための新規プローブの開発について検討した。・生細胞のイメージングこれまで、我々の開発した6πアザ霞子環状化反応を用いた効率的標識化反応を用いて生細胞の簡便な標識を可能にした。より効率的な手法として新たにビオチンプローブを開発し、生細胞の標識に応用した。昨年度に引き続き、癌細胞の初期転移を観測した。癌細胞の転移には細胞表層の糖鎖構造が大きく影響することが報告されている。特定の糖鎖を過剰発現させた癌細胞では、糖鎖構造に依存した転移の促進あるいは抑制が転移の初期過程から観測された。そこで昨年度に引き続きこの問題について検討し、腫瘍マーカーの糖鎖構造依存的な特徴的な臓器集積性をについて再現性を確認した。また他のタンパク質についても同様の糖鎖構造に依存する動態を確認した。・特定のタンパク質の標識化の検討昨年度はin vivoで特定のタンパク質を標的とした蛍光標識化法を確立したが、本年度はさらに様々なタンパク質に体するリガンドを組み込んだプローブの合成について検討を行った。中でも癌細胞のみを標識するために、インテグリンリガンドであるペプチドRGDの結合したプローブ合成について検討した。・抗体と糖鎖の複合体の調製とPETイメージングこの目的のために、糖鎖をタンパク質、あるいはタンパク質同士を効率的に複合体化させるための新規手法について検討し、複数のプローブの開発に成功した。
曲面のホモロジー同境のなす群と閉3次元多様体の不変量

本年度の成果は以下の通り.1.曲面のホモロジー同境の理論の応用として,閉3次元多様体に対し,open book genus, homology cylinder genusと呼ぶ種数不変量を定義し,その基本的性質をまとめた.とくに,後者については,閉3次元多様体上のtorsion linking formやクラスパー手術の理論,曲面の写像類群とそのホモロジー表現などとの関連を明らかにし,1次ホモロジー群がねじれをもたないときや2元以下で生成されるときなどの場合の具体的な計算を行った.なお,homology cylinder genusが1となるものについては,古典的に知られているSL(2,Z)の共役類分解と関連があり,それを用いることで,いくつかの非自明な値をもつ例を構成することができた.今後,計算を進めていくことで,数論的な対象とのより深い結びつきが期待される.2.非可換Alexander不変量の計算機による直接的計算の実現に向けて,これまでに作成したプログラムの見直しを行った.とくに,桐生裕介氏の協力の下,数式処理の研究集会に参加し講演を行うことなどを通じ,新たな視点を入れることができたが,一方で,直接的計算の実現に向けては,更なるアルゴリズムの改良を中心とした研究が必要であるということもわかった.3.非可換Alexander不変量の理論の研究の中で,組みひもの一般化であるstring linkに対する応用が得られた.とくに,string linkのモノイド上の整数値準同型の無限列を構成し,その非自明性と一次独立性を示した.具体的な計算にっいても2で述べたプログラムを部分的に用いることにより,いくつかの例について計算を行うことができた.本年度の成果は以下の通り.1.曲面のホモロジー同境の理論の応用として,閉3次元多様体に対し,open book genus, homology cylinder genusと呼ぶ種数不変量を定義し,その基本的性質をまとめた.とくに,後者については,閉3次元多様体上のtorsion linking formやクラスパー手術の理論,曲面の写像類群とそのホモロジー表現などとの関連を明らかにし,1次ホモロジー群がねじれをもたないときや2元以下で生成されるときなどの場合の具体的な計算を行った.なお,homology cylinder genusが1となるものについては,古典的に知られているSL(2,Z)の共役類分解と関連があり,それを用いることで,いくつかの非自明な値をもつ例を構成することができた.今後,計算を進めていくことで,数論的な対象とのより深い結びつきが期待される.2.非可換Alexander不変量の計算機による直接的計算の実現に向けて,これまでに作成したプログラムの見直しを行った.とくに,桐生裕介氏の協力の下,数式処理の研究集会に参加し講演を行うことなどを通じ,新たな視点を入れることができたが,一方で,直接的計算の実現に向けては,更なるアルゴリズムの改良を中心とした研究が必要であるということもわかった.3.非可換Alexander不変量の理論の研究の中で,組みひもの一般化であるstring linkに対する応用が得られた.とくに,string linkのモノイド上の整数値準同型の無限列を構成し,その非自明性と一次独立性を示した.具体的な計算にっいても2で述べたプログラムを部分的に用いることにより,いくつかの例について計算を行うことができた.
p進解析空間上のp進微分方程式の研究

1:本年度は、前年度にえられた部分的結果をもとにして、bounded Robba ring上のFrobenius構造付きp進微分方程式に対し、ある条件下で、解空間のlogarithmic growthfiltration filtrationとFrobeniusslope filtrationが一致すること(Chiarellotto-Tsuzuki予想の類似)を証明した。この結果を使い、円盤上のFrobenius構造付きp進微分方程式に関するChiarellotto-Tsuzuki予想の肯定的解決、log-growth Newton polygonの特殊化に関するDwork予想の肯定的解決をえた。これらの結果はプレプリントにまとめて公表した。2:円盤上のlog p進微分方程式のconvergence Newton polygonの基本的性質の研究をした。K.Kedlayaの``p-adic differential equations (2010)''のテクニックを精密化および拡張をした。これを使い、log p進微分方程式のconvergence Newton polygonのtransder theorem型の定理をえた。プレプリントを執筆中である。まとまった結果を得られたことと、プレプリントにまとめることができたため。Chirallotto-Tsuzuki予想が解決できたことをふまえ、応用を探すことを目標にする。Dwork族のような、Calabi-Yau多様体の族に付随するPicard-Fuchs加群のFrobenius Newtonpolygonの計算ができるか、または、overconvergent F-isocrystalのFrobnius Newton polygonが計算できるか、などを具体的な計算を行い推進していく。本年度は、p進単位円盤上の可解性を仮定しないp進微分方程式のlog-growthの研究と、p進単位円盤上のFrobenius構造付きp進微分方程式を研究をした。前者に関しては、可解部分の階数-1で収束半径最小の解のlog-growthを押さえるというDworkの予想というものがある。この予想に関し、Kedlayaのvariation of radius of convergenceを使うことにより階数2の場合に肯定的な解答をあたえた。階数2の場合はDworkの予想の最初の非自明なケースであり、この予想に関する最初の結果であるという点で重要である。この結果を論文にまとめプレプリントとして公開した。後者に関しては、解の発散に関するlogarithmic growthを、この理論の基本予想であるChiarellotto-Tsuzuki予想を目標に研究をした。予想の仮定にある、pure of bounded quotientという条件に注目して研究をし、新しい特徴づけをえた。経費を使用し海外の研究集会で情報収集を行い、参加者と研究討論を行うことにより、log-growthの理論と、p進微分方程式のlog-decayの理論の類似に関して有意義な知見がえられた。年度後半において研究の方向性が定まり一定の成果がえられた。
災害による緑被・根系の時系列変化に対応可能な地盤の広域ハザード評価法の構築

本研究では,災害が原因となって緑被・根系が本来有すると考えられる地盤災害の抑制効果を,時系列で捉え,その変化(不朽/再生の時系列変化)に対応可能な斜面災害危険度の定量的評価システムの構築を目的としている.このために,人工衛星リモートセンシングデータを利用した方法の確立を検討し,研究期間内で以下の成果を得た.(1)「根系の空間分布とせん断抵抗力との関係把握」根系をモデル化した地盤供試体を作成し,一面せん断試験によって根系の空間分布と土質定数との関係を調べた.この結果,砂質土を対象とした場合,内部摩擦角および粘着力の双方において根系密度との間に相関を見出した.(2)「根系の空間分布と透水係数との関係把握」根系をモデル化した地盤供試体を作成し,根系の空間分布と透水係数との関係を調べた.また,現有の実験斜面においても納入設備を用いて同様の実験を行った.屋内試験ならびに野外試験においては特徴的な差異を確認できなかった.この点については継続的に観測を行い,最終的な結論を出す予定である.(3)「緑被の状態(樹種,樹密度,樹高)とNDVIとの関係把握」樹冠と根系との関係を求めるために,岐阜林野火災によって樹冠の損失があった岐阜県岐阜市権現山および福井豪雨で斜面崩壊があった河和田地区を調査対象地域とし,種々の樹冠-根系関係を調べた.樹種の同定には,専門家の協力を得た.結果,樹種に大きく依存することなく,NDVIとLAIとの問に強い指数関係を見出した.(4)「緑被および根系を推定するアルゴリズムの提案」衛星データや航空写真から得ることが可能な,樹種,樹冠,樹密度,樹高データに,土層(表層地盤)を入力情報として根系を推定するアルゴリズムを検討した.このアルゴリズムに従って実画像への適用を行った.ただし,地表の緑被覆が一定となってからはNDVIに有意な差が確認できないことが判明し,この点の改良が必要であることが確認された.本研究は,災害による緑被・根系(地盤災害の抑制効果)の時系列変化(不朽/再生の変化)に対応可能なハザード評価システムの構築を目指し,高解像度人工衛星リモートセンシングデータを利用した方法の確立について具体的な検討を始め,平成18年度までに以下の内容を実施した.(1)「根系の空間分布とせん断抵抗力との関係把握」根系をモデル化した地盤供試体を作成し,改良型一面せん断試験機(現有備品:三笠式一面せん断試験機)によって,根系の空間分布と土質定数との関係を調べた.実験パラメータは,模擬根系の空間分布および根系密度である.この結果,砂質土を対象とした場合,内部摩擦角/粘着力共に根系密度との間に相関を見出すことができた.(2)「根系の空間分布と透水係数との関係把握」根系をモデル化した地盤供試体を作成し,現有の透水試験機((株)マルイMIC-227-I-22)によって,根系の空間分布と透水係数との関係を調べた.また,現有の実験斜面においても納入設備(リモート観測システム)を用いて同様の実験を行った.現段階では,植生の有無による有意な差が確認されていないが,今後も継続して実験を実施していく予定である.(3)「緑被の状態(樹種,樹密度,樹高)とNDVIとの関係把握」樹冠(Canopy)と根系との関係を求めるために,岐阜林野火災によって樹冠の損失があった岐阜県岐阜市権現山,および福井豪雨で斜面崩壊があった河和田地区を調査対象地域とし,種々の樹冠-根系の関係を調べた.樹種の同定には,専門家の協力を得た.結果,樹種に大きく依存することなく,NDVIと樹冠(LAI)との間に指数関係を見出した.(4)「緑被および根系を推定するアルゴリズムの提案」衛星データや航空写真から得ることの可能な,樹種,樹冠,樹密度,樹高データに,土層(表層地盤)を入力情報として根系を推定するアルゴリズムを検討した.本研究では,災害が原因となって緑被・根系が本来有すると考えられる地盤災害の抑制効果を,時系列で捉え,その変化(不朽/再生の時系列変化)に対応可能な斜面災害危険度の定量的評価システムの構築を目的としている.このために,人工衛星リモートセンシングデータを利用した方法の確立を検討し,研究期間内で以下の成果を得た.(1)「根系の空間分布とせん断抵抗力との関係把握」根系をモデル化した地盤供試体を作成し,一面せん断試験によって根系の空間分布と土質定数との関係を調べた.この結果,砂質土を対象とした場合,内部摩擦角および粘着力の双方において根系密度との間に相関を見出した.(2)「根系の空間分布と透水係数との関係把握」根系をモデル化した地盤供試体を作成し,根系の空間分布と透水係数との関係を調べた.また,現有の実験斜面においても納入設備を用いて同様の実験を行った.屋内試験ならびに野外試験においては特徴的な差異を確認できなかった.この点については継続的に観測を行い,最終的な結論を出す予定である.(3)「緑被の状態(樹種,樹密度,樹高)とNDVIとの関係把握」