hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知的財産制度と経済開発に関する研究

本研究は、特許制度等の知的財産制度と、開発(Development;特に発展途上国の経済発展を指す。)との相互関係について分析するとともに、開発に資する知的財産法制のあり方について考察するものである。具体的には、(1)技術の開発及び移転に資する知的財産制度、(2)各国の事情を踏まえた著作権制度(特に権利制限の制度)、(3)先進国と途上国の間で対立している知的財産問題、(4)中国等の知的財産制度の評価等について検討を行った。本研究は、特許制度等の知的財産制度と、開発(Development)(特に発展途上国の経済発展を指す。)との相互関係について理論的及び実証的に分析したうえで、開発に資するとの観点から、知的財産法制のあり方について検討を行うものである。平成20年度においては、まず第一段階として、国内知的財産制度に関し、具体的なテーマをトピック的に採り上げ、深く掘り下げる検討を行うことを目指し、次のような問題について検討を行った。(i)技術移転に配慮した特許制度及び関連法制度のあり方はどうあるべきか。国際ルール(各種条約)との関係はどうか。(ii)外国著名商標の保護など、商標制度及び不正競争防止制度における国際的なビジネスに配慮した制度のあり方はどうあるべきか。業績としては、(i)の関係で、我が国の特許制度に関する論文1本を公表した。これは直接的には日本の制度を扱うものであるが、特許制度の基本骨格についての政策論につながる内容であり、外国(台湾等)の研究者からも一定の評価をされた。(ii)については、我が国の商標制度の改革案として、商標概念の拡大について検討し、論文1本を公表した。また、以上のほか、包括的なテーマに関するものとして、知的財産保護と国の開発水準との関係についての学説等を俯瞰する小論1本を公表した。平成21年度においては、次のような問題について検討を行った。(ii)著作権制度において、各国の開発状況等に応じた柔軟性を確保することについての現行条約上の制約は、いかなるものか。(iii)TRIPS協定との整合性が適用が問題となった具体例として、中国の知的財産制度に関する紛争案件を取り上げ、パネル報告書の分析を行った。業績としては、(i)の関係で、我が国の特許制度に関する報告を3回行った。これは直接的には日本の制度を扱うものであるが、特許制度の基本骨格についての政策論につながる内容であり、1回は外国(台湾)で英語で行った。(ii)については、日本国際経済法学会のワークショップにおいて、座長として問題提起をした(現在、同学会の年報用に、原稿を執筆中である。)。(iii)については、論文を専門雑誌に発表した。)との相互関係について分析するとともに、開発に資する知的財産法制のあり方について検討を行うものである。平成22年度においては、次のような問題について検討を行った。(i)WTO(世界貿易機関)又はWIPO(世界知的所有権機関)において、先進国と途上国が対立する知的財産関係の争点を素材として、分析・検討を行った。具体的には、(1)WTOにおける非違反申立制度(ノン・バィオレーション申立)の取扱い、(2)生物多様性条約と知的財産制度の関係、(3)著作権の権利制限、(4)知的財産権のエンフォースメントに関する条約上の義務、(5)新しい形態の商標の保護等のテーマである。これらに関する研究成果については、国際シンポジウム等で報告するとともに、論文を執筆した。(ii)特許制度について、各国の発展程度や産業構造の特徴等を踏まえた国内制度を許容する国際的フレームワークのあり方について、検討を行った。その成果を踏まえ、我が国の制度のあり方についても検討を行い、日本工業所有権法学会の研究大会において報告を行った。(iii)不正競争防止法制について、国際的フレームワークの発展経緯及び主要国の動向を調査・分析した。その関連で、途上国の専門家に対する研究報告及び講義を行った。(iv)研究期間の最終年度として、研究成果の全体について取りまとめを行った。(v)本研究の成果は、我が国では比較的研究が少ない知財と開発の問題について、広範な分野における数多くの具体例をとりあげつつ、集中的に検討を行ったものとして、学術的及び実務的に一定の意義を持つものである。
N-N結合の再配列を伴う含窒素有機化合物の新規触媒合成

ヒドラジンN-N結合やジアゼンN=N結合を開裂・変換し、触媒のみを用いてN-X (X = C, N, P, S...etc)結合を形成する反応を開発する。加えて、多様な含窒素有機化合物の合成を行う。N=NおよびN-N結合の既知の変換反応は、酸化・還元反応あるいは置換反応がほとんどである。すなわち、ヒドラジンからアミン、あるいはジアゼンからヒドラジンに変換した後、酸化あるいは置換反応等により多様な含窒素有機化合物へ変換することが行われていた。本研究ではこれらから直接N-X(X = C, N, S, P...etc)結合を形成する新規触媒反応を開発する。あわせて多様な含窒素化合物の合成も進める。
大規模災害発生時にSNSで共有される地理空間情報とその活用に関する地理学的研究

本研究では、2011年の東北地方太平洋沖の地震発生後に、住民がSNSに発信し、共有された地理空間情報の特性を、テキストマイニングを用いて明らかにした。また、今後の広域災害発生時への対応のために、南海トラフ地震の津波による被災が予測される沿岸部を事例に、地理空間情報を活用した地理的条件からみた住民の避難のしやすさの定量的評価や、二次的災害を軽減するための救援物資輸送の方策について検討した。本研究の最終的な目的は、大規模災害の被災地における初期の対応において、災害耐性が強いインターネットSNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)を介して、住民に提供されるべき地理空間情報(避難所、物資補給所、井戸、給水所、通行可能な道路、営業店舗、医療機関など)を解明することである。そのために、2011年の東日本大震災を主な事例として取り上げて、被災直後に住民がSNSに発信し、SNSから取得しようとした地理空間情報を明らかにして、被災地の住民がそれらをもとにいかなる避難行動および生活維持行動をとったのかを明らかにする。本研究では数あるSNSのうち、代表的SNSであるTwitter(ツイッター)のビッグデータを利用する。Twitterは携帯端末から手軽に情報を共有できる点で利便性が高く、東日本大震災の際にも、住民が避難・生活維持行動に役立たせた事例が散見された。平成28年度は、主にTwitter上のツイートデータに対してのテキストマイニング解析を行った。はじめに、大震災災害発生直後に発信されたツイートのビッグデータに対してクリーニングを行った。これらの作業が終了した地域からテキストマイニング解析を開始して、地理空間情報とそれが使用された状況を明らかにした。事例地域の被災状況や時間の経過に伴って、取得・発信された地理空間情報の変化を明らかにした。次に、被災直後にTwitterを利用していた地域住民に対して聞取り調査を実施した。また、近い将来に津波被災が想定されている地域を対象に、広域災害発生時における二次的災害の軽減方法について地理空間情報の活用方法について検討した。平成28年度に予定していたツイートデータのクリーニングやテキストマイニング解析は概ね順調に進んでいる。想定していたよりも、不明瞭なデータが多くみられたが、可能な範囲でそれらの同定作業を行った。聞取り調査を含む現地調査については、協力先の都合等のやむを得ない事情から一部次年度に予定を繰り下げたものもあるが、代わりに地理空間情報の分析作業を予定よりも先行して作業を進めた。本研究の最終的な目的は、大規模災害の被災地における初期の対応において、災害耐性が強いインターネットSNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)を介して、住民の避難や救援物資の供給・入手のために提供されるべき地理空間情報を解明することである。そのために、2011年の東日本大震災を主な事例として取り上げて、被災直後に住民がSNSに発信し、SNSから取得しようとした地理空間情報を明らかにするとともに、被災地の住民がそれらをもとにいかなる避難行動および生活維持行動をとったのかを明らかにする。そして、今後の広域災害発生時において、地理空間情報を活用した避難や二次的災害の軽減する方策について検討した。平成29年度は、前年度に実施したSNS上におけるデータに対してのテキストマイニング解析に基づいて地理空間情報の分析を進めるとともに、対象地域における聞取り調査を実施した。それらの内容を分析することにより、東日本大震災発生後から一定期間に共有された地理空間情報と、それらが震災の初期対応以降で有効活用されたことを明らかにした。そして、その内容は被災状況が異なる地域において異なる傾向であることが明らかになった。また、今後の大規模災害発生時を想定して、地理空間情報を活用した住民の避難行動および避難生活について考察した。第一に、東日本大震災で津波被災した岩手県宮古市沿岸部において、地理空間情報による避難しやすさの定量的分析を行った。第二に、近い将来に発生することが確実視されている南海トラフ地震を事例として、地理空間情報を活用しての被災後における救援物資供給と、住民の避難後における救援物資の入手の方策について考察した。平成29年度は、前年度の分析結果をもとに、聞き取り調査を含めた現地調査を進める。前年度の地理空間情報の分析で明らかにした内容との照合分析を行う。人文地理学聞き取り調査等の協力者の都合等により、一部の調査の回数や時期を次年度に変更したために残額が生じた。聞き取り調査等の協力者の都合等により実施を延期した調査を今年度に実施して、昨年度使用予定分を使用する。
候補遺伝子の網羅的シーケンスによる孤発性ALS病態関連遺伝子の同定

筋萎縮性側索硬化症(ALS)の治療法開発には病態関連分子の同定が重要であるが、大部分を占める孤発性ALSの病態関連遺伝子は十分に解明されていない。本研究ではALS患者コホートで収集した多数の孤発性ALS患者のDNAを次世代シークエンサーを用いて遺伝子解析を施行し、3.0%に既知の遺伝子変異を、6.8%に新規の病原性が疑われる遺伝子多型を認めた。ALS疾患関連遺伝子の遺伝子多型は孤発性ALSにも重要な役割を果たしていると考えられた。また、遺伝子変異の頻度を欧米と比較し、C9orf72変異の頻度が低く、SOD1変異の頻度が高いことが判明し、日本のALSでは欧米と遺伝的背景が異なることが示唆された。筋萎縮性側索硬化症(ALS)の病態解明、治療法開発のために病態関連分子を明らかにする必要があるが、大部分を占める孤発性ALSの病態関連遺伝子・分子は不明である。本研究の目的は大規模ALS患者コホート等から収集した多数のALS患者のDNA検体を用いて、ゲノムワイド関連解析や家族性ALSにおいて関連が示されてきた遺伝子の網羅的シーケンスを行い、これによりわが国の孤発性ALS患者における既知のALS関連遺伝子変異の頻度を明らかにする、孤発性ALSの発症および臨床像に影響を与えている遺伝子変異の探索、同定を行い、孤発性ALSの病態関連遺伝子を明らかにすることである。平成27年度は孤発性ALS 469例、正常コントロール191例の遺伝子解析を行い、3.0%にあたる14例に既知の遺伝子変異を認め、6.8%にあたる32例に新規の病原性が疑われるvariantを認めた。欧米の既報告と比較し、日本ではC9orf72の遺伝子変異の頻度が低く、SOD1遺伝子変異の頻度が高いことが判明し、日本の孤発性ALSでは欧米と遺伝的背景が異なることが示唆された。また、ALS疾患関連遺伝子のvariantは孤発性ALSにも重要な役割を果たしていると考えられた。既に469例の孤発性ALS患者および191例の正常コントロールに対して28のALS疾患関連遺伝子のエクソン領域の遺伝子解析を施行した。抽出されたvariantを今日までにALS発症の原因として同定されているもの、ALS発症には無関係であると同定されているもの、またそのどちらでもないものに分類し、それぞれサンガー法で変異の有無を確認している。今まで報告された事が無い、新規の病原性が疑われるvariantに関しては分子生物学的に病原性を証明できないか検討している。筋萎縮性側索硬化症(ALS)の病態解明、治療法開発のために病態関連分子を明らかにする必要がある。本研究の目的は大規模ALS患者コホート等から収集した多数のALS患者のDNA検体を用いて、ALS関連遺伝子の網羅的シーケンスを行い、これによりわが国の孤発性ALS患者における既知のALS関連遺伝子変異の頻度を明らかにする、孤発性ALSの発症および臨床像に影響を与えている遺伝子変異の探索、同定を行い、孤発性ALSの病態関連遺伝子を明らかにすることである。家族性ALS 39例、孤発性ALS 469例、正常コントロール191例の遺伝子解析を行い、家族性ALSの48.7%にあたる19例と孤発性ALSの3.0%にあたる14例に既知の遺伝子変異を認め、家族性ALSの15.4%にあたる6例と孤発性ALSの6.8%にあたる32例に新規の病原性が疑われるvariantを認めた。この結果から日本におけるALSの遺伝的背景が明らかになり、欧米の既報告と比較し、日本ではC9orf72の遺伝子変異の頻度が低く、SOD1遺伝子変異の頻度が高いことが判明し、日本の孤発性ALSでは欧米と遺伝的背景が異なることが示唆された。今年度も引き続き、遺伝子解析未施行の残りの孤発性ALS検体(約530例)および新たに集積したコントロール検体(約160例)に対して同様にシーケンスを行った上で抽出されたvariantについて解析を施行する。さらに昨年度施行した症例も含め孤発性ALS患者約1000例の28遺伝子配列データと、正常コントロール約350例のALS疾患関連28遺伝子の配列データを用いて関連解析を実施する。すなわち、これら遺伝子内に存在する遺伝子変異の頻度を孤発性ALSと正常コントロールでLogistic regressionまたはCochran-Armitage testを用いて比較する。孤発性ALS患者で頻度の高い遺伝子変異が見いだされた場合には、その変異の有無による臨床像の特徴を多施設共同前向きALS患者コホートであるJaCALSの横断的・縦断的臨床情報を用いて解析する。進行速度に影響を与えている遺伝子多型、変異の検索にはCox比例ハザードモデルを用いた生存解析を行う。

病型や発症年齢に影響を与えている遺伝子多型、変異の検索には群分けを行い、関連解析を行う。また、日本では孤発性ALS患者でSOD1遺伝子変異の頻度が欧米と比較し高く、変異陽性例による臨床像の特徴をJaCALSの横断的・縦断的臨床情報を用いて解析する。これらの結果から孤発性ALSの病態関連遺伝子が判明し、これにより臨床像に影響を与える遺伝子ならびに進行を規定する蛋白が解明できる可能性がある。症状の進行を規定する蛋白の解明はその蛋白の働きを阻害する薬剤の開発につながり、孤発性ALSの病態解明、治療薬開発に大きく道を開くものとなる。神経内科学1月以降に使用したDNA合成の支払いが平成28年度になる。本年度より翌年度にかけて予定しているDNA合成への支払いに充当する。
クスノキの葉の成長過程に生成されるアントシアニンの機能性の解明

木本植物の多くは、春先の開芽やシュートの伸長時にそれらの組織が赤色を示す。また、落葉時にも赤色を示すことが知られている。これらの色素の多くは植物色素のアントシアニンであることが報告されている。しかし、アントシアニンは植物の二次代謝生産物であるために、その生理的機能についてはあまり研究が行われていなかった。近年、アントシアニンには、動物細胞における活性酸素やラジカルの除去、抗酸化に効果のある物質であることが多くの研究者によって明らかにされ注目されている。そこで、アントシアニンも植物の細胞で何らか生理作用を示すものと考え、材料にクスノキを用いてアントシアニンの分析方法の確立して葉の成長とアントシアニンの消長の関連の検討を行った。その結果、アントシアニンの分析は5%ギ酸水で抽出後、すぐにフィルターを通過させた後にODSカラムを用いた高速液体クロマトグラフィーで分析することが最適であることが確認できた。また、高速液体クロマトグラフィー・質量分析計を用いた分析の結果、クスノキの葉にはシアニジン3-グルコシドおよびシアニジン3-ルチノサイドのアントシアニンの存在が確認できた。さらに、これらのアントシアニンの消長の分析を行った結果、葉の成長の旺盛な成長初期の4月上旬にこれらのアントシアニンが顕著に多いことが明らかとなった。また、6月以降はアントシアニンはクスノキの葉にほとんど含まれていないことも明らかとなった。これらのことから、アントシアニンは葉の初期成長に関与している可能性が示された。また、落葉時にも赤色を示すことが知られたいる。アントシアニンの機能に関する報告は動物細胞で多くの研究が進められている。一方、植物細胞に関する方向は果実やマメ科の植物にみれれるのみで植物細胞における研究はあまりみられない。そこで、春先の新葉に多くの赤色色素を含むクスノキを用いて1)アントシアニンの分析方法の確立2)葉の成長とアントシアニンの消長の関連、3)植物ホルモン処理がアントシアニンの生成に及ぼす効果、4)アントシアニン生成と内生植物ホルモンの関与を検討することを目標としている。平成12年度はODS-HPLCとLC/MSの組み合わせによるアントシアニンの同定方法とODS-HPLCによる定量方法を確立した。さらに、この方法を用いてクスノキ新葉に含まれる赤色色素の分析を行った。その結果、前述の手法を用いてクスノキの新葉に含まれる赤色色素の分析を行った結果、シアニジン3-グルコサイドとシアニジン3-ルチノサイドが同定され。
筋サテライトセルを活性化する踏み台昇降運動の性別・年齢別検討

中高年者を含む複数名の被験者に関して,以下のような実験を行い,結果をまとめている。各自の下腿長をもとに,3段階の踏み台の高さを設定し,各5分間の踏み台昇降運動(1歩1.5秒ペース)を実施した。その前後に筋肉痛等に関するアンケートを行った。また,運動中の酸素摂取量(ダグラスバック法)および心拍数を継続的に測定し,運動強度の客観的把握を行った。さらに,動作解析(側方からの2次元動画)および筋電図(表面電極)積分値分析をもとに、踏み台昇降における先行脚の外側広筋と支持脚の同筋に生じるエキセントリック収縮とコンセントリック収縮の割合と程度を定量した。これらのデータを,運動強度との関連において分析し,性差および加齢変化について検討している。同時に,以前のエキセントリック実験(ヒト,ラットおよびマウスが対象)で採取した筋サンプルを用い,組織化学的および分子生物学的分析を行った。その結果,ヒトのエキセントリック収縮により,ストレッチセンサーの発現量が一時的に増加することを見出した。また,エキセントリック収縮を強制的に負荷したラット下腿筋において,筋痛マーカー分子の増加と同時に顕著なサテライトセルの活性化が生じることを明らかにした。さらに,間欠的な低酸素環境に暴露されたマウスの下腿筋において,弱いサテライトセル活性化が生じることなどを明らかにした。これらの結果は,筋内で発生する酸化ストレスを引き金とする筋再生メカニズムであると推察し,いくつかの学会発表および論文発表を行った。これまで検討した踏み台昇降の方法をもとに,エキセントリック収縮の起こる局面を明らかにした。さらに踏み台の高さを変えてエキセントリック収縮の発生量を検討している。また,以前の実験で採取した筋サンプルの分析を,組織化学的,分子生物学的手法により進めている。おおよそ当初の予定通り進んでいる。可能なら,中高年被験者について追加実験を行う予定である。同時に,蓄積してある筋サンプルの組織化学的,分子生物学的分析を進め,エキセントリック収縮の効果および危険性について検討する。以前に行った実験データを含め,男子大学生10人に関して,以下のような実験を行い,結果をまとめた。通常の踏み台昇降(前向きで昇り後向きで下る)と変則的な踏み台昇降(後ろ向きで昇り前向きで降りる)を実施した。この際,運動中の筋電図を記録すると同時に心拍数を測定し,運動強度を把握した。抗重力的な作用を持ち単関節筋である大殿筋,外側広筋およびヒラメ筋から表面筋電を記録した。同時に蛍光マーカーを大転子,大腿骨外側上顆,腓骨外果遠位端,第5中足骨頭に貼付し,カメラ・録画システムを用いて側方から録画する。両記録から各筋のエキセントリック収縮局面を同定し,筋電図積分値から筋活動量の相対的比較を行った。その結果,主要な抗重力筋である外側広筋とヒラメ筋において,後ろ向きの昇降で大きなエキセントリック収縮が発生することが明らかとなった。また,前向き昇降では先行脚に比べ支持脚においてより大きなエキセントリック収縮が発生し,2日後から5日後にかけて激しい筋肉痛が発生することなどが明らかとなった。また,30分間運動を続けた場合,運動強度が最大心拍数の80%に達する被験者もいることが判明した。そこで,台の高さと運動時間についても次年度の検討事項とすることとした。具体的には,膝下の高さを基準に高さを3段階程度に設定し,運動強度の把握に努めること,心拍数が一定となる時間を見定め,必要以上に長時間の運動を課さないように配慮することとした。また,以前の実験で採取した筋サンプルの分析を,分子生物学的手法により進めている。女子大学生8人に関して,以下のような実験を行い,過去のデータと合わせて結果をまとめた。主要な抗重力筋である外側広筋とヒラメ筋において,後ろ向きの昇降で大きなエキセントリック収縮が発生することが明らかとなった。

具体的には,膝下の高さを基準に高さを3段階程度に設定し,運動強度の把握に努めること,心拍数が一定となる時間を見定め,必要以上に長時間の運動を課さないように配慮することとした。上記の結果は,男子学生において得られた結果とほぼ同様であり,性別による大きな違いは認められない。これまで検討した踏み台昇降の方法をもとに,エキセントリック収縮の起こる局面を明らかにした。さらに踏み台の高さを変えてエキセントリック収縮の発生量を検討している。また,以前の実験で採取した筋サンプルの分析を,分子生物学的手法により進めている。現在,中高年の男女の被験者のデータを集めているが,男性3名分しかデータが得られていない。中高年者を含む複数名の被験者に関して,以下のような実験を行い,結果をまとめている。各自の下腿長をもとに,3段階の踏み台の高さを設定し,各5分間の踏み台昇降運動(1歩1.5秒ペース)を実施した。その前後に筋肉痛等に関するアンケートを行った。また,運動中の酸素摂取量(ダグラスバック法)および心拍数を継続的に測定し,運動強度の客観的把握を行った。さらに,動作解析(側方からの2次元動画)および筋電図(表面電極)積分値分析をもとに、踏み台昇降における先行脚の外側広筋と支持脚の同筋に生じるエキセントリック収縮とコンセントリック収縮の割合と程度を定量した。これらのデータを,運動強度との関連において分析し,性差および加齢変化について検討している。同時に,以前のエキセントリック実験(ヒト,ラットおよびマウスが対象)で採取した筋サンプルを用い,組織化学的および分子生物学的分析を行った。その結果,ヒトのエキセントリック収縮により,ストレッチセンサーの発現量が一時的に増加することを見出した。また,エキセントリック収縮を強制的に負荷したラット下腿筋において,筋痛マーカー分子の増加と同時に顕著なサテライトセルの活性化が生じることを明らかにした。さらに,間欠的な低酸素環境に暴露されたマウスの下腿筋において,弱いサテライトセル活性化が生じることなどを明らかにした。これらの結果は,筋内で発生する酸化ストレスを引き金とする筋再生メカニズムであると推察し,いくつかの学会発表および論文発表を行った。また,以前の実験で採取した筋サンプルの分析を,組織化学的,分子生物学的手法により進めている。おおよそ当初の予定通り進んでいる。夏休みを利用して女子大学生被験者について集中的に実験を行う予定である。そのための予備実験を行うと同時に,筋サンプルの分子生物学的分析を進める予定である。夏休みを利用して中高年被験者について集中的に実験を行う予定である。被験者募集を精力的に行いたい。可能なら,中高年被験者について追加実験を行う予定である。同時に,蓄積してある筋サンプルの組織化学的,分子生物学的分析を進め,エキセントリック収縮の効果および危険性について検討する。
計算機代数の諸算法

本年度は研究の基礎として、文献の収集及び整理をまず行った。その結果既に19世紀にいくたの有用な算法が知られていたことを確認した。例えば連立代数方程式系を式の形で解くにはグレブナー基底を作れば、消去が機械的にできるが、しばしば記憶容量あふれで計算できなくなる。このときグレブナー基底そのものを完成しなくても、適当な順序で高次の項から順に消去する方法で成功することが多い。順序は伝統的な変数の辞書式順序よりも、項の全次数を第一とするほうが成功率が高い。簡単な場合には中間式が因数分解でき、意外に容易に解けることがあった。また有限体上の多項式の因数分解にはバールカンプの算法が有用なことを以前に確認しているが、バールカンプ行列の固有多項式を計算すれば因子の次数がわかること、及び固有多項式の計算には適当な値を代入した行列式の値から補間法の手順で効率よく計算できることを再発見した(故高橋秀俊教授が六年余り前に注意していたが、これまで注目をひいていなかった)。その他、大きな整数の素数判定及び素因数分解に関する楕円曲線法の実現と公開鍵暗号への応用に関しても、著るしい進展を見た。全般的に今年度の研究により、数学と計算機科学の界面の一つとしての計算機代数の研究方向とあるべき姿が、明確に把握できたと思う。
突然変異体を生きた化石として利用した陸上植物初期進化過程解明へのアプローチ

(1)PpMEA遺伝子破壊体における分枝の組織学的研究PpMEA遺伝子破壊体のSEMを用いた形態観察、透明化サンプルの観察を行った。その結果、分岐様式は二又分岐ではなく、単軸分枝に近いものであることがわかった。ただ、SEMの観察によってどのような規則で分岐しているのかを調べたが、規則は見いだせなかった。また、頂端幹細胞が活動停止するのに伴って分岐が生じているらしいことがわかり、頂芽優性に似た生理現象がある可能性が示唆された。この時期に、複数の分岐がほぼ同時に形成されることから、頂芽優性と分岐との均衡によって最終的な分岐パターンが決定されるのではないかと考察した。(2)PpMEA遺伝子破壊体枝形成とオーキシン分布の関係GH3プロモーター::GUS形質転換ヒメツリガネゴケを用いて、PpMEA遺伝子を破壊して、枝状構造を形成させ、枝状構造形成時にオーキシン分布がどのように変動しているかを観察した。被子植物の分枝は、分枝で一過的にオーキシン濃度の上昇が起こり、その後、茎頂のオーキシン濃度の最も低い部分で次の分枝が形成されるが、PpMEA遺伝子欠失体においても同様に、分岐形成直前に、1細胞で周辺細胞よりも強いGUSのシグナルが検出され、その後に分岐形成のマーカーであるPpMKN遺伝子の発現が検出された。このことから、オーキシン濃度と分枝状構造形成との間に被子植物のような現象がおこっている可能性が示唆された。オーキシン、阻害剤を外生投与する実験を行ったが、実験結果が安定しなかった。化石記録を再検討した結果、当初想定していたAgraophyton majorよりもprotracheophytesに類似点が多いことがわかり、現生コケ植物胞子体はprotracheophytesの分岐胞子体が退化して生じた可能性があることがわかった。
集合住宅の建替えに伴う住宅の高層化が従前居住者に与える影響-公団賃貸住宅を事例として-

昭和30年代に建設された公団住宅は,広さ・設備など住戸水準の低下や,恵まれた立地条件が生かされていないことを理由に,昭和60年度から建替え事業が進められている。しかし,その建替えは,家賃の高額化だけでなく,既存コミュニティの崩壊,住棟の高層化による居住環境の悪化など,居住継続を困難にする要素を含んでいる。そこで本研究は、関西地区において公団賃貸住宅建替え事業に指定されている団地のうち、既に高層団地として管理が開始されている団地を選定し、高層化を中心とする住環境の改変が居住者の生活に与える影響を明らかにするとともに,安定居住を保障する望ましい建て替えのあり方を検討することを目的として実施した。その結果,以下の知見を見出すことができた。(1)団地の建替えにあたっては,住み慣れた地域や親しい人々への愛着から,戻り入居を希望する人が多い。したがって,建替え事業は,「不特定居住者」ではなく「特定居住者」を視野にいれて進める必要がある。(2)戻り入居者は高齢者比率が高いので,空間のバリアフリー化を広範囲に進める必要がある。その意味で,住棟の高層化によってエレベータ-が設置されたことは居住者に高く評価されていた。(3)住棟の高層化は否定的には捉えられてはいなかったが,従来の中層住宅の段階室型アクセス形式と比べて,階段・廊下などの共用部分において人々が交流する機会が減少したとの指摘があった。今後は,室外空間も含む共用空間の構成に工夫が求められる。(4)家賃の高額化は,戻り入居者の高齢化とあいまって、ますます居住継続を不安にさせているが,公営住宅の併設も含めて,居住継続を可能にする方策が必要とされている。本年度は、建替事業対策となっている昭和30年代建設の公団住宅の居住水準および建替事業動向の把握と,建替え前後の空間特性の変化,および建替えによる一般的な問題点を観察・ヒアリングおよび既往研究によって把握することにつとめた。その結果、以下の点が明らかになった。(1)昭和61年度の建替事業の開始以来,関西地区では22団地1万400戸の建替事業が進行しており,1884戸が建設入居済(賃貸8割,分譲2割)となっている。従前住居者の戻り率は団地によって異なり,最高87%,最低28%であった。(2)建替前後の空間変化の特性として,容積率増加(60%80%→150200%)とそれに伴う建物の高層化,住戸面積の増大,住戸内設備の高度化などが挙げられる。また屋外スペースとの関連では、駐車場率の増大と,住棟の高層化により従来の段階室型中層住宅と比べて地上と住戸相互の交流が希薄になりやすいこと,園芸などの従来よく行われていた屋外活動があまりみられないなどの変化が観察された。(3)建替に伴う一般的な問題としては,空間の変化以外に家賃の高額化の問題があり,済み慣れた団地に過大な負担を伴うことなく住み続けたいとする居住者の希望を実現できる家賃減額制度のあり方や,また建替事業への居住者参加などのあり方も大きな課題であることが明らかになった。以上の観察,ヒアリング,既往調査研究を通して,次年度は住居者調査を広範囲に実施し,空間変化によるマイナスの影響を最小限に抑えること.建替事業への住居者参加による望ましいコミュニティ形成のあり方,住み慣れた地域への住居継続の保障のあり方,等について研究を進めていく予定である。住宅・都市整備公団では,昭和30年代に建設された団地の建替え事業が断続的に進められているが,建替え後の団地に戻り入居した人々が,更新された住環境をどのように評価しているかを把握するために,アンケート調査を実施した。

調査対象団地は大阪市内の3団地(東三国,東長居,出来島)で,一部にヒアリング調査を交えながら442世帯から回答を得た。また,戻り入居せずに他地区の公団住宅や民間住宅などに移転した元居住者にたいしても,移転理由などを問う調査を実施した。その結果,以下の知見が見出された。団地全体の戻り入居率は,家賃減額制度などの適用によってかなり高く,約6割となっている。そのため,戻り入居世帯の特徴としては,居住年数が長く,高齢化率が高いこと,また今後の年収増加も見込めない世帯が多いこと等,があげられる。居住性評価のうち,住宅の高齢化対応に関しては,実際にはエレベータ-の設置,1階住戸の手摺の設置や浴槽の落とし込みなどがある程度なので,2階以上住戸への適用拡大等を含め,より一層のバリアフリー化を望む声が強くみられた。また居住者は,住棟の高層化に関して,階段利用から開放されるエレベータ-の設置を評価するなど,全体としてプラス評価を与えていた。しかし,従来の中層住宅が持っていた「人の気配を感じとれる」空間の喪失を指摘する者も多かった。戻り入居者は,全体として建て替え後の住宅にプラス評価を与えていたが,傾斜家賃制度の下での最終家賃が建て替え前の3倍にも上がるため,今後も住み続けることに不安を抱く居住者も多くみられた。
α-Synucleinの分子病態生理:神経変性疾患の分子機構

α-Synuclein(aS)は、Alzheimer病(AD)脳のSDS不溶性成分の分析から未知分子として見出されたNAC(mon-Aβcomponent)の前駆体蛋白質NACP(NAC precursor)としてcDNAクローニングにより同定された(Ueda et al.1993)。aSが多量に発現している脳領域と、ADやParkinson病(PD)脳の神経病理の分布部位とが酷似することから、aSが多量に細胞内に存在することがADやPD脳の神経病理の分布を規定する可能性がある。aSは生理的にはシナプス前に多く存在し、aSの変異や機能異常、又は代謝異常がシナプスの機能異常や変性を来し、その事が認知症やparkinsonismに直接繋がる可能性がある。シナプスの脱落は初期AD脳で既に顕在化しており、我々は先ずAD脳において変性神経突起とシナプス終末にaSが異常に蓄積している事を報告した。今では、弧発性、家族性AD脳共に約60%がaS病理を呈する事が知られている。他方、シナプスの変性脱落は神経細胞死に先立つことがin vitro系で示されている。一方、aS遺伝子の変異が優性遺伝性の早発型PDやLewy小体型認知症(DLB)を引き起す原因である事実が判明した。我々は、PDやDLBの主病理であるLewy小体(LB)やLewy-related neurites(LN)の異常繊維構造はaSである事、多系統萎縮症(MSA)の細胞内異常繊維構造もaSが主成分である事を示した。他方、in vitro系でaSは自身で繊維形成することが実証された。これらを踏まえ、脳内環境でのaS分子の凝集開始から繊維形成促進因子の同定を進め、チューブリンがその因子の一つである可能性を実験的に証明した。さらに、精製したチューブリンがaSにより重合促進され微小管を形成することを示し、aSの生理機能の一つが機能的MAPである可能性を示唆した。DLB脳27例を対象として、病態の進行をLBとLNの出現を指標として検討し、Lewy(aS)病理は神経細胞内では先ず軸索終末で形成され出し、次に細胞体に及び最後に神経突起に進む事を示唆した。大脳皮質での進行では先ず第V-VI層、次にIII層、最後にII層に進む。そして、脳領域では先ず扁桃核、次に辺縁系、最後に新皮質に及ぶ。ヒト由来ドーパミン神経細胞培養株内にaSを過剰発現させ、LB様の封入体を形成させた。培養ドーパミン神経細胞にaSを過剰発現するとチロシン水酸化酵素(TH)の発現減少がみられた事から、aSはTHの発現抑制をする可能性を示唆した。この細胞に酸化的ストレスを与えると内在性aSが細胞質から核内に移動し、C末端部位が核内に残る事を見出した。

培養ドーパミン神経細胞にaSを過剰発現するとチロシン水酸化酵素(TH)の発現減少がみられた事から、aSはTHの発現抑制をする可能性を示唆した。この細胞に酸化的ストレスを与えると内在性aSが細胞質から核内に移動し、C末端部位が核内に残る事を見出した。研究代表者らがアルツハイマー病(AD)脳のSDS不溶性成分の分析から未知分子として見出したNAC(non-Aβcomponent of AD amyloid)は、全長cDNAクローニングの成功により、その前駆体NACP(NAC precursor)の疎水性部位の断片であることが判明した。NACPはその後α-synuclein(αS)とも称され、最近その遺伝子のミスセンス変異が優性遺伝性パーキンソン病(PD)家系の疾患責任遺伝子として同定され、臨床的に合併症が稀ではないADとPDとを結びつける初めての分子的基盤としてαSが着目されている。αSが多量に発現している脳領域とADやPD脳の神経病理の分布部位とが酷似することから、αSが多量に細胞内に存在することがADやPD脳の神経病理の分布を規定する可能性がある。αSは生理的にはシナプス前に多量に存在することから、αSの変異や機能異常、代謝異常等がシナプスの機能異常や変性を来し、そのことがparkinsonismや痴呆という症状に繋がる可能性がある。シナプスの脱落は初期AD脳で既に顕在化しており、シナプス脱落は神経細胞死に先立つことがin vitro系で示されている。αSに結合する蛋白質を生化学的・分子生物学的手法で探ることにより、細胞内におけるαSの生理的機能を検討し得る。又、αSに結合する蛋白質の分子病理がαSの凝集・繊維形成を促進しαSの分子病理に繋がる可能性がある。我々はαSに結合する蛋白質としてチューブリンを同定し、チューブリンがαSの凝集・繊維形成反応を開始し促進する事を証明した。次に、αS結合蛋白質として新たに未知蛋白質を見出した。そしてこの未知蛋白質のアミノ酸配列を利用して特異抗体を作成し、免疫組織・細胞化学的検討を進めた。ヒトαS遺伝子導入マウスを用いてαS病理を検討したところ、515倍のαS蛋白質の発現が黒質を含めた広範囲の脳領域で確認された。αSA30P導入マウスでは、硬直、ジストニア、歩行障害、振戦などの進行性運動障害がみられた。
内部モデル連想記憶型自律システム

人間が知的存在足りうる機能:学習機能、連想記憶機能、カオス・創造機能、その他について、主に研究を重ねてきた。以下、各部分について研究成果概要を示す。1.学習:本研究における学習とは、環境との相互作用とその結果得られる報酬で学習を行っていく、いわゆる強化学習を意味している。1)試行錯誤の意思決定に用いる確率密度関数を非対称とした効率的な探索法で学習の高速化を実現した。2)従来の強化学習システムは時間的に固定されたパラメータにより構成されており、動的な部分観測環境下で適切な政索を獲得することは困難となる。そこで、時変パラメータの概念を導入し、環境の急激な時間的な変化に適応することを可能とした方式を実現した。2.連想記憶:カオスを絡めた連想記憶研究は、人間の記憶の連想想起がカオスに関連しているとみられていることから、精力的に研究がなされている。1)複数の記憶パターンが互いに相関を持つ場合を想定し、記憶パターンが互いに高い相関を持つ場合も、記憶している行動を容易に想起可能とするカオスニューラルネットワークを提案した。2)時系列データの連想記憶,特に,複数の時系列データにおいてその先頭のみが一致し,続く時系列データが異なる1対多の時系列データの連想記憶・想起方式を実現した。3.カオス制御・カオス時系列予測:1)システムが非カオス状態であれば静的過ぎ、カオス状態であれば動的過ぎて情報は途中で壊れてしまう。静的過ぎず、動的過ぎないその境界(カオスの縁)でのみ情報が適度に保持・伝達され安定性と流動性のバランスが保てる。この考え方をカオスシステムの制御に導入した制御方式を提案し、ロバストなカオス制御を実現した。2)確率的政索探索強化学習によるカオス時系列予測方式を提案し、高精度な予測を実現した。自律システムを取り巻く環境が静的な場合において、内部モデル連想記憶型自律システムを構成するために必要な、1)環境との相互作用にて行う行動学習法である強化学習法、2)連想記億の想起能力の向上に関する研究を主として行った。1.適応的強化学習法の提案・強化学習における試行錯誤において、試行に関する探索方向を適応的に変化させることを提案しその枠組みを検討した.本方式をactor-critic及び確率傾斜法へ適用し,倒立振子の制御及び自律走行ロボットの行動学習を例題と,して高い探索効率及び学習試行回数の減少効果な持つことをシミュレーションにより確認した。本研究費で購入した自律移動ロボットによる検証は次年度の課題とした。2.連想記憶方式とそのモデル化に関する検討・本年度は、複数の行動パターンが互いに相関を持つ場合を想定し、行動パターンが互いに高い相関を持つ場合も、記憶している行動を容易に想起可能とする関数型記憶行列を有する記憶想起方式について検討し,従来方式に比較し、想起能力が高いことをシミュレーションにより確認した。現在、論文誌投稿の準備中である。3.カオスの辺縁を利用したシステムの情報生成に関する基礎的検討・ロボットが確率的でなく、創造的な行動をとることが可能とする、すなわち、ロボットの記憶にない行動を創造する,情報生成のための基礎的検討を行った。平成14年度は主に,自律システムを取り巻く環境が動的な場合において,内部モデル連想記憶型自律システムを構成するために必要な,1)動的環境との相互作用における強化学習法,2)複合型カオスニューラルネット利用型時系列データ連想記憶方式,3)カオスの縁利用型カオス制御方式に関する研究を行った.1)動的環境変化に対応した強化学習システムに関する研究・これまでの強化学習法の概念にない時変パラメータという概念を導入し,急激な環境の時間変化に対応不可能なこれまでの強化学習システムを急激な時間変化に適応可能へと拡張した,動的環境変化に対応可能な進化的強化学習システムを提案した.

その有効性を,通路の形状が時間的に変化する環境での移動ロボットの行動学習シミュレーションにより確認した.現在,その研究成果を学会誌へ投稿中である.2)複合型カオスニューラルネット利用型連想記憶方式とその記憶モデルへの応用に関する研究・時系列データの連想記憶,特に,複数の時系列データにおいてその先頭のみが一致し,続く時系列データが異なる1対多の時系列データの連想記憶・想起方式を開発し,その応用例として,本方式を用いた海馬連合野モデルを構成し,1対多の時系列データの連想記憶・想起が可能であることをシミュレーションにより確認した.現在,本研究成果を学会誌へ投稿中である.3)カオスの縁を利用したカオス制御方式に関する研究・環境がカオス的に変化する状況を考慮して,カオス環境の安定化制御に関する検討を行い,カオス状態を固定点へ制御する安定化制御器を設計する場合,設計時にカオスの縁を保ちながら固定点へ制御すると,カオスの縁を考慮しない場合に比較し,目標固定点の変化に,より柔軟に対応可能(汎化能力が大)であることをシミュレーションにより示した.本成果は学会誌へ掲載された.平成15年度は14年度に引き続き,自律システムを取り巻く環境が動的な場合において,内部モデル連想記憶型自律システムを構成するために必要な,1)動的環境との相互作用における強化学習法,2)階層型連想記憶機構を備えた強化学習システム,3)免疫概念を用いた非線形制御方式に関する研究を行った.1)動的環境変化に対応した強化学習方式に関する研究・これまでの強化学習法の概念にない時変パラメータという概念を導入し,急激な環境の時間変化に対応不可能なこれまでの強化学習システムの急激な時間変化に適応可能へと拡張した,動的環境変化に対応可能な強化学習システム方式をいくつか提案した.それらの有効性を,通路の形状が時間的に変化する環境での移動ロボットの行動学習シミュレーションにより確認した.その研究成果は国際学会へ3編発表、学会誌へ2編の掲載が決定した.2)階層型連想記憶機構を備えた強化学習システムに関する研究・内部モデル連想記憶型自律システムの構築を目指して,生体の自然な学習方法である強化学習,知的行動に不可欠で,かつ,適応的に記憶容量が増える階層型記憶,そして記憶した内容をカオス的に連憑想起する想起,等を備えた自律システムを開発し,これらを自律移動ロボットの迷路探索問題に応用し,シミュレーションにてその有効性を確認した.その研究成果は1編が学会誌へ掲載された.3)免疫概念を用いた非線形制御方式に関する研究・環境がカオス的に変化する状況を考慮して,カオス環境の安定化制御に関する検討を行い,カオス状態を固定点へ制御する安定化制御器を設計する場合,について生物の情報処理を模倣した免疫概念を用いた非線形制御方式を開発し,計算機シミュレーションにてその有効性を確認した.
臨床応用を目指したヒト脱分化脂肪細胞の骨組織再生における基礎的研究

頬脂肪体から脱分化脂肪細胞(DFAT cells)と脂肪組織由来幹細胞(ASC)を獲得し、両細胞の骨芽細胞分化能を比較した。骨芽細胞分化マーカーである骨型アルカリフォスファターゼ、オステオカルシン、カルシウム発現量はASCと比較してDFAT cellsにおいて有意に高い値を示した。頬脂肪体由来DFAT cellsは骨芽細胞分化能が高い細胞であり、骨組織再生におけるドナー細胞として有用であることが示唆された。口腔外科手術時に頬脂肪体を採取し、コラゲナーゼ処理後、遠心分離操作により頬脂肪体を成熟脂肪細胞とストローマ分画(SVF)に分離した。得られた成熟脂肪細胞を通常培地(DMEM+20% FBS)で完全に満たされたフラスコに播種し、天井培養法を用いて脱分化脂肪細胞(DFAT cells)を樹立した。またSVFをフラスコに播種し、通常培地にて培養し、脂肪組織由来幹細胞(ASC)を獲得した。DFAT cellsとASCの細胞表面抗原をフロサイトメトリーにて解析した。次にDFAT cellsとASCをプレートに播種し、骨誘導培地(通常培地+デキサメタゾン、βグリセロリン酸、Lアスコルビン酸2-リン酸)またはコントロール培地(DMEM+10% FBS)にて14日間培養した。骨芽細胞分化能の評価として、骨型アルカリフォスファターゼ(BAP)、オステオカルシン(OCN)、カルシウム発現量の測定、アリザリンレッド染色を行った。DFAT cellsとASCの細胞表面抗原は同じ傾向にあり、どちらも間葉系幹細胞マーカー(CD90、CD105)を発現していた。BAP、OCN、カルシウム発現量は骨誘導培地で培養したDFAT cellsにおいて、同培地で培養したASCと比較して有意に高い値を示した。またアリザリンレッド染色では骨誘導培地で培養したDFAT cellsのプレートにおいてASCと比較して、カルシウムの沈着を示す赤く染色された範囲は大きかった。以上の結果からDFAT cellsはASCと比較して骨芽細胞分化能が高い細胞であることが示唆された。脂肪採取部位として頬脂肪体を選択すれば体表面に傷をつけることなくDFAT cellsを獲得することができ、術後の審美性に優れている。頬脂肪体由来DFAT cellsの骨再生用ドナー細胞としての優れた特徴を明かにした本研究の意義は大きいと考える。大阪歯科大学「医の倫理委員会」の承認後、患者から同意を得て口腔外科手術時に頬脂肪体から脂肪組織を採取し、脱分化脂肪細胞(DFAT)と脂肪幹細胞(ASC)を獲得した。両細胞を細胞培養プレートに播種し(10000 cells/well)、DMEM + 20%FBS、デキサメタゾン、βグリセロリン酸、L-アスコルビン酸2リン酸添加培地にて14日間培養した。骨芽細胞分化能の評価としてアルカリフォスファターゼ、オステオカルシン、カルシウム発現量の測定、アリザリンレッド染色を行った.また両細胞の細胞表面抗原をフローサイトメトリーを用いて解析した。アルカリフォスファターゼは培養開始3、7日目、オステオカルシンは14日目、カルシウムは7、14日目においてASCと比較してDFATは有意に高い発現量を示した。アリザリンレッド染色では,DFATはASCと比較してカルシウムの沈着を示す赤く染色された領域が広範囲に観察された。フローサイトメトリーによる解析からDFATは単球のマーカーであるCD11bをほとんど含んでいなかった。一方ASCはDFATより単球を多く含むことが明らかになった。以上の結果よりDFATはASCと比較して骨芽細胞分化マーカー(アルカリフォスファターゼ、オステオカルシン、カルシウム)の発現量が高く、骨芽細胞分化能が高い細胞であることが示唆された。DFATはASCよりも異種細胞の混入(単球など)が少なく、播種した細胞集団に含まれる未分化な細胞の割合が高いことからASCと比較して骨芽細胞分化マーカーの発現量が上昇したと推察される。平成24年度に予定していたヒトDFAT、ASCの獲得、in vitroにおける骨芽細胞分化能の評価を実施することができた。以前からDFATの骨芽細胞分化能の早さを指摘していたが、今回の実験で同一患者の、同一脂肪組織から採取したASCとDFATの骨芽細胞分化能を比較した。結果から仮説通り、DFATの骨芽細胞分化能はASCよりも高いことが明らかとなり、おおむね順調な結果を得たと判断した。今後はヌードラットの頭蓋骨に直径8 mmの骨欠損(Critical Size Defect)を作製し、DFATを移植し、DFATの骨再生能をmicro CTやH-E染色によって評価して行くつもりである。移植時のスキャフォールドとしては多孔性ハイドロキシアパタイトを用いる予定である。研究を遂行する上での課題は硬膜を傷つけることなく骨欠損を作製することであるが、手技が困難な場合はヌードマウスへの変更を考えている。上記の研究によりDFATの骨再生能が証明されれば、DFATは歯科領域での骨組織再生における有用な選択肢のひとつとなり、臨床応用への足掛かりになると考えている。

平成25年度の研究費は主に実験動物とその飼育代、細胞培養用試薬(培養液、血清など)、細胞培養用消耗器具(ピペット、フラスコ、遠心管など)、多孔性ハイドロキシアパタイトの購入に充てる予定である。また実験結果から得られた知見を専門学会で発表する際の学会参加費や旅費、論文印刷公表時の掲載費用、別刷りの費用なども研究費から支出する。
離散スペクトル吸光光度法による光ファイバ型超高分解能多成分変動濃度プローブの開発

本研究では,離散スペクトル吸光光度法を応用して,高シュミット数が特徴である液相での物質混合・反応場をマイクロスケールのオーダーで解像できる光ファイバ型超高分解能多成分変動濃度プローブの開発を行った.また,二次元噴流での二次の化学反応場での反応物質濃度の測定を行い,反応濃度場の基本的統計量の特性を確認するとともに,確率密度関数法における分子拡散モデルの検証に有効なデータを取得した.さらに,乱流・非乱流界面を検出して,乱流中での反応物質の各種統計量の測定も行い,乱流・非乱流界面近傍で物質混合のメカニズムを明らかにした.本研究の目的は,離散スペクトル吸光光度法を応用して,高ペクレ数乱流拡散場,特に高シュミット数が特徴である液相での物質拡散・反応場をマイクロスケールあるいはそれ以下の解像度で連続的に測定できる光ファイバ型超高分解能多成分変動濃度プローブの開発である.さらに,化学反応を伴う乱流混合過程の解明に有効な確率密度関数法における分子拡散モデルの検証に必要なデータを取得することを目指すものである.今年度は以下の研究を行った.(1)2つの高輝度LED(波長520nmにピークを持つ緑色LEDと波長628nmにピークを持つ赤色LED)を使用して,2成分の濃度同時測定システムを構築した.今回のシステムでは,光ファイバとしてコア径が10μmの細いものを使用し,またプローブの検査部の直径を従来の0.8mmから0.1mmに小さくすることにより,検査体積を1/64にするように設計した.これによりマイクロスケールオーダーの分解能の測定が可能となった.(2)新システムを使用して,二次元乱流噴流での二次の化学反応場実験を行った.具体的には単一の二次の化学反応A + B →Rを対象とした実験を行った.ここで,Aはジアゾベンゼンスルホン酸(無色), Bはジアゾベンゼンスルホン酸(無色),Rはモノアゾ染料(赤色)であり,物質Bを含む主流中に物質Aを含む水溶液を噴出した.今回は特に,前述した化学反応とは無関係な物質Cを噴流に加え,物質Cを保存スカラーとして扱い,それによって条件つけた条件付統計量の分布を詳細に調べた.さらに,従来のプローブと新型プローブを並べ,物質Cの濃度から得られる混合分率の信号をもとに,乱流・非乱流界面を検出して,乱流中での反応物質の各種統計量の測定も行った.これらのデータは確率密度関数法における分子混合モデルの検証に有用であると考えられる.本研究では,離散スペクトル吸光光度法を応用して,高シュミット数が特徴である液相での物質混合・反応場をマイクロスケールのオーダーで解像できる光ファイバ型超高分解能多成分変動濃度プローブの開発を行った.また,二次元噴流での二次の化学反応場での反応物質濃度の測定を行い,反応濃度場の基本的統計量の特性を確認するとともに,確率密度関数法における分子拡散モデルの検証に有効なデータを取得した.さらに,乱流・非乱流界面を検出して,乱流中での反応物質の各種統計量の測定も行い,乱流・非乱流界面近傍で物質混合のメカニズムを明らかにした.本研究の目的は,離散スペクトル吸光光度法を応用して,高ペクレ数乱流拡散場,特に高シュミット数が特徴である液相での物質拡散・反応場をマイクロスケールあるいはそれ以下のナノスケールの解像度で連続的に測定できる光ファイバ型超高分解能多成分マイクロ・ナノ変動濃度プローブの開発である.さらに,特に化学反応を伴う乱流混合過程の解明に有効な確率密度関数法における分子拡散モデルの検証に必要なデータを取得することを目指すものである.今年度は以下の研究を行った.(1)まず,第一段階として,2つの高輝度LED(波長520nmにピークを持つ緑色LEDと波長628nmにピークを持つ赤色LED)により2成分の濃度測定システムを設計・製作した.今回のシステムでは,集光系を精密に設計することにより,コア径が10 μmのファイバに光を集光できるように設計した.また,光ファイバプローブの検査部の直径を従来の0.8mmから0.1mmに小さくすることにより,検査体積を1/64にするように設計した.これによりマイクロスケールオーダーの分解能の測定が可能となると予想される.光ファイバプローブについては,発注済みであり,近日中に納入される予定である.(2)二次元乱流噴流での二次の化学反応場実験と濃度場の統計量解析を行った.具体的には単一の二次の化学反応A + B →Rを対象とした実験を行った.ここで,Aはジアゾベンゼンスルホン酸(無色), Bはジアゾベンゼンスルホン酸(無色),Rはモノアゾ染料(赤色)であり,物質Bを含む主流中に物質Aを含む水溶液を噴出した.統計量としては,まず各成分に対する平均濃度場,変動r.m.s.値,スペクトル,自己相関などの基本的な量の性質を明らかにした.