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福島県会津地方における板倉の建築構法と地域特性

多様な形式を持つ福島県会津地方における板倉を実測調査により整理し、既往研究を参照して板倉の建築構法の多様性を明らかにした。本研究によって、檜枝岐村の板倉の構法特性と立地特性か明らかとなった。会津若松市や喜多方市など都市部の倉庫である土蔵やレンガ蔵は研究の蓄積も多く、地域資源としてまちづくりに活用されている。一方農村部では、多様な構法の板倉、土蔵が実際に利用されながら多数現存しているが、急速にその姿を消しつつあり、早急に記録を留めなければ永遠にその智恵と技術が失われてしまう恐れがある。現在、檜枝岐村には95棟の板倉があり、その用途は、1階に穀物類を貯蔵し、2階には衣類・家財道具を置いている。これらの他に図面・写真の残っている消失物件8棟加えた103棟を、本研究の対象とし、その全ての実測調査並びに村民への聞き取り調査によって板倉の図面及び分布図を作成した。構法特性として、各構法の建築年代、仕口や矧合せ、各部寸法を確認することかできた。これによって、井籠倉・落し板倉・貫板倉という板倉の変遷が判明した。これは製材技術の向上から変遷を辿ったと推測され、規模と使用木材量においても同様である。井籠倉は、他の2構法よりも容積が小さく、使用する木材量は多い。特に貫板倉は、井籠倉・落し板倉よりも少ない木材量で大きな容積を確保している。立地特性として、檜枝岐村は板倉を集落の外周で集団管理していたことか分かった。聞き取り調査から、主屋が火災に遭っても板倉への延焼を防ぎ、板倉の食物を糧に被災後の生活を凌いでいくという考えが村全体にあり、今でもなお板倉の周りに家屋を建ててはならないという暗黙の了解かあるとのことである。今後は周辺地域の民家・板倉と比較分析することで、会津地方における民家構法の地域特性を明らかにする必要がある。
世界遺産エルデニゾー僧院に関する総合的研究-過去の復元から未来への保存へ-

モンゴル国に現存する世界文化遺産エルデニゾー僧院の保存・保護に向けて,基礎研究と現地における本調査を行った結果, (1)エルデニゾー僧院およびモンゴル帝国の首都カラコルムの歴史を解明する新たな文字資料2点を発見, (2)エルデニゾー立地点における8世紀20世紀までの考古学的文化層について基礎データを収集,(3)モンゴル国政府に向けて,エルデニゾー寺院の研究と保存保護に関する6項目からなる「提言書」を提出などの成果を得た。モンゴル国に現存する世界文化遺産エルデニゾー僧院の保存・保護に向けて,「過去の復元」(考古学・歴史学),「現在の利用」(建築学・文化人類学),「未来への保存」(文化財保存科学・仏教美術史)という3つの観点から,基礎研究と現地における準備調査を行った。基礎研究及び現地調査(2009年4月27日5月4日,6月30日7月5日,8月19日8月27日,9月5日9月13日)の成果は5月23日及び10月24日に大谷大学にて開催された研究集会にて報告された。初年度(2009年度)は「過去の復元」において著しい成果を挙げることができた。2009年9月,現地調査にて,エルデニゾー僧院およびモンゴル帝国の首都カラコルムの歴史を解明する新たな文字資料2点を発見した。1点は1347年にカラコルムで建碑された漢文・モンゴル文による「勅賜興元閣碑」の一断片で,カラコルムに仏教寺院「興元閣」が建てられたことを証明する重要な史料である。もう1点はエルデニゾー内にある「ゴルバンゾー」寺の主殿の棟木に書かれた漢文とモンゴル文による墨書で,エルデニゾーの建立が明の万暦14年イヌの年,すなわち1586年に開始され,翌年竣工したことを示す生の史料である。9月11日,ウランバートルにて記者発表会を開催し,その内容はモンゴル国営テレビ並びにモンゴル国の主要新聞にて報道された。また,10月23日に大谷大学にて記者発表会を開催し,その内容はNHKテレビ,共同通信,そして主要紙(京都,讀賣,日経,毎日,朝日)によって報道された。また,エルデニゾーの成立史に関わる18世紀の未発表文書2件を収集することができ,これは2010年度に公表する予定である。この他,「現在の利用」及び「未来への保存」においても,寺院壁画の研究,現地での聞き取り調査など一定の成果をおさめており,これらは2010年度に研究が継続される。モンゴル国に現存する世界文化遺産エルデニゾー僧院の保存・保護に向けて,「過去の復元」(考古学・歴史学),「現在の利用」(建築学・文化人類学),「未来への保存」(文化財保存科学・仏教美術史)という3つの観点から,基礎研究と現地における本調査を行った。基礎研究及び現地調査(2010年4月29日5月7日,8月10日8月17日,9月13日9月22日,12月25日12月30日)の成果は5月22日及び10月23日に大谷大学にて開催された研究集会にて報告された。2010年度の現地本調査は,1)アルタン・ソボラガ仏塔の2面の摩耗碑文(モンゴル語・チベット語)のレーザー光による解読2)エルデニゾー内のゴルバンゾー寺の保存修復状況の調査と提言3)ゴルバンゾー寺の計測と,その起源をめぐる建築史的研究4)ゴルバンゾー内のガンザイ壁画の模写作成と研究5)エルデニゾー院内の考古学的発掘調査による成立過程の研究,以上の項目について行われた結果,1)については16世紀末に建立されたこの寺院が18世紀にいかに発展していたかが解明されること,2)本寺院は2004年に世界遺産に指定された後,現在に至るまでの保護・保存において問題が検出されていること,3)従来,エルデニゾー僧院は内モンゴルの寺院をモデルに設計されたと考えられていたが,今回の比較研究により,そうではないことが判明したこと,4)守護神に供物を捧げる様を描いた仏教的ガンザイ壁画をチベットのものと比較することにより,モンゴル的要素を抽出できると判明したこと,5)エルデニゾー立地点における8世紀20世紀までの考古学的文化層について基礎データを収集したこと。以上の成果を得た。一方,エルデニゾーの成立史に関わる18世紀の未発表文書2件については,出版権処理が滞り今年度中には公表できなかったが,これは2011年度に公表できる目処が立っている。

基礎研究及び現地調査(2011年4月28日5月8日,9月11日9月23日,2012年1月3日1月8日,1月21日29日,2月16日2月21日,3月17日3月21日)の成果は5月14日及び3月10日に大谷大学にて開催された研究集会にて報告され,また,9月17・18日にモンゴル国ハラホリン郷で開催された国際シンポジウムにおいて報告された。2011年度の現地本調査は,1)ゴルバンゾー内のガンザイ壁画の年代比定2)ゴルバンゾー寺およびの計測と,その起源をめぐる建築史的研究3)エルデニゾー博物館収蔵遺物のデジタル・アーカイブ化の研究,以上の項目について行われた結果,1)についてはC14分析により,19世紀中葉成立との結果を得,2)14世紀に大都(現在の北京)に建立された寺院との類似性を有すること,3)エルデニゾー博物館に所蔵されるチベット語文献は,現地だけでなく,モンゴル各地から将来されたものであること,以上の成果を得た。また,9月17・18日の二日間、日本の無償援助によってハラホリンに建造され、2011年6月に開館したばかりの「カラコルム博物館」会議室で国際学術会議「エルデニゾー-過去・現在・未来-」が、国際交流基金知的交流会議助成を得て開催され,2本の基調講演と15本の報告が行なわれ,最後に,モンゴル国政府に向けて,エルデニゾー寺院の研究と保存保護に関する6項目からなる「提言書」が全会一致で採択された。英文による会議の報告論文集(The International Conference on "Erdene Zuu: Past, Present and Future," September 2011, Ulaanbaatar, 200pp.)が国際会議日程に合わせて刊行され,さらに,そのモンゴル語版が学術雑誌Opxohbi XOHOuuH08(『オルホン渓谷遺産』)の創刊号に収録され,2012年3月に刊行された。また,モンゴル語で出版されている基礎的研究書であるハタンバータル・ナイガル(共著)『エルデニゾー史』の日本語訳を刊行した。一方,エルデニゾーの成立史に関わる18世紀の未発表文書2件については,モンゴル国立中央図書館から出版許可を得ることができず,刊行できなかった。
日本語的発想と表現との関係に関する対照談話論的研究

談話は複数の層からなっており、現実世界の出来事(=事態)を、どのようにとらえ(=場面意識)、内容をどのように組みたて(=構造)、どのように言語記号化するか(=表現)という各層それぞれに、各言語の発想法が認められることを明らかにした。たとえば依頼談話は、中国語、韓国語では要求的発想をとり、構造、表現ともに直接的であるが、日本語では懇願的発想にたち、構造、表現ともに間接的である。本研究では、対照談話論的にみた日本語談話の発想的特徴と、日本語内の談話的方言差について、理論と実証の両面から論じた。対照談話論の観点から、日本語的発想と表現との関係について、次の4点について記述分析し、考察する。(1)日本語における地域方言、社会方言、機能方言とそれらの関係について整理し、外国人日本語も含めて、位相のあり方について考察する。(2)選択的単位である文、節、句と、それらを構成している素材的単位である語や形態素との意味的関係、および談話における意味産出のあり方を記述し、形態と意味の両面から、日本語的発想について、分析、考察する。(3)談話を構成している、語、句、節、文がどのように組み合わされると日本語らしい発想の談話展開になるかを、分析、考察する。(4)中国人日本語話者と、韓国人日本語話者、および日本語母語話者の談話展開の傾向を分析し、日本語学習の上で間違いやすい点をできるだけ整理して示す。日本語的発想と表現との関係について考察するために、談話の理論的考察を行った。また、中国(北京大学)、韓国(カトリック大学)において研究会を開催し、海外研究協力者他とともに対照談話論的見地から上述のテーマについて討議を開始した。明らかにした具体的内容は、次の点である。地域方言、社会方言、機能方言によって異なりを見せる具体的単位である談話を適切に生成するためには、定型的表現を単語のように丸ごと覚えてその場面で繰り出すというのでは難しい。定型的表現の有する複数の記号的意味を吟味して場面にふさわしい言語選択を行うためには、言語記号的意味そのものについて知るとともに、場面の有する意味をとらえる必要がある。場面の有する意味とは、言語共同体の成員が暗黙知として有する物の見方であり、発想の仕方である。これを「事態認識(=事態の見立て)」という概念で明確化した。事態認識のありかたには、言語表現そのものとともに、種々の方言差があることが重要な点である。発想の過程を「事態認識」という術語で定式化、概念化することにより、談話表現の適切性とは何かについて、談話論的に検討しうる可能性を開いたことに多少の意義と重要性が認められるであろう。また、適切な談話使用において「事態認識(見立て)」の意識化が重要であるのは日本語談話の特徴であって、日本語以外の言語においてそれが重要視されるかどうかは、今後の研究的進展に待つところである。この意味で、「事態認識」は、「スキーマ」とは異なる概念である。日本語的発想と表現との関係について考察するために、本年度は、表現のしくみの解明に重点をおき、日本語談話の理論的考察、地域方言における談話展開の実証的考察、国内外研究協力者との研究会を行った。具体的内容は、以下の通りである。(1)談話は、言語的諸単位が同時結節され推進されることについて、その全体像をまとめた。意義と重要性は、動態的言語観である結節観から談話を考察したこと、談話の言語的性格を明らかにするとともに、日本語談話の結節法に関する全体的モデルを提示したことにあると考える。(沖裕子2008「談話論からみた「文」と「発話」」『シリーズ文と発話「単位」としての文と発話』)(2)談話展開には地域差がある。接続詞「それで」は関西方言に好まれるとされてきたが、東京方言とは意味が異なっており、「気づかれにくい方言」であることを明らかにした。また、長野県方言の「それで」は関西と同様の意味で使用されていた。意義と重要性は、談話展開に関与する特徴が他の特徴とどう連動するかについて研究する必要性を、具体的事例によって示したことにあると考える。(沖裕子2008「気づかれにくい方言「それで」」『方言研究の前衛』)(3)国内外研究協力者全員が参加する研究会を信州大学で開き、意見交換を行った(合同1回目)。海外研究協力者、姜錫祐(韓国カトリック大学)、趙華敏(北京大学)は、本研究会での討議内容を生かし、国際シンポの招待パネリストとして発表した(社会言語科学会国際シンポジウム、中国日本語教育国際シンポジウム、台湾東吾大学日本語教育国際シンポジウム)。意義と重要性は、本研究課題について、韓国日本語人、中国日本語人という第2言語習得使用者の研究視点を導入する国際的議論の場を形成し、討議を行ったことにある。日本語的発想と表現との関係について対照談話論的に明らかにすることを目的とし、次の研究成果を得た。

1.(1)『方言文法全国地図』質問文<260-B>「(その荷物は私が)持ちましょう」という談話表現に、地理的分布が発見できることを実証的に示した。談話を構成している諸単位の結節法から談話の分析視点を設定したことが重要な点であり、その結果として、日本語内の発想と表現の方言差に関する指摘を得たことに意義があると考える。(2)日韓中にエティックに共通する場面であっても、場面ごとのイーミックな価値は異なっており、それに応じて談話展開が異なることを明らかにした。たとえば土産を渡す場面では、「土産」という物そのものの社会文化的価値が日韓中で異なり、場面の意味自体に相違が現れるとともに、それに起因して、言語を用いた談話展開にも差が現れることを具体的に指摘した。文化的発想と談話表現との関係の考察において、新たな分析視点と方法を開発したことに重要性と意義があると考える。2.信州大学に於て意見交換のための研究会(通算3回目)を開き、国際研究者交流を行いつつ議論の場を形成した。また、海外2箇所で行った学会発表の機会を利用して、国内外の研究協力者と国際情報交換を行った。国際研究チーム内の対話が深化した点に意義と重要性がある。3.研究成果物として、研究協力者との共同研究成果を含む、原著論文2編、国際学会における口頭発表論文2編を著した。沖裕子「発想と表現の地域差」、沖裕子・姜錫祐・趙華敏・西尾純二「日韓中の外言談話にみる発想と表現-日本語と日本語教育のための基礎的研究-」。沖裕子・趙華敏「発想と表現からみる日本語依頼談話のしくみと指導」(於中国上海市同済大学、第5回中国日本語教育研究国際シンポジウム)、沖裕子「日本語依頼談話の結節法」(於韓国ソウル特別市誠信女子大学、韓国日本語学会第21回学術発表会)。研究最終年度にあたり、日本語的発想と表現との関係について、総合的な考察を行った。同時結節という談話観に拠り,作例談話資料という新たな観察方法を用いて,日本語依頼談話の結節法に焦点を絞り,〔事態〕{揚面意識}《構造》//表現//の4点から、発想と表現の関係について対照談話論的に明らかにした。発想とは,その言語共同体が有する社会的慣習のありかたであると定義すると,{揚面意識}《構造》//表現//の各結節単位それぞれにおいて、各言語共同体に固有の社会的慣習がみとめられた。この意味で、「日本語的発想と表現との関係」という考え方を改める必要があり、「談話における日本語的発想のありかた」という観点から各結節層の実態とそれらの関係を理論化する必要があることを明らかにしたことは成果の一つである。こうした観点から、日本語と、韓国語、中国語の依頼談話を対照させることで、次のような特徴を新たに指摘しえた。日本語の{依頼}談話は,相手に迷惑をかけて申し訳ないという場面意識(発話態度)に支えられ,相手に実現を期待する内容を、心情に即して間接的に表現しているところに特徴がある。これに対して、仲間内では心的距離を縮めることをよしとする韓国語話者の依頼談話は、より直截で遠慮がないため、韓国人からみると日本人はつまらないことでも必死になって頼むように見える。
血管平滑筋細胞の細胞増殖におけるスフィンゴ脂質情報伝達系の役割

1.ウシ大動脈弁in situ内皮細胞の細胞質Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)に対する作用を調べるため、蛍光試薬fura-2を用いた[Ca^<2+>]i測定を行った。2.ウシ大動脈弁in situ内皮細胞のNO産生に対する作用を調べるため、2,3-diaminonaphthalene法を用いたNO測定を行った。3.内皮依存性の弛緩に対する関与を検討するため、予めU-46619で収縮させたウシ冠動脈標本の血管張力に対する作用を調べた。内皮付の標本に20μM SPCを作用させると、著しい弛緩がみられ、さらにNO合成阻害剤であるLNMMAを加えると弛緩が抑制された。10μMSPPを作用させた場合にも弛緩がみられたが、20μMSPCよりも作用は弱かった。SPCおよびSPPによる血管弛緩作用は、内皮を除去した標本では認められなかった。30μMsphingosineは内皮付の標本および内皮を除去した標本のどちらにおいても、血管弛緩作用を示さなかった。以上のことから、スフィンゴ脂質はその代謝産物によりin situ内皮細胞に対する作用の違いが見られ、生体内において血管内皮細胞の生理機能を制御する新規の情報伝達システムである可能性が示唆された。
感染症予防を目指した細胞・抗原分子の高速レーザーナノサージェリー技術の研究

誘電体微粒子へのフェムト秒レーザー照射により励起した光増強場を細胞のプロセシングに応用した。非集光単一パルス照射で細胞選択的に多数の細胞の一括プロセシングが出来ることを実験実証し、抗原選択的に細胞膜に小孔を形成できることを示した。本研究により、(1)熱影響層が極めて小さいナノスケールでのプロセシングと、(2)多数の粒子の同時励起による高いスループットを兼備した新規細胞サージェリー方法を実現した。非熱的ナノサージェリー(近赤外の集光フェムト秒レーザーによる細胞プロセシング)は細胞膜への小孔形成や細胞小器官破壊による細胞機能制御の重要技術として位置付けられている。本研究は高速局在集光場を用いて細胞および抗原分子の高スループット・ナノサージェリー技術を創出することを目的としている。平成23年度は、細胞膜の高スループット・ナノサージェリーが可能であることの実験実証および光強度分布の理論計算を行った。実験では、誘電体マイクロ微粒子への非集光フェムト秒レーザ照射により発生させた光増強場(伝搬光:長い実効焦点距離)を用いて、単一パルス照射で多数の細胞への一括外来分子導入を行った。直径1μmの多数のポリスチレン粒子を抗原抗体反応によりNIH 3T3細胞に結合し、単一パルスのフェムト秒レーザパルスを上方より垂直方向に入射した。細胞膜透過性の亢進は、FITC-dextranおよびAlexaFluorで標識したsiRNAを細胞内に導入することにより調べた。照射後、細胞内に蛍光が観察され、細胞膜透過性の亢進が確認された。理論計算では、有限差分時間領域法により水中に誘電体粒子を孤立させた系における光強度分布を求め、入射光強度に対して8.4倍の増強度が粒子直下において得られることを明らかにした。以上の成果より、細胞膜の高スループット・ナノサージェリーが可能であることを実証した。次年度、本方法による細胞膜プロセシングのさらなる細密化を目指した研究を遂行する。最終年度となる平成25年度は、ナノプロセシングの細密化を目的として条件依存性の詳細を調べるとともに、課題研究の発展及び応用に向けた研究を実施した。まず、細胞膜に結合した直径2 μmのポリ乳酸粒子へフェムト秒レーザパルスを照射し、周囲の温度を変化させて細胞膜小孔形成を行った。細胞周囲温度は導入効率に影響を与えず、課題研究における手法のメカニズムにおいて細胞膜の流動性による影響が小さいことが明らかとなった。次に、直径30 nmから500 nmの大きさの異なる蛍光シリカ粒子を細胞内に導入し、細胞に形成される小孔の大きさを推定した。導入可能な粒子の大きさを調べたところ、粒子直径が増加するに従い導入効率は低下した。レーザフルエンス1.06 J/cm2、単一パルス照射条件下では、直径100 nm以下の蛍光シリカ粒子では導入効率は20%以上であったが、直径200 nm以上では導入効率は10%以下となった。いずれの条件においても、細胞生存率に顕著な現象はみられなかった。この結果から、細胞膜に形成される小孔の大部分は、100 nm程度の大きさであることが推定された。以上から、加工径100 nmの細密さが求められる抗原分子の選択的破壊では、より微小領域に増強場を得る必要があることが示された。これは小さい直径かつ高屈折率の誘電体微粒子を用いることで実現できると考えられ、具体的にはポリグリコール酸粒子が将来の候補として挙げられる。課題研究の発展として、マイクロ流路を流れる浮遊状態の細胞に対して細胞膜小孔形成を行った。また、細胞サージェリーと同時に導入分子を放出するシステムに向け、フェムト秒レーザとポリマーカプセルの相互作用に基づく外殻への小孔形成を実験実証した。平成24年度は、選択的ナノサージェリーに着手するとともに、生体毒性が小さい技術の確立を目的とした研究を実施した。具体的には、細胞膜の超細密プロセシングを行うための微粒子径およびレーザーパラメータの最適化を試みた。また、生分解性ポリマー粒子への近赤外フェムト秒レーザー照射により発生させた光増強場を用いて、単一パルス照射で多数の細胞への一括外来分子導入を実証した。細胞膜上に存在する抗原に多数の透明粒子を結合し、フェムト秒レーザー照射により粒子下に光増強場を発生させた。細胞膜の超細密プロセシングの研究として、細胞膜における相互作用寸法の評価を実施した。直径30 nmから100 nmの蛍光標識したシリカ微粒子を細胞内へ導入し、その効率を調べることで形成される小孔の大きさを評価した。導入効率はシリカ微粒子の直径が大きくなるにしたがって低下したが、生存率が95%以上となるレーザー照射条件においても直径100 nmの大きさのシリカ微粒子まで細胞内に導入できることを確認した。

次に、ヒト上皮癌細胞の細胞膜上に抗EGFR抗体を介してPLA粒子を結合し、フェムト秒レーザパルスを上方から垂直入射したところ、26%の外来分子導入効率を得た。抗体による細胞へのPLA粒子の結合がないもの、レーザー未照射の細胞、粒子を使用せずレーザー照射のみ行った系では、細胞膜透過性の亢進を示す細胞数比率は1%程度であった。以上より、本方法により特定の抗原の標的化が可能であることを示唆する研究成果を得た。平成23年度の研究計画である「提案方法による細胞膜の高スループット・ナノプロセシング」の実験実証に成功し、Optics Letters誌に刊行した。また、国際会議で複数件の発表を行った。さらに、次年度の研究計画に含まれる細胞膜プロセシングのさらなる細密化を目指した研究として局在集光場の理論解析に前倒しで着手している。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究計画を達成するとともに、発展として、より安全性の高い方法に向けた研究成果を得た。研究成果をJournal of Nanomedicineに公刊した。本研究の成果発表として、国際会議において招待講演を含む複数件の発表を行った。当初の計画通り、平成24年度は「抗原タンパク質の選択的サージェリー」を目指した研究を遂行する。具体的には提案方法により得られるプロセシング(形成する小孔)の細密化に向け、生体分子ファントムを用いた実験研究および理論解析による粒子径とレーザーパラメータの最適化を行う。平成25年度は最終年度であるので、未達成技術の完成および成果の取りまとめに注力する。具体的には、超細密プロセシングおよび増強近接場光の解析を中心として遂行する。成果を積極的に英語論文誌等に公刊する。
マイクロプラズマを屈折率変調媒体に利用したアクティブ無機微小光学素子の作製と評価

前年度の成果から,マイクロプラズマを用いたアクティブ素子の作製には,微細電極構造や光学素子のための立体的な微細構造作製プロセスの確立が重要であることがわかった.我々は,これまでに立体構造作製のために,非線形光学効果を半導体プロセスに導入したフェムト秒レーザリソグラフィ支援マイクロマシニングを提案したが,なかでも非線形リソグラフィにおいて,パターン形状がレーザ強度分布に一致しない特異的な現象が生じることが明らかになり,本年度は作製プロセスの高度化を目的としてパターニングプロセスのメカニズムの解明を行った.フェムト秒レーザを用いた非線形リソグラフィでは,高繰返しのレーザパルスを低開口数のレンズで集光した.そのため,非線形光吸収中に熱蓄積が生じ,高密度化により光吸収領域の屈折率が増大する可能性がある.レーザ照射後ベイク処理なしの状態のレジストの屈折率を測定すると,光吸収領域の屈折率は8×10^<-3>の増大が生じていることがわかった.非線形光吸収領域の屈折率増大が生じると,高屈折率領域をコア,周囲をクラッドとする光ファイバのように後続パルスが閉じ込められる可能性がある.屈折率差と集光フェムト秒レーザパルスのビーム径から後続パルスの結合効率を求めると,87%と見積もられた.レーザ照射パルス数が8×10^3のとき,結合パルスのピーク強度は非線形光吸収の強度閾値よりも大きくなり,結合パルスが更に非線形的に吸収される可能性があることを示唆する知見が得られた.この結果は,非線形リソグラフィにおいて,パターン形状が対物レンズによる集光強度分布と一致しない特異的な現象が,光吸収中の屈折率変化と後続パルスの結合により誘起されていることを示唆しており,熱蓄積の影響が低減できる高速描画条件において,回折限界以下の500nm程度のパターン形成を達成した.マイクロプラズマを用いたアクティブ素子の作製をめざし,本年度はマイクロプラズマを微小光学素子に集積化するために必要となる次の2点について研究を行った.1,プラズマ生成のためのシールド構造内への微小光学素子の集積化フェムト秒レーザリソグラフィ支援マイクロマシニング法を適用し,SiO_2製のマイクロ溝構造底部に,フレネルレンズ構造の作製をデモンストレーションした.溝構造と,蓋となる平面基板を接合し,マイクロシールド領域を形成した.流路内に液体を流すことで,マイクロ流路がシールされていることを確認し,プラズマ生成のためのシールド構造内へ微小光学素子を集積化することに成功した.2,プラズマ生成電極形成のための金属薄膜パターニングプラズマ生成電極を形成するため,溝構造底部へ電極をパターニングする技術として,立体表面基板上へのパターニングが可能な非線形リソグラフィを金属薄膜パターニングに適用した.フェムト秒レーザパルスに誘起される非線形光吸収を利用すると,レジスト内部に直接パターンを書き込むことが可能となり,レジスト膜厚の精密な制御を行うことなく,パターンを形成することができた.このとき,SiO_2基板上へのパターニングと比較すると,金属薄膜上では非線形光吸収が生じる強度閾値が大きく減少するという金属薄膜上特有の現象が得られ,電極形成などの金属薄膜パターニングにおいて貴重な知見が得られた.マイクロプラズマと微小光学素子を集積化するために必要な知見が得られた.今後,本年度作製した集積化素子を用いてプラズマ生成を行い,光とプラズマのインタラクションについて調査する.前年度の成果から,マイクロプラズマを用いたアクティブ素子の作製には,微細電極構造や光学素子のための立体的な微細構造作製プロセスの確立が重要であることがわかった.我々は,これまでに立体構造作製のために,非線形光学効果を半導体プロセスに導入したフェムト秒レーザリソグラフィ支援マイクロマシニングを提案したが,なかでも非線形リソグラフィにおいて,パターン形状がレーザ強度分布に一致しない特異的な現象が生じることが明らかになり,本年度は作製プロセスの高度化を目的としてパターニングプロセスのメカニズムの解明を行った.フェムト秒レーザを用いた非線形リソグラフィでは,高繰返しのレーザパルスを低開口数のレンズで集光した.そのため,非線形光吸収中に熱蓄積が生じ,高密度化により光吸収領域の屈折率が増大する可能性がある.レーザ照射後ベイク処理なしの状態のレジストの屈折率を測定すると,光吸収領域の屈折率は8×10^<-3>の増大が生じていることがわかった.非線形光吸収領域の屈折率増大が生じると,高屈折率領域をコア,周囲をクラッドとする光ファイバのように後続パルスが閉じ込められる可能性がある.屈折率差と集光フェムト秒レーザパルスのビーム径から後続パルスの結合効率を求めると,87%と見積もられた.レーザ照射パルス数が8×10^3のとき,結合パルスのピーク強度は非線形光吸収の強度閾値よりも大きくなり,結合パルスが更に非線形的に吸収される可能性があることを示唆する知見が得られた.この結果は,非線形リソグラフィにおいて,パターン形状が対物レンズによる集光強度分布と一致しない特異的な現象が,光吸収中の屈折率変化と後続パルスの結合により誘起されていることを示唆しており,熱蓄積の影響が低減できる高速描画条件において,回折限界以下の500nm程度のパターン形成を達成した.
作業状況の予測に基づく知的活動を阻害しない割り込み調停

メールや電話による作業阻害を回避し適切なタイミングで通知するシステムの実現を目標に,使用アプリケーション種やキーとマウスの操作時間比率などによって持続確率が変動する作業持続モデルを提案した.さらに,日常業務中のデータに対して予測を行い,割り込み非許容時間の統計的なばらつきを再現できる可能性を示した.さらに,スマートフォンの利用や移動を検出することによる割り込み拒否度推定精度の改善可能性を実験的に示すとともに,割込拒否度の遠隔共有システムを運用し,1時間に1回程度,おもに自らの作業の切れ目で閲覧することや,自らの作業の振り返りなどの利用行動を明らかにした.本研究課題では,オフィス作業中のメールや電話による作業阻害の問題に対して,H26年度は,作業者が割り込みを許容できない程度(割り込み拒否度)の予測可能性を実験的に検討した.実験では,4人の被験者から取得した合計10ヶ月分の計算機の利用情報から,申請者らが開発した割り込み拒否度推定法を用いて1分ごとの割り込み拒否度を推定し,その持続時間と,使用アプリケーションやキーボード操作率等との関連性を分析した.その結果,使用アプリケーション種,キーとマウスの操作比,キー操作時間率,マウス操作時間率,アプリケーション切り替え頻度に,作業持続時間との統計的関連性が認められた.そこで,それぞれの指標を数種類/数段階に分割し,種類/段階ごとの平均持続時間を算出した.さらに,指標の積算による予測式を考案し,持続時間の予測可能性を検討した.その結果,考案した手法により持続時間の統計的傾向を再現できる可能性が示唆された.また,上記と並行して,計算機の利用状況から推定した割り込み拒否度に基づいて,電子メール着信通知を制御するProxyサーバを試作した.システムは,受信者の作業を阻害しないように,受信者の割り込み拒否度が低下するまでは,新着メール無しとサーバの応答を改変することで,着信通知タイミングを制御した.一方で,誤推定による配信遅れや過度な配信遅延が生じないように,時間経過と共に配信ルールを緩和するアルゴリズムを実装するとともに,周辺視野領域にアンビエントに着信を通知する機構を実装した.その結果,作業者のPC操作率が低いタイミングでの着信通知の可能性が確認された.オフィス作業中のメールや電話による作業阻害の問題に対して,作業者が割り込みを許容できない状態の持続時間(高拒否度持続時間)の計算機利用情報に基づく予測可能性を実験的に検討した.H27年度は,前年度の成果に基づき,使用アプリケーション種,キー操作時間率,マウス操作時間率,キーとマウスの操作時間比,アプリケーション切り替え頻度,時間帯の種類や水準ごとの平均持続時間を用いた,高拒否度持続時間の予測を試行した.さらに,分析した作業者とは別の作業者や,異なる時期のデータへの推定式を適用することで,予測法の一般性を検証した.上記と平行して,計算機の利用状況から推定した作業者の割り込み拒否度に基づいて,電子メール着信通知タイミングを制御するProxyサーバを試作し,継続使用による評価実験を実施した.実験では,ユーザの割り込み拒否度推移値が高い間は着信通知を保留し,低下したタイミングで通知することで,ユーザがより作業に没頭していないタイミングでの通知が実現され,心理的な作業阻害感も軽減される可能性が示唆された.さらに,スマートフォンの利用検出や,スマートフォンの加速度センサを用いた移動の検出による割り込み拒否度推定精度の改善可能性を実験的に検討した.当初予想したように,作業持続時間と使用アプリケーション種やキー操作率等との関連性,ならびに持続時間の確率的予測の可能性が実験的に確認された.また,メール配信調停システムを開発し,その基本的な効果が確認された.さらに,これらの成果を国際会議等で発表した.以上より,上記の達成度とした.オフィス作業中のメールや電話による作業阻害の問題に対して,作業者が割り込みを許容できない状態の持続時間(高拒否度持続時間)の計算機利用情報に基づく予測可能性を実験的に検討した.H28年度は,作業持続確率の概念を導入し,使用アプリケーション種,キーとマウスの操作時間比,PC操作検出時間率,アプリケーション切り替え頻度によって持続確率が変動する作業持続モデルを提案し,高拒否度持続時間の予測可能性を実験的に検討した.平行して,計算機の利用状況から推定した作業者の割り込み拒否度に基づいて,電子メール着信通知タイミングを制御するシステムの,実業務中における長期継続使用実験を実施した.実験では,ユーザの割り込み拒否度が低下するまで着信通知を保留することによって,作業に没頭している時の通知が回避され,心理的な阻害感や,通知によって中断した作業に復帰する必要性が軽減される可能性が示唆された.さらに,スマートフォンの利用や,スマートフォンの加速度センサを用いた移動の検出をすることによる割り込み拒否度推定精度の改善可能性を実験的に検討し,移動時や自発的なスマートフォン利用時は割り込み拒否度が低下する可能性を確認した.当初予想したように,作業持続時間と使用アプリケーション種やアプリケーション切り替え頻度等との関連性,ならびに持続時間の確率的予測の可能性が実験的に確認された.また,実業務環境における,割り込み拒否度に基づくメール配信調停の効果が実験的に示唆された.

一方で,H28年度内を予定していた論文投稿や国際会議発表等がH29年度にずれ込んだことから,上記の達成度とした.オフィス作業中のメールや電話による作業阻害を回避し適切なタイミングで通知するシステムの実現を目標に,作業者が割り込みを許容できない状態の持続時間(高拒否度状態の持続時間)の計算機利用情報に基づく予測可能性を実験的に検討した.使用アプリケーション種,キーとマウスの操作時間比,PC操作検出時間率,アプリケーション切り替え頻度によって持続確率が変動する作業持続モデルを提案し,4名実験参加者の合計1500時間分のPC作業記録を対象に高拒否度持続時間の予測可能性を実験的に検討した.その結果,実際の平均割り込み非許容時間569秒に対して予測非許容時間は501秒となり,割り込み非許容時間の統計的なばらつきも再現されることが確認された.さらに,スマートフォンの利用や移動を検出することによる割り込み拒否度推定精度の改善可能性を実験的に検討した.その結果,移動時や自発的なスマートフォン利用時は割り込み拒否度が低下する可能性が確認された.そこで,割込拒否度の推定精度改善の可能性を検討したところ,PC操作情報のみに基づく推定に対して,移動時は23%から89%に,スマートフォン利用時は39%から61%に向上する可能性が示唆された.上記に加えて,これまで開発してきた割込拒否度の遠隔共有システムの閲覧行動を,3名の実験参加者各10日分を対象に視線計測装置を用いて分析した.その結果,1時間に1回程度,おもに自らの作業の切れ目で閲覧することが明らかになった.また,自らの作業の振り返りへの利用が多いことや,関係の薄い相手も含む複数の相手を閲覧する場合が多いことなどが示唆された.メールや電話による作業阻害を回避し適切なタイミングで通知するシステムの実現を目標に,使用アプリケーション種やキーとマウスの操作時間比率などによって持続確率が変動する作業持続モデルを提案した.さらに,日常業務中のデータに対して予測を行い,割り込み非許容時間の統計的なばらつきを再現できる可能性を示した.さらに,スマートフォンの利用や移動を検出することによる割り込み拒否度推定精度の改善可能性を実験的に示すとともに,割込拒否度の遠隔共有システムを運用し,1時間に1回程度,おもに自らの作業の切れ目で閲覧することや,自らの作業の振り返りなどの利用行動を明らかにした.計画した実験を実施し,得られたデータを分析した結果,予測したように各指標の種類(アプリケーション種)や段階(キー操作率など)に応じた持続時間の相違が確認された.
同位体トレーサーと数値モデルを併用した流域滞留時間推定手法の開発とその検証

26年度が最終年度であるため、記入しない。
森林群集の更新動態と種多様性維持機構

1.わが国の異なる森林帯におけるギャップ更新動態の概要を把握し、ギャップ更新特性と種多様性の関係を明らかにした。2.太平洋側と日本海側の落葉樹林間に見られる森林構造や種多様性の違いに撹乱レジームの違いが重要であるという仮説を提出した。3.森林動態の格子モデルを作成し、ペア近似という新しい解析法によってギャップサイズ分布を説明できる理論を提出した。4.森林の撹乱体制と、それに対する構成種の挙動を、亜高山帯林と熱帯林を材料として総括し、種子期の生態的特性の把握が不十分であること、種内の遺伝的構造の把握が不十分であることを見いだした。5.クロマツの養分利用形式や光合成産物の配分が立地条件に応じて可塑的に変化することを示した。6.単木からパッチの空間レベルで森林構造に対応したリターフォールのパターンが存在することと、その予測がある程度可能であることを示し、森林のギャップ更新と物質循環研究を結びつけた。7.実生から林冠木にいたる様々なステージについて、デイメンション間のアロメトリー分析を進め、個体のアーキテクチャーレベルで、光環境と基質土壌環境の微細構造に別個に適応していることが判明した。8.地表変動と更新動態について、時空間スケールを明らかにし、更新立地を微地形、撹乱頻度、礫分布、土壌条件等から解析し、林分構造との関連性を明らかにした。1992年7月24・25日に岡山市にて全メンバー(巖佐のみ代理)によるワークショップを開催し本研究の研究指針の統一と、ギャップ理論(山本)、多雨林における林木集団のサイズ分布動態(甲山)、森林の更新における理論的研究(巖佐)、森林動態と構成種の挙動(神崎)、地表変動と森林動態(中村)、森林群集の更新動態と種多様性維持機構(中静)、森林生態系の更新動態と物質循環(川口)の既住の研究のとりまとめと討論を行い、今後の研究展開に関する詳細な検討を行った。これをもとに、1)亜高山帯常緑針葉樹林のギャップ更新動態および暖温帯照葉樹林の林分更新動態の野外調査(山本)、2)亜高山帯の縞枯れ林の格子モデルによる解析、ブナ林の齢分布についての格子モデルによる解析、熱帯多雨林の種多様性の更新動態モデルによる解析、ギャップ更新における複数種共存モデルの解析などの理論的研究(巖佐)、3)屋久島の照葉樹林における更新動態(研究協力者:T.C.Whitmore博士同行)および熱帯多雨林の構造と更新動態に関する野外調査(甲山)、4)照葉樹林においてギャップに依存して個体群を維持するカラスザンショウの個体群構造等に関する野外調査とそのとりまとめ(神崎)、5)十勝岳泥流跡地における初期再生林分の林分構造の野外調査および渓畔林の動態解析(中村)、6)冷温帯落葉広葉樹林における構成種個体群の動態解析および河川撹乱にともなう地表変動と更新動態に関する野外調査(中静)、7)照葉樹林における森林構語の空間的不均一さが生み出す物質循環のゆらぎの解析および物質循環の地形的差異が種の多様性にはたす役割の検討(川口)、を行った。研究成果は逐次、論文として公表するとともにサブレポートを作成した。最新の成果は第40回日本生態学会の一般・シンポジウム・自由集会講演で公表予定である。本年度の研究代表者および分担者による研究実績の概要は以下の通りである。山本(代表):温帯・亜寒帯林の更新動態とギャップデータの収集・解析からこれらの森林のギャップ攪乱体制を明らかにした、巌佐:更新動態および種多様性の数理モデルの作成と解析から、格子モデルによる縞枯れ型更新動態の数理モデルの提示と種多様性の緯度勾配を説明するモデルを作成した。神崎:熱帯・温帯・亜寒帯林の更新データの収集・解析から亜寒帯林の更新動態の総括および先駆樹種の生活史特性を解明した。中村:更新動態と地表変動の時空間スケールの関係を北海道を中心とする渓畔林の調査から実態的に解明した。川口:熱帯・温帯林の更新動態と物質循環機構に関わる調査から物質集積の程度が樹種の更新に大きな影響を及ぼすことを示唆する結果を得た。

甲山:熱帯・温帯・亜寒帯林の更新動態データの収集・解析から樹種の共存に森林構造が多大な影響を与えている結果を得、それをもとにモデルを作成した。浅野:熱帯・温帯林の更新動態データの収集・解析から、一次遷移初期の群落動態の特性と種多様性維持機構の関係について解明した。これらの成果の一部については平成5年に開催された多くの国際会議や国際研究集会にて講演、発表するとともに、第15回国際植物学会議の際に全メンバー参加のワークショップを開催した。また、平成6年1月に岡山にて全メンバー参加のワークショップを開催し、今年度の研究成果をとりまとめレポートを作成するとともに、次年度の研究計画を再検討した。山本は、わが国の異なる森林帯におけるギャップの特性と主要樹種のギャップ更新特性について1992-1994年に得られたデータを中心にとりまとめた。浅野(中静)は、タイの熱帯季節林の構造と更新動態について、1992-1994年に得られたデータを解析し、乾燥と山火事の重要性について考察した。巖佐は、ギャップ拡大を含む森林動態を格子モデルとして詳細に解析した。神崎は、森林の構成種の遺伝的構造を、森林の更新動態のスケールで解明した。川口は、樹木種の養分利用様式の可塑性とその更新動態への影響を検討した。甲山は、屋久島の森林を対象に、実生から林冠木にいたる様々なステージについてデイメンション間のアロメトリー分析を進めた。中村は、地表変動と森林の更新動態および相互作用について検討した。これらの成果をもとに、山本(研究代表者)は、森林群集の更新動態に影響を及ぼす様々なファクターについて検討を行い、それらと種多様性維持待機構の関わりを明らかにし、とりまとめを行った。
フッ素徐放性レジンの抗プラ-ク性に関する研究

フッ素徐放性レジンは微量のフッ素を長期間溶出するが、その溶出によるレジン本体の物理的性質の低下が可及的に小さくなるように考案された機能性レジンである。溶出したフッ素は近接のエナメル質や象牙質に取り込まれ、その歯質強化を促すことで、抗う蝕性を発揮するものと推測されている。一方、フッ素樹脂は表面エネルギ-の低い材料であるので、このレジン表面には同様に考えて、口腔細菌およびその産生物から構成されるプラ-クの付着も抑制されるものと思われる。そこで、本レジンの有する抗プラ-ク性については、プラ-ク形成能をプラ-ク産生とその付着の二面から考え、Streptococcus sobrinus菌株をモデル菌として用い、まずプラ-クを構成する細菌およびその産生多糖体の合成量および付着量を測定し、次に本レジンからのフッ素および構成成分の溶出量を測定することからその関係の検討を試みた。本レジンの溶出液は著明な抗菌性を示すとともに、グルカン合成も有意に抑制した。また、菌体およびグルカンの本レジンへの付着もフッ素溶出機構であるMFーMMA共重合体を含有しない対照レジンとくらべても有意に抑制された。しかし、フッ素溶出量の測定結果から考えて、以上の抑制効果は溶出したフッ素だけによるものでなく、その他レジン構成成分の溶出によることも示唆された。また、本レジンからのフッ素溶出量を口腔環境を想定し、種々の条件下にて測定を行ったが、条件の違いによる変動は少なく、本レジンからのフッ素溶出はその構成モノマ-の溶出がみられなくなった後も、長期間続くことが判明した。以上、これらの実験より、本レジンはプラ-クの形成および付着に対して抑制効果を有し、著明な抗プラ-ク性を有していることが判明した。今後、本レジンの広い臨床応用について、抗プラ-ク性の観点から、フッ素による歯質強化の点とともに検討してゆく予定である。フッ素徐放性レジン(以下Fーresinと略す)は微量のフッ素を長期間放出するため、エナメル質や象牙質の歯質強化が起こり、抗う蝕性を有していることが報告されている。一方、フッ素系樹脂は表面エネルギ-の低い材料であり、口腔細菌やその産生産物から構成させるプラ-クの付着も抑制されることが推測される。そこで、我々はFーresinの示す抗プラ-ク性の大きさをStreptococcus sobrinus菌株およびその産生グルカン合成酵素を用いて、その抗菌性および抗酵素性について、フッ素溶出量の関係をみながら検討してみた。そこで、まず本レジンからフッ素溶出量を口腔環境を想定して、種々の条件下にて測定を行ったところ、Fーresinからのフッ素溶出はその構成モノマ-の溶出がみられなくなった後も、長期間続くことが判明した。次いで、本レジンの溶出液をS.sobrinus菌株の産生するグルカン合成酵素に作用させると、フッ素徐放機構部であるMFーMMA共重合体を含まない対照レジン(以下Cーresinと略す)の溶出液同様、グルカン合成が抑制される結果が得られた。このことはグルカン合成が、溶出したフッ素によって抑制される以外に、たとえばモノマ-などによっても抑制されることを示唆している。この傾向は本レジンの抗菌生の大きさを測定した結果にも同様に示された。すなわち、CーresinもFーresinと同程度の抗菌力を有していたが、これは両レジンに共通するモノマ-成分によるものと推測された。

さらに本レジン表面への菌体および産生グルカンの付着量を測定したところ、FーresinにはCーresinと比較してこれらのプラ-ク成分の付着が有意に抑制される結果が得られた。以上これらの実験より、Fーresinはプラ-クの形成および付着に対して抑制効果を有し、抗う蝕性を発揮する可能性のあることが示唆された。フッ素徐放性レジンの有する抗う蝕性の本態は長期間溶出した微量のフッ素が近接のエナメル質や象牙質などの歯質強化をひきおこすことによるものと考えられている。また、一般にはフッ素系樹脂は表面エネルギ-が低く、粒子の付着が起こりにくいことが知られている。そこで、本研究はまずレジン表面への口腔細菌およびその産生物から構成されるプラ-クの付着量の定量を行った。その結果、臨界表面張力の大きいフッ素徐放性レジン表面ではプラ-ク付着が有意に抑制されることが確認された。しかし、プラ-ク形成能に関してはフッ素溶出機構(MFーMMA共重合体)をもたない対照レジンも、本レジンと同程度の抗菌性および抗グルカン合成酵素活性を示したことから考えて、構成レジンモノマ-等のような、フッ素以外の溶出成分もまたプラ-ク形成阻害に作用していることが示唆された。本研究ではさらに本レジンからのフッ素および構成成分の溶出量の定量測定を行い、それぞれの溶出量ではプラ-ク形成阻害が十分起こり得ることを確認した。以上、これらの実験より、本レジンはプラ-クの形成および付着に対して抑制効果を有し、著明な抗プラ-ク性を有していることが判明した。しかし、本レジンの臨床応用としては現時点においては小窩裂溝填塞材が考えられているが、今後、さらに、機械的性質の改良をすすめ、フッ素徐放性機能を有する充填材料への応用も有意義なものと思われる。その際にも抗プラ-ク性の観点からの検討がますます重要になるものと思われ、歯質強化の観点とともに、そのレジンの抗う蝕性について検討してゆく予定である。
死因究明のための体組織からの高感度・迅速薬物スクリーニング・システムの開発

法医中毒学では死因究明に、薬物の分析が重要である。死体試料中多種多様な薬物のスクリーニング法の開発を検討した。死体試料にはしばしば脂質が多量に含まれるので、脂質の除去を中心に研究した。死体試料の調製は、イオン対のアセトニトリル抽出、特定のフィルターおよび有機溶媒洗浄による脂質除去、イオン交換精製を検討した。カラム2つを接続した高速GC - MSは、迅速で高感度の測定に利用できる。高度に変性した試料を除き、本研究の方法は、実際の用途に適している。この試料調製では、親水性薬物から親油性薬物までの広範囲の薬物が、GC- MSおよびLC - MS / MSの組み合わせにより測定できることになる。死因究明に、薬物検査は、極めて重要である。しかし、薬物は多種多様であるので、広い範囲の薬物を抽出、測定する手段が必要である。本研究は、広範に存在する薬物をできるだけ簡素かつ経済的に抽出し、効率的に測定する方法を検討する。平成24年度には、アセトニトリル抽出法を検討し、酸性薬物、塩基性薬物の2つの条件を求めていた。しかし、剖検試料に応用するには、脂質の除去を簡素化するという重要な課題が残った。測定の効率化では、2つのカラムを直列につないだGC-MS測定の高速化がかなり期待できる結果を得ていた。平成25年度は、1.アセトニトリル抽出法の実用化、2.GC-MSの高速測定の条件の確立を目的として、研究を行った。1.アセトニトリル抽出の実用化では、有機溶媒洗浄による脂質除去に力を入れたが、時間がかかるという問題、抽出の再現性に問題という2つの問題が存在した。この改善のため、除脂質カラム、イオン交換系抽出カラムを抽出液の精製に検討した。その結果、高度な腐敗(死後変性)の試料を除く試料では、従来法に比べ、簡素な試料処理法を得るところまできた。2.GC-MS高速測定化では、水素キャリアガス(ヘリウムでも同様)の流量一定モード(圧力調整モード)を導入することで、実用的な条件を得ることができた。この平成25年度の実績を基に、平成26年度は、2つの試料調製法を実務試料に応用し、GC-MS高速測定とLC-MS/MS測定とによる分析結果をまとめる。本研究の目的は、死因究明のための薬物分析過程を効率化し、体組織試料から多種多様の薬物をスクリーニングするシステムを作成することである。そのため、簡素な試料処理、GCーMS測定の高速化を充実させる検討を行っていく。1.簡素な試料処理について、商品化されている固相抽出に依らない溶媒だけの方法を検討した。薬物の種類は大きく分けて、酸性薬物、塩基性薬物で、性質が大きく異なるので、基本的には2種の方法を検討した。抽出処理、クロマトグラムの評価のため、指標物質の意味で、酸性薬物処理には2-ナフチル酢酸、塩基性薬物にはリドカイン-d10を添加して行った。方法の実用化を考慮して、両方法の過程は並行して進むように検討した。抽出溶媒にアセトニトリルを使い、酸性薬物にはアンモニア水、塩基性薬物にはギ酸を添加し、イオンペア抽出を検討した。死体からの試料では脂質が障害になったので、抽出液をヘキサンで洗浄する方法を採用し、コレステロール、脂肪酸などの生物由来の脂質を除去することに効果あることを認めた。しかし、死後変性過程で分析を妨害する脂質が産出されることがわかった。2.分析の効率化をはかるため、体組織の簡易試料処理を考案し、抗原抗体反応の簡易検査キットの有効利用の検討を始めた。3.水素ガスをキャリアガスに検討した。水素とヘリウムの物理的性質がかなり異なるようであったが、線速度で調整すれば、ほとんど同じ保持時間を示すクロマトグラムを得ることができた。4.GCーMSの高速測定の改良を検討した。吸着性が低いカラムを組み合わせることで、ピーク幅が狭いピークを得、測定時間も1分ほど短縮することができ、現GCーMS装置の性能の限界までの条件で測定できるところまできた。来年度は、ヘリウムガスの供給が不安定になっており、水素キャリアガスを実用化に向けて、研究を行っている。死因究明のための薬物検査は、中毒関連のみならず、疾病中の治療薬、一般医薬品、濫用薬物など広範な薬物をある程度の微量レベルで検出できることが望まれる。また、結果が迅速に得られることが求められる。本研究では、迅速な試料処理ならびに測定時間の短縮を確立することが目的であった。平成24年度から平成25年度までの2年間に、剖検試料の特徴である大量に含まれる脂質の除去についての基礎的な試みを行い、その解決法の目途がつくところまで達成していた。平成26年度は、その基礎的な実績をもとに、試料調製法の確立、実務化を検討した。

その研究の中心は、1.脂質の除去、2.GC-MS測定のためのカラムの選択、3.実務応用可能性の評価である。1.脂質の除去については、イオン交換抽出カラムと液液分配を組み合わせた方法を本研究独自で開発することができた。2.GC-MS測定カラムの選択は、我々が開発した2つの短いキャピラリーカラムをつないだ高速システムに適することを基準とした。その結果、塩基性薬物には5%-フェニル-ポリシルフェニレンシロキサン系、酸性薬物にはトリフルオロプロピルメチルポリシロキサン系が良好であった。3.実用化に向けて、剖検試料の検査への応用で検討している。死体が置かれた環境は、様々で、含まれる脂質の量、種類も異なるため、GC-MSでは組織のマトリックスの影響も、様々であった。試料調製の各段階で、pHを調整することにより、除脂質の再現が高まった。GC-MS、LC-MS/MSを組み合わせることで、一般的な薬物のスクリーニングにおいては、解剖所見などから問題がないように評価され、本試料調製法は実用的と言える。法医学体組織中薬物スクリーニングのための試料処理、迅速測定を確立することが、本研究の目的である。本研究では、試料処理においては、脂質の除去、迅速測定においては、GC-MS測定のキャリアガスの条件が課題であった。この課題を克服すれば、当初の計画を達成することになる。本年度は、高度死後変性の試料などの特殊な試料を除けば、塩基性薬物のための試料処理は、当初の目的の「迅速かつ簡素な試料処理」を達成している。GC-MSについては、キャリアガスを流速一定型から流量一定型に変更することで、クロマトグラフィー上、広範囲での安定したピークを得ることができた。本研究に残されている課題は、酸性薬物のための試料処理が、一部煩雑なところがあり、もう少し、条件を調整する必要がある。本研究では、方法、条件の実用化が目的であり、これまで得られた結果の評価が残っている。研究の主な課題は、1.試料処理の簡素化ならびに迅速化、2.GCーMS測定の高速化、3.キャリアガスに水素の検討である。3つの課題で、仮定した障害を解決する方針で研究を進めた。以下のように、大きな障害を解決する目処が付いたので、平成24年度の計画は順調に進んだものと考える。試料処理では、できるだけ操作が簡単でかつ抽出効率を保てる方法を作成することを目的とした。LC分析の試料処理によく利用されるアセトニトリル抽出を選択し、GCーMSへの応用を図った。しかし、大量の脂質が夾雑物として抽出される大きな問題があった。そこで、先ず、揮発性が低いコレステロール、トリグリセライドなどを除去する方法を調べ、検討した。その結果、アセトニトリル抽出をヘキサンで洗浄することで、コレステロールを簡単に除けることがわかった。しかし、トリグリセライドの分解物でもある脂肪酸類が大量に存在する問題が残った。脂肪酸類除去の方法に関する情報を得て、現在、その利用に取り掛かっている。GCーMSの測定では、本研究が始める前に、2つの短いキャピラリーカラムの組み合わせにより、高速化の基礎的条件を開発した。しかし、この条件ではピーク幅がやや広く、感度も低めで、高速測定の利点が活かされなかった。