hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
iPS/ES細胞による歯科用モノマーの発生毒性スクリーニング試験

歯科用モノマーの発生毒性スクリーニング試験法を検討するためにinvitro発生毒性試験法のEmbryonicStemCellTest(EST)法の改良を試みた.難溶性のモノマーでも溶媒を使用せずにモノマーに細胞を直接接触させることが可能な3次元培養法も実施した.ガラス繊維の3次元培養法への活用は、コラーゲンゲルと同じくスキャフォードとして用いることができた.さらに12種の市販歯科用接着材の発生毒性を調べた結果、すべて"nonembryotoxicity"の範囲であった.歯科用モノマーの発生毒性スクリーニング試験法を検討するためにinvitro発生毒性試験法のEmbryonicStemCellTest(EST)法の改良を試みた.難溶性のモノマーでも溶媒を使用せずにモノマーに細胞を直接接触させることが可能な3次元培養法も実施した.ガラス繊維の3次元培養法への活用は、コラーゲンゲルと同じくスキャフォードとして用いることができた.さらに12種の市販歯科用接着材の発生毒性を調べた結果、すべて"nonembryotoxicity"の範囲であった.各種歯科用モノマーの発生毒性スクリーニング試験法として,従来のin vitro発生毒性試験法であるEmbryonic Stem Cell Test(EST)法のプロトコル改良を試みた.培養液に難溶性のモノマーでは溶媒を使用せずに担体とモノマーを直接接触させる3次元培養法が適当であると考えた実験にはEST法で使用されるES細胞であるES-D3細胞を含む3種類のマウス由来のES細胞およびマウス由来のiPS細胞を用いて細胞分化レベルを心筋細胞への分化レベルを比較した.ES-D3細胞以外にはフィーダー細胞としてMEFを使用した.さらに、これらの細胞をタイプIコラーゲンゲル、またはガラス繊維を用いて3次元培養した.EL M3細胞はES-D3より少し低い細胞分化率を示した.ES-R1-EGFPB2/EGFP細胞とiPS細胞の分化率はES-D3と比べて低くバラツキも多かった.そのため,これらの細胞では3次元培養法の改良が必要であると考えられた.最も分化率が高かったES-D3細胞でコラーゲンゲルを使用した3次元培養法で各種モノマーについて検討した.Bis-GMA, UDMAおよび4-AETでは心筋への分化率は低い値であったが,4-META, 4-MET等では33%から42%と中等度の分化率であった.4-AETでは培地のpHが大きく低下したことも分化率が低かった原因であると考えられた.また,ガラス繊維はコラーゲンゲルと同じく3次元担体として用いることができることが確認されたiPS細胞による歯科用モノマーの発生毒性スクリーニング試験法を開発する目的で,計画にしたがって,まずマウス由来iPS細胞とES-D3細胞の3次元で安定した細胞分化が可能な培養系の構築を行った.マウス由来のiPS細胞をEmbryonic Stem Cell Test(EST)法で使用するES-D3細胞用培地でEmbryo Bodyを作製した.セルカルチャーインサートを用いてマウス由来の市販フィーダー細胞を用いて,ガラス繊維およびコラーゲンゲルをスキャフォードとして10日間細胞分化させた.その結果,ガラス繊維でコラーゲンゲルより若干高い74%のEmbryo Bodyで心筋の鼓動が観察された.また,ES Cell Characterization Kit(Chemicon, Millipore, USA)を用いても細胞分化を確認した.なお,iPS細胞ではノンフィーダーではほとんど細胞分化が確認できなかった.次に,上記の3次元培養法で最も安定して高い細胞分化レベルが得られた組み合わせであるガラス繊維を用いた実験を行った.HEMA,EGDMA,TEGDMA,EGDMA,4-META,4-AETA,4-MET,4-AETをそれぞれセルカルチャーインサート内のガラス繊維上に置き,10日間細胞分化させた,その結果,HEMAで80%,EGDMAで72%,TEGDMAで45%,4-METAで67%であった.しかし,4-AETA,4-METと細胞分化率が低下し,4-AETでは分化率がわずかに5%を示した.この理由は4-AETの構造上,4-METAや4-AETAと比べて培養液への溶解性が高くpHも低かったためであると考えられた.なお,コラーゲンゲルについても細胞分化レベルが低かったものの同様の結果を得た。材料成分のみではなく実際に市販されている12種類の接着材の発生毒性の検討を行った.EST法を準拠し12種類の市販接着材をDMSOを溶媒として各細胞用培養液で倍数希釈し各試験液として発生毒性試験をまず実施した.そのため,同時にMTT法による細胞毒性試験を実施した.その結果,各製品間で結果が大きく異なることが判明した.とくにBis-GMAが含まれるものは一部を除いて細胞毒性が強い傾向であった.発生毒性は,すべて"non embryotoxicity"の範疇を示した.さらに,マウス由来のiPS細胞とES-D3細胞の両細胞を用いて,コラーゲンゲルならびにガラス繊維をスキャフォードとして3次元培養し,12種類の市販接着材を用いて分化してテラトーマ状態のiPS細胞ならびにES-D3細胞中で心筋の鼓動が鏡見されたウェルの比率について検討した.その結果,各製品間で鼓動率の結果が大きく異なった.これらの結果は細胞毒性の結果とほぼ比例することが判明した.Bis-GMAが混入された製品はiPS細胞,ES-D3細胞ともに発生毒性が強い傾向が伺われた.しかし,リン酸モノマー,MAC

-10,Bis-MPEPP等の製品,HEMA,MMA等の製品,MMA,ジメタクリレート,HEMA等の製品,4-メタクリロキシエチルトリメリット酸,メタクリル酸エステル等の製品,UDMA, TEGDMA等の製品で発生毒性が少なかった.しかし,例外的にアセトン,Bis-GMA,カルボン酸系モノマー,TEGDMA,ホスホン酸系モノマー等の製品でBis-GMAが混入されているにもかかわらず発生毒性が少なかった製品も存在したが相対的な混入比率が低かった可能性も大きいと考えられた.以上のことから各材料成分モノマーの結果とそれらを使用した実際の製品のin vitro発生毒性について判明した.当初の目的であったマウス由来のiPS細胞がES-D3細胞よりやや不安定な細胞分化レベルであったが,3次元培養法の改良を重ねた結果,当初の目標どおりに接着性モノマーを用いて評価することができた.また,鍵となるフィーダー細胞についてもマウス由来の市販品を用いて十分に機能させることが可能であった.総合的に概ね順調と考えられる.24年度が最終年度であるため、記入しない。EST法プロトコルでは単一の化学物質の発生毒性レベルしか評価できない.しかし,実際の製品は単一の化学物質ではないことが多く,複数の成分の組み合わせは相乗作用もあり,それぞれの単一成分の平均にはならない可能性も大きい.そのため,実際の製品についてしらべる必要性が大きい.元々の計画にしたがって,最終年度は前年度までに培った3次元培養法を用いて,多数の実際の製品について比較する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
異方超弾性材料の超精密切削加工に関する研究

昨年度の研究において確認されたAl-Mg合金を焼結ダイヤモンドバイトで超精密切削する場合の切削面の中央周辺部の凹形状発現現象をさらに詳細に解明し,極めて高い形状精度を有する超精密加工面を創成するための以下のような結果が得られた。超精密切削過程における切れ刃先端からバイトのシャンク部にかけての温度上昇量の変化過程を求め,各部の温度上昇量と切れ刃である焼結ダイヤモンドならびにシャンク部材である構造用炭素鋼の熱膨張係数から算出した工具先端の運動軌跡と超精密切削面形状はほぼ同様であり,表面の形状誤差は超精密切削過程における切削熱による切れ刃先端のZ軸方向への移動量に相当することが明らかになった。特に,切削点においては,切削開始直後に約130°Cの温度上昇が発生し,その後工作物の中心に向かうに従って徐々に切削点温度は減少することが明らかになった。また,焼結ダイヤモンドバイトの剛性を求め,切れ刃への切削抵抗の作用による工具の弾性変形量を実験的に求めた。そこで,バイトの熱膨張量と弾性変形量を考慮して求めた切れ刃先端の運動軌跡と加工後の超精密切削面の形状ならびに位置を対比させ,超精密切削過程における工作物の熱膨張量は,およそ400nmであることが明らかになった。さらに,バイトの送り速度を変化させて超精密切削実験を行った結果,超精密切削面の形状精度に大きな差は認められないものの,バイトの熱膨張量が最大となる切削面の凹部の位置が送り速度の増加とともに工作物中心部に移行することが明らかになった。異方超弾性材料の超精密切削機構を解明するにあたり,本年度は磁気ディスクやポリゴンミラーなどの電子光学部品に多用されているAl-Mg合金の端面を焼結ダイヤモンドバイトで平面に超精密切削し,その超精密切削面創成機構を実験的に検討した。その結果,超精密切削面の断面形状は外周部から中央部にかけて一旦大きく凹んだ後に緩やかに回復し,工具刃先の理論的運動奇跡から約50nmの形状誤差を有する中凹状となることが確認された。そこで,この形状誤差が超精密切削現象に伴う切削熱によって発生する超精密切削系構成部分の熱変形によるものであると考え,まず超精密切削過程におけるバイト先端における温度上昇と超精密切削面形状との関係を実験的に検討した。その結果,バイト先端部の温度は超精密切削の開始直後から急激に上昇し,その後工作物の中心に近づくに従い切削速度が小さくなるに伴って下がる傾向にあることが明らかになった。このバイト先端部の温度分布の変化過程に基づいて,工具刃先である焼結ダイヤモンドおよびそれを固定する超硬合金の熱膨張係数を考慮し算出された超精密切削過程における工具刃先の熱変形量の変化過程は超精密切削された表面の形状誤差に値こそ異なるものの,極めて類似したものであることが明らかになった。今後は,超精密切削加工による工作物の熱変形量を解明し,超精密切削によって発生する切削面の中凹状の形状誤差の生成過程を解明する予定である。さらに,超精密切削面の形状誤差を支配する要因を明らかにし,その要因からのフィードバック信号によってインプロセスで形状補正を行うことが可能な超精密切削システムを構築することを試みる。

特に,切削点においては,切削開始直後に約130°Cの温度上昇が発生し,その後工作物の中心に向かうに従って徐々に切削点温度は減少することが明らかになった。また,焼結ダイヤモンドバイトの剛性を求め,切れ刃への切削抵抗の作用による工具の弾性変形量を実験的に求めた。そこで,バイトの熱膨張量と弾性変形量を考慮して求めた切れ刃先端の運動軌跡と加工後の超精密切削面の形状ならびに位置を対比させ,超精密切削過程における工作物の熱膨張量は,およそ400nmであることが明らかになった。さらに,バイトの送り速度を変化させて超精密切削実験を行った結果,超精密切削面の形状精度に大きな差は認められないものの,バイトの熱膨張量が最大となる切削面の凹部の位置が送り速度の増加とともに工作物中心部に移行することが明らかになった。
自己き裂治癒能力を持つ高耐食性セラミックスと金属の耐環境性に優れた異種固相接合法

固相接合の利点を活かし,産業界が必要とする工業用接合材の加工法を開発する事を目的とする.具体的には,コスト削減を図るため必要な箇所だけに高耐食性セラミックスを使い,それ以外の部位は安価な一般的金属とし,接合に摩擦圧接を適用する.一般的な金属同士の接合材は電食反応を起こすが,セラミックスであれば電位差を懸念する必要はない.但し,両材の機械特性は大きく異なるため,圧接時セラミックス側に亀裂が生じる可能性が高い.そこを自己き裂治癒能力により亀裂を修復させることで市場要求に応える.研究は実験を主体に進める.材料は3種類くらいとし,機械強度や耐食速度を評価する.固相接合の利点を活かし,産業界が必要とする工業用接合材の加工法を開発する事を目的とする.具体的には,コスト削減を図るため必要な箇所だけに高耐食性セラミックスを使い,それ以外の部位は安価な一般的金属とし,接合に摩擦圧接を適用する.一般的な金属同士の接合材は電食反応を起こすが,セラミックスであれば電位差を懸念する必要はない.但し,両材の機械特性は大きく異なるため,圧接時セラミックス側に亀裂が生じる可能性が高い.そこを自己き裂治癒能力により亀裂を修復させることで市場要求に応える.研究は実験を主体に進める.材料は3種類くらいとし,機械強度や耐食速度を評価する.
脊髄性麻痺に対する運動機能再建の基礎的研究

我々はラットにおいて中枢との連続性のない坐骨神経の遠位切断端に胎児脊髄を移植することにより,運動単位を再建できることを観察した。この運動単位を中枢性に制御する問題について,新たな実験モデルを作成し検討した。実験モデル作成について、麻酔下に成熟ラット坐骨神経を近位から末梢まで展開した。神経最中枢側を切断し、末梢神経側を15mm切除した。その神経欠損間に同種静脈を移植し、静脈内に胎生14日日の胎児脊髄を注入した。約36か月飼育し再び坐骨神経近位部から胎児脊髄移植部およびその神経末梢までを展開した。電気生理的解析として、脊髄移植部を含み坐骨神経全域を電気刺激することにより、末梢筋より誘発筋活動電位を導出した。坐骨神経遠位部および返位部の電気刺激により末梢筋より誘発筋電位を記録できたケースと遠位部の電気刺激によってのみ誘発筋電位を記録できたケースがあった。次に,前脛骨筋と腓腹筋にコレラトキシンB(CTB)を注入し,逆行性色素標識で脊髄移植部及び脊髄膨大部を観察した。この解析では,CTB陽性細胞は脊髄移植部と脊髄膨大部に認められた。このCTB陽性細胞は脊髄移植部に多かった。すなわち、筋は移植脊髄に支配されるものと本来の脊髄に支配されているものの2種類あることが考えられた。また電気生理学的解析において、中枢からの電気刺激が脊髄移植部で伝導に何らかの干渉を受けることが推察された。結論として再建した運動単位と上位中枢において何らかの連絡が形成されたと考えられた。我々はラットにおいて中枢との連続性のない坐骨神経の遠位切断端に胎児脊髄を移植することにより,移植脊髄の運動細胞がhostの脱神経筋を再支配すること,すなわち運動単位を再建できることを世界的にも初めて観察した。これまで行ってきた胎児脊髄の直接移植においては,移植脊髄片内に神経細胞以外の間葉系組織も多く含まれており,運動単位再建の効率は必ずしも良好とは言えなかった。従って今回は胎児脊髄より神経細胞を単離培養し,その後で移植を行うことにより生着神経細胞数と再生運動単位数を増大できるかどうかを検討する。以上のうち本年度の目的は神経細胞培養システムの確立である。(1)胎生ラット脊髄神経組織の分散細胞培養について妊娠14日目の親ラットよりネンブタール麻酔下に胎児を取り出した。胎児は低体温麻酔下に置かれた。胎児の背側より脊髄組織を取り出した。脊髄組織を手術用顕微鏡下に1mmの大きさに細切し,0.25%トリプシン液に浸した。その組織浮遊液に対してピッペッテイングを20から40回行った。37度にて20-30分間インキュベートした。その後組織に培養液を加え,培養を行った。結局,細胞単離・培養が不十分であった。(2)今後の展開について細胞単離について,トリプシン濃度を1%に上げて,15分間室温でインキュベートするか,4度で長期間の酵素処理が必要と思われた。またパパインによる細胞単離も行う必要性もあると思われた。培養手技についても習熟が必要と思われた。その神経欠損間に同種静脈を移植し、静脈内に胎生14日目の胎児脊髄を注入した。約36か月飼育し,再び坐骨神経近位部から胎児脊髄移植部およびその神経末梢までを展開した。

坐骨神経遠位部および近位部の電気刺激により末梢筋より誘発筋電位を記録できたケースと遠位部の電気刺激によってのみ誘発筋電位を記録できたケースがあった。次に,前脛骨筋と腓腹筋にコレラトキシンB(CTB)を注入し,逆行性色素標識で脊髄移植部及び脊髄膨大部を観察した。この解析では,CTB陽性細胞は脊髄移植部と脊髄膨大部に認められた。このCTB陽性細胞は脊髄移植部に多かった。すなわち,筋は移植脊髄に支配されるものと本来の精髄に支配されているものの2種類あることが考えられた。また電気生理学的解析において、中枢からの電気刺激が脊髄移植部で伝導に何らかの干渉を受けることが推察された。結論として再建した運動単位と上位中枢において何らかの連絡が形成されたと考えられた。
潜在的相関ルールマイニングと高次イベント系列コーパスの自動構築

本研究では,潜在的相関ルールとして負の相関ルールに着目し,マイニングアルゴリズムの高速化と高度化に関する研究を行った.またイベント時系列コーパスの半自動合成へ応用すための基礎的研究を行った.具体的には,負の相関ルールを高速マイニングするために,上昇型と下降型計算を接尾辞木上で融合した新しい計算法を開発した.また膨大な数となる負ルールを圧縮するために,極小生成子を用いた無損失な圧縮手法を新しく開発した.更に大規模テキスト時系列データから潜在因子を考慮したイベント時系列を生成するために必要な基盤として,多重データストームから頻出アイテム集合や飽和集合をオンライン型近似計算で抽出する手法を開発した.平成25年度はまず,負の相関ルール抽出アルゴリズムの高速化技術の開発を行った.これまでの抽出アルゴリズムは全て,データマイニングの第1世代の技術,即ちApriori法などの上昇型計算法に基づいており,現在の技術基準で見れば計算効率が悪い.データ射影に基づく分割統治法は下降型計算を行う第2世代の代表な計算法である.しかし負ルールの抽出ではデータ射影が原理的に不可能であるため,この分割統治型の適用も困難である.そこで本研究では新たに両者を融合した高速計算法を開発した.即ち,まず上昇型計算法で頻出アイテム集合を全て抽出する.次に抽出した頻出アイテム集合の組合せで負ルールとして有効なものを選別する.選別抽出には接尾辞木を用いた下降型の高速な探索計算を行う.接尾辞木の下降型探索は,右否定型X →¬Yの負ルールに対する右極小性条件の判定計算の効率化に極めて有用な性質を持ち,探索木の効果的な枝刈が可能になる.また左否定型¬X →Yに対しては,ルール確信度の上界関数で逆単調性を満たす関数を利用した探索枝刈法を新たに開発した.実証システムを開発し評価実験を行い,良好な結果を得ている.負の相関ルールを更に大規模かつ高速に抽出するためには,オンライン型のアルゴリズムを開発することが重要である.そのためには,まず頻出アイテム集合をオンラインで抽出する必要があるが,これまでのところ効果的な手法は知られていなかった.このため我々は,オンライン型圧縮に基づく手法と,残存メモリ容量に適応的に対応する可変誤差保証に基づく2つのオンライン型抽出手法を開発した.それぞれ実証システムを構築し評価実験を行った.大規模テキストからのイベント系列コーパス生成のための素性抽出に関しては,楽曲宣伝販売活動に着目し,Twitterに出現する楽曲評価や関係イベントの記述文の極性評価について研究を行った.平成26年度は負の相関ルール抽出アルゴリズムの高速化を目的として研究を行ってきた.まず,多重データのストリームから負ルールの構成要素となる頻出アイテム集合を高速で抽出する手法について研究と開発を行った.多重データストリームは連続するアイテム集合の列,即ちトランザクションデータのストリームである.現実の多重ストリームではデータのバースト的な出現が頻繁に生じるが,そのようなデータストリームから頻出アイテム集合を即時抽出することは,組合せ爆発が生じるために極めて困難な問題である.本研究ではその解決のために,計算時間やメモリなどのリソースを指向した新しい計算制御機構を提案する.リソースの使用状況に基づく許容誤差の動的制御と適当的なデータスキップ機構を新しく開発し,頻出アイテム集合抽出のための新しいオンライン型近似アルゴリズムを提案した.有効性について理論的考察と実証的検証を行い,その研究成果をデータ工学の分野で世界最高レベルの国際会議ACM-SIGMOD'14において正規(regular)論文として発表を行っている.上の手法はストリーム中の頻出アイテム集合の候補に着目して処理を行っているが,これを飽和アイテム集合に変更すれば候補の数を更に削減でき,より効率的な抽出計算が行える可能性がある.そこで本研究では,次に,頻出飽和アイテム集合の候補を記録して処理を行うリソース指向型のオンライン型近似アルゴリズムを開発し,理論的な考察と実証的な検証を行い,有用性を確認した.更に,より大量に出力される負の相関ルールの中から有効なルールだけを選別抽出するための評価基準を考察し,関連性尺度に着目し理論的考察を行った.また,これに基づき関連性尺度上昇法による探索空間の効果的な枝刈法を開発し,有効性基準で上位K個の負ルールを高速に抽出する手法を開発し,理論的考察と共に実証的な検証を行った.平成27年度は,負の相関ルール抽出アルゴリズムの高機能化と高速化について研究を行った.負の相関ルールは,正の相関ルールに比べて,本質的に非常に多くのルールが存在する.このため,抽出した負ルールの集合を圧縮して,コンパクトな形で保持することが極めて重要である.本研究では,まず,正のアイテム集合の無損失圧縮に用いられる飽和集合が負ルール集合の圧縮には本質的に不十分であることを示し,それに代わるものとして極小生成子を用いた負ルール集合の圧縮法を提案した.提案圧縮法の完全性(無損失性)を理論的に証明し,更に実証実験を通して密なデータから抽出した負ルール集合の圧縮に大きな効果を持つことを示した.次に,負ルール集合の高速抽出の基盤を確立するために,多重データストリーム上の飽和アイテム集合を抽出するオンライン型ε近似計算法(2014年度人工知能学会研究会優秀賞を受賞)を,昨年に引き続いて研究を行った.

この手法は漸近的集合積計算とε近似に基づく新しい計算法であるが,これまでの飽和アイテム集合のオンライン近似計算は,その全てが理論的保証の無いヒューリスティック算法であった.本年度の研究では,提案した近似抽出法の完全性と出現頻度の相対誤差がε以内に抑え込めることを示し,理論的な性能保証を世界で初めて行うことに成功した.更に,データストリームからオンライン抽出した飽和アイテム集合から極小生成子を順次生成し,その組合せから負ルールの集合を準オンライン処理で効果的に抽出する手法を開発し,実証的評価を行った.潜在的イベントコーパスを新聞記事コーパスから抽出するためには,単語をアイテムと見なしたアイテム集合の時系列を抜き出す必要がある.本研究では,前述の研究成果を発展させ,アイテム集合の飽和系列の効率的に抽出するオンライン型ε近似計算法を提案し,試作システムを用いて性能の予備的評価を行った.当初予定していた負の相関ルールの高度化と高速化に関する研究は,概ね順調に進んでいる.遅れているのは,大規模テキスト時系列から潜在的イベント時系列コーパスを自動抽出するための技術開発である.具体的には,頻出なアイテム集合飽和系列の効率的な抽出法の開発,および仮説推論技術の統合などの研究が遅れている.アイテム集合飽和系列の抽出法に関しては,本年度は一定の進展があり,基本的なアルゴリズム技術の開発は完了した.しかし,大規模テキスト時系列に適用するにはまだ不十分な点が幾つかあり,より一層の工夫が必要と思われる.仮説推論技術の統合は,その前提となるデータストリームからの背景知識を抽出するための技術開発の遅れが基本的な原因である.現在は,その効果的な抽出を可能にする基本的な枠組みの検討が終了した段階であり,詳細設計と試作システムの実装および実証評価実験が残っている.最終年度は当初の研究期間を1年延長したものであり,前年度までに得た研究成果を学会論文誌等に発表するための活動を主に行った.結果として,2本の査読付き論文を発表することができた.研究期間全体を通しての成果は以下の通りである.本研究の目的は「新しい相関ルールマイニングとしての潜在的相関ルールマイニングの提案と,そのイベント系列コーパスの半自動合成への応用」であった.負の相関ルールは潜在的相関ルールの実現形式として非常に良い性質を持つことから,我々は負の相関ルールの効果的かつ高速なマイニング技術の開発を行った.負ルールは,正の相関ルールに比べても,その数が極めて多いために高速化と圧縮の技術は極めて重要となる.我々は高速化のために,頻出アイテム集合上の接頭辞木を用いる深さ優先探索法と,負ルールの極小性や評価値の逆単調な上界関数を用いる枝刈り法を新しく開発している.また新しい圧縮法として,極小生成子を用いた負ルール集合の圧縮技術を開発している.理論的ならびに実証的な検証を行い,良好な性能を確認している.イベント系列コーパスを自動生成するためには,膨大な時系列テキストデータを効果的に処理する必要がある.また現在のネットワーク社会においてもストリームデータのオンライン処理は非常に重要な課題であるため,本研究では,ストリームデータ中の負の相関ルールのオンライン抽出についても研究を進めた.負ルールの台集合対となる頻出飽和アイテム集合をストリームからオンラインでの抽出が最初の課題となるが,我々は,オンライン処理中の組み合せ爆発の発生を回避するために,計算時間やメモリ等のリソースを考慮して適応的にオンライン近似計算を制御する機構を新たに開発した.本研究成果はデータ工学のトップの国際会議であるACM SIGMOD2014にregular paperとして採録されたことを特記しておく.
方言における動詞の文法的カテゴリーの類型論的研究

アスペクト、テンス、ムード(直接体験性の有無など)について、東北から沖縄までの全国調査と、大阪を舞台とする小説からの用例収集を行い、次の5分冊からなる報告書を作成した。(1)東日本編、(2)西日本編、(3)奄美・沖縄編、(4)大阪編(小説からのデータ集)、(5)アスペクトと敬語編(1)では特に、標準語にはない、アクチュアリティの有無に関わるムードの形態論的形式が発達していることを成果として提示した。(2)では特に、標準語にはない、形容詞述語における「時間的限定性(例:赤カリヨル)や「表出性」(例:赤サ)に関わる形態論的カテゴリーが存在することを成果として提示した。(3)では特に、「話し手の知覚性(直接体験性)」に関わる形態論的カテゴリー(例:飲ミータンと飲ダンの対立))が存在することを成果として提示した。また、伝統方言のみならず、伝統方言と本土日本語(標準語と西日本方言)の接蝕によって生まれたウチナーヤマトゥグチの実態調査も行い、形式的には本土日本語と同じになっているが、意味・機能的には伝統方言を引き継いでいることを明らかにした。(4)では、大阪出身の作家による小説から「シヨル」「シトル」形式を中心とする用例を収集し、データ集にまとめた。(5)では、福岡周辺方言と、岐阜県高山方言を中心に、「シゴザル」「シテゴザル」関連形式の調査を行い、欧米の言語学では指摘されていない、アスペクトと敬語の関係性についての分析を行った。本年度は、(1)東北から沖縄に至るまでの主要地点におけるアスペクト・テンス・ムード・時間的限定性・証拠性を中心とする文法的カテゴリーの調査、(2)東北から沖縄に至るまでの形容詞(イ形容詞)の基礎的調査、(3)京阪奈地区を中心とするシヨル形式、シトル形式の使用実態調査、(4)福岡地区を中心とするシ(シテ)ゴザー形式、シテアル形式の使用実態調査、の4つの調査を実施した。このうち、(2)(3)(4)については報告書を作成し公刊した。(1)については、来年度報告書にまとめる予定である。(2)については、諸方言の形容詞が形式的な観点から、(1)イ系列型(標準語型)、(2)力系列型(連用形+アリ系)、(3)サ系列型(名詞形+アリ系)、(4)重複型、(5)連体型、に5分類できることが明らかになった。同時に形式動詞スルと接続して話し手の評価を表すことも明らかになった。(3)について、シヨル、シトル形式は、男性がマイナスの感情・評価をもつ事象や動作主体(3人称)の場合に使用されやすい「傾向」があることが明らかになった。ただ、このような調査には困難がつきまとうため、大阪出身の作家による大阪を舞台とする小説の会話文の調査を今後継続する予定である。(4)については、福岡地区のシテアル形式は、アスペクトと敬語性をともに表す形式であるが、シゴザー形式、シテゴザー形式と違って<進行><結果>のアスペクト的意味の違いは表さないことが明らかになった。本年度は、特に、アスペクト、テンス、ムード(直接体験性の有無など)について、東北から沖縄までの全国調査と、大阪を舞台とする小説からの用例収集を行い、次の5分冊からなる報告書を作成した。

(3)では特に、「話し手の知覚性(直接体験性)」に関わる形態論的カテゴリー(例:飲ミータンと飲ダンの対立))が存在することを成果として提示した。また、伝統方言のみならず、伝統方言と本土日本語(標準語と西日本方言)の接触によって生まれたウチナーヤマトゥグチの実態調査も行い、形式的には本土日本語と同じになっているが、意味・機能的には伝統方言を引き継いでいることを明らかにした。(4)では、大阪出身の作家による小説から「シヨル」「シトル」形式を中心とする用例を収集し、データ集にまとめた。(5)では、福岡周辺方言と、岐阜県高山方言を中心に、「シゴザル」「シテゴザル」関連形式の調査を行い、欧米の言語学では指摘されていない、アスペクトと敬語の関係性についての分析を行った。
大腸欠落症状に対する新しいDrug delivery systemによる薬剤開発

本研究の面的は、大腸全摘後の難治性下痢に対して新しいDrug Delivery Systemを用いて残存小腸に高アルドステロン(Ald)状態を作り出し、術後のQOLを左右している排便状況の改善をはかろうとするものである。局所の高Ald状態が残存小腸におけるNa吸収能の亢進に直結するか否かを検討するために、昨年度行ったNa欠乏食投与実験(内因性高Ald血症モデル)に続き、ALZET Infusion Pumpを皮下に埋め込み外因性Ald持続投与モデルを作製した。経時的に小腸上皮を分離しRNAを抽出、Aldの感受性を司る11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 2(11β-HSD2)の発現につき検討した。その結果、遠位回腸では大腸全摘術後およびNa欠乏食投与と同様、Ald外因性投与によりノザンブロットにおいて11β-HSD2の発現が著しく亢進した。そこで、T84を大腸全摘術後の血中濃度に相当する10^<-8>MAIDおよび10^<-6>Mデキサメタゾン(Dx)で刺激したところ、定量的RT-PCRにおいて両者ともに11β一HSD2の発現誘導が認められた。受容体の選択性を調べるために・spironolactoneでミネラルコロチコイド受容体をRU386によりグルココルチコイド受容体をブロックして10^<-6>MDxで刺激すると前者で11β-HSD2の発現誘導が完全に抑制されることから、上皮細胞におけるAldを介したミネラルコルチコイドアクションが11β-HSD2の誘導に重要であると考えられた。以上の結果は、残存小腸局所に高Ald状態を作り出すことにより、Naと水分吸収増加をはかるという我々のストラテジーの妥当性を示すものと考えられた。本研究の目的は、大腸全摘後の難治性下痢に対してアルドステロン製剤が画期的薬物治療となりうるかを検討することにある。まず、マイクロスフェアにアルドステロンを組み込んだ経口剤を作製した。In vitroにて経時的にreleasing testを行ったが、現時点ではアルドステロンのassay系の問題もあり、予想された結果が得られていない。動物実験に移行するにはこの問題がまずクリアーされることが前提である。一方、回腸遠位端粘膜局所の高アルドステロン状態が大腸全摘術後の水分、ナトリウムの吸収促進に重要であるという我々の仮説をさらに確かなものとするために、一つの実験を行った。ラットにナトリウム欠乏食を投与し、高アルドステロン血症を誘導した。回腸末端部のアルドステロン感受性を電気生理学的に検討した結果、大腸全摘術後に認められたのと同様に起電性短絡電流が増加し、この現象には上皮細胞の11b-hydroxysteroid dehydrogenase type2(11b-HSD2)の誘導が関与していた。感受性の変化がアルドステロンの上皮細胞への直接作用であるか否かは不明であるが、残存回腸粘膜局所の高アルドステロン状態により適応現象を促進しうる可能性がある。
新アディポカインNT3、NT4の骨格筋形成、萎縮、形質転換と筋紡錘形成への関わり

末梢脂肪組織由来アディポカイン、特にニューロトロフィン3 (NT3)およびNT4がどのように骨格筋の組織形成・機能維持に関与するのか、肥満によるサルコペニアに関与するのか明らかにすることを目的として、先ずは脂肪消失モデルマウスと脂肪過多モデルマウスを用いて脂肪量と骨格筋形質および神経栄養因子との関連について明らかにする。次いで神経栄養因子あるいはその他の候補因子とサルコペニア、筋再生との関わりや、それらの筋紡錘形成への寄与について評価する。さらに骨格筋形質におよぼす神経栄養因子とアディポネクチンあるいは細胞外マトリックスタンパク質SPARCの相互作用の役割について明らかにする。
創造性発揮の心理的メカニズムと心理的資本に関する研究

企業において、創造性の発揮が重要であることは論を待たないが、創造性発揮のメカニズムに関しては不明なことが多い。こうした状況の中で、我が国において、創造性の促進と心理的資本(有能感、レジリエンスなど4要素から構成されるポジティブな心理的状態)との関係性を明らかにし、その実務上の応用可能性を探求する。従来、ストレスや離職意思といったネガティブな側面が強調される傾向があったが、組織行動論においてもその心理的資本の応用可能性が指摘されるようになった。本研究では、心理的資本の妥当性や日本版心理的資本の測定尺度の探求と合わせて、それらが創造性などの成果にどのような影響を及ぼすかについて検証する。
インド・中国・チベットの瞑想階梯の研究

「インド・中国・チベットの瞑想階梯の研究」と題したSHEN Weirong氏との共同研究は、具体的には910世紀のチベット仏教ニンマ派の論師ヌプチェン・サンギェイェシェ(gNubs chen Sans rgyas ye ses)の著作である『禅定灯明論』(bSam gtan mig sgron)の読解を中心として、当時のチベットに伝わっていたインドの中観思想、中国の禅思想、その統合昇華としてのチベットの大ヨガやゾクチェン(大成就)思想を総合的に解明することを目的とする。『禅定灯明論』の中心的な章は、漸門派章、頓門派章、大ヨガ章、ゾクチェン(大成就)章という四章からなり、順次瞑想のレベルの低い段階からより高次の段階へ移る過程を示している。本プロジェクトの共同研究として、ほぼ週一回、定期的な研究会を行い、『禅定灯明論』の読解を継続してきた。得られた成果は、(1)『禅定灯明論』全体のコンピューター入力によるデータベースの作成、(2)『禅定灯明論』「漸門派」章のチベット語テクストの批判的校訂本初稿、(3)『禅定灯明論』「漸門派」章の英訳注初編、である。これらの成果は将来出版に耐えうる形に整備するための基礎段階は既に形成できたといえる。さらに、(2)(3)の仕事をより効果的に進める上で、テクスト中かなりの大きさを占める「夢占い」の部分のパラレルを『宝積経』の「浄居天子会第四」に同定出来たことが大きな役割を果たした。同経は残念ながらサンスクリットでは伝存しないが、チベット語訳と漢訳に保存されている。従って、この経についても『禅定灯明論』の研究会に於て『禅定灯明論』と並行して、(4)『説夢大乗経』のチベット語テクストの批判的校訂本、(5)『説夢大乗経』の英訳注、を作成してきた。『禅定灯明論』の割り注の欠落的で不可解な文章のほとんどをこの『説夢大乗経』の読みによって理解することが出来たのは大きな成果である。(4)(5)も推敲を重ねて将来出版を目指したい。「インド・中国・チベットの瞑想階梯の研究」と題した本研究は、具体的には910世紀のチベット仏教ニンマ派の論師ヌプチェン・サンギェイェシェ(gNubs chen Sans rgyas ye ses)の著作である『禅定灯明論』(bSam gtan mig sgron)の読解、英訳注作成を中心として、当時のチベットに伝わっていたインドの中観思想、中国の禅思想、その統合昇華としてのチベットの大ヨガやゾクチェン(大成就)思想を総合的に解明することを目的とする。『禅定灯明論』の主要部分は、漸門派章、頓門派章、大ヨガ章、ゾクチェン(大成就)章という四章からなり、順次瞑想のレベルの低い段階からより高次の段階へ移る過程を示している。平成14年度は顕教的な漸門派章から着手し、定期的研究会(少なくとも週1回)での討論を積み重ねることによってチベット語テクストの批判的校訂本と英訳注のドラフトを完成させることが出来た。また、同章中に引用される典拠の同定を通じて多くの新しい知見を明らかにすることができた。例えばヌプチェン・サンギェイェシェは同章を著述するに当ってインドの思想家カマラシーラ(740-795年頃)の「修習次第」三篇に拠っていると述べているが、両論を詳細に比較すると、『禅定灯明論』の顕教の修行体系と『修習次第』の修行体系との間にはかなりの隔たりのあることが明らかになった。また、『禅定灯明論』同章の記述する108の夢の分析の個所は、『大宝積経』4「浄居天子会(菩薩説夢経)」(大正蔵経11巻No.310-4;北京版西蔵大蔵経22巻No.760-4)を典拠としているが、『禅定灯明論』の割り注(mchan)の説明の不明瞭な個所も、『大宝積経』の記述と丹念に比較することにより、かなりの修正を施しながらではあるがある程度正確に読むことが出来ることが判明した。従って、『大宝積経』「浄居天子会」の蔵漢対照批判的校訂本の作成も本研究の一環として不可欠であるとの結論に達し着手した。

得られた成果は、(1)『禅定灯明論』全体のコンピューター入力によるデータベースの作成、(2)『禅定灯明論』「漸門派」章のチベット語テクストの批判的校訂本初稿、(3)『禅定灯明論』「漸門派」章の英訳注初編、である。これらの成果は将来出版に耐えうる形に整備するための基礎段階は既に形成できたといえる。さらに、(2)(3)の仕事をより効果的に進める上で、テクスト中かなりの大きさを占める「夢占い」の部分のパラレルを『宝積経』の「浄居天子会第四」に同定出来たことが大きな役割を果たした。同経は残念ながらサンスクリットでは伝存しないが、チベット語訳と漢訳に保存されている。従って、この経についても『禅定灯明論』の研究会に於て『禅定灯明論』と並行して、(4)『説夢大乗経』のチベット語テクストの批判的校訂本、(5)『説夢大乗経』の英訳注、を作成してきた。『禅定灯明論』の割り注の欠落的で不可解な文章のほとんどをこの『説夢大乗経』の読みによって理解することが出来たのは大きな成果である。(4)(5)も推敲を重ねて将来出版を目指したい。
高温高圧下におけるケイ酸塩メルト/フルイド局所構造への多面的アプローチ

地球及び惑星内部のマグマ等の流体の構造を解明するために本研究を行った.核磁気分光法を駆使することにより含水アルミニウムケイ酸塩メルトへの水の溶解機構を解明した.また高圧装置を使ったその場実験により,圧力および温度とともにメルト又はガラスの構造がどのように変化するかについて様々な分光法を用いて研究を行い,配位数変化や構造種の分布,水酸基の構造変化についてのより詳しい情報を得る事ができた.地球及び惑星内部のマグマ等の流体の構造を解明するために本研究を行った.核磁気分光法を駆使することにより含水アルミニウムケイ酸塩メルトへの水の溶解機構を解明した.また高圧装置を使ったその場実験により,圧力および温度とともにメルト又はガラスの構造がどのように変化するかについて様々な分光法を用いて研究を行い,配位数変化や構造種の分布,水酸基の構造変化についてのより詳しい情報を得る事ができた.初年度においては,まず顕微ラマン分光装置の改良を行い,近赤外レーザー(785nm)を追加して,アルゴン(488,514nm),さらにHe-Neレーザー(633nm)も含め計4波長でラマン測定が出来るようにした.これによりラマン測定の最大の難点である蛍光を低減できる.さらに光学系の改造も行い,ダイクロイックフィルターの使用とビームスプリッターの出入機構を自作することにより,従来よりもラマン強度を1桁増加させることに成功した.これは高圧下のガラス試料を測定する場合に威力を発揮する.このラマン装置は既に外熱式ダイヤモンドアンビルセルと組み合わされて,アルカリケイ酸塩メルトー水系の約2GPa,800°Cまでのその場ラマン測定に成功しており,含水系メルトの研究を共同研究者と進めている.一方で貴金属線を使ったワイヤーヒーター装置を自作して,ケイ酸塩メルトの常圧高温その場ラマン測定を可能とした.光学系の工夫により1500°C程度まで輻射の影響をあまり受けずにきれいなスペクトルを取得できた.これを使って,ガラス化できないために調べられていないアルカリ土類ケイ酸塩(およびゲルマン酸塩)系の高温メルト構造を組成依存性に着目して調べる予定である.さらに高圧下におけるガラスの圧力誘起構造変化については,次年度に向けて予備的な実験を始めているところである.また次年度は炭酸レーザーによるダイヤモンドアンビルセル加熱システムの導入を予定しており,高圧下で融解・急冷したガラスをそのままラマン測定することなどを予定している.様々な温度圧力条件及び組成によるケイ酸塩メルト/フルイドの構造を求めるために,多様な分光法による測定や物性測定を行った.1)NMR分光法を使ってAlを含む含水ケイ酸塩メルト構造を詳細に調べた.この分光法は常圧に回収した試料しか測定できないというデメリットはあるが,一方で圧倒的な局所構造情報が得られるメリットがある.我々は高度かつ巧妙なNMR測定技術を駆使して,Alを含む系においても,Alを含まない系同様に,水の溶解機構はネットワーク構造を切る様式が主であることを明確に示した.さらに最近はSi02-ネフェリン系の実験を行い,AlOH量がAl/(Al+Si)量について非線形に変わること,それがAl排除則でうまく説明できることを示した.より天然マグマに近く,含水マグマの熱力学的なモデリングに有用であろう.2)SPring-8で放射光を使ったX線ラマン分光法により,シリカガラス中のシリコン周りの局所構造を74GPaまで調べた.その結果,これまで酸素だけから推定されていたシリコンの急激な配位数変化は否定されることが分かった.3)含水Ge02ガラスをダイヤモンドアンビルセル(DAC)で13GPaまで加圧し,その構造をラマンと赤外分光法で調べた.その結果無水ガラスと同様で約5GPaで配位数変化を伴う構造変化を観察した.Ge-OH振動とO-H伸縮振動も同じ領域で大きく変化しており,配位数変化に伴うOH基の変化を初めて観察した.4)ロシアの共同研究者とSPring-8においてケイ酸塩とも関連するネットワーク構造を作るAs-S,Seメルトの粘性の圧力依存性を調べた.5)水熱DACを使って数GPa,800°Cまでのその場ラマン分光測定を実現した.これを使ってメルトーフルイドの構造を調べている.6)2008年度後半にCO2レーザーを導入し,DAC中にレーザー光を導入することで高圧高温その場実験を行う基盤を整備した.7)顕微ラマン分光器の光学系を改造して,1桁の感度増加を実現した.これらは上記の測定に大きく寄与している.さらに2次元マッピングを可能にした.
日本産当帰の生産拡大を指向した新規品質評価法の確立

日本産当帰は一般に、ハサ掛け、湯もみという複数の工程を経て作製されるが、これらの条件は当帰の品質を変化させる要因でもある。しかし従来の品質評価法では加工条件の違いによる変化を評価することが難しかった。本研究では新たに根の径の違いによる部位別の検討を行い、品質の差を評価できるか調べることを目的とした。各種試験の結果、希エタノールエキス含量は径が太い部分に多く湯もみにより増加することを明らかにした。また逆にリグスチリドは径が太い部分に少なく、70度の湯もみにより減少した。メタボローム解析の結果、根の最も太い部分が温度による成分変化が大きいことを示した。以上、当帰を部位別に評価する方法を確立した。本研究課題は、漢方生薬「当帰」について新規品質評価法を確立することを目的にしている。当帰の全形生薬は様々な太さの根から構成されていることから、各部位別の特徴を調べることで全体の評価を行うことを計画した。原植物は日本薬局方に規定される2種類、オオブカトウキとホッカイトウキを使用した。前年度に作製した1年生苗を使用し、平成25年度は収穫目的の株を栽培した。さらにオオブカトウキについては通常の1年半の栽培期間を要するものに加え、秋撒きによる期間を短縮した8ヶ月栽培のものも作製した。重量はそれぞれ約60グラム、25グラムであった。いずれも同条件下で収穫、乾燥および加工した。加工法は湯もみを実施したが、その際、低温(45°C)と高温(70°C)の2種類で行った。1.品質評価法の検討:全形生薬を根頭部、主根部、側根部に分けてリグスチリド含量を測定した。その結果、根頭部に高い含量を認めた。短縮期間栽培の当帰は根頭部が小さいことから全体としてのリグスチリド含量も低くなることを明らかにした。2.市場品の収集:中国産当帰(大和種)について、日本産との品質を比較した。日本薬局方試験法である、希エタノール含量試験法を実施した結果、日本産は55%を超える値であった一方、中国産はやや低い値となった。またホッカイトウキの市場品は細い根があまりない。すなわち加熱加工の際に、細かい根は脱落してしまうことを明らかにした。以上より、当初の計画どおりの生薬を作製することに成功した。さらなる品質評価およびメタボローム解析の結果を合わせる事で各生薬の特徴付けが可能となり、栽培法への重要なフィードバック情報となる。漢方生薬「当帰」の伝統的な手法により国内生産がなされているものの、地域により製法が異なっている。本研究課題では当帰の生産拡大を指向し、加工法の違いによる評価が可能な新規品質評価法を開発することを目的とした。方法として、当帰の品質に最も影響を与えると考えられる加工工程について、特に湯もみに着目して検討した。トウキの収穫物は根頭部から末端部まで様々な太さの根から構成される。根の太さにより湯もみのお湯の温度による含有成分の影響が異なることを予想し、部位別に分割してそれぞれ解析を行った。平成25年秋の収穫物に対して、低温(45°C)で5分および高温(70°C)で1時間の2種類の条件で湯もみを実施した。根頭部、主根部内側、主根部外側、側根(約5 mm以上)、側根(約5 mm以下)の5部位について、希エタノールエキス含量試験、リグスチリド含量試験、メタボローム解析試験を実施した。その結果、次の新事実を明らかにした。1.湯もみ条件による品質変化:無処置群より45°C、さらに70°Cの湯もみにより希エタノールエキス含量が増加した。一方、リグスチリド含量は70°Cで減少した。2.部位別の品質変化:希エタノールエキス含量およびリグスチリド含量は側根部の変化が大きい。これは側根部の細い根が温度変化を受けやすいという予想と一致した。一方で、メタボローム解析では根頭部の変化も明らかにした。要素PC1は、湯もみ無処置群と比較して、45°Cと70°Cでは逆方向の変化を示した。すなわち45°Cと70°Cでは成分変化によりそれぞれ別の成分が生成していることを示唆している。以上、本研究課題では、湯もみ温度の違いによる品質を明らかにする品質評価法を確立した。湯もみ温度の違いにより生産された当帰は品質が異なり、今後の生産は湯もみ温度の統一、或は温度別により生産された生薬の使い分けが必要であることが示唆された。

薬用植物学本研究課題はオオブカトウキおよびホッカイトウキについて、1年目に、解析する生薬検体の作製、2年目に作製した検体の評価を行う計画である。オオブカトウキについては短縮期間による栽培品も作製した。多くの収穫苗が得られた事から、当初の計画以上に2種類の温度での加工条件を試す事ができた。トウキは根の上部、中部、細根、など部分に分け、解析を行っている段階である。予定どおりの生薬検体をそろえる事に成功したことから、平成26年度にはメタボローム解析をはじめ、予定している品質評価が可能になる。1年経過時での結果は達成していると言える。平成26年度は未測定の検体に対してリグスチリド含量、日本薬局方試験法を実施し、さらにメタボローム解析を行う。一部は既に解析中である。部位別による解析結果をもとに品質を評価することが可能になる。また、これらの結果をもとに指標となる要素を見いだし、新たな評価法を決定する。短縮期間栽培のトウキは、圃場の有効利用という意味で労力を防ぐことになる。今回の様々な検体により工程における品質の差を明らかにできるとともに使い分けをも可能にする作り分け法をも明らかにする。
2液相分離による含銅鉄スクラップからの銅と鉄の分離

鉄スクラップから銅を濃縮するための基礎として,Fe-Cu-P3元系の状態図は重要である。本研究では1373Kでリン濃度が414%のFe-Cu-P合金の平衡実験を行ない,Fe-Cu-P3元系の状態図の決定を試みた。その結果,次のことが明らかになった。1)リン濃度が414%のCu-rich側の液相はFe_2Pと平衡する。2)1373Kにおいて,L2+L1の2液相分離範囲の低リン濃度側にはL2+L1+α-Feの3相が,高リン濃度側にはL2+L1+Fe_3Pの3相が存在する。3)CuとFeの質量比を1:1とした場合,本実験濃度範囲において,リン濃度の増加に伴い相平衡はL2+L1+αFe→L2+L1→L2+L1+Fe_3P→L2+Fe_3P→L2+Fe_2P+Fe_3P→L2+Fe_2Pと変化する。スクラップには貴金属が含まれることがある。貴金属が銅と鉄にどのように分配されるか調べる目的で,溶鉄相と溶銅間の金,銀ロジウム,パラジウム,白金の分配比を測定した。その結果,1)金と銀は著しく多く溶銅相に分配し,パラジウムは溶鉄相の10倍溶銅相に分配する。2)白金は溶鉄相と溶銅相にほぼ均等に分配し,ロジウムは溶鉄相に多く分配する。ことが明らかになった。したがって,このスクラップ処理方法を実施した場合,銅に濃縮した金,銀,パラジウムは銅製錬工程で回収される。しかしながら,鉄-リン合金に濃縮された白金とロジウムの回収方法が問題になる。Cu-Fe-P3元系融体が,鉄が富化した溶鉄相と銅が富化した溶銅相の2液相に分離する現象を利用し,低品位の含銅スクラップから銅を濃縮することが可能か調べるために基礎的なルツボ実験を行った。実験はCu-Fe-Pを主成分とした合金を溶解し,次の項目について調べた。まず初めに,Cu-Fe-P3元系融体の2液相分離範囲の温度依存性を調べる目的で、13731573Kの温度範囲で2液相分離に及ぼす温度の影響を調べた。次いで,Cu-Fe-P3元系の2液分離範囲を拡大させる第4成分の存在の有無を確認するために,また,スクラップ中に含まれる不純物が2液分離範囲に与える影響を知る目的で,炭素および鉛をCu-Fe-P3元系に添加し,溶鉄相と溶銅相の組成及び相分離性に与える影響を1373Kで調べた。実験の結果、(1)温度の上昇に伴い、溶鉄相への銅の溶解度ならびに溶銅相への鉄の溶解度は増大し、Cu-Fe-P3元系融体の2液相分離範囲は狭くなる。したがって、本方法を低品位含銅鉄スクラップへ適用する場合、低温で処理を行ったほうが、銅の回収率は高くなる。(2)Cu-Fe-P3元系への炭素の添加は、溶鉄相中の銅の溶解度ならびに溶銅相中の鉄の溶解度を減少させ、2液分離範囲を広げる。一方、鉛の添加は、溶銅相中の鉄の溶解度を減少させるものの溶鉄相中の銅の溶解度を大きくし、Cu-Fe-P3元系に比べ、鉛の添加は銅の回収率を低下させる。ことなどが明らかになった。

その結果,次のことが明らかになった。1)リン濃度が414%のCu-rich側の液相はFe_2Pと平衡する。2)1373Kにおいて,L2+L1の2液相分離範囲の低リン濃度側にはL2+L1+α-Feの3相が,高リン濃度側にはL2+L1+Fe_3Pの3相が存在する。3)CuとFeの質量比を1:1とした場合,本実験濃度範囲において,リン濃度の増加に伴い相平衡はL2+L1+αFe→L2+L1→L2+L1+Fe_3P→L2+Fe_3P→L2+Fe_2P+Fe_3P→L2+Fe_2Pと変化する。スクラップには貴金属が含まれることがある。貴金属が銅と鉄にどのように分配されるか調べる目的で,溶鉄相と溶銅間の金,銀,ロジウム,パラジウム,白金の分配比を測定した。その結果,1)金と銀は著しく多く溶銅相に分配し,パラジウムは溶鉄相の10倍溶銅相に分配する。2)白金は溶鉄相と溶銅相にほぼ均等に分配し,ロジウムは溶鉄相に多く分配する。ことが明らかになった。したがって,このスクラップ処理方法を実施した場合,銅に濃縮した金,銀,パラジウムは銅製錬工程で回収される。しかしながら,鉄-リン合金に濃縮された白金とロジウムの回収方法が問題になる。