hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核膜複合体のミリ秒時空間応答研究法の開発

1.核膜に付属する粗面小胞体を対象に、その膜に存在するイオンチャネルと脂質二重膜の変化(出芽)を電気的に計測した。膵腺腺房細胞より脱核操作にて分離した核・小胞体複合体(ERC)にパッッチクランプ法を適用し、イオンチャネル電流を単一チャネルレベルおよびホール電流レベルにて計測した。その結果、粗面小胞体膜上に、1)小胞体管腔側のCa濃度によって制御されるmaxiCa-依存性Kチャネル2)外向き整流性電位依存性Kチャネル3)内向き整流性C1チャネル、を同定しえた。これらのチャネルは、小胞子体管腔側からのCa放出制御にあずかるものと推測される。一方、粗面小胞体膜表面の電気的容量変化をERCにおいて計測した結果、小胞体管腔側のCa濃度を10-200マイクロモル程度に上昇させると膜容量の増加が観察された。ついで膜局所での容量変化計測を行った。単一ステップ状容量変化のサイズ分布はボルツマン型であった。このことは、単一のエネルギーピークをもつ熱力学的形態エネルギー現象論として記述されうる。小胞体管腔Ca濃度の増加させた条件下では、ステップ状増加の確率が減少に比べ増加した。これらは、小胞体管腔Ca濃度によって制御される膜の微少形態変化、すなわち非コート性出芽(小胞形成)として理解された。この結果は、従来より不明であった小胞輸送の小胞体管腔Ca濃度依存性を説明する。1.核膜複合体の調整およびそれへのパッチクランプ法の適用に成功している。インサイドアウト膜、全核膜記録法等、パッチクランプ法の基本手技はすべて可能となった。小胞体膜上に単一チャネルレベルでのカルシウム依存性カリウムチャネルの存在を認めている。このチャネルは小胞体内腔のカルシウム濃度に依存する。つまり、カルシウム濃度が高ければ開確率が増す。小胞体内腔のカルシウム濃度は100-200マイクロモル程度とされており、この濃度ではチャネルの開確率はほぼ最高値にたっする。このチャネルは、つまり、膜電位を固定することで、イノシトール三リン酸受容体を介した小胞体からのカルシウム放出量を調節する役割を担うらしい。2.膵腺腺房細胞での膜容量計測の実験から、カルシウムによる小胞のプライミングは局所小胞領域で行われ、膜直下での融合自体には不要であることを示唆する結果が得られた(投稿中)。さらに、プライミングはカルシウム振動に追随しうることも解った。カルシウム振動に対する、上記小胞体膜カルシウム依存性カリウムチャネルの関与は今後追求されるべきである。3.顆粒発芽機構には小胞体内腔のカルシウム濃度と細胞質カルシウム濃度の双方が関与するらしい。現在この点を確かめるべく実験を進めている。4.核膜複合体へアプローチするための電気的基本技術はほぼ確立したが、核膜孔への適用には成功していない。標本の選択が必要であり、画像解析の適用も考慮しつつ、巨大な核をもつ骨髄巨核球につき実験を進めている。その結果、粗面小胞体膜上に、1)小胞体管腔側のCa濃度によって制御されるmaxiCa-依存性Kチャネル2)外向き整流性電位依存性Kチャネル3)内向き整流性Clチャネル、を同定しえた。これらのチャネルは、小胞体管腔側からのCa放出制御にあずかるものと推測される。2.一方、粗面小胞体膜表面の電気的容量変化をECRにおいて計測した結果、小胞体管腔側のCa濃度を10-200マイクロモル程度に上昇させると膜容量の増加が観察された。

単一ステップ状容量変化のサイズ分布はボルツマン型であった。このことは、単一のエネルギーピークをもつ熱力学的形態エネルギー現象論として記述されうる。小胞体管腔Ca濃度の増加させた条件下では、ステップ状増加の確率が減少に比べ増加した。これらは、小胞体管腔Ca濃度によって制御される膜の微少形態変化、すなわち非コート性出芽(小胞形成)として理解された。この結果は、従来より不明であった小胞輸送の小胞体管腔Ca濃度依存性を説明する。
角膜血管新生、リンパ管新生におけるアンジオポエチン様因子の役割

角膜は眼球最表層に位置する無血管、無リンパ管の透明組織である。しかし炎症を起点として角膜に血管やリンパ管が侵入すると、その透明性が失われ視機能を著しく損なう結果となる。しかし角膜血管新生やリンパ管新生のメカニズムは未だ不明な点が多い。本研究では慢性炎症や腫瘍において、炎症や血管新生に関与するアンジオポエチン様因子(angiopoietin-like protein, Angptl)の中でAngptl2に着目し、角膜血管新生、リンパ完新世における関与と役割を検討した。まずマウス角膜血管新生モデルにおいてangptl2の発現を検討したところ、mRNAレベルでその発現が無処置マウスと比較して上昇した。また免疫染色を行うと、角膜血管新生を誘導したマウスではangptl2の角膜での発現が顕著となった。さらに角膜血管新生モデルにおけるangptl2の役割を検討するため、トランスジェニックマウス、ノックアウトマウスでそれぞれ検討したところ、トランスジェニックマウスでは野生型マウスに比較して角膜血管新生、リンパ管新生ともに亢進し、マクロファージの浸潤も亢進していた。一方ノックアウトマウスでは野生型のマウスと比較して角膜血管新生、リンパ管新生ともに減弱し、マクロファージの浸潤も減弱した。以上より、angptl2はマクロファージの浸潤を介して角膜血管新生、リンパ管新生を促進させることが明らかとなった。このことからangptl2は角膜血管新生、リンパ管新生に対して治療のターゲット分子になる可能性が示唆された。本年度(平成21年度)は炎症性角膜血管新生、リンパ管新生の過程におけるAngpf12の発現を検討した。マウスに全身麻酔を行い、手術用顕微鏡下でマウスに10-0nylon糸を角膜実質内に通糸することにより、角膜血管新生、リンパ管新生を誘導した。無処置、術後1,3,7日後の眼球から角膜を摘出し、mRNAを抽出後逆転写酵素によりcDNAを作製し、それを鋳型にAngpt12の特異的プライマーを用いてリアルタイムPCRを行った。すると無処置の角膜と比較して、術後1,3,7日目ではAngpt12のmRNAの発現が経時的に上昇することがわかった。次に組織の検討を行った。先ほどと同様に、無処置、術後1,3,7日後に眼球を摘出し、パラフィンに包埋して切片を作製した。Angpt12特異的なウサギのポリクローナル抗体を用いて角膜血管新生過程におけるangpt12の発現を免疫染色で検討した。すると無処置のマウスではほとんでangpt12の発現を認めなかったが、術後1,3,7日となるにつれ、角膜上皮や実質でangpt12の発現が顕著となった。実質では、角膜実質細胞に加えて、侵入した血管内皮細胞や浸潤白血球でもangpt12が発現していた。この蛋白レベルでの発現亢進は、ウエスタンブロッティングでも確認した。以上からマウス角膜血管新生モデルにおいてangpt12が何らかの役割を果たしていると考えられた。本年度(平成22年度)は、まずK14-Angptl2 miceの解析を行った。K14-Angptl2 miceはK14プロモーター下にangptl2が矯正発現するマウスである。この動物に炎症を惹起し、角膜血管新生、リンパ管新生を誘導し、バックグラウンドマウスと比較検討した。血管新生誘導には糸かけモデルを用いた。するとK14-Angptl2 miceではコントロールマウスに比較して血管新生、リンパ管新生ともに多く誘導された。そしてK14-Angptl2 miceの角膜ではVEGF-A,VEGF-C,MCP-1,F4/80などの炎症性サイトカイン、血管新生促進因子、リンパ管新生促進因子の発現がコントロールマウスと比較して亢進していた。次にAngpt2ノックアウトマウスの解析も行った。

同様に血管新生を角膜に誘導すると、ノックアウトマウスにおける角膜血管新生、リンパ管新生はコントロールマウスと比較して顕著に減弱していた。そしてAngptl2ノックアウトマウスの角膜ではコントロールマウスと比較して、VEGF-A,VEGF-C,MCP-1,F4/80の発現が減弱していた。以上より角膜血管新生過程においてAngptl2は促進的に機能することが示された。今後Angptl2の発現制御により、角膜血管新生やリンパ管新生を抑制し、角膜透明性維持や角膜移植後拒絶反応の治療ができる可能性を示唆すると考えられる。
気管支収縮物質および低酸素曝露に対する肺抹梢組織の換気力学的反応

低酸素に対する肺メカニックスの反応を開胸・迷走神経切除の条件下の家兎(n=7)において、異なった呼気終末時陽圧呼吸(PEEP)のレベル(2,5,8hPa)で測定し、ヒスタミン注入時の反応(n=5)と比較検討した。機械呼吸下(呼吸数:40/分)の気管内流量と気管内圧を測定し、それらより線型近似法で呼吸サイクル毎の全肺粘性抵抗(R_L)と全肺弾性抵抗(E_L)を測定した。EL測定における低酸素ガス(10%O_2)と非低酸素ガス(25%O_2)の粘性度の影響を補正した。基礎値に対する反応時の増加分を百分率で計算し、パーセント増加率(PIR-R_L,PIR-E_L)と定義した。PEEP:2hPaにおける低酸素曝露のPIR-E_L/PIR-R_L値は有意にヒスタミン投与時の値よりも大きかった(低酸素;0.91±0.23,ヒスタミン;0.37±0.065,p<0.05)。また低酸素曝露におけるPIR-E_L/PIR-R_L値やPIR-E_Lには負のPEEP依存性があった(PIR:8.07±4.22^*,1.73±0.78,PIR-E_L/PIR-R_L:0.91±0.23^*0.23±0.11;2および8hPa PEEP:^*:8hPaと比較してp<0.05)。ヒスタミン投与の際のE_Lの増大は、主に気管支収縮に伴う二次性の組織の捩じれによるものとされている。従って、私共の結果は、低いPEEPレベルにおけるE_Lの増大の一部分に、収縮性間質細胞などの、気管支の収縮とは独立した組織反応が含まれていること、またこの肺組織の反応は、高いPEEPにおける間質張力の増大に対して敏感であることを示唆していた。福井らは肺間質細胞(CIC)が低酸素状態で収縮することを報告しているが、これが肺組織の換気力学にどのような影響を及ぼしているかを調べる目的で以下の実験を行った。すなわち、家兎(n=6)に対して、pentobarbitalで麻酔・気管切開後、ベンチレーターに接続し、胸骨正中切開により肺を露出し、次に両側頸部迷走神経切除を行った。25%酸素吸入下で5分間、10%の低酸素吸入下で8分間、再び25%酸素吸入下で5分間の系18分間を1シリーズとし、PEEPレベルを2、5,8cm水柱圧とした異なる肺容量で、このシリーズをランダムな順番で繰り返した。その間、気管内圧と気流速度を連続測定し、そのデータより、線形モデルを用いて1サイクル毎に、肺レジスタンス(RL)とエラスタンス(EL)を求めた。また同時に大腿動脈より、血圧の変動をモニターした。その結果、いずれのPEEPレベルにおいても、RL・EL・血圧はすべて、低酸素吸入により有意に値の増大を認めた。また、RLにおいては、低いPEEPレベルの方が、その増大の程度が大きいことがわかった。さらに、低酸素に切り替えた時点より、基礎値から、基礎値と最大値の差の20%増大する時間を反応時間と定義すると、いずれのPEEPレベルにおいても、RL・EL共に反応時間は、血圧の反応時間よりも有意に短かった。以上の結果より、低酸素により肺の換気力学は確かに変化すること、特にRLは、肺容量依存性であることが判明した。

その反応時間が血圧の変化よりも早期に起こることにより、低酸素反応は、循環系の液性因子に依存するより、むしろ肺局所反応の可能性が高いと考えられた。また、ELの変化が局所性の神経反射や気道収縮に伴うtissue distortionの影響の結果である可能性が否定できないが、ELがRLに比べて安定な反応を示すことより、CICの低酸素収縮が肺間質の換気力学に変化を及ぼしていると考えられ、CICが低酸素に対する局所換気の調節に重要な役割を演じている可能性が示唆された。低酸素の対する肺メカニックの反応を開胸・迷走神経切除の条件下の家兎(n=7)において、異なった呼気終末時陽圧呼吸(PEEP)のレベル(2,5,8hPa)で測定し、ヒスタミン注入時の反応(n=5)と比較検討した。機械呼吸下(呼吸数:40/分)の気管内流量と気管内圧を測定し、それらより線型近似法で呼吸サイクル毎の全肺粘性抵抗(R_L)と全肺弾性抵抗(E_L)を測定した。EL測定における低酸素ガス(10%O_2)と非低酸素ガス(25%O_2)の粘性度の影響を補正した。基礎値に対する反応時の増加分を百分率で計算し、パーセント増加率(PIR-R_L,PIR-E_L)と定義した。PEEP:2hPaにおける低酸素曝露のPIR-E_L/PIR-R_L値は有意にヒスタミン投与時の値よりも大きかった(低酸素;0.91±0.23,ヒスタミン;0.37±0.065p<0.05)。また低酸素曝露におけるPIR-E_L/PIR-R_L値やPIR-E_L値には負のPEEP依存性があった(PIR:8.07±4.22^*,1.73±0.78,PIR-E_L/PIR-R_L:0.91±0.23^*,0.23±0.11;2および8hPaPEEP:^*:8hPaと比較してp<0.05)。ヒスタミン投与におけるE_Lの増大は、主に気管支収縮に伴う二次性の組織の捩じれによるものとされている。従って、私共の結果は、低いPEEPレベルにおけるE_Lの増大の一部分に、収縮性間質細胞などの、気管支の収縮とは独立した組織反応が含まれていること、またこの肺組織の反応は、高いPEEPにおける間質張力の増大に対して敏感であることを示唆していた。
集団ゲノム学の先端的解析手法を用いたグローバルなマラリア拡散ダイナミズムの解明

アルテミシニン耐性マラリア原虫の出現と拡散経路の解明を目的とした研究である。本研究により、ウガンダに耐性原虫が存在することを発見した。これまで耐性はアフリカには出現していないとされており、世界で初めてのアフリカでの耐性の報告である。さらに、その耐性起源は東南アジアからの移入ではなく、アフリカにあることを解明した。本研究の目的は、流行地を網羅する17カ国36集団の熱帯熱マラリア原虫を用いて、薬剤耐性マラリア原虫が耐性起源地からアフリカに至り、大陸内を拡散する経路を解明することである。本年度の成果として、原虫遺伝子が薬剤による正の選択により、どの程度影響を受けるかについて検討した。まず、パプアニューギニアから得られた検体では、サルファドキシン耐性をしめす変異型dhpsアリル頻度が、治療政策の変更直後である2002/3年の0%から2010年には64%まで急上昇していることを確認、このような急激な耐性原虫の選択が、どの程度原虫遺伝子に影響を与えるのかについて検討を試みた。手法としては、薬剤耐性遺伝子と連鎖しない10箇所のマイクロサテライト座位における多型を決定後、各種集団遺伝学的パラメーター解析およびSTRUCTUREによるベイズモデルを用いたクラスタリングをおこなった。これらの結果から、遺伝的多様度および集団構造の違いが生じているのか検討した。その結果、1.STRUCTURE解析では分集団数(k)はK=2の時に最大対数尤度となり、集団構造の違いは認められなかった。2.ヘテロ接合度の期待値にも両集団間で、は0.59(2002/3年)、0.571(2010年)と有意な差はなかった。3.全220例中61例(28%)でいずれかのマイクロサテライト座位において複数アレルが見られ、当地におけるマラリアの近交系数は72%と推定された。以上の結果は、比較的高い自殖率のもとで急速に選択された耐性原虫は、新たな分集団を作成するほどの影響を、原虫集団に与えることはできず、本集団の遺伝的多様性も低下させなかったことを示している。本研究の目的は、流行地を網羅する熱帯熱マラリア原虫集団を用いて、薬剤耐性マラリア原虫が耐性起源地からアフリカに至り、大陸内を拡散する経路を解明することである。本年度の成果は以下である。1.解析マイクロサテライト座位の集団遺伝学的特徴をあきらかにし、集団構造を解析するためのマイクロサテライト座位を決定した。2.1で決定したマイクロサテライトマーカーを用いて、マラリア集団の類似度を検討した。指標としては集団としての分化度を用いた。その結果、島嶼であるバヌアツのみ特異な分化をしていることがあきらかになり、本課題の解析から除外することとした。その他の島国ではさほど特有な分化は見られなかった。3.STRUCTURE2.3を用いて原虫集団のグループ構造を推定した。その結果、ΔKの算出から、分集団数としてK=4が最も高い適合を示した。解析では原虫検体の採取地情報を事前確率として用いるLOCPRIRモデルを用いた方が明瞭なクラスタリング結果が得られた。しかし、これはバヌアツを含んだ検討である。バヌアツは明瞭な集団分化を示す単体でのグループを形成している。以上の検討により、1アフリカからの原虫の移動のパターンと2薬剤耐性原虫のアジアからの移入パターンが原虫の集団構造を形成している可能性が見えてきた。今後の検討点として、3で示した集団のグループ構造についてはさらなる検討の余地があると考える。具体的には解析マーカーをさらに増やすことが必要になろう。現在9つのマーカーを用いた解析を実施しているが、まずは数個マーカーを増やし、グループ構造解析の精度を上げる必要がある。平成27年度の目標はほぼ達成することができた。ただし、上述したように集団のグループ構造についてはさらなる検討の余地があると考えられ、区分を(2)にした。本研究の目的は、流行地を網羅する36集団の熱帯熱マラリア原虫を用いて、薬剤耐性マラリア原虫が耐性起源地からアフリカに至り、大陸内を拡散する経路を解明することである。本年度は2つの成果を得ている。・パプアニューギニアで2017年1月に得られた検体の中に、アルテミシニン耐性の責任遺伝子とされているKelch13遺伝子のC580Y変異を示す原虫が3例存在することを明らかにした。Kelch13遺伝子周辺の-32kbから+72kbに位置する9箇所のマイクロサテライトについてタイピングをおこなった結果、カンボジア由来のアルテミシニン耐性原虫(MRA-1236)と一致した結果が得られた。一方、野生型Kelch13遺伝子を持つ原虫では多様なマイクロサテライトタイプを示していた。これはアルテミシニン耐性原虫がカンボジアからパプアニューギニアへ拡散したことを示している。耐性が出現しているメコン流域以外で移入型C580Y変異の存在は初めての報告であり、データの正確性についてさらに確認しWHOのマラリア薬剤耐性担当部局へ情報共有する予定である。・これまで解析が不十分だった南米(ブラジル)の検体を用いた解析がほぼ終了した。その結果、80%の検体は3つのcladeにクラスタリングされたが、これらは近縁であった。アフリカの原虫との間には大きな遺伝的相違が観察されている。現在、どのようなmigrationパターンを経て現在観察される結果になったのかについて解析中である。

平成28年度の目標はほぼ達成することができた。ただし、新規アルテミシニン耐性のバックグランド遺伝子として6種類の耐性関連変異が発見された。このタイピングを実施することにより、薬剤耐性マラリア原虫が起源地からアフリカに至る経路をより正確に推定することが可能となる。このため区分を(2)にした。アルテミシニン耐性マラリア原虫の出現と拡散経路の解明を目的とした研究である。本研究により、ウガンダに耐性原虫が存在することを発見した。これまで耐性はアフリカには出現していないとされており、世界で初めてのアフリカでの耐性の報告である。さらに、その耐性起源は東南アジアからの移入ではなく、アフリカにあることを解明した。本研究の目的は、流行地を網羅する36集団の熱帯熱マラリア原虫を用いて、薬剤耐性マラリア原虫が耐性起源地からアフリカに至り、大陸内を拡散する経路を解明することである。最終年度を延長したことによって、前年度に残っていた課題解決にむけ大きく進展させることができた。1.アルテミシニン耐性の6つのバックグランド変異解析を実施したところ、アフリカにはほとんど存在せず、東南アジア、とりわけメコン流域で極端に高い変異率を示していることが明らかになった。さらに6つの変異のなかでK13変異の出現より早く出現したと思われる変異もあった。2.パプアニューギニアで2017年1月に得られた検体の中に、アルテミシニン耐性の責任遺伝子とされているKelch13遺伝子のC580Y変異を示す原虫が3例存在していた。Kelch13遺伝子周辺の-32kbから+72kbに位置する9箇所のマイクロサテライトに加え、本年度は同領域に存在するSNPsのタイピングを追加し、耐性の進化、地理的拡散についてより精度の高い解析を実施した。さらに、2017年に得られた140例のアルテミシニン感受性原虫においても同様の解析を実施した。その結果、野生型Kelch13遺伝子を持つ原虫では多様なマイクロサテライトタイプを示していたが、カンボジア起源の耐性原虫類似の変異を持っている原虫が多数存在していることが明らかになった。集団遺伝学的な解析により、パプアニューギニアで独自に出現したアルテミシニン耐性原虫の可能性が最も確からしいと言う結論になった。研究目的を達成する手法の妥当性について検討した。その結果、当初考えていた方法では不十分なことがあきらかになったが、より少ないデータで解析しうる感触をつかむことができた。集団間の移出入レベルを解明するために、遺伝子の解析マーカーを増やすことにより、グループ構造解析の上げるようにする。さらに、グローバルな原虫集団構造と薬剤耐性の進化系統との関連を明らかにする。薬剤耐性原虫の出現起源についてはまだ十分に解明されているとは言えない。タイ国境のみならず南米、パプアニューギニア、フィリピンにも薬剤耐性の起源地がある。これらと原虫の移動の関連を明らかにするため、薬剤耐性遺伝子多型解析をさらに進める。クロロキン、ファンシダール耐性と関連するpfcrt、dhfr、dhps、pfmdr1についてはほぼ終了しているが、アルテミシニン耐性と関連する遺伝子についても検討する。さらに、耐性遺伝子に連鎖するマイクロサテライト多型解析による耐性進化系統解析を進める。
感温性色素素材を用いた老年者閉塞性動脈硬化症の診断に関する研究

温度変化により変色する衣料用色素素材を組み合わせて、摂氏19度から42度まで0.5度刻みに四肢体表皮膚温を可視的に判別可能なテープ素材を開発した。このテープ素材を用いて、高齢者の皮膚表面温度を測定し、末梢血管障害の診断における本素材の有用性につき検討した。対象は高齢者235例(男111例、女124例、80±9歳)で、下肢470肢感温変色性色素テープおよびサーモグラフィーによる皮膚表面温度、および上肢下肢血圧比(ABI)を比較した。足背における感温変色性色素テープおよびサーモグラフィーによる測定温度はr=0.46,p<0.0001の良好な正相関を示した。また感温性色素テープにて測定した体幹部と足背の温度差はABI<0.5の例において7.45±3.07°CとABI【greater than or equal】0.5の例の6.31±2.76°Cと比較し有意(p=0.019)の増大を示した。ABI<0.5および感温性色素テープでの体幹部と足背の温度差7°C以上の例での下肢閉塞性動脈硬化症の診断の一致率はχ2検定でp=0.0044と有意の一致性を示した。以上のことから、感温変色性色素素材による下肢皮膚温測定は下肢閉塞性動脈硬化症の診断に有用である。閉塞性動脈硬化症は高齢者に多発するが、サーモグラフィーは高価で一部の施設でしか使用されていないのが現状である。また、ABIの測定はある程度の熟練を要することから、実際日常臨床には頻用されているとは必ずしも言い難い。本素材による下肢皮膚温測定は日常臨床に簡易に使用しえ、医師ばかりでなく、看護婦、あるいは介護者によっても、本症の存在を予見し、要介護老人が著増する我が国の本症の早期発見、早期診断、早期治療に資する。ABI<0.5および感温性色素テープでの体幹部と足背の温度差7°C以上の例での下肢閉塞性動脈硬化症の診断の一致率はx2検定でp=0.0044と有意の一致性を示した。閉塞性動脈硬化症は高齢者に多発するが、サーモグラフイーは高価で一部の施設でしか使用されていないのが現状である。また、ABIの測定はある程度の熟練を要することから,実際日常臨床には頻用されているとは必ずしも言い難い。

本素材による下肢皮膚温測定は日常臨床に簡易に使用しえ、医師ばかりでなく、看護婦、あるいは介護者によっても、本症の存在を予見し、要介護老人が著増する我が国の本症の早期発見、早期診断、早期治療に資する。
重要永久土木構造物として建設した人工繊維で補強した盛土構造物の残留変形の予測

本研究では、ジオシンセティクス補強材で補強された盛土構造物の自重及び交通荷重による即時弾性変形及び長期残留変形の予測手法について検討を行った。昨年度までの実験的研究により、以下の重要な知見が得られた。a)高分子補強材:素材・製造方法の異なる6種類の補強材を用い、異なる載荷速度での単調載荷試験、荷重保持載荷試験及び荷重振幅と周波数を制御した繰返し載荷試験を実施した。この結果、高分子補強材の変形には可逆的な変形要因と、時間に依存した非可逆的な変形要因の二つの異なる変形要因があることが明らかになった。特に交通荷重等の繰返し載荷によって生じる残留変形はクリープ変形(粘性変形)であり、荷重保持による残留変形と同様な枠組みで変形予測することが可能であることが分かった。b)盛土材:砂質土を用いた平面ひずみ圧縮試験を実施し、盛土材の変形強度特性に与える載荷速度の影響と、荷重保持・繰返し載荷による残留変形特性を調べた。本研究においては、微小なひずみ振幅での繰返し載荷では盛土材は極めて弾性的な挙動を示した。また、荷重保持載荷や繰返し載荷時では明確な残留変形が生じ、繰返し載荷時の残留変形にはクリープ変形による要因が含まれていることが確認された。本年度では、砂地盤中に補強材が敷設されたジオシンセティックス補強土構造物の平面ひずみ圧縮試験を実施し、死荷重および交通荷重によって補強土構造物に生じる残留変形特性を検討した。この結果、盛土材と高分子補強材の複合構造物である補強土構造物においても、上記a)&b)の挙動は定性的に一致していることが確認された。すなわち、ジオシンセティクス補強材で補強された盛土構造物の基本的な変形特性は、盛土材の物性が強く反映されていて、高分子補強材や盛土材の粘性変形を表現可能な非線形三要素モデルを用いることにより人工繊維で補強した盛土構造物の残留変形の予測が出来ることが確認できた。本研究では、ジオシンセティクス補強材で補強された盛土構造物の自重及び交通荷重による即時弾性変形及び長期残留変形の予測手法について検討を行っている。まず、ジオシンセティックス補強土構造物の基本構成材であるa)高分子補強材とb)盛土材の死荷重・交通荷重による即時・残留変形特性を実験的に検討した。以下に本研究で得られた重要な知見をまとめる。上記a)、b)を踏まえ、ジオシンセティクス補強土構造物の平面ひずみ圧縮試験と、平面ひずみ土槽を用いた室内模型載荷実験を実施した。両者ともに、b)で述べた挙動が確認された。つまり、ジオシンセティクス補強材で補強された盛土構造物の基本的な変形特性は、盛土材の物性が強く反映されていることが明らかになった。これより、高分子補強材や盛土材の粘性変形を表現可能な非線形三要素モデルの適用が可能であることが分かった。

この結果、盛土材と高分子補強材の複合構造物である補強土構造物においても、上記a)&b)の挙動は定性的に一致していることが確認された。すなわち、ジオシンセティクス補強材で補強された盛土構造物の基本的な変形特性は、盛土材の物性が強く反映されていて、高分子補強材や盛土材の粘性変形を表現可能な非線形三要素モデルを用いることにより人工繊維で補強した盛土構造物の残留変形の予測が出来ることが確認できた。
脳血管内電極による頭蓋内脳波記録-非侵襲的な新しい脳波検査の有用性について-

外科的治療を考慮した難治性側頭葉てんかん患者のうち,説明の後同意が得られた9例を対象に脳血管内脳波記録を行い,てんかん原性焦点の側方性(Iaterality)に関する有用性について検討した。脳血管内脳波は脳血管撮影およびWadaテストを行う際に,超選択的に両側の側頭葉下面に挿入したguide wireもしくは4電極のMicro-sized mapping catheterを電極とした。脳血管内脳波で得られた突発波の側方性とてんかん原性焦点の側方性の一致は9例中7例(78%)で,残り2例は両側性であったが,てんかん原性焦点側有意に突発波を認めた。突発波の検出は,同時に記録した蝶形骨電極と比較しても明らかに高感度であった。脳血管内脳波は頭蓋内脳深部の電気活動が記録できる貴重な検査法であると考えられた。当然のことながら,この脳血管内脳波の結果のみで手術側を決定できるというものではなく,あくまでも補助的検査であるが,脳血管内脳波は術前に必ず行わなければならないWadaテストと脳血管撮影を行う際に,比較的侵襲が少なく簡便に行え,本来であれば定位的に穿刺するか,バーホールもしくは開頭して電極を留置しなければ得られない脳深部構造の電気的活動を記録することが可能である。脳血管内脳波は非侵襲的検査でてんかん原性焦点側に矛盾がなく,侵襲的な慢性頭蓋内脳波記録がスキップ可能な症例では,この脳血管内電極脳波記録が唯一の頭蓋内脳深部からの情報であり,他の非侵襲的検査と側方性が一致すれば側方性の信頼度が更に高くなる。逆に,非侵襲的検査で側方性に矛盾が認められ慢性頭蓋内脳波記録を行わなければならない症例では,脳血管内電極脳波から得られた情報は硬膜下電極を多く留置する側方の決定に有用であると考えられた。平成12年度は3名の難治性側頭葉てんかん患者で脳血管内脳波記録を行った。検査に先立ち、従来行ってきた蝶形骨電極を含めた長時間脳波ビデオ同時記録装置を用いて捕捉した発作の発作症状および発作時脳波、CT、MRI、発作時及び発作間歇時SPECTを行い、てんかん原性焦点を推定した。脳血管内脳波記録は、蝶形骨電極を含めた頭皮上脳波も同時に行い、血管内脳波と蝶形骨誘導の鋭敏性を比較した。その結果、頭皮上脳波では変化が全く認められず,さらに蝶形骨電極にさえ全く変化が認められなくても、血管内脳波ではてんかん原性焦点側から突発性異常波が頻回に出現し、蝶形骨誘導よりも鋭敏であることが示された。また、脳血管内脳波の記録後、脳血管内電極を蝶形骨電極と同レベルにまで引き、蝶形骨誘導との比較も行ったが、このレベルでは血管内脳波と蝶形骨誘導ではほぼ同じ脳波が記録された。尚、後におこなった慢性硬膜下電極記録から同定されたてんかん原性焦点側と一致していることが確認できた。以上のように、本年度の結果も脳血管内脳波記録で推定されたてんかん原性焦点側とてんかん原性焦点は一致し、その信頼性は高いものと考えられ、実際の臨床でも用いる価値があることが示唆された。今年度は、平成12年5月に新たに認可されたクロバザム(商品名マイスタン)が著効し、手術適応と考えていた多くの難治性側頭葉てんかん患者で発作が抑制されたり、あるいは著明に発作減少したため、症例数が少なかった。

今後は症例を増やし、蝶形骨誘導との比較を更に行い、実際の臨床でも用いる価値があるかどうかを明らかにする。平成13年度は3名の難治性側頭葉てんかん患者で脳血管内脳波記録を行った。今年度も、平成12年5月に新たに認可されたクロバザム(商品名マイスタン)が著効し、手術適応と考えていた多くの難治性側頭葉てんかん患者で発作が抑制、あるいは著明に発作減少したため、症例数が少なかった。検査に先立ち、従来行ってきた蝶形骨電極を含めた長時間脳波ビデオ同時記録装置を用いて捕捉した発作の発作症状および発作時脳波、CT、MRI、発作時及び発作間歇時SPECTを行い、てんかん原性焦点を推定した。脳血管内脳波記録は、蝶形骨電極を含めた頭皮上脳波も同時に行い、血管内脳波と蝶形骨誘導の鋭敏性を比較した。その結果、頭皮上脳波では変化が全く認められず,さらに蝶形骨電極にさえ全く変化が認められなくても、血管内脳波ではてんかん原性焦点側から突発性異常波が頻回に出現し、蝶形骨誘導よりも鋭敏であることが示された。また、脳血管内脳波の記録後、脳血管内電極を蝶形骨電極と同レベルにまで引き、蝶形骨誘導との比較も行ったが、このレベルでは血管内脳波と蝶形骨誘導ではほぼ同じ脳波が記録された。尚、後におこなった慢性硬膜下電極記録から同定されたてんかん原性焦点側と一致していることが確認できた。以上のように、本年度の結果も脳血管内脳波記録で推定されたてんかん原性焦点側とてんかん原性焦点は一致し、その信頼性は高いものと考えられ、実際の臨床でも用いる価値があることが示唆された。今後も症例を増やし、蝶形骨誘導との比較を更に行い、実際の臨床でも用いる価値があるかどうかを明らかにする。平成12年14度の間に6名の難治性側頭葉てんかん患者で脳血管内脳波記録を行った.本脳血管内電極による頭蓋内脳波記録は,棘孔を通り,側頭葉の下面を走行する中硬膜動脈に電極を留置することにより側頭葉下面より脳波を得ることが可能である.我々は,当初は頭蓋内に心臓用の電極や市販のガイドワイヤーを誘導して頭蓋内脳波を得ることに成功したが,それらは高価であったり,絶縁が不十分であったり,アーチファクトが強く出現したりで,恒常的に良好な脳波を得ることが出来なかった.そこで,(1)超選択的脳血管撮影または脳血管内治療用のマイクロカテーテルを誘導するのに十分なガイドワイヤーとしての性能を有す,(2)先端の電極と使用する部分を出来るだけ小さくする,(3)ガイドワイヤーの手元まで絶縁を施し,鰐口クリップでつかめるようにするという3点をコンセプトとして,電極として脳波を検出することが出来るマイクロガイドワイヤー(電極ワイヤー)を開発した.その結果,より安定した脳波記録が得られるようになった.その結果,頭皮上脳波では変化が全く認められず,さらに蝶形骨電極にさえ全く変化が認められなくても,血管内脳波ではてんかん原性焦点側から突発性異常波が頻回に出現し,蝶形骨誘導よりも鋭敏であることが明らかとなった.尚,血管内脳波の側方性は、後におこなった慢性硬膜下電極記録から同定されたてんかん原性焦点側,もしくは慢性硬膜下電極記録をスキップした症例では手術側とすべて一致していた.以上のように,脳血管内脳波記録で推定されたてんかん原性焦点側とてんかん原性焦点は一致し,その信頼性は高いものと考えられ,実際の臨床でも用いる価値があることが示唆された.
アジア地域の環境中における腸管感染症原因菌の動態に関する調査

1996年以来腸炎ビブリオ新クローンによる感染症が頻発することを発見・報告した。この菌による感染症を、少なくともアジア8ヶ国と米国で確認し、我々の提案した世界的大流行(pandemic)という定義が採用されるようになった。最初O3:K6血清型を指標としたが、後にtoxR遺伝子を標的とした新クローンの同定法を確立した。このクローンからは徐々に派生型(O3:K6以外の血清型)が出現し、同様の経路で国際的に伝播していることも明らかにした。新クローンを1998年に世界で初めてタイ南部でアカガイから検出して以来、他の貝からも継続的に分離(O1:K25型を含む)し続けている。これらと患者分離株の間に強い相関関係が認められ、不十分に調理した貝類の接触によって感染が成立することが明らかで、国際的伝播の原因とも考えられる。またベトナムにおいては、衛生状態よりも高価な海産物を購入できる経済力が感染の重要な要因となっていることが示された。マレーシアでは市販の新鮮魚介類が新型(O139型)コレラ菌によって高頻度で汚染していることを明らかにし、非汚染地域とされているこの国の水棲環境中に、この菌が高頻度で分布している可能性が示唆された。タイ南部でもテトラサイクリン耐性O1型コレラ菌による流行が初めておこったことを確認し、タイ南部-マレーシア地域における人の移動には注意すべきであると考えられる。大腸菌O157は、インドからマレーシアに輸入される牛肉から高頻度で検出できた。またタイの市販牛肉や牛糞便にも本菌が分布していることも確認した。またマレーシアの環境中に、バンコマイシン耐性腸球菌やVibrio vulnificusが分布することも明らかにした。(1)我々の研究グループのうち、研究代表のグループとDr.Nair(インド)のグループとの共同研究でO3:K6血清型の新型腸炎ビブリオクローンが1996年にインドの下痢患者から多数発見され、続いて東南アジアから日本への旅行者からも分離された。今年度の研究ではさらに、多国籍共同研究を展開し、この新型菌がバングラデッシュ、ラオス、タイ、韓国、台湾、日本および、米国へ伝播していることを確認した。この新型クローンの同定には従来毒素遺伝子タイプ(tdh,trh)、O:K血清型、arbitorarily primed PCR法を併用してきたが、今回toxR遺伝子の塩基配列を徹底的に解析し、新クローンを1ステップで同定できるPCR法を開発した。これにより、このクローンの国際的伝播(pandemic)を確認したのみならず、新クローンからO4:K68血清型およびO1:KUT血清が1997年頃に派生してきたことを発見した。日本を訪問する海外旅行者で新型クローンに感染している患者のうち、タイから到着する患者が多いことからタイの環境中に新型クローンの検出を試みた。抗K6抗体を利用した免疫磁気ビーズ法を用いることにより、現地の新鮮な赤貝から新型O3:K6クローンを分離することに成功した。現在同じ環境中に派生型のクローンが存在するか否かを明らかにし、このクローンに適している環境を調査中である。(2)研究代表のグループとマレーシアの研究グループが最近インドから輸入されて市販されている牛肉が高頻度に大腸菌O157:H7に汚染していることを報告した。今回隣接するタイでも市販牛肉および牛の糞便から同菌を分離した。現在アジア地域におけるこの菌の分布環境および感染した患者が存在するか否かを調査中である。(3)研究代表のグループとマレーシアの研究グループは、インド由来のマレーシア国内市販牛肉から、バンコマイシン耐性腸球菌も分離し、食品の安全性と環境中の菌の分布を調べる必要性を強調した。(1)我々が発見した腸炎ビブリオの新型クローンの世界的大流行の動態について詳細に研究した。

主たる血清型であるO3:K6型以外のO4:K68、O1:KUT血清型が新型クローンに属することを支持するDNA解析結果(ribotyping法、パルスフィールド・ゲル電気泳動法)が得られた。また、タイ南部のハジャイの海産物からO3:K6血清型に属する新型クローンを分離したので、この地域の2つの病院で1999年1年間に下痢患者から分離された腸炎ビブリオ323菌株を解析した。GS-PCR法による検査の結果、76.3%が新型クローンに属し、その中に既知の3種の血清型以外の新たな3種の血清型に属する菌株が発見できた。AP-PCRプロフィール、線状ファージゲノム塩基配列、およびtoxR遺伝子の塩基配列の解析からもこれらの新血清型菌が新型クローンに属することを確認した。さらに3種の新血清型のうち2種が、海外旅行者から最近分離菌された新型クローン菌株の中に発見できた。したがってO3:K6新型クローンの一部はアジアの環境中で表面抗原を変化させた種々の派生型に変化しつつ感染症をおこして、少なくとも旅行者によって世界へ伝播されていると言える。今後はタイの環境中にO3:K6血清型以外の血清型に属する新型クローンが分布することを示し、この仮説を証明する予定である。一方、わが国へ輸入される魚介類を18ヶ月間検査した。腸炎ビブリオは多くの検体から分離できたが、tdh遺伝子陽性またはtrh遺伝子陽性菌株は12%の検出頻度であった。いまのところ新型クローンに属する菌株は検出されていないが、検査を続行する予定である。(2)前年度までに東南アジアの環境中に病原性大腸菌O157が分布することを証明したので、タイでこの菌に感染した患者を探している。今のところ発見されていないが、検査を続行中である。1.世界的大流行をおこしている腸炎ビブリオをタイ南部のハジャイで市販している海産物(新鮮な二枚貝)から分離した。他の海産物からは病原性菌株は分離されず、二枚貝(Anadara granosa、Perna viridis、Meretrix Iusoria)の4.5%からのみ病原性菌株が分離された。うちtrh遺伝子を保有する1株を除けば、世界的大流行をおこしているクローンで、大部分は03:K6血清型(最近流行し始めているO1:K25型を1株分離)であり、患者分離菌株の血清型(昨年度報告)と良く一致していた。したがって、明らかにこの地域では、汚染した二枚貝の摂食を介して感染が成立していると言える。ベトナム・ナチャン市の調査でも世界的大流行をおこしている腸炎ビブリオのクローンによる大規模な感染症を発見した。531名の腸炎ビブリオ感染者を確認し、分離菌株を解析したところ、53%が大流行クローンであった。統計学的解析の結果、衛生状態の悪い地域の住民より、社会的身分の高い裕福な階層で患者が多く、現地では高価な海産物を購入できる経済力と明らかな相関が認められた。2.昨年度タイやマレーシアで環境中に大腸菌0157が分布することを明らかにしたので、患者を見つけるため、タイ南部のハジャイで下痢患者の糞便200検体を検査した。
経験的データに基づく主格・対格目的語の作用域と情報構造・韻律の研究

本研究では、主格・対格目的語の統語的、情報構造的、韻律的振る舞いについての知見を深めるため、日本語および韓国語の実験で得られた経験的データの分析を主に行った。実験方法には、容認度判断実験に加えて知覚実験を行うことで、多角的な視点から当該現象の分析を試みた。その結果、文の情報構造が主格・対格目的語の容認度およびその使用に影響を与えることが判明した。また、助詞「が」が情報構造的焦点を表示するはたらきを担っていること、また、それと対比する形で「は」が必ずしも主題を示すのではなく単に情報の既知性を示す場合がある、という説に対する新たなエビデンスが得られた。平成26年度は、9月と11月に打ち合わせをし、研究代表者・分担者間の当該現象に関する知識の共有と分析手法等について具体的な議論を行った。理論構築を主な役割とする研究代表者は、Chomsky (2014)が新しい理論的枠組みを提案したため、その新しく提案された理論的枠組みの理解に努め、On Recent Developments in Minimalist Inquiriesという演題で9月に慶應義塾大学の北原久嗣氏と共に慶應言語学コロキアムにて発表した。11月に開催された日本英語学会のシンポジウムでは、Unvalued features and phase domainsという演題での発表の中で、Chomsky (2014)の枠組みにおいて、日本語のガ格目的語・ヲ格目的語がどのように生成されるのか、またガ格とヲ格の交代がどのように起こるのかについて1つの可能性を示した。更に進めた研究成果は平成27年5月に日本英文学会で発表予定である。研究分担者の南部智史氏とホワン・ヒョンギョン氏は、共同で、韓国にて韓国語の当該現象の音声実験を行ない、結果を統計的観点から分析した。実験のデザイン改善および理論構築のためのデータ収集を目的として、研究分担者の南部智史氏は佐野真一郎氏(岡山県立大学准教授)と共同で「日本語話し言葉コーパス」および「現代日本語書き言葉均衡コーパス」を用いたコーパス分析を行ない、統計的観点から当該現象の使用における一般的傾向の抽出を行なった。分析結果は平成27年度に日本言語学会で発表予定である。研究分担者の大島義和氏は、ガ格目的語・ヲ格目的語を含む補部(主語や場所副詞句など)全般と、述語に含まれる演算子(否定、可能表現など)との作用域関係に関わる先行研究のレビューを行い、助詞の種類・生起位置が名詞句の作用域に及ぼす影響についての記述的一般化に取り組んだ。当該現象の全体像を把握するため、研究分担者の南部智史氏は佐野真一郎氏(慶應義塾大学准教授)と共同で「日本語話し言葉コーパス」および「現代日本語書き言葉均衡コーパス」を用いたコーパス分析を行ない、その成果を平成27年6月に開催された日本言語学会で、「コーパスを用いた現代日本語における「が/を交替」の実証的研究」という演題で発表した。論文執筆の際にこれまでに得られていた実験結果以上のデータが必要であることが判明したため新たに実験を行うことになったが、スムーズに実験準備・施行ができた上に期待通りの結果が得られた。韓国語ソウル方言ではフォーカスの音声実現が東京方言とは異なるため、昨年度行った実験の刺激を修正した上、再実験を実施した。その結果、東京方言との類似点と相違点が明らかになったが、さらに追跡調査も必要であることが分かった。韓国語と日本語における追跡実験により両言語の包括的な対照・比較ができると思われる。実験によって新たに得られた成果を国際学会で発表することができたことから、研究の進捗状況はおおむね順調であると思われる。最終年度である28年度は前年度に引き続き国際雑誌への論文投稿に向けた執筆作業を中心に行った。また、新たに必要と判明したデータを得るために音声知覚実験を行い、その分析結果を加える形で最終的に論文を完成させ雑誌へ投稿することができた。研究打ち合わせは、実験デザイン及び実施に関する情報共有のため実験担当のホワン・ヒョンギョン氏と南部智史氏で行い、その他研究者間の連絡事項はメールで行った。音声知覚実験は事前に録音した日本語の容認度を被験者に判断してもらう形で行った。実験実施に関しては、まずホワン・ヒョンギョン氏が実験を行い、その結果を受けて再度南部智史氏が実施した。本研究課題で扱う主格・対格目的語はこれまで統語論の分野を中心として多くの理論的アプローチが展開される背景の中で、今回の試みでは経験的観点から文の情報構造が目的語に付く主格・対格の選択もしくはそれを反映した容認度判断に影響を与える、という新しい知見を既存の理論的解釈に加えることができた。実験では文の情報構造をコンテクストから与える手法とコンテクストの中で表出する韻律的特徴を知覚実験として利用する手法の2種類を用いることで、実験結果により説得力を持たせることができた。また、この結果は当該現象のみでなく、日本語の情報構造全般に関する理解にも貢献している。具体的には、今回の実験結果により、助詞「が」が情報構造的焦点を表示するはたらきを担い、またそれと対比する形で「は」が必ずしも主題を示すのではなく単に情報の既知性を示す場合がある、という説に対する新たなエビデンスが得られた。また、以上のことは統語理論において構造上の主格目的語と対格目的語の位置を明確にする際にも一つの指針として今後役立つことが期待される。

本研究では、主格・対格目的語の統語的、情報構造的、韻律的振る舞いについての知見を深めるため、日本語および韓国語の実験で得られた経験的データの分析を主に行った。実験方法には、容認度判断実験に加えて知覚実験を行うことで、多角的な視点から当該現象の分析を試みた。その結果、文の情報構造が主格・対格目的語の容認度およびその使用に影響を与えることが判明した。また、助詞「が」が情報構造的焦点を表示するはたらきを担っていること、また、それと対比する形で「は」が必ずしも主題を示すのではなく単に情報の既知性を示す場合がある、という説に対する新たなエビデンスが得られた。理論構築に関しては、新しい枠組みへ変更となったことにより、検討すべき課題が多数出てきた。また韓国語の音声実験の結果は日本語と異なったが、その原因として実験の方法論に問題があった可能性がある。そのため、当該現象の一般的特徴を抽出するためにコーパスを用いた分析を追加で行なう必要があった。今後韓国語に関しては扱う方言によって音声的特徴が異なることも考慮に入れて再度実験を行なうことを検討している。当該現象の作用域の解釈には多くの文脈的要因が関わり、容認度に関するデータ収集を行うにあたって検討すべき課題が多数あり、当初の予定よりも研究時間を割くこととなった。最終年度である平成28年度は国際雑誌への論文投稿が目標である。執筆作業は最終段階に近づいているが、さらにデータを追加するための音声知覚実験を行う予定である。それと並行して、当該現象への理論的アプローチと韓国語における同現象の分析も進める。統語論平成26年度に行なった韓国語音声実験の結果を受けて、今後は当該現象の一般的特徴を精査するとともにその統語構造を追究する。そのために、平成26年度に開始したコーパスを用いた研究を進めながら、まずは当現象に関わる条件・要因を明確にすることで、実験デザインに関わる理論的背景を整理する。その後、特に統語構造および韻律・情報構造の解明に関わる特徴を抽出することを主眼として実験デザインの改善を行なう。物品費、旅費等の使用時に残余額として生じた。平成26年度に研究代表者が購入予定であったノート型パソコンの購入を平成27年度に購入に変更したため。「次年度使用額」は今年度に購入する物品、旅費等に合わせて使用する予定である。平成27年度の予算と合わせノート型パソコンを購入し、使用する。ノート型パソコンは平成27年5月現在ですでに発注済みである。
合金の内部酸化による金属-酸化物複合材料の組織制御と新規素材プロセスへの応用

本研究では,高温において合金中へ酸素が拡散浸透し,その内部に微細な酸化物を析出させる現象(内部酸化)に着目した.内部酸化は,Ag中に微細な酸化スズを分散させた電気接点用材料の製造にも利用されている.内部酸化を利用して目的の合金組織を得る際には, InやBiなど第三の元素の添加が有効に反応を促進すると知られている.しかし,異種の元素を添加することで内部酸化が促進される機構や,酸化の最適条件は明らかにされていない.そこで本研究は,電気化学的手法を利用して合金の内部酸化を観察し,酸化の駆動力を電位で制御しながら反応速度およびその時間変化を定量的に評価することを目指した.前年度までに,固体電解質となるジルコニアるつぼ中で溶製したAg-Sn系合金に電極を接続し,600°Cにおいて電位を利用して外部から合金への酸素の供給を制御し,酸化速度を電流値から評価することを試みた.その結果,サイクリックボルタンメトリーやクロノポテンショメトリーなどの電気化学測定から酸化の駆動力と速度の関係性を考察できる可能性が見出された.本年度は,測定の信頼性を上げるために,ジルコニア内で合金を溶製する際の凝固条件やるつぼ形状を変更して追加試験を実施し,最適条件の探索を行った.本手法を用いてAg-Sn二元系合金とAg-Sn-Bi三元系合金について600°Cでの酸化を電気化学測定手法で比較した結果からは,Biの添加による内部酸化の促進が電流密度の増大として確認された.また,これらの合金を空気中で加熱して酸化した場合と,固体電解質を利用して電気化学的に酸化した場合について,酸化速度の比較を行った.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,合金の内部酸化の進行を定量的に評価するとともに,その機構を考察するために,電気化学的手法を応用する.本年度は,金属中の酸素の拡散速度を測定した過去の文献を参考に,合金の内部酸化による酸素の侵入速度を評価するための電気化学測定方法を探索した.測定対象とする合金は,接点材料として利用される銀スズ合金を選択した.まず,合金原料とする銀およびスズを酸素イオンが伝導する固体電解質るつぼ中に入れ,不活性ガス雰囲気下において電気炉で溶融した.これを徐冷することにより,るつぼと接触した状態の合金を得た.つづいて,るつぼ外側および内部の合金に貴金属線を取り付け,リード線とした.るつぼ内のみを不活性ガスで満たし,外側は大気に曝した状態で合金が溶融しない範囲の所定の温度で加熱し,るつぼ外側と合金の電位差をポテンショスタットにより制御しながら電流測定を行った.サイクリックボルタンメトリーでは両極間の電位に応じた電流が観測され,酸化反応の電気化学的観測が可能であることが示唆された.内部酸化の挙動を調査した他者による過去の研究では,酸素共存下で合金を加熱し,内部組織の観察等により反応を考察している.これに対して本研究では,電気化学測定を用いているため,酸化反応の駆動力を容易に制御することが可能となる.また,電流値の測定によって反応量の時間変化が観測可能となり,酸素の移動に関する新しい知見を得ることができる.計画どおりの実験手法で測定が可能であることを確認し,おおむね順調に進行している.本研究では,合金の内部に酸素が浸透して微細な酸化物が形成される内部酸化と呼ばれる現象について,反応の駆動力を電気化学的に制御しながら速度を定量的に評価することを目指している.本年度は,銀スズ系合金の内部酸化速度を評価する手法を確立するために,ジルコニア系固体電解質のるつぼを用いたセルでの電気化学測定を実施した.アルゴン中で所定の金属原料をジルコニアるつぼ内で溶融・徐冷し,さらにこの合金の上面およびジルコニアの外壁にそれぞれ電極とするための銀ペーストおよび銀線を取り付けた.以上の手順で作製したセルと,内部酸化の進行が予想される温度まで電気炉内で加熱し,るつぼの内側はアルゴン雰囲気,外側は空気とした状態で二電極間の電位を制御し,電流の測定を行った.サイクリックボルタンメトリーおよび一定電位での電解を実施した際の挙動から,外部から与える電圧によって合金側へ酸素を供給し,酸素が浸透する速度を評価することが可能であることが確認された.また,銀スズ系合金に別の金属を少量添加することで,内部酸化の進行を促進することが電流値の増大として示唆された.現在の課題としては,上記のとおりるつぼ型の固体電解質内で凝固した固相の合金を電極とする測定を行っているため,合金と電解質との接触を制御することが困難となっている.これを改善するために,平面状の固体電解質に板状の合金を密着させるように変更し,接触状態の制御を容易にするとともに,一次元の拡散が支配する反応を観察できる測定を今後実施する予定である.計画した実験手法での測定が原理的には可能であることが確認され,さらに元素添加の影響も評価できることが示されている.おおむね順調に進行しており,次年度に測定の精度を高められるように装置の改良を行う.