hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超伝導酸化物薄膜を用いたトンネル接合のa軸配向化に関する基礎的研究

基板ホルダバイアスRFマグネトロンスパッタ装置を用い,セルフテンプレート法によりa軸配向YBa_2Cu_3O_X(YBCO)酸化物薄膜を(100)SrTiO_3(STO)基板上に成膜した.その超伝導特性,結晶配向性,表面等の基板ホルダバイアス依存性から-20Vの適当なバイアス電圧を得た.YBCO膜上にいくつかの厚さのSTOまたはPrGaO_3(PGO)バリア層をイオンビームスパッタ法で堆積し,その上にAuを真空蒸着してex-situで作製したSIN接合は前年度の報告より薄いバリア厚でピンホールの影響の少ない微分コンダクタンス-電圧特性(G-V特性)を示した.さらに,バリアの厚さを薄くするにしたがって,G-V特性における約20mV近傍でのGの傾きの変曲点が分かりやすくなる傾向にあった.STO,PGOのバリア材料によるこの傾向の大きな違いはなかったが,この変曲点はPGOよりSTOバリアの方がはっきり見えた.STO/YBCO膜のYBCO表面の劣化層を除くためにBrエタノールでYBCO表面をエッチングやSTO/YBCO界面のin-situ作製とex-situ作製とのG-V特性の比較を行った.in-situで作製したSTO/YBCOを用いたSIN接合において400°C大気圧酸素中で適当な時間熱処理することによりG-V特性上の約20mV近傍でのGの傾きの変曲点が分かりやすくなる傾向になった.また,バックグランドコンダクタンスの傾きは熱処理時間を長くすることにより急になる傾向にあった.a軸配向度0.96以上のYBCO/STO/YBCOの3層構造膜を利用してSIS接合の試作をおこなったが,今後さらにバリア/YBCO界面を検討し,SIS接合を得るための知見を得たい.基板ホルダバイアスRFマグネトロンスパッタ装置を用い,セルフテンプレート法によりa軸配向YBa_2Cu_3O_X(YBCO)酸化物薄膜を(100)SrTiO_3(STO)基板上に成膜した.その超伝導特性,結晶配向性,表面等の基板ホルダバイアス依存性から-20Vの適当なバイアス電圧を得た.YBCO膜上にいくつかの厚さのSTOまたはPrGaO_3(PGO)バリア層をイオンビームスパッタ法で堆積し,その上にAuを真空蒸着してex-situで作製したSIN接合は前年度の報告より薄いバリア厚でピンホールの影響の少ない微分コンダクタンス-電圧特性(G-V特性)を示した.さらに,バリアの厚さを薄くするにしたがって,G-V特性における約20mV近傍でのGの傾きの変曲点が分かりやすくなる傾向にあった.STO,PGOのバリア材料によるこの傾向の大きな違いはなかったが,この変曲点はPGOよりSTOバリアの方がはっきり見えた.STO/YBCO膜のYBCO表面の劣化層を除くためにBrエタノールでYBCO表面をエッチングやSTO/YBCO界面のin-situ作製とex-situ作製とのG-V特性の比較を行った.in-situで作製したSTO/YBCOを用いたSIN接合において400°C大気圧酸素中で適当な時間熱処理することによりG-V特性上の約20mV近傍でのGの傾きの変曲点が分かりやすくなる傾向になった.また,バックグランドコンダクタンスの傾きは熱処理時間を長くすることにより急になる傾向にあった.a軸配向度0.96以上のYBCO/STO/YBCOの3層構造膜を利用してSIS接合の試作をおこなったが,今後さらにバリア/YBCO界面を検討し,SIS接合を得るための知見を得たい.高温超伝導酸化物は異方性が強く,超伝導コヒーレンス長が結晶のc軸方向に較べa,b軸方向の方が長い.そのため超伝導積層形SIS接合を作製する場合,薄膜結晶のa軸が基板表面に垂直であるいわゆるa軸配向薄膜を電極としたSIS接合をえることが必要である.本年度は簡便な成膜法である基板ホルダバイアスRFマグネトロンスパッタ装置を用いてセルフテンプレート法によりYBa_2Cu_3O_x(YBCO)酸化物薄膜および積層膜を成膜し,その配向性をX線回折装置で調べ,その電気的特性を調べた.まず,手始めにa軸配向YBCO薄膜を得るための最適条件を調べた.基板にSrTiO_3,NdGaO_3,YAlO_3,MgOを用い,良く調べられているSrTiO_3上のa軸配向YBCO薄膜との検討を行った.a軸配向度[=I(200)/{I(200)+I(005)};ただしI(abc)は両指数(abc)からのX線回折強度]が0.95以上のものをいれると,現時点ではTc>60Kの薄膜が得られている.これらのa軸配向YBCO膜の上にバリア層としてSrTiO_3,PrGaO_3を堆積した.そしてYBCO薄膜とバリア層との状態を知るためにバリア層のうえにAuを堆積し,SIN接合を形成し,その接合の電気的特性を検討した.その結果,トンネル的な特性を得ることはなかなか困難であるが,ピンホールの影響の少ない特性を得ている.しかしながら,絶縁層の厚さがまだ厚すぎるのが今後の課題である.今後はa軸配向YBCO

薄膜の更なる高品質化とともに,バリア層の検討とSIS接合の作製条件の最適化をはかりたい.基板ホルダバイアスRFマグネトロンスパッタ装置を用い,セルフテンプレート法によるa軸配向TBa_2Cu_3O_X(YBCO)酸化物薄膜を(100)SrTiO_3(STO)基板上に成膜した。その超伝導特性,結晶配向性等の基板ホルダバイアス依存性からおおむね最適なバイアス電圧を得た.YBCO膜上にいくつかの厚さのSTOまたはPrGaO_3(PGO)バリア層をイオンビームスパッタ法で堆積し,その上にAuを真空蒸着してex-situで作製したSIN接合は前年度の報告より薄いバリア厚でピンホールの影響の少ない微分コンダクタンス-電圧特性(G-V特性)を示した.さらに,バリアの厚さを薄くするにしたがって,G-V特性における約20mV近傍でのGの傾きの変化が分かりやすくなる傾向にあった.STO,PGOのバリア材料によるこの傾向の大きな違いはなかった.また,YBCO膜とSTO膜をin-situで作製したSIN接合の特性は前述のex-situのそれと似ていた.STOバリアを積む前にBrエタノールでYBCO薄膜表面をクリーニングをしたSIN接合では,G-V特性の傾きはバリア厚が厚いほど急になった.表面クリーニングにより逆に劣化層ができたと考えられるが,明かではない。a軸配向YBCOを用いたSIS積層膜のa軸配向度を調べた結果,a軸配向度0.96以上の積層膜を得た.今後は,更にバリア層およびそのYBCOとの界面の検討を行い,さらにSIS接合を得るための知見を得たい.
イメージング質量分析による乱用薬物の体内分布に基づく毒性評価法の構築

マウスに薬物(メタンフェタミン、MDMA)を投与し、薬物の影響による自発運動量、体温及び行動の変化を調べた。また、一定時間後に臓器(脳、肝臓、腎臓)を摘出し、MALDI/imaging MSによる臓器内薬物分布測定及びLC/MSによる臓器中薬物濃度測定を行った。本研究で規格化した毒性試験法から得られたイメージング質量分析による画像データと運動量、体温、薬物濃度等の数値データを集約し、薬物毎に毒性データシートを作成した。毒性データシートの拡充は、薬物間の毒性比較、新規薬物の毒性推定等に役立つと期待される。乱用薬物には規定された毒性試験が存在しないため、毒性に関する情報が少なく、迅速に正確な毒性評価ができない場合がある。そこで、各薬物について、規格化した毒性試験を行い、その結果を集約して、乱用薬物毎の毒性データシートを作成し、乱用薬物の毒性評価法の構築を目指す。まず、マウスに薬物を投与し、薬物の影響による運動量、体温変化等を調べる。次に、臓器を摘出し、MALDI-MS/MSによるイメージング質量分析及びLC-MS/MSによる臓器中薬物濃度の測定を行う。イメージング質量分析の画像データと運動量、体温、致死量、薬物濃度等の数値データを集約し、どの薬物がどの部位に蓄積しやすいか、どのような毒性が予想されるか等を評価する。平成21年度は、薬物によるマウスの生理学的変化の測定法の検討及びイメージング質量分析のためのマトリックス試薬噴霧法の条件検討を行った。マウスを回転かごに入れ、赤外線カメラでマウスの行動を常時撮影・録画し、異常行動等があった場合は、その状況と時間をデータシートに記録するとともに、一定時間ごとの回転数を運動量とした。体温測定については、各種体温計を用いて測定部位による測定値の違いや安定性を検討した。マトリックス試薬噴霧の再現性向上のため、薬物を滴下した金属プレートをターンテーブルで周期的に回転させながら、一定位置に固定したエアブラシからマトリックス試薬を噴霧した。マトリックス試薬の種類、噴霧の時間・速度・角度、ターンテープルの回転速度、エアブラシと金属プレート間の距離等を変化させ、噴霧時の試料の表面状態を顕微鏡により観察した。マトリックス試薬の噴霧量、マトリックス層の厚さ、薬物の検出感度等の関係性を調べ、噴霧条件の最適化を図った。違法薬物のほとんどは、規定された毒性試験を免れて流通しているため、毒性に関する情報が少なく、迅速に正確な毒性評価ができない場合がある。イメージング質量分析で得られた薬物分布の画像データと運動量、体温、致死量、臓器中薬物濃度等の数値データを集約し、どの薬物がどの部位に蓄積しやすいか、どのような毒性が予想されるか等を評価する。平成22年度は、メタンフェタミンによるマウスの運動量及び体温変化の測定、LC-MS/MSによる臓器中薬物濃度の測定、イメージング質量分析による臓器内薬物分布測定を行った。メタンフェタミン投与時(5,15,45mg/kg)と生理食塩水投与時のマウスの運動量及び体温を比較したところ、いずれの投与量でも有意な差は認められなかった。9分割した脳及び腎臓の断片中の薬物及び代謝物濃度を測定したところ、脳では脳幹付近、腎臓では中心(腎孟)付近に相当する断片でメタンフェタミン及び主代謝物が高濃度であった。また、臓器内分布も同様の傾向を示し、LC-MS/MSによる臓器中薬物濃度とMALDI-MS/MSによるイメージング質量分析の結果に相関が認められ。平成23年度は、3,4-methylenedioxymethamphetamine(MDMA)によるマウスの運動量及び体温変化の測定、LC-MS/MSによる臓器中薬物濃度の測定、イメージング質量分析による臓器内薬物分布測定を行った。

MDMA投与時(19mg/kgまたは58mg/kg)と生理食塩水投与時のマウスの運動量及び体温を比較したところ、いずれの投与量でも運動量の有意な増加が認められた。9分割した脳及び腎臓の断片中の薬物及び代謝物濃度を測定したところ、脳では脳幹付近、腎臓では中心(腎盂)付近に相当する断片でMDMA及び主代謝物が高濃度であった。また、臓器内分布も同様の傾向を示し、LC-MS/MSによる臓器中薬物濃度とMALDI-MS/MSによるイメージング質量分析の結果に相関が認められた。昨年度検討したメタンフェタミンでの結果と比較すると、臓器中薬物濃度及び臓器内分布について同様の傾向が認められた。他の薬物についても、本研究で規格化した毒性試験法を用いてデータを取得し、毒性データシートの拡充を進めている。
ロッシLETカウンターの中性子・荷電粒子に対する応答特性の評価に関する研究

本研究では、単色中性子(15MeV)の線質、線量の実験的評価を東北大学FNL、原研FNSの両加速器施設で行った。実験では、0.21500keV/micronという幅広い範囲に及ぶ線エネルギー分布を導出することができた。また、壁材が異なる4種類(A150、炭素、ジルコニウム、酸化ジルコニウム)の微少ガス圧ガス比例計数管を用いて、A150、炭素、酸素、ジルコニウムの各元素の線エネルギー分布(頻度分布、線量分布)、カーマ係数、線量当量換算係数を導いて、他文献データと比較した。それぞれは、文献値とよい一致を示した。A150壁の計数管を用いて中性子の線エネルギー分布を測定する場合、低y値の中性子と高y値のガンマ線が混在することが、大きな不確定要因となったが、炭素壁の計数管と同時測定することにより、ガンマ線の分布を推測でき、中性子のみの分布をより正確に評価できた。次に陽子と重荷電粒子に対するガス比例計数管の特性を調べた。荷電粒子によりガス中に付与されるエネルギーから推測される線エネルギー分布は、実測によるものと大きく異なっていた。その異なっている分布は、粒子線のエネルギーに大きく依存しないこととガンマ線による分布に近いことから、荷電粒子により発生したδ線によるものであると考えた。これらの結果を踏まえて、微少ガス圧ガス比例計数管とプラスチックシンチレータを組み合わせて、中性子と陽子が混在する環境中で、中性子のみを弁別して中性子の線質、線量評価を行った。同時に、先と同じ4種類の壁材から構成されている計数管を用いて、高エネルギー中性子に対するA150(組織等価プラスチック)とICRU軟組織との元素組成比の違い(炭素、酸素)を補正して、線エネルギー分布、線質、線量を導いた。両物質には、吸収線量にして、7%近い差が見られた。これは、10MeV以上の高エネルギー中性子が原因であり、高エネルギー中性子が存在する場合における元素補正の必要性を示した。1.本研究では、組織等価型ガス比例計数管を用いて、γ線・中性子・荷電粒子の線エネルギー分布を測定するため、1keV/μm以下約1500keV/μmに及ぶ非常に広い測定領域をカバーする必要がある。そこで、計数管のアノードとへリックスにそれぞれ独立した電圧を印加し、さらに計数管に伝わる振動とノイズを最小限に抑えることで、広い測定領域をカバーすることを可能にし、0.151500keV/μmを達成した。2.荷電粒子の線エネルギー分布の測定を、陽子70MeVを放医研サイクロトロン、炭素290MeV/nを放医研HIMACでそれぞれ行った。得られた線エネルギー分布は、Continuous Slowing-Down Approximation(CSDA)から推測される分布とはかなり異なり、入射荷電粒子が直接、エネルギーを付与する成分と、入射荷電粒子により発生したδ-線による成分がはっきりと見られた。また、δ-線による成分を調べるため、計数管を構成する壁物質を変えて線エネルギー分布の測定も行った。今後、これらの分布がどのような機構により形成されるのか、計数管の特定の場所に荷電粒子を入射させることにより調べていく。3.さらに、中性子の線エネルギー分布の測定を、AmBe中性子源を放医研で、D-T15MeV中性子を東北大学FNLて行った。得られた線エネルギー分布は、4種類の異なる壁物質により、発生した電子・陽子・α粒子成分の分布に大きな違いが現れ、エネルギー依存性も確認できた。この違いは、人体に関係する物質に対する線量・線質を評価する上で重要であり、今後、他の中性子エネルギー点も行い、線量・線質に関するデータを導出していく。

同時に、先と同じ4種類の壁材から構成されている計数管を用いて、高エネルギー中性子に対するA150(組織等価プラスチック)とICRU軟組織との元素組成比の違い(炭素、酸素)を補正して、線エネルギー分布、線質、線量を導いた。両物質には、吸収線量にして、7%近い差が見られた。これは、10MeV以上の高エネルギー中性子が原因であり、高エネルギー中性子が存在する場合における元素補正の必要性を示した。
メコン河流域諸国の裾野(部品)産業の育成と人材開発

(1)タイの部品産業は、日本の部品産業と同程度に発展してきている。それは、1972年代初期から、日・タイ政府の協力により、日本からの家庭電器、自動車などの直接投資が促進されたからであり、さらに日本の完成車メーカーや第一次部品メーカーによるタイの部品供給企業への指導、タイの教育訓練機関の果たした役割が大きい。(2)それに対して、ベトナムでは、部品産業が未だ発展していない。それは、日本企業の進出が1990年代からと遅れたこと、ベトナム政府が人材開発のための方策を十分に展開していないことによる。(3)その成果は、二つの論文にまとめられた。本研究は、本研究の目的は、メコン河流域諸国(タイ、ベトナム、ラオス、カンボジア)における裾野産業(部品産業=supporting industries)の実態とその育成方法と、職業教育・訓練の制度と方法について調査し、その調査結果を踏まえて一定の政策提案を行うことである。上記目標を達成するため、申請書に書いた平成22年度計画に従い、7月20-30日にタイの工業省と部品企業3社、ベトナムでは部品企業1社を訪問し、インタビューを実施した。タイでは、部品企業Sangcharoen Tool Center CO.Ltd SKPolymer CO.Ltd.、Quality Machine Parts CO.Ltd.の3社のインタビューで、タイの部品企業で生産される部品の品質は、日本のレベルに達していることが分かった。なぜなら、その生産額の50%以上を、日本支社や外資系支社へ供給していたからである。それに比べ、ベトナムの部品企業は、今回調査した2社は、未だ小規模で日本支社に供給するところまでにいたっていなかった。第2回目の調査は、12月21日から30日の間ベトナムとラオスでインタビュー調査を実施した。ベトナムでは、Viettrvonics and Mecanics(ホーチミン市)とLeGroup(ハノイ)でインタビュー調査をした。この2社は、ベトナム部品企業でもかなり高い水準の技術を持っており、このうち後者は、来年からはトヨタベトナム支社から派遣された3人の指導もあり、生産額の50%をトヨタ支社に部品を納入することになっているとのことである。ラオスでは、部品企業は無く、ラオス国立大学Changminh助教授から、ラオスの産業状況についての知見の提供を受ける。第3回目の調査は、私の大学院院生チン・ゥイン・フンさんに調査を依頼し、平成23年3月17日から29日まで、特に人材開発の問題を中心にインタビュー調査をしてもらった。現在、その結果をまとめてもらっている最中である。この間、平成22年11月17日、インド、ニューデリーで、下記の成果発表を行った。平成23年7月に予定していたタイオギワラの訪問インタビューが、22年11月に起きた洪水のため調査を24年8月に実施した。タイオギワラはタイを代表する自動車部品企業であり、また提供してくれた説明と資料から、タイの部品産業の理解に役立った。メコン河流域諸国には、ラオス、カンビジア、中国雲南省、タイ、ベトナムが含まれるが、平成23度ラオス、24年度カンビジアの部品調査を実施したが、主要な部品企業は発展しておらず、調査対象企業をタイとベトナムに絞り、実績報告を作成することになる。2012年12月23日ー30日べオナムとタイに部品企業を訪問し調査した。2013年2月21日ー27日バンコックでは,部品企業タイオギワラ、タイ自動車研究所等、ベトナムではオートバイ部品企業を調査した。中間的な実績としては、講演録「東アジア域内の貿易の発展と企業経営」(中央大学企業研究所公開講演会、2012年7月15日、聴衆者数約150名)と「最近のタイとベトナムの調査から」(阪南大学中小企業支援センター主催セミナー、2013年2月14日、約15名)がある。メコン河流域諸国のうち、ラオス、カンビジアの部品産業は、十分に発展しておらず、タイとベトナムの部品産業にのみに調査を絞ることにした。タイとベトナムの部品企業の状況を比較すると、タイの部品企業の集積は、日本の1980年代の高度経済成長期の多層構造の供給構造を形成していること、さらにたとえばタイオギワラは、日本の部品企業に比べ、同程度ないしそれ以上の精度が高い部品供給能力が高いことがわかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。上述のように、メコン河流域諸国のうち、ラオス、カンボジアは、未だ部品供給能力が低いため、裾野(部品)産業の発展や人材教育の視点から分析するのではなく、部品の輸入・輸出における物流地点としての役割の視点から分析することにした。
小胞体膜上でのｍRNA分解

タンパク質の機能発現には正しいフォールディングが必要である。小胞体膜上のリボソームで合成されるタンパク質のmRNAの多くはストレス等によりそのコードするタンパク質のフォールディングが阻害されると、小胞体膜上のセンサータンパク質IRE1が持つRNase活性により分解される。このmRNA分解はRIDDと呼ばれフォールディング異常タンパク質の小胞体への流入軽減に働くと考えられる。一方、IRE1は転写因子bZIP60のmRNA分解(細胞質スプライシング)にも関わる。細胞質スプライシングの結果bZIP60は小胞体シャペロンの誘導に働く。つまり、IRE1は小胞体膜上の2つのRNA分解機構により小胞体の恒常性維持に働く。しかし、こうした2つの分解機構の使い分けや分解機構の生理機能への関与は植物では必ずしも明らかでない。そこでこうした疑問に答えるために、H29年度にはIRE1に着目し、主としてシロイヌナズナを用いて、次の項目で研究を実施した。1)RIDDにより分解される分泌性タンパク質のmRNAとタンパク質機能の相関、2)ゼニゴケを用いた個体レベルでの機能欠損の解析、3)RIDDにより切断されるmRNAの標的配列の同定、4)RIDDにおけるmRNAの分解に働くRNaseの同定、5)bZIP60の細胞質スプライシングにより生じる新たなORFの機能。H30年は1)、2)、3)、5)の項目を継続して研究するとともに新たに6)として、構造異常タンパク質の蓄積とIRE1の関係を調べるために種子貯蔵タンパク質への変異導入を行った。それぞれの進捗状況については以下に記載する。1)小胞体ストレス時にはRIDDによりmRNAが分解されるがIRE1欠損株ではmRNA分解は起こらない。その際のタンパク質の翻訳をモニターできる系の確立を目指した。具体的にはRIDDの標的となることが分かっているSP-GFP(シグナルペプチドを付加したGFP)をDEXにより誘導できる植物の作出を行った。しかし、DEX添加無しでも相当量のタンパク質が発現してしまい解析が困難であった。その原因を調べている。2)ゼニゴケのIRE1並びにbZIP60ホモログをCRIPR/Cas9により破壊したところBiPの誘導が見られなくなりIRE1破壊株は糖鎖合成阻害剤ツニカマイシンに明らかな感受性を示した。また野生型と比べて生育遅延を示した。この結果はシロイヌナズナで見られる現象とほぼ同じであり、ゼニゴケを用いてRIDDに関する解析が可能であると考えられた。3)IRE1により切断されるmRNAの末端が特殊な構造を持つことを利用して、RIDDにより分解されたmRNAの末端の同定を試みたが、末端配列の網羅的な同定には至らなかった。5)シロイヌナズナのプロトプラストを用いた一過性発現系において新奇ORFを付加したbZIP60は強い活性化能を示した。従って、新奇ORFが活性化に寄与していると考えられた。さらに欠失型ORFを作成して実験を行ったところ一部の配列が重要であることがわかった。またタンパク質量を調べたところ新奇ORFの付加によりbZIP60タンパク質の蓄積量が増加することが明らかになった。6)ツニカマイシンなどの薬剤処理ではなく細胞自律的に小胞体ストレスを誘導し、IRE1欠損の効果を調べることとした。そのためにシロイヌナズナの種子貯蔵タンパク質である12Sアルブミン(CRC)のシグナルペプチドが切断されない変異型CRC(mCRC)を発現するシロイヌナズナを作出した。最終年度に当たるH31年度は、研究の進捗が期待できる5)bZIP60の細胞質スプライシングにより生ずる新奇ORFの機能解析と6)細胞自律的に小胞体ストレス応答を起こすシロイヌナズナの解析に焦点を当てて研究を進める。5)に関しては新奇ORFが付加されることによる転写活性の増大がタンパク質量によるものか、活性化能そのものによるものかタンパク質量の増加によるものか調べる。また、新規ORF中のこの転写活性化能の増加に関わる箇所(アミノ酸配列)を同定する。ORFの付加によりタンパク質量が増加するのであれば、他のタンパク質(例えばGFP)にこの配列を付加し、その効果を検証する。さらに他の転写因子に融合させた場合の転写活性化能のついても調べる。新奇ORFが他のタンパク質の安定性や転写活性化能の増強に効果的に働くのであればタンパク質生産や遺伝子の発現調節などにおける応用が可能になると考えている。6)についてはmCRCの発現により小胞体ストレス応答のマーカーであるBiP3のタンパク質の蓄積が観察されることから小胞体ストレス応答が起こっているという予備的データを得ている。また種子の形態が異常になることも認めている。そこで小胞体ストレス応答が惹起されていることを確認するとともに電子顕微鏡観察により種子のオルガネラ構造を観察する。これらの結果は野生型にmCRCを発現させた際に見られている現象であり、IRE1遺伝子破壊株でmCRCを発現させた場合の表現型を調べる。予備的なデータではあるが捻実性が大きく低下することが示唆されており、IRE1の種子貯蔵タンパク質の形成への重要性がしさされる。この観察結果をサポートするデータを多方面から取得する。タンパク質の機能発現には正しいfoldingが必要である。小胞体膜上のリボソームで合成されるタンパク質のmRNAの多くはストレス等によりそのコードするタンパク質のfoldingが阻害されると、小胞体膜上のセンサータンパク質IRE1が持つRNase活性により分解される。このmRNA分解はRIDD(Regulated IRE1 Dependent Decay of mRNA)と呼ばれfolding異常タンパク質の小胞体への流入軽減に働くと考えられる。

一方、IRE1はRIDDに加えて転写因子bZIP60のmRNA分解(細胞質スプライシング)にも関わる。bZIP60はこの細胞質スプライシングによって活性化され小胞体シャペロンの誘導に働き、小胞体内でのタンパク質のfolding以上の回復に働く。つまり、IRE1は小胞体膜上の2つのRNA分解機構により小胞体の恒常性維持に働く。しかし、こうした2つの分解機構の使い分けや分解機構の生理機能への関与は植物では必ずしも明らかでない。そこでこうした疑問に答えるために、本研究ではIRE1に着目した。基本的にはシロイヌナズナを用いて、次の項目で研究をおこなった。1)RIDDにより分解される分泌性タンパク質のmRNAとタンパク質機能の相関、2)個体レベルでの機能欠損の解析(この研究では主にゼニゴケを用いた)3)RIDDにより切断されるmRNAの標的配列の同定、4)RIDDにおけるmRNAの分解に働くRNaseの同定、5)bZIP60の細胞質スプライシングにより生じる新たなORFの機能について研究を行うこととした。本年度1)、2)、3)、5)において進捗が見られた。詳細は現在までの進捗状況に記載する。1)RIDDにより分解される分泌性タンパク質のmRNAとタンパク質機能の相関RIDDによりmRNAが分解されるが、IRE1欠損株ではmRNA分解は起こらない。その場合、タンパク質が正常に翻訳されるかどうかという疑問が生じる。そこで小胞体に負荷がかかった場合に野生型とIRE1欠損株でRIDDの標的となるmRNA由来のタンパク質の翻訳をモニターできる系の確立を目指した。具体的にはRIDDの標的となることが分かっているSP-GFP(シグナルペプチドを付加したGFP)をDEXにより誘導できる植物の作出を行った。現在、この植物を用いて解析中である。2)個体レベルでの機能欠損の解析この研究ではシロイヌナズナとゼニゴケを用いた。シロイヌナズナのIRE1欠損株では顕著な表現型の変化は見られなかった。ゼニゴケに関してはCRIPR/Cas9によるIRE1破壊株の作出をおこなった。IRE1破壊株は糖鎖合成阻害剤ツニカマイシンに明らかな感受性を示し、野生型と比べて生育遅延を示した。3)RIDDにより切断されるmRNAの標的配列の同定IRE1により切断されるmRNAの末端が特殊な構造を持つことを利用して、大腸菌由来のRNAリガーゼRtcBによりリンカーを付加して、PCR、シークエンスを行うことでRIDDにより分解されたmRNAの末端の同定を試みた。RtcBの精製から実験を行い、精製に成功したが、効率よく末端配列の同定をおこなうことには至っていない。5)bZIP60の細胞質スプライシングにより生じる新たなORFの機能シロイヌナズナのプロトプラストを用いた一過性発現系において新奇ORFを付加したbZIP60は強い活性化能を示した。
非人間的ラベリングが対象差別を促進するメカニズムの検討

非人間的ラベリングは対象への共感的配慮の減少を通じて攻撃行動を強めることが示されている(田村・大渕,2006)。だが一方で、このラベルが逆に肯定的な評価を生じさせることもある(Tamura & Ohbuchi,2006)。この矛盾する結果は、明示的に対象を貶めるこの種のラベルが、偏見に基づかない道徳的な評価を行うように人々を動機付けるためと考えられる。だが、差別抑制の動機付けは対象差別以外の要因に判断を帰属できるときには弱められるため(Dovidio & Gaertner,2004)、対象の過失や挑発のために加罰が合理的と判断される状況ではこのラベルが極端な否定的評価や強い攻撃を導く可能性がある。そこで、対象への攻撃の合理性が非人間的ラベリングと攻撃行動に及ぼす調整効果の実験的検討を行った。実験では、男子大学生が、コンピュータに非人間的なラベルか匿名ラベルを付与された相手と共同作業を行い、相手の公平あるいは不公平な報酬分配を経験した後、相手と不快ノイズを与え合う格闘ゲームをプレイした。参加者は、不公平に分配した匿名の相手に報復的な攻撃を強めたが、非人間的ラベルの相手にはそれを弱める傾向を示した。非人間的ラベルは参加者に、対象による不公平な報酬分配を不合理で恣意的なラベリングに対する怒りの表現と解釈させ、寛容な対応を動機付けたと考えられる。この研究は、非人間的ラベリングが人種や性別に基づいた差別とは異なる結果をもたらし、人々が対象の身勝手な行動によって不利益を被ってすら道徳性を維持しようとすることを示している。本年度は、非人間的ラベリングが対象の否定的評価を引き起こす認知的メカニズムを規定する要因の一つ、対象を評価する上での不確定さが、迫害行動に及ぼす効果を検討する実験室実験を行った。対象評価における不確定さには(1)対象の一つの行動が、一つあるいは複数の性格特性を示唆するともしないとも言えるような場合、あるいは、(2)ある性格特性を示唆する行動情報と、それとは評価的に正反対の性格特性を示唆する行動情報とが複数与えられたために、対象に評価的に不一致な複数の特性が示唆される場合の二種類がある。これらの情報は、非人間的ラベリングが知覚者に活性化した性格特性概念あるいは対象期待などの知識のために偏った処理が行われ、対象判断バイアスが引き起こされるものと考えられる。本研究では、対象評価における不確定さを対象の行動情報として参加者にコンピュータで提示し、その後の参加者の対象評価と、対戦型格闘TVゲームを用いた対象との相互作用における迫害行動を測定した。実験結果では参加者の対象評価と迫害行動には非人間的ラベリングの影響が見られなかったことから、非人間的ラベリングはバイアスを修正させる心的メカニズムを作動させること、そしてこのようなラベルが対象判断を歪めて迫害を促進する際には、その修正過程を阻害する動機付けが作用している可能性が示された。
光酸発生培養基材への精密光照射による接着細胞の物理プロセシング

培養細胞の切断・剥離・細分化操作等の自動化を目指して、新規光応答性培養基材を用いた細胞プロセシング技術を開発した。可視光応答性の光酸発生(PAG)ポリマーを新規に開発、これを含む細胞培養基材への近紫外可視光の面的な照射によって、細胞単層を切断し、均一な大きさのセルクランプを作製できること、局所的に細胞接着を低下させ、所定の個所の細胞のみを回収できること、これらをヒトiPS細胞の継代プロセスに適用できることを確認した。さらにこのポリマーを用いて、水溶性ポリマーの架橋、および架橋ゲル層の基材からの剥離を光照射で制御することで、ハイドロゲルからなる半立体マイクロ構造体を形成する手法を開発した。主鎖をPMMAとする強酸型PAGポリマーをコーティングすることにより培養基材を作製、グリッドパターン照射よる細胞単層の細分化操作の検討を行った。MDCK細胞を用いて条件探索を行ったところ、波長350-450nmの光を線幅28-42μmの条件で十分量照射すると、2時間後に照射域の細胞が潰れて崩壊し、結果として細胞単層が切断されることが見いだされた。その後5分間コラゲナーゼ処理を行ってから、表面に培地を吹き付けることで、細分化された細胞の単層シートをセルクランプとして培養基材から剥離、それらを別の培養ディッシュに回収できることが実証された。また、回収直後のセルクランプ数および18時間後の生着コロニー数を解析した結果、グリッドパターン照射によって細胞単層から切り出されたセルクランプのほとんどが、十分なviabilityを維持した状態で回収され、元の切り出し数に対して80%を越える割合でコロニーとして生着率する操作条件が見いだされた。投影パターンによって切り出し単位の面積を変えることにより、翌日のコロニーサイズを制御できることが明らかになった。さらにこの手法を、ヒトiPSコロニーの継代操作に必要な細分化プロセスに適用、実際に細胞単層が揃ったサイズに細分化され、継代後も未分化状態を維持したまま、コロニーに増殖することが確認された。これらの実験結果より、マイクロパターンのプロジェクションによって、足場依存性細胞の細胞単層から、任意のサイズに揃ったセルクランプが、viabilityを大きく損なうことなく作製できることが実証された。可視光応答性光酸発生基を側鎖に有するPMMA(pPAGMMA)上への、様々なポリマーのコーティングを検討、細胞単層の切断と局所的な細胞剥離の両方を光照射で誘起可能な基材を、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のオーバーコートによって調製する条件を特定した。この培養基材にMDCK細胞を播種し、緊密な細胞単層をなすまで培養、波長範囲350-450nmの紫外ー可視光をグリッドパターンに沿って照射、さらに、波長436nmの青色光照射を、市松模様パターンに沿って照射した。3時間後、グリッドパターンに沿って細胞が死滅・崩壊していること、青色光照射を行った領域においては、細胞単層の浮き上がりを示唆する所見を観察、細胞単層に培地を均一に吹きつけることにより、青色光照射域からのみ細胞単層を剥離・回収することができることが確認された。この青色光も酸発生を誘起するが、低強度で必要十分時間の照射を行うことにより、細胞のviabilityをほとんど損なうことなく、非照射域に対して有意に接着が低減する条件が見出された。同様の光操作は、線維芽細胞であるNIH/3T3に対しても適用できることが確認された。またpPAGMMAコート表面上に、架橋ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)層を形成、20-30%の水を含むエタノール中でパターン光照射を行うことによって、架橋HPC層を選択的に剥離できること、極めて高い阻害/接着コントラストを有するパターニング基材が実現できることが明らかになった。一方、主鎖をPMMAとし弱酸型光酸発生基を側鎖に有する新規ポリマーの合成に成功、特定の条件で光応答水和性を示すことを観察したが、細胞の脱着制御を実現する条件特定には至らなかった。また、別の光細胞操作手段として検討したジアリールエテン誘導体(龍谷大学内田欽吾教授提供)について、光細胞毒性を光スイッチングする所見を得た。可視光応答性光酸発生基を側鎖に有するPMMA(pPAGMMA)が、EtOH-水混合溶媒中で光応答溶解を示すことの発見に基づき、フォトリソグラフィによってグリッド状にpPAGMMAパターン担持させた基材を用いて、細胞単層を一様な露光によって致死・細分化する技術を検討した。様々な条件を検討した結果、pPAGMMA薄層に80%EtOH中で所定のグリッドパターンの反転パターンを露光(波長:436nm)することで、非照射域に十分量のpPAGMMAを残しつつ、照射域からポリマー除去できることを確認した。この基材上でコンフルエントまで培養したMDCK細胞に、波長436nmの青色光で一様露光し2時間静置後、ピペッティングすることにより、細胞単層を細分化し大きさの揃ったセルクランプとして回収できることを確認した。これにより、安価な照射光源で、細胞への侵襲性が低い可視光を一様に照射するだけで、あらかじめデザインしたグリッドパターンに従って、細胞単層を切断する技術を実証した。またpPAGMMAの光発生酸を用いて、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)の酸触媒架橋を、パターン光照射によって誘起できることを確認、前年度に見出した光誘起剥離と組み合わせることで、様々な半立体マイクロ構造体が形成できることを実証した。培養細胞の切断・剥離・細分化操作等

の自動化を目指して、新規光応答性培養基材を用いた細胞プロセシング技術を開発した。可視光応答性の光酸発生(PAG)ポリマーを新規に開発、これを含む細胞培養基材への近紫外可視光の面的な照射によって、細胞単層を切断し、均一な大きさのセルクランプを作製できること、局所的に細胞接着を低下させ、所定の個所の細胞のみを回収できること、これらをヒトiPS細胞の継代プロセスに適用できることを確認した。さらにこのポリマーを用いて、水溶性ポリマーの架橋、および架橋ゲル層の基材からの剥離を光照射で制御することで、ハイドロゲルからなる半立体マイクロ構造体を形成する手法を開発した。パターン光照射による細胞単層の切断・選択剥離操作は、当初の研究計画では強酸型・弱酸型の両PAGポリマーを組み合わせることで、最終年度までに実現することを想定していたが、弱酸型モノマーが重合阻害性を有することが明らかになり、強酸型PAGポリマーと他のポリマーの組み合わせの検討に切り替えた、その結果、MDCK及びNIH/3T3の細胞単層を処理可能な基材調製・操作条件が見出されるに至った。上述の通り遅れていた弱酸型PAGポリマーの開発については、適当な保護基を用いることで重合阻害の問題を克服し、ようやくいくつかの導入率のPMMAを合成、これを用いた細胞の脱着制御には至っていないものの、顕著な光応答水和性を示す条件が見出され、光構造変化に伴う弱酸発生が細胞に全くダメージを与えないことも確認された。さらに、強酸型PAGポリマー層上に形成された架橋ハイドロゲル層の剥離を光照射によって誘起するという、当初想定していなかった知見を得ることが出来、精密な細胞パターニングのほか、これまでにないゲル構造体を形成する新手法としての応用が示唆されるに至っている。また、当初の計画で想定してなかった光細胞操作手段として検討したいくつかのジアリールエテン誘導体について、2種類の構造から、それぞれ異なるメカニズムで光細胞毒性を光スイッチングする所見を得た。27年度が最終年度であるため、記入しない。複合領域当初の最終目標としていたパターン光照射による細胞単層の切断・選択剥離操作が、強酸型PAGポリマーのみを用いて実証されるに至ったが、特定の細胞種に限定されていること、酸によるダメージの懸念など、若干の課題も残されている。細胞へのダメージ低減を意図して検討した弱酸型PAGポリマーは、初年度の段階で開発の難航が示唆されたが、適当な保護基を用いることで問題を克服することが出来た。このポリマーはこれまで用いてきた強酸型とは異なり、酸による細胞のダメージがない上、低分子成分を発生しない新規のポリマー材料であり、PMMA主鎖のラインナップについては、細胞接着の光応答は実現されていないものの、この基本構造は、今後バイオ系への更なる応用が期待できる。来年度以降の細胞接着制御の実現に向け、より水和性の主鎖への導入を検討する予定である。また、新たに見出された架橋ハイドロゲル構造体の新規形成技術については、マイクロパターン照射による光架橋(現像)と光剥離の両方の組み合わせで実現しうる様々な微小構造体の形成を試み、新しい細胞培養系への応用などを検討していく。
深層ニューラルネットワーク内部動作可視化システムの開発

深層ニューラルネットワーク(DNN)の高い認識性能や予測性能を用いた各種システムが急速に社会に浸透している。しかしネットワーク内部での処理の解析が困難でありどのような処理を行っているのか不明である点が判別結果に対する不安につながっている。そこで,本研究では深層ニューラルネットワーク内部の処理を可視化するシステムを開発し,DNNを正しく理解し活用できる人材を育成する。具体的にはネットワーク出力を入力で偏微分した値の変動によって,識別の根拠となる重要な入力を特定する。
頚動脈ドップラーを用いた無侵襲連続動脈圧モニター装置の開発

総頸動脈でのドップラー信号と心電図より得られる脈波伝搬時間(PTT)を利用することで、動脈圧を非侵襲的にモニターする装置を開発する目的として本研究を行った。侵襲的橈骨動脈圧(Inv_SBP)をゴールドスタンダードとして、10秒ごとにPTTから変換して得られる収縮期動脈圧(Dopp_SBP)を比較した。なお校正は15分ごとに行った。両者には統計上、有意な相関がありとBland-Altman分析においても系統的誤差を認めなかった。本研究により、総頸動脈でのドップラーと心電図を用いかつ間歇的校正を組み合わせることで、非侵襲的に動脈圧測定装置の実現が可能であることが示された。本研究は、血管内圧がその脈波伝搬時間(PTT)の平方根に逆比例することの原理を用いて、心電図信号と前頚部においた頸動脈超音波ドップラープローブからの頸動脈血流信号を処理することでPTTを連続的に測定して、無侵襲連続動脈圧モニターの装置を開発することを目的としている。平成25年度は川崎医科大学附属病院6F ICU・CCUに入室して、治療を受けている患者6名を対象として測定を行った。そして初年度に得られた回帰式、Psys=701728/PTT/PTT+57.8にあてはめて、その式の妥当性を直接測定された橈骨動脈圧と比較することで検討した。ただし、Psys:予測収縮期血圧, mmHg)、PTT:伝搬時間、msec。その結果、予測式がおおむね妥当であることを確認した。一方、問題点として頚動脈ドップラー信号のノイズが大きく、PTTを計測できない例があった。これが実用化することで麻酔あるいは集中治療中の患者の無侵襲動脈圧モニターとして広く普及することが予測される。平成24年度は川崎医科大学附属病院6F IC・CCUに入室して、治療を受けている患者23名を対象として研究を行った。超音波ドップラープローブ波形、心電図波形、橈骨動脈圧波形を同時にデータレコーダに記録するとともにA/Dコンバータを介してPCにとりこみ、独自に開発したPCプログラムを用いて心電図R波を基準として脈波伝搬時間(PTT:msec)を連続測定した。そして橈骨動脈より得られた収縮期動脈圧(Psys: mmHg)をゴールドスタンダードとしてその関係を検討した。その結果、1時間以上、連続測定できた患者8人のデータからPsys=701728/(PTT*PTT)+57.8の回帰式が得られた(ただし、PTTの単位はm秒)。上の式より、ある一点でのPsysとPTTの値で較正することによりPTTの値からPsysを計測できる可能性が示された。本研究の目的は心電図とドップラー信号を用いて心臓ー総頸動脈間の脈波伝搬速度(PTT)から非侵襲的な血圧モニターの装置の開発である。2012年、2013年度の研究成果からPTTから血圧を計算する一次回帰式は患者間あるいは同一患者においてもばらつきが大きいことがわかった。一般的な予測式を求めるのではなく、直接動脈圧あるいはマンシェットによる血圧測定により一定時間ごとに補正する方式に変換した。このために当初予定していた多くの患者よりのデータ取得や患者からの採血を行う必要がなくなったために、当初予算から未使用が発生した。15分ごとに較正を行う方式により、ICUで治療中の患者13名においてそれぞれ約1時間データを取得しデータをまとめた。平成24年、25年度の研究で橈骨動脈に留置したカテーテルを介して測定される観血的動脈圧(収縮期圧:Psys)をゴールドスタンダードとし、心電図R波(ピーク)から総頸動脈でのドップラー血流波形の立ち上がりまでの時間(PTT)との間での変換式(Moens&Kortewegの式に基づく)を得た。そして平成26年度にはこの変換式を用いて、新たな患者からPTTから動脈圧(収縮期圧:Dopp_Psys)を連続的(10秒毎)に求め、Psysとの比較を行い、その変換式の妥当性を検討した。しかし本方式では長時間の動脈圧を行うとDopp_PsysとPsysの間で乖離が大きくなることが判明した。患者毎の特性(年齢、性別、身長、体重など)により変換式の精度を高めることを当初、研究計画では考えていたが、より簡便かつ実用的な方法として15分ごとにドリフトを補正する方法を考案した。平成27年度にはこの考案した方法(15分ごとのドリフト補正)にてデータを解析した。その結果2)の方法で両者(PsysとDopp_Psys)に比較的良好な相関がみとめられ、誤差も少なくすることができた。すなわち、マンシェットによる間歇的血圧測定(15分毎)とわれわれの心電図と総頸動脈ドップラーによる脈波伝搬時間測定を組み合わせることで、血圧の無侵襲長時間モニター装置開発の可能性が示された。この成果をまとめて2015年の欧州麻酔科学会(ベルリン)にて発表するとともに論文(オープンアクセス)として公表した。

総頸動脈でのドップラー信号と心電図より得られる脈波伝搬時間(PTT)を利用することで、動脈圧を非侵襲的にモニターする装置を開発する目的として本研究を行った。侵襲的橈骨動脈圧(Inv_SBP)をゴールドスタンダードとして、10秒ごとにPTTから変換して得られる収縮期動脈圧(Dopp_SBP)を比較した。なお校正は15分ごとに行った。両者には統計上、有意な相関がありとBland-Altman分析においても系統的誤差を認めなかった。本研究により、総頸動脈でのドップラーと心電図を用いかつ間歇的校正を組み合わせることで、非侵襲的に動脈圧測定装置の実現が可能であることが示された。装置の開発について、年齢、性別などの一般的特性から較正式を求める方式から、間欠的較正法に変更することで、大きな誤差を生じる可能性は少なくなりドップラーをもちいた無侵襲血圧計の実現に近づいたと思われる。本研究ではゴールドスタンダードとして、直接動脈圧を用いており、マンシェットを用いた自動血圧計(オシレーション法)とドップラー装置との統合は、将来の課題と思われる。麻酔科学患者よりのデータ収集は一応、終了したと考えている。これまでの研究成果をまとめた研究成果を、ベルリンで開催されるヨーロッパ麻酔学会(2015年5月29日から6月2日)にて発表予定である。また学会での発表時の他の研究者およびベルリン大学の研究者のアドバイスをえて、早急に論文としてこれまでの研究成果をまとめて発表したいと考えている。3年間にわたる本研究計画の2年目に当たる昨年度は初年度に得られた回帰式の妥当性を検討することであった。しかし、測定できた患者数が少なく、年齢別の動脈圧と脈波伝搬時間との回帰式を求めることが不可能となった。このため患者の年齢を考慮せず回帰式をもとめた。そして回帰式のy切片の値を1点で校正することで、年齢による伝搬時間への影響を補正する方法をとった。この方法であれば、比較的、小数例のデータであるが、PTTから非侵襲的に動脈圧をモニターすることが可能と思われる。3年間にわたる本研究計画においては、初年度に約100例の患者を対象として、脈波伝搬速度を検討する予定であった。しかし超音波ドップラーによる頚動脈波のPCへの取得が予想したより困難であり、23名において連続測定を行えた。またそのうち十分な評価が可能であったのは8名のみであった。このため、10歳ごとの各年齢別の動脈圧と脈波伝搬時間との回帰式を求めることが不可能となり、患者全体で回帰式をもとめた。この式から1点で、実測した動脈圧(マンシェット法などによる)で較正することで脈波伝搬時間による連続的血圧モニターは可能である。当初の研究計画では、患者の年齢、性別、身長、体重、血液検査値などの固有値より脈波伝搬時間を血圧に変換する較正式を作成することを予定した。しかしデータのばらつきが大きいなどの問題点から、15分ごとの較正値を用いた間歇的較正法に変換することにした。このために多数の患者よりのデータ取得、血液採取が必要でなくなった。一方で、間歇的較正法にて血圧をモニターするために集中治療室の患者を対象としてあらたにデータを取得する必要が生じた。今年度は最終年度であり、ICUにて治療中の患者を対象として、予測式を用いた無侵襲血圧モニターのプロトタイプとなるパソコンプログラムを作成する予定である。また問題点として、ドップラー血流信号が記録できない多くの患者いることから、超音波ドランスデューサの改良が必要と思われるが、メーカの協力が得られないのが現状である。
産業廃水処理のゼロエミッション化に向けた資源回収型処理プロセスの構築

本研究では、ゼロエミッション化に向けた資源回収型処理プロセスの構築するためベトナムにおける天然ゴム製造工程廃水を対象に以下の研究を行った.1)ベトナム南部のゴム工場にパイロットスケールUASB-DHS処理システムを設置し, 270日間,連続処理実験を行った.パイロットUASBリアクターは,天然ゴム製造工程廃水中に含まれるゴム分が槽内に蓄積したり,流路中に詰りを起こすなどの問題が発生したものの,約80%のBOD除去率と約60%のメタン回収率を示した.また,システム全体で従来システムの80%の処理時間で排出基準を満たす処理水質を得た.2)パイロットスケールUASB-DHSシステムから排出される温室効果ガス量を測定したところ, 1m3の廃水あたり温室効果ガス排出量は0.013 t-CO2であり,既往の処理システムと比較して92%の削減が見込まれる.3)既往の処理システムの新規後段処理プロセスとしてDHSリアクターを適用し,良好な窒素除去性能を示した.また,既往の藻類タンクと比べて大幅に処理時間が短縮可能であった.4)嫌気タンクの後段処理DHSリアクター内の微生物解析の結果,硝化菌や脱窒菌だけではなく嫌気的アンモニア酸化(ANAMMOX)細菌が検出され,リアクター内において従来の硝化&#183;脱窒反応だけではなくANAMMOX反応が生じていることが示唆された.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究では、ゼロエミッション化に向けた資源回収型処理プロセスの構築するためゴム製品加工工場から排出される廃水とベトナムにおける天然ゴム製造工程廃水を対象に以下の研究を行った1)ゴム製品加工工場から排出される200,000 mg-COD/L程度の高濃度廃水を処理するシステムを開発し、連続処理実験の結果、COD除去率90%以上またメタン回収率80%以上を達成した。2)ベトナムの天然ゴム製造工場から排出される廃水を処理する既往の処理システムの評価を行ったところ、ほとんどの工場で排出基準を超える水質であり、廃水処理システムの改善が必要であることが明らかになった。3)ラボスケールUASB-DHS処理システムを用いてベトナム北部の天然ゴム製造工程から排出される廃水について連続処理実験を行った結果、COD除去率は90%以上またメタン回収率70%以上を達成した。また、微生物群集構造解析の結果から、未培養微生物門であるWWE1門が優占していた。4)当初計画を前倒しし、ベトナム南部のゴム工場にパイロットスケールUASB-DHS処理システムを設置し連続処理実験を開始した。良質な嫌気性汚泥が得られなかったため、別工場より脱水余剰活性汚泥を植種したため、予想よりもリアクターの立ち上がりに時間がかかったものの、グラニュール汚泥の形成が確認された。今後の連続処理実験によって処理パフォーマンスを明らかにしていく。バイオリアクターによる連続処理実験が当初計画どおりに順調に進展しており、さらなる進捗が期待される。また、ベトナムで行っているパイロットスケールの処理実験は、研究者が複数回、渡航し綿密に運転を行い、順調に立ち上がっている。本研究では、ゼロエミッション化に向けた資源回収型処理プロセスの構築するためベトナムにおける天然ゴム製造工程廃水を対象に以下の研究を行った.1)ベトナム南部のゴム工場にパイロットスケールUASB-DHS処理システムを設置し, 270日間,連続処理実験を行った.パイロットUASBリアクターは,天然ゴム製造工程廃水中に含まれるゴム分が槽内に蓄積したり,流路中に詰りを起こすなどの問題が発生したものの,約80%のBOD除去率と約60%のメタン回収率を示した.また,システム全体で従来システムの80%の処理時間で排出基準を満たす処理水質を得た.2)パイロットスケールUASB-DHSシステムから排出される温室効果ガス量を測定したところ, 1m3の廃水あたり温室効果ガス排出量は0.013 t-CO2であり,既往の処理システムと比較して92%の削減が見込まれる.3)既往の処理システムの新規後段処理プロセスとしてDHSリアクターを適用し,良好な窒素除去性能を示した.また,既往の藻類タンクと比べて大幅に処理時間が短縮可能であった.4)嫌気タンクの後段処理DHSリアクター内の微生物解析の結果,硝化菌や脱窒菌だけではなく嫌気的アンモニア酸化(ANAMMOX)細菌が検出され,リアクター内において従来の硝化&#183;脱窒反応だけではなくANAMMOX反応が生じていることが示唆された.今後はさらに連続処理実験を行い、処理プロセスの評価を行う。また、運転条件を変更することよって、さらなる処理プロセスの最適化を目指す。これまで保存しているバイオリアクターの保持汚泥サンプルについて、16S rRNA遺伝子に基づく網羅的微生物群集構造を行い、リアクター内の微生物種を明らかにする。
家屋内用殺虫剤による防除家屋居住者汚染とその防止方法に関する研究

白アリ防除家屋では、食品から摂取するクロルデン(CHL)量が非防除家屋に比べてはるかに高く、その成分組成がテクニカルCHLに類似した特徴的なパタ-ンを呈していたことから、非防除家庭においては主汚染源が魚介類であるのに対して、防除家屋では別の汚染経路が存在することが推測された。そこで、防除家屋を対象にしたヒト汚染経路の調査を行なうとともに、防除家屋と非防除家屋居住者のCHL汚染の差を母乳を指標にして調査した。また、CHLの代替品についても母乳中の残留分析を行なった。1.【CHLのコメへの吸着】防除家屋の流し台の下に精白米を防置し、CHL吸着量を測定した結果、防除後1年の1家屋から高濃度CHLを検出した。推定計算によると、この家庭の摂取食品中のCHL量は、ほぼ全量がコメに吸着したCHLに起因していた。2.【空気中CHLの測定】流し台の下を中心に、防除家屋の空気汚染濃度を測定した。その結果、防除後の年数が同じでも空気中CHL濃度には大きな差異が認められ、空気汚染レベルは家屋の環境条件によって幅広く変動することが予想された。コメへの吸着量の高かった家屋は、流し下の空気中濃度も最高値であった。一方、CHLを散布していない家屋からは、CHLは検出されなかった。3.【炊飯によるCHLの消失】コメへのCHL吸着量が高かった家屋に再度精白米を放置しCHLを吸着させた後、炊飯による消失試験を行なった。その結果、研ぎすなわち水洗いによって50%近く減少し、炊くことによってさらに14%減少し、最終的には約64%のCHLが消失した。4.【母乳中CHLの測定】防除家屋居住者の母乳汚染レベルは非防除群に比べ有意に高かった。特に、防除後46年までの上昇が顕着で、高い例では対照の56倍にまで上昇していた。しかし、6年を過ぎると減少し始め、防除後6.1年以上(平均12.2年)の群では、平均値は対照と同レベルであった。5.【まとめ】床下中心に散布されたCHLが空気汚染を通して、流しの下や床下収納庫に置かれている精白米に吸着することがわかり、これまで予想しなかった経路がヒト汚染に関与することがわかった。ヒト汚染源としての経路別寄与率を推定計算したところ、防除家屋の中にはコメからの経口的摂取が、経肺摂取量にほぼ匹敵する場合があった。さらに、1987年以降CHLの代替品として使用されている有機リン系殺虫剤の分析方法を確立し、19防除家屋居住者(内17例は1987年以前の防除)の母乳について、クロルピリホスとピリダフェンチオンの分析を行なったが、いずれも検出限界値(乳脂肪当り0.025ppm)以下であった。