hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東アフリカの言語の空間移動表現の研究

本研究では、フィールドワークにより収集した類型的に異なる東アフリカの二つの言語- Kupsapiny語(ウガンダ、ナイル語族)とSidaama語(エチオピア、クシ語族) -の空間移動表現のデータを使い、マクロイベントとしての移動イベントが言語により異なることを見いだした。両言語で1つの節で表せるイベントは限られていて、それぞれの言語が特徴的な類型的パターンを示すイベントが一致するとは限らない。その要因として考えられるのは、移動の構成素の組み合わせ、とりわけ特定の構文において表すことができる経路の要素である。Croft et al. (2010)の主張に反し、Kupsapiny語では、移動の様態のタイプというよりも主に経路の複雑さにより、構文パターンが異なってくることを示す論文を国際認知言語学会で発表し、Patterns of Expressing Motion Events in Kupsapiny.という論文を、Studies in Nilotic Linguistics Vol. 8に出版した。さらに、ビデオのシーンの口述データでは、個々の移動の様態により使われる構文パターンの頻度に違いが出てくることを、NINJAL Typology Festaで発表した。他にも、日本言語学会シンポジウムで「アフリカの言語地域と言語地域としてのアフリカ」について、日本フランス語学会シンポジウムでフィールド言語類型論学者としての認知言語学研究についての講演を行った。Kupsapiny語の数と所有、および譲渡不可能性に関する発表をNilo-Saharan Linguistics ColloquiumとAssociation for Linguistic Typologyの学会で発表し、移動表現の研究者やアフリカの言語の研究者との交流を深めた。Sidaama語の所有者が与格である外的所有者構文, Sidaama語の人魚構文、Sidaama語の節連結と五段階、Kupsapiny語の節連結と五段階についての論文も出版した。平成25年7月11日8月13日にエチオピアのシダーマ・ゾーンで、平成26年3月13日4月13日にウガンダのカプチョーワで、フィールドワークを行ない、データを集めた。以上の研究の成果は、深い研究が十分になされていない言語の現象を理論的に中立な立場から記述し、個別言語の研究を超えて言語類型的な問題に取り組み、この研究分野に貢献しているという点で価値がある。立教大学「言語と人間」研究会において、「Sidaama語とKupsapiny語の空間移動表現に関する問題」についての発表を、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所「アフリカ諸語のイベントの統合のパターンに関する研究」研究会において「クプサビニィ語の移動表現と構文」についての発表を行った。他にも、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所における国際シンポジウムで、Sidaama語の言いさしについての発表を行った。平成24年7月8日8月9日、平成25年3月5日3月20日にウガンダのカプチョーワで、平成24年12月6日12月29日にエチオピアのシダーマ・ゾーンでフィールドワークを行ない、論文の執筆と発表の準備のためのデータを集めた。以上の研究の成果は、これまでに深く研究されていない言語の現象を理論的に中立な立場から記述し、言語類型的な問題に取り組んでいるという点で価値がある。シダーマ語のフィールドワークを、平成26年7月15日8月19日および平成27年2月17日3月2日にエチオピアのシダーマ・ゾーンで行ない、論文執筆と学会発表のためのデータを集めた。平成27年2月の国立国語研究所の移動表現に関する国際シンポジウムで、(i)シダーマ語とクプサビニィ語の移動のイベントを表す構文のパターンと意味要素についての単独口頭発表、(ii)移動の様態についての類型的研究に関する共同口頭発表、(iii)アフリカの言語の移動表現のパターンについての共同ポスター発表、(iv)シダーマ語の視覚的移動の表現についての単独ポスター発表を行なった。それぞれの内容は以下の通りである。(i)移動の様態のタイプの自然さによって必ずしもより統合された構文が使われるわけではないことを量的データで示した、(ii)移動の様態がいかに目立っているかということと構文のタイプの関係を様々な言語のデータを使って統計的に分析した、(iii) 8つのアフリカの言語がどのような類型的な特徴を示すかを記述した、(iv)シダーマ語のturnを表す動詞を使った視覚的移動を表現する構文がcarryというよりkickを表す構文と類似していることを指摘した。他にも、アフリカの言語の情報構造の国際シンポジウムでクプサビニィ語のコピュラ構文と情報構造についての口頭発表を行ない、論文を出版し、さらに、クプサビニィ語のいいさし条件構文についての論文を出版した。さらに、個別言語を越えて、他のアフリカの言語や他の地域の言語との比較をした研究に発展させることができた。言語学Sidaama語とKupsapiny語の文法現象の理論的問題に取り組む論文の発表を行った。

2回のフィールドワークで多くのデータを取ることができ、発表の準備と論文の執筆の過程でデータをまとめ、これらの言語の文法構造の理解をさらに深めることができた。Sidaama語とKupsapiny語の文法現象の理論的問題に取り組む論文の発表を多く行った。3回のフィールドワークで多くのデータを取ることができ、発表の準備と論文の執筆の過程でデータをまとめ、これらの言語の文法の理解をさらに深めることができた。今まで通り、Sidaama語のフィールドワークをエチオピアのシダーマ・ゾーンで、Kupsapiny語のフィールドワークをウガンダのカプチョーワで行い、データをもとにして文法現象の理論的問題を扱う論文を書き、できる限り国際的な場で発表する。実際には執行額以上に研究に費用がかかっているが、単価が残額の288円以下の物品や謝金等で支出するべき項目が見つからなかった。Sidaama語のフィールドワーク(平成26年7月8月)の旅費、Kupsapiny語のフィールドワーク(平成27年2月3月)の旅費、フィールドワークでのインフォーマントへの謝金、学会発表の旅費、論文の英文校閲の謝金に使用する。
金属の低温対数クリープにおける量子効果の研究

昨年に引き続き,コンダクタンスを指標とする金属のナノワイヤーの変形挙動に関する研究を継続して行った.これまでの研究により,Auナノワイヤーが示すコンダクタンスのプラトーや,ヒストグラムにおいてG0(=2e^2/h)の整数倍付近に現れるピークは,単純なコンダクタンスの量子化ではなく,むしろAuナノワイヤーの延性(軟らかさ)に関係した現象であることが示唆されている.そこでAu以外の軟らかい金属の代表としてInを取り上げ,mまた逆に硬い金属としてRhとRuを取り上げてナノワイヤーの変形実験を行った.In接点の場合には,Auの場合と同様に接点の破断時にコンダクタンスプラトーが現れる.Auのプラトーよりも長いプラトーも多く観測され,Inが非常に引き伸ばされてから接点が破断することが推察される.またAuの場合と同様にヒストグラムにピークが現れるが,ピークはG0の整数倍には一致せず,約1.3G0に位置しており,Auとは異なっている.しかしピークの電圧依存性はAuと異ならず,電圧が増加するにつれてピークの位置はシフトせずにピークの高さのみが減少してゆく.Auにおける1G0ピークとInにおける1.3G0ピークの電圧依存性が共通していることは,このようなピークの成因がコンダクタンスがnG0に一致しているかどうかには無関係であり,むしろナノワイヤーの延性(軟らかさ)に関係しているとする考えに良く合致している.一方RhとRu接点では,ヒストグラムに明瞭なピークは見られず,幅の広いピークが現れるのみである.このピークの位置がバイアス電圧によってシフトすることから,RhとRu接点のコンダクタンスピークは何らかの接点の電子状態に対応していると考えられる.昨年に引き続き,コンダクタンスを指標とする金属のナノワイヤーの変形挙動に関する研究を継続して行った.これまでの研究により,Auナノワイヤーが示すコンダクタンスのプラトーや,ヒストグラムにおいてG0(=2e^2/h)の整数倍付近に現れるピークは,単純なコンダクタンスの量子化ではなく,むしろAuナノワイヤーの延性(軟らかさ)に関係した現象であることが示唆されている.そこでAu以外の軟らかい金属の代表としてInを取り上げ,mまた逆に硬い金属としてRhとRuを取り上げてナノワイヤーの変形実験を行った.In接点の場合には,Auの場合と同様に接点の破断時にコンダクタンスプラトーが現れる.Auのプラトーよりも長いプラトーも多く観測され,Inが非常に引き伸ばされてから接点が破断することが推察される.またAuの場合と同様にヒストグラムにピークが現れるが,ピークはG0の整数倍には一致せず,約1.3G0に位置しており,Auとは異なっている.しかしピークの電圧依存性はAuと異ならず,電圧が増加するにつれてピークの位置はシフトせずにピークの高さのみが減少してゆく.Auにおける1G0ピークとInにおける1.3G0ピークの電圧依存性が共通していることは,このようなピークの成因がコンダクタンスがnG0に一致しているかどうかには無関係であり,むしろナノワイヤーの延性(軟らかさ)に関係しているとする考えに良く合致している.一方RhとRu接点では,ヒストグラムに明瞭なピークは見られず,幅の広いピークが現れるのみである.このピークの位置がバイアス電圧によってシフトすることから,RhとRu接点のコンダクタンスピークは何らかの接点の電子状態に対応していると考えられる.
植物の低温傷害と凍結傷害の分子機構

1)低温傷害の分子機構:植物の低温傷害の原因は、a)葉緑体膜の飽和リン脂質分子種(dipalmitoyl phosphatidylglycerol,DPPG)の低温による相分離と光合成機能の損傷、およびb)液胞膜プロトン輸送の低温による機能損傷と細胞内イオン環境の攪乱によることが明かとなった。DPPGの生合成を支配するglycerol-3-phosphate acyltransferaseはカボチャ子葉から精製され、cDNAクロ-ニングとその全塩基配列が決定された。また、ヤエナリの液胞膜からH^+-ATPaseとH^+-PPaseが可溶化精製され分子構造が明らかにされた。H^+-ATPaseの低温による失活は合計10個からなるsubunitのうち57,68および32KDaの三つのsubunitが解離することが原因と推定された。低温によりDPPGが葉緑体膜中で相分離を起こすことがミリ秒領域の遅延蛍光解析で実証され、また、液胞膜のプロトン輸送機能の低温による損傷が細胞質を酸性化させることが蛍光プロ-ブ法と^<31>NMR法で確かめられた。2)凍結傷害ならびに低温馴化の機構:電子顕微鏡を用いた研究により、凍結傷害は細胞膜の分子構造の変化と密接に関連していることが明確となった。細胞凍結によりもたらされる細胞膜の構造変化は多様であり、凍結傷害の機構も多様性のあることが示唆された。凍結による細胞膜内蛋白質粒子の凝集とラメラ相からHexagonal_<II>相への相転移は、凍結脱水による細胞膜分子からの奪水と細胞外に形成される氷晶による機械的なストレスの二つが原因である。一方、植物の低温馴化の過程では細胞膜蛋白質組成の変化とリン脂質相対含量の増加に代表される分子的再編成が進行し生体膜の安定性を高める上で重要な役割を持つと考えられる。伊藤と吉田は細胞膜・液胞膜の膜脂質主成分の一つであるセラミド配糖体の分子種組成について研究し,耐寒性植物ではシヌ下飽和ヒドロキシ酸又はC_<14>やC_<16>の短鎖ヒドロキシ酸の含量が多く低温感受性植物ではC_<20>以上の長鎖とドロキシ酸が多く含まれていて, 24h:0ーt18:1^<8t>型と24h:0ーt18ー1^<8c>型の比は低温感受性植物で高いことが分かった.村田は低温感受性植物(カボチャ)からアシル転移酵素を精製しsnー1位置に特異的にC_<16>脂肪酸を転移させることを明らかにした.現在,耐寒性植物との比較を行っている.笠毛は耐寒性の異なるイネ培養株を作製し細胞膜と液胞膜のH^+ーATPaseと耐寒性との関係や低温下における活性の消長について研究し,低温傷害と液胞膜H^+ーATPaseの失活の間に密接な関係のあることを見いだした.坂田は無傷組織による細胞内pH分布やATPレベルを^<31>PーNMRで低温下で測定するための条件検討を行った.松尾はいろいろな豆科植物の低温感受性の程度全組織から抽出された脂質中に含まれる飽和PG分子種の含量との間に密接な関係のあることを見いだした.菅原・吉田はゼニゴケ培養細胞のプロトプラストが細胞壁を再生する過程で一時的に耐凍性を高めることを見いだし,低温顕微鏡で凍結過程を観察したところ凍結による脱水収縮の程度が減少し細胞内凍結が起こり難くなることがわかった.現在フリーズフラクチャー法で細胞膜の超微細構造の違いについて研究している.

藤川は細胞の凍結傷害と細胞膜超微細構造との関係を電子顕微鏡で調べ,膜内蛋白質粒子の凝集が凍細に依ってもたらされることを明らかにした.関谷はいろいろな甘橘類の耐寒性と膜脂質の分子組成について研究し,飽和分子種の含量と耐寒性の間に強い相関の有ることを見いだしている.以上のように現時点(63年3月)において当初予期したよりもおおきな成果が得られている.伊藤は細胞膜と液胞膜に多く含まれるグルコセレブロシド脂質の分子構造と相転移温度との関係に付いて研究し、スフィンゴ塩基の炭素鎖に導入された不飽和二重結合がcisかtransによって相転移温度が大きく左右されることを明らかにした。村田は常緑広葉樹の葉に含まれるphosphatidylglycerol(PG)分子種を分析し、低温感受性と飽和分子種(dipalmitoyl PG)含量との間に強い相関のあることを明らかにし、この関係は植物一般に成り立つことを証明した。関谷は常緑樹の低温馴化と燐脂質脂肪酸組成について研究し、PGの不飽和化が起こることを明らかにした。松尾は低温による脂肪酸の不飽和化を触媒する酵素の精製法と活性測定法を検討しある程度の見通しを得た。吉田は低温感受性の大きいヤエナリを用いて低温傷害の初期過程を詳細に解析し、液胞膜のH^+-ATPaseが低温で失活することと強い温度依存性のために、低温では機能が著しく阻害されることを明らかにした。そのため、低温では細胞質の酸性化が起こり代謝が乱され細胞が傷害されると推論した。このことは耐寒性の大きいエンドウを用いた対照実験によって確認された。坂田は^<32>P-NMRを使ってヤエナリの幼根の細胞内のpHとATPレベルを低温で測定し、5°C48時間後に細胞質のpHが低下しATPレベルも顕著に減少することを見いだした。この結果は吉田のin vitroの実験結果と良く対応する。藤川と菅原は凍結傷害と細胞膜の超微細構造の関係を電子顕微鏡でしらべ、細胞の凍結脱水による機械的な細胞変形による生体膜間の接触と融合が細胞膜蛋白粒子の形態を変え膜損傷をもたらすことを明らかにした。1)低温傷害の分子機構:植物の低温傷害の原因は、a)葉緑体膜の飽和PG(phosphatidylglycerol)分子種の低温による相分離と光合成機能の損傷、b)液胞膜プロトン輸送の低温による機能低下と細胞内イオン環境の攪乱による事が明かとなった。飽和PG分子種の生合成を支配するglycerol-3-phosphate acyltransferaseはカボチャ子葉から精製されcDNAがクロ-ニングされ塩基配列が決定された。また、ヤエナリの液胞膜からはH^+-ATPaseとH^+-PPaseが可溶化精製され分子構造が明らかにされた。H^+-ATPase低温による失活は合計10個からなるsubunitのうち57、68ならびに32KDaの三つのsubunitが解離することによると推定された。PG飽和分子種が葉緑体膜中で相分離を起こす事がクロロフィルのミリ秒領域の遅延蛍光光解析により実証され、また、液胞膜のプロトン輸送機能の低下が細胞質を酸性化させる事を蛍光プロ-ブ法および^<31>P-NMRによる実験で明らかにされた。2)凍結傷害並びに低温馴化の機構:電子顕微鏡を用いた研究により、凍結傷害は細胞膜の分子構造の変化と密接に関連していることが明確となった。細胞凍結によりもたらされる細胞膜の構造変化は多様であり、凍結傷害の機構も多様性があることが示唆された。
細菌由来のホスホリパ-ゼCの分子構造と生体膜への作用に関する研究

1、ホスホリパ-ゼCの分子構造の研究ーBacillus cereusのスフィンゴミエリナ-ゼ(スフィンゴミエリン分解型ホスホリパ-ゼC)の二次構造を解析した結果、その蛋白分子内にはαーヘリックス含量がゼロに近く、βー構造も少なく、ル-プやタ-ン構造に150アミノ酸残基が関与していることが明らかとなった。また、N末端に19アミノ酸残基から成る疎水性領域が存在し、本酵素の膜への親和性に重要な役割を担っているらしいことが判明した。また、化学修飾の方法により、本酵素の活性中心にAsp,Glu残基のカルボキシル基が存在すること、1つのシスチン橋が存在し、これをDTTで解裂すると失活すること等を見出した。一方、Bacillus thuringiensisのホスファチジルイノシト-ル分解型ホスホリパ-ゼCについては、cDNAクロ-ニングのためのN末端ペプチド・プロ-ベのアミノ酸残基に誤まりがあり、現在確定したN末8アミノ酸配列をプロ-ベとして、cDNAのクロ-ニングを継続中である。2、ウシ赤血球膜へのスフィンゴミエリナ-ゼの作用に関する研究。2価金属イオンMg^<2+>,Mn^<2+>による本酵素への活性化の効果の相違を検討した。また、22ー(R)ーOHーコレステロ-ルが、本酵素によるウシ赤血球の溶血反応及び膜スフィンゴミエリン分解を促進することを見出した。しかし、ハチ毒melittinはhot溶血を促進するのみにとどまった。3、ホスファチジルイノシト-ル分解型ホスホリパ-ゼCにより遊離される真核細胞の膜蛋白(PI結合糖蛋白)の研究ーPI結合糖蛋白の中で、ウシ肝5′ーヌクレオチダ-ゼの全アミノ酸配列を決定し、C末端のPIーグリカン結合のための疎水性シグナルペプチドのアミノ酸配列を確定した。この酵素は、細胞膜からリソゾ-ムへ移るとき、70%が可溶化型となる。また、カイコ中腸アミノペプチダ-ゼを精製した。本研究はパン酵母(Saccharomuces cerevisiae)の細胞における核とミトコンドリアの遺伝情報の関わり合いの一端を解明するために、全ての細胞生物に普遍的に存在するリボソ-ムを対象として、その生合成における核とミトコンドリアの遺伝的協調機構を探ることを目的とする。酵母は最も体制が簡単な単細胞の真核生物であり、遺伝学的、生化学的、分子生物学的な多くの研究の蓄積がある。そこで本研究では、(1)まずミトコンドリアのリボソ-ム蛋白質を精製してアミノ酸配列を決定し、得られたデ-タに基づいて対応する遺伝子のクロ-ニングと構造解析を行い、(2)ミトコンドリアの全リボソ-ム蛋白質に対する抗体を作製し、免疫学的検出法によって対応する遺伝子のクロ-ニングと構造解析を行い、さらに、(3)酵母の染色体DNAの整列クロ-ンを作製し、酵母の染色体の構造的特徴を探るとともに、ミトコンドリアの進化の過程で、始原ミトコンドリアから核に移行したと考えられる遺伝子の同定と解析を行った。その結果本年までの研究でミトコンドリアのリボソ-ム蛋白質の遺伝子を20遺伝子クロ-ンして構造解析を行うとともに、酵母の第I、III、V、VI、VIIIの5本の染色体の整列クロ-ンバンクを完成あるいはほぼ完成することができた。これらの研究成果の一部はすでに論文にまとめて報告し、また他の一部も論文としてまとめつつある。今後は本研究の成果に上に立って、ミドコンドリアのリボソ-ム蛋白質を指標として、核とミトコンドリアの遺伝情報がどのような相互作用を行なっているかという点について、当初の目的とした線に沿って研究を継続していきたい。

3、ホスファチジルイノシト-ル分解型ホスホリパ-ゼCにより遊離される真核細胞の膜蛋白(PI結合糖蛋白)の研究ーPI結合糖蛋白の中で、ウシ肝5′ーヌクレオチダ-ゼの全アミノ酸配列を決定し、C末端のPIーグリカン結合のための疎水性シグナルペプチドのアミノ酸配列を確定した。この酵素は、細胞膜からリソゾ-ムへ移るとき、70%が可溶化型となる。また、カイコ中腸アミノペプチダ-ゼを精製した。1.ホスホリパーCの分子構造の研究--Bacillus cereusのスフィンゴミエリナーゼ(スフィンゴミエリン分解型ホスホリパーゼC)について得られた一次構造に基づき、コンピューター解析により本酵素の二次構造を調べた結果、本酵素がαヘリックス及びβ構造に乏しく、ターンまたはループ構造に富んでいることが予測された。一方、CD測定により、本酵素のαヘリックス含量はほぼ0%となり、コンピューター解析による予測とよく一致した。また、酵素分子中のチロシン、アルギニン、ヒスチジンの修飾を試みたが、ほとんど活性は失われず、1ケだけ存在するシスチン結合をジチオスレイトール処理で開裂すると、時間と共に活性が失われた。一方、Bacillus thuringiensisのホスファチジルイノシトール分解型ホスホリパーゼCについては、そのN末端の一次構造に基づくヌクレオチドのプローベを用い、DNAシークエンス決定をめざすDNAのクローニングを実施中である。2.ウシ赤血球膜へのスフィンゴミエリナーゼの作用に関する研究。本酵素を無傷赤血球膜に作用させる際、マストパランも22R-(OH)-コレステロールも溶血を促進するが、前者は膜スフィンゴミエリン分解に影響せず、後者は分解促進することがわかった。3.ホスファチジルイノシトール分解型ホスホリパーゼCにより遊離される膜結合蛋白のPI糖鎖-蛋白C末端構造の決定--この種の膜蛋白としてウシ肝5^1-スクレオチダーゼを精製し、C末糖鎖中にマンノース、ミオイノシトールを(GC-MSにより)検出した。現在ペプチド配列をもとにDNAプローベを作り、DNAクローニングを行っている。4.スフィンゴミエリナーゼによるウシ赤血球膜の形態変化と、本酵素の膜への作用過程の追跡--蛍光抗体を用い、本酵素の赤血球膜への吸着を走査形電子顕微鏡及びセルソーターを用いて追跡中である。1.ホスホリパ-ゼCの分子構造の研究ーすでに一次構造が判明しているBacillus cereusのスフィンゴミエリナ-ゼ(スフィンゴミエリン分解求ホスホリパ-ゼC)について、その親水性の程度(hydropathy)を調べた結果、N末端に19アミノ酸残基から成る疎水性ドメインが存在し、これが本酵素の生体膜への親和性に重要な役割を果たしているらしいことが判明した。本酵素の活性中心の構造を解明するため、ウッドワ-ド試薬KによりAsp、Glu残基を修飾すると、昨年の報告で述べたDTTによる失活と同様な活性低下が認められ、これらの酸性アミノ酸の活性への関与が示唆された。また、ウッドワ-ド試薬K及びDTTによる化学修飾のさい、本酵素のウシ赤血球膜への特異的吸着の量は大きく減少した。一方、Bacillus thuringiensisのホスファチジルイノシト-ル分解型ホスホリパ-ゼCについては、N末端19アミノ酸配列に基づくヌクレオチドのプロ-ベにより、DNAシ-クエンスを決定するためのクロ-ニングが継続中である。2.ウシ赤血球膜へのスフィンゴミエリナ-ゼの作用に関する研究。22ーRー(OH)ーコレステロ-ル存在下で、本酵素をウシ赤血球に作用させると、膜スフィンゴミエリン分解が著しく促進され、また本酵素の膜吸着量も増加した。
柔軟弾性体の座屈を利用した流体制御マイクロアクチュエータの開発

微細管内の流れを制御するアクチュエータの開発は,マイクロマシン技術の進展をもたらすのみならず,人体における血流の促進など,生体医用技術の高度化にも繋がる重要な課題である.本研究では,柔軟弾性体の座屈現象を利用した,機構的に単純かつ信頼性の高いアクチュエータを開発することを目的とする.具体的には,流体が流れる柔軟微細管の近傍に,両端を軸方向に圧縮することで得た座屈後はりを配置したモデルを考える.電磁力により,はりの横方向へ外力を一時的に作用させると,はりは動的に飛び移り,もう一つの安定な平衡状態へと移行する.この結果,管路の断面積が変化する.このアクチュエータは,単独で用いれば流量調節弁として機能する.また,複数個を並列で用いて開閉のタイミングを調節すれば,一定方向に流れを生じさせることもできる.本研究では,アクチュエータおよび流れの動的挙動を分析し,ポンプとしての最適設計条件を明らかにすることを目的として,流れ場とはりの運動,電磁場についての達成数値解析コードの開発を行った.前年度に制作した流体運動の移動境界問題の解析コードを基に,はりの運動ならびに電磁場との相互作用を考慮した解析コードを制作した.解析コードを基に,ポンプとして用いるアクチュエータの性能評価を行った.アクチュエータに与える電流の振幅と波形,アクチュエータコイルの巻数比,および,はりを座屈させる初期軸圧縮変位を変え,流量に与える影響を調べた.以上の計算結果を基に,前年度に試作を行ったポンプの動作条件を変更し,動作確認を行った.その結果,条件の変更による流量向上効果を確認し,計算結果との定性的な一致を確認した.微細管内の流れを制御するアクチュエータの開発は,マイクロマシン技術の進展をもたらすのみならず,人体における血流の促進など,生体医用技術の高度化にも繋がる重要な課題である.本研究では,柔軟弾性体の座屈現象を利用した,機構的に単純かつ信頼性の高いアクチュエータを開発することを目的とする.具体的には,流体が流れる柔軟微細管の近傍に,両端を軸方向に圧縮することで得た座屈後はりを配置したモデルを考える.電磁力により,はりの横方向へ外力を一時的に作用させると,はりは動的に飛び移り,もう一つの安定な平衡状態へと移行する.この結果,管路の断面積が変化する.このアクチュエータは,単独で用いれば流量調節弁として機能する.また,複数個を並列で用いて開閉のタイミングを調節すれば,一定方向に流れを生じさせることもできる.本研究では,第一にはりの幾何学的非線形性および流れ場,電磁場との連成を考慮した解析を行い,弁やポンプなどとして機能しうる設計条件を調べた.はりの境界が軸方向に弾性されているものとしてモデル化し,大振幅における有限曲率の非線形性を考慮に入れた解析を行った.また,弁の開閉に要する時間は十分に長いものとし,二次元の定常渦無し流れを仮定し,流体力を評価した.そして,はりが動的飛び移りを生じ流れが遮断され,流体力がはりに作用しても流れの遮断状態が保たれうる,はりの軸方向圧縮量の条件を明らかにした.続いて,アクチュエータを用いた弁の相似模型を試作した.循環式の流路を構成し,アクチュエータを配置する部位の流路は柔軟な管とした.流路に水を循環させ,アクチュエータの電磁石に電流を印加することで,弁が開閉することを確認した.また,流路を閉じている状態でサブタンクの水位を変え,流路の遮断が維持されうる水圧を調べ,理論解析との比較検証を行った.微細管内の流れを制御するアクチュエータの開発は,マイクロマシン技術の進展をもたらすのみならず,人体における血流の促進など,生体医用技術の高度化にも繋がる重要な課題である.本研究では,柔軟弾性体の座屈現象を利用した,機構的に単純かつ信頼性の高いアクチュエータを開発することを目的とする.具体的には,流体が流れる柔軟微細管の近傍に,両端を軸方向に圧縮することで得た座屈後はりを配置したモデルを考える、電磁力により,はりの横方向へ外力を一時的に作用させると,はりは動的に飛び移り,もう一つの安定な平衡状態へと移行する.この結果,管路の断面積が変化する.このアクチュエータは,単独で用いれば流量調節弁として機能する.また,複数個を並列で用いて開閉のタイミングを調節すれば,一定方向に流れを生じさせることもできる.本研究では,前年度の弁の試作結果を受け,同種のアクチュエータを複数個並列で用いたポンプの相似模型を試作した.アクチュエータを駆動する電磁石の巻数を変え,はりが飛び移り座屈を生じる入力電圧値が異なる複数のアクチュエータを設けた.このアクチュエータに鋸波状の電圧信号を印加することで,開閉のタイミングを調整した.ポンプとしての動作確認を行うとともに,入力条件を変えて性能の評価を行った.続いて,ポンプの性能を理論的に評価することを目的として,流れ場とはりの運動,電磁場についての連成数値解析コードの開発を試みた.今年度は,流体運動の移動境界問題について,境界適合座標系を用いた有限差分MAC法を適用し,プログラムコードの制作を行った.微細管内の流れを制御するアクチュエータの開発は,マイクロマシン技術の進展をもたらすのみならず,人体における血流の促進など,生体医用技術の高度化にも繋がる重要な課題である.

本研究では,柔軟弾性体の座屈現象を利用した,機構的に単純かつ信頼性の高いアクチュエータを開発することを目的とする.具体的には,流体が流れる柔軟微細管の近傍に,両端を軸方向に圧縮することで得た座屈後はりを配置したモデルを考える.電磁力により,はりの横方向へ外力を一時的に作用させると,はりは動的に飛び移り,もう一つの安定な平衡状態へと移行する.この結果,管路の断面積が変化する.このアクチュエータは,単独で用いれば流量調節弁として機能する.また,複数個を並列で用いて開閉のタイミングを調節すれば,一定方向に流れを生じさせることもできる.本研究では,アクチュエータおよび流れの動的挙動を分析し,ポンプとしての最適設計条件を明らかにすることを目的として,流れ場とはりの運動,電磁場についての達成数値解析コードの開発を行った.前年度に制作した流体運動の移動境界問題の解析コードを基に,はりの運動ならびに電磁場との相互作用を考慮した解析コードを制作した.解析コードを基に,ポンプとして用いるアクチュエータの性能評価を行った.アクチュエータに与える電流の振幅と波形,アクチュエータコイルの巻数比,および,はりを座屈させる初期軸圧縮変位を変え,流量に与える影響を調べた.以上の計算結果を基に,前年度に試作を行ったポンプの動作条件を変更し,動作確認を行った.その結果,条件の変更による流量向上効果を確認し,計算結果との定性的な一致を確認した.
数値燃焼工学の総合的研究

燃焼科学の最新の成果を新しい燃焼技術の開発に活かすためには,最近著しい進歩を遂げている数値計算技術を燃焼科学の成果に結び付け,数値計算によって個々の燃焼過程を性格に再現し,さらにその予測をも可能にする手法を開発することが必要である.重点研究を目指す準備段階として,各技術分野における現状とそれに対応する科学の成果について調査を行い,さらにそれに基づいての問題点の整理を行い,数値燃焼工学の確立を図る方策について総合的に検討した.特に,数値燃焼工学の確立を目指し,燃焼過程を数学的に記述する理論モデルについて,実際の燃焼技術において重要な次の5つの分野を取り上げた.乱流燃焼(平野,吉田,竹野),超音速燃焼(藤原,新岡,林),噴霧燃焼(水谷,高城,梅村),エンジン燃焼(池上,広安,河野),石炭燃焼(大竹,岡崎)これらのグループでは,対応した燃焼過程の本質についての討議を行い,これに基づき,その過程を記述する理論モデルを構築した.さらに燃焼過程における化学反応機構が果たす役割の重要性を考慮し,個々の燃焼過程における素反応の役割を検討し,その過程を記述するための反応機構について,上記5つのグループに助言を与えるための化学反応のグループと,提案された理論モデルに基づき数値計算を行う上での問題点を検討し,最適な解法について助言を与えるための数値解析法のグループもつくった.化学反応(佐野,幸田,福谷),数値解法(宮内、桑原、山下)以上の7つの専門家グループを中心にした総合研究を次の方法で行った.最初に各グループ毎に個別の専門家会議を開き,そのグループとしての最初の結論をまとめた.この結論を全体会議で討議し,全体としての結論をまとめた.燃焼科学の最新の成果を新しい燃焼技術の開発に活かすためには,最近著しい進歩を遂げている数値計算技術を燃焼科学の成果に結び付け,数値計算によって個々の燃焼過程を性格に再現し,さらにその予測をも可能にする手法を開発することが必要である.重点研究を目指す準備段階として,各技術分野における現状とそれに対応する科学の成果について調査を行い,さらにそれに基づいての問題点の整理を行い,数値燃焼工学の確立を図る方策について総合的に検討した.特に,数値燃焼工学の確立を目指し,燃焼過程を数学的に記述する理論モデルについて,実際の燃焼技術において重要な次の5つの分野を取り上げた.乱流燃焼(平野,吉田,竹野),超音速燃焼(藤原,新岡,林),噴霧燃焼(水谷,高城,梅村),エンジン燃焼(池上,広安,河野),石炭燃焼(大竹,岡崎)これらのグループでは,対応した燃焼過程の本質についての討議を行い,これに基づき,その過程を記述する理論モデルを構築した.さらに燃焼過程における化学反応機構が果たす役割の重要性を考慮し,個々の燃焼過程における素反応の役割を検討し,その過程を記述するための反応機構について,上記5つのグループに助言を与えるための化学反応のグループと,提案された理論モデルに基づき数値計算を行う上での問題点を検討し,最適な解法について助言を与えるための数値解析法のグループもつくった.化学反応(佐野,幸田,福谷),数値解法(宮内、桑原、山下)以上の7つの専門家グループを中心にした総合研究を次の方法で行った.最初に各グループ毎に個別の専門家会議を開き,そのグループとしての最初の結論をまとめた.この結論を全体会議で討議し,全体としての結論をまとめた.
環境放射能測定及び環境情報解析システムによる閉鎖性水域大村湾の環境年代変化の解析

大村湾とその周辺海域の海底土壌をサンプルし、ゲルマニウム半導体検出器を主体とする「環境放射能測定システム」による放射性同位元素の分析から蓄積年代別による環境汚染指標元素と重金属の時間・平面分布を調べ、「環境情報システム解析装置(地理情報システム: GIS)」を利用し、同湾に流入する河川域周辺居住地の社会的・経済資料を組み合わせた数理統計モデルを構築し、蓄積年代に対応した解析を通して、ヒトの活動変化との環境汚染指標値及び有害重金属の分布との関連を明らかにすることが目標である。今年度は前年度構築した海底土壌採集システムによって、海底土壌をサンプリングし、サンプルした土壌を、一定幅で水平に切り分け、Pb-210の放射能を測定し、堆積した年代や、土砂の流入量の推定を行った。その結果、堆積速度は場所によって異なるが、表層の密度の小さい部分を除いて、年0.10.3mm程度であると推定された。また、核実験やチェルノブイリ発電所事故などに由来するCs-137も検出された。これらの放射性物質の堆積速度も推定できた。測定に際しては、土壌起源のPb-210の評価について問題点が明らかになった。また、得られたサンプルをPIXEなどの微量分析手段によって分析したいので、これらの問題について今後検討することになった。大村湾とその周辺海域の海底土壌をサンプルし、ゲルマニウム半導体検出器を主体とする「環境放射能測定システム」による放射性同位元素の分析から蓄積年代別による環境汚染指標元素と重金属の時間・平面分布を調べ、同湾に流入する河川域周辺居住地の社会的・経済資料を組み合わせ、「環境情報システム解析装置(地理情報システム:GIS)」を利用し、数理統計モデルを構築し、蓄積年代に対応した解析を通して、ヒトの活動変化との環境汚染指標値及び有害重金属の分布との関連を明らかにする。今年度は海底土壌をサンプリングするため、採土器(水深30mのサンプリングが可能)を製作した。また、土壌のサンプリングに際して、海底の状況と採集地点の位置情報をリアルタイムで記録・保存するため、採集に供する船舶に適合するシステム(測深計とDGPSとの組み合わせ)を構築した。現時点で、これらを用いて、大村湾の海底土壌をサンプルしている。さらに、サンプルした土壌を、一定幅で水平に切り分け、鉛-210の放射能を測定し、堆積した年代や、土砂の流入量の推定を実施している。一方、死亡及び疾病統計を含む河川流域別人口動態統計と河川流域別地域経済指標と社会環境指標の年代統計に関する資料収集を実施するため、関係する行政機関が所有する情報を地理情報システムとリンクさせるため検討を行った。大村湾とその周辺海域の海底土壌をサンプルし、ゲルマニウム半導体検出器を主体とする「環境放射能測定システム」による放射性同位元素の分析から蓄積年代別による環境汚染指標元素と重金属の時間・平面分布を調べ、「環境情報システム解析装置(地理情報システム:GIS)」を利用し、同湾に流入する河川域周辺居住地の社会的・経済資料を組み合わせた数理統計モデルを構築し、蓄積年代に対応した解析を通して、ヒトの活動変化との環境汚染指標値及び有害重金属の分布との関連を明らかにすることが目標である。
21世紀型コンピテンシー育成のためのカリキュラムと評価の開発

2018年度は、主として下記のことに取り組んだ。(A) 21世紀に必要となるコンピテンシー(問題解決能力、創造する力、コミュニケーション力、協働する力など)について原理的・哲学的に検討し、著書『歓待と戦争の教育学ー国民教育と世界市民の形成』、『教育的関係の解釈学』や、論文「人間/非人間の境界に立つ思想」「教育哲学は〈災害と厄災の記憶〉にいかに向き合うのか」、「熟議デモクラシーと教育目標・評価論の課題」などにまとめた。(B)「資質・能力」の育成と教科の本質的な「見方・考え方」との関係について理論的に整理するとともに、京都大学大学院教育学研究科E.FORUMのネットワークにおいて蓄積されてきた様々な教科の実践事例を集約して、著書『教科の「深い学び」を実現するパフォーマンス評価ー「見方・考え方」をどう育てるか』にまとめた。この著書は、小・中学校のすべての教科について、2017年版学習指導要領の変更点を解説するとともに、「本質的な問い」と「永続的理解」、パフォーマンス課題の実践例などを整理しており、本プロジェクトの5年間の成果の集大成とも位置づけられるものである。(C)本研究の成果を生かし、E.FORUM「全国スクールリーダー育成研修」において、授業づくりやカリキュラム・マネジメントなどに関する研修を提供した。また、昨年度までの本研究の成果も踏まえ、協同出版刊行の教職教養講座として、『教育相談と学校臨床』、『教育制度』の巻を刊行した。(D)本研究の成果を蓄積するとともに、実践現場に発信し続けるために、データベース「E.FORUM Online(EFO)」のシステムを更新した。2018年度秋に、本プロジェクトで活用しているデータベース(E.FORUM Online)についてシステム更新が必要なことが判明した。2019年3月までにシステム更新については完了したものの、E.FORUM Onlineを通した研究成果の発信や、システム更新も含めたプロジェクトの成果をまとめた報告書の作成については、2019年度に延長せざるを得ない状況となったため。システム更新以外の成果については計画通りに生み出されているが、期間が延長になった分、研究成果についてさらなる改善を図り、成果を広く発信する予定である。平成26年度は、主として下記の3点に取り組んだ。(A)諸外国の理論や日本の理論的蓄積に関する文献調査:「キー・コンピテンシー」や「21世紀型スキル」については、国内外において多数の書籍等が刊行されている。そこで、それらの資料を収集して分析し、21世紀型コンピテンシーを捉えるカテゴリーについての仮説的な理論枠組みを構築した。また、日本の歴史上に登場している類似の目標論(「教養」等)についても比較・検討を行った。(B)研究拠点校(高等学校)における研究開発:京都市立堀川高等学校、京都府立嵯峨野高等学校、京都府立山城高等学校などにおいて、パフォーマンス評価の活用に関する共同研究を進めた。平成26年度は、21世紀型コンピテンシー育成のためのカリキュラムと評価の共同研究開発に取り組んだ。(C)E.FORUMにおける研究開発と研修の提供:「E.FORUMスタンダード(第1次案)」(各教科・各学校段階で探究的な力を育てる「本質的な問い」や典型的なパフォーマンス課題などを整理したもの。http://www.educ.kyoto-u.ac.jp/e-forum/にて公開)について検討作業を進めた。また、宇都宮大学教育学部附属小学校・熊本大学教育学部附属中学校・あじさい看護福祉専門学校の事例を踏まえて、パフォーマンス評価を活用しつつ21世紀型コンピテンシーを育成するカリキュラムのあり方について検討した。また、これらの内容を生かした研修をE.FORUMにて提供した。平成27年度は、主として下記の3つに取り組んだ。(A)日本と諸外国の教育目標とカリキュラム、評価に関する調査:「キー・コンピテンシー」や「21世紀型スキル」などに関する理論と人間形成論との比較を行い、その成果を踏まえた論考を執筆した。また、関連する諸外国の動向と日本の動向と比較し、その成果について書籍『グローバル化時代の教育評価改革』などにおいて公表した。(B)研究拠点校(中・高等学校)における研究開発:中・高等学校の研究拠点校と共同研究を進めた。特に、兵庫県立尼崎小田高等学校などの「高校生フォーラム」においては、マネジメント力とコミュニケーション力、探究力の3つの観点から構成されるルーブリックを開発できたこと、京都府立園部高等学校において教科と総合学習を往還しつつ「資質・能力」の育成を図るカリキュラム改善を推進できたこと、京都市立堀川高等学校において探究力育成のための指導方法の開発について共同研究を実施できたことなどが成果である。また、「高校生と大学生の探究成果ポスター発表会」のポスターをもとに、高校生の探究力について分析した。(C)E.FORUMにおける研究開発と研修の提供:「E.FORUMスタンダード(第1次案)」(各教科・各学校段階で思考力・判断力・表現力を育成する「本質的な問い」や典型的なパフォーマンス課題などを整理したもの。http://e-forum.educ.kyoto-u.ac.jp/seika/にて公開)について、次の学習指導要領改訂で重視されている「資質・能力」の育成と関連づけつつ改訂するための検討を進めた。E.FORUMの提供する「全国スクールリーダー育成研修」(8月22日・23日)において、シンポジウム&ワークショップ「『E.FORUMスタンダード』を再検討する」などを実施した。また、これまでの成果を、全国大学国語教育学会などで発表した。

本研究は、(A)日本と諸外国の教育目標とカリキュラムに関する調査、(B)研究拠点校(小・中・高等学校)における研究開発、(C)E.FORUMにおける研究開発と研修の提供、という3つの柱で進めている。平成27年度については、これらの3つの柱について、それぞれ予定していた程度の進展を生み出すことができた。平成28年度は、主として下記の4つに取り組んだ。(A)教育目標とカリキュラムに関する調査:「災害と厄災の記憶を伝える」、「根源的暴力をこえる」といった多角的な視点でコンピテンシーを検討し、成果を著書『変容する子どもの関係』(岩波書店)、『災害と厄災の記憶を伝える』(勁草書房)などで公表した。(B)研究拠点校における研究開発: 21世紀型コンピテンシーを育成するという視点から、奈良女子大学附属小学校、熊本大学附属中学校、兵庫県立尼崎小田高等学校など、複数の学校と、カリキュラムと評価の改善に関する共同研究に取り組んだ。(C)京都大学教育学部の特色入試に関する検討:パフォーマンス評価、ポートフォリオなど、多面的・多角的な評価を取り入れた「京都大学教育学部の特色入試」に関して、インタビュー記事や研究論文において検討したほか、大学入試センター・入学者選抜研究に関する調査室「大学入試センター・シンポジウム2016:高大接続における学力評価の最新動向」、ならびに名古屋大学高等教育研究センター第81回客員教授セミナーでも発表した。(D)E.FORUMにおける研究開発と研修の提供、実践データの収集・分析:京都大学大学院教育学研究科教育実践コラボレーション・センター主催「E.FORUM全国スクールリーダー育成研修」において、研究成果を活かした研修を提供した。特に「E.FORUMスタンダード」の改訂作業に向けて、シンポジウム&ワークショップを開催するとともに、パフォーマンス評価の実践に取り組んでいるE.FORUM会員に対し、『「スタンダード作り」基礎資料集』(第2集)への寄稿を呼び掛けた。21世紀型コンピテンシー育成という視点から、京都大学教育学部の特色入試に注目し、研究論文などをまとめられたことは、当初の計画以上の進展である。平成29年度は、主として下記の3つに取り組んだ。(A)教育目標とカリキュラムに関する調査:教科で育成される学力のみならず、子どもの生命性、「集団」での経験、道徳性など、様々な角度から教育目標を捉え、それに対応するカリキュラムのあり方について、検討を進めた。また、その成果について、論文「子どもという多様体のための覚書」「子どもの生命性を捉える保育思想とはどのようなものか」「子どもはどのような『集団』を経験してきたのか」「『逆向き設計』でカリキュラムの改善を!」「教育課程編成の工夫」「教科横断的な視点からの資質・能力の育成」や、著書『臨床教育学』『道徳教育』などの形で公表した。
X線構造に基づくウェルシュ菌表面タンパク質の細胞壁固定化および線毛形成機構の解明

細菌は,細胞の周囲に高度な細胞外構造物としてペプチドグリカン・表面タンパク質・タイコ酸からなる細胞壁を構築している。細菌の宿主細胞への感染は,細胞壁に固定化された表面タンパク質が関与している。特に細菌表面の線毛は,pilinタンパク質が重合して繊維状になったもので,感染に際して宿主細胞への接着・接合を担っている。表面タンパク質は,ソーテース(Sortase,以下Srt)と呼ばれる酵素によって細胞壁のペプチドグリカンに固定化される。また,線毛の形成においては,pilinタンパク質の重合と固定化の双方をSrtが行う。本研究の目的は,ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)を研究対象とし,Srtによる表面タンパク質の細胞壁への固定化機構,およびpilinタンパク質の重合機構を分子レベルで解明することである。2018年度においては,ウェルシュ菌の2種の株(strain 13およびSM101)のpilinタンパク質(CppA-St13,CppA-SM101)のX線結晶構造解析に成功した。CppA-St13とCppA-SM101は,95%のアミノ酸配列上の同一性を持ち,両者ともクラスCのSrt依存的に細胞表面に発現していることを,CppA抗体を用いたウェスタンブロットで確認している。これらのタンパク質は,Ig-likeフォールドを持つ3つのドメイン(D1,D2,D3)からなる。CppA-St13は,3つのドメインが伸長した構造をとっており,結晶中では線毛形成時の重合状態に近い構造が見られた。一方,CppA-SM101は,D1とD2の間で大きく折れ曲がった構造をとっており,部分的な重合状態の構造が見られた。詳細な検討から,CppA-SM101は,伸長構造から折れ曲がり構造へと大きなコンホメーション変化を起こしやすいことが予想された。ウェルシュ菌の2種の株(strain 13およびSM101)のpilinタンパク質(CppA-St13,CppA-SM101)のX線結晶構造解析に成功し(PDB ID:5XCC,6IXY),その立体構造を明らかにすることができ,学会発表する予定である(第92回日本生化学会大会,第92回細菌学会総会)。また,本研究成果については,現在,論文準備中である。ウェルシュ菌のSrtについても,そのいくつかは大量発現・精製に成功しており,順次,結晶化に着手している。また,本研究と関連するウェルシュ菌細菌細胞壁で働く酵素についての研究成果としては,アミダーゼ活性を持つ細胞壁分解酵素の活性ドメインの立体構造をX線結晶解析により決定し,学会にて報告した(第91回日本生化学会大会)。現在,構造解析の結果から,CppA-SM101は,CppA-St13より,伸長構造から折れ曲がり構造へと大きなコンホメーション変化を起こしやすいと予想している。このことを確かめるために,大きなコンホメーション変化を起こすのに重要なアミノ酸を同定し,それらを置換することによって,伸長構造をとったCppA-SM101の結晶構造,および折れ曲がり構造をとったCppA-St13の結晶構造を得ることを試みる。また,Srtによる重合・線毛形成機構を詳細に解明するために,クラスCのSrtとCppAとの複合体のX線結晶構造解析にも着手したい。2019年度は,結晶化を試みるタンパク質試料が多く,新たに結晶化用インキュベーターを導入して,効率よく結晶化スクリーニングを行っていきたい。

ウェルシュ菌の2種の株(strain 13およびSM101)のpilinタンパク質(CppA-St13,CppA-SM101)のX線結晶構造解析に成功し(PDB ID:5XCC,6IXY),その立体構造を明らかにすることができ,学会発表する予定である(第92回日本生化学会大会,第92回細菌学会総会)。また,本研究成果については,現在,論文準備中である。ウェルシュ菌のSrtについても,そのいくつかは大量発現・精製に成功しており,順次,結晶化に着手している。また,本研究と関連するウェルシュ菌細菌細胞壁で働く酵素についての研究成果としては,アミダーゼ活性を持つ細胞壁分解酵素の活性ドメインの立体構造をX線結晶解析により決定し,学会にて報告した(第91回日本生化学会大会)。現在,構造解析の結果から,CppA-SM101は,CppA-St13より,伸長構造から折れ曲がり構造へと大きなコンホメーション変化を起こしやすいと予想している。このことを確かめるために,大きなコンホメーション変化を起こすのに重要なアミノ酸を同定し,それらを置換することによって,伸長構造をとったCppA-SM101の結晶構造,および折れ曲がり構造をとったCppA-St13の結晶構造を得ることを試みる。また,Srtによる重合・線毛形成機構を詳細に解明するために,クラスCのSrtとCppAとの複合体のX線結晶構造解析にも着手したい。2019年度は,結晶化を試みるタンパク質試料が多く,新たに結晶化用インキュベーターを導入して,効率よく結晶化スクリーニングを行っていきたい。
疫学研究へのデータ提供を指向した東アジアの包括的エアロゾル成分解析とリスク評価

疫学研究へ適用可能な、三次元偏光光学系蛍光X線分析法(EDXRF)によるエアロゾル中金属成分の非破壊・迅速測定方法の検討を行った。アジア地域の4都市において石英繊維フィルター(QFFs)上に採取されたエアロゾル試料(大気採取量:約1,000m3)を、EDXRF(リガク社製EDXL300)を用いて分析し、FP(ファンダメンタルパラメーター)法により元素濃度の定量を行った。EDXRFによる分析結果を、同一試料を酸分解/ICP-MS分析した結果と比較した。また横浜においてPM2.5をPTFEフィルター上に捕集した試料(大気採取量:約100m3)を用いて同様の実験を行った。ブランクフィルターもしくは大気粉塵標準試料NIST SRM2783を繰り返し分析(n=5)した際の測定値の標準偏差の3倍と定義した検出限界値は1.7-21ng/m3と計算された。アジア4都市におけるAl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Pbの各元素についての分析値のXRF/ICP比は0.8-1.4の範囲となり、両者の値は良好に一致した。また横浜市におけるAl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Pbの各元素についての分析値のXRF/ICP比は0.9-1.6の範囲となり、両者の値は良好に一致した。さらにマッチングライブラリ機能を用いてエアロゾルのマトリックス効果を補正すると、同一試料群について分析値のXRF/ICP比は0.9-1.3の範囲まで改善できることもわかった。これらの結果より、エアロゾルを捕集するフィルターの材質がQFFであってもPTFEであっても、1試料につきわずか15分という極めて短時間で十数種類の元素の非破壊同時分析が可能になった。これより、本法が疫学研究へのデータ提供のために非常に有効であることが示された。24年度が最終年度であるため、記入しない。フィルター材質や二次ターゲット等様々な検討を行い、測定時間15分として分析条件を決定した。決定された条件において、ポリカーボネートフィルター上にPM2.5粒子を塗布した標準試料(NIST SRM2783)を分析し、EDXRFによる測定値と保証値(参考値含む)とを比較した。K,Ca,Ti,Cr,Fe,Cu,Znについては両者は良好に一致した。Al,Si,S,Mn,Ni,PbについてはEDXRF測定値がやや過大になったものの、その繰り返し精度が良好だったことから、この比を用いて測定値を補正可能であると思われる。Vについては、SRM上の存在量が少なかったためにばらつきが生じたと考えられる。次に実試料として、中国北京市でニトロセルロースフィルター上に採取されたTSPとPM2.5についてEDXRF分析を行い、その後同一試料を酸分解/ICP-MS法により分析しその結果の比較を行った。その結果、KからPbまでのほとんどの元素について両者は近い値を示した。またその繰り返し精度も良好だったことから、必要に応じて分析値を補正することも可能と言える。Al,Ni,SrについてはEDXRFが過大となりまたばらつきも大きく、定量性の向上に向けさらに検討が必要であることが判った。NIST SRM2783と中国北京市エアロゾル試料の分析結果を比較すると、両者でクロスチェックの結果が元素ごとに多少異なっていた。これは、フィルターを含めた試料の全体的な化学組成すなわちマトリックスが両者で異なっているためと考えられる。従って、実環境試料を分析するにあたっては、マトリックスの影響に注意する必要があることが判った。

さらにマッチングライブラリ機能を用いてエアロゾルのマトリックス効果を補正すると、同一試料群について分析値のXRF/ICP比は0.9-1.3の範囲まで改善できることもわかった。これらの結果より、エアロゾルを捕集するフィルターの材質がQFFであってもPTFEであっても、1試料につきわずか15分という極めて短時間で十数種類の元素の非破壊同時分析が可能になった。これより、本法が疫学研究へのデータ提供のために非常に有効であることが示された。24年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した通り、日本・横浜市(慶應義塾大学)、中国・北京市(清華大学・中国科学院)、およびインドネシア・ジョグジャカルタ市(ガジャマダ大学)においてエアロゾルの採取を行い、化学分析も順調に進んでいるため。今後も引き続き東アジアにおける複数の都市で採取されたエアロゾルの化学分析を進め、リスク評価や疫学研究に提供し得るデータセットを得る。得られたデータを用いて個々の化学成分のリスクを積み上げる形でエアロゾルの健康リスクを計算しリスク評価を行う。また得られた結果を当該領域の他班の結果と照合し、大気環境モデルや疫学研究へ観測データを提供する。