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高齢者の在宅療養を支える在宅医療体制の構築に関する研究

超高齢社会の進行により在宅での看取りが社会的要請となる中で、高齢者の在宅医療体制を充実することが大きな課題となっている。本研究は在宅療養支援診療所およびその利用者家族(遺族)の調査を通じて、その活動の実態を分析し在宅での看取りを可能にする要件を検討し、さらに在宅療養支援診療所のケアの質の評価尺度の作成を行った。超高齢社会の到来により、高齢者の療養や看取りの場として地域における在宅医療の拡充が急務となっている。本研究では、在宅療養支援診療所の資源の充実状況と療養者の療養や看取り場所との関連性を明らかにすることを目的とした。東京23区の在宅療養支援診療所を対象に無記名自記式質問紙の郵送による調査を行った。要介護3以上の独居高齢者に在宅ケアを提供していた診療所をケアあり群、提供していなかった診療所をケアなし群として比較した結果、ケアあり群が提供できると答えた医療は中心静脈栄養、酸素投与、人工呼吸器であった。さらに、連携体制では、ケアあり群は訪問看護ステーション、ケアマネジャーと有意に密に連携していた。この様に、(1)提供できる医療が充実し、(2)訪問看護ステーションやケアマネジャーと複数連携している在宅療養支援診療所においては、要介護3以上の独居高齢者においても在宅での療養を可能にしていることが示された。また、これらの在宅療養支援診療所のうち複数の医師で構成されている在宅療養支援診療所は45%を占め、従事者、提供できる医療が豊富で、併設機関を持っている診療所が多く、患者数も在宅での看取り数も有意に多かった。連携体制においても、複数医師診療所群は、病院、診療所、訪問看護ステーション、ケアマネジャーと有意に密に連携していた。一方、一人医師体制診療所は、約40%は看取りの実績が無かったことから在宅での看取りは難しい点が多いことが示唆された。しかし、一人医師体制であっても複数の病院、診療所、訪問看護ステーション、ケアマネジャーと連携している診療所では、在宅での看取りが可能であることが認められた。この様に、連携体制を強化することで在宅療養支援診療所の機能を最大限に生かせることが示され、医療機関の連携が在宅での療養や看取りを支える体制として重要であることが示唆された。超高齢社会の到来により、高齢者の療養や看取りの場として地域における在宅医療の拡充・整備が急務となっている。本研究では、在宅療養支援診療所(在療診)の資源の充実状況と療養者の療養や看取り場所との関連性を明らかにすることを目的とした。本年度は、東京都23区の在療診を管轄する関東信越厚生局東京事務所に「在宅療養支援診療所に係る報告書」の開示請求を行い、在療診の20082010年の活動状況に関する情報を取得した。2010年に注目すると、東京都23区の1,246の在療診が診療した合計患者数は83,486人であり、2009年より24.4%増加していた。2010年に死亡した合計患者数12,568人の死亡場所の内訳は、医療機関:5,949人(47.3%)、自宅:5,234人(41.6%)、自宅以外の施設など:1,385人(11.0%)であった。自宅での看取り数は前年より1,096人(9.3%)増加していた。2010年の東京都の死亡者総数は99,979人であるため、東京都の在療診が診療した死亡患者の割合は、概算で12.6%、自宅での看取り割合の概算は5.2%となる。特筆すべきは、在宅で看取られた患者の26.9%が年間50人以上の患者を在宅で看取っている在宅診療に専門特化した少数の診療所を利用していた。その一方で、在宅医療患者数が年間0人の診療所は8.8%、自宅での看取り患者数が年間0人であった診療所は全体の43.3%であった。この様に、在宅医療に専門特化した在療診による在宅療養支援体制の整備が進んでいることが示された一方、稼動していない在療診が相当数存在していることが示され、今後に課題を残していることが判明した。超高齢社会の到来による高齢者の急速な増加に伴い、療養や看取りの場として、地域における在宅医療の拡充が急務となっている。在宅療養支援診療所はこのような社会のニーズに対応するために創設された医療体制である。我々は本制度の整備とその活動状況についてこれまで一連の調査研究を行ってきた。本年度は、従来の調査を通して開発した、遺族の観点による在宅療養支援診療所の在宅での看取りのケアの質の評価尺度の信頼性と妥当性を検討した。東京23区の31の在宅療養支援診療所を利用した家族(遺族)を対象に2回にわたり調査を行った。第1回調査で349人の遺族に調査票を郵送し、143人が有効回答であった。さらに第2回調査に同意した89人のうち、有効回答は73人であった。

因子分析法によって本評価尺度は最終的に以下の7因子で構成されていることが判明した:1)痛みや症状からの解放、2)介護者の精神的安定、3)介護者の介護実践、4)医師との信頼関係、5)医療スタッフによるケア、6)患者の平穏な死、7)サービス体制の充実、である。2回の調査によって得られた結果から、本評価尺度は十分な信頼性と妥当性を有することが判明した。本評価尺度は、戦後ベビーブーム世代がここ数年で65歳以上に達するというわが国の急速な高齢化に伴い、今後さらに加速度的に増加しつつある高齢者の在宅での看取りを行う上で在宅医療体制の強力な支えとなることが期待されている在宅療養支援診療所によるケアの質評価に資するものと考えられる。論文発表等は順調であったが、当初の在宅療養支援診療所を利用した遺族の調査の拡大による在宅療養の満足度に関する尺度の改善が課題として残ったため。24年度が最終年度であるため、記入しない。在宅療養支援診療所を利用した遺族の調査による在宅療養の満足度に関する尺度の改善を実施する。
太陽フレアを活発に起こす黒点形成メカニズムの解明

1、太陽フレアを活発に起こす黒点形成機構の発見フレアを活発に起こす黒点形成の形成機構はわかっていない。そのような黒点は強い磁場のねじれを示すことが多い。それを踏まえ、強くねじれた磁束菅の浮上から黒点形成までの過程を3次元磁気流体シミュレーションによって考察し起源の解明に迫った。その結果、キンク不安定性が起きたのちに太陽表面上に浮上する場合は自然に多重極構造を持つフレアを起こしやすい構造ができることがわかった。この成果は査読論文として出版された。2、フレアの振動現象の発見一般にフレアの光度曲線などは振動的振る舞いを見せることが長年知られていたが、その起源や周期の物理量依存性はわかっていなかった。私は太陽フレアの2次元磁気流体シミュレーションを行い、その物理機構の理解に迫った。その結果、磁気リコネクションで生じた高速流が作る衝撃波領域が周期的に振動する物理を発見し、物理量依存性も明らかにした。この成果は査読論文として受理された。3、プラズモイドの運動が粒子加速と関係している観測的証拠の発見フレアにおける高エネルギー粒子の加速機構は理解されていない。私は太陽フレアの極端紫外線、電波の撮像観測を通じてこの物理解明に迫った。その結果、リコネクションの際に生じるプラズモイドと呼ばれる微細構造の運動が粒子加速につながっている観測的証拠を発見した。この成果は査読論文として投稿中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。大きいフレアを起こす黒点の磁場はねじれを示すことが知られており、大フレアに伴ってねじれた磁束管の噴出が観測されている。それゆえ大フレアの発生を理解するにはねじれた磁束管の浮上から放出/噴出までの流れを理解することが本質的である。このことを踏まえて、私は本年度大フレアを起こすような黒点を形成するもととなりうるねじれた1、磁束管の対流層中の3次元的な浮上過程と、2、対流層から光球上への3次元的な浮上過程(つまり黒点形成の基本過程)を数値シミュレーションを用いて研究した。1について:ねじれの度合いによって磁束管の対流層中の浮上過程がどう変わるかを考察した。従来、黒点のもつ特徴の統計的性質を説明するために、対流層中を浮上する細い磁束管モデルがよく使われてきた。しかしこれはねじれの効果を無視したモデルであるため、ねじれが入った場合に磁束管の対流層中の浮上過程がどう影響を受けるかはよくわかっていなかった。そこで私は3次元シミュレーションを用いて、ねじれの効果を調べた。ねじれがあると浮上の過程で軸のうねり(これは黒点ペアの傾きが影響を受けることを意味する)が現れることが予想されるが、これまでの研究で、ねじれの強さだけでなく浮上の速さによってもうねりの度合いは影響を受けることがわかってきた。2について=今年度は数値的に困難なこの浮上過程のシミュレーションを行うためにシミュレーションコードの改良を行い、磁束の光球上への浮上過程の考察をし始めることができた。その結果、対流層、光球・彩層、コロナという物理量が非常に異なる大気の各層で起きている過程を、つなげて理解する準備が整った。これまでの結果から、浮上の過程で対流層からフレアのエネルギー源となる自由エネルギーがねじれの形で上空に運ばれ、その結果上空の磁場構造が変化し、下層の磁場構造も変えていく、という振る舞いが見えてきた。これは観測で見える下層大気の磁場構造と上空のフレアの現場となる領域の磁場構造がどのようにつながっているかを理解する上で重要である。1、太陽フレアを活発に起こす黒点形成メカニズムの解明に向けた3次元磁気流体シミュレーションねじれが強い1本の磁束管が太陽フレアを活発に起こすような複雑な構造の黒点領域を作ることができるのかについて3次元磁気流体シミュレーションを用いて考察した。シミュレーションの結果、キンク不安定性を起こすような強いねじれをもつ磁束管が浮上して黒点領域を作る場合、自然に複雑な黒点領域が形成されることを示すことに成功し、そのメカニズムも解明できた。2、太陽フレアの衝撃波、コロナ波動の発見とその形成過程の解明太陽フレアは激しい爆発現象であり、生じた超音速流によって様々な衝撃波が形成しうる。衝撃波は高エネルギー粒子の加速や圧縮による高輝度領域の形成などに関わる可能性があるため、衝撃波形成を理解することは観測を解釈するうえで極めて重要である。我々は太陽フレア領域の衝撃波の形成を理解するため、高解像度の太陽フレアシミュレーションを行った。その結果、無数の新しい衝撃波を発見した。さらに、場所によってはフレア領域の10から100分の1という非常に小さい領域の中ですら無数の衝撃波が形成されるということが明らかになった。またフレア領域から観測とよく似たコロナ波動が発生していることが発見された。そしてその発生メカニズムも解明した。3、3次元太陽フレアの物理を考慮した簡易フレアモデルの構築3次元の非線形発展を直接3次元シミュレーションによって調べるには計算量と調べるべきパラメータが多いため困難である。そこで我々は磁気リコネクションの物理を可能な限り取り入れた簡易フレアモデルを構築し、幅広いパラメータを容易に調べられる方法を提案した。

それを踏まえ、強くねじれた磁束菅の浮上から黒点形成までの過程を3次元磁気流体シミュレーションによって考察し起源の解明に迫った。その結果、キンク不安定性が起きたのちに太陽表面上に浮上する場合は自然に多重極構造を持つフレアを起こしやすい構造ができることがわかった。この成果は査読論文として出版された。2、フレアの振動現象の発見一般にフレアの光度曲線などは振動的振る舞いを見せることが長年知られていたが、その起源や周期の物理量依存性はわかっていなかった。私は太陽フレアの2次元磁気流体シミュレーションを行い、その物理機構の理解に迫った。その結果、磁気リコネクションで生じた高速流が作る衝撃波領域が周期的に振動する物理を発見し、物理量依存性も明らかにした。この成果は査読論文として受理された。3、プラズモイドの運動が粒子加速と関係している観測的証拠の発見フレアにおける高エネルギー粒子の加速機構は理解されていない。私は太陽フレアの極端紫外線、電波の撮像観測を通じてこの物理解明に迫った。その結果、リコネクションの際に生じるプラズモイドと呼ばれる微細構造の運動が粒子加速につながっている観測的証拠を発見した。この成果は査読論文として投稿中である。これまで行ってきた黒点形成のシミュレーションの解析が進み、シミュレーションの中で生じた複雑な黒点を形成するメカニズムが理解できた。この点は当初の目標を達成しており順調に進展していると言える。黒点形成過程の理解がある程度進んだため、太陽フレアの理論的考察に移った。まず太陽フレアの基本的構造の理解のために過去の太陽フレアのシミュレーションに基づいたシミュレーションを行った。そのとき過去より高解像度の計算を行ったところ、予想していなかった無数の衝撃波を発見した。さらにフレア領域からコロナ波動が放射されており、近年の太陽観測とよく合うことを見つけた。衝撃波は磁気リコネクションで解放されたエネルギーの熱化過程で重要な役割を果たしているため、私の研究で明らかにしようとしているフレアのエネルギー解放機構の解明に直結する発見であった。これは研究計画で当初予定されていない事であったが、重要な発見であるため査読論文として結果をまとめ、受理された。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後はまず複雑な黒点形成のシミュレーションに関して私が発見したことを査読論文としてまとめる。当初の計画では活動領域内の磁気エネルギー蓄積過程について考察する予定であったが、私が最近発見したフレアの衝撃波やコロナ波動をより突き詰めて調べて行こうと考えている。なぜなら近年の観測で多くのコロナ波動や衝撃波のような構造が観測から見つかってきており、いまだそれを説明する理論は確立していないため、私がそれに対して大きく貢献できると思うからである。そこで私はフレア領域の衝撃波構造とコロナ波動の普遍的理解を目指す。研究を進める方針としては、最近私は太陽フレアのデータから私の発見した衝撃波に対応するであろう構造を見つけたので、それとシミュレーションの比較を行い論文化する。
鉄の気化の同位体地球化学に基づくエアロゾル中人為起源鉄の海洋表層への影響評価

本研究では、工場や自動車等の人為的燃焼によって放出される大気中の微小粒子(エアロゾル)中の鉄(燃焼起源鉄)の生成過程に伴う同位体分別の定量的な評価をすること、また、鉄安定同位体比を用いて燃焼起源鉄が海洋表層の生物生産に及ぼす影響評価をすることを目的として研究を行っている。平成30年度は、主に以下のような事項を行ってきた。i.燃焼起源鉄の発生源付近での試料分析による鉄同位体分別の理解様々な燃焼起源鉄の発生源付近(製鉄所、トンネル内、石炭燃焼、野焼き等)で採取された試料の分析を行った。マルチコレクター型誘導結合プラズマ質量分析計による鉄安定同位体分析の他、X線吸収微細構造法による鉄化学種解析や、透過型電子顕微鏡等による個別粒子観察と併せて、燃焼起源鉄の同位体分別プロセスを定量的に理解することを目指した。結果として、高温燃焼において鉄が気化する際に大きな同位体分別が起き、非常に低い同位体比を示すことが示唆された。また、これまで様々な場所で採取された試料の分析の結果から、燃焼起源鉄の鉄安定同位体比の代表的な値を提唱した。これを海洋エアロゾル中での燃焼起源鉄の寄与評価のためのトレーサーとして用いるために、海洋エアロゾルの分析を次項のように進めている。ii.海洋エアロゾルの分析による、海洋における燃焼起源鉄の寄与の評価海洋上で採取されたエアロゾル試料の鉄安定同位体比、化学種分析等を行った。海洋エアロゾル中の鉄濃度は非常に低いため、分析の際には異物混入に対して細心の注意を払う必要がある。異物混入を抑えるため、クリーンな実験環境を整え、実験器具も最適なものを自作する等し、十分に分析が行える状況を確かめた上で実験を行った。分析の結果、大陸由来の空気塊の影響を受けたエアロゾル試料では燃焼起源鉄由来の低い同位体比が検出され、その海洋における重要性が示唆された。本年度は主に、(i)海洋エアロゾル・海水の同位体分析のための手法改良・分析、(ii)燃焼実験による同位体分別の理解、(iii)人為的な燃焼エアロゾルの発生源付近で採取された試料の分析をもとに、燃焼起源鉄の鉄安定同位体比を求めた結果の論文執筆を予定していた。(i)について、従来の分析方法で分析可能な鉄濃度の高い海洋エアロゾル試料については分析を進めた。その結果燃焼起源鉄の低い同位体比の影響が海洋エアロゾル中でも見られていることが分かり、燃焼起源鉄の海洋での寄与の大きさが示唆され、この点について学会発表を行った。一方、外洋域では予想に反して自然起源の鉄よりも高い同位体比が見られた。この理由について今後更に検討を重ねていく予定である。また、さらに低い鉄濃度の試料分析のため、高感度かつ高精度の分析法(ダブルスパイク法)を用いるために検討を行った。サウスフロリダ大学のConway研究室を訪れて学んだ手法をもとに、東京大学の実験室においてもダブルスパイク法の立ち上げを行った。この手法では、天然と大きく異なる同位体存在比をもつ鉄溶液(スパイク液)を試料に添加することで、分析装置内で起きる分別の補正をするが、スパイク液の正確な存在比を決める時点で難航し、この点は想定よりも進捗がなかった。最終的には確からしい存在比を決めることができたため、実際の試料の測定を今後進めていく。(ii)については、(i),(iii)に予想よりも時間がかかったため、ほとんど取り組むことができなかった。次年度精力的に実験を進めていきたい。(iii)は試料分析を終えて、本年度2報の論文を投稿・受理され、想定以上に進めることができた。本年度は大きく2つのことに取り組む。1つ目に、海洋エアロゾル・表層海水の各種分析を進めていく。試料は2017年に参加した学術研究船白鳳丸KH-17-3次航海において採取したものを主に用いる。平成30年度までにほぼ分析が行える状態になったので、今年度実際の試料の分析を進めていく予定である。海洋エアロゾル試料は、同位体分析に加えて鉄の抽出実験、放射光施設における化学種分析等を進め、溶解性を決める主要な要因を探っていく。2つ目に、燃焼起源鉄の同位体比が低くなるメカニズムについて、より定量的な理解を目指し、燃焼実験・熱力学的な考察を行う。これまでの研究から、燃焼時の気化の過程で同位体分別が起きると示唆されたが、その分別の程度は気化時の化学種や温度によると考えられる。管状電気炉を用いて温度や燃焼物質を変えて燃焼実験を行い、気化した鉄を回収し、同位体比を測定し、熱力学的な考察と合わせて定量的な理解を進めていくことで、実環境で燃焼起源鉄が持ちうる同位体比の値の範囲を推定する。上記を進めながら、論文執筆を精力的に進め、学会でも発表を行う。本研究では工場等での人為的な燃焼を経て大気中に放出される大気中微粒子(エアロゾル)中の鉄に着目し、海洋表層における生物生産に対するその影響を明らかにすることを目的としている。修士課程までの研究で、人為起源鉄が特異的に低い鉄安定同位体比を持ち、トレーサーとして用いることができるということを明らかにした。本年度は人為起源鉄の発生プロセス、またその海洋表層への寄与評価に向けて大きく2つのことを進めた。

1つ目に、人為起源鉄の発生プロセスを知り、低い同位体比の原因を解明するため、排出源付近でのサンプリング、分析を行った。千葉県内の製鉄所付近において、エアロゾル試料のサンプリングを実施し、採取した試料は個別粒子観察のほか、鉄化学種の解析、鉄同位体の分析を行った。また、電力中央研究所の協力のもと、同研究所内の火力発電燃焼試験設備での石炭燃焼時に発生する微小粒子のサンプリングも実施した。さらに、閉じられた系において人為起源鉄の発生プロセスを追うため、実験室において条件を管理して燃焼実験を行った。今後更に条件を検討していく予定である。2つ目に、海洋表層への人為起源鉄の寄与を知るために、白鳳丸KH-17-3次航海(2017年6月23日8月9日)に参加し、太平洋を横断してエアロゾルと表層海水の採取を行った。海洋エアロゾルや表層海水中の鉄は非常に濃度が低いため、海水を採取するための容器やエアロゾルを採取するフィルターからの鉄の混入を防ぐ必要があり、航海前はそれらの洗浄に時間を要した。採取した試料は今後分析予定であるが、微量の鉄を他の混入なく測るための分析手法の確立が必要である。そのために、2018年3月にアメリカのサウスフロリダ大学に訪問し、海水中の鉄分析の手法を学び、現地で一部海水試料の分析も行った。今年度は1か月半に渡る研究航海への参加、そこでの海水やエアロゾルのサンプリングが最も大きな事項であったと考える。4月から航海が始まるまではほぼ毎日採取容器の洗浄に追われ、目に見える進捗が得られないのは苦しいところであったが、貴重なサンプルを採取することができたという点では大きな進展であった。また、アメリカサウスフロリダ大学の研究者のもとで、採取した海水の分析法を学ぶことができたことも非常に大きな進展であった。微量の鉄を正確に、他の鉄の混入等ない状態で分析することは非常に難しく、世界的にもできる研究室が少ない現状である。今回学んだことをもとに、自分の研究室でもできるように、2年目に立ち上げを行っていく予定である。後半は実験室での燃焼実験を新たに開始した。温度や気化率と組み合わせて定量的に鉄の同位体分別を評価するためである。様々な加熱条件で違いを検証することを目的としたが、基本的な条件設定がうまくいっておらず、まだ分析に適した試料を得ることができていない。条件の最適化に積極的に取り組んでいく必要がある。この点では予想よりも進展が得られなかった。また、電力中央研究所の協力のもと石炭燃焼実験施設での試料採取も行った。こちらは当初の予定にはない事項であったが、燃焼の条件がかなり明確な状態での試料採取をすることができると考え、実施に至った。各試料の分析はある程度進んだが、論文化をさほど進めることができなかった。今後の論文化に向けて分析の効率化・スピードアップをしていき、積極的に執筆を進めていきたいと考えている。本研究では、工場や自動車等の人為的燃焼によって放出される大気中の微小粒子(エアロゾル)中の鉄(燃焼起源鉄)の生成過程に伴う同位体分別の定量的な評価をすること、また、鉄安定同位体比を用いて燃焼起源鉄が海洋表層の生物生産に及ぼす影響評価をすることを目的として研究を行っている。平成30年度は、主に以下のような事項を行ってきた。i.燃焼起源鉄の発生源付近での試料分析による鉄同位体分別の理解様々な燃焼起源鉄の発生源付近(製鉄所、トンネル内、石炭燃焼、野焼き等)で採取された試料の分析を行った。
不完全競争下におけるマークアップと価格硬直性に関する総合的研究

価格調整と価格マークアップの決定要因に関して総合的な研究を行った。理論面では、3つの側面から研究を行った。第一に、観察される価格マークアップの水準を決定するものとして、寡占企業の協調行動の結果として捉える場合と、独占企業あるいは寡占企業が潜在的な新規参入企業の参入阻止を考慮して行う場合の価格の両者を統合する分析枠組みを構築した。第二に、企業間の競争緩和のもたらす価格への効果をとりあげ、これを貿易政策、特にダンピング防止策との関係において分析した。価格協調行動への影響を分析した結果、ダンピング課徴金は、国内産業の保護、結果としての国内での競争緩和のみをもたらすとは限らないことが判った。寡占企業による価格決定のもうひとつの特徴は価格硬直性にあるが、理論分析の第3では、消費の異時点代替の強度・方向を鍵とし、価格硬直性を価格コミットメントの一形態として新たな視角からの分析を行った。実証面では企業の価格設定行動そのものと、他の企業行動との相互連関、更には、政策分析を行った。まず、マークアップ水準について、さまざまなデータを用いて複数の推定値を得たが、大半の企業・産業において、マークアップが1を有意に上回り、日本市場において不完全競争が支配的であることがあきらかになった。次に、不完全競争と短期固定費用が技術進歩率の測定に与える影響を分析し、日本について技術進歩率を再推計した。その結果、1962年から1974年にかけて、従来の測定法は、約3分の1程度、技術進歩率を過小推計していることが判明した。更には、競争政策のもたらす価格設定行動への効果についても分析し、独占禁止法違反の摘発処罰よりも、緩やかな産業の監視監督活動の方がマークアップを下げることに有効であることがしめされた。また価格設定行動の長期的な効果、特に企業の退出・参入への影響についても実証分析をおこなった。研究は、計画に従い、3つの課題に沿って進行させ、本年度は様々な準備作業と、研究計画の詳細に関する研究打ち合わせを行った。第一の寡占企業の価格形成の理論的研究の課題では、この分野での実証研究の蓄積を踏まえ、それらを統一的に説明出来る理論を構築した。また、今後理論模型の実証分析を行うための準備作業を2つのデータを利用して行った。第一は財務諸表をベースとする、企業別のマークアップ率の推定作業では、不完全稼働率を明示的に考慮にいれたマークアップ推定を行った。第二に、大規模小売店のPOSデータを利用した、流通段階での価格形成実証モデル構築の準備作業を行った。第二の課題である、輸出入の側面での価格形成分析では、内外の企業間での価格協調行動と、政府規制、特にダンピング規制の果たす効果についての理論分析を行った。規制のもたらす価格への影響や、このような規制の副次的効果として外国企業が規制を逃れるために直接投資が行われるという議論の妥当性を吟味した。第三の課題である、価格形成の国際比較では、今年度は」基礎研究として流通部門の国際比較を行い、またマークアップの国際産業間比較のためのデータ収集などの実証分析の準備作業を行った。研究は、3つの課題に沿って進行させ、研究の中間報告会を、4月と10月の二度にわけて行った。第一に、寡占企業の価格形成の課題では、寡占的なマークアップを考慮にいれた、全要素生産性について暫定的な計測を行った。今後、日本経済の高度成長期以降における成長と市場組織の関係に関す研究にまとめる予定である。また、マークアップと、新規企業の倒産確率に関する実証研究も開始し、暫定的な結果を得た。参入と市場組織

・価格形成の連関を探る実証研究としてまとめる予定である。さらに、価格形成における期待形成の果たす役割、不完全競争下での価格硬直性の効率性に対する影響などについて理論研究も行った。第二の課題である輸出入の側面での価格形成分析では、政府規制、特にダンピング規制の果たす効果についての理論分析を完成させた。その結果、ダンピング規制の下で、敢えて輸出企業がダンピングをするための条件が明らかになった。また、国内企業と輸出企業がダンピング規制のもとで、直接投資に関して暗黙的協調をおこなった場合の効果などについても、明確な結果を得た。第三の課題の価格形成の国際比較では、今年度は、企業別財務データを利用したマークアップと全要素生産性の推定のため、日米比較のデータ収集と整理の作業を行った。本年度は、研究の最終年度であり、理論実証両面での研究のとりまとめをおこなった。理論面では、これまでの市場構造とマークアップの関係においてあまり注目されてこなかった、参入阻止のためのいわゆるリミット・プライシングの側面から、マークアップの決定モデルを構築した。価格強調行動からの分析と統一することで、マークアップの全体的な構造分析への基礎となる模型分析をおこなった。さらに、価格硬直性に関しても、消費の異時点間代替の強度・方向を鍵とし、価格硬直性を価格コミットメントの一形態として新たな視角からの分析を行った。また、価格設定行動や規制や産業・貿易政策との関連も実証理論両面で行われた。理論面では、貿易政策、特にダンピング防止策があたえる、国内企業間、国内・輸出企業間の価格協調行動への影響を分析した。その結果、ダンピング防止のための課徴金はかならずしも、国内産業の保護、結果としての国内での競争緩和のみをもたらすとは限らないことが判った。また競争政策の効果について実証分析をおこなった。そこでは、独占禁止法違反の摘発処罰よりも、緩やかな産業の監視監督活動の方がマークアップを下げることに有効であることがしめされた。さらに、価格設定行動のもたらす、長期的な効果、特に経済成長との連関、企業の退出・参入への影響についても実証分析を完成した。また、3月13-14日には、最終研究成果について、研究集会を持ち、研究協力者も参加して、成果報告を行った。
新規ガストランスミッターデリバリーによる末梢循環改善方法の開発的研究

生体の機能調節機構に関わる新しいガス分子Hydrogensulfide(HS)の微小循環系に対する作用を検討した。L-システイン(HSの基質)は、抵抗血管平滑筋のCystathionineγ-lyase(CSE)活性化を介して、抵抗血管に対して内皮細胞非依存性拡張反応を惹起した。L-システインは、集合リンパ管の自発性収縮頻度を有意に減少させ、このL-システ2インによる負の変時作用は、DL-propargylglycine(PAG;選択的CSE阻害薬)処置によって正の変時作用へと転じた。抵抗血管や集合リンパ管における内因性L-システイン-CSE-HS経路は、微小循環調節機構に重要な働きを果たしていることが判明した。C57BL/6Jマウス摘出血管(大動脈ならびに腹筋抵抗血管)における内因性H_2S産生と血管に対する外因性H_2Sの反応性をex vivoの実験系で検討した。その結果、1)大動脈はH_2Sの基質であるシステインによって収縮反応を示した。このシステインによる収縮反応は、内皮細胞剥離処置、PAG(非選択的CSE阻害薬)処置、L-NAME(NO合成阻害薬)処置、TEMPOL(活性酸素種除去剤)処置によって消失した。2)大動脈は、H_2SのドナーであるNaHSによって二相性の反応(低濃度における収縮と高濃度における弛緩反応)を示した。H_2Sによる収縮反応は、内皮細胞剥離処置、L-NAME処置、TEMPOL処置によって消失した。H_2Sによる弛緩反応は、ODQ(グアニレートシクラーゼ阻害薬)処置によって消失したが、TEA(非選択的K^+チャネル阻害薬)処置およびグリベンクラミド(選択的ATP感受性K^+チャネル阻害薬)処置の影響を受けなかった。3)大動脈のシステインによる収縮反応は、内皮細胞におけるCSE-NO-活性酸素種のクロストークを介して発現し、高濃度のH_2Sによる大動脈弛緩反応は、大動脈平滑筋のグアニレートシクラーゼ活性化に依存する事が判明した。4)腹筋抵抗血管(最大径150μm)は、筋原性収縮を有する事が判明した。5)腹筋抵抗血管はシステインによって拡張反応を示した。このシステインによる拡張反応は、内皮細胞剥離処置の影響を受けなかったが、PAG処置によって一部消失した。6)腹筋抵抗血管は、NaHSによって用量依存的な拡張反応を示した。7)腹筋抵抗血管のシステインによる拡張反応は、内皮細胞非依存性すなわち平滑筋CSE活性化を介する事が示唆された。これらの結果から、システイン-CSE-H_2Sカスケードを介する血管反応性は、血管の形態学・機能学的特性に対応して著しい相違の存在することが明らかとなり、弾性血管と抵抗血管におけるこのカスケードによる緊張性制御機構の生理学的意義を報告できた。また、これらの基盤研究結果はアミノ酸を応用した循環器疾患治療の橋渡し研究に重要な知見を提示できた。CSE野生型マウス(CSE-WT)とCSE欠損マウス(CSE-KO)摘出血管(大動脈ならびに腹筋抵抗血管)における収縮反応性をex vivoの実験系で検討し、以下の結果を得た。1)大動脈における成績:60mMKCl収縮反応およびフェニレフリン収縮反応は、CSE-WTとCSE-KOにおいて有意な差は示さなかった。アセチルコリン弛緩反応は、CSE-WTとCSE-KOにおいて有意な差は示さなかった。L-システインによる収縮反応は、CSE-WTとCSE-KOにおいて有意な差は示さなかった。2)腹筋抵抗血管における成績:CSE-WTの筋原性収縮は、CSE-KOより大きい傾向を示した。CSE-KOは、CSE-WTに比べてアセチルコリン拡張反応が小さい傾向を示した。低濃度L-システインの拡張反応は、CSE-KOにおいて観察されなかった。3)両群(雌雄)における頸動脈の弾性特性(バイオメカニクス)を比較検討した。その結果、雄性CSE-KO頸動脈の弾性は、CSE-WTに比べて有意に低下していることが判明した。4)リンパ管における、L-システイン-CSE-H2Sカスケードの検討を加えた。その結果、L-システインは摘出ラットリンパ管の自発性頻度を抑制した。CSE阻害薬は、このL-システインによる自発性収縮抑制を有意に解除した。外因性硫化水素ドナーである、Na2Sはリンパ管自発性収縮を顕著に抑制した。これらの結果から、L-システイン-CSE-硫化水素カスケードを介する脈管反応性は、脈管の形態学・機能学的特性に対応して著しい相違の存在することが明らかとなった。弾性血管と抵抗血管におけるこのカスケードによる緊張性制御機構の生理学的意義やバイオメカニクスを明らかにできた。

また、これらの基盤研究結果はアミノ酸を応用した循環器疾患治療の橋渡し研究に重要な知見を提示できた。SDラットの腸骨リンパ節から摘出した集合リンパ管(輸入リンパ管)における内因性硫化水素産生と、集合リンパ管に対する外因性硫化水素の反応性をex vivoの実験系で検討した。その結果、1)PAG(選択的CSE阻害薬)は、集合リンパ管の自発性収縮頻度を有意に増加した。従って、集合リンパ管からの硫化水素の基礎的分泌は、集合リンパ管の自発性収縮を調節していることが判明した。2)硫化水素の基質であるL-システインは、集合リンパ管の自発性収縮頻度を有意に減少させた(負の変時作用)。このL-システインによる集合リンパ管負への変時作用は、PAG処置によって正の変時作用へと転じた。3)硫化水素のドナーであるNa2Sは、集合リンパ管自発性収縮に対して負の変時作用を惹起した。グリベンクラミド(選択的ATP感受性K+チャネル阻害薬)は、このNa2Sによる負の変時作用を有意に解除した。4)SDラットのリンパ系組織(腸骨リンパ節とその輸入リンパ管)におけるCSEの発現とその分布を免疫組織科学によって検討した。CSEは、集合リンパ管壁に(平滑筋や細胞外マトリックス)分布していることが判明した。さらに興味深いことに、CSEはリンパ節辺縁洞床面の内皮細胞に限局して強発現していることが判明した。これらの結果は、リンパ系組織におけるCSE分布の多様性を示す。5)集合リンパ管のL-システインによる負の変時作用は、集合リンパ管壁に存在するCSEによる内因性硫化水素産生を介して発現し、その反応性の一部にATP感受性K+チャネルの関与する事が判明した。6)本研究は、硫化水素や含硫アミノ酸によるリンパ管の生理学および病態生理学のメカニズムの解明やその関連するリンパ管系疾患の治療に対する橋渡し研究として重要な知見を提示できた。遺伝子改変マウスを用いた実験を遂行でき、CSEが頸動脈の弾性に重要な因子であり、さらに性差の存在を見いだしたこと。リンパ管の機能調節におけるL-システイン-CSE-硫化水素カスケードの関与を明らかにできた。すなわち、当初の計画以上に発展的に進行できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。L-システイン-CSE-硫化水素カスケードを利用した末梢循環改善薬の開発的研究のためにin vivo実験行う。さらにこのカスケードのDDSを実現化するために、特に外用による微小循環改善効果やリンパ浮腫改善効果を狙った治療方法の開発を検討する。
エイズウイルスに対する特異的細胞障害性T細胞を誘導しうるワクチンの開発

現在、エイズウイルス(HIV)が蔓延している最大の原因は、ウイルスに感染した無症候性キャリアとの性的接触の横行によることが判明してきた。通常キャリアの体内にはHIVに対する多量の抗体が存在するため、血液中ウイルス量は少なく、血液、精液、乳汁中のウイルス感染リンパ球が、感染の主たる媒体であると考えられる。従って、こうした感染を予防するためには、ウイルスに直接結合する抗体のみならず、ウイルス感染細胞ごとを障害しその中に潜むウイルスを排除するようなウイルス特異的細胞障害性T細胞(キラ-T細胞:CTL)をも誘導しうるワクチンを開発することが重要である。こうした立場から、中和抗体のみならずCTLをも誘導しうる様なサブユニットワクチンの開発を、米国国立癌研究所の協力を得て進めてきた。本年は、報告者らがこれまでにマウスの免疫系を利用して見いだしたCTLの認識部分(エピト-プ)が、実際にヒトに於いても主たるCTLのエピト-プであり、それが比較的広範囲の人種に認められる遺伝形質であるHLAーA2,A3と共にウイルス感染細胞上に提示され、特異的CTLによって認識されることを確認した。今後、更にどのようなHLA分子がこのウイルスエピト-プをCTLに提示するか詳細に検討することにより、エピト-プを用いた特異的CTLを惹起する方法を、ヒト及び報告者らが確立したマウスの系を用いて開発してゆきたい。また、このCTLエピト-プは、同時に中和抗体及びヘルパ-T細胞の認識部位であることが明らかとなり、サブユニットワクチンの最も重要な構成要素となりうると考えられたものの、ウイルスがこの部分を激しく変異させ免疫監視機構から逃れようとしているため、現在このウイルス変異を克服するような広範囲の障害活性を持ったCTLおよび中和抗体を惹起する方法を検討中である。
人間・ロボット共存系における高次コミュニケーションのための概念モデル獲得

近年,日常の生活環境において,人間の指示に従って作業を支援・代行する生活支援型ロボットの必要性が高まりつつある.このようなロボットにおいては,人間同士の場合と同様の方法によるロボットへの意志伝達のための知的マン-マシン・インタフェースとして,概念記号によって表現された情報を実世界に即して理解する能力が要求される.このためには,概念記号を理解するための概念モデルが必要であり,かつ,それが人間のもつ概念モデルと一致していることが望ましいが,人間の利用する概念の多くは,ロボットに与えるモデルとしての形式的な定義が困難であるのに加え,その内容が個人によって異なる場合も多いため,ユーザのもつ概念モデルと全く同一のものを予めロボットに与えておくことは不可能に近い.そこで本研究では,ロボット自身が,ユーザのもつ概念モデルを,ユーザとのコミュニケーションを通じて学習・獲得することを目的として,“2番目の3叉路を右折し,..."のように,“3叉路"などの道標概念記号を用いて表現された経路に該当する実際の経路を,自律移動ロボットが未知空間中で発見・移動するための処理について検討した.この処理において,ロボットは,ユーザから与えられた道標概念記号に基づく経路指示と文脈的に整合する経路を,経路と自己の概念モデルとの一致に対する制約を次第に暖めながら環境中で探索する.このことにより,ロボットの概念モデルがユーザのそれと厳密に一致していない場合でも,ロボットはユーザが意図した正しい目的地への到達することが可能となる.さらに,その結果に基づき,ロボットは,経路記述と矛盾する移動経路を負事例,整合する経路を正事例として,自己の道標概念モデルを修正し,ユーザの概念モデルを獲得する.近年,日常の生活環境において,人間の指示に従って作業を支援・代行する生活支援型ロボットの必要性が高まりつつある.このようなロボットにおいては,人間同士の場合と同様の方法によるロボットへの意志伝達のための知的マン-マシン・インタフェースとして,概念記号によって表現された情報を実世界に即して理解する能力が要求される.このためには,概念記号を理解するための概念モデルが必要であり,かつ,それが人間のもつ概念モデルと一致していることが望ましいが,人間の利用する概念の多くは,ロボットに与えるモデルとしての形式的な定義が困難であるのに加え,その内容が個人によって異なる場合も多いため,ユーザのもつ概念モデルと全く同一のものを予めロボットに与えておくことは不可能に近い.そこで本研究では,ロボット自身が,ユーザのもつ概念モデルを,ユーザとのコミュニケーションを通じて学習・獲得することを目的として,“2番目の3叉路を右折し,..."のように,“3叉路"などの道標概念記号を用いて表現された経路に該当する実際の経路を,自律移動ロボットが未知空間中で発見・移動するための処理について検討した.この処理において,ロボットは,ユーザから与えられた道標概念記号に基づく経路指示と文脈的に整合する経路を,経路と自己の概念モデルとの一致に対する制約を次第に暖めながら環境中で探索する.このことにより,ロボットの概念モデルがユーザのそれと厳密に一致していない場合でも,ロボットはユーザが意図した正しい目的地への到達することが可能となる.さらに,その結果に基づき,ロボットは,経路記述と矛盾する移動経路を負事例,整合する経路を正事例として,自己の道標概念モデルを修正し,ユーザの概念モデルを獲得する.
酸性鉱山廃水発生防止のためのキャリアマイクロエンカプセレーション技術の新展開

複数の金属イオンのカテコール錯体を用いたCME処理による被膜形成について、電気化学実験と表面分析(SEMーEDX観察)などにより検討した。フェライト系被膜の生成を目指して、Fe3+と2価金属イオンのカテコール錯体を組み合わせた系について検討した。2価金属としてCu2+、Ni2+を用い、白金回転電極上で金属錯体をアノード分解して被膜を形成させた。Cu2+とFe3+のカテコール錯体を用いた実験、Ni2+とFe3+のカテコール錯体を用いた実験のいずれの場合でも電極上に被膜が生成した。SEM-EDXで被膜の性状を詳細に観察したところ、Cu2+とFe3+を組み合わせた場合には均質な被膜が形成され、Cu、Feおよび酸素が同一個所に析出していたが、Ni2+とFe3+を組み合わせた場合にはNiとFeの析出場所が異なっていた。サイクリックボルタンメトリーの結果によると、Cu2+カテコール錯体とFe3+カテコール錯体の酸化分解電位は比較的近いので、これらの錯体の組み合わせでは電極上での析出がほぼ同時に起こって均質な膜が生成するが、Ni2+カテコール錯体の酸化分解電位はFe3+カテコール錯体の酸化分解電位よりもはるかに高いので、Fe3+の水酸化物の析出がNi2+の水酸化物の析出に先立ち、膜が不均質になったものと推定した。Fe3+とTi4+のカテコール錯体を含む溶液に黄鉄鉱を懸濁して、溶存FeとTi濃度の経時変化を調べたところ、双方の錯体が共存すると、いずれか一方のみを含む場合よりもFeやTiの濃度の低下速度が速くなり、黄鉄鉱の表面にはTiとFeが均質に分布した被膜が生成した。白金電極上にアノード分解で被膜を形成させてインピーダンスを測定したところ、Ti4+とFe3+のカテコール錯体を共存させた系では、どちらか一方のみが存在する場合に比べて高抵抗の被膜が生成することが確かめられた。研究計画に従い、複数金属のカテコール錯体を含む系における被膜生成について検討し、Fe3+とCu2+を組み合わせた系や、Fe3+とTi4+を組み合わせた系では均質な被膜が形成される場合のあること、Ni2+とFe3+を組み合わた系のように不均質な被膜が形成される場合のあることが確認できた。また、Ti4+とFe3+のカテコール錯体を組み合わせた系では、どちらか単独の系よりも迅速に被膜が形成されたことから、複数金属イオンのカテコール錯体の組み合わると、単独金属イオン錯体を用いる従来のCMEよりも速度論的に優れた結果が得られる可能性があることを見出せた。以上のことから、研究はおおむね計画通りに順調に進展しているものと判断する。複数金属のカテコール錯体を組み合わせ場合に生成する被膜には、均質な場合と不均質な場合があることが分かったが、この生成メカニズムの差異について引き続き検討する。迅速な被膜生成が確認された、また特に、Ti4+とFe3+のカテコール錯体を組み合わせた場合について、その生成メカニズムを詳細に検討する。複数金属イオンのカテコール錯体を用いたCME処理の効果について、選別実験や浸出実験で評価する。Fe3+,Fe2+,Al3+およびTi4+のいずれか一つの金属イオンとカテコールの錯体を用いたCME(単味CME)の処理実験を実施し,黄鉄鉱表面への被膜形成とその効果について溶液・鉱物分析,電気化学実験,浸出実験などを組み合わせて検討した。熱力学計算と溶液分析(可視紫外吸収スペクトル測定)の結果、Fe3+,Fe2+,Al3+とカテコールの溶液中にはpHに応じて金属イオンとカテコールが1:1、1:2、1:3のモル比で結合した錯体が存在することが確認された。白金を作用極に用いたリニアスイープボルタンメトリーにより、これらの錯体の酸化分解特性を検討したところ、電極電位の上昇に伴って1:3型錯体は1:2型錯体に、1:2型錯体は1:1型錯体に逐次的に分解され、最終的に1:1型錯体の分解により金属イオンが放出されることが示された。これに対してTi4+とカテコールの組み合わせでは1:3型の錯体しか存在せず、その酸化分解反応は1段階であった。これらの錯体が最終的に金属イオンに分解される電位の順位は量子化学的な第1原理計算からの予測と一致した。金属イオン-カテコール錯体の水溶液に白金電極あるいは黄鉄鉱電極を浸漬してアノード定電位電解を行い、電極表面をSEMーEDXやFTIRなどの手法で調べたところ、電極表面に金属酸化物あるいは水酸化物の薄膜が形成されることが確認された。黄鉄鉱粉末試料を用いた浸出実験の結果、黄鉄鉱酸化に伴って生成する硫酸イオンは、金属イオンーカテコール錯体を添加した場合には無添加の場合によりも少なくなった。これらの結果は金属イオン-カテコール錯体の溶液中で黄鉄鉱表面に生成する被膜が黄鉄鉱の酸化溶解反応の抑制に有効なことを示唆している。研究計画どおり、平成29年度は単味金属イオンとカテコールの錯体を用いた系(単味CME)について検討し、各錯体の性質や黄鉄鉱表面への皮膜の生成、黄鉄鉱酸化に及ぼす及ぼす効果などを明らかにすることができた。

フェライト系被膜の生成を目指して、Fe3+と2価金属イオンのカテコール錯体を組み合わせた系について検討した。2価金属としてCu2+、Ni2+を用い、白金回転電極上で金属錯体をアノード分解して被膜を形成させた。Cu2+とFe3+のカテコール錯体を用いた実験、Ni2+とFe3+のカテコール錯体を用いた実験のいずれの場合でも電極上に被膜が生成した。SEM-EDXで被膜の性状を詳細に観察したところ、Cu2+とFe3+を組み合わせた場合には均質な被膜が形成され、Cu、Feおよび酸素が同一個所に析出していたが、Ni2+とFe3+を組み合わせた場合にはNiとFeの析出場所が異なっていた。サイクリックボルタンメトリーの結果によると、Cu2+カテコール錯体とFe3+カテコール錯体の酸化分解電位は比較的近いので、これらの錯体の組み合わせでは電極上での析出がほぼ同時に起こって均質な膜が生成するが、Ni2+カテコール錯体の酸化分解電位はFe3+カテコール錯体の酸化分解電位よりもはるかに高いので、Fe3+の水酸化物の析出がNi2+の水酸化物の析出に先立ち、膜が不均質になったものと推定した。Fe3+とTi4+のカテコール錯体を含む溶液に黄鉄鉱を懸濁して、溶存FeとTi濃度の経時変化を調べたところ、双方の錯体が共存すると、いずれか一方のみを含む場合よりもFeやTiの濃度の低下速度が速くなり、黄鉄鉱の表面にはTiとFeが均質に分布した被膜が生成した。白金電極上にアノード分解で被膜を形成させてインピーダンスを測定したところ、Ti4+とFe3+のカテコール錯体を共存させた系では、どちらか一方のみが存在する場合に比べて高抵抗の被膜が生成することが確かめられた。研究計画に従い、複数金属のカテコール錯体を含む系における被膜生成について検討し、Fe3+とCu2+を組み合わせた系や、Fe3+とTi4+を組み合わせた系では均質な被膜が形成される場合のあること、Ni2+とFe3+を組み合わた系のように不均質な被膜が形成される場合のあることが確認できた。また、Ti4+とFe3+のカテコール錯体を組み合わせた系では、どちらか単独の系よりも迅速に被膜が形成されたことから、複数金属イオンのカテコール錯体の組み合わると、単独金属イオン錯体を用いる従来のCMEよりも速度論的に優れた結果が得られる可能性があることを見出せた。以上のことから、研究はおおむね計画通りに順調に進展しているものと判断する。平成30年度は、化学的な安定性が高く,磁性を持つマグネタイトFeO・Fe2O3やフェライトの皮膜を形成する方法を確立することを目指して、複数の金属イオンーカテコール錯体を含む溶液を用いたCME処理(複合CME処理)について、初年度と同様の手法(CME処理、電気化学測定、鉱物・溶液分析、浸出実験など)で検討する。複数金属のカテコール錯体を組み合わせ場合に生成する被膜には、均質な場合と不均質な場合があることが分かったが、この生成メカニズムの差異について引き続き検討する。迅速な被膜生成が確認された、また特に、Ti4+とFe3+のカテコール錯体を組み合わせた場合について、その生成メカニズムを詳細に検討する。複数金属イオンのカテコール錯体を用いたCME処理の効果について、選別実験や浸出実験で評価する。
金属導波路を用いたテラヘルツ・遠赤外分光法の高度化と動的揺らぎの研究展開

金属導波路と微量液体流路をカップルさせたテラヘルツ分光法の開発にとって、金属テーパー導波路によって集束したテラヘルツ波の効率を上げることは重要である。2016年度までは、これまでの経験をもとに作成していた金属導波路の形状を検討し、2017年度では金属導波路の形状の検討をFDTDシミュレーションによって研究を進めることで形状の検討を時間的に短縮させた。しかし、実際の金属導波路と直接比較できるようなサイズに対して、FDTDシミュレーションでは空間サイズを大きくすると計算容量が飛躍的に増加することとなり、十分な金属導波路形状に関して調べることが困難となった。そのため、空間サイズを大きくしても計算容量を比較的小さくすることが可能である有限要素法と用いたシミュレーション環境を整備し、0.1テラヘルツ3テラヘルツにおける金属導波路の透過特性や、誘電体スペーサーの誘電等導波路としての作用を調べることが可能となった。その成果として、金属平板間に挟むテフロンスペーサーを金属テーパーに1ミリ程度はみ出させ、テフロンスペーサーを誘電体導波路として作用させることにより、金属導波路を用いたテラヘルツ分光のS/N比が50%上昇することが示唆された。また、この方法は、微量液体流路をカップルさせた金属導波路でも適用可能であることが示唆された。また、金属導波路で挟んだ微量液体流路におけるテラヘルツ透過特性、流路に入れた液体の誘電率との関係について予備データを得ることができた。信号雑音比をより改善した測定を行うのに、テラヘルツ導波路に透過するテラヘルツ波および遠赤外光の効率改善の必要性が出てきたため、導波路構造の形状をシミュレーションにより調べる必要性が生じ、計画の修正と時間を要することとなった。また、学内業務の増加によって研究に従事する時間が減り、研究計画に遅延が生じた。回折限界によって非常に多量な溶液試料を必要としていたテラヘルツ時間領域分光測定に対して、有限要素法によるシミュレーションによって示唆された誘電体導波路としての作用の最適化を検討する。その検討から得られた結果をもとに、マイクロ流路をカップリングさせたテラヘルツ分光を研究を進める。金属導波路の平行平板間に、グリースで分散させた粉末結晶を挟み込むことで、遠赤外領域(100 400 cm-1)の透過吸収分光を検討した。分光器は、遠赤外FT-IR(FT/IR-6100,日本分光)を使用し、金属のテーパー角度や、金属平行平板長を変えた3種類の金属導波路を作成した。金属導波路を透過する遠赤外光が10%程度であり、テラヘルツ領域における透過率と比較して透過率が著しく低下した。遠赤外光が金属平行平板を伝搬するときに流れる金属表面電流によるオーミック損失の影響によって遠赤外光の透過率が低下するが、今年度の実験によりこの効果は小さいことが分かった。遠赤外分光器の焦点において、遠赤外光源であるセラミック光源のイメージが10ミリ程度と大きいため、金属テーパーによって遠赤外交を効率よく集束されていないことが示唆された。金属導波路の最適構造を検討するために、FDTDシミュレーションを遂行する環境を整え、その計算結果を得るに至った。直線状のテーパーに対して、テラヘルツ領域の電磁波が効率よく集束すること、一方、周波数が高くなると集束効果が低下して行くことがわかった。この効果は、波長が大きい場合には、金属と接する面において電場の面平行成分がゼロになる効果と、面垂直の電気力線の曲率が、電磁波の波長に関係することが影響していると考えられる。これらの考察から、ホーン上のテーパー構造の導入が必要であることが示唆された。また、タンパク質水溶液のテラヘルツ時間領域分光測定の予備実験を行い、新たに作成した金属導波路を用いたテラヘルツー遠赤外領域の分光測定に取り掛かる準備を整えた。金属導波路を遠赤外分光器に適用することで、透過率の低くなる原因を推察することができ、新たな金属導波路の設計を、FDTDシミュレーションにより検討する段階に至っている。また、タンパク質水溶液のテラヘルツ時間領域分光測定の予備実験を行っており、新たに作成した金属導波路を用いたテラヘルツー遠赤外領域の分光測定に取り掛かる準備が整ってきた。金属導波路と微量液体流路をカップルさせたテラヘルツ分光法の開発にとって、金属テーパー導波路によって集束したテラヘルツ波の効率を上げることは重要であり、これまで経験的に作成していた金属導波路の形状の妥当性をFDTD法シミュレーションによって、平行平板間隔依存性、テーパー開き角依存性、非線形テーパー形状を検討した。自由空間を伝搬するテラヘルツ波ビームの集束ビームに対して、それに合わせた直線テーパーの金属導波路の透過特性が十分な透過率が得られることが分かった。非線形テーパーは効率を下げるため、金属加工技術を要する非線形形状の導波路を不必要であることが分かった。また、透過率が平行平板間隔にあまり依存しないことが明らかとなった。これらの結果から、FDTD法シミュレーションからも、従来の金属テーパー構造を利用して、微量液体流路をカップルさせることが妥当であることが分かった。そのほか、誘電体スペーサーを金属テーパー側に飛び出させることで、平行平板間への入射効率が上がることが示唆され、この応用の可能性を示した。テスト実験として、ヘム濃度が3 mMのHb A溶液の酸素形と脱酸素形で75 ー140 GHzの領域の透過測定を行った。