hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3T MRIによる冠血流予備能評価：心筋血流PET・FFRによる検証

MPR低下群(2.0未満)におけるCFVR値は、MPR正常群(2.0以上)と比較して、統計学的有意に低値を示した(1.3±0.3 vs 2.2±1.2, p=0.03)。MPR低下の検出に関するCFVRの診断能を、ROC解析にて検討した場合、area under curveが0.90であり、良好な診断能が認められた。またRCO解析から、MPR低下(2.0未満)を判定するため至適CFVR値を求めると1.5であり、この閾値に基づいた場合、MPR低下を検出するCFVRの診断精度は、感度80%(4/5)、特異度100%(8/8)であった。CFVRの測定者間の計測再現性は極めて良好であった(Intra-class correlation coefficients = 0.98)。3T PC-MRIによる非侵襲的なCFVR測定法は、心筋血流予備能を高い精度で評価することができることが示唆された。これら研究結果は、平成29年4月開催の日本医学放射線学会にて口演発表を行った。虚血心疾患疑い13患者を対象に、位相コントラストシネMRI(PC-MRI)を用いて右冠動脈の血流速度予備能(CFVR)を測定し、15O-H2O心筋血流PET/CT検査から求めた心筋血流予備能(MPR)と比較検討した。MPR低下群(<2.0)のCFVR値は、MPR正常群(≧2.0)に比し、有意に低値を示した(1.3±0.3 vs 2.2±1.2, p=0.03)。CFVR 1.5を閾値とした場合、MPR低下を感度80%(4/5)、特異度100%(8/8)で診断可能であった。PC-MRIによって、放射線被ばくや造影剤使用を伴わず、非侵襲的にMPRの異常を捉えることが示唆された。冠動脈血流計測における3テスラ位相コントラストシネMRI(3T PC-MRI)の撮影パラメータの最適化および計測再現性の評価を、当該年度で計画通りに実施できた。また15O-H2O心筋血流PET/CT検査法の最適化により、高精度の心筋血流評価が実施可能となり、3T PC-MRIで得られた冠動脈血流計測値を十分に検証できる体制が整った。虚血性心疾患患者を対象にした研究に関しては、十分な患者数で実施できていないが、15O-H2Oの院内製造不能の時期が平成26年度に長期間続いたことや検査枠が十分に確保できなかった影響があった。平成28年度では、本研究にエントリーする虚血性心疾患患者数を十分に確保できるよう、3T PC-MRI検査枠を増加させるよう調整中で、3T PC-MRIによる非侵襲的な冠動脈血流計測法の検証研究を推進していく予定で、平成28年度末までに、より多くの対象例を基に研究結果をまとめていく予定である。放射線診断学平成27年4月より、当院では、本研究にエントリーする虚血性心疾患患者数を十分に確保するために、15O-H2O心筋血流PET/CTの検査枠を週3例程度に増やし(以前は週1例程度)、3テスラ位相コントラストシネMRI(3T PC-MRI)による非侵襲的な冠動脈血流計測法の検証研究を推進する予定である。当該年度にて研究対象とした患者数が計画より少なく、検査で使用する負荷薬剤(アデノシン)の購入数を当初計画より低く抑える結果となり、予算金の繰越しを生じることになった主要因となりました。当研究で使用する15O-H2O心筋血流PET検査用の解析ソフトおよびワークステーションの選定を慎重に進めていましたが、その最終決定が当該年度の終盤になってしまいました。そのため、解析ソフトとワークステーションにかかる支出額の決定が年度末近くになり、予算金の繰越しを生じる結果となりました。繰越し分に関しては、次年度に使用される負荷薬剤の購入に充てる予定です。
非言語的コミュニケーションが身体に及ぼす影響について

本研究の目的は,非言語的なコミュニケーションの1つである表情が,生体に及ぼす影響について神経生理学的な側面から解明することである。医療従事者はマスクを着用することが多いが,マスクは表情の大部分を隠してしまうことから,今年度はマスク着用の有無やマスクに対する慣れが生体にどのような影響を及ぼすかについて検討した。対象は健康な女子学生16名で,マスクを見慣れている群8名(大学4年生),マスクを見慣れていない群8名(大学1年生)の2群に分けた。視覚刺激として,表情画像4枚(面識のない人物の笑顔(A),無表情(B),笑顔でマスク着用(C),無表情でマスク着用(D))および背景画像1枚の計5枚をランダムに2分ずつ呈示した時の生体反応を,生理的指標として自律神経活動(心拍数,R-R間隔),心理的指標として主観的間隔尺度(VAS法)とSD法を用いて測定した。HR(心拍数)およびHF(副交感神経活動)では4種類の画像間および学年間では有意差はなかった。SD法では,SD1(不快-快)では,AB,AD,BC,CD間で有意差が認められた。また,SD2(緊張-リラックス)では,AC間の笑顔でのマスクの有無で有意差が認められた。心理的指標(SD法)では,A>C>B>Dの順にプラスの評価の数値が大きくなる傾向を示した。このことは,心理的にはマスクの有無よりも表情の差が与える影響の方が大きいということを意味している。つまり,マスクで顔の下半分を隠されていても残りの目や眉などから表情の差を認識しているということである。また,同じ表情ではマスクをしている方の評価が低かったことから,目元から表情を認識・推測はできるが,完全に表情を確認できていないことが不安感や緊張感などを生み出していると考えられる。看護技術教育において,「コミュニケーション技術」は重要な項目の1つである。本研究の目的は,非言語的なコミュニケーションの1つである表情が生体に及ぼす影響について神経生理学的な側面から解明することである。実態調査として,患者の入院期間の違いと表情から得られる情報との関連について看護師にインタビューを行った。その結果,入院期間の長い患者の方が表情から得られる情報は多いが,その情報を得る際には言語的なコミュニケーションも関係していることが示された。実験では,表情画像6枚(「親しい人物」と「見知らぬ人物」の笑顔,無表情,視線をそらした画像)と背景画像1枚をランダムに2分ずつ呈示した時の生体に対する反応を生理学的指標として自律神経活動(心拍数,R-R間隔),心理学的指標として主観的間隔尺度(VAS法)とSD法を用いて測定した。「親しい人の笑顔」では,HF(副交感神経活動)は上昇せず,LF/HF(交感神経活動)が上昇した。このことを顔認識モデルから考えると,貯蔵した情報量の多い「親しい人の笑顔」で既知感が高まり,それを基にして顔認識過程が作用したためにLF/HFが上昇したと推測される。また,「視線をそらした」画像では対象者との親密度によって差があるが,親しい人の3種類の画像では,経時的にLF/HFが上昇した。これは,視線をそらされることで不快感を生じ,HFを抑制することで相対的にLF/HFの亢進がみられたと考えられる。以前の研究結果では,「親しい人の笑顔」の画像刺激でHFが亢進したことから,今後,刺激条件,刺激画像(親密度の違い)などを詳細に検討する必要がある。
ファイトプラズマの媒介昆虫特異性の分子機構

ファイトプラズマは宿主細胞内に生息し細胞壁を持たないことから、その膜タンパク質は宿主との相互作用に重要な役割を果たすと考えられる。ファイトプラズマの菌体表面はほぼ単一のタンパク質によって覆われていると考えられており、そのタンパク質は主要抗原膜タンパク質(IDP)と呼ばれる。ファイトプラズマの種により、それぞれ固有のタンパク質がIDPとして知られており、Ca. Phytoplasma asteris, OY strain (OY) (AY 16S-group)ではAmp, Ca. P. pruni (WX 16S-group)ではIdp, Ca. P. mali (AP 16S-group)ではIMPがそれぞれIDPとして報告され、これらは互いにホモログではない。OY弱毒株(OY-M)の全ゲノム解読により,ampに加え加impオーソログも発見された。そこで、まずOY-MのIMPに対する抗体を作出し、ウェスタンブロット解析を行ったところ、OY-M感染植物内におけるIMPの発現が確認されたが、その蓄積量は極めて低く、Ampと比較すると30分の1ほどの蓄積量しか認められなかった。また、OY-Mに近縁な数種ファイトプラズマよりimpオーソログをクローニングしたところ、上記以外のファイトプラズマにおいてもimp遺伝子が保存されていることが確認された。さらに、amp遺伝子と同様、imp遺伝子はその周辺遺伝子と比べると著しく配列相同性が低く多様性に富んでいること、またいくつかのimp遺伝子は積極的に多様化していることが観察された。このことは表面膜タンパク質が宿主昆虫の因子に合わせて多様化することを示唆しており、ファイトプラズマの昆虫媒介能についての重要な知見を得ることができた。そこで、ファイトプラズマ菌体表面の大半を覆っている膜タンパク質である主要抗原膜タンパク質(Amp)の遺伝子を比較的近縁な4種のファイトプラズマ(タマネギ萎黄病ファイトプラズマ、アスター萎黄病ファイトプラズマ、クワ萎縮病ファイトプラズマ、キリてんぐ巣病ファイトプラズマ)よりクローニングし塩基配列を決定して比較することとした。その結果、それらのファイトプラズマの間でかなり(相同性89-98%)の変異が認められた。Amp遺伝子の塩基配列の相同性は,16S rRNA遺伝子はもとより、Amp遺伝子の上流や下流の遺伝子、さらにはORF間のintergenicregionの相同性よりもはるかに低かった。また、Amp遺伝子に認められた変異の大部分はアミノ酸置換を伴う変異であった。従ってAmp遺伝子は多様性が増大する方向に何らかの選択圧がかかっていると推定された。またAmp遺伝子内における多様性について最尤法を用いて解析したところ、2ヵ所の膜貫通領域に比べ、菌体表面に露出していると推定される領域に強く正の選択圧がかかっていることや、タンパク質間の結合に重要なcoiled-coil配列にかかる正の選択圧が弱いことなどが明らかとなった。以上の結果、Ampはファイトプラズマ-宿主の相互作用において非常に重要な役割を担っていると考えられた。
クッパー細胞の鉄分解機能に着目したSPIO-MRIによる肝癌の放射線治療の最適化

従来は困難であった、肝における放射線照射域を早期にかつ累積線量が少ない場合でも画像的に確認する手法の確立を目指し、動物実験を行った。照射前にSPIOを投与しMRIを行ったところ、照射域の信号回復が非照射域よりも遅れたため、照射によりクッパー細胞が障害されSPIOを分解する機能が低下し信号回復に差が生じたことが推測でき、クッパー細胞への鉄沈着数の差が、その推測の裏付けとなった。本研究目的は、従来は困難であった、肝における放射線照射域を早期にかつ累積線量が少ない場合でも画像的に確認する手法の確立である。超常磁性酸化鉄製剤(SPIO)による造影MRIを用い、一般的には照射後にSPIOを投与するが、我々は照射前にSPIOを投与した。以下に研究期間全体を通じて実施した研究の成果を示す。既存の動物用9.4Tesla装置を用い、まずラットへのSPIO投与10分後にT2*強調MRIを撮影し、肝の信号低下を確認した。4時間後、ラットの右上腹部に単回のX線照射を行った。同部以外は鉛板にて遮蔽し、照射線量は0、50、70Gyの3群とした。照射2、4、7日後にT2*強調MRIを撮影し、照射域と非照射域の肝信号変化を測定した。照射7日後、肝を摘出し、組織学的検索を行った。実験の結果、50または70Gyの群では照射域と非照射域に信号回復の差を認め、0Gyの群では信号回復の差を認めなかった。摘出肝において、放射線肝障害を示唆する組織学的所見はなかったが、クッパー細胞(KC)への鉄沈着数は、照射域の方が非照射域よりも多かった。最終年度において、0Gyの群から摘出した肝の組織学的検索を行い、50または70Gyの照射域に比較して0Gyの群におけるKCへの鉄沈着は非常に少ないことが判明した。SPIOはKCに貪食され、T2*強調MRIでの肝信号を低下させる。正常ラットでは7日後に肝信号がほぼ回復し、信号回復速度がSPIOの分解過程を反映すると考えられる。本研究では、照射域の信号回復が非照射域よりも遅れたため、照射によりKCが障害されSPIOを分解する機能が低下し信号回復に差が生じたことが推測でき、KCへの鉄沈着数の差が、その推測の裏付けとなった。ただし、本実験で認められた照射域と非照射域の信号回復の差は予想以上に軽微であり、本手法に何らかの改良を加えないと臨床応用は難しいと判定した。本研究の目的は、従来は困難であった、肝における放射線照射域を早期にかつ累積線量が少ない場合でも画像的に確認する手法の確立である。その手法には超常磁性酸化鉄製剤(SPIO)による造影MRIを用いた。一般的には放射線照射後にSPIOを投与するが、本研究では放射線照射前にSPIOを投与した。実験の方法を示す。MRIは動物用9.4Tesla装置(既存の装置)を用いて撮影した。まず、SPIO投与10分後にT2*強調MRIを撮影し、肝の信号低下を確認した。続いて、4時間後にX線照射を行った。線量は0、50、70Gyの3群とした。照射野は肝右葉とし、同部以外は3mm厚の鉛板にてシールドした。照射2、4、7日後にT2*強調MRIを撮影し、放射線照射域と非照射域の信号変化を測定した。実験中は吸入麻酔薬を用いてラットに全身麻酔を施した。照射7日後、肝を摘出し、クッパー細胞(KC)マーカーの免疫染色を含め、組織学的検索を加えた。結果を示す。50Gyと70Gyを照射した群では、照射域と非照射域に信号回復の差が生じた。0Gyの群では、信号回復に差は生じなかった。組織学的には、照射7日後の肝において、類洞の鬱血や肝細胞の委縮など、放射線肝障害を示唆する所見はなく、照射域と非照射域におけるKCの数に一定の傾向は認めなかったが、KCへの鉄沈着の数は、照射域の方が非照射域よりも多かった。SPIOはKCに貪食され、ライソゾームに集積し、T2*強調MRIでの肝信号を低下させることが知られている。正常ラットでは1週間後に肝信号がほぼ回復し、信号回復速度がSPIOの分解過程を反映すると考えられる。本研究では、照射域の肝右葉が非照射域の左葉よりも信号回復が遅れたため、照射によりKCが障害されSPIOを分解する機能が低下し信号回復に差が生じたことが推測でき、KCへの鉄沈着の数の差が、その推測を裏付ける結果となった。平成23年度の研究実施計画における<結果の判定基準>のうち、「2.検出可能な最低線量と検出までの最短期間の同定、本提案法の優位性の評価。」は未施行であるからである。

また、「3.検出された領域に、放射線肝障害が生じるかどうかの確認。」も、現時点では照射7日後の肝組織について調べたのみで、計画したように60日後の肝組織については検索が不十分と考えている。平成23年度の研究実施計画における<結果の判定基準>のうち、「1.SPIOを放射線照射よりも先に投与する方法により、照射域と非照射域に信号回復の差が生じるかどうか。」は結果を出せたと考える。ただし、研究実施計画よりも照射線量の多い50Gy、70Gyの群を用いており、SPIO投与前のMRIを省略したり、Gd-EOB-DTPAによる造影MRIを行う群の実験を省いたり、MRIによるフォローアップ期間を短縮したりし、実験方法を多少変更している。まず、平成23年度の研究実施計画における、<結果の判定基準>のうち、「2.検出可能な最低線量と検出までの最短期間の同定、本提案法の優位性の評価。」に関連する実験を行うことが妥当であると考える。研究実施計画通りの照射線量とするかは未定だが、本提案法において、照射域と非照射域の区別が可能となる最低線量と最短期間を同定することは、研究の継続可能性において重要である。従来の方法として、放射線照射の後にSPIOを投与した場合は、線量が10Gy程度で照射3日後に照射域が検出できたとの報告があるので、それよりも低線量かつ短期間で検出できれば、本提案法が優位であると判定できる。次に行う実験の候補として、Gd-EOB-DTPAによる造影MRIとの比較が挙げられる。Gd-EOB-DTPAについては、投与後の肝細胞相のMRIで、照射域が肝機能低下により非照射域よりも低信号を示すことが予想される。この所見が現れる線量および期間よりも低線量かつ短期間で、SPIOを用いた本提案法により照射域が検出できれば、Gd-EOB-DTPAを用いた方法よりも有用と判定できる。これらの実験から得られる結果を基にして、平成24年度の予定である、ボランティア患者を対象とした、実行可能性の研究を実施すべきかどうかを判断する。研究の目的の達成度はやや遅れており、そのため物品費などの実支出額が少なく、次年度に使用する予定の研究費が生じている。遅れている分の動物実験に必要な物品・造影剤・試薬の他は、臨床研究に必要な物品・造影剤、学会での成果発表のための旅費、謝金など、当初の予定通りに研究費を使用することを計画している。
徳山毛利家棲息堂文庫所蔵和刻本漢籍の書誌学的研究と分類目録の作成

徳山毛利家第三代藩主元次(1667-1719)は,『榑桑名賢詩集』,『熙朝詩薈』に名を連ねる出色の才人である。元次が博捜した経史子集の典籍は,その書斎である棲息堂に収蔵され,歴代藩侯も蒐書に努めてきた。明治29年,同家から宮内省図書寮に20,902冊が献上され,昭和39・42の両年,山口大学に8,208冊が捐贈された。残余については周南市美術博物館に寄託されている。研究代表者は宮内庁書陵部収蔵の漢籍について悉皆調査をおこない,数多くの稀覯書を披閲してきた。本研究課題では,棲息堂旧藏の和刻本漢籍の精確な書誌情報を調査し,全貌を明らかにすることにより,徳山毛利家棲息堂文庫の総合的特性を把握したい。
ラット慢性低潅流脳における^<31>P-MRSによる大脳皮質エネルギー代謝の検討

方法)9週齢の雄Wistarラットをハロセン麻酔下で両側総頸動脈を剖出し、3-0絹糸で永久結紮(BCCAO)した群と、結紮しない群(Sham)に分類した。1-4週間後に再度ハロセン麻酔し、生理学的パラメーター測定の為、右鼠径動脈をポリエチレンカテーテルにて確保した。両側の側頭部頭蓋骨に直径約2.5mmのBarr holeを開け、同部のDuraを剥離し、CSD誘発のための頭窓を作成した。α-クロラロース(40mg/kg)+ウレタン(400mg/kg)の腹腔内麻酔に変更し、ラットを31P-MRS装置に設置し、頭部にNIRSプローブを装着した。CSDは0.5M KCl 2-3滴を滴下し誘発した。20分毎に安静時、CSD誘発後20分、40分、60分にPCr、Piのピークから面積を求めたPCr index (PCr/PCr+Pi)と、Piのケミカルシフトから細胞内pHを算出した。NIRSで酸素化、還元およびtotalヘモグロビンの変化を経時的に観察した。測定後に脳の組織変化を観察した。結果)PCr indexおよび細胞内pHに両群間で有意差はなかった。NIRSシグナルは両群間で同様であった。組織学的には、BCCAO群において有意なグリオーシスの増加がみられた。考察)両側総頸動脈閉塞で大脳皮質にグリオーシスが起っても、CSDによる皮質部エネルギー代謝と脳循環動態には変化をきたさないことが考察された。目的)1週間の両側総頸動脈閉塞では、高度な脳組織障害は見られない。しかし、症候学的に視空間認知障害が見られ、エネルギー代謝障害が疑われる。本研究は、cortical spreading depression(CSD)で脳血流低下状態を強調し、MRSを用いてエネルギー代謝障害を観察することを目的とした。方法)9週齢の雄Wistarラット(14匹)をハロセンにて麻酔し、頚部正中切開後、両側総頸動脈を剖出した。3-0絹糸で永久結紮(BCCA0)した群と、結紮しない群(Sham)に分類した。麻酔離脱後ケージにて飼育し、1週間後に再度ハロセン麻酔し、生理学的パラメーター測定の為、右鼠径動脈をポリエチレンカテーテルにて確保した。頭部皮膚を剥離後、両側の側頭部頭蓋骨に歯科用ドリルを用いて直径約2.5mmのBarr holeを開けた。同部のDuraを剥離し、CSDを誘導するための頭窓を作成した。α-クロラロース(40mg/kg)+ウレタン(400mg/kg)の腹腔内投与後にハロセン麻酔を中止し、ラットを31P-MRS装置に設置した。CSDは0.5M KCl2-3滴を滴下し誘発した。31P-MRSは20分毎に安静時、CSD誘発後20分、40分、60分に測定した。PCr、Piのピークから面積を求め、PCr index(PCr/PCr+Pi)を、Piのケミカルシフトから細胞内pHを算出した。MRS後に脳を4%PFAで潅流固定し、組織変化を観察した。結果)生理学的パラメーターはBCCAO群とSham群間に有意差はなかった。PCr indexおよび細胞内pHについても両群間で有意差はなかった。組織学的には脳梁の髄鞘染色で、BCCAO群において粗鬆化と思われる変化がみられた。考察)1週間の両側総頸動脈閉塞では、軽度の髄鞘障害のみで、皮質部エネルギー代謝障害はきたさないことが考察された。
中世日記の基礎的研究-看聞日記を事例に-

伏見宮貞成の『看聞日記』は多くの中世日記のなかでも記事内容の多彩さにおいて際立っている。本研究は、同日記をとりあげて諸氏の利用の便に共するために若干の基礎的作業を試みたもので、研究の具体的内容はおよそ以下のとおりである。「続群書類従」補遺として刊行されている『看聞御記』(上・下)をもとに、影印本などによって校訂を加えながら、重要語句の比定作業をおこない、これをパーソナルコンピューターに入力して『看聞日記』の全文テキストデータベースを構築すること、ついで、この全文テキストデータベースを用いて同日記中の重要語句の分類索引を作成すること、である。これが本研究の最終目標であるが、もちろんこれはわずか三カ年の研究期間に完成するこは不可能なことなので、いずれ単行本としての出版を期することにし今回の研究実績としては、次のような内容の研究成果報告書を提出することにした。1、応永23年25年の三年分の全文テキストデータベース2、同上年分の日記記事一覧表3、『看聞日記』関係資料・論文および伏見宮貞成著作・筆写リスト4、論文一編2は日記の記事内容を簡潔に要約して各日条にどんなことが記されているかを一覧できるようにしたもの、4は『看聞日記』に取材をもとめた論文である。本年度の実績概要および今後の計画は以下のとおりである。『看聞日記』の読解および先行業績の収集作業と平行して、本年度は、まず応永23年分のテキスト本文をテキストデータベースというかたちでデータ化し、パーソナルコンピューターに入力、将来の多様な活用の前提条件をつくった。ついで、これを利用して研究必須用語と思われるものをかなり広範囲(多め)に抽出・データ化してコンピューターに入力して、現在、これを先行研究の成果や既成の種々の日記索引類の形式などに検討を加え参考にしながら、さらに採択用語の確定とさまざまな分類法を模索しているところである。本年は初年度のため予算の執行の関係で、肝心のパーソナルコンピューターを入手して入力作業にとりかかったのが9月以降にずれこみ、また関連図書の購入も同様に遅れたこともあって、当初の予定より研究の進行が大幅に遅れた。しかし平成7年度からはかなりスピードアップできると思われるので、引き続き応永24年以降の分にとりくみ、できるだけ多くの分を処理して、政治、経済、民俗、芸能、文学など多様な研究に対応できる分類用語索引の作成を期したい。本年度までの実績の概要および今後の計画は以下の通りである。『看聞日記』の読解及び先行業績の収集作業と平行して、年次ごとの日記本文をテキストデータ化し、パーソナルコンピューターに入力。将来の多様な活用の前提として全文テキストデータベースを作成し、その条件を整えた。これを利用して、研究必須語句と思われるものをかなり広範囲に抽出し、データ化してコンピューターに入力。さらに先行研究の成果や既成のさまざまな日記索引類などの形式や方法を参考にして検討を加えながら、索引作成のための採択用語の確定と語句の校訂・分類方法を模索している。また、コンピューターを使用することによって生じる問題点(史料操作など)についても検討を進めている。なお、作業は次の順序で行っている。(1).日記本文の解読(2).日記本文の入力作業(3).本文の語句の特定などの校訂作業(4).全文テキストデータベースの作成(5).検索語句の索引化現在、応永23年分については全文テキストデータベースを作成(4)し、(5)の索引化を進めている。24・25年の2年間については、日記本文をテキストデータ化し、その入力も終了し、本文校訂の作業(3)を進めている。平成8年度は最終年度にあたるので、出来るだけ多くの作業を進め、政治・経済・民俗・芸能・文学などの多様な研究に対応できる分類用語索引の作成を期したい。本研究は、同日記をとりあげて諸氏の利用の便に供するために若干の基礎的作業を試みたもので、研究の具体的内容はおよそ以下のとおりである。「続群書類従」

補遺として刊行されている『看聞御記』(上・下)をもとに、影印本などによって校訂を加えながら、重要語句の比定作業をおこない、これをパーソナルコンピューターに入力して『看聞日記』の全文テキストデータベースを構築すること、ついで、この全文テキストデータベースを用いて同日記中の重要語句の分類索引を作成すること、である。これが本研究の最終目標であるが、もちろんこれはわずか三ヵ年の研究期間で完成するこは不可能なことなので、いずれ単行体としての出版を期することにし今回の研究実績としては、次のとおりである。1、応永23年25年の三年分の全文テキストデータベース2、同上年分の日記記事一覧表3、『看聞日記』関係資料・論文および伏見宮貞成著作・筆写リスト4、論文一編2は日記の記事内容を簡潔に要約して各日条にどんなことが記されているかを一覧できるようにしたもの、4は『看聞日記』に取材をもとめた論文である。
中枢神経初発悪性リンパ腫の治療成積向上のための基礎的、および臨床的研究

治療成績が不良のままである中枢神経系に初発する非ホジキンリンパ腫(以下、中枢神経リンパ腫)について、その成績向上の方法について研究した。まず、1985年から1994年までの10年間に全国の64施設で放射線治療を行った544例のうち、詳細なデータの解析や追跡調査が可能であった466例について検討し、年齢や全身状態の他、単発か多発か、B症状が有るか無いか、髄液播種が有るか無いか、LDHの上昇が有るか無いかなども長期的な予後に影響することがわかった(研究成果1:別刷り)。次に中枢神経リンパ腫ではごく少量のステロイドのみで腫瘍が著明に縮小し、症状も劇的に改善することがあることから、少量のステロイドの動注療法を、現在通常行われている放射線治療や化学療法に組み合わせて行った。実際にはこの治療法が安全に行うことが可能かどうか確認するために、先ず中枢神経リンパ腫の6例に対し放射線治療や化学療法の後に、血管造影の技術を応用し、左右の内頸動脈と左椎骨動脈、あるいはその更に分枝からステロイドを動注した。その結果、副作用は全く認められず、ステロイドの動注は安全に行えることがわかった。次に効果の程度を確認するため、この6名の患者の腫瘍の反応をみたところ、全身状態や多発腫瘍など予後不良な因子が多かったにもかかわらず1例を除く全例に完全寛解がえられた。さらに経過観察を行ったところ、6例の生存期間の中央値は26か月であり、2年生存率も63%とかなり良い成績であった。以上から中枢神経リンパ腫に対して少量のステロイドの動注は安全に行え、しかも効果の高い治療方法であることが確認され、今後積極的に臨床で用いられるべき画期的な治療法と考えられた(研究成果2:投稿中の原稿)。1985年から1994年までの10年間に全国の62施設(56大学病院と4がんセンター、2総合病院)で治療された中枢神経初発悪性リンパ腫(中枢神経リンパ腫と略す)544例についてはその集計結果を既に報告している(早渕尚文、他:放射線腫瘍学会雑誌:1997)。治療成績向上のために臨床的な第3層試験を行う前段階として、これらの症例について初回治療を行なったそれぞれの施設にお願いして追跡調査を行った。追跡調査が可能であったのは466例であった。今回はこの466例について検討した。その結果、これまで言われていたように、年齢や全身状態が治療成績に影響を与えることを確認できた。さらに、今回新たに中枢神経リンパ腫は単発か多発か、B症状が有るが無いか、髄液播種が有るか無いか、LDHの上昇が有るか無いかなども長期的な予後に影響することがわがった。一方、放射線治療の線量や全脳照射の有無などの照射の範囲では明らかな差がでなかった。また、化学療法の併用例は放射線単独治療例に比べ、治療成績がややよい傾向にあったが有意差はなかった。これは、化学療法併用の有無よりも年齢や全身状態、単発が多発か、B症状の有無、その他がより大きな因子となっている可能性を示唆すると考えられた。従って、化学療法の併用によって治療成績向上を図ろうとする臨床的な第3 ́層試験を行う場合は、前述の予後因子を十分考慮した層別化が必要であることがわかった。今後はこの結果をもとに、早急に臨床的な第3層試験のプロトコールを作成する予定である。また、前述の成果については国際的な雑誌に発表予定である。

昨年までの研究成果をまとめ、放射線腫瘍学では非常に権威のあるInt J Radiation Oncology Biol Physに投稿し、世界的にもこれ程の多数例の報告はないということでその価値を認められ掲載された(Hayabuchi,N,Shibamoto Y, etal : Primary central nervous systemlymphoma in Japan : Anationwide survey. 44 (2),265-272,1999)。これは既に報告した544例の中枢神経初発悪性リンパ腫症例の中から、追跡が可能であった466例について全体の治療成績とそれに影響を与える因子について明らかにしたもので、年齢や全身状態が治療成績に影響を与える他、腫瘍の個数、B症状の有無、髄液播種の有無、LDHの上昇の有無なども長期的な治療成績に影響することがわかった。ただ、これらの成績は1985年から1994年までのやや古い症例であるので、今後のprospective studyの計画を立てるためには、最近のMRIを中心とした画像診断法の進歩を取り入れ、MTXの大量療法などの新しい治療法が行われた症例による検討が必要と考え、今回さらに1995年から1999年までの治療例についての多施設の症例を集積し検討の準備を進めている。一方、中枢神経初発悪性リンパ腫症例に対し、MTXの大量化学療法と放射線治療の後、ステロイドを内頸動脈や椎骨動脈領域から動注する試みを始めた。最初の臨床例は再燃例で既に放射線治療や化学療法が行われており、治療法が他になかったところからこの治療法を試みたところ、優れた効果が認められた一方、副作用や合併症は全く認められなかった。そこで、初回治療例にも試みることにして現在までに6例に試み、いずれも高い効果が認められた。今後、治療例を増やす一方、合併症の発生の有無などの慎重な長期観察が必要であると考えている。治療成績が不良のままである中枢神経系に初発する非ホジキンリンパ腫(以下、中枢神経リンパ腫)について、その成績向上の方法について研究した。まず、1985年から1994年までの10年間に全国の64施設で放射線治療を行った544例のうち、詳細なデータの解析や追跡調査が可能であった466例について検討し、年齢や全身状態の他、単発か多発か、B症状が有るか無いか、髄液播種が有るか無いか、LDHの上昇が有るか無いかなども長期的な予後に影響することがわかった(研究成果1:別刷り)。次に中枢経リンパ腫ではごく少量のステロイドのみで腫瘍が著明に縮小し、症状も劇的に改善することがあることから、少量のステロイドの動注療法を、現在通常行われている放射線治療や化学療法に組み合わせて行った。実際にはこの治療法が安全に行うことが可能かどうか確認するために、先ず中枢神経リンパ腫の6例に対し放射線治療や化学療法の後に、血管造影の技術を応用し、左右の内頸動脈と左椎骨動脈、あるいはその更に分枝からステロイドを動注した。その結果、副作用は全く認められず、ステロイドの動注は安全に行えることがわかった。次に効果の程度を確認するため、この6名の患者の腫瘍の反応をみたところ、全身状態や多発腫瘍など予後不良な因子が多かったにもかかわらず1例を除く全例に完全寛解がえられた。さらに経過観察を行ったところ、6例の生存期間の中央値は26か月であり、2年生存率も63%とかなり良い成績であった。以上から中枢神経リンパ腫に対して少量のステロイドの動注は安全に行え、しかも効果の高い治療方法であることが確認され、今後積極的に臨床で用いられるべき画期的な治療法と考えられた(研究成果2:投稿中の原稿)。
ＧＰＲ３の神経分化メカニズム解析と脳虚血に対する新規神経前駆細胞移植療法への応用

GPR3は中枢神経系に豊富に発現するG蛋白質共役型受容体であり、恒常的にGs蛋白を活性化しcAMPレベルを維持するユニークな機能を有する。本研究ではGPR3のマウス脳での発現分布を詳細に検討し、GPR3が皮質、手綱核、海馬、視床、線条体、小脳、橋、黒質の神経細胞に発現することを明らかにした。さらに、GPR3融合タンパク質を用いた検討により、GPR3が小脳顆粒神経細胞において、形質膜、ゴルジ体、エンドソームに局在することを明らかにした。さらに、GPR3融合タンパク質小胞が神経突起内を経時的に移動し、神経突起先端局所でのPKA活性化に寄与することも明らかになった。G蛋白質共役型受容体(GPCR)は様々な細胞内伝達物質の制御に関わるが、申請者はこれまでに中枢神経系に豊富に発現し、神経突起伸長、生存、分化を制御するGPR3・GPR6・GPR12の機能を解明してきた。本研究の目的は、虚血性脳障害の新規治療法開発を目指して、神経発生過程におけるGPR3の発現と神経細胞の分化・成熟・シナプス形成に関わる機能を詳細に解析し、そのデーターを基に神経幹細胞へのGPR3遺伝子導入が新生神経細胞の分化に与える影響を検討することにある。前年度までに、GPR3の齧歯類脳における発現分布を詳細に解明し、神経細胞内における発現局在を明らかにした。本年度は、神経細胞内局在をさらに詳細に検討し、細胞局所におけるGPR3の機能を詳細に検討した。GPR3の神経細胞内局在を明らかにするため、GPR3と蛍光タンパク質の融合蛋白を発現するベクターを構築し、標識蛍光蛋白を用いた局在解析を試みた。GPR3融合タンパク質は細胞膜、ゴルジ体、エンドソームマーカーとの共局在が観察し、GPR3融合タンパク質小胞が神経突起内を経時的に移動することが明らかになった。さらにGPR3小胞の移動は、ミオシンIIの阻害剤であるブレビスタチンにより抑制された。さらに、GPR3の細胞内局所での機能を明らかにするため、PKAのFRETインジケーターを用いた検討を加えた。SH-SY5Y細胞において、GPR3過剰発現により神経細胞体、突起先端でのPKAの活性が上昇し、GPR3siRNAによる内在性GPR3発現抑制により、神経突起先端部での著明なPKA活性低下を観察した。これらの結果から、GPR3は神経細胞における基礎レベルのPKA活性化に関連し、神経突起伸長や分化などの神経細胞活動に寄与する可能性が明らかとなった。G蛋白質共役型受容体(GPCR)は様々な細胞内伝達物質の制御に関わるが、申請者はこれまでに中枢神経系に豊富に発現し、神経突起伸長、生存、分化を制御するGPR3・GPR6・GPR12の機能解析を進めてきた。本研究では、虚血性脳障害の新規治療法開発を目指して、神経発生過程におけるGPR3の発現と神経細胞の分化・成熟・シナプス形成に関わる機能を詳細に解析し、そのデーターを基に神経幹細胞へのGPR3遺伝子導入が新生神経細胞の分化に与える影響を検討する。本年度は、神経発生過程におけるGPR3の動態と機能解析を中心に検討した。まず、GPR3ノックアウトLacZノックインマウスを用いて中枢神経におけるGPR3の発現解析をX-gal染色により検討した。GPR3は、成体マウス脳で皮質、手綱核、海馬、視床、線条体、小脳、橋、黒質の神経細胞に発現しており、特に内側手綱核、海馬CA3領域、皮質V層、視床での強い発現を観察した。次に、海馬神経細胞分化に伴うGPR3の発現変化を検討した。海馬神経細胞においても、小脳顆粒神経細胞と同様に(Tanaka et al., PLoS One, 2007)、神経細胞分化に伴って播種後3日目までGPR3mRNAの発現が増加し、以降その発現が維持される事が明らかとなった。さらに、GPR3が神経極性形成に及ぼす影響を検討した。小脳顆粒神経細胞に電気穿孔法を用いてGPR3発現ベクター又はMockベクターを遺伝子導入し、24時間後に軸索マーカーであるSMI-312R陽性神経細胞数を評価した。全神経細胞に対するSMI-312R陽性率は、コントロール群と比較しGPR3遺伝子導入群で増加傾向が観察された。以上の結果から、GPR3遺伝子導入により神経極性形成が促進され、神経細胞分化に関与している可能性が示唆された。G蛋白質共役型受容体(GPCR)はヒトでは約1400種存在すると推定されており、様々な細胞内伝達物質の制御に関連していると考えられている。申請者はこれまでに、中枢神経系に豊富に発現するGPR3・GPR6・GPR12の中枢神経における機能を解明してきた。

本研究の目的は、虚血性脳障害の新規治療法開発を目指して、神経発生過程におけるGPR3の発現と神経細胞の分化・成熟・シナプス形成に関わる機能を詳細に解析し、GPR3遺伝子導入が新生神経細胞の分化に与える影響を検討することにある。研究代表者らは、まずGPR3ノックアウトLacZノックインマウスを用いて、脳におけるGPR3のプロモーター発現分布を詳細に解明した。さらに、GPR3と蛍光タンパク質の融合蛋白を発現するベクターを構築し、標識蛍光蛋白を用いた局在解析を行い、小脳顆粒神経細胞においてGPR3融合タンパク質は細胞膜、ゴルジ体、エンドソームに存在することを明らかにした。また、GPR3融合タンパク質小胞が神経突起内を経時的に移動することも新たに発見した。GPR3融合タンパク質小胞の移動は、ミオシンIIの阻害剤であるブレビスタチンにより抑制され、キネシンVの阻害剤であるモナストロールでは抑制できなかった。さらに、神経突起先端部でのGPR3融合タンパク質の蛍光は、ブレビスタチンにより有意に抑制された。次に、GPR3の細胞内局所での機能を明らかにするため、PKAのFRETインジケーターを用いた検討を加えた。小脳顆粒神経細胞において、GPR3過剰発現により神経細胞体、突起先端でのPKAの活性が上昇し、GPR3siRNAによる内在性GPR3発現抑制により、神経突起先端部での著明なPKA活性低下を観察した。また、ブレビスタチン投与にても、神経突起先端部での著明なPKA活性低下を観察した。以上の結果から、GPR3は神経細胞の分化において、神経突起先端に運ばれ、局所でのPKA活性化に寄与し、神経極性形成に関与する可能性が明らかとなった。医歯薬学平成25年度の研究計画では、神経細胞におけるGPR3の神経極性に関して詳細に検討を加える予定であった。当初の計画通り、GPR3の神経極性に影響を与える機能を詳細に検討するため、FRETマーカーを用いて解析を行った。しかしながら、GPR3の直接的な極性形成に与える影響に関しては解析途中であり、次年度に持ち越して検討を行うことになった。平成24年度の研究計画では、神経発生過程でのGPR3の動態と機能解析が中心であり、具体的には、1中枢神経発生過程におけるGPR3の動態と機能解析2培養海馬神経細胞におけるGPR3の神経極性、シナプス形成との関与、の二点に関して検討することであった。1に関しては概ね解析が終了し、2に関してはGPR3とシナプス形成との関連に関しては未検討ではあるが、神経極性との関連については検討できており、概ね実験計画通りに経過していると考えられる。平成26年度は、神経細胞におけるGPR3の神経極性形成、シナプス形成との関与に関して検討を加える予定である。また、神経前駆細胞(NPC)とGPR3遺伝子導入による分化修飾に関しても検討し、当初の計画通りGPR3遺伝子導入細胞を用いて、ラット虚血脳への細胞移植実験を行い、移植局所における神経前駆細胞の分化、シナプス形成に与える影響を検討する予定である。平成25年度は、神経細胞におけるGPR3の神経極性、シナプス形成との関与に関して(平成24年度実験計画分)、更に詳細に検討を加える予定である。また、当初の計画通り、神経前駆細胞(NPC)とGPR3遺伝子導入による分化修飾に関し検討する予定である。当該年度は、動物虚血モデルの使用実験がなく次年度使用額が生じた。翌年度配分助成金と併せて、動物購入費・消耗品購入費に使用する予定である。
ワインバーグ・サラム理論における非平衡過程とバリオン数非保存過程の研究

ワインバーグ・サラム理論(W-S理論)でのバリオン数非保存過程は、トポロジーとバリオン数の異なる真空のあいだでのトンネル効果により引き起こされる。従来は、このトンネル効果およびそれにより生じる非平衡過程が定常的であると仮定してきた。これはトンネル過程により広がっていく波動函数の各部分が互いに干渉することを無視していることに対応する。非定常性や干渉の効果を取り入れることでバリオン非保存過程の反応率がかなり下がる可能性があるので、この研究が宇宙論に及ぼす影響は大きい。そこで、コヒーレント表示での経路積分を用いたトンネル効果の取り扱いを研究した。従来の経路積分では、トンネル効果を議論するためには時間を虚軸方向に解析接続しなければならず、そのため定常過程しか取り扱えなかった。一方、コヒーレント表示経路積分は、実時間のままでしかもどのような初期・終条件に対しても準古典近似が可能なので非定常過程が議論できる。具体的にはEckhardtポテンシャルの系について、非定常トンネル過程の計算を行った。境界条件を満足する複素古典軌道を数値的に求め、作用積分を実行し、それにより得られるTransition Amplitudeから各時刻での波動函数を求めた。その結果(1)波動函数のうちポテンシャルを乗り越える部分には、複素古典軌道の中で複素平面に開いた非常に狭い窓を通るものが寄与する。(2)上の軌道の中で、直接窓を通り抜けるもの以外、つまり一度他のリーマン面に移り、そこに開いている窓を通過する古典軌道が、トンネル効果に寄与する。ということが明らかになった。
気相法による機能性微粒子製造のスケールアップ特性の評価とシミュレータの開発

実験的には、1.壁面温度分布の制御できる微粒子製造用の反応装置を製作し、反応器壁面および内部の温度分布を測定した。さらに反応器内のガスの速度分布と温度分布を数値シミュレーションで解析することで、反応器内での粒子生成を支配するこれらの分布を理論的に評価できることを明らかにした。2.チタンの金属アルコキシド蒸気または塩化チタン蒸気を安定に発生できる装置も製作し、蒸気をキャリガスとともに反応装置に導入して、酸化チタン微粒子の製造実験を行った。製造された微粒子の凝集状態、凝集粒子径、一次粒子径の分布をエアロゾル計測技術と電子顕微鏡で計測し、製造された粒子の性状の、反応温度、キャリアガス流量、原料蒸気の濃度と種類の違いによる複雑な変化を実験的に明らかにした。一方理論的には、反応器内で生じる、反応生成物の過飽和雰囲気の形成、モノマーからクラスターを経て粒子が生成される凝集成長現象、一次粒子の焼結・成長による凝集粒子の形状変化、粒子の非等温場での輸送を表現する粒子製造過程を記述する動力学方程式モデルを導いた。ここでは、粒子生成初期段階の現象をより正確に表し、かつ凝集粒子のサイズと形態の変化を粒子の表面積と体積によって同時に表現できる新しいモデル(2次元Discrete-Sectionalモデル)を構築した。蒸気の化学反応速度を上述の2.実験結果のうちの低温反応温度領域での結果より評価してモデルに考慮し、微粒子の製造過程のシミュレーションを行ったところ、種々の条件下で製造した微粒子のサイズ、形態をうまく予測できた。したがって、本研究で提案した微粒子製造のシミュレータが、製造装置の設計とスケールアップに有用な指針を与え得ることがわかった。粒径が1μm以下の微粒子材料を気相分散状態で製造する気相法(エアロゾルプロセス)は、既に工業的に重要な技術となっている。気相法は、機能性の高い多成分系微粒子材料の製造に適している反面、産業界で望まれている微粒子を安価に製造するためのスケールアップは現在非常に困難である。そこで本研究では、微粒子の科学・技術に基づくプロセス工学的アプローチによりこの問題を解決することを目的とした。本年度の主な研究内容と成果は、以下の通りである。1)壁面温度分布の制御できる微粒子製造用の反応装置を製作し、反応器壁面および内部温度分布を測定した。さらに反応器内のガラスの速度分布と温度分布を数値シミュレーションプログラムにより解析することで、反応器内での粒子生成を支配するこれらの分布を理論的に評価できることを確認した。2)チタンの金属アルコキシド蒸気をキャリアガスとともに反応装置に導入して、酸化チタン微粒子の製造実験を行った。製造された微粒子の凝集状態、凝集粒子径、一次粒子径の分布をエアロゾル計測技術と電子顕微鏡で測定し、製造された粒子の性状の、反応温度、キャリアガス流量、原料蒸気濃度などの違いによる複雑な変化を実験的に明らかにした。3)反応器内で生じる、反応生成物の過飽和雰囲気の形成、モノマーからクラスターを経て粒子が生成される凝集成長現象、一次粒子の焼結・成長による凝集粒子の形状変化、粒子の非等温場での輸送を考慮して、粒子製造過程を記述する動力学方程式モデルを導いた。これを数値計算によって解析したところ、実験結果を良く説明できることがわかり、次年度以降検討する予定の、他の原料ガスによる粒子製造、製造条件と生成粒子の性状との関係の定量的評価、反応器のスケールアップ特性に関して、有用な知見が得られた。本年度は実験的、理論的検討により、微粒子発生過程の数値シミュレーションの結果と実験結果を比較し、数値計算により微粒子発生装置のスケールアップ時における設計の指針を与える事を目標として研究を行った。実験的には、(1)液体の微粒子材料(TiCl_4、TTIPなど)を安定して微粒子発生装置に供給するため、現有のインフュージョンポンプと室温から250°C程度まで昇温できる外部循環式の油恒温槽を備えた液体原料供給装置を製作し、それを用いて

(2)TiCl_4の酸化およびTTIPの加水分解、熱分解によるチタニア(TiO_2)微粒子の製造実験を行った。また、微分型静電分級器(DMA)と凝縮核計数器(CNC)を用いて反応器出口での微粒子濃度および粒子径分布を測定すると同時に捕集した微粒子をTEM(透過型電子顕微鏡)で観察し、(3)操作条件による微粒子の性状(微粒子を構成する一次粒子径と凝集体の空力相当直径)の関連性を評価した。一方、理論的には凝集粒子の粒子径分布を微粒子を表面積と体積で表す2次元population balance式に発生初期の凝集、凝縮の過程を正しく評価するため、Discrete-Sectional型の一般動力学方程式(GDE)と同様にクラスターを表すDiscrete領域を追加して数値計算を行った。その結果、装置内での微粒子の発生、成長と焼結現象による形態変化を求め、微粒子の発生と形態変化、流動や拡散による輸送が同時に起る微粒子の発生過程の数値シミュレーションを行うことが出来た。来年度は、上記の数値シミュレーションをさらに改良し、微粒子の発生と形態変化、流動や拡散による輸送が同時に起こる微粒子の発生過程の数値シミュレーションを行い、さらに得られた結果を実験結果と比較して数値計算の妥当性を評価するとともに、微粒子製造装置のスケールアップに伴う装置内での対流や反応器内の温度の不均一性などによる影響を数値計算によって検討する本年度は、昨年度までに検討してきた実験の手法と理論的解析の両者をさらに発展させることで、微粒子製造装置の設計、スケールアップの指針を得ることを目的とした研究を行った。実験的には、(1)気相法による微粒子製造を評価するために重要な原料の反応速度を実験的に求めるために、チタンの塩化物およびアルコキシドの液体原料から酸化チタン微粒子を製造するときの反応温度に対する生成粒子個数濃度の関係をエアロゾル測定手法で求めた。(2)微粒子の製造実験を前年度より引き続いて進め、反応装置の操作条件と製造された粒子の性状との関係を、種々の条件に対して実験的に明らかにした。(3)ナノデバイス材料として,最近注目されている、ナノメーターオーダーの金の超微粒子材料を気相法で製造し、粒子の性状に及ぼす製造条件の影響を実験的に明らかにした。またナノメーターオーダーの一次粒子で構成される金の凝集粒子の高温場での焼結による緻密化過程を実験的に検討した。一方理論的には、昨年度までに構築した微粒子生成プロセスのダイナミクスを表現する2次元Discrete-Sectionalモデルに基づいた数値計算手法によって、微粒子のサイズ、形態を計算し、微粒子製造実験の結果と比較検討した。ここでは、上の(1)で行った生成粒手個数濃度の温度依存性の測定結果より反応速度を求める理論的手法を確立し、これにより求められた反応速度をシミュレーションに考慮した。その結果、種々の条件下で製造した微粒子のサイズ、形態をうまく予測できた。したがって、本研究で得られた微粒子製造のシミュレータが、製造装置の設計とスケールアップに有用な指針を与えられることがわがった。さらに、本研究で得られた凝集粒子の緻密化モデルより、これまで未知であった金凝集粒子の焼結特性も明らかにできた。
亜硝酸・亜硝酸エステル類の大気中不均一反応による生成分解過程に関する研究

本研究では、亜硝酸・亜硝酸エステル類の生成分解反応の中で、特に表面不均一反応による亜硝酸生成反応における光触媒・促進効果、HONO→H【NO_2】異性化反応の理論的解析、および亜硝酸メチルの表面熱分解反応について重点的に研究を行った。1.従来の研究から【NO_2】と【H_2】Oの表面不均一暗反応で気相に亜硝酸が放出されることが知られていたが、本年度の研究により、光化学チャンバー内でこの系に光照射(【>!】300nm)を行ったとき、亜硝酸の放出が光触媒反応により促進されることが見出された。この光触媒反応を考慮した場合、光化学チャンバー内での炭化水素一窒素酸化物系光酸化反応の実験結果は素反応モデルに基づく計算機シミュレーションによってよく再現され、従来チャンバー内未知ラジカルと言われていたOHの余剰ラジカル源は本研究で見出された不均一光触媒反応で生成する亜硝酸によりほぼ説明されることがわかった。2.亜硝酸エステル異性化反応RONO→R【NO_2】の反応経路のモデルとしてHONO→H【NO_2】の異性化反応の経路について、ポテンシアルエネルギーの変化がab initioの計算で求められた。この結果かHONOからH【NO_2】への異性化のbarrierは62.6kcalと高くOH+NOへの解離エネルギーの方が小さいので、異性化より分解の方が起こりやすいことがわかった。一方H【NO_2】は一旦生成すると安定に存在しうる「普通」の分子であることがわかった。3.低圧熱分解反応装置を用いて亜硝酸メチルの不均一熱分解反応についての研究が行われた。得られた一次分解速度定数をRRK理論計算から求めた【CH_3】ONO→【CH_3】O+NO、および【CH_3】ONO→【CH_2】O+HNOによる均一反応速度定数の値と比較したところ750-850Kの温度範囲で後者の速度定数とほぼ一致し、本実験条件下では均一系分子反応が主であることが示唆された。この結果から大気中のエアロゾル粒子表面上での亜硝酸メチルの熱反応速度が見積られた。
キャピラリー電気泳動デバイスを用いた作物栄養診断用デバイス

植物工場における作物のヘルスケアー管理として、作物に含まれるビタミン類の分析をリアルタイムで行うことを目的として、キャピラリー電気泳動装置とデジタルマイクロフルイディクデバイスを組み合わせたLabonaChipデバイスの開発を目指した。液滴を囲む液相にフロリナートを用いることで、油溶性および水溶性試料ともに分注・搬送・合体を行うことが出来た。本方式による、液滴分注-合一までのプロセスを行うことが可能であることが示された。本研究の目的は、植物工場における作物のヘルスケアー管理として、作物に含まれるビタミン類の分析をリアルタイムで行うことを目的として、キャピラリー電気泳動装置とデジタルマイクロフルイディクデバイスを組み合わせたLab on a Chipデバイスの開発を目指すことである。分析対象として水溶性サンプルと油溶性サンプルの2種類を想定した実験を行った。このため、液滴を囲む液相には油性材料にも水溶性材料にも親和性のない材料としてフロリナートを用いた。フロリナートは比重が1.8前後と大きいため、油性材料および水性材料の液滴ともに浮いてしまう。これを電気的に搬送するためには、電極を液相上面に設ける必要がある。また、フロリナートは揮発性が高く実験中に蒸発して液面高さが変化して実験条件がことなってしまう。そのため、電極を上面に設け、また密封性を高める構造とした。水溶性サンプルを分注するために、分注先端部としてU字に加工したテフロンチューブを用い、分注する液滴の玉離れを良くするために絶縁を兼ねて表面にPTFEテープをはった。分注出口は、電極面が上面であることから上向きの構造で、ダイヤルゲージ式高さ調節機構により分注出口高さを精度良く設定した結果、電極面から0.4mmが最適な高さであることが分かった。試薬として、水およびNKエステルA-IBを用いた。分注された液滴はCV値2%程度の単分散性のよい結果が得られた。また、液滴同士の合一実験として、フェノールフタレイン液滴とNaOH水溶液滴の合一、の様子を示す。アルカリ化呈色反応により滴が赤褐色になっているのが分かる。また、ビタミン分析を想定して、ニンジンジュースとイソプロパノール液滴との合一も行っい、混合することが確認できた。本方式による、液滴分注ー合一までのプロセスを行うことが可能であることが示された。デジタルフルイディクスの方式としては、エレクトロウェティングという方式がと片面電極により液滴を搬送する方式があるが今回は後者の方法を採用する。デジタルフルイディクス用電極として、分析前処理行程用として、2分注装置を具備することを想定して、2液が混合されるための扇形電極および混合後に搬送する平行電極を作成した。水溶性サンプルを分注するために、分注先端部としてガラスキャピラリー管を加工したものを用い、分注する液滴の玉離れを良くするための表面処理方法を検討した。ダイヤルゲージ式高さ調節機構により分注出口高さを精度良く設定した結果、電極面から0.3mmが最適な高さであることが分かった。試薬として酢酸バッファー、サンプルとしてタンパク質の一種であるリゾチームを用いて分注を行った結果、サンプル、試薬共に分注に成功した。分注された2液は扇形電極の中心部で合一し混合することが確認され、合一後の液滴の葉脳も可能であった。本方式による、液滴分注ー合一までのプロセスを作製することが出来た。当該年度は、電圧制御用にデジタル信号処理装置を用いて、高電圧電源を制御し、水溶性サンプルと親和性のない液相中に、サンプル液滴を電圧制御により分注、搬送することを目指す。そのための電極構造、パターン、分注装置について精査し、水溶性液滴の分注、搬送、合一、搬送の一連の動作を自動的に行うことを目指した。電極構造:作製できる最適な電極パターンを見いだすために様々なサイズの電極をエッチュングで作製した結果、電極幅0.4mm、ピッチ0.7mmの電極であるこを明らかにした。搬送:サンプルとして、タンパク質、試料のほかに試薬として塩類、バッファー類の液滴搬送ならびに合一のための基礎データーの取得を行った。また、汎用FEMを用いて、電場解析を行い、電極間に生じる電界強度を確認した。分注液滴の分注に必要な基礎データーを取得した。電極面から一定の高さに設置するため、ダイヤルゲージを用いて調整を行った結果、電極下面から0.3mmの位置にあることを明らかにした。加圧はシリンジポンプで行ったが、分注量を微小化するため、分注針としてキャピラリー管をさらに微細化した針を用いた。