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水素負イオン源におけるイオン性プラズマおよびプラズマメニスカス形成に関する研究

現在、水素負イオン源は核融合プラズマ加熱装置、高エネルギー物理学用加速器、医療用加速器などで幅広く利用されている。この応用における共通の開発課題として、引き出し負イオンビームの電流密度および収束性の向上が挙げられる。近年、電流密度向上を目指し、イオン源ビーム引き出し孔近傍(引き出し領域)で水素負イオンを生成し、ビームとして引き出す、いわゆる表面生成型水素負イオン源の開発が進められてきた。このような水素負イオン源では、引き出し領域において水素正イオンと水素負イオンからなるイオン性プラズマ層Ion-ionPlasma Layer: IPLが観測されている。しかしながら、IPLの形成機構は未解明である。また、IPLから引き出される水素負イオンビームの収束性は、IPLからの負イオン引き出し過程に大きく依存する。したがって、IPL形成機構の解明とIPLからの負イオン引き出し過程の解明は、負イオンビーム収束性の向上に対して必須の課題である。以上の背景を踏まえ、本研究では水素負イオン源引き出し領域を対象とした数値計算モデルを構築し、IPL形成機構の解明と、IPLからの負イオン引き出し過程の解明を目的とする。今年度は、水素負イオンの引き出し過程とそのビーム収束性に対する影響を研究対象とした。実験では、イオン源内部から引き出される水素負イオンがビーム主成分を担うことが示されている。本研究では、表面生成水素負イオンと水素正イオン間のクーロン衝突を考慮することで、イオン源内部からの負イオン引き出しを再現することに成功した。さらに、内部から引き出された負イオンは、過収束することなく高い収束性を持つことが示され、実験におけるビーム収束性を定量的に比較することが可能となった。そのため、ビーム収束性向上にむけた負イオン源設計に応用可能な、実験再現性を有する数値計算モデルの開発に貢献した。29年度が最終年度であるため、記入しない。水素負イオン源は、負イオンビームの形成を目的とした装置であり、現在は医療、素粒子物理、核融合、半導体製作装置の様々な領域で応用、利用されている。本装置の開発課題として、負イオンビームの大電流化かつ収束性の改善が挙げられる。先行研究では、ビーム収束性がビーム引き出し孔近傍で形成されるイオン性プラズマ層(水素正イオンと水素負イオンのみで構成される特殊なプラズマ層。実験でその存在は報告されている。)の形成に依存すること、またイオン性プラズマ層の形成を制御することでビーム収束性改善にむけた設計指針が提案できる可能性が示唆された。しかしながら、イオン性プラズマ層の形成機構、制御手法は十分理解されていない。本研究では、負イオン源ビーム引き出し孔近傍に関する3次元数値シミュレーションモデルを構築し、イオン性プラズマ層の形成機構の解明、さらに制御手法を考案することでビーム収束性改善にむけた指標の提案を目的とした。本年度は、イオン性プラズマ層の形成がイオン源内部のフィルター磁場に沿った電子損失量によって決定すること、さらに、この電子損失量を制御することでイオン性プラズマ層の形成、さらにビーム収束性が制御できることを構築されたシミュレーションモデルによって示した。また、自身の数値シミュレーションモデルをドイツ・マックスプランク研究所で開発されたBATMAN負イオン源に適用、この負イオン源においても上述の電子損失量がイオン性プラズマ層の形成に対して支配的であることを定性的に示した。最後に、シミュレーションモデルの妥当性検証を目指し、パリ第13大学(フランス)、バリ大学(イタリア)と我々、それぞれで開発された負イオン源ビーム引き出し孔近傍に関する3次元数値シミュレーションモデルのベンチマーク問題を立ち上げ、互いの結果を直接比較した。この比較結果を国際学会、さらに論文にまとめ、発表した。負イオン源ビーム引き出し孔近傍における3次元数値計算モデルの構築、さらにイオン性プラズマ層形成機構の解明、制御手法考案によるビーム収束性改善にむけた研究を実施した。より具体低には、数値計算によって、イオン性プラズマ層の形成機構に対して支配的な物理量、さらにイオン性プラズマ層の形成に着目したビーム収束性改善にむけた手法提案を数値シミュレーションから実施した。しかし、ビーム収束性改善手法は実験に未検証である。また、数値シミュレーションで得られたビーム孔近傍における水素負イオン温度が実験結果と一致しない、という問題が残されている。さらに妥当性検証のために、海外大学とのベンチマークテスト立ち上げ、成果を国際会議、論文として発表を行った。この点については計画通りに順調な進展を上げたと考えられる。また、欧州原子核研究機構(CERN)に滞在し、Linac4用水素負イオン源ビーム引き出し孔近傍へ自身の数値計算モデルを適用し、実験結果とビーム収束性の直接比較にむけた研究に着手している。この研究から、自身が開発した数値シミュレーションモデルに対する定量的な妥当性検証が可能になることが見込まれる。しかして、この研究は本年度中に完了していない。以上を総合し、現在までの進捗状況として「おおむね、順調に進展している」を挙げた。

しかしながら、IPLの形成機構は未解明である。また、IPLから引き出される水素負イオンビームの収束性は、IPLからの負イオン引き出し過程に大きく依存する。したがって、IPL形成機構の解明とIPLからの負イオン引き出し過程の解明は、負イオンビーム収束性の向上に対して必須の課題である。以上の背景を踏まえ、本研究では水素負イオン源引き出し領域を対象とした数値計算モデルを構築し、IPL形成機構の解明と、IPLからの負イオン引き出し過程の解明を目的とする。今年度は、水素負イオンの引き出し過程とそのビーム収束性に対する影響を研究対象とした。実験では、イオン源内部から引き出される水素負イオンがビーム主成分を担うことが示されている。本研究では、表面生成水素負イオンと水素正イオン間のクーロン衝突を考慮することで、イオン源内部からの負イオン引き出しを再現することに成功した。さらに、内部から引き出された負イオンは、過収束することなく高い収束性を持つことが示され、実験におけるビーム収束性を定量的に比較することが可能となった。そのため、ビーム収束性向上にむけた負イオン源設計に応用可能な、実験再現性を有する数値計算モデルの開発に貢献した。イオン性プラズマ層の形成機構解明に向けた研究において、水素負イオン温度が数値シミュレーション結果と実験結果で定量的に一致しない問題がのこされた。この問題の解決を目指し、水素負イオン温度の緩和過程の考察、さらにこの緩和過程を数値シミュレーションモデルへ導入し、定量的な妥当性確保に向けた研究を進める。さらに、自身が提案した、イオン性プラズマ形成機構に着目したビーム収束性改善手法を実験装置で実施、検証したいと考えている。また、構築した数値シミュレーションモデルの妥当性検証を目指し、CERNで開発されているLinac4用水素負イオン源のビーム収束性に関する実験結果との直接比較を進めたいと考えている。29年度が最終年度であるため、記入しない。
人工呼吸関連肺炎を抑制する革新的気管挿管チューブの開発

本研究では、既存の挿管チューブを生体親和性の高いMPCによってコーティングすることにより、気道粘膜損傷を主因とする人工呼吸関連肺炎を抑制することを目指した。表面コート効率やチューブ本体からの溶出物の抑制効果の検討を行い、現実的でバランスのとれたコーティング条件を設定することができた。また、MPCによって溶出が抑制される可塑剤のうち代表的な物質であるDEHPは、濃度依存的に炎症を惹起することが明らかになり、毒性低減の面でもMPCが寄与することを示した。外科手術における麻酔管理においては気管挿管が必須であるが、挿管チューブに由来する物理的・化学的・生物学的刺激は人工呼吸関連肺炎を誘発し、その医療コストは無視できないレベルにある。現存のPVC製挿管チューブに生体親和性の高いポリマーをコーティングすることで上記の刺激を低減させ、人工呼吸関連肺炎のリスクを抑えることは社会的に意義のある取り組みである。本年度においては、コーティング剤の濃度、コーティング回数について複数条件を設定し、PVC製品にコーティングを施したものを実験に用いた。コーティング済みのサンプルについて、XPSによって表面原子を測定することでそのコーティング効率を判定した。また、PVC製品からの可塑剤溶出をコーティングによって抑制する効果を測定する目的で、純水にPVCチューブを浸漬し、コートの有無、および浸漬時間によって溶出する脂質の量が変化するかどうかをUV/VISを用いて測定した。さらに、液体培地を用いて同様に溶出するDEHPの量をGC-MS/MSを用いて測定した。上記の実験の結果より、コーティング剤の最適濃度、コーティング回数、液相におけるコーティングの持続時間を求めることができた。現存のPVC製挿管チューブに生体親和性の高いポリマーをコーティングすることで上記の刺激を提言させ、人工呼吸関連肺炎のリスクを抑えることは社会的に異議のある取り組みである。前年度までに、X線光電子分光法による表面コート効率、UV/VIS分光法によるチューブ本体からの溶出物の総量をそれぞれ解析・測定したところ、コーティング剤の濃度、コーティング時の積層回数について現実的でバランスのとれたコーティング条件を設定することができた。本年度においては、GC-MS/MS解析と脂溶性物質の溶出に優れる血清を用いての抽出法を組み合わせ、代表的なPVCの可塑剤であるDEHPの溶出量を測定した。適切なMPCコーティングによって、PVCからのDEHP溶出は明らかに抑制されることが明らかとなった。また、同様に血清を溶媒として用いてDEHPを分散・懸濁させたサンプルについて毒性評価を行った結果、濃度依存的に炎症を惹起することが示された。したがって挿管チューブへのMPCコーティングは、物理的刺激の低減のみならず、化学物質に由来する炎症毒性抑制の面でも高機能化に寄与することを示すことができた。医工学本年度においては、コーティング条件の最適化を行い、これによって以降の実験の基礎となる技術を確立できた。条件検討の過程において、PVC製品から液相への可塑剤溶出が、コーティングによって抑制されることが明らかになった。溶液には純水および培地を用い、いずれの場合においてもコーティングのないものでは溶出物が観察されたが、コーティングを施すことで溶出をほぼ抑制することができた。以上の結果はin vitroでの実験結果であるが、一方で今年度は上記の効果をin vivoで確認する実験系の確立には至らなかった。生体との相互反応も鑑み、in vivoでの実験系においてコーティング条件を詳しく検討・確認し、その効果を評価することが次の課題となる。本年度において達成した、コーティングの物理的な有効性の証明に加えて、生物学的な有効性を示すことを主題とする。in vitroの系において明らかになった、可塑剤の溶出抑制効果、および経時的な安定性について、実際の使用状態に近い生体内の系において評価を行う。また、コーティングによって、バイオフィルム形成抑制効果、摩擦低減が期待されることから、この2点についてin vitroでの評価を行う。上記の効果が、実際の挿管チューブの使用において人工呼吸関連肺炎の抑制に有効に働くことを示すため、最終的には動物に挿管しての評価を行う必要がある。まずは実験用小動物を用いた系を立ち上げて検討し、進捗によってはヒトと同等の麻酔手技が可能となる中動物/大動物での評価を行うことが望ましい。進捗の遅れにより、当初予定していたin vivoにおける検討を行うことができなかったため、動物購入費として計上した額の一部を使用しなかった。H26年度にin vivoにおける検討を繰り越して行う予定としており、H26年分の動物購入費に加えて次年度使用額を同用途に使用する計画である。
モルヒネの鎮痛耐性形成に対するNMDA受容体活性調節因子D-セリンの作用

モルヒネ慢性投与によりセリンラセマーゼmRNA発現量は全ての脳部位および脊髄において、DAOは前脳部において有意に増加した。モルヒネ鎮痛耐性形成時に増加することが知られている内因性オピオイドペプチドのダイノルフィンはC末端領域がNMDA受容体と親和性をもつ。髄腔内にダイノルフィンA (1-17)を1nmolを越える用量(3-10 nmol)を投与するとallodiniaを生じた。ダイノルフィン類の代謝に関わるダイノルフィン変換酵素(DCE)とダイノルフィンA (1-17)(0.3nmol)を髄腔内投与すると痛覚過敏が生じた。モルヒネを慢性投与し鎮痛に対する耐性が形成されたラット脳内においてDセリン量、Dセリン関連タンパク質量、およびそれらの遺伝子発現変化について解析し、Dセリン代謝とモルヒネ依存・耐性形成あるいは退薬症候との関連を明らかにすることを目的とする。研究結果(1)耐性形成:モルヒネ(10mg/kg)を30日間投与し耐性が形成されたことを確認した。(2)Srr & DAO mRNA量の変化:モルヒネ慢性投与によりSrr mRNA発現量は全ての脳部位で、DAOは前脳部(線状体、海馬、大脳皮質)において有意に増加した。(3)Srr & DAOタンパク質量の変化:モルヒネ慢性投与によりSrrタンパク質量は全ての脳部位で有意に増加した。一方DAOは有意な変化が観察されなかった。(4) Dセリン量の変化:モルヒネ慢性投与により前脳部(線状体、海馬、大脳皮質)において有意に増加した。(5)Srr発現細胞:これまでDセリンおよびDセリン合成酵素Srrは2型アストロサイトで発現されるとの報告があるが、神経細胞で発現していることが明らかとなった。(6)ベンゾジアゼピン系薬物とDセリンの鎮痛効果との関連:Dセリンを脳室内投与して現れる鎮痛効果はミダゾラム脳内投与により有意に減弱された。以上の結果から、モルヒネ慢性投与は関連タンパク質(Srr, DAO)遺伝子発現の変化を伴い前脳部のDセリン量を増加することが明らかとなった。Dセリンおよびその合成酵素のセリンラセマーゼは主に神経細胞で発現することを明らかにした。また、モルヒネ慢性投与によりミクログリア、アストロサイトが中脳水道周囲灰白質、側座核、腹側被蓋野で増加することが明らかとなった。モルヒネを慢性投与し鎮痛に対する耐性が形成されたラット脳内においてDセリン量、Dセリン関連タンパク質、およびそれらの遺伝子発現について解析し、Dセリン代謝とモルヒネ依存・耐性形成あるいは退薬症候との関連を明らかにすることを目的とする。研究成果(1)耐性形成:モルヒネ(10mg/kg)を30日間投与し耐性が形成されたことを確認した。(2)Srr & DAO mRNA量の変化:モルヒネ慢性投与によりSrr mRNA発現量は全ての脳部位でDAOは前脳部において有意に増加した。(3)モルヒネ慢性投与により脊髄内においてオピオイドペプチドの一種であるダイノルフィン量が有意に増加することを確認した。(4)髄腔内にダイノルフィンA (1-17)を1nmolを終える用量(3-10 nmol)を投与するとhyperalgegiaを生じた。(5)モルヒネ慢性投与により脊髄内においてDセリン量が有意に増加した。以上の結果より、モルヒネ慢性投与によりDセリン関連タンパク質(Srr, DAO)遺伝子発現の変化を伴い前脳部とともに脊髄内においてものDセリン量が増加すること、脊髄内においてオピオイドペプチドの一種であるダイノルフィン量が有意に増加することを明らかにした。Dセリン関連酵素に関する知見に加えて、オピオイドシステムの一種であるダイノルフィンと鎮痛耐性形成との関連性についての知見を得、今後の研究の発展性が期待されたため。研究成果(1)ダイノルフィンA (1-17)ならびにダイノルフィン変換酵素活性がモルヒネの鎮痛耐性の形成に重要な役割を果たしていることが知られている。また、ダイノルフィンA (1-17)のN末端領域はオピオイド受容体に、C末端領域はNMDA受容体に親和性を有することが知られている。そこで、ダイノルフィンA(1-17)に対する各種ペプチダーゼの鎮痛効果、神経毒性について検討した。ラット髄腔内に1nmolを越える用量(3-10 nmol)のダイノルフィンA (1-17)を投与するとhyperalgegiaおよびアロディニアを生じた。ダイノルフィンA (1-17)と3種ペプチダーゼ(アマスタチン、カプトプリル、フォスフォラミドン)混合物を併用投与すると鎮痛効果が亢進するが、神経毒性は変化がなかった。一方、ダイノルフィン変換酵素阻害剤を併用すると神経毒性が亢進した。ラット脳膜標本にダイノルフィンA (1-17)と3種ペプチダーゼを加えて質量分析解析を行った結果、ダイノルフィン変換酵素により生じる[Leu5]enkephalin-Arg-Argが検出された。しかし、そのC末端側の産物は検出されなかった。すなわち、3種ペプチダーゼ(アマスタチン、カプトプリル、フォスフォラミドン)はダイノルフィンA (1-17)のC末端領域の分解には阻害作用を有しないことが明らかとなった。研究成果(2)AMPA受容体拮抗薬YM872をラット脳内投与すると鎮痛効果を示した。

また、YM872をラット脳内投与するとNMDA受容体グリシン結合部位内在性アゴニストのD-セリンの鎮痛効果を増強した。すなわち、AMPA受容体とNMDA受容体は脳内において鎮痛作用に対し異なる機能を有することが示唆された。モルヒネ慢性投与によりセリンラセマーゼmRNA発現量は全ての脳部位および脊髄において、DAOは前脳部において有意に増加した。モルヒネ鎮痛耐性形成時に増加することが知られている内因性オピオイドペプチドのダイノルフィンはC末端領域がNMDA受容体と親和性をもつ。髄腔内にダイノルフィンA (1-17)を1nmolを越える用量(3-10 nmol)を投与するとallodiniaを生じた。ダイノルフィン類の代謝に関わるダイノルフィン変換酵素(DCE)とダイノルフィンA (1-17)(0.3nmol)を髄腔内投与すると痛覚過敏が生じた。当初予定していた生化学的解析の他に、組織化学的解析を進めることができた。Dセリン関連酵素に関する知見に加えて、オピオイドシステムの一種であるダイノルフィンと鎮痛耐性形成との関連性についても視野に入れて脊髄におけるDセリン代謝とオピオイドシステムとの関連性についても検討する麻酔科学モルヒネ慢性投与後の脊髄レベルでのDセリン代謝変化について解析することで、鎮痛耐性との関連性を明らかにする。オピオイドペプチド解析用機器の準備が年度内に間に合わなかったため当初予定していた生化学的解析が進んだため、使用予定試薬を節約できたため。オピオイドペプチド解析用機器の整備をおこなう脊髄での解析に使用する。
フリーラジカルから見た神経救急疾患の病態解明と新規治療法の開発

神経疾患においては、その病態において酸化ストレスがいろいろな役割を演じていることが報告されている。今まで活性酸素は生体内において捕捉することはきわめて困難とされてきた。既存の酸化ストレスマーカーは直接的な活性酸素の測定とは違い臨床的な実用性については未だ議論が残る。本研究では生体計測電子スピン共鳴(ESR)・スピントラップ法を用いたフリーラジカルモニタリングの開発を行った。検体は頸静脈血(全血)を用いた。radicalのESR spin trapping methodにて行った。さらに本年度はラジカル種を同定すべくコンピュータシュミレーション、さらにin vitro ESR法を用いたラジカル種同定を行った。本法によって計測しているラジカル種はカタラーゼ、あるいはディフェロキサミンとの反応よりヒドロキシルラジカル(OH・)ではなく、脂質過酸化に強く関係するアルコキシラジカル(RO・)であった。また、昨年ex vivoで証明したエダラボンのRO・消去能をin vitroでも世界で初めて証明した。また、神経救急疾患におけるフリーラジカルモニタリングの検討でRO・測定は安定して行えるようになり、臨床的病態を反映していた。また、ラジカル制御を目的とした脳低温療法を行っている症例やedaravone投与症例ではRO・産生は抑制されていた一方で高気圧酸素療法を行っている患者ではoxygen radical産生は亢進していた。15年度の研究結果で頸静脈血中のoxygen radicalが増加していることを報告したが、16年度の研究の結果、ラジカル種はRO・であった。RO・は脂質過酸化に強く関与している一方で、その産生経路より他のO_2^-やOH^-の産生を間接的に表していると考えられる。この結果は、本法がきわめて鋭敏に患者における生体内の酸化ストレスを反映していることを意味している。これらの結果よりブリーラジカルモニタリングとして機能しうる結果となった。15年16年度の検討で臨床症状や治療効果とoxygen radical産生量の変化は極めて鋭敏に反映していた。17年度はラット頭部外傷モデルにおけるRO・の産生について検討した。その結果、頭部外傷後6-12時間後に頸静脈のRO・がピークとなり、エダラボンの投与によって抑制されていることを証明した。さらに本年度はラジカル種を同定すべくコンピュータシュミレーション、さらにin vitro ESR法を用いたラジカル種同定を行った本法によって計測しているラジカル種はカタラーゼ、あるいはディフェロキサミンとの反応よりヒドロキシルラジカル(OH・)ではなく、脂質過酸化に強く関係するアルコキシラジカル(RO・)であった。

また、ラジカル制御を目的とした脳低温療法を行っている症例やedaravone投与症例ではRO・産生は抑制されていた一方で高気圧酸素療法を行っている患者ではoxygen radical産生は亢進していた。昨年からの研究結果で頸静脈血中のoxygen radicalが増加していることを報告したが、今年度の研究の結果、ラジカル種はRO・であった。RO・は脂質過酸化に強く関与している一方で、その産生経路より他のO_2^<-・>やOH^-の産生を間接的に表していると考えられる。この結果は、本法がきわめて鋭敏に患者における生体内の酸化ストレスを反映していることを意味している。また、今年度の結果よりフリーラジカルモニタリングとして機能しうる結果となった。今回の検討で臨床症状や治療効果とoxygen radical産生量の変化は極めて鋭敏に反映していた。本研究の結果を基として、今後さらなる症例の蓄積と生体におけるのRO・動態についての検討が必要と考えられる。神経疾患においては、その病態において酸化ストレスがいろいろな役割を演じていることが報告されている。今まで活性酸素は生体内において捕捉することはきわめて困難とされてきた。既存の酸化ストレスマーカーは直接的な活性酸素の測定とは違い臨床的な実用性については未だ議論が残る。本研究では生体計測電子スピン共鳴(ESR)・スピントラップ法を用いたフリーラジカルモニタリングの開発を行った。検体は頸静脈血(全血)を用いた。radicalのESR spin trapping methodにて行った。さらに本年度はラジカル種を同定すべくコンピュータシュミレーション、さらにin vitro ESR法を用いたラジカル種同定を行った本法によって計測しているラジカル種はカタラーゼ、あるいはディフェロキサミンとの反応よりヒドロキシルラジカル(OH・)ではなく、脂質過酸化に強く関係するアルコキシラジカル(RO・)であった。また、昨年ex vivoで証明したエダラボンのRO・消去能をin vitroでも世界で初めて証明した。また、神経救急疾患におけるフリーラジカルモニタリングの検討でRO・測定は安定して行えるようになり、臨床的病態を反映していた。15年度の研究結果で頸静脈血中のoxygen radicalが増加していることを報告したが、16年度の研究の結果、ラジカル種はRO・であった。
近赤外分光法を用いた乳牛における発情及び妊娠の診断方法の開発

26年度が最終年度であるため、記入しない。BAZAR博士は、受入研究室である神戸大学農学研究科生体計測工学研究室が保有するホルスタイン牛の生乳に関する近赤外スペクトルデータベースを用いて、乳牛の疾病の有無及び生理的状態変化の分析を行った。また、設置型分光器NIRS 6500 (Foss NIR Systems社)、XDS (Foss NIR Systems社)及びポータブル型分光器FQA-NIR GUN (Fantec社)を用いて実験を行い、それぞれの分光器の操作方法を身に付けた。加えて、性ホルモン検出を行うため、iMarkマイクロプレートリーダー(Bio-Rad Laboratories社)の調整を行った。さらに、研究代表者が提唱するアクアフォトミクス(近赤外分光法を用いて水の吸収スペクトルから生体情報を解析する手法[1-3])に関する解析トレーニングを行った。その成果として、生物計測工学研究室が保有するデータベースを用い、異なるチャイニーズ卵巣細胞の生体システムの違いを近赤外領域における水分子吸収スペクトルから説明することで、同手法を用いた細胞の識別を行った。また、兵庫県立農林水産技術総合センター・淡路農業技術センターへ訪問し、研究について打ち合わせを行った。当初ホルスタイン牛の尿および生乳を対象としていたが、畜産部主任研究員の生田博士・山口博士との議論により、性ホルモンの含有量が高くサンプル採取が効率的な搾乳器により得られる合乳を研究対象とすることに決定した。採取スケジュールは分娩より21日後を発情予定とし、人工授精を行う日に加えて前後3旧間を含む合計7日間の合乳を採取・冷蔵保存して生体計測工学研究室に運搬することを決定した。淡路農業技術センターに飼養される40頭の経産牛の内、発情期の23頭から採取した合乳サンプルを常時生体計測工学研究室に運搬し、設置型近赤外分光器による生乳スペクトルの測定、およびマイクロプレートリーダーによる性ホルモンの検出を行うことに決定した。私BAZAR博士は、外国人特別研究員に任命され来日してから、研究計画通りに以下の業務を遂行し、おおむね順調に進展している達成度と認められる。・生体計測工学研究室が保有する生乳近赤外スペクトルデータベースを用い、発情・妊娠診断のための解析を行った。・生体計測工学研究室で用いられる設置型分光器およびポータブル型分光器の測定手順・操作方法を身に付けた。・淡路農業技術センターに訪問し、主任研究員との議論により、詳細な研究実施計画を決定した。平成25年度は初年度の成果に基づき、生乳における近赤外スペクトルから性ホルモン濃度のデータベースの構築を通して、生乳のサンプル採取からデータ測定、解析、発情・妊娠診断モデル構築までのアルゴリズムを開発する。継続してデータを採取・測定し、データベースを拡張することで診断モデルの評価を行い、生乳スペクトルを用いた発情・妊娠診断に有効な解析モデルを開発して国内学会または投稿論文によって発表する。平成26年度には、測定対象をホルスタイン牛の血液とし、血液中に含まれる性ホルモン濃度から、25年度と同様に発情・妊娠診断アルゴリズムを開発する。サンプル採取には独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構畜産草地研究所で飼養される経産牛を用い、血液に加えて体表から測定する大静脈スペクトルを用いて診断モデルを構築する。得られた成果を国内学会、国際学会、または投稿論文で発表する。そして、生乳・血液・血管から最適な解析対象を選定し、適切な発情および妊娠の診断手法を提案する。
定在波局所集中による難処理物質容易分解処理のための超音波反応器の開発

局所的により強くかつ安定な定在波を作り出せる超音波反応器を開発し、水中の難処理物質を新たな化学物質を用いることなく分解処理することを目的として、反応器と超音波反射板の形状と材質が超音波化学反応に及ぼす影響を数値解析とKI酸化反応実験により調べ、基準難処理物質であるTPPS分解実験を行った。本研究は次の3点が良いことを明らかにした。1)反応器底部から超音波照射し、上部液面に焦点が反応器内液高さの1/2である凹面反射板を置いて、超音波を局所集中させる。2)凹面反射板と反応器ともに、音波反射率が高く、発生する気泡が付着しにくい親水性表面とする。3)反射板、反応器、いずれもガラス製が良い。局所的により強くかつ安定な定在波を作り出せる超音波反応器を開発することを目的として、超音波凹面反射板が反応器内音圧、流動、および反応に及ぼす影響を明らかにすることを試みた。超音波反応は連続照射の強い定在波存在下、ラジカル生成のためのキャビテーション発生下で行う必要があるが、これまでの著者らの研究により、そのような条件下では水中圧力測定のためのハイドロホンは損壊することが分かっている。本研究ではより強力な定在波を作るために凹面反射板を用いたところ、ハイドロホンはパルス照射時でも急速に劣化した。そのため、反射板なしでパルス照射のときの音圧を測定し、数値解析で再現できることを確認して、連続照射時の音圧分布を数値解析により明らかにした。反射板設置・連続照射時の音圧分布数値解析は進行中である。シート状レーザーと蛍光微粒子を用いたPIV法により、速度分布解析を行ったが、凹面反射板により音圧場は強くなったが、不均一となり、流動の時間的空間的揺らぎが大きく、定常的な速度分布を得ることはできなかった。超音波振動子と同じ直径50mmとした光学アルミニウム凹面鏡を反射板として使用し、焦点距離を変えて超音波連続照射時のKI酸化反応を行わせた。反応速度は、焦点距離が短かすぎたり、長すぎたりすると、反射板なしよりも遅くなり、適切な焦点距離のとき反射板なしよりの1.5倍、平面反射板使用時の1.2倍の反応速度を得た。凹面反射板を設置して、超音波を連続照射したときの音圧分布、流動を明らかにすることはできていないが、それはより強い定在波ができていることを示している。凹面反射板を用いることで、超音波反応速度を上げることができたので、当初の上記研究目的は達成されたと言える。定在波局所集中反射板、すなわち凹面反射板を超音波反応器上部に設置し、その状態での音圧測定と数値解析を行った。音圧測定では定在波の集中効果が非常に大きく、ハイドロフォンは損壊し、実測はほぼ不可能であることが分った。音圧分布数値解析でも平面反射板の場合より高い音圧分布が得られた。凹面反射であるため平板より音圧が低い領域も存在するが、中心軸上では約5倍の強度となり、反応器全体の平均音圧も高かった。ガラス、ステンレス鋼、アルミニウムで、焦点距離の異なる凹面反射板を用いて、空気飽和溶存下でKI反応実験を行った。いずれの場合も、反射板を用いない場合や、平面反射板を用いた場合よりも反応は進んだ。焦点距離が反応器高さの1/2のときに最も反応速度は大きく、平面反射板の場合の1.25倍であった。超音波の反射率はガラス、アルミニウム、ステンレス鋼の順に大きくなり、音圧解析ではこの順に定在波音圧が高くなり、反応速度もこの順に大きくなると予想されたが、材質による反応速度の差はほとんど見られなかった。一方、反射板裏面に気泡が付着し、この付着は上記の反射率の順に多くなった。凹面板の場合の音圧は平面板より非常に大きいのに、凹面板の反応速度は凹面板材質による差がなく、平面板の1.25倍にとどまっているのは、反射板裏面付着した気泡のため音波が自由端反射となり、本来の固定端反射となって定在波強度が大きくなることを妨げているためと考えられる。超音波照射では微細気泡が発生し、それが圧潰するときに水分子から水素ラジカルと水酸ラジカルが発生し、それが溶液中の物質を分解する。気泡の発生は超音波反応では本質的なものであり、避けることはできず、超音波音圧が高いほどよく発生する。逆にステンレス鋼で気泡付着が多いにもかかわらず、ガラスと同程度の反応速度が得られており、凹面反射板による定在波局所集中効果が大きいとも言える。反応器底部から超音波照射し、上部液面に凹面反射板を置いて、超音波を局所集中させてより強い定在波を形成させ、反応器内音圧や反応速度を大きくすることができた。強い定在波をつくるためには反射率の高い方が良く、反射率が大きい方からステンレス鋼、アルミニウム、ガラスを用いた。反応器内音圧は高い方からこの順であったが、KI溶液の酸化実験ではステンレス鋼とガラスの反応率が同程度に高く、アルミニウムがこれらより低かった。超音波の照射でキャビテーションにより気泡が発生し、同時に水から水酸ラジカルが発生し、これが酸化反応に寄与する。定在波が強いほどキャビテーションは強くなり、気泡の発生は多くなる。反応中に気泡はガラス反射板には付着せず、他の2つには付着していた。ガラス表面は親水性であり、疎水性の気泡は付着しにくい。

一方、金属表面は疎水性であり、気泡が付着しやすい。付着した気泡は固定端反射ではなく、一部自由端反射にさせ、反射板効果を小さくする。このことが反応率が反射率の順にならなかった理由だと考えられる。反射板表面を親水性にするためにステンレス鋼への親水性膜の塗布や、表面のエタノールやアルカリ処理を行い、反応率を上げることができたが、使用する度にはがれて行ったり、表面親水性が低下し、気泡が付着して行った。また、気泡が付きにくいような反応器内流れや反応器構造にするために、反応器全体を傾けて気泡が上部反射板に向かいにくいようにしたり、底部に反射板を置き、上部液面から照射する実験を行ったが、それでもステンレス鋼やアルミニウムでは気泡が付着した。ステンレス鋼やガラスの凹面反射板とステンレス鋼製反応器を用いて、難分解性標準物質であるTPPSの分解実験を行ったが、反応率は20%未満であった。凹面反射板への気泡付着を少なくすれば、より反応率を上げることができる可能性があることを明らかにした。凹面反射板には超音波定在波を強くしてキャビテーションを増大させる効果があり、密度の大きいステンレス鋼で反応器内音圧が高くなり、反応も進むが、同時に生成した気泡が反射板裏面に付着し、反射が弱くなることが分った。これは金属表面が疎水性であり、同じ疎水性である気泡が付着しやすいためである。ガラスの場合は表面が親水性であり、気泡は付着しにくく、ステンレス鋼より定在波は強くなく、反応率もステンレス鋼より低くなると予想されたが、両者は同程度であった。すなわち、強い定在波を作るために、密度が大きくて、超音波反射率が大きい凹面反射板を用いたいが、気泡がより多く発生し、反射板表面が疎水性であると、気泡が反射板裏面に付着して定在波を弱くするという問題が生じている。この問題を解決できれば凹面反射板により定在波を集中させ、反応器内音圧を高くして、難処理物質分解反応を促進させることができる。これらのことから、密度が大きくて、親水性表面をもつ凹面反射板を試みる必要がある。局所的により強くかつ安定な定在波を作り出せる超音波反応器を開発し、水中の難処理物質を新たな化学物質を用いることなく分解処理することが目的である。前年度までの研究により、反応器底部から超音波照射し、上部液面に凹面反射板を置いて、超音波を局所集中させてより強い定在波を形成させると、反応器内音圧が高くなり、反応も進むことが分かった。また、同時に生成した微細気泡が表面が疎水性である反射板の場合には反射板裏面に付着し、定在波が不安定となって、音圧が高くなっても反応率が高くならないことが分った。これらのことを考慮し、反射率は反射板の密度が大きいほど大きいので、気泡が付着しにくい親水性表面でかつ密度が大きい鉛ガラス凹面反射板と、表面にガラス被膜をつけたステンレス鋼凹面反射板を用いてKI酸化反応実験を行った。いずれも反射板裏面に気泡はほとんど付着しなかったが、反応率は通常のパイレックスガラスより低く、これらの材質の効果は得られなかった。超音波は上部の凹面反射板での反射だけではなく、反応器側面や底面でも反射し、さらにこれらの組み合わせによる複数反射もある。そこで、ガラス製反応器とステンレス鋼製反応器を用いてKI反応実験と標準難処理物質であるTPPS水溶液の分解実験を行った。その結果、ガラス凹面反射板とガラス製反応器を用いると最も反応が進み、製作しやすいために使っていたアクリル製反応器で反射板を用いずに行った場合より、KI反応では約2倍、TPPS分解反応では約3倍の反応速度が得られた。
日本語文字配列方向各類型の成立過程の研究

1.本研究では、日本語の左横書きの誕生にあたって、明治初期の「蔵田屋清右衛門」なる印刷所が一つの中核であったことを明らかにした。さらに、当時の日本の活版技術には中国における欧米のキリスト教宣教会印刷所からの技術導入があったことから、欧米人宣教師著作の中国語学書に見られる、欧米語に合わせて東洋語を左横書きする方式が、日本語左横書き誕生に刺激を与えた可能性についても論じた。2.前近代の肖像画の画賛に広く見られる「縦書きの行を、肖像の向いている側から読み/書く」という書字方の存在を指摘するとともに、この方式が中国から伝来したものではなく、中世の日本で独自に生まれたものであることを論じた。3.文字表記における「書字方向」というシステムの存在意義を論じるとともに、時間と空間の変換装置の原型として書字方向が多方面にわたり影響を与えていること--特に絵巻物の時空構成に与えた影響について--をひろく実証した。本年度は、幕末から明治期にかけて誕生した1.右横書き2.縦書き右へ行移り3.左横書き4.乗り物横腹の先頭からの横書きの4種の書字方向について、その発生の事情を明らかにすべく、その最初期例を調査・収集した。1.について歌川国貞一派の洋風浮世絵を中心に、開港期横浜の絵入り出版物も調査した。さかのぼって葛飾北斎の《阿蘭陀画鏡》シリーズなど洋風浮世絵も調査した。2.について蘭学資料の調査をおこなった。特に初期の蘭和辞典『ヅーフ・ハルマ』および『波留麻和解』の諸本について集中して調査をおこなった。また、讃美歌集の調査もおこなった。3.について国会図書館、早稲田大学図書館所蔵の明治期の外国語対訳辞書・専門語辞書の網羅的な調査をおこなった。4.について明治期の海軍艦艇、商船について船舶史の専門家の教示をうけるとともに、当時の写真資料、船舶塗装関係法規の収集をおこなった。また、A.縦書き・横書きB.右横書き・左横書きの競合・分担状況をあきらかにするために以下の調査を行った。A.について台湾総督府編纂教科書や戦時期南方占領地向け日本語教科書の調査をおこなった。B.について上記に加え、明治期の紙幣発行台帳や鉄道法規などの調査をおこなうととともに、国字運動の影響をしらべるため、戦前の代表的な国字運動誌『かなのまなび』『カナノヒカリ』『国語運動』『言語問題』を全号調査した。幕末から明治期にかけて誕生した1.右横書き2.縦書き右へ行移り3.左横書き4.90度横倒しの縦書きの4種の書字方向について、昨年度にひきつづき実例を調査・収集するとともに、その発生の事情について分析をおこなった。1.について昨年度調査した歌川国貞一門以外の洋風浮世絵の網羅的な調査をおこなった。他派には右横書きの初期例がほとんど見られないことから、歌川国貞の一門が右横書き創出の中心をなしていたことを明らかにすることができた。2.について前近代の肖像画画賛資料の増強に努めるとともに、年代順の整理・分析をおこなった。肖像画画賛における「縦書き右へ行移り」の開始が鎌倉期の禅宗僧の「頂相」にあること、その発生は中国における対幅における対称性を承けて日本独自に確立したものであることを明らかにすることができた。3.・4.について日本語における左横書きや横転縦書きは、横書きの西欧語と接触した結果生じたものだが、これとは逆に、縦書きの日本語と接触して本来横書きの西欧語に生じた特異な書字方向の調査を下記の資料についておこなった。・19世紀ヨーロッパにおけるジャポニズム、ジャポネズリーの美術作品・幕末・明治初期の外国人の日本語学習書この対照研究によって、異なる書字方向を持つ外国語との接触により新たな書字方向が発生するメカニズムと、その書字方向が定着するに必要な条件について多くの知見を得ることができた。また、縦書き・横書きの競合・分担状況をあきらかにするために、地方新聞の悉皆調査を続行した。
その場ナノ観察による自立単結晶銅ナノ薄膜の疲労き裂進展に及ぼす膜厚効果の解明

膜厚が100 nmオーダである金属ナノ薄膜の疲労き裂進展に及ぼす膜厚効果の解明を目的として,単結晶銅ナノ薄膜の疲労き裂進展試験およびき裂先端のナノ観察を実施した.膜厚が約600 nmの薄膜における疲労き裂は,き裂前方に入込み・突出しの形成を伴って安定進展した.一方,膜厚が約300 nmに減少すると,き裂進展の遅延,遅延時にき裂前方にすべり線の形成,およびすべり線に沿った急速進展を繰返してき裂が進展した.このとき,き裂周囲には顕著な疲労損傷や入込み・突出しを生じず,膜厚が減少すると疲労損傷の形成領域が局所化した.この結果は,疲労き裂進展機構に及ぼす膜厚効果の存在を示唆している.本研究では,膜厚がサブμmオーダである金属ナノ薄膜の疲労き裂進展特性とき裂進展機構,およびそれらに及ぼす膜厚効果の解明を目的とする.本年度は,膜厚が異なる自立単結晶銅ナノ薄膜試験片の作製およびその場原子間力顕微鏡(AFM)観察が可能な疲労試験機の設計・開発を行った.単結晶銅ナノ薄膜試験片は,単結晶塩化ナトリウム(NaCl)を(100)面でへき開した後,機械研磨を施した基板に対して,基板表面温度を約300°Cに昇温した状態で製膜することで作製した.これにより,NaCl基板の方位に沿ってエピタキシャル成長した単結晶銅ナノ薄膜試験片を製膜できた.製膜後,NaCl基板を超純水で溶解させることで,ナノ薄膜試験片を基板から自立化して大気中へ取り出した.膜厚は約300 nmと約600 nmの2種類とし,これらの疲労き裂進展試験を実施することで,微視組織の影響を排除して膜厚効果を検討できる.自立ナノ薄膜用その場AFM観察疲労試験機は,AFMのXYステージ上に疲労試験機を搭載し,AFMの走査プローブの直下で自立金属ナノ薄膜の疲労き裂進展試験が可能な構造とした.疲労試験機は,大変位移動用のインチワームステージの上部に疲労荷重負荷用の積層型ピエゾアクチュエータを設置し,これとロードセルを同一軸上に配置することで,自立ナノ薄膜試験片に対する高繰返し速度(最大30 Hz)の疲労荷重負荷を可能とした.AFM観察時には一定荷重を負荷した状態で疲労き裂先端を観察する.この時,ピエゾアクチュエータは電気ノイズによりnmオーダで振動するため,ピエゾアクチュエータの電源を切り,インチワームステージを変位させることで一定荷重を負荷する.本装置を開発することで,疲労き裂先端に生じる疲労損傷をnmオーダでその場観察することが可能となる.本年度は,薄膜試験片に対して疲労荷重の負荷が可能であり,また,引張荷重を負荷した状態で薄膜表面のAFM観察が可能であることを確認した.膜厚がサブμmオーダの多結晶金属ナノ薄膜は,膜厚の減少に伴って結晶粒が微細化する.さらに,疲労き裂発生・疲労き裂進展では,結晶粒界や双晶境界などの微視組織に起因する応力集中が変形・破壊を支配する.このことから,金属ナノ薄膜の疲労き裂進展に及ぼす膜厚効果を検討するためには,微視組織を排除した金属ナノ薄膜に対する疲労き裂進展試験を実施するとともに,き裂先端ナノ領域に生じる疲労損傷の詳細な観察が不可欠である.本研究では,単結晶銅ナノ薄膜の疲労き裂進展特性・進展機構とこれらに及ぼす膜厚効果の解明を目的とする.本年度は,別途開発した大気中および電界放射走査型電子顕微鏡(FESEM)観察下で動作可能な自立ナノ薄膜用その場FESEM観察疲労試験機を用いて疲労き裂進展試験を実施した.膜厚が約600 nmの単結晶銅ナノ薄膜における疲労き裂は,き裂周囲に疲労損傷や入込み・突出しの形成を伴って安定進展した.さらに,き裂先端前方の損傷の形成過程をFESEMを用いて観察した結果,疲労き裂先端の前方に突出しを形成した後,これを経由して疲労き裂が進展した.多結晶銅ナノ薄膜では,微視組織における応力集中により入込み・突出しを先行して形成し,これを経由してき裂が進展した.一方,微視組織を排除した単結晶銅ナノ薄膜においても入込み・突出しを形成し,これを経由して疲労き裂が進展した.すなわち,入込み・突出しを伴う疲労き裂進展機構は,ナノ薄膜で普遍的な機構であることを明らかにした.つぎに,膜厚が約300 nmでは,き裂進展の遅延,遅延時にき裂先端前方にすべり線の形成,およびすべり線に沿った急速進展を繰返してき裂が進展した.このとき,き裂周囲には顕著な疲労損傷や入込み・突出しを生じず,膜厚が減少すると疲労損傷の形成領域が局所化した.また,膜厚約600 nmの薄膜と比較して,切欠きからの疲労き裂発生強度が減少した.膜厚が100 nmオーダである金属ナノ薄膜の疲労き裂進展に及ぼす膜厚効果の解明を目的として,単結晶銅ナノ薄膜の疲労き裂進展試験およびき裂先端のナノ観察を実施した.膜厚が約600 nmの薄膜における疲労き裂は,き裂前方に入込み・突出しの形成を伴って安定進展した.一方,膜厚が約300 nmに減少すると,き裂進展の遅延,遅延時にき裂前方にすべり線の形成,およびすべり線に沿った急速進展を繰返してき裂が進展した.このとき,き裂周囲には顕著な疲労損傷や入込み・突出しを生じず,膜厚が減少すると疲労損傷の形成領域が局所化した.

この結果は,疲労き裂進展機構に及ぼす膜厚効果の存在を示唆している.現在までに,膜厚が約300 nmと約600 nmの異なる膜厚の単結晶自立銅ナノ薄膜試験片の作製を達成した.また,自立ナノ薄膜用その場AFM観察疲労試験機は,自立ナノ薄膜試験片に対する疲労荷重の負荷,および引張荷重を負荷した状態で薄膜表面のAFM観察が可能であることを確認した.このように,当初の計画通りに進展しており,次年度より疲労き裂進展機構に及ぼす膜厚効果の検討が可能である.27年度が最終年度であるため、記入しない。機械材料・材料力学膜厚約600 nmと約300 nmの単結晶自立銅ナノ薄膜試験片に対して,同一の力学条件(切欠き長さ,疲労荷重負荷条件)で疲労き裂進展試験を実施し,それぞれの膜厚における疲労き裂進展特性を明らかにする.このとき,試験を一旦中断し,試験片を試験機から取り外し,電界放射走査型電子顕微鏡を用いて疲労き裂を広範囲にわたって観察することで,巨視的な疲労き裂進展過程を明らかにする.つぎに,疲労き裂先端近傍のその場AFM観察を実施し,それぞれの膜厚における疲労損傷やすべり線の性状を詳細に観察することで,疲労き裂進展機構に及ぼす膜厚効果を考察する.27年度が最終年度であるため、記入しない。
環境残留クロラミンの魚毒性(卵、稚魚および成魚での影響評価)

1ゼブラフィッシュ(Danio rerio)の卵、仔魚および成魚でのクロラミンおよび次亜塩素酸の急性毒性脂溶性、安定性が異なる三種類のクロラミン(アンモニアモノクロラミン(I)、エタノールアミンモノクロラミン(II)およびクレアチニンモノクロラミン(III)を調整し、次亜塩素酸(HOCI)とともに急性毒性試験を行った。卵での白濁を指標とした3時間曝露によるEC50値は(I),(II),(III)およびHOCIで、有効塩素濃度としてそれぞれ3.85、4.04、2.07および6.34mg/Lであったが、清浄な水に移した後にも白濁化は進み24時間後のEC50値は約50%減少した。HOCIではEC50値付近の曝露でふ化時間の延長が観察された。仔魚でのEC50値は、HOCIと(I)ではそれぞれ<0.20および0.66mg/Lであり卵に比べて高い感受性を示したが、(III)では卵と変わらない値であった。成魚に対する(I)の毒性は仔魚での結果とほとんど変わらなかったが、HOCIでは成長による抵抗性の増加が観察された。2クロラミンによる培養細胞(BALB/3T3)でのコロニー形成阻害クロラミン(I)、(III)およびHOCIについて濃度と曝露時間を変えて実験を行った。曝露は細胞培養液をHanks溶液に変えてから行い、塩素消費や結合塩素生成の少ない条件で行った。中でも(I)の細胞毒性が非常に強く(I)では0.36mg/L、2分の曝露によっておよそ50%コロニー形成阻害が観察された。(III)では4.2mg/L、7分であった。HOCIでは1.42mg/Lでも5分を越える曝露を必要とし、これは細胞成分との副反応による影響を受けるためと考えられる。以上の結果は環境中に放出される残留塩素を含む水の生態影響評価に基礎的な知見を与えるものと考える。本研究は、環境水中に残留するクロラミンについて魚類の卵、仔魚および成魚に対する急性毒性、そして成長や生殖などへの影響を検討することを目的としている。本年度はゼブラフィッシュの卵や仔魚を用いて、脂溶性や安定性の異なる数種のクロラミンと次亜塩素酸(HOCl)について急性毒性による影響(ふ化率および半数致死濃度)を検討した。ゼブラフィッシュの卵は、産卵後6から8時間のもの、仔魚は、ふ化後3から6日経たもの(産卵後7から10日)を用いた。クロラミンは、水溶液中で塩化アンモニウム、エタノールアミン、およびクレアチニンをそれぞれ次亜塩素酸(HOCl)と反応させて調製した。これらのクロラミンおよびHOClを、1Lあたり60mgの塩類(人工海水用調製塩)を含む水で希釈して曝露実験水(pH6.57.5)とした。また、水中の残留塩素量はDPD法で測定した。卵および仔魚は20個もしくは20尾を1群として26°Cで3時間曝露し、その後塩素を含まない実験水に移し観察を行った。卵は白濁を致死の指標とした。卵での3時間曝露によるEC50値は、HOCl、アンモニアクロラミン(I)、エタノールアミンクロラミン(II)およびクレアチニンクロラミン(III)で、それぞれ6.34、3.85、4.04および2.07mg/Lであったが、清浄な実験水に移した後にも白濁化が進み24時間後のEC50値はそれぞれ2.85、2.72、2.90および1.61mg/Lに減少した。HOClではEC50値付近の濃度でふ化時間の延長が観察された。仔魚に対する毒性は、HOClと(I)ではそれぞれ<0.3および0.66mg/Lであり卵に比べて高い感受性をしめしたが、(III)では2.00mg/Lであり、卵と変わらなかった。来年度は引き続きこれらクロラミンについて、成魚での急性毒性と生殖や成長への影響について検討を行う。

中でも(I)の細胞毒性が非常に強く(I)では0.36mg/L、2分の曝露によっておよそ50%コロニー形成阻害が観察された。(III)では4.2mg/L、7分であった。HOCIでは1.42mg/Lでも5分を越える曝露を必要とし、これは細胞成分との副反応による影響を受けるためと考えられる。以上の結果は環境中に放出される残留塩素を含む水の生態影響評価に基礎的な知見を与えるものと考える。本研究は、環境水中に残留する種々のクロラミンによる生態への影響を検討することを目的とし、魚類の卵、仔魚および成魚を用いてクロラミンの急性毒性を検討し、また培養細胞を用いて細胞障害性の検討を行った。1ゼブラフィッシュの卵、仔魚および成魚でのクロラミンおよび次亜塩素酸の急性毒性脂溶性、安定性が異なる三種類のクロラミン(アンモニアモノクロラミン(I)、エタノールアミンモノクロラミン(II)およびクレアチニンモノクロラミン(III))を調製し、次亜塩素酸(HOCl)とともに急性毒性試験を行った。卵での白濁を指標とした3時間曝露によるEC50値は(I),(II),(III)およびHOClで、有効塩素濃度としてそれぞれ3.85、4.04、2.07および6.34mg/Lであったが、清浄な水に移した後にも白濁化は進み24時間後のEC50値は約50%減少した。HOClではEC50値付近の曝露でふ化時間の延長が観察された。仔魚でのEC50値は、HOClと(I)ではそれぞれ<0.20および0.66mg/Lであり卵に比べて高い感受性を示したが、(III)では卵と変わらない値であった。成魚では仔魚に比べて各塩素剤に対する抵抗性の増加が観察された。2クロラミンによる培養細胞(BALB/3T3)のコロニー形成阻害クロラミン(I)、(III)およびHOClについて濃度と曝露時間を変えて実験を行った。曝露は細胞培養液をHanks溶液に変えてから行い、塩素消費や結合塩素生成の少ない条件で行った。HOClでは1.42mg/Lでも5分を超える曝露を必要とし、これは細胞成分との副反応による影響を受けるためと考えられる以上の結果は環境中に放出される残留塩素を含む水の生態影響評価に基礎的な知見を与えるものと考える。
赤血球不規則抗体陽性例における抗原陽性血輸血の前方向的研究と登録システムの構築

赤血球不規則抗体陽性例に対して、通常、該当抗原陰性の赤血球製剤を選択し輸血する。しかし、緊急時や夜間帯など、抗原不明のまま、あるいは抗原陽性赤血球(RBC)でも輸血せざるを得ない。抗原陽性RBC輸血を行った場合、アロ免疫による副反応の具体的な頻度と重症度は明確でない。抗原陽性血輸血による副反応に遭遇する機会も相当数あると想定されるが、詳細は不明である。本研究は世界に先駆け、抗原陽性血輸血に焦点をあて、その背景と実態を明確にする。さらに、副反応を最少化するRBCの選択、輸血後副反応への対策に役立てようとする。私たちがこれまで施行してきた後方向性研究結果をもとに前方向性研究を行う。
「主観的な物忘れ」を介護予防につなげる：１農村地域でのヘルスケア・デザインの試み

1年目に引き続き、「主観的な物忘れ」の自覚があり、調査地保健師がフォローしていない高齢者の自宅へ訪問し、会話をしながら日常生活で困っていることを具体的に聞くとともに、物忘れの程度を、スケールを用いて評価した。調査地で毎年、65歳以上の自宅在住高齢者に配布している「健康問診票」に「主観的な物忘れ」の評価スケールを引き続き実施し,経年的な変化を評価した。さらに、同調査地で毎年実施している高齢者の生活機能評価健診のロジスティックを担当した。この健診によって得られた客観的な生活機能と、健康問診票で得た「主観的な物忘れ」との関連を検討した。昨年度からの経年的な変化を統計解析した。また、これら研究活動で得られた情報をもとに、新規要介護認定者と基本チェックリストの各カテゴリーとの関連について検討した。これらの検証は、英語論文としてGeriatric and Gerontology Internationalに投稿し、採択され、学位論文としても受理された。次に、調査地で実施している介護予防事業の効果を検討した。その結果、介護予防事業参加者の方が不参加者よりも高度な日常生活機能の維持、転倒リスクの軽減が可能なことが確認された。これらの効果を参加者と主催者に報告した。また、日本語論文を保健師ジャーナルに投稿し、採択された。学会発表では、新規要介護認定と生活機能との関連を縦断的に検討した。その結果、日常生活機能だけでなく、QOLも関連していることが確認できた。この結果は、今年6月の老年医学会学術集会で発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。「主観的な物忘れ」の自覚があり、調査地保健師がフォローしていない高齢者の自宅へ訪問し、会話をしながら日常生活で困っていることを具体的に聞くとともに、物忘れの程度を、スケールを用いて評価した。また、訪問対象者のライフヒストリーも伺った。自宅訪問で得られた情報は、現地行政保健師と情報共有し、保健師やケアマネージャーによるフォローや、医療機関受診につなげた。調査地で毎年、65歳以上の自宅在住高齢者に配布している「健康問診票」に「主観的な物忘れ」の評価スケールを新たに追加した。その結果、物忘れの自覚がある高齢者は、客観評価した認知機能(Mini Mental State Examination)が統計的にも低いことを明らかにした。これら研究活動で得られた情報をもとに、2編の論文を執筆した。新規要介護認定者と基本チェックリストの各カテゴリーとの関連にっいて検討した。その結果、男性では、基本チェックリストで「運動機能低下」と定義された男性高齢者は、2年間の内、定義されなかった男性よりも、有意に新規要介護認定されることが明らかになった。これらの成果は、英語論文としてGeriatric and Gerontology Internationalに投稿した。現在、校正中である。調査地で実施している介護予防事業の効果を検討した。これら結果は日本語論文として保健師ジャーナルに投稿した。論文を2編投稿できた。25年度で得られた知見をもとに、要介護認定に至るまでに変化する生活機能に焦点を充て、それら生活機能が維持。改善できる介入を実施する。介入方法: 1回の教室を90分間実施し、週2回×3か月間行う。介入内容: