hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
曲面のスケイン代数、ゴールドマン・リー代数および写像類群の相互関係の研究

どちらにしても曲面の研究と3次元多様体の研究に新しい概念を導入することができた。スケイン代数を用いて2次元のトポロジーの研究と3次元のトポロジーの研究を結びつける研究をしている。スケイン代数は2次元トポロジーにおいては、ゴールドマン・リー代数を深化させた対象と思うことができる。また3次元トポロジーにおいてはカウフマン・ブラケットやHOMFLY-PT多項式といった多項式絡み目不変量をハンドルボディの絡み目の研究に拡張したものとみなすことができる。スケイン代数の2次元トポロジーと3次元トポロジーの二つの見方により、2次元トポロジーと3次元トポロジーの研究を行った。一年目の研究では、カウフマン・ブラケット・スケイン代数におけるデーン・ツイストの公式を用いて、トレリ群から完備化されたカウフマン・ブラケット・スケイン代数への埋め込みを構成した。この埋め込みは次の二つの意味を持つ。一つ目は、写像類群に正規部分群からなる新しいフィルトレーションを入れることができたことである。二つ目は整係数ホモロジー3-球面の不変量の構成ができたことである。1年目の研究を踏まえて、2年目の研究では、次の二つの研究を行った。一つ目は、カウフマン・ブラケット・スケイン代数で一年目に構成したホモロジー3球面の不変量の構成を用いて、2次元トポロジーの研究対象であるトレリ群と3次元トポロジーの研究対象であるキャッソン不変量との関係を明らかにした。具体的には、スケイン代数を用いて、ある状況でキャッソン不変量の公式を得た。二つ目は、カウフマン・ブラケット・スケイン代数で行った研究のアナロジーとしてHOMFLY-PTタイプ・スケイン代数において研究を行った。特にHOMFLY-PTタイプ・スケイン代数でデーン・ツィストの公式を得たことは、2次元トポロジーにおいても3次元トポロジーにおいても大きな進展になった。今年度の研究で、HOMFLY-PTスケイン代数におけるデーン・ツィストの公式は2次元トポロジーにおいても3次元トポロジーにおいても重要な成果になった。以下、これらの研究成果の意義を説明する。HOMFLY-PTタイプ・スケイン代数はHOMFLY-PT多項式を定義するスケイン関係式を用いて定義したスケイン代数である。河澄-久野、マシュヨ-テュラエフのゴールドマン・リー代数の研究や、カウフマン・ブラケット・スケイン代数の研究で中心的役割をするデーン・ツィストの公式をHOMFLY-PT多項式でもデーン・ツィストの公式を与えた。HOMFLY-PT多項式においても、デーン・ツィストの公式は中心的な役割をする。このデーン・ツィストの公式を用いて、トレリ群から完備化されたHOMFLY-PTタイプ・スケイン代数への埋め込みを構成した。この埋め込みは2次元トポロジーの研究と3次元トポロジーの研究に応用を持つ。トレリ群から完備化されたHOMFLY-PTタイプ・スケイン代数への埋め込みの2次元トポロジーの研究の応用を説明する。HOMFLY-PTタイプ・スケイン代数を近似することにより、リー双代数の構造を持つ。このHOMFLY-PTタイプ・スケイン代数のリー双代数の構造はゴールドマン・リー・双代数を精密化した構造を持つ。
結晶多形の構造制御における添加物ならびに溶媒効果

多形結晶の析出においては種々の添加物や溶媒の影響を受けるため、この制御技術は食品、医薬品などのファインケミカル工業において特に重要な問題となっている。本研究では、添加物や溶媒の結晶多形制御への応用技術を確立することを目的として、添加物や溶媒組成と結晶多形の析出挙動の相関性について系統的な検討を行ってきた。具体的には、これまで多形を有する物質としてL-グルタミン酸を用い、添加物としての他のアミノ酸存在下での晶析を行ってきた。検討の結果,これら他のアミノ酸は、L-グルタミン酸の成長速度を変化させるのみならず、モルフォロジーを変化させることが明らかになった。特にL-フェニルアラニンについては単一結晶を用いて、成長速度の測定ならびに原子間力顕微鏡を用いた検討により、提案した添加物効果のモデルが妥当なものであることを確かめた。さらに、L-グルタミン酸の析出速度の測定からL-ロイシンなどの影響がアミノ酸の分子構造に依存して異なることを認めた。さらに、これらの添加物分子が結晶中に取り込まれるかどうかについても検討を行い、アミノ酸種と混入量の関係についても考察を行った。さらに、本研究では医薬の一種であるチアゾール誘導体を用いてこれらの結晶多形の析出挙動に及ぼす溶媒組成や他の操作条件の影響についても検討を行った。これまでの検討により、溶媒の効果が各多形の溶解度を変化させるとともに、析出挙動をも変化させること、さらには、温度やその他の操作条件の効果が明らかになってきた。これらの成果は今後の多形制御技術の確立に有用な情報を与えるものと確信している。結晶多形制御は食品、医薬品などのファインケミカル工業において特に重要な問題となっている。多形結晶の析出過程では種々の添加物や溶媒の影響を受けるが、同時にモルフォロジー変化を伴うことが多い。そこで、本研究では、添加物や溶媒の結晶多形制御への応用技術を確立することを目的とする。このため、添加物分子の分子構造などを系統的に変化させることにより分子間相互作用に着目した検討を行う。この観点から、これまで、多形を有する物質としてL-グルタミン酸を用い、添加物としての他のアミノ酸存在下での晶析を行ってきた。これまでの検討の結果,これら他のアミノ酸は、L-グルタミン酸の成長速度を変化させるのみならず、モルフォロジーを変化させることが明らかになってきた。成長速度への影響の程度はアミノ酸の分子構造に依存して異なる。また、モルフォロジー変化は単純ではなく、操作条件によって変化することも明らかになった。これらの挙動のほかに、これらの添加物分子が結晶中に取り込まれるかどうかの問題についても検討を始めている。混入量は添加物分子の構造により異なることが考えられ,これらの相関性を明らかにすることは混入メカニズムを解明する上で重要な意味を持つものと思われる。本研究ではL-グルタミン酸への添加物の影響のほかに、チアゾール誘導体を用いてこれらの結晶多形の析出挙動に関する検討も行っている。これまでの検討により、溶媒の効果が各多形の溶解度を変化させるとともに、析出挙動をも変化させることが明らかになってきた。

混入量は添加物分子の構造により異なることが考えられ,これらの相関性を明らかにすることは混入メカニズムを解明する上で重要な意味を持つものと思われる。さらに、本研究では医薬の一種であるチアゾール誘導体を用いてこれらの結晶多形の析出挙動に及ぼす溶媒組成や他の操作条件の影響についても検討を行った。これまでの検討により、溶媒の効果が各多形の溶解度を変化させるとともに、析出挙動をも変化させること、さらには、温度やその他の操作条件の効果が明らかになってきた。これらの成果は今後の多形制御技術の確立に有用な情報を与えるものと確信している。
マダニの栄養代謝機能の解明を基軸としたベクターコントロール技術の持続可能な開発

感染症の制御は、高度グローバル化社会における重要な課題である。マダニは、ヒトと動物双方への感染症伝播において、蚊に次ぐ重要な節足動物であり、宿主を吸血し、貧血・皮膚損傷等の直接的な被害だけでなく、多種多様な細菌・ウイルス・原虫・リケッチア等の病原体を宿主に感染させる間接的な被害をもたらす。このようなマダニとマダニ媒介感染症の制御を目的とする殺ダニ剤処方は、多くの場合宿主や環境に過負荷となり、全地球規模の殺ダニ剤抵抗性の顕在化に寄与する。そこで本研究では、殺ダニ剤の代替手段として、マダニの代謝経路や病原体媒介能力を阻害し、マダニやマダニ媒介感染症の生活環を遮断する新たな制御技術の開発を企図する。
下部マントル深さ～１０００ｋｍの粘性率異常の原因解明と化学組成の制約

本研究の目的は、深さ1000 kmの粘性率異常の原因を解明することである。最近のジオイド研究から、下部マントルの深さ1000km付近で粘性率が1-2桁増加することが指摘されている。一方で、地震学的研究において、沈み込んで行くスラブの滞留が、660 kmの下部マントル境界のみならずおおくの場合で1000 kmにあることが見て取れる。すなわち、1000 kmにおける粘性率増加が、マントル対流へ与える影響は660 km不連続面と同程度かそれ以上であること示している。従って、全マントルの運動を理解する上で、この1000 kmの粘性増加が何に起因しているのかを物質学的に明らかにすることは非常に重要な課題である。下部マントルは主にブリッジマナイトとフェロペリクレースの2相混合岩石で構成されている。この2相では粘性率が数桁のオーダーで異なっており、複合岩石としての微細構造やそれぞれの相の量比が全岩の粘性率に影響を与える。すなわち、逆に、観測されている粘性率を与える量比を実験的に明らかにすれば、現在でも問題となっている下部マントルの組成(パイロライト的かコンドライト的か)については、新たな制約を与えることができる。そのため、下部マントル条件を実験的に再現し、ブリッジマナイトとフェロペリクレースの2相混合岩石の粘性率に関する実験を行ってきている。特に、30年度は、2相混合岩石に大変形剪断歪みを与える実験の技術的開発を行い、100%以上の実験に成功した。また、開発した手法を放射光その場観察実験に応用し、変形場での応力その場測定を実施した。本課題により岡山大学惑星物質研究所で導入した変形実験装置を用いての下部マントル条件での実験は順調に行われている。現在のところ、100%程度の剪断歪みを与えることに成功している。また、この実験技術を用いて、高エネ研での変形その場観察実験においても、何回のビームタイムにおいて試行錯誤を行い、応力・歪みの関係を得るような実験を成功させるに至っている。これら「変形実験」の遂行という観点においては、すこぶる順調であると判断できる。一方で、拡散実験については、明らかな成果がまだ得られていないことから、全体としては概ね順調であると判断した。変形実験において、より大歪みを与えられるように技術開発を行い、今後の組織回復過程を観察するためのアニーリング実験を行っていく。また、大歪み実験の技術をその場X線観察実験にも応用し、歪みに対する応力依存性などの重要なデータを取得していく。さらに、拡散実験として、結晶粒のその場成長観察などを行い、フェロペリクレースのスピン転移の影響などを調査していく。この粘性率増加のマントル対流への影響が660 km不連続面と同程度かそれ以上であることは、沈み込むスラブの滞留が1000 km近傍で観測されていることからも明らかである。従って、全マントルの運動を理解する上で非常に重要な課題である。下部マントルは主にブリッジマナイトとフェロペリクレースの2相混合岩石で構成されているが、その量比(パイロライト的かコンドライト的か)については、未だ、議論の的である。本研究では、この2相の混合比さらにはその微細構造の粘性率への影響を明らかにし、観測されている粘性率増加のメカニズムを物質科学的に解明するとともに、下部マントルの化学組成(岩石モデル)に関して新たなアプローチにより制約を与えることを目標としている。そのため、物質科学的なアプローチにより、構成鉱物の粘性率を明らかにするために、拡散実験と変形実験を計画してきている。29年度は、主に変形実験装置の導入とその試用を行った。汎用装置を用いて下部マントルの圧力条件で変形実験を行うことは容易ではない。我々のグループでは、D-DIA型変形高圧装置に川井型セルを組み込みBrgの変形実験に成功しているが、装置の制約上、歪み量が限られる。そこで、[111]型マルチアンビル高圧装置を改造した変形装置の導入を行った。この装置では、D-DIA型装置よりも大きな歪み量が得られ、かつ均質な温度圧力場での変形実験が可能となる。岡山大学惑星物質研究所への変形実験装置の導入はほぼ完了し、初期試験を行った。変形をもたらす差動ラムの動作確認および校正を高圧下で行い、次の段階への準備を整えた。また、共同利用研放射光施設であるKEKにおいて、その場高温高圧変形実験を遂行した。高温したで約25 GPaの発生を確認し、下部マントル条件の再現に成功した。また、拡散実験を行うための出発試料の合成も行ってきており、良質な多結晶体や単結晶の準備も整ってきている。このような状況を総合的に判断して、おおむね順調に進展していると思われる。

すなわち、1000 kmにおける粘性率増加が、マントル対流へ与える影響は660 km不連続面と同程度かそれ以上であること示している。従って、全マントルの運動を理解する上で、この1000 kmの粘性増加が何に起因しているのかを物質学的に明らかにすることは非常に重要な課題である。下部マントルは主にブリッジマナイトとフェロペリクレースの2相混合岩石で構成されている。この2相では粘性率が数桁のオーダーで異なっており、複合岩石としての微細構造やそれぞれの相の量比が全岩の粘性率に影響を与える。すなわち、逆に、観測されている粘性率を与える量比を実験的に明らかにすれば、現在でも問題となっている下部マントルの組成(パイロライト的かコンドライト的か)については、新たな制約を与えることができる。そのため、下部マントル条件を実験的に再現し、ブリッジマナイトとフェロペリクレースの2相混合岩石の粘性率に関する実験を行ってきている。特に、30年度は、2相混合岩石に大変形剪断歪みを与える実験の技術的開発を行い、100%以上の実験に成功した。また、開発した手法を放射光その場観察実験に応用し、変形場での応力その場測定を実施した。本課題により岡山大学惑星物質研究所で導入した変形実験装置を用いての下部マントル条件での実験は順調に行われている。現在のところ、100%程度の剪断歪みを与えることに成功している。また、この実験技術を用いて、高エネ研での変形その場観察実験においても、何回のビームタイムにおいて試行錯誤を行い、応力・歪みの関係を得るような実験を成功させるに至っている。これら「変形実験」の遂行という観点においては、すこぶる順調であると判断できる。一方で、拡散実験については、明らかな成果がまだ得られていないことから、全体としては概ね順調であると判断した。実験装置の導入もほぼ完了し、今後は、技術的な側面を突き詰め、安定した変形実験の遂行を可能とする。この技術の確立は、その場X観察高圧変形実験にも応用でき、多大な成果が期待できる。また、上記と並行して、拡散実験を遂行していく。拡散実験は技術的には大きな困難がないので、実験・分析を重ね、成果を得る。変形実験において、より大歪みを与えられるように技術開発を行い、今後の組織回復過程を観察するためのアニーリング実験を行っていく。また、大歪み実験の技術をその場X線観察実験にも応用し、歪みに対する応力依存性などの重要なデータを取得していく。さらに、拡散実験として、結晶粒のその場成長観察などを行い、フェロペリクレースのスピン転移の影響などを調査していく。
動脈硬化退縮の形態学とPPARs発現との関連についての研究

動脈硬化退縮の一形態像と見なせる中心性陥凹を持つ動脈硬化性病変(以下、陥凹性動脈硬化巣)におけるperoxisome proliferator-activatedreceptors(PPARs)発現を検討し、病変進展との関連を明らかにすることを目的とした。死後3-4時間以内の剖検大動脈から陥凹性動脈硬化巣を選択し、とくに陥凹性動脈硬化巣の中央部にある陥凹部(陥凹部)とその周囲の隆起部(周囲提)の2か所に分けて採取し検索した。1.粥状動脈硬化巣におけるRT-PCR法によるPPARs発現を検討した結果、PPARαおよびPPARγ発現を認めることが可能となった。かつ、びまん性内膜肥厚、脂肪斑や粥腫などの種類の異なる病変でのPPARs発現量に相違があることを明らかにした。今回の検索により、陥凹性動脈硬化巣においても同様にPPARs発現を認めることができた。2.抗PPARγ抗体による免疫組織化学的検索:免疫染色の結果、陥凹性動脈硬化巣の泡沫細胞核内にPPARγ陽性像を認めた。また、内皮細胞や平滑筋細胞核にもPPARγは陽性であった。陥凹部と周囲堤とを比較すると、陥凹部よりも周囲提に泡沫細胞は集積していた。3.RT-PCR法によるPPARs発現:陥凹部と周囲堤部の両者ともにPPARαとPPARγmRNA発現を認めた。とくに陥凹部よりも周囲堤部におけるPPARγmRNAの発現は強く、これは陥凹性動脈硬化巣における泡沫細胞数を反映している可能性が示された。一方、陥凹部と周囲堤部におけるPPARαmRNAについて、両者間の発現量に差異はなかった。4.PPARγは泡沫細胞に多く発現していたが、今回は半定量的検索でもあり、その局在についてもさらに検討を要する。また、陥凹性動脈硬化巣におけるReal Time-PCR法による定量的検索も今後の課題となる。中心性陥凹を持つ動脈硬化性病変(以下、陥凹性病変)は退縮像の一形態であることを提唱してきた。一方、RT-PCR法により粥状動脈硬化巣におけるperoxisome proliferator-activatedreceptors(PPARs)を検討し、PPARs(α,γ発現を認めた結果を報告した。同様に陥凹性病変においてPPARs発現も認める結果を得ている。現在、動脈硬化発症・進展および退縮におけるPPARs発現の意義を詳細に検討中である。1.ホルマリン固定後に抗PPARγ抗体による陥凹性病変の免疫組織学的検索:陥凹性病変の中央部の陥凹部とその周囲堤とを比較すると、陥凹部よりも周囲提に泡沫細胞は集積する傾向を認めた。陥凹性病変の泡沫細胞核内にPPARγ陽性像を認め、また、内皮細胞や平滑筋細胞もPPARγは陽性であった。2.PPARs発現検索:陥凹性病変についてRT-PCR法によりPPARαおよびPPARγmRNA発現を検索した結果、陥凹性病変の中央の陥凹部と周囲堤部の両者にPPARαとPPARγmRNA発現を認めた。PPARγmRNA発現は陥凹性病変の陥凹部よりも周囲堤部に強い発現を認め、PPARαmRNAについては、陥凹部と周囲堤部との間に明瞭な差異は認められなかつた。現在、さらに半定量的解析を進行中である。3.予定:(1)陥凹性病変についてRT-PCR法によるPPARs発現を認めた結果を投稿準備中である。

PPARγは泡沫細胞に多い傾向にあったが、RT-PCR法では半定量的検索でもあり、局在と差異についてさらに検討を要する。そのため、(2)動脈硬化巣におけるReal Time-PCR法によるPPAR定量的検索などを行い、同様に陥凹性病変のPPARsの定量解析を行い、退縮病変形成課程を明らかにする予定である。動脈硬化退縮の一形態像と見なせる中心性陥凹を持つ動脈硬化性病変(以下、陥凹性動脈硬化巣)におけるperoxisome proliferator-activatedreceptors(PPARs)発現を検討し、病変進展との関連を明らかにすることを目的とした。死後3-4時間以内の剖検大動脈から陥凹性動脈硬化巣を選択し、とくに陥凹性動脈硬化巣の中央部にある陥凹部(陥凹部)とその周囲の隆起部(周囲提)の2か所に分けて採取し検索した。1.粥状動脈硬化巣におけるRT-PCR法によるPPARs発現を検討した結果、PPARαおよびPPARγ発現を認めることが可能となった。かつ、びまん性内膜肥厚、脂肪斑や粥腫などの種類の異なる病変でのPPARs発現量に相違があることを明らかにした。今回の検索により、陥凹性動脈硬化巣においても同様にPPARs、発現を認めることができた。2.抗PPARγ抗体による免疫組織化学的検索:免疫染色の結果、陥凹性動脈硬化巣の泡沫細胞核内にPPARγ陽性像を認めた。また、内皮細胞や平滑筋細胞核にもPPARγは陽性であった。陥凹部と周囲堤とを比較すると、陥凹部よりも周囲提に泡沫細胞は集積していた。3.RT-PCR法によるPPARs発現:陥凹部と周囲堤部の両者ともにPPARαとPPARγmRNA発現を認めた。とくに陥凹部よりも周囲堤部におけるPPARγmRNAの発現は強く、これは陥凹性動脈硬化巣における泡沫細胞数を反映している可能性が示された。PPARαmRNAについて、陥凹部と周囲堤部との発現量に差異はなかった。4.PPARγは泡沫細胞に多く発現していたが、今回は半定量的検索でもあり、その局在についてもさらに検討を要する。また、陥凹性動脈硬化巣におけるReal Time-PCR法による定量的検索も今後の課題となる。
女性農業者と後継者問題

農家世帯員である女性達の就業形態が、明確に分化してきた。a農作業に全く関与しない純粋勤労者(または専業主婦)型、b農業以外の勤務先を持ちながら、農繁期だけ手伝う兼業型、c経営主等の下で無償の従業員として農作業に関わる従属的農業専従型、d配偶者等と対等なパートナーとして経営に関わっている自立的農業専従型、e経営の一部門を責任をもって担当する独立的農業専従型の五類型である。cは伝統的タイプで、戦後自作農経営を代表し、三ちゃん農業時代の担い手でもあった。今日最も一般的な類型はbであり、二十代から五十代に及んでいる。二十代から三十代にかけては、a類型が急速に広まっている。d,eは90年代にはいってから注目されるようになった類型であり、家族経営協定、女性による起業は、この類型を中心に進展した。近年農村を活気あるものにしている直売所等のグループ活動も、リーダーはこうした類型の女性達である。若い時から家族に気兼ねすることなく、地域の様々な活動に参加してきた女性農業者に多い。後継者を確保している農家は、絶対数ではc類型におおく、家産価値の大きい農家ほど定着している。d,e類型の農家では大半の農家で農業跡継ぎを確保している。女性が誇りと喜びをもって農業経営に参加している農家は、農業経営自体が魅力的であるだけでなく、家族関係も風通しがよく、若者にとっても就業しやすいためである。しかし職業選択についても寛容であり、長男を含めて他産業を選択する場合も少なくない。そこでの後継ぎ問題は、家族関係の領域を越える。女性農業者は、これまで単なる働き手としてだけ考えられ、自立した個人としての権利はほとんど与えられることはなかった。今年度の調査で、以下のような状況と新しい変化があらわれていることが確認された。(1)休日が定まっていない。労働に対する報酬も明確にきめている事例は少ない。農地等、不動産の所有権は皆無に近く、農協理事、農業委員等の役職についている女性もほとんどいない。(2)・「嫁」を義父の養子とした例がいくつか出てきた。「家」の構成員として認知された喜びは大きく、家族関係はより親密さを増している。・後けい者の就農を機に、休日・給与制を導入する農家が増加しつつある。・農協の複数組合員制を要求する運動が展開され、女性理事選出の気運が全国的にたかまってきている。(3)以上のような変化は、農村女性の地位向上を意味するものであり、後継者の「嫁」不足問題を解決する上での寄与度は大きい。1.伝統的農村社会の慣習が根強く残っている地域においても、女性農業者の地位は大きく改善されてきている。本年度の調査で確認された点は、「嫁」を養子とし、相続権を与えた事例が4,月30万円以上の給料を支給している事例が3、若夫婦に別棟(屋敷内分居)が2あった。養子と月給はいずれも稲作と花や施設園芸の専業的複合経営である。青色申告の専従者控除分を実際に月給として渡すケースは、急速に広まってきている。2.後継者の就農を機に、定休日をきめ、給料制とする事例はかなり一般化している。近年になって、家族協定を推進し、一定の広まりをもつ市町村も出てきた。3.高齢者の介護は依然として女性の大きな負担となっている。しかし、それを経験した50代後半の女性達がボランティア活動を組織し、「現職の嫁」さん達を支援したり、一人住いの高齢者の買物、昼夕食のサービス等に取り組みはじめている。4.こうした新しい動きは、近年になって急速に展開している。現在の経営主世代が戦後の民主教育を受けた世代であること、「嫁不足」を経験するなかで、女性の地位に関心がむけられるようになったこと、農家経済が豊かになったこと等々がこうしたことを生み出している条件である。
ワンボトル・ワンステップボンディング材の歯質接着システムの構築

ワンボトル・ワンステップボンディング材は,リン酸基またはカルボキシル基を有する酸性モノマー,親水性モノマーおよび多官能性モノマーから構成され,ハイドロキシアパタイトの脱灰,象牙質コラーゲンのプライミングおよびボンディングを同時に行なえる材料である.ボンディング材と歯質との相互作用を13C NMR法で検討し,相互作用の強さと歯質に対するレジンの接着強さとの関係を明らかにし,ボンディング材中に含まれる酸性,親水性および多官能性モノマーの加水分解安定性を検討した。本研究では、ワンボトル・ワンステップボンディング材とエナメル質および象牙質との相互作用の詳細を溶液のNMR法で解析するとともに、ワンボトル・ワンステップボンディング材の加水分解安定性を検討した。すなわち、クリアフィルトライエスボンド2.00g中にハイドロキシアパタイト粉末または切削したウシ歯冠象牙質粉末を0.40gを懸濁し、10分間振盪・撹拌した。その後、これらの懸濁液を遠心分離し、ボンディング材上澄み液の13C NMRスペクトルを測定した。得られたNMRスペクトルから、クリアフィルトライエスボンドに酸性モノマーとして添加されているMDPのビニル基メチレンカーボンに帰属されるNMRピークのHEMA分子内ビニル基メチレンカーボンのNMRピークに対する相対強度を求め、その強度変化から歯質成分の脱灰により生成されたMDPのカルシウム塩の生成量を算出した。なお、コントロールとしてクリフィルメガボンドを用いた。その結果、クリアフィルトライエスボンドにハイドロキシアパタイトまたは象牙質を添加し、両者を相互作用させると、MDPのビニル基メチレンに帰属されるNMRピークの相対強度は減少し、その減少率はハイドロキシアパタイトで16.3%、象牙質では63.5%であった。これは、MDPが歯質アパタイトを脱灰し、ボンディング材に不溶性のカルシウム塩を生成して析出したためと考えられる。しかし、MDPのカルシウム塩の生成量はクリアフィルメガボンドを用いた場合に比べて低いことがわかった。また、加水分解安定性はライエスボンドの方がメガボンドに比べて、高いことがわかった。これは、ボンディング材がエタノールで希釈されているため、MDPのリン酸基の電離が抑制されたためと考えられた。以上の結果から、MDPのリン酸基の電離の程度が歯質アパタイトの脱灰能、および加水分解安定性に影響を及ぼすことがわかった。本研究では,ワンボトル・ワンステップボンディング材であるクリアフィルトライエスボンドおよびG-ボンドと歯質との相互作用の詳細を核磁気共鳴法(^13C NMR法)を用いて検討した.機能性モノマーが主成分であるクリアフィルトライエスボンドおよびG-ボンドを40°C恒温漕中に保管し,経時的に^13C NMRスペクトルを測定し,ワンボトル・ワンステップボンディング材中に含まれる酸性,親水性および多官能性モノマーの加水分解安定性を調べとともに,ボンディング材の劣化が歯質に対するレジンの接着強さに及ぼす影響を検討した.ワンボトル・ワンステップボンディング材中に含まれる酸性あるいは親水性メタクリル酸エステルモノマーの加水分解安定性を^<13>CNMRスペクトルの変化から解析した.その結果,クリアフィルトライエスボンドおよびG-ボンドを40°C恒温槽に保管すると,HEMAのエステル基が加水分解し,その分解産物としてメタクリル酸,エチレングリコールが生成されることがわかった.この結果から,ワンボトル・ワンステップボンディング材の保管期間が長くなるにつれて配合されているHEMAのエステル基が加水分解し,トライエスボンドは14週間40°Cで保管するとHEMAは19.1%分解され,メタクリル酸とエチレングリコールが生成された.これはMDPの脱灰によって露出した象牙質コラーゲンのHEMAによるプライミング効果が低下するとともに,重合に預からないエチレングリコールがボンディング材層内に存在するためで,象牙質に対するレジンの接着強さにおいて保管期間が長くなると低下したものと考えられる.また,ボンディング材がエタノールで希釈されているため,MDPのリン酸基の電離が抑制されたためでもある.以上の結果から,MDPのリン酸基の電離の程度が歯質アパタイトの脱灰能,および加水分解安定性に影響を及ぼすことがわかった.
観葉植物、花、香りが存在する空間における感性の評価

1.生花の香りが人間の心理・生理に及ぼす影響について、咲いている生花(カサブランカ)の数が0、3、10個の3つの空間(対象)を設定して実験を行った結果、脳波の点からは生花10個が最も高く評価され、また、SD法からは生花3個が高く評価された。2.観葉植物、人間が室内のCO2・O2環境に及ぼす影響について実験を行った結果、高さ150cmの観葉植物1鉢が放出するCO2の量は人間1人の1/100以下であり、観葉植物が室内のCO2・O2濃度に及ぼす影響はほとんどないことを明らかにした。3.植物と音楽が人間に及ぼすアメニティ効果について実験を行った結果、クラシックの曲が流れている環境において観葉植物が存在することが人間の心理にアメニティ効果を及ぼすこと、また、植物の香りがピアノレッスンにおける暗譜力を高めることを明らかにした。4.観葉植物、イミテーションプランツ、写真が人間に及ぼすアメニティ効果について実験を行った結果、本物の観葉植物は高く評価され、イミテーションプランツはむしろ写真より低く評価されることを明らかにした。5.観葉植物の種類別のイメージを評価するアンケート調査を、被験者の性別、年齢別、季節別に行った。得られたデータを因子分析し、グリーンアメニティの心理的効果を評価するために必要な「観葉植物のイメージデータベース」を構築した。6.グリーンアメニティデザイン支援システムの構築に必要な観葉植物の蒸散量を、季節、天候、時刻、観葉植物の配置別に測定した。7.観葉植物の照度別の気孔抵抗を、ホルムアルデヒドの拡散(ホルムアルデヒド除去)および水蒸気の拡散(蒸散)の両面から測定した結果、ホルムアルデヒドと水蒸気の拡散の相似則が確認された。さらに、室内のホルムアルデヒド濃度を観葉植物の鉢数との関係で推定し、観葉植物の空気浄化効果を確認した。(1)生花の香りが人間の心理・生理に及ぼす影響の解析咲いている生花(カサブランカ)の数が0個、3個、10個の3つの空間(対象)を設定し、その空間内で被験者の脳波を測定し、また、SD法による心理評定を行った。その結果、快適性の指標と考えられる「β波のパワーに対するα波のパワー(α/β値)」は、生花10個で最も大きくなった。また、SD法の結果からは、生花のある2つの対象が生花のない対象より高く評価され、また生花10個より3個の方が高く評価された。これらの結果より、生花の香りは人間の心理・心理に快適な影響を及ぼすことが示された。(2)観葉植物が室内のCO2・O2環境に及ぼす影響の解析室内のCO2・O2濃度を、人間0、1、2人、観葉植物(6鉢)の有無の組み合わせの6つの条件で、測定・解析した。その結果、高さ150cmの観葉植物1鉢が室内のCO2・O2濃度に及ぼす影響の大きさは、人間1人の1/100以下であり、観葉植物を配置した室内で人間が夜間過ごしても、まったく問題ないことを明らかにした。また、植物や人間からのCO2発生、換気を考慮したシミュレーションも行い、上記のことを確認した。(3)観葉植物によるホルムアルデヒド除去効果の解析観葉植物の空気浄化効果の解析として、観葉植物を入れたステンレスチャンバ内にホルムアルデヒドを注入して気化させ、その後のホルムアルデヒド濃度の経時変化を測定した。条件として、気温13、20、27°Cと照度0、5000 lxの組み合わせの6つを設定した。その結果、観葉植物はホルムアルデヒドをその時の濃度にほぼ比例して吸収することを明らかにした。

さらに新建材が使用されている室内のホルムアルデヒド濃度を、室内に置く観葉植物の鉢数との関係で推定し、観葉植物の空気浄化効果を確認した。1.植物と音が人間に及ぼすアメニティ効果について、脳波測定とSD法による心理評定によって解析を行った結果、クラシックの曲が流れている環境において観葉植物が存在することが人間の心理にアメニティ効果を及ぼすこと、および、観葉植物が存在する環境においてもクラシックの曲や小川のせせらぎの音が人間の心理にアメニティ効果を及ぼすことを明らかにした。また、植物の香りがピアノレッスンにおける暗譜力に及ぼす効果について実験を行った結果、少なくとも暗譜時と演奏時のどちらかに香りが有ることによって暗譜力を高められること、また、暗譜時と演奏時ともに香りが有ることによって暗譜力がさらに高められることを明らかにした。2.観葉植物、イミテーションプランツ、写真が人間に及ぼすアメニティ効果について、脳波測定とSD法による心理評定によって解析を行った結果、本物の観葉植物は高く評価され、イミテーションプランツはむしろ写真より低く評価されることを明らかにした。3.観葉植物の種類別のイメージを評価するアンケート調査を、被験者の性別、年齢別、季節別(夏期、冬期)に行った。得られたデータを因子分析し、グリーンアメニティの心理的効果を評価するために必要な「観葉植物のイメージデータベース」を構築した。4.グリーンアメニティデザイン支援システムの構築に必要な観葉植物の蒸散量データを、季節、天候、時刻、観葉植物の配置別に測定を行った。5.観葉植物の照度別の気孔抵抗を、ホルムアルデヒドの拡散(ホルムアルデヒド除去)および水蒸気の拡散(蒸散)の両面から測定した。その結果、拡散の相似則が確認され、蒸散から求めた気孔抵抗を用いてホルムアルデヒド除去量の推定が可能であることを明らかにした。
超新星爆発におけるr過程元素合成と爆発メカニズムの解明

1.太陽質量の9倍の星の重力崩壊および超新星爆発の数値流体シミュレーションを行った。太陽質量の810倍の星は、進化の最終段階で中心に酸素・ネオン・マグネシウムのコアを形成した段階で重力崩壊を始めるので、より大質量の星に見られる鉄のコアの光分解によるエネルギー損失がないこと、そして、重力ポテンシャルが比較的浅いことにより、爆発を起こしやすいと考えられている。我々は、陰的解法による一次元数値流体コードを開発し、この星が流体力学的なコアバウンスによって爆発しうることを明らかにした。2.太陽質量の9倍の星の超新星爆発によるr過程元素合成の計算を行った。r過程元素(速い中性子捕獲反応により作られた元素。鉄より重い元素の約半分。金、銀、プラチナ、ウランなど)の起源は未だに明らかにされていないが、上述の超新星爆発では多量の中性子過剰物質が放出されるため、r過程が実現する。我々は、中性子、陽子からプルトニウムまでの約3600個の核種を含む原子核反応ネットワークコードを開発し、この超新星爆発におけるr過程元素合成の数値計算を行った。その結果は太陽系のr過程元素組成比を非常によく再現することより、太陽質量の810倍の星の超新星爆発は、r過程元素の主要な起源である可能性が高いことを明らかにした。3.宇宙年齢の下限値の推定を行った。r過程元素合成の計算により得られた長寿命放射性元素ウラン、トリウムの値と、銀河系で最も古い星の一つである超金属欠乏星に観測されるそれらの値を比較することにより、その星の年齢を推定することができる。この星は宇宙ができてからすぐに生まれたと考えられるので、ほぼ宇宙年齢に等しい(正確には下限値)と考えられる。我々の結果による宇宙年齢の下限値は141±24億年であり、現在最も信頼性の高い宇宙背景放射の観測による値(137±2億年)とほぼ合致することを示した。1.超新星爆発における速い中性子捕獲反応(r過程)による元素合成の研究を行った。我々の身近に存在する鉄より重い元素の大半、特に、金、銀、プラチナ等の貴金属はこのr過程で合成されると考えられているが、その起源は明らかにされていない。我々は、r過程が、大質量星の超新星爆発時に形成される原始中性子星付近で起こると仮定し、その温度・密度変化を、一般相対論的・半解析的手法による数値計算により導いた。その結果を、水素からウランやプルトニウムにおよぶ3000個以上の同位体を含む原子核反応ネットワーク・コードに適用し、r過程元素合成の計算を行った。その結果、原始中性子星が非常に重い場合(2太陽質量程度)、太陽系r過程元素のパターンがよく再現されることを明らかにした。これは、r過程元素の起源は大質量の超新星爆発であることを示唆する。2.長寿命放射性元素ウラン、トリウムにより、宇宙年齢の下限値を求めた。ウランやトリウムなどのアクチノイド元素は全てr過程で合成される。特に、ウラン238(半減期44. 7億年)やトリウム232(半減期140. 5億年)は宇宙年齢に近い寿命をもつ放射性元素なので、「宇宙時計」として利用することができる。最近、銀河系で最も古い星の一つである金属欠乏星に初めてウランとトリウムが同時に発見された。我々は、上述のr過程元素合成の結果とこの星の元素組成データを詳細に比較することにより、その年齢を計算した。この星は宇宙で最も年老いた星の一つであるので、その年齢は宇宙年齢に非常に近いと考えられる。計算の結果、131±23億年という値が得られた。これは、他の手法により得られた宇宙年齢の値(宇宙背景放射、Ia型超新星、球状星団等)と誤差の範囲で合致する。
YBCO薄膜の磁束ピン止め研究のための制御されたナノ欠陥の作製

本研究では、既に製膜されたYBa_2Cu_3O_<7-δ>(YBCO)薄膜に制御されたナノスケール欠陥(ナノ欠陥)を導入し、上から下まで、かつ、簡単な方法を調べた。従来のアルゴンイオンミリングと併せ、エッチングマスクとして約100nm直径の柱状細孔を有するナノポーラス陽極酸化アルミナ自立膜を用いられ、YBCO薄膜にナノ欠陥を導入した。ナノ欠陥の導入により、YBCO薄膜の臨界電流密度及び磁束ピン止め特性を大きく向上させることが達成した。人工ピン法では、超電導薄膜の最大の臨界電流密度J_cが得られるように、結晶欠陥の分布や密度を制御して薄膜中に導入することが原理的には可能であるが、実際には超電導マトリックス内部に導入された結晶欠陥の分布がランダムであり、かつ、その欠陥の寸法を制御することは困難である。一方、ナノテクノロジーにより、様々なナノ組織の作製の研究が進められている陽極酸化アルミナ(Anodic aluminum oxide, AAO)自立膜は、孔の寸法と分布が決まっているので、人工ピンを導入するために利用可能な材料と考えられる。そこで本研究では、高温超電導酸化物薄膜YBa_2Cu_3O_y(YBCO)の上に多孔性AAO自立膜を配置し、次いで、アルゴンイオンミリングを行った。アルゴンイオンミリングにより、多孔性AAO自立膜の下にあるYBCO薄膜が、孔のパターンとほぼ同様なパターンでエッチングされ、YBCO薄膜中にナノスケールの結晶欠陥が導入された。欠陥の微細構造について走査電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、及び透過型電子顕微鏡観察で調べた。AAO自立膜を用いてYBCO薄膜中に制御されたナノスケール欠陥を導入した初めての試みであり、結果として液体窒素温度(77.3K)において薄膜の単位幅当りの臨界電流(臨界面電流)を向上させることができた。特には欠陥の少ないフッ素フリー塗布熱分解(MOD)法のYBCO薄膜中にナノスケールの欠陥が導入され、元のJ_c値と比較して約70%に向上した。また、J_cの磁界角度依存性を0.1Tの外部磁界に対して、全角度においてJ_cが向上した。この結果により、低磁界に対してYBCO薄膜中にランダムピン及びab相関ピン止め中心の寄与が大きくなったことが考えられる。従来の重イオン照射より簡略な方法であり、かつ、人工ピンの分布や密度を正確に制御して薄膜中に導入することを可能である。また、AAO自立膜が破壊されるまで何回も利用ができ、効率的な方法である。今年度は欠陥の少ないYBCOのフッ素フリーMOD膜を中心にして、ナノ欠陥を導入するためにナノメーターサイズの細孔を有するアルミナ陽極酸化膜を通してYBCO薄膜のアルゴンイオンミリングを行った。臨界電流密度Jcの向上を目指し、アルゴンイオンミリング後の酸素熱処理アニール効果を調べた。また、同様な方法で微量の希土類を添加したYBCO膜にナノ欠陥を導入し、更に高いJcが得られた。今まで200A/cm以上クラスのフッ素フリーMOD膜(膜厚:700nm)の再現性が良くなかったが、ナノ欠陥の導入による最高の臨界電流の単位幅Ic/wは230A/cmを達成した。希土類添加の効果はまだ明らかではないが、ナノ欠陥の導入と合わせて臨界電流を更に大きく向上させることが分かった。ナノ欠陥を導入したフッ素フリーMODのYBCO薄膜のピン止め機構を解明するため、77.3KにおけるJcの角度依存性及びインプレーンX線回折の測定と分析を行った。Jcの角度依存性の評価により、c軸相関ピンの寄与が少ないと見かけられるが、ランダムピン及びab面相関ピンの寄与が大きくなることが分かった。更に、Grazing入射角度のインプレーンX線回折測定を行い、インプレーンマイクロストレーンを評価した。結果は、as-grown膜に比較してナノ欠陥を導入したYBCO膜の方がインプレーンマイクロストレーンは高いことを確認した。ランダムピンとab相関ピンは、イオンミリングで引き起こす積層欠陥周辺部における酸素欠損に起因すると考えられる。2011年欧州超電導国際会議で口頭発表を行い、多くの超電導の研究者に公表することができた。また、主な研究成果は超電導分野のインパクトファクターの高いSuperconductor Science and Technology雑誌に論文の仕上げることができた。
X線撮影とディジタル画像処理によるRC部材内の鉄筋腐食成長過程の3次元可視化

鉄筋コンクリート(RC)部材内で生じる鉄筋腐食の進展を観察できれば,鉄筋腐食の不均一さ(腐食の空間分布)の程度と形成過程の理解,あるいは,それと部材表面に表れる腐食ひび割れ幅・密度の関係の把握など,RC構造物の維持管理の高度化につながる情報が得られると期待される.本研究では,RC部材内の鉄筋腐食成長過程のX線撮影による観察の可能性を検討した.電食にて劣化させたRC部材を連続的にX線撮影することで,鉄筋腐食成長過程,鉄筋腐食量と腐食ひび割れ幅の関係,あるいはそれらが部材曲げ耐力に及ぼす影響に関する基礎資料を得た.鉄筋コンクリート(RC)部材内で生じる鉄筋腐食の進展を観察できれば,鉄筋腐食の不均一さ(腐食の空間分布)の程度と形成過程の理解,あるいは,それと部材表面に表れる腐食ひび割れ幅・密度の関係の把握など,RC構造物の維持管理の高度化につながる情報が得られると期待される.本研究では,RC部材内の鉄筋腐食成長過程のX線撮影による観察の可能性を検討した.電食にて劣化させたRC部材を連続的にX線撮影することで,鉄筋腐食成長過程,鉄筋腐食量と腐食ひび割れ幅の関係,あるいはそれらが部材曲げ耐力に及ぼす影響に関する基礎資料を得た.X線技術により,RC部材内の鉄筋腐食状態を可視化できれば,鉄筋腐食の成長過程を連続的に撮影することが可能となり,鉄筋腐食の空間分布をモデル化するための情報,さらには,鉄筋腐食とコンクリート表面に表れる腐食ひび割れ幅・密度の関係等について,有用な情報を得ることができると期待される.ただし,健全時から,例えば,10%程度の断面欠損が生じたコンクリート内の鉄筋の状態をX線により定量的に評価可能であるのかは明らかでなく,このような研究目的の達成にX線技術が適用できるのかをまず確認する必要がある.本研究は,この背景のもと,X線によりコンクリート内の鉄筋腐食の状態を撮影し,鉄筋の非腐食域の境界を捉えるためのディジタル画像処理方法などを検討した。具体的には,予め電食にて腐食させた,腐食量と腐食の分布が既知の鉄筋をコンクリート中に埋め込み,その状態をX線撮影し,ディジタル画像処理方法の違いがX線撮影画像(以下,単にX線画像)から予測される鉄筋腐食量の精度に及ぼす影響などを検証した.次いで,電食にて劣化させたRCはり部材のX線撮影を行い,鉄筋質量減少率の不均一さの程度や形成過程を観察した.また,鉄筋質量減少率とコンクリート表面に表れる腐食ひび割れ幅の関係,さらには,部材内部の鉄筋質量減少率の空間的な変動と曲げ耐力の関係などに関する基礎資料を得た.なお,本研究は,将来的に,X線技術を用いて鉄筋腐食の成長過程を連続的に観察することが可能であるのかを見極めるために実施している.そのため,電食により生じる鉄筋の断面減少や腐食生成物の実環境で生じるものとの違い,あるいは,腐食ひび割れ幅に及ぼすせん断補強鉄筋の影響などは検討できていない.これらは,今後の重要な検討課題である.コンクリート中にある腐食鉄筋について,X線技術によりその腐食状態の可視化を行うとともに,X線画像から面積の減少量を推定するための画像処理方法を検討した。さらに,本手法を電食により鉄筋を腐食させたRCはりに適用し,鉄筋腐食成長過程の観察に関する基礎検討を行った。本研究で得られた主な結論を以下に示す。1)X線技術と,ディジタル画像処理方法を工夫することで,コンクリート中にある鉄筋の非腐食域を3次元的に抽出することが可能である。画像処理方法として,モード法とエッジ検出を用いたが,コンクリート中の鉄筋を撮影する目的に対しては,エッジ検出の方が適している。エッジ検出による場合には,本研究で用いた空間フィルタのオペレータが有効である。2)本研究で設定した範囲の水セメント比や供試体形状,あるいはコンクリートとモルタルの違いなどは,X線画像に大きな影響を及ぼさない。X線画像から推定される質量減少率は,これらの因子によらず,概ね質量測定から得られる質量減少率に近い値となることを確認した。3)今後,電食と実環境や乾湿繰り返し環境に暴露されるRCはりで生じる鉄筋腐食の成長過程の違いや,せん断補強鉄筋が腐食ひび割れ幅の成長に及ぼす影響など,本研究で検討できていない内容についての継続的な研究が必要である。しかし,本研究で実施した基礎検討から,RCはりを3次元X線撮影することで,部材内の鉄筋腐食成長過程の観察,鉄筋腐食の不均一さの形成過程と不均一さの程度のモデル化に必要な情報の入手,鉄筋腐食量と腐食ひび割れ幅の関係,また,鉄筋腐食の分布と曲げ耐力の関係などの考察が可能であることを確認した。構造工学平成25年度の主な目標は,「X線写真とディジタル画像処理技術により,コンクリート・腐食生成物・鉄筋(未腐食)を区分し,それらの空間的な分布を3次元画像として可視化するためのプログラムを構築する.X線画像上で腐食生成物を同定することがチャレンジであり,エッジ検出法を中心に画像処理パラメータを実験結果に整合するように調整する作業を繰り返す.また,3次元画像を得るため,早稲田大学が所有するX線撮影装置について,供試体を360度方向から撮影できるように改良する.」である.

ディジタル画像処理,装置の改良,および基礎実験の実施と,全ての項目について,ほぼ計画通りに実施できた.構築したX線写真とディジタル画像処理技術を電食を受けるRC梁に適用し,鉄筋腐食成長過程を可視化する.そして,観察に基づき,鉄筋腐食や腐食生成物の部材内の変動を表現する空間分布モデルを構築したり,RC梁の曲げやせん断実験を行い,各耐力に及ぼす鉄筋腐食分布の影響について考察したりする.当初の研究計画通りの内容を平成26年度に実施する予定である.実験消耗品の購入の際,当初予定したものよりも若干ながらも安価なものを購入することができた.そのため,14714円の残金を次年度に繰り越すことになった.平成26年度は,多くの実験供試体を用いてX線撮影する予定である.供試体製作の際の消耗品(鉄筋やセメント)購入費の一部に平成25年度の残金(14714円)を使用する.
水中翼船の航走安定性の予測とその評価に関する研究

昨年は水中翼船の姿勢制御装置(RCS)の設計を近年急速に普及したロバスト制御系の1設計手法であるμ設計手法を用いて、翼の没水深度の維持と上下加速度低減を実現した。研究第2年度である本年は、より積極的に艇の姿勢と外乱を未知外乱推定オブザーバによって推定し、波浪強制力を相殺することで荒れた海面での波浪の影響による失速やキャビテーションの発生を極力避け、安定した翼走を維持するための制御系を構成した。船体運動の制御に必要な航走中の艇の状態計測は水面との距離計、上下加速度計、ジャイロによって行うものとして模型実験による流体力の計測値を基に水中翼船の運動モデルを構成し、外乱と状態量の同時推定をする未知外乱推定オブザーバをLuenbergerのオブザーバとして構成した。その際に外乱のダイナミクスを表す数学モデルが必要となるが、外乱である波高とヒーブは出会い周波数0で波面との相対高度と上下方向の加速度データからは分離不能である問題点を克服するため、外乱モデルに周波数0の成分を持たないような周期的モデルを採用して、推定状態量を用いたフィードバック制御系の安定性と外乱抑制を調べた。その結果、低次の外乱モデルで効果的な外乱相殺が行えることを明らかにした。全没型水中翼船の波浪中での航走安定性について検討するためピッチング、ヒービングの2自由度の運動について模型実験及び理論計算を実施し、さらに得られた結果を用いて航走安定を保つべく姿勢制御系の構築を行い以下のような知見を得た。1、全没型水中翼船の波浪中での安定性検討の基礎データとするため、曳航水槽で規則波中の全没水中翼へ作用する波強制力の計測を行い線形理論との比較を行った結果、前翼については良好に一致するが前翼の造る流場の影響を強く受ける後翼は特に追波中での振幅の計算との一致度が低くなる。2、規則波中で姿勢制御を行った状態での運動を計測し線形運動方程式による計算と比較した結果、追波中での振幅について検討の余地がある。3、上記1、2のような運動方程式のパラメータ及び流体力に計算誤差があること前提とした上で波浪中航走の安定性を確保するためH_∞制御理論による姿勢制御システムの設計についての検討を行い、不規則波中での数値シミュレーションの結果、ロバスト性と減揺効果及び設計労力の軽減等についてH_∞制御理論適用の有効性を確認した。
産卵制御の分子機構

鳥類における放卵の調節機構は、卵巣からのプロスタグランジンが血中に放出されることにより、子宮筋収縮が増加し、子宮筋収縮の物理刺激が神経的に、あるいは内分泌的に脳視床下部に伝達される。視床下部の神経刺激は下垂体後葉からAVTを放出させ、子宮筋運動を増強し、放卵を完了する。本研究においては、ニワトリの放卵調節制御系の、とくに分子生物学的解明を試み、以下のような多くの成果を得た。1.卵巣プロスタグランジン(PG)は、最大排卵前卵胞と排卵後卵胞において、中でも顆粒膜細胞層と卵胞膜細胞層で産生され、放卵直前に最大増加が見られた。PGの内、PGFが最も強い子宮収縮効果を有していることや血中PGF値が放卵直前に著しく増加することが判明した。排卵前卵胞の卵胞静脈から血液を採取し、PGFを測定した結果、放卵直前に最大増加が見られた。卵胞膜組織抽出物から放卵誘起因子を同定するためHPLC解析を行なったところ、分子量約300の因子でこのものはPG類であることが判明した。2.下垂体後葉ホルモンの内、アルギニンバソトシン(AVT)は放卵誘起作用があり、血中値も放卵時に一致して増加する。この放出は種々の要因によって促されるが、子宮筋収縮に反応して放出されることが判明した。AVTは視床下部で産生され、そこから走行する神経軸索内を通って下垂体後葉に貯蔵される。AVT産生ニューロンの脳内局在を免疫組織化学法で検討したところ、AVTニューロンは終脳領域の視索前野では脳軟膜直下に、第三脳室周囲部では上衣直下に多数の細胞体が分布している。それらは23×15μm程度の大型ニューロンであり、室周囲部のAVTニューロンは極性を示し、デンドライトは脳室側に見られる。電顕観察で上衣細胞に接するAVT陽性デンドライトが明らかとなった。ニワトリの後葉ホルモンの内AVTについてその塩基配列を決定し、このcDNAをプローブとし約700bpの視床下部AVTmRNAを同定した。同mRNA量は4日間の絶水処理により4倍以上増加した。また、その局在部位を同定するため、in situハイブリダイゼーションを行なったところ、とくに視床下部の傍室核において著しい発現がみられた。AVTは視床下部のみならず、様々な末梢組織においても産生されることが明らかとなっているが、本研究では、排卵前の卵胞壁細胞においても産生していることが、免疫的研究とDNA組換え技術法によって明らかとなった。3.後葉ホルモンが子宮筋に対し、生理的に作用する第一のステップは、子宮筋特異的レセプターとの結合であり、標的器官レベルで放卵が調節される可能性がある。この意味において子宮筋AVTレセプター動的解析を行なったところAVTレセプターのKd値もBmax値も放卵時に著しく減少し、放卵後2時間には回復した。さらにAVTレセプターcDNAクローニング計画では、(1)子宮筋の可溶画分を抽出し、電気泳動解析を行ない、AVTレセプター画分を採取した。現在、アミノ酸シーケンシングする段階に来ている。(2)ヒト及びラット後葉ホルモンレセプターcDNA塩基配列をもとにオリゴヌクレオチドプライマーを合成し、産卵鶏子宮筋の全RNAをもとにPCR処理を行なった。452bpcDNA産物を得て、これをプローブとして産卵鶏子宮筋全RNA中に5.6、4.0及び2.1kbのAVTレセプターmRNA分子種を同定した。以上のように本研究の大要は、(1)卵巣プロスタグランジンの産生部位の特定と放卵調節への関与、(2)下垂体後葉ホルモンの中枢及び末梢組織における産生部位の特定(タンパク質レベル及び遺伝子分子生物学的解析)、発現機序と放出機序、(3)AVTレセプターの動的解析とcDNAクローニング及びアミノ酸シーケンシングによる構造解析を行ない、国の内外の研究者による共同研究として世界的にも極めて質の高い新しい事実発見を提供することができた。このプロジェクトによる外国研究者訪問と内国研究者との緊密性と協力性が将来の研究にも大きな弾みとなったことも見逃せない成果であり、文部省関係者に深謝申し上げたい。