hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔癌の顎骨浸潤・骨破壊に対するＰＴＨ・ＣＯＸ－２による新たな治療戦略

口腔癌の顎骨浸潤におけるcyclooxygenase-2 (COX-2)を介するシグナルによって調節されるparathyroid hormone (PTH)の作用を解析し、新たな治療法について検討した。PTHrP, COX-2の発現量の異なる2種類のマウス扁平上皮癌細胞株(NR-S1, SCCVII)を用いて顎骨浸潤モデルを作製してCOX-2 inhibitorの投与実験を行った。腫瘍体積、破骨細胞数、マイクロCT解析および破骨細胞関連サイトカインの定量を行った。破骨細胞関連サイトカインの解析が顎骨浸潤の評価に有用であり、COX-2・PTHrPの抑制は新たな顎骨浸潤の治療になりえると考えられた。マウス扁平上皮癌であるNR-S1細胞株とSCCVII細胞株の培養実験で、PTHrPとCOX-2のmRNAの発現量を比較検討した。結果、NR-S1細胞株はSCCVII細胞株より、約3倍のPTHrP mRNAを発現し、COX-2 mRNAの発現は、SCCVII細胞株の方が、NR-S1細胞株より約2倍高かった。移植実験では、COX-2ノックアウトマウスに移植癌細胞は生着せず、C3H/Heマウスにおいて顎骨浸潤の実験系を確立した。結果はPTHrP低発現腫瘍であるSCCVII移植群にCOX-2inhibitorを投与したもので最も高い抗腫瘍、顎骨浸潤抑制効果が確認された。口腔癌の顎骨浸潤におけるCOX-2を介するシグナルによって調節されるPTHの多彩な作用を解明し、新たな治療法の可能性について検討した。In vitroで2種類の顎骨浸潤能が異なるマウス扁平上皮癌細胞株(NR-S1, SCCVII)のCOX-2とPTHrPの発現量を比較した結果、COX-2発現量はSCCVIIでNR-S1の約2倍、PTHrP発現量はNR-S1でSCCVIIの約3倍であった。In vivoでは顎骨浸潤モデルを作製し、実験群はNR-S1移植の顎骨浸潤モデルをCOX-2阻害剤投与群と非投与群の2群とし、SCCVII移植の顎骨浸潤モデルも同様に2群に別け計4群とした。解析項目は腫瘍体積、TRAP染色による破骨細胞数とマイクロCTによる顎骨破壊の解析および腫瘍の顎骨浸潤部におけるIL-6, PTHrP, TNF-α, RANKL, RANK, OPGの発現をRT-PCRで測定した。腫瘍体積は、NR-S1, SCCVIIの両移植群ともCOX-2阻害剤投与群が、非投与群に比較して腫瘍増殖の抑制が認められた。COX-2阻害剤を投与し、COX-2の発現を抑制した状態で、PTHrP産生能の違いのみで比較すると、PTHrP高発現のNR-S1移植群は低発現のSCCVII移植群に比して破骨細胞数の増加と高度な顎骨浸潤の形成を認めた。PTHrP高発現のNR-S1移植群のCOX-2阻害剤非投与群においてRANKL, RANK, IL-6, TNF-αのmRNA発現量がPTHrP低発現のSCCVII移植群のCOX-2阻害剤投与群に比較してやや高い傾向がみられているが、結果を得られていない。そのため、現在も再実験中である。破骨細胞関連サイトカインの発現解析が口腔癌における顎骨浸潤能の評価に有用と思われ、またCOX-2によるPTHrP発現を抑制することは新たな顎骨浸潤の治療になりえると考えられた。PTHの骨形成促進作用メカニズムを明らかとする目的で、我々が確立したPTHの骨形成促進作用が認められる骨芽細胞様細胞株であるMC3T3-E1細胞およびMC-4細胞培養系を用いてPTHシグナルの下流にある転写因子COX-2の解析を行った。具体的にはMC3T3-E1細胞およびMC-4細胞培養系にCOX-2のプロモーター領域の様々なbinding site COX-2 DNA mutationを強制発現させ、PTHによるルシフェラーゼ活性を測定することにより、PTHによるCOX-2誘導に必須のpotential cis-acting siteを検索した。また、mRNA、タンパクレベルでの解析をReal-time (Quantitative)PCRおよびWestern blotで検討した。更に、PTH刺激を加えたMC3T3-E1細胞およびMC-4細胞培養系から核タンパクを抽出してゲルシフトアッセイを行い、PTHによるCOX-2誘導のpotential cis-acting siteを検討した。結果、骨芽細胞様細胞株また、mRNA、タンパクレベルで、その骨芽細胞分化、および破骨細胞形成支持能に差がにおいてPTHによるCOX-2の発現誘導には、calcium-calcineurin-NFAT signaling pathwayが重要であることが分かった。

担癌マウスによる顎骨浸潤・骨破壊モデルの作成は、マウス扁平上皮癌由来であるNR-S1細胞株もしくは、SCCVII細胞株を2×107/mlに調整し、C3H/HeマウスやCOX-2ノックアウトマウスおよび野生型マウスの右咬筋内に50μl注入し、経時的な腫瘍のの浸潤能を計測し、C3H/Heマウス,COX-2ノックアウトマウスおよび野生型マウスのそれぞれの顎骨浸潤モデルを作成中である。マウス扁平上皮癌(NR-S1細胞株、SCCVII細胞株)を移植した顎骨浸潤モデルの実験系を確立するのにやや時間を費やした。C3H/HeマウスとCOX-2ノックアウトマウスの双方で顎骨浸潤モデルの作製を試みたが、結果、COX-2ノックアウトマウスでは移植癌細胞は生着せず、癌細胞の顎骨浸潤モデルの実験系はC3H/Heマウスで確立した。骨髄由来間葉系細胞に対するPTHとCOX-2シグナルの骨分化誘導と骨形成に必要なPTHとCOX-2シグナルの検討した。MC3T3-E1細胞およびMC-4細胞培養系にCOX-2のプロモーター領域の様々なbinding site COX-2 DNA mutationを強制発現させ、PTHによるルシフェラーゼ活性を測定することにより、PTHによるCOX-2誘導に必須のpotential cis-acting siteを検索した。更に、PTH刺激を加えたMC3T3-E1細胞およびMC-4細胞培養系から核タンパクを抽出してゲルシフトアッセイを行い、PTHによるCOX-2誘導のpotential cis-acting siteを検討した。骨芽細胞様細胞株または、mRNA、タンパクレベルで、その骨芽細胞分化、および破骨細胞形成支持能に差がにおいてPTHによるCOX-2の発現誘導には、calcium-calcineurin-NFAT signalingpathwayが重要であることが判明した。また、担癌マウスによる顎骨浸潤モデルを作成中である。具体的には、マウス扁平上皮癌NR-S1細胞株やSCCVII細胞株をC3H/HeやCOX-2のノックアウトマウスの咬筋内に移植し、経時的な腫瘍の顎骨浸潤能の解析を行っている。現在、癌治療(骨浸潤・骨転移)におけるBP製剤やCOX-2阻害剤の研究が種々の診療科で基礎的あるいは臨床的に進められている。口腔癌の顎骨浸潤を抑制する鍵は、破骨細胞の誘導分化に働く様々なサイトカイン(IL-6,PTHrP,TNF-α,RANK,RANKL,osteoprotegerin)の働きとMMPsやCOX-2との役割を解明することである。なかでも今回注目しているPTH, COX-2の癌の顎骨浸潤における役割は重要で、骨浸潤・骨破壊に対する今後の治療に与える影響も非常に大きいと予想される。今後は、顎骨浸潤モデルマウスのマイクロCTによる顎骨浸潤部の3次元的形態を計測し、骨芽細胞、破骨細胞の病理組織学的な比較検討を行う。また、分化マーカーなどの検討のために、タンパクレベルを免疫組織化学的染色、遺伝子レベルをin situ hybridizationを行い組織学的、微細形態学的、定量力学的に解析し、組織形態の評価を行う予定である。腫瘍組織より産生されるCOX-2, IL-6, PTHrP, TNF-α, RANK, RANKL, osteoprotegerinなどのmRNA量をreal-time PCRで解析し、1NR-S1群2NR-S1+COX-2inhibitor投与群3SCCVII群4SCCVII+COX
食品の適塩化・低糖質化に向けた「微細構造－破断挙動－呈味」の関連性の解明

平成29年度末に,当該年度の未実施事項を含めて平成30年度計画を見直して,連続型層状構造の固体非膨化食品について,「微細構造ー咀嚼時の破断挙動ー呈味性(塩味・甘味)」の関連性を検討した。項目(1)連続型層状構造の固体非膨化食品の理化学的特性の測定:塩化ナトリウム・ショ糖を配合した平板状生地と非配合の平板状生地を重層・圧延させて連続型層状構造を形成させた。これを特徴付けるために,試料の水分含量,嵩密度,曲げ強度を測定した。項目(2)固体非膨化食品の人工唾液に対する濡れ性の測定:接触角測定装置を用いて液滴法により試料片に対する人工唾液の接触角を測定した。項目(3)固体非膨化食品の人工唾液吸収挙動の測定:試料の質量,咀嚼した試料の水分含量,および唾液の水分含量を測定し,それらの測定値から咀嚼した試料中の唾液含量を算出した。項目(4)咀嚼過程における塩化ナトリウム・ショ糖の食品外への移動挙動の測定:咀嚼した試料からの塩化ナトリウム溶出量をイオン電極法,ショ糖溶出量を液体クロマトグラフィー法で定量した。項目(5)食塊のレオロジー的挙動の測定:食塊を構成している固体粒子が大きいために,測定治具(円錐-円板,円板-円板)に装填できず,測定を断念した。項目(6)固体非膨化食品の甘味の官能評価:選定したパネルを用いて,甘味強度を7段階カテゴリー尺度で評価した。項目(7)固体食品の設計指針の策定の準備:材料物性シミュレーションソフトウェア(J-OCTA)で,多相構造と物質移動のモデル化変数を検討するために,2軸回転楕円体を単位粒子にした粒子充填構造モデル(現段階では,粒子間の付着力や摩擦係数などの相互作用を無視)を作成した。平成30年度の目的は,連続型層状構造の固体非膨化食品について「微細構造ー咀嚼時の破断挙動ー呈味性(塩味・甘味)」の関連性を明らかにすることであった。そのために,次の計画を立案した。項目(1)連続型層状構造の固体非膨化食品の理化学的特性の測定:固体非膨化食品のモデルとして,配合が単純であり,得られた知見の汎用性を期待してダンプリング生地の乾燥物にする。ショ糖を配合した平板状生地と非配合の平板状生地を重層・圧延させて連続型層状構造を形成させる。これを特徴付けるために,密度,水分活性,曲げ強度を測定する。項目(2)固体非膨化食品の人工唾液に対する濡れ性の測定:接触角測定装置を用いて,試料片に対する人工唾液の接触角を測定する。項目(3)固体非膨化食品の人工唾液吸収挙動の測定:試料の重さ,咀嚼した試料の水分含量,および唾液の水分含量を測定し,それらの測定値から咀嚼した試料中の唾液含量を算出する。項目(4)咀嚼過程における塩化ナトリウム・ショ糖の食品外への移動挙動の測定:咀嚼した試料からの塩化ナトリウム溶出量をイオン電極法,ショ糖溶出量を液体クロマトグラフィー法で定量する。(5)固体非膨化食品の甘味の官能評価:訓練したパネルにより,甘味の強度を5段階カテゴリー尺度で評価する。(7)固体食品の設計指針の策定の準備:材料物性シミュレーションソフトウェア(J-OCTA)で,多相構造と物質移動のモデル化変数を検討する。このうち,塩味に関しては全項目を完了したが,甘味関しては項目(3)(5の一部が未完である。平成31年度には,まずは平成30年度の未実施事項を完結させる。そして,当初は呈味物質(塩化ナトリウム,ショ糖)を配合しない平板状生地上に,短冊状に成形した呈味物質配合生地を一定間隔で並べ,この上に無配合の平板状生地を重層することを繰り返し,これを圧延させて孤立型層状構造を形成させることを計画していた。しかし,その後に本研究に使用できる規模・精度の3Dモデリング装置(吐出口内径0.58mmの2条ネジテーパノズル)が開発・入手できたので,平成31年度にはこれを用いて孤立型層状構造を形成させることにする。連続型層状構造の固体非膨化食品について,「微細構造ー咀嚼時の破断挙動ー呈味性(塩味)」の関連性を検討した。(1)連続型層状構造の固体非膨化食品の理化学的特性の測定:固体非膨化食品のモデルとして,配合が単純であり,得られた知見の汎用性を期待してダンプリング生地の乾燥物にした。塩化ナトリウムを配合した平板状生地と非配合の平板状生地を重層・圧延させて連続型層状構造を形成させた。これを特徴付けるために,密度,水分活性,曲げ強度,ミクロ/マクロ微細構造(走査型電子顕微鏡)を測定した。(2)固体非膨化食品の人工唾液に対する濡れ性の測定:接触角測定装置を用いて,試料片に対する人工唾液の接触角を測定した。(3)固体非膨化食品の人工唾液吸収挙動と膨潤挙動の測定:立方体状の試料片を所定温度の人工唾液に浸漬した際の人工唾液吸収量をする。人工唾液吸収過程での試料片の形状変化をディジタル高速度カメラにより計測した。

(4)咀嚼過程における塩化ナトリウムの食品外への移動挙動の測定:所定温度の人工唾液に浸漬した立方体状の試料片を経時的に採取し,これを単軸圧縮・引張型レオメータにて等速圧縮変形を所定回数繰り返す際に,試料中から人工唾液に溶解してくる塩化ナトリウム量をイオンメータで測定した。試料片の崩壊挙動を高速度カメラで撮像した。(5)食塊のレオロジー的挙動の測定:食塊を試料にして,動的粘弾性測定装置を使用して動的粘弾性,大変形の応力成長を測定した。(6)固体非膨化食品の塩味の官能評価:訓練したパネルにより,塩味の強度を5段階カテゴリー尺度で評価した。2種3層試料を1辺長が48, 12, 6, 4, 3mmの直方体になるように切断して表面積を変化させて人工唾液に溶出したNaイオン量を測定したところ,試料表層に塩化ナトリウムを偏在させればNaイオンが唾液に効率良く溶出することが分かった。連続型層状構造の固体非膨化食品について,「微細構造ー咀嚼時の破断挙動ー呈味性」の関連性を明らかにするために,塩味素材として塩化ナトリウムと甘味素材としてショ糖を選択し,(1)連続型層状構造の固体非膨化食品の理化学的特性の測定,(2)固体非膨化食品の人工唾液に対する濡れ性の測定,(3)固体非膨化食品の人工唾液吸収挙動と膨潤挙動の測定,(4)咀嚼過程における食塩・ショ糖の食品外への移動挙動の測定,(5)食塊のレオロジー的挙動の測定,(6)固体非膨化食品の塩味・甘味の官能評価を計画した。このうち,塩味素材である塩化ナトリウムを用いた検討を先行させたために,甘味素材であるショ糖を用いた検討が未完である。平成29年度末に,当該年度の未実施事項を含めて平成30年度計画を見直して,連続型層状構造の固体非膨化食品について,「微細構造ー咀嚼時の破断挙動ー呈味性(塩味・甘味)」の関連性を検討した。項目(1)連続型層状構造の固体非膨化食品の理化学的特性の測定:塩化ナトリウム・ショ糖を配合した平板状生地と非配合の平板状生地を重層・圧延させて連続型層状構造を形成させた。これを特徴付けるために,試料の水分含量,嵩密度,曲げ強度を測定した。項目(2)固体非膨化食品の人工唾液に対する濡れ性の測定:接触角測定装置を用いて液滴法により試料片に対する人工唾液の接触角を測定した。項目(3)固体非膨化食品の人工唾液吸収挙動の測定:試料の質量,咀嚼した試料の水分含量,および唾液の水分含量を測定し,それらの測定値から咀嚼した試料中の唾液含量を算出した。項目(4)咀嚼過程における塩化ナトリウム・ショ糖の食品外への移動挙動の測定:咀嚼した試料からの塩化ナトリウム溶出量をイオン電極法,ショ糖溶出量を液体クロマトグラフィー法で定量した。項目(5)食塊のレオロジー的挙動の測定:食塊を構成している固体粒子が大きいために,測定治具(円錐-円板,円板-円板)に装填できず,測定を断念した。項目(6)固体非膨化食品の甘味の官能評価:選定したパネルを用いて,甘味強度を7段階カテゴリー尺度で評価した。項目(7)固体食品の設計指針の策定の準備:材料物性シミュレーションソフトウェア(J-OCTA)で,多相構造と物質移動のモデル化変数を検討するために,2軸回転楕円体を単位粒子にした粒子充填構造モデル(現段階では,粒子間の付着力や摩擦係数などの相互作用を無視)を作成した。平成30年度の目的は,連続型層状構造の固体非膨化食品について「微細構造ー咀嚼時の破断挙動ー呈味性(塩味・甘味)」の関連性を明らかにすることであった。そのために,次の計画を立案した。項目(1)連続型層状構造の固体非膨化食品の理化学的特性の測定:固体非膨化食品のモデルとして,配合が単純であり,得られた知見の汎用性を期待してダンプリング生地の乾燥物にする。ショ糖を配合した平板状生地と非配合の平板状生地を重層・圧延させて連続型層状構造を形成させる。
非圧縮流体の運動の安定性と方程式の適切性の研究

分担者宮川氏は,まず全空間・半空間・外部領域のそれぞれにおける非圧縮粘性流について,その長時間挙動に関する漸近形の研究を行った.その結果,流れは初期速度の減衰性に応じて様々な漸近挙動を行うが,無限遠点で流体が静止するという境界条件の下では,いずれの揚合にも,漸近展開の第一項が,熱核あるいはその一階導関数で与えられること,減衰が速い流れにおいては一階導関数が現れることを示した.また,減衰率に上限があることは古くから知られていたが,その上限が実際に上限になっていることも示した.例えば外部領域における流れについては,減衰率の上限を達成する場合には,流れが物体に及ぼす力の総量がゼロでなければならない.これは理想流体におけるダランベールの逆理に相当する事実であり,この逆理を回避すべく導入された粘性流体の方程式においてもやはり同様の解が(数学的には)現れることを示したのは本研究が初めてである.ただ,理想流体の場合にはダランベールの逆理は対称性とは無関係に一般の境界条件の下で生じるのであるが,粘性流体の場合には特別な対称性の下でしか現れないように思われる(厳密な証明はまだないが).これは理想流体理論に対する粘性流体理論の優位を示すものであろう.なお,減衰率の一般的上限を超えて減衰する流れは,一定の対称性を持っている必要がある,これについては,最近の研究において,対称性の高低と減衰率との間に密接な関係があることが判明しつつあり,現在有限群の表現論を用いてその関係の解明と整理を意図しているところである.二次元流の減衰性の研究では、一般の初期値と対称性の下では,多項式的減衰率を持つ解しか構成出来ず,それらと指数的減衰の流れとの間を補間するような流れが存在するか否かは未解決のままである.分担者宮川氏は,まず全空間・半空間・外部領域のそれぞれにおける非圧縮粘性流について,その長時間挙動に関する漸近形の研究を行った.その結果,流れは初期速度の減衰性に応じて様々な漸近挙動を行うが,無限遠点で流体が静止するという境界条件の下では,いずれの揚合にも,漸近展開の第一項が,熱核あるいはその一階導関数で与えられること,減衰が速い流れにおいては一階導関数が現れることを示した.また,減衰率に上限があることは古くから知られていたが,その上限が実際に上限になっていることも示した.例えば外部領域における流れについては,減衰率の上限を達成する場合には,流れが物体に及ぼす力の総量がゼロでなければならない.これは理想流体におけるダランベールの逆理に相当する事実であり,この逆理を回避すべく導入された粘性流体の方程式においてもやはり同様の解が(数学的には)現れることを示したのは本研究が初めてである.ただ,理想流体の場合にはダランベールの逆理は対称性とは無関係に一般の境界条件の下で生じるのであるが,粘性流体の場合には特別な対称性の下でしか現れないように思われる(厳密な証明はまだないが).これは理想流体理論に対する粘性流体理論の優位を示すものであろう.なお,減衰率の一般的上限を超えて減衰する流れは,一定の対称性を持っている必要がある,これについては,最近の研究において,対称性の高低と減衰率との間に密接な関係があることが判明しつつあり,現在有限群の表現論を用いてその関係の解明と整理を意図しているところである.二次元流の減衰性の研究では、一般の初期値と対称性の下では,多項式的減衰率を持つ解しか構成出来ず,それらと指数的減衰の流れとの間を補間するような流れが存在するか否かは未解決のままである.代表者宮川は全空間と半空間において非圧縮粘性流体の方程式の解の時空漸近形を考察し、空間無限遠方での挙動にある拘束条件を課した場合に、解がガウス型関数を用いて漸近展開できることを示した。またこの結果を用いて一般の弱解に対してエネルギー減衰率の下限の存在を示し、それを越える減衰率を持つ解は必然的にある種の対称性を持つこと、またその対称性の形は全空間の場合と半空間の場合とでは異ることを示した。また全空間の場合にこの対称性を持つ解の減衰率が従来の予想より大きいことを示した。放物型方程式の一般論によりこの中間の減衰率を持つ解も存在するはずであるが、その研究は今後の課題である。他方半空間の場合には、展開第一項が初期値と解自身の相互作用の形で記述されるため、一般に予想される最適減衰解についてはその存在がまだ明示的には知られていない。その一方で、その「最適減衰率」を越える解のクラスは容易に構成できる。いずれにせよ、問題はまだ完全な解決をみていない。さらに代表者は上の結果を外部領域の流れに拡張するため、外部問題の解のモーメントの評価を試み、放物型半群の最新の結果を用いてほぼ最適な結果を導いた。これによって、外部領域の粘性流の漸近展開が可能になり、展開第一項が一般に可積分ではなく、かつその関数の係数がいわゆる物体に働く抗力を表すことを示した。この事実は定性的には知られていたものであるが、具体的な関数を用いてそれを表示したのはこれが最初である。この結果については現在論文を作成中である。分担者福本は、非圧縮非粘性

流体内の渦輪の運動を、特異摂動法を用いて解析し、渦輪の運動の安定性条件について、分担者自身の創案になる非局所誘導近似と、渦輪の曲線に付随する非線形Schrodinger方程式の解析を援用して、渦輪と遠方の流れとの間の漸近解析について従来知られた結果を補正する項を導き、非局所誘導近似モデルをより現実的なものとした。半空間と外部領域における非定常ナビエ・ストークス方程式の解の減衰度の評価と漸近形の導出を行った.半空間の場合には,従来展開してきた議論の大幅な簡略化に成功したので,それをまとめて発表した.外部領域での問題については,2次元平面及び3次元空間の物体の周囲の流れを考察の対象とし,この場合に知られていた評価をすべて改良し,ほぼ最良と思われる評価を得ることに成功した.評価は,得られた解の積分表示をフルに用い,様々な実解析の手法を援用して得られるが,その評価の副産物として,非定常流の無限遠方での可積分性とその流れが物体に及ぼす抗力の関係を明確にすることができた.特に,初期値問題の適切性がすでに確立されている2次元問題において,エネルギーが有限なすべての流れに対し,それが物体に及ぼす抗力がゼロになることが明らかになった.また3次元の場合,物体に働く抗力がゼロになるための速度場の減衰率に関する十分条件を導き,それをみたす解が十分多く存在することも証明した.抗力ゼロの流れについては,全空間の流れの場合と類似の形の漸近展開も与えることができた.これらの結果は二篇の論文にまとめられ,ひとつはすでに掲載が決定し,今ひとつは現在投稿準備中である.さらにまた,抗力がゼロでない流れの場合にも,抗力を表現する項のみが可積分ではなく,それを引き去った剰余の部分が可積分になる,という形で,解の漸近形を表現することはできる.いずれの場合にも,可積分項は,熱核の導関数を用いて,時間-空間変数の相似形の関数で表される.この結果は,古典的なダランベールの逆理の粘性流体への拡張であるのみならず,より一般の非可積分な流れの漸近形がいわゆる自己相似解で表現されるであろうとの,従来からよく知られた予想にも著しい蓋然性を与えるものであり,また方法論的にもこの予想の解決に向けて何をやるべきかを示唆してくれる.この新しい課題に向けて,現在新たに研究を計画中である.分担者宮川氏は,まず全空間・半空間・外部領域のそれぞれにおける非圧縮粘性流について,その長時間挙動に関する漸近形の研究を行った.その結果,流れは初期速度の減衰性に応じて様々な漸近挙動を行うが,無限遠点で流体が静止するという境界条件の下では,いずれの場合にも,漸近展開の第一項が,熱核あるいはその一階導関数で与えられること,減衰が速い流れにおいては一階導関数が現れることを示した.また,減衰率に上限があることは古くから知られていたが,その上限が実際に上限になっていることも示した.例えば外部領域における流れについては,減衰率の上限を達成する場合には,流れが物体に及ぼす力の総量がゼロでなければならない.これは理想流体におけるダランベールの逆理に相当する事実であり,この逆理を回避すべく導入された粘性流体の方程式においてもやはり同様の解が(数学的には)現れることを示したのは本研究が初めてである.ただ,理想流体の場合にはダランベールの逆理は対称性とは無関係に一般の境界条件の下で生じるのであるが,粘性流体の場合には特別な対称性の下でしか現れないように思われる(厳密な証明はまだないが).これは理想流体理論に対する粘性流体理論の優位を示すものであろう.なお,減衰率の一般的上限を超えて減衰する流れは,一定の対称性を持っている必要がある.これについては,最近の研究において,対称性の高低と減衰率との間に密接な関係があることが判明しつつあり,現在有限群の表現論を用いてその関係の解明と整理を意図しているところである.
駐車場案内・誘導情報の評価のための交通システムシミュレーションモデルの開発

松山市の駐車場案内システムの利用者に対して,駐車場および駐車場情報の利用実態を把握するとともに,駐車場案内システムに対する評価を知るために実施した3回のアンケート調査の結果を分析した.駐車場選択に関するSP調査のデータを分析した結果によれば,満空情報,空き台数情報,待ち時間情報はいずれも徒歩距離や駐車料金と同程度かそれ以上に駐車場選択行動に対する説明力が強く,情報の持つ潜在的価値は十分に高いことがわがった.異なった種類の情報の種類による差異を調べることと,道路ネットワーク全体に渡ってのシステム効果を計測することを目的に,道路ネットワークに駐車場を組み込んだシミュレーションモデルを開発した.モデルは「駐車場を含む動的配分シミュレーションモデル」の特徴を持っており,3つのサブモデル(需要モデル,パフォーマンスモデル,情報提供モデル)から構成される.数値計算の結果明らかになったことは以下の点である.(1)駐車場情報が提供されると駐車需要が空間的に分散し,ネットワーク全体として混雑緩和が見込まれる.(2)情報を持つドライバーの割合が全体の50%程度までは,情報提供による時間節約効果は単調に増大するが,多くのドライバーが情報を持ってもそれに見合う新たな効果の増分は期待できない.(3)情報の種類により提供効果の程度が異なる.混雑が少ないうちは空き台数情報や満空情報が有効であるが,混雑水準が増大するとこれらの情報の価値は低下し,代わって待ち時間情報が有効な情報となる.松山市の駐車場案内システムの利用者に対して,駐車場および駐車場情報の利用実態を把握するとともに,駐車場案内システムに対する評価を知るために実施した3回のアンケート調査の結果を分析した.駐車場選択に関するSP調査のデータを分析した結果によれば,満空情報,空き台数情報,待ち時間情報はいずれも徒歩距離や駐車料金と同程度かそれ以上に駐車場選択行動に対する説明力が強く,情報の持つ潜在的価値は十分に高いことがわがった.異なった種類の情報の種類による差異を調べることと,道路ネットワーク全体に渡ってのシステム効果を計測することを目的に,道路ネットワークに駐車場を組み込んだシミュレーションモデルを開発した.モデルは「駐車場を含む動的配分シミュレーションモデル」の特徴を持っており,3つのサブモデル(需要モデル,パフォーマンスモデル,情報提供モデル)から構成される.数値計算の結果明らかになったことは以下の点である.(1)駐車場情報が提供されると駐車需要が空間的に分散し,ネットワーク全体として混雑緩和が見込まれる.(2)情報を持つドライバーの割合が全体の50%程度までは,情報提供による時間節約効果は単調に増大するが,多くのドライバーが情報を持ってもそれに見合う新たな効果の増分は期待できない.(3)情報の種類により提供効果の程度が異なる.混雑が少ないうちは空き台数情報や満空情報が有効であるが,混雑水準が増大するとこれらの情報の価値は低下し,代わって待ち時間情報が有効な情報となる.駐車場案内・誘導情報を提供することによる効果を分析・評価できる交通システムシミュレーションモデルの開発に関する基礎的研究を行なった.得られた成果は以下のように要約できる.(1)駐車場選択,動的交通量配分シミュレーション,駐車場を組み込んだ静的配分などに関する従来研究を体系的に取りまとめ,開発しようとするモデルの位置づけを明確にした.(2)情報の有無,情報の種類,混雑の影響を考慮することのできるシミュレーションモデルの枠組を構築した.具体的には,需要サブモデル,パフォーマンスサブモデル,情報提供サブモデルから構成される.(3)需要モデルは,駐車場を含む道路ネットワーク上でのドライバーの駐車場選択と経路選択を記述するモデルで,確率選択モデル(ロジットモデル)と最短経路モデルを組み合わせた構造を持つ.(4)パフォーマンスモデルは,駐車場と道路網上での物理的な混雑現象を記述するモデルで,車両を1台づつ区別するミクロシミュレーションモデルの構造を持つ.(5)情報提供モデルは,パフォーマンスモデルのアウトプットを加工することにより,満車空車情報,空き台数情報,待ち時間情報を提供するモデルである.(6)パイロットモデルを作成し,プログラミングを行なって,仮想的な小規模ネットワークにおける数値計算を実行した.モデルの数値的特性を調べたところ,モデルに必要とされる基本的な条件は満足できていることを確認した.(7)松山市において部分的に共用開始された駐車場情報システムに対するドライバーの利用と評価を調べるため,2回の実態調査を実施し,基礎的な集計分析を加えた.松山市の駐車場案内システムの利用者に対して,駐車場および駐車場情報の利用実態を把握するとともに,駐車場案内システムに対する評価を知るために実施した3回のアンケート調査の結果を分析した.駐車場選択に関するSP調査のデータを分析した結果によれば,満空情報,空き台数情報,待ち時間情報はいずれも徒歩距離や駐車料金と同程度かそれ以上に駐車場選択行動に対する説明力が強く,情報の持つ潜在的価値は十分に高いことがわかった.異なった種類の情報の種類による差異を調べることと,道路ネットワーク全体に渡ってのシステム効果を計測することを目的に,道路ネットワークに駐車場を組み込んだシミュレーションモデルを開発した.モデルは「駐車場を含む動的配分シミュレーションモデル」の特徴を持っており,3つのサブモデル(需要モデル,パフォーマンスモデル,情報提供モデル)から構成される.数値計算の結果明らかになったことは以下の点である.(1)駐車場情報が提供されると駐車需要が空間的に分散し,ネットワーク全体として混雑緩和が見込まれる.(2)情報を持つドライバーの割合が全体の50%程度までは,情報提供による時間節約効果は単調に増大するが,多くのドライバーが情報を持ってもそれに見合う新たな効果の増分は期待できない.

(3)情報の種類により提供効果の程度が異なる.混雑が少ないうちは空き台数情報や満空情報が有効であるが,混雑水準が増大するとこれらの情報の価値は低下し,代わって待ち時間情報が有効な情報となる.
「島ぐるみ」闘争と沖縄戦後史の再検討：伊江島土地闘争からみる自治的意志の形成過程

本研究は、沖縄戦後史研究の中で、復帰運動や反戦平和運動の起源として位置づけられる伊江島土地闘争に注目する。そして、起源として扱われるにもかかわらず、象徴化されるに留まっている伊江島土地闘争の具体像、及び新たな運動像を実証的に考察することを目的とする。まず、「島ぐるみ」闘争(1956年)前の時期に、伊江島の被軍用地接収者たちがどのような政治空間を構築したのか、米国の冷戦戦略と住民側の運動と両方の視点から明らかにする。次に、運動が収束と再構築を経験するポスト「島ぐるみ」闘争期を対象とし、運動の変化を検討する。これらの考察を踏まえ、伊江島土地闘争から沖縄戦後史の枠組み自体を再検証する。
カーボンナノチューブフォレスト熱メタマテリアル

CNT(カーボンナノチューブ)フォレストで構成する赤外領域メタマテリアルに向け、CNTフォレストなどナノカーボン構造体配線を用いた熱メタマテリアル構成要素技術を開発した。入射電磁波に対し配向性を変えたカーボンナノチューブフォレストの光学特性を明らかにするため、CNTを金属ナノロッドで模擬したフォレスト構造について、赤外から紫外領域にわたるFDTD計算を行った。これまでに実験で得られた、垂直配向CNTフォレストが示す幅広い領域での低反射率と、低配向フォレストが示す長波長(低エネルギー)での高反射率と短波長での低反射率について、入射電磁場の電場成分と平行な導体ナノロッド上のキャリア電子による反射であることを明らかにした[1]。メタマテリアル配線へのグラフェンの適用を目的とし、自作のハロゲンランプ加熱CVD装置でグラフェン合成を行った。熱酸化Si基板上Ni触媒上にG/D比7.45のグラフェンを合成した[2]。カーボンナノチューブフォレスト構造制御を目的として、触媒微粒子形状と配置の機械学習画像解析を行った。[3][3] F. Nagamine et al.,第28回日本MRS年次大会(2018.12.19北九州国際会議場、北九州市)CNTをフォレスト熱メタマテリアルの設計に関して、従来、異方性媒質構造または金属ナノロッドで模擬しFDTD計算を行っていたCNTフォレストについて、CNTフォレストメタマテリアル配線パターンの光学応答FDTD計算規模が大きく必要とし、複雑な構造の配線パターンの計算を行うための環境整備を必要としたため。CNTフォレストメタマテリアル配線加工プロセスを開発する。ハロゲンランプ加熱CVD装置によるナノカーボン構造体メタマテリアル配線を作成する。ポリスチレンビーズを利用したフィッシュネット型メタマテリアル構造およびMIM構造の1cmスケールへの大面積化を目指す。メタマテリアルパターン配線加工、CNTフォレストメタマテリアルの赤外領域応答特性評価を実施する。最終目標であるCNTフォレスト配線を用いた熱メタマテリアルの実証実験として、熱エネルギー貯蔵デバイスを実証するため、CNTフォレストメタマテリアルからの放射と熱リザーバーへの熱エネルギー貯蔵性能評価を開始する。試作したCNTメタマテリアルの赤外エリプソ測定によりFT-IRスペクトルを取得し、赤外吸収特性を明らかにし、熱放射の指向性、波長選択性などの特徴について動作機構を明らかにする。入射赤外光の直線偏光制御には、本提案で設備導入する「偏光光学系素子」を用いる。ハロゲンヒータランプ加熱によるCNTフォレストメタマテリアルの熱伝導性および熱放射について、赤外放射カメラで画像評価し、設計した熱伝導性および熱放射特性を検証し、CNTフォレストからの異方性輻射と熱リザーバ電極構造へのエネルギー伝達を最大化する構造が得られる試作と構造評価をおこなう。要素技術の検証としてCNTフォレスト赤外光応答メタマテリアルによる蓄熱デバイスを作製し、熱メタマテリアル性能を検証する。CNTフォレスト配線を用いた熱メタマテリアル構成要素技術を開発した。CNTフォレスト構造制御では、パルスガス供給制御により1μm高さの均一CNTフォレスト合成に成功した。赤外光吸収に関しては、合成条件を変え高さ20μmに調整した様々な密度配向性のCNTフォレストを詳細に解析し、低反射率0.077%(λ=750nm)のCNTフォレスト構造は4.5±1.7×10^12 CNT/cm2の成長密度で、高い配向性により反射率が低下したことを明らかにした[1]。高い赤外光吸収を期待するCNTフォレスト合成のためにランプ加熱CVD装置の立ち上げを行い、真空下で基板をランプ加熱する機構を整備した。CNTフォレスト異方性構造体の作製に関し、赤外領域のCNTフォレストメタマテリアルパターンの吸収増大の効果について、CNTフォレスト内部の配向依存性を実験と計算から明らかにした。[2]新規CNTフォレストメタマテリアルとして、霜柱状CNTフォレストをパンチングメタル形状に加工し赤外光吸収増大の効果を見出した。[3]本年度研究実施計画の(a1)CNTフォレスト構造制御技術、(a2)CNT成長方位制御とCNT異方性構造体の作製、(a3)CNTフォレストの電磁場吸収特性について、要素技術開発を計画に基づいて実施した。(b1)メタマテリアルパターン配線設計について計算による解析を行っている。(a1)CNTフォレスト構造制御技術では、CNTフォレスト構造の密度4.5±1.7×10^12 CNT/cm2、長さ1200μm)、層数1複数、配向性(ランダムから垂直配向)のCNTを水素希釈パルスガス制御熱CVDにより達成した。(a2)CNT成長方位制御とCNT成長異方性構造の作製について、赤外光高効率吸収に有効と考えられる高配向性CNTフォレストの配向制御を行った。CNT電極構造体をメタマテリアル配線サイズで成長制御し、赤外光反射特性を顕微FTIR顕微鏡により評価し、メタマテリアルパターンであるスプリットリングレゾネータ(SRR)をCNTフォレストで構成するCNTフォレストメタマテリアルを作製し、内部のCNTの配向、SRR方向、電磁界偏光方向と吸収の関係を明らかにした。新規CNTフォレストメタマテリアルとして、触媒パターンをFIB微細加工した後熱CVD合成を行うことで、霜柱状CNTフォレストをパンチングメタル形状に加工することに成功し、顕微FTIR測定により、パンチングメタル形状に加工した霜柱状CNTフォレストでは、加工のない霜柱状CNTフォレストに対して赤外光吸収増大の効果を見出した。(b1)メタマテリアルパターン配線設計に関し、赤外光領域に周波数特性を持つCNTフォレストメタマテリアルパターンのFDTD計算を行った。

入射電磁波に対し配向性を変えたカーボンナノチューブフォレストの光学特性を明らかにするため、CNTを金属ナノロッドで模擬したフォレスト構造について、赤外から紫外領域にわたるFDTD計算を行った。これまでに実験で得られた、垂直配向CNTフォレストが示す幅広い領域での低反射率と、低配向フォレストが示す長波長(低エネルギー)での高反射率と短波長での低反射率について、入射電磁場の電場成分と平行な導体ナノロッド上のキャリア電子による反射であることを明らかにした[1]。メタマテリアル配線へのグラフェンの適用を目的とし、自作のハロゲンランプ加熱CVD装置でグラフェン合成を行った。熱酸化Si基板上Ni触媒上にG/D比7.45のグラフェンを合成した[2]。カーボンナノチューブフォレスト構造制御を目的として、触媒微粒子形状と配置の機械学習画像解析を行った。[3][3] F. Nagamine et al.,第28回日本MRS年次大会(2018.12.19北九州国際会議場、北九州市)CNTをフォレスト熱メタマテリアルの設計に関して、従来、異方性媒質構造または金属ナノロッドで模擬しFDTD計算を行っていたCNTフォレストについて、CNTフォレストメタマテリアル配線パターンの光学応答FDTD計算規模が大きく必要とし、複雑な構造の配線パターンの計算を行うための環境整備を必要としたため。次年度は、メタマテリアルパターン配線加工、CNTフォレストメタマテリアルの赤外領域応答特性評価を実施する。最終目標であるCNTフォレスト配線を用いた熱メタマテリアルの実証実験として、熱エネルギー貯蔵デバイスを実証するため、CNTフォレストメタマテリアルからの放射と熱リザーバーへの熱エネルギー貯蔵性能評価を開始する。(b2)メタマテリアルパターン配線加工について、フォトリソグラフィー及びFIB加工によるCNTフォレストメタマテリアル配線加工プロセスを開発する。(b3)CNTフォレストメタマテリアルの赤外領域応答特性について、試作するCNTメタマテリアルの赤外領域評価によりFTIRスペクトルを取得し、赤外吸収特性を明らかにし、熱放射の指向性、波長選択性などの特徴について動作機構を明らかにする。ハロゲンヒータランプ加熱によるCNTフォレストメタマテリアルの熱伝導性および熱放射について、赤外放射カメラで画像評価し、設計した熱伝導性および熱放射特性を検証し、CNTフォレストからの異方性輻射と熱リザーバ電極構造へのエネルギー伝達を最大化する構造が得られる試作と構造設計をおこなう。CNTフォレストメタマテリアル配線加工プロセスを開発する。ハロゲンランプ加熱CVD装置によるナノカーボン構造体メタマテリアル配線を作成する。ポリスチレンビーズを利用したフィッシュネット型メタマテリアル構造およびMIM構造の1cmスケールへの大面積化を目指す。
歯冠補綴物作製用CAD/CAMシステムの臨床応用に関する研究

歯冠補綴物作製用CAD/CAMシステムを用いて、実際に臨床への応用を行い、システムの有効性について検討した.対合歯の計測において、専用の黒色咬合材により対合歯を印記し、これを計測する場合、わずかに模型から浮き上がり実際よりも高いクラウンを設計してしまう危険性があった。これについては、直接対合歯模型を計測することも検討する必要があるものと考えられた。平成10年度に用いたCADソフトが、さらに実用的となり細部にわたる設計が容易に、しかも1020分程度の短時間で行うことができるようになった。加工用データも1520分程度で自動的に作成され、加工時間はほぼ60分以内のなった。また、口腔内の支台歯への装着状態も、特に問題は認められず、臨床的に非常に有効であることが認められた。平成10年に引き続き、歯学教育への応用として支台歯の計測データを用い、近遠心軸面と頬舌側軸面のそれぞれの対向する傾斜角に加え、咬合面削除量を計測した.CADソフトのメニューの中には,設計したクラウンの厚みを自動的にチェックする機能があり,最初にクラウンの厚みの基準値を入力し,支台歯データのクラウン外形データを比較して基準値をしたまわるポイントが画面上に表示される.今回はこの機能を応用し,クラウンデータとして形成前のメラミン歯のデータを登録し,形成後の支台歯データとの比較により咬合面の削除量を計測した.また今回は削咬合面の削除量を計測した結果,削除量が0.5mm未満の部位が認められたものは,52本中32本(61.5%)であり,そのうち削除量不足の部位は小窩列溝部50.0%,頬側内斜面53.1%,頬側咬頭付近34.4%となった.今回の評価方法を行うことにより,肉眼では判定が難しい小さな範囲の削除不足も自動的に判定が可能となり,その結果,形成した支台歯の半数以上が削除不足と判定された.歯冠補綴物作製用CAD/CAMシステムを用いて、実際に臨床への応用を行い、システムの有効性について検討した.対合歯の計測において、専用の黒色咬合材により対合歯を印記し、これを計測する場合、わずかに模型から浮き上がり実際よりも高いクラウンを設計してしまう危険性があった。平成10年に引き続き、歯学教育への応用として支台歯の計測データを用い、近遠心軸面と頬舌側軸面のそれぞれの対向する傾斜角に加え、咬合面削除量を計測した.CADソフトのメニューの中には,設計したクラウンの厚みを自動的にチェックする機能があり,最初にクラウンの厚みの基準値を入力し,支台歯データのクラウン外形データを比較して基準値をしたまわるポイントが画面上に表示される.今回はこの機能を応用し,クラウンデータとして形成前のメラミン歯のデータを登録し,形成後の支台歯データとの比較により咬合面の削除量を計測した.また今回は削咬合面の削除量を計測した結果,削除量が0.5mm未満の部位が認められたものは,52本中32本(61.5%)であり,そのうち削除量不足の部位は小窩列溝部50.0%,頬側内斜面53.1%,頬側咬頭付近34.4%となった.今回の評価方法を行うことにより,肉眼では判定が難しい小さな範囲の削除不足も自動的に判定が可能となり,その結果,形成した支台歯の半数以上が削除不足と判定された.本研究で使用する既存の施設としては、光造形装置、歯科用CADシステムを搭載したワークステーションがあり、新たに高速非接触式三次元計測システムを設備し、既存施設との接続を行い、支台歯データの計測・蓄積・設計・転送・加工が可能とした。その結果、高速非接触式三次元計測システムによる計測精度は、±7μm以内に収まることが確認され、本研究の遂行には問題のない精度であることが判明した.また、計測エラーをなくすために従来使用していた黒色石膏を使用しなくても、石膏模型表面に茶色の水性塗料を塗布することにより十分な計測データが得られることがわかった.そして平成9年度においては、以下の項目について研究を実施した。1.実際に運用が行われた場合に想定されるデータの送信方法(インターネットを介した遠隔操作等)やデータの活用方法について検討を行った。その結果、技術的には問題のないことが確認され、次年度において実際にデータの送信実験を行う予定である.2.現在、実際の患者の支台歯のデータを蓄積しており、次年度以降の実験へ活用する。3.金属・セラミックスなど実際に切削加工試験を行い、歯冠補綴物作製用CAD/CAMシステムに適した材料の検討を行った。本年度においては、特に歯冠修復材料の摩耗に関する実験を行い、切削加工用レジンブロックが特に優れた摩耗特性を示した.4.支台歯時の削除量の計測・判定など、学生教育への応用の基礎データを収集ために、まずメラミン歯を直接計測する方法についての検討を行った。

その結果、石膏模型とは異なり、表面に色を塗っただけでは計測エラーが生じるため、セレックパウダーを表面に噴霧することで安定した計測データを得ることが可能となった.1.臨床への応用歯冠補綴物作製用CAD/CAMシステムを用いて、実際に臨床への応用を行い、システムの有効性について検討した。まず、従来通り印象採得、咬合器装着を行った。そして計測用模型を作製し、非接触式歯科用三次元計測機を用いて、支台歯、隣在歯、対合歯(バイト材)を計測した。計測ピッチは0.1mmで行った。ただし、従来通りの咬合器に装着した模型以外に計測用の模型を作製しなければならないことは、製作時間や精度への影響があると考えられるため、今後効率的な方法を考える必要がある。計測データは、CAD用コンピュータへ転送され、歯冠形態の設計を行った。時間はある程度かかるもののクラウンの設計は行うことができた。そして、加工用データへ変換して、専用加工機を用いてクラウンを作製した。そして、実際の口腔内に装着を行い、今後経時的に予後診査を行う予定である。2.歯学教育への応用まず、実習用メラミン歯は無処理では計測エラーが生じたが着色処理を行うと良好な形状が得られた.また、支台歯の計測条件(計測ピッチ)は0.1mmが最適条件であると考えられた.計測時間は1歯約4分であり,実用可能な範囲内であると思われた.そして実際に本学歯学部6年生52名が,ファントムマネキン上で支台歯形成を行った支台歯を上記条件にて計測を行った.計測データはCAD用コンピュータに転送され,1歯ずつCAD画面上で近遠心軸面と頬舌側軸面のそれぞれの対向する傾斜角を計測した.本研究では,最も容易に行うことのできる支台歯軸面の傾斜角度を評価したが,本法の特徴としてCAD画面上で三次元モデルを自由に表示することができ、計測データを処理することにより様々な計測が可能と思われ,さらに評価項目を増やし総合的な評価法を確立することにより,的確な指導が可能となり,より高い教育効果が期待できるものと考えられる.3.切削用材料についての検討金属・セラミックスなど実際に切削加工試験を行い、歯冠補綴物作製用CAD/CAMシステムに適した材料の検討を行った。昨年度に引き続き、特に歯冠修復材料の摩耗に関する実験を行い、切削加工用レジンブロックと他の歯冠修復材料との比較検討を行った。歯冠補綴物作製用CAD/CAMシステムを用いて、実際に臨床への応用を行い、システムの有効性について検討した。対合歯の計測において、専用の黒色咬合材により対合歯を印記し、これを計測する場合、わずかに模型から浮き上がり実際よりも高いクラウンを設計してしまう危険性があった。これについては、直接対合歯模型を計測することも検討する必要があるものと考えられた。平成10年度に用いたCADソフトが、さらに実用的となり細部にわたる設計が容易に、しかも1020分程度の短時間で行うことができるようになった。加工用データも1520分程度で自動的に作成され、加工時間はほぼ60分以内になった。また、口腔内の支台歯への装着状態も、特に問題は認められず、臨床的に非常に有効であることが認められた。平成10年度に引き続き、歯学教育への応用として支台歯の計測データを用い、近遠心軸面と頬舌側軸面のそれぞれの対向する傾斜角に加え、咬合面削除量を計測した.CADソフトのメニューの中には,設計したクラウンの厚みを自動的にチェックする機能があり,最初にクラウンの厚みの基準値を入力し,支台歯データとクラウン外形データを比較して基準値を下回るポイントが画面上に表示される.
化学イオン化質量分析法を用いたエアロゾル前駆気体濃度測定装置の開発

無機エアロゾル二次生成過程の重要な前駆気体であるアンモニアおよび塩化水素の大気中濃度を高感度かつ高速に測定するため、化学イオン化質量分析法を用いた装置の開発を計画した。アンモニアはプロトン親和力が高いことから、プロトン付加したエタノールクラスターイオンを試薬イオンとして用い、そこからの発熱的なプロトン移動反応を利用することにより、アンモニアをイオン化することを考えた。しかし、実大気における試験的な測定の結果、試薬イオンが大気中の他の成分との反応により大幅に減少し、アンモニアの濃度測定が干渉されることがわかった。そこで、プロトン親和力がアンモニアとエタノールの間に位置するアセトンのプロトン付加クラスターを新たに試薬イオンとして用い、アンモニアの化学イオン化を試みた。実大気測定の結果、濃度1ppbvレベルのアンモニアを検出可能であること、および他成分による干渉がないことが示された。また、大気中のアンモニア濃度の変化に対して、1分以内の時間応答を有することも確かめることができた。一方、塩化水素は、ハロゲン負イオンに対する親和力が高いことから、SO_2Cl^-を試薬イオンとした塩化物イオン移動反応による化学イオン化を計画した。標準ガスを用いた実験から、試薬イオンと塩化水素とのイオン-分子反応によりClHCl^-イオンが生成し、その信号強度は導入した塩化水素濃度と直線関係にあることが見出された。この直線の傾きから感度は、200300cps(counts per second)/ppmvと見積もられた。無機エアロゾル二次生成過程の重要な前駆気体であるアンモニア及び塩化水素の大気中濃度を高感度かつ高速に測定するため、化学イオン化質量分析法を用いた装置の開発を計画した。アンモニアは、プロトン親和力が高いことから、プロトン付加したエタノールクラスターイオンからの発熱的なプロトン移動反応を利用することにより、効率的かつ選択的に化学イオン化できることがわかった。そして、プロトン移動反応の結果生成するアンモニアとエタノールの混合クラスターイオンの信号強度を質量分析計で測定することにより、大気中のアンモニア濃度を高感度に計測できることがわかった。イオン化部の最適化、生成イオンの衝突解離による質量スペクトルの単純化等を行い、既知濃度の標準気体を用いた実験を通して、アンモニアの検出感度は約260cps(counts per second)/ppbvと見積もられた。また、アンモニアを含まない清浄空気を測定すると、反応管内壁に吸着したアンモニアの再脱着に起因するバックグラウンドの増加が見られたが、これは、酸性気体を反応管に添加して、吸着したアンモニアを揮発性の低いアンモニウム塩に変換することにより低減化することができた。一方、塩化水素は、ハロゲン負イオンに対する親和力が高いことから、ハロゲン負イオン移動反応を用いた化学イオン化法が適していると予想され、実際にSO_2Cl^-負イオンからの塩化物イオン移動反応を用いたところ、塩化水素との反応により生成したClHCl^-イオンを検出することにより選択的な濃度測定が可能であることが見出された。
ヒト第14番染色体のゲノム解析と疾患関連遺伝子の探索

ヒト14番染色体q32領域に存在する様々な疾患関連遺伝子の探索を目指し、ヒト14番染色体q32領域をカバーする整列YACクローンの単離、BACクローン等によるコンティギュ化の推進、さらにはヒト14番染色体q32領域に由来する遺伝子転写地図の作製を目的に研究を行った。その結果、膀胱癌における最小欠失領域が含まれる、D14S81遺伝子座(14番染色体q32.1)からD14S865遺伝子座(14番染色体q32.3)におよぶ約7Mbの領域について、YACクローンによる整列化を完成した。また次期の大規模塩基配列決定のための材料となるBACクローンの単離にも取り組み、D14S65遺伝子座からD14S19遺伝子座にいたる約2.5Mbの領域に存在する21種類のSTSマーカーを用いてスクリーニングを行ない、現在までに43種類のBACクローンを単離し,これらのクローンの構造解析を進めている。また14番染色体q32.1領域にマップされるYACクローン由来のDNA断片をプローブとして、cDNAライブラリーのスクリーニングを行い、得られたクローンの塩基配列を決定し、既知の配列と比較し新規遺伝子の探索を行った。さらに14番染色体q32領域にマップされるESTについては,EST配列が由来する40種類のcDNAクローンを入手し、その全構造を決定した。