hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛍光Ｘ線高速元素イメージング分光器の開発

波長分散型蛍光X線分光法に基礎を置く蛍光X線イメージング分光器を開発した。試料と分光結晶の距離を短くして装置の小型化を図り、空間分解能を向上させることに成功した。試料を2次元移動ステージに取り付けて、試料位置を走査することにより、大きな試料に対しても元素分布像を得る手法を開発した。また、高感度な2次元検出器を導入することにより、バルク試料中の主成分元素であれば、1秒以下の短時間にイメージングできることを確認した。この特性を生かして、電子部品中の鉛や銅などの分布を短時間で可視化できることを実証し、酸溶液中での金属の溶解過程をその場で元素毎にモニタリングすること、すなわち動画撮影に成功した。実験室で利用できる高速蛍光X線元素イメージング装置の開発を目指して、以下の観点から実験を行い、成果を得た。1)小型の波長分散型蛍光X線イメージング装置の開発:小型化を図ることにより空間分解能の向上を目指して、試作した。キャピラリー素子から検出器までの距離は以前の装置では225mmであったが、今回の試作装置では108mmと半分以上の小型化に成功した。空間分解能を評価したところ、0.52mm程度であり、従来より2倍以上、向上したことを確認した。2)高速イメージング検出器の適用:高速で高感度な2次元検出器を取り付けて、いくつかの実試料を測定した。例えば、ユーロコインの元素分布、電子部品中の鉛や銅の分布を数秒で可視化できることを実証した。以上の内容はいくつかの論文発表に加え、以下のような国際会議での依頼講演でも報告し、有意義なコメントを受けた。波長分散型蛍光X線分析法に原理を置く蛍光X線イメージング分光器を開発し、大面積試料への適用を目指して、装置の改良や実証実験を行った。具体的には、2次元の試料移動ステージを新たに導入し、走査型の高速イメージングを試みた。実験手順として、イメージングを行いたい元素の回折角度に分光結晶と2次元X線検出器を調整する。その後、2次元コリメーターの視野内の蛍光X線像を取得する。次いで、2次元の試料ステージを用いて、分析視野を走査する。この手順を繰り返しながら、大面積試料の元素分布像を取得することに成功した。試料の走査という作業を伴うものの、露光時間は数秒ですむことから、他の蛍光X線イメージングに比べて、迅速なイメージングが可能であることが実証された。この手法を用いて、絵画などの大面積の試料において使用されている顔料の構成成分に対応する元素分布像を得ることができた。当初の目的である高速な蛍光X線イメージング装置の開発に成功し、空間分解能の向上も図ることができた。分析視野の拡大方法も提案でき、順調に研究は進んでいる。波長分散型蛍光X線分光法に基礎を置く蛍光X線イメージング分光器を開発し、大型試料の迅速分析を目指して、装置の改良や実証実験を行った。実験の項目毎に研究実績を報告する。1)空間分解能の向上:試料と分光結晶の距離を短くし、ゴニオメーターを改良することにより、装置の小型化を図り、空間分解能を評価した。分光結晶と検出器の間にも直線型ポリキャピラリーを導入することにより、200ミクロン程度にさらに向上することを確認した。用いた2次元検出器のピクセルサイズが100ミクロンであったことを考えると良い成果が得られたと考えられる。2)高速元素イメージング:高感度な2次元検出器を導入することにより、バルク試料中の主成分元素であれば、1秒以下の短時間にイメージングできることを確認した。これは他のイメージング手法と比較しても大きな利点である。3)大面積イメージングへ:2次元コリメーターとして2つのソーラースリットを直交して用いることを考案し、確認実験を行った。その結果、スーラースリットの間隔が狭い場合、画像が得られることが分かった。今後、2次元コリメーターの大きさによる制限を受けることなく、XRFイメージングができる可能性が確認された。当初の目的である小型の蛍光X線元素イメージング装置の開発に成功し、従来と比較し2倍以上の空間分解能の向上を図ることができた。高感度な2次元検出器を使用することにより直径10mm程度の分析領域において、1秒での高速元素イメージングも実証できた。以上のことから、計画通り、順調に研究を進めることができている。X線2次元検出器は数センチ角とかなり大きいが、2次元コリメーターとして用いたポリキャピラリーの内径で分析視野が制限されている。

その対応策として今年度は試料を走査することで大面積のイメージングを実証したが、根本的な解決方法を探っていかねばならない。そこで、次年度(最終年度)には大面積用の2次元コリメーターの開発を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。X線分光分析本方法は広い視野に対して高速で元素イメージングできるというユニークな特徴を有する。この方法は申請者のグループが提案した世界初の方法でもあり、どの程度の広視野に対して短時間イメージングができるか、実証していく必要があると考えている。そこで、今後は、より実用性を目指して、大面積試料の高速イメージングを目指した実験を行っていきたい。購入予定であった物品購入が次年度に持ち越しとなった、28年度が最終年度であるため、記入しない。キャピラリー素子の購入に際して、選定に時間を要したため。コリメーターの設計を打ち合わせし、購入計画を進める。次年度以降にキャピラリー素子などを購入予定である。
生理活性ペプチドに見いだされた新しいヘリックス形成のモチ-フに関する構造的研究

報告者が最近、血管内皮細胞由来の強い血管収縮活性をもつペプチドエンドセリンや、一連の神経毒ペプチドに共通して、ーCysーXーXーXーCysー,ーCysーXーCysーのアミノ酸配列をもつ二組のペプチドフラグメントが存在し、それらが互いにジスルフィド結合で結ばれているとき、ーCysーXーXーXーCysーの部分がαーヘリックス構造をとり、ーCysーXーCysーの部分がβーストランド等の伸びた構造をとる事を見出した。そしてこの配列が一種のαーヘリックス形成の為のモチ-フと考え、CSHーモチ-フと命名した。本研究ではまずXの位置に存在するアミノ酸残基の種類に何らかの法則性があるか否かを調べるために、X位を置換したペプチドを化学合成した。すなわち以前に行った構造解析からC末端部分が比較的自由に運動していることが分っていたので、エンドセリンのC端5残基を除いた骨格部分16残基のモデル化として、ヘリックス部分はLeu,Glu,Gln,Lysを用いて両親媒性とし、伸びた部分には天然と同じSerを用い、両者をDーAlaーPro配列のβータ-ン構造により連結した。このモデルペプチドのCDスペクトルと二次元NMR解析を使った。現在詳細な立体構造を求めている途上にあり、天然のものとの比較検討を行う。エンドセリンには4種ソペプチドが存在するほかに、イスラエル穴蛇の毒液に含まれる4種類の血管収縮作用を持つサラホトキシンと非常に高い相互性が知られていて、これらに対して2種類の受容体がクロ-ニングされている。これら全てのペプチドがCSHーモチ-フを持つが、そのヘリックス構造を持ちNMRとディスタンスジオメトリ-法による構造解析では互いの差違を見出せなかったが、今回温度、溶媒等を変化させ詳細にCDスペクトルを解析した結果、受容体への結合能の違いに対応して構造が異なることを見出した。更にある種の放線菌から得られるこの受容体に対するアンタゴニスト活性をもつ環状ペプチドの構造を解析し結合部位を検討した。
新たな一般波動理論体系の確立に基づく沿岸水理解析の新展開

本研究では,まず,この一般的波動理論体系の構築に向けて最も重要となる砕波の問題に焦点を当てて室内実験と数値解析を行った.その結果,砕波のメカニズムとして,波峯部近傍の圧力勾配が重要となり,砕波時点で∂p/∂zがほぼゼロになることを見出した.そしてこれを砕波指標として灘岡ら(19937)の波動モデルに組み込み,一様斜面上の規則波の砕波水深を計算したところ,合田の経験的な砕波指標値とほぼ合致するシミュレーション結果が得られた.さらに,砕波後の波動モデルの開発に関して,水深積分型の乱流モデルと,上記の灘岡らの波動モデルおよび砕波指標を組み合わせた形のモデルを開発した.その際,任意地形上の非平衡乱流場をも解析可能なモデルとするすべく,乱流モデル構築の上で最も重要なポイントとなる,砕波前面での大規模渦生成に着目した乱れエネルギー生成項の定式化を行った.一方,本研究のもう一つの大きな柱である,phase-averagedモデルの開発に関して,斜面上の一次元波動伝播を対象として基礎的な検討を行った.その結果,新たに導入した定式化方法により,Boussinesq方程式と上記の灘岡らの波動方程式の双方に対して,phase-averagedモデル化が可能であることが示され,数値計算によってその有効性が確認された.また,このphase-averagedモデルに基づいて,波群の伝播とそれに伴う長周期波の生成・伝播のシミュレーションを行うことに成功した。これに関連して,大港湾内外での長周期波の伝播特性を明らかにするために,鹿島港での多点同時波浪観測を実施し,解析を行った.さらに,実用上の応用として,越波による港内への波浪伝達の計算手法として,灘岡らの波動モデルの定式化法に基づいたモデルを開発し,その妥当性を室内実験で確認した。本研究は,新たな理論展開に基づいて,従来の波動理論上の様々な難点を克服し,より一般的な波動理論体系を確立するとともに,その成果を砕波や海浜流等の諸問題に応用することによって,合理的かつ汎用的な沿岸水理解析法を構築することを目的としている.本年度は,まず,この一般的波動理論体系の構築に向けて最も重要となる砕波の問題に焦点を当てて室内実験と数値解析を行った.具体的には,一次元波動水槽を用いた室内実験によって,不規則波を対象としたビデオ画像解析の結果から,砕波のメカニズムとして,波峯部近傍の圧力勾配が重要となり,砕波時点で∂p/∂zがほぼゼロになることを見出した.そしてこれを砕波指標として灘岡ら(19937)の波動モデルに組み込み,一様斜面上の規則波の砕波水深を計算したところ,合田の経験的な砕波指標値とほぼ合致するシミュレーション結果が得られた.一方,本研究のもう一つの大きな柱である,phase-averagedモデルの開発に関して,斜面上の一次元波動伝播を対象として基礎的な検討を行った.その結果,新たに導入した定式化方法により,Boussinesq方程式と上記の灘岡らの波動方程式の双方に対して,phase-averagedモデル化が可能であることが示され,数値計算によってその有効性が確認された.さらに,砕波後の波動モデルの開発に関して,砕波による渦度生成に着目し,渦度流速成分を明示的に取り入れた形の砕波変形モデルの定式化に関する基礎的な検討を行った.

また,スペクトルモデルへの砕波効果の導入方法に関しても検討を行い,従来の砕波減衰に関する実験データを良好に説明し得るモデル化に成功した.本研究では、まず、この一般的波動理論体系の構築に向けて最も重要となる砕波の問題に焦点を当てて室内実験と数値解析を行った。その結果、砕波のメカニズムとして、波峯部近傍の圧力勾配が重要となり、砕波時点で∂p/∂Zがほぼゼロになることを見出した。そしてこれを砕波指標として灘岡ら(19937)の波動モデルに組み込み、一様斜面上の規則波の砕波水深を計算したところ、合田の経験的な砕波指標値とほぼ合致するシミュレーション結果が得られた。さらに、砕波後の波動モデルの開発に関して、水深積分型の乱流モデルと、上記の灘岡らの波動モデルおよび砕波指標を組み合わせた形のモデルを開発した。その際、任意地形上の非平衡乱流場をも解析可能なモデルとするすべく、乱流モデル構築の上で最も重要なポイントとなる、砕波前面での大規模渦生成に着目した乱れエネルギー生成項の定式化を行った。一方、本研究のもう一つの大きな柱である、phase-averagedモデルの開発に関して、斜面上の一次元波動伝播を対象として基礎的な検討を行った。その結果、新たに導入した定式化方法により、Boussinesq方程式と上記の灘岡らの波動方程式の双方に対して、phase-averagedモデル化が可能であることが示され、数値計算によってその有効性が確認された。また、このphase-averagedモデルに基づいて、波群の伝播とそれに伴う長周期波の生成・伝播のシミュレーションを行うことに成功した。これに関連して、大港湾内外での長周期波の伝播特性を明らかにするために、鹿島港での多点同時波浪観測を実施し、解析を行った。さらに、実用上の応用として、越波による港内への波浪伝達の計算手法として、灘岡らの波動モデルの定式化法に基づいたモデルを開発し、その妥当性を室内実験で確認した。
機械的負荷が顎関節円板内細胞に及ぼす影響―中間径フィラメントに着目して

機械的負荷を与えた円板内で,電子顕微鏡にてデスミン陽性細胞の微細構造学的特徴について検討すると,これらの細胞は,大きな核を持つ大型の細胞で,細胞内小器官は疎であり,比較的分化度低い細胞と考えられた.デスミン陽性の突起状の細胞質を有しており,運動や遊走機能を持つと考えられた.また,陽性細胞の近傍には,微少な小血管の存在が認められた.免疫組織学的検討では,VEGF(血管内皮細胞増殖因子)陽性細胞を,また,関節腔に接した円板の表層では,血管内皮細胞を標識するRECA-1陽性細胞が多数存在した.以上より,機械的負荷を与えた関節円板内では,血管新生を含めた円板の治癒機転が生じていることが示唆された.機械的負荷を与えた円板内で,電子顕微鏡にてデスミン陽性細胞の微細構造学的特徴について検討すると,これらの細胞は,大きな核を持つ大型の細胞で,細胞内小器官は疎であり,比較的分化度低い細胞と考えられた.デスミン陽性の突起状の細胞質を有しており,運動や遊走機能を持つと考えられた.また,陽性細胞の近傍には,微少な小血管の存在が認められた.免疫組織学的検討では,VEGF(血管内皮細胞増殖因子)陽性細胞を,また,関節腔に接した円板の表層では,血管内皮細胞を標識するRECA-1陽性細胞が多数存在した.以上より,機械的負荷を与えた関節円板内では,血管新生を含めた円板の治癒機転が生じていることが示唆された.本研究は,免疫組織化学的・分子生物学的手法・免疫電子顕微鏡法を用いて,機械的負荷を与えた関節円板細胞の細胞骨格の一つである中間径フィラメント発現の変化とその生物学的意義を,血管形成に注目して検討することを目的としている.ヒト顎関節では切除による組織採取の機会は極めて少なく,その病態の組織学的検索が難しい.本研究の成果は機械的負荷を原因とする顎関節の病理組織変化の理解や,顎関節症の病態の推察ができ,更には椎間板,半月板といった整形外科領域の関節疾患の病態解明にも有効なデータを収集できると考える.本年度は先行研究で使用した同様のラット実験モデルを用い,装置装着5日後に灌流固定(実験群),装着5日後に装置を除去し,更に5日間飼育(除去群),装置を装着せずに飼育(対照群)を対象として実施した.その中で,関節円板内の細胞における中間径フィラメント発現に対する免疫細胞化学的検索を行い,先行研究結果同様,機械的負荷を与えた実験群の関節円板細胞にはデスミンの発現の増加を認めた.更に,デスミンに加えて他の中間径フィラメントである,ビメンチン,GFAP,ネスチンに関して,免疫蛍光二重染色法を用い,デスミン陽性細胞における他の中間径フィラメントの局在の検索を行った.それら中間径フィラメントの局在は様々で,ビメンチンはほぼすべての細胞で発現し,GFAPは陽性細胞の半数程度が,ネスチンに限ってはデスミンと共局在する細胞は認めなかった.中間径フィラメントの発現様式から,これまでは軟骨細胞様細胞として一様に考えられてきた顎関節関節円板の細胞が,多様な形態を呈するという事実に加え,デスミン陽性細胞にのみに注目しても中間径フィラメントの発現様式から細胞の細分類が可能である結果となった.またそのデスミン陽性細胞数は機械的負荷による変化を認めており,その生物学的意義に関して更なる検討が必要と考えられた.申請者が考案した顎関節に機械的負荷を与えた実験モデルを使用した.飲水摂食は自由な環境下で飼育し,装置装着5日後に灌流固定(実験群),装着5日後に装置を除去し,更に5日間飼育(除去群),装置を装着せずに飼育(対照群)を対象として,この3群での解析を行った.1デスミン免疫陽性細胞の微細構造学的検索前年度までの結果をもとに,デスミン免疫染色を行った切片を四酸化オスミウムにて後固定,樹脂包埋し,超薄切片を作製した.電子染色後,デジタル透過型電子顕微鏡(日立H-7650)を用いて,デスミン免疫陽性反応を示す細胞の微細構造学的特徴について検討した.これらの細胞は比較的大きい核を持つ,大型の細胞で,細胞質には細胞内小器官は疎であり,比較的分化度の低い細胞と考えられた.また,特徴的な所見として,デスミン陽性の突起状の細胞質を有しており,運動や遊走機能を持つ細胞であることが考えられた.また,円板内で,デスミン陽性細胞が存在する部位の近傍には,微小な毛細血管の存在が認められた.2血管形成を考慮した組織変化的検索顎関節部への持続的負荷により,関節円板に血管形成を含めた治癒機転が生じ,増加したデスミン陽性細胞は,周皮細胞の前駆細胞であるという仮説に基づき,血管形成に着目した比較を行った.負荷装置を装着しデスミン陽性細胞が認められた実験群では,関節円板内の細胞に,VEGF(血管内皮細胞増殖因子)陽性細胞を多数認め,また関節腔に接した円板の表層では血管内皮細胞を標識するRECA-1陽性細胞が多数存在したことを免疫組織学的に確認できた.以上の結果より,機会的負荷を与えた関節円板内では,血管新生を含めた組織学的な変化が生じ,損傷を受けた円板の治癒機転が生じていることが示唆された.関節円板内の細胞における中間径フィラメントの定量的解析をもう一つの課題としていた.具体的にはウエスタンブロッティング法にて中間径フィラメント発現量の定量的解析を行う予定であったが,十分なタンパク量が抽出できず,有用なデータは得られていない.

本年度は組織量を十分に確保しホモジナイズ,遠心分離,サンプル調整を行うことで定量的解析を実施し,これまでの研究で得られたデスミン,ビメンチン,GFAP,ネスチン陽性細胞率の変化とのデータとを比較,検討する.25年度が最終年度であるため、記入しない。本年は,中間径フィラメントの定量的解析に加え,デスミン陽性細胞の生物学的意義を検討することを目的とする.顎関節部への持続的負荷により,関節円板に血管形成を含めた治癒機転が生じ,増加したデスミン陽性細胞は,周皮細胞の前駆細胞であるという仮説に基づき,各群において血管形成に着目した比較を行う.具体的な手法としてはデスミン免疫陽性反応を示す細胞の微細構造学的検索を電子顕微鏡を用いた免疫電顕法によりその特徴について検討する.特に免疫陰性を示す細胞との形態の相違や,微小な毛細血管の存在について注意深く観察し,デスミン陽性細胞の微細構造から細胞の機能を考察する.加えて治癒機転が生じていると考えられる除去群においては,関節円板に血管腔の形成の兆候が認められないか免疫組織学的に確認する.血管内皮細胞を標識するCD31およびRECA-1抗体とデスミンとの免疫蛍光二重染色を行い,血管形成の可能性とデスミン陽性細胞との関与について免疫細胞化学的に検索する.25年度が最終年度であるため、記入しない。
歯質と接着性レジンの接着界面における化学結合の解明

牛歯エナメル質に4-METAレジンの薄膜を接着させ、水中浸漬後にレンジを強制的に剥離させ、剥離した接着界面(レジン側)をESCAで分析したところ、Caに2つの化学状態(成分I、成分II)が存在することを見いだした。一つはハイドロキシアパタイトの、他は4-METAと化学的に結合したCaに由来すると推定された。これを確認するために、ESCAの標準試料として、カラムクロマト用ハイドロキシアパタイトを、また、4-METAと化学的に結合したCaに類似の化学物質としてフタル酸カルシウムを選び、分析した。さらに、ヒトエナメル質と象牙質についても同様の現象が観察されるかどうかをESCAで検討した。ヒトエナメル質と象牙質について水中浸漬後、接着界面のレジン側をESCAで分析したところ、牛エナメル質と同様なCa-2pのスペクトル変化が得られた。ハイドロキシアパタイト、フタル酸カルシウム、およびフタル酸カルシウムとハイドロキシアパタイトの1:1混合物から得たCa 2pスペクトルについて、接着界面から得たスペクトルと比較したところ、成分Iは、フタル酸カルシウムのCa 2pスペクトルに、成分IIは、ハイドロキシアパタイトのそれとピーク位置がほぼ一致した。また、フタル酸カルシウムとハイドロキシアパタイトの混合物と接着界面から得たスペクトルが近似しているところから、接着界面では、アパタイトのCaとフタル酸カルシウムに近い化学状態のCaが混合して存在するものと考えられた。また、ヒト象牙質と各種処理剤による処理後の象牙質表面の状態をレーザーラマン分光法で調べた。リン酸水溶液で処理した場合、有機質richになり、次亜塩素酸では、無機質richになった。ESCAやレーザーラマンのスペクトルをさらに詳細に検討することにより、臨床で使用されている条件下における象牙質に対する各種処理液の改質効果、および接着性レジンとの接着に果たす処理液の役割を解明できると考えられる。牛エナメル質に4-METAレジンを接着させた後、接着界面から強制的にレジンを剥離し、光電子分析装置(ESCA)で接着界面のCa 2pスペクトルを分析したところ、Caの2つの化学結合状態を見いだした。4-METAの側鎖とCaが結合した状態と類似の化学構造を有するカルシウムフタレートを合成し、ESCAの標準サンプルとし、詳細に検討したところ、1つはハイドロキシアパタイトのCa、他は、4-METAと反応したトリメリツト酸カルシウムに近い化学結合状態になっていることが明らかになった(平成4年秋期日本歯科理工学会)。これは、エナメル質と4-METAレジンが化学的に接着する実験的証拠となる。そこで、ヒトエナメル質と象牙質についても同様の現象が観察されるかどうかを検討した。歯質とレジンの反応界面を多くする目的で、歯質をステンレス鋼製の乳鉢・乳棒を用いて、液体チッ素中で微粉末にした。エナメル質は45mum以下の、象牙質は4575mumの粉末を用いた。これらの微粉末と4-METAレジンを混合し、重合した。さらに、歯質と4-METAレジンの反応界面の量を増すために、硬化した試料をダイアモンドデイスクで液体チッ素中で微粉末にし、この粉末とMMA-TBBを反応させ、ESCAで分析した。その結果、ヒトエナメル質、ヒト象牙質試料とも、Ca 2Pスペクトルの半価幅が広くなり、ハイドロキシアパタイトと異なる状態のCaが存在することを確認した。4-META側鎖とハイドロキシアパタイトのCaが化学的に結合しているためと考えられた。

著者らは、牛歯エナメル質に4-METAレジンの薄膜を接着させ、水中浸漬後にレジンを強制的に剥離させ、剥離した接着界面(レンジ側)をESCAで分析したところ,Caに2つの化学状態(成分I、成分II)が存在することを見出した。一つはハイドロキシアパタイトの、他は4-METAと化学的に結合したCaに由来すると推定された。本研究では、ヒトエナメル質と象牙質についても同様の現象が観察されるかどうかをESCAで検討した。ハイドロキシアパタイトの標準資料として、カラムクロマト用ハイドロキシアパタイトを用いた。また、フタル酸カルシウムについては、75°Cでフタル酸を水に溶解させた後、水酸化カルシウムを添加し、合成した。沈殿物を水洗し、フタル酸カルシウムのみであることをX線回折で確認した。水中浸漬後、界面で剥離した試験片について、接着界面のレンジ側をESCAで分析したところ、牛エナメル質と同様なCa 2pのスペクトル変化が得られた.Ca 2pスペクトルについて、ハイドロキシアパタイト、フタル酸カルシウム、フタル酸カルシウムとハイドロキシアパタイトの1:1混合物、接着界面から得たものを比較したところ、成分Iは、フタル酸カルシウムのCa 2pスペクトルに、成分IIは、ハイドロキシアパタイトのそれとピーク位置がほぼ一致した。また、フタル酸カルシウムとハイドロキシアパタイトの混合物と接着界面から得たスペクトルが近似しているところから、接着界面では、アパタイトのCaとトリメリット酸が反応し、フタル酸カルシウムに近い化学状態のCaが存在するものと考えられた。牛歯エナメル質に4-METAレジンの薄膜を接着させ、水中浸漬後にレジンを強制的に剥離させ、剥離した接着界面(レンジ側)をESCAで分析したところ、Caに2つの化学状態(成分I、成分II)が存在することを見いだした。これを確認するために、ESCAの標準資料として、カラムクロマト用ハイドロキシアパタイトを、また、4-METEと化学的に結合したCaに類似の化学物質としてフタル酸カルシウムを選び、分析した。さらに、ヒトエナメル質と象牙質についても同様の現象が観察されるかどうかをESCAで検討した。ヒトエナメル質と象牙質について水中浸漬後、接着界面のレジン側をESCAで分析したところ、牛エナメル質と同様なCa 2pのスペクトル変化が得られた。ハイドロキシアパタイト、フタル酸カルシウム、およびフタル酸カルシウムとハイドロキシアパタイトの1:1混合物から得たCa 2pスペクトルについて、接着界面から得たスペクトルと比較したところ、成分Iは、フタル酸カルシウムCa 2pスペクトルに、成分IIは、ハイドロキシアパタイトのそれとピーク位置がほぼ一致した。また、フタル酸カルシウムとハイドロキシアパタイトの混合物と接着界面から得たスペクトルが近似しているところから、接着界面では、アパタイトのCaとフタル酸カルシウムに近い化学状態のCaが混合して存在するものと考えられた。また、ヒト象牙質と各種処理剤による処理後の象牙質表面の状態をレーザーラマン分光法で調べた。リン酸水溶液で処理した場合、有機質richになり、次亜塩素酸では、無機質richになった。
ＣＲＰＳ患者の支援の可能性－制度構築と社会的承認の両側面から

1.米国での調査米国CRPS患者会RSDSAの取り組みや支援の実状について、支援者に対しインタビュー調査を行った。また、統合ケアセンターを訪問し、米国におけるCRPS患者の現状、治療法、痛みと「障害」をめぐる問題などについて疹痛専門医の意見をうかがった。2.痛みと「障害」/支援をめぐる問題障害者総合支援法の成立によって「障害」の定義に難病が含まれ、難病者が新たに障害者福祉サービスの対象となった。もっとも、すべての難病が対象となるわけではなく、難病患者等居宅生活支援事業にあげられている130疾患と関節リウマチが基本とされている。また、利用できるサービスは「障害支援区分」によって決定されるが、判定には介護保険制度の「障害程度区分」の基準が暫定的に用いられることとなっており、実際に支援の必要性をどのように判断するかは今後の検討課題となっている。対策に入っていなくても生活に深刻な影響を及ぼしている難病は数多くあり、なかには痛みや倦怠感など可視化・数値化できないものを主症状とする病気もある。形式的には難病者が「障害者」と認められても、政府の「難病」リストに入らない限り支援を受けられないのであれば、障害者手帳の有無によって線引きしていた従来の制度と結局は同じこととなる。これまで難病者はしばしば制度の谷間に落ちているといわれてきたが、どのように谷間に落ちているのか、また、実際に支援を考えるにあたって具体的にどのような課題があるかといったことについては十分に検討されてこなかった。これらをふまえ、慢性的な痛みを主症状とする難病であるCRPS患者がどのような理由によって障害者福祉制度の対象となってこなかったのかを明らかにし、支援制度を設計する際の課題について検討した。また、「障害程度区分」の認定調査項目が慢性疹痛による障害をどの程度捉えられるのかを具体的に検討し、痛みと「障害」をめぐる新たな認定基準について提言を行った。米国では慢性疼痛をもつ患者に対する十分な支援制度が構築されていると聞き現地調査を行ったが、実際にはそれほど進んでいなかったため、調査結果を論文としてまとめあげることができなかった。一方で、当初予定していなかった韓国の調査が進展し、障害学国際セミナー(於:韓国)においても口頭報告を行えたことが成果としてあげられる。米国での調査をもとに、米国CRPS患者会の活動を明らかにすることを通して、制度の対象となる以外にはどのような方法でCRPSという病いを社会に承認させることが可能であるのかについて考究する。
変異mRNAの発現による(Na,K)ATPaseの構造と機能の解析

1.糖鎖付加阻害剤ツニカマイシン存在下でoocyteを培養することにより、β鎖にのみ結合している糖鎖を欠く(Na,K)ATPaseを調整しその特性を分析した。ATP分解活性、ウワバイン結合活性、Rb^+輸送活性のすべてにおいて糖鎖の欠損は全く影響せず、機能に糖鎖は直接影響を与えないことを明らかにした。両mRNAが同時にoocyte中に存在するときは活性な(Na,K)ATPaseが形成されたが、例えばmRNAβを先に注射し十分量のβ鎖が発現しているoocyteに新たにmRNAを注射して発現させても活性な酵素は形成されなかった。すなわち活性なα、β複合体の形成は両蛋白質の翻訳時、あるいは翻訳直後でのみ生じることが示唆された。3.β鎖のC末端側欠損変異体を作製しその機能を調べた。C末端側約半分を欠く変異β鎖は活性なATPaseを形成することができず、これはおそらくα鎖との会合性を欠ことに起因することが示された。したがってα鎖との会合には少なくともβ鎖のC末端側が関与していることが示唆された。これらの結果はβ鎖は(Na,K)ATPaseの機能発現に必須であることを示しているが、機能を具体化していない。そこでさらにβ鎖の非常に保存的な3-non coding領域や、やはり保存性の高いシステイン残基へ変異導入し、β鎖の機能を探す手掛かりとしたい。
ブレイドモノドロミーの高次元化

代数曲面の位相幾何学的性質を調べる上で,格子の計算は重要な役割をはたす.格子に関するいくつかのアルゴリズムをC言語のライブラリgmpを用いて書き直した結果,格子に関する種々の計算,特に正定値格子のグラム行列が与えられたときに指定されたノルムをもつベクトルのリストを計算するスピードを圧倒的に向上させることができた.その結果,金銅誠之氏との共同研究において,標数3におけるFermat 4次曲面の自己同型群の生成元を完全に決定することに成功した.代数曲面のネロン・セヴェリ格子において,与えられた曲線の既約成分のクラスが生成する部分格子を決定すること,あるいは与えられた部分格子を生成する曲線を見つけること,は,開代数曲面の位相的性質を調べる上で重要であるのみならず,Brauer群を通じてその代数曲面の数論的性質を調べる上でも重要である.したがって格子の計算を高速で行う計算機プログラムはきわめて有用である.格子に関するいくつかのアルゴリズムをC言語のライブラリgmpを用いて書き直した結果,格子に関する種々の計算,特に正定値格子のグラム行列が与えられたときに指定されたノルムをもつベクトルのリストを計算するスピードを圧倒的に向上させることができた.また,有限体に係数をもつ多項式の計算をおこなうC言語のライブラリを作成した.その結果,金銅誠之氏との共同研究において,すなわち標数3におけるFermat 4次曲面の自己同型群を完全に決定することに成功した.(論文掲載決定済み).また,Artin不変量が1の超特異K3曲面とArtin不変量が10の超特異K3曲面のネロン・セヴェリ格子の双対性を用いて,Artin不変量が10の超特異K3曲面についていくつかの興味深い幾何学的結果を得た.(論文投稿中).このプログラム群と線形計画法を用いて,双曲格子の直交群の生成元を求めるBorcherds-Kondoの方法を一般化し,機械的な計算にすることができる.さらにTorelliの定理を用いることで,いくつかのK3曲面の自己同型群を計算機により求めることもできる.実際に,Picard数の小さな多数の複素K3曲面およびいくつかの特異K3曲面に適用し,その有効性を確かめた.(論文執筆中)代数曲面の位相幾何学的性質を調べる上で,格子の計算は重要な役割をはたす.格子に関するいくつかのアルゴリズムをC言語のライブラリgmpを用いて書き直した結果,格子に関する種々の計算,特に正定値格子のグラム行列が与えられたときに指定されたノルムをもつベクトルのリストを計算するスピードを圧倒的に向上させることができた.その結果,金銅誠之氏との共同研究において,標数3におけるFermat 4次曲面の自己同型群の生成元を完全に決定することに成功した.K3曲面と格子理論に関する計算機プログラムの開発と改良を行った.とくに,K3曲面のネロン・セヴェリ格子のなかにベクトルが与えられたとき,そのベクトルが数値的にエフェクティブであるか,また偏極ベクトルであるか否かを判定するアルゴリズムを考案し,計算機プログラムを実装した.これによりK3曲面の射影モデルを数多く構成することができる.このプログラムを標数5の超特異K3曲面でアルティン不変量が1のものに適用し,分岐曲線として現れる平面6次曲線のクラスをいくつか発見した.これらの平面曲線は標数5に特有の幾何学的性質を持つ.複素代数曲面上に曲線の集合が与えられたとき,それらの数値的同値類のなす格子が位相的コホモロジー群のなかで原始的であるかどうかを判定するアルゴリズムについて,アレクサンダー加群を用いる改良を考察した.2012年3月5日ー8日に,広島大学において,毎年恒例の研究集会「Branched Coverings, Degenerations, and Related Topics」の4回目を開催した.海外からの研究者4名を含む16名の講演者による連続講演と研究発表が行われ,シンプレクティック多様体上のフレアホモロジーに関するFukaya-Oh-Ohta-Ono理論,リーマン面の写像類群の力学系,レフシェッツ束をもつ4次元多様体の位相幾何学,複素射影超曲面の補集合の基本群,などについて議論をおこなった.K3曲面と格子理論についての計算機プログラムを一通り完成させ,標数5の超特異K3曲面に適用することで,計算時間と必要なメモリー量を見積もることができた.超特異K3曲面のネロン・セヴェリ格子は階数が最大なので,これにより,ほぼすべてのK3曲面に対しても適用可能であるという見通しを得た.一方,射影モデルの定義方程式を明示的に求めるプログラムについては,有限体係数をもつものに対してしか開発できていない.ブレイドモノドロミーへの応用に用いるためには,複素数係数の多項式に関する十分早い計算機プログラムが必要である.また,K3曲面以外の代数多様体に対しても,いくつかの応用を与えることができた.複素数係数の多項式に関する十分早い計算機プログラムを開発し,この計算機プログラムを複素K3曲面に適用することで射影モデルを構成する.位相幾何学的に興味深い幾何をもつ平面6次曲線や4次曲面を構成することができると期待される.いままでに得られた結果をもとに,K3曲面の自己同型群を決定するアルゴリズムを開発する.そのために必要な双曲空間の多面体による敷き詰めの研究を進める.計算速度と取り扱えるデータ量についての改良をおこない,多くのK3曲面に適用することで,一般論を構築する.

特に,超越格子が与えられたときに,対応する特異K3曲面の自己同型群を決定する方法について考察する.また,K3曲面の自己同型群による力学系とネロン・セヴェリ格子の直交群の基本領域の関連,代数体上定義された特異K3曲面とその素数における還元として得られる超特異K3曲面の自己同型群の差異,などについて実験的研究を進める.Zariski-van Kampenの定理について,代数的ファイバー空間に対するホモトピー完全系列という立場からの高次元化を与える.
粘菌における細胞機能の分子的機構

粘菌における細胞機能の分子機構について国際共同研究を実施し、主として以下の点を明らかにした。1)精度の高い同調培養系、および安定な細胞マーカー遺伝子と細胞型特異的遺伝子を合わせ持つ2重形質転換体を用いることによって、飢餓処理の時点での個々の細胞の細胞周期内位置がその後の発生過程での細胞分化・パターン形成に決定的に重要であることを明らかにした。すなわち、細胞周期上の増殖/分化の分岐点(PS点)の直前で飢餓処理された細胞は予定胞子細胞にのみ分化し、一方、PS点の直後に飢餓処理された細胞は予定柄細胞にしか分化しないこと、また予定胞子細胞の分化にはそれに先だって細胞周期の再開が必要であることが示された。2)発生開始のシグナルになる飢餓の情報は、細胞内遊離カルシウム・イオン濃度[Ca^<2+>]iの一過性の上昇によって、細胞内に伝達されること、また飢餓認識・応答に関与する可能性のあるリン酸化タンパク質がいくつか見出された。3)増殖/分化の切り換えに関与する可能性の高い遺伝子が新たに3つ単離・同定され、またこの切り換えに重要な役割を果たすと考えられる101kDaリン酸化タンパク質がタンパク質合成時のアミノ酸伸長に必須の伸長因子-2(elongation factor-2)であることが明らかにされた。4)細胞質分裂に関して、ヒトIQGAPに相同なGAPタンパク質が細胞質分裂最終段階の中央体切断に働くこと、また37kDaの新奇タンパク質が細胞質分裂に関与することが示された。5)cAMPへの走化性運動に関しては、酵母の類似体があるAmiAタンパク質とTrfAタンパク質の2つがともに走化性に関わることが明らかにされた。1,安定な細胞マーカー遺伝子と細胞型特異的遺伝子とを同時に導入して得た2重形質転換細胞を用いることによって、飢餓処理時点での個々の細胞の細胞周期内位置がその後の発生過程における細胞分化に決定的な重要性をもつことを明らかにした。また、予定胞子細胞の分化には、それに先だって細胞周期の再開が必要とされることが分かった。さらに、ガラス・キャピラリー内での細胞分化誘導系を用いて、予定柄細胞及び予定胞子細胞の分化比率が外界の酸素分圧に著しく依存して変化することが示された。2,増殖/分化の切り換えに関与する可能性が高いリン酸化・タンパク質について、特に注目する分子量90kDaのリン酸化タンパク質のN-末端アミノ酸配列が決定されたので、この情報をもとに当該タンパク質をコードしている遺伝子を単離できる基礎が築かれた。3,新しい遺伝子挿入・破壊法(REMI;restriction enzyme-mediated integration)を用いて、粘菌細胞の細胞質分裂に関与する遺伝子としてgapAが同定された。また、多細胞体を構築できない変異種について解析したところ、この変異の原因になっている遺伝子が酵母のSSN6という遺伝子と高い相同性を有することが分かった。2)発生開始のシグナルになる飢餓の情報は、細胞内遊離カルシウム・イオン濃度〔Ca^

<2+>〕iの一過性の上昇によって、細胞内に伝達されること、また飢餓認識・応答に関与する可能性のあるリン酸化タンパク質がいくつか見出された。3)増殖/分化の切り換えに関与する可能性の高い遺伝子が新たに3つ単離・同定され、またこの切り換えに重要な役割を果たすと考えられる101kDaリン酸化タンパク質がタンパク質合成時のアミノ酸伸長に必須の伸長因子-2(elongation factor-2)であることが明らかにされた。4)細胞質分裂に関して、ヒトIQGAPに相同なGAPタンパク質が細胞質分裂最終段階の中央体切断に働くこと、また37kDaの新奇タンパク質が細胞質分裂に関与することが示された。5)cAMPへの走化性運動に関しては、酵母の類似体があるAmiAタンパク質とTrfAタンパク質の2つがともに走化性に関わることが明らかにされた。
表面電子分光による半導体表面化学反応の放射光励起効果と反応機構の研究

1.Si(100)上Siエピタキシャル成長中に表面準位の光電子強度が振動することを見出し、その起源は2つの表面再配列の交互の入れ代わりによるものであり、振動を引き起こすそれら表面の光電子強度差は表面準位の角度分散異方性に由来することを明らかにした。2.Si_2H_6を用いたSi気相成長凍結表面では水素の脱離反応次数が1であるのに対し、SiH_4成長凍結表面では1よりも大きいことを昇温脱離測定により見出し、その原因について明らかにした。3.Si熱酸化において、650°Cを境とし低温側ではラングミュア型成長様式、高温側では2次元島成長様式で酸化膜が形成することをリアルタイム光電子分光測定により見出した。4.よく知られているPドープによるSi膜成長速度の減少はその原因の一つは表面Pの存在による水素脱離速度の減少にあることを昇温脱離測定により見出した。5.Si(100)上のSiH_4の解離吸着は600°C以上では4サイト、600°C以下では2サイトを必要としてSiH_4が表面に解離吸着する事を昇温脱離測定により見出した。この吸着素過程の温度依存性は準安定状態SiH_3の生成・脱離と深く関わっていることがわかった。半導体製造プロセスの低温化、反応制御性の向上、欠陥発生の抑制等のために、プロセスを律速する固体表面化学反応を光で励起し促進する光励起プロセスが提案されている。本研究では光励起プロセスの可能性や実現性を明らかにするため、特にSi(100)上のシラン、ジシランによる気相成長において研究を行った。光励起プロセスの効果を調べるため光励起による結晶成長速度の変化を調べることは基本的に重要である。しかしこれを精度よく求める測定手段はほとんどない。我々は最近、ジシラン気相成長中に紫外線照射によって固体表面から放出される光電子をその場測定し、この光電子強度が振動する事を見いだした。そしてこの振動現象を利用して結晶成長速度をその場で単原子層精度で測定できることを明らかにした。本研究ではまずこの現象を応用する上で基礎となる振動の発現メカニズムを詳細に研究した。その結果、振動の起源は2つの表面再配列の交互の入れ代わりによるものであり、振動を引き起こすそれら表面の光電子強度差は表面凖位の角度分散異方性に由来することを明らかにした。さらに低温での結晶成長で主たる律速要因であり、光励起プロセスの効率化を図る上で基礎的知見となる表面水素の脱離反応プロセスについて研究を行った。その結果、ジシランを用いたSi気相成長では表面水素の脱離反応次数は1であるのに対しシランを用いた成長では1よりも大きいことがわかった。これは水素吸着状態の違いに起因する水素会合反応などの高次過程がシランを用いた成長では水素脱離過程を律速しているためであると考えられる。シリコンデバイスの微細化を進める上でプロセス温度の低温化、反応プロセスの高制度な制御、デバイス構造の高効率化等、重要な課題が山積している。薄膜成長時基板表面に紫外線、真空紫外線、X線等の励起光を照射することにより、プロセスを律速している固体表面化学反応が促進されプロセスの低温化や膜成長の制御が可能となると期待されている。この光励起プロセスの反応素過程とその有効性を明らかにするため、特にSi(100)基板で以下の基礎的な研究を行った。1.結晶表面のミクロな原子構造を調べる上で近年開発された走査トンネル電子顕微鏡(STM)が有効である。本年度備品購入した試料観察用超高真空チェンバーにより、薄膜成長中で観察可能なSTM装置を整備した。本年度中には超高真空下で稼働予定である。さらに高精度で膜厚制御が可能な電子ビームエバポレータシステムを整備し、これによりデバイス微細化に必要なシリコン1原子層単位での成長が可能となった。2.シリコンデバイスで重要なシリコン熱酸化膜に関し、その初期形成過程を本グループが開発した『その場紫外光電子分光システム』によりリアルタイムで観測した。その結果、650°Cを境とし低温側ではラングミュア型成長様式、高温側では2次元島成長様式で酸化膜が形成することがわかった。

3.膜成長時のド-ピング効果を調べるため、Si(100)上ホスフィン(PH_3)の吸着・脱離を昇温脱離法により測定した。その結果、リンドープによる膜成長速度の減少は表面リンの存在による水素脱離速度の減少によって説明されることがわかった。気相成長による半導体薄膜単結晶成長法は今日の高品質半導体デバイス製造に欠くことのできない技術となっている。本研究は、反応プロセスの高精度な制御のため気相成長時の固体表面反応素過程を解明することと、さらにプロセスの低温化のためプロセスを律速している固体表面化学反応を光で励起し促進する光励起プロセスを試行・解析することを目的の柱としている。本年度に得られた具体的な研究成果を以下に記す。1.Si(100)上のシランの解離吸着機構について、成長速度および表面水素量の観点から研究した。その結果、600°C以上では4サイト、600°C以下では2サイトを必要としてシランが表面に解離吸着する事がわかった。さらにこの吸着素過程の温度依存性は準安定状態SiH_3の生成・脱離と深く関わっていることが判明した。2.Si(100)上でシリコンホモエピタキシャル中に生ずる光電子分光スペクトルの表面順位強度振動はその物理的起源として表面バンド分散の異方性にあることが判明した。3.シリコン熱酸化初期過程を調べるため、本研究グループが開発した『リアルタイム光電子分光システム』によりシリコン2p内殻単位を観測した。その結果、Si/SiO_2界面に付随するサブオキサイド構造が各配位毎に明瞭に観察され信頼性の高い構造解析が可能となった。さらに各成分強度の酸化中リアルアイム側定から、酸化は酵素が1配位、2配位と徐々に4配位まで進行するのではなく、局所的に一気に4配位構造(すなわちSiO_2)まで生ずることがわかった。
超音波診断装置を用いたハムストリングスの肉離れ発生要因の解明

本研究では,スポーツ障害の中で発生頻度が高いハムストリングスの肉離れ,特に大腿二頭筋長頭の肉離れの発生原因を解明することを目的に,超音波に搭載されているせん断波エラストグラフィー機能を用いてハムストリングスの構造的および機能的特徴を検討した結果,以下の知見を得た.1ハムストリングスは遠位部の方が近位部や中間部と比較して硬い,2遠心性収縮による筋損傷は半膜様筋よりも半腱様筋・大腿二頭筋に大きいことが明らかになった.本研究の目的はスポーツ障害の中で発生頻度の高いハムストリングスの肉離れの発生原因,特になぜ,ハムストリングスの構成する筋の中でも大腿二頭筋の近位部に好発するかを解明することであった.今年度は,ハムストリングスの各部位の解剖学的特徴を明らかにするため,超音波エラストグラフィ機能を用いてハムストリングスを構成する各筋(大腿二頭筋,半腱様筋,半膜様筋)の筋硬度を測定する事に取り組んだ.ハムストリングスの筋硬度の測定の再現性は十分,確認されていなかったので,最初に超音波に搭載されているせん断波エラストグラフィ機能を用いて,安静時における各筋の各部位(近位部,中間部,遠位部)の筋硬度測定の再現性の確認を行った.その結果,各筋における全ての部位で高い再現性を示した.また,各筋(大腿二頭筋,半腱様筋,半膜様筋)と各部位(近位部,中間部,遠位部)を2要因とした分割プロット分散分析を行った結果,有意な交互作用は認められなかったものの,部位に主効果を認めた.事後検定の結果,遠位部の筋硬度は中間部や近位部と比較して有意に高値を示す結果となった.ハムストリングスの肉離れは,前述のように大腿二頭筋の近位部に好発することが知られているが,本研究結果は,遠位部の方が近位部や中間部と比較して硬いという結果となり,大腿二頭筋の近位部に好発するという先行研究を支持しない結果となった.そのため,ハムストリングスを構成する各筋の解剖学的特徴では肉離れの発生原因を説明することは出来ない可能性を示す結果となった.本研究では,最初は筋硬度を測定するためにStrainエラストグラフィを用いていた.Strainエラストグラフィは超音波プローブを通じて検者が加えた圧迫を外力として利用する方法であるため,検者の手技による外力が測定の妥当性や再現性に影響を及ぼすことが指摘されており,本研究においても再現性の担保が難しかったため,超音波プローブが誘発するせん断波の速度を測定し,筋硬度を算出するせん断波エラストグラフィを使用するように変更した.本年度は本実験を実施する前に,再現性などの確認を行っていたため,当初の計画の進行がやや遅れる結果となった.本研究の目的はスポーツ障害の中で発生頻度の高いハムストリングスの肉離れの発生原因,特になぜ,ハムストリングスの構成する筋の中でも大腿二頭筋の近位部に好発するかを解明することであった.今年度は,ハムストリングスの各部位の機能的特徴を明らかにするため,肉離れの発生に関与していると考えられている遠心性収縮介入による筋の微細損傷の程度に着目した.具体的には,遠心性収縮介入前後において,超音波エラストグラフィ機能を用いてハムストリングスを構成する各筋(大腿二頭筋,半腱様筋,半膜様筋)の筋硬度の変化の大きさを比較,検討する事に取り組んだ.本研究では,健常若年男性14名を対象に実験を実施した.被験者は座位にて膝関節90°屈曲位から完全伸展位(0°屈曲位)の範囲で最大遠心性収縮を6回×5セット,計30回実施し,遠心性収縮介入前後に股関節90°屈曲位,膝関節45°屈曲位で,超音波のせん断波エラストグラフィ機能により大腿二頭筋,半腱様筋,半膜様筋の筋硬度を測定した.本研究の結果,遠心性収縮介入により半膜様筋に有意な変化は認めらなかったが,大腿二頭筋と半腱様筋は有意に筋硬度が増加した.遠心性収縮などによる筋硬度の増加は筋損傷の程度を示していることから,以上の結果と併せて考えると,遠心性収縮により半腱様筋と大腿二頭筋は半膜様筋と比較して筋損傷を起こしやすい可能性が考えられる.この機能的な特徴が大腿二頭筋に肉離れが好発する原因解明の一助になる可能性が考えられる.本研究では,スポーツ障害の中で発生頻度が高いハムストリングスの肉離れ,特に大腿二頭筋長頭の肉離れの発生原因を解明することを目的に,超音波に搭載されているせん断波エラストグラフィー機能を用いてハムストリングスの構造的および機能的特徴を検討した結果,以下の知見を得た.1ハムストリングスは遠位部の方が近位部や中間部と比較して硬い,2遠心性収縮による筋損傷は半膜様筋よりも半腱様筋・大腿二頭筋に大きいことが明らかになった.せん断波エラストグラフィを用いた筋硬度測定の再現性は確認でき,ハムストリングスを構成する大腿二頭筋と半腱様筋,半膜様筋における筋硬度の特性を明らかにすることが出来た.そこで筋の伸長に伴う筋硬度の変化についてハムストリングスを構成する各筋別に詳細に検討する.次に,肉離れの発生機序と考えられている遠心性収縮介入前後の筋硬度の変化を検討することで,ハムストリングスの肉離れ発生のメカニズムの解明を行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。スポーツ科学27年度が最終年度であるため、記入しない。
看護師の備災活動に関するアクションリサーチ

本研究の目的は,仕事(職場)と,職場外災害看護組織に所属するパラレルキャリアを持つ看護師との協働により、備災活動の意義と教育・訓練方法の構築を行うこと、働く場を問わず看護師が日常と災害のつながりを考え、個人の備災と職場に貢献できる人材育成を目指す。アクションリサーチを用い、北海道胆振東部地震時の状況を看護管理者、備災活動経験のある看護師(パラレルキャリアを持つ看護師)にインタビューし、現実課題を明らかにする。先行研究で構築した日常と災害のつながりを意識した研修を、評価、改善、実践可能な備災教育県k集を策定する。本研究は備災教育と人材育成を支援する仕組みにアプローチする介入研究である。
ガラス管担体薄膜光触媒を用いた難分解性有機汚濁水の浄化に関する基礎的研究

酸化チタン薄膜光触媒を用いた紫外光及び人工太陽灯によるフミン酸・高色度水や自然水の分解、並びに下水2次処理水を用いた蛍光灯照射による藻類・栄養塩の動態に関する基礎的研究の結果、以下の知見が得られた。1.乳酸等の純基質に比べてフミン酸の分解速度係数は小さく、自然色度水はもっと小さい。2.水温が分解速度係数に与える影響は、ブラックライトに関して温度係数で1.034であった。3.フミン酸の分解には、紫外光源としてより低波長側のブラックライトが有効であった。4.光りの強さに関して、光源のワット数の0.4乗に比例して分解速度係数は上昇した。5.膜面積の増加が分解速度係数に最も大きく影響し、膜面積の1.322.26乗に比例して増大した。6.フミン酸のTOCは色度に関係するが、分解は色度の方がやや速く、着色成分以外の有機物もフミン酸には含まれている。色度の増加は分解速度係数を低下させ、この割合はほぼ色度のルートに反比例した。7.分解速度係数は初期濃度にほぼ反比例して減少し、10mg/lを超えると急激に小さくなる。8.人工太陽灯によるフミン酸の分解では、分解速度係数は紫外光の1/21/4の大きさであった。9.光触媒はある程度まで藻類の増殖を抑える効果が認められた。蛍光灯照射による藻類の増殖で栄養塩濃度を減少させることが可能であり、溶解性CODは光触媒で分解可能である。15年度は、基質として人工フミン物質、自然汚濁水の二種、光源としてブラックランプ(BL),ケミカルランプ(CL),人工太陽灯の三種を用いて、ガラス管薄膜光触媒による難分解性有機物質の浄化実験を行った。人工フミン物質は、市販の薬品を一定の割合で蒸留水に混ぜ、一定期間加温しながら攪拌して溶解させたもの(フミン酸)で、TOC濃度を1020mg/lに調整した。自然汚濁水は、本県米代川水系、森吉ダム上流の渓流水に生じている着色色度水とダム湖底部の高色度水の二種である。光源はBLとCLは10W及び20w、人工太陽灯は100wのものを用いた。まずフミン酸に関して、CL20W2本、室温での実験では、光触媒薄膜無しでは10日経過でも数%のTOC分解しか得られなかったが、膜有では同約60%の分解が得られ、光触媒の効果が確認できた。が、プロピオン酸等と比較すると、除去速度係数がかなり小さく、難分解性であることも認められた。分解速度の温度依存性に関しては、BLで温度係数が1.038と求められた。また、直径の異なるガラス管を混ぜて膜面積を拡大した時、除去速度係数は放物線的に増大し、面積の増加が除去速度の鍵になることも確認できた。人工太陽灯に関しても同様な機構での分解効果が得られたが、照度が大きい割に速度係数とも確認は大きくではなく、波長が有機物質の分解に影響を与えていることも確認できた。自然水の分解では、ごく初期に濃度が低下した後ゆっくりとした分解が進む二段階の反応が見られ、この後の反応が難分解性物質の除去で、速度係数は人工フミン酸よりも小さく、実試料への応用ではさらなる検討が必要なことも解った。平成16年度は、15年度の研究を発展させると共に、蛍光灯も用いた光照射に伴う藻類と栄養塩の動態に関しても検討を行った。主な結論は以下の通りである。まず人工フミン酸の分解に関して、ブラックライトの分解速度係数に関する温度係数は1.034と確認された。光源の違いに関しては、ケミカルランプよりもブラックライトの方が速度係数は約2倍大きい結果が得られた。また光源のワット数の影響では、約0.4乗に比例して速度係数は増大する結果となり、大きな光源を用いる利点は少ないことが分かった。

一番大きな影響を持つのは膜面積であり、この1.32.3乗に比例する結果が得られた。初期濃度は光の透過に大きな影響を与え、速度係数はほぼ初期濃度に反比例することが分かった。従って、薄膜光触媒法は、濃度の小さな排水の処理に適していることが確認できた。本研究で用いた人工太陽灯でのフミン酸の分解速度係数は、他の光源(ケミカルランプ、ブラックライト)に比べて1/2から1/4の大きさであった。自然水でも同様で、使い方は限定されるが水処理への応用も可能であることが認められた。次に、栄養塩の除去に光触媒法が適用できるかどうかの検討を行った。その結果、蛍光灯の照射で藻類は増殖し、それに比例して総窒素の除去が期待できることが分かった。同時にCODは上昇するが、光触媒とブラックライトを併用することで分解でき、CODの除去も可能であった。このように、時間はかかるが蛍光灯、ブラックライト及び光触媒を組み合わせることにより栄養塩の除去もある程度可能であることが確認できた。