hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
皮膚温のサーモスタットが神経終末に構築される機構

皮膚を冷却すると,冷受容器がインパルスを脳に向けて出し,その皮膚が冷たいとの感覚が私たちに生まれる。冷受容器の実体は何か。また,いかにして冷却した皮膚に冷感が生じ,それが体温調節行動に結びつくか。これらを明らかにするため,1950年代に動物を使った電気生理学的な実験が行われた。しかし,受容器の実体が分からなかったので,受容器が神経の終末にあるのかどうかすら分かっていなかった。最近,皮膚温の上下に反応する温(熱)受容器・冷受容器の候補として,TRP(Transient Receptor Potential)ファミリーに属する非選択的カチオンチャネルの遺伝子6種類が,感覚細胞から得られた。これは,温度感覚や体温調節の研究が,新たな段階にはいったことを示す。しかし,温(熱)・冷受容器の候補が,皮膚の神経終末に実際に発現して,温感や冷感を起こすかどうか明らかでない。本研究では,冷受容器のひとつTRPM8の抗体を作成して,感覚細胞やその神経終末におけるTRPM8タンパク質を免疫組織染色法で検出した。その結果,感覚細胞の細胞体がある三叉神経節,および舌にある感覚細胞の神経終末にTRPM8受容体が発現していることが分かった。これは,TRPM8が冷受容器として機能することを示すはじめての仕事といえる。舌を加温,冷却すると,甘さ,若さの感覚が生まれることが知られている。しかし,TRPM8の神経終末は,味覚受容器がある舌の味らいには,投射していなかった。これは,TRPM8受容体は,味覚の温度感受性とは別であることを示す。つまり,味覚の受容器そのものが温度感受性を持つことを示唆する。
コンピュータを用いたディスオーダー蛋白質の構造情報の網羅的解析

アミノ酸配列を入力とした立体構造予測法および分子動力学シミュレーションによる構造サンプリングを多数のディスオーダー領域・ディスオーダータンパク質に適用した結果、これらのアミノ酸配列は局所的には球状タンパク質のループ部とほぼ同じ程度に立体構造とりやすさの情報を内在していること、いくつかのディスオーダータンパク質については複合体形成時の相手となるタンパク質の情報がなくても、全体構造を予測できることを明らかにした。タンパク質のアミノ酸配列情報を入力とし、それをもとに進化情報を加えた局所的な配列プロファイルを作成して、その情報に基づいて大まかな局所の立体構造を予測するプログラムを開発した。このプログラムは、機械学習の方法の1つであるSupport Vector Regressionを用いている。また、Support Vector Regression単独では予測値として1つの値が出力されるだけであるが、複数のSupport Vector Machineを組み合わせることで、予測値の連続分布が得られる方法を新たに開発した。この成果は、生物物理学会にて発表を行った。予測精度が高ければ、局所的なアミノ酸配列情報に局所的な構造情報が含まれていたということがわかる。これを球状タンパク質に適用し、フレキシブルであるといわれているループ部でも、有意に局所配列情報に局所構造情報が含まれていることを明らかにした。以上の結果はGenome Informatics誌にて発表した。またディスオーダータンパク質あるいはディスオーダー領域のデータベースであるDisProtとタンパク質の立体構造データベースProtein Data Bankのデータを突き合わせ、複合体形成に伴ってタンパク質の立体構造がディスオーダーからオーダーにシフトする領域のデータベースを作成した。これをもとに上記の予測プログラムを適用した結果、そのような領域についても、有意に局所配列情報に局所構造情報が含まれていることを明らかにした。以上の結果は計算タンパク質科学研究会にて発表した。平成22年度では、ディスオーダータンパク質およびディスオーダー領域が本来もつ構造情報を引き出すために、立体構造予測による解析を中心に研究を実施した。当初予定していたMeszaros2007論文リストのディスオーダータンパク質に追加して、CASP9ターゲット116個に対して解析を行った。これらは、様々な2次構造含有率、フォールド、残基長をもつバラエティに富むテストセットであり、また予測の段階では立体構造が公開されていないため、完全なブラインドテストであるという大きな利点がある。まず、CASP9ターゲットについて、5残基以上の連続したループ領域を含む残基長9のフラグメント(5765本)の端間距離を予測し、実際の端間距離と比較した。その結果、両者の相関係数は0.586であり、これまでに(SCOPフォールド代表構造),43450本)に対して計算されていた値0.502と同等かそれ以上であった。このことから、このツールを用いて配列に含まれる構造情報の解析を行うことの妥当性が確認できた。5765本のフラグメントのうち、連続する3残基以上のディスオーダ円領域を含むフラグメントは130本、連続する5残基以上のディスオーダー領域を含むフラグメントは24本であった。これらのフラグメントについて、予測端間距離と実際の端間距離の相関係数は、それぞれ0.581,0.356であり、半分以上がディスオーダー領域であっても、ランダムよりは明らかによい予測ができていた。また2次元プロットを描いてみると、これらの予測プロット点群は、5残基以上の連続したループ領域に対する予測のプロット点群の範囲におさまり、ディスオーダー領域を半分以上含んでいても、ループ領域とほぼ同等の精度で端間距離を予測できることが示された。以上より、ディスオーダー領域においてアミノ酸配列に少なからず構造情報が含まれていることが確認できた。平成23年度では、ディスオーダータンパク質およびタンパク質のディスオーダー領域のアミノ酸配列中に内在すごる構造情報を引き出すために、昨年度も行っていた立体構造予測の手法を用いた解析を継続し、さらに分子シミュレーションを用いた解析を行った。Meszaros2007論文のリストに挙げられているもののうち、立体構造予測を用いた解析は33残基以上の20個、分子シミュレーションを用いた解析は33残基未満の17個について行った。立体構造予測では、開発したENABLEサーバを用いて、アミノ酸配列のみの情報から立体構造を予測し、予測立体構造と、実際の複合体中の立体構造を比較した。予測立体構造は1タンパク質あたり5つとし、その中でもっとも実際の立体構造に近かったものを解析対象とした。その結果、1j2jB,1ki1C,1ki1Dで、実際の立体構造とのTMscoreがそれぞれ0.663,0.740,0.785の予測構造が得られた。一般にTMscoreは0.4以上であるとランダムとは異なる意味のある構造類似であるといわれており、有意に実際の構造と似た予測構造が得られたといえる。またシミュレーションでは、レプリカ交換法を用い、フリー状態の構造を2psごとに1蛋白質あたり2500個サンプリングし、2次構造およびC・間距離の分布を求めて、それらを複合体中のものと比較した。その結果、とくにヘリックス部ではフリー状態においても複合体中の構造が多く出現し、またループ部においても、複合体中の構造が再現される場合がみられた。

これらの結果は、アミノ酸配列のみ用い、しかも複合体形成の相手となるタンパク質の情報を入れていないことを考えると、ディスオーダータンパク質であっても複合体形成時の立体構造の情報がアミノ酸配列に含まれている可能性を示唆するものであり、大変興味深い。
酸化物ナノチューブをビルディングブロックとしたマイクロ構造体の創製と応用

1.マイクロメートルオーダーの内径を有するガラスチューブ内への希土類化合物ナノチューブの成長・コーティング実験を行った。基材上でのナノチューブの綺麗な成長はガラスチューブ静置下・反応溶液無撹拌にて行われる。その際の合成時間が長い反応では、ガラスチューブ内の原料成分がすべて消費されてしまうと原料成分の反応溶液中からガラスチューブ内への拡散が遅いためにガラスチューブ内でのナノチューブの成長はあまり進まず、さらに、反応溶液中で生成したナノチューブ粒子が拡散によりガラスチューブの両端部に厚く堆積する傾向があり、好ましくない結果となった。そこで、以上の問題点を解決するために、一つのガラスチューブに対して短時間反応を数回繰り返したところ、ガラスチューブ内壁をほぼ覆うようにナノチューブらしき針状物質が析出することを確認した。以上のナノチューブ修飾ガラスマイクロチューブは高機能マイクロリアクターへの応用が期待できると思われる。近日中に透過電子顕微鏡により針状物質がナノチューブであることを確認したい。2.希土類化合物ナノチューブ及びチタネートナノチューブ薄膜の製造方法を確立し、ナノ粒子の良い担体となることを金と銀を例にして確認した。3.新規ナノチューブとして、Ru化合物とAOTからなるナノチューブの合成に成功し、500°Cでの加熱によりAOT成分が燃焼脱離し、RuO_2のナノチューブに変換できることを明らかにした。本研究成果は、(社)日本セラミックス協会第18回秋季シンポジウムにてトピックス講演に選定されるとともに、日刊紙(化学工業日報(2005年9月26日))にて紹介されるなど、本研究成果は大きな注目を集めた。種々の陰イオン存在下にて希土類化合物ナノチューブの合成を試みたところ、硫酸イオン存在下で生成するナノチューブがマイクロ構造体の構築に適していることを明らかにした。石英基板上に希土類化合物ナノチューブが基板に対してほぼ垂直に成長する条件を最適化し、ナノチューブから成る薄膜を得ることに成功した。さらに、この薄膜上に、スパッタリング装置を用いて金をスパッタリングすることによって、金ナノ粒子が薄膜上に分散することを確認し、この薄膜がナノ粒子の良好な分散媒体であることを明らかにした。また、ガラス基板上への希土類化合物ナノチューブの析出実験を行い、ナノチューブが基板上に密に接着性良く析出する条件を調べ、次に、マイクロリアクターへの応用を考えて200μm及び400μmの内径を有するガラス管内部へのナノチューブの析出実験を試みたが、現時点では管内への原料成分の拡散が悪いために内壁をナノチューブで完全にコートするまでにはいたっていない。物性評価としては、希土類化合物ナノチューブのガス吸着特性評価の際の前処理条件の最適化を行い、低圧部から大気圧部における各種ガスとの相互作用を調べた。また、既報に従って、水熱法による水酸化ナトリウム水溶液中での酸化チタンナノチューブの合成とシリカ系ナノチューブであるイモゴライトの合成を試み、粉末X線回折測定や透過電子顕微鏡観察によってナノチューブの生成の確認を行い、合成に関するノウハウを蓄積した。
慢性骨髄性白血病治療薬イマチニブの適正使用を目指した取り組み

【研究目的】イマチニブ(IMA)は慢性骨髄性白血病(CML)に用いられる分子標的治療薬である。近年、IMAの血中濃度(トラフ値)測定が保険診療で可能となったものの、副作用発現と血中濃度との関連性については明らかになっておらず、実際のCML診療において血中濃度測定はほとんど行われていない。そこで、北海道大学病院内においてIMAの血中濃度測定体制を構築し、CML診療におけるIMAの薬物治療モニタリング(TDM)を推進するとともに、血中濃度と副作用発現との関連性を明らかにするべく以下の検討を行った。【研究方法・結果】1. IMAの血中濃度測定系の構築血中IMA濃度の測定は過去の報告(Miura et al. J Chromatogr Sci. 2011)を一部改変した方法を用い、HPLC法にて測定した。検量線は25-5000ng/mLの範囲で相関係数0.99以上の良好な直線性を示した。また、IMA服用患者(4名)の血中濃度を測定したところ、HPLC法とLC-MS/MS法(外部委託)による測定値には、良好な相関が認められ、本測定法が有用であることが確認された。2. IMA服用患者におけるトラフ値と副作用発現に関する調査北海道大学病院においてIMA服用患者(31例)を対象に、トラフ値四分位別(Q1-Q4)の有害事象発現率・グレードを調査したところ、Q4群(≧2033ng/mL)において赤血球減少、浮腫の発現率およびグレードが高い傾向が認められた。【研究成果】本研究では、IMAの血中濃度測定体制を構築し、院内におけるイマチニブの血中濃度を利用した治療マネージメントを可能にした。また、IMAのトラフ値上昇により、赤血球減少、浮腫などの副作用発現リスクが高まる可能性が示唆された。今後は症例数を追加し、さらなる解析が必要と考えられる。
高温域(1500K-3500K)における温度目盛に関する研究

高温度域の温度目盛の現状について、諸外国における研究の状況ならびに、高温物性の研究の分野における諸問題について調査検討を行った。また、IPTS(国際実用温度目盛)の定めるところによる高温度域の温度計となっている放射温度計の持つ諸問題について検討を加えた。高温度域での新しい温度目盛としての分光学的諸成果を統計力学的概念にもとづく温度計測に応用する可能性についての検討を加えた。★得られた知見1).レーザによる新しい放射、特に各種コヒレントラマン放射による温度計測の関連で次のことを検討した。ア.CARS信号は大気圧近傍での圧力変化の影響を大きく受ける。イ.CARS信号の発生空間はコリニア型の場合入射光の強さにもよるが考えられているよりかなり大きい。30mm程度の平均値として観測される。温度むらの大きい空間での温度測定には無視できない大きさである。ウ.熱的平衡状態を正確に反映するのは線形ラマンスペクトルが最適であるしたがって、高い空間分解能をもって、線形ラマンスペクトルと同様のスペクトルの得られる方法が温度目盛には可能性がある。たとえばIRS法(インバースラマン放射)あるいはホルデッドボックスCARによる純回転ラマン法などが有利である。2).分子スペクトルを使って温度決めを行うに分子定数が必要であるがは高温、高圧のもとでの分子定数については未だほとんどデータがないので基礎データを得る研究を行う必要がある。3).現在高温度での温度計となっている放射温度計を使う場合、灰色空間・(完全黒体でない)での温度測定において物質の放射率の絶対値として決めることは極めて困難である。
短期的電気刺激による無細胞化神経への端側神経縫合を用いたシュワン細胞付加の可能性

我々は幼弱化シュワン細胞が蛍光発色するnestin-GFP mouseを保有し用いることで、Donor神経に少なくとも軽微な損傷を加えることで多くのシュワン細胞の遊走が無細胞化神経内に観察され、特に移植神経の両側端をDonor神経へ端側神経縫合を行なった群でさらに豊富なシュワン細胞が短期間に遊走し移植神経全域へ充填することに成功し2016年に報告した。当施設の遺伝子組み換え動物の研究施設の改修工事が行われることとなり、上記モデルが作成困難な状況となった。そのため、一度繁殖していたマウスを凍結受精卵の状態にする必要に迫られた。また、時期を同じく他施設へ出向となったため、凍結受精卵を孵化させ出向先にて遺伝子改変マウスを飼育する手続きが完了し、元の施設で孵化させ出向先に搬入し研究を開始した。GFP-positiveのmouseの繁殖に時間を要したが、直径1mmのリナーブをDonor神経に端側縫合するモデル作成を開始した。長さを10mm程度として端側縫合モデルの作成を行ったが、リナーブの柔軟性が乏しく両側端を端側縫合することは困難であった。また、繁殖されたGFP-posivite mouseの大腿神経の大きさも細いものが多く、柔軟性の乏しいリナーブとの神経縫合が困難であった。片端を端側神経縫合したモデルを前実験モデルとして数匹作成し、Live imagingでの蛍光発色を確認したが、発色が確認できなかった。さらに、出向先の遺伝子組み換え動物の研究施設の改修工事が決定し、マウスの飼育の継続が困難となった。遺伝子組み換え動物をLive imaging技術を用いて経時的に観察し、シュワン細胞の遊走を観察しているため、相次いでモデル作成の継続困難な状況のため、モデル作成の段階で継続ができない状況が続いた。我々は軸索が蛍光発色するトランスジェニックマウス保有し、軸索再生を経時的に観察するLive imagingを行うことが可能であり同様に、幼弱化シュワン細胞が蛍光発色するnestin-GFP mouseを用いることで、Donor神経に少なくとも軽微な損傷を加えることで多くのシュワン細胞の遊走が無細胞化神経内に観察され、特に移植神経の両側端をDonor神経へ端側神経縫合を行なった群でさらに豊富なシュワン細胞が短期間に遊走し移植神経全域へ充填することに成功している。さらに、シュワン細胞の活性化を促進させる可能性として、既に臨床応用されている短期的電気刺激の末梢神経再生促進作用はすでに1930年台から報告されている。2000年にMajedらが1時間20Hzでの短回刺激によって運動神経再生の促進作用やその過誤支配の予防に効果的であると報告している。すなわち、我々が報告してきた無細胞化神経を端側神経縫合によるシュワン細胞供給法と短期的電気刺激によって刺激を加えない場合に比べシュワン細胞の遊走促進作用が認められれば、今現在課題とされている、自家神経移植の代替材料として用いることが可能であり、さらに本邦で使用可能な神経再生誘導チューブであるNerbridgeRに用いて本法を確立することを目指している。しかし、当施設の遺伝子組み換え動物の研究施設の改修工事が行われることとなり、上記モデルが作成困難な状況となった。また、時期を同じく他施設へ出向となったため、凍結受精卵を孵化させ出向先にて遺伝子改変マウスを飼育する手続きが完了する段階である。実験計画で遂行予定であった初年度での我々の報告した1cm長及び倍の2cm長の無細胞化神経移植モデルにおける短期的神経刺激によるシュワン細胞遊走に与える影響についてin vivo imagingおよびwhole mount imagingにより形態学的評価および遊走関連蛋白について検討を行なう予定としていたが、本邦で入手可能な人工神経が2つ(Nerbridgeとリナーブ)となった現状もあり、それぞれを用いて短期的神経刺激の有無と人工神経の長さを1cm、2cmでそれぞれモデルを作成し、シュワン細胞を付加するhybrid人工神経を作成するにはどちらの人工神経がより適しているかを検証していく。さらに、得られる軸索再生に関する経時的な評価や再生軸索を電子顕微鏡や光学顕微鏡下といった形態学的評価やEDLのendplateにおける神経再支配率などを行なうと共にシュワン細胞輸送関連因子および長い移植神経内においてはシュワン細胞の老化現象についても評価を合わせて行なっていく。

また、繁殖されたGFP-posivite mouseの大腿神経の大きさも細いものが多く、柔軟性の乏しいリナーブとの神経縫合が困難であった。片端を端側神経縫合したモデルを前実験モデルとして数匹作成し、Live imagingでの蛍光発色を確認したが、発色が確認できなかった。さらに、出向先の遺伝子組み換え動物の研究施設の改修工事が決定し、マウスの飼育の継続が困難となった。遺伝子組み換え動物をLive imaging技術を用いて経時的に観察し、シュワン細胞の遊走を観察しているため、相次いでモデル作成の継続困難な状況のため、モデル作成の段階で継続ができない状況が続いた。研究施設の工事や出向の影響で研究に大きな遅れが出ている。平成30年度は初年度の遅れを取り戻すため、蛍光発色しないNestin-GFPマウスの坐骨神経へ人工神経(NerbridgeRもしくはリナーブR)を今までに明らかにしたシュワン細胞遊走に最適であった両側端側神経群を中心に端側神経縫合3群に新たに長い移植神経群を加えた4群(group1:コントロール群;Donor神経と接さないように移植し、両側端を筋肉内に埋入する、group2:片側端側神経縫合群;移植神経の片端をDonor神経に端側神経縫合を行なう、group3:両側端側神経縫合群;group2を両側端に行なう、4群:長い端側神経縫合群(2cm))を作成する。さらに、各群には移植直後にMajedらの報告を参考に中枢側に短期的神経刺激器を用いて電気刺激の周波数20Hz、電気Pulse0.1msec、最大電圧3Vで1時間刺激とするモデルも併せて作成することで、短期的神経刺激によってシュワン細胞が人工神経内を遊走することが促進されるのかの比較が行え、また可能であれば2種類の人工神経においての比較も行うことができる。その後は、7日毎に吸入麻酔下にlive imagingの手法で遊走シュワン細胞を観察し遊走距離を測定する。移植後2週、4週、6週後に検体を採取し、各time pointでRT-PCRでシュワン細胞遊走関連因子(NRG1,ErbB2,S100)やシュワン細胞老化因子(p16INK4a)の発現量の変化やS100(シュワン細胞)、Neurofilament(再生軸索)、β-galactosidase(老化細胞)抗体における免疫染色での無細胞化神経内の分布を評価、解析する。次年度の研究費予算は80万で、研究運用費としては40万を予定している。その内訳としては、トランスジェニックマウスの繁殖や飼育代に10万、薬品・試薬・抗体類・備品の追加購入に10万、免疫染色や共焦点レーザー顕微鏡などの標本作成費に10万、モデル作成時の神経縫合に必要なマイクロ縫合糸の購入に10万の計40万を消耗品費として予定している。そして、当研究内容の成果に関しては適宜学会での経過報告を予定しており、そのための学会への参加費や、また同じ末梢神経再生分野での更なる新しい知見を深めていくため、国内外の形成外科学会の基礎学会や末梢神経関連の学会への参加を予定しておりその旅費や通信費に残りの予算の40万の使用を予定している。
過冷状態の2成分系溶融金属滴が平板に衝突した際の急速凝固解析

1過冷を考慮できる液滴衝突時2次元流動・凝固モデルを開発した.溶融すず滴滴がステンレス平板に衝突した場合の流動・凝固解析を行った.その結果、衝突速度および平板の材質に物性値は凝固速度に大きく影響しない.凝固速度に多く影響する操作因子は、初期液滴径、初期平板温度および接触熱抵抗である.また、初期液滴温度については、液滴が過熱されている場合凝固速度にほとんど影響を及ぼさないが、過冷されている場合凝固速度に大きく影響する.2均一液滴スプレー・デポジット法により、直径約200μmの溶融すず-5wt鉛滴をすず単結晶平板に衝突・堆積させた.凝固後のミクロ組織を観察し、以下のような結果が得られた.(1)液滴が過熱されている場合、ミクロ組織はplanar成長からデンドライト成長へ推移した.(2)液滴が過冷されている場合、デンドライト成長が観察された.(3)液滴温度をさらに低くすると、planar成長からデンドライト成長へ推移した.3 1次元非平衡凝固モデルを開発し、上記実験条件における凝固現象を解析した.(1)基板(すず単結晶)と液滴の間に接触熱抵抗が存在する場合,初期液滴温度に対する結晶成長の変化の依存性は小さいことが予測された.上記の実験結果を勘案すれば,接触熱抵抗がほとんどないことが示唆された.(2)接触熱抵抗がない場合を解析した結果,液滴の過冷度が大きくなるほど,デンドライト成長からplanar成長へ移行する傾向が見られた.このことは,実験結果と定性的に一致する.(3)しかし,液滴が過熱されている場合には,デンドライト成長しか予測できず,実験結果と定性的に一致しなかった.4実験結果と解析結果が完全に一致しない理由として,液滴の変形が考慮されていないこと、およびミクロ組織の成長モデルの不十分性が挙げられる.1過冷を考慮できる液滴衝突時2次元流動・凝固モデルを開発した.溶融すず滴滴がステンレス平板に衝突した場合の流動・凝固解析を行った.その結果、衝突速度および平板の材質に物性値は凝固速度に大きく影響しない.凝固速度に多く影響する操作因子は、初期液滴径、初期平板温度および接触熱抵抗である.また、初期液滴温度については、液滴が過熱されている場合凝固速度にほとんど影響を及ぼさないが、過冷されている場合凝固速度に大きく影響する.2均一液滴スプレー・デポジット法により、直径約200μmの溶融すず-5wt鉛滴をすず単結晶平板に衝突・堆積させた.凝固後のミクロ組織を観察し、以下のような結果が得られた.(1)液滴が過熱されている場合、ミクロ組織はplanar成長からデンドライト成長へ推移した.(2)液滴が過冷されている場合、デンドライト成長が観察された.(3)液滴温度をさらに低くすると、planar成長からデンドライト成長へ推移した.3 1次元非平衡凝固モデルを開発し、上記実験条件における凝固現象を解析した.(1)基板(すず単結晶)と液滴の間に接触熱抵抗が存在する場合,初期液滴温度に対する結晶成長の変化の依存性は小さいことが予測された.上記の実験結果を勘案すれば,接触熱抵抗がほとんどないことが示唆された.(2)接触熱抵抗がない場合を解析した結果,液滴の過冷度が大きくなるほど,デンドライト成長からplanar成長へ移行する傾向が見られた.このことは,実験結果と定性的に一致する.(3)しかし,液滴が過熱されている場合には,デンドライト成長しか予測できず,実験結果と定性的に一致しなかった.4実験結果と解析結果が完全に一致しない理由として,液滴の変形が考慮されていないこと、およびミクロ組織の成長モデルの不十分性が挙げられる.今年度の目的は,液滴が広がった状態を想定した1次元モデルを構築し,衝突溶融金属滴(2成分系)の凝固速度,凝固終了時間に及ぼす操作因子の影響を明らかにすることである.また,2次元モデルへの拡張を目指す.1.拡散現象,各種の過冷現象(熱的過冷,Gibbs-Thomson過冷,組成的過冷,動力学的過冷)を考慮した1次元モデル化を構築した.2.すず-鉛合金を対象として数値解析した結果,以下のような特徴的な振動現象が確認された.a)過冷状態においてThermal DendriteからSolutal Dendriteへ遷移する過程での振動.b)非過冷状態においてPlanarからDendriteへ遷移する過程での振動.c)熱流が大きく変動することによる振動.3.操作因子が振動現象に及ぼす影響が明らかとなった.4.申請者が既に開発した平衡凝固シュミレーションコードに非平衡現象を組み込むための手始めとして,動力学的過冷を考慮した2次元の凝固モデルを構築した.この結果,過冷を伴った衝突液滴の軸対称流動・伝熱の解析が可能となった.5.上記の軸対称解析コードによって,初期液滴温度が過熱状態にある場合と過冷状態ある場合の凝固現象の相違が明らかとなった.1前年度開発した1次元急速凝固モデルを用いて,すず-5wt鉛合金薄膜が銅平板とステンレス平板に接触した場合の伝熱,物質移動および組織成長を検討した.

(1)凝固面温度と凝固速度との関係において,前年度観察された3つの振動現象が,薄膜の初期温度にはほとんど影響を受けず,平板の初期温度と材質および平板と薄膜間の接触熱抵抗に影響されることがわかった.これより,振動現象は,液相側への熱流ではなく,平板側への熱流の大きさに影響される現象であることを明らかにした.(2)各平板について,薄膜と平板の初期温度をパラメータとした組織成長マップを作成した.これにより,平板により組織成長の違いが明瞭となった.また,平板によっては,3つの振動現象のいくつかが観察されないことが予測された.2動力学的過冷を考慮した2次元凝固モデルを用いて,過冷した溶融すず滴がステンレス平板に衝突した場合の流動・凝固解析を行った.また,参照として過熱した溶融すず滴がステンレス平板に衝突した場合も解析した.(1)液滴が過熱している場合,液滴が変形し薄くなってから凝固するのに対し,過冷している場合,液滴の変形過程で凝固相が現れることが予測された.(2)凝固相の発生位置および発達過程は,平衡凝固温度を境として大きく異なることがわかった.(3)液滴が過熱している場合,凝固速度は液滴の変形にはほとんど影響しないが,過冷している場合,凝固速度は液滴の変形に影響される.また,その影響は液滴の初期過冷の増大とともに大きくなる.3溶融金属滴を平板に衝突させる実験装置を製作した.すず-5wt鉛合金を用いて予備実験を行った.1均一液滴スプレー・デポジット法により、直径約200μmの溶融すず-5wt鉛滴をすず単結晶平板に衝突・堆積させた.凝固後のミクロ組織を観察し、以下のような結果が得られた.(1)液滴の初期温度が凝固温度より高い場合(過熱)、planar成長が観察された.(2)液滴の初期温度が凝固温度より低い場合(過冷)にある場合、デンドライト成長が観察された.(3)液滴温度をさらに低くすると、planar成長に推移した.(4)いずれの場合もエピタキシャル成長した.2非平衡凝固モデルを用いて上記実験条件における凝固現象を解析し,以下のような結果が得られた.(1)基板(すず単結晶)と液滴の間に接触熱抵抗が存在する場合,初期液滴温度に対する結晶成長の変化の依存性は小さいことが予測された.上記の実験結果を勘案すれば,接触熱抵抗がほとんどないことが示唆された.(2)接触熱抵抗がない場合を解析した結果,液滴の過冷度が大きくなるほど,デンドライト成長からplanar成長へ移行する傾向が見られた.このことは,実験結果と定性的に一致する.(3)しかし,液滴が過熱されている場合には,デンドライト成長しか予測できず,実験結果と定性的に一致しなかった.3実験結果と解析結果が完全に一致しない理由として,以下のことが挙げられる.(1)液滴の変形が考慮されていないこと.特に,液滴が過熱されている場合,変形を考慮すれば,凝固面の進行速度は上記の解析結果より遅くなる可能性があり,planar成長が予測される可能性がある.(2)ここで使用しているミクロ組織の成長モデルは,冷却速度一定という準定常状態において成り立つ.しかし,ここで対象としている系は非定常である.したがって,本成長モデルが非定常状態に適用できない可能性がある.
低炭素社会を構築する微生物燃料電池の機能解明及び発電型水・炭素資源循環技術の創生

有機性廃水から電気としてエネルギーを回収できる微生物燃料電池の廃水処理に関する技術開発を目的として、主に二項目について研究を行った。下記にそれぞれの結果を示す。1.新規アノード電極の作成昨年度開発を試みたグラニュールアノードの開発を引き続き行った。ニュートラルレッド等のメディエーターをグラニュール作成時に添加を行う等の改善を試みた。その結果、僅かながらの出力性能の向上は見られたが、十分な性能を達成することは不可能であった。より導電性の高い素材の利用や装置形状の改善等の抜本的な改善が必要であることが示唆された。2.実排水組成による微生物燃料電池の連続排水処理特性評価試験は、それぞれ処理槽の液有効容積120mlを持つ一槽型微生物燃料電池を2台使用した。2台の装置共にアノード電極にはカーボンフェルト、カソード電極にはエアカソードを使用した。排水には廃糖蜜を使用し、電気伝導度確保等を目的としてリン酸緩衝液等を含む培地に所定濃度(500mgCOD/L)になるように希釈して供試した。処理は、前段の微生物燃料電池の処理水が後段微生物燃料電池に流入するプラグフロー型で行った。結果として、HRT各13時間(全HRT26時間)の条件下で、全体での平均COD除去率79.8%、クーロン効率11.6%、出力密度は、前段MFCで0.55W/m3、後段MFCでは0.53W/m3を発揮する事が可能であった。また、上記の装置でHRT一定(全体で24時間)のもと有機物濃度変化によって容積負荷を変更し、その影響を評価した。低容積負荷では有機物濃度不足によって生じる装置の出力密度の低下が顕著であった。一方で高容積負荷時では、メタン生成による電子の損失の影響が大きくなることを明らかとし、微生物燃料電池における最適な容積負荷条件設定に関する知見を収集した。以下にそれぞれの結果を示す。1.連続排水処理装置の開発実廃水処理に適した微生物燃料電池技術を確立するためにUASB型の装置を作成し、装置内に発電微生物を包括した粒状ゲル(グラニュールアノード)を充填し、酢酸ナトリウムを主有機物成分とする人工廃水の連続処理試験を行った。結果、最大でクーロン効率13%、COD除去率30%程度であり、十分な性能を発揮しているとは言い難かった。十分な性能が得られ無かった原因として、グラニュールアノードの粒径が大きかった為に微生物と有機物の親和性が不十分で有機物除去性能が低下したこと、ゲルの伝導率が不足し、電極への電子の受け渡しがうまく機能していないことなどが考えられた。2.回分試験による発電に寄与している微生物の同定と有機物からの発電特性の把握酢酸以外のVFA成分であるプロピオン酸や酪酸を含む廃水からの発電性能やそれらの有機物分解特性を把握するために、一槽型微生物燃料電池装置を複数作成し回分試験を行った。また比較対象として酢酸を主成分とする廃水でも同様の装置で回分試験を行った。これまでプロピオン酸や酪酸などは微生物燃料電池では分解や発電が難しいとされてきたが、本研究においては酢酸と同レベルの処理性能、発電性能を発揮することが可能であった。PCR-DGGE法による解析では、プロピオン酸や酪酸を処理した装置の菌相は酢酸のみを処理した系とほぼ同一であり、同種の菌が分解及び発電に寄与していると示唆された。

排水処理装置に関しては現段階において目標とした性能を発揮するまでには至らなかったが、いくつかの改善点を見出すことが可能であった。一方プロピオン酸や酪酸等といった中間代謝脂肪酸に対して、有機物分解特性や発電特性の把握を行い期待以上の成果が得られ、微生物燃料電池による有機物分解に関する知見の収集ができた。これらを総合して本研究は概ね順調に進展していると考える。今回作成したUASB型微生物燃料電池排水処理装置に関して、より性能向上を図るためにカーボングラニュールの改良を行う。具体的には基質と微生物との親和性向上のため粒径をより小さくすることや、ニュートラルレッド等のメディエーターの添加などによる伝導性の向上を図る。加えて保持微生物量の増加や運転条件の最適化を図ることで処理性能の向上を行う。微生物燃料電池による排水処理システムの構築のため、発電メカニズムや発電に関わる微生物群の同定も進めていく。具体的には、今回実験を行ったVFAよりもより高級な脂肪酸(パルチミン酸等)についても回分試験による有機物分解特性や発電特性の把握を行う。
近赤外広域サーベイの計画作成

本研究のテーマは、褐色矮星、近赤外ディープサーベイの星状天体の解釈及びスペースイメージング赤外干渉計の感度の計算に大別される。若い褐色矮星の研究からは、褐色矮星が、星のように単独でも、伴星としても検出されることがわかった。スペースミッションは、多数の冷たい褐色矮星を検出する可能性を持つが、地上観測は、暖かい褐色矮星にしか感度をもたない。低温褐色矮星SDSS 1624+00の時間分解されたスペクトルの変動を調べることで、褐色矮星の気象の研究を行った。観測時間は、80分と短かったが僅かな変動がみられた。狭い領域のディープサーベイは、限界等級を深くしていったときどのような宇宙が見えてくるかを知る目的で、広域サーベイと相補的な役割を持つ。また、そこからスターカウントモデルを構築することで、サーベイ一般がどのような数の星や褐色矮星を見つける可能性を持つのかを予言することができる。我々が構築したスターカウントモデルは、UKIRT Wide Field Surveyの褐色矮星検出効率を予想し、Next Generation Space Telescopeがみる究極の銀河系の姿を描きだした。サーベイにより検出された天体を高い空間分解能でフォローアップするための究極の装置は、スペース干渉計である。また遠赤外線においてコンフュージョンをさけてディープサーベイを行い銀河カウントを行えるのも、スペース干渉計である。まず我々は、スペース干渉計の感度の公式を導いた。そしてその公式を現在計画されているTerrestrial Planet FinderやDarwinに応用した。そして、冷やさない干渉計が冷やした望遠鏡よりも感度が良いこと、冷やした干渉計は、宇宙論的に意味のある観測が可能でるあることを見出した。本年度は、国立天文台田村助教授のグループと共同で、分子雲中にある若い褐色矮星の研究を進めた。褐色矮星が分子雲中で、星のように、単独でも、また二重星の伴星としても生まれてることがこの研究から明らかになった。これは、どちらのタイプの褐色矮星の形成をも説明できる理論が必要であることを示している。これらの若い褐色矮星は、近赤外超過を基準として、同定された。従って若い褐色矮星も、星周円盤を持っているに違いない。二重星の伴星としての褐色矮星に関して、さらに詳しく述べる。牡牛座分子雲の23の低光度YoungStellar bjects(YSOs)の周囲に伴星を探した。近赤外超過を基に、6個の伴星を検出した。これらのJバンド絶対等級は、9から13等であった。J光度をもとに、最新の進化トラックを使って質量を評価すると、すべてが若い褐色矮星であることがわかる主星と伴星のKsバンドでの等級差は、2から7等であり、普通のT Tauri二重星より、ずっと大きい。伴星が主星の星周円盤の分裂からできたことが示唆される。二重星の頻度は、22%でT Tauri型星と変わらないが低質量主系列星よりずっと高い。褐色矮星が赤外天文衛星で、観測できる可能性を評価することを含めて、COSPARミーティングにおいて、褐色矮星のレビューを行った。ここでは、まず、褐色矮星の理解の現状をまとめ将来の研究への動機付けを行った。そしてIRIS,SIRTFといったスペースミッションが地上観測との対比において、どのような可能性を持つかを論じた。宇宙望遠鏡、宇宙干渉計による褐色矮星の伴星、巨大惑星の観測を考慮した。スペースミッションは、多くの低温褐色矮星を検出する可能性を持っている一方、地上観測は、高温褐色矮星と、僅かな低温褐色矮星を検出できるのみである。本年度の研究は、褐色矮星を中心に展開している。

一つには、昨年度に引き続いて分子雲中の若い褐色矮星を探索した。褐色矮星は、星と同じに、単独天体としても、主星の伴星としても、もう若い褐色矮星は珍しい存在ではなくなってきている(Itoh et al. 1999, Nakajima et al. 2000)。二つ目は、冷たい褐色矮星、SDSS 1624+00のスバルを用いた時間分解した分光である(Nakajima et al. 2000)。星と惑星の中間的存在褐色矮星にお天気があるのかというのは、惑星気象学の存在を思えば自然な問いである。また、大気の物理条件からも、雲ができたり雨が降ったりしてもおかしくないと考えられている。褐色矮星気象学のためには、褐色矮星のスペクトルの時間変動を調べなくてはならない。それには、短時間で質の高いスペクトルを取るために望遠鏡の集光力が必要である。この問題はスバルが解決した。また大気中の水蒸気量の変動をキャンセルしなくてはならないが、これは、参照星を同時観測することで解決した。こうして、1.05ミクロンと1.8ミクロンの間のスペクトルを10分程度の時間分解能で80分間求めた。結果は、僅かではあるが、有意な変動がみつかった。スペクトルが部分的に変動するのである。水蒸気かもしれないが、確認はとれていない。変動の正体の解明は今後の観測によってなされていくであろう。褐色矮星気象学はまだ始まったばかりである。最終年度の今年度は、本研究がカバーする領域を広げるために用いられた。主な研究成果は、近赤外ディープサーベイの星状天体の解釈及びスペースイメージング赤外干渉計の感度の計算である。狭い領域のディープサーベイは、限界等級を深くしていったときどのような宇宙が見えてくるかを知る目的で、広域サーベイと相補的な役割を持つ。また、そこからスターカウントモデルを構築することで、サーベイ一般がどのような数の星や褐色矮星を見つける可能性を持つのかを予言することができる。我々が構築したスターカウントモデルは、UKIRT Wide Field Surveyの褐色矮星検出効率を予想し、Next Generation Space Telescopeがみる究極の銀河系の姿を描きだした。サーベイにより検出された天体を高い空間分解能でフォローアップするための究極の装置は、スペース干渉計である。また遠赤外線においてコンフュージョンをさけてディープサーベイを行い銀河カウントを行えるのも、スペース干渉計である。まず我々は、スペース干渉計の感度の公式を導いた。そしてその公式を現在計画されているTerrestrial Planet FinderやDarwinに応用した。そして、冷やさない干渉計が冷やした望遠鏡よりも感度が良いこと、冷やした干渉計は、宇宙論的に意味のある観測が可能であることを見いだした。今年度は、先年度から継続されている褐色矮星研究と合わせて、研究報告書を作成した。
間貭性腎炎における含硫糖脂貭(sulfatide)抗原に関する研究

腎炎患病者血清を用いてTLCImmunostainingを行ったところ,酸性糖脂貭分画中のSulfatideに反応する抗体が各種腎炎で築性を示し注目された。さらにFLISAの成績では血清中Ig M Sulfatide抗体が各種腎炎に,Ig A Sulfatide抗体がIg A腎症,紫斑病性腎炎およびTINU症候群に,Ig G Sulfatide抗体がIg A腎症とTINU症候群において高値を示し,これらの抗体価と病勢とは相関した。抗糖脂貭抗体が糸球体組織傷害性を有するか否かは不動だが,他方これらの糖脂貭の糸球体上及細胞内塩加に伴い,糸球体の出現するTリンパ球やマクロファ-ジから放出されるサイトンの影響によって糸球体上皮細胞が傷害される可能性が推測される。以上のような糸球体上皮細胞由来のヘパリン様物貭が減少することが想定される。一方間貭のTリンパ球数は微小変化型を除く全ての腎炎で増加しており,間貭の細胞浸潤や尿細管の変化が糸球体病変と重要な関連を持っていることが知られている。特に糸球体の硬化性病変や半日体形成を伴う巣状分節性糸球体硬化症やIgA腎症では著細な間貭・尿細管の変性がしばしば認められることから,感作Tリンバ球による遅延型過敏反応の関与が想定される。近年,Eロゼット受容体であるCD_2はTリンパ球活性化のAlternotive pothwoyを作動させる機能的レセプタ-でああることが明らかとなった。そこで我々は腎炎患者の未梢血中リンパ球がsulfatide抗原に感作されているか否かを調べるためActive Eーrosette(AER)試験を行った。その結果,AgーERFC/ERFC (early rosette forming T cell)比はIg A腎症と紫斑病性腎炎だ正常コントロ-ルに比較して有意な高値を示すことが分った。また巣状分節性糸球体硬化症でも高値を示す傾向が認められた。これらの所見は原発性糸球体腎炎に合併する間貭性腎炎の病態にはSulfatide抗原が関与していることを示唆している。ヒト腎の糖質分析を行った。定性を目的とした糖脂質の抽出方法は腎臓を皮質と髄質とに分けて冷アセトン中でホモゲナイズし、アセトン乾燥粉末とした後、クロロホルム(C)とメタノール(M)の混合溶媒を用いて糖脂質を抽出し、その粗抽出液をDEAE-Sephadex-A-25により酸性分画と中性分画に分離した。次に精製糖脂質の構造を推定するため、すでに構造が決定できている標準糖脂質との薄層クロマトグラフィー(TLC)上移動度の比較を行った。その結果、腎臓の中性糖脂質はCMH、CDH、CTH、Globosideに分けられた。一方、酸性糖脂質はSulfatide、CDH硫酸、ガングリオシド(GM_3、GD_3、Sialosyl paragloboside、disialosyl paragloboside)から構成されていることが明らかとなった。次に定量を目的とした抽出操作は、腎組織をホモゲナイズ後、凍結乾燥しC-M-W(20:10:1)(10:20:1)で交互に45°Cで抽出を行った。

糖脂質の定量は、TLC-デンシトメトリー法によって行った。すなわち中性糖脂質と含硫糖脂質はそれぞれプレート上に、検量線用糖脂質を展開し、オルシノールで発色させ、そのスポットの色をデンシトメトリーで比色した。ガングリオシドについては、標準ガングリオシドのシアル酸をあらかじめ測定しておき、シアル酸を基準に検量線を作製した。定量の結果は、中性糖脂質のGlobosideが髄質では皮質に比べ約2倍量存在することが明らかとなった。また酸性糖脂質分画のSulfatideが髄質では皮質に比べ約2倍量存在することも分かった。さらに皮質と髄質とに共通してみられる点は負電荷高分子物質として含硫糖脂質がガングリオシド総量より多いことであった。免疫組織化学的検索ではSulfatideは正常腎組織では主に遠位尿細管、ヘレン脚、集合管に分布していたが、間質性腎炎患者ではそれ以外にさらに糸体体上皮にも分布していることが明らかとなった。ヒト腎糖脂質の分析を行ったところ髄質では皮質にくらべてsulfatideが2倍量存在し、免疫組織化学的にもsulfatideは正常腎組織の主に遠位尿細管、ヘレン脚、集合管に分布していたが、糸球体には染色されなかった。一方、本症候群患者のうち腎生検を施行した3症例では、腎組織所見で軽度のメサンギウム細胞と基質の増加が認められ、sulfatideが糸球体係蹄壁上皮にも分布しているものが存在した。次に患者血清を用いて実施した薄層クロマトグラフィ-(TLC)免疫染色(Immunostaining)では腎髄質酸性糖脂質分画中のsulfatideに反応する抗体が陽性を示し、ELISAによる検討でも、尿細管性蛋白尿を伴う前部ブドウ膜炎患者群ではIgAおよびIgG sulfatide抗体が推計学的に有意な高値を示した。さらにこれらの症例の活動期、ならびに寛解期における抗sulfatide抗体価と尿中β_2-microglobulin値との関連を調べたところ、活動期にIgG,IgA sulfatide抗体価は著しく上昇し尿中β_2-microglobulinの増加とも並行したが、寛解期には両者とも正常化した。前述のように本症候群患者の腎組織を免疫組織化学的に検討してみると、正常腎に比較して近位尿細管が抗sulfatide抗体(ウサギ血清)によってやや濃く染まるし、また本来sulfatide抗原の分布しないはずの糸球体係蹄壁上皮にも強染することが分った。また正常な状態ではもし存在するにしても極く微量にしか存在しない場所(近位尿細管や糸球体係蹄壁上皮)にこのようにsulfatideが増量するとsulfatide自身に抗原性が生じる可能性が考えられる。しかし患者腎組織の免疫組織化学的検索ではこれらのsulfatideの分布している場所には免疫グロブリンが染色されないことから、病変部における液性免疫反応の関与は否定的であった。他方、間質へのリンパ球の湿潤が目立つことから、患者のリンパ球がsulfatide抗原によって感作されており、抗体依存性細胞性細胞障害(ADCC)や遅延型過敏反応を合して間質性病変がもたらされるのだろう。腎炎を物質沈着という立場から考えるとき,蓄積症の一つであり,進行して尿毒症に至る遺伝性腎炎としてFabry病がよく知られている。この疾患では糸球体上皮細胞にCeramide trihexoside(CTH)が非免疫学的に沈着する。我々は特定な糖脂質抗原の糸球体上皮細胞内増加とその免疫原性が糸球体腎炎の進展因子として重要であると考えた。
キネトプラストDNAによるTrypanosoma cruzi原虫株の比較解析

シャーガス病の病原体であるTrypanosomacruzi原虫は分類上1属1種とされてきたが、地域における病原性の違いなどから、株間の差が問題となってきた。今回この原虫株の比較をミトコンドリアDNAに類似したキネトプラスト(k)DNAの制限酵素切断パターンを用いて検討した。用いた原虫株は、パラグアイ国とエクアドル国の患者、保虫動物および媒介昆虫から分離継代したT.cruzi株ならびに標準株5株であった。原虫は、シュナイダー培地にてエピマスティゴート型虫体を培養して用いた。kDNA解析は、虫体をSEバッファー処理し、プロティナーゼk、ザルコシールを加え、高速遠心で核DNAからkDNA分離し除蛋白した後、制限酵素(EcoRI、HaeIII、MspI、HinfI、RsaI)で切断し、4.5%10%のポリアクリルアミドグラディエントゲルにて電気泳動を行ない、硝酸銀にて染色しkDNA切断パターンを調べた。その切断パターンには、様々なパターンがみられたが、人、動物、昆虫のそれぞれの生物間で、類似しているということでなく、昆虫から分離した株で、人からの株と非常に似た株もみられた。パラグアイで、あるグループの株は、地域集積性のみられたものもあった。またエクアドルの保虫動物から分離された株で、パラグアイの人から分離された株のグループに類似した株も認められた。一方、血液寒天培地における原虫の動態で、パラグアイの患者から分離されたDG Strain(Original code)は、他の株と形態・増殖性において著しく差が認められたが、そのkDNA切断パターンも他と異なっていた。中南米のトリパノソーマ属では、人に感染報告があるものは、T.cruziの他にT.rangeliがある。また、動物には、他のTrypanosoma spp.感染があり、今後、これらの株も加えて分析し、T.cruziの分類をより明確なものにする研究を進めていく。
鋳造欠陥の極めて少ない、高品位ガラス合金およびヘテロアモルファス合金の作製

鋳造欠陥の少ない鋳造アモルファス合金の製造を実現するために、吸引鋳造の鋳造速度制御や、傾角鋳造の自動化および炉床の形状最適化を行ってきました。改善の結果、従来の同じ鋳造法に比べてボイドや湯境などの外観上、目に見えて判断できる大きな鋳造欠陥については軽減することが出来ました。これらの成果を踏まえて、幾つかの企業の提案で製品化が試みられており、関連技術に関するノウハウ契約や特許についても申請をしております。結果として、作製した鋳造アモルファス合金は密度や弾性率のバラツキが充分に抑えられた良質なものでした。以前は5%程度ばらついていたのに対して、本開発プロセスでは1%以内に抑えることが出来ました。鋳造欠陥の少ない鋳造を実現するために、傾角鋳造法の自動化を行い鋳型や炉床の形状最適化を行った。その結果、得られた棒状のアモルファス合金は最も冷却速度の遅い上端面に於いてもアモルファス固化を示唆する鏡面を得ることに成功している。傾角鋳造法は、鋳こむ溶融合金が形状をあまり変えること無く鋳こまれていくが、炉床と鋳型の形状に連続した溝を作ることで、この動作を安定に再現することに成功している。また、外形が6mm以下の棒形状については傾鋳時の勢いを無くさないようにするため直径10mmで漏斗状の受け部分を設けることで対処している。このようにして、鋳型や炉床形状を最適化させることで、傾鋳の動作だけで安定した溶融合金の鋳型内部への供給が可能になりつつある。傾角鋳造法の自動化を実現したことで、安定した鋳造材料の供給が可能になったが、完全な自動化のためには自動供給システム、自動離型システム、自動搬出システムなど別な機構が必要で有り、それらは今後の課題である。鋳造プロセスや湯流れに起因する鋳造欠陥は減少することが出来ても、疲労試験の結果からは疲労亀裂起点部に非常に小さいものではあるが空隙が見られることがある。平成23年度の課題として、極力ガス成分の少ない原料を吟味して前処理をしているが、これらの操作が十分でなかった可能性がある。このような欠陥について対応するのは平成25年度に挙げている製造プロセスの最適化に位置づけられ、今後は再度必要なガス税分の除去や前処理法について検討を行う。一方、Zr基のバルクアモルファス鋳造材に於いて見られる新たな問題として、現在市販されている高純度Zr金属に無視できない量の錫が偶発的に含まれることが挙げられる。錫の存在を歓迎する用途が多いため、避けがたい問題ではあるが、平成25年度では錫の影響についても可能な限り言及する必要がある。これらの成果を踏まえて、幾つかの企業の提案で製品化が試みられており、関連技術に関するノウハウ契約や特許についても取得申請をしております。しかしながら、今回の研究に於いて助成対象となっているのは鋳造工程であり、鋳造アモルファス合金を作製するのに用いる他のプロセスの改善に関しては他の助成金等で調査・研究を推進しています。具体的には原料の管理保管方法、合金化プロセス、均質溶解法、など様々な製造に関する技術要素の開発およびプロセスの最適化は必須で有り、鋳造の最適化だけで改善されるものではありませんでした。このように、単に鋳造プロセスだけではありませんが、総括的な製造プロセス全般の見直しが今回得られた結果の優位性に大きく寄与しているとおもいます。本研究開発で得られた実験結果も含む研究成果は、幾つかの論文で纏めて報告をしております。本方法で作製した試料を用いることで新しく共同研究も始まっており、非常に大きな研究分野での波及効果を得ております。良質な材料を作製する事が重要である研究は多く存在するため、研究期間中に論文の投稿や学会発表のみならず、新たな共同研究や企業との製品開発・販売を通じて社会に還元することがでました。[原料の予備処理]Fe基のアモルファスを作製するために、Fe基合金である市販品のフェロ燐を用いてTi除去のための予備溶解を行い、スラグ分としてTiの除去に成功した。本実験のため水冷銅坩堝高周波溶解炉を試作して実験を行った。本経費から真空排気系の部品等を購入している。[合金化プロセス]