hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
迷惑施設の多目的計画配置問題に関する理論研究

第二に、分枝限定法を利用した数値解法を用いて、より一般的な状況の下での、ミニマックス距離制約やマクシミニ距離制約での配置場所を数値的に求め、パレート最適集合を近似する方法を示した。茨城県、山形県の人口分布を事例対象とした。第三に、旧厚生省から各都道府県に対しごみ処理圏域広域化促進の指導があった。広域化はごみ焼却から発生するダイオキシン類を大幅に減少させるが、一方でごみ収集車からの排気ガスを増加させる。そこで、このトレードオフ関係に着目し、ダイオキシン類及び排気ガスをともに減少させる広域化計画を数理計画法により求め、現在の茨城県案を評価した。ダイオキシン類発生量を基準値及びごみ発生予測値から求め、排気ガス量を茨城県内のごみ収集車走行実距離と道路網距離から推定した。そして、茨城県案よりパレート最適の点で優れた多くの代替案を提示した。さらに、広域化計画にて、現存の市町村間ごみ処理協力関係への配慮がどの程度足かせになるのかをも数値的に示した。
ヒト大腸がんの培養細胞株を用いた転移能獲得を規定する遺伝子の同定

単離予定の候補遺伝子の異常を臨床検体でスクリーニングするため、生検標本のような少量の検体からDNAとRNAを同時に抽出し、蛍光標識PCR法を用いてSSCP法とPCR産物定量法を改良し、簡便かつ迅速な遺伝子変化解析法を確立した。そして、実験系の確認と収集した臨床検体の質の評価、既知の遺伝子の突然変異や発現変化と転移能との関連の評価を行った。先ず、DCC遺伝子とp53遺伝子の欠失を収集した大腸がんのDNAで調べた。11例中10例で少なくともどちらかの遺伝子異常を認め、過去に我々が得た結果と同様であり、実験系は有効で検体の質も問題がないと思われた。次に、進行大腸がんで欠失が多い第8染色体上に位置しているDNA polymerase β遺伝子について、mRNAの異常の検索を行った。欧米では進行大腸がんの8割以上で異常が検出されているが、我々の分析では原発腫瘍、肝転移巣、培養細胞株のいずれにも異常を認めず、結果が異なっていた。また、染色体上DCC遺伝子の近傍に位置するSmad4遺伝子と、転移関連遺伝子として知られるKAI1遺伝子とCAR遺伝子の発現変化も検討した。大腸腺腫12例、大腸がん原発腫瘍38例、肝転移巣10例、大腸がん細胞株7例で、内部標準としてβ-actin遺伝子を用いて各々の遺伝子発現を定量した。その結果、Smad4の発現低下とCARの発現増加は大腸がんの進展と有意に相関した。KAI1では有意な相関はなかったが、肝転移巣で発現増加群と低下群の二つに分かれていた。さらに、同一患者から得た原発腫瘍と肝転移巣からの細胞株樹立も現在進行中で、これまでに肝転移巣由来の細胞株を2株樹立した。腫瘍組織と樹立した細胞株から核酸を抽出し、蛍光標識法を用いたAP-PCR法とジーンディスプレイ法で、転移能獲得を規定する遺伝子の単離について試みている。今後も候補遺伝子の単離とその異常のスクリーニングについて、当該研究期間の実績をもとにして推進していく予定である。本年度は、同一患者から得られた外科的摘出標本の大腸がん原発腫瘍と肝転移巣の腫瘍組織を集積した。このような材料は少ないため、効率よく細胞株を樹立する目的で、別のやはり外科手術で得られた大腸がん原発腫瘍組織を用いて。細胞株樹立のための至適条件を検討した。即ち、これまで15例の大腸がん患者から得た腫瘍組織について、これらを無菌的にコラゲナーゼ処理により、がん細胞をウシ胎児血清を含む培養液に懸濁し、CO_2インキュベータ中で培養した。その結果、数例に比較的安定な細胞の培養状態を達成できたが、細胞株の樹立に至ったのは2例にすぎなかった。この培養条件は、特に原発腫瘍組織においては、細菌感染への対策などいまだ改善の余地があり、引き続き検討中である。同一患者から得られた原発腫瘍と肝転移巣からの細胞株樹立は1例の肝転移巣において達成されたが、これも現在進行中である。細胞株樹立のためには3カ月以上の長期間を要し、その培養条件の確立には時間を要するが、初年度でようやく培養条件が整いつつある状態にこぎつけた。また、同一患者からの原発腫瘍と肝転移巣のペア組織検体の収集が予定外に遅れたが、これも現在組織検体の入手先を拡大して引き続き収集中である。

また、3例の原発腫瘍組織、肝転移組織のセットから、RNAを抽出し、また、この中の1例の肝転移組織より得られた細胞株からもRNAを抽出しており、これらを用いて次年度に予定しているPCR法を用いた遺伝子発現比較法の実験条件の検討中である。次年度は検体の収集を進め、培養条件を確立して同一患者からのペア組織検体から5例の樹立細胞株を得て、以後の解析を行う予定である。単離を予定している候補遺伝子の臨床検体でのスクリーニングのため、生体標本のような少量の臨床検体からDNAとRNAを同時に抽出し、蛍光標識による非RIでのPCR-SSCP法で遺伝子異常を迅速に解析する方法を確立した。システムのチェックと収集した臨床検体の質の評価のために、抽出したDNAでp53遺伝子とDCC遺伝子の欠失について調べた。その結果、11例中10例で少なくともどちらかの遺伝子の異常が認められ、過去にサザンプロットで我々で得た結果と同様であった。従って、システムは有効であり、検体の質も問題がないと思われた。また、進行大腸がんで欠失の頻度が高い第8染色体上に位置しているDNA polymeraseβ遺伝子について、抽出した11症例のRNAを用いて以上の検索を行った。欧米では進行大腸がんの8割以上の症例でmRNAの異常が検出されているが、我々の分析では原発腫瘍にも肝転移巣にも、さらには培養細胞株にも異常は認められず、結果が異なっていた。このことより、日本人の大腸がんの悪性化や転移能獲得にはDNA polymeraseβ遺伝子の異常はあまり関与していないと思われた。また、今年度も昨年度に引き続き、同一患者から外科的に摘出された大腸がんの原発腫瘍と肝転移巣の腫瘍組織を収集した。さらに、同一患者から得られた原発腫瘍と肝転移層からの細胞株樹立も現在進行中であり、これまでに肝転移巣由来の細胞株を2株樹立した。腫瘍組織と樹立した細胞株からDNAとRNAを抽出し、ラジオアイソトープを使用しない蛍光標識法を用いたAP-PCR法とジーンディスプレイ法で、転移能獲得を規定する遺伝子の単離について試みている。次年度は候補遺伝子の単離とその異常のスクリーニングについて、今年度の実績をもとにして推進していく予定である。単離を予定している候補遺伝子の臨床検体での変異のスクリーニングのため、昨年度はDCC遺伝子とp53遺伝子の欠失をコントロールとしてDNApolymerase βmRNAの変異を解析した。本年度は生検標本のような少量の臨床検体の遺伝子発現量の変化を迅速に解析する方法を、蛍光標識による非RIでのRT-PCR法を用いて確立した。システムのチェックと既知の遺伝子の発現変化と転移能との関連を評価するために、抽出したRNAでKAII遺伝子、CAR遺伝子、Smad4遺伝子の発現量の変化を調べた。大腸腺腫12例、大腸がん原発収腫瘍8例(Dukes分類A,4例,B,10例,C,10例,D,14例)、肝転移巣10例、大腸がん細胞株7例と、腫瘍組織と対応する非腫瘍大腸粘膜から各々total RNAを抽出し、各々の遺伝子と内部標準としたβ-actin遺伝子を同時に、蛍光標識したブライマ-を用いてRT-PCR法で増幅後、蛍光シークエンサーで電気泳動し各々の蛍光強度を測定した。その結果、いずれの遺伝子も腺腫で発現量が増加しており、Smad4の発現量の低下とCARの発現量の増加は大腸がんの進展と有意に相関していたが、KAIIでは有意な相関はなかった。
英国独立学校のパストラル・ケアに関する質的研究―包括的ケアの分析を通して―

本研究は、英国独立学校の中のいわゆるパブリック・スクールに主眼を置き、当該校における「パストラル・ケア」の実態を解明することを目的にしたものである。パストラル・ケアとは、パスター(牧師/羊飼い)が信者/羊を親身にケアするように、学校生活において生徒をケアすることをあらわす用語である。イギリスの法令に明示された定義はなく、英国独立学校を対象とした先行研究は稀少である。しかし、調査対象としたパブリック・スクールにおいてはいずれも非常に重視すべき概念として捉えられ、個々の学校単位でパストラル・ケアの方針やガイドラインが厳格に定められ、教職員の連携を密にして取り組まれていることが明らかとなった。近年、英国の大学進学率の上昇や難関大学への合格が年々難しくなってきている状況が見られる。従来人格陶冶を教育方針の要としてきた独立学校(いわゆるパブリック・スクールを含む)においても、進学準備校としての役割を担うことが、最重要課題として認識されている。一方、近年益々深刻化する若年者の自殺やいじめ、薬物乱用などの諸問題が蔓延し、心のケアの必要性に注目が集まってきている。このような状況に鑑み、本研究では英国独立学校における、「進学準備校」および「紳士養成校」としての両役割の間で現在重要視される「パストラル・ケア」に焦点を当て、その実態と重要性について検証することを目的として研究を進めている。平成26年度は、文献調査を中心に進め、先行研究の整理を行った。また、一部であるが、英国パブリック・スクールの管理職に就く教員がどのようにパストラル・ケアを捉えているかについても調査することができた。当該年度における調査を通して、主たる成果を概ね次のように整理することができる。1論文としてまとめられたパストラル・ケアの研究は非常に希少であり、独立学校を対象としたものは管見の限り著しく限定的であると。2クラレンドン委員会報告書を入手できたことで、19世紀半ばにおけるグレートスクールズ(ザ・ナイン)と呼ばれる9つの学校群の果たした役割を詳細に捉えることができたこと。その中で、パストラル・ケアを歴史軸で捉え直すと、当時のケアの概念と、現代との相違点について認識することが可能になったこと。3パストラル・ケアの概念は各学校のみならず生徒の指導に当たる教員個人によっても捉え方に差があり、どのような要素をパストラル・ケアの範疇に含むかについても認識に差異が認められる。ただし、パストラル・ケアが当該校における教育においてきわめて重要な役割を果たしているという点は共通認識として捉えられている。平成27年度には、9-10月にかけて10日程度、イギリスへ研究調査へ赴くことができた。その際、学校訪問、聞き取り調査、文献調査を並行して実施した。文献調査に関しては、IOE(ロンドン大学教育研究所)において、英国独立学校、特にパブリック・スクールの情報収集に一定程度時間を割くことができた。また、申請書に聞き取り調査の対象校として挙げていたグレート・スクールズ9校のうち、前年までに訪問することができていなかった最後の1校を訪問し、当該校におけるパストラル・ケアを担当している教員に聞き取り調査を実施することができた。さらに、他のグレート・スクールズの1校においては特に集中して訪問し、教員のみならず、現在学校に在籍する生徒やその保護者、卒業生に対して幅広く、聞き取り調査を実施することができた。1864年に出版されたクラレンドン委員会報告書に模範校として挙げられた9校全校に、実際に足を運び、聞き取り調査を実施できた点は、今後のパブリック・スクールの礎を築く上で極めて大きな意義がある。また、平成27年度にはパストラル・ケア研究の第一人者である教授への接触に成功した。この機会を通して、現在の研究テーマの重要性について再認識することができた点、また現在の研究の進行状況と方法論、あるいは今後のアプローチについてご教授頂けた点は、研究の進展に大きく寄与するものとなった。研究実績の面において、本年度はこれまでに蓄積した英国パブリック・スクールにおけるパストラル・ケアに関する研究を、文献研究を中心にしてまとめ、発表した。現在英国の学校全体においてますますアカデミックな側面が重視される傾向においても、特に寄宿制を採る英国パブリック・スクールではパストラル・ケアのもつ役割が首尾よく機能し、生徒にとって重要なものであることを明らかにした。本務校の異動により、勤務時間内での研究に割ける時間は前任校に比して限定的になった。そのため、研究の進捗状況は全体的にやや遅れているといえる。ただし、日数は短縮されたものの、1年に2度の海外調査については時間を割くことができたため、フィールドワークにおいて深刻な遅れはない。現代の英国パブリック・スクールに関する研究は、世界的に稀少であり、英国の公立校に関する先行研究の数量に圧倒されている。公立校に学ぶ児童・生徒が全体の93%を占めることの他に、英国パブリック・スクールが閉鎖的であり、極めてアプローチし難い対象校であることがその理由のひとつとして挙げられる。しかし本研究を通して、学校関係者との人脈の構築をさらに強化することができた点に、大きな意義を感じている。また、前述のようにパストラル・ケア研究の第一人者である教授に接触し、聞き取り調査に留まらず、同テーマにおける研究そのものの重要性・方向性について話し合う機会を得られた点は、研究成果に影響を与える貴重な機会となった。さらに、IOE(ロンドン大学教育研究所)の上級講師およびSOAS(ロンドン大学東洋アフリカ学院)の教授からも、研究上の有益な情報を入手することができた。

平成28年には、9月から10月に計12日間、英国にてフィールドワークを行った。その際、前年度と同様、学校訪問・聞き取り調査・文献調査を実施することができた。平成28年の調査対象校は前年度と同様に、クラレンドン委員会によって1864年に発表され、模範校とされたグレート・スクールズの中から訪問校を選定した。以前の訪問により、ラポール(信頼関係)が構築されていたため、比較的に容易に訪問を実現することが可能となった。具体的に、学校訪問では、ハロウ校、ラグビー校、イートン校を訪問し、パストラル・ケアに関する聞き取り調査を実施した。ハロウ校では、2名、ラグビー校及びイートン校では、それぞれ1名ずつの対応であった。インタビューの対象者は、主にパストラル・ケアに最も深く関わっている管理職の教員であった。またラグビー校では、寮長、生徒3名に対してもインタビューを行った。さらに同校では、生徒による校内・寮内の見学、寮長の紹介で教職員会議に参加することができた。同会議では、教員による生徒についての話し合いを見学し、教員間の連携や生徒についての情報共有・今後の方針等、同校におけるパストラル・ケアの一端について把握することができた。文献調査については、IOE(ロンドン大学教育研究所)にて、英国独立学校数校の歴史的文献調査を調査する時間が取れた。研究実績については、学会発表を実施した。発表までの研究過程を踏まえ、英国パブリック・スクールにおけるパストラル・ケアが教員間でどのように認識・解釈されているかを明らかにした。同発表では特に前年度、パストラル・ケア研究の第一人者に対して行った聞き取り調査を翻訳し、内容をまとめた研究成果について言及した。それにより、パストラル・ケアの現地での実情を体系的に把握するだけでなく、同氏によるパストラル・ケア研究の理論的観点を加味することができた。本研究は、英国独立学校の中のいわゆるパブリック・スクールに主眼を置き、当該校における「パストラル・ケア」の実態を解明することを目的にしたものである。パストラル・ケアとは、パスター(牧師/羊飼い)が信者/羊を親身にケアするように、学校生活において生徒をケアすることをあらわす用語である。イギリスの法令に明示された定義はなく、英国独立学校を対象とした先行研究は稀少である。しかし、調査対象としたパブリック・スクールにおいてはいずれも非常に重視すべき概念として捉えられ、個々の学校単位でパストラル・ケアの方針やガイドラインが厳格に定められ、教職員の連携を密にして取り組まれていることが明らかとなった。まず、現地での資料収集を含め、海外の文献調査を網羅することに時間を要することが挙げられる。特に文献調査においては、パストラル・ケアの歴史的変遷を包括的に捉えることに時間を費やしている。また、2月、3月に予定していた2つの海外学会発表および英国での面接調査の日程が、本務校の移動があり、学会発表はキャンセルに、面接調査はタイトな日程となったことが挙げられる。
大規模・複雑な環境下でモバイルエージェント協調動作を実現する移動制御アルゴリズム

本研究では、ネットワーク中を自律的に移動する複数体のモバイルエージェント(以下、エージェント)間の協調動作を、大規模で複雑なネットワーク下でも正しく実現させることを目指す。そのためには、(1)エージェントはネットワーク情報などの大域情報を持たない状態でも正しく動作することが望ましく、また(2)ネットワークやエージェントに故障や動的な変化が発生する状況下でも柔軟に動作することが必要となる。平成30年度は、(1)大域情報を持たないエージェントに着目し、そのようなエージェントを用いてg-部分集合問題を解決するアルゴリズムの設計を行った。g-部分集合問題とは、ネットワーク中のエージェントがg体以上ずつのグループに分かれて集合するような自律的な移動を要求する問題である。g-部分集合問題が要求する条件は、全エージェントが1つのノードに集合するための移動を要求する従来の集合問題が要求する条件よりも弱いため、従来の集合問題よりも低コストで解決することが目的である。リングネットワークを対象とした先行研究では、g-部分集合問題を従来の集合問題よりも低コストで解決するためには、エージェントに一意なIDかネットワーク中のエージェント数のような大域情報を仮定する必要があった。提案手法では、エージェントが大域情報を持たずとも、g-部分集合問題を従来の集合問題よりも少ないコストで解決するアルゴリズムの設計を完成させた。この結果は、国内研究会で発表済みである。(1)大域情報を持たないエージェントを用いたg-部分集合問題を解決するアルゴリズムについては、国内研究会で発表済みであり、現在は国際会議へ投稿中である。また、(2)大規模で複雑なネットワークへの適用については、研究発表に至ってはいないが進行中であるため、全体では順調に進行しているといえる。実績の概要(2)で述べたように、大規模ネットワーク上でネットワークやエージェントに故障や動的な変化が発生する状況下でも、柔軟に動作するエージェントアルゴリズムの設計を行う。まずは均一配置問題を解決するアルゴリズムの適用可能なネットワークの拡張を行う。均一配置問題は、ネットワーク中に分散されたエージェントを等間隔に配置するための自律的な移動を要求する問題である。現段階では、均一配置問題の対象ネットワークはリングのみにしていたため、今後は木や一般グラフに対しても均一配置問題を解決するアルゴリズムの設計を行う。その後、ネットワークやエージェントに動的な変化が発生する状況下に取り組む。具体的には、ネットワークについてはノードの動的な参加・離脱やリンクが一時的に切断されるような状況に取り組み、エージェントについてはアルゴリズム実行中にエージェントの発生・消滅が起こるような状況や、故障により正常な動作を行わないエージェントが発生する状況下に取り組む。このとき、問題の解決を行うアルゴリズムの設計と共に、動的な変化が頻繁に発生する状況下では問題を解決できないなどといった、可解性の解明も行う予定である。
虚血再灌流障害における臓器保護標的蛋白IQGAP1による心不全制御の実験的研究

本研究の目的は、血管内皮細胞において血管リモデリングに大きく関与するIQGAP1が、動脈硬化や血管新生のみならず、心筋梗塞後の虚血再灌流障害を改善し、心臓逆リモデリングを促進することによって臓器保護的に働き、心不全治療および長期予防改善に貢献できるのかどうかの可能性について、その関与の有無を明らかにすることである。心臓由来培養線維芽細胞ではIQGAP1 siRNA導入により、細胞形態変化および、細胞増殖、アポトーシスに関与する可能性の高いことが示唆され、低酸素や炎症刺激を用いた培養細胞モデルにおけるIQGAP1の働きについて、検討を試みた。しかしながら、培養細胞が継代を繰り返しているうちに、細胞の易アポトーシス性惹起が生じ、安定した実験結果が得られなくなってきたことから、今後は、細胞老化との関連についても検討が必要であると思われた。心臓肥大動物モデルにおいてIQGAP1の高発現を認めることから、本研究を基に、さらに動物モデルを用いた検討を進めることで、IQGAP1が心保護・血管新生促進における重要な標的分子であることが明らにできると考える。心不全発症・進展の新たな分子機序解明となり、心不全予防・治療に関する研究が大きく進み、慢性期心不全の予後改善や治療成績の向上に図り知れない利点があると考える。本研究の目的は、IQGAP1が血管新生のみならず、心筋梗塞後の虚血再灌流障害を改善し、臓器保護的に働くことによって、心不全予防・治療に貢献できるのかどうかを明らかにすることである。今年度は、ヒト培養血管内皮細胞におけるIQGAPIsiRNAを用いたIQGAP1の機能解析を検討した。培養内皮細胞ではIQGAP1 siRNA導入により、活性酸素種(ROS)の発現が抑制され、ERKのリン酸化を介した細胞内シグナルを抑制することが明らかになった。内臓脂肪蓄積型肥満あるいはメタボリックシンドロームのおける心機能低下の機序にういても明らかに出来る可能性があると考え、ヒト培養内臓脂肪細胞におけるIQGAPIの機能解析を行った1当初の予想に反し、siRNAの導入効率が困難であり、条件設定に苦慮したが.最終的に、7割前後のタンパク発現抑制が得られる条件が明らかとなり、この問題は解決された。脂肪細胞においてはIQGAP1を介したROSの産生や細胞骨格に関する機能的変化は認めなかった。今後は、ラット培養心筋細胞でのシグナル検討を進めるとともに、虚血再灌流障害におけるIQGAP1の役割に関しては、心不全動物モデルにおける免疫組織学検討で明らかになる可能性が高い。本研究によってIQGAP1が心保護・血管新生促進における重要な標的分子であることが明らかとなれば、心不全発症・進展の新たな分子機序解明となり、心不全予防・治療に関する研究が大きく進み、慢性期心不全の予後改善や治療成績の向上に図り知れない利点があると考える。今年度は、ヒト培養血管内皮細胞およびヒト培養内臓脂肪細胞におけるIQGAP1 siRNAを用いたIQGAP1の機能解析を検討した。培養内皮細胞ではIQGAP1 siRNA導入により、細胞形態変化および、細胞増殖、アポトーシスに関与する可能性の高いことが明らかとなった。その結果より、現在は、経時的変化を含めた検証実験を継続中である。培養脂肪細胞においてはIQGAP1 siRNAによるROS産生能には影響がみられなかったものの、細胞増殖及び細胞生存能に大きく関与することが明らかとなり、安定した実験結果が得られないことから、細胞レベルでの比較が難しく、条件設定が現在の課題である。さらに、ラット培養心筋細胞でのIQGAP1の機能解析とシグナル分析を進めるべく、検討を行っている。虚血再灌流障害におけるIQGAP1の役割に関しては、心不全動物モデルにおける免疫組織学検討を並行して進めている。

本研究の目的は、血管内皮細胞において血管リモデリングに大きく関与するIQGAP1が、動脈硬化や血管新生のみならず、心筋梗塞後の虚血再灌流障害を改善し、心臓逆リモデリングを促進することによって臓器保護的に働き、心不全治療および長期予防改善に貢献できるのかどうかの可能性について、その関与の有無を明らかにすることである。今年度は、心臓由来培養線維芽細胞におけるIQGAP1 siRNAを用いたIQGAP1の機能解析を行った。心臓由来培養線維芽細胞ではIQGAP1 siRNA導入により、細胞形態変化および、細胞増殖、アポトーシスに関与する可能性の高いことが示唆され、低酸素や炎症刺激を用いた培養細胞モデルにおけるIQGAP1の働きについて、検討を試みた。しかしながら、線維芽細胞が継代を繰り返しているうちに、細胞の易アポトーシス性惹起が生じ、安定した実験結果が得られなくなってきたことから、今後は、細胞老化との関連についても検討が必要であると思われた。心臓肥大動物モデルにおいてIQGAP1の高発現を認めることから、本研究を基に、さらに動物モデルを用いた検討を進めることで、IQGAP1が心保護・血管新生促進における重要な標的分子であることが明らにできると考える。心不全発症・進展の新たな分子機序解明となり、心不全予防・治療に関する研究が大きく進み、慢性期心不全の予後改善や治療成績の向上に図り知れない利点があると考える。
新規喘息関連遺伝子HAS2によるSiglecを介した炎症制御メカニズムの解明

本研究は、当研究室が独自に発見した新規喘息感受性遺伝子HAS2が、高分子量ヒアルロン酸・Siglec・TLR4等を介し気道炎症を制御するメカニズムを、HAS2欠損マウスを用いて解明する。その成果はこれまで未知であったHAS2機能異常を有する喘息患者群の表現型解明、バイオマーカーの開発、および他の炎症性肺疾患への新規治療アプローチの創出といった臨床応用へと展開する基盤となる初年度である2018年度は、HAS2ヘテロ欠損マウスを用いた好酸球性気道炎症病態増悪の有無と表現型の解明を試みた。これまでの先行研究でOVA刺激によるマウスの急性好酸球性気道炎症モデルにおいてHAS2ヘテロ欠損マウス群において高度の好酸球性気道炎症が誘導され、Th2および炎症性サイトカイン・ケモカインが有意に高値であった。さらなる病態解明のために、次世代シーケンサーによる網羅的な解析(RNAseq)を実施ししたところ、HAS2ヘテロ欠損マウス群において筋収縮機能やアポトーシスに関連した経路が抑制されており、HAS2の機能異常が好酸球性気道炎症の増悪や気道過敏性亢進に作用し喘息病態をきたすことが示唆された。また、興味深いことにTLR4に関連したLPSの反応経路やTLR signalも抑制されており、HAS2の機能異常がTLR4経路に作用している可能性が示唆された。上記研究成果については、中間報告としてデータを取りまとめ、2018年の米国胸部疾患学会, 2019年の日本呼吸器学会にて成果報告を行った。2019年度についても米国胸部疾患学会や日本アレルギー学会等から演題採択の連絡を受けており、学会での成果報告。同分野の研究者と意見交換等を行う予定としている。当初計画していた。野生型マウス・HAS2ヘテロ欠損マウスでの急性好酸球性気道炎症および慢性好酸球性気道炎症に伴うリモデリング病態の確認、表現型の評価は予定通り施行できている。今後、急性好酸球性気道炎症モデルについては論文化を目指しつつ、気道リモデリングについては気道平滑筋肥厚の有無や気道過敏性の評価を行い、病態解明を進める。以上より、概ね計画通りに進められているものと判断した。計画2年目である2019年度は、2018年度の成果を踏まえ、まず、急性好酸球性気道炎症モデルでのHAS2機能異常が病態に及ぼす影響については可能であればRNA-seq解析だけではなく重要遺伝子についてはqRT-PCRを実施しvalidationを実施したうえで、論文化を目指す。慢性好酸球性気道炎症に伴う気道リモデリングモデルについては未解析の構成要因である、1基底膜下の線維化、2気道平滑筋の肥厚、3気道過敏性の亢進といった表現型の検証。および、さらなる病態解明を図る。また、形態計測と並行し生化学的評価のため、サイトカイン・ケモカイン測定をMillipex Map kit (Merck Co.)を用いて実施する。また、別途採取した血清についてはtotal IgE, OVA特異的IgE,等の免疫グロブリン測定を施行し全身性の変化の有無を検証する。またさらなる病態解明のため、追加のRNA-seq解析・免疫染色・糖鎖解析の実施を考慮する。さらにHAS2機能異常はアレルギー性気道炎症のみならず、炎症性肺疾患に広く影響する可能性があるため、当初の計画通りエラスターゼモデル等他の肺疾患モデルでの検証も併せて進める。上記の、中間成果報告として次年度の米国胸部疾患学会や日本呼吸器学会総会、日本アレルギー学会への演題登録を目指す。当初計画していた。

今後、急性好酸球性気道炎症モデルについては論文化を目指しつつ、気道リモデリングについては気道平滑筋肥厚の有無や気道過敏性の評価を行い、病態解明を進める。以上より、概ね計画通りに進められているものと判断した。計画2年目である2019年度は、2018年度の成果を踏まえ、まず、急性好酸球性気道炎症モデルでのHAS2機能異常が病態に及ぼす影響については可能であればRNA-seq解析だけではなく重要遺伝子についてはqRT-PCRを実施しvalidationを実施したうえで、論文化を目指す。慢性好酸球性気道炎症に伴う気道リモデリングモデルについては未解析の構成要因である、1基底膜下の線維化、2気道平滑筋の肥厚、3気道過敏性の亢進といった表現型の検証。および、さらなる病態解明を図る。また、形態計測と並行し生化学的評価のため、サイトカイン・ケモカイン測定をMillipex Map kit (Merck Co.)を用いて実施する。また、別途採取した血清についてはtotal IgE, OVA特異的IgE,等の免疫グロブリン測定を施行し全身性の変化の有無を検証する。またさらなる病態解明のため、追加のRNA-seq解析・免疫染色・糖鎖解析の実施を考慮する。さらにHAS2機能異常はアレルギー性気道炎症のみならず、炎症性肺疾患に広く影響する可能性があるため、当初の計画通りエラスターゼモデル等他の肺疾患モデルでの検証も併せて進める。上記の、中間成果報告として次年度の米国胸部疾患学会や日本呼吸器学会総会、日本アレルギー学会への演題登録を目指す。
「感性を制御する」データベース駆動型感性フィードバック制御システムの構築

本研究は,感性を向上させるように,システムモデルを必要としない,複数の感覚(視覚,体性感覚など)を統合した「感性フィードバック制御系」を設計する。感性はあらゆる感覚(視覚,聴覚,味覚,触覚,嗅覚,体性感覚など)から生成されるため,特定の感覚のみ満足しても,直接的には感性の向上には繋がらない。したがって,本研究は,1複数の感覚に基づいた感性を脳科学から解明し,2その感性に基づいた制御系を構築する。なお,システムモデルを用いない方法としては,申請者がこれまでに化学プロセスで開発した「データベース駆動型制御」の考えを用いる。
わが国の科学技術の展開と国立大学における附置研究所の役割についての歴史的検討

(1)1998年10月現在で20の国立大学に62の附置研究所が存在したが、これら附置研究所の設立経緯、目的、組織、予算規模、研究者数、研究分野などについて、各研究所から史資料の提供を受けるとともに、関係者からのヒアリングを実施した。これら収集した史資料並びにデータを整理したデータベースを作成した。(2)附置研究所の本格的な展開は戦後のことではあるが、193944年の戦時体制下に24の研究所が設立され、研究組織として大学における附置研究所の位置は確立された。戦後新制大学発足時にすでに48研究所が存在し、1950年代に22研究所、60年代に14研究所の新設が行われた。さらに74年までに4研究所が新設されたことで附置研究所の数は74に達する。これをピークとしてその後に新設された附置研究所は存在しない。80年代に入ると統廃合による廃止・転換が行われ、結果として13研究所が廃止された。廃止された研究所の内1研究所は附置研究所として再編されたが、残りは大学附属の研究施設や全国共同利用機関に転換された。(3)大学人による研究所改革の動きは、文部省との関係で進められ、その研究費の多くは科学研究補助金によって獲得されてきたが、1990年になると各省庁による基礎科学振興事業が提案されるようになり、研究費の獲得先が多様になる一方で、いわゆる課題研究が求められる傾向が増大し、附置研究所の再編を促した。(4)我が国の科学技術の発展が各地の大学の理・工・医・農の各学部や大学院の活動に大きく負っていることはいうまでもないが、附置研究所が果たした役割・機能も大きく附置研究所群を歴史的に総体としてとらえて、その存在の全体像を科学技術の発展や科学技術政策的な見地から動態的にとらえることができた。(5)以上のような歴史過程をさまざまな指標によって実証的にまとめ報告書とした。本年度の研究実施計画に基づき,以下の調査を実施した。1)全国国立大学附置研究所の設立経緯,目的,組織,予算規模,研究活動の柱などについて資料収集を行い,データベースを作成した。2)北海道大学,東京大学,東京工業大学,静岡大学,名古屋大学,京都大学,大阪大学,神戸大学,岡山大学,九州大学については直接出張し,所蔵されている歴史資料の収集,関係者からのヒアリング等を実施した。3)東北大学における附置研究所については,各所長及び名誉教授らにヒアリングを実施した。4)わが国の科学技術政策の歴史経緯と比較検討するために,特に戦後の科学技術政策史,科学技術制度史関連の資料を収集した。5)全国の附置研究所63カ所に,資料提供を依頼した結果,半数以上の研究所から資料の寄贈が得られた。その中には東京大学医科学研究所100年史や北海道大学低温科学研究所50年史などの研究所史が含まれる。附置研究所の本格的な展開は戦後のことではあるが,193944年に24研究所が設立され附置研究所の位置が確立し,ついで194549年に8研究所,1950年59年に13研究所,196069年に12研究所,197079年に4研究所が設置された。1980年代以降は研究所の改組・再編成が行われた。1939年以前を第1期とすると,展開過程は7期に分けられる。この時代区分に従い,附置研究所の全体像を明らかにする手がかりを得た。本年度の研究実施計画に基づき,以下の調査及び検討を実施した.

1)全国の国立大学附置研究所の歴史的経緯について大枠をデーターベース化した昨年のものにさらに情報を加え,階層構造化した.2)附置研究所の設置目的の変遷(学内共同利用,全国共同利用等)を法政史に整理し,大学制度の変遷との関係で附置研究所の位置づけを検討した.3)全国の附置研究所を研究分野別に分類し,改組・新設の全国的流れとその特徴を調査した.4)附置研究所の財政的基盤を(1)戦前,(2)60年代から70年代,(3)90年代の3つの時期に区分し,財政的変化を調査した.5)附置研究所における研究活動及び教育活動について評価の指標を検討した.また各附置研究所の研究内容の時代別変化を調査した.6)関係者へのヒアリング,史・資料の収集を通じて上述の諸検討のモデル化を試みた.7)このモデル化の上に立って,我が国の科学技術政策史,科学技術史の展開と関連づけを行い,附置研究所の位置づけを検討している.1.平成13年度は1961年から開始された我が国の科学技術動向調査統計を活用して、附置研究所の分野別、性格別研究費、研究者、研究補助者、技術者、事務系職員の動向などのデータベースを作成した。2.これまでの調査を補充するとともに、平成11年(8160)16平成14年にかけての急激な変化(研究所の理念・目的をはじめ再編統合化など)を可能な限り、収集することに努めた。3.附置研究所の本格的な展開は戦後のことではあるが,1939(8160)1644年に24研究所が設立され附置研究所の位置が確立しており,戦後新制大学発足時には48研究所が存在していた。その後1959年までに22研究所、1969年までに14研究、79年までには4研究所が新設された。1960年までに廃止された研究所数は13研究所であったが、これ以降はほとんど廃止(3研究所のみ廃止)されることはなかったが、80年代に入ると統廃合による廃止も含めると10研究所が廃止された。これまでに附置研究所の数は最大74研究所存在した。今回の詳細な調査で平成12年度研究実績報告書に記載した時期区分や研究所の新設数はかなり修正が必要なことが判明した。4.我が国の科学技術の発展が各地の大学の理・工・医・農の各学部や大学院の活動に大きく負っていることは言をまたないが,附置研究所が果たした役割・機能も大きく附置研究所群を歴史的に総体としてとらえて,その存在の全体像を科学技術の発展や科学技術政策的な見地から動態的にとらえることができた。5.この2(8160)163年の間の研究所群の変化は著しく、しかも、大きく性格を変えようとしていることが明確になりつつあり、引き続き調査・解析が急務となっている。
若年認知症家族介護者の健康支援に関する看護技術開発

本研究は、65歳未満という働き盛りで発症し、進行性の疾患と共に生きる若年認知症者への介護生活の中で生ずる介護者の身体的、心理的ストレスの内容と対処行動を明らかにすること、また、介護者のストレス軽減のための支援内容と方法を継時的に検討し、若年認知症者を介護する家族への看護ケア技術を開発することを目的とした。2018年度は、東京、福岡に在住する若年認知症家族介護者21名を対象としたインタビュー調査および全国の若年認知症ケアエキスパート9名を対象としたインタビュー調査を実施した。さらに、これまでに積み上げてきた研究成果および今年度の研究成果から若年認知症家族介護者を対象とした健康支援プログラムを9回実施した。研究期間全体を通して、若年認知症ケアエキスパートを対象とした質的研究から、【関係性の構築】【繋ぐケア】【聴くケア】【待つケア】【寄り添うケア】【自ら動くことを支えるケア】などの看護技術が明らかになった。また、若年認知症家族介護者を対象とした質的研究からは、介護生活の中で経験する経時的なストレス源として、【病名不明による通院】【生活の混乱】【認知症の診断】【家事と介護の両立】【将来への不安】【暴力、徘徊】【排尿、排便】【症状の悪化と進行】【施設入所】【肺炎による入院】などが明らかになり、それらのストレスの程度の高さについて理解を深めることができた。これらの成果から、より具体的で有効なケアについて示すことが可能となっている。しかし、当初予定していた介護者のストレスを軽減する支援プログラム開発と評価についてはパイロットの段階にとどまり今後継続した研究が必要であると考える。平成27年度においては、研究1として若年認知症家族介護者の身体的および心理的ストレスの現状とストレスに対する対処行動についての文献検討、研究2として質的記述的研究で使用するインタビューガイドの作成、研究3として若年認知症者を介護する主介護者を対象としてストレスと対処行動についての調査を実施した。また研究の成果を第35回日本看護科学学会学術集会で発表した。さらに研究成果の一部を東京都港区「みんなとオレンジカフェ」応援ボランテイア養成講座講師およびNPO法人若年認知症サポートセンター主催「全国若年認知症専門員研修会」講師として社会に還元した。研究代表者の体調不良のため当初計画した研究に少し遅れが生じている。平成28年度においては、若年認知症家族介護者にインタビュー調査を行い家族介護者の健康の推移と在宅介護を継続する要因について検討した。その結果、認知症診断時のショックを緩和する支援、また認知症者の病状悪化時、さらに地域におけるサービス利用の可否における看護支援と支援技術の重要性が示唆されている。それに基づき必要とされる看護支援について文献と統合し検討した。その成果を第36回日本看護科学学会学術集会で発表した。また、若年認知症者と介護家族を専門的に支援する人材育成教育プログラムの開発と教育活動において家族支援技術について検討した。その成果は第17回日本認知症ケア学会で報告した。さらに研究成果の一部を東京都港区「みんなとオレンジカフェ」応援ボランテイア養成講座講師およびNPO法人若年認知症サポートセンター主催の「全国若年認知症専門員研修会」講師として社会に還元した。その他、高齢者の筋力低下による健康障害のリスク、さらに高度医療機関および地域の高齢者ケア施設における看護師のケア技術について検討した。若年認知症ケアの看護師エキスパートのリクルートが困難な状況であった。平成29年度においては、若年認知症家族介護者に対するインタビュー調査を継続し、若年認知症の診断から調査時点までの介護者の健康状態やストレスの推移と健康状態の改善および悪化の要因を検討した。その成果を7月にイギリスのロンドンで開催されたAlzheimer's Association International Conference 2017で発表した。また認知症研究、特に認知症予防や若年認知症家族介護者研究の最新の知見を得た。さらに、東京都において若年認知症介護家族を支援するプログラムのパイロットスタディを実施した。それらを統合し、若年認知症者と介護家族を専門的に支援する人材育成教育プログラムの開発および家族支援技術について検討した。研究成果の一部を東京都荒川区の地域支援員に対する研修会および講演会、東京都港区「みんなとオレンジカフェ」応援ボランティア養成講座講師およびNPO法人若年認知症サポートセンター主催の「全国若年認知症専門員研修会」講師として社会に還元した。若年認知症ケアの看護師エキスパートおよび介護者支援プログラムに参加可能な家族介護者のリクルートが困難な状況であった。また、若年認知症家族介護者を対象とした質的研究からは、介護生活の中で経験する経時的なストレス源として、【病名不明による通院】【生活の混乱】

【認知症の診断】【家事と介護の両立】【将来への不安】【暴力、徘徊】【排尿、排便】【症状の悪化と進行】【施設入所】【肺炎による入院】などが明らかになり、それらのストレスの程度の高さについて理解を深めることができた。これらの成果から、より具体的で有効なケアについて示すことが可能となっている。しかし、当初予定していた介護者のストレスを軽減する支援プログラム開発と評価についてはパイロットの段階にとどまり今後継続した研究が必要であると考える。研究代表者の体調が回復してきたので今年度は予定されている研究内容を実施できる予定である。今年度は、全国若年認知症家族会や支援者の会等を通じて看護師エキスパートのリクルートに努める。それとともに現在までの研究成果を基に若年認知症家族介護者支援のケア技術を開発し介入プログラムを実施し評価する。今年度は、認知症関係学会、老年学関係学会、全国若年認知症家族会や支援者の会などあらゆる団体を通して看護師エキスパートおよび家族介護者のリクルートに努める。また、介入プログラムの成果をもとに若年認知症介護家族を支援する看護技術を検討する。さらに、研究成果を社会に還元する予定である。研究代表者の体調不良により予定していた家族介護者および若年認知症ケアのエキスパートへの面接調査に遅れた生じたため。看護ケアエキスパートに対する調査が終了していないことが主な原因である。また国際学会での研究成果発表を最終年度にしたことで次年度に繰り越しが生じた。(理由)看護ケアエキスパートに対する調査が終了していないこと、また家族介護者支援の介入プログラムが終了していないことが主な原因である。(使用計画)看護ケアエキスパートに対する面接調査およびその分析、家族介護者支援プログラム実施に要する費用および分析のための経費として使用予定である。また研究成果の発表のための旅費等に使用予定である。家族介護者および若年認知症ケアのエキスパートに対する面接調査および分析のための経費として使用予定である。具体的には調査用交通費、研究参加者および協力者への謝金、テープ起こし費用などとして使用する。今年度は最終年度となるので、看護ケアエキスパートに対する面接調査および分析のための経費として使用予定である。具体的には面接調査旅費、研究参加者および協力者への謝金、テープ起こし費用として使用する。また国際学会での成果発表のための旅費として支出予定である(イギリスおよびアメリカ合衆国)。
自然に倣った樹木組織ミミックの開発

針葉樹の木部組織は整然と整った微小なハニカム構造をもつため、軽量かつ高強度であり木材として広く利用されている。本研究では樹木と同じくセルロースを主成分とし、針葉樹の木部組織を模した微小ハニカム構造体を人工的に作製することに成功した。天然の木部のハニカムは孔が閉塞しているが、樹木組織ミミックは孔が貫通しているため、極めて低圧力損失で流体を流通させることが可能である。しかも、ハニカム壁の材質の自由度が極めて高いため、化学的機能を持たせることも容易である。H27年度はセルロースナノファイバー水分散液を一方向凍結した際の、構造規定剤としての機能に関する基礎的検討を行った。種々の多糖類を比較として用いたが、TEMPO酸化により調製したセルロース水分散液のみが、一方向凍結時に樹木の木部組織に似た微小なハニカム構造を与えることを確認した。また、単にセルロースを機械解繊して調製したセルロース水分散液からも微小ハニカムは形成されなかった。一方、TEMPO酸化セルロースにシランカップリング剤を加えて疎水性を高めた水分散液からも微小ハニカムは形成された。すなわち、ナノファイバー状の分散質の形状こそがハニカム形成の鍵であることを突き止めた。また、凍結時の温度と速度を調節することにより、ハニカム開口径を20200μmの範囲で調節可能であることがわかった。次に別の水分散性ポリマーとセルロースナノファイバーを混合した際の挙動に関し検討した。数種類の水分散性ポリウレタンを混合したところ、いずれの場合も微小ハニカムの形成に成功した。さらに、ポリウレタンの割合を80%まで増加させても、微小ハニカムが形成されることを確認した。すなわち、セルロースナノファイバーは強力な構造規定剤として作用し、様々な水分散性ポリマーと混合することでハニカム壁の化学的組成を自在に制御できることが明らかとなった。さらに、酸化グラフェンとの複合化も可能であることが明らかとなった。酸化グラフェンを組み込んだ微小ハニカムは弾性特性が大幅に向上し、圧縮に対して弾性変形するハニカムモノリスの調製に成功した。セルロースナノファイバー水分散液の構造規定剤としての基礎的な機能を概ね確認することができ、またハニカム開口径の制御可能範囲も明らかにできた。さらに、種々の水分散性ポリマーとの複合化にも成功し、酸化グラフェンを組み込んだ弾性変形する微小ハニカムの調製にも成功した。このように、当初予定していた研究内容はほぼ完璧に遂行できている。さらに、セルロースナノファイバーの構造規定剤としての機能が予想以上に優れており、第二成分を80wt%まで加えても、微小ハニカムが形成できることを見出したことには大きな意義がある。すなわち、セルロースナノファイバーを少量(約20wt%)含有さえさせれば、様々なポリマーを微小ハニカムの形に成型できる可能性が示された。また、氷晶を鋳型にする本手法の更なる可能性を探索するため、炭素繊維と酸化グラフェン水分散液の系に氷晶鋳型法を適用することで、炭素繊維上にマクロ孔をもつ酸化グラフェン膜の形成にも成功した。得られた複合材料は、物質移動に優れる電極材料として応用可能である。このように、当初の予定を超えた成果も得られている。H28年度はセルロースナノファイバーに酸化グラフェンを添加した際の、一方向凍結によって形成される構造に関する詳細な検討を行った。酸化グラフェンの添加量が20%までの場合は樹木組織に似たハニカム構造が形成されたが、それ以上の添加量になると構造が大きく乱れた。酸化グラフェンを添加するに従いpHが低下するため、pHの変化と氷晶構造との関係を次に調べた。セルロースナノファイバーにHClを添加してpHを低下させていくと、乱れた構造が形成されるようになるが、一旦酸性にした溶液にNaOHを添加して再びpHを中性付近に戻すと、ハニカム構造が形成されることがわかった。そこで、セルロースナノファイバー水分散液に酸化グラフェンを添加した後にNaOHでpHを中性に戻して一方向凍結を行ったが、この場合にはハニカムでは無くラメラ構造が形成された。一方向凍結によって形成される氷の構造は、単にpHに依存するのではなく原料溶液中の固体成分の分散状態に大きく依存することが示唆された。また、セルロースを原料として調製される微小ハニカムモノリスのフィルターとしての応用に関する検討を開始した。凍結条件を調節することでそのチャンネル径を30μmにすれば、杉花粉を除去する低圧力損失のフィルターとなる。さらに、チャンネル径を小さくすれば、PM2.5を除去可能なフィルターとなる。様々な形態のフィルターが考えられるが、例として鼻腔充填型を想定し、機械的強度や耐水性に関する検討を行った。セルロースナノファイバーのみでは十分な機械的強度や耐水性が達成できないため、ポリウレタンや酸化グラフェンによる複合化が効果的であることが示唆された。

酸化グラフェンとの複合化に関しては、酸化グラフェンが酸性であるため、含有量を増やすと溶液のpHが低下し、微小ハニカム構造が形成されないことがわかっている。そこで今後は、原料溶液のpHと氷晶鋳型法によって形成される構造との関係に関する詳細な検討を行う。pHを調製した複数の原料溶液で試料を調製し、その粘度等の物性が形成される構造に及ぼす影響を調べる。また、セルロースナノファイバーと酸化グラフェンとの相互作用を検討するため、両者のゼータ電位のpH依存性についても調べる。また、微小ハニカム構造体を鋳型として利用することで、金属や水酸化アパタイトの微小ハニカム構造体を調製する検討も行う。これらの異なる材質で微小ハニカム構造体を構築できれば、新規の触媒担体、熱交換器、人工骨等への応用が期待できる。材料化学
自己反転インコヒーレント光源を用いた原子状ラジカルの並進エネルギー計測

本研究では、水素原子の発光スペクトル(バルマーα線:波長121.567 nm)に着目し、この水素原子の真空紫外吸収分光計測時の上記の遷移線近傍のバックグランド補正を行うための自己反転インコヒーレント光源を構築することを初年度の目的とし、実験を行った。使用する光源には、これまでプロセスプラズマ内の水素原子の真空紫外吸収分光計測で使用実績のあるマイクロホローカソード放電を用いた光源を使用し、光源内の放電条件の最適化により自己吸収現象がどの程度制御可能かを実験的に検証した。測定対象となるプラズマは水素ガスを用いた誘導結合型プラズマとし、そのプラズマ内に光源から放出される水素原子のバルマーα線辺りの真空紫外光を入射し、透過してきた光の強度を計測することで、測定対象プラズマ内での光吸収率を求めた。その結果、光源内の放電条件の変化とともに、測定対象プラズマ内の水素原子による光吸収率の減少が確認でき、光源内の自己吸収現象が制御できることを確認した。現状では測定対象プラズマ内部の水素原子による光吸収が確認できなくなるまで自己吸収の影響を増大できていないものの、光源内の更なる放電条件の最適化により十分にバックグランド補正のための自己反転インコヒーレント光源としての可能性を示す結果が得られた。また、本研究では光源内での自己吸収現象の更なる増強とともに、その制御性の向上を目指したマイクロ波放電を用いたプラズマ光源の構築を同時並行で試みた。同光源を上記のマイクロホローカソード放電を用いた光源と同様の手法で評価した結果、測定対象プラズマ内の水素原子による吸収が完全に確認できない状態まで光源内の自己吸収の影響を増強でき、十分に測定対象原子の遷移線近傍のバックグランド補正のための自己反転インコヒーレント光源として使用できることを確認できた。本研究ではまず初年度において、光波長121.567 nmに遷移線(バルマーα線)を有する水素原子の真空紫外吸収分光計測時の遷移線近傍のバックグランド補正を行う自己反転インコヒーレント光源の構築を目的とした。研究開始当初はマイクロ波放電の様式を用いたプラズマ光源のみを使用した実験を計画していたが、これまで水素原子の真空紫外吸収分光計測に使用された実績のあるマイクロホローカソード放電をプラズマ光源とした実験にも取り組んだ。この光源が放電条件の最適化のみで自己反転インコヒーレント光源に転用できれば、光源を取り換えることなく、原子計測用の真空紫外吸収分光のためシステムで、原子とバックグラウンドの両方の光吸収率を計測でき、非常に実用的な吸収分光用光源とすることができる。結果的には二つの放電方式を利用した両プラズマ光源において、それぞれの光源内の自己吸収効果の更なる増強を目指した放電条件の最適化や、その制御性の向上を図る必要はあるものの、バックグラウンド吸収を評価する自己反転インコヒーレント光源として十分に使用できる可能性を示唆する結果が得られており、研究開始当初の計画はほぼ満足しているものと考えている。本研究では、水素原子の発光スペクトル(ライマンα線:波長121.567 nm)に着目し、真空紫外吸収分光時の水素原子の遷移線近傍のバックグランド吸収の補正と、水素原子の並進温度計測に使用するための自己反転スペクトル光源を構築する。この課題を達成するには、光源の高密度化と広範囲における密度制御技術の実現が必要である。研究開始から2年目となる2019年度は、昨年度から引き続きマイクロホローカソード放電およびマイクロ波励起放電の両放電様式を用いたプラズマ光源のそれぞれにおいて放電条件および装置構造の最適化を行い、自己反転インコヒーレント光源として制御性の向上を目指す。次に、真空紫外レーザー吸収分光システムにより測定対象となる水素ガスを用いたプラズマ内の水素原子の密度・温度の計測を実施し、測定対象プラズマ内の水素原子の吸収スペクトルの形状を既知の状態にする。そして、最適化した上記のプラズマ光源の自己反転インコヒーレント光源としての特性を評価することを目的として、プラズマ光源から放出される水素原子の真空紫外スペクトル光を上記の水素原子の吸収スペクトルが既知の測定対象プラズマ内に入射し、その水素原子による光吸収率を計測することで、光源のスペクトル自己反転(自己吸収)の度合いを定量的に評価することを試みる。また、光源内のスペクトル自己反転の度合いを制御する技術を構築し、測定対象の水素原子の吸収スペクトルの形状が未知の状態であっても、光源内の条件変化にともなって変化する吸収率から、その形状を見積もる手法を確立するための知見を蓄積する。現状では測定対象プラズマ内部の水素原子による光吸収が確認できなくなるまで自己吸収の影響を増大できていないものの、光源内の更なる放電条件の最適化により十分にバックグランド補正のための自己反転