hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
選手のスイング技術を考慮した野球バットの開発に関する研究

本研究の目的は,スイングにおける野球バットの特性の影響を探ることであった。この目的のために,外見上は通常のバットと変わらないもので,かつ,重心位置や質量が自由に設定できる実験用バット(通称:重心位置可変バット)1本を製作した。一方,野球におけるバットスイングの技術を検討した。被験者は,5名の熟練した野球選手と3名の未熟練者であった。スイング中におけるバットの挙動は,2台のカメラを用いてDLT法によって解析され,3次元運動学的データはボールインパクト時及びバットのスイング中において計算された。結果として,バットスイングの技術レベルはスイングの再現性をもって評価できることが示唆された。次に,スイングにおける野球バットの特性の影響を検討した。被験者は5名の熟練した野球選手であった。その結果,打撃時におけるバットスイングの角速度は,バットの重心位置や質量に影響を受けることがあることが判明し,その場合には,スイング中においてもバットの特性の影響がスイング速度に反映されていることがわかった。しかし,バットの特性が打撃時の正確性に影響するかどうかまでは判別できなかった。以上の結果から,野球バットの開発には,まず,選手の個性(例えば,スイング技術のタイプ)を把握し,その上でその個性に見合ったバットの特性を装備することが望ましいと結論することができた。野球バットは,試合で最高のパフォーマンスを発揮するために,より機能的で使いやすいことが要求される。バットの使い良さは,選手の立場でみると,振りやすい,ボールが良く飛ぶ,打撃時の振動が少ない,などと表現されるが,これらはいずれもバットやポールなどの用具に絞って物理的な解析をしても,選手が使いやすいバットを究明するまでには至らない。本研究では,バットの特性のうち,重心位置や重量バランス,慣性モーメントを自由に変えられるバットを製作し,それらの特性が選手のバットスイング(技能)にどの程度,どのように影響しているかを究明するものである。本研究の主旨から,測定実験用バットは,通常のバットと外見上変わらないもので,かつ,重心位置や慣性モーメントが自由に変えられるようになっていなければならない。本年度は,重心位置や慣性モーメントが自由に変えられる測定用木製バット(重心位置可変バット)1種類の製作にあたった。木製バットのヘッド部分をくり貫き,重り位置が変えられるパイプ状レールを挿入した。重りを5種類別途製作し,重りの種類を変えることで総重量を,重りの位置を変えることで重心位置を変えることができる構造にした。また,測定実験用バットの製作と平行して,通常のバットを選手にスイングさせ,スイング時のバットの挙動を解析した。現在はそのデータの解析中で,次年度には,本年度製作した測定実験用バットを用いて,同様の実験を行う予定である。バットの使い良さは,選手の立場でみると,振りやすい,ボールが良く飛ぶ,打撃時の振動が少ない,などと表現されるが,これはいずれもバットやボールなどの用具に絞って物理的な解析をしても,選手が使いやすいバットを究明するまでには至らない。本研究では,バットの特性のうち,重心位置や重量バランス,慣性モーメントを自由に変えられるバットを作製し,それらの特性が選手のバットスイング(技能)にどの程度,どのように影響しているかを究明するものである。被験者は大学硬式野球部所属のレギュラークラス選手6名とした。測定用バットには,重心位置と重量が変えられる「重心位置可変バット」を使用した。被験者には9種類に設定したバットを用いてティーバッティング台の上に固定された実験用ボールを打たせた。被験者が行う打撃動作において,バットの位置を,3次元位置計測器を用いて測定した。それをもとにx軸,y軸,z軸各成分の直線速度,及び各成分の回転速度を求めた。また,バットの重心位置における直線速度も算出した。実験の結果,バットの重量と重心位置はともに,スイングの線速度,各速度に影響していること,すなわち,バットの重量が小さいほど,また重心位置はグリップに近いほどスイング速度が速くなることが判明した。

このことは,バットの特性がスイング動作に影響しないことを意味するものであり,先行研究とは異なる結果になった。この原因は,現在考察中でまだ結論が出ていない。次年度には,本年度に得た結果を詳細に検討し,バットの特性が選手のスイング技術に及ぼす影響を究明する予定である。野球バットは,試合で最高のパフォーマンスを発揮するために,より機能的で使いやすいことが要求される。バットの使い良さは,選手の立場でみると,振りやすい,ボールが良く飛ぶ,打撃時の振動が少ない,などと表現されるが,これらはいずれもバットやボールなどの用具に絞って物理的な解析をしても,選手が使いやすいバットを究明するまでには至らない。本研究では,バットの特性のうち,重心位置や重量バランス,慣性モーメントを自由に変えられるバットを製作し,それらの特性が選手のバットスイング(技能)にどの程度,どのように影響しているかを究明するものである。当年度は,前年度に行った「重心位置可変バット」を使用してのスイング実験に関するデータを,詳細に検討することに充当した。その結果,打撃時におけるバットスイングの角速度は,バットの重心位置や質量に影響を受けることがあることが判明し,その場合には,スイング中においてもバットの特性の影響がスイング速度に反映されていることがわかった。しかし,バットの特性が打撃時の正確性に影響するかどうかまでは判別できなかった。以上の結果から,野球バットの開発には,まず,選手の個性(例えば,スイング技術のタイプ)を把握し,その上でその個性に見合ったバットの特性を装備することが望ましいと結論することができた。
コンパクト・トロイド(CT)入射装置の最適化に関する研究

本研究の目的は,トカマク装置等の核融合閉じ込め装置における燃料粒子補給のためのコンパクト・トロイド(CT)入射装置の最適化である.主に,今後CT入射装置で重要と考えられる以下の2項目に重点を置き研究を行った.1.CT入射装置のガスパフからの入射対象プラズマへの余剰ガス流入の抑制新ガスパフ(電磁弁)の設計・製作を行い,ガス注入量等のガスパフ特性を調べた.また,ガス量の制御が容易なピエゾバルブを用いて,2段電源による,1段:生成,2段:加速運転に成功した.これにより,大型装置を対象としてCT入射装置において,ピエゾバルブによるCT生成・加速が可能であることを実証した.今後の研究の展開として:新ガスパフによるCT生成実験を行う予定である.また,ピエゾバルブにおいては,CT生成・加速時の余剰ガスの振舞いについては確認されておらず,引続きピエゾバルブを用いたCT入射装置での実験を行う予定である.2.CT中の不純物の分析とCT入射装置内壁のコンデイショニング基準の確立ヘリウムガスでのCT生成に成功し,水素ガスに比べて再現性の良いCT生成・加速が可能であることが明らかとなった.さらに放電後のCT入射装置内の真空度回復時間等の結果も含めて,ヘリウムを動作ガスとした放電により,CT生成・加速の調整実験と並行した壁のコンディショニングが可能であることがわかった.今後の研究の展開として:ベーキング,ヘリウム放電洗浄,水素放電でのランニング運転等による壁のコンディショニング前後におけるCT中の不純物や中性ガスの分析を,可視分光システムを用いて行う予定である.本研究の目的は,トカマク装置等の核融合閉じ込め装置における燃料粒子補給のためのコンパクト・トロイド(CT)入射装置の最適化である.主に,今後CT入射実験で重要と考えられる以下の2項目を2年間かけて研究を行っている.1.CT入射装置のガスパフからの入射対象プラズマへの余剰ガス流入の抑制2.CT中の不純物の分析とCT入射装置内壁のコンディションニング基準の確立ここで研究に用いている主な装置は,日本原子力研究所のJFT-2M装置に設置しているCT入射装置(装置名:HIT-CTI,姫路工大製作)と核融合科学研究所のLHD装置において導入を予定しているCT入射装置(装置名:SPICA)である.また,基礎データの収集として,姫路工大のFACT装置も用いている.これらの研究を通して,CT入射装置運転のにおける安定性・信頼性の更なる向上を図り,またCTがプラズマ中に持ち込む不純物の情報も明らかにする.初年度である平成12年度の研究実績は以下の通りである.1.CT入射装置のガスパフからの入射対象プラズマへの余剰ガス流入の抑制1)新ガスパフ電磁バルブおよび試験装置の設計・製作とデータ収集・処理系の構築を行った.2)LHD用CT入射装置を用いて,ガス制御が容易なピエゾバルブを用いて1段電源のみでCTの生成を行い,CTが生成可能であることを調べた.3)JFT-2M装置においてCT入射実験を行い,現状におけるCT入射装置の最適化実験を行った.2.CT中の不純物の分析とCT入射装置内壁のコンディショニング基準の確立1)可視分光計測の準備とデータ収集・処理系の構築を行った.今後の予定としては,今年度設計した新型電磁バルブの特性を調べ,余剰ガス流入の抑制を検証する.また,ピエゾバルブを用いた2段電源によるCTの生成・加速試験を行い,電磁バルブよりもガス制御が容易なピエゾバルブのCT入射装置への適応を検証する.不純物の分析では,可視分光システムにより,CT加速中における電極壁からの不純物混入について調べる予定である.本研究の目的は,トカマク装置等の核融合閉じ込め装置における燃料粒子補給のためのコンパクト・トロイド(CT)入射装置の最適化である.主に,今後CT入射装置で重要と考えられる以下の2項目に重点を置き研究を行った.1.CT入射装置のガスパフからの入射対象プラズマへの余剰ガス流入の抑制新ガスパフ(電磁弁)の設計・製作を行い,ガス注入量等のガスパフ特性を調べた.また,ガス量の制御が容易なピエゾバルブを用いて,2段電源による,1段:生成,2段:加速運転に成功した.これにより,大型装置を対象としてCT入射装置において,ピエゾバルブによるCT生成・加速が可能であることを実証した.今後の研究の展開として:新ガスパフによるCT生成実験を行う予定である.また,ピエゾバルブにおいては,CT生成・加速時の余剰ガスの振舞いについては確認されておらず,引続きピエゾバルブを用いたCT入射装置での実験を行う予定である.2.CT中の不純物の分析とCT入射装置内壁のコンデイショニング基準の確立ヘリウムガスでのCT生成に成功し,水素ガスに比べて再現性の良いCT生成・加速が可能であることが明らかとなった.さらに放電後のCT入射装置内の真空度回復時間等の結果も含めて,ヘリウムを動作ガスとした放電により,CT生成・加速の調整実験と並行した壁のコンディショニングが可能であることがわかった.今後の研究の展開として:ベーキング,ヘリウム放電洗浄,水素放電でのランニング運転等による壁のコンディショニング前後におけるCT中の不純物や中性ガスの分析を,可視分光システムを用いて行う予定である.
低温での水素製造のための機能複合化触媒の設計

水素製造を目的とする炭化水素の水蒸気改質のための高機能触媒の開発を図るために、申請者らは従来のニッケル系触媒に代わる触媒としてジルコニアにロジウムやルテニウムを担持した触媒が低温・低水蒸気比で非常に高性能を示すことを見い出しており、さらに貴金属が炭化水素の活性サイトとなり、担体のジルコニアが水蒸気の活性サイトとして機能することを見い出している。平成7年度は、より一層の高機能化を目的として、第二成分を含むジルコニアの高表面積化と担体上のロジウムの高分散化を図った。その結果、ゾル-ゲル法によって比表面積を制御した高比表面積をもつジルコニアとジルコニアーイットリアに含浸法でロジウムを担持した触媒が、n-ブタンの水蒸気改質反応にきわめて高い活性を示すことが明らかになった。平成8年度は、Rh/ZrO_2触媒上でのn-ブタンの水蒸気改質反応の反応機構を調べることを目的として、in situ加熱拡散反射(DRIFT)法と昇温脱離(TPD)法を用いて種々の測定を行なった。その結果、DRIFT測定から本反応の反応中間体がギ酸種であり、Rh/ZrO_2触媒上に生成したギ酸種が低温で速やかに消失することを見い出した。さらに、塩基性表面水酸基が反応性に豊むこと、TPD測定から、Rh/ZrO_2触媒の酸強度が弱く、塩基強度が強いことが明らかとなり、このことは流通法で得られたRh/ZrO_2触媒のすぐれた性能と調和するものであった。水素製造を目的とする炭化水素の水蒸気改質のための高機能触媒の開発を図るために,申請者らは,従来の高温で機能するニッケル系触媒に代わる触媒として,ジルコニアにロジウムやルテニウムを担持した触媒が500-600°C程度の低温で非常に高性能を示すことを見い出しており,さらに動力学測定や種々の物性測定結果から貴金属が炭化水素の活性サイトとなり,担体のジルコニアが水蒸気の活性サイトとして,重要な役割をはたしていることを推論している。本研究では,まず触媒調製に種々の工夫を施すことによって,第二成分を含むジルコニアの表面積を制御してジルコニアの高表面積化を図るとともに,貴金属の担持方法に検討を加えることによって金属粒径の制御を図ることを目的として。その結果,以下の成果が得られた。1.通常の水溶液の蒸発乾固による含浸法を用いて,ゾル-ゲル法によって表面積の制御された高表面積担体のジルコニアとジルコニアーイットリアにロジウムを担持した触媒が,n-ブタンの水蒸気改質反応に高活性を示すことが明らかとなった。2.触媒のBET比表面積および水素の科学吸着法により得られたロジウムの分散度が触媒性能と直線的な相関をもつことが明らかとなった。3.TOFで触媒活性を整理したところ,本反応は構造鈍感型反応であることが明らかになった。昨年度は、より一層の高機能化を目的として、第二成分を含むジルコニアの高表面積化とロジウム粒子径の高分散化を図った。今年度は、Rh/ZrO_2触媒上でのn-

ブタンの水蒸気改質反応の反応機構を調べることを目的として、in situ加熱拡散反射(DRIFT)法と昇温脱離(TPD)法を用いて種々の測定を行なった。その結果、DRIFT測定から本反応の反応中間体がギ酸種であり、Rh/ZrO_2触媒上に生成したギ酸種が低温で速やかに消失することを見い出した。さらに、塩基性表面水酸基が反応性に豊むこと、TPD測定から、Rh/ZrO_2触媒の酸強度が弱く、塩基強度が強いことが明らかとなり、このことは流通法で得られたRh/ZrO_2触媒のすぐれた性能と調和するものであった。
表面エネルギー変調による高均一サイズ窒化ガリウム量子ドットの自然形成

前年度は、集束電子ビームを用いて基板表面をパターン描画して、表面エネルギーの変調を行うことで、Ga液滴を位置制御し、引き続き窒化を行うことで、窒化ガリウム量子ドットの位置制御および高均一化に成功した。本年度は、得られる量子ドットのデバイス応用を目的とし、量子ドットを孤立電子準位に見立てた単一電子トランジスタへの応用について検討した。検討当初サファイヤ、SiC、AlGaN/Si基板について量子ドットを形成させることを試みたが、リーク電流やプロセスの技術的観点においてトランジスタ形成にはSiO_2/Si基板が適していることが判明したので、SiO_2上へ量子ドットを形成させる実験を行った。その結果、SiO_2上へは従来法では均一なGaN量子ドットを形成させるのが困難と判明したため、分子線エピタキシー法により成長させたGa液滴を成長核として用い、その後選択成長法を併用する新しい手法で均一なGaN量子ドットを形成させた。その後、電子を閉じこめるためのAlNバリヤ層をGaN量子ドットに選択成長させることで、直径約30nmのGaN/AlN量子ドット構造を作製した。本構造に間隔30nmのソース・ドレイン電極およびゲート電極を形成し単一電子トランジスタを形成し、約3Kで量子ドット内の電子輸送特性を評価した。その結果、本デバイスにおいて明瞭なクーロンブロッケード効果を観察した。さらに、2つの量子ドットの量子準位が共鳴状態になったときの電流ピークおよび、その状態からずれたときに生じる負性抵抗効果も観察した。このことは、本手法で作製した高均一GaN量子ドットが将来の新機能素子と有用であることを示している。本年度は、自然形成法により窒化ガリウム量子ドットを作製する成長条件の探索と、量子ドットのサイズを均一化するための表面エネルギー変調による位置制御を行うことを目的とした。窒化ガリウム量子ドット作製にはガスソース分子線エピタキシー装置を用い、基板としてはサファイヤ、SiC、AlGaN/SiCを用いた。まず、上記基板上に超高真空中でGa分子線を照射して微細なGa液滴を形成させ、これにアンモニアガスを供給することで、量子ドットを得る手法について検討した。反射型高エネルギー電子線回析法による評価の結果、Ga液滴はアンモニア雰囲気中400°C以上で窒化し、GaNに変化することが分かった。GaNのフォトルミネセンス(PL)評価の結果、サファイヤ基板においては1000°C、SiCおよびAlGaN/SiC基板においては600°C以上の熱処理を施した試料から比較的強いPLを観察した。発光ピーク波長はバルクのそれに比べて高エネルギー側に100eVほどシフトしており、この効果は量子閉じこめ効果によるものと考えられる。本自然形成法で窒化ガリウム量子ドットを得られることを明らかにした。次に、基板表面を電子ビームにより表面のエネルギー変調を行い、Ga液滴の形成位置を制御する手法に関して検討した。電子ビームを照射することで、Ga液滴がどのように形成されるかを評価した結果、照射量を増やすにつれ、Ga液滴の付着量、密度が小さくなる一方、サイズは大きくなることが明らかになった。さらに、電子線照射により基板表面に炭素化合物が付着することが分かり、これがGaに対してマスクの働きをしていることが判明した。集束電子ビームを用いて基板表面をパターン描画した後、Ga液滴を形成させた後、窒化を行うことで、窒化ガリウム量子ドットの位置制御に成功した。また、位置制御することでサイズのそろった量子ドットを得ることにも成功した。今後は、これらの構造の高密度化をデバイス応用について検討を進める。
イネ科ササ類の野生集団における外部形態および遺伝的変異の解析

目的:申請者の勤務地である東京都東久留米市内で、市内に水源のある水系周辺を中心に、関東地方を中心に分布する野生のアズマネザサ(イネ科タケ連メダケ属)の外部形態および分子レベルの遺伝的変異を調査し、この地域の地史とあわせた自然誌的考察を目的とした。研究方法:市内のメダケ属の植物の生育分布を、立入可能な緑地については、現場で生育状況および生育環境を調査し、外部形態と分子レベルの変異の調査用に試料を採取した。その他の場所では、外部からの目視にて調査を行った。外部形態には、自由学園にて主稈の上から2から4番目までの3枚の葉身の長さと幅を測定し、その平均値を用いた。分子レベルの変異は、杏林大学医学部にて等電点電気泳動法によるパーオキシダーゼのアイソザイム変異を調べた。結果:本種(アズマネザサ)は、市内の畑地以外の緑地には広く分布していた。1960年代以降の都市化による大規模工事が行われた場所では、生育していなかった。また、1980年代から流路の直線化とコンクリート護岸工事の行われた河川では生育が認められないが、それらの河川の周辺の緑地には生育がみられた。市内の3河川流域でのアズマネザサの葉身の幅と長さについては河川間に有意差が見られたが、その比率は、ほぼ一定で、有意差は見られなかった。パーオキシダーゼの等電点電気泳動の結果は、3河川共通のバンドと河川固有のバンドが観察された。大きな河川改修が行われず、河川周辺の緑地、雑木林の残っている地域のアズマネザサ集団では、バンドパターンの変異が多い傾向がみられた。考察:河川改修等の人工的な工事が行われた集団と、比較的自然環境が保全されている集団では、アズマネザサの分布の有無や、パーオキシダーゼの変異量に差が認められた。今回の予備的な観察結果からもアズマネザサの生育が、都市化や、河川の護岸工事後の生態系の変化の指標となり得ることが示唆された。(798文字)目的:申請者の勤務地である東京都東久留米市内で、市内に水源のある水系周辺を中心に、関東地方を中心に分布する野生のアズマネザサ(イネ科タケ連メダケ属)の外部形態および分子レベルの遺伝的変異を調査し、この地域の地史とあわせた自然誌的考察を目的とした。(798文字)
次世代炉水化学における学術基盤確立のための超臨界水放射線分解反応機構解明

炉心冷却水の環境把握と制御はプラントの長期健全性確保に必要不可欠である。放射線照射に伴う水の改質が、応力腐食割れや放射能移行に直結するため、水分解生成物(H, OH, e-aq)を含めた水分解反応機構の把握が必須である。しかし次世代軽水炉の稼働条件である超臨界状態(>374 oC, >22.1 MPa)の放射線化学的知見は極めて断片的である。本研究では、超短パルス電子線を用いた超高速時間分解分光測定システムを開発し、超臨界水中の放射線誘起初期過程計測へ応用すると共に、反応動力学計算コードも構築することにより反応機構解明を行った。放射線照射に伴う水の改質が、応力腐食割れや放射能移行に直結するため、支配因子であるH2O2やその前駆体の初期分解生成物(H, OH, e-aq)を含めた水分解反応機構の解明が必須である。しかし初期生成物は反応性が高く短寿命であるためこれまで計測が容易ではなく、次世代軽水炉の稼働条件である超臨界状態(>374 oC, >22.1 MPa)における放射線化学的知見は極めて断片的である。本研究において量子ビームを駆使し、実機では不可能な超高速時間分解測定や照射場の直接観測の両面から反応機構を追求すると共に、これに基づく反応動力学計算から超臨界水の放射線分解反応を体系化することを目的とする。試料を超臨界状態に保ちつつ分光計測を行うために高温高圧分光セルが必要不可欠であるため、まずこれを設計・製作した。電子線形加速器施設においてこれを組み込み、ピコ秒領域を計測するためのパルスプローブ方式、およびナノ秒領域を計測するためのKinetic方式に基づく2種類の高時間分解分光測定系を構築し予備実験を行った。水和電子を測定対象としてピコナノ秒領域の過渡吸収測定実験を行った結果、良好なS/N比で計測を行うことに成功した。室温から超臨界状態にわたり高速分光計測を行った結果、室温では>10ナノ秒で緩やかに進行するスパー拡散反応過程が、超臨界領域では1ナノ秒以内に極めて迅速に進行することが分かった。高温高圧流体の放射線分解反応はピコ秒・ナノ秒といった短時間に進行するため、直接追跡することはこれまで計測困難であったが、パルスプローブ方式やKinetic方式に基づく新しい高時間分解分光測定系を構築・適用することにより、室温から超臨界状態にわたりこれまでにない良好なS/N比で直接追跡することに成功した。高温高圧状態下のビーム誘起反応をこのようなピコ秒・ナノ秒分解能で追跡可能な装置は世界唯一である。次なる段階である放射線分解反応系の解明に向け足掛かりを得ることが出来た。電子線形加速器施設において、試料を高温高圧に保つためのフロー型高温高圧分光セルを導入し、ピコ秒領域を計測するためのパルスプローブ方式、およびナノ秒領域を計測するためのKinetic方式に基づく2種類の高時間分解分光測定系を構築しパルスラジオリシス実験を行った。水和電子を測定対象として、超臨界状態の様々な温度圧力下におけるに時間挙動を測定した結果、照射後1ナノ秒以内に約30%の減衰が見られ、高速なスパー反応過程が進行することが分かった。ピコ秒における放射線化学収量(G値)を評価した結果、温度および圧力によって変化し、特に臨界点近傍では圧力依存性(密度依存性)が顕著であることも分かった。他溶媒も用いたソルバトクロミック効果測定から、スペクトルシフトの極性依存性が超臨界水のみ異なることから、局所密度効果によって溶質ー溶媒相互作用も空間的に不均一となることも分かった。高温高圧流体の放射線分解反応はピコ秒・ナノ秒といった短時間に進行するため、その直接追跡はこれまで困難であったが、パルスプローブ方式やKinetic方式に基づく新しい高時間分解分光測定系を構築・適用することにより、室温から超臨界状態にわたりこれまでにない良好なS/N比で且つ迅速に測定を行うことが可能となった。構築したシステムを活用し、様々な温度圧力下における超臨界状態下の放射線分解反応を調べ、生成収量や反応動力学データを得ることが出来た。引き続き詳細な計測を進めると共に、反応動力学計算コードの構築も進める予定である。軽水炉冷却水の化学環境の把握と制御は、プラントの健全性を確保する上で必要不可欠である。放射線照射に伴う水の改質が応力腐食割れや放射能移行を引き起こす要因となるため、その前駆体である初期分解生成物を含めた水分解反応機構の解明が必須である。

しかしこれらは反応性が高く短寿命であるため計測が容易ではなく、放射線化学的知見は未だ断片的である。本研究において量子ビームを駆使し、実機では不可能な超高速時間分解測定や反応動力学計算から、高温高圧さらには超臨界領域を含めた放射線分解反応を体系化することを目的とする。電子線形加速器施設において、試料を高温高圧に保つためのフロー型高温高圧分光セルを導入し、ピコ秒、ナノ秒領域を計測するため、パルスプローブ方式、Kinetic方式の2種類の高時間分解分光測定系を構築しパルスラジオリシス実験を行った。化学過程における水素原子ー水分子反応は水素を発生する反応であり、照射下の腐食電位変化に関わる重要な反応とされるが、実験的に直接計測した例がなく、高温下の反応性に関する知見は確立していなかった。パルスラジオリシスおよび反応動力学計算を用いて反応性を調べた結果、亜臨界以上の領域で従来の理論的な予測値より一桁高い10^4 (M-1s-1)オーダーの反応速度定数を持つことが分かった。これを組み込んだ反応動力学計算から、定常照射下の過酸化水素濃度および水素注入に伴う抑制効果を評価することができた。また化学過程に加えて、更に高速な過程である物理化学過程についても素過程解明を進めた。溶媒和前電子の捕捉剤を用いて電子の溶媒和確率を調べた結果、高温ほど捕捉剤との反応を逃れる確率が高く、電子の溶媒和は高温ほど加速されることが分かった。これまで電子の緩和過程を含めた物理化学過程の温度効果に関する知見は皆無であり、新たなモデルを提唱することが出来た。炉心冷却水の環境把握と制御はプラントの長期健全性確保に必要不可欠である。放射線照射に伴う水の改質が、応力腐食割れや放射能移行に直結するため、水分解生成物(H, OH, e-aq)を含めた水分解反応機構の把握が必須である。しかし次世代軽水炉の稼働条件である超臨界状態(>374 oC, >22.1 MPa)の放射線化学的知見は極めて断片的である。本研究では、超短パルス電子線を用いた超高速時間分解分光測定システムを開発し、超臨界水中の放射線誘起初期過程計測へ応用すると共に、反応動力学計算コードも構築することにより反応機構解明を行った。構築した高速時間分解分光装置を駆使し、亜臨界から超臨界状態にわたり重要な反応中間体(水和電子、OHラジカル、H原子)を対象に、ピコナノ秒領域のダイナミクスを追跡し、収量(G値)やKineticsの基礎データを取得すると共に、反応動力学計算コードも構築し、放射線分解過程に関わる重要な素反応や時間的空間的発展について詳細な検討を進める。亜臨界から超臨界状態にわたり、これまで測定を実施した水和電子のみならず、OHラジカル、H原子といった重要な反応中間体を対象に、高速時間分解分光装置を用いたピコナノ秒領域のダイナミクス測定を実施し、収量(G値)やKineticsの基礎データを取得する。それと共に反応動力学計算コードも構築し、放射線分解過程に関わる重要な素反応や時間的空間的発展について総合的な検討を進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。放射線化学29年度が最終年度であるため、記入しない。
初代培養脳神経細胞を用いた虚血モデルにおける麻酔薬物及び低温療法の神経保護作用

昨年度までに行ったラット初代培養大脳皮質細胞を用いたN-メチルーD-アスパレイト(NMDA)および一酸化窒素放出ドナー(NOC-5)による神経細胞障害モデルを利用し、静脈麻酔薬ケタミン及びチオペンタールナトリウムを用いた細胞保護作用について研究及び考察を進めた。妊娠16日目のウイスターラットより、胎児を取り出し大脳皮質を採取し脳神経細胞を分離し初代培養を行った。その後、通常のインキュベーターを用いて14日間培養を行った。NMDAまたは、NOC-5暴露直前にケタミン、チオペンタールナトリウムを臨床使用濃度を中心とした様々な濃度にて単独投与、もしくは両静脈麻酔薬の同時投与を行った。培養大脳神経細胞に於いてNMDA暴露を行った場合、ケタミン、チオペンタールナトリウム共に脳神経細胞の生存率が上昇し細胞保護作用が示された。一方でNOC-5を培養脳神経細胞に暴露した場合、チオペンタールナトリウムはそのフリーラジカルスカベンジャーとしての働きにより細胞保護作用を示したのに対し、NMDAの非競合的拮抗薬であるケタミンは細胞の生存率に全く影響を与えなかった。この両麻酔薬を混合投与した場合、NOC-5による神経毒性に対してはチオペンタールナトリウム単独の保護作用に比較し、有為差は認められなかったが、NMDA暴露に対してはこの両者をそれぞれ単独で使用した場合に比べ強力な神嘩保護作用が見られた。これらの結果について国内外の研究者と個別に討論を行った。以上の成果は平成18年3月24日より28日に開催される国際麻酔研究学会主催の第80回International Anesthesia Research Society Clinical and Science Congress(米国、サンフランシスコ)の演題として採択された。本年度においてはラット初代培養大脳皮質細胞を用いてNMDAおよび一酸化窒素(NO)による細胞障害モデルを作成し、それぞれ一酸化窒素合成酵素阻害薬、低温療法による保護作用の有無を確認することに成功し、それぞれ論文として研究結果の発表を行った。妊娠16日目のウイスターラットより胎児を取り出し、大脳皮質を採取し脳神経細胞を分離し初代培養を行った。新しい一酸化窒素合成酵素阻害薬ONO1714を用いた研究ではその一酸化窒素合成酵素(NOS)の型による反応の違いを調べた。一酸化窒素にはフリーラジカルとして細胞を傷害する働きと血管を拡張させることにより神経細胞を保護する作用があり、前者は神経型nNOSおよび誘導型iNOSの作用、後者は血管内皮型eNOSの作用とされている。ONO1714ではiNOSの抑制がeNOSに比べて強力であるとの報告があるがnNOSに関しては報告がなかった。今回の研究では非特異的NOS阻害薬に比べて強力なnNOSに対する抑制作用が確認されると同時にNMDAによる細胞障害を減弱させることも確認された。また低温療法のNO性神経細胞障害に対する保護作用を調べた研究では同様に作成した培養神経細胞を用いた。2段階の温度(常温37度、低温;22度)においてそれぞれの温度でほぼ等しい半減期を示すNOドナーを使用し神経毒性の差を調べた。培養細胞を各温度にてNOドナーに6,12,24時間暴露した。その結果、両群において細胞の生存率に有為差はなかった。以上の結果より低温療法はNOが既に発生した場合ではその神経毒性に対しては保護効果がないと考えられた。昨年度において成功したラット初代培養大脳皮質細胞を用いたNMDAおよび一酸化窒素(NO)による細胞障害モデルを利用し、本年度は静脈麻酔薬ケタミン及びチオペンタールナトリウムを用いた細胞保護作用について研究を進めた。NMDA及びNOドナー暴露直前にケタミン、チオペンタールナトリウムを様々な濃度にて単独投与、もしくは同時投与を行った。その結果、NMDA暴露群においてはケタミンの単独投与で、臨床使用濃度に比して低濃度投与群では神経保護作用が認められなかったが高濃度投与群において神経細胞生存率が50%上昇し、統計学上有為な脳神経細胞保護作用が認められた。その一方で、NOドナー暴露群ではケタミンによる有為な神経細胞の生存率の上昇は認められず、神経保護作用は無いという結論に達した。この点に関してはケタミンの神経保護作用が非競合的なNMDA拮抗作用によるという事を証明した物として認識されうる。これらの研究結果は日本麻酔学会第51回学術集会(名古屋)にて発表した。一方、チオペンタールナトリウム投与群においては、NMDA及びNOドナー暴露群に対してそれぞれ神経細胞生存率の20%上昇が認められた。この点に関してはチオペンタールナトリウムの神経保護の作用機序としてフリーラジカルスカベンジャーとしての役割が考えられる。以上の結果は平成17年3月19日に開催される第9回日本神経麻酔・集中治療研究会(長崎)にて発表を行う。来年度は引き続き、作用機序の異なる両静脈麻酔薬を混合投与し、NMDA、NOドナー暴露による神経保護作用がどのような形態で現れるかを調べる予定である。NMDA

または、NOC-5暴露直前にケタミン、チオペンタールナトリウムを臨床使用濃度を中心とした様々な濃度にて単独投与、もしくは両静脈麻酔薬の同時投与を行った。培養大脳神経細胞に於いてNMDA暴露を行った場合、ケタミン、チオペンタールナトリウム共に脳神経細胞の生存率が上昇し細胞保護作用が示された。一方でNOC-5を培養脳神経細胞に暴露した場合、チオペンタールナトリウムはそのフリーラジカルスカベンジャーとしての働きにより細胞保護作用を示したのに対し、NMDAの非競合的拮抗薬であるケタミンは細胞の生存率に全く影響を与えなかった。この両麻酔薬を混合投与した場合、NOC-5による神経毒性に対してはチオペンタールナトリウム単独の保護作用に比較し、有為差は認められなかったが、NMDA暴露に対してはこの両者をそれぞれ単独で使用した場合に比べ強力な神嘩保護作用が見られた。これらの結果について国内外の研究者と個別に討論を行った。以上の成果は平成18年3月24日より28日に開催される国際麻酔研究学会主催の第80回International Anesthesia Research Society Clinical and Science Congress(米国、サンフランシスコ)の演題として採択された。
砂防ダムの機能と配置法に関する研究

本研究は、砂防ダムの機能を土砂水理学的手法に基づいて明らかにし、ダムの設計法と配置法のための基礎を与えようとするものであり、つぎの三つの分担課題、すなわち、1.現有施設における資料収集とその解析、2.ダムの侵食防止機能、3.ダムの土砂流出調節機能からなっている。以下、本研究によって得られた成果を要約する。1.天竜川水系小渋川において、不透過性砂防ダム郡の資料(降雨、河床変動、河床材料)を収集・解析し、ダム上・下流域の河床変動の実態を把握している。さらに、神通川水系足洗谷において、透過性砂防ダムによる土石流の変化に関する観測研究を実施し、興味ある知見を得ている。2.ダムの侵食防止機能については水路実験をもとに検討した。その結果によれば、その機能は、ダムによる河床勾配の減少に伴い、流れの侵食力が低下することによって発揮されるばかりでなく、流路形態の変化にも依存することが判明した。3.ダムの土砂流出調節機能については、不透過性ダムと透過性ダムを対象として、理論、実験の両面より検討している。不透過性砂防ダムに関しては、洪水流のもとにおける掃流砂を対象として、ダム堆砂形状や流出土砂量の時間変化に対する水通し幅の影響を明らかにした。一方、透過性砂防ダムに関しては、土石流を対象として、ダム前後における土石流の流量、流砂量および粒度分布の変化に対する格子間隔の影響を明らかにした。4.以上の研究成果をもとに、砂防ダムによる堆砂形状の変化過程や流出土砂量の変化過程を追跡するための数学モデルを考案した。これは、流砂形態やダムの型式によらず適用される可能性をもっている。ついで、ダムの機能評価基準の一つとして、流入土砂量ピークに対する流出土砂量のピーク値の逓減率を考え、洪水波形、土石流の波形、ダムの型式(透過、不透過、水通し幅、格子間隔)によるその算定法を明らかにした。本研究は、土砂水理学的観点より砂防ダムの機能を明らかにし、それに基づいてより有効なダムの配置法を考案することを目的とするものであって、三つの分担課題からなっている。これまでの研究によって得られた成果を各課題毎に示せば以下のようである。(1)現有施設における資料収集とその解析:常願寺川および天竜川水系における砂防ダムの堆砂資料と出水資料の収集を行い、現在、その実態の分析を行っている。同時に、混合砂かつ勾配の大きい流路を対象とした堆砂過程の一次元数値シミュレーション法を考案し、これを用いて数値解析を行い、堆砂形状、堆砂層の粒度分布、流出土砂量およびその粒度分布などについて比較検討を行っている。(2)ダムの侵食防止機能:水路実験や理論的考察に基づいて、ダムの側岸侵食防止機能の評価法を検討している。これによれば、ダムの侵食防止機能は、一義的には堆砂の進行に伴って河床勾配が緩くなる結果、断面平均掃流力が減少するために現われることが判明している。しかしながら、堆砂の過程は同時に川幅の増加を意味し、その過程において流路形態は、直線、砂洲、複列砂洲などの条件に応じて変化する。これらの流路形態は、側岸領域における掃流力の分布を支配する大きな要因となっている。したがって、侵食防止機能を評価するためには、巨視的な意味における堆砂形状と流路形態の変化を同時に予測することが肝要であり、現在、この点を中心に検討を進めている。(3)ダムの土砂流出調節機能:本年度はとくに不透過ダムを対象として数値解析および水路実験の結果に基づいて考察を進めている。

現在、調節機能の評価基準として、総流出土砂量に対する総流入土砂量の比および最大流出土砂量と最大流入土砂量の比を選び、種々の境界条件と洪水の条件のもとに土砂流出調節機能を調べており、これまでに調節機能に対する混合砂の影響など、いくつかの重要な知見を得ている。本研究は、砂防ダムの機能を土砂水理学的手法に基づいて明らかにし、ダムの設計法と配置法のための基礎を与えようとするものであり、つぎの三つの分担課題、すなわち、1.現有施設における資料収集とその解祈、2.ダムの侵食防止機能、3.ダムの土砂流出調節機能からなっている。以下、本研究によって得られた成果を要約する。1.天竜川水素小渋川において、不透過性砂防ダム郡の資料(降雨,河床変動,河床材料)を収集・解析し、ダム上・下流域の河床変動の実態を把握している。さらに、神通川水系足洗谷において、透過性砂防ダムによる土石流の変化に関する観測研究を実施し、興味ある知見を得ている。2.ダムの侵食防止機能については水路実験をもとに検討した。その結果によれば、その機能は、ダムによる河床勾配の減少に伴い、流れの侵食力が低下することによって発揮されるばかりでなく、流路形態の変化にも依存することが判明した。3.ダムの土砂流出調節機能については、不透過性ダムと透過性ダムを対象として、理論、実験の両面より検討している。不透過性砂防ダムに関しては、洪水流のもとにおける掃流砂を対象として、ダム推砂形状や流出土砂量の時間変化に対する水通し幅の影響を明らかにした。一方、透過性砂防ダムに関しては、土石流を対象として、ダム前後における土石流の流量、流砂量および粒度分布の変化に対する格子間隔の影響を明らかにした。4.以上の研究成果をもとに、砂防ダムによる堆砂形状の変化過程や流出土砂量の変化過程を追跡するための数学モデルを考案した。これは、流砂形態やダムの型式によらず適用される可能性をもっている。ついで、ダムの機能評価基準の一つとして、流入土砂量ピークに対する流出土砂量のピーク値の逓減率を考え、洪水波形,土石流の波形,ダムの型式(透過,不透過,水通し幅,格子間隔)によるその算定法を明らかにした。
撤去後行動を考慮した違法駐輪撤去システムの改善方策に関する研究

違法駐輪撤去は,その後の自転車利用者の駐輪行動にどのような影響を及ぼすかは十分に検証されていないため,保管所,路上,駐輪場で違法駐輪の意識を調査し,撤去が自転車利用者に及ぼす影響を分析した.その結果,1)違法駐輪撤去により駐輪場利用が進んだ,2)違法駐輪の撤去とその後の駐輪行動の割合を表す関係式を導き,各変数を推定できた,3)保管料上昇は被撤去者の自転車離れを進める可能性がある,4)撤去強度を上げると駐輪場利用者が増え違法駐輪者が減るが,その減少幅は小さいこと等があげられる.違法駐輪撤去は,その後の自転車利用者の駐輪行動にどのような影響を及ぼすかは十分に検証されていないため,保管所,路上,駐輪場で違法駐輪の意識を調査し,撤去が自転車利用者に及ぼす影響を分析した.その結果,1)違法駐輪撤去により駐輪場利用が進んだ,2)違法駐輪の撤去とその後の駐輪行動の割合を表す関係式を導き,各変数を推定できた,3)保管料上昇は被撤去者の自転車離れを進める可能性がある,4)撤去強度を上げると駐輪場利用者が増え違法駐輪者が減るが,その減少幅は小さいこと等があげられる.本研究では、都心部の違法駐輪撤去マネジメントシステムの構築の前段階として、違法駐輪撤去が自転車利用者に及ぼす影響をまず撤去の影響構造の分析を目的として、違法駐輪者や駐輪場利用者の撤去経験ならびに自転車を撤去された人の駐輪意識の変化を調査し、撤去の効果を把握した。なお、調査対象地区としては、全国的にも違法駐輪が多く、各種の違法駐輪対策が行われている福岡市天神地区を選定した。平成21年度は(1)(2)を実施した。(1)国内外の違法駐輪の現状と政策の事例整理我が国全般の自転車利用の現状や社会状況の変遷の過程で違法駐輪問題に対応すべく、全国的に取り組まれてきた施策の動向を整理した。次に、様々な工夫や新たな政策展開によって、違法駐輪の減少に効果を上げてきた国内先進都市及び欧米諸国都市での自転車政策の展開や先進事例を整理した。(2)撤去の効果に関する実態分析本研究の目的は、違法駐輪自転車の撤去の効果を分析し効果的な撤去方策の検討である。このため、撤去経験者の意識および行動を調査した。調査は、(1)自転車保管所での受取者を対象とした保管所調査、(2)違法駐輪者を対象にした路上調査、(3)駐輪場利用者を対象とした駐輪者調査の3種類を実施した。これらの調査の組み合わせにより、(1)の保管所調査では撤去自転車を受け取った後の駐輪行動意識、(2)の路上調査では違法駐輪者中に占める撤去経験者の割合や彼らの意識、(3)の駐輪場調査では駐輪場利用者中に占める撤去経験者の割合とその意識分析を行った。その結果,駐輪場利用者の7割強が違法駐輪経験者,2割弱が撤去経験者で,違法駐輪対策の効果として駐輪場利用が進んだことが明らかとなった。平成21年度では,違法駐輪自転車の撤去は以後の駐輪形態に一定の影響を及ぼすことを示したが,撤去された自転車の非受取者の行動については不明なままであったので,平成22年度は(1)(3)を実施した.(1)撤去後の駐輪行動の割合の推定非受取者の行動を含めて撤去の影響を数量的に確率で分析した.具体的には,違法駐輪の撤去と駐輪行動の関係を考察し,各行動の比率を変数として,撤去強度,受取率を用いて,「違法駐輪を繰り返す」「駐輪場を利用する」「撤去後に自転車利用をやめる」の3つの駐輪行動の割合を表わす関係式を導き,保管所,路上,駐輪場のアンケート調査結果を用いて、定数の値を推定した.(2)保管料と撤去強度(撤去の規模と頻度)に対する駐輪行動の感度保管料と受取率に関する意識調査結果から,3つの調査の対象者に共通する支払意思を分析し,それに基づいた保管料と受取率の関係式を高い精度で推定した.これと駐輪行動の割合の関係式を用いて,保管料の増減による駐輪行動の変化を分析した.その結果,保管料の上昇とともに,違法駐輪は減少するものの,駐輪場利用者も減少し,自転車の利用をやめる人のみが増加するという傾向が得られた.この分析から,保管料の上昇は被撤去者の自転車離れを進める可能性のあることを指摘できた.(3)撤去強度と駐輪行動の関係撤去強度と駐輪行動の関係を分析した.その結果,撤去強度を上げるに伴って,自転車非利用者は増えるものの,それ以上に駐輪場利用者が増え,それらの和の分だけ違法駐輪者が減少している.しかし,その減少幅は撤去強度よりも低いといえることがわかった.
知的財産マネジメントに関する国際比較研究

企業内部に担当者を設置し,経営戦略と密接に関連した特許政策を組織的に遂行する特許管理の方式は,アメリカ電機企業においては,1890年前後の合併運動による大企業形成の過程で成立したことを明らかにすることができた。また,日本企業における特許管理は1920年代にアメリカ電機企業のグローバルな経営活動を介して移転され,戦後高度成長期に技術導入と自主技術開発という日本的な課題に対応して独自に展開したことを明らかにすることができた。知的財産権のエンフォースメントとマネジメントの展開について国際比較を行い,有用な知的財産マネジメント概念を構築するため,本年度においては,代表的なアメリカ企業の特許出願・取得状況に関する計量的な基礎調査および企業史料調査を行った。1.計量的調査:1880年から1930年までのアメリカ企業(ゼネラル・エレクトリック社。ウェスチングハウス社については一部)のアメリカ特許取得データを,独立行政法人工業所有権情報・研修館,国立国会図書館,米議会図書館の資料およびデータベースを用いて収集し,データベース構築のための整理を行った。特許索引を用いた情報検索および手作業による電子データ化は,全体の約60%まで完了することができた。計量的調査は今後さらに後の年代までのデータベース構築を目指しアルバイトによる支援を得て推進する計画である。2.企業史料調査:アメリカ企業(ゼネラル・エレクトリック社)における知的財産マネジメントの発生と展開について,スケネクタディ文書館にて経営史料の収集を行い,主として前身企業であるトムソン=ヒューストン社における知的財産マネジメントの実態,1950年代のゼネラル・エレクトリック社における実態をうかがい知ることができる適切な資料が得られた。後者については,限られた期間ではあるが,知的財産部門における発明発掘業務,ライセンス業務,エンフォースメントおよびその組織能力に関するまとまった資料を入手することができた。成果の一部は別記欧文紀要に英語論文として掲載し発表した。今後さらに有用な知的財産マネジメント概念を拡充・展開できるよう調査を進める。知的財産マネジメント概念を構築するため,特許権のエンフォースメントと企業におけるマネジメントを国際比較の観点から分析した。第一に,1880年代から1941年までのゼネラル・エレクトリック社(GE)およびその前身企業の取得特許に関するデータベースをアメリカ合衆国特許商標庁発行媒体より作成した。約2万件の特許をデータベース化し,アメリカ企業における特許管理の発生と初期の展開を明らかにした。その成果の一部は大学紀要論文として発表した。第二に,ウェスチングハウス社における特許管理の展開について,ハインツ歴史センター(ピッツバーグ)にて史料収集作業を行い,とくに国際経営戦略と特許管理に関する史料を収集することができた。ウェスチングハウス社の事例分析はゼネラル・エレクトリック社の事例を相対化し普遍化していく上で必要であり,その作業の端緒となった。第三に,日本における知的財産マネジメントの展開を国際技術移転との関連でまとめ,その成果の一部をユトレヒト大学(オランダ)で開催された国際経済史会議で発表するとともに,欧文紀要に英語論文として発表した。日本企業における知的財産マネジメントの展開をアメリカ企業における展開と国際比較することができ,さらにアメリカ企業の国際特許管理が日本企業の知的財産マネジメントの展開と深く結び付いているという国際関係史的な視点を提起することができた。第四に,現代のグローバル企業における知的財産マネジメントがどのように行われているかについても分析を行い,共著として発表した。
リン脂質多重層膜主転移の緩和過程と動的熱容量

まず多重層膜ベシクルについての測定の準備段階として、単層膜ベシクルについてアルキル鎖の長さを系統的に変えた測定を行なった。鎖長が12から15の試料についての測定の結果から、相転移に伴う熱異常が鎖長に著しく依存する事、また鎖長が12の場合はすでに多層膜についてその依存が報告されていた中間相が単層膜試料においても存在する事などが明らかとなった。解析の結果、鎖長依存性については我々がすでに熱異常のベシクル径依存を説明するために提案した修正伊豆山・阿久津理論によってほぼ統一的に理解できる事がわかった。この事はベシクル径と鎖長を適当に調整することにより臨界点に到達できる可能性が高いことを示している。そこで上で述べた結果をもとに30nm-DC_<15>PC、30nm-(DC_<14>PC+DC_<15>PC)、100nm-(DC_<14>PC+DC_<15>PC)の3種の試料について測定を行ない、最初の30nm-DC_<15>PCにおける相転移が最も臨界点に近く、近似的に臨界状態と見なせるという結果を得た。予備的な解析によれば熱容量の臨界指数αは0.5-0.7の値をもつ。現在詳しい解析を行なっており、その結果は近く報告の予定である。一方で多重層膜ベシクル試料についての測定は当初の計画よりかなり遅れている。その主な理由は上に述べた単層膜試料についての測定が予想をはるかに上回る実り多いものとなり、そのために予定より多くの時間と労力が必要となったためである。したがって多重層膜試料についての本格的測定はまだ開始して日が浅く、今後行なうべき課題として残されているまず多重層膜ベシクルについての測定の準備段階として、単層膜ベシクルについてアルキル鎖の長さを系統的に変えた測定を行なった。したがって多重層膜試料についての本格的測定はまだ開始して日が浅く、今後行なうべき課題として残されている装置の改良:多重層膜ベシクルにおける主転移に伴う遅い緩和について効果的に調べるため、超低周波交流法熱量計の測定下限周波数をさらに下げる改良を行なった。主な購入物品として、まず、安定な温度制御のため、および試料温度の安定かつ精密な測定のためにそれぞれロックインアンプを1台ずつ購入した。また試料の交流加熱を長時間にわたり安定して行なうために用いる任意波形発生器を購入した。この他、試料作成のさい用いる蒸留水製造装置、鎖長の短い試料についての測定で必要となる低温恒温水槽などを購入した。測定:今年度は多重層膜ベシクルについての測定の準備段階として、単層膜ベシクルについてアルキル鎖の長さを系統的に変えた測定を中心に行なった。鎖長が12から15の試料についての測定の結果から、相転移に伴う熱異常が鎖長に著しく依存する事、また鎖長が12の場合はすでに多層膜についてその存在が報告されていた中間相が単層膜試料においても存在する事など、多くの興味深い知見や得られた(投稿準備中)。一方で、多重層膜と単層膜の中間的な多重度をもつ試料の作成は試料の均一性を実現する上でまだ問題がある。したがって今後の方針としては鎖長をコントロールパラメタとしつつ、かつ緩和時間が比較的短く測定の点で有利な短鎖長側の試料を中心に研究を行なうこととなろう。いずれにしても、すでに進行中の装置改良とあいまって効果的な測定が行なえると期待される。昨年度に引続き、単層膜ベシクルについてアルキル鎖の長さを系統的に変えた測定を中心に行なった。とくにアルキル鎖長とベシクル径を調整して臨界点に到達する試みは興味深い。すでに行なった鎖長が12から15の試料についての測定の結果は詳細な解析が終了し、その結果は出版済みである。

この結果をもとに30nm径のDC_<15>PC、30nm径の(DC_<14>PC+DC_<15>PC)、100nm径の(DC_<14>PC+DC_<15>PC)の3種の試料について測定を行ない、最初の30nm径DC_<15>PCにおける相転移が最も臨界点に近く、近似的に臨界状態と見なせるという結果を得た。予備的な解析によれば熱容量臨界指数αは0.5-0.7の値をもつ。理論との詳細な比較を試みるために現在詳しい解析を行なっており、その結果は近く報告の予定である。多重層膜と単層膜の中間的な多重度をもつ試料についての測定も続行中である。以上要するに、単層膜試料については臨界点の存在をほぼ確認するなど極めて興味深い結果が得られ、理論との比較が待たれる。多層膜試料についてはデータの量的な面での進展が見られ、試料の調整など今後改善すべき点が明確となった結果、今後の研究の方向付けが得られたという事ができる。
可食性バイオハイブリッド創出によるβ-ラクトグロブリンの機能改変

【目的】本研究においては、牛乳中の主要乳清タンパク質であるβ-ラクトグロブリン(β-LG)をターゲットとして用い、低抗原性・免疫原性であるペクチン(PEC)、ポリリシン(PL)、デキストランを結合し、実際の食品に応用可能な可食性のバイオハイブリッドを創出することにより、乳化性などの機能特性の向上を達成するとともに、低アレルゲン化を達成し、これら多面的な機能改変の根源となるバイオハイブリッド分子の構造機能相関を明らかにすることを目的としている。【方法・結果】1)メイラード反応を用いた可食性β-LG-PECハイブリッドの創出:精製β-LGとペクチン(PEC)を、β-LG-PEC(モル比)=1:11:10で、5060°Cでメイラード反応させ、可食性β-LG-PECハイブリッドを得た。精製は陰イオン交換クロマトグラフィーにより行った。2)トランスグルタミナーゼの反応を用いた可食性β-LG-ポリリシンハイブリッドの創出:トランスグルタミナーゼ反応のアシル受容体として、ε-ポリリシン(PL,分子量12,000)を用い、β-LGをアシル供与体として、反応を行い、可食性β-LG-PLハイブリッドを得た。反応条件を検討し、結合比率の異なるハイブリッドを調製を試みた。ハイブリッドの精製は、塩析、陽イオン交換クロマトグラフィーにより行った。3)ハイブリッドの構造の解析:ハイブリッド中のタンパク質部分の全体的な構造についての知見を得るため、CDスペクトル、自然蛍光の測定による解析を行った。また、タンパク質の局所的な微細高次構造について、モノクローナル抗体(mAb)を用いた酵素免疫測定法により解析した。ハイブリッドのレチノール結合能については、蛍光滴定法により調べた。以上の構造解析の結果、β-LGのネイティブ構造をほぼ維持した状態でバイオハイブリッド創出できたことを明らかにした。本研究においては、β-ラクトグロブリンにペクチンやポリリシンを結合させる反応条件を確立することが第一段階となる。本年度はこの条件検討に研究の時間を割いた。その結果、当初予定していたよりも時間がかかった。今後の推進の方策としては、得られたバイオハイブリッドの機能の解析を進める。食品の2次機能として乳化性を解析し、3次機能の免疫学的性質(抗原性・免疫原性)を解析する。