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四国四万十帯興津メランジュに発見されたシュードタキライトの精密分析

南海大地震に代表される海溝付加体中で発生する巨大地震の震源過程を理解するために、過去の震源領域が露出していると考えられている、四万十帯興津メランジュに産する断層岩の構造解析を行なった。断層岩の発達過程を明らかにするために断層帯を横断するように大型試料を採取し、スラブ片および薄片にして構造解析を行なった。その結果次のようなことがわかった。1)断層岩は幅35mの間にのみ分布しており、変形作用は非常に局所的にしか及んでいない。2)断層帯は圧力溶解変形とシュードタキライトが卓越しており、高速破壊とクリープ変形が交互に生じた。3)断層帯の上盤側の境界の漸移帯には破砕作用を被っているが、圧力溶解変形は存在しない。こういった変形構造は地震サイクルにおける、地震時における高速剪断作用と地震準備過程におけるごく緩やかなクリープ変形に対応できるのではないかと解釈される。一般に摩擦溶融によるシュードタキライトが形成されるような高速剪断作用は歪み軟化を伴うので変形が局所化するのは理解され易い。一方の圧力溶解によるクリープ変形は変形作用が拡散していくのが妥当であろう。しかし本研究のように局所化するためには、圧力溶解作用を支配する流体移動等の作用が断層境界で規制されているためと考えられ、これこそが地震準備過程を理解する上での鍵となろうことがわかった。
高分子電解質ゲルの電場による変形ダイナミクス

近年、電解質ゲルを用いた高分子ゲル・アクチュエータが注目されている。これは高分子ゲルの特徴により、従来のアクチュエータには無い柔らかな動きが可能な新規材料として期待されているためである。このような視点からゲルの力学特性を外部刺激により制御する研究を行った。電解質ゲル系の外部電場下での変形では、ゲル内部のイオンの運動と溶媒分子の動的な結合が、この現象に強く関与していると考えられている。本研究では電解質ゲルのダイナミクスを記述する方程式の導出を行った。また、数値計算を行い、電場による変形が、可動イオンの電極近傍への偏りによる浸透圧の効果と高分子ゲルから解離したイオンの電気浸透の効果によるものであることを明らかにした。また、電極近傍でのイオンの分布を解析的に求め、イオンの分布と電場印加時のゲルの変形曲率との関係を解析的に導いた。この結果から、電気容量の小さな単純な平坦電極では変形が極めて小さくなることがわかった。電極構造は樹脂状結晶を用いた電気容量の大きなものが実際の応用で用いられており、この理由がこの研究より明らかになった。ゲルの内部構造を制御し、ゲルの力学的特性を制御するという観点から、磁性粒子を分散させたゲルについての研究も行った。この磁性粒子を分散させたゲルに一定方向の強磁場を印加することによって分散した磁性粒子の磁気双極子をある方向に揃えることが可能である。このような磁性ゲルを作成し、ゲル内の超音波の速度を測定することで、弾性率の方向依存性を測定した。双極子モーメントと変形の方向が平行な場合には、磁性粒子の密度を増加と共に弾性率が減少し、一方、垂直な場合には増大する結果が得られた。このような弾性率の異方性を理論的に説明するために、磁性粒子間の双極子双極子相互作用の弾性率への寄与を考え弾性率を解析計算した。この計算から、各磁性粒子の双極子モーメント間の相互作用と変形による配置の変化により弾性率の異方性が生じていることが明らかになった。近年、電解質ゲルを用いたイオン導電性高分子ゲル・アクチュエータが注目されている。これは、高分子ゲルの特徴により、従来のアクチュエータには無い柔らかな動きが実現可能な新規デバイス材料として期待されているためである。ゲルの内部構造を制御することにより、ゲルの動的・静的な力学特性を変化させる試みは、ゲル内部への磁性粒子の分散によっても行うことが出来る。このような視点から、ゲルの力学特性を外部刺激により制御する研究を行った。本研究ではまず、電解質ゲルの電場応答の動的現象を記述するモデル方程式の構築を行った.構築したモデル方程式を用い、基礎的な場合である電極間に挟まれた板状ゲルの変形を調べた。その結果を、AsakaらのNaffion117での測定結果と比較した.我々の計算結果では、板状ゲルの曲率の時間発展は、曲率が電場印加後の時間関数として、1/R∝1-exp(-t/t_0)のように振舞うことが分かった.ゲルの内部構造を制御しゲルの力学的特性を制御するという観点から磁性粒子を分散させたゲルについての研究も行った.このゲルに一定方向の強磁場を印加することによって分散した磁性粒子の磁気双極子をある方向に揃えることが可能である。このような磁性ゲルを作成し、ゲル内の超音波の速度を測定することで、弾性率の方向依存性を測定した.双極子モーメントと変形の方向が平行な場合には弾性率が減少し、一方垂直な場合には増大する結果が得られ、弾性異方性を有するゲルを作成することが出来た.この弾性率の異方性を理論的に説明するために摂動論的手法を用い弾性率を解析計算した。その結果、各磁性粒子の双極子モーメント間の相互作用と変形による配置の変化により弾性率の異方性が生じていることが明らかになった.近年、電解質ゲルを用いた高分子ゲル・アクチュエータが注目されている。

このような磁性ゲルを作成し、ゲル内の超音波の速度を測定することで、弾性率の方向依存性を測定した。双極子モーメントと変形の方向が平行な場合には、磁性粒子の密度を増加と共に弾性率が減少し、一方、垂直な場合には増大する結果が得られた。このような弾性率の異方性を理論的に説明するために、磁性粒子間の双極子双極子相互作用の弾性率への寄与を考え弾性率を解析計算した。この計算から、各磁性粒子の双極子モーメント間の相互作用と変形による配置の変化により弾性率の異方性が生じていることが明らかになった。
骨吸収抑制と骨形成促進作用を持つゲラニルゲラニオールの骨代謝疾患への有効性の検討

本研究はゲラニルゲラニオールが破骨細胞の分化を抑制し、骨芽細胞の分化を促進する仕組みと、骨粗鬆症や関節リウマチなどの骨吸収が進んだ疾患モデルマウスを用いて、ゲラニルゲラニオールの治療有効性とその作用機序について解明する。
数理物理に現れる非線形偏微分方程式の解析

本年度も昨年度と同様に主にマクスウェル・シュレディンガー方程式(MS)の可解性について研究した.これはミクロな荷電粒子の運動とそれによって生じる電磁場の時間発展との相互作用を記述する方程式であり,数学的にも物理学的にも興味深い.(MS)の可解性については先行するいくつかの結果があるが,それらは(1)時間局所適切性(2)エネルギー保存則とコンパクト性の手法を用いた時間大域的弱解の構成のいずれかに分類される.そして(1)における(エネルギー空間より狭いクラスでの)一意性を保証された解が時間大域的に存在するかという問題は重要であるにもかかわらず長い間未解決となっていた.最近私は東北大学の中村誠氏と共同でこの問題に取り組み,時間局所解の適切性をこれまでより広いクラスで証明し,さらにその解が時間大域的に存在することを証明したが,それに引き続いて初期条件が解にどの様に依存するか考察した.これは非線形方程式の適切性の研究ではもっともデリケートな部分であるが,KdV方程式の研究におけるBona-Smithの古典的な方法を修正して用いることにより解が初期条件に強収束の意味で連続に依存することを証明できた.これにより(MS)の適切性についてある程度満足のいく結果が確立されたので中村氏と共著の論文にまとめた(Comm.Math.Phys.に掲載予定).なお,エネルギー空間で適切性を証明できれば非常によいのでそれを目標に時間局所適切性の結果を改善する方法を色々考えてみたが,思うような結果は得られなかった.本年度は以下の項目についての研究を行った.1.非線形Schrodinger方程式のなめらかでない初期条件に対する解非線形Schrodinger方程式の初期値問題についてはこれまでに様々な結果が得られているが応用上典型的なゲージ不変なべき乗型非線形項に限っていえば解の一意存在が証明され手いる最も広いクラスはL^2である.しかし最近L^2に入らないような特殊な初期値に対して解の存在を示そうとする動きが出てきた.たとえばデルタ関数にL^2摂動を加えた初期値に対しては北氏が解の一意存在を証明している.,今回代表者は初期値としてデルタ関数とp.v.x^<-1>(いわゆるCauchyの主値)の線形和,およびそれにL^2摂動を加えた初期値に対して解の一意存在が成り立つことを証明した.このように方程式の解がどのようなクラスの初期値に対して存在するかという研究は,方程式の数学的構造を詳しく知るという観点のみならず,どの程度特異な波が実際に存在しうるかという物理的な観点からも興味深い.Maxwell-Schrodinger方程式は荷電粒子とそれが作り出す電磁場との相互作用を記述する方程式であるが,方程式に含まれる光速パラメタを無限大にすると形式的にはHartree方程式に帰着される-粒子の運動が遅いと粒子はHartree方程式に従って運動しているように見える.ここではこのプロセスの正当化を行った.すなわち,適当な仮定の下で光速無限大の極限をとれば,Maxwell-Schrodinger方程式の解はHartree方程式に収束することを数学的に厳密に証明した.本年度は主にマクスウェル・シュレディンガー方程式(MS)の時間大域的可解性について研究した.これはミクロな荷電粒子の運動とそれによって生じる電磁場の時間発展との相互作用を記述する方程式であり,数学的にも物理学的にも興味深い.(MS)の可解性については専攻するいくつかの結果があるが,それらは(1)時間局所適切性(2)エネルギー保存則とコンパクト性の手法を用いた時間大域的弱解の構成のいずれかに分類される.そして(1)における(エネルギー空間より狭いクラスでの)一意性を保証された解が時間大域的に存在するか,あるいはもっと強く,(1)で得られる解と(2)で得られる解が一致するかという問題は重要であるにもかかわらず長い間未解決となっていた.本年度の研究において私は東北大学の中村誠氏と共同でこの問題に取り組み,時間局所解の適切性をこれまでより広いクラスで証明し,さらにその解が時間大域的に存在することを証明した.但しエネルギー有限な弱解が今回得られたものと一致するかどうかは分からない.証明に際しては,コッホとツヴェトコフによって導入された修正型ストリッカーツ評価を改善し,それをシュレディンガー部分に適用することによってシュレディンガー方程式の平滑化効果を生かした評価を行った.これにより解をなめらかさの低い空間で構成することが可能となり,また解が爆発しないことを示す際に必要なノルムが総エネルギーを用いて制御できるようになった.本年度も昨年度と同様に主にマクスウェル・シュレディンガー方程式(MS)の可解性について研究した.これはミクロな荷電粒子の運動とそれによって生じる電磁場の時間発展との相互作用を記述する方程式であり,数学的にも物理学的にも興味深い.(MS)の可解性については先行するいくつかの結果があるが,それらは(1)時間局所適切性(2)エネルギー保存則とコンパクト性の手法を用いた時間大域的弱解の構成のいずれかに分類される.そして(1)における(エネルギー空間より狭いクラスでの)一意性を保証された解が時間大域的に存在するかという問題は重要であるにもかかわらず長い間未解決となっていた.最近私は東北大学の中村誠氏と共同でこの問題に取り組み,時間局所解の適切性をこれまでより広いクラスで証明し,さらにその解が時間大域的に存在することを証明したが,それに引き続いて初期条件が解にどの様に依存するか考察した.

これは非線形方程式の適切性の研究ではもっともデリケートな部分であるが,KdV方程式の研究におけるBona-Smithの古典的な方法を修正して用いることにより解が初期条件に強収束の意味で連続に依存することを証明できた.これにより(MS)の適切性についてある程度満足のいく結果が確立されたので中村氏と共著の論文にまとめた(Comm.Math.Phys.に掲載予定).なお,エネルギー空間で適切性を証明できれば非常によいのでそれを目標に時間局所適切性の結果を改善する方法を色々考えてみたが,思うような結果は得られなかった.
Crm1依存性核外排出機構を阻害する内因性分子の探索

真核細胞において高分子がシグナル依存性に核膜孔を介して転移する機構は、分化・増殖や細胞の機能と密接に関連する。放線菌の代謝物であるレプトマイシンB(LMB)が、特定の細胞質局在タンパクの核外移行シグナル(NES)と担体タンパクのCrm1との結合を特異的に阻害するとの知見により、現在急速に核外排出機構の解析が進められている。本研究は、Crm1のLMB結合部位が種を超えて高度に保存されている事実に着目し、Crm1に対する内因性阻害分子が存在するとの作業仮説を立てこれを検証するものである。LMBのα,β-不飽和ラクトン環がCrm1との結合に必須である事実に基づき、同様なラクトン環を有しLMBと立体構造が類似するブファリンに着目した。ブファリンは、LMBと同様に白血病細胞の増殖をG2/Mで停止させた。そこで、NESを付加した緑色蛍光タンパク(GFP)を安定に発現するヒト肝がん由来HepG2細胞を作成し、ブファリンの効果を検討した。その結果、LMBはGFPの核局在を誘導したがブファリンはほとんど影響を与えなかったことから、Crm1に対する直接的な阻害作用は無いものと推察された。次に、LMB以外のNES機構を阻害する化合物・天然物を検索する目的で、スクリーニングを行なった。82種の天然物成分および32種のキナーゼ阻害剤・抗がん剤等既知物質の内、レプトマシンBに匹敵するNES阻害作用を示す物質はなかった。しかし、キナーゼ阻害剤スタウロスポリンやK252a、ステロイド化合物のプロゲステロンおよび生姜成分8-Shogaolでは細胞死と並行してNES-GFPの核集積が認められたことから、これらの化合物がCrm1依存性の核外移行を阻害する可能性が示唆された。放線菌の代謝物であるレプトマイシンBが、特定の細胞質局在タンパクの核外移行シグナル(NES)と担体タンパクのCrm1との結合を特異的に阻害するとの知見により、現在急速に核外排出機構の解析が進められている。本研究は、Crm1のレプトマイシンB結合部位が種を超えて高度に保存されている事実に着目し、Crm1に対する内因性阻害分子が存在するとの作業仮説を立てこれを検証するものである。本年度においては、レプトマイシンBのα,β-不飽和ラクトン環がCrm1との結合に必須である事実に基づき、同様なラクトン環を有しレプトマイシンBと立体構造が類似するブファリンに着目した。ブファリンは、レプトマイシンBと同様に白血病細胞の増殖をG2/Mで停止させた。そこで、ブファリンがレプトマイシンBに結合するかどうかを、大腸菌で発現させたCrm1の組換え体を用いて検討することとした。しかし、大腸菌におけるCrm1の発現は著しく低く定量的な実験が困難だったため、現在バキュロウイルスのシステムを用いて組換え体を作成している。一方、抗ブファリンモノクローナル抗体を用いた超高感度ブファリンアッセイ系を確立し、これを用いてヒト血清中にブファリン類似化合物が存在することを見出した。現在、血清を部分精製しその構造を解析している。

本研究は、Crm1のレプトマイシンB結合部位が種を超えて高度に保存されている事実に着目し、Crm1に対する内因性阻害分子が存在するとの作業仮説を立てこれを検証するものである。本年度においては、Crm1以外のNES機構を阻害する天然物質を検索する目的で、NESを付加した緑色蛍光タンパク(GFP)を安定に発現するヒト肝がん由来HepG2細胞を作成し、これを用いてスクリーニングを行った。82種の天然物成分および32種のキナーゼ阻害剤・抗がん剤等既知物質の内、レプトマシンBに匹敵するNES阻害作用を示す物質はなかった。しかし、キナーゼ阻害剤スタウロスポリンやK252a、ステロイド化合物のプロゲステロンおよび生姜成分8-Shogaolでは細胞死と並行してNES-GFPの核集積が認められたことから、今後これらの化合物の作用についてより詳細な解析を行なう。
ボロメ-タ-・ペアによる超高感度赤外線検出システムの開発

超高感度ボロメ-タ-・ペアによる検出方式を開発するにあたり、大きく分かれて2つの重要な開発要素があった。1つは、諸特性の良くそろったボロメ-タ-・ペアを比較的再現性のある方法で製作すること。もう1つは、衛星塔載可能な程度の比較的簡単な回路構成により、高精度かつ安定度の高い読み出し回路を開発することであった。ボロメ-タ-・ペアの製作に関しては、特に温度検出素子であるゲルマニウム・チップの極低温下での温度係数,インピ-ダンスの絶対値,検出器の浮遊容量なでが、2つのボロメ-タ-間で数パ-セント以内にマッチしていることが必要となる。本研究では、ゲルマニウム素子の製作法から、切り出し、エッチング、およびボロメ-タ-電極の実装方法に至るまで、従来の方法を改善し、より再現性の良いマッチングテクニックを開発した。その結果、すべてのパラメ-タ-が数パ-セント以内でマッチしたボロメ-タ-・ペアを6組製作することができた。これらは、たとえば、動作温度による信号レベルのゆらぎをペアにしない場合の1/600程度に抑えることができる優れた特性を持っている。読み出し回路においても、各回路素子の特に低周波安定性,温度安定性を中心に、詳細な特性試験を行い、その最適化を進めた。その結果として、ACバイアスを用い,10mHzまで3nVl√<HZ>という、従来方式の検出回路では考えられない様な、低ノイズを超低周波で実現する方式を作り出すことができた。これら2つの要素を組み合わせることにより、0.3K動作で検出限界N.E.Pが2×10^<ー17>W√<HZ>という。従来方式のものより10倍も感度の高い超高感度検出システムを開発することに成功した。
果実による炭酸ガス固定と果実品質との関係解明

ウンシュウミカンおよびナシ果実は、光合成と炭酸暗固定によりCO2を固定し、これらは果実の袋掛け遮光により阻害されることを明らかにした。また、果実で固定された14CO2が果汁の糖に取り込まれることを証明し、“果実の袋掛けによる糖濃度低下は、果実によるCO2固定阻害が原因"と結論づけた。一方、果皮表面には多数の気孔が存在し、成熟果実でも十分な蒸散が行われることから、果実はこれら気孔を介してCO2固定を行っていると考えられた。ウンシュウミカン果皮の気孔は果頂部と赤道部に多く、特に満開63日後(7月中旬)の気孔密度はカボチャ葉の裏面と同程度の300個/mm2程度認められた。果実肥大に伴ってその密度は減少したが、密度変化と一定面積当たりの果皮からの蒸散速度変化はほぼ一致した。電顕で観察した気孔形態は、幼果では完全なのに対し、果実成熟に伴って異常や崩壊が認められた。しかし、蒸散は成熟期でも幼果の1/3程度行われていたことより、気孔を介したCO2の取り込みは成熟果でも可能と考えられた。果汁への14Cの取り込みは8月中旬がピークとなり、その後10月中旬に小さなピークが認められた。なお、8月中旬の取り込みピークは光照射果実と暗黒下果実で同程度となったことより、果汁に蓄積する炭素はPEPCによって固定されたものと推察された。果汁成分を液体クロマトグラフで分離し、糖への14Cの取り込みを調査した結果、9月の光照射果実ではフルクトース、グルコース、および、スクロースでほぼ同量が確認された。また、同時期の暗黒下果実の糖でも光照射果実と同程度の14Cが検出されたことより、光照射果実の果汁の14Cは果皮の光合成産物ではないと考えられた。さらに、暗黒下で14C固定させてその後光照射した果実でも14Cの糖への取り込みに変化がなかったことより、C4-ジカルボン酸回路は稼働していないと判断された。一方、果皮の有機酸に多量の14Cが検出されたことより、果皮のPEPCによって固定されたCO2がリンゴ酸に付加され、リンゴ酸ー>(クエン酸)ー>PEPー>フルクトースー>グルコースー>スクロースと代謝される糖新生のメカニズムが働いている可能性がある。但し、10月の果実では、暗黒で14CO2固定後に光照射した果実で糖への取り込みが他より高かったことから、C4-ジカルボン酸回路やCAM型光合成の関与が示唆された。ウンシュウミカン果皮の真の光合成速度は、光強度の上昇に伴って高まったが、強光下(20klx)では葉の60%程度であった。しかし、弱光下(5klx >)では葉の光合成速度を上回ったことより、果皮は陰葉的な光合成特性をもつことが明らかとなった。一方、果皮の真の光合成速度は500ppmCO2まで徐々に上昇したが、それ以上の濃度では抑制傾向を示した。葉ではCO2濃度の上昇に伴って直線的に光合成速度が高まったことより、果皮はC4植物的光合成特性をもつと考えられた。果皮は最大時(満開後63日)にカボチャの葉と同程度の気孔密度をもち、十分な気孔コンダクタンスを有することから、CO2固定は果皮の気孔を介して行われていると結論された。なお、成熟果も最大時の1/3程度の気孔コンダクタンスを示すことから、成熟果でも気孔を介したCO2固定が可能と考えられた。果皮による14CO2固定産物は、どの発育ステージの果実でも果汁へ分配されたことより、クロロフィルのない成熟果では果皮のPEPCがCO2固定に関与していると考えられた。14Cが取り込まれた果汁をHPLC分析すると、14Cは糖と有機酸分画に検出されたことから、緑色果実では光合成とPEPCの固定したCO2が果汁に蓄積され、成熟果ではPEPCの固定したCO2が蓄積すると考えられる。なお、成熟果が固定した14Cも糖分画に検出されたことより、ウンシュウミカン果肉では有機酸から糖を合成する「糖新生」が起きていると推察された。611月の果実を用い、果皮で固定された14CO2の果汁への分配の季節的変化を明らかにした。分配量のピークは8月と10月に認められ、それぞれ有機酸と糖の蓄積期に一致したことから、果皮で固定されたCO2は両有機物の合成に寄与していると推察した。また、10月の果汁中のスクロース、グルコースおよびフルクトースには14Cが取り込まれていることを証明し、これらの結果を平成24年3月の園芸学会で公表した。なお、14Cの糖への取り込みは、暗黒状態で固定させた際にも認められたことより、PEPCのCO2固定によって生成された有機酸が、PEPCKの触媒作用を通じて糖合成(糖新生)方向に向いている可能性を示した。

さらに、8月と10月の果実においては、暗黒で14CO2固定後に光照射すると果汁中のグルコースとスクロースへの14Cの取り込みが増加したことより、果実にはC4光合成回路が備わっている可能性も示された。厚いワックスで覆われている果皮が、実際にCO2固定することができるかについて、果実の発育に伴う果皮の気孔コンダクタンスを知る目的で蒸散量を追跡調査した。蒸散量は8月にピーク(0.75mg H2O/cm2/min)を示し、その後徐々に低下するものの、11月以降も0.2 mg前後の値を示し、発育期間を通してCO2固定が可能なことを明らかにした(上記園芸学会で公表)。一方、走査型電顕を用いた果皮表面の気孔観察を行い、幼果では葉と同程度の気孔が存在し、果実肥大に伴って密度は低下するものの、10月頃までは形態的に完全な気孔であることを明らかにした(未発表)。幾つかのトラブルが生じた時期があったものの、果実発育に伴う果皮表面の気孔の観察やその機能の推定ができた。また、果皮で固定された14Cが果汁の各主要糖へ分配され、14Cの糖への取り込みは暗黒下でも生じることを明らかにできたことより、当初計画の80%は達成できていると判断される。果実の発育期間中において、果皮で固定された14CO2の果汁への分配の季節的変化を明らかにした。分配量のピークは8月と10月に認められ、それぞれ有機酸と糖の蓄積期に一致したことから、両有機物の合成に寄与していると推察した。また、10月の果汁中の糖に14Cが取り込まれていることを証明し、これらの結果は平成24年3月の園芸学会で公表した。なお、14Cの糖への取り込みは、暗黒状態で果実に14CO2固定させた際にも認められたことより、PEPCのCO2固定によって生成された有機酸が、PEPCKの触媒作用によって糖合成(糖新生)方向に向いている可能性が示唆された。これらの結果の一部は、J.Amer.Soc.Hort.Sci.に印刷中である。14Cがグルコース、フルクトース、および、スクロースに取り込まれることは確認されたが、有機酸への取り込みがリンゴ酸なのかクエン酸なのか証明できていない。もしクエン酸へ取り込まれるとしたら、PEPCによってリンゴ酸に付加した14Cが速やかにカンキツの主要酸であるクエン酸に代謝されることとなり、生理学上重要な発見に繋がる可能性がある。また、本年度に明確にできなかった各発育ステージ果実における14Cの各組織への分布について、さらに解析を進める予定である。一方、初期レベルの果皮光合成特性を明らかにするため、果皮切片への14CO2パルス実験を行い、14Cがリンゴ酸やアスパラギン酸などのC4-ジカルボン酸にどの程度取り込まれるかについて、葉およびC4植物のトウモロコシと比較する計画を立てている。果皮が光合成およびPEPCによってCO2固定すること、および、それら固定産物が果汁へ分配されることの概要は、ほぼ把握できた。一方、8月と10月の果実を暗黒で14CO2固定させた後に光照射すると、果汁中の糖度が上昇した。これは、果実にC4光合成回路が備わっている可能性を示す。C4回路は果皮に備わっていると考えられるため、今後果皮中の有機酸への14Cの取り込みを解析し、C4回路の存在を証明する。また、果肉内ではPEPCKの触媒による糖新生が生じている可能性が示されたため、PEPCKの解析法を確立し、ウンシュウミカン果肉内で糖新生が生じているかを確認する。本年度は同化箱を更新して使用できなかった期間があったことより、幾つかの実験が遂行できなかった。従って次年度研究費は、主としてこれら実験を補完するためのアイソトープ試薬や化学薬品代に充てる予定である。また、実験補助費と成果発表旅費も計上する。
国際司法裁判所の判例に関する総合的研究

平成4年4月より5年3月までの間に原則として月1回(8月と2月は休会とした。12月は月2回の研究会を持った)計11回の研究会を開催した。平成3年度に引続き1964年以降の国際司法裁判所の判例を取り上げ評釋及び共同研究を行った。すなわち(1)ブルキナファソ対マソ国境紛争事件(1986年判決)(2)リビアマルタ大陸棚事件(1985年判決)(3)アイスランド漁業管轄権事件(管轄権判決、1973年)、(4)南西アフリカの国際的地位に関する事件(勧告的意見)(1950年)、(5)対ニカラグア軍事活動事件(本案判決1986年)(6)グレートベルト通航権事件(フインランド対デンマーク)、(1991年命令)、(7)シシリー電子工業会社事件(アメリカ対イタリア)(判決1989年)である。報告者は、事件順に東寿太郎、尾崎重義、松田幹夫、波多野里望、横田洋三、広部和也、関野昭一である。今年度の場合、判決文が長大で複雑な事件が多かったため、一事件を1人が2月にまたがって報告を担当することが2回ほどあった。各月の研究報告には熱心な質疑と厳しい批評と共同討議がなされ大幅な書き直しが求められた。現時点では各研究報告の完成度には相当な幅があることが認められるが、平成5年度には既に報告済みの16事件の報告について完成原稿化を進めるとともに、まだ研究会で取り上げられていない事件の研究報告を精力的に進めることとした。1992年から93年にかけて新たに国際司法裁判所に付託された事件も相当数あるので、それらについても判決や勧告的意見が出されるたびに取り上げて報告と共同討議を行うこととする。そして、1994又は95年には文部省の刊行費助成金を得て、1964年以降30年間の国際司法裁判所の判例に関する総合的な共同研究の成果を公刊すべく、平成5年度以降も密度の濃い共同研究を推進していく予定である。(平成5年度科研費補助金を継続して申請中である。)平成3年4月より4年3月までの間に原則として年1回(8月は休会とし、その代わりに12月に2回の研究会を持った)、計12回の研究会を開催した。4月の研究会では1964年以降の国際司法裁判所の判例を取り上げることとし、その分担を決定した。その分担に従い、次の順序で判例の研究発表が行なわれた。(1)核実験事件(1974年判決)、(2)エ-ゲ海大陸棚事件(78年判決)、(3)バルセロナ・トラクション事件(第2段階)(70年判決)、(4)対ニカラグア軍事活動事件(の管轄権等に関する判決(84年)、(2)本案判決(その2)(86年))、(5)西サハラ問題事件(勧告的意見)(75年)、(6)南西アフリカ事件(本案判決、66年)、(7)アメリカ大使館員人質事件(80年判決)、(8)国連とアメリカの間の本部協定の解釈に関する事件(勧告的意見・88年)、(9)チュニジア・リビア間の大陸棚に関する事件((1)管轄権に関する判決(81年)、(2)本案判決(82年)、以上の9件の国際司法裁判所の判例につき、(1)松田幹夫、(2)尾崎重義、(3)筒井若水、(4)、(1)を関野昭一,(2)を広部和也、(5)東寿太郎、(6)森喜憲(研究補助者)、(7)波多野里望、(8)横田洋三、(9)松田幹夫の順に分担割当に従って研究報告が行なわれ、熱心な質疑と討議が行なわれた。今年度は研究の初年度に当たるため、各研究担当者の報告発表に多少仕上がり具合にムラが認められた。また、発表の順序も各研究分担者の研究の進展状況に応じて、報告者の自由に任せているので、現在のところは、クロノロジカルルでもなく、分野毎にまとめて発表するという体系的は判例研究の実を挙げるには至っていない。しかし、1964年以降の国際司法裁判所の判例を集中的に取り上げて共同研究・討議を行なっているために、国際司法裁判所の判例を通じての、1960年半ば以降の現代国際法の動向をヴィヴィドル把握することができ、会員一同に大変良い刺激を与えており、優れた成果にまとまるものと期待できる。

報告者は、事件順に東寿太郎、尾崎重義、松田幹夫、波多野里望、横田洋三、広部和也、関野昭一である。今年度の場合、判決文が長大で複雑な事件が多かったため、一事件を1人が2月にまたがって報告を担当することが2回ほどあった。各月の研究報告には熱心な質疑と厳しい批評と共同討議がなされ大幅な書き直しが求められた。現時点では各研究報告の完成度には相当な幅があることが認められるが、平成5年度には既に報告済みの16事件の報告について完成原稿化を進めるとともに、まだ研究会で取り上げられていない事件の研究報告を精力的に進めることとした。1992年から93年にかけて新たに国際司法裁判所に付託された事件も相当数あるので、それらについても判決や勧告的意見が出されるたびに取り上げて報告と共同討議を行うこととする。そして、1994又は95年には文部省の刊行費助成金を得て、1964年以降30年間の国際司法裁判所の判例に関する総合的な共同研究の成果を公刊すべく、平成5年度以降も密度の濃い共同研究を推進していく予定である。(平成5年度科研費補助金を継続して申請中である。)
多軸応力下にある鋼橋梁部材交差部の応力性状と疲労強度

鋼橋部材の疲労強度は、溶接継手部を単純な形状にモデル化した試験体に直応力を繰返し作用させた疲労試験の結果を基に求められている。しかし、鋼橋内において疲労損傷事例が報告され、また疲労設計上の弱点となるI断面プレートガーダー橋の主桁ウェブ・横桁フランジ交差部では、主桁の面内曲げに起因する主桁ウェブ応力に加えて、横桁の荷重分配作用による横桁ラランジ応力が作用する2軸応力場となる。さらに、主桁ウェブでは、荷重の位置によりせん断応力の方向が反転し、主応力方向が変化するという特徴もある。当研究では、2軸応力と主応力の変化を考慮した主桁・横桁交差部の疲労強度評価方法を構築することを目的としている。本研究で行った項目、それらの内容は以下のとおりである。1.支間30m・鋼I断面合成桁形式(主桁本数:4)の2車線道路橋を対象とした応力解析を行い、交差部の応力性状を明らかにした。2.研究を遂行する上で不可欠な2軸荷重疲労試験機の開発経緯とその使用上の注意を示した。3.主桁ウェブ溶接部の疲労強度に対する2軸荷重の影響について検討することを目的として、2.で構築した試験システムを利用した2軸疲労試験を行った結果を示した。4.横桁フランジが主桁ウェブに接合された溶接継手部のモデル化による継手形状の違いが疲労強度に及ぼす影響について、疲労試験と有限要素応力解析を行うことにより検討した結果を示した。5.横絎フランジ溶接部の疲労強度に対する2軸荷重の影響について検討した結果を示した。6.主桁ウェブ溶接部の疲労強度に対する主応力方向変化の影響を明らかにする目的で、2軸疲労試験を行った結果が述べた。そして、主応力方向の変化の影響は亀裂発生位置での最大主応力とその方向の最小応力の差で評価できることを示した。7.これまで確立することが困難とされてきた主桁・横桁交差部の疲労強度評価方法を提案し、それを用いた疲労照査例を示した。鋼橋梁部材交差部の疲労強度は、交差する部材に生じる応力の影響を無視して1軸状態の疲労試験から求められることが多い。しかし、鋼橋梁の疲労損傷が生じた部分は多軸応力状態にある場合が多く、今後数多くの鋼橋の疲労に対する安全性を確保するためには、多軸応力下の部材接合部の疲労強度を明らかにするとともに、その評価方法を確立する必要がある。今年度の主たる成果は以下の2点である。純粋な2軸応力場と任意の多軸応力場を再現できる疲労試験システムを開発し、このシステムを利用して、版桁橋の主桁・横桁交差部をモデル化した試験体の疲労試験を行い、2軸応力を受ける場合の疲労強度について検討した。その結果、2軸応力状態で疲労寿命は大幅に減少することが明らかとなった。その原因は横桁に作用する応力によって主桁ウェブの応力が増加することと、応力の2軸性に原因がある。このことを応力測定試験と有限要素応力解析から確かめた。主桁・横桁交差部の応力性状を明らかにする目的で、実橋梁を対象とした有限要素応力解析を行った。さらに、応力解析結果を利用した主桁・横桁交差部の疲労寿命評価を行った。解析対象は支間30m・鋼I断面合成桁形式(主桁本数:4)の2車線道路橋である。そして、以下の結果を得た。横桁下フランジが交差する中桁ウェブには、2軸応力の影響で高い応力集中が生じる。

横桁下フランジに生じる応力は、主桁ウェブに生じる応力の-0.31.5倍の範囲にある。応力解析結果と疲労設計指針を利用して、2軸応力の影響を考慮した交差部の疲労照査法を示した。鋼橋部材の疲労強度は、溶接継手部を単純な形状にモデル化した試験体に直応力を繰返し作用させた疲労試験の結果を基に求められている。しかし、鋼橋内において疲労損傷事例が報告され、また疲労設計上の弱点となるI断面プレートガーダー橋の主桁ウェブ・横桁フランジ交差部では、主桁の面内曲げに起因する主桁ウェブ応力に加えて、横桁の荷重分配作用による横桁フランジ応力が作用する2軸応力場となる。さらに、主桁ウェブでは、荷重の位置によりせん断応力の方向が反転し、主応力方向が変化するという特徴もある。当研究では、2軸応力と主応力の変化を考慮した主桁・横桁交差部の疲労強度評価方法を構築することを目的としている。本年度行った研究の内容は以下のとおりである。(1)横桁フランジが主桁ウェブに接合された溶接継手部のモデル化による継手形状の違いが疲労強度に及ぼす影響について、疲労試験と有限要素応力解析を行うことにより検討した。その結果、横桁フランジ端部のコーナーが丸みを帯び、この部分の止端部曲率半径が他の溶接部よりも大きいために、モデル試験体と十字継手試験体の応力集中係数と疲労強度に顕著な差は生じないことを明らかとした。(2)横桁フランジ溶接部の疲労強度に対する2軸荷重の影響について検討し、その影響は主桁ウェブ溶接部よりも大きいこと、この原因が主桁ウェブ応力による横桁フランジ溶接部近傍の応力の増加と応力の2軸性にあることを示した。(3)主桁ウェブ溶接部の疲労強度に対する主応力方向変化の影響を明らかにする目的で、2軸疲労試験を行った結果が述べた。そして、主応力方向の変化の影響は亀裂発生位置での最大主応力とその方向の最小応力の差で評価できることを示した。(4)これまで確立することが困難とされてきた主桁・横桁交差部の疲労強度評価方法が提案し、それを用いた疲労照査例を示した。
マウス内耳における時空間的遺伝子発現ダイナミクスに関する研究

先天性難聴は新生児1,000人に1人に認められる比較的頻度の高い障害であり、その原因のうち約5060%に遺伝子が関与することが示唆されている。現在までに難聴の原因として約100種類以上の遺伝子が同定されており、原因遺伝子変異の種類により、難聴の程度、難聴の型、進行性などが異なっていることが知られている。興味深いこととして、遺伝性難聴の原因遺伝子の中には、特徴的な聴力型を示す原因遺伝子が知られている(WFS1遺伝子:低音障害型、TECTA遺伝子:皿型、KCNQ4遺伝子:高音障害型)。これらの遺伝子変異による難聴は、特定の高さの音刺激の受容が障害されることにより生じると考えられるため、蝸牛の基底回転、中回転、頂回転と回転別に異なる遺伝子が発現して聴覚機能を維持していることが示唆される。平成30年度は、前年度までの研究を継続して行い、8週齢の近交系マウス(C57BL/6)より蝸牛膜迷路を摘出し、得られた蝸牛膜迷路を頂回転、中回転、基底回転の回転別に分割し、Total RNAの抽出を行った。得られたRNAの品質チェックを行ったのちに、次世代シークエンサーを用いてRNA解析を行い、回転別の遺伝子発現パターンおよびAlternative Splicingに関して詳細に検討を行った。さらに、得られたcDNAを用いてLong Read型次世代シークエンサーを用いてAlternative Spricing Variantを直接確認した。その結果、回転別に特徴的な発現を示す遺伝子、および回転別に異なるalternative splicing variantを有する遺伝子群を見出すとともに、従来知られていなかった新規のalternative splicing variantを同定することができた。当初の計画通り、マウス内耳の回転別にRAN抽出を行い次世代シークエンス解析をおこなうことができた。また、近年登場したLong Read型のシークエンサーを用いたRNA解析を実施した。次年度は研究最終年度であるため、本年度までの研究成果の確認実験を行うとともに、今までの研究成果を取りまとめて論文として報告する予定である。特に、本研究により有毛細胞特異的に発現することが明らかになった遺伝子は有力な新規原因遺伝子の候補であると言える。そこで、これら特異的に発現の認められる遺伝子に関して、信州大学医学部耳鼻咽喉科の管理する日本人難聴DNAデータベースのうち、既知原因遺伝子のスクリーニング検査を実施しても原因確定に至らなかった症例にを対象に、遺伝子解析を行い新規難聴原因遺伝子を明らかにする。また、見出された変異に関しては、臨床像に関して詳細に検討を行い、聴覚維持のメカニズムの理解、難聴発症のメカニズムを解明する上でも非常に重要な基盤情報が得られ難聴発症のメカニズムや推定病態から予測される臨床像との関連に関して検討を行うことが可能となると考えられる。現在までに難聴の原因として80種類以上の遺伝子が同定されており、原因遺伝子変異の種類により、難聴の程度、難聴の型、進行性などが異なっていることが知られている。平成29年度は、マウス内耳における時空間的遺伝子発現ダイナミクスを明らかにすることを目的に8週齢の近交系マウス(C57BL/6)より蝸牛膜迷路を摘出し、得られた蝸牛膜迷路を頂回転、中回転、基底回転の回転別に分割し、Total RNAの抽出を行った。その結果、回転別に特徴的な発現を示す遺伝子、および回転別に異なるalternative splicing variantを有する遺伝子群を見いだすことができた。現在、これら見出された遺伝子の発現量の確認を定量的PCR法により実施中である。

平成30年度は、前年度までの研究を継続して行い、8週齢の近交系マウス(C57BL/6)より蝸牛膜迷路を摘出し、得られた蝸牛膜迷路を頂回転、中回転、基底回転の回転別に分割し、Total RNAの抽出を行った。得られたRNAの品質チェックを行ったのちに、次世代シークエンサーを用いてRNA解析を行い、回転別の遺伝子発現パターンおよびAlternative Splicingに関して詳細に検討を行った。さらに、得られたcDNAを用いてLong Read型次世代シークエンサーを用いてAlternative Spricing Variantを直接確認した。その結果、回転別に特徴的な発現を示す遺伝子、および回転別に異なるalternative splicing variantを有する遺伝子群を見出すとともに、従来知られていなかった新規のalternative splicing variantを同定することができた。当初の計画通り、マウス内耳の回転別にRAN抽出を行い次世代シークエンス解析をおこなうことができた。また、近年登場したLong Read型のシークエンサーを用いたRNA解析を実施した。現在までに難聴の原因遺伝子として知られる遺伝子の多くは有毛細胞に特異的に発現が認められる遺伝子であることより、平成29年度までの研究により有毛細胞特異的に発現することが明らかになった遺伝子は有力な新規原因遺伝子の候補であると言える。そこで、平成30年度以降は、有毛細胞に特異的に発現の認められる遺伝子に関して、信州大学医学部耳鼻咽喉科の管理する日本人難聴DNAデータベース(6500例)のうち、既知原因遺伝子のスクリーニング検査を実施しても原因確定に至らなかった症例に対して、候補遺伝子解析を行い、新規難聴原因遺伝子を明らかにする。また、見出された変異に関しては、臨床像に関して詳細に検討を行う。また、それら症例の難聴の原因変異を明らかにし、その臨床像を明らかにすることにより、聴覚維持のメカニズムの理解、難聴発症のメカニズムを解明する上でも非常に重要な基盤情報が得られ難聴発症のメカニズムや推定病態から予測される臨床像との関連に関して検討を行うことが可能となると考えられる。次年度は研究最終年度であるため、本年度までの研究成果の確認実験を行うとともに、今までの研究成果を取りまとめて論文として報告する予定である。特に、本研究により有毛細胞特異的に発現することが明らかになった遺伝子は有力な新規原因遺伝子の候補であると言える。そこで、これら特異的に発現の認められる遺伝子に関して、信州大学医学部耳鼻咽喉科の管理する日本人難聴DNAデータベースのうち、既知原因遺伝子のスクリーニング検査を実施しても原因確定に至らなかった症例にを対象に、遺伝子解析を行い新規難聴原因遺伝子を明らかにする。また、見出された変異に関しては、臨床像に関して詳細に検討を行い、聴覚維持のメカニズムの理解、難聴発症のメカニズムを解明する上でも非常に重要な基盤情報が得られ難聴発症のメカニズムや推定病態から予測される臨床像との関連に関して検討を行うことが可能となると考えられる。
蒸気爆発を応用した急冷凝固法による金属微粒子の生成に関する研究

本研究は、超急速熱移動現象である蒸気爆発を応用し、アモルファス(非晶質)金属を含む急冷金属微粒子の製造を行うための基礎研究である。平成13年度は、前年度に引き続き蒸気爆発発生位置が両液体の温度条件によって変化する特性を利用し、低温液体内に高温部と低温部を任意に作ることによりこの爆発発生位置の制御及び、圧力波の測定による分類を試みた。実験では、高温融体として溶融スズ、溶融鉛、溶融亜鉛、低温液体として水を使用した。その結果、溶融スズと溶融鉛を用いた実験では、この低温液体中に設けた温度急変域を通過した直後に自発的に蒸気爆発が発生することが確認された。特に、水面下10cmより深い位置に温度急変域を設定することにより均一水温の条件に比べてほぼ一様な粒度分布となることが分かった。爆発で得られた微粒子径は、溶融スズの方が溶融鉛より小さいことがわかった。この爆発位置による粒子径の変化は水深80cmについても大きな違いはないことが示された。一方、水温が均一条件でかつ、自由液面近傍で蒸気爆発が発生する場合には完全な微粒化が生じる前に自由液面との干渉で空気巻き込みが生じて微小粒子が得られにくいことが解明された。また、爆発発生時の高速カメラによる様相観察と圧力測定によると、溶融金属の微粒化は圧力波形の第一ピークと第二ピーク間で特に進行していることが明らかとなった。この圧力ピーク間の時間は、深い水深で発生するときには一定値に漸近する傾向がみられた。蒸気爆発後に得られた粒子の形状として、溶融スズ、溶融鉛いずれについても複雑に入り組んだ形状(フレーク状)で凝固していることが判明した。本研究は、超急速熱移動現象である蒸気爆発を応用し、アモルファス金属などを含む金属微粒子の製造の可能性を調べるための基礎研究である。平成12年度は、通常の自発的蒸気爆発における蒸気爆発発生位置が両液体の温度条件によって変化する特性を利用し、低温液体内に高温部と低温部を任意に作ることによりこの爆発発生位置の制御を試みた。実験では、高温融体として溶融スズ、鉛、亜鉛、低温液体として水を使用した。低温液体中に高温部と低温部を作る方法として、容器上部にヒータを設置することで容器上部を高温(90°C)以上に設定し、容器下部を低温(2040°C)にすることで水中に温度急変域を設けた。その結果、溶融スズと鉛を用いた実験では、この温度急変域を通過した直後に自発的に蒸気爆発が発生することが確認された。また実験条件のスズ温度範囲(450°C600°C)では、初期スズ温度によらず平均粒径が500μm程度のほぼ一定の値になることが明らかとなった。ただし、低温液体中に温度急変域を設ける本手法においても溶融亜鉛では蒸気爆発は発生しなかった。両液体の界面近傍の様相観察も併せて行うことにより、爆発の直前に自発核生成によると見られる気泡ができることが分かった。
空調用高性能熱交換器開発のための微細流路内相変化熱伝達と伝熱促進メカニズムの解明

内径あるいは一辺が1mm程度の微細流路を有する円管と矩形管および三角形管を対象に,冷媒R410AとR32を用いて,垂直上昇と下降および水平流における気液二相流動様相の観察および沸騰熱伝達と圧力損失に関する実験を行い,以下の結果を得た.1.微細流路内の流動様相や沸騰熱伝達および圧力損失に及ぼす流路形状や流動方向の影響,つまり表面張力や重力の影響は,全般に,質量速度が100kg/(m^2-s)以下の低流量で現れた.2.可視化ガラス管を加熱して沸騰熱伝達試験に近い条件で管内冷媒の様子を観察したことで,流路形状によらず垂直流よりも水平流の熱伝達が,流動方向によらず円管よりも非円形管の熱伝達が良好になる伝熱メカニズムを明らかにした.3.微細流路内断熱気液二相流の観察結果をもとに,気液各相のWe数で整理されたChenらの流動様式線図を低流量へ拡張し,円形,矩形,および三角形流路の垂直上昇流と下降流さらに水平流に適用可能な新たな5つの流動様式線図を作成した.4.予定していた実験計画が早期に終了したため,これまでの研究で使用してきた冷媒R410Aよりも地球温暖化係数が小さく今後使用が予想されるR32を用いて水平流の実験を行った.R32とR410Aを比較すると,熱伝達率は全般にR32の方が高く,また圧力損失については,ともにスラグ流が観察される領域で同等,それ以外の流動様式ではR32の方が大きくなることがわかった.以上の成果は,雑誌論文として4編が掲載, 1編が投稿中で,空調用熱交換器の高性能化,コンパクト化に大いに貢献するものと期待できる.(抄録なし)空調分野は近年のエネルギー需要の中でも大きな割合を占めており,そのエネルギー削減のためには,空調機の高効率化,特に主要要素機器である熱交換器の高性能化を図る必要がある.その一つの方法として,扁平多穴管など従来よりもかなり小さい,水力直径1mm程度の微細流路を用いる熱交換器の開発が進められている.本研究では,内径または一辺が1mm程度の円形,矩形,三角形の流路を有する微細流路伝熱管内を垂直上昇・下降および水平に流れる際の,沸騰熱伝達と圧力損失の特性を,実験を中心とした調査を行っている.また,ほぼ同じ水力直径と形状を有するガラス管と,高速度カメラを用いて管内を流れる冷媒の可視化実験を行うことで,流路形状や流動方向が,熱伝達と圧力損失に及ぼす影響についてメカニズムの検討を行っている.平成24年度には以下の成果を得た.1.円形,矩形および三角形の流路形状を有するガラス管内を,垂直(円形・矩形・三角形)および水平(円形・矩形)に流れる際の断熱気液二相流動様相の観察を行い,流動様相に及ぼす流路形状や流動方向の影響を検討した.その結果,質量速度200kg/(m^2・s)以上の高流量では流動様相に及ぼす流路形状や流動方向の影響はみられず,質量速度100kg/(m^2・s)以下の低流量で流路形状や流動方向の影響がみられることを明らかにした.さらに,従来の流動様式判別線図を微細流路に適用するのには問題があることを明らかにし,流量やクオリティまた流路形状,流動方向の影響を良く判別する,微細流路に適用可能な流動様式線図を新たに作成した.2.矩形と三角形流路内垂直流,および円形と矩形流路内水平流の,スラグ流域における加熱時における可視化実験を行った。その結果,非円形管では辺中央部に,水平流では管頂側に,蒸発のしやすい薄い液膜が存在することを検証し,非円形伝熱管や水平流に配置された伝熱管における非常に良好な熱伝達メカニズムを明らかにした.内径あるいは一辺が1mm程度の微細流路を有する円管と矩形管および三角形管を対象に,冷媒R410AとR32を用いて,垂直上昇と下降および水平流における気液二相流動様相の観察および沸騰熱伝達と圧力損失に関する実験を行い,以下の結果を得た.1.微細流路内の流動様相や沸騰熱伝達および圧力損失に及ぼす流路形状や流動方向の影響,つまり表面張力や重力の影響は,全般に,質量速度が100kg/(m^2-s)以下の低流量で現れた.2.可視化ガラス管を加熱して沸騰熱伝達試験に近い条件で管内冷媒の様子を観察したことで,流路形状によらず垂直流よりも水平流の熱伝達が,流動方向によらず円管よりも非円形管の熱伝達が良好になる伝熱メカニズムを明らかにした.3.微細流路内断熱気液二相流の観察結果をもとに,気液各相のWe数で整理されたChenらの流動様式線図を低流量へ拡張し,円形,矩形,および三角形流路の垂直上昇流と下降流さらに水平流に適用可能な新たな5つの流動様式線図を作成した.4.予定していた実験計画が早期に終了したため,これまでの研究で使用してきた冷媒R410Aよりも地球温暖化係数が小さく今後使用が予想されるR32を用いて水平流の実験を行った.

R32とR410Aを比較すると,熱伝達率は全般にR32の方が高く,また圧力損失については,ともにスラグ流が観察される領域で同等,それ以外の流動様式ではR32の方が大きくなることがわかった.以上の成果は,雑誌論文として4編が掲載, 1編が投稿中で,空調用熱交換器の高性能化,コンパクト化に大いに貢献するものと期待できる.これまで実施してきた熱伝達実験において,非円形の流路を有する伝熱管や水平に配置した伝熱管は,良好な熱伝達を示す事が明らかになっていたが,その伝熱メカニズムを可視化実験を行うことで明らかにし,本研究の大きな目的の一つを解決したため.圧力損失についても,流路形状や流動方向の影響がみられるため,圧力損失のメカニズムについて明らかにする.また,水平流の沸騰熱伝達整理式を作成する.(抄録なし)
慢性腎臓病感染症発症における口腔内細菌叢からの理解

本邦の慢性腎臓病(CKD)患者は年々増加し,その死亡率の高さや透析による医療費の高騰が社会問題になっている.そして,透析患者の主要な死亡原因(第2位)が感染症であり,その一端として透析患者の血管確保のために設けられるシャント感染の合併症が挙げられている.申請者はこれまでに,口腔内の悪環境が透析シャントの感染の原因と推測し研究を進め,口腔内細菌叢と感染シャント細菌叢が類似すること,口腔内特異的な細菌叢が感染シャント部に存在することを明らかにしてきた.そこで,本申請研究ではこれまでの研究成果を基盤に,シャント感染の起因菌を同定し,口腔内細菌のシャント感染経路を明らかにすると共に,透析患者の栄養状態と密接に関連する咀嚼機能や,遠隔感染源としての歯周疾患等の口腔内環境が,本疾患の病態悪化や感染症発症とどのように関連するかを明らかにすることを目的としている.2018年度は,新たな感染者のサンプリングを行うために倫理関係の準備を進めてきた.また,これまで解析を行った患者の残存歯,歯周状態等の口腔内状態と感染状況,感染シャントの細菌叢の関係を明らかにするため,患者データをまとめ,クラスター解析を行った.そして,口腔内環境の悪化と関連がありそうな細菌叢をいくつか抽出した.2019年度は抽出された細菌叢の詳細を検証すると共に,新たな感染者のサンプリングを行い,感染経路の同定も含め解析を進める予定である.本研究の発展は,CKD患者や透析患者における歯科治療の重要性を提唱し,彼らの生命予後やQOLの改善に強く貢献できる.サンプリングにも問題なく、ほぼ順調に研究は進んでいる.今後は、研究を継続して行い,透析患者の栄養状態と密接に関連する咀嚼機能や,遠隔感染源としての歯周疾患等の口腔内環境が,本疾患の病態悪化や感染症発症とどのように関連するかを明らかにする.本邦の慢性腎臓病(CKD)患者は年々増加し,その死亡率の高さや透析による医療費の高騰が社会問題になっている.そして,透析患者の主要な死亡原因(第2位)が感染症であり,その一端として透析患者の血管確保のために設けられるシャント感染の合併症が挙げられている.申請者はこれまでに,口腔内の悪環境が透析シャントの感染の原因と推測し研究を進め,口腔内細菌叢と感染シャント細菌叢が類似すること,口腔内特異的な細菌叢が感染シャント部に存在することを明らかにしてきた.そこで,本申請研究ではこれまでの研究成果を基盤に,シャント感染の起因菌を同定し,口腔内細菌のシャント感染経路を明らかにすると共に,透析患者の栄養状態と密接に関連する咀嚼機能や,遠隔感染源としての歯周疾患等の口腔内環境が,本疾患の病態悪化や感染症発症とどのように関連するかを明らかにすることを目的としている.2018年度は,新たな感染者のサンプリングを行うために倫理関係の準備を進めてきた.また,これまで解析を行った患者の残存歯,歯周状態等の口腔内状態と感染状況,感染シャントの細菌叢の関係を明らかにするため,患者データをまとめ,クラスター解析を行った.そして,口腔内環境の悪化と関連がありそうな細菌叢をいくつか抽出した.2019年度は抽出された細菌叢の詳細を検証すると共に,新たな感染者のサンプリングを行い,感染経路の同定も含め解析を進める予定である.本研究の発展は,CKD患者や透析患者における歯科治療の重要性を提唱し,彼らの生命予後やQOLの改善に強く貢献できる.サンプリングにも問題なく、ほぼ順調に研究は進んでいる.今後は、研究を継続して行い,透析患者の栄養状態と密接に関連する咀嚼機能や,遠隔感染源としての歯周疾患等の口腔内環境が,本疾患の病態悪化や感染症発症とどのように関連するかを明らかにする.サンプル回収後のデータ解析を外部発注で行っているため,解析が遅れたためと思われる.また今後は回収後速やかに解析を依頼するように努める.