hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体・環境モニタリングのための微分分光画像化システム

さらに、差分前の二つの画像の取得に時間差が無くなったため、対象物体の移動に伴う偽の差分情報が画像に現れることが無く、動きのある対象物や、時間的にスペクトルが変化する対象物についても特徴抽出が可能となった。このように改良を加えた撮像系に、可視および赤外のカメラを装着して波長変調画像の撮像を行った。生体モニタリングとして、人体の血液中のヘモグロビンの酸化・還元について画像化を試みた。酸素と結びついた酸化ヘモグロビンは540nmと580nm付近に吸収ピークを持ち560nm付近では吸収率が小さい。酸素を放出した還元ヘモグロビンは550nm付近に吸収ピークを持つ。また両ヘモグロビンとも500nm付近では吸収率がほぼ同一で小さい。そこで、500nm付近に透過ピークを持つ干渉フィルタと550nm付近に透過ピークを持つ干渉フィルタを用いて両フィルタ透過画像の差分を取ることにより、酸化ヘモグロビンの影響を受けずに還元ヘモグロビンの画像化が可能となる。撮影対象としては人間の手の甲を選んだ。手首部分を圧迫することにより静脈血の還流を妨げ、時間とともに手の甲の表面近くの毛細血管に静脈血が滞留する様子をリアルタイムで観測し、動画として記録した。今後この画像計測と平行して血液の状態を測定して画像情報を定量化することができれば、非接触で特殊な光源等も用いることなくカメラによる撮影のみで患者の酸素飽和度等をモニタするシステムが実現可能になると考えられる。
モデル解析と遺伝子改変による腫瘍標的化バクテリアDDSの構築

バクテリアは遺伝子改変により、制御された遺伝子発現が可能であるほか潜在的に腫瘍移行性および腫瘍内での増殖能を有しており、新規がん治療法として有望である。ただし、その機能や代謝、全身あるいは腫瘍内における動態は未だ明らかでない部分が多い。本研究では遺伝子改変により、腫瘍組織特異的かつ持続的な遺伝子発現が可能なバクテリアマシンを開発するとともに、標的でありバクテリア増殖の場でもある腫瘍組織そのものの特性も同時に解析することでバクテリアの機能発現に適した腫瘍内環境を探り、臨床で通用する新規バクテリア療法の構築を行うバクテリアは遺伝子改変により、制御された遺伝子発現が可能であるほか潜在的に腫瘍移行性および腫瘍内での増殖能を有しており、新規がん治療法として有望である。本研究では遺伝子改変により、腫瘍組織特異的かつ持続的な遺伝子発現が可能なバクテリアマシンを開発するとともに、標的でありバクテリア増殖の場でもある腫瘍組織そのものの特性も同時に解析することでバクテリアの機能発現に適した腫瘍内環境を探り、臨床で通用する新規バクテリア療法の構築を行う
導電性織物を用いた柔らかい構造をもつウェアラブルアンテナの開発

導電性の繊維を含んだ織物を使って、形状を変えられる柔らかい構造の高周波アンテナを設計・作製し、曲げた場合の特性を測定・解析した。そして設計の計算時間を短縮できる等価回路モデルを示すとともに、アンテナを曲げた場合の問題点を示し、その原因、解決策について検討した。また、身体あるいは物体の近傍に置いて使用しても特性の変化が少ないアンテナを提案した。得られた成果は、ウェアラブルアンテナの新たな一つの可能性を与えるものであり、これまでに使われているウェアラブル機器がさらに広く使用されるようになるために有用なものである。導電性織物を使った柔らかい構造のアンテナとして、キャビティ付きスロットアンテナを取り扱い、設計・作製・測定を行った。このアンテナは本研究課題に取り組む以前より取り扱っているもので、基本的な特性については把握できているものの、曲げに対する詳細な特性の変化、給電線の設計等に関してなど、明らかにするべき点は多く残されていた。まずアンテナへの給電線路をより柔らかい素材で構成するため、給電のためのマイクロストリップ線路の基板としてポリエステル製の織物を使ったものを作製した。その結果、従来のフィルム状PTFEを素材に用いる場合に比べて、平面状から球面状に沿って曲げた際の特性の変化が軽減され、柔らかいアンテナへの給電線路として適していることが判った。次に、等価回路モデルに関する検討を行った。非接触給電を行っている本アンテナの給電線路位置ならびに形状に関して、従来、3次元電磁界解析によって計算していたが、本研究においては2013年に提案した簡易な等価回路モデルをさらに精度の高いものとし、また、複素インピーダンスをもつ回路との整合を取る応用例を提示し、その有用性を示した。また、キャビティ付きスロットアンテナのキャビティの変形に関する検討を行った。アンテナを曲げた際に、キャビティが球面に沿って単純に曲がる場合と変形を伴って曲がる場合とを比較した。変形はキャビティの中心部が厚くなること、ならびに底面に織物の伸縮が起きることをモデル化し、シミュレーション計算により特性の変化を示した。放射特性については測定結果におけるような放射パターンの変化を説明できなかったが、反射特性における周波数シフトについては、単純なモデルよりも新しく提案した変形モデルのほうが測定における変化を説明できるものであった。前年度に給電線路の基板としてポリエステル製織物を使い、従来のフィルム状PTFEを素材に用いる場合に比べて、球面状に曲げた際の特性の変化を軽減した。本年度は基板をアンテナに縫い付けることで曲げた際の給電線の位置ずれやキャビティの変形を軽減することを試み、その効果を確認できた。これによって柔らかい構造のアンテナとしての特性は向上した。前年度までに、キャビティ付きスロットアンテナにおいて非接触給電を行っている給電線路とアンテナとの電磁結合を電磁界解析により計算して相互インダクタンスを求めたが、さらに本年度は給電線上の電流分布が一様でないことを考慮に入れた計算を行って相互インダクタンスを求め、一様電流分布の場合と比較を行った。結果として大きな差異は見られず、簡単な電流分布を仮定しても等価回路モデルは求められることがわかった。また、スロット部の等価回路において、放射分を線路の減衰定数で表すのではなく集中定数素子として表現し、それによってさらに等価回路の結果と3次元電磁界解析による結果とが近くなり、精度が上がった。アンテナ設計における繰り返し計算の部分を簡単な等価回路で行えることは全体の計算時間短縮に大きな効果がある。アンテナを身体、あるいは種々の物品に取り付けたとき、それらが障害物となってアンテナの特性が変化する。本研究では水分を多く含む人体や野菜、果実を念頭に置き、水を近傍に置いても影響の少ないアンテナを設計・試作・測定した。小型の2重円筒状の磁界型アンテナで、まずは織物でなく通常の金属を使い、920MHz帯のものを試作した。広くRFIDタグに使用されているダイポール型のアンテナと比べて近傍の水の影響が少ないことを数値計算及び実験により示すことができた。アンテナの電磁波放射特性、ならびに給電線路との整合に関して、アンテナを曲げた場合の特性変化を明らかにすることは本研究の目的の一つであった。いくつかの曲げのパターンに対して特性変化を求めて整理することを当初は予定していたが、曲げた際に動作周波数が大きく変化することは重大な欠点になりうるので、まず、その対策を行うことを優先した。実績の概要に述べたように、給電線路に改良を加えることによって特性変化は軽減できており、この点については順調に進展している。給電線路を含めた等価回路を構築し、簡略で計算時間の短い設計に役立てることも本研究の目的であった。動作周波数や整合回路パラメータの決定に際し、実績の概要で述べたように等価回路による計算結果と3次元電磁界解析シミュレーションによる結果との差がこれまでよりも小さくなり、すなわち簡単な計算で同等の結果が得られるようになった。等価回路を得るために3次元電磁界解析は不可欠なのであるが、設計に必要な全体としての計算量は大幅に軽減することができ、この点に関しては予定通りの進捗である。水分を多く含む物体の近傍にアンテナがある場合の特性については、まずは柔らかい構造であることに捉われず、試作アンテナとしては銅板を使った。アンテナの特性としては水の影響が通常のアンテナより少ないものが得られたので、この点に関しては順調に進んでいる。

前年度までの解析によって、アンテナの曲げによる動作周波数帯の変化は主にキャビティの変形によるものであることは推測できていた。どのようなメカニズムで影響を及ぼしているかは解明できなかったが、この曲げに対する影響を小さくするためにまずはスロット線路をメアンダ状に変え、キャビティ上面における面積を小さくすることでキャビティ自体を小型化することを試みた。メアンダの形を調整することとキャビティ高さを小さくすることで、アンテナのサイズを約0.3倍にまで小型化できた。また、同じく曲げに対する影響を小さくするため、キャビティをこれまでの直方体から円筒形に変え、その円筒形を半分に切った形のものを使うことで小型化を図った。その結果できた半円筒形キャビティ付きスロットアンテナは従来のものよりも曲げた際の動作周波数帯の遷移が小さく、また放射パターンも変形が小さくなった。また、半円筒をさらに半分にした1/4円筒形のキャビティ付きスロットアンテナを試作して、特性測定を行った。これは導電性織物ではなく金属シートを使用して試作したものであり、スロット部が直角に曲がりV字形になったものであるが、920MHz帯において直線偏波を放射し、これまでと同様の放射パターンが得られることが確認できた。まだ曲げに対する特性は調査しておらず、今後、解析と測定を続ける必要がある。さらに、この920MHz帯において設計したアンテナについてはこれまでのようにマイクロストリップ線路スタブの付いた給電線を使用せずに、RFIDチップを直接付けた上で整合を取るための手法について検討した。導電性の繊維を含んだ織物を使って、形状を変えられる柔らかい構造の高周波アンテナを設計・作製し、曲げた場合の特性を測定・解析した。そして設計の計算時間を短縮できる等価回路モデルを示すとともに、アンテナを曲げた場合の問題点を示し、その原因、解決策について検討した。また、身体あるいは物体の近傍に置いて使用しても特性の変化が少ないアンテナを提案した。得られた成果は、ウェアラブルアンテナの新たな一つの可能性を与えるものであり、これまでに使われているウェアラブル機器がさらに広く使用されるようになるために有用なものである。アンテナの電磁波放射特性、ならびに給電線路との整合に関して、アンテナを曲げた場合の特性変化を明らかにすることは本研究の目的の一つであった。給電線路として従来のような樹脂フィルムを基板とする線路の代わりに、アンテナ本体と同様に織物を使うことにより、より曲げやすいものを作ることができた。それによる整合特性の変化が懸念されたが、却って整合範囲の広いものが得られ、帯域においても改善することができた。また、曲げた際の特性変化をシミュレーションにより計算できることは設計において重要であるが、実験においては曲げによって動作周波数が低くなるのに対し、単純な曲げのモデルによるシミュレーションでは高くなっていた。本研究で提案した変形を含む曲げのモデルにより、計算において定性的な一致を見た。
骨吸収亢進時の高Ca^<2+>イオン濃度における歯槽骨由来骨芽細胞の動態

若年齢者(24歳以下)と高年齢者(55歳以上)の歯槽骨片から外生した骨芽細胞様細胞を23代継代培養して用いた。細胞をCa^<2+>で刺激する際の培養液は,10%FBSを含むα-MEMに終末濃度で1.8,2.5,5および10mMになるようにCaCl_2を添加して調製した。細胞外matrix成分(I型コラーゲン(COL-I),骨シアロタンパク質(BSP),オステオカルシン(OC),オステオネクチン(ON)),MMPs,TIMPs,破骨細胞分化因子(ODF)および破骨細胞形成抑制因子(OCIF)の遺伝子発現は,定量的RT-PCR法によって調べ,,以下の結果を得た。1.対数的な細胞増殖は,低Ca^<2+>濃度(1.8および2.5mM)では認められたが,高Ca^<2+>濃度(5および10mM)では認められなかった。2.COL-1とON発現は,若・高年齢者ともにCa^<2+>の影響はほとんど認められなかったが,BSPとOC発現は,高Ca^<2+>濃度で増加した。これらの結果から,骨remodelingの骨吸収に伴う局所的なCa^<2+>濃度の上昇は,骨基質の石灰化の際に重要な役割を果たすBSPやOC産生を促進させることが明らかになった。3.MMP-1とMMP-2発現は,若・高年齢者ともにCa^<2+>の影響がほとんど認められず,MMP-13発現は,Ca^<2+>添加の有無に関わらず検出されなかった。これらの結果から,局所的なCa^<2+>濃度の上昇は,コラーゲンを中心とする細胞外matrix成分の分解を担うMMPs産生には,ほとんど影響を及ぼさないことが明らかになった。4.TIMP-1とTIMP-2発現は,若・高年齢者ともにCa^<2+>濃度依存的に増加する傾向が見られ,若年齢者で顕著に認められた。これらの結果から,局所的なCa^<2+>濃度の上昇は,TIMPs産生を促すことによって,骨の細胞外matrix成分の分解を抑制させることが考えられ,この作用は,加齢に伴って低下することが示唆された。5.OCIF発現は,若・高年齢者ともに高Ca^<2+>濃度で強く認められ,若年齢者で顕著であった。一方,ODF発現は検出されなかった。これらの結果から,局所的なCa^<2+>濃度の上昇は,OCIF産生促進を介して破骨細胞形成を抑制していると考えられ,その作用は,加齢に伴って低下することが示唆された。

歯槽骨片は,本学歯科病院に来院した若年齢者(20歳以下)あるいは高年齢者(55歳以上)の外科処置を必要とする患者から外科的に削除したものを用いた。採取した歯槽骨片を酵素溶液で処理後,骨片から外生した歯槽骨由来骨芽細胞をウシ胎児血清(FBS)と抗生物質を含むα-MEM培地で培養し,23代継代培養して実験に用いた。細胞をCa^<2+>イオンで刺激する際の培養液は,10%FBSを含むα-MEMに終末濃度で1.8,2.5,5および10mMになるように塩化カルシウム(Ca^<2+>イオン)を添加して調製した。細胞増殖に及ぼすCa^<2+>イオンの影響を,マイクロプレートに細胞を播種して培養3,5,7,10,14,21および35日目に細胞数を測定して調べた。その結果,若年齢者および高年齢者ともに,低濃度(1.8および2.5mM)のCa^<2+>イオンでは培養3日目から対数的に増加し7日目には定常期に達した。一方,高濃度(5および10mM)のCa^<2+>イオンでは,3日目までは低濃度と同様に増加したが,それ以降はしだいに減少した。アルカリホスファターゼ活性値は,両年齢者ともに低濃度のCa^<2+>イオンでは培養日数に伴ってしだいに上昇し,21日目には最大活性値に達した。一方,高濃度のCa^<2+>イオンでは10日目の5mM添加でわずかに活性値が上昇したが,10mM添加では35日目までほとんどその影響は認められなかった。石灰化物形成は,両年齢者ともに低濃度のCa^<2+>イオン濃度では35日目まで認められなかった。細胞外マトリックス成分の遺伝子発現をmRNAレベルでRT-PCR法によって調べた。なお,発現を調べる際の培養日数は,細胞増殖に及ぼすCa^<2+>イオンの影響を調べた結果を踏まえて3日目までとした。その結果,I型コラーゲンの発現は,両年齢者ともにCa^<2+>イオン濃度依存的に増大し,5mMのCa^<2+>イオンの添加によって最も強く認められた。骨シアロタンパク質およびオステオカルシンの発現は,両年齢者ともに低濃度ではほとんど認められず,高濃度のCa^<2+>イオン濃度で強く認められた。歯槽骨片は,本学歯科病院に来院した若年齢者(24歳以下)および高年齢者(55歳以上)の外科処置を必要とする患者から得た。酵素処理した骨片から外生した骨芽細胞様細胞(歯槽骨細胞)をα-MEM培地で培養し,23代継代培養して本実験に用いた。細胞をCa^<2+>で刺激する際の培養液は,10%FBSを含むα-MEMに終末濃度で1.8,2.5,5および10mMになるように塩化カルシウムを添加して調製した。細胞外matrix成分の分解を担うMMPs(MMP-1,-2,-13),MMPs活性の調節に関わるTIMPs(TIMP-1,-2),破骨細胞の分化を促進するODFおよび分化を間接的に抑制するOCIFの遺伝子発現は,4,8,16,24,48および72時間培養後に定量的RT-PCR法によってmRNAレベルで調べ,以下の結果を得た。1.MMP-1およびMMP-2発現は,若・高年齢者ともにCa^<2+>の影響がほとんど認められず,MMP-13発現は,Ca^<2+>添加の有無に関わらず検出されなかった。これらの結果から,骨remodelingの骨吸収に伴う局所的なCa^<2+>濃度の上昇は,コラーゲンを中心とする骨の細胞外matrix成分の分解を担うMMPs産生には,ほとんど影響を及ぼさないことが明らかになった。2.TIMP-1およびTIMP-2発現は,若・高年齢者ともにCa^<2+>
新規カリックスオリゴピリンの化学の開拓

前年度の研究によって、[26]ヘキサフィリンにおけるメソ位の3-チエニル基と母核ヘキサフィリンの熱的縮環反応と、それに伴って対応する[28]ヘキサフィリンでのメビウス芳香族性の発現が見出されている。この知見に基づいて、種々の置換基を有する縮環[28]ヘキサフィリンの構造と芳香族性について分光学的測定を行い物性を明らかにした。これにより、メビウス芳香族[28]ヘキサフィリンにおける芳香族安定化と構造的不安定化、ヒュッケル反芳香族[28]ヘキサフィリンにおける構造的安定化と反芳香族不安定化が、エネルギー的に拮抗した状態にあるという知見を得た。また縮環[28]ヘキサフィリンに対してパラジウム錯化を行うことで縮環と錯化の両方によるメビウス捻れの固定が芳香族性に及ぼす影響に関する知見を得た。一方、メビウス反芳香族性を志向してメビウス芳香族[28]ヘキサフィリンのパラジウム錯体に対して酸化反応を試みたところ、パラジウムイオンの転移とヘキサフィリンのトポロジー変化を伴ってヒュッケル芳香族[26]ヘキサフィリンのパラジウム錯体が得られることが分かった。この[26]ヘキサフィリンのパラジウム錯体は還元による逆反応を受けてメビウス芳香族[28]ヘキサフィリンのパラジウム錯体を与える。またトリフェニルホスフィンを作用させることで、メビウス芳香族[28]ヘキサフィリンのパラジウム錯体のトリフェニルホスフィン付加体を与える。これをフリーベースの付加体と比較することで、それぞれの電子状態と芳香族性に関する知見を得た。カリックス[3]ジピリンは3つのジピリンユニットが水酸基を有するsp3炭素によって架橋された柔軟な環構造を持つという特異な構造を有し、その高次類縁体として考えられるカリックスオリゴピリンはこれまでに報告されてきた環拡張ポルフィリンとは異なる独自の化学の発展が期待出来る。その選択的かつ効率的な合成法の開発のため、前駆体としてトリピランを用いチエニル基を有するカリックスオリゴピリン合成を試みたところ、通常のヘキサフィリンの生成とそれに続くチエニル基の縮環反応により、非常に興味深い電子系であるメビウス芳香族性を有する化合物が得られた。メビウス芳香族性はその合成の困難さから報告例が少なく、また金属錯体やプロトン化体などの特殊な条件でしか明確な芳香族性を示すものがない。報告者らによって合成されたメビウス芳香族分子は中性・フリーベース・室温で明確なメビウス芳香族性を示す初めての例であり、これからのメビウス芳香族分子の研究において重要なモデル分子となりうる。報告者は第19回基礎有機化学討論会においてこの業績が高く評価されポスター賞を受賞している。報告者が見出した、チエニル基の縮環反応によりヘキサフィリン全体の熱運動を制御するという手法は柔軟な骨格を有する大環状化合物の構造制御に非常に有用である。一方で環外周部の置換基の違いにより生成物が異なり、その全体の電子系が大きな影響を受けるという事実は非常に興味深く、種々の置換基に対して詳細な検討を加えることでカリックスオリゴピリンと通常の環拡張ポルフィリンの化学の橋渡しが可能であると考えられる。前年度に、前駆体としてトリピランを用いチエニル基を有するカリックスオリゴピリン合成を通じて通常のヘキサフィリンの生成とそれに続くチエニル基の縮環反応によりメビウス芳香族化合物が得られることを発見した。今年度はこの分子に関して更に調査を進め、得られた分子が置換基のフリップによりメビウス芳香族性の異性体とヒュッケル反芳香族性の異性体の平衡混合物であることを明らかにした。この知見からメビウス芳香族性の発現に適切なように置換基を最適化し、単一異性体としてメビウス芳香族分子を得ることに成功した。この分子に関して単結晶X線結晶構造解析により構造を明らかにし、各種分光学的測定・計算化学を駆使することでその物性を明らかにした。その結果、この分子は今まで報告されたメビウス芳香族性を示す分子と比較して強い芳香族性を示し、室温・中性・フリーベースという通常の条件下で明確な芳香族性を示す。この成果は高く評価され、一流国際化学誌であるAngewandte.Chemie.International.Editionに掲載され大きなインパクトを与えた。また、ヘキサフィリンの10族金属錯体がメビウス芳香族性を示すことは既に報告しているが、その中でも研にパラジウム錯体において適当な酸化剤を作用させることにより新たな金属炭素結合の生成を伴い平面のヒュッケル芳香族性を示すヘキサフィリンPd錯体の合成に成功した。またこのヘキサフィリンPd錯体の酸化体に対し適当な還元剤を作用させることで、酸化において生成した金属炭素結合の開裂を伴って原料のメビウス芳香族性ヘキサフィリンPd錯体に変換出来ることを見出した。このように配位子の電子状態に伴ってパラジウムイオンが配位環境を変えるというのは非常に珍しく、環拡張ポルフィリン研有の反応であると言える。またこの酸化体は金属イオンの配位に適切な空孔を有しており、これは金属異核錯体の合成に用いることができ非常に興味深い。

これにより、メビウス芳香族[28]ヘキサフィリンにおける芳香族安定化と構造的不安定化、ヒュッケル反芳香族[28]ヘキサフィリンにおける構造的安定化と反芳香族不安定化が、エネルギー的に拮抗した状態にあるという知見を得た。また縮環[28]ヘキサフィリンに対してパラジウム錯化を行うことで縮環と錯化の両方によるメビウス捻れの固定が芳香族性に及ぼす影響に関する知見を得た。一方、メビウス反芳香族性を志向してメビウス芳香族[28]ヘキサフィリンのパラジウム錯体に対して酸化反応を試みたところ、パラジウムイオンの転移とヘキサフィリンのトポロジー変化を伴ってヒュッケル芳香族[26]ヘキサフィリンのパラジウム錯体が得られることが分かった。この[26]ヘキサフィリンのパラジウム錯体は還元による逆反応を受けてメビウス芳香族[28]ヘキサフィリンのパラジウム錯体を与える。またトリフェニルホスフィンを作用させることで、メビウス芳香族[28]ヘキサフィリンのパラジウム錯体のトリフェニルホスフィン付加体を与える。これをフリーベースの付加体と比較することで、それぞれの電子状態と芳香族性に関する知見を得た。
ヒトマクロファージを用いた酸化ステロール不均衡によるNASH発症機序に関する研究

動物NASHモデルで肝発がんを促進すると報告されているdeoxycholic acid (DCA)は、我々の検討ではNASH患者血清中ではむしろ減少傾向にあった。DCAは、一次胆汁酸であるcholic acid (CA)の7α脱水酸化反応の結果生じるが、CAからDCAへの変換はClostridium cluster XIVaの割合と相関があり(Murakami M et al. 2018, 2017年度研究実績に掲載)、肝疾患でこの細菌群が減少しているとする報告を支持するものと考えられた。したがって、DCAが果たしてヒトNASHにおいて肝発がんに影響しているのかどうかを検討する余地があり、動物実験とヒト病態での乖離を示す結果となった。マクロファージでの酸化ステロール代謝に注目するのが本来の研究の目的であったが、マクロファージでの結果を出すに至っていない。ヒトNASH患者血清から得られるデータは動物実験とは異なる。今後ヒトの胆汁酸合成系を持つ実験動物系を構築し、このモデルでの胆汁酸組成の変化や酸化ステロールの変化を検討する。また、マクロファージに関する検討はTHP-1細胞を用いて行うものとする。ウイルス肝炎の制御が可能となった現在、肝疾患診療の中心は脂肪性肝疾患に移りつつある。現在各国で脂肪性肝炎に対する治療法の検討が進められ、P-II, P-IIIレベルの治験がすでに行われている薬剤もある。脂肪性肝疾患患者の血清中の酸化ステロール(OS)の増加から、肝並びにマクロファージでの非酵素的OSの産生並びに異化のバランスが細胞障害や炎症の促進を引き起こすという仮説をたて、まず脂肪性肝疾患患者のマクロファージに着目した。現段階ではヒトからの単球分離、マクロファージへの分化の方法論確立に時間が経過している。すなわち必要な単球の収量が少なく、マクロファージとして十分な検体量を回収することができていない。一方、対象となるNASH及びNAFLD患者については栄養学的な基礎データを蓄積するための一般的な血液検査などが進んでおり、マクロファージ回収の手順が確立できれば必要なデータセットのサンプリングが可能な状態に近づきつつある。マクロファージの調整において、基本的に収量が少ないこと。また、肝マクロファージと循環血中マクロファージの相関を捉える方法が見出せないこと。当初予定していたマクロファージを用いた解析が順調に進んでいないことから、胆汁酸代謝の中間産物としての側面をもつ酸化ステロール、健常者、NAFLD患者、NASH-HCC患者の3者間での胆汁酸分画解析の結果から酸化ステロールとの関連を読み解くことを目的として、胆汁酸代謝に主軸を置いた解析を行った。FGF-19は腸管上皮細胞中のFXRに結合し産生され、門脈から肝細胞に到達、肝細胞のFGFR4-beta klothoシグナリングを介してCYP7A1を抑制する。一方肝細胞癌の中にはFGFR4FGF19シグナリングの活性化している群があることが知られており、独自のautocrine loopを形成して腫瘍細胞自体の増殖を促しているとされる。今回見られたNASH-HCC患者における血清中FGF19の増加が、NASHNAFLDにおける脂質胆汁酸代謝の変調の結果起こることなのか、あるいは発生した肝細胞癌に主として起因するものなのかが不明である。仮にこのFGF19増加が個体の胆汁酸代謝にも影響を及ぼしうる(C4低下に見られるように)ということであれば、これは肝がんの発生に胆汁酸が関与するというよりは、むしろ肝がん発生自体によって胆汁酸代謝が変動するという新しい概念につながる。マクロファージに特化した検討を計画したが、十分なヒト患者からのサンプル採取が難しい。THP-1細胞などを用いた検討にて酸化ステロールの役割を先に検討する。特に非酵素的酸化ステロールの発生が関与する肝発がんについて、胆汁酸代謝を中心に検討する。FGF19FGFR4パスウェイに着目し、胆汁酸分画の変化と同パスウェイの関連について、ヒトサンプル並びに培養細胞を利用して検討する。マクロファージまでの誘導が進まず、患者サンプルの収集に至らず分離用機材の追加注文をしていないため。また、得られたサンプルの酸化ステロールを分析する過程まで至っておらず、LC-MS/MS用の試薬も多く使用していないため。

旅費については国際学会への参加があったが、他の資金を転用して今回は使用しなかったこと。マクロファージ解析が進まず、サンプル解析のための物品費の使用額が少なかったこと。延長願いにも記載した通り、所属施設の人事で大きな変化があり(所属長の急逝)、この対応に追われることとなり、特に年度後半に十分なエフォートを割けなかった。今年度にTHP-1細胞を用いた実験を完了し、論文作成を計画しており、このための実験費用(細胞培養に掛かる経費、PCR、Western blotなどの測定のために掛かる経費、酸化ステロール測定のための抽出、LC-MS/MS用の測定の掛かる経費)ならびに論文作成費用(英文校正、投稿のための費用)として使用する。上述したように、THP-1細胞を用いた検討を先行させる。また、引き続きヒトからのマクロファージ分離プロトコールを確立することに注力し、完成後多くのヒト検体を実際に収集する。
電気・ガス・水道消費量の大規模HEMSデータによる用途分解手法構築と省エネ提案

電力・ガス・水道の総消費量データを基にしたエネルギー消費用途分離手法を提案し、集合住宅・戸建住宅において精度検証を行い、その妥当性を確認した。さらに、調査対象とした集合住宅にて、世帯構成ごとのエネルギー消費構造を分析し、世帯人数が少ないほど一人当たりのエネルギー消費量が大きくなるとともに、世帯ごとのばらつきも大きくなることを示した。また、数十世帯を対象に、前年度の各世帯の用途別エネルギー消費実態を提示するとともに冬期の省エネ提案を行い、居住者の省エネ行動実施状況や省エネ意識とエネルギー消費量との関係について検討を行った。本研究では、温暖地の住宅の用途別エネルギー消費量のうちの最大用途である給湯において、電力・ガスのみならず水道も同時計測することで、ガスと水道が同時に消費された際に給湯と判定することを基本とする手法を構築し、給湯・調理・温水暖房といった用途ごとの使用実態の把握を行った。調査対象は、首都圏の集合住宅(ガス併用住宅800件超、および全電化住宅500件超。電力・ガス・水道消費量計測:10分間隔)および戸建住宅(ガス・水道消費量計測:1秒間隔を2件、電力消費量計測:1分間隔を5件、室内外温度計測:1分間隔を5件、広角熱画像カメラを用いた暖房時室内表面温度分布計測:10分間隔を2件)である。電気・ガス併用集合住宅と全電化集合住宅に関して、最寄りの気象官署における日平均外気温と日積算1次エネルギー消費量の比較において同傾向であった。また、電力・ガスの用途推計手法について検討を行い、10分間隔での給湯消費エネルギー量を概ね把握可能なことを確認した。別途計測した戸建住宅の1秒間隔データに基づく検討では、温水暖房利用時の用途推計には課題が残るものの、給湯のみ利用時には10分間隔データのみでも比較的高い精度で推定が可能であった。集合住宅の一部世帯を対象としたWEBアンケートでは、給湯・暖房の使い方や世帯属性、省エネ行動の実行度に関する調査を実施した。両集合住宅に設置されているエネルギーモニタリングシステムの利用実態や省エネ意識・行動の把握を行ったうえで、エネルギー消費量との関係について分析を行った。モニタリングシステムについては、入居直後は頻繁に閲覧するが、月日の経過とともに閲覧回数が減少していた。関心の高い消費量は、冷暖房・家電・給湯・照明の順であった。また、省エネ意識と消費量の分析からは、省エネ意識の高い世帯ほど暖房消費量が小さく、省エネ意識の低い世帯ほど冷房消費量が大きいことを示した。初年度では、集合住宅を対象として数百件分の年間データを取得し、用途分解手法の検討をすることができた。さらに、戸建住宅における1秒間隔でのガス・水道配管の流量・温度データの詳細計測を開始し、集合住宅と同様の10分間隔データによる用途推計手法の精度検証が可能となった。その結果、温水暖房用途の推計には課題が残ったものの、給湯のみ使用時には高い精度で推定が可能であることが確認でき、一定の成果があったといえる。また、全電化集合住宅と電力・ガス併用集合住宅における用途別エネルギー消費構造の類似性についても明らかとなった。一方で、今回検討している用途分解手法では、全電化住宅におけるヒートポンプ式給湯器による深夜時間帯以外の沸き増しや温水暖房のエネルギー消費量については把握しきれていない。また、電力・ガス併用住宅においても、冬期の温水暖房と給湯の同時使用におけるガス消費エネルギー量の按分をどのように行うかについても課題がある。なお、戸建住宅では2件でガス・水道配管の詳細計測を行っているが、うち1件では計測機材のトラブルにより有効なデータが取得できていないため、次年度の改善を要する。また、初年度は集合住宅を対象としたアンケート調査を実施したが、戸建住宅においてはアンケートを実施できておらず、今後の課題となる。エネルギー消費量だけではなく、室内で実現されている温熱環境がどのようになっているかも評価するべきではあるが、計測対象住戸を選定して計測機材の設置工事を行うのに時間を要したため、初年度は戸建住宅5件の温度データと2件でのリビング熱画像の評価を行ったのみであった。今後はより多くの世帯を対象として、夏期・中間期・冬期の通年評価を行う予定である。調査対象は、昨年度に引き続き、首都圏の集合住宅(ガス併用住宅約800件、および全電化住宅約500件。電力・ガス・水道消費量計測:10分間隔)および戸建住宅(ガス・水道消費量計測:1秒間隔を2件、電力消費量計測:1分間隔を5件)であった。電力・ガスの用途推計手法について、昨年度に引き続き、冬期以外の季節についても10分間隔での給湯消費エネルギー量の概算が可能であることを確認し、別途計測した戸建住宅の1秒間隔データに基づいた検討から、温水暖房利用時の用途推計には課題が残るものの、給湯のみ利用時には10分間隔データのみでも高い精度での推定が可能であった。また、昨年度に実施したWEBアンケート結果をより詳細に分析し、世帯属性とエネルギー消費量との関係について分析を行った。単身世帯や2人世帯といった少人数世帯のエネルギー消費量はばらつきが大きく、世帯に居住する一人当たりの総消費エネルギー量としては多人数世帯よりも大きい傾向が認められた。

また、電力・ガスといったエネルギー消費量データだけでなく、水道消費量データも時系列で計測することで、各世帯における在宅状況等がより明確に把握可能となった。これらの成果により、世帯属性・ライフスタイルに合った省エネ提案を行うことが可能になりつつある。2015年度に引き続き、集合住宅を対象として数百件分の年間データを取得し、用途分解手法の検討をすることができた。さらに、戸建住宅における1秒間隔でのガス・水道配管の流量・温度データの詳細計測について年間データを取得することで、温水暖房使用時の用途推計に課題が残るものの、夏期・中間期については集合住宅で計測しているものと同様の10分間隔データによる用途推計手法でも、高い精度でガス消費の給湯用途分を推計できることを確認した。初年度に検討が十分でなかった、全電化住宅におけるヒートポンプ式給湯器による深夜時間帯以外の沸き増しによるエネルギー消費量については、水道消費量データについての分析を追加したことで、調査対象世帯のうちの多くの世帯では深夜電力時間帯以外の沸き増しが行われず、深夜の沸き上げによる給湯消費電力の分離を行うことで、給湯消費電力の大半が把握可能である可能性を示した。また、ガス・水道配管の詳細計測を行っている2件の戸建て住宅のうち、1件では計測機材のトラブルにより有効なデータが取得できていなかったが、部分的に改善を進めており、次年度では大幅な計測機器の交換を行うことで完全なデータ取得を行う予定である。夏期・中間期・冬期の各季節のデータを取得できるため、用途分解手法の検討のためのデータ分析においては問題なく、より汎用性のある結果が得られるものと考える。また、初年度に実施した集合住宅を対象としたアンケート調査の追加分析も進んでおり、世帯属性ごとのエネルギー消費構造が明らかになりつつあることから、最終年度に省エネルギー行動を促す提案に繋がる予備検討が進められたといえる。最終年度となる2017度も引き続き、温暖地の住宅の用途別エネルギー消費量のうちの最大用途である給湯において、電力・ガスのみならず水道も同時計測することで、ガスと水道が同時に消費された際に給湯と判定することを基本とする手法に基づき、給湯・調理・温水暖房といった用途ごとのエネルギー消費実態の把握を行った。さらに電力・ガス・水道消費量データを取得している世帯を対象に調査協力世帯を募り、2016年度の世帯ごとの用途別消費エネルギーの傾向および有効と思われる省エネルギー行動リストを示した省エネレポートの提示による省エネ提案を、2017年12月に実施した。省エネレポートには、世帯ごとに、当該世帯の年間用途別消費エネルギー量の他、年間および冬期における上位3つの消費用途、省エネアドバイス、国家統計値および同じ集合住宅における他世帯との比較、用途別省エネ行動一覧等を示した。また、調査対象世帯に対して、省エネレポート送付による居住者の省エネ意識や省エネ行動実施内容の変化、世帯人数やライフスタイルを把握するためのアンケート調査を行った。アンケート結果では、省エネレポートに対しての関心が高く、レポート内容が役立ったと回答する世帯が大多数であった。一方で、省エネルギー提案後のエネルギー消費量は提案前と比較して増加傾向にあった。なお、省エネ行動実施数が増加した世帯においてはエネルギー消費量の増加が抑えられる傾向にあった。
比較劣位産業の対欧戦略(日本製薬企業の対EU直接投資に関する実証研究

1.平成12年4月から7月にかけて,平成11年度に収集した文献,資料,インタビュー調査結果などを整理し,基本的なデーターベースを作成した.8月,9月にはデーターベースの不備を検討し,必要なものに関しては,その補足を行なった.10月以降は,研究成果をまとめる段階に入った.これ以降,本研究者が1996年から1998年まで留学したイギリス・レディング大学のG.Jones教授,M.Kipping教授などにコメントを求めながら,執筆を進めている.2.未だ最終稿としては出来上がってはいないが,研究の結果,以下のようなことが明らかとなった.即ち,1)比較劣位産業の中にも,国際競争力を有する企業が若干数存在し,それらが対欧直接投資を牽引している,2)同時に,日本に無い治験環境の良さが,対欧投資の魅力である,3)他の産業と異なり,保護主義や低賃金といった要因が工場設立の契機となってはいない,4)EUによる統合にもかかわらず,医薬品産業においては未だ市場の「国民的」性格が残存しており,それが販売関連投資を必要としている,等といった点が,明確になってきた.これらをまとめる作業を現在推進している.3.上記研究成果は,英文で執筆中であり,分量はA4で300枚を超えるものとなる見込みである.このため,当初の予定より発表が遅れ,平成13年度の早い時機に完成することとなる見通しである.今後は,研究成果の完成を出来るだけ急ぎ,更にその結果を比較優位産業のケースなどと比較しながら,本テーマを掘り下げ,その意義を高めていくものである.1.平成11年4月から6月にかけて,EU,製薬産業,直接投資に関連した資料,文献を収集した.2.7月には収集した文献をサーベイしながら,研究課題に関連した既存研究の問題点,欠落点などを整理した.3.文献サーベイと並行して製薬企業,産業団体,厚生省の関係部局などにインタビュー調査を依頼し,8月に集中的に聞き取り調査を実施した.4.9月,10月にインタビュー調査の内容を整理しながら,日本国内では取得できない情報が如何なるものであるのか列挙し,国外調査の準備を進めた.5.11月には,EUに進出している日本製薬企業の欧州統括会社を訪問して,実際にEUの統合との関連で日本企業が直面している課題などについて聞き取り調査を行なった.6.上記の訪欧調査の際には,製薬産業との比較のためにも,日本の比較優位産業である自動車企業の欧州統括会社を訪問し,意見交換を行なった.7.一連のインタビューなどで明らかにできた点と未だに不明な点を,それぞれ整理しながら平成12年度にこの間の調査・研究の成果を論文の形でまとめるための準備を進めている.1.平成12年4月から7月にかけて,平成11年度に収集した文献,資料,インタビュー調査結果などを整理し,基本的なデーターベースを作成した.8月,9月にはデーターベースの不備を検討し,必要なものに関しては,その補足を行なった.10月以降は,研究成果をまとめる段階に入った.これ以降,本研究者が1996年から1998年まで留学したイギリス・レディング大学のG.Jones教授,M.Kipping教授などにコメントを求めながら,執筆を進めている.2.未だ最終稿としては出来上がってはいないが,研究の結果,以下のようなことが明らかとなった.即ち,1)比較劣位産業の中にも,国際競争力を有する企業が若干数存在し,それらが対欧直接投資を牽引している,2)同時に,日本に無い治験環境の良さが,対欧投資の魅力である,3)他の産業と異なり,保護主義や低賃金といった要因が工場設立の契機となってはいない,4)EUによる統合にもかかわらず,医薬品産業においては未だ市場の「国民的」性格が残存しており,それが販売関連投資を必要としている,等といった点が,明確になってきた.これらをまとめる作業を現在推進している.3.上記研究成果は,英文で執筆中であり,分量はA4で300枚を超えるものとなる見込みである.このため,当初の予定より発表が遅れ,平成13年度の早い時機に完成することとなる見通しである.今後は,研究成果の完成を出来るだけ急ぎ,更にその結果を比較優位産業のケースなどと比較しながら,本テーマを掘り下げ,その意義を高めていくものである.
神経細胞の動態を制御する新機構：細胞内膜系から形質膜への脂質依存性シグナル伝達

神経回路構築に重要な軸索ダイナミクスは、軸索先端部(成長円錐)における細胞内膜小胞の方向選択的な輸送と形質膜との融合(エキソサイトーシス)によって制御される。しかし、SNARE依存的膜融合に特化した領域を欠く成長円錐でのエキソサイトーシスの機序、および膜小胞による軸索ダイナミクス制御機構は、神経細胞生物学における重要な未解決課題である。本課題では、細胞内膜小胞上に存在する脂質代謝酵素を同定し、膜小胞が接触した形質膜内葉での脂質代謝を解析し、軸索ダイナミクスへ至る分子機構を明らかにする。以上、細胞内オルガネラ間の新規シグナル伝達様式の発見とその機能的意義の解明を目指す。
医療技術の発展に対する司法の応答性と司法判断の政策形成への影響（国際共同研究強化）

高度な医療技術が社会に提供されるに伴い、開発段階では認識されていなかった副作用や社会問題が発生し、裁判所がその解決を図る場として利用されることがある。訴訟提起が政策決定や社会の問題認識に先行し、その後の社会の判断に影響を与えることもある。そこで章は行政や立法の政策判断や裁量にどこまで踏み込むかのバランスが問題となる。とくに医療技術には生殖補助医療や終末期医療など、日本の死生観や家族観といった重要な価値観につながる問題もある。本研究において医薬品や医療などの安全問題において司法が積極的に責任を問う役割を果たし、一方で倫理的課題には消極的な態度が見られた。内定年度:2015高度な医療技術が社会に提供されるに伴い、従来想定していなかった副作用や社会問題が発生し、訴訟が社会の中の最初の決定者としての問題解決の役割を果たし、その後の社会の判断に影響を与えることもある。基研究課題は、そのような問題に対し、司法が行政や立法の裁量に対しどのような判断を行ったかを検討することで、司法の現代的役割を探ることを目的とする。これら検討を受けて、国際共同研究の対象とするのは、終末期における延命治療中止の決定と医師の法的責任についての検討である。本研究に関連し、今年度は終末期の高齢者の意思決定支援に関する香港を中心とするアジアの動向について、高齢社会問題の研究者との共同研究環境に身をおき、研究者ネットワークの拡大および、研究内容の広がりをめざしている。香港での2006年から延命治療の中止に関する政府のガイドラインに注目する。ガイドラインには終末期の医療提供を行わない場合が規定され、2010年、2014年の改訂に伴い、適用範囲が拡大されつつある。今年度はガイドラインの概要や法的効果などを整理することに専念し、また来年度に向けた研究環境を整えた。今年度の3月に開始した課題であり、実施で来た期間は一月である。研究を実施するための環境を整えることに専念し、これについては計画通りに進んでいる。終末期における意思決定支援において司法がどのように関与するかの点について、香港大学との連携のもとでの研究を行った。認知症などにより自ら意思を表明することが困難になった高齢者において、医療行為の同意をどのように得るかは大きな課題である。日本同様に高齢社会問題を抱える香港における医療同意の制度状況や社会的課題を調査した。認知症等により、自らの意思表明が困難となった成人に対して、香港ではイギリスの意思能力法を踏襲した成年後見制度、および任意後見法が制定されている。前者の成年後見においては後見人および裁判所に医療同意権が認められる。申請原因のほとんどが財産管理であるが、数件の医療同意を理由とする申請もある。一方で任意後見である持続的代理権(Enduring Power of Attorney)は、法定の成年後見に比べて、事前に本人の意思をもって代理人を選任しておけること、代理人を選任するために必要な高額で煩雑な裁判手続きを回避できるなどのメリットがあるとされるものの、やはり制度が複雑であり、申請件数はわずかである。対象は財産行為のみで、医療行為への同意権は認めていない。そこで、高齢者本人が事前に意思を表明し、書面化しておく事前指示(Advance Directive)の利用が期待される。但し、現状の普及は十分ではない。日本の成年後見制度においては、後見人に医療同意権が認められておらず、これを認めるべきであるとの提言も近年なされている。この点、香港では、制度上医療同意権が認められているが、だからといって必ずしもこの医療同意権の利用が進んでいるわけではない。本人の意思をどのように残しておくべきか、本人の意思決定の重要性について社会的認知を向上させるといった共通の課題があることが分かった。香港と日本における終末期医療の意思決定支援プロセスにおける異同の概要を知ることができている。高齢化に伴い、人生の最終段階をどう過ごすか、特にどのような医療・ケアを受けるかについて本人の意思決定が求められ、病院以外での自宅や介護現場でも終末期医療の決定をめぐる困難なケースが予想される。国際共同研究の枠組みにおいて、香港を中心にアジアの終末期の意思決定に関する立法やガイドラインの動きを検討し、日本の検討に貢献することを目指した。国際比較の点については香港において2015年に行われた終末期医療に関する一般人への意識調査の結果を中心に、日本の終末期医療に関する意識の傾向や今後の課題について検討を行った。検討によって、香港と日本では終末期医療に関するAD(事前指示)やACP(アドバンスケアプランニング)などの言葉の認知度は高くないものの、このようなプロセスの重要性については賛成する意見が多かったことは共通であった。また、療養場所や最期を迎える場所については、比較的心身の状態が安定し、認知機能が保たれている状況では自宅を選び、死期が近づくなど専門的なケアが求められていくに従い、医療機関を希望する人が多いなどの似たような傾向が考察された。また自宅で療養しない理由に、家族の負担をあげる声が多いなど共通的も多かった。一方で、終末期医療について誰が決定するかについては、日本では家族の決定を重視する意見が多く、香港でも第一は家族の話し合いであったが、香港では日本に比べて医療者の決定を挙げる人が多いという特徴もみられた。また研究交流の機会として、東大の高齢社会総合研究機構が主催したAPRUの高齢社会ワークショップに、香港大学Sau Po高齢社会研究センターから若手研究者を招聘することができ、また研究者自身も複数の国際学会での報告を果たすことができた。

高度な医療技術が社会に提供されるに伴い、開発段階では認識されていなかった副作用や社会問題が発生し、裁判所がその解決を図る場として利用されることがある。訴訟提起が政策決定や社会の問題認識に先行し、その後の社会の判断に影響を与えることもある。そこで章は行政や立法の政策判断や裁量にどこまで踏み込むかのバランスが問題となる。とくに医療技術には生殖補助医療や終末期医療など、日本の死生観や家族観といった重要な価値観につながる問題もある。本研究において医薬品や医療などの安全問題において司法が積極的に責任を問う役割を果たし、一方で倫理的課題には消極的な態度が見られた。終末期の延命治療の中止や、患者の意思決定に関する医師の法的責任およびそれに対する裁判所の役割の点では、終末期の患者の意思決定と、延命治療の中止については、近年アジア各国でガイドラインや法制化がすすみつつあり、香港では2010年に政府のガイドラインが作成され、2014年に改訂される。さらに2017年もさらなる改訂が行われる予定もあるようである。ガイドラインの制定過程における議論の調査研究を行うとともに、医療機関や介護施設での実践状況についてインタビュー調査を行う予定である。香港では事前指示に関する制定法や判例法はないが有効に作成された事前指示は、英米法圏におけるコモンロー上の法的拘束力がある。しかし制定法がないことで医師はその事前指示による意思の実現に迷うケースも想定され、患者の意思が優先されるべきかについて議論がある場合、その決定についての申込みは裁判所に対してなされるべきではないかなどの議論がなされているなど、司法の役割について参考になる部分がある。同時に日本の現在の動向についても整理し、比較の視点でまとめておく。この日本の状況について香港大学やその他国際学会等での報告を行い、諸外国の研究者からの意見や反響をもらうことで、日本の司法の特徴や、海外での運用状況などを知る機会を増やしていく。現在、申請者は香港大学高齢社会研究センターで客員研究員の身分をもち、定期的な研究交流の機会や共同研究、調査の機会を定期的にもつ。また同大学法学部生命倫理と法研究センターでも日本の高齢者の事前意思決定に関する調査の実施についてアドバイスを受ける機会をもち、また国際シンポジウム等のイベントに参加する機会も多い。これら機会を活用し、研究者ネットワークの拡大と、研究課題の国際比較の点を強化していく。終末期における延命治療の実施もしくは中止の決定に関し、患者本人の意思表明がない場合に、香港では裁判所による決定ができるとの条文がある。この条文の実施状況や、本条文があることによる医療者や家族の決定環境への影響について、事例調査や専門家へのインタビュー調査を実施することが考えられる。それにより、終末期医療の決定プロセスに対する司法の機能について、日本と香港の比較や、他国の状況に関する分析が可能になると考えられる。医事法
歴史的組積造建築の塩析出による劣化メカニズムとその予測に関する研究

本研究は将来的に歴史的煉瓦造建築物の適切な保存方法を検討するために、煉瓦における塩溶液の輸送現象を定量的に明らかにし、それを再現する数値解析モデルを開発することを目的とする。材料中にイオンもしくは結晶の状態で存在する塩は、溶液の特性変化や空隙構造の変化によって水分移動特性を変化させるため、モデル化に向けてはこの影響を定量的に明らかにすることが重要である。そこで非破壊で材料中の水分分布が測定可能な装置であるガンマ線含水率計を用いた塩溶液の吸水実験を実施し、測定結果をもとに塩溶液の拡散係数を同定した。その結果、実験対象とした2種類の国産煉瓦の吸水速度はバルク溶液の特性変化から想定されるものより非常に遅く、これには材料表面の電気的特性が影響している可能性が高いことが明らかになった。この結果は表面の電気的特性によるイオンの拘束を無視することは移流によるイオンの輸送を過大評価することを示唆している。加えて、塩の析出に伴う空隙構造の変化が水分移動に及ぼす影響について明らかにする目的で、塩溶液を含んだ煉瓦の乾燥過程のCT撮影を行い、画像解析により溶液、塩の結晶、材料実部、材料空隙部の同定を行った。定量性に関しては課題が残るが、画像解析により得られた結果が水分蒸発の理論と合致したことから材料内部および表面における塩析出量の空間分布の評価が可能となり、塩の析出は液相と気相水分の双方の輸送に対して影響を及ぼすことが明らかになった。劣化の予測モデルの開発に向けては、今後画像解析による分析の定量性を向上させてうえで、塩析出量と水分移動物性の変化の関係を適切にモデル化する必要がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は塩類風化の被害をうける歴史的組積造建築物の保存のため、外部環境から供給される塩類が劣化に及ぼす影響の解明、および劣化現象を予測するための数値解析モデルの開発を目的としている。当該年度においては、大きく分けて現地調査とモデル化のための実験室実験による検討を行っており、それぞれ以下に説明するような成果を得ている。歴史的煉瓦造建築物であるハギア・ソフィア大聖堂の壁体内塩と大気降下物の現地調査結果から、塩の供給蓄積に関する考察を行い、大聖堂の材料中に含まれる成分の大半は主な析出塩である硫酸ナトリウム塩および硝酸ナトリウム塩の組成が一致した。また海塩由来だけでなく大気汚染物質が塩供給源となる可能性を示した。また、国内の歴史的煉瓦建築物である半田赤レンガ建物における屋内環境調査と塩類風化の年間挙動調査を行い、その熱水分解析から、地下水による壁体内部の含水率が上昇し、表面での蒸発による塩の濃縮と温度低下に伴う溶解度低下が塩析出を生じさせているという可能性が高いことを示した。塩溶液の移動特性の把握のため煉瓦を用いた塩溶液の吸水・蒸発実験を行い、ガンマ線含水率測定装置を用いた非破壊塩水分布の測定と、SPring-8にて放射光によるX線回折から非破壊の析出塩分布測定を行った。前者では吸水実験と塩溶液の移動に関する数値解析により、塩の濃度と種類が塩溶液の移動拡散係数に与える影響を明らかにし、後者では内部の塩析出状況を確認し、析出量定量化の検討を進めている。大気降下物の材料への蓄積を明らかにするためハギア・ソフィア大聖堂の敷地内において曝露試験を実施しているが、政情不安の影響を受け試験体の回収が遅れているため、国内沿岸地域での曝露試験体の設置により代替的な検討を行った。一部計画の変更はあったが、現在までの調査によって外部供給塩と蓄積塩の関係把握および環境物理量の取得が概ね完了した。また材料内での塩析出に伴う水分移動特性の変化は大きく、結晶生成の影響を含めた検討にはガンマ線含水率計に代わる新たな非破壊測定手法の利用が必要になった。SPring-8のX線CTにより煉瓦内の空隙構造を同定可能であることを確認しており、次年度ではこの手法を用いて検討を行う。

劣化の予測モデルの開発に向けては、今後画像解析による分析の定量性を向上させてうえで、塩析出量と水分移動物性の変化の関係を適切にモデル化する必要がある。溶液の移動特性に大きく影響する材料内での塩析出性状を把握し、それを数値解析モデルに適切に考慮することが現状の課題である。そのため煉瓦内の空隙、塩溶液、塩の結晶の空間分布の経時変化をSPring-8のX線CTにより定量的に明らかにする。その上で塩の析出による空隙構造の変化が水分伝導率に与える影響を考慮した熱・水分・塩同時移動溶解・析出連成解析モデルの開発を進める。さらに、これまでに取得した大気降下物量、環境物理量を境界条件として数値解析を行い建物周辺環境が塩析出に伴う劣化に与える影響を検討する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。