hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有害労働環境における薬剤投与時の聴覚への影響

産業現場における聴器に影響を及ぼす要因であるスチレンと聴器毒性のある薬剤フロセミド(ループ利尿剤)の複合影響をモルモットを用いて調べた。聴覚への影響の評価には聴性脳幹反応による聴覚閾値と走査電子顕微鏡による蝸牛の組織学的検索を用いた。まず、スチレン単独、フロセミド単独(700、900ppm)の曝露実験を行った結果、スチレン900ppmを1日8時間21日間連続曝露で聴覚閾値の有意な上昇を認め、組織学的検索で蝸牛の有毛細胞の脱落を認めた。また、フロセミド1日60、80mg/kgを14日間連続投与した結果、聴覚閾値にはほとんど変動がなく組織学的にも変化が見られなかった。これらのことから、スチレン1日8時間21日間連続曝露で聴覚に影響を及ぼす曝露濃度は900ppmであり、フロセミド60、80mg/kgは聴覚に影響を及ぼさない投与量であることがわかった。単独曝露実験の結果を受けて、スチレンとフロセミドの複合影響を調べた。複合曝露の実験条件は、スチレン900ppmを1日8時間21日間曝露し、スチレン曝露8日目より60、80mg/kgのフロセミドをスチレン曝露前に腹腔内投与した。その結果、スチレン単独曝露に比べ、複合曝露ではより大きな閾値の上昇が認められた。また組織学的な検索においても、スチレン単独曝露よりフロセミドと組み合わせることにより、より大きな有毛細胞の脱落が認められた。また60mg/kgよりも80mg/kgのほうが有毛細胞の障害の程度大きかった。これらのことから、スチレンとフロセミドと同時に曝露することで聴覚に明確な複合影響がみられた。フロセミドのような聴器毒性のある薬剤を投与されている労働者がスチレン等の曝露を受ける有害作業環境で働く場合、聴覚に対する影響が増強する可能性が示唆された。聴器毒性のある臨床薬剤であるループ利尿剤(フロセミド)と産業現場における聴器毒性物質(スチレン)の聴覚への複合影響を調べるために、まずそれぞれ単独での聴覚への影響を実験的に検討した。被検動物としてモルモットを用い、聴覚の評価には、聴性脳幹反応による聴覚閾値を用いた。スチレン単独の影響を調べるために、事前にモルモットに聴性脳幹反応による聴覚閾値の測定を行い、曝露チャンバー内でスチレンを曝露し、曝露直後、2週間後、4週間後に聴覚閾値の測定を行った。スチレンの曝露条件は、曝露濃度100、250、500、700、900ppmで1日8時間、連続7日間および曝露濃度100、250、500、700、900ppmで1日8時間、連続21日間であった。その結果、7日間曝露では、曝露後にすべての曝露濃度で聴覚閾値の変動は認められなかった。連続21日間曝露では900ppm曝露で曝露後に聴覚閾値の上昇傾向が認められた。2週間後、4週間後には聴覚閾値の回復傾向がみられた。次に、ループ利尿時単独の影響を調べた。スチレンと同様に事前にモルモットに聴性脳幹反応による聴覚閾値の測定を行い、投与終了投与期間終了直後、2週間後、4週間後に聴覚閾値の測定を行った。ループ利尿剤の投与量は1日60mg/kg、80mg/kgで14日間連続腹腔内投与した。対照群には生理食塩水を腹腔内投与した。その結果、80mg/kg投与で聴覚閾値が上昇する傾向がみられた。2週間後、4週間後には聴覚閾値の回復がみられた。以上の結果から、モルモットの聴性脳幹反応による聴覚閾値を指標としたとき、スチレンが聴覚に影響を与える最低限度の曝露量は1日8時間21日間曝露では、900ppmであり、フロセミドが聴覚に影響を与える最低限度の投与量は、14日間連続投与では1日80mg/kg付近にあることが分かつた。

複合曝露の実験条件は、スチレン900ppmを1日8時間21日間曝露し、スチレン曝露8日目より60、80mg/kgのフロセミドをスチレン曝露前に腹腔内投与した。その結果、スチレン単独曝露に比べ、複合曝露ではより大きな閾値の上昇が認められた。また組織学的な検索においても、スチレン単独曝露よりフロセミドと組み合わせることにより、より大きな有毛細胞の脱落が認められた。また60mg/kgよりも80mg/kgのほうが有毛細胞の障害の程度大きかった。これらのことから、スチレンとフロセミドと同時に曝露することで聴覚に明確な複合影響がみられた。フロセミドのような聴器毒性のある薬剤を投与されている労働者がスチレン等の曝露を受ける有害作業環境で働く場合、聴覚に対する影響が増強する可能性が示唆された。
技術科教育でのものづくり学習を支援する作業音を利用した指導方法の開発

本研究では,中学校技術・家庭科「ものづくり」における基本的な加工技能である「のこぎりびき」を取り上げ,のこぎりびき技能の習得を支援する新たな指導方法の確立を最終目的とする。まず,熟練者による力の配分を変えたのこぎりびき音の測定および初心者ののこぎりびき技能の向上に伴う,発生音等の変化を測定した結果,1)熟練者の発生音は,のこぎりを引くときの音のレベルが戻すときと比較して大きく、きれいなヒョウタン型の波形が連続する。2)強い力で切削を行うと,切削面の粗さが増加する。このときの発生音は,引くときの音に、突発的な大振幅音が複数又は引き始めに発生する。なお,繰り返し動作の周期は遅くなる傾向にある。3)弱い力で切削を行うと,切削面の粗さは減少する。このときの発生音は,のこぎりを引くときの音と戻すときの音のレベルがほぼ同レベルとなり,強弱のない音として聞こえる。4)のこぎりびきの指導方法としては,学習の初期段階で示範を行い,その後に加工動作,姿勢,力の配分などを必要に応じて指導する。その後に,力の配分を含めた加工動作のリズムに注目させて,もう一度を示範を行う方法がよいと予想される。さらに,全国木工スキルコンテストの競技種目「のこぎりびき」に応募した中学生の作業映像と切断材料の分析を行った結果,のこぎりびき時の固定,姿勢,引き込み角度など基本的な項目ができていても,切断精度は不十分な場合が多く、その要因として,適度な力の入れ具合と安定した繰り返し動作を指導する必要があることが明らかとなった。また,この指導には理想的なのこぎりびき音の,音の強弱とその周期を意識させる指導方法が役立つ可能性があると思われる。本年度は,まず,力の配分を変えたのこぎりびき音の測定および初心者ののこぎりびき技能の向上に伴う,発生音等の変化を測定した結果,1)熟練者の発生音は,のこぎりを引くときの音のレベルが戻すときと比較して大きく,きれいなヒョウタン型の波形が連続する。さらに,全国木工スキルコンテストの競技種目「のこぎりびき」に応募した中学生の作業映像と切断材料の分析を行った結果,のこぎりびき時の固定,姿勢,引き込み角度など基本的な項目ができていても,切断精度は不十分な場合が多く,その要因として,適度な力の入れ具合と安定した繰り返し動作を指導する必要があることが明らかとなった。技術科教育におけるのこぎりびき技能の習得を支援する作業音に着目した新たな指導方法の確立を目的とする。

熟練者の作業動作には,一定のリズミカルな動きが認められ,安定した作業音が発生する。そこで,視覚により作業動作を判定して指導する方法に加え,リズミカルな作業音を擬音で表現するなど,聴覚的な指導内容を取り入れることで,技能の習得を容易にする指導方法を検討した。本研究では,のこぎりびき作業時における発生音と技能レベルとの対応を検討した結果,(1)熟練者の発生音は,のこぎりを引くときの音のレベルが戻すときと比較して大きく,きれいなヒョウタン型の波形が連続する。(2)強い力で切削を行うと,切削面の粗さが増加する。このときの発生音は,引くときの音に,突発的な大振幅音が複数又は引き始めに発生する。なお,繰り返し動作の周期は遅くなる傾向にある。(3)弱い力で切削を行うと,切削面の粗さは減少する。このときの発生音は,のこぎりを引くときの音と戻すときの音のレベルがほぼ同レベルとなり,強弱のない音として聞こえる。(4)教師が目視によって確認できる姿勢などの基本的項目を指導しただけでは,切断精度を十分に向上させることが出来ないこと。(5)切断精度の良いグループには,理想的な音の強弱パターンが認められ,一方,切断精度の悪いグループは,音のテンポが乱れ,強弱の調子も少ない傾向にあり,力の入れすぎ時の音のパターンに類似した。したがって,のこぎりびき作業が精度良く効率的にできるようになるためには,学習の初期段階で示範を行い,姿勢などの基本的項目を指導した上で,その後に加工動作,姿勢,力の配分などを必要に応じて指導する。さらにその後に,音の強弱とその周期を意識させ,再度の示範も含め,姿勢・目の位置・力の配分など,個々の加工動作のなめらかな連結促す指導方法が有効である。
子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援のケアモデルの構築

子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援のケアモデルを構築するために、女性がん患者および配偶者、看護師に調査をした結果、患者および配偶者は子どもへの説明や子育てに困難、看護師は特にターミナル期から看取りに患者および子ども,配偶者への支援に困難に感じていたことが明らかになった。調査結果を踏まえて、がん患者のがん診断時から治療中,ターミナル期から死別後まで実践できるケアモデルを構築した。本研究の目的は支援者による子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族への支援に関する実態と、がん患者と子どもや配偶者を含めた家族への支援に関する実態とニーズを明らかにし、多職種が連携・協働したケアモデルを構築することである。がん診断時から終末期、看取りまでの子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援の実態を明らかにするために、看護師を対象にアンケート調査を実施した。その結果、看護師は患者とともに配偶者や子どもに対するケアの必要性を認識していた。しかし、実際には化学療法中や終末期の患者および子ども、配偶者に対するケアに難渋している看護師が多かった。特に化学療法中では、患者は倦怠感が強いため子どもに十分関われないこと、配偶者は患者の体調が悪いことによる不安から生じる夫婦関係の悪化、子どもは十分な愛情を注いでもらえない、などの家族関係の介入に多くの看護師が困難に感じていた。終末期では特に子どもへの関わりに困難を感じている看護師が多かった。また、親の病気の説明が必要な子ども年代については、「幼児から」「6歳頃」「小学中学年以上」とばらつきがあった。子育て世代の患者と子どもを含めた家族支援に難渋している事例に対して、事例検討会を開催した。その結果、患者や家族の価値観と看護師の価値観に相違が生じていることが明らかになった。また、子どもに対するケアも必要だと考えていたが、支援方法がわからないなど、手探りで支援していることが明らかとなった。以上のことから、子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援は化学療法中や終末期に支援するのでは遅く、対応が困難となりやすいため、がん診断時から患者と子どもを含めた家族支援の必要性が示唆された。そこで、診断時から治療期、終末期、看取りの時期別に患者、子ども、配偶者別に支援内容を明らかにした支援フロー図を作成した。初年度である平成24年度は下記の通り実施した。1子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援について文献検討を行った、2面接調査を実施するためにインタビューガイドを作成し、倫理委員会に提出、研究の承認を得た、3インタビューを実施した。がん拠点病院に勤務し、子育て世代のがん患者を支援する看護師およびメディカルソーシャルワーカーに実施した。その結果、支援者は子育て世代のがん患者の身体的側面については積極的に行っていた。しかし、子どもへの支援については必要性を十分認識していたが、がん患者や家族の意向などから支援を積極的に行うことに躊躇していた。また、小児看護の経験のない支援者は子どもの発達に応じた関わりに困難を感じていた。さらに、患者が終末期になると親を喪失する子どもには、多職種による支援チームが結成されている場合は支援が容易であるが、看護師のみでの支援は困難に捉えていた。子育て世代の乳がん患者に実施した。その結果、入院時はがんの告知を受けたことのショックと同時に子どもの世話をどうするかについて心配をしていた。しかし、支援者からは身体的なケアを中心に受け、心理面や子どもを含めた生活についての支援を受けなかったと答えていた。子どもへの説明は退院後の入浴時に自ら説明をしていた。説明することで子どもたちは積極的に手伝いなどをしてくれるようになったと語っていた。以上の結果から、支援の実態は支援者個々の力量によって差があることや、支援チームを結成した事例は容易に支援ができていた。一方、患者は身体的側面への支援が多く、心理面や子どもを含めた生活についての支援が少なかったと捉えていた。このことより、子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援は十分に実施されていないことが明らかになった。子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族への支援に関する実態と、がん患者と子どもや配偶者を含めた家族への支援に関する実態とニーズを明らかにし、多職種が連携・協働したケアモデルを構築することを目的に取り組んだ。平成24年度は、子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援の実態と患者の困りごとや支援ニーズを明らかにするために、看護師やMSW、乳がん患者を対象に面接調査を実施した結果、支援者は患者や家族のニーズに応じた介入の困難さ、患者は子どもの面倒や子どもへの病気の説明について困っていたことが明らかになった。平成25年度から26年度にかけて、平成24年度の面接結果を踏まえて看護師を対象にアンケート調査を実施した。その結果、子育て世代のがん患者と家族に対するケアで困難と思われる時期や場面については、がんの診断時45.0%、化学療法や放射線療法27.5%、ターミナル期87.5%、看取り62.5%であった。

一番多かったターミナル期では、患者には「残された時間の過ごし方について聞き出すタイミング」、配偶者には「多重役割による負担感を抱えている」、子どもには「親の病状についての理解の把握と説明すること」などを困難と捉えていた。また、子育て世代のがん患者を対象に面接調査を実施した結果、夫のサポートを得ながら、手探りで子どもへの病気の説明などを行い、支援者の支援を受けていないことが明らかとなった。支援者が早期にがん患者と子どもを含めた家族への介入を行うことの必要性が示唆された。そこで、これらの調査結果を踏まえて、がん診断時から終末期、グリーフケアまでのケアモデルを構築した。がん看護家族看護本研究の目的は、支援者による子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援に関する実態と、子育て世代のがん患者および配偶者・子どものニーズを明らかにすることである。平成25年度はがん診断時から治療期、終末期、看取りの時期別に患者、配偶者、子どものそれぞれの支援内容を網羅したケアモデルの核となる支援フロー図を作成することができた。しかし、実際の事例に活用し、評価することはできなかった。本研究の目的は,支援者による子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族への支援に関する実態と,がん患者と子どもや配偶者を含めた家族への支援の実態とニーズを明らかにすることである。平成24年度は支援者にはアンケート調査、がん患者と子どもを含めた家族には面接調査を実施する予定であった。支援者へのアンケート調査はがん発症時から終末期からグリーフケアまで含むため、調査票の質を上げるために予備調査として面接調査を実施し、その結果を踏まえて調査票を検討している。がん患者と子どもを含めた家族への面接は患者には実施できたが家族には実施できていない状況である。今後、引き続き面接を実施する必要がある。平成26年度は支援フロー図にそってシームレスな支援を行い、評価しながらケアモデルを構築することである。また、子どもへのケアに難渋している支援者が多いことから、継続して事例検討会や、研修会を開催し、患者や子どもを含めた家族支援の充実を図ることである。子育て世代のがん患者と子どもを含めた家族支援のケアモデルの構築をめざし、25年度の前半は調査を継続する。25年度の後半は検討会を立ち上げ、ケア内容を検討する。誰もが支援できるように支援フロー図を作成する。事例ごとに作成した支援フロー図を基に支援し、評価する。また、支援者の力量を高めるために研修会を企画実施する。支援者向けに研修会を開催する予定であったが、開催することができなかったためである。平成26年度は3名の分担者を増加し、分担金として一人40,000円の120,000円を配分する。データ入力に伴う人件費38,840円、消耗品成果発表としてのがん看護学会(横浜)や看護科学学会(名古屋)の旅費140,000円である。支援者向けの研修会の講師謝金70,000、報告書作成費50,000円とする平成24年度は、調査が途中の段階であり、人件費や郵送料等に未使用金額(118,840円)が生じた。平成25年度は資料収集や学会発表として学会参加旅費130,000円とする。
言語発達遅滞児の名詞と動詞の構築プロセスについて

本研究の研究目的は(i)実験的手法及び(ii)質問紙の両方から言語発達遅滞児の語彙獲得プロセスについて明らかにし、健常児のデータと比較して言語発達遅滞児の語彙獲得の特質を解明することである。(i)実験的手法ではパペットを使用した選好注視法の動画を見せ、幼児が新奇語に物、あるいは動作のどちらの意味を付加するかを探る。(ii)質問紙では、精神年齢を計算するためのKIDS乳幼児発達スケールタイプT及び言語発達レベルを測定するための日本語マッカーサー乳幼児言語発達質問紙を保護者に記入してもらう。平成30年度の研究計画は以下の通りである:(1)対象児及び協力校の募集、日時の調整(2)保護者、本人からの同意書収集(3)2種の質問紙の実施(4)パペットを使用した選好注視法の刺激動画の最終チェック(5)選好注視法の新奇名詞実験の実施まず、上記の研究の開始以前に、学内の倫理委員会の承認を得る必要があった。倫理委員会の開催は不定期であり、まずは申請書などを完成させ提出、その後委員会からの承認が下りるのに3ヶ月ほどを費やした。よって(1)-(5)の実行に移ったのが8月になった。(1)-(5)のうち年度末までに実行できたのが(1),(2),(4)であった。(1)については関西圏でダウン症児童を募集したり協力校を探すのに難航した結果、東京の日本ダウン症協会に協力を依頼することになった。2度東京に足を運び、まずは日本ダウン症協会の職員の方と顔合わせから始まり、研究内容の説明、協力者の募集方法などについての会議を持った。その後同意書を収集し、令和元年度に質問紙と新奇名詞実験をする見通しがついた。よって、少し予定より進捗が遅れているが、(3)と(5)は令和元年度前半に実行予定である。関西圏のデイサービスや親の会などの協力を得る作業が難航し、進捗情報がやや遅れている。リサーチアシスタントとして勤めている者が6ヶ月の産休を取ったため、従来の予定よりも進捗状況がやや遅れた。東京のダウン症協会の協力を得て、31年度前半に(3)2種の質問紙の実施と(5)選好注視法の新奇名詞実験の実施を計画している。ダウン症協会は同日に10ー20名の協力者を集めるキャパシティーがある為、今後の研究が急速に進むことに大いに期待している。ダウン症児童のデータ収集後は健常児からのデータ収集も予定している、これは以前に協力してもらった神戸市内の保育園に打診する予定である。令和元年度はダウン症児と健常児からのデータ収集および分析開始まで進める計画をしている。

全ページにも記入した通り、リサーチアシスタントが産休を取っていた為、予定していた人件費よりも使用額が少なかったのと、関西圏の参加校を見つけるのに苦労した為、データ収集のために予定していた謝礼および調査実施場所への旅費を使用できなかった。次年度は東京での調査実施が決定しているのでその調査の際に旅費、謝礼を使用する計画があり、リサーチアシスタントも4月より復帰するので人件費も使用を再開する予定である。
ネットワーク構造のスパースモデリングの探求

大規模なネットワークデータが近年容易に入手できるようになり,ネットワークに潜む構造を理解することが応用上も重要になっている.ネットワークは多くの場合スパース性をもち,ノードとリンクからなるグラフと考えると各ノードが他のノードに接続するリンク数(次数)はノード数に比べてとても小さい.このような複雑ネットワークの研究が注目されているが,ネットワークデータを統計解析するツールの研究は不十分で,今後さらに重要になると考える.そこで本研究では,ネットワークデータの統計解析を通して創造的に多様なスパースモデリングを探求する.とくに,ネットワーク成長モデルの優先的選択関数やスパース正則化の正則化関数の関数形に着目したモデリングを探求する.(1)既知のネットワークの生成メカニズムに興味がある場合,成長ネットワークモデルをネットワークデータに適用して,生成モデルを推定する.ノード接続の優先的選択関数のノンパラメトリック推定法を考案して分析ツールのソフトウエアPAFitとしてCRANに公開していたが,さらにノード適応度も同時にベイズ推定する手法を提案してソフトウエアを公開した.youtubeやfacebook等のソーシャルネットワークの実データに適応してその有効性を検証した.(2)未知のネットワーク構造をグラフィカルモデルによって推定する場合,正則化項を加えたスパース推定を行う.この正則化項のモデリングを工夫して,ランダムグラフとスケールフリーネットワークの両者を含む一般的な正則化項を提案し検証を行った.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。大規模なネットワークデータが近年容易に入手できるようになり,ネットワークに潜む構造を理解することが応用上も重要になっている.ネットワークは多くの場合スパース性をもち,ノードとリンクからなるグラフと考えると各ノードが他のノードに接続するリンク数(次数)はノード数に比べてとても小さい.このような複雑ネットワークの研究が注目されているが,ネットワークデータを統計解析するツールの研究は不十分で,今後さらに重要になると考える.そこで本研究では,ネットワークデータの統計解析を通して創造的に多様なスパースモデリングを探求する.とくに,ネットワーク成長モデルの優先的選択関数やスパース正則化の正則化関数の関数形に着目したモデリングを探求する.(1)既知のネットワークの生成メカニズムに興味がある場合,成長ネットワークモデルをネットワークデータに適用して,生成モデルを推定する.ノード接続の優先的選択関数のノンパラメトリック推定法を考案して分析ツールのソフトウエアを作成した.これはPAFitとしてCRANに公開した.(2)未知のネットワーク構造をグラフィカルモデルによって推定する場合,正則化項を加えたスパース推定を行う.この正則化項のモデリングを工夫する研究を行う.従来のL1正則化項はランダムグラフに相当し,最近提案されたある種の正則化項はスケールフリーネットワークに相当する.この両者を含む一般的な正則化項を考案してクロスバリデーションで正則化パラメータ選択を行う手法を検討した.大規模なネットワークデータが近年容易に入手できるようになり,ネットワークに潜む構造を理解することが応用上も重要になっている.ネットワークは多くの場合スパース性をもち,ノードとリンクからなるグラフと考えると各ノードが他のノードに接続するリンク数(次数)はノード数に比べてとても小さい.このような複雑ネットワークの研究が注目されているが,ネットワークデータを統計解析するツールの研究は不十分で,今後さらに重要になると考える.そこで本研究では,ネットワークデータの統計解析を通して創造的に多様なスパースモデリングを探求する.とくに,ネットワーク成長モデルの優先的選択関数やスパース正則化の正則化関数の関数形に着目したモデリングを探求する.(1)既知のネットワークの生成メカニズムに興味がある場合,成長ネットワークモデルをネットワークデータに適用して,生成モデルを推定する.ノード接続の優先的選択関数のノンパラメトリック推定法を考案して分析ツールのソフトウエアPAFitとしてCRANに公開していたが,さらにノード適応度も同時にベイズ推定する手法を提案してソフトウエアを公開した.youtubeやfacebook等のソーシャルネットワークの実データに適応してその有効性を検証した.(2)未知のネットワーク構造をグラフィカルモデルによって推定する場合,正則化項を加えたスパース推定を行う.この正則化項のモデリングを工夫して,ランダムグラフとスケールフリーネットワークの両者を含む一般的な正則化項を提案し検証を行った.理論,実装,応用のそれぞれの観点で,成果が得られている.次年度への準備も比較的順調に進んでいる.27年度が最終年度であるため、記入しない。計画にしたがって研究を進めるが,アイデアの方向性に応じて研究の進捗を見ながら随時調整する.27年度が最終年度であるため、記入しない。
二酸化炭素貯留層のガスリーク補修に対するポリマー架橋処理の適用

CO_2の地中処分においては,帯水層の上部に存在する不浸透性の地層が帽岩(キャップロック)の役割を果たしてガスが封入されることを前提にしているが,地層中の断層や割れ目を通じてガスのリークが発生することが懸念される。本研究では,CO_2ガスを封入した帯水層からのガスリークを止める対策技術として,ゲル生成剤(ポリアクリルアミド,アルミン酸ナトリウム,水酸化ナトリウムの混合水溶液)の注入によるCO_2ガスリークの補修の可能性を,室内実験で検討した。ガラスビーズを充填した多孔質媒体コアヘゲル生成剤を注入する実験によってガスリーク補修の効果を検討した結果,以下の知見が得られた。(1)CO_2ガスの存在するコア内へのゲル生成剤の注入処理によって,CO_2ガスの流出を遮断することができる。ゲル生成剤の圧入とCO_2ガスの圧入を繰り返すことによりコア内にゲルが生成し,コアの浸透率は初期の1/161/115に低下する。(2)ゲル生成によるCO_2ガスリーク遮断の効果(浸透率低下の度合い)は使用するゲル生成剤のポリマー濃度,ポリマーの分子量と加水分解率およびコアの浸透率に依存する。本実験では,平均分子量約1,300万,加水分解率30%のポリアクリルアミド500ppm,アルミン酸ナトリウム250ppm,水酸化ナトリウム250ppmのゲル生成剤を使用した場合に,約10μm2の浸透率コアからのガスリークを遮断できることを確認した。(3)多孔質媒体内に長さ1mのゲルが生成した場合は,約2.0MPaまでのガス圧力を保持できる。実際の地層へ本手法を適用するにあたっては,適用する地層条件を模擬した実験が必要であるが,実際の地層の浸透率は本実験で用いたコアの浸透率よりもかなり低いため,ポリマー架橋処理によるCO_2リーク補修の可能性は高いと判断された。最後に,現場への適用にあたっての研究課題を抽出した。本研究では,CO_2ガスを封入した帯水層からのガスリークを止める対策技術として,ゲル生成剤(ポリアクリルアミド,アルミン酸ナトリウム,水酸化ナトリウムの混合水溶液)の注入によるCO_2ガスリークの補修の可能性を,室内実験および数値計算により検討する。本年度は,多孔質媒体コア(ガラス管内に212μm250μmのガラスビーズを充填したコア)を用いた流動実験装置を組み立て,ゲル生成剤の注入によるガスリーク補修の効果を検討した。実験では,コアを水飽和後にCO_2ガスを流して模擬的なガス貯留層を作成後,コアの上部にゲル生成剤を圧入し,圧入の前後におけるCO_2ガスの有効浸透率の変化を計測した。また,コア内のゲルの生成状況を把握するために,ゲル生成剤中にフェノールフタレインを添加して,pH変化に伴う色の変化をビデオ観察した。その結果,コア上部にゲルが生成して一時的にはCO_2ガスのリークを遮断する効果が認められたものの,ガスの産出と同時にゲルがコア外部に押し出されて,継続的にガスの有効浸透率を低下させることはできなかった。この原因としては,コア内で泡状のゲルが生成するために,その後にガスでこれを後押しすると,泡が易動度のバッファーとして働き,逆にコア内の水を排出する効果を促進することが考えられた。

この問題は,ゲル生成剤に添加するポリアクリルアミドの加水分解率,ゲル生成剤の圧入処理手順を変えることにより解決すると考えられるので,今後は実験を継続してガスリークの補修の可能性を詳細に検討する予定である。また,来年度は,数値計算による補修効果の検討を行う。CO_2の地中処分においては,帯水層の上部に存在する不浸透性の地層が帽岩(キャップロック)の役割を果たしてガスが封入されることを前提にしているが,地層中の断層や割れ目を通じてガスのリークが発生することが懸念される。本研究では,CO_2ガスを封入した帯水層からのガスリークを止める対策技術として,ゲル生成剤(ポリアクリルアミド,アルミン酸ナトリウム,水酸化ナトリウムの混合水溶液)の注入によるCO_2ガスリークの補修の可能性を,室内実験および数値計算により検討した。前年度に引き続き,多孔質媒体コアヘゲル生成剤を注入する実験によってガスリーク補修の効果を検討した結果以下の知見が得られた。(1)初期にCO_2ガスの存在するコア内へのゲル生成剤の注入により,コアの浸透率は1/161/115に低下した。(2)ゲル生成によるCO_2ガスリーク遮断の効果(浸透率低下の度合い)は使用するゲル生成剤のポリマー濃度,ポリマーの分子量と加水分解率およびコアの浸透率に依存した。実験では,平均分子量約1,300万,加水分解率30%のポリアクリルアミド500ppm,アルミン酸ナトリウム250ppm,水酸化ナトリウム250ppmのゲル生成剤を使用した場合に,約10μm2の浸透率コアにおいてガスリークを遮断できることを確認した。(3)生成したゲルの長さの観察による検討により,コア内に長さ1mのゲルが生成した場合は,2.0MPaまでのガス圧力を保持できることがわかった。さらに,数値計算プログラムを作成して,ゲル生成剤とCO_2の交互圧入によるゲル生成による浸透率の低下する過程を再現した。実際の地層へ本手法を適用するにあたっては,適用する地層条件を模擬した実験が必要であるが,実際の地層の浸透率は本実験で用いたコアの浸透率よりもかなり低いため,ポリマー架橋処理によるCO_2リーク補修の可能性は高いと判断された。
神経線維腫症から迫るscarless wound healingの機序

多くの外科医が、神経線維腫症I型(neurofibromatosis type1;NF1)患者の手術瘢痕は整容的に優れていること、肥厚性瘢痕やケロイドになりにくいことを臨床経験から認識していると思われる。創縁の緊張という機械的刺激は肥厚性瘢痕・ケロイド発生の主要因と考えられるが、NF-1患者ではそれを凌駕する、繊維増生を抑制する機構が働いていると予想される。本研究ではそのメカニズムを明らかにすることで、機械的な刺激下や炎症細胞存在下でも肥厚性瘢痕・ケロイドの病態に影響するターゲットポイントを発見できると期待できる。つまりリスク要因を有する患者にも効果的な肥厚性瘢痕・ケロイドの予防法および治療を開発できると考えている。2017年10月から出産に伴い研究を中断している。2017年4月9月は、非神経鞘腫症I型患者の皮膚検体を採取し、繊維芽細胞の初代培養を行った。神経鞘腫症I型患者については10月までに該当患者がいなかったため次年度採取予定である。出産に伴い研究を中断しているため多くの外科医が、神経線維腫症I型(neurofibromatosis type1;NF1)患者の手術瘢痕は整容的に優れていること、肥厚性瘢痕やケロイドになりにくいことを臨床経験から認識していると思われる。今後は神経鞘腫症患者からも皮膚検体を採取し、研究を進めていく予定である。出産・育児休暇に伴い中断期間が生じたため。次年度は研究再開し、繰り越した経費を使用し研究計画を引き続き行っていく予定である。
体表呈色の濃淡を制御するメガ小胞の形成メカニズムを解明する

動物の体表に存在するメラニン色素は、紫外線遮蔽などの機能を通して動物の生活や生存を守る。体表が呈色する過程において、表皮内に存在する色素細胞は、色素産生オルガネラであるメラニン顆粒を周囲の表皮細胞へと輸送する。この細胞間輸送を理解することは、呈色はもちろんのこと生体内で行なわれる物質輸送を理解する上でも極めて重要である。本研究は、色素細胞とそれに隣接する表皮組織の網目構造との関係に着目して、申請者が発見した「輸送小胞(メガ小胞と呼ぶ)」の形成メカニズムを理解を目指すものである。平成30年度は、研究計画に記載した通り、微細な穴の空いた多孔膜を用いて、穴に入り込んだ突起が千切れて、メガ小胞を形成するのかについて解析を行った。結果、トリ色素細胞が高頻度で細胞突起をフィルターの穴に挿入し、その穴にメガ小胞が作られることが見出された。加えて、ヒトの色素細胞においても類似した現象が起こる可能性を見出した。これにより本課題で立てた物理的な力と小胞形成についての仮説が支持された。現在、光遺伝学を用いたメラノソームの分布操作を通して、メラノソームとメガ小胞の関係の調査を試みている段階である。研究室異動に伴い、研究期間内において予定外に研究を一時停止せざるをえなかった。また異動大学での実験申請の都合上、次度の研究開始も遅れる予定である。マウスメラノーマをモデルとして、光遺伝学によるメラノソームの操作胞を確立成熟させたが、トリ正常メラノサイトにおいての操作効率が低い。この技術的な問題を改善する必要がある。加えて、研究を推進する上で、メガ小胞形成時の組織観察をより詳細に行うことも重要である。研究計画の推進とともに、本研究を発展させるため、記載した計画とともにメガ小胞形成時の基礎的な組織観察をより強化することに時間をさく。メラノソームの操作については、さらなる技術改良を行うとともに、ヒト色素細胞の利用なども検討する。異動に伴い予定外に実験の遅延が生じた。30年度に行った多孔膜を用いた解析を発展させ、さらに技術面での解析効率を改善しつつ、引き続きメガ小胞の形成メカニズムについて解析を続ける。研究の進度として、31年度に予定していたメガ小胞の形成頻度についての解析のためのメラニン顆粒の直径操作の技術成熟に着手しつつ、30年度に予定していた、実際の表皮においてメガ小胞の形成機構を目指す。
応用解析と計算数学の総合的研究

新しく広い意味での応用数学の全般にわたって研究分担者の協力により、研究を行った。研究成果は、他の応用数学分野の総合研究と合同で開催した2回の合同研究集会で発表され、議論・評価され、問題提起された。更に多くの研究会、国際シンポジウム、応用数理チュートリアル等を組織し、研究交流をはかり、若手研究者に刺激を与えた。I.研究代表者を中心として得られた成果(1)精度保証つき数値計算法を整備した。これによってパラメーターの値に敏感に依存する常微分方程式系の解空間の構造の解析のうち、周期解についての有力な方法が得られた。それを応用する際必要になる計算機による浮動小数点数の演算で発生する丸め誤差の評価をするための区間演算ソフトウェアーとして、汎用大型機Fujitsu M-1800用及びSunワークステーション用のものを完成した。(2)斜面上を流れ下る粘性流体の自由表面に起る波の研究を続けており、その線形系のスペクトル解析にも(1)の方法を発展させて適用することが今後の課題である。II.研究分担者が著しい成果を収めた課題(1)発展方程式の有限要素解に対する誤差評価。応用解析の最近の動向および展望(藤田宏)(2)2timing法、低次元逓減法による反応拡散方程式系のパラメーターの大域的変化に対する平衡解の構造変化を解析した。(三村昌泰)(3)解析関数の数値解析の研究を続け、Sinc近似を利用した二重指数型変換による境界値問題の解法を提案した。(森正武)(4)ウェーヴレット展開にきわめて近い概念として、カオス写像の母関数の有限項近似による与えられた関数の近似を考え、数値計算による追試および応用を探っている。(5)非線形方程式に対する多段簡易ニュートン法の収束球の研究を行い、Kantorovich型の仮定の下で、より一般的な収束条件を見い出した。(山本哲朗)新しく広い意味での応用数学の全般にわたって研究分担者の協力により、研究を行った。(山本哲朗)研究分担者グル-プ独自の研究を続けると共に、平成3年12月末に応用数学合同研究集会を、応用数学分野の他の4つの総合研究と合同して開催し、研究交流を行い、次年度の研究計画等について議論した。1.研究代表者を中心として得られた成果(1)精度保証付き数値計算法の研究を続け、殊にその必須手段である区間演算用ソフトウェア-として、富士通の大型汎用電子計算機M1800のFORTRAN77EX用のものが、作成できた。(2)斜面上の粘性流体の自由表面問題の解析。殊にfull systemに対する初期値問題の解の大域的存在証明がえられた。またKortewegーde VriesーKuramotoーSivashinsky方程式とよばれる近似方程式に対する周期進行波解の存在を分岐理論によって証明した。今後この分岐曲線を追う問題は、(1)と関連して数値的解析的に興味がある。2.分担者が著しい成果を収めた研究課題(1)地下水の流れに現われる自由境界の解析(河原田秀夫)。数学的定式化から始め、解の存在証明及びその数値計算法を提案した。(2)弾塑性体の解析(三好哲彦)動的な問題の数値解析には、陽的計算法が必要であるが、精度の点で難点が在った。新しく提案した方法は、精度、計算時間の点で満足できるものである。(3)自動微分法と丸め誤差推定(伊理正夫)。丸め誤差の推定あるいは最適化問題等において、高速自動微分法の技術を応用する有効性を示した。(4)流体方程式の解の分岐問題(岡本久)。水の進行波あるいは、NavierーStokes流体の分岐論的取扱を行った。

殊にTaylor問題に対して、Couette流からのTaylor過流への分岐において、後者の渦流が、安定に複数個共存できることを証明した。(5)非線形偏微分方程式の検証付数値計算(中尾充宏)。半線形放物型方程式の解の数値的検証法を定式化した。平成3年12月始に「応用数理チュ-トリアル」が、院生助手のために開催されたが、それを支援した。応用解析および計算数学の研究の広い範囲にわたる研究分担者の協力によって、多くの研究集会、国際シンポジウムを組織し、平成4年12月末には、応用数学合同研究集会を応用数学分野の他の5つの総合研究班と合同して開催し、研究発表・交流・問題提起を活発に行った。I.研究代表者を中心として得られた成果(1)精度保証つき数値計算法の研究を続けて、自励系の常微分方程式系に対する周期解の存在を計算機支援によって証明する法方を整備した。これによってパラメーターの値に敏感に依存する周期解の解析が行えるようになった。その際、計算機による区間演算が、丸め誤差評価のために必要であり、当科研費で購入したワークステーション用のソフトウェアーのうち、倍精度浮動小数点四則演算用のものを完成したため、実用している。(2)斜面上を流れ下る粘性流体の自由表面に起る波の研究を続けて、その線形化方程式系のスペクトル解析に取組んでいる。原点近傍でのスペクトルの様子は、摂動法でわかったが、分岐理論を応用するには、(1)の方法を適用するしかなく、その拡張を試みつつある。II.研究分担者が著しい成果を収めた研究課題(1)ダイナミカル・アッセンブリー仮説による脳高次機能の実験的、理論的研究(藤井宏)、(2)電磁場の有限要素性の研究を続け、変分法的定式化を誘導して、辺要素とその共変要素として拡張したモデルを提案したため、3次元問題の解析ができる様になった。(菊地文雄)、(3)準周期的外力を伴う常微分方程式系の準周期解を求めるための定理を拡張した。(篠原能材)、(4)逆問題の解析を続け、多孔質の管の中の流体の流速を推定する問題に一つの解決を与えた。(鈴木貴)(5)相転移等に現れる界面の運動の研究において、研究分担者が開発した特異摂動法・特異極限安定性解析と、Evansの位相的手法との関連を解明した。(西浦廉政)
遅延のないサブバンド適応フィルタの性能評価

適応フィルタの研究は電気通信の広い分野や能動騒音制御の分野で行われ,近年,帯域分割型のサブバンド構造の適応フィルタを用いることが提案されている.従来のサブバンド適応フィルタの出力には伝送遅延があり,特に音響エコーキャンセラーや能動騒音制御などへ応用するためにはこの遅延が大きな問題となる.最近,遅延のない構成法がMorganとThiにより提案された.しかしこの手法の解析は定性的で不完全であり,計算量も大きい.そこで,この手法のより詳しい定量的解析を行なうとともに,より優れた手法を開発することを目指した.その結果以下の結論を得た.1.従来手法の定量的な解析フルバンド適応フィルタは各サブバンドの適応タップを変換することにより得られる.従来手法の変換は正則でないことを明らかにした.すなわち,変換を表す行列はフルランクにならず,最適ウイナー解は値域に存在しないことが判明した.2.アダマール変換を用いた新手法の提案2のべキ乗バンドの場合に対するアダマール変換を用いた手法を提案し,上述の欠点を回避できることを基本的な2バンドの場合について示した.アダマール変換は積演算が不要であるため,タップ変換を高速に行なうことが可能となった.3.射影アルゴリズムによる収束速度の向上提案手法とNLMSなどの適応アルゴリズムを用いた場合,収束速度が劣化する場合がある.この問題に対処するため射影アルゴリズムを導入し収束速度を改善した.適応フィルタの研究は電気通信の広い分野や能動騒音制御の分野で行われ,近年,帯域分割型のサブバンド構造の適応フィルタを用いることが提案されている.従来のサブバンド適応フィルタの出力には伝送遅延があり,特に音響エコーキャンセラーや能動騒音制御などへ応用するためにはこの遅延が大きな問題となる.最近,遅延のない構成法がMorganとThiにより提案された.しかしこの手法の解析は定性的で不完全であり,計算量も大きい.そこで,この手法のより詳しい定量的解析を行なうとともに,より優れた手法を開発することを目指した.その結果以下の結論を得た.1.従来手法の定量的な解析フルバンド適応フィルタは各サブバンドの適応タップを変換することにより得られる.従来手法の変換は正則でないことを明らかにした.すなわち,変換を表す行列はフルランクにならず,最適ウイナー解は値域に存在しないことが判明した.2.アダマール変換を用いた新手法の提案2のべキ乗バンドの場合に対するアダマール変換を用いた手法を提案し,上述の欠点を回避できることを基本的な2バンドの場合について示した.アダマール変換は積演算が不要であるため,タップ変換を高速に行なうことが可能となった.3.射影アルゴリズムによる収束速度の向上提案手法とNLMSなどの適応アルゴリズムを用いた場合,収束速度が劣化する場合がある.この問題に対処するため射影アルゴリズムを導入し収束速度を改善した.適応フィルタの研究は電気通信の広い分野や能動騒音制御の分野で行われ、近年、帯域分割型サブバンド構造の適応フィルタを用いることが提案されている。しかし、従来のサブバンド適応フィルタの出力には伝送遅延があり、能動騒音制御などへ応用するには大きな問題がある。最近、遅延のない構成法がMorganとThiにより提案された。本年度は、この手法のより詳しい定量的解析を行い、より良い構成法を見いだした。遅延のない構成として提案されているのはサブバンドのタップ係数から周波数サンプリング法によりフルバンドのタップ係数を求めて出力信号を生成する方法であるが、その性能評価が定量的になされていない。そこで、LMS型の適応アルゴリズムの停留点がフルバンドの最適フィルタ(ウィナー解)に対応しているか、また、フィルタバンクを用いてサブバンドに分割する際、フィルタが理想特性でないために生じるエリアシングの影響はあるのかどうか、さらに、フルバンドの係数への変換でより良い変換があるかなどの点を研究した。上述の新しいMorganらの構成法の解析は定性的で不完全な結果となっている。詳しく検討した結果その変換は正則でなく、したがって、一般にフルバンドでのウィナー解に対応するサブバンドのタップ係数は存在しないことがわかった。そこで、上記の変換を簡略化、正則化し、かつ高速に計算できるアダマ-ル変換を提案し、そのアルゴリズムの停留点の解析を行い、フルバンドのウィナー解となっていることを示した。これらの研究はもっとも単純な、しかし、見通しの得やすい2バンドの場合について行い、次に2バンドの結果を一般の2のベキ乗のバンド数の場合へ拡張した。また、射影アルゴリズムを用いて収束速度を改善することができるかどうかについても検討を加えた。適応フィルタの研究は電気通信の広い分野や能動騒音制御の分野で行われ,近年,帯域分割型のサブバンド構造の適応フィルタを用いることが提案されている.従来のサブバンド適応フィルタの出力には伝送遅延があり,特に音響エコーキャンセラーや能動騒音制御などへ応用するためにはこの遅延が大きな問題となる.最近,遅延のない構成法がMorganとThiにより提案された.この手法の解析は定性的で不完全である.そこで,この手法のより詳しい定量的解析を行ない,サブバンド適応フィルタからフルバンド適応フィルタへのタップ変換は正則ではなく,フルバンドの最適解に対応するサブバンドのタップ係数が存在しないことを明らかにした.その欠点を補うために,新たに2のベキ乗バンドの場合に対するアダマール変換を用いた手法を提案し,本アルゴリズムの解がフルバンドの最適ウィナー解になっていることを基本的な2バンドの場合について示した.

また,射影アルゴリズムを併用し収束速度の改善にもついて検討を行なった.本年度は上記の結果をまとめ,IEEE Trans.Signal Processingへ投稿した.その結果平成11年の6月に掲載されることが決定している.
浅海成炭酸塩堆積物における微小領域分析に基づく環境記録解読法の構築とその応用

サンゴ礁域の環境記録を直接記録していると予測されるサンゴ礁性堆積物に着目し,低マグネシウム方解石殻をもつ浮遊性有孔虫の酸素同位体比および微量元素の保存性を検討した結果,陸水性続成作用を被った炭酸塩岩中においても,殻内有機膜(POM)と呼ばれる初生の殻内部構造が保存され,浮遊性有孔虫殻の酸素同位体比およびMg/Caには初生値が保存されており,古環境指標として有効であることがわかった.サンゴ礁域の環境記録を直接記録していると予測されるサンゴ礁性堆積物に着目し,低マグネシウム方解石殻をもつ浮遊性有孔虫の酸素同位体比および微量元素の保存性を検討した結果,陸水性続成作用を被った炭酸塩岩中においても,殻内有機膜(POM)と呼ばれる初生の殻内部構造が保存され,浮遊性有孔虫殻の酸素同位体比およびMg/Caには初生値が保存されており,古環境指標として有効であることがわかった.本研究の目的は、琉球列島及びグレートバリアリーフに広がるサンゴ礁とその周辺堆積物が、第四紀中期のどのタイミングで、どのような海洋表層環境(特に水温)の変動が原因でサンゴ礁の成立・拡大が促されたのか、高精度マイクロミルシステムを用いた微小領域解析によって検証することにある。本年度は,大きく下記の2つの成果が得られた。(1)マイクロミルシステムの飛躍的な改良マイクロミルシステムの制御方法(特許出願中)の改良,および単結晶ダイヤモンドを用いたドリルビットの開発を通して,従来技術では不可能であった有孔虫の各殻単位(数数十マイクロメーター)のドリリングを可能にした。これらの新しい技術によって,従来技術から飛躍的にドリリング精度およびドリリングのスポット径を向上した。(2)浮遊性有孔虫のMg/Caの保存性の検証琉球列島に分布する第四系浅海性炭酸塩岩の浮遊性有孔虫が陸水性続成作用を被った後も,初期のMg/Caをその殻に保存されているかを検証した。まず,固結した炭酸塩岩から研磨試料を作成して浮遊性有孔虫Globigerinoides ruberのEPMAによるMg.Caのマッピングを実施した。同時に,半未固結の炭酸塩試料からG.ruberを固体として取りだしたのち,樹脂に埋め込み殻の断面が見えるまで研磨したものについてもMg.Caのマッピングを実施した。その結果,両者とも浮遊性有孔虫の殻中に存在する有機膜層が観察され,陸水性続成作用を被った場合でも,その初生的な構造が保存されていることが示唆された。さらに,これらの試料についてEPMAによるMg.Caの定量を試みた結果,酸素同位体比ステージ5eのG.ruberのMg/Caは3.32(〓29.16°C),現世のG.rtiberのMg/Caは3.32(〓28.95°C),酸素同位体比ステージ6のG.rtiberのMg/Caは2.64(〓21.80°)という結果が得られた。今後,これらの結果の妥当性を検証した後,古水温計として適用可能であれば,マイクロミルシステムによる殻の酸素同位体比分析と組み合わせることにより,古環境復元のためのツールとして古海洋研究の分野で貢献出来ると思われる。本研究の目的は,琉球列島及びグレートバリアリーフに広がるサンゴ礁とその周辺堆積物が,第四紀中期のどのタイミングで,どのような海洋表層環境(特に水温)の変動が原因でサンゴ礁の成立、拡大が促されたのか,高精度マイクロミルシステムを用いた微小領域解析によって検証することにある。本年度は大きく下記の2つの成果が得られた。(1)微量粉体回収装置の開発とその応用前年度に開発・改良を行ったマイクロミルシステムを使用するにあたり,切削した微量のサンプルをいかにして分析のための容器に移すのかが問題となった。そこで,分析用容器に微量サンプルを採取するための「粉粒体回収装置」を開発し,特許出願も行った,本装置を用いると数マイクログラム以上の粉体をほぼ100%の回収率で採取することが可能である。この新しい技術によって,マイクロメートル単位の微小領域からの粉体サンプルの回収が安定して確実に実施できるようになった。(2)古水温指標としての浮遊性有孔虫のMg/Caの保存性の検討前年度に引き続き,浮遊性有孔殻のEPMAによるMg・Caのマッピングとその定量を実施した。前年度の研究により,陸水性続成作用を被った石灰岩中の浮遊性有孔虫殻のMg/Caは,その初生値を保存していることが示唆されたことを踏まえて,琉球層群のコア試料CR-13を用いて「固結した石灰岩を研磨した試料」および「未固結部から摘出した浮遊性有孔虫試料を樹脂に埋めて研磨した試料」について,(1)高精度マイクロミル装置による浮遊性有孔虫殻の切削を実施して酸素、炭素同位体比の測定,(2)EPMAによる浮遊性有孔虫殻のMg、Caのマッピングとその定量,を順次実施中である。本研究の目的は,琉球列島及びグレートバリアリーフに広がるサンゴ礁とその周辺堆積物が,第四紀中期のどのタイミングで,どのような海洋表層環境(特に水温)の変動が原因でサンゴ礁の成立・拡大が促されたのか,高精度マイクロミル装置および殻のMg/Caを用いた微小領域解析によって検証することにある.本年度は,大きく下記の2つの成果が得られた.(1)マイクロミルシステムと粉体回収装置による酸素・炭素同位体比分析法の確立

マイクロミルシステムの制御方法(特許第4203860:今年度の成果)の洗練,単結晶ダイヤモンドを用いたドリルビットの開発,および微小粉体回収装置(>10μgの粉末が対象.<10μgの粉末は要検討)との組み合わせによって,従来技術では不可能であった有孔虫の各殻単位のドリリングとその酸素・炭素同位体比測定を確立した.(2)浮遊性有孔虫のMg/Caの保存性と古水温推定低マグネシウム方解石殻の微量元素の保存性を検討した結果,陸水性続成作用を被った炭酸塩岩中においても,浮遊性有孔虫殻には,殻内有機膜(POM)と呼ばれる初生の殻内部構造が保存されており,浮遊性有孔虫殻のMg/Caには初生値が保存されていることが確認できた.ただし,Mg/Caを分析する際には,従来のICP-MSによる測定法では,浮遊性有孔虫殻の殻(内)表面に付着したMgを含んだ微細な続成生成物の影響を被るのに対して,樹脂に封入した浮遊性有孔虫殻の断面を観察しながら,EPMA(X線マイクロアナライザ)を用いた殻内部のスポット分析によるMg/Ca測定法が有効であることが明らかとなった.EPMAの結果として,琉球層群のコア試料(CR-13:宮古島沖)およびグレートバリアリーフのコア試料から産出した水温は第四紀中期の温暖化を示唆していた(約1.5°C).最終年度で得られた以上の結果は,第四紀における全球的な表層水温の変遷・炭素循環において重要な新知見である.