hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外へ向かう中国とインド:内的発展とアジアへのインパクト

主に、北京の社会科学院、中国現代国際関係学院、雲南省の南アジア研究所、上海の国際問題研究所を訪問し、当地の南アジア研究者との学術交流を深めることができた。また急速に経済発展を進め、社会文化的に大きな変化を見せている中国に直接離れることができたのは、日本のインド研究者に比較の視点を養う上で大きな意義を有した。中国とインドのダイナミックな変容を内と外から比較、相互作用の視点から捉えるという研究プロジェクトは本年度が最終年となった。まず主なプロジェクト活動について前年度と同様、定例の研究会を継続すると同時に8月1日3日にかけて研究合宿を行い、各分担者からの集中的な報告と、それに関連した相互の意見交換を行った。また1月28日には丸1日の集中合宿を行い、各分担者の研究の到達点と執筆にあたっての課題などに関する報告を求め、その上での執筆概要に関する意見交換を行った。さらに3月5日12日までの間、インドのデリー、アムリットサル、チャンディガルなどを訪問し、ジャワハール・ネルー大学、パンジャブ大学などで学術シンポジウムを行うと同時に、各地の農村視察などを実施した。最終的には中国とインドに関する出版企画を考えているが、その基本的な項目としては、Iガヴァナンス、IIマーケット、IIIモビリティー、IVアイデンティティー、Vストラティジー、VIセキュリティーの6つに絞り、それぞれの項目の中で幾つかの共通した論点を設定しながら、それらに対する中国側、インド側の回答を試みるといった手法でまとめていくことにした。例えばガヴァナンスに関する論点としては、以下のような点を検討する。1=広大な領域空間の支配、膨大な人口、他民族と地方主義の強い社会の統合の基本思想は何か、2=共通して巨大な領域、人口を抱え、(半)植民地化の歴史体験を有している2つの大国が、第2次大戦後は一党独裁体制と多党制自由主義体制という相異なる政治体制を選択した。統治における相違点、共通点とは何か。3=対外開放、市場化政策に対応した新しいガヴァナンスの創出は見られるか、4=統治される側(社会・民衆)の政治社会・文化の特徴をどのように理解するか、である。中印を比較、関係、影響などの視点からどう捉えるかの課題は、容易ではなかったが有意義であった。
トップクォーク対を伴うヒグス粒子生成過程の探索

本研究では重心系14兆電子ボルトでの陽子・陽子衝突実験であるLHC-ATLAS実験のデータを用いて、トップクォークを伴うヒグス粒子の生成過程を探索する。トップクォーク対生成信号を特徴とする本研究課題において、検出器のトップクォークの同定能力、及び高エネルギー陽子・陽子衝突中におけるトップクォーク対の生成確率の評価は必要不可欠となる。平成22年度中に収集された実験データ(積分ルミノシティ35/pb、衝突エネルギー7兆電子ボルト)を用いて、トップクォーク対生成断面積の評価を、トップクォークを伴うヒグス粒子の生成過程に対する最重要課題として定め、これを遂行した。LHC-ATLAS実験が本格的に実験を開始した初年度であり、(1)実験データ解析に加え、(2)検出器実機の調節、(3)検出器実機の性能の評価を、有機的に結合し推進することが肝要である。昨年度の研究を継続し、(1)ミュー粒子トリガーシステムの調整を行いデザイン目標のトリガー効率を達成し、(2)収集されたデータより、ミュー粒子の検出効率を実測し、シミュレーションが正確にそれを再現していることを1%以下の精度で証明し、(3)その結果を踏まえ、シミュレーションと実験データを相補的に扱い、トップクォーク生成断面積の測定を実現した。特に背景事象の少ない2本のレプトン信号(電子ないしはミュー粒子)を終状態に含むモードに着目してデータ解析を推進し、18%の精度での生成断面積の測定を実現した。本研究において、LHC-ATLAS実験のトップクォークの生成・同定能力を、実験データを用いて高い精度で評価した。また、7兆電子ボルトの陽子・陽子衝突におけるトップクォークの生成断面積が、素粒子標準模型が与える予言値と、実験・理論の誤差の範囲内で矛盾しないことを示した。本研究では、重心系エネルギー14兆電子ボルトでの陽子・陽子衝突実験であるLHC-ATLAS実験のデータを用いて、トップクォーク対を伴うヒグス粒子生成過程を探索する。その特色は、トップクォークの崩壊終状態に現れる高い運動量のミュー粒子に着目し、ミュー粒子検出器の応答を用いて、大量の雑音信号の中から、効率よくトップクォークを含む事象を同定することにある。一年目である本年度は、LHC加速器運転開始前のミュー粒子測定システムの構築・調節を最重要課題と定め、以下を達成した。1、ミュー粒子トリガー検出器システムの構築2、宇宙線信号、試験用疑似信号を用いたハードウェアの調節3、宇宙線信号を用いたミュー粒子スペクトロメータシステムの動作検証のためのデータ解析エレクトロニクスボードの実験ホールへのインストール、故障ボード発見・交換等のシステムのデバッグ、制御系のソフトウェアの開発・試験を2008年の夏までに完了させた。並行してミュー粒子トリガーシステム全32万チャンネルの信号のケーブル遅延時間の測定を実験ホールにおいて実現。この測定を基に、信号の遅延パラメタを最適化することが、コインシデンストリガー検出器が最高性能を出すために必要不可欠である。2008年のLHC陽子ビーム周回時には、この調節が25ナノ秒(光が15m直進するのにかかる時間)の精度で正確に達成されていることを、初ビーム周回日の内にデータを解析し明らかにした。また宇宙線信号を用いた試験データを解析し、検出器の位置分解能・検出効率の評価をいち早く行い、検出器の性能の評価を行うとともに、ハードウェア(検出効率が85%程度でありデザイン(90%)と比べ低い)・ソフトウェア(検出器の設置位置情報に誤りがある)の観点からの改善が必要な箇所を発見した。これらの修正を2009年度の早期に完了して、2009年秋からビーム衝突に備える。トップクォーク対生成信号を特徴とする本解析において、トップクォークの同定能力の評価は必要不可欠である。本年度の研究は、平成22年度までに収集可能なデータを鑑み、(1.積分ルミノシティー100/pb、2.衝突エネルギー7兆電子ボルト衝突)実験初期のデータを用いてトップクォーク対生成の断面積を評価することを最優先課題と定め、シミュレーションデータを用いたデータ解析準備を進めた。この研究により、LHC-ATLAS検出器のトップクォーク検出能力、およびLHC加速器のトップクォーク生成能力が正確に明らかとなる。特に本研究ではふたつのトップクォークが共にミュー粒子に崩壊するチャンネルを用いてその測定を行い、崩壊終状態のミュー粒子を用いてのトップクォークの同定能力を正確に評価する。トップクォークに由来する二本の高運動量ミュー粒子の検出によって信号を同定し生成数を評価する本測定では、ミュー粒子の検出効率の理解が必用不可欠である。信号事象と同じく、高運動量のミュー粒子を含み、且つ大きい生成断面積を持つZボソン物理過程中のミュー粒子を用いて検出効率を測定する手法を考案。モンテカルロシミュレーションデータを用いた計算機上の擬実験により、100/pbのデータ中で60,000のサンプルトラックが検出効率評価のために収集可能であることを示し、実験初期のデータを用いて、トップクォーク事象に対するミュー粒子検出効率を誤差1%程度で測定可能であることを確認した。これらの研究を、欧州合同原子核研究所に赴き、現地の研究者と議論しながら進めている。

トップクォーク対生成信号を特徴とする本研究課題において、検出器のトップクォークの同定能力、及び高エネルギー陽子・陽子衝突中におけるトップクォーク対の生成確率の評価は必要不可欠となる。平成22年度中に収集された実験データ(積分ルミノシティ35/pb、衝突エネルギー7兆電子ボルト)を用いて、トップクォーク対生成断面積の評価を、トップクォークを伴うヒグス粒子の生成過程に対する最重要課題として定め、これを遂行した。LHC-ATLAS実験が本格的に実験を開始した初年度であり、(1)実験データ解析に加え、(2)検出器実機の調節、(3)検出器実機の性能の評価を、有機的に結合し推進することが肝要である。昨年度の研究を継続し、(1)ミュー粒子トリガーシステムの調整を行いデザイン目標のトリガー効率を達成し、(2)収集されたデータより、ミュー粒子の検出効率を実測し、シミュレーションが正確にそれを再現していることを1%以下の精度で証明し、(3)その結果を踏まえ、シミュレーションと実験データを相補的に扱い、トップクォーク生成断面積の測定を実現した。特に背景事象の少ない2本のレプトン信号(電子ないしはミュー粒子)を終状態に含むモードに着目してデータ解析を推進し、18%の精度での生成断面積の測定を実現した。本研究において、LHC-ATLAS実験のトップクォークの生成・同定能力を、実験データを用いて高い精度で評価した。また、7兆電子ボルトの陽子・陽子衝突におけるトップクォークの生成断面積が、素粒子標準模型が与える予言値と、実験・理論の誤差の範囲内で矛盾しないことを示した。
大空間の温熱・空気環境形成に関する実態調査と予測モデルの開発

1.実態調査(平成元年度より継続実施):(1)基本デ-タの継続測定(加藤、村上担当)大規模屋内体育館(東京体育館;完全空調)を対象として大空間の内部環境(鉛直温度分布)、空調条件(吹出・吸込温度および風量)、内部負荷(人体発熱、機器発熱)、外部環境(外気温度、日射量)を長期間継続して計測(平成2年10月)。(2)大空間内の分布性状の測定(加藤、持田担当)(i)夏季、冬季の代表的な時期として夏季平成2年度6月25日28日、冬季同年3月4日3月10日に大規模屋内体育館を対象とした実測を行い、大空間内部の気流・温度分布、測定時の空調条件、内部負荷、外部環境を測定した。(ii)大型モニタ-を有する大規模市場(東京都大田市場:自然換気)において、自然対流に基づく換気性状及び換気効率、内部環境(鉛直温度分布)、外部環境を測定。実態調査した建物は、模型実験、シミュレ-ションにより既に大空間の温熱環境を詳細に検討済。2.統計解析(加藤、持田担当):(1)実態調査結果を統計的に解析し、内部環境と環境形成要因(外部環境、空調条件、内部負荷)に対し、統計的に要因分析を行った。(2)上記結果を物理学的管計モデルでモデル化し、代表点の物理性状に対する予測モデルを作成。また、その予測精度を実態調査結果から検証。3.乱流シミュレ-ション解析(平成元年度より継続実施)(加藤・村上担当):(1)大空間を対象としてViollet型kーεモデルで乱流熱フラックスに通常の勾配輸送近似仮定を用いたモデルを使用し3次元乱流シミュレ-ションを実施・検討した。(2)対流場に〓射場を連成した数値シミュレ-ション手法を開発し、単純な室形状、完全拡散面、既知の吸収係数を仮定した数値シミュレ-ションを行い、実大実験の結果と比較検討した。(3)〓射環境を考慮した上記モデルに温度成層等を考慮する乱流モデルにより大空間内の分布性状予測モデルを作成中である。(3)実態調査結果デ-タを用いて上記モデルによりシミュレ-ションを行い、その予測精度を確認。4.乱流シミュレ-ション、模型実験法の改造(加藤、村上、持田担当):上記結果を検討し、模形実験法並びにシミュレ-ション手法の改良を計る。1.大空間の温熱、空気環境の実態調査(東京体育館)(1)基本デ-タの測定20計測点程度の代表的な気流、温度、湿度等の物理量を継続して測定する。(2)大空間の分布性状の測定夏期、秋期、冬期、春期の代表的な時期を選び、大空間内部の気流、温度、輻射、温度等の代表的な物理量の分布を測定した。2.乱流シミュレ-ション解析(1)輻射環境及び温度成層を考慮した乱流モデルにより、大空間内の分布性状予測モデルを作成した。(2)実態調査結果

デ-タを用いて上記モデルよりシミュレ-ションを行い、その予測精度を検証した。1.実態調査(平成元年度より継続実施):(1)基本デ-タの継続測定(加藤、村上担当)大規模屋内体育館(東京体育館;完全空調)を対象として大空間の内部環境(鉛直温度分布)、空調条件(吹出・吸込温度および風量)、内部負荷(人体発熱、機器発熱)、外部環境(外気温度、日射量)を長期間継続して計測(平成2年10月)。(2)大空間内の分布性状の測定(加藤、持田担当)(i)夏季、冬季の代表的な時期として夏季平成2年度6月25日28日、冬季同年3月4日3月10日に大規模屋内体育館を対象とした実測を行い、大空間内部の気流・温度分布、測定時の空調条件、内部負荷、外部環境を測定した。(ii)大型モニタ-を有する大規模市場(東京都大田市場;自然換気)において、自然対流に基づく換気性状及び換気効率、内部環境(鉛直温度分布)、外部環境を測定。実態調査した建物は、模型実験、シミュレ-ションにより既に大空間の温熱環境を詳細に検討済。2.統計解析(加藤、持田担当):(1)実態調査結果を統計的に解析し、内部環境と環境形成要因(外部環境、空調条件、内部負荷)に対し、統計的に要因分析を行った。(2)上記結果を物理学的統計モデルでモデル化し、代表点の物理性状に対する予測モデルを作成。また、その予測精度を実態調査結果から検証。3.乱流シミュレ-ション解析(平成元年より継続実施)(加藤・村上担当):(1)大空間を対象としてViollet型kーεモデルで乱流熱フラックスに通常の勾配輸送近似仮定を用いたモデルを使用し3次元乱流シミュレ-ションを実施・検討した。(2)対流場に輻射場を連成した数値シミュレ-ション手法を開発し、単純な室形状、完全拡散面、既知の吸収係数を仮定した数値シミュレ-ションを行い、実大実験の結果と比較検討した。(3)輻射環境を考慮した上記モデルに温度成層等を考慮する乱流モデルにより大空間内の分布性状予測モデルを作成中である。(3)実態調査結果デ-タを用いて上記モデルによりシミュレ-ションを行い、その予測精度を確認。4.乱流シミュレ-ション、模型実験法の改造(加藤、村上、持田担当):上記結果を検討し、模型実験法並びにシミュレ-ション手法の改良を計る。
画像空間とパラメータ空間での処理を併用した画像プリミティブ抽出手法の開発

画像解析では、画像内に存在する物体のエッジを表す直線、円、楕円などの画像プリミティブを抽出することが必要であり、これにはHough変換がよく用いられる。Hough変換ではパラメータ空間での投票で得られる投票数のピーク位置が画像プリミティブの位置を与えるが、これを得るには多くの投票が必要で、これが画像プリミティブの抽出速度を落とす原因となっている。そこで本研究では、画像空間上で予めいくつかの処理を行うことでパラメータ空間を縮小し、パラメータ空間での不要な投票を除去する新しい高速化手法を開発した。また、画像プリミティブの抽出実験と理論解析により、開発した手法が良好な処理速度を持つことを確認した。平成22年度に行った研究では、抽出すべき画像プリミティブを最も単純ではあるが最も基本的で重要である「直線プリミティブ」に限定し、新しい「直線プリミティブ抽出手法(村上他「画像間演算を用いたHough変換による直線抽出の高速化」、電子情報通信学会技術研究報告、画像工学、IE2010-167、平成23年3月7日)」を開発した。以下に、開発した手法の概要と特徴を述べる。1)開発手法の概要(手順1)原画像(2値画像)からn方向シフト画像を作成する。(手順2)原画像と各シフト画像との画像間演算(論理積演算)を行う。(手順3)論理積演算で得られたn枚の画像に対して、n分の1に領域限定したハフ変換を行う。(手順4)ρ-θパラメータ空間上でn個のハフ変換の結果を統合する。(手順5)ρ-θパラメータ空間上で投票数の多いパラメータの値を選択する。(手順6)選択したパラメータ値をもつ直線を画像空間上で描写する。(手順7)描写した直線と原画像の画素を対比することで、直線線分(直線の始点と終点)を決定する。2)提案手法の特徴(1)理論上の処理速度:従来のハフ変換に比べて開発手法の処理速度はn倍程度(処理時間はn分の1程度)となる。(2)雑音に対する耐性:原画像に含まれる雑音(インパルス性の雑音)は原画像とシフト画像との画像間演算(論理積演算)を行うことでほぼ取り除かれ、安定した直線抽出が可能となる。(3)投票結果の明瞭化:ρ-θパラメータ空間上での投票結果に関して、重要な直線プリミティブに対する投票結果と重要でない直線プリミティブに対する投票結果との差異が従来のハフ変換に比べて明瞭であり、抽出すべき直線パラメータの選択が容易となる。平成23年度は、研究初年度(平成22年度)に開発した「画像間演算とハフ変換を併用した直線抽出手法」について、理論解析および典型画像(ベンチマーク画像)に対する直線抽出実験により、その直線抽出能力の評価を行った。その結果、以下のように、提案手法は従来手法に比べて、直線の抽出速度、抽出精度両面で優れていること、またその一方で、解決しなければならない問題が存在することも明らかとなった。1)提案手法の直線抽出能力(1)処理速度:提案手法でn枚のシフト画像を用いた場合、その直線抽出速度は従来のハフ変換に比べてほぼn倍となることを処理手順の理論解析により示した。また、直線抽出実験の結果から、実際の処理速度は理論解析のほぼ半分となること、nの数が大きくなるとその乖離が徐々に大きくなることが明らかとなった。(2)雑音に対する耐性:原画像に含まれるインパルス性雑音は、提案手法における原画像とシフト画像との画像間演算によりほぼ取り除かれ、安定した直線抽出が可能であることが直線抽出実験の結果から確認された。(3)投票結果の明瞭化:提案手法では、ρ-θパラメータ空間上での投票に関して、抽出すべき重要な直線に対する投票数は維持されたまま、重要でない直線に対する投票数は減少することから、重要な直線パラメータの選択が従来のハフ変換に比べて容易であることが確認された。2)提案手法のもつ問題点今回行った多くの直線抽出実験の結果から、原画像に「太さのある直線」が多く含まれる場合、提案手法の処理速度は理論値より低下する恐れがあること、また1本の「太さのある直線」に対して意味の無い複数の直線候補(投票数の多い直線パラメータ)が出現する恐れがあることが明らかとなった。「太さのある直線」はソーベルフィルタなどの空間フィルタを用いてエッジ抽出を行う際に頻繁に出現することから、この問題に対する対策は実用的な面からも不可欠である。これまでの研究で,直線プリミティブに関しては,高速・高精度な抽出手法の開発とその性能評価を,また,直線よりもより複雑な円や楕円プリミティブに関しては,「中心線特徴」と呼ぶ両プリミティブを効率良く抽出するための新しい特徴の提案を行った。

本年度はこれらの研究成果に基づいて,直線プリミティブに関しては,「開発した手法のアナログ計測機器自動検針への利用」を,また,円や楕円プリミティブに関しては,「中心線特徴を用いた両プリミティブの抽出手法の開発」を中心に研究を行った。得られた研究成果を以下に述べる。1)開発した直線プリミティブ抽出手法のアナログ計測機器自動検針への利用アナログ計測機器を撮影した画像データからCannyフィルタを用いて求めたエッジ画像に対して,本研究で開発した直線抽出手法を使って針の角度を自動検針する方法を開発した。ここでは,実験で求めた多くの検針結果と現場からの要求仕様を総合して,直線抽出ハフ変換のパラメータ(ρ,θ)の標本化間隔ΔρとΔθをそれぞれ1画素と0.05度に設定すれば,現場からの要求仕様を満たす精度と処理時間でアナログ計測器(共立電気計器社製KEW3441)の自動検針が可能であることを示した。2)中心線特徴を用いた円や楕円プリミティブの抽出手法の開発従来のハフ変換では,円の抽出には3次元パラメータ空間内での探索が,楕円の抽出には5次元パラメータ空間内での探索が必要となる。このため,実用時間内での処理は困難である。先に提案した「中心線特徴」は,これらを1次元および2次元パラメータ空間内での探索に置き換えるものである。研究では中心線特徴を用いた円や楕円プリミティブの抽出手法を開発し,この手法を用いることで両プリミティブを実用時間内に抽出できることを示した。また,「中心線特徴」を得るために必要な「中心点画像」の効率的な作成方法についても検討を行った。平成24年度は,先に提案した直線抽出手法の性能評価の結果から明らかになった「太さのある直線を抽出する際の問題点」の解決方法を検討するとともに,円や楕円プリミティブの抽出手法を開発するための基礎的な検討を行った。その結果,次のような成果が得られた。1)太さのある直線を抽出する際の問題点の解決太さのあるディジタル直線に対して提案手法を適用すると,一本の直線に対してρーθパラメータ空間上の極大値付近にかなり大きな投票数をもつ無意味な直線パラメータが複数個存在する。そこでここでは「投票数が最大のパラメータ(ρ,θ)を抽出すると,その付近のパラメータ(ρ±αΔρ,θ±αΔθ)への投票数を0に書き換え,このパラメータの直線が抽出されないようにした上で,次に多い投票数の直線パラメータを抽出する。この操作を閾値を超える投票数をもつ直線パラメータが無くなるまで繰り返す。」という方法でこの問題を解決した。なお,αの最適値は,ΔρとΔθの大きさや入力画像上のディジタル直線の太さ等にも影響を受けるが,ここでは,実験による結果から,α= 3に設定すれば無意味な直線の抽出をほぼ避けられることを明らかにした。これにより,本研究で開発した直線抽出手法の実用上の問題点が解決されたため,提案手法を論文としてまとめ,学会誌に投稿,掲載されることが決定した。2)楕円(円)プリミティブ抽出手法開発のための基礎的検討これまで考察してきた直線よりもより複雑な円や楕円などの画像プリミティブを高速・高精度に抽出するための方法について基礎的な検討を行った。その結果,「中心線特徴」と呼ぶ楕円(円)プリミティブを効率良く抽出するための新しい特徴を発見・提案した。この新しい特徴を使えば,本研究で既に開発している直線抽出手法を用いて楕円(円)プリミティブの存在(位置や大きさ等)を見つけることができるという大きな利点がある。
シェーグレン症侯群におけるB細胞活性化機構の解析(発癌機構解明の試み)

シェーグレン症候群(sjS)は顕著なポリクローナルなB細胞の活性化現象がみられる難治性の自己免疫疾患である。本研究においては本症におけるB細胞活性化の機構の解析を多角的に行った。まず末梢血より比重遠心法によりリンパ球を分離し、10%FCS加RPMI1640に再浮遊した後、組織培養プレートに分注し、長期培養を行った。その結果、本症患者からのみ自律性に増殖する細胞株を高率に得ることができた。これらの細胞株はB細胞分化抗原を保有し、しかもEBウィルス核内抗原(EBNA)を発現しており、培養上清中にEBウイルスを産生していた。また咽頭うがい液を採取し、〓帯血リンパ球に摂取したところ、本症患者では正常対照(33%)に比較して高率に芽球化現象がみられた(86%)ことより、本症患者は高率にEBウイルスを口腔内に排泄していることが推測された。またEBウイルス関連血清抗体価を検討したところ、本症患者においてはVCA-IgGおよびVCA-IgM抗体価が有意に上昇していた。さらに両抗体価が同時に上昇している症例も多く散見され、これらの症例においてはEBウイルスの再活性化が疑われたが、これらの症例では血清IgG値も高値を示した。以上の結果は、本症におけるポリクローナルなB細胞活性化現象にEBウイルスが強く関与していることを示唆するものと思われる。EBウイルスは発癌ウイルスとしても知られており、本症では高率にBリンパ腫がみられることより、SjSにおけるEBウイルスの病因論的意義に関してさらに研究を続行中である。
脱塩基オリゴDNAを用いた表面プラズモン共鳴による一塩基多型検出

遺伝的先天性疾患の診断を目的として、個々人のDNA配列を解析することの重要性が高まっている。特に、DNA配列内の一塩基多型(Single Nucleotide Polymorphisms, SNPs)検出法の開発は、個人個人に最適化された「テーラーメイド医療」の実現に向けて重要な研究課題の一つである。これまで、蛍光検出型DNAマイクロアレイが主に開発されてきたが、標的DNAへの蛍光ラベル化などの煩雑な操作が必要であることが問題とされており、これに代わる迅速、簡便かつ安価な手法の開発が期待されている。本研究では蛍光ラベル化を必要としない手法として、金電極表面に固定化した脱塩基部位含有DNA単分子膜への水素結合性小分子の結合について検討を行った。DNA単分子膜上に吸着したチトクロムcの電気化学応答を計測したところ、水素結合性小分子存在下で良好な電気化学シグナルが得られたのに対して、非存在下では電流量の減少並びに応答の鈍化が観測された。これはチトクロムc-電極間の電荷移動に対するDNA中の脱塩基部位の影響であると考えられる。また、脱塩基部位向かい側の標的塩基に対しても電流応答の依存性があることがあきらかとなった。用いた水素結合性分子であるナフチリジン誘導体と相補的な三点水素結合形成をするシトシンにおいて最も良好な応答が得られたことから、脱塩基部位への水素結合性分子の結合ならびに脱塩基部位向かい側の標的塩基の識別をチトクロムcをレポータ分子として読み出すことに成功した。現在表面プラズモン共鳴分光法による評価について検討中である。遺伝子情報の解析および医療への応用に向けて,迅速,簡便かつ安価な一塩基多型(SNPs)検出法の開発が重要な課題となっている。本研究では、標的塩基を含む一重鎖DNAと脱塩基部位(AP site)を有するブローブDNAをハイブリダイゼーションさせることで、標的塩基の向かい側に疎水性空間を構築する。この空間内では水素結合が効果的に機能することを利用して、塩基選択性を有するリガンドと標的塩基との錯形成によってSNP検出を行う。検出法として表面プラズモン共鳴と共に電気化学応答変化に着目し、ターゲットDNAの塩基配列と相補的かつ配列中央部に脱塩基部位を含むプローブDNAを金基板上に固定化し、この固定化されたプローブDNAとターゲットDNAとが形成するDNA二重鎖に結合する電気化学活性プローブの応答変化を評価することを目的とした。まず、グアニン塩基に対して相補的な水素結合形成をすることが期待される葉酸をリガンドとして塩基選択性を検討した。標的オリゴDNAには23-merの5'-GTGTGCGTTGYTTGGACGCAGA-3'(Y=A, T, G, or C)を用い、プローブオリゴDNAは相補的な23-merで、脱塩基部位としてデオキシリボース部位も除去したSpacer-C3を用いた。脱塩基部位向かい側の標的塩基に対して葉酸に由来する電気化学応答シグナルを追跡したところ、グアニンに対してのみ電気化学シグナルの変化が観測された。しかし、葉酸の電気化学応答は非可逆的反応であり、観測されたシグナルも微弱であった。そこで応答シグナルの増幅を目的として良好な電気化学活性分子であるメチレンブルーを併用した結果、葉酸単独でのシグナルに対して30倍程度の増幅効果を得られることを見いだした。以上の通り、予備的段階ではあるが電気化学シグナル検出によるグアニン選択性SM's検出機構を見いだした。現在、本機構を利用した表面プラズモン共鳴法での検出系の開発に着手している。
超耐久性防食塗膜の開発

n-型酸化物半導体であるTiO_2は光照射時には非照射時と比較して低い浸漬電位を示し、浸漬電位がそれより貴な金属をカソード防食できる。しかも、ここでのアノード反応は水の酸化反応(H_2O→1/20_2+2H^++2e^-)であるため、この防食効果は非犠牲的であり半永久的に持続しうる。しかし、これを屋外での太陽光による光カソード防食に応用する場合、その照射光の消失後、すなわち夜間における電位の貴化が、この防食法適用の最大の弱点であった。しかしながらゾル-ゲル法によりTiO2を被覆した304鋼においては、光照射により卑化した被覆金属基板の電位が光照射停止後にも長時間保たれることを偶然見いだした。本研究の目的は、上記の電位貴化遅延特性の解明およびその特性を用いた夜間をも含めた光カソード防食法を確立することである。ゾル-ゲル法TiO2被覆304鋼およびITOガラス基板-電位貴化遅延特性を示さない-に種々の元素を添加したTiO2膜を被覆したものについて光電気化学的測定および機器分析等を行い、「Feを含むTiO2層」(内層)/「添加元素を含まないTiO2層」(plainTiO2層、外層)という2層構造によって電位貴化遅延特性が出現することを見い出した。内層中のFeは試料作製ままでは3価(Fe^<3+>)をとり、光照射により2価(Fe^<2+>)に還元される。光照射停止後に再び3価にゆっくりと酸化され、この反応が持続しうる間、基板金属は卑な電位を保ち続けるものと考えられる。このようにして2層構造TiO2被覆を与えることによって、304鋼以外の基板上にも電位貴化遅延特性を有するTiO2皮膜の付与が可能になった。しかも、ここでのアノード反応は水の酸化反応(H_2O→1/20_2+2H^++2e^-)であって、それ自身の溶解あるいは劣化を伴わないため、この防食効果は非犠牲的であり半永久的に持続しうる。本研究の目的は、本防食法を構造材としての"鉄"に適用して、超耐久性を有する塗装系として確立すことである。本年度は、アルカリ性環境で不動態化している鉄への本防食法の適用可能性について検討した。TiO_2を直接被覆した炭素鋼については、光効果はあってもわずかで、焼成温度を400あるいは500°Cまで上げても30mV程度の電位卑化にとどまった。TiO_2/鉄-系では、鉄基板とTiO_2被覆との間にある鉄酸化物(α-Fe_2O_3)皮膜の存在が重要である。鉄基板を予備酸化すると、光電位は、500,700および900°Cでは-500mVまで、600および800°Cではそれぞれやや貴な-350およひ-400mVまで、卑化した。α-Fe_2O_3によって十分に被覆される900°C・10minで酸化処理した鉄基板上にTiO_2を1回塗り、種々の温度で焼成すると、光電位は400および500°Cで焼成した場合に最も卑になった。これは、先に述べたように、TiO2被覆が300400°Cでアナターゼに結晶化するためと考えられる。通常大気環境における本法の防食効果を調べるため、予備酸化温度を700および900°C、焼成400°C・10min、塗り回数1回、とした試片を比較的穏和な海洋性大気環境(東京商船大学清水臨海実験実習所、静岡県清水市)に暴露した。これは試片は4箇月以上経過しても発錆しなかった。さびも酸化皮膜の一種と考えた場合、これをα-Fe_2O_3にかえた後にTiO_2を被覆できれば、面倒なさび落としの不要な塗装系-さび上塗料-を開発できる可能性がある。そこで、水環境における代表的な酸化物であるFe_3O_4およびγ-Fe_2O_3を水溶液中で電気化学的に生成させ、これを熱処理した後にTiO_2を被覆させた。いずれの酸化物でも、γ-Fe_2O_3からα-Fe_2O_3が生じる550°Cで10min熱処理すると、高温予備酸化の場合と同程度(-500mV.SCE)まで光電位が卑化することがわかった。

本研究の目的は、上記の電位貴化遅延特性の解明およびその特性を用いた夜間をも含めた光カソード防食法を確立することである。ゾル-ゲル法TiO2被覆304鋼およびITOガラス基板-電位貴化遅延特性を示さない-に種々の元素を添加したTiO2膜を被覆したものについて光電気化学的測定および機器分析等を行い、「Feを含むTiO2層」(内層)/「添加元素を含まないTiO2層」(plainTiO2層、外層)という2層構造によって電位貴化遅延特性が出現することを見い出した。内層中のFeは試料作製ままでは3価(Fe^<3+>)をとり、光照射により2価(Fe^<2+>)に還元される。光照射停止後に再び3価にゆっくりと酸化され、この反応が持続しうる間、基板金属は卑な電位を保ち続けるものと考えられる。このようにして2層構造TiO2被覆を与えることによって、304鋼以外の基板上にも電位貴化遅延特性を有するTiO2皮膜の付与が可能になった。ゾルゲル法TiO_2被覆の最適条件は基板ごとにことなる。ステンレス鋼を用いて、基板元素の影響について調べた。基板元素のTiO_2膜への侵入は、昇温仮定における50100°Cの湿潤ゲル皮膜中への基板の溶解、および200400°Cの乾燥ゲル皮膜中の基板の拡散によるものと考えられる。304鋼基板を硝酸水溶液中で予め不動態化処理し、基板表面にCrを濃縮することで、その両者とも防ぐことが可能であると考えられる。この場合、最適焼成温度の400°Cで焼成した304鋼上のTiO_2は、ITO上のそれにほぼ等しい高い光効果を示した。ゾルゲル法コーティングしたステンレス鋼の浸漬電位は光照射を行った後も比較的卑な値を保つこと(光照射の記憶維持効果)を見い出したが、これは夜間-光照射がない場合-においても防食効果を持続できる可能性を示している。ステンレス鋼の主要成分であるFe,Cr,NiをドープしたTiO_2をITO(Indium Tin Oxide)ガラス基板上に被覆し、それら元素のTiO_2膜中への侵入の影響を調べた。その結果、1)基板直上にFeがドープされた層があり、2)その上のTiO_2膜にはそれら元素がドープされていない、場合には記憶維持効果が発現すること、および、3)この効果はNi,Crでは見られないこと、を確かめた。従来より、アルカリ環境下の鉄については、あらかじめ高温酸化皮膜(α-Fe_2O_3)を作製した後にゾルゲル法TiO_2被覆を行うことによって、光電位が卑化することを確認している。そこで、電気化学的手法(水溶液中定電位保持)あるいはアルカリ性水溶液中加熱処理によってFe_2O_4やγ-Fe_2O_3を形成させ、これを熱処理によってα-Fe_2O_3に変態させた後にTiO_2被覆を試みた。高温酸化法(600°C以上)より低い520°Cでの熱処理で光電位が卑化した。n-型酸化物半導体であるTiO_2は光照射時には非照射時と比較して低い浸漬電位を示し、浸漬電位がそれより貴な金属をカソード防食できる。しかも、ここでのアノード反応は水の酸化反応(H_2O→1/2O_2+2H^++2c^-)であるため、この防食効果は非犠牲的であり半永久的に接続しうる。しかし、これを屋外での太陽光による光カソード防食に応用する場合、その照射光の消失後、すなわち夜間における電位の貴化が、この防食法適用の最大の弱点であった。しかしながらゾル-ゲル法によりTiO2を被覆した304鋼においては、光照射により卑化した被覆金属基板の電位が光照射停止後にも長時間保たれることを偶然見いだした。ゾル-ゲル法TiO2被覆304鋼およびITOガラス基板-電位貴化
下側頭葉皮質における物体特徴の表現及び観察角度に依存しない物体認識への関わり

今年度においては、我々は、観察角度をまたいだ物体識別学習に関わる下側頭葉皮質細胞の電気生理学的反応を調べた。6つの物体セットは2つずつ以下の3通りに分けた。(1)物体弁別課題において、物体の変化を含む刺激像を同じ物体の観察角度変化から区別することが必要であり、この区別は物体の観察角度変化をまたいだ認識と等価であった。(2)画像弁別課題においては、物体の弁別は常に同一観察角度で行うので、同一観察角度で異なる物体の特徴を差別化する必要があるが、観察角度変化をまたいだ認識ではなかった。(3)画像暴露課題は基本的に(2)と同じであったが、使われる第二の物体は同じ物体セットから選ぶではなく、図形特徴が全く異なるダミーの画像を用いた。これによって、画像をサルに暴露するが、同一観察角度で同じ物体セットにある物体の特徴を差別化する必要もなかった。以上のようなタスクで弁別パフォーマンスが飽和するまでそれぞれの画像を均等に暴露するように調整しながら数カ月訓練した後、記録は前中側頭溝(AMTS)と後中側頭溝(PMTS)の間を中心に行った。視覚刺激に反応した47個の細胞の内、10個は物体認識課題、8個は画像識別課題、13個は画像暴露課題に使われた物体セットに含まれた画像のどれかに反応した。観察角度の変化或いは類似度の変化による影響を検討するために、同じ物体の異なる角度の像に対する反応の分散と同じ観察角度の異なる物体に対する反応の分散を計算し、比較した。同じ物体の異なる角度像に対する反応の分散より同じ観察角度の異なる物体に対する反応の分散が大きかった細胞は、物体弁別課題で学習した物体セットに反応した10個中6個、画像暴露課題で学習したセットに反応した13個中2個、画像弁別課題で学習したセットに反応した8個中3個であり、それぞれ60%、15%と38%であった。我々は観察角度が変化している場合でも,学習するとその物体をよく似た別の物体から弁別することが出来る.観察角度に依存しない物体認識について調べた我々の先行研究において,観察角度の間隔が小さい場合,個々の観察角度の画像を弁別することで,同じ物体の観察角度をまたいだ連合が形成されることを示した.そこで本研究では離れた観察角度の画像間の連合のメカニズムを調べるために,大きく離れた観察角度の画像の連合学習に対して,観察角度をまたいだ連合学習をせずに,その間にある観察角度画像を事前に経験するだけでどのような効果をもたらすかを調査した.その結果,大きく離れた観察角度の画像の連合学習はその間にある観察角度の画像をあらかじめ経験することによって促進されることがわかった.弁別能力に与える影響の比較は,事前経験を離れた観察角度画像とその間に内挿される観察角度の画像を同時にした場合と,離れた観察角度画像のみでした場合で行った.離れた観察角度画像の連合学習の速度は,事前経験を離れた観察角度画像のみでした場合よりも,離れた観察角度画像とその間に内挿される観察角度の画像を同時にした場合のほうが速かった.さらに,反応時間が観察角度の差に依存することより,これが単純連合学習によるものではないことを示した.本研究の結果は,観察角度に依存しない物体認識のメカニズムは,学習する際に用いる画像の観察角度の差に依存することを示唆している.今年度においては、我々は、観察角度をまたいだ物体識別学習に関わる下側頭葉皮質細胞の電気生理学的反応を調べた。
空気清浄機の使用による屋内環境の変化と呼吸器系に及ぼす影響の解明

本研究は、一般家庭において、空気清浄機使用による家屋内の汚染物質濃度の低減と、それによる呼吸器系に及ぼす影響の予防効果を評価することを目的とする。(1)家庭における空気清浄機の使用状況と屋内環境及び呼吸機能との関係(観察研究):環境省が行っている「子どもの健康と環境に関する全国調査(エコチル調査)」の参加者を対象に、質問票を用いて空気清浄機の使用状況調査を行い、さらに屋内環境濃度の測定を行った。得られた結果を解析し、一般家屋における現状の把握を評価した。(2)空気清浄機の使用による屋内環境と呼吸機能の変化との関連の解明(クロスオーバー介入研究):非喫煙者で空気清浄機を使用していない家庭を対象として募集した。対象家庭を2群に分けて、片方にはフィルター入りの空気清浄機を、もう片方にはフィルターなしの偽空気清浄機を4週間使用してもらい、屋内外の環境測定と呼吸機能検査を行った。その後ウオッシュアウト期間を設け、空気清浄機を入れ替えて4週間の測定を行った。調査期間中の日常的な生活行動や住居環境、換気の程度、調査期間中に空気清浄機を設置した部屋の滞在時間などについては、質問票を用いて調べた。呼吸器症状については、「健康に関する質問票」を用いて評価した。環境測定は、粒子状物質(微小粒子であるPM2.5と粗大粒子であるPM10-2.5)の質量濃度と、エンドトキシン濃度の2種類を測定した。さらに、パッシブサンプラーを用いてオゾン濃度の測定を行った。屋内における粒子状物質濃度およびオゾン濃度は屋外濃度の影響を受けると考えられるため、空気清浄機の効果を正しく評価するために、家屋内濃度だけではなく、屋外でも測定を行った。呼吸機能検査は、肺機能検査と気道の炎症状態を把握するため、呼気一酸化窒素濃度の測定を行った。(1)家庭における空気清浄機の使用状況と屋内環境及び呼吸機能との関係(観察研究)については、結果をまとめて第28回日本健康医学会総会にて発表を行った。(2)空気清浄機の使用による屋内環境と呼吸機能の変化との関連の解明(介入研究)については、現在大気試料の分析を行っている。得られた環境測定と呼吸機能検査の結果を用いて、空気清浄機の使用による濃度の違いを明らかにし、それによる呼吸機能への影響について解析を行う。一般家庭における屋内環境の違いと、気道炎症等の呼吸器への影響との関連を評価し、空気清浄機の使用が家屋内の環境改善やそれによる健康影響の予防効果を検証する予定である。空気清浄機使用の有無による家屋内の環境濃度の違いが呼吸器系に及ぼす影響を明らかにするために、環境省「子どもの健康と環境に関する全国調査(エコチル調査)」の参加者を対象に、空気清浄機の使用状況と屋内環境濃度の測定を行い、一般家屋における現状の把握を観察した。1.質問票を用いて、家屋の状態、空気清浄機の使用の有無、使用している場合は、機種や使用時間、使用中の換気の状況について詳しく調べ、実態を把握した。2.屋内における粒子状物質濃度は屋外濃度の影響を受けると考えられるため、空気清浄機の効果を正しく評価するために、家屋内濃度だけではなく、屋外でも測定を行った。屋内では普段過ごす時間が長いと思われるリビングルーム、屋外はベランダや玄関先で環境測定を行った。環境測定は、粒子状物質と、エンドトキシンの2種類を測定した。粒子状物質は、ミニポンプ(MP-Σ300N、柴田科学)に微小粒子であるPM2.5と粗大粒子であるPM10-2.5に分級できるインパクターホルダー(ATPS-20、柴田科学)を接続して、1.5 l/minで吸引し、PTFEフィルターに捕集し、粒子の質量濃度を精密天秤で秤量した。エンドトキシンは、ミニポンプにインパクターホルダーを接続して、PM2.5とPM10-2.5に分級して石英フィルターに捕集した。得られた試料は、Limulus Amoebocyte Lysate Kinetic chromogenic assay(リムルス法)によりエンドトキシン濃度を測定した。粒子状物質およびエンドトキシンの捕集時間は、家屋内の状況を断続的に把握するため、5分稼動30分停止を約1週間測定した。本年度は、50世帯の家屋内外の粒子状物質及びエンドトキシンの濃度を測定することができた。屋内PM2.5中のエンドトキシン濃度の平均±標準偏差は、0.38±0.21 EU/m3であった。一般家庭を訪問して、家屋内での生活環境濃度を測定し、データを収集することができた。測定方法や分析にも問題がなかった。

調査期間中の日常的な生活行動や住居環境、換気の程度、調査期間中に空気清浄機を設置した部屋の滞在時間などについては、質問票を用いて調べた。呼吸器症状については、「健康に関する質問票」を用いて評価した。環境測定は、粒子状物質(微小粒子であるPM2.5と粗大粒子であるPM10-2.5)の質量濃度と、エンドトキシン濃度の2種類を測定した。さらに、パッシブサンプラーを用いてオゾン濃度の測定を行った。屋内における粒子状物質濃度およびオゾン濃度は屋外濃度の影響を受けると考えられるため、空気清浄機の効果を正しく評価するために、家屋内濃度だけではなく、屋外でも測定を行った。呼吸機能検査は、肺機能検査と気道の炎症状態を把握するため、呼気一酸化窒素濃度の測定を行った。(1)家庭における空気清浄機の使用状況と屋内環境及び呼吸機能との関係(観察研究)については、結果をまとめて第28回日本健康医学会総会にて発表を行った。(2)空気清浄機の使用による屋内環境と呼吸機能の変化との関連の解明(介入研究)については、現在大気試料の分析を行っている。一般家屋50世帯の環境測定データと環境に関する質問票を解析し、空気清浄機の普及率や、使用による効果を検証する。さらに、空気清浄機使用の有無による屋内環境の改善と呼吸器系への影響との関連を明らかにするために、普段空気清浄機を使用していない家庭を新たに募集し、クロスオーバー介入研究を行う。対象家庭を2群に分けて、片方に空気清浄機を使用してもらい、もう片方はフィルターを除いた空気清浄機を使用して4週間過ごしてもらう。その後、空気清浄機を両群で入れ替えて使用してもらう。調査期間中の生活環境測定と肺機能及びFeNO濃度を測定する。屋内環境の違いと、気道炎症等の呼吸器への影響との関連を評価し、空気清浄機の使用が家屋内の環境改善やそれによる健康影響の予防効果を検証する予定である。得られた環境測定と呼吸機能検査の結果を用いて、空気清浄機の使用による濃度の違いを明らかにし、それによる呼吸機能への影響について解析を行う。一般家庭における屋内環境の違いと、気道炎症等の呼吸器への影響との関連を評価し、空気清浄機の使用が家屋内の環境改善やそれによる健康影響の予防効果を検証する予定である。研究室の移転に伴い、物品購入に支障が生じたため、次年度に購入することとした。研究に必要な測定機材を他施設より借りて研究を行ったため、未使用金額が発生した。今年度の未使用金額は、次年度に分析に必要な物品を購入するために使用する予定である。
森林域で生成する生物起源二次有機エアロゾルの吸湿性・光学特性の解明

大気エアロゾルの吸湿性・光学特性の野外観測を紀伊半島の森林域において実施した。雲凝結核の測定データを基に、有機エアロゾル・生物起源有機エアロゾルの吸湿性パラメータを計算し、また、雲凝結核の個数濃度に対する有機エアロゾル・生物起源有機エアロゾルの寄与を評価した。さらに、加熱した/しない条件でのエアロゾルの光吸収の測定に基づき、ブラックカーボン粒子の被覆について分析した。そのほか、エアロゾル粒子の吸湿成長度、二次有機エアロゾルのトレーサ化合物の濃度やスカイラジオメータのデータも得た。本研究の結果やデータは、森林エアロゾルの今後の更なる特徴付けの基盤となると期待される。本研究では、大気観測に基づいて森林域で生成する生物起源二次有機エアロゾルの吸湿性および光学特性を解明することを目指している。本年度は7月から9月にかけて、京都大学フィールド科学教育研究センターの和歌山研究林において、大気エアロゾルの観測を実施した。この観測では、高分解能飛行時間型エアロゾル質量分析計による化学成分の濃度とその粒径分布の測定、走査式モビリティーパーティクルサイザーによるエアロゾル個数粒径分布の測定、雲凝結核カウンタおよび凝縮粒子カウンタ、電気移動度分析器で構成される装置システムによる粒径別の雲凝結核の個数割合の測定を行った。また、光音響分光法による波長375, 405, 532, 781 nmにおける光吸収および光散乱係数の測定、熱分離光学補正法による元素状および有機性炭素重量濃度、加熱インレットとフィルター光吸収法の組み合わせによるBCの重量濃度の測定を行った。さらに、太陽直達光と周辺光の放射輝度を測定できるスカイラジオメーターを用いた観測を行った。これらの測定のほか、7月から8月にかけての期間に1日ごとに採取されたPM0.95フィルター試料を利用し、GC-MSを用いて植生起源SOAトレーサの定量も行った。GC-MSで測定したトレーサ化合物はα-ピネンから生成するピン酸・ピノン酸・3-メチル-1,2,3-ブタントリカルボン酸等、イソプレンから生成する2-メチルテトロール等であった。8月から9月にかけて、前年度に実施した大気観測と同じ地点(京都大学フィールド科学教育研究センターの和歌山研究林)において、森林大気エアロゾルの観測を実施した。この観測では、高分解能飛行時間型エアロゾル質量分析計によるエアロゾル化学成分の濃度とその粒径分布の測定、走査式モビリティパーティクルサイザによる個数粒径分布の測定、吸湿タンデム微分型電気移動度分析器による粒子の吸湿成長度の測定、キャビティリングダウン分光装置を用いた消散係数の測定などを行った。また、スカイラジオメータを用いて、太陽光と周辺光の輝度の連続測定を行った。加えて、8月および9月のそれぞれ一部の期間において、ハイボリュームエアサンプラを用いた大気エアロゾルの採取も行った。さらに、前年度の夏季に同地点で実施した大気エアロゾルの化学成分のオンライン測定と、雲凝結核の粒径別の粒子個数割合の測定で得られたデータに基づき、雲凝結核数濃度に対する有機物の寄与に関する結果を得た。また、前年度の観測に基づき、エアロゾルの光吸収について解析を進めたほか、イソプレン酸化生成物およびαピネン高次酸化生成物と水溶性有機態炭素との相関関係を調べた。ほかにも、当年度の観測に基づき、観測地点上空のエアロゾルの光学的特性と体積粒径分布の時系列変化について解析した。6月には、前年度に和歌山研究林において実施した大気観測について、関連するプロジェクトと合わせてデータ検討会を開いた。前年度に当年度も和歌山の森林サイトにおいて大気エアロゾル測定を実施し、観測データを取得することができた。また、当年度は初秋の観測期間を長くし、次年度に予定していた人為起源の流入の影響を調べる要素を前倒しで観測に取り入れた(当目的に対するデータの有用性については今後の確認を要する)。さらに、エアロゾル成分の吸湿性・光学特性をオフラインで調べるための試料を、夏季および初秋に採取することもできた。一方、それらの試料からエアロゾル成分を抽出してその特性を測定する実験は、次年度に持ち越しとした。これらの総合的な状況から、本プロジェクトは、概ね計画通りに進んでいると判断した。紀伊半島の森林域(京都大学フィールド科学教育研究センター・和歌山研究林)において2014年の夏季に取得した大気中の雲凝結核の観測データの解析を進めた。生物起源二次有機物エアロゾルの生成が雲凝結核の濃度に及ぼす影響を評価するために、日中の有機エアロゾル生成の影響を受けていると考えられる時間帯のその質量濃度の増加分を見積もった上、その増加分と雲凝結核の数濃度の増加分との関係や、雲凝結核数濃度の増加分のうち有機物の寄与によると見積もられる数濃度との関係を、4つの水蒸気化飽和度の条件ごとに調べた。このとき、解析は新粒子生成の特徴が表れていると判定される日と、それ以外の日のそれぞれに対して行った。また、二次有機エアロゾル成分の粒子への凝縮による雲凝結核数増加の水蒸気飽和度に対する依存性を解釈するため、コンデンセーションシンクと呼ばれる粒子への凝縮に関する指標と、エアロゾル粒子の体積のそれぞれの粒径分布(規格化したもの)を確認した。さらに、2014年の夏季に和歌山研究林において採取した大気エアロゾル試料と、別のプロジェクトで都市域(名古屋大学東山キャンパス)において春季および夏季に採取していたエアロゾル試料から、水溶性成分および非水溶性成分を抽出した上、再度粒子化してその光学特性を測定した。

この光学特性に関する実験では、水溶性有機成分に比べて非水溶性有機成分の方が大きな光吸収性を有し、また、森林域に比べて都市域に存在するエアロゾル粒子の光吸収性が大きいことが分かった。大気エアロゾルの吸湿性・光学特性の野外観測を紀伊半島の森林域において実施した。雲凝結核の測定データを基に、有機エアロゾル・生物起源有機エアロゾルの吸湿性パラメータを計算し、また、雲凝結核の個数濃度に対する有機エアロゾル・生物起源有機エアロゾルの寄与を評価した。さらに、加熱した/しない条件でのエアロゾルの光吸収の測定に基づき、ブラックカーボン粒子の被覆について分析した。そのほか、エアロゾル粒子の吸湿成長度、二次有機エアロゾルのトレーサ化合物の濃度やスカイラジオメータのデータも得た。本研究の結果やデータは、森林エアロゾルの今後の更なる特徴付けの基盤となると期待される。当初から予定していた大気エアロゾル測定に加え、次年度に予定していた森林域における光学特性のオンライン測定を前倒しで実施し、また予定に含まれていなかった森林域における雲凝結核のオンライン測定(粒子の雲凝結核としての能力はその吸湿性が密接に関係)を実施した。一方、フィルター試料からエアロゾル成分を抽出しその吸湿性を調べる実験等は、次年度以降へ持ち越された。これらの状況を総合的に考慮すると、プロジェクト全体の進捗度としては、おおむね計画通りに進んでいると判断できる。最終年度は、これまで持ち越しとなっている、大気エアロゾル成分をフィルタ試料から抽出してその特性を測定する実験を進める。また、これまでに取得した大気測定データの解析を引き続き進め、最終年度である次年度には、複数のデータに基づく総合的な解析・考察に力を入れる。28年度が最終年度であるため、記入しない。大気化学新たに測定対象とした項目も含めて平成26年度の大気観測で得たデータの解析を進め、早期の成果発表を目指す。また、次年度に繰り越しとなった測定を進め、計画している研究の支障とならないように努める。平成26年度の研究代表者や共同研究者との研究打ち合わせの旅費として予定していたが、さらに解析を進めた方が効率的な研究打ち合わせが出来ると判断し、未使用額が生じた。(富山大学への分担金)28年度が最終年度であるため、記入しない。上記の理由のため、平成27年度に研究打ち合わせの旅費経費に充てることとしたい。