hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気分離を活用した放射能汚染された下水汚泥の効率的な除染技術の創成

磁気分離による放射性セシウム汚染汚泥の除染技術を検討した。原発事故による放射性セシウムは最終的に土壌中の常磁性バーミュキュライトに保持され、雨水により下水中に流入し、汚泥に捕捉される。最大磁束密度1Tのマグネットバーを用いた磁気カラムに汚染汚泥を通すことで、カラムに保持される少量の放射性セシウム濃縮汚泥と大部分の除染汚泥に分離できた。実汚泥では0.37Bq/Lから5.4Bq/Lまで濃縮され1/15まで減容することができた。福島原発の爆発事故により、大量の放射性セシウムが大気中に放出され環境を汚染した。この中で土壌中の粘土微粒子がセシウムを吸着し、雨水と共に下水に流入して、終末処理施設の活性汚泥に捕捉され下水汚泥が放射能汚染された。この粘土物質(バーミキュライト)は常磁性であり磁気分離により除染できると考えた。本研究では、放射能汚染されている土壌の微細な土壌粒子を活性汚泥に添加し、低レベルの模擬汚染汚泥を調製し、放射能汚染された下水汚泥の磁気分離による除染の可能性を検討した。その結果、表面最大磁場1Tのマグネットバーを用いて、汚染汚泥中の粘土物質を磁気分離できることを示した。粘土物質が除去されるとともに、汚泥の放射能濃度も低下した。磁気分離を繰り返すことで最大で80%以上の除染が可能であることが分かった。一方で、磁気分離された粘土物質には放射性物質が濃縮できた。現在、福島周辺には大量の放射能汚染された下水汚泥が保管されているが、これらの汚泥に本方法を適用することで、放射性廃棄物として管理しなければならない8000 Bq/kg以上の少量の汚泥と、一般廃棄物として廃棄できる8000 Bg/kg以下の大部分の汚泥に分割できる可能性が示唆された。これらの研究成果は、第89回春季低温工学・超電導学会、6th International Workshop on Materials Analysis and Processing in Magnetic Fields (MAP6)、第49回水環境学会年会などで報告された。また、電気学会・超電導磁気分離システムを利用した除染技術」調査専門委員会に委員として参加し、下水汚泥の除染技術を中心に調査・研究を行ない、福島市で開催された2014年度第3回材料研究会シンポジウム「福島除染に関する現状と問題点」に招待され、汚染下水汚泥の現状と問題点について講演した。初年度の模擬汚染汚泥の磁気分離実験により得られた成果をもとに、最終年度は、実汚泥を用いて磁気分離による除染プロセスの可能性を検証することを目的とした。栃木県宇都宮市の下水汚泥を用いて、磁気分離による除染プロセスの可能性を検証した。下水汚泥200L(沈降分離後の返送汚泥、放射性セシウム由来の放射能73 Bqを含む)を、マグネットバーを中心に設置したカラム内に通過させるることで、マグネットバーに付着する汚泥と、付着せず通過する汚泥に分離した。実汚泥による分離実験は初年度の模擬汚泥による実験で開発した磁気分離カラムを用いて、最適条件で実施した。実汚泥も、模擬汚泥と同様にマグネットバーに付着する磁性フロックが認められ、土壌中の常磁性のパーミキュライトが混入しているものと考えられた。200Lの汚泥を1回カラムを通すことで、0.1Lの磁気分離汚泥を回収できた。この汚泥中に、5.4 Bqの放射性物質を濃縮・回収できた。常磁性バーミキュライトに吸着された放射性セシウムと考えられた。実汚泥の放射能濃度0.37Bq/Lから、54Bq/Lまで濃縮されており、磁気分離によって約1/150まで減容化できることが示された。薬剤や熱処理を用いず、磁場中に汚泥を通過させるだけで、高濃縮された汚泥を引き抜ける本方法は省エネルギーに優れるだけでなく、除染処理による二次汚染を最小化できる有効な手段になると考えられた。一方で、繰り返しカラムを通過させても、未回収の放射性物質を効率的に回収することはできなかった。これを改善するには、超電導磁石による強磁場、高勾配の磁気分離が必要であると推察された。また、電気学会調査専門委員会「超電導磁気分離システムを利用した除染技術調査専門委員会」に委員として参画し、南相馬視察を含めて研究会・委員会に参加し、情報収集、ディスカッションを行ない、電気学会技術報告書にまとめた。放射能汚染汚泥を磁気分離で薬剤や熱処理をおこなわず、シンプルに除染するという原理的な検討についてはほぼ目的を達成できた。結果も、8割の除染がおこなえるなど、報告されている薬剤処理や熱処理をおこなう方法より、良好な除染率を得ることができることが原理的な実験で確かめられた。

水処理工学本研究で確かめられた磁気分離による汚染下水汚泥の除染技術は、装置も小さく原理的なものである。萌芽研究の範囲(2年目)では、入手可能な実汚染汚泥を探し、実際の汚染汚泥でも除染が可能かを原理的に確かめたい。そのために汚染下水汚泥の調査を進めたい。また、除染の効率向上に影響する因子を現行の小型の磁気分離装置と模擬汚染汚泥でさらに検討を進める予定である。萌芽研究の枠外では、今回の成果を受けて、実用的な下水汚泥の除染装置について、磁気分離装置のメーカーとの共同研究を模索し、本技術による社会貢献をめざすとともに、磁気分離技術の可能性を広げたい。蒸留水製造装置の購入が必要なくなったため、60万円の予算を次年度分に繰り越した。汚染汚泥とその原因となる土壌を含めて、現地調査を充実させる。汚染汚泥入手のために福島原発周辺の下水処理施設の調査も必要となる可能性がある。磁気分離装置の高性能化に予算を増額する。より高磁場の磁石など高性能磁石の購入費に当てる。
「ハロッド文書」を使用しての新視点からの、ハロッドの経済動学の発展の研究

1.私は、拙著『ハロッドの動学的経済学の研究』(1973)(昭和48年度科学研究費補助金による)の出版以後も、ハロッドの学説を中心とする経済動学の研究を続けて来ました。今回は科学研究費補助金を利用し,千葉商科大学付属図書館にある「ハロッド文書」を用い、新しい視点からのハロッドの経済動学の発展の研究をしました。これにより,2次資料では不明であった諸問題を著しい程度明らかにすることが出来たと思っています。2.千葉商科大学には、平成3年の7月と10月に各1回、計2週間滞在し、「ハロッド文書」の関連のところの筆写に從事しました。又、ハロッドの経済学、とくに経済動学に関連した参考書を購入し,さらには関連のある諸論文のコピ-も致しました。又、アルバイト学生を使って資料の整理もしました。3.これらのものを利用し、平成3年11月には「ハロッドの経済動学発展の萠芽的段階、という論文を発表しました。平成4年1月には、経済学史学会関西部会の例会で、「ハロッドの経済動学体系の発展について」という研究報告をしました。又これらの研究を含み、従来の研究と併せて、拙著『ハロッドの経済動学体系の発展』(平成4年発行予定)の執筆を終え、信山社出版(東京)から出版すべく、唯今印刷中です。これらにより、従来未開拓であったハロッドの経済動学の発展過程の研究において、著しい進歩を遂げたと思っております。4.以上のような研究成果を得ましたが、「ハロッド文書」の量は厖大で、未だ十分な利用をするには程遠い状態です。しかも最近、東京大学経済学部付属図書館が,ハロッド家に残っていた文書を購入し、「ケインズ/ハロッド、その他経済学者書簡、覚書き」として、閲覧と筆写をさせております。目下、これらを利用した研究を計画しております。
カイアシ類の摂餌による有毒赤潮プランクトン除去能力の研究-高速度撮影による評価-

まず,大きさが1mmと小さい動物プランクトンの採餌行動,およびそれにともなうプランクトン周辺の流れの可視化を実現するため,高速度ビデオ撮影による観察装置の組立と基礎的実験を実施した。観察装置は,フォトロン社高速度ビデオカメラFirstCamにズームレンズ(Sonic社のBSL-Z50HD=50-320倍)をとりつけ,スタンドで水平に保持し,メタルハライドランプコールドライト光源(日本ピーアイ社PCS-UMX250)から照明を光ファイバライトガイドで導き,アクリルチャンバの背後から照射し,角度を調節して暗視野照明とした。試行錯誤の繰り返しの結果,暗視野照明の微妙な調節により,付属肢の高速の動きを速いシャッター速度(1/10,000秒)でも記録可能となった。この技術を用いて,海産カイアシ類および淡水産ミジンコ類などを用いて実験を実施した結果,採餌流を導く原動力となる付属肢の動きは10Hzないし200Hzと,通常のビデオ装置では分析できない高速度であるが,毎秒250ないし500コマ以上の高速度ビデオカメラを駆使することで記録,解析が可能であることが確認された。ミジンコ類では,毒性のある粒子を投与したところ,付属肢の動きに変化は見られなかったが,大顎の動きを停止したことから,餌粒子の捕捉はしても摂餌を止めてしまうことが示唆された。カイアシ類については,今年度に確立した撮影技術をもちいて,有毒プランクトンを与えた場合にどのような反応を取るかを観察する予定である。
麻酔薬の血管・気道平滑筋弛緩作用におよぼすマグネシウムの影響

1.ハロセン,イソフルレンなどの吸入麻酔薬には,血管や気道の平滑筋を弛緩させる作用(血管抵抗の減少,気管支痙攣の鎮静)のあることが知られている。我々の,モルモットの摘出標本を用いた実験で,新しい静脈麻酔薬プロポフォールにも同様の弛緩作用のあることが確認された。さらに同様の実験モデルで,血管平滑筋収縮薬(noradrenaline,prostaglandin F2α,KC1)および気道平滑筋収縮薬(carbachol,histamine,KC1)による血管平滑筋および気道平滑筋の収縮反応が,Mg濃度依存性に抑制されることが判明した。2.3種類の静脈麻酔薬,propofol,ketamine,thiopentalおよびマグネシウム(Mg)の気道平滑筋に及ぼす効果を比較検討した。(1)静止張力0.5g下の気道平滑筋をketamineは収縮させ,propofolは弛緩させたが,thiopentalでは変化しなかった。carbachol,histamineあるいはpotassiumでsubmaximal precontactionさせておいた平滑筋では,いずれの静脈麻酔薬も弛緩反応を示したが、propofolはpotassium収縮標本において,ketamineはcarbachol収縮標本において,Mgは両収縮標本において強い収縮反応を示したことから,propofolは電位依存性Ca^<2+>チャンネルを,kctamineは細胞内貯蔵Ca^<2+>遊離を,Mgは両者を強く抑制することが示唆された。(2)フィード電気刺激に対する気管平滑筋のコリン作動性収縮反応および非アドレナリン作動性弛緩反応は,いずれもketamine,thiopentalあるいはMgによって抑制されたが,propofolは弛緩反応のみを抑制した。気管支平滑筋のコリン作動性収縮反応および非コリン作動性収縮反応は,いずれもketamine,thiopentalあるいはMgによって抑制されたが,propofolは後者の収縮反応のみを抑制した。propofolによる気道平滑筋の自律神経伝達抑制作用にはVIP,NO,substanceP,CGRPなどの神経ペプチド類の遊離抑制が関与していることが示唆された。3.静脈麻酔薬とMgの相互作用について検討した。静脈麻酔薬あるいはMgそれぞれ単独では有意な反応を示さない量でも,両者の併用により気道平滑筋の有意な弛緩反応および自律神経伝達の抑制作用が認められた。さらに同様の実験モデルで,血管平滑筋収縮薬(noradrenaline,prostaglandin F2α,KCl)および気道平滑筋収縮薬(carbachol,histamine,KCl)による血管平滑筋および気道平滑筋の収縮反応が,Mg濃度依存性に抑制されることが判明した。現在,Mg濃度の変化により,静脈麻酔薬の血管平滑筋・気道平滑筋に対する弛緩作用も影響を受けることが確認されつつある。

2.気管におけるコリン作動性収縮反応および非アドレナリン作動性弛緩反応は,Mgにより濃度依存性に抑制された。主気管支におけるコリン作動性収縮反応および非コリン作動性収縮反応は,Mgにより濃度依存性に抑制された。これらの結果から,モルモット気道平滑筋の自律神経伝達は,Mgにより濃度依存性に抑制されることが判明した。現在,気道平滑筋の自律神経伝達に対する静脈麻酔薬とMgの相互作用について検討を加えている。1.モルモットの摘出標本を用いた実験で,3種類の静脈麻酔薬,propofol, ketamine, thiopentalおよびマグネシウム(Mg)の気道平滑筋に及ぼす効果を比較検討した。(1)静止張力0.5g下の気道平滑筋をketamineは収縮させ,propofolは弛緩させたが,thiopentalでは変化しなかった。carbachol, histamineあるいはpotassiumでsubmaximal precontactionさせておいた平滑筋では,いずれの静脈麻酔薬も弛緩反応を示したが,propofolはpotassium収縮標本において,ketamineはcarbachol収縮標本において,Mgは両収縮標本において強い収縮反応を示したことから,propofolは電位依存性Ca^<2+>チャンネルを,ketamineは細胞内貯蔵Ca^<2+>遊離を,Mgは両者を強く抑制することが示唆された。(2)フィード電気刺激に対する気管平滑筋のコリン作動性収縮反応および非アドレナリン作動性弛緩反応は,いずれもketamine, thiopentalあるいはMgによって抑制されたが,propofolは弛緩反応のみを抑制した。気管支平滑筋のコリン作動性収縮反応および非コリン作動性収縮反応は,いずれもketamineあるいはthiopentalによって抑制されたが,propofolは後者の収縮反応のみを抑制した。propofolによる気道平滑筋の自律神経伝達抑制作用にはVIP, NO, substance P, CGRPなどの神経ペプチド類の遊離抑制が関与していることが示唆された。2.静脈麻酔薬とMgの相互作用について検討した。静脈麻酔薬あるいはMgそれぞれ単独では有意な反応を示さない量でも,両者の併用により気道平滑筋の有意な弛緩反応および自律神経伝達の抑制作用が認められた。
難治性中耳炎におけるインフルエンザ菌のバイオフィルム形成に関する研究

インフルエンザ菌は浮遊状態からバイオフィルム状態となることにより抗菌薬抵抗性が高まる。我々は小児急性中耳炎患児から分離されたインフルエンザ菌がバイオフィルム形成を行うことを明確にした。最小バイオフィルム抑制濃度の測定および抗菌薬暴露後のクリスタルバイオレット染色による定量法により、数種の抗菌薬は高濃度ではバイオフィルムに対して有効であることが示唆された。最小バイオフィルム抑制濃度の測定は細菌バイオフィルムに対する抗菌薬の有効な選択および新しい抗菌薬のスクリーニングに有用となる可能性が示された。小児急性中耳炎は幼小児期の代表的な感染症である。起炎菌としては肺炎球菌、無莢膜型インフルエンザ菌Nontypeable Haemophilusinfluenzae (NTHi)、モラクセラカタラーリスが主な菌であるが、とくにNTHiは遷延性、反復性の中耳炎と関係が深い。現在までNTHiによる中耳炎など感染症の難治化には、薬剤感受性の低下、小児免疫機能の未熟が指摘されていたが、近年NTHiはバイオフィルムを形成することが報告されている。自然界で細菌は浮遊菌の状態よりもバイオフィルム内で存在するほうがより普遍的であり、中耳、アデノイド、扁桃など耳鼻咽喉科領域の感染症からバイオフィルムの存在が証明されている。バイオフィルムは微生物が悪環境から自らを守るための防御機構であり、一般的にバイオフィルム感染症は抗菌薬治療に対して強い抵抗性を持つ。細菌の抗菌薬感受性試験として、従来の最小発育阻止濃度MICは浮遊菌に対する効果を的確に評価できるが、バイオフィルム状態の細菌に対する効果を評価することはできない。バイオフィルム状態の細菌の抗菌薬に対する感受性を評価できる新しい方法として最小バイオフィルム抑制濃度minimalbiofilm eradication concentration (MBEC)を検討した。これはin vitroでバイオフィルムを形成した細菌に対して抗菌薬を段階希釈して投与し、感受性を表したものである。抗菌薬の種類によって、MICとMBECの関係は様々な様相を示し、バイオフィルムに対する抗菌薬の効果は浮遊菌に対する抗菌薬の効果と全く異なるものであることが分かった。遷延性・反復性の中耳炎ではバイオフィルムが関与していることが示されており、MICだけではなく、バイオフィルムに対する抗菌薬感受性を示すMBECを考慮することが、治療において重要になると思われる。無莢膜型インフルエンザ菌Nontypeable Haemophilusinfluenzae(NTHi)は遷延性、反復性の中耳炎と関係が深い。近年の中耳炎の難治化には薬剤感受性の低下や小児免疫機能の未熟などが原因とされていたが、バイオフィルム形成も関与することが報告されている。当施設で中耳炎患児より採取した無莢膜型インフルエンザ菌70株のバイオフィルム形成能を検討すると,バイオフィルム形成能は株によって大きく異なり、様々なバイオフィルム形成能を持つことが判明した。また、アモキシシリン治療に難治性である群では、治療により改善した群と比べ、バイオフィルム高形成のインフルエンザ菌が統計学的有意に多く検出され、バイオフィルムが治療効果に影響することが示された。細菌の抗菌薬感受性試験として、最小発育阻止濃度MICは浮遊菌に対する効果を的確に評価できるが、バイオフィルム状態の細菌に対する効果を評価することはできない。バイオフィルム細菌の感受性を評価できる新しい方法として最小バイオフィルム抑制濃度minimalbiofilm eradication concentration (MBEC)を検討した。抗菌薬の種類によって、MICとMBECの関係は様々な様相を示し、バイオフィルムに対する抗菌薬の効果は浮遊菌に対する抗菌薬の効果と全く異なるものであった。アモキシシリン、セフジトレンといったβ-ラクタム薬はバイオフィルム内細菌に対して効果は低く、レボフロキサシンやクラリスロマイシンは良好な感受性を示した。抗菌薬選択にはMICだけではなく、バイオフィルムに対する抗菌薬感受性を考慮することが、重要になると思われる。
磁性流体工学に関する総合的研究

本研究組織の活動における最大の成果は第4回磁性流体国際会議(1986年7月、日本で開催)を成功させたことである。本会議には15カ国から151名の参加者があり、磁性流体の基礎から応用にわたる広い研究領域での最新の研究成果(論文数72編)の発表と討議が行われた。このうち、本研究組織による研究成果の発表は15編にのぼる。これらの成果は会議のプロシーディングとしてJ.Magnetism & Mag.Mat.Vol.65(1987),173-445に掲載されることになっている。また、昭和61年12月には本研究組織が中心となり、国内研究発表会を開催し、2年間の研究成果のまとめを行った。まず、(1)磁性流体の製法と物性の研究では、金属粒子磁性流体による性能のすぐれた磁性流体の開発の可能性が示され注目を集めた。また、強い磁場中での粒子の凝集現象や光学的特性においても新しい進展がみられた。つぎに、(2)磁性流体力学の基礎的研究では、磁性流体の新しい基礎方程式系の提案のほか、管内定常流および非定常流の流動特性、界面の不安定性に関する研究の進展により、磁性流体力学の発展に新しい展望が開けたことが特筆されるであろう。(3)磁性流体の応用面の開発に関する研究では、磁性流体軸シールの性能向上に関する研究で多くの成果があげられたが、ダンパー、アクチュエータ、研磨装置、エネルギー変換装置の開発研究や医療への応用などの研究においても新たな進展がみられた。
損傷検知・回復能力を有したスマートサンドイッチパネルの構築

航空宇宙分野で広く使用されている、表皮が炭素繊維強化プラスチック(CFRP)でコアが金属ハニカムのサンドイッチ構造に対して、自己損傷検知と自己損傷修復の機能を付与することを研究目的とする。まず損傷の検知に関しては、昨年度まではFBGセンサを用いてきたが、本年度では新たな光ファイバセンサ技術として、Pulsed Pre-pump Brillouin Optical Time Domain Analysis (PPP-BOTDA)と呼ばれる手法を導入した。これにより、サンドイッチパネルの接着層内に格子状に張り巡らした光ファイバに対して、空間分解能10cmでのひずみ分布を計測可能となるとともに、その各10cmの領域内に、衝撃損傷に伴う不均一ひずみが発生したかどうかをブリルアンスペクトルの幅の広がりから検出可能となる。そこで、昨年度に構築した、サンドイッチパネルの衝撃荷重による変形挙動を再現できる簡便な理論式を用い、衝撃損傷による表皮のくぼみに沿った不均一ひずみ場を計算して、PPP-BOTDAの応答をシミュレーションした。その結果、ブリルアンスペクトルの変化を用いることで、目視発見が困難な大きさの衝撃損傷でさえも検知できることがわかった。そこで実際のサンドイッチパネル内に5cm間隔で光ファイバセンサ網を形成し、実証実験を行ったところ、その衝撃損傷検知手法の高い有効性が示された。次に損傷修復に関しては、昨年度、SMAハニカムコアを加熱することで、衝撃損傷を修復できるとともに、力学的特性も十分に回復することが確認できている。そこで本年度は、その基礎実験としてSMAハニカム単体に一様な面外圧縮荷重を与え、その変形と回復挙動を厳密に調べた。その結果、コア壁面の座屈は加熱によってほぼ修復でき、面外強度は約半分まで低下するが、面外剛性はほぼ元の値に回復できることがわかった。さらに、このコアの変形挙動は、有限要素解析によっても確認することができた。航空宇宙分野で広く使用されている、表皮が炭素繊維強化プラスチック(CFRP)でコアが金属ハニカムのサンドイッチ構造に対して、自己損傷検知と自己損傷修復の機能を付与することを試みている。まず、損傷の検出に関しては、接着層に埋め込んだ光ファイバFBGセンサの出力から衝撃損傷の大きさを同定することを目的として、ハニカムサンドイッチパネルの衝撃荷重による変形挙動を再現するための理論解析式の構築を試みた。まずパネルを、ハニカムの各頂点を含むように小さなセグメントに分割し、それぞれのコア領域に、コア単体の複雑な面外圧縮/引張特性を近似して与え、各領域での表皮はその面外変位に依存してコア支持体から反力を受ける梁でモデル化した。その結果、面外集中荷重下での表皮形状とひずみ分布を、負荷中だけでなく除荷時においても正確に再現することが可能となった。一方、損傷修復に関しては、SMAハニカムコアを加熱することでサンドイッチパネルの衝撃変形を回復できることが確認できているが、さらに衝撃損傷によって低下した曲げ剛性と面内圧縮強度についても、回復させることが可能かどうか、定量的に評価を行った。まず、曲げ剛性については、四点曲げ試験と理論解析を実施した結果、衝撃損傷付近での断面二次モーメントの減少とともにひずみ集中が強く現れ、曲げ剛性が低下するが、加熱によって形状を回復させることで、元の値に戻ることがわかった。次に、面内圧縮試験を実施した結果、表皮に微小なくぼみが存在していると、そこから面外方向の応力が発生し、コア壁面の座屈が進行することで、面内圧縮強度が大きく低下するが、形状回復によって元の圧縮強度に戻ることがわかった。
集団的土地利用と農業生産組織の展開

昨年の冷夏による不作、外国産の米の輸入など稲作農家とりわけ専業農家にとって平成5年はきわめて困難な年であった。農家にとってこの年をどうのりこえるかが今後の農業経営の行方を決するものであるといっても過言ではない。稲作農家にとって、規模拡大と農業後継者の確保が今後の農業経営上の不可欠の要因であることはいうまでもない。しかし、この2つの要因の充足は多くの場合つねに問題をはらんでいる。危機的状況にみまわれた今、稲作専業農家からなる農業生産組織はそれぞれの課題の解決のための模索を行なっている。宮城県鹿島台町の山船越水稲・養鶏組合は、冷害の影響をもっとも強くうけた。平年の2割の収量しかえられなかったのである。これは、若手の組合員の農業不安にいっそうの拍車をかけた。現在、山船越水稲組合は集落全体の水田のおよそ70%が組合の管理下に在る。来年度には74%に達する見込みである。数年後には9割に及ぶとみられる。集団的土地利用は比較的順調に行われているようにみえる。しかし、ここでの問題は、それでも組合農家1戸あたりの経営面積が小さいということである。(約5ヘクタール)今後規模拡大を進めるためには近隣の集落の圃場をも管理できる体制を作り出していかなければならない。また、山船越水稲組合では若手のメンバーが補充されず、組合員の平均年齢が上りつつある。組織の内部崩壊を招きかねない状況である。集団的土地利用による規模拡大の問題は組織の後継者問題と直結しているのである。愛知県安城市の高棚営農組合は、土地の集積の実績がさらにたかまってきた。後継者も既存のメンバー外から補充されるなど、農業生産組織が加入農家の連合体の枠をこえて集落全体の圃場管理の責任主体としての地位を名実ともに獲得しつつあるといってよいだろう。今日の農業情勢の下では、とりわけ稲作においては農地の効率的利用が実現できるかどうかが稲作農業の今後の行方のカギとなっている。今日では、農地の効率的利用の単位は個々の農家ではなく、集落となってきつつある。集落全体の圃場をひとつの農場とみなして計画的な土地利用を行なえるかどうかは、集落内の農家とりわけ借地による規模拡大をめざす農家にとってきわめて重要なポイントである。本年度は、愛知県安城市の高棚営農組合,岐阜県瑞浪市の大湫機械化営農組合,宮城県鹿島台町の山船越水稲・養鶏組合の三つの組織をとりあげ、各々の生産組織の形成・展開にかかわる基本的な資料を入手した。各々の生産組織はその集落の農家・農業と密接にかかわっていることが判明した。高棚営農組合においては、集落内の圃場の計画的利用が、農協と生産組織および利用改善組合の三者によってほぼ完全に合意をえられて行なわれている。いわば行政主導型の土地利用システムが生産組織を媒介にして実現されているといえよう。安城市の土地利用構想の中でも、高棚は最も完成度が高い。瑞浪市の大湫機械化営農組合は、いわばオペレーター主導型の土地利用システムである。この場合には、集落の委託者の散在する圃場をどう効率的に作業するかという問題がつねにみられる。鹿島台町の山船越水稲・養鶏組合については、集落内に個別経営農家と生産組織の管理する農地との間に調整がつけがたいが、一定の規模となった生産組織の管理地の中で効率的な土地利用の試みがなされている。

今後、さらに稲作においては受委託が進むなか、三つの組織がそれぞれにどのような展開をみせるかが来年度の研究の中心となる。昨年の冷夏による不作、外国産の米の輸入など稲作農家とりわけ専業農家にとって平成5年はきわめて困難な年であった。農家にとってこの年をどうのりこえるかが今後の農業経営の行方を決するものであるといっても過言ではない。稲作農家にとって、規模拡大と農業後継者の確保が今後の農業経営上の不可欠の要因であることはいうまでもない。しかし、この2つの要因の充足は多くの場合つねに問題をはらんでいる。危機的状況にみまわれた今、稲作専業農家からなる農業生産組織はそれぞれの課題の解決のための模索を行なっている。宮城県鹿島台町の山船越水稲・養鶏組合は、冷害の影響をもっとも強くうけた。平年の2割の収量しかえられなかったのである。これは、若手の組合員の農業不安にいっそうの拍車をかけた。現在、山船越水稲組合は集落全体の水田のおよそ70%が組合の管理下に在る。来年度には74%に達する見込みである。数年後には9割に及ぶとみられる。集団的土地利用は比較的順調に行われているようにみえる。しかし、ここでの問題は、それでも組合農家1戸あたりの経営面積が小さいということである。(約5ヘクタール)今後規模拡大を進めるためには近隣の集落の圃場をも管理できる体制を作り出していかなければならない。また、山船越水稲組合では若手のメンバーが補充されず、組合員の平均年齢が上りつつある。組織の内部崩壊を招きかねない状況である。集団的土地利用による規模拡大の問題は組織の後継者問題と直結しているのである。愛知県安城市の高棚営農組合は、土地の集積の実績がさらにたかまってきた。後継者も既存のメンバー外から補充されるなど、農業生産組織が加入農家の連合体の枠をこえて集落全体の圃場管理の責任主体としての地位を名実ともに獲得しつつあるといってよいだろう。
生分解性キレート剤を用いた土壌中放射性セシウムの化学的除染法の開発

(1)土壌の湿式粉砕洗浄の効果:ボールミルなどによる物理的破壊とキレート剤による湿式洗浄を組み合わせることで,摩擦・衝突のエネルギーにより化学反応を促進できると期待できる(メカノケミカル効果)。メカノケミカル効果を期待した湿式粉砕洗浄では,土壌粒子を数μmレベルに粉砕することによる洗浄促進効果は認められなかった。一方で,化学洗浄剤であるHIDSは土壌中の鉄などの鉱物に強く吸着し,セシウムの溶液への拡散を促進する可能性が見出された。(2)構造物表面に対する化学的湿式洗浄の効果:路面や家屋などの構造物表面に存在する放射性セシウムに対しては,溶離剤として用いる水はセシウムとの化学的相互作用が小さく高い洗浄効果は期待できない。一方,本研究ではコンクリート片から作成した133Csモデル汚染構造物をpH 5, 50 mM HIDS, 50 mM NH4Clの化学洗浄剤に浸漬することで洗浄した。洗浄前後のセシウム存在量をエネルギー分散型蛍光X線分析(XRF)により定量したところ,水洗浄ではセシウムの除去率が40 %であった一方で,化学洗浄剤を用いることでセシウムの除去率が80 %に増加した。コンクリート表面の溶解や,アンモニウムイオンによる置換効果によるものと考えられる。(3)実試料に対する化学的湿式洗浄の効果:福島第一原子力発電所から34.4 km離れた地点において採集した実試料(9600 Bq/kg)に対して,最適条件の化学的洗浄を適用した。水洗浄による放射能除去率は9 %であった一方で,化学洗浄剤を適用した場合では土壌放射能は59 %減少し,キレート剤とアンモニウム塩の洗浄効果が優れていることが示された。以上より本研究では,自然土壌やコンクリート構造物表面に存在する放射性セシウムの汚染を,生分解性化学薬剤により低環境負荷のもとで除去する新規化学洗浄剤の開発を達成した。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.土壌中セシウムの動態解析土壌に吸着したセシウムを除去する場合,土壌中のセシウムの化学的動態に関する知見は不可欠である。本研究では,赤色土,森林土,黒ボク土等の自然土壌を採取し,セシウム133水溶液に浸漬・水洗浄・乾燥することで標準汚染土壌を作成した。これらの自然土壌に対するセシウムの吸着は定量的であり,セシウムは土壌の種類を問わず強力に吸着することが確認された。また土壌の化学組成や土壌中でのセシウム存在形態から放射性セシウムの土壌中での化学的挙動を考察した。逐次抽出による化学形態解析に基づく土壌中でのセシウム存在形態は,土壌の粒径,有機物や鉄等の金属含有量に大きく依存することを明らかにした。土壌中セシウムの化学形態解析を6ヶ月に渡り実施したところ,土壌中のセシウムは,数ヶ月スケールの時間経過とともにより強固な化学形態に移行することを見出した。特に弱い吸着態である交換態セシウムは,強固な残渣態セシウムへと顕著な形態移行を呈したことから,既存の水洗浄等の除染技術は時間経過とともに除染効率が低下することが推測される。2.土壌中セシウムの化学的洗浄剤による除去キレート剤としてエチレンジアミン四酢酸(EDTA)塩を含む中性の化学的除染剤を,モデルセシウム含有土壌に適用した。EDTAによる洗浄は,水洗浄に比べて有意に高いセシウム除去率を示し,最大で63%のセシウム除去率を達成した。キレート洗浄では,水洗浄で除去が困難であった有機物態に分画されるセシウムが効果的に除去されたことから,キレート剤による化学的洗浄は有機物態セシウムに富む森林土,黒ボク土等のセシウム除染に対して有用であることが見出された。1)キレート剤によるセシウム溶離剤の開発:多量に発生した中・低レベル放射性汚染土壌を低コストで除染するためには,放射性セシウムを化学的相互作用により強力に抽出し,かつ広いpH領域で使用可能な薬剤の探索が不可欠である。合成イミノ酢酸系キレート剤であるエチレンジアミン四酢酸,イミノ二酢酸,ニトリロ三酢酸,ジエチレントリアミン五酢酸及び生分解性キレート剤である3-ヒドロキシ-2,2'-イミノ二コハク酸(HIDS),エチレンジアミン二コハク酸, L-グルタミン酸-N,N-二酢酸,メチルグリシン二酢酸(MGDA)等のキレート剤を含む化学洗浄剤を,自然土壌から調製したセシウム含有土壌に適用した。すべての種類の化学洗浄剤はシルト+粘土画分の土壌に含まれるセシウムの除去に対して水洗浄以上に有効であり,特にHIDSはセシウムの除去効果が大きいことが分かった。抽出補助剤として,アンモニウム塩の添加を検討したところ,HIDS,塩化アンモニウムをそれぞれ単独で用いた場合のセシウム除去率は25-32 %であったが,両者の混合溶液を用いた場合は最大41 %までセシウム除去率が向上した。キレート剤によるセシウム吸着担体の溶解と,アンモニウムイオンによる鉱物粒子上のセシウムイオンの置換が相乗的に働き,洗浄効果が高くなったと考えられる。2)化学除染剤の環境影響評価:洗浄後の土壌に残存するキレート剤は,土壌中金属の自然循環を乱すことが懸念されている。

洗浄後の土壌に残存するキレート剤を高速液体クロマトグラフィーを用いて定量したところ,1週間後に合成キレート剤は9394 %残存していたが,MGDAを除く生分解性キレート剤の残存率は6986 %であり,土壌洗浄において生分解性キレート剤は,イミノ酢酸系の合成キレート剤と比較して環境残存性が小さいことが示された。(1)土壌の湿式粉砕洗浄の効果:ボールミルなどによる物理的破壊とキレート剤による湿式洗浄を組み合わせることで,摩擦・衝突のエネルギーにより化学反応を促進できると期待できる(メカノケミカル効果)。メカノケミカル効果を期待した湿式粉砕洗浄では,土壌粒子を数μmレベルに粉砕することによる洗浄促進効果は認められなかった。一方で,化学洗浄剤であるHIDSは土壌中の鉄などの鉱物に強く吸着し,セシウムの溶液への拡散を促進する可能性が見出された。(2)構造物表面に対する化学的湿式洗浄の効果:路面や家屋などの構造物表面に存在する放射性セシウムに対しては,溶離剤として用いる水はセシウムとの化学的相互作用が小さく高い洗浄効果は期待できない。一方,本研究ではコンクリート片から作成した133Csモデル汚染構造物をpH 5, 50 mM HIDS, 50 mM NH4Clの化学洗浄剤に浸漬することで洗浄した。洗浄前後のセシウム存在量をエネルギー分散型蛍光X線分析(XRF)により定量したところ,水洗浄ではセシウムの除去率が40 %であった一方で,化学洗浄剤を用いることでセシウムの除去率が80 %に増加した。コンクリート表面の溶解や,アンモニウムイオンによる置換効果によるものと考えられる。(3)実試料に対する化学的湿式洗浄の効果:福島第一原子力発電所から34.4 km離れた地点において採集した実試料(9600 Bq/kg)に対して,最適条件の化学的洗浄を適用した。水洗浄による放射能除去率は9 %であった一方で,化学洗浄剤を適用した場合では土壌放射能は59 %減少し,キレート剤とアンモニウム塩の洗浄効果が優れていることが示された。以上より本研究では,自然土壌やコンクリート構造物表面に存在する放射性セシウムの汚染を,生分解性化学薬剤により低環境負荷のもとで除去する新規化学洗浄剤の開発を達成した。前年度の成果からは,セシウム除去能に優れた化学的洗浄剤の組成が見出され,環境親和性に優れた洗浄手法を提案できるため。27年度が最終年度であるため、記入しない。年次計画にしたがって研究を遂行する。前年度に見出された化学的洗浄剤を,建造物表面を非破壊除染するオンサイト除染剤へ適用する。この際,モデル構造物表面の化学的特性及びセシウムの存在状態を解析し,中・低レベル汚染構造物に対する除染剤の効果を明らかにする。また前年度までの全ての知見を統合し,実際の汚染土壌・汚染建造物に対する除染試験のプロセス,すなわち対象物における放射性セシウムの化学形態推定,化学除染剤の組成選択,メカノケミカル反応の設定等の一連の操作をブラッシュアップ,パッケージ化し,現状復元を想定した放射性セシウムの新規湿式除染技術として汎用化する。キレート剤であるエチレンジアミン四酢酸塩を含む化学的洗浄剤を土壌に適用し,申請時の年次目標を充足するセシウム除染率60%以上を達成できたため。大枠は年次計画に則り研究を遂行する。放射性セシウムの除染に最適な洗浄条件の選定を目指し,生分解性キレート剤,アンモニウム塩などを含む化学的洗浄剤の開発を行う。また加熱洗浄,メカノケミカル洗浄の併用により,強固な吸着態に分画されるセシウムの除染率向上を試みる。
中世延暦寺における論義法要の実態的研究―法華大会の正当性―

本研究は、現在の延暦寺に伝承されている「論義法要」の実態的研究を目的とする。論義とは、問答形式の議論を通して教義の理解を深める法要であり、学僧を養成する場として大きく発展した。その過程において論義法要の中に口頭試問が組み込まれ、天台学僧の登竜門に位置付けられる法華大会を生み出した。このような研鑽の結果として生まれた膨大な論義書の中から『阿弥陀房抄』や『天海義科抄』といった未翻刻史料群に注目する新しい研究手法を用いて、法華大会の教学的正当性に論究する。これは、織田信長が比叡山を焼き討ちを行った後、延暦寺復興を目指した南光坊天海が法華大会の復活を一番重視した政治的意図を考察する端緒となると考える。
異常クーロン力空間を利用したカーボンナノチューブ‐イオン液体強磁性複合材の創成

2018年度は、カーボンナノチューブ細孔中にイオン液体を導入した時の構造について特に注力して研究を行った。2017年度に購入したイメージングプレート付きX線散乱測定装置を用いることで、3万円/gの高価な高純度カーボンナノチューブに対しても数mg程度の微小量で測定が可能となった。これによって、研究が効率的に進められるようになった。X線散乱測定によりカーボンナノチューブの有する細孔中に閉じ込められたイオン液体の構造は、これまでに研究してきた活性炭細孔中と大きく異なることがわかってきた。具体的には、同じ細孔径の活性炭及びカーボンナノチューブを比べたときに、細孔中でのイオン液体の構造は、カーボンナノチューブ細孔中でより規則性を増した構造を形成することが明らかになった。これは来年度行う予定である、強磁性を示すカーボンナノチューブ-磁性イオン液体複合材料の合成に対して、非常に重要な結果である。カーボンナノチューブ細孔中で、磁性イオンである陰イオン間の規則性構造が形成できれば、強磁性を発現する複合性デバイスの開発につながる。さらに、カイラリティーのそろったカーボンナノチューブを用いることで、より規則構造性を有するイオン液体構造が得られると期待できるため、現在この実験の準備を開始している。カーボンナノチューブ細孔中に閉じ込められたイオン液体の構造についてのより詳細な検討に向け、現在ハイブリッドリバースモンテカルロ法をシリンダー細孔系へ適応するために改良を行っている。本年度は、(1)カーボンナノチューブ細孔中にイオン液体を導入した時の構造について特に注力して研究を行ったこと、そして(2)研究代表者が2019年度4月から信州大学理学部に異動したこともあり、カーボンナノチューブ-磁性イオン液体複合材料の合成について若干遅れが出ている。ただ異動先である信州大学理学部は、磁化率測定に必要な量子干渉(SQUID)磁化率計及び、カーボンナノチューブ-磁性イオン液体複合材料の配向膜の合成に必要な超電導磁石を有している。また来年度から指導する卒業研究の学生にも研究協力が見込めるため来年度の本研究の大幅な進展が期待できる。2019年度は最終年度であり、下記のことを行う。(1)カーボンナノチューブ細孔中でのイオン液体構造の解明ハイブリッドリバースモンテカルロ法を用いてイオン液体が形成する特異な規則構造を明らかにする。カイラリティーの異なるカーボンナノチューブを用いて同様の検討を行い、カイラリティーによるイオン液体構造の違いについても明らかにする。(2)高い1軸磁気異方性を有する複合材配向膜の合成合成したCNT磁性イオン液体複合材は、チューブ軸方向と直径方向で磁気異方性が生じる。つまり、1本のCNTが非常に高い性能の永久磁石となることが期待できる。しかしながら、バルク材としてのCNTはチューブが様々な方向で絡み合って存在しているため、その利点が活用できない。この問題点を、磁場存在下でCNTー磁性イオン液体複合材の配向膜を合成することにより解決する。まず、CNTー磁性イオン液体複合材をCNT分散溶媒(有機溶媒もしくは界面活性剤溶液)を用いて分散する。そして、分散液をネオジム磁石による磁場存在下でフィルタレーションすることにより、複合材でバッキーペーパーを作成する。濾過膜上に形成するバッキーペーパーは、磁場の影響を受けて配向する。磁場下においてバッキーペーパーを作成する実験装置は本申請で自作する。ネオジム磁石の磁場では、配向膜の調製が困難であればテスラ級の高磁場を発生させることができる超電導磁石(信州大学理学部)を利用する。作成した膜材の配向性をIP-XRD装置により、そして異方性磁化率を磁化率測定する方向を変えることにより評価する。より磁気的性能の高いCNTー磁性イオン液体複合材を用いて配向膜を調製することにより、高い異方性磁化率(目標値:ネオジム磁石の異方性磁界Ha>70 kOe)を有する複合材膜を合成する。本研究を進めるうえで異常クーロン力空間の根拠となる我々の論文が平成29年度Nature Materials誌に掲載された(R. Futamura他, Nature Mater. (2017) 16, 1225-1231)。1分子サイズのカーボンナノ細孔中においては、電気伝導性を有する細孔壁による静電遮蔽効果によりイオン間のクーロン力が軽減されるため、磁性イオン同士が近距離でも高密度で存在し、磁気相互作用により配列することが期待できる。この静電遮蔽効果はナノカーボン材料の有する細孔径とイオンのサイズの関係に非常に敏感に依存することが最近の研究で分かってきた(二村竜祐他,日本化学会第98春季年会)。これらについてさらに詳細に検討中である。本研究の成功に向け平成29年度の11月にイメージングプレートXRD装置(15,984千円)を導入し、微小量のサンプル(<1 mg)でも構造解析が可能となった。これによりカーボンナノチューブ(CNT)-磁性イオン液体複合材のサンプル調製とキャラクタリゼーションのサイクルが効率化できるようになった。現在本研究費により購入したカーボンナノチューブと磁性イオン液体を用いて複合材の調製、構造解析を試みている。CNT-磁性イオン液体複合材を用いて配向膜を作るために、磁場下での膜調製が可能なセルを作る必要がある。そのために必要な治具等を開発できる3Dプリンターを購入した。3Dプリンターは非磁性のポリマーを融かして目的の形を作るため本実験でのセル作成に適している。今年度磁場下でサンプル調製できるセルを設計した。

これを用い、CNT-磁性イオン液体複合材による配向膜の調製を試みる。イメージングプレートXRDの導入が平成29年度の11月と年度の後半となってしまったため、実験の進展が予定より若干遅れてしまったが、おおむね順調に進んでいる。購入したカーボンナノチューブに液相吸着法により磁性イオン液体を導入することで、カーボンナノチューブー磁性イオン液体複合材を調製することができた。現在ナノチューブ細孔中に磁性イオンがうまく導入できているかをイメージングプレートXRD装置等により検討中である。2018年度は、カーボンナノチューブ細孔中にイオン液体を導入した時の構造について特に注力して研究を行った。2017年度に購入したイメージングプレート付きX線散乱測定装置を用いることで、3万円/gの高価な高純度カーボンナノチューブに対しても数mg程度の微小量で測定が可能となった。これによって、研究が効率的に進められるようになった。X線散乱測定によりカーボンナノチューブの有する細孔中に閉じ込められたイオン液体の構造は、これまでに研究してきた活性炭細孔中と大きく異なることがわかってきた。具体的には、同じ細孔径の活性炭及びカーボンナノチューブを比べたときに、細孔中でのイオン液体の構造は、カーボンナノチューブ細孔中でより規則性を増した構造を形成することが明らかになった。これは来年度行う予定である、強磁性を示すカーボンナノチューブ-磁性イオン液体複合材料の合成に対して、非常に重要な結果である。カーボンナノチューブ細孔中で、磁性イオンである陰イオン間の規則性構造が形成できれば、強磁性を発現する複合性デバイスの開発につながる。さらに、カイラリティーのそろったカーボンナノチューブを用いることで、より規則構造性を有するイオン液体構造が得られると期待できるため、現在この実験の準備を開始している。カーボンナノチューブ細孔中に閉じ込められたイオン液体の構造についてのより詳細な検討に向け、現在ハイブリッドリバースモンテカルロ法をシリンダー細孔系へ適応するために改良を行っている。本年度は、(1)カーボンナノチューブ細孔中にイオン液体を導入した時の構造について特に注力して研究を行ったこと、そして(2)研究代表者が2019年度4月から信州大学理学部に異動したこともあり、カーボンナノチューブ-磁性イオン液体複合材料の合成について若干遅れが出ている。ただ異動先である信州大学理学部は、磁化率測定に必要な量子干渉(SQUID)磁化率計及び、カーボンナノチューブ-磁性イオン液体複合材料の配向膜の合成に必要な超電導磁石を有している。また来年度から指導する卒業研究の学生にも研究協力が見込めるため来年度の本研究の大幅な進展が期待できる。X線散乱測定で得られたカーボンナノチューブ細孔中の磁性イオン液体構造の解析を行う。そのために現在の解析手法であるハイブリッドリバースモンテカルロ法に改良を加えることを予定している。具体的にはカーボンナノチューブの有するシリンダー状細孔の解析に対応できるように変更する。また複合材の磁化率測定を量子干渉(SQUID)磁化率計(信州大学理学部所有)で磁化率測定することにより、複合材の示す磁気的性能について明らかにする。
遺伝子導入したES細胞を用いた尿路組識構成細胞の誘導と尿路再建の可能性

小児先天奇形のひとつである尿道下裂に対しては、欠損した尿道末端部を別の組織で補う尿道形成術が必要となる。今回は、幹細胞を用いた再生医療の技術およびティッシュ・エンジニアリングの技術を相補的に利用し、尿路上皮および平滑筋組織を誘導し、機能的な尿路組織を再生することを第一の目標とする。更に誘導した組織を用いて尿路再建を試みた。特に、腎発生の初期において中間中胚葉や間葉細胞に発現する転写因子の遺伝子(Pax2、Six1、Hoxa11など)をES細胞に導入した際の結果が興味深いものであった。まず、LIFを除去したES細胞を5000細胞/dropでhanging drop法を用い、胚様体(EB)を形成させ5日間培養した。更に平面培養で数日間分化させた。これらの方法を遺伝子導入ES細胞と非導入ES細胞で行い、糸球体や尿細管などの腎臓様の構造をとるかどうか細胞塊の内部構造の所見を確認した。Pax2を導入したES細胞において、EBを0、5、10日後に回収したところ間葉細胞に発現するintegrinα8と近位尿細管のマーカーであるaquaporin-1の上昇が認められた。中間中胚葉からウォルフ管の形成期に発現を認めるLim-1の上昇も認めるものの遺伝子非導入ES細胞と顕著な差とは言えなかった。またSix1、Hoxa11それぞれにおいても、複数の腎臓発生に関連する遺伝子や腎構成細胞のマーカーとなる遺伝子の発現の増強が認められた。これは、腎構成細胞またはその前駆細胞の構成比率が増加した可能性があると考えられた。心筋細胞、神経細胞などの様々な臓器の細胞への分化は確認でき、管状の構造物も認めた。今後、このような構造物が尿細管などであるかどうか慎重に検討する必要があるものの、遺伝子導入したES細胞を用い、目的の細胞を誘導する方法が腎再生の分野でも有用である可能性が示唆された。まず尿路の発生、分化時期に発現する遺伝子群をピックアップする。特に、Hox、WntおよびBMP遺伝子群など、腎・尿管発生に重要な働きをしている様々なものが候補として考えられる。そこで平成17年度の計画はDNAマイクロアレイ法でその遺伝子群をピックアップし、ES細胞に遺伝子導入をして、目的の細胞に分化する可能性のある遺伝子導入ES細胞を確立することである。まず、マウス胎児尿路サンプルの摘出を試みた。マウス発生初期に尿路系は形成されるが、その過程で将来、膀胱や下部尿路となる総排泄腔に相当する部位から組織を得た。抽出したmRNAから逆転写反応でcDNAを得た。対照として総排泄腔を形成した後の胎児および、尿路をすべて形成した胎児から膀胱に相当する組織を摘出し同様にcDNAを得た。現在DNAマイクロアレイ法による発現遺伝子の確認中である。上記で得たcDNAと、発生や分化、ガン遺伝子など含めた数千の既知の遺伝子を乗せたチップとをハイブリダイゼーションさせ、対照と発現の強度の差を見ることを用いたDNAマイクロアレイ法により尿路形成初期に特出する発現遺伝子を網羅的に検出し、クラスター解析などを用い重要な遺伝子を選定することを試行中である。次段階は、ES細胞に導入する遺伝子の作成。

前項において選出した遺伝子の中で、より未分化な幹細胞から尿路上皮(移行上皮)やその周囲の組織(平滑筋など)の前駆細胞へ分化する際に発現していて、運命決定に重要と思われる、上述したような遺伝子数種類に的を絞る予定である。1.遺伝子導入ES細胞を用い、まず導入遺伝子が発現した状態で他の尿路発生の各段階で発現してくる遺伝子に変化がないかどうかをRT-PCR法を用い確認した。また細胞の形態変化なども評価した。2.ES細胞の分化実験:遺伝子導入ES細胞をhanging drop法を用いembryoidbodyを形成させ、分化させた。3.ES細胞のマウスへの移植実験:ES細胞を腎臓の被膜下などに移植しteratomaが形成された。遺伝子導入したES細胞を腎被膜下に移植することで通常と違う分化の傾向が違った組織が形成された。HE染色や免疫染色で組織学的検索を行った。4.尿路上皮などの前駆細胞の抽出:分化させたときの形態から標的となる尿路上皮(移行上皮)やそめ周囲の組織(平滑筋など)が同定できた。その特異的な抗原でflow cytometreyを用いた細胞のソート(FACS)を用いて単一の前駆細胞が抽出を試みた。さらにその細胞を系統として確立することを試みた。5.培養尿路上皮などのシートの作製:通常の培養細胞と同様の系で細胞シート作成可能かを試みた。feeder細胞であるNIH3T3細胞を敷いたフラスコ底に尿路上皮前駆細胞を播種する。増殖因子を加え、37°C10%CO2にて細胞培養し、重層化した上皮シートが作られた。平滑筋細胞もほぼ同様の手順で行うが、この場合feeder細胞は不要であった。6.マトリックスの作製:手術用縫合糸と同様の吸収素材にて繊維を作製する(poly-DL-lactide-co-glycolide(PLGA)など)。このマトリックス上に細胞培養を行った。尿路上皮および平滑筋各々に対して、シート状に重層化するのに最適なマトリックスの条件(素材、線維の幅等)を検討した。平面状のマトリックス上、表裏両面に各々尿路上皮および平滑筋を培養し、培養細胞層の二層化した。
日常生活における辛み成分摂取による血行動態メカニズムの検討

現代都市化社会では、日常生活の乱れから自律神経に起因した疾患(自律神経失調症など)が増加していることが報告されている。日常生活でのリズムの乱れ(要因には睡眠,運動,食事時間などがある)が会社での生産効率の低下、学校での遅刻・不登校などによる出席率の低下などに繋がることも報告されている。近年、日常生活の要因と自律神経活動との関連があることが報告されている。一方、食品の辛み成分(ジンゲロール、カプサイシンなど)には、体温の上昇などヒトの自律神経活動(交感神経の亢進)を高めることが知られている。我々の先行研究から辛み成分と自律神経活動(心拍変動成分)が関連していることを報告した。しかしながら、辛み成分による心拍からの自律神経活動のみでは、十分な結果が得られなかった。(第67回日本栄養・食糧学会にて発表済)そこで本年度の研究では、辛み成分を含む食品摂取によるヒトの自律神経活動の影響を心拍変動解析(心電図)と胃電図、そして連続血流・血圧計を用いて抹消の血液循環メカニズムを解明することを目的とした。しかし今年度は、心電図、胃電図、脳波、筋電図など1台の計測器で種々計測できるようなECG, BNC端子を備えた多機能システムの構築に時間をかけた為、ショウガを用いた実験はアレルギー反応が出ないかなど体質的に合うかどうかの試験的摂取にとどまり、データを測定する実験は行わなかった。この実験・研究を通して食品成分の分析・定量化技術、分光器で必要となる周波数解析・データ処理技術等を学生に対して技術教育として伝えることが可能になると期待される。