hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HuD抗原パルス樹状細胞を用いた肺小細胞癌をめぐる抗腫瘍免疫と随伴神経障害の解析

これまでの臨床的研究およびDNAワクチンによる基礎的検討から肺小細胞癌が発現するHuD抗原が抗腫瘍免疫の標的蛋白と考えられる。我々は、このHuD抗原を樹状細胞にアデノウイルスベクターを用いてパルスすることによって免疫提示させ抗腫瘍細胞性免疫を惹起できないか平成12年度から2年間かけて検討した。樹状細胞は、BALBcマウス脾臓を切片化して作成した細胞浮遊液をStem Cell Technologies社のマウス細胞ネガティブセレクション磁気分離システムした脾臓由来の成熟樹状細胞を分離し、FACSを用いてCD11c陽性、I-A陽性、F4/80陽性細胞を樹状細胞とした。単球細胞株(THP-1、PMA刺激によって付着細胞として用いた)および分離樹状細胞にアデノウイルスベクターを用いたHuD抗原の発現誘導(パルス)を行った。HuD抗原発現アデノウイルスベークターを最大50MOlまで増やしたがHuD抗原の発現をウエスタンブロットで確認できなかった。そこで細胞障害性T細胞とNK細胞より分泌される細胞障害性蛋白であるGranulysin発現アデノウイルスベクターを作成し、HuD抗原発現肺小細胞癌モデル細胞(Colon26/HuD)にGranulysinを発現させたところ、親細胞であるColon26細胞よりもapoptosisの出現、細胞増殖の抑制が有意に増加した。このことからHuD抗原の発現が、免疫細胞由来の細胞障害性物質、さらには細胞性免疫への感受性を高めていると考えられた。今回作成したアデノウイルスベクターの発現効率が予想外に悪かった。ウイルスの作成時にも濃縮率が悪く、293細胞の世代など見直しが迫られた。しかし、granulysinの実験から改めてHuD抗原が肺小細胞癌の抗腫瘍免疫の重要な標的蛋白であることが確認された。今後もリコンビナントHuD抗原蛋白を用いた樹状細胞パルスを検討する必要があると考えられた。HuD抗原は、肺小細胞癌細胞に高率に発現し、宿主免疫応答の標的分子の一つと考えられている。HuD抗原をめぐり惹起される宿主免疫応答の解析は、樹状細胞を用いた免疫療法への応用に欠くことのできない基礎データーであり、また腫瘍随伴性神経障害の解明の上でも重要と考えられるため、本年は、HuD抗原をめぐる細胞性免疫機能の解析を中心に実験を進めた。1)HuD抗原発現プラスミドを用いたBALBcマウスを用いたDNAワクチン実験を行なった。HuD抗原発現マウス肺小細胞癌モデル細胞(Colon26/HuD細胞)による皮下腫瘍の増殖抑制を確認し、腫瘍内に浸潤しているCD3陽性細胞数を同一個体の左右腹部に接種したHuD抗原発現細胞による腫瘍とHuD抗原非発現Colon26細胞による腫瘍で比較した。それによると、HuD抗原発現細胞腫瘍の縮小は明らかであるにもかかわらず、浸潤CD3陽性細胞数は、Colon26細胞腫瘍と同じであることが明らかになった。このことは、HuD抗原の発現が、細胞性免疫の障害性を高めている可能性を示唆したため、さらに以下の実験を行った。2)NK細胞や細胞障害性T細胞による細胞障害はこれらの細胞から分泌されるGranzymeやGranulysinなどの細胞障害物質への暴露によって起こると考えらる。そこでGranulysinを発現するアデノウイルスベクターを作製し、Colon26/HuD細胞とColon26細胞での細胞障害性を比較検討した。その結果Colon26/HuD細胞は、Colon26細胞よりGranulysinに対する感受性が高いことが明らかになった。これらの実験結果から、HuD抗原は、樹状細胞などを用いた細胞療法の良い標的となりうるとの仮説を指示するものと考える。

本年度は、肺小細胞癌の標的癌抗原であるHuD抗原をアデノウイルスベクターで樹状細胞に発現させることで、HuD抗原発現腫瘍に対する抗腫瘍効果を惹起しうるかを基礎的に検討した。1.樹状細胞は、BALBcマウス脾臓を切片化して作成した細胞浮遊液をStemCell Technologies社のマウス細胞ネガティブセレクション磁気分離システムした脾臓由来の成熟樹状細胞を分離した。樹状細胞はFACSを用いてCD11c陽性、I-A陽性、F4/80陽性を指標に同定した。2.単球細胞株および樹状細胞へのアデノウイルスベクターを用いたHuD抗原の発現誘導(パルス)を行った。単球細胞株THP-1はPMA(終濃度40ng/ml)で刺激し、付着細胞化する。オーバーナイト培養で40%の細胞が付着することを予め確認し、予想される付着細胞数に見合うHuD抗原発現アデノウイルスベクターを50MOIとなるように加え、3日後の細胞を回収し細胞を可溶化後Western blottingでHuD抗原の発現を確認したが蛋白の発現が確認できなかった。樹状細胞でもアデノウイルスベクターを投与したがHuD抗原の発現を確認できなかった。3.細胞障害性T細胞とNK細胞より分泌される細胞障害性蛋白であるGranulysin発現アデノウイルスベクターを作成し、HuD抗原発現肺小細胞癌モデル細胞(Colon26/HuD)にGranulysinを発現させたところ、親細胞であるColon26細胞よりもapoptosisの出現、細胞増殖の抑制など有意に増加したことから、HuD抗原の発現が、免疫細胞由来の細胞障害性物質、さらには細胞性免疫への感受性を高めていると考えられた。
ポスト資本主義の展望と資本主義の起源－移行論の再構築に向けた理論的・歴史的研究

本研究は、事実上あらゆる社会において資本主義への移行が普遍的に進展したことの根拠を明らかにし、それをふまえてポスト資本主義社会への展望を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するために、本年度は、資本主義の起源とそれへの移行のあり方について、主として先行研究の文献サーベイを行った。具体的には、以下のとおりである。1本研究は、日本社会を事例に設定している。そのため、日本における資本主義形成に関連する社会学的業績として、農村社会学の主要な業績を検討することにした。具体的には、この分野において、前資本主義的な(前近代的な)農村社会の状況を理論的・経験的に解明した有賀喜左衛門の著作を網羅的に読解する作業に取り掛かった。この作業を通じて、前資本主義社会、あるいは初期の資本主義社会において、家や地主-小作関係によって特徴づけられる日本農村社会には、互酬性によって特徴づけられるモラル・エコノミーが広範に確認できることを明らかにすることを目指している。2カール・ポランニーは、資本主義の種差性の1つである市場交換が優越しすぎると資本主義社会が存続できないことを指摘している。このことは、資本主義への移行の普遍性を基礎づけるものとして、互酬性や再分配原理の存在が大きな影響を与えているのではないかと考えられる。このような観点から、本研究においては、前資本主義的社会関係の存続、とりわけその具体的な現れとしてのモラル・エコノミーの実態について、ジェイムズ・スコットの東南アジア農村研究を検討した。3こうした文献研究に加えて、資本主義企業にモラル・エコノミーが再生されたものとして経営家族主義を把握しようとする観点から、その事例として大原家の文書を収集する作業を行った。本年度については、前年度まで行っていた研究のとりまとめとその著作としての刊行作業に時間を取られてしまい、結果的に研究が若干遅れてしまった。今後の研究としては、日本における農村社会学の知見(家のあり方と地主-小作関係の把握)を日本におけるモラル・エコノミーの営みとして解釈し、日本において資本主義への移行が進展するに伴って、農村において継承されてきたモラル・エコノミーが企業組織に継承され、経営家族主義に代表されるように、資本主義的な労使対立を緩和することを通じて、資本主義の発展が相対的に順調に推し進められたことを明らかにしていくことが、課題となる。この作業を通じて、日本における資本主義への移行が土地所有階級(地主)によって主導され、その結果モラル・エコノミーとしての特徴も保持していた地主-小作関係に内在する関係が企業内に持ち込まれ、労使関係を構成したことも明らかにできよう。さらに、この作業は、異なるタイプの資本主義への移行を達成した社会(アメリカ合衆国など)との比較をあらためて行うことを可能にしよう。加えて、21世紀初頭の資本主義において、グローバル化とネオリベラリズムの進展がモラル・エコノミーを解体し、市場メカニズムの優越を過度に推し進めるならば、再び互酬性に特徴づけられたポスト資本主義社会への移行が具体化することを展望することになろう。こうした課題を達成するために、移行論の理論的再構築、農村社会学の再検討、および経営家族主義論の再構築と労使関係の歴史的展開の再解釈を行っていくことになる。そのうえで、21世紀初頭における日本の資本主義の理論的・経験的把握とポスト資本主義に向けた様々な試み(協同組合など)について、考察を進めていくことになろう。

今後の研究としては、日本における農村社会学の知見(家のあり方と地主-小作関係の把握)を日本におけるモラル・エコノミーの営みとして解釈し、日本において資本主義への移行が進展するに伴って、農村において継承されてきたモラル・エコノミーが企業組織に継承され、経営家族主義に代表されるように、資本主義的な労使対立を緩和することを通じて、資本主義の発展が相対的に順調に推し進められたことを明らかにしていくことが、課題となる。この作業を通じて、日本における資本主義への移行が土地所有階級(地主)によって主導され、その結果モラル・エコノミーとしての特徴も保持していた地主-小作関係に内在する関係が企業内に持ち込まれ、労使関係を構成したことも明らかにできよう。さらに、この作業は、異なるタイプの資本主義への移行を達成した社会(アメリカ合衆国など)との比較をあらためて行うことを可能にしよう。加えて、21世紀初頭の資本主義において、グローバル化とネオリベラリズムの進展がモラル・エコノミーを解体し、市場メカニズムの優越を過度に推し進めるならば、再び互酬性に特徴づけられたポスト資本主義社会への移行が具体化することを展望することになろう。こうした課題を達成するために、移行論の理論的再構築、農村社会学の再検討、および経営家族主義論の再構築と労使関係の歴史的展開の再解釈を行っていくことになる。そのうえで、21世紀初頭における日本の資本主義の理論的・経験的把握とポスト資本主義に向けた様々な試み(協同組合など)について、考察を進めていくことになろう。注文中の図書の入荷が遅れ、年度内に予定された支出ができなかったため。
胎児胸腺由来幼若造血細胞株の確立とその多能性分化能の解析

我々が単離したAbelsonマウス白血病ウイルス由来温度感受性変異株を用いたトランスフォ-メ-ションにより、胎児胸腺よりThyー1^ー/Scaー1^+/ILー2R^+の表現型を示す幼若造血細胞5,6,12,19,33,42を、またThyー1^+/Scaー1^+/ILー2R^+の表現型を示すクロ-ンC1、C10ー7を単離した。33,42はILー1の刺激により形態学的にマクロファ-ジへ、更に6,33,42は胎児胸腺組織培養により形態学的にマスト細胞へ分化した。19はマクロファ-ジのみに分化した。C1およびC10ー7はILー1の刺激によりマクロファ-ジへ分化し、アクセサリ-細胞を除去したT細胞の増殖をConAの存在下および非存在下で増殖を支持することが明かとなった。これらのクロ-ンにおける他の系への分化能をサイトカインあるいは造血支持細胞存在下での実験系で検討したが、リンパ球、白血球系への分化は認められなかった。一方分化前のC10ー7細胞表面抗原に対するモノクロナ-ル抗体3F7ーA1,3A9ーD1を作製し、抗原の性状およびこの抗原を発現する細胞の性状および動態を確認したところ、成熟組織ではBリンパ球系の細胞にこの抗原が選択的に発現され、また3F7ーA1抗原発現に関して、B細胞発生の過程で幼若B細胞は抗原陽性と陰性の2つの亜集団に分別されることが示唆された。一方胎生初期胸腺にはこれらの抗原を発現する細胞は高頻度に存在するものの、成熟胸腺では殆ど認められない。また数回の実験に関して特に胎児組織では、胎生につれて3F7ーA1抗原の発現が複雑に変動することが示唆され、今後更にその発現意義を詳細に検討する必要性が認められた。3F7ーA1および3A9ーD1抗原はそれぞれ50ー60kdおよび40kdの蛋白質分子を認識することが示唆されており、また各組織における発現様式により新しい造血細胞表面抗原であると考えられる。
女性冠状動脈疾患患者のエストロゲン受容体異常に関する検討

血管内皮細胞および平滑筋細胞にエストロゲン受容体が存在することが明らかにされ,エストロゲンの血管への直接作用が注目されている.一方,動脈硬化と同様に閉経後に増加する骨粗鬆症とエストロゲン受容体遺伝子多型との関連が報告され,疾患の遺伝的マーカーとしての意義が示唆されている.本研究では,骨粗鬆症との関連が報告されているエストロゲン受容体遺伝子多型と虚血性心疾患との関連を検討した.冠状動脈疾患を有する女性109例および健常女性217例の末梢血から抽出されたDNAについて,エストロゲン受容体遺伝子のイントロン1にある多型性部位(Pvu II site,Xba I site)を含む部位をPCR法で増幅し,制限酵素Pvu II,Xba Iを用いたRFLP解析を行った.エストロゲン受容体遺伝子は,Pvu II切断部位(P2),Xba I切断部位(X2)の有無によりそれぞれ3型に分類され,P1/P1,X2/X2が低骨密度に関連すると報告されている.P1/P1の冠状動脈疾患例,健常例における発現頻度はそれぞれ25%,29%(P=NS)であり,2群における発現頻度は同様であった.さらに,一部の症例(n=27)において,Xba I遺伝子多型に関しても検討したが,冠状動脈疾患例,健常例における発現頻度に明らかな差違は認められなかった.これらの結果は,エストロゲン受容体遺伝子変異と冠状動脈疾患との関連について否定的な最近の報告と一致する結果であった.最近,古典的エストロゲン受容体(ER α)とは異なるβエストロゲン受容体(ER β)が同定され,さらに,ER αノックアウトマウスの動脈硬化モデルにおけるエストロゲンの血管内膜肥厚抑制作用が示された.これらの知見は,エストロゲンの抗動脈硬化作用が,本研究で検討したERαではなく,他の受容体を介する作用である可能性が示唆される.今後,遺伝子多型の同定を含めたER βについての検討を予定している.血管内皮細胞および平滑筋細胞にエストロゲン受容体が存在することが明らかにされ,エストロゲンの血管への直接作用が注目されている.動脈硬化と同様に閉経後に増加する骨粗鬆症とエストロゲン受容体遺伝子多型との関連が報告され,疾患の遺伝的マーカーとしての意義が示唆されている.本研究では,骨粗鬆症との関連が報告されているエストロゲン受容体遺伝子多型と虚血性心疾患との関連を検討した.冠状動物疾患を有する女性80例および健常女性246例の末梢血から抽出されたDNAについて,エストロゲン受容体遺伝子のイントロン1にある多型性部位(Pvu II site)を含む部位をPCR法で増幅し,制限酵素Pvu IIを用いたRFLP解析を行った.エストロゲン受容体遺伝子は,Pvu II切断部位(P2)の有無により3型に分類され,そのうち,Pl/Plが低骨密度に関連すると報告されている.Pl/Plの冠状動脈疾患例,健常例における発現頻度はそれぞれ23%,23%(P=NS)であり,Pvu II変異と冠状動脈疾患との関連について否定的な最近の報告と一致する結果であった.最近,古典的エストロゲン受容体(ER α)とは異なるβエストロゲン受容体(ER β)が同定され,臓器により分布が異なることが明らかにされた.また,ER αノックアウトマウスの動脈硬化モデルにおいて,エストロゲンの血管内膜肥厚抑制作用が示されている.これらの知見は,エストロゲンの抗動脈硬化作用が,本研究で検討しているER αではなく,ER βを介したものである可能性を示唆する.今後,ER βの遺伝子変異に関しても検討する予定である.血管内皮細胞および平滑筋細胞にエストロゲン受容体が存在することが明らかにされ,エストロゲンの血管への直接作用が注目されている.一方,動脈硬化と同様に閉経後に増加する骨粗鬆症とエストロゲン受容体遺伝子多型との関連が報告され,疾患の遺伝的マーカーとしての意義が示唆されている.本研究では,骨粗鬆症との関連が報告されているエストロゲン受容体遺伝子多型と虚血性心疾患との関連を検討した.冠状動脈疾患を有する女性109例および健常女性217例の末梢血から抽出されたDNAについて,エストロゲン受容体遺伝子のイントロン1にある多型性部位(Pvu II site,Xba I site)を含む部位をPCR法で増幅し,制限酵素Pvu II,Xba Iを用いたRFLP解析を行った.エストロゲン受容体遺伝子は,Pvu II切断部位(P2),Xba I切断部位(X2)の有無によりそれぞれ3型に分類され,P1/P1,X2/X2が低骨密度に関連すると報告されている.P1/P1の冠状動脈疾患例,健常例における発現頻度はそれぞれ25%,29%(P=NS)であり,2群における発現頻度は同様であった.さらに,一部の症例(n=27)において,Xba I遺伝子多型に関しても検討したが,冠状動脈疾患例,健常例における発現頻度に明らかな差違は認められなかった.これらの結果は,エストロゲン受容体遺伝子変異と冠状動脈疾患との関連について否定的な最近の報告と一致する結果であった.最近,古典的エストロゲン受容体(ER α)とは異なるβエストロゲン受容体(ER β)が同定され,さらに,ER αノックアウトマウスの動脈硬化モデルにおけるエストロゲンの血管内膜肥厚抑制作用が示された.

これらの知見は,エストロゲンの抗動脈硬化作用が,本研究で検討したERαではなく,他の受容体を介する作用である可能性が示唆される.今後,遺伝子多型の同定を含めたER βについての検討を予定している.
口腔－腸管連関の新展開：嚥下された歯周病原細菌は腸炎を悪化させるか？

我々はこれまでに嚥下された歯周病原細菌が腸内細菌叢を攪乱することで全身性に悪影響をおよぼすことを明らかにし,口腔ー腸管連関によるペリオドンタルメディスンの新規病因論を提案した.しかしながら,潰瘍性大腸炎をはじめとする炎症性腸疾患に対する口腔細菌の直接的な影響は不明である.そこで本研究の目的は,嚥下された口腔細菌が炎症性腸疾患におよぼす影響とそのメカニズムについて検証することで,口腔内プロバイオティクスを用いた炎症性腸疾患の予防や治療法,口腔内細菌検査による腸炎リスク評価法の確立を目指すものである.我々はこれまでに嚥下された歯周病原細菌が腸内細菌叢を攪乱することで全身性に悪影響をおよぼすことを明らかにし,口腔ー腸管連関によるペリオドンタルメディスンの新規病因論を提案した.しかしながら,潰瘍性大腸炎をはじめとする炎症性腸疾患に対する口腔細菌の直接的な影響は不明である.そこで本研究の目的は,嚥下された口腔細菌が炎症性腸疾患におよぼす影響とそのメカニズムについて検証することで,口腔内プロバイオティクスを用いた炎症性腸疾患の予防や治療法,口腔内細菌検査による腸炎リスク評価法の確立を目指すものである.
短波長光を活用した次世代ＳＰＲイメージング技術の創製と単一細胞解析への応用

より高解像度で鮮明なSPR(表面プラズモン共鳴)画像を得られるように、誘電率の虚数成分が小さく短波長光でも使用できるSPRセンサチップを設計・作製した。銀合金薄膜、銀と酸化インジウムスズ(ITO)の積層膜の採用や接着層としてITOを用いることで500nm以下の光源でも2次元SPRイメージングセンシングを実現できた。また幅広い波長の光源が利用できるようになったことで光源波長とSPR特性の関係を明らかにすることが出来た。まず24年度に引き続き、銀薄膜層を含む多重層薄膜を用いたSPRセンサチップの特性評価について検討した。Winnspallによるシミュレーション結果と実測定結果との差異について実試料の物性定数がデータベースの値と異なる可能性が考えられたのでエリプソメータを用いて実試料の屈折率を測定した。この値を用いたところ両者の適合性が向上した。さらに適合性を高めるために膜の熱処理などの検討を行っている。25年度から新たに光源波長の差異が2次元SPRイメージに与える影響について検討した。光源波長と密接な関係がある指標として浸透深さ(侵入長)が知られている。理論上、短波長光源を用いたSPR測定では浸透深さは短く、長波長光源では長くなる。浸透深さはSPRセンサが実際に“見ている"範囲を示している。したがってSPR変化の見られた現象が細胞膜表面付近なのか、細胞膜の内側の細胞質で起きていることなのか等を知る有力な指標となる。したがって異なる光源波長で得られたSPR画像の差分画像を元にした新しいSPRイメージング法の創製につながると考えられる。ここでは3種類の粒径の異なるガラスビーズを用いて、実際に浸透深さの差を反映したSPR画像が得られているかを評価した。PDMSで作製した円柱試料では光源波長を505940nmまで変化させてもSPR画像の大きさは差が見られなかったが、ガラスビーズを用いた同様の実験では光源波長が長くなるにつれてSPR画像の直径も増大した。これらを各波長における浸透深さの理論値から算出した直径と比較したところいずれの粒径のビーズにおいても、理論値と実測値はほぼ同様の結果となった。これらの結果から光源波長を変えることでセンサ基板面からの異なる距離の範囲を見ることが出来ていることが実証できた。この成果をもとに26年度は2波長合成画像法として展開していく予定である。600nm以下の短波長光源でのSPRイメージングを実現するために、本年度はまず誘電率の虚数成分が小さく短波長光で使用できるSPRセンサチップの設計・作製を行った。まず基板の接着層について、誘電率の虚数成分がクロムやチタンと比べて著しく小さい酸化インジウムスズ(ITO)に着目した。ITOを接着層として用いた金薄膜の接着性を評価したところ、クロムやチタンに比べ高い接着性が見られ、またヨウ素溶液による金薄膜除去後にも高い残存性が得られた。またITOを接着層とした金薄膜、銀薄膜を用いたSPR測定の感度を比較したところ、チタンを用いた場合と同等の感度が得られた。一方、誘電率の虚数成分が小さく短波長光でのSPR測定に適した銀薄膜は緩衝液中では不安定で使用できない。銀の特性を維持しながら安定性を得るために銀ービスマス合金のSPRセンサ膜としての特性を調べた。蒸留水中でのSPR曲線を測定したところシャープな吸収が見られた。また8.5ミクロン径のマイクロウェルアレイ中でグルコース水溶液を用いて感度を測定したところ、金、銀と同等もしくはそれ以上の感度が得られた。8.5ミクロン径のマイクロウェルアレイでは金薄膜ではSPR画像が不鮮明になるが銀ービスマス合金薄膜では銀薄膜と同様にいずれのウェルも鮮明に見えた。銀ービスマス合金薄膜は生理食塩水中に2時間浸漬してもSPRシグナルの変化は見られなかった。また金や銀と同様にチオール分子を用いることで銀ービスマス合金薄膜上に抗体などのタンパク質を固定化することも可能であることがわかった。以上の成果により短波長でのSPR測定に適したSPRセンサチップを作製することが出来た。25年度に引き続き、光源波長の差異が2次元SPR画像に与える影響について検討した。26年度は特にSPRセンサ膜の金属の種類によって、光源波長依存性がどのように異なるかを505940nmの6種の高輝度LED光源で詳細に調べた。金、銀、アルミニウムで比較したところ、金は505nmではSPR測定が出来ず、長波長ではアルミニウムが最も高い感度を示した。一方、解像度(SPR画像の鮮明さ)は波長660nmの光源で最大となり高い方から銀、アルミニウム、金の順であった。浸透深さについては短波長の光源ではアルミニウムの浸透深さが他の金属薄膜より長かった。しかし長波長では逆に金、銀の方が長くなった。以上

25,26年度に得られた2次元SPR画像の光源波長依存性の成果をもとに、SPR特性が異なる2種類の波長で得られた2つのSPR画像の差や比を画像演算で算出して新たな合成画像を作成し、それをもとに測定を行う2波長合成画像法について検討した。その結果、以下の問題点が明らかとなった。光源波長が異なると共鳴吸収が最大となるSPR角も変化する。そのためSPR画像取得時の、センサ基板と冷却CCDカメラとのなす角も異なることとなる。そのため得られるSPR画像の歪み具合が大きく異なる結果となった。したがって異なる光源波長のSPR画像の画像演算を行うには両画像の歪みの程度を補正して画像をあわせる必要があることがわかった。また画像の明るさや鮮明さも光源波長により大きく異なることから、それについても補正が必要である事が明らかとなった。今後、2波長合成画像法の実現に向けて、より高精度な画像補正技術の開発を遂行していく。生物計測工学平成25年度に予定していた研究計画についてはほぼ予定通り遂行できた。光源波長の差によって浸透深さが異なることを実際に実験で実証できたことは26年度の2波長合成画像法の展開につながる有用な成果となった。平成24年度に予定していた研究計画についてはほぼ予定通り遂行できた。短波長光源でのSPRイメージングを実現するための、誘電率の虚数成分が小さいSPRセンサチップの設計・作製についてはほぼ満足できる成果が得られた。研究は概ね順調に進展しており、今後もほぼ研究計画通りに推進していく。最終年度は、SPR特性が異なる2種類の波長で得られた2つのSPR画像の差や比を画像演算で算出して新たな合成画像を作成してこれらをもとに測定する2波長合成画像法を実証する。そしてこの手法を、これまで研究代表者が行ってきた微小ウェル中での免疫測定やリンパ球の表面抗原への抗体結合時の細胞応答の検出等に適用し効果を評価する。具体的には、光源波長の違いがSPRイメージングに与える影響について実験とシミュレーションの両面から推進し、その成果をもとに新しいセンサチップの開発や新しいSPRイメージング法について検討していく。研究は順調に進展しているが成果発表に遅れが生じていることが次年度使用額が生じた主因である。研究成果発表のための旅費と学会誌投稿料が未執行となった。平成26年度は積極的に成果発表を推進する。併せて当初予定していた平成26年度経費により当初の研究計画も推進する。平成24年度の使用実績に残額が生じたのは多波長光源として、当初導入を予定していた装置に替えて波長が自由に選べて後から追加もできる高輝度LED光源に変更したことによる。シミュレーションから光源波長の最適値を充分に絞りきれなかったため当初予定していた3波長(導入後の変更不可)では対応できず、異なる波長の光源を追加できる高輝度LED光源に変更したためである。また光源のみでなく光ファイバーなど光学系全体を見直さないと鮮明なSPR画像を得ることは難しいことがわかった。平成25年度は残額を利用して異なる波長の光源を追加すると共に、光ファイバーの開口数を増大させるなど光学系全体の改良を図る。併せて当初予定していた平成25年度経費により当初の研究計画も推進する。
サケ成長ホルモン遺伝子の組み換えによるサケ、マスの巨大成長に関する研究

ベニザケGH1遺伝子をメタロチオネインプロモターに接続したベクターOnMTGH1を用いた組み換えサケは著しく成長速度が早まり(約40倍)、頭部や鰓などで形態形成異常が起こることが知られている。また、その成長過程で血中GHも高くなることが判っているが、この著しく成長促進が見られる魚の組織で外来GH遺伝子がどのように発現しているのかを調べることを目的とした。その結果、外来GH遺伝子はほとんど全ての組織(特に脾臓、腸、幽門睡)で発現し、その量は成長の初期の幼魚期にノーザンハイブリダイゼーションで検出できるほど高く、その後検出不可能なほど低下した。しかし、RT-PCRを行うと全ての時期で発現していることが明らかになった。また、この遺伝子組み換えサケの脳下垂体はコントロール魚のそれと比べると約1/3に縮小し、さらに脳下垂体のGH遺伝子発現量も著しく減少することが判った。この研究を通して、実は遺伝子を導入していないコントロールのサケにおいても脳下垂体以外の組織で成長ホルモン遺伝子の発現が見られることが判った。この遺伝子を取り出し塩基配列の解析をしてみると、GH1遺伝子を導入しているサケにおいては少なくともGH2タイプの遺伝子は発現していることが判明した。また、コントロールのサケではGH1タイプの遺伝子も発現していることが最近判ってきたが、その発現量の差に関しては現在調べている最中である。ただ、頭骨形成や鰓に関しての成長異常に関与するsonichedgehogやHoxD4遺伝子との関係をうまく調べることが出来なかった。成長ホルモン遺伝子を用いたトランスジェニックサーモンを作製すると、現象として、その成長速度は約40倍にも達することをこの研究を提案した時に報告した。しかし、この巨大化した魚のエラや頭部の形態形成には異常が見られた。そこで、なぜこのように大きくなるのか?そして、なぜこのような形態形成異常が起きるのか?に関して、導入した成長ホルモン遺伝子を中心にその遺伝子の発現と細胞内のシグナル伝達がどのようになっているのかをカナダより送られてくるサンプルを用いて調べることを目的とした。その結果、(1)導入した成長ホルモンは魚の全ての組織において発現していることを発見した。特に幽門垂やひ臓、腸などで高い発現が見られた。(2)しかし、導入された成長ホルモン遺伝子は成長の初期においてのみ大量に発現し(ノーザンハイブリで検出できるレベル)、その後発現した導入成長ホルモン遺伝子は急激に減少しRT-PCRのみで検出できるレベルに落ち込むことを発見した。(3)脳下垂体を取り出しGH遺伝子の発現量を調べた結果、遺伝子導入群の魚は同じサイズの魚と比較して、その発現量は約1/3位に減少していた。(4)また、ホールマウントインサイチュウハイブリダイゼーションの結果、実験群、コントロール群共に脳下垂体の同じ部域を染色したものの、その発現量は遺伝子導入群で視覚的に見ても低いことが判った。(5)頭骨の成長に関与していることが予想されている、sonic hedgehogやHoxD4遺伝子の発現を調べたが、既に大きくなってしまった魚においては明瞭な差を得ることができなかった。ただし、この実験においては骨の細胞よりRNAを抽出するなどの技術的な問題あるために良好な結果を得ることが出来なかった可能性も考えられ全ため、今後、発生の初期の魚を用いて再度挑戦するつもりである。
サイバー空間における規範の生成と法原理の探究――法学・工学的アプローチ

情報の所有の問題は、現実世界でも存在するが、サイバー空間においては質的に異なって、ディジタル化された情報として出現している。新しいデジタル情報技術や通信テクノロジーの発展によってこの情報の所有が新たな法的問題を引き起こし、またその定義が曖昧になっているために新たな対応が求められている。本研究では、サイバー空間の特性と柔軟性に着目した情報所有のあり方の多角的検討が前提であると考えて、情報工学や技術の急激な革新と全世界をネットする情報ネットワークの確立がもたらす、心理的抵抗など私たち人間の行動への影響を考慮し、電子技術や情報技術のレベルでの改善の可能性と課題を洗い出すことを試みた。近年では、ソフトウェアなどの業界による近年の知的所有権の強化やインターネットへの対応は規制の強化を伴っているが、それを前提とした場合の情報に対する行動分析を行なった。これらの分析はシグナル理論や繰返しゲームを用いた検討や、情報技術などオンライン技術の発展や情報工学的な可能性と成果を取り入れた上で行なった。また、デジタル情報所有の法的インプリケーションは、オンライン技術や情報処理とも密接な領域であるため、サイバー空間の法規制の中心である財としての情報とデジタル情報の法的問題および法原理の探求を実証的に行った。ディジタル空間がもたらす社会メンバー間の変化に着目して、交換や分配の正義の基本原理および既存の人間・社会関係において通用してきた正義原理の質的変容の問題を検討した。サイバースペースでの情報所有原理というシステム設計にとって、倫理・信頼、自主規制、ガイドライン、社会規範、法規範・制定法という複眼的な規範レベルでの考察を行なった。研究の初年度として基礎的・環境的整備を図り、研究の早期の効率的運用を目指した。今年度は、郵政省、経済産業省、総務省など政府機関、また電気通信事業者やサービスプロバイダー、業界団体など民間での調査・インタビューを通じてサイバー空間の理解と現行システムや法規制の利点・改善要望点を聴き取り、一部データー化した。とくに、行動分析グループでは、松村・太田は、名古屋大学大学院法学研究科松浦好治教授、大阪大学大学院法学研究科養老眞一助教授のサポートも得て、リサーチセッティングとしてサイバースペースによる遠隔地講義の設定での社会心理学的実験のフィージビリティについて検討した。情報グループでは、田村は、知的財産法による創作活動へのインセンティヴ創出、知的財産権に関する市場取引の活性化および公衆の自由の確保という要請のための理論枠組を考察した。また関連企業の法務部、知的財産部との意見交換を行い専門家学者との研究会を企画した。林田は、サイバースペースにおける個人情報やプライヴァシーの保護について検討・講演した。正義・分配グループは、サイバースペースにおける立憲主義的原理の性質に関して公正・正義理念と権利保障および権力分立との関係の問題、人格の多元性の問題を考究した。情報工学グループでは、デジタル情報の処理、制御の技術、デジタルコンテンツについての研究を進めた。新田は、Webから法的情報を抽出するために、XMLタグを付与することでコンピュータにその文書の論理構造を理解できる形式に着目して判例構成の解析と判決理由の論理的解析の2段階の処理を行い、タグ付判例を自動的に出力するツールを開発した。本年度で得られた実証的データーと問題点および論理的研究で得られた知見とを照合して次年度以降の課題を含めて意見交換をおこなった。本年度は、財としての情報の検証を行なった。行動分析グループの太田は、社会における規範と法の創発及び創造について進化ゲーム論の枠組みを用いた理論的研究と、立法事実アプローチと社会学調査による実証とを行って、サイバー空間における社会秩序と社会規範の創発のダイナミクスのモデルを構築した。また、松村はサイバースペースは物質・エネルギーに対して情報が決定的に優位にあることを指摘し、財としての情報の保護の刑法的側面を探求した。とくに情報の非移転性のゆえに占有の奪取および不法領得の意思は観念しにくいことを指摘した。情報グループの田村は、インターネット時代における著作権制度がインセンティヴを確保するための手段となるべきで、私人の自由を過度に制約しないよう変容すべき旨の提言をした。

著作権制度の強化が必ずしも資源配分の効率性の改善をもたらすわけではないことを明らかにした。林田はとくに個人情報保護の面からあるべき規範生成を検討した。情報工学グループの赤間は、XMLの基礎理論、計算と問題解決の理論の構築、プログラミング言語の公開と拡張、プログラムの自動生成システム、情報処理教育のための環境構築、プログラミング教育のテキスト作成などを行った。また、新田は、法的推論の知識表現言語の実装に取り組み、さらに法的論証構築・論争支援システムの構築を念頭にその仕様を策定しつつある。以上に加え、正義・分配グループの古城は、法律学的な検討を深化することを行なった。次年度では、本研究の集約を視野に入れ、サイバー空間における新たな法規範の生成と方法に関する研究の統合を図るつもりである。今年度の研究・分析として、まずネットワーク環境下における著作権制度のあり方を探求した。わが国では著作権をめぐる環境の変化に対応することに困難が生じていることから、アメリカ合衆国におけるフェアユースの法理(著作権を制限する一般条項)に類似する法理を構築することが可能であることを解明した。つぎに、ADR(裁判外問題解決)の相談事例を多数収集し、その中で互いに類似する事例について、事例の特徴と助言内容との相関関係を分析した。これに基づき事例の内容から助言内容を自動的に決定するシステムを構築し、また類似した調停事例を検索することによって、調停内容をガイドする法学教育用模擬調停システムを構築した。また、情報を機械的に処理するための知識表現方法であるXMLの基礎理論を構築し、XMLに関する推論、変換、蓄積の情報処理を正しく高速に行うプログラムの自動合成技術を基礎付ける理論を開発し、実験システムを作成した。法規範の生成・淘汰の面からは、サイバー空間上でエージェント・ベースト・モデルを構築して法規範の創発をシミュレイションする方法について研究し、エージェントである「社会構成員」に外生的に与えられる法や社会規範などの「規範」がもたらすインセンティヴ、それにエージェントの相互作用の結果いかなる「社会秩序」に至るかを考察した。これらを統合する作業として、現実世界と仮想世界との不即不離の関係に立つサイバー空間における法形成と法原理のあり方を考察した。とくに規範断片・集積・体系と個人や集団の社会的関係との相関において規範が相互作用するプロセスの解明に力点を置くと共に、そのような相互作用において解釈的価値が機能し解釈的統合と変成を起こすことで一定の価値(例えば自由)を基軸として法が形成されてゆくプロセスを解明した。
触媒的不斉アリル化におけるπアリル供与性の逆転化：Ｒｕ／弱酸法の機構解明と応用

持続性社会の実現が我が国のみならず世界全体での解決課題として認識されている現在において,たとえ複雑な構造をもつ医薬品類であっても,これらに耐えうる合成手法でなければならない.いかに優れた戦略による合成であろうと,多段階の一つずつを,可能な限り短縮,効率化する努力は怠るべきではない.反応収率や触媒回転効率,選択性の観点からだけでなく,操作性,安全性,単離効率などにおいても満足するものでありたい.このような状況下,我々は光学活性なピリジンカルボン酸類縁体とカチオン性CpRu錯体とを組み合わせると,アルコールとアリルアルコールとの脱水型アリル化反応を触媒することを見出した.従来の脱塩型反応とは異なり,添加剤を加える必要がなく,簡単に対応する光学活性環状アリルエーテルを合成できる.申請者は,本触媒反応の詳細な理解を目指し,上記の触媒を用いるω-ヒドロキシアリルアルコールの環状アルケニルエーテル化反応を取りあげて,その機構解明研究に取り組んだ.NMR実験,X線結晶構造解析,同位体標識実験,熱量分析の結果から,本触媒サイクルにおいて,アリルアルコールのルテニウムに対する酸化的付加が律速段階であり,その活性化エネルギーは23.5 kcal/molでこと.反応熱は2.1 kcal/molであり,水の脱離を伴うため定量的に反応が進行すること.触媒の環状構造,エーテル酸素の低い水素結合形成能により,生成物からの酸化的付加による阻害もないこと.基質触媒複合体,および各種πアリル錯体においてルテニウムは不斉中心となることを実験的に証明した.本結果は新しい触媒設計コンセプトを提示するものとして注目される.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。塩基性条件下において機能する従来のTsuji-Trost(T-T)型反応において,アリルエステル等の高πアリル供与性化合物を合成するのは困難とされてきた.その達成には,アシルオキシ交換法やアリルハライドのようなより高いπアリル供与体を用いた特殊な条件が必要となる.この状況下において,塩基性条件から脱却してRu/H+触媒による「πアリル供与性の逆転」を実現した.本年度では,高性能発現機構と本法の合成的有用性を明確化すべく,Ru/H+触媒系における「反応機構解明」と「アリルエーテル基質への展開」に取り組んだ.前者においては,重水素標識化実験を実施し,本触媒系のマイナーエナンチオマーの起源を明らかとすることで,エナンチオ選択機構に関する重要な知見を得ることができた.加えて,示差走査熱量測定を行うことで,標準反応における活性化エネルギー,ならびに基質,触媒に関する反応次数を明らかとした.今後の機構解明研究における基盤を確立することができたと考えている.後者に関しては,アリルアルコールよりも化学安定性の高いアリルエーテル基質を用いたT-T型反応を確立した.この過程でアリル部置換基OR(R = H, CH3, Ph, Ac)の違いによる反応速度差を観測した結果,従来のT-T型アリル化反応の場合とは異なり,H>CH3>Ph>Acの順に反応速度が下がることを明らかとした.基質適応範囲の調査を行った結果,分子内に酸素,窒素,炭素求核部を有するいずれの基質に対しても目的のアリル化反応が進行することを確認している.従来のT-T型反応では達成困難とされてきた合成反応を実現できる可能性を示すことができたと考えている.本研究では,Ru/H+触媒の応用と機構解明研究を軸として設定した.今年度では,アリルメチルエーテル基質への展開や,示差走査熱量計を用いた機構解明を実施,前者の研究課題は論文として発表することができた.加えて後者の研究課題に関しても,本触媒系に関する重要な知見を得ることができている.そのため,当初の予定通りに進展しているものと判断している.持続性社会の実現が我が国のみならず世界全体での解決課題として認識されている現在において,たとえ複雑な構造をもつ医薬品類であっても,これらに耐えうる合成手法でなければならない.いかに優れた戦略による合成であろうと,多段階の一つずつを,可能な限り短縮,効率化する努力は怠るべきではない.反応収率や触媒回転効率,選択性の観点からだけでなく,操作性,安全性,単離効率などにおいても満足するものでありたい.このような状況下,我々は光学活性なピリジンカルボン酸類縁体とカチオン性CpRu錯体とを組み合わせると,アルコールとアリルアルコールとの脱水型アリル化反応を触媒することを見出した.従来の脱塩型反応とは異なり,添加剤を加える必要がなく,簡単に対応する光学活性環状アリルエーテルを合成できる.申請者は,本触媒反応の詳細な理解を目指し,上記の触媒を用いるω-ヒドロキシアリルアルコールの環状アルケニルエーテル化反応を取りあげて,その機構解明研究に取り組んだ.NMR実験,X線結晶構造解析,同位体標識実験,熱量分析の結果から,本触媒サイクルにおいて,アリルアルコールのルテニウムに対する酸化的付加が律速段階であり,その活性化エネルギーは23.5 kcal/molでこと.

反応熱は2.1 kcal/molであり,水の脱離を伴うため定量的に反応が進行すること.触媒の環状構造,エーテル酸素の低い水素結合形成能により,生成物からの酸化的付加による阻害もないこと.基質触媒複合体,および各種πアリル錯体においてルテニウムは不斉中心となることを実験的に証明した.本結果は新しい触媒設計コンセプトを提示するものとして注目される.今後は,現在までの機構解明研究で得た知見を基盤として,本触媒系の全貌を明確化する.具体的な方針としては,速度式解析,反応中間体の単離・X線回折を実施することで,想定触媒サイクルを構築する.その後,理論計算を用いることでその妥当性を評価する計画である.また,アリルエーテル基質への展開で得られた知見をもとに,本触媒の特性を最大限に活用することで,天然物合成に向けた検討を行う方針である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ベンチャー企業とベンチャー・キャピタルの投資評価基準に関する経営財務論的研究

本研究では、ベンチャー・キャピタルがベンチャー企業への投資を通して、ベンチャー企業の企業価値創造に関する投資評価基準を明らかにした。本研究に関する先行研究を整理・分析し、これまでの財務的側面での研究の不足に対し、アンケート調査を行った。この調査では、次の4つ領域に焦点をあわせ、ベンチャー・キャピタル会社の財務担当者からの回答を通して、その投資評価基準の実情および問題点を明らかにした。(1)ベンチャー企業への出資の審査基準についてでは、最も関心を持つ点は出資審査基準として「ビジネス・プラン」が第一に挙げられたことである。これは、以前の調査において「経営者資質」が最大であったものから考えると、ベンチャー・キャピタルはベンチャー企業自体の事業内容が重要であると判断している新しい流れができている。(2)出資先企業に対する評価について、最も関心を持った点は評価方法である。ベンチャー・キャピタルが「ベンチャー・キャピタル法」、「DCF法」、「マルチプル法」、「リアル・オプション法」を取り上げたことについては投資決定において新しいファイナンス理論による方法を積極的に利用しようとしていることが理解できる。(3)投資期間と出資ポートフォリオについて、最も関心を持った点は資金回収の方法である。資金回収の方法として「株式公開」をベンチャー・キャピタルが第一義的に考えていることは評価してよい。(4)出資先企業への経営関与について、最も関心を持った点は、ベンチャー・キャピタルが経営関与を行うこと、およびベンチャー・キャピタルが必要な人材を必要なときに派遣する実態が明らかになった。今年度は、ベンチャー企業及びベンチャー・キャピタルの投資評価基準に関する文献を収集し、特にベンチャー・キャピタルがベンチャー企業への出資する際の審査基準、ベンチャー企業の企業価値の評価方法、出資企業の株式からなる資産ポートフォリオの管理について3つの財務的側面での先行研究を整理・分析した。そこで得られた結果は、これまでのベンチャー・キャピタル理論の研究では財務論的アプローチを用いる研究は不十分であった。特に、ベンチャー企業の企業価値の評価については、要求収益率(資本コスト)についての研究が少なく、ベンチャー・キャピタルが出資企業の株式からなる資産ポートフォリオの管理についての研究は殆どない状態である。財務的側面の研究はベンチャー・キャピタル理論の展開に寄与し、本研究の意義が改めて認識された。以上の結果を踏まえて、これからベンチャー企業及びベンチャー・キャピタルの投資評価基準の体系化を図るために、アンケート調査による実態解明から着手することにした。アンケート調査の内容を1.ベンチャー企業への出資の審査基準について2.出資先企業に対する評価について3.投資期間と出資ポートフォリオについて4.出資先企業への経営関与についての4項目(各項目34問程度)に分けた。1については、これまでにも多くの研究が存在しているが、ここでは財務状況についての内容を追加した。2では評価方法、期待収益率と決定要因、新興市場の上場企業や業種との関連など新しい内容にした。3では現在出資中企業の誌出資年数、企業数と規模、出資先企業の業種別企業数と規模、投資回収所要年数、資金回収の方法に重点を置いた。4は投資後の企業価値の創出に関連するものであった。日本のベンチャー・キャピタル百社以上にアンケート調査票を郵送し、20数社から回答を得た。現在、調査結果の集計・整理、データの処理を行っている。本研究では、ベンチャー・キャピタルがベンチャー企業への投資を通して企業価値創造に関する投資基準を明らかにし、さらに、これを企業価値創造の基礎理論として、日本企業の投資評価基準を明らかにした。本研究の一環として、ベンチャー・キャピタルの投資評価基準と財務管理に関するアンケート調査を実施した。この調査では、次の4つの領域に焦点をあわせ、ベンチャー・キャピタル会社の財務担当者からの回答を通して、その投資評価基準の実情および問題点を明らかにした。(1)「ベンチャー企業への出資の審査基準について」においては、3項目を尋ねた。この中で、最も関心を持つ点は出資審査基準として「ビジネス・プラン」が第一に挙げられたことである。これは、前回の調査において「経営者資質」が最大であったものから考えると、ベンチャー・キャピタルはベンチャー企業自体の事業内容が重要であると判断している新しい流れが出てきている。

(2)「出資先企業に対する評価」においては、3項目を尋ねた。この中で最も関心を持った点は評価方法である。「ベンチャー・キャピタル法」、「DCF法」、[マルチプル法」、「リアル・オプション法」を取り上げたことは投資決定において新しいファイナンス理論による方法を積極的に利用しようとしていることが理解できた。(3)「投資期間と出資ポートフォリオについて」においては、4項目を尋ねた。この中で、最も関心を持った点は資金回収の方法であった。資金回収の方法として「株式公開」をベンチャー・キャピタルが第一義的に考えていることは評価してよい。(4)「出資先企業への経営関与について」においては、4項目を尋ねた。ここでは、ベンチャー・キャピタルが経営関与を行うこと、およびベンチャー・キャピタルが必要な人材を必要なときに派遣することを求めている実態が明らかになった。
流体を利用したイオンモビリティー向上のための研究

電荷をもつ微粒子(以下、イオン)が流体、とくに噴流によって輸送されるメカニズムを、イオン濃度計測と流体計測の両方を行い実験的に明らかにした。イオン濃度の計測はイオンカウンターを用いて行った。イオンモビリティーおよびイオンの拡散範囲を向上させるため、旋回噴流の効果に注目し、旋回成分の強度を変えることで噴流半径方向のイオン濃度分布を通常の軸対称噴流のそれよりも増加させることができた。また、流体中の乱れ成分がイオンモビリティーに影響する程度を明らかにした。本研究の目的は、空気イオンが流体によって輸送されるメカニズムを、イオンカウンターおよびイオン濃度プローブによる濃度計測と、流体計測の両方を駆使して明らかにすることにある.次にイオンモビリティーを向上させ、イオンの到達距離が大きくなるような流体による輸送法を提案し、イオン利用機器の性能向上に役立てることを課題としている。本年度では、まず実験対象となる流れ場を構築するための噴流実験装置の製作とその性能評価を行った。熱線流速計による流れ場計測の結果、ポテンシャルコア領域から発達領域までの平均速度分布・乱れ強さ分布の点で良好な軸対称噴流の形成が実現されていることを確認した.今後、この噴流に旋回成分を外部流として加え、イオン到達距離向上のための制御実験を行う予定である。同じ軸対称噴流の中心軸上にイオンを導入し、流れ場計測と共にイオンカウンターによるイオン濃度計測を行った.その結果、噴流中心軸上において最もイオン濃度が高く、また流速が速くなるにつれてイオンの到達距離が伸びる傾向が明らかになった.また噴流の主流流速U_∞=6,10,14[m/s]の条件下では、イオン濃度勾配の解析から、噴流中のイオン輸送には電荷によるクーロン力よりも流体力による移流の効果が大きいことがわかった.流体の乱れ強さの大きい領域では、イオン濃度のばらつきも大きいことが確認され、本研究で行うイオン輸送の数値シミュレーションの開発に有用な知見となる結果が得られた.本研究の目的は,電荷をもつ微粒子(以下,イオン)が流体によって輸送されるメカニズムを,イオンカウンターおよびイオン濃度プローブによる濃度計測と,流体計測の両方を駆使して明らかにすることにある.イオンのモビリティー(移動度)を向上させ,イオンの到達距離が大きくなるような流体による輸送法を提案し,イオン利用機器の性能向上に役立てることを課題としている.本年度では,イオンモビリティーを向上させるための流体による制御技術として,これまで扱ってきた軸対称噴流に旋回成分を導入し,主噴流に対する旋回流の強さの比を変えた場合のイオン輸送効果への影響を検証した.まずXプローブを用いて,旋回噴流の2方向の速度成分を測定した.その結果,良好な軸対称性をもつ旋回噴流が実験装置内に実現されていることを確認した.次に旋回流の強さを変えて噴流内のイオン濃度を測定したところ,半径方向のイオン濃度が旋回流を加えていない状態にくらべ増加することがわかった.すなわち旋回流によるイオン輸送の制御が可能であり,広範囲のイオン輸送が必要な除電器・除菌器などの性能向上への役立つ知見が得られた.噴流の近傍では,イオンの濃度分布は噴流の速度のポテンシャルコアと同じ分布傾向を示すが,遠方では分布が異なること,流体中の乱流成分とイオン濃度分布のばらつきが高い相関をもち,噴流中の様々なスケールの渦構造にイオン輸送が影響されること,を示唆する結果が得られた.またイオンの濃度勾配からイオンの拡散係数を定量的に求めた.これらの結果は,本研究で行うイオン輸送の数値シミュレーションに導入される予定である.本研究の目的は、電荷をもつ微粒子(以下、イオン)が流体によって輸送されるメカニズムを、イオン濃度計測と流体計測の両方によって明らかにすることにある。イオンのモビリティー(移動度)を向上させ、イオンの到達距離や拡散範囲が大きくなるような流体による輸送法を提案し、イオン利用機器の性能向上に役立てることを課題としている。本年度では、イオンモビリティーの向上、および拡散範囲を増加させるために旋回噴流の特性に注目し、主噴流に対する旋回成分の強度の比を変えた場合のイオン輸送効果について研究を行った。自作した速度測定Xプローブを用いて、旋回噴流の主流方向、半径方向、および周方向の3方向速度成分を測定し、同時にイオンカウンターによるイオン濃度分布測定を行った。旋回強度の大きさは、主流方向と周方向の、それぞれの運動量の比となるスワール数を用いて整理した。その結果、スワール比を大きくすることで、旋回噴流内の半径方向のイオン濃度分布を軸対称噴流のそれよりも向上させることができた。さらにイオンの半径方向への到達距離も増加し、広範囲なイオン拡散を実現することができた。すなわち本研究により、旋回噴流がイオン輸送の半径方向のモビリティーを向上すること、効果的な拡散制御が可能になることを提案することができる。また噴流中心軸上のイオン濃度分布から拡散係数を算出したところ、イオンの拡散係数が増加する傾向が得られた。これらのことは、除電器・除菌器などのイオン利用機器の性能向上へ、直接的に役立つ成果といえる。

また噴流の乱れ強さやレイノルズ応力などの乱流成分が卓越する噴流内の位置で、イオン濃度分布のばらつきが大きくなることがわかった。このことは、噴流中に導入されたイオンの挙動は、イオン間に働く斥力やブラウン運動などよりも乱流の渦スケールに大きく影響を受けることを明らかにするもので、イオン輸送のメカニズムを解明できたといえる。