hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高機能自閉症スペクトラム障害児における情動調整とそのメンタルヘルスへの効果の検証

本研究における内的整合性は問題解決α=.83,反すうα=81,気晴らしα=.69,認知的再評価α=.80であった。抑うつ症状の評定には,自己評価式尺度であるBirlson DepressionSelf-Rating Scale for Children(DSRS-C:村田他,1996)の短縮版(並川他,2011)を使用した。本研究における内的整合性は抑うつ気分α=.73,活動性および楽しみの減退α=.71であった。【結果】抑うつ症状を基準変数,4つの情動調整方略およびデモグラフィック変数(性別と学年段階)を説明変数とする階層的重回帰分析を行った。第1ステップにはデモグラフィック変数,第2ステップには4つの情動調整方略を投入した。分析の結果,第2ステップにおいて,反すうおよび認知的再評価のみが有意な効果を示した(反すう:β=.459, p<.01,認知的再評価:β=-.332, p<.05)。この結果から,反すうが強い,もしくは認知的再評価の傾向が低い高機能ASD児ほど強い抑うつ症状を呈しやすいと示唆される。既に,調査を実施する機関や自助グループには,研究依頼を済ませており,着実に予定を進める。既に本調査のデータ(縦断データ)を取り終えているため,今後はデータ入力,データ分析作業,その論文化を進める。昨年度は,異動初年度であったため,授業準備等の予定外の業務が立て込んだため,予定されていた研究計画通りに,研究を進められなかったため,予定の研究費を消費することができなかった。上記した大学業務のため,予定された研究計画通りに研究が進められなかったため,予定の研究費を使用することができなかった。本年度は,ADOS等の研修会参加,調査紙の印刷等の調査準備,調査実施に伴う謝礼,データ入力業務に伴う人件費などに対して,研究費を使用する。
放電励起による真空紫外希ガスエキシマレーザーの開発

初年度で設計製作した、10気圧用のレーザー管を用いて、放電励起における希ガスエキシマの生成機構を詳しく調べ、次のような成果を得た。実験は主にArガスについて行った。(1).アルゴンエキシマの連続スペクトルは90nmから146nmの範囲で電子ビーム励起の場合より広い。(2).連続スペクトルのピーク126nmの強度はアルゴンガス圧の上昇に従って急激に増加し、その依存性は圧力P^<1.2>であった。次にエキシマ状態の一重項と三重項の混合過程を調べ次のことが明らかになった。(1).低圧から1気圧までは、混合過程による三重項から一重項へのエネルギ移乗は電子衝突によることが分かった。(2).1気圧以上のガス圧では、基底状態のArガスとの二体衝突が重要になってくる。(3).混合過程の実験データから推測すると本実験の放電プラズマの電子密度は10^<10>cm^3以下と思われ、従来我々が行ってきた電子ビーム励起の場合の10^<13>cm^3よりかなり小さいことがわかった。高気圧放電においては、予備電離が非常に重要であることが明らかとなったので、種々電極形状について電子密度を測定した結果、次のような問題点がわかった。(1).コロナ予備電離は弱く、電子密度が10^7cm^3以下しか得られなかった。実際に必要な電子密度は10^8cm^3以上であるので、改良を要する。(2).共振器用鏡の評価を行いSiC、Moが優れていることがわかった。以上本年度の成果をふまえて、更に詳しい励起機構の解明、方式の改良、レーザー利得の測定を行う基礎ができた。本年度は初年度であったので,まず自作の小型放電管によるエキシマ生成の実験を行い,次の成果が得られた.1.放電励超によるアルゴンエキシマの生成を我国で始めて確認した.真空紫外分光により,アルゴンエキシマからの発光を観測し,エキシマの生成を確かめた.2.アルゴンエキシマの連続スペクトルを観測した.90mmから146mmにわたる広い連続スペクトルが得られた.これは,電子ビーム励超の場合よりスペクトル幅が広いことがわかった.3.エキシマ生成の圧力依存性100mmHg以上のアルゴン圧で明確なエキシマの生成が認められた.圧力の増加とともに,生成数が増加するが,アーク放電が最大使用圧力を限定することがわかった.以上の実験結果を基礎に,予定通り放電管を設計製作した.その特徴は下記のようなものである.1.長い放電長:電子ビーム励起より圧力制限条件が厳しいので,最高利得が低く押えられることが予想される.これを補う方法として,励起長を1mと電子ビームの2.5倍にした.2.予備電離方式:当初予想した以上に予備電離の重要性が大きいので,紫外自動予備電離およびコロナ予備電離以外の種々の予備電離方式が実験できるように融通性をもたせた.現在,この放電管を用いて,エキシマの生成機構の解明,利得の測定などを行っている.昨年度、10気圧耐圧のレーザー管を設計ならびに製作したが、本年度はアルゴンガスを数気圧までの範囲で充填し、電子密度を測定した。本研究の様な高気圧放電では予備電離が極めて重要となってくる。予備電離方式としてコロナ放電を試したところ、均一放電に必要な10^8cm^<-3>より一桁少ない10^7cm^<-3>以下の電子密度しか得られなかった。従って、コロナ放電以外の方式を採用すべきであることを明らかにした。

次に、放電励起によるアルゴンエキシマの生成機構を詳しく調べ、アルゴンエキシマの連続スペクトルは90nmから146nmの広い範囲に亘っており、これは電子ビーム励起で得られるものよりかなり広いことを明らかにした。さらに、連続スペクトルの強度は126nmで最大値を持ち、その最大値はガス圧の上昇とともに急激に増加し、圧力をPとしてP^<1.2>の圧力依存性を示すことを明らかにした。レーザ発振を得るためには、エキシマ状態の一重項と三重項の混合過程が重要であることから、この過程について詳しく調べた。その結果、アルゴンガスの圧力によって変わり、1気圧以下の低圧力領域では、電子衝突によって三重項状態から一重項状態へのエネルギー移行が生じること、および1気圧以上の高圧領域では基底状態にあるアルゴン原子との2体衝突が重要であることを明らかにした。混合過程の実験結果から推測させる放電プラズマ中の電子密度は10^<10>cm^<-3>であり、電子ビーム励起の場合よりかなり小さい値である。レーザー発振における共振器鏡の開発も併行して行い、高反射率、高損傷耐力の点から見て、SiC-CVD膜とMo単結晶が良いことを明らかにした。以上の成果を得たことにより、希ガスエキシマ生成のダイナミクスに関する足掛かりをつかんだことになり、次の利得測定への基礎を得た。
鉄筋コンクリート部材の劣化診断と耐震補強に関する実験ならびに解析的研究

平成17年度の主な研究項目は,以下のようである.I.内部欠陥を有する角柱コンクリートの有限要素圧縮破壊解析II.鉄筋破断を有する鉄筋コンクリート部材のポストピーク挙動に関する解析的研究III.コンクリートの強度低下と鉄筋破断の生じたRCはり部材の耐荷性能に関する実験的研究IV.塩害により劣化したRC部材の耐震性に関する研究V.曲げ破壊するRCはり部材の損傷度指標の検討ここでは,ジャンカを有する角柱コンクリートや鉄筋破断を有する鉄筋コンクリート(RC)はりなどを対象として,内部欠陥が圧縮強度ならびにポストピーク領域での破壊形態に与える影響ついて解析的に考察した.また,これと並行してASRや塩害などによる内部欠陥を模擬したRCはりのポストピーク領域にまで至る載荷実験を実施した.さらに,RC部材の損傷度評価に必要な基礎的なデータを収集することを目的に曲げ破壊するRCはり部材の載荷実験も行った.平成18年度の主な研究項目は,以下のようである.I.軸圧縮下で曲げ変形を受けるコンクリート充填鋼管柱の内部性状に関する三次元FEM解析II.中心軸圧縮を受けるコンファインドコンクリートの内部性状に関する解析的研究III.内部欠陥を有するRC柱部材の耐荷性能に関する実験的研究IV.塩害劣化したRCはり部材の曲げ耐荷性能に関する実験的研究ここでは,軸圧縮下で曲げを受けるコンクリート充填鋼管柱ならびにRC柱,さらには中心軸圧縮力を受けるコンファインドコンクリートを対象として,ポストピーク領域にまで至る内部コンクリートへの拘束効果ついて解析的に考察することにより,補強に関する基礎的なデータを得た.また,平成17年度と同様に,ASRや塩害などによる内部欠陥を模擬したRCはりのポストピーク領域にまで至る載荷実験を実施した.劣化度と耐荷性能,特に,RC部材の曲げ耐荷性能との関係を定量的に明らかにすることを目的とした.平成17年度の主な研究項目は,以下のようである.I.内部欠陥を有する角柱コンクリートの有限要素圧縮破壊解析II.鉄筋破断を有する鉄筋コンクリート部材のポストピーク挙動に関する解析的研究III.コンクリートの強度低下と鉄筋破断の生じたRCはり部材の耐荷性能に関する実験的研究IV.塩害により劣化したRC部材の耐震性に関する研究V.曲げ破壊するRCはり部材の損傷度指標の検討ここでは,ジャンカを有する角柱コンクリートや鉄筋破断を有する鉄筋コンクリート(RC)はりなどを対象として,内部欠陥が圧縮強度ならびにポストピーク領域での破壊形態に与える影響ついて解析的に考察した.また,これと並行してASRや塩害などによる内部欠陥を模擬したRCはりのポストピーク領域にまで至る載荷実験を実施した.さらに,RC部材の損傷度評価に必要な基礎的なデータを収集することを目的に曲げ破壊するRCはり部材の載荷実験も行った.平成18年度の主な研究項目は,以下のようである.I.軸圧縮下で曲げ変形を受けるコンクリート充填鋼管柱の内部性状に関する三次元FEM解析II.中心軸圧縮を受けるコンファインドコンクリートの内部性状に関する解析的研究III.内部欠陥を有するRC柱部材の耐荷性能に関する実験的研究IV.塩害劣化したRCはり部材の曲げ耐荷性能に関する実験的研究ここでは,軸圧縮下で曲げを受けるコンクリート充填鋼管柱ならびにRC柱,さらには中心軸圧縮力を受けるコンファインドコンクリートを対象として,ポストピーク領域にまで至る内部コンクリートへの拘束効果ついて解析的に考察することにより,補強に関する基礎的なデータを得た.また,平成17年度と同様に,ASRや塩害などによる内部欠陥を模擬したRCはりのポストピーク領域にまで至る載荷実験を実施した.劣化度と耐荷性能,特に,RC部材の曲げ耐荷性能との関係を定量的に明らかにすることを目的とした.平成17年度のRC部材(はりおよび柱)に関する実験ならびに解析的研究の成果は以下の通りである.【損傷を有するRC部材の残存性能と補修補強後の性能評価に関する研究】RC部材の損傷指標の検討と補修後の性能を評価するための基礎的なデータを取得することを目的に,曲げ破壊するRCはりの載荷実験を行った。損傷指標に残留ひび割れ幅を用いた結果,残留ひび割れ幅と最大変位の間には相関性が確認された。ひび割れ注入や圧壊したかぶりコンクリート部の断面修復を施した補修試験体の載荷実験からは,初期載荷時に引張鉄筋に生じる残留ひずみ・応力が補修試験体の耐荷性能に影響を及ぼすこと,補修方法によっては破壊領域が広がることが確認され,補修試験体の性能評価が可能な解析モデルの構築にあたっては,これらの要因を適切に考慮する必要がある。【内部欠陥を有するRCはり部材の耐荷性能に関する実験的研究】RC構造物は経済的で力学的にも優れた構造であるが,近年,施工時に発生する初期欠陥や予期せぬ劣化のために,耐荷力が損なわれる例が数多く報告されている。そこで,本研究では初期欠陥の例としてジャンカ,耐久性低下の例としてアルカリ骨材反応による鉄筋破断を対象とし,これらを模擬するモデル欠陥を有するRCはり部材の曲げ試験を行ない,その耐荷性能を調査,検討することとした。その結果,横拘束筋間隔の異なるRCはり部材において,ジャンカの大きさ,位置,または横拘束筋の切断状況が部材の耐荷性能に対して与える影響について,明らかにすることができた。【内部欠陥を有するRCはり部材の耐荷性能に関する解析的研究】アルカリ骨材反応(ASR)により生じるせん断補強鉄筋(スターラップ)の破断および施工不良により生じる内部空隙(ジャンカ)などの内部欠陥が鉄筋コンクリート(RC)はりの耐荷性能ならびにポストピーク挙動に与える影響について解析的に検証した.

ここでは,スターラップ切断の本数,ジャンカのサイズおよび位置を要因として採り挙げ,内部欠陥が存在する周辺のコンクリートへの拘束効果を変化させた有限要素解析を実施し,解析結果と実験結果とを比較することにより,コンクリートへの拘束効果について考察した.平成18年度のRC部材(はりおよび柱)に関する実験ならびに解析的研究の成果は以下の通りである.【圧縮下で曲げを受けるRC柱内部の拘束効果に関する実験的ならびに解析的研究】本研究では,曲げ変形を受ける鉄筋コンクリート(RC)柱の内部コンクリートへの拘束効果を検証するため,一定軸圧縮下での一方向載荷実験ならびにファイバー法による有限要素解析を実施した。ここでは,「横補強筋間隔」ならびに「軸圧縮力」を要因とした実験的ならびに解析的検証を通じて,曲げ変形を受けるRC柱の内部コンクリートへの拘束効果に与える影響を吟味した。解析結果から,1)内部コンクリートの応力-ひずみ関係は一軸圧縮試験から得られたそれと比較して,軟化領域での挙動がそれほど延性的にならない,2)内部コンクリートの軟化領域での応力-ひずみ関係は,「横補強筋間隔」の違いよりも「載荷軸力」の大きさに影響されることが分かった。【中心軸圧縮を受けるコンファインドコンクリートの内部性状に関する解析的研究】実験的研究により横拘束筋の面積鉄筋比,横拘束筋の降伏強度およびコンクリートの一軸圧縮強度がコンファインドコンクリートの応力-ひずみ関係に与える影響については明らかになりつつあるが,内部性状に与える影響に関する研究は主にFEM解析に頼らざるを得ず,必ずしも十分に行われていないのが現状である.そこで本研究では,コンファインドコンクリートの拘束効果に影響を与えると考えられる,横拘束筋の面積鉄筋比p_s,横拘束筋の降伏強度〓,コンクリートの一軸圧縮強度f_c',をパラメータとした三次元中心軸圧縮FEM解析を行い,各種パラメータの影響を統一的に評価するために「力学的拘束筋比」なる指標を導入し,コンファインドコンクリートの内部性状について「拘束効率」なる指標により考察した.【内部欠陥を有するRC柱部材の耐荷性能に関する実験的研究】本研究では,柱部材に軸力を作用させた状況で曲げ載荷を実施し,横拘束筋の間隔や施工不良によるジャンカの発生,およびアルカリ骨材反応による鉄筋の破断がRC柱部材の耐荷性能,特にポストピーク域における挙動に与える影響を,実験を通して明らかにすることを目的とした.具体的にはRC柱部材に5%もしくは10%の軸方向力を作用させた上でプッシュオーバー曲げ載荷試験を行い,その耐荷性能について調査を行った.
IL-5により制御される糞線虫感染に対する宿主の感受性

寄生虫感染における宿主の感受性については、遺伝的側面や固有・非固有宿主あるいは宿主の性差という観点からの研究は数多くなされてきたが、インターロイキンとの関わりではこれまでのところ報告がない。感染防御発現とインターロイキンとの関係について我々は、IL-5が糞線虫感染マウスの末梢血好酸球増多および再感染防御に必須のものであることをすでに報告している。その中で組織移行期幼虫に対する再感染防御機構はIL-5依存性であり、小腸における防御反応はIL-5非依存性であることを示した。そこで本研究では一次感染における感受性(抵抗性)とIL-5の関係を調べた。用いた寄生虫はStrongyloides venezuelensis(Sv)、マウスは6週令の雄性C57BL/6である。抗IL-5単クローン抗体(NC17)を所定量マウス腹腔へ投与した。【.encircled1.】NC17の最適な投与時期を調べるために、2mgのND17を感染前に7,3,0日に投与した。500隻の感染幼虫(L_3)を皮下接種し、感染後8日目に小腸内の成虫数を調べた。感染3日以前に処理した群で成虫数は有意に多かった。【.encircled2.】次にこの感染抵抗性の抑制(感受性の増強)がどの段階ではたらくのかを明らかにするために、感染7日前に2mgNC17を投与し経時的に肺および小腸の虫体数を調べた。感染3日目の肺および4,11日目の小腸からの虫体数に差はなく、6,8日目の成虫数のみ有意差があった。このことから小腸内でSvが成熟・定着する過程で作用する感染抵抗性が抑制されているのではないかと推測された。【.encircled3.】用量依存性に抵抗性が抑制されるか否かを調べた結果、0.1mg投与では抵抗性抑制は認められず、0.25mg以上の投与で認められた。【.encircled4.】末梢血好酸球増多は抑制されており、好酸球増多と抵抗性の関連はなかった。これらの結果から、直接的なエフェクターは不明であるが、IL-5依存性の反応により感受性(抵抗性)が調節されていることが示唆された。
材料観察画像からの機能推定

本研究の目的は材料開発をアシストする人工知能を開発すべく、1材料の構造ー機能の相関を抽出する2最適な計測法を提案する3推定を高速・高精度化することである。当該年度は1に対して[1]ナノクラスタの電子線CTデータから3次元像を推定[2]ポリマー添加カーボンナノチューブの構造予測[3]生体分子の動的挙動を高分解能で推定、2に対して[4]放射線のスパース測定から放射線源特定、3に対して[5]最適化問題の新規解法[6]量子アニーリングを応用したCT画像処理を実施した。[1]は少数データから情報を再構成する研究であり、実験状況に応じた柔軟なデータ処理を行う上で重要な成果である。[2]は材料作成プロセスと材料のミクロな構造をつなぐ架け橋として機械学習を利用したものであり、作成プロセスから構造を推定できることは実験をする上で大きな助けとなる。なお、[2]の研究は本新学術領域公募班(代表:北大山本准教授)との連携において遂行したものである。[3]は実験的制約から低分解能、低フレームレートで得られた動画データから高精細な画像を再現するものであり、材料全般に求められる動的な挙動の理解に欠かせないツールとなることが期待できる。[4]は限られた位置に置かれた線量計の放射線強度データから放射性物質の空間分布を推定するというものである。[4]に関しては検討段階であるものの、成果が出た暁には福島の放射線源分布特定など社会的インパクトの大きなものになると期待できる。なお[4]は本新学術領域公募班(代表:原研森主任研究員)との連携による。[5]は統計的推定において中心的な役割を果たす勾配法を高速に収束させるというものであり、従来の並列計算にはないメリットを示した成果である。[6]は[1]のデータ解析を量子コンピュータで行ったというものである。この結果は量子コンピュータの実用的な利用の先駆けと言える。「研究実績の概要」で挙げた課題1は概ね計画通りに遂行していることに加え、課題3の研究項目[5]および[6]について予想を超える進展が見られたため、研究は当初の計画以上に進展していると言える。[5]は本来、ポリマー等の共連続構造を有する物質の界面を理解するために開始した研究であるが、期せずして最適化問題への汎用的なアプローチを示唆するものとなった。計算機を使用して問題を高速に解くには、従来、並列計算が用いられる。従来の並列計算では投入したリソースの数に反比例して計算時間が短縮される。一方、[5]により明らかにされたのは、ある種の確率過程を用いて大域的な最適化問題を解くと、計算リソースに反比例する以上に早く問題を解くことができるということである。これは従来の並列計算にはないメリットを示しており、計算科学全般にパラダイムシフトを起こす成果と言える。量子コンピュータは次世代計算機として期待が高まっているものの、具体的な材料データに対して量子コンピュータを用いた例はなく、量子コンピュータの実用的な利用の先駆けと言えるものである。「研究実績の概要」で挙げた課題2は実験方法そのものの提案を狙っているため、理論班と実験班が非常に緊密に連携を取る必要がある。また、理論提案を受けて実験遂行しなければならないため、研究着手から成果が出るまでの期間が長くなる傾向があり、実験シチュエーション及びデータと研究テーマとのマッチングの関係上、具体的な着手が遅れてしまった。そこで、理論と実験の連携は強固に保ちつつも、互いの研究進捗状況が相手の研究進捗に影響を与えることを最小限に抑える策として、理論側からは既存データを用いた提案手法の評価をメインに据え、理論班と実験班が連携を保ちつつも互いに機動性を損なうことなく研究鵜を遂行できる体制を取ることとした。特に2018年度に参加した公募研究班のメンバーとの連携を積極的に進めた結果、放射線測定の問題で研究を進める展望が得られた。放射線測定に関連する問題は計測に関する条件やリソースが厳しいものが多いため、問題解決の暁には波及効果の大きさが期待される。研究初年度である今年度は以下に挙げる4つが主な成果であるが、それに加え次年度以降につながる連携を推進していくための種まき作業が重要な成果である.1非平衡系のダイナミクスを模倣することにより、統計的推定を加速する新手法の提案に至った.本手法は従来より分子動力学シミュレーション等で知られている手法を含む、より一般的な枠組みを整備することにより構築されており、応用だけではなく純粋数理の発展への可能性も考えられる.2トポロジカル超伝導体の分散関係を示すと思われるデータから、測定対象が実際にトポロジカル超伝導体であるか判定する手法の開発を行った.これは統計的推定によって、想定される複数のモデル候補の差異によって生じる人間には認識できないほどの微小な生成データの違いを嗅ぎ分け正しくモデル選択ができたことに相当する.3生体内の化学物質の移動を動的に推定する手法の開発を行った.生体の動的情報は高次元で表現されるため、その可視化には膨大な計算を必要とする.本手法ではスパースモデリングを利用することで、その可視化画像処理を高速、高精度化することに成功している.4電子線CTによって原子像を得るための条件の理論的探求を行った.

ナノクラスタは電子線の照射によって破壊される可能性があるため、その構造を測定する際には測定回数を少なく、測定時間を短くしたい.このようなデータが少ない状況で、クラスタの構造を正しく推定する新手法への発展が期待される.研究成果は主に学会発表によるものであり、次年度に論文出版することを目指す.研究成果もさることながら本年度の成果としては、他グループとの情報交換を通じて今後の分野横断的な研究に進展する可能性の高い課題が多く見つかったことが大きい.次年度以降ここで見つかった課題に取り組み、様々なグループとの連携も含め、今後の研究基盤へ発展する流れを目指したい.本研究の目的は材料開発をアシストする人工知能を開発すべく、1材料の構造ー機能の相関を抽出する2最適な計測法を提案する3推定を高速・高精度化することである。当該年度は1に対して[1]ナノクラスタの電子線CTデータから3次元像を推定[2]ポリマー添加カーボンナノチューブの構造予測[3]生体分子の動的挙動を高分解能で推定、2に対して[4]放射線のスパース測定から放射線源特定、3に対して[5]最適化問題の新規解法[6]量子アニーリングを応用したCT画像処理を実施した。[1]は少数データから情報を再構成する研究であり、実験状況に応じた柔軟なデータ処理を行う上で重要な成果である。[2]は材料作成プロセスと材料のミクロな構造をつなぐ架け橋として機械学習を利用したものであり、作成プロセスから構造を推定できることは実験をする上で大きな助けとなる。なお、[2]の研究は本新学術領域公募班(代表:北大山本准教授)との連携において遂行したものである。[3]は実験的制約から低分解能、低フレームレートで得られた動画データから高精細な画像を再現するものであり、材料全般に求められる動的な挙動の理解に欠かせないツールとなることが期待できる。[4]は限られた位置に置かれた線量計の放射線強度データから放射性物質の空間分布を推定するというものである。[4]に関しては検討段階であるものの、成果が出た暁には福島の放射線源分布特定など社会的インパクトの大きなものになると期待できる。なお[4]は本新学術領域公募班(代表:原研森主任研究員)との連携による。[5]は統計的推定において中心的な役割を果たす勾配法を高速に収束させるというものであり、従来の並列計算にはないメリットを示した成果である。[6]は[1]のデータ解析を量子コンピュータで行ったというものである。この結果は量子コンピュータの実用的な利用の先駆けと言える。「研究実績の概要」で挙げた課題1は概ね計画通りに遂行していることに加え、課題3の研究項目[5]および[6]について予想を超える進展が見られたため、研究は当初の計画以上に進展していると言える。[5]は本来、ポリマー等の共連続構造を有する物質の界面を理解するために開始した研究であるが、期せずして最適化問題への汎用的なアプローチを示唆するものとなった。計算機を使用して問題を高速に解くには、従来、並列計算が用いられる。従来の並列計算では投入したリソースの数に反比例して計算時間が短縮される。一方、[5]により明らかにされたのは、ある種の確率過程を用いて大域的な最適化問題を解くと、計算リソースに反比例する以上に早く問題を解くことができるということである。
インターロイキン15によるメモリ-型CD8+T細胞のシグナル伝達機構

分泌型IL-15トランスジェニック(Tg)マウスを用いて、IL-15の抗原特異的メモリーCD8+T細胞の維持機構を解析し、IL-15の過剰発現はエフェクターCD8+T細胞のbcl-2発現を高めることで、activation-induced apoptosisを防ぎ、さらにメモリ-タイプのCD8+T細胞の細胞分裂を誘導することによって、感染21日目以降のメモリーCD8+T細胞数を増加させることを明らかにした。一方、内因性IL-15の産生が抑制されているH-2^dバックグラウンドの非分泌型IL-15TgマウスとH-2^bバックグラウンドのIL-15ノックアウトマウスにL.monocytogenesを感染させてListeria抗原特異的CD8+T細胞をPEで蛍光ラベルしたH-2K^d4量体にリステリオリシン(LLO)91-99番目のペプチドを結合させたテトラマー、また同様にラベルしたH2M34量体にフォルミル化メチオニンを含むリステリア由来のペプチドを結合したテトラマーを用いて、リステリア抗原特異的CD8+T細胞の推移を調べた。非分泌型IL-15TgマウスおよびIL-15ノックアウトマウスでは、感染早期(5、7、9日目)の脾臓および腹腔内では特異的CD8+T細胞はコントロールマウスに比べて著しく有意の増加していた。一方、感染後期(21日目以降)では逆に有意に減少した。IL-2ノックアウトマウスでは感染早期のエフェクターCD8+T細胞の産生は障害されていたが、感染後期ではコントロールに比べメモリ-CD8+T細胞が有意に多かった。IL-15はメモリ-CD8T細胞の維持に重要であるが、エフェクターCD8+T細胞の産生には抑制的に働くと考えられる。本年度はIL-15過剰発現による抗原特異的メモリーCD8^+T細胞の維持機構を解析するとともに、内因性IL-15の産生を抑制した時の抗原特異的CD8^+T細胞の産生へ効果を調べた。BALB/c(H-2d)バックグラウンドの分泌型IL-15TgマウスにL. monocytogenesを感染させて7日目に脾臓で産生されるListeria抗原特異的メモリー型CD8^+T細胞をFITCで蛍光ラベルしたLLO(リステリオリシン)ペプチド+H-2Kd4量体で染色して、ソーテングした。この時期のLLO_<91-99>特異的CD8T細胞はIL-15Tgマウス、コントロールマウスともにCCR7の発現を認めないエフェクタータイプであったが、IL15TgマウスCD8T細胞はBcl-2の発現がコントロールマウスに比べて有意に高まっていた。コントロールマウスの感染7日目のLLO_<91-99>特異的CD8T細胞をCFSEで蛍光ラベルして、ナイーブIL-15Tgマウスまたはコントロールマウスに移入し、6週間後での細胞分裂をフローサイトメーターで調べたところ、IL-15Tgマウスへ移入した群で有意に高い細胞分裂を示した。IL-15の過剰発現はエフェクターCD8T細胞のactivation-induced apoptosisを防ぎ、さらに細胞分裂を誘導することによって、メモリーCD8T細胞数を増加させたと考えられる。一方、内因性IL-15の産生が抑制されている非分泌型IL-15Tgマウスでは感染後のIL-15の産生は認められず、感染7日目のLLO_<91-99>特異的CD8T細胞数はコントロールマウスに有意に低下していた。IL-15はエフェクターCD8T細胞の産生にも関与していると考えられる。
LED光を用いた頭頸部癌化学放射線療法に伴う口腔粘膜炎の新規治療法の開発

国外では頭頸部の癌における抗がん剤や放射線の治療に伴う口腔粘膜炎の治療には、以前より「低反応レベルレーザー治療(LLLT)」と呼ばれるレーザー光を用いた治療が行われているが、我が国においては研究レベルではもちろん、臨床の場でもLLLTは全く用いられていないに等しい。近年、LEDなど他の光源も含めてLLLTを、「低反応レベル光治療」とするようになってきたが、本研究からLEDの有効性が見出せるならば、レーザーよりも安く、簡便なLED光を用いた口腔粘膜炎治療を実現できる可能性を秘めている。我が国における頭頸部癌の化学放射線療法に伴う口腔粘膜炎の治療は、現在のところ機械的・化学的口腔清掃が中心となっているものの、国外においては以前より「低反応レベルレーザー治療(Low reactive Level Laser Therapy: LLLT)」が行われ、その文献的、学術的な有用性もシステマティックに検証されている。平成24年4月より周術期の口腔ケアが保険適応となり、がん対策推進基本法の重点項目として口腔ケアの推進が盛り込まれたが、口腔粘膜炎対策については国外におけるLLLTの現状が一部で触れられているのみで、我が国でもLLLTに関する研究への積極的な取組みが急務となっている。近年は、レーザー以外にLED(light-emitting diode:発光ダイオード)などの光源も含めてLLLTを捉え、「Low reactive Level Light Therapy:低反応レベル光治療」として認知されてきたが、本研究課題の遂行によりLEDの口腔粘膜炎への有効性が見出せるならば学術的、臨床的意義は深く、レーザーよりも安価で操作性のよいLED光を用いた口腔粘膜炎の治療機器開発の可能性が広がることとなる。研究実施の1年目である当該年度は、まず代表的な培養口腔内常在菌数種類に対して異なる波長のLED光をそれぞれ別個に照射し、生存細菌数などを非照射群(コントロール群)も含めて比較、LED光照射の影響を各波長間で検討した。また、上記口腔内常在菌に対するLED照射実験に準じて、培養ヒト正常口腔粘膜細胞および培養口腔扁平上皮癌由来細胞株を用いての異なる波長のLED光照射実験も行い、細胞増殖活性に与える影響などを検討した。1年目として予定していた培養口腔内常在菌および培養口腔癌由来の細胞株を用いての波長の異なるLED光照射実験を実施し、照射・非照射でそれぞれ得られた結果の比較から照射群における一定の知見を見出すことが出来た。これについては、以前に我々が論文として報告した培養骨芽細胞系細胞株に対するLED光照射実験で認めた細胞の増殖活性、分化活性のデータとの比較も行うことが出来た。我が国での頭頸部癌化学放射線療法に伴う口腔粘膜炎の治療は、機械的・化学的口腔清掃が中心だが、国外では以前より「低反応レベルレーザー治療(LLLT)」が行われ、文献的有用性もシステマティックに検証され、我が国でもLLLT研究への積極的な取組みが急務である。近年、レーザー以外にLEDなどの光源も含めてLLLTを捉え、「低反応レベル光治療」として認知されてきたが、本研究によりLEDの口腔粘膜炎への有効性を見出し、レーザーよりも安価で操作性のよいLED光を用いた口腔粘膜炎の治療機器開発の可能性を探っている。1年目は代表的な口腔内常在菌および培養口腔扁平上皮癌細胞株に対して複数の異なる波長のLED光をそれぞれ別個に照射して、生存細菌数、増殖細胞活性などの影響を詳細に検討した。当該年度の2年目は、それら1年目で得られた知見からさらに培養口腔扁平上皮癌細胞株を用いた解析を継続して進め、LED光の中でも青色光は同細胞に負の影響や効果を与えず照射無しと同等と判定できそうであるのに対し、赤色光は細胞の増殖活性に加えて新たに遊走能にも多角的に影響を及ぼすことを示唆する結果を得ることが出来た。その他、それらの知見をもとに、当初の計画で予定していた口腔粘膜炎モデルラットの作製準備とモデル動物へのLED光の照射法の検討なども進めた。細胞培養における解析で、LED光の波長の相違によって想定したいたものよりも興味ある知見を得ることが出来たため、その解析を延長して行った。その分、モデル動物を用いた解析が作製準備とLED光の照射法・条件設定に時間を費やすことになり、やや進捗が遅れることとなった。当該年度の2年目は、それら1年目で得られた知見からさらに培養口腔扁平上皮癌細胞株を用いた解析を継続して進め、LED光の中でも青色光は同細胞に負の影響や効果を与えず照射無しと同等と判定できそうなのに対し、赤色光は細胞の増殖活性に加えて新たに遊走能にも多角的に影響を及ぼすことを示唆する結果を得ることが出来た。最終年度の3年目は、赤色光により誘導される細胞遊走能のメカニズム解明に特化して、研究をさらに進めた。

遊走能はWound healingassayやTranswellmigration assay、さらに遊走能促進に働く遺伝子群の発現変化をreal-time PCRで解析、蛍光免疫染色で照射後の細胞の形態変化も観察した。これらの結果として、赤色光照射によりHSC-3は紡錘形に変化し遊走能が亢進、さらには遊走促進に働くとされるInterleukin-8 (IL-8)の発現誘導も確認された。よって、赤色光はIL-8の発現誘導を介しHSC-3の増殖、遊走能を促進する可能性が示唆された。国外では頭頸部の癌における抗がん剤や放射線の治療に伴う口腔粘膜炎の治療には、以前より「低反応レベルレーザー治療(LLLT)」と呼ばれるレーザー光を用いた治療が行われているが、我が国においては研究レベルではもちろん、臨床の場でもLLLTは全く用いられていないに等しい。近年、LEDなど他の光源も含めてLLLTを、「低反応レベル光治療」とするようになってきたが、本研究からLEDの有効性が見出せるならば、レーザーよりも安く、簡便なLED光を用いた口腔粘膜炎治療を実現できる可能性を秘めている。1年目で得られた結果の知見・意義をまとめ、それらをもとに2年目の課題として口腔粘膜炎モデルラットを作製し、LED光の照射実験を進める予定である。具体的には、実験に供するモデルラットの炎症誘発部位で、LED光の照射効果の判定をびらんの治癒過程、期間などを中心に肉眼的、病理組織学的観察により評価・検討したい。3年目の最終年度では、2年目に作製準備を進めた口腔粘膜炎モデルラットを利用してLED光の照射効果の判定を具体的に結果のデータとして得るつもりである。さらには、実際に口腔粘膜炎を生じている頭頸部癌患者に対しても、これまでの各種解析から得られた結果をもとにLED光の照射を実施し、臨床応用への可能性を探りたい。口腔外科学ほぼ予定通りの支出であったが、結果的に少額の繰越金が生じた。前年同様にほぼ予定通りの支出金額であったが、小額の繰越金が生じた。物品費をはじめとして研究成果を発表するための旅費、そしてまた論文作成・投稿費などの計上も考えられる年となることが予想され、比較的少額ではあるがこれらの使用へ大切に使用する予定である。最終年度として、上記研究遂行のための物品費への使用ととともに、研究成果発表のための旅費や論文作成・投稿費などへ研究資金の利用・計上が見込まれることから、今回の繰越金額もそれらに併せて大事に使用する所存である。
中国人日本語学習者におけるポートフォリオ型学習データベースの構築と文法習得の研究

本研究は中国語を母語とする日本語学習者が大学に入学してから卒業するまでの日本語学習過程を記録して、会話・作文・文法などの総合的なデータベースを構築するとともに、縦断的な日本語文法習得研究を行うものである。被験者は2016年9月に上海師範大学外国語学院日語系に入学した日本語専門の学生26名と転専攻で日本語科に入って来た学生1名である。海外研究協力者として上海師範大学の張善実先生にデータ収集の補助をしてもらう。初年度の被験者は26名であったが、その後1名が退学、1名が他専攻へ転学科し、1名が他専攻から日本語学科へ転専攻してきたため、被験者の合計は差し引き25名となった。前半は学部2年生の後期で25名在籍したが、後半は3年生となり、10名が日本各地に留学したため、残る15名を対象にデータ収集を行った。データ収集は教科書の文法項目について小テストなどで行うとともに、12月に上海師範大学でインタビュー調査をして、音声データも収集した。音声データは現在文字起こし作業をしているところである。また、この25名の被験者と比較するために、名古屋大学の日本人(日本語母語話者)や他の中国の大学の学生に文法習得に関するアンケート調査やコーパス調査を行った。今年度は昨年に引き続き擬態語の理解、自動詞・他動詞・受身の使い分けについて分析を進めるとともに、複合助辞「について」「に対して」「にとって」や指示詞の習得について分析した。これにより、日本語学習者にとって誤用を犯しやすい部分と誤用を犯しにくい部分を区別した。この結果をもとに、今後この結果が本研究の被験者にも表れるかどうかを探っていき、日本語文法の教授法に資する研究を行う。上海師範大学における日本語学習者のデータが順調に収集できているため。今後は昨年度に引き続き、上海師範大学の日本語学習者のデータを卒業時まで収集する。4年次には就職活動のため、授業に出席しない学生も増えるが、短時間でできる文法テストなどを活用して可能な限りデータを収集するようにする。そのために海外研究協力者である上海師範大学の張善実先生とは定期的に連絡を取り合っていく。(1)学習者のデータ収集(3年生後期4年生前期)・昨年度に引き続き日本語学習者の学習データベースを作成する。(2)他大学での文法に関するアンケート調査(3)学習者の文法習得の分析・前年度に引き続き学習者の文字表記や文法などの日本語習得について分析する。被験者の日本語能力は中上級レベルに達するが、分析対象は初級学習項目、特に格助詞・ボイス・テンス・アスペクト・指示詞の定着を重点的に見ていきたい。もちろん他の文法項目についても随時チェックして、誤用の傾向を探っていく。それによって得られた結果は教師や学生にフィードバックするとともに、学会でも発表して広く公表する予定である。また、収集したデータは個人情報にかかわらない範囲で一般公開し、広く研究に利用できるようにする計画である。被験者は2016年9月に上海師範大学外国語学院日語系に入学した日本語専門の学生26名である。本年度はまず、これら26名の学生に研究の趣旨を説明し、データは研究用にのみ使用すること、個人の尊厳にかかわるような扱いはしないことを確約し、全員から同意書を得た。その後、2016年の秋学期間における学生の宿題・小テスト・期末試験・会話のデータを収集した。データの収集に当たっては、26名の被験者ごとにデータを整理するポートフォリオ型の整理をした。データは、各個人ごとの習得状況が追いやすくするとともに、他の被験者との比較もできるように「01-0001」(被験者番号1番の1回目のデータ)のようなタグを付け、エクセルの該当箇所をクリックすればすぐに元データが画面に現れるようにした。また、この26名の被験者と比較するために、名古屋大学の日本人(日本語母語話者)や他の中国の大学の学生に文法習得に関するアンケート調査やコーパス調査を行った。今年度は特に指示詞(こそあ)と時節を表す「前」、「後」、「時」の誤用について重点的に調査した。

本年度も昨年度に引き続き、これら学生の宿題・小テスト・期末試験・会話のデータを収集した。データの収集に当たっては、25名の被験者ごとにデータを整理するポートフォリオ型の整理をした。データは、各個人ごとの習得状況が追いやすくするとともに、他の被験者との比較もできるように「01-0001」(被験者番号1番の1回目のデータ)のようなタグを付け、エクセルの該当箇所をクリックすればすぐに元データが画面に現れるようにした。また、この25名の被験者と比較するために、名古屋大学の日本人(日本語母語話者)や他の中国の大学の学生に文法習得に関するアンケート調査やコーパス調査を行った。今年度は特に擬態語の理解と自動詞・他動詞・受身の使い分けについて重点的に調査した。これにより、日本語学習者にとって誤用を犯しやすい部分と誤用を犯しにくい部分を区別した。この結果をもとに、今後この結果が本研究の被験者にも表れるかどうかを探っていき、日本語文法の教授法に資する研究を行う。上海師範大学における日本語学習者のデータが順調に収集できているため。本研究は中国語を母語とする日本語学習者が大学に入学してから卒業するまでの日本語学習過程を記録して、会話・作文・文法などの総合的なデータベースを構築するとともに、縦断的な日本語文法習得研究を行うものである。被験者は2016年9月に上海師範大学外国語学院日語系に入学した日本語専門の学生26名と転専攻で日本語科に入って来た学生1名である。海外研究協力者として上海師範大学の張善実先生にデータ収集の補助をしてもらう。初年度の被験者は26名であったが、その後1名が退学、1名が他専攻へ転学科し、1名が他専攻から日本語学科へ転専攻してきたため、被験者の合計は差し引き25名となった。前半は学部2年生の後期で25名在籍したが、後半は3年生となり、10名が日本各地に留学したため、残る15名を対象にデータ収集を行った。データ収集は教科書の文法項目について小テストなどで行うとともに、12月に上海師範大学でインタビュー調査をして、音声データも収集した。音声データは現在文字起こし作業をしているところである。今年度は昨年に引き続き擬態語の理解、自動詞・他動詞・受身の使い分けについて分析を進めるとともに、複合助辞「について」「に対して」「にとって」や指示詞の習得について分析した。今後は昨年度に引き続き、上海師範大学の日本語学習者のデータを卒業時まで収集する。被験者の中には途中で大学を退学したり、他学科へ転学する人もいるが、その人に対しては追跡調査をしないこととする。また、4年時には就職活動のため、授業に出席しない学生も増えるが、短時間でできる文法テストなどを活用して可能な限りデータを収集するようにする。そのために海外研究協力者である上海
tRNA揺らぎ塩基のカルボキシメチルアミノメチル化反応機構の構造機能解析

RNAの切断・修飾に関わる2種の酵素遺伝子をpETベクターに導入して、大腸菌内で共発現させた。HiTrapHeparinによる群特異的アフィニティクロマトグラフィーおよびResourceQによる陰イオン交換クロマトグラフィーによって精製した。2種のタンパク質は精製過程で常に複合体を形成していた。精製サンプルは限外濾過器によって10mg/ml以上に濃縮し、ヌクレオチド存在下で結晶化スクリーニングに用いた。結晶が得られた条件を最適化することで、回折実験に適したサイズにまで成長させた。大型放射光施設Photon factoryにおいて、回折実験を行い分解能2.5Aのデータを得た。回折データの指数付け、積分をプログラムHKL2000によって行い、プログラムMolRepを用いた分子置換法によって位相を決定した。位相決定により得られた電子密度に対してプログラムCootを用いてモデルを構築し、プログラムCNSによってモデルを精密化した。2種のタンパク質からなる複合体は結合面近傍に形成されるクレバスを有していた。この部分には正電荷が広く分布しており、RNAが結合することが推測された。クレバスの底に相当する部分に2分子のヌクレオチドが結合していた。2つのヌクレオチド結合部位は非常に近いことから、ヌクレオチドの結合様式の一部が実際のRNAの一部の結合様式を模倣している可能性が示唆された。複合体を形成する2つのタンパク質の内の1つは、他のRNA結合タンパク質と3次構造上の相同性を有しており、他のタンパク質においてRNAが結合している領域に相当する部分がクレバスの形成に関与していた。この結果は複合体において形成されているクレバスがRNAを結合する可能性を支持している。高度好熱菌Thermotoga maritima由来MnmEを大量精製、結晶化し、その結晶構造を決定した。構造解析の結果、MnmEは三つのドメイン(N末端ドメイン、ヘリカルドメイン、GTPaseドメイン)から構成されており、N末端ドメインを介して二量体化することが明らかとなった。立体構造の相同性から、MnmEの二量体化したN末端ドメインの構造は、THF結合モジュールと類似することが明らかとなった。構造を詳細に解析した結果、N末端ドメイン同士が会合する分子境界付近に、深いクレフトが形成されており、そのクレフトに強い電子密度が観察された。N末端ドメインがTHF結合モジュールと類似していること、さらに、カルボキシメチルアミノメチル化修飾にはTHF誘導体が炭素源として利用されることから、この電子密度の正体がカルボキシメチルアミノメチル化修飾に利用されるTHF化合物であることが推定された。そこで、質量分析法によって、MnmEに結合している物質を解析したところ、5,10-メチレンTHF及びその分解産物であるTHFが検出された。これらの結果より、カルボキシメチルアミノメチル化修飾には5,10-メチレンTHFが基質として利用されることを示唆した。また、MnmEの結晶を5,10-メチレンTHFを含む溶液に浸潤させ、複合体の結晶構造を決定するとともに、mnmE欠損大腸菌変異株を用いたin vivo相補実験から、5,10-メチレンTHF近傍に位置する保存されたリジン残基が、カルボキシメチルアミノメチル化修飾に不可欠であることを示した。tRNAのアンチコドン一文字目を修飾する酵素をpETベクターを用いて、大腸菌内で大量発現させることを試みた。C41を宿主として発現を行ったところ、結晶化や機能解析等に使用できる十分量を得ることに成功した。得た組み換えタンパク質は、HiTrapHeparinによる群特異的アフィニティクロマトグラフィーおよびSuperdex200を用いたゲルろ過クロマトグラフィーによって精製した。次にtRNAをT7RNAポリメラーゼを用いたin vitro転写によって合成した。tRNAは使用前に70°Cで一旦defoldさせ、さらに25°Cまで温度をゆっくりと下げることによって再度foldさせた。タンパク質とtRNAはモル比が1:1.2となるようにして混合し、一定温度でインキュベーションした後、結晶化スクリーニングに使用した。得られた結晶を用いて、放射光施設において回折実験を行ったところ3A程度の分解能のデータが得られた。そこで、メチオニン生合成阻害法によってメチオニンをセレノメチオニンに置換した組み換えタンパク質を調製し、精製・結晶化を行った。得られたセレノメチオニン置換体の結晶を使用して、SADおよびMADのデータ測定を行った。得られたデータに対してSnBを用いて、重原子サイトのサーチを行い、SHARPによる位相決定を試みた。その結果、SADデータにおいて位相決定に成功し、良好な電子密度を得ることができた。この電子密度に対して、モデル構築を行い、構造精密化を行った。修飾酵素は4つのドメインからな構成されていた。4つの内の1つがtRNAのアクセプターアームを認識し、残りの3つがアンチコドンアームを認識していた。さらに、活性に必要不可欠なATPもアンチコドンアームを認識するドメインに結合していることが明らかとなった。これら、ATPやtRNAとの相互作用情報を基に、酵素の部位特異的なアミノ酸変異体を作製し、それを用いて酵素活性の測定を行った。その結果、活性および基質選択に重要な役割を果たしているアミノ酸を同定し、触媒反応機構に関する知見を得ることに成功した。HiTrapHeparinによる群

特異的アフィニティクロマトグラフィーおよびResourceQによる陰イオン交換クロマトグラフィーによって精製した。2種のタンパク質は精製過程で常に複合体を形成していた。精製サンプルは限外濾過器によって10mg/ml以上に濃縮し、ヌクレオチド存在下で結晶化スクリーニングに用いた。結晶が得られた条件を最適化することで、回折実験に適したサイズにまで成長させた。大型放射光施設Photon factoryにおいて、回折実験を行い分解能2.5Aのデータを得た。回折データの指数付け、積分をプログラムHKL2000によって行い、プログラムMolRepを用いた分子置換法によって位相を決定した。位相決定により得られた電子密度に対してプログラムCootを用いてモデルを構築し、プログラムCNSによってモデルを精密化した。2種のタンパク質からなる複合体は結合面近傍に形成されるクレバスを有していた。この部分には正電荷が広く分布しており、RNAが結合することが推測された。クレバスの底に相当する部分に2分子のヌクレオチドが結合していた。2つのヌクレオチド結合部位は非常に近いことから、ヌクレオチドの結合様式の一部が実際のRNAの一部の結合様式を模倣している可能性が示唆された。複合体を形成する2つのタンパク質の内の1つは、他のRNA結合タンパク質と3次構造上の相同性を有しており、他のタンパク質においてRNAが結合している領域に相当する部分がクレバスの形成に関与していた。この結果は複合体において形成されているクレバスがRNAを結合する可能性を支持している。現在、酵素の構造決定もある程度進んでいるが、反応メカニズムをより詳細に理解するためにはよりさらなる機能解析等が必要と考えられるため。今後は変異体の解析を含め、結晶化および機能解析を行っていく。
PIVを用いた180度シャープターン流路の流動特性に関する実験的研究

平成12年度は,平成11年度に作成した180度シャープターン流路を用いて,その流路に形成される複雑な流れ場を粒子画像速度計測法(Particle Imaging Velocimetry : PIV)を用いて速度場の計測を行った.PIVには粒径が小さく流れによく追随する粒子が必要であるが,本研究では,微小粒子を大量発生可能といわれるラスキンノズルを用いた粒子発生装置を開発し,その粒子発生装置の性能評価を試みた.続いて、その発生装置を用いて,PIV計測を行い,CCDカメラとレーザシートを現有しているX軸ステージによって流路スパン方向にスキャンすることによって,それぞれの断面内の速度分布を計測し,それぞれの断面における速度場のデータを再構成して流れ場の3次元構造をとらえた.1.ラスキンノズルを用いた粒子発生装置を開発し,粒子原料にセバシン酸ジオクチルを用いることによって,直径5μm以下の均質な微小粒子を大量に発生できることを確認し,空気流のPIV計測に有効であることを確認した.2.隔壁先端で流れがはく離することによりターン下流側隔壁に沿ってはく離泡が形成され,その下流ではく離流は隔壁上に再付着する.拡大流路では,平行流路に比べてターン直後の主流速度が大きくなり,はく離泡が小さくなり,縮小流路では,ターン下流の流れは外壁側に偏り,はく離泡は大きく発達する.3.ターン下流の隔壁上に形成されるはく離泡は,流路スパン方向に対して,隔壁先端では凸型の形状を示すが,下流方向に凹型の形状を示す.平成11年度は,まず粒子画像粒子計測法(Particle Image Velocimetry:PIV)の測定技術を確立することを試みた.最初にPIVプログラムコードを開発し,単純な2次元流路内の乱流を測定対象とした予備実験を行った.速度データをピトー管により測定したデータと比較し,本計測手法の有効性を確認した.続いて,180度シャープターンを持つ矩形断面流路を作成し,開発したPIVプログラムコードを用いて,流路内に形成されている流れ場の計測を試みた.測定流路はすべてアクリルで製作し,レーザ,送風機,流量計測器等は現有設備を利用した.実験では,流路隔壁の角度+4°(拡大流路),0°(平行流路),-4°(縮小流路)に設定し,隔壁傾斜角度が流れ場に与える影響に注目して実験を行った.以下に得られた知見を示す.1.平行流路の流れでは,隔壁先端で流れがはく離することによりターン下流側隔壁に沿ってはく離泡が形成され,その下流ではく離流は隔壁上に再付着する.拡大流路では,平行流路に比べてターン直後の主流速度が大きくなり,はく離泡が小さくなり,縮小流路では,ターン下流の流れは外壁側に偏り,はく離泡は大きく発達する.2.また,長辺壁近傍の流れは,主流が外壁へ衝突することによって生じる逆流のため流路対称面内における流れとは大きく異なり,流れ場は複雑な3次元性を見せる.3.PIVを用いて初めて断面内の2次流れの計測に成功し,ターン部およびターン下流において遠心力に起因するディーン渦が外壁側に形成されていることを確認した.このディーン渦は拡大流路で強くなり,縮小流路では弱くなることを明らかにした.今後は,本年度で得られた流路内の流動特性の知見を,これまでナフタレン昇華法で得られた全壁面上の局所物質伝達特性と比較することにより,伝熱特性に及ぼす流れ場の影響を明らかにする予定である.平成12年度は,平成11年度に作成した180度シャープターン流路を用いて,その流路に形成される複雑な流れ場を粒子画像速度計測法(Particle Imaging Velocimetry : PIV)を用いて速度場の計測を行った.PIVには粒径が小さく流れによく追随する粒子が必要であるが,本研究では,微小粒子を大量発生可能といわれるラスキンノズルを用いた粒子発生装置を開発し,その粒子発生装置の性能評価を試みた.続いて、その発生装置を用いて,PIV計測を行い,CCDカメラとレーザシートを現有しているX軸ステージによって流路スパン方向にスキャンすることによって,それぞれの断面内の速度分布を計測し,それぞれの断面における速度場のデータを再構成して流れ場の3次元構造をとらえた.1.ラスキンノズルを用いた粒子発生装置を開発し,粒子原料にセバシン酸ジオクチルを用いることによって,直径5μm以下の均質な微小粒子を大量に発生できることを確認し,空気流のPIV計測に有効であることを確認した.2.隔壁先端で流れがはく離することによりターン下流側隔壁に沿ってはく離泡が形成され,その下流ではく離流は隔壁上に再付着する.拡大流路では,平行流路に比べてターン直後の主流速度が大きくなり,はく離泡が小さくなり,縮小流路では,ターン下流の流れは外壁側に偏り,はく離泡は大きく発達する.3.ターン下流の隔壁上に形成されるはく離泡は,流路スパン方向に対して,隔壁先端では凸型の形状を示すが,下流方向に凹型の形状を示す.