hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔性配位錯体の結晶複合化による相乗的構造転移現象の機構解明と吸着挙動制御

混合後,速やかに核生成が進行し,粒子径200 nm程度のZIF-8粒子が得られた。B. ZIF-8@ZIF-67粒子の合成:Aで合成したZIF-8粒子とコバルトイオンの混合液と2-MIMをマイクロリアクタで混合した。コア粒子濃度が低いと,単独のZIF-67が析出したが,コア粒子濃度を大きくし界面を多く提供することで,コア粒子表面でのシェル形成反応が優先的に進行し,ZIF-8@ZIF-67コアシェル型粒子が形成された。C.吸着特性評価:A, Bで合成した粒子の吸着等温線を測定したところ,コアシェル複合化することによって,ゲート吸着挙動が緩慢になることが明らかとなった。界面の形成によって,協働的に構造転移が誘起されるためと考えられる。当初の研究実施計画に沿って検討を行い,ほぼその目的を達することができたため。今年度に合成したRigid MOFとSoft MOFの複合化検討を進める。構造の評価は,TEMとEDXマッピングにより行う。得られた複合型MOFの吸着特性評価を,吸着等温線を測定することにより行う。その際は,コア部分,シェル部分のMOFをそれぞれ単独で測定した等温線と比較することで,複合化の影響を評価する。コアシェル複合化により生じる相乗効果を明らかにすることを主眼におく。さらに,複合型粒子のコア部とシェル部の界面がどのように形成されているかを,高感度のTEM測定から,解明することを試みる。さらに,以上の結果を踏まえて検討をSoft MOF-Soft MOFの組み合わせへと発展させる。Rigid-Softの系とは異なり,コア部でも構造変化が生じるが,その挙動が複合化によりどのような影響を受けるかを明らかにする。吸着による体積変化を伴わない系として,今年度に合成を試みたZIF-8@ZIF-67複合型MOF微粒子の特性を詳細に評価すべく,コア粒子のサイズ・シェル厚みを変化させ,それらが吸着挙動に与える影響を検討する。さらに,体積変化を示す系のモデルとして,銅錯体について,そのコア粒子サイズ・シェル厚みがゲート吸着挙動に与える影響を評価する。得られた結果の比較・検討を通して,Soft MOFのコアシェル複合化による界面形成が,どのようにゲート吸着挙動に影響を与えるか,さらにはSoft MOF自体の体積変化とどのように関係するかを,系統的に評価する。その上で,吸着挙動を予測し得る工学モデルの構築を目指す。
「公共事業社会」と中小建設業の経営・労働の変容に関する実証的研究

道と旭川市における社会と経済の構造が「公共事業」を軸の一つにしていることは官制談合問題等の顕在化が立証しつつある。相次ぐ不正や談合、癒着疑惑の陰で業界組織が活躍してきた。本研究はこのあり方を地域「公共事業社会」ととらえ、それを克服する条件を公共事業に深く関わり地域をリードしきた中小建設業と季節労働者のレベルでどのように形成されているか否か実証的にアプロウチした。第一に、旭川市等道内主要都市と道外2都市の地元市入札業者のアンケート調査で、公共事業内容・天下り・談合批判・ダンピング批判等が無視出来ない範囲で存在した。公共事業改革に通じる意向を併せ持つ層を「改革主体のコア」として析出しその所在を明かにした。第二に、道内建設労働者を特徴づける専業・地域定着季節労働者の大量存在に着目し、実態や属性一就労の多少や年齢・職種により四層に類型化し、自主的地域活動や冬期技能講習受講の意味、公共事業観や政治観を検討し地域「公共事業社会」を打破する条件の形成を見出した。第三に、公共事業社会を蔽う北海道の失業構造を概括し、顕在的失業者と潜在的失業者が同時並行的に拡大する中で季節的失業者の失業とその長期化により例えば「蒸発・夜逃げを真面目に考える」層が析出された。他方日本最北端の存在旭川や札幌のホームレスに、建設季節労働者出身者が少なくなかった。この両基盤上でホームレスを「明日は我が身」と捉える地域公共事業社会内部の季節労働者とそこから住居を失ない排除されホームレスが連帯・共同する可能性を見出した。今日では失業と地域経済の打開の方向を探り広範囲の市民的な共同の胎動がみられる。そこに旭川市と北海道における地域「公共事業社会」を超える可能性が凝縮されている。だが以上で研究は完結しない。第一に地域「公共事業社会」の概念的把握を詰める課題である。第二に施工現場の労働過程と労働編成、労務管理が季節労働者に与える意味を問う課題が残されている。「地域公共事業社会」を構成する諸主体やそれに関わる存在として、軽視できない若干の主体とその動向が浮かび上がりつつある。そのひとつの公共工事発注主体は、全体として市町村レベルでは、国や都道府県レベルの改革の動きに比して鈍いが、地域による相違も生まれつつある。それは予定価格の事後公表の実施地域と未実施地域などに示された。他方で工事施工主体である地域における建設業関係諸団体の分厚い存在と機能が、川崎市など一部で揺らぎを見せていることが示された。分厚い存在という点では、北海道旭川市の場合、建設業団体27、建設資機材関係団体13、設計・コンサル関係4、その他3、合計で47団体を数える。このうち加入業者数が判明した27団体だけで1587業者が組織されている。重複もあろうが地方都市における「公共事業社会」を担ってきた組織された影響力の行方に絡み無視できない。また地域における中小建設業の経営と労働それ自体に目を向けると、受注減少による経営危機への新たな模索が広がるとともに、現場労働者集団の失業問題が深刻な陰を落としている。同時に北海道では、冬季雇用援護制度に関連した中小建設業におけるワークシェアリングの存在とその維持が容易でない状況も確認された。

そうしたなかで季節労働者の冬場の失業に加わる夏場の失業が広がる過程で、失業保障から漏出する一部が厳冬下の路上生活者化し、道内の旭川、札幌、函館などで目立つようになっている。失業保障からの漏出が、「地域公共事業社会」を含めた地域社会からの漏出(疎外)につながる側面を示すものとしても注目される。研究計画に沿いながら各種調査を実施した。(1)公共事業入札参加資格業者調査、(2)建設業界団体調査、(3)建設下請業者・団体調査、(4)建設労働組合調査、(5)公共職業安定所調査、(6)建設労働者・失業者・ホームレス調査、(7)廃業者調査、(8)発注官庁調査、(9)その他である。アンケート調査は3種類、ヒアリング調査は調査対象地域内の7行政機関、6企業、5業界団体、6労働組合、約50人の労働者・失業者・廃業者に行なった。多岐にわたる調査対象や調査・作業内容を貫ぬく基本的問題意識は、第一に必ずしも概念化されていないが、さしあたりいわゆる「公共事業社会」を構成する諸主体とそれぞれの関係する機構や組織の現段階の内部的相互関係を含む変動-揺らぎの広がりを具体的に把握する点にあった。この点で大半の主体が変動の波に洗われ。それが見出しにくい主体もマスコミや世論など外部の影響を強く意識していることが確認された。第二に諸主体相互の関係について、建設産業と公共事業をめぐる「発注主体-元請企業-下請企業-労働者-失業者」の部面に関しては、発注主体の公共事業の失業者吸収機能の再認識とも評価できる公的就労事業の端緒的着手・拡大、公共事業入札発注システムの変容に対応する元請業者サイドの対応の変化、癒着・談合・天下り等への業者サイドの自己反省志向の拡大、元請-下請間の相互認識の変化、公共事業現場労働者の公共事業批判の拡大や失業者、あるいはホームレス層との一体的認識の端緒的形成などが確認された。第三に、「公共事業関係当事者と地域住民との関係」の部面における変容については、地域住民サイドからの情報公開要求、労組やNPOなどもこれらに関与する主体としての役割を強めはじめる動きなど公共事業をめぐる住民運動や批判的世論の拡大、公共事業関係当事者サイドからのそれらへの対応や一定の見直しの動きを確認した。第一に、公共事業の改革主体は「公共事業社会」を構成する地域住民が中心だが、それに公共事業就労労働者や中小建設業者が連携することが欠かせない。したがって連携・共同する政策を明確にすることが重要となる。この視点から前年度に実施した公共事業入札参加資格業者アンケートデータの集計と分析を行ない、地域間の一定の相違をはらみつつに、公共事業社会を超える条件を持つ中小業者を改革主体のコア部分として析出した。第二に大規模公共事業現場(北海道開発庁発注忠別ダム工事)調査を実施し、現場労働者に対する面接調査等を通じ、地元旭川をはじめとして道内各地域に居住する通勤型季節労働者の存在を確認した。ダム現場労働者は、I道内各地出身現場宿舎居住者、II周辺地域の自宅通勤者に大別される。このうちIは、盆や正月だけに帰省する道内出身出稼ぎ者(IA)と毎週のように週末に道内各地の自宅に戻る「金帰月出者」(IB)が存在する。したがってIB及びIIの労働者は、居住地域における揺らぎを深める「公共事業社会」や「公共事業社会」を超える新たな社会的関係(労働組合への結集等)の形成可能性が注目された。第三に、「地域公共事業社会」の揺らぎが、最も鋭く集約的に現れているともいえる社会的に排除された存在として増大する路上生活者について、札幌と旭川を中心に実態を探った。
急性膵炎における一酸化窒素(NO)産生とその分子機構に関する研究

膵炎の進展過程における一酸化窒素(Nitric Oxide:NO)産生とNO合成酵素(NO synthase:NOS)誘導の分子機序をを検討した。重症壊死性膵炎モデルであるラットラウロコール酸(taurocholate:TCA)膵炎と、軽症浮腫性膵炎モデルであるラットセルレイン(caerulein:CAE)膵炎を用いてNO産生を比較した。NO産生の指標として血清NO代謝産物(NOx)濃度を測定し、誘導型NO合成酵素(inducible NOS:iNOS)の免疫活性とmRNA発現、転写調節因子nuclear factor-μB(NF-μB)、interferon-γresponsivefactor-1(IRF-1)の活性化につして検討した。TCA膵炎モデルではNOxの血清濃度ga上昇し、iNOSmRNAとiNOS活性が発現していた。一方、CAE膵炎モデルでは血清NOx濃度の上昇は認められず、腹腔マクロファージ(Mφ)にもiNOS活性は発現しなかった。しかし、TCT膵炎とCAE膵炎両者の腹腔MφにおいてNF-μB、IRF-1活性化とiNOSmRNAの増加が観察され、CAE膵炎ラットから分離した腹腔MφのLPSに対するNO産生応答は、膵炎非誘導ラットのMφに比べ亢進していた。NOS阻害剤、IFNγ中和抗体、NF-μB活性化阻害剤の投与はいずれもTCA膵炎におけるNO産生亢進を抑制し、IFN-γ中和抗体ならびにNF-μB活性化阻害剤は生存率を著名に改善した。また、PLA2阻害剤IS-741はTCA膵炎ラット腹腔MφのNF-μB活性化を抑制し、この致死性膵炎を軽減した。ヒト膵静脈培養細胞系HUVECを用いたin vitroの検討ではTCA膵炎腹水と血清、ならびに重症急性膵炎患者血清が、HUVECに接着分子ICAM-1とVCAM-1を同様の機序で誘導する結果を得た。以上より、重症急性膵炎では腹腔Mφを中心とする炎症細胞が強い活性化を受け、これらがNOを始めとするmediatorやeffectorを産生し、全身を循環することによって多臓器障害を惹起する機序が想定された。このような活性化機序を阻止することにより重症膵炎時の全身合併症を予防し死亡率を低下させる治療法の可能性が示された。1.膵炎モデル動物でのNO産生とその機序の解析;重症致死性膵炎モデル(TCA膵炎)と軽症浮腫性膵炎モデル(セルレイン膵炎)を比較し、前者で特異的に血清NOxが上昇し、その機序として腹腔、肺胞Mφを中心とする炎症細胞でNF-κBとIRF-1の活性化が生じ、iNOS発現が惹起されることを明らかにした。2.IFN-γmonoclonal antibodyとPDTCの効果;これらは、いずれもTCA膵炎におけるNOの過剰産生を抑制し、動物の生存率は著しく向上した。PDTCは細胞内活性酸素を消去するため、重症膵炎におけるNF-κBの活性化は炎症細胞内のredox状態の変化によって生じる可能性を示唆した。

一方、NOS阻害剤はNO産生を抑制するものの、生存率をむしろ悪化させた。3.Cu/Zn-SOD transgenic miceでの検討;Cu/Zn-SOD過剰発現マウスでは、膵炎の程度は軽減された。また、少量のLPSは膵内Mn-SOD活性を増加させ、膵炎の重症化を予防する可能性も示された。すなわち、iNOS発現によるNOの組織障害性と予防的に働くSODは共に外因性炎症mediatorにより細胞内redoxの変化によって誘導され、両者の不均衡が臓器障害を惹起する可能性が考えられた。昨年度の検討の結果、膵炎の重症化と致死には生体内でのNOの過剰産生が関与すること、NO産生にはIFN-γによる炎症細胞のprimingと、LPSによるtriggeringが重要である可能性が明らかになった。しかし、研究過程で、軽症膵炎モデルでも肺胞MφにおけるNF-κBとIRF-1が弱いながら活性化されていることが示され、priming時に既にこれら転写調節因子に変化が生じている可能性が示唆された。triggeringに最も重要な転写調節因子は何かが問題であり、GAS,IRE,ESR-E,TNF-RE,AP-1等の解析を付加して行う必要がある。また、in vitroでのMf/monocyteを用いたより直接的な実験も行う必要がある。ヒト重症膵炎における多臓器不全の最終effectorは何か不明である。また、その機序にNOが関与するかどうかを検討した報告はない。ヒト血中monocyteの活性化状態、NO産生能、cytokine産生能、またそれらと転写調節因子の役割の解析は最も重要な目標である。NAC,PDTCの膵炎重症化抑制薬剤として使用可能がどうかも、引続き検討したい。1.膵炎モデルでのNO産生とその機序:重症急性膵炎モデル(TCA膵炎)では、腹腔マクロファージ(Mφ)にiNOS蛋白が発現することをiNOS抗体を用いた免疫組織化学と共焦点レーザー顕微鏡で確認し、RT-PCRにてiNOSmRNA発現が生じることも確認した。一方、軽症膵炎モデル(CA膵炎)では、腹腔MφにiNOS mRNは誘導されるが蛋白発現は見られず、NO産生も亢進しなかった。すなわち、両モデルではiNOS発現にpost-translationalな差が存在する可能性を明らかにした。TCA膵炎モデルの腹水中にはIFN-γとend otoxinが検出され、これらが誘導因子である可能性を示した。iNOS誘導のための転写調節因子活性化・TCA膵炎の腹腔Mφでは、NF-κBとIRF-1の強い活性化が生じていることをgel-shift assayで確認した。CA膵炎モデルでも、NF-κBとIRF-1は弱い活性化を受けていた。CA膵炎モデルの腹腔Mφを分離し、LPS刺激によるNO産生能を正常腹腔Mφと比較した。CA膵炎のMφはより低用量のLPSでNO産生が亢進し、部分的に活性化された状態(priming)にあることを明らかにした。腹腔Mφのpriming因子・腹腔Mφのpriming因子を検索した。PLA2阻害剤が、TCA膵炎とCA膵炎いずれの腹腔MφのNF-κB活性化をも有意に抑制する結果を得た。4.NF-κB阻害剤と抗IFN-γ中和抗体の作用:NF-κBの特異的阻害剤PDTCとIFN-γ中和抗体を投与すると、TCA膵炎動物の死亡率が著しく軽減され、NO産生も強力に抑制された。HUVECにおけるICAM-1発現:TCA膵炎の腹水上清には、同様の機序でヒト臍帯静脈内皮
元素の特性を活かした典型元素π造形

1)ヘテラスマネンを鍵骨格とした機能探索ボウル型構造を有するトリチアスマネンに様々な長鎖アルキル基を導入し、その熱的挙動を調べたところ、液晶性の発現を見いだした。加えて、電場応答性を調べたところ、これらの化合物が液晶性を示す示さない関わらず、強誘電性を示すことを明らかにした。そこで、平面構造を有するトリフェニレンに様々な長鎖アルキル基を導入し、その電場応答性を調べたところ、強誘電性を示さないことがわかった。つまり、長鎖アルキル基を有するトリチアスマネンの強誘電性は、中心骨格のボウル反転に由来するものであることを明らかにした。強誘電性発現のための分子設計戦略は限られていたが、ボウル反転が強誘電性発現のための新しい戦略となることを示した本成果は極めて意義深い。2)ヘテラスマネンを利用したπ電子系の拡張パラジウム触媒共存下、トリフェニレンの湾内炭素がスズ官能基で架橋されたトリスタンナスマネンと様々な位置にフッ素原子を有するオルトジハロベンゼンの反応を検討したところ、二重クロスカップリング反応が進行し、極めて歪んだ構造をもつポリフルオロトリベンゾコロネン誘導体の合成に成功した。3)ジアニオン性π配位子を用いた遷移金属錯体の合成とその物性探索合成した新規なアニオン性フェロセンの電子状態を解明するべく、メスバウワー測定および理論計算を行ったところ、一価の鉄原子を中心にもつ初めてのサンドウィッチ化合物であることがわかった。ジアニオン性π配位子の特徴を活かし、ルテニウムとロジウムを有する異核金属錯体の合成に成功した。この化合物を前駆体とし、スズ、ロジウムおよびルテニウムからなるナノ粒子の合成にも成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1典型元素の特性を活かした表裏二面性を有するπ共役化合物の創製の試み:π平面の上下に典型元素官能基を導入して表裏二面性を付与するという炭素π電子系では困難な新しい概念の構築を目指した。そのためのプラットホームとしてスマネンのベンジル炭素を典型元素に置き換えたトリホスファスマネントリスルフィドを新規に合成した。極性官能基であるP=S部位3つがほぼ平面のπ骨格に対して同じ方向を向いた異性体の単離に成功し、そのπ平面の表裏では全く異なる静電的性質をもつことを理論計算により明らかにした。2ヘキサヘテラ[6]サーキュレンの設計と合成検討:典型元素を組み込むと、機能性炭素π電子系よりも単純な骨格でも元素の応じた様々な機能が発現する。今回、初めてのヘキサヘテラ[6]サーキュレンを設計し、それらが非常に低いLUMOを有することを理論計算により明らかにした。また、トリシラトリンダンを出発原料に、ヘキサシラ[6]サーキュレンの合成を検討した。さらにベンゾトリチオフェンを出発原料に初めてのヘキサチア[6]サーキュレンの合成を検討した。3鉛二価化学種の特性を活かした超分子の創製とその物性探索:高周期14族元素二価化学種には2本の結合と同一平面上にある孤立電子対と垂直に位置する非占有軌道がある。そこで、鉛二価化学種に対して、Lewis塩基として1,4-ジオキサンを作用させたところ、ジオキサンの2つの酸素を配位点とした超分子の創製に成功し、その単結晶が永久双極子モーメントをもつことを明らかにした。さらに、この結晶が第二次高調波を発生することも明らかにした。4高周期14族元素メタロールジアニオンを用いた新規π電子系の創製とその物性探索:研究代表者が合成しているスタンノールジアニオンを用いて、炭素のみからなるπ電子系では創製できない中性トリプルデッカー型遷移金属錯体の合成に成功し、その特異な物性を明らかにした。1)典型元素の導入によるπ平面の上下二面性の概念の構築ホスフィンスルフィドの大きな双極子モーメントに着目し、π平面の上下に二面性を付与することを目指した。ヘキサリチオトリフェニレンを鍵化合物としてトリホスファスマネントリスルフィドを合成し、全てのホスフィンスルフィド部位が同じ方向を向いたsyn体の構造を明らかにした。またこれを金表面に配列させて光電子分光測定をしたところ、金と硫黄が相互作用していることを明らかにした。2)ジアニオン性配位子を有する金属錯体の混合原子価状態の解明ジリチオスタンノールをジアニオン性配位子として用いたトリプルデッカー型混合原子価錯体はπ面に垂直方向に電導パスをもつと期待し、ルテノセン型トリプルデッカー錯体のTCNQによる酸化を試みたところ、混合原子価錯体の生成を示唆する結果を得た。この錯体は不安定でさらなる反応をし、一分子のTCNQ二分子のスタンノール-ルテニウムユニットが付加した化合物を単離した。また、ルテノセン型トリプルデッカー錯体を用いて、スズールテニウムのナノ粒子の合成にも成功した。3)ジベンゾペンタレンを構成単位とする高分子合成の検討典型元素の特性を活かして合成したジブロモジベンゾペンタレンを還元することにより、ジベンゾペンタレンを構成単位とする高分子の生成を示唆する結果を得た。ホスフィンスルフィドとトリフェニレンを融合させたヘテラスマネンを創製し、当初目標としていた典型元素の特性を活かしたπ平面分子の大きな面外異方性を達成した。これはintrinsic-πとしてユニークな視点であり、到達点としては1つの大きなものである。

さらに当初の計画にはなかったスズールテニウムのナノ粒子の合成に達成したこと、ルテノセン型トリプルデッカー錯体の混合原子価錯体、さらにはジベンゾペンタレンを構成単位とする高分子の生成を示唆する結果を得たことを考えると、次年度に向けて新しい研究の芽が出始めたとみなすことができる。従って、研究当初の計画以上に進展していると判断した。1)典型元素に応じたπ面の物性変化の追求:スマネンのベンジル炭素をヘテロ原子に置き換えたヘテラスマネンは、導入する典型元素官能基に応じてπ面の構造や物性が変化する。今回、π面に表と裏の概念を付与した分子であるトリホスファスマネントリスルフィドを金属表面に配列させると、分子のもつ双極子によって生じる電界が金属固有の仕事関数の値を制御することを発見した。また、その一分子電導度を測定した。本成果に関する学会発表に対し、ポスター賞が授与された。また、湾曲したπ面をもつトリチアスマネンを核とした共有結合有機構造体を合成し、硫黄原子の導入の効果と考えられる現象を発見した。さらに、14族元素を架橋原子とし、ヘテラスマネンをスピロ連結した化合物を合成し、その酸化体が安定であること、さらには近赤外領域に電子吸収を示すことを明らかにした。2)ジアニオン性芳香族配位子を有する金属錯体の合成と物性:既にジアニオン性芳香族化合物であるジリチオスタンノールを配位子として用い、従来の炭素π電子系配位子では合成できないアニオン性フェロセンの合成に成功しているが、今回、この錯体の電子状態を明らかにするべく、メスバウワースペクトルの測定を行った。しかし、鉄原子の電子状態をこれまでの例を参考にしても説明しきれないことがわかった。さらにその磁気的性質を測定したところ、この錯体が単分子磁石として振る舞う可能性が示唆された。電気化学的測定においては、一電子酸化体が安定であることが示唆された。本成果に関する学会発表に対し、ポスター賞が授与された3)ジベンゾペンタレンを基本骨格とする高分子の合成:典型元素の豊かな反応性を活かして簡便に合成したジブロモジベンゾペンタレンの化学気相成長法及びマグネシウムによる還元反応により、ジベンゾペンタレンを基本骨格とする高分子の合成し、その構造をラマンスペクトル及びSTMにより同定した。典型元素の特性を活かして達成したπ面の表と裏の概念を実験的に検証する試みとして、金属の仕事関数の変化や一分子の電導度の測定に成功したことは当初の目標通りである。一方、トリチアスマネンを核とした共有結合有機構造体及び14族元素を架橋原子としたスピロビヘテラスマネンの合成は当初の目標を超えた成果である。また、典型元素の特性を活かして合成したアニオン性フェロセンは、従来の鉄錯体の化学の範疇を超えた電子的性質をもつ可能性があり、その磁性も単純に説明できるものではなく、かなり予想以上に興味深い結果となりつつある。ジベンゾペンタレンを基本骨格とする高分子は、骨格に五員環を有する高分子として珍しく、今後、その物性の解明には興味がもたれる。以上のような観点から、研究は当初の計画以上に進展していると判断した。1)ヘテラスマネンを鍵骨格とした機能探索:ヘテロ原子官能基の分極によりπ平面の上下に異方性を有するヘテラスマネンを金表面上に吸着させたところ、金の仕事関数を変化させることに成功した。
高伝熱性化学蓄熱材料を用いた中温排熱の有効利用

水酸化マグネシウムと膨張化グラファイトを混合した複合化学蓄熱材料EMの化学蓄熱性能を実証した。基本形状として錠剤型に材料を成形しその蓄熱性能を熱天秤で反応速度、伝熱性能を測定し。得られた蓄熱材料を用いて充填層型反応器にて化学蓄熱実証試験を行った。EMは水酸化マグネシウム単体ペレットに対して反応速度が脱水、水和反応ともに早いことを見出した。単位時間の単位反応器体積あたりの蓄熱量も大きく、EMが従来材料に比べ優れていることが確認された。以上から化学蓄熱実証試験装置の開発にあたり、必要な情報を獲得することに成功した。複合化学蓄熱材料ECMの最適化を行った。材料の反応速度、伝熱性能を測定し、双方の向上を進めた。得られた蓄熱材料を用いた化学蓄熱実証試験を行った。新規開発した膨張化グラファイト/CaCl_2/Mg(OH)_2複合化学蓄熱材(ECM)の作成方法の最適化を進めた。ECMの化学蓄熱材料として基礎的なデータを得ているが、反応試料調整条件の最適化が引き続き必要である。反応材料は高伝熱性、高反応性が望まれる。ECMは3成分からなるので、3成分組成の最適化を進めた。あわせて複合方法プロセスの改良も進め、3成分をエタノール溶媒に懸濁させて作成することで、混合、撹拌、乾燥プロセスの手法の高度化が進むことを示した。ついで化学蓄熱材料は実用では圧縮成型して充填層型反応器に充填される。よって圧縮成型した材料の実用反応性、伝熱性が最も重要になる。この観点のもと、熱天秤を用いた反応動力学的解析を行い、熱伝導度測定装置にて熱伝導度を測定した。また反応層水蒸気流路の配置最適化も進めた。従来の水酸化マグネシウム材料より高い反応性を持つことを見出した。熱伝導度測定は従来は簡易な非定常熱伝導法で見積もりを進めてきたが、より高精度にかつ定量的な評価ができるよう、新規に熱伝導度測定装置を準備した。従来の水酸化マグネシウム材料より高い伝熱性を有することを実証した。得られた蓄熱材料候補について反応特性の反応動力学的解析を進めた。反応温度、水蒸気圧力を関数とする解析を進め反応速度式を提出した。さらに化学蓄熱材料には脱水・水和反応の繰り返し反応耐久性を検討し、繰り返し反応実験に対する耐久性を確認した。水酸化マグネシウムと膨張化グラファイト(EG)を混合した複合化学蓄熱材料EMの最適化を行った。この材料は熱伝導度が高く成形性がある。反応器は熱交換機能が必要であり、材料を厚みのある平板状に成形できると熱交換面に密着でき、接触熱抵抗が低減できる。そこで基本形状として錠剤型(タブレット型)に材料を成形しその蓄熱性能を熱天秤で反応速度、伝熱性能を測定し。まずEMの作成方法の最適化を進めた。水酸化マグネシウムを事前に水に懸濁させ、その後EGを添加し、混合、撹拌、乾燥プロセスの手法の改良を進めその後、材料を圧縮成型しタブレット(直径7 mm×高さ4 mm)化を実現した。熱天秤を用いた反応動力学的解析を行い、熱伝導度測定装置にて熱伝導度を測定した。また、従来の水酸化マグネシウム材料より高い伝熱性を有することを実証した。タブレット材料の最適化を行い水酸化マグネシウム:EG質量比= 8 : 1が適した混合比であることを見出した。充填層型反応器に得られたタブレット型EM化学蓄熱材料を充填し、脱水・水和反応試験を行った。参照試験として水酸化マグネシウム単体のペレット(直径2mm×長さ5-10 mm)の充填層試験を行った。EMは単体ペレットに対して反応速度が脱水、水和反応ともに早いことを見出した、これは熱伝導度の向上による反応熱の迅速な移動が実現したためと判断された。結果として単位時間の単位反応器体積あたりの蓄熱量も大きく、EMが従来材料に比べ優れていることが確認された。あわせて繰り返し反応実験に対する耐久性を確認した。熱天秤を用いた反応動力学的解析を行い、従来の水酸化マグネシウム材料より高い反応性を持つことを見出した。

また、従来の水酸化マグネシウム材料より高い伝熱性を有することを実証した。タブレット材料の最適化を行い水酸化マグネシウム:EG質量比= 8 : 1が適した混合比であることを見出した。充填層型反応器に得られたタブレット型EM化学蓄熱材料を充填し、脱水・水和反応試験を行った。参照試験として水酸化マグネシウム単体のペレット(直径2mm×長さ5-10 mm)の充填層試験を行った。EMは単体ペレットに対して反応速度が脱水、水和反応ともに早いことを見出した、これは熱伝導度の向上による反応熱の迅速な移動が実現したためと判断された。結果として単位時間の単位反応器体積あたりの蓄熱量も大きく、EMが従来材料に比べ優れていることが確認された。あわせて繰り返し反応実験に対する耐久性を確認した。充填層の数値計算モデルを作成し、充填層内の反応現象を定量的に説明できた。以上から化学蓄熱実証試験装置の開発にあたり、必要な情報を獲得することに成功した。本研究は200300°Cの中温排熱の高効率回収、再利用を目的としている。中温熱は産業燃焼プロセス、エンジン排熱などとして大量に排出され、また太陽熱からも得られ、その回収再利用は重要である。しかしながら中温熱を回収する技術は少ない。申請者は酸化マグネシウム/水系(MgO/H2O)化学蓄熱システムを提案し中温熱回収研究を進めてきた。平成27年度は新規開発した膨張化グラファイト/Mg(OH)2複合化学蓄熱材(EM)の作成方法の最適化を進めた。成分組成の最適化を進め、質量混合比膨張化グラファイト:Mg(OH)2=1:8のEM8が反応活性、単位体積当たりの蓄熱密度が最大で、最適な組成であることを見出した。化学蓄熱材料の実用化に向けEM8を圧縮成型して得たタブレット形材料EN8tを電子顕微鏡による観察目視、熱天秤による速度論的分析を行った。反応特性の反応動力学的解析を進め。反応温度、水蒸気圧力を関数とする解析を進め反応速度式を提出し、反応材料の化学的動特性を把握した。さらに充填層型反応器に充填し、実用反応性を検討したところ化学蓄熱密度は700 kJ/L以上と従来の吸着式蓄熱、潜熱蓄熱に比べ数倍の高い蓄熱度を示した。また、10回までの繰り返しにおいて高い耐久性を示すことを明らかにした。実験結果より開発した新な化学蓄熱材料は従来の蓄熱材料に無い高い蓄熱性能と耐久性を有する材料であることを示し、本化学蓄熱が中温排熱有効利用に対して有用な手段であることを実証した。水酸化マグネシウムと膨張化グラファイトを混合した複合化学蓄熱材料EMの化学蓄熱性能を実証した。基本形状として錠剤型に材料を成形しその蓄熱性能を熱天秤で反応速度、伝熱性能を測定し。得られた蓄熱材料を用いて充填層型反応器にて化学蓄熱実証試験を行った。EMは水酸化マグネシウム単体ペレットに対して反応速度が脱水、水和反応ともに早いことを見出した。単位時間の単位反応器体積あたりの蓄熱量も大きく、EMが従来材料に比べ優れていることが確認された。水酸化マグネシウムと膨張化グラファイト(EG)複合
クロザリル使用患者の白血球減少に対する炭酸リチウム使用の安全性と有効性の検討

研究目的:治療抵抗性統合失調症の治療薬であるクロザリル(以下CLZ)は重篤な副作用の無顆粒球症を引き起こすことが知られ、アジア人では白人と比較して無顆粒球症の発現リスクが2.4倍であるという報告もある。血液毒性が発現する要因についてはいまだ解明されていないため、CLZの使用にあたっては白血球数のモニタリングが必須となっている。躁うつ病の躁状態改善薬である炭酸リチウム(以下Li)は、その副作用に白血球上昇作用を有する。千葉大学医学部附属病院(以下当院)ではCLZ投与患者においても、白血球減少を予防する目的で低用量のLiを使用しているケースが認められている。そこで本研究ではCLZ使用患者において、白血球減少をきたす要因ならびにLi投与による白血球増加の患者側の要因と白血球増多を目的としたLiの至適投与量を解明することを目的とした。研究方法:当院精神神経科においてCLZが投与開始となった症例について、患者背景、CLZ投与前後の白血球数〓iの使用の有無などを電子カルテより遡及的に抽出し、本年度は白血球減少をきたす患者の要因ならびにLi投与による白血球数の変動への影響の検証とその要因の検討を行った。研究成果:検討の対象となった症例は、2010年以降当院にてCLZが投与開始となった16例であった。このうちLiが投与された症例は10例であった。今回の検討により、CLZを投与された患者の白血球数は、長期的には減少傾向であったが、投与開始初期はCLZ投与前よりも白血球数が上昇する傾向が認められた。また、Liを併用した患者群のCLZ投与前の白血球数は、Liを使用しなかった患者群よりも低値であったことが明らかとなった。Liを併用した群では白血球減少の割合は軽度であったが、LiはCLZによる白血球減少を根治するものではなく、長期使用による副作用発現も懸念されることから、有効性と安全性の検証が必要であることが示唆された。
KLF依存性細胞分化‐EMT誘導因子の同定と口腔癌進行抑制効果の解析

Kruppel-like factor(KLF)は上皮組織の発生と恒常性維持に決定的な役割を果たし、KLF4とKLF5の発現バランスは癌細胞の表現型と、癌の進行にも深く関わると予想されている。しかし、口腔癌においては不明な点が多く残っている。本研究課題において、KLF4とKLF5は口腔癌細胞の分化・脱分化をコントローし、KLF4は遺伝子プロモーターの過メチル化により発現停止することが明らかになった。KLF5の発現については+145+330の領域がminimal essential regionであり、GC boxとSP3の結合が不可欠であることが明らかになった。KLF5は口腔癌細胞の分化を抑制する転写因子であり、KLF5発現の異常が口腔癌の進展に大きな役割を果たす可能性を明らかにした。そこで、ヒトKLF5遺伝子のプロモーター領域とエクソン1の一部を含むDNAフラグメント(-2,001+424 bp)をBACクローンから単離し、様々長さをもつ10種類の断片をPCRで増幅し、ルシフェラーゼアッセイ用レポータープラスミドにクローニングした。断片のDNA配列に変異がないことを確認後、293T細胞とHSC2口腔癌細胞にプラスミドを導入し、24 h後のルシフェラーゼ活性を測定するデュアルレポーターアッセイを行った。その結果、KLF5発現に不可欠な必要最小領域は+145+331 bpの187 bpに限定された。転写因子結合配列をデータベース検索したところ、この領域には6か所のGCボックス(Sp1結合配列)と1か所のCACCC配列(KLF結合配列)が存在した。KLF4あるいはKLF5のcDNAとレポータープラスミドを同時に導入してもルシフェラーゼ活性には変化が見られなかったことから、Sp1の関与が疑われた。そこで、GCボックスのそれぞれに変異をもつミュータントプラスミド(mGC1mGC6)を作製しレポーターアッセイを行った結果、+129+142(mGC1)あるいは+299+312(mGC6)がKLF5発現を大きく低下させ、特にmGC1ではルシフェラーゼ活性が80.5%減少した。従って、ヒトKLF5遺伝子の発現はSp1による制御が重要と考えられる。今後、クロマチン免疫沈降実験等を行い、多角的にその重要性を検証する予定である。ヒトKLF5遺伝子の発現に不可欠な最小必要領域(minimal essential region、MER)を決定するため、9種の異なる長さのプロモーター領域をレポーターアッセイ用のルシフェラーゼ遺伝子プラスミドにクローニングした。口腔癌細胞株を含む様々な種類の細胞株に導入してレポーターアッセイを行った結果、遺伝子転写開始点下流(+145+330)の186 bpsがMERであることが明らかになった。MERには6か所のGC box(GC1GC6)が存在するため、各GC boxの変異体を作製し解析したところ、GC1の変異によりレポーターの発現が著しく低下した。次に、GC boxを標的配列とする転写因子(Spファミリー)とGC1との結合をクロマチン免疫沈降法で定量的に解析したところ、Sp3が主要転写因子であり、他のSpファミリー(Sp1、Sp4)はGC1にほとんど結合しなかった。SpファミリーとGC boxとの結合阻害剤mithramycin AあるいはSp3に対するsiRNAにより、癌細胞はレポーターと内在性KLF5の発現をほとんど停止した。正常口腔上皮組織と口腔癌組織においてSp3はKLF5と同じ局在を示すことが免疫組織染色で確認された。従って、KLF5遺伝子の基本的発現は186 bp長の領域に依存し、その内部に存在する1か所のGC boxとSp3との結合によりコントロールされると考えられる(投稿準備中)。KLF5に類似して口腔上皮組織に発現し、口腔癌細胞で発現低下するKLF4については、プロモーターのメチル化が関与する可能性がある。そこで、口腔癌細胞から単離したゲノムDNAを用いてそのメチル化についてバイサルファイト・シークエンス法で解析した。その結果、-781-482の237 bpsの領域が過メチル化されており、そのことが口腔癌におけるKLF4発現低下の原因となる可能性が示唆された。本申請の第一の目的であるKLF4とKLF5の遺伝子プロモーター解析については順調に進行し、その成果は学術論文として既に発表あるいは最終的な投稿準備段階に至っており、2つの極めて順調に進捗しているといえる。第二の目的であるKLF依存性の細胞分化ーEMT誘導因子同定については準備段階にあり、平成28年度より重点的に解析する予定である。ヒトKLF5遺伝子の基本的発現に不可欠な必要最小領域(minimal essential region、MER)を決定するため、9種類の長さが異なるプロモーター領域をルシフェラーゼ遺伝子の上流に繋いだレポータープラスミドを構築した。口腔癌細胞株を含む9種類の細胞株をもちいてレポーターアッセイを行ったところ、転写開始点下流の+145+330がMERであることが判明した。MERには6か所のGC boxが存在することから、それぞれに変異をを導入したミュータントを作製し、レポーターアッセイを行った。その結果、1か所のGC boxがMERの転写制御活性に重要であることがわかった。GC boxに結合する転写因子であるSpファミリーのうち、口腔癌細胞にはSp1とSp3が発現することから、これらの関与について検討した。定量的クロマチン免疫沈降(ChIP)により、Sp3が主に結合することが示され、GC box変異体には結合しないことが明らかになった。

short interfering RNA(siRNA)を細胞に導入しレポーターアッセイを行ったところ、Sp3 siRNAがレポーター遺伝子の発現を有意に低下させた。内在性KLF5についてもSp3 siRNAによる発現抑制が確認された。こららの結果は、Sp1 siRNAと対比して行ったものであり、Sp1に比較してSp3がKLF5遺伝子のMERに結合し、その基本的発現をコントロールする転写因子であることが明らかになった。これらの結果を原著論文として発表した(Mihara et al., Gene 601: 36-43, 2017)。本研究の第一目標であるKLF5遺伝子発現制御機構の解明は順調に進行し、その成果を関連学会および原著論文として発表した。第二の研究目標であるKLF依存性細胞分化-EMT誘導因子の同定については現在解析中である。Kruppel-like factor 5(KLF5)は重層扁平上皮の基底細胞に発現し、その上層の細胞では急速に発現を停止する。上皮基底細胞の分化を抑制するとともに、増殖能の維持に重要であると考えられており、口腔扁平上皮癌細胞では高頻度に過剰発現をきたす。遺伝子発現機構を正確に理解することが正常口腔上皮・癌の病態解明に重要であると考えられるが、そのメカニズムは多くの点で不明である。上記の解析にともなって、KLF5遺伝子約2 kbp上流の領域にはKLF5発現を抑制するサイレンサーが存在することが予想された。そこで-2.8 kbpより下流の領域についてレポーターアッセイを行ったところ、-2,001 bp-1,576 bpがサイレンサー領域であることが確認された。特にCREB1とdeltaNp63alphaが深く関与していることが強く疑われ、GC box-Sp3との関係について検討している(投稿準備中)。Kruppel-like factor(KLF)は上皮組織の発生と恒常性維持に決定的な役割を果たし、KLF4とKLF5の発現バランスは癌細胞の表現型と、癌の進行にも深く関わると予想されている。しかし、口腔癌においては不明な点が多く残っている。本研究課題において、KLF4とKLF5は口腔癌細胞の分化・脱分化をコントローし、KLF4は遺伝子プロモーターの過メチル化により発現停止することが明らかになった。KLF5の発現については+145+330の領域がminimal essential regionであり、GC boxとSP3の結合が不可欠であることが明らかになった。初年度(平成26年度)に設定した計画はKLF遺伝子のプロモーター解析であり、その目的はほぼ達成された。KLF依存性細胞分化ーEMT誘導因子の解析は若干の遅れがみられるものの、KLF5遺伝子プロモーターの解析結果が非常に興味深いものであることから、口腔癌進行の解明と抑制に向けてさらに詳細を追求すべきテーマであり、誘導因子の同定と併行して推し進める予定でいる。KLF5遺伝子発現機構の解析において生じた疑問点を継続的に解析する。また、細胞分化-EMT誘導因子の同定についても併行して解析を行う。口腔生化学クロマチン免疫沈降法等による解析を追加した後、速やかに学術雑誌に投稿する予定でいる。
諸政策行使の手番が経済に与える影響

研究の目的は次の二つである。1貿易政策においてタイミングが内生的に選択できる時に、現実にとられている相殺関税措置がどのような条件下で起こりうるのかを理論的に検証すること。2FTAという貿易自由化政策がどのようなタイミングで生じ得ると自由貿易が実現するのかを考察すること。結果は以下の通りである。1相殺関税措置は外国企業に規模の経済性がある時にのみ生じる。2FTA締結の順番により自由貿易が実現する場合としない場合がある。昨年の主な研究成果は、次の三点に集約される。(1)政策を享受する側の主体間における行動決定のタイミングが政策の効果に与える影響(Ohkawa, Shinkaiand Okamura(2012))、(2)政策決定者の目的関数の違いが政策のタイミングとその水準に与える影響(林原(2012))、(3)政策行使主体間における何らかの非対称性が、各主体の政策推進に与える影響(Nomura et. al (2013))。以上の研究から派生した形で生まれたのが、野村(2012)と岡村、森(2013)である。Ohkawa et al. (2013)では、同じ政策を行使したとしても、政策の享受主体の参入行動のタイミングが異なるということが判明した。この事は、政策行使におけるタイミングなどを考察する際には、政策を享受する側の主体の行動に一定の前提を置いて分析する必要性を暗示している。またNomura et. al (2013)は、政策享受側に何らかの非対称性がある場合、政策行使の順番(タイミング)如何によっては所望の結果が望めない場合のあることを示している。一方、研究活動としては、定期的に共同研究打ち合わせの時間をとった。2012年10月13日、11月26日、2013年1月20日、2月25日、3月31日の計5回行った。上記の諸結果を受け、政策享受主体側をできうる限り抽象化した上で、次のような分析を行った。(i)林原(2012)を元に各政策当局が省益最大化を図ることを前提に、政策行使のタイミングの内生的決定というモデルを構築し計算を行った。(ii)過去に相殺関税の歴史から相殺関税が生じる需要面&費用面の特徴を読み取り、それらを組み込んだモデルを構築し、分析を行った。それ以外にも、前述の非対称性を緩和して形での分析や市場構造の決定と政策行使とを絡めた分析も行った。昨年度の主要な成果を政策の手番という視点からまとめると次のようになる。林原(2013)では、自国は複数の政策手段を有し、独立に政策を行使できるとした時に、政策の手番が逐次となるか同時となるかを分析し、逐次となる可能性を指摘した。Okamura (2014)では、政策手番が繰り返される状況における両政府での協調の可能性を指摘した。Ohkawa et.al. (2014)では、企業が立地選択する前か後かに政策を行使できる場合、政策水準がどのように変化するかを分析した。Nomura et. al. (2014)は、Nomura et. al. (2013, RIE)に倣い、3国モデルでの、逐次的な自由化政策では自由貿易を実現することは不可能であることを示した。研究活動としては、研究打ち合わせを6月2日、7月21日、8月21日、9月21日、10月20日、1月25日、2月23日の計7回開催した。特に、打ち合わせの段で上記以外の内容で取り組んだものは、林原(2013)をより発展させた形での予備的モデルの計算結果及び結果の解釈についてである。この成果の一部は、次期の科研での研究対象として継承する。もう一つは、相殺関税に関する過去の研究を概観した上での包括的な分析である。この成果は、"The Equilibrium Countervailing Duties: Revisited"という論文にまとめた。複数の政策手段の手番として複数の基本モデルを提示するという目標に即し二つのモデルの計算を行った。1.自国市場に自国企業と両外国企業が操業している「3国モデル」において、自国企業数が内生的に決定する場合は、両外国政府の政策行使のタイミングに依存せず、必ず正の補助金率を提示するということを示した。これは、従来の自国企業数が所与の場合は、両外国企業数の大小関係に依存してタイミングが内生的に決定し、その場合の補助金率を負に設定する場合が生じるというものと異なっている。それを下記の論文にまとめた。(1)Hayashibara, Nomura, Ohkawa, and Okamura (2011) "Government Intervention Would Bring About the Free-tradeOutcomes in the Long-run" mimeo.2.Hayashibara (2002, OER)のモデル

自国市場に自国企業と外国企業の複占となっている2国モデルにおいて、外国企業に対して外国政府は補助金を自国政府は関税を課す場合、外国企業の費用構造の違いが両政府の政策行使のタイミングにどのような影響を与えるのかを考察した。そして件の費用構造が規模に関して収穫逓増ならば、外国政府が先手で正の補助金を給付、自国政府が後手で正の関税を課すという「相殺関税」のケースが内生的に成立することを示した。この結果は、相殺関税は生じないとする従来の研究結果とは異なっている。それを以下の論文にまとめた。(2)Hayashibara (2012) "An extension of endogenous determination of policy timing:a case of variablemarginal cost of production," mimeo.社会科学先述したが諸研究結果をまとめると次のようなものが現時点での到達点となる。(1)政策享受主体(具体的には企業)の参入行動のタイミングにより形成される市場構造に差が生じる。したがって、同一の政策を行使しても、おのずとその効果には生成された市場構造の違いが反映され、差が生じてしまう。(Ohkawa, Shinkai, and Okamura (2012))(2)各政策主体の国が有する初期条件が異なるとしよう。この時、同一の政策を行使していくとしても、具体的にどの国の政策主体から行使していくかにより、所望の結果が得られる場合とそうでない場合が生じてしまう。(Nomura et al. (2013))(3)自国内における二つの部局(省)が、自らの省益を優先して行動するとする。具体的には、外国企業に比して非効率な自国企業に補助金を給付する部局と外国企業から関税を徴収する部局とを考え、これらの部局が部局の利益を最大化するべく、部局間の政策行使のタイミングを決める。補助金部局の反応曲線が戦略的補完、関税部局のそれが戦略的代替となることから、タイミングは逐次となる。(林原(2012))一方、現在進行形の研究における、現時点での到達点は以下の通りである。(4)自国が行使する相殺関税を外国が先手で正の輸出補助金を給付し、自国が後手で正の輸入関税を課すということであると定義する。このような状況は、外国企業の生産技術が規模に関して収穫逓増、自国の生産技術が規模に関して収穫一定の場合に生じる。この状況は、過去、実際にとられた相殺関税の状況と符合している。一年目の研究成果として、少なくとも二つの予備モデルを構築・計算した結果、それらのどちらもが論文作成に値するモデルであることが判明した。そして、少なくともmimeoのレベルではあるが、論文という体裁にまとめられた。ただし、論文のイントロ部分でのブラッシュアップに時間がかかり、ディスカッションペーパーにするところまでは持っていけなかった。この意味で、(2)の状況に相当すると判断した。先述の4つの到達点から今年度の研究内容についての計画は以下のようになる。[1]到達点(1)の発展である市場構造と政策行使との関係については、市場構造の内生的決定と政策行使とのタイミングとの関係に焦点を当てた研究が必要となる。
NFCタグのGPS連携型リーダアプリの開発と魚類放流実験による有用性の検証

防水NFCタグの海洋生物における標識としての有用性を検討するため、スマートフォンアプリの開発をおこなった。位置情報の取得では、GPS衛星の捕捉に関して調査、研究をおこなった。スマートフォン(携帯電話)による位置情報取得では、良好な環境下では問題なく緯度経度情報を取得できた。木陰等では衛星捕捉が出来ないため、位置情報の取得はできないこともあるので、携帯電話網を利用した簡易位置情報の取得方法を検討した。本研究では、生物観測位置特定のため、位置情報の取得をおこなったが、位置精度の検討はおこなっていない。GPS衛星の捕捉状況等によっては位置精度が数メートルから数十メートルずれる場合がある。生物の詳細な観測位置として、この誤差が許容範囲か検討する必要がある。NFCタグによる生物個体識別では、スマートフォンとは別にNFCタグリーダを所持する必要があるが、概ね良好な結果を得る事ができた。所持する機材数、機材の価格からコストがかかる結果となった。位置情報とタグ情報の結合に関して当初は、統合環境で行う予定であったが、GPS衛星の捕捉、追跡時間、NFCタグの読み込みタイミングから別方式が処理することにした。本研究では、位置情報所得及びNFCタグ読み込みアプリケーション作成に時間を費やし、フィールドでの試験まで到達できなかった。今後は位置情報の精度向上を検討し、フィールドでの実験を通しシステムの評価を行う予定である。
生態系における微量気体動態の飛躍的把握にむけたTDLSの活用

本研究は、重要な温室効果ガスのひとつであるにもかかわらず森林におけるシンク/ソースについての情報が圧倒的に不足しているCH_4等の微量ガスについて、Tunable Diode Laser Spectrophotometer (TDLS)を様々に活用した連続観測により飛躍的に情報量を増やし、森林生態系における動態に迫ることを目的としている。1)森林内の各コンパートメント(不飽和土壌・葉群・幹)におけるCH_4の吸収ないし放出速度の自動開閉閉鎖循環式チャンバー法による連続観測、2)渦集積(REA)法による樹冠上フラックス連続観測、3)森林内外のCH_4濃度プロファイルの連続観測システムを立ち上げ、一年以上にわたるモニタリング結果を得た。本研究は、重要な温室効果ガスのひとつであるにもかかわらず森林におけるシンク/ソースについての情報が圧倒的に不足しているCH4等の微量ガスについて、Tuneable Diode Laser Spectrophotometer (TDLS)を様々に活用した連続観測により飛躍的に情報量を増やし、二大温室効果ガスの森林生態系における動態に迫ることを目的としている。本年度は1)森林内の各コンパートメント(不飽和土壌・葉群・幹)におけるCH4の吸収ないし放出速度を、濃度計にTDLSを用いた自動開閉の閉鎖循環式チャンバー法により連続観測し、シンク/ソースの実態を明らかにした。2)また同時に渦集積(REA)法による樹冠上フラックス連続観測システムを立ち上げ、森林内外のCH4濃度プロファイルを連続観測し、周辺地域の大気CH4濃度変動と併せて解析することにより、大気濃度および収支の変動とシンク/ソースの関係について明らかにしつつある。これらの観測は次年度にわたって継続予定であり、世界初の長期観測結果となる予定である。計画段階ではCH_4だけでなく^<13>CO_2も対象に研究計画を設定していたが、実際に配分された予算では^<13>CO_2用の分析計を購入するのに十分ではなかったことなどの現状に鑑み、初年度より対象をCH_4に特化して集中的に研究を行ってきた。本年度までに、1)渦集積(REA)法による樹冠上フラックス連続観測、2)森林内の各コンパートメント(不飽和土壌・葉群・幹)におけるCH_4の吸収ないし放出速度の自動開閉閉鎖循環式チャンバー法による連続観測、3)森林内外のCH_4濃度プロファイルの連続観測システムを立ち上げ、世界初となる、一年以上にわたる初期モニタリング結果を得た。また平成22年度には、アラスカタワーサイトの研究グループとの連携による、渦相関法による樹冠上フラックスとREA法との比較検証の試みも行った。現在までに代表者らはTDLS装置を用いたいくつかの観測システムの開発に成功し、またいくつかの世界初の長期観測を軌道に乗せた。成果の一部について10件の学会発表を行うとともに、関連学術雑誌に投稿中である。