hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代舶用燃料からの排ガス粒子状物質が海洋生態系に及ぼす影響評価

次世代燃料を用いた船舶ディーゼルエンジンからの排ガス中の粒子状物質(PM)が海洋生態系に及ぼす有害影響をバイオアッセイにより評価し、PMに吸着する有機有害成分とアニオンの関連性を評価した。C重油やA重油に比較すると、ジャトロファ油からのPM排出量は低く、海産生物への有害性は低く、変異原性も低かった。C重油やA重油にジメチルエーテル(DME)を添加した燃料では、DME添加によって減少した燃料の量に見合う有害性の低減は必ずしも認められなかった。次世代燃料を用いた船舶ディーゼルエンジンからの排ガスの粒子状物質(SDEP)が海洋生態系に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、水不溶性画分(有機溶媒可溶画分:SOF)および水溶性画分(イオン性物質)に着目して以下の研究を行った。1.燃料由来の多環芳香族炭化水素(PAH)とニトロ化PAH(NPAH)の定量供試試料(A重油、C重油、ジャトロファ油、潤滑油)をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて分画し、HPLC-FD-CDにより15種類のPAHおよび11種類のNPAHを定量した。総PAH濃度はA重油が最も多く、次いでC重油であり、ジャトロファ油と潤滑油は少なかった。また、4種の試料にはNPHAは検出されなかった。しかしながら、総PAH濃度の絶対値が低く、次年度に再検討を要する。2.DME添加重油燃料からのSDEPの有害性評価ジメチルエーテル(DME)を30%以下の濃度でA重油およびC重油に混合した燃料を用い、エンジン負荷率を4段階で稼動させてSDEPを得た。常法に従ってSOFを調製し、PAHおよびNPAHを定量すると共に、海産発光細菌への影響と変異原性を評価した。DME混合燃料ではSDEPの排出量は顕著に抑制され、SOF中の総PAH濃度および1NP濃度は例外はあるものの概して減少した。バイオアッセイによる評価では、DMEをA重油に混合した燃料からのSOFの有害性は減少したが、C重油に混合した場合には有害性が増加した。3.SDEP由来イオン性物質の分析法の開発既設のHPLCにカラムオーブンと電気伝導度検出器を新たに導入し、水中の陰イオン(F,Cl,NO_2,Br,NO_3,SO_4)の分析法を開発した。SDEPをフィルターごと水抽出してろ過し、上記陰イオンの分離定量を試みた。次世代燃料を用いた船舶ディーゼルエンジンからの排ガスの粒子状物質(SDEP)が海洋生態系に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。異なる燃料からのSDEPの水不溶性画分(有機溶媒可溶画分:SOF)に含まれる多環芳香族炭化水素(PAH)およびニトロPAH(NPAH)、および水溶性画分に含まれるイオン性物質を定量するとともに、SOFの変異原性を評価した。1.SDEP試料:4種類の供試燃料油(1)ジャトロファ油、(2)ジャトロファ油に水をエマルジョン添加した燃料、(3)C重油、(4)C重油にジメチルエーテル(DME)を添加した燃料を用い、エンジン負荷率を4段階として排ガスを発生させ、3回の繰返し実験によりフィルター上にSDEP試料を得た。1枚のフィルターを4等分し、1/4枚を有機溶媒抽出してHPLCにより3分画してSOF試料とし、PAH,NPAHを測定し、変異原性を評価した。また1/4枚を水抽出してイオン性物質を測定した。PM排出量を燃料ごとに比較すると(1)より(2)の方が低く、(3)より(4)の方が低く、所期の予想通りだった。2.SDEPに吸着する有機溶媒可溶成分:ジャトロファ油および水エマルジョン燃料からのSOF試料には、NPAHとしては1ニトロピレンのみが検出された。ジャトロファ油および水エマルジョン燃料からの水抽出試料には、濃度が高い順に、亜硝酸イオン>硝酸イオン>硫酸イオンが検出された。3.SOFの変異原性評価:HPLCで3分画したSOF試料について、ウムラックATにより評価した。ジャトロファ油および水エマルジョン燃料では、いずれの画分にも変異原性は認められなかった。これに対して、C重油およびDME添加C重油では、C重油からの画分2と3に直接変異原性および間接変異原性が認められたので、NPAHとの関連性が示唆された。C重油とジメチルエーテル(DME)を用いた2種類の混合燃料、A重油とDMEに硫黄化合物を添加した4種類の混合燃料からPMを採取し、化学分析および生物試験を実施した。1)PMの排出量: C重油をベースとした場合には60-160mg/kWhであり、C重油の30%をDMEとすると1例を除いて減少した。

A重油をベースとした場合のPM排出量は30-80mg/kWhであり、硫黄を5%添加しても有意に増加せず、A重油の30%をDMEとするとエンジン負荷率が高いと顕著に減少したが、これに5%硫黄を添加しても顕著に増加しなかった。2)PMに吸着するアニオン:超純水にPG60フィルターを入れて超音波処理すると、硝酸イオンの生成は認められなかったが、亜硝酸イオンが生成した。そこで、振とう抽出した水試料は遠心分離により除粒子し、硫酸イオン濃度はフィルターに含まれる量を差し引いて定量した。C重油をベースとした際のPM重量当たりの硫酸イオンは7-15%であった。キロワット時当りの硫酸イオンは4-20mg/kWhで、PMの6-13%を占めた。C重油の30%をDMEとすると、硫酸イオン濃度には、1例を除いて変化は認められなかった。A重油をベースにした際のPM重量当たりの硫酸イオンは8-12%であり、硫黄を添加すると9.9-22%に増加した。キロワット時当りの硫酸イオンは4-6mg/kWhであり、PMの7-13%であり、これに硫黄を添加するとPMの10-18%を占めた。3)PMに吸着する有害成分: C重油およびA重油をベースにしたPM粗抽出物の第2及び第3画分には、重油の種類に関わらず変異原性が認められた。これらの画分の化学発光検出によるLCクロマトグラムには共通の複数のピークが認められたが、11種類の標準ニトロPAHとは一致しなかった。いずれの試料も、海産発光細菌に対する阻害は弱かった。実機エンジンを用いてのSDEP試料の調製が予定よりもやや遅れたので、化学分析および生物評価が遅れたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に向けて、早めにSDEP試料を採取、調製し、化学分析および生物評価に取り組むこととする。また、分析用のフィルターが室内大気によって汚染されていた可能性が高かったので、フィルターを使用直前まで厳密に個別包装するなどの対策をとり、十分に注意して分析、解析する。
自家ラット臼歯歯髄幹細胞を用いた歯髄組織再生法の確立

本研究はラット臼歯歯冠歯髄再生モデルを用いて、効率よく歯髄組織の再生を誘導できるシステムを構築することを目指した。ラット下顎臼歯あるいは切歯より、歯髄幹細胞および血管内皮細胞を単離した。共培養にて、細胞増殖に関する検索を行いVEGFがこれらの細胞増殖に重要な因子の一つであることが示唆された。そこで、この歯髄幹細胞を、冠部歯髄のみを除去したラット上顎臼歯へ移植し、歯髄の再生が誘導可能かどうかを、12週間の動物埋植実験により検証したところ、幹細胞と血管内皮細胞を混合し、さらにVEGFを添加して移植後、およそ1週間という短期間でdentin bridge様硬組織を有する歯髄様組織が再生できた。研究実績1:ラット下顎臼歯歯髄幹細胞および歯血管内皮細胞の単離・培養系の確立実験動物として雌性Wistarラットを用いた。両側の下顎臼歯を抜歯後、歯根膜細胞を溶解して除去した。歯冠をスライサーにて水平切断し、冠部歯髄を表出させた後、細胞分散液を用いて歯髄組織の細胞を分離・分散した。その後、pericyteマーカーであるCD146(MCAM)抗体、さらにMAP1B抗体と反応させたダイナビーズ(Daynal社)を用いた磁気分離法により、ラット下顎臼歯歯髄幹細胞(CD146+MAP1B+細胞)およびラット下顎臼歯血管内皮細胞(CD146+MAP1B-細胞)の分離を行った。分離した細胞を、培養・増殖し、凍結保存した。研究実績2:培養条件の設定速やかに培養増殖させるための歯髄幹細胞および血管内皮細胞の培養条件の設定を行った。ほぼ実験計画書通りに研究が実施されたため。本研究は、同一ラットの下顎第一臼歯より単離・培養した幹細胞を、速やかに培養増殖させるための方法を検索し、これらの細胞をPLLAスキャホールドと組み合わせて、生活歯髄切断法を行ったラット上顎第一臼歯へ移植し歯冠部歯髄を組織工学的手法により再生させることを目的とした。ラット下顎臼歯を抜歯後、歯冠歯髄より歯髄細胞を分散・分離し、pericyteマーカーであるCD146抗体、あるいはMAP1-B抗体と反応させ、CD146+MAP1B+ラット臼歯歯髄幹細胞およびCD146+MAP1B-血管内皮細胞を単離、培養した。さらにこれら血管内皮細胞に対してVEGFを添加し培養・増殖させ、この血管内皮細胞と幹細胞をPLLA/ペプチドハイドロゲル混合型3次元スキャホールドとともにラット臼歯に移植し、観察期間を3、7、14日間として、歯髄再生が誘導可能かどうかを検証している。おもな研究成果歯科の著名な国際誌に3本の論文がアクセプトされた。新潟大学から東京医科歯科大学へ移動したため、研究室の整備に多少の時間を費やしたが、研究は順調に実施され、研究結果は3本の論文が国際誌にアクセプトされた。本研究においては、申請者がこれまでに確立している生活断髄後の歯冠歯髄腔にラット骨髄間葉系幹細胞とポリ乳酸/Matrigelスキャホールドを移植しdentin bridgeを有する歯髄様組織をおよそ2週間で再生させるラット臼歯歯冠歯髄再生モデルを用いて、効率よく歯髄組織の再生を誘導できるシステムを構築することを目指した。ラット下顎臼歯を抜歯後、歯冠歯髄より歯髄細胞を分散・分離し、pericyteマーカーであるCD146抗体、あるいはMAP1-B抗体と反応させ、ダイナビーズ(Daynal社)を用いた磁気分離法を用いて、CD146+MAP1B+ラット切歯歯髄幹細胞およびCD146+MAP1B-血管内皮細胞を単離した。これらの細胞に対して、VEGFなどの増殖関連化合物を添加し、3および7日間の期間で細胞培養を行い、VEGFが細胞増殖に重要な因子の一つであることがin vitroにおいてわかった。そこで、CD146+MAP1B+ラット下顎臼歯歯髄幹細胞を、PLLA/ペプチドハイドロゲル混合型3次元スキャホールドとともに、根部歯髄を残し冠部歯髄のみを除去したラット上顎臼歯へ移植し、歯髄の再生が誘導可能かどうかを、12週間の動物埋植実験により検証した。さらに、ラット切歯歯髄幹細胞とラット切歯血管内皮細胞を前述と同様の手法を用いて移植し、さらに速やかな歯髄の再生が生じるかどうかを検証したところ、幹細胞と血管内皮細胞を混合し、さらにVEGFを添加して移植すると、およそ1週間でdentin bridgeを有する歯髄様組織が再生できることがわかった。実験結果の一部は、Journal of Endodontics、International Endodontic Journal、およびOdontologyなどの国際雑誌に掲載された。日本歯科保存学会においてジーシー優秀ポスター賞を受賞した。

これまでの我々の研究から、PLLA/ペプチドハイドロゲル混合型3次元スキャホールドとラット間葉系幹細胞をラット臼歯に移植すると、12週間でスキャホールド移植部が歯髄様組織で満たされることが分かっている。そこで、上記の培養方法(2)で得られた初代培養のCD146+MAP1B+ラット下顎臼歯歯髄幹細胞を、PLLA/ペプチドハイドロゲル混合型3次元スキャホールドとともに、根部歯髄を残し冠部歯髄のみを除去したラット上顎臼歯へ移植し、歯髄の再生が誘導可能かどうかを、12週間の動物埋植実験により検証する。1.炎症歯髄より採取した幹細胞の炎症上顎臼歯への移植実験を行う。実際の臨床においては、炎症を生じた歯髄より幹細胞を採取し、その細胞を当該歯へ移植することが想定される。そこで本実験においては、炎症を生じさせた下顎臼歯より幹細胞を採取後、あらかじめ歯髄炎を生じさせた上顎臼歯へ移植し、歯髄組織が再生可能かを検索する。a.LPSにより炎症をおこさせた下顎第一臼歯を抜歯後、実験1、2と同様の手法によりラット下顎臼歯歯髄幹細胞(CD146+MAP1B+細胞あるいはCD146+STRO1+細胞)を採取し、37日間培養・増殖させる。b.ラウンドバーを用いて上顎および下顎臼歯を点状露髄後、LPSを貼薬し、それぞれの歯に実験的歯髄炎を生じさせる。c.幹細胞添加三次元スキャホールドを実験5aの上顎炎症歯髄へ、12週間埋入する。d.再生した組織の評価:実験2と同様に、再生した歯髄組織を組織学的、免疫組織化学染色学的、分子生物学的に検索する。2.自家幹細胞と自家血管内皮細胞を用いたラット上顎歯髄組織の再生を実施するa.実験1と同様の手法を用いてラット下顎臼歯歯髄幹細胞(CD146+MAP1B+細胞)およびラット下顎臼歯血管内皮細胞(CD146+MAP1B-細胞あるいはCD146+STRO1+細胞)を採取する。これらの細胞を細胞増殖効率が優れていた培養液および培養条件を使用し、23日間培養し、増殖させる。b.幹細胞・血管内皮細胞添加PLLA/ペプチドハイドロゲル混合型三次元スキャホールドの作成:実験2と同様の手法を用い、ゲル状の三次元スキャホールドを作成する。c.上顎臼歯への幹細胞・血管内皮細胞添加三次元スキャホールドの埋入:実験2と同様に三次元スキャホールドを、12週間埋入する。歯内療法学投稿中のオンラインジャーナル2本分の投稿料を確保していたため、次年度使用額が生じた。注文した抗体が、国内在庫がなく、年度内に納品できなかったため。上述のオンラインジャーナルの投稿料に、この次年度使用額を合わせて、使用する予定。研究計画に沿って、計画的に助成金を使用し、研究を滞りなく実施する。
“基板のクランプ効果による可逆配向スイッチング機構”を用いた巨大圧電体膜の創成

(100)/(001)配向したPb(Zr0.5Ti0.5)O3膜をSi、SrTiO3およびCaF2基板上に作製した。電界印加時には、可逆な格子の伸長と(100)配向から(001)配向へのドメインスイッチングが確認された。格子の伸長はすべての膜でほぼ同様に観察されたのに対し、ドメインスイッチングはSi基板上で最大となった。これが、Si基板上の膜の大きな圧電性の起源であると考えられる。本研究の目的は、申請者が見出した“基板のクランプ効果により可逆応答する配向スイッチング機構"を用いて、巨大圧電特性を有する膜を創成することである。変位を阻害するため、否定的に捉えられてきた圧電体膜基板の“クランプ効果"を“配向をスイッチバックさせるための推進機構"として積極活用する。従来、圧電特性発現には電界に対しての結晶相の不安定性を利用した“相境界組成"が不可欠とされてきたが、これを用いることなく大きな圧電特性の発現を目指す。さらに、これまで“相境界組成"は鉛元素なしでは作製できないと考えられており、圧電体の非鉛化は困難とされてきたが、新機構の導入により非鉛圧電体膜を実現する。本年度の成果は以下である。1) (100)/(001)配向において、電界印加によって分極の方向をそろえる分極処理時に(001)配向が大きく変化することを確認した。この変化によって、応力とドメイン構造変化が考えられる。2)電界下で大きなドメインのスイッチングが起こっていることが、電界下のXRD観察から明らかになった。3) (100)/(001)配向に加えて、ドメインのスイッチングが期待できる(110)/(101)配向についても、Si基板上にPdO/Pdのバッファーを用いて再現性良く作製できるようになった。MOCVD法によるPb(Zr, Ti)O3膜の作製は順調に進んでいる。また非鉛圧電体の作製にも着手できた。さらに評価は電界下も含めて当初の予定通り進んでいる。本研究の目的は、研究代表者が見出した“基板のクランプ効果により可逆応答する配向スイッチング機構"を用いて、巨大圧電特性を有する膜を創成することである。本年度は以下の成果を得た。1)SiおよびSrTiO3基板上にZr/(Zr+Ti)比を変化させて{100}配向したエピタキシャル膜を作製した。その結果、(100)の体積分率が大きく、正方晶性が低いZr/(Zr+Ti)比の高い組成で、大きな圧電性が得られることが明らかになった。2)非鉛圧電体として(Bi1/2K1/2)TiO3膜の作製を行い、(100)SrTiO3基板上に正方晶のエピタキシャル膜を作製することに成功した。さらに得られた膜は強誘電性を有し、その残留分極値は、膜の正方晶性から予想される自発分極値とおおよそ一致することを確認した。この成果によって、非鉛の強誘電体でもドメインスイッチングによる大きな圧電性発現の可能性が見いだされた。非鉛圧電体の正方晶強誘電体の(Bi1/2K1/2)TiO3のエピタキシャル膜の作製に成功したことで、組成相境界を用いない大きな圧電性の発現が非鉛材料でも実現できる可能性がでてきた。1)製膜時にPb(Zr,Ti)O3膜に引っ張り歪が存在する場合は、最初に面内に分極したドメインが形成され、その後に上向きの分極が形成されるため、この2つの構造が組み合わさった非常に複雑なドメイン構造になりやすい。この構造が大きなドメインスイッチングと圧電性を生む可能性があることがあきらかになった。2)非鉛圧電体として(Bi1/2K1/2)TiO3および(Bi1/2Na1/2)TiO3-BatiO3膜の作製を行い、正方晶の膜が作製できることを明らかにした。

特に(Bi1/2Na1/2)TiO3-BatiO3膜では、分極が面何と面外に向いたドメインが共存した膜の作製の可能性が示唆された。この成果は、非鉛圧電体膜においても、ドメインスイッチングによる大きな圧電性発現を示唆している。(100)/(001)配向したPb(Zr0.5Ti0.5)O3膜をSi、SrTiO3およびCaF2基板上に作製した。電界印加時には、可逆な格子の伸長と(100)配向から(001)配向へのドメインスイッチングが確認された。格子の伸長はすべての膜でほぼ同様に観察されたのに対し、ドメインスイッチングはSi基板上で最大となった。これが、Si基板上の膜の大きな圧電性の起源であると考えられる。今後は、非鉛圧電体である(Bi1/2K1/2)TiO3膜も含めて検討を行う。物質系に依存しない圧電性向上方法を探索する予定である。正方晶強誘電体の(Bi1/2K1/2)TiO3に(100)/(001)の両方の配向を導入し、ドメインスイッチングによる大きな圧電性発現を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。工学酸化物機能材料29年度が最終年度であるため、記入しない。
先天性サイトメガロウイルス感染が顕性感染へと至るリスク判定法の開発

サイトメガロウイルス(CMV)gH領域について型特異的リアルタイムPCR法を開発し、厚生労働科学研究によって同定された先天性CMV感染児について検討した。血清抗体型(serotype)では両型が検出される例(重感染)であっても感染児尿中に存在するウイルス型(genotype)は片型のみであり、先天性CMV感染を起こしているウイルスは両型ではないことがわかった。異型CMVの重感染でも先天性CMV感染が起こされることを詳細に解明した。先天性サイトメガロウイルス(CMV)感染の要因は妊婦におけるCMV初感染と考えられてきた。しかし実際には既感染の妊婦でも起こり、妊娠中に中和できないタイプのCMVに重感染することが原因である。既に我々の研究室では血清抗体価から感染しているCMV型を判別できるELISA法を開発していた。このELISA法によりCMV gBのAD2領域に対する抗体の有無が、腎移植後のCMV関連疾患発生に関わることが明らかとなり(Transplant Infectious Disease, 2010)、先天性CMV感染症においても検討予定である。ELISA法では先天性CMV感染におけるCMV型別の感染経歴をみることが出来た(第25回ヘルペスウイルス研究会)。血清学のみでは現在感染しているウイルスを解析するに不十分である。CMV型を判別できるリアルタイムPCR法を開発した(第58回日本ウイルス学会)。感染した新生児が実際に尿中に排泄しているCMVのDNA量を型別に検出・定量を行った。ELISA法による血清学の結果より、先天性CMV感染児16例中2例(12.5%)が重感染によるものと分かった。樹立したCMV型別リアルタイムPCR法により、重感染2例において、尿中に排泄されるCMV型は1種類であると分かった。以上により、血清学的には重感染であるが、実際に先天性CMV感染を引き起こしているCMVは片型であり、これが妊娠中に重感染した型であると考えられた。先天性CMV感染の80%は不顕性感染であるが、発症に至る感染と、不顕性に終わる感染とを見分ける危険因子は全く解っていない。本研究の継続により症例数の増加と症例ごとの経時的調査を加え、重感染例が顕性感染のリスクとなりうるのかを検討したい。先天性サイトメガロウイルス(CMV)感染は妊娠中のCMV初感染によると考えられてきた。しかしCMV感染児はCMV既感染であった妊婦からも生まれており、中和できない型のCMVに重感染することが原因である。我々の研究室では既にCMV型特異的ELISA法を開発しており、AD169型とTowne型のCMVとして血清型を判別している。このELISA法により先天性CMV感染における母児血清中のCMV感染経歴を検討した結果、AD169型またはTowne型の片型CMVに感染している例が大半ななか、両型CMVに感染している例を見出した。また本研究ではCMV型を判別できるリアルタイムPCR法を開発した。AD169とTowneのCMV DNAを用い、両者が100倍未満のウイルス量比で混在している場合は少数側のCMV型も定量可能であることを確認した、実際にELISA法においてAD169型またはTowne型CMV抗体陽性と確認された感染児において、尿中CMV DNA量の型別検出・定量を行った。尿中に排泄されるCMV型は血清型と一致していた。更には血清中に両型CMV抗体を有する例では尿中CMV型は1種類であることが分かり、血清学的に重感染であっても体内で増殖しているCMVは片型である可能性が示唆された。血清型の異なるCMVの重感染を確認する方法(ELISA法・リアルタイムPCR法)を確立した。今後は先天性CMV感染例ごとの経時的調査を加え、片型感染例と重感染例、顕性感染例と不顕性感染例を比較し、顕性感染のリスクを引き続き検討したい。妊娠中のサイトメガロウイルス(CMV)初感染は、多くの胎児に先天性感染を引き起こす。顕性感染では精神発達遅滞や聴覚障害などが認められる。先天性CMV感染の80%は不顕性感染であるが、成長に伴い聴覚障害などを発症する例もある。初感染のみでなく、妊娠中に中和できないタイプのCMVに重感染すると、既感染妊婦でも先天性CMV感染は起こりうる。我々の研究室ではCMVのgH領域に対する血清抗体から感染しているCMV型を判別できるELISA法を有しており、また前年度までにCMV型判別用のリアルタイムPCR法を開発した(J Clin Microbiol 2012)。健常妊婦344人におけるCMV抗体保有率は68%であり、型別抗体保有率はCMV-ADが41%、CMV-Toが18%、重感染が6%であった。gHに対するIgG抗体のサブタイプはIgG1とIgG3に偏っており、胎児に移行抗体として運ばれうるサブタイプであった。胎児における感染防御を担っていることが示唆された。

先天性CMV感染において、顕性感染では移行抗体となりえないIgGサブタイプに偏りがあると仮定して検証を行ったが、顕性感染へのリスク因子として見出すには至らなかった。CMV感染児における尿中CMV型、また児と母親におけるCMV血清型の検討を行った。血清型の検索により見つかった重感染を精査したところ、当初認められていた2つの型(CMV-ADとCMV-To)のCMV抗体のうち一方(CMV-To)が生後1か月以降消失した例を確認した。尿中ウイルスが1種類(CMV-AD)であることからも、消失した抗体は移行抗体であったと考えられる(in submission)。CMVの重感染例でも先天性CMV感染が起こり、異型の移行抗体では防御できていないことが明らかに出来た。今後は病原性に寄与しうるCMV型を特定・解析出来る方法の確立に努めたい。我々の研究室で開発した既存のELISA法を用い、先天性CMV感染児とその母親のCMV感染状態を検討出来るに至った。また数種類のプライマー・プローブ・反応条件を検討した結果、新たにCMV血清型別リアルタイムPCR法開発に成功し、CMV感染児に適用することが出来た。結果は学会・研究会・論文にて発表出来たため、研究はおおむね当初の計画通り順調に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。来年度(最終年度)ではCMV型別ELISA法とリアルタイムPCR法を健常成人・CMV感染児とその母親に適用し、CMV型別抗体価・ウイルス量が経時的にどのような変化をおこすのかなど、CMV感染児で認められる特徴を探索する。また既存のELISA法を改良したIgGサブタイプ別CMV抗体も検討中である。これらの結果を総括し、学会・研究会・論文等で報告する。現時点で研究計画の変更または研究を遂行する上での問題点は認められていない。
caspin/PEDF/EPC-1による血管新生抑制作用の分子機序に関する研究

Caspin/PEDF/EPC-1による血管新生抑制作用の分子機序を解明すべく、免疫組織化学的解析とin situハイブリダイゼーションン法、ならびにin vitro実験モデルを用いて、軟骨分化におけるcaspinの分子動態の検討を行った。1.胎発生期マウス組織における免疫組織染色では、caspinは軟骨組織形成前の未分化間葉系細胞で特異的に発現し、軟骨が形成される部位のマトリックスで局所的に蓄積される。その後、内軟骨骨化に伴って消失するものの、骨外縁に沿って再び強く発現し、同部マトリックスで局所的に集積することが明らかにされた。3.マウス未分化培養細胞株ATDC5でのウエスタン法とRT-PCR法による解析では、insulin添加による軟骨分化誘導前には発現を認めないアグリカンやX型コラーゲン、ならびにVEGFの発現は分化誘導とともに増大し、さらに肥大軟骨細胞への分化時期に相当する分化誘導7日目以降もこれらの分子の発現は増大しつづけるのとは対照的にcaspinの発現は急激に減弱した。これらの解析結果から、無血管組織である軟骨の組織形成過程や内軟骨骨化における血管侵入抵抗性から許容性へのスイッチングの分子機序には、生理的な血管新生促成因子と抑制因子の発現バランスによる巧妙な調節機序が存在し、caspinが同機序の重要な抑制因子として関与していることが示唆された。caspin/PEDF/EPC-1による血管新生抑制作用の分子機序を解明すべく、今年度は免疫組織染色とin situハイブリダイゼーション法、ならびにin vitro実験モデルを用いて、軟骨分化におけるcaspinの分子動態の検討を行った。胎発生期のマウス組織において、caspinは軟骨組織形成前の未分化間葉系細胞で特異的に発現し、軟骨が形成される部位のマトリツクスで局所的に蓄積される。その後、内軟骨骨化に伴って消失するものの、骨外縁に沿って再び強く発現し、同部マトリックスで局所的に集積する。また、マウス未分化培養細胞株ATDC5でのウエスタン法とRT-PCR法による解析では、insulin添加による軟骨分化誘導前には発現を認めないアグリカンやX型コラーゲン、ならびにVEGFの発現が分化誘導とともに増大する。しかし、肥大軟骨細胞への分化時期に相当する分化誘導7日目以降、これらの分子の発現増大とは対照的にcaspinの発現は急激に減弱した。これらの解析結果から、無血管組織である軟骨の組織形成過程や内軟骨骨化における血管侵入抵抗性から許容性へのスイッチングの分子機序には、生理的な血管新生促進因子と抑制因子の発現バランスによる巧妙な調節機序が存在し、caspinが同機序の重要な制御因子として関与していることが示唆された。今後は、これまでの研究の継続を計りつつ、今年度の研究で完了し得なかったcaspin/PEDF/EPC-1による血管内皮細胞特異的アポトーシス誘導に関する分子機序の解析、ならびに未だ明らかにされていないcaspin受容体の単離・同定を目指した研究をも進める予定である。昨年度の解析結果から、無血管組織である軟骨の組織形成過程や内軟骨骨化における血管侵入抵抗性から許容性へのスイッチングの分子機序には、生理的な血管新生促進因子と抑制因子の発現バランスによる巧妙な調節機序が存在すること、ならびにcaspin/PEDF/EPC-1が同機序の重要な制御因子として関与していることが示唆された。今年度は、胎発生期マウス組織におけるcaspinの分子動態についてin situハイブリダイゼーション法による詳細な検討を進め、caspinが軟骨組織形成前の未分化間葉系細胞や増殖軟骨細胞、成熟軟骨細胞、前肥大軟骨細胞で特異的に発現し、その後、内軟骨骨化や膜性骨化の進展に伴って発現が消失するものの、骨外縁に沿って再び強く発現することを見出した。また、同検討結果は昨年度の胎発生期マウス組織における免疫組織染色によって得られた結束や、insulinによる軟骨様分化誘導が可能なマウス未分化培養細胞株ATDC5での解析結果とよく一致していた。

以上の結果から、無血管組織である軟骨組織から血管の豊富な骨組織へのダイナミックな変化の過程においてcaspinは特異的な発現分布を示し、且つその発現変化はアグリカンやX型コラーゲンならびにVEGFと逆相関すること、さらに、caspinは骨化完了後の骨外縁で強発現することによって骨組織への血管進入を生理的に制御している可能性が示唆された。今後は、本研究の継続を図りつつ、caspinによる血管内皮細胞特異的アポトーシス誘導に関する分子機序の解析、ならびに未だ明らかにされていないcaspin受容体の単離・同定を目指した研究を進める予定である。
バックスキャッタ通信と無線電力伝送を融合するための研究ツールの開発

IoTデバイスの電源問題を抜本的に解決するために、無電源で動作するバッテリレスIoTデバイスと、バッテリレスIoTデバイスに対して電波を介して通信機能と電源機能を提供する周辺環境を実現する。具体的には、数十μWでのバックスキャッタ通信と数mWの無線電力伝送を前提として、「1.バックスキャッタ送信と無線電力受信を具備したIoTデバイス」と「2.搬送波送信・バックスキャッタ受信・無線電力送信を具備した協調型アクセスポイント」を実現し、その上で動作する「3.既存の無線通信・バックスキャッタ通信・無線電力伝送が共存可能なMACプロトコル」を実証する。
アジアのテレビ広告におけるジェンダー役割の国際比較

「アジアのテレビ広告におけるジェンダー役割の国際比較」と題した本研究は、アジア諸社会のテレビ広告に現れるジェンダー役割の内容分析を中心とした国際比較を通じて、社会と広告の相互関係の解明をめざすものである。最大の研究目的は、異なった文化的・歴史的背景をもつアジア諸社会において、いかに広告におけるジェンダー役割が社会状況やその変化を反映しているかを明らかにすることである。具体的には、アジア6ヵ国(日本・中国・韓国・台湾・シンガポール・タイ)の広告において、ジェンダー役割、特に労働場面でのジェンダー役割がいかに現れているか、その類似点と相違点を考察することである。本研究の最終目標は、こうした課題を通して〈アジア広告の社会学〉という新たな研究分野を創設することである。また、研究実施計画について、平成30年度において、先行研究の検討/調査設計のための研究打合せ/各国における広告サンプルの収集と分析/広告専門家と視聴者のインタビュー調査を行っている。さらに、研究成果として、大学の授業での有効活用、国内外の学会発表や学術雑誌・学内論文への掲載を行っている。今後の研究計画について、各国のデータを収集と分析し、研究の結果をまとめ、学会発表や学術雑誌を続きたいと考えている。平成30年度において、2018年の6カ国(日本・中国・韓国・台湾・シンガポール・タイ)におけるテレビ広告サンプルの収集や広告専門家と視聴者のインタビュー調査を行い、研究計画どおりに進展している。今後の課題として、2019年から2020年までの広告サンプルを収集し、3年間のアジア6カ国のテレビ広告内容分析の研究調査結果の考察と取りまとめ、そして、国内外研究成果発表などを予定としている。(2019年度の計画)2018年度と2019年度の2年間研究結果による研究成果の国内外発表と論文の執筆/公開講座。具体的には、日本社会学会、日本ジェンダー学会、日本広告学会、日本タイ学会などで研究成果の発表を行う予定である。当初、2018年度にアジア6カ国の広告内容分析を行い、その結果を国内・国際学会において発表する予定であったが、広告内容分析に予定より多少時間がかかったため学会発表が行えず、未使用額が生じた。今後の使用計画として、アジア6カ国の広告内容分析の続き及び国内・国際学会での発表を次年度に行うこととし、未使用額はその旅費や参加費に充てることとしたい。具体的には、日本社会学会、日本ジェンダー学会、日本広告学会、日本マスコミュニケーション学会、広告研究国際会議などで研究成果の発表を行う予定である。
RNAi法を利用した変性促進遺伝子を抑制する椎間板細胞移植治療法の開発

椎間板変性抑制が腰痛対策として有効な手段になりうると考え、実験を行った。椎間板が有するshock absorberとしての働きには高い含水性を持つアグリカンを中心とした、プロテオグリカンが大きな役割を果たしている。アグリカンは特定の部位でMatrix MetalloproteinaseやADAMTS(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin-like repeat)ファミリーに属するいくつかのメタロプロテアーゼにより切断される。以上より、変性椎間板に発現しているadamts5遺伝子をsiRNA(small interfering RNA)を用いてknock downすることにより、椎間板変性を抑制させることが可能か否かを検討した。研究の方法として、in vitroとin vivo研究を行った。In vitro研究は家兎髄核細胞を用いて、adamts5遺伝子をknock downするために、siRNAを作成し、単層培養の髄核細胞にトランスフェクションし、real-time PCR法を用いてadamts5遺伝子のknock down率を検討した。その結果、アルジネートビーズ培養下で、adamts5 siRNAが取り込まれることが分かった。Adamts5のknock downが可能であるかを検討したところ、コントロールsiRNAに比べてadamts5 siRNAは約70%のknock down率を示した。In vivo研究では、家兎椎間板変性モデル(puncture model)を椎間板を18G針にて穿刺し作成し、無穿刺対照群と比較検討した。Adamts5 siRNA投与群とcontrol siRNA群を作成し、2週間毎に単純X線像で椎間板高を測定した。注入後8週間経過観察し、屠殺後MRIおよび組織学的検討を行った。MRIはT2像の輝度を4段階に分類しスコア化することにより評価した。組織は、椎間板組織の正中矢状断面をサフラニン-O、およびヘマトキシリンにて染色し、組織評価スコアによって評価した。結果は、椎間板高には変化を認めなかったものの、adamts5 siRNAを投与した群では髄核部の輝度が、コントロールsiRNAよりも有意に高く、高い水分含量を反映していた。組織学的なスコアでもadamts5 siRNA投与群で有意な変性の抑制が認められた。以上より、椎間板髄核変性において、adamts5は主要な役割を果たしていると考えられ、adamts5 siRNAを用いることにより椎間板変性を抑制し、腰痛を予防できる可能性があることがわかった。(1)髄核細胞の摘出:ラビット10匹をネンブタールにて犠牲に供し、その後無菌的に脊柱を摘出し、椎間板の髄核組織を無菌的に単離した。DMEM 10%FBSにコラゲナーゼ、プロネースを入れて37度で組織が完全に溶解するまでincubationして、椎間板組織が完全に分解後に遠心、70uMのセルストレイナーを使用して細胞を単離した。(2)髄核細胞のアルジネートビーズ内での三次元培養:摘出した髄核細胞を1.2%sodium alginateを用い、101mMCaCl_2溶液に滴下することでビーズ内に髄核細胞を包埋し、軟骨細胞分化培地(Takara)にて2週間3次元ビーズ内培養を行った。細胞の生存率、および形質を高めた後、以下の遺伝子導入に備えた。

ビーズ培養後すぐに12well plateに細胞を撒いて以下のトランスフェクションの実験に利用した。髄核細胞は1wellあたり5×10^4の細胞数で撒いた。(3)Knock down用dsRNAの作成:Knockdown用のRNAは、これまでの文献的検討、adamts-4(aggrecanase 1)、adamts-5(aggrecanase 2)および、我々の同定した椎間板変性を促進すると考えられるcilpが適切と考え、これらの作製を行った。(4)髄核細胞への遺伝子導入:現在リポフェクション法を用いて、rabbit adamts-4(aggrecanase 1)、adamts-5(aggrecanase 2)、cilp(cartilage intermediate layer protein)の遺伝子のmRNAに対するtarget sequence(2本鎖のRNA)の決定および、髄核細胞にトランスフェクションする条件を検討している。試薬はTakaraのtrans-it-TKOを用いて試薬の濃度、RNAの濃度、FBSの濃度、反応時間等の条件検討を現在行っている。最適な条件の決定は、rabbit adamts-4,5の発現をreal-time PCRを用いて行なう予定である。Real-time PCRはSyber greenを用いた系で行っている。standardを作成するためにまずrabbit髄核細胞より抽出したRNAを逆転写し、cDNAを合成した。そのcDNAをtemplateとしてadamts-4,5,およびcilpのprimerを作成して、PCRをTakara Ex taqを用いて施行した。PCR productをゲルで泳動してバンドを確認後にTA cloningを行った。そこで作成したプラスミドをreal-time用のstandardとして現在利用している。研究課題に対し、今年度は以下の検討を行った。(1)髄核細胞の摘出ラビット10匹をネンブタールにて犠牲に供し、その後無菌的に脊柱を摘出し、椎間板の髄核組織を無菌的に単離した。コラゲナーゼ処理をして細胞を単離した。(2)髄核細胞のアルジネートビーズ内での三次元培養摘出した髄核細胞を1.2%sodium alginateを用い、軟骨細胞分化培地(Takara)にて2週間3次元ビーズ内培養を行った。ビーズ培養後すぐに12 well plateに細胞を撒いて以下のトランスフェクションの実験に利用した。
「ソフトウェア=プログラム+ドキュメント」の視点に基づく多言語対応大規模コーパス

人工言語で書かれたソースプログラムだけでなく自然言語で記述されたドキュメントを含めて総合的に扱うことができるCASEツールの開発をめざして以下の研究を行なった.1.C言語プログラムに関する細粒度のモデルI-modelと組み合わせて使うことができる,コメントに関するモデルComment-viewを整備した.2.ソースプログラムとドキュメントの各々に含まれる識別子に注目し,ソースプログラムとドキュメントの対応付けを行なう手法を提案した.ドキュメントに含まれる識別子に関して,文脈を考慮して「定義」と「参照」に区別して扱うことにより,識別子名の一致のみによる対応付けよりも有用なもめにした.3.プログラム中の英文コメントを抽出し,構文解析することによって得られた情報から,コメント記述の特徴を得る手法を示した.4.コーパスの作成支援のために,情報工学で多用されるカタカナ語を対象として,対象文書における文字列の出現頻度を用いた単語分割を行う手法を提案した.5.多様なプログラミング言語を対象となるように再利用可能なCASEツール・プラットフォーム支援環境を提案した.ソースプ面グラム中に存在する複雑な名前空間を表現するために,記号表間の関係をモデル化することで多くのプログラミング言語での利便性が高まった.6.Javaのメソッドを対象に,慣習に沿った識別子の命名作業を支援するためのシステムを提案した.具体的には,Javaのメソッド名と対応するドキュメンテーションコメントから,開発プロジェクトで使用されているメソッド名の命名規則を抽出する手法を提案した.7.既存プロジェクトのソースプログラム内のコメント文を抽出し,そのコメント文を検索,参照することで新規追加プログラムに対するコメント文作成を支援する手法を提案した.8.本研究で整備したコーパスを用いる応用アプリケーションの作成を通じて,コーパスを評価・洗練することを目指してキーワード系列をクエリとして受け取り,それらが形成する構造的なパターンを自動的に同定する用例文検索を提案した.人工言語で書かれたソースプログラムだけでなく自然言語で記述されたドキュメントを含めて総合的に扱うことができるCASEツールの開発をめざして以下の研究を行なった.1.C言語プログラムに関する細粒度のモデルI-modelと組み合わせて使うことができる,コメントに関するモデルComment-viewを整備した.2.ソースプログラムとドキュメントの各々に含まれる識別子に注目し,ソースプログラムとドキュメントの対応付けを行なう手法を提案した.ドキュメントに含まれる識別子に関して,文脈を考慮して「定義」と「参照」に区別して扱うことにより,識別子名の一致のみによる対応付けよりも有用なもめにした.3.プログラム中の英文コメントを抽出し,構文解析することによって得られた情報から,コメント記述の特徴を得る手法を示した.4.コーパスの作成支援のために,情報工学で多用されるカタカナ語を対象として,対象文書における文字列の出現頻度を用いた単語分割を行う手法を提案した.5.多様なプログラミング言語を対象となるように再利用可能なCASEツール・プラットフォーム支援環境を提案した.ソースプ面グラム中に存在する複雑な名前空間を表現するために,記号表間の関係をモデル化することで多くのプログラミング言語での利便性が高まった.6.Javaのメソッドを対象に,慣習に沿った識別子の命名作業を支援するためのシステムを提案した.具体的には,Javaのメソッド名と対応するドキュメンテーションコメントから,開発プロジェクトで使用されているメソッド名の命名規則を抽出する手法を提案した.7.既存プロジェクトのソースプログラム内のコメント文を抽出し,そのコメント文を検索,参照することで新規追加プログラムに対するコメント文作成を支援する手法を提案した.8.本研究で整備したコーパスを用いる応用アプリケーションの作成を通じて,コーパスを評価・洗練することを目指してキーワード系列をクエリとして受け取り,それらが形成する構造的なパターンを自動的に同定する用例文検索を提案した.(1)ソースプログラム動作部-コメント対応コーパスの設計ソースプログラムを解析し、動作部・コメント部を対応づけて取り出すシステムを設計した。「宣言的なプログラム解析が可能なRDFに基づく細粒度ソフトウェアリポジトリ」および「XMLを用いたCASEツール・プラットフォーム作成支援環境」にてこれらの成果を発表した。(2)ソースプログラム-マニュアル対応コーパスの設計ソースプログラムとドキュメントの間を、識別子の出現によって対応づけるシステムを設計・試作した。また、本システムによって得られる対応づけ情報を応用した支援型CASEツールの試作を行い、その有用性を確認した。「文脈に基づいたソースプログラムとドキュメント間の識別子の対応付け手法」にてこれらの成果を発表した。(3)日-英マニュアル対応コーパスの設計Linuxのマニュアル文書を題材として、同一内容の和文・英文のテキストの対応づけ実験を行った。マニュアル文の対応が多く1:N対応である、文の出現順序は交差しない、などの性質が見いだされた。自動対応づけの実験において、91.6%という正解率を得た。文書の対応箇所の同定、文書の分類を行う方法に関する研究成果として、「依存構造を用いたテキスト間の対応箇所の同定」「単語間の依存性を考慮したナイーブベイズ法によるテキスト分類」を発表した。(4)コーパス作成支援環境の設計技術文書に頻出する新語が未知語であることによる形態素解析・構文解析の誤動作を防ぐため、辞書を使わず文字列出現頻度に基づき単語分割を行う手法を開発した。定評のある日本語形態素解析器であるchasenによる解析結果と併用することで、従来よりも高精度の形態素解析を実現した。自然言語の意味解析には、語や概念の間の関係を構造的に定義するオントロジーが必要である。計算機科学分野の専門用語に関するオントロジーを構築する方法について研究を行った。文書からの専門用語の自動抽出、自然言語による辞書テキストから概念の包含関係を自動抽出する方法についての知見を得た。

実験はFreeBSDのドキュメントを対象として行った。本年度は,プログラム-ドキュメント間対応コーパスの作成支援システムの構築を目標に自然言語処理分野およびプログラムの分析に関して必要な要素技術の開発を行った.また,試験的に作成した対応コーパスを用いて,対応コーパスの応用技術である用例検索についても研究を行った.ニュース記事から,文節をまたがった名詞句や文を抽出することでコンピュータウィルスに関する事典を作成する手法を提案する.情報の抽出を,アドホックな知識である手掛かり語を利用したテンプレートを用いる方法ではなく,前後の形態素や文に含まれる単語などといった情報を素性として使用し,Support Vector Machineを用いて抽出を行う点が特徴である.実験の結果,平均で適合率86.2%,再現率77.5%という結果を得た.2.構文木に着目してXMLマークアップされたソースプログラム間の差分抽出CASEツールで利用される情報がマークアップされたソースプログラムのXML表現であるXSDMLを対象として,プログラムのバージョン間の精密な差分を抽出するアルゴリズムを提案する.差分を構成する編集操作がプログラムに対する編集の操作に対応していること,CASEツール応用に適した差分表現の出力形式を持つことが特徴である.3.依存構造に基づく英語用例検索システムキーワードの系列から構造的なクエリを自動生成するコーパス検索システムを提案する.依存構造に基づくコーパス検索を実現する.まず,ユーザからのクエリとしてキーワードの系列を受け取り,受け取ったクエリに対して,クエリ中のキーワードを含むような依存構造パターンを,依存構造付きコーパスを参照しながら自動生成し,それにマッチする依存構造を持つ文を検出する.依存構造を活用したコーパス検索が実現できる一方で,ユーザは事前に文法を設計する必要もなければ,LSEのように構造的なクエリを編集する必要もなく,キーワードに基づくシステムと同じように簡単にシステムを利用できる.本年度は,プログラムードキュメント間対応コーパスに基づく応用アプリケーションの実現により,対応コーパスの有効性の確認および問題点の検証を行った.1.プログラマ向け応用アプリケーションの開発ソフトウェア開発では,プロジェクト毎にプログラムの識別子に対する慣習的な命名法が存在する.これに従うことで,開発者は識別子名からその内容に関する認識を共有することができる.また,プログラム理解に必要なコストを低減する効果もある.慣習に不慣れなプロジェクト新規参入者が慣習に沿った命名を行うことを支援するツールを開発した.
核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングの試作とその特性

核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングにおいては、大量生産が容易であること、液体金属との両立性やトリチウム透過バリアー、絶縁性バリヤーとしての機能が使用条件下において長期間にわたり確保されることが必要である。本研究では、候補材料を選定し、それらの材料について実際のコーティングを試作したのち、その特性測定を行うことにより、核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングの製造方法を確立することを目的にした。その成果は以下のようにまとめられる。(1)セラミックコーティング用材料の選定:熱力学的安定性の検討やバルク材料を用いた実験により、Li17-Pb83に対しては、耐食性と電気絶縁性からAl_2O_3とY_2O_3を候補材料として選定した。一方、金属リチウムに対しては完全は耐食性を持つものは酸化物中には見いだされず、窒化物であるAlNを選定した。(2)セラミックコーティング用材料の核融合炉環境下における物性変化:上記により選定した材料の高温液体金属共存実験後の電気絶縁性を測定したところ、Y_2O_3については、金属リチウムによる還元のために亜定比化合物が生成し、電気絶縁性が低下することを見いだした。また、高温放射線照射下では、照射誘起電気伝導によりコーティングの絶縁性が大きく低下することを示した。(3)セラミックコーティングの試作とその実用性についての評価:上記の結果をふまえ、いくつかの方法によりAl_2O_3、Y_2O_3、AlNなどのコーティングを作製し、その特性を測定した。その結果、プラズマ溶射法については、内部に生成する気孔の除去が課題であり、ディップコーティング法では、特にAlNコーティングの場合に、効率的な窒化方法が検討課題であること、スパッタリング法では、下地の処理が必要であることを結論した。そして、現時点でもっとも有望なコーティングは、Li17-Pb83に対してはAl_2O_3のディップコーティングであり、金属リチウムに対しては、ディップコーティング法やスパッタリング法でAl層を作製した上にスパッタリング法やCVD法によって作製したAlNコーティングであると結論した。核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングにおいては、大量生産が容易であること、液体金属との両立性やトリチウム透過バリアー、絶縁性バリヤ-としての機能が使用条件下において長期間にわたり確保されることが重要である。本研究では、いくつかの候補材料について実際にコーティングを試作し、その形態、化学組成、物性などの測定を行い、核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングに適した作製技術を確立すること、また作製したコーティング試料について、放射線照射下、高温下、高腐食性雰囲気下における諸機能の変化についての知見を得ることを目的として研究を行いつつある。平成7年度は本研究計画の初年度であり、以下のような成果を得た。(1)セラミックコーティングの試作:化学緻密化法、プラズマ溶射法、ディップコーティング法などの方法で、Al_2O_3,Al_2O_3-MgO,Y_2O_3などのセラミックコーティングを試作しつつあり、その製造条件や製造過程における試料の組織変化などについて明らかにしつつある。またこれらと並行して、スパッタリング法を試みるための装置を整備した。(2)セラミックコーティングの特性評価:(1)により作成した試料について、SEM,XMA,XRD,化学インピーダンス測定装置などにより、その形態、化学組成、コーティングの健全性、電気伝導率などの評価を行いつつある。(3)セラミックコーティングの機能試験:(1)により作成した試料について、加速器を用い、放射線照射下、高温下、高電圧勾配下における電気伝導率の変化について測定しつつある。また、液体金属と共存する場合における還元に伴う電気伝導率の変化や両立性についての研究を行いつつある。これらの成果は、いくつかの国際会議での発表や投稿論文などにより、公表しつつある。

そして、現時点でもっとも有望なコーティングは、Li17-Pb83に対してはAl_2O_3のディップコーティングであり、金属リチウムに対しては、ディップコーティング法やスパッタリング法でAl層を作製した上にスパッタリング法やCVD法によって作製したAlNコーティングであると結論した。核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングにおいては、大量生産が容易であること、液体金属との両立性・トリチウム非透過性・絶縁性などの機能が使用環境下において長期間にわたり確保されることが重要である。本研究では、実際にコーティングを試作し、その作製技術を確立するとともに、使用現境下におけるその諸機能の変化についてあきらかにすることを目的とする。これらの目的を達成するため、以下のような研究を実施しつつある。(1)セラミックコーティングの試作:プラズマ溶射法、ディップコーティング法などによりAl_2O_3,Al_2O_3-MgO,Y_2O_3などのセラミックコーティングを試作し、その製造条件や製造過程における組織変化などについて明らかにした。またスパッタリング法のための装置を製作し、これを用いたAl_2O_3コーティング作製の条件を明らかにしつつある。(2)セラミックコーティングの特性評価:作成した試料について、その形態・化学組成・コーティングの健全性・電気伝導率などの評価を行いつつある。(3)セラミックコーティングの機能試験:作成した試料について、放射線照射・高温・高電圧勾配下における電気伝導率の変化について研究している。また、液体金属による還元に伴う電気伝導率の変化や両立性についての研究を行っている。今後は、これまでの研究をさらに進める一方、バルク材料の結果との比較を通して、セラミッタコーティングの材料としての特殊性を明らかにするとともに、AlNなどの酸化物以外のセラミックコーティングについての研究もあわせて実施する予定である。核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングにおいては、大量生産が容易であること、液体金属との両立性やトリチウム透過バリアー、絶縁性バリヤ-としての機能が使用条件下において長時間にわたり確保されることが重要である。本研究では、いくつかの候補材料を選定し、それらの材料について実際にコーティングを試作したのち、その形態・化学組成・物性などの測定と評価を行い、核融合炉液体ブランケット用セラミックコーティングの製造方法を確立することを目的として研究を行った。その成果は以下のようにまとめられる。(1)セラミックコーティング用材料の選定:熱力学的安定性の検討やバルク材料を用いた実験により、Li17-pb83に対しては、Al_2O_3,MgO,Y_2O_3などが候補材料として挙げられ、その中で電気絶縁特性が優れていることからAl_2O_3とY_2O_3が第一候補材料として選定された。一方、金属リチウムに対しては、Y_2O_3を除いて腐食耐性を持つものは酸化物中には見いだされず、窒化物についても検討した結果、AlNが候補材料として選定された。