hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光化学系I反応中心複合体を構成するFe-Sタンパク質の構造解析

葉緑体の光化学系I(PSI)複合体にはセンターA, B, Xと呼ばれる鉄・硫黄クラスターがEPRシグナルから同定されているが,その実体は不明であった.一方,ゼニゴケやタバコの葉緑体DNAの全構造が決定され,その中に2種の細菌型フェレドキシン様タンパク質をコードしうる構造が見出され, PSI中に存在する各サブユニットとの対応の有無が問われることとなった.そこで,ホウレンソウ葉緑体よりPSI複合体を調製し,当量のη-ブタノールで処理し,水層に抽出されるタンパク質をカルボキシメチル化したのち, DEAE-トヨパールや逆層HPLCによる操作で9, 14,および19kDaタンパク質を精製した. Cm-9kDaタンパク質のN末端構造29残基の同定により,その中に細菌型フェレドキシンの鉄・硫黄クラスター構造に必須の配列と完全に一致する構造上見出し,さらにこれがDNAから示唆されていたものと非常に類似のものであることを突きとめ,今回PSIからとり出したタンパク質9kDaがクラスターA/B上構成するタンパク質そのものであると結論できた.さらにこのホウレンソウ9kDaタンパク質の全構造も決定し,それらが2つの鉄・硫黄クラスターを構成しうるものであることを確認した.さらに他の細菌フェレドキシンの構造と比較すると中央とC末端部に余分のアミノ酸が挿入された形であり,しかもその部分は疏水的で,チラコイド膜の中に埋もれて,機能するのに都合のよいものであることが判明した.また,光合成細菌により近い構造をしており,これの進化的位置付けにも言及できた.さらにこのタンパク質上鉄4原子,硫黄3原子を含む状態で抽出することにも成功し,その吸収曲線が細菌型フェレドキシンのそれとよく似ていることも確認しえた. EPRスペクトルI測定する段階となっている.藍藻にもこの類似物が見つかっている.またチラコイド膜内の存在状態も検討中である.葉緑体の光化学系I(PSI)複合体にはセンターA, B, Xと呼ばれる鉄・硫黄クラスターがEPRシグナルから同定されているが,その実体は不明であった.一方,ゼニゴケやタバコの葉緑体DNAの全構造が決定され,その中に2種の細菌型フェレドキシン様タンパク質をコードしうる構造が見出され, PSI中に存在する各サブユニットとの対応の有無が問われることとなった.そこで,ホウレンソウ葉緑体よりPSI複合体を調製し,当量のη-ブタノールで処理し,水層に抽出されるタンパク質をカルボキシメチル化したのち, DEAE-トヨパールや逆層HPLCによる操作で9, 14,および19kDaタンパク質を精製した. Cm-9kDaタンパク質のN末端構造29残基の同定により,その中に細菌型フェレドキシンの鉄・硫黄クラスター構造に必須の配列と完全に一致する構造上見出し,さらにこれがDNAから示唆されていたものと非常に類似のものであることを突きとめ,今回PSIからとり出したタンパク質9kDaがクラスターA/B上構成するタンパク質そのものであると結論できた.さらにこのホウレンソウ9kDaタンパク質の全構造も決定し,それらが2つの鉄・硫黄クラスターを構成しうるものであることを確認した.さらに他の細菌フェレドキシンの構造と比較すると中央とC末端部に余分のアミノ酸が挿入された形であり,しかもその部分は疏水的で,チラコイド膜の中に埋もれて,機能するのに都合のよいものであることが判明した.また,光合成細菌により近い構造をしており,これの進化的位置付けにも言及できた.さらにこのタンパク質上鉄4原子,硫黄3原子を含む状態で抽出することにも成功し,その吸収曲線が細菌型フェレドキシンのそれとよく似ていることも確認しえた. EPRスペクトルI測定する段階となっている.藍藻にもこの類似物が見つかっている.またチラコイド膜内の存在状態も検討中である.
ポンプ圧送による自己充填コンクリートの流動性変化

ポンプ圧送による自己充填コンクリートの流動性変化のメカニズムを明らかにした。流動性変化に影響するのはコンクリート中のモルタル相であると見なし,ポンプ圧送によりモルタル中に生じる応力がセメント粒子の分散・凝集状態に着目してメカニズムを解明した。ボンプ圧送によりコンクリート内に生じる応力には圧縮とせん断の二種類あるが,流動性変化に影響するのは主としてせん断応力であることが分かった。そして,水セメント比と練り混ぜ方法の違いが外力の作用による自己充填モルタルの流動性変化に与える影響を観察し,セメント粒子の凝集分散状態に着目して流動性変化のメカニズムを説明した。自己充填モルタルの配合上の水セメント比や練り混ぜ方法(投入エネルギー)の違いが,外力の作用によるモルタルの流動性変化に大きく影響を及ぼしていることがわかった。以下にまとめを記す。1)水セメント比の増加に伴い流動1生変化量が大きくなった。一方,練り混ぜ時のエネルギーの増加に伴い,流動性変化量が小さくなることがわかった。2)水セメント比が大きくなるに従い凝集したセメント粒子内部に拘束される吸蔵水が多くなり,せん断応力による凝集粒子の分散によって生み出される自由水量が多くなるため,ロート速度の変化量が大きくなると仮定すると現象を上手く説明できた。3)練り混ぜ時の投入エネルギーが大きくなるほどセメント粒子が良く分散し,凝集したセメント粒子内部に拘束される吸蔵水量が少なくなり,これがせん断応力により凝集粒子が分散した際に生じる自由水量を少なくし,ロート速度の変化量が小さくなると仮定すると現象を上手く説明できた。(4)フロー試験結果により示される変形性については,上記のせん断応力により生じる自由水量の増減に加えて,水セメント比や練り混ぜ方法の違いにより生じるセメントの比表面積の違いを考慮することにより説明できた。以下にまとめを記す。ポンプ圧送により生じる自己充填コンクリートの流動性変化の原因を,セメント粒子の分散状態の変化と仮定した。外力により凝集していたセメント粒子が分散し,これが流動性変化をもたらすとの仮説を立て,フレッシュモルタルを用いた模擬圧送実験により検証した。ポンプ圧送によるコンクリート中に生じる応力として圧縮応力,および,コンクリートの管壁との摩擦による生じるせん断応力の二つを想定した。圧縮力は加圧ブリージング試験器により,せん断力は再練り混ぜにより作用させた。セメント粒子の凝集・分散状態変化はBET比表面積の測定,および圧縮強度試験により推定した。加えて,高性能AE減水剤の吸着量の変化を全有機炭素計により測定した。これらを,外力を作用させないモルタルの測定結果と比較した。これらの実験の結果,以下のことが明らかとなった。(1)外力を作用させる前の流動性が作用後の流動性変化に大きく影響を及ぼし,流動性が高い配合のモルタルほど流動性の変化量が小さくなった。(2)外力の作用によるセメント粒子が分散することが間接的に確認できた。また,高性能AE減水剤吸着量の増加が認められた。(3)外力の作用により,セメント単位表面積あたりの高性能AE減水剤吸着量が減少した。これが外力によるフレッシュコンクリートの変形性低下の原因であるものと思われる。(4)もう一方の流動性変化の要素である粘性減少のメカニズムは完全には明らかに出来なかった。セメント粒子の分散が及ぼす自由水量変化が影響しているとの仮説を立て,最終年度に解明する。ポンプ圧送による自己充填コンクリートの流動性変化のメカニズムを明らかにすることを目的として行った。ポンプ圧送によりフレッシュ時の自己充填コンクリート中に生じる応力は,圧縮応力とせん断応力の二つが考えられ,これを実験室内で模擬することの出来る方法を開発した。研究対象を,コンクリート中の流動性変化を生じていると考えられるモルタルとした。

最終年度となる本年度は,ポンプ圧送により自己充填コンクリートのモルタル相に生じる流動性変化のうち,初年度に明らかにした「変形性低下」に引き続いて,もう一方の「粘性低下」のメカニズムを解明することを目的として行った。仮説「凝集状態から分散したセメント粒子から解放された吸蔵水が自由水となり,モルタルの粘性が低下する」立て,これを検証した。圧縮応力とせん断応力による流動性への影響を比較すると,圧倒的にせん断応力による影響の方が大きいことが分かった。以下,せん断応力のみを生じさせて実験を行った。モルタルの初期の練り混ぜ方法を変え,流動性変化を比較した。その結果,練り混ぜ時に投入するエネルギーが大きいほど応力による流動性変化が小さくなった。初期の十分な練り混ぜによりセメント粒子が分散されていれば,その後のせん断応力によりさらに分散される程度が小さくなったと考えられる。そして,水セメント比を変えたモルタルの流動性変化を比較した。その結果,水セメント比が大きいほど,粘性の低下率が大きくなった。これは,初期の練り混ぜ時にセメント凝集体内部に多くの水を溜め込み,これがせん断応力によって放出されることによるものと思われる。以上,ポンプ圧送による変形性低下に続いて,粘性の低下も同時に再現することが可能となった。自己充填コンクリートのポンプ圧送による流動性変化の一般則構築の見通しを得ることができた。
ラット化学発癌モデルにおける発癌関連遺伝子のクローニングと遺伝子診断への応用

ヒト肝細胞癌は肝炎ウイルスによる肝細胞破壊と再生が反復して生じることにより誘発されると考えられている。我々はこのような発癌過程早期でどのような遺伝子発現の変化が生じるかを明らかにすることにより、ヒト肝生検材料を用いた肝細胞癌の早期診断あるいは高危険群の同定を試みた。ヒト肝癌では5mm以下の腫瘤を検出し採取することが困難であるため、発癌早期の発癌関連遺伝子のクローニングにはラット化学発癌モデルを用い、分離した遺伝子につきヒト肝細胞癌での発現を検討した。既知の発癌関連遺伝子であるグルタミルSトランスフェラーゼが高頻度に分離されたが、他にも既知の遺伝子といくつか未知の遺伝子も分離され、エメリンはその一つであった。エメリン蛋白の発現部位は通常、核である。肝細胞癌株ではその発現量が極めて微量であったため、抗体を用いて直接ヒト肝組織における発現細胞の同定を試みた。肝細胞癌組織では線維隔壁、あるいは門脈域にわずかに弱陽性細胞が孤立性に観察されたが、肝細胞癌あるいは周囲の肝細胞ではその発現を検出できなかった。周囲の非癌部ではオ-ヴァル細胞が陽性を示した。この成績より肝細胞癌腫瘤およびその周辺のオ-ヴァル細胞におけるエメリン蛋白の発現が示唆されたが、この発現増強は肝細胞癌ないし周囲の肝細胞における変化というより、腫瘤内の非実質細胞あるいは脱分化したオ-ヴァル細胞に生じる変化を主に反映する可能性が高いと考えられた。
中国語と日本語の対照に基づく事象表現の総合的研究

本研究は当初の企画どおり、次のような成果が挙げられている。(1)事象記述については新しい言語事実の発見、(2)理論構築について、とくに静的事象の理論化や日中使役表現の共通性の発見、(3)心理実験の実施及びそれの成果が公表。(4)応用研究の成果として、コーパスによる言語研究の進展とともに、中国における40方言の音声データ作成及びデジタル化完成、(5)研を中心とする研究会は12回実施、(6)研究成果の公表や国際交流の促進のための国際フォーラムは2回開催、(7)事象関係の論文集は1冊出版済み、さらに4冊を企画中である。詳細は下記参照されたい。最後に、この科研の成果として中国の言語学関係者と日本の言語学関係者の交流が盛んになり、共同で更なる重要なプロジェクトを作ることとつながるようになったと言える。本研究は19年度に(1)事象表現が言語間でどのように異なるのか、それがテンス及びアスペクトマーカーの働きや複合述語の形成などの言語現象にどんな影響を与えるのかという対照言語学的問題、(2)事象表現をめぐる言語間の相違を説明するパラメータと、相違の背後にある普遍的メカニズムを解明するという理論言語学的問題について(「研究の目的」参照)、中国語と日本語の対照を通して、研究活動を行った。「研究実施計画」通りに、2007年9月1-2日に北京大学日本語日本文化学部と共催で「2007中日理論言語学国際研究フォーラム」という国際会議を開催した。この会議は2日間にわたり、参加者が120名を超える規模であったが、その中で70名が研究発表を行った。その会議の一日目に、本研究の分担者影山太郎先生は「出来事の世界とモノの世界」という基調講演を行い、代表者沈力、分担者酒井弘氏はほかの3名の研究者とともに「動詞は如何にわれわれの世界を捉えているのか」という題目でパネルディスカッションを行った。そのほかに、分担者村木新次郎先生、楊凱栄氏、星英仁氏は二日目にそれぞれ一般発表をした。日本語研究者と中国語研究者は上の2つのテーマをめぐって、有益な議論を交わし、一部の研究は最先端な研究成果をあげたと言える。現在、発表論文の一部を論文集にまとめ出版する予定である。さらに、この国際会議を通して、北京大学、清華大学、中国社会科学院語言研究所をはじめ多くの大学・研究所の研究者と交流し、ネットワークを作ることができたことも「19年度研究実施計画」の成果とも言える。本研究は20年度に(1)事象表現が言語間でどのように異なるのか、それがテンス及びアスペクトマーカーの働きや複合述語の形成などの言語現象にどんな影響を与えるのかという対照言語学的問題、(2)事象表現をめぐる言語間の相違を説明するパラメータと、相違の背後にある普遍的メカニズムを解明するという理論言語学的問題について(「研究の目的」参照)、中国語と日本語の対照を通して、研究活動を行った。「研究実施計画」通りに、平成19年度同様、データ収集及び整理・分類の作業を継続して行った。まず、方言分析について、ラマール、沈、星が方言調査のデータ分析の段階に入り、ラマール、沈はその研究成果を今年度の学会で発表した。さらに、理論的研究については、平成19年度で得られた成果は沈力・趙華敏(編)『華日理論語言学研究』(華苑出版社)に収め、20年度に出版する予定(印刷中)である。沈は本研究の成果を『中国語文』に公表した。また連携研究者の一人定延氏は『煩悩の文法』(筑摩書房)をすでに出版した。理論研究の遂行において、アスペクト・テンスに関わる言語現象だけではではなく、ムードやボイスに関わる現象も視野に入れ、データ収集を実施し、ラマールは平成20年6月にその研究成果を口頭で発表した。最後に、第二言語習得研究について、両言語の事象表現の相違が、中国語を母語とする日本語学習者にどのような影響を与えているか、調査紙による調査と読文時間計測実験によって解明しているところである。「研究実施計画」通りに、平成21年度は、データ収集及び整理そして分析を行った。

2009年7月26日に同志社大学で『2009中日理論言語学研究国際フォーラム』を行い、中国研究者と日本研究者共同で本科研の成果を公表した。この会議では、午前「事象表現に関する日中対照研究の展望」という題でパネルディスカッションを行った。パネラーは定延利之(神戸大学)、彭広陸(北京大学)、沈力(同志社大学)であり、コメンテータは益岡隆志(神戸市外国語大学)、杉村博文(大阪大学)であり、司会者は村木新次郎(同志社女子大学)である。午後の部では、20名の研究者は3つの会場に分けて研究成果を披露した。その中には、第一線で活躍している研究者だけではなく、大学院生など若手の研究も注目されている(予想される結果と意義(4)参照)。会場には150名に上る参加者が来られた盛大な会議であった。平成22年度に、本科研(19-21)の三年間の研究成果をまとめて影山太郎・沈力(編)「中日理論言語学論集シリーズ(くろしお出版)」を出版する計画を立てている。それぞれ『複雑述語と事象構造』、『統語構造と意味解釈』、『統語範疇と語彙分類』、『事象タイプの記述研究』である。
高齢者のデンチャープラーク中の薬剤耐性菌と唾液抗菌物質との関連性

本研究では,高齢者における感染症予防のためのデンチャープラークコントロールの重要性を裏付けるデータ収集を目的とし,高齢者のデンチャープラーク,咽頭の微生物叢を薬剤耐性菌に着目して調査し,さらにそれらと唾液中の抗体価およびヒスタチン量を計測した.被験者は本学歯学部付属病院補綴科外来患者および徳島県内の老人病院入院患者とした.被験者の上顎義歯粘膜面および咽頭からプラークを採取し,総細菌,口腔連鎖球菌,ブドウ球菌,カンジダ,緑膿菌,MRSA,VREの菌数および検出率を計測した.検出されたカンジダについでは薬剤感受性試験を行った.同時に唾液を採取し,ELISA法を用いブドウ球菌,カンジダに対する抗体価とヒスタチン量を計測した.その結果,デンチャープラークの微生物数が多いと咽頭での微生物数が多い傾向にあり,ブドウ球菌,カンジダがデンチャープラークから検出されると咽頭からも検出される傾向にあった.カンジダについてはCandida albicans,C.glabrata,C.tropicalisなどが分離され,C.albicans抗真菌剤に対して高感受性の株が多かったが,C.glabrata,C.tropicalisはフルコナゾールに対して低感受性を示す株が多かった.また,MRSA,VREも分離された.唾液中のブドウ球菌,カンジダに対する抗体価は高い傾向にあり,ヒスタチン量は従来の報告に比較して少ない傾向にあった.高齢者のデンチャープラーク,咽頭の微生物叢が上述したような状況にあることは感染症予防という点からからは問題であるが,デンチャープラークの微生物数が多いと咽頭の微生物数が多い傾向にあることから,徹底したデンチャープラークコントロールを行うことで咽頭の微生物数をコントロールし,感染症予防につながるのではないかと考えられた.本研究ではデンチャープラークおよび咽頭プラーク中の細菌構成を調査し,特に,薬剤低感受性カンジダの分離頻度,バンコマイシン耐性腸球菌の分離方法の確立及び分離頻度の検討を行い,併せて唾液中の抗体価と,カンジダなどへの抗菌作用を有するヒスタチン量を調査し,高齢者,特にimmunocompromised hostにおける感染症予防のためのデンチャープラークコントロールの重要性をうらづけるデータ収集を目的としている.デンチャープラーク,咽頭プラークの定量方法に関しては従来より評価している総細菌数,口腔レンサ球菌数,ブドウ球菌数に加え,コロニーの発色によるカンジダの菌種を鑑別できる培地を用い,カンジダ数だけでなく,その菌種構成も検討可能となった.また,Enterococciの簡易分離方法も確立した.分離されたEnterococciは生化学試験を行い,菌種を同定した後,E-test,連続液体希釈法により薬剤感受性試験を実施した.また,唾液中のブドウ球菌,カンジダに対する抗体価,ヒスタチン量をELISA法にて計測する方法も確立した.カンジダについてはCandida albicansだけでなく,トリアゾール系抗真菌剤が奏功しないといわれるCandida glabrataなども検出され,その割合は被験者によって様々であった.また,Enterococciも分離されたが,バンコマイシン耐性株は検出されていない.さらに,来年度は健康な20歳代,健康な40,50歳代,健康な65歳以上,老人病院入院患者のグループを対象にデンチャープラーク,咽頭細菌,唾液を採取し,各被験者グループの咽頭,デンチャープラークの菌種構成,薬剤耐性菌の分離頻度と唾液性状の関連について検討していく予定である.本研究では,高齢者における感染症予防のためのデンチャープラークコントロールの重要性を裏付けるデータ収集を目的とし,高齢者のデンチャープラーク,咽頭の微生物叢を薬剤耐性菌に着目して調査し,さらにそれらと唾液中の抗体価およびヒスタチン量を計測した.被験者は本学歯学部付属病院補綴科外来患者および徳島県内の老人病院入院患者とした.被験者の上顎義歯粘膜面および咽頭からプラークを採取し,総細菌,口腔連鎖球菌,ブドウ球菌,カンジダ,緑膿菌,MRSA,VREの菌数および検出率を計測した.検出されたカンジダについでは薬剤感受性試験を行った.同時に唾液を採取し,ELISA法を用いブドウ球菌,カンジダに対する抗体価とヒスタチン量を計測した.その結果,デンチャープラークの微生物数が多いと咽頭での微生物数が多い傾向にあり,ブドウ球菌,カンジダがデンチャープラークから検出されると咽頭からも検出される傾向にあった.カンジダについてはCandida albicans,C.glabrata,C.tropicalisなどが分離され,C.albicans抗真菌剤に対して高感受性の株が多かったが,C.glabrata,C.tropicalisはフルコナゾールに対して低感受性を示す株が多かった.また,MRSA,VREも分離された.唾液中のブドウ球菌,カンジダに対する抗体価は高い傾向にあり,ヒスタチン量は従来の報告に比較して少ない傾向にあった.高齢者のデンチャープラーク,咽頭の微生物叢が上述したような状況にあることは感染症予防という点からからは問題であるが,デンチャープラークの微生物数が多いと咽頭の微生物数が多い傾向にあることから,徹底したデンチャープラークコントロールを行うことで咽頭の微生物数をコントロールし,感染症予防につながるのではないかと考えられた.
後腎原基培養系を用いたスリット膜発生機構の解析

腎糸球体上皮細胞のスリット膜が機能する上で重要な分子であるnephrinは免疫グロブリンスーパーファミリーに属する細胞間接着分子であるが、近年の研究で上皮細胞間の相互作用に関わるのみでなく、シグナル伝達分子としての役割を有することが示唆されている。そこで本年度は後腎原器培養系に各種のtight junction形成阻害剤や、シグナル伝達阻害剤を作用させ、その際のnephrin並びに他の上皮細胞関連分子の動態について解析を行ない、スリット膜形成時に果たす各蛋白質の役割を検討した。ラット胎生15.5日胚から取り出した後腎を12時間培養した後、各種阻害剤を培地に添加して更に72時間培養した。Src特異的阻害剤PP2を2μMまたは0.5μM培地に添加した場合には、器官の大きさに有意な差は見られなかった。このとき、糸球体上皮細胞スリット膜の構成分子であるnephrinのmRNA発現は僅かに低下する傾向が見られ、podocinのmRNA発現は顕著に低下した。しかし他の糸球体上皮細胞関連分子(podocalyxin)のmRNA発現には影響を与えなかった。このことから、スリット膜形成にSrc familyのチロシンキナーゼが関与することが示唆された。本研究課題で明らかになったことを以下にまとめる。1.ラット胎生15.5日腎を用いた器官培養系は、スリット膜が機能する上で重要な分子群の発現がin vivoと同様に誘導され、スリット膜関連分子を発現している高度に分化した糸球体が数多く存在し、スリット膜形成の解析に有用である。2.微量のPANがスリット膜の分化を特異的に阻害し、スリット膜構成分子がPANに対して最も感受性の高い標的であることが示唆された。3.スリット膜関連分子の正常な発現・分化にはSrcファミリーのチロシンキナーゼが関与することが示唆された。15.5日齢ラット胎児より後腎を摘出・培養した際のスリット膜関連蛋白の発現について検討した。nephrin mRNAの発現はラット胎生15.5日では検出されないが、胎生18.5日で確認された。また胎生15.5日から3日間培養した後腎でもnephrinの発現が確認された。自作の抗体と各種糸球体上皮マーカー抗体を用いて、スリット膜関連蛋白の発現を解析したところ、この時期にnephrin蛋白の発現が確認された。また糸球体上皮細胞関連蛋白podocin, podoplanin, podocalyxin, CD2AP, ZO-1の発現が確認された。糸球体上皮細胞には一部足突起形成が見られた。またラット胎生15.5日胚後腎を3日間培養した後、1、5、10mg/mlPANを添加してさらに3日間培養した際の、nephrin並びに他の上皮細胞マーカーのmRNAの発現をRT-PCRにて検討した。5および10μg/mlのPANを添加した場合には器官の成長を阻害したが、1μg/ml PAN処理群と対照群では糸球体成熟度や器官の大きさに差は見られなかった。また1μg/ml PAN処理により、スリット膜機能維持に重要な役割を果たしているnephrin(67.4%to control)およびpodocin(29.2%)のmRNAの発現が低下した。しかし、他の糸球体上皮細胞関連蛋白の発現には影響を与えなかった(podocalyxin:95.3%)。このことから、微量のPANがスリット膜の分化を特異的に阻害し、スリット膜構成分子がPANに対して最も感受性の高い標的であることが示唆された。本年度は、昨年に引き続いて15.5日齢ラット胎児より後腎を摘出・培養した際のスリット膜関連蛋白の発現について検討した。特に糸球体上皮細胞関連蛋白であるpodocin,podoplanin,podocalyxin,CD2AP,ZO-1の発現を、mRNAおよびタンパク質レベルで詳細に解析し、発現時期・部位が基本的に胎児腎のものと同様であることが明らかになった。今後さらにこの系におけるmRNAの発現部位をin situ hybridization法を用いて解析する予定である。糸球体上皮細胞の分化及びスリット膜形成等の微細な形態変化については、透過電顕と免疫電顕法を用いて、より詳細に検索中である。またこの後腎期間培養系を用いた実験で、微量のPANがスリット膜の分化を特異的に阻害し、スリット膜構成分子がPANに対して最も感受性の高い標的であることが示唆されたため、スリット膜形成等の微細な形態変化について透過電顕を用いて引き続き検討を行っている。さらに、後腎原器培養系に各種のtight junction形成阻害剤や、シグナル伝達阻害剤を作用させ、その際のnephrin並びに既知の膜蛋白質の動態と、スリット膜形成の有無について解析を行ない、各蛋白質のスリット膜形成に果たす役割を検討中である。糸球体上皮細胞関連分子のmRNAの発現、局在はRT-PCR・in situ hybridization法にて解析する。蛋白の発現は免疫蛍光法、免疫電顕にて解析する。また、スリット膜形成の有無は透過電顕にて解析する。

そこで本年度は後腎原器培養系に各種のtight junction形成阻害剤や、シグナル伝達阻害剤を作用させ、その際のnephrin並びに他の上皮細胞関連分子の動態について解析を行ない、スリット膜形成時に果たす各蛋白質の役割を検討した。ラット胎生15.5日胚から取り出した後腎を12時間培養した後、各種阻害剤を培地に添加して更に72時間培養した。Src特異的阻害剤PP2を2μMまたは0.5μM培地に添加した場合には、器官の大きさに有意な差は見られなかった。このとき、糸球体上皮細胞スリット膜の構成分子であるnephrinのmRNA発現は僅かに低下する傾向が見られ、podocinのmRNA発現は顕著に低下した。しかし他の糸球体上皮細胞関連分子(podocalyxin)のmRNA発現には影響を与えなかった。このことから、スリット膜形成にSrc familyのチロシンキナーゼが関与することが示唆された。本研究課題で明らかになったことを以下にまとめる。1.ラット胎生15.5日腎を用いた器官培養系は、スリット膜が機能する上で重要な分子群の発現がin vivoと同様に誘導され、スリット膜関連分子を発現している高度に分化した糸球体が数多く存在し、スリット膜形成の解析に有用である。2.微量のPANがスリット膜の分化を特異的に阻害し、スリット膜構成分子がPANに対して最も感受性の高い標的であることが示唆された。3.スリット膜関連分子の正常な発現・分化にはSrcファミリーのチロシンキナーゼが関与することが示唆された。
嗅覚記憶と意欲行動の神経回路メカニズム

嗅覚系は外界の多種多様な匂い分子(化学物質)を受容し、対象物の認知、情動の誘起、内分泌系の変化、さらには記憶の形成や想起を介して「目的行動への意欲」を生み出す神経システムである。これらの行動には、動物種特異的にプログラムされた「生得的な行動」と、過去の経験に依存する「学習依存的行動」が含まれる。本研究では熱帯魚ゼブラフィッシュを用いて、匂い学習の前後で活動するニューロン集団の相互関係、生得的行動と学習依存的行動に関わる神経回路素子のクロストーク、意欲行動とリンクして活性化する視床亜核の構造と機能を解析し、匂いの入力から行動意欲を生み出す神経回路メカニズムに迫る。
深層学習を用いたBモードおよび造影乳腺超音波コンピュータ支援診断システムの 開発

)本研究ではコンピュータ支援診断システム開発に深層学習の手法を用いる。深層学習には、画像と答え(この場合、病理の結果)が一緒になった乳腺超音波画像のデータセットが必要であり、まずこれを集める必要がある。平成29年度には、乳腺腫瘤を有する超音波画像をDICOM形式の画像として約2000例(2012年2016年分の画像)の収集を完了した。これらの画像はいずれも病理診断結果があり、良性ないし悪性の腫瘤のいずれかが予め解っている画像である。乳腺造影超音波検査はすでに乳腺腫瘤の造影超音波の動画および静止画像が約100例保存されている。次に、実際にはすでに収集したDICOM画像をJPEG画像に変換して、画像に描出されている乳腺腫瘤を正方形のボックス型の線で囲い込み保存する。これらの画像を病理診断名別に良悪性に分類した状態で保存する。平成30年現在、2016年、2015、2014年の画像データについてほぼ教師学習用データ作成が完了している。2)学習用データを用いた機械学習として今回、深層学習のうち畳み込みニューラルネット(以下CNN)という手法を用いる。すでに研究施設にある機械学習専用に作成された専用タワーデスクトップ型コンピュータのマザーボードやCPUなどを科研費により購入した新たな部品に交換してハードウェアの性能向上を達成した。ハードウェアのアップグレードに伴いCNNを実行できるソフトウェア環境を再構築した。3)画像診断における深層学習の活用は、放射線医学関連の学会で注目されているトピックであるため、本研究を含む深層学習の原理や画像診断のコンピュータ支援診断への応用について解説や講演を北米放射線学会(RSNA)2018、第54回日本医学放射線学会秋季臨床大会、第78回日本医学放射線学会総会などで行った。理由1)画像データセットの準備:コンピュータ支援診断システムを開発する際には、深層学習の手法を用いる。また、深層学習には画像に答え(正解)がある教師学習用データが必要である。この教師学習用データの作成をしている。実際にはすでに収集したDICOM画像をJPEG画像に変換して、画像に描出されている乳腺腫瘤を正方形のボックス型の線で囲い込み保存する。平成30年現在、2016から2014年までの画像データについてほぼ教師学習用データ作成が完了している。2)学習用データを用いた機械学習:今回、深層学習のうち畳み込みニューラルネット(以下CNN)という手法を用いる。3)将来展望についての研究広報活動:画像診断における深層学習の活用は、放射線医学関連の学会で注目されているトピックであるため、本研究を含む深層学習の原理や画像診断のコンピュータ支援診断への応用について解説や講演を国内外の各種学会、研究会で行った。1)良悪性アルゴリズムの作成およびテスト:収集した学習用画像データセット(非造影Bモード2000例)を用いて機械学習を実行して、乳腺腫瘤の良悪性識別のアルゴリズムを作成する。次にテスト相にて非造影Bモード1000例を用いて良悪性識別アルゴリズムのテスト行う。2)機械学習の最適化:完成した乳腺腫瘤の良悪性判定アルゴリズムについては、テスト相の結果を従来の研究と比較検討し、アルゴリズムのチューニングを行う。3)専門医と本研究で開発されたコンピュータシステムとの比較読影実験。最適化された機械学習の実験結果をテストするため、読影実験用画像データセットを用意して、3人の乳腺超音波診断の専門医と読影実験を行い、その結果を比較する。乳腺腫瘤の良悪性判定について行う。5)研究成果のまとめと研究発表の準備:読影実験後、その結果をまとめ、研究発表の準備を行う。研究発表は国内外のコンピュータ支援診断に関する学会、例えば日本医用画像工学会、日本医学放射線学会、RSNA(北米放射線学会)などの学会・研究会へ発表する1)本研究ではコンピュータ支援診断システム開発に深層学習の手法を用いる。

次に、実際にはすでに収集したDICOM画像をJPEG画像に変換して、画像に描出されている乳腺腫瘤を正方形のボックス型の線で囲い込み保存する。これらの画像を病理診断名別に良悪性に分類した状態で保存する。平成29年現在、2016年、2015年の画像データについてほぼ教師学習用データ作成が完了している。2)学習用データを用いた機械学習として今回、深層学習のうち畳み込みニューラルネット(以下CNN)という手法を用いる。すでに研究施設にある機械学習専用に作成された専用タワーデスクトップ型コンピュータのマザーボードやCPUなどを科研費により購入した新たな部品に交換してハードウェアの性能向上を達成した。ハードウェアのアップグレードに伴いCNNを実行できるソフトウェア環境を再構築した。3)画像診断における深層学習の活用は、放射線医学関連の学会で注目されているトピックであるため、本研究を含む深層学習の原理や画像診断のコンピュータ支援診断への応用について解説や講演を北米放射線学会(RSNA)2017、世界超音波学会(WFUMB TAIPEI)2017、第53回日本医学放射線学会秋季臨床大会、第77回日本医学放射線学会総会などで行った。1)画像データセットの準備:コンピュータ支援診断システムを開発する際には、深層学習の手法を用いる。深層学習には、画像と答え(この場合、病理の結果)が一緒になった乳腺超音波画像のデータセットが必要であり、まずこれを集める必要がある。平成29年度には、乳腺腫瘤を有する超音波画像をDICOM形式の画像として約2000例(2012年2016年分の画像)の収集を完了した。これらの画像はいずれも病理診断結果があり、良性ないし悪性の腫瘤のいずれかが予め解っている画像である。乳腺造影超音波検査はすでに乳腺腫瘤の造影超音波の動画および静止画像が約100例保存されている。また、深層学習には画像に答え(正解)がある教師学習用データが必要である。この教師学習用データの作成をしている。実際にはすでに収集したDICOM画像をJPEG画像に変換して、画像に描出されている乳腺腫瘤を正方形のボックス型の線で囲い込み保存する。2)学習用データを用いた機械学習:今回、深層学習のうち畳み込みニューラルネット(以下CNN)という手法を用いる。3)将来展望についての研究広報活動:画像診断における深層学習の活用は、放射線医学関連の学会で注目されているトピックであるため、本研究を含む深層学習の原理や画像診断のコンピュータ支援診断への応用について解説や講演を国内外の各種学会、研究会で行った。)本研究ではコンピュータ支援診断システム開発に深層学習の手法を用いる。
椎間板変性の実相解明、とくに静水圧環境変化に伴う椎間板NO産生と基質合成

腰痛発症の主座である椎間板変性の促進には力学的負荷が大きな役割を演じていると考えられる。しかし、なぜ力学的負荷が椎間板変性を促進させるのかについて、そのメカニズムは未だ明らかにされていない。Nitric oxide(NO)は1986年にFurchgott,Ignarroらのグループにより血管内皮産生血管拡張因子として初めて報告されたが、その後の研究により広範な生命現象に深く関わっていることが明らかとなってきた。本研究はNOが椎間板プロテオグリカン(以下PG)合成に及ぼす影響を明らかにするとともに、静水圧が椎間板NO産生を変化させるか、さらに、静水圧の椎間板PG合成調節機構iNOが関与しているか否かを明らかにした。NO合成酵素阻害剤であるL-NMAは、濃度依存的に椎間板NO産生を抑制するとともに、PG合成を促進した。また、外因性NO供与剤であるSNAPはPG合成を抑制した。これら二つの事実より、NOは椎間板PG合成に対し抑制作用を持つことが推察された。一方、PG合成能は静水圧3気圧で促進、30気圧で抑制されるのに対し、NO産生量は3気圧で抑制、30気圧で促進された。L-NMAの添加により、3気圧でのPG合成促進作用は増強され、30気圧での抑制作用は減少する傾向が示された。静水圧によるPG合成調節にNOが関与していることが推察された。我々は静水圧が椎間板マトリックスメタロプロテアーゼ産生にも影響を及ぼすことを明らかにしており、現在この過程におけるNOの役割を明らかにしている。今後、椎間板基質合成、分解におけるNOの役割を明らかにするとともに、椎間板変性抑制へ向けて研究を遂行したい。Nitric oxide(NO)は1987年にMoncadeらのグループにより血管内皮産生血管拡張因子として初めて報告されたが、その後の研究により広範な生命現象に深く関わっていることが明らかとなってきた。本研究は静水圧が椎間板NO産生を変化させるか、さらに、静水圧の椎間板プロテオグリカン(以下PG)合成調節機構にNOが関与しているか否かを明らかにした。腰椎後方椎間板切除術時に採取した椎間板29例を用いた。注射シリンジ内に培地とともに充填した椎間板を静水圧チャンバーにおいて、1、3、30気圧環境下に培養した。PG合成能はBaylissの方法による35S-sulfateの取り込み率より、NO産生量はGriss法により測定した。NO合成酵素阻害剤としてL-NMAを用いた。PG合成能は3気圧で促進、30気圧で抑制されるのに対し、NO産生量は3気圧で抑制、30気圧で促進された。L-NMAの添加により3気圧でのPG合成促進作用は増強され、30気圧での抑制作用は減少する傾向が示された。さらにNOはIL-1による軟骨細胞プロテオグリカン合成能抑制やマトリックスメタロプロテアーゼ活性化の仲介物質であることが解ってきている。L-NMAのようなNO合成酵素阻害剤は椎間板変性抑制薬としての可能性を秘めていると考えられる。
中世朝廷の儀式・饗宴を描いた日記・絵巻の製作と享受に関する研究

1、儀式・饗宴の記録の文化史的意義とその作者の伝記に関する研究これらを主題とする仮名日記を、どのように同時代の文学史・文化史に位置づけるべきかを考察した。とくに二条良基の作品については著書『南北朝の宮廷誌』に反映させた。また重要な作者として源通親・飛鳥井雅縁・姉小路基綱を取り上げた。その成果としていくつかの論文を公刊した。2、仮名日記の本文研究とデータ化鎌倉時代の公宴蹴鞠を物語風に描いた『二老革〓話』を翻刻した。また二条良基の仮名日記の9編のほか、足利義満の治世に関する仮名日記『鹿苑院厳島詣記』『鹿苑院西国下向記』『鹿苑院殿をいためる辞』などあわせて20編近くをテキスト・データ化し、それを基盤におのおのの伝本の書誌的研究を行い、校訂本文を整備した。3、中世朝廷の儀式・饗宴関係史料の伝本書目稿の編纂宮内庁書陵部・国立歴史民俗博物館・東京大学史料編纂所に蔵される史料を中心に、平安後期から室町後期までの主な宮廷儀式・饗宴を列挙し、これについての文献資料の有無と所在を一覧できるようにした。4、成果報告書の編纂と刊行A4版縦、211頁。内容は以下の通り。1.論文篇(全7篇)2.年表篇3.資料編1、儀式・饗宴の記録の文化史的意義とその作者の伝記に関する研究これらを主題とする仮名日記を、どのように同時代の文学史・文化史に位置づけるべきかを考察した。内容は以下の通り。1.論文篇(全7篇)2.年表篇3.資料編1.中世朝廷儀式・饗宴年表と文献資料一覧の作成平安時代後期より室町時代後期まで、ほぼ五百年間にわたる、即位・行幸・算賀・法会・歌会・蹴鞠など主な宮廷儀式・饗宴を整理し、これに関する文献資料・絵画資料の存在を調査した。その研究成果の一部として、『南北朝の宮廷誌-二条良基の仮名日記』(臨川書店、平成15年2月)を刊行し附録として「中世廷臣の仮名日記一覧」を作成した。これによりこのジャンルの作品を一覧することが可能になった。2.宮廷行事仮名日記の諸伝本調査1.の作業を経て、男性貴族の執筆にかかる仮名日記の諸本調査に着手した。流布本の誤りを訂正し得る善本が、多くの作品について未紹介である現状が明らかになった。まずは二条良基の仮名日記についての研究を進め、「『陽禄門院三十三回忌の記』について-東山御文庫蔵本の紹介と翻刻」(『古典資料研究』第4号、平成14年6月)、「二条良基と蹴鞠-『衣かづきの日記』を中心に」(『室町時代研究』第1号、平成14年12月)の二論文を発表した。また、こうした作品の伝本を多く所蔵する宮内庁書陵部・国立歴史民俗博物館・東京大学史料編纂所に度々赴き、写本の書誌学的調査を行った。必要に応じ紙焼写真を購入した。今年度は宮内庁書陵部蔵管見記(西園寺家伝来の典籍)、国立歴史民俗博物館蔵廣橋家旧蔵記録文書典籍類という二つのコレクションから、あわせて160点ほどの典籍の紙焼写真を購入した。3.北山准后九十賀記の研究鎌倉時代を通じて最大の宮廷の賀宴である、北山准后(藤原貞子)の九十賀(弘安10・1285年)に関する記録を研究した。『実冬卿記』『実躬卿記』などの漢文日記、文学作品である『とはずがたり』『増鏡』のほか、実際に御賀に楽人として参仕した中御門宗冬(?1311)の日記、東山御文庫蔵『宗冬卿記』を新たに見出し、上記の記録日記類と比較対照の上、全文を紹介・翻刻した。この研究成果は、論文「北山准后九十賀とその記録-東山御文庫蔵『准后貞子九十賀記(宗冬卿記)』の紹介」(『明月記研究』第7号平成14年12月)に発表した。(1)中世朝廷儀式・饗宴年表と文献・絵画資料所在一覧の作成前年度の作業に引き続き、平安時代後期から室町時代後期に至る期間の、即位.・行幸・算賀・法会・歌会・蹴鞠など主な宮廷儀式・饗宴に関する文献資料・絵画資料について調査した。

その成果の一部は既に『南北朝の宮廷誌』(臨川書店2003年2月)の附録として刊行しており、その拾遺である。この結果、これまで存在の知られていない作品、あるいは重要な伝本が見出された。宮内庁書陵部蔵『管見記』に含まれる『延徳御八講記』の室町期写本、国立歴史民俗博物館蔵廣橋守光筆の『相国寺塔供養記』などであり、いずれも紙焼写真を購入した。これらの本文を活字翻刻し提供する用意を進めた。(2)南北朝期の仮名日記のテキスト・データ化(1)の成果を踏まえて仮名日記の本文批判を行い、校訂本文を制定した。これをコンピュータに入力しテキスト・データ化した。今年度は『舞御覧記』『わくらばの日記』『相国寺塔供養記』『北山殿行幸記』『応永大嘗会記』『雲井の春』『春日社参記』『延徳御八講記』等、主に室町時代の宮廷行事に関する他の男性貴族の仮名日記12篇(約15万字)をデータ化した。(3)源通親日記(『高倉院厳島御幸記』)の研究源通親(11491202)の仮名日記は、彼が最も親しく仕えた高倉上皇の初度御幸、そして崩御という二つの大きな行事を扱い、このジャンルの嚆矢というべき重要な作品とされている。この日記について、諸本・成立など基礎的な問題を考察し、明月記研究会(平成15年8月29日)で発表した。その結果、最古写本の梅沢記念館本は鎌倉中期の書写であり、作品本文もまたその時期に原形本に大幅に改変されて成立していること、通親が作者であるとの通説にも再検討の余地があることが分かった。その成果は『明月記研究』9号(平成16年12月刊行)に掲載する予定である。(1)仮名日記作者の研究重要な作者として、継続して源通親、新たに飛鳥井雅縁と姉小路基綱を取り上げた。その成果として、「同時代人から見た足利義満」(16年5月6日、相国寺)、「姉小路基綱『延徳御八講記』について」(16年8月20日、埼玉大学)と題する講演と研究発表を行い、論文「『高倉院厳島御幸記』をめぐって」(『明月記研究』9号平成16年12月刊)・「姉小路基綱について」(『国文学研究資料館紀要』31号平成17年2月刊)を発表した。(2)仮名日記の本文研究とデータ化鎌倉時代の公宴蹴鞠を物語風に描いた『二老革〓話』を翻刻した。また足利義満の治世に関する仮名日記『鹿苑院厳島詣記』『鹿苑院西国下向記』『鹿苑院殿をいためる辞』を校訂し、テキスト・データ化した。(3)中世朝廷の儀式・饗宴関係史料の伝本書目稿の編纂今年度はアルバイト一名の補助を得て、宮内庁書陵部・国立歴史民俗博物館・東京大学史料編纂所に蔵される史料を中心に、平安後期から室町後期までの主な宮廷儀式・饗宴を列挙し、これに関する資料の所在を一覧できるようにした。(4)成果報告書の編纂と刊行構成は以下のようになる。A4版縦、300頁前後を予定している。1論文編(全8篇を予定)2中世朝廷の儀式・饗宴年表と文献・絵画資料所在一覧(稿)3仮名日記本文資料編
2自由度液面制御付加型体系的制御実験支援システムの開発

制御理論の授業にマッチングした実験項目を設計し、講義中心の授業をカバーする意味で、基本ボックスによる制御実験支援システムを開発するのを目的とする。企業から市販されている学習用PID制御器等はあるものの、高価なため学生の実験機器としての導入は困難である。ここでは、通常の制御理論等の数式の多いイメージのつかみ難い内容を実験が導入されることで、より学生の理解を増すことを狙いとする。また、アドバンストとしてX-Yステージ上での液面制御をこの支援システムに追加し、2自由度液面制御付加型の体系的制御実験支援システムの開発とする。この支援システムは授業や卒業研究等で実際に使用して、その効果を評価し検討する。この研究のため、4回の打合せ会議(石川高専1回、北陸先端科学技術大学での調査会議1回、仙台高専2回)を開いた。その上でまず、オペアンプ回路によって制御基本要素のP要素、I要素、D要素を構成し、さらにそれらを組み合わせたPI要素、PD要素およびPID要素を構成した。それをまとめた回路構成と入出力関係を明確に観測できるようにボックス型教育用制御実験支援ツールを製作した。次に、PID調節器を用いた実験を制御対象に適用して制御効果の実験とした。具体的には、制御の基本要素を構成するRC回路による実験基板を製作し、その入出力関係を入力信号としてステップ信号、ランプ入力(三角波入力)および正弦波入力をマルチ・ファンクション・ジェネレータから印加してオシロスコープおよび周波数特性分析器で調べた。その後RCの順序を入れ替えて同様の実験を行った。回路構成はRC基本ボックス3段を接続した。次にオペアンプ回路によってP要素、I要素、D要素と3つのアルミボックスをRC回路の場合と同様に作った。これら回路構成や組み合わせブロック構成は研究分担者である上町と相談の上、製作した。P要素、I要素、D要素などの基本ボックスによる仮実験を行った。また、ブロック化していない段階でのPID制御実験を平成22年度5年制御工学で行い、評価のためのアンケートを集計した。少々遅れたが、23年度後半部分で卒業研究「制御理論の授業を支援する制御実験支援システムの開発」を実施した。基本ブロック回路によるPID制御実験支援ツールによる制御の効果確認は終了した。その結果を「PID制御ボックス回路による制御実験支援システムについて」として発表した。また、この実験に入る前に同じPID制御実験によるアンケート調査を1クラスに対して行った。X-Yボールねじ盤による簡単な制御系は研究分担者である大場先生とともに実現させた。制御系としてはX-Yで楕円軌道を描かせる協調動作について構成し、その有効性を確認した。また、X-Y軸制御を完成させるためのソフトウェア部分を完成し、制御動作としてX軸およびY軸についてそれぞれの制御が1次元として動作するのを確認してその後に、X-Y軸同時に動いた場合の動作を確認した。なお、XおよびY軸それぞれの制御方式に関しては、すでに1軸での制御方式で行った線形制御を適用している。X-Y軸2自由度液面制御系を完成させるために、ハードウェアとして駆動部のACサーボモータとボールねじの連結は完了した。これらのハードウェアおよびソフトウェアはX-Yボールねじを用いた2自由度液面制御を実現する上で、すぐ搭載可能な構成となっている。また、制御ソフトウェアの部分を2つのPID制御器に置き換えることも可能な状態である。また、これによってPID制御による2自由度液面制御の体系的制御実験支援システム構築の基盤はできたと言える。PID制御基本ボックス回路を用いた平成24年度・卒業研究「PID制御教育支援ツールの製作」を指導し実施した。その中でPID制御実験支援システムとしてまず1セット作成した。この結果は電気関係学会東北支部連合大会(8月30日)の教育工学部門に「1PID制御ボックス回路による制御実験支援(第1報)」としてまとめた。また、平成24年度前期に行った本電子制御工学科5年生授業の制御工学においてこのPID制御実験支援システム・ツールを製作してもらい、このツールを用いてPID制御実験・実習を行った。1昨年度実施したPID制御実験(この支援ツールを用いない場合)によるアンケート調査および昨年度前期に実施したこの制御支援ツールによるPID制御実験のアンケート調査を行い、このPID制御支援ツールに対する評価を行った。この評価結果として平成24年度第18回高専シンポジウムin仙台(1月26日)にて2PID制御実験支援と評価を発表した。また、仙台高専・研究紀要にこれら1と2の結果をまとめてPID制御制御実験支援システムの構築という内容で投稿した。さらにこの結果に関する評価は本年度「高専教育」第37号に執筆予定であることを付け加える。また、このPID制御を液面の制振動制御に適用するための大振幅用センサ開発を行った。

研究分担者である大場先生とともに昨年度の発展版である「XーYテーブルの高精度軌跡追従制御系」を実現させた。楕円軌道等を描かせる協調動作についての軌跡補償器を構成し、精度の確実性およびその有効性を確認した。また、XーY軸制御を完成させるための軌跡補償ソフトウェアを完成し、制御動作としてX軸およびY軸についてそれぞれの制御が1次元として動作するのを確認してその後に、XーY軸同時に動いた場合の動作を確認した。なお、XおよびY軸それぞれの制御方式に関しては、空間軌跡偏差を保証するP制御を適用した。東日本大震災によって、教育・研究活動時期である春休みが実質震災対応に追われ、学校開始時期が遅れたこともあり、しわ寄せがきてしまった。したがって、本来やるべきX-Yボールねじによる液面制御にまで追いつかなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。早急に昨年度できていない部分であるX-Yボールねじによる液面制御を実現し、2自由度液面制御の実現に向けて実験・検証を行う。X-Yボールねじ部分は稼動しているので、液面の実機を装着し、制御プログラム・ソフトウェアを構築すればよい。MATLABではすでに1自由度のものはあるので、これらの干渉を考慮して2自由度制御系に変更すればよい。ただ、実機による確認には時間を要することを考慮して研究者分担者の大場らと十分な検証を行う予定である。さらにこの制御の部分をソフトウェアではなく、1昨年度製作したPID制御器に置き換えて同様の液面制御を実現する予定である。PIDについてとこの一部の論文発表も行う。
東アジアにおける多環芳香族炭化水素/ニトロ多環芳香族炭化水素の分析法と環境動態

(1)多環芳香族炭化水素(PAH)及びそのニトロ誘導体(NPAH)は、石油や石炭などの化石燃料の不完全燃料に伴って発生し、大気、河川、土壌、海洋など様々な環境中に広く分布する代表的な有害化学物質の一つである。PAH、NPAHの中には、従来から強い発がん性を有する物が知られているが、最近では内分泌かく乱作用や活性酸素種産生作用を有する物もあることがわかってきた。そのため、ヒトの健康だけでなく生態系にも影響を及ぼす可能性が懸念されている。大気については、すでにPAH、NPAHの汚染実態の調査が続けられているが、河川や海洋は濃度が低く適用できる分析法がないため、一部の河川や海洋のPAH濃度が報告されている以外、その汚染実態は殆どわかっていない。環境全体のPAH、NPAHの収支を計算して将来予測を行うためには、とりわけ分布容積が極めて大きいが、濃度が極めて低い海洋の汚染実態を明らかにする必要がある。(2)本研究では、大量の海水試料を用いた極微量PAHの測定を可能にすることを目的に、まずナノサイズの磁性粒子表面にイオン性液相(1,3-dialkylimidazol基他)を共有結合させた前処理剤(イオン性液相固定磁性ナノ粒子)を合成した。transmission electron micrographyとthermogravimetric analysisを用いて調べた締果、粒子1個に150分子のイオン性液相分子が結合していることがわかった。さらにX-ray diffraction measurement及びmagnetic measurementを用いて調べた結果、本前処理剤が強い磁性を有していることが確認できた。多環芳香族炭化水素(PAH)は発がん作用や内分泌かく乱作用を有する。大気や水などの環境中のPAHの動態のうち,海洋中のPAHは外洋に出るほど濃度が極めて低くなるために,濃度レベルに関する知見は極めて少ない。従って,海洋資源として重要な魚などを含む海洋生態系への影響については,もっぱら高濃度で影響を調べた実験のみで,低濃度での研究は皆無である。そこで,本研究は,これまで殆ど明らかになっていない海洋中の主要PAHを測定することを目的に,超高感度な分析法の開発を行った。即ち,ODS系分析カラムを用いた従来のHPLC-蛍光検出システムに,大量海水にも耐性を示すポリマー系濃縮カラムとスイッチングバルブ,送液ポンプを組み込んだ自動濃縮HPLC-蛍光検出システムを構築し,PAH吸着防止のための添加有機溶剤の種類と濃度,試料の導入量と流速,カラムスイッチング時間などの最適条件を求めた。その結果,このシステムにより,26環の15種類のPAHが,僅か100mLの試料を導入するだけで,これまでに報告されている最も高感度なGC-MS法より約2桁高感度(定量下限0.0020.5nL^<-1>)に分析できた。次に,いくつかの大学・研究機関所属の調査船並びに商業客船に採水器を搭載して,日本海を航行中に中央域の数点で表層海水を採取した。採水した海水100mLを開発したシステムに適用した結果,日本海中央域のPAHのバックグラウンド濃度を初めて求めることができた。多環芳香族炭化水素(PAH)及びそのニトロ誘導体(NPAH)は,石油や石炭などの化石燃料の不完全燃料に伴って発生し,大気,河川,土壌,海洋など様々な環境中に広く分布する代表的な有害化学物質の一つである。PAH, NPAHの中には,従来から強い発がん性を有する物が知られているが,最近では内分泌かく乱作用や活性酸素種産生作用を有する物もあることがわかってきた。そのため,ヒトの健康だけでなく生態系にも影響を及ぼす可能性が懸念されている。大気については,すでにPAH, NPAHの汚染実態の調査が続けられているが,河川や海洋は濃度が低く適用できる分析法がないため,一部の河川や海洋のPAH濃度が報告されている以外,その汚染実態は殆どわかっていない。環境全体のPAH, NPAHの収支を計算して将来予測を行うためには,とりわけ分布容積が極めて大きいが,濃度が極めて低い海洋の汚染実態を明らかにする必要がある。本研究では,大量の海水試料を用いた極微量PAHの測定を可能にすることを目的に,まずナノサイズの磁性粒子表面にイオン性液相を共有結合させた前処理剤(イオン性液相固定磁性ナノ粒子)を合成した。transmission electron micrographyとthermogravimetric analysisを用いて調べた結果,粒子1個に150分子のイオン性液相分子が結合していることがわかった。さらにX-ray diffraction measurement及びmagnetic measurementを用いて調べた結果,本前処理剤が強い磁性を有していることが確認できた。模擬希薄PAH水溶液に本前処理剤を懸濁した後,強磁石を近づけると,瞬時にPAHを捕集した前処理剤を定量的に回収できることがわかった。以上の成果を踏まえて,開発した前処理剤の河川及び海洋への応用を進めている。