hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオアフィニティを利用する多機能バイオセンシングシステムの開発

1.微小透析バイオセンサの開発(1)酸化電流値のグルコース濃度依存性グルコース濃度依存性を調べた結果、酸化電流値はグルコース濃度に比例して増加した。検出限界濃度は0.01mMであり、また5mM以上では直線性が認められなくなった。酵素固定化型の電極と比較して電流値の再現性は優れていた。(2)溶存酸素依存性と電子メディエータの導入グルコースオキシダーゼはその反応過程で酸素を必要とする。したがって低溶存酸素の状態では、センサの感度が低下する可能性がある。予め窒素ガスをバブリングすることで溶存酸素濃度を低下させた場合、感度の低下と応答時間に対する時定数の増加が見られた。フェロセンを電子メディエータとして白金電極とグルコースオキシダーゼの間に介在させることで、低溶存酸素領域でもセンサの感度を維持することができた。(3)pHの影響酵素には至適pHがあり、センサの識別素子として用いる場合にはpHの影響を調べる必要がある。そこでグルコースオキシダーゼ溶液をpH=5.6、試料溶液のグルコース濃度を1.0mMに設定し、溶液中のリン酸緩衝液のpH5.68.0まで変化させ、試料溶液中のpHの影響を調べた。その結果、pH5.6から7.5の範囲において試料溶液中のpHの影響を受けないことが明らかとなった。これは、酵素が透析膜によって外液のpH変化から保護されているためと考えられる。2.水晶振動子を用いた免疫センサの開発AT-cutの水晶板上に金を蒸着し、ピエゾ圧電効果を利用した超微小量質量測定センサを作製し、電極表面にヤギ抗ヒトIgGを固定化し、IgGの測定について検討した。抗体は金電極表面上にチラミンを電解重合後、チラミン-グルタルアルデヒドー抗体のアミノ基間にシッフ塩を形成させることにより安定に固定化することができた。このセンサの電極質量変化と基本振動数との間には比例関係が成立し、その感度は1ng/Hzであった。各種濃度のヒトIgG溶液に対する免疫センサ応答の経時的変化を調べた結果、IgG投与によって振動数が極めてゆっくりとした時間経過で変化し、IgG50μg/ml投与では約20分後に最大振動数変化が200Hzに達した。1.基質選択性酵素センサの開発とグルコースの高感度測定(1)グルコースセンサ高度化への基礎条件を検討するため、(a)グルコースセンサの基質選択性、(b)応答の濃度依存性、(c)溶存酸依存性、(d)メディエータの導入等について検討した。その結果、(i)白金電極表面上にチラミンを電解重合後、グルタルアルデヒドを用いてグルコースオキシダーゼを固定化する方法は、センサの基質選択性、濃度依存性応答に関して有効であり、十分実用化できる。(ii)酵素反応に必要な溶存酸素が不足している場合、グルコースセンサの感度が低下する。しかし、フェロセンを電子メディエータとして白金電極とグルコースオキシダーゼとの間に介在させることで、グルコース濃度の高い(溶存酸素の影響を受ける)領域でもセンサの感度を維持できることが確認できた。2.水晶振動子マイクロバランス免疫センサ抗体の固定化:共有結合法による固定化を検討した。

これは抗体が持つアミノ基やカルボキシル基などのアミノ酸残基と担体の持つ官能基とを共有結合し、固定化する方法である。これには二官能性試薬グルタルアルデヒドを抗体と反応させシッフ塩基を形成させた。すなわち、水晶振動子の金電極表面にチラミンの電解重合によりアミノ基を導入する。このアミノ基にグルタルアルデヒドを反応させ、アミノ基とアルデヒド基との間にシッフ塩基を形成させる。このチラミン・グルタルアルデヒド複合体に抗体(酵素)を反応させると未反応のアルデヒド基とアミノ基にもシッフ塩基が形成させるので抗体は効果的かつ安定に電極上に固定化できた。ヤギ抗ヒトIgGを固定化し、水晶振動子の基本振動数がヒトIgG濃度に依存して特異的に変化することが確認できた。微小透析バイオセンサの開発とアセチルコリン(ACh)の測定:本研究で開発した微小透析バイオセンサは(1)膜の破損や劣化がない限り,常に新鮮な酵素を供給することにより繰り返し測定することが可能である.(2)注入する酵素を変えることで1つのセンサに多様性を持たせ,複数個の生体関連物質を定量することが可能である.(3)同一の物理的構造を有するセンサを使用するため,酵素溶液の調整に注意すれば固定化電極と異なり,センサ毎の検量線を作製する必要がないなどの特徴がある.この微小透析バイオセンサ内に酵素アセチルコリンエステラーゼ(AChE)およびコリンオキシダーゼ(ChOx)を50mMをトリス・塩酸緩衝溶液に溶解し各100U/mlの混合酵素溶液としたものを充填した.透析膜チューブの分子量cut-offは5000なので,高分子である酵素は透析膜チューブ内から流出することはない.試料液中に存在する基質AChは膜チューブ内に容易に拡散・流入する.このAChは酵素AChEによってコリン(Ch)と酢酸に分解され,ChはChOxによって過酸化水素とBetaineに分解される.この過酸化水素は白金作用電極に550mVの電圧を加えることにより容易に酸化され,この酸化電球を測定することで,生成した過酸化水素濃度が測定できる.すなわち過酸化水素濃度はAChE,ChOx活性やACh濃度に依存するので,酸化電流値を測定することでこれらの濃度測定が可能となる.本電極では1μM1mMの濃度範囲においてAChの酸化電流値に直線性がみられた.またACh以外にグルコース,ラクテート,グルタミン酸およびこれらの酸化酵素の阻害物質の測定も可能である.1.微小透析バイオセンサの開発(1)酸化電流値のグルコース濃度依存性グルコース濃度依存性を調べた結果、酸化電流値はグルコース濃度に比例して増加した。検出限界濃度は0.01mMであり、また5mM以上では直線性が認められなくなった。酵素固定化型の電極と比較して電流値の再現性は優れていた。(2)溶存酸素依存性と電子メディエータの導入グルコースオキシダーゼはその反応過程で酸素を必要とする。したがって低溶存酸素の状態では、センサの感度が低下する可能性がある。予め窒素ガスをバブリングすることで溶存酸素濃度を低下させた場合、感度の低下と応答時間に対する時定数の増加が見られた。フェロセンを電子メディエータとして白金電極とグルコースオキシダーゼの間に介在させることで、低溶存酸素領域でもセンサの感度を維持することができた。
機能維持条件下での既設構造物支持地盤の液状化防止工法に関する研究

本研究では既存構造物の耐震安定性を評価するために,2つのアプローチを用いている。1つは地震荷重に対して直接構造物の破壊を評価する方法であり,構造物の安全率を求める方法であり,他方は構造物の地震によって生じる残留変形量を予測して,構造物の耐震性を評価する方法である。安定解析については昨年度に盛土を対象に基盤で正弦波加速度入力を行った際の,正弦波周期と盛土の安全率の関係について調べたことを受けて,従来の震度法を用いた解析手法との比較を行った。その結果,長周期の場合には本研究で提案する安全率と慣用法が一致することを明らかにした。この結果,新しく提案した安定解析手法の物理的意味と,工学的有用性が証明された。本年度は過去の地震波(不規則波)に対しても安定解析を実施し,従来の設計法との比較を通して地震に対する構造物設計について考察を行った。他方,変形解析については剛塑性動的変形解析に,新たに地震によって生じる過剰間隙水圧に関して間隙水圧モデルを導入し,液状化過程の数値シミュレーションを行った。その結果,合理的に液状化を表現することが可能なことを明らかにした。他に,補強材の打設による盛土の安定性に及ぼす補強効果についても安定解析を行い,詳細な検討を行った。平成7年1月17日に発生した兵庫県南部地震においては直下型地震によって多くの人命や,ライフラインに代表される社会基盤施設が損傷を受けた。六甲アイランドやポートアイランドではほぼ全域で液状化による地盤沈下や防波堤の破壊が生じた。このような直下型地震に対して今後震災対策を行う必要が益々高くなるが,その際に構造物の機能を確保した上で補強を行う本研究の重要性は益々高い。本年度は研究計画にしたがって研究を遂行したが,実験系の研究がやや遅れている。それに対して,液状化プログラムの作成に関しては基本的なプログラミングの基礎は既に終了し,非排水条件下の液状下現象については解析が可能になっている。解析では従来の弾性又は弾塑性仮定ではなく,剛塑性仮定を採用した。必要な土質乗数は強度だけであり,地震による残留変形量を直接評価する点にこの解析の特徴がある。地盤が破壊近傍になると通常の解析では解析精度が低くなるのに対して,本解析はむしろ破壊近傍の挙動の評価を得意とする。本年度はカムクレイ型の構成関係を導入することによって液状化過程のシミュレーションを実施した。他に液状化を伴わない地盤の地震時崩壊に対してシミュレーションを実施,既存の崩壊パターン事例についての模擬解析を実施し,解析の妥当性についての検証を行った。また,断層活動の研究については庄内平野を取り上げて,東縁断層の地震発生周期をトレンチ調査結果に基づいて推定する研究を実施した。ボーリングコアの粒度組成と年代測定を組合せることによって地層年代の特定化,断層発生年代の推定,断層活動期の特定を行った。
看護職者のバーンアウト(Burnout)と医療事故に関する研究

最初の研究において、対人サービス従事者のみならず一般職業人をも対象としたバーンアウト測定尺度the Maslach Burnout Inventory-General Survey(MGI-GS)の研究用日本版を作成し、信頼性と妥当性を検討した。一製品製造工場に勤務する全男性中間管理職者696名を対象に調査を行い、691名の有効データを解析した。その結果、日本版MBI-GSの因子的妥当性と構成概念妥当性が検証された。次の研究では、看護職者のバーンアウトと医療事故との関連を検討した。精神科を主とする16病院に勤務する全看護職者1,684名を対象に自己記入式質問紙調査を行い、1,295名の有効データを解析した。調査票は(1)研究用日本版MBI-GS、(2)東口ら(1998)が開発した臨床看護職者の仕事ストレッサー測定尺度(NJSS)、(3)佐々木・山崎(2002)が開発したGeneral Coping Questionnaire(GCQ)特性版、(4)医療事故に関する質問紙、(5)個人属性・職業要因に関する質問紙であった。最終的に医療事故因果関係モデルを構築し、次のことが示唆された。仕事量の多さや患者との関係に由来する負担感や葛藤が続くと、バーンアウトの最初の現象である疲弊感が生じる。この疲弊感は、シニシズム的態度というバーンアウトの次の現象を生む。患者に対する冷淡で無関心な態度は患者関係にうまく対応できない看護職者で強く見られるが、職場の同僚関係に悩んでいる看護職者も持ちやすい態度と考えられる。看護職者のこのようなバーンアウト状態が医療事故発生を導く。特に感情表出型のコーピングスタイルをとる看護職者はバーンアウトに陥りやすく、医療事故発生に繋がりやすい集団と考えられる。バーンアウトという概念が対人サービス職以外の職業においても使われ始め、Maslachらは一般職業人を対象としてバーンアウトを測定するMaslach Burnout Inventory-General Survey (MBI-GS) (1996)を開発している。研究代表者らはこのMBI-GSの日本版を作成し、病院勤務の職員を対象に心理測定学的特性を検討した。その結果、構成概念妥当性は示唆されたが、他職種・集団における交差妥当性の問題が残された。そこで、本研究の本調査に入る前に尺度の整備をすることが研究の第一段階であると考え、日本版MBI-GSの見直しを行った。一製品製造工場に勤務する全中間管理職者(n=696)を対象に内的妥当性として探索的因子分析と確認的因子分析を、外的妥当性として職場変数との関係を検討した。職場変数として、Karasekのthe Job Content Questionnaire (JCQ) (1985)からdemand及びcontrolを採用した。探索的因子分析では原版どおりの3因子:Exhaustion (Ex:疲弊感)、Cynicism (Cy:シニシズム)、Professional Efficacy (PE:職務効力感)構造が確認された。確認的因子分析でも3因子モデルが妥当と考えられたが、ExとCyの独立性について疑問が残った。職場変数との関係を共分散構造分析によって検討した結果、ExからCyへパスを描いたモデルでデータとの適合度が最も高くなった。職場変数であるdemandとcontrolはMBI-GSの下位尺度に対してそれぞれ異なったかたちで関係していた。従って、ExとCyの独立性が確認され、日本版MBI-GSの3構成概念が検証できた。先行研究と本研究の結果を併せ、日本版MBI-GSは実用的な尺度として使用可能であることが示唆された。以上の結果を得たため、看護職者のバーンアウトと医療事故との関連を検討するための調査票の作成を行った。

現時点では、研究代表者の所属機関の倫理委員会へ申請、対象者の選定、など平成15年度に実施予定の本調査準備作業を行っている。精神科を主とする16病院に勤務する全看護職者1,684名を対象に自己記入式調査を行った。調査票1295票(平均有効回答率=85.2%)を解析対象とした。調査票は(1)本研究用に作成された日本版MBI-GS、(2)臨床看護職者の仕事ストレッサー測定尺度(NJSS)、(3)General Coping Questionnaire(GCQ)特性版、(4)医療事故に関する質問紙、(5)個人属性・職業要因に関する質問紙からなり、合計104項目である。精神科病院に勤務する看護職者のバーンアウトには疲弊感とシニシズムが低く、職務効力感も低いという特異性があることが示唆された。他方、わが国の看護職者のバーンアウトの程度はカナダの看護職者と比較して高いことが示唆された。最も多かった医療事故は転倒で、看護職者の約6割が起こしていた。次に多かったのは転落と内服薬間違いであり、看護職者の約3割が起こしていた。その次に多かったのはチューブ抜去であり、看護職者の約2割が起こしていた。解析の結果、感情表出コーピングスタイル、仕事の質的・量的負担、同僚関係、患者関係に由来するストレイン、バーンアウトが医療事故に関連する要因であることが示唆された。それらによる因果関係モデルを構築し、検討した結果、以下のことが示唆された。看護職者のなかでも感情表出コーピングをとる者は、職場において仕事量の多さに由来する負担感(ストレイン)をより強く持つ傾向があり、また職場の同僚との関係に由来する葛藤や負担感、あるいは患者との関係に由来する葛藤や負担感もより強く持つ傾向がある。このような状態での勤務が続いた結果、疲弊感が生じてくる。この疲弊感に対する自己防衛手段としてシニシズム的態度がとられるようになり、バーンアウト状態に陥る。このバーンアウトにより医療事故が発生する。
ポジトロンCTによる生体脳の多重機能マッピングに関する基礎的研究

PETデータの動態解析を行うモデルとして、1入力関数と13ティッシュコンパートメント及び2入力関数と3ティッシュコンパートメントのそれぞれのモデルに基づいた解析を可能とし、ベンゾジアゼピンレセプター、D1.D2レセプター、糖代謝などの計測に応用した.また、それぞれのモデルに対して、シミュレーションデータを用い、データ中のノイズのパラメータ算出に与える影響を検討した.また、血液中に代謝物が存在するflumazenylやFDOPAの未代謝率曲線をexp関数で推定する方法を開発、測定誤差の影響をすくなるする方法を考えた.これらの成果を元にして、臨床データから得られた機能パラメータの信頼度を膵価する方法を開発した.同時に計測した異なる複数の機能の関係を評価するために、安静時脳血流量及び過呼吸負荷、アセタゾラマイド負荷時の血流変化量をパラメータとする3次元相関図を作成し、機能の組み合わせによるクラスタリングを行って、術前後の病態の変化をとらえる方法を開発した.本法をモヤモヤ病症例に適応した結果、血管収縮能は保たれているが拡張能が傷害された領域に、バイパス術を行った結果、安静時血流、血管反応性共に正常に復帰した.一方、バイパス術を行わなかった、同じクラスターに属した部位では、血管収縮能も低下した.このように、機能の組み合わせと手術適用の関係を客観的にとらえることができることが示唆された.さらに酸素代謝機能を追加して、4次元相関図をクラスタリングし、複雑な機能の関係をわかりやすく客観的にとらえて病態の解明や手術適用の判断に役立てられることが示唆された生体脳機能マッピング法の評価、結果の精度評価を行うために、動態デジタルファントムを作成する方法を開発し、1組織2パラメータ、2組織3及び4パラメータ、代謝を考慮した2組織5パラメータモデルのファントムを作成した。これらのファントムを用いて、臨床データのパラメータ算出精度を評価した。又、入力関数を多重指数関数で近似して解析的に重畳積分を行い計算速度の向上を計るために、18F-FDG及び11C-flumazenilの入力関数を近似する方法として、直接法と積分法を開発した。直接法は、初期値依存性が高いこと、ピーク付近のフィットはよいが、裾での合方が悪い特徴を有し、11C-flumazenilの場合には、フィットできない場合があった。積分法は、すべての例で裾をよく近似した関数が得られた。これらの入力関数を用いてパラメトリック画像を作成した結果、演算時間は数十倍短縮され、従来法で得られた結果とよく一致した。また、11C-flumazenilでは投与20分以後の画像がレセプター分布容積とよく相関することから静態画像から1点採血法を用いて分布容積を定量的に算出する方法を開発した.正常例で必要な係数を算出し、これを用いて各種疾患の症例に応用し、評価を開始した。さらに、同一被験者で計測したいろいろな脳機能(血流量、血管反応性、酸素代謝、糖代謝、神経細胞数など)の相関関係をピクセルごとに検討して、病態の分類を行い、病態別に色分けした脳病態3次元マップを作成する方法の開発を行った。機能として血管拡張及び収縮機能を選び、脳血管障害例に応用した結果、手術によって回復する領域の機能は、拡張能は低下しているが収縮能が保たれている領域であることがわかった。今後は、ほかの疾患やほかの機能に応用して、この方法を評価する。PETデータの動態解析を行うモデルとして、1入力関数と13ティッシュコンパートメント及び2入力関数と3ティッシュコンパートメントのそれぞれのモデルに基づいた解析を可能とし、ベンゾジアゼピンレセプター、D1.D2レセプター、糖代謝などの計測に応用した.また、それぞれのモデルに対して、シミュレーションデータを用い、データ中のノイズのパラメータ算出に与える影響を検討した.また、血液中に代謝物が存在するflumazenylやFDOPAの未代謝率曲線をexp関数で推定する方法を開発、測定誤差の影響をすくなるする方法を考えた.これらの成果を元にして、臨床データから得られた機能パラメータの信頼度を膵価する方法を開発した.同時に計測した異なる複数の機能の関係を評価するために、安静時脳血流量及び過呼吸負荷、アセタゾラマイド負荷時の血流変化量をパラメータとする3次元相関図を作成し、機能の組み合わせによるクラスタリングを行って、術前後の病態の変化をとらえる方法を開発した.本法をモヤモヤ病症例に適応した結果、血管収縮能は保たれているが拡張能が傷害された領域に、バイパス術を行った結果、安静時血流、血管反応性共に正常に復帰した.一方、バイパス術を行わなかった、同じクラスターに属した部位では、血管収縮能も低下した.このように、機能の組み合わせと手術適用の関係を客観的にとらえることができることが示唆された.さらに酸素代謝機能を追加して、4次元相関図をクラスタリングし、複雑な機能の関係をわかりやすく客観的にとらえて病態の解明や手術適用の判断に役立てられることが示唆された
界面構造制御によるフェルミレベルピニングの開放

シリコン基板上に直接に金属電極を形成して熱処理をすると、シリサイドが形成される。先端世代のトランジスタでは、シリサイドが成長し過ぎてゲート・ドレインリークを生じるため、シリサイドの成長を抑制する必要がある。本研究においてCo-Ti合金を界面層として形成した後に熱処理を行うことで、ホイスラー型のCo2TiSi層が形成され、これが拡散バリア層となってシリサイドの成長を顕著に抑制することができた。次に、金属誘起ギャップ準位(MIGS)の消滅を狙って、シリコン基板上に種々の厚さの熱酸化膜を形成し、Co/Co-Ti膜を形成し、種々の温度で熱処理を行った。得られたサンプルの金属電極はフォトリソグラフィ法によって微細な円状の電極にした。このMISサンプルの電流ー電圧特性、電気容量ー電圧特性を測定し、得られた結果を分析してショットキー障壁高さ(SBH)を求めた。その結果、熱酸化膜無しの場合ではSBH=0.75eVであり文献値と同様の値がえられた。熱酸化膜の厚さを0.5nm、1nmと増加するとSBHは0.5eVから0.3eVまで減少した。界面構造を高分解TEMで観察したところ、熱酸化膜の形成によってシリコン表面の原子配列が平坦になっており、界面の構造欠陥密度が減少したことを示唆していた。よって、SBH=0.3eVという非常に低い値が得られた原因は、MIS構造によるMIGSの消滅と、界面欠陥密度の減少によると考えられる。当初計画では酸化膜とシリサイド層の組織と構造の調査を行い、シリサイド形成挙動を解明することを予定していた。実際には、シリサイド形成挙動を解明しただけでなく、成長を抑制する方策を見出すことができた。さらに、本研究の重要課題であるSBHの低下についてもこれまでの報告では見られないような低い値を得ることができた。このように、当初の年度計画よりかなり進んだ成果が得られた。金属と半導体の界面に酸化物を配置したMIS構造サンプルを作製し、界面酸化物の厚さと電気特性が金属誘起ギャップ準位(MIGS)に与える影響を調査する。酸化物はシリコン基板上に熱酸化法によって0.55nmの範囲で膜厚を変化したものを作製する。また、スパッタ法によって不純物をドープした厚さが異なるSiO2を作製する。これらの試料において、I-VおよびC-V測定を行い、ショットキーバリア高さ、界面準位密度を測定する。さらに、電子エネルギー損失分光法(EELS)を用いてMIGSの存在に対する酸化物の影響を調べる。酸化物を形成することによってMIGS密度を低減し、ショットキー障壁高さを低減できることが確認できたら、その条件ににおいて不純物ドープしたSiO2のトンネル電流を測定し、大きいトンネル電流を得ることができる条件を絞り込む。得られる結果をもとに、界面準位密度を低減してフェルミ準位をピニングから解放し、障壁高さを低下でき、かつ、電流密度を低下する条件が特定できる。

酸化物を形成することによってMIGS密度を低減し、ショットキー障壁高さを低減できることが確認できたら、その条件ににおいて不純物ドープしたSiO2のトンネル電流を測定し、大きいトンネル電流を得ることができる条件を絞り込む。得られる結果をもとに、界面準位密度を低減してフェルミ準位をピニングから解放し、障壁高さを低下でき、かつ、電流密度を低下する条件が特定できる。
傾斜構造固体電解質型燃料電池の水溶液合成

固体電解質型燃料電池の実用化のためには、広い表面積、低い電気抵抗、軽量・コンパクトな多層構造等を実現する必要があり、セラミックス材料を薄膜の形態で使用することが重要である。従来のCVD法やスパッタ法、あるいはゾル-ゲル法に対し、水溶液からの合成法は、均質性に優れ、大面積で複雑な形状を有する薄膜の作成が可能であり、また、加熱過程を必要としないため膜の変形や亀裂の恐れが無く、更に高価で特殊な装置を使用しないため、製造コストも低く押さえることができる等の特長を有する。この水溶液合成法の特徴を生かし、製膜中に水溶液成分を変化させることにより、傾斜構造をもった電池を作製し、熱膨張を連続的に変化させることにより、熱応力の問題が解決すると考えられる。金属フルオロ錯体溶液にフッ化物イオンと安定な錯体を形成するホウ酸を加えることにより、フルオロ錯体の加水分解反応が進行した。この反応により、電解質ならびに電極の材料となるジルコニア及びランタン遷移金属系ペロブスカイト型酸化物を水溶液から合成することが可能となった。バキュームグローブボックスを購入してその中で合成を行い、空気中の酸素の影響を取り除き、精密な材料制御を行った。LB膜作製装置を購入し、基板表面を精密に制御した合成を可能とした。反応機構を解析した結果、種結晶の存在ならびにその粒径や分散状態が、水溶液合成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。水溶液からの合成により常温・常圧下で、電解質であるYSZ基板上に電極材料であるLaMnO_3を高分散で均一に積層させることが可能であった。YSZの部分的な溶出とLaMnO_3の析出とが同時に進行していることが想像され、両相が混合しながら移行する傾斜構造が作製できる可能性が示された。傾斜構造をとることにより、熱応力の問題を解決できると期待される。また、析出粒子の表面には、多数の凹凸があり、電極として非常に反応性の高いことが推察される。固体電解質型燃料電池は、広い表面積、電気抵抗の低減、多層化等を実現するため、薄膜材料の使用が必須となる。水溶液合成法は、大きな面積や複雑な形状を持つ基板に対し製膜することが容易で、またこのプロセスは高温を必要とせず、常圧のもとで行うことができる上、特殊な装置を必要としないため、コストの大幅な低減が可能となる。さらに生成した膜の均質性も高くなると考えられる。この水溶液合成法の特徴を生かし、製膜中に水溶液成分を変化させることにより、異なる固相が混じり合いながら徐々に入れ替わる、いわゆる傾斜構造をもった電池を作製し、熱膨張を連続的に変化させることにより、熱応力の問題が解決されると考えられる。この反応により、電解質ならびに電極の材料となるジルコニア及びランタン遷移金属系ペロブスカイト型酸化物を水溶液から合成することを可能とした。水溶液合成法においては、遷移金属イオンの原子価制御が特に重要である。水溶液中での薄膜生成機構と基板表面の状態の関係については、今後も研究を継続していく。

固体電解質型燃料電池は、広い表面積、電気抵抗の低減、多層化等を実現するため、薄膜材料の使用が必須となる。水溶液合成法は、大きな面積や複雑な形状を持つ基板に対し製膜することが容易で、またこのプロセスは高温を必要とせず、常圧のもとで行うことができる上、特殊な装置を必要としないため、コストの大幅な低減が可能となる。さらに生成した膜の均質性も高くなると考えられる。との水溶液合成法の特徴を生かし、製膜中に水溶液成分を変化させることにより、異なる固相が混じり合いながら徐々に入れ替わる、いわゆる傾斜構造をもった電池を作製し、熱膨張を連続的に変化させることにより、熱応力の問題が解決されると考えられる。金属フルオロ錯体溶液にフッ化物イオンと安定な錯体を形成するホウ酸を加えることにより、フルオロ錯体の加水分解反応が進行した。この反応により、電解質ならびに電極の材料となるジイレコニア及びランタン遷移金属系グロブスカイド型酸化物を水溶液から合成することを可能とした。反応機構を精密に解析した結果、種結晶の存在ならびにその粒径や分散状態が、水溶液合成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。更に、水溶液からの合成により、常温・常圧下でYSZ電解質上にLaMnO_3を高分散に積層できることが明らかとなった。YSZの部分的な溶出とLaMnO_3の析出が同時に進行していることが想像され、両相が混合しながら移行する構造が作製できる可能性が示された。また析出粒子の表面には多数の凹凸があり、非常に反応性の高いことが推察される。
再構成して探る小胞輸送の基本原理

真核細胞内での物質輸送システムの一つである小胞輸送において、この反応を駆動する因子群のダイナミクスから基本原理を明らかにするために、小胞体(ER)からの輸送小胞(COPII小胞)の形成反応をモデルとして、COPII小胞の形成を直接駆動する因子群、およびそれらの制御を担う因子群の動態の解析を行った。顕微鏡下に形成させた人工脂質平面膜上に、精製因子のみによってCOPII小胞の形成反応を再現した独自の実験系を用いて、ターゲットとする各因子を蛍光標識して可視化することにより、COPII小胞形成反応過程における、それぞれの因子の動態を検出して解析を行った。その結果、低分子量GTPaseであるSar1の活性化を行うものの、COPII小胞には取り込まれないヌクレオチド交換因子Sec12について、この因子は他の積み荷タンパク質とは異なり、GTP非依存的にCOPII小胞に取り込まれないことを明らかにした。また、生きた細胞内におけるCOPII小胞形成の環境により近い状態をつくり出すために、細胞内においてERが形成する網目構造を、人工膜と精製タンパク質を用いて顕微鏡下に再現する実験系の構築を行った。その結果、網目形成と維持に関わる2つの膜タンパク質を再構成したプロテオリポソームを用いて、GTP依存的に網目を形成、可視化することに成功した。今後は、この顕微鏡下に形成させた網目構造を足場とするCOPII小胞形成の可視化を行い、より細胞内に近い状態でのCOPII小胞形成を可視化して解析する。研究計画において設定した、年度内に達成すべき項目について、ほぼ全てについて着手し、前年度までに構築した実験系を用いて目的とする分子機構の解析を進めており、次年度の研究につながる成果が得られている。初年度、および昨年度に構築した実験系をさらに最適化し、それらの実験系を用いて輸送小胞の形成に関わる因子群のダイナミクスを検出して、反応全体のモデル化を行う。真核細胞内での物質輸送システムである小胞輸送において、この反応を駆動する因子群のダイナミクスから基本原理を明らかにするために、小胞体(ER)からの輸送小胞(COPII小胞)の形成をモデルとして、COPII小胞の形成を直接駆動する因子群、およびそれらの制御を担う因子群の動態の解析を行った。顕微鏡下に形成させた人工脂質平面膜上に、精製因子のみによってCOPII小胞の形成反応を再現した独自の実験系を用いて、ターゲットとする各因子を蛍光標識して可視化することにより、COPII小胞形成反応過程における、それぞれの因子の動態を検出し、解析を行った。その結果、COPIIコートの膜へのリクルートの際には低分子量GTPaseであるSar1が必須であるものの、その後、Sar1はすぐに膜から解離してしまうことが明らかとなり、膜上で一旦連結されたCOPIIコートは、Sar1が解離した状態でも安定に存在できるという新たなメカニズムが明らかとなった。また、ERからのCOPII小胞の形成は、小胞体出口部位(ER exit sites)と呼ばれるサブコンパートメントにおいてのみ行われていると考えられており、このER exitsitesが受ける高度な制御によって輸送反応が時空間的に制御されていることが示唆されている。このER exitsitesの形成に深く関与することが示唆されている足場タンパク質Sec16について、人工脂質平面膜上における動態を解析したところ、COPIIコートが膜上で連結して形成するクラスターにSec16が効率よく取り込まれることを明らかにした。さらに、このSec16の取り込みは、Sar1のGTP加水分解サイクルに依存した現象であることが明らかとなり、COPII小胞形成過程において、Sec16がSar1のGTP加水分解活性に直接関与していることを示唆する新たな知見が得られた。研究計画において設定した年度内に達成すべき項目について、ほぼ全てについて着手し、目的の実験系の構築と、それを用いた観察・計測を行うことができ、次年度の研究につながる成果が得られている。

研究計画において設定した、年度内に達成すべき項目について、ほぼ全てについて着手し、前年度までに構築した実験系を用いて目的とする分子機構の解析を進めており、次年度の研究につながる成果が得られている。初年度に構築した実験系をさらに最適化し、その実験系を用いて輸送小胞の形成に関わる因子群のダイナミクスを検出して解析を行う。初年度、および昨年度に構築した実験系をさらに最適化し、それらの実験系を用いて輸送小胞の形成に関わる因子群のダイナミクスを検出して、反応全体のモデル化を行う。(理由)初年度において、実験系の構築が予想外に早期に完了したため、多くの試薬や消耗品を必要とする条件検討に費やした時間が相対的に少なくなったため。(使用計画)初年度に引き続き、小胞体からの輸送小胞形成の分子メカニズムについての解析に伴い、分子生物学試薬、微生物培養試薬、生化学試薬、プラスチック製品などの消耗品の購入を行う。また、研究補助者の人件費、成果発表のための旅費、および研究成果の論文発表のための費用についても計上する。(理由)初年度、および昨年度において、実験系の構築が予想外に早期に完了したため、条件検討に用いる予定であった多くの試薬や消耗品の購入が少なく済んだため。(使用計画)昨年度に引き続き、小胞体からの輸送小胞形成の分子メカニズムについての解析に伴い、分子生物学試薬、微生物培養試薬、生化学試薬、プラスチック製品などの消耗品の購入を行う。また、研究補助者の人件費、成果発表のための旅費、および研究成果の発表のための費用についても計上する。
ループヒートパイプ蒸発器内マイクロ濡れ挙動の解明

本研究では、ループヒートパイプ(LHP)の蒸発器最適設計理論構築のため、蒸発器内部流れを観察し、ケースーウィックーグルーブの三相界線におけるメニスカスを考慮した解析モデル構築し、ウィックの最適形状理論を構築した。石英ガラス管を用いた可視化蒸発器によって、LHP動作中においても三相界線にメニスカスが存在し、定常状態においてもメニスカスは10-400 μmの範囲で振動することが観察された。構築した解析モデルによって、メニスカスを考慮すると熱伝達率が80%増加することが分かった。最適形状理論およびLHP実験によって、ある三相界線長さにおいて蒸発器熱伝達率が極大となることが示された。本研究では、ループヒートパイプ(LHP)の最重要設計要素である蒸発器設計理論を構築するため、3次元形状のマイクログルーブを有する蒸発器における可視化装置を構築し、グルーブ内の濡れ挙動を解明し、LHPの熱輸送能力を最大化することを目的としている。本年度は、可視化蒸発器の試作、LHP評価装置の構築、非接触加熱装置の製作、ケースーウィックーグルーブ三相界線における濡れを考慮した熱輸送解析を中心に行った。具体的な成果を以下に要約する。・蒸発器への熱流束が020W/cm2負荷可能なLHPを設計・製作し、作動流体アセトン、セラミックウィック(細孔径3.2μm)を選定し、毛細管限界における気液界面挙動も観察できる仕様とした。・遠赤外線ヒーターによる蒸発器への非接触加熱装置を製作し、エチレングリコールによる液単相冷却条件においてその最大熱流束が2.55 W/cm2である確認した。これはLHP蒸発器の熱伝達形式と置き換えると25.5 W/cm2であり、十分な熱流束を与えられると予測される。・ケースーウィックーグルーブ三相界線においてメニスカスが存在する場合の解析モデルを構築し、メニスカス存在時に蒸発器熱伝達率が増加することが示された。ケースとの接触角が蒸発器熱伝達率に及ぼす影響について解析的に明らかにした。当初の計画では蒸発器を製作し可視化実験が行っている予定であったが、蒸発器とウィックとのシールが不十分であり可視化実験が行えていない状況であるため。ループヒートパイプは(LHP)は蒸発器内の相変化を伴う多孔体内気液熱流動などが理解されていないため,設計方法が確立されていないという課題が存在する.そこで本研究では,LHPの最重要設計要素である蒸発器設計理論を構築しLHPの熱輸送能力を最大化するため、蒸発器内部の流れを観察し性能予測を高精度化しウィックの最適形状理論を構築した.蒸発器飽和蒸気中の固相ー多孔体液相ー気相の三相界線での濡れ・相変化現象を解明するため,可視化用蒸発器を製作し,三相界線におけるマイクロスケール濡れ挙動を観察し,三相界線における濡れを考慮した解析モデル構築した.以下に成果を示す.・石英ガラス管を用いた透明蒸発器を製作し,遠赤外線による加熱装置を構築し,構築したLHPが正常に動作することを示し,4.0 W/cm2の熱流束まで輸送できることを示した.・一眼レフカメラによる観察によって,動作中においても三相界線にメニスカスが存在していることが観察された.また,メニスカス厚さは冷却条件によって1秒未満の周期で振動するが観察され,メニスカスは10 - 400 μmの範囲で振動していた.・三相界線におけるメニスカスを考慮した解析モデルを構築し,蒸発器の熱伝達率の定量的な違いを明らかにした.蒸発メニスカスによってケースからも蒸発によって熱輸送が行われることで,蒸発器の熱伝達率が大きく上昇することが分かった.・三相界線長さのみを用いたウィックの最適形状理論を構築した。熱伝達の高い三相界線領域の増加による蒸発器熱伝達率の増加と、グルーブ幅減少、グルーブでの圧力損失の増加による蒸発器熱伝達率の減少によってある三相界線長さにおいて蒸発器熱伝達率が極大となることを示した.本研究では、ループヒートパイプ(LHP)の蒸発器最適設計理論構築のため、蒸発器内部流れを観察し、ケースーウィックーグルーブの三相界線におけるメニスカスを考慮した解析モデル構築し、ウィックの最適形状理論を構築した。最優先事項は、蒸発器とウィックとのシール性の問題を解決することである。蒸発器が製作でき次第、従来の軸方向グルーブと三次元マイクログルーブによる可視化を行い、気液界面挙動の観察を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。熱工学28年度が最終年度であるため、記入しない。
機能性ポリフェノールの酸化過程がタンパク質との相互作用に及ぼす効果

ポリフェノールは多様性を有する化合物群であるが,その中でもタンニンは多くの食品や薬用植物・生薬として利用される植物に含まれており,タンパク質との結合性がその最も基本的な性質として知られる.本研究ではタンニンや関連ポリフェノールをターゲットとして,生体高分子との相互作用の過程の解明を進めるべく,酸化を中心とした化学変化がタンパク質との複合体形成に及ぼす影響を直接的な対象として以下のように検討を行った.ポリフェノールについては,近年,その抗酸化性を中心にその機能性の解明が進められてきているが,他方,酸化的な化学変化を受けやすい.そこで縮合型タンニンの基本的構成単位の1つである(+)-catechin,および各種加水分解性タンニンを使用し,茶葉ポリフェノールの(-)-epigallocatechin gallateなどと比較しながらこうした化学変化の過程について追跡を行うとともに,ウシ血清アルブミン(BSA)等との複合体形成に及ぼすその影響を検討した.その結果,(+)-catechinからは数種の新規化合物をも変化産物として得,各種スペクトルデータおよび化学的な構造の関連付けを基礎にそれらの構造を確立することができた.また,(+)-catechinの酸化的な高分子化とBSAとの結合性についての関係や,加水分解性タンニンのBSAとの複合体形成における分子の形状および分子量に関する寄与等をも明らかにすることができた.さらに,ポリフェノールの結合性について得られたこうした知見を基礎に,Vibrio, Aeromonas, Pseudomonas属の細菌等に対するポリフェノールの抗菌作用との関係性についての議論を深化させることが可能となった.これら本研究で得られた知見は,ポリフェノールの産業応用の基礎的情報を与えるものと考えられる.ポリフェノールは多様性を有する化合物群であるが,その中でもタンニンは多くの食品や薬用植物・生薬として利用される植物に含まれており,タンパク質との結合性がその最も基本的な性質として知られる.本研究ではタンニンや関連ポリフェノールをターゲットとして,生体高分子との相互作用の過程の解明を進めるべく,酸化を中心とした化学変化がタンパク質との複合体形成に及ぼす影響を直接的な対象として以下のように検討を行った.ポリフェノールについては,近年,その抗酸化性を中心にその機能性の解明が進められてきているが,他方,酸化的な化学変化を受けやすい.そこで縮合型タンニンの基本的構成単位の1つである(+)-catechin,および各種加水分解性タンニンを使用し,茶葉ポリフェノールの(-)-epigallocatechin gallateなどと比較しながらこうした化学変化の過程について追跡を行うとともに,ウシ血清アルブミン(BSA)等との複合体形成に及ぼすその影響を検討した.その結果,(+)-catechinからは数種の新規化合物をも変化産物として得,各種スペクトルデータおよび化学的な構造の関連付けを基礎にそれらの構造を確立することができた.また,(+)-catechinの酸化的な高分子化とBSAとの結合性についての関係や,加水分解性タンニンのBSAとの複合体形成における分子の形状および分子量に関する寄与等をも明らかにすることができた.さらに,ポリフェノールの結合性について得られたこうした知見を基礎に,Vibrio, Aeromonas, Pseudomonas属の細菌等に対するポリフェノールの抗菌作用との関係性についての議論を深化させることが可能となった.これら本研究で得られた知見は,ポリフェノールの産業応用の基礎的情報を与えるものと考えられる.ポリフェノールはその抗酸化性を中心に生物活性の検討が進められているが,抗酸化性と表裏をなす性質として酸化を受けやすく,この性質の寄与を考慮しながらポリフェノールのタンパク質との複合体形成過程の解明を行なうことが本研究め目的である.本年度は特に両者の接近から可溶状態での複合体形成に至る初期過程と,反応の後期において高分子の複合体を形成して凝集に至る過程とに着目し検討を進めた.初期過程に関しては,NMRにおいてNOESYスペクトル上でのポリフェノール側の交差ピークの符号の反転,およびポリフェノール側の各シグナルのT1の顕著な変化が観察され,これらはポリフェノールとタンパク質との間で可溶性の会合状態を形成している明瞭な根拠となり,CDスペクトルとともに有用な情報を与えることを認めた.またポリフェノールの酸化条件化での挙動については,カテキンの加熱時の変化について検討を進め,ガンビリイン型2量体の形成を認めた.この反応は,このタイプのポリフェノールが縮合し,より高分子の物質へと変化する過程のモデルとしての意義を持つ.他方,加水分解性タンニンの水溶液中での変化についても検討し,酸化よりも加水分解がむしろ先行する傾向をも認めた.さらに,ポリフェノールのタンパク質との高分子複合体形成沈殿形成過程におけるポリフェノール側の構造的要因についても検討を進め,加水分解性タンニンについてこれを構成する各アシル基による分子のフレキシビリティーおよび疎水性が大きな要因となることを認めた.ポリフェノールの生体分子との結合性を基礎とした生物活性についても検討を進め,各種細菌類に対する作用について,ポリフェノール側のこれら構造的要因との関連付けが可能であることを認めた.昨年度に引き続きポリフェノールの酸化過程の解明について,縮合型タンニンの基本的構成単位の1つである(+)-catechinの酸化的変化の過程を中心に検討を進め,gambiriin A1,A2,B1,B2に加えて,さらに新規化合物をも得,各種スペクトルデータおよび化学的な構造の関連付けを基礎に,それらの構造を確立することができた.

さらに(+)-catechinの酸化的な高分子化とウシ血清アルブミン(BSA)との結合性についての検討の結果,ポリフェノール側の高分子化は高分子複合体の形成の増加として示される結合性の向上につながるが,ポリフェノール側の高分子化がタンパク質分子との接近の妨げにつながる場合は,むしろ結合性の低下として結果する現象をも認めた.他方,加水分解性タンニンオリゴマーをも対象とした検討により,「加水分解性タンニンのBSAとの相互作用について,galloy1基の増加等による分子量の増大が結合性の向上につながることを明確にするとともに,分子の形状も結合性の大きな要因となることを確かめることができた.また,ポリフェノール-タンパク質複合体形成の可逆性・非可逆性に関してポリフェノールの化学構造への依存性をさらに明確にするとともに,その結合-解離に関わる因子についても明らかにすることができた.ポリフェノールの結合性について得られたこうした知見を基礎として,ポリフェノールのVibrio,Aeromonas,Pseudomonas属の細菌等に対する抗菌作用との対応関係についても検討を進め,ポリフェノールの化学構造とこのような細菌類に対する作用との間の関係性についての議論を深化させることが可能となった.
スギ、ヒノキ人工林由来の花粉による繁殖干渉－近縁種への潜在的影響と発生要因－

スギやヒノキの人工林由来の花粉によるサワラへの繁殖干渉を解明するため、スギ、ヒノキ、サワラの3種間の生殖隔離と空中花粉の種組成を調査した。珠孔液の引き込みと受粉後の花粉管の挙動を観察した結果、3種間には受粉時の生殖隔離なく、受粉後に生殖隔離が機能することが明らかになった。空中花粉の種組成を調査するため、葉緑体DNAによる種識別マーカーと花粉1粒を用いた種判別法を開発した。サワラ個体周辺から採集した空中花粉から顕微鏡でヒノキ科花粉を単離し、開発したマーカーを用いて種判別を行った結果、90%がヒノキの花粉であった。以上の結果、大量に混入する近縁種花粉によるサワラへの繁殖干渉の可能性が示された。スギ、ヒノキ人工林由来の花粉がサワラ等の近縁種への繁殖干渉を引き起こす潜在的な可能性を解明し、繁殖干渉が発生する状況を明らかにすることを目的として1から4を実施した。1空中花粉及び胚珠内に取り込まれた花粉の種組成を解明のため、ヒノキ、サワラ、スギ等ヒノキ科の葉緑体DNゲノムのtranL-tranF領域の変異を増幅するマーカーを開発した。2花粉1粒が含むDNAを鋳型として、PCRを実施し、2で開発したマーカーを用いて空中花粉の組成(数、種組成)解析法を確立した。3岐阜大学位山演習林内のサワラ2個体に2個ずつ花粉トラップを設置し、5月1日から5月13日までの13日間、空中花粉を採集した。採集した空中花粉を顕微鏡で観察し、1日あたりの採集花粉粒数を調査するとともに形態観察によりヒノキ科とそれ以外に分離した。ヒノキ科花粉について、2で開発した方法を用いて解析した結果、増幅に成功した24個中の種組成はサワラ0個、スギ1個、ヒノキ23個であり、スギやヒノキの花粉がサワラ雌花周辺の空中花粉の大部分を占めることを明らかにした。4ヒノキ、サワラ、スギの生殖隔離を明らかにするため、サワラ(平成25年度実施)及びヒノキ2個体に対して、スギ、ヒノキ、サワラの花粉を用いた人工交雑(同種間及び異種間受粉)を実施し、受粉後の珠孔液の吸い込みを観察するとともに、受粉処理した雌花(球果)を採集し、固定後、顕微鏡観察用プレパラートを作成し、受粉受精までの胚珠内の形態変化、花粉管の伸長、受精の有無を観察し、ヒノキとサワラは両種とも異種花粉を取込むこと、珠心表面あるいは頸細胞周辺において異種花粉の伸長を妨げる生殖隔離機構が存在することを明らかにした。平成27年度の計画は、スギ、ヒノキ人工林由来の花粉がサワラ等の近縁種への繁殖干渉を引き起こすことを直接証明するため、サワラの胚珠内に取り込まれた花粉の種組成の分析を実施することであった。しかしながら、平成27年に研究対象のサワラ、ヒノキともほとんど着花しなかったため、平成26年に採集した資料を用いて研究を実施した。平成26年の花粉飛散終了時に採集した雌花から、胚珠を単離、切開し、マイクロマニュピュレータを用いて胚珠内の花粉の単離し、単離した花粉のDNA分析を実施した。しかし、採集した試料では花粉が既に発芽していたため、完全な花粉として単離することができなかった。また、花粉の一部(断片)を単離してDNA分析を行ったが、年度計画作成時に危惧したとおりネガティブコントロール(単離した花粉の断片を洗浄した水滴)からも標的配列が増幅された。以上から、この実験は現実的には不可能であると判断し、充実率と空中花粉との関連性の解明に研究計画を変更した。平成26年度に採集したヒノキ人工林からの空間距離や周囲のサワラの立木密度が異なる2カ所各1個体のサワラの自然受粉種子について充実率を調査した。その結果、ヒノキ人工林に近く周囲にサワラの立木がない個体の充実率は7%、天然林内に位置し周囲にサワラの立木が存在する個体の充実率は33.7%であり、ヒノキ人工林との距離や周囲のサワラの密度との関連性を示唆する結果が得られた。また、充実種子のDNA分析を行った結果、ヒノキとの種間雑種は全く検出されなかった。26年度に採集した空中花粉の試料について追加調査を行った結果、ヒノキ科以外のブナ科やカバノキ科の花粉が多数観察され、人工林由来の花粉だけでなく天然林内の広葉樹の花粉も繁殖干渉を引き起こす可能性があることがわかった。胚珠内に取り込まれた花粉の種組成を分析により繁殖干渉を直接証明することを試みたが、上述したようにサワラ、ヒノキともにほとんど着花しなかったため、新たな研究試料を採集することができなかった。やむを得ず26年度に採集した試料(空中花粉及び種子)を用いて研究を実施した。胚珠から単離した花粉のDNA解析においては、年度計画作成時に危惧したとおりネガティブコントロール(単離した花粉の断片を洗浄した水滴)からも標的配列が増幅された。以上から、この実験は現実的には不可能であると判断し、年度計画を変更し、空中花粉の種組成と充実率との関係を解析し、繁殖干渉の影響の評価を試みた。花粉トラップを設置した2個体についての調査から、空中花粉の種組成と種子の充実率との関連性が想像されたが、試料数が少なく統計的有意性が得られなかった。さらに、充実率のみの調査では近交弱勢(自殖)の影響と繁殖干渉とを分離できないなど新たな疑問が生じている。以上の理由により、計画より遅れていると判断した。

サワラ天然木に対するヒノキ人工林由来の花粉による繁殖干渉をサワラの充実率により評価するため、サワラ天然木5個体を対象として、1サワラの自然受粉率および充実率、2比率を変えたヒノキ・サワラ混合花粉の受粉が充実率に及ぼす影響、3サワラ雌花周辺の空中花粉の種組成、4サワラの個体毎の自殖弱勢、5サワラ天然木周辺の林分環境の調査を行った。1について、花粉飛散終了後のサワラの胚珠をNaOHで軟化した後、押しつぶし法により胚珠内の花粉取込数を観察した結果、受粉率(1個でも花粉を取り込んでいた胚珠の割合い)は38.93(25.0-58.82)%、胚珠あたりの平均取込花粉粒数は0.54個であった。また、個体毎の種子の充実は11.33(0.49-28.4)%であり、花粉制限(無受粉)が充実率低下の最大要因であることが推定された。2、4ついてはサワラ雌花にかけた交配袋が調査期間中の悪天候(強風を伴う降雨)により、飛ばされたためデータを得ることができなかった。また、3については、同様の理由により花粉トラップ(ダーラム型)で補足した花粉が流失し、解析できなかった。次に、5について、サワラ天然木から半径20m以内に生育する、胸高直径5cm以上のサワラ、ヒノキおよび落葉広葉樹の個体数および胸高直径を調査し、個体毎の種子の充実率を応答変数、サワラの密度、胸高断面積、ヒノキの密度、胸高断面積、落葉広葉樹の密度、胸高断面積、常緑樹(サワラ、ヒノキ、スギ)の密度、胸高断面積、サワラ母樹の胸高直径を説明変数とした回帰分析をおこない、AICを用いたモデル選択によりサワラの充実率に及ぼす母樹周辺の林分環境の影響の評価を試みた。その結果、母樹周辺のサワラ胸高断面積合計、母樹の胸高直径、周囲の常緑樹密度が有意となったが、いずれも過分散であったため、さらに詳細な調査が必要であると思われる。サワラ母樹の充実率に直接影響を及ぼす直接の要因として受粉率、繁殖干渉、自殖弱勢が予想される。母樹周辺の林分環境は受粉率、繁殖干渉、自殖弱勢を介して充実率に影響を及ぼす。研究実績の概要に記載したようにサワラ雌花にかけた交配袋が調査期間中の悪天候(強風を伴う降雨)により、飛ばされたため、同種花粉と他種花粉とを同時に受粉することが充実率に及ぼす影響、個体毎の自殖(近交)弱勢の程度を解析することができなかった。また、強風と降雨で花粉トラップ(ダーラム型)で補足した花粉が流失したため、空中花粉の種組成が解析できなかった。このため、繁殖干渉と自殖弱勢の影響をパラメータ化できず、繁殖干渉の影響を評価する適切なモデルが作成できなかった。サワラ天然木に対するヒノキ人工林由来の花粉による繁殖干渉を明らかにするため、平成29年度は、1サワラの自然受粉率及び充実率、2サワラ個体毎の近交弱勢の解析を実施した。その結果、12個体計78胚珠を対象として調査した自然受粉率は46%(36/78胚珠)であり、13%(10/78)の胚珠がヒノキ科以外の花粉を取り込んでいた。また、自然受粉による充実率は平均約20%であった。2サワラ個体毎の近交弱勢を解明するため3個体を対象として自殖、他殖の交配実験を行い、交配後1部の球果を採集して受粉率を調査するとともに残りの胚珠が成熟種子になった後、充実率の調査を行った。3個体中1個体のみで自殖、他殖について受粉率、充実率のデータセットが得られた。その結果、受粉率は自殖、他殖ともに80%であったが、充実率は自殖で9%、他殖では52%であり、調査した個体が強い近交(自殖)弱勢を有することが明らかになった。