hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人間活動が低湿地生態系に及ぼす影響

冠水時には干出時に比べて塩分は低下し、硝酸態窒素濃度は上昇して直上水中の濃度に近づき、アンモニア態窒素濃度は全層で低下した。調査地点の干潟には多毛類のゴカイ・イトゴカイ類が多数存在し、窒素代謝に何等かの影響を与えていると思われる。(4)沿岸域の低湿地土壌の微生物代謝のモデル実験を進め、海水、汽水、淡水の3種の溶液により湛水された河口域堆積物中の還元発達、硫酸還元およびメタン代謝の関連を検討し、淡水中では硫酸還元量が少なく、メタン代謝が旺盛に起こるが、汽水中および海水中では硫酸還元量が大きく、メタン代謝が著しく抑制されることを示唆する結果を得た。(5)タイ国ソンクラ湖の底泥試料を採取し、分析した。採取地点により底泥に含まれる有機物の含量は異なり、最も低いものでは炭素で0.01%以下(検出限界以下)であり、最も高い試料で1.32%を示した。全窒素含量は最高で0.21%あり、炭素含量と高い相関を示した。細粒子組成と有機物含量との間には相関はなく、むしろイライトを主体とする粘土画分が多いほど、室内インキュベ-ションで進行する還元反応は強く、多くのFe^<++>が溶出された。構成粘土鉱物はイライトとカオリナイトを主体とし、一部スネクタイトの存在を確認した。(1)多摩川河口域干潟において潮汐に伴う無機態窒素の挙動の調査について解析した。間隙水中の硝酸イオン濃度は干出直後から4時間の間に183から70.3μmol/lに低下した。これは主として硝酸還元・脱窒によると考えられ、その速度は178μmol/m2/hとなった。一方、冠水時には間隙中の硝酸イオン濃度は短時間で上昇し、直上水中の濃度に近づき、再び硝酸還元・脱窒に好適な環境に移行した。したがって、河口域干潟は上流から供給される硝酸イオンの一部を脱窒により水中から除去する役割を果していると考えられる。(2)多摩川中流域の調査区で昨年と同様に植物群落の分布に関する詳細な調査を行った。本年度は特に水路中など湿性立地に分布する群落に注目して調査した。また、これまで充分な資料の蓄積がなかった現在の土地利用とその変遷などの人的環境及び地形と土壌などの無機的環境についても資料を集めて解析し、植物群落との関係について検討した。(3)霞ケ浦湖岸ガマ帯に模擬水路を設置し、岸に沿った湖水の流れをなくし、沖側から岸に向かう風による流れを利用する実験を試みた。午前10時から1時間間隔で5時間にわたり模擬水路水口及び出口で水質変動を調査した。その結果、湖水が平均2-3cm/sの流速でガマ帯を通過すると、水温は0.2-0.4°C低下し、溶存酸素は0.7-1.5mg/l減少するなど水質の時間的変動があることが明らかになった。また、アシ帯11地点から採取した付着藻試料の珪藻組成を解析した。全出現種数は35種であり、種組成は各地点とも比較的類似していた。出現種数と出現頻度をもとにクラスター分析を行った結果、5つのサブグループの存在が認められたが、栄養塩類などの水質要因との相関は必ずしも明瞭でなかった。湖岸におけるアシ帯の残存状況について昨年同様に調査した。(4)低湿地生態系の微生物活性について、河川水から有機物が供給され河口から海水が供給されて淡水と混合する汽水域を対象に、温室効果に関連して硫酸還元菌とメタン生成菌の相互作用を検討した。メタン生成量は、硫酸イオン含量と対応し、硫酸イオンが多いと硫酸還元が盛んとなりメタン生成量が減少する逆比例関係にあることを明らかにした。(1)多摩川中流域の植物群落分布図を作成し、人間の影響を考察した。湿性立地に対する人間干渉の増大は群落組成の単純化と本来の立地に結びついた群落の数を少くする方向に働いていることが明らかになった。
断層内石英粒子を用いた水和層年代測定法による最新活動時期の特定

本研究は,自然界の代表的な鉱物である石英の表面が水と反応してできる水和層の厚さから,断層の最新活動時期を推定するための試みである。断層活動が石英の水和層厚さに及ぼす影響を調べるため,二次イオン質量分析装置(SIMS)による水素イオンの分析から水和層の厚さを推定する手法を適用した。チャートおよび花崗岩中の石英を用いた分析では,断層活動により鏡面状に磨かれて平滑になった断層面上の石英は,断層活動を伴わない自然の岩石表面と比べて試料表面付近の水素イオン濃度の大幅な増加が認められ,断層中の石英の水和層厚さの推定にSIMSが適用できる見通しが得られた。本研究は,断層破砕帯で破壊された微小な石英破断面の水和層厚さから,断層の最新活動時期が推定できるかどうかを検討するのが目的である。平成25年度はまず,断層破砕帯のうち,最も細粒に破砕されたゾーンである断層ガウジから採取した石英粒子を観察し,形態等の整理を行った。具体的には,上載地層により活動時期が明らかになっている活断層で,均質な花崗岩中に破砕帯が発達する福井県の白木-丹生断層等の露頭から断層ガウジの試料を採取し,偏光顕微鏡観察,粒度分析,走査型および透過型電子顕微鏡観察を行った。一方,周辺の母岩に発達する熱水変質起源の粘土脈(活断層と異なり,繰り返しの変位が露頭で観察されないもの)からも試料を採取し,同様の観察・分析を行った。その結果,断層ガウジと粘土脈とでは,粒度分布や石英粒子の形態に大きな違いが認められた。しかしながら,これらの試料では,石英だけでなく熱水変質に伴い形成された粘土鉱物が混在し,石英よりも細粒で軟らかい粘土鉱物の方が摩耗・浸食の影響を受けやすい。そのため,石英水和層の厚さと関係する石英粒子の摩耗・浸食の程度が,最新の断層活動からの経過時間に加え,粘土鉱物の量比の影響をかなり大きく受けている可能性があることが分かった。一方,粘土鉱物の形態についても,断層ガウジと粘土脈とでは大きな違いが認められた。粒度分布や石英粒子の形態に加え,粘土鉱物の形態を比較することにより,断層の繰り返しの活動性の評価に適用できる可能性がある。また,平成26年度以降の研究で,断層活動に伴う水-岩石反応の痕跡の特徴(酸化還元環境や含水状態など)と,石英の水和反応との相関を検討するため,破砕帯岩石の粘土鉱物の粉末X線回折分析や全岩化学組成分析等を行った。平成26年度は,平成25年度に採取した石英粒子について,断層のタイプごとに形態的特徴を電子顕微鏡を用いてより詳細に観察するとともに,粒子表面の摩耗・浸食の程度を試料ごとに統計的に取りまとめた。結果は,最近まで繰り返し活動している断層ほど新鮮な破断面を持つ石英粒子に富むという,予想された通りのものとなった。さらに,粒子表面に形成される水和層を可視化するため,石英粒子のカソードルミネッセンス像の観察について検討した。また,チャート中の断層に発達する鏡肌の断面の高倍率での観察も行ったが,鉄酸化物等の付着物の影響が大きいため,必ずしも水和層測定に適しているとは言えないことが分かった。一方,水和層厚さと年代との関係について把握するため,南九州の複数の後期更新世完新世テフラを対象に,顕微鏡により火山ガラスの水和層厚さおよび屈折率の測定を行った。火山ガラスの形状により観察できる水和層の分布が変化するものの,比較的凹凸の少ない断面を選んで観察すれば,水和層厚さは年代の平方根に比例するという従来の知見と調和的な結果が得られた。また,平成25年度に引き続き,断層活動に伴う水-岩石反応の痕跡の特徴(酸化還元環境や含水状態等)と,石英の水和反応との相関を検討するため,断層破砕帯や火山ガラスの主成分・微量元素分析等を行い,それぞれの元素組成変化について断層活動,熱水変質,風化といった要因ごとの対比を行った。平成27年度は,石英粒子表面の腐食の程度をより定量的に把握するため,様々な断層から採取した石英粒子に対し,表面構造の電子顕微鏡による観察および電子スピン共鳴信号の測定を行い,両者の関係について検討を行った。電子スピン共鳴信号の測定の結果,石英中の不純物に由来する信号は母岩と断層とで明瞭な変化傾向が見られなかったが,共有結合の欠陥に由来する信号については,断層ガウジにおいて母岩よりも強度が大幅に増大するケースが見られた。特に,マイクロ波出力を上げて測定した時に検出されるR信号(Hataya et al., 1997, Appl. Radiat. Isot.)に着目すると,活断層よりも非活断層のガウジ試料の方が母岩との信号強度差がやや大きい傾向が示唆された。この信号は,試料をフッ化水素酸でエッチングすることにより,断層ガウジでの信号強度が低下して母岩と同程度になることも示された。

電子顕微鏡観察からは,フッ化水素酸処理により微小割れ目などの弱面に沿って腐食が進んでいることが明瞭に確認された。したがって,R信号は主に石英粒子表面の破砕に伴う傷を受容体とするもので,この信号の測定により,活断層による最近の破砕からの経過時間が推定できる可能性がある。また,断層活動に伴う鉱物・化学変化と石英の水和反応との相関を知るため,破砕鉱物の元素マッピングを精度よく実現するための測定条件,および不均質な断層ガウジのX線回折分析による鉱物組成の半定量手法を整備した。なお,平成26年度までに実施した,石英粒子の表面構造を断層の性状ごとに統計的に区分した結果や,火山ガラスにおける水和層厚さと屈折率,化学組成との関係を取りまとめた結果ついては,査読付き論文として公表した。石英粒子表面の腐食の程度と電子スピン共鳴信号や化学組成(元素分布)との関係については,活断層かそうでないかを判定するための基準として整備するには,更なる観察・分析事例の蓄積が必要である。また,変形試験などの実験結果との比較データも追加されることが望ましい。そのため,来年度(平成28年度)まで1年間,本研究を延長することとした。本研究は,断層破砕帯で破壊された微小な石英破断面の水和層厚さから,断層の最新活動時期が推定できるかどうかを検討するのが目的である。石英表面の形態的特徴を電子顕微鏡で観察したところ,最近まで繰り返し活動している断層ほど摩耗・侵食の無い新しい破断面を持つ石英粒子に富む結果が得られた。一方,実験的研究からは,断層面において,水和したシリカの潤滑が地震性滑りに大きく寄与している可能性のある証拠が得られており,断層運動が水和層の成長を促進させている可能性もある。そこで本研究では,断層運動が石英の水和層厚さに及ぼす影響を評価するため,二次イオン質量分析装置によってCsイオンビームを石英表面に照射し,発生するH,Si,O,Alの二次イオンを分析することによって水和層の厚さを推定する手法を適用した。チャート及び花崗岩中の石英を用いた分析では,熱水変質及び鏡肌を伴う断層面の石英は,Hイオン濃度が表面からの深さ数μm程度まではそれ以深よりも数倍大きいのに対し,断層運動を被っていない自然の岩石表面,研磨した岩石内部の面,及び活断層露頭から抽出した新しい破断面を持つ石英粒子については,Hイオン濃度が深度方向にほとんど変化していないことが明らかとなった。したがって,熱水活動を伴うような地下深部での(相対的に時代の古い)断層運動の場合は,水和層の成長が促進される可能性があるが,地表付近での断層運動の場合は,破砕した石英は水和していない新しい破断面を保持していることが分かった。本研究ではさらに,火山ガラスを対象とした水和層厚さと年代との関係について検討したほか,破砕帯内物質の主成分・微量元素分析や電子スピン共鳴信号測定等に基づき,断層運動,熱水変質,風化といった要因ごとの水-岩石反応の痕跡の特徴を議論し,論文等に取りまとめた。本研究は,自然界の代表的な鉱物である石英の表面が水と反応してできる水和層の厚さから,断層の最新活動時期を推定するための試みである。断層活動が石英の水和層厚さに及ぼす影響を調べるため,二次イオン質量分析装置(SIMS)による水素イオンの分析から水和層の厚さを推定する手法を適用した。チャートおよび花崗岩中の石英を用いた分析では,断層活動により鏡面状に磨かれて平滑になった断層面上の石英は,断層活動を伴わない自然の岩石表面と比べて試料表面付近の水素イオン濃度の大幅な増加が認められ,断層中の石英の水和層厚さの推定にSIMSが適用できる見通しが得られた。平成26年度までの観察および分析により,石英の水和層形成(粒子表面の腐食)に着目することにより,断層が最近まで活動していたかどうかを識別できる可能性が高いことが明らかとなってきた。
情報共有空間としてのアドホックネットワークの研究

無線ホストの自律的ネットワーク構成により構築されるアドホックネットワークについては、これまで「つながる」ことを目的として研究が進められてきた。ユーザ間の情報共有空間としてアドホックネットワークを捉えた場合には、単につながるだけでなくユーザが伝えたい情報を効率よく転送する機能が求められる。このような観点から、本研究においては、アドホックネットワークを情報共有空間として提供する際の技術課題である、1.効率的情報伝達技術、2.効率的マルチキャスト実現技術、3.多くの通信を公平にかつ効率的にサポートするトラヒック制御技術について研究を行った。本年度は、具体的に以下の研究成果を得た。(1)効率的情報転送を実現する技術として指向性アンテナを取り上げ、指向性アンテナホストと無指向性アンテナホストが混在する一般的な状況におけるアドホックネットワークのスループット性能を評価した。その結果、指向性アンテナ導入率が80%以下の領域では改善効果はそれほど顕著でなく80%を超えると急激にスループット特性が改善されること、その要因としてルーチング制御情報の影響が多大であることを明らかにした。また、ルーチングプロトコルの影響についても評価を行い、普及率の低い領域ではテーブル駆動型が、普及率が80%を超える領域ではオンデマンド型が適していることを明らかにした。(2)アドホックネットワークにおいてマルチキャスト通信を行う際の輻輳制御方式について検討を行い、セッション内公平性の問題、ならびに代表ノード変動問題がアドホックネットワークにおいては特に大きな問題となることを示した。この問題点を解決する手法として、中継ホストにプロキシ機能を持たせることで、分割された価により明らかにした。具体的には以下の研究成果を得た。(1)効率的情報転送を実現する技術として指向性アンテナを取り上げ、指向性アンテナホストと無指向性アンテナホストが混在する一般的な状況において、指向性アンテナを優先的に選択する方式を新しく提案した。指向性アンテナを決定論的に選択すると、かえってトラヒック集中から性能劣化が懸念されることから、確率的に優先選択する方法を提案し、本提案方式によりネットワークスループットを大きく改善できることを明らかにした。(2)アドホックネットワークにおいてマルチキャスト通信を行う際の一つの実現方法であるアプリケーションレベルマルチキャストの適用を考え、その際の重要な技術課題であるホストの不正行為の影響を評価した。その結果、不正によりそれほど性能改善が得られないことを明らかにし、不正行為を未然に防げることを示した。(3)アドホックネットワークにおける効率的トラヒック制御として、中継ホストでTCPセッションを分割するプロキシ型TCPを取り上げ、そのまま適用した場合にはかえって性能劣化がもたらされることを明らかにし、その改善手法を提案した。今回開発した実験システムにおける簡易通信実験により、さらにMAC層における影響が甚大であることも明らかにした。
数値解析に基づいたコンピュータ上における寝具の寝心地評価システムの構築

人生の3分の1を寝て過ごしており、適した寝具で寝ることが重要である。これまで寝具の寝心地を調査するために、被験者を用いて実験が行われてきたが、実験に時間を要するなどの課題があった。一方、人間は寝た際に生体内に生じる変形とそれに伴う応力を寝心地として感じている。そこで本研究では、生体内の変形を推定できる数値解析を用いて研究することにした。しかし、数値解析の結果だけでは寝具の寝心地を推定することはできず、被験者実験の結果と比較し、数値解析で得られた応力の意味などを検討する必要がある。3年間という研究期間を考えると、被験者実験は時間を要するため、早めに実験に着手する必要があると考えた。そこで、当初の計画より早めに、寝具に関する実験を実施することにした。これまで敷き布団に関する研究が数多くなされてきたが、寝具には掛け布団もある。様々な文献を調べたが、掛け布団に関する研究は予想以上に少なく、ほとんど研究されていなかった。また、頭寒足熱という言葉があるように、睡眠時に足を温めると良いという習慣があり、一般的に、掛け布団によって実現されている。そこで、掛け布団について研究することにした。生体の温熱効果は血行動態と関連があると予想されるため、掛け布団を使用した場合の下肢の血行動態を調査することにした。また、睡眠後には必ず起き上がる。起き上がり動作もほとんど研究されていないので、別途、起き上がり動作についても検討した。・解析の進捗状況:数値解析手法のひとつである有限要素法を用いて研究を実施している。有限要素モデルの構築は計画通りに実施できている。・実験の進捗状況:被験者を用いた被験者実験は、当初の計画よりも早めに実施できている。実験の概要は以下である。下肢の血行動態を調べるために、レザー組織酸素モニターを用いて、酸素化ヘモグロビン量、脱酸素化ヘモグロビン量、組織全血液量を計測した。計測箇所は右ふくらはぎ内側とした。女子大学生被験者4名を対象に、掛け布団試料なしと掛け布団試料2種類の、計3条件における下肢の血流量を比較した。試料は掛け布団A(ダウン70%、フェザー30%)と掛け布団B(特殊加工したダウンとフェザー)とし、同じ厚みになるように調節した。実験は仰臥位で行い、10分間の安静臥床の後に、30分間試料なしで臥床し、その後5分間の休憩をとった。次に、2試料のうちのあるひとつを用いて、10分間の仰臥位安静の後に、掛け布団を掛けた状態で30分間計測した。その後、もう一方の試料でも同様に計測した。実験はすべて同日に行い、試料の提示はランダムとした。実験を行ったところ、掛け布団なしに対して掛け布団ありは酸素化ヘモグロビン量と組織全血液量が増加していた。これは、掛け布団の保温効果によって皮膚血流量が増加したためと考えられる。また、掛け布団Aに比べて掛け布団Bの方が血流が良くなっていた。材料試験を行ったところ、掛け布団Bの方が熱伝導性が低く、保温効果が高かったためだと考えられる。よって、掛け布団の保温効果によって下肢の皮膚血流量が増加しており、掛け布団の温熱効果が認められた。・2019年度も継続して、被験者の寝姿勢を計測可能な寝姿勢計測装置を用いて、被験者の体型を模した人体有限要素モデルを構築し、生体内に発生する応力について考察していく。人体有限要素モデルを構築する際に募集した被験者を用いて寝具の寝心地について調査していく。そして、解析結果と実験結果の関連を検討し、生体内に生じている応力と寝具の寝心地との関係を検討していく。・掛け布団の温熱効果も寝具の寝心地に影響を与えていると考えられるので、寝具の有限要素モデルも付加して、解析を進めていく。・睡眠に関する下肢の血行動態について文献を調べてみても、あまり見当たらず、ほとんど研究されていない。そこで、下肢の血行動態についてもう少し掘り下げていきたいと考えている。一例として、寝返りと血行動態の関係を調査したい。寝返りの効果のひとつとして血行促進が挙げられているが、その根拠となるような文献が見当たらない。そこで、寝返りと下肢の血行動態にはどのような関係があるのか検討する。寝返りは睡眠の質と直接関係があり、寝返りしやすい寝具の開発にも結びつくと考えている。

また、頭寒足熱という言葉があるように、睡眠時に足を温めると良いという習慣があり、一般的に、掛け布団によって実現されている。そこで、掛け布団について研究することにした。生体の温熱効果は血行動態と関連があると予想されるため、掛け布団を使用した場合の下肢の血行動態を調査することにした。また、睡眠後には必ず起き上がる。起き上がり動作もほとんど研究されていないので、別途、起き上がり動作についても検討した。・解析の進捗状況:数値解析手法のひとつである有限要素法を用いて研究を実施している。有限要素モデルの構築は計画通りに実施できている。・実験の進捗状況:被験者を用いた被験者実験は、当初の計画よりも早めに実施できている。実験の概要は以下である。下肢の血行動態を調べるために、レザー組織酸素モニターを用いて、酸素化ヘモグロビン量、脱酸素化ヘモグロビン量、組織全血液量を計測した。計測箇所は右ふくらはぎ内側とした。女子大学生被験者4名を対象に、掛け布団試料なしと掛け布団試料2種類の、計3条件における下肢の血流量を比較した。試料は掛け布団A(ダウン70%、フェザー30%)と掛け布団B(特殊加工したダウンとフェザー)とし、同じ厚みになるように調節した。実験は仰臥位で行い、10分間の安静臥床の後に、30分間試料なしで臥床し、その後5分間の休憩をとった。次に、2試料のうちのあるひとつを用いて、10分間の仰臥位安静の後に、掛け布団を掛けた状態で30分間計測した。その後、もう一方の試料でも同様に計測した。実験はすべて同日に行い、試料の提示はランダムとした。実験を行ったところ、掛け布団なしに対して掛け布団ありは酸素化ヘモグロビン量と組織全血液量が増加していた。これは、掛け布団の保温効果によって皮膚血流量が増加したためと考えられる。また、掛け布団Aに比べて掛け布団Bの方が血流が良くなっていた。材料試験を行ったところ、掛け布団Bの方が熱伝導性が低く、保温効果が高かったためだと考えられる。よって、掛け布団の保温効果によって下肢の皮膚血流量が増加しており、掛け布団の温熱効果が認められた。・2019年度も継続して、被験者の寝姿勢を計測可能な寝姿勢計測装置を用いて、被験者の体型を模した人体有限要素モデルを構築し、生体内に発生する応力について考察していく。人体有限要素モデルを構築する際に募集した被験者を用いて寝具の寝心地について調査していく。そして、解析結果と実験結果の関連を検討し、生体内に生じている応力と寝具の寝心地との関係を検討していく。・掛け布団の温熱効果も寝具の寝心地に影響を与えていると考えられるので、寝具の有限要素モデルも付加して、解析を進めていく。・睡眠に関する下肢の血行動態について文献を調べてみても、あまり見当たらず、ほとんど研究されていない。そこで、下肢の血行動態についてもう少し掘り下げていきたいと考えている。一例として、寝返りと血行動態の関係を調査したい。寝返りの効果のひとつとして血行促進が挙げられているが、その根拠となるような文献が見当たらない。そこで、寝返りと下肢の血行動態にはどのような関係があるのか検討する。寝返りは睡眠の質と直接関係があり、寝返りしやすい寝具の開発にも結びつくと考えている。
性選択と食性進化の相互作用がもたらす種多様性創出メカニズムの解明

ニセコマルガタゴミムシの配偶形質データの解析種子食性ゴミムシにおける食性進化と配偶形質進化の関連性を明らかにすることを目的として、これまでに種子食性ゴミムシのAmara属の配偶形質データを集めてきた。既に昨年度までに、7種について、雌雄交尾器形態・交尾時間・精子長・精包サイズのデータを取ってある。本年度は、ニセコマルガタゴミムシ(A.simplicidnes)についても同様のデータをとった。本種の配偶形質は近縁種のコマルガタゴミムシ(A.sinuaticollis)と類似しているが、交尾時間などに明瞭な違いがみられた。分子同定と形態測定学的解析にもとづいたオサムシ科幼虫の齢判別法の開発種子食性ゴミムシを含むオサムシ科において、野外で採取した幼虫の齢(成長段階)を判別する方法を新たに開発した。この方法は、分子同定による種同定(DNAバーコーディング)と古典的な形態測定学的解析を併用したものである。解析の結果、一部のグループを除いて、高い精度(80%以上)で幼虫の齢判別が可能であった。また、解析に影響を与える要因として、幼虫の実際の齢(中間的な齢ほど誤判別の割合が高い)と分類群(幼虫食性が多様な分類群ほど誤判別の割合が高い)の2つがあることを明らかにした。(1)餌タイプが各種生活史形質へ与える効果の解析ホシボシゴミムシAnisodactylus punctatipennisにおいて、雄の射精物生産、雌の産卵数、幼虫の成長パフォーマンスが、昆虫幼虫、雑草種子、昆虫幼虫+雑草種子の3つの餌タイプでどのように変化するのかを飼育実験により調べた。その結果、雄、雌、幼虫すべてで、正常な繁殖・成長のためには雑草種子が必須であることが明らかになった。一方、昆虫幼虫は、雌雄の繁殖には正の効果を与える一方、幼虫成長(特に生存率)には負の効果を与えていることが明らかとなった。以上の結果は、(1)Anisodactylus属が種子食であることを初めて立証した(これまで知られていた種子食性種はAmara、Harpalus属);(2)種子食性ゴミムシにおいて種子の摂取が雄の繁殖に必須であることを初めて明らかにした(これまでの研究は雌の産卵数、幼虫成長についてのみ注目)、という点で意義がある。(2)安定同位体解析にもとづく野外における食性の推定種子食性ゴミムシの野外における摂食生態を解明することを目的として、同所的な近縁2種、マルガタゴミムシAmara chalcites、ニセマルガタゴミムシAm.congruaにおいて以下の2つの仮説を検証した:(1)2種間に食性ニッチ分化が生じているか;(2)個体レベルでみたとき動物質の摂取は体サイズの増大をもたらすか。解析の結果、(1)は支持されたものの、(2)は支持されなかった。これらの結果は過去に行われた飼育実験の結果とも概ね一致し、このグループの研究において安定同位体解析が有効な手法であることを示している。(3)遺伝マーカー作成のためのサンプルの採取種子食性ゴミムシの地域分化、繁殖生態を明らかにするための遺伝マーカーの探索を目的として、各種20個体を目標に、DNA解析用のサンプル採取を行なった。現在までに、4種について目標を達成しており、今後、室内実験を始める予定である。1、幼虫期の生態が未知である種の飼育実験オオマルガタゴミムシAmara giganteaについて、これまで未知であった幼虫期の生態を解明するために飼育実験を行なった。昆虫幼虫、雑草種子、昆虫幼虫+雑草種子の3つの餌タイプで飼育したところ、昆虫幼虫、昆虫幼虫+雑草種子では正常に生育した。雑草種子では、摂食が確認されたものの、2齢以降への生育はみられなかった。また、同じ餌条件であっても、採卵時期の異なる幼虫の間で成長率に違いが認められた(母性効果)。2、雑食性種を用いた、成虫食性と幼虫食性の遺伝的関連性についての選抜飼育実験ナガマルガタゴミムシAmara macronotaにおいて、「雌が高いパフォーマンスを発揮する餌タイプと、その仔が高いパフォーマンスを発揮する餌タイプは、個体レベルで一致する」という仮説を、雌の産卵数に基づく選抜実験により検証した。各餌について雌15頭の産卵数を測定し、産卵数の多い5頭を選抜して、その仔を肉・種子の2つの餌グループに分けて飼育した(各「雌タイプ×幼虫餌」で50頭、合計200頭)。生存率、生育日数、仔のサイズの比較の結果、仮説を裏付ける結果は得られなかった。3、種子食ゴミムシにおける配偶形質の比較研究種子食への特殊化の程度が異なるAmara属7種から、雌雄交尾器形態、交尾時間、精子長、精包サイズなどの配偶形質データを集めた。今後、さらに多くの種からデータを集め、分子系統樹を用いた種間比較法を用いることにより、このグループにおける種子食性と交尾器形態の進化的相関の実態を明らかにしていく予定である。

分子同定と形態測定学的解析にもとづいたオサムシ科幼虫の齢判別法の開発種子食性ゴミムシを含むオサムシ科において、野外で採取した幼虫の齢(成長段階)を判別する方法を新たに開発した。この方法は、分子同定による種同定(DNAバーコーディング)と古典的な形態測定学的解析を併用したものである。解析の結果、一部のグループを除いて、高い精度(80%以上)で幼虫の齢判別が可能であった。また、解析に影響を与える要因として、幼虫の実際の齢(中間的な齢ほど誤判別の割合が高い)と分類群(幼虫食性が多様な分類群ほど誤判別の割合が高い)の2つがあることを明らかにした。
回転分子モーターF1-ATPaseのヌクレオチドアフィニティ制御の解明

磁気ピンセットによる1分子回転操作と蛍光性ヌクレオチドの結合・解離の1分子同時観察により、回転分子モーターF_1-ATPaseの回転角度に依存したヌクレオチドに対するアフィニティを調べることに成功した。蛍光性ATP(Cy3-ATP)と蛍光性ADP(Cy3-ADP)の結合・解離の角度を、非標識ATP、非標識ADP、燐酸存在下など様々なヌクレオチド条件で測定できた。本研究成果は、この分子機械の回転するまたは合成する仕掛けの理解に繋がると思われる。回転分子モータ-F1-ATPaseの持つそれぞれ3つの活性部位で起きる化学反応(ATP結合、加水分解、リン酸やADPの解離)がどの力学反応(回転ステップ)を駆動しているのかが明らかになった今日、次に回転角度に依存したATPやADPのヌクレオチドのアフィニティを調べることで、この分子機械の仕掛けの根幹に迫りたい。最終的にはF1-ATPaseのそれぞれ3つの活性部位におけるヌクレオチドの化学状態が回転角度によって完全に制御されているというbinding changeメカニズムを明らかにし、加水分解による回転と逆回転によるATP合成の仕組みを解明したい。本研究課題で得られる成果は、多くのATP駆動型分子機械の作動機構解明の〓矢・模範となると思われる。さらには、タンパク質全般の基質結合・解離の原理にも繋がると期待している。1分子回転操作と蛍光性ヌクレオチドの1分子蛍光観察により、F1-ATPaseを一定速度で回転させたときにヌクレオチドがどの角度で結合しどの角度で解離するのかを測定した。磁場の強度や回転方向、回転速度などを変え、また、蛍光性ヌクレオチド(ATPまたはADP)と非標識ヌクレオチド、燐酸の様々な混在条件で測定を行った。回転速度に関しては、実際の測定範囲である0.050.8Hzでは結合・解離の角度に著しい違いはなく、一定速度の回転による測定が実験的に大きな問題になることは無さそうであった。一部条件の解析が終了しておらず、また更に詳細な解析が必要となると思われる。体系的な結論でなくまだ断片的な結果しか述べられない。ATPとADPではそれぞれ結合・解離の角度が変わることが分かった。ADPとADP+燐酸でも違いがあった。また、ヌクレオチドが最高1個しか結合しない濃度条件では、複数個結合する条件で見られない結合・解離が出現することが分かった。回転分子モーターF_1-ATPaseの持つそれぞれ3つの活性部位で起きる化学反応(ATP結合、加水分解、燐酸解離、ADP解離)がどの力学反応(回転ステップ)を駆動しているのかが明らかになっている今日、次のステージとして、回転角度に依存したヌクレオチド(ATPやADP)に対するアフィニティを調べることでこの分子機械の回転する、または合成する仕掛けの根幹に迫りたい。磁気ピンセットによる1分子回転操作と蛍光性ヌクレオチドの結合解離との同時観察により、ヌクレオチドがどの角度で結合しどの角度で解離するのかを測定した。磁場の強度、回転方向、回転速度といった様々な回転条件に加え、蛍光性ATPまたはADP、非標識ATPまたはADP存在下、燐酸存在下など様々な溶液条件で測定した結果、加水分解・合成方向どちらの回転においてもATPとADPで結合する角度に違いがあることを見いだした。すなわちATPとADPの結合が回転角度でそれぞれ制御されていることを示している。また、ADP結合の角度は燐酸存在下でATP結合の角度あたりに変化することも分かった。合成過程で起こる結合の様子を実際に見ていると考えている。さらに、結合・解離の統計からATPとADPそれぞれの角度依存的な解離定数(アフィニティ)を見積もることも出来ており、F_1-ATPaseの3つの活性部位におけるヌクレオチドの化学反応が回転角度によって制御されるという交代結合(binding change)メカニズムを直接証明するデータであると考えている。本研究課題で得られた成果は、多くのATP駆動型分子機械の作動機構解明の嚆矢・模範となると思われる。また、タンパク質全般の基質結合・解離の原理を理解することにも繋がると期待している。
拡張期心筋血流予備量比による心筋虚血評価の有用性と臨床応用

心筋虚血指標の冠動脈心筋血流予備量比(FFRmyo)は、平均冠動脈内圧を用いており、拡張期冠動脈内圧のみならず収縮期冠動脈内圧を含めた形で計測されているが、冠内圧を冠血流の代用とできるのは拡張期冠血流ー内圧関係から拡張期のみである。コンピューター技術が進歩した現在では「拡張期のFFRmyo:d-FFR」を容易に計測でき、FFRmyoより精度の良い心筋虚血の指標を得ることができる可能性がある。この仮説のもとに、d-FFR計測ソフトウエアを開発し、心筋虚血の診断の精度の向上を検討した。この間に、FFRmyo以外に様々な安静時心筋虚血指標が提案され、負荷なしで簡便に得られる指標で、FFRmyoとの比較では非劣勢が示され、日常臨床に広まりつつある。新しい指標は、境界領域の中等度狭窄での診断精度に限界が指摘されている。また、本研究のd-FFRに関する報告はなく、d-FFRが種々の心筋虚血診断のゴールドスタンダードになる可能性が期待される。1拡張期心筋血流予備量比(d-FFR)の基本ソフトウエアの精度をさらに向上させるため、動物実験および日常臨床例で前向きに記録した冠内圧記録・心筋血流予備量比(FFRmyo)記録を用いてd-FFR計測精度を追加検討した。2従来のFFRmyoとd-FFRおよび心筋シンチグラフィーとの比較症例数を増やして解析検討中である。また、自施設の倫理委員会で承認を得て、心筋シンチをゴールドスタンダードとしてd-FFR・FFRmyoの診断精度を研究する医師主導型の多施設共同研究(DIASTOLE study)を推進し、450例の登録予定(有効解析症例413例)のうち409例の登録が2019年4月末時点で終了しており、残り4例の登録で研究登録を終了することができ、解析を行う予定である。解析結果は本年度中に学会報告し科学雑誌に投稿する。冠動脈心筋血流予備量比(FFRmyo)は従来、拡張期冠動脈内圧-血流関係に基づいて考案された心筋虚血指標である。しかし、日常臨床では平均冠動脈内圧を用いており、拡張期冠動脈内圧のみならず収縮期冠動脈内圧を含めた形で用いている。種々のコンピューターソフトウエアが進歩した現在においては拡張期のFFRmyo(d-FFR)を計測することは容易であり、より精度よく心筋虚血の指標とすることが可能である可能性があり、川崎医科大学医用工学科と共同開発してきた、d-FFR計測ソフトウエアを用いて心筋虚血の診断の精度がどの程度向上するかを検討するために、以下の手順で今年度の研究を実施した。1川崎医科大学医用工学科との協力で開発した拡張期心筋血流予備量比(d-FFR)の基本ソフトウエアの精度を向上させるため、自施設の臨床例で記録した冠内圧記録・心筋血流予備量比(FFRmyo)記録を用いてd-FFR計測を繰り返し行なった。実際の冠内圧記録・FFRmyo記録が安定している症例ではd-FFRの計測の精度が良いことが確認された。特に大動脈波形記録における大動脈切痕(dicrotic notch)が明確であれば極めて精度よく計測が可能であることを確認した。2上記確認の後、自施設例と関連施設症例で従来のFFRmyoとd-FFRおおよび心筋シンチグラフィーとの比較も少数例ではあるが施行し、現在解析中である。また、自施設の倫理委員会で承認を得て、心筋シンチをゴールドスタンダードとしてd-FFR・FFRmyoの診断精度を研究する医師主導型の多施設共同研究を推進している。1川崎医科大学医用工学科との協力で開発した拡張期心筋血流予備量比(d-FFR)の基本ソフトウエアの精度を向上に関しては、自施設の臨床例で記録した冠内圧記録・心筋血流予備量比(FFRmyo)記録を用いてd-FFR計測を繰り返し行ない、冠内圧記録・FFRmyo記録が安定し、大動脈波形記録における大動脈切痕(dicrotic notch)が明確である症例でd-FFRの計測の精度が良いことを確認した。2自施設例と関連施設症例で従来のFFRmyoとd-FFRおおよび心筋シンチグラフィーとの比較も少数例ではあるが施行し、現在解析中であると同時に、自施設の倫理委員会で承認を得て、心筋シンチをゴールドスタンダードとしてd-FFR・FFRmyoの診断精度を研究する医師主導型の多施設共同研究を推進することができた。拡張期冠動脈内圧-血流関係に基づいて考案された心筋虚血指標である冠動脈心筋血流予備量比(FFRmyo)は、日常臨床では平均冠動脈内圧を用いており、拡張期冠動脈内圧のみならず収縮期冠動脈内圧を含めた形で計測されている。しかし、現在では進歩したコンピューターソフトウエアを応用することにより拡張期のFFRmyo(d-FFR)を計測することは容易であり、FFRmyoより精度の良い心筋虚血の指標とすることができる可能性があり、川崎医科大学医用工学科と共同開発してきた、d-FFR計測ソフトウエアを用いて心筋虚血の診断の精度の向上を検討するために、前年に引き続き以下の手順で今年度の研究を実施した。1拡張期心筋血流予備量比(d-FFR)の基本

ソフトウエアの精度をさらに向上させるため、自施設の臨床例で記録した冠内圧記録・心筋血流予備量比(FFRmyo)記録を用いてd-FFR計測を追加検討した。大動脈切痕(dicrotic notch)が明確で、冠内圧記録・FFRmyo記録が5-6拍以上安定して記録さてている波形ではd-FFRの計測が可能であることを確認した。2従来のFFRmyoとd-FFRおおよび心筋シンチグラフィーとの比較症例数を増やして解析検討中である。また、自施設の倫理委員会で承認を得て、心筋シンチをゴールドスタンダードとしてd-FFR・FFRmyoの診断精度を研究する医師主導型の多施設共同研究を推進し、約250例の登録が進行中である。1拡張期心筋血流予備量比(d-FFR)計測のソフトウエアの精度向上に関しては、自施設症例の冠内圧記録・心筋血流予備量比(FFRmyo)記録を用いてd-FFR計測追加検討を行い、大動脈切痕(dicrotic notch)が明確な冠内圧記録・FFRmyo記録が5-6拍安定して記録できればd-FFRの計測の精度が可能であることを確認したが、理想的な波形を見つけてするのに時間を要する。2従来のFFRmyoとd-FFRおおよび心筋シンチグラフィーとの比較例を追加検討しているが、解析に時間を要する。3自施設の倫理委員会で承認を得て、心筋シンチをゴールドスタンダードとしてd-FFR・FFRmyoの診断精度を研究する医師主導型の多施設共同研究を推進し、250症例程度の登録ができているが、登録に時間を要している。心筋虚血指標として拡張期冠動脈内圧-血流関係に基づいて考案された冠動脈心筋血流予備量比(FFRmyo)の計測は、日常臨床においては平均冠動脈内圧を用いており、拡張期冠動脈内圧のみならず収縮期冠動脈内圧を含めた形で計測されている。しかし、現在では進歩したコンピューターソフトウエアを応用することにより「拡張期のFFRmyo:d-FFR」を計測することは容易であり、FFRmyoより精度の良い心筋虚血の指標とすることができる可能性があり、川崎医科大学医用工学科と共同開発してきた、d-FFR計測ソフトウエアを用いて心筋虚血の診断の精度の向上を検討するために、引き続き以下の手順で今年度の研究を実施した。1拡張期心筋血流予備量比(d-FFR)の基本ソフトウエアの精度をさらに向上させるため、昨年同様に自施設の日常臨床例で記録した冠内圧記録・心筋血流予備量比(FFRmyo)記録を用いて後方視的にd-FFR計測精度を追加検討した。さらにFFRmyoの記録の良好なものと不良なものを比較し、大動脈切痕(dicrotic notch)が明確で、冠内圧記録・FFRmyo記録が安定して記録されている波形ではd-FFRの計測の精度が高いことを再確認し、2-3拍の記録で判定可能になるようにさらに精度向上を図った。2従来のFFRmyoとd-FFRおよび心筋シンチグラフィーとの比較症例数を増やして解析検討中である。また、自施設の倫理委員会で承認を得て、心筋シンチをゴールドスタンダードとしてd-FFR・FFRmyoの診断精度を研究する医師主導型の多施設共同研究を推進し、450例の登録予定のうち380例の登録が終了しており今年度中に登録終了予定である。1昨年と同様に自施設症例の冠内圧記録・心筋血流予備量比(FFRmyo)記録を用いて後方視的に拡張期心筋血流予備量比(d-FFR)計測精度の追加検討を行い、大動脈切痕(dicrotic notch)が明確な冠内圧記録・FFRmyo記録が安定して2-3拍記録できれば精度よくd-FFRの計測が可能となるよう改善を加えたため、d-FFR計測のソフトウエアの精度を向上するのに時間を要した。2従来のFFRmyoとd-
学校教育における環境教育の展開に関する検討

環境教育の実践に際して、学校教育全体の中での位置付けを把握しておくことが、教育内容・指導方法の検討を容易にし、環境教育の進展に寄与すると考えられる。この観点から、学校教育における体系的な環境教育指導計画案の作成に関連する各種の調査・検討・授業実践を実施した。1.各教科(道徳を含む)内容の環境教育的視点からの分析国語、美術、家庭科、生活科、理科社会、保健、技術、算数および道徳について、教科目標との整合性から可能な内容を学習指導書・教科書の分析に基づき整理・考察した。学校教育全体での各教科の位置付けが明確になり、授業案の作成など具体的な展開を進展させる指針が得られ、プログラム作成に有用な分析結果である。2.児童・生徒の環境意識調査児童・生徒の環境への関心・理解、認識、関連活動の参加経験、環境学習への意欲、また自然とのかかわり方について全国規模の意識調査を実施し、報告書「児童・生徒の環境と環境学習に関する意識」、および「子供時代の自然とのかかわり方に関する調査」に取りまとめた。関心・興味は大きいが、本来有しているべきと考えられる知識・情報が不足している。また、現在の子供にとって自然が身近な存在でなくなってきている状況を定量的に把握した。3.授業実践によるカリキュラムの検討技術における環境教育実践例の報告は非常に少ない。そこで、身近な問題であるが、関連情報の不足している『騒音』を主テーマとする試行授業(新居浜東中学校)を実施し、研究報告として発表した。今後の取組み方について指針が得られた。その他家庭科における実践事例、および西ドイツにおける事例を収集・分析した。なお、今後の展開として、本研究成果を基礎に環境教育の体系的なプログラムを作成する。本年度は、学校教育としての環境教育を現行の条件下で展開するさいに把握しておくべき基礎資料となる調査・検討を主目的とする。(1)関連教科における学習指導書・教科書の分析をし、どのような環境教育内容が取り扱い可能かを検討した。小・中学校については、学習指導書と設定した環境教育事項との対比をおこない、環境教育プランを作成した。ただ、詳細についてはまだ検討の終了していない教科もあり、教科間の調整をはかり、小・中・高校の全体像を体系化するまでには至っていない。(2)児童・生徒の意識調査のNo.2として、全国規模(回答数10369)のアンケ-ト調査結果を報告書にまとめた。特に“子供時代の自然とのかかわりについて"、年令差が顕著にみられ現代では野外における自然との触れ合いが減少してきていることが定量的に把握された。また、児童・生徒の環境への興味・関心および学習意欲に関する環境意識調査No.1も進展中である。(3)環境教育の体系化などを検討するさいの参考資料の1つとして、ドイツの環境教育に関する資料が収集され、分析中である。(4)家庭科に関連する既発表の授業実践例・記録について、環境教育的視点から分析し整理した。(研究報告として発表予定)(5)生活環境課題の1つとして、騒音に関する試行授業を実施し、モデルとしての授業案を作成している。さらに、調査・検討をすすめ学校教育における環境教育の体系的な展開方法を検討する予定である。1.各教科(道徳を含む)内容の環境教育的視点からの分析国語、美術、家庭科、生活科、理科、社会、保健、技術、算数および道徳について、教科目標との整合性から可能な内容を学習指導書・教科書の分析に基づき整理・考察した。

2.児童・生徒の環境意識調査児童・生徒の環境への関心・理解、認識、関連活動の参加経験、環境学習への意欲、また自然とのかかわり方について全国規模の意識調査を実施し、報告書「児童・生徒の環境と環境学習に関する意識」、および「子供時代の自然とのかかわり方に関する調査」に取りまとめた。関心・興味は大きいが、本来有しているべきと考えられる知識・情報が不足している。また、現在の子供にとって自然が身近な存在でなくなってきている状況を定量的に把握した。3.授業実践によるカリキュラムの検討技術における環境教育実践例の報告は非常に少ない。そこで、身近な問題であるが、関連情報の不足している『騒音』を主テーマとする試行授業(新居浜東中学校)を実施し、研究報告として発表した。今後の取組み方について指針が得られた。その他家庭科における実践事例、および西ドイツにおける事例を収集・分析した。なお、今後の展開として、本研究成果を基礎に環境教育の体系的なプログラムを作成する。
胎児聴覚スクリーニング検査の試み

胎児心拍は外部からの新規の刺激に対して心拍上昇を認めることが分かっており特に妊娠32週以降では100%に近い陽性率を認める。今回は妊娠20週の妊婦及び胎児を対象とし、この現象を利用し胎児音響刺激装置と分娩監視装置を用いて、胎児には馴染みがないとされる2000Hzの音刺激に対する反応を観察した。刺激前に3分間無刺激の状態で胎児心拍を計測し、心拍基線を同定したのちに3回音刺激を行い、音刺激前後の胎児心拍数の上昇によって反応ありと判定した。妊娠32週未満では刺激後60秒以内の10bpm以上の心拍数増加を陽性とし、妊娠32週以降では15bpm以上の心拍数増加を陽性とした。今回は妊娠20週以降の健康でリスクの少ない妊婦及び胎児を対象とした。この検査は環境因子が強く関係し、母体の状況、胎児の状況、計測の仕方を統一し、データー収集の時点で適当と思われる症例は39症例となった。計測は音刺激直前直後で行った。妊娠20週から音刺激による心拍数の上昇を認め、後期になるにつれて音刺激に対する胎児の心拍数上昇率は高くなり、陽性と判断した例は妊娠20週から妊娠27週以前に比べて、妊娠28週から妊娠37週の胎児で有意に多かった。妊娠32週から妊娠37週では3例が検査音に無反応であったが3例とも静睡眠状態にあると考えられた。音刺激に対する反応は、妊娠32から妊娠37週において静睡眠状態と考えられる状態の場合に有意に低下した。一方、妊娠20週から妊娠37週では、胎児の睡眠状態の差に関連した音刺激に対する応答に有意差はみられなかった。胎児の睡眠状態を考慮に入れた場合に妊娠28週以降で静睡眠状態を除くすべての胎児において音刺激による心拍数上昇を認めることが分かった。なお、出産後に現行されている新生児聴覚スクリーニングを実施し39例が正常聴力であることを確認し聴覚刺激による変化の裏付けの一つとした。立案した計画に沿って妊娠20週以降の妊婦及び胎児を対象として音刺激装置による音響刺激の後の心拍数変化を捉えることができた。また解析の結果、心拍数変化は睡眠状態に左右されることが示唆された。当手法は胎児聴力検査法として有効であると考えられる。本スクリーニングシステムは刺激音の音圧レベルと振動数は可変である。今後は音圧レベルや振動数を変化させ、確立された測定方法により胎児の可聴閾値を明らかとする。音刺激装置の改良も随時行っていく予定である。現段階では正常聴力の胎児のデーターのみであるが今後さらに検査を実施し、難聴児のデーター収集も行い正常聴力の胎児との比較をおこなう。また睡眠状態以外の検査結果に関連する因子について解析を行う。引き続き順天堂医院にて検査データーの収集および解析を行う。

現段階では正常聴力の胎児のデーターのみであるが今後さらに検査を実施し、難聴児のデーター収集も行い正常聴力の胎児との比較をおこなう。また睡眠状態以外の検査結果に関連する因子について解析を行う。引き続き順天堂医院にて検査データーの収集および解析を行う。研究追行のための基盤となる機器はすでに整備されているので実験に必要な消耗品を必要とした。データ解析および蓄積、週1回行っているミーティングや研究成果公表のための学会発表ならび現在準備中の英文論文に必要なパソコンおよび周辺機器についても購入した。日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会にて研究成果の報告および情報収集を行い、交通費等の支出があった。また、蓄積したデータ解析を行う為の人件費として次年度に使用予定のため、繰越金が発生した。その為次年度には実験および解析作業、ミーティング、学会発表や論文発表のための経費として使用する予定である。
大腸癌発癌に関する摂取食物と糞便中胆汁酸の因果関係に関する研究

大腸癌発癌の促進因子である胆汁酸について、大腸癌患者の糞便中胆汁酸組成と摂取食事との因果関係について検討することを目的とした。Gas Chromatographyによる大腸癌患者の糞便中胆汁酸測定成績は、胃cholic acid,Chenodeoxycholic acidの一次胆汁酸ならびに総胆汁酸量が、大腸ポリープならびに消化性潰瘍患者のそれらよりも高値である。(2)入院した大腸癌患者の食事内容を一定にしたとき、糞便中胆汁酸の経時的変化については、総胆汁酸量が短期間で減少し、一次胆汁酸量も減少して、糞便中胆汁酸組成に変化がみられる。1.入院した大腸癌患者,大腸ポリープ患者について、入院時より食事内容を一定として、入院時,入院後1週ならびに2週の計3回糞便を採取した。2.高速液体クロマトグラフィーにて、標準試料として、Cholic acid,Chenodeoxy-cholic acid,Deoxycholic acid,Lithocholic acidの4者について測定を試みた。各標準試料の測定を試みるも、いずれも高速液体クロマトグラフィーで検出されず、けい光検出器の不良に気づき、修理を行った。標準試料については、高速液体クロマトグラフィー用の純正試料を使用することとして、再度測定を試みる予定である。大腸癌発癌の促進因子である胆汁酸について,大腸癌患者の糞便中胆汁酸組成と摂取食物との因果関係について検討することを目的とした. Gas chroma-to grphyによる大腸癌患者の糞便中胆汁酸測定成績は, (1)cholic acid,chenodeoxy cholic acidの一次胆汁酸ならびに総胆汁酸量が,大腸ポリープならびに消化性潰瘍患者のそれらよりも高値である.(2)入院した大腸癌患者の食事内容を一定にしたとき,糞便中胆汁酸の経時的変化については,総胆汁酸量が短期間で減少し,一次胆汁酸も減少して,糞便中胆汁酸組成に変化がみられる.(3)特に低脂肪食を摂取した場合には,著明に総胆汁酸量が減少する.以上が,現在までに得られた知見であるが,今回,高速液体クロマトグラフィーによる糞便中胆汁酸の検出ならびに測定について検討した.1.入院した大腸癌患者,大腸ポリープ患者について,入院時より食事内容を一定として,入院時,入院後1週ならびに入院後2週の計3回糞便を採取した.食事内容は, 2000ー2200cal/day,蛋白質70ー75g/day,脂質50ー60g/day,炭水化物300ー330g/dayの病院食である.2.採取した糞便は,凍結乾燥して,遊離型胆汁酸を抽出した.3.高速液体クロマトグラフィー用の純正試料(ガスクロ工業製), cholic acid, chenodeoxycholic acid, deoxyoholic acid, lithocholic acidの4者について,高速液体クロマトグラフィーを用いて,検出ならびに測定を試みた.
超高速マイクロ構造伝送配線の開発とRF駆動回路の研究

微細化・高集積化されたSi集積回路は、高機能化の必然としてチップの大きさも1cmを越え、そのためデバイスそのものがたとえ高速動作しても、デバイスを接続する配線が動作速度を律速すると云う問題を抱えている。従来の信号伝送設計ならびに配線設計は「RC集中定数回路モデル」に基づいており、取り扱う信号の波長が対象とする回路の大きさ・寸法に比較して無視できなくなった時に考慮すべき「伝送線路」という概念がまったく取り入れられていない。本研究では、Si LSIチップ内、さらにはチップ間のGHz信号伝送を可能にする配線構造ならびにその低消費電力駆動回路技術を開発する。具体的には、Si集積回路内に適用可能なマイクロ構造RF伝送配線ならびにその駆動集積回路を開発する。平成15年度は、ペア線構造伝送線路配線とマイクロ構造GHz伝送およびRF駆動回路の設計・試作・評価を行う計画を立てた。CMOS0.35μmプロセスにおいて、差動線路の性能としては40Gbps、駆動回路を含めた評価では6Gbpsの高速信号伝送を達成した。クロストークノイズに強い伝送線路構造を考案し、隣接配線までの距離を小さくすることで、配線面積を72%削減することを可能とした。また、線路の抵抗損失による信号波形劣化を抑え、かつ差動回路における直流電流を低減する観点から、線路の特性インピーダンスは50Ωよりも大きく、100Ω程度としたほうが良いことを、回路設計の見地から明らかにした。微細化・高集積化されたSi集積回路は、高機能化の必然としてチップの大きさも1cmを越え、そのためデバイスそのものがたとえ高速動作しても、デバイスを接続する配線が律速する問題を抱えている。平成13年度は(1)マイクロ構造GHz伝送線路設計・試作・評価、ならびに(2)駆動回路を含めたマイクロ構造GHz伝送線路の設計・試作・評価を行う計画を立てた。ペア線構造伝送線路を想定し、0.3μmCMOS差動回路の設計と動作を検証した。回路としては単方向信号伝送の他、LSIチップにおけるクロック信号分配回路の設計も行った。線路の抵抗損失による信号波形劣化を抑え、かつ差動回路における直流電流を低減する観点から、線路の特性インピーダンスは50Ωよりも大きく、100Ωないし200Ω程度としたほうが良いことを、回路設計の立場から明らかにした。伝送レートと消費電力はトレードオフの関係になることを予測していたが、GHz信号伝送を想定したシミュレーションでは予想とおりであった。差動回路設計法については、ソースフォロワ回路導入による低消費電力化手法の提案をおこなった。現在回路設計論として確定しつつある。ペア線構造伝送線路設計については、3次元電磁界シミュレータを立ち上げ設計を開始した。以上、研究計画に沿って研究を遂行している。本研究では、SiLSlチップ内、さらにはチップ間のGHz信号伝送を可能にする配線構造ならびにその低消費電力駆動回路技術を開発する。平成14年度は(1)マイクロ構造GHz伝送線路設計・試作・評価、ならびに(2)駆動回路を含めたマイクロ構造GHz伝送線路の設計・試作・評価を行う計画を立てた。Siチップ上の伝送線路配線を設計、試作し、その特性を評価した。実験結果とシミュレーション結果の検討を行った。その結果、表皮効果の影響を低減する配線断面構造を提案した。次年度にむけて、ペア線構造の線路について、設計、試作を行った。また、GHz信号伝送のためのCMOS差動回路を設計試作した。次年度以降その特性評価を行う予定である。平成15年度において、当初想定したペア線構造伝送線路配線とその駆動回路を完成させる準備はできている。CMOS

0.35μmプロセスにおいて、差動線路の性能としては40Gbps、駆動回路を含めた評価では6Gbpsの高速信号伝送を達成した。クロストークノイズに強い伝送線路構造を考案し、隣接配線までの距離を小さくすることで、配線面積を72%削減することを可能とした。また、線路の抵抗損失による信号波形劣化を抑え、かつ差動回路における直流電流を低減する観点から、線路の特性インピーダンスは50Ωよりも大きく、100Ω程度としたほうが良いことを、回路設計の見地から明らかにした。