hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒドロゲナーゼの活性部位における金属クラスターの構造化学と機能発現

ヒドロゲナーゼはNiとFeを活性部位に持つ金属酵素であり,水素の酸化・還元を触媒する機能を持つ.本酵素の工業的利用の可能性を探る研究は新規燃料電池の開発や石油に変わるクリーンエネルギー生成の道を拓くことにつながる.活性部位のNiとFe以外にアミノ酸以外の分子が配位した複核金属錯体を形成している.これまでにX線結晶解析の手法で「酸化型」「水素還元型」,「CO阻害型」,「光活性型」などの高分解能結晶構造を明らかにしてきた.本研究では,酸化型についてさらに詳細に構造化学的研究を展開し,不活性で安定な型「Ni-A型」と活性準備型であるが不安定な型「Ni-B型」をつくりわけ,さらに両者を結晶化して構造解析することに成功した.これにより酵素自身が活性化される過程において起こす配位構造の変化を捕らえることに成功した.また,基質・水素の挙動を直接捕らえるためには中性子結晶解析を行う必要がある.そのために重水中でのヒドロゲナーゼの結晶化条件をスクリーニングし, 1.0mm^3以上の体積を持つ結晶の調製に成功した.今後は,タンパク質の全水素原子の重水素化を目指したタンパク質の調製法の検討に入る予定である.また、活性部位の配位子構造を構築するための酵素群のうち、HypEタンパク質やCO誘導型ヒドロゲナーゼの遺伝子を活性化する転写因子・CooAタンパク質の結晶構造解析に成功し,それらの結果などを構造生物学の専門誌に公表した.ヒドロゲナーゼはNiとFeを活性部位に持つ金属酵素であり,水素の酸化・還元を触媒する機能を持つ.本酵素の工業的利用の可能性を探る研究は新規燃料電池の開発や石油に変わるクリーンエネルギー生成の道を拓くことにつながる.活性部位のNiとFe以外にアミノ酸以外の分子が配位した複核金属錯体を形成している.これまでにX線結晶解析の手法で「酸化型」「水素還元型」,「CO阻害型」,「光活性型」などの高分解能結晶構造を明らかにしてきた.本研究では,酸化型についてさらに詳細に構造化学的研究を展開し,不活性で安定な型「Ni-A型」と活性準備型であるが不安定な型「Ni-B型」をつくりわけ,さらに両者を結晶化して構造解析することに成功した.これにより酵素自身が活性化される過程において起こす配位構造の変化を捕らえることに成功した.また,基質・水素の挙動を直接捕らえるためには中性子結晶解析を行う必要がある.そのために重水中でのヒドロゲナーゼの結晶化条件をスクリーニングし, 1.0mm^3以上の体積を持つ結晶の調製に成功した.今後は,タンパク質の全水素原子の重水素化を目指したタンパク質の調製法の検討に入る予定である.また、活性部位の配位子構造を構築するための酵素群のうち、HypEタンパク質やCO誘導型ヒドロゲナーゼの遺伝子を活性化する転写因子・CooAタンパク質の結晶構造解析に成功し,それらの結果などを構造生物学の専門誌に公表した.生物が持つ水素の代謝能力の本質はヒドロゲナーゼという金属タンパク質である。ヒドロゲナーゼは水素の酸化・還元を触媒する機能を持つ。従って本酵素の工業的利用の可能性を探る研究は新規燃料電池の開発や石油に変わるクリーンエネルギー生成の道を拓くことにつながると期待できる。活性部位のNi原子は空気中でIII価の酸化状態であるがそれには二つの状態が存在することが最近明らかにされた.それらはESRの測定によるNiのg値が(2.01,2.24,2.32)となるNi-A型と(2.01,2.16,2.33)のNi-B型と呼ばれる。Ni-A型は不活性-安定型分子であり,Ni-B型という活性準備-不安定型である。酵素が触媒作用を示すためにはNi-B型が必要であるが,触媒作用を休止するにはNi-A型にならなければ酵素を安定に取り扱うことはできない.本研究では、両者を完全に造り分ける方法を確立し,ヒドロゲナーゼの機能発現に至る過程を自在に操る方法を開発することを目指した。通常菌体から精製したままの酵素はNi-A型とNi-B型の混合物である.本研究ではこの混合物である精製酵素溶液に50mMのNa_2Sを加えた後、それを空気に暴露することにより、純粋なNi-A型のみからなる酵素溶液を調製することに成功した。この過程においてNa_2S添加後、空気に暴露する前にNi-A型とNi-B型の中間体を経ていることも見出した。中間体生成時には、酵素中の電子伝達ユニットである3個のFe-Sクラスターのうち、Fe_3S_4のクラスターのみが酸化-還元を繰り返していることがわかった。今後は、Ni-A型とNi-B型のそれぞれについてX線結晶構造解析を行い、本活性部位の活性化機構を完全に解明していく予定である。また中間体の構造を分光学的および結晶構造化学的に解明し行きたい.ヒドロゲナーゼは水素代謝に関わる金属酵素である.本酵素は水素の酸化・還元を触媒する機能を持つ.従って本酵素の工業的利用の可能性を探る研究は新規燃料電池の開発や石油に変わるクリーンエネルギー生成の道を拓くことにつながる.活性部位はNiとFe原子からなる複核金属錯体である.空気中で精製された酵素の活性部位のNi原子はIII価の酸化状態で不活性である.最近,その不活性型には二つの状態が存在することが明らかになった.

それらはESRの測定によるNiのg値が(2.01,2.24,2.32)となるNi-A型と(2.01,2.16,2.33)のNi-B型と呼ばれる.Ni-A型は不活性-安定型分子であり,Ni-B型は不活性-活性準備型とも言われる.酵素が触媒作用を示すためにはNi-B型が必要であるが,触媒作用を休止するにはNi-A型にならなければ酵素を安定に取り扱うことはできない.本研究では,両者を完全に造り分ける方法を確立し,ヒドロゲナーゼの機能発現に至る過程を自在に操る方法を開発することを目指した。通常菌体から精製したままの酵素はNi-A型とNi-B型の混合物である.昨年度までの研究で,この混合物である精製酵素溶液に50mMのNa_2Sを加えた後,それを空気に暴露することにより,純粋なNi-A型のみからなる酵素溶液を調製することに成功した.この過程において空気に暴露する前にNi-A型とNi-B型の中間体を経ていることも見出した。中間体生成時には,酵素中の電子伝達ユニットである3個のFe-Sクラスターのうち,Fe_3S_4のクラスターのみが酸化-還元を繰り返していることがわかった.今年度は,Ni-A型とNi-B型のそれぞれについて結晶化に成功し,またX線結晶構造解析を行った.その結果,Ni-A型ではFeとNiの間のブリッジ配位子が2原子分子であり,一方,Ni-B型は単原子,あるいはその水素化物であることを見出した.今後は中間体の構造を分光学的および結晶構造化学的に解明するとともに中性子結晶解析に適した単結晶の調製に臨む.ヒドロゲナーゼは水素代謝に関わる金属酵素である.本酵素は水素の酸化.還元を触媒する機能を持つ.従って本酵素の工業的利用の可能性を探る研究は新規燃料電池の開発や石油に変わるクリーンエネルギー生成の道を拓くことにつながる.活性部位はNiとFe原子からなる複核金属錯体である.空気中で精製された酵素の活性部位のNi原子はIII価の酸化状態で不活性である.最近,その不活性型には二つの状態が存在することが明らかになった.それらはESRの測定によるNiのg値が(2.01,2.24,2.32)となるNi-A型と(2.01,2.16,2.33)のNi-B型と呼ばれる.Ni-A型は不活性一安定型分子であり,Ni-B型は不活性一活性準備型とも言われる.酵素が触媒作用を示すためにはNi-B型が必要であるが,触媒作用を休止するにはNi-A型にならなければ酵素を安定に取り扱うことはできない.本研究では,両者を完全に造り分ける方法を確立し,ヒドロゲナーゼの機能発現に至る過程を自在に操る方法を開発することを目指した.昨年度までの研究で,Ni-A型とNi-B型の混合物である精製酵素溶液に50mMのNa_2Sを加え,空気に暴露することにより,純粋なNi-A型を調製する方法を見出していた.また,この過程においてNi-A型とNi-B型の中間体を経ていることも見出した.さらに,Ni-A型とNi-B型のそれぞれについて結晶化に成功し,X線結晶構造解析を行い,Ni-A型ではFeとNiの間のブリッジ配位子が2原子分子であるが,Ni-B型は単原子であることを見出しいた.今年度は,この酵素の水素活性化の過程において,Ni-Fe活性部位の配位子構造がどのように変化していくかをさらに詳細に調べるために中性子線結晶解析に適する結晶の調製条件をスクリーニングして,0.2mm^3程度の大きさの単結晶の調製に成功した.また,活性部位の配位子構造を構築するための酵素群のうち,HypEタンパク質の結晶化に成功し,その回折実験を進めた.
産業構造変化と財政制約下の福祉国家諸制度の変容と進化：フィンランドを事例として

産業の変化やグローバリゼーション、人口構造の成熟化など、福祉国家に対する圧力に対して有効な対応策をフィンランドの事例を参考に明らかにしていく。普遍主義型福祉国家は圧力に対して耐性が高いと評価されている。そこで、普遍主義型の特徴を示す北欧諸国の中で、最も財政制約が厳しく福祉縮減の圧力にさらされているフィンランドを調査対象地とし、政策実験や改革事例を収集し、帰納的に整理する。事例を有効性と創造性の視点から評価し、福祉国家の創造的進化として体系化する。
渦流式攪拌の混合・分離特性を生かした高効率精錬反応器の研究

鉄鋼プロセスの高生産性、高品質化に対する要求は益々高いレベルに達しているが、地球環境を守り、持続的発展を達成するために更なるエネルギー、資源の節約が要請されている。そこで著者等は濡れ性が悪く、かつ密度差の大きな物質を外部エネルギーなしに混合できる反応器として漏斗型混合容器を提案した。一定の漏斗角度を持つ場合の水モデル実験、また、水銀と水を用いて、異なった円錐部の角度を持つ漏斗に対する旋回流の様子を調べた。液体の旋回流動に及ぼす濡れ性の影響について調べた。得られた結果は以下の通りである。1.漏斗内流れは軸対称流れであり、気柱と液中の境界面である自由表面より遠ざかるとほぼ距離に反比例的な周速度であることが分かる。2.気柱と液中の境界面である自由表面近傍では比較的大きな下降流が見られるが、それより内側に入ると若干上昇流が見られた後、漏斗壁まで零に近い小さい軸速度分布を示している。3.漏斗吐出口から半頂角40°をなす環状噴流が混合槽の自由表面に突入することによって、混合管壁面近傍を流下する流れと管軸近傍を上昇する流れ、一種の循環流れが存在している。4.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が60°以上になると、旋回流は漏斗の濡れ性にかかわらず安定し、液体金属でも安定した旋回流を発生させられる。5.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が30°になると、旋回流は漏斗の濡れ性の影響を受ける。6.漏斗と液体の濡れ性が悪い場合は、流体が滑ることによって旋回流が安定しない。7.軸速度は、漏斗壁面近傍で上昇流、液相表面側で下降流となる。容器が濡れない場合の方が流動が激しく、液体流入条件が変動した際に、旋回流が安定しにくい要因の一つであると考えられる。従来、精錬プロセスにおいて、溶鋼と濡れない粉体精錬剤を密度差が大きく異なる溶鋼と混合させるには特別なエネルギー(インジェクション法、KR法と言った機械的エネルギー、電磁誘導撹拌といった電気エネルギー等)の供給が必要であった。したがって、外部からの特別なエネルギー供給を出来るだけ少なくして、省エネルギーに努め、かつ、効率良く混合・分離作用が生じるプロセスの開発が緊急かつ重要な課題である。水モデル実験装置として漏斗部、混合管、オーバーフロー管部から構成されている。漏斗の上端部に設置された周方向の内径31mmの塩ビ管から11.25/minの清水が流入して、位置エネルギーによって吸い込み渦(自由渦)を形成して、漏斗吐出口から約45°の環状衝突噴流として混合管内の自由表面に突入するのが観察された。この実験結果は乱流レイノルズ・ストレスモデルを用いて再現することが出来た。3.漏斗吐出口から半頂角40°をなす

環状噴流が混合槽の自由表面に突入することによって、混合管壁面近傍を流下する流れと管軸近傍を上昇する流れ、一種の循環流れが存在している。旋回流は固-液、気-液系等における混合・分離に対して効果的であり、溶銑予備処理などの鉄鋼精錬プロセスへの応用が期待される。ここで、良好な旋回流を効果的に発生させ、効率的に維持するため、漏斗の形状などさまざまな視点から最適条件を検討する必要がある。また、一般に液体金属は固体壁と濡れないため、旋回流に対して悪影響を及ぼす可能性がある。そこで旋回流に及ぼす固体壁と液体の濡れ性の影響を明らかにする必要がある。本研究では、水銀と水を用いて、異なった円錐部の角度(水平面に対する漏斗の円錐部の角度:30°、60°、80°)を持つ漏斗に対する旋回流の様子を調べた。液体の旋回流動に及ぼす濡れ性の影響について調べるため、表面の濡れ性が異なる漏斗を作成して実験を行い、また溶銑を対象としてモデル計算を行った。その結果をまとめると、1.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が60°以上になると、旋回流は漏斗の濡れ性にかかわらず安定し、液体金属でも安定した旋回流を発生させられる。2.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が30°になると、旋回流は漏斗の濡れ性の影響を受ける。漏斗と液体の濡れ性が悪い場合は、流体が滑ることによって旋回流が安定しない。3.軸速度は、漏斗壁面近傍で上昇流、液相表面側で下降流となる。容器が濡れない場合の方が流動が激しく、液体流入条件が変動した際に、旋回流が安定しにくい要因の一つであると考えられる。鉄鋼プロセスの高生産性、高品質化に対する要求は益々高くなってきたが、地球環境を守り、持続的発展を達成する為、更なるエネルギー、資源の節約が要請されている。外部からのエネルギー供給を最小化して、省エネルギーに努め、かつ効率よく混合・分離作用が生じるプロセスの開発が緊急かつ重要である。著者等は濡れ性が悪く、かつ密度差の大きな物質を外部エネルギーなしに混合出来る反応器として漏斗型混合器を提案した。漏斗部、混合部、オーバーフロー管部から構成される。良好な旋回流を効果的に発生させ、効率的に維持する為には漏斗の形状など様々な最適条件の検討を要する。また一般に液体金属は固体壁と濡れ性が悪く、旋回流に対して悪影響を及ぼす可能性があるから、水と水銀を用いて漏斗に対する旋回流の様子を調べた。水モデル1.漏斗内流れは軸対称であり、ほぼ距離に反比例的な周速度である。2.自由表面近傍では比較的大きな下降流が見られ、それより内側に入ると若干上昇流が見られた後、漏斗壁まで零に近い軸速度分布が見られる。3.漏斗吐出口から半頂角40°をなす環状噴流が混合部の自由表面に突入する事により、混合管壁面近傍を流下する流れと管軸近傍を上昇する流れ、一種の循環流れが存在する。水と水銀モデル4.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が60°以上になると、旋回流は漏斗の濡れ性にかかわらず安定し、液体金属でも安定した旋回流が発生する。5.水平面に対する漏斗の円錐部の角度が30°になると、旋回流は漏斗の濡れ性の影響を受ける。漏斗と液体の濡れ性が悪い場合は、液体が滑る事によって旋回流が安定しない。6.軸速度は、漏斗壁面近傍で上昇流、液相表面側で下降流となる。容器が濡れない場合には流動が激しく、液体流入条件が変動した際に旋回流が安定しにくい要因の一つと考えられる。
エネルギースケール変形のテンソルネットワーク形式による繰り込み群解析

エネルギースケール変形を受けた幾つかの格子模型について、その状態をテンソルネットワーク形式を使って数値的に求め、エンタングルメント・エントロピーの振る舞いを解析した。弱く双曲的に曲がった2次元格子上のイジングモデルでは、相転移が平均場的であり、相関長が曲率半径程度に抑えられることが判明した。古典ハイゼンベルグ模型の臨界現象が、離散化の方法によって1次転移、コスタリッツ・サウレス転移など、様々に変化することも判明した。また、エネルギースケール変形の拡張として、自己相似性を持つフラクタル格子上ての相転移を解析する計算手法も開発した。加えて、励起の空間的な進行を追う動的窓の手法も提唱した。エネルギースケールを受けた量子系の熱力学を取り扱う準備として、まず相互作用が指数的に増大して行く1次元古典イジング模型の熱力学的性質を解析的手段により調べることに着手した。この系の自由エネルギーは転送行列形式により容易に求めることができ、相互作用の増加率κが小さければ高温領域で系の熱容量がほぼ一定となることが判明した。この現象は、エネルギー軸における一様性と表現し得るものである。特にκが2と等しいか、あるいはそのベキ根である場合、自由エネルギーの解析形は調和振子のそれと一致する。このような熱的な一様性は、相互作用が指数的に増大する一次元量子系も持ち得る可能性があり、この点について研究を継続している所である。一方、双曲変形された一次元量子系と、量子・古典対応を通じて結びついていると考えられて来た、双曲格子上の古典イジング模型の熱力学についての研究において、負の曲率が弱い場合の相転移を角転送行列繰込み群によって取り扱う方法を、A.Gendiarとの共同研究の下で開発した。これまでに考えて来た双曲格子の最小単位である平面多角形を、幾つかの平面多角形の集まりとして構成すると、角転送行列繰込み群が適用できるのである。これを用いて解析を進めた所、相転移点での相関距離が双曲格子の曲率半径程度である事実が判明した。長さのスケールを持たない臨界現象が、空間の特徴的な長さによって変形され得るのである。この成果の取りまとめの為、A.Gendiarが来日しての研究打ち合わせを1度行い、研究論文を一遍投稿している所である。もう1人の共同研究者R.Krcmarとは多面体模型の相図を作成し、論文投稿の準備を行っている所である。エネルギースケールが空間変形(あるいは空間変調)された量子系の低エネルギー状態や、同様に変形を受けた古典統計模型の熱平衡状態について、ハミルトニアンに対する変形が、観測される物理量にどのように反映されるかを調べることが、本研究の目標の一つである。本年度はまず、量子系については、境界へ向けてスムーズにエネルギースケールが減少して行くケイリー樹上での、自由フェルミ系の基底状態を解析した。ケイリー樹は、その幾何学的な構造から、境界に存在するサイト数の全系に対する割合が、系の大きさによらず一定である特徴を持つ。従って、通常は境界効果が非常に強く現れる。ギャップを持たない自由フェルミ系においては、系(つまり樹)の中心付近においても、粒子密度の期待値はベーテ格子を用いて計した熱力学極限から大きく揺らいでいてる。このような状況へと、スムーズなエネルギースケール変形を導入すると、境界効果が強く抑制され、ベーテ格子による熱力学極限が良い精度で再現されることが判明した。古典統計系については、弱く双曲的に変形した「ほぼ規則的な」格子を系統的に生成する手法を、A.Gendiarと共同して開発し、その上に乗ったイジング模型の熱力学について、有限サイズスケーリングを用いた系統的な解析を行った。その結果、双曲的な空間構造の下では、相転移は常に平均場的になることと、有限サイズスケーリングに対する振る舞いにはイジング的なものから、平均場的なものへの「乗り換え」が起きることが判明した。この乗り換えは、系の相関長が双曲面の特徴的な長さである曲率半径と等しくなる付近で起き、それより長いスケールの空間揺らぎは、例え相転移点直上であっても抑えられることが判明した。以上の研究結果を踏まえて、双曲的な格子上での自由フェルミ模型や、多面体模型について、実空間繰り込み群手法を用いた解析を継続している。エネルギースケールの空間変調として、本年度は再帰的な変調に着目した。一例として、まずフラクタル構造を持つ2次元古典イジング模型の熱力学をテンソルネットワーク形式により数値解析した。フラクタル構造を持つ系は、これまでにもモンテカルロ法による数値解析が行われて来たが、系が階層構造を持つことから、考慮すべきスピン数が指数関数的に増大し、スケーリング解析に必要なデータ点数を系統的に得ることが困難であった。これに対し、計算手法そのものが階層的であるテンソルネットワーク形式の「TERG法」と呼ばれる繰り込み群手法を用いることにより、系のサイズを無限大へと外挿する熱力学極限において、熱力学関数を定量的に推定することが可能となった。同手法では、繰り込み群変換を経るにつれてエンタングルメント・エントロピーが漸増して行く「角二重線描像」が計算の実効性を落とす、数値計算上の問題が起き得るが、フラクタル構造の下では相関のループバックが抑制されることにより、問題を回避することが可能である。計算の結果、得られた比熱は相転移点でピークを持たず、比熱の微分に特異性が明確に現れる、珍しい関数形を持っていることが判明した。

この事実は、平面フラクタル格子上の古典統計モデルが、1次元以上2次元以下の「有効的な空間次元d」を持つという、旧来の予測を定性的に肯定するものであった。しかし、観測された臨界指数は、格子のフラクタル次元をもとにハイパースケーリング仮説から導かれるものとは一致しない。また、フラクタル格子上の、各階層のクラスターから外部へと伸びるボンドの数から導かれる格子次元とも一致を見なかった。フラクタル的なエネルギースケール変形が、系の空間次元をどのように制御しているか、新たな数値計算をもとに、更なる解析が必要である。一様な2次元格子について、その熱力学を解析する問題に対しては、共形場理論が有効な計算手段であり、実現される臨界現象の普遍的な分類も完成している。一方で、ランダムな2次元格子が示す熱力学には、未解決な問題が多数横たわっている。両者の間に位置するものとして、空間的な併進対称性は存在しないものの、スケール普遍性を持つフラクタル系に着目したものが、直近の研究である。これは、エネルギースケール変形という「新しい一群の解析対象」の、新たなバリエーションの一つであると言える。フラクタル格子には様々な構成方法があり、それぞれが持つ空間次元(ハウスドルフ次元)も異なっている。この多様性の中で、系統的なスケーリング解析を行うために、幾つかの方策で問題解決にあたっている。まず、フラクタル格子を作る、基本的な単位の選び方を変えることにより、フラクタル次元を制御する方策について、予備的な数値解析を行ってみた。この試みには、大きな計算コストが必要であり、計算量の更なる圧縮について検討している。より現実的な選択肢として、フラクタル格子中に「より弱いボンド」を導入し、フラクタル次元の実効的な調整を行うことについて、数値データを集めている所である。サイト自由度として、イジング変数に加えて、3状態以上のポッツ変数の場合についても解析を行っている。また、相互作用として、ベクトル変数の内積で表されるクロック型のものも、検討している所である。このように、実存する計算機を用いて充分に熱力学解析が行えることがフラクタル系の特徴であり、繰り込み群的な階層との関係には興味深いものがある。本年度は、サイト内部での状態数が多い格子統計モデルについて、角転送行列繰り込み群によって求められるエンタングルメント・エントロピーのスケーリング解析を行った。一般に、サイト自由度の大きな2次元統計モデルの場合、いわゆるKT転移が現れることも稀ではなく、このような模型を双曲的に曲がった平面上に配置した場合、どのような相転移現象が観測されるか、不明な点が多い。中には状態数が5以上のクロック模型のように、有限な温度領域で臨界状態が実現されるものもある。これらの系についてエネルギースケール変形の影響を調べる準備として、まず平面格子である正方格子上での、エンタングルメント・エントロピー解析から着手した。正4面体模型と正8面体模型を補間する「切頭4面体模型」の解析を継続して行って来た結果として、いずれの相境界においてもエンタングルメント・エントロピーに異常が現れ、特に4面体の対称性が卓越している場合には、KT転移と矛盾しない振る舞いが得られた。6状態
極限環境燃焼場に対する定量計測のためのLITGSの高度化と展開

エンジンやガスタービンなどの実燃焼器においては,高負荷燃焼を実現するために高圧燃焼が行われている.特にロケットエンジンにおいては,圧力10MPa,温度が3000Kにも至る極限環境において燃焼が行われている.燃焼場の詳細理解のためには,レーザーを用いた非接触の計測技術は有用であるが,高圧下においては吸収線のブロードニング,クエンチングレートや自発光強度の増大などの影響があり,一般に計測は困難となる.また火炎温度は,燃焼において最も重要な因子の一つであり,その定量計測は重要である.本研究では,このような高圧燃焼場に対してLaser Induced Thermal Grating Spectroscopy (LITGS)による定量温度計測を行う.LITGSは圧力が高くなるにつれて信号強度が増大するものと考えられ,極限環境の燃焼現象解明に有用であるものと考えられる.以上の背景から,本研究は,極限環境燃焼現象解明に資するために,LITGSによる高圧環境下における定量温度計測技術の確立を目的とする.平成30年度は,本研究の挑戦的な目標である,温度・濃度の同時定量計測に向けて,平成29年度に実施した高圧セル内のNO/N2混合気に対する非燃焼場のLITGS計測を継続して実施した.平成30年度は,これまでよりも広いNO濃度範囲において実験を行った.その結果,NO濃度に対して,信号強度は厳密には二次関数的な変化をすることが明らかとなった.またある程度以上のNO濃度条件においては,信号強度は一定の値となった.得られた温度は,実験条件である室温に近く,定量的に温度計測を実施する事ができた.このことから,温度・濃度の同時定量計測の可能性が見出せた.当初計画において,平成30年度は(I)LITGS計測精度に及ぼす因子検討,(II)NO励起LITGSによる火炎構造解明,(III)定量温度・濃度計測への挑戦が主たる実施内容であった.これらのうち,(I)については,NO/N2を対象としたLITGSによって,特にNO濃度が高い領域においては計測された温度が実際の温度より高くなる事を見出した.また(III)については,幅広い濃度・圧力条件におけるNO-LITGSを実施する事によって,温度・濃度の同時定量計測を実現するための知見を得る事ができた.(II)については十分な成果を得る事ができなかったものの,最終年度である令和元年度に実施予定の項目である酸素富化・高温火炎に対するOH-LITGSを実施するために新たな燃焼装置の製作,高圧燃焼容器およびレーザーの整備等の準備を前倒しで行った.以上より,総合的には本研究の最終目標に向けて順調に進捗しているものと評価する事ができる.新しく整備した高圧燃焼試験装置およびレーザー設備を用いてNOおよびOHを励起化学種としたLITGSを継続する.OHを励起化学種とした燃焼場のLITGS計測においては,新しく利用可能となったレーザーを用いる事で,OH(0,0)バンド励起線を用いたLITGSが実施可能になった.OH(0,0)バンドは,これまで本研究で用いてきたOH(1,0)バンド励起線より吸収スペクトルが高く,より明確なLITGS信号が得られる可能性がある.さらに,NO-LITGSにおいても,より高いエネルギーを長時間にわたって発振する事が可能となり,レーザーエネルギーに及ぼす信号強度の影響などが,より広い実験条件において実施できるようになった.このように平成30年度に整備した実験装置を用いて,当初の目標を達成するために研究を推進する.内燃機関においては高負荷燃焼を実現するために,高圧下での燃焼が行われている.火炎温度は燃焼において最も重要な因子の一つであり,その定量計測は非常に重要である.しかしながら高圧下においては吸収線のブロードニングやクエンチングレートの増大など,計測を困難にする因子が存在する.本研究では,高圧燃焼場に対してLaser Induced Thermal Grating Spectroscopy (LITGS)を適用し,火炎温度の定量計測を実施する基礎技術の構築ならびに,計測精度の向上や濃度・温度の同時定量計測といったLITGSの高度化を実施することを目的とする.平成29年度は,高圧燃焼試験装置を実施し,最高で1.0 MPaの酸素富化CH4/O2/N2予混合火炎に対してLITGS計測を実施した.さらに高精度温度計測を実施するために考慮すべき因子を明確にした.その結果,最高で1.0 MPaの条件において,詳細反応機構を考慮した一次元数値シミュレーションから予測される断熱火炎温度に近い温度が得られ,高圧下における温度の定量計測に成功した.さらに,NOを励起化学種とするLITGS光学系を構築し,CH4/NH3/Air火炎の温度計測を実施した.また,LITGS計測に及ぼす諸因子について検討するために,高圧セルを作成し,実験を行った.その結果,レーザーエネルギーならびに励起化学種濃度がLITGS信号や計測結果に及ぼす影響について明らかになった.とくにレーザーエネルギーおよび励起化学種濃度が低い条件においては,これらの値とLITGS信号強度は概ね比例関係にあることが明らかとなった.これは,あらかじめレーザーエネルギー,励起化学種濃度とLITGS信号強度との関係を求めておくことにより,濃度・温度の同時定量計測の可能性を示唆するものである.当初計画においては,平成29年度は(I)NO励起LITGSを実施するための光学系構築,(II)計測精度に及ぼす因子検討,(III)高圧容器製作と信号強度評価を実施する予定であった.NO励起LITGS光学系については予定通り構築し,これを用いて非燃焼および燃焼試験を実施した.具体的には,(III)で製作した高圧容器を用いて,この中に封入したNO/N2ガスを対象に,レーザー光強度や濃度を変化させたときのLITGS信号強度評価を実施した.

さらに,燃焼ガス中にNOを含むCH4/NH3/Air火炎を対象にLITGS試験を実施した.このように,当初計画はすべて実施することが出来た.さらに,平成30年度および31年度に実施する予定であった高圧・高温火炎に対するLITGS試験の一部を前倒しで実施した.具体的には,最高で1.0 MPaまでの酸素富化CH4/O2/N2火炎に対してLITGS計測を実施し,LITGS信号を取得することができた.さらに計測精度を向上させるためには焦点距離を正しく評価し,またレーザーエネルギーの吸収についても考慮しなければならないことが明らかとなった.以上のことから,当初の計画以上に本研究は進展していると評価できる.エンジンやガスタービンなどの実燃焼器においては,高負荷燃焼を実現するために高圧燃焼が行われている.特にロケットエンジンにおいては,圧力10MPa,温度が3000Kにも至る極限環境において燃焼が行われている.燃焼場の詳細理解のためには,レーザーを用いた非接触の計測技術は有用であるが,高圧下においては吸収線のブロードニング,クエンチングレートや自発光強度の増大などの影響があり,一般に計測は困難となる.また火炎温度は,燃焼において最も重要な因子の一つであり,その定量計測は重要である.本研究では,このような高圧燃焼場に対してLaser Induced Thermal Grating Spectroscopy (LITGS)による定量温度計測を行う.LITGSは圧力が高くなるにつれて信号強度が増大するものと考えられ,極限環境の燃焼現象解明に有用であるものと考えられる.以上の背景から,本研究は,極限環境燃焼現象解明に資するために,LITGSによる高圧環境下における定量温度計測技術の確立を目的とする.平成30年度は,本研究の挑戦的な目標である,温度・濃度の同時定量計測に向けて,平成29年度に実施した高圧セル内のNO/N2混合気に対する非燃焼場のLITGS計測を継続して実施した.平成30年度は,これまでよりも広いNO濃度範囲において実験を行った.その結果,NO濃度に対して,信号強度は厳密には二次関数的な変化をすることが明らかとなった.またある程度以上のNO濃度条件においては,信号強度は一定の値となった.得られた温度は,実験条件である室温に近く,定量的に温度計測を実施する事ができた.このことから,温度・濃度の同時定量計測の可能性が見出せた.当初計画において,平成30年度は(I)LITGS計測精度に及ぼす因子検討,(II)NO励起LITGSによる火炎構造解明,(III)定量温度・濃度計測への挑戦が主たる実施内容であった.これらのうち,(I)については,NO/N2を対象としたLITGSによって,特にNO濃度が高い領域においては計測された温度が実際の温度より高くなる事を見出した.
社会的排除の政治学的分析 : 日本とイギリスの若者雇用政策形成過程を事例として

平成23年度の課題は、昨年度に引き続き理論的分析枠組みの構築と事例研究のために必要な1次資料及び文献データの収集であった。本研究に着手した際の問題関心は、日本の若年就労支援政策が他の欧米先進諸国と比較し、どのような特徴を有し、その政策がいかにして採用されたのかを明らかにすることにあった。研究を遂行していく中で、欧米先進諸国には見られない日本の若年就労支援政策の特徴として、学校教育のうち、とりわけ普通科教育における職業意識形成支援政策を重視しているという知見が得られた。そのため、平成23年度は主に日本に焦点を当て、なぜ日本は「若者の勤労意欲の喚起を通じた就労可能性の向上を目指す政策」を採用したのか、日本の特殊性はどのような要因によって生じているのかという疑問を中心に据え、研究に取り組んだ。日本が若年就労支援政策の一部としてキャリア教育を位置付けた理由としては、日本の労働市場の特殊性を指摘できる。日本は新規学卒一括採用慣行が存在し、特に高校生に関しては学校が職業紹介所として重要な機能を果たしていた側面がある。だが研究遂行者は日本が他国と比較し特徴的な若年就労支援政策を採用した要因としては、より理念的な理由があるのではないかと推測する。しかし、平成23年度は日本の若年就労支援政策における理念的対立に関しては、先行研究における研究動向の把握までしか行うことができず、十分な検討が出来なかった。そのため、この点に関しては引き続き先行研究の精読と新しい課題の発見に努めたいと考えている。平成22年度の課題は、分析枠組みの精緻化及び実証作業に必要なデータを収集することにあった。本研究は日本とイギリスの若者雇用政策が形成される過程に着目し、政策形成過程におけるアクターの問題認識の違いが、策定される政策の相違に反映されているのではないかという仮説の実証を試みている。そのため、両国の若者雇用政策形成過程において影響力を有しているアクター及びそれらが若者雇用問題のどこに問題があると認識したかをまずは把握する必要があった。先行研究の概観及び一次資料を収集した結果、日本の場合は若者雇用問題を自己責任として論じる傾向が強く、労働市場や雇用慣行を根本的に見直す視点からの政策提言が少ないという知見が得られた。また「能力開発」や「自己啓発」という概念を政策に織り込むことにより、若者自身も自己責任論を甘受している様子を確認した。これに対し、イギリスでは若年失業を「社会的排除」という概念を用い、個人の権利を十分に達成できていないという点から議論が出発していた。しかし、いずれの国においても新自由主義的な政策理念が背景に存在し、若者雇用政策に影響を及ぼしていることが確認できた。日本とイギリスの両国において、新自由主義的傾向を有した若者雇用政策が採用されたにも関わらず、個別政策を検討すると両国の政策理念には差異があるように見受けられる。この疑問点を解明するために、平成23年度は事例研究に更に力を注ぎ、得られた知見が政治学の理論的観点からいかにして説明がつくのかについて考察を広げ、論文執筆へとつなげていきたいと考えている。
参加型事業の事後評価及びコンフリクト事例にみる環境重視型都市政策に関する比較研究

平成18年度における研究実績は以下の2点にまとめられる.1.道路整備事業における環境アセスメントの現状と課題に関する研究本研究では先進国の環境アセスメントの現状把握と福岡高速5号線を事例とした実態調査から,道路整備事業に対する環境アセスメント手続の課題について検討を行った.本研究で得られた知見を以下にまとめる.(1)整備区間の長い道路事業においては,計画路線全区間における連続的な環境影響評価が不可欠であり,道路がもつ広範な影響を考慮しても重視すべきと考えられる.また,住民のアセス書に対するアクセス性の向上や事業者の持つ情報の分かりやすさと透明化を吟味する必要性が改めて重要と考えられる.(2)事例調査より面的に区間内の基準値を重視する現行の環境アセスメント方法において,断面的観点からの分析が不十分であり,高さごとの影響予測に関しては限界が指摘される.事業推進と共に,都市計画決定手続の際に行われた環境アセスメントの結果を周辺土地利用や高さ規制などの施策に反映させることが重要と考えられる.さらにアセス情報を地域住民に早い段階から前もって周知しておくことで,事業を巡る周辺環境の変化から起こる予測誤差を防ぐなど,住民とのコンフリクト予防に寄与することが考察された.また都市計画に対してアセス知見を効果的に反映させるためには,事業内容の決定前にアセスを行うことが肝要であり,簡易アセスとティアリング(ただし環境アセスメント結果の有効期限の設定が必要)による環境アセス一連の流れが不可欠と考えられる.2.成果のまとめと発表06年度土木計画学研究発表会(春大会)において「合意形成プロセスと完成した空間デザインの質的事後評価にみる参加型整備事業の課題に関する考察」を発表,さらに土木学会論文集に「都市基盤整備におけるコンフリクト予防のための計画プロセスの手続的信頼性に関する考察」が掲載された.平成16年度の研究実績として以下の3点が挙げられる。1.米国シアトルでのフィールドワーク調査の実施平成16年9月に米国シアトル(ワシントン大学)で行われた、日本・アメリカ・台湾におけるコミュニティ・デザイナーにょるシンポジウムに出席し、国内外の研究状況について情報収集を行った。シンポジウムの中では、コミュニティ・デザイン(日本では住民参加型まちづくりに相当)に対する「評価」について示唆的な報告がなされた。さらにフィールドワーク調査として、シアトル市内での住民参加型整備事業(今回は主に公園整備を中心として)を現地踏査し、整備関係者に対するインタビュー調査を行った。現在、我が国が抱える社会基盤整備における環境への配慮の問題、さらに住民との合意形成など、課題解決に向けた先進的な知見が収集できたと考えられる。2.都市交通整備による環境破壊等の訴訟事例調査我が国の高度経済成長期1960年ごろから現在までに起こった都市環境整備を巡る環境訴訟を調査し、各訴訟の経緯、内容、さらに判決理由等について詳細に把握、年表形式による総括を行った。公共事業の妥当性、公正性の判断を巡り、裁判所が踏み込めない行政の裁量権と訴訟住民が圧倒的に敗訴している実態など、上記訴訟の構造と問題点について把握がなされた。3.研究成果の一部について学会報告上記研究成果の一部について、平成16年度土木計画学研究発表会(春大会)にて発表報告を行った。発表では難解な法律用語に対する説明不足や「公益性」をキーワードとした議論など、多数の意見と示唆を頂戴することが出来た。平成17年度における研究実績は以下の2点である.1.合意形成プロセスと完成した空間デザインの質的事後評価にみる参加型整備事業の課題に関する考察福岡市を事例対象とし,住民参加型で計画案が作成され,かつ竣工を見た13の公園整備事業を対象に,計画段階の合意形成プロセスと実際に出来上がった公園の空間デザインとの関連性を把握した,さらにそれらの知見を踏まえ,参加型空間整備事業に携わる技術者(専門家)に求められる留意点,姿勢や今後の課題について検討した.結論として,i.公園づくりにおいて合意形成プロセスの質は(1)安全対策,(2)遊具などのパーク・ファニチャーのデザインに顕著な違いとして現出する傾向があること,ii.事業期間や資金制約を背景とし,住民に「分かりやすい」ハード整備が合意形成の解決策として提案されやすいことなどを明らかにした(土木学会西部支部研究発表会において一部発表済,06年度土木計画学研究発表会(春大会)講演論文として発表予定).2.都市基盤整備におけるコンフリクト予防のための計画プロセスの手続的信頼性に関する研究成果の論文投稿前年度より継続して調査してきた小田急線高架化事業取消請求事件の事例検証および都市基盤整備を巡るコンフリクト事例の経年的整理を行い,コンフリクトを予防・回避するための計画プロセスを巡る手続的信頼性について検討した.その結果,まず小田急線問題に象徴される環境アセス手続主体間の独立性補強措置および第三者機関が考慮すべき課題を示唆した.さらに,コンフリクトを巡る裁判の構図等を明らかにした上で,構想から事業段階までの長い計画期間を有する都市基盤整備が留意すべき公益性とリスク評価の重要性を考察し,実体関係に基づく手続審査(評価)とソーシャルキャピタル論からの手続的信頼性の再考について論点整理を行った(土木学会論文集IVに投稿,第一次審査を経て修正論文を提出中).平成18年度における研究実績は以下の2点にまとめられる.1.道路整備事業における環境アセスメントの現状と課題に関する研究本研究では先進国の環境アセスメントの現状把握と福岡高速5号線を事例とした実態調査から,道路整備事業に対する環境アセスメント手続の課題について検討を行った.本研究で得られた知見を以下にまとめる.(1)整備

区間の長い道路事業においては,計画路線全区間における連続的な環境影響評価が不可欠であり,道路がもつ広範な影響を考慮しても重視すべきと考えられる.また,住民のアセス書に対するアクセス性の向上や事業者の持つ情報の分かりやすさと透明化を吟味する必要性が改めて重要と考えられる.(2)事例調査より面的に区間内の基準値を重視する現行の環境アセスメント方法において,断面的観点からの分析が不十分であり,高さごとの影響予測に関しては限界が指摘される.事業推進と共に,都市計画決定手続の際に行われた環境アセスメントの結果を周辺土地利用や高さ規制などの施策に反映させることが重要と考えられる.さらにアセス情報を地域住民に早い段階から前もって周知しておくことで,事業を巡る周辺環境の変化から起こる予測誤差を防ぐなど,住民とのコンフリクト予防に寄与することが考察された.また都市計画に対してアセス知見を効果的に反映させるためには,事業内容の決定前にアセスを行うことが肝要であり,簡易アセスとティアリング(ただし環境アセスメント結果の有効期限の設定が必要)による環境アセス一連の流れが不可欠と考えられる.2.成果のまとめと発表06年度土木計画学研究発表会(春大会)において「合意形成プロセスと完成した空間デザインの質的事後評価にみる参加型整備事業の課題に関する考察」を発表,さらに土木学会論文集に「都市基盤整備におけるコンフリクト予防のための計画プロセスの手続的信頼性に関する考察」が掲載された.
連鎖解析によるシトステロール血症原因遺伝子座の同定

シトステロール血症は早発性冠動脈硬化症を呈する常染色体劣性の遺伝形式をとり、生体ではごくわずかしか体内に吸収されない植物ステロールが異常に蓄積する疾患である。また、食事由来のコレステロールの吸収も増加していることから、この疾患の原因遺伝子の同定は食事由来のコレステロール吸収メカニズムの解明につながると考えられる。しかし、世界レベルで見ても50例未満の報告しかないきわめてまれな疾患である上に、遺伝子産物の異常も見つかっていない。そこで、1)未知遺伝子座の同定法の一つであるSTR(Short Tandem Repeats)による染色体地図を用いた患者遺伝子の解析、2)小腸よりのコレステロール吸収の増加が報告されている糖尿病を対象に、植物ステロール吸収に関与する遺伝子産物の検索も同時に行た。1.STRによる解析国際共同研究により世界10家系を用いたマッピングを行った。これにより、この病態の異常は第二染色体短腕21部位(microsatellite markerでD2S1788とD2S1352の間)に存在することが明らかとなった(ロッドスコアー4.49、θ=0.0)(Patel S,Salen G,Hidaka H et al.J Clin Invest,1998)。しかし、この遺伝子部位は15cMの範囲以内にあるものの、遺伝子配列を直接決定するにはあまりに大きく、家系を増やし、更に細部を検討するためのマーカーを用いて解析を継続している。シトステロール血症はきわめて稀な常染色体劣性の遺伝形式をとるとされる代謝疾患であり、その原因遺伝子の解明は本疾患の病因のみならず、食事性由来のコレステロール吸収メカニズムを解明する鍵となると考えられている。分子遺伝学的な方法であるSTR(Short Tandem Repeats)による染色体地図に関する知識を応用して分析を開始した。この遺伝子座を決定する目的より、まず候補遺伝子である、7α-hydorxylase、ACAT、Microsomal Triglyceride Transfer Protein、SREBP-1、SREBP-2などの遺伝子との連鎖を解析したが関連を認めなかった。次に全ゲノムマッピングを行った。既に米国テキサス大学との共同研究により4家系での予備的分析により、4家系のみではロッドスコア3以上のパワーを得ることが困難であると考えられたことより国際共同研究により世界10家系の収集に成功し、マッピングを行った。これにより、この病態の異常は第2染色体短腕21(microsatellite markerでD2S1788とD2S1352の間)に存在することが明かとなった(ロッドスコア4.49、θ=0.0)。現在、この部位について高密度連鎖解析を進めるために日本における新たな4家系に対し協力の打診を行っており、既に2家系については協力できるとの回答が得られている。これにより、今後より詳細な遺伝子座、さらに最終的な遺伝子異常部位を明らかにできる可能性が高いものと考えられる。そこで、1)未知遺伝子座の同定法の一つであるSTR(Short Tandem Repeats)による染色体地図を用いた患者遺伝子の解析、2)小腸よりのコレステロール吸収の増加が報告されている糖尿病を対象に、植物ステロール吸収に関与する遺伝子産物の検索も同時に行った。

しかし、この遺伝子部位は15cMの範囲以内にあるものの、遺伝子配列を直接決定するにはあまりに大きく、家系を増やし、更に細部を検討するためのマーカーを用いて解析を継続している。
気密住宅におけるセントラル換気システムに関する研究

気密住宅ではセントラル換気システムが必要不可欠であることを指摘した上で、同システムの計画を行うために必要な技術資料を整備すると共に、机上検討を行うためのツールである設計援助用換気計算プログラムを開発・運用し、建物側の要件、局所換気設備の要件等を明らかにした。1集合住宅における気密性能や外界条件と漏気量、換気量の関連性に関する長期実測集中排気型、集中リターン・ダクト給気型の2種類のセントラル換気システムが正常に機能するために必要な気密性能を明らかにした。2適切なドア・アンダーカット寸法の検討適切な換気経路・室間静圧分布が形成される為に、15mm以上のドア・アンダーカットが必要であることを明らかにした。3集合住宅における漏気量推定式の作成、換気量の安定性の検討集合住宅の一般的な相当隙間面積の分布、数値を把握すると共に、作成した漏気量推定式の妥当性を確認した。超高層集合住宅での小風量換気システム運転時の換気量の安定性を確認した。4ドア・アンダーカット・外気導入口等の換気用部材の通気抵抗の整備給気レジスター、襖、内装ドア、浴室ドア、外気導入口などの集中排気型換気システムの通気経路となる部位の通気抵抗を測定し、データーベース化した。5各室の必要換気量の検討住戸全体の必要換気量と局所換気が採用される浴室、台所における必要換気量を実験的に検討し、換気量の目安、同時給排気型換気設備を提案した。6設計援助用換気計算プログラムの開発換気回路網計算モデルを基本としたプログラムで、給排気風量、室間相互換気量、漏気量、静圧分布、換気経路を推定できるものを開発した。7換気計算プログラムの入力データの整備上述の通気抵抗以外、換気用送風機器の特性、風圧分布などの入力データを整備した。8換気計算プログラムの計算精度の検証実大実験結果と換気計算プログラムを用いたシミュレーション結果とを照合して、開発したプログラムの計算精度を検証した。9設計援助用換気計算プログラムの運用集合住宅と独立住宅を対象としたシミュレーションを行い、集中排気型システムが正常に機能するために必要な条件、安定した性能を発揮するセントラル換気システムを明らかにすると共にレンジフード等多風量局所換気の場合には同時給排気型換気扇が望ましいことを指摘した。1集合住宅における気密性能や外界条件と漏気量、換気量の関連性に関する長期実測調査(1)住棟・階数・平面型が同一の2住戸の内、一方の単位床面積当たりの相当隙間面積αA'=0.63cm^2/m^2、他方はαA'=3.23cm^2/m^2に改良した上で、模擬的な排気型、集中リターン・ダクト式の2種類のセントラル換気システムを設置した。CO_2定常発生法に基づいて、設備停止時、及び、各設備運転時における2住戸の住戸全体の漏気量・排気量を、また、住棟屋上に設置した風速計で外部風向・風速を連続測定した。(2)集中排気型セントラル換気設備運転中の換気量を2住戸で比較すると、高気密住戸は外界条件の影響が少なく、他方は外界条件による変動が大きかった。(3)集中リターン・ダクト式の場合も低気密住戸の換気量は、外部風速による変動が大きかった。2適切なドア・アンダーカット寸法の検討

(1)上記2種類のセントラル換気設備を設置した実験気密住宅を使用して、ドアアンダーカット寸法を変化させた場合の室間静圧分布、室間空気流動を測定した。(2)集中排気型セントラル換気設備の場合、輻流型給気口の相当隙間面積の合計値と住宅の隙間面積が同程度であったため、導入外気量と漏気量が殆ど同じ量になってしまい、適切なドア・アンダーカット寸法の検討が出来なかった。(3)集中リターン・ダクト式の場合、寸法が小さすぎると吹出口のある居室の静圧が高くなりすぎ、漏気が増加した。目安としては、15mm以上の寸法が必要であると判断できた。1集合住宅における漏気量推定式の作成・換気量の安定性の検討(1)加圧法・減圧法・圧力補正法・囲い込みゾーン法などの住戸全体・単室・部位別の気密性能の測定方法の妥当性を確認の上、集合住宅の相当隙間面積の分布、値を把握した。(2)超高層集合住宅の小風量換気システム運転時の換気量の安定性を確認した。(3)風速・内外温度差・単位床面積当たりの相当隙間面積を変数とする漏気量推定式を作成し、1年間に亘る漏気量実測値との照合を行い、推定式の妥当性を検証した。2ドア・アンダーカット、外気取入れ口等の換気用部材の通気抵抗係数の整備(1)集中排気型セントラル換気システムの通気経路となる換気用部材の通気抵抗係数を測定した。(2)給気レジスターは17タイプ、レンジフード廻りは逆風止めダンパー・連動ダンパーの有無による7タイプ、量産襖と和襖の4タイプ、内装ドアアンダーカット寸法や枠との取り付き具合等による18タイプ、浴室ドアと浴室用ドアガラリは各9タイプを対象とした実験を行った。3各室の必要換気量の検討実大実験や被害者実験を実施した結果、次の点を明らかにした。(1)高気密集合住宅の場合、換気回数0.3回/h程度の換気量であれば、汚染室からの除去効果が認められ、また、他室への汚染拡散が防止できるので、この値を各居室の必要換気量の目安とする。(2)浴室の必要換気量の目安は、入浴後の浴室壁面乾燥からは50m^3/h、入浴者の温冷感からは夏期90m^3/h、冬期20m^3/h程度と考えられる。(3)浴室に関しては、同時給排気型のシステムを提案した。同システムを用いれば、入浴者の温冷感を損なう恐れが少なく、季節に拘わらず排気風量を一定とすることが可能と考えられる。(4)台所換気に関して、多排気風量に起因する大きな室内外圧力を緩和するため、同時給排気型レンジフードを提案・試作した上で種々の性能を実験的に検証し、必要換気量は排気300m^3/h、給気180m^3/h程度を目安とすればよい。1設計援助用換気計算プログラムの開発住宅の各部位毎の気密性能、換気用部材の通気抵抗、送風機のP-Q特性、セントラル換気システムの機械換気風量を入力条件とし、各室の給排気風量、室間相互換気量、室間静圧分布、漏気量、換気経路を推定することが可能で、安定した解が求められる設計援助用換気計算プログラムを開発した。同プログラムは、住宅用各種換気システムへ適応できるものである。
自己細胞を用いた再生気管の臨床応用に向けて

2018年7月より軟骨細胞の培養を開始した。酵素処理、継代で2回までは軟骨細胞としての特性を維持できることを確認した。継代3回以上となると、細胞が線維芽細胞と類似し、生分解性のポリマーとのマトリックスも形成されにくいことが確認された。これは65歳以上のヒト細胞であるため年齢によって違いができるのか現在検体数を増やして検討中である。現時点で確認できたことは、細胞数を獲得するまでの培養期間が年齢が若いほど早いのではないかと思われる結果が出ている。今後は継代3回以上の軟骨細胞と2回までの軟骨細胞を生分解性高分子に塗布し、同じヌードマウスの背部皮下に埋植して検討する方針である。また培養軟骨細胞/生分解性高分子でなるマトリックスシートを作成する際の、1平方センチメートルあたりの軟骨細胞数がどのくらい必要なのか検討中である。現在、TGF-beta2を含浸させたハイドロジェルを使用しないでヌードマウスの背部皮下に埋植して検討している。継代2回までの軟骨細胞は、TGF-beta2を含浸させたハイドロジェルを使用しないで埋植したマトリックスシートでも埋植後8週で摘出した再生軟骨は硬く、実臨床でも応用の可能性も見えてきた。今後はTGF-beta2を含浸させたハイドロジェルを使用したものと、使用しないものでの比較検討を予定している。初年度の進行は概ね良好である。TGF-beta2を含浸させたハイドロジェルは培養軟骨細胞に本当に必要なのかを見直しを検討する必要がある。マウスへの埋植結果をもとに、大動物への移植への研究を進める。まずは、ビーグル犬より採取した軟骨から直径20mm長さ5cmの生分解性高分子シートにどのくらいの細胞数を塗布すれば、臨床応用に耐えうる再生軟骨を作成できるのかを検討する。同時に犬の軟骨細胞の組織学検討も行う。ハイドロジェルを混入した埋植実験を次年度に行うための資金として使用する予定。具体的な方法としては、細胞増殖因子の至適濃度を決定するために、1平方センチメールの生分解性ポリマーシートに同じ細胞数の軟骨細胞を塗布し、10-100um/ml濃度の細胞増殖因子をハイドロジェルに含侵させてバイオ軟骨の強度などを評価する予定である。