hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サブトラクション/エクスプレッション法を用いた顆粒球機能分子の同走

本研究の目的はアフリカツメガエル卵母細胞の遺伝子発現システムとハイブリッドサブトラクションの二つのシステムを組み合わせて、炎症細胞活性化一顆粒放出を正、あるいは負に制御する未知の細胞内機能分子を探索することである。本年度はまず1)モデル受容体(血小板活性因子受容体)およびマスト細胞mRNAを卵母細胞に共発現させ、顆粒分泌の再構成システムを作成すること、2)すでにクローン化された機能素子をさらに共発現させて活性化の正負の制御をモニターしこのシステムの妥当性を確認すること、を行った。1)種々の機能的なアッセイ法をもちいて、シメガエル卵母細胞にcRNA,組織mRNAを安定に共発現できることを確認し、システムの最適化に成功した。マスト細胞株mRNAを発現させると10ng/卵母細胞のヒスタミンが合成され、顆粒分泌を通常のヒスタミン自動シール装置分析装置で測定できることが確認された(未発表)。2)さらに共発現させる遺伝子として情報変換分子であるGqおよびその変異体を作成して卵母細胞に発現させ、モデル受容体からのカルシウムシグナリング-分泌反応を測定し、同分子による正負の制御を検討した。検討の結果、Gq活性型分子(Watanabe,Waga,Honda et al.J.Biol.Chem.in press)はモデル受容体からのカルシウムシグナリング-分泌反応を完全に抑制し、その主たる機序はkey moleculeの一つであるIP3受容体のdown-regulationであることを発見した(Honda,et al.J.Biol.Chem.inpress)。この新しい知見はシステムの妥当性を確認すると共に、受容体脱感作、細胞のアネルギーの理解を深めることとなった。
新しく実験動物として開発された野生齧歯類の維持方法の開発

宮崎医科大学動物実験施設において維持されている野生齧歯類3科11属22種について、共通の維持方法を開発することを主目的に、特性の開発も行った。飼育方法は基本的にはマウスやラットと共通の環境、器材、飼料を用いて行った。一部の種類(アカネズミ、ヒメネズミ、ヤマネ等)では夜間の室温を5°C低くした。飼育管理は、毎朝室内を清掃し各ケージ内を観察して繁殖・死亡個体の有無を調査した。飼料は週2回固型飼料を与え同時にビタミンE粉末を塗したリンゴ小片とヒマワリの種子およびカナリヤシードを与えた。ケージには巣材として乾燥牧草を入れ2週間毎に交換した。維持に当っては近交系数の上昇を避けるためクローズドコロニーとした。交配は雌雄1対1同居飼育とした。老令個体では新たな交配は食殺が多く困難であった。マウスを用いてホルモン剤を投与したが、処理個体より無処理個体の方がはるかに繁殖成績が良いため実施しなかった。野生では繁殖期の認められる種類でも上述の飼育条件下では周年繁殖する。離乳は生後1ケ月で行い、雌雄を別々のケージに収容し、生後1012週令で交配した。野生齧歯類を実験動物として使用するためには特性の開発は必須の条件である。ミラルディアに自然発症する乳癌、セスジネズミ属6種を用いた遺伝子解析による系統進化の研究、各種野生齧歯類を使用した寄生虫感染モデル動物の開発、同じく全種を用いた血液の比較生化学的研究、各種を使用した腎症候性出血熱ウィルス感受性の検索、アゼネズミを使用した日周期活動、繁殖戦略の解明等々多くの共同研究を実施した。特にヨーロッパモリネズミは各種の寄生虫に感受性が高く、一方同じ属のセスジネズミは抗抗性であることが明らかになり、寄生虫感染実験においてラットに代り得ることが判った。ヨーロッパハタネズミは食餌性糖尿病にかかることが判っているのでこの方面の疾患モデル動物として有用であろう。宮崎医科大学動物実験施設において飼育中の各種野生齧歯類を繁殖させるために、本年度は以下のような実験を実施し、いくつかの成果を得た。1.飼育補助者1名をパートとして雇い飼育室の清掃、給餌(週1回リンゴを与えた)に専念させた結果、飼育環境が良好に成り各種野生齧歯類の繁殖が良くなった。2.繁殖の悪い種類にたいし種々の交配方法を試みた結果、雄・雌各1頭の組合せが一番良く繁殖することが明かに成った。この番作成時期は亜成獣の時が良く、成獣同士では食殺が多くなった。3.東京都臨床医学総合研究所実験動物室においてマウスを用いて体外授精や人工授精の技術を習得した。宮崎医科大学においてマウスを購入しこの手法を練習した。この技術は昭和62年度に野生齧歯類に対して実施する。4.マウスを購入し、ホルモン処理(HCG,PMS)による繁殖実験を実施したが結果は未処理群が繁殖し、処理群では良くなかった。昭和62年度にはこの実験内容を改良しマウスを用いて引き続き実験する。5.モデル動物開発の目的でアカネズミ,セスジネズミ,ミラルディアを共同研究として以下の実験に供した。(1)フィラリアのモデル動物検索のため:Dipetalonema viteaeをセスジネズミに感染させた(秋田大学医学部寄生虫学教室吉村堅太郎教授)。

(2)Sarcocystis(住血胞子虫)の終宿主を決定するため:アカネズミの材料を入手し、これを食肉動物に投与して終宿主の決定をおこない、その際排泄されるAporocystを再びアカネズミに投与感染させる(日本大学大学院獣医学研究科井上勇教授)。(3)乳癌のモデル動物として:ミラルディア雄の鼠径部乳腺に自然発生する色素沈着と乳癌との因果関係を解明する(愛知県がんセンター研究所病理学第二部児島昭徳研究員)。1.宮崎医大動物実験施設において飼育中の各種野生齧歯類を繁殖維持する方法を開発することを目的として,本年度は以下のような研究を行い,飼育中の野生齧歯類の繁殖成績が向上した;1)飼育室の清掃,給餌(週2回リンゴを与えた)のため飼育補助者1名をパートとして雇った.2)動物用合成ビタミンE剤(ユベラフード100)をリンゴにまぶして与えた.3)飼育室の照明を,自然光に近い太陽トルーライト(40W)に換え12時間明12時間暗とした.4)都臨床研実験動物室において前年度に引き続きマウスを用いて対外受精および人工受精の手法を修得し,ヨーロッパモリネズミを用いて実験中である. 2.老齢で繁殖不能になったままのミラルディアおよびプラティスリスクはペアーの交換,ビタミンE投与,ホルモン処理等を行ったが繁殖していない.3.東南アジアで稲作の害獣として著名なアゼネズミは飼育下で繁殖困難と言われている.今回駆除を目的とした総合研究のためインドネシアから種親が輸入されたが,本研究班で開発された飼育技術によって繁殖中ですでにF3が生まれている(京大理動物村上興正助手らと). 4.ミラルディア雄の乳腺に自然発症する乳癌と色素沈着との因果関係を解明する(愛知県がん研病理第二児島昭徳研究員と). 5.繁殖が良好で個体数の多くなった種類は,有用性検索のため以下の感染実験に供した.1)ヨーロッパモリネズミ,ヨーロッパハタネズミ:広東住血線虫に対する感受性の検討(秋田大医寄生虫吉村堅太郎教授と). 2)アカネズミ:ヘビを終宿主とする新種の住血胞子虫の生活環を解明するため(日大獣医医動物井上勇教授と). 3)アカネズミ,ヒメネズミ,タイワンモリネズミ,ヨーロッパモリネズミ,セスジネズミ,ナンヨウネズミ,スミスネズミ,ハタネズミ,ヨーロッパハタネズミ:腎症候性出血熱ウイルスに対する感受性の検討(阪大微研実験動物山之内孝尚教授,予研病理倉田毅部長と)宮崎医科大学動物実験施設において飼育中の各種野生齧歯類を繁殖させるために、本年度は以下のような研究を行い、飼育中の野生齧歯類の繁殖成績が向上した。1.飼育補助者1名をパートタイマーとして雇用し、飼育室の清掃、給餌(週2回ビタミンE紛末をまぶしたリンゴ小片を与えた)に専念させた結果、飼育環境が引き続き良好となり、繁殖成績が向上した。2.前2年間の研究を通じて定着した雌雄1対1同居飼育方法により、繁殖良好な種類については兄妹交配を行った。3.冬眠する動物として著名な日本固有種ヤマネを実験動物化するため文化庁より天然記念物飼育許可を得て導入した。4.ドブネズミやクマネズミに近縁なインドネシア産アゼネズミの遺伝子特性を研究した結果、血清蛋白の電気泳動パターンにおいてトランスフェリンおよびアルブミンに多型があることを発見した。また毛色の突然変異による淡色型個体が多数産まれた。これらの遺伝様式を解明するため交配実験を開始した。5.当施設で維持している科11属22種の野生齧歯類の実験
反応拡散方程式系の特異摂動解と集中現象

1.高木は主として活性因子-抑制因子型の反応拡散系の定常解の安定性について,柳田英二,Wei-Ming Niと連絡をとりあって研究した.ある単独半線型ノイマン問題の特異摂動解で,あるエネルギー汎函数を最小にするものは,境界の平均曲率が最大になる点に集中するようなスパイク状の形状を持つことが知られていた.本研究では,抑制因子の拡散係数が無限大になった極限系がこの単独半線型方程式によって近似出来ることに着目し,多次元領域において,最小エネルギー解に対応する定常解の安定性を考察した.その結果,抑制因子の反応時定数が小さいときはこの定常解は安定であるが,大きいときは不安定であり,安定性が失われるときに周期解が分岐することが分った.さらに,球の場合に単独半線型ノイマン問題のスパイク状解は軸対象でなければならないことを,Chang-Shou Linの協力のもとで,証明した.2.西浦は,飯田と協力しつつ,時問とともに複雑化する遷移パターンの発生機構を明らかにするため,数値シミュレーションを行ないながら研究を展開し,自己複製的パターンの構造を解明した.3.堤と立澤,中野は共同で非線型波動方程式系やシュレーディンガー方程式について実解析的手法を用いて研究し,初期値問題の適切性や固有値分布に関して新しい結果を得た.4.増田と長澤は非線型拡散方程式の解の挙動についての基礎的研究を進めた.増田は,弱解に対する最大値原理を証明し,また,定常解の存在・不存在に関する基本的結果として,星形でない領域における非線型楕円型方程式の非自明解の不存在を示した.長澤はナヴィエ・ストークス方程式の弱解のエネルギー不等式を精密化した.1.高木は主として活性因子-抑制因子型の反応拡散系の定常解の安定性について,柳田英二,Wei-Ming Niと連絡をとりあって研究した.ある単独半線型ノイマン問題の特異摂動解で,あるエネルギー汎函数を最小にするものは,境界の平均曲率が最大になる点に集中するようなスパイク状の形状を持つことが知られていた.本研究では,抑制因子の拡散係数が無限大になった極限系がこの単独半線型方程式によって近似出来ることに着目し,多次元領域において,最小エネルギー解に対応する定常解の安定性を考察した.その結果,抑制因子の反応時定数が小さいときはこの定常解は安定であるが,大きいときは不安定であり,安定性が失われるときに周期解が分岐することが分った.さらに,球の場合に単独半線型ノイマン問題のスパイク状解は軸対象でなければならないことを,Chang-Shou Linの協力のもとで,証明した.2.西浦は,飯田と協力しつつ,時問とともに複雑化する遷移パターンの発生機構を明らかにするため,数値シミュレーションを行ないながら研究を展開し,自己複製的パターンの構造を解明した.3.堤と立澤,中野は共同で非線型波動方程式系やシュレーディンガー方程式について実解析的手法を用いて研究し,初期値問題の適切性や固有値分布に関して新しい結果を得た.4.増田と長澤は非線型拡散方程式の解の挙動についての基礎的研究を進めた.増田は,弱解に対する最大値原理を証明し,また,定常解の存在・不存在に関する基本的結果として,星形でない領域における非線型楕円型方程式の非自明解の不存在を示した.長澤はナヴィエ・ストークス方程式の弱解のエネルギー不等式を精密化した.1.研究代表者は,活性因子-抑制因子型の反応拡散方程式系の点凝集定常解の安定性を研究し,空間次元が1,抑制因子の拡散係数が無限大の場合の極限方程式系について次の結果を得た:(1)抑制因子の反応時定数の臨界値があり,時定数が臨界値よりも小さいとき区間の端点に分布が集中するような単調定常解は安定で,時定数が臨界値よりも大きいとき,そのような定常解は不安定である.(2)この臨界値の近傍で区間の端点に分布が集中した定常解から周期解が分岐する.2.西浦は,散逸系における微細構造の解析を特異摂動法を駆使して行った.とりわけ,共重合ポリマー系,チューリング系と呼ばれる反応拡散系における安定な定常解の全体は非常に多数の微細構造をもつものから成ることを明らかにし,同時にスケール則を有することも示した.さらに,自己複製パターンを遷移ダイナミクスと位置付け大域分岐論の立場から研究し,多数の定常的または振動的パルス解の鞍点一結節点分岐の階層構造がその本質であることをつきとめた.これは遷移過程のダイナミクスを理解する上で重要な知見であり,より複雑なカオス的遍歴等の遷移現象を解明する場合にも有用となろう.飯田は,小さくかつ非一様な拡散係数をもつアレンーカーン方程式の解の内部遷移層が漸近的には2相界面の運動に従うことを正当化した.この界面は,その平均曲率が小さくなるように,また,媒質の拡散係数の勾配に逆らって,移動する.さらに,定常界面の安定性を吟味することにより,非一様な拡散係数をもつアレンーカーン方程式の全空間における非一様な定常解で安定なものを構成した.3.また,スペクトル解析を担当した中野は低電子濃度での最低固有状態の性質を詳しく調べ,長澤は双曲型ギンツブルグ・ランダウ方程式について変分構造の観点から数値的に研究した.

本研究は主としてパターン形成のモデルである反応拡散方程式系の特異摂動解に現われる様々な集中現象を多角的に考察し,形態形成の機構を明らかにするために行われた.・領域の0次元部分集合のまわりに集中する解について研究を進めた高木は,典型的な例としてギーラーとマインハルトが提唱した活性因子-抑制因子型の反応拡散系のスパイク状定常解の安定性を調べた.抑制因子が十分早く拡散し,更にその反応時定数が小さいときただ一つのスパイクを境界上にもつような定常解は安定であるが,反応時定数が大きくなると不安定化を惹き起こし,周期解が分岐することを厳密に証明した.・西浦は,カーン-ヒリヤード方程式のように保存型の4階の方程式と非局所項を含む2階方程式のスペクトルの比較定理を調べた.あるクラスの方程式に対しては安定性,不安定性が両者で一致することが証明された.・変分法を加味した時間差分法による様々な発展方程式の弱解の構造の研究をした長澤は,ナヴィア・ストークス方程式の弱解のエネルギー不等式を精密化した.更にこれを用いて弱解の部分正則性の評価も得た.・飯田は,激しく競争する2種系を記述するロトカーヴォルテラ方程式に対して,初期において一方の種が他方の種よりも「至る所で多く」分布する状況での拡散の影響を研究した.2種が拡散しなければ,「至る所で少ない」方の種が絶滅することが知られている.ところが,2種が等しい拡散係数で拡散する場合に,移動能力の上で差が無いのにも拘わらず,初めに「至る所多い」方の種が最後には絶滅してしまうことがあるという事実を発見した.(A)高木は長澤と共に主として活性因子-抑制因子型の反応拡散系の定常解の安定性について,柳田英二,Wei-Ming Niと連絡をとりあって研究した.ある単独半線型ノイマン問題の特異摂動解で,あるエネルギー汎函数を最小にするものは,境界の平均曲率が最大になる点に集中するようなスパイク状の形状を持つことが知られていた.本研究では,抑制因子の拡散係数が無限大になった極限系がこの単独半線型方程式によって近似出来ることに着目し,多次元領域において,最小エネルギー解に対応する定常解の安定性を考察した.その結果,抑制因子の反応時定数が小さいときはこの定常解は安定であるが,大きいときは不安定であり,安定性が失われるときに周期解が分岐することが分った.さらに,球の場合に単独半線型ノイマン問題のスパイク状解は軸対象でなければならないことを,Chang-Shou Linの協力のもとで,証明した.(B)西浦は,飯田と協力しつつ,時間とともに複雑化する遷移パターンの発生機構を明らかにするため,数値シミュレーションを行ないながら研究を展開し,自己複製的パターンの構造を解明した.(C)堤は,立澤と共同して非線型シュレーディンガー方程式の解の構造を実解析的手法を用いて研究した.(D)高木と西浦は情報交換と成果発表を兼ねて研究集会を二度開催した.第一回は様々な偏微分方程式の問題に見られる集中現象を取りあげてその解析のための技術的詳細まで踏み込んだ講演・討議を行なった.第二回はシュレーディンガー方程式などの分散型方程式の解の爆発と云う集中現象を中心的主題に研究発表を行なった.
新規残留性有機汚染物質指定農薬の水田地域における長期挙動の解明

水田で使用された残留性有機汚染物質(POPs)の流域圏における挙動、特に水域への流出過程の検討から、水田の二次発生源としての役割を明らかにすると共に、その長期挙動の解明を試みた。POPs(19物質)の分析を、過去に採取された底質の堆積物柱状試料(底質コア)と水田土壌試料について行い、対象流域内の時間・空間分布を明らかにし、物質別の残留状況と半減期などの挙動に関する知見を得た。本研究では、日本でも特に広大な稲作地帯を抱える新潟市の河川流域を対象として、水田で使用された残留性有機汚染物質(POPs)の流域圏における挙動、特に水域への流出過程の検討から、水田の二次発生源としての役割を明らかにすると共に、その動態を予測しうるモデルを開発することを目的とした。22年度前半には対象とするPOPs(19物質)の分析を行い、対象流域内の時間・空間分布を明らかにすることを試みた。過去に採取された底質の堆積物柱状試料(底質コア)と水田土壌試料について分析を行い、堆積年代の測定された底質コア試料から1950年以降から2000年にかけての上記の物質の底質への堆積状況が明らかになった。また、水田土壌試料の結果から小流域における分布を明らかにした。この結果について、特に水田において堆積、使用量の多かった物質についてインベントリデータの整理を行い、解析期間中の環境への投入量とその残留量から総量で物質の挙動を推算し各媒体における物質の消失率を明らかにした。1947年1971年の間の投入量に対して,ほとんどが対象流域から消失しているが、残留分についてはその大半が水田に残留していることが分かった。消失の理由として散布初期の大気への揮発や,耕作用水を介した域外への流出,分解等の事象が考えられた。また一方で農用地にはほとんど使用のない物質の残留も確認された。特に水田地域においてはPOPsが農業用水などを介し移動するため、水田と水域の相互作用による汚染があることが確認された。これに関する量的な状態の把握とモデルを用いた検討がさらに必要であると考える。23年度には22年度の結果を受けインベントリデータと分析結果から残存量の多かった物質について流出率の検討を行った。これにより水田の二次発生源としての寄与を明らかにすることを試みた。残留量のピークから近年にかけての減衰率より環境中半減期を算出した。半減期の推定結果とその経時変化から、散布当初の初期流出(分解)と、使用停止後の流出のそれぞれを求め、それぞれが物質により大きく異なることから、残留率を律するのは環境要因のなかでも気象条件等より物質の物性による土壌との吸着傾向にある、と結論した。特に半減期の変化は、経時により土壌との吸着傾向が変化することを示しており、残留する物質の動態の検討には、物質の物性だけでなく散布からの経過時間が重要であることが明らかになった。以上より、対象とした物質のうちインベントリの確認が可能であった数種について、半減期が求められ、投入量からの残留量の推定が現状のモデルにより可能となった。一方で本研究における残留性汚染物質のモデル化の目的は、同様に水田を抱える他のアジア地域に汎用な検討が可能になることであったため、実際の流出について検証のデータを得るため、長野県内の河川水、東南アジアよりカンボジアの河川水について対象物質を含む河川水中の化学物質の分析を行った。残留量と水域における水を介した動態の詳細把握には更にデータによる検証が必要であるが、この確認によりある程度の再現性が確認された。
プラズマ揺らぎとナノ界面特性揺らぎの相互作用ダイナミックス

今日のプラズマを用いたナノテクの画期的進展により、ULSI、高密度メモリーや太陽電池等のナノサイズデバイス創成が可能となっている。しかし、それらの製造過程で、プラズマの揺らぎとナノ界面の特性の揺らぎが重大な問題となっている。そこで本研究は、このプラズマ揺らぎとナノ界面特性揺らぎの関係を体系的に明らかにすることを目的とした。本研究実績の一つとして、ナノ粒子量の揺らぎを計測し、ナノ粒子量の時空間構造を明らかにし、プラズマ気相中の揺らぎとナノ粒子成長の関係を明らかにした。これらの研究成果は、プラズマ中の揺らぎをコントロールし、ナノ粒子成長の特徴を可視化し、産業界にインパクトを与えるものである。本研究は、「プラズマ揺らぎとナノ界面特性揺らぎの相互作用ダイナミックス」の解明を目的に、研究を推進してきた。今日のプラズマを用いたナノテクノロジーの世界的進展によりULSI、高密度メモリー、MPU、バイオセンサーやソーラーセル等のナノサイズデバイス創成が可能である。しかし、それらのナノデバイスの微細化の進展に伴い、プラズマの揺らぎとナノ界面の特性の揺らぎ(ばらつき)が重大な問題となっている。サブナノメータ(1nm以下)領域の微細加工寸法の揺らぎはプラズマ揺らぎとナノ界面の相互作用長(またはそれ以下)で決定されているので、従来方法の入射電力やガス流等のパラメタ調整では制御困難であった。そこで本研究は、プラズマ気相中に揺らぎを外部から印加し、制御することで、プラズマ揺らぎの効果を体系的に明らかにした。具体的には、高速度カメラを用いて、ナノ粒子量の揺らぎを計測し、ナノ粒子量の時空間構造を明らかにした。これにより、ナノ粒子が、プラズマ気相中の揺らぎによって、空間的にどのように影響を受け、どのように揺らぎ、そして、成長しているかが明らかになった。ナノ粒子揺らぎに構造解析を適用したことによる結果であり、プラズマ気相中におけるナノ粒子成長の研究において、新境地を開拓したと言える。また、高速度カメラを用いることで、プラズマ揺らぎとナノ粒子輸送の関係も明らかにした。プラズマ揺らぎ度合いが大きい程、ナノ粒子は大きな速度をもって、輸送されることがわかった。そして、プラズマ揺らぎと固相中ナノ粒子特性の関係を明らかにするために、二次電池の電極を作成し、二次電池電極特性を計測した。電池容量、サイクル特性共にプラズマ技術作成したナノ粒子含有電極の方が、従来の方法よりも良い成果を出した。また、高速度カメラを用いたプラズマ揺らぎによるナノ粒子の詳細な時空間構造の理解に大きな進展があった。

サブナノメータ(1nm以下)領域の微細加工寸法の揺らぎはプラズマ揺らぎとナノ界面の相互作用長(またはそれ以下)で決定されているので、従来方法の入射電力やガス流等のパラメタ調整では制御困難であった。そこで本研究は、プラズマ気相中に揺らぎを外部から印加し、制御することで、プラズマ揺らぎの効果を体系的に明らかにした。具体的には、プラズマ揺らぎが大きくなることで、プラズマ気相中に生成されるナノ粒子のサイズは小さく、そして大量に合成されることを明らかにした。そして、そのメカニズムも、プラズマ気相中のナノ粒子の密度とサイズの二次元分布とナノ粒子のサイズ分布を明らかにする新たな計測解析手法を確立することで、明らかにした(13.研究発表の[雑誌論文]参照)。まず、プラズマ揺らぎの効果とそのメカニズムを解明したことは、今後のプラズマプロセステクノロジーの発展に十分影響を与えることであり、その内容が評価され、招待講演を行っている(13.研究発表の[学会発表]参照)。更に、プラズマ気相中の生成されたナノ粒子の二次元分布をin-situ計測で明らかにしたのは世界初であり、本研究で確立したこの計測解析手法は、プラズマプロセス研究において、従来手法に比べ、極めて短い時間でナノ粒子のサイズ分布等を明らかにできるため、プラズマプロセスの研究効率を高める強力なツールとして、既に国内外の研究者から関心を持たれている。現在までの本研究の達成度は、当初の計画以上に進展している。本研究は、1)プラズマ揺らぎと気相中ナノ粒子特性の相互作用、2)プラズマ揺らぎと固相中ナノ粒子特性の相互作用、3)プラズマ揺らぎと気相-固相間ナノ粒子輸送の相互作用、の定量的評価とダイナミックスの解明を目的としており、平成24年度は、2)プラズマ揺らぎと固相中ナノ粒子特性の相互作用、3)プラズマ揺らぎと気相-固相間ナノ粒子輸送の相互作用の解明に取り組んだ。研究実績の概要で述べたように2)プラズマ揺らぎと固相中ナノ粒子特性の相互作用、3)プラズマ揺らぎと気相-固相間ナノ粒子輸送の相互作用を解明するだけなく、更に、プラズマ気相中の生成されたナノ粒子の時空間構造を明らかにしている。よって、本研究は、当初の計画以上に進展している。本研究は、1)プラズマ揺らぎと気相中ナノ粒子特性の相互作用、2)プラズマ揺らぎと固相中ナノ粒子特性の相互作用、3)プラズマ揺らぎと気相-固相間ナノ粒子輸送の相互作用、の定量的評価とダイナミックスの解明を目的としており、平成23年度は、1)プラズマ揺らぎと気相中ナノ粒子特性の相互作用を解明することであった。研究実績の概要で述べたように1)プラズマ揺らぎと気相中ナノ粒子特性の相互作用のダイナミックスを解明するだけなく、更に、プラズマ気相中の生成されたナノ粒子のサイズと密度の二次元分布を明らかにする新たな計測解析手法を確立している。今後の研究目的は、2)プラズマ揺らぎと固相中ナノ粒子特性の相互作用の更なる解明と、高速度カメラを用いたプラズマ揺らぎによるナノ粒子の詳細な時空間構造の理解である。2)プラズマ揺らぎと固相中ナノ粒子特性の相互作用の定量的評価の推進方策について固相中ナノ粒子特性は以下の項目を評価する。
組織化大豆タンパク質の調味特性に関する研究

新しい食品素材として近年用いられている植物性タンパク質は、優れた機能特性を有し、現在の食品産業には欠かせない高タンパク低脂肪食品である。中でも押し出し成型により食肉に近いテクスチャ-を付与した組織化大豆タンパク質(TSP)は今後の需要の増大が期待されている。本研究はTSPの嗜好性を高めるために、その調味特性を知ることが目的である。本研究で用いて試料TSPは、タンパク質含量約90%、糖質と灰分を約10%含む高タンパク質食品で、組織化の程度を走査型電子顕微鏡、水銀圧入法および窒素吸着法で調べた結果、バルク密度は0.45g/cm^3、マトリックス構造中に直径0.003400eemの細孔が分布する比較的組織化の弱い試料であった。この試料TSPを、水浸漬を対照として、庶糖、食塩、醤油、酢酸および乳酸の0.11.0M水溶液に浸漬し、保水惟測定、テクスチュロメトリ-および走査型電子顕微鏡観察を行い、物質変化に与える影響を中心に検討し、以下の結果を得た。1.庶糖、食塩、醤油水溶液浸漬後の重量増加による保水性は対照に比べ増加したが、比重を考慮して保水された水溶液の体積を見ると、庶糖は吸水されにくいことが認められた。一方酸浸漬によるTSPの保水性は著しく大きかった。2.硬さは、保水性同様、庶糖、食塩および醤油浸漬試料では対照とほとんど差がなかったが、酸類では著しく硬化した。3.内部構造については、庶糖、食塩および醤油浸漬TSPの断面は対照と差が無かったが、酸浸漬TSPではマトリックスの様相が著しく変化し、断面全体に網目構造が発達した。4.調味液浸漬後の試料の断面を測定した結果、吸水膨潤による断面積変化量は保水質を反映する結果であった。脂肪を含まない良質のタンパク質から成る新しい食品素材である、組織化大豆タンパク質(TSP)は今後需要の増大が期待されている。このTSPを調理して、嗜好性を高めるために、調味特性を知ることは重要であると考える。そこで組織構造の異なる3種のTSPに対する調味料の吸着挙動およびそれに伴う物性変化を測定した。TSPは水浸漬、2分加熱、60分加熱各処理を行なうことによる組織構造の異なる3種を調整した。この3種TSPを食塩、しょうゆ、砂糖、酢酸、乳酸の各0.1、0.5、1.0M溶液に20°Cで72時間まで浸漬し、吸着量を測定した。さらに、しょうゆに4°Cで168時間浸漬した場合の色素の吸着を620nmにおける吸光度によって測定した。その結果、本実験条件において食塩、しょうゆの食塩および砂糖の3種のTSPに対する吸着は認められなかった。一方、酢酸および乳酸は吸着が認められ、72hr後には300mg/g程度吸着した。また、しょうゆの色素も3種のTSPに吸着することが認められた。調味料に浸漬した場合のTSPの物性変化は重量、硬さ、および保水性によって評価した。重量および保水性に関しては、食塩、しょうゆ、および砂糖溶液に72時間まで浸漬しても、3種のTSPは水浸漬した場合とほとんど変化せず、調味料の影響を受けなかった。酢酸、および乳酸は保水性が非常に高まった。保水性に関しては、リン酸、クエン酸、塩酸についても同時に検討し保水性が高まることを認めた。しかも、同pHでも保水性は異なり、高い順に、酢酸、乳酸、リン酸、クエン酸、塩酸の順となった。食塩としょうゆは3種のTSPの硬さを高めた。

新しい食品材料として近年用いられている植物性タンパク質は、優れた機能特性を有し、現在の食品産業には欠かせない高タンパク低脂肪食品である。中でも押し出し成型により食肉に近いテクスチャ-を付与した組織化大豆タンパク質(TSP)は今後の需要の増大が期待されている。本研究はTSPの嗜好性を高めるために、その調味特性を知ることが目的である。本研究で用いた試料TSPは、タンパク質含量約90%、糖質と灰分を約10%含む高タンパク質食品で、組織化の程度を走査型電子顕微鏡、水銀圧入方および窒素吸着法で調べた結果、バルク密度は0.45g/cm^3、マトリックス構造中に直径0.003400μmの細孔が分布する比較的組織化の弱い試料であった。この試料TSPを、水浸漬を対照として、蔗糖、食塩、醤油、酢酸および乳酸の0.11.0M水溶液に浸漬し、保水性測定、テクスチュロメトリ-および走査型電子顕微鏡観察を行い、物性変化に与える影響を中心に検討し、以下の結果を得た。1.蔗糖、食塩、醤油水溶液浸漬後の重量増加による保水性は対照に比べ増加したが、比重を考慮して保水された水溶液の体積を見ると、蔗糖は吸水されにくいことが認められた。一方酸浸漬によるTSPの保水性は著しく大きかった。2.硬さは、保水性同様、蔗糖、食塩および醤油浸漬試料では対照とほとんど差がなかったが、酸類では著しく軟化した。3.内部構造については、蔗糖、食塩および醤油浸漬TSPの断面は対照と差が無かったが、酸浸漬TSPではマトリックスの様相が著しく変化し、断面全体に網目構造が発達した。4.調味液浸漬後の試料の断面を測定した結果、吸水膨潤による断面積変化量は保水性を反映する結果であった。
両親の夫婦間不和と青年のアイデンティティ発達に関する実証的研究

本研究の目的は、(1)「青年期のアイデンティティ形成と両親の夫婦間不和の関連性」と、(2)「青年期のアイデンテイティ形成と原家族からの巣立ちのトランザクション・プロセス」を明らかにすることであった。今年度は、(2)の一環として、質的分析により、両親間葛藤への巻き込まれの構造を記述するとともに、両親間葛藤の規定因として、父母双方の結婚生活の継続に対する基本的姿勢ならびに両者にみられる共通性と差異性について検討した。そして、両親双方の不適応によるアイデンティティ探求への影響について分析した。質的分析のデータは、大学生20名を対象に実施した半構造化面接により得られたものである。分析の結果、両親間葛藤への子どもの関与のあり方として、母親の側に立つ者の多さが指摘され、母親が青年期の子どもに協力のメッセージを送っている可能性があるのではないかと考察された。また、そうした期待に必死に応えようとする青年だけでなく、背負いきれないプレッシャーから、回避を選択する青年も見出された。一方、事例による検討からは、青年が父母双方の人生や自分への期待、さらには両親間の非対称的な関係のあり方を肌で敏感に感じとりながら自己の人生を見つめており、そうしたことが色濃く反映された進路選択と人生展望ゆえに、主体的なモラトリアムが展開されにくい状況にあることが考察された。本研究で行われた質問紙調査法による計量的分析と半構造化面接法による質的分析を通して、青年を対象とするアイデンティティ研究における、両親間葛藤の視点の重要性が実証的に確認された。そのため、今後、実証的研究の早急な積み上げが期待されるとともに、そうした知見の心理教育的プログラム等への援用のあり方について、積極的に議論されるべきであると結論づけられた。本研究の目的は,「青年期のアイデンティティ形成と両親の夫婦間不和の関連性」と,「青年期のアイデンティティ形成と原家族からの巣立ちのトランザクション・プロセス」を明らかにすることである。一年目にあたる平成17年度は,はじめに理論的検討を行い,家族関係との関連を中心とする青年期のアイデンティティ形成に関する研究,両親間不和と青年の心理的適応に関する研究,中年期の夫婦関係に関する研究などの動向を概観し,研究成果と問題点について整理した。その上で,青年期を対象とする両親間葛藤の認知に関する尺度を構成し,調査を実施した。本研究では,まず両親のいる大学生を対象に質問紙調査を行い,両親間葛藤に関する認知構造を明らかにするとともに,両親間葛藤がそれへの巻き込まれを介して,青年期の子どものアイデンティティ形成に与える影響について,性別と居住形態による差異を中心に検討した(分析1)。分析では,アイデンティティ形成において重要な意味をもつとされる信頼感との関連についても着目した。次に,両親からのデータを分析に取り入れ,彼らの結婚生活の質(コミットメント)が,青年のアイデンティティ形成に与える影響について検討した(分析2)。両親の結婚生活の質による影響力については,両親自身の抑うつ傾向とソーシャル・ネットワーク(肯定的交流・否定的交流)による違いにも着目した。対象者は,分析1で対象となった青年の一部とその両親である。これら2つの分析を通して,両親の結婚生活への不適応が,青年のアイデンティティ形成に及ぼす直接的,間接的な影響過程について考察した。本研究の目的は、「青年期のアイデンティティ形成と両親の夫婦間不和の関連性」と、「青年期のアイデンティティ形成と原家族からの巣立ちのトランザクション・プロセス」を明らかにすることである。2年目の平成18年度においても、両親間葛藤に関する青年の認知尺度を開発するため、新たな対象者に質問紙調査が実施された。2年分のデータをもとに分析を行い、両親間葛藤尺度と両親間葛藤反応尺度が作成された。前者は、「葛藤の頻度」と「葛藤への子ども関与期待」の2因子構造が、一方後者は「情緒的衝撃」、「罪悪感」、「翻弄」、「自己効力感」の4因子構造が示された。いずれも、内的整合性と安定性の観点から、高い信頼性が確認された。構成概念妥当性については、父母双方のコミュニケーション態度との関連などから検証された。さらに、青年の両親を対象とする質問紙調査が前年と同様に実施され、青年と父母間の対応に着目した分析からも、両親間葛藤尺度と両親間葛藤反応尺度の有効性が示唆された。この2つの尺度のうち、アイデンティティ形成とより強い結びつきにあったのは両親間葛藤反応尺度であった。とりわけ「罪悪感」による否定的影響が注目された。最終年度では、これまでに得られた知見をふまえ、両親間葛藤へのとらわれや父母からの葛藤介入への期待の認知が、青年の原家族からの巣立ちやアイデンティティ探求にいかなる影響力を有するかについて、半構造化面接を用いて質的に検討していく予定である。

分析の結果、両親間葛藤への子どもの関与のあり方として、母親の側に立つ者の多さが指摘され、母親が青年期の子どもに協力のメッセージを送っている可能性があるのではないかと考察された。また、そうした期待に必死に応えようとする青年だけでなく、背負いきれないプレッシャーから、回避を選択する青年も見出された。一方、事例による検討からは、青年が父母双方の人生や自分への期待、さらには両親間の非対称的な関係のあり方を肌で敏感に感じとりながら自己の人生を見つめており、そうしたことが色濃く反映された進路選択と人生展望ゆえに、主体的なモラトリアムが展開されにくい状況にあることが考察された。本研究で行われた質問紙調査法による計量的分析と半構造化面接法による質的分析を通して、青年を対象とするアイデンティティ研究における、両親間葛藤の視点の重要性が実証的に確認された。そのため、今後、実証的研究の早急な積み上げが期待されるとともに、そうした知見の心理教育的プログラム等への援用のあり方について、積極的に議論されるべきであると結論づけられた。
耐熱性に優れた消炎装置の開発と化学プラントへの適用可能性に関する研究

自動車の排ガス処理装置の触媒担持用材料として使用されているセラミック製多孔質体を用い、厚さを610mmの範囲で8種類に変え、また6種類の細孔寸法(相当直径)のものについて消炎実験を行った。まず火炎抑止器(フレームアレスター)への火炎突入速度および熱焼管(伝播管)全体にわたっての火炎伝播挙動を自動的に記録・計算するためのパソコンシステムの導入を試み、実験への使用を可能とした。次いで消炎実験により、主に消炎性能に及ぼすアレスター寸法の影響について検討し、次のような結論を得た。1.消炎性能はアレスターへの火炎突入速度により整理できることを明らかにした。これは、いままで実験を行った金網型アレスターおよびクリンプリボン型アレスターの場合と同様である。本研究ではアレスターの消炎性能を、アレスターで消炎されず通過した火炎のアレスター突入速度のうちの最低値で評価することとした。2.セラミックアレスターでは、相当直径が小さくなるほど消炎性能が向上するが、その向上の度合は相当直径が2mm以下になると急激に大となる。3.アレスターの厚さが増加するにつれ消炎性能が大となるが、相当直径が2mm以上では厚さの影響は少なく、2mm以下では非常に大となる。4.アレスターの相当直径、厚さが同じ場合でも、開口率が消炎性能に影響を及ぼし、開口率が大きいほど消炎性能が大きい。
Regulatory DNA conserved between Phyla

ヒトDNAの配列再編成の調査は、NARで発表されました。簡略化された"チャイルドテーブル"アルゴリズムは、類似した配列を見つけるために、IEEE/ACM TCBBで発表されました。ゲノムの変異を見つける方法は、BMC Medical Genomicsで発表されました。DNA隣接ベース(細菌の系列差別を改善する)我々の方法は、BMC Bioinformaticsで発表されました。我々の分析法は、最近の長いDNAの読み取りに有用であることが証明されています。29年度が最終年度であるため、記入しない。
アフリカツメガエルの胞胚中期に起こる転写開始機構に関する研究

アフリカツメガエルのMBT直後に起こるザイゴティックな転写開始の分子機構を明らかにするために、卵形成期より転写が見られる新規遺伝子のクローニングを行い、得られた遺伝子の初期発生における発現プロファイルを調べるとともに、原腸胚期の遺伝子発現に及ぼす影響を検討した。得られた結果をまとめると以下のようになる。(2)上記の遺伝子はいずれも卵形成期より遺伝子発現が開始された。これらの遺伝子のうちXoom、Champignon、XEXT1はいずれも原腸胚期の形態形成運動に関わるものの、ザイゴティックな遺伝子発現の制御には直接関わりを持たないことがわかった。(4)母性因子として卵形成期よりmRNAが検出されるXSu(H)は受精後の胚の各割球内にタンパク質として存在し、卵割期に十分量のXSu(H)タンパク質が核移行することがわかった。(5)モルフォリノオリゴDNAを用いてXSu(H)タンパク質の合成を阻害した実験結果から、MBT直後のXbraの転写開始にはXSu(H)タンパク質が必要不可欠であることが示唆された。XbraのプロモーターにはSmad結合サイト、SIP1結合サイトの他にXSu(H)結合サイトも存在する。この点も考慮すると、母性因子として卵細胞に蓄えられたXSu(H)は、卵割期にHDAC、SMRTと転写抑制複合体をつくり、MBT期以降はNICDと共に標的遺伝子の転写誘導に関わることが示唆される。XbraプロモーターをプローブとしてMBT直後に起こるザイゴテイックな転写開始の分子機構を検討した結果、現在までに以下の結果が得られている。(1)Xbraプロモーターの新規転写抑制領域を含む200bpのDNA断片を動物半球へ注入し、転写抑制因子の吸収実験を行った結果、Xbraの発現は動物半球に広がるように検出されたが、発現時期が早まることはなかった。この吸収効果は200bpのうち上流側100bpにみられた。この抑制領域をプローブとして原腸胚期の核抽出液を使ってゲルシフトアッセイを行った結果、複数のシフトバンドを検出した。(2)Xbra3の転写開始点から上流2400bpのプロモーター領域を解析した結果、Xbraの場合と類似した塩基配列を含む転写抑制領域の存在が確認された。また、XbraおよびXbra3プロモーターの削りこみによる転写開始時期のずれを検討した結果、TCF/Lef1サイト、XSu(H)サイトを削除したコンストラクトでもMBT直後に転写開始を示すことがわかった。(3)MBT直後に起こるXSu(H)タンパクの核移行を解析した結果、核移行の時期はXDelta1、NICDを強制発現してもMBTより早まることはなく、XSu(H)が核移行しても標的遺伝子であるXESR1の転写は開始されないことから、XSu(H)がMBT直後に示す核移行はNotchシグナルと独立して起こり、核移行後は標的遺伝子の転写抑制に関与する可能性が示唆された。(4)ザイゴティックな遺伝子発現とNotchシグナルとの関係を検討するために、UV処理により繊毛母細胞が過剰形成される原因を検討した。その結果、UV処理胚における繊毛母細胞の過剰形成はNotch受容体の活性化阻害により起こることが明らかになり、Notchの活性化には背方化(Wnt)シグナルが必須である可能性が示唆された。Xbra及びXbra3の2種類のプロモーターをプローブとしてMBT直後に起こるザイゴテイックな転写開始の分子機構を検討した。得られた結果は以下の通りである。(2)Xbra3とXbraのプロモーターを比較検討した結果、両者に共通するエレメントとしてSmad結合サイト、SIP1結合サイト、XSu(H)結合サイトなどの配列を確認した。(3)Xbra3の上流2400bpを含むプロモーター領域には3カ所に潜在的なXSu(H)認識配列が存在した。βgalをレポーターとしてXbra3プロモーターの削除実験を行った結果、MBT直後にXbra3の転写開始が起こるためには、3カ所あるXSu(H)サイトのうち少なくとも1個のXSu(H)サイトが必要であることが示唆された。

(4)母性因子として卵形成期よりmRNAが検出されるXSu(H)について、抗体を作製してタンパク質の挙動を検討した結果、XSu(H)は受精以降の胚からタンパク質として検出され、卵割期に十分量のタンパク質が核移行することがわかった。(5)モルフォリノオリゴDNAを用いて母性因子としてのXSu(H)タンパク質の合成を阻害する実験を行った結果、MBT直後のXbraの転写開始にはXSu(H)タンパク質が必要不可欠であることが示唆された。以上の結果をNotchシグナルの最新知見と合わせて考えると、母性因子として卵細胞に蓄えられたXSu(H)は、卵割期にHDAC、SMRTと転写抑制複合体をつくり、MBT期以降はNICDと共に標的遺伝子の転写誘導に関わることが示唆される。
非定常マルコフ空間点過程モデルにおける統計的推測

本研究は,空間点過程の代表的なモデルの1つであるTIMモデルを取りあげ,その最尤推定量の漸近的性質について調査した.具体的には,どのような条件のもとで最尤推定量が一致性や漸近正規性を持つのかという点を追求した.本研究で扱った問題では,定常過程に対するエルゴード定理や中心極限定理をそのまま利用することができないため,適当な工夫が必要となる.このような状況下で,既存の定理の適用可能性について考察した.ただし,十分条件を与えるまでには至らなかったため,引き続き検討を要する.本研究は,空間点過程の代表的なモデルの1つであるTIMモデルを取りあげ,その最尤推定量の漸近的性質について調査した.具体的には,どのような条件のもとで最尤推定量が一致性や漸近正規性を持つのかという点を追求した.本研究で扱った問題では,定常過程に対するエルゴード定理や中心極限定理をそのまま利用することができないため,適当な工夫が必要となる.このような状況下で,既存の定理の適用可能性について考察した.ただし,十分条件を与えるまでには至らなかったため,引き続き検討を要する.本申請研究では,今年度の課題として,Nielsen & Jensen(2000)のTIMモデルに焦点を当て,そのモデルパラメータに対する最尤推定量の一致性の証明を掲げた.非定常マルコフ空間点過程モデルに対する統計的推測理論の構築は,世界的に見ても,現状では不十分である.本研究では,上述の課題に取り組み,どのような条件のもとで推定量が一致性を持つのか,そしてその条件は実用的にどのような言葉で表現されるのかという点を追求し,空間点過程の分野における理論的な貢献をすることが目的である.空間統計学における漸近理論の枠組みは1通りではない.本研究では,類似の研究である定常プロセスに関する漸近理論に鑑み,観測領域を拡大させるという設定を採用することにした.そして,この設定の下でパラメータの最尤推定量の一致性を証明するため,空間エルゴード定理の適用を検討した.注意すべき点は,TIMモデルが定常プロセスに適当な変換を施して得られる非定常モデルであるということ,そして,エルゴード定理は定常プロセスにおけるパラメータ推定量の一致性を示すための道具だということである.定常プロセスを適当な変換で歪めて非定常にしたTIMモデルにおいて,パラメータ推定量の一致性は,変換に適当な制約を持たせることで保存されるであろうと予想している,そして,今年度の検討では,そのおおよその目処を立てることができた.今後は,変換が満たすべき条件を,より一層具体的に記述する必要があると考えている.本研究は,Nielsen & Jensen (2000)のTIMモデルに焦点を当て,そのモデルパラメータに対する最尤推定量の漸近的性質について考察するものである.非定常マルコフ空間点過程モデルに対する統計的推測理論の構築は,世界的に見ても,現状では不十分である.本研究では,上述の課題に取り組み,どのような条件のもとで推定量が一致性や漸近正規性を持つのか,そしてその条件は実用的にどのような言葉で表現されるのかという点を追求し,空間点過程の分野における理論的な貢献をすることが目的である.平成22年度は,モデルパラメータに対する最尤推定量の漸近正規性について調査をおこなった.本研究では,空間統計学における漸近理論の枠組みとして,過去の定常プロセスに関する漸近理論に鑑みて,観測領域を拡大させるという設定を採用する,まず,対数尤度を真のパラメータの周りで展開することで,最尤推定量をある2つの統計量の比として表現した.さらに若干の式変形を施して,2変数の同時分布を求める問題に帰着させることにした.ここで,キーになるのが定常な空間モデルにおける中心極限定理の適用である.本研究では非定常プロセスを扱っており,この方針に従うと,問題を一旦定常モデルの枠組みに戻した上で中心極限定理を適用する必要がある.その適用可能性について検討したが,残念ながら明快な解答を与えるまでには至っていない.この点について今後も引き続き検討し,非定常モデルにどのような条件を課せば良いか,そして,その条件は現実的にはどのような意味合いを持つのか考察する必要がある.考察に区切りがついた時点で論文としてまとめ,学術雑誌に投稿する予定である.
全期待コスト最小化による設計信頼度レベル決定法の開発

建築物の全コストを初期建設コスト,損傷修復コスト,損害コスト,波及コストの和で定義し,これらの期待値の和である全期待コストの最小化から設計信頼度レベルを決定する手法を提案した。これらのコストのなかで,建築物が何らかの損傷を受けたとき生じる損害コスト及び波及コストの二次的コストに特徴的なことは,初期建設コストまたは損傷修復コストのようなハード的なコストではなく,建築物の管理・運用に係わるソフト的なコストということである。これらに関するデータベースを検索したが,これらを総合的に取り扱ったものもはなく,断片的な情報が公開されているに過ぎなかった。したがって,本研究では中層鉄骨系建築物を対象として,層間変形と損傷率との関係をモデル化し,これを基にして二次的コストを算出した。また,初期建設コストについては,強度の割り増しと初期建設コストとの関係を実務的な観点から試算した研究成果を参考としたモデルを採用した。東京および名古屋を対象とした地震活動度をベースとした地震の生起を入力荷重として,建物供用期間における損傷をシミュレートし,前述のモデルを用いて各コストを算出した。種々の建物用途を想定したコストパラメタについて,多数のシミュレーションを実行して,建物の建設地域,供用期間,用途に応じた全期待コスト最小化の意味での最適設計信頼度レベルを示して,限界状態設計法における目標信頼度レベルの基礎的な資料として整えた。
木質の焼成・焼結によるフラーレンの創製

700°Cで炭化したスギ木炭中に形成された微細構造を、様々な電子顕微鏡で直接観察して解析する事に重点をおいた。スギを小型電気炉で炭化し(目標温度700°C、昇温速度10°C/min、保持時間1hr、窒素ガス雰囲気下)、原料とした。得られたスギ木炭を、微粉末試料法(乳鉢ですりつぶしてからイソプロパノール・アルコールと混ぜた後、TEM用グリッド上に滴下させる方法)と超薄切片試料法(エポキシ樹脂で処理した後、ミクロトームで超薄切片を作製する方法)とで、電子顕微鏡観察用試料を調製した。以上の方法で得た試料を、電子エネルギー損失分光法装置およびGatanイメージングフィルターといったデジタル分析機器を備えた透過型電子顕微鏡(TEM)、高解像度透過型電子顕微鏡(HRTEM)および高解像度走査型顕微鏡(HRSEM)で観察した。微粉末試料を電子顕微鏡で観察した結果、オニオン状炭素粒体、ダイヤモンド構造、微細空隙のような微細構造が観察された。HRTEM観察によって、オニオン状炭素粒体を観察したが、これは既に平成11年度の科学研究費補助金実績報告書で示した。今回見出したダイヤモンド構造および微細空隙は、初めての発見であり、速報としてJournal of Wood Scienceに投稿中である。HRTEMによる観察で、ダイヤモンド構造を発見したが、回折パターンから[110]面におけるダイヤモンド構造であると確認した。500800°Cの温度域では、特に水熱条件下において木炭などの難黒鉛化炭素は、様々な形態の炭素構造(フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノセルなど)が形成されることが明らかになりつつある。今後、木炭の構造解析の立場から、こうしたナノ炭素構造体の形成機構を検討するつもりである。スギ(Cryptomeria Japonica D.Don)から円筒形の試験体を切りだし、木炭の原料とした。密閉式の実験室用炭化炉を用いて空気を遮断した状態で700°C、30分間加熱した。その後室温まで自然冷却した。透過型電子顕微鏡観察用の試験体はイオンミリング装置を用いて調製した。そして木炭の微細構造を透過型電子顕微鏡によって観察した。本研究の特徴は次の五点にある。1.試料調製が困難で、これまでだれも手をつけなった木炭の微細構造をTEMで観察し、炭素の構造のTEM写真撮影を行ったこと、2.ニューカーボン材料のひとつ、タマネギ型フラーレンの前駆体を見出したこと、3.これまで写真でとらえられたことのなかった炭化ミクロフィブリルの撮影したこと、4.炭化ミクロフィブリルとそのまわりの領域を観察することによりタマネギ型フラーレンの前駆体のみられる位置を明らかにし、また炭化ミクロフィブリルとそのまわりのリグニンが多い領域の微細構造の違いを写真により示したこと。木炭の微細構造を観察したところ、球状で何層にも重なったさまざまな大きさのタマネギ型フラーレンを見出した。試料台を傾けることで各粒子がほぼ球状であることを確認することができた。タマネギ型フラーレンでは、中心にフラーレンC60が存在する。本実験で観察されたC60の大きさは10Åであったが、報告では8-20Åと報告されている。タマネギ型フラーレン内の格子間の間隔は5-6Åで黒鉛の面間隔(3.4Å)と比較すると大きい。一定の角度で配向する炭化ミクロフィブリルを観察し、ミクロフィブリルを取り囲む領域にタマネギ型フラーレンを確認した。ミクロフィブリル内の微細構造はランダム構造を示す。これは、ミクロフィブリルを取り囲む領域の微細構造とは明らかに異なる。
生物関連汚濁に対応する水質改善技術

本研究は,質的に安全かつ健康な飲料水を確保するため,近年ますます問題となってきた水道水中の細菌,ウィルス,臭気,硝酸イオン等の有害成分を殺菌あるいは除去するための高度の改善技術を創製しようとするものである。1.ウィルス指標としてのバクテリオファ-ジとオゾンによる不活化ウィルス制御技術の開発に当たっては,各種病原ウィルスの消毒手法に対する感受性の相違を十分考慮にいれなければならない。このためには,不活化効率を精確に定量できる「基準となるウィルス」が必要であり,また,そのウィルスはその使用が容易で安全なものであることが求められる。「基準となるウィルス」として,RNA大腸菌ファ-ジ(QB)を活用可能であることを見出した。また,オゾンによるQBの不活化では,5sec以内の急激な不活化の後反応がほぼ停止するように見えるが,ある一定のQB濃度で反応が止まるのではなく,一定の不活化率に達して止まることが観察された。2.細菌・ウィルス用非塩素殺菌剤の開発本殺菌法はイオン交換膜電気透折法において限界電流密度(Ieim)以上の高電流密度電気透折時に起こる中性攪乱現象を逆に活用し,生成した酸であるH^+イオンと塩基であるOH^ーイオンの相乗作用により水中の大腸菌を殺菌せんとするものである。0.1MーNaCl水溶液に大腸菌を10^81cm^3の濃度で懸濁させた試料水について殺菌効果と中性攪乱現象の関係を検討した結果,Ieim(0.81Adm^2)の約1.6倍である1.35A/dm^2の条件では透折開始7分前後に採取した処理液から生菌率は0%であり完全に殺菌されていることが判明した。すなわち,この結果は中性攪乱現象が起きる高電流密度領域で透折した場合にのみ強力な殺菌効果が得られることを示している。