hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東南アラスカ原住民の人類学的研究

チャック・レーク遺跡の発掘の経過は、現地で作成した地形図や地層断面図、航空写真から起こした等高線地図等を添えて、現在印刷中の報告書"Heceta Island:Anthropological Survey in 1987"(一部日本文)に、出土遺物の詳細な表とともに掲載されているチャック川の川口に近いウォーム・チャック遺跡については、現地のシーアラスカ会社との約束に従って発掘調査は一切行わず、現地の観察と測量調査だけにとどめた。したがって、この遺跡の全貌を知ることは今の時点では困難だが、菜園の痕跡が明確にされただけで、集落址と断定するだけの証拠に乏しい。我々が作成した測量図にみられるように、ベニサケ等を捕獲する石積み遺構がよく保存されており、同じく川口の岩に残された線画とともに、この地域の同種の遺構と比べても、高い資料的価値をもつといえる。1987年度の調査は、第一次調査でもあり、ヘケタ島の考古学的調査に多くの時間をさいたために、民族誌資料の収集を十分に行うことはできなかった。プリンス・オブ・ウェールズ島のクレイグ、クラワーク地区で、今後のための予備調査を実施しえたにとどまる。しかし、トリンギット族居住地の南端にあたるこの地域で、各集団の接触・移住の歴史を採ることは、今後に残された重要な課題であり、第二次、第三次調査ではこの分野に主力を注ぐ予定である。その意味で、アラスカ大学ジュノー校のオルソン教授が、初期のスペイン探検隊の記録をたどり、交易品の内容等を分析した論考を上記報告書に寄稿してくださったことは、今後の調査のためにきわめて貴重である。オルソン教授の論考を出発点として、我々は、現地の古老からの聞きとり調査や、今後さらに文献調査を深める計画である。
環境改変がオットンガエルに与える影響経路の解明 : 生活史段階を考慮した生物保全

昨年に引き続き、現地調査を主体とした研究を行った。4月には、オットンガエル幼生の成長状況調査のため、繁殖地における幼生の捕獲、体サイズ測定を行なった。また、成体のテレメトリー調査を継続し、行動範囲に関するデータを取得した。67月は、林道沿いにできる人工的な繁殖地の価値を明らかにするため、林道を横切る沢を踏査し、自然繁殖地をGPS上に落とし、繁殖巣の数を記録した。これらと、人工的な構造物を利用した繁殖地の相対使用頻度を解析する予定である。また、産卵のための巣の意義を明らかにし、天然と人工の両繁殖地における巣の形態が、艀化率に与える影響を比較するため、産卵後の卵の運命を固定カメラ等を用いて記録した。また、テレメトリー調査についても継続して行ない、同一個体について1年間の追跡をすることができた。現地調査以外の期間はオットンガエルの遺伝的構造の解析を進めた。昨年度開発したマイクロサテライトマーカーを用いて、現在までの遺伝子サンプルを解析し、加計呂麻島、および龍郷町の集団が湯湾岳を周辺とする奄美大島中部の集団と遺伝的に分化していることを明らかにした。集団の分化は、マングースの捕食による非生息域の出現や、道路や市街地の存在といった障壁が原因であった可能性が示唆され、今後奄美大島における稀少生物の保全において、集団間の遺伝的交流を考慮する必要性を提示することができた。この結果については原著論文としてまとめ、発表する予定である。当初予定として記した内容のうち、テレメトリー調査、幼生のDNAサンプル採取、マイクロサテライトマーカー作成が終了しただけでなく、さらに作成マーカーを用いた集団遺伝解析まで行うことができた。一方、幼生の食性調査については、途中辞退のためできなかった。本研究は、人為的な環境改変がオットンガエルに与える影響を明らかにすることを目的とし、また並行してオットンガエルの生態解明も目指している。4月から10月は、奄美大島における調査活動に集中的に取り組んだ。人為的な環境改変のうち、今年度は林道に注目し、林道周辺の餌資源の比較や、林道沿いにできる人工的な繁殖地の価値を明らかにするための調査を行った。餌資源比較では、林道脇の林内と林道上に粘着トラップをしかけ、俳徊性昆虫量を比較する実験の試行を行った。人工繁殖地については、林道を横切る沢を踏査し、自然繁殖地の数と人工的な繁殖地の相対使用頻度を明らかにする調査を開始した。オットンガエルの生態解明では、本種の生息密度の高い地域において繁殖地を選定し、繁殖生態の観察と、遺伝子サンプルの採取を行った。調査を進める上で明らかになった本種の生態については、学会誌に投稿した。11月から3月は得られたサンプルの処理および解析を行った。オットンガエルの遺伝的多様性の解明や親子判定による繁殖生態の解明に必須となる、マイクロサテライトマーカーを開発し、論文を執筆した(投稿中)。また、開発したマーカーを用い、現在までに得ていた全島におけるオットンガエルのサンプルを解析し、本種の遺伝的多様性および奄美大島全体における集団構造の解析を現在進めているところである。これまでの結果では、外来種マングースや市街地による集団の分断が起きている可能性が示唆されており、今後詳細に検討していく予定である。
慢性腎不全による聴皮質神経活動の影響

平成14年度研究成果:実験動物としてモルモットを使用した。中枢側の聴神経の神経活動として、第一次聴皮質野、第二次聴皮質野、蝸牛神経から神経発火数を測定した。モルモットの頭右頭側葉上をドリルにて開頭し、大脳皮質野を露出してから神経発火を記録、測定した。蝸牛神経の場合は、後頭部を開頭し、小脳を除去すると蝸牛神経が現れ、そこから神経発火を測定した。聴神経から神経発火を記録するためにTDT workstationを用いて測定した。聴覚皮質の神経発火を測定する実験は最近になって行われるようになったが、モルモットを使用した研究は少なく1999年、Wallaceらが報告しているのみであり、今回我々もTDT workstationを用いることで測定能とが可なった。平成15年度研究成果:モルモットに大量の塩酸アミカシンを投与して腎障害、及び蝸牛障害モデルを作成した。塩酸アミカシン750mg/kgを連日10日、筋肉注射して、投与1ヶ月後に聴神経から神経活動を測定した。結果は蝸牛神経の神経発火は異常を来たし、第一次聴皮質野の自発放電数は不変あるいはやや減少し、第二次聴覚皮質野では増加する傾向を示した。この結果は以前我々が報告したサリチル酸、キニン投与による耳鳴発現時の変化と類似する結果となった。腎障害によってmedium sized catabolictoxic moleculesからなる毒性代謝産物が蝸牛内の浸透圧、イオン組成の変化を来たしhomeostasisの障害を来たし、耳鳴を引き起こしたためと推定された。耳鳴発生のメカニズムとして聴皮質の第2次聴覚野が重要な役割をしていることが判明した。しかし、固体により反応のばらつき、アーチファクトの問題などがあるため、今後さらに増やして検討を加えていく。実験動物にはモルモットを用いる。1)腎障害モデルの作成:今回は、急性腎不全モデルを作成して聴力障害を起こさせた。実験動物の両側腎臓を摘出する。摘出後約数時間で聴覚閾値の上昇を来たす。2)聴覚中枢神経の刺激と発火の記録:気管切開を行いレスピレーター(現有設備)にて呼吸管理をして、全身麻酔を行う。この際、血圧、体温(現有設備)をモニターし、体温は保温マット(現有設備)で37°Cに保つようにする。麻酔の導入にはペントバルビタールを用い、その後の麻酔維持にはケタミンを用いる。局所麻酔を追加して、開頭して聴覚神経及び聴皮質を露出する。そこにタングスデン電極は油圧式マイクロマニュピレーターによって脳表からおよそ0.41.2mm刺入し、記録を行う。刺入部位は、第1次聴覚野、第2次聴覚野とし、それぞれ導出した電位は生体アンプ及び高性能インターフェースに入力し、コンピューターに記録し、単一神経ユニットに分類して自発放電数、発火パターンについて解析する音刺激発生ワークステーション(請求品目)を使用した。音響刺激は、刺激発生装置(現有設備)を用い頭の正中の前方50cmにおかれたスピーカー(請求品目)にて与える。聴覚中枢神経は、刺激のonとoffに反応するため、刺激の立ち上がりに注意を注ぎ、音刺激にトーンピップを用いた。特徴周波数(CFs)はそれぞれのユニットで決定し、記録は無刺激(自発放電記録)、短音刺激などで構成する。腎不全動物の聴皮質からの神経発火を記録した。中枢側の聴神経の神経活動として、第一次聴皮質野、第二次聴

皮質野、蝸牛神経にそれぞれ23本のタングステン電極を挿入し、それぞれの電極から最大8つの単一ユニットが記録され、その神経発火数について検討した。実験動物は全身麻酔を行い、麻酔維持にケタミンを用いた。頭右頭側葉上をドリルにて開頭し、大脳聴皮質野から神経活動を記録、測定した。蝸牛神経の場合は、後頭部を開頭すると小脳が露出され、その小脳を除去すると蝸牛神経が現れ、そこから電位を測定した。聴神経を記録するためには音のON、OFFが重要なため、音刺激はクリック、トーンバースト、トーンピップを用いてTDT workstationにて作成した。腎障害モデルは、大量の塩酸アミカシンを用いて腎障害、及び蝸牛障害の作成を行った。従来の報告による600mg/kgの投与では聴神経に変化を来たさなかったため、750mg/kgを連日10回、筋肉注射にて行い、投与1ヶ月後に聴神経から神経活動を測定した。結果は蝸牛神経の神経発火は異常を来たし、第一次聴皮質野の自発放電数は不変あるいはやや減少し、第二次聴覚皮質野では増加する傾向を示した。これは、以前我々が報告したサリチル酸、キニン投与による耳鳴発現時の変化と類似する結果となった。おそらく腎障害によってmedium sized catabolic toxic moleculesからなる毒性代謝産物が脳内の浸透圧、イオン組成の変化を来たしhomeostasisの障害を引き起こしたために中枢側の聴神経に異常を来たしたと推測された。しかし、固体により反応のばらつき、アーチファクトの問題などがあるため、今後さらに増やして検討を加えていく。
生細胞内の秩序構造が誘起する蛋白質立体構造の安定性

蛋白質の細胞内ダイナミクス解析では,TTHA1718とGB1蛋白質について,T1, T2, DESTのモデル解析を行った.解析の結果,細胞内では100msec程度の交換速度で,TTHA1718とGB1蛋白質の数%が細胞内の超巨大分子と相互作用していることが示唆された.特定の相互作用部位の存在は示唆されなかった.現在,人工の分子クラウダーでも同様な解析を行い,細胞内環境のデータとの比較を進めている.不安定構造を有する蛋白質の細胞内解析では,pH 6.0の通常の緩衝液下でフォールドとアンフォールド構造が1:1で存在することが明らかになっているDrk蛋白質の構造解析を進めている.これまで,アンフォールド状態を持つと知られている蛋白質N末端側のSH3ドメインのみの解析を行ってきたが,本年度は,Drk蛋白質全長の構造解析を行った.全長の解析から,二状態存在する機構の解明と,この蛋白質の本来持つ特性を理解することを目指す.Drk蛋白質全長の試料は,cell freeのシステムを用いることで,大量発現と精製に成功した.3D 3重共鳴スペクトルの測定にも成功し,現在,蛋白質主鎖連鎖帰属の解析を進めている.大腸菌を用いた蛋白質の立体構造決定では,QME(Quantitative Maximum Entropy)によるNMR信号の再構成,FLYAによる蛋白質側鎖の共鳴信号の自動帰属,ベイズ推定を用いた立体構造計算の3つの新規手法を組み合わせることで,従来よりもはるかに高精度に立体構造が決定できることを示した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。蛋白質の細胞内ダイナミクス解析では,TTHA1718とGB1蛋白質について,in-cell NMRにパラメータを最適化したT1,T2緩和実験,DEST法測定を行い,in-cellとin vitroでNMR緩和速度に明らかな違いがあることを再度検証した.以前の測定データはin-cellデータが特にS/N比が低いために不明瞭なデータ点が見られたが,本年度の再計測により,以前より明確に違いを示すことができた.現在,細胞内で蛋白質が具体的にどのような状態をとっているか,複数の異なる平衡状態を仮定したモデルで,実験値を解析している.不安定構造を有する蛋白質の細胞内構造解析では,主にDrk-N SH3ドメイン蛋白質について解析を行った.Drk-N SH3は,至適緩衝液下でfold-unfoldが混在して存在するという性質を持つ.これまで大腸菌を用いた系については,そのスペクトルパターンから,fold-unfoldの存在比が,in-cellとin vitroで異なることを示してきたが,本年度はさらにHeLa細胞の系でも大腸菌と同様な傾向を持つことを確認した.HeLa細胞においても,fold構造のシグナル強度が弱まり,unfold構造のシグナルがより明瞭に得られたことから,細胞内でunfold構造の存在比が増加しているものと現在推定している.当該領域内での共同研究も2件開始した.1件は,β-PN蛋白質を用いた蛋白質の新たな細胞内への導入法の開発である.現在のところ,研究は順調に進行しており,この手法を用いた細胞内NMRシグナルの観測にも成功した.しかしながら,まだ解析に十分なスペクトルは得られていないため,さらに細かく条件検討を進める.別の1件は,NMR立体構造計算にレプリカ置換法を導入し,計算の効率化を図ることを目的とした共同研究である.これについては,具体的なコードの実装を開始した.蛋白質の細胞内ダイナミクス解析では,TTHA1718とGB1蛋白質について,T1, T2, DESTのモデル解析を行った.解析の結果,細胞内では100msec程度の交換速度で,TTHA1718とGB1蛋白質の数%が細胞内の超巨大分子と相互作用していることが示唆された.特定の相互作用部位の存在は示唆されなかった.現在,人工の分子クラウダーでも同様な解析を行い,細胞内環境のデータとの比較を進めている.不安定構造を有する蛋白質の細胞内解析では,pH 6.0の通常の緩衝液下でフォールドとアンフォールド構造が1:1で存在することが明らかになっているDrk蛋白質の構造解析を進めている.これまで,アンフォールド状態を持つと知られている蛋白質N末端側のSH3ドメインのみの解析を行ってきたが,本年度は,Drk蛋白質全長の構造解析を行った.全長の解析から,二状態存在する機構の解明と,この蛋白質の本来持つ特性を理解することを目指す.Drk蛋白質全長の試料は,cell freeのシステムを用いることで,大量発現と精製に成功した.3D 3重共鳴スペクトルの測定にも成功し,現在,蛋白質主鎖連鎖帰属の解析を進めている.大腸菌を用いた蛋白質の立体構造決定では,QME(Quantitative Maximum Entropy)によるNMR信号の再構成,FLYAによる蛋白質側鎖の共鳴信号の自動帰属,ベイズ推定を用いた立体構造計算の3つの新規手法を組み合わせることで,従来よりもはるかに高精度に立体構造が決定できることを示した.TTHA1718とGB1蛋白質を用いた蛋白質の細胞内ダイナミクス解析では,解析に必要な実験データはほぼ揃ったため,次年度の早い段階で,これらデータを詳細に解析し,投稿論文として発表予定である.したがって,ダイナミクス解析については,今年度の予定の目的はほぼ達成された.

一方で,不安定構造を有する蛋白質の細胞内構造解析は,蛋白質試料作製に予想以上に時間を有してしまい,当初の計画ほど様々な条件下でのNMR測定ができなかった.当初予定では,大腸菌,HeLa細胞に加え,Sf9細胞を用いたNMR測定も行い,3つの異なる細胞間での差異を今年度中に検証する予定であったが,Sf9細胞を用いた系では蛋白質発現の系の確立が,現在難航している.一方で,Drk-N SH3に結合するペプチドとの複合体の解析は,in vitroの系で確立できたことから,今年度の早い段階で細胞内でのNMR測定も行う予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。Drk-N SH3ドメインの蛋白質解析では,結合ペプチドとの複合体が細胞内でどのような構造を保持するかについて最も興味が持たれる.Drk-N SH3は,至適緩衝液下で,単独ではfold-unfold構造がほぼ1:1に存在する一方で,複合体を形成するとfold型に構造が大きく傾くことが分かっている.次年度は,この傾向が細胞内でどのように変化するかについて,特に重点的に解析を進めていく予定である.また,Sf9を用いた蛋白質発現系の構築は,現在最も難航している.ウイルス摂取量等を再検討して,NMR測定に必要な発現量の得られる条件を検討する.細胞内のダイナミクス解析は,必要とされるデータはほぼ揃ったことから,これらを詳細に解析し,早い段階で専門誌に発表する.27年度が最終年度であるため、記入しない。
高性能Ni基金属間化合物合金の合金設計と組織制御

L12結晶構造を有するNi3(Si,Ti)金属間化合物,およびL12構造のNi3AlとD022構造のNi3Vの2相からなる複相金属間化合物(Ni基超々合金)は高温強度に優れるとともに高温耐摩耗性にも秀でている。本研究ではこれらNi基金属間化合物合金の合金設計および組織制御に関する学術基盤の構築を目的に、合金元素添加による組織と機械的特性の変化を調べた。さらに、Ni基超々合金のレーザ肉盛を試み、新規の耐熱耐摩耗表面改質技術適用への展開を図った。Ni3(Si,Ti)に関して,Mn,Fe,Ge,Mo,Ru,Sn添加による組織と機械的性質の影響を調べた。添加量はいずれの元素も2 at.%とし,Ni,Si,Tiのいずれかを減じて添加した合金試料をアーク溶解で作製し,その後,均質化熱処理を行った。作製した合金は,(1) L12単相組織,(2) L12相とA1(fcc)Ni固溶体相から成る2相組織,のいずれかを呈した。Moを添加した場合にのみ,(3) L12,A1(fcc),Ni4Mo,MoNiSiの4相から成る組織を呈する合金もあった。Mo添加合金では,減じる元素によらず,(L12+Ni固溶体)2相組織のNi固溶体相中に微細なL12相粒子が形成する特異な微細組織が確認され,この微細組織は均質化熱処理後ではなく,凝固時に形成されていたことが判明した。添加元素の種類によらず,Niを減じて添加した場合に最も大きな硬化あるいは強化を示した。特に,Niを減じてSnを添加した合金では基本組成合金に比べて大きな硬化を示した。一方,引張強度はNiを減じてMoを添加した合金で最大となった。引張伸びについては,高温(600°C)においてはNi固溶体相の存在により粒界破壊が抑制されて基本組成合金よりも高温延性が向上した。900°C大気中酸化試験の結果,L12単相組織を示す合金は基本組成合金とほぼ同等の酸化増量を示したが,Ni固溶体相を含む2相組織合金では逆に耐酸化性は低下することがわかった。Ni3(Si,Ti)粉末焼結体については,元素粉末を出発材料とする場合は合金組成の最適化ならびに熱処理を行うことでL12単相合金の作製が可能であることがわかった。Ni基超々合金についてはSi,Mo,W添加の材料特性に及ぼす影響を調べ,Siは強度特性を損なうことなく軽量性(密度低下)に有効であり,MoとWは強度特性向上に有効であることが明らかとなった。これまでの著者等の研究から、Ni基超々合金の2重複相組織を構成するNi3V(D022)は強化相としての役目を担う重要な構成相であることが分かっている。そこで、本合金の合金設計ならびに組織制御を行うための基礎的知見となるNi3V(D022)の合金化挙動を調べ、以下の結果を得た。Ni3VのNiを減じてMoを添加する場合、固溶限(2at.%)を超えるとbcc固溶体相である(Mo,V)s.sが出現し、硬さが大きく上昇した。Vを減じた場合では、固溶限の3at.%を超えるとMoNi(δ)が析出したが、この場合は硬さの変化はほとんど生じなかった。したがって、規則化したNi3VにおけるMoの固溶範囲はおよそ23 at.%であり、(Mo,V)s.sの固溶体相が出現すると硬さが上昇することが分かった。一方、Ni基超々合金(Ni-Al-V系合金)にWやMo添加すると2重複相組織中に析出が生じ、強度や硬さが向上する現象について、詳細な組織観察を行った。その結果、W、Moは高温相であるA1(fcc)相(Ni固溶体相)中には固溶するが、温度低下により析出あるいは分解(共析変態)反応によって生じるL12相(Ni3Al)やD022相(Ni3V)の金属間化合物相には固溶しない。このため、W、Moは2重複相組織のチャンネル部にW-richあるいはMo-richな第3相として析出する。チャンネル部に微細に形成する析出物は正方晶構造のNi4Wと、bcc構造のMo固溶体相と同定された。Ni-Al-V系にNbを添加したNi基超々合金では、Nbが金属間化合物相を安定化するため、WおよびMoの析出を助長する。W系およびMo系の析出物とも、2重複相組織を構成するL12相ならびにD022相と結晶学的整合性を有するため、高温においても安定な強化相として働き、高温耐摩耗性を必要とする高温工具や金型等への適用において効果を発揮するものと期待される。Ni基超々合金の合金設計ならびに組織制御を行う上で重要な知見となるNi3Vの合金化挙動について、Mo添加によるNi3Vの相領域や組織、硬さ変化の様相が明らかとなってきた。一方、Ni基超々合金の2重複相組織中に生じる特異な時効析出現象について、そのメカニズムを解明するとともに、時効硬化を最大限に引き出す合金設計ならびに組織制御プロセスについての知見が得られた。当初計画の準工業サイズの鋳塊作製については、汎用的な大気溶解鋳造試験を行った。真空溶解鋳造によらずとも実用レベルの鋳造品の作製が可能との感触も得られつつあるが、詳細については今後も検討が必要である。Ni超々合金の合金設計と組織制御に関して、二重複相組織の強化

相であるNi3Vの合金化挙動を調査してきている。平成28年度はNi3VにWを添加し、組織と硬さの変化を調べた。その結果、(i)D022構造に規則化したNi3VにおけるWの固溶範囲はNi置換では1 at.%以下、V置換では4 at.%以下であり、Vと置換しやすい。(ii)固溶限を超えると、粗大な析出物と微細な析出物が観察された。高温で生じた粗大な析出物はNi置換合金、V置換合金ともにW固溶体相であった。低温で生じた微細な析出物はNi置換合金ではW固溶体相、V置換合金ではNiW化合物相であった。(iii)硬さへの影響は、(1)母相のラメラ組織による強化、(2)析出強化、(3)固溶強化の順に大きくなることが明らかとなった。一方、Ni基金属間化合物合金を用いた耐熱・耐摩耗表面層(皮膜)については、SUS304基材上にレーザ肉盛によってNi基超々合金コーティング層作製を試み以下の結果を得た。(1)レーザ加工条件を適切化することで、基材との密着性に優れた健全コーティング層の作製が可能であることが分かった。肉盛相中には基材との希釈によって混入した約1.6 at.% Crと5.4 at.% Feを含有していた。肉盛ままでは本合金に特徴的な二重複相組織は形成されていなかったが、1280°Cで熱処理を行うと二重複相組織が形成した。他方、共析温度以下の975°Cで熱処理を行うと、Ni3AlとNi3Vからなラメラ組織が形成されることが明らかとなった。また、減圧プラズマ溶射によって作製したNi3(Si,Ti)基合金皮膜を調査したところ、溶射ままの状態で皮膜はL12構造を有することが分かり、金属間化合物合金を用いた表面硬化コーティング作製への足掛かりを築いた。L12結晶構造を有するNi3(Si,Ti)金属間化合物,およびL12構造のNi3AlとD022構造のNi3Vの2相からなる複相金属間化合物(Ni基超々合金)は高温強度に優れるとともに高温耐摩耗性にも秀でている。本研究ではこれらNi基金属間化合物合金の合金設計および組織制御に関する学術基盤の構築を目的に、合金元素添加による組織と機械的特性の変化を調べた。さらに、Ni基超々合金のレーザ肉盛を試み、新規の耐熱耐摩耗表面改質技術適用への展開を図った。Ni(Si,Ti)については,これまでに調査が行われていなかった元素を中心に合金化挙動を調べて本合金における合金設計・組織制御の体系的理解を深めることができた。また,本合金で確認されていた特異な微細組織形成についても,組成や熱処理による影響を調べることで発現条件に関する知見が得られた。TiC分散型Ni3(Si,Ti)基複合焼結体については当初予定が達成され,新規な高温耐摩耗材料開発の道筋がついたものと考える。Ni基超々合金については,新たな添加元素の効用が明らかになると共に,ナノ・ヘテロ微細組織ともいえるべき析出組織も新たに発見するに至っている。本研究課題の当初からの目標であるNi基金属間化合物合金の合金設計と組織生業に関する学理体系化と実用化に向けた基盤要素技術確立に力点を置き研究を進める。Ni基超々合金については、2重複相組織の強化相であるNi3Vの合金添加による組織と力学特性に変化に関する調査を進める。一方、Ni基金属間化合物合金の実用化研究については、肉盛や溶射などの表面改質技術への適用試験を行い、本合金を用いた耐熱耐摩耗・高耐食表面皮膜作製のための基礎的研究への展開も行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。金属間化合物Ni3(Si,Ti)についてはTiC以外の硬質粒子を含む
労働のジェンダー化-その構築と脱構築

本研究は、1、労働概念が男性の多い有償の経済労働を中心に組み立てられ、2、職業/家事、正規社員/パートなどジェンダー問でさまざまな境界線が引かれ、3、労働法も中立ではなく、4、労働研究がジェンダーの構築に関与している、という多様な意味合いで、労働がジェンダー化されていることを出発点とした。そして概念、制度、労働分担、働き方、セクシュアリティなどにいかにジェンダーが組み込まれているのかを、その変容過程も含めて考察し、また分析するために、歴史、社会学、法学、政治学、経済学、表象の分野で学際的な研究を行った。本研究では、労働の脱ジェンダー化に向けての提案も行った。本研究の過程で、「労働のジェンダー化」シンポジウムを開催し、制度面と表象面の2つの側面から、買売春やアンペイドワークなど、従来の労働概念に含まれていない労働も含めて考察した。その成果は、『労働のジェンダー化-揺らぐ労働とアイデンティティ』として平凡社から2005年に公刊されている。労働のジェンダー化は、家族と密接に関連している。家族については、歴史的観点から、日独の近代家族の形成と現在における家族の個人化について考察し、未完に終わったととらえた資本制と家父長制をめぐる論争に関して、性別分業がなお存在しつづけている理由とそこから誰が利益を得ているのかが検討された。家族法では、女性差別撤廃条約の視点から民法改正がなされる必要性が指摘された。また教育現場のセクシュアルハラスメントに関して、当該機関に環境配慮義務のあることが指摘された。表象については、アングラ演劇をマスキュリニティ構築のパフォーマンスとして読み解いている。研究代表者である姫岡は、労働と労働者のジェンダー化についての歴史研究を行い、同じ労働でも担い手のジェンダーが異なると、その労働に付与される意味合いも、担い手のアイデンティティもまったく異なることを日独の織物工業の比較から明らかにした。また「男は仕事、女は家庭」という性別役割分担が、日独において、いつ、どのような契機において成立したのかを、労働の観点から解明することを目指し、工場制度の確立と社会政策が決定的な役割を演じていることを明らかにした。全体では、「アンペイドワーク」に関するシンポジウムを開催し、これを制度と表象の2つの観点から考察した。立岩は、80年代に日本でしきりに議論された家事労働とアンペイドワークに関して、これをより深めた議論を展開した。なお、ファイル「労働・仕事」「女性の労働・家事労働・性別分業」(http://www.ritsumei.ac.jp/acd/gr/gsce/d/w001002.htm)を作成し、また個々の研究者の業績や文献の要約などのファイルも作成、更新し、相互にリンクさせて大学のホームページで公開した。その他にキャンパス・セクシュアルハラスメントとそれに関する法制化やセックスワークの表象に関する研究が進んでいる。本年度は、中間総括として、立命館大学国際言語文化研究所主催で本科研のメンバーが中心になって推進した『労働のジェンダー化』シンポジウムの結果をまとめた書物を出版した。本書は、「労働のジェンダー化」を制度と表象の2つの側面から考察する、という本科研のテーマに即したものである。本書では、国家によって定義づけされた「労働」(=典型例が労働法に規定された「労働」)が、労働政策、労働過程、知的分析・考察、労働者運動、さらには労働「者」の表象のなかで、いかにジェンダー・バイアスに基づいた男性像・女性像を作り出しているか、あるいは逆に、既存の--もっと正確に言えば、「既存である」かのように構築されてしまう--ジェンダー・バイアスによって、いわゆる「中立」とされた労働法や政策、客観的であるべきだとされる労働研究が、そして、女性のためだと考えられてきた労働運動でさえも、いかに生きた女性の労働実態をつかみ損ねてきたかが論じられている。

他に各メンバーが個別に研究を進め、松本・二宮はセクシュアル・ハラスメントについて、松井は経済学にフェミニズムの問題提起と成果を取り込んでいく可能性について、立岩は家族の性別分業とその対価の正当性について、姫岡はドイツと日本の双方のジェンダー労働の歴史について研究を進めた。池内と中川は、労働に関する表象面での研究を公表している。本年度は、この科研の成果である姫岡・池内・中川・岡野(編)『労働のジェンダー化-ゆらぐ労働とアイデンティティ』および姫岡とし子『ジェンダー化する社会-労働とアイデンティティの日独比較史』の合評会を行い、あらためて労働政策、労働過程、知的分析・考察、労働者運動、さらには労働「者」の表象のなかで、いかにジェンダー・バイアスに基づいた男性像・女性像を作り出しているか、について確認した。またまとめの年にあたり、プロジェクトメンバーがそれぞれの課題で研究を深化させた。代表者の姫岡は、現代を中心に日独の過去200年間の家族形態の変遷を労働と関連させながら考察し、またこの家族の変化が政策関係者にどのように捉えられているのかについて検討した。立岩は、家族・性・市場に関する論稿を数多く公表し、労働の性分業がなぜあるのか、またなぜ非常に強固に存在し続けているのかについて分析した。また立岩は、家族と労働に関する非常に幅広いデータベースを構築し、http://www.ritsumei.ac.jp/acd/gr/gsce/d/shfrns01.htm、http://www.ritsumei.ac.jp/acd/gr/gsce/dw1/ishgkayk.htmなど、ホームページ上で公開している。松本は、キャンパス・セクシュアル・ハラスメント訴訟と大学の教育研究環境配慮義務について研究し、二宮とともに、昨年度行った、アメリカでのDV調査についても、報告した。二宮は、家族法とジェンダーに関する研究を行った。池内、中川は、それぞれ表象の領域で活発に研究活動を展開し、池内は、アングラ演劇とジェンダーという未踏のジャンルを考察している。
ミクロビオータ解析に基づいた感染症新規治療法開発の試み

腟内細菌叢ではLactobacillus属が病原菌の侵入や増殖を防いでいるが、健康状態、性交渉、妊娠でその構成が変化する。非妊婦、妊婦およびcommercial sex worker(CSW)の女性の腟分泌物を採取し、T-RFLP法及び16Sメタゲノム解析法により腟内ミクロビオータを解析し、得られた腟内ミクロビオータ構成比の結果を元にクラスター解析及び多様性解析を実施した。また、腟分泌物を培養しLactobacillus属の分離率を算出した。女性生殖器感染症や早産防止のためにプロバイオティックス等を用いて女性の腟内細菌叢を制御することは新たな感染症治療法になり得ることが明らかになった。健常女性、妊婦、切迫流産傾向の妊婦、CSW(commercial sex worker)の女性の腟内粘液を計54検体採取し、qPCR法及び培養法により総菌数を定量した。また、TRFLP法及び次世代シーケンサーによる16Sメタゲノム解析法の結果に基づくクラスター解析により腟内細菌叢を比較解析した。TRFLPのフラグメントパターンに基づくクラスター解析の結果、大きく分けて3つのクラスターが形成された。クラスター1には、健常女性10名(10/22名、45.5%)、妊婦12名(12/20名、60%)、切迫流産傾向の妊婦2名(3/4検体、75%)、CSW1名(1/8名、12.5%)が、クラスター2には健常女性6名(6/22名、27.3%)、妊婦1名(1/20名、5%)が、クラスター3には健常女性6名(6/22名、27.3%)、妊婦7名(7/20名、35%)、切迫流産傾向の妊婦1名(1/4検体、25%)、CSW7名(7/8名、87.5%)が分類された。16Sメタゲノム解析による属レベルでのOTU構成比に基づくクラスター解析においても大きく分けて3つのクラスターが形成された。クラスター1には、健康女性10名(10/22名、45.5%)、妊婦8名(1/12名、66.7%)、切迫流産傾向の妊婦3名(4/4検体、100%)、CSW1名(1/8名12.5%)が、クラスター2には健常女性1名(4.5%)、妊婦1名(1/12名、8.3%)、CSW3名(3/8名、37.5%)が、クラスター3には健常女性11名(11/22名、50%)、妊婦3名(3/12名、25%)、CSW4名(4/8名、50%)が分類された。健常女性22名、妊婦20名、切迫流・早産傾向にある妊婦3名、commercial sex worker (CSW)の女性8名から腟分泌物を採取し研究に使用した。培養法及びqPCR法により腟分泌物中の総菌数を定量した結果、各群間で顕著な差は認められなかった。クラスター1には、健常女性10名、妊婦12名、切迫流・早産傾向にある妊婦2名、CSW1名が、クラスター2には健常女性6名、妊婦1名が、クラスター3には健常女性6名、妊婦7名、切迫流・早産傾向にある妊婦1名、CSW7名が分類された。クラスター1には、健康女性10名、妊婦8名、切迫流・早産傾向にある妊婦3名、CSW1名が、クラスター2には健常女性1名、妊婦1名、CSW3名が、クラスター3には健常女性11名、妊婦3名、CSW4名が分類された。クラスター1がLactobacillus属優勢の菌叢であったのに対し、クラスター2はGardnellera属優勢、クラスター3はLactobacillus属の他にBifidobacterium属、Atopobium属、Bacteroides属、Streptococcus属、Clostridium属、Prevotella属等で構成される菌叢であった。TRFLPのフラグメントパターン及び16Sメタゲノム解析による属レベルでのOTU構成比に基づくクラスター解析の結果、いずれの解析法においてもクラスター1は健常者及び妊婦が多数を占めるLactobacillus属優勢の菌叢、クラスター3はCSWが多数を占める様々な属で構成される菌叢、クラスター2はそれらの中間の菌叢を示した。健常女性と妊婦においては、ヒトの腟内細菌叢はLactobacillus属が最優勢であることが明らかになった。一方、CSWの女性は、TRFLP解析および16Sメタゲノム解析の結果から、Lactobacillus属優勢ではなく、多様性に富む細菌叢を有することが再確認された。さらに、TRFLPフラグメントパターンに基づくクラスター解析の結果より、健常女性、妊婦が多数を占めるクラスター1ではLactobacillus属の中でも特にL. crispatusが優勢であったのに対し、クラスター2ではL. inners優勢の菌叢であった。

L. inners優勢の場合は腟内細菌叢を正常な菌叢へと回復させる処置が必要となる可能性があり、感染症の新たな治療法開発への可能性がある。また、切迫流産傾向の妊婦では、目立った特徴は認められなかったが、これについては、今後の検討検体数の増加と重症度を調査することで説明可能である可能性があると考えている。腟内細菌叢(VM)ではLactobacillusspp.が病原菌の侵入や増殖を防いでいるが、健康状態、性交渉、妊娠でその構成が変化することが知られている。妊婦のVMが破綻し細菌性腟症(BV)を発症すると流早産が引き起こされる。2014年1月から2015年2月までの期間に産婦人科に来院した非妊婦、妊婦及びcommercial sex worker(CSW)の女性の腟分泌物を採取し、T-RFLP法及び16Sメタゲノム解析法によりVMを解析し、得られたVM構成比の結果を元にクラスター解析及び多様性解析を行った。さらに、腟分泌物を培養しLactobacillusspp.の分離率を算出した。クラスター解析の結果、T-RFLP法及び16Sメタゲノム解析法のいずれにおいてもVMは大きく分けて2つのクラスターに分類された。クラスター1はLactobacillusspp.優勢の菌叢であったのに対し、クラスター2はLactobacillus spp.だけでなく多様な属の菌で構成される菌叢であった。非妊婦ではクラスター1及び2の菌叢が同程度(54.5%:45.5%)であったのに対し、妊婦ではクラスター1よりも2が少なく(70.8%:29.2%)、CSWではクラスター1よりも2が多い結果となり(12.5%:87.5%)、群間で大きな差が認められた。多様性解析も同様の結果を示した。非妊婦や妊婦に比べ、CSWの多くはLactobacillus属非優勢の菌叢を保有し、Lactobacillus spp.の分離率も低い傾向にあることが示唆された。CSWは、細菌性腟症及び性感染症を発症するリスクが高いことが知られており、本研究の結果からLactobacillus属非優勢の菌叢が影響している可能性が考えられた。腟内細菌叢ではLactobacillus属が病原菌の侵入や増殖を防いでいるが、健康状態、性交渉、妊娠でその構成が変化する。非妊婦、妊婦およびcommercial sex worker(CSW)の女性の腟分泌物を採取し、T-RFLP法及び16Sメタゲノム解析法により腟内ミクロビオータを解析し、得られた腟内ミクロビオータ構成比の結果を元にクラスター解析及び多様性解析を実施した。また、腟分泌物を培養しLactobacillus属の分離率を算出した。女性生殖器感染症や早産防止のためにプロバイオティックス等を用いて女性の腟内細菌叢を制御することは新たな感染症治療法になり得ることが明らかになった。倫理審査、1検体あたりの腟内細菌叢の培養ならびにクラスター解析に時間を要したため、平成26年度に予定した研究実施計画中にある検体数の解析が実施できておらず、当初の研究計画よりやや遅れていると認識している。今後も腟内細菌叢の多様性が健康状態にどのように影響するのかを検討するとともに、切迫流・早産や不妊と関連のある菌叢や健康の維持に重要な菌叢を特定していく予定である。また、Lactobacillus属が産生する過酸化水素が腟内への病原菌の侵入を防ぐことが知られているため、健康女性の腟分泌物から採取したLactobacillus属の過酸化水素産生能や細胞付着性などに着目して、両活性が高い新規プロバイオティクス菌株のスクリーニングを行うことを予定している。感染症学、化学療法学、感染制御学、臨床微生物学、産婦人科感染症学、周産期医学、性感染症学ヒトの腟内細菌叢は通常Lactobacillus属が最優勢であることが知られており、本研究でも特に健常女性と妊婦においてその傾向が強く認められた。
超分子三元錯体を利用した高精度遺伝子センサに関する研究

今年度は、二本鎖核酸-アダマンチル化ナフタレンジイミド(AND)-フェロセン修飾β-シクロデキストリンによる三元錯体系による目的遺伝子の検出による条件検討を行った。まず、フェロセン修飾シクロデキストリンの合成を行い、ANDとの相互作用解析を円偏光二色性スペクトルと電気化学測定により行った。その結果、フェロセン修飾シクロデキストリンとANDの両置換基末端のアダマンタンが相互作用可能であり、さらにフェロセン修飾シクロデキストリンのフェロセンの応答は、ANDとフェロセン修飾シクロデキストリンとの相互作用前後で電気化学応答が異なることがわかった。このため、実際にDNAを修飾した金電極を用いてANDとフェロセン修飾シクロデキストリンによる相互作用解析を行った。その結果、測定溶液中にANDが存在する時のみフェロセン修飾シクロデキストリンの応答は電極表面に対して吸着挙動を示しており、このことより、電極上に存在する二本鎖DNAとAND、フェロセン修飾シクロデキストリンが三元錯体を形成していることが明らかとなった。さらに、これらを用いたときのミスマッチ検出について条件検討を行ったところ、従来よりもフルマッチとミスマッチの差の大きな識別をすることが出来た。また、測定サンプルとして、固定化プローブよりも長いDNAを用いた時、その応答は固定化プローブと同じ長さのサンプルDNAにおける応答の大きさとほぼ同じであったことから、PCR産物等の長いサンプルDNAの検出にも有用であることが明らかとなった。今年度は、二本鎖核酸-フェロセン化ナフタレンジイミド(FND)-β-シクロデキストリンによる三元錯体系による目的遺伝子の検出による条件検討と目的遺伝子の高精度検出リガンドとして、新規二本鎖特異的リガンドの設計・合成を行った。まず、FNDを用いた三元錯体系での電気化学測定では、β-シクロデキストリンを利用することで、高精度な目的遺伝子の検出を行うことが出来た。また新規リガンドに関する研究では、特徴として、β-シクロデキストリンと高い結合能を有するアダマンタンを両置換基末端に有する、ナフタレンジイミド誘導体(アダマンタン化ナフタレンジイミド:AND)を合成した。ANDは、高収率で得ることが出来た。まず、得られたANDと天然二本鎖DNAとの相互作用を検証したところ、強く相互作用することが分光学的、速度論的に示された。そこで、次にβ-シクロデキストリン存在下で、二本鎖DNAとANDとの相互作用を検討した。その結果、β-CD存在下では、天然二本鎖DNAとの結合定数の上昇が確認できた。特に、ストップトフロー法による速度論解析では、β-シクロデキストリン存在下での解離速度定数は減少し、二本鎖DNAからANDが解離しにくくなったことが示された。また、もっとも強く相互作用する最適条件の検討も行った。さらに水晶発振子を利用した測定において、この結合能の上昇は、三元錯体の形成によるものであるということが示された。今後は、β-シクロデキストリンに電気化学的活性を有するフェロセンを修飾した化合物を合成し、フェロセン修飾シクロデキストリンとANDによる目的遺伝子の検出を電気化学的に行う。今年度は、二本鎖核酸・アダマイテル化ナフタレンジイミド(AND)・フェロセン修飾β-シクロデキストリン(FCD)による目的遺伝子の電気化学的検出に関する検討を行った。まず、FCDの合成を行い、天然二本鎖DNAとANDとFCDが水溶液中で相互作用できるのかどうかを分光学的に検討した。その結果、二本鎖DNA結合したANDとFCDが、確かに相互作用しているという結果を得ることが出来た。そのため、次にこれらの電気化学的検討を行った。FCDは、それ単独で存在するときには電流値は小さいが、FCDがゲスト化合物を包摂したときはその電流値が大きく増大することが知られている。そのため、FCDがANDと結合したときに電流増大が確認できるかどうかを確認したところ、その増大を確認することが出来た。さらに、二本鎖DNA修飾電極を用いて、FCDのみを含む電解溶液とFCD-AND混合電解溶液で電気化学測定を行ったところ、FCDのみでは不明瞭であった電気化学応答が、FCD-AND混合溶液では明瞭に確認することが出来た。詳細な検討により、このことは、AND-FCD複合体のみが、電極上の二本鎖DNA上に吸着しているということを示していた。よって、AND-FCD複合体を利用することで二本鎖DNAのみを特異的に検出できる可能性が示唆された。そこで、24塩基対の合成DNAモデル配列(抗ガン剤イリノテカンに関するSNP配列)を用いて一塩基ミスマッチの電気化学的検出(Differential pulse voltammoglam測定)を行ったところ、フルマッチの二本鎖DNAと一塩基ミスマッチを有するもので大きな差を得ることが出来た。今後は、より詳細に条件検討を行うことによって、より高精度な識別結果を得ることができると期待される。

このため、実際にDNAを修飾した金電極を用いてANDとフェロセン修飾シクロデキストリンによる相互作用解析を行った。その結果、測定溶液中にANDが存在する時のみフェロセン修飾シクロデキストリンの応答は電極表面に対して吸着挙動を示しており、このことより、電極上に存在する二本鎖DNAとAND、フェロセン修飾シクロデキストリンが三元錯体を形成していることが明らかとなった。さらに、これらを用いたときのミスマッチ検出について条件検討を行ったところ、従来よりもフルマッチとミスマッチの差の大きな識別をすることが出来た。また、測定サンプルとして、固定化プローブよりも長いDNAを用いた時、その応答は固定化プローブと同じ長さのサンプルDNAにおける応答の大きさとほぼ同じであったことから、PCR産物等の長いサンプルDNAの検出にも有用であることが明らかとなった。
界磁磁束を自由に制御できる高速搬送用新型リニアシンクロナスモータの開発研究

本研究は,鉄道や搬送装置に応用するために,高速領域で弱め界磁運転が可能で自励式のリニア同期モータ(LSM>の実現を目的としている。提案する新型LSMは、固定子電機子巻線に推力電流成分に励磁電流成分を重畳した脈動電流を加えることによって,バイアス周波数で脈動しながら移動子d軸に同期して進行する交番起磁力を作り,この起磁力によって移動子界磁巻線に誘導される起電力を界磁巻線に組み込んだダイオードで半波整流することにより励磁を得るものである。今研究期間の研究をまとめると,以下の通りである。1.「自励・可変界磁形LSM」を設計し,試作した。電機子側を地上に敷き詰め,界磁側を車上に配置する地上一次方式で,定格は50N,50cm/sとした。一次側は,普通のLSMと同じ構造で12極,長さ2mとし,移動子(界磁)側は成層鉄心磁極に,ダイオードで短絡した界磁巻線を4極施した構造である。支持案内は,懸垂形で車輪とレールで行っている。2.駆動用インバータを設計し,試作した新形LSM駆動用に,界磁鉄心の位置に応じて,トルク電流成分に励磁電流成分を重畳した脈動電流を発生するIGBTインバータを設計・試作し,さらに制御プログラムを作成した。3.実験により基本特性を測定した実験により,試作機が理論通り往復運動動作することを確認し,さらにインダクタンス分布,電圧,電流波形,静推力等の基礎特性を計測し,モータの性能評価を行なった。4.有限要素法を用いた最適可動子形状の検討を行った有限要素法を用いて,推力脈動や垂直力の抑制を目的として,最適な可動子形状の検討を行なった。その結果,非対称形状,2段スライド形状などを採用することで,脈動や垂直力を抑える形状を提案した。さらに,垂直力軽減に関する検討を行った。今後、推力の増加,推力脈動の低減,垂直力の低減を目指した最適設計と実験による検証,動特性の計測,往復運転制御精度の向上等に関する研究を進めて行く予定である。本研究は,鉄道や搬送装置に応用するために,高速領域で弱め界磁運転が可能で自励式のリニア同期モータ(LSM)の実現を目的としている。今年度の研究では,まず地上一次方式の「自励・可変界磁形LSM」を設計,試作し,推力,効率等の基礎特性と加速,減速時の制御性能を実験により検証することを目的としている。得られた主な成果は以下の通りである。1.有限要素法解析を使って「自励・可変界磁形LSM」を設計し,実際に試作した。一次(電機子)側を地上に敷き詰め,界磁側を車上に配置する地上一次方式で,定格は,50N,50cm/sとした。

一次側は,普通のリニアシンクロナスモータと同じ構造で12極、長さ2mとし,移動子(界磁)側は成層鉄心磁極に,ダイオードで短絡した界磁巻線を4極施した構造である。支持案内は,懸垂形で車輪とレールで行っている。2.新形リニアモータ駆動用に,界磁鉄心の位置に応じて,トルク電流成分に励磁電流成分を重畳した脈動電流を発生するIGBTインバータを設計・試作し,さらに制御プログラムを作成した。3.実験により,試作機が理論通り動作することを確認した。現在,推力,力率,効率等の基礎特性を計測し,モータの性能評価を行なっている。本研究は,鉄道や搬送装置に応用するために,高速領域で弱め界磁運転が可能で自励式のリニア同期モータ(LSM)の実現を目的としている。提案する新型LSMは、固定子電機子巻線に推力電流成分に励磁電流成分を重畳した脈動電流を加えることによって,バイアス周波数で脈動しながら移動子d軸に同期して進行する交番起磁力を作り,この起磁力によって移動子界磁巻線に誘導される起電力を界磁巻線に組み込んだダイオードで半波整流することにより励磁を得るものである。本年度は,昨年度の研究により試作した新型LSMを用いた実験結果を基に,駆動用システムの改善を図り,静推力試験を行なった。また,最適可動子形状の検討を行うために,有限要素法を用いた設計手法の確立を行ない,推力脈動改善や垂直力抑制が可能となる形状について考察した。さらに,有限要素法と回路シミュレータを連成させ,過渡解析を可能にする手法を確立した。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。1.駆動システムの改良,および静推力特性の実験的検証昨年の研究にて試作したリニア同期モータの静推力,効率などの基礎特性を測定すると共に,電動機パラメータを実験により測定し,有限要素法による設計パラメータと比較し,さらに回路シミュレータを利用し,試作機の過渡解析を行なった。2.有限要素法を用いた最適可動子形状の検討本リニアモータを搬送用として応用する際に問題となる,推力脈動や垂直力脈動の抑制を目的として,最適な可動子形状の検討を有限要素法を用いて行なった。その結果,非対称形状,2段スライド形状などを採用することで,脈動や垂直力を抑える形状を提案した。3.回路シミュレータとの連成による過度解析手法の検討実験では検証し難い過渡特性などを,試作機パラメータや2.の有限要素法の結果より得られた最適形状可動子の電動機パラメータを利用し,回路シミュレータにて制御システムと共に過渡解析が可能となる解析手法を確立した。これにより,本リニア同期モータヘ供給する励磁電流や推力電流のバランスなど,制御法に関する検討が可能となった。
マルチメディア素材情報の作成及び加工に関する基礎技術研究

本研究では4つの研究課題を設定した。単年度研究であり、データ形式や変換ソフトウェアの調査とその結果に基づく環境の構築を行った。1)従来のMS-DOSのオーサリングシステムで利用していた文字、静止画、ベクトル図をWindowsシステムでマルチメディア教材を作成できるように、BMPなどのファイル形式に変換したり、編集加工できる環境を構築した。この種のソフトウェアはフリーウェアとして提供されているものがある。それを調査し、それぞれの特徴を生かした使い方ができるように、ワンタッチで起動して使えるようにした。2)運動とエネルギーなど、教授・学習に使える素材を出版社の協力を得て収集し、素材ライブラリを作った。文溪堂の協力を得て、イメージスキャナで取り込んで150のファイルを作成した。3)連続的に一括変換できる環境を開発した。拡張子が同じものを一括して変換したり、選択マークをつけたものだけ変換することができるようにした。このことにより、本研究の目的以外にも利用できる有用性が確認された。4)FCAI、シミュレーションなど、堀口秀嗣が中心になって開発してきた教材作成支援ソフトを改善して、経験の浅い教員でもマルチメディア教材を作成できるように自作環境を開発した。シミュレーションをコースウェアから呼び出せるようにFCAIの改訂とシミュレーション実行支援システムを開発した。動きをもった内容が提示できることは、算数・数学、理科などで有効である。これらの開発システムを利用した研修会を(財)学習ソフトウェア情報研究センター主催で行った。わずか1日だけであったが、ワープロ操作ができる教員であれば、記述形式を覚えて、作成して、操作して、簡単なプレゼンテーションができることが確認された。
食品ハイドロゲルの物性に及ぼす水の流動性の影響について

かまぼこはエントロピ-弾性体の1種でありながら、応力緩和、クリ-プ試験で得られる瞬間弾性率および動的粘弾性試験で得られる動的弾性率、損失弾性率は温度の上昇につれて低下する。かまぼこの物性のこの温度異常性の機構を明らかにするために、かまぼこの中の水の状態に対する温度の影響を調べた。かまぼこの温度を0から80°Cまで上昇すると、離奨による重量減少、静電容量及び圧出水分量の増加が認められた。さらに、IR差スペクトルで観測される自由水は増加した。これらの結果は温度の上昇につれてその中の水の流動性が大きくなる事によって、弾性率が低下するという可能性が生じた(E.Niwa,E.S.Chen,S.Kanoh and T.Nakayama;Nippon Suisan Gakkaishi,54,1789(1988).)。つぎに、これについて確かめるためにハイドロゲルのモデルを使って実験を行った。テニスボ-ルにあけた孔にポリ塩化ビニル管をさしこんで接着し、これにポリエチレングリコ-ル600(PEG)溶液を満たしたものをモデルとし、物性を測定した。PEG濃度を上げると応力-歪曲線から得られる弾性率、粘性率は増加した。また、応力緩和、クリ-プ試験から得られる瞬間弾性率、粘性率は増加したが、平衡弾性率は変化しなかった(E.Niwa,E.S.Chen,S.Kanoh and T.Nakayama:Agric.Biol.Chem.,52,1065(1989).)。さらに、変形によって水が流出することなく、一つの部屋から他の部屋に流動できるように設計された3個の密閉系モデルを使って検討した。これらモデル中の水の流動性を抑えると粘性率では例外もあったが、瞬間弾性率はすべての場合増加した。モデルを使ったこれらの結果から食品ハイドロゲルの粘弾性はそれを構成する高分子の網状構造の機械的強度だけでなく、その中に含まれる水の流動性によって影響されると推定した。(E.NIwa,E.S.Chen,and S.Kanoh:Biol.Chem.,54,393(1990).)。食品ハイドロゲルの物性に及ぼす水の流動性の影響を調ベるため実際の食品ゲル及びハイドロゲルモデルを使って次の検討を行なった。1)かまぼこ中の水の状態に及ぼす温度の影響エントロピー弾性体であるかまぼこの瞬間弾性率、貯蔵弾性率、損失弾性率が温度上昇につれて低下する理由を調べた。かまぼこの温度を0°から80°Cまで上昇させると、離奬による重量減少、静電容量及び圧出水分量の増加が認められた。さらにIR差スペクトルで観測される自由水は増加した。一方、光学顕微鏡で観察される網状構造は温度上昇につれて散逸する傾向にあった。これらの結果から、かまぼこの温度上昇による結合水から自由水への転換が物性低下の原因になり得ると推定した。2)ハイドロゲルモデル中の水の流動性がその物性に及ぼす影響について。