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硫酸化オリゴ糖鎖の抗HIV性メカニズム
Get PDF北見工業大学博士（工学）これまでの研究で、硫酸化糖鎖の抗ウイルス性はHIVやインフルエンザウイルスの表皮タンパク質と硫酸化糖鎖との静電的相互作用、すなわち、硫酸基に由来する(-)電荷とウイルス表皮タンパク質中の(+)電荷との静電的相互作用によると考えられている。本論文の第1章は序論、第2章では抗ウイルス性バイオ材料の合成を目的にβ-シクロデキストリン（β-CD）の6位にClick反応を利用してオリゴ糖鎖を結合させた新しい硫酸化β-CD糖鎖誘導体を合成し抗HIV性について検討した。第3章では硫酸化アルキルオリゴ糖鎖の高い抗HIV性を解明する目的でリボソームとの相互作用をSPRを用いて検討した。第4章はまとめである。
第2章で、β-CDの6位水酸基をヨウ素化しNaN3を用いた求核置換反応によりアジド基を導入し、続いてグルコースの1位をプロパギル化しアジド化β-CDとのClick反応を行った。脱アセチル化、硫酸化してMTT法により抗HIV性を測定した。マルトースからも同様に合成した。FT-IR、高分解能NMRなどを用いて構造解析を行った。1H NMR測定から4.5ppmの6位水酸基プロトン（6-DH2OH）シグナルが完全に消失し、またFT-IR分析で新たに2108cm-1にアジド基に由来するシグナルが現れたことにより7コの水酸基はすべてアジド基に置換されたことが分かったClick反応も効率的に進行しβ-CDの6位にトリアゾール環を介してグルコースまたはマルトースが導入された。抗HIV性は硫酸化β-CDではほとんど示さなかった（EC50>200μg/mL）が、グルコース分枝では27.9μg/mL、マルトース分枝では1.3μg/mL、50％細胞障害濃度（細胞毒性）はCC5>200μg/mL（デキストラン硫酸ではEC50=0.3μg/mL、CC50>1000μg/mL）となり、分枝糖鎖が大きくなると高い抗HIV性を示した。抗ウイルス性は分子量に依存するが、β-CDにグルコースなどを分枝させるとクラスター効果により高い抗HIV性を示したと考えた。
第3章で、続いて硫酸化アルキルオリゴ糖鎖の高い抗HIV性を解明するために硫酸化アルキルマルト7糖を合成しリポソームとの相互作用を測定した。その結果、リポソームの脂質二重膜にアルキル鎖が相互作用することを見出した。この結果は長鎖アルキル鎖を導入した硫酸化糖鎖とリポソームとの相互作用と同じ結果であったことから、硫酸化アルキルオリゴ糖鎖の長鎖アルキル鎖がHIVの脂質二重膜と相互作用して抗HIV性は発言するものと考えた。We have synthesized sulfated polysaccharides with potent ant-HIV activity by the two methods as following. The first one is ring-opening polymerization of protected anhydro sugar monomers and deprotection followed by sulfation, and the second one by sulfation of naturally occurring polysaccharides. It is for investigation of biological activity of poly and oligosaccharides to make a strategic elucidation both synthesis and natural products.
On the other hand, it is interested in the functionality of oligosaccharides. Sulfated oligosaccharides have low cytotoxicity, but, low anti-HIV activity. Therefore, lysine dendrimers connected with sulfated oligosaccharides were found to give high anti-HIV activity by making use of cluster effect of oligosaccharides. It was reported previously that sulfated oligosaccharides with high anti-HIV activity was synthesized by introduction of long-chain alkyl group at the reducing terminal. In this thesis, I easily synthesize oligosaccharide derivatives by using click reaction as follows, and anti-HIV activity and mechanism were investigated.
Click reaction with 1-O-propagyl maltose and 6-azido-6-deoxy β-CD was carried out to give oligosaccharide-branched β-CDs at C6 position through triazol ring and then sulfation. I found that the sulfated oligosaccharide-branched β-CDs were found to have potent anti-HIV activity even though sulfated β-CD had low anti-HIV activity. The exact results and proposed anti-HIV mechanism are described in Chapter 2.
In addition, previous reports indicated that the introduction of a long-chain alkyl group at the reducing end of oligosaccharides and subsequent sulfation was enhanced anti-HIV activity. However, the role of the long-chain alkyl group is still unclear. In Chapter 3, I focused on the role of the long-chain alkyl group by investigating the interaction with liposome as a model of HIV. Sulfated alkyl oligosaccharide which was prepared by click reaction between 1-azide-1-O-deoxy-acetylated maltoheptaoside and 1-decyne and then sulfation. The interaction with liposome is elucidated by using a surface plasmon resonance (SPR) and dynamic light scattering (DLS) measurements.
In this thesis, a new utilization of oligosaccharides is exhibited by cluster effect of oligosaccharides with β-CD core and the role of long-chain alkyl group in sulfated alkyl oligosaccharides to enhance anti-HIV activity is described. I showed a new direction for using oligosaccharides on antiviral activities.doctoral thesi
大径補強材を用いた地山補強土工法の積雪寒冷環境における補強効果と適用性
Get PDF北見工業大学博士（工学）鉄道盛士や道路盛土をはじめとする土構造物では，変状や崩壊に対する復旧が他の構造物と比較して容易であるため，近年まで耐震設計は行われてこなかった．しかし，線状に連なる構造物で構成されている鉄道や道路において相対的に耐震性の低い土構造物区間で局部的な崩壊等が発生した際には，対象区間全体の運休や通行止めに至る可能性がある．具体例を挙げると， 2004年の新潟県中越地震では，地震発生直前の降雨によって盛土内の飽和度が上昇し，土の強度が低下している状態で地震動を受けたために土構造物の被害が拡大したと報告されているまた，積雪寒冷地では，融雪水量の増加に伴って盛土内の水位が上昇し，道路における谷埋め盛土の崩壊も報告されている．
このようなことから，既存の土構造物に対する耐震対策として近年では施工性や経済性の面から地山補強土工法の有用性について報告がされており，実務での適用事例も増えつつある．
積雪寒冷環境における地山補強土工法の研究例としては小径補強材を用いた地山補強土工法の研究が進んでいる．一方で新たな地震の発生確率の評価結果から北海道東部の千島海溝沿いを震源とした地震の長期評価として東北地方太平洋沖地震に匹敵する巨大地震の発生確率が30年以内で7～40%と報告され，積雪寒冷環境においても土構造物をはじめとする重要構造物における耐震補強の機運が高まる可能性があり，地山補強土工法の中でもより補強効果が高い中～大径補強材を用いた地山補強土工法による耐震対策が実施されることが予想されるた以積雪寒冷環境における大径補強材を用いた地山補強土工法の補強効果と適用性について検討することが必要であると考えた．
そこで本研究では，この第一段階として，積雪寒冷環境において考えられる種々の条件を再現した模型盛土を用いた振動台実験を行い，同環境下の加振時における盛土の崩壊メカニズムを検討するとともに補強材の効果と形式の違いが盛土の耐震効果に及ぼす影響について検討し，大径補強材を用いた地山補強土工法の積雪寒冷環境における有用性を検証し，適用する際の問題点を抽出した．
第一段階で行った縮尺模型実験の結果を踏まえ，研究の第二段階として実物大斜面において大径補強材を用いた地山補強土工法の試験施工を行い，凍結融解前後の引抜き試験と凍結融解期の動態観測結果から積雪寒冷環境における実施エレベルでの適用性の評価を行った．
また，研究の第三段階として縮尺模型実験と実施エレベルの試験施工の結果から，積雪寒冷環境において大径補強材を用いた地山補強土工法を道用する場合に併用が可能な凍結融解の影響を考慮した断熱型のり面保護工法および地震時の局部的な崩壊を抑制する面的な変状抑制対策工法を提案した．doctoral thesi
積雪寒冷環境における地盤改良および補強土工法の設計・施工・維持管理方法に関する研究
Get PDF北見工業大学博士（工学）積雪寒冷環境にある北海道は特殊に位置づけられている泥炭が広く分布しており，このような地盤上に道路盛土等を早期に構築する手段としてセメント等による固結工法が導入されてきた．固結工法の課題として，固結工法の長期的な強度や劣化に関する研究が少なく，施工後30年経過した改良体に対する評価が実施されていないまた，固結工法は泥炭対策工法と比較して割高なため，如何に建設コストを縮減させるか課題となっている．
一方，本州の山間部に構築された既設補強土壁において，壁パネルの脱落およびコネクティブの破断が顕在化した．凍上現象が主たる要因と推察されているが，凍上抑制層が末施工の既設補強土壁が多数存在しており，健全度を簡易に判定する手法の確立が必要である．これらの課題に対して下記の3項目に関して研究を実施した．
研究1は1984年に粉体式深層混合処理工法(DJM工法）で施工された改良体（施工後30年経過）に対して強度試験を実施し，改良体の長期強度特性および改良体表面の劣化状況を検証した．調査の結果，改良体の物理特性は長期的にも経時的な変化は見られず，改良体中心部の強度は施工後30年経過しても増加傾向にあった．一方，改良体および改良体周辺のpH値より，改良体からのカルジウム分溶出が限定的であり，改良体の劣化は「薄皮」程度であることを明らかにした．
研究2は泥炭に対する経済的な軟弱地盤対策技術である『グラベル基礎補強併用低改良率地盤改良』に関して，試験施工で改良効果を検証するとともに，試験施工に関する地盤や施工条件を二次元弾塑性FEM解析で同定して，改良率，盛土高，ジオテキスタイル引張剛性をパラメータとしたパラメトリックスタディを実施した．これらの解析結果と試験施工結果を踏まえて本工法の設計法を提案した．あわせて，動的遠心力載荷実験を実施し，L2地震動に対して高い変形抑制効果を有することを明らかにした．
研究3は大規模に変状した2か所の補強土壁に対し，表面波探査および地盤調査を実施し，表面波探査による既設補強土壁の健全度評価の可能性について検討した．
再構築前後の既設補強土壁にて表面波探査を実施した結果，変状が大きい既設補強土壁では局所的なVsの低下領域が確認されたが，変状が少ない補強土壁はVsが全体的に増加し局所的なVsの低下は解消された．表面波探査による既設補強土壁の健全度を評価するには深度方向に対するVsの把握が有用であることがわかった．doctoral thesi
Okhotsk Skies Kitami Institute of Technology 2019 Vol.29
Get PDF◆3大学法人統合 2
北見工業大学は2022年4月小樽商科大学、帯広畜産大学との経営統合を目指します
◆【特集】地域に生きる北見工業大学の多様な教育活動 4
◆研究広報シリーズ〈22〉 8
有機化学・高分子化学～私たちの最も身近に在る化学～
◆新しいカリキュラム・1 14
◆サークル紹介・2 山岳部／吹奏楽部 16
◆女性研究者紹介・2 17
◆科研費研究紹介・5 19
◆諸報 20
・父母懇談会（秋季札幌・東京）を開催 ・「アジア国際子ども映画祭2018」に係る学校交流を実施
・留学生交流の夕べを開催 ・ひらめき☆ときめきサイエンスの実施
・冬休み親子工作教室を開催 ・小中学校教諭を対象とした理科実験研修を実施
・慶尚大学校工科大学（韓国）との短期交流研修を実施 ・第34回北方圏国際シンポジウムに参加
・平成30年度就職イベントを開催articl
北見工業大学社会連携推進センター ニュースレター「ウィズ」 創刊準備号
Get PDF●巻頭言
ニュースレター発刊のごあいさつ
●社会連携推進センターの役割・機能
●トピックス
◆ 社会連携推進センター設備（低温室）
◆ 工学連携型地域６次産業人材育成事業
◆ 技術広報活動othe
Semi-supervised Learning for a Healthcare Support Method using Markov Decision Processes
Get PDF従来研究では，ヘルスケア支援方法を表現するための確率モデルとしてマルコフ決定過程が採用され，マルコフ決定過程の真のパラメータが既知の仮定のもとで検討されている．本研究では，より現実に近い真のパラメータが未知の仮定のもとでヘルスケア支援のための半教師付き学習方法を提案する．学習データは完全データと不完全データによって構成される．提案方法ではEMアルゴリズム(expectation-maximization algorithm) を用いる．数例のシミュレーションによって提案方法の有効性を示す．シミュレーション結果より，学習データが大きくなるにつれて学習精度が高くなることが確認できる．[ENG]
Markov decision processes are applied to a healthcare support method in previous research. In the previous research the true parameters of Markov decision processes are known. In this research we propose a semi-supervised learning method for the healthcare support method under the condition that the true parameters of Markov decision processes are unknown. Learning data consist of complete data and incomplete data. In the proposed method EM(expectation-maximization) algorithm is used. The effectiveness of the proposed method is shown by some simulations. The result shows that the learning accuracy becomes higher as the learning data becomes bigger.journal articl
Ozone and carbon monoxide observations over open oceans on R/V Mirai from 67 S to 75 N during 2012 to 2017: testing global chemical reanalysis in terms of Arctic processes, low ozone levels at low latitudes, and pollution transport
Get PDFAbstract. Constraints from ozone (O3) observations over
oceans are needed in addition to those from terrestrial regions
to fully understand global tropospheric chemistry and
its impact on the climate. Here, we provide a large data set of
ozone and carbon monoxide (CO) levels observed (for 11 666
and 10 681 h, respectively) over oceans. The data set is derived
from observations made during 24 research cruise legs
of R/V Mirai during 2012 to 2017, in the Southern, Indian,
Pacific, and Arctic oceans, covering the region from 67 S
to 75 N. The data are suitable for critical evaluation of the
over-ocean distribution of ozone derived from global atmospheric
chemistry models. We first give an overview of the
statistics in the data set and highlight key features in terms
of geographical distribution and air mass type. We then use
the data set to evaluate ozone mixing ratio fields from the
tropospheric chemistry reanalysis version 2 (TCR-2), produced
by assimilating a suite of satellite observations of
multiple species into a global atmospheric chemistry model,
namely CHASER. For long-range transport of polluted air
masses from continents to the oceans, during which the effects
of forest fires and fossil fuel combustion were recognized,
TCR-2 gave an excellent performance in reproducing
the observed temporal variations and photochemical buildup
of O3 when assessed from 1O3=1CO ratios. For clean marine
conditions with low and stable CO mixing ratios, two
focused analyses were performed. The first was in the Arctic
(> 70 N) in September every year from 2013 to 2016;
TCR-2 underpredicted O3 levels by 6.7 ppbv (21 %) on average.
The observed vertical profiles from O3 soundings from
R/V Mirai during September 2014 had less steep vertical
gradients at low altitudes (> 850 hPa) than those obtained
by TCR-2. This suggests the possibility of a more efficient
descent of the O3-rich air from above than assumed in the
models. For TCR-2 (CHASER), dry deposition on the Arctic
ocean surface might also have been overestimated. In the
second analysis, over the western Pacific equatorial region
(125–165 E, 10 S to 25 N), the observed O3 level more
frequently decreased to less than 10 ppbv in comparison to
that obtained with TCR-2 and also those obtained in most
of the Atmospheric Chemistry Climate Model Intercompari-
son Project (ACCMIP) model runs for the decade from 2000.
These results imply loss processes that are unaccounted for
in the models. We found that the model’s positive bias positively
correlated with the daytime residence times of air
masses over a particular grid, namely 165–180 E and 15–
30 N; an additional loss rate of 0.25 ppbv h1 in the grid best
explained the gap. Halogen chemistry, which is commonly
omitted from currently used models, might be active in this
region and could have contributed to additional losses. Our
open data set covering wide ocean regions is complementary
to the Tropospheric Ozone Assessment Report data set,
which basically comprises ground-based observations and
enables a fully global study of the behavior of O3.journal articl
Investigation of the Relationship between Compressive Strength and Hydrate Formation Behavior of Low-Temperature Cured Cement upon Addition of a Nitrite-Based Accelerator
Get PDFWhen concrete is used for construction in cold-temperature regions, cold-resistant accelerators based on calcium nitrite (Ca(NO2)2) and calcium nitrate (Ca(NO3)2) are added to prevent early freezing damage. Although cold-resistant accelerators increase the early compressive strength and prevent early freezing damage by promoting cement hydration, the strength enhancement effect owing to the formation of such hydrates has not been evaluated quantitatively thus far. This study covers various types of analysis to understand the relationship between cement hydrate formation behavior and strength development upon the addition of varying amounts of nitrite-based accelerator. We find that the early compressive strength is enhanced by the addition of nitrite-based accelerator via the promotion of the relative production of monosulfate and C-S-H in the early age. However, the development of compressive strength decreases with an increase in the curing age. Furthermore, we find that the promotion of hydration reactions at an early age with the addition of nitrite-based accelerator can affect the formation ratio of each hydrate at a late age. We believe our findings can significantly contribute to developments in concrete application and allied fields.journal articl
On Sharing Spatial Data with Uncertainty Integration Amongst Multiple Robots Having Different Maps
Get PDFnformation sharing is a powerful feature of multi-robot systems. Sharing information precisely and accurately is important and has many benefits. Particularly, smart information sharing can improve robot path planning. If a robot finds a new obstacle or blocked path, it can share this information with other remote robots allowing them to plan better paths. However, there are two problems with such information sharing. First, the maps of the robots may be different in nature (e.g., 2D grid-map, 3D semantic map, feature map etc.) as the sensors used by the robots for mapping and localization may be different. Even the maps generated using the same sensor (e.g., Lidar) can vary in scale or rotation and the sensors used might have different specifications like resolution or range. In such scenarios, the ‘correspondence problem’ in different maps is a critical bottleneck in information sharing. Second, the transience of the obstacles has to be considered while also considering the positional uncertainty of the new obstacles while sharing information. In our previous work, we proposed a ‘node-map’ with a confidence decay mechanism to solve this problem. However, the previous work had many limitations due to the decoupling of new obstacle’s positional uncertainty and confidence decay. Moreover, the previous work applied only to homogeneous maps. In addition, the previous model worked only with static obstacles in the environment. The current work extends our previous work in three main ways: (1) we extend the previous work by integrating positional uncertainty in the confidence decay mechanism and mathematically model the transience of newly added or removed obstacles and discuss its merits; (2) we extend the previous work by considering information sharing in heterogeneous maps build using different sensors; and (3) we consider dynamic obstacles like moving people in the environment and test the proposed method in complex scenarios. All the experiments are performed in real environments and with actual robots and results are discussed.journal articl