119 件
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月刊バイオインダストリー 2021年11月号
￥2,200
＜著者一覧＞
森脇健司 弘前大学
川嶋大介 千葉大学
武居昌宏 千葉大学
鈴木宏和 鳥取大学
中後大輔 関西学院大学
大谷拓也 早稲田大学
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BIO R&D
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フレキシブルなフィルム型センサによる生体へ作用する力の評価
Development of Flexible Film-type Sensor for in Vitro Contact Force Measurement
細胞や生体分子のメカノバイオロジーや，医療機器の力学特性と治療効果や合併症リスクの関係など，幅広い範囲で生体と機器の界面に作用する力の理解への需要が年々増している。本稿では，筆者らが研究を進めてきたフレキシブルなフィルム型圧力センサの開発と生体医工学分野への応用例について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 フィルム型圧力センサ
3 バルーンカテーテル拡張時に血管に作用する力
4 引張力の測定と細胞組織評価への応用
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電気インピーダンストモグラフィ・スペクトロスコピーによる細胞の視える化技術
Electrical Impedance Tomography and Spectroscopy for Cell Visualization Technique
電気計測におけるコンピューテッド・トモグラフィ技術ならびに周波数解析手法である電気インピーダンストモグラフィ法および電気インピーダンススペクトロスコピー法は，簡便な非破壊検査手法として産業分野への応用が盛んに行われてきた。本稿では，これらを細胞インダストリーにおける新たな評価技術として応用するべく，著者がこれまで実施してきた細胞解析技術およびイメージング技術について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 電気計測概要
2.1 EIT法の計測原理
2.2 EIS法の解析法
3 細胞周りのイオン濃度の可視化計測
4 おわりに
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中等度好熱菌を利用してタンパク質をつくる
Production and Generation of Industrial Proteins in Moderate Thermophiles
Geobacillus属細菌は環境に広く分布した中等度好熱菌で，著者らは当該好熱菌の新たな利用法を模索している。本稿では，Geobacillus属細菌を用いて異種タンパク質を高生産させる（タンパク質を作る）研究と，同細菌を用いて耐熱化変異タンパク質を発生さらには選別する（タンパク質を創る）研究を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 Geobacillus属細菌の研究動向
3 Geobacillus属細菌でタンパク質を作る
4 温度によって代謝経路を制御する
5 Geobacillus属細菌で耐熱化変異タンパク質を創る
6 おわりに
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BIO ENGINEERING
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使用者の能動性を引き出す，人に寄り添う支援技術
Assistive Robotics Which Uses Its User’s Remaining Physical Strength According to Their Intention for Movement.
既存の支援装置の多くは機械が支援を行うため，使用者が自ら動作しようとする意志を弱め（依存心が生じる），さらに使用者が自らの力を使わないため身体の弱体化が進むという弊害がある。そのため，残存する個人の生体機能を最大限活用することが支援技術に求められる。本稿では，著者らが開発を進める起立支援装置，車椅子走行支援装置を例に，ロボット技術を応用した人に寄り添う支援技術の開発例を示す。
【目次】
1 家庭用起立支援機能付き歩行器
1.1 社会的な背景
1.2 開発した起立支援装置
1.3 起立支援装置の制御方法
1.4 今後の展望
2 サーボブレーキを用いたパッシブ型車椅子走行新装置
2.1 社会的な背景
2.2 開発したパッシブ型車椅子走行支援装置
2.3 使用者の意図推定とそれに基づく車輪制御法
2.4 今後の展望
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足裏反力再現による人型ロボット操縦システムの開発
Development of a Humanoid Robot Teleoperation System Using a Plantar Haptic Display
人間が自身の運動時に感じるのと同程度の圧力を提示可能な足裏感覚フィードバック装置を開発した。また，ロボットの重心変化による足裏荷重の変化を測定し，得られた荷重を被験者の足裏に再現した結果，小型人型ロボットの足裏反力を人間程度に拡大した場合，重心位置を高い精度で認識できることが確認できた。これにより，人型ロボットの安定性を認識できる可能性が示唆された。
【目次】
1 はじめに
2 足裏感覚フィードバック装置
3 人型ロボット操縦システムの開発
4 重心位置推定能力検証実験
5 おわりに
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BIO BUSINESS
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口腔ケア用具・機器
【目次】
1 市場の概要
2 歯ブラシ
2.1 ライオン
2.2 サンスター
2.3 花王
3 電動歯ブラシ
3.1 パナソニック
3.2 フィリップス
3.3 P&G
3.4 サンスター
3.5 オムロンヘルスケア
3.6 ライオン
4 歯間洗浄品（歯間ブラシ／デンタルフロス／口腔洗浄器）
4.1 歯間ブラシ
4.2 デンタルフロス
4.3 口腔洗浄器
5 舌クリーナー
6 介護用口腔ウェットティッシュ
7 介護用口腔スポンジブラシ
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≪BIO PRODUCTS≫
L-スレオニン(L-Threonine)
ゼラチン(Gelatin)
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月刊バイオインダストリー 2021年10月号
￥2,200
＜著者一覧＞
境 慎司 大阪大学
小嶋 勝 大阪大学
岩永進太郎 富山大学
黒岡武俊 富山大学
中村真人 富山大学
南茂彩華 横浜国立大学大学院
景山達斗 横浜国立大学大学院
福田淳二 横浜国立大学大学院
伊野浩介 東北大学
宇田川喜信 東北大学
梨本裕司 東北大学
珠玖 仁 東北大学
花之内健仁 大阪産業大学
秋枝静香 (株)サイフューズ
木寺正晃 愛知産業(株)
渡辺紗由 愛知産業(株)
大嶋英司 (株)TKR
渡邉政樹 (国研)理化学研究所
辻村有紀 (国研)理化学研究所
山澤建二 (国研)理化学研究所
横田秀夫 (国研)理化学研究所
大山慎太郎 名古屋大学
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【特集】バイオプリンティング技術の開発動向
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特集にあたって
Introduction
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酵素反応をつかった3Dバイオプリンティング
Enzyme-mediated 3D Bioprinting
3Dバイオプリンティングは，3Dプリンタにデジタルデータを入力し，細胞を含む3次元構造物をプリントする技術であり，再生医療・組織工学分野の発展に寄与するものとして近年，多くの検討が行われている。本稿では，3D バイオプリンティングのなかでも，酵素反応をインクのゲル化に用いる研究の動向について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 酵素反応
3 インクのゲル化に用いられる酵素反応
4 酵素反応をつかった3Dバイオプリンティング
4.1 連続押し出し方式：吐出前インク内での架橋形成
4.2 連続押し出し方式：吐出後インク内での架橋形成
4.3 インクジェット方式
5 おわりに
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光架橋反応を用いたバイオプリンティング技術
Bioprinting Using Photo-curing Technology
3Dプリンティング技術の発達に伴い，生きた細胞を含む3次元構造物を造形するバイオプリンティング技術が注目を集めている。この技術の発展には印刷手法，バイオインク双方の開発が不可欠であり，様々な手法が報告されている。本稿では，光架橋反応を応用したバイオプリンティングに関して，近年，著者らが開発した最新の手法を交えて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 光架橋反応を用いたバイオプリティング手法
2.1 連続押出し式を用いたプリンティング
2.2 インクジェット式を用いたプリンティング
2.3 液槽を用いたプリンティング
3 光架橋反応を用いたバイオインクとバイオプリンティングの実例
3.1 紫外光照射による光架橋反応を用いたバイオプリンティング
3.2 可視光照射による光架橋反応を用いたバイオプリンティング
4 終わりに
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アルギン酸を用いた3D組織・臓器ファブリケーションへの展開
Development of 3D Tissue/Organ Fabrication Using Alginate Hydrogel
本稿では3次元的に組織を構築する方法として，印刷技術を応用した「バイオプリンティング」や，細胞からなる微小なパーツを組み立てて重厚組織を構築する「バイオアセンブリ」の技術について論じる。また，これらの技術を用いて組織構築をする際に有用なバイオマテリアルとしてアルギン酸の利用に関して紹介していく。
【目次】
1 はじめに
2 バイオプリンティング技術による立体組織の作製
2.1 インクジェット式3Dバイオプリンタを用いた組織構築の構想
2.2 アルギン酸ベースのバイオインクを用いた積層印刷による3D構造の作製
3 バイオアセンブリ技術による立体組織の作製
3.1 微小パーツの積み重ねによる組織構築の構想
3.2 中空アルギン酸ゲルの利用：バイオパーツとしてのファイバー状組織を用いた3D組織構築
4 おわりに
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3Dバイオプリンティングによる培養皮膚や毛包の再生技術
Skin and Hair Follicle Regeneration by 3D Bioprinting Technology
培養皮膚は，重度の熱傷に対する新しい治療法として，または薬剤評価のための動物実験代替法としてその利用が拡大してきている。本稿では，3Dバイオプリンタを用いて，より高度な培養皮膚を構築する手法，および著者らの取り組んでいる皮膚付属器である毛包を再生するための手法について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 3Dバイオプリンティング技術を利用した培養皮膚研究
2.1 培養皮膚の3Dバイオプリンティング
2.2 in situ skin bioprinting
3 3Dバイオプリンティング技術を利用した毛包原基の大量調製
3.1 毛包を再生するための従来のアプローチ
3.2 細胞けん引力を利用した毛包原基の作製
3.3 3Dバイオプリンタを用いた大量調製技術の確立
4 おわりに
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電気化学反応を使ったハイドロゲルのバイオファブリケーション
Biofabrication of Hydrogels Using Electrochemical Reactions
電気化学反応を駆動力にしたバイオファブリケーション技術が開発されている。近年，3次元的に形状をデザインしたハイドロゲルの作製とその細胞培養への応用に関する報告が増加している。そこで本稿では，バイオファブリケーションに使われている電気化学反応の種類や，電気化学デバイス・システムについて簡単に解説する。
【目次】
1 はじめに
2 電気化学ハイドロゲル作製
3 様々な形状の電極を用いたハイドロゲルの作製
4 電極移動による電気化学ハイドロゲル作製
5 電極アレイを用いたハイドロゲルファブリケーション
6 その他の電気化学システム
7 おわりに
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関節治療におけるバイオプリンティング技術への期待
Expectations for Bioprinting Technology in Orthopaedic joint Therapy
およそ20年前に臨床医（整形外科医）としてのキャリアを開始した私は，一貫して骨と骨の間にある“関節”に対する診療に従事してきた（現在の本職は工学部教員だが，非常勤として活動を継続している）。その治療においてバイオプリンティング技術がどのように必要とされるかを説明し，現在までに経験したバイオプリンティングに関連した研究の紹介，および今後の期待について述べていきたい。
【目次】
1 関節治療とその延長にある再生医療
2 関節領域の再生医療のためのバイオプリンタ
3 バイオプリンタによるバイオインクの機械特性評価
4 3Dバイオプリンタを用いた超音波ゼリーのバイオインクとしての性能評価
5 バイオプリンタによる今後の期待
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スフェロイド積層によるスキャフォールドフリー3D細胞プリンティング技術の開発と臨床応用
Development and Clinical Application of Scaffold-free 3D Printing Technology using Spheroid
【目次】
1 はじめに
2 平面培養から三次元培養への変遷
3 三次元組織の構築
4 バイオ3Dプリンタ
5 サイフューズのバイオ3Dプリンタ
5.1 「regenova」（剣山（KINEZAN）方式のバイオ3Dプリンタ）
5.2 「S－PIKE」（串団子方式のバイオ3Dプリンタ）
6 バイオ3Dプリンタを用いた臨床開発事例
6.1 細胞製神経導管の開発事例
6.2 細胞製人工血管の開発事例
6.3 その他のパイプライン開発
6.4 創薬支援ツールへの応用
7 おわりに
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産業用金属3Dプリント技術の種類と技術概要
Metal Additive Manufacturing Technologies and Industrial Adaption.
金属のAM技術のうち金属粉末を材料とする技術から，Selective Laser Melting（SLM）方式，Laser Metal Deposit（LMD）方式，MoldJet-（MJ）方式，金属ワイヤを材料とする技術からElectron Bean Additive Manufacturing（EBAM）方式，Wire Ark Additive Manufacturing（WAAM）方式について，技術概要やその造形例を紹介するとともに，注目される周辺技術から小型で金属粉末を室内でアトマイズ可能な技術について紹介する。
【目次】
1 はじめに-金属積層造形技術の発展
2 SLM方式概要
3 LMD方式概要
4 バインダー方式概要
5 EBAM方式概要
6 WAAM方式概要
7 粉末材料について
8 まとめ
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直描露光装置としても光造形装置としても使える1台2役の高速/ 高精度な3Dプリンタ“SPACE ART”の開発
Development of “SPACE ART”, a High-speed / High-precision 3D Printer that can be used as both a Direct Imaging Exposure System and a Stereolithography Apparatus
SPACE ARTは一般財団法人素形材センターの2018年度「第34回素形材産業技術賞」で奨励賞を受賞，また2019年11月19 日～21 日に浜松で開催された「Future Technologies From Hamamatsu 2019」（電気学会，応用物理学会，日本機械学会や精密工学会など，日本の名立たる学会が参加している合同シンポジウム）では本装置の技術展示が最優秀技術展示賞を受賞するなど，本装置の機能/ 性能の高さや差別化技術が各種学会や業界に認められている。
現在は高精度なマイクロ流路，ラティス構造の造形や回路パターン形成との複合造形で超先端技術や創薬を研究している研究所や大学で採用され，絶大なる評価を得ている。また，直描露光装置（電子回路パターンやレジストパターンのマスクレス形成など）としてもウェアラブル用素材への回路パターン形成やMID/LDS（Molded InterconnectDevice/Laser Direct Structuring）的な使い方として曲面へのアンテナ回路形成など，各種の応用検討がされている。1 台2 役という他の3D プリンタには無い機能/ 性能により，バイオ用や医療用（デンタル）としても応用され始めている。
さらに，新しいビジネス用途を開拓するため，各種アプリケーションの開発や消耗材の開発も積極的に進めている。お陰様でモニタリング販売した各国立研究所や各大学などからの要望や改善点を取り込むことが出来，2021 年6 月から株式会社TKR で本格的に販売している。
【目次】
1 はじめに
2 SPACE ARTの特長
3 SPACE ARTの構造・仕様
3.1 直描露光装置（電子回路パターン/レジストパターン形成）仕様
3.2 光造形装置（3Dプリンタ）仕様
4 光学エンジンの構成
5 本装置の機能/性能
5.1 直描露光装置（電子回路パターンやレジスト形成）の機能/性能
5.2 光造形装置（3Dプリンタ）およびその他の機能/性能
6 おわりに（今後の展開）
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3D プリンタ向け新規人工骨材の開発
Development of α-TCP Scaffold Fabricated by Modified Binder Jetting Process
骨は力を受けることにより，密度やその内部構造を換えて，常に最適な形状に変化する。治療を必要とする患者に適した構造の人工骨を再現するためには，AM 技術が有望である。本論文では，骨内部の3 次元形状が反映できる新たな人工骨造形について，造形法，高精度・高強度化，生体適合性について紹介する。
【目次】
1 人工骨3Dプリンティングのための材料の特徴と開発
1.1 リン酸カルシウム系人工骨材料
1.2 αTCP粉末を用いたBJ法による人工骨の造形
2 新たな医療ニーズに即した高精度・高強度造形技術の確立
2.1 新規BJ法の開発
2.2 新規BJ法による造形材料の生体適合性評価
2.3 材料生体適応における課題と今後の展望
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月刊バイオインダストリー 2021年9月号
￥2,200
＜著者一覧＞
藤田智大 合同酒精(株)
塩田一磨 合同酒精(株)
青柳秀紀 筑波大学
中辻匡俊 大阪府立大学
乾 隆 大阪府立大学
渡邊雄二郎 法政大学
岩城光宏 大阪大学
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BIO R&D
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プロテアーゼ含有タンパク質試料の簡便な純度分析法の開発
Development of a Simple Method for Analyzing The Purity of Protease-containing Protein Samples
酵素などのタンパク質を医薬用途で使用する場合，純度を正しく分析する必要がある。一般的に，タンパク質の純度はSDS－PAGE法で分析されるが，試料がプロテアーゼを含む場合，目的タンパク質が分解し，純度が分析できない場合がある。本稿では，SDS－PAGE法で純度が測定できない具体例を示すと共に，簡便かつ正確な純度分析法について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 ゲルろ過クロマトフィーとSDS－PAGE法によるDプロテアーゼの分析
3 前処理時の阻害剤添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響
4 前処理時の酸の添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響7
5 前処理時の酸とEDTAの添加がDプロテアーゼのSDS－PAGE分析に及ぼす影響の比較
6 酸処理SDS－PAGE法とSDS－PAGE法の比較
7 酸処理SDS－PAGE法の応用と展望
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生体内輸送タンパク質による難水溶性薬剤の可溶化と経口投与
Solubilization of Poorly Water-soluble Drugs with Biocompatible Transport Proteins and Its Oral Administration
経口投与薬の開発において，候補化合物の溶解性と膜透過性は非常に重要な要素である。溶解性と膜透過性が十分に高い化合物は良好な経口吸収性を示し候補化合物となるが，膜透過性は高いが難水溶性である化合物は開発段階で脱落する。本稿では，生体内輸送タンパク質を難水溶性化合物の可溶化剤として用いた新規経口固形製剤の開発について紹介する。
【目次】
1 医薬品の溶解性と経口投与
2 Lipocalin－type prostaglandin D synthase （L－PGDS） の機能とドラッグデリバリーシステム（DDS）への応用
3 L－PGDSを利用した経口固形製剤の作製
4 pH非依存的な薬物放出製剤の作製
5 終わりに
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ゼオライト複合体培地及びシートを使った葉物野菜の栽培技術
Cultivation Techniques of Leafy Vegetables Using Zeolite Composite Mediums and Sheets
ゼオライトに水酸アパタイト（HA）を複合化したゼオライト/HA複合体及びそのシートは，水を供給するのみで窒素（N），リン（P），カリウム（K）などの肥料成分を徐々に放出する過剰な施肥を必要としない低環境負荷型のスマート培地として利用できる。本研究ではゼオライト/HA複合体の製造法と肥料成分の徐放性，複合体及びそのシートを使ったゼオライト培地による葉物野菜の生育結果について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ゼオライト複合体及びシートの製造法
3 ゼオライト複合体及びシートからの肥料成分溶出挙動
4 複合体及びシートを用いた葉物野菜の生育
5 おわりに
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BIO ENGINEERING
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DNA を材料とした世界最小のコイル状バネの開発と利用方法
World’s Smallest Spring made from DNA and The Applications
生命科学や材料科学において，分子スケールでの機械的な力を可視化・制御する技術が求められている。筆者は，DNA を材料に，設計変更可能な分子サイズのバネ「ナノスプリング」の開発に世界に先駆けて成功した。世界最小のコイル状バネであり，本稿では，生命科学への応用を中心とした取り組みも含めて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ナノスプリングの設計
3 ナノスプリングの製造
4 生命科学研究への応用に向けて
5 生命科学研究での応用例
6 今後の展望
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BIO BUSINESS
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化粧品工業
2019 年の化粧品の出荷実績は出荷個数31 億7,716 万個（ 前年比101.8 ％）， 出荷金額1 兆7,611 億円（前年比104.0％）となり，市場が拡大している。メーカー各社がシワ改善を訴求した薬用化粧品を投入し，中高年層だけでなく若年層にも高機能商品の需要が拡大した。薬用化粧品が好評を博していることから今後も機能性化粧品市場の拡大が見込まれる。2019 年1 月に中国で電子商取引法（中国EC 法）が施行されたことで，インバウンド市場の拡大幅は縮小した。海外に目を向けると，ASEAN 5ヵ国（インドネシア，タイ，フィリピン，ベトナム，マレーシア）では経済成長による個人消費の拡大により化粧品市場が拡大し続けている。日系化粧品メーカーも同市場で製品やブランドを根付かせていくために売り込みに力を入れている。
【目次】
1 需給動向
2 輸出入動向
3 化粧品受託製造市場の動向
4 日系メーカーの海外戦略
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再生医療
経済産業省の算出によると，再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は，2012 年の260 億円から急速に拡大し，2030 年には1.6 兆円に達すると予測されている。2014 年には再生医療推進に向け新たな法律も施行され，早期承認への道筋がつけられたほか，これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり，周辺産業も含めた市の活性化が期待されている。
【目次】
1 概要
2 関連制度と体制
3 研究開発動向
4 メーカー動向
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主な脂肪酸の市場動向
【目次】
1 油脂原料（植物油）の生産動向
1.1 大豆油
1.2 菜種油
1.3 パーム油
1.4 パーム核油
2 国外の需給状況
3 国内の需給状況
3.1 植物油（植物油脂）
3.2 動物性油脂
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≪BIO PRODUCTS≫
コンドロイチン硫酸ナトリウム(Sodium chondroitin sulfate)
グアーガムグアーガム(Cyamoposis gum)
グルコアミラーゼ(Glucoamylase)
ゲラニオール(Geraniol)
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月刊バイオインダストリー 2021年8月号
￥2,200
＜著者一覧＞
戸嶋一敦 慶應義塾大学
高橋大介 慶應義塾大学
佐々木 要 東邦大学
植﨑菜々子 東邦大学
小西彬仁 大阪大学
角永悠一郎 大阪大学
真鍋良幸 大阪大学
深瀬浩一 大阪大学
安田 誠 大阪大学
眞鍋史乃 星薬科大学;東北大学
安藤弘宗 岐阜大学
小林祐輔 京都薬科大学
竹本佳司 京都大学
清水弘樹 (国研)産業技術総合研究所
梶 英輔 北里大学
牧野一石 北里大学
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【特集】第三の生命鎖「糖鎖」を構築する合成化学～グリコシル化の最前線～
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特集にあたって
Introduction
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ホウ素媒介アグリコン転移反応と病原菌糖鎖合成への応用
Boron-Mediated Aglycon Delivery and Its Application to the Synthesis of Pathogenic Bacterial Oligosaccharides
β－ラムノシドやβ－マンノシドなどの1,2－cis－β－グリコシドは，様々な病原菌の抗原糖鎖中に含まれており，これら抗原糖鎖の合成とワクチン開発への応用が期待されている。しかし，1,2－cis－β－グリコシドは，立体選択的な構築が最も困難な結合様式の一つであることから効率的な合成法の開発が急務である。このような背景の中，著者らは近年，新たな1,2－cis 立体選択的グリコシル化法として，ホウ素媒介アグリコン転移反応（BMAD）を開発し，本手法を用いた応用研究に取り組んでいる。本稿では，BMAD 法を用いたβ－ラムノシル化反応の開発と病原性大腸菌糖鎖合成を行った最近の報告例について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ボリン酸触媒を用いた立体選択的β－ラムノシル化反応の開発
3 ボロン酸触媒を用いた位置および立体選択的β－ラムノシル化反応の開発
4 病原性大腸菌O1由来五糖の合成と鳥類病原性大腸菌O1の抗原候補糖鎖の解明
5 おわりに
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異常配座糖を用いたグリコシル化
Glycosylations Using Donors Bearing Unusual Conformations
一般的なマンノシル化反応はSN1 反応が優勢となり，α－グリコシドを与える。一方，配座を捻った2,6－ラクトン糖供与体は，SN2 反応を優勢とするのみならず，SN1 反応でもβ－グリコシドを与える。そして，2,6－ラクトングリコシドは立体配置決定も容易である。立体配座に注目し，既往の反応と2,6－ラクトン法を解説する。
【目次】
1 はじめに
2 糖鎖の化学合成における古典問題
3 ピラノースの立体配座
4 既往のマンノシル化反応の反応機構と立体選択性
5 2,6－ラクトン糖供与体のデザインと合成
6 1,2－cis－β－立体選択的グリコシル化反応の実証
7 立体配置の決定
8 偶然の発見と展望
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カゴ型アルミニウム触媒を用いた立体選択的グリコシル化
Stereoselective Glycosylation Catalyzed by Cage-shaped Aluminum Complex
ルイス酸はグリコシル化反応における重要な反応試剤である。温和な条件下で進行する立体選択的グリコシル結合形成は，ルイス酸を用いた触媒的グリコシル化の大きな課題とされてきた。筆者らは13 族典型元素に注目し，そのルイス酸触媒の性状制御に取り組んできた。本稿では，独自の触媒系であるカゴ型アルミニウム錯体の合成と室温下におけるβ選択的グリコシル化について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 カゴ型アルミニウム錯体の合成
3 カゴ型アルミニウム錯体を用いた触媒的グリコシル化
4 カゴ型アルミニウム錯体のルイス酸性と糖供与体活性化の機構
5 まとめと展望
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有機光酸触媒を用いた光グリコシル化
Photo-induced Glycosylations Using Organophotoacids
生命現象を左右する生体機能分子として，また，次世代の機能材料として注目される糖質。現在，この実用的な合成技術の開発が強く望まれている。本稿では，いくつかの有機光酸触媒を用いた環境調和型のグリコシル化反応による配糖体の高効率かつ簡便な合成法について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 ナフトール誘導体を有機光酸触媒に用いたグリコシル化反応
3 芳香族チオウレアを有機光触媒に用いたグリコシル反応
4 おわりに
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糖環開裂反応を用いた立体選択的グリコシドの形成
Stereoselective Glycoside Formation via Endocyclic Cleavage Reaction
アノマー炭素と環内酸素の結合が切断される，エンド開裂反応の存在を中間体の鎖状カチオンを捕捉することで証明した。N－アセチル2,3－trans カーバーメート基を持つピラノシドがエンド開裂反応を容易におこすことを用いて，これまでの合成法では困難であったアミノ糖の高選択的1,2－cis グリコシドの合成を行うことができることを示した。
【目次】
1 はじめに
2 アミノ糖の1,2－cis選択的グリコシル化反応：2,3－transカーバメート基を持つ糖供与体とオリゴ糖合成
3 2,3－transカーバメート基を持つ糖のエンド開裂による異性化反応
3.1 異性化反応の観測
3.2 立体電子効果理論によるピラノシド加水分解反応機構の理解
3.3 エンド開裂反応を経た異性化反応の合成化学への展開
3.4 複数のアノマー位立体化学の一挙変換反応
4 グルコース，ガラクトースの異性化反応，および他グループからのエンド開裂反応
5 おわりに
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架橋糖のグリコシル化
Glycosylation with Cyclically Modified Glycosyl Donors
糖環を横切るようにして架橋した糖供与体によるグリコシル化反応は，特異な立体選択性を示すことが知られており，グリコシル化反応の新たな選択肢として注目されている。本稿では，近年我が国で確立された架橋糖を用いるグルコシル化反応について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 架橋グルコース
2.1 3,6－架橋糖による立体選択的グリコシル化
2.2 3,6－架橋糖のさらなる発展
3 架橋シアル酸供与体によるα選択的グリコシル化
3.1 シアル酸の架橋によるグリコシル化の立体制御
4 最後に
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アミドのグリコシル化
Glycosylation of Amide
独自に開発したハロゲン化アゾリウム塩を触媒として用いることでアミドのβ－N－グリコシル化，およびα－N－グリコシル化を達成した。また，その過程でアミドがC2 位水酸基のアシル保護基に導入された特異なN－アシルオルトアミドが得られることを見出した。さらに，開発したアゾリウム触媒はアミドの2－デオキシグリコシル化にも応用できることがわかった。開発した触媒の機能と構造の関係についても述べる。
【目次】
1 緒言
2 β－N－グリコシドの合成
3 α－N－グリコシドの合成
4 2－デオキシグリコシドの合成
5 おわりに
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マイクロ波を用いたグリコシル化
Microwave Application for Carbohydrate Chemistry
マイクロ波は，効率加熱法として多くの化学反応系に利用されている。一方，多くのグリコシル化反応は低温中で行われるため，グリコシル化反応にマイクロ波が利用された例は非常に少ない。本項では，糖鎖合成分野でマイクロ波の活用例と，マイクロ波効果考察の際の一助となるマイクロ波作用の電磁気学的な解釈と分子レベルでの挙動についても述べる。
【目次】
1 マイクロ波とグリコシル化の相性
2 n－ペンテニル糖供与体反応
3 金属試薬反応とマイクロ波
4 マイクロ波作用の指標である誘電率
5 複素誘電率，実部と虚部の解釈
6 マイクロ波効果と糖鎖合成への利用展望む
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ボロン酸保護基を用いたグリコシル化
Glycosylation Reaction by Using Phenylboronic Acid as a Protective Reagent
フェニルボロン酸は糖質と混合するのみで，ヘキサピラノシドの4 位および5位ヒドロキシ基間やcis－1,2－ジオールと環状ボロン酸エステルを位置選択的に形成することが知られている。通常，形成されたボロン酸エステルは容易に加水分解を受けやすいが，この性質を利用することで糖アクセプターのヒドロキシ基を環状ボロン酸エステルで一時的にマスキングし，位置選択的なグリコシル化反応を行うことが可能である。
【目次】
1 はじめに
2 糖質に対するフェニルボロン酸の特性と位置選択的グリコシル化反応への応用
3 フェニルボロン酸の分子認識能を利用した完全無保護糖の位置選択的グリコシル化反応
4 まとめ
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月刊バイオインダストリー 2021年7月号
￥2,200
＜著者一覧＞
池 道彦 大阪大学
森川正章 北海道大学
藤原 拓 京都大学
前田守弘 岡山大学
尾形有香 （国研）国立環境研究所
井上大介 大阪大学
井藤賀 操 (株)ジャパンモスファクトリー
渡邊亮栄 DOWA エコシステム(株)
森 一博 山梨大学
遠山 忠 山梨大学
田中周平 京都大学
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【特集】SDGs と植物利用環境技術
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特集にあたって
Introduction
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ウキクサホロビオントが開くグリーンサーキュラーエコノミーへの扉
Door to The Green Circular Economy Being Opened by Duckweed Holobiont
ウキクサ（英語名称 Duckweed）は，毎年春先になると田んぼや池に自然発生しそして知らぬ間に消えてゆく，また人知れず小さな花を咲かせている。そんなはかないライフスタイルをもつ浮遊性水生植物の一群であるが，極寒地を除いて地球上のほとんどの場所で生育可能なタフな植物でもある。これまで，なにげなく見過ごされてきたこのウキクサが，次世代バイオマスとしていま脚光を浴びつつある。
【目次】
1 ウキクサとは
2 タンパク源としてのウキクサ
3 デンプン源としてのウキクサ
4 ウキクサ成長促進細菌の発見と活用
5 グリーンサーキュラーエコノミー（循環型グリーン経済）実現への展望
6 SDGsへの貢献
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持続可能な施設園芸に寄与するクリーニングクロップ導入・活用技術の開発
Development of Catch Crop Systems Contributing to Sustainable Horticulture
筆者らは，持続可能な施設園芸に寄与する除塩技術として，湛水の前にクリーニングクロップを導入することにより除塩，窒素溶脱抑制，亜酸化窒素放出抑制を同時に実現するとともに，その収穫物を有効利用するシステムの研究を行ってきた。本稿では，筆者らの研究成果を紹介するとともに，今後の展望についてまとめた。
【目次】
1 はじめに
2 クリーニングクロップ導入による施設園芸土壌からの窒素溶脱の抑制
3 クリーニングクロップ収穫物の土壌還元消毒への活用技術の開発
4 おわりに
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人工湿地システムを活用した熱帯地域における埋立地浸出水の環境負荷低減─持続可能な埋立地浸出水管理に向けて─
Reducing The Environmental Load of Landfill Leachate in Tropical Regions by Constructed Wetland Systems-Toward Sustainable Management of Landfill Leachate-
熱帯地域の埋立地浸出水管理において，浸出水貯留池からの未処理浸出水の越流防止と環境負荷の低減は優占課題である。本稿では，タイの廃棄物埋立地で実施した現場実証試験の成果を紹介するとともに，人工湿地システム導入によるSDGsへの貢献を整理した。
【目次】
1 はじめに
2 浸出水管理を対象とした人工湿地の活用の可能性
3 タイの現場実証試験を通じた人工湿地の水量削減効果の評価
4 人工湿地による環境負荷の低減
5 浮遊型人工湿地の開発
6 人工湿地システム導入によるSDGsへの貢献
7 おわりに
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非常時リスクに対応する高機能型植栽環境浄化ユニットの開発
Unit-Type Constructed Wetland as a Versatile Pollutants Removal Technology Applicable to Unexpected Outflow of Hazardous Chemicals
自然災害などの発生時には，直接的な人的・経済的被害だけでなく，事業所等からの有害化学物質流出に伴う副次的リスクが懸念される。本稿では，災害等の非常時に想定される制約条件下における化学物質リスクの低減に有望と考えられる，人工湿地の原理を応用した“高機能型植栽環境浄化ユニット”について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 非常時の浄化技術に求められる要件
3 人工湿地システムを応用した非常時リスク対応技術
3.1 人工湿地
3.2 人工湿地における浄化機構
3.3 人工湿地の非常時リスク対応技術への応用
4 植栽浄化ユニットによる様々な化学物質の除去能
5 おわりに
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廃鉱山の管理をエコ化する植物利用型坑廃水浄化技術
To Turn into a Sustainable Closed Mine Management with a New Green Remediation Technology
近年，コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体が水中の鉛イオンを高蓄積する生物機能や特性が明らかとなり，実坑廃水中の鉛イオンを原糸体で浄化する基礎研究が実施された。本稿では基礎研究成果を紹介するとともに，コケ植物を利用する植物利用型坑廃水浄化技術で廃鉱山の管理をエコ化するポイントについて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 植物利用型坑廃水浄化技術
2.1 コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体
2.2 二酸化炭素ガス吹き込み効果
2.3 性質改善
2.4 コケ植物ヒョウタンゴケの原糸体の鉛の吸着機構と吸着特性
2.5 実坑廃水中の鉛を除去する連続吸着試験
2.6 鉛吸着材として成型・加工する試み
3 国の天然記念物にも指定された六合（くに）チャツボミゴケ生物群集の鉄鉱生成地
4 おわりに
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植物を活用した浄化法導入による下水処理でのエネルギー消費削減の可能性
Application of Aquatic Plants Cultivation System to The Sewage Treatment Process for The Reduciton of Electric Power Consumption
人口普及率はおよそ80％で，処理工程では高度処理も適用されつつある下水道が我が国の水環境の保全に果たす役割は極めて大きい。しかし，下水道の維持管理に係る温室効果ガス排出の主要な要因ともなっている下水処理過程の更なる機能向上は喫緊の課題といえる。ここで，水生植物による栄養塩除去とバイオマス生産を下水処理に組み合わせることにより，消費エネルギーの削減効果が期待される。本合の消費エネルギーの削減効果を検討した。
【目次】
1 はじめに
2 植物を活用した水質浄化法
2.1 植生浄化法の原理
2.2 余剰植物バイオマスの有効利用
3 ウキクサによる高度処理を下水処理に適用する場合のエネルギーバランスの試算
3.1 ウキクサについて
3.2 ウキクサによる各種汚水からの窒素除去とバイオマス生産
3.3 ウキクサバイオマスからのバイオガス生産
3.4 キクサ栽培を三次処理として導入した下水処理のエネルギー生産量
4 おわりに
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ヨシ原の管理・再生による琵琶湖の生物多様性保全
Conservation of Biodiversity on Lake Biwa Shore by Management and Restoration of Reed Communities
著者らは2008～2011 年に琵琶湖岸のヨシ群落165 群落において，単独測位携帯型GPS 植生調査および地盤高測量を行い，絶滅の恐れのある植物種の地域別・群落形状別の生育環境特性を検討してきた。主な成果としては，1）環境省レッドデータブック（RDB）記載13 種，滋賀県RDB 記載25 種を確認した。2）最も多く貴重植物が出現した群落は琵琶湖北湖西岸の針江の群落であり，5 種の貴重植物（ミズネコノオ，ナガバノウナギツカミ，ヒメナミキ，ハナムグラ，ウスゲチョウジタデ）を確認した。3）貴重植物種の出現群落の中心地盤高と地盤高高低差との関係を検討し，群落の地盤高高低差45 cm 以上で貴重植物評価値が高くなる傾向を示した。4）地域別・群落形状別に多様な生育環境に植物種が存在し，琵琶湖岸で絶滅の恐れがある植物種が多く生育する植物群落は，針江，延勝寺，小野，塩津浜であることが示された。
【目次】
1 はじめに
2 調査および解析の方法
3 琵琶湖岸の絶滅の恐れのある植物種の分布
4 自生群落・植栽群落別の植生構造の特徴
5 地域別・群落形状別の貴重植物の生育環境
6 おわりに
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BIO BUSINESS
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抗菌・防カビ剤工業
抗菌・防カビ剤や防腐剤，防虫剤，忌避剤，木材防カビ剤はバイオサイドと呼ばれ，身近な日常品から医療・衛生用品，工業製品まで幅広い分野で使用されている。1990 年代半ばに抗菌ブームが巻き起こった我が国では，抗菌加工製品の市場規模は1 兆円を超えている。国外に目を向けても，中国や米国等で関心が高まっており，特に新型コロナウイルス蔓延以降は非常に速いスピードでの市場成長が予想される。
【目次】
1 概要
2 抗菌剤の種類
3 用途
4 メーカー動向
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産業用酵素工業
産業用酵素は食品，洗剤，医薬，試薬など広範な分野で利用されている。その市場規模を正確に把握することは非常に難しいとされているが，2019 年の世界市場は推計で6,500 億円との調査結果がある。さらに2025 年には9,500 億円へと，年6.5％の成長が予測されている。このような市場環境の中，わが国でも遺伝子組換え技術によるGMO 酵素が，環境問題やバイオエタノール需要の増加などの流れを受けて市場は拡大を続けている。産業用酵素の利用分野では，エコロジー，エネルギー，ファインケミカル，食品・飲料分野などでの伸びが今後も期待され，洗剤用酵素も液体洗剤へのニーズの高まりから引き続き需要が増大するものと思われる。
【目次】
1 酵素の市場概況
2 産業用酵素の市場
3 メーカー動向
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≪BIO PRODUCTS≫
イヌリン (Inulin)
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月刊バイオインダストリー 2021年6月号
￥4,950
＜著者一覧＞
飯田禎弘 神戸大学
田村厚夫 神戸大学
佐藤一臣 玉川大学
今村 亨 星薬科大学
伍賀正典 福山大学
小林悠輝 大阪大学
小林 光 大阪大学
島田昌一 大阪大学
今村亮一 大阪大学
香月 純 北九州市立大学
ドアン ティ ホン ヴァン 北九州市立大学
藤井翔太 北九州市立大学
櫻井和朗 北九州市立大学
礒田隆聡 北九州市立大学
藤元政考 九州歯科大学
吉居慎二 九州歯科大学
北村知昭 九州歯科大学
奥田正浩 同志社大学
柳瀬雄輝 広島大学
小澤光一郎 広島大学
秀 道広 広島大学
桐山善守 工学院大学
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BIO R&D
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人工設計ペプチドによる脂肪分解
Lipolysis by Designed Peptides
近年，世界的に肥満人口が増えており，これに起因，関連する健康障害を引き起こす肥満症を未然に防ぐために，肥満を解消する方法が求められている。私たちは，脂肪を分解する機能を持ったペプチドを人工設計することで，その解決を目指した。本稿では，その設計手法と脂肪分解の作用機序について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 人工設計ペプチドの特徴
3 設計方法
4 エステル分解能
5 脂肪分解の作用機序
6 まとめと展望
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最近のメラニン生成制御剤研究
An Updated Review of Melanogenic Regulators
異常なメラニン生成の改善または抑制は医療および化粧品分野において重要な課題である。本稿では筆者らの研究および最近のメラニン生成制御剤研究の動向について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 メラニン生成機構について
3 NSAIDsとメラニン生成
4 最近のメラニン生成制御剤研究
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咳止めの既存薬が抗がん剤耐性のがん細胞を傷害-がん治療に新たな光-
Existing Cough Suppressant Drug Damages Anticancer Drug-resistant Cancer Cells－a New Light for Cancer Therapy－
日本国内での既承認薬化合物のライブラリーをスクリーニングした結果，咳止めの既存薬であるヒスタミンH1受容体拮抗薬が，抗がん剤シスプラチンに対する耐性を獲得したがん細胞を選択的に傷害することを見出した。この発見はドラッグリポジショニングによるがん治療の新たな光となる可能性があり，早期の治療応用が期待される。（本稿は東京工科大学で実施した研究成果の紹介である）
【目次】
1 はじめに
2 承認医薬品のスクリーニングとクロペラスチンの選択
3 クロペラスチンと他のヒスタミンH1受容体拮抗薬の示す活性
4 ヒスタミンH1受容体拮抗薬はFGF13高発現細胞に選択的である
5 ヒスタミンH2, H3, H4受容体拮抗薬の耐性細胞傷害性は弱い
6 シスプラチンとクロペラスチンの併用で全てのがん細胞を傷害できる
7 FGF13発現レベルとクロペラスチン感受性，シスプラチン耐性は正に相関する
8 ヒスタミンはHeLa cisR細胞の増殖を促進する
9 クロペラスチンはHeLa cisR細胞のアポトーシスを誘導する
10 がん治療薬としてのクロペラスチンの可能性
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透明柔軟樹脂を用いた光学式触覚センサ
An Optical Tactile Sensor using a Flexible Transparent Resin
近年，社会の様々なシーンへロボットを導入し，多様な作業を実現することが求められている。このような場面では，高機能なロボットハンドが必要とされ，それに実装される人間の皮膚のような柔軟性と高い性能を持つ触覚センサが注目されている。本稿では，我々が提案している光学式触覚センサを試作し，性能評価を行い，展望を述べる。
【目次】
1 はじめに
2 透明柔軟樹脂を用いた光学式触覚センサ
2.1 特徴・構造と設計
2.2 製作・製造の方法
3 性能評価試験
4 おわりに
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シリコン製剤による体内水素発生と酸化ストレス性疾患の予防・治療
Internal Hydrogen Generation by Si-based Agent and Prevention of Oxidative Stress-induced Diseases
シリコン製剤は，24時間以上持続的に体内で水素を多量に発生させる。したがって，体内で生成する活性酸素，特に最も酸化力が高いヒドロキシルラジカルを効果的に消滅して酸化ストレスが低減する。本稿では，シリコン製剤による水素発生のメカニズムと，酸化ストレスが大きな原因となって起こる種々の疾患に対する効果を解説する。
【目次】
1 はじめに
2 シリコン製剤による水素発生
3 シリコン製剤によるヒドロキシルラジカルの消滅機構
4 シリコン製剤による慢性腎不全の防止
5 シリコン製剤によるパーキンソン病の防止
6 さいごに
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疎水性薬剤を可溶化するシクロデキストリン系ナノ粒子
Cyclodextrin-based Nanoparticles for Solubilizing Hydrophobic Drugs
現在，癌の治療において腫瘍患部のみに薬剤を送達するドラッグデリバリーシステム（通称：DDS）の構築が急務となっている。私たちはこれまで，疎水性薬剤を可溶化するシクロデキストリン系ナノ粒子の調製を報告してきた。本稿では，私たちが行ったナノ粒子の調製およびその薬剤キャリアとしての機能性を解説する。
【目次】
1 シクロデキストリン
2 シクロデキストリン系ハイパーブランチポリマー
3 新しい抗がん剤：α－マンゴスチン
4 CDNPの構造解析
4.1 CDNPの調製
4.2 DLS，SEC－MALS測定
4.3 CDNPの物性評価（1）
4.4 CDNPの物性評価（2）
5 CDNPとα－MGSの複合体形成
6 CDNP及びCDNP/α－MGS複合体の毒性評価
7 CDNP/MGSのin vivoでの抗がん作用
8 おわりに
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電気化学センサによる食中毒細菌の迅速検査
Rapid Test of Food Poisoning Bacteria Using an Electrochemical Sensor
現状の食品衛生検査は試料を1日培養し，菌数をカウントする方法が主流であり，時間と労力が必要である。また国内では2021年より，全ての事業者に対して国際的な食品衛生管理手法（HACCP）の運用が義務化された1）。本稿では食品衛生指標である大腸菌検査の簡易化のため，電気化学センサによる迅速検査の開発事例を紹介する。
【目次】
1 はじめに
1.1 Withコロナ社会における簡易検査のニーズ
1.2 食品衛生試験の現状とセンサ測定のニーズ
2 電気化学センサによる大腸菌の測定
2.1 携帯型センサシステム
2.2 大腸菌測定の方法
2.3 センサの検出性能
3 実用化の課題点
4 おわりに
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歯科用内視鏡診断の普及に向けたレンズ付アダプターの開発
Development of Lens Attached Adapter for Spread Activity of Dental Endoscopic Diagnosis
歯内部で歯のシンケイ（歯髄）が存在する直径 2 mm以下の狭小な管腔構造を根管という。根管を肉眼で観察・治療することは困難であり，国内の多くの歯科医師は手指感覚と自身の臨床経験を頼りに治療を行っている。歯科用実体顕微鏡や歯科用CTによって診断・治療の精度は大きく向上したが，これらの機器は十分に普及しておらず，加えて根管深部の微細構造検出にも限界がある。我々は，歯・歯髄の保存率向上に役立つ高精度診断機器をより普及させることを目的として，これまでに研究を進めてきた小型内視鏡プローブをペン型カメラに組み合わせるシステムを開発した。本稿では我々が開発した歯科用内視鏡とペン型カメラによる微細構造観察システム，および本技術を応用して歯科用内視鏡画像を歯科用実体顕微鏡で観察するシステムについて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 歯科用内視鏡とペン型カメラの融合
3 歯科用内視鏡と歯科用マイクロスコープの融合
4 まとめ
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BIO ENGINEERING
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表面プラズモン共鳴イメージングセンサによるアレルギー・がん診断法の開発
Application of Surface Plasmon Resonance for Clinical Test of Allergy and Cancer
センサ上の屈折率変化を高感度に検出できる表面プラズモン共鳴（SPR）センサと，センサ上の屈折率分布を二次元的に可視化できるSPR イメージング（SPRI）を利用した生細胞応答解析と，即時型アレルギーやがん診断法としての応用について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 SPR/SPRI センサによる生細胞応答解析
3 SPR/SPRIセンサの即時型アレルギー診断への応用
3.1 患者末梢血好塩基球を利用したアレルギー診断
3.2 IgE受容体発現細胞株と患者血清を利用したアレルギー診断
4 SPR/SPRIセンサのがん診断への応用
5 SPRIセンサの高機能化
6 まとめ
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ペダリング動作時における左右殿部接触力の精密な評価システム
A Bilateral Split Sensor to Evaluate Precise Contact Forces on a Saddle Surface During Pedaling Motion
自転車のペダリング動作における動力学的な評価を精密に行うため，サドルと殿部の接触位置や接触力を正確に取得する左右分割式サドル反力計を開発した。この反力計では，接触部における荷重中心位置とサドル反力を3 次元的に計測することができる。このセンサを用いることで，動力学的な評価だけでなく左右対称性などについても評価することが可能になる。
【目次】
1 はじめに
2 左右分割式サドル反力計
2.1 左右分割式サドル反力計の寸法
2.2 サドル平面の着力点の計測原理
2.3 高さ方向の着力点の算出方法
2.4 計測システム
3 計測例
3.1 誤差の分布
3.2 着力点とサドル反力の変化
4 着力点とサドル反力の可視化
5 左右分割式サドル反力計の評価
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BIO BUSINESS
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バイオ医薬品
これまで多くのブロックバスターを生み出してきた低分子化合物を用いた新薬が頭打ちになってきており，抗体医薬をはじめとするバイオ医薬品の市場が拡大している。バイオ医薬品の5割以上を占める2018 年の抗体医薬品の国内市場は11,051 億円程度とみられ，がん領域を中心に現在も多くの臨床試験が進められていることから，今後も安定した成長が期待される。大型医薬品の特許切れが相次ぐ中，メーカー各社は研究機関との共同研究やバイオベンチャーの買収によって新薬の投入を急いでいる。
【目次】
1 概要
2 業界動向
3 バイオシミラー
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月刊バイオインダストリー 2021年5月号
￥4,950
＜著者一覧＞
冨永昌人 佐賀大学
加納健司 京都大学
北隅優希 京都大学
里村武範 福井大学
髙村映一郎 福井大学
末 信一朗 福井大学
中村暢文 東京農工大学
三宅丈雄 早稲田大学
高松泰輝 早稲田大学
井上（安田）久美 山梨大学
志和地弘信 東京農業大学
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【特集】酵素バイオ発電・酵素バイオセンサ
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特集にあたって
Introduction
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酵素機能電極反応の速度論的解析法
Kinetic Analysis of Redox Enzyme-Functional Electrode Reaction
酸化還元酵素と電極反応の共役系を酵素機能電極反応と呼ぶ。この共役系の概念を，酵素の基質特異性や電荷移動形態を基礎に概説する。その上で，メディエータ型と直接電子移動型の定常触媒電流に焦点をあて，その解析法について説明する。論文に多く見られる間違いについても指摘する。
【目次】
1 酸化還元酵素と酵素機能電極
2 MET型酵素機能電極反応におけるメディエータの選択
3 多孔質電極でのMET型酵素機能電極反応の定常触媒電流
4 均一配向におけるDET型酵素機能電極反応
5 ランダム配向におけるDET型酵素機能電極反応
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固定化酵素における電極界面電場の影響
Effect of Electric Field on the Adsorbed Enzymes at the Electrode Surface
酸化還元酵素反応と電極反応の共役系である直接電子移動（DET）型の酵素電極反応は電極表面に吸着した酵素の状態を敏感に反映するため，それを解析することで電極表面における酵素の吸着量や配向が議論可能である。電極表面に局在する極めて強い電場である電気二重層が電極表面に吸着した酵素に与える影響についてDET 型の酵素電極反応に基づき検討した結果を紹介する。
【目次】
1 電解質溶液中での静電相互作用
2 電極の形状と電気二重層
3 固定化酵素の活性と電場
4 固定化酵素の配向と電場
5 おわりに
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人工酵素多段階酸化代謝経路を介した好熱性酵素バイオ燃料電池用アノードの開発
Development of a Bioanode for Thermophilic Enzyme Biofuel Cell Through an ArtificialEnzyme Cascade Pathway
バイオ燃料電池研究において電池の耐久化，高出力化が近年の課題となっている。本稿では，筆者が進めている耐久性電極用酵素素子である好熱菌由来酵素を複数組み合わせて電極上に多段階酸化代謝経路を構築することにより高出力で長期連続稼働を可能にするバイオ燃料電池の開発について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 バイオ燃料電池を長期間連続稼働可能にする耐久性電極用素子の開発
3 人工多段階酵素反応を利用したバイオ燃料電池用電極の開発
4 おわりに
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改変酵素による高性能バイオカソードの構築
Construction of High-performance Biocathode by Modifying Enzyme
近年，ウェアラブルデバイスや体内埋め込み型デバイス用電源としてのバイオ電池の研究が活発になっている。本稿では，筆者の所属する研究グループにおいて進めてきた酵素固定化のための酵素改変および優れた電極触媒を取得するための酵素改変について，カソード側に焦点を当てて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 マルチ銅オキシダーゼ
3 電極に固定化されたMcoPの配向制御によるバイオカソードの電気化学特性の向上
3.1 McoP C及びMcoP N発現用プラスミドの構築および発現・精製
3.2 MWCNT-McoP複合体の作製及び電気化学的評価
4 McoPの酸化還元電位改変によるバイオ電池の電池電圧向上
4.1 470番目のメチオニン（野生型McoP）をロイシン（McoP M470L）もしくはフェニルアラニン（McoP M470F）へ置換したMcoP発現用プラスミドの構築
4.2 各McoPの酵素化学的性質
4.3 各McoPの熱，pH及び長期安定性
4.4 各変異体McoPの酸素の還元に対する電気化学的評価
5 まとめ
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尿中がんマーカーを検出するためのアンペロメトリック酵素センサ
An Amperometric Enzyme Sensor for Detecting a Cancer Marker in Urine
L-フコースは，悪性腫瘍患者の血清中および尿中で濃度上昇することが報告されているマーカーであり，現在では特に肝・胆・膵の腫瘍マーカーとしての有用性が示唆されている。本稿では，このL-フコースを基質とする酵素の電極との直接電子移動反応に関する研究とその酵素固定化電極を用いたL- フコースの電気化学的な定量法の開発について述べる。
【目次】
1 序論
2 CcPDHの直接電子移動反応
2.1 全長CcPDHの直接電子移動反応
2.2 PQQドメインの直接電子移動反応
3 妨害物質の影響を受けないセンサ
4 まとめ
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酵素修飾繊維を用いた医療用計測レンズの開発
Wearable Smart Contact Lens With Enzymatic Biosensing Fibers
近年，視力を補強するウェアラブルな高度医療機器“コンタクトレンズ”に電子素子を搭載させることで，新奇機能を実現可能なスマートコンタクトレンズの開発が盛んである。特に，①視覚拡張機器，②疾病治療機器，③生体情報計測機器といった新市場に向けた材料・デバイス・システム開発が目立つ。本稿では，これら次世代デバイスの開発動向とその将来性を述べると共に，筆者らが取り組む医療用計測レンズについて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 酵素修飾繊維
3 無線給電素子
4 無線給電式バイオセンシングレンズ
5 おわりに
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バイポーラ電極を用いるバイオセンサの開発
Development of Biosensors Using Bipolar Electrode
バイポーラ電極とは，電解質溶液中に外部電源とつながらない状態で置かれたワイヤレスな電極であり，一対の駆動電極間に電位を印加するだけで，多数の電極を同時に動作させることができる。バイポーラ電極のバイオセンサ利用に向けた興味深い報告が数多くなされているので，その代表的なものを整理し，筆者らの研究とともに紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 バイポーラ電気化学とセンサへの応用
3 バイポーラ電極を用いるバイオセンサ
4 バイオイメージングデバイスへの展開
5 おわりに
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BIO R&D
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ヤムイモから発見された植物生育促進・窒素固定細菌の特性解明と農業革新
Characteristic Elucidation on Plant Growth Promoting and Nitrogen Fixing Bacteria from Yams for Agricultural Innovation
本研究はヤムイモ（Dioscorea spp.）から発見された植物生育促進・窒素固定細菌の能力や特性を明らかにして，作物生産における窒素固定細菌の利用を確立するとともに，農業生産への利用による窒素化学肥料に依存しない持続的な食糧生産技術の開発を目指したものである。
【目次】
1 はじめに
2 ヤムイモから分離された窒素固定細菌
3 窒素固定細菌の多様性
4 植物生育促進細菌の発見
5 メタ16S解析法による細菌叢の特定
6 バイオ資材として実用化に向けた研究
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BIO BUSINESS
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健康食品・機能性食品工業
2019 年の特定保健用食品（トクホ）市場規模は6,493 億円（前年比101.0％）と推定され，ほぼ横ばいに推移した。トクホ茶をはじめとする中性脂肪・体脂肪関連商品が市場をけん引した。乳酸菌ブームに一服感がみられたが，新型コロナウイルスへの警戒感から2020 年2 月以降，再び需要が伸び始めている。一方，機能性表示食品の市場規模は2,557 億円（前年度比128.3％）と推定され，市場は大きく拡大した。全体的な届出件数の増加に加え，茶系飲料の大型商品が新規投入され市場をけん引した。届出手続の簡素化・迅速化が図られ，また新規関与成分による届出が続々と認められており，トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きがさらに加速している。
【目次】
1 健康食品と機能性食品
2 トクホ市場動向
3 機能性表示食品市場動向
4 健康食品の機能別市場動向
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《BIO PRODUCTS》
イソマルトオリゴ糖(Isomaltooligosaccharide)
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月刊バイオインダストリー 2021年4月号
￥4,950
＜著者一覧＞
槻木恵一 神奈川歯科大学
山本健吉 花王(株)
小林 香 花王(株)
生野千佳 花王(株)
森 卓也 花王(株)
横尾岳大 (株)明治
狩野 宏 (株)明治
物部真奈美 (国研）農業・食品産業技術総合研究機構
宮﨑義之 九州大学
笹野高嗣 医療法人明徳会
猿田樹理 神奈川歯科大学
山本裕子 神奈川歯科大学
小池 萌 徳島大学
佐々木すみれ 徳島大学
瀬川博子 徳島大学
長谷川智之 三重県立看護大学
斎藤 真 三重県立看護大学
森田雅宗 産業技術総合研究所
野田尚宏 産業技術総合研究所
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【特集】唾液による健康効果の最前線;唾液腺健康医学という新たな領域での最新トピックス
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特集にあたって
Introduction
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唾液のシアル酸の抗インフルエンザウイルス作用に着目した研究開発
Research and Development Focusing on The Anti-influenza Virus Effect of Salivary Sialic Acid
上気道粘膜には，ウイルス感染から粘膜上皮細胞を効果的・持続的に防ぐ，上気道粘膜上皮バリア機能（唾液，粘液，線毛における一連の生理機能）が備わっている。本稿では，筆者らが研究開発を進めている，上気道粘膜上皮バリア機能の一つである唾液の抗ウイルス作用について，現在までの取り組みの一部を概説する
【目次】
1 はじめに
2 唾液の抗インフルエンザウイルス作用
2.1 唾液の抗インフルエンザウイルス活性に関する先行研究
2.2 唾液の抗インフルエンザウイルス活性の個人差とその規定因子
2.3 唾液の抗IAV活性に対するタンパク質結合型シアル酸の寄与
2.4 唾液の抗IAV活性と年代による変化
3 唾液の抗IAV活性を高める取り組み ～炭酸刺激の効果～
4 おわりに
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乳酸菌Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 の免疫活性化作用について－細胞性免疫と液性免疫の両面から－
Immunostimulatory Effects of Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 on Cellular and Humoral Immunity
近年，乳酸菌の様々な生理機能が見出されており，そのひとつに免疫活性化作用が挙げられる。Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 についてはnatural killer 細胞の活性化等，主に細胞性免疫への影響が知られていたが，最近では唾液中IgA の増加等の液性免疫への影響も確認されている。本稿では，L.delbrueckii ssp. bulgaricus OLL1073R-1 の免疫活性化作用について，これまでの知見を概説する。
【目次】
1 はじめに
2 1073R-1乳酸菌由来の多糖体について
3 1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用-細胞性免疫-
4 1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用-液性免疫-
5 1073R-1乳酸菌の免疫活性化作用の推定メカニズム
6 おわりに
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緑茶の抽出温度と唾液IgA の関係
Relationship Between The Brewing Temperature of Green Tea and Salivary IgA
熱湯で淹れて飲むと渋い緑茶には「良薬口に苦し」を期待する。緑茶の主要な生理活性成分としてこれまで苦渋味成分が注目されてきた。しかし最近，苦渋味成分を引き算することにより新たな生理活性が見出される可能性が出てきた。本稿では，緑茶を冷水で淹れた時に溶出される成分と唾液IgA の関係について考察する。
【目次】
1 はじめに
2 緑茶葉から溶出する成分と水温との関係
3 緑茶成分と活性
3.1 EGCとEGCG
3.2 一本鎖RNA
3.3 テアニンとカフェイン
4 水出し緑茶の飲用と唾液IgA
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高分子CUA フコイダン摂取による健常人の唾液IgA 産生増強
Immune Enhancing Effect of High-Molecular Weight Fucoidan-Agaricus Mix（CUA）on Secretory IgA Production into Saliva of Healthy Individuals
フコイダンは，褐藻類の“ぬめり”成分を構成する天然硫酸化多糖類である。免疫力の向上や抗ウイルス作用に関する基礎的な研究報告は多いものの，臨床学的な知見は未だ少ない。本稿では，唾液分泌型IgA（sIgA）を口腔内粘膜免疫の指標とする健常人を対象とした高分子フコイダン-アガリクスミックス（以下，CUA フコイダン）投与試験を紹介する。検討の結果，CUA フコイダンが粘膜免疫の増強に寄与する可能性が示され，口腔や上気道等における感染防御およびアレルギー疾患の病態緩和に貢献することが期待される。
【目次】
1 はじめに
2 粘膜免疫と分泌型IgAについて
3 フコイダンについて
4 健常人を対象としたフコイダン摂取試験
4.1 フコイダン-アガリクスミックスの唾液sIgA産生促進作用
4.2 フコイダン-アガリクスミックスの安全性
5 おわりに
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世界が注目する「うま味」を用いたドライマウス治療
Application of Umami Taste, Attracting Global Attention, to Remedy for Dry Mouth.
ドライマウスとは，唾液分泌量が減少して口が渇く状態を言い，口腔乾燥症とほぼ同義に用いられる。高齢化に伴い，わが国のドライマウス患者は急増しているが，専門医が少なく，その診断と治療は普及していない。本稿では，うま味による味覚- 唾液反射を応用してドライマウスを改善する安心で安全な方法について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ドライマウスとは何か
2.1 ドライマウスの原因
2.2 唾液はどこから？
2.3 唾液のはたらき
2.4 唾液分泌の中枢機構
2.5 ドライマウスの症状
2.6 新しい知見 －ドライマウスは総唾液分泌量よりも小唾液腺分泌量と関連する－
3 ドライマウスを改善する新しいアイデア
3.1 小唾液腺における味覚?唾液分泌反射
3.2 うま味を用いたドライマウス治療
3.3 うま味とは？
4 おわりに
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唾液腺産生生理活性物質の全身への影響を解明する-脳-唾液腺ネットワークの視点から-
To Elucidate The Effect on The Whole Body from The Salivary Glands Producing Physiologically Active Substances－From The Perspective of The Brain-Salivary Gland Network－
新たな臓器間ネットワークは臨床的に注目されているが，唾液腺情報伝達物質の口腔以外の他臓器への役割については多くの未解明な点を残している。筆者らは，神経細胞の機能維持に重要な脳由来神経栄養因子brain-derived neurotrophicfactor（BDNF）が唾液腺で産生され，海馬において抗不安作用を有することを明らかにした。このBDNF がどのようなメカニズムで海馬神経細胞に発現するtyrosine receptor kinase B（TrkB：BDNF レセプター）に結合し機能発現するか等，いわゆる「BDNF を介した脳-唾液腺ネットワークの分子機構」は不明な点が多いが，脳の精神作用における唾液腺の有効性（新たな役割）は，医学分野における新たな医療の構築に貢献していくことが期待される。そこで本稿では，筆者らが世界に先駆けて研究を進めてきた，「唾液・唾液腺と全身との関連」について脳-唾液腺ネットワークの視点から解説する。
【目次】
1 唾液腺の存在意義
2 臓器間ネットワークとは
3 唾液腺と成長因子の関係
4 唾液腺産生物質から全身への移行
5 脳由来神経栄養因子（brain-derived neurotrophic factor（BDNF））の唾液腺での産生とその意義
5.1 BDNFとは
5.2 唾液腺BDNFの血中への影響
5.3 唾液BDNFのターゲット臓器の探索
5.4 BDNFと副腎との関連性
5.5 脳-唾液腺ネットワークの発見
6 in vivoイメージングを用いた脳?唾液腺ネットワークの検証
7 唾液腺健康医学の創生に向けて
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難消化性糖類摂取による唾液IgA の増加とそのメカニズム
Mechanism of Increase in Salivary IgA level with Ingestion of Indigestible Carbohydrates
上気道感染症予防に重要な役割を果たしている唾液中IgA は，難消化性糖類（繊維）摂取で増加すること，難消化性糖類摂取による唾液中IgA レベル増加は，腸管免疫賦活化の結果，大腸で産生された短鎖脂肪酸の効果であることが判明した。このメカニズムを社会に周知させることが，高齢者の健康寿命延伸につながる可能性がある。
【目次】
1 はじめに
2 唾液腺
3 唾液
4 唾液中IgA
5 難消化性糖類とその機能
6 難消化性糖類摂取が唾液中IgAレベルに与える影響
7 まとめ
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唾液腺のリン代謝における役割
Role of Salivary Glands in Phosphate Metabolism
リンは動物・植物を含めて全ての生物において必要であり，生体内でエネルギー代謝・細胞膜・骨の構成成分など生体機能維持を担っている。体内のリン濃度の恒常性は，主に腸管，腎臓，骨が様々な因子により調節を受けバランスが保たれている。唾液には，リンが多量に排出されるが，その調節機構等詳細は明らにされていない。唾液腺は，生体内リン代謝調節機構に関与する臓器であるのか？ 本稿では，生体におけるリンの重要性と著者らが生体内リン代謝と唾液腺に発現するリン酸トランスポーター調節に焦点を当て明らかにした結果の一端を紹介する。
【目次】
1 生体に含まれるリン形態
2 生体におけるリンの役割
3 食事に含まれるリン
4 リン代謝調節機構とその破綻
5 リン酸トランスポーターファミリー
6 唾液中のリンの役割
7 唾液腺におけるリン酸輸送系
8 唾液腺におけるリン代謝調節機構の存在
9 さいごに
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BIO R&D
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誰でも簡単に使用できる手浴用容器の開発
Development of Hand Bath Bag That Anyone Can Easily Use
病院や介護施設等で勤務するスタッフの困り事として，「寝たきり患者さんの手をきれいに洗うことができない」という意見がある。本稿では，ビニール袋を活用し，患者の手と術者の手を直交することができる形状にすることで，ベッド上でも温湯を使用し患者の手を洗うことができる技術を開発したため解説する。
【目次】
1 はじめに
2 手浴用容器の製作，実験
2.1 手浴用容器の試作
2.2 手浴用容器を用いた実証実験
3 結果
3.1 実験1
4 今後の展望
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BIO ENGINEERING
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巨大リポソーム型微生物インキュベータ
Giant Liposome based Microbial Incubator
微生物は，工業，エネルギー，食品，医薬品，健康，環境など，我々の生活の身近に存在する重要なパートナーである。我々は，巨大リポソームという大きさが1 - 100μm の細胞サイズの人工カプセルに，微生物をシングルセルレベルで内包し，その内部で微生物を培養することに成功している。本稿では，巨大リポソームに微生物を内包し，微生物培養器（インキュベータ）として利用できることを実証した研究の紹介と微生物内包巨大リポソームの将来展望について紹介する。
【目次】
1 巨大リポソーム（Giant liposome，GL）と作り方
2 GL内での微生物培養
3 微生物内包GLの将来展望
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《BIO PRODUCTS》
キサンタンガム(Xanthan gum)
5-アミノレブリン酸(5-Aminolevulinic Acid)
-
月刊バイオインダストリー 2021年3月号
￥4,950
＜著者一覧＞
井上國世 京都大学名誉教授
菅原卓也 愛媛大学
酒井康行 東京大学
チェ・ヒョンジン 東京大学
ファド・ガンジー・トリザール 東京大学
堀口一樹 東京大学;大阪大学
西川昌輝 東京大学
藤田泰毅 (株)大塚製薬工場
西村益浩 (株)大塚製薬工場
小森奈月 (株)大塚製薬工場
上田忠佳 DS ファーマアニマルヘルス(株)
松村昌典 北見工業大学
吉原利忠 群馬大学
田上友季也 福岡大学
上原吉就 福岡大学;福岡大学病院
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【特集】動物細胞培養における培地および培養系の工夫
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特集にあたって
Introduction
本特集号では，動物細胞培養における培地，培養系，培養方法などのハード面における変遷と現状および解決すべき問題点を中心に，活発に研究されておられる先生方に執筆していただいた。ご多忙のところ，快く執筆してくださった先生方にあつく御礼申し上げる。動物細胞培養の研究においては，生産物の生理機能や応用性に関心が向くのは当然のこととしても，細胞を安全かつ簡便，安価に培養するための科学・技術にも，重要でかつ困難な課題が含まれている。本特集号の情報が，日々，細胞培養に取り組んでおられる研究者，学生諸氏にとり，タイムリーで有用なものであることを期待したい。
【目次】
1 バイオテクノロジー（BT）の要素技術には細胞融合・細胞培養が含まれる
2 BTは科学技術の延長線上で取り扱うことができる
3 石油ショック時代のBTから脱CO2時代のBTへ
4 半世紀にわたるNBTの進歩
5 動物細胞培養の流れ：ワクチン開発，モノクローナル抗体（MAb），多能性幹細胞
6 動物細胞培養と故・村上浩紀教授
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ハイブリドーマの培養に適した無タンパク質無ホルモン培地（PHFM）の開発と応用および多能性幹細胞用培地における最近の進展
Development of a Protein- and Hormone-free Medium（PHFM）Applicable to Hybridoma Culture and Recent Progress of Culture Media for Pluripotent Stem Cells.
モノクローナル抗体（MAb）は，各種生理活性物質の検出や分析，精製及び臨床診断や治療薬（抗体医薬）として広く用いられている。ハイブリドーマのinvitro 培養は，当初，ヒトMAb の生産を目的として，ヒト-ヒト（H-H）ハイブリドーマの培養に応用された。一方，マウスMAb についても，従来のマウス-マウス（M-M）ハイブリドーマをマウス腹水で培養する方法（腹水法）に代わり，invitro 培養での生産が広く行われている。本稿では，ハイブリドーマのin vitro 培養に向けた培地の開発の歴史を縦覧し，筆者らが開発に関わった無タンパク質無ホルモン培地（Protein- and hormone-free medium, PHFM）を紹介し，さらに本培地でのハイブリドーマ培養とMAb 生産について述べる。また，多能性幹細胞の無血清培養開発の最近の展開に関して概括し，ハイブリドーマ培養との関連を考察する。
【目次】
1 はじめに
2 動物細胞培養と合成培地
2.1 動物細胞培養黎明期
2.2 EarlのBSS，EagleのBMEとMEM，DulbeccoのDMEM
2.3 血清添加の問題点
3 無血清培地（Serum-free medium）と成長因子ITES
4 ハイブリドーマ無血清培養用基礎培地eRDFの開発
4.1 ITES添加eRDF培地の有用性
4.2 ITES添加eRDFによるハイブリドーマ培養
5 その他の成長因子の検索
5.1 ニワトリ卵黄リポタンパク質（Yolk lipoprotein, YLP）
5.2 ホスファチジン酸（phosphatidic acid, PA）
5.3 コラーゲン（Col）
5.4 ラクトフェリン（LF）
5.5 イムノグロブリン産生促進因子（IPSF）
6 無タンパク質無ホルモン培地（PHFM）の開発
6.1 PHFM開発の背景
6.2 PHFMの組成
6.3 PHFMでのハイブリドーマの培養
6.4 PHFM中でのハイブリドーマからのMAb生産
6.5 PHFMで培養したハイブリドーマ培養上清のSDS?PAGE
6.6 大量ハイブリドーマ培養によるMAb生産
7 ヒト多能性幹細胞（ES/iPS細胞）の培地
7.1 ゼノフリー・フィーダーフリー培養用の完全合成培地が望まれている
7.2 ヒトES/iPS細胞用無血清培地
7.3 FGF-2及びTGF-βに代わる増殖因子の探索
7.4 ES/iPS細胞の浮遊培養
8 おわりに
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動物細胞の生産性を向上する培地添加因子
Production Stimulating Factors for Animal Cell Culture
動物細胞が産生する物質は生物製剤，特に近年では抗体医薬として様々な疾病の治療に用いられている。動物細胞による物質生産の効率化には，大量培養や高密度培養などの培養工学的手法，強力なプロモーター遺伝子の導入などによる分子生物学的手法がある。また，生理学的手法による生産性向上として，本稿では，ハイブリドーマのモノクローナル抗体産生やマクロファージのサイトカイン産生を促進する因子を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 コラーゲンによる抗体生産性の改善
3 コラーゲンの作用機構
4 マクロファージに対するコラーゲンの促進効果
5 塩基性タンパク質の抗体産生促進効果
6 おわりに
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多能性幹細胞の大量培養法の現状と問題点および将来
Status and Future Perspectives of Large-scale Culture of Pluripotent Stem Cells
iPS 細胞などの多能性幹細胞をヒトの再生医療に用いるためには，細胞を移植に必要な数まで大量培養し，かつ必要な臓器細胞へと分化誘導することが必須である。このためには，バイオ医薬品製造のための細胞大量培養技術を基礎としながらも，多能性幹細胞培養の特有の課題を克服し，適切な手法を構築する必要がある。本稿では，多能性幹細胞の大量培養技術を概観した後，そこで課題となる細胞凝集現象の制御と，コストダウンのための高密度培養に対する筆者らの最近の研究成果を紹介し，将来を展望してみたい。
【目次】
1 はじめに
2 大量培養法
2.1 2つの培養形式
2.2 iPS細胞の凝集・増殖プロセス
2.3 iPS細胞の凝集体浮遊培養の種類
2.4 攪拌翼を用いる動的浮遊培養
2.5 容器振盪型の動的浮遊培養
3 凝集の制御
3.1 添加剤による凝集制御
3.2 容器形状による凝集制御
4 透析と高密度化
5 おわりに
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細胞懸濁保存液セルストアS 及び細胞洗浄保存液セルストアW によるヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞の保存
Preservation of Human Adipose Tissue Derived Mesenchymal Stromal Cells with The Cell Suspension and Preservation Solution （Cellstor-S） and The Cell Wash and Preservation Solution （Cellstor-W）
抗炎症や免疫調節といった機能を有している間葉系幹細胞は，様々な疾患への適応が期待され，数多くの臨床研究が進められている。承認された間葉系幹細胞製品では，凍結保存や常温保存が選択されている。本稿では，筆者らが開発した細胞保存液によるヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞の保存の実例について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 冷蔵保存及び常温保存条件での使用例
3 細胞濃度の均一性の維持
4 凍結保存液の基液としての使用例
5 セルストアS及びセルストアWの製造原料について
6 凍結解凍の影響について
7 結語
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動物細胞用培養液の基礎と特長
Basic and Features of Animal Cell Culture Medium
動物細胞の培養にとって培養液は必要不可欠なものであるが，培養液の特長や注意点などは意外と知られていない。そのため，本来，緩衝系に炭酸ガスを必要としない培養液を炭酸ガスインキュベータで使用するなど，誤った使用方法も増えつつある。そこで，本章では汎用されている動物細胞用培養液について，その特長と注意点等を解説したい。
【目次】
1 組織培養と培養液の歴史
2 培養液の基本的な組成
2.1 無機塩類
2.2 アミノ酸
2.3 ビタミン
2.4 糖など有機化合物
2.5 微量元素（Trace Element）
2.6 脂肪酸，脂質
2.7 ホルモン，タンパク質
3 主な基礎培養液
3.1 199
3.2 BME
3.3 Alpha－MEM
3.4 D-MEM
3.5 RPMI1640
3.6 F10
3.7 F12
3.8 L158
3.9 McCoy
3.10 MEM
3.11 DF12
3.12 MCDB
3.13 混合培養液
4 血清の役割と無血清培養液
5 無血清培養液
6 無血清培養液の分類
6.1 血清代替品添加培養液1
6.2 Defined培養液，Chemically Defined培養液
6.3 Xeno-Free培養液
6.4 Animal?Free培養液
7 培養液の今後について
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BIO R&D
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血管のようなヌルヌル柔軟弾性管と簡単・瞬時に着脱できるコネクタの開発
Development of Connectors that can Easily and Instantly ConnectFlexible and Elastic Tubes
生体管にカテーテルのようなチューブを接続するコネクタには，多くの課題がある。例えば，血管のような生体管は，ヌルヌルして滑りやすく，管壁が薄くて弾力があるため，カテーテルを確実かつ簡便で迅速に着脱することが難しく，しかもコネクタの装着が生体管に物理的損傷を与えることもある。本稿では，このような課題を解決するために開発されたコネクタを紹介する。
【目次】
1 開発経緯
2 ヌメリのある柔軟弾性管用コネクタに関する課題と技術的要求事項
3 バルーンカテーテルを応用したコネクタの開発
4 外筒内壁面形状と抜けにくさ
5 おわりに
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蛍光性脂質滴プローブを用いた細胞および組織内脂質滴のライブイメージング
Live Imaging of Intracellular and in vivo Lipid Droplet Using Lipid Droplet-specific Fluorescent Probe
脂質滴は，細胞内において脂質をエネルギー源とする代謝過程や，脂肪肝などの病態と深く関与している。本稿では，細胞から小動物臓器内の脂質滴のイメージングを可能とする蛍光性脂質滴イメージング試薬，およびそれを用いた細胞内脂質滴の形成過程やin vivoにおける脂質滴イメージングについて紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 脂質滴イメージングのための蛍光性試薬
3 蛍光性脂質滴プローブの光物理特性
4 PC6Sを用いた細胞内脂質滴イメージング
5 PC6Sを用いた脂質滴のin vivoイメージング
6 おわりに
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BIO ENGINEERING
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心拍の揺らぎに含まれる自律神経成分を活用した新たな運動強度判定法の試み
Novel Evaluation Method of Exercise Intensity Using Autonomic Nervus Components Contained in Heart Rate Variability
運動が健康増進に効果的であることはよく知られており，その効果を高めつつ安全に運動を実施するためには適切な運動強度の設定が重要である。本稿では，筆者らが研究を進めている心拍変動を活用した新たな運動強度判定法について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 心拍変動測定における運動中の自律神経評価
3 心拍変動を活用した新規の運動強度判定法
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月刊バイオインダストリー 2021年2月号
￥4,950
＜著者一覧＞
松原輝彦 慶応義塾大学
堀 克敏 名古屋大学
小澤祐市 東北大学
中野祥吾 静岡県立大学
小塚康平 静岡県立大学
南野優季 静岡県立大学
伊藤創平 静岡県立大学
駒崎友亮 (国研)産業技術総合研究所
木村賢一 岩手大学
鈴木 聡 (株)実正
神崎 浩 岡山大学
仁戸田照彦 岡山大学
畑生俊光 岡山大学
森 隆 埼玉医科大学
羅霄霖 (株)ジェヌインR&D
開 忍 (株)ジェヌインR&D
宮鍋征克 ㈱ジェヌインR&D
今井博之 甲南大学
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BIO R&D
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繊細な生体物質を触れずに操る無容器バイオフラスコ
Contactless Bioflask for Investigation of Sensitive Biological Samples
近年，定在波音波を利用して液滴を空気中で捕捉して浮揚させ，特殊な界面を利用した化学および生物反応を行う研究が始まっている。微小重力環境においてのみ可能な三次元の気-液界面を常温・常圧下，地球上で実装できる技術である。本稿では，この技術が次世代の無容器バイオフラスコとして利用できるかどうか，その可能性について解説する。
【目次】
1 はじめに
1.1 繊細な生体物質を扱う実験プロトコールの必要性
1.2 定在波捕捉による浮揚液滴
2 浮揚液滴内による生物有機合成反応
2.1 単軸超音波振動子による浮揚装置の構成
2.2 高分子重合反応
2.3 生体直交反応（クリック反応）
2.4 酵素による発色反応
2.5 制限酵素によるDNA切断反応
2.6 超音波による生体試料への影響
3 近年の研究動向
4 最後に
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微生物接着タンパク質AtaAの無限の可能性
Boundless Applicability of the Microbial Adhesive Protein AtaA
筆者らは，様々な材料表面に付着する細菌の細胞表層タンパク質AtaAを発見し，その性質，構造，接着機構の解明を進めてきた。さらに，AtaAを微生物固定化や接着分子材料へ利用する応用研究についても取り組んできた。本稿では，AtaA分子の特徴を説明するとともに，無限に拡がりつつある応用展開について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 微生物接着タンパク質AtaA
3 AtaAの微生物工学への応用
3.1 微生物固定化技術への応用
3.2 オン・ファイバーディスプレイ
4 AtaAの接着分子材料としての応用
4.1 リポソームのファイバーデコレーション
4.2 分子固定，表面機能化への利用
5 将来展望
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3次元情報を一挙に可視化するレーザー走査顕微鏡法
Laser Scanning Microscopy Acquiring Three-Dimensional Information from a Single Laser Scanning
レーザー走査型蛍光顕微鏡法は試料の3次元構造を詳細に可視化可能なイメージング法として生命科学分野を始めとして広く用いられているが，複数枚の2次元断層画像の重ね合わせから3次元化する従来法では，イメージングの高速化が容易ではなかった。本稿では，光の新しい特性を巧みに利用して深さ情報を一挙に可視化できるイメージング法について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 原理
2.1 長焦点ニードルスポット励起
2.2 蛍光信号に対するエアリービーム変換
3 ニードル顕微鏡システムによる3次元画像構築
3.1 顕微鏡システム
3.2 エアリービーム変換に基づく深さ情報の抽出
3.3 画像構築
4 おわりに
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配列解析を礎とした次世代蛋白質工学～難生産性L-アミノ酸酸化酵素の改良とD-アミノ酸動的光学分割法への応用を例に～
A Semi-rational Protein Engineering by Sequence-based Method and Development of Artificial L-amino Acid Oxidase.
40億年にわたる進化の過程において，生物は変異を遺伝子に蓄積することで，多様な機能を獲得してきた。遺伝子から転写・翻訳され生合成される酵素の進化を俯瞰すると，相同な立体構造を持ち類似の触媒反応を担う酵素であっても，分子全体に多数の変異が導入され，自在に基質特異性，生産性，安定性等の機能が改変されている。しかし，一つ一つの変異のほとんどは，生物の自然淘汰に対して有利でも不利でもない中立的な変異であり，蛋白質の機能においても中立的である。加えて分子進化による変異は極めて不規則であり，人間の目で変異による機能の変化を合理的に理解するのは極めて困難である。よって，実験科学的手法に依存したスクリーニング，構造生物学・分子進化工学的手法による合理的な改変が現在も主流となっている。しかし，これら手法に依存した技術開発や合理的改変のコストは総じて高く，バイオ技術の社会実装を阻む障壁にもなっている。我々は，拡大の一途を辿る遺伝子・配列データベースを，独自の機械学習型配列解析法により演繹的に解析，実験結果と照合することで，蛋白質・酵素機能のデザインが可能であるか検証してきた。本報では，次世代型の蛋白質工学技術の紹介と，適用例として難生産性L-アミノ酸酸化酵素の改良とD-アミノ酸動的光学分割法への応用を紹介する。
【目次】
1 次世代蛋白質工学とは？
2 人工L-アミノ酸酸化酵素の設計と動的光学分割
3 今後の展開
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高柔軟性シリコーン感湿材料の開発と状湿度センサへの応用
Hygroscopic Silicone Rubber Composite and Textile Based Humidity Sensor
近年，人が身に着けて使用する電子機器，「ウェアラブルデバイス」が話題を呼んでいる。本稿では，著者らが衣服型ウェアラブルデバイス向けに開発した布状湿度センサと，それを可能にした高柔軟性シリコーン吸湿材料について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 高柔軟性シリコーン感湿材料の開発
3 布状湿度センサの作製
4 おわりに
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久慈産琥珀に含まれる生物活性物質の多彩な化学構造と生物活性－メラニン産生抑制活性とコラーゲン産生促進活性の発見－
Diversity of Structures and Biological Activities of Bioprobes Isolated from Kuji Amber-Discovery of Inhibition of Melanin Production and Promotion of Collagen Production Activities in Kuji Amber-
久慈産琥珀の約5％を占めるアルコール可溶性画分には，他国産琥珀の場合とは大きく異なり，kujigamberolを中心に多数の新規構造を有する生物活性物質が含まれている。これまで，動物における高い抗アレルギー活性を報告してきたが，今般メラニン産生抑制とコラーゲン産生促進活性が細胞で新たに見出された。今後，それらの活性を有する新たな成分の発見とメカニズム解析，並びに抽出物を用いた多角的な商品化が期待される。
【目次】
1 はじめに
2 医薬品探索のための天然資源としての琥珀
3 久慈産琥珀の生物活性物質の構造
4 久慈産琥珀の抗アレルギー活性
5 久慈産琥珀のメラニン産生抑制活性
6 細胞外マトリックスとコラーゲン
7 久慈産琥珀抽出物の多角的な産業利用
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エノキタケ菌床抽出物の脂肪蓄積抑制効果とペット動物用サプリメントへの応用
Adipogenesis Suppression by Enokitake Mushroom Bed Extract and its Application to Pet Animal Supplements
エノキタケ栽培針葉樹菌床水抽出物が，脂肪蓄積抑制効果を示し，その抽出液を含む飲料を用いる飲水試験で，通常食給餌マウスに対して，体重増加抑制，血糖値抑制，脂肪蓄積抑制，腸内細菌叢改善効果等を示すことが判明した。食用キノコ生産で得られる菌床抽出物のペットサプリメント等への用途開発が期待される。
【目次】
1 はじめに
2 生物試験に供するキノコの培養とその抽出物の調製
3 エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物の脂肪蓄積抑制効果
4 エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物の血糖値上昇抑制効果
5 エノキタケ栽培針葉樹材菌床抽出物のマウス飲水試験
6 ペット用試作飲料の小型犬に対する試飲アンケート
7 終わりに
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没食子酸（α/β-セクレターゼ作用剤）はアルツハイマー病のマウスモデルの認知機能障害を改善しアルツハイマー様病態も軽減する
Gallic Acid is a Dual α/β-secretase Modulator that Reverses Cognitive Impairment and Remediates Alzheimer-like Pathology in the Alzheimer’s Disease Mouse Model
植物由来の没食子酸をアルツハイマー病のマウスモデルに6ヶ月間経口投与すると，認知機能障害が改善し，アルツハイマー様病態も軽減した。没食子酸がアミロイド前駆体蛋白質代謝を制御する2種類の切断酵素（α/β-セクレターゼ）に作用して，原因蛋白質の1つであるアミロイド-β蛋白質の産生を抑制することを明らかにした。
本稿では，没食子酸の概要，行動・認知機能障害の改善効果，脳アミロイド症の抑制効果，α/β-セクレターゼへの二重効果，抗炎症・抗酸化効果を紹介する。没食子酸は現行する処方薬との併用も可能であり，軽度認知障害の患者への適応も期待される。
【目次】
1 はじめに
2 没食子酸の概要
3 行動・認知機能障害の改善効果
4 脳アミロイド症の抑制効果
5 α/β-セクレターゼへの二重効果
6 没食子酸の抗炎症・抗酸化効果
7 まとめ
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食用キノコの自己消化反応を利用した植物からの遊離セラミドの生産
Free ceramide production from plants using enzymes prepared from mushrooms
セラミドは，化粧品やサプリメントの美容成分として一般消費者にも周知されてきた。その中でも注目されている角質層セラミドと同じ構造を持つヒト型セラミド（遊離セラミド）を，野菜や果物などの植物から作り出す研究を行った。植物にはグルコシルセラミドなどの糖セラミドはあるが，ヒト型セラミドは存在しない。この植物の糖セラミドを食用キノコの消化反応を利用して遊離セラミドに変え，機能性素材として展開する。
【目次】
1 はじめに
2 キノコの自己消化によるヒト型セラミド産生
2.1 植物スフィンゴ脂質
2.2 スフィンゴ脂質代謝経路生合成系と分解系
3 実験方法
3.1 キノコ自己消化後酵素液の調製
3.2 酵素反応
4 結果と考察
4.1 GIPC由来遊離セラミドの産生
4.2 GlcCer由来遊離セラミドの産生
5 おわりに
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BIO BUSINESS
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医薬品工業
世界の医薬品市場は2014 年に1 兆ドルを突破し，2019 年には1 兆2,500 億ドルを超え，今後も3～6％程度の成長が見込まれている。2018 年の国内医薬品の生産金額は，6 兆9,077 億円となり，前年比2.8％の伸びを示した。医療用医薬品，一般医薬品とも増加したが，配置用家庭薬は減少した。全体的にみると生産金額は年によりばらつきがあるが，製薬業界にとって厳しい状況が続いている。また，2019 年末から発生しているコロナウイルス（COVID-19）による肺炎に関して，2020 年，政府はPCR 検査を幅広く行い，治療薬やワクチンの研究開発や生産体制の整備を行い，医療提供体制を強化することを発表している。今後，医薬品業界に大きな影響を及ぼすと思われる。
【目次】
1 医療用医薬品
2 一般用医薬品
3 臨床検査薬
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《BIO PRODUCTS》
α-アミラーゼ(α-Amylase)
β-アミラーゼ(β-Amylase)
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月刊バイオインダストリー 2021年1月号
￥4,950
＜著者一覧＞
矢澤一良 早稲田大学
孫 輔卿 東京大学
飯島勝矢 東京大学
葛谷雅文 名古屋大学
鈴木隆雄 桜美林大学
大澤俊彦 愛知学院大学
長竹貴広 (国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
國澤 純 (国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
山口浩平 東京医科歯科大学
戸原 玄 東京医科歯科大学
香川靖雄 女子栄養大学
功刀 浩 帝京大学
田中友規 東京大学
安藤 進 IMS グループ クローバーのさと
大渕修一 (地独）東京都健康長寿医療センター研究所
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【特集】抗フレイルと予防医学
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抗フレイルと予防医学～特集にあたって～
Anti-Frail for Preventive Medicine
1 はじめに
2 ロコモティブシンドロームからフレイルへ
3 ロコモ，フレイル対策としての運動系・抗疲労系機能性食品素材の有効活性
4 抗疲労系機能性食品と「筋肉・脳相関」
5 おわりに
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フレイル対策の実践
Combined Practces for Frailty Prevention
フレイルは健康状態と要介護状態の中間的な段階であり，可逆性があるため，適切なタイミングでの予防・対策により健康な状態に戻れる概念である。フレイル予防・介入には，「運動」「栄養・口腔」，「社会参加」の3 本柱が重要とされている。そのなか，「運動」と「栄養・口腔」は身体的フレイルの予防・介入の中核となる。加齢による骨格筋量の減少や食欲不振による慢性的な低栄養は相互に影響し，さらに悪循環となり，心身機能の低下を加速させることからもサルコペニアと低栄養に対する予防・介入はフレイル予防対策の大きな部分を占めている。現在，フレイルの予防・介入策は確立されているとは言い難いが，アジア太平洋のフレイル管理の診療ガイドラインでは，フレイル管理の原則として，「フレイルはサルコペニアと重複する。そのため管理の原則は両者間で同一になりうる」と述べられている。日本サルコペニア・フレイル学会の「サルコペニア診断ガイドライン2017 年版」においても，栄養と運動がサルコペニアの発症を予防・抑制できるかについて，強く推奨すると示している（表）。
実際，フレイル高齢者における運動や栄養の介入効果については多数報告されている。「運動」や「栄養」単独の効果だけではなく，組み合わせによる増大効果（augment effect）に関してもランダム化介入試験などによる検討が行われ，効果検証されるようになってきた。このような動向からも，フレイルの予防・介入策は「運動」，「栄養・口腔」，「社会参加」をどのように組み合わせて，相乗効果をもたらすか，また続けられる組み合わせはなにかが重要になっている。最近の知見をあげながら，その組み合わせの例を紹介する。
【目次】
1 運動：種類の組み合わせ効果
2 栄養：運動や口腔との組み合わせ効果
3 ウイズ・ポストコロナ社会における「社会参加」の創意工夫
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フレイル，サルコペニア，ロコモティブシンドロームの概念
The Concept of Frailty, Sarcopenia, and Locomotive Syndrome
フレイル，サルコペニア，ロコモティブシンドロームは昨今健康寿命延伸との関連性で良く聞かれるタームである。ただ，それぞれの正確な定義，診断法などは意外と周知されていない。本章ではそれぞれの概念，診断，相違点，地域高齢者の有病（症）率などについて言及する。
【目次】
1 はじめに
2 フレイルの概念
3 サルコペニア
4 ロコモティブシンドローム（運動器症候群）
5 フレイル，サルコペニア，ロコモティブシンドロームとの相互関係
6 さいごに
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フレイルと認知症
Frailty & Dementia
わが国の超高齢社会における高齢者の健康の大きな課題となっているフレイルと認知症について両者の概念，疫学的データを述べた。特に認知的フレイルの特徴や，認知症の前段階とも考えられる軽度認知障害（MCI）における認知症予防対策に関する科学的根拠の構築状況についても実験例を中心として紹介した。
【目次】
1 フレイルと予防対策
2 認知的フレイルについて
3 認知症予防としての軽度認知障害の重要性
4 BDNFと脳機能
5 わが国の地域在宅高齢者を対象としたBDNFに関する研究の紹介
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フレイルとフリーラジカル障害
Frailty and Free Radical Damage
高齢期では加齢に伴ない「フリーラジカル・活性酸素」の過剰な産生が「酸化ストレス障害」を生じ，「フレイル」の大きな原因となっている。本稿では，「酸化ストレス障害」のメカニズムを概説し，「植物エクオール」や「アスタキサンチン」，「レモンフラボノイド」などの「抗酸化物質」による「フレイル」予防の可能性を紹介する。
【目次】
1 「フレイル」と「サルコペニア」
2 「酸化ストレス障害」はなぜ生じるか？
3 「フレイル」の予防における「酸化ストレス障害バイオマーカー」の開発への期待
4 「フレイル」予防における「抗酸化物質」への期待
5 抗酸化評価系のヒト臨床への応用
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加齢による免疫フレイル・炎症・脂質代謝
Frailty in Immune System：Ageing, Inflammation and Lipid Metabolism
加齢は感染症への罹患や重症化のリスク因子であり，その背景には免疫老化や炎症制御機構の破綻が考えられる。本項では，免疫老化におけるT 細胞の質的変容や，胸腺や二次リンパ組織の構造変化，ワクチン応答の差，また筆者らが最近見出した抗炎症性脂質代謝物に関する知見を交えて最近の話題を提供する。
【目次】
1 はじめに
2 加齢による胸腺の退縮とT細胞の変容
3 加齢による二次リンパ組織の変容とワクチン応答の減弱
4 炎症制御における脂質代謝の重要性
5 ω3脂肪酸代謝物による新たな炎症制御機構
6 おわりに
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口から始める，フレイル予防
Frail Measures Starting From the Oral Cavity
オーラルフレイルは，口腔機能の軽微な低下から心身の機能低下に至るまでの一連の現象および過程を指す。フレイルは健常と障害の中間に位置するため，適切な介入による予防効果は高い。口腔・嚥下機能向上には，口腔だけでなく，身体へのアプローチも重要である。フレイル対策には，口腔・嚥下，運動，栄養などが一体化したプログラムの構築が必須であり，同時に対象者を適切に動機付けすることも重要である。
【目次】
1 オーラルフレイルとは？
2 オーラルフレイル理解の第一歩，口腔機能って何？？
2.1 口腔乾燥
2.2 口腔衛生環境
2.3 舌圧
2.4 咬合力
2.5 咀嚼能力
2.6 嚥下機能
3 オーラルフレイルの勘所 口腔と全身の関連について
4 オーラルフレイルを広げるために～高齢者のニーズを捉える～
5 まとめ ～オーラルフレイルからの抗フレイル～
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抗フレイルのための栄養学
Nutrition to Prevent Frail
フレイル予防の基本は全ての栄養素を揃える食品多様性である。特にサルコペニアを予防する蛋白質摂取量は1.2～1.5 g/ 体重kg/ 日を3 食に等しく分け，消化能と同化能の低下に半消化態蛋白質，ロイシン，HMB 等を使う。さらに炎症性老化を防ぐ食事炎症指数の低い食事とし，老化で拡大する個人差の原因である遺伝子多型に対応した食事が望ましい。
【目次】
1 フレイル検診
2 心身活動と食事多様性で予防
3 低栄養とサルコペニアの予防
3.1 三大栄養素の最適な割合
4 フレイル予防のビタミン・ミネラル
5 炎症性老化を防ぐ食事
6 フレイルからの回復運動
7 遺伝子対応抗老化栄養
8 おわりに
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フレイルと老年期の精神疾患：うつ病，認知症との関連を中心に
Frailty and Elderly Psychiatric Disorders：Focus on Depression and Neurocognitive Disorders
フレイルと関連する精神疾患として，老年期うつ病や認知症との関連がよく検討されている。うつ病はフレイルの危険性を高め，フレイルはうつ病の危険性を高める。認知症も同様であり，特に歩行速度の低下や筋力低下は認知症発症のリスクとなる。これらの3 病態は互いに関連しており，老年期の健康維持において極めて重要な要因となる。日常的な運動習慣は，これらの病態の予防に重要である。
【目次】
1 はじめに
2 うつ病とフレイル
3 認知機能障害とフレイル
4 抗フレイル対策
5 おわりに
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社会的フレイル
Social Frailty
フレイルの社会的側面（社会的フレイル）は，外出・生活範囲，社会的ネットワーク（人とのつながり），社会的サポート，社会的脆弱な状況（一般・医療資源へのアクセス，経済的困窮など）が絡み合うため，慎重に見極め，介入する必要がある。社会的フレイル対策は貧困対策や生活支援は全体に講じつつも，社会参加や人とのつながりの醸成には性差を加味することが留意点である。
【目次】
1 フレイルとは？
2 社会的フレイルとは？
3 社会的フレイル対策はなぜ必要か？
4 社会的フレイルに性差はあるのか？
5 社会的フレイル対策「人とのつながり」の重要性
6 さいごに
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後期高齢期に要介護にならないために
To Avoid The Requirement of Nursing Care in Late Old Age
後期高齢期に入ると健康上の不具合が多くなる。平均寿命に対して健康でいられる期間はおよそ10 年短いといわれる。介護保険の世話にならないためには第1 に認知症にならないことである。認知症予防を目指す臨床試験の現状を述べる。第2に高齢者は感染症に罹りやすい問題である。免疫力の低下に帰せられるが，特に感染阻止の自然免疫力を高める重要性を述べる。
【目次】
1 はじめに
2 認知症を回避する試み
2.1 中枢神経系の老化─シナプス老化から説明
2.2 中枢神経機能の改善─シナプス機能の改善から
2.3 高次脳機能を向上させる─脳可塑性の賦活によって
2.4 認知症のリスク要因─疫学研究からわかってきたこと
2.5 認知症予防─臨床試験の現状から
3 免疫系の賦活
3.1 免疫系の老化─高齢者の易感染性の理由
3.2 免疫力を高める方法─自然免疫力を高めるのがベターか
3.3 ビタミンD（VD）による感染症流行の抑え込み─有望な臨床効果
4 おわりに
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フレイルと高齢者スポーツ
Sports Participation Preventing Frailty Among Old Persons
超高齢社会に於いては，疾病の予防にくわえて加齢に伴う心身機能，並びに社会機能の低下を予防していく必要がある。この加齢に伴う心身機能や社会機能の低下のうち可逆的なものを日本老年医学会はフレイルと定義した。要介護状態となる原因は疾病よりフレイルが多い。高齢期の生活の質を高めるためにもフレイル予防が大切となる。
本稿では，このフレイル予防に有効と考えられる介入をレビューし，これらの要素を持つスポーツについて論じたい。
【目次】
1 はじめに
2 介入
3 スポーツ
3.1 運動機能低下
3.2 認知機能低下
3.3 口腔機能低下
4 おわりに
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月刊バイオインダストリー 2020年12月号
￥4,950
＜著者一覧＞
川添嘉徳 佐賀大学
上村大輔 神奈川大学
池松真也 沖縄工業高等専門学校
石上友章 横浜市立大学
荒川健太郎 横浜市立大学
陳 琳 横浜市立大学
内田浩太郎 横浜市立大学
西郷紗絵 横浜市立大学
菅原拓哉 横浜市立大学
木野旅人 横浜市立大学
中島理恵 横浜市立大学
土肥宏志 横浜市立大学
安部開人 横浜市立大学
桑江明子 横浜市立大学
杉山美智子 横浜市立大学
鹿野耕平 旭川医科大学
川辺淳一 旭川医科大学
坂根郁夫 千葉大学
八尾 滋 福岡大学
杉山友康 東京工科大学
髙橋史樹 信州大学
片山礼司 久留米大学
櫻井謙三 聖マリアンナ医科大学
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BIO R&D
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抗肥満薬リードの開発
Drug Leads for Anti-obesit
近年，肥満人口は年々増加している。肥満は様々な生活習慣病のリスク因子であり，その解決は世界的にも喫緊の課題である。私たちはこれまで，肥満の治療に対して効果を示す天然物の取得に努めてきた。本稿では，私たちの取り組みによって見出した二種類の天然物について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 カワラタケより得られたテルナチン
3 海洋性藍藻から得られたヨシノンA
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“琉れん草”有効成分を活用したサプリメント開発（沖縄生物資源の産業利用）
The Supplement Development that Utilized the“Ryurensou”Grass Active Ingredient（The Industrial use of okinawa Bioresources）
「琉れん草」は沖縄県の名護市と恩納村の一部で栽培され，食されてきた葉物野菜である。本研究開発では，有効性を高めるためのサンプルの調製法を検討し，そのサンプルを用いて「免疫賦活作用」や「抗腫瘍活性」を検討した。しかし，これら作用は商品開発において訴求効果が弱いと考えられ，「抗肥満効果」の活性を検討した。その結果，「抗肥満作用」が確認された。
【目次】
1 はじめに
2 沖縄の自然環境に適した栽培状況
3 “琉れん草”の強みを探す
3.1 生理活性探索用サンプル調製
3.2 免疫賦活作用
3.3 抗腫瘍活性
4 やっと見つけたストロングポイント
4.1 沖縄県民における健康上の留意点
4.2 抗肥満活性探索
4.3 株化細胞を用いたin vitroアッセイ
4.4 マウスを用いたin vivoアッセイ
5 抗肥満作用検索結果考察
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腸管粘膜バリア機能に着目した，新たな動脈硬化治療
New Therapeutic Approaches For Atherosclerosis Targeting Intesitinal Mucosal Barrier Function
動脈硬化症は，国民の健康長寿を妨げる主要な疾患である。高血圧・動脈硬化症・脂質異常症といった，生活習慣病に共通する終末像であり，狭心症・心筋梗塞・脳梗塞の原因になる。重要臓器の虚血症状によって有症化するまで，自覚・他覚されることがないことから，動脈硬化症に対する医療は，カタストロフ的な病状に対する医療が展開されている。その結果，有症時にすでに，全身の動脈が侵されていることを経験することも，しばしばである。我々は，動脈硬化症の成因に迫り，初期の段階での病的な状態を診断し，特異的な手段によって解消することで，生存や健康を脅かす動脈硬化症の制圧の実現へ向けた研究を進めている。本稿では，その一部の成果についてご紹介したい。
【目次】
1 はじめに
2 無細胞タンパク質合成技術を応用した高感度ハイスループット・自己抗体アッセイによる，動脈硬化症患者の自己抗体解析
3 腸内細菌による脾臓B2細胞の活性化と，動脈硬化症の制御
4 腸管バリア機能の改善による，動脈硬化症の制圧
5 腸内共生微生物（Commensal Microbiota）と動脈硬化症（Atherosclerosis）-これまでと，これから
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EphA7陽性多能性周幹細胞の組織再生における役割と臨床応用にむけて
Role of EphA7＋Multipotent Pericytes in Tissue Regeneration and its Clinical Appplication
組織の隅々に分布する毛細血管，その構成細胞である周細胞群の中から，多能性幹細胞の，EphA7をマーカーとして末梢組織から分離した。EphA7陽性周幹細胞（Capillary stem cells；CapSCs）は，血管細胞や骨格筋細胞を含む間葉系および神経系細胞への多分化能を有し，優れた組織再生能を示す。本稿では，多細胞生物が維持していく上での基盤細胞としてのCapSCsの役割や臨床応用への展望について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 微小血管内の多能性幹細胞
2.1 多能性周細胞（MPCs）は主要な体性幹細胞なのか？
2.2 不死化細胞を利用した新しいMPCsの識別
3 多細胞生物におけるEphA7 陽性PCsの役割
3.1 血管新生：「毛細血管」前駆細胞として機能するか？
3.2 神経再生：CapSCsは「神経血管伴走化」の中心的な役割を果たすか？
3.3 骨格筋再生：CapSCsは，持続的な筋芽細胞供給能があるか？
4 おわりに
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科学的根拠に基づいた継続が容易な2型糖尿病リスク低減食品・サプリメントの開発
Development of Risk Reduction Foods/supplements of Type 2 Diabetes that Have Scientific Evidence and is Easily Continued
2型糖尿病の症状改善のためには，継続的な日常の運動や味気ないエネルギー調整食の持続的摂取が必要であり，継続が難しい。我々は，従来注目されず盲点だったミリスチン酸に注目し，科学的根拠に基づいた，楽に血糖値を下げ且つ肥満を軽減する，継続が容易な2型糖尿病のリスク低減食品・サプリメントの製品化を目指している。
【目次】
1 はじめに
2 目指す製品
3 製品の分析と波及効果
3.1 新規性，優位性
3.2 市場性
3.3 波及効果
4 製品化・事業化へ向けて
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小口径・閉鎖系内表面の抗血栓性を可能にする新規バイオマテリアル創製技術
New Biomaterial Creation Technology that Enables Antithrombotic Properties on the Inner Surface of Small-diameter or Closed Systems
側鎖に長鎖アルカン鎖を持つ高分子はこのユニットで結晶化し，ポリエチレンなどの難改質性高分子表面と強い相互作用を示す。この特性を活かし，親水性などの機能を持つユニットを対に持たせたブロック共重合体は，PE表面を簡単に改質することができ，種々の用途に展開が可能である。本報では，この側鎖結晶性ブロック共重合体を用いた新たなバイオマテリアル創製技術について述べる。
【目次】
1 緒言
2 側鎖結晶性ブロック共重合体とその機能
3 抗血栓性機能について
4 終わりに
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がん幹細胞の形態を識別する人工知能の開発
Development of an Artificial Intelligence for the Segmentation of Cancer Stem Cells in Microscope Image
がん組織は少数のがん幹細胞によって維持，亢進される。したがって治療や診断法を開発する標的として注目されてきた。そのがん幹細胞は未分化かつ特徴的な形質・形態を持つことが知られる。一方，人工知能による画像識別技術が飛躍的に進歩している。我々は条件付き生成的敵対的ネットワークを使用して，その識別を試みた。
【目次】
1 はじめに
2 CSCの形態と画像認識技術
3 培養したCSCを深層学習したAIの作成
4 培養したCSCを認識するAIの改善策
5 腫瘍組織に存在するCSCを深層学習したAIの作成
6 おわりに
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電気化学発光による薬毒物の検出
Electrochemiluminescence for Primary Screening of Drugs and Poisons
法令などにより規制されている化学種である薬毒物を分析するため，ラボ分析に加えて，現場での予備的な試験が必要とされている。今回，電気化学発光原理に基づく薬毒物の分析方法について基礎および応用に関する知見の取得を行ったため，本稿で紹介する。市販の予備的な検査キットと合わせることで，分析結果の誤判定防止の一助として提案したものである。
【目次】
1 はじめに
2 電気化学発光を利用した薬毒物スクリーニングに向けた取り組み -覚醒剤の分析を中心に-
3 超音波照射条件下における新しいECL反応場を用いた分析
4 おわりに
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BIO ENGINEERING
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臓器外形3Dプリントモデルで触覚を再現するhybrid型VR
Tactile Sensing Hybrid Virtual Reality with Organ-shape 3D Printed Model
近年，virtual reality（VR）技術の医学・医療分野への応用が進んでおり，教育やトレーニングツールとしての期待が大きい。本稿で解説する「臓器外形3D プリントモデルで触覚を再現するhybrid 型VR」は，VR 技術の持つ大きな課題を補完するものであり，医療・医学・教育・産業などの広い分野での導入や応用が期待される。
【目次】
1 はじめに
2 医学・医療分野におけるVR の活用状況
3 VR解剖画像観察の特徴と課題
4 触知可能な既存の医療用ツール
5 VR環境での触覚再現技術
6 触覚を再現する補完的技術の開発
7 VR臓器画像と3Dプリントモデルの重畳・同期
8 本技術の特徴
9 臓器外形3Dプリントモデルの特徴
10 医学・医療分野での用途
10.1 診察
10.2 教育
10.3 研究
11 そのほかの応用可能な用途例
11.1 リハビリテーションへの組み込み
11.2 認知症予防ツールとしての活用
11.3 工業・産業への応用
12 おわりに
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近未来の脳卒中診療～脳卒中診療補助アプリケーションの開発～
Medical Treatment of Stroke in The Near Future
本邦において死因および介護を要する疾患として常に上位に位置する脳卒中における診療格差の均霑化は以前より大きな課題となっている。近年，IT 技術の発展と医療の融合は目覚ましく，脳卒中領域においても例外ではない。ここでは，2つの新たな脳卒中関連機器について，実臨床の課題も踏まえながら紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 脳卒中診療の均霑化
3 脳卒中診療補助アプリケーション；OneStroke
4 脳卒中CT画像自動読影アプリケーション；Abierto
5 近未来における脳卒中診療の可能性
6 さいごに
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月刊バイオインダストリー 2020年11月号
￥4,950
＜著者一覧＞
宮崎 均 筑波大学
浅野敦之 筑波大学
國府大智 筑波大学
安井貴之 筑波大学
中島 章 東京工業大学
砂田香矢乃 （地独）神奈川県立産業技術総合研究所
永井 武 （地独）神奈川県立産業技術総合研究所
石黒 斉 （地独）神奈川県立産業技術総合研究所
高橋弘毅 関西医科大学附属病院
梶野健太郎 関西医科大学附属病院
佐々木健一 関西医科大学
鈴木啓章 山梨大学
川原敦雄 山梨大学
松岡浩司 埼玉大学
島村宗尚 大阪大学
中神啓徳 大阪大学
冨永昌人 佐賀大学
坂本憲児 九州工業大学
大野宏毅 産業医科大学
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BIO R&D
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機能性作物未利用部位の生殖障害改善への有効活用
Effective Utilization of Unused Parts of Functional Crops for Improving Rreproductive Failure
機能性作物は通常特定の部位のみが利用され残りは廃棄される。未利用部位を有効活用することは，農作物に新たな付加価値を与え儲かる農業に繋がるだけでなく，安価な原材料として，人だけでなく家畜への応用など様々な可能性を生み出す。本稿では，昨今問題となっている人や家畜のストレスによる生殖障害に焦点を当て，著者らが構築した生殖障害改善評価系を用いて明らかとなった未利用部位の有用性を紹介する。
【目次】
1 機能性作物の未利用部位の有効活用とは
2 人および家畜の生殖障害の現状
3 機能性作物の未利用部位を用いたストレス依存的な生殖障害改善の具体例
3.1 オリーブ葉の有効活用
3.2 アシタバの茎の有効活用
3.3 シャクヤクの葉の有効活用
3.4 コーヒーチェリー残渣の有効活用
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抗菌・抗ウイルス活性を有する撥水性複合酸化物
Hydrophobic Complex Oxides with Antiviral and Antibacterial Activities
昨年末に発生した新型コロナウイルスは，未だ世界中で猛威を振るっている。感染の「予防」や「拡大抑制」の技術や知識は「ワクチンや治療法の開発」と同様に，極めて重要である。本稿では最近筆者らが見出した，抗ウイルス作用を有する新しい撥水性無機複合酸化物についてその開発の経緯と作用について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 無機抗ウイルス材料
3 撥水性と抗ウイルス性
4 自己撥水性を有する希土類酸化物
5 撥水性と抗菌・抗ウイルス性を併せ持つモリブデン酸ランタン（LMO）
6 活性向上・機能性付与の試み
7 終わりに
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点滴開始までの時間短縮を可能とした新たな点滴キットの開発
A New Intravenous Drip Infusion Kit Shortening The Time for Preparation.
点滴を開始するまでに点滴セットを組み立てる必要があり，少なくとも数十秒から数分の時間を要する。医療現場では点滴開始までの時間短縮と労力の軽減が求められている。点滴開始までの時間を大幅に短縮し，労力不足の解消に繋がる新たな点滴キット開発について報告する
【目次】
1 はじめに
2 点滴の必要性
3 点滴の構造について
4 点滴の作成
5 現行の問題点
6 新たな点滴キットについて
7 期待できる用途や効果
8 終わりに
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ゲノム編集技術を活用した有害外来魚の戦略的な駆除
Strategic Extermination of Harmful Non-native Fish Using Genome Editing Technology
琵琶湖ではブルーギルやオオクチバスなどの外来魚による在来魚の食害が問題となっている。ゲノム編集技術はピンポイントでゲノム改変を誘導できる発生工学的手法であるが，生殖発生に関与する遺伝子をゲノム編集技術で破壊した有害外来魚を作製し，それらを湖沼に放流することで標的とした有害外来魚を選択的に駆除する戦略が考えられている。我々は，孵化腺に特異的な発現を示す遺伝子をゲノム編集技術で破壊したゼブラフィッシュが孵化不全を伴う胚性致死となることを見出したので，この知見が生殖発生の制御だけでなく孵化不全を誘導することで有害外来魚の個体数を制御できるのではないかと考えている。
【目次】
1 はじめに
2 klf17遺伝子破壊ゼブラフィッシュの孵化不全の表現型
3 klf17遺伝子破壊ゼブラフィッシュにおける孵化腺細胞の欠損
4 オオクチバスにおけるklf17遺伝子の破壊を基盤とする個体数の制御
5 おわりに
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糖-タンパク質相互作用解析への分子間FRETの活用
Intermolecular FRET can be applied for Evaluation of Carbohydrate-protein Interactions.
糖-タンパク質間の相互作用は弱いため，糖鎖クラスター効果を利用して親和力の向上を行った。また，本論文では，その解析法において，主として蛍光分光法の利用について述べる。糖鎖は蛍光発光しないため，レクチン由来の蛍光発光や蛍光発色団を導入した基質を合成するなど，種々の対応を行ってきたのでその一端を紹介する。
【目次】
1 研究背景
2 糖-タンパク質相互作用解析における最近の例
3 まとめ
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RANKL部分ペプチドMHP1による炎症性疾患の治療法開発
Development of Parial Peptide of RANKL, MHP1, for Treatment of Inflammatory Diseases
炎症制御は脳梗塞や乾癬，多発性硬化症などの様々な炎症に関連する疾患において重要な課題である。本稿では，TLR関連炎症を抑制する新たな機能性ペプチドであるRANKL部分ペプチドMHP1について，これらの疾患への治療応用の可能性について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 脳梗塞後炎症の制御に関わるRANKL/RANKシグナルの発見
3 破骨前駆細胞に作用しないRANKL部分ペプチドMHP1の開発
4 MHP1による脳梗塞治療
5 乾癬および多発性硬化症への応用可能性
6 MHP1の新たな作用機序と今後の課題
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酵素バイオ発電・酵素バイオセンサのための電極設計技術
Electrode Design Technology for Electricity Generation and Biosensors Utilizing Enzyme
近年，超低消費電力・低電圧で動作可能な超小型パッケージICが開発されたことにより，ポータブル血糖値センサに続く，酵素を用いたデバイス開発が新しいフェーズを迎えている。本校では，筆者が研究を進めてきた酵素バイオ発電開発のための電極設計について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 酵素と電子コミュニケーション
3 酵素の配向制御
4 ウェアラブル型酵素バイオ発電
5 おわりに
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BIO ENGINEERING
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生活習慣病予防のための体液粘度測定装置
Body Fluid Viscosity Measuring Device for the Prevention of Lifestyle-related Diseases
体液粘度は，生活習慣病をはじめとする多くの疾患のマーカーとなる可能性が指摘されている。しかし現在，微量の体液粘度測定に特化した測定装置は存在しない。九州工業大学と産業医科大学は体液粘度測定を目指した粘度測定装置の共同開発を進めている。その内容について報告する。
【目次】
1 はじめに
2 マイクロ流体チップを用いた粘度測定手法
3 毛細管を用いた粘度測定手法
4 非ニュートン流体への適用
5 おわりに
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BIO BUSINESS
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保湿用化粧品に使われる生薬・薬用植物の市場
1 α-トコフェリルレチノエート
2 ベタイン
3 大豆タンパク分解物
4 デオキシリボ核酸（DNA）
5 ポリアスパラギン酸ナトリウム
6 納豆抽出物
7 大豆抽出物
8 水溶性コラーゲン
9 乳酸菌発酵代謝液
10 キトサンおよびその誘導体
11 ヒアルロン酸ナトリウム
12 トレハロース
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世界のバイオプラスチックの市場
1 市場規模
2 地域別動向
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月刊バイオインダストリー 2020年10月号
￥4,950
＜著者一覧＞
小川 順 京都大学
安藤晃規 京都大学
奥田知生 京都大学
菊川寛史 静岡県立大学
阪本鷹行 徳島大学
櫻谷英治 徳島大学
岸野重信 京都大学
藤原昂平 慶應義塾大学
磯部洋輔 (国研）理化学研究所
有田 誠 慶應義塾大学
竹田浩章 (国研）理化学研究所
和泉自泰 九州大学
馬場健史 九州大学
守口 徹 麻布大学
原馬明子 麻布大学
石田 渓 （国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
長竹貴広 (国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
國澤 純 (国研）医薬基盤・健康・栄養研究所
小倉正恒 国立循環器病研究センター研究所
後藤 剛 京都大学
岩瀬麻里 京都大学
川原崎聡子 京都大学
高橋春弥 京都大学
野村 亘 京都大学
井上和生 京都大学
河田照雄 京都大学
河島 洋 サントリーグローバルイノベーションセンター㈱
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【特集】ω-3脂肪酸
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特集にあたって
－ω-3 脂肪酸をつくる・理解する・展開する－
Introduction －Producing, Understanding, Developing ω-3 Fatty Acids－
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油糧微生物による種々のω3 脂肪酸含有油脂の発酵生産
Production of Various ω3-polyunsaturated Fatty Acid-containing Lipids by Oleaginous Microorganisms
オメガ3 高度不飽和脂肪酸（ω3-PUFA）は近年多彩な生理機能や有効性が報告され，健康維持に欠かせない食品成分として認知されつつある。ω3-PUFA のうち，ドコサヘキサエン酸（DHA），エイコサペンタエン酸（EPA）などは，魚油が主要な供給源となっているが，今後の需要の増加への対応や安定供給のために代替供給源の開発が活発化している。本稿では，DHA やEPA に加え，天然では希少なω3-ドコサペンタエン酸（ω3-DPA），エイコサテトラエン酸（ETA）を含有する油脂の微生物生産を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 Crypthecodenium sp. D31株によるDHA高含有油脂の発酵生産
3 Aurantiochytrium sp. T7株によるω3-DPA高含有油脂の発酵生産
4 Mortierella alpinaの分子育種株によるEPA高含有油脂の発酵生産
5 Mortierella alpina S14の分子育種株によるETA高含有油脂の発酵生産
6 おわりに
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腸内細菌によるω3 脂肪酸代謝と代謝物の生理機能
Omega 3 Fatty Acid Metabolism in Gut Microorganisms and Metabolite Biofunction
食事由来の主なω3 脂肪酸，α-リノレン酸，EPA，DHA が，宿主の酸化的代謝により生理活性脂質メディエーター等へ変換されるのみならず，腸内細菌による還元的代謝をうけ，水酸化脂肪酸，共役脂肪酸などの多様な代謝物に変換されることが明らかになってきた。その腸内細菌代謝の詳細と代謝物の生理機能を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 水和化代謝
3 飽和化代謝
4 ω3脂肪酸の腸内細菌代謝物の生理機能
4.1 抗炎症作用
4.2 抗酸化作用
4.3 脂肪酸合成抑制効果
4.4 消化促進作用
5 おわりに
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ω3 脂肪酸から生じる脂質メディエーターの生理機能と代謝経路
Physiological Function and Metabolic Pathways of Lipid Mediators Derived from ω3 Fatty Acids
生体内には多様な脂肪酸分子種が存在し，それらは代謝されることで様々な生理機能をもった脂質メディエーターに変換される。特にω3 脂肪酸由来の脂質メディエーターは炎症の制御や組織恒常性維持に関与することが近年報告されている。本稿ではω3 脂肪酸由来の脂質メディエーターの生理機能とその代謝経路について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ω3脂肪酸由来の炎症収束性メディエーター（Specialized pro-resolving mediator；SPM）の生理機能
2.1 EPA由来の脂質メディエーター
2.2 DHA由来の脂質メディエーター
2.3 DPA由来の脂質メディエーター
3 ω3脂肪酸の機能性発現に関わる代謝経路
4 おわりに
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ω-3 脂肪酸含有脂質を識別する定量リピドーム解析技術
Quantitative Lipidome Analysis for Separating Lipids with ω-3 Fatty Acids
生体内には脂肪酸と極性基の組み合わせにより膨大な種類の脂質分子が存在し，脂肪酸側鎖が異なる構造異性体やその結合位置が異なる位置異性体など，個々の脂質分子の識別には高度な計測技術が必要となる。しかし，個々の脂質分子を高精度に識別かつ定量が可能な技術基盤は未だ十分に構築されていない。本稿では，こうした課題を克服するために取り組んできた超臨界流体クロマトグラフィー質量分析を用いた定量リピドーム解析技術について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 リピドーム解析の現状
3 超臨界流体クロマトグラフィーを用いた脂質クラスの分離
4 構造異性体を識別する質量分析計の選択
5 定量分析技術の開発と応用
5.1 三連四重極型質量分析計を用いた脂質分子の定量分析
5.2 荷電化粒子検出器を用いた脂質クラスの定量分析
5.3 生体試料への適用例
6 おわりに
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成長発達期における多価不飽和脂肪酸の相互作用
Interaction of Polyunsaturated Fatty Acids During Growth and Development Period
Δ6 不飽和化酵素欠損マウスの生後2 日齢から，人工哺乳法により多価不飽和脂肪酸のバランスを調整した人工乳を与え，成長発達期における各脂肪酸の機能性とその相互作用について検討した。 その結果，身体成長にはARA が，脳機能を含む身体の発達にはDHA が必須であることがわかった。
【目次】
1 脳神経組織の発達
2 早産児，正期産で出生しても体重の低い新生児
3 マウス，ラットの人工哺育法
4 多価不飽和脂肪酸の代謝とω3系脂肪酸の必要性
5 食餌性ω3系脂肪酸欠乏マウスの作製
6 Δ6不飽和化酵素欠損（D6D-KO）マウス
7 多価不飽和脂肪酸のそれぞれの働きについて
7.1 身体形成における多価不飽和脂肪酸の働き
7.2 脳機能における多価不飽和脂肪酸の働き
7.3 脳組織の多価不飽和脂肪酸組成
8 多価不飽和脂肪酸の摂取バランスについて
9 おわりに
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ω3 脂肪酸代謝物に見出された新たな抗炎症・抗アレルギー作用
Emerging Roles of ω3 Fatty Acid Metabolites in the Regulation of Allergic and Inflammatory Diseases
ω3 脂肪酸の抗炎症作用は古くより知られていたが，その作用機序についての全容は明らかではなかった。本稿では，ω3 脂肪酸の「代謝」に着目することで見えてきたω3 脂肪酸代謝物によるアレルギー・炎症性疾患に対する抑制作用とそのメカニズムについて概説する。
【目次】
1 はじめに
2 ω3脂肪酸の代謝
3 EPA代謝物17,18-EpETEに見出された食物アレルギー抑制効果
4 17,18-EpETEのアレルギー性皮膚炎に対する有効性と作用機序の解明
5 17,18-EpETEの立体異性体に着目した構造活性相関
6 EPA代謝物15-HEPEによるアレルギー性鼻炎抑制効果
7 ω3 DPA代謝物14-HDPAによる母乳を介した仔マウスの接触皮膚炎の軽減
8 おわりに
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ω3 脂肪酸と動脈硬化予防
Do Omega-3 Fatty Acids Prevent Atherosclerotic Cardiovascular Disease?
ω3 脂肪酸はω6 脂肪酸とは対照的に血中トリグリセリド値を低下させ，抗炎症または炎症収束的に働き，さらに血小板凝集抑制作用も有することから動脈硬化予防に有用と考えられてきた。しかし，ω3 脂肪酸を用いた臨床試験の結果は一定せず，メタ解析結果は否定的である。ω3 脂肪酸の動脈硬化予防効果について，その是非や今後の課題について概説した。
【目次】
1 はじめに
2 ω3 脂肪酸の脂質代謝への影響
2.1 血中脂質の量に及ぼす影響
2.2 血中リポタンパクの質に及ぼす影響
3 動脈硬化性疾患予防のエビデンス
3.1 魚食習慣と心血管イベント
3.2 心血管リスクマーカーとしてのEPA/AA比
3.3 介入試験による心血管イベント抑制効果
3.4 なぜω3脂肪酸と心血管イベントの関連は一定しないか？
3.5 ω3脂肪酸の腸内細菌代謝物の研究
4 おわりに
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脂肪酸および脂肪酸代謝物が褐色脂肪組織機能に及ぼす影響 ～ω-3 脂肪酸を中心に～
The Effects of Dietary Fatty Acids and Their Metabolites on The Function ofBrown Adipose Tissue ～Based around Omega-3 Fatty Acids～
褐色脂肪組織はミトコンドリア内膜中に存在する脱共役タンパク質1 の機能を介して高い熱産生能を有する組織である。褐色脂肪組織の活性は肥満や肥満に伴う代謝異常症の発症と逆相関し，肥満関連疾患の予防・改善における新たな標的組織として注目されている。いくつかの食品成分が褐色脂肪組織の活性化能を有することが示唆されており，その有効活用が期待されている。本稿では，ω -3 脂肪酸をはじめとする脂肪酸およびその代謝物による褐色脂肪組織機能制御に関する知見について，筆者らの研究結果を含めて紹介する。
【目次】
1 褐色脂肪組織の機能
2 ω-3脂肪酸・その代謝産物による褐色脂肪組織機能亢進とそのメカニズム
2.1 ω-3脂肪酸摂取による褐色脂肪組織機能の活性化
2.2 ω-3脂肪酸摂取時の褐色脂肪組織機能亢進のメカニズム
3 その他の脂肪酸・脂肪酸代謝産物による褐色脂肪組織機能調節
4 おわりに
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ω-3 脂肪酸の食品への応用
Application of Omega-3 Fatty Acids to Functional Foods
日本では2015 年から機能性表示食品制度が始まったが，ヒトにおける様々な機能性が知られているω-3 脂肪酸はその主役の一つである。ここでは，機能性表示食品を中心にω-3 脂肪酸を用いた食品について概観するとともに，ヒトにおけるエビデンスの最近の動向を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 ω-3 脂肪酸を用いた食品
2.1 DHA, EPA を用いた食品
2.2 α-リノレン酸を用いた食品
3 栄養素としてのω-3脂肪酸
3.1 摂取状況
3.2 目安量と目標量
4 ω-3脂肪酸と機能性表示食品制度
4.1 機能性表示食品制度の概要
4.2 DHA, EPAを機能性関与成分とする食品
4.3 α-リノレン酸を機能性関与成分とする食品
5 ω-3脂肪酸の機能性に関する最新の動向
5.1 機能性表示制度とω-3脂肪酸の機能性
5.2 循環器疾患リスクに関する最新情報
6 おわりに
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月刊バイオインダストリー 2020年9月号
￥4,950
＜著者一覧＞
島村道代 （国研）海洋研究開発機構
中川慎太郎 東京大学
吉江尚子 東京大学
小関康雄 小関環境事務所
加茂 徹 （国研）産業技術総合研究所
内藤 航 （国研）産業技術総合研究所
大南英雄 花王株式会社
南部博美 花王株式会社
藤井健吉 花王株式会社
髙橋祐次 国立医薬品食品衛生研究所
赤渕芳宏 名古屋大学
椎葉 究 東京電機大学;日本バイオリファイナリー株式会社
平本 茂 日本バイオリファイナリー株式会社
大平辰朗 （国研）森林研究・整備機構 森林総合研究所
茂木精一郎 群馬大学
内田紀之 東京農工大学
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【特集】海洋プラスチック問題への対応策：環境流出を念頭としたLCAリスク・管理の考え方
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海洋プラスチック問題への新たな視点：プラスチックの多角的評価の必要性
A New Perspective on Plastic Pollution Issues：The Need for Multifaceted-Viewpoints Evaluation of Plastics
近年，環境中に流出した5 mm 以下のプラスチック，すなわち「マイクロプラスチック」の環境影響が注目されている。プラスチック自体は，毒性や危険性の低い，比較的安全な化学物質である。しかし，長期間にわたり安定で自然界の一般的分解プロセスを免れるプラスチックの特性のために，適切な廃棄物マネジメント・プロセスから外れ，大量に環境中へ漏れ出したプラスチックが環境中に留まり続け蓄積することによって新たな問題を引き起こしている。一方，海洋科学分野においてこの現象は，古くから認識されていたことだった。本稿では，海洋プラスチック問題を自然科学の観点から整理した上で，社会全体でこの問題とどのように付き合っていくべきなのか，考えてみたい。また本特集号全体を通じ，環境中へのプラスチック流出も想定した今後のライフサイクルアセスメント（LCA），リスク評価，リスク管理等について，各界の先生方に最新の知見をご提供いただき現状を俯瞰することで，新しいプラスチックとのつきあい方，代替マテリアル開発等の一助となることを期待する。
【目次】
1 海洋プラスチック問題
1.1 SDG14 と海洋汚染
1.2 海洋汚染物質としてのプラスチック：時間的・空間的汚染の広がり
1.3 海洋マイクロプラスチック問題
1.4 不適切なプラスチック廃棄物処理と未来予測
1.5 プラスチックの利用と深海ごみの関係
2 プラスチック環境問題と社会・経済・政策
2.1 欧州
2.2 日本
3 おわりに代えて
3.1 プラスチック問題は海洋だけに限られるのか？ 明らかになり始めた地球規模環境汚染
3.2 社会としてこの問題といかに付き合うか？ COVID-19による「コロナごみ」という新たな海洋MP源の出現とニュー・ノーマル
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動的結合に基づく力学機能性ポリマー材料の開発
Development of Mechanofunctional Polymeric Materials Based on Dynamic Bonds
ポリマー材料の利用にともなう環境負荷を低減するためには，材料の信頼性を高め寿命を伸ばすことが重要である。共有結合よりも弱く可逆的な「動的結合」は，ポリマー材料に強靭性や自己修復性などの優れた力学機能を与える。本稿では，筆者らの最近の研究を中心に，動的結合を用いた力学機能性ポリマー材料開発の最近の動向を解説する。
【目次】
1 緒言
2 動的結合による高分子材料の強靭化
2.1 動的結合ユニットの疎密に基づく強靭なポリマー
2.2 動的結合ユニットの配置制御による熱可塑性エラストマーの強靭化
3 動的結合に基づく自己修復性材料の開発
3.1 水で自己修復性がトリガーされるボロン酸エステル架橋ポリマー
3.2 アルコールで自己修復性がトリガーされるヘミケタール架橋ポリマー
3.3 エントロピー駆動型水素結合により強靭性と自己修復性を両立したポリマー
4 まとめと展望
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バイオプラスチックのライフサイクルアセスメント（LCA）～石油由来プラスチックとバイオマス由来プラスチックの比較～
Life Cycle Assessment（LCA）of Bio-plastics－Comparison Between Petroleum-derived Plastics and Biomass-derived Plastics－
近年，温暖化と資源枯渇の対策の観点からバイオプラスチックが注目されている，ライフサイクル全体の視点から環境負荷を評価するLCA 技法を用いて，バイオマスプラスチックのPE とPET 及び生分解性プラスチックのPLA を例に取り，石油系由来のプラスチック（PE, PET, ABS）と比較し，バイオプラスチックの特徴（利点・欠点）を明確にすると共に，今後のバイオプラスチックの普及のための開発ポイントと評価の考え方を提案した。
【目次】
1 はじめに
2 LCA とは
2.1 LCA の概要
2.2 ISO規格に基づくLCA実施手順
3 バイオプラスチックのLCA
3.1 LCA計算方法
3.2 LCA評価結果
4 LCAの観点からの今後のバイオプラスチックの普及のために
4.1 バイオマスプラスチック
4.2 生分解性プラスチック
4.3 両者共通
5 おわりに
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海洋プラスチック問題に対するリサイクルの役割
The Role of Plastic Recycling for the Marine Debris
海洋プラスチック問題を解決するため，廃プラスチックのリサイクルの実用化が期待されている。多様な廃プラスチックに対応するためには，マテリアルリサイクル，ケミカルリサイクル，およびエネルギー回収の3 つの手法の特徴を活かして組あわせて利用する必要がある。また，ライフサイクル全体を通じて環境負荷を低減化させる社会システムの構築も重要である。
【目次】
1 はじめに
2 廃プラスチック問題とは
3 廃プラスチックのリサイクルの現状
4 なぜ廃プラスチックのリサイクルは難しいのか？
5 バイオプラスチックへの期待と課題
6 海洋プラスチック問題を解決するために
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海洋プラスチックの環境リスク評価の実施に向けてポイントと課題―マイクロプラスチックを中心に
―Challenges to Environmental Risk Assessment of Marine Plastics and Microplastics
海洋プラスチック，特に最近では「マイクロプラスチック」と呼ばれる微細なプラスチックによる海洋生態系への悪影響が懸念されている。本稿では，海洋プラスチック，特にマイクロプラスチックに着目して，合理的なリスク管理・対策に資する環境リスク評価の枠組み，重要ポイント，今後の課題と評価事例について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 マイクロプラスチックの環境リスク評価の枠組み
3 マイクロプラスチックの環境リスク評価のポイント・課題
3.1 評価の目的は何か？ 何を評価の対象とするのか？
3.2 暴露と有害性の単位の整合化
3.3 モデルによる暴露評価の重要性
4 MPの環境リスク評価事例
5 おわりに
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海洋プラスチックごみ問題の排出源プロファイルから考える解決志向性リスク管理
Solution-Focused Risk Management on the Marine Plastic Waste Problem Based on the Emission Source Profile Analysis
現在，海洋プラスチックごみ問題が地球規模で問題となっており，解決に向けた取組を世界全体で推進することが求められている。本論では海洋に排出されるプラスチックの排出源プロファイリング，環境影響の検証，海洋マイクロプラスチックの環境運命，定量的リスクアセスメントの考え方について概説したい。
【目次】
1 背景
2 海洋プラスチック排出源のプロファイリング
3 海洋プラスチックごみの海洋生物への影響評価
4 下水処理施設におけるMPの捕捉
5 海洋プラスチックごみ問題の解決志向性リスク管理の検討
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ナノサイズプラスチックの評価
Evaluation of Nano-sized Plastics
【目次】
1 はじめに
2 ナノ/ マイクロプラスチックの経口摂取影響
3 ナノ/マイクロプラスチックの吸入曝露影響
4 ナノ/マイクロプラスチックの評価
5 革新的な物質が引き起こした事故例
6 おわりに
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予防原則とリスク評価─若干の試論をかねて
A Sketch on Risk Assessment and the Precautionary Principle：From the Perspective of Environmental Jurisprudence
環境法研究者からみれば，予防原則は，〈環境法の基本原則〉の1 つに位置づけられる，環境法上の概念であるが，それは科学的な不確実性を伴うリスクを対象とするものであり，〈不確実性〉あるいは〈リスク〉といった概念が窓口となり，さまざまな学問分野での議論に開かれてもいる。本稿は，環境法学の観点から，予防原則および同原則とリスク評価とのかかわりにつき，若干の試論を交えて，概説する。
【目次】
1 はじめに
2 予防原則について
2.1 予防原則と予防的アプローチ
2.2 予防原則の定式化とその多様性
2.3 予防原則を構成する4つの要素
2.4 〈半具体化〉された予防原則と，予防原則の定義
3 予防原則の適用要件である「科学的不確実性」とリスク評価
3.1 2つの不確実性──「科学的不確実性」と「慎重なアプローチ」との区別
3.2 予防原則の適用要件である「科学的不確実性」──環境法学における分類の試み
4 おわりに
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BIO R&D
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「竹バイオリファイナリー」孟宗竹中の健康に資する成分と孟宗竹の総合利用について
“Bio-refinery Technology on Moso-bamboo” An Application of Bamboo Constituents as Health Materials
孟宗竹は，その堅固な細胞壁構造を崩壊することが難しかったために，その後の健康素材としての利用が困難となった経緯がある。ここでは，孟宗竹の竹稈から健康素材となりうるリグノヘミセルロース成分を抽出する方法，抽出した成分の組成と化学的な構造，生理活性と，竹成分の総合的な利用について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 酸・塩基，有機溶媒を用いない健康に資する成分の抽出と分画方法
3 抽出した成分の組成と化学的な構造
4 抽出した成分の生理活性について
4.1 減圧マイクロ波処理により抽出した画分（BMW）の抗菌活性
4.2 蒸圧・酵素処理抽出成分（BOS）の抗酸化活性と局所光保護効果
4.3 BOSのコレステロール上昇抑制効果
4.4 免疫賦活活性
5 孟宗竹中の健康に資する成分と孟宗竹の総合利用について
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全身性強皮症に伴う末梢循環障害に対するボツリヌス毒素局所注入療法
Local Botulinum Toxin Injection Therapy for Peripheral Circulation Disorders Associated with Systemic Ssclerosis
全身性強皮症に伴うレイノー現象や手指潰瘍は難治であり有効な治療法が確立されていない。本稿では，筆者らが世界に先駆けて臨床研究を進めてきた「ボツリヌス毒素局所注入療法」の高い有効性と安全性について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 レイノー現象
3 末梢循環障害（レイノー現象，皮膚潰瘍）の治療
4 ボツリヌス毒素について
5 全身性強皮症に伴うレイノー現象や手指潰瘍に対するボツリヌス毒素局所注入療法について
6 ボツリヌス毒素局所注入療法のランダム化2重盲検試験（医師主導治験）
7 おわりに
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経皮浸透性リン脂質ナノシート
Skin Permeable Phospholipid Nanosheets
市販のアニオン性リン脂質をある条件下で水に分散させると，ナノサイズの厚みをもつナノシートが形成されることを見出した。このリン脂質ナノシートは高い生体適合性，簡便なサイズ制御性に加え，ナノシートの形状効果により皮膚組織の狭い間隙を通過し，皮膚組織内部へと浸透することができる。
【目次】
1 緒言
2 リン脂質ナノシート（バイセル）
3 生体親和性リン脂質ナノシートの発見
4 経皮DDSへの応用
5 構造色の発現と色材化粧品の可能性
6 おわりに
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月刊バイオインダストリー 2020年8月号
￥4,950
＜著者一覧＞
酒井芳紀 大阪大学
奥田直樹 国立循環器病研究センター
宮川 繁 大阪大学
平田陽一郎 北里大学
佐田政隆 徳島大学
田邊克幸 岡山大学病院
小屋俊之 新潟大学
松本邦夫 金沢大学
中川敬也 国際医療福祉大学
奥野龍禎 大阪大学
白石直之 大阪大学
望月秀樹 大阪大学
櫨川 舞 福岡大学
内田享弘 武庫川女子大学
矢嶋真心 兵庫医科大学病院
金谷知潤 大阪大学
河村拓史 大阪大学
上野高義 大阪大学
戸田宏一 大阪大学
倉谷 徹 大阪大学
澤 芳樹 大阪大学
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【特集】再生誘導剤(セルフリーな再生医療)の展望
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再生誘導剤の開発展開
Development of Regenerative Inducer
我々は，「炎症とプロスタグランジンに関する自然治癒メカニズムの基礎的研究を通じて見出した体内再生因子誘導剤（再生誘導剤）は，単一物質で炎症，虚血，線維化等組織損傷を伴う多くの疾患を治癒する」との仮説の基に多くの専門家と共同研究を行い，多種疾患に対する効果の検討を行った。その結果，本再生誘導剤は，局所疾患部位では，血管新生作用，抗線維化作用，抗アポトーシス作用，及び抗炎症作用等を示し，広範囲損傷部位では，骨髄間葉系幹細胞（MSC）の動員・集積作用等を示すことにより，心臓，肺臓，腎臓，肝臓，膵臓，骨，血管閉塞，及び神経変性疾患等多種の疾患に対して傷害部位を治癒することを確認した。
各種体内再生因子誘導による自然治癒力を増強した再生誘導剤の開発は，細胞を用いた再生医療に比し，緊急性，経済性，安全性，汎用性等に優れており，「飲み薬で再生医療」をも可能とする細胞を用いない全く新しい再生医療に成り得ることが示唆された。
【目次】
1 はじめに
2 医薬品開発の変遷
3 自然治癒力を増強した再生誘導剤の開発
4 プロスタグランジンの体内再生因子誘導作用
5 再生医療（細胞・遺伝子治療）の問題点と再生誘導剤
6 現在上市されている細胞治療及び遺伝子治療
7 再生誘導剤の位置付け
8 YS-1301類開発の立ち位置
9 再生誘導剤の特徴と競争優位性
10 YS-1301の耐性抑制作用
11 IP受容体作動薬（ベラプロスト）とTXA2合成酵素阻害薬（オザグレル）
12 YS-1301は，体内再生因子誘導剤（再生誘導剤）
13 YS-1301類の各種疾患モデルへの効果
14 YS-1301の製剤改良
15 YS-1301の各種製剤の特性
16 開発パイプライン
17 謝辞
18 あとがき
19 再生誘導剤（YS化合物）に関する論文・学術発表，及び特許出願状況
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拡張型心筋症に対するONO-1301 を用いた再生治療
Regenerative Therapy Using ONO-1301 for Dilated Cardiomyopath
拡張型心筋症は治療抵抗性の難病で，根本的治療が心臓移植しか存在しないが，ドナー心不足により治療困難な患者が数多く存在する。そのため，心臓移植に代わる治療の開発が急務である。ONO- 1301 を拡張型心筋症早期から継続的に経口投与することで，心不全の進行を抑制するという，新たなアプローチによる再生治療の可能性を示す。
【目次】
1 ONO-1301 と心臓再生治療
2 拡張型心筋症における再生医療の位置づけ
3 拡張型心筋症モデルハムスターに対するONO-1301の長期経口投与の効果
4 おわりに
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YS-1402 皮下投与，および心筋投与における虚血性心筋症に対する効果の検討
Beneficial Effect of YS-1402 on Rat Ischemic-reperfusion Injury Model
我々は，プロスタサイクリン製剤であるYS-1402 をラット心筋虚血・再灌流モデルに皮下投与することにより，心機能低下と心筋リモデリングを抑制する作用を示した。日本人における重要な死因の一つである，虚血性心疾患およびその後の慢性心不全への臨床応用が期待される。
【目次】
1 はじめに
2 方法
3 結果
4 まとめ
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YS-1402 による慢性腎臓病の治療効果
Therapeutic Effects of YS-1402 on Chronic Kidney Disease
慢性腎臓病は，末期腎不全とともに心血管イベントのリスクとなるが，その進行を抑制する治療戦略は未だ不十分であり，特に糖尿病性腎症と腎硬化症に対する治療ニーズは高い。本項では，これらの病態とともに，YS-1402 による糖尿病性腎症及び腎線維化に対する動物実験での治療効果を検討し，慢性腎臓病に対する新たな治療薬となる可能性について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 腎臓とプロスタサイクリン
3 糖尿病性腎症の進展機序
4 糖尿病性腎症に対するYS-1402の治療効果
5 腎硬化症と線維化
6 腎線維化に対するYS-1402の治療効果
7 おわりに
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YS-1301 およびYS-1402 皮下投与におけるマウス喘息モデルに対する効果
Effects of Subcutaneous Administration of YS-1301 and YS-1402 on Murine Asthma Model
慢性気道炎症が主病態とされる気管支喘息において，吸入ステロイド薬（ICS）をはじめとする抗炎症薬は治療の柱である。一方で同時に存在する気道リモデリングも臨床的に重要で，症状に直結することも多い。気道狭窄に対して，気管支拡張剤が使用されるが，気道リモデリングに影響を与える薬剤が少ないのが現状である。YS-1301 またはYS-1402 はトロンボキサン合成酵素阻害作用を併せ持つ新規プロスタサイクリンアゴニストで，抗炎症および抗リモデリング効果を持つ数少ない薬剤であり，その効果についてマウス喘息モデルにおける解析結果を解説する。
【目次】
1 はじめに
2 YS-1301皮下投与における難治性喘息に対する効果
3 YS-1402皮下投与における難治性喘息に対する効果
4 おわりに
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増殖因子（HGF）パスウェイを介した肝傷害・肝線維化の抑制
Suppression of Hepatic Faimure and Fibrosis Through Growth Factor（HGF）Pathway
YS-1301 は，急性肝傷害に対して肝細胞死を阻止し，肝傷害を強く抑制する一方，慢性肝傷害による肝臓の線維化を改善した。YS-1301 はHGF の発現を強く促す活性をもち，YS-1301 の薬効はHGF の中和により減弱した。YS-1301 はHGF発現促進→MET 活性化を介して肝傷害阻止・線維化改善作用を発揮する。
【目次】
1 HGFとMET受容体
2 YS-1301によるHGF産生促進
3 YS-1301→HGF誘導を介した肝傷害抑制
4 YS-1301→HGF誘導を介した肝線維化抑制
5 MET受容体活性化による再生・治癒促進医薬の展望
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重症下肢虚血に対するYS-1402 投与による血管再生および骨格筋再生療法の構築
Administration of a Slow Release Synthetic Prostacyclin Agonist Promoted Angiogenesis and Skeletal Muscle Regeneration for Limb Ischemia
重症下肢虚血疾患（CLI）は，血管の途絶による虚血がメインの病態であるが，崩壊していく骨格筋をいかにして再生させるかも重要であり，血管新生および組織再生効果を併せ持つような新しい治療法の開発が期待されている。我々は，低分子合成化合物による各種体内再生因子誘導剤として，YS-1301 を新しく見出し，そのDDS（Drug Delivery System）製剤であるYS-1402 を作製した。これらの製剤はCLI に対し機能的な血管新生と骨格筋の再生を促進し，下肢虚血を改善する新しいCell Free 型再生誘導剤になり得る可能性がある。
【目次】
1 はじめに
2 YS-1402投与による血管再生
3 YS-1402投与による骨格筋再生
4 まとめ
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YS-1402 のALS に対する効果の検討
The Beneficial Effect of YS-1402 on ALS
筋萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis：ALS）は運動ニューロンが選択的に変性，脱落する致死的神経変性疾患であるが，病巣の低酸素およびHGF やVEGF といった体内再生因子の病態への関与が示唆されてきた。我々はこれらの病態を改善させ得る薬剤としてYS-1402 に注目し，ALS モデルマウスへの有効性を検討した。YS-1402 の単回皮下投与によりALS モデルの運動機能の改善および体重の増加が認められ，治療薬候補となりうることが示唆された。
【目次】
1 筋萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis：ALS）
2 ALSの病態，特に低酸素および血流障害との関連について
3 ALSモデルマウスに対するYS-1402の効果
4 おわりに
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YS-1301 の血管新生作用と実用化のための再生医療製剤の開発
The Angiogenic Effect of YS-1301 and Development of Practical Regenerative Medical Formulation
YS-1301 は，PGI2 誘導体の中から体内再生因子誘導剤として見出された新規低分子化合物である。本稿では，YS-1301 の有する血管新生作用に着目し，その実用化のために開発されたYS-1301 含有マイクロスフェア製剤のセルフリーな再生医療製剤としての有用性と今後の展望について述べる。
【目次】
1 はじめに
2 YS-1301の血管新生作用の作用機序
3 YS-1301含有マイクロスフェア製剤の血管新生作用
4 セルフリーな血管新生作用を有する再生医療製剤の重要性とその展望
5 おわりに
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YS-1301 の脳保護作用とその徐放性製剤の脳梗塞治療薬としての有用性
The Neuroprotective Effects of YS1301 and Usefulness of YS-1301 Loaded PLGA Microspheres, as a Therapeutic Medicine for Cerebral Ischemia
プロスタグランジン誘導体YS-1301 は，体内再生因子誘導作用を有し，脳虚血後の学習障害に対し顕著な改善効果を発揮する。本稿では，脳虚血ラットモデルを用いたYS-1301 の学習障害・短期作業記憶障害の改善作用を紹介し，YS-1301 およびその徐放性製剤の脳梗塞治療薬としての有用性について述べる。
【目次】
1 はじめに
2 MCAOモデルラットを用いたYS-1301原末の1日2回の反復経口投与の梗塞巣形成抑制効果と治療可能時間
3 4-VOモデルラットを用いたYS-1301原末反復経口投与の学習障害の改善効果
4 4-VOモデルラットを用いたYS-1301マイクロスフェア製剤単回皮下投与の短期作業記憶障害の改善効果
5 脳梗塞治療のための今日の再生医療の現状と将来の展望
6 おわりに
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心筋虚血再灌流障害に対する疾患局所集積性nanoparticle 製剤；YS-1603 の効果の検討
Prostacyclin Analogue-Loaded Nanoparticles（YS-1603）Attenuate Myocardial Ischemia/ Reperfusion Injury in Rats
YS-1603 は，ナノサイズ粒子であり，ポリエチレングリコールをその表面に持つ構造によりステルス性を高めている。その結果，虚血心筋組織に特異的に集積し，組織中薬物濃度が維持，延長され，疾患局所において有効に血管新生性効果，抗炎症性効果により心保護効果発揮を発揮する。
【目次】
1 はじめに
2 研究方法
3 研究結果
4 心筋虚血再灌流傷害に対するYS-1603の治療効果に関するメカニズム
5 結語
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肺高血圧症モデルに対するYS-1603 の効果の検討
Effect of YS-1603 for the Pulmonay Artery Hypertension Rat
ONO1301 はProstacyclin 作動作用であり，新規肺高血圧薬として期待されるが，全身の副作用が問題である。Nano 粒子に薬剤を封入し投与する事で，障害部位特異的に作用する事が期待される。今回，Sugen/hypoxia 誘導の肺高血圧ラットにおいて，ONO1301 ナノ製剤が肺高血圧肺に特異的に取り込まれ，肺高血圧を組織学的，血行動態的に改善させることを示した。
【目次】
1 はじめに
2 YS-1301内包リポソームナノスフェアー製剤（YS-1603）
3 YS-1301の肺高血圧薬としての作用
4 モノクロタリン誘発ラット肺高血圧症モデルの対する効果の検討
5 肺高血圧モデルラットの作成
6 肺高血圧モデルラットにおけるNano drugの組織分布
7 肺高血圧に対するYS-1603の効果
8 おわりに
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月刊バイオインダストリー 2020年7月号
￥4,950
＜著者一覧＞
高原茉莉 北九州工業高等専門学校
神谷典穂 九州大学
舘野浩章 （国研）産業技術総合研究所
堀北夏未 東海大学
酒井大輔 東海大学
上原 隆 金沢医科大学
倉知正佳 富山大学
近藤 隆 富山大学
阿部 仁 富山大学
鈴木道雄 富山大学
矢口俊之 東京電機大学
井上 聡 東京電機大学
大山慎太郎 名古屋大学医学部附属病院
岩月克之 名古屋大学
平田 仁 名古屋大学
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BIO R&D
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人工脂質化タンパク質の調製法
How to Prepare Artificial Lipid-protein Conjugates
生体系を構成するタンパク質のなかには，脂質が付加されることで新たな機能を獲得するものがある。本稿では，自然界における脂質化タンパク質の生合成機構と機能を概説した後，その機能を評価・活用するために開発された様々な人工脂質化タンパク質の調製法について，最近の展開を紹介する。
【目次】
1 脂質化タンパク質の機能性
2 脂質化タンパク質の化学合成
3 酵素反応を用いた脂質化タンパク質の合成
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膵がん表層糖鎖をレクチン?薬剤複合体で狙い撃ち
Targeting Cell Surface Glycans of Pancreatic Cancer Using a Lectin-durg Conjugate
膵がんの治る確率（5年生存率）は未だ10%未満であり，新たな抗がん剤の開発が切望されている。我々は膵がんに発現する新たな糖鎖マーカーと結合するレクチンを同定した。レクチン?薬剤複合体を創出し，膵がん移植マウスモデルに投与すると，劇的な抗がん作用を示した。本総説ではレクチンを用いた新たな膵がん治療の可能性について紹介する。
【目次】
1 背景
2 糖鎖とは
3 レクチンマイクロアレイ
4 糖鎖プロファイリングに用いるレクチン
5 膵がん細胞株の糖鎖プロファイリング
5.1 多能性幹細胞と膵がん細胞に共通して発現するHタイプ3構造
5.2 レクチン?薬剤複合体の膵がん細胞株への殺傷効果
5.3 膵がん移植マウスモデルにおけるrBC2LCN?PE38の治療効果
5.4 rBC2LCN?PE38の安全性
5.5 レクチンを抗がん剤として使う利点
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椎間板再生医療と産業化の課題
Commercialization Challenges of Regenerative Medicine for Intervertebral Discs
国内でも患者数の多い腰痛は，椎間板の変性によって発症するとも言われる。未だ抜本的な治療法が存在しない中，椎間板組織の再生を目指した再生医療等製品の開発が進められている。本稿では，椎間板変性症における再生医療の必要性と産業化の課題について述べる。
【目次】
1 はじめに
2 椎間板組織の変性と腰痛
3 国内外の臨床研究
4 再生医療等製品の産業化における課題
5 開発が進む椎間板変性症に対する再生医療等製品
6 おわりに
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抗酸化機能を付与したハイブリッド型神経保護薬の創製
Nobel Hybrid Neuro-protectors with Anti-oxidant Activity
統合失調症は慢性の経過をたどる精神疾患である。罹患患者やその家族に多大な負担を強い，社会的コストから見てもその損失は大きい。しかしその病態生理は未だ不明な点が多く，したがって根治的な治療薬は開発されていない。近年その病態生理に酸化ストレスが関与しているエビデンスが蓄積されつつある。そこで我々は抗酸化作用を有するアポシニンと認知機能を改善し神経保護作用を持つタンドスピロンをリード化合物とした新規化合物を合成した。新規化合物はin vitroで抗酸化作用を示し，in vivoでも統合失調症モデル動物において抗酸化作用と神経保護作用を示した。このことから新規化合物が統合失調症の根治的治療薬になる可能性を秘めており，今後臨床応用に向けた開発が進むことが期待される。
【目次】
1 はじめに
1.1 統合失調症の薬物療法と現状
2 グルタミン酸仮説と酸化ストレス
3 リード化合物
3.1 アポシニン
3.2 タンドスピロン
3.3 新規化合物の構造
4 新規化合物の評価系とその結果
4.1 in vitro：抗酸化活性と抗アポトーシス効果
4.2 in vivo：NMDA受容体遮断薬投与ラットにおける効果
5 新規化合物の可能性（適応疾患など）と今後の課題
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BIO ENGINEERING
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水性二相系培養液を用いた細胞組織構築法
Developmental Study of Newly Method for Fabricating Cell Aggregate Using Aqueous Two Phase System
細胞凝集組織であるスフェロイドは再生医療分野や創薬分野で注目されている。本稿ではスフェロイド様細胞凝集塊の新たな細胞加工法として，水溶液でありながら“水と油”のように分離する性質を持つ水性二相系（Aqueous Two PhaseSystem, ATPS）法を応用した浮遊培養システムを提案し，その基礎検討と今後の展望について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 水性二相系（Aqueous Two Phase System）
2.1 水性二相系の特性
2.2 ATPSのバイオ領域への応用例
3 ATPS浮遊培養システム
3.1 浮遊培養の原理とシステム
3.2 浮遊培養の検討
4 おわりに
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機械学習を用いた複合性局所疼痛症候群（CRPS）の重症度評価技術の開発
Development of Machine-learning Based Objective Severity Assessment Model for Complex Regional Pain Syndrome（ CRPS）
これまで疼痛の評価は主観的な質問票に頼る部分が大きく，客観的かつ定量的な検査が望まれてきた。近年，慢性疼痛における脳の可塑的変化が明らかになってきており，疼痛と密接な関連を持つと考えられている。本稿では慢性で強い疼痛が主症状である複合性局所疼痛症候群（Complex regional pain syndrome， CRPS）の患者に対して，脳磁計による脳機能解析を行い，それらパラメータを入力変数，主観的疼痛指標を応答変数とするモデルを機械学習手法により確立，その妥当性を示すことができたのでこれを報告する。
【目次】
1 慢性疼痛と複合性局所疼痛症候群
2 脳機能に着目したCRPSの重症度評価方法の開発
3 検証方法
4 結果
5 まとめ
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BIO BUSINESS
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再生医療
経済産業省の算出によると，再生医療の周辺産業まで含めた市場規模は，2012年の260 億円から急速に拡大し，2030 年には1.6 兆円に達すると予測されている。2014 年には再生医療推進に向け新たな法律も施行され，早期承認への道筋がつけられたほか，これまでは医療機関に限られていた細胞培養加工等の外部委託が可能となり，周辺産業も含めた市場の活性化が期待されている。
【目次】
1 概要
2 関連制度と体制
3 研究開発動向
4 メーカー動向
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バイオ医薬品
これまで多くのブロックバスターを生み出してきた低分子化合物を用いた新薬が頭打ちになってきたことから，抗体医薬をはじめとしたバイオ医薬品の市場が拡大している。バイオ医薬品の5 割以上を占める2017 年の抗体医薬品の国内市場は9,695 億円程度とみられ，がん領域を中心に現在も多くの臨床試験が進められていることから，今後も安定した成長が期待される。大型医薬品の特許切れが相次ぐ中，メーカー各社は研究機関との共同研究やバイオベンチャーの買収によって新薬の投入を急いでいる。
【目次】
1 概要
2 業界動向
3 バイオシミラー
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《BIO PRODUCTS》
ヒドロキシプロピルメチルセルロース(Hydroxypropyl methyl cellulose)
乳酸ナトリウム(Sodium lactate)
ローカストビーンガム(Locust bean gum)
レブリン酸(Levulinic acid)
1,3―プロパンジオール(1,3-Propanediol)
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月刊バイオインダストリー 2020年6月号
￥4,950
＜著者一覧＞
大浦イッセイ 特定非営利活動法人 まもるをまもる
西垣孝行 森ノ宮医療大学
小栁智義 筑波大学
野口裕史 筑波大学
池野文昭 筑波大学
八木雅和 大阪大学
荒川義弘 筑波大学
原 正彦 (株)mediVR
小川晋平 ＡМＩ(株)
神尾 翼 ＡМＩ(株)
齊藤旬平 ＡМＩ(株)
髙木良輔 ＡМＩ(株)
加藤博史 神戸大学
安齊崇王 テルモ(株)
樋口高志 (株)カワニシホールディングス
本田佳範 (株)カワニシホールディングス
前島洋平 (株)カワニシホールディングス
西澤美幸 (株)タニタ
笠原靖弘 (株)タニタ
中村英治 (株)タニタ
蔦谷孝夫 (株)タニタ
Steven B Heymsfield Pennington Biomedical Research Center
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【特集】医工連携医療機器開発の最新動向
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デザインドリブンで行う医療機器開発
Medical Device Development with Desig-Driven Approach
ニーズドリブン，テクノロジードリブンでの開発ではなく，ニーズもテクノロジーも精査し，提供する価値を創造した上で，ソリューションとして社会実装できる，デザインドリブンで行う医療機器開発の一例を記す。
【目次】
1 はじめに
2 医療機器開発の最初に行うデザイン作業
3 医療機器開発に最も重要なデザイン作業
4 デザインドリブンで行う医療機器開発
5 おわりに
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医療機器開発における国の取り組みと医工デザイン融合
National Initiatives in Medical Device Development, Moreover Integration of DESIGN,Medicine and Industry
医療機器開発に関連する国の取り組みについて解説する。主に医工連携における開発支援策と日本におけるベンチャーエコシステムの現状を提示しながら，最新の動向を紹介する。また医療者と企業が新規事業を共創する社会を目指すための「医工デザイン融合」のコンセプトを解説し，著者らが開発した医療者の知的資産を守りながら企業と共創するプラットフォーム「evaGraphy」について情報提供を行う。
【目次】
1 はじめに
2 医療機器開発における国の取り組み
2.1 国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）について
2.2 医工連携における開発支援策
2.3 日本の医療機器産業の課題
2.4 ベンチャーエコシステムにおける課題
2.5 J-Startupによる国主導のエコシステム
2.6 2040年の医療（ビジョナリーとバックキャスト）
3 医工デザイン融合
3.1 医工連携とデザイン
3.2 医療者の知的資産をまもるWEBプラットフォーム「evaGraphy」
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アカデミア発の医療機器開発支援?マーケットニーズと基礎技術のギャップを意識した開発人材育成
Creating Values Through the Matching of Clinical Needs and Technologies atthe University Hospital
アカデミアでは基礎医学，工学など，医療機器開発に結びつく可能性のある様々な研究が行われており，その成果の社会実装が大きな期待となっている。本稿ではまず大学の医療機器開発プロジェクトの特徴，日本の医療機器開発の潜在的な課題について，日本の国際競争力と医療機器開発の特徴をもとに考える。
ユーザーとしての臨床現場でありかつ臨床研究の現場である大学病院を舞台として様々な取り組みが進んでいるが，臨床現場の「ニーズ」を持つ医療者と，アカデミアの研究成果である「シーズ」を持つ研究者・技術者が共同して最終製品の開発に取り組まなければならない。そこで「デザイン思考」と「SPARK」という2 つのアプローチを元にし，筑波大学で行っている製品開発支援Program での挑戦について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 大学での医療機器開発に見られる特徴
3 日本のものづくりと医療機器開発体制の課題
4 デザイン思考とアカデミア発「シーズ」「ニーズ」の活用の可能性
5 筑波大学の医療関連製品事業化支援プラットフォーム
5.1 Research Studio powered by SPARK
5.2 クリニカルエクスポージャーと新たな取組
6 新型コロナウイルス対策プロジェクトで見えてきた課題
7 今後の展望
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医療機器イノベーション人材育成プログラム「バイオデザイン」の国内動向について
The Perspective of Biodesign Program to Make an Innnovation of Medical Ddevice in Japan
バイオデザイン・プログラムはStanford 大学で開発された医療機器イノベーション人材育成教育プログラムであり，同プログラムから多くの製品を創出するなど優れた成果も上げていることから世界的にも評価が高い。日本でも2015 年にジャパンバイオデザインが発足し，医療機器イノベーションのエコシステム創成が進められている。ジャパンバイオデザインのこれまでの取り組みとバイオデザインプロセスの特徴，ジャパンバイオデザインの課題及び今後の展望について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 国内におけるバイオデザインの沿革
3 バイオデザインプロセスの実際
3.1 医療機器開発プロセスを体系化し，製品化に至るまでのロードマップが示されていること
3.2 医療現場に求められる開発に即したニーズを探求すること
3.3 医療現場に求められる「ニーズ」の仕様を事前に定めた上で，その目標に従ってプロトタイプとして具現化すること
4 日本の医療機器産業の動向とバイオデザインが果たす役割
5 日本におけるバイオデザインのさらなる発展に向けて
6 今後の展望
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VR リハビリ機器開発を通した医工連携による事業化の考え方と実際
Conceptual Review of Commercialization Through Medical-engineering Alliance with a Practical Example of Virtual Reality-guided Rehabilitation Medical Device Development
株式会社mediVR では仮想現実技術を用いたリハビリテーション支援用医療機器の開発及び製造販売を行っている。本特集ではニーズの掘り起こしから開発理論，上市から臨床効果に至るまでの弊社の取り組みを紹介することによって，読者が医療機器開発の一連の流れを理解し，医工連携活動を行う際の一助となるような情報提供を行いたい。
【目次】
1 はじめに
2 医工連携総論
3 各論1 mediVRカグラ開発に至る背景
4 各論2 mediVRカグラ開発の医学的理論根拠
5 各論3 mediVRカグラガイド下治療の臨床効果
6 各論4 mediVR社の資金調達と出口戦略
7 各論5 mediVR社の知財戦略
8 おわりに
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超聴診器
Development of the Stethoscope with Automatic Assisted Diagnosis for Heart Disease
著者らは各種バイタルサイン計測機能搭載 心疾患自動診断アシスト機能付遠隔医療対応聴診器「超聴診器」を開発中である。心音と心電を同時計測し，心音を可視化することで聴診を定量的に解析することを可能にした。今後は，自動診断アシスト機能を搭載するために，2020 年夏には複数の大学病院と連携し，大規模臨床研究を実施予定である。
【目次】
1 超聴診器とは
1.1 開発の背景
1.2 自動診断アシスト機能の開発
1.3 今後のビジョン
2 遠隔聴診の実現
2.1 遠隔医療の必要性
2.2 遠隔聴診の問題点
2.3 スペクトログラムの有用性
3 遠隔医療システムの構築に向けて
3.1 予備健診の実施
3.2 企業との連携
4 急激な医療革新を起こすために
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医工連携の出口戦略について
Exit Strategy for Medical-engineering Collaboration
医工連携による医療機器等の開発においてニーズを探し，これを検証する入口の部分は非常に重要だと認識されている。あわせて，開発された製品を世に送り出す出口の部分も非常に重要なプロセスである。本稿では筆者がニーズ検証の際に実施している出口戦略について説明する。
【目次】
1 出口戦略とタイミング
2 顧客はだれなのか？ 顧客のビジネスを理解せず製品は売れない
3 市場調査
4 忘れてはいけない経営者というステークホルダー
5 ビジネスモデル
6 エビデンス
7 おわりに
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心臓血管関連医療機器
Medical Device for Cardiovascular Disease
我々，医療機器メーカーの技術者にとっての医工連携とは，医療現場のニーズ，課題をとらえ，それらに対して自らの専門技術や知識を駆使し，さらには異分野，先端技術も積極的に学び，取り入れることで医療現場に変化を起こすことである。本稿においては，筆者自身が開発初期から関わった抗血栓性ポリマーコーティング技術，その抗血栓性メカニズム，未来の医療に向けた展望について述べる。
【目次】
1 医工連携のスピリッツ
2 心臓血管関連医療機器に価値を提供する高分子化学
3 人工心肺とコーティング
4 ポリ2メトキシエチルアクリレート（PMEA）
5 PMEAコーティング人工肺の有効性
6 他用途への展開
7 PMEAの抗血栓性メカニズム
8 血栓課題の克服に向けて
9 最後に
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医療機器販売商社による医工連携の実践事例
Implementation of the Medical Device Dealer-driven Medical-engineering Collaboration
本稿では，医療機器流通の現状と医療機器販売業が医工連携に果たしうる役割，および当社が目指している医工連携のあり方を論述する。また，当社の開発事例の紹介と説明を通じて，現在の医工連携においてしばしば起こりうる問題や克服すべき課題，それに対する当社の現在および将来の取り組みを論述する。
【目次】
1 はじめに
2 背景
2.1 医療機器の商流と医療機器販売業の機能
2.2 当社の目指す医工連携・医療機器開発
3 当社の開発事例より
3.1 医師の手の代わりに器械器具を保持するカッツェシリーズ
3.2 心臓カテーテルの操作を安定化させるためのカテーテルホルダー
3.3 女性医師の消化器内視鏡操作を補助するためのアタッチメント
4 これからの課題
5 まとめ
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BIA 体組成評価装置
BIA Body Composition Monitor
近年，健康診断や保健指導など様々な場面でBioelectrical Impedance Analysis（BIA）による体組成評価が活用されつつあるが，簡便に使用できる反面，この装置の詳細についてはあまり知られていない。ここではこのBIA を用いた体組成評価装置についての測定原理や臨床的有用性に触れつつ，最新の研究情報についても紹介する。
【目次】
1 メタボリックシンドローム診断における内臓脂肪型肥満スクリーニングの意義
2 健康情報としての「体組成評価」の有用性
3 体組成評価法の変遷と各方法の特徴，有効な利用法について
3.1 古くから実施されている体組成評価法
3.2 DXA：Dual energy X-ray Absorptiometryによる体組成分析
3.3 4C（4-Compartment-model）法
3.4 簡便で客観的な測定：BIAによる体組成評価
3.5 BIAの問題点と精度について
3.6 BIA体組成計の測定をできるだけ正確に実施するために
4 近年のBIA研究：加齢や鍛錬によって変化する筋肉の「質」を評価
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ナノワイヤ最新技術の基礎と応用展開(普及版)
￥3,190
2013年刊「ナノワイヤ最新技術の基礎と応用展開」の普及版。「ナノワイヤ」の基礎(成長、物性・理論)から、太陽電池をはじめ発光ダイオード、レーザー、センサー、光検出器など、デバイスへの応用を網羅!!
（監修：福井孝志）
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2013年当時のものを使用しております。
福井孝志 北海道大学
比留間健之 (株)日立製作所
竹田精治 大阪大学産業科学研究所
清水智弘 関西大学
小田俊理 東京工業大学
舘野功太 NTT物性科学基礎研究所
池尻圭太郎 北海道大学
山口雅史 名古屋大学
原真二郎 北海道大学
岡田龍雄 九州大学
中村大輔 九州大学
本久順一 北海道大学
深田直樹 (独)物質・材料研究機構
河口研一 (株)富士通研究所
荒川泰彦 東京大学
有田宗貴 東京大学
舘林 潤 東京大学
八井 崇 東京大学大学院
秋山 亨 三重大学
広瀬賢二 日本電気(株)
小林伸彦 筑波大学
岸野克巳 上智大学
和保孝夫 上智大学
冨岡克広 北海道大学量;(独)科学技術振興機構
柳田 剛 大阪大学
吉村正利 北海道大学
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＜＜目次＞＞
序章 ナノワイヤ研究の最新動向
【第I編 成長】
第1章 ナノワイヤ成長の概論
1 はじめに ―ナノワイヤのルーツ:ホイスカー ―
2 ホイスカーからナノワイヤへ
3 ナノワイヤの成長機構
3.1 中軸ラセン転位による成長
3.2 気相-液相-固相(Vapor-Liquid-Solid)成長
3.3 ナノワイヤの選択成長
3.4 ナノワイヤ成長における原料原子の表面拡散効果
3.5 異種材料接合におけるナノワイヤ成長
4 まとめ
第2章 VLSシリコンナノワイヤー成長
1 はじめに
2 VLS法によるシリコン・ナノワイヤー成長を決める因子
3 VLS法によるシリコン・ナノワイヤー成長の実際
4 触媒となる金シリコンナノ液滴
5 シリコン・ナノワイヤーの核形成
6 シリコン・ナノワイヤー成長過程の解析
7 おわりに
第3章 テンプレート成長法について
1 はじめに
2 テンプレートについて
3 テンプレート中での成長方法について
4 自己組織形成テンプレートを用いたナノワイヤの成長
第4章 VLS Geナノワイヤ成長
1 はじめに
2 VLS成長
3 種々の触媒金属
4 垂直成長
5 Ge-NW成長の精密制御
6 Ge-NWの低温成長
7 デバイス応用
8 おわりに
第5章 VLS法によるIII-V族ナノワイヤ成長
1 はじめに
2 長波長帯発光ナノワイヤ
3 GaAs(311)B基板上横成長GaAsナノワイヤ
4 自己触媒VLS法によるInPナノワイヤ
5 InAsナノワイヤの超伝導量子デバイスへの応用展開
6 まとめ
第6章 選択成長法によるIII-V族化合物半導体ナノワイヤ
1 はじめに
2 MOVPE選択成長法によるナノワイヤ形成プロセス
3 選択成長によるナノワイヤの形状および結晶構造解析
3.1 選択成長におけるファセッティング成長(GaAs選択成長基板面方位依存性)
3.2 選択成長によるナノワイヤの成長特性
3.3 ナノワイヤの形状制御技術 成長の縦・横方向制御
3.4 ナノワイヤの結晶構造解析
4 ナノワイヤにおける結晶構造の変化
5 ナノワイヤの成長機構モデル
6 Si基板上のナノワイヤ選択成長
7 おわりに
第7章 III-Vナノワイヤon Si
1 はじめに
2 Si基板上無触媒(自己触媒)VLS法による化合物半導体ナノワイヤ
3 Ga供給量依存性
4 As供給量依存性
5 成長中断の効果
6 GaAs/AlxGa1-xAsのコア・シェルヘテロ構造
7 まとめ
第8章 強磁性体/半導体複合ナノワイヤ
1 はじめに
2 作製プロセス
3 強磁性体ナノクラスタの選択形成
4 強磁性体/半導体複合ナノワイヤの選択形成
5 電気特性
6 おわりに
第9章 ZnOナノワイヤ成長
1 はじめに
2 ZnOナノ結晶の成長
2.1 CVD
2.2 熱炭素CVD
2.3 パルスレーザー堆積法
2.4 水熱法
2.5 電着法
3 制御法
3.1 成長方向制御
3.2 結晶サイズの制御
3.3 密度制御
3.4 成長位置
4 導電性制御
5 まとめ
【第II編 物性・理論】
第1章 光物性
1 はじめに
2 ナノワイヤ光導波路と共振器効果
3 光学異方性
4 結晶構造転移と光学特性
5 ナノワイヤアレイにおける光吸収
6 ヘテロ構造半導体ナノワイヤの発光特性
7 光励起による誘導放出およびレーザ発振
8 ナノワイヤ発光素子
9 おわりに
第2章 ドーピング
1 はじめに
2 ドーピング方法
2.1 成長時ドーピング
2.2 イオン注入を利用したドーピング
3 ドーピング評価
3.1 結合・電子状態
3.2 不純物分布
3.3 不純物の挙動
4 まとめ
第3章 径方向量子井戸・量子ドットナノワイヤ構造と光学特性
1 はじめに
2 ナノワイヤに形成可能な量子ヘテロ構造
3 径方向量子井戸ナノワイヤの物性
4 径方向量子ドットナノワイヤの物性
5 まとめ
第4章 ナノワイヤ量子ドットの光学特性
1 はじめに
2 位置制御された単一GaN/AlGaNナノワイヤ量子ドットの結晶成長と光学特性
3 InGaAs/GaAsナノワイヤ量子ドットの結晶成長と光学特性
4 InGaAs/GaAsナノワイヤ積層量子ドットの結晶成長と光学特性
5 おわりに
第5章 ZnOナノロッド量子井戸構造を用いたナノフォトニックデバイスの進展
1 まえがき
2 ZnOナノロッド量子井戸構造
3 近接場エネルギー移動の制御
4 近接場光の協調現象の観測
5 むすび
第6章 形成機構計算
1 はじめに
2 ナノワイヤの結晶構造
3 ナノワイヤにおける閃亜鉛鉱-ウルツ鉱構造相対的安定性
4 二次元核形成にもとづくナノワイヤ形成機構
5 エピタキシャル成長条件を考慮したナノワイヤ形成機構
6 ナノワイヤ形状の成長条件依存性
7 まとめ
第7章 熱伝導、熱電性能
1 ナノワイヤの熱伝導実験
2 ナノワイヤの熱伝導計算
3 低温での普遍的な熱伝導の振舞い
4 熱電エネルギー変換と熱電性能指数
4.1 熱電性能の物性・理論
4.2 ナノワイヤの熱電性能増大の可能性
4.3 シリコンナノワイヤの熱電性能実験
4.4 シリコンナノワイヤの熱電性能計算
5 まとめ
【第III編 デバイス】
第1章 GaN ナノコラム発光デバイス
1 はじめに
2 GaN 系発光デバイスの直面する課題
3 ナノコラムとナノ結晶効果
4 規則配列ナノコラムとナノコラムLED
5 発光色制御と集積型LED
6 まとめ
第2章 回路応用
1 はじめに
2 デジタル回路
3 アナログ回路
4 ナノワイヤの配置制御技術
5 むすび
第3章 ナノワイヤのトランジスタ応用
1 はじめに
2 ナノワイヤトランジスタの技術動向
3 Si基板上のIII-Vナノワイヤ選択成長
4 ナノワイヤ縦型トランジスタの作製
5 InGaAs/InP/InAlAs/InGaAsコアマルチシェルナノワイヤチャネル
6 まとめ
第4章 ナノワイヤを活用した不揮発性メモリ―ナノワイヤメモリスタ―
1 はじめに
2 自己組織化酸化物ナノワイヤを用いたプレーナー型メモリスタ素子
3 ナノワイヤメモリスタを用いた極微素子特性の解明
4 ナノワイヤメモリスタ素子を用いた動作起源の解明
5 おわりに
第5章 III-V族化合物半導体ナノワイヤ太陽電池
1 はじめに
2 ナノワイヤの特長
2.1 光トラッピング
2.2 電子正孔対分離の改善
2.3 格子不整合の緩和
2.4 省資源化
3 III-V族化合物半導体ナノワイヤ太陽電池の動向
4 今後の展開
4.1 高効率化
4.2 低コスト化
5 まとめ -
発酵・醸造食品の最新技術と機能性II(普及版)
￥3,080
2011年刊「発酵・醸造食品の最新技術と機能性 II」の普及版!麹菌や酵母など微生物のゲノム情報を利用して展開された研究と、環境・エネルギー問題の解決に貢献する日本の伝統的な発酵醸造技術を紹介!!
（監修：北本勝ひこ
<a href="https://www.cmcbooks.co.jp/products/detail.php?product_id=5430"target=”_blank”>この本の紙版「発酵・醸造食品の最新技術と機能性II(普及版)」の販売ページはこちら（別サイトが開きます）</a>
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2011年当時のものを使用しております。
北本勝ひこ 東京大学大学院
北垣浩志 佐賀大学
磯谷敦子 (独)酒類総合研究所
鈴木康司 アサヒグループホールディングス(株)
吉田 聡 キリンホールディングス(株)
井沢真吾 京都工芸繊維大学大学院
高木博史 奈良先端科学技術大学院大学
小笠原博信 秋田県総合食品研究センター
岩下和裕 (独)酒類総合研究所
樋口裕次郎 University of Exeter School of Biosciences Associate
丸山潤一 東京大学大学院
竹内道雄 東京農工大学大学院
堀内裕之 東京大学大学院
板谷光泰 慶應義塾大学
外山博英 琉球大学
松下一信 山口大学
下飯 仁 (独)酒類総合研究所
渡辺大輔 (独)酒類総合研究所
塚原正俊 (株)バイオジェット
鼠尾まい子 (株)バイオジェット
小山泰二 (公財)野田産業科学研究所
小川真弘 (公財)野田産業科学研究所
小池英明 (独)産業技術総合研究所
町田雅之 (独)産業技術総合研究所
大島栄治 三省製薬(株)
比嘉良喬 三省製薬(株)
豊島快幸 ヤマサ醤油(株)
茂木喜信 ヤマサ醤油(株)
鳴海一成 (独)日本原子力研究開発機構
大浦 新 月桂冠(株)
渡辺敏郎 ヤヱガキ醗酵技研(株)
広常正人 大関(株)
竹中史人 辰馬本家酒造(株)
大澤一仁 カルピス(株)
大木浩司 カルピス(株)
木村啓太郎 (独)農業・食品産業技術総合研究機構
尹 載宇 韓国啓明大学校
有岡 学 東京大学大学院
秦 洋二 月桂冠(株)
小池謙造 花王(株)
幸田明生 大関(株)
坊垣隆之 大関(株)
佐々木真弓 旭硝子(株)
東田英毅 旭硝子(株)
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＜＜目次＞＞
第1編:発酵・醸造の基礎研究
第1章 ミトコンドリア輸送をターゲットとした低ピルビン酸清酒酵母の育種とその実用化
1 はじめに
2 ピルビン酸分子の物理化学的性質
3 酵母におけるピルビン酸の代謝
4 酒類醸造におけるピルビン酸・α-アセト乳酸の制御
5 ミトコンドリア輸送をターゲットとするという新たなピルビン酸低減育種手法
6 育種したピルビン酸低減清酒酵母の実地醸造実証試験
7 育種酵母を使った工場スケールの仕込ではエタノール生産能の低下なくピルビン酸及びα-アセト乳酸が顕著に低減している
8 育種したピルビン酸低減清酒酵母の醸造産業への技術移転
第2章 清酒の熟成に関与する香気成分
1 はじめに
2 清酒の貯蔵による香気成分の変化
3 老香と熟成香
4 DMTSの生成機構
5 おわりに
第3章 ビール産業における微生物管理技術の最近の進展
1 ビール混濁性乳酸菌(Lactobacillus属およびPediococcus属)
1.1 ビール混濁性乳酸菌の研究に関わる歴史
1.2 乳酸菌によるビールの変敗現象
1.3 乳酸菌のホップ耐性
1.3.1 細胞膜レベルでの耐性機構
1.3.2 細胞壁レベルにおける耐性機構
1.3.3 その他のホップ耐性機構
1.4 ホップ耐性遺伝子を指標としたビール混濁性判定法
1.5 検査培地で生育しないビール混濁性乳酸菌の検出法の開発
2 Pectinatus属およびMegasphaera属
2.1 Pectinatus属およびMegasphaera属に関わる研究の歴史
2.2 Pectinatus属およびMegasphaera属によるビールの混濁
2.3 Pectinatus属およびMegasphaera属の検査法
2.4 その他のPectinatus属およびMegasphaera属の特徴
3 おわりに
第4章 下面発酵酵母のメタボローム解析
1 はじめに
2 下面発酵酵母の硫黄系物質代謝の解析と亜硫酸高生産株の育種
3 下面発酵酵母の機能未知遺伝子の解析
4 各種酵母のメタボローム解析
5 おわりに
第5章 エタノールストレス応答および醸造過程における酵母mRNA動態とオルガネラ形態変化の解析
1 酵母とエタノールストレス
2 mRNA fluxに及ぼすエタノールストレスの影響
2.1 エタノールストレス応答時の選択的mRNA核外輸送
2.2 HSP mRNAのhyperdadenylationによる核内滞留
2.3 エタノールストレスによる翻訳抑制とP-body・ストレス顆粒
2.4 醸造過程におけるP-bodyの形成
2.5 エタノールストレスによる酵母ストレス顆粒の形成
2.6 エタノールストレス条件下や醸造過程後期での遺伝子発現制御
3 オルガネラに及ぼすエタノールストレスの影響
3.1 ミトコンドリア
3.2 液胞
4 まとめ
第6章 酵母の発酵環境ストレス耐性機構の解析と実用酵母の育種への応用
1 はじめに
2 プロリン
3 プロリン・アルギニン代謝(一酸化窒素生成)
4 ユビキチンシステム
5 おわりに
第7章 麹菌におけるトランスポゾン(Crawler)活性の発見と実用株育種への応用
1 はじめに
2 糸状菌および麹菌のトランスポゾン研究
3 麹菌のDNAトランスポゾンCrawlerの構造的特徴
4 Crawlerの活性化とトランスポゾン・トラッピング
5 様々なCrawler転移株の挿入位置
6 Crawlerの切り出し効率の計測による転移活性化条件の再検討
7 Crawlerの足跡配列(Footprint)
8 Crawlerの各種麹菌株における分布
9 Crawlerの実用株育種への応用
10 おわりに
第8章 糸状菌に特異な機能未知遺伝子を探る
1 はじめに
2 糸状菌のゲノム解析と機能未知遺伝子
3 糸状菌類に保存された機能未知遺伝子
4 糸状菌類に高度に保存され高発現する遺伝子の破壊
5 遺伝子破壊株の表現型
第9章 麹菌のタンパク質分泌経路とエンドサイトーシス
1 はじめに
2 麹菌のタンパク質分泌経路の解析
2.1 分泌タンパク質の可視化
2.2 タンパク質分泌機構の可視化
2.2.1 ERの可視化
2.2.2 SNAREの可視化
2.3 隔壁へのタンパク質分泌経路の解析
3 麹菌のエンドサイトーシスの解析
3.1 糸状菌におけるエンドサイトーシスのこれまでの研究
3.2 麹菌におけるエンドサイトーシスの可視化
3.3 麹菌の菌糸先端におけるエンドサイトーシスによるリサイクリング
4 まとめ
第10章 麹菌の隔壁孔を介した細胞間連絡―多細胞生物としての生育を支える分子メカニズム―
1 はじめに
2 麹菌では低浸透圧ショックにより菌糸先端が溶菌する
3 Woronin bodyは隔壁孔をふさぎ溶菌の伝播を防ぐ
4 Woronin bodyはペルオキシソームから分化する
5 ストレスに応答して隔壁孔に凝集するタンパク質
6 おわりに
第11章 ゲノム情報に基づく麹菌プロテアーゼ遺伝子とその産物の解析
1 はじめに
2 エキソ型プロテアーゼ
2.1 アミノペプチダーゼ
2.2 ジペプチジル―,トリペプチジルペプチダーゼ
2.3 カルボキシペプチダーゼ(CPase)
2.3.1 セリンタイプCPase
2.3.2 メタロCPase
2.4 ジペプチダーゼ
3 エンド型プロテアーゼ
3.1 セリンプロテアーゼ
3.2 システインプロテアーゼ
3.3 アスパルティックプロテアーゼ
3.4 金属プロテアーゼ
4 おわりに
第12章 麹菌とその近縁糸状菌のキチン合成酵素とキチナーゼ
1 はじめに
2 キチン合成酵素
2.1 クラスIとクラスIIに属するキチン合成酵素
2.2 クラスIIIに属するキチン合成酵素
2.3 クラスVとクラスVIに属するキチン合成酵素
2.4 クラスIV,VIIに属するキチン合成酵素
3 キチナーゼ
3.1 クラスIIIキチナーゼ
3.2 クラスVキチナーゼ
4 おわりに
第13章 納豆菌と枯草菌:ゲノムから眺める安全な菌の活用
1 はじめに
2 枯草菌ゲノムと納豆菌ゲノム解読
3 ゲノムから見えた納豆菌KEIO株
3.1 予想以上に多かったIS
3.2 納豆菌plasmids
4 枯草菌と納豆菌の有効活用
4.1 枯草菌168株ゲノムコンパクト化
4.2 枯草菌168株ゲノム活用
4.3 納豆菌のゲノム活用
5 おわりに
第14章 耐熱性酢酸菌を使った酸化発酵による有用物質生産系の開発
1 はじめに
2 酢酸菌と酸化発酵
3 耐熱性酢酸菌と耐熱化の機構について
4 耐熱性酢酸菌を使った酢酸発酵
5 耐熱性酢酸菌を使った有用物質生産
6 おわりに
第2編:醸造微生物の最新技術
第15章 清酒酵母と実験室酵母の交配による清酒醸造特性のQTL解析
1 はじめに
2 清酒酵母と他の酵母はどこが違うのか
3 清酒酵母の特性を決定する遺伝子の解析
4 質的形質と量的形質
5 QTL解析実験のデザイン
6 K7の一倍体の取得と醸造特性の解析
7 清酒酵母と実験室酵母の交雑によって得られた一倍体の醸造特性の解析
8 醸造特性のQTL解析
9 発酵力に関与するQTLの原因遺伝子の推定
10 細胞増殖速度のQTL解析
11 おわりに
第16章 ガス発生量計測システムを用いた清酒発酵プロファイルの定量的解析
1 はじめに
2 清酒醸造における発酵モニタリング
3 ガス発生量計測システムを用いた清酒発酵モニタリング
4 清酒発酵プロファイルの定量的解析
4.1 清酒もろみにおける発酵速度
4.2 発酵速度のピークに関する定量的解析
4.3 清酒発酵プロファイルのモデル化に向けて
5 おわりに
第17章 清酒酵母のストレス応答欠損と高エタノール発酵性
1 はじめに
2 実はストレスに弱い清酒酵母
3 清酒酵母におけるストレス応答欠損の分子メカニズム
3.1 清酒酵母のストレス応答欠損
3.2 清酒酵母に特異的なMSN4遺伝子の機能欠失変異
3.3 清酒酵母に特異的なHsf1pの恒常的高リン酸化
4 ストレス応答とエタノール発酵との新たな関係性
5 おわりに
第18章 次世代シーケンサSOLiDを用いた実用泡盛黒麹菌株の比較ゲノム解析
1 泡盛と黒麹菌株
2 実用泡盛黒麹菌株における比較ゲノム解析の意義
3 次世代シーケンサSOLiDによる黒麹菌の解析
4 黒麹菌遺伝子と泡盛風味の関係
5 今後の展望
第19章 麹菌における染色体工学と転写因子の網羅的解析
1 はじめに
2 遺伝子破壊株の作製
3 遺伝子破壊ライブラリーの作製
4 遺伝子破壊株の解析
5 染色体工学を用いた転写因子遺伝子の解析
6 まとめ
第20章 コウジ酸の生合成遺伝子,麹菌培養条件に応答した遺伝子発現機構
1 コウジ酸の産業利用
2 条件特異的な生合成
3 DNAマイクロアレイによる発現解析
4 得られた遺伝子クラスターの特徴
5 KA生産に関連した転写制御
6 まとめ
第21章 イオンビーム,ガンマ線照射が誘発する麹菌ゲノム変異の解析と麹菌育種への展開
1 はじめに
2 イオンビームおよびガンマ線照射について
3 麹菌へのイオンビームおよびガンマ線照射について
4 生存率の比較
5 変異率の比較
6 変異スペクトルの解析
6.1 点変異
6.2 染色体間組換え
6.3 大規模遺伝子欠損
7 おわりに
第3編:醸造食品の機能性
第22章 酒粕由来機能性ペプチド
1 はじめに
2 前回からの続報
3 「機能性データベース～清酒編」の更新
3.1 サンプル素材
3.2 アッセイ系
3.3 効果・効能
3.4 同定成分
4 乳酸発酵液化粕
4.1 抗健忘症作用
4.2 血圧降下作用
4.3 酒粕ペプチドとの組み合わせ効果
5 酒粕ペプチドの肝細胞保護効果
5.1 in vitro細胞試験
5.2 マウス肝機能保護試験
5.3 酒粕ペプチドの成分同定
6 今後の展望
第23章 酒粕レジスタントプロテイン
1 はじめに
2 レジスタントプロテイン
3 酒粕発酵物
4 酒粕発酵物の機能性
4.1 高コレステロール食における脂質代謝改善効果
4.2 コレステロール胆石形成抑制効果
4.3 油吸着効果
4.4 肥満抑制効果
4.5 腸内環境改善効果
5 おわりに
第24章 甘酒の栄養素と機能性
1 はじめに
2 甘酒の栄養素
3 甘酒の機能性
4 甘酒のヒトの健康への効果
5 おわりに
第25章 日本酒由来成分αGGの機能性
1 はじめに
2 清酒中のαGG
3 αGGの化学的特性
4 αGGの経口摂取による機能性
5 αGGの外用剤としての機能性
6 おわりに
第26章 酸乳の脳機能改善作用
1 はじめに
2 酸乳の脳機能改善作用
2.1 評価法
2.2 評価物質
2.3 酸乳の単回投与による記憶障害予防作用
2.4 酸乳の単回投与による学習記憶力向上作用
2.5 酸乳の長期投与による学習記憶力向上作用
3 おわりに
第27章 納豆の機能性
1 はじめに
2 1次機能(エネルギー・栄養補給機能)
3 2次機能(嗜好性,色,形,食感などにより食欲を左右する機能)
4 3次機能(生体の正常な機能を維持するための生体調節機能)
5 おわりに
第4編:醸造微生物による物質生産
第28章 有用タンパク質生産のための麹菌の育種
1 はじめに
2 pyrG選択マーカー遺伝子リサイクリング技術の確立
3 プロテアーゼ遺伝子多重破壊株による異種タンパク質の生産
4 液胞タンパク質ソーティングレセプター遺伝子破壊株による異種タンパク質の生産
5 おわりに
第29章 麹菌によるシロアリセルラーゼの生産
1 はじめに
2 セルロース系バイオマスの糖化
3 シロアリセルラーゼのバイオマス消化システム
4 麹菌を用いた異種タンパク質生産システム
5 麹菌を用いたシロアリおよび共生原生生物由来エンドグルカナーゼの生産
5.1 シロアリ由来GHF9エンドグルカナーゼ
5.2 共生原生生物由来GHF7エンドグルカナーゼ
5.3 共生原生生物由来GHF45エンドグルカナーゼ
5.4 シロアリ由来β-グルコシダーゼ
6 おわりに
第30章 麹菌チロシナーゼを用いた新規染毛料原料のバイオ生産
1 はじめに
2 固体培養で発現する麹菌チロシナーゼの発見
3 麹菌チロシナーゼを染毛料へ利用
4 メラニン前駆体のバイオ合成に向けたプロセス開発
5 メラニン前駆体・DHIの工業生産
6 メラニン前駆体による染毛技術の開発
7 おわりに
第31章 麹菌タンパク質高発現システムを用いた有用タンパク質の生産
1 はじめに
2 麹菌タンパク質高発現システムの構築
2.1 高発現プロモーターの開発
2.2 5'UTRの改変による翻訳の効率化
3 異種タンパク質の発現
3.1 野生型遺伝子の発現
3.2 遺伝子のデザイン
3.3 合成遺伝子を用いた発現
4 BDF生産用リパーゼの発現
4.1 開発の背景
4.2 各種リパーゼの高生産
4.3 放射線照射による変異導入
4.4 メタノリシス反応
5 おわりに
第32章 分裂酵母ミニマムゲノムファクトリーを用いた物質生産系の改良
1 はじめに
2 分裂酵母染色体縮小化株の構築
3 分裂酵母染色体縮小化株の増殖性能
4 分裂酵母染色体縮小化株における異種タンパク質生産性の向上
5 異種タンパク質生産性向上機構の解析
6 おわりに -
レアメタルフリー二次電池の最新技術動向(普及版)
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2013年刊「レアメタルフリー二次電池の最新技術動向」の普及版!豊富な資源を使い、低コストで、大容量化、長寿命化、高安全性を目指した次世代二次電池の開発動向を詳述!!
（監修：境 哲男）
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2013年当時のものを使用しております。
境 哲男 (独)産業技術総合研究所
岡田重人 九州大学
智原久仁子 九州大学
中根堅次 住友化学(株)
久世 智 住友化学(株)
藪内直明 東京理科大学
片岡理樹 (独)産業技術総合研究所
向井孝志 (独)産業技術総合研究所
稲澤信二 住友電気工業(株)
沼田昂真 住友電気工業(株)
井谷瑛子 住友電気工業(株)
福永篤史 住友電気工業(株)
酒井将一郎 住友電気工業(株)
新田耕司 住友電気工業(株)
野平俊之 京都大学大学院
萩原理加 京都大学大学院
小山 昇 エンネット(株)
幸 琢寛 (独)産業技術総合研究所
小島敏勝 (独)産業技術総合研究所
上町裕史 (株)ポリチオン
辰巳砂昌弘 大阪府立大学
長尾元寛 大阪府立大学
林 晃敏 大阪府立大学
森下正典 (独)産業技術総合研究所
江田祐介 (独)産業技術総合研究所
坂本太地 (独)産業技術総合研究所
小島 晶 神戸大学大学院
岩佐繁之 日本電気(株)
佐藤正春 (株)村田製作所
目代英久 (株)本田技術研究所
鋤柄 宜 (株)本田技術研究所
本間 格 東北大学
八尾 勝 (独)産業技術総合研究所
山縣雅紀 関西大学
石川正司 関西大学
永金知浩 日本電気硝子(株)
森田昌行 山口大学
吉本信子 山口大学
高﨑智昭 川崎重工業(株)
西村和也 川崎重工業(株)
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＜＜目次＞＞
第1章 ナトリウムイオン電池用材料の研究開発
1 材料開発1
1.1 ポストリチウムイオン二次電池の背景
1.2 ナトリウムイオン電池用正極候補
1.2.1 層状岩塩酸化物NaFeO2
1.2.2 層状硫化物TiS2
1.2.3 パイライト型硫化物FeS2
1.2.4 フッ素化ポリアニオン系Na3V2(PO4)2F3
1.2.5 有機系ロジゾン酸二ナトリウムNa2C6O6
1.3 ナトリウムイオン電池用負極候補
1.3.1 ナトリウム金属
1.3.2 金属系負極
1.3.3 炭素
1.4 ナトリウムイオン二次電池
1.5 まとめ
2 材料開発2
2.1 はじめに
2.2 材料設計における基本指針
2.3 層状酸化物
2.4 オキソ酸塩系材料
2.5 まとめ
3 材料開発と電池化
3.1 諸言
3.2 正極材料
3.3 負極材料
3.4 Na0.95Li0.15(Ni0.15Mn0.55Co0.1)O2/Sn-Sb硫化物系ナトリウムイオン電池の充放電特性と安全性評価
3.5 まとめ
4 FSA系溶融塩電解質電池
4.1 はじめに
4.2 MSBの現状
4.2.1 アルカリ金属ビス(フルオロスルフォニル)アミド塩の電池電解液への適用
4.2.2 充放電特性
4.2.3 フローティング充電特性
4.2.4 組電池の試作
4.3 電池の安全性に関する検討
4.4 まとめ
第2章 イオウ系材料の研究開発
1 イオウ系正極の開発状況 小山昇
1.1 はじめに
1.2 結合およびレドックス活性
1.3 単体硫黄のレドックス特性
1.4 硫黄化合物のレドックス電位による分類
1.4.1 第一グループの有機物
1.4.2 第二グループの有機物
1.4.3 第三グループの有機物
1.5 おわりに
2 有機硫黄系正極の研究開発
2.1 はじめに
2.2 硫黄系正極について
2.3 硫黄系正極の課題
2.4 硫黄変性ポリアクリロニトリル正極材料の合成と電極・電池を用いた評価の概要
2.5 硫黄変性ポリアクリロニトリル材料の合成
2.6 硫黄変性ポリアクリロニトリルの材料特性
2.7 電極およびセルの作製と充放電試験条件
2.7.1 塗工電極
2.7.2 カーボンペーパーを集電体に用いた電極
2.7.3 電池構成
2.8 電極性能
2.8.1 SPAN電極のサイクル寿命
2.8.2 SPAN電極の入出力特性
2.8.3 SPAN電極の体積変化
2.9 SPAN/SiO系フルセルの電池性能
2.9.1 フルセル用Liプリドープ設計
2.9.2 サイクル特性
2.9.3 出力特性
2.9.4 温度特性
2.9.5 大型電池
2.10 SPAN正極を用いたその他の電池
2.10.1 全固体電池
2.10.2 メタルフリー電池
2.10.3 バイポーラ型電池
2.10.4 ナトリウムイオン二次電池
2.10.5 その他の有機硫黄系正極
2.11 SPAN/SiO系電池の安全性試験
2.11.1 釘刺し試験
2.11.2 過充電試験と発生ガスの分析
2.12 まとめと展望
3 硫黄導電性高分子「ポリチオン」
3.1 はじめに
3.2 硫黄系材料および有機系正極材の開発動向
3.2.1 硫黄
3.2.2 有機ジスルフィド化合物
3.2.3 含硫黄ポリマー
3.2.4 正極材料の高容量化:有機系正極材
3.3 ポリチオンの有機硫黄ポリマー
3.3.1 コンセプト
3.3.2 有機硫黄ポリマーの展開
3.4 合成ならびに製造法の検討
3.4.1 合成指針
3.4.2 製造に向けた取組み
3.5 電池特性
3.6 化学構造と電子構造の評価
3.6.1 化学構造:結晶構造評価
3.6.2 電子構造XAFS評価
3.7 実用化製造検討
3.8 まとめと今後
4 硫化物無機固体電解質を用いた全固体硫黄系電池の開発 辰巳砂昌弘,長尾元寛,林晃敏
4.1 はじめに
4.2 硫化物ガラス系固体電解質を用いたバルク型全固体リチウム電池
4.3 硫黄系正極―銅複合体の全固体リチウム電池への応用
4.3.1 硫黄系正極材料を用いた全固体二次電池
4.3.2 単体硫黄―銅系複合体の作製と全固体Li/S電池
4.3.3 硫化リチウム―銅系複合体の作製と全固体Li/S電池
4.4 硫黄系正極―ナノカーボン複合体の作製と全固体リチウム電池への応用
4.4.1 単体硫黄―ナノカーボン複合体の作製と全固体Li/S電池
4.4.2 硫化リチウム―ナノカーボン複合体の作製と全固体Li/S電池
4.5 おわりに
第3章 シリコン系材料の研究開発
1 シリコン系負極材料
1.1 はじめに
1.2 Si負極を用いたセルの作製と評価
1.3 Si粉末の製造法について
1.4 各種Si負極の特性
1.5 Si負極の体積変化
1.6 LiFePO4正極/Si負極セル
1.6.1 入出力特性
1.6.2 高温・低温特性
1.7 高エネルギー密度形Li過剰正極/Si負極セル
1.7.1 初期特性とサイクル特性
1.7.2 釘刺し試験
1.8 おわりに
2 ケイ酸塩系正極材料の合成と電極特性
2.1 はじめに
2.2 リチウムシリケート系材料の開発経緯
2.2.1 リチウムシリケートの材料研究
2.2.2 リチウムシリケートの電極材料としての検討
2.2.3 リチウムシリケート正極の熱的安定性
2.2.4 リチウムシリケートの合成方法とカーボン付与方法
2.2.5 リチウムシリケート正極材料の構造の研究
2.2.6 リチウムシリケート正極材料の計算化学研究
2.2.7 リチウムシリケート正極材料の世界的研究動向
2.3 シリケート系正極材料の特性
2.3.1 溶融炭酸塩を用いたリチウムシリケート系正極の合成
2.3.2 シリケート系正極材料の特性評価
2.3.3 Li2FeSiO4を用いた実電池の作製と評価
2.4 シリケート系正極材料の今後
2.5 まとめ
第4章 有機系材料の研究開発
1 有機ラジカル正極
1.1 まえがき
1.2 ラジカルポリマー正極
1.3 PTMA有機ラジカル電池の特性
1.4 エネルギー密度の向上(n型ラジカル材料)
1.5 むすび
2 多電子系有機二次電池
2.1 はじめに
2.2 高エネルギー密度有機二次電池の開発戦略
2.3 有機二次電池と多電子反応
2.4 ルベアン酸を活物質とする多電子系有機二次電池
2.5 ルベアン酸誘導体
2.6 多電子系有機二次電池の可能性
3 有機全固体電池 本間格
3.1 はじめに
3.2 有機活物質の多電子反応容量
3.3 有機活物質の高エネルギー密度特性
3.4 準固体電解質
3.5 有機分子の電極特性
3.6 全固体電池デバイス
3.7 全固体電池のサイクル特性
3.8 まとめ
4 キノン系有機正極
4.1 レアメタルフリー正極としての有機正極
4.1.1 はじめに
4.1.2 有機正極の先行研究
4.2 結晶性低分子有機正極
4.2.1 ジメトキシベンゾキノン
4.2.2 環拡張型キノン
4.2.3 インディゴ
4.3 ナトリウム電池やマグネシウム電池への適用
4.4 課題と今後の展開
5 天然高分子を用いた蓄電デバイス用材料の研究開発
5.1 はじめに
5.2 天然高分子を用いたゲル電解質の開発
5.2.1 電気化学キャパシタ用ゲル電解質
5.2.2 リチウムイオン二次電池用ゲル電解質への展開
5.3 天然高分子を用いた複合電極の開発
5.3.1 電気化学キャパシタ用活性炭複合電極の開発とその高出力特性
5.3.2 リチウムイオン電池用複合電極に対する天然高分子バインダーの可能性
5.4 おわりに
第5章 ガラス結晶化法によるリン酸鉄正極材料の開発
1 はじめに
2 LFP結晶化ガラスの製造プロセス
3 LFP結晶化ガラスの構造
4 LFP結晶化ガラスの電池特性
5 まとめ
第6章 マグネシウム二次電池材料の研究開発
～現状と課題
1 はじめに
2 負極材料のための電解質設計
2.1 マグネシウムイオン電池用負極材料の電解質設計
2.2 マグネシウム金属負極の電解質設計
2.3 電解質の固体化
3 正極材料のための電解質設計
4 おわりに
第7章 ニッケル水素化物電池のレアメタルフリー化
1 諸言
2 産業用大型Ni-MH電池
3 合金負極のコバルトフリー化
4 ニッケル正極のコバルトフリー化
5 電極のファイバー化によるコバルトフリー化
6 おわりに -
医薬品製剤化方略と新技術Ⅱ(普及版)
￥2,530
2013年刊「医薬品製剤化方略と新技術 II」の普及版!各メーカーの製剤技術とそれを支える医薬品添加剤、製剤機械の紹介と今後求められる「人に優しい製剤設計」の研究・開発を解説!!
（監修：竹内洋文）
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2013年当時のものを使用しております。
竹内洋文 岐阜薬科大学
砂田久一 名城大学
北川雅博 エーザイ(株)
沖本和人 東和薬品(株)
迫 和博 アステラス製薬(株)
吉田高之 アステラス製薬(株)
中川知哉 沢井製薬(株)
北村雅弘 沢井製薬(株)
槇野 正 京都薬品工業(株)
酒井 寛 京都薬品工業(株)
黒川真嗣 昭和大学
山下親正 東京理科大学
原田 努 エーザイ(株)
菱川慶裕 大蔵製薬(株)
丹羽敏幸 名城大学
濱浦健司 第一三共(株)
大野育正 第一三共(株)
太田琴恵 東レ(株)
高木 卓 東レ(株)
堀内保秀 東レ(株)
尾関有一 (株)三和化学研究所
安藤正樹 (株)三和化学研究所
菅野清彦 旭化成ファーマ(株)
岸潤一郎 BASFジャパン(株)
飯田園生 BASFジャパン(株)
土戸康平 エボニックデグサジャパン(株)
石井達弥 エボニックデグサジャパン(株)
森田貴之 エボニックデグサジャパン(株)
久保田清 第一三共(株)
川口恵美 わかもと製薬(株)
鵜野澤一臣 フロイント産業(株)
長谷川浩司 (株)パウレック
竹内淑子 岐阜薬科大学
永禮三四郎 (株)奈良機械製作所
山原 弘 沢井製薬(株)
横山 誠 エーザイ(株)
小澤崇浩 エーザイ(株)
羽原正秋 (株)インテリジェントセンサーテクノロジー
小林義和 (株)インテリジェントセンサーテクノロジー
池崎秀和 (株)インテリジェントセンサーテクノロジー
湯川十三 岡田精工(株)
大原三佳 岡田精工(株)
帆足洋平 ニプロ(株)
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＜＜目次＞＞
第 I 編 総論 現代の製剤開発に求められること
第1章 日本薬局方の改正、製剤技術の動向
1 日局16に規定される剤形
2 医薬品添加剤の活用のために
2.1 滑沢剤
2.2 崩壊剤
3 現代の製剤技術
第2章 高齢者・小児向けの製剤設計、服薬における課題と解決とPLCM
1 はじめに
2 口腔内崩壊錠
2.1 口腔内崩壊錠等の潮流
2.2 口腔内速崩壊錠として満たすべき条件
2.3 口腔内崩壊錠の成形技術
2.3.1 第一世代-鋳型錠
2.3.2 第二世代-湿製錠
2.3.3 第二世代-湿潤・乾燥錠
2.3.4 第三世代-通常の打錠法
2.3.5 第四世代-微粒子コーティング技術等
2.4 評価方法
2.4.1 錠剤強度
2.4.2 崩壊時間
2.4.3 官能試験
2.5 使用者による評価とメリット・デメリット
3 呑み易くした薬―口腔内崩壊フィルム
4 呑み難い薬を呑み易くする-嚥下補助ゼリーとGT剤
第3章 高齢者にやさしい口腔内崩壊錠の製剤設計
1 はじめに
2 OD錠の定義
3 OD錠の技術的な分類
4 EMP速崩錠の開発経緯
5 EMP速崩錠の開発
5.1 EMP速崩錠の処方検討
5.1.1 糖類の選定
5.1.2 結合剤の選定
5.1.3 薬物の影響
5.2 湿潤粉体打錠機(Eisai Molded Tableting Machine:EMT)の開発
5.2.1 加圧定量充填機構
5.2.2 フィルム介在打錠機構
6 EMP速崩錠の製品化事例
7 おわりに
第4章 ジェネリック医薬品の製剤開発-エルピナン?DS小児用1%「トーワ」の開発を例に-
1 はじめに
2 小児用ドライシロップの開発コンセプト
3 エルピナンDS小児用1%「トーワ」製剤設計
3.1 先発製剤の情報
3.2 苦味マスキング粒子設計
3.3 ドライシロップの設計
4 官能評価
4.1 味、服用感
4.2 飲食物との組み合わせ
5 安定性
5.1 加速試験結果
5.2 無包装状態における安定性試験結果
5.3 溶解後の安定性試験結果
5.4 他剤および飲食物との配合変化試験結果
6 生物学的同等性試験
6.1 溶出試験
6.2 ヒトでのBE試験
7 おわりに
第 II 編 新しく局方に入った剤形の設計戦略
〈口腔内崩壊錠〉
第1章 口腔内崩壊錠化のための塩析マスキングシステム
1 はじめに
2 塩析マスキングシステムの設計
3 薬物放出機構の推測
4 ベシケアOD錠の創製
第2章 セチリジン塩酸塩OD錠の開発コンセプトと製剤設計
1 はじめに
2 味覚設計
2.1 苦味マスキング
2.2 おいしさの設計
3 OD錠部の処方設計
4 製剤特性
5 生物学的同等性
6 おわりに
第3章 口腔内崩壊錠の苦味マスキング
-乳酸Caのマスキングと味覚センサによる評価-
1 はじめに
2 味覚センサについて
3 OD-mateについて
4 実験方法
4.1 ヒト官能試験と味覚センサによる苦味評価
4.2 苦味マスキングメカニズム推定の検討
4.3 ドネペジル塩酸塩OD錠の調製
5 結果および考察
5.1 ヒト官能試験と味覚センサによる苦味評価
5.2 乳酸Caの苦味マスキングメカニズムについて
5.3 ドネペジル塩酸塩含有OD錠のヒト官能試験および崩壊時間
6 まとめ
<吸入剤>
第4章 気管支喘息と吸入療法
1 はじめに
2 喘息予防・管理ガイドラインにおける気管支喘息の段階的薬物療法
3 吸入療法
3.1 薬理学的特徴
3.1.1 吸入ステロイド
3.1.2 ICS/LABA配合剤
3.1.3 短時間作用性吸入?刺激薬(SABA)
3.2 製剤としての特徴 デバイス/粒子径
3.2.1 ドライパウダー製剤(DPI)
3.2.2 加圧噴霧式定量吸入器(pMDI)
3.2.3 ネブライザー
4 おわりに
第5章 吸入剤・吸入デバイス設計のための留意点
1 はじめに
2 吸入剤の特徴と課題
2.1 加圧式定量噴霧エアゾール剤(pMDI):吸入エアゾール剤
2.2 吸入液剤
2.3 粉末吸入剤(DPI)
3 粉末吸入システムの設計のための基礎知識
3.1 肺の構造と機能
3.2 肺分布に影響を及ぼす製剤学的要因
3.3 肺分布に影響を及ぼす生理学的要因
4 粉末吸入システムの設計の具体例:ODPIシステムの開発
4.1 ODPIシステムの特長
4.1.1 製造方法及び製剤の形態
4.1.2 デバイス
4.1.3 性能評価(吸入流量依存性の評価)
5 あとがき
<ゼリー剤>
第6章 アリセプト内服ゼリーの開発
1 はじめに
2 患者に求められる製剤の開発
2.1 医療者・介護者による剤形評価
2.2 リハビリテーション医師らによるゲル化剤の評価
2.3 高齢者におけるゼリーの嗜好調査
2.4 カップ形状の最適化
3 苦味および痺れのマスキングと味の評価
3.1 苦味・痺れマスキング剤の選定
3.2 味に関する安定性試験およびマスキング効果の検証
4 製剤の安定化
5 溶出プロファイル
6 市販後の医療現場における評価
第7章 経口ゼリー剤の製剤設計と開発
1 はじめに
2 国内における経口ゼリー剤の沿革
3 経口ゼリー剤の特徴
3.1 メリット
3.2 デメリット
4 製剤設計における主な留意点
5 一般用医薬品の小児用かぜ薬開発事例
5.1 コンセプト
5.2 製剤設計
5.2.1 製剤pH
5.2.2 ゲル化剤の選定
5.2.3 苦味マスキング
5.2.4 包装形態
5.2.5 微生物
5.3 製剤品質と安定性
6 おわりに
第 III 編 製剤化方略の最先端―今後の製剤を見据えて―
<固形製剤設計の新展開>
第1章 難溶性医薬品候補化合物の創薬研究～市販製剤化を支援するユニバーサル粉砕技術の開発
1 はじめに
2 開発のあらゆる段階に適用できる難溶性改善技術の必要性
3 湿式粉砕技術による溶解性の改善
3.1 創薬研究における湿式粉砕の利用
3.2 臨床製剤および市販製剤の開発へ向けた湿式粉砕法の適用
第2章 医療用配合剤の製剤設計の現状と展望
1 はじめに
2 医療用配合剤の製剤設計
2.1 原薬
2.2 配合剤開発における治験薬供給の特殊性
2.3 配合剤の製剤設計方針
3 医療用配合剤の製剤開発の実例 -レザルタス配合錠製剤開発-
3.1 複層錠でのコンタミネーション防止
3.2 服用性・取り扱い易さを考慮した製剤の形状選択
3.3 オルメサルタン メドキソミルのにおい低減、アゼルニジピンの光安定性向上のためのフィルムコート
4 医療用配合剤の生物学的同等性ガイドライン
5 医療用配合剤の展望
第3章 口腔錠用フィルムコーティング技術
1 開発の背景
2 フィルム処方設計の課題
3 フィルム処方の設計
4 実用化検討およびスケールアップ
5 まとめ
第4章 打錠技術としてのOSDrC(オスドラック)の付加価値製剤への応用
1 はじめに
2 OSDrC(オスドラック)技術とは?
3 製剤設計におけるOSDrC技術およびOSDrC錠の優位性
4 「2つの内核層を持ち、割錠後も有核錠であり続ける錠剤」への応用
5 「有核型オブロング錠」への応用
6 まとめ
第5章 経口吸収理論に基づいた製剤方略試論
1 はじめに
2 経口吸収の基礎理論
3 収経口吸の律速段階による分類
3.1 溶出速度律速と溶解度膜透過律速の判別方法
3.2 非攪拌水層律速と上皮細胞律速の判別方法
4 食事(胆汁ミセル)の影響の理論的予測
5 製剤方略の考察
6 製剤方略各論
6.1 ナノミル製剤
6.2 過飽和原薬および製剤
7 経口吸収シミュレーション研究の問題点 ～今後の発展のために
8 まとめ
<素材・包装材・デバイス開発>
第6章 新規医薬品添加剤の潮流
1 はじめに
2 新添加物の分類
2.1 新規の構造を有する
2.1.1 Soluplus(BASF自社規格)
2.2 構造(一般名)は同じだが、性状が異なる
2.2.1 結晶セルロース(日本薬局方収載品)
2.2.2 クロスポビドン(日本薬局方収載品)
2.3 既存品のプレミックス・コプロセス工程を有する
3 新添加物の使用に伴う薬事対応
3.1 新規の構造を有する
3.2 構造(一般名)は同じだが、性状は異なる
3.3 既存品のプレミックス・コプロセス工程を有する
3.4 一日最大量を超える
3.5 処方目的・経路が異なる
4 まとめ
第7章 生物学的製剤及びBCSクラスIII/IV薬物の経口製剤化
1 はじめに
2 概要
3 スタンダードモジュール
3.1 Gastrointestinal targeting(GIT)
3.2 Absorption Promoter(AP)
3.3 Enzymatic Protection(EP)
3.4 Muco compatibility(MC)
4 アドバンスドモジュール
5 In-vivo試験
6 結論
第8章 進歩する医薬品包装
1 はじめに
2 ハンディキャップを持った患者の服薬を支援する包装
2.1 手指機能に障害のある患者
2.2 視覚機能に障害のある患者
2.3 嚥下機能に障害のある患者
3 素材開発の未来
4 ハイブリッド化による技術の融合
4.1 服薬コンプライアンスと医療経済について
4.2 包装技術におけるソリューション
4.3 モニタリング包装の効果
5 おわりに
第9章 防腐剤フリーを可能にした点眼用NP容器の開発
1 はじめに -点眼剤と点眼容器-
2 点眼剤の防腐剤とその影響
3 NP容器 (None-Preservative Multi-dose Container) の開発
4 NP容器の微生物汚染に対する評価
4.1 実使用を想定した条件での評価
4.1.1 試験サンプルと評価条件
4.1.2 微生物汚染度の評価部位と確認方法
4.1.3 結果
4.2 菌液を吸引させた条件での評価
4.2.1 試験サンプルと評価条件
4.2.2 微生物汚染度の評価部位と確認方法
4.2.3 結果
4.3 ウサギ涙液を吸引させた条件での評価
4.3.1 試験サンプルと評価条件
4.3.2 微生物汚染度の評価部位と確認方法
4.3.3 結果
5 NP容器を使用した製品における微生物汚染の評価
5.1 評価方法
5.2 結果
5.3 結論
6 おわりに
第IV編 製剤設計と機器開発
第1章 錠剤コーティング装置の設計コンセプト
1 はじめに
2 錠剤コーティングの目的
3 錠剤コーターの変遷
3.1 傾斜型コーティングパン
3.2 垂直型コーティングパン
3.3 水平型コニカルパン
3.4 水平型ロングパン
4 錠剤コーティングの要素技術
4.1 フィルムコーティング
4.2 糖衣コーティング
5 ハイコーターFZ装置の開発
5.1 全周パンチングパンの採用
5.2 大型給気チャンバーおよび大口径マウスリングの採用
5.3 大容量スプレーガンの開発
5.4 マルチファンクションホルダーの採用
5.5 糖衣用パン冷却システム
6 コーティング事例
6.1 フィルムコーティング事例
6.2 糖衣コーティング事例
7 おわりに
第2章 スケールアップが容易な錠剤コーティング装置の開発
1 はじめに
2 装置の設計コンセプトについて
2.1 相似性原理と同一性原理による比較
2.2 ドラム形状と風量設計の最適化
2.3 通気機構について
2.4 スプレーノズルの最適化
3 スケールアップ確認テスト
4 まとめ
第3章 処理杵による打錠障害回避
1 はじめに
2 スティッキング
2.1 スティッキングの発生におよぼす要因
2.2 スティッキングを検出する方法
2.2.1 スクレーパー圧の測定
2.2.2 CCDカメラによる観察・検出
2.2.3 錠剤表面の粗さ測定
2.2.4 定量による評価・分析
2.2.5 AFMによる付着力の測定
2.2.6 色差計による評価・検出
2.2.7 表面自由エネルギーによる予測
2.3 スティッキングの回避策
3 表面処理杵の効果とその評価
4 おわりに
第4章 医薬品原料におけるHot Melt Extrusion技術
1 はじめに
2 装置の特徴
3 固体分散体の調製
4 おわりに
第V編 分析・評価・品質保証
第1章 これからの製剤における品質保証
1 はじめに
2 ICH Qトリオ誕生までの歴史
3 ICH Qトリオの求めるもの
4 Qトリオの導入・実践スケジュール
5 リスクの洗い出し
6 リスクコントロールの一例
7 デザインスペース設定の一例
8 おわりに
第2章 トラブルの原因追求ツールとしての製剤解析技術
1 はじめに
2 製剤開発におけるトラブルおよび原因追求ツール
3 2次元評価技術の事例紹介
3.1 錠剤のロット間での溶出挙動の相違
3.2 錠剤の経時的な溶出挙動の変化
4 3次元評価技術の事例紹介
4.1 錠剤の打錠時の張り付き現象(スティッキング)
4.2 乾燥工程での原薬の染出し現象(マイグレーション)
5 おわりに
第3章 味覚センサーの設計と苦味抑制製剤への活用
1 はじめに
2 味覚センサー
2.1 開発の背景
2.2 応答原理および測定系
2.3 測定手順
3 センサーによる薬物の苦味評価
3.1 苦味センサーBT0の開発
4 医薬品測定に関するアプリケーション
4.1 薬物の苦味評価
4.2 薬物の苦味閾値推定
4.3 難溶性薬物の苦味評価
4.4 高甘味度甘味料による苦味抑制評価
4.5 医薬品の苦味評価事例
第4章 口腔内速崩壊錠用崩壊試験機・トリコープテスタ
1 はじめに
2 新規崩壊試験法
2.1 基本原理
2.2 新規崩壊試験法の装置化
2.3 装置外観
2.4 測定の流れ
2.5 試験液成分
2.6 液滴滴下部詳細
2.7 メッシュ部詳細
2.8 試験液滴下速度・温度安定化対策
3 データの妥当性評価
4 装置の特徴
4.1 操作部・データ閲覧画面
4.2 データ収録ソフト
4.3 操作性の評価
4.4 基本仕様
5 おわりに -
定置型Liイオン蓄電池の開発(普及版)
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2013年当時のものを使用しております。
堀江英明 東京大学
田中謙司 東京大学
今村大地 (一財)日本自動車研究所
藤原信浩 (株)先端技術情報総合研究所
藤田誠人 (株)野村総合研究所
菅原秀一 泉化研(株)
鳩野敦生 前・富士重工業(株)
橋崎克雄 三菱重工業(株)
小暮正紀 三菱重工業(株)
橋本 勉 三菱重工業(株)
辻川知伸 (株)NTTファシリティーズ
荒川正泰 (株)NTTファシリティーズ総合研究所
小沢和典 エナックス(株)
田路和幸 東北大学
南野充則 伊藤忠テクノソリューションズ(株)
荻須謙二 戸田工業(株)
斉藤光正 住友大阪セメント(株)
武内正隆 昭和電工(株)
鳶島真一 群馬大学
山田一博 東レバッテリーセパレータフィルム(株)
荒井健次 日本ゼオン(株)
高橋直樹 日本ゼオン(株)
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＜＜目次＞＞
【第1編 総論 定置型リチウムイオン蓄電池の可能性と展望】
第1章 リチウムイオン電池とスマートグリッド用定置型市場創造への可能性
1 はじめに
2 電力システムの課題
3 内燃機関と双方向エネルギーネットワークシステムの要件
4 高性能環境車両の取り組みと考え方
5 エネルギーのタイムシフトとネットワーク化
6 都市・地域のエネルギーシステムの『ハイブリッド化』
7 巨大市場としての定置用リチウムイオン電池の可能性
8 二次電池の歴史と課題
9 リチウムイオン電池の動作原理
10 民生用電池の価格
11 定置用電池の価値とコスト
12 リチウムイオン電池の寿命
第2章 グリッドスケール蓄電池の定置用途への取組みと今後の可能性
1 概要
2 電力グリッドにおける蓄電システムの可能性
2.1 他のエネルギー貯蔵方式との比較
3 定置用二次電池を用いた都市のエネルギー効率化への運用サービス設計
第3章 車載用リチウムイオン電池の定置用途への利用
1 はじめに
2 車載リチウムイオン電池の二次利用に関する取り組み状況
3 車載リチウムイオン電池の定置用蓄電池システムへの利用
4 V2H関連技術の開発動向
5 まとめと今後の展望
第4章 定置型に向けたリチウムイオン電池の方向性
1 はじめに
2 リチウム二次電池の特徴
3 技術的な留意点
3.1 信頼性
3.2 安全性
3.3 電池発熱対策
3.4 使用温度範囲
3.5 高容量
3.6 満充電状態での劣化抑制の課題
4 電池材料および製造について
4.1 正極
4.2 負極
4.2.1 合金系の例
4.3 アルミ箔,銅箔
4.4 セパレータ
4.4.1 耐熱セパレータ
4.5 製造設備
4.6 製造
4.6.1 乾燥,水分管理,コンタミ管理
4.7 長寿命化に重要な,極低露点グローブボックス
4.8 エネルギー貯蔵効率
4.9 定置用LIBに関する火災防止条例抜粋
4.9.1 リチウムイオン蓄電池設備の設置と貯蔵に共通する安全対策
4.9.2 リチウムイオン蓄電池設備の設置に係る安全対策
4.9.3 リチウムイオン電池等の貯蔵に係る安全対策
5 大型電力貯蔵用の例
5.1 SAFT社の定置用蓄電システム
6 リチウムイオン蓄電池導入に補助金
6.1 事業名称
6.2 事業概要
6.3 補助対象者
6.4 補助対象機器
6.5 補助率と補助上限額
6.6 事業期間
6.7 補助金申請の流れ
7 将来展望
第5章 定置型Liイオン蓄電池市場の動向と展望
1 定置用Liイオン蓄電池市場が注目される背景
2 定置用Liイオン蓄電池の市場展望
3 定置用Liイオン蓄電池市場の種類と特徴
3.1 「A ; 既存市場」
3.2 「B;新規市場」
4 定置用市場の変化
4.1 B-1;系統安定化のため発電所/送電網へ設置
4.2 B-2;送電網への投資延期を目的として配電所へ設置
4.3 B-3;非常時バックアップや電気代削減のための住宅・建物など電力需要家へ設置
5 定置用Liイオン蓄電池市場の動向と予測
第6章 大容量Liイオン電池のコスト解析
1 定置型蓄電池のシステムと経済問題
1.1 自然エネルギー蓄電デバイス
1.2 市販の蓄電システムと価格
1.3 定置型蓄電システムの市場価格と市場規模
1.4 小型・移動型における利便性
1.5 大型Liイオン蓄電池の価値
1.6 定置型における新たな価値
1.7 大規模自然エネルギー蓄電の特殊性
1.8 発電と蓄電のコストとその負担
2 セル製造の原材料コスト
2.1 原材料コスト
2.2 正負極材のコスト
2.3 自動車用電池での事例
2.4 原材料のコストダウン
2.5 セルの生産量MWhと正負極材投入量
3 セル製造コスト(設備,労務,用役ほか)
3.1 生産設備と大型,小型の区別
3.2 製造設備の試算
3.3 工場原価への不良率、設備投資額の影響
4 セルの工場原価と販売価格
4.1 原材料コスト
4.2 販売価格と利益率
4.3 別の基礎データによる試算
5 セル,モジュールとユニット
5.1 周辺回路
5.2 系統連系における事例
5.3 周辺システムのコストと効率
6 蓄電システムの運用と蓄電コスト
6.1 蓄電システムの運用とコスト
6.2 充電方法CCとCV
6.3 セル・モジュールの運用とサイクル寿命
6.4 SOC上限カットによるサイクル寿命向上
6.5 蓄電コスト試算(1)
6.6 蓄電コスト試算(2)
6.7 蓄電コスト試算(3)
6.8 蓄電コスト試算(4)
7 まとめ
第7章 Liイオン電池管理システムへ向けた電池劣化診断技術の提案
1 はじめに
2 動機と目的
3 ベンチマーク
3.1 SOHの推定方法
3.1.1 内部抵抗の増加を計測する方法
3.1.2 劣化指標を用いる方法
3.1.3 満充電容量の低下を計測する方法
3.2 SOCの推定方法
3.2.1 電流積算法
3.2.2 電池モデル式
4 アプローチ
4.1 アプローチの特徴
4.2 電池impedanceの周波数特性
4.3 電池の電気的な構造
4.4 Warburg impedanceの物理的意味
4.5 Faraday impedanceの物理的意味
5 結果および結果の検討
5.1 電池管理システム向けの測定方式の提案
5.2 複素演算化による分解能の向上
6 結言
【第2編 Liイオン電池の開発と定置型蓄電システムへの適用】
第1章 電力貯蔵・産業用機器向け高性能大型リチウムイオン二次電池の開発
1 はじめに
2 リチウムイオン二次電池の特長
2.1 リチウムイオン二次電池について
2.2 当社リチウムイオン二次電池の特長
2.2.1 電池材料
2.2.2 電極構造
2.2.3 電池形状と外装
3 リチウムイオン二次電池の仕様と性能
3.1 当社リチウムイオン二次電池の仕様
3.2 当社リチウムイオン二次電池の性能
3.2.1 放電レート特性(25℃)
3.2.2 充電レート特性(25℃)
3.2.3 低温放電レート特性(温度特性)
4 電池の安全性評価試験
5 適用製品例
6 まとめ
第2章 定置用大容量リチウムイオン電池の開発と通信用バックアップシステム
1 はじめに
2 難燃化剤添加による安全性の向上
2.1 難燃化剤添加の効果検証
2.2 200Ah級大形セルにおける安全性評価
3 フロート寿命特性の改善
3.1 部分置換したスピネル系マンガン酸リチウムによる寿命性能の向上
3.2 電解液の最適化による寿命性能の向上
4 システムの開発
4.1 バッテリーマネジメント技術
4.2 バックアップ電源システム
5 まとめ
第3章 ラミネート型定置型リチウムイオン蓄電池の開発
1 はじめに
2 リチウムイオン電池の寿命
3 ラミネート型の信頼性
4 25Ah級大型電池
5 コスト削減
6 おわりに
【第3編 拡がる定置型Liイオン蓄電池システム】
第1章 直流‐交流ハイブリッド定置型蓄電池システム
1 はじめに
2 家庭向け小規模DC-ACハイブリッド電力システムと定置型蓄電池
3 ビルシステム向け中規模DC-ACハイブリッド電力システムと定置型蓄電池
3.1 発電量が不安定な再生可能エネルギーを電源として,地産地消による安定的な運用を行うシステムの完成
3.2 ITを活用した負荷電力の完全制御と見える化技術の確立
3.3 ITを活用した大型蓄電システムの制御・管理システム確立
3.4 ITによる蓄電システム及び移動体エネルギーを融合した新エネルギーシステムの確立
3.5 IT融合による低炭素型社会システムの構築および省エネルギー型社会活動の誘発
4 まとめ
第2章 スマートグリッドと情報システム
1 概要
2 伊藤忠テクノソリューションズ 新エネルギー・インフラ事業部の実績
2.1 PVシミュレーション技術
2.2 風力発電シミュレーション技術
3 スマートグリッドに必要な情報システムのプラットフォーム
4 E-PLSM
4.1 E-PLSM概要
4.2 E-PLSM構成
4.3 データ収集・データベース構造
4.3.1 データ収集方法
4.3.2 データベース構造
5 実証事例
5.1 実証実験における目的
5.2 実証実験全体像
5.3 実証実験での利用画面
6 おわりに
第3章 大規模定置利用リチウムイオン電池の可能性―巨大産業創成に向けて―
1 はじめに――電力システムにおけるエネルギー蓄積の必要性
2 蓄電所の機能と創造される価値
3 蓄電所のデザイン検討
3.1 全自家用車による総走行エネルギー量の見積もり(EV走行時)
4 蓄電所の規模と配置
4.1 配電用変電所近傍に設置する蓄電所用二次電池の規模
4.1.1 昼夜のロードレベリングへの対応(電力量の10%を緩和)
4.1.2 1MW×8時間の緩和
5 リチウムイオン電池の競争力――コスト競争力からの有意性
6 リチウムイオン電池の競争力――エネルギー効率の有意性
7 おわりに
【第4編 Liイオン蓄電池の材料開発:長寿命化の技術】
第1章 定置電源用Liイオン電池の正極材料
1 はじめに
2 定置用大型電池に求められる特性
3 正極材料
3.1 定置型Li-ion電池の正極材料に求められる要件
3.2 Spinel Mn系正極材料
3.2.1 LiMn2O4(Spinel)4.2V級
3.2.2 Li(Ni0.5Mn1.5)O4 (Spinel)5V級
3.3 三成分系正極材料 (Layered)
3.3.1 三成分系正極材料4.2V級
3.3.2 三成分系正極材料4.6V級
3.4 製造プロセスに関して
4 おわりに
第2章 オリビン型正極材料と長寿命化技術
1 はじめに
2 LiFePO4の特徴
3 LiFePO4の長寿命化技術
3.1 サイクル劣化のメカニズム
3.2 表面処理,添加剤による高温溶出防止
3.3 正極材の長寿命化対策
3.3.1 カーボンコート
3.3.2 粒径制御と高結晶性化
3.3.3 鉄系不純物の影響
3.4 その他の長寿命化技術
3.4.1 水分の管理
3.4.2 電圧制御
3.4.3 大気による劣化の防止
4 おわりに
第3章 大型LIB用炭素系負極材料の開発
1 はじめに―昭和電工の炭素・黒鉛系Liイオン二次電池(LIB)関連材料―
2 炭素系LIB負極材料の開発状況
2.1 LIB負極材料の種類と代表特性
2.2 LIB要求項目
2.3 各種炭素系LIB負極材料の特性
3 人造黒鉛負極材のサイクル寿命,保存特性,入出力特性の改善
3.1 人造黒鉛SCMG(R)-ARの特徴
3.2 人造黒鉛SCMG(R)の急速充電性(入力特性)改良
4 VGCF(R)の蓄電両用LIB負極用導電助剤としての添加効果
4.1 VGCF(R)添加によるサイクル寿命の改善
4.2 VGCF(R)添加による出力特性の向上
第4章 定置型蓄電池と電解液
1 はじめに
2 定置型電池の種類と今後の展開
3 電気自動車電池の電力貯蔵装置への再利用
4 リチウムイオン電池用電解液の安定性
5 負極表面処理による電解液の安定性向上
6 正極表面処理による電解液安定性の向上
7 安全性向上のための電解液改良
8 まとめ
第5章 セパレータ
1 はじめに
2 微多孔膜タイプセパレータの基本機能
3 微多孔膜タイプセパレータのフィルム物性
3.1 細孔構造および孔径分布
3.2 厚みおよび透過性(空孔率,孔径,曲路率,Gurley値)
3.3 機械的強度
3.4 シャットダウン特性,メルトインテグリティー特性,メルトダウン温度
3.5 熱収縮率
3.6 その他
4 微多孔膜タイプセパレータの製法
5 当社品“セティーラ”の特徴
5.1 細孔構造および孔径分布
5.2 機械的強度
5.3 シャットダウン特性,メルトインテグリティー特性,メルトダウン温度
6 共押出技術を用いた微多孔膜タイプ多層セパレータ
7 コーティング技術を用いた微多孔膜タイプ多層セパレータ
7.1 コーティング技術
7.2 耐熱ポリマーコーティング
8 おわりに
第6章 バインダー
1 はじめに
2 負極用バインダー
2.1 負極用バインダーの種類と特徴
2.2 スラリー作製上の留意点
2.3 乾燥工程上の留意点
2.4 負極用バインダーの電池性能への影響事例
3 正極用バインダー
3.1 正極用バインダーの種類と特徴
3.2 開発品バインダーの耐酸化性
3.3 正極用水系バインダーの分散性
3.4 水系正極用バインダーを用いた電池性能
4 まとめ
第7章 集電箔および外装材料
1 はじめに
2 大型リチウムイオン電池(セル)の内部構造
2.1 円筒型,平板型と扁平捲
2.2 大電流放電と放熱性
3 集電箔の材料とスペック
3.1 集電箔の選択
4 外装材の構成と加工,組立(封止)
4.1 各種のリチウムイオン電池(セル)の外装材
4.2 ラミネート包材と加工
4.3 金属缶(函)体の外装
5 安全性と放熱設計
5.1 定置用リチウムイオン電池(セル)の安全性
5.2 セルの熱暴走
5.3 法規制と試験方法 -
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（監修：山本哲郎）
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2013年当時のものを使用しております。
伏島あゆみ 近畿大学九州短期大学
津田 彰 久留米大学
秋月さおり 協和発酵バイオ(株)
桐浴隆嘉 キリン(株)
外薗英樹 三和酒類(株)
長岡 功 順天堂大学
坪井 誠 一丸ファルコス(株)
井本良子 (株)エバーライフ
神﨑範之 サントリーウエルネス(株)
丸尾敏夫 帝京大学
山下栄次 アスタリール(株)
橋本正史 ケミン・ジャパン(株)
畠 修一 タマ生化学(株)
古賀良彦 杏林大学
中野昌彦 三菱ガス化学(株)
加藤豪人 (株)ヤクルト本社
酒井正士 (株)ヤクルト本社
梁 洪淵 鶴見大学
斎藤一郎 鶴見大学
清水康光 サンスター(株)
雫石 聰 サンスター(株)
寺本民生 帝京大学
河合博成 アークレイグループ
水道裕久 サンスター(株)
抜井一貴 日清ファルマ(株)
青山敏明 日清オイリオグループ(株)
宮﨑幸司 (株)ヤクルト本社
松本 剛 ポーラ化成工業(株)
長谷川秀樹 国立感染症研究所
栗原重一 味の素(株)
山中大輔 東京薬科大学
元井益郎 東栄新薬(株)
高橋信一 杏林大学
河内智子 キッコーマン(株)
三田村理恵子 藤女子大学
早川弘子 (株)ヤクルト本社
長岡正人 (株)ヤクルト本社
松井 登 山本漢方製薬(株)
榎本雅夫 NPO日本健康増進支援機構
今井伸二郎 静岡県立大学;日清製粉グループ高次機能性食品探索研究室
山本敏樹 日本大学
森山光彦 日本大学
吉村貴史 三菱ガス化学(株)
大石 元 東京大学
矢野 哲 東京大学
武谷雄二 (独)労働者健康福祉機構
仲宗根靖 (株)健康家族
増田宏子 東京大学
堀江重郎 順天堂大学
山田静雄 静岡県立大学
伊藤由彦 静岡県立大学
鈴木朝日 キューサイ(株)
黒川美保子 キューサイ(株)
影山慎二 かげやま医院
渡辺 貢 (株)渡辺オイスター研究所
Jeffry Michael Strong ホーファーリサーチ社
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＜＜目次＞＞
第1章 ストレス,疲労,睡眠
序論:ストレス,疲労,睡眠の概念的理解
〈1〉 はじめに
〈2〉 ストレスモデル
〈2.1〉 心理的ストレスモデル
〈2.2〉 生理的ストレスモデル
〈3〉 ストレスモデルからみた「疲労」と「睡眠」
〈3.1〉 ストレスと疲労
〈3.2〉 ストレスと睡眠
〈3.3〉 疲労と睡眠問題
〈4〉 ストレスの心理学的研究法
〈4.1〉 実験法
〈4.2〉 質問紙法
〈5〉 食品成分摂取によるストレスへの対処
1 オルニチン
1.1 L-オルニチンとストレス・疲労
1.1.1 現代社会とストレス・疲労
1.1.2 L-オルニチンによる疲労回復およびストレス改善作用
1.2 試験
1.2.1 L-オルニチンの経口投与がヒトメンタルストレスに及ぼす影響
1.2.2 L-オルニチンの経口投与が疲労気味のヒトの肌質に及ぼす影響
1.3 考察
1.4 おわりに
2 GABA
2.1 はじめに
2.2 大麦乳酸発酵液ギャバの抗ストレス作用
2.2.1 方法
2.2.2 結果
2.3 大麦乳酸発酵液ギャバの睡眠の質改善作用
2.3.1 方法
2.3.2 結果
2.4 おわりに
第2章 骨,関節の健康
序論
〈1〉 はじめに
〈2〉 変形性関節症における軟骨の病態変化と評価法
〈2.1〉 関節軟骨の構造と機能
〈2.2〉 OAにおける病態変化
〈2.3〉 変形性関節症の評価法
〈3〉 関節疾患に関連するバイオマーカー
〈4〉 関節マーカーを用いた評価
〈4.1〉 変形性膝関節症について
〈4.2〉 スポーツ選手について
〈5〉 まとめ
1 プロテオグリカン
1.1 はじめに
1.2 プロテオグリカンとは
1.3 プロテオグリカンの役割
1.4 食経験と歴史
1.5 素材としての鮭鼻軟骨
1.6 素材の検討
1.7 試験計画
1.8 ヒト経口摂取試験
1.9 おわりに
2 ヒアルロン酸
2.1 序論
2.1.1 関節におけるヒアルロン酸の組織生理学的役割
2.1.2 関節軟骨障害を来す病気と関節損傷
2.1.3 HAの経口摂取が関節軟骨障害の予防・改善に役立つ可能性
2.2 病変関節に対するHA食品の有効性評価法
2.2.1 膝OA症状緩和効果の評価法
2.2.2 関節軟骨代謝改善効果の評価法
2.3 軟骨障害のある膝関節に対する「皇潤」の効果を検討した介入試験の実施例
2.3.1 膝OA発症者における症状改善効果ならびに軟骨代謝改善効果に関する試験
2.3.2 大学サッカー選手における関節痛緩和効果に関する試験
2.3.3 大学サッカー選手における骨と軟骨の代謝に対する改善効果に関する試験
2.4 考察とまとめ
3 グルコサミン
3.1 はじめに
3.2 グルコサミンの変形性関節症に対する改善効果
3.3 グルコサミンの変形性関節症改善効果の作用機序
3.4 グルコサミンの安全性
3.5 まとめ
第3章 眼
序論 視機能とその評価
〈1〉 視覚系
〈1.1〉 視力
〈1.2〉 視野
〈1.3〉 色覚
〈1.4〉 光覚
〈2〉 屈折系
〈2.1〉 屈折
〈2.2〉 調節
〈3〉 眼筋系
〈3.1〉 眼球運動
〈3.2〉 輻湊・開散
〈3.3〉 眼位
〈3.4〉 両眼視
〈3.5〉 眼精疲労
〈3.6〉 眼筋系の評価
1 アスタキサンチン
1.1 はじめに
1.2 VDT(情報提示機器:Visual Display Terminal)作業者での評価
1.2.1 予備試験
1.2.2 摂取量設定試験
1.2.3 効果確認試験
1.3 眼負荷被験者での評価
1.3.1 HFC測定試験
1.3.2 視覚負荷試験
1.4 中高齢者での評価
1.5 作用メカニズム解明へのアプローチ
1.6 おわりに
2 眼機能に関するルテインのヒト評価
2.1 はじめに
2.2 ルテインの発見
2.3 ルテインの眼の健康に関する機能性と作用機序
2.4 ルテインの観察研究
2.5 ルテインのヒト介入試験―加齢黄斑変性を中心として
2.6 ルテインと黄斑色素光学密度(MPOD)
2.7 注目されるNIHが行ったルテインの大規模臨床試験AREDS2研究
2.8 ルテインの推奨摂取量
3 ヒルベリーエキスに含まれるアントシアニンと眼の機能への影響
3.1 仮性近視,眼性疲労に対する影響
3.2 視機能改善とケモカイン
3.3 糖尿病性および高血圧性網膜症への効果
3.4 真正な視機能に対するビルベリーエキスの影響
3.5 夜間視力の改善
第4章 脳機能
序論―脳機能画像による食品の効果の評価―
〈1〉 はじめに
〈2〉脳機能画像
〈2.1〉 脳波
〈2.2〉 PET
〈2.3〉 NIRS
〈3〉 脳機能画像による食品の評価の限界と陥穽
1 PQQ(ピロロキノリンキノン)
1.1 PQQとは
1.2 PQQの機能
1.3 ヒト試験
1.3.1 単語の記憶テスト,Stroop試験
1.3.2 アーバンス(RBANS)試験
1.3.3 タッチエムでの評価
1.3.4 ストレス,疲労及び睡眠に対する効果
1.4 おわりに
2 ホスファチジルセリン
2.1 はじめに
2.2 軽度な記憶障害を持つ高齢者に対する大豆PSの効果検証試験(パイロット試験)
2.3 軽度な記憶障害を持つ高齢者に対する大豆PSの効果検証試験(プラセボ対照二重目隠し試験)
2.4 まとめ
第5章 口腔
序論
〈1〉 はじめに
〈2〉 口腔の機能
〈2.1〉 摂食・嚥下機能
〈2.2〉 味覚
〈2.3〉 コミュニケーション
〈3〉 口腔の機能における唾液の重要性
〈3.1〉 ドライマウス
〈3.2〉 ドライマウスの原因と診断
〈3.3〉 ドライマウスの対処
〈4〉 まとめ
1 カルシウムとイソフラボン
1.1 はじめに
1.2 歯周病の概要について
1.3 歯周病の臨床評価について
1.4 食品素材と歯周組織の健康維持について
1.5 カルシウムと大豆イソフラボンアグリコンを用いた商品開発の方向性について
1.6 臨床試験について
1.7 歯周組織の破壊に対する評価結果
1.8 生化学的マーカーを用いた評価結果
1.9 おわりに
2 歯周病と食品素材に関する総説
2.1 はじめに
2.2 歯周保健のための機能性食品
2.3 歯周保健のための機能性食品の評価法
2.4 歯周保健のための機能性食品素材
2.4.1 VC,ビタミンE(VE)とその関連食品
2.4.2 カルシウム,ビタミンD(VD)とその関連食品
2.4.3 脂肪酸
2.4.4 プロバイオティクス
2.4.5 抗菌性食品
2.5 おわりに
第6章 生活習慣病
序論
〈1〉 動脈硬化性疾患とは
〈2〉 脂質異常症
〈3〉 高血圧
〈4〉 糖尿病
〈5〉 肥満(メタボリックシンドローム)
〈6〉 動脈硬化予防のための生活習慣の改善(健康食品に対する期待)
〈6.1〉 体重のコントロール
〈6.2〉 食事療法
〈7〉 おわりに
1 ハッサク果実由来オーラプテンと糖・脂質代謝関連ヒト試験
1.1 はじめに
1.2 糖・脂質代謝関連のヒト試験で注意すべき事項
1.2.1 実施時期
1.2.2 被験者の検査前日の食事内容
1.2.3 被験者の選定および被験者とCRC(ヒト試験コーディネータ)のコミュニケーション
1.2.4 臨床検査値の精度
1.3 ハッサク果実由来のオーラプテンがメタボリックシンドローム予備群のヒトに及ぼす影響
1.3.1 緒言
1.3.2 方法
1.3.3 結果
1.3.4 考察
1.4 おわりに
2 ニーム
2.1 はじめに
2.2 素材
2.2.1 内蔵脂肪細胞の脂肪蓄積抑制作用
2.2.2 ヒトモニター試験:酸化ストレス
2.2.3 ヒト長期摂取試験
2.2.4 ヒトモニター試験:アディポネクチン
2.3 おわりに
3 アブラナ科野菜
3.1 はじめに
3.2 開発の経緯
3.3 関与成分の設定
3.4 ヒトにおける摂取量の検討:3用量比較試験
3.5 プラセボ対照二重盲検試験
3.6 試験飲料の安全性について
3.7 製品特長
3.8 おわりに
4 小麦アルブミンを利用した機能性粉体食品素材
4.1 はじめに
4.2 小麦アルブミンとは
4.3 小麦アルブミンの機能特性
4.3.1 構造
4.3.2 作用機序
4.3.3 小麦アルブミンによるデンプンの消化・吸収遅延効果
4.3.4 小麦アルブミンの食後血糖値低下に伴う脂質代謝改善
4.3.5 小麦アルブミンの安全性
4.4 商品化への道のり
4.5 まとめ
5 中鎖脂肪酸
5.1 はじめに
5.2 長鎖脂肪酸の消化吸収と代謝
5.3 中鎖脂肪酸の消化吸収と代謝
5.4 中鎖脂肪酸の安全性
5.5 中鎖脂肪酸の短期摂取効果
5.5.1 熱産生効果
5.5.2 食後の血中TAG上昇抑制効果
5.6 中鎖脂肪酸の長期摂取効果
5.6.1 MCTの体脂肪蓄積抑制効果
5.6.2 中・長鎖脂肪酸TAG(MLCT)の体脂肪蓄積抑制効果
5.7 中鎖脂肪酸の低栄養改善効果
5.8 おわりに
6 グァバ葉ポリフェノール―血糖コントロール作用と安全性―
6.1 はじめに
6.2 α-グルコシダーゼ阻害活性と関与成分
6.3 動物モデルでの有効性
6.4 ヒトでの有効性
6.4.1 単回摂取試験
6.4.2 継続摂取試験
6.5 安全性
6.6 おわりに
7 アロニア果実の機能性
7.1 はじめに
7.2 アロニア果実中の機能成分および薬理作用
7.3 自律神経活動度ならび代謝活性の評価
7.4 抗肥満活性の評価
7.5 脂肪細胞における遺伝子発現の評価
7.6 まとめ
第7章 免疫
序論 : 感染防御免疫(インフルエンザ)
〈1〉 はじめに
〈2〉 粘膜での免疫応答
〈3〉 ウイルス感染の信号
〈4〉 インフルエンザ感染の自然免疫応答と獲得免疫
〈5〉 腸内細菌叢が気道粘膜免疫に与える影響
〈6〉 粘膜免疫の防御機構
〈7〉 ワクチン及び感染で誘導される免疫
〈8〉 経鼻インフルエンザワクチンの開発
〈9〉 経鼻インフルエンザワクチンのヒトでの有効性
〈10〉 まとめ
1 シスチン・テアニン
1.1 はじめに
1.2 高齢者でのインフルエンザワクチン接種後の応答改善効果
1.3 風邪予防効果
1.4 強度運動負荷時の免疫機能低下の抑制効果
1.5 外科手術後の早期回復効果
1.6 おわりに
2 アガリクス
2.1 はじめに
2.2 免疫強化素材として
2.3 栽培・加工方法の追求
2.4 食品としての安全性
2.5 ヒトへの有効性評価
2.5.1 生活習慣病への作用(肥満,糖尿病関連)
2.5.2 免疫系への作用(NK細胞)
2.5.3 免疫系への作用(抗βグルカン抗体)
2.6 おわりに
第8章 胃腸の健康
序論
〈1〉 代替療法の目指すもの
〈1.1〉 茶カテキン
〈1.2〉 ラクトフェリン
〈1.3〉 ブロッコリスプラウト
〈1.4〉 プロバイオティックス
〈2〉 おわりに
1 乳酸発酵野菜入り野菜・果実混合飲料の整腸作用
1.1 はじめに
1.2 腸内環境改善作用(動物試験)
1.3 乳酸発酵野菜入り野菜・果実混合飲料の整腸作用(ヒト試験)
1.4 おわりに
2 フコイダン:抗ピロリ菌作用,胃症状改善作用
2.1 はじめに
2.2 オキナワモズクフコイダンの平均構造
2.3 抗ピロリ菌作用
2.3 抗ピロリ菌作用
2.3.1 Helicobacter pylori(H. pylori)接着抑制作用
2.3.2 ピロリ菌活性抑制作用
2.3.3 ピロリ菌感染予防作用
2.4 胃症状改善作用
2.4.1 動物モデルによる胃潰瘍予防効果および治癒促進効果の検証
2.4.2 抗潰瘍効果に関する作用機作
2.4.3 ヒトにおける抗潰瘍作用および胃機能改善効果
2.5 オキナワモズクフコイダンの腸管吸収性
2.6 オキナワモズクフコイダンの安全性
2.7 おわりに
3 大麦若葉粉末
3.1 青汁と大麦若葉
3.2 大麦若葉と「大麦若葉粉末」の安全性の検証
3.2.1 食経験
3.2.2 有害成分の含有
3.2.3 前臨床試験による評価
3.2.4 ヒトでの評価
3.3 大麦若葉粉末由来の食物繊維
3.4 大麦若葉粉末由来の食物繊維の作用機序
3.5 ヒト試験による大麦若葉粉末の便通改善作用の検証
3.5.1 試験方法
3.5.2 試験1(1日摂取量の検討試験)
3.5.3 試験2(便通改善の有効性の検証試験)
3.6 まとめ
第9章 アレルギー
序論
〈1〉 はじめに
〈2〉 アレルギー有病率の増加とその要因
〈3〉 プロバイオティクス
〈3.1〉 アトピー性皮膚炎に対する効果
〈3.2〉 アレルギー性鼻炎(花粉症)に対する効果
〈3.3〉 プロバイオティクスによる抗アレルギー効果の作用機序
〈3.4〉 プロバイオティクスによる発症予防の試み
〈4〉 フラボノイド
〈5〉 おわりに
1 青大豆によるスギ花粉症抑制効果
1.1 スギ花粉症概要
1.2 スギ花粉症の予防治療及び対処療法の現状
1.3 花粉症に用いられる健康食品
1.4 青大豆研究の背景
1.5 青大豆のスギ花粉症臨床試験
1.5.1 方法
1.5.2 結果
1.5.3 考察
第10章 アルコール代謝
序論
〈1〉 はじめに
〈2〉 アルコール代謝
〈3〉 アルコールと肝障害
〈4〉 症例
1 CoQ10
1.1 はじめに
1.2 肝臓におけるアルコールの代謝
1.3 コエンザイムQ10(CoQ10)とは
1.4 CoQ10と電子伝達系
1.5 抗酸化剤としてのCoQ10
1.6 肝臓とCoQ10
1.7 CoQ10のアルコール代謝への効果
1.8 臨床試験に適したCoQ10の剤形の検討
1.9 アルコール代謝の臨床試験
1.10 臨床試験結果
1.11 おわりに
第11章 更年期
序論 中高年女性の好発疾患と健康管理
〈1〉 概要
〈1.1〉 更年期に関する用語
〈1.2〉 更年期の重要性
〈1.3〉 疫学的見地からみた更年期
〈2〉 好発疾患と管理
〈2.1〉 更年期障害
1 中高年期とくに更年期周辺女性における「伝統にんにく卵黄」の有用性
1.1 にんにくの歴史
1.2 にんにくの成分とその機能
1.3 経緯
1.4 「伝統にんにく卵黄」の試験製品と方法
1.5 末梢血行促進作用
1.6 更年期周辺女性の気分プロフィールに対する影響
1.7 おわりに
第12章 泌尿器,前立腺
序論
〈1〉 泌尿器科における機能性食品の有効性
〈2〉 前立腺がん
〈3〉 前立腺肥大症
〈4〉 LOH症候群(男性更年期障害)とテストステロン
1 ノコギリヤシ
1.1 はじめに
1.2 排尿障害モデル動物に対する改善作用
1.3 前立腺および膀胱の薬理学的受容体に対する作用
1.4 薬理活性成分
1.5 前立腺肥大患者における臨床作用
1.6 副作用および薬物との相互作用
1.7 おわりに
第13章 抗酸化
1 マガキ(Crassostrea gigas)軟体部エキスの抗酸化作用と新規抗酸化物質に関する研究
1.1 はじめに
1.2 第一実験「2型糖尿病患者におけるカキ肉エキス含有食品の亜鉛補充効果および抗酸化効果」
1.2.1 はじめに
1.2.2 方法
1.2.3 結果および考察
1.3 第二実験「自然発症糖尿病モデルマウスKKAy/Taにおけるカキ肉エキス含有食品の抗酸化機能に対する影響」
1.3.1 はじめに
1.3.2 方法
1.3.3 結果および考察
1.4 第三実験「マガキ(Crassostrea gigas)より発見された新規抗酸化物質の精製,同定,化学合成と抗酸化能に関する研究」
1.4.1 はじめに
1.4.2 抗酸化活性物質の精製
1.4.3 抗酸化物質の同定
1.4.4 抗酸化物質の化学合成
1.4.5 抗酸化能測定
1.4.6 考察
2 天然の抗酸化エキスピクノジェノール(R)の効果
2.1 はじめに
2.2 ピクノジェノール(R)の抗酸化作用の発見と実績
2.3 ピクノジェノール(R)と他の抗酸化剤との相乗効果
2.4 抗酸化作用による生活習慣病に対するピクノジェノール(R)の効果
2.5 抗酸化作用による認知機能に対するピクノジェノール(R)の効果
2.6 ピクノジェノール(R)の抗酸化作用によるアンチエイジング効果
2.7 おわりに -
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2012年当時のものを使用しております。
穴澤秀治 (一財)バイオインダストリー協会
尾崎克也 花王(株)
東田英毅 旭硝子(株)
熊谷博道 旭硝子(株)
板谷光泰 慶應義塾大学
原島 俊 大阪大学
Yeon-HeeKim Dong-Eui大学
西沢正文 慶應義塾大学
池田治生 北里大学
小山泰二 (公財)野田産業科学研究所
森浩 禎 奈良先端科学技術大学院大学
竹内力矢 奈良先端科学技術大学院大学
町田雅之 産業技術総合研究所
竹川 薫 九州大学
松沢智彦 九州大学
池田正人 信州大学
八十原良彦 (株)カネカ
松山彰収 (株)ダイセル
福西広晃 日本電気(株)
島田次郎 日本大学
関口順一 信州大学
眞鍋憲二 花王(株)
児玉武子 花王(株)
田中瑞己 東北大学
五味勝也 東北大学
秦洋 二 月桂冠(株)
安枝 寿 味の素(株)
手塚武揚 東京大学
大西康夫 東京大学
木野邦器 早稲田大学
小川 順 京都大学
櫻谷英治 京都大学
岸野重信 京都大学
安藤晃規 京都大学
清水 昌 京都学園大学
黒岩 崇 東京都市大学
伊澤直樹 (株)ヤクルト本社
的場康幸 広島大学
杉山政則 広島大学
乾 将行 (公財)地球環境産業技術研究機構
湯川英明 (公財)地球環境産業技術研究機構
若山 樹 国際石油開発帝石(株)
中島田豊 広島大学
西尾尚道 広島大学
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＜＜目次＞＞
【第I編 基盤技術】
第1章 ミニマムゲノムファクトリー
1 大腸菌
1.1 なぜ大腸菌か
1.2 削除すべき遺伝子の選択
1.4 ゲノム削減株の造成
1.5 ゲノム削減株の評価
1.6 今後の展開
2 枯草菌
2.1 はじめに
2.2 産業用酵素と枯草菌による酵素分泌生産
2.3 枯草菌ゲノムの効率的欠失技術
2.4 枯草菌遺伝子の機能解析と大規模欠失の構築
2.5 ゲノム縮小株MGB874株の機能評価・解析
2.6 ゲノム縮小株の改良による次世代宿主の創製
3 分裂酵母
3.1 はじめに
3.2 分裂酵母
3.3 分裂酵母ミニマムゲノムファクトリー
3.4 まとめ
第2章 大規模ゲノム改変技術
1 長鎖のDNA設計と微生物宿主での合成生物学
1.1 微生物による有用物質の生産
1.2 多数の遺伝子の一括操作の必要性
1.3 遺伝子集積の実情
1.4 長鎖DNA分子の脆弱性
1.5 枯草菌の能力:その1(OGAB法)
1.6 枯草菌の能力:その2(ドミノ法)
1.7 OGAB法の課題
1.8 ドミノ法の課題
1.9 集積遺伝子設計での塩基配列GC含量と繰り返し配列
1.10 合成コスト
1.11 迅速化と長期保存の課題
1.12 まとめ
2 出芽酵母におけるゲノムの大規模改変技術の開発と応用
2.1 はじめに
2.2 ゲノムのワードプロセッシングのための基盤技術の開発
2.3 染色体分断技術(PCR-mediated Chromosome Splitting Technology:PCS)の開発
2.4 オーバーラップPCR法による染色体分断法の高効率化
2.5 染色体分断技術の応用
2.5.1 ワンステップ染色体任意領域削除技術(PCR-mediated Chromosome Deletion Technology:PCD)
2.5.2 ゲノムの再編成技術(Genome Reorganization Technology:GReO)
2.6 おわりに
3 放線菌のゲノムデザイン
3.1 はじめに
3.2 物質生産菌としての「放線菌」
3.3 放線菌ゲノム
3.4 物質生産のためのStreptomycesゲノムの改変
3.5 ゲノムデザイン宿主における物質生産
3.6 おわりに
第3章 オミクス情報の活用とライブラリーの創成
1 麹菌のゲノム情報の菌株育種への展開
1.1 はじめに
1.2 麹菌の比較ゲノム
1.3 転写因子の機能解析と育種への応用
1.4 麹菌のミニマムゲノムを目指して
1.5 おわりに
2 大腸菌網羅的変異株ライブラリーの創成と活用
2.1 はじめに
2.2 大腸菌とは
2.3 網羅研究の重要性
2.4 リソース構築
2.5 リソースの質の管理
2.6 リソースの活用
2.7 リソース利用における注意点
2.8 設計可能な育種に向けて
2.9 おわりに
3 オミックス情報の統合的解析と活用
3.1 オミックス解析の技術的背景
3.2 比較ゲノム解析による遺伝子機能の推定
3.3 トランスクリプトーム情報の統合
3.4 オミックス情報の統合解析と産業利用
3.5 おわりに
4 オミックス情報を用いた分裂酵母の改変
4.1 はじめに
4.2 DNAマイクロアレイを用いた分裂酵母のトランスクリプトーム解析
4.3 分裂酵母のアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)遺伝子adh1破壊株のトランスクリプトーム解析
4.4 異種タンパク質生産に依存して発現が変動する分裂酵母遺伝子の解析
4.5 熱ショックに応答する分裂酵母遺伝子の検索
4.6 マイクロアレイを用いた分裂酵母凝集素遺伝子の同定と物質生産への応用
5 ゲノム情報のコリネ菌育種への展開
5.1 はじめに
5.2 最少の有効変異のみからなる菌株の育種技術「ゲノム育種」
5.2.1 狙いと方法論
5.2.2 リジン生産菌のゲノム育種
5.2.3 アルギニン生産菌のゲノム育種
5.3 異種細菌のin silico代謝マップをモデルにして代謝経路を再設計する育種
5.3.1 背景
5.3.2 in silico代謝マップに着眼した育種の構想
5.3.3 S. mutans型レドックス代謝系をもつコリネ菌の育種
5.4 おわりに
第4章 生産向上のための新技術の展開
1 複合酵素系を活用した精密有機合成
1.1 はじめに
1.2 立体反転反応による光学活性アルコール類の合成プロセス
1.2.1 キラルアルコール化合物の立体反転反応の実際
1.2.2 NADPH依存性グルコース脱水素酵素
1.2.3 立体反転反応による(R)-3-クロロ-1,2-プロパンジオールの合成
1.2.4 立体反転反応による(S)-3-クロロ-1,2-プロパンジオールの合成プロセス
1.3 アミノ基転移酵素を利用した光学活性アミン類の合成プロセス
1.3.1 新規トランスアミナーゼの探索
1.3.2 還元酵素系利用によるトランスアミナーゼ反応の改善
1.4 おわりに
2 有機溶媒耐性菌の利用
2.1 はじめに
2.2 非水系反応場における微生物の機能解析と評価
2.3 非水系反応場で細胞構造を維持できる微生物のスクリーニング
2.4 DC2201と大腸菌の有機溶媒耐性の比較
2.5 DC2201の遺伝子発現システムの構築
2.6 DC2201を用いた(R)-マンデル酸(RMA)生産
2.7 DC2201を用いた(S)-4-クロロ-3-ヒドロキシアセト酪酸エチル(ECHB)生産
2.8 おわりに
3 高精度な酵素反応シミュレーション:シトクロムP450の事例
3.1 はじめに
3.2 P450Vdh(Vitamin D3 Hydroxylase)の概要
3.3 MDシミュレーションによる構造揺らぎ解析(T70R変異)
3.4 SMDシミュレーションによる基質の取込・放出経路の解析(T70R変異)
3.5 自由エネルギー計算による副反応抑制機構の解析(I88VとL171V変異)
3.5.1 反応活性の変化の厳密計算
3.5.2 変異のホットスポット予測
3.6 密度汎関数法による水酸化反応機構の解析
3.7 今後の展望
4 細胞表層工学を用いた分泌タンパク生産性の向上
4.1 溶菌抑制技術
4.1.1 溶菌酵素阻害因子IseAによる溶菌抑制
4.1.2 細胞壁構造変化による溶菌抑制
4.2 細胞壁アニオン性ポリマー組成改変によるタンパク質生産向上
4.3 細胞膜脂質組成改変によるタンパク質生産向上
4.4 まとめ
5 麹菌を宿主とした異種タンパク質の分泌生産
5.1 はじめに
5.2 高発現用プロモーター
5.3 コドン最適化による転写産物の安定化
5.4 5’非翻訳領域配列による翻訳効率の向上
5.5 キャリアタンパク質の融合
5.6 細胞内タンパク質輸送過程における改良
5.7 プロテアーゼ遺伝子の破壊
5.8 細胞壁へのタンパク質吸着
5.9 おわりに
6 麹菌の酵素生産の特徴と組換えタンパク質生産への応用
6.1 麹菌の酵素生産の特徴
6.2 アミラーゼ遺伝子の発現制御
6.3 固体培養で特異的に発現する遺伝子の発見
6.4 固体培養での遺伝子発現
6.5 固体培養での遺伝子発現の複雑性
6.6 麹菌を用いた異種タンパク生産
6.7 麹菌の高発現プロモーターの探索
7 L-グルタミン酸の新規高効率型発酵生産技術
7.1 はじめに
7.2 通常のL-グルタミン酸発酵とその代謝経路
7.3 高効率なL-グルタミン酸生産のための新規代謝経路の設計
7.4 ホスホケトラーゼ(PKTase)をコードするxfp遺伝子の単離と発現
7.5 C. glutamicumにおけるxfp遺伝子の機能的発現
7.6 L-グルタミン酸生産におけるPKTaseの効果
7.7 PKT経路を導入したC. glutamicumでのL-グルタミン酸生産性の向上
7.8 おわりに
【第II編 医薬品】
第5章 放線菌の二次代謝産物生産を誘導する微生物ホルモン
1 はじめに
2 放線菌の微生物ホルモン
3 二次代謝・形態分化をグローバルに制御するA-ファクター制御カスケード
4 γ-ブチロラクトンによる抗生物質生産の制御
5 おわりに
第6章 微生物酵素を用いたペプチド製造法の開発
1 はじめに
2 ペプチドの製造法
2.1 ジペプチドの製造法
2.2 L-アミノ酸リガーゼの発見とジペプチド合成
3 ペプチド性生理活性物質生産微生物からのLalの探索
3.1 植物病原ペプチド合成細菌からの探索
3.2 ペプチド性抗生物質生産菌からの探索
4 オリゴペプチド合成酵素の発見
5 ゲノム情報を活用したオリゴペプチド合成酵素の探索
6 既知酵素を活用した新規合成法の開発
6.1 非リボソームペプチド合成酵素の構成ドメインを活用した合成法
6.2 タンパク質修飾酵素RimKを用いたポリアミノ酸合成
7 おわりに
【第III編 食品】
第7章 高度不飽和脂肪酸・共役脂肪酸含有油脂の微生物生産
1 はじめに
2 M. alpinaを用いるPUFAの生産
2.1 n-6系PUFA含有油脂
2.2 n-3系PUFA含有油脂
2.3 n-9系PUFA含有油脂
2.4 その他の希少PUFA含有油脂
3 腸内細菌におけるPUFA代謝
3.1 乳酸菌のPUFA飽和化代謝
3.2 PUFA飽和化代謝系酵素を活用する共役脂肪酸生産
4 おわりに
第8章 酵素を利用した生理活性オリゴ糖の生産
1 はじめに
2 オリゴ糖生産用酵素バイオリアクター
2.1 酵素バイオリアクターの分類
2.1.1 充填層型バイオリアクター
2.1.2 撹拌槽型バイオリアクター
2.1.3 膜型バイオリアクター
2.2 酵素バイオリアクターによるオリゴ糖生産
2.2.1 多糖の加水分解反応によるオリゴ糖生産
2.3 縮合・転移反応によるオリゴ糖生産
3 酵素バイオリアクターによる海洋バイオマスからの生理活性オリゴ糖生産
3.1 キトサンオリゴ糖とは
3.2 キトサンオリゴ糖の生産方法
3.3 多点結合法によるキトナサーゼの固定化と安定化
3.4 酵素バイオリアクターによるキトサンオリゴ糖の生産
4 おわりに
【第IV編 化粧品】
第9章 乳酸菌発酵を利用した化粧品素材の開発
1 はじめに
2 皮膚の保湿成分と乳酸菌
3 乳酸菌培養液
4 乳酸桿菌/アロエベラ発酵液
5 新規微生物によるヒアルロン酸生産
6 効果測定
7 安全性と申請・承認
8 おわりに
第10章 チロシナーゼの三次元構造と酒粕由来のチロシナーゼ阻害剤
1 はじめに
2 チロシナーゼの三次元構造
3 触媒部位の構造
4 酒粕由来のチロシナーゼ阻害剤
5 おわりに
【第V編 環境・エネルギー】
第11章 新規産業バイオリファイナリーの実現へ向けて
1 はじめに
2 増殖非依存型バイオプロセス
3 非可食バイオマス利用技術の開発
3.1 バイオ変換工程に必要な技術特性
3.2 C6,C5糖類の同時利用
3.3 醗酵阻害物質耐性
3.4 高生産株の創製
4 おわりに
第12章 光合成微生物による光水素製造技術
1 緒言
2 光合成微生物による光水素製造技術とは
2.1 光合成微生物の分類
2.2 光合成微生物による光水素生産の原理
2.3 光合成微生物による光水素生産の酵素
3 光合成細菌による光水素製造のコスト(当時)
3.1 フォトバイオリアクター
3.2 前提諸条件の試算
3.3 試算結果
4 まとめ
第13章 嫌気微生物による有用物質生産と環境浄化・エネルギー回収への応用
1 はじめに
2 有用物質生産の微生物資源としてのメタン発酵エコシステム
3 化成品原料(光学活性化合物)の嫌気的発酵生産
4 クリーンエネルギー(水素,エタノール)の嫌気的発酵生産
5 生理活性物質(ビタミンB12関連物質)の嫌気的発酵生産
6 二酸化炭素固定による嫌気的エタノール生産
7 嫌気性微生物群の環境浄化・エネルギー回収への応用(メタン発酵)
7.1 メタン発酵フェーズ毎の最適化による高速メタン発酵(多槽型メタン発酵)
7.2 低含水率でのメタン発酵(乾式メタン発酵)
8 おわりに -
熱電変換技術の基礎と応用ークリーンなエネルギー社会を目指してー(普及版)
￥2,750
2011年刊「熱電変換技術の基礎と応用」の普及版!新たな発電技術の決定打!工場排熱から太陽熱、バイク・自動車の排気熱など身近な熱が電気に換える
（編纂:日本熱電学会,編集:舟橋良次・木村 薫・黒崎 健・竹内恒博）
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2011年当時のものを使用しております。
◆編纂
日本熱電学会
◆編集委員長
舟橋良次 産業技術総合研究所
◆編集委員(五十音順)
木村 薫 東京大学
黒崎 健 大阪大学
竹内恒博 名古屋大学
◆執筆者
舟橋良次 産業技術総合研究所
梶川武信 梶川TK事務所
寺崎一郎 名古屋大学
内田健一 東北大学
齊藤英治 東北大学
田中耕太郎 芝浦工業大学
小椎八重航 理化学研究所
竹内恒博 名古屋大学
宮崎 譲 東北大学
三上祐史 産業技術総合研究所
牟田浩明 大阪大学
黒崎 健 大阪大学
山中伸介 大阪大学
高畠敏郎 広島大学
森 孝雄 物質・材料研究機構
黒木和彦 電気通信大学
吉田 隆 名古屋大学
河本邦仁 名古屋大学
池田輝之 科学技術振興機構
小菅厚子 大阪府立大学
岡本範彦 京都大学
乾 晴行 京都大学
高際良樹 東京大学
木村 薫 東京大学
中村孝則 (株)村田製作所
宮崎康次 九州工業大学
尾崎公洋 産業技術総合研究所
高木健太 産業技術総合研究所
菅野 勉 パナソニック(株)
小林 航 筑波大学
武田雅敏 長岡技術科学大学
新藤尊彦 (株)東芝
佐々木恵一 (株)東芝
大石高志 (株)東芝
高田裕実 (株)東芝
増井 芽 (株)アクトリー
堀田善治 東京工業大学
藤田和博 (株)TESニューエナジー
松岡保静 (株)NTTドコモ
内山直樹 (株)アツミテック
西野洋一 名古屋工業大学
北城 栄 NECエンジニアリング(株)
下山淳一 東京大学
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＜＜目次＞＞
はじめに
第1章 熱電変換の現在・過去・未来
1 熱電変換技術における発展の波
2 熱電材料の革新と未来
3 熱電変換のビジョンとシステム展開の可能性
4 むすび
第2章 熱電変換の基礎科学
1 熱電変換現象
1.1 熱電効果
1.2 性能指数
1.3 物質開発の時代へ
1.4 半導体物理を超えて
1.5 おわりに
2 スピンゼーベック効果と絶縁体を用いた熱電発電
2.1 はじめに
2.2 絶縁体ベース熱電変換素子の試料構造と熱起電力生成メカニズム
2.3 絶縁体におけるスピンゼーベック効果の観測
2.3.1 単結晶Y3Fe5O12/Pt複合構造における縦型スピンゼーベック効果
2.3.2 単結晶LaY3Fe5O12/Pt複合構造における横型スピンゼーベック効果
2.3.3 焼結体絶縁体磁石を用いた熱電変換
2.4 まとめと今後の展望
3 アルカリ金属熱電変換の基礎
3.1 作動原理と実際の形状
3.2 発電特性とAMTECの特徴
3.3 最近の性能向上に関する研究
3.3.1 小型細管構造による電極面積増加の方法
3.3.2 電極微細構造によるカソード側電極の改良
3.3.3 作動流体をNa以外とする方法
3.4 応用技術
4 電子構造からみた熱電材料:クーロン相互作用の役割
4.1 はじめに
4.2 熱電効果の熱力学
4.3 クーロン相互作用と電流のエントロピー
4.4 新しい熱電材料の探索にむけて
5 フォノン分散の特徴から理解される格子熱伝導度低減機構
5.1 はじめに
5.2 格子熱伝導度の温度依存性
5.3 格子熱伝導度を低減させる指針
5.4 実験による指針の確認
5.5 シミュレーションによる指針の確認
5.6 おわりに
第3章 材料
1 シリサイド
1.1 はじめに
1.2 HMSの化学組成と結晶構造
1.3 HMSの電子構造
1.4 14電子則
1.5 HMSの熱電特性
1.6 おわりに―実用化に向けて―
2 ホイスラー合金
2.1 はじめに
2.2 ホイスラー型Fe2VAl合金
2.3 熱電応用に向けた材料開発
2.4 まとめ
3 ハーフホイスラー合金
3.1 はじめに
3.2 試料合成
3.3 電気的特性
3.4 熱・機械的特性
3.5 性能指数・まとめ
4 クラスレート化合物
4.1 金属間クラスレートの結晶構造
4.2 ラットリングによる格子熱伝導率の抑制
4.3 Ba8Ga16Ge30とBa8Ga16Sn30の電荷キャリア制御
4.4 Ba8Ga16Sn30と置換系の中温領域での優れた熱電変換性能
4.5 まとめ
5 ホウ素系高温熱電変換材料
5.1 はじめに
5.2 ホウ素系化合物についての導入
5.3 多ホウ化物における低熱伝導率の起源について
5.4 古典的なホウ素系化合物における熱電的性質
5.4.1 ボロンカーバイド(いわゆる"B4C")
5.4.2 ベータボロン(β-B)
5.4.3 ヘキサボライド
5.4.4 RB66
5.5 新規なホウ素系化合物
5.5.1 希土類ホウ炭化物RB17CN、RB22C2N、RB28.5C4
5.5.2 希土類ホウケイ化物RB44Si2
5.6 展望
6 熱電酸化物の物性と電子構造
6.1 はじめに
6.2 コバルト酸化物および関連するp型物質
6.3 n型熱電酸化物
6.4 おわりに
7 ナノ薄膜構造熱電変換材料
8 3D超格子SrTiO3バルク材料
8.1 SrTiO3(STOと略称)のナノ構造化
8.2 STO超格子による巨大熱起電力発生
8.3 ナノ粒子化による熱伝導率の低減
8.4 3D超格子STOセラミックス
9 PbTe基ナノコンポジット材料
9.1 はじめに
9.2 バルクナノコンポジット材料の誕生
9.3 ナノ構造制御
9.3.1 LAST 系
9.3.2 ナノ構造の制御のために
9.4 おわりに
10 酸化物系自然ナノ構造熱電材料
10.1 はじめに
10.2 ナノチェッカーボード構造酸化物
10.3 ナノ相分離酸化物とマイクロ複合酸化物
10.4 試料の同定と分析
10.5 試料の熱伝導率
10.6 おわりに
11 PBET界面制御による熱電材料の高性能化
11.1 はじめに
11.2 チムニーラダー構造
11.3 Mn置換したRu基シリサイドの組織と界面構造
11.4 PBET的特性を示す異相界面の密度と熱電特性
12 13族―遷移金属の擬ギャップ・狭ギャップ系材料
12.1 はじめに
12.2 高い熱電特性を得るための材料探索指針
12.2.1 電子構造と結合性
12.2.2 結晶構造と結合性
12.3 擬ギャップ系材料
12.3.1 材料設計指針
12.3.2 アルミ系正0面体準結晶の熱電特性
12.4 狭ギャップ系材料
13 構造空孔分布制御による熱電材料の高性能化
13.1 はじめに
13.2 Ga2Se3における構造空孔の分布状態と熱伝導率の関係
13.3 Cu-Ga-Te三元系化合物の熱電特性
13.4 まとめと結論
第4章 モジュール・デバイス
1 ビア充填型モジュールの開発
1.1 はじめに
1.2 ビア充填型モジュールの特徴
1.3 ビア充填型モジュールの作製
1.3.1 熱電材料
1.3.2 モジュールの作製プロセス
1.4 ビア充填型モジュールの発電特性
1.4.1 モジュールの発電特性の予測
1.4.2 モジュールの外観と発電特性
1.4.3 ビア型モジュールのバリエーション
1.5 おわりに
2 広い温度域で使用可能なカスケードモジュール
2.1 エネルギー,環境問題
2.2 熱電発電材料
2.3 酸化物熱電モジュール
2.4 カスケード熱電モジュール
2.5 実証試験
2.6 高効率化へ
2.7 まとめ
3 熱電マイクロジェネレーター
3.1 はじめに
3.2 熱電マイクロジェネレーターの作製プロセス
3.3 低コスト作製プロセス
3.4 ナノ構造薄膜を利用したマイクロジェネレーター
3.5 まとめ
4 微粒子を用いた小型発電モジュール
4.1 はじめに
4.2 微小球状粒子の接合
4.3 Fe2VAl系合金への適用
4.4 まとめ
5 非対角熱電効果を用いた熱電トランスデューサ
5.1 はじめに
5.2 非対角熱電効果
5.3 傾斜積層体における非対角熱電効果
5.4 層状酸化物CaxCoO2傾斜エピタキシャル薄膜における非対角熱電効果
5.5 まとめと将来展望
6 熱ダイオード
6.1 熱ダイオードとは
6.2 熱ダイオードの原理
6.3 これからの熱ダイオード
6.4 おわりに
7 フレキシブル熱電変換素子
7.1 はじめに
7.2 薄膜を利用した熱電変換素子
7.3 フレキシブル熱電変換素子
7.3.1 基本構造
7.3.2 シミュレーションによる特性予測
7.3.3 素子の試作と発電特性
7.4 おわりに
第5章 システム
1 未利用の排熱を有効に使う熱電発電システム
1.1 まえがき
1.2 熱電発電システムの基本構成と設計フローの概略
1.3 熱電発電システムの発電部の基本構成と熱電変換モジュール
1.4 熱電発電システムの特徴と変換効率
1.5 熱電発電システムの適用例
1.6 熱電発電システムの長期信頼性
1.7 あとがき
2 産業廃棄物焼却炉における熱電発電実証
2.1 はじめに
2.2 産業廃棄物焼却施設における発電の課題と熱電発電の位置付け
2.2.1 温水を利用した発電技術
2.2.2 温風を利用した発電技術
2.2.3 蒸気を利用した発電技術
2.2.4 その他の熱媒体を利用した発電技術
2.2.5 直接排ガスを利用した発電技術
2.3 産業廃棄物焼却炉における熱電発電を妨げる要因
3 太陽熱利用熱電発電システム
3.1 はじめに
3.2 熱電モジュールによる太陽エネルギーの直接熱電変換
3.3 熱電モジュールの太陽熱活用海水淡水化プロセスへの適用
3.4 おわりに
4 排熱利用の熱供給システム
4.1 はじめに
4.2 カスケードユニット
4.3 ACPユニットの評価
4.4 CPユニットの評価
4.5 発電鍋
4.6 まとめ
5 熱電供給型太陽エネルギー利用システム
5.1 はじめに
5.2 太陽光の集光技術
5.3 熱電供給型太陽光発電システム
5.3.1 太陽電池の特徴
5.3.2 発電モジュールの構造
5.3.3 水循環システム
5.3.4 サンプルモジュール
5.4 原理検証
5.4.1 モジュールの発電電力
5.4.2 内部温水の温度上昇
5.5 考察
5.6 あとがき
6 バイク・自動車への熱電発電の応用
6.1 はじめに
6.2 ホイスラー型Fe2VAl合金のバイク・自動車への応用に向けた研究開発
6.2.2 ホイスラー型Fe2VAl合金
6.2.3 Fe2VAl熱電モジュールの開発
6.3 バイク・自動車における熱電発電の現状と将来
6.3.1 バイク・自動車における廃熱
6.3.2 Fe2VAl熱電モジュールの実車搭載による発電試験
6.3.3 バイク・自動車への熱電発電の応用に向けて
7 電子システムの冷却技術と熱電冷却の応用
7.1 まえがき
7.2 冷却技術の動向
7.3 冷却技術の種類
7.3.1 冷却技術の分類
7.3.2 空冷
7.3.3 液冷
7.3.4 相変化冷却
7.3.5 冷凍冷却
7.3.6 熱電冷却
7.4 熱電デバイスの冷却への応用
7.4.1 ペルチェ素子冷却の概要
7.4.2 ペルチェ素子の特性
7.4.3 光通信用レーザダイオード冷却への応用
7.4.4 ペルチェ素子冷却の今後の展望
7.5 あとがき
8 超伝導技術と熱電変換技術
8.1 超伝導物質
8.2 超伝導機器の冷却方法
8.3 超伝導応用への熱電材料導入の可能性と期待
8.4 まとめ
第6章 熱電変換技術によるクリーンエネルギー社会へのインパクト
―熱電ロードマップ―
1 「太陽エネルギー社会」の実現に向けて
2 熱電ロードマップ
2.1 熱電科学基礎研究
2.2 材料開発
2.3 デバイス・モジュール(熱電発電)
-
美肌食品素材の評価と開発(普及版)
￥2,750
2013年刊「美肌食品素材の評価と開発」の普及版!食品の肌への機能性とその評価法をまとめ、さらに皮膚科学や各種評価装置などの基礎的情報についても解説!!
（監修：山本哲郎）
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2013年当時のものを使用しております。
山本哲郎 (株)TTC
正木 仁 東京工科大学
太田広毅 (株)インテグラル
永岡庸平 (株)インテグラル
鈴木 博 (株)インテグラル
大島 宏 ポーラ化成工業(株)
長谷川靖司 日本メナード化粧品(株)
赤松浩彦 藤田保健衛生大学
渡辺晋一 帝京大学
古江増隆 九州大学
山﨑正視 東京医科大学
坪井良治 東京医科大学
坪井 誠 一丸ファルコス(株)
外薗英樹 三和酒類(株)
宮﨑幸司 (株)ヤクルト本社
飯塚量子 (株)ヤクルト本社
山下栄次 アスタリール(株)
押田恭一 ケミン・ジャパン(株)
佐野敦志 キッコーマン(株)
山越 純 キッコーマン(株)
松本 剛 ポーラ化成工業(株)
佐藤 綾 ポーラ化成工業(株)
単 少傑 オリザ油化(株)
下田博司 オリザ油化(株)
高橋達治 一丸ファルコス(株)
野原哲矢 (株)東洋発酵
河合博成 アークレイグループ
前嶋一宏 日本新薬(株)
永井 雅 金印(株)
熊谷武久 亀田製菓(株)
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＜＜目次＞＞
【第1編 皮膚科学とその評価法】
第1章 バイオロジカルからの皮膚の理解―皮膚の構造と機能―
1 はじめに
2 皮膚の基本的な構造
2.1 表皮
2.2 基底膜
2.3 真皮
3 表皮の機能
3.1 表皮の終末分化(角化)と角層細胞の構造
3.2 角層の機能 バリア機能
3.3 表皮のバリア機能
3.4 角層の保湿機能
3.5 表皮の保湿
3.6 乾燥と皮膚トラブル
4 皮膚の色素沈着
4.1 色素斑の種類
4.2 メラニン色素の役割
4.3 色素産生のメカニズム
4.4 チロシナーゼの遺伝子発現機構
4.5 メラノソームの表皮細胞への移送メカニズム
4.6 メラニン産生メカニズムから見た美白剤
5 皮膚の老化
5.1 生理的老化と光老化
5.2 抗老化のターゲット コラーゲン線維+エラスチン線維
5.2.1 コラーゲン線維
5.2.2 エラスチン線維
5.3 真皮マトリックス構造変化における表皮の寄与
6 おわりに
第2章 美肌効果の評価・測定
1 皮膚粘弾性測定装置 Cutometer DualMPA580
1.1 はじめに
1.2 装置構成
1.3 原理
1.4 特徴
1.5 計測・評価
2 角質層水分計 CorneometerCM825、経皮水分蒸散量計TEWL計測 TewameterTM300
2.1 はじめに
2.2 装置構成
2.3 原理
2.3.1 CorneometerCM825
2.3.2 TewameterTM300
2.4 特徴
2.4.1 CorneometerCM825
2.4.2 TewameterTM300
2.5 計測・評価
3 顔画像撮影解析装置 VISIA
3.1 はじめに
3.2 装置構成
3.3 撮影法と解析内容
3.4 解析内容の背景
3.5 撮影条件の再現性
4 超音波真皮画像装置 DermaLab
4.1 はじめに
4.2 装置構成
4.3 原理
4.4 特徴
4.5 測定
第3章 肌の評価系―皮膚の色を測る・評価する方法―
1 はじめに～皮膚はなぜ肌色にみえるのか～
2 皮膚色の測定
3 メラニン・紅斑を測定する
3.1 メラニン・紅斑を測定する原理
3.2 分光機器によるメラニン・紅斑の計測と注意点
3.3 画像解析によるメラニン・紅斑の計測
4 画像解析を用いた下眼瞼の評価
4.1 下眼瞼のMI、EI測定
4.2 “くま”のある被験者下眼瞼部位へのビタミンC配合化粧料連用試験
4.3 パッチテストの判定への応用
5 画像解析と分光機器の選択
第4章 幹細胞をターゲットにした再生美容
1 はじめに
2 美容と健康市場の現状について
3 美容と健康と幹細胞について
3.1 皮膚の老化と幹細胞について
3.2 幹細胞をターゲットにした美容の可能性について
4 おわりに
第5章 皮膚の老化
1 皮膚の老人性徴候(老徴)
2 老化の機序
3 老化による皮膚の変化
3.1 肉眼的変化
3.2 組織学的変化
4 成因からみた皮膚の老化の種類
5 生理的老化(chronological aging)
5.1 角層の変化
5.2 表皮細胞の変化
5.3 真皮の変化
5.4 皮膚付属器の変化
6 光老化(photoaging)
6.1 紫外線の分類
6.2 紫外線による表皮の変化
6.3 紫外線による真皮の変化
7 皮膚の老化に対する対策
7.1 生理的老化に対する対策
7.2 光老化に対する対策
7.2.1 紫外線対策
7.2.2 シミの治療
7.2.3 シワの治療
7.2.4 壮年性脱毛症の治療
第6章 アトピー性皮膚炎
1 要旨
2 診断
3 アトピーの定義
4 検査所見
5 病因
6 合併症
7 治療
7.1 アトピー性皮膚炎のスキンケア
7.2 薬物療法
第7章 脱毛症
1 はじめに
2 壮年性脱毛症
2.1 疾患概念と症状
2.2 発症機序
2.3 診断と分類
2.4 治療方針
3 休止期脱毛
3.1 疾患概念と症状
3.2 発症機序
3.3 診断と分類
3.4 治療方針
4 円形脱毛症
4.1 疾患概念と症状
4.2 発症機序
4.3 診断と分類
4.4 治療方針
5 内科的全身疾患に伴う脱毛
5.1 疾患概念と症状
5.2 発症機序
5.3 治療方針
6 脱毛と食事との関係
7 おわりに
【第2編 主要素材での評価と開発】
序章 機能性食品の肌の評価法および有効性
1 はじめに
2 機能性食品の肌の評価法
2.1 環境測定室
2.2 肌の評価項目と使用機器
2.3 肌試験のデザイン
3 ヒトの肌に有効な機能性食品
4 コラーゲンと軟骨抽出物(コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸)の肌に対する有効性の検証
5 肌に関する特定保健用食品(トクホ)の可能性
6 おわりに
第1章 美肌
1 米セラミド
1.1 はじめに
1.2 素材研究計画
1.3 評価実験計画
1.4 ヒトモニター試験
1.4.1 評価方法
1.4.2 水分蒸散量
1.4.3 保湿性
1.4.4 肌表面状態の変化
1.5 動物の肌での検証
1.5.1 マウス皮膚の改善効果
1.6 セラミド産生効果―角質層セラミドの改善
1.7 使用実感試験
1.8 まとめ
2 GABA
2.1 はじめに
2.2 大麦乳酸発酵液ギャバ摂取が肌に与える影響(オープン試験による探索的評価)
2.2.1 方法
2.2.2 結果
2.3 大麦乳酸発酵液ギャバ摂取が肌に与える影響(二重盲検並行群間比較試験)
2.3.1 方法
2.3.2 結果
2.4 おわりに
3 ビフィズス菌発酵乳およびガラクトオリゴ糖の美肌作用
3.1 はじめに
3.2 フェノール類の皮膚への影響
3.3 ガラクトオリゴ糖飲料の継続摂取試験
3.4 ビフィズス菌発酵乳の継続摂取試験
3.5 まとめ
4 アスタキサンチンの幅広い美肌効果
4.1 はじめに
4.2 真皮に対する作用
4.2.1 シワ改善効果
4.2.2 皮膚弾力性増加効果
4.2.3 一重項酸素傷害防御効果&コラーゲン産生促進維持効果
4.2.4 表皮角化細胞依存性タイプIコラーゲン分解酵素(MMP-1)発現亢進抑制効果
4.3 表皮に対する作用
4.3.1 シミ改善効果
4.3.2 メラニン産生抑制効果
4.4 角質層に対する作用
4.4.1 きめ改善効果
4.4.2 角層細胞面積改善効果
4.4.3 経表皮水分蒸散量低下作用
4.4.4 脂浮き改善効果
4.4.5 コーニファイドエンベロープ成熟促進作用
4.5 考察
4.6 おわりに
5 ルテイン
5.1 はじめに
5.2 ルテインの栄養学的な意義
5.3 紫外線と青色光が皮膚に与える影響
5.4 細胞膜でのルテインの特徴
5.5 ルテインと内面美容の概念
5.6 ルテインとゼアキサンチンを経口、および経皮投与した研究
5.6.1 脂質含量への影響
5.6.2 過酸化脂質量への影響
5.6.3 弾力性への影響
5.6.4 水分含量への影響
5.7 おわりに
第2章 美白
1 グラヴィノール
1.1 はじめに
1.2 ブドウ種子抽出物「グラヴィノール」
1.3 紫外線による色素沈着の抑制効果(動物実験)
1.4 ヒトでのグラヴィノール美白効果
1.4.1 女性特有の頬しみ(肝斑)の抑制効果
1.4.2 老人性色素斑に対する効果
1.4.3 紫外線惹起ヒト色素沈着に対する塗布による抑制効果
1.5 細胞レベルでのグラヴィノールの効果と美白メカニズム
1.6 おわりに
2 インドキノ木の心材抽出物
2.1 はじめに
2.2 インドキノ木心材の活性成分:プテロスチルベン
2.3 抗炎症作用
2.4 色素沈着改善作用
2.5 インドキノ木心材抽出物のメラニン産生抑制作用
2.6 メラニン産生抑制の作用機序
2.7 まとめ
3 フコキサンチン、β-クリプトキサンチン
3.1 はじめに
3.2 メラニン産生のメカニズム
3.3 フコキサンチンのメラニン生成抑制作用
3.3.1 フコキサンチンとは
3.3.2 紫外線照射マウスの皮膚色素沈着およびメラニン合成関連因子のmRNA発現に及ぼす作用
3.4 β-CPXのメラニン生成抑制作用
3.4.1 β-CPXとは
3.4.2 紫外線照射マウスの皮膚色素沈着およびメラニン合成関連因子のmRNA発現に及ぼす作用
3.5 おわりに
第3章 抗ニキビ
1 ドクダミ
1.1 ニキビとは
1.2 ニキビ発生の流れ
1.3 ドクダミ
1.4 ニキビ改善作用
1.4.1 医師の目視診断
1.4.2 肌状態アンケート
1.5 抗炎症作用
1.5.1 IL-1α産生抑制作用
1.5.2 ヒスタミン遊離抑制作用
1.5.3 ヒアルロニダーゼ阻害作用
1.5.4 抗補体作用
1.6 抗男性ホルモン作用
1.7 おわりに
第4章 抗糖化
1 バラ花びら抽出物の美容効果
1.1 イントロダクション
1.2 美容・抗老化効果
1.2.1 ヒアルロニダーゼ阻害作用
1.2.2 糖化抑制作用
1.2.3 抗光老化作用
1.2.4 チロシナーゼ阻害作用
1.2.5 ヒト臨床試験による美容・抗老化効果
1.3 ダイエット効果
1.3.1 αグルコシダーゼ阻害と血糖値上昇抑制効果
1.3.2 リパーゼ阻害と脂質吸収抑制効果
1.4 おわりに
2 混合ハーブエキス
2.1 混合ハーブエキス(AGハーブMIX TM)の糖化抑制作用
2.2 糖化と肌の老化
2.2.1 皮膚弾力性低下
2.2.2 シワ形成
2.2.3 くすみ(黄ぐすみ)
2.2.4 炎症反応
2.2.5 角層のダメージ
2.3 混合ハーブエキスのヒト皮膚での評価
2.3.1 皮膚中AGEs蓄積抑制作用
2.3.2 非侵襲的テープストリッピング法による角層中CML量の測定
2.3.3 皮膚弾力性試験
2.4 まとめ
3 マンゴスチン果皮抽出物
3.1 はじめに
3.2 マンゴスチン果皮の成分とその作用
3.3 マンゴスチン果皮エタノール抽出物の抗糖化作用
3.3.1 エタノール抽出物の蛍光性AGEs生成抑制作用
3.3.2 ヒト摂取試験によるAGEs蓄積抑制作用と美肌作用
3.4 マンゴスチン果皮熱水抽出物のAGEs生成抑制作用と美肌作用
3.4.1 熱水抽出物のCML生成抑制作用と活性成分
3.4.2 熱水抽出物の線維芽細胞増殖作用
3.4.3 熱水抽出物を用いたヒト摂取試験による肌の粘弾性と水分量の改善作用
3.5 おわりに
第5章 抗アトピー
1 ワサビ抽出物
1.1 はじめに
1.2 アトピー性皮膚炎の食品による改善
1.3 ワサビの有効成分
1.4 ヘアレスマウスのアトピー性皮膚炎様症状に対するワサビ根茎抽出物の効果
1.5 軽度アトピー性皮膚炎被験者に対するワサビ根茎抽出物の効果
1.6 おわりに
2 植物性乳酸菌K-2のアトピー性皮膚炎症状の緩和効果
2.1 はじめに
2.2 乳酸菌の選抜
2.3 アレルギーマウスへの効果
2.4 ヒトアトピー性皮膚炎の改善
2.5 安全性試験
2.6 衛生仮説の観点によるK-2菌入り食品の開発
2.7 おわりに -
高分子の架橋と分解III(普及版)
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2012年刊「高分子の架橋と分解III」の普及版!高分子の架橋と分解について基礎および最新動向をまとめた1冊!架橋と分解の理論および反応例だけでなく架橋分子の架橋構造解析を紹介!
（監修：角岡正弘・白井正充）
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＜＜著者一覧＞＞
※執筆者の所属表記は、2012年当時のものを使用しております。
角岡正弘 大阪府立大学名誉教授
白井正充 大阪府立大学
中山雍晴 元 関西ペイント（株）
三好理子 （株）東レリサーチセンター
阿久津幹夫 前 カシュー（株）
村山智 日本ポリウレタン工業（株）
村田保幸 三菱化学（株）
高田泰廣 DIC（株）
瀬川正志 サンビック（株）
岩崎和男 岩崎技術士事務所
小山靖人 東京工業大学
高田十志和 東京工業大学
クリスティアン・ルスリム アドバンスト・ソフトマテリアルズ（株）
田畑智 アドバンスト・ソフトマテリアルズ（株）
西田治男 九州工業大学
橋本保 福井大学
増谷一成 京都工芸繊維大学
木村良晴 京都工芸繊維大学
宇山浩 大阪大学
薮内尚哉 日本ビー・ケミカル（株）
大塚英幸 九州大学
吉江尚子 東京大学
松川公洋 （地独）大阪市立工業研究所
大山俊幸 横浜国立大学
戸塚智貴 和光純薬工業（株）
佐々木健夫 東京理科大学
松本章一 大阪市立大学
佐藤絵理子 大阪市立大学
岡崎栄一 東亞合成（株）
桐野学 （株）スリーボンド
冨田育義 東京工業大学
中川佳樹 （株）カネカ
三宅弘人 （株）ダイセル
湯川隆生 （株）ダイセル
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＜＜目次＞＞
第1章 高分子の架橋と分解
1 高分子の架橋と分解を取り巻く状況
1.1 はじめに
1.2 架橋と分解の基礎概念
1.2.1 架橋の概念
1.2.2 分解の概念
1.2.3 架橋構造の解析
1.3 架橋と分解の活用
1.3.1 架橋を活用する高分子機能材料
1.3.2 分解を活用する高分子機能材料
1.3.3 架橋と分解を併用する高分子機能材料
1.4 おわりに
2 架橋高分子の基礎―架橋剤の種類,反応および応用例
2.1 ハードな架橋
2.1.1 酸化重合による架橋
2.1.2 炭素-炭素2重結合の重合による架橋
2.1.3 アミノ樹脂による架橋
2.1.4 イソシアネート基による架橋
2.1.5 ブロックイソシアネートによる架橋
2.1.6 エポキシ基による架橋
2.1.7 シラノール基による架橋
2.1.8 ヒドラジドによる架橋
2.1.9 カルボジイミドによる架橋
2.1.10 その他の架橋
2.2 ソフトな架橋
2.2.1 必要に応じて逆反応する架橋
2.2.2 結合と解離を繰り返す架橋
2.2.3 固定されない架橋
第2章 高分子の架橋と分析・評価
1 固体NMR による架橋高分子の構造・劣化評価―LED 封止樹脂,シリコーン樹脂を中心に
1.1 はじめに
1.2 エポキシ系LED封止樹脂の構造解析
1.3 シリコーン系封止樹脂の構造解析
1.4 熱劣化による架橋シリコーンゴムの化学構造変化
1.5 おわりに
2 超微小硬度計を使ったUV硬化型ハードコート材の開発方法
2.1 はじめに
2.2 高い耐擦傷と耐熱性を兼ね備える必要性の背景
2.3 予備試験,開発方法のコンセプトと材料探査
2.3.1 UV照射時の素材表面の温度の測定
2.3.2 様々な硬度計の調査と開発方法のコンセプト
2.3.3 上記コンセプトに基づく超微小硬度試験機による材料の探査
2.4 探査された材料の試験結果
2.5 まとめ
第3章 架橋型ポリマーの特徴と活用法
1 ポリウレタンの高次構造による物性制御
1.1 ポリウレタンの架橋構造
1.2 ポリウレタンの一次構造
1.3 一次構造,高次構造,物性の関係
1.4 まとめ
2 エポキシ樹脂の合成・樹脂設計と活用法
2.1 エポキシ樹脂の概要と特徴
2.1.1 エポキシ樹脂の一般的特性
2.1.2 エポキシ樹脂の種類と分類
2.2 エポキシ樹脂の合成
2.2.1 グリシジル化(一段法)
2.2.2 二段法
2.2.3 その他のエポキシ化方法
2.2.4 エポキシ樹脂の変性
2.2.5 その他のプロセス
2.3 エポキシ樹脂の構造と物性
2.4 エポキシ樹脂の活用法
2.4.1 エポキシ樹脂の選択
2.4.2 硬化剤の選択
2.4.3 その他の添加剤
2.5 まとめ
3 高耐候性UV硬化型樹脂の設計とその用途展開
3.1 はじめに
3.2 UV硬化型無機-有機ハイブリッド樹脂の設計
3.2.1 樹脂合成方法
3.2.2 塗料設計
3.2.3 硬化塗膜サンプルの作製方法
3.2.4 硬化塗膜の一般物性
3.3 硬化塗膜の耐候性評価
3.3.1 促進耐候試験結果
3.3.2 屋外曝露試験結果
3.3.3 耐候性発現のメカニズム
3.4 プラスチック保護コートとしての用途展開
3.4.1 太陽電池用フロントシート
3.4.2 高耐候ハードコートフィルム
3.4.3 ナノインプリント反射防止フィルム
3.5 おわりに
4 太陽電池用封止剤EVAの開発・高性能化
4.1 太陽電池モジュールの構造
4.2 EVA樹脂に関して
4.2.1 EVA樹脂の生産量
4.2.2 EVA樹脂の分類
4.3 結晶系シリコンセルの封止向けEVA封止材について
4.3.1 EVA封止材の組成と架橋・接着の原理
4.3.2 結晶系シリコン太陽電池モジュールの製造方法
4.3.3 太陽電池用ラミネーターの条件設定に関して
4.4 EVA封止材の耐久性に関して
4.5 まとめ
5 架橋を伴う発泡成形
5.1 はじめに
5.2 発泡成形における架橋の意義
5.2.1 架橋の目的(狙い)
5.2.2 発泡成形法の分類
5.2.3 発泡成形における架橋方法の分類
5.3 重合反応架橋法の応用例
5.3.1 重合反応架橋法による架橋反応
5.3.2 化学量論の概念(考え方)
5.3.3 ポリウレタンフォームの場合の架橋反応
5.3.4 フェノールフォームの場合の架橋反応
5.3.5 重合反応架橋法の発泡体の製造工程
5.3.6 重合反応架橋法の発泡体の性質及び用途例
5.4 化学架橋法の応用例
5.4.1 化学架橋法による架橋反応
5.4.2 化学架橋法による架橋発泡体の製造工程
5.4.3 化学架橋法による架橋の発泡体の性質および用途例
5.5 電子線架橋法の応用例
5.5.1 電子線架橋法による架橋反応
5.5.2 電子線架橋法による架橋発泡体の製造工程
5.5.3 電子線架橋法による架橋発泡体の性質および用途例
5.6 その他の発泡成形法
5.6.1 無架橋法によるポリオレフィン系フォーム
5.6.2 固相発泡成形法によるフォーム
5.7 おわりに
第4章 新しい架橋反応とその応用
1 ニトリルオキシドを用いる高効率架橋
1.1 はじめに
1.2 ニトリルオキシドの化学
1.3 単官能性安定ニトリルオキシドを用いた高分子の修飾反応
1.4 2官能性安定ニトリルオキシドの合成と架橋反応
1.5 無溶媒条件下での架橋反応
1.6 アンビデント反応剤を用いる架橋
1.7 おわりに
2 可動な架橋点を持つポリロタキサンの塗料への応用
2.1 はじめに
2.2 PRの合成と分子設計
2.2.1 量産に適した合成
2.2.2 PRの分子設計
2.3 SRMとその物性
2.3.1 スライドリングゲル(SRG)
2.3.2 SRMエラストマー
2.3.3 SRMの用途
2.4 SRMの塗料への応用
2.4.1 塗料用材料検討に関する構造最適化
2.4.2 SRMクリア塗膜の特徴
2.5 おわりに
第5章 ポリマーのリサイクル技術
1 リサイクルを意図したポリマーの開発
1.1 はじめに
1.2 リサイクルを可能とする要因―ヘテロ原子を主鎖に有するポリマーを中心にして
1.2.1 熱力学的要因
1.2.2 構造的要因
1.3 分解制御可能な結合の導入によるリサイクル性ポリマーの合成
1.3.1 ポリオレフィン類似リサイクル性ポリマーの合成
1.3.2 各種制御可能な化学結合を持った新規リサイクル性ポリマーの合成
1.4 バイオマス由来ポリマーのリサイクル性制御
1.4.1 ポリ乳酸の物性および解重合性の制御
1.4.2 ポリ-3-ヒドロキシ酪酸からの選択的ビニルモノマー変換と酵素法による再重合
1.5 ポリマーアロイからの選択的リサイクル分離
1.6 おわりに
2 ケミカルリサイクル用ポリマーとしてのアセタール結合を導入したポリウレタン材料とエポキシ樹脂
2.1 はじめに
2.2 アセタール結合を有するポリウレタン材料
2.3 アセタール結合を有するエポキシ樹脂
2.4 おわりに
第6章 植物由来材料の利用
1 バイオベースポリマーの分子・材料設計
1.1 はじめに
1.2 バイオベースポリマー
1.3 新しいバイオベースポリマー
1.4 機能性バイオベースポリマーの開発
1.5 バイオリファイナリー
1.6 生分解性とバイオマス度
1.7 ポリ乳酸
1.8 ステレオコンプレックス型ポリ乳酸
1.9 おわりに
2 植物由来高性能バイオベースポリマー材料の開発
2.1 はじめに
2.2 柔軟性に優れた油脂架橋ポリマー
2.3 油脂架橋ポリマー/バイオファイバー複合材料
2.4 酸無水物を硬化剤に用いる油脂架橋ポリマー
2.5 エポキシ化油脂を用いる屋根用塗料の実用化
2.6 おわりに
3 星型ポリ乳酸ポリオールの2液硬化型およびUV硬化型塗料への応用
3.1 はじめに
3.2 実験
3.2.1 星型PLAポリオールの合成
3.2.2 多官能星型PLAオリゴマーの合成
3.2.3 塗膜作製方法
3.2.4 塗膜評価方法
3.3 結果と考察
3.4 まとめ
第7章 可逆的な架橋・分解可能なポリマー
1 ラジカルプロセスに基づく架橋高分子の合成と反応
1.1 はじめに
1.2 熱刺激を利用するラジカルプロセスに基づく架橋高分子の合成と反応
1.3 光刺激を利用するラジカルプロセスに基づく架橋高分子の合成と反応
1.4 おわりに
2 動的架橋を利用したネットワークポリマーの機能化―硬軟物性変換性と修復性
2.1 はじめに
2.2 動的結合を有する結晶性ネットワークポリマーの硬軟物性変換
2.2.1 架橋反応と結晶化の動的過程がネットワークポリマーの構造と物性に与える影響
2.2.2 プレポリマー分子量が硬軟物性変換に与える影響
2.2.3 架橋と結晶化制御による更なる機械特性チューニング
2.3 動的結合を有するネットワークポリマーの修復性
2.3.1 柔軟な非晶性ネットワークポリマーの修復性
2.3.2 結晶性と修復性
2.3.3 修復性DAポリマーの耐熱性の改善
2.4 おわりに
第8章 ポリマーの分解を活用する機能性材料
1 光分解性ポリシランブロック共重合体を用いたハイブリッド材料の開発
1.1 はじめに
1.2 ポリシランブロック共重合体の合成
1.3 ポリシラン-シリカハイブリッド薄膜の作製
1.4 ポリシラン-シリカハイブリッドの屈折率変調薄膜
1.5 ポリシラン-シリカハイブリッド薄膜の光誘起異方性
1.6 ポリシラン-ジルコニアハイブリッドのサーモクロミズム抑制と熱光学特性
1.7 ポリシラン共重合体の化学吸着と金ナノ粒子の作製
1.8 おわりに
2 高分子の分解・反応を利用した微細パターン形成法―反応現像画像形成
2.1 はじめに
2.2 ポジ型反応現像画像形成
2.2.1 アミン含有現像液を用いたパターン形成
2.2.2 アルカリ水溶液現像によるパターン形成
2.3 ネガ型反応現像画像形成
2.3.1 OH-を求核剤として用いた感光性ポリイミド
2.3.2 アルカリ水溶液現像によるパターン形成
2.4 おわりに
3 高分子アゾ重合開始剤を用いたブロックポリマーへの応用
3.1 はじめに
3.2 高分子アゾ開始剤の原理
3.3 高分子アゾ開始剤の合成
3.4 高分子アゾ開始剤を用いたブロック共重合体の特性
3.4.1 ブロック共重合体の合成
3.4.2 ブロック共重合体の特性
3.5 おわりに
4 光塩基発生剤を利用した光解重合性ポリオレフィンスルホン
4.1 はじめに
4.2 光塩基発生剤を組み込んだポリオレフィンスルホンの光解重合
4.3 塩基増殖反応を利用した高感度化
4.4 塩基遊離型の光塩基発生剤を用いた場合
4.5 露光部が揮発する高分子
4.6 光照射で剥離する接着剤への応用
4.7 おわりに
5 アクリル系ブロックポリマーを用いる易解体性接着材料の開発
5.1 はじめに
5.2 ポリアクリル酸t-ブチルの側鎖反応挙動
5.3 ポリアクリル酸ブロック共重合体の接着特性
5.4 二重刺激応答性のポリアクリル酸エステル粘着剤の設計
5.5 高性能二重刺激応答型易解体性粘着材料の設計
第9章 UV硬化と微細加工
1 UV硬化における話題と課題
1.1 はじめに
1.2 UV-LEDの現状と課題
1.3 UV-LED用開始剤の開発―UVラジカル開始剤およびUVカチオン開始剤用増感剤
1.4 酸素の硬化阻害と汚れにくい表面加工技術
1.5 ハイパーブランチオリゴマーおよび分解性モノマーを利用する硬化収縮抑制対策
1.6 高耐侯性UV硬化型塗料―無機・有機ハイブリッドの利用
1.7 高分子量光開始剤―食品包装材用インクの開始剤
1.8 実用化が期待される光塩基発生剤
1.9 おわりに
2 マレイミドアクリレートを利用したUV硬化材料
2.1 はじめに
2.2 マレイミド化合物の光化学
2.2.1 マレイミドとビニルエーテルの交互共重合
2.2.2 マレイミドとアクリル系モノマー・オリゴマーの混合系の反応
2.2.3 マレイミド単独の反応
2.2.4 マレイミド環の置換基による反応性の差異
2.3 マレイミドアクリレートの特性
2.3.1 ラマン分光法を利用したマレイミド基の反応性解析
2.3.2 コーティング剤への応用
2.4 マレイミドアクリレートポリマーの特性
3 アミンイミドを基本骨格とした熱,光塩基発生剤の開発と架橋剤としての利用
3.1 はじめに
3.2 アミンイミドの合成
3.2.1 熱活性を向上させたアミンイミドの合成
3.2.2 光活性を向上させたアミンイミドの合成
3.2.3 BFIの芳香環パラ位への置換基の導入と熱,光活性
3.3 BFIの光ラジカル開始剤としての特性
3.4 BFIを架橋剤として利用した接着剤の開発
3.4.1 エポキシ樹脂の単独硬化システム
3.4.2 エポキシ樹脂とポリチオールからなる硬化システム
3.4.3 エポキシ樹脂とアクリレート樹脂からなる光-熱デュアル硬化システム
3.5 おわりに
4 UV硬化型テレケリックポリアクリレート
4.1 はじめに
4.2 テレケリックポリアクリレートの概略
4.3 テレケリックポリアクリレートの合成
4.4 テレケリックポリアクリレートのUV硬化
4.5 UV硬化型テレケリックポリアクリレートの特徴
4.6 おわりに
5 UVインプリント材料の開発
5.1 はじめに
5.2 UVインプリントについて
5.3 UV硬化性樹脂の特徴
5.3.1 ラジカル硬化系
5.3.2 イオン硬化系
5.4 UV硬化樹脂のインプリントへの適用性
5.4.1 インプリント用途への取り組み
5.4.2 インプリント用UV硬化性樹脂
5.5 おわりに
6 リワーク型アクリル系モノマーの開発とUVインプリント材料への応用
6.1 はじめに
6.2 リワーク型多官能アクリル系モノマーの分子設計
6.3 UV硬化と分解・可溶化
6.4 UVインプリント材料への応用
6.5 おわりに -
月刊バイオインダストリー 2020年5月号
￥4,950
＜著者一覧＞
木下英樹 東海大学
中島勇貴 東海大学
覚張孝大 東海大学
竹田志郎 麻布大学
春日元気 日本大学
川井 泰 日本大学
本田洋之 八戸工業大学
荒川千夏 カゴメ(株)
鈴木重德 カゴメ(株)
重盛 駿 信州大学
下里剛士 信州大学
島津朋之 宮崎大学
荻田 佑 信州大学
西山啓太 慶應義塾大学
橋本光紀 医薬研究開発コンサルティング
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【特集】乳酸菌の機能と活用
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乳酸菌の機能性について
Functionality of Lactic Acid Bacteria
乳酸菌やビフィズス菌は安全性が高く，ヨーグルトを始めとした様々な発酵食品に利用されている。また，これらの菌やその発酵物の様々な機能性が明らかになっている。そこで本稿では乳酸菌やビフィズス菌の機能性を皮膚，口腔，胃，腸に分けて紹介すると共に免疫賦活作用や脂質代謝改善作用等の体内での機能についても概説する。
【目次】
1 はじめに
2 皮膚の保湿性改善効果
3 う蝕と歯周病予防
4 ピロリ菌の抑制
5 整腸作用
6 病原菌やウイルスの感染防御作用
7 免疫賦活化作用
8 抗アレルギー作用
9 血圧降下作用
10 脂質代謝改善作用
11 ストレス緩和作用
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青果物の発酵と食品開発
Fermentation of Vegetables and Fruits by Lactic Acid Bacteria and
Development of New Fermented Foods
乳酸菌と言えばヨーグルトとチーズを想像される人が多いと思うが，漬物，キムチ等，青果物を発酵させたものも多い。本稿では青果物や穀物等の植物原料の乳酸発酵食品について概説し，新しい発酵食品の可能性について述べる。また，当研究室で取り組んでいる六次産業化支援のための「種菌構想」について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 乳酸菌による青果物の発酵
2.1 醸造製品
2.2 大豆発酵製品
2.3 漬物
2.4 発酵飲料
2.5 その他
3 乳酸菌の効果的な活用法と新しい発酵食品の提案
4 六次産業化を支援する「種菌構想」
5 おわりに
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乳酸菌の発酵を利用した畜産食品
Animal Food Products Fermented by Lactic Acid Bacteria
我々は畜産食品の保存性や嗜好性の向上のために，乳酸発酵を利用してきた。乳酸菌は乳酸発酵に関与する細菌グループとして知られ，特定の菌株においてプロバイオティクス効果をもたらすことが分かってきた。従って，乳酸発酵は畜産食品の有効な加工法だけでなく，我々にとって乳酸菌を多く摂取するための有益な方法とも言える。
【目次】
1 乳酸菌による発酵を利用した乳製品
2 乳酸菌による発酵を利用した食肉製品
2.1 発酵食肉製品と乳酸菌スターター
2.2 乳酸菌スターター添加による発酵食肉製品のメリット
3 乳酸菌による発酵を利用した食卵製品
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乳酸菌が産生するバクテリオシンと食品保蔵への応用
LAB Bacteriocins and Their Application to Food Preservatio
化学合成された食品保存料が忌避される傾向にある現代では，天然由来の抗菌物質がその代替として考えられている。なかでも，乳酸菌由来のバクテリオシンは生産菌自体が長い食経験を有することに加え，耐熱性が高く，無味無臭であることから，食品の風味を損なわない保蔵剤として期待されている。本稿では，乳酸菌バクテリオシンの特徴や，食品応用に向けた研究例について解説する。
【目次】
1 バイオプリザベーションについて
2 乳酸菌バクテリオシンの歴史と分類について
3 乳酸菌バクテリオシンの食品応用に向けた研究について
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乳酸菌の細胞外多糖とβ-ガラクトシダーゼの機能
Functions of Exopolysaccharides and β-galactosidase in Lactic Acid Bacteria
乳酸菌の糖代謝は食材の発酵性に影響するのみでなく，細胞外多糖の産生，β-ガラクトシダーゼによるラクトースの低減，配糖体の生成・分解などを介して種々の機能性にも寄与している。本稿では， 植物性発酵食品由来の乳酸菌Lactobacillus brevis を中心として，糖質に関連した発酵性，および機能性について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 乳酸菌が生成する細胞外多糖（EPS）
2.1 EPSによる消化液耐性への寄与
2.2 EPSによる宿主の免疫機能への貢献
2.3 EPS産生に関する遺伝子研究
3 Lactobacillus brevisのラクトース資化の特徴
3.1 ラクトース糖源培地における生育緩慢性
3.2 カタボライト抑制機能の欠損によるβ-ガラクトシダーゼの常時発現
4 乳酸菌を用いた並行複発酵の可能性
5 配糖体を加水分解するβ-ガラクトシダーゼ
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乳酸菌組換え体を用いたバイオ医薬品の創製と課題
gmLAB as a Tool for Microbial Therapeutics：Current Perspectives
乳酸菌を有益タンパク質の運搬体として用いる乳酸菌組換え体（gmLAB）研究は，種々の疾病に対する予防・軽減手法の一つとして注目されている。本稿では，我々の研究グループが主導したgmLAB 研究に加えて，これまでの関連トピックスと現状，今後の課題について総括し，gmLAB の有用性と将来性について論じる。
【目次】
1 乳酸菌組換え体
2 乳酸菌粘膜ワクチンを用いた疾患の予防戦略
2.1 感染症ワクチン
2.2 アレルギーワクチン
3 炎症性腸疾患への適応
4 低分子抗体を産生するgmLABの開発と抗体医薬への展開
5 課題と将来展望
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乳酸菌による抗炎症作用
Anti-inflammatory Function of Lactic Acid Bacteria
食経験が豊かな乳酸菌には様々な機能性が期待されている。現在，生活習慣病や生活環境病など，炎症が関与する疾患が急増しており，炎症応答を改善可能な機能性乳酸菌が求められている。本稿では腸管上皮細胞において抗炎症作用を有する乳酸菌や炎症を抑制する制御性T 細胞を増加させる乳酸菌について紹介し，その応用可能性について概説する。
【目次】
1 はじめに
2 腸管上皮細胞における乳酸菌の抗炎症効果
3 乳酸菌による制御性T細胞の誘導
4 終わりに
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食成分による腸細菌叢変化が宿主に及ぼす影響
Effect of Changes in Intestinal Microflora by Dietary Components on the Host
近年，腸細菌と様々な疾病との関連が指摘されている。著者らは，これまで，食による腸細菌叢の変化に着目し，研究を進めてきた。本稿ではまず，プロバイオティクスと，食成分による腸細菌叢の変化と宿主への影響について概説する。最後に，著者らが最近明らかにした，腸細菌のアレルギー免疫応答抑制効果について報告する。
【目次】
1 はじめに
2 食成分による腸細菌叢の変化と宿主への影響
3 腸細菌Flavonifractor plautii
4 F. plautiiのアレルギー免疫応答抑制効果
5 今後の展望
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乳酸菌の消化管定着
Colonization of Lactic Acid Bacteria in the Gut
乳酸菌はヒトの小腸に主に棲息する腸内共生細菌である。消化管への接着機構の理解は，乳酸菌の腸内環境での生存戦略を知る手がかりであると考えられる。本稿では，腸内細菌のヒト消化管での局在について述べるとともに，乳酸菌の接着機構と病原細菌の感染予防への応用例について，筆者らの研究成果を中心に解説したい。
【目次】
1 ヒトに共生する細菌の分布と局在
2 腸内細菌の消化管への接着
3 乳酸菌の消化管への接着
4 乳酸菌のムーンライティングタンパク質
5 最後に
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BIO ENGNEERING
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医薬品GMP と品質
Good Manufacturing Practice for Active Pharmaceutical Ingredients and its Quality
医薬品は直接人体に投与されることより品質には特に留意すべきである。恒常的に高品質な製品の製造を行うためにGMP という規制があり，これを遵守することが必須である。グローバル化が進んだ今，ICH やPIC/S という世界規模での規制の統一が図られており医薬品を取り巻く環境が大きく変化している現状をGMP を中心に解説する。
【目次】
1 はじめに
2 GMPの歴史
3 GMP組織と責任
4 品質保証
5 GMP適合性評価
6 委受託における品質保証
7 品質管理と不純物
8 生データとデータインテグリティ
9 まとめ
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BIO BUSINESS
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食品添加物工業
【目次】
1 概要
2 需給動向
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《BIO PRODUCTS》
ダイマー酸(Dimer acid)
DL-α-トコフェロール(DL-α-Tocopherol)
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月刊バイオインダストリー 2020年4月号
￥4,950
＜著者一覧＞
東 大志 熊本大学
有村源一郎 東京理科大学
宮永正斗 東京理科大学
八須匡和 東京理科大学
臼杵克之助 大阪市立大学
入江文子 日本カンタム・デザイン(株)
大澤匡弘 名古屋市立大学
宮本啓補 名古屋市立大学
芳賀洋一 東北大学
鶴岡典子 東北大学
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BIO R&D
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シクロデキストリンを含有するポリカテナンの調製と構造解析
～世界最多級の環状分子数を有する放射型ポリカテナンの構築～
Design of Cyclodextrin-based Radial Polycatenanes
近年，ポリロタキサンおよびポリカテナンなどのインターロック超分子が大変注目を集めている。ポリロタキサンを構築するにあたり，環状分子としてシクロデキストリン（CyD）が最も汎用されてきたが，CyDポリカテナンに関する知見は極めて少ない。本稿では，CyDポリカテナンの調製と構造解析を行った筆者らの最近の知見を紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 戦略
2.1 どの状態で環化するか?
2.2 軸分子と環状分子は何を用いるか?
3 β-CyDポリカテナンの調製
4 β-CyDポリカテナンの構造解析
4.1 反応液中のチオール基含量
4.2 各種分析装置を用いた解析
4.3 化学量論
4.4 構造様式
5 還元環境におけるポリカテナンの物性変化とβ-CyDの放出性
6 まとめ
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植物香気成分とテルペン誘導体の免疫活性化機能
Immunostimulation Activity of Plant Volatiles and Terpene-derivatives in Plants and Humans
メントール等の植物香気成分は，生物間の情報伝達（生物間コミュニケーション），病害虫に対する防衛，環境適応ならびに，ヒト健康の機能性成分としての多彩な役割を担う。本稿では，植物の香りの機能と応用基盤を構築するための学術研究について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 植物の香りを介した植物間コミュニケーション
3 ミントをコンパニオンプランツとして利用した栽培技術の確立
4 香気成分の植物免疫促進機能
5 香気成分のヒトの健康における機能性
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放線菌に学ぶ：新規抗アレルギー剤の創出展望
Lessons from Streptomyces：Prospects for Creating New Anti-Allergic Agents
現在，乳幼児から高齢者に至るまで日本人の約2人に1人が何らかのアレルギー疾患を有している。発症予防・重症化予防によって Quality of Life の改善をめざすプロジェクトがいくつも遂行されている。本稿では，筆者らがアンチマイシン系抗生物質の一種であるUK-2Aを構造上のモチーフとして創出した，アレルギー疾患克服に貢献する創薬シーズについて解説する。
【目次】
1 はじめに
2 UK-2Aを構造上のモチーフとする創薬シーズ
2.1 アンチマイシン系抗生物質
2.2 誘導体の分子設計と生物活性評価
2.3 抗体医薬と低・中分子薬
3 おわりに
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BIO ENGNEERING
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ExoView を用いたエクソソーム同定，発現定量評価
Indentification and Quantitative Evaluation of Single Exosomes Using ExoView.
最近のニュース等で知られるようになったエクソソーム（細胞外小胞）は癌の罹患や転移に非常に重要な役目をしていることが解明されつつあり，注目を集めています。しかしながらエクソソームは，顕微鏡でその存在を捉えることのできない極めて小さなナノサイズである為，従来の技術では扱うことが不可能でした。本稿で紹介するNanoView 社の製品，ExoView は，このようなナノサイズのエクソソームの計数と同定が可能な専用のアレイチップを世界に先駆け開発し，より正確，簡単かつスピーディーにエクソソームの分析が可能となりました。
【目次】
1 はじめに
2 ExoViewについて
3 対象サンプル
4 単一粒子解析
4.1 測定フローと手順
5 粒子サイズ・個数計測の原理
6 標的マーカの蛍光評価
6.1 共局在の評価，内腔タンパク質の検出
7 HEK293由来エクソソームの評価例
8 まとめ
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慢性疼痛治療ターゲットとしてのアストロサイト-ニューロン乳酸シャトル
Astrocyte-neuron Lactate Shuttle as a Therapeutic Target for Chronic Pain
慢性疼痛は，超高齢社会を迎えた本邦だけでなく，全世界的に患者数が増大しており，その治療法の開発は喫緊の課題である。本稿では，これまでの視点とは異なる慢性疼痛発現の機序として，脊髄におけるアストロサイトのエネルギー供給の異常に焦点を当て，ニューロンへの乳酸供給過多の関与について解説する。
【目次】
1 はじめに
2 脊髄アストロサイト選択的活性化モデルの作出
3 脊髄後角ANLSの慢性疼痛への関与
4 ANLSの慢性疼痛の治療標的への応用
5 ANLSの高次脳機能での役割
6 まとめとして
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マイクロシステムを用いたウェアラブルヘルスケア機器
Wearable Healthcare Devices Using Microsystem
体表に装着し連続計測，間欠的計測を実現するウェアラブルシステムを身体に装着しやすい形状と大きさを維持し高機能化，多機能化するには，集積回路技術，MEMS（微小電気機械システム）などを用いたマイクロシステムが役立つ。本稿ではマイクロシステムを用いたウェアラブルヘルスケア機器について，筆者らの開発事例を引用しながら解説する。
【目次】
1 はじめに
2 小型発汗計とストレス反応の計測
3 超音波血管径計測と血圧，血管緊張の計測
4 微小還流を用いた乳酸計測
5 おわりに
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BIO BUSINESS
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化粧品工業
2018 年の化粧品の出荷実績は出荷個数31 億2,167 万個（ 前年比106.2 ％）， 出荷金額1 兆 6,942 億円（ 前年比105.2 ％） となり， 市場が拡大している。洗顔料， 化粧水， 美容液，フェイスパックなどを中心とした訪日外国人観光客の需要取り込みの成功が市場の拡大に貢献した。またメーカー各社がシワ改善を訴求した薬用化粧品を投入し，中高年層だけでなく若年層にも需要が拡大した。薬用化粧品が好評を博していることから今後も機能性化粧品市場の拡大が見込まれる。海外に目を向けると，ASEAN 5ヵ国（インドネシア，タイ，フィリピン，ベトナム，マレーシア）では経済成長による個人消費の拡大により化粧品市場が拡大し続けている。日系化粧品メーカーも同市場で製品やブランドを根付かせていくために売り込みに力を入れている。
【目次】
1 需給動向
2 輸出入動向
3 化粧品受託製造市場の動向
4 日本メーカーの海外戦略
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健康食品・機能性食品工業
2018 年の特定保健用食品（トクホ）市場規模は6,432 億円（前年比97.7 ％）と推定され，4年ぶりに減少に転じた。健康機能の認知度が高い乳酸菌やコレステロール関連のトクホが前年に引き続き市場をけん引した一方，近年好調であったトクホ飲料はブームに一服感がみられた。2015 年4 月より施行された機能性表示食品は，2018 年度は1,990 億円（前年度比108.7 ％）規模の市場に成長したものと推定される。ガイドラインの第3 次改正により，届出手続の簡素化・迅速化が図られ，また糖質，糖類，植物エキスおよび分泌物についても新たに機能性関与成分として認められたことから，トクホに代わり機能性表示食品を活用する動きがさらに加速している。
【目次】
1 健康食品と機能性食品
2 トクホ市場動向
3 機能性表示食品市場動向
4 健康食品の機能別市場動向
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抗菌・防カビ剤工業
抗菌・防カビ剤や防腐剤，防虫剤，忌避剤，木材防カビ剤はバイオサイド（Biocide）と呼ばれ，身近な日常品から医療・衛生用品，工業製品まで幅広い分野で使用されている。抗菌ブームが巻き起こった我が国では，抗菌加工製品の市場規模は1 兆円を超えていると推定される。国外に目を向けても，中国や米国等で関心が高まっており，非常に速いスピードで市場が成長している。
【目次】
1 概要
2 抗菌剤の種類
3 用途
4 メーカー動向
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《BIO PRODUCTS》
L―システイン塩酸塩(l-Cysteine monohydrochloride monohydrate)
L-セリン(l-Serine)
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月刊バイオインダストリー 2020年3月号
￥4,950
＜著者一覧＞
久保田博南 ケイ・アンド・ケイジャパン(株)
三木則尚 慶應義塾大学
竹井邦晴 大阪府立大学
鈴木博也 (株)テクノメディカ
前中一介 兵庫県立大学
太田裕貴 横浜国立大学
浅野康一郎 東京大学
南木 創 東京大学
南 豪 東京大学
成瀬 康 (国研)情報通信研究機構
池田四郎 (株)ガステック
井上賢紀 広島大学
山本屋 武 広島大学
浅野知一郎 広島大学
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【特集】ウェアラブル医療・ヘルスケア機器
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ヘルスケアを支える生体情報モニタリング
Health Care Supported by Vital Sign Monitoring
ヘルスケアを目的とした健康機器の基礎技術は,医療のための生体情報モニタが基礎になっている。近年では,これにIT 関連技術が加わり,スマホで自分の健康状態をチェックできるようになってきた。測定項目には大きな変化が見られないが,日常の体調チェックが行えるような小型で持ち運び可能な機器に変貌しつつある。
【目次】
1 単能機器によるモニタリングの現況
1.1 スタートは歩数計から
1.2 体重計から体脂肪計へ
1.3 現在の代表格は脈波数モニタリング
1.4 ヘルスチェックのための心電図モニタなど
1.5 パルスオキシメータの役割増加
1.6 血圧モニタリングへの各社の競争
2 複合機器を含む市場開拓の動き
3 医療機器から一般ヘルスケア機器への移行動向
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インプラント人工透析システム
Implantable Dialysis System
国内33 万人の透析患者は,週3 回の通院や週12 時間の急峻な治療,太い注射針による毎回の血管穿刺などQOL が決して高いとは言えない。我々は,患者の通院負担,ならびに血管穿刺回数を低減するなど患者QOL を劇的に向上するインプラント人工透析システムの研究開発を行っている。本稿ではこれまでの成果と,課題について紹介する。
【目次】
1 はじめに
2 インプラント人工透析システム
3 インプラント人工透析システムの界面技術
4 インプラント人工透析システムの実用化に向けて
5 インプラント人工透析システム研究開発における課題
6 おわりに
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皮膚表面から健康管理する貼付型フレキシブルセンサシート
Attachable Flexible Sensor Sheet for Healthcare from Skin Surface
常時健康管理に向けた新たな取り組みの一つとして貼付型のフレキシブルセンサシートが注目を集めている。本項では,そのフレキシブルデバイスとして,活動量,心電図,皮膚温度,そして汗の化学物質を計測するセンサシートについて紹介する。また精度高く計測する方法についても簡単に議論する。
1 はじめに
2 多種物理センサを集積したフレキシブルセンサシート
2.1 印刷形成した3軸加速度センサ
2.2 ウェアラブル健康管理パッチ
2.3 その他フレキシブル物理センサ
3 汗成分計測用フレキシブル化学センサ
4 対象温度(皮膚温度)の高精度計測
5 結言
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検査分散・データ中央管理型診断機器
Central Management System for Clinical Data at In Vitro Diagnostic Devices
ヘルスケアデバイス,ウェアラブルデバイスには,検査データをはじめとしたデバイス管理のためのデータ一元管理と運用が必要である。臨床検査領域の検査データ管理の在り方を起点としてヘルスケア,ウェアラブルデバイスのデータ管理について考察し,著者らが取り組んでいるヘルスケアデバイス,ウェアラブルデバイスへの通信機能の搭載とデータの一元管理について解説したい。
【目次】
1 はじめに
2 臨床検査分野のデータ管理トレンド
3 ヘルスケア分野のデータ管理システム
4 IoT機能搭載のPOCT機器の一例
5 ウェアラブルで用いられる検査装置について
6 最後に
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身体密着型生体活動モニタリングシステムの開発
Development of Adhesive Type Human Monitoring Systems
身体に貼り付ける,あるいは密着させるタイプの生体モニタリングシステムについて述べる。このような形態のモニタリングシステムは,体躯の向きや動きを精度良く検出でき,また心電,筋電,脈波,血圧,(深部)体温など基本的バイタル量を計測しやすいという特徴を持ち,確度の高い見守りシステムに最適である。本稿では具体的&#