hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高磁場高応答キッカー電磁石システムの開発

磁性体の飽和現象を利用して、キッカー電磁石の磁場性能の改善に関する開発を実施しました。高応答特性としては100nsの立上り時間で0.12テスラを、強磁場特性としては0.9μsの立上り時間で0.68テスラを、従来技法の1/10サイズのコンパクトな電磁石で達成しました。特に、強磁場に関しては更なる飛躍的性能向上の可能性が見出され、小型試験器により1.33テスラの磁束密度を確認しております。(1)目標達成度:本年度の計画は、「高磁場実証試験のための特殊装置の設計・製作と試験環境の整備」が、主となります。この計画は達成されております。加えて、各所の協力を得る事で、部分的に実証試験を実施することができました。この実証試験において、当初の物理的目標値である磁束密度0.3Tを越える、0.36Tでの高応答化の達成が確認されました。この結果は、1μs以下の早い応答を示すキッカー電磁石に関して、公開されている情報としては、世界最高の値に相当します。これらの結果をまとめた論文をジャーナルNuclear Instruments and Methods in Physics Research Section Aに投稿し、reviewerから「highly recommend」の評価を得、掲載されることになりました。(2)副産的成果:空間分布の自動補正作用の発見:キッカー電磁石の空間分布は磁石の設計の段階で決まってしまいます。しかしながら、上記の作用により、励磁段階でも自動的に補正できることが確認されました。上述(1)の論文に併せて記載しております。(3)浮上した問題点:上記(1)の成果に関する実証試験において、目標とする成果以上の結果も得られましたが、それを検証するための計測技法の計測限界に到達しております。今後の発展のためには、新たな計測手法の開発が必須であります。本研究課題において実施したいところでありますが、現段階での検討結果においては、研究規模を拡大する必要がり、別の研究課題として提起しなければならないと考えております。次年度に、計測技法に関して理論的な再検証を行い、計測技法そのものの開発に関する方向性を打ち出したいと考えております。●目標達成度:本年度の計画は、高磁場実証試験(Ph-I)、高応答実証試験用装置設計・製作と試験環境の整備(Ph-II)、計測技法に関する基礎検証(Ph-IV)である。Ph-Iでは、当初目標の2倍以上となる磁束密度0.68Tを達成した。Ph-IIでは、初期試験として95%立上り時間評価で0.22Tという強磁場を達成した。理論的には更に2倍の改善余地があり、各デバイスの特性や理論面での細部(電源システムの性能向上、磁性体の飽和領域における過渡応答特性の詳細検証等)を再検討している。Ph-IVでは、コイルに誘導される強電界の生成に関して数値計算による基礎検証を実施し、強電界の発生に矛盾点がなく、従来の計測技法での新たな計測限界の一要素として確認された。引き続き、高応答特性に関する検証をシミュレーションで実施する。又、過渡応答の総合性能評価方法が無い為、評価基準も作成した。●副産的成果:(1)従来技術では成し得なかったマルチターンコイルでの高応答化の達成。(2)これにより上述の強磁場を達成しただけなく、電源負担の軽減と省電力化を達成。(3)又、電源出力電流が軽減され、電源のスイッチングスピード改善も期待できる。(4)他方、従来では考えられなかった電磁石に発生する電界の寄与に関して、総合性能向上への可能性も理論的に見出した。磁性体の誘電特性も重要な要素となる。●浮上した問題点:Ph-IIでは性能向上が確認さたが、上述の通り細部に関する検討が必要。計測技法に関しても新たな計測限界がある事が判明し、研究規模拡大の必要性が増してきている。●関連する新たな課題:(1)外部磁場環境下での動作。(2)非線形物性を利用した高性能化。※尚、H23.3.11の東北地方太平洋沖地震と多数の余震(研究拠点での最大震度は6弱)の本年度計画への影響はなかったが、次年度に必要な磁性体が多数破壊された。本年度は本研究課題の最終年度であり、研究計画提案時の数値目標:1、出力0.3テスラ以上、2、磁場立ち上がり時間100ナノ秒、3、1Kppsの高繰り返し化の3項目に加え、シミュレーションを主体とした測定系じたいの電磁気解析による理論的検証に関して、最終的な評価試験等を実施しました。1、前年度に目標の2倍以上の0.68テスラを達成しました。本年度は、小規模試験を実施し、1.33テスラまでの励磁を確認しました。本研究課題の副産的技術を組み合わせる事で3テスラ以上の更なる飛躍的性能向上の可能性も見出しました。2、当初目標を達成しました。更なる性能向上のためには、利用していた励磁電源の改造が必要です。

3、平成23年3月から発生した多数回の巨大地震により、利用予定の機材の多くが破損し、一部予算も半年間の延期となりました。このため、手製の代替機器を準備し同等の高繰り返し試験を実施しました。その結果、目標の高繰り返し運転に対しても安定した性能を発揮する事を検証しました。4、ピックアップコイルに誘起される信号に関する電磁場シミュレーションを実施し、従来技法の概念と概ね一致している事が判明しました。他方、誘導電流分布.に12割程偏差があり、この点を今後吟味していく必要があります。最終的な物理量としての磁束量に対する要求精度は1%です。上記のように、それぞれの磁場測定結果から、本技術が基盤技術として有効である事を確認できました。また、磁束密度に関しては、更なる飛躍的性能向上の可能性も見出しており、今後も本研究課題を発展させて行きたく思っております。基礎物理研究分野で発展してきた高エネルギー加速器の更なる高エネルギー化や医療用シンクロトロン等小型加速器のコンパクト化のために必要な要素技術の一つとして、本研究課題の成果は重要な役割を担う事になります。
設備再利用性を向上させる生産システムのライフサイクル設計

基本的には大量生産される消費財であっても、大きな生産量変動が起き、大量の新製品が売れ残り、耐用年数よりはるかに短い期間で生産システムの改変・廃棄を余儀なくされるようになってきた。このような変動下では、生産システムだけでは問題を解決することは難しく、適切な製品や生産システムのライフサイクル設計を行う必要がある。次のような方針で研究を進める:(i)製品変化については、製品グレードの違いや年代により変化していく製品グループの考え方が適用できるとする、(ii)基本的には大量生産に対応できる効率の良い生産システムを考える、(iii)新生産システムの構築に際して、出来る限り旧生産システムの既存資産を再利用する、(iv)生産システムの構築、利用、廃棄の全ライフサイクルを通じた資源利用の最適化を追求する。このような考え方により、生産設備を無駄に廃却することなく、高効率の製造を実現できる生産システムのライフサイクル設計法が確立できる可能性がある。製品グループと生産システムの対応関係の分析を進め、既存生産設備の再利用性を向上させる生産システムのライフサイクル設計法について、具体的に研究を進めた。製品グループを構成するとき、機能的な要求からある製品変化が要求された場合、それを実現する製品の形態には多様な可能性があり、それにより生産に要求される原子工程も異なってくる。製品グループと仮想生産機械・システム、そして実生産機械・システム、との対応関係は多様な組み合わせの可能性があることになる。評価基準において、既存設備の利用を優先させれば再利用性の向上が計られ、既存設備の制約を軽視すれば新しい生産システムの形態が設計されることになる。最適な組み合わせを決定するために、製品や生産量が変動する条件のもとで長期間の生産変動状況を設定し、製品と生産システムの関係をモデル化し、設備再利用性を評価した。家電品や自動車のような基本的には大量生産される消費財であっても、急激な技術進歩や市場動向の変化のために、長期間に渡って安定に生産されることは少なくなってきた。しばしば、新製品が登場すると爆発的に売れて、その後急激に販売量が減少する。このような市場動向により、大きな生産量変動が起き、大量の新製品が売れ残り、耐用年数よりはるかに短い期間で生産システムの改変・廃棄が起こる。このことが、生産における大きな無駄を発生させ、生産の持続可能性を損ない、競争力を低下させることになる。上記のような要因による生産量変動下では、生産システムだけでは問題を解決することは難しい。変化する製品と対応する生産システムを併せ考えて、長期間に渡って適切なライフサイクル設計を行う必要がある。製品やその生産量が変動しても、生産設備を無駄に廃却することなく、高効率の製造を実現できる生産システムのライフサイクル設計法を確立する。本年度は以下について具体的に研究を進めた。(1)製品ファミリと生産システムの対応関係の分析技術進歩や市場要求による製品変化は、時に大きな生産工程の変化を引き起こす。そのために、生産工程を基本的な原子工程まで還元し、抽象的な仮想製造機械・システムに対応させ、それを実設備制約に基づく実システムへ割り当てることにより、製品ファミリ化手法を研究した。(2)既存設備再利用性を向上させる生産システムのライフサイクル設計従来の汎用工作機械や専用設備の構成にとらわれることなく、原子工程に対応する抽象的な生産設備要素を考え、製品ファミリの構造化に合わせて生産設備要素を組み合わせることで、製品変化と良く対応する構造を持つ生産システムを設計する手法を研究した。

次のような方針で研究を進める:(i)製品変化については、製品グレードの違いや年代により変化していく製品ファミリの考え方が適用できるとする、(ii)基本的には大量生産に対応できる効率の良い生産システムを考える、(iii)新生産システムの構築に際して、出来る限り旧生産システムの既存資産を再利用する、(iv)生産システムの構築、利用、廃棄の全ライフサイクルを通じた資源利用の最適化を追求する。このような考え方により、生産設備を無駄に廃却することなく、高効率の製造を実現できる生産システムのライフサイクル設計法が確立できる可能性がある。製品ファミリと生産システムの対応関係の分析を進め、既存生産設備の再利用性を向上させる生産システムのライフサイクル設計法について、具体的に研究を進めた。製品ファミリを構成するとき、機能的な要求からある製品変化が要求された場合、それを実現する製品の形態には多様な可能性があり、それにより生産に要求される原子工程も異なってくる。製品ファミリと仮想生産機械・システム、そして実生産機械・システム、との対応関係は多様な組み合わせの可能性があることになる。評価基準において、既存設備の利用を優先させれば再利用性の向上が計られ、既存設備の制約を軽視すれば新しい生産システムの形態が設計されることになる。最適な組み合わせを決定するために、製品や生産量が変動する条件のもとで長期間の生産変動状況を設定し、製品と生産システムの関係をモデル化し、設備再利用性を評価した。基本的には大量生産される消費財であっても、大きな生産量変動が起き、大量の新製品が売れ残り、耐用年数よりはるかに短い期間で生産システムの改変・廃棄を余儀なくされるようになってきた。このような変動下では、生産システムだけでは問題を解決することは難しく、適切な製品や生産システムのライフサイクル設計を行う必要がある。
成人T細胞白血病と病因ウイルス

本研究は以下の3つの項目に大別される。(1)HTLV-I遺伝子産物の構想機能に関する研究、(2)HTLV-Iキャリア、ATL患者の臨床疫学および免疫学的研究、(3)動物感染実験系を用いた研究。(1)に関してはHTLV-I・pX産物であるp40^<tax>の新たな標的遺伝子としてc-fosが同定され、またp40^<tax>が作用するLTR上のエンハンサー配列の詳細な解析もならさた。さらにgag-pol間に存在するプロテアーゼ遺伝子の同定と翻訳機構が明らかにされた。他方、p40^<tax>の機能発現を解析する上で必要なp40^<tax>に対する単クロン抗体も作製された。(2)に関しては、HTLV-I感染からATL発症に到る過程には5つの異なった要因が想定されること、また健常HTLV-Iキャリアの中に相当数のpre ATLが存在することが明らかにされた。さらに、ATL家系に特徴的なHLAハプロタイプとHTLV-I異的T細胞免疫低応答性とが相関することも示唆された。(3)に関しては、先ずウサギにおいてHTLV-Iに対する抗血清投与によってHTLV-I感染が防御されることが明らかにされ、HTLV-Ienv組換えワクシニアウイルスあるいは組換えenv蛋白によるワクチンの効果に関してはウサギならびにサル感染系でも確かな結果を得るには至っていない。ラットではHTLV-Iキャリア母乳による母仔間感染が証明されたが、その伝播効率は低く、ラットは動物感染モデル実験系としては難点が多いことも分かった。
第3世代放射光光源を利用した新しい磁気構造解析技術の開発

1.第3世代放射光光源から得られる高輝度、高平行、高偏光度のX線をダイアモンド移相子により円偏光X線に変換し、これを用いて磁性多層膜の磁気構造を解析する新しい技術を開発した。X線エネルギーを磁性原子の吸収端に同調させ、強い磁気散乱を生じさせる。3d金属ではK吸収端、4f金属ではL吸収端を利用する。左右円偏光を用いて個別に収集した散乱強度の差データを解析すると、電荷構造が既知であれば、磁気構造が決定される。鏡面反射データから膜厚方向の磁化分布、散慢散乱データから磁気界面の構造が決定される。この方法には、(1)2種以上の磁性原子を含む試料内で特定の原子種が作る磁気構造を多種原子の構造と分離して解析できる、(2)異なる面内角を持つ2つの散乱面を用いて収集したデータを解析することにより、局所磁化の面内方位が決定できる、(3)従来の方法より運動量分解能、空間分解能がはるかに高い、などの優れた特徴がある。2.米国アルゴンヌ国立研究所、高輝度光科学研究センターの第3世代放射光光源で日米共同実験を行ない、[Fe(3.5nm)/Gd(5.4nm)]_<15>の磁化構造、磁気界面のラフネス構造を決定した。第3世代放射光光源から得られるシンクロトロンX線の共鳴散乱により多層薄膜の磁気構造を解析する新しい実験法を開発した。円偏光X線を試料に当て、2つの偏光状態で測定した散乱強度の差を取る。試料に印加する磁場と平行および垂直な散乱面を用いて実験を行なうと、試料内の局所磁化の方位が決定される。この方法をFe/Gd多層膜に応用し、厚さ5ナノメーターのGd層の室温および低温における磁化分布を高分解能で決定した。試料温度によりGd層が整列/捩れ磁気構造転移を起こす、Gd層は膜厚方向に不均一な磁化分布をもち、磁化は層界匍で大きく内部では小さい、捩れ状態のGdモーメントは厚さ方向に不均一に回転し、温度によって回転の様子が異なる、層中央部のキュリー温度はバルクGdのキュリー温度より50K以上低いことが明らかになった。また、同試料の共鳴X線散漫散乱を測定し、磁気界面の構造を解析した。電荷磁化干渉散乱と純電荷散乱の強度プロフィルを比較し、磁気界面は電荷界面より面内相関距離が長いラフネスをもち、清らかであることを示した。干渉散乱の散乱強度の符号が散乱角によって変化するので、Gd層は内部にラフな磁気界面を含むと考えられる。鏡面反射データから膜厚方向の磁化分布、散漫散乱データから磁気界面の構造が決定される。
リンパ管新生に着目した犬の腸リンパ管拡張症の病態解析

犬の腸リンパ管拡張症は腸絨毛のリンパ管が拡張、破綻しリンパ液が腸管内腔へと漏出する疾患である。本研究ではリンパ循環に注目し犬の腸リンパ管拡張症の病態を解明する。まず3T-MRIを用いて生体内のリンパ管を描出し形態およびリンパ動態の評価を行う。また内視鏡生検で得られたサンプルの遺伝子発現量を次世代シーケンサーを用いて網羅的に解析することで本疾患の病態と関連する分子を絞り込み、犬から分離したリンパ管内皮細胞にこれらの分子群が与える影響を解明する。
アクセラレータスーパーコンピュータ向けスケーラブルかつ高速なチェックポイント技術

本研究課題ではスーパーコンピュータなどの大規模並列計算環境においてアプリケーションを長時間実行可能にするためのソフトウェア技術を開発した。大規模なスーパーコンピュータではハードウェア等の故障による障害の発生は避けられず、システムが部分的に利用不可になる場合がある。我々はその問題に対してアプリケーション実行中に途中の状態を高速に保存し、障害が発生した場合に保存した状態から高速に復帰するためのアルゴリズムおよびその実装を行い、実際の大規模アクセラレータスーパーコンピュータ環境において実証した。平成22年度は符号理論を応用することで計算ノードのローカルストレージを活用したチェックポイント手法を提案、開発し、実際に100並列程度の小規模な環境においてその有効性を確認した。従来の共有ストレージにチェックポイントを保存する方式ではそのI/0コストが問題であり、特に今後のスーパーコンピュータが大規模化されるにつれてより高頻度かつ高速なチェックポイント手法が必要とされる。我々の方式では各計算ノードのローカルストレージを活用することでスケーラビリティを達成し、かつ符号化により冗長性を持たせることで計算ノードの障害発生時にも再実行可能にする。また本方式ではチェックポイントの符号化コストが大きくなりうるが、我々は計算ノードを適切にグループ化することでそのコストを大幅に抑えることが可能であることを示した。またさらに符号化にCPU・GPUを適応的に選択して用いることでそのコストを隠蔽できることを示した。また、GPUプログラムのチェックポイントを実現するためにCUDAプログラムについて調査を行い、そのチェックポイント方式について検討を行った。CUDAプログラムではランタイムライブラリおよびGPUドライバがGPUの状態を管理しており、適切にチェックポイント・再開するためにはこれらのライブラリが保持する状態を制御する必要がある。我々はCUDAプログラムの状態の一つであるGPUメモリに関して、ランタイムライブラリを拡張として独自メモリ管理機構を実現し、これによりメモリのチェックポイント・再開を可能にした。同手法をMPIを併用した用いた並列GPUプログラムへ適用し、チェックポイントの保存および再開が正しく実行可能であることを確認した。平成23年度はこれらの成果を基に大規模GPU並列プログラムの高速なチェックポイント技法について研究開発を進める。本年度は並列GPUプログラムを高速かつ透過的にチエックポイントすることを目的にこれまで開発したチェックポイント技法をもとにした研究開発を行った。具体的には透過的なチェックポイントを実現するためにアプリケーションフレームワークを構成し、フレームワークによって透過的なチェックポイントを実現した。GPUプログラミングにおいて主流であるCUDAを用いたアプリケーションでは一般的には種々の技術的制約により透過性を達成することは不可能である。我々は透過的にチェックポイントが可能なアプリケーションフレームワークとして、ステンシル計算を対象としたドメイン特化型フレームワークを構築した。アプリケーションは同フレームワークのドメイン特化型言語を用いて機種独立に記述され、実際の実行コードはドメイン特化型言語から特定の機種向けソースコードを生成しそれを通常のプログラムとしてコンパイルすることで生成する。GPU向けにはCUDAコードを生成するが、チェックポイント可能なタイミングにおいて定期的に昨年度までに開発したCUDAチェックポイント技法を応用することでアプリケーションコンテキストをチェックポイントする。GPU向けシステムレベルチェックポイントではPinnedメモリなどの利用が必ずしもできないが、本フレームワークでは適切にリソースの破棄・復元を行うことで通常のCUDAアプリケーションと同様にPinnedメモリを使った非同期転送などの最適化を実現している。本年度は本フレームワークのプロトタイプとして、チェックポイントおよびリスタート機能の試験実装を行い、GPUクラスタ環境において適切に動作することを確認し、Pinnedメモリを用いることなどによる効率改善を確認した。
インコヒーレント光を用いたフェムト秒フォトンエコー

フォトンエコーはスピンエコーの類似現象であり.光遷移準位間の位相緩和時間T_2を測定する有力な方法として知られている.固体や液体など,凝縮形のT_2は一般的に極めて短く,極低温においてもピコ秒或いはそれ以下のものが多い.その様な短いT2を,フォトンエコーによって測定するためには強力なピコ秒或いはフェムト秒領域の超短光パルスが必要である.しかしその様なパルスを得るためには,大規模なレーザー装置と高度の技術を必要とする上,広い範囲に亘る波長可変性を得ることが極めて困難である.この様な状況を打破するものとしてインコヒーレント光を用いる方法が提案され,その後実験的にも理論的にもその有用性が実証されるに至っている.インコヒーレント光を用いたフォトンエコーでは容易にフェムト秒領域の時間分解能が得られるが,我々はこの方法をポリビニルアルコール中のクレジルバイオレットに適用した.この試料ではエコー減衰曲線に極めて速く減衰する部分と遅く減衰する部分の二重構造がみられた.これはその光遷移にゼロフォノン線とフォノンサイドハンドの二重の遷移があることに由来している.即ちこの種の物質は従来フォトンエコーの解析に用いられていた単純な二準位原子系とみなすことができず,フォノン系をも含む多準位原子系とみる必要があることを示している.我々は多準位原子系モデルをフォトンエコーに適用し,エコー減衰曲線とバーシステントホールバーニングが共に矛盾なく説明できることを明らかにした.フォトンエコーはスピンエコーの類似現象であり.光遷移準位間の位相緩和時間T_2を測定する有力な方法として知られている.固体や液体など,凝縮形のT_2は一般的に極めて短く,極低温においてもピコ秒或いはそれ以下のものが多い.その様な短いT2を,フォトンエコーによって測定するためには強力なピコ秒或いはフェムト秒領域の超短光パルスが必要である.しかしその様なパルスを得るためには,大規模なレーザー装置と高度の技術を必要とする上,広い範囲に亘る波長可変性を得ることが極めて困難である.この様な状況を打破するものとしてインコヒーレント光を用いる方法が提案され,その後実験的にも理論的にもその有用性が実証されるに至っている.インコヒーレント光を用いたフォトンエコーでは容易にフェムト秒領域の時間分解能が得られるが,我々はこの方法をポリビニルアルコール中のクレジルバイオレットに適用した.この試料ではエコー減衰曲線に極めて速く減衰する部分と遅く減衰する部分の二重構造がみられた.これはその光遷移にゼロフォノン線とフォノンサイドハンドの二重の遷移があることに由来している.即ちこの種の物質は従来フォトンエコーの解析に用いられていた単純な二準位原子系とみなすことができず,フォノン系をも含む多準位原子系とみる必要があることを示している.我々は多準位原子系モデルをフォトンエコーに適用し,エコー減衰曲線とバーシステントホールバーニングが共に矛盾なく説明できることを明らかにした.1.アルゴンレーザー励起による連続発振色素レーザーシステムを完成させた。今後はこれをモード同期発振させる予定である。その際、アルゴンレーザーと色素レーザーの共振器長をわずかに違えることによってスペクトル幅の広いインコヒーレントな出力光が得られるが、これを用いたフォトンエコーでは、現在行っているナノ秒インコヒーレントパルスによるフォトンエコーに較べてはるかに高いS/N比が得られると期待される。2.ナノ秒インコヒーレントパルスを用いてポリマーフィルム中の色素分子のフォトンエコーを観測した。この種の物質はパーシステントホールバーニング(PHB)という興味深い現象を示し、将来の超高密度光メモリーの材料として期待されている。この現象におけるホールの幅とフォトンエコーで求まる位相緩和時間【T_2】とは密接な関係があり、それらの比較検討はPHBの研究におおいに役立つものと考えられる。ポリビニルアルコール中のクレジルバイオレットにおけるエコー減衰曲線で、遅延時間が零付近の鋭いピークの裾に長い緩和時間でゆっくりと減衰する部分が見出された。このピーク及び裾の部分は各々フォノンサイドバンドとゼロフォノン線の寄与によるものと考えられる。この裾の部分から期待されるホール幅は実際にホール幅として観測されるものより狭い。これはPHBのホールを観測する場合、ホールの形成とその観測にかなりの時間を要し、スペクトル拡散など【T_2】以外の影響が無視できないためと考えられる。その意味でもフォトンエコーによる【T_2】はより基本的な量を与えるものと期待される。今後フォトンエコーにより種々の物質において【T_2】の温度依存性を測定しPHBの物理過程に対する知見を得たい。
市場不具合の未然防止をねらいとする不具合情報解析と設計段階での品質保証

本研究では,市場における品質不具合発生の未然防止をねらいとして,品質不具合情報を解析し,設計,工程管理段階で活用する方法と,設計段階でコンピュータシミュレーションにより効果的に計画,活用する方法を開発している.品質不具合の未然防止には,デザインレビューの効果的活用が不可欠であり,これを目的にデザインレビューの項目を確認する方法を導いている.加えて,品質確保のためにコンピュータシミュレーションへ実験計画法を適用ために,(i)開発途中のシミュレーションモデルの妥当性検証,(ii)多数の因子から重要な少数因子の絞込み,(iii)複雑な応答関数の少数因子による近似方法について検討をしている.本研究では、市場における品質不具合発生の未然防止をねらいとして、品質不具合データの解析方法と、その解析結果をもとに設計段階でコンピュータシミュレーションを効果的に計画、活用する方法を開発している。ここでの品質不具合データとは、不具合、事故、リコールなどの現象、原因を記述したものである。またコンピュータシミュレーション技術そのもの開発ではなく、それを不具合防止のために効果的に活用する分野横断的な投擲的方法を手法開発する。品質不具合を未然に防止し高品質を目指すには、デザインレビューの効果的活用が不可欠である。従前は製造業での適用を中心に、部品と現象間の関連性、部品間の関連性分析結果など、研究を進めたのに対し、本研究では、対象を流通、情報システム、製薬なども対象にしている。本年度は特に流通、情報システムを検討している。品質確保のためにコンピュータシミュレーションへ実験計画法を適用する際、これが効果的なのは(i)開発途中のシミュレーションモデルの妥当性検証(validation)、(ii)多数の因子から重要な少数因子の絞込み、(iii)複雑な応答関数を少数因子の近似関数で表現である。その中で今年度は、特に整備が遅れていると思われる(ii)について検討を加えている。多数の因子から少数の因子を絞り込む問題は、多次元空間の中に興味のある少数次元の空間が存在し、これを少数回の実験で探索する問題と表現できる。この点に着目し、興味のある少数次元の空間に効率的に到達できる方法を検討している。その際、一様計画をはじめとする空間上をまばらに探索する計画、一部実施実験計画の連続的活用などを検討し、多くの場合において空間上をまばらに探索する計画が好ましい性質を持つことを導いている。本研究では、市場における品質不具合発生の未然防止をねらいとして、品質不具合情報を解析し,設計段階,工程管理段階で活用する方法と、その解析結果をもとに設計段階でコンピュータシミュレーションを効果的に計画、活用する方法を開発している。またコンピュータシミュレーション技術そのもの開発ではなく、それを不具合防止のために効果的に活用する分野横断的な統計的方法を手法開発する。品質不具合を未然に防止し高品質を目指すには、デザインレビューの効果的活用が不可欠であり,これを目的にデザインレビューの項目を確認する方法を導いている.従来,製造業での適用を中心に、部品と現象間の関連性、部品間の関連性分析結果など、研究を進めたのに対し、今年は,対象を製薬,流通,情報システム開発などにも広げている。品質確保のためにコンピュータシミュレーションへ実験計画法を適用する際、これが効果的なのは1.開発途中のシミュレーションモデルの妥当性検証(validation)、2.多数の因子から重要な少数因子の絞込み、3.複雑な応答関数を少数因子の近似関数で表現である。その中で今年度は、特に整備が遅れていると思われる2.について検討を加えている。この問題は,多次元空間の中に興味のある少数次元の空間が存在し、これを少数回の実験で探索する問題となる。その際、一様計画をはじめとする空間上をまばらに探索する計画、一部実施実験計画の連続的活用などを検討し、多くの場合において空間上をまばらに探索する計画が好ましい性質を持つことを導いている.本年度は,研究対象を広げる点は複数の学会誌への投稿など,おおむね期待どおりの進捗であった.その中では,製造業だけでなく,情報システム開発,製薬などを含めている.製薬業界での成果は,Inoue and Yamada (2015)にまとめている.また,コンピュータシミュレーションでの活用については,いくつかの試みはしているものの,大きな成果は得られていない.しかしながら,基礎となるいくつかの性質を導いていて,これらは研究集会などで発表している.また,コンピュータシミュレーションによる実験計画の開発について,品質保証のためのシミュレーション活用の枠組みを俯瞰している.この中では実験計画の基準という点で問題を記述しており,これらの成果は今後につながると思われる.これらを総合的に踏まえ,「おおむね順調に進展している」と判断する.本研究では,市場における品質不具合発生の未然防止をねらいとして,品質不具合情報を解析し,設計段階,工程管理段階で活用する方法と,その解析結果をもとに設計段階でコンピュータシミュレーションを効果的に計画,活用する方法を開発している.ここでの品質不具合データとは,不具合,事故,リコールなどの現象,原因を記述したものである.またコンピュータシミュレーション技術そのもの開発ではなく,それを不具合防止のために効果的に活用する分野横断的な統計的方法を開発している.品質不具合を未然に防止し高品質を目指すには,デザインレビューの効果的活用が不可欠であり,これを目的にデザインレビューの項目を確認する方法を導いている.

従来,製造業での適用を中心に,部品と現象間の関連性,部品間の関連性分析結果など,研究を進めたのに対し,今年は対象を製薬,流通,情報システム開発などにも広げている.品質確保のためにコンピュータシミュレーションへ実験計画法を適用する際,これが効果的なのは(i)開発途中のシミュレーションモデルの妥当性検証(validation),(ii)多数の因子から重要な少数因子の絞込み,(iii)複雑な応答関数を少数因子の近似関数で表現である.その中で今年度は,特に整備が遅れていると思われる(ii)について検討を加えている.この計画として有効なのは一部実施実験である.本研究では過飽和実験計画の適用について特に中心的に研究を進めている.具体的には,コンピュータシミュレーションを念頭に,因子数,実験数が従来の5から10倍程度の計画の構成方法を検討している.またそれらの解析方法として,Lassoなどの適用も検討している.本研究では,市場における品質不具合発生の未然防止をねらいとして,品質不具合情報を解析し,設計,工程管理段階で活用する方法と,設計段階でコンピュータシミュレーションにより効果的に計画,活用する方法を開発している.品質不具合の未然防止には,デザインレビューの効果的活用が不可欠であり,これを目的にデザインレビューの項目を確認する方法を導いている.加えて,品質確保のためにコンピュータシミュレーションへ実験計画法を適用ために,(i)開発途中のシミュレーションモデルの妥当性検証,(ii)多数の因子から重要な少数因子の絞込み,(iii)複雑な応答関数の少数因子による近似方法について検討をしている.本年度は、研究対象を広げる点はおおむね期待どおりの進捗であった。また、コンピュータシミュレーションでの活用については、大きな成果は得られていないものの、いくつかの試みにより有益な性質を導いていて、これも期待通りである。まず、プロセスにおける不具合の結果として事故が発生する点を鑑み、エアゾール缶収集時の火災事故の発生を分析している。今年度は、杉山、山田(2014)にて、不具合の発生が及ぼす影響をも考慮し、システム開発の機能選択という問題に帰着させている。このように、流通プロセス、情報システム開発などに研究対象を広げている点は、期待通りの進捗である。また、コンピュータシミュレーションによる実験計画の開発について、Yamada (2014a)で品質保証のためのシミュレーション活用の枠組みを俯瞰している。またYamada(2014b)では、実験計画の基準という点で問題を記述しており、これらの成果は今後につながると思われる。これらを総合的に踏まえ、「おおむね順調に進展している」と判断する。これまでと同様に,広い意味での市場不具合情報の解析方法とンピュータシミュレーションによる品質確保について研究を進める.
コンクリートにおけるカルシウム溶脱の促進と力学特性への影響の評価

当初計画として,平成29年度以降のテーマを3つ挙げていたが,現有のEPMAが平成28年度以降,移設等により数か月間使用できず遅れが生じた.したがって,上記テーマの内,最も重要な「セメント硬化体を構成する主成分,Ca(OH)2とC-S-Hそれぞれが,セメント硬化体の力学特性に与える影響の解明」に注力した.カルシウム溶脱を生じた硬化セメント供試体,すなわち厚さ4mm(溶脱が進行する方向)の薄片供試体の幅1mmの領域に対してEPMAの面分析を行い,約200本のCa濃度プロファイル数値データを取得した.Ca(OH)2とC-S-HはCa濃度が大きく異なるので,面分析の結果得られたCa濃度のばらつきは正規分布にならない.このデータに対して,Bi-Gaussian関数を用いるなど統計的な処理を施し,「固相中の初期Ca濃度」と「固相中のCa(OH)2溶出後のCa濃度」を求め,さらにCa濃度勾配をモデル化する手法を確立した.次に,Ca(OH)2およびC-S-HのCa減少量が硬化セメントのヤング係数に及ぼす影響について調べるために断面分割法による解析を行った.断面分割法の各要素のヤング係数は,モデル化によって得られたCa濃度勾配にしたがって低減させた.その際,Ca(OH)2およびC-S-HのCa減少量に比例的にヤング係数が低下すると仮定し,Ca(OH)2およびC-S-Hによる影響を重ね合わせで表現しそれぞれに重み係数を与えた.解析の結果,Ca(OH)2の重み係数が0.7程度,C-S-Hの重み係数が0.3程度となった.現状では,仮定した関数に改良の余地があり,この結果は今後修正する可能性があるが,Ca溶脱を生じた硬化セメントのCa濃度分布をモデル化する手法を確立し,Ca(OH)2およびC-S-HのCa減少量が硬化セメントの力学特性に及ぼす影響を定量化する方法を提案した意義は大きい.NaClとMgCl2,そしてKClの水溶液(塩化物イオン濃度が1mol/L),そしてイオン交換水と硬水を用い,硬化セメントペーストの浸漬試験を行い,それら水溶液がカルシウム溶脱に及ぼす影響を各種の化学分析により調べた.塩の水溶液は,イオン交換水に比べて硬化セメントペースト中のCa(OH)2を著しく減少させた.特にMgCl2水溶液の場合,Ca(OH)2の減少が著しいと同時に供試体表面にはMg(OH)2の結晶が確認され,浸漬時間の経過とともにその量は増加した.一方,硬水の場合,供試体中のCa(OH)2はほとんど減少しなかった.浸漬24時間の供試体表面を環境制御型電子顕微鏡(ESEM)およびエネルギー分散型X線分析(EDX)によって観察した結果,MgCl2水溶液の場合はMg(OH)2,硬水の場合はCaCO3の密な結晶層が確認された.浸漬時間1分の供試体をESEMで観察した結果,硬水の場合は表面にnmサイズのCaCO3の結晶生成が始まっているものの数百μmのレベルではほとんど変化が見られなかった.反面,MgCl2水溶液の場合はnmサイズの結晶生成と同時に数百μmサイズのひび割れが観察された.つまり,硬水の場合のCaCO3の結晶層はカルシウム溶脱を防ぎ,MgCl2水溶液の場合のMg(OH)2の結晶層はカルシウム溶脱を助長したと考えられる.硬化セメントペーストは水溶液に浸漬された直後から表面の変質が始まり,その後の耐久性に影響を及ぼすと考えられる.カルシウム溶脱に関する研究は,数か月といった長期間で試験および観察した研究報告が多いが,凍結防止剤に接する構造物やヨーロッパの岩塩坑における放射性廃棄物処分施設などは,塩の水溶液に曝されるため構造物の劣化が速く進むことが今回の実験で示唆された.それゆえ,カルシウム溶脱によるコンクリートの力学特性の変化を調べることの重要性が示された.当初の計画では,平成28年度に「各種の凍結防止剤がカルシウム溶脱を促進する作用」について調べる予定であった.これについて,水溶液の濃度と温度を変数として実験を終え成果発表を行った.加えて,温度の違いに起因するコンクリート表面におけるCa(OH)2の結晶生成の差異について実験的に調べ成果発表を行った.平成29年度以降,「骨材および遷移体がカルシウム溶脱の速さに与える影響の解明」と「カルシウム溶脱を生じたコンクリートの力学特性低下の要因として遷移帯の影響の解明」,そして「セメント硬化体を構成する主成分,Ca(OH)2とC-S-Hそれぞれが,セメント硬化体の力学特性に与える影響の解明」をテーマとして挙げていた.そのための実験として,普通ポルトランドセメントを用いた供試体のカルシウム溶脱促進試験と普通ポルトランドセメントにシリカフュームを混ぜて作製した供試体のカルシウム溶脱促進試験を行い,その後の力学試験と化学分析を予定していた.平成28年度において,普通ポルトランドセメントを用いた供試体のカルシウム溶脱促進試験と力学試験を行った.つまり,平成29年度以降予定しいた内容の一部を前倒しで実施した.当初計画として,平成29年度以降のテーマを「骨材および遷移体がカルシウム溶脱の速さに与える影響の解明」と「カルシウム溶脱を生じたコンクリートの力学特性低下の要因として遷移帯の影響の解明」,そして「セメント硬化体を構成する主成分,Ca(OH)2とC-S-Hそれぞれが,セメント硬化体の力学特性に与える影響の解明」としていた.

その内の3つ目のテーマに関して,普通ポルトランドセメントにシリカフュームを混ぜてCa(OH)2量がほぼゼロ,つまりほぼC-S-Hのみから成る硬化セメントペーストを作製し,普通ポルトランドセメントから作製した硬化セメントペースト試験体との比較を行う予定であった.この点について,異なる方法を採ることにした.すなわち,EPMAによる分析で得られたデータに数値計算による濃度分布を考慮することにした.まず,拡散方程式を差分で解くプログラムを作成し,カルシウムの濃度分布を計算した.そして,EPMAの分析結果に計算結果を考慮することにより,濃度分布をより正確に表すことができるようになった.したがって,シリカフュームを混ぜた試験体を使わなくても当初の目的を達成する合理的な方法を確立した.さらに,曲げ試験の結果と比較するための数値計算プログラムを作成した.すなわち,断面内のカルシウム濃度分布に応じて強度,ヤング係数等を変化させる断面分割法のプログラムを作成して検討を行っているところである.これにより,異なる種類の硬化セメントペーストで比較することなく,カルシウム濃度が硬化セメントペーストの強度やヤング係数に及ぼす影響を評価することができるようになった.普通ポルトランドセメントにより作製した硬化セメントペーストおよびモルタルの板状試験体(3×40×70mm)を用い,平成28年度にはカルシウム溶脱を生じさせるために浸漬試験を行った.そして,それら試験体を用いて曲げ試験を行い,曲げ強度とヤング係数の測定を行った.平成29年度には,曲げ試験後の試験体に対して空隙率の測定と熱重量分析によるCa(OH)2の定量をほぼ終えた.現在,EPMAによる断面内のカルシウム濃度の測定を行っている.当初の計画では,平成29年度以降,「骨材および遷移体がカルシウム溶脱の速さに与える影響の解明」と「カルシウム溶脱を生じたコンクリートの力学特性低下の要因として遷移帯の影響の解明」,そして「セメント硬化体を構成する主成分,Ca(OH)2とC-S-Hそれぞれが,セメント硬化体の力学特性に与える影響の解明」をテーマとして挙げていた.何れのテーマについてもEPMAによる分析が重要であるが,現有のEPMAが平成28年度末から29年度4月にかけて本学学内の他の施設に移設されたことに伴い使用できない期間があった.それに加えて,大きな故障が生じて1か月以上の修理期間があった.このような理由でEPMAの分析がやや遅れており,何れのテーマについても論文作成に至らなかった.ただし,EPMAを使用できない期間に拡散方程式を差分で解く溶脱速度を推定するプログラムと強度試験の結果と比較するための断面分割法のプログラムを作成した.進捗の順序が当初計画と変わったために論文作成はできなかったが,総合的に見ると当初の計画と同等あるいはやや遅れている程度である.当初計画として,平成29年度以降のテーマを3つ挙げていたが,現有のEPMAが平成28年度以降,移設等により数か月間使用できず遅れが生じた.したがって,上記テーマの内,最も重要な「セメント硬化体を構成する主成分,Ca(OH)2とC-S-Hそれぞれが,セメント硬化体の力学特性に与える影響の解明」に注力した.カルシウム溶脱を生じた硬化セメント供試体,すなわち厚さ4mm(溶脱が進行する方向)の薄片供試体の幅1mmの領域に対してEPMAの面分析を行い,約200本のCa濃度プロファイル数値データを取得した.Ca(OH)2とC-S-HはCa濃度が大きく異なるので,面分析の結果得られたCa濃度のばらつきは正規分布にならない.
微粒子による肺胞マクロファージの活性化-微粒子吸入によるびまん性肺疾患の病態の解明

研究目的:びまん性肺疾患、とくに急性肺障害や間質性肺炎をきたす病態においては原因不明と考えられるものが少なくない。従来、ウイルス感染やガス・有機塵埃の吸入、薬剤への暴露などがその原因であろうと推定されてきたが、確固たる証拠を欠くことがほとんどであった。本研究では微粒子吸入によって急性肺障害や間質性肺炎が惹起される可能性を証明する目的、肺胞マクロファージが微粒子によってどのように活性化されるかを解明した。方法:肺胞マクロファージをウイスター系ラットの気管支肺胞洗浄液から得た。細胞数2×10^6個/mlに調整し、浮遊液を1mlずつ試験管内に分け、付着反応を抑制するために振とうしながら37°Cに保った。微粒子による肺胞マクロファージの活性化状態を評価するために、微粒子としては炭素粉(直径10mum)、硅酸粒子(直径60mumおよび5mum)、タルク粉、を選び、上記の細胞浮遊液中に加えることにより、1時間後の上清中のロイコトリエンB_4放出量を測定した。また光学顕微鏡によって貪食像を観察した。結果:上清中のロイコトリエンB_4放出量は対照26.6±11.9ng/well,硅酸粒子(直径5.0mum)135±12.2ng/well(p<0.001).硅酸粒子(直径60mum)38.7×12.4ng/well(n.s.).タルク粉43.8±6.3ng/well(p<0.005),炭素粉(直径10mum)22.5±2.2ng/well(n.s.).であった。また光学顕微鏡によって貪食像が明瞭に確認できたのは硅酸粒子(直径5.0mum)とタルク粉であり、硅酸粒子(直径60mum)ではロゼット様の相互付着像を確認した。以上の結果から特定の微粒子による肺胞マクロファージの活性化の一端が明かとなった。
皮膚潰瘍に存在する間葉系細胞からの表皮誘導法の開発

皮膚潰瘍局所に存在する間葉系細胞から上皮細胞への直接的な転換を惹起することにより、周辺上皮細胞の遊走によらない潰瘍面からの直接的な上皮化をきたす新しい治療方法開発を目的として、直接転換候補因子の検索、候補因子の遺伝子導入によって線維芽細胞におきる変化を調べた。マイクロアレイデータ、文献検索、バイオインフォマティクス解析によって55転写因子、30マイクロRNAを選択し、これらをヒト線維芽培養に導入し、ケラチノサイト培養条件に継代したところ、遺伝子導入後1-2週程度で、ケラチノサイトに類似の形態、増殖動態を呈する細胞群を得るにいたった。本研究は、皮膚潰瘍局所に存在する間葉系細胞のケラチノサイトへの分化を誘導し、潰瘍面から直接的に上皮化を起こさせる新しい創傷治療の方法の開発を目的としている。間葉系から上皮系への細胞の性質の移行を間葉上皮移行(MET)とよぶ。近年では、遺伝子導入によるリプログラミングの過程において、明確なMETがおきることが明らかにされているため、Miyoshiらの報告に従い(Cell Stem Cell 2011;8:633-8)ヒト線維芽細胞に対して、成熟micro RNAによるリプログラミング誘導を行い、リプログラミングmicroRNAによるMET変化を定量化した。microRNA導入により、上皮カドヘリン(CDH1)の100倍程度までのmRNA発現上昇を認めたが、初代培養ケラチノサイトのmRNA発現量の100分の1程度にとどまっていた。microRNAによってMETの惹起が可能であること、リプログラミングmicroRNAでは不十分なことが明らかとなったため、ケラチノサイト特異的micro RNAを明らかにし、これを用いて間葉系細胞からケラチノサイトへのダイレクトリプログラミングを試みる方針とした。同一皮膚サンプルから確立した3組の初代培養ケラチノサイトおよび皮膚線維芽細胞の発現マイクロRNAをアレイを用いて網羅的に調べた結果、上皮細胞特異的micro RNAとして従来指摘のされているmir200a/200b/200c、mir203、mir205などを含めて計14種類のケラチノサイト特異的microRNAが存在することが明らかとなった。今後は、間葉系細胞に対してこれらのmicro RNAを導入した際におきる変化を調べてゆく。申請者は臨床経験から、褥瘡など全身状態の悪化を背景にもつ難治性皮膚潰瘍の患者の多くは外科的侵襲に対する許容能が低いことを報告し、効率のよい保存的加療の必要性を強く感じてきた。広く一般にアクセシビリティの高いアプローチ方法を模索する中で、潰瘍局所の間葉系細胞からケラチノサイトへ直接転換を惹起することができれば革新的な治療となりうると考えるにいたり、本研究に取り組んできた。潰瘍局所に存在する細胞としては、さまざまな細胞が含まれるが、最も豊富に存在し、一般的なものとして皮膚線維芽細胞を採用し、マイクロアレイおよびカスケード、アップストリーム解析を用いてケラチノサイトと発現遺伝子の比較を行うことにより、直接転換を惹起する因子となりうる17の転写因子を候補として選択した。また、micro RNAの発現が細胞系譜の転換に寄与するという報告を受けて、micro RNAマイクロアレイを用いて、ケラチノサイト特異的に発現している8クラスター21種のmicro RNAと、線維芽細胞に特異的に発現している9種のmicro RNAを選択した。レンチウイルスベクターを用いて、ケラチノサイトに強く発現している転写因子、micro RNAの強制発現、および線維芽細胞に強く発現しているmicro RNAの発現を抑制することによって、皮膚線維芽細胞において、代表的なケラチノサイトマーカーであるサイトケラチン14および上皮カドヘリンを強発現し、選択培地内で増殖能を有する未分化なケラチノサイト類似の表現型を与えることに成功した。ケラチノサイト特異的micro RNAを明らかにし、これを用いて間葉系細胞からケラチノサイトへのダイレクトリプログラミングを試みる方針で、同一皮膚サンプルから確立した3組の初代培養ケラチノサイトおよび皮膚線維芽細胞の発現マイクロRNAをアレイを用いて網羅的に調べ、ケラチノサイト特異的micro RNA(mir200a/200b/200c、mir203、mir205など)17種および線維芽細胞特異的micro RNA(mir199, mir145など)9種類を同定した。レンチウイルスベクターを用いて、ヒト初代線維芽細胞において、ケラチノサイト特異的micro RNAの過剰発現、線維芽細胞特異的micro RNAのノックダウンを行った。ケラチノサイト特異的micro RNAの発現によりE-cadhelinの上昇、線維芽細胞特異的micro RNAのノックダウンにより、cytokeratin14の減少を認めた。

線維芽細胞における特異的micro RNAの操作により、機能的、表現型上ケラチノサイト類似の性質を獲得することができたが、ケラチノサイトの重要な性質のひとつである「特異的培養環境下における自己整復能」の獲得には至らなかった。報告書作成時現在、直接転換のより強力な誘導のため、ケラチノサイト特異的な転写因子の同定を行い、レンチウイルスによる線維芽細胞への導入を試みている。当初計画したリプログラミング因子によるMET誘導のみでは目的を達成することができなかったが、続いて行ったmicro RNAアレイにより、明瞭にケラチノサイト特異的micro RNAを同定することができ、継続年度での検討を順調に進めることができるため。25年度が最終年度であるため、記入しない。現在までのところ、マイクロアレイによるケラチノサイト、線維芽細胞それぞれに特異的なマイクロRNAの導入、レンチウイルスベクターを用いたマイクロRNAの導入など、計画した事項については順調に遂行することができている。最終的な目的である線維芽細胞からケラチノサイトへの直接転換の達成には至っていないが、ある程度目標としてのレベルが高いことは想定ずみであり、研究達成のためのツールが備わってきていることを考慮にいれ、おおむね順調に進展している、としてよいと考えられる。同定されたケラチノサイト特異的microRNAを間葉系細胞に導入し、METの誘導を試みる。遺伝子導入には、レンチウイルスベクターおよび合成RNAの直接導入を予定している。これらのプロセスによって、間葉系細胞からケラチノサイトへの直接転換が達成されることを期待している。今後は、現在までに用いることができるようになった実験手技を活用して、マイクロRNAのみではなく、細胞種に特異的な転写因子を用いて、直接転換を惹起するように図っていく。特にケラチノサイト特異的転写因子については、現在までにGATA3, LGAL7B, KLF5など10種類を、過去のマイクロアレイデータベースおよび、文献的検索により絞り込んでいる。さらに、これと並行して、最新のマイクロアレイチップでケラチノサイトおよび線維芽細胞に特異的な転写因子およびそのアップストリーム解析を行い、さらなる候補遺伝子の選択を進めていく予定である。キーとなる遺伝子が導入された時点で直接転換が達成されるものと考えられるため、因子選択の門戸を広く構え、研究を推進していく。
プロテアーゼにより遊離するアルツハイマー神経原線維(PHF)由来ペプチドの同定

アルツハイマー病脳の神経細胞内に進行性に蓄積するpaired helicalfilaments(PHF)は種々の界面活性剤,変性剤に不溶である。この不溶性の性質を利用することによってはじめてPHFの高度な精製が可能となり、PHFに対する特異抗体の調製もできた。しかしこの不溶性のためPHF構成成分のゲル上での同定は出来なかった。そこで抗PHFと反応する可溶性ポリペプチド(PHFの前駆体と考えられる)を探索することとした。その結果、ヒト胎児脳ホモジェネート中に抗PHFと強く反応する分子量約5万のポリペプチドが存在することを発見した。その後の検討でこれは胎児型のtauと同定された。また成人脳から成人型のtauを部分精製すると確かに抗PHFと反応することが確かめられた。したがって抗PHFはtauと反応する。次いで抗PHF内の抗tau抗体の特性を分析した。その結果この抗tau抗体は次の2群から成っていることがわかった。第1はリン酸化および脱リン酸化された双方のtauと反応する群(おそらくはtauの一次構造を認識している)と第2はリン酸化されたtauとのみ反応する群(おそらくリン酸化されたtauの特殊なコンフォメーションを認識している)である。一般にあるタンパク質抗原を免疫するとsequence-dependent抗体とconformation-dependent抗体が生じることが知られている。これから、リン酸化されたtauがPHFの抗原決定基であると考えるのが妥当であろう。以上は免疫化学的同定法である。もっと直接的に成分を同定するために新しい方法を開発した。PHFを高濃度のギ酸で処理し、lysylendopeptidaseで分解する。生じたPHFペプチドを逆相系HPLCで分離する。ヒトtauと全く同様に処理する。HPLC上同一保持時間の画分に含まれるポリペプチドの部分一次構造を決定した。その結果現在までに2つのペプチドがPHFとtauによって共有されていることが判明した。したがってPHF内にtauが存在することは確実である。