JP2009523231A - 生物学的材料特に食品の状態を決定するためのプロセスと装置 - Google Patents

Abstract

本発明は遠隔からかつ試料採取せずに生物学的材料特に食品の状態を決定するプロセス、さらに、このプロセスを実施するための装置に関する。それゆえ、放射線の発射が検査すべき材料内でコーヒーレント・ビームを用いて誘発され、又、直接に測定され、それにより、測定値を公称値又は境界値と比較される。この目的のために、装置は、コーヒーレント・ビームを発射するための放射線源、誘発された放射線発射を決定するための検出器、及び、制御装置を有していて、それにより、制御装置が、決定された放射線発射をメモリー内に記憶された公称値及び境界値と比較するためにマイクロコンピューター装置を具備している。

Description

本発明は生物学的材料特に食品の状態を遠隔から、かつ、試料採取せずに、決定するプロセス、さらに、このプロセスを実施するための装置に関する。

材料内の生物学的変化を生じる、物質の化学的変化が微生物学的なプロセスによって生じうることが知られている。これが食品の劣化を生じうる。

食品の劣化についてこの検査をする問題と関連して、種々のプロセスが知られている。特許文献１では、検査すべき包装品を保管スペース内の均一な熱状態下で保管するプロセスを開示している。これは特定温度下で、かつ、数時間又は数日に亘って実施しなければならず、その後に評価が行われる。

特許文献２は、高価なプロセスを示していて、その中では、感熱画像カメラの助けを受けて検査室内で検査が行われる。それにより、このプロセスでは、検査する材料の組成ではなく、むしろ、細菌成分の増加のみが測定される。

特許文献３に示されたプロセスは、酵母及びかびの検出を扱っていて、それによると、このプロセスでは、検査室内で検査すべき材料に培養プロセスを用いていて、時間、材料、人員で高費用になっている。

特許文献４では、検査が弾性散乱する放射線の助けを受けて行われる。それによると、この検査は好ましくない内容物の可能性がある個々の荷物等のチェックのための非常に技術的な装置を用いて測定される。

さらに、Ｘ線を用いた測定プロセスも特許文献５から既に知られている、さらに、そのメディアが危険な細菌を検出するための装置について既に報告している。しかしながら、その手順は屈折率と回折角を用いて行っている。

現在まで、レーザー測定技術は特定物質の検出にのみ用いられてきた。例えば、禁止され、危険な材料（ドラッグ又は爆発性の材料と武器））を検出するために国境通過点で検査するためにである。それは、例えば、（レーザー、アトミック・レーザー、アルファ・スペクトロメーターの測定値のようなビーム発射を測定することにより、）既知の測定技術は、特定の既知材料の存在について点検することにのみ関連するが、その生物学的状態を検出しないか、又は、選択肢として、その生物学的組成を検出する。

従来技術から知られている生物学的材料の状態を点検するための全てのプロセスは高価な検査プロセスを必要としている。技術的に高度の適任者、高度の装置、及び、十分な装備を有するワークステーションの助けを受けて、多くのプロセスのステップがしばしば必要になり、それにより、しばしば、その測定結果は一定の製品（例えば、ミルク）にのみ適用しうる。

さらに、時間、温度、環境の因子は、現場以外で、むしろ、検査室のみで行われるべき調査で無視すべきでない。

さらに、検査すべき材料は検査室への輸送中に上記環境によって、生物学的に変化していて、取外された材料にもはや対応できないことがある。

劣化した材料を消費することにより病気の数は着実に増加していて、迅速かつ簡単な検査プロセスを開発する必要性を示している。それは又未熟練者が正確な品質管理を実施することも可能にしている。多くの場合に、多数の人々が、しばしば、例えば、学校の給食施設、授業後のデー・ケア、遊びのグループ、又は、養護施設の場合に即時に影響する。

原産地の証明等により、多くの企業が彼らの製品の購入時に一定の安全性を消費者に提供することを求めている。しかしながら、最良の製品でも輸送中に、又、不適切な保管をした場合に早期の劣化を生じうる。

それゆえ、腐敗しやすい食品を購入する時、迅速に、経済的に、かつ、現場で行なえて、それにより、既知の読取り装置を金銭登録機に結合することも可能であるという消費者の安全性を提供することが確実に会社により行われる。

特許文献６から、遠隔で、試料採取せずに行う測定が知られている。この既知の設計で、検査すべき検査対象の表面が、例えば、レーザー光により走査される。それにより、反射又は放射された放射線が測定される。それで、下側の層ではなく、検査対象のほぼ表面のみが検査される。
ＣＨ ５６４ ７７５ ＡＴ ３２４，０２６ ＡＴ ３８４，６７９ ＥＰ ０ ３１１ １７７ ＵＳ ３，９７３，１２８ ＤＥ ２７ ２８ ７１７ Ａ１

本発明に基づくと、上記の欠点が避けられる。その中で、検査すべき材料の中で、放射線発射がコーヒーレント・ビームにより誘発され、直接測定される。それにより、測定値を公称値又は境界値と比較する。それゆえ、表面の下に位置する層でさえ検査され、それにより、検査すべき材料の全体的状態を検出できる。この場合、本発明に基づくプロセスが、材料の生物学的組成、又は、材料の生物学的構造の内の何らかの変化又は、微生物学的攻撃が、誘発された放射線発射内に変化を誘発する環境を利用する。既知の変化及び公称値及び境界値との比較により、検査する材料が特定の標準に対応するかどうかを簡単な方法で測定できる。

有利なことに、放射線発射のための公称値（最適条件）又は境界値を案内値として測定でき、そして、記憶できる。これは、実際に生じうる種々の状態の中で、例えば、微生物、病原体、ウイルス又は他の病因による食品の汚染又は感染について検査室で人工的に模擬することが最良に実施できる。既に測定され、記憶されている公称値又は境界値に対して生じる偏差が、検査する材料の状態を評価するのに用いられる。測定されたデータを原則として有利な方法での比較測定のために時間と日付の情報と一緒に記憶できる。

この場合に、発射された放射線の初期出力を容認できる出力限界より僅かに低くできる。

この容認できる及び（又は）法的に容認できるレーザーの出力限界が、専門家が用いる場合でも、測定装置の近くにいる他の者が傷害を受けないようにする。さらに、過大な出力の場合に、検査する食品が包装を考慮した発射されたビームの初期出力を歪める危険が無い。同様に、発射された放射線の初期出力が、放射線源と検査すべき材料の間の間隔と一致させることができ、それにより、より正確な測定が可能になる。

本発明に基づくプロセスを実施するための本発明に基づく装置で、誘発された放射線発射を測定するための検出器にコーヒーレント・ビームを発射するための放射線源、及び、制御装置を具備している。そのビーム装置は、測定された発射データをメモリーに記憶されている公称値及び境界値と比較するためにマイクロコンピューター装置を具備している。

ひとつの有利な方法で、（例えば、旅行時に）特別な微生物のプロセスを検出するためにさえ、装置を拡張（アドオン（ａｄｄ−ｏｎ）・チップス、アドオン・カード）により特殊化できる。

特に、この接続で、細菌、酵母、及び、かびを検出するのに適切にしうる。それにより、病原体成分、気体形成、発酵活動（ａｃｔｉｖｉｔｙ）、酸形成等のような特性をつぎつぎと、状況に応じて又同時に決定できる。

ある用途に対して、特別なパラメーターをメモリーに記憶でき、それにより、特定細菌例えば食品中のサルモネラ、ミルク中のかび、又は、液体中の特定病原体に対して詳細な検査を行なえる。さらに、その装置を調節できて、果実及び野菜と共に用いられる散布剤及び（又は）肥料、及び（又は）、禁止の可能性がある保存料の添加の制御を行なえる。この場合に、放射線を制御して、その発射された放射線の制御により、温度と無関係に、即ち、冷凍食品でも、消費に適当かどうか食品を検査できる。

この場合、メモリーが、さらに、包装材料の組成及び（又は）強度、及び（又は）、特定物質放出の検査を可能にするデータを供給できる。最後に、装置を技術的に金銭登録機で既知の読取りプロセスに接続できる。それにより、その結果を金銭登録機の領収書に記入できる。図面では概略構造を示している。特に図１では基本的装置の設計を示している。図２は好ましい実施例で、それにより、検査すべき材料の内容の正確な診断が可能になっている。そして、図３は本発明に基づく装置の他の変形の実施例である。この場合に、図１に基づくと、レーザー１により発射されたレーザー・ビーム１ａが検査すべき材料２を叩いて、発射ビーム２ａを誘発し、中央のマイクロコンピューター装置３により記憶される。好ましくは、スイッチＷが簡単に言うと選択スイッチとして以下で示され、装置に組込まれている。後者によると、公称値を含んだメモリー４に記憶されたサブグループ４’、４’’に切替えることが可能になる。この場合、これらは、序文に記載された所望の境界値例えば、ミルク又は肉等であり、したがって少なくとも２サブグループである。

測定結果を記憶された公称値と比較することは中央のマイクロコンピューター装置３上で実施される。測定された結果は表示装置５上でアナログ又はデジタルの形式で示されている。そして、音響的及び（又は）光学的信号により支援できる。そして、その結果は正又は負の結果のみに限定される。例えば、ミルクが消費に適当である−ｙｅｓ／ｎｏであって、内容の定義は無い。

図２は、本発明に基づく装置の別の好ましい実施例の概略的設計を示す。それにより、示されるように、検査すべき材料の内容に関して、より正確な用語による診断が可能にな
る。これは、中央のマイクロコンピューター装置３上で誘発された放射線２ａを独立したメモリーに記憶された公称値及び境界値と比較することにより実現しうる。それにより、例えば、メモリーの一方が食品領域に用いられ、他方は説明内で既に述べたように、医療目的に用いられる。（簡略化して参照メモリー４ａ及び４ｂと以下で述べる）。それにより、少なくとも２個の参照メモリー４ａ及び４ｂの間で機能スイッチＦにより切替えることができる。測定された結果は、表示装置５内のアナログ又はデジタルの形式で示され、音響的及び（又は）光学的信号により支援される。さらに、日時情報６で結果を支援し、及び（又は）、メモリー・チップ７により記憶し、及び（又は）、インターフェース８を介して、書込み装置９により結果を印刷する可能性も存在する。

図３は本発明に基づく装置の他の形の概略設計を明らかにしている。ここでは、中央のマイクロコンピューター装置３’が連続的な診断と解析のために、マルチ・データ記憶装置により支援され、一方で、例えば、サルモネラの検出、及び、他方で医療分析を可能にしている。そのなかで、誘発された発射ビーム２ａのできるだけ多くの情報が実際の値として記憶され、参照メモリー４’’’からのできるだけ多くの公称値と比較される。それにより、特定の細菌、酵母、及び（又は）、かび、サルモネラ等の実際の検出が可能になる。ここでは、測定される結果は既に図２で示したと同様に、表示装置５の上にアナログ又はデジタルの形で示される。同様に、日時の情報６で結果を支援すること、及び（又は）メモリー・チップ７により記憶すること、及び（又は）、インタフェース８を介して、書込み装置９により結果を印字する可能性が存在する。

図２及び３において、同じ要素は再表示していない。それらは図面から見ることができ、前の図で同じである参照番号と共に、参照されている。本発明に基づく装置が主として容認できる変形は、低動力消費のミニアチュア装置になっているので、電力は通常の蓄電池例えば長寿命蓄電池により容易に得られる。しかし、メイン・アダプターによる直流電源も可能である。この目的に必要な要素は図１−３に示されていない。

本発明に基づく装置の種々の生産段階に匹敵する最良の例は技術的に知られているポケット計算機であり、その範囲は基本的計算機能を有する単純で経済的なモデルから先進的技術関数を有する高度のポケット計算機までである。個々で個別に引用されていない他の実施例は、この分野を熟知している技術者にとって容易に引用しうる。本発明の特徴は、最初に、診断プロセスを包装とは無関係にすることである。

この場合、検査すべき材料がもはや包装から取外す必要がないことである。それにより、包装のタイプ（プラスチック、ガラス、金属、又は、テトラ・パック又は真空包装等の複合材料）も結果に影響しない。本発明に基づく装置のレーザー・ビームの発射レベルを発射が可能なように選択することを考慮に入れる必要があるだけである。測定結果を得るために、高エネルギー・レベルも十分に使用しているように注意を払う必要がある。かくして、誘発された発射のレート（ｒａｔｅ）が、光放射線により、光放射線の吸収よりも高くなる。それは弱くはならず、むしろ、材料通過中に強化される。

可能な最も信頼できる値を得るために、測定すべき材料からの最小距離と最大距離の間の比と、発射ビーム（装置から発射された測定ビーム）の強度を考慮に入れなければならない。既に知られているように、レーザー技術が既に医療等で、目の検査又は治療で用いられていた。本発明に基づくプロセス又は本発明に基づく装置で、本発明に基づく装置により発射された最高初期出力（発射されたビームのエネルギー強度）が容認できる出力限界のすぐ下であるという事実に注意を払うべきである。結果として、本発明に基づいて製作された装置の意図しない改変を受けた場合でも健康リスクが最小限になる。しかしながら、例えば、不注意な取扱いに対して、子供等に警告するために、装置上に対応する警告を行うことが勧告される。

装置の特に経済的な実施例により、本発明に基づく装置が特定細菌について検査すべき材料を検査できるようになる。この場合、装置は特別の利用態勢を特徴としなければならない。本発明に基づくプロセスの特に好ましい実施例に基づくと、細菌と酵母及び病原体のいずれもの検出が可能であり、さらに、病原体成分、気体形成、発酵活動、酸形成等のような特性をつぎつぎと、同時に測定できる。これはサルモネラ又はかびの毒性を検出するのに特に利点がある。なぜなら、これらの場合、サルモネラでは８−１４時間後に、かびの毒性では最長１８時間後に症状が出るからである。

マイコトキシンはかびにより形成され、非常に広い問題を抱えている。それらは全食品中に存在でき、無臭・無味であり、重大な肝臓障害を生じうる。現在までの処、マイコトキシンの検出は困難で、時間がかかる。アフラトキシンは例えばピスタチオ内に生じ、マイコトキシンの既知のサブグループである。

本発明に基づいて製造された装置を用いて、既知の包装（例えば、テトラパック）内の液体、例えば、ミルクを消費するのに妥当かどうかを特に簡単な方法で検査しうる。この場合、装置は研究で支持されていて、その研究の中で、密封された無菌状態の包装を＋２℃から＋６０℃の間、好ましくは約＋１５℃から＋２５℃の間の温度で数時間又は数日に亘って、保管スペース内の均一な熱状態で記憶される。そのようにして測定された結果を境界値として装置内に記憶できる。

さらに、例えば、ヒポキサンチン、イノシン、及びイノシン酸及び（又は）特定酵素即ち、
ヒポキンサンチン・キサンチン・オキシダーゼ
イノシン・ヌクレオシド・フォスフォリラーゼ
イノシン酸・アルカリン・フォスファターゼ・ヌクレオシド・フォスフォリラーゼ・キサンチン・オキダーゼ＝キサンチン（Ｃ５Ｈ４Ｎ４０２）の露出感度によるその複合体のようなアデノシン三リン酸塩の劣化中に生じる特定生産物の測定によっても測定できる。

本発明に基づき製造される装置は、果実及び野菜と共に用いられる散布剤又は肥料、及び（又は）、例えばゼリー又はケチャップのように処理された形の食品内でさえ、多分禁止される保存料の存在及び（又は）添加を検出できる。

さらに、本発明に基づくプロセス又は本発明に基づく装置が、温度とは無関係に、即ち、冷凍食品でも、その消費の妥当性について、食品を検査する可能性を提供している。ひとつのほとんど気付かれない事実は、冷却により微生物を殺せないことである。さらに、多くの酵母も−４０℃の温度でも動作する。冷凍食品は最近食品用陳列棚で一般的になっているが、輸送中の難問（コールド・チェーンが切断される危険性）による影響を受けやすい。本発明に基づく装置は、特別な微生物的プロセスの検出又は微生物の検出に対してさえ、拡張（アドオン・チップ、アドオン・カード）により特殊化されるように製造できる。これは他の衛生条件により、又は、高温により、食品が短時間で劣化する主として旅行時に非常に有効である。さらに、包装材料の組成及び（又は）食品中の特定物質の放出（例えば、多くの包装材料からの発癌部分の放出）をチェックすることが可能である。上記のように、包装した又は無包装の、液体、固体、生の、又は、処理された食品に関する重要な情報をできるだけ消費者に提供するために、本発明に基づく装置を、技術的に知られている金銭登録機での読取りプロセスに結合することも可能である。消費の妥当性が低減している食品で、測定された結果を金銭登録機の受領書に印字できる。

さらに、本発明に基づく装置又は本発明に基づくプロセスが、生物学的材料の状態を測定するための調査で特に効果的に使用できる。基本的に、放射線源例えばレーザーにより
照射され、検査すべき材料から発射され、誘発された放射線発射が直接測定されて、それを少なくともひとつの公称値又は境界値と比較し、それにより時間集約型の検査プロセスを短縮できるようにし、又、例えば、ワクチン等の開発を加速できる。それゆえ、本発明に基づくプロセス又は本発明に基づく装置により、全ての生物学的材料の測定と診断が特に簡単な方法で可能になる。血液及び他の身体物質でさえ生物学的材料から成っているので、その中で、微生物的変化を生じ、本発明に基づくプロセス又は本発明に基づく装置によりこれらの微生物学的変化をここで検出することも当然である。本発明の他の有利な実施例は、制御スイッチにより１台の装置を用いて例えば血液等のような微生物学的変化を発見できるようにすることである。例えば各病原体が特徴的な誘発された発射ビームを発射し、それにより検査を現場で、調査すべき材料と物理的に接触せずに（即ち、血液等を採取せずに）現場で低費用で技術的知識がない者によって行なえる。炎症又は例えば、がんのような他の有機的変化を迅速にかつ簡単に測定できる。

特に簡単な方法で、高いブドウ糖レベルは他の誘発された放射線発射を行うが、血液内で検出でき（高血糖）、それは、糖尿病（ｄｉａｂｅｔｅｓ ｍｅｌｌｉｔｕｓ）を検出するための最も重要な臨床上の徴候である。現在まで、通常の血糖の決定はテスト・ロッドの助けを受けて、患者について行われる。

この代謝病の他の特徴は尿中のブドウ糖の排出である。

それゆえ、健康な患者は以下のような絶食時のブドウ糖を示す：
毛細血管の血液５５−１００ｍｇ／ｄｌ
静脈の血液 ５５−１００ｍｇ／ｄｌ
糖尿病の患者は、食事後１時間で以下の値を生じる：
毛細血管の血液２００ｍｇ／ｄｌ超過
静脈の血液 １８０ｍｇ／ｄｌ超過

これらの既知の値は同様に公称値又は実際値として使用できる。尿酸でも、同様に測定値（男性：３．５−７．１ｍｇ／ｄｌ、及び、女性２．５−５．９ｍｇ／ｄｌ）が知られている。ウロビリノゲン（通常のウリビリノゲン排泄の上限１ｍｇ／１００ｍｌ）が、急性及び慢性の肝炎を有する患者で増加していて、又は、中毒性肝臓障害又は肝臓腫瘍を検出するために示されている。同様に、ここで、本発明は、簡単で、かつ、検査すべき有機物質の除去を求めないで、できるだけ診断を無痛−患者にとって−にすることを可能にできるという目的を導入している。さらに、血液型を測定するために、本発明に基づく装置を導入することも考えられている。これは、事故又は緊急時の処置の後で、迅速な診断を必要とする場合に、特に有利である。

本発明の好ましく、かつ、簡単な変形をした実施例が、体内で、例えば、血液中で化学的に製造された形の麻薬とドラッグでさえ、麻薬とドラッグを検出できるようになっている。

製造国内の法的測定に基づいて、ドライブ・ロッドのドライビング能力をチェックすることを−起動前に−可能にするため、又、選択肢として、自動車の起動を阻止するために、装置と自動車のスターターを組み合わせるための可能性が存在している。

さらに、カメラ、携帯電話、時計等と装置の組合わせも可能である。それは、疑問がある場合、証拠保存をかなり容易にする。さらに、それにより、時刻と日付の情報を記憶できる。本発明に基づいて作られた装置は決定された測定値をアナログ又はデジタルで読取り可能な形で示すことができ、及び（又は）、音響的及び（又は）光学的に関知する信号を具備しうる。

基本的装置の設計を示す。 検査すべき材料の内容を精密に診断するのに好ましい実施例を示す。 本発明に基づく装置の別の変化させた実施例を示す。

Claims (16)

1. 生物学的材料特に食品の状態を−遠隔から又試料採取せずに−測定するためのプロセスで、検査すべき材料内のコーヒーレント・ビームにより放射線発射が誘発され、かつ、直接測定され、ここで、測定値を公称値又は境界値と比較することを特徴とするプロセス。
2. 案内値として、公称値（最適状態）又は境界値が放射線発射に対して測定され、その後、記憶されることを特徴とする請求項１記載のプロセス。
3. 比較測定のために追加的に時刻及び日付の情報を共に記憶することを特徴とする請求項２に記載のプロセス。
4. 発射された放射線の初期出力が容認できる出力限界を僅かに下回ることができることを特徴とする請求項１−３までのひとつに記載のプロセス。
5. 発射された放射線の初期出力が包装特に包装材料のタイプを考慮して選択されることを特徴とする請求項４に記載のプロセス。
6. 発射された放射線の初期出力が放射線源と検査すべき材料の間の間隔に合せることを特徴とする請求項４又は５に記載のプロセス。
7. 検査すべき材料が、特に人体からの組織、血液又は尿であることを特徴とする請求項１から６までのひとつに記載のプロセス。
8. 検査すべき材料が、取出しと物理的接触無しで、現場で決定されることを特徴とする請求項７に記載のプロセス。
9. コーヒーレント・ビームを発射するための放射線源、誘発された放射線発射に対する検出器、及び、制御装置を具備し、その中で、制御装置が、発射された放射線をメモリー（４）に記憶された公称値（４’）及び境界値（４’’）と比較するためのマイクロコンピューター装置（３）を具備していることを特徴とする請求項１から８までのひとつに記載されたプロセスを実行する装置。
10. 特別な微生物的プロセス（例えば旅行時）を検出するためにも拡張（アドオン・チップ、アドオン・カード）により特殊化したことを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 細菌、酵母とかびのいずれも検出するのに適当であり、ここで、病原体成分、気体形成、発酵活動、酸形成等のような特性をつぎつぎと、任意に又同時に測定することを特徴とする請求項９又は１０に記載の装置。
12. 特別なパラメーターがメモリー（４）に記憶されて、それにより、例えば、食品中のサルモネラ、ミルク中のかび、又は、液体中の特定病原体を検査でき、定義された細菌に基づいて詳細に示されることを特徴とする請求項９から１１までのひとつに記載の装置。
13. 果実及び野菜と共に用いられる散布剤及び（又は）肥料、及び（又は）禁止の可能性がある保存料の添加の制御を提供することを特徴とする請求項９から１２までのひとつに記載の装置。
14. 発射された放射線を調節することにより、食品を、温度に無関係に、即ち、冷凍食品も消費に適当かどうか検査できることを特徴とする請求項９から１３までのひとつに記載の
    装置。
15. メモリー（４）にデータを具備し、さらに、包装材料の構成及び（又は）強度、及び（又は）、特定物質放出の検査を可能にすることを特徴とする請求項９から１４までのひとつに記載の装置。
16. 技術的に既知の金銭登録機の読取りプロセスと接続され、それにより、結果を金銭登録機の領収書に示せることを特徴とする請求項９から１５までのひとつに記載の装置。

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