JP2019165687A - 特定種の植物プランクトンの存在量の算出方法及び算出装置、及び特定種の植物プランクトンによる赤潮発生の予兆検知方法及び予兆検知装置 - Google Patents
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Abstract
Description
複数種類の植物プランクトンを含む植物プランクトン群に励起光を照射し、ここで、前記複数種類の植物プランクトンには特定種の植物プランクトンが含まれている可能性があり、前記特定種の植物プランクトンは前記励起光を吸収して蛍光を生じ、その蛍光を再吸収する蛍光色素を有しており、
前記再吸収の生じやすさが異なる複数の波長帯域において前記蛍光の強度をそれぞれ測定し、
前記複数の波長帯域それぞれにおいて測定された複数の前記蛍光の強度に基づいて、前記特定種の植物プランクトンの存在量を算出する、特定種の植物プランクトンの算出方法を提供する。
前記植物プランクトン群の全体の前記蛍光の全体強度を測定し、ここで、前記全体強度は、2つの前記波長帯域よりも広い波長帯域での対象色素の蛍光強度であり、
前記存在比と前記全体強度とに基づいて、前記特定種の前記植物プランクトンの存在量を算出する。
前記複数の波長帯域それぞれにおいて測定された前記蛍光の強度に占める前記散乱光の寄与分を推定し、
前記蛍光の強度から、前記推定された寄与分を除去する。
特定種の植物プランクトンは、赤潮発生の原因になり得るものであって、
上記特定種の植物プランクトンの存在量の算出方法により算出された特定種の植物プランクトンの存在量に基づいて、前記赤潮発生の予兆を検知する、特定種の植物プランクトンによる赤潮発生の予兆検知方法を提供する。
複数種類の植物プランクトンを含む植物プランクトン群に励起光を照射する励起光発生部であって、前記複数種類の植物プランクトンには特定種の植物プランクトンが含まれている可能性があり、前記特定種の植物プランクトンは前記励起光を吸収して蛍光を生じ、その蛍光を再吸収する蛍光色素を有している、前記励起光発生部と、
前記再吸収の生じやすさが互いに異なる複数の波長帯域において前記蛍光の強度をそれぞれ測定する蛍光強度測定部と、
前記複数の波長帯域それぞれにおいて測定された複数の前記蛍光の強度に基づいて、前記特定種の植物プランクトンの存在量を算出する演算部と
を備えた特定種の植物プランクトンの存在量の算出装置を提供する。
前記蛍光強度測定部は、フォトダイオードと蛍光の波長帯域を制限する光学フィルタとを有する。
前記演算部は、2つの前記波長帯域それぞれにおいて測定された2つの前記蛍光の強度の比率に基づいて前記植物プランクトン群における前記特定種の植物プランクトンの存在比を算出し、当該存在比と前記蛍光の全体の強度とに基づいて前記特定種の前記植物プランクトンの存在量を算出する。
図1は本発明の第1実施形態に係る特定種の植物プランクトンの存在量の算出装置1の概略構成を示している。図1に示されるように、算出装置1は、植物プランクトンを含む測定対象の試料に励起光を照射する励起光発生部10と、励起光により試料から生じた蛍光を測定する蛍光強度測定部20と、これらの駆動を制御すると共に測定結果を解析する制御装置30とを備えている。
Ik670:波長帯域Aにおける特定の有害種の植物プランクトン1セルあたりの蛍光強度
Id670:波長帯域Aにおける無害種の植物プランクトン1セルあたりの蛍光強度
Ik690:波長帯域Bにおける特定の有害種の植物プランクトン1セルあたりの蛍光強度
Id690:波長帯域Bにおける無害種の植物プランクトン1セルあたりの蛍光強度
第2実施形態に係る算出装置1は、演算部32による算出アルゴリズムのみ異なり他は同一である。第2実施形態における算出アルゴリズムでは、全体の蛍光強度Iと、2つの波長帯域A,Bそれぞれにおける蛍光強度I670及びI690の強度比rとに基づいて、特定の有害種の植物プランクトンの存在量Kを算出する。なお、全体の蛍光強度Iとは、波長帯域A,Bのように特定の波長帯域に限定しておらず、測定対象とする色素が発生する波長域全体の蛍光を測定するものであり、厳密には、波長域全体を測定しなくても、それが推定できるだけの広い波長範囲での測定ができればよい。
第3実施形態に係る算出装置1は、演算部32による算出アルゴリズムのみ異なり他は同一である。第3実施形態における算出アルゴリズムでは、全体の蛍光強度Iと、2つの波長帯域A,Bそれぞれにおける蛍光強度I670及びI690の強度差Gとに基づいて、特定の有害種の植物プランクトンの存在量Kを算出する。
第4実施形態に係る算出装置1は、上記実施形態に対して、蛍光強度測定部20を3つの波長帯域A1,B1,C1において蛍光強度を検出するように変更すると共に、演算部32による算出アルゴリズムが異なり他は同一である。第4実施形態における算出アルゴリズムでは、3つの波長帯域A1,B1,C1それぞれにおける蛍光強度I1,I2,I3についての以下の式(16)〜式(18)を立て、これらの3つの式からなる連立方程式を解くことにより、特定の有害種の植物プランクトンの存在量Kを算出する。
第5実施形態に係る算出装置1は、演算部32による算出アルゴリズムのみ異なり他は同一である。第5実施形態における算出アルゴリズムでは、全体の蛍光強度Iと、2つの波長帯域A,Bそれぞれにおける蛍光強度I670及びI690の強度比rとに基づいて、無害種の植物プランクトンの存在量Dに対する特定の有害種の植物プランクトンの存在量Kの存在比K/Dを算出する。
第6実施形態は、上記第1〜第5実施形態に対して、測定される蛍光強度から散乱光の影響を除外する構成が追加されている点で異なっている。ここで、散乱光とは、励起光発生部10から照射された励起光のうち、励起光に含まれる蛍光と同じ波長帯域成分が、例えば、海水、植物プランクトンを含む懸濁物、装置自身、及び他の障害物により散乱された光である。
10 励起光発生部
11 発光素子
12 送光用光学フィルタユニット
20 蛍光強度測定部
21 受光素子
22 受光用光学フィルタユニット
30 制御装置
31 駆動部
32 演算部
33 予兆検知部
Claims (11)
- 複数種類の植物プランクトンを含む植物プランクトン群に励起光を照射し、ここで、前記複数種類の植物プランクトンには特定種の植物プランクトンが含まれている可能性があり、前記特定種の植物プランクトンは前記励起光を吸収して蛍光を生じ、その蛍光を再吸収する蛍光色素を有しており、
前記再吸収の生じやすさが異なる複数の波長帯域において前記蛍光の強度をそれぞれ測定し、
前記複数の波長帯域それぞれにおいて測定された複数の前記蛍光の強度に基づいて、前記特定種の植物プランクトンの存在量を算出する、特定種の植物プランクトンの算出方法。 - 前記蛍光色素は、クロロフィルaである、
請求項1に記載の特定種の植物プランクトンの算出方法。 - 前記特定種の植物プランクトンは、カレニア ミキモトイ又はシャトネラ アンティーカである、
請求項1又は2に記載の特定種の植物プランクトンの算出方法。 - 2つの前記波長帯域それぞれにおいて、前記蛍光の強度を測定する、
請求項1〜3のいずれか1つに記載の特定種の植物プランクトンの算出方法。 - 2つの前記波長帯域それぞれにおいて測定された2つの前記蛍光の強度の比率に基づいて、前記植物プランクトン群における前記特定種の植物プランクトンの存在比を算出し、
前記植物プランクトン群の全体の前記蛍光の全体強度を測定し、ここで、前記全体強度は、2つの前記波長帯域よりも広い波長帯域での対象色素の蛍光強度であり、
前記存在比と前記全体強度とに基づいて、前記特定種の前記植物プランクトンの存在量を算出する、
請求項1〜4のいずれか1つに記載の特定種の植物プランクトンの算出方法。 - 前記励起光による散乱光の強度を散乱光検出波長帯域にて測定し、ここで、前記散乱光検出波長帯域は、前記複数の波長帯域とは異なっており、
前記複数の波長帯域それぞれにおいて測定された前記蛍光の強度に占める前記散乱光の寄与分を推定し、
前記蛍光の強度から、前記推定された寄与分を除去する、
請求項1〜5のいずれか1つに記載の特定種の植物プランクトンの算出方法。 - 特定種の植物プランクトンは、赤潮発生の原因になり得るものであって、
請求項1〜6のいずれか1つに記載の特定種の植物プランクトンの存在量の算出方法により算出された特定種の植物プランクトンの存在量に基づいて、前記赤潮発生の予兆を検知する、特定種の植物プランクトンによる赤潮発生の予兆検知方法。 - 複数種類の植物プランクトンを含む植物プランクトン群に励起光を照射する励起光発生部であって、前記複数種類の植物プランクトンには特定種の植物プランクトンが含まれている可能性があり、前記特定種の植物プランクトンは前記励起光を吸収して蛍光を生じ、その蛍光を再吸収する蛍光色素を有している、前記励起光発生部と、
前記再吸収の生じやすさが互いに異なる複数の波長帯域において前記蛍光の強度をそれぞれ測定する蛍光強度測定部と、
前記複数の波長帯域それぞれにおいて測定された複数の前記蛍光の強度に基づいて、前記特定種の植物プランクトンの存在量を算出する演算部と
を備えた特定種の植物プランクトンの存在量の算出装置。 - 前記励起光発生部は、LED光源と励起光の波長帯域を制限する光学フィルタとを有しており、
前記蛍光強度測定部は、フォトダイオードと蛍光の波長帯域を制限する光学フィルタとを有する、
請求項8に記載の特定種の植物プランクトンの存在量の算出装置。 - 前記蛍光強度測定部は、2つの前記波長帯域それぞれにおける前記蛍光の強度と前記蛍光の全体の強度とを測定可能に構成されており、
前記演算部は、2つの前記波長帯域それぞれにおいて測定された2つの前記蛍光の強度の比率に基づいて前記植物プランクトン群における前記特定種の植物プランクトンの存在比を算出し、当該存在比と前記蛍光の全体の強度とに基づいて前記特定種の前記植物プランクトンの存在量を算出する、
請求項8又は9に記載の特定種の植物プランクトンの存在量の算出装置。 - 請求項8〜10のいずれか1つに記載の特定種の植物プランクトンの存在量の算出装置により算出された特定種の植物プランクトンの前記存在量に基づいて、前記特定種の植物プランクトンによる赤潮発生の予兆を検知する予兆検知部を備えている、特定種の植物プランクトンによる赤潮発生の予兆検知装置。
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