JP2020076612A - Component extraction method, fluorescence fingerprint measuring device, and program executable by computer - Google Patents

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Abstract

To provide a component extraction method capable of rapidly and accurately detecting a marker signal of a fluorescence fingerprint, a fluorescence fingerprint measuring device, and a program executable by a computer.SOLUTION: A component extraction method includes: a sample extraction process S11 of extracting a plurality of samples having different components, by continuously changing the extraction condition for one sample; and a fluorescence fingerprint continuous body information acquiring process S12 that measures the fluorescence intensity while gradually changing the radiated excitation wavelength and observed fluorescence wavelength for each of the plurality of extracted samples, and acquires a plurality of pieces of fluorescence fingerprint information as fluorescence fingerprint continuous body information.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、成分抽出方法、蛍光指紋測定装置、及びコンピュータが実行可能なプログラムに関する。   The present invention relates to a component extraction method, a fluorescence fingerprint measuring device, and a computer-executable program.

我が国の農業振興、農家の所得向上のため、農林水産物のさらなる付加価値向上が求められるなか、機能性に代表される、多数の成分が関与しうる農林水産物の品質についても迅速かつ低コストで探索、評価する手法のニーズが高まっている。   In order to promote Japan's agriculture and raise farmers' income, it is required to further increase the added value of agricultural, forestry and marine products, and to search for the quality of agricultural, forestry and marine products, which is typified by functionality and can involve many ingredients, quickly and at low cost. , The need for evaluation methods is increasing.

機能性をはじめとする、多数の成分が関与する品質の評価には、従来、精製・分析・バイオアッセイなどにより主要な寄与成分を同定した後、定量するというターゲット分析の活用が一般的であった。しかし、近年では目標成分を絞らずに含有成分を網羅的に解析するノンターゲット分析の手法を用い、多成分が関与する品質を精密に定量評価する取り組みがなされつつある。   In the past, in order to evaluate the quality of many components, including functionality, it has been common to use target analysis in which the major contributing components are identified by purification, analysis, bioassay, etc., and then quantified. It was However, in recent years, efforts have been made to accurately and quantitatively evaluate the quality involving multiple components by using a non-target analysis method that comprehensively analyzes the contained components without limiting the target components.

果実の糖度などの迅速簡便評価法として実用化されている近赤外分光法も、標本が含む成分の分光学的性質を利用したノンターゲット分析の一種である。分光学的評価法の中でも蛍光指紋法(例えば、特許文献1,特許文献2,非特許文献1参照)は標本に含まれる各成分から発せられる多様な蛍光シグナルを解析することで、従来の分光学的手法よりも多くの成分情報を得られることから、多成分の関与する品質を精密に評価できる手法として期待され、蛍光指紋の直接取得が難しい性状の試料についても、粉砕および錠剤化(例えば、特許文献3参照)や溶媒抽出(例えば、非特許文献2参照)などの前処理を組み合わせる手法が開発されるなど応用範囲が広がりつつある。   Near-infrared spectroscopy, which has been put into practical use as a quick and simple method for evaluating the sugar content of fruits, is also a type of non-target analysis that utilizes the spectroscopic properties of the components contained in the sample. Among the spectroscopic evaluation methods, the fluorescence fingerprint method (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Non-Patent Document 1) analyzes various fluorescent signals emitted from each component contained in a sample, and Since it is possible to obtain more component information than the optical method, it is expected as a method that can accurately evaluate the quality in which multiple components are involved, and even for samples with properties where direct acquisition of fluorescent fingerprints is difficult, crushing and tableting (for example, , Patent Document 3) and solvent extraction (see, for example, Non-Patent Document 2) have been developed, and the range of applications is expanding.

農林水産物のような多様な成分を含む試料の品質を評価する際、従来のターゲット分析法では、主要寄与成分の同定に大きなコストを必要とする上、評価対象が主要成分に限られるため、複数の成分が関わる品質を正確に定量評価することは難しい。   When assessing the quality of samples containing various components such as agriculture, forestry and marine products, the conventional target analysis method requires a large cost to identify the major contributors, and the evaluation target is limited to the major components. It is difficult to accurately and quantitatively evaluate the quality associated with the components of.

ノンターゲット分析法においても、一般に煩雑な操作や高価な解析装置の運用など大き
なコストを必要とする。ノンターゲット分析法の中には、比較的コストの低い、蛍光指紋法がある。しかしながら、従来の蛍光指紋法では、共存する成分同士による蛍光の吸収や、成分固有の最適濃度を超えると発光効率が低下する濃度消光現象などによるシグナルの減弱や、近い波長のシグナルの分離が難しい等により、解析に資するシグナル数が減少する問題がある。特定のシグナルについて検出力を高める試料の前処理法も開発されているが、試料毎に前処理条件の最適化が必要である上、近い波長のシグナルを分離する効果はない。
In the non-target analysis method, generally, a large cost is required such as complicated operation and operation of an expensive analyzer. Among the non-target analysis methods, there is a relatively low cost fluorescent fingerprint method. However, in the conventional fluorescence fingerprinting method, it is difficult to absorb fluorescence by coexisting components, weaken the signal due to concentration quenching phenomenon in which the emission efficiency decreases when the optimum concentration peculiar to the component is exceeded, or separate signals with similar wavelengths. Therefore, there is a problem that the number of signals contributing to analysis decreases. Pretreatment methods for samples that enhance the detection power for specific signals have also been developed, but it is necessary to optimize the pretreatment conditions for each sample, and there is no effect of separating signals of similar wavelengths.

すなわち、従来の蛍光指紋法では、試料そのまま、あるいは単一の溶媒による抽出物から蛍光指紋を取得するため、前述の問題が発生しやすかった。   That is, in the conventional fluorescent fingerprint method, since the fluorescent fingerprint is obtained as it is from the sample or from the extract with a single solvent, the above-mentioned problem is likely to occur.

特許第3706914号公報Japanese Patent No. 3706914 特許第5856741号公報Japanese Patent No. 5856741 特開2017−36991号公報JP, 2017-36991, A

Dheni Mita Mala,Masatoshi Yoshimura,Susumu Kawasaki,Mizuki Tsuta,Mito Kokawa,Vipavee Trivittayasil,Junichi Sugiyama,Yutaka Ktamura:Fiber optics fluorescence fingerprint measurement for aerobic plate count prediction on sliced beef surface,Food Science and Technology,DOI10.1016/j.lwt.2015.11.065(2015)Dheni Mita Mala, Masatoshi Yoshimura, Susumu Kawasaki, Mizuki Tsuta, Mito Kokawa, Vipavee Trivittayasil, Junichi Sugiyama, Yutaka Ktamura: Fiber optics fluorescence fingerprint measurement for aerobic plate count prediction on sliced beef surface, Food Science and Technology, DOI10.1016 / j . lwt. 2015.11.065 (2015) 蔦瑞樹,相山怜子,恩田浩幸,鈴木久美子,佐川岳人,蛍光指紋と多変量解析による黒胡椒抽出液の産地判別,2017年度日本食品科学工学会大会Mizuki Tsuta, Reiko Aiyama, Hiroyuki Onda, Kumiko Suzuki, Taketo Sagawa, Determination of black pepper extract origin by fluorescent fingerprint and multivariate analysis, 2017 Japan Society for Food Science and Technology

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、蛍光指紋のマーカーシグナルを迅速かつ高精度に検出することが可能な成分抽出方法、蛍光指紋測定装置、及びコンピュータが実行可能なプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a component extraction method, a fluorescent fingerprint measuring device, and a computer-executable program capable of detecting a marker signal of a fluorescent fingerprint quickly and with high accuracy. The purpose is to

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて成分の異なる複数のサンプルを抽出するサンプル抽出工程と、前記抽出した複数のサンプルに対して、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する蛍光指紋連続体情報取得工程と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention provides a sample extraction step of continuously transitioning extraction conditions for one sample to extract a plurality of samples having different components, and the extraction. Fluorescence fingerprint sequence that obtains multiple fluorescence fingerprint information as fluorescence fingerprint continuum information by measuring the fluorescence intensity while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed stepwise for each of the multiple samples. And a body information acquisition step.

また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、前記抽出した複数のサンプルに対して測定による実測値を取得する実測値取得工程と、前記蛍光指紋連続体情報を説明変数、前記実測値を目的変数として多変量解析を行い、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出するマーカーシグナル検出工程と、を含むことにしてもよい。   According to a preferred aspect of the present invention, further, an actual measurement value acquisition step of acquiring actual measurement values by measurement for the plurality of extracted samples, an explanatory variable of the fluorescent fingerprint continuum information, and the actual measurement value Performing multivariate analysis as a variable, based on the result of the multivariate analysis, to estimate the index value based on the fluorescent fingerprint, and to include a marker signal detection step of detecting a marker signal that is a wavelength region important for estimation, May be.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記1つのサンプルは、薬用植物、機能性食品、機能性を有する青果物、通常の食品、木材、及び水質評価対象の水を含むことにしてもよい。   Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, the one sample may include medicinal plants, functional foods, functional fruits and vegetables, ordinary foods, wood, and water to be evaluated for water quality.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記サンプル抽出工程では、極性、温度、又は分子量に基づいた抽出法で前記複数のサンプルを抽出することにしてもよい。   Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, in the sample extraction step, the plurality of samples may be extracted by an extraction method based on polarity, temperature, or molecular weight.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記測定は、各種の生理活性評価及び化学分析を含むことにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the measurement may include various physiological activity evaluations and chemical analysis.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記多変量解析は、主成分回帰、クラスター分析、判別分析、SIMCA、重回帰分析、PLS回帰分析、PLS判別、SVM回帰、SVM判別、RF回帰、及びRF判別の1又は複数であることにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the multivariate analysis includes principal component regression, cluster analysis, discriminant analysis, SIMCA, multiple regression analysis, PLS regression analysis, PLS discrimination, SVM regression, SVM discrimination, RF regression, and One or a plurality of RF discriminations may be set.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記マーカーシグナル検出工程では、多変量解析で得られる回帰係数、因子負荷量、ローディング、selectivity ratio、variable importance in projection、変数重要度、out of bag errorの1または複数の回帰・判別への寄与率を示す指標に基づき、マーカーシグナルの検出を行うことにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the marker signal detection step, regression coefficient, factor loading, loading, selectivity ratio, variable imbalance in projection, variable importance, and out of bag error obtained by multivariate analysis. The marker signal may be detected based on one or more indexes indicating the contribution rate to regression / discrimination.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記蛍光指紋連続体情報に対して、中心化、標準化、規格化、微分、ベースライン補正、および/または、平滑化の処理を行うデータ前処理工程を更に含むことにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, a data pre-processing step of performing centering, standardization, normalization, differentiation, baseline correction, and / or smoothing processing on the fluorescent fingerprint continuum information is performed. Further, it may be included.

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて取得した成分の異なる複数のサンプルに対して、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する蛍光指紋連続体情報取得手段を備えたことを特徴とする。   Further, in order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention, for one sample, for a plurality of samples with different components obtained by continuously transitioning the extraction conditions, respectively, It is equipped with a fluorescent fingerprint continuum information acquisition means for measuring the fluorescence intensity while changing the excitation wavelength to be irradiated and the observed fluorescent wavelength stepwise, and acquiring a plurality of fluorescent fingerprint information as fluorescent fingerprint continuum information. And

また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、前記蛍光指紋連続体情報を説明変数、前記複数のサンプルに対する測定による実測値を目的変数として多変量解析を行い、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出するマーカーシグナル検出手段を備えることにしてもよい。   Further, according to a preferred embodiment of the present invention, further, the fluorescent fingerprint continuum information is an explanatory variable, multivariate analysis is performed with an actual measurement value of the plurality of samples as an objective variable, and based on the result of the multivariate analysis. Alternatively, a marker signal detecting means for estimating an index value based on the fluorescent fingerprint and detecting a marker signal in a wavelength region important for the estimation may be provided.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記1つのサンプルは、薬用植物、機能性食品、機能性を有する青果物、通常の食品、木材、及び水質評価対象の水を含むことにしてもよい。   Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, the one sample may include medicinal plants, functional foods, functional fruits and vegetables, ordinary foods, wood, and water to be evaluated for water quality.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記測定は、各種の生理活性評価及び化学分析を含むことにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the measurement may include various physiological activity evaluations and chemical analysis.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記多変量解析は、主成分回帰、クラスター分析、判別分析、SIMCA、重回帰分析、PLS回帰分析、PLS判別、SVM回帰、SVM判別、RF回帰、及びRF判別の1又は複数であることにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the multivariate analysis includes principal component regression, cluster analysis, discriminant analysis, SIMCA, multiple regression analysis, PLS regression analysis, PLS discrimination, SVM regression, SVM discrimination, RF regression, and One or a plurality of RF discriminations may be set.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記マーカーシグナル検出手段は、多変量解析で得られる回帰係数、因子負荷量、ローディング、selectivity ratio、variable importance in projection、変数重要度、out of bag errorの1または複数の回帰・判別への寄与率を示す指標に基づき、マーカーシグナルの検出を行うことにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the marker signal detecting means is a regression coefficient obtained by multivariate analysis, a factor loading, a selectivity ratio, a variable importance in projection, a variable importance, an out of bag error. The marker signal may be detected based on one or more indexes indicating the contribution rate to regression / discrimination.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記蛍光指紋連続体情報に対して、中心化、標準化、規格化、微分、ベースライン補正、および/または、平滑化の処理を行うデータ前処理工程を更に含むことにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, a data pre-processing step of performing centering, standardization, normalization, differentiation, baseline correction, and / or smoothing processing on the fluorescent fingerprint continuum information is performed. Further, it may be included.

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて取得した成分の異なる複数のサンプルに対して、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する蛍光指紋連続体情報取得工程をコンピュータに実行させるためのコンピュータが実行可能なプログラムであることを特徴とする。   Further, in order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention, for one sample, for a plurality of samples with different components obtained by continuously transitioning the extraction conditions, respectively, To cause the computer to perform the fluorescent fingerprint continuum information acquisition process of measuring the fluorescence intensity while gradually changing the excitation wavelength to be irradiated and the observed fluorescent wavelength and acquiring a plurality of fluorescent fingerprint continuum information as the fluorescent fingerprint continuum information. Is a computer executable program.

また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、前記抽出した複数のサンプルに対して測定による実測値を取得する実測値取得工程と、前記蛍光指紋連続体情報を説明変数、前記実測値を目的変数として多変量解析を行い、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出するマーカーシグナル検出工程と、をコンピュータに実行させることにしてもよい。   According to a preferred aspect of the present invention, further, an actual measurement value acquisition step of acquiring actual measurement values by measurement for the plurality of extracted samples, an explanatory variable of the fluorescent fingerprint continuum information, and the actual measurement value Perform a multivariate analysis as a variable, and based on the result of the multivariate analysis, estimate a marker value based on the fluorescent fingerprint, and perform a marker signal detection step of detecting a marker signal that is a wavelength region important for estimation, on a computer. You may decide to let it.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記1つのサンプルは、薬用植物、機能性食品、機能性を有する青果物、通常の食品、木材、及び水質評価対象の水を含むことにしてもよい。   Moreover, according to a preferable aspect of the present invention, the one sample may include medicinal plants, functional foods, functional fruits and vegetables, ordinary foods, wood, and water to be evaluated for water quality.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記測定は、各種の生理活性評価及び化学分析を含むことにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the measurement may include various physiological activity evaluations and chemical analysis.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記多変量解析は、主成分回帰、クラスター分析、判別分析、SIMCA、重回帰分析、PLS回帰分析、PLS判別、SVM回帰、SVM判別、RF回帰、及びRF判別の1又は複数であることにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the multivariate analysis includes principal component regression, cluster analysis, discriminant analysis, SIMCA, multiple regression analysis, PLS regression analysis, PLS discrimination, SVM regression, SVM discrimination, RF regression, and One or a plurality of RF discriminations may be set.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記マーカーシグナル検出工程では、多変量解析で得られる回帰係数、因子負荷量、ローディング、selectivity ratio、variable importance in projection、変数重要度、out of bag errorの1または複数の回帰・判別への寄与率を示す指標に基づき、マーカーシグナルの検出を行うことにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the marker signal detection step, regression coefficient, factor loading, loading, selectivity ratio, variable imbalance in projection, variable importance, and out of bag error obtained by multivariate analysis. The marker signal may be detected based on one or more indexes indicating the contribution rate to regression / discrimination.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記蛍光指紋連続体情報に対して、中心化、標準化、規格化、微分、ベースライン補正、および/または、平滑化の処理を行うデータ前処理工程をさらにコンピュータに実行させることにしてもよい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, a data pre-processing step of performing centering, standardization, normalization, differentiation, baseline correction, and / or smoothing processing on the fluorescent fingerprint continuum information is performed. Further, it may be executed by a computer.

本発明によれば、蛍光指紋のマーカーシグナルを迅速かつ高精度に検出することが可能になるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to detect a marker signal of a fluorescent fingerprint quickly and with high accuracy.

図1は、本発明の概略を説明するための説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the outline of the present invention. 図2は、測定対象物に励起光を照射した場合に、測定対象物から発せられる蛍光を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining fluorescence emitted from the measurement target when the measurement target is irradiated with excitation light. 図3は、蛍光指紋の一例を3次元データの等高線状のグラフにて示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a fluorescent fingerprint in a contour line graph of three-dimensional data. 図4は、図3の蛍光指紋の一例を平面的に表した俯瞰図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of the fluorescent fingerprint of FIG. 3 in plan view. 図5は、本実施の形態に係る蛍光指紋測定方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining the fluorescent fingerprint measuring method according to the present embodiment. 図6は、蛍光指紋情報に対して行われるデータ前処理の第1段階を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the first step of the data preprocessing performed on the fluorescent fingerprint information. 図7は、蛍光指紋情報に対して行われるデータ前処理の第2段階(中心化)を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the second stage (centralization) of the data preprocessing performed on the fluorescent fingerprint information. 図8は、蛍光指紋情報に対して行われるデータ前処理の第2段階(規格化)を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the second stage (normalization) of the data preprocessing performed on the fluorescent fingerprint information. 図9は、蛍光指紋情報に対して行われるデータ前処理の第2段階(標準化)を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the second stage (standardization) of the data preprocessing performed on the fluorescent fingerprint information. 図10は、本実施の形態に係る蛍光指紋測定装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the fluorescent fingerprint measuring apparatus according to this embodiment. 図11は、蛍光指紋取得装置の一例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an example of a fluorescent fingerprint acquisition device. 図12は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining one embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention. 図13は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining one embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention. 図14は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining one embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention. 図15は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining an embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention. 図16は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining an embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention. 図17は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining one embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention. 図18は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining one embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention. 図19は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 19 is a diagram for explaining one embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention. 図20は、本発明の蛍光指紋測定方法の一実施例を説明するための図である。FIG. 20 is a diagram for explaining one embodiment of the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention.

以下に、本発明に係る成分抽出方法、蛍光指紋測定装置、及びコンピュータが実行可能なプログラムの実施の形態を、図1〜図20を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a component extracting method, a fluorescent fingerprint measuring apparatus, and a computer-executable program according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 20. The present invention is not limited to this embodiment.

[1.本発明の概要]
本発明は、試料抽出時に、含有成分を独立した単一ピークとして分離するのではなく、試料成分が連続的に分配される条件下で一続きの複数の画分として取得し(「網羅抽出法」ともいう)、それぞれの画分の蛍光指紋情報を取得順に統合して再構成した「蛍光指紋連続体」を取得し、この蛍光指紋連続体に対し多変量解析を施して、蛍光指紋のマーカーシグナルを検出するものである。
[1. Outline of the present invention]
The present invention does not separate the contained components as independent single peaks at the time of sample extraction, but acquires them as a series of multiple fractions under the condition that the sample components are continuously distributed (“exhaustive extraction method”). Also, the fluorescent fingerprint information of each fraction is integrated in the order of acquisition to reconstruct a “fluorescent fingerprint continuum”, and the fluorescent fingerprint continuum is subjected to multivariate analysis to obtain a fluorescent fingerprint marker. It detects a signal.

すなわち、本発明は、従来、励起波長・蛍光波長・蛍光強度の3次元データから成る蛍光指紋を、画分取得順序という次元に沿って展開した「蛍光指紋連続体」として取得・解析する新しい方法を提案するものである。   That is, the present invention is a new method of acquiring and analyzing a fluorescent fingerprint, which is conventionally composed of three-dimensional data of excitation wavelength, fluorescence wavelength, and fluorescence intensity, as a "fluorescent fingerprint continuum" developed along the dimension of the fraction acquisition order. Is proposed.

また、本発明は、含有成分のそれぞれが異なる濃度で複数の画分に分配されるような抽出条件を用いることで、上記問題を大幅に緩和し、従来の蛍光指紋法よりも大量の蛍光シグナルを得られることができ、品質を特徴付けるマーカーシグナルの探索が容易となる。   In addition, the present invention significantly mitigates the above problems by using extraction conditions such that each of the contained components is divided into a plurality of fractions at different concentrations, and a larger amount of fluorescent signal than the conventional fluorescent fingerprint method is used. Can be obtained, facilitating the search for marker signals that characterize quality.

また、従来の蛍光指紋法では、マーカーシグナルの探索・推定モデルの確立に数十の標本を必要としたが、本発明では、得られた画分同士で品質と蛍光指紋を比較することで、一標本からキーシグナルを得ることが可能である。   Further, in the conventional fluorescence fingerprint method, dozens of samples were required to establish a marker signal search / estimation model, but in the present invention, by comparing quality and fluorescence fingerprint between the obtained fractions, It is possible to obtain the key signal from one specimen.

また、本発明は、成分抽出条件を連続的に遷移させる前提であるため、従来の蛍光指紋法における前処理条件の最適化を考慮する必要がない。抽出条件としては、主に極性の大きく異なる溶媒の組み合わせによる固液連続抽出等が用いられるが、逆相・順相、サイズ排除カラム等でも利用可能である。   Further, since the present invention is premised on the continuous transition of the component extraction conditions, it is not necessary to consider the optimization of the pretreatment conditions in the conventional fluorescence fingerprint method. As the extraction conditions, solid-liquid continuous extraction or the like mainly using a combination of solvents having greatly different polarities is used, but it is also applicable to a reverse phase / normal phase, a size exclusion column and the like.

本発明は、例えば、多数成分の関与する品質評価が求められる機能性食品、薬用植物、及び機能性を有する青果物などの迅速簡便な一次的品質管理に適している。一次スクリーニングに用いる本発明と、確定管理検査に用いる従来法・公定法を組み合わせることにより、低コストで品質を保証することが可能になる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable, for example, for rapid and simple primary quality control of functional foods, medicinal plants, and functional fruits and vegetables for which quality evaluation involving many components is required. By combining the present invention used for primary screening with the conventional method / official method used for definite control inspection, it becomes possible to guarantee quality at low cost.

後述するように、一実施例として、インドネシアで母乳分泌促進剤などとして使われてきた伝統薬であるPlectranthus ambonicus Lour(PA)の葉から複数の画分(フラクション)を取得し、各々の画分について、蛍光指紋とマウス初代免疫細胞からの抗原特異的なIFN−γ産生抑制活性を測定し、OPLS解析を行い、IFN−γ産生抑制活性と強い相関がある蛍光指紋上のマーカーシグナルを検出し、本発明の有用性を立証した。   As described below, as one example, multiple fractions were obtained from the leaves of the Plectranthus ambonicus Lour (PA), which is a traditional medicine used as a lactation promoter in Indonesia, and each fraction was collected. Regarding, the fluorescent fingerprint and the antigen-specific IFN-γ production inhibitory activity from mouse primary immune cells were measured and OPLS analysis was performed to detect a marker signal on the fluorescent fingerprint that has a strong correlation with the IFN-γ production inhibitory activity. , Proved the usefulness of the present invention.

図1を参照して、本発明の概略を説明する。図1は、本発明の概略を説明するための説明図である。   The outline of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the outline of the present invention.

本発明は、まず、1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて成分の異なる複数のサンプルを抽出する(S1)。抽出した複数のサンプルに対して、蛍光指紋計測を行い、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する(S2)。他方、複数のサンプルに対して測定(生理活性評価、化学分析等)を行って実測値を取得する(S3)。蛍光指紋連続体情報を説明変数、実測値を目的変数として多変量解析を行い(S4)、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出する(S5)。検出したマーカーシグナルの成分を、データベース(文献情報)等を使用して推定(同定)する(S6)。   According to the present invention, first, a plurality of samples having different components are extracted by continuously shifting the extraction condition for one sample (S1). Fluorescent fingerprint measurement is performed on the extracted multiple samples, and the fluorescent intensity is measured while gradually changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescent wavelength to be observed. It is acquired as information (S2). On the other hand, measurement (physiological activity evaluation, chemical analysis, etc.) is performed on a plurality of samples to obtain actual measurement values (S3). Multivariate analysis is performed using the fluorescent fingerprint continuum information as the explanatory variable and the measured value as the objective variable (S4), and based on the result of the multivariate analysis, the index value based on the fluorescent fingerprint is estimated, and in the wavelength region important for the estimation. A certain marker signal is detected (S5). The components of the detected marker signal are estimated (identified) using a database (literature information) or the like (S6).

[蛍光指紋]
図2から図4を参照し、蛍光指紋について説明する。図2は、測定対象物に励起光を照射した場合に、測定対象物から発せられる蛍光を説明するための図である。図3は、蛍光指紋の一例を3次元データの等高線状のグラフにて示す図である。図4は、図3の蛍光指紋の一例を平面的に表した俯瞰図である。
[Fluorescent fingerprint]
The fluorescent fingerprint will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is a diagram for explaining fluorescence emitted from the measurement target when the measurement target is irradiated with excitation light. FIG. 3 is a diagram showing an example of a fluorescent fingerprint in a contour line graph of three-dimensional data. FIG. 4 is a plan view showing an example of the fluorescent fingerprint of FIG. 3 in plan view.

図2に示すように、測定対象物に励起光(様々な波長の光)を照射し、測定対象物から発せられた蛍光を検出する。「蛍光指紋」とは、図3に示すように、測定対象物に照射する励起波長、測定対象物から発する蛍光波長、測定対象物の蛍光強度の3軸からなる3次元データの等高線状のグラフである。   As shown in FIG. 2, excitation light (light of various wavelengths) is applied to the measurement target, and the fluorescence emitted from the measurement target is detected. As shown in FIG. 3, the “fluorescence fingerprint” is a contour line graph of three-dimensional data consisting of three axes of excitation wavelength irradiating the measurement target, fluorescence wavelength emitted from the measurement target, and fluorescence intensity of the measurement target. Is.

また、図4に示すように、「蛍光指紋」は、横軸を蛍光波長、縦軸を励起波長として各ポイントの蛍光強度を等高線プロットすることにより平面的に表すことができる。   In addition, as shown in FIG. 4, the “fluorescent fingerprint” can be expressed two-dimensionally by plotting the fluorescence intensity at each point with a fluorescence wavelength on the horizontal axis and an excitation wavelength on the vertical axis.

蛍光指紋は、測定対象物に対し蛍光染色等の前処理をせずにキャラクタリゼーションが可能であること、操作が容易で短時間で測定できること、さらに吸光法に比べ感度が高いこと、非破壊で測定が可能であることなどの長所を有することから、食品等の内部構造の分析や、大気中の浮遊物の測定や、染料の原料特定などに利用されている手法である。   Fluorescent fingerprints can be characterized without pretreatment such as fluorescent staining on the object to be measured, are easy to operate and can be measured in a short time, have higher sensitivity than the absorption method, and are nondestructive. This method is used for analysis of the internal structure of foods, measurement of suspended solids in the atmosphere, and identification of raw materials for dyes, because it has the advantage that measurement is possible.

このように、「蛍光指紋」は、3次元の膨大な情報を有する成分固有の蛍光情報であるため、測定者は、蛍光指紋を利用することで、成分の識別が可能であり、かつ、非破壊での計測が可能である。   As described above, since the “fluorescent fingerprint” is fluorescent information unique to a component that has enormous three-dimensional information, the measurer can identify the component by using the fluorescent fingerprint, and It is possible to measure by destruction.

本実施の形態では、励起波長・蛍光波長・蛍光強度の3次元データから成る蛍光指紋について、抽出した複数のサンプルに対して、画分取得順序という次元に沿って展開した「蛍光指紋連続体情報」として取得・解析する。   In the present embodiment, for a fluorescent fingerprint consisting of three-dimensional data of excitation wavelength, fluorescence wavelength, and fluorescence intensity, “fluorescent fingerprint continuum information which is developed along a dimension called a fraction acquisition order for a plurality of extracted samples. , And obtain and analyze.

[多変量解析]
多変量解析には、(1)教師なし(パターン認識)と、(2)教師ありと、がある。(1)教師なしには、主成分分析、クラスター分析等がある。(2)教師ありには、(2−1)判別分析、(2−2)回帰分析等がある。
[Multivariate analysis]
The multivariate analysis includes (1) unsupervised (pattern recognition) and (2) supervised. (1) Principal component analysis, cluster analysis, etc. are available without supervision. (2) With a teacher includes (2-1) discriminant analysis and (2-2) regression analysis.

(2−1)判別分析は、いくつかのグループにデータを分けるものであり、PLS(Partial least squares)判別分析、SIMCA(Soft Independent Modeling of Class Analogy)、および、SVM(Support Vector Machine)判別分析等がある。 (2-1) Discriminant analysis divides data into several groups, and PLS (Partial least squares) discriminant analysis, SIMCA (Soft Independent Modeling of Class Analog), and SVM (Support vector Analyzer) discriminant analysis. Etc.

(2−2)回帰分析は、特定の数値を推定する回帰式(検量線)を作成するものであり、回帰分析には、重回帰分析、PLS回帰分析、主成分回帰分析、RF回帰、および、SVM回帰がある。 (2-2) Regression analysis creates a regression equation (calibration curve) for estimating a specific numerical value. For regression analysis, multiple regression analysis, PLS regression analysis, principal component regression analysis, RF regression, and , SVM regression.

より望ましくはRF回帰、PLS回帰であり、さらに望ましくはPLS回帰である。望ましいとされる分析手法を採用することで、より正確にマーカーシグナルを検出することが可能となる。   RF regression and PLS regression are more desirable, and PLS regression is even more desirable. By adopting a desirable analysis method, it becomes possible to detect the marker signal more accurately.

また、多変量解析で得られる回帰係数、因子負荷量、ローディング、selectivity ratio、variable importance in projection、変数重要度、out of bag errorの1または複数の回帰・判別への寄与率を示す指標に基づき、マーカーシグナルの検出を行うことにしてもよい。   In addition, based on the regression coefficient obtained by multivariate analysis, factor loading, loading, selectivity ratio, variable impact in projection, variable importance, and index of one or more contributions to regression / discrimination of out of bag error. Alternatively, the marker signal may be detected.

[蛍光指紋測定方法(成分抽出方法)]
図5〜図9を参照し、本実施の形態に係る蛍光指紋測定方法(成分抽出方法)について説明する。図5は、本実施の形態に係る蛍光指紋測定方法を説明するためのフローチャートである。
[Fluorescent fingerprint measurement method (component extraction method)]
The fluorescent fingerprint measuring method (component extracting method) according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart for explaining the fluorescent fingerprint measuring method according to the present embodiment.

図5において、まず、サンプル抽出工程を実行する(ステップS11)。サンプル抽出工程では、測定対象の1つのサンプルを準備し、この1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて成分の異なる複数のサンプルを抽出(網羅抽出法)する。   In FIG. 5, first, a sample extraction process is executed (step S11). In the sample extraction step, one sample to be measured is prepared, and the extraction conditions are continuously changed for this one sample to extract a plurality of samples having different components (exhaustive extraction method).

サンプルは、例えば、薬用植物、機能性食品、及び機能性を有する青果物の他、普通の食品、木材、水質評価の対象となる水等の各種のものを対象としてもよい。   The sample may be, for example, not only medicinal plants, functional foods, and fruits and vegetables having functionality, but also various foods such as ordinary foods, wood, and water to be evaluated for water quality.

例えば、カラムと抽出装置で構成されるサンプル抽出装置を使用して、極性、温度、又は分子量に基づいた抽出法で1つのサンプルに対して、成分の異なる複数のサンプルを抽出することができる。具体的には、例えば、乾燥粉末のサンプルを、海砂(Wako Pure Chemical Industry Ltd., Osaka, Japan)と共に、ステンレススチールカラムに充填し、抽出装置により、極性の異なる溶媒を段階的に混合した溶媒で、所定の流量で、所定時間間隔で画分を複数取得する。遠心エバポレータ(例:Eyela Centrifugal Vaporizer CVE−200D, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Japan) などで抽出溶媒を揮発させて、乾固物の画分を得る。乾固物は、後述するように、所定の溶媒(例えば、DMSO)で再溶解し、蛍光指紋測定と実測値の測定に供する。   For example, a sample extractor composed of a column and an extractor can be used to extract a plurality of samples having different components from one sample by an extraction method based on polarity, temperature, or molecular weight. Specifically, for example, a sample of a dry powder was packed in a stainless steel column together with sea sand (Wako Pure Chemical Industry Ltd., Osaka, Japan), and solvents having different polarities were mixed stepwise by an extractor. A plurality of fractions are obtained with a solvent at a predetermined flow rate and at a predetermined time interval. The extract solvent is volatilized with a centrifugal evaporator (eg, Eyela Centrifugal Vaporizer CVE-200D, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Japan) and the like to obtain a dry solid fraction. As described below, the dried solid is redissolved in a predetermined solvent (for example, DMSO) and subjected to fluorescence fingerprint measurement and actual measurement.

抽出装置としては、例えば、(1)グラジエントポンプ(例えば、Jasco PU−980 Gulliver HPLC pump)、(2)高速溶媒抽出装置(例えば、サーモサイエンティフィックASE−350/ASE−50)、(3)遠心管、遠心分離機、超音波洗浄機の組み合わせによるバッチ処理等を使用することができる。   Examples of the extractor include (1) gradient pump (for example, Jasco PU-980 Gulliver HPLC pump), (2) high-speed solvent extractor (for example, Thermo Scientific ASE-350 / ASE-50), (3). Batch processing using a combination of a centrifuge tube, a centrifuge, and an ultrasonic cleaner can be used.

極性の異なる溶媒を使用する替わりに、抽出溶媒の温度を段階的に上昇(下降)させ、複数の画分を取得することにしてよい。また、サイズ排除カラムを用いた連続的に異なる分子量成分、溶媒の塩濃度等を連続的に変化させた時に溶出される成分などを複数の画分として取得することにしてもよい。   Instead of using solvents with different polarities, the temperature of the extraction solvent may be raised (decreased) stepwise to obtain a plurality of fractions. Further, it is also possible to obtain a plurality of fractions such as a continuously different molecular weight component using a size exclusion column and a component eluted when the salt concentration of the solvent is continuously changed.

つぎに、蛍光指紋連続体情報取得工程を実行する(S12)。蛍光指紋連続体情報取得工程では、例えば、所定の溶媒で再溶解させた複数のサンプルに対して、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体として取得する。   Next, the fluorescent fingerprint continuum information acquisition step is executed (S12). In the fluorescent fingerprint continuum information acquisition step, for example, with respect to a plurality of samples redissolved in a predetermined solvent, the fluorescence intensity is measured while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed stepwise. , Obtaining a plurality of pieces of fluorescent fingerprint information as a continuous series of fluorescent fingerprints.

具体的には、再溶解させた複数のサンプルをそれぞれ、セル(例えば、1mLのセル(FM20−SQ−3,GL Sciences Inc.,Tokyo,Japan))に入れて計測装置にセットする。   Specifically, each of the plurality of re-dissolved samples is placed in a cell (for example, 1 mL cell (FM20-SQ-3, GL Sciences Inc., Tokyo, Japan)) and set in a measuring device.

計測装置としては、分光蛍光光度計を使用することができ、励起波長(例えば、スリット幅=10nm、200〜900nmの計測波長範囲内で10nmのデータ取得間隔ごとのm個の波長)と、蛍光波長(例えば、スリット幅=10nm、200〜900nmの計測波長範囲で10nmのデータ取得間隔ごとのn個の波長)と、の組み合わせを変えながら、合計m×n通りの波長条件で、測定対象物の蛍光強度を取得してもよい。また、波長のスキャンスピードとフォトマル電圧はそれぞれ、500nm/s、400Vに設定としてもよい。   A spectrofluorometer can be used as the measuring device, and the excitation wavelength (for example, slit width = 10 nm, m wavelengths at each data acquisition interval of 10 nm within the measurement wavelength range of 200 to 900 nm), and fluorescence While changing the combination of the wavelength (for example, slit width = 10 nm, n wavelengths at each data acquisition interval of 10 nm in the measurement wavelength range of 200 to 900 nm), the measurement target is measured under m × n total wavelength conditions. The fluorescence intensity of may be acquired. The wavelength scan speed and the photomultiplier voltage may be set to 500 nm / s and 400 V, respectively.

ここで、測定者は、計測回数(例えば、各試料につき3回)を調整してもよい。図6(A)は、測定対象物の蛍光指紋の一例を示す図である。   Here, the measurer may adjust the number of times of measurement (for example, three times for each sample). FIG. 6A is a diagram showing an example of the fluorescent fingerprint of the measurement object.

蛍光分光光度計としては、例えば、(1)日立ハイテクノロジーズ F−7000型蛍光分光高度計、(2)日本分光 FP−8500蛍光分光光度計、(3)独自開発の装置(例えば、光源(キセノンorLEDランプ)+分光機構(回折格子・光学フィルタ)+検出器からなる装置)、(4)HPLC等の検出器として、オンラインで使用できるような光源と分光機構、検出器を有した装置等を使用することができる。   As the fluorescence spectrophotometer, for example, (1) Hitachi High-Technologies F-7000 type fluorescence spectrophotometer, (2) JASCO FP-8500 fluorescence spectrophotometer, (3) independently developed device (for example, light source (xenon or LED (Lamp) + spectroscopic mechanism (diffraction grating / optical filter) + detector), (4) As a detector for HPLC, etc., use a light source and spectroscopic mechanism that can be used online, a device with a detector, etc. can do.

図6(A)に示すように、測定対象物について、照射する励起波長および観測する蛍光波長の組み合わせが異なるm×n波長条件で蛍光強度を取得し、測定対象物の蛍光指紋情報を取得する。   As shown in FIG. 6A, the fluorescence intensity of the measurement target is acquired under m × n wavelength conditions in which the combination of the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed is different, and the fluorescence fingerprint information of the measurement target is acquired. ..

図5に戻り、取得した蛍光指紋情報に対して、必要によりデータ前処理工程を実行する(ステップS14)。   Returning to FIG. 5, a data pre-processing step is executed on the acquired fluorescent fingerprint information, if necessary (step S14).

以下、図6から図9を参照して、多変量解析前に蛍光指紋情報に対して行われるデータ前処理について説明する。   Hereinafter, the data preprocessing performed on the fluorescent fingerprint information before the multivariate analysis will be described with reference to FIGS. 6 to 9.

図6は、蛍光指紋情報に対して行われるデータ前処理の第1段階を説明するための図である。図7から図9は、蛍光指紋情報に対して行われるデータ前処理の第2段階を説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining the first step of the data preprocessing performed on the fluorescent fingerprint information. 7 to 9 are diagrams for explaining the second stage of the data preprocessing performed on the fluorescent fingerprint information.

データ前処理は、例えば、1.蛍光指紋の散乱光の除去と2次元データへの展開との第1段階、2.2次元の蛍光指紋情報に対する信号処理演算(例えば、中心化、標準化、規格化、2次微分、ベースライン補正、および、平滑化等)の第2段階の処理がある。   The data preprocessing includes, for example, 1. First step of removing scattered light of fluorescent fingerprint and developing to two-dimensional data, signal processing operation for 2.2-dimensional fluorescent fingerprint information (eg, centering, standardization, standardization, second derivative, baseline correction) , And smoothing).

<1.蛍光指紋の散乱光の除去と2次元データへの展開(第1段階の処理)>
図6(A)に示すように、取得された蛍光指紋情報は、合計m×nの波長条件(=励起波長と蛍光波長の組み合わせ)のパラメータからなる高次元の蛍光強度データを含んでおり、更に、蛍光の定義から外れる光学的データ(例えば、励起光の散乱光、その2次光、3次光等:本発明では便宜的にノイズ情報と表記する)を含んでいる。
<1. Removal of scattered light from fluorescent fingerprints and development into two-dimensional data (first stage processing)>
As shown in FIG. 6A, the acquired fluorescence fingerprint information includes high-dimensional fluorescence intensity data consisting of parameters of a total of m × n wavelength conditions (= combination of excitation wavelength and fluorescence wavelength), Further, it includes optical data that deviates from the definition of fluorescence (for example, scattered light of excitation light, its secondary light, tertiary light, etc .: in the present invention, referred to as noise information for convenience).

ここで、散乱光は、蛍光波長と励起波長が一致する波長条件で、または、散乱光の二次光、三次光はそれぞれ蛍光波長が励起波長の2倍、3倍となる波長条件で現れる。   Here, the scattered light appears under a wavelength condition in which the fluorescence wavelength and the excitation wavelength match, or the secondary light and the tertiary light of the scattered light appear under a wavelength condition in which the fluorescence wavelength is twice or three times the excitation wavelength, respectively.

そのため、ノイズ情報を除去するとともに、取得した高次元の蛍光強度データから、目的とする蛍光指紋以外の情報を除去した低次元の蛍光強度データにすることが望ましい。   Therefore, it is desirable to remove the noise information and obtain low-dimensional fluorescence intensity data from the acquired high-dimensional fluorescence intensity data by removing information other than the target fluorescence fingerprint.

そこで、図6(B)に示すように、ノイズ情報となる励起光の散乱光、ならびに、その2次光および3次光のデータ(例えば、図6(B)の(i)が示すデータ)を削除する。   Therefore, as shown in FIG. 6B, the scattered light of the excitation light that becomes the noise information, and the data of the secondary light and the tertiary light thereof (for example, the data indicated by (i) in FIG. 6B). To delete.

ここで、散乱光・2次光・3次光ともにある程度の幅をもって現れるため、例えば、前後30から40nmの範囲のデータを除くことにしてもよい。   Here, since the scattered light, the secondary light, and the tertiary light appear with a certain width, for example, the data in the range of 30 to 40 nm before and after may be excluded.

更に、蛍光波長が励起波長よりも短い範囲のデータ(例えば、図6(B)の(ii)が示すデータ)を除去する。   Further, the data in the range where the fluorescence wavelength is shorter than the excitation wavelength (for example, the data indicated by (ii) in FIG. 6B) is removed.

これは、測定対象物が発する蛍光波長は励起波長より長波長であるので、励起波長より長波長の蛍光波長の蛍光強度データのみを解析するための処理である。   This is a process for analyzing only the fluorescence intensity data of the fluorescence wavelength longer than the excitation wavelength, because the fluorescence wavelength emitted by the measurement object is longer than the excitation wavelength.

このように、散乱光および蛍光波長が励起波長よりも短い範囲のデータを除去して、図6(C)に示すように、測定対象物の特徴を表す蛍光指紋情報を抽出する。   In this way, the data in the range where the scattered light and the fluorescence wavelength are shorter than the excitation wavelength is removed, and as shown in FIG. 6C, the fluorescence fingerprint information representing the characteristics of the measurement target is extracted.

蛍光指紋情報は、上述したように、励起波長、蛍光波長、および、蛍光強度からなる3次元データである。多くの解析手法は2次元データを対象に開発されているため、それらを用いるためには3次元データを2次元に展開する必要がある。   As described above, the fluorescent fingerprint information is three-dimensional data including the excitation wavelength, the fluorescent wavelength, and the fluorescent intensity. Since many analysis methods are developed for two-dimensional data, it is necessary to develop three-dimensional data into two dimensions in order to use them.

たとえば、図6(C)に示すように、励起波長200から700nm、および、蛍光波長200から700nm、励起波長、蛍光波長ともに5nm間隔で取得した蛍光指紋の場合、励起波長200nmの蛍光スペクトルの後に励起波長205nmの蛍光スペクトル、その後に励起波長210nmの蛍光スペクトル・・・というように蛍光スペクトルを一列につなげていく。   For example, as shown in FIG. 6C, in the case of a fluorescence fingerprint acquired at excitation wavelengths 200 to 700 nm, fluorescence wavelengths 200 to 700 nm, excitation wavelengths, and fluorescence wavelengths at 5 nm intervals, after the fluorescence spectrum at excitation wavelength 200 nm, The fluorescence spectra are connected in a line, such as a fluorescence spectrum with an excitation wavelength of 205 nm, and then a fluorescence spectrum with an excitation wavelength of 210 nm.

このようにして展開した2次元データの一例を図6(D)に示す。図6(D)は、3つの蛍光スペクトルを示しており、横軸は波長条件(励起波長と蛍光波長の組み合わせ)、縦軸は蛍光強度となる。   An example of the two-dimensional data developed in this manner is shown in FIG. FIG. 6D shows three fluorescence spectra, where the horizontal axis represents wavelength conditions (combination of excitation wavelength and fluorescence wavelength) and the vertical axis represents fluorescence intensity.

なお、本実施形態においては、第一段階の処理を行わず、3次元データのまま多変量解析を行ってもよい。   In addition, in the present embodiment, the multivariate analysis may be performed on the three-dimensional data as it is without performing the first-stage processing.

<2.2次元の蛍光指紋情報に対する信号処理演算(第2段階の処理)>
2次元に展開した蛍光指紋情報に対して、中心化(mean centering)、規格化(normalization)、標準化(autoscale)、2次微分(2nd derivative)、ベースライン補正(baseline correction)、および、平滑化(smoothing)のうちの1つまたは組み合わせて信号処理演算を行う。
<2.2 Signal Processing Calculation for Two-Dimensional Fluorescent Fingerprint Information (Second Stage Processing)>
For fluorescence fingerprint information developed in two dimensions, mean centering, normalization, autoscale, second derivative, baseline correction, and smoothing. One or a combination of (smoothing) is performed to perform the signal processing operation.

第2段階のデータ前処理を行うことにより、蛍光スペクトルに含まれている情報の強調、異なるサンプルの蛍光スペクトルの尺度を合わせることができる等の効果がある。   By performing the second-step data preprocessing, there are effects such as enhancement of the information contained in the fluorescence spectrum and matching of the scales of the fluorescence spectra of different samples.

図7は、図6(D)の蛍光指紋情報を中心化した例を示す図である。「中心化」では、波長条件毎に、全サンプルの蛍光強度の平均を求め、平均が「0」となるように蛍光強度から差し引く処理を行う。   FIG. 7 is a diagram showing an example in which the fluorescent fingerprint information of FIG. 6 (D) is centralized. In the "centering", an average of the fluorescence intensities of all the samples is obtained for each wavelength condition, and a process of subtracting from the fluorescence intensities so that the average becomes "0" is performed.

図8は、図6(D)の蛍光指紋情報を規格化した例を示す図である。「規格化」ではサンプルごとに蛍光強度の積分(スペクトルの下の面積)を求め、全てのサンプルで積分が「1」となるようにサンプルごとに係数をかける処理を行う。   FIG. 8 is a diagram showing an example in which the fluorescent fingerprint information of FIG. 6 (D) is standardized. In the “normalization”, the integral of the fluorescence intensity (the area under the spectrum) is obtained for each sample, and the coefficient is multiplied for each sample so that the integral is “1” in all the samples.

図9は、図6(D)の蛍光指紋情報を標準化した例を示す図である。「標準化」では波長条件毎に、平均が「0」、および、標準偏差が「1」となるよう、平均を差し引いた後に標準偏差で割る処理を行う。   FIG. 9 is a diagram showing an example in which the fluorescent fingerprint information of FIG. 6 (D) is standardized. In “standardization”, a process of subtracting the average and then dividing by the standard deviation is performed so that the average becomes “0” and the standard deviation becomes “1” for each wavelength condition.

なお、本実施形態においては、第2段階のデータ前処理を行わずに多変量解析を行ってもよい。   In the present embodiment, the multivariate analysis may be performed without performing the second stage data preprocessing.

つぎに、図5に戻り、実測値測定工程を実行して(ステップS13)、複数のサンプルについて測定により実測値を取得する。上記S11で作成した複数のサンプルを測定してサンプルの実測値を取得する。測定としては、各種の生理活性評価及び化学分析を含むことにしてもよい。実測値の測定系例としては、例えば、(1)人を含む動植物、微生物等及びその組織のサンプルへの応答性、(2)初代培養細胞、株化培養細胞のサンプルへの応答性、(3)抗体、レセプタータンパク質(細胞表面上、基板に固定化したもののいずれでも可)等とのサンプルの結合性、(4)食品のにおい・味・鮮度・抗酸化性などの品質評価、(5)木材の品質、(6)水質評価にかかる残存有機物の量等の各種のものに適用可能である。   Next, returning to FIG. 5, the actual measurement value measurement step is executed (step S13), and the actual measurement value is acquired by measurement of a plurality of samples. The measured values of the samples are acquired by measuring the plurality of samples created in S11. The measurement may include various physiological activity evaluations and chemical analysis. Examples of the measurement system of the actual measurement value include, for example, (1) responsiveness to samples of animals and plants including humans, microorganisms and the tissues thereof, (2) responsiveness to samples of primary cultured cells and established cultured cells, ( 3) Sample binding properties with antibodies, receptor proteins (either on the cell surface or immobilized on a substrate), (4) Quality evaluation of food odor, taste, freshness, antioxidant, etc. (5 ) It is applicable to various things such as the quality of wood, (6) the amount of residual organic matter related to water quality evaluation.

マーカーシグナル検出工程を実行して(ステップS15)、蛍光指紋連続体情報を説明変数、実測値を目的変数として上述の多変量解析を行い、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出する。   The marker signal detection step is executed (step S15), the above-mentioned multivariate analysis is performed using the fluorescent fingerprint continuum information as an explanatory variable and the measured value as an objective variable, and based on the result of the multivariate analysis, an index based on the fluorescent fingerprint. Estimate the value and detect the marker signal, which is the wavelength region important for the estimation.

ここで、多変量解析を行う場合には、MATLAB(Mathworks Inc,USA)、Unscrambler(CAMO Software AS,Norway)、JMP(SAS Institute Inc,USA)、または、Excel(Microsoft Corporation,USA)等の汎用のソフトウェアや独自開発のソフトウェアを使用してもよい。   Here, when performing a multivariate analysis, MATLAB (Mathworks Inc, USA), Unscrambler (CAMO Software AS, Norway), JMP (SAS Institute Inc, USA, etc.), or Excel (Microsoft, USA, etc.) is available. You can use other software or original software.

そして、成分推定工程を実行して(ステップS16)、検出したマーカーシグナルの成分を、データベース等を使用して推定(同定)する。   Then, the component estimation step is executed (step S16), and the component of the detected marker signal is estimated (identified) using a database or the like.

[蛍光指紋測定装置]
次に、本発明の蛍光指紋測定装置の構成について図10および図11を参照し実施形態を例に挙げて説明する。
[Fluorescent fingerprint measuring device]
Next, the configuration of the fluorescent fingerprint measuring apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11 by taking an embodiment as an example.

なお、本実施の形態に係る蛍光指紋測定装置は、前述の蛍光指紋測定方法に好適に使用できるものであるが、本実施の形態に係る蛍光指紋測定方法に用いる装置はこれに限定されるものではない。   The fluorescent fingerprint measuring device according to the present embodiment can be suitably used for the above-mentioned fluorescent fingerprint measuring method, but the device used for the fluorescent fingerprint measuring method according to the present embodiment is not limited to this. is not.

ここで、図10は、本実施の形態に係る蛍光指紋測定装置の構成の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。   Here, FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the fluorescent fingerprint measuring apparatus according to the present embodiment, and conceptually shows only the portion related to the present invention in the configuration.

図10に示すように、蛍光指紋測定装置20は、少なくとも蛍光指紋取得装置10を備えている。蛍光指紋取得装置10は、蛍光指紋情報を取得する装置であり、分光照明装置11および分光検出装置12を備えている。   As shown in FIG. 10, the fluorescent fingerprint measuring device 20 includes at least the fluorescent fingerprint acquiring device 10. The fluorescent fingerprint acquisition device 10 is a device that acquires fluorescent fingerprint information, and includes a spectral illumination device 11 and a spectral detection device 12.

また、蛍光指紋測定装置20は、蛍光指紋取得装置10で取得した蛍光指紋連続体情報から、測定対象物13のマーカーシグナルを検知する装置であり、メモリ21、制御部23、および、計算処理部24を備えており、測定者はキーボード・マウス22により、蛍光指紋取得装置10に測定条件等を入力する。   The fluorescent fingerprint measuring device 20 is a device that detects a marker signal of the measurement target 13 from the fluorescent fingerprint continuum information acquired by the fluorescent fingerprint acquiring device 10, and includes a memory 21, a control unit 23, and a calculation processing unit. 24, the measurer inputs the measurement conditions and the like to the fluorescent fingerprint acquisition device 10 with the keyboard / mouse 22.

ここで、図11は、蛍光指紋取得装置10の一例を示すブロック図であり、該構成のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。   Here, FIG. 11 is a block diagram showing an example of the fluorescent fingerprint acquisition apparatus 10, and conceptually shows only a portion related to the present invention in the configuration.

図11に示すように、蛍光指紋取得装置10は、光源110と分光装置112とを備えた分光照明装置11、および、分光装置122と蛍光指紋検出装置124とを備えた分光検出装置12を備えている。   As shown in FIG. 11, the fluorescent fingerprint acquisition device 10 includes a spectral illumination device 11 including a light source 110 and a spectroscopic device 112, and a spectral detection device 12 including a spectroscopic device 122 and a fluorescent fingerprint detection device 124. ing.

分光照明装置11は、測定対象物13に、所定の波長の励起光を照射して測定対象物13の成分から蛍光を生じさせる装置である。測定対象物13は、例えば、上述した1つのサンプルから抽出した成分の異なる複数のサンプルである。分光照明装置11は、照射する励起波長を任意に変える励起波長可変手段を有する。   The spectral illumination device 11 is a device that irradiates the measurement target 13 with excitation light having a predetermined wavelength to generate fluorescence from the components of the measurement target 13. The measurement target 13 is, for example, a plurality of samples having different components extracted from the above-described one sample. The spectral illumination device 11 has an excitation wavelength variable means for arbitrarily changing the excitation wavelength to be applied.

分光検出装置12は、所定の蛍光波長において、測定対象物13の蛍光強度を取得する。分光検出装置12は、測定対象物13が発した蛍光のうち、特定の蛍光波長を選択的に捕えて、蛍光強度を計測する。分光検出装置12は、観測する蛍光波長を任意に変える蛍光波長可変手段を有する。   The spectroscopic detection device 12 acquires the fluorescence intensity of the measurement target 13 at a predetermined fluorescence wavelength. The spectroscopic detection device 12 selectively captures a specific fluorescence wavelength of the fluorescence emitted by the measurement target 13 and measures the fluorescence intensity. The spectroscopic detection device 12 has a fluorescent wavelength variable means for arbitrarily changing the observed fluorescent wavelength.

ここで、図10に戻り、蛍光指紋測定装置20について説明する。   Now, returning to FIG. 10, the fluorescent fingerprint measuring device 20 will be described.

蛍光指紋測定装置20は、上述の蛍光指紋測定方法を実行するための装置である。図10に示すように、蛍光指紋測定装置20は、メモリ21、制御部23、および、計算処理部24を備えており、キーボード・マウス22、I/Oポート(例えば、USBポート等)26、および、ディスプレイ30等が接続されている。   The fluorescent fingerprint measuring device 20 is a device for executing the above-described fluorescent fingerprint measuring method. As shown in FIG. 10, the fluorescence fingerprint measurement device 20 includes a memory 21, a control unit 23, and a calculation processing unit 24, and includes a keyboard / mouse 22, an I / O port (for example, a USB port) 26, Also, the display 30 and the like are connected.

メモリ21は、蛍光指紋取得装置10の蛍光指紋検出装置124から蛍光指紋測定装置20へ転送され、計算処理部24の蛍光指紋連続体情報取得部24−1により取得された蛍光指紋連続体情報、ならびに、測定による実測値等を格納する。   The memory 21 is transferred from the fluorescence fingerprint detection device 124 of the fluorescence fingerprint acquisition device 10 to the fluorescence fingerprint measurement device 20, and the fluorescence fingerprint continuum information acquired by the fluorescence fingerprint continuum information acquisition unit 24-1 of the calculation processing unit 24, In addition, the actual measurement value by measurement is stored.

測定による実測値は、キーボード・マウス22またはI/Oポート26から入力することができる。   The actual measurement value can be input from the keyboard / mouse 22 or the I / O port 26.

制御部23は、測定者が入力した励起波長範囲、蛍光波長範囲、波長ピッチで測定対象物13の蛍光指紋を取得するように、分光照明装置11が照射する励起波長、および、分光検出装置12が観測する蛍光波長を調整する指示を行い、また、計算処理部24に処理を行うよう命令する。   The control unit 23 receives the excitation wavelength range input by the measurer, the fluorescence wavelength range, the excitation wavelength irradiated by the spectral illumination device 11 so as to acquire the fluorescent fingerprint of the measurement target 13 at the wavelength pitch, and the spectral detection device 12. Gives an instruction to adjust the observed fluorescence wavelength, and also instructs the calculation processing unit 24 to perform processing.

ここで、蛍光指紋取得装置10から転送された蛍光指紋連続体情報は、蛍光指紋測定装置20のメモリ21に格納される。   Here, the fluorescent fingerprint continuum information transferred from the fluorescent fingerprint acquisition device 10 is stored in the memory 21 of the fluorescent fingerprint measurement device 20.

計算処理部24は、蛍光指紋連続体情報取得部24−1、データ前処理部24−2、マーカーシグナル検出部24−3、および、成分推定部24−4を備える。   The calculation processing unit 24 includes a fluorescent fingerprint continuum information acquisition unit 24-1, a data preprocessing unit 24-2, a marker signal detection unit 24-3, and a component estimation unit 24-4.

ここで、蛍光指紋連続体情報取得部24−1は、1つのサンプルから抽出した成分の異なる複数のサンプル(測定対象物13)に対して、それぞれ、所定の励起波長範囲および所定の蛍光波長範囲で、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら、複数のサンプルの蛍光強度を測定して、複数のサンプルの蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する。   Here, the fluorescent fingerprint continuum information acquiring unit 24-1 has a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range for a plurality of samples (measurement target 13) having different components extracted from one sample, respectively. Then, the fluorescence intensities of the plurality of samples are measured while gradually changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed, and the fluorescence fingerprint information of the plurality of samples is acquired as the fluorescence fingerprint continuum information.

データ前処理部24−2は、蛍光指紋連続体情報に対して、それぞれ、中心化、標準化、規格化、微分、ベースライン補正、および/または、平滑化の処理を行う。   The data pre-processing unit 24-2 performs centering, standardization, standardization, differentiation, baseline correction, and / or smoothing processing on the fluorescent fingerprint continuum information, respectively.

マーカーシグナル検出部24−3は、蛍光指紋連続体情報を説明変数、実測値を目的変数として多変量解析を行い、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出する。ここで、マーカーシグナル検出部24−3は、多変量解析として主成分回帰、クラスター分析、判別分析、SIMCA、重回帰分析、PLS回帰分析、PLS判別、SVM回帰、SVM判別、RF回帰、および/または、RF判別を行うことで、サンプルのマークシグナルを検出してもよい。また、多変量解析で得られる回帰係数、因子負荷量、ローディング、selectivity ratio、variable importance in projection、変数重要度、out of bag errorの1または複数の回帰・判別への寄与率を示す指標に基づき、マーカーシグナルの検出を行うことにしてもよい。   The marker signal detection unit 24-3 performs multivariate analysis using the fluorescent fingerprint continuum information as an explanatory variable and the measured value as an objective variable, and estimates and estimates an index value based on the fluorescent fingerprint based on the result of the multivariate analysis. Detects marker signals, which are important wavelength regions for Here, the marker signal detection unit 24-3 performs principal component regression, cluster analysis, discriminant analysis, SIMCA, multiple regression analysis, PLS regression analysis, PLS discrimination, SVM regression, SVM discrimination, RF regression, and / or multivariate analysis. Alternatively, the mark signal of the sample may be detected by performing RF discrimination. In addition, based on the regression coefficient obtained by multivariate analysis, factor loading, loading, selectivity ratio, variable impact in projection, variable importance, and index of one or more contributions to regression / discrimination of out of bag error. Alternatively, the marker signal may be detected.

成分推定部24−4は、測定者のキーボード・マウス22の操作に応じて、データベースや文献情報を参照して、マーカーシグナル検出部24−3で検出されたマークシグナルの成分を推定する。   The component estimating unit 24-4 estimates the component of the mark signal detected by the marker signal detecting unit 24-3 by referring to the database and the document information according to the operation of the keyboard / mouse 22 by the measurer.

例えば、測定者がキーボード・マウス22を通じて、計算処理部24に対して処理を行うよう命令すると、まず、計算処理部24の蛍光指紋連続体情報取得部24−1が、メモリ21に格納された蛍光指紋連続体情報を抽出する。   For example, when the measurer instructs the calculation processing unit 24 to perform a process through the keyboard / mouse 22, first, the fluorescent fingerprint continuum information acquisition unit 24-1 of the calculation processing unit 24 is stored in the memory 21. Extract fluorescent fingerprint continuum information.

計算処理部24のマーカーシグナル検出部24−3は、抽出された蛍光指紋情報及び実測値に対して、(データ前処理部24−2による前処理の後)、多変量解析を行い、マーカーシグナルを検出する。本実施形態において、計算処理部24のマーカーシグナル検出部24−3は、例えば、多変量解析としてOPLS回帰分析を使用して、マーカーシグナルを検出してもよい。   The marker signal detection unit 24-3 of the calculation processing unit 24 performs multivariate analysis on the extracted fluorescent fingerprint information and the actual measurement value (after the preprocessing by the data preprocessing unit 24-2) to obtain the marker signal. To detect. In the present embodiment, the marker signal detection unit 24-3 of the calculation processing unit 24 may detect the marker signal by using OPLS regression analysis as the multivariate analysis, for example.

計算処理部24のマーカーシグナル検出部24−3は、多変量解析の結果を、メモリ21に格納してもよく、ディスプレイ30上に出力してもよく、プリンタ(図示せず)を介して印刷してもよい。   The marker signal detection unit 24-3 of the calculation processing unit 24 may store the result of the multivariate analysis in the memory 21, output it on the display 30, or print it via a printer (not shown). You may.

計算処理部24の成分推定部24−4は、蛍光指紋のマーカーシグナルの成分を推定する。   The component estimation unit 24-4 of the calculation processing unit 24 estimates the component of the marker signal of the fluorescent fingerprint.

[実施例]
以下、図12から図20を参照して実施例について説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
[Example]
Embodiments will be described below with reference to FIGS. 12 to 20. The present invention is not limited to this embodiment.

本実施例では、本発明の蛍光指紋測定方法を使用して、インドネシアで母乳分泌促進剤などとして使われてきた伝統薬であるPlectranthus ambonicus Lour(PA)の葉の活性成分を推定した事例について説明する。   In this example, a case where the active ingredient of leaves of Plectranthus ambonicus Lour (PA), which is a traditional medicine used as a lactation promoter in Indonesia, is estimated by using the fluorescent fingerprint measuring method of the present invention will be described. To do.

図12は、サンプル抽出工程(S11)の実施例を説明するためのサンプル抽出装置の一例を示す図、図13は、使用する溶媒の段階的な混合のタイムスケジュールを示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing an example of a sample extraction device for explaining an example of the sample extraction step (S11), and FIG. 13 is a diagram showing a time schedule of stepwise mixing of solvents to be used.

図12に示すように、サンプル抽出工程では、上述のインドネシアの伝統薬の乾燥粉末1gを、メタノール洗浄済20−35 meshの海砂(Wako Pure Chemical Industry Ltd.,Osaka,Japan)5gと共に、ステンレススチールカラム(5cm長、2cm径)に充填し、グラジエントポンプ(例:Jasco PU−980 Gulliver HPLC pump(Jasco,Tokyo,Japan))により、ヘキサン、アセトン、水を段階的に混合した溶媒で、3ml/minの流量で、5分置きに画分を取得し、計75分抽出して、15種類の画分を取得した。より具体的には、図13に示すように、0−15分は、ヘキサン100%を、15−30分は、ヘキサン100%とアセトン100%の混合液を、30−45分は、アセトン100%を、45−60分は、アセトン100%と水100%の混合液を、60−75分は、水100%を使用した。   As shown in FIG. 12, in the sample extraction step, 1 g of the above-mentioned dried powder of Indonesian traditional medicine was used together with 5 g of methanol-washed 20-35 mesh sea sand (Wako Pure Chemical Industry Ltd., Osaka, Japan) in stainless steel. It was packed in a steel column (5 cm long, 2 cm diameter), and by a gradient pump (eg: Jasco PU-980 Gulliver HPLC pump (Jasco, Tokyo, Japan)), 3 ml of a solvent in which hexane, acetone, and water were mixed stepwise. Fractions were obtained every 5 minutes at a flow rate of / min and extracted for a total of 75 minutes to obtain 15 types of fractions. More specifically, as shown in FIG. 13, hexane 100% is used for 0-15 minutes, a mixture of hexane 100% and acetone 100% is used for 15-30 minutes, and acetone 100% is used for 30-45 minutes. %, A mixed solution of 100% acetone and 100% water was used for 45 to 60 minutes, and 100% water was used for 60 to 75 minutes.

これを3回繰り返して、45種類の画分を得た。45種類の画分に対して、遠心エバポレータ(例:Eyela Centrifugal Vaporizer CVE−200D, Tokyo Rikakikai Co.,Ltd.,Japan)で抽出溶媒を揮発させて、45種類の画分の乾固物を得た。これらの乾固物は、ジメチルスルホキシド(DMSO, Wako Pure Chemical Industry Ltd.,Osaka,Japan)500mLに再溶解して、45種類のサンプルを得た。サンプルは、1回目を「A」、2回目を「B」、3回目を「C」として、取得順に「1」〜「15」とする。例えば、2回目の3番目に取得したサンプルは「B3」なる。   This was repeated 3 times to obtain 45 kinds of fractions. The extraction solvent was volatilized with a centrifugal evaporator (eg, Eyela Centrifugal Vaporizer CVE-200D, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Japan) to the 45 types of fractions to obtain a dry solid of 45 types of fractions. It was These dried solids were redissolved in 500 mL of dimethyl sulfoxide (DMSO, Wako Pure Chemical Industry Ltd., Osaka, Japan) to obtain 45 kinds of samples. The samples are "A" for the first time, "B" for the second time, "C" for the third time, and "1" to "15" in the order of acquisition. For example, the third sample acquired the second time becomes “B3”.

図14は、蛍光指紋連続体取得工程(S12)の実施例を示す図である。図14に示すように、蛍光指紋連続体取得工程では、45種類のサンプルのそれぞれについて、1mLのサンプルを1mLのセル(FM20−SQ−3,GL Sciences Inc.,Tokyo,Japan)に入れ、F−7000型蛍光分光高度計により、励起光・蛍光共に、スリット幅は10nmとし、200−900nmの範囲及び波長10nm間隔で、それぞれ蛍光指紋情報を取得して、これにより、蛍光指紋連続体情報を取得した。波長のスキャンスピードとフォトマル電圧はそれぞれ、500nm/s、400Vに設定した。   FIG. 14: is a figure which shows the Example of a fluorescent fingerprint continuous body acquisition process (S12). As shown in FIG. 14, in the fluorescent fingerprint continuum acquiring step, 1 mL of each of 45 types of samples was placed in a 1 mL cell (FM20-SQ-3, GL Sciences Inc., Tokyo, Japan), and F With the -7000 type fluorescence spectrophotometer, the slit width of both excitation light and fluorescence is 10 nm, and the fluorescence fingerprint information is acquired in the range of 200-900 nm and the wavelength interval of 10 nm, thereby acquiring the fluorescence fingerprint continuum information. did. The wavelength scan speed and the photomultiplier voltage were set to 500 nm / s and 400 V, respectively.

図15及び図16は、実測値測定工程(S13)の実施例を説明するための図である。
図15に示すように、DO11.10マウスから採取した脾臓免疫細胞を抗原である卵白アルブミンで刺激し、サンプルA1〜C15(45個)をそれぞれ添加して72時間培養し、培養上清中の炎症性サイトカインであるIFN−γをELISA法で測定した。
15 and 16 are diagrams for explaining an example of the actual measurement value measuring step (S13).
As shown in FIG. 15, spleen immune cells collected from DO11.10 mice were stimulated with ovalbumin as an antigen, samples A1 to C15 (45 cells) were added, respectively, and cultured for 72 hours. IFN-γ, which is an inflammatory cytokine, was measured by the ELISA method.

図16は、DMSOのみを添加した細胞培養上清のIFN−γ量を100%として、各サンプル添加群のIFN−γ産生量を相対値として示したものである。図16に示すように、ヘキサン抽出フラクション(1A,1B,1C)が最も強い抑制活性を示したが、5A,6A,6B,7B,11Aも抑制活性を示したことから活性成分は極性の高いものから低いものまで広範囲にわたることが示された。   FIG. 16 shows the amount of IFN-γ produced in each sample-added group as a relative value, with the amount of IFN-γ in the cell culture supernatant added with DMSO alone as 100%. As shown in FIG. 16, the hexane-extracted fractions (1A, 1B, 1C) showed the strongest inhibitory activity, but 5A, 6A, 6B, 7B, 11A also showed the inhibitory activity, so that the active ingredient has a high polarity. It was shown to range from low to low.

図17〜図18は、マーカーシグナル検出工程(S15)の実施例を説明するための図である。図17は、蛍光指紋連続体情報とIFN−γ産生抑制データのOPLS S−plotのグラフを示す図である。図18は、本実施例の蛍光指紋のマーカーシグナルを示す図である。図17に示すように、OPLS解析の結果、IFN−γ抑制活性のあるサンプルとないサンプルをスコアプロット上で分けることが出来た。なお本解析は、means of cross validation and permutation test.で妥当性が確認できた。図17のグラフからλex=265−275nm and λem=295−310nmのシグナルが活性の最も強いグループのマーカーであることが示された。図18において、横軸は、励起波長λex、縦軸は、蛍光波長λemを示しており、丸で囲った部分(λex=265−275nm and λem=295−310nm)がマーカーシグナルを示している。   17 to 18 are diagrams for explaining an example of the marker signal detection step (S15). FIG. 17 is a diagram showing a graph of OPLS S-plot of fluorescent fingerprint continuum information and IFN-γ production suppression data. FIG. 18 is a diagram showing the marker signal of the fluorescent fingerprint of this example. As shown in FIG. 17, as a result of OPLS analysis, a sample having IFN-γ suppressing activity and a sample having no IFN-γ suppressing activity could be separated on the score plot. This analysis is based on the means of cross validation and permutation test. We confirmed the validity. From the graph of FIG. 17, it was shown that the signal at λex = 265-275 nm and λem = 295-310 nm is the marker of the strongest group. In FIG. 18, the horizontal axis represents the excitation wavelength λex and the vertical axis represents the fluorescence wavelength λem, and the circled portion (λex = 265-275 nm and λem = 295-310 nm) represents the marker signal.

図19は、同じサンプルをヘキサンで抽出した場合の従来の蛍光指紋を示す図である。ヘキサン抽出物は、強いIFN−γを示すが、その蛍光指紋において、微弱ながらマーカーシグナルを検出することができた。すなわち、蛍光指紋連続体でマーカーシグナルを一度検出することで、これに基づいて通常の蛍光指紋でも微弱ながら確認することができる。逆に言うと、通常の蛍光指紋だけではこのマーカーシグナルを検出することは困難である。   FIG. 19 is a diagram showing a conventional fluorescent fingerprint when the same sample was extracted with hexane. The hexane extract showed strong IFN-γ, but a marker signal could be detected in its fluorescent fingerprint although it was weak. That is, by once detecting the marker signal with the continuous fluorescent fingerprint, it is possible to confirm it even with a normal fluorescent fingerprint although it is weak. Conversely, it is difficult to detect this marker signal only with a normal fluorescent fingerprint.

図20は、成分推定工程(S16)の実施例を示す図である。図20に示すように、文献情報や、NMRの解析情報から活性成分の候補として、アズリン酸、ウルソール酸、オレアノール酸、及びトルメンティック酸が推定された。これらの蛍光指紋を測定したところ、これらのシグナルは当該成分のエリア内に収まっていた。   FIG. 20 is a diagram showing an example of the component estimation step (S16). As shown in FIG. 20, azurinic acid, ursolic acid, oleanolic acid, and tolmentic acid were estimated as active ingredient candidates from literature information and NMR analysis information. When these fluorescent fingerprints were measured, these signals were within the area of the component.

以上説明したように、本実施の形態によれば、1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて成分の異なる複数のサンプルを抽出するサンプル抽出工程と、抽出した複数のサンプルに対して、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する蛍光指紋連続体情報取得工程と、を含んでいるので、蛍光指紋のマーカーシグナルを迅速、安価、及び高精度に検出することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, for one sample, the extraction condition is continuously changed to extract a plurality of samples having different components, and a plurality of extracted samples are extracted. On the other hand, respectively, the fluorescence intensity is measured while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner, and a fluorescent fingerprint continuum information acquisition step of acquiring a plurality of fluorescent fingerprint information as fluorescent fingerprint continuum information. Since, the marker signal of the fluorescent fingerprint is included, it is possible to detect the marker signal of the fluorescent fingerprint quickly, inexpensively and highly accurately.

[他の実施の形態]
さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施の形態にて実施されてよいものである。
[Other Embodiments]
Now, the embodiments of the present invention have been described so far, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented in various different embodiments within the scope of the technical idea described in the claims. It may be carried out.

また、実施の形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、或いは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。   Further, of the processes described in the embodiments, all or part of the processes described as being automatically performed may be manually performed, or the processes described as manually performed may be performed. All or part of the process can be automatically performed by a known method.

このほか、上記文献中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各処理の登録データや検索条件等のパラメータを含む情報、画面例、データベース構成については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。   In addition, unless otherwise specified, the processing procedures, control procedures, specific names, information including parameters such as registered data and search conditions for each processing, screen examples, and database configuration shown in the above documents and drawings are excluded. Can be changed arbitrarily.

また、蛍光指紋測定装置20に関して、図示の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。   Further, regarding the fluorescent fingerprint measuring apparatus 20, the constituent elements shown in the drawings are functionally conceptual, and do not necessarily have to be physically configured as illustrated.

例えば、蛍光指紋測定装置20の各装置が備える処理機能、特に計算処理部24にて行われる各処理機能については、その全部または任意の一部を、CPU(Central Processing Unit)および当該CPUにて解釈実行されるプログラムにて実現してもよく、また、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。尚、プログラムは、後述する記録媒体に記録されており、必要に応じて蛍光指紋測定装置20に機械的に読み取られる。すなわち、ROMまたはHDなどのメモリ21などは、OS(Operating System)として協働してCPUに命令を与え、各種処理を行うためのコンピュータプログラムが記録されている。このコンピュータプログラムは、RAMにロードされることによって実行され、CPUと協働して制御部を構成する。   For example, with respect to the processing functions provided in the respective devices of the fluorescent fingerprint measuring apparatus 20, particularly the respective processing functions performed by the calculation processing unit 24, all or an arbitrary part thereof is processed by a CPU (Central Processing Unit) and the CPU. It may be realized by a program to be interpreted and executed, or may be realized as hardware by a wired logic. The program is recorded in a recording medium described later, and can be mechanically read by the fluorescent fingerprint measuring device 20 as needed. That is, the memory 21 such as the ROM or the HD stores a computer program for cooperating as an OS (Operating System) to give instructions to the CPU and perform various processes. This computer program is executed by being loaded in the RAM, and constitutes a control unit in cooperation with the CPU.

また、このコンピュータプログラムは、蛍光指紋測定装置20に対して任意のネットワークを介して接続されたアプリケーションプログラムサーバに記憶されていてもよく、必要に応じてその全部または一部をダウンロードすることも可能である。   Further, this computer program may be stored in an application program server connected to the fluorescent fingerprint measuring apparatus 20 via an arbitrary network, and it is possible to download all or a part of it as necessary. Is.

また、本発明に係るプログラムを、コンピュータにて読み取り可能な記録媒体に格納してもよく、また、プログラム製品として構成することもできる。ここで、この「記録媒体」とは、メモリーカード、USBメモリ、SDカード、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、EPROM、EEPROM、CD−ROM、MO、DVD、および、Blu−ray(登録商標) Disc等の任意の「可搬用の物理媒体」を含むものとする。   Further, the program according to the present invention may be stored in a computer-readable recording medium, or may be configured as a program product. Here, the "recording medium" means a memory card, a USB memory, an SD card, a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, an EPROM, an EEPROM, a CD-ROM, an MO, a DVD, and a Blu-ray (registered trademark). It includes any "portable physical medium" such as Disc.

また、「プログラム」とは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理方法であり、ソースコードやバイナリコード等の形式を問わない。なお、「プログラム」は必ずしも単一的に構成されるものに限られず、複数のモジュールやライブラリとして分散構成されるものや、OS(Operating System)に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものも含む。なお、実施の形態に示した各装置において記録媒体を読み取るための具体的な構成、読み取り手順、あるいは、読み取り後のインストール手順等については、周知の構成や手順を用いることができる。   The "program" is a data processing method described in any language or description method, and may have any format such as source code or binary code. The “program” is not necessarily limited to a single configuration, but may be configured in a distributed manner as a plurality of modules or libraries, or in cooperation with a separate program represented by an OS (Operating System). Including those that achieve the function. It should be noted that known configurations and procedures can be used for a specific configuration for reading the recording medium in each device described in the embodiments, a reading procedure, an installation procedure after reading, and the like.

メモリ21に格納される各種のデータベース等は、RAM、ROM等のメモリ装置、ハードディスク等の固定ディスク装置、フレキシブルディスク、光ディスク等のストレージ手段であり、各種処理やウェブサイト提供に用いる各種のプログラムやテーブルやデータベースやウェブページ用ファイル等を格納する。   Various databases and the like stored in the memory 21 are memory devices such as RAM and ROM, fixed disk devices such as hard disks, storage means such as flexible disks and optical disks, and various programs used for various processes and website provision. Stores tables, databases, web page files, etc.

また、蛍光指紋測定装置20は、既知のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の情報処理装置として構成してもよく、また、該情報処理装置に任意の周辺装置を接続して構成してもよい。また、蛍光指紋測定装置20は、該情報処理装置に本発明の方法を実現させるソフトウェア(プログラム、データ等を含む)を実装することにより実現してもよい。   Further, the fluorescent fingerprint measuring apparatus 20 may be configured as an information processing apparatus such as a known personal computer or workstation, or may be configured by connecting an arbitrary peripheral device to the information processing apparatus. Further, the fluorescent fingerprint measuring apparatus 20 may be realized by installing software (including programs, data, etc.) for realizing the method of the present invention in the information processing apparatus.

更に、装置の分散・統合の具体的形態は図示するものに限られず、その全部または一部を、各種の付加等に応じて、または、機能負荷に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。すなわち、上述した実施形態を任意に組み合わせて実施してもよく、実施形態を選択的に実施してもよい。   Furthermore, the specific form of the distribution / integration of the devices is not limited to that shown in the drawings, and all or a part of the devices may be functionally or physically united in arbitrary units according to various additions or functional loads. Can be distributed and integrated. That is, the above-described embodiments may be implemented in any combination, or the embodiments may be selectively implemented.

10 蛍光指紋取得装置
11 分光照明装置
110 光源
112 分光装置
12 分光検出装置
122 分光装置
124 蛍光指紋検出装置
13 測定対象物
20 蛍光指紋測定装置
21 メモリ
22 キーボード・マウス
23 制御部
24 計算処理部
24−1 蛍光指紋連続体情報取得部
24−2 データ前処理部
24−3 マーカーシグナル検出部
24−4 成分推定部
26 I/Oポート
30 ディスプレイ
10 Fluorescent Fingerprint Acquisition Device 11 Spectral Illumination Device 110 Light Source 112 Spectroscopic Device 12 Spectral Detection Device 122 Spectroscopic Device 124 Fluorescent Fingerprint Detection Device 13 Measurement Target 20 Fluorescent Fingerprint Measurement Device 21 Memory 22 Keyboard / Mouse 23 Control Unit 24 Calculation Processing Unit 24- 1 Fluorescent fingerprint continuum information acquisition unit 24-2 Data pre-processing unit 24-3 Marker signal detection unit 24-4 Component estimation unit 26 I / O port 30 display

Claims (22)

1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて成分の異なる複数のサンプルを抽出するサンプル抽出工程と、
前記抽出した複数のサンプルに対して、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する蛍光指紋連続体情報取得工程と、
を含むことを特徴とする成分抽出方法。
A sample extraction step of extracting a plurality of samples having different components by continuously transitioning the extraction conditions for one sample,
For each of the extracted plurality of samples, the fluorescence intensity is measured while gradually changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed, and a plurality of fluorescence fingerprint information is acquired as fluorescence fingerprint continuum information. Fingerprint continuum information acquisition process,
A method for extracting a component, comprising:
さらに、
前記抽出した複数のサンプルに対して測定による実測値を取得する実測値取得工程と、
前記蛍光指紋連続体情報を説明変数、前記実測値を目的変数として多変量解析を行い、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出するマーカーシグナル検出工程と、
を含む請求項1に記載の成分抽出方法。
further,
An actual measurement value acquisition step of acquiring actual measurement values by measurement for the plurality of extracted samples,
The fluorescent fingerprint continuum information is an explanatory variable, multivariate analysis is performed with the measured value as an objective variable, and based on the result of the multivariate analysis, an index value based on the fluorescent fingerprint is estimated, which is an important wavelength region for estimation. A marker signal detection step of detecting a marker signal,
The component extraction method according to claim 1, comprising:
前記1つのサンプルは、薬用植物、機能性食品、機能性を有する青果物、通常の食品、木材、及び水質評価対象の水を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の成分抽出方法。   3. The component extraction method according to claim 1, wherein the one sample contains medicinal plants, functional foods, functional fruits and vegetables, ordinary foods, wood, and water to be evaluated for water quality. 前記サンプル抽出工程では、極性、温度、又は分子量に基づいた抽出法で前記複数のサンプルを抽出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の成分抽出方法。   The component extraction method according to any one of claims 1 to 3, wherein in the sample extraction step, the plurality of samples are extracted by an extraction method based on polarity, temperature, or molecular weight. 前記測定は、各種の生理活性評価及び化学分析を含むことを特徴とする請求項2に記載の成分抽出方法。   The component extraction method according to claim 2, wherein the measurement includes various physiological activity evaluations and chemical analysis. 前記多変量解析は、主成分回帰、クラスター分析、判別分析、SIMCA、重回帰分析、PLS回帰分析、PLS判別、SVM回帰、SVM判別、RF回帰、及びRF判別の1又は複数であることを特徴とする請求項2に記載の成分抽出方法。   The multivariate analysis is one or more of principal component regression, cluster analysis, discriminant analysis, SIMCA, multiple regression analysis, PLS regression analysis, PLS discrimination, SVM regression, SVM discrimination, RF regression, and RF discrimination. The component extraction method according to claim 2. 前記マーカーシグナル検出工程では、多変量解析で得られる回帰係数、因子負荷量、ローディング、selectivity ratio、variable importance in projection、変数重要度、out of bag errorの1または複数の回帰・判別への寄与率を示す指標に基づき、マーカーシグナルの検出を行うことを特徴とする請求項6に記載の成分抽出方法。   In the marker signal detection step, a regression coefficient obtained by multivariate analysis, factor loading, loading, selectivity ratio, variable impact in projection, variable importance, contribution rate to one or more regressions / discriminations of out of bag error. The method for extracting a component according to claim 6, wherein the marker signal is detected based on the index indicating. 前記蛍光指紋連続体情報に対して、中心化、標準化、規格化、微分、ベースライン補正、および/または、平滑化の処理を行うデータ前処理工程を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の成分抽出方法。   3. The method according to claim 2, further comprising a data pre-processing step of performing centering, standardization, normalization, differentiation, baseline correction, and / or smoothing processing on the fluorescent fingerprint continuum information. The described component extraction method. 1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて取得した成分の異なる複数のサンプルに対して、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する蛍光指紋連続体情報取得手段を備えたことを特徴とする蛍光指紋測定装置。   Fluorescence intensity is measured while stepwise varying the excitation wavelength and the observed fluorescence wavelength for multiple samples with different components obtained by continuously transitioning the extraction conditions for one sample. Then, the fluorescent fingerprint measuring device is provided with a fluorescent fingerprint continuum information acquiring unit that acquires a plurality of fluorescent fingerprint information as fluorescent fingerprint continuum information. さらに、
前記蛍光指紋連続体情報を説明変数、前記複数のサンプルに対する測定による実測値を目的変数として多変量解析を行い、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出するマーカーシグナル検出手段を備えたことを特徴とする請求項9に記載の蛍光指紋測定装置。
further,
The fluorescent fingerprint continuum information is an explanatory variable, multivariate analysis is performed with the actual measurement value obtained by measuring the plurality of samples as an objective variable, and based on the result of the multivariate analysis, an index value based on the fluorescent fingerprint is estimated and estimated. The fluorescent fingerprint measuring device according to claim 9, further comprising a marker signal detecting means for detecting a marker signal in an important wavelength region.
前記1つのサンプルは、薬用植物、機能性食品、機能性を有する青果物、通常の食品、木材、及び水質評価対象の水を含むことを特徴とする請求項9又は10に記載の蛍光指紋測定装置。   The fluorescence fingerprint measuring apparatus according to claim 9 or 10, wherein the one sample contains medicinal plants, functional foods, functional fruits and vegetables, ordinary foods, wood, and water for water quality evaluation. .. 前記測定は、各種の生理活性評価及び化学分析を含むことを特徴とする請求項10に記載の蛍光指紋測定装置。   The fluorescent fingerprint measuring device according to claim 10, wherein the measurement includes various physiological activity evaluations and chemical analysis. 前記多変量解析は、主成分回帰、クラスター分析、判別分析、SIMCA、重回帰分析、PLS回帰分析、PLS判別、SVM回帰、SVM判別、RF回帰、及びRF判別の1又は複数であることを特徴とする請求項10に記載の蛍光指紋測定装置。   The multivariate analysis is one or more of principal component regression, cluster analysis, discriminant analysis, SIMCA, multiple regression analysis, PLS regression analysis, PLS discrimination, SVM regression, SVM discrimination, RF regression, and RF discrimination. The fluorescent fingerprint measuring device according to claim 10. 前記マーカーシグナル検出手段は、多変量解析で得られる回帰係数、因子負荷量、ローディング、selectivity ratio、variable importance in projection、変数重要度、out of bag errorの1または複数の回帰・判別への寄与率を示す指標に基づき、マーカーシグナルの検出を行うことを特徴とする請求項13に記載の蛍光指紋測定装置。   The marker signal detection means is a coefficient of regression obtained by multivariate analysis, factor loading, loading, selectivity ratio, variable impact in projection, variable importance, contribution rate to one or more regressions / discriminations of out of bag error. The fluorescence fingerprint measuring device according to claim 13, wherein the marker signal is detected based on the index indicating. 前記蛍光指紋連続体情報に対して、中心化、標準化、規格化、微分、ベースライン補正、および/または、平滑化の処理を行うデータ前処理工程を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の蛍光指紋測定装置。   11. The method according to claim 10, further comprising a data pre-processing step of performing centering, standardization, normalization, differentiation, baseline correction, and / or smoothing processing on the fluorescent fingerprint continuum information. The fluorescent fingerprint measuring device described. 1つのサンプルに対して、抽出条件を連続的に遷移させて抽出した成分の異なる複数のサンプルに対して、それぞれ、照射する励起波長および観測する蛍光波長を段階的に変化させながら蛍光強度を測定して、複数の蛍光指紋情報を蛍光指紋連続体情報として取得する蛍光指紋連続体情報取得工程をコンピュータに実行させるためのコンピュータが実行可能なプログラム。   Fluorescence intensity is measured while stepwise varying the excitation wavelength and the observed fluorescence wavelength for multiple samples with different components extracted by continuously transitioning the extraction conditions for one sample. Then, a computer-executable program for causing a computer to execute a fluorescent fingerprint continuum information acquisition step of acquiring a plurality of fluorescent fingerprint continuum information as fluorescent fingerprint continuum information. さらに、
前記複数のサンプルに対して測定による実測値を取得する実測値取得工程と、
前記蛍光指紋連続体情報を説明変数、前記実測値を目的変数として多変量解析を行い、多変量解析の結果に基づいて、蛍光指紋に基づく指標値を推定し、推定に重要な波長領域であるマーカーシグナルを検出するマーカーシグナル検出工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項16に記載のコンピュータが実行可能なプログラム。
further,
An actual measurement value acquisition step of acquiring actual measurement values by measurement for the plurality of samples,
The fluorescent fingerprint continuum information is an explanatory variable, multivariate analysis is performed with the measured value as an objective variable, and based on the result of the multivariate analysis, an index value based on the fluorescent fingerprint is estimated, which is an important wavelength region for estimation. A marker signal detection step of detecting a marker signal,
The computer-executable program according to claim 16, wherein the program is executed by a computer.
前記1つのサンプルは、薬用植物、機能性食品、機能性を有する青果物、通常の食品、木材、及び水質評価対象の水を含むことを特徴とする請求項16又は17に記載のコンピュータが実行可能なプログラム。   The computer according to claim 16 or 17, wherein the one sample contains medicinal plants, functional foods, functional fruits and vegetables, ordinary foods, wood, and water to be evaluated for water quality. Programs. 前記測定は、各種の生理活性評価及び化学分析を含むことを特徴とする請求項17に記載のコンピュータが実行可能なプログラム。   The computer-executable program according to claim 17, wherein the measurement includes various types of physiological activity evaluation and chemical analysis. 前記多変量解析は、主成分回帰、クラスター分析、判別分析、SIMCA、重回帰分析、PLS回帰分析、PLS判別、SVM回帰、SVM判別、RF回帰、及びRF判別の1又は複数であることを特徴とする請求項17に記載のコンピュータが実行可能なプログラム。   The multivariate analysis is one or more of principal component regression, cluster analysis, discriminant analysis, SIMCA, multiple regression analysis, PLS regression analysis, PLS discrimination, SVM regression, SVM discrimination, RF regression, and RF discrimination. The computer-executable program according to claim 17. 前記マーカーシグナル検出工程では、多変量解析で得られる回帰係数、因子負荷量、ローディング、selectivity ratio、variable importance in projection、変数重要度、out of bag errorの1または複数の回帰・判別への寄与率を示す指標に基づき、マーカーシグナルの検出を行うことを特徴とする請求項20に記載のコンピュータが実行可能なプログラム。   In the marker signal detection step, a regression coefficient obtained by multivariate analysis, factor loading, loading, selectivity ratio, variable impact in projection, variable importance, contribution rate to one or more regressions / discriminations of out of bag error. The computer-executable program according to claim 20, wherein the marker signal is detected based on the index indicating. 前記蛍光指紋連続体情報に対して、中心化、標準化、規格化、微分、ベースライン補正、および/または、平滑化の処理を行うデータ前処理工程を更に含むことを特徴とする請求項17に記載のコンピュータが実行可能なプログラム。   18. The method according to claim 17, further comprising a data pre-processing step of performing centering, standardization, normalization, differentiation, baseline correction, and / or smoothing processing on the fluorescent fingerprint continuum information. The computer-executable program described.
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