JP5840845B2 - Hazard factor determination method, hazard factor determination device, and program - Google Patents

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Description

本発明は、危害要因定量方法、危害要因定量装置、および、プログラムに関する。 The present invention relates to a hazard factor determination method, a hazard factor determination device, and a program.

現代の日常生活においては、様々な危害要因が存在し、特に超高齢化社会になりつつある日本においては、危害要因の回避が非常に重要であり、危害要因の判別、検知、定量を迅速かつ容易に行うことが求められている。   In modern day-to-day life, there are various hazards, especially in Japan, which is becoming a super-aging society, and it is very important to avoid hazards. There is a need to do it easily.

ここで、危害要因とは、非特許文献1に記載の農林水産関係用語集によると、健康に悪影響をもたらす原因となる可能性のある食品中の物質または食品の状態等を意味する。例えば、危害要因には、有害な微生物、農薬、添加物や人の健康に悪影響を与えうる食品自体に含まれる化学物質などの生物学的要因(例えば、食中毒菌、ウィルス、寄生虫等)、化学的要因(例えば、農薬、添加物等)または物理的要因(例えば、異物、放射線等)がある。例えば、日常生活における危害要因の一例としては、病原菌細菌(例えば、サルモネラ、病原大腸菌等)、腐敗微生物、ウイルス、寄生虫、病原微生物(例えば、コレラ菌)、生物由来物質(例えば、貝毒、ふぐ毒)、食品添加物、異物(例えば、毛髪、虫等)などが挙げられる。   Here, according to the glossary of terms related to agriculture, forestry and fisheries described in Non-Patent Document 1, the harm factor means a substance in food or a state of food that may cause adverse health effects. For example, hazards include biological factors such as harmful microorganisms, pesticides, additives and chemicals in the food itself that can adversely affect human health (eg food poisoning bacteria, viruses, parasites, etc.) There are chemical factors (eg, pesticides, additives, etc.) or physical factors (eg, foreign matter, radiation, etc.). For example, examples of harmful factors in daily life include pathogenic bacteria (eg, Salmonella, pathogenic E. coli, etc.), spoilage microorganisms, viruses, parasites, pathogenic microorganisms (eg, Vibrio cholerae), biological substances (eg, shellfish poisons, Fugu poison), food additives, foreign substances (for example, hair, insects, etc.) and the like.

特に食品分野においては、危害要因の一例であるデオキシニバレノール(DON)、ニバレノール(NIV)、ゼアラレノン(ZEA)等のカビ毒が世界的に大きな問題となっている。   Particularly in the food field, mold poisons such as deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV), and zearalenone (ZEA), which are examples of hazards, are a major problem worldwide.

また、食品加工および食品製造に携わる工場等の現場においては、衛生管理の徹底が期待されている。食中毒等を防ぐには、危害をもたらす微生物の菌数の確認とともに、その増殖を防ぐために、危害要因として、微生物の栄養源となる食品残渣や汚れを取り除くことが大きな予防となる。   In addition, thorough hygiene management is expected at sites such as factories engaged in food processing and food production. In order to prevent food poisoning and the like, it is a great prevention to confirm the number of microorganisms that cause harm and to remove food residues and stains that serve as nutrient sources for microorganisms in order to prevent their growth.

これに対し、従来から、上述の危害要因(例えば、カビ毒、食品残渣および汚れ等)を検知する手法として、以下の技術が用いられていた。   On the other hand, conventionally, the following techniques have been used as a method for detecting the above-mentioned hazard factors (for example, mold poison, food residue, dirt, etc.).

例えば、上述の危害要因のうち、カビ毒(例えば、デオキシニバレノール、ニバレノール、ゼアラレノン等)の検知に関しては、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)や質量分析等の化学分析的手法や培養法などが用いられていた。   For example, among the above-mentioned hazard factors, chemical analysis techniques such as high performance liquid chromatography (HPLC) and mass spectrometry, culture methods, etc. are used for detection of mold toxins (eg, deoxynivalenol, nivalenol, zearalenone, etc.). It was.

しかし、上述の化学分析的手法および培養法は、煩雑な前処理を行う必要があるという問題があった。更に、上述の化学分析的手法および培養法は、専用の試薬や培地を必要とし、結果が得られるまで時間を要し、装置が高価であり、また、装置の操作者に対して専門技能が必要とされるため、現場での迅速かつ容易な判定が困難であるという問題があった。更に、検知対象となるカビ毒(例えば、デオキシニバレノール、ニバレノール、ゼアラレノン等)の量は、非常に低濃度(例えば、ppmやppbオーダーの濃度)であるため、上述の化学分析的手法および培養法では、濃縮や増殖等の前処理なくしてはこれらのカビ毒を検知できず、そのため、煩雑な前処理を省略できないという問題があった。   However, the chemical analysis method and the culture method described above have a problem that it is necessary to perform complicated pretreatment. Furthermore, the above-described chemical analytical methods and culture methods require dedicated reagents and culture media, require time until results are obtained, the equipment is expensive, and have specialized skills for the operator of the equipment. Since it is required, there is a problem that it is difficult to make a quick and easy determination in the field. Furthermore, since the amount of mold toxins (for example, deoxynivalenol, nivalenol, zearalenone, etc.) to be detected is very low (for example, concentrations in the order of ppm or ppb), the above-described chemical analysis techniques and culture methods are used. However, there is a problem that these mold poisons cannot be detected without pretreatment such as concentration and growth, and therefore complicated pretreatment cannot be omitted.

また、上述の危害要因のうち、微生物の栄養源となる食品残渣や汚れの検知に関しては、非特許文献2および3に記載されたATP(アデノシン三リン酸)ふき取り検査が用いられていた。   Of the above-mentioned hazard factors, ATP (adenosine triphosphate) wiping tests described in Non-Patent Documents 2 and 3 have been used for detection of food residues and dirt that are nutrient sources for microorganisms.

ここで、ATPふき取り検査とは、食品残渣や汚れがどれだけ取り除かれているかの衛生指標として最も普及している技術であり、生物由来の汚れとしてATP(すなわち、細菌、カビ、酵母や動物、植物などの細胞中に含まれる、代謝活動に不可欠なエネルギー物質)をホタルの発光原理を利用して検知し、汚れの程度を数値化するものである。また、ATPふき取り検査は、2004年に厚労省監修の「食品衛生検査指針(微生物編)」において清浄度検査手法として収載されており、主に食品分野で加工機器や調理器具・用具の洗浄効果を判断する自主管理ツールとして普及が進んでいる。   Here, ATP wiping inspection is the most popular technique as a sanitary indicator of how much food residue and dirt have been removed. ATP (ie, bacteria, mold, yeast, animals, The energy substance (indispensable for metabolic activity) contained in cells such as plants is detected using the light emission principle of fireflies, and the degree of contamination is quantified. In addition, ATP wiping inspection was listed as a cleanliness inspection method in the “Food Hygiene Inspection Guidelines (Microbiology)” supervised by the Ministry of Health, Labor and Welfare in 2004. It is spreading as a self-management tool to judge the effect.

しかし、上記非特許文献2および3に記載のATPふき取り検査では、検査できる範囲は1回につき10cm四方の範囲であり、かつ、被測定面を綿棒等の検査キットでふき取る必要があり、手が届かない部分や広い部分にわたって検査するには、時間と手間がかかるという問題があった。   However, in the ATP wipe inspection described in Non-Patent Documents 2 and 3, the range that can be inspected is 10 cm square at a time, and it is necessary to wipe the surface to be measured with an inspection kit such as a cotton swab. There is a problem that it takes time and labor to inspect over a part that does not reach or over a wide part.

そこで、近年、煩雑な前処理を不要にし、迅速かつ容易に測定対象物を分析する手法の開発が望まれていた。   Therefore, in recent years, it has been desired to develop a method for analyzing a measurement object quickly and easily without complicated preprocessing.

例えば、本出願人による特許文献1に記載の穀粉の判別方法においては、測定対象物に対して照射する励起波長、および、測定対象物から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することにより取得した蛍光指紋(別名:励起・蛍光マトリクス)を取得し、取得した蛍光指紋を解析することにより、穀粉の品種や種別を判別している。また、同出願人による特許文献2に記載の成分分布可視化方法において、蛍光指紋を画素単位で計測して、蛍光指紋イメージングを行っている。また、同出願人による特許文献3に記載の成分分布可視化方法においては、更に、測定対象物とサンプル間における溶媒含有率(または可視化対象の特定成分に対する外乱要因)の影響を除去し、測定対象物の特定の成分をより明確に分析している。   For example, in the method for discriminating flour described in Patent Document 1 by the present applicant, the fluorescence intensity is increased while gradually changing the excitation wavelength irradiated to the measurement object and the fluorescence wavelength observed from the measurement object. A fluorescent fingerprint (also known as excitation / fluorescence matrix) acquired by measurement is acquired, and the type and type of flour are determined by analyzing the acquired fluorescent fingerprint. In the component distribution visualization method described in Patent Document 2 by the same applicant, fluorescent fingerprint imaging is performed by measuring a fluorescent fingerprint in units of pixels. In addition, in the component distribution visualization method described in Patent Document 3 by the same applicant, the influence of the solvent content (or the disturbance factor for the specific component to be visualized) between the measurement object and the sample is further removed, and the measurement object The specific component of the object is analyzed more clearly.

ここで、上記特許文献1〜3に記載される「蛍光指紋」は、励起蛍光マトリクス(Excitation−Emission Matrix: EEM)ともよばれ、試料に照射する励起光の波長を連続的に変化させながら蛍光スペクトルを測定することによって得られる3次元データを意味する。蛍光指紋の形状が指紋のように成分特異的に決まるため、測定者は、通常の単一波長での蛍光測定だけでは判別できない微妙な成分の差異を検出できる。更に、測定者は、この蛍光指紋情報に加えて、位置情報(すなわち、画像における各画素の位置を示す空間情報)を伴って、各画素ごとあるいは画素ブロックごとに蛍光指紋を測定する蛍光指紋イメージングを用いることで、測定対象物中の特定成分の分布を可視化できる。   Here, the “fluorescence fingerprint” described in Patent Documents 1 to 3 is also called an excitation-emission matrix (EEM), and the fluorescence spectrum while continuously changing the wavelength of the excitation light applied to the sample. Means three-dimensional data obtained by measuring. Since the shape of the fluorescence fingerprint is determined in a component-specific manner like a fingerprint, the measurer can detect subtle component differences that cannot be determined only by fluorescence measurement at a single single wavelength. In addition, the measurer uses fluorescent fingerprint imaging that measures the fluorescent fingerprint for each pixel or each pixel block with positional information (that is, spatial information indicating the position of each pixel in the image) in addition to the fluorescent fingerprint information. By using, the distribution of the specific component in the measurement object can be visualized.

特開2010−185719号公報JP 2010-185719 A 特許第3706914号公報Japanese Patent No. 3706914 特開2010−266380号公報JP 2010-266380 A

農林水産省、“農林水産関係用語集”[平成23年2月24日検索]、インターネット(URL:http://www.maff.go.jp/j/use/tec_term/h.html#h11)Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, “Glossary on Agriculture, Forestry and Fisheries” [searched on February 24, 2011], Internet (URL: http://www.maff.go.jp/j/use/tec_term/h.html#h11) キッコーマン株式会社、“ATPふき取り検査”、[平成23年2月24日検索]、インターネット(URL:http://www.kikkoman.co.jp/bio/j/kensakit/bfukitoritop.html)Kikkoman Corporation, “ATP Wiping Inspection”, [February 24, 2011 search], Internet (URL: http://www.kikkoman.co.jp/bio/j/kensakiit/bfukititotop.html) 伊藤武著、ATPふき取り検査研究会監修、「新しい衛生管理法ATPふき取り検査(改訂版)」、鶏卵肉情報センター発行、2005年Takeshi Ito, supervised by ATP wiping inspection study group, "New Sanitation Management Act ATP wiping inspection (revised version)", published by Chicken Egg Information Center, 2005

しかしながら、従来の穀粉の判別方法(特許文献1等)および成分分布可視化方法(特許文献2と特許文献3等)においては、蛍光指紋を測定し解析することにより、煩雑な前処理を不要にすることができるものの、蛍光指紋から危害要因を検知することについては考慮していないという問題点を有していた。   However, in conventional methods for discriminating flour (Patent Document 1, etc.) and component distribution visualization methods (Patent Document 2, Patent Document 3, etc.), measuring and analyzing fluorescent fingerprints eliminates the need for complicated preprocessing. However, there is a problem in that it does not consider the detection of the harmful factor from the fluorescent fingerprint.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、蛍光指紋を測定し解析することにより、煩雑な前処理を不要にし、迅速かつ容易に危害要因を定量することができる危害要因定量方法、危害要因定量装置、および、プログラムを提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above problems, and by measuring and analyzing a fluorescent fingerprint, a complicated pretreatment is unnecessary, and a hazard factor quantification method capable of quickly and easily quantifying a hazard factor, It is an object to provide a hazard factor determination device and a program.

このような目的を達成するため、本発明の危害要因定量方法は、測定対象物から危害要因を定量する危害要因定量方法であって、前記測定対象物が粉体の場合に粉砕装置を用いて当該測定対象物を微粉砕に均一化する均一化工程、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、前記測定対象物の蛍光強度を測定して、前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得工程、および、前記蛍光指紋情報取得工程にて取得した前記蛍光指紋情報に対して多変量解析を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量する危害要因定量工程、を含み、前記蛍光指紋情報取得工程にて、前記均一化工程にて前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得し、更に、取得された前記蛍光指紋情報から目的とする蛍光指紋以外のノイズ情報を除去して、前記測定対象物に含まれる前記危害要因の特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、前記危害要因定量工程にて、抽出された前記蛍光指紋情報から得られる行列データを並び替えて、連続した1次元ベクトルに変更し、前記1次元ベクトルに変更された蛍光指紋情報に対して、前記多変量解析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the hazard factor quantification method of the present invention is a hazard factor quantification method for quantifying a hazard factor from a measurement object, and when the measurement object is a powder, a pulverizer is used. A homogenization step for homogenizing the measurement object into fine pulverization, while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range, Fluorescence fingerprint information acquisition step of measuring fluorescence intensity and acquiring fluorescence fingerprint information of the measurement object, and performing multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition step, based on the results of the multivariate analysis comprises hazard quantification step, of quantifying the hazard from the measurement object, in the fluorescent fingerprint information acquisition step, it is equalized to the finely pulverized by the homogenizing step The acquired fluorescence fingerprint information of the measurement object, further, by removing the noise information other than fluorescent fingerprint of interest from the fluorescent fingerprint information acquired, representing features of the hazards contained in the measurement object Only the fluorescence fingerprint information is extracted, and in the hazard factor determination step, the matrix data obtained from the extracted fluorescence fingerprint information is rearranged to be changed to a continuous one-dimensional vector, and changed to the one-dimensional vector. The amount of the hazard factor is estimated by performing the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the hazard factor is quantified from the measurement object based on the quantified result of the estimated hazard factor. It is characterized by.

また、本発明の危害要因定量方法は、上記記載の危害要因定量方法において、前記危害要因定量工程にて、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification method of the present invention, the hazards by performing the hazards quantification method described above, in the hazard quantification step, the PLS regression analysis as the multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information And the amount of the hazard is quantified from the measurement object based on the quantitative result of the estimated hazard.

また、本発明の危害要因定量方法は、上記記載の危害要因定量方法において、前記危害要因定量工程にて、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた前記危害要因の主成分得点の分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification method of the present invention, the hazards quantification method described above, in the hazard quantification step, the principal component analysis is performed as the multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information, the main component analysis The hazard factor is quantified from the measurement object based on the distribution of the main component score of the hazard factor obtained by the above.

また、本発明の危害要因定量方法は、上記記載の危害要因定量方法において、前記危害要因定量工程にて、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた前記危害要因の判別スコアの分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification method of the present invention, obtained in hazards quantification method described above, in the hazard quantification step, performed discriminant analysis as the multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information, by the discrimination analysis The harm factor is quantified from the measurement object based on the distribution of the hazard factor discrimination score.

また、本発明の危害要因定量方法は、上記記載の危害要因定量方法において、前記危害要因は、カビ毒および/またはATPであること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification method of the present invention, the hazards quantification method described above, the hazard, it is mycotoxin and / or ATP, and said.

また、本発明の危害要因定量方法は、上記記載の危害要因定量方法において、前記カビ毒は、デオキシニバレノール、ニバレノール、および、ゼアラレノンのうち少なくとも1つであること、を特徴とする。 The hazard factor quantification method of the present invention is characterized in that, in the hazard factor quantification method described above, the mold toxin is at least one of deoxynivalenol, nivalenol, and zearalenone.

また、本発明の危害要因定量方法は、上記記載の危害要因定量方法において、前記測定対象物は、麦、トウモロコシ、食品残渣、および、微生物のうち少なくとも1つであること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification method of the present invention, the hazards quantification method described above, the measurement object, wheat, corn, food residues, and it is at least one microorganism, characterized by.

また、本発明の危害要因定量方法は、上記記載の危害要因定量方法において、前記測定対象物が粉体の場合、粉砕装置を用いて当該測定対象物を微粉砕に均一化する均一化工程、を更に含み、前記蛍光指紋情報取得工程にて、前記均一化工程にて前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得すること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification method of the present invention, the hazards quantification method described above, when the measurement object is a powder, homogenizing step for uniformizing the milling the measurement object using the grinding apparatus, In the fluorescent fingerprint information acquisition step, the fluorescent fingerprint information of the measurement object that has been homogenized into the fine pulverization in the homogenization step is acquired.

また、本発明の危害要因定量装置は、測定対象物に所定の励起波長を照射する分光照明装置と、所定の蛍光波長で前記測定対象物を計測する分光検出装置と、前記測定対象物が粉体の場合に当該測定対象物を微粉砕に均一化する粉砕装置と、を備えた、前記測定対象物から危害要因を定量する危害要因定量装置であって、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、前記測定対象物の蛍光強度を測定して、前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得部、および、前記蛍光指紋情報取得部により取得した前記蛍光指紋情報に対して多変量解析を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量する危害要因定量部、を備え、前記蛍光指紋情報取得部は、前記粉砕装置により前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得し、更に、取得された前記蛍光指紋情報から目的とする蛍光指紋以外のノイズ情報を除去して、前記測定対象物に含まれる前記危害要因の特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、前記危害要因定量部は、抽出された前記蛍光指紋情報から得られる行列データを並び替えて、連続した1次元ベクトルに変更し、前記1次元ベクトルに変更された蛍光指紋情報に対して、前記多変量解析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量することを特徴とする。 Further, the hazard factor quantification device of the present invention includes a spectral illumination device that irradiates a measurement target with a predetermined excitation wavelength, a spectral detection device that measures the measurement target with a predetermined fluorescence wavelength, and the measurement target is a powder. A hazard factor quantifying device for quantifying a hazard factor from the measurement object, comprising a pulverizing device for homogenizing the measurement object into fine pulverization in the case of a body , the predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence Fluorescence fingerprint information acquisition unit for measuring the fluorescence intensity of the measurement object while gradually changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a wavelength range, and acquiring the fluorescence fingerprint information of the measurement object, And a hazard factor quantification unit that performs multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information acquired by the fluorescence fingerprint information acquisition unit, and quantifies the hazard factor from the measurement object based on the result of the multivariate analysis, Wherein the fluorescent fingerprint information acquisition unit, the pulverizing device by acquires fluorescence fingerprint information homogenized the measurement object in the milling, further, other than the fluorescent fingerprint of interest from the fluorescent fingerprint information acquired Noise information is extracted, and only the fluorescence fingerprint information representing the characteristics of the hazard included in the measurement object is extracted, and the hazard factor quantification unit obtains matrix data obtained from the extracted fluorescence fingerprint information. Rearranging, changing to a continuous one-dimensional vector, estimating the amount of the hazard by performing the multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information changed to the one-dimensional vector, the estimated the The hazard factor is quantified from the measurement object based on a quantitative result of the hazard factor.

また、本発明の危害要因定量装置は、上記記載の危害要因定量装置において、前記危害要因定量部は、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification device of the present invention, the hazards quantification device described above, the hazard quantifying section, the as the multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information of the hazards by performing PLS regression analysis An amount is estimated, and the hazard factor is quantified from the measurement object based on the estimated quantitative result of the hazard factor.

また、本発明の危害要因定量装置は、上記記載の危害要因定量装置において、前記危害要因定量部は、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた前記危害要因の主成分得点の分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification device of the present invention, the hazards quantification device described above, the hazard quantification unit performs principal component analysis as said multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information, by the principal component analysis The hazard factor is quantified from the measurement object based on the obtained distribution of the main component scores of the hazard factor.

また、本発明の危害要因定量装置は、上記記載の危害要因定量装置において、前記危害要因定量部は、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた前記危害要因の判別スコアの分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification device of the present invention, the hazards quantification device described above, the hazard quantification unit performs discriminant analysis as the multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information, obtained by the discriminant analysis Further, the hazard factor is quantified from the measurement object based on the distribution of the discrimination score of the hazard factor.

また、本発明の危害要因定量装置は、上記記載の危害要因定量装置において、前記危害要因は、カビ毒および/またはATPであること、を特徴とする。 Furthermore, hazards quantification device of the present invention, the hazards quantification device described above, the hazard, it is mycotoxin and / or ATP, and said.

また、本発明の危害要因定量装置は、上記記載の危害要因定量装置において、前記カビ毒は、デオキシニバレノール、ニバレノール、および、ゼアラレノンのうち少なくとも1つであること、を特徴とする。 The hazard factor quantification device of the present invention is characterized in that, in the hazard factor quantification device described above, the mold poison is at least one of deoxynivalenol, nivalenol, and zearalenone.

また、本発明の危害要因定量装置は、上記記載の危害要因定量装置において、前記測定対象物は、麦、トウモロコシ、食品残渣、および、微生物のうち少なくとも1つであること、を特徴とする。 The hazard factor quantification apparatus of the present invention is characterized in that, in the hazard factor quantification device described above, the measurement object is at least one of wheat, corn, food residue, and microorganism.

また、本発明の危害要因定量装置は、上記記載の危害要因定量装置において、前記測定対象物が粉体の場合、当該測定対象物を微粉砕に均一化する粉砕装置、を更に備え、前記蛍光指紋情報取得部は、前記粉砕装置により前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得すること、を特徴とする。 Further, the hazard factor quantification device of the present invention further includes a pulverization device that homogenizes the measurement object into fine pulverization when the measurement object is a powder in the hazard factor quantification device described above. The fingerprint information acquisition unit acquires fluorescent fingerprint information of the measurement object that has been uniformized into the fine pulverization by the pulverizer.

また、本発明のプログラムは、測定対象物に所定の励起波長を照射する分光照明装置と、所定の蛍光波長で前記測定対象物を計測する分光検出装置と、前記測定対象物が粉体の場合に当該測定対象物を微粉砕に均一化する粉砕装置と、を備えた、前記測定対象物から危害要因を定量する危害要因定量装置に実行させるためのプログラムであって、前記危害要因定量装置において、前記粉砕装置を用いて前記測定対象物を微粉砕に均一化する均一化工程、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、前記測定対象物の蛍光強度を測定して、前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得工程、および、前記蛍光指紋情報取得工程にて取得した前記蛍光指紋情報に対して多変量解析を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量する危害要因定量工程、を実行させ、前記蛍光指紋情報取得工程にて、前記均一化工程にて前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得し、更に、取得された前記蛍光指紋情報から目的とする蛍光指紋以外のノイズ情報を除去して、前記測定対象物に含まれる前記危害要因の特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、前記危害要因定量工程にて、抽出された前記蛍光指紋情報から得られる行列データを並び替えて、連続した1次元ベクトルに変更し、前記1次元ベクトルに変更された蛍光指紋情報に対して、前記多変量解析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量することを特徴とする。 Further, the program of the present invention includes a spectroscopic illumination device that irradiates a measurement object with a predetermined excitation wavelength, a spectroscopic detection device that measures the measurement object with a predetermined fluorescence wavelength, and a case where the measurement object is powder. to the milling device to equalize the measurement object pulverisation, with a, a program to be executed by the hazard quantification device for quantifying the hazard from the measurement object, in the hazard quantification device A homogenization step of homogenizing the measurement object into fine pulverization using the pulverizer , and changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range. While measuring the fluorescence intensity of the measurement object, the fluorescence fingerprint information acquisition step of acquiring the fluorescence fingerprint information of the measurement object, and the fluorescence finger acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition step Performs multivariate analysis on the information, based on the result of the multivariate analysis, hazards quantitative quantifying the hazard from the measurement object, is run at the fluorescent fingerprint information acquisition step, wherein Obtain fluorescent fingerprint information of the measurement object that has been homogenized into the fine pulverization in a homogenization step, further remove noise information other than the target fluorescent fingerprint from the acquired fluorescent fingerprint information, Only the fluorescent fingerprint information representing the characteristics of the hazard included in the measurement object is extracted, and the matrix data obtained from the extracted fluorescent fingerprint information is rearranged in the hazard factor quantification step, and the continuous one-dimensional The amount of the harm factor is estimated by performing the multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information changed to the one-dimensional vector, and based on the quantified result of the estimated hazard factor. Te, wherein the quantifying the hazard from the measurement object.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記危害要因定量工程にて、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 The program of the present invention estimates the amount of the hazard factor by performing PLS regression analysis as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information in the hazard factor quantification step in the program described above. The hazard factor is quantified from the measurement object based on the estimated quantitative result of the hazard factor.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記危害要因定量工程にて、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた前記危害要因の主成分得点の分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 Further, the program of the present invention is the program described above, wherein in the hazard factor determination step, the fluorescent fingerprint information is subjected to principal component analysis as the multivariate analysis, and the harm obtained by the principal component analysis is performed. The hazard factor is quantified from the measurement object based on the distribution of the main component score of the factor.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記危害要因定量工程にて、前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた前記危害要因の判別スコアの分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、を特徴とする。 Further, in the program according to the present invention, the program of the present invention performs discriminant analysis as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information in the hazard factor quantifying step, and the hazard factor obtained by the discriminant analysis is analyzed. The risk factor is quantified from the measurement object based on the distribution of the discrimination score.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記危害要因は、カビ毒および/またはATPであること、を特徴とする。   The program of the present invention is characterized in that, in the above program, the harm factor is mold poison and / or ATP.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記カビ毒は、デオキシニバレノール、ニバレノール、および、ゼアラレノンのうち少なくとも1つであること、を特徴とする。   The program of the present invention is characterized in that, in the above program, the mold toxin is at least one of deoxynivalenol, nivalenol, and zearalenone.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記測定対象物は、麦、トウモロコシ、食品残渣、および、微生物のうち少なくとも1つであること、を特徴とする。   The program according to the present invention is characterized in that, in the program described above, the measurement object is at least one of wheat, corn, food residue, and microorganism.

また、本発明のプログラムは、上記記載のプログラムにおいて、前記測定対象物が粉体の場合、粉砕装置を用いて当該測定対象物を微粉砕に均一化する均一化工程、を更に実行させ、前記蛍光指紋情報取得工程にて、前記均一化工程にて前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得すること、を特徴とする。   Further, the program of the present invention further executes a homogenization step of homogenizing the measurement object into fine pulverization using a pulverizer when the measurement object is a powder in the program described above, In the fluorescent fingerprint information acquisition step, fluorescent fingerprint information of the measurement object that has been homogenized into the fine pulverization in the homogenization step is acquired.

この発明によれば、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、測定対象物の蛍光強度を測定して、測定対象物の蛍光指紋情報を取得し、取得した蛍光指紋情報に対して多変量解析を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、測定対象物から危害要因を検知するので、蛍光指紋を測定し解析することにより、煩雑な前処理を不要にし、迅速かつ容易に危害要因を検知することができるという効果を奏する。これにより、本発明は、この蛍光指紋を利用して、膨大なデータから目的とする危害要因の蛍光情報のみを非破壊で計測して抽出し、危害要因の量の定量や有無の判別まで行うことができるという効果を奏する。   According to the present invention, the fluorescence intensity of the measurement object is measured while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range. Fluorescent fingerprint information is acquired, multivariate analysis is performed on the acquired fluorescent fingerprint information, and based on the result of the multivariate analysis, a harmful factor is detected from the measurement object, so the fluorescent fingerprint is measured and analyzed. As a result, it is possible to eliminate the need for complicated preprocessing and to quickly and easily detect the hazard factor. In this way, the present invention uses this fluorescent fingerprint to measure and extract only the fluorescence information of the target harm factor from the enormous data in a non-destructive manner, and performs the determination of the amount of the hazard factor and the presence / absence determination. There is an effect that can be.

また、この発明によれば、危害要因の検知において、蛍光指紋情報に対して多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで危害要因の量を推定し、当該推定された危害要因の定量結果に基づいて、測定対象物から危害要因を検知するので、蛍光指紋から迅速かつ容易に危害要因の量を定量することができるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, in the detection of the hazard factor, the amount of the hazard factor is estimated by performing PLS regression analysis as multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information, and based on the quantitative result of the estimated hazard factor. Thus, since the hazard factor is detected from the measurement object, the amount of the hazard factor can be quantified quickly and easily from the fluorescent fingerprint.

また、この発明によれば、危害要因の検知において、蛍光指紋情報に対して多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた危害要因の主成分得点の分布に基づいて、測定対象物から危害要因を検知するので、蛍光指紋から迅速かつ容易に危害要因の有無を判別することができるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, in the detection of the hazard factor, the principal component analysis is performed as multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information, and based on the distribution of the principal component score of the hazard factor obtained by the principal component analysis, Since the hazard factor is detected from the measurement object, it is possible to quickly and easily determine the presence or absence of the hazard factor from the fluorescent fingerprint.

また、この発明によれば、危害要因の検知において、蛍光指紋情報に対して多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた危害要因の判別スコアの分布に基づいて、測定対象物から危害要因を検知するので、蛍光指紋から迅速かつ容易に危害要因の有無を判別することができるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, in the detection of the hazard factor, the discriminant analysis is performed as a multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the measurement object is based on the distribution of the hazard factor discrimination score obtained by the discriminant analysis Therefore, it is possible to quickly and easily determine the presence or absence of a hazard factor from a fluorescent fingerprint.

また、この発明によれば、危害要因は、カビ毒および/またはATPであるので、蛍光指紋から迅速かつ容易に、有害なカビ毒および/または危害をもたらす微生物の栄養源となるATPを検知することができるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, since the harm factor is mold poison and / or ATP, ATP that is a nutrient source of microorganisms that cause harmful mold poison and / or harm is detected quickly and easily from the fluorescent fingerprint. There is an effect that can be.

また、この発明によれば、カビ毒は、デオキシニバレノール、ニバレノール、および、ゼアラレノンのうち少なくとも1つであるので、蛍光指紋から迅速かつ容易にカビ毒のうち特に有害な3種のカビ毒の個別量または総量を正確に検知することができるという効果を奏する。   In addition, according to the present invention, the mold toxin is at least one of deoxynivalenol, nivalenol, and zearalenone. There is an effect that the amount or the total amount can be accurately detected.

また、この発明によれば、測定対象物は、麦、トウモロコシ、食品残渣、および、微生物のうち少なくとも1つであるので、有害なカビ毒の汚染対象となる麦およびトウモロコシ、ならびに、危害をもたらす微生物の栄養源(ATP)を含む食品残渣およびその微生物自体を、測定対象物として、蛍光指紋から迅速かつ容易に危害要因(例えば、カビ毒、ATP等)を検知することができるという効果を奏する。   In addition, according to the present invention, since the measurement object is at least one of wheat, corn, food residue, and microorganisms, wheat and corn that are contaminated with harmful mold poisons, and harm are caused. The food residue containing the nutrient source (ATP) of the microorganism and the microorganism itself can be used as an object to be measured, and the harmful factor (for example, mold poison, ATP, etc.) can be detected quickly and easily from the fluorescent fingerprint. .

また、この発明によれば、測定対象物が粉体の場合、粉砕装置を用いて当該測定対象物を微粉砕に均一化し、蛍光指紋情報の取得において、微粉砕に均一化された測定対象物の蛍光指紋情報を取得するので、測定対象物が発する蛍光強度のばらつきを軽減でき、これにより、危害要因の検知、定量、判別における精度を向上させることができるという効果を奏する。   Further, according to the present invention, when the measurement object is powder, the measurement object is homogenized into fine pulverization using a pulverizer, and the measurement object is homogenized into fine pulverization in the acquisition of fluorescent fingerprint information. Since the fluorescence fingerprint information is acquired, it is possible to reduce the variation in the fluorescence intensity emitted from the measurement object, thereby improving the accuracy in the detection, quantification, and discrimination of the hazard factor.

図1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. 1 is a diagram showing an example of a fluorescent fingerprint as a contour graph of three-dimensional data. 図2は、図1の蛍光指紋の一例を平面的に表した俯瞰図である。FIG. 2 is a bird's-eye view showing an example of the fluorescent fingerprint of FIG. 図3は、本実施形態における危害要因定量方法の処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing of the harm factor quantification method in the present embodiment. 図4は、測定対象物の蛍光指紋の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a fluorescent fingerprint of a measurement object. 図5は、多変量解析前に蛍光指紋に対して行われるデータ前処理の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of data preprocessing performed on a fluorescent fingerprint before multivariate analysis. 図6は、多変量解析の一例としてPLS回帰分析の概要を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an outline of PLS regression analysis as an example of multivariate analysis. 図7は、本実施形態の危害要因定量装置の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the hazard factor quantification apparatus of the present embodiment. 図8は、蛍光指紋取得装置の一例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a fluorescent fingerprint acquisition apparatus. 図9は、4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉の化学分析値(平均)を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing chemical analysis values (average) of mold-contaminated flour at four types of contamination (low, medium, high, and straw). 図10は、カビ汚染小麦粉(汚染程度:低)の蛍光指紋を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing fluorescent fingerprints of mold-contaminated flour (contamination level: low). 図11は、カビ汚染小麦粉(汚染程度:中)の蛍光指紋を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing fluorescent fingerprints of mold-contaminated flour (contamination level: medium). 図12は、カビ汚染小麦粉(汚染程度:高)の蛍光指紋を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing fluorescent fingerprints of mold-contaminated flour (contamination level: high). 図13は、カビ汚染小麦粉(汚染程度:甚)の蛍光指紋を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing fluorescent fingerprints of mold-contaminated flour (contamination level: straw). 図14は、PLS回帰分析によるカビ汚染小麦粉中のデオキシニバレノール(DON)濃度の定量結果を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a quantitative result of deoxynivalenol (DON) concentration in mold-contaminated wheat flour by PLS regression analysis. 図15は、PLS回帰分析によるカビ汚染小麦粉中のニバレノール(NIV)濃度の定量結果を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a quantitative result of nivalenol (NIV) concentration in mold-contaminated wheat flour by PLS regression analysis. 図16は、PLS回帰分析によるカビ汚染小麦粉中のゼアラレノン(ZEA)濃度の定量結果を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a quantitative result of zearalenone (ZEA) concentration in mold-contaminated wheat flour by PLS regression analysis. 図17は、主成分分析によるカビ汚染小麦粉中のデオキシニバレノール(DON)の主成分得点の分布を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the distribution of the main component score of deoxynivalenol (DON) in mold-contaminated wheat flour by principal component analysis. 図18は、判別分析によるカビ汚染小麦粉中のデオキシニバレノール(DON)の判別スコアの分布を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the distribution of deoxynivalenol (DON) discrimination scores in mold-contaminated flour by discriminant analysis. 図19は、PLS回帰分析によるATP水溶液中のATP濃度の定量結果を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing the quantification result of the ATP concentration in the ATP aqueous solution by PLS regression analysis. 図20は、PLS回帰分析によるステンレス板上のATP塗布濃度の定量結果を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a quantitative result of the ATP coating concentration on the stainless steel plate by PLS regression analysis. 図21は、判別分析によるステンレス上に塗布されたATPの判別スコアの分布を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a distribution of discriminant scores of ATP applied on stainless steel by discriminant analysis. 図22は、ステンレス板上のATP汚染度の判別結果を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing the discrimination result of the degree of ATP contamination on the stainless steel plate.

以下に、本発明の実施の形態にかかる〔I〕危害要因定量方法および〔II〕危害要因定量装置およびプログラムの好適な実施の形態の例を、図1〜図8を参照し詳細に説明する。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。 Examples of preferred embodiments of [I] hazard factor quantification method and [II] hazard factor quantification apparatus and program according to embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. . Note that the present invention is not limited to the embodiments.

〔I〕危害要因定量方法
まず、図1および図2を参照し、蛍光指紋について説明する。ここで、図1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。また、図2は、図1の蛍光指紋の一例を平面的に表した俯瞰図である。
[I] Hazardous Factor Quantification Method First, fluorescent fingerprints will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a diagram showing an example of a fluorescent fingerprint as a contour graph of three-dimensional data. FIG. 2 is a bird's-eye view showing an example of the fluorescent fingerprint of FIG.

本実施形態において、「蛍光指紋」とは、図1に示すように、測定対象物に照射する励起波長λEx、測定対象物から発する発光の蛍光波長λEm、測定対象物の蛍光強度IEx,Em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。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the “fluorescence fingerprint” refers to an excitation wavelength λ Ex irradiating the measurement object, a fluorescence wavelength λ Em of light emitted from the measurement object, and a fluorescence intensity I Ex of the measurement object. , Em is a contour graph of three-dimensional data composed of three axes.

また、図2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。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、さらに吸光度に比べ感度が高い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汎用されている手法である。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。   Further, as shown in FIG. 2, the “fluorescence fingerprint” can be represented in a plane by plotting the fluorescence intensity at each point in a contour line with the horizontal axis representing the fluorescence wavelength and the vertical axis representing the excitation wavelength. Fluorescent fingerprints have the advantages of being able to characterize the measurement object without pretreatment such as fluorescent staining, being easy to operate and measuring in a short time, and having higher sensitivity than absorbance. Therefore, it is a widely used technique for analysis of the internal structure of food, etc., measurement of suspended matters in the atmosphere, and identification of dye raw materials. Thus, since the “fluorescence fingerprint” is fluorescence information unique to a component having a large amount of three-dimensional information, the measurer can identify the component by using the fluorescence fingerprint and Destructive measurement is possible.

以下、本危害要因定量方法の処理の一例について、図3のフローチャートに沿って適宜図4〜図6を参照しつつ説明する。ここで、図3は、本実施形態における危害要因定量方法の処理の一例を示すフローチャートである。 Hereinafter, an example of the processing of the hazard factor quantification method will be described along the flowchart of FIG. 3 with reference to FIGS. 4 to 6 as appropriate. Here, FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing of the hazard factor quantification method in the present embodiment.

図3に示すように、本危害要因定量方法において、まず前提として危害要因の検知対象となる測定対象物が測定者により準備される(ステップS1)。ここで、ステップS1において、測定者は、測定対象物が粉体の場合、粉砕装置を用いて当該測定対象物を微粉砕に均一化する均一化工程を行ってもよい。 As shown in FIG. 3, in this hazard factor quantification method, a measurement object to be detected as a hazard factor is first prepared by a measurer as a premise (step S1). Here, in step S <b> 1, when the measurement object is powder, the measurer may perform a homogenization step of homogenizing the measurement object into fine pulverization using a pulverizer.

ここで、本実施形態において、「測定対象物」とは、蛍光指紋を用いて危害要因を検知する際の測定対象である試料を意味する。一例として、測定対象物は、例えば、麦(例えば、小麦、大麦、燕麦、ライ麦等)、トウモロコシ(例えば、スイートコーン(甘種)、ポップコーン(爆裂種)、フリントコーン(硬粒種)、ワキシーコーン(もち種)、デントコーン(馬歯種))、食品残渣、および、微生物(Fusarium菌等)のうち少なくとも1つであってもよい。ここで、Fusarium菌は、主に麦・トウモロコシ類などの穀物を汚染する微生物であり、穀物の収量を低下させる赤カビ病を発症させる菌である。なお、本実施形態において、測定対象物は、これらに限定されず、蛍光指紋を用いて危害要因を検知可能なその他の試料であってもよい。   Here, in this embodiment, the “measurement object” means a sample that is a measurement object when a hazard factor is detected using a fluorescent fingerprint. As an example, the measurement object is, for example, wheat (for example, wheat, barley, buckwheat, rye, etc.), corn (for example, sweet corn (sweet seed), popcorn (explosive seed), flint corn (hard grain seed), waxy It may be at least one of corn (glutinous species), dent corn (horse teeth species)), food residues, and microorganisms (such as Fusarium). Here, Fusarium bacteria are microorganisms that mainly contaminate grains such as wheat and corn, and are bacteria that cause red mold disease that reduces the yield of grains. In the present embodiment, the measurement object is not limited to these, and may be another sample capable of detecting a hazard factor using a fluorescent fingerprint.

また、本実施形態において、検知対象となる「危害要因」は、カビ毒および/またはATPであってもよい。ここで、本実施形態において、カビ毒は、デオキシニバレノール(DON)、ニバレノール(NIV)、および、ゼアラレノン(ZEA)のうち少なくとも1つであってもよい。これらのカビ毒は、Fusarium属の汚染により産出されるカビ毒であり、摂取した人間や家畜に、吐き気、嘔吐、腹痛、めまい、下痢、頭痛などを誘因する急性毒性を有する。そのため、例えば、小麦中のデオキシニバレノール(DON)は、暫定基準値が1.1ppmに規定されている。   In the present embodiment, the “hazardous factor” to be detected may be mold poison and / or ATP. Here, in this embodiment, the mold venom may be at least one of deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV), and zearalenone (ZEA). These mold toxins are produced by contamination of the genus Fusarium, and have acute toxicity that induces nausea, vomiting, abdominal pain, dizziness, diarrhea, headaches, etc. in humans and livestock ingested. Therefore, for example, deoxynivalenol (DON) in wheat has a provisional reference value of 1.1 ppm.

また、本実施形態において、ATP(アデノシン三リン酸)は、衛生管理を行うための指標である衛生管理指標の一つであり、当該衛生管理指標は、汚れ度または清浄度を示すものである。例えば、非特許文献2および3に記載の測定器(ルミテスターPD−20)では、衛生管理指標として、ATP量と比例する数値を表示している。なお、本発明では、蛍光指紋を利用して、衛生管理指標の一つであるATPの量を推定している。ここで、測定者は、例えば、微生物増殖の原因となる洗い残しが存在するが微生物が未だ増殖していない洗浄不良の状態であっても、ATPを検知することで、微生物増殖の潜在的な危険性を検出できる。この他の衛生管理指標としては、例えば、生菌数や、大腸菌群、大腸菌、黄色ブドウ球菌、腸炎ビブリオ、サルモネラ属菌等の微生物の菌数等が挙げられる。このように、衛生管理指標は、例えば、食品の製造・加工ラインの衛生管理者が、洗浄した場所に汚れ(例えば、食物残渣、菌、汚れ等)が残っていないか確認する際に用いられる。   Moreover, in this embodiment, ATP (adenosine triphosphate) is one of the hygiene management indexes that are indexes for performing hygiene management, and the hygiene management indexes indicate the degree of contamination or cleanliness. . For example, in the measuring device (Lumitester PD-20) described in Non-Patent Documents 2 and 3, a numerical value proportional to the amount of ATP is displayed as a hygiene management index. In the present invention, the amount of ATP, which is one of the hygiene management indexes, is estimated using fluorescent fingerprints. Here, for example, the measurer detects potential ATP by detecting ATP even in a poorly washed state where microorganisms have not yet grown, although there are unwashed residues that cause microorganism growth. Can detect danger. Examples of other hygiene management indicators include the number of viable bacteria and the number of microorganisms such as coliforms, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella, and the like. In this way, the hygiene management index is used when, for example, a hygiene manager of a food production / processing line confirms that dirt (for example, food residue, bacteria, dirt, etc.) remains in the cleaned place. .

なお、本実施形態において、危害要因は、これらに限定されず、蛍光指紋を用いて検知可能なものであれば良い。   In the present embodiment, the harm factor is not limited to these, and any factor that can be detected using a fluorescent fingerprint may be used.

具体的には、危害要因は、生物学的危害を加える要因となるものであってもよい。例えば、病原細菌、腐敗微生物、ウイルス、寄生虫、および、病原微生物のうち少なくとも1つであってもよい。ここで、病原細菌は、サルモネラ、腸炎ビブリオ、カンピロバクター、病原大腸菌(腸管出血性大腸菌O−157を含む)、黄色ブドウ球菌、ウエルシュ菌、セレウス菌、ボツリヌス菌、エリシニア・エンテロコリチカ、および、リステリア・モノサイトゲネスのうち少なくとも1つであってもよい。また、腐敗微生物は、バチルス、クロストリジウム、シュウドモナス、乳酸菌、および、酵母のうち少なくとも1つであってもよい。また、ウイルスは、ノロウイルスおよび/またはA型肝炎ウイルスであってもよい。また、寄生虫は、肝吸虫、横川吸虫、顎口虫、アニサキス、施尾線虫、トキソプラズマ、クリプトスポリジウム、サイクロスポラ、および、ジアルジアのうち少なくとも1つであってもよい。また、病原微生物は、赤痢菌、コレラ菌、および、Q熱リケッチアのうち少なくとも1つであってもよい。   Specifically, the harm factor may be a factor that causes biological harm. For example, it may be at least one of pathogenic bacteria, spoilage microorganisms, viruses, parasites, and pathogenic microorganisms. Here, the pathogenic bacteria are Salmonella, Vibrio parahaemolyticus, Campylobacter, pathogenic E. coli (including enterohemorrhagic E. coli O-157), Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Elysinia enterocolitica, and Listeria -It may be at least one of monocytogenes. The spoilage microorganism may be at least one of Bacillus, Clostridium, Pseudomonas, lactic acid bacteria, and yeast. The virus may also be norovirus and / or hepatitis A virus. Further, the parasite may be at least one of liver fluke, yokokawa fluke, jaw-and-mouth fluke, anisakis, tailed nematode, toxoplasma, cryptosporidium, cyclospora, and giardia. The pathogenic microorganism may be at least one of Shigella, Vibrio cholerae, and Q fever rickettsia.

また、危害要因は、化学的危害を加える要因となるものであってもよい。例えば、生物由来物質、人為的に添加されるもの、および、偶発的に存在するもののうち少なくとも1つであってもよい。ここで、生物由来物質は、カビ毒、貝毒、フグ毒、ソラニン、および、ヒスタミンのうち少なくとも1つであってもよい。また、人為的に添加されるものとしては、食品添加物が挙げられる。また、偶発的に存在するものとしては、殺虫剤、除草剤、指定外添加物、殺菌剤、潤滑油、塗料、および、洗剤のうち少なくとも1つであってもよい。   Further, the harm factor may be a factor causing chemical harm. For example, it may be at least one of a biological substance, an artificially added substance, and an incidental substance. Here, the biological substance may be at least one of mold poison, shellfish poison, puffer poison, solanine, and histamine. Moreover, food additive is mentioned as what is artificially added. Moreover, what is accidentally present may be at least one of an insecticide, a herbicide, an undesignated additive, a disinfectant, a lubricant, a paint, and a detergent.

また、危害要因は、物理的危害を加える要因となるものであってもよい。例えば、異物混入であってもよい。ここで、異物は、ガラス片、金属片、木片、プラスチック片、注射針、散弾破片、従事者由来の物品、糸、および、ワイヤのうち少なくとも1つであってもよい。   Further, the harm factor may be a factor that causes physical harm. For example, foreign matter may be mixed. Here, the foreign material may be at least one of a glass piece, a metal piece, a wood piece, a plastic piece, an injection needle, a shot piece, an article derived from a worker, a thread, and a wire.

そして、本危害要因定量方法では、次に蛍光指紋情報取得工程において、ステップS1にて測定者により準備された測定対象物の蛍光指紋を測定する(ステップS2)。すなわち、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、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、測定対象物における蛍光強度を測定して、蛍光指紋情報を取得する。ここで、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、ステップS1の均一化工程にて微粉砕に均一化された測定対象物の蛍光指紋情報を取得してもよい。すなわち、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、既存の分光蛍光光度計により、励起波長(例えば、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、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)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する。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。ここで、図4は、測定対象物の蛍光指紋の一例を示す図である。 In the hazard factor quantification method, next, in the fluorescence fingerprint information acquisition step, the fluorescence fingerprint of the measurement object prepared by the measurer in step S1 is measured (step S2). That is, in the fluorescence fingerprint information acquisition process of step S2, the fluorescence intensity in the measurement object is measured while changing the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed in a stepwise manner within a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range. Then, fluorescent fingerprint information is acquired. Here, in the fluorescent fingerprint information acquisition process of step S2, the fluorescent fingerprint information of the measurement object that has been homogenized and finely pulverized in the homogenization process of step S1 may be acquired. That is, in the fluorescence fingerprint information acquisition process in step S2, the excitation wavelength (for example, m wavelengths for each data acquisition interval of 10 nm within the measurement wavelength range of 200 to 900 nm) and the fluorescence wavelength are measured by an existing spectrofluorophotometer. While changing the combination of (for example, n wavelengths at a data acquisition interval of 10 nm in the measurement wavelength range of 200 to 900 nm), the fluorescence intensity of the measurement object is acquired under a total of m × n wavelength conditions. Here, the measurer may adjust the number of times of measurement (for example, three times for each sample). Here, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the fluorescent fingerprint of the measurement object.

このように、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、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 described above, in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S2, the fluorescence intensity is acquired for the measurement object under the m × n wavelength condition in which the combination of the excitation wavelength to be irradiated and the fluorescence wavelength to be observed is different, and the fluorescence fingerprint of the measurement object is acquired. Get information.

更に、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、次のステップS3の危害要因定量工程にて行われる多変量解析前に、取得された蛍光指紋に対してデータ前処理を行う。 Further, in the fluorescent fingerprint information acquisition process of step S2, data preprocessing is performed on the acquired fluorescent fingerprint before the multivariate analysis performed in the hazard factor determination process of the next step S3.

以下、図4および図5を参照し、多変量解析前に蛍光指紋に対して行われるデータ前処理について説明する。ここで、図5は、多変量解析前に蛍光指紋に対して行われるデータ前処理の一例を示す図である。   Hereinafter, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, data preprocessing performed on the fluorescent fingerprint before multivariate analysis will be described. Here, FIG. 5 is a diagram illustrating an example of data preprocessing performed on a fluorescent fingerprint before multivariate analysis.

図4に示すように、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において取得された蛍光指紋は、合計m×nの波長条件(例えば、5041波長条件)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、ノイズ情報(例えば、励起光の散乱光、その2次光、3次光、4次光等)を含んでいる。そのため、次のステップS3の危害要因定量工程において行われる多変量解析前に、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、ノイズ情報を除去するとともに、取得した高次元(例えば、5041波長条件)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(例えば、2063波長条件)の蛍光強度データにすることが望ましい。 As shown in FIG. 4, the fluorescent fingerprint acquired in the fluorescent fingerprint information acquisition step of step S2 includes high-dimensional fluorescent intensity data consisting of parameters of a total of m × n wavelength conditions (for example, 5041 wavelength conditions). Furthermore, noise information (for example, scattered light of excitation light, its secondary light, tertiary light, quaternary light, etc.) is included. Therefore, before the multivariate analysis performed in the hazard factor quantification process in the next step S3, the noise information is removed in the fluorescence fingerprint information acquisition process in step S2, and the acquired high-dimensional (for example, 5041 wavelength condition) fluorescence. It is desirable to use low-dimensional (for example, 2063 wavelength condition) fluorescence intensity data obtained by removing information other than the target fluorescence fingerprint from the intensity data.

そこで、図5に示すように、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、ノイズ情報となる励起光の錯乱光およびその2次光、3次光のデータ(例えば、図5(i)が示すデータ)を削除する。更に、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、蛍光波長が励起波長よりも短い範囲のデータ(例えば、図5(ii)が示すデータ)を除去する。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。なお、図示しないが、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、励起光源の輝度値が低い領域(例えば、励起波長240nm以下)のデータと、蛍光と検出器の感度が低い領域(例えば、蛍光波長800nm以上)のデータを削除してもよい。このように、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、測定対象物に含まれる危害要因の特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出する。   Therefore, as shown in FIG. 5, in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S <b> 2, excitation light confusion light that becomes noise information and its secondary light and tertiary light data (for example, data shown in FIG. 5 (i)). ) Is deleted. Further, in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S2, data in a range where the fluorescence wavelength is shorter than the excitation wavelength (for example, data shown in FIG. 5 (ii)) is removed. This is a process for analyzing only fluorescence intensity data of a fluorescence wavelength longer than the excitation wavelength because the fluorescence wavelength emitted from the measurement object is longer than the excitation wavelength. Although not shown in the drawing, in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S2, data of a region where the luminance value of the excitation light source is low (for example, excitation wavelength 240 nm or less) and a region where the sensitivity of fluorescence and detector is low (for example, fluorescence wavelength) (800 nm or more) data may be deleted. As described above, in the fluorescent fingerprint information acquisition step of step S2, only the fluorescent fingerprint information representing the characteristics of the harm factor included in the measurement object is extracted.

そして、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程において、図5に示すような蛍光指紋情報から得られる行列データを並び替えて、連続した1次元ベクトルに変更する。この1次元ベクトルに変更された蛍光指紋情報(例えば、2063個の蛍光強度データ)は、次のステップS3の危害要因定量工程において、多変量解析に用いられる。 Then, in the fluorescent fingerprint information acquisition step of step S2, the matrix data obtained from the fluorescent fingerprint information as shown in FIG. 5 is rearranged and changed to a continuous one-dimensional vector. The fluorescence fingerprint information changed to the one-dimensional vector (for example, 2063 fluorescence intensity data) is used for multivariate analysis in the hazard factor quantification step of the next step S3.

図3に戻り、本危害要因定量方法では、次に危害要因定量工程において、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程にて取得した測定対象物の蛍光指紋情報に対して多変量解析(例えば、PLS回帰分析、主成分分析、判別分析等)を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、測定対象物から危害要因を検知する(ステップS3)。 Returning to FIG. 3, in the hazard factor quantification method, in the hazard factor quantification step, multivariate analysis (for example, PLS regression) is performed on the fluorescence fingerprint information of the measurement object acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S <b> 2. Analysis, principal component analysis, discriminant analysis, etc.), and based on the result of the multivariate analysis, a hazard factor is detected from the measurement object (step S3).

具体的には、ステップS3の危害要因定量工程において、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程にて取得した蛍光指紋情報に対して多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで危害要因の量を推定し、当該推定された危害要因の定量結果(例えば、図14〜図17、図19および図20)に基づいて、測定対象物から危害要因を検知する。また、ステップS3の危害要因定量工程において、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程にて取得した蛍光指紋情報に対して多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた危害要因の主成分得点の分布(例えば、図17)に基づいて、測定対象物から危害要因を検知してもよい。また、ステップS3の危害要因定量工程において、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程にて取得した蛍光指紋情報に対して多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた危害要因の判別スコアの分布(例えば、図21)に基づいて、測定対象物から危害要因を検知してもよい。なお、本ステップS3の危害要因定量工程にて多変量解析の結果として得られた、危害要因の定量結果(例えば、図14〜図17、図19および図20)、危害要因の主成分得点の分布(例えば、図17)、および、危害要因の判別スコアの分布(例えば、図19)の一例については、後述の実施例において詳細に説明する。 Specifically, in the hazard factor quantification step in step S3, the amount of the hazard factor is estimated by performing PLS regression analysis as a multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition step in step S2. Based on the quantified result of the estimated hazard factor (for example, FIG. 14 to FIG. 17, FIG. 19 and FIG. 20), the hazard factor is detected from the measurement object. Further, in the hazard factor quantification process of step S3, principal component analysis is performed as multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition process of step S2, and the hazard factor obtained by the principal component analysis is determined. Based on the distribution of the main component scores (for example, FIG. 17), the harm factor may be detected from the measurement object. Further, in the hazard factor quantification step of step S3, the fluorescence fingerprint information acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S2 is subjected to discriminant analysis as multivariate analysis, and the hazard factor discrimination score obtained by the discriminant analysis is obtained. Based on the distribution (for example, FIG. 21), a hazard factor may be detected from the measurement object. The hazard factor quantification results (for example, FIGS. 14 to 17, 19, and 20) obtained as a result of the multivariate analysis in the hazard factor quantification step of step S 3, the principal component scores of the hazard factors are obtained. An example of the distribution (for example, FIG. 17) and the distribution of the hazard factor discrimination score (for example, FIG. 19) will be described in detail in an embodiment described later.

ここで、図6を参照して、ステップS3の危害要因定量工程において行われる多変量解析の一例として、PLS回帰分析を行うことで危害要因の量を推定する処理について説明する。図6は、多変量解析の一例としてPLS回帰分析の概要を示す図である。 Here, with reference to FIG. 6, the process which estimates the quantity of a harm factor by performing PLS regression analysis as an example of the multivariate analysis performed in the hazard factor determination process of step S3 is demonstrated. FIG. 6 is a diagram showing an outline of PLS regression analysis as an example of multivariate analysis.

図6に示すように、ステップS3の危害要因定量工程において、まず、ステップS2の蛍光指紋情報取得工程にて取得した蛍光指紋情報(図6において、m×n個の蛍光強度データ)を説明変数とし、PLS(Partial Least Squares)のアルゴリズムに基づき、当該説明変数を潜在変数(図6において、T〜T)に変換し、当該潜在変数を回帰式に代入することで、目的変数の危害要因濃度(すなわち、危害要因の量)を推定する。そして、ステップS3の危害要因定量工程において、濃度未知の測定対象物の蛍光指紋情報を、既知または予め実測された危害要因に基づいて作成された検量線に当てはめて、測定対象物に含まれる危害要因の濃度を定量する。このように、本危害要因定量工程において、蛍光指紋情報(図6において、m×n個の蛍光強度データ)に対してPLS回帰分析を行うことで危害要因の量を推定し、当該推定された危害要因の定量結果(例えば、図14〜図17、図19および図20)に基づいて、測定対象物から危害要因を検知する。 As shown in FIG. 6, in the hazard factor determination step of step S3, first, the fluorescence fingerprint information (m × n fluorescence intensity data in FIG. 6) acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition step of step S2 is used as an explanatory variable. Based on the PLS (Partial Last Squares) algorithm, the explanatory variable is converted into a latent variable (T 1 to T k in FIG. 6), and the latent variable is substituted into the regression equation, thereby harming the target variable. Estimate the factor concentration (ie, the amount of the hazard). Then, in the hazard factor determination step of step S3, the fluorescence fingerprint information of the measurement object of unknown concentration is applied to a calibration curve created based on a known or previously measured hazard factor, and the hazard included in the measurement object Quantify the concentration of the factor. Thus, in the hazard factor determination step, the amount of the hazard factor is estimated by performing PLS regression analysis on the fluorescence fingerprint information (m × n fluorescence intensity data in FIG. 6), and the estimated Based on the quantification result of the hazard factor (for example, FIG. 14 to FIG. 17, FIG. 19 and FIG. 20), the hazard factor is detected from the measurement object.

なお、本実施形態において、S3の危害要因定量工程において行われる多変量解析の一例としてPLS回帰分析、主成分分析、および、判別分析を挙げたが、これらに限定されず、あらゆる統計解析処理を行ってもよい。 In this embodiment, PLS regression analysis, principal component analysis, and discriminant analysis are given as examples of multivariate analysis performed in the hazard factor determination step of S3. However, the present invention is not limited to these, and any statistical analysis processing is performed. You may go.

例えば、S3の危害要因定量工程において、統計解析処理を、多変量解析またはデータマイニングにより行ってもよい。また、S3の危害要因定量工程において、多変量解析またはデータマイニングを、データ構造分析、判別分析、パターン分類、多次元データ解析、回帰分析および学習機械のうち少なくとも1つの手法を用いて行ってもよい。また、S3の危害要因定量工程において、データ構造分析を、主成分分析、因子分析、対応分析および独立成分分析のうち少なくとも1つの手法を用いて行ってもよい。また、S3の危害要因定量工程において、判別分析を、線形判別分析または非線形判別分析の手法を用いて行ってもよい。また、S3の危害要因定量工程において、パターン分類を、クラスター分析または多次元尺度法で行ってもよい。また、S3の危害要因定量工程において、回帰分析を、線形回帰、非線形回帰または重回帰分析の手法を用いて行ってもよい。また、S3の危害要因定量工程において、学習機械は、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン、自己組織化マップ、集団学習および遺伝的アルゴリズムのうち少なくとも1つの手法を用いて行ってよい。 For example, in the hazard factor determination step of S3, the statistical analysis processing may be performed by multivariate analysis or data mining. Further, in the hazard factor determination step of S3, multivariate analysis or data mining may be performed using at least one method of data structure analysis, discriminant analysis, pattern classification, multidimensional data analysis, regression analysis, and learning machine. Good. Further, in the hazard factor determination step of S3, the data structure analysis may be performed using at least one technique among principal component analysis, factor analysis, correspondence analysis, and independent component analysis. Further, in the hazard factor determination step of S3, the discriminant analysis may be performed using a linear discriminant analysis method or a nonlinear discriminant analysis method. In the hazard factor determination step of S3, pattern classification may be performed by cluster analysis or multidimensional scaling. In the hazard factor determination step of S3, the regression analysis may be performed using a linear regression, nonlinear regression, or multiple regression analysis technique. In the hazard factor determination step of S3, the learning machine may perform at least one of a neural network, a support vector machine, a self-organizing map, group learning, and a genetic algorithm.

その他、本実施形態において、測定対象物、蛍光指紋の測定条件、統計解析方法等の各種条件については、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜選択できる。   In addition, in this embodiment, various conditions such as a measurement object, a measurement condition of a fluorescent fingerprint, and a statistical analysis method can be selected as appropriate without departing from the object of the present invention.

〔II〕危害要因検知装置
次に、本発明の危害要因検知装置の構成について図7および図8を参照し実施形態を例に挙げて説明する。なお、本発明の実施の形態における危害要因検知装置は、前述の本危害要因検知方法に好適に使用できるものであるが、本危害要因検知方法に用いる測定装置はこれに限定されるものではない。
[II] Hazard Factor Detection Device Next, the configuration of the hazard factor detection device of the present invention will be described with reference to FIG. 7 and FIG. In addition, although the hazard factor detection apparatus in embodiment of this invention can be used suitably for the above-mentioned hazard factor detection method mentioned above, the measuring apparatus used for this hazard factor detection method is not limited to this. .

ここで、図7は、本実施形態の危害要因定量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. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the hazard factor quantification apparatus of the present embodiment, and conceptually shows only the portion related to the present invention in the configuration.

図7に示すように、危害要因定量装置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。また、危害要因定量装置20は、蛍光指紋取得装置10で取得した蛍光指紋情報から、測定対象物13の危害要因を検知する装置であり、メモリ21、制御部23、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、危害要因定量装置20に測定条件等を入力する。なお、図示しないが、危害要因定量装置20は、測定対象物13を微粉砕に均一化する粉砕装置を備えていてもよい。ここで、粉砕装置は、例えば、粗粉砕装置、ハンマーミル粉砕装置、ジェットミル粉砕装置、サイクロンミル粉砕装置であってもよい。 As shown in FIG. 7, the hazard factor quantification apparatus 20 includes at least a fluorescent fingerprint acquisition apparatus 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. The hazard factor quantification device 20 is a device that detects the hazard factor of the measurement target 13 from the fluorescence fingerprint information acquired by the fluorescence fingerprint acquisition 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 hazard factor determination device 20 by using the keyboard / mouse 22. Although not shown, the hazard factor quantification device 20 may include a crushing device that uniformizes the measurement object 13 into fine crushing. Here, the pulverizer may be, for example, a coarse pulverizer, a hammer mill pulverizer, a jet mill pulverizer, or a cyclone mill pulverizer.

ここで、図8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. 8 is a block diagram showing an example of the fluorescence fingerprint acquisition apparatus 10, and conceptually shows only the part related to the present invention in the configuration.

図8に示すように、蛍光指紋取得装置10は、分光照明装置11および分光検出装置12を備えている。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。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。   As shown in FIG. 8, the fluorescent fingerprint acquisition apparatus 10 includes a spectral illumination device 11 and a spectral detection device 12. The spectroscopic 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 spectral illumination device 11 has excitation wavelength variable means for arbitrarily changing the excitation wavelength to be irradiated.

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の蛍光強度を取得し、蛍光強度情報を危害要因定量装置20に送信する装置である。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 is a device that acquires the fluorescence intensity of the measurement object 13 at a predetermined fluorescence wavelength and transmits the fluorescence intensity information to the hazard factor quantification apparatus 20. The spectroscopic detection device 12 selectively captures a specific fluorescence wavelength among the fluorescence emitted from the measurement object 13 and measures the fluorescence intensity. The spectroscopic detection device 12 includes fluorescence wavelength variable means for arbitrarily changing the observed fluorescence wavelength.

ここで、図7に戻り、危害要因定量装置20について説明する。 Here, returning to FIG. 7, the hazard factor quantification apparatus 20 will be described.

図7に示すように、危害要因定量装置20は、分光検出装置12の指紋検出装置124によって検出された蛍光指紋情報を取得し、図4および図5に示したデータ前処理により、解析に必要な蛍光指紋情報のみを抽出する(図7において、蛍光指紋情報取得部24−1による処理)。次いで、取得した測定対象物13の蛍光指紋情報に対して多変量解析(例えば、PLS回帰分析、主成分分析、判別分析等)を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、測定対象物13から危害要因を検知する(図7において、危害要因定量部24−2による処理)。 As shown in FIG. 7, the hazard factor quantification device 20 acquires the fluorescence fingerprint information detected by the fingerprint detection device 124 of the spectroscopic detection device 12, and is necessary for the analysis by the data preprocessing shown in FIGS. Only the fluorescent fingerprint information is extracted (in FIG. 7, the processing by the fluorescent fingerprint information acquisition unit 24-1). Next, multivariate analysis (for example, PLS regression analysis, principal component analysis, discriminant analysis, etc.) is performed on the acquired fluorescence fingerprint information of the measurement object 13, and the measurement object 13 is based on the result of the multivariate analysis. From FIG. 7, a hazard factor is detected (in FIG. 7, processing by the hazard factor quantification unit 24-2).

メモリ21は、指紋検出装置124から危害要因定量装置20へ転送され、計算処理部24の蛍光指紋情報取得部24−1により取得された蛍光指紋情報や、計算処理部24の危害要因定量部24−2により多変量解析を行う際に用いられる回帰式や判別式、多変量解析結果のコントロール(比較対照)として参照される予め実測された危害要因の濃度データ等を格納する。 The memory 21 is transferred from the fingerprint detection device 124 to the hazard factor quantification device 20, and the fluorescence fingerprint information acquired by the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1 of the calculation processing unit 24 or the hazard factor determination unit 24 of the calculation processing unit 24. -2 stores regression equations and discriminants used when performing multivariate analysis, concentration data of hazard factors measured in advance, which are referred to as a control (comparison control) of multivariate analysis results, and the like.

制御部23は、測定者の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 irradiates the spectral illumination device 11 with the excitation wavelength and the spectral detection device 12 so as to acquire the fluorescence fingerprint of the measurement object 13 with the excitation wavelength range, fluorescence wavelength range, and wavelength pitch input by the measurer. Gives an instruction to adjust the observed fluorescence wavelength, and instructs the calculation processing unit 24 to perform the process.

蛍光指紋取得装置10から転送された蛍光指紋情報は、危害要因定量装置20のメモリ21に格納される。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の蛍光指紋情報取得部24−1が、メモリ21に格納された蛍光指紋情報から、データ前処理により解析に必要な蛍光指紋情報を抽出する。次に、計算処理部24の危害要因定量部24−2は、抽出された蛍光指紋情報に対して、多変量解析を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、測定対象物から危害要因を検知する。 The fluorescent fingerprint information transferred from the fluorescent fingerprint acquisition apparatus 10 is stored in the memory 21 of the hazard factor quantification apparatus 20. When the measurer instructs the calculation processing unit 24 to perform processing through the keyboard / mouse 22, first, the fluorescent fingerprint information acquisition unit 24-1 of the calculation processing unit 24 uses the fluorescent fingerprint information stored in the memory 21. Fluorescent fingerprint information necessary for analysis is extracted by data preprocessing. Next, the hazard factor quantification unit 24-2 of the calculation processing unit 24 performs multivariate analysis on the extracted fluorescent fingerprint information, and based on the result of the multivariate analysis, the hazard factor is determined from the measurement object. Detect.

本実施形態において、計算処理部24の危害要因定量部24−2は、蛍光指紋情報に対して多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで危害要因の量を推定し、当該推定された危害要因の定量結果に基づいて、測定対象物から危害要因を検知してもよい。また、計算処理部24の危害要因定量部24−2は、蛍光指紋情報に対して多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた危害要因の主成分得点の分布に基づいて、測定対象物から危害要因を検知してもよい。また、計算処理部24の危害要因定量部24−2は、蛍光指紋情報に対して多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた危害要因の判別スコアの分布に基づいて、測定対象物から危害要因を検知してもよい。更に、計算処理部24の危害要因定量部24−2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、また、プリンタ(図示せず)を介して印刷してもよい。 In the present embodiment, the hazard factor quantification unit 24-2 of the calculation processing unit 24 estimates the amount of the hazard factor by performing PLS regression analysis as multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the estimated hazard factor. Based on the quantification result, a hazard factor may be detected from the measurement object. The hazard factor quantification unit 24-2 of the calculation processing unit 24 performs principal component analysis as multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information, and based on the distribution of the principal component scores of the hazard factors obtained by the principal component analysis. Thus, the hazard factor may be detected from the measurement object. Further, the hazard factor quantification unit 24-2 of the calculation processing unit 24 performs discriminant analysis as multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and performs measurement based on the distribution of the hazard factor discrimination score obtained by the discriminant analysis. A hazard may be detected from the object. Further, the hazard factor quantification unit 24-2 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 a printer (not shown). You may print via.

以下、図9〜図22を参照して本発明の実施例について説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. The present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
本実施例1において、図9に示すように、測定対象物として4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉を用いた。ここで、図9は、4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉の化学分析値(平均)を示す図である。具体的には、まず、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した。そして、危害要因定量部24−2の処理により、各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を行うことで危害要因(本実施例1において、カビ毒のDON、NIV、ZEA)の量を推定し、推定した危害要因の定量結果に基づいて、測定対象物から危害要因を検知した。以下、図10〜図16を参照して実施例1の詳細について説明する。
[Example 1]
In Example 1, as shown in FIG. 9, mold-contaminated flour at four types of contamination (low, medium, high, and straw) was used as the measurement object. Here, FIG. 9 is a diagram showing chemical analysis values (average) of mold-contaminated flour at four types of contamination (low, medium, high, and straw). Specifically, first, fluorescence fingerprint information of mold-contaminated flour at four types of contamination (low, medium, high, and straw) was acquired by the processing of the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1. Then, by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, the PLS regression analysis is performed on the fluorescence fingerprint information of each mold-contaminated flour, so that the hazard factors (DON, NIV, and ZEA of the mold poison in the first embodiment). The amount was estimated, and the hazard was detected from the measurement object based on the quantitative result of the estimated hazard. Details of the first embodiment will be described below with reference to FIGS.

(1−1.測定対象物の準備)
本実施例1において、測定対象物として4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉を用いた。そして、各カビ汚染小麦粉240mgを紛体セルに入れ、石英窓で封入した。なお、実施例1において準備したカビ汚染小麦粉サンプルは、合計60点(4汚染区×各15点)である。
(1-1. Preparation of measurement object)
In the present Example 1, mold-contaminated flour in four types of contamination (low, medium, high, and straw) was used as the measurement object. And each mold-contaminated wheat flour 240mg was put into the powder cell, and it enclosed with the quartz window. In addition, the mold-contaminated flour sample prepared in Example 1 is a total of 60 points (4 contaminated areas × 15 points each).

(1−2.蛍光指紋情報の取得)
続いて、各カビ汚染小麦粉240mgを封入した紛体セルを、蛍光指紋取得装置10(日立分光蛍光光度計F−7000)にセットした。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した。ここで、測定条件は、以下の通りである。
・計測波長範囲:励起波長(Ex)200〜900nm/蛍光波長(Em)200〜900nm
・データ取得間隔:10nm
(1-2. Acquisition of fluorescent fingerprint information)
Then, the powder cell which enclosed each mold-contaminated wheat flour 240mg was set to the fluorescence fingerprint acquisition apparatus 10 (Hitachi spectrofluorometer F-7000). And the fluorescence fingerprint information of each mold | contamination flour was acquired by the process of the fluorescence fingerprint information acquisition part 24-1. Here, the measurement conditions are as follows.
Measurement wavelength range: excitation wavelength (Ex) 200 to 900 nm / fluorescence wavelength (Em) 200 to 900 nm
-Data acquisition interval: 10 nm

具体的には、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により、図10〜図13に示す各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した(但し、図10〜図13に表示された蛍光指紋情報は、データ前処理を行う前のものである)。ここで、図10は、カビ汚染小麦粉(汚染程度:低)の蛍光指紋を示す図である。また、図11は、カビ汚染小麦粉(汚染程度:中)の蛍光指紋を示す図である。また、図12は、カビ汚染小麦粉(汚染程度:高)の蛍光指紋を示す図である。また、図13は、カビ汚染小麦粉(汚染程度:甚)の蛍光指紋を示す図である。   Specifically, the fluorescence fingerprint information of each mold-contaminated flour shown in FIGS. 10 to 13 was acquired by the processing of the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1 (however, the fluorescence fingerprint information displayed in FIGS. 10 to 13). Is before data preprocessing). Here, FIG. 10 is a diagram showing fluorescent fingerprints of mold-contaminated flour (contamination level: low). Moreover, FIG. 11 is a figure which shows the fluorescence fingerprint of mold-contaminated wheat flour (contamination degree: medium). FIG. 12 is a diagram showing fluorescent fingerprints of mold-contaminated flour (contamination level: high). Moreover, FIG. 13 is a figure which shows the fluorescence fingerprint of mold-contaminated flour (contamination degree: straw).

(1−3.危害要因の検知)
続いて、取得した各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を適用して、各カビ汚染小麦粉に含まれるカビ毒(本実施例1において、DON、NIV、ZEA)の濃度推定を行った。
(1-3. Detection of hazards)
Subsequently, PLS regression analysis is applied to the fluorescence fingerprint information of each acquired mold-contaminated flour to estimate the concentration of the mold poison (DON, NIV, ZEA in Example 1) contained in each mold-contaminated flour. went.

すなわち、危害要因定量部24−2の処理により、各カビ汚染小麦粉(汚染程度:低、中、高、甚)の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を行うことで危害要因(本実施例1において、カビ毒のDON、NIV、ZEA)の量を推定した。具体的には、危害要因定量部24−2の処理により、各カビ汚染小麦粉(汚染程度:低、中、高、甚)の蛍光指紋情報(すなわち、蛍光指紋をデータ前処理することで得られたm×n個の蛍光指紋の輝度値)を説明変数とし、当該説明変数を潜在変数に変換し、当該潜在変数を回帰式に代入することで、目的変数の危害要因濃度(すなわち、図14に示す「DON予測値(ppm)」、図15に示す「NIV予測値(ppb)」、および、図16に示す「ZEA予測値(ppm)」)を推定した。 That is, by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, the hazard factor (this example 1) is obtained by performing PLS regression analysis on the fluorescence fingerprint information of each mold-contaminated flour (contamination degree: low, medium, high, and straw). The amount of mold poisons DON, NIV, and ZEA) was estimated. Specifically, it is obtained by preprocessing the fluorescence fingerprint information (that is, the fluorescence fingerprint) of each mold-contaminated flour (contamination level: low, medium, high, cocoon) by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2. The luminance value of m × n fluorescent fingerprints) is used as an explanatory variable, the explanatory variable is converted into a latent variable, and the latent variable is substituted into a regression equation, whereby the hazard variable concentration of the objective variable (that is, FIG. 14). "DON predicted value (ppm)", "NIV predicted value (ppb)" shown in FIG. 15, and "ZEA predicted value (ppm)" shown in FIG. 16) were estimated.

そして、危害要因定量部24−2の処理により、例えば、図14〜16に示すように、推定した危害要因(本実施例1において、カビ毒のDON、NIV、ZEA)の定量結果に基づいて、測定対象物(本実施例1において、4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉)から危害要因を検知した。ここで、図14は、PLS回帰分析によるカビ汚染小麦粉中のデオキシニバレノール(DON)濃度の定量結果を示す図である。また、図15は、PLS回帰分析によるカビ汚染小麦粉中のニバレノール(NIV)濃度の定量結果を示す図である。また、図16は、PLS回帰分析によるカビ汚染小麦粉中のゼアラレノン(ZEA)濃度の定量結果を示す図である。 Then, by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, for example, as shown in FIGS. 14 to 16, based on the quantification result of the estimated hazard factor (DON, NIV, ZEA of mold poison in the first embodiment). A hazard was detected from the measurement object (mold-contaminated flour in four types of contamination (low, medium, high, and straw) in Example 1). Here, FIG. 14 is a figure which shows the fixed_quantity | quantitative_assay result of the deoxynivalenol (DON) density | concentration in the mold-contaminated wheat flour by PLS regression analysis. Moreover, FIG. 15 is a figure which shows the fixed_quantity | quantitative_assay result of the nivalenol (NIV) density | concentration in mold-contaminated wheat flour by PLS regression analysis. Moreover, FIG. 16 is a figure which shows the fixed_quantity | quantitative_assay result of the zearalenone (ZEA) density | concentration in mold-contaminated wheat flour by PLS regression analysis.

以下、図14〜図16を参照し、各カビ毒(本実施例1において、DON、NIV、ZEA)の定量結果について説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 14 to FIG. 16, the quantitative results of each mold poison (DON, NIV, ZEA in Example 1) will be described.

具体的には、まず、図14に示すように、危害要因定量部24−2の処理により推定したカビ毒(図14において、デオキシニバレノール(DON))の濃度(図14において、「DON予測値(ppm)」)は、図9に示す化学分析値のデオキシニバレノール(DON)濃度(図14において、「DON実測値(ppm)」)とよく一致しており(図14において、4種の汚染程度(低、中、高、甚)を示す各プロット)、測定対象物に含まれる危害要因(図14において、デオキシニバレノール(DON))の濃度を定量できることを示している。 Specifically, first, as shown in FIG. 14, the concentration of mold toxin (deoxynivalenol (DON) in FIG. 14) estimated by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2 (in FIG. 14, “DON predicted value”). (Ppm) ") is in good agreement with the deoxynivalenol (DON) concentration (" DON actual measurement value (ppm) "in FIG. 14) of the chemical analysis values shown in FIG. It shows that the concentration of each hazard factor (deoxynivalenol (DON) in FIG. 14) contained in the measurement object can be quantified.

図14に示すように、DON予測値(ppm)(図14において、4種の汚染程度(低、中、高、甚)を示す各プロット)の決定係数(R)は、0.990となった。ここで、決定係数は1に近いほど精度が高いことを表す。よって、危害要因定量部24−2の処理により推定したDON予測値(ppm)の精度が非常に高いことが示された。したがって、本実施例1により、カビ汚染小麦粉の蛍光指紋から、PLS回帰分析により迅速かつ容易に低濃度のカビ毒(図14において、デオキシニバレノール(DON))を定量的に危害要因として計測可能であることが示された。 As shown in FIG. 14, the coefficient of determination (R 2 ) of the predicted DON value (ppm) (in FIG. 14, each plot indicating the four types of contamination (low, medium, high, and haze)) is 0.990. became. Here, the closer the determination coefficient is to 1, the higher the accuracy. Therefore, it was shown that the accuracy of the DON predicted value (ppm) estimated by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2 is very high. Therefore, according to the present Example 1, it is possible to measure the low-concentration mold toxin (deoxynivalenol (DON) in FIG. 14) quantitatively as a hazard factor from the fluorescent fingerprint of mold-contaminated flour quickly and easily by PLS regression analysis. It was shown that there is.

続いて、図15に示すように、危害要因定量部24−2の処理により推定したカビ毒(図15において、ニバレノール(NIV))の濃度(図15において、「NIV予測値(ppb)」)は、図9に示す化学分析値のニバレノール(NIV)濃度(図15において、「NIV実測値(ppb)」)とよく一致しており(図15において、4種の汚染程度(低、中、高、甚)を示す各プロット)、測定対象物に含まれる危害要因(図15において、ニバレノール(NIV))の濃度を定量できることを示している。 Subsequently, as shown in FIG. 15, the concentration of mold toxin (nivalenol (NIV) in FIG. 15) estimated by the processing of the hazard factor quantifying unit 24-2 (“NIV predicted value (ppb)” in FIG. 15)) Is in good agreement with the nivalenol (NIV) concentration of chemical analysis values shown in FIG. 9 (“NIV actual measurement value (ppb)” in FIG. 15) (in FIG. 15, four kinds of contamination levels (low, medium, Each plot showing high and wrinkles) shows that the concentration of the hazard factor (nivalenol (NIV) in FIG. 15) contained in the measurement object can be quantified.

図15に示すように、NIV予測値(ppb)(図15において、4種の汚染程度(低、中、高、甚)を示す各プロット)の決定係数(R)は、0.977となった。ここで、決定係数は1に近いほど精度が高いことを表す。よって、危害要因定量部24−2の処理により推定したNIV予測値(ppb)の精度が非常に高いことが示された。したがって、本実施例1により、カビ汚染小麦粉の蛍光指紋から、PLS回帰分析により迅速かつ容易に低濃度のカビ毒(図15において、ニバレノール(NIV))を定量的に危害要因として計測可能であることが示された。 As shown in FIG. 15, the coefficient of determination (R 2 ) of the predicted NIV value (ppb) (in FIG. 15, each plot showing the four types of contamination (low, medium, high, and wrinkle)) is 0.977. became. Here, the closer the determination coefficient is to 1, the higher the accuracy. Therefore, it was shown that the accuracy of the predicted NIV value (ppb) estimated by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2 is very high. Therefore, according to the present Example 1, it is possible to quickly and easily measure a low concentration of mold venom (nivalenol (NIV) in FIG. 15) as a harmful factor from a fluorescent fingerprint of mold-contaminated flour by PLS regression analysis. It was shown that.

続いて、図16に示すように、危害要因定量部24−2の処理により推定したカビ毒(図16において、ゼアラレノン(ZEA))の濃度(図16において、「ZEA予測値(ppm)」)は、図9に示す化学分析値のゼアラレノン(ZEA)濃度(図16において、「ZEA実測値(ppm)」)とよく一致しており(図16において、4種の汚染程度(低、中、高、甚)を示す各プロット)、測定対象物に含まれる危害要因(図16において、ゼアラレノン(ZEA))の濃度を定量できることを示している。 Subsequently, as shown in FIG. 16, the concentration of mold poison (in FIG. 16, zearalenone (ZEA)) estimated by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2 (in FIG. 16, “ZEA predicted value (ppm)”) Is in good agreement with the zearalenone (ZEA) concentration of chemical analysis values shown in FIG. 9 (“ZEA actual measurement value (ppm)” in FIG. 16) (in FIG. 16, four kinds of contamination levels (low, medium, Each plot showing high, 甚) shows that the concentration of the hazard factor (Zearalenone (ZEA) in FIG. 16) contained in the measurement object can be quantified.

図16に示すように、ZEA予測値(ppm)(図16において、4種の汚染程度(低、中、高、甚)を示す各プロット)の決定係数(R)は、0.989となった。ここで、決定係数は1に近いほど精度が高いことを表す。よって、危害要因定量部24−2の処理により推定したZEA予測値(ppm)の精度が非常に高いことが示された。したがって、本実施例1により、カビ汚染小麦粉の蛍光指紋から、PLS回帰分析により迅速かつ容易に低濃度のカビ毒(図16において、ゼアラレノン(ZEA))を定量的に危害要因として計測可能であることが示された。 As shown in FIG. 16, the coefficient of determination (R 2 ) of the predicted ZEA value (ppm) (in FIG. 16, each plot showing the four types of contamination (low, medium, high, haze)) is 0.989. became. Here, the closer the determination coefficient is to 1, the higher the accuracy. Therefore, it was shown that the accuracy of the predicted ZEA value (ppm) estimated by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2 is very high. Therefore, according to the present Example 1, it is possible to quantitatively measure a low concentration of mold poison (Zearalenone (ZEA) in FIG. 16) as a harmful factor from a fluorescent fingerprint of mold-contaminated flour quickly and easily by PLS regression analysis. It was shown that.

[実施例2]
本実施例2では、実施例1と同様に、測定対象物として4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉を用いた。但し、本実施例2においては、一例として、カビ毒のうち、デオキシニバレノール(DON)のみを危害要因の検知対象とした。具体的には、まず、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した。そして、危害要因定量部24−2の処理により、各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報に対して主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた主成分得点の分布に基づいて、測定対象物から危害要因(本実施例2において、カビ毒のデオキシニバレノール(DON))を検知した。以下、図17を参照して実施例2の詳細について説明する。
[Example 2]
In Example 2, as in Example 1, mold-contaminated flour at four types of contamination (low, medium, high, and straw) was used as the measurement object. However, in the present Example 2, as an example, only deoxynivalenol (DON) among mold poisons was set as the detection target of the harm factor. Specifically, first, fluorescence fingerprint information of mold-contaminated flour at four types of contamination (low, medium, high, and straw) was acquired by the processing of the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1. Then, the principal component analysis is performed on the fluorescent fingerprint information of each mold-contaminated flour by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, and the measurement object is based on the distribution of the principal component scores obtained by the principal component analysis. From the above, a harmful factor (deoxynivalenol (DON) of mold poison in Example 2) was detected. Details of the second embodiment will be described below with reference to FIG.

(2−1.測定対象物の準備)
本実施例2において、実施例1と同様に、測定対象物として4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉を用いた。そして、各カビ汚染小麦粉240mgを紛体セルに入れ、石英窓で封入した。なお、実施例1と同様に、実施例2において準備したカビ汚染小麦粉サンプルは、合計60点(4汚染区×各15点)である。
(2-1. Preparation of measurement object)
In the present Example 2, as in Example 1, mold-contaminated flour in four types of contamination (low, medium, high, and straw) was used as the measurement object. And each mold-contaminated wheat flour 240mg was put into the powder cell, and it enclosed with the quartz window. As in Example 1, the total number of mold-contaminated flour samples prepared in Example 2 is 60 points (4 contaminated areas × 15 points each).

(2−2.蛍光指紋情報の取得)
続いて、実施例1と同様に、各カビ汚染小麦粉240mgを封入した紛体セルを、蛍光指紋取得装置10(日立分光蛍光光度計F−7000)にセットした。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した。なお、測定条件は、実施例1と同様である。具体的には、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により、上述した図10〜図13に示す各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した。
(2-2. Acquisition of fluorescence fingerprint information)
Subsequently, in the same manner as in Example 1, a powder cell in which 240 mg of each mold-contaminated flour was encapsulated was set in the fluorescence fingerprint acquisition apparatus 10 (Hitachi spectrofluorometer F-7000). And the fluorescence fingerprint information of each mold | contamination flour was acquired by the process of the fluorescence fingerprint information acquisition part 24-1. The measurement conditions are the same as in Example 1. Specifically, the fluorescence fingerprint information of each mold-contaminated flour shown in FIGS. 10 to 13 was obtained by the processing of the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1.

(2−3.危害要因の検知)
続いて、取得した各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報に対して主成分分析を行った。具体的には、危害要因定量部24−2の処理により、各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報に対して主成分分析を行い、主成分にて表される測定対象物(本実施例2において、4種の汚染程度におけるカビ汚染小麦粉)の値である主成分得点を座標としてプロットすることにより主成分得点プロット(例えば、図17に示す主成分得点の分布)を作成した。
(2-3. Detection of hazards)
Subsequently, a principal component analysis was performed on the fluorescence fingerprint information of each acquired mold-contaminated flour. Specifically, the principal component analysis is performed on the fluorescence fingerprint information of each mold-contaminated flour by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, and the measurement object represented by the main component (in the second embodiment, Principal component score plots (for example, the distribution of principal component scores shown in FIG. 17) were created by plotting principal component scores, which are values of mold-contaminated flour at four types of contamination, as coordinates.

そして、危害要因定量部24−2の処理により、図17に示すように、得られた危害要因(本実施例2において、カビ毒のデオキシニバレノール(DON))の主成分得点の分布(図17に示す各プロット)に基づいて、測定対象物から危害要因(図17において、Y印のプロット群(汚染程度:甚)が示す、カビ毒のデオキシニバレノール(DON))を検知した。ここで、図17は、主成分分析によるカビ汚染小麦粉中のデオキシニバレノール(DON)の主成分得点の分布を示す図である。 Then, as shown in FIG. 17 by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, the distribution of the main component scores of the hazard factor obtained (deoxynivalenol (DON) of mold poison in Example 2) (FIG. 17). On the basis of the plots shown in FIG. 17, a hazard factor (mold poison deoxynivalenol (DON) indicated by a plot group (contamination level: 甚) in FIG. 17) was detected from the measurement object. Here, FIG. 17 is a diagram showing a distribution of main component scores of deoxynivalenol (DON) in mold-contaminated wheat flour by principal component analysis.

図17に示すように、図中の右上部分に、丸印、四角印、十字印の各プロット(汚染程度:低、中、高)からなるプロット群と、図中の右下部分に、Y印のプロット(汚染程度:甚)からなるプロット群との2つのプロット群が明確に分かれて分散することが示された。これにより、Y印のプロット群(汚染程度:甚)は、他の試料と明らかに異なり、判別可能であることが示された。したがって、本実施例2により、カビ汚染小麦粉の蛍光指紋から、主成分分析により危害要因(本実施例2において、カビ毒のデオキシニバレノール(汚染程度:甚))の程度を判別可能であることが示された。   As shown in FIG. 17, in the upper right part of the figure, a plot group consisting of a round mark, a square mark, and a cross mark (contamination level: low, medium, high), and in the lower right part of the figure, Y It was shown that the two plot groups, including the plot group consisting of the marked plots (contamination level: 甚), were clearly separated and dispersed. Thereby, it was shown that the plot group (contamination level: 甚) marked with Y is clearly different from other samples and can be discriminated. Therefore, according to the present Example 2, it is possible to determine the degree of the hazard (deoxynivalenol of mold poison (contamination level: 甚)) in the main component analysis from the fluorescent fingerprint of the mold-contaminated flour. Indicated.

[実施例3]
本実施例3では、実施例1および実施例2と同様に、測定対象物として4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉を用いた。なお、本実施例3においては、実施例2に同様に、一例として、カビ毒のうち、デオキシニバレノール(DON)のみを危害要因の検知対象とした。具体的には、まず、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した。そして、危害要因定量部24−2の処理により、各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報に対して判別分析を行い、当該判別分析により得られた危害要因(本実施例3において、カビ毒のデオキシニバレノール(DON))のスコア分布に基づいて、測定対象物から危害要因の程度を判別した。以下、図18を参照して実施例3の詳細について説明する。
[Example 3]
In Example 3, as in Example 1 and Example 2, mold-contaminated flour at four types of contamination (low, medium, high, and straw) was used as the measurement object. In Example 3, similarly to Example 2, as an example, only deoxynivalenol (DON) among mold poisons was detected as a hazard factor. Specifically, first, fluorescence fingerprint information of mold-contaminated flour at four types of contamination (low, medium, high, and straw) was acquired by the processing of the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1. Then, by the processing of the hazard factor quantifying unit 24-2, the fluorescence fingerprint information of each mold-contaminated flour is discriminated and analyzed, and the hazard factor obtained by the discriminant analysis (in this example 3, deoxynivalenol of mold toxin). Based on the score distribution of (DON)), the degree of the harm factor was determined from the measurement object. Details of the third embodiment will be described below with reference to FIG.

(3−1.測定対象物の準備)
本実施例3において、実施例2と同様に、測定対象物として4種の汚染程度(低、中、高、甚)におけるカビ汚染小麦粉を用いた。そして、各カビ汚染小麦粉240mgを紛体セルに入れ、石英窓で封入した。なお、実施例2と同様に、実施例3において準備したカビ汚染小麦粉サンプルは、合計60点(4汚染区×各15点)である。
(3-1. Preparation of measurement object)
In Example 3, as in Example 2, mold-contaminated flour in four types of contamination (low, medium, high, and straw) was used as the measurement object. And each mold-contaminated wheat flour 240mg was put into the powder cell, and it enclosed with the quartz window. As in Example 2, the total number of mold-contaminated flour samples prepared in Example 3 is 60 points (4 contaminated areas × 15 points each).

(3−2.蛍光指紋情報の取得)
続いて、実施例2と同様に、各カビ汚染小麦粉240mgを封入した紛体セルを、蛍光指紋取得装置10(日立分光蛍光光度計F−7000)にセットした。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した。なお、測定条件は、実施例2と同様である。具体的には、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により、上述した図10〜図13に示す各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報を取得した。
(3-2. Acquisition of fluorescent fingerprint information)
Subsequently, in the same manner as in Example 2, a powder cell in which 240 mg of each mold-contaminated flour was encapsulated was set in the fluorescence fingerprint acquisition apparatus 10 (Hitachi Spectrofluorometer F-7000). And the fluorescence fingerprint information of each mold | contamination flour was acquired by the process of the fluorescence fingerprint information acquisition part 24-1. The measurement conditions are the same as in Example 2. Specifically, the fluorescence fingerprint information of each mold-contaminated flour shown in FIGS. 10 to 13 was obtained by the processing of the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1.

(3−3.危害要因の検知)
続いて、取得した各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報に対して判別分析を行った。具体的には、危害要因定量部24−2の処理により、各カビ汚染小麦粉の蛍光指紋情報をパラメータとして、予め作成した判別式に代入することで判別分析を行った。
(3-3. Detection of hazards)
Subsequently, discriminant analysis was performed on the fluorescence fingerprint information of each acquired mold-contaminated flour. Specifically, by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, the discriminant analysis was performed by substituting fluorescent fingerprint information of each mold-contaminated flour as a parameter into a discriminant prepared in advance.

そして、危害要因定量部24−2の処理により、図18に示すように、得られた危害要因(本実施例3において、カビ毒のデオキシニバレノール(DON))の判別スコアの分布(図18に示す4種の汚染程度(低、中、高、甚)を示す各プロット)に基づいて、測定対象物から危害要因を検知した。ここで、図18は、判別分析によるカビ汚染小麦粉中のデオキシニバレノール(DON)の判別スコアの分布を示す図である。 Then, as shown in FIG. 18, by the processing of the harm factor quantification unit 24-2, the distribution of the discrimination score of the obtained hazard factor (mold poison deoxynivalenol (DON) in Example 3) (in FIG. 18). Based on the four types of pollution levels (low, medium, high, and flaw plots), hazard factors were detected from the measurement object. Here, FIG. 18 is a diagram showing the distribution of the discrimination score of deoxynivalenol (DON) in mold-contaminated flour by discriminant analysis.

図18に示すように、図中の左下部分に、Y印のプロット(汚染程度:甚)からなるプロット群と、図中の右上部分に、十字印のプロット(汚染程度:高)からなるプロット群と、図中の右下部分に、丸印のプロット(汚染程度:低)からなるプロット群と、四角印のプロット(汚染程度:中)からなるプロット群との4つのプロット群が明確に分かれて分布することが示された。これにより、4種類の汚染程度について判別可能であり、特にY印のプロット群(汚染程度:甚)は、他の3種より離れており、濃度が高いことが示された。したがって、本実施例3により、カビ汚染小麦粉の蛍光指紋から、判別分析により危害要因(本実施例3において、カビ毒のデオキシニバレノール)の4種類の汚染程度(低、中、高、甚)を判別可能であることが示された。   As shown in FIG. 18, a plot group consisting of a Y-marked plot (contamination level: に) in the lower left part of the figure, and a cross-marked plot (contamination level: high) in the upper right part of the figure. In the lower right part of the figure, there are four plot groups, a plot group consisting of a circle-marked plot (contamination level: low) and a plot group consisting of a square-marked plot (contamination level: medium). It was shown that it was divided and distributed. As a result, it was possible to discriminate between four types of contamination, and in particular, the plot group of Y (contamination level: 甚) was far from the other three types, indicating that the concentration was high. Therefore, according to the present Example 3, four types of contamination levels (low, medium, high, cocoon) of the hazard factor (deoxynivalenol of mold poison in this Example 3) are determined by discriminant analysis from the fluorescent fingerprint of mold-contaminated flour. Shown to be discernable.

[実施例4]
本実施例4においては、測定対象物としてATP水溶液(ATP試薬)を用いて定量性を検証した。具体的には、まず、蛍光指紋情報取得部24−1の処理によりATP水溶液の蛍光指紋情報を取得した。そして、危害要因定量部24−2の処理により、ATP水溶液の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を行うことで危害要因(本実施例4において、ATP)の量を推定し、推定した危害要因の定量結果に基づいて、測定対象物から危害要因を検知した。以下、図19を参照して実施例4の詳細について説明する。
[Example 4]
In Example 4, the quantitative property was verified using an ATP aqueous solution (ATP reagent) as a measurement object. Specifically, first, fluorescent fingerprint information of the ATP aqueous solution was acquired by the processing of the fluorescent fingerprint information acquisition unit 24-1. Then, the amount of the hazard factor (ATP in the fourth embodiment) is estimated by performing the PLS regression analysis on the fluorescent fingerprint information of the ATP aqueous solution by the processing of the hazard factor determination unit 24-2, and the estimated hazard factor Based on the quantitative results, the hazards were detected from the measurement object. Details of the fourth embodiment will be described below with reference to FIG.

(4−1.測定対象物の準備)
本実施例4において、測定対象物として13種類の濃度におけるATP水溶液を準備した。具体的には、ATP凍結・乾燥試薬と25mMのトリス緩衝液を用いて、100mMのATP水溶液を原液として調製した。そして、同じ25mMのトリス緩衝液を用いて、13種類の濃度(すなわち、(1)1.0×10−4[mol/l]、(2)5.0×10−5[mol/l]、(3)1.0×10−5[mol/l]、(4)5.0×10−6[mol/l]、(5)1.0×10−6[mol/l]、(6)5.0×10−7[mol/l]、(7)1.0×10−7[mol/l]、(8)5.0×10−8[mol/l]、(9)1.0×10−8[mol/l]、(10)5.0×10−9[mol/l]、(11)1.0×10−9[mol/l]、(12)5.0×10−10[mol/l]、(13)1.0×10−10[mol/l])に調製した。そして、各ATP水溶液200μLを石英キュベットセルに注入した。
(4-1. Preparation of measurement object)
In the present Example 4, ATP aqueous solution in 13 types of density | concentration was prepared as a measuring object. Specifically, a 100 mM ATP aqueous solution was prepared as a stock solution using an ATP freezing / drying reagent and 25 mM Tris buffer. Then, using the same 25 mM Tris buffer, 13 concentrations (ie, (1) 1.0 × 10 −4 [mol / l], (2) 5.0 × 10 −5 [mol / l]) (3) 1.0 × 10 −5 [mol / l], (4) 5.0 × 10 −6 [mol / l], (5) 1.0 × 10 −6 [mol / l], ( 6) 5.0 × 10 −7 [mol / l], (7) 1.0 × 10 −7 [mol / l], (8) 5.0 × 10 −8 [mol / l], (9) 4. 1.0 × 10 −8 [mol / l], (10) 5.0 × 10 −9 [mol / l], (11) 1.0 × 10 −9 [mol / l], (12) 0 × 10 −10 [mol / l], (13) 1.0 × 10 −10 [mol / l]). And 200 microliters of each ATP aqueous solution was inject | poured into the quartz cuvette cell.

(4−2.蛍光指紋情報の取得)
続いて、各ATP水溶液200μLを注入した石英キュベットセルを、蛍光指紋取得装置10(日立分光蛍光光度計F−7000)にセットした。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により各ATP水溶液の蛍光指紋情報を取得した。すなわち、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により、汚染度(または清浄度)を示す衛生管理指標となるATPの蛍光指紋を計測した。ここで、測定条件は、以下の通りである。
・計測波長範囲:励起波長(Ex)200〜900nm/蛍光波長(Em)200〜900nm
・データ取得間隔:10nm
・計測回数:各サンプルにつき2回
(4-2. Acquisition of fluorescence fingerprint information)
Subsequently, the quartz cuvette cell into which 200 μL of each ATP aqueous solution was injected was set in the fluorescence fingerprint acquisition apparatus 10 (Hitachi spectrofluorometer F-7000). And the fluorescence fingerprint information of each ATP aqueous solution was acquired by the process of the fluorescence fingerprint information acquisition part 24-1. That is, the fluorescence fingerprint of ATP, which is a hygiene management index indicating the degree of contamination (or cleanliness), was measured by the processing of the fluorescence fingerprint information acquisition unit 24-1. Here, the measurement conditions are as follows.
Measurement wavelength range: excitation wavelength (Ex) 200 to 900 nm / fluorescence wavelength (Em) 200 to 900 nm
-Data acquisition interval: 10 nm
・ Number of measurements: 2 times for each sample

(4−3.危害要因の検知)
続いて、取得した各ATP水溶液の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を適用して、各ATP水溶液に含まれるATPの濃度推定を行った。
(4-3. Detection of hazards)
Subsequently, PLS regression analysis was applied to the obtained fluorescence fingerprint information of each ATP aqueous solution to estimate the concentration of ATP contained in each ATP aqueous solution.

すなわち、危害要因定量部24−2の処理により、各ATP水溶液の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を行うことで危害要因(本実施例4において、ATP)の量を推定した。具体的には、危害要因定量部24−2の処理により、各ATP水溶液の蛍光指紋情報(すなわち、蛍光指紋をデータ前処理することで得られたm×n個の蛍光指紋の輝度値)を説明変数とし、当該説明変数を潜在変数に変換し、当該潜在変数を回帰式に代入することで、目的変数の危害要因濃度(すなわち、図19に示す「log(ATP[M])予測値LV05」を推定した。ここで、LV05は、潜在変数が5個であることを示す。 That is, the amount of the hazard factor (ATP in Example 4) was estimated by performing PLS regression analysis on the fluorescence fingerprint information of each ATP aqueous solution by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2. Specifically, the fluorescent fingerprint information of each ATP aqueous solution (that is, the luminance value of mxn fluorescent fingerprints obtained by preprocessing the fluorescent fingerprint data) is obtained by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2. By converting the explanatory variable into a latent variable, and substituting the latent variable into the regression equation, the hazard variable concentration of the objective variable (ie, “log (ATP [M]) predicted value LV05 shown in FIG. 19) is used. Where LV05 indicates that there are five latent variables.

そして、危害要因定量部24−2の処理により、例えば、図19に示すように、推定した危害要因(本実施例4において、ATP)の定量結果に基づいて、測定対象物(本実施例4において、13種類の濃度におけるATP水溶液)から危害要因を検知した。ここで、図19は、PLS回帰分析によるATP水溶液中のATP濃度の定量結果を示す図である。なお、図19において、ATP量は細菌の増殖数に対応するものであるため、両軸を対数変換して表した。 Then, by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, for example, as shown in FIG. 19, based on the quantification result of the estimated hazard factor (ATP in the fourth embodiment), the measurement object (the fourth embodiment). In Fig. 1, the hazard factor was detected from the ATP aqueous solution at 13 concentrations. Here, FIG. 19 is a figure which shows the fixed_quantity | quantitative_assay result of the ATP density | concentration in ATP aqueous solution by PLS regression analysis. In FIG. 19, since the amount of ATP corresponds to the number of bacterial growth, both axes are expressed logarithmically.

図19に示すように、「log(ATP[M])予測値LV05」(図19において、丸印のプロット)の決定係数(R)は、0.9903となった。ここで、決定係数は1に近いほど精度が高いことを表す。よって、危害要因定量部24−2の処理により推定したlog(ATP[M])予測値の精度が非常に高いことが示された。したがって、本実施例4により、ATP水溶液の蛍光指紋から、PLS回帰分析により迅速かつ容易に低濃度のATPを定量的に危害要因として計測可能であることが示された。 As shown in FIG. 19, the determination coefficient (R 2 ) of “log (ATP [M]) predicted value LV05” (indicated by a circle in FIG. 19) was 0.9903. Here, the closer the determination coefficient is to 1, the higher the accuracy. Therefore, it was shown that the accuracy of the log (ATP [M]) predicted value estimated by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2 is very high. Therefore, according to Example 4, it was shown that a low concentration of ATP can be quantitatively measured as a hazard factor quickly and easily from a fluorescent fingerprint of an ATP aqueous solution by PLS regression analysis.

[実施例5]
本実施例5では、工場等の食品加工現場に設置されたステンレス装置を想定し、ステンレス上でのATP痕跡の検証を行った。具体的には、まず、蛍光指紋情報取得部24−1の処理によりATP溶液が塗布されたステンレス板の蛍光指紋情報を取得した。そして、危害要因定量部24−2の処理により、ATP溶液が塗布されたステンレス板の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を行うことで危害要因(本実施例5において、ATP)の量を推定し、推定した危害要因の定量結果に基づいて、測定対象物から危害要因を検知した。以下、図20を参照して実施例5の詳細について説明する。
[Example 5]
In Example 5, assuming a stainless steel device installed at a food processing site such as a factory, ATP traces on the stainless steel were verified. Specifically, first, fluorescent fingerprint information of the stainless steel plate coated with the ATP solution was acquired by the processing of the fluorescent fingerprint information acquisition unit 24-1. Then, the amount of the hazard factor (ATP in this embodiment 5) is estimated by performing PLS regression analysis on the fluorescent fingerprint information of the stainless steel plate coated with the ATP solution by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2. Based on the quantitative result of the estimated hazard factor, the hazard factor was detected from the measurement object. Details of the fifth embodiment will be described below with reference to FIG.

(5−1.測定対象物の準備)
本実施例5において、実施例4と同様に、測定対象物として13種類の濃度におけるATP水溶液を準備した。そして、各ATP水溶液10μLを、20mL容量のマイクロピペットを用いて、ステンレス板(SUSプレート)上に滴下した。具体的には、ステンレス板を蛍光指紋取得装置10内の粉体セルホルダーに設置した際、励起光被照射領域となるステンレス板上の位置に、各ATP水溶液10μLを滴下した。そして、当該ステンレス板に埃等が付着しないよう蓋をして、室内で自然乾燥させた。ここで、自然乾燥させた室内の温度は約26℃であり、湿度は約30%であった。このようにして、各ATP水溶液につき2枚ずつ、13種類の濃度のATP溶液を塗布・乾燥したステンレス板を準備した。
(5-1. Preparation of measurement object)
In this Example 5, similarly to Example 4, ATP aqueous solutions at 13 types of concentrations were prepared as measurement objects. And 10 microliters of each ATP aqueous solution was dripped on the stainless steel plate (SUS plate) using the 20 mL capacity | capacitance micropipette. Specifically, when the stainless steel plate was installed in the powder cell holder in the fluorescent fingerprint acquisition apparatus 10, 10 μL of each ATP aqueous solution was dropped onto the position on the stainless steel plate to be the excitation light irradiated region. Then, the stainless steel plate was covered so that dust and the like did not adhere, and was naturally dried indoors. Here, the temperature in the naturally dried room was about 26 ° C., and the humidity was about 30%. In this manner, two stainless steel plates were prepared for each ATP aqueous solution, and 13 types of ATP solutions with different concentrations were applied and dried.

(5−2.蛍光指紋情報の取得)
続いて、各ATP溶液10μLが塗布されたステンレス板を、蛍光指紋取得装置10(日立分光蛍光光度計F−7000)にセットした。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により各ステンレス板の蛍光指紋情報を取得した。なお、測定条件は、実施例4と同様である。
(5-2. Acquisition of fluorescent fingerprint information)
Subsequently, the stainless steel plate coated with 10 μL of each ATP solution was set in the fluorescence fingerprint acquisition device 10 (Hitachi spectrofluorometer F-7000). And the fluorescence fingerprint information of each stainless steel plate was acquired by the process of the fluorescence fingerprint information acquisition part 24-1. The measurement conditions are the same as in Example 4.

(5−3.危害要因の検知)
続いて、取得した各ステンレス板の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を適用して、各ステンレス板のATP塗布濃度の推定を行った。
(5-3. Detection of hazards)
Subsequently, PLS regression analysis was applied to the obtained fluorescent fingerprint information of each stainless steel plate, and the ATP coating concentration of each stainless steel plate was estimated.

すなわち、危害要因定量部24−2の処理により、各ステンレス板の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を行うことで危害要因(本実施例5において、ATP)の量を推定した。具体的には、危害要因定量部24−2の処理により、各ステンレス板の蛍光指紋情報(すなわち、蛍光指紋をデータ前処理することで得られたm×n個の蛍光指紋の輝度値)を説明変数とし、当該説明変数を潜在変数に変換し、当該潜在変数を回帰式に代入することで、目的変数の危害要因濃度(すなわち、図20に示す「log(ATP[M])予測値LV09」を推定した。ここで、LV09は、潜在変数が9個であることを示す。 That is, the amount of the hazard factor (ATP in Example 5) was estimated by performing the PLS regression analysis on the fluorescent fingerprint information of each stainless steel plate by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2. Specifically, the fluorescent fingerprint information of each stainless steel plate (that is, the luminance value of mxn fluorescent fingerprints obtained by preprocessing the fluorescent fingerprint data) is obtained by the processing of the hazard factor quantifying unit 24-2. By converting the explanatory variable into a latent variable, and substituting the latent variable into the regression equation, the hazard variable concentration of the objective variable (that is, “log (ATP [M]) predicted value LV09 shown in FIG. Here, LV09 indicates that there are nine latent variables.

そして、危害要因定量部24−2の処理により、例えば、図20に示すように、推定した危害要因(本実施例5において、ATP)の定量結果に基づいて、測定対象物(本実施例5において、13種類の濃度におけるATP水溶液が塗布されたステンレス板)から危害要因を検知した。ここで、図20は、PLS回帰分析によるステンレス板上のATP塗布濃度の定量結果を示す図である。なお、図20においても、図19と同様に両軸を対数変換して表した。 Then, by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, for example, as shown in FIG. 20, based on the quantification result of the estimated hazard factor (ATP in the fifth embodiment), the measurement object (the fifth embodiment). In FIG. 1, the hazard factor was detected from a stainless plate coated with an ATP aqueous solution at 13 different concentrations. Here, FIG. 20 is a figure which shows the fixed_quantity | quantitative_assay result of the ATP application density | concentration on a stainless steel plate by PLS regression analysis. In FIG. 20, both axes are represented by logarithmic transformation as in FIG.

図20に示すように、「log(ATP[M])予測値LV09」(図20において、丸印のプロット)の決定係数(R)は、0.9780となった。ここで、決定係数は1に近いほど精度が高いことを表す。よって、危害要因定量部24−2の処理により推定したlog(ATP[M])予測値の精度が非常に高いことが示された。したがって、本実施例5により、ATP水溶液が塗布されたステンレス板の蛍光指紋から、PLS回帰分析により迅速かつ容易に低濃度のATPを定量的に危害要因として計測可能であることが示された。 As shown in FIG. 20, the determination coefficient (R 2 ) of “log (ATP [M]) predicted value LV09” (the circled plot in FIG. 20) was 0.9780. Here, the closer the determination coefficient is to 1, the higher the accuracy. Therefore, it was shown that the accuracy of the log (ATP [M]) predicted value estimated by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2 is very high. Therefore, according to Example 5, it was shown that a low concentration of ATP can be quantitatively measured as a harmful factor by a PLS regression analysis from a fluorescent fingerprint of a stainless steel plate coated with an ATP aqueous solution.

[実施例6]
本実施例6では、実施例5と同様に、測定対象物として各ATP水溶液が塗布されたステンレス板を用いた。具体的には、まず、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により各ATP溶液が塗布されたステンレス板の蛍光指紋情報を取得した。そして、危害要因定量部24−2の処理により、各ATP溶液が塗布されたステンレス板の蛍光指紋情報に対して判別分析を行い、当該判別分析により得られた危害要因(本実施例6において、ATP)のスコア分布に基づいて、測定対象物から危害要因の程度を判別した。以下、図21および図22を参照して実施例6の詳細について説明する。
[Example 6]
In Example 6, as in Example 5, a stainless steel plate coated with each ATP aqueous solution was used as the measurement object. Specifically, first, fluorescent fingerprint information of a stainless steel plate coated with each ATP solution was acquired by processing of the fluorescent fingerprint information acquisition unit 24-1. Then, by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, discriminant analysis is performed on the fluorescent fingerprint information of the stainless steel plate coated with each ATP solution, and the hazard factor obtained in the discriminant analysis (in the sixth embodiment, Based on the score distribution of (ATP), the degree of the harm factor was determined from the measurement object. Details of the sixth embodiment will be described below with reference to FIGS. 21 and 22.

(6−1.測定対象物の準備)
本実施例6において、実施例5と同様に、各ATP溶液を塗布・乾燥したステンレス板を準備した。詳細については、実施例5と同様であるため、説明を省略する。
(6-1. Preparation of measurement object)
In Example 6, as in Example 5, a stainless steel plate coated with each ATP solution and dried was prepared. Details are the same as those in the fifth embodiment, and a description thereof will be omitted.

(6−2.蛍光指紋情報の取得)
続いて、実施例5と同様に、各ATP溶液10μLが塗布されたステンレス板を、蛍光指紋取得装置10(日立分光蛍光光度計F−7000)にセットした。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理により各ステンレス板の蛍光指紋情報を取得した。なお、測定条件は、実施例5と同様である。
(6-2. Acquisition of fluorescence fingerprint information)
Subsequently, in the same manner as in Example 5, the stainless steel plate coated with 10 μL of each ATP solution was set in the fluorescence fingerprint acquisition apparatus 10 (Hitachi spectrofluorometer F-7000). And the fluorescence fingerprint information of each stainless steel plate was acquired by the process of the fluorescence fingerprint information acquisition part 24-1. The measurement conditions are the same as in Example 5.

ここで、測定対象物(試料)となるステンレス板は、以下の基準に基づき3つの判別グループに分類した。
・Low(安全):ATP汚染量=10〜10[RLU],ATP量=0〜10−14[mol/assay]
・Mid(要注意):ATP汚染量=10〜10[RLU],ATP量=10−14〜10−13[mol/assay]
・High(危険):ATP汚染量=10〜10[RLU],ATP量=10−12〜10−9[mol/assay]
Here, the stainless steel plate used as a measurement object (sample) was classified into three discrimination groups based on the following criteria.
Low (safety): ATP contamination amount = 10 0 to 10 2 [RLU], ATP amount = 0 to 10 −14 [mol / assay]
Mid (Attention required): ATP contamination amount = 10 2 to 10 3 [RLU], ATP amount = 10 −14 to 10 −13 [mol / assay]
・ High (danger): ATP contamination amount = 10 3 to 10 5 [RLU], ATP amount = 10 −12 to 10 −9 [mol / assay]

ここで、ATP汚染量は、非特許文献2および3に記載の測定器(ルミテスターPD−20)による測定値を採用した。また、[RLU](Relative Light Unit)は、非特許文献2および3に記載の測定器(ルミテスターPD−20)で計測される発光量の単位を示すものである。本実施例6においては、非特許文献2および3に記載のATP拭取り検査に従って、食品残渣と微生物の全体に含まれるATP量を発光量[RLU]としている。例えば、RLU値が10未満では微生物検出率が低いので「安全」とした。また、RLU値が10〜10では微生物汚染の可能性があるので「要注意」とした。また、RLU値が10超ではほぼ確実に微生物汚染があるので「危険な状態」とした。 Here, the measured value by the measuring device (Lumitester PD-20) of a nonpatent literature 2 and 3 was employ | adopted for the amount of ATP contamination. [RLU] (Relativistic Light Unit) indicates a unit of the amount of luminescence measured by the measuring device (Lumitester PD-20) described in Non-Patent Documents 2 and 3. In Example 6, according to the ATP wiping inspection described in Non-Patent Documents 2 and 3, the amount of ATP contained in the whole food residue and microorganisms is set as the light emission amount [RLU]. For example, when the RLU value is less than 10 2 , the microorganism detection rate is low, and thus “safe” is set. In addition, when the RLU value is 10 2 to 10 3 , there is a possibility of microbial contamination, so “Caution” is required. In addition, when the RLU value is more than 10 3, there is almost certain microbial contamination, so it was set as “dangerous”.

(6−3.危害要因の検知)
続いて、取得した各ステンレス板の蛍光指紋情報に対して判別分析を行った。具体的には、危害要因定量部24−2の処理により、各ステンレス板の蛍光指紋情報をパラメータとして、前記の3つのグループに判別することを目的として判別分析を行った。
(6-3. Detection of hazards)
Subsequently, discriminant analysis was performed on the obtained fluorescent fingerprint information of each stainless steel plate. Specifically, a discriminant analysis was performed for the purpose of discriminating into the above three groups using the fluorescence fingerprint information of each stainless steel plate as a parameter by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2.

そして、危害要因定量部24−2の処理により、図21に示すように、得られた危害要因(本実施例6において、ATP)の判別スコアの分布(図21において、3種の判別基準(High(危険)、Mid(要注意)、Low(安全))を示す各プロット)に基づいて、測定対象物から危害要因を検知した。ここで、図21は、判別分析によるステンレス上に塗布されたATPの判別スコアの分布を示す図である。 Then, as shown in FIG. 21, by the processing of the hazard factor quantification unit 24-2, the distribution of discrimination scores of the obtained hazard factors (ATP in the sixth embodiment) (in FIG. 21, three discrimination criteria ( Based on each plot showing High (danger), Mid (attention required), and Low (safety)), a hazard factor was detected from the measurement object. Here, FIG. 21 is a diagram showing a distribution of discriminant scores of ATP applied on stainless steel by discriminant analysis.

図21に示すように、図中の左側部分に、バツ印のプロット(判別基準:High)からなるプロット群と、図中の中央部分に、丸字印のプロット(判別基準:Low)からなるプロット群と、図中の右側部分に、三角印のプロット(判別基準:Mid)からなるプロット群との3つのプロット群が明確に分かれて分布することが示された。更に、図22に示すように、図21に示す判別分析による予測結果(すなわち、High(危険)であると判別した14個のバツ印のプロット群と、Low(安全)であると判別した6個の丸印のプロット群と、Mid(要注意)であると判別した6個の三角印のプロット群の予測結果)は、予め定義された真の値(High(危険):14個、Low(安全):6個、Mid(要注意):6個)と一致した。ここで、図22は、ステンレス板上のATP汚染度の判別結果を示す図である。   As shown in FIG. 21, the left side portion of the figure consists of a plot group consisting of a cross mark (discrimination criterion: High), and the center portion of the figure consists of a round mark plot (discrimination criterion: Low). It was shown that three plot groups, which are a plot group and a plot group consisting of a triangle mark plot (discrimination criterion: Mid), are clearly divided and distributed on the right side of the figure. Further, as shown in FIG. 22, the prediction result by the discriminant analysis shown in FIG. 21 (that is, a plot group of 14 crosses determined to be high (dangerous) and a low (safe) 6 The prediction results of the six circle-marked plot groups and the six triangle-marked plot groups determined to be Mid (attention required) are the true values defined in advance (High (danger): 14), Low (Safety): 6 and Mid (attention required): 6). Here, FIG. 22 is a figure which shows the discrimination | determination result of the ATP contamination degree on a stainless steel plate.

したがって、本実施例6により、各ATP溶液を塗布・乾燥したステンレス板の蛍光指紋から、判別分析により危害要因(本実施例6において、ATP)の程度を判別可能であることが示された。このように、本実施例6により、実施例4および実施例5にてPLS回帰分析に供したものと同じ蛍光指紋データに対して判別分析を行った結果、6変数を用いたモデルで誤判別無く危害要因を判別できることが示された。   Therefore, according to the sixth embodiment, it was shown that the degree of the hazard (ATP in the sixth embodiment) can be determined by discriminant analysis from the fluorescent fingerprint of the stainless steel plate coated and dried with each ATP solution. As described above, according to the sixth embodiment, as a result of performing the discriminant analysis on the same fluorescent fingerprint data as that used for the PLS regression analysis in the fourth and fifth embodiments, it is erroneously discriminated by a model using six variables. It was shown that the hazard could be identified without any damage.

[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]
Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be applied to various different embodiments within the scope of the technical idea described in the claims. It may be implemented.

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、あるいは、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。   In addition, among the processes described in the embodiment, all or part of the processes described as being automatically performed can be performed manually, or the processes described as being performed manually can be performed. All or a part 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 registration data for each processing, parameters such as search conditions, screen examples, and database configurations shown in the above documents and drawings Can be changed arbitrarily.

また、危害要因定量装置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。 In addition, regarding the hazard factor quantification apparatus 20, the illustrated components are functionally conceptual, and need not be physically configured as illustrated.

例えば、危害要因定量装置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、必要に応じて危害要因定量装置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, all or some of the processing functions provided in each device of the hazard factor quantification apparatus 20, particularly the processing functions performed by the calculation processing unit 24, are performed by a CPU (Central Processing Unit) and the CPU. It may be realized by a program to be interpreted and executed as hardware by wired logic. The program is recorded on a recording medium to be described later, and is mechanically read by the hazard factor determination device 20 as necessary. That is, a memory 21 such as a ROM or an HD stores a computer program for giving instructions to the CPU in cooperation with an OS (Operating System) and performing various processes. This computer program is executed by being loaded into 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、危害要因定量装置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 hazard factor quantification apparatus 20 via an arbitrary network, and may be downloaded in whole or in part as necessary. It is.

また、本発明に係るプログラムを、コンピュータ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 Disc等の任意の「可搬用の物理媒体」を含むものとする。   In addition, the program according to the present invention may be stored in a computer-readable recording medium, and may be configured as a program product. Here, the “recording medium” is any memory card, USB memory, SD card, flexible disk, magneto-optical disk, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM, MO, DVD, Blu-ray Disc, etc. Of “portable physical media”.

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をも含む。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 an arbitrary language or description method, and may be in any format such as source code or binary code. The “program” is not necessarily limited to a single configuration, but is distributed in the form of a plurality of modules and libraries, or in cooperation with a separate program represented by an OS (Operating System). Including those that achieve the function. Note that a well-known configuration and procedure can be used for a specific configuration for reading a recording medium, a reading procedure, an installation procedure after reading, and the like in each device described in the embodiment.

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 storage means such as a memory device such as a RAM and a ROM, a fixed disk device such as a hard disk, a flexible disk and an optical disk, and various programs and programs used for providing websites. Stores tables, databases, files for web pages, etc.

また、危害要因定量装置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、危害要因定量装置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 hazard factor quantification 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 hazard factor quantification apparatus 20 may be realized by installing software (including programs, data, etc.) that realizes 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 distribution / integration of the devices is not limited to that shown in the figure, and all or a part of them may be functional or physical in arbitrary units according to various additions or according to functional loads. Can be distributed and integrated. That is, the above-described embodiments may be arbitrarily combined and may be selectively implemented.

以上詳述に説明したように、本発明によれば、蛍光指紋を測定し解析することにより、煩雑な前処理を不要にし、迅速かつ容易に危害要因を検知することができる危害要因定量方法、危害要因定量装置、および、プログラムを提供することができるので、食品分野などの様々な分野において極めて有用である。 As described in detail above, according to the present invention, by measuring and analyzing a fluorescent fingerprint, a complicated pretreatment is unnecessary, and a hazard factor quantification method capable of quickly and easily detecting a hazard factor, Since the hazard factor determination device and the program can be provided, it is extremely useful in various fields such as the food field.

このように、本発明は、非破壊、非接触での計測にも関わらず、低濃度の危害要因を正確に計測することができるので、圃場、貯蔵場、食品加工現場、製造現場等における検査や、衛生的な環境を必要とする医療産業(例えば、病院、手術室の器材等)、また、ATPの定量という点においては基礎研究などの様々な分野にまで広く使用することができる、非常に汎用性の高い手法である。また、本発明は、測定条件の絞込みにより測定時間短縮を行うことで、蛍光指紋イメージングへ展開することも可能である。更に、本発明は、工場等での広範囲の検査を容易化するので、食品表面の衛生状態の全数検査やリアルタイムモニタリングに応用することも可能である。   As described above, the present invention can accurately measure a low-concentration hazard factor in spite of non-destructive and non-contact measurement, so that inspection in a farm, storage, food processing site, manufacturing site, etc. It can be widely used in various fields such as medical research (eg, hospitals, operating room equipment, etc.) that require a sanitary environment, and basic research in terms of ATP quantification. It is a highly versatile technique. In addition, the present invention can be applied to fluorescent fingerprint imaging by reducing the measurement time by narrowing down the measurement conditions. Furthermore, since the present invention facilitates a wide range of inspections at factories and the like, it can also be applied to 100% inspection and real-time monitoring of the sanitary condition of food surfaces.

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 指紋検出装置
13 測定対象物
20 危害要因定量装置
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 蛍光指紋情報取得部
24−2 危害要因定量
30 ディスプレイ
10 Fluorescent fingerprint acquisition device 11 Spectral illumination device
110 Light source
112 Spectroscopic device 12 Spectroscopic detection device
122 Spectrometer
124 Fingerprint Detection Device 13 Measurement Object 20 Hazard Factor Determination Device 21 Memory 22 Keyboard / Mouse 23 Control Unit 24 Calculation Processing Unit
24-1 Fluorescent fingerprint information acquisition unit
24-2 Hazard Factor Quantification Unit 30 Display

Claims (22)

測定対象物から危害要因を定量する危害要因定量方法であって、
前記測定対象物が粉体の場合に粉砕装置を用いて当該測定対象物を微粉砕に均一化する均一化工程、
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、前記測定対象物の蛍光強度を測定して、前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得工程、および、
前記蛍光指紋情報取得工程にて取得した前記蛍光指紋情報に対して多変量解析を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量する危害要因定量工程、
を含み、
前記蛍光指紋情報取得工程にて、
前記均一化工程にて前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得し、
更に、取得された前記蛍光指紋情報から目的とする蛍光指紋以外のノイズ情報を除去して、前記測定対象物に含まれる前記危害要因の特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、
前記危害要因定量工程にて、
抽出された前記蛍光指紋情報から得られる行列データを並び替えて、連続した1次元ベクトルに変更し、前記1次元ベクトルに変更された蛍光指紋情報に対して、前記多変量解析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量することを特徴とする、危害要因定量方法。
A hazard factor quantification method for quantifying a hazard factor from a measurement object,
A homogenization step of homogenizing the measurement object into fine pulverization using a pulverizer when the measurement object is powder;
Fluorescence fingerprint information of the measurement object is measured by measuring the fluorescence intensity of the measurement object while gradually changing the excitation wavelength and the observation fluorescence wavelength in a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range. Fluorescent fingerprint information acquisition step for acquiring, and
A hazard factor quantification step of performing multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition step, and quantifying the hazard factor from the measurement object based on a result of the multivariate analysis,
Including
In the fluorescent fingerprint information acquisition step,
Obtain fluorescent fingerprint information of the measurement object that has been homogenized into the finely pulverized in the homogenizing step,
Furthermore, noise information other than the target fluorescent fingerprint is removed from the acquired fluorescent fingerprint information, and only the fluorescent fingerprint information representing the characteristics of the hazard included in the measurement object is extracted,
In the hazard factor determination step,
The matrix data obtained from the extracted fluorescent fingerprint information is rearranged and changed to a continuous one-dimensional vector, and the multivariate analysis is performed on the fluorescent fingerprint information changed to the one-dimensional vector. A hazard factor quantification method characterized in that an amount of a hazard factor is estimated, and the hazard factor is quantified from the measurement object on the basis of the estimated risk factor quantification result.
前記危害要因定量工程にて、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項1に記載の危害要因定量方法。
In the hazard factor determination step,
The amount of the hazard factor is estimated by performing PLS regression analysis as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the hazard factor is calculated from the measurement object based on the quantitative result of the estimated hazard factor. Quantifying,
The hazard factor quantification method according to claim 1, wherein:
前記危害要因定量工程にて、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた前記危害要因の主成分得点の分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項1に記載の危害要因定量方法。
In the hazard factor determination step,
The principal component analysis is performed as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the hazard factor is quantified from the measurement object based on the distribution of the principal component score of the hazard factor obtained by the principal component analysis. about,
The hazard factor quantification method according to claim 1, wherein:
前記危害要因定量工程にて、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた前記危害要因の判別スコアの分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項1に記載の危害要因定量方法。
In the hazard factor determination step,
Performing discriminant analysis as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and quantifying the hazard from the measurement object based on the distribution of the discriminant score of the hazard obtained by the discriminant analysis,
The hazard factor quantification method according to claim 1, wherein:
前記危害要因は、
カビ毒および/またはATPであること、
を特徴とする、請求項1から4のうちいずれか一つに記載の危害要因定量方法。
The hazard is
Be mold poison and / or ATP,
The hazard factor quantification method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記カビ毒は、
デオキシニバレノール、ニバレノール、および、ゼアラレノンのうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項5に記載の危害要因定量方法。
The mold poison is
At least one of deoxynivalenol, nivalenol and zearalenone,
The hazard factor quantification method according to claim 5, wherein:
前記測定対象物は、
麦、トウモロコシ、食品残渣、および、微生物のうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項1から6のうちいずれか一つに記載の危害要因定量方法。
The measurement object is
Be at least one of wheat, corn, food residues, and microorganisms;
The hazard factor quantification method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:
測定対象物に所定の励起波長を照射する分光照明装置と、所定の蛍光波長で前記測定対象物を計測する分光検出装置と、前記測定対象物が粉体の場合に当該測定対象物を微粉砕に均一化する粉砕装置と、を備えた、前記測定対象物から危害要因を定量する危害要因定量装置であって、
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、前記測定対象物の蛍光強度を測定して、前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得部、および、
前記蛍光指紋情報取得部により取得した前記蛍光指紋情報に対して多変量解析を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量する危害要因定量部、
を備え、
前記蛍光指紋情報取得部は、
前記粉砕装置により前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得し、
更に、取得された前記蛍光指紋情報から目的とする蛍光指紋以外のノイズ情報を除去して、前記測定対象物に含まれる前記危害要因の特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、
前記危害要因定量部は、
抽出された前記蛍光指紋情報から得られる行列データを並び替えて、連続した1次元ベクトルに変更し、前記1次元ベクトルに変更された蛍光指紋情報に対して、前記多変量解析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量することを特徴とする、危害要因定量装置。
A spectroscopic illumination device that irradiates a measurement object with a predetermined excitation wavelength, a spectroscopic detection device that measures the measurement object with a predetermined fluorescence wavelength, and finely pulverizes the measurement object when the measurement object is powder A hazard factor quantification device for quantifying a hazard factor from the measurement object, comprising a crushing device for uniformizing
Fluorescence fingerprint information of the measurement object is measured by measuring the fluorescence intensity of the measurement object while gradually changing the excitation wavelength and the observation fluorescence wavelength in a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range. A fluorescence fingerprint information acquisition unit for acquiring
A hazard factor quantification unit that performs multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information acquired by the fluorescence fingerprint information acquisition unit, and quantifies the hazard factor from the measurement object based on a result of the multivariate analysis,
With
The fluorescent fingerprint information acquisition unit
Obtain fluorescent fingerprint information of the measurement object that has been homogenized into the fine pulverization by the pulverizer,
Furthermore, noise information other than the target fluorescent fingerprint is removed from the acquired fluorescent fingerprint information, and only the fluorescent fingerprint information representing the characteristics of the hazard included in the measurement object is extracted,
The hazard factor quantitative section
The matrix data obtained from the extracted fluorescent fingerprint information is rearranged and changed to a continuous one-dimensional vector, and the multivariate analysis is performed on the fluorescent fingerprint information changed to the one-dimensional vector. A hazard factor quantification apparatus characterized by estimating an amount of a hazard factor and quantifying the hazard factor from the measurement object based on the estimated quantitative result of the hazard factor.
前記危害要因定量部は、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項に記載の危害要因定量装置。
The hazard factor quantitative section
The amount of the hazard factor is estimated by performing PLS regression analysis as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the hazard factor is calculated from the measurement object based on the quantitative result of the estimated hazard factor. Quantifying,
The hazard factor quantification device according to claim 8 , characterized in that:
前記危害要因定量部は、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた前記危害要因の主成分得点の分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項に記載の危害要因定量装置。
The hazard factor quantitative section
The principal component analysis is performed as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the hazard factor is quantified from the measurement object based on the distribution of the principal component score of the hazard factor obtained by the principal component analysis. about,
The hazard factor quantification device according to claim 8 , characterized in that:
前記危害要因定量部は、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた前記危害要因の判別スコアの分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項に記載の危害要因定量装置。
The hazard factor quantitative section
Performing discriminant analysis as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and quantifying the hazard from the measurement object based on the distribution of the discriminant score of the hazard obtained by the discriminant analysis,
The hazard factor quantification device according to claim 8 , characterized in that:
前記危害要因は、
カビ毒および/またはATPであること、
を特徴とする、請求項から11のうちいずれか一つに記載の危害要因定量装置。
The hazard is
Be mold poison and / or ATP,
The hazard factor quantification device according to any one of claims 8 to 11 , characterized by:
前記カビ毒は、
デオキシニバレノール、ニバレノール、および、ゼアラレノンのうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項12に記載の危害要因定量装置。
The mold poison is
At least one of deoxynivalenol, nivalenol and zearalenone,
The harm factor quantification device according to claim 12 , characterized in that:
前記測定対象物は、
麦、トウモロコシ、食品残渣、および、微生物のうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項から13のうちいずれか一つに記載の危害要因定量装置。
The measurement object is
Be at least one of wheat, corn, food residues, and microorganisms;
The harm factor quantification device according to any one of claims 8 to 13 , characterized by:
測定対象物に所定の励起波長を照射する分光照明装置と、所定の蛍光波長で前記測定対象物を計測する分光検出装置と、前記測定対象物が粉体の場合に当該測定対象物を微粉砕に均一化する粉砕装置と、を備えた、前記測定対象物から危害要因を定量する危害要因定量装置に実行させるためのプログラムであって、
前記危害要因定量装置において、
前記粉砕装置を用いて前記測定対象物を微粉砕に均一化する均一化工程、
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、前記測定対象物の蛍光強度を測定して、前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得する蛍光指紋情報取得工程、および、
前記蛍光指紋情報取得工程にて取得した前記蛍光指紋情報に対して多変量解析を行い、当該多変量解析の結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量する危害要因定量工程、
を実行させ、
前記蛍光指紋情報取得工程にて、
前記均一化工程にて前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得し、
更に、取得された前記蛍光指紋情報から目的とする蛍光指紋以外のノイズ情報を除去して、前記測定対象物に含まれる前記危害要因の特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、
前記危害要因定量工程にて、
抽出された前記蛍光指紋情報から得られる行列データを並び替えて、連続した1次元ベクトルに変更し、前記1次元ベクトルに変更された蛍光指紋情報に対して、前記多変量解析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量することを特徴とする、プログラム。
A spectroscopic illumination device that irradiates a measurement object with a predetermined excitation wavelength, a spectroscopic detection device that measures the measurement object with a predetermined fluorescence wavelength, and finely pulverizes the measurement object when the measurement object is powder a milling device to uniform, with a, a program to be executed by the hazard quantification device for quantifying the hazard from the measurement object, the
In the hazard factor quantification device,
A homogenization step of homogenizing the measurement object into fine pulverization using the pulverizer;
Fluorescence fingerprint information of the measurement object is measured by measuring the fluorescence intensity of the measurement object while gradually changing the excitation wavelength and the observation fluorescence wavelength in a predetermined excitation wavelength range and a predetermined fluorescence wavelength range. Fluorescent fingerprint information acquisition step for acquiring, and
A hazard factor quantification step of performing multivariate analysis on the fluorescence fingerprint information acquired in the fluorescence fingerprint information acquisition step, and quantifying the hazard factor from the measurement object based on a result of the multivariate analysis,
And execute
In the fluorescent fingerprint information acquisition step,
Obtain fluorescent fingerprint information of the measurement object that has been homogenized into the finely pulverized in the homogenizing step,
Furthermore, noise information other than the target fluorescent fingerprint is removed from the acquired fluorescent fingerprint information, and only the fluorescent fingerprint information representing the characteristics of the hazard included in the measurement object is extracted,
In the hazard factor determination step,
The matrix data obtained from the extracted fluorescent fingerprint information is rearranged and changed to a continuous one-dimensional vector, and the multivariate analysis is performed on the fluorescent fingerprint information changed to the one-dimensional vector. A program characterized by estimating the amount of a hazard factor and quantifying the hazard factor from the measurement object based on the estimated quantitative result of the hazard factor.
前記危害要因定量工程にて、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析としてPLS回帰分析を行うことで前記危害要因の量を推定し、当該推定された前記危害要因の定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項15に記載のプログラム。
In the hazard factor determination step,
The amount of the hazard factor is estimated by performing PLS regression analysis as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the hazard factor is calculated from the measurement object based on the quantitative result of the estimated hazard factor. Quantifying,
The program according to claim 15 , wherein:
前記危害要因定量工程にて、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として主成分分析を行い、当該主成分分析により得られた前記危害要因の主成分得点の分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項15に記載のプログラム。
In the hazard factor determination step,
The principal component analysis is performed as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and the hazard factor is quantified from the measurement object based on the distribution of the principal component score of the hazard factor obtained by the principal component analysis. about,
The program according to claim 15 , wherein:
前記危害要因定量工程にて、
前記蛍光指紋情報に対して前記多変量解析として判別分析を行い、当該判別分析により得られた前記危害要因の判別スコアの分布に基づいて、前記測定対象物から前記危害要因を定量すること、
を特徴とする、請求項15に記載のプログラム。
In the hazard factor determination step,
Performing discriminant analysis as the multivariate analysis on the fluorescent fingerprint information, and quantifying the hazard from the measurement object based on the distribution of the discriminant score of the hazard obtained by the discriminant analysis,
The program according to claim 15 , wherein:
前記危害要因は、
カビ毒および/またはATPであること、
を特徴とする、請求項15から18のうちいずれか一つに記載のプログラム。
The hazard is
Be mold poison and / or ATP,
The program according to any one of claims 15 to 18 , characterized by:
前記カビ毒は、
デオキシニバレノール、ニバレノール、および、ゼアラレノンのうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項19に記載のプログラム。
The mold poison is
At least one of deoxynivalenol, nivalenol and zearalenone,
The program according to claim 19 , wherein:
前記測定対象物は、
麦、トウモロコシ、食品残渣、および、微生物のうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項15から20のうちいずれか一つに記載のプログラム。
The measurement object is
Be at least one of wheat, corn, food residues, and microorganisms;
The program according to any one of claims 15 to 20 , characterized in that:
前記測定対象物が粉体の場合、当該測定対象物を微粉砕に均一化する均一化工程、
を更に実行させ、
前記蛍光指紋情報取得工程にて、
前記均一化工程にて前記微粉砕に均一化された前記測定対象物の蛍光指紋情報を取得すること、
を特徴とする、請求項15から21のうちいずれか一つに記載のプログラム。
When the measurement object is a powder, a homogenization step for homogenizing the measurement object into fine pulverization,
Is executed further,
In the fluorescent fingerprint information acquisition step,
Obtaining fluorescent fingerprint information of the measurement object homogenized into the finely pulverized in the homogenizing step,
The program according to any one of claims 15 to 21 , characterized in that:
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