JP5856741B2 - アフラトキシン定量方法、アフラトキシン定量装置、および、プログラム - Google Patents
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Description
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。
次に、本発明のアフラトキシン定量装置の構成について図8および図9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アフラトキシン定量装置は、前述の本アフラトキシン定量方法に好適に使用できるものであるが、本アフラトキシン定量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。
本実施例1において、測定対象物としてアフラトキシン標準試薬を用いた。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理によりアフラトキシン標準試薬の蛍光指紋情報を取得した。そして、アフラトキシン定量部24−2の処理により、アフラトキシン標準試薬の蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を行うことでアフラトキシンの量を推定し、推定したアフラトキシンの定量結果に基づいて、測定対象物からアフラトキシンを定量した。以下、図10〜図14を参照して実施例1の詳細について説明する。
本実施例1において、測定対象物としてSIGMA社製のアフラトキシン標準試薬(アフラトキシンB1、アフラトキシンB2、アフラトキシンG1、アフラトキシンG2)を用いた。そして、アフラトキシン標準試薬を、希釈溶媒(アセトニトリル・水(9:1))を用いて、15ppb,60ppb,150ppb,600ppbの4種類の濃度に調製した。また、ネガティブコントロールとして希釈溶媒のみ(すなわち、アフラトキシン0ppb)のサンプルも準備した。そして、各アフラトキシン標準試薬の試料溶液400μLを、光路長3mmのミクロセル内に注入した。
続いて、各アフラトキシン標準試薬の試料溶液400μLを注入したミクロセルを、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の処理によりアフラトキシン標準試薬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
・計測回数:各試料3回
続いて、取得した図10〜図13の蛍光指紋は、蛍光指紋によるアフラトキシン濃度の定量の可能性を示したため、PLS回帰分析を適用してアフラトキシン標準溶液(15サンプル)に含まれるアフラトキシンの濃度推定を行った。ここで、PLS回帰分析を適用した15サンプル(5×3サンプル)は、0ppb,15ppb,60ppb,150ppb,600ppbの5濃度のサンプルそれぞれについて、3回計測を行ったものである。
本実施例2では、実施例1の図14が示す定量結果が、夾雑物を多く含む香辛料抽出溶液中のアフラトキシン濃度も蛍光指紋から定量できる可能性を示すため、香辛料のナツメグを測定対象物としたアフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルを用いた。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理によりアフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルの蛍光指紋情報を取得した。そして、アフラトキシン定量部24−2の処理により、アフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルの蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を行うことでアフラトキシンの量を推定し、推定したアフラトキシンの定量結果に基づいて、測定対象物からアフラトキシンを定量した。以下、図15〜図18を参照して実施例2の詳細について説明する。
本実施例2において、香辛料の一例であるナツメグを測定対象物として想定し、アフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルを準備した。
続いて、アフラトキシン非汚染サンプルと各アフラトキシン擬似汚染サンプルの試料溶液400μLを注入したミクロセルを、実施例1と同様に蛍光指紋取得装置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の処理によりアフラトキシン非汚染サンプルと各アフラトキシン擬似汚染サンプル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。
続いて、取得したアフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルの蛍光指紋情報に対してPLS回帰分析を適用して、アフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプル(21サンプル)に含まれるアフラトキシンの濃度推定を行った。ここで、PLS回帰分析を適用した21サンプル(7×3サンプル)は、0ppb,2.5ppb,5ppb,10ppb,20ppb,30ppb,60ppbの7濃度のサンプルそれぞれについて、3回計測を行ったものである。なお、実測時には各サンプルを10倍希釈するため、各サンプルの実測溶液中のアフラトキシン濃度は、0ppb,0.25ppb,0.5ppb,1ppb,2ppb,3ppb,6ppbの7濃度となる。
本実施例3では、実施例2と同様に、測定対象物としてアフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルを用いた。そして、蛍光指紋情報取得部24−1の処理によりアフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルの蛍光指紋情報を取得した。そして、アフラトキシン定量部24−2の処理により、アフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプル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アフラトキシンのスコア分布に基づいて、測定対象物からアフラトキシンの有無を判別した。以下、図19を参照して実施例3の詳細について説明する。
本実施例3において、実施例2と同様に、香辛料の一例であるナツメグを測定対象物として想定し、アフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルを準備した。なお、アフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプルの調製法については、アフラトキシン擬似汚染サンプルを10種類(0.2ppb,0.4ppb,0.6ppb,0.8ppb,1.0ppb,1.2ppb,1.5ppb,2.0ppb,2.5ppb,3.0ppb)のアフラトキシンB1の濃度に調製した以外、実施例2と同様であるため説明を省略する。そして、アフラトキシン非汚染サンプルと各アフラトキシン擬似汚染サンプルの試料溶液400μLをミクロセル内に注入した。
続いて、実施例2と同様に、アフラトキシン非汚染サンプルと各アフラトキシン擬似汚染サンプルの試料溶液400μLを注入したミクロセルを、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の処理によりアフラトキシン非汚染サンプルと各アフラトキシン擬似汚染サンプルの蛍光指紋情報を取得した。なお、測定条件は、計測波長範囲を、励起波長(Ex)240〜800nm/蛍光波長(Em)240〜800nmに調節した以外、実施例1および2と同様である。
続いて、取得したアフラトキシン非汚染サンプルとアフラトキシン擬似汚染サンプル(39サンプル)の蛍光指紋情報に対して判別分析を行った。ここで、判別分析した39サンプル(1×9+10×3サンプル)は、アフラトキシン非汚染サンプル(0ppb)について9回計測を行い、10濃度の各アフラトキシン擬似汚染サンプル(0.2ppb〜3.0ppb)について、3回計測を行ったものである。
Y=−3.81x1+9.80x2+35.74x3−6.94x4−13.25x5+10.47x6
(x1:Ex310/Em770,x2:Ex380/Em450,x3:Ex460/Em710,x4:Ex500/Em730,x5:Ex600/Em760,x6:Ex670/Em760)
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。
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 アフラトキシン定量装置
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 アフラトキシン定量部
30 ディスプレイ
Claims (15)
- 測定対象物からアフラトキシンを定量するアフラトキシン定量方法であって、
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アフラトキシンを定量するアフラトキシン定量工程、
を含み、
前記蛍光指紋情報は、3次元の情報を有する成分固有の蛍光情報であって、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現可能な蛍光情報であり、
前記蛍光指紋情報取得工程にて、
粉砕装置を用いて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アフラトキシンの特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、
前記アフラトキシン定量工程にて、
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アフラトキシンの量を推定し、当該推定された前記アフラトキシンの定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記アフラトキシンを定量することを特徴とする、アフラトキシン定量方法。 - 前記アフラトキシン定量工程にて、
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アフラトキシンの量を推定し、当該推定された前記アフラトキシンの定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記アフラトキシンを定量すること、
を特徴とする、請求項1に記載のアフラトキシン定量方法。 - 前記アフラトキシン定量工程にて、
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アフラトキシン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アフラトキシンを定量すること、
を特徴とする、請求項1に記載のアフラトキシン定量方法。 - 前記アフラトキシンは、
アフラトキシンB1、アフラトキシンB2、アフラトキシンG1、および、アフラトキシンG2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3のうちいずれか一つに記載のアフラトキシン定量方法。 - 前記測定対象物は、
穀物、ナッツ類、および、香辛料のうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項1から4のうちいずれか一つに記載のアフラトキシン定量方法。 - 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を備えた、前記測定対象物からアフラトキシンを定量するアフラトキシン定量装置であって、
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アフラトキシンを定量するアフラトキシン定量部、
を備え、
前記蛍光指紋情報は、3次元の情報を有する成分固有の蛍光情報であって、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現可能な蛍光情報であり、
前記蛍光指紋情報取得部は、
粉砕装置を用いて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アフラトキシンの特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、
前記アフラトキシン定量部は、
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アフラトキシンの量を推定し、当該推定された前記アフラトキシンの定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記アフラトキシンを定量することを特徴とする、アフラトキシン定量装置。 - 前記アフラトキシン定量部は、
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アフラトキシンの量を推定し、当該推定された前記アフラトキシンの定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記アフラトキシンを定量すること、
を特徴とする、請求項6に記載のアフラトキシン定量装置。 - 前記アフラトキシン定量部は、
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アフラトキシン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アフラトキシンを定量すること、
を特徴とする、請求項6に記載のアフラトキシン定量装置。 - 前記アフラトキシンは、
アフラトキシンB1、アフラトキシンB2、アフラトキシンG1、および、アフラトキシンG2のうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項6から8のうちいずれか一つに記載のアフラトキシン定量装置。 - 前記測定対象物は、
穀物、ナッツ類、および、香辛料のうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項6から9のうちいずれか一つに記載のアフラトキシン定量装置。 - 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を備えた、前記測定対象物からアフラトキシンを定量するアフラトキシン定量装置に実行させるためのプログラムであって、
前記アフラトキシン定量装置において、
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、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アフラトキシンを定量するアフラトキシン定量工程、
を実行させ、
前記蛍光指紋情報は、3次元の情報を有する成分固有の蛍光情報であって、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現可能な蛍光情報であり、
前記蛍光指紋情報取得工程にて、
粉砕装置を用いて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アフラトキシンの特徴を表す蛍光指紋情報のみを抽出し、
前記アフラトキシン定量工程にて、
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アフラトキシンの量を推定し、当該推定された前記アフラトキシンの定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記アフラトキシンを定量することを特徴とするプログラム。 - 前記アフラトキシン定量工程にて、
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アフラトキシンの量を推定し、当該推定された前記アフラトキシンの定量結果に基づいて、前記測定対象物から前記アフラトキシンを定量すること、
を特徴とする、請求項11に記載のプログラム。 - 前記アフラトキシン定量工程にて、
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アフラトキシン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アフラトキシンを定量すること、
を特徴とする、請求項11に記載のプログラム。 - 前記アフラトキシンは、
アフラトキシンB1、アフラトキシンB2、アフラトキシンG1、および、アフラトキシンG2のうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項11から13のうちいずれか一つに記載のプログラム。 - 前記測定対象物は、
穀物、ナッツ類、および、香辛料のうち少なくとも1つであること、
を特徴とする、請求項11から14のうちいずれか一つに記載のプログラム。
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