JP5924390B2 - 試料採取ペン - Google Patents

Description

本発明は、青果物等の被採取体の表面に付着した農薬などの試験試料を採取するための試料採取ペンに関する。

近年、食品の安全への関心が高まり、青果物等（被採取体）の出荷時等に、青果物等の表面に残留（付着）した農薬（試験試料）を採取して、青果物等に付着した農薬の量や濃度などを測定して、青果物等が農薬に汚染されているかを判定することが行われている。
従来、青果物等に付着した農薬を採取するための採取体として、青果物等の表面から農薬を拭い取りやすいように、数平方センチメートル以下の小さな面積のシートを用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２５３８９３号公報

しかしながら、人の手で把持したシート状の採取体で、青果物等に付着した農薬（試験試料）を拭き取ると、青果物等に付着した農薬を拭き取り方がその都度異なる。そのため、拭き取った農薬（試験試料）が採取体の一部分に偏ってしまうことや、採取体において拭き取った農薬（試験試料）にムラが生じることがある。

本発明は、採取体における試験試料の拭き取りの偏りやムラを抑制した状態で、青果物等の被採取体に付着した試験試料を簡易な作業で採取することができる試料採取ペンを提供することを目的とする。

本発明は、プリズムを介して試験試料のスペクトルを測定するために用いられ、試験試料を採取可能な試料採取ペンであって、ペン本体と、前記ペン本体の一端に設けられるペン先部と、前記ペン先部の先端部の外形に沿って配置され、試験試料を拭き取り可能なシート状の採取体と、を備え、前記ペン先部は、前記先端部が設けられると共に前記採取体が配置される採取体配置部と、該ペン先部の外部に前記採取体を露出させる先端開口部を有すると共に前記採取体配置部に配置された前記採取体を前記先端開口部の周縁と前記採取体配置部との間において挟み込んで保持する採取体保持部と、を有し、前記先端部の外形は、曲面状であり、前記先端部は、前記先端開口部を介して前記ペン先部の外部に突出して配置され、前記ペン先部は、前記ペン本体に対して着脱可能であり、前記プリズムを介して試験試料のスペクトルを測定する場合に、前記先端部で前記採取体を押圧することにより前記採取体を前記プリズムに密着させる、試料採取ペンに関する。

また、前記先端部の材質は、柔軟性を有する材質であることが好ましい。

また、前記ペン先部は、付勢力を発生する部材により前記先端部側に向けて付勢されることが好ましい。

また、前記プリズムは、赤外分光計を用いた全反射法により前記採取体に採取された試験試料の赤外吸収スペクトルを一回反射により測定する際に用いられる一回反射型のプリズムであることが好ましい。

本発明によれば、採取体における試験試料の拭き取りの偏りやムラを抑制した状態で、青果物等の被採取体に付着した試験試料を簡易な作業で採取することができる試料採取ペンを提供することができる。

本発明の一実施形態における試料採取ペン１の全体構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態における試料採取ペン１を分解した構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態における試料採取ペン１のペン先部３周辺の断面図である。 本発明の一実施形態における試料採取ペン１において、ペン先部３をペン本体２から外した状態を示す斜視図である。 スペクトル測定装置７及び測定治具８の構成を示す断面図であって、（ａ）は、測定治具８をスペクトル測定装置７に装着する途中の状態を示す図であり、（ｂ）は、測定治具８をスペクトル測定装置７に装着した状態を示す図である。 測定治具８にペン先部３を挿入してスペクトル測定装置７により赤外吸収スペクトルを測定する図であって、（ａ）は、測定治具８にペン先部３を挿入した直後の図であり、（ｂ）は、測定治具８にペン先部３を挿入した後にクランプ加圧器７４によりペン先部３を押圧した状態を示す図である。 実施例１について示す図であって、（ａ）は、ペン先部３の先端部４１の外形が曲面状である場合を示す図であり、（ｂ）は、採取体６に付着した農薬の分布を示す図であり、（ｃ）は、農薬製剤の換算付着量と換算付着量の算出値との関係を示すグラフである。 実施例２について示す図であって、（ａ）は、ペン先部３の先端部４１の外形が曲面状である場合を示す図であり、（ｂ）は、採取体６に付着した農薬の分布を示す図であり、（ｃ）は、農薬製剤の換算付着量と換算付着量の算出値との関係を示すグラフである。 比較例について示す図であって、（ａ）は、ペン先部３Ａの先端部４１Ａの外形が平面状である場合を示す図であり、（ｂ）は、採取体６に付着した農薬の分布を示す図であり、（ｃ）は、農薬製剤の換算付着量と換算付着量の算出値との関係を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態における試験試料としての農薬を採取して測定するための構成について図面を参照しながら説明する。本実施形態においては、農薬を採取するための試料採取ペン１、採取した農薬（試験試料）を測定する測定装置としてのスペクトル測定装置７、及び、スペクトル測定装置７に着脱可能な測定治具８について説明する。図１は、本発明の一実施形態における試料採取ペン１の全体構成を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態における試料採取ペン１を分解した構成を示す斜視図である。図３は、本発明の一実施形態における試料採取ペン１のペン先部３周辺の断面図である。図４は、本発明の一実施形態における試料採取ペン１において、ペン先部３をペン本体２から外した状態を示す斜視図である。

本実施形態の試料採取ペン１は、先端側にシート状の採取体６を配置して、青果物等の被採取体の表面に付着した農薬（試験試料）を、ペンで筆記するような感覚で、簡易な操作で採取体６に付着させて採取可能である。試料採取ペン１は、後述するプリズム７２を備えるスペクトル測定装置７において、プリズム７２を介して農薬（試験試料）のスペクトルを測定するために、青果物等の被採取体の表面に付着した農薬（試験試料）を採取する際に用いられる。
被採取体としては、例えば、葉菜類や茎菜類等の各種の野菜や、仁果類や柑橘類等の各種の果実など、種類が限定されない青果物であって、例えば、出荷時のものや輸入時のもの等が挙げられる。

図１及び図２に示すように、本実施形態の試料採取ペン１は、全体として、所定方向に延びている。試料採取ペン１は、長さ方向（軸方向）に延びるペン本体２と、ペン先部３と、採取体６と、を備える。

ペン本体２は、図３及び図４に示すように、弾性機構部２１と、把持部２２と、を有する。把持部２２は、長さ方向に延びる円筒状に形成される。弾性機構部２１は、後端側において、把持部２２の一端側に固定されている。弾性機構部２１は、先端側において、ペン先部３を着脱可能に連結する。
ペン本体２の詳細については後述する。

採取体６は、シート状に形成され、ペン先部３に保持される。採取体６は、拭き取りシート６１と、不透過性シート６２と、を有する。拭き取りシート６１には、不透過性シート６２が貼り付けられる。拭き取りシート６１の一部は、不透過性シート６２が拭き取りシート６１に貼り付けられた場合に、不透過性シート６２の開口６２１を介して外部に露出される。
採取体６の詳細については後述する。

ペン先部３は、ペン本体２の一端に設けられる。ペン先部３は、図２に示すように、採取体配置部４と、採取体保持部５と、を有する。ペン先部３においては、採取体配置部４にシート状の採取体６が配置され、採取体配置部４に配置されたシート状の採取体６を採取体保持部５が保持する。

採取体配置部４は、ペン本体２の長さ方向（軸方向）に延びており、ペン本体２（後述）よりも短い円柱状である。採取体配置部４の先端（一端）には、先端部４１が設けられる。先端部４１は、後述する採取体保持部５をペン本体２に取り付けた場合にペン先部３の先端に位置する（図３参照）。そのため、先端部４１は、ペン先部３の先端部でもある。

先端部４１の外形は、先端側に突出する曲面状である。先端部４１の外形が曲面状とは、青果物等の被採取体の表面から農薬（試験試料）を拭き取る際に、青果物等の被採取体の表面と接する先端部４１の外形の形状が、滑らかでエッジがないという形状であることを含む概念である。本実施形態においては、先端部４１の外形は、例えば、半球面状である。

先端部４１の材質は、柔軟性を有する材質である。柔軟性を有する材質としては、例えば、樹脂材料やゴム等が挙げられる。先端部４１の材質を柔軟性を有する材質とする理由は、次の通りである。後述するスペクトル測定装置７を用いてプリズム７２を介して拭き取りシート６１に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定する場合においては、拭き取りシート６１をプリズム７２に密着させて測定するため、プリズム７２上に拭き取りシート６１をクランプ加圧器７４（後述）を用いて押圧して固定させる必要がある。このため、ペン先部３の先端部４１としては、クランプ加圧器７４（後述）で押圧した場合に、拭き取りシート６１がプリズム７２上に密着しやすいように、柔軟性を有して変形しやすいものが好ましいためである。

採取体配置部４の長さ方向の途中の環状溝には、採取体配置部４の周方向に沿って環状に形成される弾性リング体４２が配置されている。弾性リング体４２は、弾性変形する材料により形成されている。弾性リング体４２は、後述する採取体保持部５を採取体配置部４に取り付けた場合に、採取体配置部４と採取体保持部５との間において弾性変形して、採取体配置部４に採取体保持部５を保持させる。

採取体保持部５は、採取体配置部４に配置されたシート状の採取体６を保持する。採取体保持部５は、採取体配置部４にシート状の採取体６を配置した状態で、採取体配置部４に取り付けられる。採取体保持部５は、筒状に形成される。採取体保持部５は、図２及び図３に示すように、先端傾斜部５１と、保持体筒状部５２と、フランジ部５３と、を有する。

先端傾斜部５１は、内縁から外縁に向かうにしたがって先端側から後端側に向かうように傾斜している。先端傾斜部５１の先端には、先端傾斜部５１の内縁により外郭が形成される先端開口部５１１が形成される。先端開口部５１１は、採取体保持部５と採取体配置部４とにシート状の採取体６が保持された場合に、シート状の採取体６を外部に露出させる部分である。

保持体筒状部５２は、先端傾斜部５１の後端に接続されており、試料採取ペン１の長さ方向（軸方向）に、円筒状に延びる。

フランジ部５３は、保持体筒状部５２の長さ方向（軸方向）の後端に設けられる。フランジ部５３は、保持体筒状部５２の外周面から、保持体筒状部５２の周方向の全域に亘って径方向の外方に突出する。フランジ部５３は、採取体配置部４への採取体保持部５の取り付け及び取り外しを容易とするために、手で保持しやすいように、保持体筒状部５２の外周面から径方向に突出している。

採取体６は、図２及び図３に示すように、シート状に形成される。採取体６は、ペン先部３の採取体配置部４の先端部４１の曲面状の外形に沿って配置される。採取体６は、拭き取りシート６１と、不透過性シート６２と、を有する。拭き取りシート６１には、不透過性シート６２が貼り付けられる。拭き取りシート６１の一部は、不透過性シート６２が拭き取りシート６１に貼り付けられた場合に、後述する不透過性シート６２の開口６２１を介して外部に露出される。

拭き取りシート６１は、農薬（試験試料）を拭き取り可能である。拭き取りシート６１は、シート状に形成される。拭き取りシート６１は、シート状に形成されるため、青果物等の被採取体の表面から農薬（試験試料）を拭い取りやすい。
本実施形態においては、拭き取りシート６１の外形は、円形状である。拭き取りシート６１には、開口は形成されていない。

拭き取りシート６１は、青果物等の被採取体の表面から農薬（試験試料）を拭い取ることができるシート状のものであれば特に限定されない。拭き取りシート６１しては、例えば、セルロース繊維やガラス繊維やシリカ繊維等の材料からなるろ紙、綿等の天然繊維やポリエステル繊維やポリアミド繊維等の化学繊維からなる布帛、ゴムやプラスチックなどの樹脂材料からなる成形品が挙げられる。

但し、拭き取りシート６１は、青果物等の被採取体の表面から農薬を拭き取りやすいことが好ましいため、疎水性を有するものが好ましい。ここでいう疎水性とは、水に対する親和性が低い性質をいい、そのような疎水性を有する拭き取りシート６１は、例えば、分子内に疎水性官能基である炭化水素基、シラノール基、クロロアルキル基またはフルオロアルキル基等を有する材料からなるものが好ましい。このため、ろ紙の場合には、シリカ繊維からなるものが好ましく、布帛の場合には、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂繊維のような上述の疎水性官能基を有する合成樹脂繊維等の化学繊維からなるものが好ましい。また、セルロース繊維又はガラス繊維からなるろ紙や綿の布帛等のように、疎水性の弱い拭き取りシート６１を用いる場合、この拭き取りシート６１は、後述する疎水性溶媒を含浸させることで疎水性を付与することが好ましい。

また、拭き取りシート６１は、後述するスペクトル測定装置７を用いてプリズム７２を介して拭き取りシート６１に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定する場合においては、拭き取りシート６１をプリズム７２に密着させて測定する。そのため、プリズム７２上に拭き取りシート６１をクランプ加圧器７４（後述）を用いて押圧して固定される必要があることから、プリズム７２上に密接しやすい柔軟性を有するものが好ましい。拭き取りシート６１は、面積が大きくなる程に青果物等の被採取体からの農薬（試験試料）の拭き取りムラを生じやすくなることから、ペン先部３において拭き取りシート６１が外部に露出される面積が、数平方センチメートル以下（例えば、４．０ｃｍ^２以下、好ましくは０．１〜１．０ｃｍ^２程度）の小さな面積のものを用いるのが好ましい。

拭き取りシート６１は、農薬（試験試料）の拭き取り残しを生じにくくできることから、疎水性溶媒を含むものが特に好ましい。疎水性溶媒は、農薬（試験試料）を溶解可能なものであれば各種のものを用いることができ、好ましくは２０℃における水への溶解度が１ｇ／１００ｍＬ以下のものである。特に、常温常圧（２０℃、１気圧）下で不揮発性のもの、例えば、沸点が１２０℃以上（好ましくは１５０℃以上）で蒸気圧（２０℃）が１ｋＰａ以下（より好ましくは０．５ｋＰａ以下）の疎水性溶媒が好ましい。

好ましい疎水性溶媒としては、例えば、ノナンやデカン等の炭素数が９以上のアルカン、クロロパラフィンやフルオロパラフィン等の流動パラフィン、シリコンオイル（例えば、ジメチルシリコンオイルやメチルフェニルシリコンオイル等）およびサラダ油やコーン油等の食用油を挙げることができる。

また、拭き取りシート６１で拭き取った際の農薬（試験試料）の回収率を向上させるため、拭き取りシート６１への添加剤としては、前述の疎水性溶剤のほか、界面活性作用を示す界面活性剤の添加も有効である。

なお、拭き取りシート６１の材料または拭き取りシート６１に含める疎水性溶媒がベンゼン環、ナフタレン環及びアントラセン環等の芳香環を含むものである場合、この芳香環は赤外吸収ピークを発生する。このため、後述するスペクトル測定装置７を用いて拭き取りシート６１に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定する場合においては、拭き取りシート６１自体又は疎水性溶媒自体の赤外吸収ピークが農薬による赤外吸収ピークに影響し、農薬の定量精度等を損なう可能性がある。したがって、拭き取りシート６１の材料及び疎水性溶媒としては、芳香環を含まないものを用いるのが好ましい。例えば、採取体の材料としては、ガラス繊維やシリカ繊維のような無機系の繊維材料又は脂肪族系の繊維材料若しくは樹脂材料を用いるのが好ましく、疎水性溶媒としては脂肪族系のもの（例えば、シリコンオイルの場合はジメチルシリコンオイル等）を用いるのが好ましい。

また、後述するスペクトル測定装置７を用いて拭き取りシート６１に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定する場合においては、赤外吸収ピークを発生する原因となる元素、例えば、農薬の構成原子として含まれることが多い硫黄やリンを含む材料を用いた採取体は、芳香環を含む材料と同じく農薬の赤外吸収ピークに影響する赤外吸収ピークを発生する。そのため、硫黄やリンを含む材料を用いた採取体の使用を回避することが好ましい。

不透過性シート６２は、シート状に形成される。本実施形態においては、不透過性シート６２の外形は、円形状であり、拭き取りシート６１と同じ大きさの外形を有する。不透過性シート６２は、厚み方向に貫通する開口６２１を有する。不透過性シート６２は、拭き取りシート６１の表面側に貼り付けられる。

不透過性シート６２は、農薬（試験試料）を実質的に透過しない不透過性の材料で形成される。拭き取りシート６１は、不透過性シート６２が貼り付けられた状態で、農薬（試験試料）を拭き取ることが可能である。

開口６２１は、不透過性シート６２が拭き取りシート６１に貼り付けられた場合に、拭き取りシート６１の一部を外部に露出させる。開口６２１は、不透過性シート６２の中央に設けられる。本実施形態においては、開口６２１は、円形状である。

不透過性シート６２は、拭き取りシート６１に貼り付けられた場合に、開口６２１において、拭き取りシート６１と不透過性シート６２とが同一平面に近くなるように、段差が少なく、厚みが薄いことが好ましい。本実施形態においては、不透過性シート６２の厚みは、例えば、５０μｍ〜１００μｍである。

開口６２１の大きさは、スペクトル測定装置７を用いてプリズム７２を介して農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定する場合に、プリズム７２が露出される部分の大きさと同じか又は小さい。これにより、スペクトル測定装置７を用いて拭き取りシート６１に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定する場合に、開口６２１を介して、拭き取りシート６１が外部に露出される全部を、プリズム７２に密着させることができる。なお、後述するスペクトル測定装置７において、スペクトル測定装置７の測定台部７１の円錐貫通孔７１１から外方にプリズム７２が露出する部分の大きさは、例えば、直径３ｍｍである。この場合には、開口６２１の大きさは、例えば、直径３ｍｍ又は直径３ｍｍ以下である。

不透過性シート６２の材料としては、農薬（試験試料）を実質的に透過しない不透過性の材料であれば限定されない。例えば、不透過性シート６２としては、農薬（試験試料）を実質的に透過しない材料で形成されたセロハンテープや、農薬（試験試料）を実質的に透過しない撥水性を有する滑らかなポリマー（重合体）等の材料で形成されたシート等が挙げられる。

ペン先部３は、図４に示すように、ペン本体２に対して着脱可能である。ペン先部３の長さ方向のペン本体２側の後端面には、図３及び図４に示すように、雌ネジ部３ａが設けられている。ペン先部３の後端面の雌ネジ部３ａは、後述するペン本体２の弾性機構部２１の雄ネジ部２ａに螺合可能である。
ペン先部３は、後述する弾性機構部２１により、先端部４１側に向けて付勢される。

ペン本体２は、図３及び図４に示すように、弾性機構部２１と、把持部２２と、を有する。
弾性機構部２１は、図３及び図４に示すように、後端側において、把持部２２の一端側に固定されている。弾性機構部２１は、先端側において、ペン先部３を着脱可能に連結する。弾性機構部２１の長さ方向のペン先部３側の一端面（先端面）には、雄ネジ部２ａが設けられている。弾性機構部２１の先端面の雄ネジ部２ａは、ペン先部３の雌ネジ部３ａに螺合可能である。これにより、弾性機構部２１は、弾性機構部２１の先端面の雄ネジ部２ａ及びペン先部３の雌ネジ部３ａを介して、ペン先部３を着脱可能に連結する。

弾性機構部２１は、押圧力の加減の違いや拭き取る人の押圧力に個人差があっても、ペン先部３に掛かった押圧力を吸収して、農薬（試験試料）を拭き取る際のペン先部３への荷重を安定させることを可能とする機構である。

弾性機構部２１は、図３に示すように、筒状体２１１と、移動体２１２と、バネ部材２１３と、を有する。

筒状体２１１は、把持部２２の一端（先端）に形成される。筒状体２１１は、円筒形状に形成される。筒状体２１１の一端側には、開口２１１ａの外郭となる内方突出部２１１ｂが形成されている。内方突出部２１１ｂは、筒状体２１１の内周面から径方向の内方に突出する。移動体２１２（後述）がバネ部材２１３（後述）により付勢されても、移動体２１２（後述）の突出係止部２１２ｃ（後述）は、内方突出部２１１ｂに係止される。そのため、移動体２１２（後述）が筒状体２１１から飛び出すことは規制される。

移動体２１２は、筒状体２１１の開口２１１ａを介して筒状体２１１の内部と外部とに亘って配置されている。移動体２１２は、試料採取ペン１の長さ方向（軸方向）に移動可能である。移動体２１２は、第１部分２１２ａと、第２部分２１２ｂと、を有する。第１部分２１２ａは、筒状体２１１の内部に配置される。第２部分２１２ｂは、筒状体２１１の先端側の外部に配置される。

第１部分２１２ａは、筒状体２１１の内部で径の中心に沿って軸方向に延びる。第１部分２１２ａには、筒状体２１１の内方突出部２１１ｂに係止される突出係止部２１２ｃが径方向の外方に突出して形成される。

第２部分２１２ｂは、筒状体２１１の内部で径の中心に沿って軸方向に延びる中心部分と、先端側において中心部分から径方向に延びる円板部分と、円板部分の外縁から後端側に延びて筒状体２１１の先端側の外周面の一部を覆う筒状部分と、を有する。第２部分２１２ｂは、中心部分の後端において、第１部分２１２ａの先端に接続される。

バネ部材２１３は、筒状体２１１の内部において、第１部分２１２ａが挿入された状態で、筒状体２１１の底面と第１部分２１２ａの突出係止部２１２ｃとの間に配置される。バネ部材２１３は、付勢力を発生する部材であり、移動体２１２をペン先部３側に向けて付勢する。これにより、ペン先部３は、バネ部材２１３により先端部４１側に向けて付勢される。

移動体２１２は、ペン先部３が押圧されていない場合において、図３に示すように、バネ部材２１３に付勢されており、突出係止部２１２ｃが筒状体２１１の内方突出部２１１ｂに係止されるため、ペン先部３側に向けて付勢された状態で保持される。この場合には、ペン先部３は、先端部４１側に向けて付勢されている。移動体２１２は、ペン先部３がバネ部材２１３の付勢力に抗して押圧される場合において、バネ部材２１３の付勢力に抗して後端部側に移動して、ペン先部３からの押圧力を吸収する。よって、農薬（試験試料）を拭き取る際のペン先部３への荷重を安定させることができる。

把持部２２は、弾性機構部２１の他端（後端）に連結されている。把持部２２は、長さ方向（軸方向）に延びる円筒状に形成される。把持部２２は、青果物等の被採取体の表面に付着した農薬（試験試料）を採取する際に、人の手により把持される部分である。

次に、試料採取ペン１により採取された農薬（試験試料）のスペクトルを測定するスペクトル測定装置７及びスペクトル測定装置７に取り付けられる測定治具８について図面を参照しながら説明する。図５は、スペクトル測定装置７及び測定治具８の構成を示す断面図であって、（ａ）は、測定治具８をスペクトル測定装置７に装着する途中の状態を示す図であり、（ｂ）は、測定治具８をスペクトル測定装置７に装着した状態を示す図である。図６は、測定治具８にペン先部３を挿入してスペクトル測定装置７により赤外吸収スペクトルを測定する図であって、（ａ）は、測定治具８にペン先部３を挿入した直後の図であり、（ｂ）は、測定治具８にペン先部３を挿入した後にクランプ加圧器７４によりペン先部３を押圧した状態を示す図である。

スペクトル測定装置７は、採取体６に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを、赤外分光計を用いた全反射法（ＡＴＲ法）により測定する装置である。
ＡＴＲ法は、プリズム７２の表面に農薬（試験試料）が付着した採取体６を密着させることで、採取体６に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを得る方法であり、反射回数が１回で一箇所に単反射させる単反射型と反射回数が複数回で複数箇所に複数回反射させる多重反射型とがある。本実施形態においては、プリズム７２として、ＡＴＲ法の単反射型に用いられる一回反射法のプリズムを採用する。

なお、多重反射型の場合、農薬（試験試料）が付着した採取体が大きいとプリズムの表面に試験試料を均一に密着させることが難しく、また農薬（試験試料）が付着した採取体が特に大きい場合においては、農薬（試験試料）が付着した採取体とプリズムとの接触面積が大きくなる。そのため、採取体の面積当たりの農薬（試験試料）の濃度が低くなり、結果として農薬（試験試料）の定量精度等を損なう可能性がある。従って、本実施形態では、単反射型のＡＴＲ法を採用する。

スペクトル測定装置７は、図５（ａ）に示すように、円錐貫通孔７１１が形成された測定台部７１と、円錐貫通孔７１１に取り付けられたプリズム７２と、プリズム７２の下方に配置された集光レンズ７３と、クランプ加圧器７４と、不図示の赤外光入光部と、不図示の赤外光検出部と、不図示の赤外光解析部と、を備える。また、本実施形態においては、スペクトル測定装置７を使用する場合には、測定治具８（後述）をスペクトル測定装置７に取り付ける。

測定台部７１は、厚みを有する板状の金属プレートで構成される。測定台部７１には、円錐貫通孔７１１が形成される。円錐貫通孔７１１は、測定台部７１の表面側から裏面側に向かうにしたがって径が大きくなるように形成される。円錐貫通孔７１１には、後述するプリズム７２が配置される。円錐貫通孔７１１における測定台部７１の表面における開口部分の大きさは、例えば、直径３ｍｍである。

測定台部７１には、位置合わせ凹部７１２が設けられる。位置合わせ凹部７１２は、測定台部７１の表面側から内部側に窪む円環溝状に形成される。位置合わせ凹部７１２には、後述する測定治具８が測定台部７１に取り付けられる際に、測定治具８の突出部８５が挿入される。

プリズム７２は、赤外分光計を用いた全反射法により採取体６に採取された農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを一回反射により測定する際に用いられる一回反射型のプリズムである。プリズム７２は、測定台部７１の円錐貫通孔７１１に配置される。プリズム７２は、測定台部７１の表面において、円錐貫通孔７１１を介して上部側に露出される。

プリズム７２は、上方に向かうにしたがって径が小さくなる截頭円錐状に形成される。プリズム７２における測定台部７１の表面における大きさは、例えば、直径３ｍｍである。プリズム７２は、円錐貫通孔７１１における測定台部７１の表面において、測定台部７１の表面と同一平面上になるように配置される。プリズム７２としては、例えば、ダイヤモンドプリズムなどが挙げられる。

集光レンズ７３は、プリズム７２の下方側に、プリズム７２に近接又は当接して配置される。集光レンズ７３は、赤外光入光部（不図示）により入光された赤外光をプリズム７２の上面の中心部に集光させて、全反射して折り返される赤外光を赤外検出部（不図示）に集光させて検出させる。集光レンズ７３を介して赤外検出部（不図示）に検出された赤外光は、赤外光解析部（不図示）により赤外吸収スペクトル情報として、解析される。

測定治具８は、プリズム７２を介して農薬（試験試料）のスペクトルを測定するために、スペクトル測定装置７に取り付けられて用いられる。測定治具８は、スペクトル測定装置７に着脱可能に構成される。

測定治具８は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、板状部としての段差筒状板８１を備える。段差筒状板８１は、段差を有する円筒状の板状に形成される。段差筒状板８１は、小径部８２と、大径板状部８３と、を有する。小径部８２と大径板状部８３は、一体に形成される。

小径部８２は、円筒状に形成され、測定治具８がスペクトル測定装置７に装着された場合に、上方側に配置される。大径板状部８３は、小径部８２よりも大きい径の円筒状に形成され、測定治具８がスペクトル測定装置７に装着された場合に、下方側に配置される。

段差筒状板８１は、小径部８２と大径板状部８３とに亘って、厚み方向に同じ径で貫通する貫通孔８１１を有する。段差筒状板８１は、貫通孔８１１を介して、プリズム７２を上方に露出させる。

段差筒状板８１には、位置合わせ部８４が設けられる。位置合わせ部８４は、測定台部７１の表面において、ペン先部３の軸方向に直交する方向の位置合わせを行うことが可能である。本実施形態においては、位置合わせ部８４は、小径部８２及び大径板状部８３の内縁の部分であり、貫通孔８１１に沿った筒状に形成される。つまり、貫通孔８１１は、位置合わせ部８４として機能する。位置合わせ部８４は、農薬（試験試料）を拭き取り可能なシート状の採取体６を保持するペン先部３（保持体）を、貫通孔８１１を介してプリズム７２に対して位置合わせをするように配置可能である。

段差筒状板８１には、裏面側から下方に突出する突出部８５が設けられている。突出部８５は、段差筒状板８１の外縁に沿って形成され、円環状である。突出部８５は、スペクトル測定装置７の位置合わせ凹部７１２に挿入可能である。突出部８５をスペクトル測定装置７の位置合わせ凹部７１２に挿入することで、測定治具８をスペクトル測定装置７に取り付ける。測定治具８をスペクトル測定装置７に取り付けると、位置合わせ部８４（貫通孔８１１）の中心がプリズム７２の中心（測定中心）に一致するように、位置合わせ部８４は、プリズム７２に対して位置決めされる。

以上のように構成される測定治具８を用いることにより、測定治具８がスペクトル測定装置７に取り付けた状態において、ペン先部３（保持体）は、位置合わせ部８４に挿入されることで、ペン先部３の軸方向に直交する方向において、貫通孔８１１を介してプリズム７２に対して位置合わせされる。そして、プリズム７２を介して農薬（試験試料）のスペクトルを測定する場合に、拭き取りシート６１が不透過性シート６２に貼り付けられた状態で、ペン先部３（保持体）の先端部４１で採取体６を押圧することにより採取体６をプリズム７２に密着させる。これにより、ペン先部３を測定治具８の位置合わせ部８４に挿入するだけで、拭き取りシート６１の農薬（試験試料）の拭き取り中心とスペクトル測定装置７において測定する測定中心とを、一致させることができる。従って、スペクトル測定装置７における測定の精度を向上させることができる。

次に、試料採取ペン１で農薬（試験試料）を採取して、採取した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルをスペクトル測定装置７で測定する方法について説明する。
まず、図１に示す試料採取ペン１を使用して、青果物等の被採取体（不図示）の表面から農薬（試験試料）を採取する。試料採取ペン１で採取した農薬は、ペン先部３の先端部４１において、拭き取りシート６１に付着されている。ペン先部３の先端部４１の外形が曲面状であるため、青果物等の被採取体の表面に付着した農薬を、ほぼ点接触で拭き取ることができる。また、拭き取りシート６１が不透過性シート６２の開口６２１を介して露出しているため、農薬（試験試料）を拭き取りシート６１の狭い範囲に集中させて採取することができる。

その後、図４に示すように、拭き取りシート６１が保持された状態のペン先部３をペン本体２から取り外す。

続けて、図６（ａ）に示すように、ペン本体２から取り外したペン先部３を、スペクトル測定装置７に装着した測定治具８の筒状の位置合わせ部８４に挿入する。これにより、ペン先部３は、ペン先部３の軸方向に直交する方向において、測定治具８の貫通孔８１１を介してプリズム７２に対して位置合わせされる。

そして、ペン先部３が位置合わせされた状態で、スペクトル測定装置７のクランプ加圧器７４によりペン先部３を押圧する。ペン先部３の先端部４１の材質が柔軟性を有する材質であるため、クランプ加圧器７４に押圧されることで、先端部４１がプリズム７２の表面に沿うように変形する。これにより、ペン先部３の先端部４１でシート状の採取体６を押圧することで、採取体６を変形させて面接触でプリズム７２に密着させることができる。この状態においては、拭き取りシート６１が不透過性シート６２に貼り付けられた状態で、拭き取りシート６１及び不透過性シート６２がプリズム７２に面接触で密着する。

ここで、拭き取りシート６１は、不透過性シート６２の開口６２１を介して露出している。拭き取りシート６１における開口６２１から露出する部分の周縁には、不透過性シート６２が貼り付けられている。不透過性シート６２は、拭き取りシート６１と共に、プリズム７２に密着する。

そのため、スペクトル測定装置７のクランプ加圧器７４によりペン先部３を押圧した場合に、拭き取りシート６１における開口６２１から露出する部分の周縁に貼り付けられている不透過性シート６２が、拭き取りシート６１の周縁をシールするシール材として機能する。これにより、スペクトル測定装置７を用いてプリズム７２を介して拭き取りシート６１に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定する場合において、外部からの余計な赤外光の侵入を抑制し、かつ、赤外光入光部（不図示）により入光された赤外光の外部への漏れを抑制することができる。従って、スペクトル測定装置７は、不透過性シート６２が拭き取りシート６１における開口６２１から露出する部分の周縁においてシール材として機能するため、農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを精度よく測定することができる。

次に、スペクトル測定装置７においては、赤外分光計を用いた全反射法（ＡＴＲ法）により、プリズム７２を介して、赤外光入光部（不図示）により赤外光を拭き取りシート６１に入光して、赤外吸収スペクトルを一回反射で全反射させる。赤外入光部（不図示）から入光された赤外光は、プリズム７２を介して、農薬（試験試料）の内部に２μｍ程度潜り込んで全反射される。

その後、農薬（試験試料）から全反射された赤外光を、赤外光検出部（不図示）により検出する。そして、検出された赤外光を赤外光解析部（不図示）でＡＴＲ法により解析して、赤外吸収スペクトル情報を得る。

続けて、スペクトル測定装置７においてＡＴＲ法により測定した赤外吸収スペクトル情報を解析して、測定した赤外吸収スペクトル情報に基づいて農薬の付着の状態を判定する。
ＡＴＲ法により測定した赤外吸収スペクトル情報の解析方法としては、予め用意した農薬成分用キャリブレーションモデルに赤外吸収スペクトルを適用し、農薬を検出する方法を採用することができる。このような解析方法は、例えば、特開２００７−２６３８８３号公報において知られており、農薬成分用キャリブレーションモデルとして、同文献に記載の重回帰またはＰＬＳ（部分最小二乗法）回帰などにより作成した定量用検量線又は判別分析法若しくはＳＩＭＣＡ（Ｓｏｆｔ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ Ｃｌａｓｓ Ａｎａｌｏｇｙ）法により作成された定性用キャリブレーションモデルを用いることができる。

本実施形態の試料採取ペン１によれば、例えば、次の効果が奏される。
本実施形態の試料採取ペン１は、プリズム７２を介して農薬（試験試料）のスペクトルを測定するために用いられ、農薬（試験試料）を採取可能な試料採取ペン１であって、ペン本体２と、ペン本体２の一端に設けられるペン先部３と、ペン先部３の先端部４１の外形に沿って配置され、農薬（試験試料）を拭き取り可能なシート状の採取体６と、を備える。先端部４１の外形は、曲面状であり、プリズム７２を介して農薬（試験試料）のスペクトルを測定する場合に、先端部４１で採取体６を押圧することにより採取体６をプリズム７２に密着させる。

ペン先部３の先端部４１の外形が曲面状であるため、青果物等の被採取体の表面に付着した農薬を、ほぼ点接触で拭き取ることができる。これにより、採取体６の狭い範囲に農薬を集中させて拭き取ることができる。従って、拭き取る際の農薬（試験試料）の拭き取りの偏りや拭き取りムラを抑制することができる。
また、先端部４１の外形が曲面状に滑らかであるため、エッジがある場合に比べて、拭き取る際の農薬（試験試料）の拭き取りの偏りや拭き取りムラを抑制することができる。

また、本実施形態においては、ペン先部３の先端部４１の材質は、柔軟性を有する材質である。そのため、スペクトル測定装置７を用いてプリズム７２を介して拭き取りシート６１に付着した農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定する際に、ペン先部３をプリズム７２に押圧して、先端部４１を変形させて採取体６を面接触でプリズム７２に密着させることができる。これにより、採取体６に採取された農薬（試験試料）を精度よく測定することができる。

また、本実施形態においては、ペン先部３は、付勢力を発生するバネ部材２１３により先端部４１側に向けて付勢される。そのため、押圧力の加減の違いや拭き取る人の押圧力に個人差があっても、農薬（試験試料）を拭き取る際のペン先部３への荷重を安定させることができる。その結果、採取体６に採取された農薬（試験試料）を精度よく測定することができ、測定した農薬（試験試料）のデータを比較する際の精度がよくなる。

また、本実施形態においては、ペン先部３は、ペン本体２に対して着脱可能である。そのため、ペン先部３は試料採取ペン１よりも小さいため、ペン先部３に保持された採取体６の取り扱いが容易である。ペン先部３をスペクトル測定装置７にセットしやすいため、採取体６に付着した農薬（試験試料）のスペクトルを容易に測定することができる。

また、本実施形態においては、プリズム７２は、赤外分光計を用いた全反射法により採取体６に採取された農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを一回反射により測定する際に用いられる一回反射型のプリズムである。そのため、本発明の上記構成のように、ペン先部３の先端部４１を曲面状に構成して、青果物等の被採取体にほぼ点接触させて、農薬（試験試料）の付着を狭い範囲に集中させることができる構成において、狭い範囲に付着した農薬（試験試料）を測定する際に、一回反射型のプリズムを、好適に使用することができる。

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、ペン先部３の先端部４１の外形を半球面状としたが、これに限定されない。ペン先部３の先端部４１の外形は、曲面であればよく、例えば、楕円面等であってもよい。

また、前記実施形態においては、不透過性シート６２の開口６２１は、不透過性シート６２を拭き取りシート６１に貼り付けられた場合に、拭き取りシート６１の一部を露出させるように構成されているが、これに限定されず、拭き取りシート６１の大きさを不透過性シート６２の開口６２１の大きさと同じとすることで、拭き取りシート６１の全部を露出させるように構成してもよい。

また、前記実施形態においては、ペン先部３を先端部４１側に向けて付勢する付勢力を発生する部材として、バネ部材２１３を使用したが、これに限定されず、例えば、スポンジでもよい。

また、前記実施形態においては、測定治具８において、プリズム７２に対して位置合わせをする位置合わせ部８４に配置する保持体として、ペン先部３としたが、これに限定されない。保持体は、例えば、試料採取ペン１の全体であってもよい。

また、前記実施形態においては、試験試料を農薬としたが、これに限定されない。例えば、試験試料を、ＡＴＲ法により赤外吸収スペクトルを測定可能な化学物質としてもよい。

また、前記実施形態においては、拭き取りシート６１に不透過性シート６２を貼り付けた状態で農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定するように構成したが、これに限定されない。拭き取りシート６１から不透過性シート６２を剥がして、拭き取りシート６１の単体で農薬（試験試料）の赤外吸収スペクトルを測定するように構成してもよい。

また、前記実施形態において、測定治具８の突出部８５及びスペクトル測定装置７の位置合わせ凹部７１２を、円環状としたが、これに限定されない。例えば、測定治具８の突出部８５が、段差筒状板８１の裏面から突出する２本以上の棒状部材で構成され、スペクトル測定装置７の位置合わせ凹部７１２が、２本以上の棒状部材を挿入可能な２つ以上の孔部で構成されていてもよい。

以下、本発明の実施例及び比較例を用いて、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものでない。図７は、実施例１について示す図であって、（ａ）は、ペン先部３の先端部４１の外形が曲面状である場合を示す図であり、（ｂ）は、採取体６に付着した農薬の分布を示す図であり、（ｃ）は、農薬製剤の換算付着量と換算付着量の算出値との関係を示すグラフである。図８は、実施例２について示す図であって、（ａ）は、ペン先部３の先端部４１の外形が曲面状である場合を示す図であり、（ｂ）は、採取体６に付着した農薬の分布を示す図であり、（ｃ）は、農薬製剤の換算付着量と換算付着量の算出値との関係を示すグラフである。図９は、比較例について示す図であって、（ａ）は、ペン先部３Ａの先端部４１Ａの外形が平面状である場合を示す図であり、（ｂ）は、採取体６に付着した農薬の分布を示す図であり、（ｃ）は、農薬製剤の換算付着量と換算付着量の算出値との関係を示すグラフである。
まず、実施例及び比較例の評価動作を行う際の各種条件は次の通りである。

（試験片Ｐの調製）
蜜柑の果皮を１ｃｍ角の大きさで複数枚切り取り、複数枚の試験片Ｐ（図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）参照）を得た。そして、複数枚の試験片Ｐに対し、付着量（ｍｇ／ｃｍ^２）（有効成分としての付着量）になるよう農薬製剤（シンジェンタジャパン株式会社の「スプラサイド乳剤４０」：有効成分としてメチダチオンを４０重量％含有）を塗布した。

以下において、「付着量」を「換算付着量」に換算する。「換算付着量」は、平均的なＬサイズの蜜柑（重量１００ｇ、表面積１２６ｃｍ^２）１ｋｇ当りの農薬製剤の付着量（有効成分としての付着量であり：単位はｍｇ／ｋｇである。）に換算したものである。

各試験片Ｐを濡れたウエス上に置いて試験装置内に配置し、各試験片Ｐ自体が干からびないように各試験片Ｐの表面（農薬製剤の塗布面）に気流を３時間流して農薬製剤を乾燥させた。そして、このように乾燥処理した各試験片Ｐを濡れたウエス上で２４時間放置した。

（試験方法）
シリコンオイルを含浸させたセルロース繊維ろ紙を１ｃｍ角に切り取った拭き取りシート６１（採取体）を、試料採取ペン１のペン先部３，３Ａに保持させた状態で、試料採取ペン１を用いて、各試験片Ｐの表面（農薬製剤の塗布面）全面を拭き取りシート６１で拭いた。ＡＴＲ測定用のジンクセレンプリズムを備えたフーリエ変換赤外分光光度計（日本分光株式会社の型番「ＦＴ／ＩＲ−４１００」）を用い、分解能４ｃｍ^−１、積算回数３６の条件で各試験片Ｐの表面（農薬製剤の塗布面）の赤外吸収スペクトルを単反射型のＡＴＲ法により測定した。そして、得られた赤外吸収スペクトルについて、４００〜４，０００ｃｍ^−１の領域のデータをＰＬＳ定量ソフト（日本分光株式会社のＰＬＳ定量ソフトプログラム「ＰＬＳ−４０００」）により処理し、各試験片Ｐにおける農薬製剤の付着量（有効成分としての付着量）を求めた。この付着量から換算付着量を算出した。そして、下記実施例１、実施例２及び比較例について、換算付着量と換算付着量の算出値とをグラフ化した。

まず、以下の実施例１、実施例２、比較例の構成について説明する。実施例１、実施例２、比較例の基本的な構成は、図１及び図２に示す試料採取ペン１の構成と同じである。
図１及び図２に示す試料採取ペン１の構成と異なる構成について説明する。実施例１、実施例２、比較例においては、採取体６としては、不透過性シート６２及び拭き取りシート６１の両方を使用せずに、拭き取りシート６１のみを使用して、拭き取りシート６１をペン先部３，３Ａに保持させた。
また、実施例１、実施例２、比較例において、それぞれ、次のような異なる構成とした。

〔実施例１〕
図７（ａ）に示すように、ペン先部３の先端部４１の外形を曲面状とした。ペン先部３の先端部４１の材質を、剛性を有する金属材料とした。この条件で、上記試験方法に基づき試験を行った。
〔実施例２〕
ペン先部３の先端部４１の外形を、実施例１と同様に、図８（ａ）に示すように、曲面状とした。ペン先部３の先端部４１の材質を、実施例１とは異なる材質とし、柔軟性を有する樹脂材料とした。この条件で、上記試験方法に基づき試験を行った。
〔比較例〕
図９（ａ）に示すように、ペン先部３Ａの先端部４１Ａの外形を平面状とした。ペン先部３Ａの先端部４１Ａの材質を、剛性を有する金属材料とした。この条件で、上記試験方法に基づき試験を行った。

（採取体に付着した農薬の分布）
採取体６に付着した農薬の分布を、実施例１について図７（ｂ）に示し、実施例２について図８（ｂ）に示し、比較例について図９（ｂ）に示す。
実施例１においては、図７（ｂ）に示すように、ペン先部３の先端部４１が曲面状の先端の部分に農薬の付着が集中した。
実施例２においては、実施例１と同様に、図８（ｂ）に示すように、ペン先部３の先端部４１が曲面状の先端の部分に農薬の付着が集中した。
比較例においては、図９（ｂ）に示すように、ペン先部３Ａの先端部４１Ａが平面状のエッジ部分に農薬の付着が集中した。

（試験結果の評価）
換算付着量と換算付着量の算出値との関係について、実施例１においては、図７（ｃ）のグラフが得られ、実施例２においては、図８（ｃ）のグラフが得られ、比較例においては、図９（ｃ）のグラフが得られた。
実施例１と実施例２と比較例とを対比すると、換算付着量と換算付着量の算出値とプロット点の関係を平均化した直線に対して、実施例２、実施例１、比較例の順で、換算付着量と換算付着量の算出値とのプロット点が平均化した直線に近い位置に集まって分布している。そのため、実施例２、実施例１、比較例の順で、換算付着量の算出値と換算付着量との相関性が高いため、バラツキが少なく、拭き取りムラが少ないことがわかる。
すなわち、実施例１及び実施例２は、比較例と比べて、換算付着量の算出値と換算付着量との相関性が高いため、バラツキが少なく、拭き取りムラが少ないことがわかった。
また、実施例２は、実施例１と比べて、換算付着量の算出値と換算付着量との相関性が更に高いため、バラツキがより少なく、拭き取りムラがより少ないことがわかった。

１ 試料採取ペン
２ ペン本体
３ ペン先部
６ 採取体
４１ 先端部
６１ 拭き取りシート
６２ 不透過性シート
７２ プリズム
６２１ 開口

Claims (4)

1. プリズムを介して試験試料のスペクトルを測定するために用いられ、試験試料を採取可能な試料採取ペンであって、
   ペン本体と、
   前記ペン本体の一端に設けられるペン先部と、
   前記ペン先部の先端部の外形に沿って配置され、試験試料を拭き取り可能なシート状の採取体と、を備え、
   前記ペン先部は、前記先端部が設けられると共に前記採取体が配置される採取体配置部と、該ペン先部の外部に前記採取体を露出させる先端開口部を有すると共に前記採取体配置部に配置された前記採取体を前記先端開口部の周縁と前記採取体配置部との間において挟み込んで保持する採取体保持部と、を有し、
   前記先端部の外形は、曲面状であり、
   前記先端部は、前記先端開口部を介して前記ペン先部の外部に突出して配置され、
   前記ペン先部は、前記ペン本体に対して着脱可能であり、
   前記プリズムを介して試験試料のスペクトルを測定する場合に、前記先端部で前記採取体を押圧することにより前記採取体を前記プリズムに密着させる、試料採取ペン。
2. 前記先端部の材質は、柔軟性を有する材質である、請求項１に記載の試料採取ペン。
3. 前記ペン先部は、付勢力を発生する部材により前記先端部側に向けて付勢される、請求項１又は２に記載の試料採取ペン。
4. 前記プリズムは、赤外分光計を用いた全反射法により前記採取体に採取された試験試料の赤外吸収スペクトルを一回反射により測定する際に用いられる一回反射型のプリズムである、請求項１から３のいずれかに記載の試料採取ペン。

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