2021 Fiscal Year Research-status Report
Non-destructive measurement method that overcomes light scattering to determine the sex of chicken eggs in early incubation
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21K18228
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
近藤 直 京都大学, 農学研究科, 教授 (20183353)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 雄一 京都大学, 農学研究科, 准教授 (20373285)
鈴木 哲仁 京都大学, 農学研究科, 助教 (00723115)
白神 慧一郎 京都大学, 農学研究科, 助教 (80795021)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 鶏卵 / レーザー / 雌雄判定 / 散乱 / 非破壊検査 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はこれまで黙認されてきた孵化直後の採卵鶏雄雛の70億羽殺処分という人類が抱える大きな未解決課題の解決を目的としている。そのために，雌雄と関係の深い鶏卵内の卵黄比率，性ホルモン変化，血液産生，心拍，胎動等の生物学的現象を，従来の透過分光だけでなく，微小な蛍光計測技術やレーザースペックル技術を活用した高度な非破壊計測技術を組み合わせた手法によって情報収集することを目指している。
今年度は，分光的手法による鶏卵に関連する卵殻，卵殻膜，卵黄，卵白等の分光特性を評価する手法を検討した。その結果，卵殻膜直下の胚を観察するには，卵黄の反射率が高いと共に，卵殻を透過しやすい波長の光を用いることが有効であるとの知見を得た。また，500nm付近の光を用いることで，胚成長が観察しやすくなることを確認した。卵殻の散乱特性を定量的に理解することを目指し、可視域のレーザー光を卵殻に入射させたときに生じる静的散乱光の強度を散乱角の関数として測定する光学系を構築した。入射レーザー光の偏光やビーム径を最適化して散乱光の高効率な観測を実現したところ、卵殻の曲率の影響をほとんど受けることなく再現性よく散乱光の角度分布プロファイルを取得することが可能となった。また、散乱係数が段階的に異なるコロイド溶液を用いたモデル実験によって、測定で得られた角度分布プロファイルが散乱係数と相関関係を示すことも確認できた。合わせて，卵殻がレーザーの可干渉性にどの程度影響を与えるのかを調べたところ，鶏卵を透過した光も干渉性を十分に有している事を確認できた。レーザー光を用いた測定系によるスペックル画像の予備検討も開始し，モデル実験において，スペックル画像の取得が可能であることを確認できたことことから，卵殻越しに胚を観察しつつ，スペックル画像を取得する実験系を構築中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
微弱光計測の準備が遅れているものの，他の実験については順調に進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
散乱光の偏光情報も取得できるように光学系を改良することで測定試料の光学的な異方性評価を実現するとともに、これまで手動操作していた測定プロセスの一部を自動化することで測定のスループット向上を図る。そのうえで寸法や形状、色の異なる卵殻を試料に用いて散乱光の角度分布プロファイル測定を行い、電子顕微鏡画像で得られる微細構造と照合することで、卵殻の内部構造と光散乱パターンの関係性を明らかにする。
卵殻は母鶏の年齢や体調等の影響を受けることが予想されるため，若鶏と老鶏から採卵した卵の分光特性，散乱光および電子顕微鏡による微細構造を評価する。これにより，鶏卵のバラツキを理解すると共に，卵殻越しの胚モニタリングにロバストな波長の選定を行う。さらに，胚成長初期のスペックル画像を取得する光学系を構築し，孵卵させながら胚形成初期のモニタリング実験を実施する。モニタリング以降は通常通り孵卵して孵化させ，雌雄の判定を行い，モニタリング結果との関係性を明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナの感染状況を考慮の上，研究員が在宅出勤となったため、予定していた交通費が不支給になった。
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Research Products
(10 results)
