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2015 年度 実績報告書

食品分析のためのシリコン導波路によるテラヘルツ波分光法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J00213
研究機関京都大学

研究代表者

内藤 啓貴  京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードテラヘルツ波 / 乳房炎 / 体細胞数計測 / シリコンロッド / 全反射減衰法 / 散乱測定
研究実績の概要

ATR法では,ATRプリズム上にサンプルを乗せ,プリズムとサンプル間で電磁波を全反射させた際に,サンプル側に生じるエバネッセント波と呼ばれる浸み出し光とサンプルの相互作用を観測できる.細胞の比重は乳中で最も大きく沈殿しやすいため,プリズム表面に生乳を滴下し,細胞を沈殿させることで,サンプル測定部に細胞を特異的に分布させることができると考えられる.この性質を利用することで,ATR法を応用することにより沈殿した細胞を効率良く測定できる可能性がある.乳中にはタンパク質や脂肪などの細胞を構成物質が乳成分として含まれているため,他の乳成分の変動が水の吸収帯に与える影響を考慮して,生乳中でSCCが計測できるかを検証した.本研究では,沈殿遠心分離により乳中で比重の大きな細胞を沈殿させて抽出した生乳をサンプル,残った生乳をリファレンスとすることで他の乳成分の影響を低減した.20-270 µmにおいてATRシグナルを測定し,各波長のATRシグナルとSCCとの相関を比較し,SCCを計測するための最適な波長を調べた.その時の最適な波長は,水の吸収,温度変動,エバネッセント波の浸みだし深さ,ならびに細胞のサイズを考慮すると,72 µmであった.また,この波長のみの信号を用いて生乳のSCCを推定したところ,実測値との間にR2 = 0.64の相関が得られた.
粒径と散乱の関係を基に,細胞と他の乳成分との散乱強度比が大きくなる波長4.53µmを選択し,単一波長の散乱測定によるSCCの定量可能性を検証した.本実験では,散乱のみの信号を切り分けて測定するために積分球を導入した測定系による散乱測定を行った.この結果,無脂肪乳中でカゼインミセルによる散乱を抑え,細胞による散乱を選択的に計測することが可能であった(R2=0.97).

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Attenuated Total Reflectance Terahertz Spectroscopy for Quantitative Measurement of Somatic Cell Count in Bovine Milk2015

    • 著者名/発表者名
      H. Naito, Y. Ogawa, A. Kubota, and N. Kondo
    • 雑誌名

      Engineering in Agriculture, Environment and Food,

      巻: 8 (2) ページ: 79-82

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 中赤外光の前方散乱を用いた乳房炎診断のための乳中体細胞数測定2016

    • 著者名/発表者名
      内藤啓貴,小川雄一,近藤直,窪田明日香
    • 学会等名
      農業環境関連5学会合同大会,
    • 発表場所
      岩手大学,盛岡市
    • 年月日
      2016-09-16

URL: 

公開日: 2016-12-27  

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