(57)【要約】      （修正有）【課題】被測定物が紫外領域に独自の光吸収特性がある場合であっても、被測定物の表面に付着しているタンパク質の量を精度良く測定し得る測定方法を提供する。【解決手段】測定方法は、測定対象表面に照射光を照射する投光部と、その反射光を受光するための受光部とを備える装置を用い、被測定物に対して予め２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減させる前処理ステップと、投光部により前記測定対象表面に波長帯を含む照射光を照射し、その反射光を受光部に受光させる照射受光ステップと、受光部で受光した反射光を分光して反射率測定スペクトルを得る分光ステップと、分光ステップで得た反射率測定スペクトルを吸光度スペクトルに変換する変換ステップと、吸光度スペクトルとタンパク質の量との相関関係に基づいて、測定対象表面のタンパク質量を算出する算出ステップと、を含む。【選択図】図２
2018109624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の測定対象表面に照射光を照射するための投光部と、前記照射光が前記測定対象表面で反射した反射光を受光するための受光部と、を備える装置を用い、前記測定対象表面に付着しているタンパク質の量を測定する測定方法であって、
前記被測定物に対して予め２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減させる前処理を行う前処理ステップと、
前記投光部により前記測定対象表面に前記波長帯を含む照射光を照射し、前記照射光が前記測定対象表面で反射した反射光を前記受光部に受光させる照射受光ステップと、  
前記受光部で受光した前記反射光を分光して前記反射光の反射率測定スペクトルを得る分光ステップと、
前記分光ステップで得た前記反射率測定スペクトルを吸光度スペクトルに変換する変換ステップと、
前記吸光度スペクトルとタンパク質の量との相関関係に基づいて、前記測定対象表面のタンパク質量を算出する算出ステップと、
を含むことを特徴とするタンパク質量の測定方法。
【請求項２】
前記前処理ステップは、前記測定対象表面に予め２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減する材料を含む被膜を形成するものであることを特徴とする請求項１に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項３】
前記前処理ステップにおいて、
前記被膜はフッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項２に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項４】
前記前処理ステップにおいて、
前記波長帯をもつ前記照射光の吸収を低減する材料を含むフィルムを前記測定対象表面に被着して、前記被膜を形成することを特徴とする請求項２又は３に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項５】
前記前処理ステップにおいて、
前記波長帯をもつ前記照射光の吸収を低減する材料を含むテープを前記測定対象表面に貼付して、前記被膜を形成することを特徴とする請求項２又は３に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項６】
前記前処理ステップにおいて、
前記波長帯をもつ前記照射光の吸収を低減する材料を含むコーティング材を前記測定対象表面にスプレーし固化させて、前記被膜を形成することを特徴とする請求項２又は３に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項７】
前記前処理ステップにおいて、
前記測定対象表面の一部に前記被膜を形成することを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項８】
前記分光ステップは、タンパク質が付着していない前記測定対象表面について前記被膜を形成する前及び前記被膜を形成した後の前記反射光の反射率測定スペクトルを取得するものであり、
前記被膜を形成する前後の前記反射率測定スペクトルから変換された吸光度スペクトルを比較し、前記測定対象表面の前記被膜の有無を判定する判定ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２乃至７の何れか１項に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項９】
前記前処理ステップは、前記被測定物に予め金属粉を混入させるものであることを特徴とする請求項１に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項１０】
前記前処理ステップは、前記被測定物に予め５０重量％以上７０重量％以下の金属粉を混入させるものであることを特徴とする請求項９に記載のタンパク質量の測定方法。
【請求項１１】
被測定物の測定対象表面に照射光を照射するための投光部と、前記照射光が前記測定対象表面で反射した反射光を受光するための受光部と、を備え、前記測定対象表面に付着しているタンパク質の量を測定する測定装置であって、
前記受光部で受光した前記反射光を分光して前記反射光の反射率測定スペクトルを得る分光器と、
前記分光器で得た前記反射率測定スペクトルを吸光度スペクトルに変換する変換部と、
前記吸光度スペクトルとタンパク質の量との相関関係に基づいて、前記測定対象表面のタンパク質量を算出する算出部と、
を備え、
前記投光部は前記測定対象表面に２００〜４５０ｎｍの波長帯を含む照射光を照射し、
前記算出部は、
タンパク質が付着していない前記測定対象表面について、２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減する材料を含む被膜を形成する前及び前記被膜を形成した後の前記反射光から取得した前記吸光度スペクトルを記憶する記憶部と、
前記被膜を形成する前後の前記吸光度スペクトルを比較し、前記測定対象表面の前記被膜の有無を判定する判定部と、
を有することを特徴とするタンパク質量の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被測定物の表面に付着したタンパク質の量を測定する測定方法及び測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食肉や野菜などの食物に存在するＡＴＰ（Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ  ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ；アデノシン三リン酸）やタンパク質の量は、細菌数の指標となることが知られている。そして、食品や食品を扱う設備や器具等に存在するＡＴＰやタンパク質の量を測定することにより、食品等の汚染や清浄度等の検査を行うことがなされている。
【０００３】
本発明者等は、先に、タンパク質に２００〜４５０ｎｍの波長帯の光を照射すると、顕著な吸収ピークを有するという知見に基づいて、被測定物の表面に付着したタンパク質量を算出する方法を提案している（特許文献１）。この方法は、投光部と、被測定物の表面で反射した反射光を受光するための受光部とを備える装置を用い、被測定物に２００〜４５０ｎｍの光を照射し、被測定物の表面で反射した反射光を受光してその分光スペクトルを得、この分光スペクトルとタンパク質の量との相関関係に基づいて、被測定物の表面に付着したタンパク質量を算出する方法である。
この方法によって、食品（例えば食肉）や、食肉と接する装置などの表面に存在するタンパク質量の検出が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０２４１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で提案された方法を用いることで、被測定物が例えばステンレス鋼や樹脂で構成される場合に、被測定物表面に存在するタンパク質の検出が可能になる。しかし、例えば、ポリウレタンなどのように多重結合の構造をもつ物質は、紫外領域に独自の光吸収特性があるため、特許文献１で提案された分光スペクトル分析による方法では、タンパク質の微量な測定は困難である。
従って、例えば、食品を冷却空間内をコンベアで搬送しながら冷却又は冷凍するフリーザなどにおいては、ポリウレタン系搬送コンベアや塩ビ系エプロンなどでタンパク質の検出ができない。
【０００６】
そこで、幾つかの実施形態は、被測定物が紫外領域に独自の光吸収特性がある場合であっても、被測定物の表面に付着しているタンパク質の量を精度良く測定し得る測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）少なくとも一実施形態に係るタンパク質量の測定方法は、
被測定物の測定対象表面に照射光を照射するための投光部と、前記照射光が前記測定対象表面で反射した反射光を受光するための受光部と、を備える装置を用い、前記測定対象表面に付着しているタンパク質の量を測定する測定方法であって、
前記被測定物に対して予め２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減させる前処理を行う前処理ステップと、
前記投光部により前記測定対象表面に前記波長帯を含む照射光を照射し、前記照射光が前記測定対象表面で反射した反射光を前記受光部に受光させる照射受光ステップと、  
前記受光部で受光した前記反射光を分光して前記反射光の反射率測定スペクトルを得る分光ステップと、
前記分光ステップで得た前記反射率測定スペクトルを吸光度スペクトルに変換する変換ステップと、
前記吸光度スペクトルとタンパク質の量との相関関係に基づいて、前記測定対象表面のタンパク質量を算出する算出ステップと、
を含む。
【０００８】
タンパク質は、２００〜４５０ｎｍの波長帯に顕著な吸収ピークを有するので、２００〜４５０ｎｍの波長帯を含む照射光を投光部により被測定物に照射することで、タンパク質を精度よく測定することができる。この場合、２００〜４５０ｎｍの波長帯のうちの任意の波長を有する光を照射すればよい。
タンパク質は、生菌の栄養となるため、生菌数の増殖の指標となる。従って、上記測定装置によれば、設備、装置、器具、容器等に用いられる被測定物の表面に付着しているタンパク質の量を精度良く測定できるので、生菌の増殖を精度良く予測可能となる。
【０００９】
上記（１）の方法によれば、上記照射受光ステップの前に、被測定物に対して予め２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減させる前処理を行うことで、被測定物が２００〜４５０ｎｍの波長領域において光吸収特性をもつ物質で構成される場合であっても、上記波長帯で反射光の反射率を高めることができ、これによって、タンパク質量の推定が可能になる。
上記波長領域で光吸収特性をもつ物質とは、多重結合（ここでは「二重結合以上の結合」を言う。）をもつ物質、又はベンゼン環を持つ物質が該当する。例えばポリウレタンが該当し、ポリウレタンはジソシアネートとジオールモノマが重合して生成される。
【００１０】
なお、本明細書では、「吸光度スペクトル」とは、吸光度スペクトルをさらに二次微分したスペクトルをも含むものとする。
【００１１】
（２）一実施形態では、前記（１）の方法において、
前記前処理ステップは、前記測定対象表面に予め２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減する材料を含む被膜を形成するものである。
上記（２）の方法によれば、測定対象表面に予め上記被膜を形成するという簡易な方法により、上記波長帯で反射光の反射率を高めることができ、これによって、タンパク質量の推定が可能になる。
【００１２】
（３）一実施形態では、前記（２）の方法において、
前記前処理ステップにおいて、
前記被膜はフッ素樹脂を含む。
上記（２）の方法によれば、上記被膜がフッ素樹脂膜を含むことで、２００〜４５０ｎｍの波長領域で反射光の反射率を高めることができる。これによって、タンパク質量を精度良く推定できる。
【００１３】
（４）一実施形態では、前記（２）又は（３）の方法において、
前記前処理ステップにおいて、
前記波長帯をもつ前記照射光の吸収を低減する材料を含むフィルムを前記測定対象表面に被着して、前記被膜を形成する。
上記（４）の方法によれば、上記フィルムを測定対象表面に被着して、被膜を形成することで、均一な被膜を形成できるため、上記波長領域で測定対象表面から反射する反射光の反射率をさらに高めることができ、これによって、タンパク質量の推定精度を向上できる。
【００１４】
（５）一実施形態では、前記（２）又は（３）の方法において、
前記前処理ステップにおいて、
前記波長帯をもつ前記照射光の吸収を低減する材料を含むテープを前記測定対象表面に貼付して、前記被膜を形成する。
上記（５）の方法によれば、上記テープを前記測定対象表面に貼付して、前記被膜を形成することで、均一な被膜を形成できるため、上記波長領域で測定対象表面から反射する反射光の反射率をさらに高めることができ、これによって、タンパク質量の推定精度をさらに向上できる。また、テープを貼付することで、被膜の形成が容易になる。  
【００１５】
（６）一実施形態では、前記（２）又は（３）の方法において、
前記前処理ステップにおいて、
前記波長帯をもつ前記照射光の吸収を低減する材料を含むコーティング材を前記測定対象表面にスプレーし固化させて、前記被膜を形成する。
上記（６）の方法によれば、上記コーティング材による被膜を測定対象表面に形成するので、上記波長領域で測定対象表面から反射する反射光の反射率を高めることができ、これによって、タンパク質量の推定精度を向上できる。また、被膜の膜厚を任意の膜厚に調整できるので、タンパク質量の検出に最適な膜厚を容易に形成できる。
【００１６】
（７）一実施形態では、前記（２）〜（６）の何れかの方法において、
前記前処理ステップにおいて、
前記測定対象表面の一部に前記被膜を形成する。
上記（７）の方法によれば、測定対象表面の一部に被膜を形成することで、被膜の被覆作業を軽減できると共に、測定対象表面の一部で得た検出値から、測定対象表面の他の領域のタンパク質量を推定できる。
【００１７】
（８）一実施形態では、前記（２）〜（７）の何れかの方法において、
前記分光ステップは、タンパク質が付着していない前記測定対象表面について前記被膜を形成する前及び前記被膜を形成した後の前記反射光の反射率測定スペクトルを取得するものであり、
前記被膜を形成する前後の前記反射率測定スペクトルから変換された吸光度スペクトルを比較し、前記測定対象表面の前記被膜の有無を判定する判定ステップと、
をさらに含む。
上記（８）の方法によれば、被膜形成前後の測定対象表面の吸光度スペクトルを比較することで、測定対象表面から被膜のはがれが起こっているかどうかを把握できる。
【００１８】
（９）一実施形態では、前記（１）の方法において、
前記前処理ステップは、前記被測定物に予め金属粉を混入させるものである。
上記（９）の方法によれば、被測定物に予め金属粉を混入させるだけで、上記波長帯で反射光の反射率を高めることができ、これによって、タンパク質量の推定が可能になる。
【００１９】
（１０）一実施形態では、前記（９）の方法において、
前記前処理ステップは、前記被測定物に予め５０重量％以上７０重量％以下の金属粉を混入させるものである。
上記（１０）の方法によれば、被測定物に５０〜７０重量％の金属粉を混入させることで、上記波長帯で反射光の反射率をさらに高めることができ、これによって、タンパク質量の測定精度をさらに高めることができる。
【００２０】
（１１）一実施形態に係るタンパク質量の測定装置は、
被測定物の測定対象表面に照射光を照射するための投光部と、前記照射光が前記測定対象表面で反射した反射光を受光するための受光部と、を備え、前記測定対象表面に付着しているタンパク質の量を測定する測定装置であって、
前記受光部で受光した前記反射光を分光して前記反射光の反射率測定スペクトルを得る分光器と、
前記分光器で得た前記反射率測定スペクトルを吸光度スペクトルに変換する変換部と、
前記吸光度スペクトルとタンパク質の量との相関関係に基づいて、前記測定対象表面のタンパク質量を算出する算出部と、
を備え、
前記投光部は前記測定対象表面に２００〜４５０ｎｍの波長帯を含む照射光を照射し、
前記算出部は、
タンパク質が付着していない前記測定対象表面について、２００ｎｍ乃至４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減する材料を含む被膜を形成する前及び前記被膜を形成した後の前記反射光から取得した前記吸光度スペクトルを記憶する記憶部と、
前記被膜を形成する前後の前記吸光度スペクトルを比較し、前記測定対象表面の前記被膜の有無を判定する判定部と、
を有する。
【００２１】
上記（１１）の構成によれば、タンパク質が付着していない測定対象表面について、被膜形成前後の測定対象表面の吸光度スペクトルを比較することで、測定対象表面から被膜のはがれが発生しているかどうかを把握できる。
【発明の効果】
【００２２】
幾つかの実施形態によれば、被測定物が２００〜４５０ｎｍの波長領域において光吸収特性をもつ物質で構成される場合であっても、被測定物の測定対象表面に付着しているタンパク質の量を精度良く測定できる。これによって、タンパク質の付着に起因した汚れに対する衛生管理を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態に係るタンパク質量の測定装置の構成を示す図である。
【図２】一実施形態に係る測定方法のフロー図である。
【図３】一実施形態に係るタンパク質量の測定装置の制御装置を示すブロック線図である。
【図４】一実施形態に係るタンパク質量の測定装置の制御装置を示すブロック線図である。
【図５】フッ素樹脂及びポリウレタンの吸光度の違いを示す線図である。
【図６】ポリウレタンの吸光度を示す線図である。
【図７】フッ素樹脂テープを貼付した被測定物の吸光度を示す線図である。
【図８】フッ素樹脂をスプレー処理した被測定物の吸光度を示す線図である。
【図９】フッ素樹脂フィルムを被覆した被測定物の吸光度を示す線図である。
【図１０】フッ素樹脂フィルムを被覆した被測定物の吸光度とタンパク質量との関係を示す線図である。
【図１１】フッ素樹脂フイルムの有無による吸光度の違いを示す線図である。
【図１２】フッ素樹脂フイルムの有無による吸光度の違いを示す線図である。
【図１３】金属粉の混入の有無によるコンベアの反射光量の違いを示す線図である。
【図１４】金属粉の混入の有無によるコンベアの吸光度の違いを示す線図である。
【図１５】金属粉の混入の有無によるコンベアの吸光度二次微分値の違いを示す線図である。
【図１６】タンパク質濃度の違いによるコンベアの吸光度二次微分値の違いを示す線図である。
【図１７】金属粉を混入したコンベアの吸光度二次微分値とタンパク質量との関係を示す線図である。
【図１８】比較例としての実験データを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２５】
図１に示す測定装置１０は、幾つかの実施形態に係るタンパク質量を測定する方法を実施するための装置である。被測定物Ｏｍの表面に付着しているタンパク質の量を測定するために、測定装置１０（１０Ａ）は、被測定物Ｏｍの測定対象表面に光を照射するための投光部１２と、投光部１２から照射された光が、タンパク質が付着した被測定物Ｏｍの表面で反射した反射光を受光するための受光部１４と、を備える。
【００２６】
幾つかの実施形態に係る測定方法は、図２に示すように、まず、被測定物Ｏｍに対して予め２００〜４５０ｎｍの波長領域をもつ照射光の吸収を低減する前処理を行う（前処理ステップＳ１０）。その後、被測定物Ｏｍをタンパク質が付着する可能性がある作業に用いた後、被膜表面のタンパク質の存在有無を測定する。
次に、投光部１２から被測定物に２００ｎｍ〜４５０ｎｍの波長帯を含む照射光Ｌを照射し、照射された照射光Ｌが被測定物Ｏｍの測定対象表面で反射した反射光Ｒを受光部１４に受光させる（照射受光ステップＳ１２）。
その後、受光部１４で受光した反射光Ｒを分光して反射光Ｒの反射率測定スペクトルを得る（分光ステップＳ１４）。次に、反射率測定スペクトルを吸光度スペクトルに変換し（変換ステップＳ１６）、得られた吸光度スペクトルとタンパク質の量との相関関係に基づいて、被測定物Ｏｍの表面のタンパク質量を算出する（算出ステップＳ２０）。
【００２７】
上記測定方法によれば、照射受光ステップＳ１２の前に、被測定物Ｏｍに対して前処理ステップＳ１０を行うことで、被測定物Ｏｍが２００〜４５０ｎｍの波長領域において光吸収特性をもつ物質で構成される場合であっても、上記波長領域で反射光Ｒの反射率を高めることができ、これによって、タンパク質量の推定が可能になる。
なお、タンパク質は、生菌の栄養となるため、生菌数の増殖の指標となる。従って、上記測定装置によれば、設備、装置、器具、容器等に用いられる被測定物の表面に付着しているタンパク質の量を精度良く測定できるので、生菌の増殖を精度良く予測可能となる。
また、２００〜４５０ｎｍの波長帯のうちの任意の波長を有する光を照射すればよいので、例えば、発光波長帯が狭いＬＥＤ（２８０ｎｍ±２０ｎｍ程度に限られる。）や単一波長であっても投光部１２の発光機器として用いることができる。さらに、上記波長帯のうちの単波長の照射光でもタンパク質の計測が可能である。
【００２８】
一実施形態では、前処理ステップＳ１０は、被測定物Ｏｍの測定対象表面に予め２００〜４５０ｎｍの波長帯をもつ照射光の吸収を低減する材料を含む被膜Ｃを形成する。
この実施形態によれば、測定対象表面に予め被膜Ｃを形成するという簡易な方法により、タンパク質量の推定が可能になる。
【００２９】
一実施形態では、前処理ステップＳ１０は、被測定物Ｏｍに予め金属粉を混入させるものである。例えば、被測定物Ｏｍを製作する際に金属粉を混入させて製作する。
この実施形態によれば、被測定物Ｏｍに予め金属粉を混入させるだけで、上記波長帯で反射光の反射率を高めることができ、これによって、タンパク質量の推定が可能になる。
一実施形態では、前処理ステップＳ１０は、被測定物Ｏｍに予め５０〜７０重量％の金属粉を混入させる。この実施形態によれば、上記波長帯で反射光Ｒの反射率をさらに高めることができ、これによって、タンパク質量の測定精度をさらに高めることができる。
【００３０】
一実施形態では、図２に示すように、分光ステップＳ１４において、受光部１４で受光した反射光Ｒを分光器１６で分光し、相対光量の波長成分を示す反射率測定スペクトルを得る。反射率測定スペクトルは分光器１６から得られる生波形である。この反射率測定スペクトルを変換部１７で吸光度スペクトルに変換する。この吸光度スペクトルと、タンパク質などの付着物の付着していない被測定物Ｏｍを用いて予め取得した吸光度スペクトルとのその差分を吸光度スペクトルとしてもよい。
必要に応じて、吸光度スペクトルを吸光度二次微分スペクトルに変換する（Ｓ１８）。
反射率測定スペクトルを吸光度スペクトルや吸光度二次微分スペクトルに変換することは、分光データの通常の処理方法であり、生波形において把握しにくいピークを明確にしたり、ノイズを除去したりするために行う。
【００３１】
次に、算出部１８（１８ａ）において、予め用意したタンパク質量の予測式（吸光度スペクトルとタンパク質の量との相関関係）に基づいて、被膜Ｃの表面の付着物中に存在するタンパク質量を算出する（Ｓ２０）。
一実施形態では、タンパク質の算出結果を表示部２０に表示する（Ｓ２２）。
【００３２】
上述測定方法では、反射光Ｒの分光データに基づいてタンパク質量を測定するので、例えば、ふき取り検査等のように生菌の培養等を行う必要がなく、光の照射（Ｓ１２）から測定結果の算出（Ｓ２０）あるいは算出結果の表示（Ｓ２２）までにかかる時間が低減された測定が可能となる。
【００３３】
一実施形態では、図３に示すように、測定装置１０の制御装置１１（１１Ａ）の投光部１２は光ファイバーなどで発光器２２と接続される。また、投光部１２は発光器２２により発光された光を、被測定物Ｏｍに対して照射するように構成される。投光部１２が２００〜４５０ｎｍの波長帯を含む光を照射できるように、発光器２２は、少なくとも２００〜３００ｎｍの紫外領域の波長帯を含む光を発光することが可能な光源を有する。２００〜３００ｎｍの範囲で連続的な波長の紫外線を発光する光源としては重水素を用いることができる。また、発光器２２は、２００〜８００ｎｍ程度の紫外光及び可視光領域の波長帯を含む光を発光することが可能な光源を有していてもよい。可視光領域の光を発光する光源としては、ハロゲンを用いることができる。
【００３４】
受光部１４は、投光部１２に照射された光が被測定物Ｏｍの表面で反射した反射光を受光するように構成される。
受光部１４は、光ファイバーなどにより分光器１６と接続される。分光器１６によって受光部１４で受光された反射光を測定し、反射光の反射率測定スペクトルを取得する。反射率測定スペクトルは変換部１７で吸光度スペクトルに変換される。
算出部１８（１８ａ）は、変換部１７で得られた吸光度スペクトルと、予め求めておいたタンパク質の量との相関関係に基づいて、被膜表面の付着物中のタンパク質量を算出する。
【００３５】
発光器２２は駆動部２４に接続されている。この駆動部２４によって発光器２２が駆動されて所定の波長域の光を発光する。駆動部２４は発光制御部２６によって制御される。また、発光制御部２６は、制御用ＣＰＵ２８によって制御されるようになっている。制御用ＣＰＵ２８には入力操作部３０が接続されており、発光制御部２６への指令は入力操作部３０において入力するようになっている。
【００３６】
一方、受光部１４は分光器１６に接続されており、分光器１６は受光部１４が受光した光を検出し反射率測定スペクトルを生成する。分光器１６は変換部１７を介して演算用ＣＰＵ３２に接続される。そして、演算用ＣＰＵ３２はメモリ３４と接続される。メモリ３４には吸光度スペクトルからタンパク質量を求める予測式（すなわちタンパク質量と吸光度スペクトルデータとの相関関係）が記憶されている。演算用ＣＰＵ３２は、メモリ３４から該相関関係を読み出して、これに基づいてタンパク質量を算出する。また、演算用ＣＰＵ３２は表示駆動部３６と接続される。この表示駆動部３６がＰＣディスプレイ等の表示部２０を駆動するようにしており、この表示部２０によって、演算用ＣＰＵ３２によるタンパク質量の算出結果等の出力表示を行う。
【００３７】
一実施形態では、前処理ステップＳ１０において、被測定物Ｏｍの測定対象表面に被覆される被膜Ｃとしてフッ素樹脂膜が用いられる。
被膜Ｃとしてフッ素樹脂膜を用いることにより、タンパク質量の推定が可能になる。
フッ素樹脂として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）ＰＴＦＥ、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体ＰＦＡ、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４．６フッ化）ＦＥＰ、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体ＥＴＦＥ、ポリビニリデンフルオライド（２フッ化）ＰＶＤＦ、ポリクロロトリフルオロエチレン（３フッ化）ＰＣＴＦＥ、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体ＥＣＴＦＥ、等を用いることができる。
【００３８】
一実施形態では、図２に示す前処理ステップＳ１０において、被測定物Ｏｍの測定対象表面に２００〜４５０ｎｍの波長領域をもつ照射光Ｌの吸収を低減する材料を含むフィルムを被着して、被膜Ｃを形成する。
これによって、測定対象表面に均一な被膜を形成できるため、２００〜４５０ｎｍの波長領域で測定対象表面から反射する反射光Ｒの反射率を高めることができるため、タンパク質量の推定精度を向上できる。
【００３９】
一実施形態では、前処理ステップＳ１０において、被測定物Ｏｍの測定対象表面に２００〜４５０ｎｍの波長領域をもつ照射光Ｌの吸収を低減する材料を含むテープを貼付して、被膜Ｃを形成する。
これによって、均一な被膜Ｃを形成できるため、２００〜４５０ｎｍの波長領域で測定対象表面で反射する反射光Ｒの反射率をさらに高めることができるため、タンパク質量の推定精度をさらに向上できる。また、被膜Ｃをテープの貼付により形成するので、被膜Ｃの形成が容易になる。
【００４０】
一実施形態では、前処理ステップＳ１０において、被測定物Ｏｍの測定対象表面に、２００〜４５０ｎｍの波長領域をもつ照射光の吸収を低減する材料を含むコーティング材をスプレーして固化させて、被膜Ｃを形成する。
これによって、上記波長領域で測定対象表面から反射する反射光の反射率を高めることができるため、タンパク質量の推定精度を向上できる。また、被膜Ｃの膜厚を任意の膜厚に調整できるので、タンパク質量の検出に最適な膜厚を容易に形成できる。
【００４１】
一実施形態では、前処理ステップＳ１０において、は、被測定物Ｏｍの測定対象表面の少なくとも一部に被膜Ｃを被覆する。
このように、測定対象表面の一部に被膜Ｃを形成することで、被膜の被覆作業を軽減できると共に、測定対象表面の一部で得た検出値から、測定対象表面の他の領域のタンパク質量を推定できる。
【００４２】
一実施形態では、分光器１６で、タンパク質が付着していない測定対象表面について、被膜Ｃを形成する前及び被膜Ｃを形成した後の反射光Ｒの反射率測定スペクトルを取得する。次に、変換部１７で、被膜Ｃを形成する前後の反射率測定スペクトルを吸光度スペクトルに変換する。これらの吸光度スペクトルを比較し、これらの波形の異同から測定対象表面に被覆した被膜Ｃの有無を判定する。
これによって、被膜Ｃが測定対象表面から剥がれているかどうかを判別できる。
【００４３】
図４は一実施形態に係る測定装置１０の制御装置１１（１１Ｂ）を示す。
制御装置１１（１１Ｂ）の算出部１８（１８ｂ）は、メモリ３８及び判定部４０を有する。メモリ３８は、タンパク質が付着していない測定対象表面について被膜Ｃを形成する前及び被膜Ｃを形成した後の反射光Ｒから取得した吸光度スペクトルを記憶する。判定部４０は、被膜Ｃを形成する前後の吸光度スペクトルを比較し、測定対象表面の被膜Ｃの有無を判定する。
上記構成によれば、被膜形成前後の測定対象表面の吸光度スペクトルを比較することで、測定対象表面からの被膜Ｃのはがれが発生しているかどうかを把握できる。
【実施例】
【００４４】
食品（例えば食肉）を搬送するコンベアであって、搬送面がフッ素樹脂板ａで構成されたもの及びポリウレタンｂで構成されたものの表面に光を照射し、反射率を測定した。その後、吸光度に変換し、吸収ピークを確認するために、二次微分処理を行った。図５は２２０〜４２０ｎｍの波長帯における吸光度二次微分値の結果を示す。
図５の波形を確認すると、フッ素樹脂板ａでは吸収がほぼ確認されなかったが、ポリウレタンｂではタンパク質の吸収ピークが起こる波長領域と同じ波長領域に大きな吸収があることが確認された。
【００４５】
図６は、コンベアの搬送面がポリウレタンで構成され、搬送面にタンパク質（牛血清アルブミン）を塗布しない場合（塗布量０μｇ／ｃｍ２）と塗布した場合（１００μｇ／ｃｍ２）において、塗布面に紫外光を照射し、その反射光を吸光度スペクトル分析した結果を示す。図６に示すように、両者でほとんど差が確認できなかった。
【００４６】
図７は、ポリウレタン製のコンベアの搬送面にフッ素樹脂膜としてＰＴＦＥ製テープ（膜厚９０μｍ）を貼付し、その上にタンパク質（牛血清アルブミン）を滴下しない場合（塗布量０μｇ／ｃｍ２）と滴下した場合（１００μｇ／ｃｍ２）において、滴下液の乾燥後塗布面に紫外光を照射し、その反射光を吸光度スペクトル分析した結果を示す。
図７から、両者の間で波長２８０〜２９０ｎｍの吸光度二次微分値に、はっきりと差が表れ、これによって、タンパク質の量を精度良く測定できることがわかる。
【００４７】
図８は、ポリウレタン製のコンベアの搬送面にフッ素樹脂膜としてＰＴＦＥ液を吹き付け、その上にタンパク質（牛血清アルブミン）を滴下した場合（５０μｇ／ｃｍ２及び１００μｇ／ｃｍ２）及び滴下しない場合のサンプルをつくり、滴下液が乾燥した後、これらのサンプル面に紫外光を照射し、その反射光を吸光度スペクトル分析した結果を示す。
図８から、タンパク質を滴下しない場合とタンパク質を５０μｇ／ｃｍ２滴下した場合とでは、吸光度二次微分値にはっきりした差は表れなかった。他方、タンパク質を滴下しない場合とタンパク質を１００μｇ／ｃｍ２滴下した場合とでは、両者の間にはっきりと差が表れている。これによって、タンパク質の量を精度良く測定できることがわかる。
【００４８】
因みに、図５において、２８０〜２９５ｎｍの波長帯におけるポリウレタンｂの吸光度二次微分値と、図７のポイント□（タンパク質を１００μｇ／ｃｍ２滴下した場合）及び図８のポイント△（タンパク質を１００μｇ／ｃｍ２滴下した場合）の吸光度二次微分値とを比較すると、ほぼ重なり合ってしまう。そのため、この値がポリウレタンの光吸収特性によるものか、タンパク質量との相関によるものか見分けがつかない。従って、タンパク質量の精度良い測定ができない。
【００４９】
図９は、図７に示す実験に供されたポリウレタン製のコンベアとは少し成分組成が異なるポリウレタン製のコンベアの搬送面にフッ素樹脂膜としてＰＴＦＥ製フィルム（膜厚５０μｍ）を被覆し、その上にタンパク質（牛血清アルブミン）を各種量滴下し、滴下液の乾燥後、搬送面に紫外光を照射し、その反射光を吸光度スペクトル分析した結果を示す。
図９から、タンパク質を滴下しない場合とタンパク質を１３μｇ／ｃｍ２滴下した場合とで吸光度二次微分値ははっきりした差を示さなかった。他方、タンパク質を滴下しない場合とタンパク質を２５μｇ／ｃｍ２以上滴下した場合とでははっきりと差が表れることが分かった。これによって、タンパク質の量を精度良く測定できることがわかる。
【００５０】
次に、図９に示す実験に供されたポリウレタン製のコンベアの搬送面にフッ素樹脂膜としてＰＴＦＥ製フィルム（膜厚２８０μｍ）を被覆し、この搬送面に図９の方法と同様の方法でタンパク質を各種量滴下し、滴下液の乾燥後、搬送面に紫外光を照射し、その反射光を吸光度スペクトル分析した。
上記の結果に対し部分最小二乗回帰（ＰＬＳＲ）分析を行い、タンパク質量と吸光度二次微分値（１０回平均）との相関関係を求めた。得られた相関関係を図１０に示す。この相関関係に基づいて、吸光度二次微分値からタンパク質量を算出する予測式を求めた。
図１０に記載されたＲ２は、２８０ｎｍの吸光度二次微分値とタンパク濃度との単回帰分析で算出され、Ｒ２決定係数は０．９８である。Ｒ２決定係数は予測式の精度の指標であり、１に近いほど精度が高い予測式であることを意味する。
【００５１】
図１１及び図１２は、ポリウレタン製コンベア表面に対してＰＴＦＥフィルム（膜厚５０μｍ）の有無による吸光度の違いを示す実験結果を示す。図中、ラインｂはポリウレタン製コンベアのブランク波形（タンパク質無し及び被膜無し）であり、ラインｃはＰＴＦＥフィルムを被覆したコンベアのタンパク質無しの波形である。図１２は２８０〜２９０ｎｍの波長範囲を示す。両者の吸光度の違いから被膜剥離の有無を検出できる。被膜剥離の有無の検出は、例えば、被膜「有り」の吸光度二次微分値から被膜「無し」の吸光度二次微分値を減算した数値を求める。
図６〜図９は、２８０〜２９０ｎｍの波長範囲でタンパク質の吸光度から、図１０の検量線を求め、吸光度の実績値からタンパク質量を予想している。従って、タンパク質が付着した状態で検出すると、タンパク質の吸光度が混在するため、被膜有無を正確に判断できない。このため、洗浄後でコンベア面が乾燥した状態で計測するのがよく、例えば、コンベアの操業前の検査が適している。
【００５２】
図５は、ラインａでフッ素樹脂板の吸光度二次微分値を示し、ラインｂでポリウレタンの吸光度二次微分値を示している。図５のラインａと図１１及び図１２のラインｃとの間に多少の違いがあるのは、ラインｃでは背後のポリウレタンの吸光度が影響しているとみられる。
【００５３】
一実施形態では、被膜の剥離有無の検出に使う波長は、図５に示すような２８０〜２９０ｎｍの範囲の紫外光を用いる。被膜の剥離有無は図１０のような検量線を求められないので、ブランク波形と減算した波形や、被膜の有無で大きな差が求められる特定波長、例えば、２４０ｎｍ付近などでブランク波形と減算を行い、その減算値から判断できる。
一実施形態では、被膜の剥離が検出されると、図４に示す判定部４０で異常アラームを発するようにする。これによって、隔離部分の補修を行う。
このように、被膜形成前後の測定対象表面の吸光度スペクトルを比較することで、測定対象面の被膜の剥がれの発生を把握できる。
【００５４】
一実施例として、ポリウレタン樹脂に全体重量の６０重量％のステンレス粉を混入して製作したコンベアの表面に付着したタンパク質の有無を検出した。図１３において、ラインｂはポリウレタン樹脂のみで製作されたコンベアであり、ラインｄはポリウレタン樹脂にステンレス粉を混入して製作されたコンベアの反射光量を示す。ステンレス粉を混入したコンベア（ラインｄ）の反射光量はステンレス粉を混入しないコンベア（ラインｂ）の約１．５倍となっている。
【００５５】
図１４は、両者の吸光度の違いを示す。ステンレス粉が混入されたコンベア（ラインｄ）は、ステンレス粉を混入しないコンベア（ラインｂ）に対して、２４０〜３００ｎｍの波長領域の全域で、吸光度が低いことがわかる。
【００５６】
図１５は、両者の吸光度二次微分値を示す。ラインｄ（ステンレス粉混入）は、ラインｂと比べて図１１に示すラインｃ（被膜あり）と同様にフラット化されている。従って、ラインｂとの吸光度の違いからタンパク質の検出ができる。
【００５７】
図１６は、ステンレス粉を混入したポリウレタン製コンベアにタンパク質標準物質（牛血清アルブミン）を濃度別に塗布して吸光度を測定した結果を示す。図から、タンパク質の濃度が高いほど、タンパク質による吸光度が大きいことが表れている。従って、タンパク質の精度良い検出が可能であることがわかる。
【００５８】
上記の結果に対し、タンパク質による吸光度が高い波長領域（２８５ｎｍ付近）を選んで部分最小二乗回帰（ＰＬＳＲ）又は単回帰分析を行い、タンパク質量と吸光度二次微分値（１０回平均）との相関関係を求めた。得られた相関関係を図１７に示す。この相関関係に基づいて、吸光度二次微分値からタンパク質量を算出する回帰式を求めた。
図１７に記載されたＲ２は、２８０ｎｍの吸光度二次微分値とタンパク濃度との単回帰分析で算出され、Ｒ２決定係数は０．９７５１であり、精度が高い回帰式であることを示している。
【００５９】
このように、被測定物に反射率が高い金属粉を混入することで、ポリウレタン樹脂などのように、紫外領域で独自の光吸収特性がある材質であっても、吸収を低減でき、これによって、被測定物の表面に付着しているタンパク質量を精度良く測定できる。
なお、ポリウレタン樹脂製コンベアに対し全重量の５０〜７０重量％のステンレス粉を混入することで、反射光の反射率を高め、吸収を低減できる。
また、鉄などの磁性体は酸化して錆びを発生するため、食品を搬送するコンベアへの適用は不向きであるが、ステンレス粉と同様の効果はある。
【００６０】
図１８は、ポリウレタン製コンベアにタンパク質標準物質（牛血清アルブミン）を濃度別に塗布した場合において、波長領域２８５ｎｍの吸光度二次微分値とタンパク質濃度との関係を示すグラフである。図１８に示す結果から、タンパク質濃度と吸光度二次微分値との間に何らかの相関は認められない。このように、被測定物がポリウレタンのように光吸収特性をもつ物質で構成される場合、付着したタンパク質の量を精度良く測定できないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
幾つかの実施形態によれば、被測定物が光吸収特性をもつ物質で構成される場合であっても、被測定物の表面に付着しているタンパク質の量を精度良く測定できる。これによって、食品を扱う装置に付着したタンパク質に起因した汚れに対する衛生管理を確実に行うことができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０    測定装置
１１（１１Ａ、１１Ｂ）    制御装置
１２    投光部
１４    受光部
１６    分光器
１７    変換部
１８（１８ａ、１８ｂ）    算出部
２０    表示部
２２    発光器
２４    駆動部
２６    発光制御部
２８    制御用ＣＰＵ
３０    入力操作部
３２    演算用ＣＰＵ
３４、３８    メモリ
３６    表示駆動部
４０    判定部
Ｃ      被膜
Ｌ      照射光
Ｏｍ    被測定物
Ｒ      反射光
【図１】
2018109624.tif 000003
【図２】
2018109624.tif 000004
【図３】
2018109624.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018109624.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018109624.tif 000009
【図８】
2018109624.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2018109624.tif 000016
【図１５】
2018109624.tif 000017
【図１６】
2018109624.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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