(57)【要約】  例えば分光学的方法、NMR法, 化学発光法, ガス液体クロマトグラフィ,ポーラログラフィ、薄層クロマトグラフィ及びペーパークロマトグラフィのような従来の方法を用いた綿実中のゴシポールの測定は、面倒で、時間がかかり、高コストで較正システムを必要とする。本発明では低コストで携帯可能なシステムが開発され、全ゴシポールの濃度が試験溶液からmgl-1又はppmレベルでＬＣＤ上に直接表示され、吸光度を測定するため、較正曲線を作製するための標準溶液が不要である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色後のゴシポール濃度の測定のための直接表示携帯用装置であって、前記装置は：
ａ）特定波長の光を放射する光源と、
ｂ）前記光源からの光の強度を調整する手段と、
ｃ）試験試料を保持し前記光を透過させるガラスキュベットと、
ｄ）前記ガラスキュベットを保持するキュベット試料ホルダと、
ｅ）試験試料によって透過された光を検出する光検出器と、
ｆ）前記光検出器からの出力電流信号を電圧に変換する手段と、
ｇ）前記変換器の出力信号を増幅する対数増幅器と、
ｈ）表示ユニットに表示することを可能にする較正回路と、
ｉ）前記装置の異なる構成要素に電力を供給する電源と
を含む装置。
【請求項２】
ゴシポールは脱油ケーキ、綿実、及び綿実油の群から選ばれる請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ゴシポール濃度の測定は、少なくとも31/2桁表示の前記表示ユニットにおいてミリグラム／リットル及び１００万分の１(ppm)で行われる請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記光源は、強度125mcd、視野角24°、ピーク波長635nm及びワット損50mWを有する5mmのＬＥＤである請求項１に記載の装置。
【請求項５】
ＬＥＤからの光の強度を調整するのに用いられる手段は、前記キュベット内の蒸留水を透過する光から100％透過率（0％吸光度）を得る多回転式ポテンショメータである請求項１に記載の装置。
【請求項６】
使用される前記キュベットは、ホウケイ酸ガラスから構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ガラスキュベットの路長は17ｍｍである請求項１に記載の装置。
【請求項８】
使用される前記キュベットは、直径17ｍｍ、高さ5ｃｍで容量6ｍｌのねじ蓋式である請求項１に記載の装置。
【請求項９】
キュベットホルダは黒く塗られたアルミニウム合金から構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記光検出器BPW21は、TO5のパッケージ、直径5.9mmの有効検出面積、460-750nmの波長範囲を備え、試験溶液を通る透過／吸収光を検出するために7nA/luxの検出感度が使用される請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記電流−電圧変換器は、該変換器を流れる電流に直接比例する電圧を生成し、その電流は同様に前記検出器に入る光強度に比例する請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記電流信号を電圧信号に変換する手段は電流／電圧変換器である請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記対数増幅器はTL441 ICである請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記較正回路は10 K POTであり、対数増幅の後、電圧出力は試験溶液におけるゴシポール濃度に換算して較正される請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記電源は、前記対数増幅器、光検出器及び他の集積チップに対する6Vバッテリーと、前記表示ユニットに対する9Vバッテリーである請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
結果が前記表示ユニットに表示される請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
結果がCC+ラージを通してコンピュータに表示される請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
データ取得、計算及びアプリケーションの制御のためにVISIDAQソフトウェアが使用される請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
本装置はランバート・ベール則に基づいている請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
低コスト、携帯性を有し、丈夫でゴシポールを±2%の誤差範囲で測定する請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄［Fe(III)］との緑色錯体による顕色後の綿実脱油ケーキ、綿実及びゴシポール含有化合物中のゴシポール測定のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油及び穀粉の形態での綿実製品は人間及び動物の食料として広く用いられている。しかし、ポリフェノール化合物であるゴシポールの存在のため、綿実製品の人間への利用及びその栄養は限られている。ゴシポールの毒性は又、多くの分野への応用を認めるのを制限する。
【０００３】
ゴシポールは、種子の殻粒を含む綿植物の多くの部分にある分離した腺に存在する生理活性テルペノイド物質である。ゴシポールの多くは腺に自然に存在し又は種子のタンパク質部分に化学的に固定されている。この色素はその遊離形態で毒性の化合物であり、人体の組織に蓄積する。
【０００４】
綿実は動物及び人間の消費のため油及び殻粉に加工される。ゴシポールの毒性は、固定されたゴシポールの反対である遊離ゴシポールに起因する。食品医薬品局(FDA)及び国連タンパク質諮問グループは、人間の食品中のゴシポール含有量の制限を確立した。
【０００５】
ゴシポール毒性に関する一般の症状は、栄養摂取量の減少、体重減少、高度の低プロトロンビン血症（prothrombinemia）、下痢、赤血球脆弱性、及び関連する血中ヘモグロビン値の減少、肝臓及び脾臓を悪化させる心臓及び肺腔への浮腫性液体の蓄積、を含む。ゴシポールはアルデヒドの性質と同様、フェノールの性質も示す。
【０００６】
種々の試料中のゴシポールを測定するためのいくつかの方法が使用／報告されてきた。ゴシポールの分析に用いられる方法は、ゴシポールの測定のために使用できる分光光度計を用いる分光学的方法（米国油脂化学者協会"公式及び試験的方法",米国油脂化学者協会:シャンペーン, ; 試験的方法Ba 8-58;クラウチ, フロイド W; ブライアント メルトン F. Anal. Chem. 1982,54, 242-246;ポンズ, W. A.;ガスリー, J. D. J. Am. Oil Chem. Soc. 1949,26, 671-676, ポンズ, W. A.; ホフパウア,C. L.; オコナー, R. T. J. Am. Oil Chem. Soc 1951,28, 8-12. ）を含む（非特許文献１〜４）。ＵＶ又は可視領域のいずれかでのこれら分光学的方法においては試験機器が必要であり、かつ既知の濃度対吸光度／透過率の値をプロットすることにより較正曲線を作成するため、標準試験試料が必要である。試験試料を準備した後、未知試料の分析のため吸光度／透過率の値が記録され、その濃度を得るために既にプロットされた曲線に置かれる。アトナフセゲド  アドマス, B. S. チャンドラバンシ; Analytical Chem. Vol. 56, 1 Jan 1984.30-32 の文献も又、1cmの路長の石英管及びベックマン型26ＵＶ−可視分光光度計を用い、綿実及び綿実殻粉中の全ゴシポールを測定するための分光学的方法であり、吸光度が測定される（非特許文献５）。本発明において、我々はゴシポールの濃度が直接ＬＣＤに表示される装置を開発した。システムの較正のための較正曲線又は吸光度の値は不要である。
【０００７】
ワイス, A. C.; チャン, B. G.;ベンソン, M,;ルークファ, M. J. J.アソックオフ.Anal Chem. 1978,61, 146-149;アベリャノフ, A. A.;メルツリャク, M. N. ルービン, B.A. Biokhmiya (モスクワ) 1978,43 1594-1601. Chem. Abstr. 1978,89, 211079h; ラジャP. K;カテール, C. J. Am. Oil Chem. Soc. 1967,44, 465-466;マークマン, A. L. ラチェキン; V. P." ゴシポール及びその誘導体",科学翻訳のためのイスラエル・プログラム: エルサレム, 1968; 8章の文献は、核磁気共鳴 (NMR), 化学発光法, ガス液体クロマトグラフィ,及び薄層クロマトグラフィを含む他の機器の技術である（非特許文献６〜１０）。これらの方法は複雑なシステムを含み高価であり、分析及び結果の解釈は面倒であり、本システムがゴシポールの測定のために専念する一般的使用に役立つものではない。ポーラログラフィは、滴下水銀電極、カロメル電極、支持電解質、標準溶液と共にポーラログラフデータを測定するためのシステムを含み、結果等の解釈は極めて面倒であり分析時間は極めて長い。クロマトグラフィ技術は高価な機器、検出器、カラムを含み、さらに訓練を受けた人員を要する。
【０００８】
エルシマ・メツカー・コウティンホ・エルゼビア・サイエンス・インク（Elsimar Metzkar Coutinho Science Inc.） 避妊法Vol. 65 刊行物4 259-263頁は、ゴシポールの避妊薬としての効果についての文献である（非特許文献１１）。キョン-ジュン・リー及びコンラッド・ダブロフスキ Journal of Chromatography B Vol 779, 刊行物2,5 November 2002, 313-319頁の文献は、クロマトグラフィ技術による養殖場からのゴシポールの分析を含む（非特許文献１２）。
【０００９】
【非特許文献１】「公式及び試験的方法」、米国油脂化学者協会
【非特許文献２】Anal. Chem. 1982,54, 242-246
【非特許文献３】J. Am. Oil Chem. Soc. 1949,26, 671-676
【非特許文献４】J. Am. Oil Chem. Soc 1951,28, 8-12.
【非特許文献５】Analytical Chem. Vol. 56, 1 Jan 1984.30-32
【非特許文献６】Anal Chem. 1978,61, 146-149
【非特許文献７】Biokhmiya, 1978,43 1594-1601
【非特許文献８】Chem. Abstr. 1978,89, 211079h
【非特許文献９】J. Am. Oil Chem. Soc. 1967,44, 465-466
【非特許文献１０】「ゴシポール及びその誘導体」,科学翻訳のためのイスラエル・プログラム: エルサレム, 1968
【非特許文献１１】避妊法Vol. 65 刊行物4 259-263、Elsimar Metzkar Coutinho Science Inc.
【非特許文献１２】Journal of Chromatography B Vol 779, 刊行物2,5 November 2002, 313-319
【発明の開示】
【００１０】
多くのシステム方法は、面倒で、時間を消費し、高コストで、較正されたシステム曲線を必要とする。本発明の新規性は、試験溶液から全ゴシポールの濃度がＬＣＤ上にmgl-1又はppmで直接表示され、かつ既知のゴシポール量を含む溶液の吸光度を測定するための較正曲線が不要であることにある。
【００１１】
背景技術は明らかに従来技術の欠点を示しており、本発明者らは徹底的に研究し上記プロセスに含まれる限界を認識した。このような欠点を除く試みとして、本発明者らは、試験溶液からＬＣＤ上にmgl-1又はppmで直接表示し、かつ較正曲線を不要とするための装置を考案した。前記装置に含まれる構成要素の機能は個々に公知であるが、要求された結果を達成するための組合せ及び機能上の相互関係は初めて得られたものである。従って、本発明の新規性及び進歩性は特徴付けられている。
【００１２】
（本発明の目的）
本発明の主な目的は、緑色顕色後の綿実、綿実脱油ケーキ、綿実油及びゴシポール化合物中の全ゴシポールの測定のための携帯システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、脱油ケーキ、綿実中のゴシポールを、5ppmから75ppmの範囲でミリグラム・リットル-1（mgl-1）又はppmに換算して測定するのに役立つ携帯装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、全ゴシポールの総濃度を31/2桁ＬＣＤ上にmgl-1で直接表示することを提供することにある。
本発明の別の目的は、システムが635nm（ 50mW）のＬＥＤ光源を用いて操作され、これによりタングステンランプ、フィルターの使用を撤廃して電力消費を低減させる。
本発明の他の目的は、分光光度計の厄介な光学を撤廃することにある。
本発明のさらに他の目的は、ゴシポールの実際の濃度を表示するためにメモリに較正曲線が保存されないことにある。
本発明のさらに他の目的は、蒸留水の100％透過レベルが光の強度から調整されることにある。
本発明のさらに他の目的は、容量6ｍｌで直径17ｍｍのホウケイ酸円形ガラスキュベットを保持するため、試料ホルダーが特別に設計されていることにある。
本発明のさらに別の目的は、システムが±6V（バッテリーが動作される）で動作することにある。
【００１３】
（発明の要約）
本発明の装置は、脱油ケーキ／綿実／綿実油中のゴシポール濃度を測定する典型的な機器として有用である。本発明の機器はランバート・ベール則において使用される。
【００１４】
（発明の詳細の説明）
本発明の装置は、以下のサブシステムを含む。この明細書に付随する図１において、本発明の装置のブロック図が示される。
（１）5mmのＬＥＤ光源は、強度125mcd、視野角24°、ピーク波長635nm及びワット損50mWを有する。
ＬＥＤからの光の強度は、キュベット内の蒸留水を透過する光から100％透過率を得るため、ポテンショメータ（多回転式）によって調整される。
（２）は試料ホルダーである。
（３）は光検出器である。
（４）電子回路
（５）濃度ディスプレイ
（６）電源
（７）コンピュータ
本発明によれば、綿実、綿実殻粉中のゴシポールを、ミリグラム／リットル又は１００万分の１（ppm）に換算して測定するのに役立つ装置を提供する。
【００１５】
本発明の実施形態において、装置は、路長17mmのガラスキュベット内の蒸留水を透過する光から100％透過率又は0％吸光度を得るため、調整可能なポテンショメータ（多回転式）と共に5mmサイズの635nm発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた。
本発明の他の実施形態において、前記キュベットホルダは黒く塗られたアルミニウム合金から構成されている。キュベットホルダは、反対端に対して傾斜している２つの下位機構を有し、１つはＬＥＤを保持し他は検出器を保持する。使用されるキュベットは、直径17ｍｍ、高さ5cmで容量6ｍｌのネジ蓋式のホウケイ酸ガラスから構成される。
本発明の他の実施形態において、光検出器BPW21は、TO5のパッケージ、直径5.9mmの有効検出面積、460-750nmの波長範囲を備え、試験溶液を通る透過／吸収光を検出するために7nA/luxの検出感度が使用される。
本発明の他の実施形態において、前記光検出器により検出された光信号は、電流-電圧変換器を用いて電圧に変換される。前記電流は前記検出された光信号に比例する。図２に示すように、Ｉ／Ｖ変換器の出力電圧は抵抗Ｒ３及びＲ４の間の電位差によって与えられる。
【００１６】
本発明の他の実施形態において、対数増幅器はTL441 ICである。
本発明の他の実施形態において、対数増幅数(digit)の後の電圧出力は試験溶液のゴシポール濃度に換算して較正される。これは、基本的には図に示すような10K POTである。キュベットホルダ内に未知試料を保持した時にデジタルパネルメータ（ＤＰＭ）に表示されるppmで正確な測定値を与えるよう、既知の標準試料を保持した時にＰＯＴを設定する。
他の実施形態において、濃度の結果は31/2桁ＬＣＤに表示された。
他の実施形態において、濃度の結果はCC+ラージを通してコンピュータに表示された。
【００１７】
本発明の他の実施形態において、データ取得、及びI-V変換器から取出されるアナログ電圧が入力であり出力がデジタル形式であってPCのシリアルポートに接続されるADAM収集モジュールの後の計算のためのVisiDAQソフトウェア。
VisiDAQはデータ取得及び制御のアプリケーションソフトウェアであり、かつあらゆる種類の自動化のためのアプリケーションビルダー（application builder）である。スクリプトデザイナー（script designer）は、スクリプトコードを編集するのに便利ないくつかの特徴を持つテキストエディターである。実行中に再びコンパイルされる必要がないよう、スクリプトソースは編集後にp-コードにコンパイルされる。ベーシックスクリプトの構文は、マイクロソフトVBA（エクセル、ワード、アクセス等のアプリケーションのためのビジュアルベーシック）及びマイクロソフトビジュアルベーシックの間で互換性がある。共通機能のみが使用される場合、ビジュアルベーシック・ソースコードを取得し、言語を変えることなくそれをベーシックスクリプトの下でコンパイル及び実行することができる。２つの開発環境は極めて類似している。ソースコードの設計段階で、それはカット、コピー及びペースト機能を特徴とする。
【００１８】
タスクデザイナーは、テキストベース言語のリニアアーキテクチャからユーザを自由にするデータフロープログラミングモデルを用いる。プロセスモニタリングを生成し、アプリケーションを制御するため、ユーザは通常のプログラミングの多数の構文の詳細な記述に煩わされることなく、ブロック図を構築する。機能メニューからオブジェクト（アイコン）を選択し、１つのブロックから次のブロックへデータが渡されるよう、それらをワイヤで接続するだけでよい。
【００１９】
タスクデザイナーは、同時に複数のタスクを編集することを可能とする。各タスクはタスクウィンドウに含まれ、スキャン速度、開始／停止方法等のような特有の性質を有する。コントロール・ストラテジーに関連するすべてのスキャンタスクを保存するため、１つのストラテジー・ファイルが使用される。１つのタスクのみを持つ単一のストラテジーのため、従来と同じ方法でそれは実行される。しかし、１以上のスキャンタスクを持つストラテジーのため、すべてのスキャンタスクの実行を管理するための最高位のメイン・スクリプトが必要となる。
【００２０】
大きく複雑なタスクはいくつかの小さく単純なタスクに分割される。このことは単に編集ジョブを単純にするだけでなく、各スキャンで処理されるのに要するブロックがより少ない点で実行時間のパフォーマンスを向上させる。
【００２１】
ユーザ定義ＤＬＬを用いずに、開発者がタスクデザイナーにおいてカスタマイズされたタグを作成する能力を与える点で、仮想タグは強力な機能である。仮想タグはタスクデザイナーによって作成され、他の組込み式のブロックのようにデータセンターに保存される。仮想タグはタスクを問わず汎用であるので、複数タスク間のデータを共有するために仮想タグを用いることができる。
【００２２】
データ収集機能は、ユーザ指定の時間においてそれぞれ定義されたＴＡＧポイントのためのデータベースファイルを生成する。データ収集関数は、レポート生成のために設計される。与えられたＴＡＧポイントからのデータ収集のための最短の時間間隔は１０分である。高速データ収集は、他のトレンドデータ収集機能を通して遂行される。
【００２３】
本発明は、本発明を説明するために提供される以下の実施例においてさらに詳細に記述されるが、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではない。
【実施例１】
【００２４】
純ゴシポール化合物20mgが氷酢酸2mlに溶解され、その体積がヘキサン・イソプロピルアルコール混合物で100mlにされた。この溶液はゴシポール200ppmに相当する。３アミノプロパノール、ジメチルホルムアミド及び硝酸第二鉄の混合物（Anal Chemistry 1984,56, 30-32, Ref. 5）の錯化剤を用い、5,10,20,30, 40,60, 70 ppmに相当するよう25mlに適当に希釈し、このゴシポール溶液から色が染色された。結果は、5±0.2, 10±0.3, 20±0.5, 30±0.5, 40±1.0,60±0.8, 70±1.0であった。
【実施例２】
【００２５】
他の実験では、0.5gの脱油ケーキがフラスコに採取され、実施例１の10mlの錯化剤が加えられた。ヘキサン・イソプロピルアルコール混合物で体積が50mlにされた。標本の2ml,5ml及び10mlから色が染色された。結果は顕色システムで4ppm,9.8ppm,19.8ppmと求められた。結果は吸光度の測定による標準分光光度計と比較され、4.3,9.8及び20.0ppmであると計算された。
【実施例３】
【００２６】
他の実験では、0.5gmの粉砕綿実が10mlの錯化剤に蒸解され、ゴシポールが抽出された。色が染色され、ゴシポールのレベルは、全ゴシポール1％を示す20ppmと測定された。
【００２７】
（利点）
本発明の主な利点：
・低コストで携帯可能なシステムである
・17mm直径のガラスキュベットを保持するため試料ホルダーが特別に設計されている
・着色後にゴシポール濃度がppmレベルで直接表示される
・較正曲線を作製するための標準溶液が不要である
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】キュベット試料ホルダーの投影図。
【図２】装置のブロック図を表す図。
【図３】試料ホルダーのブロック図を表す図。
【図１】
2007527499.tif 000002
【図２】
2007527499.tif 000003
【図３】
2007527499.tif 000004
【国際調査報告】
2007527499.tif 000005
2007527499.tif 000006
2007527499.tif 000007