(57)【要約】  被検者の体内におけるミネラルの、栄養学的及び／或いは医学的に有意な測定値を、毛髪検査により計測する。  蛍光Ｘ線分析により、被検者由来の毛髪に含有されるミネラルの、前記毛髪に含有される硫黄に対する信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）を測定し、この信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）から、この毛髪に含有される前記ミネラルの元素含有率ＭＸＲＦを算出する為に、この算出に使用する変換係数Ｆを、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）と乗算する。この変換係数Ｆは、前記被検者以外から由来する毛髪である基準毛髪に含有される前記ミネラルの基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）と、誘導結合プラズマ質量分析により測定される基準元素含有率Ｍ０、ＩＣＰから、Ｆ＝Ｍ０、ＩＣＰ／Ｐ０、ＸＲＦ（Ｓ）の式により求められる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光Ｘ線分析により、被検者由来の毛髪に含有されるミネラルの、前記毛髪に含有される硫黄に対する信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）を測定し、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）から、前記毛髪に含有される前記ミネラルの元素含有率ＭＸＲＦを算出する為に、この算出に使用する変換係数Ｆを、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）と乗算することを特徴とする生体内元素検査方法。
【請求項２】
前記蛍光Ｘ線分析により、前記被検者以外から由来する毛髪である基準毛髪に含有される前記ミネラルの、前記基準毛髪に含有される前記硫黄に対する基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）を測定し、誘導結合プラズマ質量分析により、前記基準毛髪に含有される前記ミネラルの基準元素含有率Ｍ０、ＩＣＰを測定し、Ｆ＝Ｍ０、ＩＣＰ／Ｐ０、ＸＲＦ（Ｓ）の式から、前記変換係数Ｆを算出する請求項１に記載の生体内元素検査方法。
【請求項３】
前記毛髪にＸ線を照射させて生じる蛍光Ｘ線を検出して、前記蛍光Ｘ線分析を行う請求項１又は２に記載の生体内元素検査方法。
【請求項４】
前記毛髪を溶媒に溶解させ、この溶液にＸ線を照射させて生じる蛍光Ｘ線を検出して、前記蛍光Ｘ線分析を行う請求項１又は２に記載の生体内元素検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、毛髪中における元素分析方法に関し、更に詳細には、毛髪中における元素の定量的な分析により、被検者の栄養素としての必須元素や毒性元素の摂取状況による健康状態を判断する方法に関する。また、蛍光Ｘ線分析装置による毛髪中に含まれる元素の試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カルシウム、鉄、銅や亜鉛などの必須元素は消化器において吸収されにくく、これらの必須元素を単体で服用しても、殆どが吸収されずに排出されてしまう。また、必須元素をバランスよく充分に摂取することで、毒性元素は摂取されにくくなり、さらに排泄され易くなるという効果も知られている。その必須元素が吸収されて、生体内に取り込まれているかどうかを、非破壊的に、簡便に測定することは、大層意義のあることである。【０００３】
自然界においては、動植物連鎖で、例えば、マグロに高濃度に含まれる水銀のような有害な金属がマグロの経口摂取により、毒性元素として、ヒト体内に取り込まれて蓄積されたかどうかを非破壊的に、測定することで、簡便に食の安全を守ることは非常に有用である。【０００４】
今日行われている原子吸光法、吸光光度法、中性子放射化分析法、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）などを用いた元素の定量は、ｐｐｂ（１０億分の１）と感度が高いため、その感度を充分に発揮するためには、クリーンルームなど高度な設備を必要とする。また、試料の煩雑な前処理やサンプル調製に高度なテクニックを必要とするため、特定の技術者でしか正確なデータが得られない事が欠点である。
さらに、上記各種方法により元素の量を決定する場合、当該元素の荷電、結合状態など外殻電子の状態によって大きく影響を受けるので、目的とする元素をいつも同じ状態に置くことを目的とした前処理に大変な時間と費用を強いられる（非特許文献１〜３）。【０００５】
近年、放射光を用いた蛍光Ｘ線分析により毛髪中の元素の測定方法が開発され、この方法が特許第４０６５７３４号公報（特許文献１）及び非特許文献４に開示されているが、測定のためのマシーンタイムを取ることが難しく、一般のヒトの毛髪の測定方法として利用することは困難である。【０００６】
特開２０１２−９８０９７号公報（特許文献２）においては、蛍光Ｘ線分析装置を用いて、毛髪1本による毛髪中のカルシウムの硫黄(Ｓ)に対する蛍光Ｘ線強度の相対値に関する測定が報告されているが、絶対値としては測定されておらず、元素含有量による試験としての評価がされていない。【０００７】
非特許文献５においては、蛍光Ｘ線分析装置を用いて、被検者の毛髪１本中のカリウム及びカルシウムの、硫黄に対する蛍光Ｘ線強度の相対値を使用することにより、被検者毛髪のカリウム及びカルシウム濃度を測定することが報告されている。ここにおいては、特許文献３と同様に、毛髪中の元素の蛍光Ｘ線強度を、毛髪中の硫黄の蛍光Ｘ線強度により規定化している。しかし、ここにおいても、毛髪中元素の蛍光Ｘ線強度が、元素の絶対値に換算されておらず、元素含有量による試験としての評価がされていない。
【特許文献１】特許第４０６５７３４号公報
【特許文献２】特開２０１２−９８０９７号公報
【非特許文献１】「毛髪ミネラル検査のすすめ」大森隆史、株式会社コスモトゥーワン（２００５）
【非特許文献２】「亜鉛の健康学」近藤賢、株式会社ヘルス研究所（１９９６）
【非特許文献３】「毛髪分析」でズバリ健康度がわかる、今井良次、中経出版（１９８２）
【非特許文献４】「毛髪で分かる乳がんの前兆と発生―放射光蛍光Ｘ線分析で早期発見−」千川純一、山田耕作、秋元利男、桜井弘、安井裕之、山本仁、江原正明、福田浩之、雑誌：放射光、１８巻、ｐ８４〜９１（２００５）
【非特許文献５】「蛍光Ｘ線分析による毛髪検査」小林茂治、柳田政美、東貴俊、雑誌：佐賀大学理工学部集報、３５巻、ｐ１〜６（２００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
放射光を用いた蛍光Ｘ線分析による毛髪中の元素の測定は、測定のためのマシーンタイムを取ることが難しく、一般のヒトの毛髪の測定方法として利用することは困難である。一方、エネルギーがあまり強くない汎用的な蛍光Ｘ線分析装置では、毛髪による定性的な試験方法は知られてきたが、精度の高い定量データを得る試みは行われてこなかった。特許文献２及び非特許文献５においては、毛髪の蛍光Ｘ線分析において、毛髪中の硫黄からの蛍光Ｘ線強度を基準とすることにより、半定量的な元素測定が試みられていたが、この様な測定データは、血液などから測定できる定量的な元素測定データとの相関関係を求めることには使用できなかった。【０００９】
他の方法による、例えば、毛髪中の元素の定量分析は、原子吸光光度法やＩＣＰ−ＭＳ法などにより行われてきた。それらの測定の為には、毛髪を酸や熱などで破壊して、水溶液試料にしなければならないばかりでなく、例えば０．２ｇ（根元から３ｃｍを約１５０本）と多くの毛髪を用いる為に、洗浄が難しく、静電気などを起し易い毛髪は、金属イオンに汚染され易い為、汚染による間違った検査データが得られ易い。また、破壊してサンプルを消費してしまう為、再確認の為の再洗浄・再検査も行えない。その上、ｐｐｂ(１０億分の１)と測定装置の感度が高い為、汚染を避けるためには、クリーンルームなどを必要とする。【００１０】
原子吸光法、吸光光度法、中性子放射化分析法、誘導結合プラズマ質量分析法(ＩＣＰ−ＭＳ)などを用いた元素の定量は、試料の煩雑な前処理やサンプル調整に高度なテクニックを必要とするため、特定の技術者でしか正確なデータが得られない事が欠点であった。その上、上記分析方法により元素定量を行う場合、当該元素の荷電、結合状態など外殻電子の状態によって大きく影響を受けるので、目的とする元素をいつも同じ状態に置くことを目的とした前処理に大変な時間と費用を強いられる。また、汚染を避けるために、高価な設備であるクリーンルームなどを必要とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、本発明の第１の形態は、蛍光Ｘ線分析により、被検者由来の毛髪に含有されるミネラルの、前記毛髪に含有される硫黄に対する信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）を測定し、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）から、前記毛髪に含有される前記ミネラルの元素含有率ＭＸＲＦを算出する為に、この算出に使用する変換係数Ｆを、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）と乗算する生体内元素検査方法である。【００１２】
本発明の第２の形態は、前記蛍光Ｘ線分析により、前記被検者以外から由来する毛髪である基準毛髪に含有される前記ミネラルの、前記基準毛髪に含有される前記硫黄に対する基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）を測定し、誘導結合プラズマ質量分析により、前記基準毛髪に含有される前記ミネラルの基準元素含有率Ｍ０、ＩＣＰを測定し、Ｆ＝Ｍ０、ＩＣＰ／Ｐ０、ＸＲＦ（Ｓ）の式から、前記変換係数Ｆを算出する生体内元素検査方法である。【００１３】
本発明の第３の形態は、前記毛髪にＸ線を照射させて生じる蛍光Ｘ線を検出して、前記蛍光Ｘ線分析を行う生体内元素検査方法である。【００１４】
本発明の第４の形態は、前記毛髪を溶媒に溶解させ、この溶液にＸ線を照射させて生じる蛍光Ｘ線を検出して、前記蛍光Ｘ線分析を行う生体内元素検査方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の第１の形態によれば、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）から、前記毛髪に含有される前記ミネラルの元素含有率ＭＸＲＦを算出する為に、この算出に使用する変換係数Ｆを、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）と乗算するので、この元素含有率ＭＸＲＦを、重量比又はモル濃度として得ることができ、従来における蛍光Ｘ線分析よりも、生理活性的に適切な分析結果を得ることができる。従来の蛍光Ｘ線分析においては、硫黄由来の信号を基準として得られる信号比率が得られたが、これを用いて、例えば重量比などの具体的な質量に基づく数字を得ることができなかった。その一方、身体における他の部位（例えば血液）から求められる、ミネラルの濃度は、重量比又はモル比であった。従って、これらの濃度と、従来の蛍光Ｘ線分析によるデータとの比較は困難であった。本発明により、この信号比率を、ミネラルの質量又はモル数に基づく濃度として得ることができるので、生理学的に有用なデータが得られる。しかも、蛍光Ｘ線分析法においては、例えば誘導結合プラズマ質量分析と違い、１本の毛髪を用いて、これを溶解させることなしに分析できるので、本発明により、微量の毛髪を用いて、これを非破壊的に分析して、この毛髪に含有されるミネラルの重量比またはモル比を得ることができる。【００１６】
本発明の蛍光Ｘ線分析においては、基準として硫黄を用いる。硫黄は、アミノ酸であるシステインとして、毛髪に約５％（５０，０００ｐｐｍ）含まれ、毛髪の強度を確保する為の硫黄（−Ｓ−Ｓ−）結合に必要である。従って、毛髪中の硫黄濃度については、個人差がほぼ無く、健康状態などに影響されることもほぼ無いので、基準として最適である。
本発明において、蛍光Ｘ線分析によるデータを、ミネラルの含有率に変換する変換係数Ｆの決定法としては、後に詳細に説明する第２の形態による、基準毛髪を使用する決定が最も好ましい。しかし、基準毛髪を使用しなくとも、ミネラルと硫黄とを含有する規定液について蛍光Ｘ線分析を行い、得られる信号比率とミネラルの濃度又は質量をグラフ化した検量線を用いて、この検量線から変換係数Ｆを得ることも可能である。【００１７】
本発明により測定できるミネラルとしては、蛍光Ｘ線分析により分析できるものであれば、どの様な元素でも良く、従ってナトリウムより原子番号が高い元素であれば、原理的に分析可能である。更に好ましくは、誘導結合プラズマ質量分析も可能な元素である。最も好ましいのは、人体中において必要な栄養ミネラルである。例としては、カルシウム、鉄、亜鉛、銅、マグネシウム、コバルト、マンガン、モリブデン、セレン、ヨウ素などが挙げられる。また、分析対象となるミネラルが、人体にとっても有毒な物であっても良く、この場合は、体内の汚染状態を観察することができる。有毒なミネラルとしては、鉛、砒素、水銀、ニッケル、セシウムなどが挙げられる。【００１８】
本発明の第２の形態によれば、前記変換係数Ｆの算出において、前記被検者以外から由来する毛髪である基準毛髪に含有される前記ミネラルの、前記基準毛髪に含有される前記硫黄に対する基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）を測定し、更に誘導結合プラズマ質量分析により、前記基準毛髪に含有される前記ミネラルの基準元素含有率Ｍ０、ＩＣＰを測定し、これらの測定後に、Ｆ＝Ｍ０、ＩＣＰ／Ｐ０、ＸＲＦ（Ｓ）の式から、前記変換係数Ｆを算出するので、誘導結合プラズマ質量分析により、この基準毛髪に含有されるミネラルの濃度を正確に測定でき、この濃度を基に変換係数Ｆを求めることができる。従って、人体由来毛髪における典型的なミネラルの濃度を基に、蛍光Ｘ線分析のデータを規定化することができ、被検者由来の毛髪における正確なミネラルの濃度（元素含有率）測定に繋がる。【００１９】
誘導結合プラズマ質量分析により、基準毛髪の基準元素含有率Ｍ０、ＩＣＰを得る為には、破壊的な試料作製を行う必要があり、また比較的大量な毛髪の量（約０．２ｇ）を使用する必要があるが、基準元素含有率を少数回だけ測定することにより、信頼性を有する変換係数Ｆを得ることができ、この変換係数Ｆを使用して、多数回の分析を行うことができる。
本形態における基準被検者としては、できるだけ病気を有さない健康人が好ましい。しかし、健康体で無くとも、誘導結合プラズマ質量分析により正確なミネラルの濃度が得られるので、基準としては差し支えない。また、基準被検者の人数は、洗浄のばらつきなどによる誤差を最小化させるために、多ければ多いほど良い。【００２０】
本発明の第３の形態によれば、前記毛髪にＸ線を照射させて生じる蛍光Ｘ線を検出して、前記蛍光Ｘ線分析を行うので、毛髪１本のみを使用して、非破壊的に分析できる。従って、毛髪の溶解による汚染などの影響を受けにくい。また、毛髪の特定部分（例えば根元付近）を選択的に測定できるので、１本の毛髪を用いて、測定領域に依存するミネラル濃度の変化を測定することができ、法医学的な用途に応用することができる。【００２１】
本発明の第４の形態によれば、前記毛髪を溶媒に溶解させ、この溶液にＸ線を照射させて生じる蛍光Ｘ線を検出して、前記蛍光Ｘ線分析を行うので、毛髪全体における平均的な元素含有率を得ることができ、従って同じ毛髪サンプルの誘導結合プラズマ質量分析との厳密的な比較が可能となる
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例２における被検者毛髪のカルシウム含有率及び標準偏差値を示す棒グラフである。
【図２】実施例２における被検者毛髪の鉄含有率及び標準偏差値を示す棒グラフである。
【図３】実施例２における被検者毛髪の銅含有率及び標準偏差値を示す棒グラフである。
【図４】実施例２における被検者毛髪の亜鉛含有率及び標準偏差値を示す棒グラフである。
【図５】実施例４におけるカルシウム含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図６】実施例４における鉄含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図７】実施例４における銅含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図８】実施例４における亜鉛含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図９】実施例４における砒素含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図１０】実施例４におけるカドミウム含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図１１】実施例４における水銀含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図１２】実施例４における鉛含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図１３】実施例４におけるチタン含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図１４】実施例４におけるセシウム含有規定液の基準信号比率と滴下量の検量線である。
【図１５】実施例５におけるカルシウム含有規定液の基準信号比率と、対応する毛髪カルシウム濃度の検量線である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［実施例１：毛髪の直接な蛍光Ｘ線分析］
本実施例においては、ミネラルとして、カルシウム（Ｃａ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）及び鉛（Ｐｂ）の測定を行った。
［１］基準となる毛髪：検査の対象となる被検者以外の３人（以下、「基準被検者」と称する）からそれぞれ、約０．２ｇの根元部分からの毛髪（根元３ｃｍを約１５０本）を採集した。これらの毛髪を、以下「基準毛髪」と称する。
（ａ）蛍光Ｘ線分析：毛髪１本を蛍光Ｘ線分析装置にかけて、Ｍｏ−Ｋα由来又はＣｕ−Ｋα由来のＸ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線を測定することにより、蛍光Ｘ線スペクトルを得た。このスペクトルを、硫黄由来のピークの面積を１として規格化し、各ミネラル由来のピークの面積を測定した。この規格化されたピーク面積を、基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）とした。（尚、ピーク面積を基準とする代わりに、ピーク高さを基準としても良い。）
（ｂ）ＩＣＰ−ＭＳ分析：基準毛髪（約０．２ｇ）を秤量した後に、約３ｍＬの濃硝酸に溶解させ、水を加えて１０ｍＬとした。又、各々のミネラル金属について、濃度が異なる標準液を複数調製して、ＩＣＰ−ＭＳ分析を行い、得られたデータを基に検量線を作成した。基準毛髪の溶液についてＩＣＰ−ＭＳ分析を行い、各々のミネラルについて得られた測定値を、前記検量線と比較して、溶液中のミネラル濃度を算出した。この濃度と、予め秤量された基準毛髪の重量から、基準毛髪に含有されるミネラルの含有率を、重量／重量比であるｐｐｍ値として算出し、基準元素含有率Ｍ０，ＩＣＰとした。これらの数値を表１にまとめる。【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１の対象となるミネラル各々について、前記３人の基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）の標準値及び基準元素含有率Ｍ０，ＩＣＰの標準値を算出したのちに、式（１）により、変換係数Ｆを算出した。
Ｆ＝Ｍ０，ＩＣＰ／Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）                                （１）【００２６】
［２］被検者の毛髪：被検者５人からそれぞれ、根元部分からの前頭部の毛髪を根元３ｃｍから１本採集した。毛髪１本を蛍光Ｘ線分析装置にかけて、Ｍｏ−Ｋα由来又はＣｕ−Ｋα由来のＸ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線を測定することにより、蛍光Ｘ線スペクトルを得た。このスペクトルを、硫黄由来のピークの面積を１として規格化し、各ミネラル由来のピークの面積を測定した。この規格化されたピーク面積を、信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）とした。これらの信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）を、表２にまとめる。この信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）および表１の変換係数Ｆから、式（２）により、元素含有率ＭＸＲＦを算出した。
ＭＸＲＦ＝Ｆ・ＰＸＲＦ（Ｓ）                                    （２）【００２７】
【表２】
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【００２８】
同様な方法により、他の元素についても、元素含有率ＭＸＲＦを得ることができる。例えば、鉄、マグネシウム、コバルト、マンガン、モリブデン、セレン、ヨウ素、砒素、水銀、ニッケル、セシウムなども分析可能である。【００２９】
［実施例２：被検者の比較］
実施例１の分析方法を用いて、実施例１における被検者以外の、１６人の被検者について、毛髪におけるカルシウム、鉄、銅及び亜鉛の分析を行った。図１〜４は、これらの１６人の被検者についての、毛髪分析結果を棒グラフ化したものである。
図１は、カルシウムの分析結果である。被検者３由来の毛髪について、他の被検者よりも高いカルシウム濃度（含有率）が見られる（２２００ｐｐｍ）。これは、典型的な「カルシウム・パラドックス」であり、カルシウムが不足している人体内において、細胞中のカルシウム濃度が上昇し、従って毛髪中におけるカルシウム濃度も上昇する。即ち、被検者３は、カルシウムが欠乏状態である。
図２は、鉄の分析結果である。被検者３、５及び１０について、鉄の欠乏が見られる。図３は、銅の分析結果であり、全ての被検者について、銅の欠乏は見られない。図４は、亜鉛の分析結果であり、被検者１２について、亜鉛の欠乏が見られる。【００３０】
［実施例３：毛髪の溶解液をＩＣＰ−ＭＳ分析］
［１］基準となる毛髪：実施例１における基準被検者３人からそれぞれ、約０．２ｇの根元部分からの基準毛髪（根元３ｃｍを約１５０本）を採集した。３人それぞれの基準毛髪（０．２ｇ）を秤量した後に、約３ｍＬの濃硝酸に溶解させ、水を加えて１０ｍＬとした。この溶液について、蛍光Ｘ線分析およびＩＣＰ−ＭＳ分析を行った。ＩＣＰ−ＭＳ分析の方法は、実施例１における基準毛髪のＩＣＰ−ＭＳ分析と同じであった。
蛍光Ｘ線分析においては、スライドガラスの中心に、基準毛髪の溶液（１〜１０μＬ）を滴下し、この溶液を乾燥させたのちに、残留物について分析を行った。スライドガラスを蛍光Ｘ線分析装置にかけて、残留物にＭｏ−Ｋα由来又はＣｕ−Ｋα由来のＸ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線を測定することにより、蛍光Ｘ線スペクトルを得た。このスペクトルを、硫黄由来のピークの面積を１として規格化し、各ミネラル由来のピークの面積を測定した。この規格化されたピーク面積を、基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）とした。これらの基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）及び実施例１と同じ方法により計測された基準元素含有率Ｍ０，ＩＣＰを、表３としてまとめる。【００３１】
【表３】
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【００３２】
実施例１においては、毛髪自体にＸ線を照射することにより、蛍光Ｘ線分析を行ったのに対し、本実施例においては、毛髪を溶解させて、溶液にＸ線を照射することにより、蛍光Ｘ線分析を行った。毛髪中におけるミネラルの濃度は、溶液中におけるミネラルの濃度とは、当然異なる。しかし、ミネラル濃度と硫黄濃度の比率は、毛髪が溶解されて水溶液となっても、変化しない。従って、本実施例における基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）は、実施例１における基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）と、誤差範囲内で同じである。表３の対象となるミネラルそれぞれについて、前記３人の基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）の標準値及び基準元素含有率Ｍ０，ＩＣＰの標準値を算出し、式（１）により、変換係数Ｆを算出した。【００３３】
［２］被検者の毛髪：実施例１における被検者５人からそれぞれ、根元部分からの前頭部の毛髪３ｃｍを約１５０本（約０．２ｇ）採集した。５人それぞれの毛髪０．２ｇを秤量した後に、約３ｍＬの濃硝酸に溶解させ、水を加えて１０ｍＬとした。この溶液について、蛍光Ｘ線分析およびＩＣＰ−ＭＳ分析を行った。ＩＣＰ−ＭＳ分析の方法は、実施例１における毛髪のＩＣＰ−ＭＳ分析と同じであった。
蛍光Ｘ線分析においては、基準毛髪の分析と同じように、スライドガラスの中心に、毛髪の溶液（１０μＬ）を滴下し、この溶液を乾燥させたのちに、残留物について分析を行った。スライドガラスを蛍光Ｘ線分析装置にかけて、残留物にＭｏ−Ｋα由来又はＣｕ−Ｋα由来のＸ線を照射して、発生した蛍光Ｘ線を測定することにより、蛍光Ｘ線スペクトルを得た。このスペクトルを、硫黄由来のピークの面積を１として規格化し、各ミネラル由来のピークの面積を測定した。この規格化されたピーク面積を、信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）とした。被検者由来の毛髪の信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）を、表４としてまとめる。【００３４】
【表４】
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【００３５】
毛髪が溶解されて溶液となった場合には、ミネラルの濃度は、溶解前の毛髪における濃度と比較して変化するが、ミネラル濃度と硫黄濃度の比率は変化しない。従って、本実施例における信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）は、実施例１における信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）と、誤差範囲内で同じである。この信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）および表３の変換係数Ｆから、式（２）により、元素含有率ＭＸＲＦを算出した。本実施例における元素含有率ＭＸＲＦは、実施例１における元素含有率ＭＸＲＦと良好な一致を示す。従って、本実施例においては、毛髪を溶解させる手間が掛かるが、毛髪全体におけるミネラルの濃度をより確実に求めることができる。【００３６】
［実施例４：蛍光Ｘ線分析による検量線］
ミネラルである、カルシウム、鉄、銅、亜鉛、砒素、カドミウム、水銀、鉛、チタン及びセシウムについて、それぞれの規定液を、０．１０ｍｇ／ｍＬ〜２．０ｍｇ／ｍＬの濃度範囲内で調製した。尚、全ての規定液について、チオ尿素を２０ｍｇ／ｍＬとした。硫黄の濃度としては、８．４ｍｇ／ｍＬとなる。
これらの規定液それぞれの１〜１０μＬを、スライドガラス上に滴下し、乾燥させて、蛍光Ｘ線分析により、信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）を測定した。グラフにおいて、信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）の、滴下されたミネラルの質量Ｍに対する検量線を得た。これらの検量線を、図５〜１４に図示する。又、これらの検量線における切片ｂ及び傾きｍを表５にまとめる。全てのミネラルの検量線について、良好な直線性が確認された。【００３７】
【表５】
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［実施例５：蛍光Ｘ線分析による変換係数Ｆの決定］
検量線を基に、変換係数Ｆを求めることができる。本実施例においては、ミネラル金属として、カルシウムのみを対照とした。
この検量線の為に必要な規定液におけるカルシウム及び硫黄の濃度を検討した。実施例４においては、毛髪０．２ｇを溶解させて、１０ｍＬ（約１０ｇ）の水溶液とした。毛髪における硫黄の含有率は約５％（５０，０００ｐｐｍ）であり、従って、毛髪水溶液においての硫黄含有率は、この含有率の１／５０（０．２／１０）である１，０００ｐｐｍとなる。又、毛髪中のカルシウム含有率としては、２００〜２５００ｐｐｍ程度が予想される。即ち、前記毛髪水溶液においては、これらの含有率の１／５０である４〜５０ｐｐｍが予想される。従って、規定液においては、０．００４〜０．０５ｍｇ／ｍＬのカルシウム及び１ｍｇ／ｍＬの硫黄が必要となる。
濃度が異なるカルシウムの規定液（０．００４、０．００８、０．０２、０．０３、０．０５ｍｇ／ｍＬ）を調製した。これらの規定液は、前記の毛髪水溶液におけるカルシウム含有率が２００、４００、１０００、１５００、２５００ｐｐｍである場合に相当する。これらの規定液には、２．４ｍｇ／ｍＬのチオ尿酸が含有され、硫黄の含有量としては１．０ｍｇ／ｍＬとなり、前記の毛髪水溶液における硫黄含有率が５％である場合に相当する。
これらのカルシウム規定液を、スライドガラスに１〜１０μＬを滴下し、乾燥させた。残留物を、蛍光Ｘ線分析装置により分析して、基礎強度比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）を得た。この基礎強度比率をｙ軸にとり、規定液中のカルシウム含有率を５０倍して、毛髪水溶液におけるカルシウム含有率に変換したものをｘ軸として、検量線を得た。この検量線を図１５に示す。この検量線におけるｙ軸との切片ｂは０．００６であり、傾きｍは０．０００７３２／ｐｐｍとなる。この傾きｍの逆数は１，３６６ｐｐｍであり、この値を変換係数Ｆとする。本実施例における変換係数Ｆは、実施例１及び３において得られた変換係数Ｆと、良好に対応する。
この変換係数Ｆを用いて、実施例３における毛髪の水溶液の蛍光Ｘ線分析データを基に、式（１）を用いて、カルシウムの含有率ＭＸＲＦを計算した。被検者１〜５由来の毛髪におけるカルシウム含有率ＭＸＲＦを、表６にまとめる。元素含有率ＭＸＲＦは、表４と良好に対応し、本実施例における変更係数Ｆの決定方法の有用性を立証するものである。【００３８】
【表６】
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【００３９】
本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の実施形態を包有することは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の蛍光Ｘ線分析装置を用いた生体試料中の元素試験方法により、ミネラル等の必須元素の含有量を簡便且つ的確に検査でき、これらの必須元素の摂取に関する健康管理を可能にする。また、毒性元素の体内への取込みによる体内汚染に関して、生体試料を用いて、体内への影響を簡便に試験することが可能になり、摂取された毒性元素の解毒効果に関して、各種食品やサプリメントの効果を非破壊的に、簡便に評価することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年7月8日(2013.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光Ｘ線分析により、被検者由来の毛髪に含有されるミネラルの、前記毛髪に含有される硫黄に対する信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）を測定し、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）から、前記毛髪に含有される前記ミネラルの元素含有率ＭＸＲＦを算出する為に、この算出に使用する変換係数Ｆを、前記信号比率ＰＸＲＦ（Ｓ）と乗算する生体内元素検査方法であって、前記蛍光Ｘ線分析により、前記被検者以外から由来する毛髪である基準毛髪に含有される前記ミネラルの、前記基準毛髪に含有される前記硫黄に対する基準信号比率Ｐ０，ＸＲＦ（Ｓ）を測定し、誘導結合プラズマ質量分析により、前記基準毛髪に含有される前記ミネラルの基準元素含有率Ｍ０、ＩＣＰを測定し、Ｆ＝Ｍ０、ＩＣＰ／Ｐ０、ＸＲＦ（Ｓ）の式から、前記変換係数Ｆを算出することを特徴とする生体内元素検査方法。
【請求項２】
前記毛髪にＸ線を照射させて生じる蛍光Ｘ線を検出して、前記蛍光Ｘ線分析を行う請求項１に記載の生体内元素検査方法。
【請求項３】
前記毛髪を溶媒に溶解させ、この溶液にＸ線を照射させて生じる蛍光Ｘ線を検出して、前記蛍光Ｘ線分析を行う請求項１に記載の生体内元素検査方法。
【国際調査報告】
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