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

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）．

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）．