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JP2003510601A - Nirでの豚肉脂肪中のpcbの測定 - Google Patents

Nirでの豚肉脂肪中のpcbの測定

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Publication number
JP2003510601A
JP2003510601A JP2001527205A JP2001527205A JP2003510601A JP 2003510601 A JP2003510601 A JP 2003510601A JP 2001527205 A JP2001527205 A JP 2001527205A JP 2001527205 A JP2001527205 A JP 2001527205A JP 2003510601 A JP2003510601 A JP 2003510601A
Authority
JP
Japan
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sample
calibration
fat
samples
pcb
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001527205A
Other languages
English (en)
Inventor
フラン クーケ、
カレル ハウシュトラエテ、
ニコ クリニス、
アンドレ ホンテーヌ、
ジョリ メースターズ、
イングリッド マエズ、
Original Assignee
ブラン + ルーベ ゲーエムベーハー
ブラン + ルーベ ザ ネーザランド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ブラン + ルーベ ゲーエムベーハー, ブラン + ルーベ ザ ネーザランド filed Critical ブラン + ルーベ ゲーエムベーハー
Publication of JP2003510601A publication Critical patent/JP2003510601A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light
    • GPHYSICS
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
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    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
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Abstract

(57)【要約】 脂肪のような少なくとも部分的に疎水性の試料におけるハロゲン化有機化合物、特にPCBを、測光法を使用して測定する方法であって、測定される化合物の種々の濃度を有する校正試料からの、近赤外線波長範囲におけるいくつかの波長におけるスペクトルデータから計算される校正ファクターを使用して、前記校正ファクターを有する前記波長におけるそれらのスペクトルデータから濃度特性を計算することによって、試料中の化合物の測定することを含んで成る方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、脂肪のように少なくとも部分的に疎水性の試料におけるハロゲン化
有機化合物、特にPCB(ポリ塩素化ビフェニール)を、測光法を使用して測定
する方法に関する。
【0002】 (背景技術) 食肉脂肪において、環境からのPCBおよびダイオキシンの蓄積が観察されて
いる。PCBが環境に入る主な経路は、可塑剤の揮発、工業および家庭廃棄物の
燃焼、変圧器およびコンデンサー冷却液である(世界保健機関のデータによる)
。分布残留(distribution presistence)の性質およ
び力学、化学的不活性、かなり高い蒸気圧による大気への分散、ならびに土壌お
よび地上水への拡散能力が、親油性と組み合わさって、ヒトおよび動物の脂肪組
織において生体活性に危険であると考えられる量のPCBの生体間蓄積を促進す
る。このような理由から、ヨーロッパにおける多くの政府機関は、脂肪100g
に対して200ppbより以上のPCBを含有しない食品のガイドラインを推進
している。迅速かつ簡単なスクリーニング法の必要性が現在極めて高まっている
。さらに、ダイオキシン測定については、PCBとの関係が一般に認められてい
る。PCBレベルはダイオキシンレベルの1000倍である。PCBの測定は、
ダイオキシンレベルと相関し、ダイオキシンレベルを間接的に測定する方法であ
る。
【0003】 脂肪のPCB測定の一般的分析法は、ガスクロマトグラフィー(GC)である
。脂肪分は一般に脂肪組織から最初に抽出される。この抽出物をさらに鹸化し、
有機画分をガスクロマトグラフィー分析器に注入する。
【0004】 ガスクロマトグラフィーは分離法であり、試料を種々の画分に分離する。クロ
マトグラフィーカラムから出てくる種々の成分を検出する。質量分光分析法(M
S)または電子捕獲検出器(electron capture detect
or)(EDC)のような種々の検出法を使用することができる。後者において
はガスクロマトグラフィー検出法が使用され、何故なら、ハロゲンはこの方法に
よって極めてよく検出され、PCBは多くの塩素化結合を有するからである。P
CBについては、200ppbレベル試料について各ピケが約20ppbレベル
である7つのコンゲネーティングピケの系統(a family of 7 c
ongenating piques)が検出され、PCB濃度レベルとして定
義される。標準偏差の読み取りは約20%である。
【0005】 これらの方法は良好な測定感度を有するが、高度熟練者および高価なハードウ
エアを必要とし、時間を要する方法である。 豚肉脂肪におけるPCB以外の成分、例えば、水分、脂肪、脂肪酸、飽和およ
び不飽和脂肪分のNIR分光分析法による測定は、測定の容易性および一般に数
秒〜1分の分析時間の故に、広く使用されている。その測定は高度熟練者を必要
とせず、NIR分光分析は非破壊測定である。試薬を必要とせず、試料調整は極
めて限られている。しかし、NIR測定について、先行技術による実際の最低検
出レベルは0.5%濃度より以上である。ppmレベルの低濃度の測定について
は、試料における低濃度の故にスペクトルにおいて検出不能な変化が生じる故に
、NIRは使用されない。
【0006】 (発明の開示) 本発明の目的は、先行技術と比較して、高感度と容易取扱性の優れた組合せを
有する方法を提供することである。
【0007】 これは、測光法、特に吸収分光分析法を使用して脂肪のような少なくとも部分
的に疎水性の試料においてハロゲン化有機化合物、特にPCBを測定する本発明
の方法によって達成され、該方法において、測定される化合物の種々の濃度を有
する校正試料からの近赤外範囲、好ましくは1100〜2500nmにおけるい
くつかの波長におけるスペクトルデータから算出される化学計量校正モデル(c
hemometric calibration models)を使用して、
該校正因子(calibration factors)を有する該波長におけ
るスペクトルデータから濃度特性を算出することによって、試料における該化合
物を測定する。NIR分光分析法は、分析的方法である。統計アルゴリズムを使
用して、例えばガスクトマトグラフィーのような種々の分析法から得た基準デー
タから、結果を計算する。これは、既知の試料を使用して、NIR計測器を校正
することを意味する。NIR範囲は、約750nm〜約2500nmである。少
なくとも1つの化学計量校正モデルを、因子分析法を使用して計算し、および/
または回帰法を使用し、後に使用して、未知試料を予測する。校正結果は、統計
アルゴリズムを使用して、ガスクロマトグラフィーのような種々の分析法から得
られる基準データから算出される。これは校正法と称される。本発明の新規性は
、ppb(10億に対する部)レベルにおける成分の検出にNIRを使用するこ
とにある。これは、豚肉脂肪中のPCBについて、脂肪100グラムに対して約
200ナノグラムのレベルを意味する。これは、極めて低く、NIR検出限度を
超えると考えられる。これらの校正因子は、Bran+Luebbe Gmbh
(Werkstr.4 D−22844 Norderstedt/Germa
ny)によって市販されているSESAMEソフトウエアにおいて実行される数
学的アルゴリズム(mathematical algorithms)によっ
て求めることができる。好ましくは、スペクトルデータは、例えばPCBの特徴
的近赤外線シグナルが観察され、標準近赤外線分光計が使用される1100〜2
500nmの波長において記録するのが有利である。
【0008】 校正試料濃度の選択は、増加する濃度、特に該方法の最低検出レベルの10倍
より以上の濃度範囲を有する連続試料の差を有効に増加して、校正試料の低い濃
度レベルにおける良好な校正を与え、および/または多くの変化が校正試料によ
って示されるようにすることを含んで成る。試料の選択は、最低検出レベルの1
0倍より以上に及ぶ濃度範囲を有するのが好ましい。特に、100gのブランク
脂肪に対して、0、140、280、1400および2800ppb PCBの
混合物を、特にこの範囲のPCB濃度を有する実際の脂肪試料と組み合わせて、
校正試料として使用する。
【0009】 透過率および/または反射率データおよび/または吸収および/またはこれら
のデータの第一および/または対応する第一またはそれ以上の導関数(deri
vation)は、本発明の方法によって測定のために記録される。これは、既
知の方法による測定データの変換によっても行うことができる。
【0010】 驚くことに、化合物の測定のために、試料のスペクトルデータを下記の選択波
長、1730±5nm、1740±5nm、2260±5nm、2264±5n
m、2258±5nm、1376±5nm、1384±5nm、2184±5n
m、1376±5nm、1384±5nm、2180±5nmの1つまたはそれ
以上において採取した場合に良好な相関が得られる。
【0011】 本発明の方法の有利な実施態様は、スペクトルデータを記録するために、好ま
しい波長の選択を使用することを含んで成り、特に、好ましくは1730±5、
1740±5および2260±5nm、または1730±5、1740±5およ
び2264±5nm、または1730±5、1740±5および2258±5n
m、または1376±5、1384±5および2184±5nm、または137
6±5、1384±5および2180±5nmを含む少なくとも3つの波長の組
合せを選択して、測定時間を短縮し、および/または良好な正確さを得ることが
できる。
【0012】 本発明の方法の他の好ましい実施態様においては、多くの選択波長を含むNI
Rのサブレンジ(subrange)だけを使用する。1〜10nm、好ましく
は2nmのステップサイズ(step size)を使用して、測定された校正
因子によるスペクトルデータにおける多くの変化を捕獲し、示す。例えば、Br
an+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフトウエ
アで実行される選択アルゴリズムをこの目的に使用することができる。
【0013】 好ましくは、使用される化学計量モデルは、多重線回帰(multiple
linear regression)(MLR)および/または部分最小二乗
回帰(partial least squares regression)
(PLSR)および/または主成分回帰(principal compone
nts regression)またはクラスター分析である。これらの有効な
アルゴリズムは、例えば、Bran+Luebbe Gmbhによって市販され
ているSESAMEソフトウエアによって提供され、対応するマニュアルに説明
されている。
【0014】 本発明の方法の好ましい実施態様において、校正ファクターの決定は、校正試
料および/または波長の相互確認(cross validation)を含ん
で成る。この場合、最良の校正試料は、数個の規定校正試料の校正データの後の
取り出し(removal)、および対応する構成結果の確認によって選択され
る。これは、Bran+Luebbe Gmbhによって市販されているSES
AMEソフトウエアの対応する機能を仕様して実施される。好ましくは、計算お
よび/または選択はソフトウエアによって行われ、該方法に使用される分光計を
調節する操作を含んで成り、おそらくはコンピュータに接続されたデータネット
ワークからのダウンロードによってコンピュータに校正データを保存する。この
目的のために、パーソナルコンピュータのような標準コンピュータおよびBra
n+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフトウエア
のようなソフトウエア製品およびおそらくはインターネットソフトウエアツール
のようなあらゆる好適な組合せを使用することができる。後者の場合、次に、い
くつかの実験のために校正データを1回だけ記録し校正するだけでよいか、また
は例えば本発明の方法に使用される分光計の製造者へのデータネットワークリン
クから、特にインターネットを介して、それらを単にダウンロードすることによ
ってそれらを記録することを完全に省くことができる。この目的のために、一般
に好適なデータ伝達技術を使用することもできる。
【0015】 好ましくは、試料を、融解、特にマイクロ波での加熱および/または化学反応
および/または酵素反応によって液化する。特に、固体で得られ、液体状態で測
定可能な脂肪組織試料は、この方法で処理される。リパーゼ、プロテアーゼのよ
うな生物学的試料の分解用のあらゆる好適な酵素をこの方法に使用することがで
きる。
【0016】 本発明の方法の他の実施態様において、試料は、有機溶媒での原試料からの抽
出物である。有機溶媒での原試料からのこの抽出物は、種々の原試料の分析を可
能にし、測定される試料における水分および対応する近赤外線シグナルを減少さ
せる。水試料もこの方法で分析することができる。Soxhletまたは有機溶
媒での水性液のシェーキング(shaking)のような、あらゆる好適な抽出
をこの目的に使用することができる。
【0017】 本発明の方法の他の好ましい実施態様において、100gのブランク、即ちP
CB不含の豚肉脂肪につき、0、140、280、1400および2800pp
b PCBの混合物を、特にこの範囲のPCB濃度を有する実際の脂肪試料と組
み合わせて、校正試料として使用する。
【0018】 好ましくは反射率記録分光計を本発明の方法に使用し、該分光計は、感光シグ
ナル検出用の少なくとも1つの硫化鉛検出器、および好ましくは試料カップの底
に配置された少なくとも1つの拡散金メッキ(diffusely gold−
plated)反射器を有し、好ましくは試料カップの底の下、特に試料カップ
の底の窪みにおいて、電気抵抗器を、好ましくは温度センサー、好ましくは試料
カップの下に直接的に取り付けられ、熱調節器に接続されたPeltier要素
と組み合わせて有し、該熱調節器はさらに温度調節用の抵抗器に接続されている
。例えば、Bran+Luebbe InfraAlyzer 500をそのよ
うな分光計として使用することができる。この装置は、例えば、融解脂肪試料の
液体状態および/または良好な温度調節を維持することができる。
【0019】 本発明の方法および/または分光計の有利な適用は、例えば、PCB汚染につ
いて推奨されるかまたは規定される限度による食品の品質の監視のために、脂肪
100gに対して200〜1000ppbのレベルで脂肪中のPCBを検出する
ことである。
【0020】 本発明の方法および/または分光計の他の有利な適用は、食品のような生物学
的試料、またはハロゲン化有機化合物が存在する場合にそれらの燃焼によって極
めて毒性の物質を発生する液化ポリマー、石油またはガソリンのような他の有機
液体およびナフサに基づく製品または上水道のような水における、ハロゲン化有
機化合物を検出することである。
【0021】 本発明の方法および/または分光計の他の有利な適用は、前記のようにPCB
測定はダイオキシンの間接的測定である故に、ダイオキシンを間接的に検出する
ことである。
【0022】 下記の実施例は本発明を例示するものであり、本発明はそれらの実施例に限定
されない。いくつかの特徴を図面を参照して説明し、該図面において同じ要素は
、同じ符号で示される。
【0023】 図1の試料ベアリングは、試料カップ1、即ちBran+Luebbe Tr
ansflectance Cup(Dutchカップ型)を有し、該カップは
、拡散金メッキ反射器2を底として有し、0.2mm±0.01mmの通路長さ
を有する。反射器2の下に金メッキ面の1mm下まで穴を開け、20(Cにおい
て100Ωの正温度係数を有するPT100抵抗器5(DM503型)をこの穴
に配置し、特殊温度ペースト(放熱子コンパウンド(340Dow Corni
ng型))で固定する。抵抗器をケーブル7(Bartecからの17−881
1−46342300型)でカップの外部において温度調節器6に接続し、該温
度調節器をさらにケーブル7でPeltier要素3(Marlow Indu
striesからのThermoelectric Module DT6−6
LS型)に接続し、試料カップ1の下に接着する。温度調節器6は、外部電源(
EA−3003 S−Current型、2.5A、図示せず)に接続されてい
る。試料カップ1を、試料スペース4を覆う石英窓でカバーし、全測定時間にわ
たって、試料カップ1をBran+Luebbe Infraalyzer 5
00分光計のSolid Drawer(図示せず)に配置する。石英窓だけを
開放して、試料を供給する。
【0024】 この実験に使用されるNIR分析器は、Standard Solid Dr
awerを取り付けたBran+Luebbe Infraalyzer 50
0(登録商標)である。波長はホログラフィー格子(grating)で選択さ
れる1100〜2500nmである。選択されたステップサイズは、この実験に
おいて各スペクトルに対して701ステップを与える2nmであった。使用され
る検出器は1対の硫化鉛検出器であり、拡散金メッキインテグレーティング球体
(integrating sphere)を使用して、試料によって反射され
た光を収集した。
【0025】 前記の分光系を、すべてのデータ変換および計算に使用されたBran+Lu
ebbe Gmbhによって使用されるSESAMEソフトウエアを有するパー
ソナルコンピュ−タに接続した。
【0026】 測定のために、温度調節器によって温度を調節することができ、脂肪測定に最
適な温度50(C+/−1(Cに維持し、それによって、脂肪は、結晶化せずに、
この温度で液相であった。
【0027】 8つの豚肉脂肪試料の選択を使用し、その濃度、試料100gにつき70〜2
695ppb PCBを、ガスクトマトグラフィー検出によって測定した。試料
をマイクロ波で4分間加熱し、豚肉組織から出てくる脂肪物質約5mlを採集し
た。PCBを有さない試料(ブランコ)およびイソオクタン溶液1ml中20,
000マイクログラムのPCB標準試料を使用して、種々のPCB濃度を有する
5つの試料の濃度勾配を調製した。該標準試料を先ずヘキサン中1ピコグラムの
溶液に稀釈し、ブランコ試料にスパイク(SPIKE)するのに使用した。下記
濃度を有する試料を調製した:ブランク脂肪100gにつき0、140、280
、1400および2800ppb PCB。これらの「スパイクされた」(sp
iked)試料を、さらに校正にも使用した。全ての試料測定および試料濃度の
リストを表1に示す。
【0028】 豚肉組織試料を皿に入れて、融解するまで4分間にわたって一般的な家庭用電
子レンジで1つずつ加熱した。皿に集めた脂肪を測定に使用した。スパイク試料
中の溶媒が蒸発することを確実にするために、これらの試料も電子レンジで加熱
した。校正用の試料における溶媒の影響を防止するために、電子レンジでの第二
加熱を行った。各試料について、採集した融解脂肪を小さい実験用ビーカーに入
れた。この電子レンジ加熱は、試料中に水がより少なく残留することを確実にす
るためにも適用された。
【0029】 融解試料をピペットで試料カップ5の金メッキ反射器に塗布した。固体粒子お
よび気泡を避けながら注意深く試料をピペットに吸引した。反射器に0.2mm
の層を適用するのに約4滴で充分であった。次に、カップを石英窓で閉める。試
料がカップ内で50(Cの温度に達するまで、いくらかの時間を必要とする。さ
らに30秒間で、温度が変化しないことを確実にする。次に、測定(走査)を開
始する。測定後、カップを開け、ティッシュペーパーで拭く。
【0030】 先ずスパイク試料を二重に測定した。次に、他の実際の試料を二重に測定した
。これらの全ての試料を、表1に示すようにランダムな順序で測定して、温度な
どとの偽相関を防止した。この測定サイクル後、スパイク試料および非スパイク
試料のいくつかの試料を3回目の測定にかけて、この実験の間に他の変化が起こ
らないことを確かめた。
【0031】 ここでは液体試料を使用するが、本発明は固体試料の分析にも使用することが
できる。
【0032】
【表1】
【0033】 スペクトル番号: 測定したスペクトルに付与される識別番号 脂肪中のppb PCB: 脂肪100gについてのPCBレベル (*)スパイク試料=PCB不含ブランク脂肪に添加された標準PCBを有する
試料
【0034】 変換および校正計算を、表1に示すスペクトルの測定データで行い、下記実施
例によるこれらの測定のPCB濃度特性の予測に使用した。
【0035】 (実施例) 実施例1: クラスター分析 Bran+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフ
トウエア、バーション3.1をこの実施例に使用した。測定したスペクトルデー
タに、反射率データから第一誘導(derivative)データへの変換を適
用し、定性分析として、クラスター分析法を校正計算として使用した。2つにス
ペクトルが過剰偏差を有することを確認し、ソフトウエアによって校正データの
組から除外した。選択された校正スペクトルを2つの種類に分け、1つ種類は、
脂肪100gにつき200ppb PCBより以上を有する試料からの22のス
ペクトルであり、他の種類は、脂肪100gにつき200ppb PCBより以
上を有する試料からの8つのスペクトルである。主成分分析(ベクトリアル)(
vectorial)に基づくソフトウエアのアルゴリズムによって、2種類の
スペクトルデータの特性を示す校正因子を計算した。これらの校正因子から、ソ
フトウエハによって生成するいわゆるスコアファクター(scores fac
tor)2を選択した。
【0036】 図2は、より良好な視覚化のためにスコアファクター2のそれ自体に対するプ
ロットを示し、結果として、このプロットにおいて各選択校正スペクトルファク
ターを円として示す。スコアファクター2の値の2つのクラスターが、図2にお
いて重なる円の2つのクラスターとして明らかに識別可能に観察された。プロッ
トの右上領域のクラスターは、脂肪100gにつき200ppb PCB未満の
試料からのスペクトルに対応し、プロットの左端まで伸長する他のクラスターは
、脂肪100gにつき200ppb PCBを越える試料からのスペクトルに対
応する。
【0037】 これは、試料間の差異が明らかであることを示す。これらの計算校正ファクタ
ーに基づいて、原スペクトルの再構成(reconstructions)を対
応する濃度値から計算し、その偏差を誤差値(residual values
)によって示す。データを表2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】
【表3】
【0040】
【表4】
【0041】 1) スペクトルデータの試験予測による校正ファクターの確認は、この校正に
おいて行われなかった。 2) ソフトフエアによって生成される統計パラメーター 3) (表示)校正ファクターのランク 4) 誤差=計算校正ファクターに基づくスペクトル予測の偏差を示す計算値 5) ソフトウエアの主成分分析アルゴリズムの成分 6) 校正ファクター2のそれ自体に対するプロットにおいて生成される半径 (*) 脂肪100gについてのppb PCB
【0042】 このクラスター分液の結果として、200ppbより以上のPCBを含有する
か否かについて未知試料をスクリーニングすることができる。
【0043】 実施例2: 部分最小二乗分析 Bran+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフ
トウエア、バーション3.1 ベータ1をこの実施例に使用した。反射率データ
から吸収データへの変換を測定スペクトルデータに適用し、定量分析として、P
LS(部分最小二乗)回帰を校正計算として使用した。26のスペクトルを計算
校正ファクターのために選択し、8つの非選択スペクトを予測した。ソフトウエ
アの相互確認機能により、これらの計算をスペクトルの全ての組合せに関して行
い、最高の組の26の校正スペクトルを選択し、対応する校正ファクターの選択
を、32の記録スペクトルの全てに関する予測に使用した。4つの校正ファクタ
ーの選択によって、回帰相関係数0.98227、および脂肪100gにつき2
12ppb PCBの推定の標準誤差を求めた。しかし、この実験に使用した3
2のスペクトルについての予測内の最も高い偏差は、脂肪100gにつき184
ppb PCPにすぎなかった。データを表3に示す。
【0044】
【表5】
【0045】
【表6】
【0046】 1) 表1の対応する番号によってスペクトルを示す番号 2) 脂肪100gに対するppb PCBにおける予測の計算標準誤差 3) T: 誤差、即ち基準値が予測値にどのくらい近いか、を示す各スペクト
ルについて実施したスチューデントのT試験。 4) H: 回帰線へのスペクトルの多次元距離に対応して、得られる回帰モデ
ルに、特定のスペクトルがどれくらい強く影響するかの測度。 5) D: TおよびHのパラメータの特性を示すCook′s D。 6) S: 選択ファクターから原スペクトルを再計算すること試みることによ
って得られるスペクトル再構成誤差。(「S」値が予め規定された限度より大き
い場合に、スペクトルはSアウトライアーであると考えられる。) 7) 校正試料/測定における変化を示す、ソフトウエアによって生成される統
計パラメーター。 (*)脂肪100gについてのppb PCB
【0047】 実施例3: 多重回帰 Bran+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフ
トウエア、バーション3.1をこの実施例に使用した。反射率データから吸収デ
ータへの変換を測定スペクトルデータに適用し、定量分析として、MLR(多重
線回帰)を校正計算として使用した。実施例2と同じ相互確認を使用して、校正
スペクトルを選択した。3つの異なる波長の組の全ての可能な組合せおよび対応
する相関ファクターを使用して、32のスペクトルのMLR予測について回帰相
関係数を計算した。求めた最高回帰相関係数は0.9888501であり、標準
誤差推定は脂肪100gにつき158ppb PCBであった。しかし、この実
験に使用した32のスペクトルについての予測内の最高偏差は、脂肪100gに
つき49および50ppb PCPにすぎなかった。データを表3に示す。
【0048】
【表7】
【0049】
【表8】
【0050】 1) 表1の対応する番号によってスペクトルを示す番号 2) 脂肪100gに対するppb PCBにおける予測の計算標準誤差 3) Lambert−Beer「ε」係数 4) 校正測定における平均値および偏差(変動) 5) 多重線回帰平衡(Equation)における回帰線のオフセット 6) スチューデントのt 7) 校正測定における変化を示すパラメーターの組 8) 校正のために選択された波長の数に対応する 9) 散乱を示す 10) T: 誤差、即ち基準値が予測値にどのくらい近いか、を示す各スペク
トルについて実施したスチューデントのt試験。 11) H: 回帰線へのスペクトルの多次元距離に対応して、得られる回帰モ
デルに、特定のスペクトルがどれくらい強く影響するかの測度。 12) D: TおよびHのパラメータの特性を示すCook′s D。 13) 校正試料/測定における変化を示す、ソフトウエアによって生成される
統計パラメーター。 14) 校正のために選択された波長の数:測定された校正スペクトルの数 (*)脂肪100gについてのppb PCB 本発明は、NIR測定によって豚肉脂肪試料におけるPCB含有量を予測する
ことができ、例えば、それらが数秒間で脂肪100Gについて200PPB P
CBより以上かまたは200PPB PCBより未満を含有する場合に、PCB
レベルについて豚肉脂肪試料をスクリーニングするのにも使用することができ、
これは、先行技術およびガスクロマトグラフィー分析と比較してかなりの改善で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の分光計に使用される、温度調節器に接続された試料ベア
リング(bearing)の断面図である。
【図2】 スコアファクター自体に対するプロットを示す。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年11月12日(2001.11.12)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 NIRでの豚肉脂肪中のPCBの測定
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、脂肪のように少なくとも部分的に疎水性の試料におけるハロゲン化
有機化合物、特にPCB(ポリ塩素化ビフェニール)を、測光法を使用して測定
する方法に関する。
【0002】 (背景技術) 食肉脂肪において、環境からのPCBおよびダイオキシンの蓄積が観察されて
いる。PCBが環境に入る主な経路は、可塑剤の揮発、工業および家庭廃棄物の
燃焼、変圧器およびコンデンサー冷却液である(世界保健機関のデータによる)
。分布残留(distribution presistence)の性質およ
び力学、化学的不活性、かなり高い蒸気圧による大気への分散、ならびに土壌お
よび地上水への拡散能力が、親油性と組み合わさって、ヒトおよび動物の脂肪組
織において生体活性に危険であると考えられる量のPCBの生体間蓄積を促進す
る。このような理由から、ヨーロッパにおける多くの政府機関は、脂肪100g
に対して200ppbより以上のPCBを含有しない食品のガイドラインを推進
している。迅速かつ簡単なスクリーニング法の必要性が現在極めて高まっている
。さらに、ダイオキシン測定については、PCBとの関係が一般に認められてい
る。PCBレベルはダイオキシンレベルの1000倍である。PCBの測定は、
ダイオキシンレベルと相関し、ダイオキシンレベルを間接的に測定する方法であ
る。
【0003】 脂肪のPCB測定の一般的分析法は、ガスクロマトグラフィー(GC)である
。脂肪分は一般に脂肪組織から最初に抽出される。この抽出物をさらに鹸化し、
有機画分をガスクロマトグラフィー分析器に注入する。
【0004】 ガスクロマトグラフィーは分離法であり、試料を種々の画分に分離する。クロ
マトグラフィーカラムから出てくる種々の成分を検出する。質量分光分析法(M
S)または電子捕獲検出器(electron capture detect
or)(EDC)のような種々の検出法を使用することができる。後者において
はガスクロマトグラフィー検出法が使用され、何故なら、ハロゲンはこの方法に
よって極めてよく検出され、PCBは多くの塩素化結合を有するからである。P
CBについては、200ppbレベル試料について各ピケが約20ppbレベル
である7つのコンゲネーティングピケの系統(a family of 7 c
ongenating piques)が検出され、PCB濃度レベルとして定
義される。標準偏差の読み取りは約20%である。
【0005】 これらの方法は良好な測定感度を有するが、高度熟練者および高価なハードウ
エアを必要とし、時間を要する方法である。 豚肉脂肪におけるPCB以外の成分、例えば、水分、脂肪、脂肪酸、飽和およ
び不飽和脂肪分のNIR分光分析法による測定は、測定の容易性および一般に数
秒〜1分の分析時間の故に、広く使用されている。その測定は高度熟練者を必要
とせず、NIR分光分析は非破壊測定である。試薬を必要とせず、試料調整は極
めて限られている。
【0006】 例えば、EP06014079A2にはPCB以外の殺生物剤の濃度を脂肪で なく水溶液系で直接監視する方法が開示されている。このような水溶液系はオン ライン監視のキュベットを通して容易に導くことができ透過率が測定される。P CBを脂肪の状態で測定することは不可能である。この引例に記載の殺生物剤は 冷水処理に使用される殺生物剤である。
【0007】 WO96/11399は、特に連続フィードバックで行なう製造プロセスを制 御するため、オクタン指数、研究オクタン価(RON),自動車燃料の自動車オ クタン価(MON)等の物理的特性を予測する方法に関するものである(第1頁 、第33行)。この引例もPCBの定量は脂肪で行なっている。
【0008】 米国特許5830132には人体組織の非侵入グルコースの定量のためのNI R分析器が記載されている。試料の準備は不要である。 しかし、NIR測定について、先行技術による実際の最低検出レベルは0.5
%濃度より以上である。ppmレベルの低濃度の測定については、試料における
低濃度の故にスペクトルにおいて検出不能な変化が生じる故に、NIRは使用さ
れない。
【0009】 (発明の開示) 本発明の目的は、先行技術と比較して、疎水性の試料でPCBを測定するため 高感度と容易取扱性の優れた組合せを有する新しい方法を提供することである
【0010】 これは、測光法、特に吸収分光分析法を使用して脂肪のような少なくとも部分
的に疎水性の試料においてハロゲン化有機化合物を測定する本発明の方法によっ
て達成され、該方法において、測定される化合物の種々の濃度を有する校正試料
からの近赤外範囲、好ましくは1100〜2500nmにおけるいくつかの波長
におけるスペクトルデータから算出される化学計量校正モデル(chemome
tric calibration models)を使用して、該校正因子(
calibration factors)を有する該波長におけるスペクトル
データから濃度特性を算出することによって、試料における該化合物を測定する
。NIR分光分析法は、分析的方法である。統計アルゴリズムを使用して、例え
ばガスクトマトグラフィーのような種々の分析法から得た基準データから、結果
を計算する。これは、既知の試料を使用して、NIR計測器を校正することを意
味する。NIR範囲は、約750nm〜約2500nmである。少なくとも1つ
の化学計量校正モデルを、因子分析法を使用して計算し、および/または回帰法
を使用し、後に使用して、未知試料を予測する。校正結果は、統計アルゴリズム
を使用して、ガスクロマトグラフィーのような種々の分析法から得られる基準デ
ータから算出される。これは校正法と称される。本発明の新規性は、ppb(1
0億に対する部)レベルにおける成分の検出にNIRを使用することにある。こ
れは、豚肉脂肪中のPCBについて、脂肪100グラムに対して約200ナノグ
ラムのレベルを意味する。これは、極めて低く、NIR検出限度を超えると考え
られる。これらの校正因子は、Bran+Luebbe Gmbh(Werks
tr.4 D−22844 Norderstedt/Germany)によっ
て市販されているSESAMEソフトウエアにおいて実行される数学的アルゴリ
ズム(mathematical algorithms)によって求めること
ができる。好ましくは、スペクトルデータは、例えばPCBの特徴的近赤外線シ
グナルが観察され、標準近赤外線分光計が使用される1100〜2500nmの
波長において記録するのが有利である。
【0011】 校正試料濃度の選択は、増加する濃度、特に該方法の最低検出レベルの10倍
より以上の濃度範囲を有する連続試料の差を有効に増加して、校正試料の低い濃
度レベルにおける良好な校正を与え、および/または多くの変化が校正試料によ
って示されるようにすることを含んで成る。試料の選択は、最低検出レベルの1
0倍より以上に及ぶ濃度範囲を有するのが好ましい。特に、100gのブランク
脂肪に対して、0、140、280、1400および2800ppb PCBの
混合物を、特にこの範囲のPCB濃度を有する実際の脂肪試料と組み合わせて、
校正試料として使用する。
【0012】 透過率および/または反射率データおよび/または吸収および/またはこれら
のデータの第一および/または対応する第一またはそれ以上の導関数(deri
vation)は、本発明の方法によって測定のために記録される。これは、既
知の方法による測定データの変換によっても行うことができる。
【0013】 驚くことに、化合物の測定のために、試料のスペクトルデータを下記の選択波
長、1730±5nm、1740±5nm、2260±5nm、2264±5n
m、2258±5nm、1376±5nm、1384±5nm、2184±5n
2180±5nmの1つまたはそれ以上において採取した場合に良好な相関
が得られる。
【0014】 本発明の方法の有利な実施態様は、スペクトルデータを記録するために、好ま
しい波長の選択を使用することを含んで成り、特に、好ましくは1730±5、
1740±5および2260±5nm、または1730±5、1740±5およ
び2264±5nm、または1730±5、1740±5および2258±5n
m、または1376±5、1384±5および2184±5nm、または137
6±5、1384±5および2180±5nmを含む少なくとも3つの波長の組
合せを選択して、測定時間を短縮し、および/または良好な正確さを得ることが
できる。
【0015】 本発明の方法の他の好ましい実施態様においては、多くの選択波長を含むNI
Rのサブレンジ(subrange)だけを使用する。1〜10nm、好ましく
は2nmのステップサイズ(step size)を使用して、測定された校正
因子によるスペクトルデータにおける多くの変化を捕獲し、示す。例えば、Br
an+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフトウエ
アで実行される選択アルゴリズムをこの目的に使用することができる。
【0016】 好ましくは、使用される化学計量モデルは、多重線回帰(multiple
linear regression)(MLR)および/または部分最小二乗
回帰(partial least squares regression)
(PLSR)および/または主成分回帰(principal compone
nts regression)またはクラスター分析である。これらの有効な
アルゴリズムは、例えば、Bran+Luebbe Gmbhによって市販され
ているSESAMEソフトウエアによって提供され、対応するマニュアルに説明
されている。
【0017】 本発明の方法の好ましい実施態様において、校正ファクターの決定は、校正試
料および/または波長の相互確認(cross validation)を含ん
で成る。この場合、最良の校正試料は、数個の規定校正試料の校正データの後の
取り出し(removal)、および対応する構成結果の確認によって選択され
る。これは、Bran+Luebbe Gmbhによって市販されているSES
AMEソフトウエアの対応する機能を仕様して実施される。好ましくは、計算お
よび/または選択はソフトウエアによって行われ、該方法に使用される分光計を
調節する操作を含んで成り、おそらくはコンピュータに接続されたデータネット
ワークからのダウンロードによってコンピュータに校正データを保存する。この
目的のために、パーソナルコンピュータのような標準コンピュータおよびBra
n+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフトウエア
のようなソフトウエア製品およびおそらくはインターネットソフトウエアツール
のようなあらゆる好適な組合せを使用することができる。後者の場合、次に、い
くつかの実験のために校正データを1回だけ記録し校正するだけでよいか、また
は例えば本発明の方法に使用される分光計の製造者へのデータネットワークリン
クから、特にインターネットを介して、それらを単にダウンロードすることによ
ってそれらを記録することを完全に省くことができる。この目的のために、一般
に好適なデータ伝達技術を使用することもできる。
【0018】 好ましくは、試料を、融解、特にマイクロ波での加熱および/または化学反応
および/または酵素反応によって液化する。特に、固体で得られ、液体状態で測
定可能な脂肪組織試料は、この方法で処理される。リパーゼ、プロテアーゼのよ
うな生物学的試料の分解用のあらゆる好適な酵素をこの方法に使用することがで
きる。
【0019】 本発明の方法の他の実施態様において、試料は、有機溶媒での原試料からの抽
出物である。有機溶媒での原試料からのこの抽出物は、種々の原試料の分析を可
能にし、測定される試料における水分および対応する近赤外線シグナルを減少さ
せる。水試料もこの方法で分析することができる。Soxhletまたは有機溶
媒での水性液のシェーキング(shaking)のような、あらゆる好適な抽出
をこの目的に使用することができる。
【0020】 本発明の方法の他の好ましい実施態様において、100gのブランク、即ちP
CB不含の豚肉脂肪につき、0、140、280、1400および2800pp
b PCBの混合物を、特にこの範囲のPCB濃度を有する実際の脂肪試料と組
み合わせて、校正試料として使用する。
【0021】 好ましくは反射率記録分光計を本発明の方法に使用し、該分光計は、感光シグ
ナル検出用の少なくとも1つの硫化鉛検出器、および好ましくは試料カップの底
に配置された少なくとも1つの拡散金メッキ(diffusely gold−
plated)反射器を有し、好ましくは試料カップの底の下、特に試料カップ
の底の窪みにおいて、電気抵抗器を、好ましくは温度センサー、好ましくは試料
カップの下に直接的に取り付けられ、熱調節器に接続されたPeltier要素
と組み合わせて有し、該熱調節器はさらに温度調節用の抵抗器に接続されている
。例えば、Bran+Luebbe InfraAlyzer 500をそのよ
うな分光計として使用することができる。この装置は、例えば、融解脂肪試料の
液体状態および/または良好な温度調節を維持することができる。
【0022】 本発明の方法および/または分光計の有利な適用は、例えば、PCB汚染につ
いて推奨されるかまたは規定される限度による食品の品質の監視のために、脂肪
100gに対して200〜1000ppbのレベルで脂肪中のPCBを検出する
ことである。
【0023】 本発明の方法および/または分光計の他の有利な適用は、食品のような生物学
的試料、またはハロゲン化有機化合物が存在する場合にそれらの燃焼によって極
めて毒性の物質を発生する液化ポリマー、石油またはガソリンのような他の有機
液体およびナフサに基づく製品または上水道のような水における、ハロゲン化有
機化合物を検出することである。
【0024】 本発明の方法および/または分光計の他の有利な適用は、前記のようにPCB
測定はダイオキシンの間接的測定である故に、ダイオキシンを間接的に検出する
ことである。
【0025】 下記の実施例は本発明を例示するものであり、本発明はそれらの実施例に限定
されない。いくつかの特徴を図面を参照して説明し、該図面において同じ要素は
、同じ符号で示される。
【0026】 図1の試料ベアリングは、試料カップ1、即ちBran+Luebbe Tr
ansflectance Cup(Dutchカップ型)を有し、該カップは
、拡散金メッキ反射器2を底として有し、0.2mm±0.01mmの通路長さ
を有する。反射器2の下に金メッキ面の1mm下まで穴を開け、20(Cにおい
て100Ωの正温度係数を有するPT100抵抗器5(DM503型)をこの穴
に配置し、特殊温度ペースト(放熱子コンパウンド(340Dow Corni
ng型))で固定する。抵抗器をケーブル7(Bartecからの17−881
1−46342300型)でカップの外部において温度調節器6に接続し、該温
度調節器をさらにケーブル7でPeltier要素(Marlow Indu
striesからのThermoelectric Module DT6−6
LS型)に接続し、試料カップ1の下に接着する。温度調節器6は、外部電源(
EA−3003 S−Current型、2.5A、図示せず)に接続されてい
る。試料カップ1を、試料スペース4を覆う石英窓でカバーし、全測定時間にわ
たって、試料カップ1をBran+Luebbe Infraalyzer 5
00分光計のSolid Drawer(図示せず)に配置する。石英窓だけを
開放して、試料を供給する。
【0027】 この実験に使用されるNIR分析器は、Standard Solid Dr
awerを取り付けたBran+Luebbe Infraalyzer 50
0(登録商標)である。波長はホログラフィー格子(grating)で選択さ
れる1100〜2500nmである。選択されたステップサイズは、この実験に
おいて各スペクトルに対して701ステップを与える2nmであった。使用され
る検出器は1対の硫化鉛検出器であり、拡散金メッキインテグレーティング球体
(integrating sphere)を使用して、試料によって反射され
た光を収集した。
【0028】 前記の分光系を、すべてのデータ変換および計算に使用されたBran+Lu
ebbe Gmbhによって使用されるSESAMEソフトウエアを有するパー
ソナルコンピュ−タに接続した。
【0029】 測定のために、温度調節器によって温度を調節することができ、脂肪測定に最
適な温度50(C+/−1(Cに維持し、それによって、脂肪は、結晶化せずに、
この温度で液相であった。
【0030】 8つの豚肉脂肪試料の選択を使用し、その濃度、試料100gにつき70〜2
695ppb PCBを、ガスクトマトグラフィー検出によって測定した。試料
をマイクロ波で4分間加熱し、豚肉組織から出てくる脂肪物質約5mlを採集し
た。PCBを有さない試料(ブランコ)およびイソオクタン溶液1ml中20,
000マイクログラムのPCB標準試料を使用して、種々のPCB濃度を有する
5つの試料の濃度勾配を調製した。該標準試料を先ずヘキサン中1ピコグラムの
溶液に稀釈し、ブランコ試料にスパイク(SPIKE)するのに使用した。下記
濃度を有する試料を調製した:ブランク脂肪100gにつき0、140、280
、1400および2800ppb PCB。これらの「スパイクされた」(sp
iked)試料を、さらに校正にも使用した。全ての試料測定および試料濃度の
リストを表1に示す。
【0031】 豚肉組織試料を皿に入れて、融解するまで4分間にわたって一般的な家庭用電
子レンジで1つずつ加熱した。皿に集めた脂肪を測定に使用した。スパイク試料
中の溶媒が蒸発することを確実にするために、これらの試料も電子レンジで加熱
した。校正用の試料における溶媒の影響を防止するために、電子レンジでの第二
加熱を行った。各試料について、採集した融解脂肪を小さい実験用ビーカーに入
れた。この電子レンジ加熱は、試料中に水がより少なく残留することを確実にす
るためにも適用された。
【0032】 融解試料をピペットで試料カップ5の金メッキ反射器に塗布した。固体粒子お
よび気泡を避けながら注意深く試料をピペットに吸引した。反射器に0.2mm
の層を適用するのに約4滴で充分であった。次に、カップを石英窓で閉める。試
料がカップ内で50(Cの温度に達するまで、いくらかの時間を必要とする。さ
らに30秒間で、温度が変化しないことを確実にする。次に、測定(走査)を開
始する。測定後、カップを開け、ティッシュペーパーで拭く。
【0033】 先ずスパイク試料を二重に測定した。次に、他の実際の試料を二重に測定した
。これらの全ての試料を、表1に示すようにランダムな順序で測定して、温度な
どとの偽相関を防止した。この測定サイクル後、スパイク試料および非スパイク
試料のいくつかの試料を3回目の測定にかけて、この実験の間に他の変化が起こ
らないことを確かめた。
【0034】 ここでは液体試料を使用するが、本発明は固体試料の分析にも使用することが
できる。
【0035】
【表1】
【0036】 スペクトル番号: 測定したスペクトルに付与される識別番号 脂肪中のppb PCB: 脂肪100gについてのPCBレベル (*)スパイク試料=PCB不含ブランク脂肪に添加された標準PCBを有する
試料
【0037】 変換および校正計算を、表1に示すスペクトルの測定データで行い、下記実施
例によるこれらの測定のPCB濃度特性の予測に使用した。
【0038】 (実施例) 実施例1: クラスター分析 Bran+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフ
トウエア、バーション3.1をこの実施例に使用した。測定したスペクトルデー
タに、反射率データから第一誘導(derivative)データへの変換を適
用し、定性分析として、クラスター分析法を校正計算として使用した。2つにス
ペクトルが過剰偏差を有することを確認し、ソフトウエアによって校正データの
組から除外した。選択された校正スペクトルを2つの種類に分け、1つ種類は、
脂肪100gにつき200ppb PCBより以上を有する試料からの22のス
ペクトルであり、他の種類は、脂肪100gにつき200ppb PCBより以
上を有する試料からの8つのスペクトルである。主成分分析(ベクトリアル)(
vectorial)に基づくソフトウエアのアルゴリズムによって、2種類の
スペクトルデータの特性を示す校正因子を計算した。これらの校正因子から、ソ
フトウエハによって生成するいわゆるスコアファクター(scores fac
tor)2を選択した。
【0039】 図2は、より良好な視覚化のためにスコアファクター2のそれ自体に対するプ
ロットを示し、結果として、このプロットにおいて各選択校正スペクトルファク
ターを円として示す。スコアファクター2の値の2つのクラスターが、図2にお
いて重なる円の2つのクラスターとして明らかに識別可能に観察された。プロッ
トの右上領域のクラスターは、脂肪100gにつき200ppb PCB未満の
試料からのスペクトルに対応し、プロットの左端まで伸長する他のクラスターは
、脂肪100gにつき200ppb PCBを越える試料からのスペクトルに対
応する。
【0040】 これは、試料間の差異が明らかであることを示す。これらの計算校正ファクタ
ーに基づいて、原スペクトルの再構成(reconstructions)を対
応する濃度値から計算し、その偏差を誤差値(residual values
)によって示す。データを表2に示す。
【0041】
【表2】
【0042】
【表3】
【0043】
【表4】
【0044】 1) スペクトルデータの試験予測による校正ファクターの確認は、この校正に
おいて行われなかった。 2) ソフトフエアによって生成される統計パラメーター 3) (表示)校正ファクターのランク 4) 誤差=計算校正ファクターに基づくスペクトル予測の偏差を示す計算値 5) ソフトウエアの主成分分析アルゴリズムの成分 6) 校正ファクター2のそれ自体に対するプロットにおいて生成される半径 (*) 脂肪100gについてのppb PCB
【0045】 このクラスター分液の結果として、200ppbより以上のPCBを含有する
か否かについて未知試料をスクリーニングすることができる。
【0046】 実施例2: 部分最小二乗分析 Bran+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフ
トウエア、バーション3.1 ベータ1をこの実施例に使用した。反射率データ
から吸収データへの変換を測定スペクトルデータに適用し、定量分析として、P
LS(部分最小二乗)回帰を校正計算として使用した。26のスペクトルを計算
校正ファクターのために選択し、8つの非選択スペクトを予測した。ソフトウエ
アの相互確認機能により、これらの計算をスペクトルの全ての組合せに関して行
い、最高の組の26の校正スペクトルを選択し、対応する校正ファクターの選択
を、32の記録スペクトルの全てに関する予測に使用した。4つの校正ファクタ
ーの選択によって、回帰相関係数0.98227、および脂肪100gにつき2
12ppb PCBの推定の標準誤差を求めた。しかし、この実験に使用した3
2のスペクトルについての予測内の最も高い偏差は、脂肪100gにつき184
ppb PCPにすぎなかった。データを表3に示す。
【0047】
【表5】
【0048】
【表6】
【0049】 1) 表1の対応する番号によってスペクトルを示す番号 2) 脂肪100gに対するppb PCBにおける予測の計算標準誤差 3) T: 誤差、即ち基準値が予測値にどのくらい近いか、を示す各スペクト
ルについて実施したスチューデントのT試験。 4) H: 回帰線へのスペクトルの多次元距離に対応して、得られる回帰モデ
ルに、特定のスペクトルがどれくらい強く影響するかの測度。 5) D: TおよびHのパラメータの特性を示すCook′s D。 6) S: 選択ファクターから原スペクトルを再計算すること試みることによ
って得られるスペクトル再構成誤差。(「S」値が予め規定された限度より大き
い場合に、スペクトルはSアウトライアーであると考えられる。) 7) 校正試料/測定における変化を示す、ソフトウエアによって生成される統
計パラメーター。 (*)脂肪100gについてのppb PCB
【0050】 実施例3: 多重回帰 Bran+Luebbe Gmbhによって市販されているSESAMEソフ
トウエア、バーション3.1をこの実施例に使用した。反射率データから吸収デ
ータへの変換を測定スペクトルデータに適用し、定量分析として、MLR(多重
線回帰)を校正計算として使用した。実施例2と同じ相互確認を使用して、校正
スペクトルを選択した。3つの異なる波長の組の全ての可能な組合せおよび対応
する相関ファクターを使用して、32のスペクトルのMLR予測について回帰相
関係数を計算した。求めた最高回帰相関係数は0.9888501であり、標準
誤差推定は脂肪100gにつき158ppb PCBであった。しかし、この実
験に使用した32のスペクトルについての予測内の最高偏差は、脂肪100gに
つき49および50ppb PCPにすぎなかった。データを表3に示す。
【0051】
【表7】
【0052】
【表8】
【0053】 1) 表1の対応する番号によってスペクトルを示す番号 2) 脂肪100gに対するppb PCBにおける予測の計算標準誤差 3) Lambert−Beer「ε」係数 4) 校正測定における平均値および偏差(変動) 5) 多重線回帰平衡(Equation)における回帰線のオフセット 6) スチューデントのt 7) 校正測定における変化を示すパラメーターの組 8) 校正のために選択された波長の数に対応する 9) 散乱を示す 10) T: 誤差、即ち基準値が予測値にどのくらい近いか、を示す各スペク
トルについて実施したスチューデントのt試験。 11) H: 回帰線へのスペクトルの多次元距離に対応して、得られる回帰モ
デルに、特定のスペクトルがどれくらい強く影響するかの測度。 12) D: TおよびHのパラメータの特性を示すCook′s D。 13) 校正試料/測定における変化を示す、ソフトウエアによって生成される
統計パラメーター。 14) 校正のために選択された波長の数:測定された校正スペクトルの数 (*)脂肪100gについてのppb PCB 本発明は、NIR測定によって豚肉脂肪試料におけるPCB含有量を予測する
ことができ、例えば、それらが数秒間で脂肪100Gについて200PPB P
CBより以上かまたは200PPB PCBより未満を含有する場合に、PCB
レベルについて豚肉脂肪試料をスクリーニングするのにも使用することができ、
これは、先行技術およびガスクロマトグラフィー分析と比較してかなりの改善で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の分光計に使用される、温度調節器に接続された試料ベア
リング(bearing)の断面図である。
【図2】 スコアファクター自体に対するプロットを示す。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハウシュトラエテ、 カレル ベルギー国、 ベー−3080 ターフレン、 ロイフェンゼステーンヴェーク 17、 ステート アナリシス ラボラトリ、 ミ ニステリエ ファン ミッデンシュタント エン ランボウ (72)発明者 クリニス、 ニコ ベルギー国、 ベー−3080 ターフレン、 ロイフェンゼステーンヴェーク 17、 ステート アナリシス ラボラトリ、 ミ ニステリエ ファン ミッデンシュタント エン ランボウ (72)発明者 ホンテーヌ、 アンドレ ベルギー国、 ベー−3080 ターフレン、 ロイフェンゼステーンヴェーク 17、 ステート アナリシス ラボラトリ、 ミ ニステリエ ファン ミッデンシュタント エン ランボウ (72)発明者 メースターズ、 ジョリ ベルギー国、 ベー−3080 ターフレン、 ロイフェンゼステーンヴェーク 17、 ステート アナリシス ラボラトリ、 ミ ニステリエ ファン ミッデンシュタント エン ランボウ (72)発明者 マエズ、 イングリッド ベルギー国、 ベー−2018 アントワー プ、コニンギン アストリットプライン 5、 ブラン ウント リューベ ベルギ ー Fターム(参考) 2G059 AA01 BB04 CC12 DD04 DD16 EE01 EE02 EE12 FF08 HH01 HH06 JJ30 KK01 MM02 MM03 MM10 MM14

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測光法、特に分光分析法を使用して、脂肪のような少なくと
    も部分的に疎水性の試料におけるハロゲン化有機化合物、特にPCBを測定する
    方法であって、測定される化合物の種々の濃度を有する校正試料からの、近赤外
    線波長範囲、例えば750〜2500nmの波長におけるスペクトルデータから
    計算される化学計量校正モデルを使用して、該校正ファクターを有する該波長に
    おけるそれらのスペクトルデータから濃度特性を計算することによって、試料中
    の化合物を測定することを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 校正試料濃度の選択が、増加する濃度、特に該方法の最小検
    出レベルの10倍より以上に及ぶ濃度範囲で、連続試料の差を増加することを含
    んで成ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 透過率および/または反射率データおよび/または吸収およ
    び/またはこれらのデータの第一および/または対応する第一またはそれ以上の
    導関数を記録することを特徴とする請求項1ないし2のいずれか一項に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 化合物の測定のために、試料のスペクトルデータを、下記の
    選択波長、1730±5NM、1740±5NM、2260±5NM、2264
    ±5NM、2258±5NM、1376±5NM、1384±5NM、2184
    ±5NM、1376±5NM、1384±5NM、2180±5NMの1つまた
    はそれ以上において取ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】 好ましい波長、特に、1730±5、1740±5および2
    260±5NM、または1730±5、1740±5および2264±5NM、
    または1730±5、1740±5および2258±5NM、または1376±
    5、1384±5および2184±5NM、または1376±5、1384±5
    および2180±5NMを含有するのが好ましい少なくとも3つの波長の組合せ
    の選択を、スペクトルデータを記録するために使用することを特徴とする請求項
    1ないし4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 多くの選択波長を含むNIRサブレンジだけを使用すること
    を特徴とする請求項4または5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 使用される化学計量モデルが、多重線回帰および/または部
    分最小二乗回帰および/または主成分回帰および/またはクラスター分析である
    ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 化学計量校正モデルの校正ファクターの数の決定が、校正試
    料内の交差確認を含んで成ることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項
    に記載の方法。
  9. 【請求項9】 試料を、融解、特にマイクロ波での加熱および/または化学
    反応および/または酵素反応によって液化することを特徴とする請求項1ないし
    8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 試料が、有機溶媒による原試料からの抽出物であることを
    特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 ブランク脂肪100gにつき、0、140、280、14
    00および2800ppb PCBの混合物を、特にこの範囲のPCB濃度を有
    する実際の脂肪試料と組み合わせて、校正試料として使用することを特徴とする
    請求項1ないし10のいずれか1項に記載の方法。
  12. 【請求項12】 本発明の方法のための反射率記録分光計であって、前記分
    光計が、感光シグナル検出用の少なくとも1つの硫化鉛検出器、および好ましく
    は試料カップの底に配置された少なくとも1つの拡散金メッキ反射器を有し、好
    ましくは試料カップの底の下、特に試料カップの底の窪みにおいて、電気抵抗器
    を、好ましくは温度センサー、好ましくは試料カップの下に直接的に取り付けら
    れ熱調節器に接続されたPeltier要素と組み合わせて有し、該熱調節器は
    さらに温度調節用の抵抗器に接続されていることを特徴とする分光計。
  13. 【請求項13】 脂肪100gにつき200ないし1000ppbのレベル
    で脂肪中のPCBを検出するための、請求項1ないし12のいずれか1項に記載
    の方法および/または分光計の使用。
  14. 【請求項14】 生物学的試料、液化ポリマー、石油および/または他の有
    機液体または水におけるハロゲン化有機化合物を検出するための、請求項1ない
    し13のいずれか1項に記載の方法および/または分光計の使用。
  15. 【請求項15】 ダイオキシンを間接的に検出するための、請求項1ないし
    14のいずれか1項に記載の方法および/または分光計の使用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5522594A (en) * 1993-03-03 1994-09-08 W.R. Grace & Co.-Conn. A method of directly monitoring the concentrations of microbiocides in aqueous systems
CA2174719C (en) * 1993-08-24 2005-07-26 Mark R. Robinson A robust accurate non-invasive analyte monitor
WO1996011399A1 (en) * 1994-10-07 1996-04-18 Bp Chemicals Limited Property determination
SG38866A1 (en) * 1995-07-31 1997-04-17 Instrumentation Metrics Inc Liquid correlation spectrometry
US6115673A (en) * 1997-08-14 2000-09-05 Instrumentation Metrics, Inc. Method and apparatus for generating basis sets for use in spectroscopic analysis
CA2220913C (en) * 1997-11-12 2003-01-21 Kvaerner Chemetics Inc. Determination of anionic species concentration by near infrared spectroscopy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8546758B2 (en) 2008-09-22 2013-10-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Food quality examination device, food component examination device, foreign matter component examination device, taste examination device, and changed state examination device

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