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研究概要

光の指紋(蛍光指紋)による食品成分と危害物質の可視化

研究機関名

独立行政法人農業・産業技術総合研究機構 食品総合研究所 食品工学研究領域 計測情報工学ユニット
東京大学大学院 農学生命科学研究科 国際情報農学研究室

http://cse.naro.affrc.go.jp/sugiyama/

代表者

杉山 純一

本研究の主旨

近年のセンサ技術とコンピュータの進展は、我々の身の回りに大きな変化をもたらしている。センサ技術は、コスト低下とともに、検知精度が飛躍的に向上し、コンピュータは演算速度が昔の大型コンピュータを遙かに超え、また、メモリのコストは下がり、ほとんど記憶媒体のコストは無視できるくらいになっている。これらの進展をうまく利用すれば、食品の計測分野にもイノベーションともいえる技術革新をもたらす可能性がある。
我々は、これらを背景に、従来の「蛍光」を、「蛍光指紋(励起蛍光マトリクス)」に発展させ、さらに新しく「蛍光指紋イメージング」という技術の開発を行っている。その基本的なストラテジーは、多重計測により得られる情報量を増やし、コンピュータの演算能力をフルに活かして多変量解析あるいは網羅的解析によるデータマイニングを行い、これまで不可能であった様々な判別あるいは定量を実現することにある。また、この方法を画素単位の多点計測に展開して、見えない成分や物質の分布を可視化する蛍光指紋イメージングも現実的に可能になりつつある。
この蛍光指紋技術を活用した一例として、そば乾麺におけるそば粉割合の推定、マンゴーの産地判別、小麦かび毒の非破壊定量、パン生地のミキシング時におけるグルテン・デンプンの可視化、清浄度(ATP)の可視化などの研究成果を紹介する。また、世界で初めて構築された「蛍光指紋イメージング装置」の実物展示を行い、その可視化原理を理解できるデモンストレーションを行う。

蛍光から蛍光指紋へ

Fig.1 蛍光から蛍光指紋へ


蛍光指紋イメージング技術の開発

Fig.2 蛍光指紋イメージング技術の開発