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公開番号2025059205
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169132
出願日2023-09-29
発明の名称生体情報測定器及び生体情報の測定方法
出願人国立大学法人広島大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C12M 1/34 20060101AFI20250403BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】両面気孔性の葉を備える植物につき、植物の葉の二酸化炭素の同化速度、気孔における水蒸気コンダクタンス、及び葉内二酸化炭素濃度を含む種々の植物の生体情報を複雑な構成のシステムを用いること無く、簡易に測定できる生体情報測定器を提供する。
【解決手段】本発明に係る生体情報測定器(1)は、両面気孔性の植物の葉における一方の面の少なくとも一部を覆うための第1容器(10)と、植物の葉における他方の面の少なくとも一部を覆うための第2容器(20)と、第1容器(10)の内側及び外側並びに第2容器(20)の内側に設けられ、二酸化炭素の濃度を測定するセンサ(30a、30b、30c)とを備え、第1容器(10)は、該容器を構成する壁(11)の少なくとも一部が二酸化炭素に対する透過抵抗性を有する透過材(12)により構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
両面気孔性の植物の葉における一方の面の少なくとも一部を覆うための第１容器と、
前記植物の葉における他方の面の少なくとも一部を覆うための第２容器と、
前記第１容器の内側及び外側並びに前記第２容器の内側に設けられ、二酸化炭素の濃度を測定するセンサとを備え、
前記第１容器は、該容器を構成する壁の少なくとも一部が二酸化炭素に対する透過抵抗性を有する透過材により構成されている、生体情報測定器。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記第１容器内及び前記第１容器外の二酸化炭素の濃度差と前記透過抵抗性とに基づいて、前記植物の葉における二酸化炭素の同化速度を算出し、
前記二酸化炭素の同化速度と前記第２容器内の二酸化炭素の濃度とに基づいて、前記植物の葉の気孔における水蒸気コンダクタンスを算出するための計算機をさらに備える、請求項１に記載の生体情報測定器。
【請求項３】
前記第２容器は、前記第１容器によって覆われる前記植物の葉における反対側の面を覆う、請求項１に記載の生体情報測定器。
【請求項４】
前記透過材は複数の孔を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の生体情報測定器。
【請求項５】
少なくとも一部が二酸化炭素に対する透過抵抗性を有する透過材により構成された第１容器によって、両面気孔性の植物の葉における一方の面の少なくとも一部を覆って第１容器と葉とによって第１空間を形成するステップと、
第２容器によって、前記植物の葉における他方の少なくとも一部を覆って第２空間を形成するステップと、
前記第１空間の内部及び外部における二酸化炭素の濃度を測定するステップと、
前記第２空間の内部における二酸化炭素の濃度を測定するステップと、
測定された二酸化炭素の前記第１空間の内部と外部との濃度差と前記透過抵抗性とに基づいて、前記植物の葉における二酸化炭素の同化速度を算出するステップと、
前記二酸化炭素の同化速度と前記第２空間の内部の二酸化炭素の濃度とに基づいて、前記植物の葉の気孔における水蒸気コンダクタンスを算出するステップとを備える、生体情報の測定方法。
【請求項６】
前記第２容器は、前記第１容器によって覆われる前記植物の葉における反対側の面を覆う、請求項５に記載の生体情報の測定方法。
【請求項７】
前記透過材は複数の孔を有する、請求項５又は６に記載の生体情報の測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報測定器及び生体情報の測定方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
植物の栽培環境の最適化及び栽培管理の自動化を行うためには、植物の生体情報を的確に評価する必要がある。従来において、この植物の生体情報の評価は、植物の外観を基準として行い、これに加えて生産者の勘と経験を頼りに行っていた。
【０００３】
すなわち、植物の生体情報の評価はヒトの目視等により行われてきたが、熟練の生産者でなければ植物の生体情報を的確に評価することは難しかった。また、植物の生体情報に関する科学的データを非破壊で正確且つ簡易に取得することはできず、栽培環境の最適化及び栽培管理の自動化を行うことは難しかった。さらに、植物の外観に変化が表れる前に生体情報に関する兆候を検出することが好ましい。このため、植物の生体情報を簡易に評価する生体情報測定器及び生体情報の測定方法について種々の提案がなされている。
【０００４】
例えば非特許文献１には、通風式チャンバーによる植物の生体情報の測定方法が提案されている。上記非特許文献１では、チャンバーに入ってくる空気の流量（μ
ｒ
）とチャンバーに入ってくる空気中の水蒸気濃度（Ｗ
ｒ
）とチャンバーから出ていく空気中の水蒸気濃度（Ｗ
ｓ
）とを測定し、当該測定値と葉面積（Ｓ
ｌ
）とに基づいて、以下の式（１）により、植物の生体情報として知られている植物の葉の蒸散速度（Ｅ）
TIFF
2025059205000002.tif
7
166
を算出している。また、上記非特許文献１では、チャンバーに入ってくる空気中の二酸化炭素濃度（Ｃ
ｒ
）とチャンバーから出ていく空気中の二酸化炭素濃度（Ｃ
ｓ
）とを測定し、上述した測定値（μ
ｒ
、Ｗ
ｒ
、Ｗ
ｓ
）とこれらの測定値（Ｃ
ｒ
、Ｃ
ｓ
）と葉面積（Ｓ
ｌ
）とに基づいて、以下の式（２）により、同じく植物の生体情報として知られている植物の葉の二酸化炭素の同化速度（Ａ）
TIFF
2025059205000003.tif
6
164
を算出している。
【０００５】
TIFF
2025059205000004.tif
10
160
【０００６】
TIFF
2025059205000005.tif
13
165
【０００７】
また、上記非特許文献１では、葉温センサによって葉の温度を測定することにより推定される葉の温度での飽和水蒸気濃度（Ｗ
ｉ
）と、測定される葉の雰囲気の水蒸気濃度（Ｗ
ａ
）と、これらの水蒸気濃度（Ｗ
ｉ
、Ｗ
ａ
）の
TIFF
2025059205000006.tif
5
165
と、算出した蒸散速度（Ｅ）とに基づいて、以下の式（３）により、植物の葉面における水蒸気コンダクタンス（ｇ
ｗ
）
TIFF
2025059205000007.tif
8
165
を算出し、当該算出値（ｇ
ｗ
）と植物の葉の水蒸気に対する境界層コンダクタンス（ｇ
ｂｗ
）とに基づいて、以下の式（４）により、同じく植物の生体情報として知られている植物の葉の気孔における水蒸気コンダクタンス（ｇ
ｓｗ
）
TIFF
2025059205000008.tif
8
160
を算出している。よく攪拌されたチャンバーではＷ
ａ
はＷ
ｓ
とみなすことができる。なお、後述するように、植物の葉の水蒸気に対する境界層コンダクタンス（ｇ
ｂｗ
）は、用いる生体情報測定器によって変動する値であり、例えば非特許文献２の方法によって測定した値を用いる。
【０００８】
TIFF
2025059205000009.tif
11
164
【０００９】
TIFF
2025059205000010.tif
13
163
【００１０】
さらに、上記非特許文献１では、上記算出値（ｇ
ｓｗ
）と上記測定値（ｇ
ｂｗ
）とに基づいて、以下の式（５）により、植物の葉の気孔における二酸化炭素コンダクタンス（ｇ
ｃ
）
TIFF
2025059205000011.tif
8
165
を算出している。そして、当該算出値（ｇ
ｃ
）と、葉の雰囲気の二酸化炭素濃度（Ｃ
ａ
）の測定値と、算出した蒸散速度（Ｅ）と、二酸化炭素の同化速度（Ａ）とに基づいて、以下の式（６）により、同じく植物の生体情報として知られている葉内二酸化炭素濃度（Ｃ
ｉ
）を算出している。よく攪拌されたチャンバーではＣ
ａ
はＣ
ｓ
とみなすことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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