Study on the evaluation of oxidative stress of human skin based on the spectroscopy of ultraweak delayed-luminescence.

基于超弱延迟发光光谱评价人体皮肤氧化应激的研究

基本信息

批准号：
21K12630
负责人：
小林正樹
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Tohoku Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12630/
关键词：
遅延発光バイオフォトン分光皮膚酸化ストレス

项目摘要

皮膚に光を照射すると，長寿命な極微弱発光（遅延発光）が観測される。日常浴びる程度の弱い光であっても生じる発光であり，皮膚組織の蛍光性色素分子による光増感反応，及びその過程で生成する活性酸素種が関与しているものと想定されている。しかし発光に至る過程は複雑多様で，最終励起分子を含め詳細は不明である。本研究は，遅延発光のメカニズムを，発光時系列解析及び同時多波長分光により同定し，活性酸素種の関与，さらに皮膚酸化ストレスとの関連を明らかにすることを目的とする。令和４年度は，前年度試作した高感度同時多波長分光システムに，青色LED光照射系を組み込み，高感度２次元検出器として用いている冷却CCDの撮影周期と同期して繰り返し光照射が可能な極微弱遅延発光分光計測システムとして完成させた。まず，システムとしての性能評価を行うため，昨年度計測対象とした皮膚遅延発光への関与の可能性が推定される蛍光性物質として，糖化反応生成物を用い，物質レベルでの遅延発光分光特性の計測を行った。皮膚遅延発光のモデル系として採用した，ゼラチンと還元糖混合溶液の加熱によるアミノカルボニル反応（メイラード反応）生成物へ，青色光（470nm）を照射し遅延発光スペクトルを分光計測した。種々の還元糖によるスペクトル特性の違いについて評価を行った結果，還元糖種及び加熱時間に依存した分光的特徴が観測され，分光分析システムとして遅延発光分析のための十分な性能を有していることを確認した。また本実験系が皮膚遅延発光メカニズム解析のための実験系としても有効であることが認められた。最終年度は，フォトンカウンティングシステムによる時系列解析を併用しながら，実際のヒト皮膚による計測と各種色素を用いたモデル実験系を比較・探索することでメカニズム解析を進め，研究のとりまとめを行う。

当皮肤受到光照射时，会观察到长寿命、极弱的发光（延迟发光）。即使在我们日常接触的微弱光线下也会发生这种发光，并且推测涉及皮肤组织中荧光色素分子的光敏反应以及在此过程中产生的活性氧。然而，导致发光的过程复杂多样，包括最终激发分子在内的细节尚不清楚。本研究的目的是利用发光时间序列分析和同步多波长光谱来确定延迟发光的机制，并阐明活性氧的参与及其与皮肤氧化应激的关系。 2020财年，我们将在前一年试制的高灵敏度同时多波长光谱系统中搭载蓝色LED光照射系统，并与用作高灵敏度两用的冷却CCD的成像周期同步地重复照射光。我们已经完成了这个作为可能的超弱延迟发射光谱测量系统。首先，为了评价系统的性能，我们使用去年测定的推测与皮肤延迟发光有关的糖化反应产物作为荧光物质进行了测定。将蓝光(470 nm)照射到加热明胶和还原糖的混合溶液的氨基羰基反应(美拉德反应)产物上，将其用作皮肤延迟发光的模型系统，并通过光谱测量延迟发光光谱。通过对各种还原糖引起的光谱特性的差异进行评价，结果发现光谱特性取决于还原糖种类和加热时间，并且证实了光谱分析系统具有足够的延迟发射分析性能。还证实了该实验系统作为分析皮肤延迟发光机制的实验系统是有效的。在最后一年，我们将通过比较和探索使用实际人体皮肤和使用各种颜料的模型实验系统的测量结果，同时使用光子计数系统进行时间序列分析，进行机理分析，并总结我们的研究。