特許第5832783号(P5832783)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許5832783肌状態判定装置、肌状態判定プログラムおよび記録媒体
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5832783
(24)【登録日】2015年11月6日
(45)【発行日】2015年12月16日
(54)【発明の名称】肌状態判定装置、肌状態判定プログラムおよび記録媒体
(51)【国際特許分類】
   G01N 21/64 20060101AFI20151126BHJP
【FI】
   G01N21/64 Z
【請求項の数】11
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2011-118347(P2011-118347)
(22)【出願日】2011年5月26日
(65)【公開番号】特開2012-247270(P2012-247270A)
(43)【公開日】2012年12月13日
【審査請求日】2014年3月19日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】特許業務法人HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
(72)【発明者】
【氏名】福本 章平
(72)【発明者】
【氏名】山中 幹宏
(72)【発明者】
【氏名】肱黒 恵美
(72)【発明者】
【氏名】原 圭太
【審査官】 田中 洋介
(56)【参考文献】
【文献】 特開2005−169124(JP,A)
【文献】 国際公開第2011/040599(WO,A1)
【文献】 特表2007−510159(JP,A)
【文献】 特許第4033496(JP,B2)
【文献】 Douwe J. Mulder et al.,Skin Autofluorescence, a Novel Marker for Glycemic and Oxidative Stress-Derived Advanced Glycation Endproducts: An Overview of Current Clinical Studies, Evidence, and Limitations ,Diabetes Technology & Therapeutics,2006年,Vol.8 No.5,pp.523-535
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01N 21/62−21/74
G01N 33/48−33/98
JSTPlus(JDreamIII)
JMEDPlus(JDreamIII)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象の個体の肌におけるトリプトファンAGEs(Advanced Glycation Endproducts)の蛍光強度を測定する測定部と、
上記測定部が測定した蛍光強度を用いて上記肌の状態を判定する判定部とを備え、
上記判定部は、高血糖状態による肌の悪化状態を判定することを特徴とする肌状態判定装置。
【請求項2】
上記判定部は、上記測定部が測定した蛍光強度と、所定の参照値とを比較した結果に基づいて上記肌の状態を判定することを特徴とする請求項1に記載の肌状態判定装置。
【請求項3】
上記測定部が測定した蛍光強度が、上記所定の参照値よりも高い場合に、上記判定部は、上記肌の状態は正常状態から外れていると判定することを特徴とする請求項2に記載の肌状態判定装置。
【請求項4】
上記所定の参照値は、上記個体が属する年齢層におけるトリプトファンAGEsの蛍光強度の統計値に基づく値であることを特徴とする請求項2または3に記載の肌状態判定装置。
【請求項5】
上記測定部は、上記肌に対して励起光を照射し、当該励起光の照射によって発生した蛍光の強度を測定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の肌状態判定装置。
【請求項6】
上記励起光は、トリプトファンAGEsの蛍光の検出に適した波長を有していることを特徴とする請求項5に記載の肌状態判定装置。
【請求項7】
上記励起光のピーク波長は、280nm以上400nm以下の波長範囲に含まれていることを特徴とする請求項6に記載の肌状態判定装置。
【請求項8】
上記測定部は、トリプトファンAGEsの蛍光として、370nm以上410nm以下の波長範囲内にピーク波長を有する蛍光を検出することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の肌状態判定装置。
【請求項9】
上記測定部と上記判定部とは、物理的に分離でき、通信可能に接続できるものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の肌状態判定装置。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれか1項に記載の肌状態判定装置が備える判定部としてコンピュータを機能させるための肌状態判定プログラム。
【請求項11】
請求項10に記載の肌状態判定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、肌の状態を判定する判定装置および判定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、食生活の欧米化に伴い、生活習慣病患者が増加し、医学的、社会的問題が深刻となっている。現在、日本における糖尿病患者は800万人、その予備軍を含めると2000万人にのぼるとも言われている。糖尿病の三大合併症は、「網膜症、腎症、神経障害」である。さらには、糖尿病は動脈硬化症の要因ともなり、心臓疾患や脳疾患までもが懸念される。
【0003】
糖尿病は、食習慣や生活習慣の乱れ、肥満による脂肪細胞からの分泌物の影響、または酸化ストレスにより、すい臓の機能が低下し、血糖値をコントロールするインシュリンが不足したり、インシュリンの効能が低下したりすることで発症する。糖尿病にかかると、排尿の回数や量が多い、のどがかわくなどの症状が現れるが、これだけであれば病気だという自覚症状が無く、病院などでの検査により発覚することが殆どである。このことが、「サイレント」な糖尿病患者が多い由縁である。
【0004】
病院などで合併症による異常な症状が表れてからでは、すでに病状が進行していることが多く、完治することは難しい。特に合併症は治療が困難なものが多く、他の生活習慣病と同様に予防が重要視されている。予防を行うためには早期発見と治療効果判定とが不可欠であり、それを目的とした糖尿病の検査が多数存在している。
【0005】
血中に異常な量の糖質や脂質が存在する環境下で、酸化ストレスが加わると、タンパク質と糖質または脂質とが反応を起こし、AGEs(Advanced Glycation Endproducts;後期糖化反応生成物)が生成される。AGEsはタンパク質の非酵素的糖付加反応(メイラード反応)により形成される最終生成物であり、黄褐色を呈し、蛍光を発する物質であって、近くに存在する蛋白と結合して架橋を形成する性質を有している。
【0006】
糖尿病の場合、血糖の上昇に伴い、AGEsも増加するので、AGEsをモニタリングすることで、糖尿病の早期発見、あるいは進行状況を把握することができる。また、皮膚においてもAGEsは形成され、肌のはりおよび弾力性の低下といった肌の老化を促進する原因となると言われている。
【0007】
このようなAGEsをモニタリングすることで、個人の健康状態および肌の状態を評価する手法として、例えば特許文献1に記載の方法が報告されている。この方法では、生体の皮膚の一定領域に励起光を照射し、AGEs化した皮膚コラーゲンおよびエラスチンからの蛍光スペクトルとトリプトファンからの蛍光スペクトルとを検出している。そして、得られたこれらの蛍光強度比と予め決定された一定の対照の強度比とを比較している。これにより、侵襲することなく個人の健康状態および肌の老化を評価している。
【0008】
トリプトファンに由来する蛍光は、肌の老化に伴い減少し、AGEs化コラーゲンおよびエラスチンは、肌の老化に伴い増加する。そのため、特許文献1に記載の方法では、トリプトファンの蛍光強度とAGEs化コラーゲンおよびエラスチンの蛍光強度との比を肌の老化の指標として利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2005−169124号公報(2005年6月30日公開)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、トリプトファンは生体内で合成されないため、トリプトファンの皮膚組織における蓄積量は、外因(食事)の影響を受けやすい。そのため、特許文献1に記載の方法では、測定タイミング(空腹時・食後等)により測定結果が変化しやすい。また、精神状態の不安定なうつ病者などにおいては、健全者よりも生体内トリプトファン量が少ない。これらの理由により、特許文献1に記載の方法では、精度良く肌の状態を評価することが困難である。
【0011】
また、AGEs化コラーゲンおよびエラスチンの蛍光強度は年齢に比例して増大するため、加齢による影響を大きく受けやすく、不摂生な食生活によって肌状態が悪化しているかどうかを判定することは困難である。そもそも、不摂生な食生活による肌の状態悪化を評価するという課題は、特許文献1には記載されていない。
【0012】
なお、特許文献1の発明では、蛍光強度の測定に2種類の励起波長を必要とするため、装置の構成が複雑になる、測定時間が長くなるという問題もある。
【0013】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、肌の状態(特に、不摂生な食生活による肌の状態の悪化)を精度高く判定することができる判定装置および判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明に係る肌状態判定装置は、上記の課題を解決するために、
測定対象の個体の肌におけるトリプトファンAGEs(Advanced Glycation Endproducts)の蛍光強度を測定する測定部と、
上記測定部が測定した蛍光強度を用いて上記肌の状態を判定する判定部とを備えることを特徴としている。
【0015】
上記の構成によれば、測定部において肌のトリプトファンAGEsの蛍光強度が測定される。そして、測定されたトリプトファンAGEsの蛍光強度を用いて肌の状態が判定部において判定される。
【0016】
トリプトファンAGEsは、肌状態の悪化の指標となることを本発明の発明者らが見出した。トリプトファンAGEsの蛍光強度は加齢に伴って顕著に増加することはなく、食生活の影響を顕著に受けるため、不摂生による肌状態の悪化の判断をしやすい。このトリプトファンAGEsを指標として肌の状態を判定することにより、肌の状態を精度高く判定することができる。特に、不摂生な食生活による肌の状態の悪化を精度高く判定することができる。
【0017】
また、上記判定部は、上記測定部が測定した蛍光強度と、所定の参照値とを比較した結果に基づいて上記肌の状態を判定することが好ましい。
【0018】
例えば、上記測定部が測定した蛍光強度が、上記所定の参照値よりも高い場合に、上記判定部は、上記肌の状態は正常状態から外れていると判定してもよい。
【0019】
上記の構成により、実測値と予め用意された参照値とを比較することにより、実測値が参照値とどれだけ異なっているかを求め、その結果から肌の状態を判定することができる。
【0020】
また、上記所定の参照値は、上記個体が属する年齢層におけるトリプトファンAGEsの蛍光強度の統計値に基づく値であることが好ましい。
【0021】
上記の構成により、測定対象の個体の年齢に見合った参照値を用いて肌状態の判定を行うことができ、判定の信頼性を高めることができる。
【0022】
また、上記測定部は、上記肌に対して励起光を照射し、当該励起光の照射によって発生した蛍光の強度を測定することが好ましい。
【0023】
上記の構成により、肌におけるトリプトファンAGEsの蛍光強度を測定できる。
【0024】
また、上記励起光は、トリプトファンAGEsの蛍光の検出に適した波長を有していることが好ましい。
【0025】
例えば、上記励起光のピーク波長は、280nm以上400nm以下の波長範囲に含まれていることが好ましい。
【0026】
上記の構成により、トリプトファンAGEsに効率良く蛍光を放射させることができ、トリプトファンAGEsの蛍光強度を測定することが可能となる。
【0027】
また、上記測定部は、トリプトファンAGEsの蛍光として、370nm以上410nm以下の波長範囲内にピーク波長を有する蛍光を検出することが好ましい。
【0028】
上記の構成により、トリプトファンAGEsの蛍光強度を効率良く検出できる。
【0029】
また、上記測定部と上記判定部とは、物理的に分離でき、通信可能に接続できるものであることが好ましい。
【0030】
上記の構成によれば、測定部と判定部とを別々の装置として実現でき、例えば、測定装置と、判定装置としてのパソコンとの組み合わせとして発明を実現できる。
【0031】
また、上記肌状態判定装置が備える判定部としてコンピュータを機能させるための肌状態判定プログラム、肌状態判定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の技術的範囲に含まれる。
【0032】
本発明に係る肌状態判定方法は、上記の課題を解決するために、
肌におけるトリプトファンAGEs(Advanced Glycation Endproducts)の蛍光強度を測定する測定工程と、
上記測定工程において測定した蛍光強度を用いて上記肌の状態を判定する判定工程とを含むことを特徴としている。
【0033】
上記の構成によれば、測定工程において肌のトリプトファンAGEsの蛍光強度が測定される。そして、測定されたトリプトファンAGEsの蛍光強度を用いて肌の状態が判定される。
【0034】
トリプトファンAGEsは、肌状態の悪化の指標となることを本発明の発明者らが見出した。トリプトファンAGEsの蛍光強度は加齢に伴って顕著に増加することはなく、食生活の影響を顕著に受けるため、不摂生による肌状態の悪化の判断をしやすい。このトリプトファンAGEsを指標として肌の状態を判定することにより、肌の状態を精度高く判定することができる。特に、不摂生な食生活による肌の状態の悪化を精度高く判定することができる。
【0035】
また、蛍光強度の測定の標準となる蛍光の強度を用いて、トリプトファンAGEsの蛍光の強度を補正する補正工程をさらに含むことが好ましい。
【0036】
上記の構成では、標準となる蛍光(リファレンス)に基づいて、トリプトファンAGEsの蛍光強度を補正するため、測定値の信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【0037】
以上のように、本発明に係る肌状態判定装置は、測定対象の個体の肌におけるトリプトファンAGEs(Advanced Glycation Endproducts)の蛍光強度を測定する測定部と、上記測定部が測定した蛍光強度を用いて上記肌の状態を判定する判定部とを備える構成である。
【0038】
本発明に係る肌状態判定方法は、肌におけるトリプトファンAGEs(Advanced Glycation Endproducts)の蛍光強度を測定する測定工程と、上記測定工程において測定した蛍光強度を用いて上記肌の状態を判定する判定工程とを含む構成である。
【0039】
それゆえ、肌の状態を精度高く判定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0040】
図1】本発明の一実施形態に係る肌状態判定システムの構成を示す図である。
図2】上記肌状態判定システムにおける処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図3】異なる測定対象者から得られた蛍光波長400nmの励起スペクトルを示す図である。
図4】各種アミノ酸由来のAGEsの蛍光ピーク波長を示す図である。
図5】トリプトファンAGEs由来の蛍光強度と糖化時間との関係を示すグラフである。
図6】トリプトファンの蛍光スペクトルと、人工的に合成したトリプトファンAGEsの蛍光スペクトルとを示すグラフである。
図7】人工的に合成したトリプトファンAGEsの励起スペクトルを示すグラフである。
図8】健常者の通常血糖濃度のグルコース存在下でトリプトファンをインキュベートし、蛍光スペクトルを測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
本発明の実施の一形態について図1図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【0042】
〔本発明の技術的思想〕
まず、本発明の技術的思想について説明する。
【0043】
本発明の発明者は、生体内に存在するアミノ酸由来のAGEsのうち、トリプトファンAGEsが肌の状態の悪化(老化)を示す指標となることを見出し、本発明を想到するに至った。
【0044】
AGEsは、肌の老化を示す指標としてこれまでも利用されてきたが、トリプトファンAGEsを選択的に検出し、肌の状態の指標として用いた例は、本発明の発明者が知る限りではこれまでにない。
【0045】
特に、本発明では加齢に伴う肌の老化よりも、不摂生な食生活(例えば、慢性的な高血糖状態、糖の過剰摂取など)による肌状態の悪化に注目し、その指標としてトリプトファンAGEsを用いている。不摂生な食生活による肌状態の悪化を評価するという試みは、本発明の発明者が知る限りではこれまでにない。
【0046】
このように、トリプトファンAGEsを肌の状態の指標として用いるという技術的思想は新規なものである。
【0047】
トリプトファンAGEsを肌の状態の指標として用いることにより、不摂生な食生活による肌状態の悪化を精度良く判定できる。トリプトファンAGEsの蛍光強度は加齢に伴って顕著に増加することはなく、食生活の影響を顕著に受ける。トリプトファンAGEsは、健全な食生活を行っている場合には、蓄積する可能性が低いと考えられる。
【0048】
そのため、トリプトファンAGEsを測定することで、加齢に伴う肌の老化とは独立に、不摂生な食生活による肌状態の悪化を判定できる。
【0049】
また、トリプトファンAGEsは、遊離のトリプトファンとは異なり、食事の前後によって皮膚における蓄積量が顕著には変化しない。これは、トリプトファンAGEsの生成には時間がかかるためである。それゆえ、測定タイミングによって測定結果にばらつきが生じる可能性が少ない。
【0050】
また、トリプトファンAGEsの蛍光は、血管の糖化を高精度に反映しているため、健康状態の評価を行うこともできる。
【0051】
〔肌状態判定システム20の構成〕
次に、本実施形態の肌状態判定システム(肌状態判定装置)20の構成について説明する。図1は、肌状態判定システム20の構成を示す図である。図1に示すように、肌状態判定システム20は、測定装置(測定部)1および判定装置(判定部)10を備えている。
【0052】
(測定装置1の構成)
測定装置1は、測定対象の個体の肌(皮膚)に対して励起光を照射し、当該励起光の照射によって発生した蛍光の強度を測定する蛍光光度計である。より厳密には、肌に含まれる蛍光物質に励起光が照射されることによって、当該蛍光物質から蛍光が放射される。この蛍光の強度を測定することにより、肌に含まれる蛍光物質の蓄積量を測定することが可能となる。
【0053】
特に、測定装置1は、測定対象の個体の肌におけるトリプトファンAGEs(Advanced Glycation Endproducts)の蛍光強度を測定する。
【0054】
励起光を照射する箇所は、腕、手首、指、手のひら、頬、耳等であり、これらの測定対象部に含まれる特定部位または特定位置に対して励起光が照射される。
【0055】
図1に示すように、測定装置1は、励起光源2、検出器3、入射用光ファイバー4および反射用光ファイバー5を備えている。
【0056】
(励起光源2)
励起光源2は、測定対象部30に照射する励起光を生成する光源である。この励起光は、トリプトファンAGEs由来の蛍光を検出するためのものであり、トリプトファンAGEsを測定するために適した波長範囲を有している。具体的には、励起光源2から出射される励起光は、約280nm以上約400nm以下の範囲内にピーク波長を有するものである。この範囲の励起光であれば、トリプトファンAGEsを励起し、蛍光を放射させることができる。
【0057】
励起光源2として用いられる光源の種類としては、ハロゲンやキセノン光源のような管球タイプのものや、LED、LD等が利用可能である。励起光源2から出射された励起光は、入射用光ファイバー4を通って測定対象部30へと導光される。
【0058】
(検出器3)
検出器3は、測定対象部30の表面(肌)に励起光が照射されることによって発生した蛍光を、反射用光ファイバー5を通して受光し、その蛍光の波長ごとの強度を測定する。すなわち、検出器3は、どの波長の蛍光がどの程度の強さで検出されたのかを測定する。
【0059】
検出器3としてはCCD(charge-coupled device)アレイやCMOS(c metal-oxide semiconductor)イメージセンサといった半導体検出器、光電子倍増管(PMT)やチャンネルトロン検出器等が利用可能である。ただし、測定装置1の可搬性を高める上では、半導体検出器を用いるほうが有利である。
【0060】
蛍光は励起光よりも波長が長いため、検出器3としては、320〜500nmの範囲の光が検出できるものであればよいが、蛍光についても、AGEsの種類によって検出される波長に幅があるため、320〜900nmの範囲が検出できるものであれば利用可能である。
【0061】
特に、検出器3は、トリプトファンAGEsの蛍光として、370nm以上410nm以下の波長範囲内にピーク波長を有する蛍光を検出することが好ましい。この波長範囲内に蛍光のピーク強度を有する蛍光を検出することにより、トリプトファンAGEsの蛍光強度を測定することができる。
【0062】
(入射用光ファイバー4・反射用光ファイバー5)
入射用光ファイバー4は、励起光源2から出射された励起光を測定対象部30へと導光する導光部(プローブ)である。反射用光ファイバー5は、測定対象部30において発生した蛍光を受光し、検出器3へ導く導光部である。入射用光ファイバー4の先端と反射用光ファイバー5の先端とは一致している。すなわち、入射用光ファイバー4および反射用光ファイバー5は、2分岐光ファイバーである。
【0063】
(判定装置10の構成)
判定装置10は、測定装置1が測定した蛍光強度を用いて測定対象の個体の肌の状態を判定する。判定装置10と測定装置1とは、物理的に分離された個別の装置として実現されており、有線または無線により互いに通信可能に接続されている。判定装置10は、パーソナルコンピュータであってもよい。なお、測定装置1と判定装置10とを一体として実現してもよい。
【0064】
この判定装置10は、データ取得部11、判定部12、記憶部13、表示部14および操作部15を備えている。
【0065】
データ取得部11は、測定装置1から蛍光強度の測定結果を示す測定データを取得し、当該測定データを解析する。測定データの解析には、ピークの分離および抽出、ピーク位置の算出などが含まれる。測定データの解析には、Peak Fitなど市販のソフトを用いることができる。
【0066】
判定部12は、取得した測定データが示すトリプトファンAGEsの蛍光強度(実測蛍光強度と称する)と、所定の参照値(参照蛍光強度と称する)とを比較した結果に基づいて肌の状態を判定する。参照蛍光強度は、実測蛍光強度を評価するための基準となる値である。例えば、参照蛍光強度は、予め年齢層ごとに算出された健常者のトリプトファンAGEsの蛍光強度の統計値(例えば、平均値)に基づいて算出された少なくとも1段階の値である。また、参照蛍光強度は、健常者のトリプトファンAGEsの蛍光強度の範囲であってもよい。
【0067】
判定部12は、実測蛍光強度が、参照蛍光強度よりも高い場合に、肌の状態は正常状態から外れていると判定する。参照蛍光強度を複数段階設け、正常、やや悪化、著しく悪化など、判定結果を複数段階出力してもよい。このような判定結果は、表示部14に表示される。
【0068】
(記憶部13)
記憶部13は、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶装置であり、測定データ、参照蛍光強度、ユーザ設定情報などの各種の情報を記憶する。
【0069】
(表示部14)
表示部14は、判定部12の判定結果を表示する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレイである。
【0070】
(操作部15)
操作部15は、ユーザからの入力操作を受け付ける入力装置であり、例えば、キーボード、マウス、入力ボタン等を含んでいる。
【0071】
〔肌状態判定システム20における処理の流れ〕
次に、肌状態判定システム20における処理の流れの一例について説明する。図2は、肌状態判定システム20(特に、判定装置10)における処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【0072】
まず、ユーザ(測定対象者)は、入射用光ファイバー4および反射用光ファイバー5の先端を、測定を所望する肌の箇所にあてる。励起光源2からトリプトファンAGEsの測定に適した波長の励起光(例えば、290nm)が出射されると、その励起光は、入射用光ファイバー4の先端から肌に出射される(励起光出射工程)。
【0073】
肌に含まれるトリプトファンAGEsに励起光が照射されることによって、蛍光が放射される。この蛍光は、反射用光ファイバー5の先端から入射し、検出器3へと導かれる。
【0074】
検出器3は、蛍光を受光すると(蛍光受光工程)、当該蛍光の波長ごとの蛍光強度を測定し、その測定結果を示す測定データを判定装置10のデータ取得部11へ出力する。
【0075】
データ取得部11は、測定データを受け取ると(S1)、当該測定データに対してピークの分離・抽出などの解析を行い、その解析結果を記憶部13に格納するとともに、測定データを受信した旨を示す情報を判定部12に出力する。
【0076】
判定部12は、記憶部13に格納された解析結果からトリプトファンAGEsのピーク波長(例えば、390nm)における蛍光強度を抽出する(S2)。
【0077】
そして、判定部12は、抽出した蛍光強度(実測蛍光強度)と、記憶部13に格納されている参照蛍光強度とを比較することにより肌状態の悪化の程度を判定する(判定工程)(S3)。
【0078】
参照蛍光強度として、例えば、10代、20代といった年齢層ごとに、肌におけるトリプトファンAGEsの蛍光強度の平均値が求められ、予め記憶部13に格納されている。測定対象のユーザの年齢は、予め記憶部13に格納されているか、または、測定時に操作部15によって入力される。
【0079】
判定部12は、測定対象のユーザの年齢に対応する参照蛍光強度を記憶部13から読み出し、実測蛍光強度と比較する。例えば、判定部12は、実測蛍光強度が参照蛍光強度よりも高い場合、ユーザの肌の状態は悪いと判定する。
【0080】
肌状態の判定を終えると、判定部12は、判定結果を表示部14へ出力し、表示部14にて表示させる(S4)。
【0081】
(評価方法の変更例)
判定部12は、加齢の影響を受けやすいコラーゲン由来の蛍光強度とトリプトファンAGEs由来の蛍光強度との比を算出し、算出した比の値と参照蛍光強度とを比較した結果に基づいて肌状態の悪化の程度を判定してもよい。この場合の参照蛍光強度は、年齢層ごとに求めたコラーゲンの蛍光強度とトリプトファンAGEsの蛍光強度との比の統計値(例えば、平均値)である。
【0082】
〔実験例〕
次に、トリプトファンAGEsが肌状態の悪化の指標として利用できることを、実際の測定結果を用いて説明する。
【0083】
<異なる測定対象者に対する蛍光測定例>
測定装置1として市販の蛍光光度計(SkinSkan、JY・Horiba社)を用いて、測定対象者の前腕皮膚から非侵襲的に蛍光スペクトルを得た。その結果を図3に示す。図3は、異なる測定対象者から得られた蛍光波長400nmの励起スペクトルを示す図である。
【0084】
図3に示す測定例では、蛍光波長を400nmに設定し、励起光波長を270nmから370nmまでスキャンしている。
【0085】
被験者A(42歳)およびB(55歳)において、340nm付近にAGE化コラーゲン由来の励起光のピークが観測され、そのピーク強度に被験者間の差はほとんど見られなかった。
【0086】
一方、被験者Bでは、290nm付近にピークが観測されたが、被験者Aでは観測されなかった。
【0087】
この励起光290nmにおけるピークが何に由来するものであるかを調べるために、人工的に合成した各種アミノ酸由来のAGEsの蛍光スペクトルを測定した。この測定には、市販の蛍光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ、株式会社堀場製作所)を用いた。
【0088】
アミノ酸は生体内に存在する20種類のアミノ酸を用いた。アミノ酸由来AGEsの合成は、1/15Mリン酸緩衝液にアミノ酸(4.5g/dl)とリボース(0.5M)とを混合させ、40℃に設定したインキュベータ内で60日間反応させた。
【0089】
反応後の各種アミノ酸由来のAGEsに対して365nmの励起波長を照射し、得られた蛍光のピーク波長を測定した。図4は、各種アミノ酸由来のAGEsの蛍光ピーク波長を示す図である。
【0090】
図4に示すように、365nmの励起波長を照射したときに得られる蛍光のピーク波長がトリプトファンAGEsのみ390nm付近に観測され、他19種のアミノ酸由来AGEsは430nmから460nm付近に観測された。
【0091】
それゆえ、図3の測定例において、290nmの励起光を照射することで400nmの蛍光を発する、被験者Bのみで見られるピークはトリプトファンAGEs由来のピークであると推測される。このことをさらに検証するために次に述べる複数の実験を行った。
【0092】
(トリプトファンAGEsの生成および定量実験)
人工的にトリプトファンAGEsを合成し、蛍光光度計を用いて、合成したトリプトファンAGEsの蛍光測定を行った。測定には市販の蛍光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ、株式会社堀場製作所)を用いた。
【0093】
トリプトファンAGEsの合成は、1/15Mリン酸緩衝液にトリプトファン(4.5g/dl)とリボース(0.5M)とを混合させ、40℃に設定したインキュベータ内で反応させた。
【0094】
図5はトリプトファンAGEs由来の蛍光強度(縦軸)と糖化時間(横軸)との関係を示している。縦軸の蛍光強度は、365nmの励起波長を照射したときに得られる390nm付近の蛍光波長の強度である。
【0095】
図5に示すように、糖化時間(日数)の増加に比例して蛍光強度が増大した。この結果から、トリプトファンの糖化反応時間に比例してトリプトファンAGEsの生成量が増加し、その生成量は、蛍光強度を測定することで定量的に求めることができることが分かった。
【0096】
それゆえ、トリプトファンAGEsの肌における蓄積量の変化を、その蛍光強度を測定することで定量的に測定することが可能であることが示された。
【0097】
(トリプトファンAGEsの蛍光スペクトルの測定)
次に、上述のように合成したトリプトファンAGEsの蛍光スペクトルを測定した。図6に、トリプトファン(4.5g/dl)の蛍光スペクトルと、上述のように159日間インキュベートしたトリプトファンAGEsの蛍光スペクトルとを示す。
【0098】
トリプトファンの蛍光スペクトルは、励起光波長を310nmに設定し、蛍光波長を320nmから550nmまでスキャンしたものである。トリプトファンAGEsの蛍光スペクトルは、励起光波長を290nmに設定し、蛍光波長を300nmから550nmまでスキャンしたものである。
【0099】
図6に示すように、350nm付近にトリプトファン由来の蛍光ピークが、390nm付近にトリプトファンAGEs由来の蛍光ピークが検出された。
【0100】
また、上述のように159日間インキュベートしたトリプトファンAGEsの励起スペクトルを図7に示す。この励起スペクトルは、蛍光波長を390nmに設定し、励起光波長を250nmから370nmまでスキャンしたものである。図7に示すように、290nm付近にトリプトファンAGEs由来の励起光のピークが検出された。
【0101】
これらの結果から、図3の測定例において、290nmの励起光を照射することで400nmの蛍光を発する、被験者Bのみで見られるピークはトリプトファンAGEs由来のピークであると考えられる。
【0102】
<トリプトファンAGEsのマーカーとしての利用可能性の検証>
トリプトファンAGEsのピークは、42歳の被験者Aでは検出されず、より高齢の55歳の被験者Bで検出されたことから、トリプトファンAGEsは、肌状態の悪化の指標(マーカー)になる可能性が考えられた。
【0103】
トリプトファンAGEsが、肌状態の悪化のマーカーとなる可能性を検証するために次に示す実験を行った。
【0104】
生体内の状況にできるだけ近い反応条件を実現するために、リボースよりも反応性の低いグルコースを用いて、トリプトファンを糖化させた。糖化は、1/15Mリン酸緩衝液にトリプトファン(4.5g/dl)とグルコース(5.6mM)とを混合させ、37℃に設定したインキュベータ内で反応させた。グルコース濃度は健常人の通常血糖濃度(80-100mg/dl)の範囲になるようにして調製した。
【0105】
蛍光測定の測定には市販の蛍光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ、株式会社堀場製作所)を用いた。
【0106】
図8は、上述のように134日インキュベートさせたサンプルの蛍光スペクトルを示す図である。この蛍光スペクトルは、励起光波長を290nmに設定し、蛍光波長を300nmから550nmまでスキャンしたものである。
【0107】
図8に示すように、350nm付近のトリプトファン由来の蛍光ピークしか検出されず、トリプトファンAGEsが生成されていれば390nm付近に見られるはずのトリプトファンAGEs由来の蛍光ピークは検出されなかった。
【0108】
この結果から、トリプトファンAGEsは、健常人の通常血糖濃度のグルコース存在下では生成されにくいことがわかった。一方、図6に示したように、高濃度の糖とトリプトファンとを反応させることによりトリプトファンAGEsが生成される。
【0109】
そのため、トリプトファンAGEsは、不摂生な食生活が続き、慢性的に高血糖状態が続くことで生成される可能性が示された。
【0110】
以上の結果から、アミノ酸由来のAGEsのうち、特にトリプトファンAGEsが長年の食生活の不摂生による肌状態の悪化を敏感に反映するため、トリプトファンAGEsを肌状態の悪化のマーカーとして好適に利用できることが分かった。
【0111】
なお、本実施例は、トリプトファンAGEs以外のアミノ酸由来AGEsを肌状態の指標として用いることを否定するものではなく、アミノ酸由来AGEsの中でトリプトファンAGEsが、特に肌状態の指標として好ましいことを示すものである。
【0112】
また、本発明の測定方法では、トリプトファンAGEsのみをモニタリングするため、測定装置1が備える励起光源2は単一光源でよい。そのため、測定装置の仕様をコンパクトにできる。さらに、蛍光測定において波長ごとの補正は必要ではないため、測定時間が短くなるなどの効果が得られる。
【0113】
なお、上述の蛍光測定において、蛍光強度をより正確に測定するために、特定の基準物質に対して励起光を照射し、その蛍光を基準(リファレンス)として蛍光強度を補正することが好ましい。
【0114】
すなわち、本発明の測定方法に、蛍光強度の測定の標準となる蛍光を受光する標準蛍光受光工程と、標準蛍光受光工程において受光した蛍光の強度を用いて、受光工程において受光した蛍光の強度を補正する補正工程とを含めてもよい。このような蛍光強度の補正を行うことにより、測定値の信頼性を高めることができる。
【0115】
リファレンスを用いて補正を行う場合の計算例の一例として、例えば、測定値とリファレンスとの比をとることが挙げられる。
【0116】
また、上記基準物質として、励起光を長時間照射しても蛍光強度が低下しにくい物質を選択することが好ましい。このような基準物質として、ナノメータサイズの粒子を用いたナノ粒子蛍光体を用いることが好ましい。ナノ粒子蛍光体は、励起光を連続的に照射しても発生する蛍光の強度が低下しにくい。上記基準物質として蛍光ビーズを用いた場合には、励起光を連続的に照射すると次第に蛍光強度が低下していくという問題がある。
【0117】
なお、ナノ粒子蛍光体は、ナノ粒子のサイズを調整することによって蛍光波長を調整できるものである。
【0118】
(その他)
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0119】
また、上述した判定装置10の各ブロック、特に判定部12は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【0120】
すなわち、判定装置10は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである判定装置10の制御プログラム(判定プログラム)のプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記判定装置10に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【0121】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【0122】
また、判定装置10を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR(high data rate)、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【0123】
なお、本発明は、以下のようにも表現できる。
【0124】
すなわち、本発明の測定方法は、肌中に含まれるトリプトファンAGEsを用いて、肌の病的な老化を評価することを特徴としている。
【0125】
また、上記測定方法において、肌の特定部位または特定位置に対して励起光を照射し、トリプトファンAGEsの蛍光を観測し、蛍光強度を測定することで、肌の病的な老化を評価することが好ましい。
【0126】
また、上記励起光は、トリプトファンAGEsを測定するために適した波長範囲を有していることが好ましい。
【0127】
また、上記励起光の波長が、約280nmから約400nmまでの波長範囲内であることが好ましい。
【0128】
また、上記励起により、検出されるトリプトファンAGEsの蛍光の波長が、約370nmから約410nmまでの波長範囲内であることが好ましい。
【0129】
また、上記測定方法において、蛍光強度の測定の標準となる蛍光の強度を用いて、トリプトファンAGEsの蛍光の強度を補正することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【0130】
トリプトファンAGEsを肌のエイジングマーカーとして用いると、肌の健康状態を精度良く判定することができる。そのため、本発明は、肌状態に適した抗老化や抗糖化効果等の化粧品・医薬品の選択、肌のカウンセリング、あるいは化粧品・医薬品の有効性評価・モニタリング等、多面的に利用できる。
【符号の説明】
【0131】
1 測定装置(測定部)
2 励起光源
3 検出器
10 判定装置(判定部)
12 判定部
20 肌状態判定システム(肌状態判定装置)
30 測定対象部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8