2021 Fiscal Year Research-status Report
Study on the evaluation of oxidative stress of human skin based on the spectroscopy of ultraweak delayed-luminescence.
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21K12630
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小林 正樹 東北工業大学, 工学部, 教授 (90332981)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 遅延発光 / バイオフォトン / 分光 / 皮膚 / 酸化ストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
皮膚に光を照射すると，数分から数十分にわたって減衰する極微弱な発光が観測される。太陽光下で皮膚が日常的に浴びる強度と同レベルの可視光により誘起される遅延発光であり，その発光強度は照射光波長に依存する。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と考えられているが，励起エネルギー移行などを経て，発光に至る最終励起分子種は多様であり詳細なメカニズムは不明である。本研究は，光増感剤として作用する分子種，励起種生成のメカニズム，活性酸素種の関与を，発光時系列解析及び同時多波長分光により同定し，皮膚酸化ストレスと遅延発光の関連を明らかにすることを目的とする。
令和３年度は，極微弱遅延発光分析のための高感度同時多波長分光システムの開発を行った。大口径高感度冷却型CCDを検出器とするための，明るさを優先して開発した高スループットレンズ光学系に透過型回折格子を内蔵した高感度分光ユニットを設計・試作した。冷却CCDに装着し，同時多波長分光性能及び感度性能の評価を行い，その結果皮膚由来遅延発光の計測に十分な感度性能を有することを確認した。これを用いて，皮膚遅延発光への関与の可能性が想定される蛍光性物質として糖化反応生成物の分光的特徴を計測するため，アミノカルボニル反応（メイラード反応）による物質レベルでの極微弱化学発光の分光分析を行った。アミノ酸と還元糖の加熱によるメイラード反応初期過程での化学発光スペクトルを種々の組み合わせにより分光計測し，その分光的特徴としてアミノ酸優位にピーク波長が決定する傾向が得られた。今後、遅延発光メカニズム解析のための物質レベルでの発光スペクトルデータの取得を継続するとともに，皮膚遅延発光の分光計測のための光照射系を組み込んだシステムの開発を行い遅延発光の分光的時系列解析を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度目標とした極微弱遅延発光分光分析のための高感度同時多波長分光ユニットの開発が終了し，分光性能の評価実験を経て発光メカニズム解析のためのデータベースとなる生体物質分光データの取得を開始した。おおむね計画通りの進捗である。
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| Strategy for Future Research Activity |
計測システム・ハードウエアについては，光照射系の組み込みを行うことで完成させ，皮膚の遅延発光分光計測を行う。分光分析と並行して時系列解析による特徴抽出法についての検討を行うとともに，生体物質分光データの蓄積をさらに進めていく。
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| Causes of Carryover |
研究はほぼ予定通りに進捗した。残額は各種生体関連物質を用いた分光データの取得のための試薬購入用として予定していたものであり，次年度も継続する分光データの取得のため研究計画に従って使用する。
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Research Products
(4 results)
