JP6006548B2 - Component distribution visualization device, component distribution visualization method, and component distribution visualization program - Google Patents

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Description

本願は、成分分布可視化装置、成分分布可視化方法、及び成分分布可視化プログラムに関する。   The present application relates to a component distribution visualization device, a component distribution visualization method, and a component distribution visualization program.

従来から、例えば経皮吸収型の製剤等に含まれる有効成分が角質層へどの程度浸透しているか評価するため、有効成分の角質層への浸透の度合いを視覚的に表すことが求められている。一方、角質層は、一層あたり約0.001mm、全層でも約0.020mmと極めて薄いため、角質層を構成する個々の層に存在する成分の多寡を明瞭かつ簡便に可視化する手法は現在のところ存在していない。   Conventionally, in order to evaluate how much an active ingredient contained in, for example, a transdermal preparation penetrates into the stratum corneum, it is required to visually indicate the degree of penetration of the active ingredient into the stratum corneum. Yes. On the other hand, the stratum corneum is extremely thin, about 0.001 mm per layer, and about 0.020 mm in all layers. Therefore, the method for clearly and easily visualizing the number of components existing in each layer constituting the stratum corneum is currently available. However, it does not exist.

例えば、従来における角質層・顆粒層から基底膜を含む表皮中の大まかな分布を示す方法としては、蛍光標識した有効成分を皮膚に浸透させ、切り出した皮膚の断面を蛍光顕微鏡や共焦点レーザ顕微鏡(Confocal Laser Scanning Microscope:CLSM)により観察する方法や、飛行時間質量分析計(Time Of Flight Secondary Ion Mass Spectrometer:TOF−SIMS)等の表面計測手法が知られている。   For example, as a conventional method for showing a rough distribution in the epidermis including the basement membrane from the stratum corneum / granular layer, a fluorescent labeled active ingredient is infiltrated into the skin, and the cut-out skin cross section is analyzed with a fluorescence microscope or a confocal laser microscope. A method of observing with (Conformal Laser Scanning Microscope: CLSM) and a surface measurement method such as Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometer (TOF-SIMS) are known.

しかしながら、上述した従来の方法では、蛍光標識により経皮吸収性が変化する可能性を否定できず、切り出した皮膚の断面を観察するため、ヒトの皮膚に容易に適用することができない。また、TOF−SIMS等ではイオン化効率が良くないことに加え、断面に存在する分子の絶対数が少なく、内因性分子の影響を受ける等の理由からSN(Signal to noise)比の明確なイメージが得られることが少ない。更に、上述したように角質層の厚みは約0.001mm程度と薄いため、角質層間の分子分布の違いを明確に区別可能な解像度及び感度を両立する手法は存在しない。   However, in the conventional method described above, the possibility that the transdermal absorbability changes due to the fluorescent label cannot be denied, and the cross-section of the cut-out skin is observed, so that it cannot be easily applied to human skin. In addition, the ionization efficiency is not good in TOF-SIMS, etc., and there is a clear image of the SN (Signal to noise) ratio because the absolute number of molecules present in the cross section is small and it is affected by endogenous molecules. It is rarely obtained. Furthermore, as described above, since the stratum corneum has a thin thickness of about 0.001 mm, there is no method for achieving both resolution and sensitivity capable of clearly distinguishing the molecular distribution difference between the stratum corneum.

開示の技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、角質層内の成分分布を容易に可視化する成分分布可視化装置、成分分布可視化方法、及び成分分布可視化プログラムを提供することを目的とする。   The disclosed technology has been made in view of the above problems, and aims to provide a component distribution visualization device, a component distribution visualization method, and a component distribution visualization program that easily visualize the component distribution in the stratum corneum. To do.

本発明の一観点によれば、上記目的を達成するために、角質層内の成分分布を可視化するための成分分布可視化装置であって、所定の粘着部材により採取された角質層の各層を所定の質量分析により分析して、前記各層の面及び深さ方向の成分量情報が含まれた質量分析データを取得する質量分析手段と、前記質量分析手段により得られた前記各層の面及び深さ方向の成分量情報が含まれた質量分析データを用いて、前記各層の成分分布画像を取得する画像取得手段と、前記各層の成分分布画像を所定の方向に圧縮し、前記所定の方向を前記角質層の深さ方向に対応させて前記圧縮した画像を積層し、前記角質層内の成分分布画像とするデータ処理手段とを有することを特徴とする。
According to one aspect of the present invention, in order to achieve the above object, a component distribution visualization device for visualizing a component distribution in a stratum corneum, wherein each layer of the stratum corneum collected by a predetermined adhesive member is predetermined. Mass analysis means for obtaining mass analysis data including component amount information in the surface and depth directions of each layer, and the surface and depth of each layer obtained by the mass analysis means Image acquisition means for acquiring a component distribution image of each layer using mass spectrometry data including direction component amount information; compressing the component distribution image of each layer in a predetermined direction; and And a data processing unit that stacks the compressed images in correspondence with the depth direction of the stratum corneum to form a component distribution image in the stratum corneum .

開示の技術によれば、角質層内の成分分布を容易に可視化することが可能となる。   According to the disclosed technology, the component distribution in the stratum corneum can be easily visualized.

本実施形態に係る成分分布可視化装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the component distribution visualization apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る成分分布可視化処理の実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions which can implement | achieve the component distribution visualization process which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る成分分布可視化処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the component distribution visualization process which concerns on this embodiment. 経皮吸収性を評価する試料の調製方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the preparation method of the sample which evaluates transdermal absorbability. 角質層を採取するための粘着シートの構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the adhesive sheet for extract | collecting a stratum corneum. ガラス基板上に貼り付けた粘着シートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the adhesive sheet affixed on the glass substrate. DESI質量分析について説明するための図である。It is a figure for demonstrating DESI mass spectrometry. 各層の成分分布画像の取得を説明するための図である。It is a figure for demonstrating acquisition of the component distribution image of each layer. 角質層の各層の成分分布画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the component distribution image of each layer of a stratum corneum. ヒートマップ表示とマスクロマトグラムとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a heat map display and a mass chromatogram. 経皮吸収の状態を可視化する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of visualizing the state of transdermal absorption. 本実施形態に係る経皮吸収状態の可視化方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the visualization method of the transdermal absorption state which concerns on this embodiment. 本実施形態の可視化方法で得られた角層内成分分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the component distribution in the stratum corneum obtained by the visualization method of this embodiment. 図9の各例に対応する角質層内の成分分布画像を示す図である。It is a figure which shows the component distribution image in the stratum corneum corresponding to each example of FIG. 角質層内の成分分布画像のバリエーションの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the variation of the component distribution image in a stratum corneum. 標準品の成分分布画像を用いた定量法を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating the quantification method using the component distribution image of a standard product. 標準品の成分分布画像を用いた定量法を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating the quantitative method using the component distribution image of a standard product.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<成分分布可視化装置について>
まず、本実施形態において、角質層内の成分分布を可視化する成分分布可視化装置の機能構成例について説明する。図1は、本実施形態に係る成分分布可視化装置の一例を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る画像処理装置10は、入力手段11と、出力手段12と、記憶手段13と、質量分析手段14と、画像取得手段15と、データ処理手段16と、定量化手段17と、送受信手段18と、制御手段19とを有するように構成される。
<About component distribution visualization device>
First, in this embodiment, a functional configuration example of a component distribution visualization apparatus that visualizes a component distribution in the stratum corneum will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a component distribution visualization apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the image processing apparatus 10 according to the present embodiment includes an input unit 11, an output unit 12, a storage unit 13, a mass analysis unit 14, an image acquisition unit 15, and a data processing unit 16. , Quantification means 17, transmission / reception means 18, and control means 19.

入力手段11は、例えば成分分布可視化装置10を使用するユーザ等からの成分分布可視化処理に関する各種指示の開始/終了、設定等の入力を受け付ける。なお、入力手段11は、例えばPC(Personal Computer)等の汎用のコンピュータであればキーボードやマウス等のポインティングデバイスを含む。また、入力手段11は、例えば音声等により入力可能なマイク等の音声入力デバイスであっても良い。   The input unit 11 accepts inputs such as start / end and setting of various instructions related to component distribution visualization processing from, for example, a user using the component distribution visualization device 10. The input unit 11 includes a pointing device such as a keyboard and a mouse if it is a general-purpose computer such as a PC (Personal Computer). The input unit 11 may be a voice input device such as a microphone that can be input by voice or the like.

出力手段12は、入力手段11により入力された内容や、入力内容に基づいて実行された内容等の出力を行う。なお、出力手段12は、例えばディスプレイやスピーカ等を含む。また、出力手段12は、プリンタ等の印刷デバイスを有していても良い。なお、上述した入力手段11と出力手段12は、例えば成分分布可視化装置10がスマートフォンやタブレット端末等の場合、例えばタッチパネルのように入出力一体型の構成であっても良い。   The output unit 12 outputs the content input by the input unit 11 and the content executed based on the input content. The output unit 12 includes, for example, a display and a speaker. The output unit 12 may include a printing device such as a printer. For example, when the component distribution visualization device 10 is a smartphone or a tablet terminal, the input unit 11 and the output unit 12 described above may have an input / output integrated configuration such as a touch panel.

記憶手段13は、本実施形態において必要となる各種情報を記憶する。具体的には、本実施形態における成分分布可視化処理を実行するための各種プログラムや各種設定情報等を記憶する。また、記憶手段13は、上述した各種情報を必要に応じて所定のタイミングで書き込んだり、読み出したりすることができる。   The storage unit 13 stores various information necessary in the present embodiment. Specifically, various programs for executing the component distribution visualization process in the present embodiment, various setting information, and the like are stored. In addition, the storage unit 13 can write or read the above-described various information at a predetermined timing as necessary.

なお、記憶手段13は、多種の情報の集合物であり、例えばキーワード等を用いて情報を検索し、抽出することができるように体系的に構成されているデータベースとしての機能も有していても良い。更に、記憶手段13に記憶される情報は、送受信手段18を介して通信ネットワークに接続された外部装置にアクセスして取得しても良い。   The storage means 13 is a collection of various types of information, and has a database function that is structured systematically so that information can be searched and extracted using, for example, keywords. Also good. Further, the information stored in the storage unit 13 may be obtained by accessing an external device connected to the communication network via the transmission / reception unit 18.

質量分析手段14は、ユーザの指示等に応じて、所定の粘着シート(例えばスキンチェッカー(登録商標)等)により採取された角質層の各層を所定の質量分析(例えば、DESI(Desorption Electrospray Ionization:脱離電界噴霧イオン化)等)により分析して、各層の面及び深さ方向の成分量情報が含まれた質量分析データを取得する。なお、質量分析手段14による質量分析データ取得例については、後述する。また、取得された質量分析データ等は、記憶手段13に記憶される
画像取得手段15は、質量分析手段14により得られた各層の面及び深さ方向の成分量情報が含まれた質量分析データを用いて、角質層の各層に含まれた成分(例えば、経皮吸収された製剤等に含まれた有効成分等)の分布画像(成分分布画像)を取得する。なお、画像取得手段15により取得された成分分布画像は、出力手段12により画面に表示させたり、記憶手段13に記憶させる。
The mass analyzing means 14 performs a predetermined mass analysis (for example, DESI (Desorption Electrospray Ionization :) on each layer of the stratum corneum collected by a predetermined pressure-sensitive adhesive sheet (for example, Skin Checker (registered trademark)) according to a user instruction or the like. Mass spectrometry data including the component amount information in the plane and depth direction of each layer is obtained by analysis by desorption electric field spray ionization) or the like. An example of mass spectrometry data acquisition by the mass analyzer 14 will be described later. Further, the acquired mass spectrometry data and the like are stored in the storage means 13. The image acquisition means 15 includes mass analysis data including the component amount information in the surface and depth directions of each layer obtained by the mass analysis means 14. Is used to obtain a distribution image (component distribution image) of components contained in each layer of the stratum corneum (for example, active ingredients contained in a transdermally absorbed preparation or the like). The component distribution image acquired by the image acquisition unit 15 is displayed on the screen by the output unit 12 or stored in the storage unit 13.

データ処理手段16は、画像取得手段15により得られた各層の成分分布画像の画素データを所定の方向にビニング(binning)する。また、データ処理手段16は、画素データがビニングされた各層の成分分布画像を、所定の方向に所定の圧縮率で圧縮し、圧縮した画像を用いて角質層内の成分分布画像を生成する。   The data processing unit 16 bins the pixel data of the component distribution image of each layer obtained by the image acquisition unit 15 in a predetermined direction. Further, the data processing means 16 compresses the component distribution image of each layer on which the pixel data is binned at a predetermined compression rate in a predetermined direction, and generates a component distribution image in the stratum corneum using the compressed image.

ここで、所定の方向とは、例えば角質層に含まれた成分が浸透していく深さ方向等を示す。また、所定の圧縮率とは、例えば1/5や1/10等の所定の圧縮率であり、例えば画像取得手段15により取得される層の数に対応して圧縮率を設定することができるが、これに限定されるものではない。   Here, the predetermined direction indicates, for example, a depth direction in which a component contained in the stratum corneum penetrates. The predetermined compression rate is, for example, a predetermined compression rate such as 1/5 or 1/10. For example, the compression rate can be set according to the number of layers acquired by the image acquisition unit 15. However, the present invention is not limited to this.

また、データ処理手段16は、予め設定された複数の角質層内の成分分布の表現バリエーションの中から少なくとも1つを用いて生成しても良い。データ処理手段16は、生成した角質層内の成分分布画像を出力手段12等の画面に出力させてユーザ等に提示したり、記憶手段13に記憶させたり、送受信手段18を介して外部装置に送信したりすることが可能である。なお、データ処理手段16による生成された角質層内の成分分布画像例については、後述する。   Further, the data processing means 16 may generate the data using at least one of the expression variations of the component distribution in the plurality of stratum corneums set in advance. The data processing means 16 outputs the generated component distribution image in the stratum corneum to a screen such as the output means 12 and presents it to the user or the like, stores it in the storage means 13, or stores it in the external device via the transmission / reception means 18. Can be transmitted. An example of the component distribution image in the stratum corneum generated by the data processing means 16 will be described later.

上述のように角質層内において可視化されるデータは、例えば製剤等に含まれる有効成分に限定されるものではない。   As described above, the data visualized in the stratum corneum is not limited to active ingredients contained in, for example, preparations.

定量化手段17は、画像取得手段15により、採取された角質層の各層上に所定の成分を液下して得られた画像を用いて定量化を行う。なお、定量化手段17による具体的な定量化例については、後述する。   The quantification means 17 performs quantification using the image obtained by dropping a predetermined component on each layer of the stratum corneum collected by the image acquisition means 15. A specific quantification example by the quantification means 17 will be described later.

送受信手段18は、例えば通信ネットワーク等を用いて接続可能な外部装置から成分分布可視化処理を実現するための実行プログラムや、各処理に必要な情報等を送受信することが可能なインターフェースである。したがって、送受信手段18は、例えば外部装置等から最新のパラメータ情報等を取得したり、各種情報を外部装置等に送信したりことが可能である。   The transmission / reception means 18 is an interface capable of transmitting / receiving an execution program for realizing the component distribution visualization process, information necessary for each process, and the like from an external device that can be connected using, for example, a communication network. Therefore, the transmission / reception means 18 can acquire the latest parameter information or the like from an external device or the like, or can transmit various information to the external device or the like.

制御手段19は、画像処理装置10の各構成全体の制御を行う。例えば、制御手段19は、質量分析データの取得や、画像の取得及び生成における処理等のうち少なくとも1つを制御する。   The control unit 19 controls the entire configuration of the image processing apparatus 10. For example, the control unit 19 controls at least one of mass spectrometry data acquisition, image acquisition and generation processing, and the like.

<成分分布可視化装置10:ハードウェア構成例>
本実施形態では、上述した成分分布可視化装置10の各機能をコンピュータに実行させる実行プログラム(成分分布可視化プログラム)を生成し、例えば汎用のPC、サーバ等にインストールすることにより、各処理を実現する。図2は、本実施形態に係る成分分布可視化処理が実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。
<Component distribution visualization device 10: hardware configuration example>
In the present embodiment, an execution program (component distribution visualization program) that causes a computer to execute each function of the component distribution visualization device 10 described above is generated and installed in, for example, a general-purpose PC, server, or the like, thereby realizing each process. . FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration capable of realizing the component distribution visualization process according to the present embodiment.

図2に示すように、コンピュータ本体は、入力装置21と、出力装置22と、ドライブ装置23と、補助記憶装置24と、メモリ装置25と、各種制御を行うCPU(Central Processing Unit)26と、ネットワーク接続装置27とを有するよう構成され、これらはシステムバスBで相互に接続されている。   As shown in FIG. 2, the computer main body includes an input device 21, an output device 22, a drive device 23, an auxiliary storage device 24, a memory device 25, a CPU (Central Processing Unit) 26 that performs various controls, And a network connection device 27, which are connected to each other via a system bus B.

入力装置21は、例えばユーザ等が操作するキーボードやマウス等のポインティングデバイス、マイク等の音声入力デバイス等を有し、ユーザ等からのプログラムの実行等、各種操作信号を入力する。   The input device 21 includes, for example, a keyboard and a pointing device such as a mouse operated by a user, a voice input device such as a microphone, and the like, and inputs various operation signals such as execution of a program from the user.

出力装置22は、本実施形態における処理を行うコンピュータ本体を操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイを有し、CPU26が実行する制御プログラムの実行経過や結果等を表示する。   The output device 22 has a display for displaying various windows, data, and the like necessary for operating the computer main body that performs processing in the present embodiment, and displays the execution progress and results of the control program executed by the CPU 26.

ここで、本発明においてコンピュータ本体にインストールされる実行プログラムは、例えばUSB(Universal Serial Bus)メモリやCD−ROM等の可搬型の記録媒体28等により提供される。記録媒体28は、ドライブ装置23にセット可能であり、記録媒体28に含まれる実行プログラムが、記録媒体28からドライブ装置23を介して補助記憶装置24にインストールされる。   Here, the execution program installed in the computer main body in the present invention is provided by, for example, a portable recording medium 28 such as a USB (Universal Serial Bus) memory or a CD-ROM. The recording medium 28 can be set in the drive device 23, and an execution program included in the recording medium 28 is installed from the recording medium 28 to the auxiliary storage device 24 via the drive device 23.

補助記憶装置24は、ハードディスク等のストレージ手段であり、本実施形態に係る実行プログラムやコンピュータに設けられた制御プログラム等を記憶し、必要に応じて入出力を行う。   The auxiliary storage device 24 is a storage unit such as a hard disk, and stores an execution program according to the present embodiment, a control program provided in a computer, and the like, and performs input / output as necessary.

メモリ装置25は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等であり、CPU26により補助記憶装置24から読み出された実行プログラム等を格納する。なお、上述した補助記憶装置24やメモリ装置25は、1つの記憶装置として一体型に構成されていてもよい。   The memory device 25 is a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like, and stores an execution program or the like read from the auxiliary storage device 24 by the CPU 26. Note that the auxiliary storage device 24 and the memory device 25 described above may be configured integrally as a single storage device.

CPU26は、OS(Operating System)等の制御プログラム、及びメモリ装置25に格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や各ハードウェア構成部とのデータの入出力等、コンピュータ全体の処理を制御することで、本実施形態に係る成分分布可視化処理を実現する。なお、プログラム実行中に必要な各種情報等は、補助記憶装置24から取得し、実行結果等を格納してもよい。   The CPU 26 controls processing of the entire computer, such as various operations and input / output of data with each hardware component, based on a control program such as an OS (Operating System) and an execution program stored in the memory device 25. Thus, the component distribution visualization process according to the present embodiment is realized. Various information necessary during the execution of the program may be acquired from the auxiliary storage device 24 and the execution result or the like may be stored.

ネットワーク接続装置27は、インターネットやLAN(Local Area Network)等に代表される通信ネットワーク等と接続することにより、実行プログラムを通信ネットワークに接続されている外部装置等から取得したり、プログラムを実行することで得られた実行結果又は本実施形態における実行プログラム自体を外部装置等に提供したりする。   The network connection device 27 acquires an execution program from an external device connected to the communication network or executes the program by connecting to a communication network such as the Internet or a LAN (Local Area Network). The execution result obtained in this way or the execution program itself in this embodiment is provided to an external device or the like.

上述したハードウェア構成により、本実施形態に係る成分分布可視化処理を実行することが可能となる。また、実行プログラムをインストールして、汎用のパーソナルコンピュータ等で実現しても良い。   With the hardware configuration described above, the component distribution visualization process according to the present embodiment can be executed. Further, an execution program may be installed and realized by a general-purpose personal computer or the like.

<成分分布可視化処理例>
次に、本実施形態に係る成分分布可視化処理の一例を説明する。図3は、本実施形態に係る成分分布可視化処理の一例を示すフローチャートである。
<Example of component distribution visualization>
Next, an example of the component distribution visualization process according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a component distribution visualization process according to the present embodiment.

図3に示すように、成分分布可視化装置10は、予め上腕部の部位から粘着シートで角質層を採取し、採取した角質層の各層をDESI質量分析により分析し、分析により各層の対象領域(Region of Interest:ROI)の質量分析データを取得する(S01)。   As shown in FIG. 3, the component distribution visualization apparatus 10 previously collects a stratum corneum from the upper arm portion with an adhesive sheet, analyzes each layer of the collected stratum corneum by DESI mass spectrometry, and analyzes the target region ( The mass spectrometry data of Region of Interest (ROI) is acquired (S01).

次に、成分分布可視化装置10は、S01の処理により得られた対象領域の質量分析データを用いて、例えば各層の対象領域に含まれる所定成分の分子のイオンの位置と強度との関係を所定の色のイメージで可視化した成分分布画像を生成して取得する(S02)。   Next, the component distribution visualization device 10 uses the mass analysis data of the target region obtained by the process of S01, for example, to determine the relationship between the position and intensity of ions of molecules of a predetermined component included in the target region of each layer. A component distribution image visualized with the color image is generated and acquired (S02).

次に、成分分布可視化装置10は、S02の処理により得られた各層の成分分布画像の画素データを所定の方向にビニングする(S03)。   Next, the component distribution visualization apparatus 10 bins the pixel data of the component distribution image of each layer obtained by the process of S02 in a predetermined direction (S03).

次に、成分分布可視化装置10は、S03の処理により画素データがビニングされた各層の成分分布画像を、所定の方向に所定の圧縮率で圧縮し、圧縮した画像を用いて角質層内の成分分布画像を生成する(S04)。   Next, the component distribution visualization device 10 compresses the component distribution image of each layer in which the pixel data has been binned by the processing of S03 at a predetermined compression rate in a predetermined direction, and uses the compressed image to determine the components in the stratum corneum. A distribution image is generated (S04).

次に、成分分布可視化装置10は、S04の処理により得られた角質層内の成分分布画像を画面に表示する(S05)。   Next, the component distribution visualization apparatus 10 displays the component distribution image in the stratum corneum obtained by the process of S04 on the screen (S05).

なお、成分分布可視化装置10は、必要に応じて、S01の処理で採取した角質層の各層上に所定成分を滴下し、S02の処理で得られる画像を用いて定量化を行う(S06)。   In addition, the component distribution visualization apparatus 10 quantifies using the image obtained by the process of S02, dripping a predetermined component on each layer of the stratum corneum collected by the process of S01 as needed (S06).

ここで、成分分布可視化装置10は、処理を終了するか否かを判断し(S07)、例えばユーザによる終了指示等により、処理を終了する場合(S07において、YES)、処理を終了する。また、処理終了しない場合(S07において、NO)、S01の処理に戻る。   Here, the component distribution visualization device 10 determines whether or not to end the process (S07), and ends the process when the process ends (for example, YES in S07) due to an end instruction from the user, for example. If the process is not completed (NO in S07), the process returns to S01.

なお、上述した処理では、S04の処理において、ビニングされた各層の成分分布画像を、所定の方向に所定の圧縮率で圧縮しているが、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、例えば圧縮を行なわなくても良い。   In the above-described process, the binned component distribution image of each layer is compressed at a predetermined compression rate in a predetermined direction in the process of S04. However, the present embodiment is not limited to this. For example, the compression may not be performed.

<テープストリッピングによる角質層採取>
図4は、経皮吸収性を評価する試料の調製方法を説明するための図である。図4の例では、例えば試料に「IPSA(登録商標) Metabolizer モイストホワイト W1(化粧液・試作品)」(4MSK(4−methoxy salycilic acid potassium salt)、約1%配合)を用いる。
<Extracting stratum corneum by tape stripping>
FIG. 4 is a diagram for explaining a method for preparing a sample for evaluating transdermal absorbability. In the example of FIG. 4, for example, “IPSA (registered trademark) Metabolizer Moist White W1 (Cosmetic Liquid / Prototype)” (4MSK (4-methoxy salicic acid potassium salt), about 1% blended) is used.

まず、上腕部31を石鹸洗浄後、約30分待つ。次に、図4(A)に示すように、例えば上腕部31の40×40mmの領域32に対して、上述した試料を約0.7g塗布し、室温で1時間静置する。次に、試料を塗布した領域32を石鹸で洗浄する。 First, wait about 30 minutes after washing the upper arm 31 with soap. Next, as shown in FIG. 4A, for example, about 0.7 g of the above-described sample is applied to the 40 × 40 mm 2 region 32 of the upper arm portion 31, and left at room temperature for 1 hour. Next, the area | region 32 which apply | coated the sample is wash | cleaned with soap.

次に、図4(B)に示すように、例えばスキンチェッカー(プロモツール株式会社)等の粘着シート40で領域32の角質層を採取し、粘着シート40の粘着部に付着した角質層に対して、例えばDESI質量分析を行う。なお、粘着シート40は、粘着部材の一例である。粘着部材を用いた角質層の採取には、例えば一般的なセロハンテープ等を用いても良く、粘着性を有するその他の部材を用いても良い。   Next, as shown in FIG. 4B, for example, the stratum corneum in the region 32 is collected with the adhesive sheet 40 such as Skin Checker (Promo Tool Co., Ltd.), and the stratum corneum attached to the adhesive portion of the adhesive sheet 40 is collected. For example, DESI mass spectrometry is performed. The adhesive sheet 40 is an example of an adhesive member. For collecting the stratum corneum using the adhesive member, for example, a general cellophane tape or the like may be used, or another member having adhesiveness may be used.

図5は、角質層を採取するための粘着シートの構造の一例を示す図である。図5に示すように、粘着シート40は、例えば透明樹脂等からなる支持体41と、角質層剥離用粘着部42とを有している。更に、角質層剥離用粘着部42は、粘着部保護用剥離シート43を有している。角質層剥離用粘着部42は、使用の際に粘着部保護用剥離シート43を剥がして用いる。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the structure of an adhesive sheet for collecting the stratum corneum. As shown in FIG. 5, the pressure-sensitive adhesive sheet 40 includes a support 41 made of, for example, a transparent resin and a stratum corneum peeling pressure-sensitive adhesive portion 42. Furthermore, the stratum corneum peeling adhesive part 42 has an adhesive part protecting release sheet 43. The stratum corneum peeling adhesive portion 42 is used by peeling off the adhesive portion protecting release sheet 43 during use.

なお、図5に示す粘着シートの形状やサイズについては、これに限定されるものではない。また、粘着シートを用いた経皮吸収試験の手法については、標準的な方法を用いることができるため、ここでの説明は省略する。   In addition, about the shape and size of the adhesive sheet shown in FIG. 5, it is not limited to this. Moreover, about the method of the percutaneous absorption test using an adhesive sheet, since a standard method can be used, description here is abbreviate | omitted.

本実施形態では、例えば被験者を健常なヒト(40代、男性1名)とし、被験者の角質層が付着した粘着シート40の粘着面を中心部分から短冊状(例えば約5mm×35mm)に切り取り、例えばガラス基板上に両面テープを用いて貼り付ける。   In this embodiment, for example, the subject is a healthy human (40's, one male), and the adhesive surface of the adhesive sheet 40 to which the stratum corneum of the subject is attached is cut out in a strip shape (for example, about 5 mm × 35 mm) from the center portion. For example, it is affixed on a glass substrate using a double-sided tape.

図6は、ガラス基板上に貼り付けた粘着シートの一例を示す図である。まず、図6(A)に示すように、粘着シート40を用いてテープストリッピング操作により、ヒトの角質層を皮膚の最外層から順次採取(1層目〜5層目)していく。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an adhesive sheet attached on a glass substrate. First, as shown in FIG. 6A, the human stratum corneum is sequentially collected from the outermost layer of the skin (first to fifth layers) by tape stripping operation using the adhesive sheet 40.

また、図6(B)に示すように、採取順に粘着シート40の粘着面をガラス基板上に配置し、各層の対象領域(ROI)を、例えば34mm幅×5mm高さとして設定し、対象領域(ROI)に対してDESI質量分析による分析を行う。   Also, as shown in FIG. 6B, the adhesive surfaces of the adhesive sheets 40 are arranged on the glass substrate in the order of collection, and the target area (ROI) of each layer is set as, for example, 34 mm width × 5 mm height, (ROI) is analyzed by DESI mass spectrometry.

図6(C)は、ガラス基板上に貼り付けた粘着シートを示す実例画像である。実例では、例えば75×25mmのガラス基板(スライドガラス)上に両面テープで貼り付けて用いる。なお、図6(C)に示す白ドット部分は、位置マーカーを示している。   FIG. 6C is an example image showing an adhesive sheet affixed on a glass substrate. In an actual example, for example, a double-sided tape is used on a 75 × 25 mm glass substrate (slide glass). Note that white dot portions shown in FIG. 6C indicate position markers.

ここで、上述した1回のテープストリッピング操作により何層の角質層が採取されるか、均一性がどの程度かという点に関しては、採取部位や、年齢、紫外線暴露の程度等によるため、厳密には顕微鏡観察等で別途検討する必要があるが、例えば1回のテープストリッピング操作あたり角質層1層採取したと仮定する。   Here, the number of stratum corneum layers collected by one tape stripping operation as described above and the degree of uniformity depend on the collection site, age, degree of UV exposure, etc. However, it is assumed that, for example, one stratum corneum is collected per tape stripping operation.

<DESI質量分析>
次に、上述した対象領域に対して行なわれるDESI質量分析について説明する。図7は、DESI質量分析について説明するための図である。
<DESI mass spectrometry>
Next, DESI mass spectrometry performed on the target region described above will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining DESI mass spectrometry.

図7(A)に示すように、上述した対象領域(ROI)に含まれる試料表面50に対して、ノズル(Sprayer Tip)51の先端部から2〜3μL/min程度の所定の水/有機溶媒混液(例えばギ酸0.1%、アセトニトル50%)をNガスによりスプレー状に吹き付ける。このとき、ノズル51の先端部に3kV程度の電圧をかけることで、エレクトロスプレー現象により帯電した液滴が生成され、これをNガスにより試料表面50に対してジェット状に噴霧する。 As shown in FIG. 7A, a predetermined water / organic solvent of about 2 to 3 μL / min from the tip of the nozzle (Spray Tip) 51 with respect to the sample surface 50 included in the target region (ROI) described above. A mixed liquid (for example, formic acid 0.1%, acetonitol 50%) is sprayed with N 2 gas. At this time, by applying a voltage of about 3 kV to the tip of the nozzle 51, a charged droplet is generated by an electrospray phenomenon, and this is sprayed onto the sample surface 50 in a jet form by N 2 gas.

スパッタ現象により対象領域(ROI)の試料表面50から叩き出された分子は、気相(及び凝縮相)での電荷交換、ドロプレットピックアップ(Droplet Pickup)等によりイオン化され、ガスジェットによる慣性及び大気圧下での電界(電場勾配)により、質量分析計の入口部(MS(Mass Spectrometry) Inlet(例えば、局所サンプリング用延長加熱キャピラリー))52に導かれる。   Molecules knocked out of the sample surface 50 in the region of interest (ROI) by the sputtering phenomenon are ionized by charge exchange in the gas phase (and condensed phase), droplet pickup (Droplet Pickup), etc. An electric field (electric field gradient) under atmospheric pressure leads to an entrance (MS (Mass Spectrometry) Inlet (for example, an extended heating capillary for local sampling)) 52 of a mass spectrometer.

入口部52に到達した分子イオンは、高真空(10−5〜10−10Torr)の質量分析計内部に導入され、質量(厳密にはイオンの質量を電荷で割ったm/z)とその強度の情報として記録される。このm/zは、各々の分子に固有であり、その強度がイオンの量に比例するため、例えば1回のDESI質量分析により、複数の分子の定性・定量情報を得ることが可能となる。 The molecular ions that have reached the entrance 52 are introduced into a high-vacuum (10 −5 to 10 −10 Torr) mass spectrometer, and the mass (strictly speaking, the ion mass divided by the charge m / z) and its mass Recorded as strength information. Since this m / z is unique to each molecule and its intensity is proportional to the amount of ions, it is possible to obtain qualitative / quantitative information of a plurality of molecules, for example, by one DESI mass analysis.

また、MS/MS(タンデム質量分析)を行う質量分析計では、目的イオンを装置内で単離し、ガスとの衝突で解裂した断片(フラグメント)イオンを検出することで、特異性の高い定性分析や、検出下限が低い高感度定量が可能となる。   In mass spectrometers that perform MS / MS (tandem mass spectrometry), target ions are isolated in the apparatus, and fragment ions that have been cleaved by collision with a gas are detected, so that qualities with high specificity can be obtained. Analysis and high-sensitivity quantification with a low detection limit are possible.

このように、DESI質量分析により、試料表面50に付着した角質層の各層に含まれる多成分を1度に分析(同定・定量)することが可能となる。また、吹き付ける溶媒の組成や流量を制御することにより0.001〜0.1mm程度の深さの分子まで抽出することが可能であるため、対象領域に対してテープストリッピングした角質層の各層中に含まれる分子を全て検出することも可能である。また、例えばテープストリッピングを用いればほぼ非侵襲に試料を採取可能であるため、ヒトの皮膚での解析も容易である。   As described above, by DESI mass spectrometry, it is possible to analyze (identify / quantify) multiple components contained in each layer of the stratum corneum attached to the sample surface 50 at a time. In addition, by controlling the composition and flow rate of the solvent to be sprayed, it is possible to extract molecules having a depth of about 0.001 to 0.1 mm, so in each layer of the stratum corneum tape stripped to the target region It is also possible to detect all the contained molecules. For example, if tape stripping is used, a sample can be collected almost non-invasively, and thus analysis on human skin is easy.

本実施形態では、上述したDESI質量分析により得られたデータを質量分析データとして質量分析手段14により取得する。   In the present embodiment, the data obtained by the above-described DESI mass spectrometry is acquired by the mass analysis means 14 as mass analysis data.

ここで、図7(A)に示すαは、入射角(Incident Angle)を示し、図7に示すβは、集光角(Collection Angle)を示す。また、dは、ノズル51の先端部から試料表面50までの距離を示し、dは、試料表面50から入口部52の中心部までの距離を示す。dは、ノズル51の先端部から入口部52の中心部までの距離を示す。 Here, α shown in FIG. 7A indicates an incident angle, and β shown in FIG. 7 indicates a converging angle. D 1 indicates the distance from the tip of the nozzle 51 to the sample surface 50, and d 2 indicates the distance from the sample surface 50 to the center of the inlet portion 52. d 3 indicates the distance from the tip of the nozzle 51 to the center of the inlet 52.

上述したDESI質量分析を用いて、目的イオンのシグナル強度(感度)を向上させるためには、試料表面50と、ノズル51と、入力部52との位置関係が重要となる。例えば実験により、目的イオンのシグナル強度、安定性の関係を確認して、最適条件を調べた結果、最適値はd=1.75mm、d=3.5mm、d=0.5mm、α=60°であったが、dやαを変えると他のパラメータも付随して変わるため、試料ごとに個別に最適化する必要がある。 In order to improve the signal intensity (sensitivity) of the target ion using the above-described DESI mass spectrometry, the positional relationship among the sample surface 50, the nozzle 51, and the input unit 52 is important. For example, as a result of confirming the relationship between the signal intensity and stability of the target ion by experiment and examining the optimum conditions, the optimum values are d 1 = 1.75 mm, d 2 = 3.5 mm, d 3 = 0.5 mm, Although α = 60 °, when d 3 or α is changed, other parameters also change accompanyingly, so it is necessary to optimize each sample individually.

また、最適値は、ノズル51から噴射される液滴、Nガス圧力(流速)、試料表面50に付着している試料等の状態、分析対象の試料分子の分子量・極性等により変わるため、その都度、適宜修正する。なお、上述したα、β、d、dは、図7(B)に示すような範囲(α=0〜90°、β=5〜10°、d=1〜10mm、d=0〜2mm)に設定するのが標準的である。 The optimum value varies depending on the droplets ejected from the nozzle 51, the N 2 gas pressure (flow velocity), the state of the sample attached to the sample surface 50, the molecular weight / polarity of the sample molecule to be analyzed, etc. Correct as appropriate. Note that α, β, d 1 , and d 2 described above are ranges as shown in FIG. 7B (α = 0 to 90 °, β = 5 to 10 °, d 1 = 1 to 10 mm, d 2 = It is standard to set to 0-2 mm.

また、図7に示す試料表面50は、XY方向に任意の速度で精密かつ正確に動かすことが可能であるため、ノズル51と入力部52との相対位置を一定に保ちながら、所定の時間ごとにスパッタ位置を変えていくことで、各ポイントでの質量分析データ(上述した定性・定量情報等)を連続的に取得することが可能である。   In addition, since the sample surface 50 shown in FIG. 7 can be moved precisely and accurately at an arbitrary speed in the XY directions, the relative position between the nozzle 51 and the input unit 52 is kept constant while maintaining a predetermined time interval. By changing the sputtering position, it is possible to continuously acquire mass spectrometry data (such as the qualitative / quantitative information described above) at each point.

したがって、本実施形態では、質量分析手段14により、試料表面上の測定ポイント(XY)、検出したイオンの質量及び強度の計4次元の質量分析データを上述した各層に対して取得する。画像取得手段15は、この質量分析データから、後述する専用ソフトウェアを用いることにより、任意の分子のイオンの試料表面上及び層ごとの位置と強度との関係を、所定の色のイメージで可視化(ビジュアル化)した成分分布画像を得ることが可能となる。この成分分布画像により、複数の分子の各層における空間的位置とその量を、簡便かつ直感的に示すことが可能となる。   Therefore, in this embodiment, the mass analysis unit 14 acquires the measurement point (XY) on the sample surface, the detected mass of the ion, and the total four-dimensional mass analysis data for each layer described above. The image acquisition means 15 visualizes the relationship between the position and intensity of ions of an arbitrary molecule on the sample surface and for each layer from the mass analysis data using a dedicated software described later (image of a predetermined color). Visualized component distribution images can be obtained. With this component distribution image, it is possible to simply and intuitively indicate the spatial position and amount of each of a plurality of molecules in each layer.

<各層の成分分布画像の取得について>
次に、上述した各層における質量分析データを用いて可視化される各層の成分分布画像の取得方法について説明する。図8は、各層の成分分布画像の取得を説明するための図である。なお、図8(A)、図8(B)、図8(D)に示す(1)〜(6)は、それぞれの測定位置に対応している。
<Acquisition of component distribution image of each layer>
Next, the acquisition method of the component distribution image of each layer visualized using the mass spectrometry data in each layer mentioned above is demonstrated. FIG. 8 is a diagram for explaining the acquisition of the component distribution image of each layer. In addition, (1)-(6) shown to FIG. 8 (A), FIG. 8 (B), and FIG. 8 (D) respond | corresponds to each measurement position.

上述したように、スパッタ位置を変えていくことで測定位置ごとに質量分析データを取得することが可能となる。そこで、図8(A)に示すように、例えば対象領域(ROI)に対してX−Y座標を設定し、X方向の移動速度と移動距離、Y方向のステップ数と移動距離(ステップサイズ)を設定する。図8(A)の例では、例えば5mm×5mmの対象領域(ROI)に対し、X方向の移動速度0.2mm/秒、移動距離5mmとして、Y方向のステップ数を20、ステップサイズ0.25mm(ステップ数20×0.25mm=移動距離5mm)と設定する。   As described above, it is possible to acquire mass spectrometry data for each measurement position by changing the sputtering position. Therefore, as shown in FIG. 8A, for example, XY coordinates are set for the target region (ROI), the moving speed and moving distance in the X direction, the number of steps in the Y direction, and the moving distance (step size). Set. In the example of FIG. 8A, for example, for a target area (ROI) of 5 mm × 5 mm, the moving speed in the X direction is 0.2 mm / second, the moving distance is 5 mm, the number of steps in the Y direction is 20, the step size is 0. It is set to 25 mm (number of steps 20 × 0.25 mm = movement distance 5 mm).

図8(A)の例では、例えば右上の始点(例えば(1))からライン状に、例えば25秒間、測定モードに対応して取得される質量スペクトル(質量分析データ)が1つのデータセットとなる。これを、Y方向下側に0.25mmずつ19回ステップを繰り返すことで、計20セットのデータが得られる。   In the example of FIG. 8A, for example, a mass spectrum (mass analysis data) acquired corresponding to the measurement mode in a line shape from, for example, the upper right starting point (for example, (1)), for example, for 25 seconds, Become. By repeating this step 19 times by 0.25 mm downward in the Y direction, a total of 20 sets of data can be obtained.

図8(B)は、質量分析データの一例であり、例えば、図8(A)に示す測定位置で得られたm/z167のマスクロマトグラムとm/z167に該当する分子イオンを含むMSスペクトルを示している。なお、マスクロマトグラムは、所定のイオンの強度トレースにより得られる。   FIG. 8B is an example of mass spectrometry data. For example, an MS spectrum including a mass chromatogram of m / z 167 obtained at the measurement position shown in FIG. 8A and a molecular ion corresponding to m / z 167. Is shown. The mass chromatogram is obtained by intensity tracing of predetermined ions.

図8(C)は、図8(B)に示すマスクロマトグラムのデータを、データ処理手段16により、例えばFireFly(登録商標)等のソフトウェアを用いてデータ変換するときに、ユーザにより設定される画面の一例を示している。ここでは、データ変換におけるビニング(区分け幅)等が設定される。例えば図8(A)に示すY方向のデータポイント数が行数やステップサイズで決まるのに対し、図8(A)に示すX方向では、測定マスレンジ、スキャンレート、自動取り込みゲインの設定値等でデータポイント数が変化する。   FIG. 8C is set by the user when the data of the mass chromatogram shown in FIG. 8B is converted by the data processing means 16 using software such as FireFly (registered trademark). An example of a screen is shown. Here, binning (division width) or the like in data conversion is set. For example, the number of data points in the Y direction shown in FIG. 8A is determined by the number of rows and the step size, whereas in the X direction shown in FIG. 8A, the measurement mass range, scan rate, automatic capture gain setting values, etc. The number of data points changes.

そこで、データ処理手段16は、空間分解能をXY方向とも同一とみなし、対象領域(ROI)のXY比と測定データのXY比を一定にする場合には、例えばX方向のデータポイント数を、Y方向の分解能に合わせるように設定されたビニング(例えばビニング数や区分け時間を設定)に基づき、ビニング処理を実行する。   Therefore, the data processing means 16 considers that the spatial resolution is the same in the XY direction, and when making the XY ratio of the target region (ROI) and the XY ratio of the measurement data constant, for example, the number of data points in the X direction is set to Y Binning processing is executed based on binning set to match the resolution of the direction (for example, setting the number of binning and segmentation time).

なお、MS/MS測定等、シグナルの絶対強度が弱い(質量分析計に入るイオン量が絶対的に少ない)場合に、イオントラップ型の質量分析計では自動的にスキャン時間が長くなり、X方向のデータポイント数が減少するため、Y方向の分解能に合わせてビニングすると、X方向側のデータが欠損することもある。このような場合には、例えばMaximum Injection Time及びMicroscans等の値を調整し、測定周波数の下限値を規定すると良い。   Note that when the absolute intensity of the signal is weak (such as when the amount of ions entering the mass spectrometer is absolutely small), such as MS / MS measurement, the ion trap type mass spectrometer automatically increases the scan time and the X direction. Therefore, when binning is performed according to the resolution in the Y direction, data in the X direction may be lost. In such a case, for example, values such as Maximum Injection Time and Microscans may be adjusted to define the lower limit value of the measurement frequency.

図8(D)は、画像取得手段15により、例えば、図8(C)のビニング設定等により変換されたデータをBioMap(登録商標)等のソフトウェアを用いて可視化した画像を示している。図8(D)に示す画像は、例えば所定のm/z分子のイオンの位置と強度の関係が所定の色のイメージで表現された画像(成分分布画像)である。   FIG. 8D shows an image obtained by visualizing the data converted by the image acquisition means 15 using, for example, the binning setting shown in FIG. 8C using software such as BioMap (registered trademark). The image shown in FIG. 8D is an image (component distribution image) in which the relationship between the position and intensity of ions of a predetermined m / z molecule is expressed by an image of a predetermined color, for example.

図8(D)では、例えばシグナル強度の高さを赤−青の色味で示している(例えば、高強度が赤、中間が緑、低強度が青とした赤−青スケールのヒートマップ等)。このように、分子固有の質量を持つ成分が二次元空間のどこにどの程度存在するかを、分布と強度のイメージングデータとして示すことが可能となる。   In FIG. 8D, for example, the height of the signal intensity is indicated by a red-blue color (for example, a red-blue scale heat map in which high intensity is red, middle is green, and low intensity is blue) ). In this way, it is possible to indicate where and how much a component having a molecular specific mass exists in the two-dimensional space as imaging data of distribution and intensity.

なお、図8(D)に示す画像を生成するときの空間分解能に対して、上述した図7の入力部52の加熱キャピラリー温度が影響するため、加熱キャピラリー温度についても最適値を設定しておくと良い。   Note that since the heating capillary temperature of the input unit 52 in FIG. 7 described above affects the spatial resolution when generating the image shown in FIG. 8D, an optimum value is also set for the heating capillary temperature. And good.

<角質層の各層の成分分布画像の具体例>
次に、上述した質量分析データを用いて、画像取得手段15により取得される各層の成分分布画像の具体例について説明する。図9は、角質層の各層の成分分布画像の一例を示す図である。
<Specific example of component distribution image of each layer of stratum corneum>
Next, a specific example of the component distribution image of each layer acquired by the image acquisition unit 15 will be described using the mass spectrometry data described above. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a component distribution image of each layer of the stratum corneum.

図9(A)に示すように、例えば、幅34mm×高さ5mmの対象領域(ROI)の右上を始点に、対照部(製品無塗布部)、第5層〜第1層の順に、所定の移動速度(例えば0.125mm/秒×272秒)でライン状に質量スペクトルを取得し、所定のステップサイズ(例えば0.2mm)で、順次に下方向に移動することによりデータセット(質量分析データ)を25本分取得する。   As shown in FIG. 9A, for example, starting from the upper right of the target region (ROI) having a width of 34 mm and a height of 5 mm, the control portion (product non-application portion), the fifth layer to the first layer are sequentially specified. A mass spectrum is acquired in a line shape at a moving speed (for example, 0.125 mm / second × 272 seconds), and a data set (mass spectrometry) is sequentially moved downward at a predetermined step size (for example, 0.2 mm). Data) is acquired for 25 lines.

ここで、質量分析の測定モードは、m/z50−250のMSスキャン測定に加え、特異性の確認のため、m/z167からのMS/MSプロダクトイオン測定も行う。   Here, in the measurement mode of mass spectrometry, in addition to MS scan measurement of m / z 50-250, MS / MS product ion measurement from m / z 167 is also performed for confirmation of specificity.

図9(B)〜図9(D)は、上述のように取得された質量分析データを用いて、画像取得手段15により取得された各層の成分分布画像を示している。例えば、図9(B)及び図9(C)は、m/z50−250のMSスキャン測定により得られた成分分布画像の一例を示し、図9(D)は、特異性の確認のため、m/z167からのMS/MSプロダクトイオン測定により得られた成分分布画像の一例を示す。   FIG. 9B to FIG. 9D show component distribution images of each layer acquired by the image acquisition unit 15 using the mass spectrometry data acquired as described above. For example, FIG. 9 (B) and FIG. 9 (C) show an example of a component distribution image obtained by MS scan measurement of m / z 50-250, and FIG. 9 (D) shows the confirmation of specificity. An example of the component distribution image obtained by MS / MS product ion measurement from m / z 167 is shown.

より具体的には、図9(B)は、上述した4MSKに相当するm/z167の成分分布画像を示しており、図9(C)は、例えばm/z187の成分分布画像を示しており、図9(D)は、4MSKに相当するm/z167のMS/MSプロダクトイオン測定で生成したm/z123の成分分布画像を示している。   More specifically, FIG. 9B shows a component distribution image of m / z 167 corresponding to the above-described 4MSK, and FIG. 9C shows a component distribution image of m / z 187, for example. FIG. 9D shows a component distribution image of m / z 123 generated by MS / MS product ion measurement of m / z 167 corresponding to 4MSK.

図9(B)に示す成分分布画像では、上述した化粧液から角質層内に移行(経皮吸収)した4MSK(m/z167)の存在量が二次元平面上の赤−青スケールで赤く明瞭に表示されている。また、角質層の各層間の違いや角質層表面の二次元分布の違いが明確に表示されている。   In the component distribution image shown in FIG. 9B, the abundance of 4MSK (m / z 167) transferred (percutaneously absorbed) from the above-described cosmetic liquid into the stratum corneum is clearly red in a red-blue scale on a two-dimensional plane. Is displayed. In addition, the difference between the stratum corneum layers and the difference in the two-dimensional distribution of the stratum corneum surface are clearly displayed.

図9(D)の成分分布画像に赤−青スケールで表示されているm/z123は、4MSKからCOが脱離した特徴的な断片イオンである。したがって、m/z167→123のMS/MSプロダクトイオン測定により得られるシグナルは、ほぼ一義的に4MSK由来として帰属可能である。 M / z 123 displayed in a red-blue scale in the component distribution image of FIG. 9D is a characteristic fragment ion in which CO 2 is desorbed from 4MSK. Therefore, the signal obtained by the MS / MS product ion measurement of m / z 167 → 123 can be almost uniquely assigned as being derived from 4MSK.

図9(B)の画像と、図9(D)の画像と比較すると、観測した対象領域(ROI)が異なるため二次元分布の様相は異なるが、角質層間の量の傾向は同一であり、今回の条件下では、第2層、3層に4MSKが多く局在していることが示されている。   Compared with the image of FIG. 9B and the image of FIG. 9D, the observed region of interest (ROI) is different, so the aspect of the two-dimensional distribution is different, but the amount trend between the stratum corneum is the same, It is shown that 4MSK is localized in the second and third layers under the present conditions.

なお、第5層目の右隣に「対照」と表記した試料は、上述した化粧液を塗布せずに同様の洗浄操作を行った部位から採取した角質層である。対照部位では、m/z167、m/z167→123ともシグナルが観測されていないことから、図9(B)及び図9(D)に示したm/z167、m/z167→123とも角質層内の4MSKを特異的に検出しているといえる。   In addition, the sample described as “control” on the right side of the fifth layer is a stratum corneum collected from a site where the same washing operation was performed without applying the above-described cosmetic liquid. In the control region, no signal was observed for both m / z 167 and m / z 167 → 123. Therefore, both m / z 167 and m / z 167 → 123 shown in FIGS. 9 (B) and 9 (D) were in the stratum corneum. It can be said that 4MSK is specifically detected.

また、図9(C)は、4MSKとは異なるm/z187を示す成分の分布画像を示している。この分子の構造は未同定ではあるが、明らかに4MSKと異なる角質層間分布が示されている。この分子の構造は、上述した対照部位の角質層からも検出されたことから、皮膚由来の内因性分子と推定され、角質層の深部ほどその強度が高かった。   FIG. 9C shows a component distribution image showing m / z 187 different from 4MSK. The structure of this molecule is not yet identified, but clearly shows a stratum corneum distribution different from 4MSK. Since the structure of this molecule was also detected from the stratum corneum at the control site described above, it was presumed to be an endogenous molecule derived from the skin, and the strength of the deeper stratum corneum was higher.

上述したように、DESI質量分析により、複数の分子を解析するとともに、有効成分のみならず内因性分子や基剤成分の経皮吸収動態も同時に解析可能である。このようなDESI質量分析のデータを用いて可視化される成分分布画像は、視覚に訴え、分かりやすいため、経皮吸収性を制御した処方の開発にも有用となる。   As described above, a plurality of molecules can be analyzed by DESI mass spectrometry, and the percutaneous absorption kinetics of not only active ingredients but also endogenous molecules and base components can be analyzed simultaneously. The component distribution image visualized by using such DESI mass spectrometry data is visually appealing and easy to understand, and thus is useful for the development of a prescription with controlled transdermal absorbability.

<成分分布画像とマスクロマトグラムとの関係>
次に、上述した画像取得手段15により得られる各層の成分分布画像のヒートマップ表示と、DESI質量分析により得られるマスクロマトグラムとの関係について説明する。図10は、ヒートマップ表示とマスクロマトグラムとの関係を示す図である。
<Relationship between component distribution image and mass chromatogram>
Next, the relationship between the heat map display of the component distribution image of each layer obtained by the image acquisition means 15 and the mass chromatogram obtained by DESI mass spectrometry will be described. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the heat map display and the mass chromatogram.

図10(A)は、各層におけるm/z167を示す成分の分布画像を示しており、図10(B)は、図10(A)に示す成分分布画像を得るために用いられたマスクロマトグラムの一例を示している。図10(A)に示すLine1〜6は、図10(B)に示すLine1〜6のマスクロマトグラムに対応している。   FIG. 10A shows a distribution image of a component indicating m / z 167 in each layer, and FIG. 10B shows a mass chromatogram used to obtain the component distribution image shown in FIG. An example is shown. Lines 1 to 6 shown in FIG. 10 (A) correspond to the mass chromatograms of Lines 1 to 6 shown in FIG. 10 (B).

例えば、図10(B)に示すLine1におけるm/z167分子の強度が強い部分は、図10(A)の成分分布画像上で赤く表示されており、図10(B)に示すm/z167の強度に対応させて、図10(A)の成分分布画像上で赤−青のヒートマップ表示がなされている。   For example, the strong part of the m / z 167 molecule in Line 1 shown in FIG. 10B is displayed in red on the component distribution image in FIG. 10A, and the m / z 167 shown in FIG. Corresponding to the intensity, a red-blue heat map is displayed on the component distribution image of FIG.

このように、図10(A)は、図10(B)に示す強度情報に基づいた色表示がなされているため、図10(A)に示す成分分布画像により、分子固有の質量を持つ成分が二次元空間のどこにどの程度存在するかを表示することが可能である。   Thus, since FIG. 10A is displayed in color based on the intensity information shown in FIG. 10B, the component distribution image shown in FIG. It is possible to display where and how much exists in the two-dimensional space.

<経皮吸収状態を可視化する方法>
次に、上述した角質層の断面方向における経皮吸収状態(成分分布)を可視化する方法を説明する。図11は、経皮吸収の状態を可視化する方法を説明するための図である。なお、図11の例では、従来手法との違いを明確化するために、図11(A)に従来の可視化方法を示し、図11(B)に本実施形態における可視化方法を示す。
<Method for visualizing transdermal absorption>
Next, a method for visualizing the percutaneous absorption state (component distribution) in the cross-sectional direction of the stratum corneum will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining a method of visualizing the state of transdermal absorption. In the example of FIG. 11, in order to clarify the difference from the conventional method, FIG. 11A shows a conventional visualization method, and FIG. 11B shows the visualization method in the present embodiment.

図11(A)に示すように、例えば従来の可視化方法では、所定の領域の表皮を切り出し、1層あたり約1μm程度の角質層が含まれた切片の断面を観測面(データ取得面)として可視化する。この方法では、単に表面近傍のみの観測のため低感度の結果しか得られず、ヒトの皮膚への応用が困難となる。また、角質層間における経皮吸収の差についても、観測できる分解能の制約から把握することができない。   As shown in FIG. 11A, for example, in the conventional visualization method, the epidermis of a predetermined region is cut out, and a section of a slice including a stratum corneum of about 1 μm per layer is used as an observation plane (data acquisition plane). Visualize. In this method, only a low-sensitivity result is obtained because only the vicinity of the surface is observed, making it difficult to apply to human skin. In addition, the difference in percutaneous absorption between the stratum corneum cannot be grasped due to the limitation of observable resolution.

これに対し、図11(B)に示す本実施形態の可視化方法では、上述したテープストリッピング操作で採取した角質層(各層約1μm程度)の平面(図11(B)の矢印方向から見た面)を観測面(データ取得面)とし、この観測面から得られた情報を集約及び積層して断面方向の情報とすることで、成分分布を高感度に可視化する。   On the other hand, in the visualization method of this embodiment shown in FIG. 11 (B), the plane (the surface seen from the arrow direction of FIG. 11 (B)) of the stratum corneum (about 1 μm of each layer) collected by the tape stripping operation described above. ) Is an observation plane (data acquisition plane), and information obtained from the observation plane is aggregated and stacked to obtain cross-sectional direction information, thereby visualizing the component distribution with high sensitivity.

すなわち、図11(B)の観測面から得られる情報は、上述したようにDESI質量分析により約1μmの層に含まれる成分を層の深さ方向(例えばZ方向となる矢印60方向)で検出し、それを面全体(XYZの三次元)の成分分布情報として取得する。したがって、従来の切片の断面方向の表面近傍のみを観測する従来の可視化方法と比べて高感度な(SNが良い)結果が得られる。以下、本実施形態の可視化方法について具体的に説明する。   In other words, the information obtained from the observation surface of FIG. 11B detects the components contained in the layer of about 1 μm by the DESI mass spectrometry in the depth direction of the layer (for example, the direction of the arrow 60 that is the Z direction) as described above. Then, it is acquired as component distribution information of the entire surface (XYZ three-dimensional). Therefore, a result with higher sensitivity (good SN) can be obtained compared to the conventional visualization method in which only the vicinity of the surface in the cross-sectional direction of the conventional slice is observed. Hereinafter, the visualization method of the present embodiment will be specifically described.

図12は、本実施形態に係る経皮吸収状態の可視化方法を説明するための図である。図12(A)は、テープストリッピングにより採取した角質層の対象領域を示し、図12(B)は、上述した各層の成分分布画像を示す。また、図12(C)及び図12(D)は、角質層内の成分分布画像を示す。   FIG. 12 is a diagram for explaining a method for visualizing a transdermal absorption state according to this embodiment. FIG. 12A shows a target region of the stratum corneum collected by tape stripping, and FIG. 12B shows a component distribution image of each layer described above. FIGS. 12C and 12D show component distribution images in the stratum corneum.

まず、図12(A)に示す所定の対象領域(例えば34×5mm)に対して、例えば高さ方向(すなわち、角質層の深さ方向(断面方向))の移動速度を0.125mm/秒とし、例えば幅方向のステップサイズを0.2mmとしてスキャン測定を行い、幅方向のデータ数を25としてデータを取得する。このとき、高さ/幅比は、34/5となっている。   First, for a predetermined target region (for example, 34 × 5 mm) shown in FIG. 12A, for example, the moving speed in the height direction (that is, the depth direction of the stratum corneum (cross-sectional direction)) is set to 0.125 mm / second. For example, scan measurement is performed with the step size in the width direction being 0.2 mm, and data is acquired with the number of data in the width direction being 25. At this time, the height / width ratio is 34/5.

データ処理手段16は、上述したデータから画像取得手段15により生成された各層の成分分布画像の画素を取得し、図12(A)に示す対象領域から取得したデータの高さ方向のビニングを行うことで、図12(B)及び図12(C)に示す各層の成分分布画像を生成する。   The data processing unit 16 acquires the pixels of the component distribution image of each layer generated by the image acquisition unit 15 from the data described above, and performs binning in the height direction of the data acquired from the target region shown in FIG. Thus, the component distribution image of each layer shown in FIGS. 12B and 12C is generated.

図12(B)の例は、二次元平面上の成分分布を、図12(A)に示す対象領域(ROI)と同様のXY比で表しており、観測平面と相似の画像を表示するため、高さ方向のビニング数(データポイント数)を170としている。   In the example of FIG. 12B, the component distribution on the two-dimensional plane is represented by an XY ratio similar to that of the target region (ROI) shown in FIG. 12A, and an image similar to the observation plane is displayed. The number of bins (data points) in the height direction is set to 170.

図12(C)の例は、角質層の断面上の成分分布として表すため、高さ方向(すなわち縦方向)のビニング数を例えば25としている。なお、幅方向(すなわち横方向)のデータポイント数は、図12(B)及び図12(C)ともに、横方向に0.2mmステップで取得したデータ数の25である。図12(C)の例では、データ処理手段16により、画像の幅方向と高さ方向に含まれる画素数が揃えてあるが、これに限定されるものではない。   In the example of FIG. 12C, the binning number in the height direction (that is, the vertical direction) is set to 25, for example, because it is expressed as a component distribution on the cross section of the stratum corneum. Note that the number of data points in the width direction (that is, the horizontal direction) is 25, which is the number of data acquired in 0.2 mm steps in the horizontal direction in both FIG. 12 (B) and FIG. 12 (C). In the example of FIG. 12C, the number of pixels included in the width direction and the height direction of the image is aligned by the data processing unit 16, but the present invention is not limited to this.

ここで、データ処理手段16は、例えば図12(B)や図12(C)に示すような高さ方向のビニングを行う場合に、高さ方向における画像の隣接する所定数の画素を1つの画素としてビニングし、例えばその隣接する所定数の画素データの平均値がその1つの画素のデータとなるよう処理する。   Here, for example, when performing binning in the height direction as shown in FIGS. 12B and 12C, the data processing unit 16 sets a predetermined number of adjacent pixels in the image in the height direction to one. Binning as a pixel is performed, for example, so that an average value of a predetermined number of adjacent pixel data becomes the data of the one pixel.

すなわち、ビニング処理では、例えば複数の画素を用いて1つの画素を生成し、それを各方向に移動することで、全体として画素が調整された画像が生成される。これにより、図12(B)に示す成分分布画像や図12(C)に示す成分分布画像において、高さ方向の画像の平滑化が行なわれた成分分布画像を得ることが可能となる。特に、図12(C)では、図12(B)よりも多くの画素を用いて平滑化されているため、成分分布が認識しやすい画像を生成することができる。   That is, in the binning process, for example, one pixel is generated using a plurality of pixels, and is moved in each direction to generate an image in which the pixels are adjusted as a whole. Thereby, in the component distribution image shown in FIG. 12B or the component distribution image shown in FIG. 12C, it is possible to obtain a component distribution image obtained by smoothing the image in the height direction. In particular, since smoothing is performed using more pixels in FIG. 12C than in FIG. 12B, an image in which the component distribution is easy to recognize can be generated.

また、図12(B)に示す各層の成分分布画像は、図11(B)で説明したように、約1μmの厚さの角質層の各層の三次元の成分分布情報を表しているため、図12(C)に示すように、図12(B)に示す画像を高さ方向(すなわち縦方向)のビニング数を25に少なくすることは、角質層の各層の断面から見た画像に近似する。   Further, the component distribution image of each layer shown in FIG. 12B represents the three-dimensional component distribution information of each layer of the stratum corneum having a thickness of about 1 μm, as described in FIG. As shown in FIG. 12C, reducing the number of bins in the height direction (that is, the vertical direction) to 25 in the image shown in FIG. 12B approximates the image seen from the cross section of each stratum corneum layer. To do.

更に、本実施形態では、図12(C)に示す画像に対して、データ処理手段16は、画像のXY比率(X:高さ方向、Y:幅方向)を変更し、X方向に圧縮して、図12(D)に示す角質層内の成分分布画像を生成する。なお、図12(D)の例では、圧縮率を1:0.2(高さ/幅比:5/25)としているが、これに限定されるものではない。図12(D)に示すように圧縮処理を行うことで、角質層としての成分分布として捉えることができ、所定の成分が角質層内のどの層まで浸透しているかや、角質層内のどの層に所定の成分が高濃度に存在するか等を視覚的・直感的に把握することができる。   Furthermore, in this embodiment, the data processing means 16 changes the XY ratio (X: height direction, Y: width direction) of the image and compresses it in the X direction with respect to the image shown in FIG. Thus, a component distribution image in the stratum corneum shown in FIG. In the example of FIG. 12D, the compression ratio is 1: 0.2 (height / width ratio: 5/25), but is not limited to this. By performing compression processing as shown in FIG. 12 (D), it can be grasped as a component distribution as the stratum corneum, to which layer in the stratum corneum the predetermined component penetrates, It is possible to visually and intuitively grasp whether a predetermined component is present in a layer at a high concentration.

図13は、本実施形態の可視化方法で得られた角質層内の成分分布画像の一例を示す図である。なお、図13(A)は、上述のように対象領域(ROI)と同様のXY比となるように高さ方向のデータポイント数をビニングした成分分布画像を単純に圧縮した画像を示し、図13(B)は、上述した図12(C)と図12(D)に示す角質層内の成分分布画像、すなわち角質層を断面方向から見た画像に近似させるビニングを行なった成分分布画像を示す。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a component distribution image in the stratum corneum obtained by the visualization method of the present embodiment. FIG. 13A shows an image obtained by simply compressing the component distribution image in which the number of data points in the height direction is binned so as to have the same XY ratio as that of the target region (ROI) as described above. 13B shows a component distribution image in the stratum corneum shown in FIGS. 12C and 12D described above, that is, a component distribution image subjected to binning to approximate the stratum corneum viewed from the cross-sectional direction. Show.

図13(B)の例では、上述したように、高さ方向のビニング数を通常より少なく調整してから圧縮しているため、図13(A)に示す単純な圧縮画像と比較して、角質層内のどの層に所定の成分が高濃度に存在するか視覚的・直感的に分かりやすく、かつより自然に表現されており、角質層の各層を断面方向から見るイメージと近くなっている。   In the example of FIG. 13B, as described above, since the compression is performed after adjusting the number of bins in the height direction to be smaller than usual, compared with the simple compressed image shown in FIG. Which layer in the stratum corneum has a high concentration of a given component is visually and intuitively expressed more naturally and is close to the image of each stratum corneum viewed from the cross-sectional direction. .

更に、図14は、図9の各例に対応する角質層内の成分分布画像を示す図である。図14(A)は、図9(B)の4MSKに相当するm/z167の角質層内の成分分布画像を示し、図14(B)は、図9(C)のUnknownに相当するm/z187の角質層内の成分分布を示している。なお、図14(A)、(B)はともに、上述した図12(C)、(D)と同様のビニング処理及び圧縮処理を施したものである。   Furthermore, FIG. 14 is a figure which shows the component distribution image in the stratum corneum corresponding to each example of FIG. 14A shows a component distribution image in the stratum corneum of m / z 167 corresponding to 4MSK in FIG. 9B, and FIG. 14B shows m / z corresponding to Unknown in FIG. 9C. The component distribution in the stratum corneum at z187 is shown. 14A and 14B are obtained by performing binning processing and compression processing similar to those in FIGS. 12C and 12D described above.

図14(A)に示す角質層内の成分分布画像では、図9(B)に対応して角質層の第2層目と第3層目にm/z167の成分がより高濃度に存在していることが示されている。また、同様に、図14(B)に示す角質層内の成分分布画像でも、図9(C)に対応して角質層の第4層目と第5層目にm/z187の成分がより高濃度に存在していることが示されている。   In the component distribution image in the stratum corneum shown in FIG. 14A, the m / z 167 component is present in a higher concentration in the second and third layers of the stratum corneum corresponding to FIG. 9B. It is shown that. Similarly, in the component distribution image in the stratum corneum shown in FIG. 14B, the m / z 187 component is further increased in the fourth and fifth layers of the stratum corneum corresponding to FIG. 9C. It is shown to be present at high concentrations.

上述したように、角質層の各層の成分分布画像を取得するのに用いられる二次元平面データ(テープストリッピングした各層の成分の位置と量の情報)を、角質層を断面として見たときの深さ方向に重ねた積層情報として用いる。このとき、単に平面情報のXY比を変えて積層するのではなく、ビニング操作によりデータを平滑化することで、角質層を断面方向から見たときの情報に近似することが可能となる。   As described above, the two-dimensional plane data (information on the position and amount of the component of each layer stripped by tape stripping) used to acquire the component distribution image of each layer of the stratum corneum is the depth when the stratum corneum is viewed as a cross section. Used as stacking information stacked in the vertical direction. At this time, it is possible to approximate the information when the stratum corneum is viewed from the cross-sectional direction by smoothing the data by the binning operation, instead of simply changing the XY ratio of the plane information and stacking.

このように角質層内の成分分布画像を可視化することで、解像度が高い装置や手法を使うことなく、角質層間における経皮吸収の差を明確に区別して把握することが可能となる。   By visualizing the component distribution image in the stratum corneum in this way, it becomes possible to clearly distinguish and grasp the difference in percutaneous absorption between the stratum corneum without using a high-resolution device or method.

<表現方法のバリエーション例>
ここで、上述した角質層内の成分分布画像は、例えばヒートマップ表示による画像例を用いて説明したが、本実施形態において生成される画像例については、これに限定されるものではない。例えば蛍光プローブを用いた検出法等を模したバリエーションとして表示させても良い。
<Variation example of expression method>
Here, the component distribution image in the stratum corneum has been described using, for example, an image example by heat map display, but the image example generated in the present embodiment is not limited to this. For example, you may display as a variation imitating the detection method using a fluorescent probe.

図15は、角質層内の成分分布画像のバリエーションの一例を示す図である。図15(A)は、上述したヒートマップ表示の角質層内の成分分布画像の一例を示す図であり、図15(B)は、青−白スケール(Blue−White scale)で表示した角質層内の成分分布画像の一例を示す図である。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a variation of the component distribution image in the stratum corneum. FIG. 15A is a diagram showing an example of a component distribution image in the stratum corneum in the heat map display described above, and FIG. 15B is a stratum corneum displayed in a blue-white scale. It is a figure which shows an example of an inside component distribution image.

また、図15(C)は、黒−白スケール(Black−White scale)で表示した角質層内の成分分布画像の一例を示す図であり、図15(D)は、赤い温度スケール(Red Temperature scale)で表示した角質層内の成分分布画像の一例を示す図である。   FIG. 15C is a diagram showing an example of a component distribution image in the stratum corneum displayed on a black-white scale, and FIG. 15D shows a red temperature scale (Red Temperature scale). It is a figure which shows an example of the component distribution image in the stratum corneum displayed by (scale).

更に、図15(E)は、緑−白スケール(Green−White
scale)で表示した角質層内の成分分布画像の一例を示す図である。
Further, FIG. 15E shows a green-white scale (Green-White).
It is a figure which shows an example of the component distribution image in the stratum corneum displayed by (scale).

なお、図15(A)〜(E)は、同一の角質層内の成分分布を示し、表示方法を変化させたものである。また、バリエーションの種類は、図15(A)〜(E)に示す例に限定されるものではない。本実施形態では、上述したバリエーションのうち、予め成分の内容等に応じた表現方法を少なくとも1つ設定しておき、設定されたバリエーションで角質層内の成分分布画像を生成して、画面に表示すると良い。   15A to 15E show component distributions in the same stratum corneum, and the display method is changed. Moreover, the kind of variation is not limited to the example shown to FIG. 15 (A)-(E). In this embodiment, among the above-described variations, at least one expression method according to the content of the component is set in advance, and a component distribution image in the stratum corneum is generated and displayed on the screen with the set variation. Good.

<定量化について>
ここで、上述したDESI質量分析での定量には、測定部位の状態に依存した目的シグナルの強度変化を補正するため、安定同位体標識した内部標準が不可欠とされている。一方、ヒトの皮膚中成分の定量を行う場合、内部標準物質の添加は安全性上不可能である。
<About quantification>
Here, an internal standard labeled with a stable isotope is indispensable for quantification by the above-described DESI mass spectrometry in order to correct a change in the intensity of the target signal depending on the state of the measurement site. On the other hand, when quantifying components in human skin, it is impossible to add an internal standard substance for safety.

そこで、本実施形態では、内部標準法による定量の代替法として、外部標準法(絶対検量線法)による定量を行う。   Therefore, in this embodiment, as an alternative method of quantification by the internal standard method, quantification is performed by the external standard method (absolute calibration curve method).

図16、図17は、標準品の成分分布画像を用いた定量法を説明するための図(その1、その2)である。図16(A)の例では、テープストリッピングした角質層上に滴下した4MSKの成分分布画像から得た定量結果(1回目、2回目)が示されている。   FIGS. 16 and 17 are diagrams (No. 1 and No. 2) for explaining the quantitative method using the component distribution image of the standard product. In the example of FIG. 16A, quantitative results (first and second times) obtained from a component distribution image of 4MSK dropped on the stratum corneum stripped are shown.

図16(A)に示すように、角質層の適度な疎水性のため、滴下した試料溶液は良好な円形を示している。乾燥後のスポットから得られた成分分布画像は、各スポットとも適度に均質であり、滴下した試料がほぼ均質に分布していることを示している。   As shown in FIG. 16A, the dropped sample solution shows a good circular shape due to the moderate hydrophobicity of the stratum corneum. The component distribution image obtained from the spot after drying shows that each spot is moderately homogeneous, and the dropped sample is almost uniformly distributed.

また、図16(B)に示すように、検量線は2.5〜250ngの間でr=0.996〜0.998と良好な直線性を示している。なお、2セットの繰り返しの再現性も良好であった。 In addition, as shown in FIG. 16B, the calibration curve shows good linearity with r 2 = 0.996 to 0.998 between 2.5 and 250 ng. The reproducibility of 2 sets of repetition was also good.

更に、図16(B)に示すような検量線に基づいて、外部標準法でテープストリッピングの角質層(図9又は図14)中の4MSK量を見積もると、第1層が2.2ng/mm、第2層〜第5層がそれぞれ4.2、4.0、2.7、1.9ng/mmであった(図17)。 Further, when the amount of 4MSK in the stratum corneum (FIG. 9 or FIG. 14) of tape stripping is estimated by an external standard method based on a calibration curve as shown in FIG. 16 (B), the first layer is 2.2 ng / mm. 2 and the second to fifth layers were 4.2, 4.0, 2.7, and 1.9 ng / mm 2 , respectively (FIG. 17).

約0.001mmのテープストリッピングの角質層から全ての4MSKが抽出・検出されていると仮定すると計14.9ng/mmが角質層内に経皮吸収されて移行していることになる。上述した図4の試料調製方法で説明したように、この場合の4MSKの適用量は4.38μg/mmなので(1%、4MSK×0.7g/40×40mm)、第5層までの経皮吸収率は0.34%と見積もることができる。 Assuming that all 4MSKs are extracted and detected from the stratum corneum having a tape stripping of about 0.001 mm, a total of 14.9 ng / mm 2 is percutaneously absorbed and transferred into the stratum corneum. As described in the sample preparation method of FIG. 4 described above, since the amount of 4MSK applied in this case is 4.38 μg / mm 2 (1%, 4MSK × 0.7 g / 40 × 40 mm 2 ), The transdermal absorption rate can be estimated as 0.34%.

例えば、従来の手法(例えば瞬間接着剤で剥離した角質層(複数層)中の4MSK量をLC/MSで測定した場合)の4MSKの経皮吸収率は約1%以下とされていることから、上述した手法でもほぼ妥当な定量値が得られるといえる。   For example, the percutaneous absorption rate of 4MSK in a conventional method (for example, when the amount of 4MSK in a stratum corneum (multiple layers) peeled off by an instantaneous adhesive is measured by LC / MS) is about 1% or less. Thus, it can be said that the above-described method can also obtain a substantially reasonable quantitative value.

上述したように、成分分布画像を用いることで、成分分布の高精度な定量化を実現することが可能となる。なお、上述した定量化は、定量化手段17によって実現することができ、定量化する内容については、これに限定されるものではない。   As described above, the component distribution image can be used to realize highly accurate quantification of the component distribution. The above-described quantification can be realized by the quantification means 17, and the content to be quantified is not limited to this.

上述したように、本実施形態によれば、角質層内の成分分布を容易に可視化することが可能となる。また、製剤だけでなく基剤や活性剤等、複数の成分を一度に観測・評価することも可能なため、処方開発にも有用となる。更に、テープストリッピングにより得られる角質層の各層の二次元平面データは、IR(赤外吸収スペクトル)やラマンスペクトル等の幅広い分析データにも使えるため汎用性がある。   As described above, according to the present embodiment, the component distribution in the stratum corneum can be easily visualized. Moreover, since it is possible to observe and evaluate not only the preparation but also a plurality of components such as a base and an active agent at a time, it is useful for formulation development. Furthermore, the two-dimensional plane data of each layer of the stratum corneum obtained by tape stripping is versatile because it can be used for a wide range of analysis data such as IR (infrared absorption spectrum) and Raman spectrum.

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments according to the present invention, and various modifications may be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be changed.

10 成分分布可視化装置
11 入力手段
12 出力手段
13 記録手段
14 質量分析手段
15 画像取得手段
16 データ処理手段
17 定量化手段
18 送受信手段
19 制御手段
21 入力装置
22 出力装置
23 ドライブ装置
24 補助記憶装置
25 メモリ装置
26 CPU
27 ネットワーク接続装置
28 記録媒体
31 上腕部
32 領域
40 粘着シート
41 支持体
42 角質層剥離用粘着部
43 粘着部保護用剥離シート
50 試料表面
51 ノズル
52 入口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Component distribution visualization apparatus 11 Input means 12 Output means 13 Recording means 14 Mass analysis means 15 Image acquisition means 16 Data processing means 17 Quantification means 18 Transmission / reception means 19 Control means 21 Input device 22 Output device 23 Drive device 24 Auxiliary storage device 25 Memory device 26 CPU
27 Network connection device 28 Recording medium 31 Upper arm portion 32 Region 40 Adhesive sheet 41 Support body 42 Adhesive portion for exfoliating stratum corneum 43 Adhesive portion protecting release sheet 50 Sample surface 51 Nozzle 52 Inlet portion

Claims (11)

角質層内の成分分布を可視化するための成分分布可視化装置であって、
所定の粘着部材により採取された角質層の各層を所定の質量分析により分析して、前記各層の面及び深さ方向の成分量情報が含まれた質量分析データを取得する質量分析手段と、
前記質量分析手段により得られた前記各層の面及び深さ方向の成分量情報が含まれた質量分析データを用いて、前記各層の成分分布画像を取得する画像取得手段と
前記各層の成分分布画像を所定の方向に圧縮し、前記所定の方向を前記角質層の深さ方向に対応させて前記圧縮した画像を積層し、前記角質層内の成分分布画像とするデータ処理手段とを有することを特徴とする成分分布可視化装置。
A component distribution visualization device for visualizing the component distribution in the stratum corneum,
Mass analysis means for analyzing each layer of the stratum corneum collected by a predetermined adhesive member by predetermined mass analysis and obtaining mass spectrometry data including component amount information in the surface and depth directions of each layer;
Image acquisition means for acquiring a component distribution image of each layer using mass analysis data including component amount information in the surface and depth directions of each layer obtained by the mass analysis means ;
Data processing for compressing the component distribution image of each layer in a predetermined direction, laminating the compressed image with the predetermined direction corresponding to the depth direction of the stratum corneum, and forming the component distribution image in the stratum corneum component distribution visualizing device, characterized in that it comprises a means.
前記データ処理手段は、前記画像取得手段により得られた各層の成分分布画像の画素データを所定の方向にビニングするとを特徴とする請求項1に記載の成分分布可視化装置。 Wherein the data processing means, component distribution visualizing device according to claim 1, characterized that you binning pixel data of the obtained layers of component distribution image by the image acquiring means in a predetermined direction. 前記データ処理手段は、
前記画素データがビニングされた各層の成分分布画像を、定の圧縮率で圧縮することを特徴とする請求項2に記載の成分分布可視化装置。
The data processing means includes
Component distribution visualizing device according to claim 2, characterized in that said pixel data is a spectrum distribution image of each layer are binned, compressed in Jo Tokoro compression ratio.
前記データ処理手段は、
前記層の成分分布画像の画素データを、前記深さ方向にビニングすることを特徴とする請求項2又は3に記載の成分分布可視化装置。
The data processing means includes
The pixel data of the component distribution image of each layer, component distribution visualizing device according to claim 2 or 3, characterized in that binning the depth direction.
前記質量分析手段は、
前記角質層の各層をDESI質量分析により分析して、前記質量分析データを取得することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の成分分布可視化装置。
The mass spectrometry means includes
5. The component distribution visualization apparatus according to claim 1, wherein each layer of the stratum corneum is analyzed by DESI mass spectrometry to obtain the mass spectrometry data.
角質層内の成分分布を可視化するための成分分布可視化方法であって、
所定の粘着部材により採取された角質層の各層を所定の質量分析により分析して、前記各層の面及び深さ方向の成分量情報が含まれた質量分析データを取得する質量分析手順と、
前記質量分析手順により得られた前記各層の面及び深さ方向の成分量情報が含まれた質量分析データを用いて、前記各層の成分分布画像を取得する画像取得手順と
前記各層の成分分布画像を所定の方向に圧縮し、前記所定の方向を前記角質層の深さ方向に対応させて前記圧縮した画像を積層し、前記角質層内の成分分布画像とするデータ処理手順とを有することを特徴とする成分分布可視化方法。
A component distribution visualization method for visualizing component distribution in the stratum corneum,
A mass spectrometry procedure for analyzing each layer of the stratum corneum collected by a predetermined adhesive member by predetermined mass spectrometry and obtaining mass spectrometry data including component amount information in the surface and depth directions of each layer,
An image acquisition procedure for acquiring a component distribution image of each layer using mass analysis data including component amount information in the surface and depth directions of each layer obtained by the mass analysis procedure ;
Data processing for compressing the component distribution image of each layer in a predetermined direction, laminating the compressed image with the predetermined direction corresponding to the depth direction of the stratum corneum, and forming the component distribution image in the stratum corneum component distribution visualization method characterized by having a step.
前記データ処理手順は、前記画像取得手順により得られた各層の成分分布画像の画素データを所定の方向にビニングするとを特徴とする請求項6に記載の成分分布可視化方法。 Wherein the data processing procedure, component distribution visualizing method according to claim 6, characterized that you binning pixel data of the spectrum distribution image obtained layers by the image acquisition procedure in a predetermined direction. 前記データ処理手順は、
前記画素データがビニングされた各層の成分分布画像を、定の圧縮率で圧縮することを特徴とする請求項7に記載の成分分布可視化方法。
The data processing procedure is as follows:
Component distribution visualization method according to claim 7, characterized in that said pixel data is a spectrum distribution image of each layer are binned, compressed in Jo Tokoro compression ratio.
前記データ処理手順は、
前記層の成分分布画像の画素データを、前記深さ方向にビニングすることを特徴とする請求項7又は8に記載の成分分布可視化方法
The data processing procedure is as follows:
Component distribution visualization method according to claim 7 or 8, wherein the pixel data of the component distribution image of each layer, binning the depth direction.
前記質量分析手順は、
前記角質層の各層をDESI質量分析により分析して、前記質量分析データを取得することを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項に記載の成分分布可視化方法。
The mass spectrometric procedure is:
The component distribution visualization method according to any one of claims 6 to 9, wherein each layer of the stratum corneum is analyzed by DESI mass spectrometry to acquire the mass spectrometry data.
コンピュータを、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の成分分布可視化装置が有する各手段として機能させるための成分分布可視化プログラム。
Computer
The component distribution visualization program for functioning as each means which the component distribution visualization apparatus as described in any one of Claims 1 thru | or 5 has.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6530165B2 (en) * 2014-06-09 2019-06-12 日本メナード化粧品株式会社 Analysis method
FR3025317B1 (en) * 2014-08-26 2022-09-23 Imabiotech METHOD FOR CHARACTERIZING A SAMPLE BY MASS SPECTROMETRY IMAGING
WO2016171182A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 株式会社資生堂 Analysis method and internal standard substance
JP6101385B2 (en) * 2015-04-24 2017-03-22 株式会社 資生堂 Analysis method
EP3372980A4 (en) * 2015-11-05 2019-07-17 Shiseido Company Ltd. Stratum corneum collection tool and stratum corneum collection/detection kit
JP7186187B2 (en) 2018-02-09 2022-12-08 浜松ホトニクス株式会社 Sample support, ionization method and mass spectrometry method
EP3751269A1 (en) * 2018-02-09 2020-12-16 Hamamatsu Photonics K.K. Sample supporting body, method for ionizing sample, and mass spectrometry method
JP7356326B2 (en) 2019-11-01 2023-10-04 株式会社ナリス化粧品 Analysis method of skin components

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5899949A (en) * 1981-12-09 1983-06-14 横河電機株式会社 Data treating apparatus for diagnostic image
JPH09243636A (en) * 1996-03-05 1997-09-19 Kanebo Ltd Analysis of substance present on skin
JP2004340935A (en) * 2003-04-21 2004-12-02 Shiseido Co Ltd Method for evaluating oxidized protein in horny layer
JP4665533B2 (en) * 2005-01-28 2011-04-06 三井造船株式会社 Method and program for extracting candidate abnormal parts in structure
JP2007121135A (en) * 2005-10-28 2007-05-17 National Institutes Of Natural Sciences Method of producing biological specimen sample using transparent conductive sheet, and direct mass spectrometry of biological tissue
JP4805794B2 (en) * 2005-12-28 2011-11-02 株式会社コーセー Method for detecting stratum corneum protein, method for evaluating epidermal turnover and method for evaluating skin condition using the same
JP2009539115A (en) * 2006-05-26 2009-11-12 イオンセンス インコーポレイテッド Flexible open tube collection system for use in surface ionization technology
JP5399228B2 (en) * 2009-12-18 2014-01-29 花王株式会社 Judgment method of skin function
JP5756611B2 (en) * 2010-10-07 2015-07-29 株式会社 資生堂 Analysis method
JP5565810B2 (en) * 2010-11-29 2014-08-06 国立大学法人浜松医科大学 Mass spectrometry data processing method and apparatus

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