JP6913944B2 - 毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法 - Google Patents
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Description
本発明は毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法に関し、詳しくは、赤外吸収分光法を用いた毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法に関する。
水はキューティクルから毛髪内部へと浸透し、毛髪の物性や官能に影響を及ぼす。従来の毛髪の水分量測定法は重量測定や、膨潤度測定およびＸ線マイクロＣＴを用いた形態観察があるが、いずれも直接水を評価する方法ではなく、リアルタイムでの水浸透の測定は実現されていない（特許文献１、非特許文献１）。また、これまでに発明者らは、毛髪に重水を接触させることで、毛髪内部に存在する水と毛髪外部からの水とを判別できることを見出している（特許文献２）。
竹原孝二，井上孝文，杉健太朗，竹内晃久，鈴木芳生，粧技誌,４４，２９２−２９７，（２０１０）
顕微ＦＴ−ＩＲを用いて、キューティクルから毛髪内部へ拡散する重水によって引き起こされる毛髪タンパク質のスペクトル変化を連続的に評価することで、毛髪内部への水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用を可視化する方法を見出そうとするものである。
本発明者は、これらの従来の問題点を解決するために鋭意検討した結果、毛髪の横断面切片を赤外光に透明なセルで挟んだ後に重水を接触させ、赤外吸収分光法によって測定するアミドIIの信号強度を用いることにより、これまでの問題点を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本願第一の発明は、毛髪の横断面切片を赤外光に透明なセルで挟んだ後に重水を接触させる工程と前記被測定物質を赤外吸収分光法によって測定する工程と、を含む測定方法を用いて測定した赤外吸収スペクトルのうち、１５４０ｃｍ−１付近のアミドIIの信号強度を測定することを特徴とする水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法である。
本願第二の発明は、本願第一の発明に記載の赤外光に透明なセルがダイヤモンドセルであることを特徴とする水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法である。
本願第三の発明は、本願第一の発明〜本願第二の発明に記載の重水を接触させる工程がセル間に液体の重水を注水することを特徴とする水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法である。
本発明によれば、顕微ＦＴ−ＩＲを用いて、キューティクルから毛髪内部へ拡散する重水によって引き起こされる毛髪タンパク質のスペクトル変化を連続的に評価することで、毛髪内部への水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用を可視化できる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法は、毛髪の横断面切片を赤外光に透明なセルで挟んだ後に重水を接触させる工程を含む。ここで、毛髪の横断面切片は、毛髪を樹脂包埋、中空樹脂内への挿入固定などの固定処理を行った後にミクロトームなどで作成することができ、その切片の厚さは０．５〜１５μｍ、望ましくは４〜８μｍである。０．５μｍより薄い場合には赤外吸収スペクトルの信号強度が弱くなったり測定時の積算時間が長くなったりノイズが強くなりやすく望ましくない。１５μｍより厚い場合には赤外吸収スペクトルの信号強度が強くなりすぎ定量性に問題が生じやすい。毛髪の横断面切片の両断面が平行になるように作成することがセルと毛髪の横断面との密着を適切に行う上で望ましく、そのためにはミクロトームを用いて作成することが望ましい。
また、赤外光に透明なセルとしては、ダイヤモンドセル、石英セルやフッ化カルシウムセルなどがある。ダイヤモンドセルが広く普及しており取り扱いにも優れていることから望ましい。また、毛髪と重水との接触は、毛髪の横断面切片の横断面をセルに均一に接するように挟んだ後に、そのセル間に液体の重水を注入する方法、重水蒸気下に毛髪を放置する方法などがあり、キューティクル面から選択的に重水を拡散させることができる。さらに、そのセル間を水蒸気濃度既知の空気とする方法もあり、重水と接触した後の毛髪の横断面切片の飽和重水蒸気圧よりも低い水蒸気圧の空気とすることで、毛髪内部からキューティクル面に向かって重水を拡散させることができる。
上記工程を経て毛髪の横断面切片について測定した赤外吸収スペクトルのうち、１５４０ｃｍ−１付近の重水素置換されていないアミドIIの信号強度を測定する。赤外吸収分光法としては、透過法により測定する方法が好ましい。装置としては顕微ＦＴ−ＩＲが一般的に良く用いられる。
本発明の水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法によれば、毛髪が重水に接触した直後から経時的な測定が可能であり、また、同一毛髪について重水を接触させた場合の変化、重水浸透後に重水を含まない環境に接触させた場合の重水脱離変化など繰り返し処理した時についても測定することが可能である。
上記工程を経て毛髪の横断面切片について測定した赤外吸収スペクトルのうち、１５４０ｃｍ−１付近の重水素置換されていないアミドIIの信号強度を測定することにより、重水の拡散によっても重水素置換が起こっていない毛髪タンパク質を可視化することができる。
以下に、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれによってなんら限定
されるものではない。
されるものではない。
健康な人毛黒髪の毛束（３０ｃｍ，２ｇ）を８質量％ラウレス硫酸ナトリウム水溶液で洗浄後、任意に選んだ毛髪についてカール半径を求め、その半径が２ｃｍ以下の毛髪をうねり毛として試験に供した。
次に、上記うねり毛をアクリル系ＵＶ硬化樹脂にて包埋し、工業用回転式ミクロトームを用いて厚さ６．０μｍの平滑な毛髪の横断面切片を作成した。
上記うねり毛の横断面切片を、ダイヤモンドセル上に設置し、実体顕微鏡で確認しながら、ダイヤモンドセル間に挟み込んだ。さらにそのセル間に重水を注入した後、この毛髪切片を顕微ＦＴ−ＩＲ（サーモサイエンティフィック社製のＮｉｃｏｌｅｔ ｉＮ１０）を用い次の条件で、キューティクル最表面より２０μｍ内側の任意の２箇所（Ｓ及びＴ）における１５４０ｃｍ−１付近の重水素置換されていないアミドIIの信号強度及び２５２０ｃｍ−１付近のＯＤ伸縮振動の信号強度を測定した。
＜測定条件＞
測定手法；ポイントマッピング、波数；４０００〜８００ｃｍ−１、積算回数；５１２、分解能；８ｃｍ−１、エリア；キューティクル最表面より２０μｍ内側の１０μｍ×１０μｍのエリア、アパーチャー幅；１０μｍ
測定手法；ポイントマッピング、波数；４０００〜８００ｃｍ−１、積算回数；５１２、分解能；８ｃｍ−１、エリア；キューティクル最表面より２０μｍ内側の１０μｍ×１０μｍのエリア、アパーチャー幅；１０μｍ
その結果のうち、キューティクル最表面より２０μｍ内側の１０μｍ×１０μｍのエリア２箇所（Ｓ及びＴ）における、重水接触後の１５４０ｃｍ−１付近の重水素置換されていないアミドIIの信号強度及び２５２０ｃｍ−１付近のＯＤ伸縮振動の信号強度の経時変化を表１に例示する。
２５２０ｃｍ−１付近のＯＤ伸縮振動の信号強度の経時変化から時間の経過とともに水が毛髪表面から内部に浸透することが、また、これに伴い毛髪タンパク質が水から影響を受ける過程が１５４０ｃｍ−１付近の重水素置換されていないアミドIIの信号強度の減少として明らかにすることができた。また、毛髪の部位ごとに毛髪タンパク質が水から受ける影響に差が存在することも明らかにすることができた。
Claims (3)
- 毛髪の横断面切片を赤外光に透明なセルで挟んだ後に重水を接触させる工程と前記被測定物質を赤外吸収分光法によって測定する工程と、を含む測定方法を用いて測定した赤外吸収スペクトルのうち、１５４０ｃｍ−１付近のアミドIIの信号強度を測定することを特徴とする水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法。
- 請求項１に記載の赤外光に透明なセルがダイヤモンドセルであることを特徴とする水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法。
- 請求項１〜２に記載の重水を接触させる工程がセル間に液体の重水を注水することを特徴とする水拡散による毛髪タンパク質の水との相互作用測定方法。
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