JP7190376B2 - Stratum corneum melanin observation method - Google Patents
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Description
本発明は、皮膚角層中のメラニンの観察方法に関する。 The present invention relates to a method for observing melanin in the stratum corneum of the skin.
皮膚の色調は、美容上重要な因子の1つである。皮膚の色味や色むらを評価した結果から、推奨する化粧料を選択する美容カウンセリングが行われている。皮膚の色味や色むらを評価するための測定方法として、機器による肌色の測定に加え、皮膚色を決定する要因である、角層中のメラニンの量や、存在状態、その分布を確認する手法がとられている(特許文献1、2、3)。
Skin tone is one of the important cosmetic factors. Beauty counseling is performed to select recommended cosmetics based on the results of evaluating skin color and color unevenness. As a measurement method for evaluating skin color and color unevenness, in addition to measuring skin color with an instrument, the amount of melanin in the stratum corneum, which is a factor that determines skin color, and the presence and distribution of melanin are confirmed. Techniques have been taken (
角層は、皮膚を構成する4層のうち、最外層に位置し、角質、角質層ともいう。この角層中のメラニンの量や、存在状態、その分布を評価するには、粘着性のテープで角層を剥離させて採取し、この角層をそのまま、もしくは採取した角層をスライドガラスに転写して、メラニンを観察する方法が行われている(特許文献1、4、5、6)。メラニンの観察は、角層試料を染色して行なうが、硝酸銀などの銀塩を用いたメラニン染色法で行なわれる。しかし、硝酸銀によるメラニン染色方法は、染色に一昼夜要する時間と煩雑な操作が必要であった。また銀塩を用いることから特別の廃液処理が必要であった。
The stratum corneum is located in the outermost layer among the four layers that constitute the skin, and is also called stratum corneum. In order to evaluate the amount of melanin in the stratum corneum, its state of existence, and its distribution, the stratum corneum is peeled off with an adhesive tape and collected. A method of transferring and observing melanin has been performed (
また、銀塩を使用しない角層の染色方法も提案されている。特許文献7には、青色1号、紫色401号、緑色201号、黄色4号、黄色5号、黄色407号、赤色102号、橙色205号、ブリリアントグリーン、ヘマトキシリンなどの色素と有機酸とアルコールを用いた染色法と角層の観察法が記載されている。
特許文献8には、コンゴレッド色素で染色し、染色した角層細胞を偏光顕微鏡によって鑑別する皮膚の鑑別方法が記載されている。
A method for staining the stratum corneum that does not use a silver salt has also been proposed. Patent Document 7 describes dyes such as blue No. 1, purple No. 401, green No. 201, yellow No. 4, yellow No. 5, yellow No. 407, red No. 102, orange No. 205, brilliant green, hematoxylin, organic acid and alcohol. and a method for observing the stratum corneum are described.
Patent Literature 8 describes a method for identifying skin that is stained with a Congo red dye and identifies the stained stratum corneum cells with a polarizing microscope.
本発明者は、角層のメラニンを研究対象としている。この研究の過程で、角層中のメラニン顆粒のみを選択的に顕微鏡観察するための方法を検討した結果、本発明をなした。
すなわち、本発明は角層中のメラニン顆粒のみを観察可能な、角層試料の調製方法及び調製した試料を用いた皮膚角層のメラニンの状態を評価する方法、及びその観察結果を用いた、ヒト皮膚のメラニン量を測定する方法を提供することを課題とする。
The inventor of the present invention is studying stratum corneum melanin. In the course of this research, the present invention was accomplished as a result of examining a method for selectively microscopically observing only melanin granules in the stratum corneum.
That is, the present invention uses a method for preparing a sample of the stratum corneum, a method for evaluating the state of melanin in the stratum corneum of the skin using the prepared sample, and the observation results thereof, in which only melanin granules in the stratum corneum can be observed. An object of the present invention is to provide a method for measuring the amount of melanin in human skin.
本発明の主な構成は、次のとおりである。
(1)角層試料を、次亜塩素酸化合物及び/または界面活性剤の溶液で処理し、メラニン以外の角層成分を透明化することを特徴とする顕微鏡観察用角層試料の調製方法。
(2)角層試料がテープストリッピング法によって採取されたものである(1)に記載の調製方法。
(3)次亜塩素酸化合物が次亜塩素酸ナトリウムである(1)または(2)に記載の調製方法。
(4)界面活性剤がドデシル硫酸ナトリウムである(1)~(3)のいずれかに記載の調製方法。
(5)次亜塩素酸ナトリウムの濃度が0.4質量%以上である(3)に記載の調製方法。
(6)ドデシル硫酸ナトリウムの濃度が2.5~20質量%である(4)に記載の調製方法。
(7)(1)~(6)に記載のいずれかの方法で調製された角層試料を顕微鏡観察することによって皮膚角層のメラニン顆粒の状態を評価する評価方法。
(8)(1)~(6)に記載のいずれかの方法で調製された角層試料の顕微鏡観察画像を白黒の二値データ化し、黒のデータの画素(ピクセル)数値を求めることにより角層中メラニン量を測定する方法。
(9)(1)~(6)に記載のいずれかの方法で調製された角層試料の顕微鏡観察試料から得たメラニン顆粒量のデータに基づき、皮膚の状態を解析する方法。
The main configuration of the present invention is as follows.
(1) A method for preparing a stratum corneum sample for microscopic observation, which comprises treating a stratum corneum sample with a solution of a hypochlorous acid compound and/or a surfactant to make stratum corneum components other than melanin transparent.
(2) The preparation method according to (1), wherein the stratum corneum sample is obtained by a tape stripping method.
(3) The preparation method according to (1) or (2), wherein the hypochlorous acid compound is sodium hypochlorite.
(4) The preparation method according to any one of (1) to (3), wherein the surfactant is sodium dodecyl sulfate.
(5) The preparation method according to (3), wherein the concentration of sodium hypochlorite is 0.4% by mass or more.
(6) The preparation method according to (4), wherein the concentration of sodium dodecyl sulfate is 2.5 to 20% by mass.
(7) An evaluation method for evaluating the state of melanin granules in the stratum corneum of the skin by microscopic observation of the stratum corneum sample prepared by any of the methods of (1) to (6).
(8) A microscopic observation image of the stratum corneum sample prepared by any of the methods described in (1) to (6) is converted into black and white binary data, and the pixel value of the black data is obtained. A method for measuring the amount of melanin in the layer.
(9) A method of analyzing skin condition based on melanin granule amount data obtained from a microscopic observation sample of a stratum corneum sample prepared by any one of (1) to (6).
本発明により、メラニン顆粒のみを観察可能な、角層試料の調製方法及び調製した試料を用いた皮膚角層のメラニンの状態を評価する方法、及びその観察結果を用いたメラニン量を測定する方法が提供される。本発明の方法は、角層試料の染色に銀塩を使用しないため、廃液処理の問題がない。そして極めて短時間でメラニンの顕微鏡観察試料が作成可能となる。
また本発明の方法で得られた顕微鏡観察用試料は、角層中のメラニン顆粒のみが原型を保っており、その他の組織は均一化され、また透明化されているため、メラニン顆粒の観察が極めて容易である。したがって、角層中におけるメラニンの状態を容易に観察可能であり、正確に評価できる。また観察画像を二値化することで、メラニンのみを画素数として容易に計測でき、これを基準として角層中のメラニン量を測定し、解析することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a method for preparing a stratum corneum sample, a method for evaluating the state of melanin in the stratum corneum of the skin using the prepared sample, and a method for measuring the amount of melanin using the observation results is provided. Since the method of the present invention does not use a silver salt for staining the stratum corneum sample, there is no waste disposal problem. Then, it becomes possible to prepare a microscopic observation sample of melanin in an extremely short time.
In addition, in the sample for microscopic observation obtained by the method of the present invention, only the melanin granules in the stratum corneum retain their original form, and the other tissues are homogenized and made transparent, so melanin granules can be observed. Extremely easy. Therefore, the state of melanin in the stratum corneum can be easily observed and evaluated accurately. In addition, by binarizing the observation image, only melanin can be easily measured as the number of pixels, and based on this, the amount of melanin in the stratum corneum can be measured and analyzed.
本発明は、皮膚より採取した角層試料を、次亜塩素酸化合物または界面活性剤の溶液で処理し、メラニン以外の角層成分を透明化し、メラニン顆粒のみを観察可能な状態とした角層試料を調製する。この試料によって皮膚角層のメラニン顆粒の状態を観察して、評価することを特徴としている。また観察画像のデータを二値化してメラニン顆粒量を測定するものである。以下に、更に詳細に説明を加える。 According to the present invention, a sample of the stratum corneum collected from the skin is treated with a solution of a hypochlorous acid compound or a surfactant to make the stratum corneum components other than melanin transparent, thereby leaving only melanin granules observable in the stratum corneum. Prepare the samples. This sample is characterized by observing and evaluating the state of melanin granules in the stratum corneum of the skin. Also, the data of the observation image is binarized to measure the amount of melanin granules. A more detailed description is given below.
前記皮膚角層試料の採取、角層試料の処理及び角層試料の調製、顕微鏡観察のための観察試料の調製工程、二値データ取得と解析は、以下のように行うことが好ましい。
(工程1)角層剥離手段を用いて、皮膚より角層試料を採取する。
(工程2)工程1で採取した角層試料を、剥離面を上方にして透明板に貼り付けたのち、次亜塩素酸類溶液または界面活性剤溶液を滴下した後、一定時間静置する。
(工程3)工程2で得られた角層試料を水によって洗浄する。
(工程4)工程3で洗浄した角層試料を風乾後顕微鏡観察試料とする。
(工程5)工程4で得られた顕微鏡観察試料を顕微鏡観察して目視評価する。
(工程6)デジタルカメラで撮影した観察画像をデータとして取得する。
(工程7)工程6で取得した観察画像を、画像処理によって白黒の二値化データに変換し、白黒の面積データを取得する。
(工程8)黒データのピクセル値をメラニン顆粒データとする。
It is preferable that the collection of the stratum corneum sample, the treatment of the stratum corneum sample, the preparation of the stratum corneum sample, the steps of preparing an observation sample for microscopic observation, and the acquisition and analysis of binary data are performed as follows.
(Step 1) A stratum corneum sample is collected from the skin using stratum corneum peeling means.
(Step 2) After the stratum corneum sample collected in
(Step 3) The stratum corneum sample obtained in
(Step 4) The stratum corneum sample washed in
(Step 5) Microscopic observation of the sample obtained in
(Step 6) Acquire observation images taken with a digital camera as data.
(Step 7) The observed image obtained in step 6 is converted into black and white binarized data by image processing to obtain black and white area data.
(Step 8) Pixel values of black data are used as melanin granule data.
工程1の角層剥離手段は、バイオプシーや粘着テープを用いる方法のいずれであっても良い。被験者の負担を考慮すると粘着テープを用いる方法が好ましい。粘着テープを用いる方法は、テープストリッピング法と呼ばれる。
テープストリッピング法は、粘着性テープを皮膚に貼り付けた後、剥がして皮膚の表層を回収する方法である。
粘着剤としては、天然ゴム、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、シリコーンゴム、ポリイソプレン、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体等の合成ゴム、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル酸エステル共重合体等の合成樹脂等が用いられている。テープストリッピング法に用いる粘着テープは市販されており、これを使用しても良い。
The stratum corneum exfoliation means in
The tape stripping method is a method in which an adhesive tape is attached to the skin and then peeled off to recover the surface layer of the skin.
As the adhesive, synthetic rubber such as natural rubber, polyisobutylene, polybutadiene, silicone rubber, polyisoprene, styrene-isoprene-styrene block copolymer, etc., synthetic resin such as polypropylene, polystyrene, acrylic acid ester copolymer, etc. are used. It is Adhesive tapes used in the tape stripping method are commercially available and may be used.
工程2において、剥離した角層試料を、剥離面を上方にして透明板に貼り付ける場合の透明板は、顕微鏡観察に適したガラス製あるいはアクリル製のものを用いることが好ましい。
In
工程2で用いる次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸アルカリ金属塩、特に次亜塩素酸ナトリウムが好ましい。次亜塩素酸塩は水溶液として用いる。水溶液中の次亜塩素酸塩濃度は、0.4~100質量%、好ましくは4~7質量%、特に好ましくは6質量%である。前記次亜塩素酸塩は、水溶液が好ましいが、適宜界面活性剤を含有しても良い。水溶液の媒体としては、純水、イオン交換水、蒸留水、水道水等が挙げられるが、純水が好ましい。
なお、本発明に使用する次亜塩素酸塩含有水溶液は、市販の洗濯用塩素系漂白剤溶液を使用することもできる。
The hypochlorite used in
As the hypochlorite-containing aqueous solution used in the present invention, a commercially available chlorine bleach solution for laundry can also be used.
本発明で用いる次亜塩素酸塩水溶液のpHは、適宜決定すればよいが、角層試料の透明化を促進するためにはpH8~12、特に好ましくはpH10以上である。次亜塩素酸塩水溶液の温度は、特に限定はないが、好ましくは、室温であることが好ましい。
The pH of the hypochlorite aqueous solution used in the present invention may be determined as appropriate, but is preferably pH 8 to 12, particularly preferably
なお、次亜塩素酸塩水溶液の使用量は、角層試料の全面が次亜塩素酸塩水溶液で充分に濡れるように滴下する必要がある。通常試験試料当たり0.5~1mlを滴下し、試験試料が次亜塩素酸塩水溶液に充分浸潤させる。 The amount of the hypochlorite aqueous solution used should be such that the entire surface of the stratum corneum sample is sufficiently wetted with the hypochlorite aqueous solution. Usually, 0.5 to 1 ml is dropped per test sample, and the test sample is sufficiently immersed in the hypochlorite aqueous solution.
前記工程2で用いる界面活性剤は、タンパク質の変性作用を有する界面活性剤が好ましい。Triton X-100,Triton X-114,NP-40,Brij-35,Brij-58,Tween 20,Tween 80,Octyl glucoside,Octyl thioglucoside,CHAPS,CHAPSO、ソジウムドデシルベンゼンスルフォン酸を例示できる。中でも生化学分野で多用されているソジウムドデシルベンゼンスルフォン酸(SDS、別名ラウリル硫酸ナトリウム)が適している。
SDSは水溶液又はPBS等の緩衝液に溶解させて用いる。水溶液中のSDS濃度は、2.5~20質量%、好ましくは5~15質量%、特に好ましくは10質量%である。前記次亜塩素酸塩水溶液と混合した混合溶液であっても良い。水溶液の媒体としては、純水、イオン交換水、蒸留水、水道水、生理食塩水、PBS等が挙げられる。
なお、SDS水溶液の使用量は、角層試料の全面がSDS水溶液で濡れるように滴下する必要がある。通常試験試料当たり0.5~1mlを滴下し、試験試料がSDS水溶液に充分浸潤させる。
The surfactant used in
SDS is used by dissolving it in an aqueous solution or a buffer solution such as PBS. The SDS concentration in the aqueous solution is 2.5-20% by weight, preferably 5-15% by weight, particularly preferably 10% by weight. It may be a mixed solution mixed with the hypochlorite aqueous solution. Pure water, ion-exchanged water, distilled water, tap water, physiological saline, PBS, and the like can be used as the medium for the aqueous solution.
The amount of the SDS aqueous solution used should be such that the entire surface of the stratum corneum sample is wetted with the SDS aqueous solution. Usually, 0.5 to 1 ml is dropped per test sample, and the test sample is sufficiently immersed in the SDS aqueous solution.
工程3における洗浄は、工程2で用いた次亜塩素酸塩及び/または界面活性剤を除去するために行なうものである。充分量の水を用いて少なくとも10回程度繰り返し洗浄するか、流水で洗浄する。洗浄に用いる水は、純水、イオン交換水、蒸留水、水道水等が挙げられるが、純水が好ましい。
The washing in
工程4においては、前記工程3終了後、試料の水分を風乾させた後、顕微鏡観察用の試料(標本)とする。なお、長期間試料を保存する場合に用いるバルサムやパラフィンによって封入標本としても良い。
In
工程5においては、標本を光学顕微鏡により観察し、あるいは標本をビデオスコープ等でモニターに写し出し、剥離採取した角層試料に含まれているメラニンの量、形態、大きさ、均一性、均質性、集合度等を調べる。前記工程1~4により得られた剥離角層試料は、顕微鏡観察した場合、メラニンのみが黒色のスポットとして観察することができる。この黒色のスポットがメラニンであることは、試験例において示すように従来のメラニン染色法で確認することができる。
こうして、肌の状態の指標となるメラニンを直接観察することで、肌性、肌質、肌色、シミの状態等を評価することができる。
In
In this way, by directly observing melanin, which is an index of skin condition, it is possible to evaluate skin properties, skin quality, skin color, condition of spots, and the like.
工程6において、上記顕微鏡観察によって確認評価した標本の観察画像を選択して、デジタルカメラ等を用いて画像データとしてコンピュータに取り込む。 In step 6, an observation image of the specimen confirmed and evaluated by the microscopic observation is selected and input into a computer as image data using a digital camera or the like.
工程7では、工程6で取得した観察画像の取り込みデータを、画像処理によって白黒の二値化データに変換し、白黒の面積データを取得する。画像処理は、公知の画像処理システムであればどのようなシステムであっても使用可能である。このような画像処理システムとしては、本発明にあっては、「ImageJ」が適切な画像処理システムとして使用可能である。ImageJは、オープンソースでパブリックドメインの画像処理ソフトウェアである。当業者であれば、容易に入手可能であり、システムの操作手順に従って容易に画像の白黒の二値化されたデータを取得できる。取り込んだ画像は一定の範囲を解析対象として選択し、選択範囲の画素数を確認しておくことで、全画素数あたりのメラニン面積率を算出することができる。二値化にあたっては、顆粒以外の背景部分を削除して面積を求めるために、あらかじめ背景の諧調を測定し、その値を基準として二値化のしきい値を決定することが好ましい。 In step 7, the captured data of the observed image acquired in step 6 is converted into black and white binarized data by image processing to acquire black and white area data. Any known image processing system can be used for image processing. As such an image processing system, "ImageJ" can be used as an appropriate image processing system in the present invention. ImageJ is an open source, public domain image processing software. A person skilled in the art can easily obtain black and white binarized data of an image according to the operating procedure of the system. By selecting a certain range of the captured image as an analysis target and confirming the number of pixels in the selected range, the melanin area ratio per total number of pixels can be calculated. In the binarization, it is preferable to measure the background gradation in advance and determine the binarization threshold based on the value in order to obtain the area by removing the background portion other than the granules.
工程8では、黒データの画素をカウントし、黒の面積として画素数(ピクセル数)を表示させ、これをメラニン量とする。 In step 8, the pixels of the black data are counted, and the number of pixels (the number of pixels) is displayed as the area of black, and this is taken as the amount of melanin.
以上の工程を経ることで、短時間でかつ安全に、メラニン顆粒のみを選択的に観察できる角層試料の調製方法、及び調製した試料を用いた皮膚角層のメラニンの状態、並びにメラニン量を測定評価する方法が提供される。さらに観察画像を二値化することで、容易に角層中のメラニン量を測定することができる。 By going through the above steps, a method for preparing a stratum corneum sample that allows selective observation of only melanin granules in a short time and safely, and the state of melanin in the stratum corneum and the amount of melanin in the stratum corneum using the prepared sample. A method of measuring is provided. Furthermore, by binarizing the observation image, the amount of melanin in the stratum corneum can be easily measured.
以下に試験例を示し、 本発明を具体的に説明する。
<試験1>
本試験においては、本発明の方法によって角層中のメラニンを直接観察した試験例を示す。
1.試験方法
皮膚の角層剥離用粘着テープとして2.5cm×2.5cmの角質チェッカー(アサヒバイオメッド社)を用いた。
被験者の女性頸部より前記の角質チェッカーを用いて、テープストリッピング法により角層を採取した。
採取した角層を透明スライドガラス上にメンディングテープを用いて貼り付け、次亜塩素酸塩水溶液として市販の塩素系漂白剤(キッチンハイター:次亜塩素酸ナトリウム6質量%含有)を滴下した。室温で5分間静置した後に精製水洗浄後、風乾させ、これを観察試料として40倍の対物レンズを用いて顕微鏡で観察を行った。また比較のため、採取した角層試料(次亜塩素酸塩処理を行なわなかった試料)を同様の条件で顕微鏡観察を行った。
Test examples are shown below to specifically describe the present invention.
<
In this test, a test example in which melanin in the stratum corneum was directly observed by the method of the present invention is shown.
1. Test Method A 2.5 cm×2.5 cm keratin checker (Asahi Biomed Co., Ltd.) was used as an adhesive tape for exfoliating the stratum corneum of the skin.
The stratum corneum was collected from the female neck of the test subject by the tape stripping method using the aforementioned keratin checker.
The collected stratum corneum was pasted on a transparent slide glass using a mending tape, and a commercially available chlorine-based bleaching agent (Kitchen Haiter: containing 6% by mass of sodium hypochlorite) was dropped as an aqueous solution of hypochlorite. After allowing to stand at room temperature for 5 minutes, the sample was washed with purified water and air-dried. For comparison, a sample of the stratum corneum (a sample not treated with hypochlorite) was observed under a microscope under the same conditions.
2.結果
次亜塩素酸塩水溶液を滴下した角層試料は、メラニンの黒点以外、観察画面の背景が均一の状態に変化し、メラニン顆粒以外は透明化した。一方比較対照の角層試料は、角層を構成する細胞壁や細胞構造が画面全体様々な濃淡で観察されて、メラニン顆粒の判別が困難であった。
図1に、採取した角層の観察画像(処理前)および次亜塩素酸塩水溶液(塩素系漂白剤)を滴下した処理を行った角層試料(処理後)の観察画像を示す。右図(処理後)の画像中で、周囲の均一な背景中より濃く出現している顆粒状のスポットは、下記の試験2で確認したようにメラニン顆粒であった。
2. Result In the stratum corneum sample to which the hypochlorite aqueous solution was dropped, the background of the observation screen changed to a uniform state except for melanin black spots, and the area other than melanin granules became transparent. On the other hand, in the stratum corneum sample for comparison, the cell walls and cell structures that make up the stratum corneum were observed in various shades throughout the screen, making it difficult to distinguish melanin granules.
FIG. 1 shows an observed image of the collected stratum corneum (before treatment) and an observed image of a stratum corneum sample (after treatment) treated by dropping hypochlorite aqueous solution (chlorine bleach). The granular spots appearing darker than in the surrounding uniform background in the image on the right (after processing) were melanin granules, as confirmed in
<試験2>
試験1で観察された顆粒がメラニン顆粒であるか同定するために、角層中のメラニン顆粒をフォンタナマッソン法により染色した。
1.試験方法
試験1と同様に採取した角層試料に、メラニン染色のため5%硝酸銀を含むフォンタナアンモニア銀液(武藤化学株式会社)を滴下した。12時間室温に静置して、メラニン顆粒を選択的に染色した。染色後、精製水で洗浄し、顕微鏡観察を行い、メラニン顆粒の観察画像を撮影した。
顕微鏡観察を行った後、さらにこの角層試料に上記試験1と同様に次亜塩素酸塩水溶液を滴下した。室温で5分間静置した後に精製水洗浄後、風乾させ、これを観察試料として再度顕微鏡で観察を行った。
<
In order to identify whether the granules observed in
1. Test method A solution of Fontana ammonium silver containing 5% silver nitrate (Muto Kagaku Co., Ltd.) was added dropwise to the stratum corneum sample collected in the same manner as in
After microscopic observation, an aqueous solution of hypochlorite was added dropwise to the stratum corneum sample in the same manner as in
2.結果
図2に示すとおり、フォンタナアンモニア銀液によりメラニン顆粒が黒色に染色される。しかし同時に角層試料中のタンパク質や細胞壁なども染色された(図2処理前画像)。
一方、この試料を、これに次亜塩素酸塩水溶液を滴下処理することで、メラニン顆粒がより顕著に確認できるようになった(図2の処理画像参照)。次亜塩素酸塩水溶液処理は、メラニン顆粒には影響がないことが確認された。
したがって、試験1で確認された顆粒はメラニン顆粒であると考えられた。
2. Results As shown in FIG. 2, melanin granules are stained black with the fontanammonium silver solution. However, proteins and cell walls in the stratum corneum sample were also stained at the same time (Fig. 2 pre-processing image).
On the other hand, when this sample was treated dropwise with an aqueous solution of hypochlorite, melanin granules could be more clearly observed (see the processed image in FIG. 2). Hypochlorite aqueous solution treatment was confirmed to have no effect on melanin granules.
Therefore, the granules identified in
<試験3>
本発明の適用性を確認するため、複数の被験者を対象に試験を行った。
1.試験方法
粘着テープとして2.5cm×2.5cmの角質チェッカー(アサヒバイオメッド社)を用いて、肌の色調や状態の異なる4名の被験者から、前腕内側部よりテープストリッピングにより角層試料を採取、観察用に透明スライドグラスに試料を貼り付けた。
採取した4名の被験者の角層の観察用スライドグラスを、それぞれID:1、ID:2、ID:3、ID:4と試料名を付した。この試料について、顕微鏡で観察しデジタルカメラで観察画像を撮影した。ついで、この観察試料に上記試験1と同様に次亜塩素酸塩水溶液を滴下した。室温で5分間静置した後に精製水洗浄後、風乾させ、これをメラニン顆粒観察試料とした。
<
In order to confirm the applicability of the present invention, a test was conducted with a plurality of subjects.
1. Test method Using a 2.5 cm x 2.5 cm keratin checker (Asahi Biomed Co., Ltd.) as an adhesive tape, samples of the stratum corneum were collected from the inside of the forearm by tape stripping from four subjects with different skin tones and conditions. , the sample was pasted on a transparent slide glass for observation.
Sample names were given to the sample slide glasses for observation of the stratum corneum of four subjects, ID: 1, ID: 2, ID: 3, and ID: 4, respectively. This sample was observed with a microscope and an observed image was taken with a digital camera. Next, an aqueous solution of hypochlorite was added dropwise to this observation sample in the same manner as in
2.顕微鏡観察
メラニン顆粒観察試料を用いて顕微鏡観察を行なうと同時に、デジタルカメラで撮影を行った。
2. Microscopic Observation Using a melanin granule observation sample, microscopic observation was performed and at the same time, photographing was performed with a digital camera.
3.画像データの取り込みと二値化データ処理
デジタルカメラで撮影した画像データをコンピュータに取り込み、ImageJを用いて、画像処理を行った。
取得した画像をImageJにてグレースケール画像(0~256諧調)に変換した。このうち顆粒以外の背景部分を削除して面積を求めるために、背景の諧調を測定した。その結果4画像の平均は147であった。より厳密に背景ノイズを排除するために、しきい値を135に設定し画像を2値化し、メラニン顆粒の画像のみを抽出した。本抽出画像より、1500×1500pixelsの画像に含まれるメラニン顆粒の総画素数(pixels)を求めた。
この画素数出力をメラニン量とした。
3. Capture of Image Data and Processing of Binary Data Image data captured by a digital camera was captured by a computer, and image processing was performed using ImageJ.
The obtained image was converted to a grayscale image (0 to 256 gradations) using ImageJ. In order to determine the area by removing the background portion other than the granules, the background gradation was measured. As a result, the average of 4 images was 147. In order to exclude background noise more strictly, the threshold was set to 135, the image was binarized, and only the image of melanin granules was extracted. From this extracted image, the total number of pixels (pixels) of melanin granules contained in an image of 1500×1500 pixels was obtained.
This pixel number output was taken as the amount of melanin.
4.結果
採取した角層試料の顕微鏡観察画像を図3、次亜塩素酸塩水溶液で処理した角層試料の観察画像を図4、二値化データ処理後の観察画像を図5に示した。図3では顆粒以外の角層構造部分も観察されるが、図4に示す次亜塩素酸塩水溶液処理後では角層構造はわずかに観察されるものの、メラニン顆粒が主に観察され、ID1、4、2、3の順にメラニン顆粒が多いことがわかった。さらに、図5に示すように、しきい値を設定して画像を二値化することで、角層構造は認識されず、メラニン顆粒のみが抽出された画像を得た。
4. Results FIG. 3 shows the microscopic image of the collected stratum corneum sample, FIG. 4 shows the observed image of the stratum corneum sample treated with hypochlorite aqueous solution, and FIG. 5 shows the observed image after binary data processing. In FIG. 3, stratum corneum structure parts other than granules are also observed, but after the hypochlorite aqueous solution treatment shown in FIG. 4, the stratum corneum structure is slightly observed, but melanin granules are mainly observed. It turned out that there are many melanin granules in order of 4, 2, and 3. Furthermore, as shown in FIG. 5, by setting a threshold value and binarizing the image, the stratum corneum structure was not recognized, and an image in which only melanin granules were extracted was obtained.
二値化した画像から出力された各被験者のメラニン量(画素量pixels)ならびにメラニン面積率(%)は次のとおりであった。
ID:1 11086pixels、 0.49%
ID:2 1489pixels、 0.07%
ID:3 1203pixels、 0.05%
ID:4 3201pixels、 0.14%
The amount of melanin (pixel amount pixels) and the melanin area ratio (%) of each subject output from the binarized image were as follows.
ID: 1 11086 pixels, 0.49%
ID: 2 1489 pixels, 0.07%
ID: 3 1203 pixels, 0.05%
ID: 4 3201 pixels, 0.14%
次亜塩素酸塩水溶液処理後の画像観察結果と、二値化画像から算出したメラニン量ならびにメラニン面積率の順位は良く一致し、個人個人で異なるメラニン量の違いを検出することができた。 The results of image observation after hypochlorite aqueous solution treatment and the order of melanin amount and melanin area ratio calculated from the binarized image were in good agreement, and individual differences in melanin amount could be detected.
<試験4>
次亜塩素酸塩水溶液とその他水溶液による比較試験
1.試験方法
試験1で採取した角層試料を用いて、その他の水溶液の効果を比較した。
・試験に用いた水溶液
蒸留水(H2O)、40%尿素水溶液(Urea:MP Biomedicals,Inc.)、30質量%過酸化水素水(H2O2:富士フィルム和光純薬株式会社)、次亜塩素酸ナトリウム溶液(塩素系漂白剤)、10質量%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)水溶液(MP Biomedicals,Inc.)、1N水酸化ナトリウム(富士フィルム和光純薬株式会社)、12M塩酸(富士フィルム和光純薬株式会社)をそれぞれ角層試料に滴下し、室温で15分静置した。その後、精製水で洗浄し、風乾後顕微鏡観察を行った。
<
Comparison test with hypochlorite aqueous solution and other
Aqueous solution used in the test Distilled water (H 2 O), 40% urea aqueous solution (Urea: MP Biomedicals, Inc.), 30% by mass hydrogen peroxide water (H 2 O 2 : Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Sodium hypochlorite solution (chlorine bleach), 10 wt% sodium dodecyl sulfate (SDS) aqueous solution (MP Biomedicals, Inc.), 1N sodium hydroxide (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 12M hydrochloric acid (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dropped on each stratum corneum sample and allowed to stand at room temperature for 15 minutes. Then, it was washed with purified water, air-dried, and then observed under a microscope.
2.結果
図6に観察画像を示した。次亜塩素酸ナトリウム溶液(塩素系漂白剤)、SDS10質量%水溶液を滴下した試料画像が、メラニンの黒点以外、観察画面の背景が均一の状態に変化し、メラニン顆粒以外は透明化した。一方他の角層試料は、角層を構成する細胞壁や細胞構造が画面全体様々な濃淡で観察されて、メラニン顆粒の判別が困難であった。
2. Results FIG. 6 shows the observed images. In the image of the sample in which a sodium hypochlorite solution (chlorine bleach) and a 10% by mass SDS aqueous solution were dropped, the background of the observation screen changed to a uniform state, except for melanin black spots, and the areas other than melanin granules became transparent. On the other hand, in the other stratum corneum samples, the cell walls and cell structures that make up the stratum corneum were observed in various shades throughout the screen, making it difficult to distinguish melanin granules.
<試験5>
試験4で効果が確認されたSDSならびに次亜塩素酸塩の適切な濃度を検討した。
1.試験方法
試験1で採取した角層試料を用いて、次亜塩素酸塩及びSDSの最適濃度を検討した。
次亜塩素酸塩として、次亜塩素酸ナトリウム水溶液(富士フィルム和光純薬株式会社)を濃度100質量%より精製水にて3倍公比にて希釈した7段階の濃度の水溶液、SDS水溶液を20%より精製水にて2倍公比にて希釈した7段階の濃度の水溶液を調製した。これらの水溶液及び精製水を、それぞれ角層に滴下し、室温で15分静置後、精製水にて洗浄し、顕微鏡下にて観察を行った。
<
Appropriate concentrations of SDS and hypochlorite, whose effects were confirmed in
1. Test Method Using the stratum corneum samples collected in
As hypochlorite, an aqueous solution of sodium hypochlorite (Fuji Film Wako Pure Chemical Co., Ltd.) with a concentration of 100 mass% diluted with purified water three times at a common ratio of 7 levels, and an aqueous SDS solution. Aqueous solutions with seven levels of concentration were prepared by diluting 20% with purified water at a two-fold common ratio. Each of these aqueous solutions and purified water was dropped onto the stratum corneum, allowed to stand at room temperature for 15 minutes, washed with purified water, and observed under a microscope.
2.結果
図7にSDSを用いた場合の画像、図8に次亜塩素酸ナトリウムの顕微鏡観察画像を示した。SDSは5質量%以上の濃度で、次亜塩素酸ナトリムは1.2質量%以上の濃度で、メラニン顆粒が観察しやすい状態になった。
なお、SDS2.5質量%、次亜塩素酸ナトリウム0.4質量%では、やや観察しにくいものの、メラニン顆粒が明瞭に観察された。この濃度以下では効果がなかった。
したがって、SDSの濃度は2.5質量%、次亜塩素酸ナトリウムの濃度は0.4質量%が境界値であると考えられた。
2. Results FIG. 7 shows an image obtained using SDS, and FIG. 8 shows a microscopic image of sodium hypochlorite. SDS at a concentration of 5% by mass or more and sodium hypochlorite at a concentration of 1.2% by mass or more made it easy to observe melanin granules.
With 2.5% by mass of SDS and 0.4% by mass of sodium hypochlorite, melanin granules were clearly observed, although they were somewhat difficult to observe. Below this concentration there was no effect.
Therefore, the boundary values were considered to be 2.5% by mass for SDS and 0.4% by mass for sodium hypochlorite.
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