TWI580965B - 皮膚健康狀況檢測奈米粒分散液及其診斷套組 - Google Patents

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皮膚健康狀況檢測奈米粒分散液及其診斷套組
本發明相關於皮膚健康狀況檢測奈米粒。特別地是，本發明相關於藉由奈米粒的幫助而檢測皮膚乾燥及有關皮膚乾燥之其他皮膚健康/狀況的診斷套組。本發明亦相關於乾燥及正常皮膚狀況的區別方法。
在現今的解決方案中，尚無診斷設備/套組是利用奈米粒來作為乾燥皮膚及正常皮膚、或頭皮屑頭皮及正常頭皮的檢測方法。
US 2003/0124553提供一種決定一個體之出現皮膚狀況傾向的方法，包括辨識出現在自該個體取得的一體外樣品的基因組中的絲聚蛋白對偶基因(profilaggrin alleles)。皮膚狀況包括一個體產生天然保濕因子(Natural Moisturizing Factors，NMF)的能力)、乾燥皮膚、及/或出現清潔劑誘導性紅斑傾向，如頭皮屑的頭皮狀況。
US 2003/0065552提供一種分析美的方法，包括：在一資料結構中儲存複數個相關於美的問題；使一受試者存取將該複數個問題的至少其中一呈現予該受試者的系統；呈現予該受試者引導至少一身體自我測試的指示；指導該受試者如何提供反應自我測試結果的資訊；自該複數個問題中選擇一子問題組，以呈現予該受試者，其中，包含在該子問題組中 之問題的數量以及包含在該子問題組中之問題的特性為所提供資訊的函數；以及將該子問題組呈現予該受試者。皮膚狀況可包括乾燥，蜂窩組織炎(cellulitis)，出汗，老化，皺紋，胎記，表皮剝落，脫皮，顏色均勻性(homogeneity of color)，縐痕(creases)等，包括頭皮屑。
Gemmer等(Fast,Noninvasive Method for Molecular Detection and Differentiation ofMalasseziaYeast Species on Human Skin and Application of the Method to Dandruff Microbiology,Journal Of Clinical Microbiology,Sept.2002,p.3350-3357)於2002年提供一種涉及轉錄間隔區間(intergenic transcribed spacer，ITS)ITS I以及ITS II區域核糖體基因叢集的螢光巢式PCR的技術。眾所皆知，Malassezia物種可藉由獨特的ITS片段長度而進行鑑別。 該技術已被用於直接分析來自頭皮健康統計研究中登記之受試者的頭皮樣品。綜合黏著性頭皮鱗屑分數(adherent scalp flaking scores，ASFS)<10的分配受試者結果會與綜合ASFS>24的分配受試者結果相比較。 Malassezia restricta以及M.globosa被發現是存在於兩個族群中主導Malassezia物種。並發現，沒有證據顯示M.furfur出現在任一個族群中，這表示，M.furfur可從頭皮屑的病原生物中刪除。兩個族群亦顯示了非Malassezia黴菌的出現。此方法，特別是當其被用於與既存的黴菌ITS資料庫相結合時，被期待有助於診斷多種其他的黴菌感染。
US 2010/0172993提供具有粒子，亦即，奈米粒或微粒子，的合成物，包括無機成分，一或多個活性成分，以及可選擇之適合將活性成分遞送至人類及動物組織的一釋放速度調節媒介。在US’993中，合成粒子的方法，例如，包括高壓均質化的均質化，包括球研磨、高剪力濕式研 磨、介質研磨的研磨，包括超臨界流體程序、乳化擴散程序、溶膠凝膠、化學或機械方法、氣溶膠流反應器的沈澱，以及其類似者，US’933的活性成分為一化妝媒介，選自包括下列之群組：抗老媒介，防曬媒介，抗皺紋媒介，保濕媒介，抗頭皮屑媒介，抗UV媒介等，以及精油及香水，具頭髮養護活性的物質，對抗掉髮、頭髮乾燥、頭髮脫色的媒介，降低永久性波浪的媒介，護髮素，營養素，或其結合。
Devasena等在Ketoconazole coated silver nanoparticles-A point antidandruff agent,International Journal of Plant Sciences,(July to December,2009)Vol.4 Issue 2：517-520中，藉由紙錠擴散法(disc diffusion method)，顯示出包覆酮康唑(ketoconazole)之4±2nm銀奈米粒(AgNp)對於收集自人類自願者之頭皮屑頭皮的去頭皮屑活性，該研究亦顯示了，在與頭皮屑病原黴菌Malassezia furfur一起培養的期間，酮康唑以及包覆酮康唑之AgNp的最小抑制濃度(minimal inhibitory concentration，MIC)。
US 2003/0003070相關於髮妝調製產品中，具有直徑範圍10-500nm之粒子的奈米級活性抗頭皮屑成分。在US’070中已經發現，藉由添加抗頭皮屑媒介，髮妝保養調製品(例如，洗潔及洗髮精，舉例而言)的穩定度獲得提升，並且，其效力獲得顯著的增長及改善，其中，抗頭皮屑媒介是以奈米粒的形式呈現，亦即，平均直徑為10至500nm，較佳地是，50至300nm，更為較佳地是，100至150nm，的粒子。然而，此習知技術並未提供用於診斷皮膚健康狀況的奈米級粒子。
US 2009/0196926相關於一種提供以奈米架構(nano-structured)觸變無機膠(thixotropic inorganic gels)為基礎而進行化 學換膚的合成物、方法、以及套組，相較於習知的換膚手段，其具有較高的潛力以及較少的刺激。該套組包括一減脂膠(defatting gel)，不同型態的脫皮膠，以及一中和膠。此份揭示中的所有膠體皆可在治療後輕易地自皮膚移除。此份揭示的觸變膠可用於為了治療各種美容狀況以及皮膚疾病的化學換膚，包括乾燥皮膚，座瘡，頭皮屑，角質，老人斑，皺紋，以及角質分化(disturbed keratinisation)。此習知技術僅教示取樣，而沒有診斷。
US 2003/0108542提供決定皮膚型態的方法，裝置及系統，該方法的步驟包括，將至少一滴的物質直接施加至皮膚的一範圍上，或是預先與皮膚的該範圍接觸的一收集部件，該物質可修飾暴露至該物質的該範圍、或該收集部件之表面的至少一物理化學特性。在該滴液消失、或被移除後，會對該表面進行評估，然後，皮膚型態則是以此評估作為函數而決定。該物質為染色的物質，包括下列的至少其中之一：紅螢素B，靛胭脂，過錳酸鉀，單寧酸，多酚氧化產物，黑色素，指甲花，花青素(anthocyanes)，螢光物質，及丹磺酰氯。此習知技術並未使用奈米材料來檢測皮膚狀況，且亦不需要如習知技術一樣地分開使用染劑或氧化劑來檢測皮膚狀況。
US 2003/0108542揭示決定皮膚型態的方法，裝置及系統。 該方法的步驟包括，將至少一滴的物質施加至皮膚的一範圍上，或是預先與皮膚的該範圍接觸的一收集部件。在該滴液消失、或被移除後，對該表面進行評估，然後，皮膚型態則是以此評估作為函數而決定。此習知技術亦提供測量所具有特性已藉由所使用之測試物質的滴液而進行修飾之皮膚表面的裝置，該裝置可發射光線朝向皮膚，並拾起反射光。光線舉例而言可以是由至少一雷射二極體而產生，或是藉由至少一發光二極體(LED) 而產生。如此的光線舉例而言讓對於暴露至該物質滴液的皮膚表面、或收集部件的反射、或顏色特性的修飾之檢測為可能。然而，此習知技術的裝置被限制為僅用於對來自皮膚表面的光的反射測量。
US 6447463提供用於黴菌感染皮膚的診斷套組，以及由黴菌引起之皮膚感染的檢測方法。US’463雖然提供不同型態之檢測皮膚感染的套組，但在此習知技術中所提及之套組的主要目的則是在於安全地收集、儲存、及運輸樣品至分析站。
在US’463中所具體指明的樣品收集方法牽涉到下列步驟，a. 利用一膠帶收集皮膚樣品；b. 將該膠帶附著至塑膠診斷玻片上；c. 將上述的設置包在一特定的袋子中；d. 上述的設置將透過一預付郵資信封而被儲存以及運輸至診斷實驗室；e. 在該診斷實驗室中，該膠帶將會自該玻片分開，而留在該玻片上的殘留物則是透過顯微鏡、或是藉由染色而進行檢驗。
習知技術敘述了各種決定皮膚狀況的方法，包括以絲聚蛋白基因的基因分析作為基礎，並使其相關於乾燥/頭皮屑皮膚的方法。習知技術並未特別敘述使用奈米粒來決定皮膚健康狀況，而是敘述了使用奈米粒作為一遞送系統，以遞送染髮劑以及著色劑。習知技術揭示一種使用反應相關分析之用於預測皮膚狀況的演算式，習知技術使用基於核糖體基因的分析來辨識人類頭皮上Malasseizia物種的存在，並且也辨識多種黴菌感染。 習知技術揭示藉由使銀奈米粒包覆酮康唑而加強抗頭皮屑活性。習知技術揭示使用奈米粒作為觸變膠，以收集樣品。此則是相關於皮膚取樣而非診 斷。
習知技術亦提供皮膚乾燥的檢測方法，以及檢測皮膚感染的診斷套組。習知技術的套組牽涉到以皮膚或收集部件中之物理化學改變(斑的顏色及大小)作為基礎的皮膚狀況測量，其中，反應劑被施加至皮膚或收集部件上。習知技術提供會在利用反應劑治療後，顯露出來自皮膚或收集部件表面之光反射的設備，習知技術並未提及用於反射測量之LED的型態，該設備被限制在僅用於來自表面，尤其是皮膚、收集部件，的光的反射測量。
不像習知技術，本發明涉及利用膠帶收集皮膚樣品，並直接將該膠帶添加至測試溶液中，該樣品現場即進行測試，不需要特殊的儲存以及樣品管理。
沒有一個習知技術文件有教示藉由使用奈米粒而決定皮膚健康狀況的有效方法。在習知技術中，可使用奈米材料而(簡單地藉由視覺測量以及分光光度法)決定皮膚健康的診斷套組/程序是牽涉到使用分光光度計的習知顏色測量，而分光光度計則是主要牽涉到監控白光在固定波長的吸光度，波長完全取決於樣品的化學特徵(例如，電子結構)。
因此，本發明提供一種利用奈米粒而透過非侵入性方式診斷、或直接決定皮膚健康狀況的方法，不像習知技術，本發明的系統不需要分開使用任何的染劑或氧化劑來檢測皮膚健康。
本發明亦提供一種診斷套組，其開發出不同於習知顏色測量設備的顏色強度。在本發明中所揭示的顏色測量套組與習知設備(分光光度計)的不同點如下所列。
發明目的
本發明的一目的在於克服習知技術的缺點。
本發明的另一目的在於提供一種診斷皮膚健康狀況的奈米粒分散液。
本發明的再一目的在於提供一種決定皮膚健康狀況的診斷套組。
本發明的又一目的在於提供一種檢測皮膚疾病狀況以及區分乾燥及正常皮膚狀況及其他相關皮膚乾燥的狀況的方法。
本發明的又一目的在於提供一種診斷及預測傾向方法，以檢測Malassezia(包括其他增生性皮膚狀況(proliferative skin condition))所造成的頭皮屑。
本發明的又再一目的在於提供一種在皮膚上有助於分辨與皮膚一樣硬、或軟之化妝或治療材料的介面活性劑的溫和度(mildness)決定方法。
根據本發明一方面的構想，提供有用於診斷皮膚健康狀況的奈米粒分散液，其包括選自葡萄糖，氯金酸，氫氧化鉀，硼氫化鈉，以及水的至少三個成分，其中，該奈米粒分散液的粒子大小為1至100nm。
根據本發明另一方面的構想，提供有用來診斷皮膚健康狀況的測試套組，該套組包括：一樣品固定器，具有奈米粒分散液溶液，以及皮膚測試樣品，該奈米粒分散液溶液包括選自葡萄糖，氯金酸，氫氧化鉀，硼氫化鈉，以及水的至少三個成分；以及一檢測單元，包括一開關以及配置以診斷皮膚健康狀況的顏色指示器，該檢測單元包括：i. 微控制器，配置以控制操作及接替的順序；ii. 一介面，在輸出電壓以及連接至該微控制器的一類比數位轉換器之間；iii. 一韌體，配置以控制該微控制器的操作；以及iv. 一顯示單元，包含特定顏色的LED。
根據本發明再一方面的構想，提供有一種皮膚健康狀況的診斷方法，該方法包括下列步驟：i. 收集皮膚測試樣品，並利用奈米粒進行處理a)利用膠帶條/膠帶收集皮膚測試樣品；b)在具有該測試樣品的樣品容器中添加水；以及c)將包括奈米粒分散液的適當著色劑添加至具有在步驟a)及b)中獲得之溶液的該樣品容器中；ii. 測量於步驟i)中所獲得的測試樣品的顏色 a)將已染色的測試溶液放置於顯示單元前；b)利用光敏電阻測量測試溶液的顏色強度等級；c)將在步驟b)中所決定之測試溶液顏色強度等級與已儲存的對應顏色數值等級進行比較；d)決定該溶液的顏色；e)觀察與微控制器的預先校正色庫相符的顏色；以及f)在該顯示單元中顯示藉由數值，顏色，皮膚健康表示的相符顏色。
A‧‧‧尖端、透明瓶、微控制器
B‧‧‧色度、蓋子、繼電器
C‧‧‧膠帶、發光二極體
D‧‧‧色度、樣品固定器
E‧‧‧光敏電阻
F‧‧‧數位轉換器
G‧‧‧色庫
H‧‧‧顯示單元
第1圖：其闡明診斷套組1的示意圖；第2圖：其闡明診斷套組2的示意圖；第3圖：其闡明所提議之顏色測量設備的示意圖；第4圖：其闡明所提議設備的電路圖；第5圖：其闡明所提議顏色測量設備之不同構件的方塊圖；第6圖：其闡明利用奈米粒的皮膚健康檢測；第7圖：其闡明關連於反應皮膚狀況/健康之奈米粒的顏色改變的分光光度計測量；第8圖：其闡明在奈米粒的UV-Vis光譜上，pH的時間依存效應；以及第9圖：其闡明在奈米粒的UV-Vis光譜上，皮膚型態的時間依存效應。
因此，本發明指向一種簡單且具效率之檢測皮膚健康狀況的系統，其不需要任何生物標記(biological marker)，例如，抗體。
在一方面的構想中，本發明指向被使用作為檢測皮膚健康狀況之標記的奈米粒分散液。奈米粒的合成物包括，表面活性劑(陽離子或陰離子)，葡萄糖，氯金酸，氫氧化鉀，硼氫化鈉，氫氧化鈉，以及水。而令人驚異的發現是，在十五個不同的奈米粒樣品中，僅四個奈米粒合成物會隨皮膚樣品而立即顯示顏色改變。
可觀察到地是，奈米粒合成物能夠藉由提供該立即顏色改變而檢測皮膚狀況，包括選自氯金酸，硼氫化鈉，葡萄糖，氫氧化鉀，以及水的至少三個合成物。
更為較佳地是，該奈米粒分散液包括，水，氯金酸，葡萄糖，以及氫氧化鉀。
該奈米粒分散液包括大約50-99.9重量百分比的水，更為較佳地是90-99.9重量百分比，大約0.01-10重量百分比的氯金酸，更為較佳地是0.01-5重量百分比，大約0.01-50重量百分比的葡萄糖，更為較佳地是0.1-10重量百分比，以及大約0.001-5重量百分比的氫氧化鉀，更為較佳地是0.01-10重量百分比。
本發明之奈米粒的粒子大小變化範圍為1至100nm，較佳地是，5-50nm。
本發明另一方面的構想提供一診斷套組，其使用顏色測量來決定皮膚健康/狀況(例如，乾燥或正常)。
本發明的診斷套組包括下列的構件(第1圖)，
A：在一吸收材質(例如，吸水紙)上以奈米粒/奈米粒混合物浸滿/固定尖端(tip)；B：色度，以用於比對施加奈米粒之前及之後的顏色；以及C：可卸式膠帶，以用於收集樣品(例如，皮膚)。
本發明另一個實施例所提供的套組(第2圖)包括的構件為：A：玻璃或聚合物透明瓶，內含於水中的05.-1.0mL金奈米粒分散液；B：該透明瓶的蓋子，其包含可卸式膠帶；C：可卸式膠帶，用以收集皮膚樣品；以及D：色度，以用於比對施加奈米粒之前及之後的顏色。
在第3圖中所顯示根據本發明的顏色測量裝置主要包括：1. 微控制器，其控制操作及接替的順序；2. 一介面(運算放大器)，連接在輸出電壓以及連接至該微控制器的一類比數位轉換器之間；3. 一韌體，其控制該微控制器的操作；以及4. 一顯示單元，包含特定顏色的LED。
檢測皮膚狀況的程序包括二個步驟：步驟一、利用膠帶條收集皮膚樣品，以及萃取水溶成分A. 利用膠帶條收集皮膚樣品；B. 添加水至皮膚樣品中；以及C. 添加著色劑(例如，染料或奈米粒)。
步驟二、測量經著色劑處理之皮膚樣品的顏色A. 在步驟一中獲得的有色溶液被置於多色發光二極體/燈泡(LED)前，其 可藉由繼電器機構，透過該微控制器使用一韌體而進行順序控制/切換，如第4圖所示；B. 該溶液的顏色利用維持在樣品另一側的光敏電阻(LDR，light dependent resistors)而進行測量。顏色強度的測量是來自LDR電壓的變化；以及C. 該微控制器儲存來自該LDR之不同顏色強度的輸出電壓。該微控制器將所儲存的電壓值與預先校準之相對於各種顏色的電壓值進行比較，並決定該溶液的顏色，結果可顯示為數值、或文字(例如，好或壞，乾燥或正常，頭皮屑或正常)、或顏色。
顯示在第5圖方塊圖中本發明的診斷套組，其所包括之顏色測量設備的不同構件如下所列：
該設備不同部分的操作提供如下： A. 將該設備的插頭插入一電源供應器(110/230V，50/60Hz)，並打開電源；B. 手動、或自動重設用於起始/操作韌體的該微控制器(在操作設備前，以手動或自動的方式重設用於起始/操作該韌體的該微控制器)； C. 微控制器經由繼電器而致能開啟LED(發光二極體)，以及LED光通過樣品溶液；D. 來自LDR的輸出電壓(V0)取決於通過樣品溶液傳輸的光的強度；E. 一介面(運算放大器，AMP(operations amplifier))連接在電壓(V0)以及連接至該微控制器的一類比數位轉換器(ADC)之間；F. 微控制器將得自ADC的訊號與預先設置/預先校準的查找表進行比較，以及確定通過樣品的光的顏色；G. 若顏色與該預先設置/預先校準的查找表不相符，就會重複前述步驟(C至F)的操作順序，直到樣品的顏色與該預先設置/預先校準的查找表相同為止；以及H. 於顯示單元上將相符的顏色顯示為數值/顏色/皮膚健康的結果。
該顯示單元顯示數值1至10，其中，1表示正常，以及10表示乾燥/頭皮屑。
顏色梯度的範圍從酒紅色至紫色，紫羅蘭色，淡藍色，深藍色，以及無色。
在此的基質狀況可表示為極佳(excellent)，非常好(very good)，好(good)，滿意(satisfactory)，不好(poor)，糟(bad)，正常頭皮，以及頭皮屑頭皮。
本發明另一方面的構想指向一種可以區別乾燥與正常皮膚狀況以及其他相關連皮膚乾燥的皮膚狀況的方法，例如，頭皮屑，牛皮癬，過敏性皮膚炎，皮膚屏障受損，以及酵素(蛋白酶，脂酶)機能不全等。該方法牽涉到本發明中所使用之奈米粒的顏色會由於相關於皮膚狀況的皮 膚特性而改變。本發明的方法被用於發展決定皮膚健康的診斷套組。
本發明亦提供一種決定表面活性劑在皮膚上的溫和度的方法，其有助於分類化妝/治療材料是與皮膚一樣硬或軟。皮膚屏障功能的損害程度取決於該表面活性劑的溫和度。
本發明亦提供檢測Malassezia(包括其他增生皮膚狀況)所造成之頭皮屑的診斷及預測傾向方法。如表面特性，奈米粒濃度，以及表面活性劑溫和度的特徵決定了本發明中對於皮膚狀況的反應。
本發明揭示如下所述之λmax紅移(red shift)的不同調節因子：
* 成分的改變
* 表面特性的改變
* 型態
* 濃度
* 介電環境
* 角質層誘導之如上所述的奈米粒特性改變
本發明的發明者驚喜地發現並觀察到，雖然pH是奈米粒分散液顏色改變的其中一個原因，但單純的pH改變並不無法讓所需要的反應與觀察直接皮膚樣品一樣。因此，除了皮膚pH以外，尚有一些其他未知的因素在短時間內對觀察結果做出了顯著的貢獻。未知的因子可能是由於脂肪酸成分、蛋白質成分、酵素活性的改變，一些有機酸(乳酸)、血脂、自由基等的出現，或是其他可能對皮膚狀況/健康維持有貢獻的未知因子。
本發明的優點
* 高準確度的即時檢測皮膚狀況(可檢測每分鐘改變)；* 本發明可同時應用於非侵入式及侵入式，以及同時應用於視覺及比色法，亦即，質與量的方法；* 本發明的方法可區分皮膚狀況的每分鐘改變；* 診斷相關於乾燥的不同有害皮膚狀況；* 區分頭皮屑頭皮以及正常角質細胞(corneocytes)；* 描繪出顧客的頭皮健康；* 產生較佳的顧客認知；* 對產品效能產生強烈的科學主張；* 可被用來就地證實演示產品效能；* 本發明提供簡單且可攜的系統，因此在進行就地產品演示時，顧客可相當容易地使用；* 本發明提供具成本效益的方法，可遞送至顧客，以檢查產品效果；* 本發明敘述結果可基於系統顏色的改變而進行分析的程序；以及* 本發明不涉及改變皮膚的物理化學特性，且在不干擾它的情形下檢測皮膚健康。
圖式詳細說明
第1圖顯示決定皮膚健康狀況的診斷套組1。
第2圖顯示決定皮膚健康狀況的診斷套組2。
第3圖闡明所提議之顏色測量設備的示意圖。
第4圖闡明所提議設備的電路圖。
第5圖闡明所提議顏色測量設備之不同構件的方塊圖。
第6圖顯示利用奈米粒對不同皮膚樣品的皮膚健康檢測。皮膚樣品利用膠帶而收集自手掌前臂以及肘部，並於微量離心管(eppendruff)(2mL)中利用奈米粒進行處理。
第7圖顯示關連於反應皮膚狀況/健康之奈米粒的顏色改變的分光光度計測量。
第8圖顯示在奈米粒的UV-Vis光譜上，pH的時間依存效應。結果顯示，僅介質(medium)的pH改變不會產生所需的反應。
第9圖顯示在奈米粒的UV-Vis光譜上，皮膚型態的時間依存效應。
現在，本發明將藉由非作為限定用的實例進行舉例說明。
實例1
該診斷套組1可在二種不同的模式下操作。
模式1：在測試皮膚(例如，手掌前臂或肘部)上滴加水滴(一或數滴)，使其平衡30秒至1分鐘，緊接著利用尖端A接觸該水滴。顏色改變將會反應皮膚狀況(例如，乾燥，頭皮屑的出現)。
模式2：利用膠帶(C)收集皮膚樣品，並將皮膚樣品分散於水中。將尖端C浸入水中，並觀察顏色改變。
Example 2
該診斷套組2可於下述的模式1下操作。
模式1：利用膠帶(C)收集皮膚樣品，並將膠帶連同皮膚樣品放回包含奈米粒溶液的瓶子中，並蓋上蓋子，並搖動30至60秒。觀察顏色變化，與瓶子上所提供的色度進行顏色比對，以決定皮膚狀況。
實例3
利用奈米粒檢測皮膚健康(第6圖)
皮膚樣品是利用膠帶而收集自手掌前臂以及肘部，並於微量 離心管(2mL)中利用奈米粒進行處理。
* 手掌前臂的皮膚樣品立即(10至30秒)改變了奈米粒的顏色(從粉紅色變紫色)。
* 肘部的皮膚樣品立即(10至30秒)改變了奈米粒的顏色(從粉紅色變藍色)。
* 當只有膠帶條時，奈米粒並未顯示任何顏色改變。
實例4
根據本發明之奈米粒分散液的成分如下表1所示。
實例5
檢測程序包括下列步驟：
步驟1：準備奈米粒
(i)在一100mL燒杯中，準備50mL、0.28M的D(+)葡萄糖。
(ii)接著，加入HAuCl4溶液，使HAuCl4的最終濃度為1.9×10-4M。
(iii)最後，在持續攪拌下加入1M NaOH，使NaOH的最終濃度為10-3M。 (iv)將溶液於室溫下儲存過夜，並於隔日用於檢測皮膚健康。
步驟2：收集皮膚樣品
皮膚樣品是利用如下所述的膠帶而收集自手掌前臂及肘部。
(i)利用模版在手掌前臂及肘部上標示的2×2cm2區域。
(ii)將大小2×2cm2的膠帶施加至標示的區域上。
(iii)利用手指以大約相同的壓力將膠帶輕壓至皮膚上。
(iv)接著，將膠帶自皮膚移除，該膠帶上即具有皮膚樣品。
步驟3：利用奈米粒處理皮膚樣品
A. 利用奈米粒處理肘部皮膚樣品
(i)在2.0mL的微量離心管中裝入1.0mL的奈米粒分散液(粉紅色)，再將帶有皮膚樣品(來自肘部的皮膚樣品)的膠帶放入其中。
(ii)利用漩渦混合器混合該溶液30秒。
(iii)可觀察到奈米粒並未改變顏色，即使在數小時後。
B. 利用奈米粒處理手掌前臂皮膚樣品
(i)在2.0mL的微量離心管中裝入1.0mL的奈米粒分散液(粉紅色)，再將帶有皮膚樣品(來自肘部的皮膚樣品)的膠帶放入其中。
(ii)利用漩渦混合器混合該溶液30秒。
(iii)溶液的顏色改變可由視覺以及分光光度計進行監控。
步驟4：奈米粒進行處理之前及之後的UV-Vis光譜分析
(i)記錄奈米粒的UV-Vis光譜。奈米粒的表面電漿能帶(surface plasmon band)可在520nm進行觀察。
(ii)記錄奈米粒在僅有膠帶時的UV-Vis光譜。在僅膠帶存在的情形下(沒有 任何皮膚樣品)，光譜分佈沒有改變。
(iii)記錄處理過手掌前臂皮膚樣品後之奈米粒的表面電漿能帶。光譜分佈維持未改變。
(iv)記錄處理過肘部皮膚樣品後之奈米粒的表面電漿能帶。光譜分佈維持未改變。
觀察結果
可觀察到，奈米粒的粉紅色在一個小時後未改變。亦觀察到，僅膠帶條而沒有任皮膚樣品時不會誘導奈米粒系統的任何顏色改變。
奈米粒的UV-Vis光譜分佈在不同皮膚樣品的存在下維持未改變。
實例6
檢測程序包括下列步驟：
步驟1：準備奈米粒
(i)在一100mL圓底燒瓶中，製作30mL的HAuCl4溶液，使其最終濃度為2.4×10-4M。
(ii)接著，對其加入溴化十六烷基三甲基銨(CTAB，hexadecyltrimethylammonium bromide)水溶液，使CATB的最終濃度為9.4×10-2M。溶液連續攪拌以進行適當的混合。
(iii)在攪拌情形下，對其加入冰冷的硼氫化鈉(sodium borohydride)溶液，因而使得硼氫化鈉在混合液中的最終濃度變為7.2×10-4M。
(iv)混合液立即轉為褐色，表示奈米粒形成。
(v)在進行實驗前，將合成的奈米粒於室溫下儲存過夜。
步驟2：收集皮膚樣品
皮膚樣品是利用如下所述的膠帶而收集自手掌前臂及肘部。
(i)利用模版在手掌前臂及肘部上標示的2×2cm2區域。
(ii)將大小2×2cm2的膠帶施加至標示的區域上。
(iii)利用手指以大約相同的壓力將膠帶輕壓至皮膚上。
(iv)接著，將膠帶自皮膚移除，該膠帶上即具有皮膚樣品。
步驟3：利用奈米粒處理皮膚樣品
A. 利用奈米粒處理肘部皮膚樣品
(i)在2.0mL的微量離心管中裝入1.0mL的奈米粒分散液(粉紅色)，再將帶有皮膚樣品(來自肘部的皮膚樣品)的膠帶加入其中。
(ii)利用漩渦混合器混合該溶液30秒。
B. 利用奈米粒處理手掌前臂皮膚樣品
(i)在2.0mL的微量離心管中裝入1.0mL的奈米粒分散液(粉紅色)，再將帶有皮膚樣品(來自肘部的皮膚樣品)的膠帶加入其中。
(ii)利用漩渦混合器混合該溶液30秒。
(iii)可觀察到奈米粒的粉紅色即使在數小時後亦未改變其顏色。
步驟4：奈米粒進行處理之前及之後的UV-Vis光譜分析
(i)記錄奈米粒的UV-Vis光譜。奈米粒的表面電漿能帶(surface plasmon band)可在520nm進行觀察。
(ii)記錄奈米粒在僅有膠帶時的UV-Vis光譜。在僅膠帶存在的情形下(沒有任何皮膚樣品)，光譜分佈沒有改變。
(iii)記錄處理過手掌前臂皮膚樣品後之奈米粒的表面電漿能帶。光譜分佈 維持未改變。
(iv)記錄處理過肘部皮膚樣品後之奈米粒的表面電漿能帶。光譜分佈維持未改變。
觀察結果
可觀察到，奈米粒的粉紅色在多於一個小時後仍未改變。亦觀察到，僅膠帶條而沒有任皮膚樣品時不會誘導奈米粒系統的任何顏色改變。
奈米粒的UV-Vis光譜分佈在不同皮膚樣品的存在下維持未改變。
實例7
檢測程序包括下列步驟：
步驟1：準備奈米粒
(i)在一100mL燒杯中，準備50mL的0.28M D(+)葡萄糖。
(ii)接著，對其加入HAuCl4溶液，其中HAuCl4的最終濃度為1.9×10-4M。
(iii)最後，在持續攪拌下對其加入1M KOH。KOH的最終濃度為10-3M。
(iv)將溶液於室溫下儲存過夜，並於隔日用於檢測皮膚健康。
步驟2：收集皮膚樣品
皮膚樣品是利用如下所述的膠帶而收集自手掌前臂及肘部。
(i)利用模版在手掌前臂及肘部上標示的2×2cm2區域。
(ii)將大小2×2cm2的膠帶施加至標示的區域上。
(iii)利用手指以大約相同的壓力將膠帶輕壓至皮膚上。
(iv)接著，將膠帶自皮膚移除，該膠帶上即具有皮膚樣品。
步驟3：利用奈米粒處理皮膚樣品
A. 利用奈米粒處理肘部皮膚樣品
(i)在2.0mL的微量離心管中裝入1.0mL的奈米粒分散液(粉紅色)，再將帶有皮膚樣品(來自肘部的皮膚樣品)的膠帶加入其中。
(ii)利用漩渦混合器混合該溶液30秒，且顏色的改變可由視覺以及分光光度計進行監控。
B. 利用奈米粒處理前臂皮膚樣品
(i)在2.0mL的微量離心管中裝入1.0mL的奈米粒分散液(粉紅色)，再將帶有皮膚樣品(來自肘部的皮膚樣品)的膠帶加入其中。
(ii)利用漩渦混合器混合該溶液30秒，且顏色的改變可由視覺以及分光光度計進行監控。
步驟4：奈米粒進行處理之前及之後的UV-Vis光譜分析
(i)記錄有皮膚樣品以及沒有皮膚樣品情形下，奈米粒的UV-Vis光譜。奈米粒的表面電漿能帶(surface plasmon band)可在520nm進行觀察。
(ii)記錄奈米粒在僅有膠帶(沒有任何皮膚樣品)時的UV-Vis光譜。在僅膠帶存在的情形下，光譜分佈沒有改變。
(iii)記錄處理過手掌前臂皮膚樣品後之奈米粒的表面電漿能帶。在處理後30秒可觀察到表面電漿能帶的一紅移。該電漿能帶會紅移至583nm(連同在531nm之一高峰(hump))。
(iv)記錄處理過肘部皮膚樣品後之奈米粒的表面電漿能帶。在處理後30秒可觀察到表面電漿能帶的一另一紅移。該表面電漿能帶會紅移至607nm(連同在531nm之一高峰(hump))。
觀察結果
可觀察到，奈米粒分散液的粉紅色轉為藍色。亦可觀察到，僅膠帶條而沒有任皮膚樣品時不會誘導奈米粒系統的任何顏色改變。還可觀察到，奈米粒分散液的顏色由粉紅色轉為紫色。
奈米粒的UV-Vis光譜分佈在皮膚樣品存在下發生改變。光譜分佈會依據皮膚狀況/健康而發生紅移。
實例8
檢測程序包括下列步驟：
步驟1：準備奈米粒
(i)在一100mL圓底燒瓶中，製作30mL的HAuCl4溶液，使其最終濃度為2.5×10-4M。
(ii)在攪拌情形下，對其加入冰冷的硼氫化鈉(sodium borohydride)溶液，因而使得硼氫化鈉在混合液中的最終濃度變為2.5×10-3M。
(iii)混合液立即轉為藍色，表示奈米粒形成。
(iv)在進行實驗前，將合成的奈米粒於4℃下儲存過夜。
步驟2：收集皮膚樣品
皮膚樣品是利用如下所述的膠帶而收集自手掌前臂及肘部。
(i)利用模版在手掌前臂及肘部上標示的2×2cm2區域。
(ii)將大小2×2cm2的膠帶施加至標示的區域上。
(iii)利用手指以大約相同的壓力將膠帶輕壓至皮膚上。
(iv)接著，將膠帶自皮膚移除，該膠帶上即具有皮膚樣品。
步驟3：利用奈米粒處理皮膚樣品
A. 利用奈米粒處理肘部皮膚樣品
(i)在2.0mL的微量離心管中裝入1.0mL的奈米粒分散液(粉紅色)，再將帶有皮膚樣品(來自肘部的皮膚樣品)的膠帶加入其中。
(ii)利用漩渦混合器混合該溶液30秒。
(iii)可觀察到，奈米粒分散液的粉紅色轉為藍色。亦可觀察到，僅膠帶條而沒有任皮膚樣品時不會誘導奈米粒溶液的任何顏色改變。
B. 利用奈米粒處理手掌前臂皮膚樣品
(i)在2.0mL的微量離心管中裝入1.0mL的奈米粒分散液(粉紅色)，再將帶有皮膚樣品(來自肘部的皮膚樣品)的膠帶加入其中。
(ii)利用漩渦混合器混合該溶液30秒。
(iii)可觀察到，奈米粒分散液的顏色由粉紅色轉為紫色。
步驟4：奈米粒進行處理之前及之後的UV-Vis光譜分析
(i)記錄奈米粒的UV-Vis光譜。奈米粒的表面電漿能帶(surface plasmon band)可在520nm進行觀察。
(ii)記錄奈米粒在僅有膠帶時的UV-Vis光譜。在僅膠帶存在(沒有任何皮膚樣品)的情形下，光譜分佈沒有改變。
(iii)記錄處理過手掌前臂皮膚樣品後之奈米粒的表面電漿能帶。在處理後30秒可觀察到表面電漿能帶的一紅移。該表面電漿能帶會紅移至583nm(連同在531nm有一高峰(hump))。
(iv)記錄處理過肘部皮膚樣品後之奈米粒的表面電漿能帶。在處理後30秒可觀察到表面電漿能帶的一另一紅移。該表面電漿能帶會紅移至607nm(連同在531nm有一高峰(hump))。
觀察結果
可觀察到，奈米粒分散液的粉紅色轉為藍色。亦可觀察到，僅膠帶條而沒有任皮膚樣品時，不會誘導奈米粒系統的任何顏色改變。還可觀察到，奈米粒分散液的顏色由粉紅色轉為紫色。
奈米粒的UV-Vis光譜分佈在皮膚樣品存在下發生改變，光譜分佈會依據皮膚狀況/健康而發生紅移。
實例9
如第7圖中所顯示之關連於反應皮膚狀況/健康的奈米粒顏色改變的分光光度法測量。
* 在水中的奈米粒顯示於可見區域中的吸收峰值(λmax=530nm)。
* 與膠帶一起的奈米粒並未顯示於吸收光譜中的任何位移(λmax=530nm)。
* 處理來自手掌前臂之皮膚樣品的奈米粒顯示於λmax中自λmax=530nm至λmax=545nm的一紅移。
*處理來自肘部之皮膚樣品的奈米粒顯示於λmax中自λmax=530nm至λmax=601nm的一紅移，並在542nm具有一肩峰。
在第8圖中所顯示的結果顯示，僅介質的pH改變不會產生正如在皮膚樣品中所觀察到的所需反應(顏色改變以及於UV-Vis光譜中的波長位移)。在第9圖中所顯示的結果提供了皮膚型態與奈米粒的UV-Vis光譜間的時間依存效應。
因此，UV-Vis光譜分析將提供取決於顏色改變以及吸收峰值位移的皮膚健康量化測量。
實例10
不同奈米粒的測試顯示於表2。在十五個受測的奈米粒中，令人驚喜地，8，9，10，以及14號顯示在具有皮膚樣品的情形下立即的顏色改變。
最終的體積會針對所有的樣品調整至在水中為10mL。
可觀察到，在編號8，9，10，以及14中，第9個奈米粒展現了最大的效果。亦可觀察到，NaOH以及KOH雖然屬於為同族，但他們會引 導不同的成核速度，並決定最終型態以及奈米粒的表面特性。在本發明中所呈現的效力是由於型態，表面特性，以及樣品特別濃度間的共同效果而達成。
實例11
在各種系統中改變pH對皮膚樣品的影響，如於表3中所顯示。
根據表3，令人值得注意地是，類似pH的奈米粒分散液(Au-1，Au-8，以及Au-9)並未對皮膚健康/狀況提供類似的反應，同樣地，具有類似pH的Au-10至Au-15對皮膚樣品亦產生不同的反應。
實例12
奈米粒之表面電荷的角色，如於表4中所顯示。
表4奈米粒之表面電荷的角色
根據表4，令人驚異地是，可觀察到具有類似表面特性的奈米粒(Au-3，Au-8以及Au-6，Au-11)並未對具有不同的性質(皮膚健康/皮膚狀況)之皮膚樣品顯示類似的反應。
實例13
奈米粒的效果是依據其反應時間，亦即，顏色中隨時間之改 變而確定，如表5所示。
第9個奈米粒顯示反應時間為5-30秒。
觀察到的反應時間是成分與結合體的聯合效果。
A‧‧‧尖端
B‧‧‧色度
C‧‧‧膠帶

Claims (13)

  1. 測定皮膚健康狀況的奈米粒分散液，包括：(a)氯金酸、(b)葡萄糖及氫氧化鉀或硼氫化鈉以及(c)水，其中，該奈米粒分散液的一粒子大小為1至100nm，該奈米粒分散液包括大約50-99.9重量百分比的水、大約0.001-10重量百分比的氯金酸、大約0.01-50重量百分比的葡萄糖以及大約0.001-5重量百分比的氫氧化鉀或硼氫化鈉。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的奈米粒分散液，其中，該奈米粒分散液的一粒子大小為5-50nm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的奈米粒分散液，該奈米粒分散液包括水、葡萄糖、氯金酸以及氫氧化鉀。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的奈米粒分散液，其中，該奈米粒分散液包括大約90-99.9重量百分比的水、大約0.01-5重量百分比的氯金酸、大約0.1-10重量百分比的葡萄糖以及大約0.01-10重量百分比的氫氧化鉀或硼氫化鈉。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的奈米粒分散液，其中，該皮膚健康狀況包括關連於選自下列之其他皮膚狀況的乾燥：頭皮屑、牛皮癬、過敏性皮膚炎、皮膚屏障受損以及酵素機能不全。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的奈米粒分散液，可根據選自pH、表面電荷電位、表面活性劑的溫和性、脂肪酸組成、蛋白質組成、酵素活性、有機酸、血脂及自由基的出現的因子而診斷皮膚狀況。
  7. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的奈米粒分散液，其具有5至30秒的一反應時間。
  8. 一種，該套組包括： 一樣品固定器，具有用以測定皮膚健康狀況之奈米粒分散液溶液，該奈米粒分散液溶液包括：a.氯金酸、b.葡萄糖及氫氧化鉀或硼氫化鈉以及c.水，其中，該奈米粒分散液的一粒子大小為1至100nm，該奈米粒分散液包括大約50-99.9重量百分比的水、大約0.001-10重量百分比的氯金酸、大約0.01-50重量百分比的葡萄糖以及大約0.001-5重量百分比的氫氧化鉀或硼氫化鈉；以及一檢測單元，包括一開關以及配置以診斷皮膚健康狀況的該顏色指示器，該檢測單元包括：i. 微控制器，配置以控制操作及接替的該順序；ii. 一介面，在輸出電壓以及連接至該微控制器的一類比數位轉換器之間；iii. 一韌體，用以控制該微控制器的該操作；以及iv. 一顯示單元，包含特定顏色的LED。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的測試套組，該微控制器配置以藉由比較獲得自類比數位轉換器的該訊號與一預先校準的色庫而決定該測試樣品的該顏色。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的測試套組，該顯示單元配置以顯示定義為數值、顏色或基質狀況之該診斷的輸出。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的測試套組，該數值為1至10，其中，1表示正常，以及10表示乾燥。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的測試套組，該診斷為正常、乾燥或頭皮屑狀況。
  13. 一種皮膚健康狀況的診斷方法，該方法包括下列步驟：i. 收集該皮膚測試樣品，並利用奈米粒分散液進行處理，其中該奈米粒分散液包括大約50-99.9重量百分比的水、大約0.001-10重量百分比的氯金酸、大約0.01-50重量百分比的葡萄糖以及大約0.001-5重量 百分比的氫氧化鉀或硼氫化鈉，a)利用膠帶條/膠帶收集該皮膚測試樣品；b)在具有該測試樣品的樣品容器中添加水；以及c)將包括奈米粒分散液的適當著色劑添加至具有在步驟a)及b)中獲得之溶液的該樣品容器中；ii. 測量於步驟i)中所獲得的測試樣品的該顏色a)將該已染色的測試溶液放置於顯示單元之前；b)利用光敏電阻測量測試溶液的顏色強度之該等級；c)將在步驟b)中所決定之測試溶液之顏色強度之該等級與已儲存的對應顏色數值之該等級進行比較；d)決定該溶液的該顏色；e)觀察與微控制器的該預先校正色庫相符的該顏色；以及f)在該顯示單元中顯示藉由數值，顏色，皮膚健康表示的該相符顏色。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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