皮膚から放出される「極めて微量な血中由来の揮発性成分」を検知し、濃度分布をリアルタイムに画像化する装置を、東京医科歯科大学のグループが開発した。

 「皮膚ガス」は無意識のうちに恒常的に放出されており、血中に存在する揮発性有機化合物を含むため、疾患や代謝の状況に応じた濃度や成分を経時的にモニタリングするサンプルとして有用と考えられている。しかし、濃度が極めて低いこと、身体の部位により汗腺の密度、表皮層数など異なる皮膚特性と関連付けた計測が必要であることなど、研究上の課題も多かった。

 こうした課題を解決するため、本グループは、経皮放出される血中揮発成分の濃度分布をリアルタイムに観察できるガスイメージング装置(探嗅カメラ)を世界で初めて開発した。また、複雑な曲面を有する体表面でも正確なガスイメージングを実現するため、皮膚曲面の凹凸を補正するフィッティングデバイス(二次元真弧:マコ)も開発した。

 この装置の実証実験として、アルコール飲料を摂取後の被験者から放出される皮膚ガス中のエタノール、および代謝産物であるアセトアルデヒドの濃度分布を画像化したところ、アルコール代謝を非侵襲にモニタリングすることができたという。また、対象部位とした手掌、手指、手背、足裏、耳のうち、発汗が少なく表皮が薄い耳周辺領域が、最も計測に適した部位であることも見出した。

 エタノールおよびアセトアルデヒドの検出には、アルコールと反応する酵素とバイオ蛍光法を用いたが、酵素の種類を変更すれば、他のガス種の画像化も可能。例えば糖尿病で発生するアセトンガスの可視化や、皮膚がんや乳がんに伴う皮膚ガスの可視化によって、非侵襲的な疾患の早期スクリーニング法の開発が期待できるとしている。

論文情報:【ACS Sensors】Transcutaneous blood VOC imaging system (skin-gas cam) with real-time bio-fluorometricdevice on rounded skin surface

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大学ジャーナルオンライン編集部

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