(57)【要約】【課題】皮膚表面で起こる現象をモデル化し、人工皮膚を用いてＳＶＯＣ経皮暴露量のパラメータを直接測定できる測定装置を提供する。【解決手段】発生源側基板、被測定対象のＳＶＯＣ発生源、気相を配するための複数の厚みの異なるスペーサ、人工皮膚、吸着材、吸着材側基板とからなるＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置であって、前記吸着材は吸着側基板に設けた面積Ａの凹部内に収納され、前記スペーサには前記凹部と同じ形状で同じ面積Ａの穴を有しており、前記発生源側基板と吸着材側基板の間に、被測定対象のＳＶＯＣ発生源、スペーサ、人工皮膚、をこの順に配置して着脱自在に固定する固定手段を備えており、前記ＳＶＯＣ発生源表面から拡散したＳＶＯＣが前記スペーサの前記穴で形成された気相中を移動し、さらに前記人工皮膚内を移動し、前記吸着材に吸着させることを特徴とするパッシブ型のＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生源側基板、被測定対象のＳＶＯＣ発生源、気相を配するための複数の厚みの異なるスペーサ、人工皮膚、吸着材、吸着材側基板とからなるＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置であって、
前記吸着材は吸着側基板に設けた面積Ａの凹部内に収納され、前記スペーサには前記凹部と同じ形状で同じ面積Ａの穴を有しており、
前記発生源側基板と吸着材側基板の間に、被測定対象のＳＶＯＣ発生源、スペーサ、人工皮膚、をこの順に配置して着脱自在に固定する固定手段を備えており、前記ＳＶＯＣ発生源表面から拡散したＳＶＯＣが前記スペーサの前記穴で形成された気相中を移動し、さらに前記人工皮膚内を移動し、前記吸着材に吸着させることを特徴とするパッシブ型のＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置。
【請求項２】
請求項１記載のＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置を用いた発生源表面気中濃度ｙ０の測定方法であって、
前記人工皮膚無しで複数の厚みの異なる複数の前記スペーサにおいて前記吸着材から抽出・分析して得られたＳＶＯＣの総量を前記面積Ａで割り算しさらに測定時間ｔで割り算してFluxを求め、各厚みすなわち各拡散距離でのFluxを、縦軸にFlux、横軸に拡散距離の逆数を取ったグラフにプロットすることにより求めた回帰直線の傾きを、被測定対象のＳＶＯＣ発生源から放散されたＳＶＯＣの気中拡散係数Ｄで割り算することにより発生源表面気中濃度ｙ0を導出することを特徴とする発生源表面気中濃度ｙ0の測定方法。
【請求項３】
請求項１記載のＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置を用いた皮膚表面濃度Ｃskin及び皮膚透過物質移動係数ｈskinの測定方法であって、
人工皮膚から抽出・分析して得られたＳＶＯＣの総量を２倍して人工皮膚厚さで割り算し、さらに前記面積Ａで割り算することで皮膚表面濃度Ｃskinを導出し、
前記吸着材から抽出・分析して得られたＳＶＯＣの総量を前記面積Ａで割り算しさらに測定時間ｔで割り算して求めたFluxと、前記導出した皮膚表面濃度Ｃskinを次の式に代入して整理することで
Flux＝ｈskin×Ｃskin
皮膚透過物質移動係数ｈskinを導出することを特徴とする皮膚表面濃度Ｃskin及び皮膚透過物質移動係数ｈskinの測定方法。
【請求項４】
請求項１記載のＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置を用いた皮膚表面気中濃度ｙskinの測定方法であって、
複数の厚みの異なるスペーサにおいて皮膚中存在量及び吸着材中の存在量を抽出・分析して測定し、両者を加算した値を、前記面積Ａで割り算しさらに測定時間ｔで割り算して求めたFluxと、請求項２記載の発生源表面気中濃度ｙ0の測定方法で求めたｙ0と、被測定対象のＳＶＯＣ発生源から放散されたＳＶＯＣの気中拡散係数Ｄを次式に代入して整理することで
Flux＝Ｄ×（ｙ0−ｙskin）
皮膚表面気中濃度ｙskinを導出することを特徴とする皮膚表面気中濃度ｙskinの測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＶＯＣ（半揮発性有機化合物）類の経皮曝露量測定に関し、例えば、製品からのフタル酸エステル類への経皮曝露量を推定するのに好適な測定装置および測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅の高気密化によって、家具や建材などから放散される様々な化学物質により、頭痛、喉の痛み、眼の痛み、鼻炎、嘔吐、めまい、呼吸器障害、皮膚炎などの、シックハウス症候群や化学物質過敏症等の健康被害が顕在化してきており、社会問題となっている。
本出願人は、すでに、家具や建材などの被検査体から放散される化学物質の放散フラックスを測定するためのパッシブ型放散量測定装置を出願している（特許文献１参照）。この装置は、シャーレ型をしており、底面に吸着剤を設置し、家具や建材などの発生源表面にかぶせると、発生源表面から放散された化学物質が装置内を分子拡散し、吸着材に捕集される構造であって、捕集された化学物質を分析することで、放散量を測定することができる。
また、一連の単位となる全経過期間において断続的に発生する化学物質の経皮曝露量をより現実的に推定できる計算方法（特許文献２、３参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４５２０７号公報
【特許文献２】特開２００５−１１２８０６号公報
【特許文献３】特開２００６−３２９８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の特許文献１は、固体製品からの化学物質の放散量を測定するものであり、製品から皮膚を経由してどの程度曝露するかの情報を得ることは全くできなかった。また、特許文献２、３に挙げるように、計算により経皮曝露量を推計するものであった。また、海外でも、C.J.WeschlerらがＳＶＯＣ類への経皮曝露量の推計を行っているが、これらは物理化学特性に基づいた推計であり、実測されたものではない。また、実測でも、実際のヒトや動物の皮膚に薬剤を添付した後の血中濃度を測定することで、経皮曝露量を求めている研究が多く、様々な固体製品を対象にした多数のサンプル測定には適していない。
このように従来技術では、個体製品からの経皮曝露量は、単なる推定もしくは血中濃度の測定によるものしかなく、間接的にしか経皮曝露量を測定できなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記従来技術の問題点を解決するために、本発明は、皮膚表面で起こる現象をモデル化するとともに、人工皮膚を用いてパラメータを直接測定できるようにしたものである。
すなわち、本発明は、発生源側基板、被測定対象のＳＶＯＣ発生源、気相を配するための複数の厚みの異なるスペーサ、人工皮膚、吸着材、吸着材側基板とからなるＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置であって、前記吸着材は吸着側基板に設けた面積Ａの凹部内に収納され、前記スペーサには前記凹部と同じ形状で同じ面積Ａの穴を有しており、前記発生源側基板と吸着材側基板の間に、被測定対象のＳＶＯＣ発生源、スペーサ、人工皮膚、をこの順に配置して着脱自在に固定する固定手段を備えており、前記被測定対象のＳＶＯＣ発生源表面から拡散したＳＶＯＣが前記スペーサの前記穴で形成された気相中を移動し、さらに前記人工皮膚内を移動し、前記吸着材に吸着させることを特徴とするパッシブ型のＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置である。
また、本発明は上記ＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置を用いた発生源表面気中濃度ｙ0の測定方法であって、前記人工皮膚無しで複数の厚みの異なる複数の前記スペーサにおいて前記吸着材から抽出・分析して得られたＳＶＯＣの総量を前記面積Ａで割り算しさらに測定時間ｔで割り算してFluxを求め、各厚みすなわち各拡散距離でのFluxを、縦軸にFlux、横軸に拡散距離の逆数を取ったグラフにプロットすることにより求めた回帰直線の傾きを、被測定対象のＳＶＯＣ発生源から放散されたＳＶＯＣの気中拡散係数Ｄで割り算することにより発生源表面気中濃度ｙ0を導出することを特徴とする。
また、本発明は、上記ＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置を用いた皮膚表面濃度Ｃskin及び皮膚透過物質移動係数ｈskinの測定方法であって、人工皮膚から抽出・分析して得られたＳＶＯＣの総量を２倍して人工皮膚厚さで割り算し、さらに前記面積Ａで割り算することで皮膚表面濃度Ｃskinを導出し、前記吸着材から抽出・分析して得られたＳＶＯＣの総量を前記面積Ａで割り算しさらに測定時間ｔで割り算して求めたFluxと、前記導出した皮膚表面濃度Ｃskinを次の式に代入して整理することで
Flux＝ｈskin×Ｃskin
皮膚透過物質移動係数ｈskinを導出することを特徴とする。
また、本発明は、上記ＳＶＯＣ経皮曝露量測定装置を用いた皮膚表面気中濃度ｙskinの測定方法であって、複数の厚みの異なるスペーサにおいて皮膚中存在量及び吸着材中の存在量を抽出・分析して測定し、両者を加算した値を、前記面積Ａで割り算しさらに測定時間ｔで割り算して求めたFluxと、請求項２記載の発生源表面気中濃度ｙ0の測定方法で求めたｙ0と、被測定対象のＳＶＯＣ発生源から放散されたＳＶＯＣの気中拡散係数Ｄを次式に代入して整理することで
Flux＝Ｄ×（ｙ0−ｙskin）
皮膚表面気中濃度ｙskinを導出することを特徴とする
【発明の効果】
【０００６】
従来技術では間接的にしか材料からの経皮曝露量を測定することができなかったが、本発明では、簡単な装置構成でＳＶＯＣ類経皮曝露量に関するパラメータを直接測定することができ、暴露量を推定できるようにした。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のＳＶＯＣ類経皮曝露量測定装置の一実施例を示した説明図。
【図２】図２は、図１で示した装置の主な部品を示した図。
【図３】図３は、図１の装置で用いる培養人工皮膚を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のＳＶＯＣ類経皮曝露量測定装置は、人工皮膚を用いて床材等のＳＶＯＣ類発生源から放散されるＳＶＯＣ経皮暴露量を測定するためのパッシブ型の想定装置であり、被測定対象のＳＶＯＣ発生源、気相を配するためのスペーサ、皮膚（培養人工皮膚）、吸着材をこの順で二つの基板の間に着脱自在に装着する。スペーサの厚みを変えることで気相（空気層）の厚みを変えることができ律速過程について情報を得ることができ、被測定対象のＳＶＯＣ発生源表面から放散されたＳＶＯＣが気相中を分子拡散し、人工皮膚表面に吸着し、皮膚中を透過して吸着材（血液をモデル化したもの）に捕集される。このときの、皮膚中及び吸着材中に捕集されたＳＶＯＣを抽出・分析することで、皮膚表面濃度（Ｃskin）及び皮膚透過物質移動係数（ｈskin）を測定することができる。皮膚無しで異なる複数のスペーサ厚みについて、吸着材中に捕集されたＳＶＯＣを抽出・分析することにより発生源表面気中濃度（ｙ0）を測定することができ、皮膚有りで異なる複数のスペーサ厚みについてFluxを測定し、先に求めた発生源表面気中濃度（ｙ0）と気中拡散係数の文献値とを用いれば、皮膚表面気中濃度（ｙskin）求めることができる。
【実施例】
【０００９】
図１、２に本発明のパッシブ型のＳＶＯＣ類経皮曝露量測定装置の一実施例を示す。
図１では、発生源側基板、被測定対象のＳＶＯＣ発生源の例としての床材、気相を配するためのスペーサ、皮膚（培養人工皮膚）、吸着材、吸着材側基板をこの順にボルトナットなどの固定手段で着脱自在に固定する。なお吸着材は吸着材側基板に設けた凹部内に納める。また、スペーサは厚みの異なる複数種類を備える。図２で示した例では、スペーサ厚さは、例えば０．５ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、８ｍｍの４種類を備え、スペーサに設けた穴（ＳＶＯＣ類が通過する領域となる）は内径１０ｍｍφ、吸着材側基板に設けた吸着材を納める凹部の内径１０ｍｍφ、両基板とスペーサにはいずれもＳＶＯＣ類の吸着の少ない材質例えばＰＴＦＥ製のものを用いる。図３は、培養人工皮膚（角質層＋真皮層）を示したものである。
【００１０】
図１における記号は、それぞれ
Ｃ0：ＳＶＯＣの発生源（床材）表面濃度
Ｋ：発生源表面分配係数
ｙ0：発生源表面気中濃度
ｙskin：皮膚表面気中濃度
Ｃskin：皮膚表面濃度
Ｋskin：皮膚表面分配係数
Ｃad：皮膚吸着材側表面濃度
などを表す。また、図１の例から皮膚（人工皮膚）を除いて組み立てた場合の吸着材表面気中濃度をｙadで表す。
ここで、吸着材は血管をモデル化したものであり、Ｃad及びｙadの値はゼロと仮定する。
また、
ＳＶＯＣの吸着材への吸着量＝Flux×Ａ×ｔ
で表せ、ここでＡは吸着材の面積（吸着材側基板に設けた吸着材を納める凹部の面積であり、図２の例では１０ｍｍφの円の面積となる。また、スペーサに設けた穴の面積とも等しい）であり、ｔは吸着させる間の時間であり、Fluxは単位面積・単位時間当たりの移動量にあたる。そうすると、Ａは装置構成から既知の値、吸着材への吸着量は測定により求まり、ｔも測定時の吸着に要した時間であるから、前記式からFlux（以下「フラックス」と表記することもある）が求まる。
【００１１】
（各パラメータの導出法）
（１）ｙ0：発生源表面気中濃度の導出
図１で示した本発明の経皮曝露量測定装置を用い、皮膚無しで異なる複数のスペーサ厚さ（装置構成から既知の値）、すなわち異なる複数の拡散距離、における気中でのFluxを測定により求め、求めた各拡散距離でのFluxを、縦軸にFlux、横軸に拡散距離の逆数を取ったグラフにプロットすることにより求めた回帰直線の傾きを、拡散係数Ｄで割り算することによりｙ0を導出する。
なお、被測定対象のＳＶＯＣ発生源から放散される各ＳＶＯＣの気中での拡散係数Ｄは文献値としてすでに知られているものを用いればよく、また、ｙadの値はゼロとみなす。
【００１２】
（２）Ｃskin：皮膚表面濃度の導出
図１に示した本発明の経皮曝露量測定装置を皮膚有りで用い、Ｃad：皮膚吸着材側表面濃度をゼロと仮定し、皮膚中の濃度は皮膚の厚み方向に沿って皮膚表面濃度Ｃskinからゼロに直線的に変化すると仮定する。そうすると、皮膚中に存在するＳＶＯＣの量は皮膚表面濃度Ｃskinに皮膚厚さ（装置構成から既知の値）をかけ算して２で割って前記面積Ａ（図２の例では１０ｍｍφの円の面積）をかけ算した値となる。そのため、皮膚から抽出・分析して得られたＳＶＯＣの総量を２倍して皮膚厚さで割り算し、さらに前記面積Ａで割り算することで皮膚表面濃度Ｃskinが導出できる。
（３）ｈskin：皮膚透過物質移動係数の導出
皮膚の吸着材側表面濃度Ｃadをゼロと仮定すると、測定で得られるFluxは以下の式を満たす。
Flux＝ｈskin×Ｃskin
つまり、測定で得られたFluxと上記（２）で求めたＣskinを上式に代入して整理すれば皮膚透過物質移動係数ｈskinが導出できる。
【００１３】
（４）ｙskin：皮膚表面気中濃度の導出
図１に示した本発明の経皮曝露量測定装置を皮膚有りで用い、異なる複数のスペーサ厚さ（装置構成から既知の値）、すなわち異なる複数の拡散距離、において皮膚中存在量及び吸着材中の存在量を抽出・分析して測定し、両者を加算した値を、前記面積Ａで割り算しさらに測定時間ｔで割り算してFluxを求める（ここでのFluxは、上記段落００１１、００１２、００１３のFluxの値と異なる点に注意）。
こうして求めたFluxは以下の式を満たしており、
Flux＝Ｄ×（ｙ0−ｙskin）
ここで、ｙ0は上記（１）で求めており、Ｄは気中拡散係数の文献値を用いればよいから、上式にFlux、ｙ0、Ｄの値を代入して整理することにより皮膚表面気中濃度ｙskinが導出できる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
上記説明ではＳＶＯＣ類の経皮曝露量測定装置として説明したが、ＳＶＯＣ類以外の化学物質の経皮曝露量の測定にも利用することができる。
また本測定装置は、例えば、材料開発分野において、健康影響の小さい製品の開発に際しての利用や、化学物質管理を行う際のデータ取得のために利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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