(57)【要約】【課題】照射光による測定試料の光劣化現象を反映し、且つ、ＳＰＦ値の高い測定試料においても、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値と高い相関を示す、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ測定による紫外線防御効果の評価方法、及びこの方法を用いた紫外線防御効果の評価装置を提供する。【解決手段】予め設定される光照射時間による紫外線を含む光源の光照射により測定試料の分光透過スペクトルの経時変化を測定する第１のステップと、前記第１のステップにより得られる測定結果に基づいて前記測定試料の前記分光透過スペクトルの経時変化に応じた補正を行う第２のステップと、前記第２のステップにより得られる補正結果を用いて前記測定試料の最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する第３のステップとを有する。【選択図】図４
2008111834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定される光照射時間による紫外線を含む光源の光照射により測定試料の分光透過スペクトルの経時変化を測定する第１のステップと、
前記第１のステップにより得られる測定結果に基づいて前記測定試料の前記分光透過スペクトルの経時変化に応じた補正を行う第２のステップと、
前記第２のステップにより得られる補正結果を用いて前記測定試料の最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する第３のステップとを有することを特徴とする紫外線防御効果の評価方法。
【請求項２】
前記第１のステップは、
所定の紫外線領域における前記測定試料の分光透過スペクトルを所定の波長間隔で測定する分光透過スペクトル測定ステップと、
前記分光透過スペクトル測定ステップにより得られる前記分光透過スペクトルから光照射時間を設定する照射時間設定ステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の紫外線防御効果の評価方法。
【請求項３】
前記照射時間設定ステップは、
標準試料の既知であるｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値及び前記標準試料の前記分光透過スペクトルから多変量回帰分析法により相関を算出し、前記相関及び前記測定試料の前記分光透過スペクトルから前記測定試料の暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出し、前記暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値に０．０８を乗じた時間以上、前記暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値に１．５０を乗じた時間未満を前記光照射時間とすることを特徴とする請求項２に記載の紫外線防御効果の評価方法。
【請求項４】
前記多変量回帰分析法は、
ＰＬＳ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅｓ）回帰分析法を用いることを特徴とする請求項３に記載の紫外線防御効果の評価方法。
【請求項５】
前記第１のステップは、
前記測定試料の前記分光透過スペクトルの経時変化について、前記光照射時間を秒単位で制御し、且つ、前記光照射時間中の任意の時間毎に前記分光透過スペクトルのデータを取得することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の紫外線防御効果の評価方法。
【請求項６】
前記第１のステップは、
前記測定試料における分光透過スペクトルの光劣化による経時変化を測定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の紫外線防御効果の評価方法。
【請求項７】
前記第２のステップは、
前記第１のステップで測定された前記分光透過スペクトルの経時変化を時間平均スペクトルとして補正することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の紫外線防御効果の評価方法。
【請求項８】
前記第３のステップは、
前記照射時間設定ステップで算出された前記相関、及び前記第３のステップで補正された前記時間平均スペクトルから前記最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出することを特徴とする請求項３に記載の紫外線防御効果の評価方法。
【請求項９】
前記分光透過スペクトル測定ステップは、
前記測定試料が塗布された前記紫外線を透過する皮膚代替膜に前記紫外線を照射し、前記測定試料及び前記皮膚代替膜を透過した前記紫外線のスペクトルを測定することを特徴とする請求項２に記載の紫外線防御効果の評価方法。
【請求項１０】
予め設定される光照射時間による紫外線を含む光源の光照射により測定試料の分光透過スペクトルの経時変化を測定する経時変化測定手段と、
前記測定手段により得られる測定結果に基づいて前記測定試料の前記分光透過スペクトルの経時変化に応じた補正を行う補正手段と、
前記補正手段により得られる補正結果を用いて前記測定試料の最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出するＳＰＦ予測値算出手段とを有することを特徴とする紫外線防御効果の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線防御効果の評価方法及び評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線による日焼けを防止するための化粧品（いわゆるサンケア商品）の紫外線防御効果を表わす尺度としては、ＳＰＦ（Ｓｕｎ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｆａｃｔｏｒ）値が用いられる。このＳＰＦ値は、紫外線による日焼けから肌を守り、日焼けを防ぐ効果を示す指数であり、サンケア商品を使用した場合に、かすかに赤みを起こさせるために必要な紫外線量を、サンケア商品を使用しない場合に、かすかに赤みを起こさせるために必要な紫外線量で除した値により定義される。例えば、ＳＰＦ値が１０のサンケア化粧品を使用すると、素肌で日焼けする場合の１０倍の紫外線をあびた時に、素肌と同じような日焼け（紅斑）をするという意味である。ＳＰＦ値の測定には、季節や場所によって値が異なる可能性がある太陽光ではなく、太陽光線に非常に近い人工光（ソーラシミュレーター）を採用している。測定法は、製品を塗らない肌と塗った肌にそれぞれ一定量の紫外線を照射し、翌日、紅斑を起こしたかどうかを調べることによる。
【０００３】
上述の方法に準拠して測定したＳＰＦ値を用いれば、サンケア商品の紫外線防御効果の容観的な評価が可能となる。しかし、上述の方法は多数の特定の肌タイプの被験者の協力が不可欠であるので、多大な費用と日数とを必要とする。したがって、例えば、開発段階にある製品の紫外線防御効果の評価のためなどに、ｉｎ  ｖｉｔｒｏで、簡便に、上述の方法で得られたｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値との相関が高いｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値の算出方法の関発が望まれてきた。
【０００４】
従来、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ測定による紫外線防御効果の評価方法としては、有機溶媒で希釈した試料を石英セルに入れ、その紫外線の吸光度又は透過率を測定する希釈溶液法、並びに、試料を石英板上で均一な厚さのフィルム膜として形成し、その紫外線の吸光度又は透過率を測定する薄膜法などが知られていた。このような従来方法は、紫外線吸収剤の吸収極大波長及び防御波長領域などの特性を把握するには有意義であるが、ＳＰＦ値を予想することはできなかった。それは、これらの紫外線防御効果の評価方法が、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値を測定する方法と大きく乖離しているためであった。また、ＳＰＦ値が示す生体反応には、紫外線の波長依存性があり、紅斑反応を起こしやすい紫外線波長から紅斑反応を起こしづらい紫外線波長までがあるために、生体に対する影響について波長毎に考慮する必要があると考えられた。
【０００５】
上述の２つの問題点について、非特許文献１では、皮膚代替膜としての医療用テープ上に試料を塗布し、試料の分光透過スペクトルを測定した。この測定結果を、Ｄｉｆｆｅｙ  ＆  Ｒｏｂｓｏｎ式により演算し、ＳＰＦ値を演算した。このＤｉｆｆｅｙ  ＆  Ｒｏｂｓｏｎ式は、人間の生体反応としての紅斑反応の波長依存性について、非特許文献２で開示された紅斑係数を用いることで対応をとったために、上述の課題を解決することに成功していた。
【０００６】
しかしながら、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値には、個体差、部位差、年齢差、性差、及び皮膚タイプの差などのあらゆる要因があるために、紅斑係数の一例のみによって、正確にＳＰＦ値を予測することは実際には非常に困難であることが問題とされていた。
【０００７】
そのため、紅斑係数のみを採用するのではなく、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が既知である多数の試料と分光透過スペクトルとの関係から、統計的に高い相関が得られる演算式を導き出し、未知の試料においても、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ値を予測できる評価方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この評価方法により、高精度でｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値が得られ、個体差、部位差、年齢差、性差、及び皮膚タイプの差などから生じるバラツキの要因も解決した。
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｃｏｓｍｅｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｓ  （１９８９）  ４０：３３，１２７−１３３
【非特許文献２】ＣＩＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  （１９８７）  ６：１，１７−２２
【特許文献１】特許第３３３７８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１で開示された紫外線防御効果の評価方法は、ＳＰＦ値３０程度までは、精度の良い予測が可能であるものの、ＳＰＦ値３０以上の試料に対しては正確な予測を行うことができないという問題があった。近年では、ＳＰＦ値５０以上の製品が主流であり、今後さらなる高ＳＰＦ値を有する製品が投入されることが予想される。
【０００９】
また、昨今においては、紫外線吸収剤の紫外光による光劣化現象について多くの知見が明らかになってきた。よって、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値の算出方法においても、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値の測定条件と同様な光照射条件を再現することによる、ＳＰＦ値の低下相当分を正しく見積もることが、正確なＳＰＦ値の予測には不可欠であると考えられる。
【００１０】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、照射光による試料の光劣化現象を反映し、且つ、ＳＰＦ値の高い試料においても、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値と高い相関を示す、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ測定による紫外線防御効果の評価方法、及びこの方法を用いた紫外線防御効果の評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を達成するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の紫外線防御効果の評価方法は、予め設定される光照射時間による紫外線を含む光源の光照射により測定試料の分光透過スペクトルの経時変化を測定する第１のステップと、前記第１のステップにより得られる測定結果に基づいて前記測定試料の前記分光透過スペクトルの経時変化に応じた補正を行う第２のステップと、前記第２のステップにより得られる補正結果を用いて前記測定試料の最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する第３のステップとを有する。
【００１３】
また、本発明の紫外線防御効果の評価装置は、予め設定される光照射時間による紫外線を含む光源の光照射により測定試料の分光透過スペクトルの経時変化を測定する経時変化測定手段と、前記測定手段により得られる測定結果に基づいて前記測定試料の前記分光透過スペクトルの経時変化に応じた補正を行う補正手段と、前記補正手段により得られる補正結果を用いて前記測定試料の最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出するＳＰＦ予測値算出手段とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、照射光による試料の光劣化現象を反映し、且つ、ＳＰＦ値の高い試料においても、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値と高い相関を示す、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ測定による紫外線防御効果の評価方法、及びこの方法を用いた紫外線防御効果の評価装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の最良の実施形態について図面と共に説明する。
【００１６】
本実施形態の紫外線防御効果の評価方法、及びこの方法を用いた紫外線防御効果の評価装置は、例えば予め設定される光照射時間による紫外線を含む光源の光照射により測定試料の分光透過スペクトルの経時変化を測定する第１のステップと、得られた分光透過スペクトルの経時変化に応じた補正を行う第２のステップと、測定試料の最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する第３のステップとからなる本測定を行う。
【００１７】
なお、第１のステップでは、例えば、２９０乃至４００ｎｍの紫外線で測定試料の分光透過スペクトルを１ｎｍ毎に測定するステップと、得られた分光透過スペクトルから下述する本測定の光照射時間を決めるステップとからなる予備測定を行ってもよい。以下、この方法及び装置について説明する。
【００１８】
（評価装置の概略構成例）
図１は、本実施形態の紫外線防御効果の評価装置の概略構成の一例を示す図である。
【００１９】
図１を参照するに、紫外線防御効果の評価装置１０は、大略すると、光源１１と、フィルタ１２と、光ファイバ１３と、照射ポート１４と、皮膚代替膜１６と、分光器１７と、光検出器１８と、電算機１９とを有するよう構成されている。この紫外線防御効果の評価装置１０は、下述する紫外線防御効果の評価方法を測定試料に適用するための装置である。
【００２０】
光源１１は、本実施形態においてはキセノンランプが好適に用いられるが、これに限定されるものではない。また、光源１１は、下述する電算機１９と接続されており、電算機１９によって光源１１のオン／オフが制御される。
【００２１】
フィルタ１２は、光源１１からの光の進行方向近傍にあり、光源１１から発せられた光線を、例えば２９０乃至４００ｎｍの波長のＵＶＢ及びＵＶＡの紫外線等、所定の紫外線領域にする。これは、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ測定現場の光源を再現して照射することを意味する。また、上述の２９０乃至４００ｎｍの波長のＵＶＢ及びＵＶＡの紫外線にするフィルタ１２としては、ＷＧ３２０フィルタ及びＵＧ１１フィルタ（いずれもＳＣＨＯＴＴ社製）が好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、所望する紫外線領域等により適切なフィルタが用いられる。
【００２２】
光ファイバ１３は、フィルタ１２からの光の進行方向近傍にある。フィルタ１２を透過した紫外線を照射ポート１４へ導く。
【００２３】
照射ポート１４から上述の紫外線が照射され、照射ポート１４と光検出器１８は所定の間隔で固定され、所定の量及び方法で試料１５が塗布された皮膚代替膜１６が、照射ポート１４から一定の距離の位置に固定される。光の進行する順序で示すと、照射ポート１４、試料１５、皮膚代替膜１６、分光器１７、及び光検出器１８の順に配置されている。なお、この皮膚代替膜１６までの配置は、ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＳＵＮ  ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ  ＦＡＣＴＯＲ（ＳＰＦ）  ＴＥＳＴ  ＭＥＴＨＯＤ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２００３で規定されたｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ測定法に準じている。
【００２４】
皮膚代替膜１６は、測定試料１５が塗布され、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ測定における生体の皮膚に代わるものであり、２９０乃至４００ｎｍの紫外線を吸収しない素材から構成されることが好ましく、非特許文献１では、医療用テープを皮膚代替膜として用いる方法が開示されている。本実施形態では、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂板（ＰｌｅｘｉｇｌａｓＴＭ，Ｓｃｈｏｎｂｅｒｇ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．  ＫＧ社製）が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。
【００２５】
光検出器１８は、２９０乃至４００ｎｍの範囲の光を１ｎｍ間隔にて分光器１７で分光し、それぞれの強度を電圧に変換し、さらにＡ／Ｄ変換して電算機１９に出力する。紫外線防御効果の評価装置１０では、上述の測定試料１５及び皮膚代替膜１６を透過した光線を光検出器１８が検出することになる。
【００２６】
電算機１９は、光検出器１８から１ｎｍ毎の分光強度を入力し、下述する処理を行なって本測定での光照射時間及び最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する。また、電算機１９は、上述の通り光源１１のオン／オフを制御する。
【００２７】
なお、電算機１９は、光検出器１８からのデータを受信し、その内容からユーザにわかりやすい形にするようにデータを処理し、結果を画面に表示したり、結果を記録紙に打ち出したり、結果を記憶媒体に保存したりすることができる。また、電算機１９は、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等を用いることができ、入力手段等によるユーザからの指示等により上述した評価装置１０における各機能を実行させることができる。
【００２８】
（評価装置の機能構成例）
図２は、本実施形態の紫外線防御効果の評価装置の機能構成の一例を示す図である。
【００２９】
図２を参照するに、紫外線防御効果の評価装置１０は、大略すると、入力手段２１と、出力手段２２と、蓄積手段２３と、分光透過スペクトル測定手段２４と、照射時間設定手段２５と、経時変化測定手段２６と、補正手段２７と、ＳＰＦ予測値算出手段２８と、制御手段２９とを有するよう構成されている。
【００３０】
入力手段２１は、例えば電算機１９に設けられ、ユーザなどからの評価開始指示や、測定結果を出力手段２２により出力させるなどの各種データの入力を受け付ける。なお、入力手段２１は、例えばキーボードや、マウスなどのポインティングデバイスなどからなる。
【００３１】
また、出力手段２２は、例えば電算機１９に設けられ、入力手段２１により入力された内容や、入力内容に基づいて実行された内容などの表示・出力を行う。なお、出力手段２２は、ディスプレイやスピーカなどからなる。さらに出力手段２２としてプリンタなどの機能を有していてもよく、その場合には、簡単な測定結果や算出結果などを紙などの印刷媒体に印刷して、ユーザなどに提供することもできる。
【００３２】
また、蓄積手段２３は、例えば電算機１９に設けられ、分光透過スペクトル測定手段２４にて測定された結果や、照射時間設定手段２５により設定された照射時間、経時変化測定手段２６により測定された結果、補正手段２７により得られる補正情報、ＳＰＦ予測値算出手段２８により算出された結果などの各種データを蓄積する。
【００３３】
また、分光透過スペクトル測定手段２４は、例えば光検出器１８などにより２９０乃至４００ｎｍの紫外線で測定試料１５の分光透過スペクトルを１ｎｍ毎に測定する。つまり、分光透過スペクトル測定手段２４は、本測定における光照射時間を決定するための予備測定を行う。また、照射時間設定手段２５は、電算機１９の機能として上述した分光透過スペクトル測定手段２４における予備測定により得られる分光透過スペクトルに基づいて光照射時間を設定する。なお、予備測定の詳細については、後述する。
【００３４】
また、経時変化測定手段２６は、電算機１９の機能として照射時間設定手段２６により設定された光照射時間による光照射により測定試料１５の分光透過スペクトルの経時変化を測定する。なお、経時変化測定手段２６は、測定試料１５における分光透過スペクトルの光劣化による経時変化を測定する。これにより、照射光による試料の光劣化現象を反映したｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出することができる。
【００３５】
また、補正手段２７は、電算機１９の機能として経時変化測定手段２６により得られる測定結果に基づいて測定試料１５の分光透過スペクトルの経時変化に応じた補正を行う。さらに、ＳＰＦ予測値算出手段２８は、電算機１９の機能として補正手段２７により得られる補正結果を用いて測定試料の最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する。
【００３６】
さらに、制御手段３０は、電算機１９の機能として評価装置１０の各構成部全体の制御を行う。具体的には、例えばユーザなどによる入力手段２１からの指示などに基づいて、分光透過スペクトルの測定や照射時間の設定、光劣化測定、分光透過スペクトルの経時変化に応じた補正、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値の算出などの制御を行う。また、制御手段２９は、電算機１９の機能として光源１１のオン／オフの制御を行う。なお、本測定の詳細については、後述する。
【００３７】
（予備測定について）
ここで、下述するように、予備測定の際に光検出器１８は、例えば２９０乃至４００ｎｍの紫外線領域における分光透過スペクトルを所定の波長間隔で測定する。なお、所定の波長間隔としては、例えば、１ｎｍ毎や５ｎｍ毎などがあるが、本発明においては特に限定されるものではない。したがって、以下の説明では、一例として１ｎｍ毎に測定するものとする。また、１ｎｍ毎に測定するためには、この波長領域に感度特性をあわせた光検出器１８及び分光器１７を必要とするが、特に限定されるものではない。ただし、分光透過スペクトルを１ｎｍ毎に測定するためには、分光器１７の波長分解能が１ｎｍ以下である必要がある。
【００３８】
紫外線防御効果の評価装置及び評価方法では、試料の分光透過スペクトルを測定するため、高ＳＰＦ値の試料になるほど、試料による紫外線吸収効果が高くなるため、結果として透過光量が少なくなる。このため、ＳＰＦ値が５０を超えるような高ＳＰＦ値の試料においても精度よくＳＰＦ値を予測するためには、微弱光の検出感度に優れる光検出装器が必要である。光検出器としては、従来、フォトダイオードアレー及びＣＣＤなどが一般的に使用されてきた。しかし、近年の微弱光検出技術の進展により、検出感度を高めた光電子増倍管も利用されることが多くなっている。従来のフォトダイオードアレー及びＣＣＤに比べて、検出感度が高いことは理論上からも明らかであるが、検出する光の波長領域によって、光電子増倍管の光電面の素材を選定する必要がある。本実施形態では、特に、２９０乃至４００ｎｍの紫外線領域に感度特性のすぐれた光電子増倍管を用いることにより、高ＳＰＦ値の試料まで測定が可能となる。
【００３９】
（予備測定と光照射時間の決定）
本実施形態では、本測定に先立って、測定試料の分光透過スペクトルを測定する予備測定を行う。この予備測定で得られた試料の分光透過スペクトルから、本測定における光照射時間を決定する。この光照射時間を決定する方法は、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が既知である標準試料の測定結果に基づき、まず暫定ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ予測値を算出することから始める。
【００４０】
ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が既知である複数の標準試料に対して、分光透過スペクトルを測定し、このスペクトルと既知のｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値との相関関係を波長毎の透過光強度から多変量解析を行う。この多変量解析から求められる数値とｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値の関係でプロットした点群からなる検量線と、測定試料の分光透過スペクトルの結果とから、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値に近い暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を求めるという解析方法である。
【００４１】
また、本実施形態の多変量解析は、公知の解析法であるＰＬＳ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅｓ）回帰分析法を用いることを特徴とする。通常用いる重回帰分析法は、解析に用いる全てのパラメータを用いて回帰分析を行なう方法であり、原理的には多くの因子を含んだデータの解析に利用できる。しかしながら、目的変数に比べて説明変数が多いような場合には、過度のフィッティングを行うため適切な回帰式を得ることができない。一方、本実施形態として用いるＰＬＳ回帰分析は、多数の説明変数があるときに予測モデルを構築する一つの方法である。ＰＬＳ回帰分析は、予測が最終的な目標であり、計測する因子の数を制限する必要が実際上ない場合には、非常に有用な手段となり得る。例えば今回のような分光スペクトルのデータを用いている場合などがこれにあたる。
【００４２】
図３は、標準試料におけるｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値及びｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値の相関を示す図である。
【００４３】
図３を参照するに、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が既知である標準試料において、上述のＰＬＳ回帰分析法によりＳＰＦ値を予測した結果である。横軸は既知のｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値を、縦軸はｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値をそれぞれ示す。
【００４４】
なお、図３の縦軸に示されるｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、この予備測定及び下述するよう本測定を経て、試料の光劣化現象を考慮することにより予測された結果であり、相関係数（Ｒ２＝０．９７４３）が示すようにｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ値の予測精度は高いものである。よって、予備測定により測定試料の分光透過スペクトルが得られれば、暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値として、ある程度の精度で測定試料のＳＰＦ値を把握できることになる。
【００４５】
測定試料の光照射時間は、実際の生体を用いて行うｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ測定現場の条件を再現し、暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値が高いほど光照射時間も長くなるように、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値と比例関係となるように設定される。そのため、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値の測定現場における、１ＭＥＤ（Ｍｉｎｉｍｕｌ  Ｅｒｙｔｈｅｍａ  Ｄｏｓｅ）に基づいて計算される。ここで、１ＭＥＤとは、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値の測定現場において、被験者の被験部位における最小紅斑量を惹起するのに要する紫外線光量のことである。
【００４６】
ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ測定現場で用いられている紫外線ランプ（ソーラーシミュレーター）は、光源の光量及びスペクトル分布が規格化されているため、１ＭＥＤは主として時間単位で表現される。これは、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ測定現場では、被験部位において、試料無塗布の状態で確認されているものである。
【００４７】
上述のように、ヒトの個体差、部位差、年齢差、性差、及び皮膚タイプ差などといったばらつきの要因があるが、本実施形態においては、１ＭＥＤを５秒（０．０８３分）から９０秒(１．５分)の範囲におさまるものと仮定することとする。この仮定条件から、本実施形態の本測定における光照射時間は、暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値×０．０８（分）以上、暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値×１．５０（分）未満とする。データの再現性などの観点から、本実施形態においては、１ＭＥＤを好ましくは１０秒から６０秒の範囲、さらに好ましくは２０秒から５０秒の範囲とする。この換算で光照射時間を計算すると、予備測定による暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値が５０であり、１ＭＥＤが３０秒(０．５分)である場合には、５０×０．５＝２５分の光照射を行うことになる。
【００４８】
上述の光照射時間の算出は、電算機１９で行われる。また、下述する本測定において、電算機１９は、所定の光照射時間となるように光源１１を制御する。
【００４９】
（本測定と光劣化に応じた補正）
本測定として、上述の予備測定の結果から算出された光照射時間継続して測定試料に２９０乃至４００ｎｍの紫外線を照射する。このとき、測定試料の分光透過スペクトルの経時変化を測定し、測定試料の光劣化の変化に応じた補正処理を行った上で、最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する。
【００５０】
ここで、測定試料の光劣化現象とは、有機系紫外線吸収剤が光照射を受けて異性化などを起こすことにより、本来の紫外線吸収能が低下することである。つまり、光劣化現象によって、測定試料のＳＰＦ値が低下することを意味している（例えば、Ｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｕｎｓｃｒｅｅｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ：  Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，  Ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ  ＆  Ｔｏｉｌｅｔｒｉｅｓ  （１９９０）  １０５：４１−４４を参照）。
【００５１】
この光劣化現象は、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値の測定現場においても継続的に光照射を行っているために、生体皮膚上の試料においても生じていると考えられる。本評価系においては、光照射に伴う試料の透過スペクトルの変化、すなわち、透過光量が増加する現象として確認することができる。
【００５２】
試料の光劣化現象を再現する目的は、継続光照射条件における分光透過スペクトルの時間変化を測定し、予備測定で得られた光劣化を反映していない暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値からの光劣化による低下相当分を考慮して、精度の高い最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出することである。
【００５３】
本測定における測定試料の分光透過スペクトルの経時変化の検出は、上述の予備測定から求めた光照射時間を秒単位で制御し、且つ、この光照射時間中の任意の時間毎に分光透過スペクトルデータを取得できるようにすることにより達成される。
【００５４】
具体的には、電算機１９による処理において、光照射時間の条件を何分何秒というように、秒単位で設定可能である。また、その光照射時間中における経時スペクトル変化についても、１分毎や照射時間を均等に１０分割した時間間隔など、任意の時間間隔で取得可能であることを特徴としている。好ましくは、所定の光照射時間に対して、均等に時間分割したうえで、６箇所以上(時間零である光照射開始時も含む)、さらに好ましくは、１１箇所以上のスペクトルデータを取得することである。この間のスペクトルデータが多いほど、試料の光劣化挙動の詳細を把握することができるため、予測精度を高めることができる。
【００５５】
このとき、光照射時の測定試料の光劣化現象を正確にとらえるには、測定試料及び装置全体を動かさないことである。完全に固定された同一箇所の時間変化挙動をスペクトルデータとして取得することが、予測精度を高める上で重要である。
【００５６】
上述の本測定における測定試料の分光透過スペクトルの経時変化の検出結果から、測定試料の光劣化の変化に応じた補正処理が行われる。この補正処理は、２９０乃至４００ｎｍの紫外線領域における試料の分光透過スペクトルの時間平均スペクトルからｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ値を予測することにより達成される。
【００５７】
上述の予備測定にて説明した通り、測定試料の分光透過スペクトルさえ決まれば、ある程度の精度でｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を決定することができる。つまり、本測定の際の測定試料の光劣化に伴う分光透過スペクトルの時間変化挙動を把握した上で、どの分光透過スペクトルを測定試料のｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値の決定のために採用するかということが、精度の高い測定を行う上で非常に重要である。
【００５８】
時間零、すなわち光照射開始時の分光透過スペクトルのデータを採用すると、予備測定における暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値と同じ値が得られる。ただし、この数値は、継続的な光照射による測定試料の光劣化現象が反映されていないため、本来予測されるべきＳＰＦ値に比べて高い数値が予測されると考えられる。また、本測定における光照射時間の終了間際の最も遅い時間の分光透過スペクトルのデータを採用するならば、光劣化によって十分に変化を終えた、すなわち過剰な光照射条件を受けた後のスペクトルデータであるため、本来の測定試料のＳＰＦ値に比べて低い値のＳＰＦ値が予測されることとなると考えられる。
【００５９】
こうしたことから、本来は時間変化分を反映するためには、分光透過スペクトルの時間積分により、皮膚が時間とともに暴露する現象と同様に、総透過光量を算出した上でｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ値を予測することが好ましい。
【００６０】
しかしながら、計算処理の煩雑さなどを鑑み、本実施形態において、時間変化する分光透過スペクトルのデータに対し、時間平均スペクトルという計算手法を導入する。この時間平均スペクトルの考え方を用いてｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値の算出を行うと、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値と相関性の高い、最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を求める方法を構築することができる。
【００６１】
ここで示す、時間平均スペクトルとは、任意の回数で取得した、光照射開始時のスペクトルデータから、光照射時間の最後のスペクトルデータまでの全てのデータを、波長毎の分光透過強度を平均化処理したものである。
【００６２】
最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、具体的には、上述したｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が既知である複数の標準試料に対して分光透過スペクトルを測定し、このスペクトルと既知のｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値との相関関係を波長毎の透過光強度からＰＬＳ回帰分析法による解析を行うことにより導かれる検量線と、本測定で得られた分光透過スペクトルを時間平均スペクトルに補正した結果とから算出する。
【００６３】
上述の算出手法を導入することにより、光劣化の影響を受けやすい測定試料から、光劣化現象の影響を受けづらい測定試料までを同様な計算手法にて、最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ値を予測することが可能になる。
【００６４】
（紫外線防御効果の評価方法の流れ）
図４は、本実施形態の紫外線防御効果の評価方法の流れ図である。
【００６５】
上述した紫外線防御効果の評価方法について、手順としてまとめる。図４（ａ）を参照するに、本測定に先だって行われる、予備測定の流れである。
【００６６】
２９０乃至４００ｎｍの紫外線領域における、試料の分光透過スペクトルを１ｎｍ毎に測定する（Ｓ１０１）。
【００６７】
ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が既知である標準試料の分光透過スペクトルと、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値との相関を多変量回帰分析法により求めた検量線を用いて、分光透過スペクトルから測定試料の暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する（Ｓ１０２）。
【００６８】
暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値[Ａ]に対して光照射時間を、[Ａ]×０．０８（分）以上、[Ａ]×１．５０（分）未満の範囲で決定する（Ｓ１０３）。
【００６９】
図４（ｂ）を参照するに、予備測定に次いで行われる、本測定の流れである。
【００７０】
Ｓ１０３にて決定された時間の間、測定試料に光を継続照射し、任意の経時時間毎に分光透過スペクトルデータを取得する（Ｓ１５１）。
【００７１】
得られた経時時間毎の分光透過スペクトルに時間平均化処理をして、測定試料の光劣化を補正した時間平均スペクトルを算出する（Ｓ１５２）。
【００７２】
得られた時間平均スペクトルと、Ｓ１０２にて求められた検量線とを用いて、最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を算出する（Ｓ１５３）。
【００７３】
ここで、上述した実施形態では、本測定の前に予備測定を行う処理について説明しているが、例えば、過去に同様なサンプルを本測定系にて評価した実績がある場合、測定実績がなくとも測定実績のある類似の処方例から容易に予測できる場合（例えば、酸化チタン１０％でＳＰＦ２０を予測し、同５％でＳＰＦ１０を予測した実績がある場合に酸化チタン７％の処方をＳＰＦ１４と予測するなど）、また、経験的にｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦの値が既知である場合などは必要に応じて予備測定を省略することができる。つまり、精度の高い予測を行うためには予備測定は重要であるが、処理時間を短縮させたいなどの各種条件に応じてこれを省略してもよい。
【実施例】
【００７４】
実施例により、本実施形態をさらに詳しく説明する。なお、以下の実施例は、予備測定を行った例を示している。
【００７５】
[実施例１]
（測定条件）
上述の実施形態で示した測定装置において、キセノンランプ光源から発せられた光線は、ＷＧ３２０フィルタ及びＵＧ１１フィルタ（いずれもＳＣＨＯＴＴ社製）をそれぞれ透過させることにより、２９０乃至４００ｎｍの波長の光線を得る。皮膚代替膜には、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂板（ＰｌｅｘｉｇｌａｓＴＭ，Ｓｃｈｏｎｂｅｒｇ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．  ＫＧ社製）を用い、光源から１から２ｍｍの照射距離となるように配置する。このとき、ＵＶ−Ｂの強度は、２．０ＭＥＤ／分となるようにする。ＰＭＭＡ樹脂板上への試料の塗布量は、０．７５ｍｇ／ｃｍ２とし、所定量の試料を秤量後、ＰＭＭＡ樹脂板表面に対して１分間、指で塗り広げることにより塗布を行った。塗布後、２５℃の条件で、１５分間試料の乾燥を行った。また、予備測定においては、１ＭＥＤについて３０秒の光照射を行うこととする。
【００７６】
（試料測定）
上述の測定条件において、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が未知である試料Ａについて測定を行った。予備測定の結果、暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、２９．８であることから、本測定での光照射時間は、２９．８×０．５＝１４．９分（１４分５４秒）と決定した。本測定では、この光照射時間の継続照射を行った。また、光照射時間１４分５４秒を等間隔で５等分し、光照射開始時を含めて計６点のスペクトルデータを取得した。この６点のスペクトルデータについて、波長毎に時間平均スペクトルを算出して、最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値２１．９を得た。この最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ値は、後に得たｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値２２．５に近似していた。試料Ａについての、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値、並びに、暫定及び最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を表１に示す。
【００７７】
【表１】
2008111834.tif 000003
[実施例２]
測定条件については、実施例１と同様の条件において、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が未知である試料Ｂについて測定を行った。予備測定の結果、暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、７０．５であることから、本測定での光照射時間は、７０．５×０．５＝３５．２５分（３５分１５秒）と決定した。本測定では、この光照射時間の継続照射を行った。また、光照射時間３５分１５秒を等間隔で１０等分し、光照射開始時を含めて計１１点のスペクトルデータを取得した。この１１点のスペクトルデータについて、波長毎に時間平均スペクトルを算出して、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値６２．４を得た。このｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、後に得たｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値６４．５に近似していた。試料Ｂについての、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値、並びに、暫定及び最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を表１に示す。
【００７８】
[実施例３]
測定条件については、実施例１と同様の条件において、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値が未知である試料Ｃについて測定を行った。予備測定の結果、暫定ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、３２．９であることから、本測定での光照射時間は、３２．９×０．５＝１６．２５分（１６分１５秒）と決定した。本測定では、この光照射時間の継続照射を行った。また、光照射時間１６分１５秒を等間隔５等分し、光照射開始時を含めて計６点のスペクトルデータを取得した。この１１点のスペクトルデータについて、波長毎に時間平均スペクトルを算出して、最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値３２．２を得た。この最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、後に得たｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値３１．５に近似していた。試料Ｃについての、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値、並びに、暫定及び最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を表１に示す。
【００７９】
実施例３において、暫定及び最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値が近似していたのは、試料Ｃが光の継続照射による光劣化の影響を殆ど受けなかったためと考えられる。試料Ｃの配合成分は、光劣化の影響を受けやすい有機系の紫外線吸収剤の含有量が小さく、主に無機系の酸化チタン又は酸化亜鉛などで構成されていたためと考えられる。
【００８０】
[比較例１乃至３]
上述の試料Ａ、Ｂ、及びＣについて、従来方法である特許文献１中の実施例２の測定条件を用いて測定を行い、それぞれの試料のｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を得た。ここで得られた試料Ａ、Ｂ、及びＣのｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を表１に示す。
【００８１】
[比較例４乃至６]
上述の試料Ａ、Ｂ、及びＣについて、従来方法である非特許文献１の方法を用いて測定を行い、それぞれの試料のｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を得た。ここで得られた試料Ａ、Ｂ、及びＣのｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を表１に示す。
【００８２】
表１を参照するに、実施例１乃至３において、本評価方法による最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、後に得たｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値と非常に近似していた。この結果は、本評価方法の妥当性を証明するものであるといえる。また、特許文献１及び非特許文献１に開示された従来の評価方法によるｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値よりも、本評価方法による最終的なｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値の方が、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値により近似していた。よって、本評価方法は、従来の方法よりもｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値を予測するという点で優れているといえる。
【００８３】
本実施例によれば、照射光による試料の光劣化現象を反映し、且つ、ＳＰＦ値５０を超えるような高い紫外線防御効果を示す試料においても、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値と高い相関を示すｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値を得ることが可能となる。
【００８４】
また、本測定方法で得られるｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ予測値は、ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値との相関が非常に高いため、日焼け防止の効果を持つ化粧品の開発段階において、試料のＳＰＦ値を簡易、迅速、及び高精度な方法で測定することができる。そのため、開発コストが安く、且つ開発段階において多数の試料の評価を行うことができるため、本評価方法を使用することにより、高性能な日焼け防止の効果を持つ化粧品などの開発の更なる加速が期待できる。
【００８５】
さらに、ナノマテリアルや紫外線吸収剤の開発や評価用途にも応用できるものである。
【００８６】
以上本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施形態の紫外線防御効果の評価装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態の紫外線防御効果の評価装置の機能構成の一例を示す図である。
【図３】本実施形態の標準試料における既知のｉｎ  ｖｉｖｏ  ＳＰＦ値及び予測されたｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ＳＰＦ値の相関を示す図である。
【図４】本実施形態の紫外線防御効果の評価方法の流れ図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  紫外線防御効果の評価装置
１１  光源
１２  フィルタ
１３  光ファイバ
１４  照射ポート
１５  試料
１６  皮膚代替膜
１７  分光器
１８  光検出器
１９  電算機
２１  入力手段
２２  出力手段
２３  蓄積手段
２４  分光透過スペクトル測定手段
２５  照射時間設定手段
２６  経時変化測定手段
２７  補正手段
２８  ＳＰＦ予測値算出手段
２９  制御手段
【図１】
2008111834.tif 000004
【図２】
2008111834.tif 000005
【図３】
2008111834.tif 000006
【図４】
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