日本動物実験代替法学会第27回大会 2014年12月5日（金）～7日（日） YNU研究拠点： 10年先の化粧品開発を目指す基盤技術と情報発信の研究拠点 紫外線吸収剤の光安定性評価 横浜国立大学大学院工学研究院 八木幹雄 名誉教授/非常勤教員 （菊地あづさ 研究室） 提供可能技術 〒240-8501 横浜市保土ヶ谷区常盤台79-5 横浜国立大学 理工学部 化学・生命系学科 化学棟 TEL/FAX: 045-339-3948, E-mail: [email protected] ● 発光スペクトル法による励起状態のエネルギー準位決定 ● 近赤外発光検出法による一重項酸素発生・消光の直接測定 はじめに 紫外線は皮膚や眼に対して種々の障害を引き起こすため，太陽紫外線や人工紫外線の人体 への侵入を抑える方法の確立が必要とされている。肌を守るための化粧品であるサンスクリーン 剤は皮膚上で紫外線を吸収/散乱し，生体への侵入を防ぐ作用をするが，生体への安全性の観 励起状態 励起状態 点から，吸収された紫外線のエネルギーの行方，すなわち紫外線吸収剤分子の光励起状態から 基底状態へ戻る緩和過程を明解にすることが必要である。紫外線吸収剤はその励起状態から 化学反応を引き起こすことなく，紫外線エネルギーを無害な熱エネルギーに変換する機能を有す 光化学反応 蛍光 光化学反応 りん光 光吸収 ることが望まれる。 光化学の基礎過程 基底状態 光不安定な紫外線吸収剤の安定化と機構解明 ● 問題点： ● 対策： 紫外線吸収剤Aが光を吸収することにより化学変化し，ラジカル等の活性化学 種生成および吸収スペクトル変化による紫外線防御能力の消失 光安定な他の紫外線吸収剤B（安定化剤）を混合させて光安定性向上 基底状態 ● 機構仮説： 光不安定な紫外線吸収剤Aから安定化剤Bへの励起エネルギー移動 ● 実証実験： 光不安定な紫外線吸収剤Aのみを励起し，安定化剤Bからの発光を観測 A* A B ＋ 励起状態 B* ＋ エネルギー移動 発光 励起 紫外線 光不安定性 紫外線吸収剤 A ＋ A 光安定性 紫外線吸収剤 B B ＋ ● 公表論文（紫外線吸収剤間のエネルギー移動） [1] Direct observation of the intermolecular triplet-triplet energy transfer from UV-A absorber 4-tert-butyl-4'-methoxydibenzoylmethane to UV-B absorber octyl methoxycinnamate Azusa Kikuchi, Mikio Yagi Chemical Physics Letters, 2011, 513, 63–66. [2] Photoexcited triplet states of new UV absorbers, cinnamic acid 2-methylphenyl esters Azusa Kikuchi, Haruo Saito, Masao Mori, Mikio Yagi Photochemical & Photobiological Sciences, 2011, 10, 1902–1909. [3] Photophysical properties of dioctyl 4-methoxybenzylidenemalonate: UV-B absorber Nozomi Oguchi-Fujiyama, Kazuyuki Miyazawa, Azusa Kikuchi, Mikio Yagi Photochemical & Photobiological Sciences, 2012, 11, 1528–1535. [4] Triplet–triplet energy transfer from a UV-A absorber butylmethoxydibenzoylmethane to UV-B absorbers Azusa Kikuchi, Nozomi Oguchi-Fujiyama, Kazuyuki Miyazawa, Mikio Yagi Photochemistry and Photobiology, 2014, 90, 511–516. 紫外線吸収剤からの一重項酸素発生と消光 ● 問題点： 紫外線を吸収した紫外線吸収剤から一重項酸素（活性酸素）が発生 ● 対策： 一重項酸素消光作用（抗酸化作用）のある物質を混合 ● 機構仮説： 励起状態の紫外線吸収剤から酸素分子へのエネルギー移動による 一重項酸素の発生と抗酸化剤による消光 ● 実証実験： 一重項酸素からの近赤外発光検出による一重項酸素の生成・消滅の観測 励起状態 一重項酸素 近赤外線 1270 nm 基底状態 三重項酸素 酸素分子のエネルギー準位 紫外線 UV absorber + 3O2 → UV absorber* + 3O2 → UV absorber + 1O2* → UV absorber + 3O2 エネルギー移動 近赤外発光 ● 公表論文（紫外線吸収剤と一重項酸素） [5] Optical and time-resolved electron paramagnetic resonance studies of the excited states of a UV-B absorber (4-methylbenzylidene)camphor Azusa Kikuchi, Kenji Shibata, Ryo Kumasaka, Mikio Yagi Journal of Physical Chemistry A, 2013, 117, 1413–1419. [6] Photoexcited states of UV absorbers, benzophenone derivatives Ryo Kumasaka, Azusa Kikuchi, Mikio Yagi Photochemistry and Photobiology, 2014, 90, 727–733.
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