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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.