東京醫科齒科大學的三林教授帶領的研究團隊開發出一款檢測皮膚釋放的血液揮發性成分濃度分佈情況的非侵襲性即時成像設備（sniff-cam）。並發現，出汗較少且表皮較薄的耳周區域、尤其是耳道開口處是對血液中含有的揮發性成分進行無創測量的理想部位。
圖1：飯谷健太合作研究員（左）、三林浩二教授（中）、荒川貴博講師（右）舉行發佈會
在驗證實驗中，研究團隊以汗腺密度和表皮層數各不相同的手掌、手指、手背、腳掌和耳朵爲目標部位，對健康受試者飲用一定量酒精飲料後皮膚散發的氣體中的乙醇及其代謝產物乙醛的濃度分佈進行即時成像，成功實施了酒精代謝的無創監測。另外，還研究了利用以往方法難以觀察的「因身體部位而異的汗腺分佈和表皮層數」與「皮膚散發的VOCs（Volatile organic compounds，揮發性有機化合物）」之間的關係。研究發現，薄薄的表皮下密集分佈着微血管，而汗腺較少的耳周區域是實施經皮VOCs測量的最佳部位。該項重大成果，將有助於今後「經由皮膚測量血液氣體」（圖2）。
嗅探相機檢測乙醇（或者乙醛）關鍵是採用了生物螢光法，基於煙霧酰胺腺嘌呤二核苷酸（輔酶I，NAD）依賴型醇去氫酶（ADH）的催化反應。在高靈敏度相機的前方設置用氧化型NAD（NAD+）浸潤後的ADH固定網，當負載乙醇氣體後，會透過酶反應生成還原型NAD（NADH）。NADH被照射340nm波長紫外光時會生成波長爲490nm的螢光，該螢光強度與負載的乙醇氣體濃度成正相關。因此，透過用相機記錄ADH固定網上的螢光強度分佈，便得到了乙醇氣體的濃度分佈情況（圖2）。
圖2：（a）飲酒後受試者的不同身體部位散發的乙醇氣體分佈影像（發汗速度、表皮層數）。（b）耳殼周邊的乙醇（左上：綠色）和乙醛（右上：紅色）的濃度分佈、時間變化，以及乙醇和乙醛氣體分佈的疊加圖（下：綠色和紅色）。（c）飲酒後耳道開口處皮膚釋放出來的氣體中乙醇（黑色）和乙醛氣體（紅色）濃度的時間變化。
說剝離膚散發的揮發性成分，我們最先想到的會是「體臭」；但實際上還有「無臭成分」和「極低濃度的氣體」。利用新開發的嗅探相機，即使是沒味兒的氣體成分和微量成分也能被定量直觀地顯示出濃度分佈資訊。另外，還有望透過無創皮膚氣體測量開發出疾病的早期篩檢法。本次研究開發的嗅探相機以乙醇和乙醛氣體爲物件，不過只需改變酶的種類，就能對其他氣體進行成像。
例如，可對糖尿病和脂質代謝產生的丙酮氣體進行視覺化測量來早期診斷糖尿病和評估有氧運動的代謝、可使皮膚癌和乳房癌等產生的皮膚氣體視覺化。除了疾病和代謝VOCs之外，還有望用來評估居住環境相關的新居症候群（Sick House Syndrome）致病成分（甲醛氣體等）分佈，以及透過果蔬的香氣視覺化對成熟度進行非破壞評估等。
論文資訊
題目：Transcutaneous blood VOC imaging system （skin-gas cam） with real-time bio-fluorometric device on rounded skin surface
期刊：《ACS Sensors》
文：JST客觀日本編輯部翻譯整理
