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 2022-08-06 10:53:59

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鳕鱼

接触性皮炎bull;原始文章

接触性皮炎

通过体内拉曼光谱实时检测对苯二胺渗透到人体皮肤中

Laura Marjolijn Pot1，Pieter-Jan Coenraads1，BrunhildeBlouml;meke2，Gerwin J.Puppels3,4和Peter J.Caspers3,4

1荷兰格罗宁根大学格罗宁根大学医学中心皮肤科，9700 RB，荷兰格罗宁根，2特里尔大学环境毒理学部，D-54296，德国特里尔，3皮肤科，光学诊断与治疗中心，Erasmus MC，3015 CE，荷兰鹿特丹，和4RiverD International BV，3029 AK，荷兰鹿特丹

doi:10.1111/cod.12523

摘要 背景。对苯二胺（PPD）的渗透，自氧化和N-乙酰化已在体外和离体研究。但是，缺乏对体内PPD渗透和PPD衍生物形成的清晰了解。

目标。为了深入了解PPD衍生物在人体皮肤中的体内渗透，清除和形成。

方法。修补含有1％PPD宠物的测试箱。随着时间的增加，他们被应用于两名人类志愿者的前臂。非侵入式拉曼光谱用于在多个随访时间内检测皮肤中的PPD（衍生物）。

结果。PPD 1％宠物的应用。30分钟的贴剂在角质层中产生大量的PPD，为90 mg PPD / g角蛋白。PPD含量在3次施用1小时后最高（330 mg PPD / g角蛋白），然后单次施用2 h 40分钟，2 h和23 h。PPD在皮肤中的半衰期为3小时。没有检测到Bandrowski碱，单乙酰基PPD和二乙酰基PPD的光谱贡献。

结论通过使用无创拉曼光谱，我们已经了解到PPD在人体皮肤中的体内渗透。渗透到皮肤的速度很快，并且在角质层中检测到的PPD浓度很高。在角质层和活表皮中均检测到PPD。无法检测到氧化或乙酰化的PPD衍生物。

关键词：体内对苯二胺（PPD）;渗透;拉曼光谱皮肤。

对苯二胺（PPD）本质上是不稳定的，在暴露于空气中或在溶液中易受自氧化和共轭反应的影响。的

PPD的高反应性初级氧化产物对苯二醌二胺（PBQD）被提议进行氧化共轭反应，形成二聚体，三聚体Bandrowski碱（BB）甚至五聚体（1）。在

此外，一些研究表明PPD是代谢型的

通讯：Laura Marjolijn Pot，格罗宁根大学医学中心皮肤科，格罗宁根大学，格罗宁根，Hanzeplein 1，9713 GZ格罗宁根，荷兰。电话： 31 50 361 1481;传真： 31

50 361 9247. 电子信箱：lmpot@umcg nl。

利益冲突：GJ Puppels和PJ Caspers是RiverD International BV的员工

资金来源：LM Pot由荷兰格罗宁根大学医学中心皮肤病学系提供资金。

接受出版，2015年9月24日

通过N-乙酰基转移酶1（2）在皮肤内分为单乙酰基PPD（MAPPD）和二乙酰基PPD（DAPPD）。在局部淋巴结试验中，这些乙酰化产物已被证明是不致敏的（3），因此被认为是PPD的解毒产物，而BB被归类为极致敏剂（2，4）。然而，一项体内人体诱因研究（4）表明BB可能在

人类对染发剂的敏感性。此外，关键的参与者可能是PPD本身，而是其反应性初级氧化产物PBQD，它能够与蛋白质共价结合并因此成为半抗原-蛋白质复合物（5-7）。

尽管有关于PPD及其氧化和乙酰化产物形成的所有实验知识，但仍缺乏关于PPD渗透到皮肤的速度和浓度的浓度以及这些产物在何时何地形成的清晰体内图像。尽管离体渗透实验已定量研究了在不同皮肤层的染发剂配方中局部施用的[14C] PPD的回收率，但PPD，MAPPD，DAPPD，BB或其他氧化产物之间没有区别（8 – 11）。

非侵入性共聚焦拉曼光谱法（CRM）可用于研究局部应用的化学物质在体内的实时渗透（12）。简而言之，CRM是一种光学方法，其中将单色激光聚焦到目标样品上，从而激发分子振动并引起光的非弹性散射，称为拉曼散射。该散射光的频率与入射光的频率不同。频移取决于原子质量，化学键和分子结构，因此拉曼光谱具有很高的分子特异性。因此，拉曼光谱代表“指纹”或特征，通过它可以识别和定量分子。皮肤的拉曼光谱表示皮肤中存在的分子的所有拉曼信号的总和，因此可提供其分子组成的详细图片（12）。一旦获得了特定化学药品的拉曼标记，并且在局部应用后有足够的数量渗透到皮肤中，就可以在皮肤内进行体内化学鉴定和追溯。该方法已用于研究局部用药（甲硝唑和反式维甲酸）和其他各种化学药品（包括2-丁氧基乙醇和甲苯）的表皮渗透性（13-15）。

本研究旨在确定：（i）

局部使用PPD的特性随皮肤深度和时间而变化；和

（ii）局部使用PPD后，是否可以在皮肤内检测到氧化（BB）或乙酰化（MAPPD或DAPPD）产品。

材料和方法

样品制备

PPD（CAS号160-50-3），MAPPD（CAS号122-80-5），

DAPPD（CAS号140-50-1），二甲基亚砜（DMSO）

（CAS号67-68-5）和牛血清白蛋白（BSA）（CAS号9048-46-8）购自Sigma-Aldrich Chemie（荷兰Zwijndrecht）。BB（CAS号20048-27-5）购自Apollo Scientific Ltd（英国斯托克波特）。为了确定溶液中的参考光谱，将PPD（1％）和MAPPD（1％）溶解在水中，将DAPPD（2％）和BB（1％）溶解在DMSO中。为了进行光谱分析，减去溶剂的光谱。对于渗透研究，PPD 1％宠物。使用空白的凡士林（德国Troinlabreg;Almirall Hermal，Reinbeck，德国）。通过在应用PPD贴剂后从皮肤的光谱中减去未处理的皮肤的光谱来创建差异光谱，以消除源自未处理的皮肤的拉曼信号并发现PPD和PPD衍生物（如果存在）的信号。为了定量校准PPD浓度，在去离子水中制备了0.5– 2.0％wt / wt PPD和0.5– 5％wt / wt BSA的溶液。

义工

体内拉曼光谱是从两个志愿者（一个30岁的女性和一个43岁的男性，没有PPD致敏史）获得的。该研究已由格罗宁根大学医学中心地方伦理委员会批准，协议号为NL36149.042.11。志愿者在参加活动之前给予了知情同意。实验在荷兰鹿特丹伊拉斯mus斯医学中心的皮肤科进行。

拉曼实验

使用3510型皮肤成分分析仪（RiverD International BV，荷兰鹿特丹）在785 nm激光激发，25 mW激光功率在皮肤上以及5mu;m的空间深度分辨率下进行了实验。对于参考光谱，将约20mu;l的样品溶液吸进内六角螺钉的空腔中，然后放在窗口上。宠物。将其直接施加到熔融石英窗口上。选择信号采集时间（最长300秒）以获得最佳信号质量（16）。对于体内实验，约20 mg PPD 1％宠物。将制剂（Trolabreg;）均匀地铺在范德本trade;方形贴片试验室上，覆盖面积为0.64 cm2（范德本，布里埃尔，荷兰），并施用于前臂掌侧主题和相关的磁带。对于每个实验，均按所述新鲜制备贴剂。这些补丁将被称为“ PPD 1％pet”。补丁”。包含约20毫克宠物的贴剂。充当控件。去除贴剂后，用纸巾擦拭一次皮肤，并留下

表格1。如图3和4所示执行的拉曼测量概述

数字 3 4

贴布时间 0.5 h 3 times; 1h

2h

2小时40分钟

3 times; 1h

23 h

志愿者人数 1– 2 1– 2

实验3：检测PPD的氧化和/或乙酰化产物。在单独的实验中，拉曼光谱在皮肤表面以下30mu;m的固定深度下记录了一段较长的时间（最多60分钟），以使给定深度下每个光谱的总信号收集时间最大化。这个深度在活的表皮中，这是PPD酶促乙酰化的预期位置（16）。除了这些固定深度测量值之外，还检查了实验2中获得的拉曼光谱

开始测量

移除贴片后进行实验

立即（lt;5分钟） 0– 0.5 h

0.5– 1 h 3–3.5 h 6–6.5 h 27 h

BB，MAPPD或DAPPD和宠物。

数据分析

拉曼仪器已按照

深度（mu;m） 0– 32 0– 36

补丁测试方块在边界处标记。标记的位置放在拉曼设备的熔融石英窗口上。通过在垂直位置自动移动物镜，可以准确改变皮肤（Z）中激光聚焦的深度。记录的拉曼光谱从Z = 0mu;m（皮肤表面）到最大Z = 36mu;m（活表皮），增量为2-4mu;m，每个单光谱的信号收集时间为5秒。

实验1：PPD渗透率与施用时间的关系。PPD 1％宠物。将贴剂应用在前臂上，并放置30分钟至23小时不等的应用时间。要提供无限剂量的PPD，请使用1％PPD的宠物。在前臂上贴上贴剂3 h，然后每小时更换新贴剂（表示为“ 3times;1 h”），而不用在其间擦拭。去除贴剂后，立即将皮肤擦干净，并通过拉曼光谱法测量整个角质层中PPD的分布。对于所有其他应用时间，仅应用了一个补丁（表1）。

实验2：PPD清除率随时间变化。清除PPD 1％宠物后，通过重复拉曼测量评估清除率。补丁，已应用3times;1小时。去除贴剂后0–6.5 h进行拉曼测量，27 h后再进行一次拉曼测量（表1）。对于每个时间间隔，均将PPD含量相对于深度的所有浓度分布进行平均，并使用标准梯形积分计算出皮肤表面以下0至20mu;m的曲线下面积（AUC）。PPD清除时间（半时）确定为AUC降低50％的时间点。

3510 SCA用户手册。简而言之，频谱

用氖气灯和内部拉曼标准溶液校准光谱仪的波数轴，并将NIST SRM 2241参考材料用于光谱仪的相对强度校正。从每个测得的光谱中减去仪器的背景信号。使用SKINTOOLStrade;2.0分析软件（RiverD International BV）分析收集的所有光谱。分析包括使用基于皮肤内源性成分的拟合模型拟合从皮肤收集的每个光谱（12）。简而言之，该模型使用经典的最小二乘拟合来确定每个参考皮肤组件对从皮肤收集的体内光谱的贡献。将PPD，空白宠物，BB，MAPPD和DAPPD的参考光谱添加到该拟合模型中。这允许生成每个添加的成分和参考皮肤成分的深度轮廓。在CRM中，由于散射造成的光损失，收集到的信号随着对组织的更深入探测而降低。为了补偿这种影响，将所有拟合系数在角蛋白信号上作为内在标准进行了归一化，因为角蛋白是主要蛋白，占角质层干重的大部分。相对于角蛋白拉曼信号强度的PPD拉曼信号强度进行了校准，以便确定皮肤中PPD含量（mg / g角蛋白）。对于该校准，测量了BSA（0.5-5％wt / wt）和PPD（0.5-2％）水溶液的拉曼光谱，并根据水信号强度进行了归一化。之所以使用BSA，是因为BSA的水溶性高，并且BSA的拉曼光谱和拉曼信号的强度与角蛋白非常相似（12）。然后使用来自PPD和BSA溶液的归一化拉曼光谱来计算PPD和角蛋白的拟合模型光谱的比例因子，以使PPD和角蛋白的拟合系数之间的比率代表PPD与角蛋白的质量比。这样，

由经典最小二乘拟合计算得出的PPD含量以mg PPD / g角蛋白表示。PPD的检出限定义为使用宠物后计算出的PPD含量。没有PPD的补丁。此残差值代表经典最小二乘拟合模型的误差。

结果

减去相应溶剂的拉曼光谱后，PPD，MAPPD，DAPPD和BB的参考光谱如图1所示。宠物的光谱。还显示了未经处理的角质层。PPD显示四个特征性的拉曼谱带，这些谱带清楚地将PPD与内源性皮肤成分分开（图1，a–d）。

角质层中PPD的检测

PPD 1％的宠物。将该贴剂施用到掌前臂皮肤上2 h 40分钟。未经处理的邻近皮肤用作对照。在体内皮肤的拉曼光谱中可以清楚地区分PPD信号（图2）。显示的是未经处理的对照皮肤的光谱以及施用PPD 1％宠物后的皮肤光谱。补丁。PPD的四个特征拉曼谱带清晰可见，表明PPD在角质层内存在。在角质层内未检测到自氧化产物BB或其他PPD衍生物的信号。

活体表皮中PPD及其衍生物的检测

使用不同的施用时间来研究施用时间对已鉴定的PPD信号以及随后在活表皮中形成PPD衍生物的影响。在图3中，相对于深度绘制了PPD的量（mg PPD / g角蛋白）。彩色图形表示PPD 1％宠物在不同应用时间（30分钟，2小时，2小时40分钟，3times;1小时和23小时）的信号。补丁。一名志愿者测量了大约5-10次重复的曲线。去除贴剂后，直接重复施用3times;1小时（330 mg PPD / g角蛋白）后，皮肤中PPD的相对含量最高，然后单次施用2 h，40 min和2 h。施用时间为23小时后，发现含量最低。这些差异在皮肤深处变得不那么明显。没有明显的迹象表明，较长的使用时间后，PPD也会更深地渗入皮肤。在使用30分钟后，已经在皮肤中检测到大量的PPD（约70 mg PPD / g角蛋白，深度

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