汗液标测方法与流程

本发明属于汗液检测器领域；特别是汗液标测(mapping)和对人体各表面上产生的汗液进行量化的领域。本发明还涉及对化妆品组合物所提供的止汗性的评估。

背景技术：

现存有许多方法能用于检测和量化汗液。在传统的临床研究中，受试成员被要求在热室中(例如，在40℃和40％的相对湿度下)呆一段给定时间，然后再通过施用在腋下的棉垫收集一段时间的汗液。棉垫在施用前和后被称重，以计算收集的汗液的量。不幸的是，该方法不能代表正常日常活动期间的出汗活动，也不是评定在此类活动期间使用的止汗剂组合物的性能的良好基础。此外，该方法对于受试成员而言是不方便且不舒服的。

h.murota在“curr.probl.dermatol.”期刊2016年第51卷第22-29页中回顾了众多“评估出汗的新旧方法”。

p.salvo等人在2010年10月的“ieeesensorsjournal”，10(10)，1557-1558中描述了“wearablesensorformeasuringsweatrate”。该文章描述了一种集成到纺织品上的出汗率传感器，该传感器是湿度电容传感器。与传统临床研究中使用的重量分析方法相比，该技术对用户而言更为方便；然而，此类传感器的响应和校准可能存在问题。

本发明使用聚二乙炔(pda)的颜色变化作为汗液存在的指示器，并且这种传感器技术已经用于其他相关应用中。

pda传感器已用于柔性贴片型水致变色传感器中，用于在手和指尖上进行人体汗孔标测(lee等人的“naturecommunications”，5，3736，2014；http://dx.doi:10.1038/ncomms4736和seo等人的“j.appl.polym.sci.”，44419，2017；http://dx.doi:10.1002/app.44419)。

pda已配制成可喷墨打印的微乳液系统，并且已应用于纸张基材(yoon等人的“j.materchem.”，22，8689，2012和park等人的“adv.funct.mater.”，26，498-506，2016)。

技术实现要素：

在本发明的第一方面，提供了一种用于标测来自人体皮肤的汗液产生的方法，所述方法包括在人体表面上局部施用聚二乙炔(pda)，该聚二乙炔由具有至少18个碳原子的共轭二炔酸的衍生物而制备，其中pda在暴露于汗液时改变颜色，但是在暴露于纯水时不改变颜色。

在本发明的第二方面，提供了根据本发明的第一方面的方法在评估止汗剂活性物或配制物的相对性能中的用途。

在本发明的第三方面，提供了一种汗液标测设备，该汗液标测设备包括其表面施用有聚二乙炔(pda)的柔性薄膜，该pda是具有至少18个碳原子的共轭二炔酸的衍生物，其中所述pda在暴露于汗液时改变颜色，但是在暴露于纯水时不改变颜色。

在本发明的第四方面，提供了一种制造汗液监测设备的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)制备具有至少18个碳原子的共轭二炔酸的衍生物，

(ii)将所述衍生物溶解在溶剂中，并将所得溶液施用到柔性薄膜的表面，

(iii)从柔性薄膜蒸发掉溶剂，

(iv)使共轭二炔酸的衍生物聚合，以在所述柔性薄膜的表面上得到聚二乙炔(pda)，以及任选地

(v)将柔性薄膜粘附到刚性支撑件的表面，使得其上带有pda的表面面朝外，

其中pda在暴露于汗液时改变颜色，但是在暴露于纯水时不改变颜色。

在本申请中，就本发明的特定方面表示为“优选”的特征应理解为对于本发明的每个方面都是优选的(同样地，表示为“更优选”或“最优选”的特征也如此)。

在本申请中，当与其他优选特征组合使用时，本发明的优选特征将是特别优选的。

发明详述

在本申请中，术语“延伸的人体躯干”是指人体躯干加上胳膊和腿，但是不包括手和脚。

在本申请中，术语“人体躯干”是指人体的躯干，不包括四肢和头，但是包括上臂下方的腋窝区域。

在本申请中，材料的颜色变化是指在可见光和/或uv辐照下可看到的。当在uv辐照下发生颜色变化时，这可以替代地被称为荧光变化。

在本申请中，“水敏感性”是指材料在暴露于水时改变颜色的程度；尤其是在光谱的可见光区域，即在可见光辐照下的颜色变化。

在本申请中，共轭二炔酸的“衍生物”是指拥有额外有机基团的分子，而不简单地是该酸的离子化形式，即，不是该酸的盐。

在本申请中，“环境条件”是指20℃和1个大气压。

在本申请中，除非另有说明，否则所有的量、比率和百分比都应理解为是以重量计。

在本申请中，除非另有说明，否则所有的量、比率和百分比都应理解为任选地由术语“约”修饰。

在本申请中，术语“包括”应理解为是指“包含”，但不一定是“由...组成”或“由...构成”，即，其不是穷尽性地使用。

pda是由具有至少18个碳原子的共轭二炔酸的衍生物制备的，即，其是由此类二炔酸的聚合反应形成的。该反应是加成聚合反应，其中单体共轭二炔酸的共轭二炔被转化为具有交替的双键和三键的高度共轭的主链结构。所述聚合反应通常由uv辐照引起。该聚合反应通常是均聚。

正是此具有交替的双键和三键的高度共轭的主链结构使pda具有对汗液的敏感性，即，其在暴露于汗液时改变颜色的能力。

本发明中使用的共轭二炔酸缔合成为有时称为超分子组装体的物质。此类组装体的特征在于分子之间相对较弱的非共价相互作用，例如氢键。在该缔合中，通常可以通过uv辐照的应用来使二炔酸聚合以生产pda。该聚合在分子之间形成共价键，但通常会保留非共价相互作用。所得聚合物可以称为“聚合物超分子”。

共轭二炔酸在衍生化之前的优选链长是20-25个碳原子，尤其是25个碳原子。尤其优选的pda是由10,12-二十五碳二炔酸(pcda)衍生化，且然后聚合而制备的。

由具有至少18个碳原子的未衍生化的共轭二炔酸制备的pda往往对水具有较高敏感性，即使在很短的时间内暴露于相当低含量的水时，颜色也会发生变化。这使得此类“水致变色”聚合物不适合本发明所涉及的应用。

通过使用具有至少18个碳原子的共轭二炔酸的衍生物，其中pda在暴露于汗液时改变颜色，但在暴露于纯水时不改变颜色，本发明人发现，所得pdas可用于一种即使在潮湿环境下如人体的背部或腋下区域时也可标测汗液产生的方法。

本发明的核心方面是通过降低pda的水敏感性，可以提高pda在量化人体表面上的汗液的量的适用性，汗液是以水为主要成分的组合物。

本发明的关键特征是pda在暴露于纯水时不会改变颜色。在此，这是通过当pda在环境条件下与去离子水的液滴接触20秒的时间时没有可见的颜色变化来定义的。当满足此要求时，就认为pda对水的敏感性较低。对水具有高敏感性的pda不适合用于本发明。

本发明的又一关键特征是，pda在暴露于汗液时会明显地改变颜色。通常，在暴露于汗液后1至10秒内，优选地在5秒内就会出现从蓝至红的不可逆的颜色变化。

在不希望受理论约束的情况下，假设适合用于本发明的pda由于与汗液中存在的有机分子的相互作用而改变颜色。

优选的pda衍生物是酰胺。当共轭二炔酸与胺反应形成酰胺，然后再聚合得到“pda-酰胺”时，就会产生此类酰胺。pda-酰胺是用于本发明的优选类别的pda衍生物。

在不希望受理论约束的情况下，假设pda链中的酰胺键使链之间能够氢键结合，因而降低链间的移动性。这继而降低pda的水敏感性，使其更适合本申请。图1中针对特定pda示出了链之间的该氢键结合。

特别优选的pda-酰胺由于在酰胺化反应后保留了胺官能度而具有碱性。此类“pda-酰胺基胺”可以任选地以其盐的形式使用，例如，其盐酸盐或氢溴酸盐的形式。

特别优选的pda-酰胺基胺具有咪唑“胺”取代基。当此类“pda-酰胺基-咪唑”及其盐“pda-酰胺基-咪唑鎓盐”为10,12-二十五碳二炔酸(pcda)的酰胺时，它们是尤其优选的。

在不希望受理论约束的情况下，假设pda的头部基团中的咪唑或咪唑鎓基团能够实现头部基团之间的芳族π-堆叠，这将可以降低头部基团的移动性。这也可能降低pda的水敏感性，使其更适合本申请。图1中针对特定pda示出了头部基团之间的该π-堆叠。

我们发现在pda上存在未取代的咪唑或咪唑鎓取代基是特别有益的，尤其是当存在pda-酰胺基-咪唑或pda-酰胺基-咪唑鎓盐时。据推测这可以增强在恰好上一段中描述的芳族π-堆叠。

最优选的pda是3-(二十五碳-10,12-二炔酰胺基)丙基-咪唑或其咪唑鎓盐的均聚物，例如，其盐酸盐或氢溴酸盐。

pda被“局部施用”，即，其被施用到人体表面。这样做的优选方法是首先将pda施用到柔性薄膜的表面，并且然后再将带有pda的薄膜施用到皮肤。在此类实施方案中，薄膜通常被施用为使得带有pda的表面接触皮肤。

将pda施用到柔性薄膜可以是通过以下方法冒险地完成。

在第一步骤中，以合适的浓度制备生成pda的单体的溶液。溶剂通常是在20℃下以10至50重量％的浓度溶解单体的溶剂，并且可以是在水、有机溶剂或水和有机溶剂的混合物中的溶液。优选的溶剂是水和与水混溶的有机溶剂的混合物。溶液中单体的浓度优选地为10至50％。

在第二步骤中，将单体溶液施用到柔性薄膜。例如，这可以通过刷涂或喷涂来完成。柔性薄膜的基材可以是纸张、织物或合成聚合物，优选地是纸张。在优选的实施方案中，通过喷墨打印或通过使用柔版印刷机将单体溶液施用到纸张；在尤其优选的实施方案中，采用卷到卷柔版印刷机。

在施用后，用于施用单体的溶剂被蒸发。优选地，这可以在环境条件下完成。

在第三步骤中，将单体聚合在柔性薄膜上以产生pda涂覆的薄膜。这通常使用uv辐照来完成，任选地使用cl-1000紫外线室等设备来完成。

柔性薄膜上所得pda层优选地为1至10微米的均匀层，更优选地为2至5微米的均匀层。

术语“均匀层”是指在整个pda层上正负0.5微米。

柔性薄膜上的所得层pda优选地为0.2至0.8mg/cm²。

为了施用到人体皮肤，可以将柔性薄膜粘附到刚性支撑件的表面，使得柔性薄膜的其上带有pda的表面面朝外。然后可以将带有柔性薄膜的刚性支撑件压到皮肤上。

评估止汗剂活性物的相对性能涉及对用止汗剂活性物处理人体皮肤后汗液产生的程度进行评估，并与用替代止汗剂活性物或对照处理后汗液产生的程度进行比较。

评估汗液产生的程度是根据本发明的第一方面来完成。这可以是通过评估所施用的pda的颜色变化的程度来完成，pda可以有利地施用至柔性薄膜上。

颜色变化的程度可以表示为在pda上观察到的颜色变化“点”的数量，该数量对应于与pda接触内的皮肤区域上的汗腺释放的“汗液滴数量”。

在一些方法中，所施用的pda的颜色变化的程度可以表示为pda的颜色变化的总程度，表示为由pda覆盖的面积的百分比，pda通常可以以此类方法施用在柔性薄膜上。“颜色变化百分比”对应于由pda覆盖的区域的“汗液总覆盖率”。

具体实施方式

实施例

将n-羟基琥珀酰亚胺(0.048克，0.4毫摩尔，0.1当量)、n-(3-二甲基氨基丙基)-n'-乙基碳二亚胺盐酸盐(1.59克，4毫摩尔，2当量)和1-(3-氨基丙基)咪唑(0.778克，6毫摩尔，1.5当量)加入到10,12-二十五碳二炔酸(1.55克，4毫摩尔，1当量)在无水二氯甲烷中的溶液中。在18小时后，加入hbr(48％)(2当量)。将该溶液在真空下浓缩。所得残余物在过滤之前用氯仿萃取，然后在真空下浓缩，以得到白色/浅黄色粉末状的3-(二十五碳-10,12-二炔酰胺基)丙基-咪唑鎓溴化物(pdca-im.hbr)(2.2克，95％)。

将如上制备的pcda-im.hbr溶解于水和1-丙醇(1:1)的溶液中，以得到20％(重量/重量)的溶液。将该溶液装入到空白打印机墨盒中，并使用epsonwf-2010打印机进行打印，使用普通纸张和高质量打印的打印设置打印到navigatorultrasmooth120g/m²的纸张上。然后在使用cl-1000紫外线室(254nm)固化24秒后，使打印贴片完全干燥。纸张表面上产生的pda层为3微米。图1中示出了pda的结构。

将上面刚刚描述的pda打印纸张粘附在刚性支撑件上，以产生“汗液传感器”，并将其用于评定人体的腋下区域和背部的汗液，如下所述。发现汗液传感器上的纸张在与汗液接触时会经历蓝色至红色的颜色变化，并发出明亮的荧光。汗液传感器上的纸张在与水接触时则不会经历任何颜色变化。每次评定使用新鲜的pda打印纸张。

图2示出了pda打印薄膜对刺激的比色响应。该图示出了纸张在暴露前、在暴露于汗液后和在暴露于水后的光谱。当pda薄膜与汗液接触时光谱的变化说明了从蓝色至红色的可见颜色变化，而当与水接触时没有颜色变化说明了pda纸张对水缺乏敏感性。

使用平板扫描仪和自动化分析来评估颜色变化的程度。通过使用荧光显微镜或使用平板扫描仪来评估颜色变化的程度以生成汗液滴的图像。随后使用自动分析算法来分析这些图像。可以通过使用各种因素来评估由于与汗液接触而引起的颜色变化的程度：

1.通过所述颜色变化和/或荧光所识别的汗液滴数量；

2.汗液滴所覆盖的面积。

出汗程度可以更方便地表示为：

3.传感器被汗液覆盖的总面积——以％汗液覆盖率表示。

测试1

本发明的方法用于在临床研究中评估腋下出汗的程度。该研究的目的是比较标准止汗剂滚珠产品(包含12％水合氯化铝[ach])与对照组合物(不含止汗剂活性物的乙醇身体喷雾剂)的止汗功效。

在研究之前，要求三十六名女性受试者在14天内不使用任何止汗剂产品。受试者连续三天到研究地点进行腋下清洗和产品施用。将止汗剂滚珠施用到一个腋下，并将除臭身体喷射剂施用到另一腋下——随机化地。在研究期间，要求受试者不要清洗其腋下或施用任何其他产品。在第4天，要求受试者在40℃和40％相对湿度的热室中坐20分钟。在热室中呆过后，将如上所述汗液传感器以400g的力应用于受试成员的腋下区域5秒，以评估受试成员腋窝中的汗液程度。对传感器表面的pda打印纸张进行分析，以确定每一应用的％汗液覆盖率。

在下面的表1和图2中示出了该研究的结果。

本发明的方法清楚显示出在用止汗剂滚珠处理后减少的汗液覆盖率。

测试2

在进一步的研究中，评估了由未衍生化的pdca制备的pda的性能。选择用于生成pda的单体是10,12-二十五碳二炔酸的铯盐，“pcda-cs”，其是根据lee等人的方法来制备的，如在“naturecommunications”，5，3736，2014中所公开的；http://dx.doi:10.1038/ncomms4736。

用如上所述制备的pdca-cs进行的研究被证明是有问题的。首先，发现单体的溶液往往会阻塞喷墨打印机，使得极其难以将单体打印到纸张上。其次，通过pdca-cs的uv引发的聚合反应制备的pda具有非常高的水敏感性，使其不适合用于本发明。

测试3

在进一步的研究中，评估了由衍生化的pdca制备的pda的性能。选择用于生成pda的单体是n-(3-(氰基甲基)-1-(3-[二十五碳-10,12-二炔酰胺基]丙基)-1h-咪唑-3-鎓溴化物)，“pdca-cmim”，其是根据park等人的方法来制备的，如在“adv.funct.mater.”，26，498-506，2016中所公开的。

用如上所述制备的pdca-cmim进行的研究证明是有问题的。尽管与pdca-cs溶液相比，该单体的溶液对喷墨打印机的阻塞问题较少，但仍发现通过该单体的uv引发的聚合反应制备的pdas具有较高的水敏感性，使其不适合用于本发明。