蓝非防晒指数分析仪

防晒化妆品的固体紫外光谱研究摘要:本工作建立了防晒化妆品的固体紫外光谱分析评价方法。以市售的四种品牌不同防晒指数的化妆品为分析模型，使用配备积分球的紫外光谱仪测定接近真实使用状态下的防晒化妆品透射和反射紫外光谱，分别探究化妆品对紫外线的遮挡作用和使用的美观性。研究发现紫外透射率与防晒指数呈现负相关关系，且样品对紫外线的遮挡能力随使用量的增加而提高。此外，化妆品使用量的增加会使可见光区反射作用更为明显，影响使用后的美观效果。结果表明，本研究所使用的固体紫外光谱分析方法可以成为防晒化妆品研发和质量检测中的快速分析工具。关键词: 防晒化妆品；积分球；固体紫外光谱；透射率；反射率防晒化妆品是具有吸收紫外作用、减轻因日晒引起皮肤损伤功能的化妆品。防晒化妆品抵挡紫外线一般有两种机制：1.化学吸收，通过加入紫外吸收物质吸收紫外线，常用的紫外吸收物质有对氨基苯甲酸及其衍生物，肉桂酸等；2.物理反射，利用分散的固体颗粒物的反射作用，屏蔽紫外线，常用的有二氧化钛和氧化锌。市售的化妆品防晒霜的主要通过防晒指数（Sun Protection Factor, SPF）来标识防晒能力。防晒指数是指在涂有防晒剂防护的皮肤上产生最小红斑所需能量（最小红斑量， MED）与未加任何防护的皮肤上产生相同程度红斑所需能量之比值。国家食品药品监督管理总局（CFDA）推荐采用可以连续产生波长为290nm~400 nm 的紫外线的日光模拟器照射实验志愿者，观察暴露出皮肤的红斑和色素沉着情况得出防晒指数。该测定方法全面直接，实验条件真实，但是实验过程长，测试费用高，需要经过专业培训的人员并耗费大量时间和劳动; 重复性差；大剂量照射会对参加测试人员的皮肤造成损害，需要严格受试志愿者筛选和核查，成本高。目前对防晒化妆品的研究一般采用色谱方法和紫外可见光谱法。色谱方法侧重于对防晒化妆品化学紫外吸收剂的筛查和含量分析，该类方法侧重于成分分析，对防晒效果考察较少；紫外光谱法主要测定化学防晒剂溶液或者溶液稀释的防晒化妆品的紫外光谱，该类方法侧重于研究化学防晒而忽略了物理防晒效果的评价，检测过程中防晒化妆品的溶剂化处理与实际使用情况不符。防晒化妆品一般呈现胶状或者乳液状涂抹于皮肤表面，采用分光光度计研究其光谱性质要充分考虑非溶液状态下防晒化妆品对光吸收和反射的非均匀性。配置积分球组件的分光光度计可以测定非溶液状态下样品的透射和反射光谱（图1）。积分球是一种常用的光学组件，它的主要作用是作为光收集器，非平行光通过采样口进入积分球，具有各向异性的样品光束在积分球内进行全方位多次反射后，最后一个被平均化了的光信号被引入到检测器。积分球-分光光度计技术目前已广泛应用于催化剂，涂料，反射膜等固体材料的表征和研究。本工作拟采用积分球-分光光度计技术研究胶体类的防晒化妆品紫外透射光谱，综合考察防晒化妆品通过化学和物理作用对紫外线的整体遮蔽效果；同时结合紫外-可见光反射光谱的分析，评价防晒化妆品的美化效果。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191702_673985_2265735_3.jpg 图1 积分球测定透射和反射光路（图片来自岛津日本网站）1 实验部分1.1 仪器与试剂UV—3600紫外可见光分光光度计（日本岛津公司），积分球附件ISR-3100，石英片（40mm×10mm×1mm）（洪钧光学），硅胶垫（直径22mm，CNW），品牌A防晒霜（SPF15），品牌B防晒霜（SPF20），品牌C防晒霜（SPF25），品牌D防晒霜（SPF30），移液器（德国普兰德），电子天平（美国丹佛）。1.2 实验条件1.2.1透射率的测量取适量的防晒化妆品涂抹于石英片上，用玻璃棒涂匀后，将石英片置于积分球和光源之间测量固体透射透射率，平行测定5次。扫描波长范围：190~400 nm，扫描速度：中，狭缝宽度：8 nm，硫酸钡为空白板。以同样检测条件，测定同种防晒化妆品紫外光谱透射率随使用量增加的变化趋势。1.2.2反射率的测量取适量防晒化妆品均匀涂抹于硅胶垫上，样品置于积分球漫反射和镜面反射位置分别测量防晒化妆品的反射率，扫描波长范围：190~800 nm，扫描速度：中，狭缝宽度：8 nm，空白硅胶垫为空白板。以同样检测条件，测定同种防晒化妆品紫外光谱反射率随使用量增加的变化趋势。2 结果与讨论2.1 防晒化妆品的紫外透射率防晒化妆品的主要功能是“遮蔽”紫外线，透射率谱图能够反映出最终穿过防晒霜到达皮肤的紫外线强度，透射率越高，防晒用品的遮蔽效果越差。透射光谱实验表明(图2A) 4种防晒化妆品对250~400 nm区间紫外线均有很好的吸收和遮挡。不同品牌防晒化妆品的透射光谱不同，主要区别在于不同样品对长波紫外线UVA波段(320~400 nm)的遮挡作用有明显差别，例如：SPF15与SPF20防晒品在UVB波段(270~320 nm)的透射光谱几乎重合，但是在UVA波段，SPF15的样品透射率较低，说明其对紫外线的遮挡作用明显弱于SPF20防晒品。4种化妆品的最低透射率区均在300 nm附近，为了验证固体紫外光谱方法的重复性，分别测定每个品牌化妆品涂抹的石英片在300 nm处的透光率（独立测定5次），结果表明除了SPF15的化妆品之外，各样品在300 nm处的透光率与其SPF值存在负相关，即300 nm处透射比越大，SPF值越小。说明SPF值越大的化妆品对紫外光谱的遮蔽效应越明显，这与化妆品的真实效应相符，同时也验证了使用本法进行防晒化妆品的检验和评价是可行和可靠的。SPF15化妆品平行5次测定误差较大(图2B)，相对标准偏差RSD为72%，可能与该品牌化妆品黏度较小有关。因该样品流动性大，不易在石英片上形成薄膜，测定时聚集于石英片下部，导致了测量透射比偏小，从而偏离了正常的SPF值-透射比趋势。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291745_612666_2265735_3.jpg图2 防晒化妆品的紫外透射光谱。A四种防晒化妆品的紫外透射光谱；B四种防晒化妆品300 nm透射率的5次独立实验统计。2.2 防晒霜化妆品的紫外—可见光反射率防晒化妆品对紫外线的遮挡保护了皮肤，同时一些原料对可见光也有明显的反射作用，可见光区域镜面反射和漫反射太强，会造成视觉上的“油腻感”，影响化妆品的美观效果。本实验利用硅胶垫模拟人体皮肤，将四种防晒化妆品涂抹其上，测定样品在紫外-可见区域的反射光谱变化趋势（图3）。结果表明，各化妆品在紫外区域的反射率与透射率结果相关，但在可见光区域，不同SPF值化妆品的反射率差别较大，SPF30化妆品对可见光的反射作用最强，SPF25化妆品对可见光的反射作用最弱，这与化妆品本身的视觉效果相符。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291753_612671_2265735_3.jpg图3 防晒化妆品的紫外可见光反射光谱。A 漫反射光谱；B 镜面反射光谱2.3防晒化妆品使用量对紫外透射率的影响《化妆品使用分析规范》建议使用量为2 mg/cm2，防晒化妆品用量过少防晒效果有限，过多则容易堵塞皮肤毛细孔，刺激皮肤，在皮肤形成“油层”，影响美观。本实验测定了不同防晒化妆品使用量的紫外透射及反射光谱（图4-6）。如图3所示，SPF值15，20和25的化妆品对紫外光谱的透射率随使用量增加而明显下降，说明使用量增加能够提高化妆品对紫外线的遮挡效果。SPF30的化妆品对紫外线遮蔽效果在测定范围内，随使用量增加变化趋势不明显，说明高SPF值产品在实验用量范围内抵挡紫外线的能力能够保持的更加稳定。而对各化妆品反射光谱的测定发现，随使用量增加，防晒化妆品对紫外-可见光的反射作用逐渐增强（图5和图6），而化妆品的反射作用会影响化妆品的美容效果。因此，对防晒化妆品的用量选择，应从透射光谱反映的遮蔽作用和反射光谱反映的美观效果两方面进行综合考虑。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/

炎炎的夏季说来就来了, 防晒衣成为每个爱美的女士的最爱。但是“防晒衣真的防晒吗”，是很多人心中的疑问，今天就给大家简单的讲解一下“防晒衣”的相关知识。　　第一，我们来了解一下什么是“防晒衣”？防晒衣也就是防晒服装，它于2007年在美国首先开始流行，随后进入中国。开始大多应用于户外产品当中，普通服装中的应用还比较少，之后受到了众多女生的青睐。防晒衣的主要作用是防治太阳紫外线的直接照射，作用和遮阳伞是一样的。　　第二，“防晒衣”为什么大受户外人士尤其是众多女生的喜爱？　　特制的“防紫外线衣”能有效防止紫外线对皮肤的侵害。在炎热的季节穿上具有防紫外线功能的服装，汗水会迅速由皮肤表面 导出至织物表面，并很快干燥，不再受到汗湿的困扰。这类服装由于重量轻、手感柔软、容易清洗，穿着轻松舒适;并且具备很强的吸水能力、透气性和一定的防风 性，可以让穿戴者在户外活动中保持最佳的运动状态。　　第三，“防晒衣”的防晒原理也就是“防晒衣真的防晒吗”？防晒衣也就是防晒服装，它于2007年在美国首先开始流行，随后进入中国。开始大多应用于户外产品当中，普通服装中的应用还比较少，之后受到了众多女生的青睐。防晒衣的主要作用是防治太阳紫外线的直接照射，作用和遮阳伞是一样的。　　第二，“防晒衣”为什么大受户外人士尤其是众多女生的喜爱？　　特制的“防紫外线衣”能有效防止紫外线对皮肤的侵害。在炎热的季节穿上具有防紫外线功能的服装，汗水会迅速由皮肤表面 导出至织物表面，并很快干燥，不再受到汗湿的困扰。这类服装由于重量轻、手感柔软、容易清洗，穿着轻松舒适;并且具备很强的吸水能力、透气性和一定的防风 性，可以让穿戴者在户外活动中保持最佳的运动状态。　　第三，“防晒衣”的防晒原理也就是“防晒衣真的防晒吗”？ 1、防晒衣采用优质的聚酯纤维材质，各种纤维的防晒系数大小：聚酯纤维棉纶人造棉、丝。　　2、防晒衣大多数布料中加入防晒助剂的防紫外线布料，也有一些防晒布料是利用陶瓷微粉与纤维结合，增加衣服表面对紫外线的反射和散射作用，防止紫外线透过织物损害人体皮肤。　　防晒衣采用了可以防紫外线的面料，在衣服的里层涂抹了一层防晒涂层，就像太阳伞一样。一件防晒衣就能够可以隔离95%的紫外线光。　　3、在炎热的季节穿上具有防紫外线功能的服装，汗水会迅速由皮肤表面导出至织物表面，并很快干燥，不再受到汗湿的困扰。紫外线是令皮肤提前衰老的最主要原因，引起皮肤的光老化甚至皮肤癌。　　第四点，市场上的“防晒衣”的防晒效果怎么样？　　1、很多知名的户外运动品牌都有防紫外线服装的产品，这些服装的标牌上都清楚地注明了服装材质、upf指数等相关参数。而少量时装品牌的服装中也有所谓的防晒服装，但多数没有找到相关的标识。　　2、那么，这些防晒衣到底有没有效果呢？据了解，防晒衣是近两年进入国内市场的，目前在国内，防紫外线布料大多应用于户外产品中，普通服装中应用的比较少。“正规防晒衣的生产商要对布料进行一些特殊工艺处理，这种工艺造价很贵，适合特殊人群使用，对于市面上热销的几十元的‘防晒衣’，更多的是一种噱头，是商家的概念炒作。”一位业内人士笑称，一把普通的防紫外线的太阳伞也得在20元以上吧，而一件长袖衣服用的布料肯定比一把伞多，怎么可能卖十几二十元呢。此外，从专业的角度来说，防晒主要分为防光线、防uv(Ultraviolet的缩写，即紫外线)和吸热，而防晒的效果跟织物的密度有关，密度越高防晒效果越好，比如棉毛制品的密度就较高，防晒效果好一些。而化纤材质如果要达到防晒效果，需要加入防晒涂层。现在市面上那些如薄纱甚至透明的防晒服，其防晒效果很让人怀疑。　　最后，我们来看看如何挑选防晒衣？1、在选购防晒服装时不要盲目 地被各种花哨宣传所吸引。正规的防晒面料制成的服装，都会在其衣服标牌上标有明确的防晒参数，如果没有，建议您不要购买。另外，长时间的洗涤或者拉伸有可 能造成衣服防晒性能降低，这时需要更换或者重新给衣物添加助剂，具体做法参照产品的相关说明。　　2、买前先看防晒标识，防紫外线产品应标有三方面内容。我国最新的《纺织品防紫外线性能的评定》规定：只有当产品的upf(即紫外线防护系数)大于30，且uva(长波紫外线)透过率小于5%时，才可称为“防紫外线产品”，防紫外线产品应该在标签上标有以下三个方面的内容：本标准的编号，即gb/t18830；upf值：30+或者50+；长期使用以及在拉伸或者潮湿的情况下，该产品所提供的防护性能可能减少。在该评定标准中：uva是指紫外线中对人体伤害最大的那一部分波段，而upf则是指紫外线的透射程度，数值越大，透射程度越低。　　3、“正规的防晒面料制成的服装，都会在其衣服标牌上标有明确的紫外线防护系数。”有关人士提醒消费者，在选购防紫外线纺织服装产品时，首先要查看产品使用说明书有无产品防紫外线功能介绍，如果有防紫外线功能，还应索要该产品经国家质量技术监督行政主管部门授权的省、市级以上质量监督检验机构出具的检验报告，以确认该产品是否达到国家标准要求。防晒物品主要参考指标是upf指数，应尽量挑选纺织服装产品的UPF(即紫外线防护系数)30，T(UVA)(即日光紫外线波长在315cm～400cm时，透射通量与入射通量之比)5%的产品。此外，衣服的颜色也能影响防晒性能，黄颜色的防晒性能最低，黑色以及红色系的防晒衣效果相对好些。