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化妆品保湿化妆品功效评价方法

2020-12-26 10:53:07 旭林精细化工

在给定温度和相对湿度条件下，保湿剂不断从环境中吸收水分(fēn)，潮解或者形成溶液。基于化妆品中不同保湿剂分(fēn)子对水分(fēn)子的作用(yòng)力不同，吸收水分(fēn)和保持水分(fēn)的能(néng)力也略有(yǒu)差异。通过称重法测试保湿剂的吸湿率可(kě)以表征该成分(fēn)的保湿功效。


保湿剂在一定时间吸收的水分(fēn)重量占该保湿剂重量的百分(fēn)比，為(wèi)此保湿剂在该时间内该相对湿度下的吸湿率。一般采用(yòng)饱和硝酸钾溶液维持94%的相对湿度。将涂抹有(yǒu)受试物(wù)的玻璃板置于简易恒湿器的多(duō)孔隔板上，并保证隔板上下空气的流通，放置一段时间后（2、4、6、8h）取出、称重，计算吸湿率。


本方法适用(yòng)于吸水性保湿原料或含有(yǒu)该类型保湿成分(fēn)的保湿产品的吸湿率测定。油脂类保湿剂和水剂、乳液等含水量较高的产品不宜采用(yòng)该方法。


1.2保湿性


保水率為(wèi)在某一固定相对湿度的前提下，样品放置不同时间后（样品放置后的质量-样品放置前的质量）/样品放置前的质量*100%，反应产品随时间的变化所呈现的吸湿性的大小(xiǎo)。


不同保湿剂分(fēn)子对水分(fēn)子的作用(yòng)力不同，保持水分(fēn)的能(néng)力也略有(yǒu)差异。试验常采用(yòng)称重法测试失水率表征保湿剂的保水能(néng)力，从而表征化妆品及其原料保持水分(fēn)的能(néng)力大小(xiǎo)。采用(yòng)一定體(tǐ)积的饱和碳酸钾溶液维持约43%的相对湿度。称取一定量受试物(wù)溶液，均匀涂覆在贴有(yǒu)3M胶带的玻璃板上，放置一段时间后（2、4、6、8h）称量受试物(wù)的重量，计算失水率。失水率越大表示该保湿剂的保水性越差。失水率越小(xiǎo)表示该保湿剂的保水性越强，長(cháng)期保湿效果越好。


本方法适用(yòng)于吸水性保湿原料或含有(yǒu)该类型保湿成分(fēn)的保湿产品的失水率测定，油脂类保湿剂或含水量较低的膏霜类产品不宜采用(yòng)该方法。


1.3吸湿稳定性


理(lǐ)想的保湿剂除了能(néng)在周围环境中吸收水分(fēn)，在一般湿度下保持水分(fēn)外，还需要具备其吸收的水分(fēn)随着相对湿度变化较小(xiǎo)的特点。当外界相对湿度变小(xiǎo)时，如果保湿剂的吸收水分(fēn)的能(néng)力变小(xiǎo)将会导致皮肤干燥。吸湿稳定性的测定一般称取同质量的某一固定保湿剂，将其放置在不同相对湿度的环境中，一段时间后比较其各自的吸湿量。如果不同环境中的吸湿量变化不大，表明该保湿剂的吸湿稳定性好。


1.4皮脂分(fēn)析


皮脂膜是由皮肤表面的皮脂与汗液和水乳化后在皮肤表面形成的乳化皮脂薄膜，覆盖在皮肤和毛发的表面。皮脂膜像一层无形的屏障影响皮肤的健康。皮脂膜可(kě)有(yǒu)效滋润皮肤，使皮肤柔韧、润滑、富有(yǒu)光泽、防止干裂。另外，皮脂膜可(kě)防止皮肤水分(fēn)过度蒸发、防止外界水分(fēn)及其他(tā)物(wù)质大量进入，锁住水分(fēn)，阻止营养物(wù)质、保湿因子及水分(fēn)的散失，使皮肤含水量保持正常，对皮肤锁水功能(néng)起到重要的屏障功能(néng)。


皮肤表面皮脂成分(fēn)含量：甘油三酯约占20-60%、蜡脂约占23-29、角鲨烯约占10-14、游离脂肪酸约占5%-40%、胆固醇及胆固醇酯约占1-5%。皮肤表面脂质受多(duō)种因素的影响，皮脂成分(fēn)含量也是在一定范围内变动。通常情况下，通过分(fēn)析神经酰胺、胆固醇、脂肪酸含量及其比例，分(fēn)析皮脂成分(fēn)是否存在偏颇，可(kě)间接反应皮脂膜的健康状态。


1.5天然保湿因子

（NaturalMoisturizingFactor，NMF）


NMF是存在于角质层内与水结合的一些低分(fēn)子量物(wù)质的总称，包括氨基酸、吡咯烷酮羧酸、乳酸、尿素、尿刊酸、离子碳水化合物(wù)、氨、多(duō)态、葡糖胺及其他(tā)未知物(wù)质，是一类皮肤自身存在的、具有(yǒu)吸水特性的小(xiǎo)分(fēn)子复合物(wù)。与皮肤水合作用(yòng)密切相关的NMF中最具代表性的為(wèi)PCA、UCA、Urea，可(kě)以吸收大量的水分(fēn)并保持水分(fēn)不被散失。NMF作為(wèi)一种低分(fēn)子量水溶性的高效吸湿性分(fēn)子化合物(wù)，能(néng)帮助角质细胞吸收水分(fēn)，维持水合功能(néng)。


对NMF的定量测试常见的方法為(wèi)：1.利用(yòng)胶带剥脱，采用(yòng)高效液相色谱、液相色谱质谱联用(yòng)技术，对剥脱下的角质层细胞中UCA、PCA等成分(fēn)进行分(fēn)析，2.基于保湿的原理(lǐ)，从二维\三维细胞水平检测与保湿相关基因的表达情况，利用(yòng)3D皮肤模型直接检测皮肤角质层中PCA、UCA、Urea的含量变化，再利用(yòng)相似相容原理(lǐ)，采用(yòng)高效液相色谱对角质层PCA、UCA、Urea进行分(fēn)离和检测。


1.6皮肤屏障相关蛋白及其基因表达


人體(tǐ)正常的皮肤有(yǒu)两方面的屏障功能(néng)：一方面抵御外界各种物(wù)理(lǐ)、化學(xué)和生物(wù)等有(yǒu)害物(wù)质对皮肤的侵害，对酸、碱、有(yǒu)机溶剂及物(wù)理(lǐ)性摩擦具有(yǒu)一定的抵抗力；另一方面对外界物(wù)质的吸收、内部物(wù)质的流失具有(yǒu)明显的限制作用(yòng)，可(kě)阻止體(tǐ)液外渗与化學(xué)物(wù)质的内渗，防止水分(fēn)散失。皮肤屏障受损表观上将会导致细胞连接松散、易脱落，细胞间紧密连接能(néng)力变弱，角质细胞表面TEWL升高，皮肤保水能(néng)力下降，皮肤变的敏感、脆弱。所以，皮肤屏障功能(néng)在保持机體(tǐ)内环境的稳定上起着重要的作用(yòng)。


皮肤屏障功能(néng)主要依靠角质层的“砖墙结构”。角质层的主要成分(fēn)是角蛋白和脂质紧密有(yǒu)序的排列。所以，对皮肤屏障功能(néng)的检测可(kě)以通过测定相关蛋白的表达间接反应皮肤的水合力、保水力。与皮肤屏障直接相关的蛋白主要包含：角蛋白、丝聚合蛋白、外皮蛋白、兜甲蛋白、转谷氨酰胺酶、紧密连接蛋白-1等。其检测方法主要包含：定量即时聚合酶链式反应

（QuantitativeReal-timePolymeraseChainReaction，qRT-PCR）、免疫细胞化（Immunocytochemistry，ICC）/免疫荧光（Immunofluorescence，IF）、免疫组化。


1.7水通道蛋白（Aquaporins，AQPs）


皮肤固有(yǒu)的水合能(néng)力不仅由于角质细胞中NMF的存在，还依赖于皮肤内水分(fēn)的运输。AQPs是一类膜蛋白家族，可(kě)选择性地转运水和小(xiǎo)分(fēn)子溶质（如甘油）。


在人體(tǐ)皮肤中，AQP-3是AQPs家族表达最丰富的水通道蛋白亚型。其在表皮的表达量具有(yǒu)空间层次，主要表达于人表皮基底层，棘层、颗粒层，到角质层逐渐消失。AQP-3在基底膜带的高表达，可(kě)以促使水，甘油及尿素的转运，担负着角质层甘油运输的重要作用(yòng)。AQP-3将内源性的甘油以及皮脂腺中的甘油三酯运输进入表皮，使其直接或间接影响皮肤保湿功效。


通过抗原抗體(tǐ)的特异性结合，可(kě)以用(yòng)荧光基团标记出表皮细胞表达的AQP3，荧光强度即对应了该蛋白的表达量，同时，通过定量即时聚合酶链式反应测定其mRNA的表达，从而可(kě)以一定程度上反映出皮肤转运水分(fēn)的能(néng)力。



2.1皮肤水分(fēn)含量及其分(fēn)布


皮肤水分(fēn)含量的测试可(kě)以直接反应保湿产品的保湿效果。目前测试皮肤水分(fēn)含量的方法主要有(yǒu)電(diàn)化學(xué)法、光谱法。


電(diàn)化學(xué)法测定水分(fēn)含量多(duō)采用(yòng)電(diàn)容法、電(diàn)阻法、電(diàn)导法。主要仪器包括德國(guó)CK公司的CorneometerCM825、皮肤水分(fēn)分(fēn)布测试仪MoistureMapMM100、芬兰的MoistureMeter、Biox公司的Epsilon介電(diàn)成像系统、日的Skicon-200EX皮肤電(diàn)导测试仪等。其中，采用(yòng)電(diàn)容法测定人體(tǐ)皮肤角质层的水分(fēn)含量是基于水和其他(tā)物(wù)质的介電(diàn)常数差异显著，按照皮肤角质层水分(fēn)含量的不同，测得的皮肤的電(diàn)容值不同，其参数可(kě)代表皮肤水分(fēn)含量。


光谱法测定皮肤水分(fēn)含量主要包括：拉曼共聚焦显微镜、近红外光谱法（nearInfrared,NIR）、衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法（attenuatedTotalReflectionFlouriertransformedInfraredSpectroscopy）ATR-FTIR、共振频率法（ResonanceFrequencymethod）。其中，应用(yòng)较多(duō)的為(wèi)拉曼共聚焦显微镜测定皮肤水分(fēn)含量。共聚焦拉曼光谱是基于皮肤对光的拉曼散射得到光谱图，通过检测CH键（2800-3000cm-1）和OH键（3100-3700cm-1）的信号强度比例进而通过计算得到水分(fēn)含量值。皮肤含水量越高，得到的谱图中水分(fēn)的吸收峰强度越强。其优势是可(kě)实现在體(tǐ)、实时、无创测试，受试物(wù)不受其剂型限制、无需复杂的样品预处理(lǐ)、可(kě)实现分(fēn)子层面的逐层分(fēn)析。同时，也可(kě)通过分(fēn)析使用(yòng)产品前后皮肤拉曼光谱的变化，定性或半定量分(fēn)析物(wù)质的经皮吸收情况。


2.2皮肤经皮水分(fēn)散失

（TransepidermalWaterLoss，简称TEWL）


TEWL又(yòu)称透皮失水率，是指水分(fēn)从真皮层经表皮层，在单位时间内流失水分(fēn)的速度。TEWL对评估皮肤水分(fēn)保护层的功能(néng)是非常重要的参数，在國(guó)际上已经得到了广泛的认可(kě)。


皮肤生理(lǐ)和功能(néng)上的变化常导致皮肤屏障功能(néng)的损伤，同样，皮肤屏障功能(néng)异常也常会导致皮肤出现生理(lǐ)及功能(néng)上的变化。例如：皮肤屏障受损表观上将会导致细胞连接松散、易脱落，细胞间紧密连接能(néng)力变弱，角质细胞表面TEWL升高，皮肤保水能(néng)力下降，皮肤变得敏感、脆弱。TEWL是较常用(yòng)的表征皮肤水分(fēn)散失的方法。皮肤屏障功能(néng)越好，TEWL的数值就越低，反之亦然。所以，评价化妆品或者化妆品原料对皮肤屏障功能(néng)的改善可(kě)以通过使用(yòng)产品前后TEWL值的变化评估皮肤屏障功能(néng)。目前，检测TEWL的仪器目前主要分(fēn)為(wèi)开放式探头和封闭式探头两大类。分(fēn)别為(wèi)CK公司的皮肤水份流失测试仪TewameterTM300、Delfin公司的Vapometer和Biox公司的AquafluxAF200。


2.3皮肤鳞屑指数


皮肤缺水常导致皮肤表面鳞屑的产生。為(wèi)将保湿后的效果通过科(kē)學(xué)的手段，可(kě)视、可(kě)触、可(kě)感知的传递给消费者，我们常常采集皮肤鳞屑照片，通过分(fēn)析皮肤鳞屑指数判断产品的滋润、保湿功效。常用(yòng)的仪器為(wèi)CK公司推出的皮肤显微表面活性分(fēn)析系统VisioscanVC98。Visioscan?VC98可(kě)以用(yòng)来测试受试者使用(yòng)产品后面部或其他(tā)區(qū)域的灰度参数以及SELS参数，反映皮肤的状态（如皮肤光滑度、皱纹等）变化。其中，SEsc指标表示皮肤鳞屑指数，可(kě)表征皮肤的滋润程度。数值越小(xiǎo)，角质层的鳞屑指数越小(xiǎo)，皮肤越滋润。


2.4角质层剥脱指数


当角质层表层细胞的桥粒消失，细胞间连接松动时，扁平的角质细胞就会呈鳞屑状从皮肤表面脱落，形成皮屑，通过分(fēn)析皮屑剥脱的速率和皮屑的形状可(kě)以评估皮肤的干燥程度和皮肤屏障的完整性。VisioscanVC98也可(kě)以用(yòng)来进行角质细胞剥落的测试，分(fēn)析得到的图片参数Sesc可(kě)反映皮肤角质剥落程度，Sesc数值越小(xiǎo)，说明皮肤角质层的剥落越小(xiǎo)，皮肤屏障越好。



以上是為(wèi)大家汇总的常用(yòng)的保湿功效评价方法。目前國(guó)内对保湿功效常常采用(yòng)行标QB/T4256-2011，选取24人~30人，采用(yòng)電(diàn)容法测定皮肤涂抹样品后多(duō)个时间点的皮肤角质层水分(fēn)含量。另外，对保湿的功效评价，企业还可(kě)根据产品的作用(yòng)机理(lǐ)，选择體(tǐ)外、人體(tǐ)等试验，更加直观的反应产品的保湿功效。


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