[闲聊] 防晒剂的光稳定性

楼主: antioxidant (0.0)   2016-04-17 21:43:11
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*空白不代表安全,只表示未去搜寻或看相关研究。
*可搭配底下正文和#1LQInsi3 [成分] 化学性防晒成分8大类一同观看
正文开始....
化学防晒剂在吸收紫外光后,可能会引发一些后续的光化学反应,例如:trans-cis 的
构型转换反应,防晒剂EHMC (Ethylhexyl methoxycinnamate)的trans form 比 cis form有
较高的吸光系数,因此当转换反应发生时,即会影响防晒剂的防晒效果;防晒剂BMDBM
(Butyl methoxy dibenzoylmethane,Avobenzone)则会发生keto-enol互变反应,在enol
form时,吸光范围在UVA波长,但在diketo form时,吸光范围却在UVC波长,反而没有UVA
范围的防护功能。防晒剂也有可能和其他防晒剂产生反应或是吸光后发生裂解生成一些副
产物,BMDBM即是一例。[1,2]
由于这些光化学反应和可能的降解反应,在讨论防晒效果之余,或许也应该考虑配方
组合的适当性。
单一防晒剂的光稳定性
实验设计以18个吸光范围在UVB或广谱(UVA+UVB范围)的防晒剂,利用光照前后SPF的
变化来定量他们防晒的效果。每个防晒剂都配制成水包油(oil-in-water)乳液,然后涂抹
在压克力板上,接着照光(λ>290nm,650Wh/m^2),记录照光前后SPF差异,计算t90%
(90%的SPF效果存在时间)。因为防晒商品推荐每2小时补擦一次,因此以120分钟为基准判
断防晒剂光稳定性优劣。结果显示,防晒剂PABA (Aminobenzoic acid)和Uvasorb HEB
(Diethylhexyl butamido triazone)在所有测试的防晒剂中,是最佳的前二名,t90%分别
为1600和1520分钟,不过,PABA对皮肤刺激性非常大,所以已经不再使用在产品里头。
BP-3 (Benzophenone-3)、BP-5 (Benzophenone-5)、Ensulizole (Phenylbenzimidazole
sulfonic acid)、Tinosorb M (Methylene bis-benzotriazolyl
tetramethylbutylphenol)也展现优异的光稳定性,t90%分别从180到320分钟,剩下的12
个防晒剂t90%都低于120分钟,并不稳定。[3]
同一研究团队也利用PA数值的变化来实测7个UVA吸收范围或广谱防晒剂的光稳定性。
同样的实验设计,光稳定性的优劣以△UVA-PF(%)判断,当UVA-PF在照光前后低于10%时,
即视为光稳定的。结果 BP-3 有最优秀的光稳定性,UVA-PF只减少3%;BMDBM、DHHB
(Diethylamino hydroxybenzoyl hexyl benzoate)和Tinosorb S
(Bis-ethylhexyloxyphenol methoxyphenyl triazine)则不稳定,减少了41~62%。[4]
复合防晒剂的光稳定性
现在的防晒产品大多不只有一种防晒剂,因此有必要了解当多种防晒剂存在时,其表
现出的防晒力以及光稳定性。已有研究证明,一些防晒剂对其他防晒剂有帮助光稳定的效
果[5-7],这有一项实验设计,当只有BMDBM时,和有其他防晒剂[EHMC、Uvasorb HEB、
Uvinul T 150 (Ethylhexyl triazone)、DHHB、Tinosorb S和OCR (Octocrylene)]存在时
,经过765 Wh/m^2照光4小时后,比较防晒剂照光前后浓度差异。在照光前,防晒剂会先
用Miglyol®812N乳化,再涂布在石英槽,进行实验。结果显示,Uvasorb HEB、Uvinul
T 150、DHHB、Tinosorb S和OCR单独存在时有良好的光稳定性,浓度分别还剩92~100%,
而EHMC和BMDBM并不稳定,分别只剩72%和44%。不过当BMDBM和OCR作为复合配方时,BMDBM
的浓度能比单独存在时提高到84%,和Tinosorb S复合时,浓度能提高到71%,和EHMC、
Uvasorb HEB、Uvinul T 150复合时,大约有60%的浓度,使BMDBM降解最多的是DHHB,不
过也有57%的浓度。相较来说,BMDBM对DHHB的影响更大,当2个复合时,DHHB浓度从单独
存在的100%下降到38%。
BMDBM的降解反应机制可以用keto-enol互变反应解释,经过照光,enol form会转换
成diketo form(最大吸收在UVC范围),更多的光促使单重态的diketo form转换成不稳定
的三重态diketo form,然后产生降解或和高活性氧产生反应形成其他降解的产物。有些
方法能帮BMDBM(enol from)稳定,添加其他防晒剂可以避免BMDBM转换成diketo form,进
而中止后续的一连串反应。或利用其他防晒剂让高活性的氧失活,防止BMDBM和氧反应发
生降解[6]。
还有一个4组防晒剂复合配方的实验,◎A:EHMC、BP-3、EHS (Ethylhexyl
salicylate)◎B:EHMC、BMDBM、4-MBC (4-Methylbenzylidene camphor)◎C:EHMC、
BP-3、OCR◎D:EHMC、BMDBM、OCR。将这4组配方制成乳液,然后擦在玻璃板上,分别照
光(280-400nm、20mW/cm2) 30、60、120分钟。根据照光后存留%浓度的结果,OCR最为稳
定,且实验显示在配方C和D中,能帮助稳定EHMC、BMDBM、BP-3。
因为化学防晒剂也可能产生自由基造成皮肤损害[8-12],所以有必要探讨这些防晒剂
产生自由基的能力优劣。EHMC、BP-3和OCR实验证实经照光后,会产生自由基。这些防晒
剂制成乳液涂在仿真皮肤上,然后放在37℃及5% CO2的环境,经过0、20和60分钟后,照
光检测自由基,结果显示20分钟后会产生自由基,不过量低于控制组(未涂防晒剂),而60
分钟这组,3个防晒剂产生的自由基量都超过了控制组,超过的幅度从20~60%,BP-3产生
最多,有60%[11]。
另一项实验,分析7个防晒剂(EHMC、BMDBM、Uvinul T 150、DHHB、Tinosorb M、
Tinosorb S、OCR)分别单独或复合配方的和磷脂酰胆碱脂质体(phosphatidylcholine
liposome)做混合,照光后再利用 thiobarbituric acid assay去分析产生的自由基。
BMDBM和Uvinul T 150相对于控制组(未加防晒剂)多产生3倍的自由基,和控制组无差异的
是EHMC、DHHB、OCR。而Tinosorb M和Tinosorb S则比控制组少约20%。所有和BMDBM复合
的组别都增加了自由基的量,其中和Uvinul T 150增加最多。EHMC和Uvinul T 150复合时
,也会增加2倍的自由基,不过EHMC和其他防晒剂复合时,跟控制组差不多[12]。除了关
注产生的自由基,作者同时也分析了光稳定性,结果显示EHMC和BMDBM的最大吸收波长分
别减少了30%和75%,并不稳定,而Tinosorb M和OCR在光照后,吸收并没有改变,相对稳
定[12],此结果也和其他人研究的一致[4、6、13-15]。
不过,还是有些不一样结果的研究,OCR经过650 Wh/m2照光后,SPF值下降10%的时间
在95分钟,因为小于120分钟,所以被认为是不稳定的[3]。其他的研究,OCR经过4小时
765 Wh/m2总剂量300 J/cm2照光后,再用HPLC定量,其OCR的浓度依然维持在100% [6、
13],另外,当在水中和乙腈中,分别照射UVA灯20小时后用GC检测,浓度一样是100%[14]
。另一实验,OCR在水中经卤素灯(290-800nm)照射72小时后,浓度也还留有90% [15]。
关于Uvinul T 150、DHHB、Tinosorb S,也有些矛盾的研究。Uvinul T 150在
Lhiaubet-Vallet的研究团队中是稳定的[6],但在Couteau团队是不稳定的,因为Uvinul
T 150在照光35分钟后,UVA-PF值就减少了10%[3],在Damiani团队也是不稳定的,归因于
照光后,比起控制组,它增加了3倍的自由基[12]。
DHHB在Lhiaubet-Vallet和Damiani团队是稳定的,可是在Couteau团队,由于照光2小
时后,UVA-PF值只剩47%,所以是不稳定的。
Tinosorb S一样有结果不一致的情况。在Lhiaubet-Vallet和Damiani的实验是稳定的
,不过在Couteau团队同样并不稳定。
参考资料:
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