引言 到達(dá)地面的太陽光中含有 50 %紅外光、 40 %可見光與 10 %紫外光。紫外光中有 9.5 %的 UVA 與 0.5 %的 UVB。

研究表明，陽光暴曬可能對皮膚造成急性和慢性的影響。紫外輻射中的 95 % 是 UVA 輻射（320-400 nm），此類輻射可以穿透皮膚的表皮層，產(chǎn)生活性氧 化物（ROS）而直接造成 DNA 的損傷，也會導(dǎo)致 DNA 和 DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián) 結(jié)構(gòu)的單鏈斷裂、真皮層損傷以及膠原蛋白的降解。雖然絕大部分的 UVB 輻 射（290-320 nm）能夠被表皮層所吸收，但是此類輻射的細(xì)胞毒性和誘變能 力更強(qiáng)，直接導(dǎo)致 DNA 的損傷。UVA 輻射的光老化作用是非常顯著的。由于 其穿透能力較強(qiáng)，UVA 輻射是導(dǎo)致表皮和真皮損傷的主要原因。

防曬指數(shù)（SPF）讓消費(fèi)者可以直觀比較防曬產(chǎn)品所能提 供的保護(hù)水平。防曬產(chǎn)品可以大致分為 4 種防護(hù)等級。

防曬指數(shù)低于 6 的產(chǎn)品已經(jīng)不再被看做是防曬產(chǎn)品，因?yàn)?這些產(chǎn)品的保護(hù)效果太弱，無法實(shí)現(xiàn)防曬的主要目的。之 前的“遮光(sun-block)”一詞也基本不再使用，以免對消 費(fèi)者造成誤導(dǎo)。 單純使用 SPF 值評價(jià)防曬效果是不完善的。SPF 值描述 的主要是對 UVB 輻射的保護(hù)效果，不能充分表明產(chǎn)品對 于 UVA 輻射的防護(hù)能力。UVA 輻射對皮膚的損害已經(jīng)得 到證明，因此亟需建立一些可以評價(jià)產(chǎn)品對 UVA 防護(hù)水 平(UVA 防護(hù)指數(shù)，UVA-PF)的測試方法。 對于 UVA 輻射影響的關(guān)注日益增長，因此需要建立可以正 確評價(jià)防曬產(chǎn)品保護(hù)水平的標(biāo)準(zhǔn)方法。歐洲、澳大利亞、 德國、英國和美國等已經(jīng)建立了一些體內(nèi)和體外測試方法 (ISO, AS/NZS, DIN, UK, FDA)，用不同方式評價(jià)防曬產(chǎn)品 對 UVA 輻射的防護(hù)水平。但是，不同國家建立的方法相互 之間 難以同步，尚不能用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)注明產(chǎn)品對 UVA 輻射 的防護(hù)效果。目前主要的體外測試規(guī)定方法如右側(cè)所列。

COLIPA 2011/ FDA 最終條例 2011 本文所要討論的測試方法是 COLIPA 2011 與 FDA 最終條 例 2011。為了測定防曬產(chǎn)品的 UVA 防護(hù)指數(shù)，COLIPA (歐 洲化妝品、盥洗用品及香水協(xié)會)在 2011 年發(fā)布了對于體 外測試方法的指導(dǎo)原則。FDA 最終條例 2011 規(guī)定的測試 方法參數(shù)與 COLIPA 2011 基本一致，因此通過一次測試 即可同時(shí)得到符合兩種規(guī)定的結(jié)果。 根據(jù) FDA 和歐盟的指導(dǎo)原則，防曬產(chǎn)品不僅要提供 UVB 防護(hù) 能力，還要能夠抵抗 UVA 輻射。根據(jù) PPD 方法(持 久性色素沉淀法)得到的體內(nèi)測試結(jié)果或者其他等效的防 護(hù)能力評價(jià)方法得到的體外測試結(jié)果，UVA 防護(hù)指數(shù) (UVA-PF)不應(yīng)低于 SPF 值的 1/3。此外,為了滿足 UVB/UVA 廣譜防護(hù)能力與相關(guān)標(biāo)識的要求,體外測試結(jié)果 的臨界波長應(yīng)該高于 370 nm。

SPF 測試一一目前的體外測試規(guī)定方法 

AS/NZS 2604 廣譜測試法(2012)該方法的新版本以 ISO  24443 “防曬產(chǎn)品 UVA 防護(hù)水平體外測定(Determination of  Sunscreen UVA Protection in vitro)”為基礎(chǔ)。為了獲得防護(hù) 光譜的寬度性質(zhì)，需要計(jì)算 UVAPF 比例值與臨界波長。 ISO-24443 (2012)“防曬產(chǎn)品 UVA 防護(hù)水平體外測定”。與 AS/NZS 2604 規(guī)定的方法一致，該方法也 需要測定 UVAPF 比例值與防護(hù)光譜寬度。 

ISO-24442 (2011)該方法是澳大利亞、歐洲、東盟等地區(qū)使 用的 U VAPF 體外測試方法的折中。 

UVA-UVB 比例法(2010)該方法需要測試 1.3 mg/cm2 的樣 品薄膜在 290 nm 到 400 nm 之間的吸收光譜，然后計(jì)算 290-320 nm 之間的吸收光譜面積(UVB 區(qū)域)與 320-400nm 之間的吸收光譜面積(UVA 區(qū)域)的比例。待測樣品需要進(jìn)行 預(yù)輻照處理。UVA 防護(hù)水平計(jì)算方法為：總防曬指數(shù)(TPF)  UVA/UVB?？梢允褂貌煌幕撞牧线M(jìn)行測試。

Boots 星級評定法(2011)該方法為英國的 Boots 公司所使用 (非強(qiáng)制方法)。該方法需要測試 1 mg/cm2 的樣品薄膜在 290  nm 到 400 nm 之間的吸收光譜。待測樣品需要進(jìn)行預(yù)輻照處 理。產(chǎn)品對 UVA 防護(hù)能力的等級范圍為 3 星級到 5 星級。星 級越高，對 UVA 的相對防護(hù)能力越強(qiáng)。 FDA 最終條例 2011 該方法是目前在美國使用的測試方法。 該方法需要測試 0.75 mg/cm2 的樣品薄膜在 290 nm 到 400  nm 之間的吸收光譜。從光譜曲線的 UVB-端開始計(jì)算，吸收 光譜面積達(dá)到總光譜面積的 90 %時(shí)對應(yīng)的波長為臨界波長。 待測樣品需要進(jìn)行預(yù)輻照處理。 

DIN 67502 (UVA 平衡法)該方法的基礎(chǔ)如德國標(biāo)準(zhǔn) DIN  67502 所規(guī)定。該方法使用 CIE 提供的數(shù)值計(jì)算 SPF 值，對 體外測試結(jié)果進(jìn)行校正。通過標(biāo)準(zhǔn)的 PPD 作用光譜得到待測 防曬產(chǎn)品的 PPD 值。 

COLIPA (UVAPF) (2011)該方法需要計(jì)算 UVAPF 與 SPF 的 比例值以及臨界波長。該方法也說明了符合歐盟規(guī)定的一致 性要求。

COLIPA 名詞定義 體外 UVA 防護(hù)指數(shù)(UVAPF):防曬產(chǎn)品所提供的 UVA 絕對 防護(hù)能力，根據(jù)輻照處理后樣品的體外透過率、PPD 作用 光譜的權(quán)重、具有 UVA 濾光片的陽光模擬器的標(biāo)準(zhǔn)輸出光 譜等參數(shù)計(jì)算得到。 紫外輻照前的體外 UVA 防護(hù)指數(shù)(UVAPF(0)): 沒有經(jīng)過紫 外輻照處理的防曬產(chǎn)品體外 UVA 防護(hù)指數(shù)。根據(jù)沒有經(jīng)過 輻照處理的樣品的體外透射光譜、PPD 作用光譜的權(quán)重、 具有 UVA 濾光片的太陽模擬器的標(biāo)準(zhǔn)輸出光譜等參數(shù)計(jì)算 得到，根據(jù)標(biāo)明的 SPF 值進(jìn)行調(diào)整。 體外防曬指數(shù)(體外 SPF 值)：防曬產(chǎn)品對于能夠引發(fā)皮膚 紅斑的紫外輻射的絕對防護(hù)性能，根據(jù)樣品的體外透過率、 紅斑作用光譜的權(quán)重、用于 SPF 測試的紫外陽光模擬器的 標(biāo)準(zhǔn)輸出光譜等參 數(shù)計(jì)算得到。 臨界波長(λc):待測防曬產(chǎn)品的臨界波長入 c 定義為輻照處 理后樣品的吸收光譜面積(從 290 nm 到入 c)達(dá)到總吸收光 譜面積(從 290 nm 到 400 nm)的 90 %時(shí)對應(yīng)的光譜波長。 樣品吸收光譜的測試方法如前所述

根據(jù) FDA 最終條例 2011 的規(guī)定，防曬產(chǎn)品的 SPF 值不低 于 15 而且臨界波長達(dá)到 370 nm 時(shí)，才可以稱之為具有“廣 譜防護(hù)”的能力。需要注意的是，FDA 的規(guī)定方法已經(jīng)與 COLIPA 2009 的 UVA 測試方法同步，但是前者還沒有參照 COLIPA2011 的測試方法進(jìn)行升級。 根據(jù)FDA最終條例2011的規(guī)定，沒有通過廣譜測試的要 求 (臨界波長低于 370 nm)、或者具有廣譜防護(hù)能力但是 SPF 值僅在 2 到 14 之間時(shí)，防曬產(chǎn)品只能宣稱有助于避免曬傷， 在標(biāo)簽上必需具有"皮膚癌/皮膚老化”之類的警示語。 本文以 COLIPA 2011 規(guī)定的測試程序作為實(shí)例。COLIPA 已經(jīng)對其測試程序中出現(xiàn)的一些名詞做了規(guī)定，包括 UVAPF,UVAPF(0)、體外 SPF,臨界波長等，具體規(guī)定如下 文所述。

基底材料的選擇 SPF 體外測試的理想基底材料需要對紫外光有相當(dāng)?shù)耐该鞫龋?而且可以模擬人類皮膚的孔隙和紋理。在以往，推薦使用的基 底材料包括 3M TransporeTM 膠帶、Vitro-SkinTM 和聚氯乙烯 薄膜(莎綸保鮮膜)。雖然這些基底材料都能夠給出可用的結(jié)果， 但是難以保證制樣過程的一致性是這些材料的共同缺點(diǎn)。 根據(jù) FDA 和歐盟的最新指導(dǎo)原則，鑄造的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)薄板是現(xiàn)在推薦使用的基底材料。這種薄板由 HelioScreen Laboratories 生產(chǎn)(http://helioscreen.fr/en/  substrats/Helioplate_HD)。推薦使用的粗糙度約為 6 微米的 HELIOPLATE HD 6 (50 mmx50 mm) 符 合 ISO-24443,  COLIPA 2011 與 FDA 最終條例 2011 的要求。圖 2 所示為放置 在一小支市售防曬霜前的 PMMA 薄板，可以看到該薄板粗糙 表面的漫反射性質(zhì)。

COLIPA 2011 對于光譜儀器的要求 COLIPA 2011 操作規(guī)程明確提出了對防曬產(chǎn)品測試中所用光 譜儀器的要求： ? 分光光度計(jì)的測量波長范圍必需覆蓋感興趣的主要波段，也 就是 290 nm 到 400 nm,數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔可以達(dá)到 1 nm。 ? 分光光度計(jì)的波長準(zhǔn)確度必需優(yōu)于 1 nm。 ? 分光光度計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必需能夠在各個(gè)方向上收集穿過 粗糙的 PMMA 基底的透射光線，無論基底上是否覆蓋了防 曬產(chǎn)品涂層。推薦使用積分球進(jìn)行測量，而且積分球的窗口 面積占球壁總面積的比例越小，測量準(zhǔn)確度越高。 ? 線性范圍要求為 2.2 吸光度單位。測得的最高吸光度不 能超過儀器所用線性范圍的 90 %。因此，紫外/可見分光光 度計(jì)的設(shè)計(jì)必需能夠有效拒絕雜散光(例如，使用兩個(gè)單色 器)。

……

結(jié)論 明確標(biāo)注防曬效果的市售防曬產(chǎn)品都需要按照程序 進(jìn)行檢測。本文選擇 COLIPA 2011（歐洲）與略有不同的 FDA 最終條例 2011（美國）作為測試程序的指導(dǎo)原則。防 曬產(chǎn)品測試使用的紫外/可見分光光度計(jì)需要配備符合相關(guān) 規(guī)定要求的積分球附件，而且系統(tǒng)的光度線性度需要符合 COLIPA 規(guī)定的范圍。 PerkinElmer 提供的配備了 150 mm 積分球附件的 LAMBDA  850+分光光度計(jì)是防曬產(chǎn)品測試的推薦儀器之一。該雙單色 器儀器的光度線性度遠(yuǎn)優(yōu)于相關(guān)規(guī)定的要求，而且較小的積 分球窗口面積比也符合 COLIPA 的推薦要求。 UVWinLabv6 軟件可以將 COLIPA規(guī)定的 SPF-UVAPF 計(jì)算 過程設(shè)定為測試方法文件的一部分。使用 Communique 建 立的報(bào)告模板可以訂制測試結(jié)果的最終打印報(bào)告格式。