随着化妆品行业的快速发展,消费者越来越重视化妆品的功效,根据化妆品功效成分起作用的位置不同,例如针对黑色素细胞的美白产品、针对成纤维细胞的紧致/抗皱产品、针对皮肤角质层的防晒剂等,对化妆品经皮吸收的需求也不同,如何评价化妆品功效成分经皮吸收的能力也成为企业、消费者以及市场监管部门等共同关注的问题。
经皮吸收的评价方法有多种,包括:扩散池试验、胶带撕脱技术、质谱成像技术和拉曼技术等。拉曼技术能够无创地对皮肤进行深度扫描,可以用来分析局部使用的化学物质的渗透性。
一、拉曼效应
拉曼效应在1928年由钱德拉塞卡拉·文卡塔·拉曼发现,主要原理是一束光穿过不同介质时发生能量转移,导致散射光和入射光的波长不同,基于这一特性而形成拉曼光谱,每一种分子都具有唯一的拉曼指纹,是研究分子的一种重要方法。
图1 拉曼散射
二、共聚焦拉曼光谱法(confocal Raman micro spectroscopy,CRM)
CRM是将拉曼光谱分析与共聚焦成像结合的技术,皮肤的角质层相对透明,因此允许共聚焦显微镜在皮肤某一处深度聚集,收集此处的拉曼散射光信号,利用共聚焦技术每次以微米的距离向皮肤深处移动,不同深度皮肤中的化合物拉曼图谱就会被建立。CRM能够无创地对皮肤进行深度扫描,可以用来分析局部使用的化学物质的渗透性。
图2 共聚焦拉曼光谱法原理
三、应用场景
1. 在体测试
图3 使用拉曼光谱仪进行在体测试
在体方法是以人为研究对象,借助共聚焦拉曼光谱法实时监测物质渗透的过程。化妆品功效成分的作用靶点不同,其需要经皮吸收的位置有所区别,发挥功效的能力与效果也随之不同,因此可以通过拉曼法来明确功效成分的经皮吸收程度,明确功效成分发挥作用的基础。
对于防晒产品,出于安全和功效的原因,确保防晒剂不会穿透更深的皮肤层而到达血液是一个被关注的重要问题。
图4 防晒产品成分的渗透情况:a荧光越多功效成分渗透越多;b荧光越少防晒剂渗透越少
利用拉曼光谱技术分析成分在头皮的渗透深度,评价产品的滋养和护理效果。
图5 使用拉曼光谱仪进行头皮测试
2. 离体测试
受伦理、安全、成本、设备配置等因素影响,除了在体评价方法外,另一种常用的评价载体是离体皮肤。对离体皮肤可以用实时观察的方法,或将皮肤进行组织切片的方式来观察。
采用人离体皮肤研究不同分子质量透明质酸作用于皮肤8 h后的渗透差异。结果显示高分子质量透明质酸(1000~1400 kDa)不渗透,而低分子质量透明质酸(20~300 kDa)能够透过角质层。
图6 不同分子量透明质酸的分布对比:
(a)阳性对照(甘油)、(b)阴性对照(水)、(c)Cristalhyal(1000–1400 kDa HA)、(d)Bashyal(100–300 kDa HA)、(e)Renovhyal(20–50 kDa HA)
还可以利用拉曼光谱技术对头发的二硫键和活性物质渗透程度进行分析,评价护发产品的修复效果。
希科检测结合拉曼光谱技术,从定性和定量的角度研究化妆品中活性成分的渗透特性,为活性成分的作用机理研究提供一定技术支持。技术咨询请联系:××××××
拉曼技术能够实现非侵入性测量,可以在体外和体内无创、实时地进行。随着拉曼成像技术的不断更新、改进和完善,在化妆品领域的应用将能够更便捷、广泛与实用!💕
参考文献:
[1] Kourbaj G, Bielfeldt S, Kruse I, et al. Confocal Raman spectroscopy is suitable to assess hair cleansing-derived skin dryness on human scalp[J]. Skin Research and Technology, 2022, 28(4): 577-581.
[2] Essendoubi M , Gobinet C , Reynaud R ,et al.Human skin penetration of hyaluronic acid of different molecular weights as probed by Raman spectroscopy[J]. Skin Research and Technology, 2016, 22(1): 55-62.