防晒剂光稳定性和防晒增效作用

摘要:  摘要:文中研究了双乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪(Bemotrizinol,BMT)对丁基甲氧基二苯甲酰甲烷(Avobenzone,简称AVB)及其与甲氧基肉桂酸乙基己酯(Octinoxate,简称OMC)混合物的光稳定性和防晒增效作用。通过使用V ...

摘要:文中研究了双乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪(Bemotrizinol,BMT)对丁基甲氧基二苯甲酰甲烷(Avobenzone,简称AVB)及其与甲氧基肉桂酸乙基己酯(Octinoxate,简称OMC)混合物的光稳定性和防晒增效作用。通过使用Visia-CR仪器拍摄上述防晒剂在紫外光照射下,处于一级激发态分子释放光子会发出荧光现象的照片,来研究BMT对AVB一级激发态的淬灭,从而达到光稳定作用的机理。同时通过测定荧光光斑的亮度(L*值),研究了淬灭强度随浓度变化关系。研究结果表明,BMT对AVB有较强的淬灭作用,并随浓度的增加而增加。在紫外照射前后,加入和未加BMT的防晒剂溶液吸光度曲线下面积,和防晒霜的SPF值变化同时也验证了上述结论,文中对BMT这种防晒增效作用的机理进行了探讨。

关键词:双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪;丁基甲氧基二苯甲酰甲烷;甲氧基肉桂酸乙基己酯;淬灭;一级激发态;光稳定性;防晒增效

近年来,随着防晒观念的深入人心,广大消费者和相关的管理机构越来越多的意识到长波紫外线UVA辐射对皮肤和健康的危害。阳光中的UVA会穿过角质层,表皮层及真皮层进而殃及皮下组织,使真皮中胶原蛋白减少,弹性纤维断裂,从而导致皮肤老化,DNA损伤,甚至皮肤癌的发生。丁基甲氧基二苯甲酰甲烷(Avobenzone,简称AVB)作为最具性价比的UVA-I防晒剂(340 nm~400 nm),其紫外光稳定性较差,特别是和UVB防晒剂肉桂酸酯(OMC,Escalol 557)复配。因为AVB在UV照射下形成旋转异构体,或光降解;和OMC发生环化加成反应,限制了其在应用中的长期有效性。90年代中期,欧莱雅和宝洁公司先后发表专利,分别使用奥克立林(Octocrylene)和4-甲基苄亚基樟脑(4-MBC)来增加AVB的光稳定性1,同时也限制了其他公司使用这两种原料。

当紫外光照射AVB的时候,某些AVB分子会吸收光子从基态跃迁到一级激发态,而发生异构化反应,异构化后的AVB分子也就丧失了光保护作用。如果此时有其他物质可以吸收一级激发态的能量,即淬灭其能量,那么可以帮助活化的AVB分子回到基态,从而不至于因为发生异构化反应而光降解。很多文献报道了双乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪(Bemotrizinol,简称BMT)可以稳定AVB及和OMC的复配物。BMT本身就是作为UVA和UVB的广谱吸收防晒剂,它不但具有高效的紫外吸收与能力、显著提高配方的SPF值,还表现极佳的光稳定性。BMT是美国仍然在审批过程中新的防晒剂之一,但在欧盟和中国可以使用。

本文通过使用Visia-CR仪器拍摄上述防晒剂在紫外光照射下,处于一级激发态分子释放光子会发出荧光现象的照片,来研究BMT对AVB一级激发态的淬灭情况,从而达到光稳定作用的机理。BMT通过偶极子-偶极子作用,产生荧光共振能量转移,淬灭单重激发态下的AVB分子,使AVB分子光稳定。通过测定荧光光斑的亮度(L*值),结果表明BMT对AVB有较强的淬灭作用,并随BMT浓度的增加而增加。在紫外照射前后,加入和未加BMT的防晒霜紫外吸收曲线下面积和SPF值的变化同时也验证了上述结论。加入BMT的防晒霜在经过3个月,45oC热稳定实验后,其SPF值均有所上升,文中对BMT这种防晒增效作用的机理进行了探讨。

1.实验材料和方法

1.1仪器和试剂

薄层层析板(250px*250px,烟台江友),Visia-CR(Canfield, 美国),Dermapic软件(金宏帆公司),涂抹防晒产品的载体为PMMA板(HD2,Schonberg公司,德国);测试SPF值的仪器为紫外-可见分光光度计Cary 300(Varian,美国)和内置的积分装置(Labsphere,美国);日光模拟器Q-Sun Xe-1-S (Q-Lab, 美国);棕榈酸乙基己酯(Ceraphyl 368, Ashland公司,美国);苯乙基苯甲酸酯(Xtend 226, Ashland公司,美国),乙酸乙酯(凌峰试剂),丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷(AVB,Escalol 517, Ashland公司,美国),甲氧基肉桂酸辛酯(OMC,Escalol557, Ashland公司,美国),双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪(BMT,EscalolS, Ashland公司,美国),硬脂醇聚醚-2(Volpo S2, Croda公司,英国),硬脂醇聚醚-21(Brij S721, Croda 公司,英国)

1.2实验方法

荧光方法将薄层层析板放入105℃的烘箱中活化30min,然后取出待用。分别制备1%,3% 和5%(W/W)的BMT溶液,溶剂为乙酸乙酯,同时每份溶液中均含5%的AVB;作为惰性对照,同样制备1%,3%和5%(W/W)的棕榈酸乙基己酯(Ceraphyl368)溶液,溶剂为乙酸乙酯,每份溶液中同样含5%的AVB。用移液枪抽取10μl以上溶液分别滴在薄层层析硅胶板上,BMT的液滴用棕榈酸乙基己酯的溶液作为对照。然后用VISIA-CR的紫外灯(UV模式,365nm)对上述薄层板进行拍照,最后用Dermapic软件计算照片中荧光斑的平均L值(L*ab颜色空间的L值)。

溶液中的光稳定性分别配制2%(W/W)OMC,1%AVB溶液,1%AVB和1%BMT,1%AVB和1%OMC,以及1%AVB和1%OMC和1%BMT的混合溶液,溶剂分别为苯乙基苯甲酸酯和C12-15苯甲酸酯。然后用1ml一次性针筒吸取上述溶液0.0100g,均匀点样于PMMA板(125px*125px)上,用佩戴有一次性指套的食指在规定的时间内均匀涂布样品,在室温下平衡20min后,用Cary300测试样品的吸光度,每块样品板测试12个不同的位置,每个位置分别进行290nm到400nm的透过率扫描。放入日光模拟器Q-SUN中照射1h(辐照度为41W/m2),取出照射后的样品,冷却后再次用Cary300测试其吸光度,分别计算照射前后的吸光度曲线下的面积,用此比值作为光照后防晒剂的剩余率,即

乳霜中的光稳定性 根据表1中的配方制备乳霜。用1ml一次性针筒吸取上述乳霜0.0188g,然后分别均匀点样于PMMA板(125px*125px)上,用佩戴有一次性指套的食指在规定的时间内均匀涂布样品,在室温下平衡20min后,用Cary300测试样品的SPF值,每块样品板测试12

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