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LAMBDA紫外/可見分光光度計執(zhí)行COLIPA 2011/FDA 2011規(guī)定的防曬產(chǎn)品測試

閱讀:65      發(fā)布時間:2025-5-16
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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 %UVA 0.5 %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 % 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 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 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。

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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。


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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 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產(chǎn)品對 UVA 防護(hù)水 (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),用不同方式評價防曬產(chǎn)品 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 FDA 最終條 2011。為了測定防曬產(chǎn)品的 UVA 防護(hù)指數(shù),COLIPA (洲化妝品、盥洗用品及香水協(xié)會)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(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 400 nm 之間的吸收光譜,然后計算 290-320 nm 之間的吸收光譜面積(UVB 區(qū)域)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)水平計算方法為:總防曬指數(shù)(TPF)  UVA/UVB。可以使用不同的基底材料進(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 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 400  nm 之間的吸收光譜。從光譜曲線的 UVB-端開始計算,吸收 光譜面積達(dá)到總光譜面積的 90 %時對應(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)該方法需要計算 UVAPF 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 ):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(290 nm 到入 c)達(dá)到總吸收光 譜面積(290 nm 400 nm)90 %時對應(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 15 而且臨界波長達(dá)到 370 nm 時,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 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 14 之間時,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 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: ? 分光光度計的測量波長范圍必需覆蓋感興趣的主要波段,也 就是 290 nm 400 nm,數(shù)據(jù)點(diǎn)間隔可以達(dá)到 1 nm? 分光光度計的波長準(zhǔn)確度必需優(yōu)于 1 nm。 ? 分光光度計的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計必需能夠在各個方向上收集穿過 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 度計的設(shè)計必需能夠有效拒絕雜散光(例如,使用兩個單色 )。

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……


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 計算 過程設(shè)定為測試方法文件的一部分。使用 Communique 立的報告模板可以訂制測試結(jié)果的最終打印報告格式。

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