在日常生活中,防晒霜已成为保护皮肤免受紫外线伤害的必备品。但你是否知道,防晒霜的UVA防护性能需要通过严格的国际标准来测定?今天,我们将带您深入了解ISO 24443:2021标准,揭秘化妆品防晒霜UVA光防护性能的体外测定方法。
紫外线(UV)分为UVA(320nm-400nm)和UVB(290nm-320nm)。UVB主要引起晒伤,而UVA能穿透更深层皮肤,导致光老化和色素沉着。许多防晒霜虽标有高SPF值(防晒系数),但UVA防护可能不足。因此,国际标准ISO 24443应运而生,旨在通过体外方法测定UVA防护系数(UVA-PF),确保产品标注科学可靠。 关键点:
? UVA-PF与人体测试中的持久色素变黑(PPD)结果相关。
? 本标准不适用于粉末类产品(如粉饼),仅针对外用防晒霜。
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一文读懂 ISO 24442:化妆品 UVA-PF 体内测试的权威测定方法
一、测试原理
UVA-PF 体外测定的基本原理是模拟防晒霜在皮肤上的保护效果。测试使用分光光度计测量涂有防晒霜的基板(如PMMA板)的紫外线吸光度,并结合紫外线曝光来评估光稳定性。
? 基础操作:将防晒霜样品均匀涂抹在粗糙的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基板上,先测量紫外线暴露前的光谱透射率,然后暴露于受控剂量的紫外线辐射(模拟太阳光谱),再测量暴露后的透射率。
? 数学调整:由于体外薄膜测量与人体皮肤存在差异,测试数据需通过数学系数“C”进行校正,使体外计算的防晒系数(SPF)与体内测得的SPF值一致。这确保了结果的可靠性和相关性。
? 目的:通过光谱吸光度数据,计算UVA防护系数(UVA-PF)、临界波长(critical wavelength)等参数,评估防晒产品的UVA防护宽度和高度。该方法与人体体内测试(如持久色素变黑PPD法)经验相关,避免了伦理问题。
ISO 24443的测试原理核心是“测量-暴露-再测量”结合数学调整,以体外方式可靠评估防晒霜的UVA防护性能。该方法强调设备校准和标准化操作,确保结果与人体测试相关,适用于化妆品行业的质量控制。
二、紫外线预曝光
ISO 24443:2021标准中规定的“预辐射”(或称“紫外线预曝光”)是体外测定防晒产品UVA防护性能(UVA-PF)的核心步骤之一,其意义重大,主要体现在以下几个方面:
预辐射的核心意义在于评估防晒产品在紫外线照射下的光稳定性。
? 模拟真实环境:防晒霜在实际使用中会长时间暴露在阳光下。其中的紫外线过滤剂可能会因光照而发生光降解(分子结构变化)或光异构化,导致其吸收紫外线的能力(即防护效果)随时间减弱。
? 体外模拟体内条件:体内的防晒效果测试(如SPF或PPD测试)本身就包含了阳光照射的过程。预辐射步骤在体外模拟了这一过程,使得测量得到的“曝光后”UVA-PF值更能反映产品在真实使用条件下的持续保护能力,而不仅仅是刚涂抹时的初始保护能力。
预辐射直接决定了最终报告的结果,是整个测试流程的必经环节。
? 测试流程的关键一环:完整的测试流程包括:
测量紫外线曝光前的吸光度光谱(得到初始UVA-PF?)。
根据UVA-PF?计算一个特定的紫外线曝光剂量。
用该剂量对样品进行预辐射。
测量紫外线曝光后的吸光度光谱。
使用曝光后的光谱数据计算最终的UVA-PF。
最终结果的依据:报告给消费者的UVA-PF值是基于预辐射后的光谱数据计算得出的,这使得结果更具现实意义。
预辐射不是任意的照射,其剂量是经过科学计算、与产品本身特性相关的。
剂量计算:曝光剂量 D由公式 D = 1.2 × UVA-PF?确定,单位为 J/cm2。这意味着初始UVA防护能力越高的产品,需要承受的紫外线验证剂量也越大。系数1.2是基于国际环试验验证结果确定的。
剂量上限:标准设定了预辐射剂量的上限为 36 J/cm2(对应UVA-PF?最大为30),以防止对产品造成过分严苛的、不真实的破坏。
? 受控条件:曝光过程中的样品温度被严格控制在27°C至32°C之间,以确保测试条件的重复性和可比性。
预辐射与数学调整系数“C”协同工作,确保体外结果与体内结果的相关性。
系数“C”的确定:在预辐射之前,需要使用系数“C”对初始吸光度曲线进行数学调整,使计算出的体外SPF值与已知的体内SPF值匹配。这个系数“C”是在预辐射前确定的。
? 应用于全过程:同一个系数“C” 会同时应用于预辐射前和预辐射后的吸光度数据计算中(用于计算UVA-PF?和最终的UVA-PF)。这意味着预辐射后的结果已经经过了与体内数据相关的数学校正,使得最终的报告值既反映了光稳定性,又与人体测试结果具有相关性。
三、测试环境与设备
分光光度计:需满足线性、动态范围等规格。例如,在340nm处吸光度峰值应为1.1-1.5 AU。
紫外线曝光源:辐射计需校准至国家基准,UVA:UVB含量:11-22 ,确保剂量准确。
PMMA基板:板面粗糙度有严格规范(如模制板Ra=4.853±0.501μm),以模拟皮肤纹理。
校准是测试的核心。分光光度计需定期用参考板验证线性。例如,通过叠加板测量吸光度偏差,确保动态范围≥2.2 AU。
四、测试流程
准备基板:用甘油处理PMMA板,使其透光率达标(如290nm处>60%)。
涂布样品:防晒霜用量为1.3 mg/cm2(模压板)、1.2mg/cm2(喷砂板)或标准剂量。
测量吸光度:紫外线曝光前后各测一次,同一位置对比。
紫外线曝光:剂量限为36J/cm2,模拟真实光照。
计算UVA-PF:使用电子表格积分光谱数据,公式基于PPD作用光谱。
注意: 至少测试4块板,若95%置信区间>平均UVA-PF的17%,需增加板数至多10块。
五、标准品与评价指标
标准规定了两种不同的产品参考防晒霜,用于监控测试程序,具体取决于待测产品的预期UVA防护水平:
? 参考防晒霜 S2:
用途:作为常规验证的标准品
体内SPF值:16.0(用于计算中的固定值)
典型UVA-PF范围:约12.7
? 参考防晒霜 P8:
用途:当待测产品的预期UVA-PF较高(≥20)时使用,旨在验证方法对高防护产品的适用性
体内SPF值:63.1(用于计算中的固定值)
典型UVA-PF范围:约21.1
ISO 24443 并不只是“读一个结果”,而是通过以下步骤计算:
获取 320–400 nm 全光谱透射率,引入UVA 权重函数和标准太阳光谱。计算UVA 防护相关指数和临界波长(Critical Wavelength),临界波长 ≥ 370 nm,意味着 UVA II + UVA I 均有有效防护可支持“广谱防晒”声明。
ISO 24443:2021为防晒产品提供了可靠的UVA防护体外测定框架。工程师通过规范设备、校准和统计处理,能高效输出科学数据。随着消费者对UVA防护意识提升,掌握此标准有助于推动产品创新与市场信任。
内容来源:爱蛙科技编辑整理
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