给防晒霜做个“CT扫描”：15种防晒剂实力大比拼

看不见的光损伤

随着南方梅雨季节结束，高温来袭，防晒成了人们日常最关注的话题之一。如今，臭氧层越来越薄，就像地球的防晒衣破了洞，紫外线更易穿透，导致晒伤、色素沉着、皮肤光老化、皱纹、皮肤癌等问题。此外，手机电脑屏幕、LED灯等发出的蓝光也不容小觑，会伤害皮肤细胞和DNA。防晒不仅要防太阳，还要小心身边这些 “皮肤杀手” ！

防晒成分安全再升级

研究表明，日常使用广谱防晒指数（SPF）的防晒霜，可以降低UV和HEV辐射源引起的皮肤损伤风险。近期，防晒产品监管趋严，以乳液、油、喷雾、面霜、凝胶、糊剂和棒剂形式配方的物理和化学防晒霜，必须符合美国食品药品监督管理局（FDA）对非处方（OTC）药物产品的浓度和相容性要求。FDA严格限定防晒剂浓度详见表1。

表1. 常见UV滤光剂及美国允许浓度（2025年）。

给防晒霜做个“CT扫描”

本应用中，使用配备光电二极管阵列 (PDA) 检测器的Alliance iS HPLC System（https://www.waters.com/nextgen/cn/zh/products/chromatography/chromatography-systems/alliance-is-hplc-system.html），建立了分离和鉴定防晒霜常见配方中的15种化学紫外光过滤剂，并将防晒有效程度可视化的方法，为评估和监控各类防晒霜配方的安全和有效性提供了通用的分析方法。

方法亮点

• 在Alliance iS PDA HPLC上运行本方法，峰保留时间和峰面积具有高度重现性，未观察到系统残留。
• 当Empower 3软件（https://www.waters.com/nextgen/cn/zh/products/informatics-and-software/chromatography-software/empower-software-solutions.html）与Alliance iS PDA HPLC（https://www.waters.com/nextgen/cn/zh/products/chromatography/chromatography-systems/alliance-is-hplc-system.html）配合使用时，可鉴定色谱峰纯度，结合PDA谱库，有助于识别复杂基质中的化学紫外线过滤剂。
• 使用等高线和三维图，将防晒有效成分对UVC、UVB、UVA和HEV的广谱吸收情况可视化。

方法条件

• 仪器系统：配备光电二极管阵列（PDA）检测器的Alliance iS HPLC System，V1.4.0
• 色谱柱：XBridge™ Premier BEH C18（https://www.waters.com/nextgen/cn/zh/shop/columns/186009849-xbridge-premier-beh-c18-column-130a-25--m--46-x-150-mm-1-pk.html）, 2.5μm，4.6 × 150 mm，货号：186009849
• 色谱柱温度：40 ℃
• 样品温度：20 ℃
• 进样体积：35 μL
• 流速：2 mL/min
• 流动相：A-0.1%甲酸水溶液；B-0.1%甲酸乙腈溶液
• 2D采集波长：254 nm
• 3D采集范围：190-800 nm
• 光谱分辨率：1 nm
• CDS：Empower

结果与讨论

方法重现性

如图1、图2，本方法在5.5分钟内基线分离了参考标准品中的五种紫外光过滤剂（氧苯酮，阿伏苯酮，奥克立林，辛水杨酯和水杨酸三甲环己酯）以及两种相关杂质。六次重复进样的混合物保留时间重复性≤0.02%RSD，峰面积≤0.19%RSD（数据未显示），均远低于典型方法验证接受标准≤2.0%RSD，且未检测到进样残留。

图1. 参比标准品6次重复进样与3次稀释剂进样残留的叠图（内插图）。

图2. 不同配方的三种防晒霜样品分别6次重复进样（A,B,C）。

表2. 在254 nm处保留时间重现性结果（n=6）。

防晒配方鉴定

首先，15种紫外光过滤剂的单标光谱显示，最大波长均在UVC、UVB和/或UVA范围内，并且未发现这些防晒剂在HEV蓝光光谱范围内显示出高吸收（表3）。使用Empower 3软件将目标峰的光谱与噪声阈值进行比较，基于PDA谱库匹配，可自动识别化合物峰并确定峰光谱纯度。防晒霜样品A中的峰被注释为阿伏苯宗（UVA/UVB）、水杨酸三甲环己酯（UVA）、辛水杨酯（UVB）、奥克立林（UVB）和氧苯酮（UVA/UVB）。

图3. A）样品A在254 nm处的色谱图。B）阿伏苯宗基线阈值与纯度角比较。C）将阿伏苯宗的光谱与PDA谱库进行匹配鉴定。D）两个光谱峰纯度通道（Purity1 Flag, Purity2 Flag）的峰纯度结果，显示出各峰没有光谱差异，以及在样品A色谱图中所有峰的光谱鉴定结果（PDA/FLR Match1 Spect Name）。

表3. 化学防晒成分的结构和在200–800 nm的吸收光谱。

防晒力可视化

采用等高线图（图4）透视UVA/UVB/蓝光防护范围，采用三维图（图5）量化不同波段吸收强度，从而全面可视化广谱紫外线过滤剂的吸收情况。结果可看出，复合配方的防晒霜在中波紫外线和长波紫外线范围内都显示出吸收率，比如，全球常见防晒成分倍他米松（Bemotrizinol）可以过滤UVA和UVB范围内的UV辐射，但在275 nm附近的紫外线覆盖率较低。

图4. 等高线图显示了三种防晒霜（A,B,C）以及倍他米松（D）的保留时间（x轴）和吸收的辐射波长（y轴）。

图5. 三种防晒霜（A、B、C）和倍他米松标准品（D）的保留时间（x轴）、进样浓度下的紫外吸收强度（y轴）和吸收的光谱波长（z轴）的三维图。

小结

本文采用配备PDA检测器的Alliance iS HPLC System，结合Empower 3软件建立15种紫外光过滤剂的PDA谱库，并开发了防晒霜中成分鉴定和分析的方法，得益于Alliance iS HPLC System优异的性能，本方法的峰面积和保留时间重现性高于方法验证要求，且未观察到进样残留。在数据分析中，利用光谱图、等高线图和三维图为常用紫外线过滤剂和配方防晒霜样品提供了更清晰的对于全光谱紫外线和HEV辐射有效范围的可视化，为防晒产品建立安全评估新标尺。

参考文献

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