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防晒霜是人类抵御紫外线(UV)辐射的重要屏障,而其“防护力”究竟如何评估,一直是科学家、皮肤学家和监管机构共同关注的话题。过去几十年来,防晒效果主要通过人体晒伤实验(即SPF测试)来确定,这种方法耗时、昂贵且对受试者有潜在伤害。如今,一种源自漫反射光谱(Diffuse Reflectance Spectroscopy,DRS)的创新技术——混合漫反射光谱(Hybrid Diffuse Reflectance Spectroscopy,HDRS),正在重新定义防晒测试的科学方式。它可在不伤害皮肤的前提下,准确评估防晒霜的保护性能,被认为是未来取代人体晒伤实验的有力候选。
一、从晒伤实验到光谱测试
最早的防晒测试是让受试者直接暴露在阳光下,通过皮肤出现红斑(晒伤)的阈值差异,计算出所谓“防晒系数”(SPF)。然而,这种方法受天气、季节和个体差异影响极大,难以得到稳定结果。
20世纪中期,Solar Light公司创始人Daniel Berger博士发明了现代太阳模拟器,使得在实验室中用人工UV光源测试防晒效果成为可能,也奠定了SPF测试的标准化基础。1978年,美国FDA首次采用了基于这种模拟器的标准SPF测试程序。
然而,这一“金标准”依然依赖于人体试验。随着伦理与安全问题的增加,科学界开始探索替代性、非侵入式的测试技术。
二、HDRS技术创新
当皮肤未使用防晒霜时,反射信号较强;
当皮肤涂上防晒霜后,更多的光被吸收,反射减少。
通过比较两者的光谱差异,就能计算出防晒剂在不同波长下的“光学屏蔽能力”,并进一步推算出SPF与UVA防护因子(UVA-PF)。
HDRS技术的优势在于:
✅ 仅需极低的光强(相当于阳光照射不到1秒),对皮肤无损伤;
✅ 测量时间仅需数秒即可完成;
✅ 可用于任何类型的防晒产品(乳液、喷雾、棒状、粉末等);
✅ 结果与传统体内SPF测试高度相关。
三、Mono&Poly:HDRS技术的两条途径
HDRS发展出两种主要模式:
采用单一波长逐步扫描的方式,能获得防晒霜在290–400 nm范围内的完整光谱数据。结合ISO 24443体外吸收曲线,可重建防晒霜的全光谱防护特性,包括SPF、UVA-PF及临界波长(Critical Wavelength)。
由Solar Light顾问Curtis Cole博士提出,使用宽谱光源与高灵敏探测系统,直接获取综合UVA防护值(UVA-PF)。
相比单色系统,多色HDRS:
设备更紧凑,无需复杂的单色仪;
测试时间更短(每点2–3秒);
测量结果与体内试验几乎一致。
因此,多色HDRS被认为是未来防晒检测的“快速版”方案。
四、HDRS的意义与未来
HDRS不仅是实验技术的创新,更是皮肤科学的一次变革。它代表着:
更安全:不再需要让受试者承受晒伤;
更高效:几秒即可完成防晒效果评估;
更全面:同时测量SPF与UVA防护;
更贴近真实使用:直接在人体皮肤上测试,而非塑料板。
随着标准化进程推进,HDRS有望在未来十年内成为全球防晒产品认证与研发的核心方法。
五、结论
从最早的阳光暴晒实验到如今的HDRS精密光谱分析,防晒科学经历了从经验到量化的跨越。混合漫反射光谱(HDRS)让我们能够以更安全、更科学的方式理解防晒霜的真实效能。对于研究者、监管机构乃至消费者而言,这意味着一个更透明、更可靠的防晒时代正在到来。
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