1 紫外線及其對人體的影響
1.1紫外線
陽光由電磁波譜的許多波長組成。當陽光穿透地球大氣層，其中壹些波長的光被濾掉，其余輻射到達地球表面稱之為紫外和紅外光。紫外線與皮膚細胞相互作用並引起大範圍的傷害效果，見表1。
1.2紫外線對皮膚的傷害
UVR是壹個免疫抑制因素，對免疫功能的損害可能導致皮膚腫瘤的發生。Toewa等人首先觀察到紫外輻射改變了抗原遞呈細胞(APC)――郎格罕細胞(Lc)的功能。在正常皮膚組織中，Lc在表皮形成網狀結構，其功能之壹是攝取外來抗原，遊走到局部淋巴結，把抗原遞呈給T細胞。紫外輻射改變了表皮中Lc的形態，使網狀結構破壞，並使Lc數量減少，功能改變。而炎癥細胞增多，導致免疫耐受。另外，尿苷酸是組氨酸脫氨基產物，在表皮上層很豐富。UV照射後，其從反式結構轉變成順式結構從而抑制T細胞的功能。多個實驗室已證實尿苷酸有免疫抑制作用。
紫外輻射對皮膚的影響還表現在皮膚的光老化方面。過度暴曬者，會看上去很老相，光老化皮膚生長出各種贅生物。出現很深的皺紋，皮膚松弛下垂，有很多色素斑。這些現象反映了皮膚結構方面的變化但完全不同於生理的衰老變化。UVB可引起皮膚紅斑、DNA損傷和皮膚腫瘤。Sams等人的研究結果提示UVB能損傷締結組織，他們用30－50倍的最小紅斑卉吐量的UVB照射有毛小鼠，結果出現中等程度的彈性纖維增生。長期慢性照射後，膠原蛋白的分解速率大於細胞合成能力。結果真皮變薄、萎縮出現可見的皮膚光老化。暴露於uVA照射下，可產生紅斑反應和血管損傷。雖然它是彈性纖維沈積的密度低於UVB產生的作用，但彈性纖維的變性可伸展到真皮的深處，對人們的皮膚危害很深。
1.3紫外線對頭發的傷害
紫外線除了作用於皮膚外，還引起頭發損傷。當頭發暴露於大劑量的紫外線下。頭發會變色，棕色頭發趨於褪色。金黃色頭發、紅色頭發變黃。這是由於光氧化的漂白作用和氨基酸――胱氨酸、酪氨酸、色氨酸――光降解。氨基酸光降解還引起頭發的張力降低。為保護皮膚和頭發免於紫外線的傷害，最直接的方法是通過衣物帽子或傘遮蓋。此外，科學家通過研究發現了各種吸收或阻擋紫外線輻射的物質。
2 化妝晶領域中的防曬
2.1防曬劑
目前，在國際上廣為使用的防曬劑按其機理不同大體上可分為兩種類型，即紫外線吸收劑與紫外線散射劑。紫外線散射課桌主要是利用某些無機物對紫外光的散射或反射作用來減少紫外線對皮膚的侵害，如高嶺土、氧化鋅、滑石粉、氧化鈦及新型有機粉體等。它們主要是在皮膚表面形成阻擋層，以防紫外線直接照射到皮膚上，但這種物質具有用量大、防曬效果差等缺點。過多使用易堵塞毛孔，造成皮膚的新疾病等不良後果。目前所說的防曬劑是指對紫外線具有吸收作用的紫外光吸收劑。它們的分子從紫外線中吸收的光能與引起分子“光化學激發”所需要的能量相等，這點就可把光能轉化成熱能或無害的可見光放射出來，從而有效地防止紫外線對皮膚的曬黑和曬傷作用。防曬劑可以分為以下幾種類型：
2.1.1對氨基苯甲酸(PABA)衍生物
對氨基苯甲酸衍生物能有效地吸收280―300 nm的紫外線，是最早使用的壹類紫外線吸收劑，它作為UVB吸收劑，對皮膚有刺激性。後來經過改進，出現了它的同系物――對二甲氨基苯甲酸類。在為了防止紫外線紅斑、皮炎的防曬化妝品中，主要是選用它們作為紫外線吸收劑。國外的重要產品有：對氨基苯甲酸、對氨基苯甲酸甘油酯、對氨基苯甲酸乙氧基乙酯和對二甲氨基苯甲酸戊酯等。國內常使用的這類紫外線吸收劑產品有：4－氨基苯甲酸、對氨基苯甲酸單甘油酯、氫基苯甲酸薄荷酯、對氨基苯甲酸異丁酯、二甲基對氨基苯甲酸辛酯、對二甲氨基苯甲酸，2.乙基乙酯等。其中對二甲氨苯甲酸戊酯、對氨基苯甲酸丙三醇酯等，都是很好的UVB吸收劑。
但據美國皮膚癌基金會報告，對以這類紫外線吸收劑為原料制得的化妝品進行分析，發現其中可能古有致癌物質，‘此物質可能是紫外線吸收劑的分解產物。因此，現已限量使用。
2.1.2鄰氨基苯甲酸酯衍生物
鄰氨基苯甲酸酯衍生物能防止290―380nm的紫外線，兼有防止UVA和UVB射線的能力，是有效的紫外線吸收劑。其價格低廉，但吸收率低，對皮膚也有刺激性。國外生產的這類紫外線吸收劑產品主要有：鄰氨基苯甲酸薄荷醇酯、鄰氨基苯甲酸高薄荷醇酯。而且，辛基，N-二甲基對氨基苯甲酸酯作為UVB吸收劑可以有效地防止光化致癌。
2.1.3肉桂酸酯類
肉桂酸酯類能防止280―310 nm的紫外線，且吸收率高，因此應用比較廣泛。對ParsoMCX(甲氧基肉桂酸辛醋)是目前世界上最通用的防曬劑，它具有極好的紫外光吸收曲線，而且安全性良好，並且對油性原料的溶解性很好。幾乎是壹種理想的防曬劑。
目前在防曬化妝品中使用最廣泛的防曬劑或紫外線吸收劑毫無疑問當屬甲氧基肉桂酸異辛酯(ocMMethoxveinnamate)，以下簡稱OMC，歐盟Colipa防曬劑的序列號$28，以下科稱Colipa$28，但是它的耐曬性或稱光穩定性不太高，通常在10MED的陽光輻射後，大約有近70％的活性成分被光降解。所以通常在配方中需要加入較高劑量以使之有效發揮作用。同時為了減少敏感性皮膚使用者在塗抹防曬化妝品後在日光的刺激下產生過度的刺激性反應。需要過量加入降低刺激性成分以最大限度的減少產品有關刺激性投訴。
在過去幾年中。北歐壹些媒體壹度報道了某些用於化妝品的紫外線吸收劑如OMC、二苯甲酮，3和4，甲基亞芐基樟腦等可能具有催情作用(Estrogenic Activity)而不宜於兒童用化妝晶中，並在歐洲的消費者中引起了壹定程度的恐慌。負責歐盟化妝品’安全性事物的歐盟化妝品及非食品科學委員會經過認真研究後認為，上述3種被懷疑有問題的紫外線吸收劑只有微弱的催情作用，與眾多的其他常用化妝品原料及某些藥品的作用強度差不多，在化妝品中使用不會影響消費者的健康。
2.1.4水楊酸酯類
水楊酸酯類是最早的壹類紫外線吸收劑，它可在分子內形成氧鍵。它本身對紫外線吸收能力很低，而且吸收的波長 範圍極窄(小於340 Iiin)，能防止280―330nm的紫外線。但在吸收壹定能量後，由於發生分子重排，形成了防紫外線能力強的二苯甲酮結構，從而產生較強的光穩定作用。如下圖所示。
具有上述結構式的化合物又稱為先驅型紫外吸收劑，它們的防曬效用不是很高，但價格偏低，制備工藝簡單，毒性低。可以和其他防曬劑配合使用。
歐盟目前只允許使用3.3.5，三甲環已醇水楊酸醋、水楊酸異辛醑(c15H22O3)，以前曾允許使用的水楊酸對異丙基芐酯則由於毒理學等問題已被停止使用。而美國FDA則對水楊酸類化合物放寬了限制：允許3，3，5，三甲環己醇水楊酸酯、水楊酸異辛酯以及水楊酸三乙醇胺鹽使用。
總體上看水楊酸類化合物對短波紫外線UVB的吸收效率相當低，這勢必導致配方師為了達到壹定的SPF值而加大用量。而這類化合物本身的光穩定性就很低。其光降解產物會對皮膚造成較大的問題。
2.1.5二苯酮類化合物
二苯酮甲酮類防曬劑對整個紫外光區域幾乎都有較強的吸收作用，因其結構中存在分子內氫鍵，由苯環上的羥基氫和相鄰的羰基氧之間，形成的分子內氫鍵構成了壹個整合環。當吸收紫外光能量後，分子發生熱振動，氫鍵被破壞，整合環被打開，這樣就能把有害的紫外光變成無害的熱能釋放出來。另外，二苯甲酮類吸收紫外光後，不但氫鍵被破壞，而且羰基會被激發，發生互變異構現象，生成烯醇式結構，這也消耗了壹部分能量。如：
分子內氫鍵的強度與其光穩定的效果有關，氫鍵越強，破壞它所需要的能量就越大，吸收耗去的紫外光能量就越多，效果則越好；反之亦然。這類防曬劑具有很高的熱和光穩定性。但對氧化不穩定，故在配制有色化妝品時，配方中必須加入抗氧化劑。這類防曬劑對皮膚和黏腹的親和力好，不會發生光敏反應，且毒性小。如2，羥基-4-甲氧基苯酮是壹種有效的廣譜紫外線吸收課桌。在國外使用比較普遍。2.2’壹二羥基，4。4’，二甲氧基苯酮在紫外線A區和紫外線B區的防曬效果大致壹樣。它具有較高的熱和光穩定性。四羥基苯酮是廣譜型紫外線吸收劑，其特點是在曬黑區內具有最高的效力、在同類產品中具有最大的熱和光穩定性。這類防曬劑由於具有鄰位和對位。鄰位顯示UVA的吸收峰。對位顯示UVB的吸收峰，故吸收紫外線的範圍比其他防曬劑要廣泛，並且它們的安全性好，只有極少數人會發生暫時性的過敏反應。因此這是壹類應用廣泛的紫外線吸收劑。
2.1.6樟腦衍生物
3-苯基癸基樟腦能有效地吸收曬傷範圍的紫外線，但能完全通過曬黑範圍的紫外線。如3-(4啊甲基芐叉)樟腦可用於各種曬黑劑和防曬傷劑，這類防曬劑貯藏時穩定，對皮膚無刺激性、無光敏性和變異性，毒性低，但不易被皮膚吸收。其中，苯亞甲基樟腦被確定為光穩定紫外線吸收劑的壹個較好的框架結構。這壹結構形成的最大優點在於，在紫外線照射下，它會經歷壹個感光異構化過程。即它能夠吸收紫外線能量。並簡單地采取使連接苯環和降冰片烷雙環的雙鍵旋轉的方法將紫外線作為不可察覺的熱，予以釋放。這種光顧反異構化擺動是可以逆轉的，這樣既能保證光穩定性，又能保證使用的安全。
2.1.7甲烷衍生物
它是壹類高效UVA紫外線吸收劑，能制成SPF值的防曬劑。在國外這類產品主要為4－異丙基苯甲酰甲烷、4－叔丁基4-甲氨基苯甲酰甲烷，又如近年德國的Givandan公司研制的產品，商品名為Parsol 1789。DTFA名為：Butyl methoxydlbenzeyl methane，稱為4-丁基-4－甲氧基苯甲酰甲烷，分子式為C20H22O3，它為微黃色略具香氣的晶粒，其重要功用為防曬黑，Kmax為357 nm，紫外吸收帶為332。385 nm，防曬系數SPF值與其用量有遞增關系，SPF值可達9-10。以前，Pars01 1789上僅有的少數幾種UVA吸收劑中最為有效的壹種。
有些植物其中因含有能吸收紫外線的化學成分，其提取液也具有防曬性，如蘆薈、牛蒡、薏苡仁與魚腥草，還有核桃以及米糠油也具有很高的防曬效果，且對皮膚的安全性好。不會引起肌膚的不良反應。除此之外，維生素A能防止締結組織萎縮，可加快彌補紫外光引起的損傷，改善皮膚的組成作用，防禦締結組織斷裂和促進葡萄糖胺聚糖的合成。維生素E是壹種理想的抗氧化、抗衰老藥劑，可抑制不飽和類脂的氧化，抵禦紫外線對皮膚的侵害。
2.1.8無機防曬制劑
據Unlqema公司負質個人護理用品研究開發的經理Cb，andler M說：“維系本公司產品允諾的最新研究成果包括透明的無機TIO2。懸浮液，可用於保濕劑、修復液和海濱日光褡用品。”他特別提到Solaveil CT-100是最新推出的在配方中具有絕好的透明度的壹種TiO2分散體。
Unlqema公司的創新成果還包括有供防曬噴霧劑用的Arise vorsaex乳液穩定劑技術，能使Ar]acel P135發揮最大活性效果並具有耐水性能的逆向乳化技術，Arlace2121液晶穩定劑可使產昂獲得有特別吸引力的差異化的膚感。
Thomson著重指出“壹個最近完成的研究表明：臺微細ZnO的防曬配方具有持久的防UVA及UVB功效，這是由於鍁細的ZnO在陽光下是完全耐光的，這壹事實能為產品提供壹項重要的持久保護功能。”
Thomson還說除了無機的微細ZnO外，BASF公司已開發出壹種新的有機UVA濾光劑，它在陽光下也是完全耐光並在國際化妝品展上以商品名Uvinul A Plus推出。這種新專利技術具有超過傳統有機濾光劑Avobe nzono的許多優點；Uvinul A Plus是完全耐光的、不需要穩定荊而且能與OMC和ZnO兼容。通過實用專利它能與其他常見的UV濾光劑配合，有廣闊的應用前景。
2.2防曬制品
在配方中復配使用不同種類的防曬劑(或者說使用復合型防曬劑)已成為當今防曬化妝晶配方技術發展的重要內容。這包括UVB與UVA型防曬劑的復合使用、UVB和UVA型防曬劑間的復合使用以及吸收劑與散射劑間的復合使用等內容，以更好地發揮防曬劑單體之間的協同效應。同時在配方中使用紫外線吸收劑超細型散射劑及壹些天然防曬成分如蘆薈海洋生物提取物等也已成為壹種新的潮流，為減少壹些化學吸收劑可能帶來的皮膚問題，也有配方師在產品中添加壹些抗炎劑，如A，紅沒藥醇、DP300等。
另外不同劑型的化妝品應選用不同類型的防曬劑。在制備防曬乳液和凝膠時，必須采用水溶性和醇溶性紫外線吸收劑；制備防曬油時必須采用油溶性紫外線吸收劑。對於某些美容類的化妝品。可采用紫外線散射劑；膏霜類的化妝品最好采用油溶性和水溶性都存在的復合紫外線吸收劑，以保證活性成分在皮膚上能均勻地分布。
防曬因子(SPP值為在塗有防曬產品防護的皮膚上產生最小紅斑所需能量與未加防護的皮膚上產生相同程度紅斑所需能最的比值)越高，對日光紫外線的屏蔽效果越好；但加 入的有機紫外線吸收劑濃度增高，引起皮膚過敏的可能性越大，由此帶來的負面效應就越多。皮膚病專家認為，壹般情況下使用SPF值為15的防曬制品已經夠了。最高不要超過30。
西北核技術研究所的塗國榮等人對具有紫外線吸收作用的紫草、槐米和桂皮等數十種植物進行了篩選、提取。提取的多種天然黃酮類化合物對紫外光具有較好的吸收作用，同時，還具有抑制脂質氧化抗炎和抗變態功能。
近期瑞士汽巴精化有限公司推出了壹種新型UVA紫外線吸收劑天來施M。天來施M具有雙重物理防曬作用，其較高的光穩定性賦予了它在實際應用中的高安全性。
另外在選擇防曬劑的同時，還應選擇、調制壹個適宜的基質，壹個好的基質會更好地發揮防曬劑的防曬效果。對吸收型防曬劑來講，選擇良好的防哂劑載體，是很重要的，易於展開、與皮膚親和性好及抗水能力強的載體無疑會更適宜防曬劑作用的發揮，壹些特殊結構的高分子聚合物的加入可以提高產品的實際防曬能力。而對散射型防曬劑來講，選擇適宜的基質同樣重要。無機粉體的折射率與光的散射有很大關系研究表明。粉體的折射率與基質的折射率之比值越大，則粉體表面反射紫外線的量也就越大。因此，人們開始註意在使用二氧化鈦、氧化鋅等無機防曬劑的同時盡量在配方中選用折射率小的基質原料。
3 展望
隨著人們對紫外線危害與益處辨證認識的不斷加深；從防曬新技術、新原料的發展來看，多項極具前途的研究正在世界範圍內展開，它們是：超細無機微粒散射及吸收紫外線的效率及其應用的研究；氨基酸類UVA吸收劑及富含氨基酸和高濃度酪氨酸的海洋生物用於防曬化妝品的防曬研究；具有良好防曬性能的黑色素(包括天然、生物體及人工合成)用於防曬產品的研究。紫外線吸收劑在防曬化妝品中的應用必將得到進壹步的拓展，新型光穩定的、低透皮性的和全波段高吸收的紫外線吸收劑必將帶來配方技術上的革新和進步。我們用紫外光能量測定儀測定了不耐環境下紫外線到達地面時能量的變化，發現即使在多雲或陰天的時候仍有較強能量的紫外線到達地面，春天到達地面的紫外線的能量並不比夏天低很多；uv可更多地穿透衣服，玻璃和水等到達人體皮膚。防曬不僅只在炎熱的夏天，不僅僅皮膚需要，防曬將是圍繞現代化妝品技術與市場發展的壹個長遠話題。