摘要:介紹廣泛應用于防曬霜的化學防曬劑OMC(甲氧基肉桂酸辛酯)和BMDBM(丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷)的防曬原理,并舉例介紹其可能產生傷害作用的研究結果,供一線教師用作高中化學擴展教學資料。
關鍵字:高中化學;化學防曬劑;防曬原理;傷害作用
文章編號: 1005–6629(2012)6–0072–02 中圖分類號: G633.8 文獻標識碼: B
眾所周知,長時間的陽光照射會使皮膚曬黑、曬傷,引起皮膚暫時性不適和起皮,嚴重時會造成皮膚的長期損傷和皮膚組織壞死,甚至可能導致皮膚癌。研究表明,對人體造成傷害的紫外線主要是UVA和UVB。UVB的波長為290 nm~320 nm,能穿過角質層和表皮,引起皮膚紅斑,直接導致DNA損傷,也會導致皮膚癌。UVA指波長為320 nm~400 nm的紫外線,它能到達真皮層,間接損傷DNA,也是引發黑色素瘤的重要原因[1]。如今,人們采取了各種方法避免紫外線長時間直接照射皮膚,包括涂抹防曬霜。
1 防曬霜為什么可以防曬
防曬霜的防曬功能是通過其中的防曬劑實現的。從原理上看,防曬劑可分為物理性防曬劑和化學性防曬劑。物理性防曬劑是利用防曬劑阻擋、反射或散射紫外線,減少到達皮膚的紫外線的量,從而達到防曬的目的,所以也稱為紫外線散射劑。常用的物理性防曬劑有二氧化鈦和氧化鋅,這類防曬劑通常停留在皮膚表面,不會被皮膚吸收。化學防曬劑則是通過吸收有害的紫外線而實現防曬,因此也稱為紫外線吸收劑。由于化學防曬劑分子會被皮膚吸收,因此它吸收紫外線的過程發生在皮膚內部,并且由人體代謝而清除。可以理解,化學防曬劑對皮膚有一定的刺激性。
原則上,只要在紫外波段內吸光性較好、光照不分解,且吸收能量后能迅速將其轉變為對人體無害的能量,這樣的物質都可以作為防曬劑。然而由于防曬霜必須接觸皮膚,因此用于防曬霜中的防曬劑還需要滿足一些特殊的要求。它必須無毒無害、不刺激皮膚,還應該無色、無味、不與配方中其他物質發生化學反應[2]。
有多種化學防曬劑可用于防曬霜,它們所吸收的紫外線波段有所不同。國際上分別用防曬指標PA和SPF來標示防曬劑對UVA和UVB的防護能力。國家規定,合格的防曬霜必須同時防護UVA和UVB。本文介紹目前使用較多的兩種化學防曬劑,一種是UVB防曬劑甲氧基肉桂酸辛酯(OMC),另一種是UVA防曬劑丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷(BMDBM)。
這些自由基是具有單電子的物質,非常活潑,在人體生理條件下可轉變成對人體有傷害性的物質。例如,自由基③易被氧氣氧化,生成的物質⑤能夠與人體液內的Nα-乙酰-L-精氨酸發生反應。這種氨基酸在體內的含量與人體某些病變相關,它被物質⑤消耗顯然會影響人們對相關病患的診斷及處理[7]。
又如圖6所示,自由基①和自由基④可結合生成物質⑥。細胞實驗表明,物質⑥能夠破壞細胞結構,改變細胞的形態[6]。圖7展示了一個細胞實驗結果。由圖可見,健康細胞呈圓形,而在每毫升培養液中加入了0.25 mol物質⑥后,細胞明顯破碎。