目前最常用的檢測化妝品成分透皮吸收的方法為體外擴散池法，但常規的擴散池法無法檢測活性物質滲透到皮膚的具體位置且無法成像，而拉曼光譜可準確定位活性物質的擴散程度且可視化。
近年來拉曼光譜的應用范圍越來越廣泛，在純定性分析、高度定量分析和測定分子結構方面都有很大價值。目前最常用的檢測化妝品成分透皮吸收的方法為體外擴散池法，但常規的擴散池法無法檢測活性物質滲透到皮膚的具體位置且無法成像，而拉曼光譜可準確定位活性物質的擴散程度且可視化。因此，拉曼光譜技術這一新型光學檢測手段在透皮吸收領域日益受到關注和重視。
? 什么是拉曼光譜？
1928年，印度物理學家C. V. Raman他們在用汞燈的單色光來照射CCl4液體時，在液體的散射光中觀測到了頻率低于入射光頻率的新譜線。光照射到物質上時會發生彈性散射和非彈性散射。彈性散射的散射光是與激發光波長相同的成分。非彈性散射的散射光有比激發光波長長的和短的成分，統稱為拉曼（Raman）效應。
由于拉曼譜線的數目，位移的大小，譜線的長度直接與試樣分子振動或轉動能級有關。因此，對拉曼光譜的研究，也可以得到有關分子振動或轉動的信息。目前拉曼光譜分析技術已廣泛應用于物質的鑒定，分子結構的研究譜線特征。
拉曼(Raman)光譜基本原理是研究分子和光相互作用的散射光的頻率。一張拉曼譜圖通常由一定數量的拉曼峰構成，每個拉曼峰代表了相應的拉曼散射光的波長位置和強度。在拉曼光譜中可以得到以下信息：
根據譜峰的位置可以分析待檢物的化學組成，結構，構象，形態，即為成分分布圖；
根據頻率位移可以分析待檢物的應力，溫度，即為屬性分布圖；
根據半高寬可以分析待檢物的結晶度，亦屬屬性分布圖；
根據強度可以分析待檢物的濃度或物質的量，即為濃度分布圖。
圖注：拉曼成像空間分布信息
拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較
拉曼光譜與紅外光譜都能獲得關于分子內部各種簡正振動頻率及有關振動能級的情況，從而可以用來鑒定分子中存在的官能團。但兩者產生的原理和機制都不同，在分子結構分析中，拉曼光譜與紅外光譜相互補充，一些在紅外光譜無法檢測的信息在拉曼光譜能很好地表現出來。
紅外光譜側重于檢測基團，適用于極性鍵，多用于測有機物，拉曼光譜檢測分子骨架，適用于非極性鍵，有機無機均可測試。
圖注：拉曼光譜與紅外光譜對比
? 拉曼光譜技術在皮膚領域的研究進展
皮膚作為人體最大的器官，是保護人體不受外界物質入侵的屏障，皮膚中含有水分、膠原蛋白、類胡蘿卜素和脂質等物質，各種物質協同作用共同維持皮膚結構的完整，皮膚的完整性對于維持人體正常的生理功能十分重要。
通過分析皮膚中各種組織成分的含量和分布可以評價皮膚的健康狀況。皮膚類的疾病在臨床上大多依賴醫生的主觀判斷，常用的檢測手段會對患者造成傷害，缺乏無創檢測手段。所以對皮膚疾病的快速無創診斷是目前臨床急需的檢測手段。拉曼光譜能夠實時無損傷地完成對皮膚各種物質的檢測，為皮膚疾病的診斷提供了一種新思路。
圖注：拉曼光譜的廣泛應用
01-皮炎
皮膚炎癥會破壞皮膚對于外界的屏障作用。拉曼光譜為皮膚炎癥的診斷提供了一種新型的無標簽臨床高分辨率成像診斷方法，可以實現快速早期診斷。有研究者采用多變量曲線分辨率解析皮膚共聚焦拉曼數據中高波數的水、蛋白質和脂質3種成分，通過分析這3種物質的相對質量，驗證了非病變和皮炎病變皮膚部位的拉曼光譜存在統計學差異。
02-黑色素瘤
皮膚黑色素瘤是最致命的皮膚癌形式，傳統方法對于黑色素瘤的排查需要對人體的痣進行大量活檢，其中包含很多的良性痣，而對良性痣的檢測不僅對皮膚造成傷害，且浪費時間和經濟成本。利用拉曼光譜可實現了人皮膚中黑色素瘤的快速非侵入性體內檢測，為黑色素瘤相關的無損非離體檢測提供了一種新方法。
03-皮膚光老化
皮膚長期暴露在陽光下會破壞皮膚的膠原蛋白網絡，導致光老化，形成皺紋。皮膚的正常衰老和光化學衰老同樣可以用拉曼光譜區分，2020年Kourbaj等通過拉曼光譜檢測不同的人群發現，真皮中的水分含量可用于評價人體光老化程度。
? 拉曼光譜技術在透皮吸收領域的應用
拉曼光譜法是一種無損、非侵入式的光學檢測技術，具有多種研究的潛力。以近紅外激光為光源，在共焦顯微鏡模式下，它可以監測皮膚層的生物化學特征，并以高分辨模式直達皮膚表面100μm以下。拉曼光譜技術在大多數情況下不需要樣品制備，除了對樣品直接檢測外，還可以通過液體、玻璃和其他介質直接測量樣品。
圖注：化妝品乳液成像對比圖
皮膚角質層在大部分部位厚度僅為10-30μm，但對于活性成分能否通過皮膚角質層到達給藥部位有很大限制。目前，常規用于測試制劑透皮情況方法并不能直接可視化或實時監測藥物或活性成分在皮膚中的滲透情況。此時，拉曼光譜技術是一種原位無損的分析方法，可實時獲取藥物在皮膚中分布情況，實現活性成分經皮滲透領域的可視化分析。
拉曼光譜結合共聚焦技術，還可實現原位在體分析。共聚焦拉曼光譜(Confocal Raman Spectroscopy，CRM)技術是將拉曼光譜分析與光學共聚焦成像有機融合，將激光束準確聚焦到檢測樣本上以獲得樣品的光譜信息，能全面直觀地呈現樣品的化學組成及空間分布信息。共聚焦拉曼光譜不受樣品劑型限制，是檢測化妝品中有效成分滲透性的新型手段，可以解決人體功效評價的在體、實時的皮膚內部改善效果評估。
圖注：三維成像分析-產品中表面活性劑在皮膚中的滲透
圖注：活體分析案例-涂抹在手上煙酰胺成像
? 拉曼光譜技術在化妝品研究領域的應用
拉曼光譜作為一種新型的無創光學檢測手段，具有原位、無創、實時、高時間和空間分辨率等優勢，不僅可以解決護膚品活性成分的滲透評價、促滲體系的評價，還在化妝品領域應用提供創新研究思路，為化妝品活性組分的選擇，配方的搭配及化妝品成品的開發提供了有力的支持。目前拉曼光譜技術應用的化妝品品類包括日常護膚面霜，精華液，爽膚水，洗發水，頭皮精華液，粉底液和口紅等。
01-活性組分的選擇
拉曼光譜技術研究活性物質或藥物輸送到皮膚的分析，大多是通過沿垂直于皮膚表面的線獲取光譜或通過拉曼成像。不僅可以監測活性成分在皮膚中的滲透深度，同時還可以將活性成分在皮膚中的分布情況可視化。
圖注：拉曼成像研究案例-利多卡因
圖注：活性物滲透分布研究案例-維生素B3
02-配方快速篩查
基于拉曼光譜技術的分析結果，可以快速比較各種不同活性物促滲效果，從而篩選出活性物的最優滲透體系，從而對化妝品的配方進行優化。通過調整不同成分的比例和組合方式，改善產品性能，提高穩定性和安全性，為處于孵育階段的配方研發提供強有力的技術支持。
圖注：配方優化案例-不同配方添加劑的滲透成像
03-新產品功效評價
拉曼光譜技術還可以用于驗證化妝品新產品的功效性。例如，通過該技術可以觀察化妝品對皮膚結構和功能的影響，從而評估新產品在保濕、緊致、修護等方面的效果?？梢陨鷦拥卣故净钚晕镌谄つw里的具體位置，配合相關的的功效測試結果，為即將上市的新產品功效宣稱提供可視化理論依據，全方位提升新產品營銷能力。
04-護發類產品功效研究
利用拉曼光譜技術，可以對頭皮的組成進行詳細的分析，這包括頭皮的油脂、蛋白質、水分等關鍵成分，結合頭皮的成分特點，可以為護發產品的研發提供針對性的方向。通過觀察護發成分在頭皮中的擴散和滲透深度，了解產品對頭皮的滋養和護理效果；通過觀察頭發二硫鍵的修復情況和活性物質滲透程度，評價護發產品的修復效果。
圖注：拉曼技術在頭發修復中的應用
環特化妝品CRO服務站結合拉曼光譜技術，從定性和定量的角度研究化妝品中活性成分在皮膚中的滲透特性，包括滲透深度及滲透量，為活性成分的作用機理研究提供一定技術支持。這不僅是拉曼技術在化妝品透皮吸收研究領域的創新應用，更為活性成分在皮膚中的吸收動力學研究及配方優化提供新的研究思路。技術咨詢請聯系：17364531293（微信同號）
經過幾十年的發展，拉曼光譜技術已經取得了巨大的進步，在不同領域中得到了廣泛的應用。拉曼光譜在皮膚研究中有諸多應用，包括皮膚成分分析，透皮吸收監測和分析，皮膚病學中的診斷功能。
利用拉曼光譜技術研究活性成分在皮膚中的滲透濃度分布，可以為產品處方優化、功效評價等提供重要的數據支撐。未來，拉曼數據分析還可以結合人工智能實現更多跨場景應用，在臨床及制藥相關領域，無損分析與監測技術將會越來越受青睞。
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