SPF/PA值测定

发布时间：2025-06-19 12:50:43 阅读量：3 作者：生物检测中心
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SPF/PA值测定：科学解读防晒产品防护力的基石

一、引言：阳光防护的科学指标

阳光中的紫外线（UV）辐射是皮肤光老化、晒伤甚至皮肤癌的主要诱因。防晒化妆品作为抵御紫外线伤害的重要屏障，其防护效果主要通过两个国际公认的核心指标来衡量：SPF值（防晒指数） 和 PA值（长波紫外线防护指数）。科学、准确地测定这些指标，是评估防晒产品功效、保障消费者权益和推动行业规范发展的关键。

二、核心概念解析：SPF与PA

  1. SPF (Sun Protection Factor) - 防晒指数：

    • 定义： 衡量防晒产品防御中波紫外线UVB（波长290-320 nm）能力的指标。UVB是引起皮肤即时晒伤（红斑）的主要波段。
    • 科学含义： 简单来说，SPF值代表涂抹了足量（通常为2 mg/cm²）防晒产品后，皮肤在UVB照射下产生最小红斑(MED) 所需时间，与未涂抹防晒产品时产生相同程度红斑所需时间的比值。
    • 计算公式： SPF = MED(防护皮肤) / MED(未防护皮肤)
    • 解读： SPF 30 意味着在理想条件下（足量涂抹、未经汗液或水冲刷），理论上可将皮肤抵御UVB晒伤的时间延长约30倍。但需注意，SPF值增高带来的防护提升并非线性（例如SPF 30能阻挡约97% UVB，SPF 50约98%）。

  2. PA (Protection Grade of UVA) - 长波紫外线防护指数：

    • 定义： 衡量防晒产品防御长波紫外线UVA（波长320-400 nm）能力的等级体系。UVA穿透力强，直达真皮层，是导致皮肤深层光老化（皱纹、松弛、色斑）和潜在致癌风险的主要因素。
    • 科学基础： PA等级基于防晒产品涂抹前后的持续性色素即时黑化(Persistent Pigment Darkening, PPD) 测定值。PPD值反映皮肤在UVA照射后产生持久性黑化所需的剂量比值。
    • 等级划分 (常见)：
      • PA+：PPD 2 至 < 4，表示具有防护UVA作用。
      • PA++：PPD 4 至 < 8，表示具有良好防护UVA作用。
      • PA+++：PPD 8 至 < 16，表示具有很好防护UVA作用。
      • PA++++：PPD ≥ 16，表示具有极佳防护UVA作用（日本、中国等采用）。

三、核心测定方法：人体试验与国际标准

SPF和PA值的测定核心依赖于标准化的、伦理合规的人体皮肤试验。主要遵循国际标准：

  1. 关键国际标准：

    • SPF测定： ISO 24444:2019 《化妆品 - 防晒试验方法 - 体外测定防晒指数 (SPF)》
    • PA/PPD测定： 通常参照日本化妆品工业联合会(JCIA)标准（基于PPD法）或ISO 24442:2011 《化妆品 - 防晒试验方法 - 体内测定UVA防护指数》（基于PPD法）。PA等级通常由PPD值换算而来。

  2. 测定基本原理与流程：

    • 志愿者筛选：
      • 严格筛选符合要求的健康志愿者（通常皮肤类型为Fitzpatrick I-III型，即易晒伤不易晒黑或中等肤色）。
      • 排除有光敏性疾病、近期暴晒、测试部位有损伤或皮肤病者。
      • 签署知情同意书，符合伦理委员会要求。
    • 测试部位： 通常为背部（面积足够且相对平整）。
    • 照射光源： 使用模拟太阳紫外光谱的设备（通常为氙弧灯），配备精确过滤系统以分别输出UVB或UVA波段。
    • 测试过程：
      • SPF测定：
        1. 在志愿者背部划定多个测试区域。
        2. 一个区域不涂防晒霜（作为空白对照）。
        3. 其他区域涂抹足量（精确控制为 2.0 mg/cm²）的待测防晒产品样品（通常包括不同浓度的标准参照品用于校准）。
        4. 等待产品成膜（通常15-30分钟）。
        5. 使用多点光源照射器，在选定的测试点上照射一系列递增的紫外线剂量。
        6. 照射后16-24小时，由受过训练的评估员在标准光源下观察每个照射点，确定产生清晰可见的最小红斑(MED) 的剂量。
      • PA/PPD测定 (PPD法)：
        1. 类似SPF，在背部划定区域，涂抹足量（2.0 mg/cm²）待测产品和参照品。
        2. 使用特定滤光片的氙弧灯，主要输出UVA波段。
        3. 照射一系列递增的UVA剂量。
        4. 照射后2-4小时（或根据标准规定时间），在暗室标准光源下观察，确定每个照射点产生清晰可见的持续性色素黑化(PPD) 的最低剂量。
    • 结果计算：
      • SPF: 计算每个受试者涂抹待测产品区域的MED平均值与未防护（空白）区域的MED平均值的比值。最终SPF值为所有有效受试者SPF值的几何平均数（通常至少10名有效受试者）。
      • PPD/PA: 计算每个受试者涂抹待测产品区域的PPD（产生黑化的最小剂量）与未防护区域的PPD比值。最终PPD值为所有有效受试者PPD值的几何平均数，再换算为对应的PA等级。

  3. 水浴试验 (可选，评估防水性能)：

    • 对于宣称“防水”或“抗水”的产品，需要在SPF测定前增加水浴环节。
    • 志愿者涂抹产品并干燥成膜后，在特定水温（如25°C±1°C）的水中浸泡规定时间（如40分钟或80分钟）。
    • 出水后擦干（不擦拭测试区），等待皮肤完全干燥（通常15-20分钟），再进行UV照射和MED判定。
    • 浸泡后的SPF值需达到浸泡前SPF值的一定比例（通常要求≥50%）才能宣称相应的防水时长。

四、体外仪器测定方法 (补充与辅助)

  • 原理： 使用紫外分光光度计搭配特殊装置（如石英板、人工皮肤膜），测量防晒产品涂抹在透光基质上对紫外线的吸收或透射光谱。
  • 用途：
    • 产品研发过程中的快速筛选和配方优化。
    • 结合数学模型（如Boots Star Rating, Critical Wavelength）初步预测防晒产品的广谱防护能力（UVA/UVB平衡），尤其在评估UVA防护方面有应用。
    • 局限性：
      • 无法直接等同于人体SPF/PPD值： 人体皮肤的生物反应（如汗液、皮脂、动态涂抹、皮肤光学特性）无法完全模拟。
      • 广谱评估依赖模型： UVA防护等级（如PA）通常仍需体内人体试验确认。
      • 防水性能难模拟。
  • 地位： 是重要的辅助工具，尤其在研发阶段效率高，但不能替代标准化的人体试验作为最终产品标签SPF值和PA等级的依据。

五、结果解读与注意事项

  1. 标签值的含义： 产品标注的SPF值和PA等级代表在实验室严格控制的标准化条件下（足量、均匀涂抹、无外力影响） ，依据前述人体试验方法测得的结果。这是法规要求的核心效能宣称。
  2. 实际使用中的差异： 消费者实际使用时，涂抹量不足（远低于2mg/cm²）、涂抹不均匀、出汗、擦拭、接触水、随时间降解等因素都会显著降低实际防护效果。
  3. 广谱防护： SPF仅代表UVB防护，PA代表UVA防护。选择产品时应同时关注两者，优选高SPF值和高PA等级（如PA+++或PA++++）的产品以实现广谱防护。
  4. 数值并非越高越“安全”： 超高SPF（如SPF 100+）在实验室条件下防护优势有限（如SPF 50已能阻挡98% UVB），且可能带来更高的配方复杂性、皮肤负担或使用体验下降的风险。选择SPF 30-50，PA+++或PA++++的产品对大多数人已足够。更重要的是足量、及时补涂。
  5. 测定方法的局限性：
    • 个体差异（皮肤类型、反应性）。
    • 实验室条件难以完全模拟复杂多变的实际环境（如风沙、高湿、大量出汗、海水浸泡）。
    • 水浴试验与实际游泳或出汗场景存在差异。
    • 无法评估产品的光稳定性（随时间防护力衰减）。

六、结论：科学与规范的力量

SPF和PA值的测定是一项建立在严谨科学方法和严格伦理规范基础上的复杂人体试验。以ISO标准和行业规范为指导的人体测试是准确评估防晒产品防护效能的“金标准”，为消费者提供了可靠的产品选择和防护指导依据。理解这些数值背后的科学含义、测定方法及其局限性，有助于消费者更理性地选择和使用防晒产品，并认识到足量、均匀涂抹和及时补涂是发挥防晒产品最佳防护效果的关键。持续的科学研究和技术发展也在不断完善防晒评估体系，以更精准地反映产品在真实世界中的防护表现。