（化学工程专业论文）复配美白剂在化妆品中的应用研究.pdf

摘要 摘要 传统机械设计是一个复杂而又艰辛的过程，设计者从产生设计灵感开始不断反复和 循环设计，由于没有较为人性化的设计系统，设计过程不仅辛苦，而且效率极低。随着 设计软件以及c a d 技术的不断发展，设计系统的开发者通过编写程序将设计活动中最通 用、最规范和最抽象等部分提取并使用户能根据实际的设计情况进行各项功能的组合， 即实现参数化的c a d 交互系统。 模型的建立可以通过程序方式实现，也是目前比较通用的建模方式，但程序语言复 杂，带来建模过程的复杂，另外，大量的程序语言占用系统内存空间，而且不能自动更 新二维图，因此本文提出基于三维软件建立模型。 利用三维软件建模方法多样，建模方式也因人而异，但最终都必须实现参数化设计 目的，在建模过程中结合特征种类和特征数量来规划建模过程很好的实现了参数化目 的，并且缩短了建模时间，提高设计效率。 在整套零件的建模过程中，由于零件之间的装配关系等条件约束，有些零件与零件 之间的尺寸关系是固定的，因此在零件建模过程中加入尺寸关联技术，基于二次开发技 术的c a d 系统设计通常采用程序语言实现尺寸关联，本文在建模过程加入表达式尺寸关 联，即基于三维软件，将尺寸关联关系结合在建模过程中，这样可以保证零件之间尺寸 的关联性不会出错，避免了自定义编程过程中可能出现的错误，无法实现尺寸关联而使 得设计出现错误。 一套人性化的c a d 交互系统必须有人性化的交互界面与之匹配，本课题根据油缸设 计具体情况，设计出一套友好的人机交互界面，满足设计人员的设计习惯与设计要求。 本文以参数化技术为理论基础，研究了在参数化设计过程中建立零件尺寸关联等系 统理论，最后利用u n i g r a p h i c sn x 及v i s u a lc + + 等三维软件和编程软件实现油缸参数化 c a d 系统的完整建立。 关键词：c a d 系统；参数化设计；二次开发；约束；表达式；尺寸关联 a b s t r a c t a b s t r a c t t h i sp a p e rf o c u s e do ns t u d y i n gt h es k i n w h i t e n i n ga g e n t sc o m p o u n d i n g ，s c a n n e dt h e s k i n w h i t e n i n ga g e n t sb a s e do nd i f f e r e n tw h i t e n i n ga g e n t s ，t h e na p p l i e di n t ow h i t e n i n g c o s m e t i c sd e v e l o p m e n t ，a n dt e s ti t , w h i c hc o v e r e dt h ew h o l ed e v e l o p m e n tp r o c e s sf r o m m a t e r i a l sc h o o s i n gt ot h ef i n i s h e dp r o d u c tt e s t i n g f i r s t l ya c c o r d i n gt op o p u l a rw h i t e n i n gc o n c e p t si nt h em a n e t , f o u rs k i n w h i t e n i n ga g e n t s w e r ec h o s e nb a s e do nd i f f e r e n tw h i t e n i n gm e c h a n i s m s ，a r c t o s t a p h y l o su v au r s il e a fe x t r a c t ， a s c o r b y lt e t r a i s o p a l m i t a t e ，h e x a p e p t i d e 一2a n dd i a c e t y lb o l d i n e , t h ew h i t e n i n ge f f e c tw a s e v a l u a t e db yc h e m i c a lm e t h o d ，i tm e a n st h a tt y r o s i n a s ei n h i b i t o r yc a p a b i l i t yw a st e s t e d ， a r c t o s t a p h y l o su v a u r s il e a fe x t r a c th a db e s ti n h i b i t o r yc a p a b i l i t ya g a i n s tt y r o s i n a s eb yt e s t ， 0 6 a r c t o s t a p h y l o su v au r s il e a fe x t r a c th a d7 3 5 4 e f f e c ta g a i n s tt y r o s i n a s e ，o 6 d i a c e t y lb o l d i n eh a d3 4 9 7 e f f e c ta g a i n s tt y r o s i n a s e o 6 a s c o r b y lt e t r a i s o p a l m i t a t eh a d 2 0 16 e f f e c ta g a i n s tt y r o s i n a s e ，h e x a p e p t i d e - 2c a p a b i l i t yw a st h ew o r s t ，s oa r c t o s t a p h y l o s u v au r s il e a fe x t r a c tw a sf i x e da st h ek e yw h i t e n i n gi n g r e d i e n ta g a i n s tt y r o s i n a s e ，a s c o r b y l t e t r a i s o p a l m i t a t ew a sf i x e d b a s e do nd e c r e a s i n gi n m e l a n i n ，a n du s e d a s c o o p e r a t e s k i n - w h i t e n i n ga g e n t ，m e a n w h i l eh e x a p e p t i d e 一2a n dd i a c e t y lb o l d i n ew e r ea d d e dt ob a l a n c e s k i nc o l o rf o rs k i n w h i t e n i n gc o s m e t i c ss t u d y i n g s e c o n d l yt h es y n e r g i s mw a su s e dp o p u l a r l yi n h e r b a l i s td o c t o r , i tw a sa l s ou s e di n s k i n - w h i t e n i n gp r o d u c td e v e l o p m e n t ，w h i t e n i n gm e c h a n i s m sw a sc o n s i d e r e d ，m e a n w h i l e b a l a n c i n go t h e re f f e c t e df a c t o r s ，s u c ha sa b s o r b a b i l i t y , 1 o a r c t o s t a p h y l o su v au r s il e a f e x t r a c tw a sa d d e di nd e v e l o p i n gf o r m u l a , t h ea s c o r b y lt e t r a i s o p a l m i t a t el e v e lw a s0 5 ， d i a c e t y lb o l d i n el e v e lw a s2 0 a n dh e x a p e p t i d e 一2l e v e lw a s1 o a b o v ei n g r e d i e n t sw e r e a d d e di n t ot h ef o r m u l a ，t h ep r o c e s sw a sa l s od e s c r i b l e d ，t h e ne v a l u a t e dt h ep r o d u c ts t a b i l i t y b ya c c e l e r a t i n gs t a b i l i t yt e s t ，t h ep r o d u c ts a f e t yt e s tw a sr u n n e db a s e do nh y g i e n c es t a n d a r d o fc o s m e t i c s ( 2 0 0 7v e r s i o n ) ，t h ep r o d u c tp a s s e dh u m a np a t c ht e s ta n dd e r m a li r r i t a t i o nt e s t t h e p r o d u c tw h i t e n i n ge f f e c tw a st e s t e d ，a l le x p e r i m e n ti n d i c a t e dt h a tt h ep r o d u c t sw a s n o t o n l ys t a b l ea n ds a f e ，b u ta l s oi tw a se f f e c t i v e ，t h ef o r m u l aw a sa c c e p t a b l e ，a tl a s ts u r v e y e dt h e p o t e n t i a lq u e s t i o nw h e nd e v e l o p p i n gt h ef o r m u l a s ，s u c h 龉a b s o r b i n g ，e f f e c t sa n dc o l o r c h a n g i n g f i n a l l ys u m m a r i z e df o rt o t a lw h i t e n i n gc o s m e t i c sd e v e l o p p i n g ，i ti n c l u d e dp r o d u c tt y p e s ， s k i n - w h i t e n i n ga g e n t s ，s u n s c r e e na g e n t s ，o t h e ra d d i t i v e sa n dp a c k a g e s t h ee x p e c t i o nw a s r a is e di nt h ec o n c l u s i o n k e y w o r d s ：s y n e r g i s m ；m e l a n i n ；s k i n w h i t e n i n ga g e n t ；t y r o s i n a s e ；c o s m e t i c s ；e x t r a c t i o n ； i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签 日 期：二oo 九年九月十四日 论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签 名：导师签名： 日 期：- - - 0 0 九年九月十四日 第一章综述 第一章综述弟一早际尬 1 1 前言美白化妆品市场发展前景 在我们的日常生活中，有“十个女人九个斑”的说法。而据“中国人皮肤类型研究”所 做的历时6 年的调查研究也显示，色素沉着是困扰中国女性的第一皮肤问题。改善皮肤 色素沉着，一直是美容界乃至皮肤科学界的一个难题。而由于人种的原因，较之欧美女 性，中国女性对美白祛斑化妆用品的需求更是有过之而无不及。近20 年来，不论是在 专业美容化妆品市场，还是在同化用品市场，美白祛斑一直持续保持着护肤品市场的主 流地位，各种美白祛斑功能性添加剂和产品层出不穷。 白皙、光洁、细腻的肌肤一直是亚裔女性，特别是中国女性追求的目标。近年来， 我国美白祛斑类化妆品方兴未艾，已经成为市场上最热销的产品。而目前全球化妆品销 售数据也显示，各国城市地区的非洲人、非洲一加勒比人、非洲美国人和亚洲人等有色 人种群体都对该类产品的需求有了显著的增加。然而，在欧美市场，白种人最追捧的产 品却是防晒、抗皱和抗衰老产品，美白祛斑类产品则较少问津。对于这种现象，过去人 们多认为是由于文化和传统不同造成的，但近年来不少的研究却表明：亚裔女性及其他 有色人种与欧美女性对护肤产品需求的不同，除受文化、传统等因素影响外，两者在皮 肤方面的差别起着更关键的作用。 事实上，各人种间的皮肤不仅在肤色等方面存在差异，而且在皮肤的组织结构、生 理功能等方面也有很多不同。正是这些皮肽本身的差异，加上文化、传统、经济状况、 地域等多种因素的掺杂，使各人种或宗教群体间对护肤产品的需求有很大的区别。 根据女性的生理特点，女人到了2 5 岁以后，身体的新陈代谢功能减慢，黑色素无法 正常排解，而在角质层沉积形成斑点，形成黄褐斑、黑斑和色斑；阳光对皮肤的伤害有 积累性，年轻时怎么晒都没问题，年纪稍大时斑点就悄悄浮现了；生活紧张，作息无规 律性，引致自身抵抗力下降，内分泌失调，令体内自由基活化，增加黑色素异常分泌； 使用化妆品不当，很多化妆品中含有过量的汞和重金属成分，令肌肤遗留斑点。欧莱雅 研究部公布的“中国人皮肤类型学”报告显示：中国女性在皮肤老化过程中，首先表现出 来的是色斑问题。 由于人种的特点，亚洲必定成为全球美白市场的重点，在美容院，亚洲女性对那些最 新的宣称能控制皮肤黑色素的美白产品总是特别关注，即使1o0 美元的美白套餐服 务，也很乐意接受。统计资料显示，1 3 亿人口的中国，祛斑美容产品每年的市场份额已 超过1 0 0 亿元。祛斑产品，在二类以下市场销量十分惊人。2 0 0 1 行业权威杂志曾揭示 了一种现象：在九十年代，每隔1 2 年都会有一个美白祛斑产品快速崛起，伴随着这种 旺销，整个护肤品领域都有较大的增幅。 1 2 美白化妆品的发展现状及趋势 近年来，国内美白、祛斑类产品已成为护肤品中的主流产品之一。十几年前，人们 江南人学专业硕1 ：学位论文 大多是使用”增白粉蜜”一类的物理遮蔽性美白产品修饰自己的皮肤，如今此类产品作为 低档、过时的品种已淡出城市、转入村镇。目前市场上的祛斑美容产品以国外各大化妆 品公司研发的美白祛斑产品为主，利用高科技提取植物精华配合新兴的维生素制剂，直接 作用于面部肌肤，让其有效成分渗透到皮肤基底层，还原分解已有的黑色素，活化细胞，淡 化面部斑点。从外涂抹擦精华素，到内服口服液，以及最近兴起的中药面膜，产品剂型、 花样、概念不断翻新。以下成分广泛应用于祛斑产品中，其功效受到美容界的一致公认， 对肌肤有良好的祛斑作用：植物生化：如甘草、熊果苷、桑葚、绿茶、木瓜及人参等可 深入肌肤内层，排除新陈代谢废物和游离基，抑制并淡化黑色素，成分天然，对于肌肤 具有保养作用。蜂胶：蜂胶有着非常悠久的祛斑历史，它在加快角质层的脱落及促进表 皮更新方面的作用是任何其他成份无法比的。维生素c 、防晒剂等也具有祛斑作用。 北京同用化学研究所曾对北京化妆品市场的调查分析，涉及美白、祛斑类产品多达 5 0 余种，既有宝洁、联合利华等大公司的品牌，也有一些中小企业的产品，他们分别对 这些产品的美白成分、功效、价格、市场占有率等进行分析。调查结果表明，当今美白、 祛斑类产品市场具有以下特点：第一，知名品牌占据大部分市场份额。在美白类护肤品 中，销售量较高的均是一些大企业的知名品牌，如宝洁( 广州) 公司生产的”玉兰油”系列、 联合利华( 上海) 公司生产的”旁氏”美白系列、资生堂( 北京) 公司生产的”欧珀莱”美白产 品、深圳丽斯达公司( 后被欧莱雅收购) 生产的t i ，j 、护士”美白产品、上海家化生产的 美加净”和”清妃”系列等等。这些销售排名在前1 0 位的产品的市场份额占到整个市场的 6 0 以上，引导着整个美白产品市场的发展潮流。第二，绝大多数产品的配方中使用了 复合美白成分。目前的产品，单独使用任何一种美白成分，都很难达到令人十分满意的 美白、祛斑效果。因此，复合使用美白剂已成为当今美白产品配方开发的潮流之一。例 如：迪奥( 上海) 公司生产的美白护肤露中同时加入了维生素c 、熊果苷和甘草酸盐三种 美白成分；上海郑明明公司生产的”青春之蜜”晚霜中含有海藻提取物、溶角蛋白酶、水 棘油等美白组分。第三，产品成系列进入市场已成趋势。在调查的5 0 余种美白、祛斑 类产品中，约8 5 是以系列产品的形式在市场上销售的。有些系列产品包括洗面奶、润 肤水、膏霜、乳液、精华素等，品种十分齐全。美白产品系列化的优势在于配方思路统 一，不同产品之间的功能互相协调，有利于整体美白效果的充分发挥。例如”旁氏”美白 系列产品包括：美白洁面乳、美白润肤露( 白天用) 、天然润白膏( 晚上用) 、天然润白抗 皱眼霜、天然润白精华液等多品种。第四，越来越多的产品中使用了天然美白成分。 与过去相比，现在的许多美白、祛斑类产品中都添加了天然美白成分，其中目前使用最 多的天然成分是甘草提取物与胎盘提取液。如”欧伯莱”美白产品中添加了牛胎盘提取 液、胎盘素、五加皮萃取液等天然成分；”妮维雅”美白防护日霜中加有甘草精华；”羽西 ”天然润白膏配方中加有甘草精华、葡萄籽提取液、桑树根及天然水藻；”雅芳”美白系列 产品中也含有甘草提取物、胎盘素等成分。第五，产品开始强调美白、防护双效合一。 在治疗色斑、美白肌肤的同时不注意防晒，则常常会导致事倍功半甚至毫无效果。化妆 品配方师注意到这点，开始在产品中强调防晒的重要性。目前国内市场上，已出现此 类双效产品。如旁氏集团2 0 0 0 年夏季推出的双重美白润肤霜( 日霜) ；宝洁公司推出的” 2 玉兰油“美白防晒润肤露等。 通过对市场的分析，北京臼化所的专家认为美白、祛斑类产品将成为今后化妆品 发展的重要品种之一，其开发、研究将会成为全球尤其是亚洲化妆品业关注的重点。一 些有效成分如维生素c 衍生物、l 广半胱氨酸、甘草、绿茶、银杏等，将会成为开发的新 热点，以预肪为主、多效合一且四季皆适合使用的产品会成为美白、祛斑类产品市场上 的主流。随着美白护肤品越来越被人们所重视，其安全性和功效性评价自然成为消费 者和生产厂家所关注的重点，选择天然活性物作为化妆品原料和添加剂有着明显的优 点，从而被越来越多地消费者所接受口】。 1 3 美白机理 1 3 1 皮肤的基本结构 皮肤由表皮和真皮构成，其深面有皮下组织，如图i l 所示。 表皮由角化的复层扁平上皮构成，由外到内为角质层、透明层、颗粒层和生发层。 生发层为表皮的最深层，由多层细胞组成，其浅层为棘状层，深层为基底层。基底层细 胞具有很强的增殖能力，这一层的细胞古有黑色素，细胞之削有黑色素细胞 ( m c l a n o c y t e ) ，有形成黑色素的能力。不同的人种，由于黑色素细胞的多寡而具有不同 的肤色。 m 畦n 蝴 幽卜l 皮肤的基奉结构 f i gl 一1t h eh a s i cs t n 】c t u r eo fs k i n 真皮位于表皮的深面，由致密结缔组织构成，可分为乳头层和网状层。 皮下组织位于真皮的深面，由疏松结缔组织和大量的脂肪细胞构成，内含丰富的血 管和淋巴管，以及压力感受器、汗腺分泌部、毛根及毛球等。 江南大学专业硕士学位论文 1 3 2 人类皮肤的颜色与色素体系 正常皮肤的颜色取决于血红蛋白，类胡萝卜素和黑色素，即人类皮肤的颜色受色素 体系的影响，其中起主要决定作用是黑色素( m e l a n i n ) 。黑色素是黑色素细胞的产物。 上述各种色素的含量与分布是决定皮肤颜色的主要因素，一般而言，人类有两种色素着 色，一种是基本的色素颜色，黑素小体的数量取决于遗传因素，一种是可选择的肤色或r 晒后肤色的增加，也可能来自内源性因素，其次，皮肤表皮的厚度和光学性质也起一定 的作用。皮肤的颜色可用反射光度计进行测定。正常皮肤的颜色由结构因素( 即人的基 因) 和官能因素( 即环境) 所决定。不同种族的人群，色素沉积的程度不同，其差别主 要是产生各种色素的量不同，而不是黑色素细胞存在的数目。据认为黑色皮肤除黑色素 含量大以外，其黑色素颗粒也较大，并单独分散于整个皮肤表皮；而白色皮肤中黑色素 的颗粒较小，呈圆形，并倾向于聚集在一起。 暴露于日光或受激素等作用可增加色素的沉积。某些大脑垂体多肽激素影响色素的 形成，此外，睾丸酮、雌性激素对某些部位皮肤色素沉积有影响。如皮肤受到外部相关 的紫外线照射时，即会激活皮肤中的酪氨酸酶加速黑色素的生成，出现晒黑及色斑。人 体皮肤的黑色素主要涉及三种类型：一真黑色素，主要是由5 ，6 - ：羟基吲哚( d h i ) 和 少量5 ，6 - ：羟基吲哚一2 一羧酸( d h i c a ) 通过不同类型的结构上c - c 键连接构成的聚合 物。此外，还存在少量5 ，6 一二羟基吲哚半醌和羧酸化砒咯，这些少量的组分可能是在 黑色素形成过程中过氧化氢裂解的产物。真黑色素是棕色或黑色、可溶解于稀碱的聚合 物。二类黑色素，是由不同结构和组成的色素所构成的聚合物，其结构尚不完全清楚， 呈黄色、红色或胡萝卜色。是含硫量约为1 0 1 2 的聚合物构成的复合物，主要是由1 ， 4 一苯噻嗪基丙氨基通过不同类型的化合任意地连接所构成。三氧黑色素，在人类和哺 乳动物中，也发现不含硫、黄色或红色的色素，其化学结构与上述色素不同，是5 ，6 一 二羟基吲哚单体部分过氧化裂解的、被漂白的真黑色素。 人体中含铜的酪氨酸酶控制黑色素细胞中色素的形成过程。酪氨酸酶催化黑色素形 成是开始的最关键一步，即酪氨酸转化为多巴醌。一般认为，酪氨酸酶的活性程度对色 素的沉积起着主要的作用。含毓基的化合物，如半胱氨酸、谷甘胱肽等在色素细胞的新 陈代谢的过程中起着关键的作用。当然，其它一些酶和辅酶对黑色素细胞中形成色素的 量和类型都有控制作用。 1 3 3 黑色素的形成机理u 黑色素是由黑色素细胞产生的，其具体的形成过程如图1 - 2 所示，黑色素细胞在基 层细胞中，酪氨酸酶是黑素细胞中酪氨酸转化为黑色素的限速酶，在黑色体的生成及其 黑色素化的过程中起着极为重要的作用，酪氨酸酶的过度激活，直接导致黑色素的生成 过量，进而影响肤色，关于酪氨酸酶的抑制作用，一直是医学和相关科学研究比较活跃 的课题1 3 8 - 4 0 l 。下面简述酪氨酸酶活性的多种影响因素： ( 1 ) 紫外线 4 第一章综述 一般情况下，紫外线能使黑色素细胞内酪氨酸酶活性增强，使黑色素细胞增多，黑色 体生成旺盛，移动加快。2 9 0 3 8 0 n m 的紫外线激活酪氨酸酶活性的能力最佳。 ( 2 ) 铜离子 酪氨酸酶是以铜离子作为辅基的，其活性与铜离子密切相关。 ( 3 ) 巯基 表皮内的毓基化合物，特别是谷胱甘肽，能通过络合铜离子而抑制酪氨酸酶活性， 因表皮巯基氧化而使毓基显著减少时，可激发酪氨酸一酪氨酸酶反应，导致黑素生成增 多。 ( 4 ) 氧自由基 酪氨酸酶是一种含铜需氧酶，在酪氨酸酶的催化氧化过程中，氧自由基既是引发剂 又是反应物，因此对氧自由基的清除作用既阻断了反应的引发，也削弱了酪氨酸酶的供 氧作用，从而使酪氨酸氧化反应的强度减弱，即削弱了酪氨酸酶的作用。对氧自由基的 清除作用是其对酪氨酸酶的竞争性抑制的一个重要方面，从而阻止黑素的氧化形成。 h2 n 半 h o q 弋： 酪氨酸酶一1 l 帅肌：| ：1 2 h o 、 “ 酪氨酸酶一l 酪氨酸( 3 对羟基苯丙酸) 多巴酸( 3 ，4 羟摹苯丙酸) d o p a ( c o o h ) ) j 类黑色素- i - 木色素 真黑色素+ 氧黑色素 图1 2 黑色素形成过程 f i g 1 - 2t h ep r o c e s so f m e l a n i ns y n t h e s i s 5 酸酶 江南人学专业硕上学位论文 目前比较关注d h i 、d h i c a 黑色素的代谢，除了酪氨酸酶，已发现还有多巴色素异构 酶和d h i c a 氧化酶参与黑色素代谢，它们合称“三酶”，“三酶”的综合作用决定了真 黑色素的生物合成1 6 j 。 1 在d h i 黑色素的代谢途径中，起主要作用的是酪氨酸酶。 2 在d h i c a 黑色素的代谢途径中，起主要作用的是多巴色素异构酶和d h i c a 氧化酶。 酪氨酸酶参与黑素生成途径的起始步骤：酪氨酸一多巴一多巴醌。 在d h i 黑色素的代谢途径中，酪氨酸酶还能氧化5 ，6 一二羟基吲哚( d h i ) 生成5 ，6 一 吲哚醌，最后转化为d h i 黑色素。 在d h i c a 黑色素的代谢途径中，多巴色素异构酶( t r p 2 ) 使多巴色素转入第二条 代谢途径，在多巴色素异构酶的作用下，多巴色素转变为5 ，6 一二羟基吲哚羧酸( 5 ，6 - - d h i c a ) ，d h i c a 在d h i c a 氧化酶( t r p l ) 的作用下，转化为d h i c a 黑色素。 目前，关于多巴色素异构酶看法还有些分歧，有人提出多巴色素异构酶主要作用是 稳定酪氨酸酶。虽然生物学意义上存在分歧，但是，不管怎么说，多巴色素异构酶的黑 色素的影响确实存在，这一点已经足够了。 同时抑制三酶的活性，理论上可以有更好的美白效果，相关技术已经有人申请专利。 很容易理解，单独抑制酪氨酸酶活性，可能只减少了d h i 黑色素的生成，棕色的d h i c a 黑色素代谢还在进行，也就是说单独抑制酪氨酸酶活性只可能使肤色变浅。 目前己发现甘草提取物可以同时抑制酪氨酸酶和多巴色素异构酶的活性。 1 3 4 黑素细胞的增殖、分化及黑素生成的调节1 1 角质形成细胞对黑素细胞的调节 近来体外研究发现，角质形成细胞在一定条件下释放多种细胞因子，这种细胞因子 对黑素细胞的形态、增值、黑素合成有一定的影响，黑素细胞与角质形成细胞的接触也 是相互影响的重要途径之一。1 9 8 8 年，h a l a b a nr 等通过一系列实验发现角质形成细胞 能产生碱性成纤维细胞生长因子( b f g h ) 。( b f g h ) 使黑素细胞的重要促分裂剂。 n o r t h e r n 印迹技术可证实表皮角质形成细胞可表达神经生长因子( n g f ) 的m r n a ，这为表 皮内n g f 来自角质形成细胞提供了证据，角质形成细胞通过分泌n g f 影响黑素细胞的存 活，促进黑素细胞的移动及分支形成但对黑素细胞的数量无明显的影响。后来，i m o k a w a 等在细胞培养液中检测到e t l ，u v b 照射培养的角质形成细胞后，e t - 1 的分泌量显著增 加，且与照射剂量成正比，白介素一lq 和，白介素- 11 3 也能刺激角质形成细胞分泌 e t l ，e t - 1 可通过受体介质的信号传递途径刺激黑素细胞的增殖及合成，在同等浓度的 条件下，其增殖作用高于b f g h ，还能促进b f g h 刺激黑素细胞的d n a 合成，e t - 1 可取代 t p a 作长期培养黑素细胞的促分裂剂。除了上述细胞因子外，角质形成细胞还能合成和 分泌多种细胞因子，如转化生长因子( t g f ) ，能显著抑制黑素细胞增殖，黑素细胞的酪胺 酸酶活性也显著降低。 2 激素对黑素细胞的调控 促黑素细胞激素( m s h ) ，研究表明，当加入q - m s h1 8 小时后，近6 6 9 6 的黑素细胞出现 明显的树突生长，第三天时黑素细胞的黑素含量和酪胺酸酶活性均有所增加，但黑素细 6 第一章综述 胞酪胺酸酶活性增加与黑素含量的增加之间并无明显的相关性，这可能是q - i d s h 影响黑 素与褐黑素之间的比例较影响黑素总量更为明显。同时，其他实验表明，a m s h 在黑素细 胞的分化成熟过程中起诱导作用，但必须有角质形成细胞的参与。q m s h 与正常黑素细 胞上的a - m s h 受体结合，对黑素细胞的增殖起刺激作用，其作用需激活蛋白酶c 或者有 b f g f 参与，这提示是通过第二信号系统起作用，后来，在角质形成细胞上也发现q m s h 受体，提示q m s h 不仅影响黑素细胞，同时还可能参与角质形成细胞和黑素细胞之间的 相互作用。 促肾上腺皮质激素( a c t h ) ：a c t h 是由垂体前叶分泌的，与q - m s h 有相同的7 个氨 基酸链，具有刺激黑素细胞增殖和黑素合成的作用，在低浓度下，其作用要强于a m s h ， 在接近生理状态下，a c t h 对黑素细胞的影响可能比q - m s h 重要。 激素：机体在高度雌激素状态下，会出现皮肤色素沉着的现象，会出现色斑现象， 是由于妊娠期雌激素增多，使被巯基抑制的酪胺酸酶活化之故，表明雌激素对黑素合成 有一定的刺激作用。 皮质激素：其作用与m s h 有关，通过研究表明皮质激素使皮肤变白的机制主要在于 抑制垂体分泌的m s h ，从而使其对黑素细胞的直接作用是轻微的。 肾上腺素与去甲肾腺素：其通过m s h 对黑素细胞的作用实现的。 甲状腺素：通过反馈作用抑制垂体分泌m s h ，能促进细胞内生物氧化过程，提高神经 系统的兴奋性，。 抗黑变激素：能使鱼和蛙的肤变淡，但对哺乳动物的表皮黑素细胞的作用不一致。 1 3 5 美白机理 皮肤美白剂就是作用于皮肤黑色素生成、代谢过程中抑制黑色素生成且符合规范的 物质。美白机理即黑色素的抑制机理，黑色素的抑制机理可分为胞内抑制和胞外抑制【7 1 。 黑色素细胞的胞内抑制：在黑色素形成过程中酪氨酸酶是主要限速酶，该酶活性大 小决定着黑色素形成的数量。酪氨酸酶是一种多酚氧化酶，属氧化还原酶类，该酶主要 催化两类不同的反应：( 1 ) 一元酚羟基化，生成邻二羟基化合物；( 2 ) 邻二- - 酚氧化，生成 邻二苯醌。这两类反应中均有氧自由基参与反应。当前化妆品市场上的美白产品，几乎 绝大多数以酪氨酸酶抑制剂为主。依据抑制机理的不同，可将该类化合物分为两类：( 1 ) 酪氨酸酶的破坏型抑制；( 2 ) 酪氨酸酶的非破坏型抑制。所谓酪氨酸酶的破坏型抑制，就 是寻求某种美白剂，使该美白剂直接对酪氨酸酶进行修饰、改性，使之失去对黑色素前 体一酪氨酸的作用，从而达到抑制黑色素形成的目的。所谓酪氨酸酶的非破坏型抑制， 即不对酪氨酸酶本身进行修饰、改性，而是通过抑制酪氨酸酶的合成或取代酪氨酸酶的 作用底物，从而达到抑制黑色素形成的目的。根据非破坏型抑制剂的美白机理，目前研 究大致有下列3 种形式：酪氨酸酶的合成抑制剂；酪氨酸酶糖苷化作用抑制剂； 酪氨酸酶作用底物替代剂。 在黑素的形成过程中，除了酪氨酸酶以外，多巴色素异构酶( d o p a c h r o m et a u t o m e r a s e ，t r p 一2 ) 和5 ，6 二羟基吲哚2 羧酸氧化酶( d h i c ao x i d a s e ，t r p 1 ) 也起作用， 这就是三酶理论。多巴色素异构酶即t l 冲2 ，是一种与酪氨酸酶有关的蛋白质，其抑制 7 江南大学专业硕上学位论文 机理是促使所作用的底物发生重排，生成底物的某一同分异构体，最终生成另一黑色素。 即在多巴色素自发脱羧、重排生成5 ，6 二羟基吲哚( d h i ) 的同时，黑色素细胞内部分多巴 色素由于多巴色素异构酶的存在而发生重排生成5 ，6 二羟基吲哚2 羧酸。因此该酶主要 调节5 ，6 二羟基吲哚2 羧酸( d h i c a ) i 拘生成速率，从而影响所生成的黑色素分子的大小、 结构和种类瞵j 。对该酶的抑制目前认为主要是竞争性抑制。有关t r p 一2 的抑制，目前研 究报道较少。对d h i c a 氧化酶( t r p 1 ) 和过氧化物酶抑制机理的研究就更少了。 黑色素细胞的胞外抑制：黑色素的形成不仅是黑色素细胞的胞内行为，同时也是胞 外物质作用的结果。内皮素是一类由2 1 个氨基酸组成的多肽物质，其中内皮素1 ( e t 1 ) 、 内皮素2 ( e t 2 ) 和内皮素3 ( e t 3 ) 均已可分离。近来研究发现，内皮素1 和内皮素2 也是 黑色素的形成过程中两种不可缺少的胞外物质。 根据上述过程可将美白剂的美白功能归纳如下【9 1 ： 1 抑制黑色素细胞( m e l a n o e y t e ) 增殖。 2 抑制黑色素形成：抑制酪氨酸酶、多巴互变酶( d e p a c h r o m e t a u t o m e r a s e ) 、二 羟基吲哚酸( d h i c a ) 氧化酶活性；还原黑色素形成过程各中间体，或与之结合以阻断 黑色素形成。阻断二羟基吲哚( d h i ) 聚合为黑色素。 3 抑制黑色素颗粒转移至角朊细胞。 4 加速角朊细胞中黑色素向角质层转移：软化角质层和加速角质层脱落。 5 减少外源性因素如紫外线、氧自由基等对黑色素形成生理过程的负面影响。 现在化妆品美白剂的主要功能是抑制酪氨酸酶活性。但由于黑色素的形成主要是由 黑色素细胞内的四种酶：酪氨酸酶、多巴色素异构酶( t r p 2 ) 、过氧化酶、5 ，6 二羟基吲 哚2 羧酸b j d h i c a 氧化酶( t r p 1 ) 等酶单独或协同作用的结果。所以有研究者认为应利 用协同与综合效应原理研制复合化妆品美白剂【l m 】。 1 4 常见化妆品美白剂 传统的皮肤美白剂，往往采用过氧化氢、氯化氨基汞以及各种酚类衍生物，这些化 合物能使黑色素组织迅速瓦解，达到快速美白之功效。但因其对皮肤的腐蚀性、细胞毒 性和过敏性，使其具有极大的危险性，在许多国家的卫生规范中已禁用【2 0 1 。目前要求的 皮肤美白剂应该符合两个标准：一是对酪氨酸酶活性有较高的抑制率，能显著地减少黑 色素的生成；二是有较高的安全性，对人体皮肤无毒无刺激。熊果苷、维生素c 及其衍 生物等是目前国内外美白化妆品中较常使用的美白成分。一些具有很好美白效果的中草 药目前越来越受到消费者的青睐，如甘草、桑树、芦荟的化学成分等。 1 对苯二酚 对苯二酚即氢醌，呈白色针状结晶，是一种传统且有效的美白祛斑成分，它具有凝 结蛋白质的作用，通过凝结酪氨酸酶中的氨基酸，使酶冻结而失去催化活性。另外，氢 醌在一定浓度下可致黑色素细胞变性、死亡。美国f d a 认为对苯二酚为安全、有效的美 白剂 2 1 j 。欧共体批准的使用量为2 。我国1 9 9 9 年1 1 月版的化妆品卫生规范允许其在局 部皮肤美白产品中使用，限用量也为2 ，并要求在产品包装说明上标注“含有氢醌” 第一覃综述 等字样。c t f a 2 0 0 0 年版的化妆品成分评审概要中明确指出，禁止氢醌用于驻留性化妆 品中。一般认为，2 的氢醌用量对皮肤是安全的，祛斑药品中用量可达3 5 ，超过 5 ，有可能引发“白斑 现象，并可致敏。 2 曲酸及其衍生物 曲酸的应用及发现，是源于古代民间医疗。曲酸由葡萄糖或蔗糖在曲酶作用下发酵、 提纯而成，其美白机理是抑制酪氨酸酶的活性，同时又能抑制二羟基吲哚酸( d h i c a ) 氧 化酶活性，阻断二羟基吲哚( d h i ) 聚合。这是很少的一种能同时抑制多种酶的单一美白 剂，因此是非常值得研究的一类美白剂。长期使用曲酸具有细胞毒作用，并可增加卵巢 细胞染色体互换及染色体畸变的概率。曲酸因口服具有致癌性，故在日本被禁用，外用 曲酸在同本也被暂停进口及生产。曲酸由于对光、热及金属离子不稳定，而且皮肤吸收 性较差，人们开发了大量的曲酸衍生物来改进它的使用性能，如曲酸二棕榈酸盐。曲酸 二棕榈酸盐与曲酸相比，不易变色，不受酸碱度的影响，对皮肤的刺激性较低。 目前认为曲酸衍生物的作用机制与曲酸相同，且其对酪氨酸酶的抑制作用比曲酸 强。曲酸衍生物是从曲酸上的两个羟基入手，一般进行酯化和烷基化。酯化可以形成曲 酸的单酯，也可以形成双酯。 3 熊果苷 熊果苷( a r b u t i n ) 是从多种植物中分离得到的天然活性物质，其化学名为4 羟苯基 p d 吡喃葡萄糖苷( 简称p 熊果苷) 。p 熊果苷去色素作用机制已有报道，它是酪氨酸酶 抑制剂，主要阻断多巴及多巴醌的合成，从而遏制黑色素的生长，因而具有皮肤增白作 用。目前b 熊果苷在化妆品中添加量约为3 ，小于此量对皮肤中酪氨酸酶的催化活性的 抑制作用较弱，增白效果不明显。 a 熊果苷是b 熊果苷的差向异构体，其化学名为4 羟苯基0 【d 吡喃葡萄糖苷。日本 学者n i s h m u r a 研究发现：0 【一熊果苷【35 】抑制酪氨酸酶的强度和安全性大大优于目前正逐渐 广泛使用的1 3 一熊果苷。f u n a y 锄a 等【2 2 】比较a 熊果苷和p 熊果苷对来自蘑菇和小鼠黑色素 瘤酪氨酸酶活性的影响，结果表明：b 熊果苷抑制来自蘑菇和小鼠黑色素瘤的酪氨酸酶， a 熊果苷仅抑制黑色素瘤的酪氨酸酶，其机制推测为混合型抑制，而p 熊果苷的机制是非 竞争性的。0 【熊果苷抑制强度为p 熊果苷的1 0 倍。 2 0 0 2 年p e n t a p a r m 、日本资生堂先后推出了含有0 【熊果苷的新型活性皮肤增白剂。研 究发现，0 【熊果苷对紫外线灼伤所形成的瘢痕具有明显的效果，其化学性质也比b 一熊果 苷更稳定，能够更方便地加入到各种美白亮肤化妆品中【2 3 1 。 4 维生素c 及其衍生物 维生素c 由生物发酵制备得到，是人们心理上极易接受的美白剂。维生素c 对除去 后天性黑色素沉积有明显效果，并且具有抗氧和清除自由基作用。维生素c 及衍生物， 直接还原黑色素，将黑色素直接破坏瓦解，从而迅速增白。维生素c 的美白机制主要是 将黑素还原而淡化色斑，但因经还原的黑色素仍可能再次氧化，因此必须长期保持足够 的浓度才有效。另外，由于黑色素的生成过程是一种氧化过程，维生素c 可以通过本身 的抗氧化特性，并可抑制过氧化酶作用。其作用机理见图1 3 和图1 4 ，维生素c 是水溶 9 江南大学专业硕上学位论文 性的，不易渗透到皮肤角质层，且本身易氧化并不稳定，故它的应用受到限制。对维生 素c 衍生物的开发主要是在同本，最常用的有：维生素c 磷酸镁、维生素c 棕榈酸酯等。 维生素c 的磷酸酯盐主要有维生素c 磷酸酯镁和维生素c 磷酸酯钠。维生素c 磷酸酯镁的 美白效果较维生素c 磷酸酯钠好，价格也较后者低，在维生素c 类美白剂市场中占有主 导地位。另外一个重要维生素c 的衍生物是维生素c 2 o o t , t t 喃葡萄糖，它的稳定性很好， 易于添加到化妆品配方中，但它是发酵法生产，价格昂贵。 熙索 l lll 彦太、，i ， i 冰卜r 、0 鼍j ； 十h 伊0 ij o 一馥 c ! i i o i i； c i ，o h 绛，l 焱c 图l 一3 维生素c 与黑素的反麻过程 f i g 1 - 3t h ea c t i o np r o c e s so fv i t a m i nca n dm e l a i n 维生素c 不仅能还原黑素，而且还能参与体内酪胺酸的代谢，从而减少酪胺酸转化 为黑素，其具体过程如下： h ( 卜n c h z t ；i - t c o o h 璺瓴酸眨h ( 卜? 。 瞄 石( 期( ) 一维生墨曼 u l l l n h ， ( ) ( ) h c h 2 c o o h 严吖堡墨墼冬些堕，c lo c i 武h - - c o o h 一c 。h lz 0 6 “一- 、 v亡h 2c ( 卜一c 2 屯( ) ( ) h o h 图l - 4 维生素c 参与体内酪胺酸的代谢 f i g 1 - 4t h et y r o s i n em e t a b o l i s mw i t hv i t a m i nc 5 内皮素拮抗剂 内皮素拮抗剂是2 0 世纪9 0 年代发现的重要皮肤美白剂。它可以从天然植物洋甘菊中 提取，也可以用生物发酵法制备。国外有人从欧洲草本植物洋甘菊中提取内皮素拮抗剂， 经体内及体外实验表明具有以下三方面作用：高效性：在洋甘菊提取物这种内皮素拮 抗剂的作用下，内皮素不能与黑皮素细胞上的受点联结，因此，不会再有额外的黑色素 形成；快速去色素作用：由于酪氨酸酶存在于黑色素细胞的黑色素内，因此酪氨酸酶 抑制剂必须通过4 层( 即角质层、表皮深层、黑色素细胞膜和黑色素膜) 障碍才能起到 抑制作用，由于内皮素拮抗剂的作用点在黑色素细胞膜之外，因此，它仅需通过两层障 碍即可发挥效用，这就是为什么针对紫外线引起的色素沉着的祛除，采用内皮拮抗素要 比酪氨酸酶抑制剂快4 倍的原因；均匀黑色素分布：由于紫外线照射引起细胞外黑色 素的生成，导致皮肤色斑及不均匀色素分布，而使用内皮素拮抗剂后，这一状况会得到 根本改善 2 4 】。