几年前，我在欧莱雅原料部负责抗污染的项目。一开始想的很简单，直接找到有抗污染功效的成分就好。但是看了一圈下来，发现一个很大的问题，那就是业界对于抗污染没有统一的标准和方法。到底什么是污染，到底怎么定义污染，到底怎么判断一个成分抗污染能力的强弱？当时都是一片空白。后来欧莱雅内部制定了一些抗污染的评价方法，不少成分供应商也参与进来。最后终于有了一套可行的方案。
总结起来，目前可以用的抗污染评价指标有以下几种：
- 抗烟雾
- 抗烟雾+UV氧化
- 抗颗粒物附着
- 抗臭氧
题主提到的抗氧化，并不等同于抗污染。严格来说，只有对抗烟雾，UV或者臭氧造成的氧化，才算抗污染。
抗烟雾
烟雾是大家首要关注的污染指标。前些年，我们说空气污染严重，一般就用PM2.5来表示。所谓PM2.5，严格来说是直径小于2.5微米的颗粒物。这些颗粒物一般来自尾气，工业生产，厨房油烟以及香烟烟雾。它们的主要组成有各种有机物，无定形碳，硫酸盐，硝酸盐等 [1] 。
这些PM2.5接触皮肤之后，一部分停留在皮肤表面，另一部分会进入到皮肤中，刺激皮肤产生ROS以及皮脂氧化。皮肤在ROS的作用下，又会进一步产生炎症因子，造成皮肤的炎症反应，从而带来胶原蛋白降解，色斑，皮肤泛红等各种问题 [2] 。
因此在抗污染的功效测试中，有一种方法就是让消费者置身于真实的污染环境中，尤其是车流密集的街道旁。这里因为汽车尾气的原因，PM2.5的浓度非常高。消费者半脸使用抗污染的成分或者配方，另外半张脸不使用或者仅仅使用对照产品。然后对比两边脸的皮脂氧化，炎症因子的量，就可以测试出产品或者成分的抗污染效果。
抗烟雾+UV氧化
日常生活中，雨水常常起到清洁大气的作用。真实的情况下，雾霾往往都出现在大气处于稳定状态的时候，基本都是在冬日的晴天。PM2.5本身的害处就不小，紫外线会更进一步放大它的功效。本身PM2.5作为直径非常小的颗粒，在紫外线作用下，就是很好的氧化反应催化剂。而PM2.5中的多环芳烃，在紫外线的照射下，会对皮肤产生进一步的刺激。
基于这一点，欧莱雅的研发人员设计出了一个污染箱 [3] 。在其中注入烟草点燃的烟雾来模拟PM2.5.再加以紫外灯来模拟阳光中的紫外线。污染箱中，放入人体皮脂的成分——角鲨烷和被测试的成分。因为角鲨烷是不太稳定的成分，在PM2.5和紫外线的催化下，它的氧化分解速度加快。如果某些成分能在污染箱中减缓角鲨烯的氧化分解速度，则可以初步认定这个成分有抗污染的能力。
当然，这只是一个连体外模型都算不上的初筛装置，只能用它来做抗污染成分的早期筛选。选中的成分还需要经过后期的细胞测试，人体测试和功效测试，才能说具备了抗污染功效。
抗颗粒物附着
既然PM2.5是造成污染对皮肤伤害的罪魁祸首，那么我们尽量避免PM2.5在皮肤上的附着也可以解决污染对皮肤的伤害。
说起来简单，做起来却不容易。这在护肤品上几乎是一个全新的课题，可以参考的方向很少。之前有限的研究主要是一些抗花粉过敏的产品。花粉带正电荷，所以可以在配方里加入一些阳离子乳化剂，让皮肤表面带正电，通过电荷的同性相斥，避免花粉的附着。
然而PM2.5表面的电荷状态复杂，很难通过类似的方式来实现。于是我和实验室的同事一起合作，开发了一个全新的思路：仿生的荷叶效应。
荷花出淤泥而不染，尤其是荷叶，表面具有自清洁的能力。仿佛不粘锅一般，聚集的水珠可以带走表面的灰尘。使用扫描电镜观察荷叶的表面，可以发现它是二级微米结构：在10微米左右的突起上面，再嵌合了1微米左右的颗粒。通过这样的搭配，能显著减少表面张力，减少颗粒附着的同时，还能起到自清洁的作用。
沿着这个思路下去，我们开发出了一系列的样品。同时法国实验室又设计了一套评估方法。这个方法相对来说就比较简单了。使用炭黑来模拟PM2.5，在一个箱子里使用风扇叶片将颗粒分散。然后将测试样品置于其中一段时间，取出之后反向放置然后拍照，通过图像识别软件，计算样品表面附着颗粒的数量。附着的颗粒越少，说明样品的抗污染效果越好。具体的评估方法当时我们发了两篇IFSCC的poster，原文网上找不到了。类似的方法也有很多，感兴趣的可以参考下图的文献 [4]
抗臭氧
臭氧也是一种比较常见的污染物，尤其是在阳光强烈的夏季。它由紫外线照射氧分子产生，在光污染严重的城市，光幕和玻璃外墙的作用下，臭氧污染比自然状况下更严重。而且臭氧是一种强烈的氧化剂，对皮肤的危害也很大。除了常规的抗氧化以外，还有一种方法是使用护肤品将富含臭氧的空气和皮肤隔绝开来。
然而如果怕护肤品的隔绝性能太强，皮肤不透水不透气，不仅不舒服，还会闷痘。而如果隔绝性能不够，又没法把臭氧隔开。理想的情况下，这个护肤品最好是防水透气，同时又能隔绝臭氧。
所以可以设计一个臭氧扩散池，上面通臭氧。中间有一层模仿皮肤的薄膜，在上面涂上测试的配方。下面则是接受池，加入容易和抽样反应的成分，最好是和臭氧反应变色的化学试剂。这样，通过接受池的变色反应，就可以简单判断臭氧是否能通过配方。然后再测试配方的防水透气性能，就可以找出即防水透气，又隔绝臭氧污染的配方。
小结
上面这几个测试是我在开发抗污染成分和产品过程当中了解到的一些测试方法。可以看出来，抗氧化只是抗污染的一部分，抗污染的范围大得多得多。如果一个产品或者成分只有抗氧化效果，那么很难判断它是否有抗污染功效。只有经过抗污染的功效测试，我们才能说一个产品或者成分有效。
参考
- ^ Ye B, Ji X, Yang H, et al. Concentration and chemical composition of PM2. 5 in Shanghai for a 1-year period[J]. Atmospheric Environment, 2003, 37(4): 499-510.
- ^ Araviiskaia E, Berardesca E, Bieber T, et al. The impact of airborne pollution on skin[J]. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology, 2019, 33(8): 1496-1505.
- ^ Pham D M, Boussouira B, Moyal D, et al. Oxidization of squalene, a human skin lipid: a new and reliable marker of environmental pollution studies[J]. International journal of cosmetic science, 2015, 37(4): 357-365.
- ^ Kim W, Kim H J, Boo Y C, et al. Evaluation Method of Cosmetics for the Effect of Fine Dust Adhesion Prevention Using Floating Chamber[J]. Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea, 2020, 46(4): 319-327.
