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防晒霜防晒指数的光谱分析研究

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防晒霜防晒指数的光谱分析研究

时间:2017/2/14 14:36:45来源: 作者:
SPf值与防晒霜中所含的防晒剂含量有关!然而从外观上难以分辨防晒霜的品种及防晒效果"国内外检测防晒霜的主要方法有皮肤试验法)高效液相色谱法)薄层色谱法)气相色谱法。

过量的太阳辐射会对人体的健康造成很大的危害!可导致皮肤晒红)晒黑!甚至引起皮肤癌等恶性病变"使用防晒霜可有效地防止太阳辐射对人体健康影响!通常采用防晒指数0Pf$5=8(4$3123;$8Q723$4%来评定防晒化妆品的防晒效果"0Pf是指使用防晒化妆品防护皮肤的最小红斑剂量与未使用防晒化妆品防护皮肤的最小红斑剂量的比值')(!通常0Pf值越大!防晒霜的防晒效果就愈好!但0Pf过高的防晒霜对皮肤也有一定的刺激和伤害作用。
SPf值与防晒霜中所含的防晒剂含量有关!然而从外观上难以分辨防晒霜的品种及防晒效果"国内外检测防晒霜的主要方法有皮肤试验法)高效液相色谱法)薄层色谱法)气相色谱法'!(等!检验防晒霜是否合格!国内采用皮肤变态反应试验法'.(等!国外有一种0Pf,!+/型防晒系数分析仪')(用于测量0Pf值。
依据物质发射的辐射能和辐射能与物质的相互作用而建立的分析方法!广义上都称为光谱分析!利用有机化学物质在其近红外光谱区内的光学特性快速估测某一有机物质中的一项或多项化学成分含量的新技术称近红外光谱$'a`0%分析法!现代可见,近红外光谱分析技术!可充分利用全谱段或多波长下的光谱数据进行定性或定量分析"由于可见,近红外光谱技术分析具有速度快)效率高)成本低)测试重现性好)测量方便等特点!已经被越来越多地应用于食品工业)石油化工)制药工业等领域。
本研究使用美国 :0O公司的便携式光谱仪获取三种防晒霜的光谱曲线!用主成分分析法和偏最小二乘法建立防晒指数与光谱特性之间的关系模型!从而实现防晒霜品种和防晒效果的快速检测。

样本的近红外漫反射光谱
三种品种防晒霜的可见光,近红外反射光谱曲线如图!所示"图!中横坐标为波长!范围是.!-#)/"-8E!纵坐标为光谱漫反射率"从图!中可以看出!不同品种防晒霜的光谱曲线存在明显区别!表明光谱法能很好地区分不同品种的防晒霜"

主成分分析聚类
对三类防晒霜样本进行主成分聚类分析!结果如图.所示"分析表明前!个主成分累计可信度已达+)B!所以仅用前!个主成分就可以表示原始光谱的主要信息"

图中横坐
标表示样本的第一主成分得分值!纵坐标表示样本的第二主成分得分值"图*中0Pf)-!0Pf!/!0Pf./三个品种防晒霜分类明显!说明主成分)!!对.种不同防晒霜有较好的聚类作用"从图*中可以看出!品种为0Pf)-和0Pf!/的-/个样本聚合度较好而且分别位于直线QJ:M/&/*两侧!其它!-个0Pf./的样本聚集度不如前两种!但大部分位于直线QJ:M/&)/的下方!而且与0Pf)-!0Pf!/明显分开。

偏最小二乘法建立回归模型
对三类防晒霜样本的0Pf值进行偏最小二乘法回归运算建立模型!并根据建立的模型对剩余的)-个样本的0Pf值进行预测!图-是主成分数为!时的D/个样本的预测结果。
从图-中可以看出对用来建模的D/个样本的预测相关系数为/&+D""!标准预测误差为)&->*"使用该模型对剩余)-个样本预测后得到表!的结果"从表!可以看出最小预测精度为>+&)/-B!最大预测精度为++&"*"B"因此使用偏最小二乘回归模型来预测0Pf值是可行的"。

结 论
应用可见/近红外光谱技术对丁家宜0Pf)-!0Pf!/!0Pf./三种品种防晒霜共"-个样本进行了分析!研究了不同防晒霜对可见/近红外光谱的响应特性!经主成分分析表明!主成分P\)和主成分 P\!的累计贡献率达到了+)B!能较好地区分三种不同0Pf的品种"采用偏最小二乘回归方法建立了防晒指数0Pf的预测模型!相关系数达/&+D""!并对)-个样本的0Pf进行了预测!取得了较好的效果!说明应用可见/近红外光谱技术结合化学计量学方法能较好地分类和鉴别不同防晒指数的防晒霜!为防晒霜的0Pf值的检测提供了一种新方法。


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