洗发水不同表面活性剂搭配对眼刺激性影响研究

洗发水不同表面活性剂搭配对眼刺激性影响研究摘要表面活性剂是洗发水泡沫及洗涤效果的主要来源，能够洗掉头发和头皮表面的油脂以及不溶于水的污垢，但是同样会洗掉正常皮肤脂质，破坏皮肤的天然水-脂质膜，可能使皮肤变得干燥、紧绷、粗糙以及产生刺激作用。故本论文将研究几种表面活性剂搭配时对眼刺激性的影响。根据香波的配方设计原理，经文献调研和实验后，本次实验的主表面活性剂为月桂醇聚醚硫酸酯钠和椰油酰丙氨酸钠，辅助表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。通过设计3因素5水平的星点设计实验优选出三者的最佳用量比例。本实验利用鸡胚绒毛尿囊膜试验对月桂醇聚醚硫酸酯钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰丙氨酸钠复配体系的刺激性评分，同时将使用罗氏泡沫仪测定体系的泡沫高度，通过预测性良好的星点设计效应面法使用软件Design-Expert分析鸡胚绒毛尿囊膜实验评分及泡沫高度，在刺激性评分最低、泡沫高度最大、刺激性评分和泡沫高度重要性一致的三个条件下，筛选出最优的方案：9%的月桂醇聚醚硫酸酯钠、1%的椰油酰胺丙基甜菜碱、9%的椰油酰丙氨酸钠，通过验证试验证明，预测性良好。关键词：洗发水，表面活性剂，眼刺激性，泡沫高度，星点设计AbstractSurfactantisthemainelementoftheshampoo,shampooprovidesgoodwashingeffectandrichfoam,cleanthesurfaceofthehairandscalpgreaseanddirt,insolubleinwaterbutalsowashoutnormalskinlipids,damagetheskin'snaturalwater-lipidmembrane,maymaketheskinbecomesdrytightcoarseandproducestimulation.Thusthispaperwillstudytheeffectofseveralsurfactantstoeyeirritation.Accordingtotheprincipleoftheshampooformuladesign,aftertheliteratureresearchandexperiment,thepaperselectedsodiumlaurylalcoholpolyethersulfateandthesodiumcoconutoleoylalanineasthemainsurfactant,andchosethecoconutoilamidepropylbetaineasauxiliarysurfactant.Thispaperusethethreefactorsfivelevelscentralcompositedesigntoanalyzethedataandgivethebestcompoundingsystem.Thisexperimentusedchickembryochorioallantoicmembrane(CAM)toscoretheirritationofthesystemwhichwascompoundedbysodiumlaurylalcoholpolyethersulfate,sodiumcoconutoleoylalanineandthecoconutoilamidepropylbetaine.Besides,thispaperwouldusetheRoss-milestotestthefoamheightofthecompoundedsystem.UnderthethreeconditionswithminimumCAMscoring,maximumfoamheight,foamheightasimportantasCAMscoring,thispaperusedsoftware“Design-expert”,whichpredictedaccurately,toanalyzeexperimentaldataandselectedthebestsolution:9%sodiumlaurylalcoholpolyethersulfate,1%coconutoilamidepropylbetaineand9%sodiumcoconutoleoylalanine.Verificationtestprovedthatthepredictabilityisgood.Keyword:Shampoos,Surfactant,Eyeirritation,Foamheight,Centralcompositedesign目录1绪论 表3.3泡沫高度方差分析SourceSumofSquaresdfMeanSquareF-valuep-valueModel2654.539294.953.560.0303significantA-N7058.09158.090.70120.422B-CAB494.41494.45.970.0347C-ACS79.81179.810.96330.3495AB4.514.50.05430.8204AC84.5184.51.020.3363BC60.5160.50.73030.4128A²861.731861.7310.40.0091B²861.731861.7310.40.0091C²611.331611.337.380.0217Residual828.421082.84--LackofFit821.595164.32120.23<0.0001significantPureError6.8351.37--CorTotal3482.9519由表3.3，可看出失拟项（LackofFit）的P值小于0.05,失拟项显著，说明该模型可能存在无失拟现象，不能够充分反应实际试验值；通过比较月桂醇聚醚硫酸酯钠含量（A）、椰油酰胺丙基甜菜碱含量（B）、椰油酰丙氨酸钠含量（C）三个因素的F值大小，得到三个因素对泡沫高度的影响的程度的由大到小排序为：椰油酰胺丙基甜菜碱＞椰油酰丙氨酸钠＞月桂醇聚醚硫酸酯钠。根据拟合方程泡沫高度Y2=147.83+2.04A-5.94B-2.39C+0.75AB+3.25AC+2.75BC+7.40A2+7.4B2+6.23C2,绘制泡沫高度（Foamheight）对三个因素的三维效应面图，见图3.3。（a）月桂醇聚醚硫酸酯钠、椰油酰胺丙基甜菜碱含量（a）月桂醇聚醚硫酸酯钠、椰油酰胺丙基甜菜碱含量（b）（b）月桂醇聚醚硫酸酯钠、椰油酰丙氨酸钠含量图3.3图3.3泡沫高度对各因素的三维效应面图（c）椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰丙氨酸钠含量由图3.3,可以看到当CAB、ACS活性物质量含量固定不变时，在5%-9%范围内，随着N70含量的增加，泡沫高度呈现先减小后增大的趋势；当N70、ACS活性物质量含量固定不变时，在5%-9%范围内，随着CAB含量的增加，泡沫高度先减小后增大；当N70、CAB含量固定不变时，在1%-5%范围内，随着ACS含量的增加，泡沫高度同样呈先减小后增大的趋势。3.3表面活性剂复配体系优化与验证试验在CAM评分最低、泡沫高度最大、两个因变量重要性一致的三个条件下，用软件Design-Expert优化复配体系得到97个优化方案，部分优化方案如表3.4所示。表3.4部分优化方案NumberN70CABACSCAMFoamheightDesirability19193.36219.840.906Selected28.995193.361219.6940.90538.98193.365219.2990.904491.0098.9953.366219.5540.90458.96418.9963.371218.7940.902691.0393.371219.1860.90278.94818.9993.374218.3930.902891.0018.9723.376219.3220.901…9194.93353.976191.6070.66492957.2994.088190.1910.61893956.9134.088187.1340.599946.443553.856177.1340.595958.323553.993181.3920.589967.212553.961174.1310.544977.424553.978174.4620.542选择可行性为0.906，可行性最大的优化方案1（A=9%、B=1%、C=9%）制备表面活性剂溶液，重复CAM试验及测定泡沫高度并计算偏差。偏差可作为所建模型预测性是否良好的指标，偏差的计算方法为：偏差/%=（实测值-预测值）/预测值*100%。验证实验结果如表3.5所示。表3.5方案验证结果预测值实测值偏差/%CAM评分3.363.67.14泡沫高度/mm219.424913.49由表3-5，可以看出，在CAM评分上，优化后复配体系呈轻度刺激性，但实测值与预测值存在一定的偏差，偏差为7.14%，表明所建模型对CAM评分的预测性良好；而在泡沫高度方面，偏差达到13.49%，说明模型对泡沫高度的预测性较差。4实验结论1、在月桂醇聚醚硫酸酯钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰丙氨酸钠复配体系中，三种表面活性剂对CAM评分的影响的程度（即对表面活性剂体系的刺激性的影响程度）的排序为：月桂醇聚醚硫酸酯钠=椰油酰胺丙基甜菜碱＞椰油酰丙氨酸钠；所选表面活性剂对泡沫高度的影响程度的由大到小的排序为：椰油酰胺丙基甜菜碱＞椰油酰丙氨酸钠＞月桂醇聚醚硫酸酯钠。2、模型具有统计学意义，优化后的表面活性剂复配方案为：月桂醇聚醚硫酸酯钠（9%）、椰油酰丙氨酸钠（1%）、椰油酰胺丙基甜菜碱丙基甜菜碱（9%）。证试验，在CAM评分结果方面实测值比预测值大7.14%，预测性良好，但在泡沫高度结果方面实测值比预测值大13.49%，预测性较差。参考文献[1]裘炳毅,高志红.现代化妆品科学与技术[M].北京：中国轻工业出版社,2016.[2]钟振声,章莉娟.表面活性剂在化妆品中的应用[M].北京：化学工业出版社,2003.[3]梅澤宏明,園田直由.洗发水制造技术[M].东京：香水学报社,2001.[4]宋启煌,王飞镝.精细化工工艺学[M].北京：化学工业出版社,2013.[5]李庆芝,徐婷婷,李莉莎.表面活性剂的危害性分析[J].养殖技术顾问,2015,(7):181-182.[6]杨彦.表面活性剂在个人清洁产品中的刺激性研究[J].广东化工,2015,42(6):116-117.[7]杨颖,童珑,薛金玉等.化妆品原料眼刺激体外替代试验检测策略的建立与评价[C].中国毒理学会第六届全国毒理学大会论文集.广东省疾病预防控制中心,2013:300-301.[8]王红梅,马玲.眼刺激试验替代方法的研究进展[J].卫生毒理学杂志,2004,18(1):51-53.[9]陆泽安,郑赛华,马来记等.绵羊红细胞溶血试验用于化妆品眼刺激试验的动物替代方法研究[J].日用化学品科学,2013,36(1):23-27.[10]Namita,Steffen.SurfactantInteractionswithZeinProtein[D].ColumbiaUniversity,2003[11]董银卯,斯晓帆,彭金乱.用玉米醇溶蛋白测试表面活性剂的刺激性[J].日用化学工业,2002,32(5):59-61.[12]欧泽亮,王坦,贾泽宝等.用玉米醇溶蛋白测试法研究洗发香波的刺激性[J].日用化学品科学,2013,36(12):33-35,42.[13]刘彩云,吴培诚,梁高卫等.鸡胚绒毛尿囊膜试验研究不同香波对眼的刺激强度[J].香料香精化妆品,2016,(5):47-49,53.[14]王红梅,马玲,姚小曼.鸡胚绒毛尿囊膜血管试验与家兔眼刺激试验方法的比较[J].卫生毒理学杂志,2002,16(3):182-184.[15]王飞,宁岭.鸡胚绒毛尿囊膜试验在评估表面活性剂及洗发香波刺激中的应用[J].日用化学工业,1999,1:40-44.[16]KalweitSA.NationalValidationProjectofAlternativeMethodstotheDraizeRabbitEyeTest[J].Toxicoli