文摘

氧化锌纳米颗粒(氧化锌)一直利用UV-protective防晒霜组件由于其高耐用性和较低的皮肤刺激,同时保持屏蔽紫外线的能力。然而,分散和透明氧化锌的性质需要增强为了提高创建有效的防晒能力通过控制氧化锌的理化性质。在这项研究中,壳聚糖或烟酰胺,这是合适的功能性化妆品化合物和有效的美白剂,结合发展的氧化锌UV-protective更好的产品。每个可以使涂层的生物相容性材料单独氧化锌的合成后附着在其表面。使用溶胶-凝胶的大小是70海里的方法。他们的形态和化学结构的特点是ir、XRD、SEM、TEM、TGA和电动电势。结果表明,大约50%的壳聚糖和5%烟酰胺对氧化锌涂层。确认每个surface-coated氧化锌与壳聚糖和烟酰胺的能力作为一个防晒霜,我们测量他们的传播,反射,防晒使用紫外分光光度计和防晒系数(SPF)。结果,niacinamide-coated氧化锌显示显著降低传输和高反射率对紫外线比裸露的氧化锌和chitosan-coated氧化锌。此外,niacinamide-coated氧化锌展品伟大的闪电效果。 Consequently, these results demonstrate that niacinamide coating is highly effective for the production of sunscreen emulsions.

1。介绍

紫外线分为三种不同类型:对紫外线a(320 - 400海里),UV - b (280 - 320 nm), UV-C(200 - 290海里)。当紫外线暴露在200 - 400纳米波长的阳光,会导致皮肤疾病,如癌症和过早老化。防晒乳液是定义为一个皮肤对紫外线保护剂。暴露于紫外线a辐射会导致破坏结缔组织的弹性纤维和胶原的皮肤,导致早衰(光老化)。此外,紫外线辐射引起急性炎症(晒伤)和强化光老化的1- - - - - -5]。有机防晒剂吸收紫外线,然后传输红外线或热能。例如,苯甲酸和苯甲酮酯类型如肉桂酸和p-aminobenzoic通常出现在有机防晒剂。虽然这些有机材料有良好的防晒霜属性,也有一些缺点。例如,保护紫外线波长窄,皮肤过敏很常见,而有效的抗晒伤很差(6,7]。

当用于防晒乳液、无机材料,如氧化锌(氧化锌)有几个属性。无机紫外线防晒霜散射与组件有一个广泛的保护区域。它具有较高的耐用性和皮肤刺激低于有机材料。由于氧化锌的低折射率比二氧化钛(TiO₂),它可以减少白色的外观。作为TiO₂生成氧自由基,造成皮肤损伤细胞和神经元细胞,这对身体是有害的。此外,氧化锌是无毒,具有光学活性的归因,既是安全的物理、化学的变化。也用于织物、光催化、电子工业以及医疗用品的生产。氧化锌具有很高的激子结合能(60 meV)。同时,因为它的带隙能量3.22 eV,氧化锌可以防止紫外线a(320 ~ 400纳米)的范围(2,5,8- - - - - -10]。

通常,在金属氧化物纳米颗粒的情况下,归因是大小的依赖。较小的氧化锌纳米颗粒能更有效的防止有害的紫外线。氧化锌纳米颗粒的最佳规模是40 - 70海里,导致有效的吸光度和带隙能量高。当粒子的尺寸小于40 nm,保护吸光度减小带隙能量增加。因此,必须至少40纳米大小的微粒(11- - - - - -19]。

虽然氧化锌纳米颗粒状态有很好的保护作用,也有一些缺点。例如,很难氧化锌纳米颗粒分散,粒子是综合的,还有白色的铸造生产将可见由于反射的辐射。补偿聚合和白色,壳聚糖和烟酰胺(天然有机材料)是利用合成壳聚糖(CS) /氧化锌和烟酰胺(Nia) /氧化锌复合材料。

壳聚糖因处理和碱甲壳素,氨基葡萄糖聚合物。壳聚糖是由葡萄糖胺绑定,壳聚糖的分子结构非常相似,这是人体中找到。此外,它是友好的对身体和无毒。它有很高的保湿和可分散性能力,适用于功能性化妆品化合物(20.- - - - - -23]。

烟酰胺是一种功能性天然有机材料。在人体内,烟酰胺是一个组件的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)(也称为辅酶I)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(辅酶II)(也作为辅酶ⅱ)。这些辅酶参与许多细胞内氧化还原反应。因此,烟酰胺作为一种抗氧化剂。烟酰胺一直在有效的治疗皮肤色素沉着过度。在临床试验中,烟酰胺保湿剂提供了黑素体转变的抑制黑色素细胞角化细胞,证明是一种有效的美白剂(23- - - - - -25]。

在这项研究中,氧化锌是70海里使用溶胶-凝胶方法合成提供无毒性,提高分散,减少白色。合成氧化锌纳米颗粒与天然有机耦合的壳聚糖和烟酰胺通过修改表面达到CS /氧化锌和Nia /氧化锌。

制备壳聚糖,niacinamide-associated氧化锌纳米化合物给优秀的紫外线保护活动。

2。方法

作为前体,制备了氧化锌纳米粒子使用乙酸锌。合成氧化锌表面的NPs修改使用壳聚糖或烟酰胺。试剂合成没有精炼过程的使用。醋酸锌二水草酸二水合物(99.5%)、烟酰胺、和中分子量壳聚糖从Sigma-Aldrich购买,美国。第二组(冰醋酸(99.5%),酒精无水(99.9%),和氢氧化钠)是购自Daejung化工、韩国。

合成材料的结构分析验证功能组使用以下分析方法:傅里叶变换红外光谱学(腱30公司的力量,美国),x射线衍射(创世纪4 x射线衍射仪、Rigaku公司、美国)、场发射扫描电镜能量色散光谱(su - 8010、日立、日本),biotransmission电子显微镜(HT 7700、日立、日本),热重分析(美国PerkinElmer STA 6000)和动态光scattering-zeta潜在(美国Zetasizer纳米ZS90)。透射率和反射率的合成材料经紫外-可见光谱(4000年,瓦里安公司)。使用紫外线防晒霜防晒系数测量分析仪(美国Labsphere UV - 2000)。

2.1。合成的材料

2.1.1。氧化锌的合成

醋酸锌(5.01更易)和300毫升酒精搅拌在50°C一个小时使用回流系统。通常,草酸(14更易)在200毫升乙醇溶解,紧随其后的是醋酸锌的溶解除了上述混合物(5.01更易,酒精300毫升)。混合搅拌在50°C在回流系统1 h。氧化锌的凝胶是冷却到室温,这是干在70°C的烤箱烘焙20分钟。后来,烧结在650°C 4 h使用电炉(26]。

2.1.2。Chitosan-Integrated氧化锌的合成

氧化锌的表面是由以下步骤修改成CS /氧化锌。最初,氧化锌(0.1 g)搅拌在100毫升1%的乙酸溶液。后,壳聚糖被转移到0.1 g溶解氧化锌的解决方案,并结合壳聚糖(0.1克)和溶解氧化锌是用了30分钟。接下来,1 M氢氧化钠的加入上述混合物(pH值10)。这是保持在60°C和搅拌3 h。后,凝胶是多次用蒸馏水洗净,干在50°C(3小时23]。

2.1.3。Niacinamide-Integrated氧化锌的合成

氧化锌(0.1 g)添加到乙醇在700 rpm(3.17毫升),搅拌20分钟25°C。氢氧化钠的混合(0.01克)和乙醇(0.25毫升)被添加到解决方案和搅拌20分钟以上。这是分散在30分钟内使用声波降解法。氧化锌分散搅拌在700 rpm 30分钟的75°C。烟酰胺的混合物(0.25克)和乙醇(0.32毫升)添加到分散氧化锌的解决方案,并激起了在700转75°C 3 h。合成固体与酒精洗几次,真空干燥。

2.2。评价防晒乳液配方

W / O乳液配方是基于比例见表1以便确认防晒系数(SPF)的氧化锌,CS /氧化锌,Nia /氧化锌。水阶段由氯化钠在水中溶解在80°C。接下来,石油阶段制定。Olivem 900和液体石蜡混合在80°C。这种混合物被分为三个部分,每个部分添加到合成氧化锌,CS /氧化锌,Nia /氧化锌,分别在80°C。水相和油相混合,混合物是分散30分钟(27]。

2.3。酪氨酸酶抑制试验

20多种集中的样本μL和0.1 M磷酸盐缓冲剂(100μL)涨跌互现,在室温下反应5分钟。1 k单位/ mℓ酪氨酸酶(0.1磷酸盐缓冲剂)(30μL)和1.5毫米酪氨酸(30μL)涨跌互现10分钟37°C,和酶反应进行。

在490纳米波长的吸光度测量完成后的反应。基于抑制试验的标准,0.1米磷酸缓冲了而不是样品。对比较分析,熊果苷是作为一个积极的控制。

2.4。细胞生存能力

10%的培养基由heat-inactivated胎牛血清,青霉素100单位/毫升和100μ克/毫升链霉素。三聚氰胺的细胞(SK-MEL-28)制定培养基孵育细胞板,然后在5%的孵化有限公司₂在37°C。培养基混合和三聚氰胺细胞(SK-MEL-28)搬到三个不同的孔板。氧化锌,CS /氧化锌,Nia /氧化锌被添加到每个盘子。当这个过程完成后,孵化细胞被搬到每个板。24小时后,培养基被移除。然后,100年μL (MTT (PBS 5毫克/毫升)添加到井板有限公司的5%₂在37°C 2 - 3小时。这导致一些MTT反应,从而将其转化成burgundy-colored甲瓒。接下来,肝癌和多余的没有反应了。后,DMSO溶液添加到甲瓒/ SK-MEL-28板,和混合动摇了15 - 20分钟。540纳米的吸光度测量在分析(28,29日]。

3所示。结果与讨论

3.1。对CS /氧化锌和Nia /氧化锌

3.1.1。傅里叶变换红外光谱学

CS /氧化锌的红外光谱证实了-哦,nh组乐队的伸缩振动显示从3400年到3250厘米¹。乐队在2876厘米¹分配的不对称伸缩振动ch组。1650厘米¹显示一个h伸缩振动,而1424厘米¹表明碳氮和1047厘米¹表明C-O-C的乐队。光谱的结果,验证了CS /氧化锌的合成结果(图1(一))。

Nia /氧化锌的红外光谱显示一个哦的伸缩振动峰和NH峰3600 ~ 3100厘米¹乐队。碳氢键的伸缩振动读取2850 ~ 3000厘米¹,C = O伸缩振动的峰值显示在1650 ~ 1700厘米¹。NH伸缩振动的峰值表示在1600 ~ 1650厘米¹,和氮的伸缩振动读取1335 ~ 1250厘米¹。因此,Nia /氧化锌的合成证实了红外光谱分析(图1 (b))。

3.1.2。x射线衍射分析

氧化锌的XRD模式(ICDD卡01-075-0576),验证和确认晶面六角结构。水晶的面孔CS /氧化锌和Nia /氧化锌,结果从CS和Nia氧化锌的合成,分别确认相同的晶面的氧化锌,如图2。

3.1.3。扫描电子显微镜(SEM)

图3(一个)表明,氧化锌的颗粒大小是65 ~ 80纳米。氧化锌的颗粒形状显示一个六角结构的特点。氧化锌使用EDS分析结果证实两锌和氧气的成分如表所示2。

CS /氧化锌的颗粒大小是150和180 nm之间显示在图3 (b)。SEM图像的CS /氧化锌相比具有粗糙表面的氧化锌。EDS结果证实壳聚糖与氧化锌纳米颗粒的绑定。

Nia的SEM照片证明了大小/氧化锌90至100海里,是显示在图3 (c)。如前所述,EDS分析证实,锌和氧结合形成氧化锌。此外,它是发现,Nia与烟酰胺/氧化锌涂层,如表所示2。结果显示,壳聚糖和烟酰胺与氧化锌相关联。

3.1.4。透射电子显微镜(TEM)

TEM照片显示每个样本的散布在氯仿镍网格。样品是通过声波降解法溶解在氯仿30分钟。这是完成后,三个网格是一个额外的吸收和干30分钟。氧化锌纳米颗粒在图所示4(一)。另一方面,当TEM图像确认是否有机材料介绍,他们表明,壳聚糖和烟酰胺足够覆盖着有机材料的数据4 (b)和4 (c)。当壳聚糖的有机层观察到,许多有机层由TEM图像证实,这意味着有机层壳聚糖主要覆盖。相比之下,发现烟酰胺作为薄涂层的复合比率5%烟酰胺/氧化锌95%。

3.1.5。热重量分析

氧化锌之间的差异,CS /氧化锌,Nia /氧化锌确认有机层,如图4。进行热重分析的目的是确定有机减肥的复合比例对这三种材料。在热重量分析氧化锌的温度增加时,减肥并不可观。这意味着,氧化锌是高度稳定的高温下,1975°C。然而,由于水分子存在于壳聚糖,CS /氧化锌聚合物显示两阶段减肥。第一阶段导致了减肥的水在100°C以下。聚合物的最终下降发生在110到325°C。壳聚糖的复合比率和氧化锌是50/50,也就是说,使用的每个样本的50%。为了确认比例,壳聚糖减肥的监控。因此,所有的壳聚糖在此过程中蒸发。 The remaining ratio of the CS/ZnO (now just ZnO is remaining) was 50%, which confirms that the ratio was accurate. In the case of Nia/ZnO, the composite ratio of 5% Nia and 95% ZnO was used. The 5% decrease refers to the niacinamide coating which was a result of the synthesis experiment in Section2。3。根据结果,一个小热发生在250°C和观察减肥。烟酰胺是稳定的,直到它达到235°C,但重量减少5%至276°C。剩下的95%由完全的氧化锌。

结果在图5显示清晰的对比氧化锌,CS /氧化锌,Nia /氧化锌对热重量分析下他们的减肥。氧化锌热重量分析表明,氧化锌的体重略在高温下发生。此外,CS /氧化锌展品显著减肥在100°C到壳聚糖完全消失在350°C。最后,Nia /氧化锌失去所有的烟酰胺,但直到它达到276°C。因此,Nia /氧化锌复合率低和高稳定下热量,远比CS /氧化锌更有效,它有一个更高的复合率和更低的热稳定性。进一步的研究包括紫外线和防晒系数进行了部分3.1。8和3.1。9。

3.1.6。动态光散射(DLS)电动电势的研究

表3表明,分散粒子大小的锌、CS /氧化锌,Nia /氧化锌95.07 nm, 86.60 nm,和95.07 nm DLS测量结果的基础上,分别。因此,电动电势CS /氧化锌(10.4 mV)和Nia /氧化锌(-32.3 mV)高于纯氧化锌纳米颗粒(-2.81 mV)。

3.1.7。酪氨酸酶分析比

酪氨酸酶刺激产生黑色素在皮肤细胞的重要过程。当黑色素过度色素,它会导致皮肤老化。酪氨酸酶实验,禁止酪氨酸酶的反应通常是用于研究美白的效果。

酪氨酸酶的实验中,酪氨酸酶抑制活性不是测量氧化锌和CS /氧化锌材料的酪氨酸酶抑制活性来完成从Nia /氧化锌复合,闪电效果。Nia的酪氨酸酶抑制活性氧化锌在不同浓度(图测量6)。更高浓度的Nia /氧化锌生产更多的抑制活动增加。当样品浓度500 ppm是分散,分散的纳米粒子并没有发生。因此,实验是在较低的浓度比抑制活动的积极控制。酪氨酸酶抑制活性的积极控制确认使用熊果苷。测量结果表明,在增加数量的酪氨酸酶测定Nia /氧化锌,酪氨酸酶抑制活性增加。因此,Nia /氧化锌的闪电效果确认(30.- - - - - -33]。

3.1.8中。紫外可见光谱

为了测量传播,0.001%的氧化锌,CS /氧化锌,Nia /氧化锌样品分散在蒸馏水。这个实验的结果表明,传播的合成材料,CS /氧化锌和Nia /氧化锌,低于氧化锌的传播(图7(一))。区别之间的传输纯氧化锌和CS /氧化锌34.7%,差异之间的传输纯氧化锌和Nia /氧化锌39% UV射线范围(200 - 400海里)。传输区别CS /氧化锌和Nia /氧化锌4.3%相同的紫外射线范围。另一方面,反射率差异之间的纯氧化锌,CS /氧化锌和Nia /氧化锌并不重要,如图7 (b)。氧化锌的反射率区别和CS /氧化锌3%,氧化锌和反射率差异和Nia /氧化锌15.1%在可见光区域。然而,CS /氧化锌和Nia /氧化锌反射率对氧化锌2.8%和3%,紫外线较低的地区。

3.1.9。防晒系数(SPF)

防晒乳液是制定如前所述2。2。每个防晒霜的SPF意味着乳液在uv - 2000进行了研究,如图8和表4。测量是在0分钟和15分钟。结果,CS /氧化锌和Nia /氧化锌乳剂显示非凡的紫外线保护效率比氧化锌乳液。然而,CS /氧化锌被证明是不能够作为一种有效的防晒乳液有两个原因。(我)的传播CS /氧化锌明显高于氧化锌,这意味着CS /氧化锌传播90%以上的紫外线。(2)同时,防晒系数对CS /氧化锌意味着显示是1.18(15分钟),这是三种材料中最低的。Nia /氧化锌,另一方面,在15分钟测量一个防晒指数的均值9.96,16%的UV射线传播,这是更有效的比纯氧化锌。

3.1.10。细胞生存能力

氧化锌,CS /氧化锌,Nia /氧化锌可以作为防晒乳液,这是得出的结论是,他们的纳米颗粒细胞毒性皮肤使用细胞生存能力。氧化锌的细胞生存能力,CS /氧化锌,Nia /氧化锌测试使用特定的皮肤细胞(SK-Mel-28) [34- - - - - -36]。当纳米粒子的浓度是暴露在100年μg / mL,超过80%的细胞(图中幸存下来9)。这个浓度(100μg / mL)用于纳米MTT试验。显示的高存活率最高浓度。毒药没有显示这个浓度的显著差异。

4所示。结论

在目前的研究中,壳聚糖和烟酰胺、天然有机材料,发挥着重要的作用作为组件的功能性化妆品。他们每个人都有一个皮肤分散能力,提供高水平的水分,温和的皮肤。这些好处,壳聚糖和烟酰胺合成氧化锌纳米粒子的最大效率。值得注意的是,0.18 g的氧化锌是通过溶胶-凝胶方法而产生的0.17 g CS /氧化锌和0.08 g的Nia /氧化锌是产生在我们的实验。三大合成材料的形成(CS /氧化锌氧化锌,Nia /氧化锌)是通过使用红外特征,XRD、FE-SEM-EDS, Bio-TEM, TGA, DLS,泽塔潜在的工艺。

Nia /氧化锌决心减轻影响的酪氨酸酶的实验。氧化锌的浓度,CS /氧化锌和Nia /氧化锌在细胞生存能力高,细胞灭绝没有显示显著差异。反射属性而言,纯氧化锌相比并没有表现出显著差异紫外线反射CS /氧化锌和Nia /氧化锌的性质。由于CS /氧化锌和Nia /氧化锌显示低水平的紫外线透射比纯氧化锌,他们更有效对抗紫外线。在SPF意味着研究中,超过90%的CS /氧化锌是通过紫外线传播,这表明CS /氧化锌不是氧化锌一样有效。然而,Nia的传播/氧化锌低于纯氧化锌的同时保持高防晒指数的防晒霜意味着比纯氧化锌,导致Nia /氧化锌是最有效的防晒露的化合物。此外,紫外线传输和SPF实验表明,Nia /氧化锌比氧化锌和CS /氧化锌。此外,Nia /氧化锌复合生产是唯一一个闪电效果。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究得到了国家研究基金会由韩国政府资助(2017 r1d1a1b03035589)和东University-Gyeongju研究基金会2019年。