皮膚是人體最大的器官，作為人體最外層的保護屏障，極易受到外界環境影響，同時也是衰老跡象最明顯的部位。隨著年齡增長，人體抗氧化系統的功能逐漸下降。此外，當皮膚暴露于電離輻射、紫外線輻射，或外來污染物質時，會引起大量活性氧自由基生成，遠超機體自身氧化降解系統的處理能力，導致氧化應激和機體損傷[1]。盡管年齡的增長是自然規律，無法逆轉，但我們卻可以通過多種方式來延緩皮膚的衰老進程。其中，抗衰老化妝品以其便捷性和顯著效果，成為全球范圍內備受矚目的研究熱點。這些產品通過外用的方式，為肌膚提供必要的滋養與保護，幫助人們有效對抗歲月痕跡，保持肌膚年輕態與活力。
自由基作為一種重要的“衰老因子”，成為了抗衰化妝品領域的重點關注對象。
圖1 自由基破壞細胞（圖片來源網絡）
氧化還原反應是生命活動的基本過程之一，是生物體內能量代謝的主要途徑。生命體內的氧化還原反應與氧自由基的生成和清除密切相關。當細胞暴露在高氧濃度的環境下時，會產生氧自由基，這些自由基可以造成細胞膜損傷、DNA氧化和其他細胞成分的氧化破壞。自由基，化學上也稱為“游離基”，是指化合物的分子在光熱等外界條件下，共價鍵發生均裂而形成的具有不成對電子的原子或基團。活性氧（ROS）是自由基的代表，ROS的積聚和由此引起的氧化應激可誘導和加速衰老過程，包括皮膚衰老[2]。活性氧（ROS）是線粒體有氧代謝電子傳遞鏈的副產物，積累可引起的氧化應激導致脂質、蛋白質核酸和細胞器的損傷從而導致細胞衰老的發生。除遺傳因素外，ROS是內源性衰老的主要原因。
圖2 ROS導致皮膚內源性衰老（圖片來源網絡）
雖然自由基常被視為對機體有害的分子，但它們在生物體內也扮演著一些重要的正面角色。在某些生物過程中，自由基作為信號分子參與細胞間信號傳導，調節細胞的正常生理功能，幫助機體抵抗外來病原體。然而，當自由基數量過多或機體抗氧化能力不足時，它們會對機體造成嚴重的負面影響，如造成細胞膜結構和功能損傷、攻擊DNA分子導致復制錯誤，引發細胞突變和癌癥等；損傷蛋白質，破壞細胞正常代謝，加速細胞老化，引發皮膚老化、關節炎等老年疾病；促進炎癥因子釋放，引發慢性炎癥；損傷血管內皮細胞，促進動脈粥樣硬化的形成，增加心血管疾病風險。
自由基導致皮膚老化的機制雖然錯綜復雜，但引發的直觀現象與最終結果卻十分明確：皮膚部分結構和功能發生衰老性變化，這些變化與自由基的損害作用緊密相連。具體來說，皮膚彈性的減弱、膠原的變性、皺紋的形成等，均顯著受到自由基攻擊的影響。
綜上所述，自由基在生物體內具有雙重作用。為保持機體健康，需要保持自由基與抗氧化劑之間的平衡，以減少自由基對機體的負面影響。那么，機體中的自由基究竟從何而來呢？
通過吸入的氧氣留存在機體的自由基含量，在正常情況下占人體每日吸入氧氣的1%~3%。這些氧氣在機體內經過一系列生化反應，部分轉化為自由基，主要是氧自由基。此外，外界環境因素誘導也會導致自由基的產生，如光熱、輻射、大氣污染、化學物質、食品添加劑等毒素影響或侵入人體，累積在體內的活性氧自由基會加速皮膚衰老。
圖3 自由基主要來源（圖片來源網絡）
聚焦于標題所提的“抗氧化”概念，其核心在于清除體內過量的自由基，或通過間接方式減少易產生自由基的物質，以此來發揮顯著的抗衰老效果。
在評估抗氧化效果時，我們可以依據生化分析、細胞及皮膚模型多個層面進行綜合考量。
DPPH / PTIO法檢測待測物自由基清除能力
抗氧化是抗氧化自由基的簡稱，DPPH的氮原子孤對電子/PITO的氧原子孤對電子可與自由基清除劑提供一個電子配對，自身紫紅色/藍紫色變淺，吸光度變化程度與自由基清除程度呈線性關系。因此可通過吸光度變化進行定量分析，從而評價樣品的自由基清除能力。
注：隨著樣品濃度增加，DPPH和PTIO自由基清除率升高，樣品具有良好的抗氧化能力。
參考標準：T/SHRH 006-2018 化妝品-自由基（DPPH）清除實驗方法
圖4 DPPH / PTIO法檢測自由基清除能力（圖片來源科新生物）
基于角質形成細胞的抗氧化能力檢測
DCFH-DA熒光探針法是一種用于檢測細胞內活性氧水平的方法。該探針本身沒有熒光，可以自由穿過細胞膜，進入細胞內后，被細胞內的酯酶水解生成有熒光的DCF。通過熒光顯微鏡、流式細胞儀等設備檢測DCF的熒光信號強度，可以分析細胞活性氧的水平。
圖5 熒光探針作用示意圖（圖片來源網絡）
細胞內活性氧將無熒光的DCFH氧化為有熒光的DCF，根據DCF的熒光強度判斷細胞內活性氧水平。
圖6 熒光探針作用原理圖（圖片來源網絡）
采用DCFH-DA熒光探針法測定ROS含量，樣品組綠色熒光強度明顯下降，ROS清除能力更強，表明樣品具有良好的抗氧化能力。
Control Model Sample
圖7 ROS含量（圖片來源科新生物）
基于3D表皮模型的抗氧化能力檢測
3D表皮模型憑借其高度模擬人體皮膚的復層化組織結構，以及展現出的相近生理與代謝功能特性，已成為化妝品功效評價領域中的一項卓越替代檢測手段。在利用3D表皮模型進行抗氧化能力評估時，我們同樣采用了DCFH熒光探針技術來精確測定自由基的清除效能。通過拍照及熒光強度的定量分析，從而科學、準確地評價待測物質的抗氧化性能。
衰老過程、眾多慢性疾病乃至癌癥的發生，均與自由基過量密切相關，這使得抗氧化成為當今消費者日益增長的核心需求之一，同時也是研發領域重點攻克的方向。在抗衰老功效檢測體系中，對抗氧化能力的科學評價占據著舉足輕重的地位，它不僅為企業的研發創新提供了堅實的支撐點，還成為驗證產品有效性的重要依據。
參考文獻：
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- 徐曉慶, 程暉, 楊森. 內源性皮膚衰老研究新進展[J]. 中國麻風皮膚病雜志, 2022, 38(5):4.
- Federica P ,Andrea D ,Silvia C , et al.Focus on the Contribution of Oxidative Stress in Skin Aging[J].Antioxidants,2022,11(6):1121-1121.
- T∕SHRH 006-2018 化妝品-自由基（DPPH）清除實驗方法
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