Page 167 - 《精细化工》2023年第5期

第 5 期 张婉萍，等: 水相介质中 CO 2 的水合转化效应及皮肤护理应用 ·1087·

察不同乳化剂对 CO 2 溶解量的影响。在室温、 CO 2 水相体系对人表皮角质形成细胞（HaCaT）的
2
6 kg/cm 压力条件下，按照 1.2.2 节方法测试质量分 毒性。根据亨利定律及实验环境（0.1 MPa 下，25 ℃，
数为 5.0%的非离子型乳化剂 Tween 80、Span 80、 体积分数 100% CO 2 ）计算出该环境下溶解在液体中
烷基糖苷、聚甘油-3-二异硬脂酸酯，以及配制质量 饱和 CO 2 浓度为 33.82 mmol/L。首先在培养液中通
分数为 1.0%的赛比克 600 及 TR-1 对 CO 2 溶解量的 入大量 CO 2 使培养基中的 CO 2 含量达到过饱和状态
影响，结果如图 4 所示。 后，放置于实验环境下至 CO 2 的溶解达到平衡，再
稀释后得到浓度约为 8.46、16.91 mmol/L 的 CO 2 样

品。主要采用 CCK-8 细胞增殖/毒性检测试剂盒，
按照 1.2.3 节方法测试不同浓度 CO 2 水相体系的细
胞毒性 [23] ，结果如图 5 所示。

图中数值为 pH
图 4 不同乳化剂水相体系中 CO 2 的溶解量 图 5 HaCaT 细胞在不同浓度 CO 2 处理下的细胞活力
Fig. 4 Dissolved solubility of CO 2 under different emulsifiers Fig. 5 Cell viability of HaCaT cells treated with CO 2 with
different concentrations
KERN 等 [7] 研究发现，在中性或酸性条件下
由图 5 可知，当 CO 2 培养基溶液的浓度为 8.46、
（pH<8），CO 2 直接与水反应生成 H 2 CO 3 ；而在较高
– – 16.91、33.82 mmol/L 时，各组的 HaCaT 细胞活力均
的 pH（pH>10）下与 OH 反应，主要产物是 HCO 3
–
2–
和 CO 3 ；pH 在 8~10 之间时，H 2 CO 3 、HCO 3 和 接近空白对照组（P 值分别为 0.88、0.66、0.82，均
2–
CO 3 处于动态平衡，会相互转化。 大于 0.05）。结果表明，不同浓度的 CO 2 对细胞均无
细胞毒性，呈现出较好的细胞相容性。
如图 4 所示，TR-1 溶液的 pH 为 2.91，其对 CO 2
2.3 CO 2 水相体系对人体皮肤刺激性测评
的溶解量相比对照组来说，无显著性差异（P=
在恒温恒湿的环境下〔温度（21±1） ℃；湿度
0.53）；Tween 80 溶液的 pH 为 5.33，其对 CO 2 的溶
50%±5%〕，以 20~30 岁中国健康人群为对象，选取
解量相比对照组来说，无显著性差异（P=0.28）；Span
25 名志愿者参加测试。志愿者在手臂内侧使用受试
80 溶液的 pH 为 7.74，其对 CO 2 的溶解量相比对照
产品后，以调查问卷的形式采集 25 名志愿者对含
组来说，无显著性差异（P=0.29）；在上述 pH<8 的
CO 2 极简化妆水的感官评价。根据志愿者评价得出
体系中，与对照组相比均无显著性差异。聚甘油-3-
CO 2 对皮肤的刺激性，结果如图 6 所示。
二异硬脂酸酯溶液的 pH 为 9.11，其对 CO 2 的溶解

量相比对照组来说，无显著性差异（P=0.09），说明
pH 在 8~10 之间对 CO 2 的溶解量有一定影响但影
响不显著。赛比克 600 溶液的 pH 为 5.70（pH<8），
相比对照组来说显著抑制了 CO 2 的溶解量（P=
0.009），对 CO 2 溶解量的抑制作用推测是由于其溶
液黏度较高导致的。烷基糖苷溶液 pH 为 11.42（pH>
10），相比对照组显著增加了 CO 2 的溶解量（P=0.03），
对 CO 2 的增溶作用可能是因其溶液呈碱性，其中含
2–
–
–
有大量的 OH ，有利于 H 2 CO 3 向 HCO 3 和 CO 3 的转

化，进而促进了 CO 2 溶解。
图 6 CO 2 极简配方体系对皮肤的刺激性评价
2.2 CO 2 水相体系的细胞相容性
Fig. 6 Irritation evaluation of CO 2 minimalist formula
化妆品原料安全性是其应用的前提。主要探讨 system to the skin