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使用HORIBA堀場(chǎng)pH計(jì)測(cè)量皮膚表面pH值

人體皮膚覆蓋有一層酸性膜，因此呈弱酸性 - pH 值為 4.8 至 6.0?？梢酝ㄟ^滴 1 或 2 滴去離子水或生理鹽水并將 6261-10C 平板玻璃 pH 電極或 0040-10D ISFET pH 電極放在濕潤(rùn)表面上來測(cè)量皮膚的表觀 pH 值。結(jié)果可能因個(gè)人內(nèi)部和個(gè)人之間的測(cè)試部位而異。

介紹
皮膚是身體的外層，主要起到保護(hù)身體免受病原體和水分過度流失的作用。皮膚的其他功能包括隔熱、調(diào)節(jié)體溫、感覺、合成維生素 D 和保護(hù)維生素 B 葉酸。皮膚由三個(gè)主要層組成：表皮（最外層）、真皮和皮下組織（最內(nèi)層）。表皮由五層組成，最外層是角質(zhì)層。角質(zhì)層上面是一層非常細(xì)的、略帶酸性的薄膜，稱為酸性保護(hù)膜，可作為阻擋細(xì)菌、病毒和其他可能滲透皮膚的潛在污染物的屏障。1由于存在酸性保護(hù)膜，完整皮膚的正常 pH 值范圍為 4.8 至 6.0，而間質(zhì)液則呈中性。
皮膚氫電位 (pH) 是衡量皮膚表面水溶液中氫離子濃度 [H+] 的指標(biāo)。這種溶液是通過向皮膚表面加水而獲得的，皮膚表面是一層由脂質(zhì)組成的疏水層。一些脂質(zhì)（游離脂肪酸）是兩親性的。這些兩親性游離脂肪酸會(huì)將其 H +離子釋放到添加的水中。因此，pH 值是衡量它們?cè)谄つw表面的水中解離度的指標(biāo)。由于皮膚不是水溶液，因此測(cè)得的皮膚表面 pH 值被稱為表觀 pH 值，這是因?yàn)榻琴|(zhì)層的水溶性成分被提取到皮膚和 pH 測(cè)量系統(tǒng)之間的液體界面中。
皮膚表面 pH 值可以指示皮膚狀況和健康狀況。過去，皮膚表面 pH 值的測(cè)量用于評(píng)估角質(zhì)層的屏障特性，也用于評(píng)估皮膚表面微生物群落的變化與皮膚刺激發(fā)展之間的關(guān)系。研究人員已經(jīng)注意到，皮膚表面的酸度與其抗菌活性之間存在關(guān)系。目前，皮膚 pH 值測(cè)量用于評(píng)估各種物質(zhì)（例如酸性或堿性產(chǎn)品和環(huán)境因素）對(duì)皮膚表面的影響，以及評(píng)估急性或慢性皮膚病的狀態(tài)。
扁平 pH 電極，也稱為平底 pH 電極、平尖 pH 電極和平面 pH 電極，是為測(cè)量皮膚表面 pH 值而開發(fā)的。扁平 pH 電極連接到 pH 計(jì)不僅可以與皮膚實(shí)現(xiàn)的接觸，而且測(cè)量精度在 ± 0.1 pH 以內(nèi)。這種測(cè)量是非侵入性的，只產(chǎn)生微小電流，不會(huì)損傷皮膚。扁平 pH 電極的傳感膜和參比接點(diǎn)均構(gòu)建在電極主體的平面尖頭上。這種尖頭配置非常適合測(cè)量單滴或少量液體樣品的 pH 值，以及肉、紙、皮膚、布料、奶酪、樹葉、皮革、面包面團(tuán)和培養(yǎng)基等軟固體或半固體樣品的濕潤(rùn)表面。
HORIBA 提供兩種基于不同電極技術(shù)的平板 pH 電極，即 6261-10C 組合平板玻璃 pH 電極和 0040-10D 離子敏感場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (ISFET) pH 電極。前者的 pH 敏感部分是基于 pH 玻璃電極技術(shù)的玻璃膜，而后者的 pH 敏感部分是基于 pH 晶體管技術(shù)的微型半導(dǎo)體傳感器。6261-10C 是一種可再填充組合 pH 電極，其玻璃體可抵抗化學(xué)侵蝕，套管接合部可防止堵塞，因?yàn)榕c傳統(tǒng)陶瓷接合部相比，其流速相對(duì)較高。0040-10D 采用 ISFET 芯片和非玻璃體設(shè)計(jì)，堅(jiān)固耐用、不易破碎、維護(hù)成本低且防水。0040-10D 相對(duì)于 6261-10C 的優(yōu)勢(shì)如下：

0040-10D ISFET pH電極的特點(diǎn)：
1.傳感器可更換，用軟牙刷即可輕松清潔，并可干燥存放。
2.堅(jiān)固的環(huán)氧樹脂機(jī)身非常適合不可接受玻璃材料的應(yīng)用和環(huán)境。
3.它集成溫度傳感器，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償（ATC）和精確的 pH 讀數(shù)。
4.具有改進(jìn)的靜電保護(hù)電路，減少靜電影響。
5.它能夠快速響應(yīng)并減少 pH 條件下的酸性或堿性誤差。
6.不使用時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

方法
儀表設(shè)置和校準(zhǔn)
由于 pH 值與溫度有關(guān)，因此請(qǐng)使用具有 ATC 功能的 pH 計(jì)。如果使用 6261-10C pH 電極，請(qǐng)使用經(jīng)過校準(zhǔn)的溫度計(jì)測(cè)量 pH 緩沖液的溫度，并將該值輸入 pH 計(jì)。這將允許 pH 計(jì)在校準(zhǔn)中補(bǔ)償溫度效應(yīng)。
1.根據(jù)使用說明書準(zhǔn)備 pH 電極。
2.在 pH 計(jì)中設(shè)置 pH 緩沖液組（例如 USA 或 NIST）和所需分辨率（例如 0.1 pH）并連接 pH 電極。
3.選擇至少兩種 pH 緩沖液（通常為 pH 4.01 和 7.00 緩沖液），以涵蓋預(yù)期的皮膚 pH 值。將少量新鮮的 pH 緩沖液倒入燒杯中進(jìn)行校準(zhǔn)。
4.用蒸餾水或去離子水沖洗 pH 電極尖頭并用軟紙巾擦干。
5.根據(jù)制造商的說明，使用 pH 緩沖液校準(zhǔn) pH 電極/儀表系統(tǒng)。
校準(zhǔn)后，斜率應(yīng)在 95 – 105% 之間。如果斜率不在此范圍內(nèi)，請(qǐng)更換 pH 緩沖液并進(jìn)行清潔、排空/重新填充（僅適用于 6261-10C），然后根據(jù)說明手冊(cè)調(diào)節(jié) pH 電極。
樣品制備和測(cè)量
該方法基于歐洲化妝品和其他外用產(chǎn)品功效測(cè)量小組 (EEMCO) 對(duì)皮膚表面 pH 值的體內(nèi)評(píng)估指導(dǎo)。
測(cè)量前24小時(shí)內(nèi)，應(yīng)避免流汗和清洗測(cè)試部位。實(shí)際考慮如下：
1.將室溫保持在 23°C 以下（例如 20 – 22°C），相對(duì)濕度保持在 40 到 60% 之間，以盡量減少汗液產(chǎn)生。
2.在進(jìn)行測(cè)量之前，讓志愿者適應(yīng)測(cè)量環(huán)境至少 20 分鐘。
3.避免清洗，即使使用純凈水，因?yàn)樗鼤?huì)極大地影響 pH 值測(cè)量。
4.志愿者的個(gè)人衛(wèi)生程序和測(cè)量之間應(yīng)留出最少的時(shí)間間隔。對(duì)于自來水，2 - 3 小時(shí)的時(shí)間就足夠了。使用合成清潔劑和堿性肥皂后，建議分別間隔 5 小時(shí)和 10 - 24 小時(shí)。
5.測(cè)量應(yīng)在涂抹乳霜 12 小時(shí)后進(jìn)行。
6.通過干擦拭去除皮膚上的化妝品殘留物和多余的皮脂。
7.請(qǐng)參閱說明手冊(cè)，了解如何正確準(zhǔn)備、維護(hù)、清潔和存儲(chǔ) pH 電極。
8.為了獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，校準(zhǔn)和測(cè)量應(yīng)在相同的溫度下進(jìn)行。
要測(cè)量皮膚表面的 pH 值，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：
1.通過滴一或兩滴蒸餾水/去離子水或生理鹽水來潤(rùn)濕皮膚表面或 pH 電極 。對(duì)于比較測(cè)量，應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化所用水的量（例如 20 µl），因?yàn)?pH 測(cè)量結(jié)果可能會(huì)受到電極上過剩水的影響。
2.將扁平的 pH 電極放在濕潤(rùn)的皮膚表面，輕輕按壓即可測(cè)量 pH 值。確保電極尖頭接觸皮膚表面，電極尖頭與皮膚表面之間沒有間隙。避免對(duì)電極施加過大的壓力，因?yàn)檫@可能會(huì)影響從表皮角質(zhì)層中提取物質(zhì)，并可能排除皮膚和 pH 電極膜之間的水分。
3.穩(wěn)定后記錄儀表上顯示的 pH 值和溫度。  
4.測(cè)量后，用蒸餾水或去離子水沖洗 pH 電極尖頭，并用軟紙巾擦干。

由于多種因素，同一個(gè)體中不同測(cè)試部位的皮膚表面 pH 值可能存在差異，不同個(gè)體之間的皮膚表面 pH 值也可能存在差異。因此，應(yīng)使用集中趨勢(shì)和變異性（即算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差）的度量，將皮膚表面 pH 值測(cè)量結(jié)果報(bào)告為 pH 值的差異或百分比變化（而不是絕對(duì)值）。