太阳光谱的发现

最早的故事还是要从大名鼎鼎的牛顿说起，这哥们在1666年做个实验：将一束白光分别穿过了两个棱镜。先让光线通过第一个棱镜分裂成为光谱，然后让这些光谱通过第二个棱镜重新组合成为白光。

这个研究非常有意义，证明光谱不是因为玻璃破坏光线结构而产生的。牛顿声称这是个：“crucial experiment”，并且得出结论说，光是有色颗粒组合而成，他们结合起来才组成白色。

在1800年，威廉·赫歇尔一直在考虑一个问题，阳光能够让人温暖，但是不同颜色的可见光含有多少热量呢？他设计了一个实验，用玻璃棱镜将阳光分解成彩虹色。然后，他在每种颜色下放置一个温度计，并在温度计的红光之外再加一个温度计。他发现表面上看不到光的温度计的温度最高，他发现了——红外线。
一年之后，里特受到了赫歇尔发现的启发，看看光谱的紫色端是否有光。结果，里特发现了紫外线。他称之为“化学射线”——诱导某些化学反应的不可见光线。这些表现与可见紫光相似，但在光谱中超出了它们。它们后来被改名为紫外线辐射。

1886年，物理学家海因里希赫兹建立了一种装置来产生和探测现在被称为无线电波的物体。

在1895年，威廉·伦琴注意到，在真空管受到高压的实验过程中发出的一种新型辐射。他称其为放射线X射线，并发现它们能够穿过人体的某些部位，但被诸如骨头等致密物质反射或阻挡。不久之后，它们在医学领域被发现了许多用途。

最后，在20世纪初，Paul Villard正在研究镭的放射性辐射，他发现了一种新型的辐射。欧内斯特卢瑟福和爱德华安德拉德测量了这些辐射的波长，发现伽玛射线与X射线类似，但波长较短，频率较高。

感谢这些天才和诺贝尔奖获得者，我们现在知道电磁频谱是一个以1pm伽玛射线开始到以几百公里的无线电波结束的连续体。所有这些光线通常通过频率f、波长λ 和光子能量Ë三个物理量加以描述。

阳光Exposure

地面上接收到的阳光通常在280~3000nm，阳光是生物进化的重要组成部分，也是重要的能源来源。阳光和不断发展的生物系统相互作用才形成如今人类的面貌。在这几百年的进化中，人类会通过不同的策略适应太阳光对我们的影响，最为显著的必定是皮肤的颜色，以黑色素为主，不同地方的人群肤色和当地的阳光强度及波长分配有关。

长时间或者过量暴露在阳光的辐射下会出现负面结果，比如晒伤、衰老、以及皮肤癌。虽然这些道理众所周知，但是真正“SPF”这样的概念在历史长河里是很新的。

Eugene Schueller在1936年提出了第一个防晒产品，直到1963年Schultz提出的第一个防晒系数（SPF）概念。在20世纪70年代，SPF 10获得了成功；在20世纪90年代，可以做到SPF 20+；到21世纪初，最终达到了良好的UVA保护。

这是一段漫长的旅程，但今天的市场提供了大量的防晒产品；从SPF 2或6（在欧洲）到50+甚至更多，在一些国家——具有等于或高于1/3的良好UVA / UVB比率的产品也很多。

大量的研究表明我们需要做好防晒措施，否则过度的暴露在阳光下会导致晒伤、老化和皮肤癌。消费者会基于SPF选择防晒产品，但是，我们能够确保这样就足够了吗？

在前人的研究中我们知道，防晒产品的整体有效性不仅取决于其主动式紫外线过滤，还取决于其应用厚度以及产品使用的愉悦程度。此外，如果我们考虑到辐射伤害中50％以上是由于可见光和红外辐射，并且过量自由基/主要活性氧物质的产生（ROS）是皮肤与太阳光的相互作用中最首要的影响因素。那么我们开始怀疑只有在UV范围内的防晒保护是否足够。

最大光激发皮肤自由基阈值到底是多少？

2008年，Marc Pissavini等发布了290-700nm的自由基作用谱，此外还证明了在700-1600nm的整个光谱范围内通过近红外辐射形成自由基。基于这项研究，已经证明在可见光和红外光谱区域产生大约50％的自由基。与此同时，这些反应性物种的有害影响的相关研究已由许多不同的作者发表。

光谱的蓝色部分（420-480nm）对自由基的产生具有显著的影响。这种影响也可以在正常的人成纤维细胞单层培养中观察到，其中已经观察到剂量依赖性效应并且可以通过使用特异性抗氧化剂来中和，除了ROS产生外，红外辐射通过上调基质金属蛋白酶和下调几种细胞外基质蛋白来改变皮肤细胞外基质的稳态。

考虑到这一点，问题就出现了：过量自由基产生的有害影响的限制是什么？最近，在2014年，Zastrow，Doucet和Al将自由基阈值（FRTV）定义为〜3.5×10 12 rad / mg。只有超过这个限制，才会对皮肤产生有害影响。正如Paracels所说：“剂量会使毒物产生。”有趣的是，这个数值似乎与维生素D的合成有关，因为标准的维生素D剂量（SDD），即必需维生素D合成所需的太阳光的剂量也是相同的至〜3.5×10 12 rad / mg。

众所周知，人类皮肤需要防止太阳辐射的有害影响。衣服，帽子和太阳镜是最好的选择；然而，如果仅使用紫外线范围内的防晒霜，太阳光谱的可见光和红外线区域产生的自由基浓度将增加，超过自由基阈值，皮肤可能受损。

防护措施

根据这些发现，可以得出结论，所有现代防晒产品都应该“结合防御”，包括：

◆   UV防晒。众所周知，需要广泛的保护。

◆   使用物理反射防御可见光和红外线。建立一种方法来帮助筛选和区分能够物理和显着反射IR射线和可见光的材料，有助于确保保护皮肤免受潜在IR和/或可见光损伤的物理障碍。

◆   而且，抗氧化复合物可以在皮肤内部产生抗所有波长损伤的自由基防御体系。

最近，进行了体外研究以测量该提出的防御效果和由IR诱导的皮肤上的自由基水平。使用含有（或不含）上述抗氧化剂或可见/ IR反射器组分的标准SPF配方用于皮肤活组织检查。正如预期的那样，结果表明使用包含IR抗氧化剂复合物和IR物理反射器的配方（下图）实现了针对IR损伤的最佳皮肤防御。

最后，科学尚未解决。花了300多年的时间才完全发现太阳的电磁波谱，还花了几十年的时间来描述紫外线辐射对皮肤的影响，并且花了几年的时间才证明光谱的可见光和红外部分也会对皮肤产生有害后果。

也许行业应该有更多的时间来更好地定义最好的皮肤保护。与此同时，保护皮肤不仅对抗紫外线，而且对光线的可见光和红外线部分进行全光保护似乎是目前最明智的。

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