《Chem & Bio Engineering》：Photo and Thermal Stable Lignin-Based Sunscreen Microcapsules
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本研究报道了一种基于酶解木质素(EHL)的防晒微胶囊的制备与优化，该微胶囊封装了由OMC、DHHB、EHT和BEMT四种新型紫外线吸收剂组成的优化核心配方。通过一步超声空化法制备的微胶囊粒径均一（平均383纳米），显著提升了光稳定性与生物相容性。以10 wt%该微胶囊为唯一活性成分的防晒霜，其防晒指数(SPF)可达147，在10小时紫外线(UV)照射后SPF值仅下降14.7%，且在50°C下性能稳定。该研究为开发高效、稳定且安全的天然来源防晒剂提供了新策略。
引言：高效稳定防晒剂的需求与挑战
过度暴露于紫外线(UV)辐射会导致皮肤晒伤、老化甚至皮肤癌。虽然防晒霜自20世纪30年代起被广泛使用，但主流化学防晒剂中的小分子活性成分可能存在光降解、渗透皮肤及引发健康风险的潜在问题。因此，开发更安全、高效的防晒技术至关重要。木质素作为自然界最丰富的可再生芳香聚合物，其芳香骨架和共轭结构可吸收紫外线，酚羟基可清除自由基，且其三维网络结构赋予了优异的光稳定性，是极具潜力的天然防晒材料。然而，单纯的木质素防晒性能有限，此前研究曾尝试将阿伏苯宗(BMDM)与甲氧基肉桂酸辛酯(OMC)封装于木质素中，但二者配伍时光稳定性不佳的问题限制了其实际应用。
实验部分：材料与方法
本研究以酶解木质素(EHL)为壁材，将OMC、二乙氨基羟基苯甲酰基苯甲酸己酯(DHHB)、乙基己基三嗪酮(EHT)和双-乙基己氧基苯酚甲氧基苯基三嗪(BEMT)四种紫外线吸收剂按质量比10:3.5:1:1混合作为油性核心。在碱性水溶液中溶解EHL，加入表面活性剂吐温80(Tween 80)促进分散与乳化，通过超声细胞破碎仪（脉冲模式）进行超声空化处理，离心后得到(OMC+DHHB+EHT+BEMT)/EHL微胶囊。将所得微胶囊与妮维雅(NIVEA)纯霜以不同比例混合，制备出木质素微胶囊基防晒霜。
研究对微胶囊的形貌、粒径、负载量(LC)、包封率(EE)、紫外吸收性能、光稳定性、热稳定性、抗氧化性、皮肤渗透性、细胞毒性及防晒霜的流变学性能等进行了系统表征。防晒指数(SPF)值采用紫外透射率分析仪测定，光稳定性测试使用氙灯进行紫外线照射，体外皮肤渗透实验采用Franz扩散池法，细胞毒性通过MTT法在HaCaT细胞上进行评估。
结果与讨论
EHL基微胶囊的制备优化及其紫外线阻挡性能
通过系统优化超声时间、水油比、EHL浓度和表面活性剂用量，获得了最优制备条件。超声时间2.5分钟时，微胶囊平均粒径最小（296纳米），多分散指数(P.D.I.)最低。水油比为8:2、EHL浓度为5 wt%、Tween 80添加量为2 wt%时，所制备的微胶囊具有较小的粒径、较高的包封率，并以10 wt%添加量制备的防晒霜表现出最优的紫外线阻挡性能，SPF值高达147。这归因于优化的核心配方中，DHHB、EHT和BEMT等新型紫外线吸收剂自身具有优异的光稳定性，且与EHL产生了协同增强效应。
EHL基微胶囊的结构、颜色与生物相容性
在最优条件下制备的微胶囊呈均匀的球形，平均直径约383纳米。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明超声空化过程没有破坏活性成分的分子结构。相较于深棕色的纯EHL，微胶囊及其防晒霜的颜色显著变浅，白度指数(WI)提升了87.6%。体外皮肤渗透实验显示，微胶囊的累积渗透量比游离的化学防晒活性物降低了53.4%。细胞毒性实验进一步证实，在1 g/L浓度下，微胶囊处理组HaCaT细胞存活率为89.52%，而游离化学防晒剂组仅为33.76%，表明微胶囊封装显著提高了生物相容性。
EHL微胶囊基防晒霜的性能与稳定性
含有5、10、15 wt%微胶囊的防晒霜SPF值分别为57、147和171，表现出广谱的紫外线吸收能力。光稳定性测试表明，含有10 wt%微胶囊的防晒霜在10小时连续紫外线照射后，SPF值仅下降14.7%，而含有传统配方(OMC+BMDM)的防晒霜及一款市售防晒霜的SPF值下降显著。在50°C下储存28天后，微胶囊防晒霜的SPF值甚至因水分蒸发导致的微胶囊浓度增加而略有上升，表现出良好的热稳定性。此外，EHL的酚羟基赋予了微胶囊良好的抗氧化能力，在1 g/L浓度下对DPPH自由基的清除率可达69%。微胶囊在280-380纳米波长范围内的紫外吸收强度高于单独的EHL或化学防晒剂，证实了协同增强效应。
EHL微胶囊基防晒霜的皮肤应用评价
该微胶囊防晒霜在皮肤上呈近透明的浅肤色，无泛白现象，应用8小时后未观察到红斑、肿胀或过敏反应。紫外线敏化测试证实了其有效的紫外线阻挡性能。流变学分析显示，该防晒霜具有显著的剪切稀化行为和较高的屈服应力，使用时肤感更清爽、黏腻感更低。其较高的复数粘度表明其具有良好的界面弹性和稳定性，便于轻拍涂抹。经过水抵抗性测试后，其SPF值仍保持在80以上。
结论
通过优化以新型核心材料（OMC、DHHB、EHT、BEMT）制备微胶囊的工艺，本研究成功开发出具有优异光、热稳定性的木质素基防晒微胶囊。最优条件下制备的微胶囊为平均粒径383纳米的均匀球形颗粒。以其为唯一活性成分（10 wt%）的防晒霜SPF值高达147，颜色浅淡接近肤色。该木质素微胶囊基防晒霜展现出持久的紫外线防护性能、良好的生物相容性与应用肤感，在开发高效、稳定、安全的天然防晒产品方面展现出广阔的应用潜力。
