皮肤是人体最大的器官，作为人体最外层的保护屏障，极易受到外界环境影响，同时也是衰老迹象最明显的部位。随着年龄增长，人体抗氧化系统的功能逐渐下降。此外，当皮肤暴露于电离辐射、紫外线辐射，或外来污染物质时，会引起大量活性氧自由基生成，远超机体自身氧化降解系统的处理能力，导致氧化应激和机体损伤^[1]。尽管年龄的增长是自然规律，无法逆转，但我们却可以通过多种方式来延缓皮肤的衰老进程。其中，抗衰老化妆品以其便捷性和显著效果，成为全球范围内备受瞩目的研究热点。这些产品通过外用的方式，为肌肤提供必要的滋养与保护，帮助人们有效对抗岁月痕迹，保持肌肤年轻态与活力。

自由基作为一种重要的“衰老因子”，成为了抗衰化妆品领域的重点关注对象。

图1 自由基破坏细胞（图片来源网络）

氧化还原反应是生命活动的基本过程之一，是生物体内能量代谢的主要途径。生命体内的氧化还原反应与氧自由基的生成和清除密切相关。当细胞暴露在高氧浓度的环境下时，会产生氧自由基，这些自由基可以造成细胞膜损伤、DNA氧化和其他细胞成分的氧化破坏。自由基，化学上也称为“游离基”，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。活性氧（ROS）是自由基的代表，ROS的积聚和由此引起的氧化应激可诱导和加速衰老过程，包括皮肤衰老^[2]。活性氧（ROS）是线粒体有氧代谢电子传递链的副产物，积累可引起的氧化应激导致脂质、蛋白质核酸和细胞器的损伤从而导致细胞衰老的发生。除遗传因素外，ROS是内源性衰老的主要原因。

图2 ROS导致皮肤内源性衰老（图片来源网络）

虽然自由基常被视为对机体有害的分子，但它们在生物体内也扮演着一些重要的正面角色。在某些生物过程中，自由基作为信号分子参与细胞间信号传导，调节细胞的正常生理功能，帮助机体抵抗外来病原体。然而，当自由基数量过多或机体抗氧化能力不足时，它们会对机体造成严重的负面影响，如造成细胞膜结构和功能损伤、攻击DNA分子导致复制错误，引发细胞突变和癌症等；损伤蛋白质，破坏细胞正常代谢，加速细胞老化，引发皮肤老化、关节炎等老年疾病；促进炎症因子释放，引发慢性炎症；损伤血管内皮细胞，促进动脉粥样硬化的形成，增加心血管疾病风险。

自由基导致皮肤老化的机制虽然错综复杂，但引发的直观现象与最终结果却十分明确：皮肤部分结构和功能发生衰老性变化，这些变化与自由基的损害作用紧密相连。具体来说，皮肤弹性的减弱、胶原的变性、皱纹的形成等，均显著受到自由基攻击的影响。

综上所述，自由基在生物体内具有双重作用。为保持机体健康，需要保持自由基与抗氧化剂之间的平衡，以减少自由基对机体的负面影响。那么，机体中的自由基究竟从何而来呢？

通过吸入的氧气留存在机体的自由基含量，在正常情况下占人体每日吸入氧气的1%~3%。这些氧气在机体内经过一系列生化反应，部分转化为自由基，主要是氧自由基。此外，外界环境因素诱导也会导致自由基的产生，如光热、辐射、大气污染、化学物质、食品添加剂等毒素影响或侵入人体，累积在体内的活性氧自由基会加速皮肤衰老。

图3 自由基主要来源（图片来源网络）

聚焦于标题所提的“抗氧化”概念，其核心在于清除体内过量的自由基，或通过间接方式减少易产生自由基的物质，以此来发挥显著的抗衰老效果。

在评估抗氧化效果时，我们可以依据生化分析、细胞及皮肤模型多个层面进行综合考量。

DPPH / PTIO法检测待测物自由基清除能力

抗氧化是抗氧化自由基的简称，DPPH的氮原子孤对电子/PITO的氧原子孤对电子可与自由基清除剂提供一个电子配对，自身紫红色/蓝紫色变浅，吸光度变化程度与自由基清除程度呈线性关系。因此可通过吸光度变化进行定量分析，从而评价样品的自由基清除能力。

注：随着样品浓度增加，DPPH和PTIO自由基清除率升高，样品具有良好的抗氧化能力。

参考标准：T/SHRH 006-2018 化妆品-自由基（DPPH）清除实验方法

图4 DPPH / PTIO法检测自由基清除能力（图片来源科新生物）

基于角质形成细胞的抗氧化能力检测

DCFH-DA荧光探针法是一种用于检测细胞内活性氧水平的方法。该探针本身没有荧光，可以自由穿过细胞膜，进入细胞内后，被细胞内的酯酶水解生成有荧光的DCF。通过荧光显微镜、流式细胞仪等设备检测DCF的荧光信号强度，可以分析细胞活性氧的水平。

图5 荧光探针作用示意图（图片来源网络）

细胞内活性氧将无荧光的DCFH氧化为有荧光的DCF，根据DCF的荧光强度判断细胞内活性氧水平。

图6 荧光探针作用原理图（图片来源网络）

采用DCFH-DA荧光探针法测定ROS含量，样品组绿色荧光强度明显下降，ROS清除能力更强，表明样品具有良好的抗氧化能力。

Control Model Sample

图7 ROS含量（图片来源科新生物）

基于3D表皮模型的抗氧化能力检测

3D表皮模型凭借其高度模拟人体皮肤的复层化组织结构，以及展现出的相近生理与代谢功能特性，已成为化妆品功效评价领域中的一项卓越替代检测手段。在利用3D表皮模型进行抗氧化能力评估时，我们同样采用了DCFH荧光探针技术来精确测定自由基的清除效能。通过拍照及荧光强度的定量分析，从而科学、准确地评价待测物质的抗氧化性能。

衰老过程、众多慢性疾病乃至癌症的发生，均与自由基过量密切相关，这使得抗氧化成为当今消费者日益增长的核心需求之一，同时也是研发领域重点攻克的方向。在抗衰老功效检测体系中，对抗氧化能力的科学评价占据着举足轻重的地位，它不仅为企业的研发创新提供了坚实的支撑点，还成为验证产品有效性的重要依据。

参考文献：

1. 陈柳廷,刘晏伊.活性氧在皮肤衰老中的作用[J].临床医学进展,2024,14(4):1258-1262
2. 成秋桂, 高丽群, 邓峰云,等. 抗氧化在化妆品行业的应用进展[J]. 日用化学品科学, 2019, 42(2):8.
3. 韦献雅, 殷丽琴, 钟成,等. DPPH法评价抗氧化活性研究进展[J]. 食品科学, 2014, 35(9):6.
4. 徐晓庆, 程晖, 杨森. 内源性皮肤衰老研究新进展[J]. 中国麻风皮肤病杂志, 2022, 38(5):4.
5. 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.
6. T∕SHRH 006-2018 化妆品-自由基（DPPH）清除实验方法