
HDRS(Hybrid Diffuse Reflectance Spectroscopy,混合漫反射光譜法)是ISO 23698:2024確立的防曬測試方法。其核心在于同時(shí)利用人體皮膚與PMMA板兩組數(shù)據(jù),通過光譜重疊區(qū)域校準(zhǔn)拼接,從一條完整光譜中同時(shí)提取SPF值、UVA-PF值和臨界波長三項(xiàng)結(jié)果。愛博能作為Solar Light中國區(qū)合作伙伴,為國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室提供覆蓋該標(biāo)準(zhǔn)全流程的設(shè)備配置與技術(shù)支持。
HDRS之所以稱為混合法,在于它同時(shí)利用皮膚與PMMA板兩種基底的數(shù)據(jù):
UVA段(320-400nm):在人體皮膚上用DRS(漫反射光譜)測量,捕捉防曬霜在真實(shí)皮膚表面對UVA的反射和吸收特征
UVB段(290-320nm):在PMMA板上測量,模擬防曬膜層的UVB透射曲線
拼接窗口:330-340nm重疊區(qū)域,皮膚端與PMMA板端同時(shí)有數(shù)據(jù),通過校準(zhǔn)系數(shù)對齊兩段光譜
兩段數(shù)據(jù)拼接成覆蓋290-400nm全波段的完整曲線后,SPF和UVA-PF計(jì)算均從這條完整曲線出發(fā)。一次測試同時(shí)輸出三項(xiàng)結(jié)果,避免了分三次測試帶來的數(shù)據(jù)不一致風(fēng)險(xiǎn)。
HDRS同時(shí)輸出SPF和UVA-PF的原理在于:兩項(xiàng)指標(biāo)從同一條完整光譜中提取,屬于同一數(shù)據(jù)源的兩個(gè)維度。測試流程為:LS1000或16S日光模擬器完成涂膜預(yù)照射,DCS 2.0控制累積劑量,SPF-290AS采集透射率數(shù)據(jù),Poly602或Mono602完成皮膚端DRS測量和計(jì)算。

數(shù)據(jù)“拼接"
HDRS在人體測試環(huán)節(jié)的輻射劑量極低,僅用于DRS掃描皮膚反射率的UVA段測量,總劑量約相當(dāng)于正午陽光下暴露1秒,屬于安全暴露范圍。體內(nèi)法需要觀察皮膚紅斑反應(yīng)作為終點(diǎn)判斷,HDRS將這一環(huán)節(jié)替換為光譜讀數(shù)。
HDRS引入了真實(shí)皮膚上的防曬劑分布和吸收數(shù)據(jù)。防曬霜涂在皮膚上的實(shí)際光學(xué)行為與涂在PMMA板上存在差異,HDRS通過皮膚端的UVA段測量覆蓋了這一信息缺口,降低了純體外法在基底校準(zhǔn)上的不確定性。
該研究在6個(gè)實(shí)驗(yàn)室、8個(gè)測試產(chǎn)品組中同時(shí)測試了單色HDRS和多色HDRS設(shè)備,對標(biāo)方法為ISO 24444:2019(體內(nèi)SPF)和ISO 24443:2021(體外UVA-PF)。
研究分兩輪進(jìn)行:
第一輪:SPF結(jié)果準(zhǔn)確性較高,實(shí)驗(yàn)室間變異性偏大,原因在于人員操作一致性
第二輪:針對操作規(guī)范進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)后,多色HDRS的實(shí)驗(yàn)室間SPF變異系數(shù)從32%降至16%
多色HDRS的SPF變異系數(shù)從32%降至16%,幾乎與ISO 24444:2019持平。UVA-PF和臨界波長結(jié)果同樣改善明顯,P8參考標(biāo)樣的HDRS測定值378-380nm落在接受范圍378-381nm之內(nèi)。
研究2中受試樣品的mHDRS和pHDRS SPF與ISO 24444 SPF之間的相關(guān)性
更早前Cole等人用多色HDRS設(shè)備測試了10種市售防曬品,SPF和UVA-PF與體內(nèi)法數(shù)據(jù)相關(guān)性優(yōu)秀,表明多色方案在簡化設(shè)備配置的同時(shí)保持了數(shù)據(jù)質(zhì)量。
Solar Light提供兩條HDRS產(chǎn)品路線,輸出的指標(biāo)相同(SPF、UVA-PF、臨界波長),差異在于測量方式:
逐波長掃描皮膚反射率,數(shù)據(jù)點(diǎn)連續(xù)覆蓋整個(gè)UVA段
適合對配方透明度要求高、需要詳細(xì)光譜數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)室
多個(gè)離散波長同時(shí)測量,測試速度更快
對含TiO?、ZnO等物理散射劑的配方,準(zhǔn)確性更穩(wěn)定,多色方案可以更好地處理非均勻散射對反射率測量的干擾

ISO 23698:2024將HDRS定位為與體內(nèi)法并行的測試路徑。HDRS在人體測試環(huán)節(jié)的輻射劑量遠(yuǎn)低于體內(nèi)法,同時(shí)引入了真實(shí)皮膚數(shù)據(jù)。從Ruvolo et al. 2025的驗(yàn)證數(shù)據(jù)來看,多色HDRS的SPF變異系數(shù)已接近ISO 24444:2019水平,但標(biāo)準(zhǔn)本身并未聲明替代關(guān)系。
如果實(shí)驗(yàn)室主要測試透明配方且需要詳細(xì)光譜數(shù)據(jù),Mono602更適合。如果測試配方中常含TiO?、ZnO等物理散射劑,或?qū)y試通量要求高,Poly602更穩(wěn)定。兩個(gè)型號輸出的指標(biāo)相同。
完整HDRS系統(tǒng)包括:LS1000或16S日光模擬器(涂膜預(yù)照射)、DCS 2.0(累積劑量控制)、SPF-290AS(透射率采集)、Mono602或Poly602(皮膚端DRS測量和計(jì)算)。
愛博能作為Solar Light中國區(qū)合作伙伴,提供Poly602/Mono602系統(tǒng)的配置方案和技術(shù)資料。
案例來源:
1. Ruvolo, E. et al. (2025). Performance of hybrid diffuse reflectance spectroscopy (HDRS-ISO 23698) methodology for assessment of sunscreen protection in the ALT-SPF Consortium validation study. Int J Cosmet Sci.
2. Cole, C., Silverman, J., & Bonitatibus, M. (2019). Evaluating sunscreen ultraviolet protection using a polychromatic diffuse reflectance device. Photodermatol Photoimmunol Photomed.
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