使用HORIBA堀場pH計測量皮膚表面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。可以通過滴 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 電極放在濕潤表面上來測量皮膚的表觀 pH 值。結果可能因個人內部和個人之間的測試部位而異。

介紹
皮膚是身體的外層，主要起到保護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、調節體溫、感覺、合成維生素 D 和保護維生素 B 葉酸。皮膚由三個主要層組成：表皮（最外層）、真皮和皮下組織（最內層）。表皮由五層組成，最外層是角質層。角質層上面是一層非常細的、略帶酸性的薄膜，稱為酸性保護膜，可作為阻擋細菌、病毒和其他可能滲透皮膚的潛在污染物的屏障。1由于存在酸性保護膜，完整皮膚的正常 pH 值范圍為 4.8 至 6.0，而間質液則呈中性。
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。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組成的疏水層。一些脂質（游離脂肪酸）是兩親性的。這些兩親性游離脂肪酸會將其 H +離子釋放到添加的水中。因此，pH 值是衡量它們在皮膚表面的水中解離度的指標。由于皮膚不是水溶液，因此測得的皮膚表面 pH 值被稱為表觀 pH 值，這是因為角質層的水溶性成分被提取到皮膚和 pH 測量系統之間的液體界面中。
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 值的測量用于評估角質層的屏障特性，也用于評估皮膚表面微生物群落的變化與皮膚刺激發展之間的關系。研究人員已經注意到，皮膚表面的酸度與其抗菌活性之間存在關系。目前，皮膚 pH 值測量用于評估各種物質（例如酸性或堿性產品和環境因素）對皮膚表面的影響，以及評估急性或慢性皮膚病的狀態。
扁平 pH 電極，也稱為平底 pH 電極、平尖 pH 電極和平面 pH 電極，是為測量皮膚表面 pH 值而開發的。扁平 pH 電極連接到 pH 計不僅可以與皮膚實現的接觸，而且測量精度在 ± 0.1 pH 以內。這種測量是非侵入性的，只產生微小電流，不會損傷皮膚。扁平 pH 電極的傳感膜和參比接點均構建在電極主體的平面尖頭上。這種尖頭配置非常適合測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、面包面團和培養基等軟固體或半固體樣品的濕潤表面。
HORIBA 提供兩種基于不同電極技術的平板 pH 電極，即 6261-10C 組合平板玻璃 pH 電極和 0040-10D 離子敏感場效應晶體管 (ISFET) pH 電極。前者的 pH 敏感部分是基于 pH 玻璃電極技術的玻璃膜，而后者的 pH 敏感部分是基于 pH 晶體管技術的微型半導體傳感器。6261-10C 是一種可再填充組合 pH 電極，其玻璃體可抵抗化學侵蝕，套管接合部可防止堵塞，因為與傳統陶瓷接合部相比，其流速相對較高。0040-10D 采用 ISFET 芯片和非玻璃體設計，堅固耐用、不易破碎、維護成本低且防水。0040-10D 相對于 6261-10C 的優勢如下：

0040-10D ISFET pH電極的特點：
1.傳感器可更換，用軟牙刷即可輕松清潔，并可干燥存放。
2.堅固的環氧樹脂機身非常適合不可接受玻璃材料的應用和環境。
3.它集成溫度傳感器，可實現自動溫度補償（ATC）和精確的 pH 讀數。
4.具有改進的靜電保護電路，減少靜電影響。
5.它能夠快速響應并減少 pH 條件下的酸性或堿性誤差。
6.不使用時會自動關閉。

方法
儀表設置和校準
由于 pH 值與溫度有關，因此請使用具有 ATC 功能的 pH 計。如果使用 6261-10C pH 電極，請使用經過校準的溫度計測量 pH 緩沖液的溫度，并將該值輸入 pH 計。這將允許 pH 計在校準中補償溫度效應。
1.根據使用說明書準備 pH 電極。
2.在 pH 計中設置 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），以涵蓋預期的皮膚 pH 值。將少量新鮮的 pH 緩沖液倒入燒杯中進行校準。
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.根據制造商的說明，使用 pH 緩沖液校準 pH 電極/儀表系統。
校準后，斜率應在 95 – 105% 之間。如果斜率不在此范圍內，請更換 pH 緩沖液并進行清潔、排空/重新填充（僅適用于 6261-10C），然后根據說明手冊調節 pH 電極。
樣品制備和測量
該方法基于歐洲化妝品和其他外用產品功效測量小組 (EEMCO) 對皮膚表面 pH 值的體內評估指導。
測量前24小時內，應避免流汗和清洗測試部位。實際考慮如下：
1.將室溫保持在 23°C 以下（例如 20 – 22°C），相對濕度保持在 40 到 60% 之間，以盡量減少汗液產生。
2.在進行測量之前，讓志愿者適應測量環境至少 20 分鐘。
3.避免清洗，即使使用純凈水，因為它會極大地影響 pH 值測量。
4.志愿者的個人衛生程序和測量之間應留出最少的時間間隔。對于自來水，2 - 3 小時的時間就足夠了。使用合成清潔劑和堿性肥皂后，建議分別間隔 5 小時和 10 - 24 小時。
5.測量應在涂抹乳霜 12 小時后進行。
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.請參閱說明手冊，了解如何正確準備、維護、清潔和存儲 pH 電極。
8.為了獲得準確的結果，校準和測量應在相同的溫度下進行。
要測量皮膚表面的 pH 值，請執行以下操作：
1.通過滴一或兩滴蒸餾水/去離子水或生理鹽水來潤濕皮膚表面或 pH 電極 。對于比較測量，應標準化所用水的量（例如 20 µl），因為 pH 測量結果可能會受到電極上過剩水的影響。
2.將扁平的 pH 電極放在濕潤的皮膚表面，輕輕按壓即可測量 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。避免對電極施加過大的壓力，因為這可能會影響從表皮角質層中提取物質，并可能排除皮膚和 pH 電極膜之間的水分。
3.穩定后記錄儀表上顯示的 pH 值和溫度。  
4.測量后，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，同一個體中不同測試部位的皮膚表面 pH 值可能存在差異，不同個體之間的皮膚表面 pH 值也可能存在差異。因此，應使用集中趨勢和變異性（即算術平均值和標準差）的度量，將皮膚表面 pH 值測量結果報告為 pH 值的差異或百分比變化（而不是絕對值）。