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太陽模擬器用于細胞光毒性的測試

作者:紫外光源事業部時間:2021-01-11 08:51:50瀏覽119 次

信息摘要:

在光毒性測試的情況下,使用體外3T3 NRU光毒性測試來識別由暴露于光后被激發的化學物質誘導的被測物質的光毒性潛力,該測試通過相對降低光毒性來評估在沒有光與有光的情況下,暴露于化學物質的細胞的活力。通過該測試確定的物質,在全身應用并分配到皮膚中后,可能在體內具有光毒性。

光生物學是對可見光,UVA和/或UVB以及IR輻射對生命系統的影響的分析。根據光化學的定律(Grotthaus-Draper定律),發生光化學事件時,應吸收光。光化學反應靶向藥物產品中組織中的DNA和發色團。當光敏化學品通過全身循環或皮膚滲透進入皮膚并隨后通過適當的可見光或紫外線光子激發該化學品時,就會發生光過敏和/或光刺激。

對于局部應用的物質或通過全身性暴露(靜脈內或口服)可到達眼睛和/或皮膚的物質,建議吸收化學物質吸收290-700 nm(表1)范圍內的光的測試方法,稱為光安全性。測試。

表1.化學品光吸收的相對累積紅斑有效性

光譜范圍
下限 
上限
<290

 <0.1
290-300 
1個 
8.0
290-310  
49.0
65.0
290-320 
85.0 
90.0
290-330 
91.5 
95.5
290-340 
94.0 
97.0
290-400 
99.0 
100.0
UVA II(320-340) 
≥20.0 

UVA I(340-400) 
 ≥60.0

太陽光模擬器

太陽光模擬器就是模擬太陽光光譜和輻照度的儀器。它可用于太陽能電池測試、光催化、化妝品和涂料等材料的耐光實驗、光生物的檢查與測試等。太陽光模擬器本身體積較小,測試過程不受環境、氣候、時間、地點等因素影響,從而避免了室外測量的各種因素限制。太陽光模擬器具備光束準直、光斑均勻、光譜與太陽光匹配的特點,使用戶足不出戶即可完成需要太陽光照射條件的實驗,適用于單晶硅、多晶硅、非晶薄膜、染料敏化、有機、III-V 族半導體等各種不同類型的太陽電池。

  太陽光模擬器用來模擬真實的太陽光照條件,在太陽能光伏器件的研究和質檢中被廣泛應用。 太陽光模擬器具備光束準直、光斑均勻、光譜與太陽光匹配的特點,使用戶足不出戶即可完成需要太陽光照射條件的實驗,太陽光模擬器適用于單晶硅、多晶硅、非晶薄膜、染料敏化、有機、III-V族半導體等各種不同類型的太陽能電池。

  太陽光模擬器作為光源,在某種意義上說,可以等同于太陽光源,可以模擬太陽光照射。太陽光模擬器廣泛應用于太陽能電池特性測試,光電材料特性測試,生物化學相關測試,光學催化降解加速研究,皮膚化妝用品檢測,環境研究等。

  隨著太陽能光伏產業的蓬勃發展,太陽光模擬器的光譜匹配性能測試也越趨重要。針對大多數采用脈沖氙燈作為光源的設備,理想的測試狀態是采集一個脈沖周期內的輻射光譜,進而判斷該太陽光模擬器的光譜等級。

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光安全性測試針對以下四個基本終點或結果:

光毒性或光刺激是皮膚對光反應性化學物質的急性光誘導反應。
光過敏是對由光產物形成引發的化學物質的免疫反應。它也可能是抗原暴露的副產物。
光遺傳毒性是一種遺傳毒性反應,發生在暴露于可見光或紫外線光活化的化學物質后。
光致癌性是化學物質與紫外線接觸時誘導皮膚腫瘤形成的能力。
在化妝品成分或藥物的情況下,進行基本的光安全性測試,以排除上述終點在通過體外或體內暴露于UV輻射或測試細胞培養物或動物后出現上述可能性的可能性。將測試結果與不存在紫外線輻射的情況下的可比較樣品的結果以及在化學藥品暴露于相似紫外線劑量下的對照進行比較。已知不同種類的藥物(例如抗驚厥藥,非甾體抗炎藥,抗高血壓藥,抗微生物藥,利尿藥和抗抑郁藥)會誘發人類的光刺激。

LUYOR-UV系列太陽模擬器

大多數測試方法都涉及使用輻射光譜來近似太陽光譜,利用適當的濾光片消除UVC成分,但允許UVA和UVB成分通過。大多數方法未提供進一步的指導,因此UVA和UVB組分之間的強度變化可能會根據所使用的光源而有很大變化。所述奧麗爾溶膠- UV系列太陽模擬器(圖1)可以產生一個限定的光譜輸出,符合以下標準:FDA CFR部分201.327; ISO 24444:2010(e)版;光譜匹配的國際SPF測試方法(CTFASA / COLIPA / JCIA / CTFA:2006年5月)。

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光毒性

在光毒性測試的情況下,使用體外3T3 NRU光毒性測試來識別由暴露于光后被激發的化學物質誘導的被測物質的光毒性潛力,該測試通過相對降低光毒性來評估在沒有光與有光的情況下,暴露于化學物質的細胞的活力。通過該測試確定的物質,在全身應用并分配到皮膚中后,可能在體內具有光毒性。

最近,對體外3T3 NRU光毒性測試的相關性和可靠性的評估表明,該測試可預測人和動物體內的急性光毒性作用。但是,該測試不能預測由于化學和光的共同作用而導致的其他不利影響。它不能預測光過敏,光遺傳毒性或光致癌性,也不能評估光毒性。

3T3方法表明使用太陽模擬器模擬太陽光是更佳的人工光源。在此,過濾后的太陽模擬器的輻射功率分布必須幾乎等于室外日光的輻射功率分布。由于基于氙氣的太陽模擬器會發出大量的UVB,因此必須對其進行適當過濾,以減弱具有強烈細胞毒性的UVB波長。

為了抑制UVB,Sol-UV系列太陽模擬器配備了適當的過濾器。該方法表明,無論采取何種措施通過過濾或通過不可避免的設備過濾效果來衰減部分頻譜,為這些濾光片記錄的光譜都不得偏離標準的室外日光。Sol-UV太陽模擬器的符合COLIPA要求的輸出滿足了這些要求。


光過敏

由于光過敏測試是在體內進行的,因為它需要測量對由于暴露于可見光或紫外光而產生的光產物的免疫反應。Sol-UV將動物暴露在紫外線下,其波長類似于COLIPA專著中報道的防曬保護因子(SPF)中使用的波長范圍。

光遺傳毒性

光遺傳毒性測試評估化合物在暴露于可見光或紫外線并被其激活后轉化為遺傳毒性產品的能力。諸如抑制正常DNA修復機制和對DNA的破壞(即鏈斷裂或誘變)等結果表明發生了光遺傳毒性反應。

光致癌性

通常通過對白化病無毛小鼠進行體內測試來評估光致癌性,以研究紫外線對促進各種類型皮膚癌的影響。發生光致癌性的機制可能是免疫抑制或光遺傳毒性。這也可能是由顯示任何一種機理的光誘導副產物引起的。該測試涉及使用產生類似于太陽紫外線輸出的輸出的光源,類似于COLIPA標準,并且還可能涉及加速劑量。

 

光毒性試驗用太陽光模擬器相關的常見問題

【Q】太陽光模擬器是什么樣的裝置?
【A】太陽光模擬器是盡可能忠實地重現了自然太陽光的照射機器。本機器照射的光線中包含的UV-A的照射量實現了2.5mW/cm2以上的水平,并且幾乎完全地隔離了會導致產生熱量的紅外線。

【Q】太陽光模擬器會被使用在什么樣的用途上?
【A】會被使用在醫藥品、化妝品、食品及化學物質的光毒性試驗上。

【Q】光毒性試驗是什么樣的試驗?
【A】光毒性試驗是指,主要針對醫藥品、化妝品、食品及化學物質中的部分物質,為了確認其安全性而實施的試驗。該部分物質包括通過吸光度測量被檢測出在紫外線區域有吸收的物質,或通過光細胞毒性試驗被判定為陽性的物質。

【Q】可以控制放射照度、照射距離嗎?
【A】放射照度在100~50%的范圍內可以通過調節旋鈕進行連續調光。另外,照射距離也可以通過更換階層(照射臺)自由地設定。

【Q】光毒性試驗用太陽光照射裝置可以連續地亮燈嗎?另外燈泡的壽命有多長?
【A】可以連續地亮燈??梢赃B續地亮燈直到燈泡的壽命結束。連續地亮燈時,燈泡的壽命平均為約1,500小時。

 


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