CC BY
14
УДК 543.424
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-8-128-133
ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ КОСМЕТОЛОГИИ СПЕКТРОФОТОМЕТРОМ, РАБОТАЮЩИМ В ДАЛЬНЕМ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОМ
ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН
Е.Е. Майоров, О.В. Афанасьева, М.В. Соколовская
В работе исследованы оптических свойств продуктов косметологии спектрофотометром, работающим в дальнем ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Косметологическая индустрия огромное внимание уделяет качеству современным очищающим средствам за уходом лица, поэтому проверка этих агентов на подлинность важна, а значит, затронутые вопросы в работе перспективны и актуальны. В представлены объекты исследования, а также приведен внешний вид и оптическая схема измерительного прибора. Получены спектральные зависимости коэффициента пропускания косметологических средств и выявлено, что максимальные значения коэффициента пропускания: Effacler, La Roche-Posay Л = 290 нм, Garnier Л = 250 нм и у Perete Thermale, Vichy Л = 280 нм.
Ключевые слова: спектральный прибор, коэффициент пропускания, косметология, длина волны излучения, очищающие гели для лица, диапазон, оптические свойства.
Некоторые современные научные лаборатории огромное внимание уделяют исследованию новых продуктов косметологии [1, 2]. В настоящее время косметология бурно развивается и попадание на рынок новых косметологических товаров всегда представляет интерес для потребителей этой продукции. Широкий спектр косметологических товаров, например, очищающих гелей для лица, есть положительная динамика рынка в России и за рубежом, но выбор качественного косметологического продукта потребителю сложно подобрать [3, 4].
На сегодняшний день существуют разные методы и средства контроля косметологиче-ской продукции, которые подразделяются на химические и оптические методы [5, 6]. Важное место в исследованиях занимают оптические методы и средства [7, 8]. Наиболее универсальными являются методы спектрального анализа, так как они дают возможность достигать наиболее достоверных результатов эксперимента [9-15]. С помощью спектральных методов возможно проводить качественный и количественный анализ объектов различного агрегатного состояния. Работа этих методов и средств основана на определении химического состава и строения вещества по оптическим спектрам [16, 17].
Подлинность косметологического продукта является важнейшей задачей для косметологии. Поэтому представляет интерес исследование косметологических товаров, таких как очищающие гели для лица разных производителей методом спектрального анализа.
Цель работы состояла в исследование оптических свойств продуктов косметологии спектрофотометром, работающим в дальнем ультрафиолетовом диапазоне длин волн.
Постановка задачи. Необходимо получить коэффициенты пропускания в дальнем ультрафиолетовом диапазоне длин волн очищающих гелей для лица на автоматизированном спектрометр «UV-3600i» компании Shimadzu.
Объекты и метод исследования. В работе анализировались современные средства за уходом лица. Как правило, это прозрачные пенящие жидкости, которые способны очищать области кожи от проблемной, склонной к жирности кожи.
Effacler, La Roche-Posay - это деликатное и в то же время качественное очищающее средство обладающее дополнительным освежающим действием.
Garnier - это качественное очищающее средство обладающее успокоительным действием.
Perete Thermale, Vichy - это качественное очищающее средство обладающее смягчающим действием водопроводной воды.
Данные средства заливались в кюветы для исследования на пропускную способность вещества.
Для получения спектров пропускания веществ использовался автоматизированный спектрометр «UV-3600i» компании Shimadzu. Внешний вид прибора представлен на рис. 1.
Рис. 1. Внешний вид спектрометра UV-3600i
UV-3600i - это спектральный прибор для получения оптических спектров исследуемых веществ. В приборе регулируется ширина шели, а также имеется двойной монохроматор, что позволяет уменьшить уровень рассеянного излучения. В оптической схеме спектрометра присутствует фотоэлектронный умножитель для работы в ультрафиолетовой и видимой области спектра (полупроводниковый InGaAs) и охлаждаемый PbS детектор для работы в ближнем ИК-диапазоне. Данный прибор имеет широкий фотометрический диапазон (до 8,5 Abs), что расширяет спектр исследований образцов уже с высокой концентрацией. Спектрометр имеет специализированные приставки с большими кюветными отделениями, интегрирующими сферами, приставками зеркального отражения и поляризаторами. UV-3600i хорошо коррелируется с автосамплерами ASX-280 и ASX-560 (Teledyne CETAC). Элементы управления автосампле-рами полностью интегрированы в программное обеспечение LabSolutions UV-Vis. Для каждого образца можно задать индивидуальные параметры проведения анализа. ASX-280: 120 виал (объем виал 15 мл), 2 стандартных планшета по 60 позиций в каждом ASX-560: 240 виал (объем виал 15 мл), 4 стандартных планшета по 60 позиций в каждом.
Оптическая схема приведена на рис. 2.
Оптическая схема организована на двух монохроматорах. Двойной монохроматор посредством монохроматора повторно диспергирует монохроматический свет, выходящий из первого монохроматора. Таким образом рассеянное излучение значительно снижается и получается калибровочная кривая с хорошей линейностью, несмотря на высокое поглощение, что позволяет анализировать образцы в широком диапазоне концентраций.
Рис. 2. Оптическая схема спектрометра иУ-36001: WI - галогенная лампа; Б2 - дейтериевая лампа; М1-М15 - отражающие зеркала; S1 - входная щель;
S2 - промежуточная щель; S3 - выходная щель; 01 и 02 - голографические дифракционные решетки первого монохроматора; 03 и 04 - голографические дифракционные решетки второго монохроматора; Е - фильтр; С.Н. - отсекающее зеркало; W1-W3 - окошки диаметром 30 мм; W4 и W5 - окошки диаметром 40 мм; Яе/- сторона образца сравнения; Smp - сторона измеряемого образца; 1п0аЛ8 - кювета из 1и0аЛ8; PbS - кювета из PbS; РМТ- фотоэлектронный умножитель
Технические характеристики прибора даны в таблице.
Технические характеристики спектрометра UV-3600Í
Оптическая схема Двухлучевая
Монохроматор Двойной (Черни-Тернера и предмонохроматор с вогнутой дифракционной решеткой)
Спектральный диапазон 185...3300 нм
Детектор УФ/видимый диапазон: ФЭУ Ближний/ИК-диапазон: InGaAs/ охлаждаемый PbS
Ширина щели УФ/видимый диапазон: 8 ступенчатая от 0,1 до 8 нм, Ближний/ИК-диапазон: 10 ступенчатая от 0,2 до 32 нм
Скорость сканирования 4500 нм/мин (УФ/вид); 9000 нм/мин (Ближний/ИК-диапазон с ФЭУ/InGaAs); 4000 нм/мин (Ближний/ИК-диапазон с PbS)
Точность установки длины волны ± 0,2 нм (УФ/вид); ± 0,8 нм (Ближний/ИК-диапазон)
Воспроизводимость по шкале длин волн ± 0,08 нм (УФ/вид); ± 0,32 нм (Ближний/ИК-диапазон)
Уровень рассеянного излучения 0,00008 % (220 нм, Nal); 0,00005 % (340 нм, NaNO2); 0,0005 % (1420 нм, H2O); 0,005 % (2365 нм, CHCI3)
Фотометрический диапазон от - 6 до + 6 Abs
Фотометрическая точность (при 0,5 Abs), (при 1,0 Abs), (при 2,0 Abs) ± 0,002 Abs; ± 0,003 Abs; ± 0,006 Abs; ± 0,3 % Т
Фотометрическая воспроизводимость (при 0,5 Abs), (при 1,0 Abs), (при 2,0 Abs) ± 0,002 Abs; ± 0,003 Abs;
Дрейф нулевой линии < 0,0002 Abs/час
Уровень шума < 0,00005 Abs (500 нм); < 0,00008 Abs (900 нм); < 0,00003 Abs (1500 нм)
Размеры прибора 1020 х 660 х 270 мм
Масса 96 кг
Экспериментальные результаты. На рис. 3 приведены спектральные зависимости коэффициента пропускания дистиллированной воды и очищающих гелей для лица.
\ 1
2 3 /
" у - * ---- --- •
4
200 210 220 230 240 250 260 270 2S0 290 300
Л, нм
Рис. 3. Спектральные зависимости коэффициента пропускания косметологических
средств: 1 - Effacler, La Roche-Posay; 2 - Garnier; 3 - Perete Thermale, Vichy
Спектроскопией дальнего ультрафиолета на X = 200...300 нм определены спектральные зависимости исследуемых веществ. Из рис. 3 видно, что зависимости Effacler, La Roche-Posay, Garnier и Perete Thermale, Vichy не сильно отличаются друг от друга. Видимо это связано с химической формулой веществ. Наблюдаются не большие отклонения, но это связано с количеством мицелл в каждом из веществ.
Зависимости показывают на каком уровне находится коэффициент пропускания (Т) вещества. Для дистиллированной воды во всем диапазоне длин волн Т = 100 %. У Effacler, La Roche-Posay наблюдается небольшой всплеск на X = 290 нм. Это связано с химической компонентой, отвечающей за освежающее действие препарата.
130
Материал Garnier имел не существенные пики в области длин волн X = 250...260 нм, видимо это связано с химической составляющей отвечающей за успокоительное действие вещества.
A исследуемый агент Perete Thermale, Vichy имел небольшие провалы в области длин волн X = 210.220 нм. Это также связано с химической составляющей, отвечающей за смягчающее действие агента.
Проведя экспериментальные исследования можно на рис. 3 увидеть, что максимальные значения коэффициента пропускания: Effacler, La Roche-Posay X = 290 нм, Garnier X = 250 нм и у Perete Thermale, Vichy X = 280 нм.
Заключение. Проведено исследование Effacler, La Roche-Posay, Garnier и Perete Thermale, Vichy в диапазоне длин волн X = 200.300 нм. Показано, что у каждого исследуемого вещества свои определенные оптические свойства. Оптические параметры веществ (коэффициент пропускания) отличаются друг от друга. Но хотелось бы отметить, что данные материалы имеют кривые распределений не сильно отличающиеся, видимо это связано с качеством исследуемых объектов. Представленная статья могла бы быть полезной для косметологической индустрии, в частности, для производителей очищающих гелей для лица, а также для оптического приборостроения.
Список литературы
1. Seite Sophie. Thermal waters as cosmeceu-ticals: La Roche-Posay thermal spring water example // Clinical, Cosmetic and Inves-tigational Dermatology. 2013. Vol.6. Pp. 23-28.
2. Евсеева С.Б. Фитокомпоненты в составе косметических средств для ухода за жирной кожей и лечения акне // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. №10 (5). С. 874-878.
3. Mollakhalili Meybodi N., Mohammadifar M.A., Naseri A.R. Effective factors on the stability of oil-in-water emulsion based beverage: a review // Journal of Food Quality and Hazards Control. 2014. №1. P. 67-71.
4. Halevy S., Sukenik S. Different modalities of spa therapy for skin diseases at the Dead Sea area // Archives of Dermatology. 1998. Vol. 134. № 11. P. 1416-1420.
5. Бородянский Ю.М., Майоров Е.Е., Попова Е.В., Петрова E.A., Хохлова М.В., Черняк T.A. Исследование разработанного спектрального прибора, работающего в ультрафиолетовом диапазоне длин волн // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2021. № 11. С. 8-15. DOI: 10.25791/pribor.11.2021.1301.
6. Майоров Е.Е., Колесниченко С.В., Цыганкова T.A., Машек A.4., Константинова A.A., Писарева E.A. Исследование дезинфицирующих средств автоматизированным спектрометром, работающим в видимой области спектра // Научное приборостроение. 2021. Т.31. №4. С. 79-87.
7. Майоров Е.Е., Бородянский Ю.М., Петрова E.A., Попова Е.В., Дагаев A.B., Хохлова М.В. Исследование фотометрических свойств раствора щелока после каустификации // Известия тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып.12. С.261-265. DOI: 10.24412/2071-6168-2021-12-261-265.
8. Майоров Е.Е., Колесниченко С.В., Цыганкова T.A., Писарева E.A., Машек A.4., Константинова A.A. Измерение фотометрических параметров продукции целлюлозно-бумажной промышленности разработанным колориметрическим датчиком // Известия тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып.12. С.275-279. DOI: 10.24412/2071-6168-2021-12-275-279.
9. Майоров Е.Е., Шаламай Л.И., Мендоса Е.Ю., Лампусова В.Б., Оксас Н.С. Спектральные методы и средства исследований оптических свойств стоматологического материала на основе метилметакрилатных смол // Медицинская техника. 2021. № 6. С.24-27.
10.Шаламай Л.И., Оксас Н.С., Лампусова В.Б., Мендоса Е.Ю., Майоров Е.Е. Экспериментальные исследования спектров оптического поглощения и пропускания стоматологического реставрационного материала разной толщины // Dental Forum. 2022. № 1. С. 22-26.
11.Цыганкова T.A., Майоров Е.Е., Колесниченко С.В., Константинова A.A., Машек A.4., Писарева E.A. Экспериментальное исследование разработанной спектроколориметриче-ской системы для изучения оптических свойств жидкофазных сред пищевой промышленности // Приборы. 2022. № 3 (261). С.22-28.
12.Шаламай Л.И., Мендоса Е.Ю., Майоров Е.Е., Лампусова В.Б., Оксас Н.С. Получение спектральных зависимостей коэффициента пропускания композитного материала, блокирующего влияние темноты полости рта при реставрации сквозных дефектов коронковой части передних зубов. // Стоматология для всех. 2022, №1(98): 52-57. DOI: 10.35556/idr2022-1(98)52-57.
13.Шаламай Л.И., Мендоса Е.Ю., Майоров Е.Е., Лампусова В.Б., Оксас Н.С Применение метода молекулярной спектроскопии для количественного анализа твердофазных стоматологических образцов // MEDICUS. 2022. № 2 (44). С. 54-60.
14.Бородянский Ю. М., Колесниченко С. В., Майоров Е. Е., Константинова А. А., Петрова Е. А., Попова Е. В. Абсорбционная спектроскопия стеклоомывающих жидкостей для автомобилей // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2022. Т. 65, № 7. С. 520526. DOI: 10.17586/0021-3454-2022-65-7-520-526.
15.Кузьмина Д.А., Шаламай Л.И., Мендоса Е.Ю., Майоров Е.Е., Нарушак Н.С. Флуоресцентная спектроскопия для анализа пломбировочных материалов и твердых тканей зубов in vitro // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2021. Т. 64. № 7. С. 576-582. DOI: 10.17586/0021-3454-2021-64-7-576-582.
16.Кузьмина Д.А., Мендоса Е.Ю., Майоров Е.Е., Нарушак Н.С., Шаламай Л.И. Спектроскопия отражения тканей зубов in vitro и наногибридных реставрационных материалов // MEDICUS. Международный медицинский научный журнал. 2020 № 5 (35). С. 68-73.
17.Майоров Е.Е., Черняк Т.А., Цыганкова Г.А., Машек А.Ч., Константинова А.А., Писарева Е.А. Спектральное исследование текстильного оптического отбеливателя и органического красителя // Научное приборостроение. 2021. Т. 31. № 1. С. 73-83. DOI: 10.18358/np-31-1-e010
Майоров Евгений Евгеньевич, канд. тех. наук, доцент, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП),
Афанасьева Ольга Владимировна, канд. тех. наук, доцент, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП),
Соколовская Мария Владиславовна, старший преподаватель, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП)
INVESTIGATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF COSMETOLOGY PRODUCTS BY A SPECTROPHOTOMETER OPERATING IN THE FAR ULTRAVIOLET WAVELENGTH RANGE
E.E. Maiorov, O.V. Afanaseva, M.V. Sokolovskaya
The optical properties of cosmetology products are investigated by a spectrophotometer operating in the far ultraviolet wavelength range. The cosmetic industry pays great attention to the quality of modern cleaning products for facial care, so checking these agents for authenticity is important, which means that the issues raised in the work are promising and relevant. The objects of the study are presented, as well as the appearance and optical scheme of the measuring device. Spectral dependences of the transmittance coefficient of cosmetic products were obtained and it was revealed that the maximum values of the transmittance coefficient were: Effacler, La Roche-Posay X = 290 nm, Garnier X = 250 nm and Perete Thermale, Vichy X = 280 nm.
Key words: spectral device, transmittance, cosmetology, radiation wavelength, facial cleansing gels, range, optical properties.
Maiorov Evgeny Evgenievich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg state university of aerospace instrumentation (GUAP),
Afanaseva Olga Vladimirovna, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg state university of aerospace instrumentation (GUAP),
Sokolovskaya Maria Vladislavovna, senior lecturer, [email protected], Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg state university of aerospace instrumentation (GUAP)
УДК 621.396.24
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-8-133-138
ОСОБЕННОСТИ И ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ АЛГОРИТМА МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА К ГРУППЕ АНИЗОТРОПНЫХ РАДИОКАНАЛОВ
Р.С. Панин
Статья посвящена изучению особенностей обеспечения множественного доступа в перспективных проектируемых в интересах обороноспособности и безопасности государства сетей декаметровой (ДКМ) радиосвязи специального назначения (СДРС СН). Предполагается, что доступ станций к канальному ресурсу сети осуществляется по методу множественного доступа с контролем занятости. Предложены к рассмотрению основные особенности построения и функционирования СДРС СН, функционирующей при коллективном использовании выделенного частотного ресурса в режиме псевдослучайной перестройки частоты (ППРЧ). Исследованы проблемные вопросы и предложена методика выбора параметров алгоритма множественного доступа к группе коллективно используемых радиоканалов.
Ключевые слова: декаметровая радиосвязь, псевдослучайная перестройка рабочей частоты, частотный ресурс, алгоритм множественного доступа.
В настоящее время к современным системам радиосвязи автоматизированными системами управления специального назначения предъявляются высокие требования по обеспечению достоверности, своевременности и скрытности передачи информации. При этом становится актуальным решение задач повышения организационно-технических возможностей автоматизированных систем ДКМ радиосвязи. Целый ряд технико-экономических и эксплуатационных достоинств декаметровой радиосвязи (оперативность, гибкость, быстрая восстанавливаемость, дешевизна) несмотря на ее известные недостатки (относительно малая пропускная способность, зависимость качества связи от условий распространения радиоволн, подверженность различного рода помехам) обусловливает необходимость (целесообразность) не только сохранения этого вида связи в качестве одного из основных средств, но и как важнейшего резерва при обеспечении эффективного и устойчивого функционирования современных территориально распределенных систем управления в случаях выхода из строя или восстановления других видов связи [1, 2].
Одной из главных тенденций развития и совершенствования системы ДКМ радиосвязи является автоматизация управления процессами установления связи и ведения радиообмена применительно к отдельным линиям, а также к радиоцентрам и сетям радиосвязи в целом. Внедрение на радиоцентрах автоматизированных систем контроля и управления радиосвязью позволяет повысить оперативность функционирования радиоцентров и сетей в целом и достигнуть требуемых технико-эксплуатационных характеристик радиосвязи.
Другой важнейшей тенденцией развития системы ДКМ радиосвязи является переход от традиционных, морфологически безызбыточных структур сетей, основанных на применении закрепленных прямых каналов радиосвязи между пользователями, к распределенным многосвязным, динамически управляемым системам множественного доступа (СМД) с возможностью образования обходных путей передачи сообщений через радиоцентры-ретрансляторы. Реализация таких сетевых структур при автоматизации процессов установления и ведения связи, коммутации пакетов на радиоцентрах, а также организации адаптивной маршрутизации информационных потоков существенно повысит своевременность доставки сообщений потребителям при обеспечении требуемых показателей структурной устойчивости сетей радиосвязи. В такой СМД возможна организация не только прямых линий радиосвязи, но и различных обходных маршрутов, где каждый из радиоцентров способен выполнить функцию радиоцентра-ретранслятора. Основными особенностями и преимуществами такой сети являются:
