【CIRS功效评价与技术实践】第25期——角质层胶带剥离法的细节

皮肤最外层的角质层，是药物渗透、皮肤屏障研究和化妆品评价的靶点。角质层胶带剥离法看似简单——贴上去、撕下来，但真正用好它，需要搞清楚3个问题：胶带剥离什么时候该停？每片胶带到底剥离了多少角质层？以及哪些因素在影响胶带剥离结果？

一、角质层胶带剥离法

角质层（stratum corneum, SC）是皮肤最外层结构，由角质细胞和细胞间脂质组成，构成皮肤屏障的“砖墙结构”。角质层既是防止体内水分流失的主要屏障，也是阻挡外源性物质侵入的第一道防线。

正因如此，绝大多数物质经皮渗透的限速步骤都发生在角质层。无论是研发外用药物，评价皮肤屏障功能，还是研究化妆品功效，都需要知道活性成分进入角质层的深度和浓度分布。胶带剥离法（tape stripping）就是研究这些问题的核心方法。该方法听起来很简单：将粘性胶带贴附于皮肤表面，保持一定压力后迅速揭下，胶带就会粘走一层角质细胞。连续多次剥离，就能逐层“拆开”角质层，分析不同深度的物质分布。胶带剥离法如今已广泛应用于：

• 皮肤屏障功能评估

• 外用药物的皮肤药代动力学（DPK）研究

• 化妆品活性成分的渗透分布评价

• 皮肤疾病状态下的角质层特性分析

但“简单”的操作方法背后，却藏着不少细节。如果不能准确把握，所有数据都会失去意义。

二、剥离终点的确定

胶带要剥离多少片才够？这是实验设计中最关键的问题之一。目前很多研究仍采用固定剥离次数的做法，从20片到100片不等[1]。但不同人、不同部位、不同胶带，角质层厚度和剥离效率差异很大。固定剥离20片，有的人可能早就撕到活性表皮了，有的人可能角质层还没撕完。采用固定总胶带数的做法并不可取。

1. 经皮水分损失法

经皮水分损失（transepidermal water loss, TEWL）是评价皮肤屏障功能的经典指标。理论上，角质层越薄，TEWL越高。因此有人尝试用TEWL来判断剥离终点。

但TEWL灵敏度不足，无法检测单片胶带剥离带来的角质层厚度微小变化。因为在剥离初期（如前几片），角质层厚度的微小变化可能被测试仪器的噪音所掩盖[2]。因此，TEWL更适合用于判断是否已剥离了绝大部分角质层，例如当TEWL值升至基线值的6倍以上时，可认为角质层已被去除[3]。

图1 TEWL随剥离次数的变化趋势图（■：TEWL；○：1/TEWL；▲：430 nm 处的吸光度）（来源：文献2）

2. 红外光密度法（IRD）

采用Squame Scan 850A等仪器通过发射850nm的红外光穿透贴有角质层的胶带，测定光强的衰减程度（即伪吸光度）。其原理是角质细胞聚集体的光散射、反射与衍射特性会导致光强下降，且下降程度与胶带上的角质层蛋白含量呈线性相关[1]。该方法最大的优势在于快速、无损。胶带测定后仍可完好保存，用于后续的活性成分提取、分析，实现“同一样本，双重用途”。

更重要的是，IRD法具备实时判定终点的能力。当连续多片胶带的吸光度读数下降到定量下限（LLOQ）以下时，即提示剩余角质层已不足总量的5%，显微镜下观察也已几乎剥离至表皮交界处，此时即可停止实验[1]。

图2 三名不同受试者皮肤的横截面：完整皮肤（a、c、e）；持续胶带剥离达到LLOQ后的皮肤（b、d、f）（来源：文献1）

3. 蛋白质定量法

BCA法、Lowry法等传统方法，通过化学试剂将胶带上的角质层蛋白质提取出来，利用显色反应定量。虽然这种方法破坏了样本，无法再进行其他分析，但其结果准确可靠，常用于校准IRD等新方法[4]。

图3 随剥离次数增加的角质层蛋白质含量变化（来源：文献4）

4. 形态学观察

在体外研究中，形态学观察是最直接、最无可辩驳的终点判定标准。通过对离体皮肤进行苏木精-伊红（HE）染色或番红染色，在光学显微镜下直接观察皮肤横截面[5]。研究显示，胶带剥离次数与剩余角质层厚度、细胞层数均呈高度线性相关。当显微镜视野中不再出现着色的扁平角质细胞带时，即可判定角质层已被完全去除。这种方法虽然耗时，但它可以用来验证其他方法准确性。

图4 经苏木精-伊红（HE）染色后，皮肤最外层的显微镜图像，放大倍数为40倍。左：胶带剥离前；右：剥离20条胶带后（来源：文献5）

三、角质层剥离量的定量

要测量每片胶带剥离了多少角质层，目前主要有三类方法。

1. 重量法

最直观的方法是称量胶带剥离前后的重量差[4]。但它有两个明显短板：

• 皮肤表面的汗液、脂质、外用制剂都会增加重量，造成非特异性干扰。

• 胶带本身容易带静电，称量前必须放电，否则结果不可靠。

2. 蛋白质测定法

可以通过测定胶带上的蛋白质含量来推算角质层量。常用方法包括Lowry法、Bradford法、BCA法，BCA法的线性范围宽、准确度高。但它需要用氢氧化钠提取胶带，属于破坏性检测——同一片胶带测了蛋白质，就没法再测其他物质含量了[1]。这在化妆品活性成分渗透、皮肤药代动力学研究中是个大问题。

3. 红外光密度法（IRD）

IRD法的原理是用850nm波长的光透射过粘有角质层的胶带，角质细胞的光散射、反射和衍射会导致光强衰减，这种“伪吸光度”与胶带上的角质层蛋白量呈线性相关[1][4]。

一项人体研究中，纳入12名志愿者，共剥离240片胶带，证实IRD法与重量法的测定数据具有线性相关性（r²=0.65, p<0.0001）[4]。进一步在体外实验中验证，IRD法计算的角质层深度与BCA蛋白测定法的准确度相当[1]。

IRD法的两大核心优势：

• 无损检测：同一片胶带可以先测IRD确定深度，再测其他物质含量。

• 实时读数：剥离后3 min即可出结果，实验过程中就能快速得到结果。

除了850nm的IRD，还有430nm波长的可见光光谱法。研究显示，430nm吸光度与单片胶带剥离的角质细胞质量也具有良好相关性[2]。

四、其他影响因素

胶带剥离法看似简单，实则对实验条件要求极高。文献中详细揭示了几个关键的影响因素，这些因素如果控制不当，将导致巨大的数据偏差。

1. 皮肤纹理影响

皮肤表面并非光滑平面，而是分布着深浅不一的纹理（皮沟、皮嵴）。这些纹理在胶带剥离实验中会制造一个系统性偏差：外用物质会滞留在纹理中，被后续胶带带走，从而被误判为“渗透进入角质层深层”的物质。

研究人员用非渗透性荧光探针（0.2 μm微球和150 kDa FITC-葡聚糖）做了一个实验。这些探针粒径足够大，根本无法渗透进入角质层，因此胶带上检测到的所有荧光都来自皮肤纹理滞留。

结果发现：人皮样本中，皮肤纹理的影响主要集中在前10片胶带上，而猪皮样本中，皮肤纹理影响延伸至前14片（因为猪皮胶带剥离效率更低）。前两片剥离的胶带回收了78%以上的探针（代表皮肤表面沉积），第3~10片胶带回收的探针，对应滞留在皮纹中的物质。因此对于角质层渗透能力弱的物质，或渗透早期、角质层中活性物质浓度较低的实验，皮肤纹理内的滞留可能造成显著的定量偏差[6]。

虽然通过溶剂冲洗可以部分减少皮肤纹理滞留物，但效果取决于研究对象的理化性质。

图5 皮肤纹理对胶带剥离结果的影响（每张图像右上角的数字表示从该区域剥离的胶带编号）（来源：文献6）

2. 胶带种类影响

胶带的种类和性能是决定剥离效率的核心因素，通过对比不同配方的压敏胶（PSA），揭示了显著的差异。高粘附型（如PSA-A）：拥有极强的剥离力，单次剥离即可去除多层角质细胞。仅需剥离3-4次，其效果可能相当于普通胶带剥离10-20次。这类胶带适用于需要快速削弱屏障、促进药物渗透的实验场景。温和型（如PSA-B）：首次剥离量可观，但随后剥离量急剧下降，难以彻底剥离角质层。其特点是作用于表层，温和安全，更适用于美容祛角质等场景。标准型（如D-Squame）：这是科研和临床最常用的标准胶带，其粘附力适中，是大多数定量研究的首选[7]。

不同胶带粘附力的差异，会直接导致同一部位、相同剥离次数下，采集到的角质层质量天差地别。

图6 不同压敏胶（PSA-A， PSA-B，市售胶带）剥离次数对角质层累计去除重量的影响（来源：文献7）

3. 操作人员影响

一项研究表明，两名训练有素的研究人员在对同一批受试者进行胶带剥离时，虽然总角质层采集量差异不显著，但达到终止标准（TEWL达到基线值6倍）所需的胶带数量存在明显差异[3]。这可能源于揭胶带的速度、角度或施压力度的细微不同。研究者1可能揭带速度更快，导致单次剥离量较少，从而需要更多的胶带才能完成总角质层的采集；而研究者2操作较慢，单次剥离量大，所需胶带数较少。这种差异会影响对物质渗透速度的解读。

图7 不同研究者测得的胶带剥离SC质量（来源：文献3）

但是只要方案足够严格（固定实验区域面积、采样面积、施压装置、TEWL终点标准），研究者间的结果具备可重复性；但活性物质质量的差异大，需要通过增加受试者数量来控制[3]。

五、结语

角质层胶带剥离法是一项“细节决定成败”的技术。它的原理不复杂，但每一个环节——胶带选择、施压方式、终点判断、数据校正——都在影响最终结果的可靠性。理解这些方法学细节，不是为了把实验做复杂，而是为了让数据真正可信。

对于科研人员和产品开发者而言，理解并控制好这些变量，是利用好这个方法的前提。它不仅能帮我们看清活性成分如何跨越皮肤的防线，更能指引我们优化产品配方，最终实现更安全、更有效的皮肤护理。

参考文献

[1] Hahn T, Hansen S, Neumann D, et al. Infrared densitometry: a fast and non-destructive method for exact stratum corneum depth calculation for in vitro tape-stripping. Skin Pharmacol Physiol. 2010;23(4):183-92. doi: 10.1159/000288165.

[2] Weigmann HJ, Ulrich J, Schanzer S, et al. Comparison of transepidermal water loss and spectroscopic absorbance to quantify changes of the stratum corneum after tape stripping. Skin Pharmacol Physiol. 2005 Jul-Aug;18(4):180-5. doi: 10.1159/000085863.

[3] Shukla S, Bunge AL, Hassan HE, et al. Investigator Impact on Reproducibility of Drug Bioavailability in Stratum Corneum Sampling by Tape Stripping. Pharm Res. 2022 Apr;39(4):703-719. doi: 10.1007/s11095-022-03199-w.

[4] Mohammed D, Yang Q, Guy RH, et al. Comparison of gravimetric and spectroscopic approaches to quantify stratum corneum removed by tape-stripping. Eur J Pharm Biopharm. 2012 Sep;82(1):171-4. doi: 10.1016/j.ejpb.2012.05.018.

[5] Simon K, Oberender G, Roloff A. Continuous removal of single cell layers by tape stripping the stratum corneum - a histological study. Eur J Pharm Biopharm. 2023 Jul;188:48-53. doi: 10.1016/j.ejpb.2023.04.022.

[6] Alsheddi L, Ananthapadmanabhan K, Li SK. Influence of skin furrows on tape stripping in characterizing the depth of skin penetration. Int J Pharm. 2020 Feb 25;576:118903. doi: 10.1016/j.ijpharm.2019.118903.

[7] Kikuchi K, Todo H, Sugibayashi K. Usefulness of pressure-sensitive adhesives as a pretreatment material before application of topical drug formulations and a peeling tape for excess stratum corneum layers. Chem Pharm Bull (Tokyo). 2014;62(6):559-67. doi: 10.1248/cpb.c14-00087.

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