發用化妝品包括育發、染發、燙發類的特殊用途化妝品和清潔、護發類的非特殊用途化妝品。它們的作用對象包括毛發及其賴以生長的皮膚區域（頭皮）。發用化妝品的品種繁多，功能和作用機理各異。例如洗發水用于清潔頭發和頭皮，護發素用于保護頭發纖維并提供理想的外觀和觸感，這些產品主要改變頭發表面的粗糙度、摩擦和粘附性能，而染發和燙發產品則主要通過改變頭發內部的化學成分及相關物理性質來實現其功能。針對頭發纖維的體外評價主要運用多種材料學和生物物理學儀器分析手段開展，包括顯微成像分析、光譜、蛋白質組質譜、機械張力和摩擦力學等分析方法。
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功效評價方法：顯微成像分析
運用各種顯微成像技術可方便地對頭發纖維的微觀結構進行觀察，并對包括化妝品、光照、機械損傷、干燥等對毛發的影響進行評估。
利用SEM可以對頭發纖維的微觀結構和形態學變化進行直接觀察，是對頭發進行顯微成像分析最常用的方法。例如頭發纖維表面毛鱗片的形態容易受到光照、風化和梳理的影響，而發梢與發尾通常存在明顯的老化差異。
AFM被廣泛地應用于研究頭發角質層的各種微納結構（如A層、外表皮、內皮細胞和細胞膜復合物），并用這些數據來比較研究環境因素和化妝品處理對頭發粗糙度和摩擦力學性質的影響，從而對產品的護發效果進行評價。
OCT可以分析毛發在相同部位由外界因素引起的結構和形態學變化，具有對同一部位的變化進行精確比較、減小測量誤差的優點。
功效評價方法：光譜分析
光譜分析是根據物質的光學特性，鑒別物質及確定其化學成分的技術。目前在發用化妝品功效評價中最常用的是紫外可見光譜、熒光光譜、紅外光譜和拉曼光譜。
紫外可見光譜（UV-Visiblespectroscopy）包括紫外可見光區域（320~780nm）的漫反射光譜（Diffusereflectancespectroscopy，DRS）和吸收光譜（Absorptionspectroscopy，AS）。漫反射光譜反映了物質在紫外可見光波段的反射率，常用于判斷樣品的色彩和明暗度。通過將放射率數值轉換為CIELab色彩空間，漫反射光譜可用于定量評價染護發產品處理后頭發纖維的光澤和顏色變化。
熒光光譜（Fluorescencespectroscopy）是指利用某些熒光物質在紫外光照射下產生熒光的特性進行物質的定性或定量分析的方法。頭發角蛋白中的氨基酸如色氨酸、酪氨酸、半胱氨酸都是熒光基團，因此可以通過熒光光譜評估頭發中蛋白質成分的降解以及護發產品中功效成分對毛發的保護作用。
傅里葉變換紅外光譜（Fouriertransforminfraredspectroscopy，FTIR）由化合物的分子振動能級在吸收紅外光照后發生躍遷而產生，包含了化合物的官能團、結晶態等結構信息。將FTIR與ATR衰減全反射相連，可直接對頭發纖維進行測量，利用紅外光譜的指紋特征性評估不同化妝品處理（如保濕、漂白和染色等）對頭發角蛋白分子結構和形態的影響。
拉曼光譜（Ramanspectroscopy，RS）是利用化合物受光照射后發生振動產生的非彈性散射光譜（“拉曼效應”），對物質的組成和分子結構進行定性和定量分析的技術。對頭發纖維拉曼光譜的測量，可以反映蛋白質主鏈的骨架振動、氨基酸的側鏈構象與存在形式以及外部環境變化引起的微小改變（S-S的構象和蛋白質分子的二級結構等）。
功效評價方法：色譜
色譜（Chromatography）分析是按物質在固定相與流動相間分配系數的差別而進行分離、分析的技術。在評價化妝品對毛發的損傷程度時，常利用色氨酸對蛋白質成分的損失進行定量評估，而用熒光分光光度法定量色氨酸容易受到檢測系統中其他熒光物質的影響。
此外，色譜還常與質譜聯用，廣泛用于化妝品中的功效成分或禁限用成分的定量檢測。
功效評價方法：質譜
質譜（Massspectrometry，MS）是將被測物質離子化，按離子的質荷比分離，通過測量各種離子譜峰的強度而實現分析目的的一種分析方法。毛發中的角蛋白和角蛋白締合蛋白（KAP）賦予了毛發重要的結構和機械性能。基于蛋白質組學的質譜技術可以通過鑒定毛發中存在的所有角蛋白和主要KAP中氨基酸基團的修飾變化，從而對不同化妝品處理或環境因素對毛發纖維蛋白質的影響進行表征。
使用LC-MS/MS鑒定堿處理、漂白處理前后毛發樣品中蛋白質含量變化，結果表明堿處理會輕微增加毛發的氧化損傷程度，而漂白處理對毛發角蛋白（主要是半胱氨酸）造成明顯的氧化損害。
功效評價方法：熱分析
熱分析是在程序控溫下，測量物質的物理性質隨溫度變化的一類技術，包括熱重分析（TG）、衍生熱重分析（DTG）、差熱分析（DTA）和差示掃描量熱法（DSC）。其中，DSC常用于角蛋白變性溫度以及角蛋白變性焓的測定。近年來，DSC越來越多地用于護發產品的功效評價。
通過DSC可評估毛發角蛋白降解和評價化妝品對損傷毛發的修復效果。結果表明，隨著熱處理溫度從205℃上升到232℃，角蛋白的變性溫度和變性晗均顯著下降，蛋白質降解更加嚴重，而使用聚合物（月桂基甲基丙烯酸酯共聚物、聚季銨鹽-55等）對毛發進行處理后，可有效降低角蛋白的熱降解和減輕毛小皮損傷。
功效評價方法：機械性能分析
毛皮質中的α-角蛋白和二硫鍵決定了毛發纖維的機械性能（拉伸性和扭轉性）。與此同時，毛發的機械性能還受到各種環境因素的影響：相對濕度或溫度的升高會導致楊氏模量的降低和延展性的增加，而扭曲會對毛發纖維造成傷害，導致斷裂應力、斷裂應變和楊氏模量的降低。
對毛發的拉伸等機械性能分析可以利用美國英斯特朗INSTRON系列萬能材料測試儀、英國戴亞斯特隆公司（Dia-Stron）MTT拉伸試驗機等儀器進行測定，測試參數包括拉伸強度、斷裂應力、斷裂應變曲線、斷裂伸長率等。毛發纖維在外力作用下的拉伸性和扭轉性還與其柔韌性相關，除了護發產品，還可用于評價毛發造型類產品。
功效評價方法：梳理性能表征
發纖維的摩擦系數和彈性特性是毛發梳理性能中的重要物理參數。與毛發的摩擦學特性緊密相關的是其毛干表面的脂質（18-甲基二十烷酸）和角蛋白構成的毛鱗片。當毛發光老化或損傷后，脂質流失、毛鱗片變得翹起、剝落，就會導毛發表面變得粗糙，摩擦系數上升，同時手觸摸時的柔軟度下降，毛發變得難以梳理或易打結。
因此，表征毛發表面的摩擦學性質對于量化梳理性能和評估洗護發產品的功效十分重要。
