一氧化二氮

一氧化二氮 (Nitrous Oxide) 化妆品成分专业评估报告

1. 基础信息 & 来源

INCI名称

Nitrous Oxide (CAS 10024-97-2)

化学特性

无色不可燃气体，微甜气味，分子式：N₂O，分子量：44.013 g/mol

天然来源

• 大气微量成分 (浓度约0.3 ppm)
• 微生物硝化/反硝化作用的天然产物
• 无已知植物或动物直接提取来源 (工业应用均为合成制备)

化妆品来源

• 100%工业合成：硝酸铵热分解法制备 (NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O)
• 高压液化储存于专用钢瓶
• 纯度要求：≥99.0% (药用/食品级标准)

2. 皮肤作用机制与宣称功效

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键研究发现简述	起效浓度
气雾推进剂	物理性推进内容物	充分证实	通过快速膨胀实现内容物雾化喷射	100%推进相
发泡剂	搅动过程释放气体形成泡沫	充分证实	在奶油枪等装置中实现即时发泡	与内容物混合
"皮肤麻醉"	NMDA受体拮抗理论	体外推测	医学麻醉需持续吸入高浓度气体	局部应用无效
"抗炎作用"	NOS酶调节假说	无直接证据	系统给药有神经调节作用，无局部验证	未知

注： 红色标注功效缺乏化妆品应用证据；灰色机制为理论推测

详细作用机制说明：

作为气体推进剂时，N₂O在压力容器中保持液态，阀门开启后瞬间气化膨胀（体积增大约600倍），提供均匀稳定的推进力。其低沸点(-88°C)确保完全气化无残留。在发泡产品中，溶解于奶油基质的N₂O在减压释放时形成均匀微气泡结构。

* 医学麻醉机制：通过抑制NMDA型谷氨酸受体和激活GABA通路产生中枢神经抑制作用，该机制需持续吸入30%以上浓度气体，与化妆品局部接触无关。

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质	基本性质	化妆品功能
单一气体分子	N₂O	• 密度：1.98 g/L (气态) • 水溶性：1.5 g/L (20°C) • 临界温度：36.4°C	推进/发泡基质
杂质控制	• NO₂ • NH₃ • CO	• 严格限制≤50 ppm • 有刺激性/毒性	安全性关键指标

分子结构特征

直线型分子（N-N-O键角180°），共振杂化体介于N≡N⁺-O⁻和⁻N=N⁺=O之间。热分解产物：N₂ + 1/2O₂ (300°C以上)

4. 配方应用与协同效应

主要应用类型

• 气雾剂产品推进剂：占比30-50%配方
• 即时发泡产品：奶油/摩丝类 (溶解浓度~8g/L)
• 医用冷喷装置：皮肤冷却镇痛

配方技术要点

• 需耐压≥60psi的专用容器
• 与烃类推进剂（丁烷/丙烷）兼容
• 水分控制：防止生成腐蚀性硝酸

协同成分

• 乳化体系：与硬脂酸甘油酯协同稳定泡沫结构
• 乙醇：增强N₂O溶解度（最高15g/L）
• 二甲醚：混合推进剂降低爆破风险

5. 安全性与适用性

安全评估

• CIR评估结论："作为推进剂安全，但禁止宣称药理作用" (CIR Expert Panel, 2012)
• 皮肤接触：惰性无刺激（气态）
• 眼部接触：可能引起暂时性冻伤（-40°C喷射流）
• 吸入风险：高浓度导致缺氧/意识丧失

禁用情况

• 含亚硝胺前体配方：可能与仲胺反应生成NDMA致癌物
• 密闭空间大量使用（缺氧风险）
• 孕妇/呼吸疾病患者慎用

法规限制

• 欧盟EC No 1272/2008：加压容器特殊标识
• FDA 21CFR 184.1545：仅限推进剂用途
• 中国《化妆品安全技术规范》：推进剂用量≤85%

6. 市场定位与消费者认知

产品定位

• 中低端气雾产品（发胶/防晒喷雾）
• 专业沙龙用染发膏/烫发剂
• 医疗敷料冷喷剂（器械类）

消费者误解

• 误认"笑气"有护肤功效：实际为中枢神经作用
• 混淆医用与化妆品用途
• 过度担忧亚硝胺风险（实际发生率<0.001%）

市场趋势

因环保压力（GWP=298）逐渐被HFO类推进剂替代 (2021年欧盟减排指令)

7. 总结与展望

科学共识

• 高效安全的物理性推进剂/发泡剂
• 无直接皮肤生物学活性
• 亚硝胺生成风险需严格原料控制

技术挑战

• 环保替代品开发（HFO-1234ze等）
• 压力容器安全标准提升
• 杜绝滥用导致的健康事件

创新方向

• * 微泡给药系统载体（理论探索阶段）
• 精密控温冷疗设备
• 可降解压力容器配套技术

专家建议

严格限制于推进/发泡功能，禁止功效性宣称。配方中避免胺类化合物共存，优先选择环保替代推进剂。医疗用途需明确区分监管类别。