Optical spectroscopy method application in THz range for evaluating the impact of certain beauty products on the skin

Authors

  • Kuplevich M.A. Kuban State University, Krasnodar, Russian Federation
  • Strikitsa N.V. Kuban State University, Krasnodar, Russian Federation
  • Shostak E.S. Kuban State University, Krasnodar, Russian Federation
  • Kravchenko K.V. Kuban State University, Krasnodar, Russian Federation
  • Stroganova E.V. Kuban State University, Krasnodar, Russian Federation

UDC

535.3, 681.7

EDN

ETGGVK

DOI:

10.31429/vestnik-18-2-48-55

Abstract

The basis of the methodology for diagnosing the condition of the epidermis of the facial skin for the purpose of personal selection of cosmetics has been developed. The method is based on optical terahertz spectroscopy in the scanning mode of samples from 0 to 3.8 THz. The dependence of the reflection coefficient of the epidermis tissues of various types of facial skin on the water content in them in the THz range is established. The spectral mechanisms of functional evaluation of cosmetics of different skin types are determined. The obtained confidence intervals and the probability of repeatability of the experiment (more than 95%) show the prospects of using this technique for various diagnostic studies

Keywords:

terahertz frequency range, terahertz spectroscopy, human skin diagnostics

Funding information

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 19-42-230006 р_а и КНФ № МФИ-20.1/129.

Authors info

  • Maria A. Kuplevich

    аспирант кафедры оптоэлектроники Кубанского государственного университета

  • Nataliya V. Strikitsa

    студент магистратуры физико-технического факультета Кубанского государственного университета

  • Ekaterina S. Shostak

    студент магистратуры физико-технического факультета Кубанского государственного университета

  • Kristina V. Kravchenko

    студент магистратуры физико-технического факультета Кубанского государственного университета

  • Elena V. Stroganova

    д-р физ.-мат. наук, доцент кафедры оптоэлектроники Кубанского государственного университета

References

  1. Езерская А.А., Цуркан М.В., Смолянская О.А. Идентификация аминокислот, входящих в состав кожи человека, с помощью спектров диапазона 0,05–1,2 ТГц // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 2 (84). С. 50–54. [Ezerskaya, A.A., Curkan, M.V., Smolyanskaya, O.A. Identifikaciya aminokislot, vhodyashchih v sostav kozhi cheloveka, s pomoshch'yu spektrov diapazona 0,05–1,2 THz. Nauchno-Tehnicheskii Vestnik Informatsionnykh Tekhnologii, Mekhaniki i Optiki [Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics]. 2013, no. 2, pp. 50–54. (In Russian)]
  2. Смолянская О.А., Езерская А.А., Прожеев И.В. Терагерцовые спектры отражения кожи с дерматитами и морфологическими изменениями // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3 (85). С. 108–112. [Smolyanskaya, O.A., Ezerskaya, A.A., Prozheev, I.V. Teragercovye spektry otrazheniya kozhi s dermatitami i morfologicheskimi izmeneniyami. Nauchno-Tehnicheskii Vestnik Informatsionnykh Tekhnologii, Mekhaniki i Optiki [Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics]. 2013, no. 3, pp. 108–112. (In Russian)]
  3. Иомдина Е.Н., Селиверстов С.В., Сианосян А.А. Терагерцевое сканирование для оценки содержания воды в роговице и склере // Современные технологии в медицины. 2018. № 4. С. 143–150. DOI: 10.17691/stm2018.10.4.17 [Iomdina, E.N., Seliverstov, S.V., Sianosyan, A.A. Teragercevoe skanirovanie dlya ocenki soderzhaniya vody v rogovice i sklere [Terahertz scanning for evaluation of corneal and scleral hydration]. Sovremennye tehnologii v medicine [Modern Technologies in Medicine]. 2018, no. 4, pp. 143–150. DOI: 10.17691/stm2018.10.4.17 (In Russian)]
  4. Braly L.B., Cruzan J.D., Liu K. and et al. Terahertz laser spectroscopy of the water dimer intermolecular vibrations. I. (D2O)2 // Journal of chemical physics. 2000. Vol. 112 (23). P. 10293–10313. DOI: 10.1063/1.481708
  5. Braly L.B., Liu K., Brown M. G. and et al. Terahertz laser spectroscopy of the water dimer intermolecular vibrations. II. (H2O)2 // Journal of chemical physics. 2000. Vol. 112 (23). P. 10314–10326. DOI: 10.1063/1.481669
  6. Menlo Systems GmbH: official website. Режим доступа: https://www.menlosystems.com/ (дата обращения: 07.04.2021)
  7. Roggenbuck A., Schmitz H., Deninger A. and et.al. Coherent broadband continuous-wave terahertz spectroscopy on solid-state samples // New J. Phys. 2010. Vol. 12. 043017. DOI: 10.1088/1367-2630/12/4/043017
  8. Exter M., Fattinger Ch., Grischkowsky D. Terahertz time-domain spectroscopy of water vapor // Opt. Lett. 1989. Vol. 14. P. 1128–1130. DOI: 10.1364/ol.14.001128
  9. Globus T. and et.al. Low-Terahertz spectroscopy of liquid water // Terahertz Physics, Devices and Systems II // Proc. of SPIE. 2007. Vol. 6772. P. 67720S-1–67720S-11. DOI:10.1117/12.739859
  10. Дука М.В. Исследование спектральных характеристик, оптических свойств и биологического отклика нервных клеток, фибробластов и ДНК в диапазоне частот 0,1–2 ТГц: дис. канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург, 2014. 160 с. [Duka, M.V. Issledovanie spektral'nyh harakteristik, opticheskih svojstv i biologicheskogo otklika nervnyh kletok, fibroblastov i DNK v diapazone chastot 0,1–2 THz. Dis. kand. fiz.-mat. nauk [Investigation of spectral characteristics, optical properties, and biological response of nerve cells, fibroblasts, and DNA in the 0,1–2 THz frequency range. Cand. phys. and math. sci. diss.]. Saint-Petersburg, 2014, 160 p. (In Russian)]

Downloads

Download data is not yet available.

Issue

Pages

48-55

Section

Physics

Dates

Submitted

June 15, 2021

Accepted

June 21, 2021

Published

June 28, 2021

How to Cite

[1]
Kuplevich, M.A., Strikitsa, N.V., Shostak, E.S., Kravchenko, K.V., Stroganova, E.V., Optical spectroscopy method application in THz range for evaluating the impact of certain beauty products on the skin. Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation, 2021, т. 18, № 2, pp. 48–55. DOI: 10.31429/vestnik-18-2-48-55

Similar Articles

1-10 of 55

You may also start an advanced similarity search for this article.