李思龍,李啟艷,刁飛燕,胡文岳
(山東省食品藥品檢驗研究院,山東省食品藥品安全檢測工程技術(shù)研究中心,山東 濟南 250101)
水楊酸酯類紫外線吸收劑屬于鄰位取代芳香族化合物的一種,能夠選擇性地吸收日光內(nèi)的紫外線,從而達到防曬的效果[1]。由于此類化合物具有潤滑、性質(zhì)穩(wěn)定以及防水等特點,能夠提升某些不溶性化妝品組分的增溶效果,同時能夠?qū)⑵溆喾罆駝┑姆罆褡饔糜行嵘?,故而其常被添加于各類防曬化妝品中[2-4]。
隨著人們的防曬意識不斷提升,防曬化妝品的類別也在與日俱增,大眾對于防曬化妝品的品質(zhì)與安全性的需求也在同步提高[5]。若防曬化妝品中的水楊酸酯類紫外線吸收劑含量超標,易導(dǎo)致使用者出現(xiàn)皮膚刺激、敏感以及光中毒等問題[6,7]。為此,為滿足大眾的使用需求,需對各類防曬化妝品中常用的水楊酸酯類紫外線吸收劑含量實施有效地測定和控制[8]。
較普通的萃取技術(shù)而言,超聲萃取技術(shù)具有高效、安全、投入低與快速等優(yōu)點,是近些年發(fā)展較為迅速的一種新型分離技術(shù)。高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)是一種較為常用的化合物分析方法,經(jīng)常被用于對防曬劑的測定中,具有靈敏度高、重現(xiàn)性能好以及分離效率高等特點。目前,HPLC 法已逐漸成為實施化合物分析的關(guān)鍵方法[9,10]。
基于此背景,本文將超聲萃取與HPLC 法相結(jié)合,將其應(yīng)用于對化妝品水楊酸的測定中,完成對防曬化妝品中各類水楊酸酯類紫外線吸收劑含量的測定,為實現(xiàn)對防曬化妝品紫外線吸收劑含量的有效監(jiān)管、保障消費者的使用安全性提供有效支持。
Waters 2695 型高效液相色譜儀(美國waters 公司);XK96-B 型旋渦混合器(姜堰市新康醫(yī)療器械有限公司);MS105DU 型電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司);KQ-500DE 型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);Universal 320R 型高速冷凍離心機(德國Hettich 公司);Waters 2998 型二極管陣列檢測器(美國waters 公司)。
7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑標準物質(zhì)依次為水楊酸芐酯、水楊酸己酯、水楊酸乙基己酯、水楊酸苯酯、水楊酸辛酯、水楊酸三甲環(huán)己酯、水楊酸異十六酯,且各標準物質(zhì)的純度均大于等于98.99%。甲醇與HAc 均為AR 級,水為二次去離子水,其余試劑均為分析純。
各類水楊酸酯類紫外線吸收劑標準儲備溶液的制備:向50mL 燒杯內(nèi)稱取40mg 水楊酸酯類紫外線吸收劑(水楊酸酯類 東莞市廣思遠聚氨酯材料有限公司),采用甲醇(色譜純 東港市海捷精化有限公司)溶解之后轉(zhuǎn)移至50mL 容量瓶內(nèi),通過甲醇定容后放置于避光處以4.2℃保存;制備各類水楊酸酯類紫外線吸收劑混合標準溶液,向100mL 容量瓶內(nèi)分別移取各類標準儲備溶液10mL,并通過水定容。
1.2.1 色譜條件 色譜柱:Agilent ZORBAX SBC8,其規(guī)格參數(shù)為4.6×250mm、5μm,流動相A 為甲醇(53),流動相B 與流動相C 分別為水(45)和HAc(2),進樣量為12μL,柱溫為23℃,檢測波長為320nm,流速為1.02mL·min-1。流動相的梯度洗脫條件見表1。
表1 梯度洗脫條件Tab.1 Gradient elution conditions
1.2.2 樣品預(yù)處理 向15mL 離心管內(nèi)準確稱取市售防曬化妝品樣品1.00g,并加入6mL 乙酸乙酯溶劑,通過旋渦混合器混合1.2min,在溫度為22℃的條件下實施12min 的超聲萃取。然后將其冷卻為室溫,采用甲醇定容并混合均勻,9000r·min-1轉(zhuǎn)速離心處理6min,取上清液通過0.45μm 過濾膜實施過濾。
在相同溫度條件下,7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑混合標準溶液的色譜圖見圖1。圖1 中,(1)~(7)依次為水楊酸芐酯、水楊酸己酯、水楊酸乙基己酯、水楊酸苯酯、水楊酸辛酯、水楊酸三甲環(huán)己酯、水楊酸異十六酯。
圖1 各混合標準溶液色譜圖Fig.1 Chromatogram of each mixed standard solution
2.2.1 萃取溶劑選取 通常情況下,水楊酸酯類紫外線吸收劑的極性為弱極性[11,12]。因此,以相似相溶原理為依據(jù),實驗分別對乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮、正己烷、甲醇及乙醇6 種萃取溶劑實施對比。通過對比6 種萃取溶劑對防曬化妝品內(nèi)7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的萃取效率,獲得最佳萃取溶劑,實現(xiàn)對萃取溶劑的選取。對比結(jié)果見表2。
表2 各種溶劑的萃取效率對比結(jié)果(%)Tab.2 Comparison results of extraction efficiency of various solvents(%)
由表2 結(jié)果可知,在6 種萃取溶劑對7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的萃取效率結(jié)果中,乙酸乙酯的萃取效率相對較高,萃取效率平均值可達88.0%;萃取效率最低的為丙酮溶劑,其萃取效率平均值僅為78.1%。因此,選取乙酸乙酯作為實驗萃取溶劑。
2.2.2 萃取條件選取 將乙酸乙酯作為萃取溶劑,通過超聲萃取的萃取溶劑用量(A)、萃取溫度(B)以及萃取時間(C)3 個關(guān)鍵影響因素設(shè)計正交實驗(L9(33)),實驗結(jié)果見表3。
表3 正交實驗結(jié)果統(tǒng)計表Tab.3 Statistical table of orthogonal experiment results
由表3 中正交實驗設(shè)計與實驗結(jié)果,通過極差分析法運算后所得結(jié)果見表4。
表4 正交實驗分析結(jié)果Tab.4 Analysis results of orthogonal experiment
在實施超聲萃取過程中,萃取溫度是影響超聲萃取效率的最關(guān)鍵因素,其次為萃取時間與萃取溶劑用量[13,14]。由表4 結(jié)果可知,超聲萃取的最佳萃取條件可選取為22℃的萃取溫度、12min 的萃取時間以及6mL 的乙酸乙酯萃取溶劑。
2.2.3 檢測波長的選取 由于不同種類的水楊酸酯類紫外線吸收劑對紫外波長的最高吸收峰各有不同[15]。因此,為確準各種水楊酸酯類紫外線吸收劑的吸收光譜,可通過紫外可見吸收光度檢測器對7種水楊酸酯類紫外線吸收劑實施光譜檢測。本文選
用的液相色譜檢測器為二極管光電陣列檢測器(DAD),可在實施檢測的同時,記錄各個色譜的峰前、峰中及峰后的光譜圖,通過所記錄光譜圖對峰純度與分離情況實時辨別。同時DAD 在檢測時還能夠通過光譜掃描將三維色譜光譜圖獲取到。實驗中光譜掃描7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑所選取的區(qū)間為110~410nm,通過所獲取的7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的紫外吸收光譜圖得知,7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的吸收光譜圖相似度較高,最高吸收波長均在288~330nm 之間;最終通過檢測發(fā)現(xiàn),采用320nm 波長時檢測的干擾最小且靈敏度最高。因而實驗中所選取的最佳檢測波長為320nm。
2.2.4 流動相的選取 經(jīng)過對多種溶液組合的反復(fù)實驗獲得最佳流動相為甲醇與水的混合流動相,并通過加入HAc 對pH 值區(qū)間實施調(diào)節(jié),調(diào)整流動相為流動相A 為甲醇(53),流動相B 與流動相C 分別為水(45)和HAc(2),在該流動相下所得到的水楊酸酯類紫外線吸收劑分離效果最好,故選取此流動相作為實驗流動相。
分別取乳狀、液狀與霜狀樣品作為本底,同時配制80mg·kg-1質(zhì)量濃度的7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑混合標準溶液加入至各本底中,通過加標回收實驗與精密度測定,所得精密度與回收率見表5。
表5 精密度與回收率Tab.5 Experimental results of precision and recovery
由表5 可知,在不同性狀本底內(nèi)加入不同水楊酸酯類紫外線吸收劑標準溶液的情況下,各類水楊酸酯類紫外線吸收劑的加標回收率均能夠達到91.5%~99.7%之間,且相對標準偏差均可保持在0.68%~2.33%之間。由此可以說明,本文測定方法具有較高的精密度與準確度,能夠滿足對化妝品水楊酸的實驗測定需求。
檢出限是對一個方法的有效性與靈敏度實施權(quán)衡的關(guān)鍵指標,在此通過標準曲線外標法實施定量。分別配制10、40、80mg·kg-13 種質(zhì)量濃度的7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑混合標準溶液,依據(jù)儀器的運行條件實施測定,分別將化合物質(zhì)量濃度與相對色譜峰面積作為橫坐標(X)與縱坐標(Y)對標準曲線實施繪制。依次運算得出標準曲線內(nèi)7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的濃度與峰面積線性回歸方程,并按照三倍信噪比對本文測定方法的檢出限實施計算。7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的線性回歸方程與檢出限結(jié)果見表6。
表6 線性回歸方程與檢出限結(jié)果Tab.6 Linear regression equation and detection limit results
由表6 結(jié)果可知,在質(zhì)量濃度為10~80mg·kg-1之內(nèi)的水楊酸酯類紫外線吸收劑同相對色譜峰面積為線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)均大于或等于0.9997,同時本文測定方法對7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的檢出限均在0.55~2.55mg·kg-1范圍內(nèi),由此可見,本文測定方法的靈敏度與有效性均較高。
從市售防曬化妝品中隨機挑選出10 份不同性狀的化妝品作為實驗測定樣品,其中包括防曬噴霧4 份、防曬乳3 份以及防曬霜3 份。依據(jù)實驗方法對每份防曬化妝品內(nèi)的7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑實施測定,測定結(jié)果見表7。
表7 實際樣品測定結(jié)果(mg·kg-1)Tab.7 Test results of actual samples(mg·kg-1)
由表7 可知,隨機挑選出的10 份測定樣品中,均測出不同量的水楊酸酯類紫外線吸收劑.其中,各樣品中水楊酸乙基己酯的測出率最高,已高達100%,特別是防曬霜c 內(nèi)水楊酸乙基己酯的測定值達到873.5mg·kg-1;水楊酸三甲環(huán)己酯在各樣品中的測出率達到80.0%,且防曬霜b 中的水楊酸三甲環(huán)己酯測定值最高,已達到416.1mg·kg-1;另外5 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的測定值均在10.2~340.4mg·kg-1范圍內(nèi),存在于不同防曬化妝品樣品內(nèi)。根據(jù)測定結(jié)果可知,當前市售防曬化妝品內(nèi)普遍存在不同量的水楊酸酯類紫外線吸收劑,有關(guān)部門需提高對防曬化妝品內(nèi)水楊酸酯類紫外線吸收劑的監(jiān)管力度,為提升防曬化妝品質(zhì)量安全提供有效保障。
本文研究了超聲萃取-HPLC 法在化妝品水楊酸測定中的應(yīng)用。以超聲萃取與高效液相色譜法相結(jié)合,對防曬化妝品內(nèi)7 種水楊酸酯類紫外線吸收劑的含量實施測定。測定結(jié)果表明,本文測定方法的精密度與準確度較高,同時具備較高的靈敏度,能夠?qū)崿F(xiàn)對隨機市售不同性狀防曬化妝品內(nèi)水楊酸酯類紫外線吸收劑含量的有效測定,為相關(guān)部門提升對防曬化妝品內(nèi)各類水楊酸酯類紫外線吸收劑含量的監(jiān)管力度提供技術(shù)支持。