基于高效液相色譜法的化妝品化學(xué)防曬劑的性能測定

盛文文

基于高效液相色譜法的化妝品化學(xué)防曬劑的性能測定

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（皖西衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院 化學(xué)教研室，安徽 六安 237005）

為了精準檢測各類化妝品中的化學(xué)防曬劑成分是否超標，提出了基于高效液相色譜法的化妝品化學(xué)防曬劑的性能測定。以甲醇、四氫呋喃、超純水制成混合液，利用混合液與四氫呋喃提取防曬劑標準品樣品，制備相對應(yīng)濃度的標準工作液；以混合液提取各類防曬化妝品樣品，并與工作液混合制備加標樣品；采用高效液相色譜儀、全自動超聲波清洗器等儀器，以甲醇、四氫呋喃與高氯酸水混合溶液為流動相，在流速、柱溫與檢測波長分別為1.0mL/min、40℃和311nm的條件下測定樣品。結(jié)果顯示，測定的防曬劑譜峰分離效果較好，在相同濃度范圍內(nèi)具有較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高于0.9996，與加標回收率偏差值均小于5%，檢出限范圍在0.9～1.4μg，顯著優(yōu)于對比方法。說明所提測定方法準確可靠，適用于化妝品化學(xué)防曬劑性能測定。

高效液相色譜；流動相；化學(xué)防曬劑；性能測定；色譜條件

化妝品化學(xué)防曬劑成分多數(shù)帶有氨基苯甲酸類化合物，其中含有氨基基團的芳香烴物質(zhì)，可以較好地溶解有機溶劑，又因為其光化學(xué)穩(wěn)定性強，吸收紫外線的效果強悍，經(jīng)常被作為紫外吸收劑來使用[1]?？梢岳眠@種特性阻礙紫外線與人體皮膚的接觸，減少對皮膚的損害。

紫外線由波長的長度能夠分為3類，分別是長波、中波和短波，一般情況下，短波紫外線無法到達人體，因此對人體皮膚產(chǎn)生損害的是長波紫外線和中波紫外線。可通過使用含防曬劑的防曬霜等化妝品進行防護。防曬劑屬特殊用途化妝品，其根據(jù)防曬方式的不同分為兩種不同類型[2]：（1）物理防曬劑，多以二氧化鈦與氧化鋅為原料，采用納米技術(shù)制備超細顆粒，通過散射作用達到防曬作用[3-5]。但這種物理防曬劑對皮膚親和性較差，僅可在有限范圍內(nèi)降低紫外線照射損傷。（2）化學(xué)防曬劑，多以氨基苯甲酸衍生物與水楊酸酯類等化合物為主要試劑[6]，將吸收的紫外線以熱能或光能的能量形態(tài)轉(zhuǎn)移出人體皮膚外，從而起到防曬效果。又因為其配方單一、價格低等優(yōu)勢，是當前化妝品防曬劑的主要配方原料。但這種防曬劑對于人體的皮膚組織有一定的傷害，嚴重的還會導(dǎo)致皮膚過敏、發(fā)炎等問題。因此相關(guān)法律法規(guī)對化學(xué)防曬劑的種類與用量等都進行嚴格管理與限制。但部分商家為獲取更大利益，導(dǎo)致市場上化妝品化學(xué)防曬劑質(zhì)量存在參差不齊的現(xiàn)象，使用防曬劑導(dǎo)致皮膚過敏的報道屢見不鮮?；诖搜芯炕瘖y品化學(xué)防曬劑的性能測定尤為重要。

目前，化妝品防曬劑的性能測定方法有磁固相萃取-液相色譜法[7]、氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（GC-MS/MS）[8]、超高效合相色譜法等[9]。其中，GC-MS/MS方法需要氣化處理，檢出限為0.08～0.99μg/kg，因而對于具有揮發(fā)性的物質(zhì)存在限制；磁固相萃取-液相色譜法僅建立了環(huán)境水樣中痕量有機紫外防曬劑的檢測方法，該方法檢測其它防曬劑時會受到限制；超高效合相色譜（UPC2）技術(shù)集合超臨界流體色譜和超高效液相色譜的技術(shù)優(yōu)點，所提方法的檢出限是200mg/kg，相對標準偏差RSD在1.8%～8.6%之間，線性范圍在1.0～80.0 mg/L之間，加標回收率范圍在81.1%～108%之間，但是，上述方法沒有針對性的測定其防曬劑。因此，通過高效液相色譜法測定了化妝品中的防曬劑的性能，旨在應(yīng)用于化妝品化學(xué)防曬劑的監(jiān)督與管理中，為防曬劑研究提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

測定的色譜純試劑為甲醇、四氫呋喃；高氯酸、氫氧化鈉，均為分析純試劑，上海凱茵化工有限公司；超純水為自制。

LC-10Tvp高效液相色譜儀，上海精密儀器儀表有限公司；KKD-80144THL全自動超聲波清洗器，東莞市柯金達超聲波科技有限公司；LXJ-8超速離心機，杭州齊威儀器有限公司；Vortex-Genie2-漩渦混合器，濟南千司生物技術(shù)有限公司；FST-RO-10/20實驗室專用純水機，青島聚創(chuàng)環(huán)保集團有限公司；DS0222-0045注射式過濾器，賽默飛世爾科技有限公司。

測定過程中使用的標準品如表1所示。

表1 標準品描述

標準品中包含合成過程中帶入的原料、中間體、及副產(chǎn)物等雜質(zhì)，由于其含量較少，對化學(xué)防曬劑性能測定的影響不大，因此，本文不考慮雜質(zhì)帶來的影響。

1.2 標準溶液制備

1號儲備液：選取150mL深色容量瓶，混合0.3g鄰氨基苯甲酸、60mL水以及適量1mol/L氫氧化鈉溶液。待液體澄清后，將容量瓶置入超聲波清洗器內(nèi)，設(shè)定時間6min，超純水定容，獲取標準溶液，標為1號儲備液。將其納入冰箱內(nèi)備用，冰箱溫度調(diào)至3.5～4.5℃。

2號儲備液：選取150mL深色容量瓶，加入間氨基苯甲酸0.6g。將甲醇、四氫呋喃、超純水以5∶7∶6的比例制成混合液，取60mL混合液加入容量瓶內(nèi)，將容量瓶置入超聲波清洗器內(nèi)[10]，設(shè)定時間6min，混合液定容[11]，獲取標準溶液，標為2號儲備液。儲備液置入冰箱內(nèi)待用，冰箱溫度設(shè)置為（4±0.5）℃。

3號儲備液：選取150mL深色容量瓶，加入對氨基苯甲酸3g，取60mL四氫呋喃放入容量瓶中，將帶有四氫呋喃的容量瓶放入超聲波清洗器內(nèi)，設(shè)定時間6min，四氫呋喃定容[12]，獲取標準溶液，標為3號儲備液。儲備液置入冰箱內(nèi)待用，冰箱溫度設(shè)置為（4±0.5）℃。

混合標準儲備液：在150mL深色容量瓶內(nèi)分別加入以上3種儲備液各20mL，充分混合，混合液定容，獲取混合標準儲備液。

標準工作液：將剛剛制備的混合標準儲備液當作母液，分別提取1, 4, 8, 12, 16, 20mL放入不同深色容量瓶內(nèi)，獲取對應(yīng)濃度的標準工作液。

表2 流動相的梯度程序

1.3 液相色譜條件

色譜柱選用SE–54型號，提供規(guī)格為150mm×4.6mm×1.8μm；流速、柱溫與進樣量分別為1.0mL/min、40℃和5μL；流動相[13]：將超聲除氣處理后的甲醇、四氫呋喃與高氯酸按照體積比13∶42∶42的比例進行混合的溶液，其檢測波長設(shè)為311nm。流動相的梯度如表2所示。

1.4 樣品處理

取市面上常見的水劑類、乳液類、粉餅類、膏霜類、蜜蠟類等防曬化妝品為樣品[14-15]，在具塞比色管內(nèi)置入化妝品樣品1g與混合液，以30mL流動相溶解后置入超速離心機，時間設(shè)定為15min。取出后室溫靜置，取上層清液2mL加入混合液稀釋10倍，取稀釋后溶液2mL，再加入混合液稀釋10倍，利用注射式過濾器過濾后備用。

加標樣品：將處理后的樣品分別加入不同濃度標準工作液中，混合均勻。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的選擇

采用高效液相色譜法測定化妝品化學(xué)防曬劑的性能過程中，防曬劑色譜圖譜峰分離效果受流動相影響顯著。采用本文方法測定對氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸及間氨基苯甲酸的防曬劑性能時，忽略流動相pH作用，對比傳統(tǒng)的有乙腈參與的流動相與本文設(shè)計的有四氫呋喃參與的流動相對分離效果的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同流動相體系的高效液相色譜圖

由圖1可知，有乙腈參與的流動相與有四氫呋喃參與的流動相均能夠?qū)崿F(xiàn)防曬劑譜峰分離，但有乙腈參與的流動相色譜基線提升趨勢較為顯著，形成峰形前展。有四氫呋喃參與的流動相基線變化不顯著，在確保譜峰分離的前提下，可獲取較為優(yōu)質(zhì)的峰形，因此本文方法中選取四氫呋喃作為流動相。

在1.3節(jié)給出的液相色譜條件下，根據(jù)化妝品衛(wèi)生相關(guān)規(guī)范中的洗脫程序，得到化妝品化學(xué)防曬劑色譜峰，如圖2所示。

圖2 化學(xué)防曬劑的標準色譜圖

圖2中，1是對氨基苯甲酸，2是鄰氨基苯甲酸，3是間氨基苯甲酸。分析圖2可知，采用本文方法測定過程中，化妝品化學(xué)防曬劑的色譜峰均在適當?shù)臅r間內(nèi)形成譜峰，且不同防曬劑譜峰之間分離性能較好，各譜峰互不干擾。

2.2 回歸方程與檢出限

在上述實驗環(huán)境中，采用本文方法，依照峰面積對比濃度進行線性回歸，制成回歸方程曲線，以3倍信噪比計算檢出限。標準曲線，利用3倍信噪比確定檢出限結(jié)果如表3所示。

表3 回歸方程、相關(guān)系數(shù)與檢出限

分析表3可知，相同濃度范圍內(nèi)，3種防曬劑的相關(guān)系數(shù)均高于0.9996，檢出限在0.9～1.4μg之間，能夠滿足化妝品化學(xué)防曬劑的測定要求。

2.3 回收率

將某空白化妝品樣品作為實驗對象，對12種防曬劑的工作曲線線性范圍內(nèi)依次加入低、中、高濃度的標準工作液，得出回收率，加標回收實驗如表4所示。

表4 加標回收實驗

分析表4得到，采用本文方法進行加標回收率測定，鄰氨基苯甲酸的回收率范圍在97.8%～98.7%之間，間氨基苯甲酸的回收率范圍在91.6%～96.5%之間，對氨基苯甲酸的回收率范圍在87.1%～91.9%之間，由此可見，本文方法對鄰氨基苯甲酸、間氨基苯甲酸防曬劑的回收率較高，對對氨基苯甲酸防曬劑的回收率稍差，但每種防曬劑的偏差值均小于5%，能夠一定程度保證本文實驗的有效性。

2.4 方法精密度測定

取1, 8, 20mL混合標準工作液，反復(fù)對峰面積測量7次，依靠峰面積來確定方法的精密度，3種防曬劑的平均相對標準差如表5所示。

表5 平均相對標準差

由表5可知，3種防曬劑峰面積的平均相對標準差范圍在0.71%～3.05%之間，說明本文方法具有較高的精密度。

2.5 實際樣品測定

2.5.1 樣品檢測結(jié)果

隨機選取30種市面上銷售量較高、具有防曬功能的化妝品作為檢測對象，檢測對象SPF值在15～35之間，其中包含水劑類5種、乳液類8種、粉餅類4種、膏霜類10種、蜜蠟類3種，采用本文方法進行檢測，結(jié)果如表6所示。

表6 防曬劑平均檢出率 %

化學(xué)防曬劑水劑類（5種）乳液類（8種）粉餅類（4種）膏霜類（10種）蜜蠟類（3種） 鄰氨基苯甲酸1.39%1.17%2.22%2.45%2.74% 間氨基苯甲酸2.66%3.69%2.06%3.74%2.11% 對氨基苯甲酸1.98%2.05%1.87%2.02%1.13%

由表6可知，在30種檢測對象中，間氨基苯甲酸的檢出率最高，分別達到3.69%和3.74%，本文方法檢測結(jié)果表明，當前市面上的化妝品化學(xué)防曬劑監(jiān)督與管理有待進一步加強。

2.5.2 不同方法檢測結(jié)果對比

采用本文方法和氣相色譜法分別對上述檢測對象進行測定，反復(fù)對峰面積測量5次，對比兩種方法的平均相對標準差，其結(jié)果如表7所示。

表7 不同方法測定結(jié)果對比

分析表7得到，采用本文方法測定化妝品化學(xué)防曬劑結(jié)果的平均相對標準差顯著小于氣相色譜法，說明本文方法的檢測結(jié)果波動小，檢測精度更高，具有較好的應(yīng)用性。

3 結(jié)論

防曬劑作為化妝品中普遍存在的成分，同時也是對皮膚產(chǎn)生刺激的主要成分。基于此本文提出基于高效液相色譜法的化妝品化學(xué)防曬劑的性能測定方法。經(jīng)過實驗驗證，本文方法能夠滿足化妝品化學(xué)防曬劑測定要求，測定過程靈敏度高、回收率好、測定結(jié)果具有較高精密度，可應(yīng)用于化妝品中氨基苯甲酸類化學(xué)防曬劑的檢測。

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Performance determination of cosmetic chemical sunscreen agents based on high performance liquid chromatography

SHENG Wen-wen

(Department of Chemistry, West Anhui Health Vocational College, Anhui Lu'an 237005, China)

In order to accurately detect whether the chemical sunscreen ingredients in various cosmetics exceed the standard, the performance measurement of cosmetic chemical sunscreens based on high performance liquid chromatography is proposed. Use methanol, tetrahydrofuran, and ultrapure water to make a mixed solution. Use the mixed solution and tetrahydrofuran to extract standard sunscreen samples to prepare a standard working solution of the corresponding concentration; extract various sunscreen cosmetic samples from the mixed solution and mix with the working solution to prepare spiked sample; using high performance liquid chromatography, automatic ultrasonic cleaner and other instruments, using a mixed solution of methanol, tetrahydrofuran and perchloric acid water as the mobile phase, the flow rate, column temperature and detection wavelength are 1.0mL/min, 40℃ and 311nm. The results show that the measured sunscreen has a good peak separation effect and a good linear relationship within the same concentration range. The correlation coefficient and the spike recovery rate are both higher than 0.9996 and 87%, and the detection limit ranges from 0.9μg to 1.4μg. Among them, it is significantly better than the comparison method. It shows that the proposed method is accurate and reliable, and is suitable for the performance determination of cosmetic chemical sunscreen agents.

high performance liquid chromatography；mobile phase；chemical sunscreen；performance measurement；chromatographic conditions

2021-08-29

2020年度安徽高校自然科學(xué)研究項目——雙異喹啉陽離子導(dǎo)向的無機/有機雜化材料的熱致變色性能研究（KJ2020A0958）

盛文文（1983-），女，安徽六安人，副教授，本科，主要從事化學(xué)教育、高分子材料、有機合成研究，qq1035675969@126.com。

TQ658.2+4

A

1007-984X(2022)02-0072-05