使用高效液相色譜(HPLC)和液質聯用質譜(LC-MS/MS)技術,通過篩選天然深共晶溶劑萃取法來分析化妝品中非法的美白成分
《Journal of Chromatography B》:Screening natural deep eutectic solvent-based extraction to analyze illegal skin-whitening ingredients in cosmetics using HPLC and LC-MS/MS
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時間:2026年02月27日
來源:Journal of Chromatography B 2.8
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化妝品非法添加劑檢測方法研究:比較超聲輔助提取(UAE)、QuEChERS、固相萃。⊿PE)和天然深共熔溶劑(NaDES)的檢測效能,發現NaDES(膽堿鹽與1,3-丙二醇,1:4摩爾比)結合HPLC-DAD和LC-MS/MS實現最高回收率(83.96%-105.45%),同時減少有機溶劑使用,符合ICH指南要求。
樸彩敬|金有京|金賢京|金亨秀|韓京文
韓國食品藥品安全行政部國家食品藥品安全評價研究院高級分析部門,忠清北道清州市興德克區奧斯松上明2路187號奧斯松健康技術行政綜合樓
摘要
盡管對氫醌、糖皮質激素和維甲酸等有害物質實施了監管禁令,但這些化合物仍會在化妝品中被檢測到,這凸顯了開發可靠分析方法的必要性。本研究評估了四種用于檢測禁用成分的樣品制備方法:超聲輔助萃。║AE)、“快速、簡便、經濟、高效、耐用、安全”(QuEChERS)、固相萃。⊿PE)和天然深共晶溶劑(NaDESs)。高效液相色譜-二極管陣列檢測(HPLC-DAD)結果顯示,QuEChERS和SPE的回收率較低。相比之下,使用氯化膽堿(ChCl)或甜菜堿作為氫鍵受體(HBA)以及1,3-丙二醇作為氫鍵供體(HBD)制備的NaDESs獲得了顯著更高的回收率。特別是ChCl–1,3-丙二醇(1:4摩爾比)的NaDESs,其回收率為83.96–105.45%。使用甲醇的UAE也獲得了類似的回收率(91.29–106.81%),但由于減少了有機溶劑的使用,NaDESs方法更具環境可持續性。根據國際協調會議(ICH)指南進行的方法驗證確認了其良好的靈敏度(檢測限:0.27–1.59 μg/mL;定量限:0.81–4.81 μg/mL)、回收率、線性、精確度和準確性。目標分析物還通過液相色譜-串聯質譜進行了進一步驗證。這些結果表明,在化妝品分析中應用綠色溶劑是可行的,并為檢測禁用的美白成分提供了一種可持續且有效的方法。
引言
近年來,人們對皮膚美觀的關注日益增加,導致全球對化妝品的需求不斷增長,尤其是美白產品[1][2]。然而,為了滿足消費者對快速和明顯效果的需求,某些化妝品中添加了藥物成分和禁用成分,從而引發了嚴重的安全問題[3]。例如,氫醌是一種廣泛用于黃褐斑治療的化合物,它通過抑制酪氨酸酶來抑制黑色素的生成。盡管具有臨床療效,但長期或高濃度接觸氫醌會導致不良影響,如外源性黑變病和過敏性接觸性皮炎[4][5][6][7]。特別是4-苯氧基酚(又稱單苯酮),作為一種氫醌衍生物,通過抑制黑色素合成或誘導黑色素細胞破壞來發揮美白作用。然而,長期使用單苯酮可能導致不可逆的色素脫失,包括白癜風[9][10]。此外,糖皮質激素如倍他米松戊酸酯和氯倍他索丙酸酯通過抑制促進黑色素細胞生成的激素和炎癥間接促進皮膚美白。雖然它們在美白方面有效,但長期局部使用可能會引起嚴重的皮膚和系統副作用,包括皮膚萎縮、痤瘡和庫欣綜合征[4][8][11]。在維甲酸類中,異維A酸、三氟拉酮和阿達帕林主要用于治療痤瘡,并通過加速表皮更新來改善色素沉著。然而,將其用于化妝品會帶來顯著的健康風險,包括致畸性和肝毒性,尤其是在高濃度或長期使用時[12][13][14][15]。由于這些健康風險,許多國家(包括韓國、歐盟、加拿大和臺灣)嚴格禁止或嚴格監管這些化合物在化妝品中的使用。
盡管有這些規定,禁用的美白成分仍被添加到化妝品中。這一問題凸顯了改進分析方法以支持檢測和監管監測的必要性。此外,為了準確分析含有多種成分的復雜化妝品基質,需要進行樣品制備。傳統的樣品制備方法如固相萃取(SPE)和“快速、簡便、經濟、高效、耐用、安全”(QuEChERS)技術被廣泛使用。然而,當應用于化妝品時,這些方法的回收率通常較低或選擇性較差。由于化妝品包括乳霜、乳液和乳狀液等不同類型,SPE或QuEChERS過程中基質干擾和目標分析物可能會同時被吸附在吸附劑上,因此需要額外的純化步驟以實現適當的洗脫,從而增加了溶劑消耗。此外,洗脫液的稀釋可能需要進一步的濃縮步驟,降低了整體效率[16][17][18]。因此,使用這些傳統方法同時提取和檢測分析物仍然具有挑戰性。
天然深共晶溶劑(NaDESs)是一種環保的樣品制備替代品。它們通過氫鍵受體(HBA)和氫鍵供體(HBD)之間的氫鍵相互作用形成液相共晶混合物。由于其低揮發性、低毒性和高生物降解性,NaDESs在綠色分析化學領域受到了越來越多的關注[19][20][21][22]。在分子水平上,NaDESs的萃取能力主要歸因于多種非共價相互作用,包括氫鍵、偶極-偶極相互作用和溶劑組分與目標分析物之間的范德華力[20][23][24]。這些相互作用使NaDESs能夠有效溶解具有不同官能團的化合物,如酚羥基、芳香環和極性基團,這些基團通常存在于美白成分中。先前的研究表明,酚類化合物和皮質類固醇可以通過氫鍵和極性匹配與NaDES系統強烈相互作用,從而提高萃取效率,優于傳統有機溶劑[23][25]。特別是氯化膽堿(ChCl)、甜菜堿和1,3-丙二醇受到了廣泛關注。ChCl是一種在食物中普遍存在的必需營養素,由多種微生物和動物合成,也可以工業規模生產[26]。甜菜堿是一種天然存在的化合物,通常從甜菜中提取[27],而1,3-丙二醇則通過玉米發酵獲得[28]。這些特性使它們成為合適的綠色萃取溶劑候選者[29][30]。除了溶劑開發外,綠色分析化學領域還強調通過減少有害試劑、能源消耗和廢物產生來最小化分析程序對環境的影響[21][31]。為了客觀評估可持續性,已經開發了諸如Analytical GREEnness Metric Approach(AGREE)等工具,基于綠色分析化學的12項原則提供了全面評估[21][32]。這樣的評估允許直接比較不同的樣品制備策略,并突出新興替代品(如NaDESs)的環境效益。盡管已研究了NaDESs在制藥、食品和環境應用中的使用,但針對化妝品中非法成分的研究仍較為有限[19]。
在這項研究中,我們提出了一種同時檢測化妝品中十種禁用美白成分的樣品預處理方法。分析采用了高效液相色譜-二極管陣列檢測(HPLC-DAD)和液相色譜-串聯質譜(LC-MS/MS)。為了優化預處理效率,比較和評估了四種預處理方法:超聲輔助萃。║AE)、QuEChERS技術、SPE和基于NaDES的方法。通過將ChCl或甜菜堿作為HBA與1,3-丙二醇作為HBD結合來制備NaDESs,并將其性能與現有方法進行了比較。基于NaDES的預處理方法是同時分析非法美白成分的有效且環保的替代方法。
化學物質和試劑
為了開發所提出的檢測方法,選擇了十種禁止使用的美白成分:阿達帕林、4-氨基苯甲酸、4-苯氧基酚、倍他米松戊酸酯、氯倍他索丙酸酯、4-乙氧基酚、氫醌和4-甲氧基酚,這些試劑從TCI(日本東京)購買;異維A酸從Dr. Ehrenstorfer(德國奧格斯堡)購買;三氟拉酮從StandardPharm(中國黃石)購買。純度...
色譜分離
使用HPLC-DAD比較和優化了樣品制備方法,并對目標成分進行了色譜分離。對于HPLC-DAD分析,使用了10 μg/mL(阿達帕林、4-氨基苯甲酸、4-苯氧基酚、倍他米松戊酸酯、氯倍他索丙酸酯、4-乙氧基酚、氫醌、4-甲氧基酚或三氟拉酮)和20 μg/mL(異維A酸)的加標濃度。為了建立同時分析這十種成分的最佳色譜條件...
結論
本研究開發了一種樣品預處理和分析方法,能夠同時檢測與化妝品中美白聲明相關的十種禁用成分。樣品預處理過程使用了NaDESs,并將其性能與UAE、QuEChERS方法和SPE等傳統方法進行了比較。含有ChCl和1,3-丙二醇(摩爾比為1:4)的NaDES方法的預處理效果顯著...
CRediT作者貢獻聲明
樸彩敬:撰寫 – 審稿與編輯、撰寫 – 原稿、可視化、驗證、方法學、研究、正式分析、數據管理。金有京:驗證、資源獲取、研究。金賢京:監督、項目管理、資金獲取。金亨秀:監督、項目管理。韓京文:撰寫 – 審稿與編輯、監督、項目管理、方法學、概念化。
利益沖突聲明
作者聲明沒有已知的利益沖突或個人關系可能影響本文所述的工作。
致謝
本研究得到了韓國食品藥品安全行政部的財政支持[24211MFDS245, 25211MFDS002]。
術語表
- ACN
- 乙腈
- CEN
- 歐洲標準化委員會
- EtOH
- 乙醇
- HBA
- 氫鍵受體
- HBD
- 氫鍵供體
- HPLC-DAD
- 高效液相色譜-二極管陣列檢測
- LC-MS/MS
| 液相色譜-串聯質譜 |
- LOD
| 檢測限 |
LOQ |
定量限 |
MeOH |
甲醇 |
MRM |
多反應監測 |
NaDES |
天然深共晶溶劑 |
PA |
磷酸 |
PTFE |
聚四氟乙烯 |
QuEChERS |
快速、簡便、經濟、高效、耐用、安全 |
RSD |
相對標準偏差 |
SPE |
|
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