高效液相色谱法测定化妆品中的3种植物染料陆土柳周智明肖树雄广东省药品检验所/国家药品监督管理局化妆品风险评估重点实验室

摘要:为加强染发剂中植物成分的安全监督管理,建立了化妆品中棓酸、二苯乙烯苷、指甲花醌的高效液相色谱(HPLC)检测方法。样品经甲醇+四氢呋喃(1+1)溶解分散,用超声提取,C18色谱柱分离,甲醇+质量分数0.05%甲酸水溶液为流动相,梯度洗脱,检测波长为nm。这3种物质的方法检出质量浓度为0.05~0.1mg/g,在10~mg/L线性范围内的相关系数大于0.,方法回收率为93.3%~.4%,相对标准偏差(RSD)为0.1%~4.9%。该方法灵敏度高、操作简单,适于染发剂中棓酸、二苯乙烯苷和指甲花醌的含量测定。

染发剂是一种能够改变头发颜色的美发化妆品,近年来深受大众喜欢。目前市场上大多数染发剂为氧化型染发剂,由于氧化型染发产品中的染料主要成分为芳香胺类、酚类化合物,此类物质存在一定的致癌性,长期使用对人体健康造成威胁[1]。随着生活质量的提高,人们的健康意识也不断增强,无论是商家还是消费者,宣称安全健康的天然植物染发剂更得到大家的喜爱和青睐。天然植物染发剂是从植物的花茎叶中提取色素,通过直接染色或媒染法进行染发,何首乌、五倍子和指甲花等植物的提取物是常见的植物染料来源,它们的主要成分分别为二苯乙烯苷、棓酸和指甲花醌[2]。虽然天然植物染料是一类相对安全的染发成分,但目前对植物染料的毒性等研究较少[3],它们的安全性仍有待进一步研究。指甲花提取物的主要成分指甲花醌的安全性在国内外备受争议,欧盟和我国均规定指甲花不得作为染发剂成分使用[4]。目前对于染发剂的检测方法研究,基本都集中在氧化型染料等化学染料[5,6],仅有个别文献研究了植物提取物或是药膏中染料成分的测定。王瑞生等[7]用液相色谱测定了五倍子药煎中的没食子酸和鞣花酸;郑雪花等[8]用薄层色谱和液相色谱鉴别五倍子软膏中的没食子酸。其他还包括海娜粉中指甲花醌和藏药诃子中鞣质类有效成分的检测方法等[9,10]。但报道化妆品中植物染发成分检测方法的文献很少。为加强化妆品中植物染发剂的标签标识管理,为植物染料的安全性评价提供检测依据,本文研究建立了二苯乙烯苷、棓酸、指甲花醌的液相色谱检测方法。1实验部分1.1仪器与试剂岛津LC-20AT高效液相色谱仪:配有SIL-20A自动进样器、DGU-20A5在线真空脱气机、CTO-20AC柱温箱、SPD-M20A二极管阵列检测器;EppendorfR型高速离心机;IKALabDancer型涡旋混合器;ElmaSH超声波清洗器;MilliporeMilliQReference型超纯水发生器。棓酸(Dr.Ehrenstorfer,99.3%);二苯乙烯苷(成都普瑞法科技开发有限公司,99.84%);指甲花醌(坛墨质检,98.10%);甲醇、四氢呋喃(色谱纯);实验用水为MilliQ超纯水。标准储备溶液:精密称取棓酸、二苯乙烯苷、指甲花醌3种标准物质各0.05g(精确至0.g)于20mL棕色容量瓶中,用甲醇定容至刻度,于-4℃下避光保存。混合标准工作溶液:精密移取适量3种物质的标准储备溶液,用甲醇稀释成质量浓度为10、25、50、、mg/L的系列标准工作溶液。1.2液相色谱条件色谱柱:CAPCELLPAKC18(mm×4.6mm×5μm);柱温:30℃;进样量:5μL;流速:1.0mL/min;检测波长:nm;流动相体积比例:见表1。表1流动相梯度条件1.3试验方法

准确称取0.5g样品(精确至0.01g)于25mL具塞比色管中,用甲醇+四氢呋喃(1+1)定容至刻度,用涡旋震荡器混匀,超声10min,取上清液经0.45μm滤膜过滤,滤液作为待测液。

2结果与分析2.1液相色谱分离条件的选择2.1.1流动相

由于棓酸、二苯乙烯苷、指甲花醌化学结构中具有酚羟基[9],实验中考察了有机溶剂-酸的水溶液系统。

对比甲醇-质量分数0.05%甲酸、乙腈-质量分数0.05%甲酸的分离效果,结果如图1所示。当以乙腈作为有机相时,3种组分保留弱,棓酸的峰形不好且响应低,而采用甲醇-质量分数0.05%甲酸条件下,3种组分可以完全分离,峰形和响应均理想。因此,选择甲醇作为流动相中的有机相。

对比了甲醇-质量分数0.05%甲酸、甲醇-质量分数0.05%乙酸、甲醇-质量分数0.05%三氟乙酸、甲醇-质量分数0.05%高氯酸和甲醇-水的分离效果,结果如图2所示。在甲醇-乙酸条件下,指甲花醌的峰形拖尾严重;在甲醇-水条件下,棓酸和指甲花醌的峰形不好且响应低;甲醇-质量分数0.05%甲酸、甲醇-质量分数0.05%高氯酸和甲醇-质量分数0.05%三氟乙酸的色谱图峰形及分离度较好。考虑到高氯酸和三氟乙酸腐蚀性强,且对二苯乙烯苷的干扰较大,因此选择甲醇-质量分数0.05%甲酸作为流动相。

图1流动相中不同有机相色谱图比较1-棓酸;2-二苯乙烯苷;3-指甲花醌(a)甲醇-质量分数0.05%甲酸;(b)乙腈-质量分数0.05%甲酸图2流动相中不同酸类色谱图比较1-棓酸;2-二苯乙烯苷;3-指甲花醌(a)甲醇+质量分数0.05%甲酸;(b)甲醇+质量分数0.05%乙酸;(c)甲醇+质量分数0.05%三氟乙酸;(d)甲醇+质量分数0.05%高氯酸;(e)甲醇+水考察了4个质量分数0.05%、0.1%、0.2%、0.3%的甲酸水溶液对3种物质检测的影响,不同的甲酸浓度下,3种物质色谱图的检测结果没有明显差异,而高浓度的酸影响色谱柱的使用寿命,因此,最终以甲醇-质量分数0.05%甲酸作为流动相。2.1.2色谱柱温度按1.3节中的方法制备供试品溶液,其他色谱条件不变,设定柱温分别为25、30、35、40℃。结果发现,柱温的改变对分离效果影响不大,考虑到温度控制的方便性和较高温度对色谱柱的影响,所以选择30℃为检测柱温。2.1.3检测波长采用二极管阵列检测器对3种物质进行全波长扫描,扫描范围为~nm,结果如图3所示。棓酸在和nm有最大吸收、二苯乙烯苷在和nm有最大吸收、指甲花醌苷在和nm有最大吸收。为得到较高的灵敏度且避免低波长基线不稳干扰大,选择nm作为3种物质的液相色谱检测波长。图33种物质的色谱图1-棓酸;2-二苯乙烯苷;3-指甲花醌2.2提取溶剂和超声时间的选择

分别用粉剂和膏霜剂测试了甲醇、乙腈、甲醇+四氢呋喃(1+1)、甲醇+水(1+1)、乙腈+四氢呋喃(1+1)共5种提取溶剂的分散提取效果,结果如表2所示。结果表明:四氢呋喃能够提高粉剂样品的提取效果;乙腈作为提取溶剂时,棓酸的提取回收率降低;甲醇和四氢呋喃同时作为提取溶剂时回收率结果满意。因此,选择甲醇+四氢呋喃(1+1)作为提取溶剂。

超声时间为5、10、15min时,3种物质的回收率无明显变化。考虑样品的分散性,选择超声时间为10min。

表23种物质在不同提取溶剂条件下的回收率2.3标准曲线及方法检出浓度

用甲醇+四氢呋喃(1+1)逐级稀释3种物质的混合标准工作溶液,以色谱峰面积对其质量浓度(mg/L)进行线性回归,以信噪比(S/N)大于3确定样品的检出限(LOD)。棓酸和二苯乙烯苷的检出质量比为0.1mg/g,指甲花醌的LOD为0.05mg/g。在10~mg/L线性范围内,相关系数大于0.,表明各化合物均具有良好的线性关系。线性回归方程、相关系数、方法检出浓度如表3所示。

表33种物质的线性回归方程、相关系数和方法检出浓度2.4方法精密度和回收率

选取膏霜、粉剂2种植物染发剂的常见剂型进行回收率和精密度试验。添加水平分别为1、10mg/g,按1.3节方法处理,回收率和精密度结果如表4所示。精密度为0.1%~0.3%;方法回收率为93.3%~.4%,相对标准偏差(RSD)为0.1%~4.9%,能够满足2种剂型的检测要求。

表4回收率和精密度测定结果(n=6)2.5样品分析结果

利用本法测定了27份市售宣称天然植物染发的样品,其中标签标识含棓酸成分有2份,含指甲花醌1份。实际检测结果:含棓酸的样品1份,质量比含量为mg/kg;含指甲花醌的样品1份,质量比含量为96.6mg/kg。

3结论

近期,各网络媒体宣传无添加的植物型染发产品热度很高。通过实际样品检测结果表明,市面上的多数宣称植物染发的产品大多以“天然植物”为噱头,实际应用植物染料成分的产品很少,虚假宣称严重。由于植物染料的成本高,稳定性和染色效果比化学染料差,宣称植物染发的产品其真实的染发成分有可能仍为传统的化学染料。

指甲花醌作为染发剂禁用成分,部分厂商将实际为染发用途的产品作为日用品出售,成为了该类产品监管的盲点,建议监管部门出台相应针对性措施。

本法建立为植物染发剂中的棓酸、二苯乙烯苷、指甲花醌成分提供了检测依据,方法操作简单快速,重复性好,准确度高,为植物染发剂的安全性评估和标识管理提供技术支持。

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