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  药物分析杂志   2019, Vol. 39 Issue (9): 1643-1650.  DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.14
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高家敏, 代静, 李红霞, 段静, 刘彤彤, 曹进, 王钢力, 孙磊. 高效液相色谱法同时测定化妆品中17种美白成分[J]. 药物分析杂志, 2019, 39(9): 1643-1650. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.14.
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GAO Jia-min, DAI Jing, LI Hong-xia, DUAN Jing, LIU Tong-tong, CAO Jin, WANG Gang-li, SUN Lei. Simultaneous determination of seventeen kinds of whitening ingredients in cosmetics by high performance liquid chromatography[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2019, 39(9): 1643-1650. DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.09.14.
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第一作者

高家敏  Tel:15810471403;E-mail:67701095@qq.com

通信作者

曹进  Tel:13581738135;E-mail:caojin@nifdc.org.cn

文章历史

高效液相色谱法同时测定化妆品中17种美白成分
高家敏 , 代静 , 李红霞 , 段静 , 刘彤彤 , 曹进 , 王钢力 , 孙磊     
中国食品药品检定研究院, 北京 100050
摘要目的:建立高效液相色谱法(HPLC)同时测定化妆品中17种美白成分。方法:样品经50%甲醇溶液提取、过滤后,进行HPLC分析。采用Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm),流动相为甲醇-0.02 mol·L-1磷酸二氢钾溶液,梯度洗脱,二极管阵列检测器多波长分析,熊果苷、氢醌、烟酰胺、间苯二酚、杜鹃醇、4-丁基间苯二酚、苯乙基间苯二酚和四氢木兰醇的检测波长为230 nm,抗坏血酸磷酸酯镁、抗坏血酸葡糖苷、烟酸、3-O-乙基抗坏血酸、4-甲氧基水杨酸钾、鞣花酸和甘草酸二钾的检测波长为254 nm,曲酸和苯酚的检测波长为270 nm。结果:17种成分分离度良好,峰面积与质量浓度在2~50 μg·mL-1范围内呈良好的线性关系(r>0.999),霜类、乳液类、水剂类3种化妆品基质中17种美白成分的回收率良好,3个添加水平分别为0.025%、0.05%和0.25%,平均回收率(n=6)为86.9%~104.3%,RSD为0.51%~3.7%;稳定性良好,17种成分在24 h内保持稳定,RSD在0.12%~0.73%之间,检测下限在0.000 5%~0.005%之间。50批样品中检出7种美白成分,抗坏血酸磷酸酯镁、抗坏血酸葡糖苷、烟酸、熊果苷、烟酰胺、3-O-乙基抗坏血酸、甘草酸二钾的含量分别为0.021%~0.095%、0.018%~0.025%、0.019%~0.024%、0.028%~3.5%、0.027%~3.9%、0.034%~2.8%、0.023%~1.6%。结论:该方法经方法学验证,可同时测定化妆品中17种美白成分的含量。
关键词化妆品    美白成分    高效液相色谱    二极管阵列检测器    含量测定    
Simultaneous determination of seventeen kinds of whitening ingredients in cosmetics by high performance liquid chromatography
GAO Jia-min, DAI Jing, LI Hong-xia, DUAN Jing, LIU Tong-tong, CAO Jin, WANG Gang-li, SUN Lei    
National Institutes for Food and Drug Control, Beijing 100050, China
Abstract: Objective: To establish a quantitative method for simultaneous determination of 17 kinds of whitening ingredient in cosmetics by high performance liquid chromatography(HPLC).Methods: Samples were extracted by 50% methanol solution and filtered, then separated on a Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18 column(4.6 mm×250 mm, 5 μm) and detected at different wavelength. The mobile phase was methanol and 0.02 mol·L-1 monopotassium phosphate solution with gradient elution. Diode array detector(DAD) was used with the wavelength of 230 nm for arbutin, hydroquinone, nicotinamide, resorcinol, rhododendrol, 4-butylresorcinol, phenylethyl resorcinol and tetrahydromagnolitol, and 254 nm for magnesium ascorbyl phosphate, ascorbyl glucoside, nicotinic acid, 3-O-ethyl ascorbic acid, potassium methoxysalicylate, ellagic acid and dipotassium glycyrrhizate, and 270 nm for kojic acid and phenol.Results: The seventeen constituents were well separated.The linear range was 2-50 μg·mL-1(r>0.999).The recoveries(spiked at 0.025%, 0.05% and 0.25%, respectively) in 3 different types of cosmetic ranged from 86.9% to 104.3%, and the RSD range was 0.51% to 3.7%.The results of the stability tests were satisfactory and the seventeen constituents remained stable in 24 hours with all RSDs were between 0.12% and 0.73%.The lower limit of detection of the 17 whitening ingredients were in the range of 0.000 5%-0.005%. The contents of magnesium ascorbyl phosphate、ascorbyl glucoside、nicotinic acid、arbutin、nicotinamide、3-O-ethyl ascorbic acid and dipotassium glycyrrhizate in 50 batches of samples were 0.021%-0.095%, 0.018%-0.025%, 0.019%-0.024%, 0.028%-3.5%, 0.027%-3.9%, 0.034%-2.8%, 0.023%-1.6%, respectively.Conclusion: It is proved by methodology validation that the established method can be utilized for simultaneous determination of seventeen kinds of whitening ingredients in cosmetics.
Keywords: cosmetics    whitening ingredient    HPLC    diode array detector    determination    

随着人们对皮肤美白需求的增加,美白类化妆品已成为护肤类化妆品的主流品种之一。2013年12月,国家食品药品监督管理总局调整了化妆品注册备案管理政策,将宣称具有美白作用的非特殊用途化妆品纳入到特殊用途祛斑类化妆品中进行许可管理,加强了对美白类产品的监管,进一步规范了化妆品生产和市场秩序[1]

化妆品中的美白物质根据不同的作用机制可分为:(1)酪氨酸酶活力抑制剂,如汞及其化合物、氢醌、苯酚、熊果苷、曲酸等;(2)影响黑色素代谢剂,如维生素A酸等;(3)黑色素还原剂,可将黑色素还原为无色的物质,如维生素C、维生素E及其衍生物等;(4)加速角质层细胞代谢,如果酸、亚油酸等[2]。其中,汞及其化合物、氢醌和苯酚为《化妆品安全技术规范》(2015年版)规定的禁用组分[3],不得加入到化妆品中;熊果苷、曲酸、烟酰胺、维生素C及其衍生物等为化妆品中常用的美白功效成分[4-5]

规范中尚无化妆品中美白功效成分的限量规定和相关检测方法,为了解化妆品中美白成分的使用情况和含量状况,有必要建立化妆品美白成分的检测方法。文献关于美白成分的测定方法主要为高效液相色谱法,测定化妆品中的一种[6-8]或同时测定化妆品中的多种美白成分[9-15]。目前有报道的测定化妆品中美白成分总数最多为12种[16]。为提高检测效率,本研究建立高效液相色谱法同时测定化妆品中17种美白成分,为美白化妆品的监管提供技术支持。

1 仪器与材料 1.1 仪器与设备

Waters 2695-2998高效液相色谱仪(Alliance 2695四元泵自动进样系统,2998二极管阵列检测器,Empower色谱工作站,Waters公司);XP205十万分之一电子分析天平(METTLER TOLEDO公司)。

1.2 材料与试剂

甲醇(批号178504,色谱纯,Fisher公司),磷酸二氢钾(批号20170324,分析纯,国药集团化学试剂有限公司),实验用水为超纯水。

对照品:抗坏血酸磷酸酯镁(批号1-BJM-23-1,纯度99.29%)、熊果苷(批号3-SYQ-69-1,纯度98%)、曲酸(批号1-LAH-38-1,纯度98%)、烟酰胺(批号1-TGG-47-1,纯度97.6%)、鞣花酸(批号20-ABY-78-1,纯度97%)、杜鹃醇(批号1-KGD-58-2,纯度98%)、苯乙基间苯二酚(批号1-BAI-19-1,纯度98%),Toronto Research Chemicals公司;抗坏血酸葡糖苷(批号HZCBB,纯度100%)、3-O-乙基抗坏血酸(批号3LGNB,纯度99.9%),日本东京化成工业株式会社;烟酸(批号G137932,纯度99.9%)、氢醌(批号51021,纯度99.5%)、间苯二酚(批号20809,纯度99.0%)、苯酚(批号20615,纯度99.7%)、4-丁基间苯二酚(批号L3Q4M-Q0,纯度98.0%),Dr.Ehrenstorfer公司;4-甲氧基水杨酸钾(批号341374,纯度98%),International Laboratory公司;甘草酸二钾(批号L0970025,纯度98.6%),上海安谱实验科技股份有限公司;四氢木兰醇(批号0447602-24,纯度100%),Cayman Chemical Company公司。

50批美白类化妆品购自超市和商场。

2 方法与结果 2.1 色谱条件

色谱柱:Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相:甲醇(A)-0.02 mol·L-1磷酸二氢钾溶液(B),梯度洗脱(0~3 min,5%A;3~10 min,5%A→20%A;10~25 min,20%A→60%A;25~35 min,60%A→75%A;35~36 min,75%A→90%A;36~42 min,90%A);流速:1.0 mL·min-1;检测波长:230 nm(检测熊果苷、氢醌、烟酰胺、间苯二酚、杜鹃醇、4-丁基间苯二酚、苯乙基间苯二酚、四氢木兰醇),254 nm(检测抗坏血酸磷酸酯镁、抗坏血酸葡糖苷、烟酸、3-O-乙基抗坏血酸、4-甲氧基水杨酸钾、鞣花酸、甘草酸二钾),270 nm(检测曲酸、苯酚);柱温:25 ℃;进样体积:10 μL。

2.2 对照品溶液的制备

精密称取各对照品约100 mg,分别置10 mL量瓶中,抗坏血酸磷酸酯镁、抗坏血酸葡糖苷、曲酸、烟酰胺、3-O-乙基抗坏血酸、4-甲氧基水杨酸钾、杜鹃醇用水溶解,其余成分用甲醇溶解,分别定容至刻度,配成质量浓度均约为10 mg·mL-1的对照品储备液。精密吸取上述各对照品储备液各0.5 mL,置100 mL量瓶中,用水稀释至刻度,配制成质量浓度约为50 μg·mL-1的混合对照品溶液。

2.3 样品前处理

准确称取样品0.5 g于50 mL具塞比色管中,加入50%甲醇溶液约40 mL,涡旋振荡使样品与提取溶剂充分混匀,超声(功率700 W,频率50 kHz)提取20min,冷却至室温后转移至50 mL量瓶中,加50%甲醇溶液定容至刻度,混匀后转移至离心管中,10 000 r·min-1离心15 min,上清液经0.45 μm的滤膜过滤后,进样测定。

2.4 线性关系考察

取50 μg·mL-1的混合对照品溶液适量,用50%甲醇溶液分别稀释得到2、5、10和20 μg·mL-1的系列混合对照品溶液,进样测定,各成分在2~50 μg·mL-1范围内线性关系均良好,见表 1

表 1 17种美白成分的线性回归方程、相关系数、线性范围、检测下限 Tab.1 Regression equations, correlation coefficients, linear ranges and LODs of 17 kinds of whitening ingredients
2.5 回收率试验

取未检出成分的3种不同的化妆品基质(霜类、乳液类、水剂类)的空白基质各0.5 g,分别精密加入混合对照品溶液适量,使添加水平分别为低、中、高3个水平(0.025%、0.05%、0.25%),每个水平制备6份样品,按样品前处理方法制备溶液后进样测定,得到回收率和精密度,17种美白成分的平均加标回收率为86.9%~104.3%,RSD为0.51%~3.7%,回收率良好,结果见表 2

表 2 17种美白成分的回收率和RSD(n=6) Tab.2 Recoveries and RSDs of 17 kinds of whitening ingredients
2.6 稳定性试验

分别取添加水平为0.05%的霜类、乳液类和水剂类样品,按“样品前处理”方法制得样品溶液后,分别于配制后的0、2、4、8、12、24 h进样分析,计算得到24 h内17种待测物峰面积的RSD(n=6)均在0.12%~0.73%之间,表明样品溶液在24 h内稳定性良好。

2.7 检测下限

取空白样品,加入混合对照品溶液,涡旋混匀后,制得加标样品,按“样品前处理”方法进行操作,测定信噪比,若信噪比大于3,则适当减少对照品溶液的加入量,重新测定,直至获得信噪比约为3的样品溶液。以信噪比为3时的质量百分比作为检测下限,17种成分的检测下限在0.000 5%~0.005%之间。

2.8 样品测定

用建立的方法对50批样品进行测定,均未检出2种禁用的成分氢醌、苯酚。有46份样品检出其标签标识的美白活性成分;6批样品检出抗坏血酸磷酸酯镁,质量分数在0.021%~0.095%之间;2批样品检出抗坏血酸葡糖苷,质量分数为0.018%、0.025%;2批样品检出烟酸,质量分数为0.019%、0.024%;25批样品检出熊果苷,质量分数在0.028%~3.5%之间;16批样品检出烟酰胺,质量分数在0.027%~3.9%之间;9批样品检出3-O-乙基抗坏血酸,质量分数在0.034%~2.8%之间;9批样品检出甘草酸二钾,质量分数在0.023%~1.6%之间。有15批样品检出2种目标物,4批样品检出3种目标物,典型样品色谱图见图 1。从化妆品中17种美白成分的检出情况可以看出,化妆品中通常添加1种或多种美白成分来达到美白效果。

1.熊果苷(arbutin) 2.烟酰胺(nicotinamide) 3. 3-O-乙基抗坏血酸(3-O-ethyl ascorbic acid) 图 1 典型样品色谱图 Fig.1 HPLC chromatograms of type samples
3 讨论 3.1 检测波长的选择

根据各成分的紫外吸收谱图来确定检测波长。抗坏血酸磷酸酯镁、抗坏血酸葡糖苷、烟酸、3-O-乙基抗坏血酸、4-甲氧基水杨酸钾、鞣花酸和甘草酸二钾在244~262 nm波长范围内有最大吸收,故选择254 nm为检测波长;曲酸、苯酚在269 nm和270 nm波长处有最大吸收,故选择270 nm为检测波长;其余8种成分(熊果苷、氢醌、烟酰胺、间苯二酚、杜鹃醇、4-丁基间苯二酚、苯乙基间苯二酚和四氢木兰醇)在210~230 nm波长范围内有最大吸收,综合考虑灵敏度和抗干扰性,选择230 nm为检测波长。不同波长下17种美白成分的对照品色谱图见图 2

1.熊果苷(arbutin) 2.氢醌(hydroquinone) 3.烟酰胺(nicotinamide) 4.间苯二酚(resorcinol) 5.杜鹃醇(rhododendrol) 6. 4-丁基间苯二酚(4-butylresorcinol) 7.苯乙基间苯二酚(phenylethyl resorcinol) 8.四氢木兰醇(tetrahydromagnolitol) 9.抗坏血酸磷酸酯镁(magnesium ascorbyl phosphate) 10.抗坏血酸葡糖苷(ascorbyl glucoside) 11.烟酸(nicotinic acid) 12. 3-O-乙基抗坏血酸(3-O-ethyl ascorbic acid) 13. 4-甲氧基水杨酸钾(potassium methoxysalicylate) 14.鞣花酸(ellagic acid)15.甘草酸二钾(dipotassium glycyrrhizate) 16.曲酸(kojic acid) 17.苯酚(phenol) 图 2 17种美白成分的对照品色谱图 Fig.2 HPLC chromatograms of 17 whitening ingredients
3.2 流动相的选择

考察了采用乙腈-水、甲醇-水、乙腈-0.02 mol·mL-1磷酸二氢钾溶液、甲醇-0.02 mol·mL-1磷酸二氢钾溶液作为流动相时17种待测成分在相同色谱条件下的分离效果,结果显示,采用甲醇-0.02 mol·mL-1磷酸二氢钾溶液流动相系统进行分析时,分离度和峰形均较好,故选择该流动相系统。考察了不同梯度洗脱程序,结果显示在最终确定的色谱条件下,17种待测成分之间的分离度良好。

3.3 色谱柱的选择

对比了Waters Symmetry C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm)、Shiseido CAPCELL PAK C18 MG柱(4.6 mm×250 mm,5 μm)、Thermo Scientific Syncronis C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm)和Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm)4种不同品牌色谱柱的分离效果,在Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18柱上17种化合物各色谱峰间的分离度均较好,且峰形良好,故选择该色谱柱进行分析。

3.4 提取溶剂的选择

采用溶剂提取和超声提取的方法进行样品前处理,首先加入提取溶剂将化妆品完全分散,之后利用超声加速待测物质进入提取溶剂中。根据17种美白成分的溶解性及化妆品基质的特性,本研究考察了80%甲醇溶液、50%甲醇溶液、20%甲醇溶液作为提取溶剂对峰形和回收率的影响。结果表明,当采用50%甲醇溶液作为提取溶剂时,17种待测组分的峰形和回收率均较好,故选用50%甲醇溶液作为提取溶剂。

3.5 结论

本研究建立了同时测定化妆品中17种美白成分的方法,方法学验证结果表明该方法准确、可靠,适用于化妆品中17种美白成分的测定,为化妆品的监管提供技术支持。

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