基于高效液相色谱法的化妆品化学防晒剂的性能测定

盛文文

基于高效液相色谱法的化妆品化学防晒剂的性能测定

盛文文

（皖西卫生职业学院 化学教研室，安徽 六安 237005）

为了精准检测各类化妆品中的化学防晒剂成分是否超标，提出了基于高效液相色谱法的化妆品化学防晒剂的性能测定。以甲醇、四氢呋喃、超纯水制成混合液，利用混合液与四氢呋喃提取防晒剂标准品样品，制备相对应浓度的标准工作液；以混合液提取各类防晒化妆品样品，并与工作液混合制备加标样品；采用高效液相色谱仪、全自动超声波清洗器等仪器，以甲醇、四氢呋喃与高氯酸水混合溶液为流动相，在流速、柱温与检测波长分别为1.0mL/min、40℃和311nm的条件下测定样品。结果显示，测定的防晒剂谱峰分离效果较好，在相同浓度范围内具有较好的线性关系，相关系数高于0.9996，与加标回收率偏差值均小于5%，检出限范围在0.9～1.4μg，显著优于对比方法。说明所提测定方法准确可靠，适用于化妆品化学防晒剂性能测定。

高效液相色谱；流动相；化学防晒剂；性能测定；色谱条件

化妆品化学防晒剂成分多数带有氨基苯甲酸类化合物，其中含有氨基基团的芳香烃物质，可以较好地溶解有机溶剂，又因为其光化学稳定性强，吸收紫外线的效果强悍，经常被作为紫外吸收剂来使用[1]。可以利用这种特性阻碍紫外线与人体皮肤的接触，减少对皮肤的损害。

紫外线由波长的长度能够分为3类，分别是长波、中波和短波，一般情况下，短波紫外线无法到达人体，因此对人体皮肤产生损害的是长波紫外线和中波紫外线。可通过使用含防晒剂的防晒霜等化妆品进行防护。防晒剂属特殊用途化妆品，其根据防晒方式的不同分为两种不同类型[2]：（1）物理防晒剂，多以二氧化钛与氧化锌为原料，采用纳米技术制备超细颗粒，通过散射作用达到防晒作用[3-5]。但这种物理防晒剂对皮肤亲和性较差，仅可在有限范围内降低紫外线照射损伤。（2）化学防晒剂，多以氨基苯甲酸衍生物与水杨酸酯类等化合物为主要试剂[6]，将吸收的紫外线以热能或光能的能量形态转移出人体皮肤外，从而起到防晒效果。又因为其配方单一、价格低等优势，是当前化妆品防晒剂的主要配方原料。但这种防晒剂对于人体的皮肤组织有一定的伤害，严重的还会导致皮肤过敏、发炎等问题。因此相关法律法规对化学防晒剂的种类与用量等都进行严格管理与限制。但部分商家为获取更大利益，导致市场上化妆品化学防晒剂质量存在参差不齐的现象，使用防晒剂导致皮肤过敏的报道屡见不鲜。基于此研究化妆品化学防晒剂的性能测定尤为重要。

目前，化妆品防晒剂的性能测定方法有磁固相萃取-液相色谱法[7]、气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）[8]、超高效合相色谱法等[9]。其中，GC-MS/MS方法需要气化处理，检出限为0.08～0.99μg/kg，因而对于具有挥发性的物质存在限制；磁固相萃取-液相色谱法仅建立了环境水样中痕量有机紫外防晒剂的检测方法，该方法检测其它防晒剂时会受到限制；超高效合相色谱（UPC2）技术集合超临界流体色谱和超高效液相色谱的技术优点，所提方法的检出限是200mg/kg，相对标准偏差RSD在1.8%～8.6%之间，线性范围在1.0～80.0 mg/L之间，加标回收率范围在81.1%～108%之间，但是，上述方法没有针对性的测定其防晒剂。因此，通过高效液相色谱法测定了化妆品中的防晒剂的性能，旨在应用于化妆品化学防晒剂的监督与管理中，为防晒剂研究提供科学数据支持。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

测定的色谱纯试剂为甲醇、四氢呋喃；高氯酸、氢氧化钠，均为分析纯试剂，上海凯茵化工有限公司；超纯水为自制。

LC-10Tvp高效液相色谱仪，上海精密仪器仪表有限公司；KKD-80144THL全自动超声波清洗器，东莞市柯金达超声波科技有限公司；LXJ-8超速离心机，杭州齐威仪器有限公司；Vortex-Genie2-漩涡混合器，济南千司生物技术有限公司；FST-RO-10/20实验室专用纯水机，青岛聚创环保集团有限公司；DS0222-0045注射式过滤器，赛默飞世尔科技有限公司。

测定过程中使用的标准品如表1所示。

表1 标准品描述

标准品中包含合成过程中带入的原料、中间体、及副产物等杂质，由于其含量较少，对化学防晒剂性能测定的影响不大，因此，本文不考虑杂质带来的影响。

1.2 标准溶液制备

1号储备液：选取150mL深色容量瓶，混合0.3g邻氨基苯甲酸、60mL水以及适量1mol/L氢氧化钠溶液。待液体澄清后，将容量瓶置入超声波清洗器内，设定时间6min，超纯水定容，获取标准溶液，标为1号储备液。将其纳入冰箱内备用，冰箱温度调至3.5～4.5℃。

2号储备液：选取150mL深色容量瓶，加入间氨基苯甲酸0.6g。将甲醇、四氢呋喃、超纯水以5∶7∶6的比例制成混合液，取60mL混合液加入容量瓶内，将容量瓶置入超声波清洗器内[10]，设定时间6min，混合液定容[11]，获取标准溶液，标为2号储备液。储备液置入冰箱内待用，冰箱温度设置为（4±0.5）℃。

3号储备液：选取150mL深色容量瓶，加入对氨基苯甲酸3g，取60mL四氢呋喃放入容量瓶中，将带有四氢呋喃的容量瓶放入超声波清洗器内，设定时间6min，四氢呋喃定容[12]，获取标准溶液，标为3号储备液。储备液置入冰箱内待用，冰箱温度设置为（4±0.5）℃。

混合标准储备液：在150mL深色容量瓶内分别加入以上3种储备液各20mL，充分混合，混合液定容，获取混合标准储备液。

标准工作液：将刚刚制备的混合标准储备液当作母液，分别提取1, 4, 8, 12, 16, 20mL放入不同深色容量瓶内，获取对应浓度的标准工作液。

表2 流动相的梯度程序

1.3 液相色谱条件

色谱柱选用SE–54型号，提供规格为150mm×4.6mm×1.8μm；流速、柱温与进样量分别为1.0mL/min、40℃和5μL；流动相[13]：将超声除气处理后的甲醇、四氢呋喃与高氯酸按照体积比13∶42∶42的比例进行混合的溶液，其检测波长设为311nm。流动相的梯度如表2所示。

1.4 样品处理

取市面上常见的水剂类、乳液类、粉饼类、膏霜类、蜜蜡类等防晒化妆品为样品[14-15]，在具塞比色管内置入化妆品样品1g与混合液，以30mL流动相溶解后置入超速离心机，时间设定为15min。取出后室温静置，取上层清液2mL加入混合液稀释10倍，取稀释后溶液2mL，再加入混合液稀释10倍，利用注射式过滤器过滤后备用。

加标样品：将处理后的样品分别加入不同浓度标准工作液中，混合均匀。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择

采用高效液相色谱法测定化妆品化学防晒剂的性能过程中，防晒剂色谱图谱峰分离效果受流动相影响显著。采用本文方法测定对氨基苯甲酸、邻氨基苯甲酸及间氨基苯甲酸的防晒剂性能时，忽略流动相pH作用，对比传统的有乙腈参与的流动相与本文设计的有四氢呋喃参与的流动相对分离效果的影响，结果如图1所示。

图1 不同流动相体系的高效液相色谱图

由图1可知，有乙腈参与的流动相与有四氢呋喃参与的流动相均能够实现防晒剂谱峰分离，但有乙腈参与的流动相色谱基线提升趋势较为显著，形成峰形前展。有四氢呋喃参与的流动相基线变化不显著，在确保谱峰分离的前提下，可获取较为优质的峰形，因此本文方法中选取四氢呋喃作为流动相。

在1.3节给出的液相色谱条件下，根据化妆品卫生相关规范中的洗脱程序，得到化妆品化学防晒剂色谱峰，如图2所示。

图2 化学防晒剂的标准色谱图

图2中，1是对氨基苯甲酸，2是邻氨基苯甲酸，3是间氨基苯甲酸。分析图2可知，采用本文方法测定过程中，化妆品化学防晒剂的色谱峰均在适当的时间内形成谱峰，且不同防晒剂谱峰之间分离性能较好，各谱峰互不干扰。

2.2 回归方程与检出限

在上述实验环境中，采用本文方法，依照峰面积对比浓度进行线性回归，制成回归方程曲线，以3倍信噪比计算检出限。标准曲线，利用3倍信噪比确定检出限结果如表3所示。

表3 回归方程、相关系数与检出限

分析表3可知，相同浓度范围内，3种防晒剂的相关系数均高于0.9996，检出限在0.9～1.4μg之间，能够满足化妆品化学防晒剂的测定要求。

2.3 回收率

将某空白化妆品样品作为实验对象，对12种防晒剂的工作曲线线性范围内依次加入低、中、高浓度的标准工作液，得出回收率，加标回收实验如表4所示。

表4 加标回收实验

分析表4得到，采用本文方法进行加标回收率测定，邻氨基苯甲酸的回收率范围在97.8%～98.7%之间，间氨基苯甲酸的回收率范围在91.6%～96.5%之间，对氨基苯甲酸的回收率范围在87.1%～91.9%之间，由此可见，本文方法对邻氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸防晒剂的回收率较高，对对氨基苯甲酸防晒剂的回收率稍差，但每种防晒剂的偏差值均小于5%，能够一定程度保证本文实验的有效性。

2.4 方法精密度测定

取1, 8, 20mL混合标准工作液，反复对峰面积测量7次，依靠峰面积来确定方法的精密度，3种防晒剂的平均相对标准差如表5所示。

表5 平均相对标准差

由表5可知，3种防晒剂峰面积的平均相对标准差范围在0.71%～3.05%之间，说明本文方法具有较高的精密度。

2.5 实际样品测定

2.5.1 样品检测结果

随机选取30种市面上销售量较高、具有防晒功能的化妆品作为检测对象，检测对象SPF值在15～35之间，其中包含水剂类5种、乳液类8种、粉饼类4种、膏霜类10种、蜜蜡类3种，采用本文方法进行检测，结果如表6所示。

表6 防晒剂平均检出率 %

化学防晒剂水剂类（5种）乳液类（8种）粉饼类（4种）膏霜类（10种）蜜蜡类（3种） 邻氨基苯甲酸1.39%1.17%2.22%2.45%2.74% 间氨基苯甲酸2.66%3.69%2.06%3.74%2.11% 对氨基苯甲酸1.98%2.05%1.87%2.02%1.13%

由表6可知，在30种检测对象中，间氨基苯甲酸的检出率最高，分别达到3.69%和3.74%，本文方法检测结果表明，当前市面上的化妆品化学防晒剂监督与管理有待进一步加强。

2.5.2 不同方法检测结果对比

采用本文方法和气相色谱法分别对上述检测对象进行测定，反复对峰面积测量5次，对比两种方法的平均相对标准差，其结果如表7所示。

表7 不同方法测定结果对比

分析表7得到，采用本文方法测定化妆品化学防晒剂结果的平均相对标准差显著小于气相色谱法，说明本文方法的检测结果波动小，检测精度更高，具有较好的应用性。

3 结论

防晒剂作为化妆品中普遍存在的成分，同时也是对皮肤产生刺激的主要成分。基于此本文提出基于高效液相色谱法的化妆品化学防晒剂的性能测定方法。经过实验验证，本文方法能够满足化妆品化学防晒剂测定要求，测定过程灵敏度高、回收率好、测定结果具有较高精密度，可应用于化妆品中氨基苯甲酸类化学防晒剂的检测。

[1] 夏悦，赖维，刘玉芳，等. 反复长波紫外线照射对人皮肤成纤维细胞DNA的损伤机制探讨[J]. 中华皮肤科杂志，2019, 52(09): 631-635.

[2] 朱惠斌，王雪平. 气相色谱法测定防晒化妆品中14种防晒剂的含量[J]. 日用化学工业，2019, 49(02): 126-131.

[3] 祝侠丽，张慧娟，王莎莎，等. 基于TiO2@Fe3O4纳米材料的盐酸阿霉素磁性热敏脂质体制备及其理化特性、磁效应和光热效应考察[J]. 中国药房，2019, 30(20): 2752-2757.

[4] 黄礼丽，赵深茂，邓跃全. 稀土钕掺杂氧化锌纳米材料的制备及对罗丹明B的降解研究[J]. 无机盐工业，2019, 51(08): 88-92.

[5] 赵红梅，刘龙江，沈晓静，等. Fe、Ce单复合掺杂纳米氧化锌粉体的制备及其光催化性能研究[J]. 功能材料与器件学报，2018, 24(01): 79-84.

[6] 吴伟珍，黄梦霞，黄庆达，等. 分子印迹光子晶体凝胶膜可视化检测葡萄酒中邻氨基苯甲酸甲酯[J]. 分析化学，2019, 47(09): 1330-1336.

[7] 刘程，陈蕾，叶子雯，. 磁固相萃取-液相色谱法测定环境水样中有机紫外防晒剂[J]. 色谱，2019, 37(08): 918-923.

[8] 孙晶，谭力，曹玲，等. 气相色谱-串联质谱法检测化妆品中25种防腐剂[J]. 色谱，2019, 37(3): 331-339.

[9] 邱月，李根容，龙梅，等. 超高效合相色谱法快速检测塑料食品接触材料中13种紫外吸收剂[J]. 色谱，2019, 37(09): 990-995.

[10] 崔玉洪. 基于超声波清洗技术的喷涂清洗装置集成设计及应用实践[J]. 制造技术与机床，2019(12): 82-84.

[11] 赵松峰，张晓，师秀琴，等. 基于超高效液相色谱-高分辨质谱技术方法分析痰热清注射液和胶囊化学成分的定性差异[J]. 中国药学杂志，2018, 53(9): 739-748.

[12] 孙慧翠，王韧，王建华，等. 不同分子量聚乙烯吡咯烷酮对四氢呋喃水合物形成及生长的影响[J]. 天然气工业，2018, 38(05): 125-132.

[13] 万长长，郭苑，关福晶，等. 离子液体作为流动相添加剂的亲水作用色谱-间接紫外检测法分析四丁基磷与四丁基铵[J]. 分析测试学报，2020, 39(04): 532-536.

[14] ABDEL-GHANY M F, AYAD M F, MIKAWY N N. Sensitive synchronous spectrofluorimetric study of certain sunscreens using fluorescence enhancers in cosmeceutical formulations[J]. Journal of Fluorescence, 2018, 28(2): 1-14.

[15] 喻明英，王靖，杨成，等. Pickering乳液在化妆品中的应用研究进展[J]. 日用化学工业，2019, 49(6): 398-402.

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学研究项目——双异喹啉阳离子导向的无机/有机杂化材料的热致变色性能研究（KJ2020A0958）

盛文文（1983-），女，安徽六安人，副教授，本科，主要从事化学教育、高分子材料、有机合成研究，qq1035675969@126.com。

TQ658.2+4

A

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