Abstrakts

Šajā darbā ir izstrādāta mikrofluidiska papīra analītiskā ierīce (µPAD), lai analizētu hidrohinonu sejas balināšanas krēmos, izmantojot floroglucinolu. µPAD ir aprīkots ar hidrofobu barjeru noteikšanai, un tas tika izgatavots, izmantojot vaska printeri ar Whatman hromatogrāfisko papīru. Noteikšana tika panākta ar kolorimetriju, pamatojoties uz apelsīnu hidrohinona – floroglucinola kompleksa veidošanos. Krāsains reakcijas produkts, kas veidojas µPAD noteikšanas zonā, tika skenēts, un iegūtie attēli tika apstrādāti ar Image-J programmatūru, lai noteiktu to krāsu intensitāti (RGB vērtību). Lai iegūtu jutīgus mērījumus, tika veikta procesa apstākļu optimizācija. Optimālie apstākļi, kas nodrošina maksimālu jutību, ietvēra florogliucinola → NaOH → parauga (hidrohinona) reaģenta pievienošanas secību, 1 µL 0,5 procenti floroglucinola, 1 M NaOH un 10-minūtes reakciju. Optimālos apstākļos µPAD izveidoja divas lineāras hidrohinona kalibrēšanas līknes koncentrācijās 10–100 mg/L (R2=0.9979) un 250–1000 mg/L (R2 = 0.9991). Metode uzrādīja ļoti labu selektivitāti attiecībā uz mērķa analītu propilēnglikola un rezorcīna klātbūtnē ar apmierinošu derīgumu un vidējo atgūstamību tuvu 100 procentiem. Ierosinātais µPAD ir ļoti vienkāršs un lēts paņēmiens hidrohinona analīzei, un to var izmantot kosmētikas paraugiem ar apmierinošiem rezultātiem.

Saskaņā ar attiecīgiem pētījumiem cistanche ir izplatīts augs, kas pazīstams kā "brīnumaugs, kas pagarina dzīvi". Tās galvenā sastāvdaļa ir cistanozīds, kam ir dažādi efekti, piemēram, antioksidants, pretiekaisuma līdzeklis un imūnsistēmas funkciju veicināšana. Mehānisms starp cistanche un ādas balināšanu slēpjas cistanche glikozīdu antioksidanta iedarbībā. Melanīns cilvēka ādā rodas tirozīna oksidācijas rezultātā, ko katalizē tirozināze, un oksidācijas reakcijā ir nepieciešama skābekļa līdzdalība, tāpēc skābekļa brīvie radikāļi organismā kļūst par svarīgu faktoru, kas ietekmē melanīna veidošanos. Cistanche satur cistanozīdu, kas ir antioksidants un var samazināt brīvo radikāļu veidošanos organismā, tādējādi kavējot melanīna ražošanu.

Noklikšķiniet uz Kur es varu nopirkt Cistanche

Vairāk informācijas:

david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501

Ievads

Hidrohinonu noteikšanu kosmētikā var panākt, izmantojot vairākas metodes, tostarp redoks titrēšanu, plānslāņa hromatogrāfiju [1], spektrofotometriju [4, 5], plūsmas injekcijas spektrofotometriju [6-8] un augstas izšķirtspējas šķidruma hromatogrāfiju (HPLC). ) [9,10]. Šīs metodes, īpaši pēdējās, ir labi zināmas, jo tās piedāvā precīzus mērījumus un augstu precizitāti un efektivitāti. Tomēr šīm metodēm ir nepieciešams arī kvalificēts operators, un tās nav pārnēsājamas; tādējādi tos nevar izmantot mērījumiem uz vietas.

Materiāli un metodes

Materiāli un aprīkojums.Šajā darbā izmantotais aprīkojums ietvēra vaska printeri (Xerox ColorCube 8580 DN-2, tips T2B047382), lai drukātu hidrofobisko barjeru uz Whatman Nr. 1 hromatogrāfijas papīra (CHR, Whatman, GE Healthcare Life Sciences, UK) µPAD. . Tika izmantota sildvirsma, lai uzsildītu vaska tintes barjeru un ļautu tai iekļūt caur papīru, lai reakcijas zonai izveidotu nevainojamu barjeru. Tika izmantots Canon PIXMA MP237 skeneris un Image-J programmatūra, lai interpretētu uzņemto attēlu krāsu intensitāti sarkanās, zaļās un zilās (RGB) vērtībās, kuras pēc tam tika pārveidotas absorbcijas vērtībā, izmantojot modificēto Lamberta–Beer likumu.

Metodes optimizācija.Ierosinātās µPAD metodes procesa apstākļi tika optimizēti, lai nodrošinātu jutīgus mērījumus.

Hidrohinona noteikšana.Hidrohinona noteikšana optimālos apstākļos, kas noteikti 2.3. sadaļā, tika veikta saskaņā ar 2. attēlu. Šajā shēmā µPAD noteikšanas zonā tika nomests 1 µL 0,5 procenti floroglucinola. Ierīcei ļāva nostāvēties 5 minūtes, un pēc tam noteikšanas zonai pievienoja 1 µL 1 M NaOH šķīduma. Ierīcei ļāva nostāvēties vēl 10 minūtes, lai tā nožūtu, pēc tam to uzskatīja par gatavu lietošanai. Hidrohinona noteikšanu var panākt, vienkārši nometot 1 µL parauga uz µPAD ierīces reakcijas zonu, ļaujot papīram nostāvēties 10 minūtes un pēc tam skenējot oranžo reakcijas produktu ar Canon PIXMA MP273 skeneri. Iegūto attēlu krāsu intensitāte tika apstrādāta RGB vērtībās, izmantojot Image-J programmatūru, un pēc tam pārveidota absorbcijas vērtībās. Hidrohinona koncentrācija tika noteikta, saskaņojot iegūto absorbciju ar standarta kalibrēšanas līkni.

Metodes selektivitāte.µPAD metodes selektivitāte pret hidrohinonu sejas balināšanas krēmos tika noteikta, iegūstot hidrohinona mērījumus ar un bez rezorcīna un propilēnglikola kā traucējošiem savienojumiem. Dažādas rezorcīna koncentrācijas (0, 25, 50, 125 un 250 mg/L) tika pievienotas piecām 10 ml mērkolbām, kas satur 25 mg/l hidrohinona, un atšķaidīta līdz atzīmei. Šo šķīdumu krāsas intensitāte tika mērīta, izmantojot to pašu hidrohinona noteikšanas procedūru (2. attēls), atbilstošās RGB vērtības tika pārveidotas par absorbciju un tika aprēķināta hidrohinona atgūšana. Tāda pati procedūra tika atkārtota ar propilēnglikolu ar tādām pašām dažādām koncentrācijām kā rezorcīnam. Lai aprēķinātu procentuālo kļūdu, tika izmantota hidrohinona koncentrācijas atšķirība starp šķīdumiem ar traucējošiem savienojumiem un bez tiem.

Metodes validācija.Metodes validācija tika panākta, izmantojot µPAD, lai noteiktu hidrohinonu divos kosmētikas paraugos, izmantojot standarta pievienošanas metodi. Tieši 0,10 g balinošo krēmu A un B tika nosvērti un pakāpeniski izšķīdināti ar destilētu ūdeni 50 ml vārglāzē. Šķīdumu izlaida caur smalku filtrpapīru, un filtrātu vēlreiz filtrēja, izmantojot šļirces filtru. Filtrēto šķīdumu pārnesa uz 100 ml mērkolbu un pievienoja destilētu ūdeni līdz atzīmei. Pēc tam paraugs tika atšķaidīts, lai iegūtu koncentrāciju, kas ir kalibrēšanas līknes diapazonā.

Rezultāti un diskusija

Optimālo apstākļu noteikšana

Reaģenta pievienošanas secības optimizācija.Secība, kādā reaģenti tiek pilināti uz µPAD, var ietekmēt florogliucinola-hidrohinona kompleksa veidošanos un hidrohinona mērījumu jutību. 5. attēlā parādīts, ka secība A2 nodrošina intensīvāku krāsu µPAD noteikšanas zonā nekā secība A1. Šo atklājumu var izskaidrot ar plašo florogliucinola pārveidošanu par floroglucinola joniem, kas darbojas kā nukleofīlas grupas, kas veicina vēlamā kompleksa veidošanos, ko veicina secība A2. Kā parādīts 5. attēlā, zilo rādījumu intensitāte bija daudz augstāka, salīdzinot ar sarkano un zaļo rādījumu intensitāti. Turklāt zilie rādījumi bija lineāri korelēti ar krāsas intensitāti (vai absorbciju) un hidrohinona koncentrāciju. Šis atklājums saskan ar Kola [30] rezultātiem, kurš atklāja, ka lineāru sakarību starp intensitāti un koncentrāciju var panākt, izmantojot papildu krāsu rādījumus. Tādējādi tika izvēlēti zili rādījumi, lai turpmākajos eksperimentos izmērītu µPAD attēlu krāsu intensitāti.

Floroglucinola tilpuma optimizācija.Optimālais florogliucinola tilpums varētu radīt vislielāko floroglucinola-hidrohinona kompleksa krāsas intensitāti tieši noteikšanas zonas zonā. Jo lielāks ir florogliucinola tilpums, jo augstāka ir kompleksa krāsas intensitāte (absorbcija), kā parādīts 6. attēlā. Absorbcija, kas noteikta, izmantojot zilos rādījumus, palielinājās, palielinoties florogliucinola tilpumam līdz 1 µL; tomēr floroglucinola tilpumi, kas pārsniedz 1,2 µL, lika kompleksam šķērsot hidrofobisko barjeru, kas var novest pie kļūdainiem rezultātiem. Tāpēc turpmākai optimizācijai tika izmantots floroglucinola tilpums 1 µL.

Floroglucinola koncentrācijas optimizācija.Floroglucinola-hidrohinona oranžā kompleksa absorbcija sākotnēji palielinājās līdz ar florogliucinola koncentrāciju līdz {{0}},5 procentiem un pēc tam izlīdzinājās, jo viss hidrohinons ir pilnībā izveidojis florogliucinola-hidrohinona kompleksu (7. attēls). . Tāpēc 0,5 procenti tika uzskatīti par optimālo floroglucinola koncentrāciju.

NaOH koncentrācijas optimizācija.Optimālā NaOH koncentrācija nodrošina piemērotu sārmainu atmosfēru negatīvi lādētu florogliucinola jonu veidošanai. NaOH hidroksilgrupa (OH–) var uzbrukt ūdeņradim florogliucinola OH– grupā, veidojot florogliucinola jonu, kas savukārt var uzbrukt hidrohinonam, veidojot heterokompleksu florogliucinola–hidrohinona kompleksu. 8. attēlā redzams, ka augstākas NaOH koncentrācijas palielina µPAD attēlu krāsas intensitāti. Vislielākā absorbcija tika iegūta pie NaOH koncentrācijas 1 M. Tādējādi turpmākajos eksperimentos tika izmantots 1 M NaOH.

Reakcijas laika optimizācija.Reakcijas laiks tika optimizēts, lai noteiktu īsāko skenēšanas laiku un izvairītos no komplekso savienojumu krāsas degradācijas. Īss reakcijas laiks var izraisīt nepilnīgu florogliucinola-hidrohinona kompleksa veidošanos. Tomēr ilgi reakcijas laiki var pasliktināt sarežģīto krāsu, pakļaujoties gaismai un nepiemērotai temperatūrai un pH. 10 minūšu reakcijas laiks deva optimālus rezultātus ar maksimālo absorbciju (9. attēls). Šis reakcijas laiks tika izmantots turpmākajos eksperimentos.

Standarta līknes un linearitātes mērījumi.Iepriekš iegūtajos optimālajos apstākļos (ti, A2 reaģenta imobilizācijas secība, 1 µL 0,5 procenti florogliucinola, 1 M NaOH un 10-minūtes reakcija), µPAD metode, izmantojot 1 µL paraugam bija skaidras krāsas intensitātes atšķirības, jo hidrohinona koncentrācija bija no 10 mgL−1 līdz 1000 mg/L (10. attēls). Kad iegūto attēlu krāsu intensitātes RGB vērtības tika pārvērstas absorbcijas vērtībās un pēdējās tika attēlotas kā hidrohinona koncentrācijas funkcija, tika iegūtas ļoti labas korelācijas (ti, R 2 tuvu 1) koncentrācijas diapazonos 10– 100 mg/L (attēls 11-a) un 250–1000 mg/L hidrohinons (attēls 11-b). µPAD attēli uzrādīja krāsas ar lielāku intensitāti augstās hidrohinona koncentrācijās un zemākas intensitātes zemās hidrohinona koncentrācijās. Citiem vārdiem sakot, jo augstāka ir hidrohinona koncentrācija, jo lielāka ir oranžā floroglucinola-hidrohinona kompleksa krāsas intensitāte.

Saskaņā ar 11. attēlu hidrohinona koncentrācija ir proporcionāla µPAD attēla krāsas intensitātei; konkrēti, jo lielāka ir hidrohinona koncentrācija, jo augstāka ir absorbcijas vērtība, kas iegūta no zilo rādījumu intensitātes. Standarta līkne hidrohinonam koncentrācijās no 10 mgL−1 līdz 100 mgL−1 nodrošināja lineāro regresijas vienādojumu y =  0,0004x plus 0,0563 (R{{9). }}.9979). Līdzīgi saistība starp hidrohinona koncentrāciju un absorbciju sniedza lineāro regresijas vienādojumu y=0.0001x plus 0.0923 (R2=0.9991) pie hidrohinona koncentrācijas 250–1000 mgL-1. Šajā darbā R2 vērtības, kas ir tuvu 1, norāda uz ļoti labu lineāru korelāciju starp koncentrāciju un absorbciju.

Metodes selektivitāte.µPAD metodes selektivitāte tika pētīta, standarta hidrohinona šķīdumam atsevišķi pievienojot rezorcīnu un propilēnglikolu, divas balinošajā kosmētikā bieži sastopamas vielas. Kā parādīts 1. tabulā, rezorcīna pievienošana koncentrācijās 25, 50 un 125 mg/l būtiski neietekmēja hidrohinona mērījumus, kas iegūti, izmantojot µPAD metodi. Šo konstatējumu atbalsta neliela procentuālā ģenerētā kļūda (<10%). Hydroquinone measurements obtained following the addition of 250 mg/L resorcinol  (1:10) showed a slight increase, with a % error of  10.82%. The results of a t-test at the 95% confidence level showed that count (3.65) is greater than the table (2.92). Thus, the addition of resorcinol to a sample at amounts 10 times greater than the hydroquinone concentration can increase the measured concentration of the latter. The addition of propylene glycol at concentrations of 25, 50, 125, and 250   mg/L did not interfere with the measurement of hydroquinone concentration, as indicated by the low % error determined from the experiments.

Metodes validācija.µPAD metodes derīgums tika novērtēts, nosakot hidrohinonu divu veidu balinošo krēmu kosmētikā. Validācijas testa rezultāti ir parādīti 2. tabulā. µPAD metode uzrādīja ļoti labu precizitāti un derīgumu, par ko liecina atgūšanas vērtības diapazonā no 95 procentiem līdz 105 procentiem, kā arī augsta precizitāte (procenti RSD < 10 procenti).

Rezumējot, šajā darbā piedāvātā µPAD metode nodrošina apmierinošu precizitāti un precizitāti. Tāpēc izgatavoto ierīci var izmantot kā alternatīvu metodi hidrohinona noteikšanai balinošā krēma kosmētikā.

Secinājums

Hidrohinonu balinošos krēmos var noteikt, izmantojot ierosināto μPAD, kura pamatā ir vienkārša hidrohinona reakcija ar florogliucinolu sārmainos apstākļos, veidojot oranžu hidrohinona-floroglucinola kompleksu. Šo metodi var izmantot, lai noteiktu hidrohinona koncentrāciju diapazonā no 10–100 un 250–1000 mg/l. Lai gan šajā darbā izstrādātais µPAD ir mazāk jutīgs salīdzinājumā ar citām uzlabotajām metodēm, tas ietver vienkāršu procesu un ir lēts. Ierosināto μPAD ierīci var izmantot kā testa komplektu hidrohinona uzraudzībai sejas balināšanas krēmos ar diezgan augstu precizitāti un precizitāti.

Pateicības

Autori ir pateicīgi Bravidžajas Universitātes Ķīmijas nodaļai par šī pētījuma veicināšanu un Bravidžajas Universitātes Zinātņu fakultātei par finansiālā atbalsta sniegšanu, izmantojot Doktora stipendiju 2020, DIPA-023.17.2.677512/2020, līguma Nr. 32/UN10.F09/PN/2020.

Atsauces

[1] Ortonne, JP., Bissett, DL 2008. Jaunākie ieskati ādas hiperpigmentācijā. J. Izmeklēt. Dermatol. Symp. Proc. 13:10-14,

[2] Westerhof, W., Kooyers, T. 2005. Hidrohinons un tā analogi dermatoloģijā — potenciāls veselības apdraudējums. J. Kosmētika. Dermatol. 4(2): 55–9

[3] Couteau, C., Coiffard, L. 2016. Overview of Skin Whitening Agents: Drugs and Cosmetic Products Cosmetics. 3(27): 1–16,

[4] Elferjani, HS, Ahmida, NHS, Ahmida, A. 2017. Hidrohinona noteikšana dažos farmaceitiskajos un kosmētiskajos preparātos ar spektrofotometrisko metodi. IJSR. 6(7): 2219–2324,

[5] Sulistyarti, H., Sari, PM, Syamaidzar, Retnowati, R., Tolle, H., Wiryawan, A. 2020. Netiešās spektrofotometrijas metode hidrohinona noteikšanai kosmētikā, pamatojoties uz hroma (VI)-difenila samazināšanos. Absorbcija. IOP konf. Ser. Mater. Sci. Inž. 833(012047): 1–10,

[6] Fahmi, MI, Sulistyarti, H., Mulyasuryani, A., Wiryawan, A. 2019. Plūsmas iesmidzināšanas optimizācija (FI) – Spectrophotometry for Hydroquinone Analysis. J. Pure App. Chem. Res. 8(1): 53–61

[7] Trenggamayunelgi, FS, Sulistyarti, H., Retnowati, R. 2019. Plūsmas injekcijas-spektrofotometrijas metodes izstrāde hidrohinona noteikšanai, pamatojoties uz zilās cietes-joda kompleksa veidošanos. IOP konf. Ser. Mater. Sci. Inž. 546(032031): 1–10, https://doi.org/10.1088/1 757- 899X/546/3/032031.

[8] Albhibani, MMO, Sulistyarti, H., Sabarudin, A. 2019. Plūsmas iesmidzināšana – Netiešā spektrofotometrija hidrohinona analīzei, pamatojoties uz dzelzs (II)-fenantrolīna kompleksa veidošanos. J. Pure App. Chem. Res. 8(3): 208–216

[9] García, PL, Santoro, MIRM, Kedor-Hackman, ERM, Singh, AK, 2005. HPLC un UV atvasinājumu spektrofotometriskās metodes izstrāde un validācija hidrohinona noteikšanai gēla un krēma preparātos. J. Pharm. Biomed. Anal. 39(3–4): 764–768.

[10] Gimeno, P., Maggio, AF, Bancilhon, M., Lassu, N., Gornes, H., Brenier, C., Lempereur, L. 2016. HPLC–UV Method for the Identification and Screening of Hydroquinone, Hidrohinona ēteri un kortikosteroīdi, kas, iespējams, tiek izmantoti kā ādu balinoši līdzekļi nelegālos kosmētikas produktos. J Hromatogr. Sci. 54(3): 343–352,

[11] Martinez, AW, Phillips, ST, Whitesides, GM, Carrilho, E. 2010. Diagnostics for the Developing World: Microfluidic Paper-Based Analytical Devices. Anal. Chem. 82(1): 3–10

[12] Adkins, J., Boehle, K., Henry, C. 2015. Elektroķīmiskās papīra bāzes mikrofluidiskās ierīces. Elektroforēze, 36(16): 1811–1824,

[13] Oh, JM, Chow, KF 2015. Jaunākie sasniegumi elektroķīmisko papīra bāzes analītisko ierīču jomā. Anal. Metodes. 7(19): 7951–7960

[14] Mettakoonpitak, J., Boehle, K., Nantaphol, S., Teengam, P., Adkins, JA, Srisa-Art, M., Henry, CS 2016. Elektroķīmija uz papīra balstītām analīzēm: pārskats. Elektroanalīze. 28(7): 1420–1436

[15] Yao, B., Zhang, J., Kou, TY, Song, Y., Liu, TY, Li, Y. 2017. Papīra elektrodi elastīgām enerģijas uzkrāšanas ierīcēm. Adv. Sci. 4(7): 1700107

[16] Sriram, G, Bhat, MP, Patil, P., Uthappa, UT, Jung, HY, Altalhi, T., Kumeria, T., Aminabhavi, TM, Pai, RK, Madhuprasad, Kurkuri, MD 2017. Papīrs uz mikrofluidiskām analītiskām ierīcēm toksisku jonu kolorimetriskai noteikšanai: pārskats. Tendences Anal. Chem. 93: 212–227

[17] Morbioli, GG, Mazzu-Nascimento, T., Stockton, AM, Carrilho, E. 2017. Kolorimetriskās noteikšanas tehniskie aspekti un izaicinājumi ar mikrofluidiskām papīra bāzes analītiskām ierīcēm (µPADs–A review. Anal. Chim. Acta. 970: 1–22

[18] Yu, JH, Ge, SG, Yan, M. 2014. Labor-on-paper balstītas ierīces, kas izmanto hemiluminiscences un elektroģenerētas hemiluminiscences noteikšanu. Anal. Bioanāls. Chem. 406(23): 5613–5630

[19] Gross, EM, Durant, HE, Hipp, KN, Lai, RY 2017. Elektroķīmiluminiscences noteikšana papīra un citās lētās mikrofluidiskās ierīcēs. Chem. Electro. Chem. 4(7): 1594–1603

[20] Busa, LSA, Mohammadi, S., Maeki, M., Ishida, A., Tani, H., Tokeshi, M. 2016. Advances in microfluidic paper-based analytical devices for food and water analysis. Mikromašīnas. 7:8

[21] Wisang, YF, Sulistyarti, H., Andayani, U., Sabarudin, A. 2019. Mikrofluidiskās papīra bāzes analītikas ierīces (µPAD) svina analīzei, izmantojot neapbruņotu aci un kolorimetrisko noteikšanu. IOP konf. Ser. Mater. Sci. Inž. 546: 0320331–7

[22] Meredith, NA, Quinn, C., Cate, DM, Reilly, TH, Volckens, J., Henry, CS 2016. Papīra analītiskās ierīces vides analīzei. Analītiķis. 141(6): 1874–1887

[23] Yetisen, AK, Akram, MS, Lowe, CR 2013. Papīra bāzes mikrofluidiskās aprūpes punkta diagnostikas ierīces. Lab. Mikroshēma. 13(12): 2210–2251

[24]Jeong, S.-G., Kim, J., Nam, J.-O., Song YS, Lee C.-S. 2013. Papīra analītiskā ierīce kvantitatīvai urīna analīzei. Int. Neurorols. J. 17(4): 155–161

[25] Santhiago, M., Nery, EW, Santos, GP, Kubota, LT 2014. Mikrofluidiskas papīra bāzes ierīces bioanalītiskiem lietojumiem. Bioanalīze. 6(1): 89–106

[26] Rozand, C. 2014. Papīra analītiskās ierīces infekcijas slimību testēšanai aprūpes punktos. Eiro. Dž.Klins. Microbiol. Inficēt. Dis. 33(2): 147–156

[27] Xia, Y., Si, J., Li, Z. 2016. Ražošanas paņēmieni mikrofluidiskā papīra bāzes analītisko ierīču un to pielietojumu bioloģiskajai testēšanai: pārskats. Biosens. Bioelektrons. 77: 774–789.

[28] Mahdiasanti, IW, Sabarudin, A., Sulistyarti, H. 2019. Vienlaicīga BUN-Kreatinīna kā nieru funkcijas biomarķieru noteikšana asinīs, izmantojot mikrofluidiskā papīra bāzes analītiskos ierīces, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Inž. 546(032019): 1.–9

[29] Fauziyah, N., Andini, Anneke, Oktavia, I., Sari, MI, Sulistyarti, H., Sabarudin, A. 2019. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Inž. 546(032007): 1.–8

[30] Kohl, SK, Landmark, JD, Stickle, DF 2006. Absorbcijas demonstrēšana, izmantojot digitālo krāsu attēlu analīzi un krāsainus risinājumus. J. Chem. Izglīt. 83(4): 644–646

Plašāka informācija: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501