Abstraktne

Selles töös töötatakse välja mikrofluidiline paberipõhine analüütiline seade (µPAD), et analüüsida hüdrokinooni näovalgenduskreemides, kasutades floroglütsinooli. µPAD-il on tuvastamiseks hüdrofoobne barjäär ja see valmistati Whatmani kromatograafilise paberiga vahaprinteri abil. Tuvastamine saavutati kolorimeetria abil, mis põhines oranži hüdrokinooni ja floroglütsinooli kompleksi moodustumisel. µPAD tuvastamistsoonis moodustunud värviline reaktsiooniprodukt skaneeriti ja saadud pilte töödeldi Image-J tarkvaraga, et määrata nende värviintensiivsus (RGB väärtus). Tundlike mõõtmiste saavutamiseks viidi läbi protsessi tingimuste optimeerimine. Optimaalsed tingimused, mis andsid maksimaalse tundlikkuse, hõlmasid reagendi lisamise järjestust floroglütsinoolist → NaOH → proovist (hüdrokinoonist), 1 µL 0,5 protsenti floroglütsinooli, 1 M NaOH-d ja 10-minutilist reaktsiooni. Optimaalsetes tingimustes andis µPAD hüdrokinoonile kaks lineaarset kalibreerimiskõverat kontsentratsioonidel 10–100 mg/L (R2=0.9979) ja 250–1000 mg/L (R2 = 0.9991). Meetod näitas propüleenglükooli ja resortsinooli juuresolekul sihtanalüüdi suhtes väga head selektiivsust, rahuldava kehtivusega ja keskmise saagisega 100% lähedal. Kavandatav µPAD on väga lihtne ja odav meetod hüdrokinoonide analüüsimiseks ning seda saab rakendada rahuldavate tulemustega kosmeetikaproovidele.

Asjakohaste uuringute kohaselt on tsistanche tavaline ravimtaim, mida tuntakse kui "imerohi, mis pikendab eluiga". Selle põhikomponent on tsistanosiid, millel on erinevad toimed, nagu antioksüdant, põletikuvastane ja immuunfunktsiooni edendav toime. Tsistanche ja naha valgendamise vaheline mehhanism seisneb cistanche glükosiidide antioksüdantses toimes. Inimese nahas sisalduv melaniini toodetakse türosiini oksüdeerumisel, mida katalüüsib türosinaas ja oksüdatsioonireaktsioon eeldab hapniku osalemist, mistõttu kehas olevad hapnikuvabad radikaalid muutuvad oluliseks melaniini tootmist mõjutavaks teguriks. Tistanche sisaldab tsistanosiidi, mis on antioksüdant ja võib vähendada vabade radikaalide teket organismis, pärssides seega melaniini tootmist.

Klõpsake valikul Kust Cistanche'i osta saab

Lisateabe saamiseks:

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

Sissejuhatus

Hüdrokinoonide määramist kosmeetikatoodetes saab saavutada mitme meetodi abil, sealhulgas redoks-tiitrimise, õhukese kihi kromatograafia [1], spektrofotomeetria [4, 5], vooluinjektsiooniga spektrofotomeetria [6-8] ja kõrgsurvevedelikkromatograafia (HPLC) abil. ) [9,10]. Need meetodid, eriti viimane, on hästi teada, et pakuvad täpseid mõõtmisi ning suurt täpsust ja tõhusust. Kuid need meetodid nõuavad ka kvalifitseeritud operaatorit ega ole kaasaskantavad; seega ei saa neid kohapeal mõõtmiseks kasutada.

Materjalid ja meetodid

Materjalid ja seadmed.Selles töös kasutatud seadmete hulka kuulus vahaprinter (Xerox ColorCube 8580 DN-2, tüüp T2B047382) hüdrofoobse barjääri printimiseks Whatmani nr 1 kromatograafiapaberile (CHR, Whatman, GE Healthcare Life Sciences, UK) µPAD jaoks. . Vahatinditõkke soojendamiseks ja paberist läbi tungimiseks kasutati keeduplaati, et tekitada reaktsioonitsoonile veatu barjäär. Jäädvustatud piltide värviintensiivsuse tõlgendamiseks punaseks, roheliseks ja siniseks (RGB) väärtusteks kasutati Canoni PIXMA MP237 skannerit ja tarkvara Image-J, mis seejärel teisendati neeldumisväärtuseks, kasutades muudetud Lambert-Beeri seadust.

Meetodi optimeerimine.Kavandatud µPAD-meetodi protsessitingimused optimeeriti tundlike mõõtmiste võimaldamiseks.

Hüdrokinooni määramine.Hüdrokinooni tuvastamine jaotises 2.3 määratud optimaalsetes tingimustes viidi läbi vastavalt joonisele 2. Selle skeemi kohaselt tilgutati µPAD tuvastamise tsooni 1 µl 0,5 protsenti floroglütsinooli. Seadmel lasti 5 minutit seista ja seejärel lisati tuvastamistsooni 1 µL 1 M NaOH lahust. Seadmel lasti veel 10 minutit seista, et kuivada, misjärel loeti see kasutusvalmis. Hüdrokinooni tuvastamine on saavutatav lihtsalt 1 µL proovi tilgutamisega µPAD-seadme reaktsioonitsooni, lastes paberil 10 minutit seista ja seejärel skannida oranži reaktsiooniprodukti Canoni PIXMA MP273 skanneriga. Saadud piltide värviintensiivsus töödeldi Image-J tarkvara abil RGB väärtusteks ja teisendati seejärel neeldumisväärtusteks. Hüdrokinooni kontsentratsioon määrati saadud neeldumise vastavusse viimisel standardse kalibreerimiskõveraga.

Meetodi selektiivsus.µPAD meetodi selektiivsus hüdrokinooni suhtes näo valgendavates kreemides määrati hüdrokinooni mõõtmise teel nii resortsinooli ja propüleenglükooliga kui segavate ühenditeta. Viide 10 ml mõõtekolbi, mis sisaldasid 25 mg/l hüdrokinooni, lisati erinevad kontsentratsioonid resortsinooli (0, 25, 50, 125 ja 250 mg/L) ja lahjendati märgini. Nende lahuste värvuse intensiivsust mõõdeti sama hüdrokinooni määramise protseduuriga (joonis 2), vastavad RGB väärtused teisendati neeldumiseks ja arvutati hüdrokinooni saagis. Sama protseduuri korrati propüleenglükooli puhul samade erinevate kontsentratsioonidega kui resortsinoolil. Protsentuaalse vea arvutamiseks kasutati hüdrokinooni kontsentratsiooni erinevust, mis saadi segavate ühenditega ja ilma nendeta lahuste vahel.

Meetodi valideerimine.Meetodi valideerimine saavutati µPAD abil hüdrokinooni määramiseks kahes kosmeetikaproovis standardse lisamismeetodi abil. Täpselt 0,10 g valgendavaid kreeme A ja B kaaluti välja ja lahustati järk-järgult destilleeritud veega 50 ml keeduklaasis. Lahus juhiti läbi peene filterpaberi ja filtraat filtriti veel kord, kasutades süstalfiltrit. Filtreeritud lahus viidi 100 ml mõõtekolbi ja lisati destilleeritud veega kuni märgini. Seejärel lahjendati proovi, et saada kontsentratsioon, mis jääb kalibreerimiskõvera vahemikku.

Tulemused ja arutlus

Optimaalsete tingimuste määramine

Reaktiivi lisamise järjestuse optimeerimine.Reaktiivide µPAD-le tilgutamise järjekord võib mõjutada floroglütsinooli-hüdrokinooni kompleksi moodustumist ja hüdrokinooni mõõtmise tundlikkust. Joonisel 5 on näidatud, et järjestus A2 annab µPAD tuvastamise tsoonis intensiivsema värvi kui järjestus A1. Seda leidu võib seletada floroglütsinooli ulatusliku muundumisega floroglütsinooli ioonideks, mis toimivad nukleofiilsete rühmadena, mis hõlbustavad soovitud kompleksi moodustumist, mida soodustab järjestus A2. Nagu on näidatud joonisel 5, oli siniste näitude intensiivsus palju suurem kui punaste ja roheliste näitude intensiivsus. Lisaks olid sinised näidud lineaarses korrelatsioonis värvi intensiivsuse (või neeldumise) ja hüdrokinooni kontsentratsiooniga. See leid on kooskõlas Kohli [30] tulemustega, kes leidis, et intensiivsuse ja kontsentratsiooni vahelise lineaarse seose saab saavutada täiendavate värvinäitude kasutamisega. Seega valiti sinised näidud, et mõõta µPAD-piltide värviintensiivsust järgmistes katsetes.

Floroglütsinooli mahu optimeerimine.Optimaalne floroglütsinooli maht võib anda floroglütsinooli-hüdrokinooni kompleksi kõrgeima värviintensiivsuse täpselt tuvastamistsooni piirkonnas. Mida suurem on floroglütsinooli ruumala, seda suurem on kompleksi värvi intensiivsus (neeldumine), nagu on näidatud joonisel 6. Siniste näitude abil määratud neeldumine suurenes floroglütsinooli mahu suurenemisega kuni 1 µL; floroglütsinooli mahud üle 1,2 µL põhjustasid aga kompleksi hüdrofoobse barjääri läbimise, mis võib viia ekslike tulemusteni. Seetõttu kasutati edasiseks optimeerimiseks 1 µl floroglütsinooli mahtu.

Floroglütsinooli kontsentratsiooni optimeerimine.Floroglütsinooli-hüdrokinooni oranži kompleksi neeldumine suurenes algul floroglütsinooli kontsentratsiooniga kuni {{0}},5 protsendini ja seejärel ühtlustus, kuna kogu hüdrokinoon on täielikult moodustanud floroglütsinooli-hüdrokinooni kompleksi (joonis 7). . Seetõttu peeti optimaalseks floroglütsinooli kontsentratsiooniks 0,5 protsenti.

NaOH kontsentratsiooni optimeerimine.Optimaalne NaOH kontsentratsioon tagab sobiva leeliselise atmosfääri negatiivselt laetud floroglütsinooliioonide moodustamiseks. NaOH hüdroksüülrühm (OH-) võib rünnata vesinikku floroglütsinooli OH-rühmas, moodustades floroglütsinooli iooni, mis omakorda võib rünnata hüdrokinooni, moodustades heterokompleksse floroglütsinooli-hüdrokinooni kompleksi. Joonis 8 näitab, et kõrgemad NaOH kontsentratsioonid suurendavad µPAD kujutiste värvi intensiivsust. Suurim neelduvus saadi NaOH kontsentratsioonil 1 M. Seega kasutati järgmistes katsetes 1 M NaOH.

Reaktsiooniaja optimeerimine.Reaktsiooniaeg optimeeriti lühima skaneerimisaja määramiseks ja kompleksühendite värvide lagunemise vältimiseks. Lühike reaktsiooniaeg võib põhjustada floroglütsinooli-hüdrokinooni kompleksi mittetäieliku moodustumise. Pikad reaktsiooniajad võivad aga valguse ja sobimatu temperatuuri ja pH tõttu kompleksvärvi halvendada. 10-minutiline reaktsiooniaeg andis optimaalsed tulemused maksimaalse neelduvusega (joonis 9). Seda reaktsiooniaega kasutati järgmistes katsetes.

Standardkõvera ja lineaarsuse mõõtmised.Ülaltoodud optimaalsetes tingimustes (st A2 reagendi immobiliseerimisjärjestus, 1 µL 0,5 protsenti floroglütsinooli, 1 M NaOH ja 10-minutiline reaktsioon) kasutatakse µPAD meetodit, kasutades 1 µL proov näitas selgeid erinevusi värvi intensiivsuses, kuna hüdrokinooni kontsentratsioon varieerus vahemikus 10 mgL−1 kuni 1000 mg/l (joonis 10). Kui saadud kujutiste värviintensiivsuse RGB väärtused teisendati neeldumisväärtusteks ja viimane joonistati hüdrokinooni kontsentratsiooni funktsioonina, saadi väga head korrelatsioonid (st R 2 1 lähedal) kontsentratsioonivahemikes 10– 100 mg/l (joonis 11-a) ja 250–1000 mg/l hüdrokinooni (joonis 11-b). µPAD-kujutised näitasid värve suurema intensiivsusega kõrge hüdrokinooni kontsentratsiooni korral ja madalama intensiivsusega madala hüdrokinooni kontsentratsiooni korral. Teisisõnu, mida kõrgem on hüdrokinooni kontsentratsioon, seda suurem on oranži floroglütsinool-hüdrokinooni kompleksi värvi intensiivsus.

Vastavalt joonisele fig 11 on hüdrokinooni kontsentratsioon võrdeline µPAD kujutise värviintensiivsusega; täpsemalt, mida suurem on hüdrokinooni kontsentratsioon, seda suurem on neeldumisväärtus, mis saadakse sinise näitude intensiivsusest. Hüdrokinooni standardkõver kontsentratsioonidel vahemikus 10 mgL−1 kuni 100 mgL−1 andis lineaarse regressioonivõrrandi y =  0,0004x pluss 0,0563 (R{{9). }}.9979). Samamoodi andis seos hüdrokinooni kontsentratsiooni ja neeldumise vahel lineaarse regressioonivõrrandi y=0,0001x pluss 0,0923 (R2=0,9991) hüdrokinoonide kontsentratsioonidel 250–1000 mgL-1. Selles töös näitavad 1-le lähedased R2 väärtused väga head lineaarset korrelatsiooni kontsentratsiooni ja neeldumise vahel.

Meetodi selektiivsus.µPAD meetodi selektiivsust uuriti, lisades hüdrokinooni standardlahusele eraldi resortsinooli ja propüleenglükooli, kahte valgendavas kosmeetikas sageli esinevat ainet. Nagu on näidatud tabelis 1, ei mõjutanud resortsinooli lisamine kontsentratsioonides 25, 50 ja 125 mg/l oluliselt hüdrokinooni mõõtmisi, mis saadi µPAD meetodil. Seda leidu toetab genereeritud väike protsent viga (<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.

Meetodi valideerimine.µPAD meetodi kehtivust hinnati hüdrokinooni tuvastamisega kahte tüüpi valgendava kreemiga kosmeetikatoodetes. Valideerimistesti tulemused on esitatud tabelis 2. µPAD-meetod näitas väga head täpsust ja kehtivust, mida toetavad taastumisväärtused vahemikus 95–105 protsenti, samuti suur täpsus (protsent RSD < 10 protsenti).

Kokkuvõttes annab selles töös pakutud µPAD-meetod rahuldava täpsuse ja täpsuse. Seetõttu saab valmistatud seadet kasutada alternatiivse meetodina hüdrokinooni tuvastamiseks valgendavas kreemjas kosmeetikas.

Järeldus

Valgendavates kreemides sisalduvat hüdrokinooni saab määrata pakutud μPAD abil, mis põhineb hüdrokinooni lihtsal reaktsioonil floroglütsinooliga leeliselistes tingimustes, et moodustada oranž hüdrokinooni ja floroglütsinooli kompleks. Seda meetodit saab kasutada hüdrokinoonide kontsentratsioonide määramiseks vahemikus 10–100 ja 250–1000 mg/l. Kuigi selles töös välja töötatud µPAD on teiste täiustatud meetoditega võrreldes vähem tundlik, hõlmab see lihtsat protsessi ja on odav. Kavandatavat μPAD-seadet võib kasutada testkomplektina hüdrokinooni jälgimiseks näovalgenduskreemides üsna suure täpsusega ja täpsusega.

Tänuavaldused

Autorid on tänulikud Brawijaya ülikooli keemiaosakonnale selle uurimistöö hõlbustamise eest ja Brawijaya ülikooli loodusteaduskonnale rahalise toetuse eest DIPA 2020. aasta doktoriõppe grandi kaudu-023.17.2.677512/2020, lepingu nr. 32/UN10.F09/PN/2020.

Viited

[1] Ortonne, JP., Bissett, DL 2008. Viimased ülevaated naha hüperpigmentatsioonist. J. Uurimine. Dermatol. Sümp. Proc. 13:10-14,

[2] Westerhof, W., Kooyers, T. 2005. Hüdrokinoon ja selle analoogid dermatoloogias – võimalik terviserisk. J. Cosmet. 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. Hüdrokinooni määramine mõnedes farmatseutilistes ja kosmeetikatoodetes spektrofotomeetrilise meetodiga. IJSR. 6(7): 2219–2324,

[5] Sulistyarti, H., Sari, PM, Syamaidzar, Retnowati, R., Tolle, H., Wiryawan, A. 2020. Kaudne spektrofotomeetria meetod hüdrokinooni määramiseks kosmeetikatoodetes kroom(VI)-difenüülkarbasiidi vähenemise põhjal Neeldumine. IOP konf. Ser. Mater. Sci. Eng. 833(012047): 1–10,

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

[7] Trenggamayunelgi, FS, Sulistyarti, H., Retnowati, R. 2019. Voolusüsti-spektrofotomeetria meetodi väljatöötamine hüdrokinoonide määramiseks sinise tärklise ja joodi kompleksi moodustumisel. IOP konf. Ser. Mater. Sci. Eng. 546(032031): 1–10, https://doi.org/10.1088/1 757- 899X/546/3/032031.

[8] Albhibani, MMO, Sulistyarti, H., Sabarudin, A. 2019. Flow Injection – Indirect Spectrophotometry for Hydroquinone Analysis Based on Formation of Iron (II)-Fenanthroline Complex. J. Pure App. Chem. Res. 8(3): 208–216

[9] García, PL, Santoro, MIRM, Kedor-Hackman, ERM, Singh, AK 2005. HPLC ja UV-derivaadi spektrofotomeetriliste meetodite väljatöötamine ja valideerimine hüdrokinooni määramiseks geeli- ja kreemipreparaatides. 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, Hüdrokinooni eetrid ja kortikosteroidid, mida võidakse kasutada ebaseaduslikes kosmeetikatoodetes nahka valgendavate ainetena. J Chromatogr. 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. Elektrokeemilised paberipõhised mikrofluidiseadmed. Electrophoresis, 36(16): 1811–1824,

[13] Oh, JM, Chow, KF 2015. Hiljutised arengud elektrokeemilistes paberipõhistes analüütilistes seadmetes. Anal. meetodid. 7(19): 7951–7960

[14] Mettakoonpitak, J., Boehle, K., Nantaphol, S., Teengam, P., Adkins, JA, Srisa-Art, M., Henry, CS 2016. Electrochemistry on paper-based analytical devices: A Review. Elektroanalüüs. 28(7): 1420–1436

[15] Yao, B., Zhang, J., Kou, TY, Song, Y., Liu, TY, Li, Y. 2017. Paberipõhised elektroodid paindlikele energiasalvestusseadmetele. 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. Paber. Mikrofluidilised analüütilised seadmed toksiliste ioonide kolorimeetriliseks tuvastamiseks: ülevaade. Trends Anal. Chem. 93: 212–227

[17] Morbioli, GG, Mazzu-Nascimento, T., Stockton, AM, Carrilho, E. 2017. Mikrofluidsete paberipõhiste analüütiliste seadmetega kolorimeetrilise tuvastamise tehnilised aspektid ja väljakutsed (µPADs-A review. Anal. Chim. Acta. 970: 1–22

[18] Yu, JH, Ge, SG, Yan, M. 2014. Labor-on-paper-based seadmed, mis kasutavad kemoluminestsentsi ja elektrogenereeritud kemoluminestsentsi tuvastamist. Anal. Bioanal. Chem. 406(23): 5613–5630

[19] Gross, EM, Durant, HE, Hipp, KN, Lai, RY 2017. Elektrokemoluminestsentsi tuvastamine paberipõhistes ja muudes odavates mikrofluidilistes seadmetes. 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. Mikromasinad. 7:8

[21] Wisang, YF, Sulistyarti, H., Andayani, U., Sabarudin, A. 2019. Mikrofluidsed paberipõhised analüütilised seadmed (µPAD-id) plii analüüsimiseks, kasutades palja silma ja kolorimeetrilisi tuvastusi. IOP konf. Ser. Mater. Sci. Eng. 546: 0320331–7

[22] Meredith, NA, Quinn, C., Cate, DM, Reilly, TH, Volckens, J., Henry, CS 2016. Paberipõhised analüütilised seadmed keskkonnaanalüüsiks. Analüütik. 141(6): 1874–1887

[23] Yetisen, AK, Akram, MS, Lowe, CR 2013. Paberipõhised mikrofluidilised hoolduspunktide diagnostikaseadmed. Lab. Kiip. 13(12): 2210–2251

[24]Jeong, S.-G., Kim, J., Nam, J.-O., Song YS, Lee C.- S. 2013. Paberipõhine analüütiline seade kvantitatiivseks uriinianalüüsiks. Int. Neurorol. J. 17(4): 155–161

[25] Santhiago, M., Nery, EW, Santos, GP, Kubota, LT 2014. Mikrofluidsed paberipõhised seadmed bioanalüütilisteks rakendusteks. Bioanalüüs. 6 (1): 89–106

[26] Rozand, C. 2014. Paberipõhised analüütilised seadmed nakkushaiguste kontrollimiseks kohapeal. Eur. J. Clin. Microbiol. Nakata. Dis. 33(2): 147–156

[27] Xia, Y., Si, J., Li, Z. 2016. Mikrofluidsete paberipõhiste analüütiliste seadmete valmistamise tehnikad ja nende rakendused bioloogiliseks testimiseks: ülevaade. Biosens. Bioelektron. 77: 774–789.

[28] Mahdiasanti, IW, Sabarudin, A., Sulistyarti, H. 2019. BUN-kreatiniini samaaegne määramine neerufunktsiooni biomarkeritena veres, kasutades mikrofluidipaberil põhinevaid analüüsiseadmeid, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 546(032019): 1–9

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

[30] Kohl, SK, Landmark, JD, Stickle, DF 2006. Neeldumise demonstreerimine digitaalse värvipildi analüüsi ja värvilahenduste abil. J. Chem. Education. 83(4): 644–646

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