化妆品中DMDM乙内酰脲检测方案(电热消解仪)

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The Detection Progress of Two New Type Preservatives in Cosmetics Zhao Yue Shanghai Institute of Technology University Shanghai， 200235 Abstract： From the sample preparation and determination of technological development， a briefly introduction of detectionmethods of two new type preservatives extensive used in recent years， Iodopropynyl butylcarbamate and sodium hydroxymethylglycinate. Among them， focused on High performance Liquid Chromatography and Gas Chromatography in the lodopropynylbutylcarbamate and sodium hydroxymethyl glycinate testing applications. Keywords： preservative iodopropynyl butylcarbamate31sodium hydroxymethyl glycinate sample pre-treatment methodgas chromatography high performance liquid chromatography nrt........ rr.........·................. 化妆品中限用物DMDM乙内酰脲的检测方法综述 郑芸芸李琼12 上海香料研究所上海200232 2上海应用技术学院香料香精技术与工程学院上海200235 摘要：简述化妆品防腐剂DMDM乙内酰脲的理化性质，安全性评价。综述了检测具体方法，包括薄层色谱层析法、荧光检测法、高效液相色谱法、核磁共振法、凯氏定氮法。阐述了实验设计思路、检测方法原理、设备仪器及检测结果。比较了各种方法的优缺点。 关键词： DMDM乙内酰脲定量检测 1前言 DMDM乙内酰脲(5，5-二甲基-1，3-二羟甲基乙内酰脲，图1)是常用的化妆品防腐剂。根据《化妆品与盥洗用品》杂志的统计，在2005年DMDM乙内酰脲在防腐剂使用频率中处于第八位。 防腐剂添加到化妆品中抑制非致病性和致病性微生物，同时可能会导致产品成分分解或有害于消费者。仅次于香精，他们是导致化妆品过敏性皮炎的第二大原因。 图1 DMDM乙内酰脲的结构式 ( 首届香料香精和化妆品洗涤用品专题学术论文交流会 ) DMDM乙内酰脲属于甲醛供体类防腐剂。此类防腐剂的杀菌机理有两种说法：部分学者认为这类防腐剂是通过缓慢分解释放甲醛起抑、杀菌菌用。甲醛是活性成份。也有学者认为，这类防腐剂分N-羟甲基本身是一个灭菌活性基团，起到灭菌作用。 对甲醛供体的接触性过敏可能是由甲醛供体本身所致，也可能是对甲醛的敏感所致15.6。 DMDM乙内酰脲本身可能不是过敏原，但可能会导致甲醛过敏个体因为其释放的甲醛而过敏。对501位使用3%DMDM乙内酰脲水溶液的个体例行检查发现有4例对其有阳性反应，这四例都对甲醛过敏。 我国化妆品卫生规范规定，甲醛、DMDM乙内酰都为限用物质。国外相关法规作出了相关规定。 表1化妆品卫生规范规定 物质名称 化妆品中的最大允许使用浓度 适用范围和限制条件 中文名称 英文名称 INCI名称 甲醛和多聚甲醛 Formaldehydand paraformaldehyde Formaldehyde and paraformaldehyde 0.2% 禁用于喷雾产品 DMDM乙内酰脲 1，3-Bis(hydroxymethyl)-5，5-dimethylimidazolidine DMDM hydantoin 0.6% 表1化妆品卫生规范规定 CTFA Name Trade Name US EC Japan’ Formaldehyde Formaldehyde 0.2% 0.2%° NA DMDM Hydantoin Glydant SAU 0.6% 0.3% a：CTFA(美国化妆品香料香精协会)推荐用量 b：只可用于即洗型c：口腔用品为0.1%；超过0.05% 需要标注含有甲醛。NA： not available d：市售安全 2 DMDM乙内酰脲释放甲醛原理 DMDM乙内酰脲母体是5，5-二甲基乙内酰脲(5，5-dimethylhydantoin)， 俗称5，5-二甲基海因，简称DMH"。DMDM乙内酰脲为DMH的羟甲基化反应产物。 DMH DMDM乙内酰脲 上述反应的逆反应会使DMDM乙内酰脲释放甲醛，可表示为下式。 释放甲醛量的多少和甲醛释放物所处的物理化学环境有关。释放甲醛的量随pH值和温度增加而增加，随时间的增加而增加2]。 3 DMDM乙内酰脲检测方法 3.1试验设计思路 DMDM乙内酰脲本身在检测浓度下没有特征的紫外吸收和荧光，对其的检测一般需要衍生。在定量检测前，可对样品进行薄层定性检测。 定量将侧的实验设计的思路可以是： 1.利用每分子的DMDM乙内酰脲健合了两分子的甲醛，设法将甲醛全部游离出来，检测甲醛含量，对应得要DMDM乙内酰脲的含量； 2.直接对DMDM乙内酰脲进行衍生； 3.在最终产品中，一定量的DMDM乙内酰脲对应一定浓度的游离甲醛含量，在不破坏DMDM乙内酰脲和游离甲醛平衡的条件下测得游离甲醛的含量，对应可得到DMDM乙内酰脲的含量； 4.对游离出甲醛的DMDM乙内酰脲底物DMH进行衍生； 5.利用含氮量一定，运用凯氏定氮法测得含氮量对应可得DMDM乙内酰脲的含量。 由于DMDM乙内酰脲的致敏性很可能和它释放出的甲醛有关，文献报道的对DMDM乙内酰脲检测的报道常常围绕添加DMDM乙内酰脲产品的游离甲醛含量。具体的检测方法有：荧光检测法，采用了思路1；高效液相色谱法，采用了思路2；核磁共振法，采用了思路3；凯氏定氮法，采用了思路5。 3.2荧光检测法 Nash发现了Hantzsch 反应，甲醛在季铵盐存在时与2，4-戊二酮反应生成3，5-二乙酰基-1，4-二氢吡啶。Wilson等人 [15.16]证明这个反应在正丁醛、香茅醛、桃醛、洋茉莉醛、苯醛、三聚乙醛和一些醛释放防腐剂(例如二甲氧烷)存在的情况下也只与甲醛反应。胡艾希I17)等人用荧光检测法检测DMDM乙内酰酰。荧光分光光度计为日本RF-540型岛津荧光分光光度计。在醋酸铵-醋酸缓冲溶液中， DMDM乙内酰脲分解产生的甲醛与乙酰内酮发Hantzsch 反应生成二氢吡啶衍生物在410nm有特征吸收， 在510nm 显荧光性。 通过检测二氢吡啶衍生物的荧光强度可定量测定DMDM乙内酰脲的浓度。用0.188 pg/mL， 0.282 ug/mL， 0.376ug/mL， 0.470 pg/mL， 0.564 ug/mL， 0.658 ug/mL和0.752 pg/mL的甲醛储备液绘成标准曲线，甲醛的回收率为93%~106%。测定相对偏差为0.3%。 3.3高效液相色谱法 在运用高效液相色谱法测定DMDM乙内酰脲时，大部分分析人员采用了柱后衍生的方法，衍生化试剂为Nash's试剂。Nash's试剂是通过溶解15.4g醋酸铵、0.3mL冰醋酸和0.2 mL新蒸馏的乙酰丙酮(含量≥99%)于100mL水中来制备。制得的Nash's试剂就是2 mol/L醋酸铵， 0.02 mol/L乙酰内酮溶液。原理同样是Hantzsch 反应。 巴克曼国际实验室采用Nash's试剂柱后衍生反相离子交换高效液相色谱法8]测定甲醛和甲醛释放型防腐剂。。《欧盟化妆品管理条例》[19中检测甲醛释放物也是应用HPLC柱后衍生化的方法，它的检测目的是检测游离甲醛，但同时也可以得到DMDM乙内酰脲的含量。 表3 HPLC-PC法测DMDM乙内酰脲色谱条件及结果 实验 色谱柱 流动相 流速(ml/min) 检测波长(nm) 线性范围(甲醛浓度) 相对标准偏差/重复性 准确度 巴克曼国际实验室 Hamiltan PRP-1 水、乙、DAP·HCL 梯度洗脱 0.5 410 0.37~37 ppm 0.50% 保证精密度的同时，准确度为100% 欧盟化妆品 管理条例 Bischoffhypersil RP 18 orDupont， Zorbax ODS orPhase SEP， or spherisorbODS 磷酸氢钠和 磷酸组成的pH2.1的溶液 1 420 1.00~15.00(pg/ml) 甲醛含量0.05%/0.2%时两次测量差异不超过0.001%/0.005% 未提及 高效液相色谱柱将游离甲醛和DMDM乙内酰脲分离开，在色谱图上可见两个不同的峰。 DMDM乙内酰脲显示出相当高的游离甲醛量，但因为它是以液体形式存在的，不能将所有的游离甲醛都归因于分子分解，可能是合成过程的残留。而且实验的结果是在特定的物理化学环境下得到的，不是在真实的使用条件下得到的。 KEIJI KIJIMA等1201研究比较了比色法HPLC-PC对实验结果的影响，发现比色法和高效液相柱后衍生和比色法有相当的一致性。 柱后衍生化高效液相色谱法能检测游离甲醛也能检测甲醛释放物。但是从样品的溶解提取到进样，防腐剂释放甲醛的平衡可能已被打破。实验的物理化学环境变化都可能影响试验结果。 3.4核磁共振法 Detlef Emeis等人[21]认为，核磁共振是反映游离甲醛及它们的释放物之间的平衡的最好的方法，因为核磁共振作为一种纯物理方法，不会影响游离甲醛和甲醛释放物之间的平衡。在检测最终产品中的防腐剂含量时，核磁共振在一个可接受的时间内对游离甲醛检测限可达到约0.002%的质量分数。实验可检测出甲醛释放物分子离解平衡中的每种化合物的含量。DMDM乙内酰脲水溶液中有A、B、C、D四种化合物(见图2)及甲醛。浓度不同，结构A、B、C、D及游离甲醛的相对含量不同， pH值也影响不同结构的相对含量值。 直接用分析纯的待测物做检测可以得到很好的结果，检测化妆品中提取的样品可能由于样品不纯而造成信号干扰，但水合甲醛CH2的信号82 ppm任可以清楚地看到。因此可以建立起不同浓度及pH条件下的防腐剂含量及游离甲醛含量之间的相应当量值数据库，就可以用检测游离甲醛的方法得到DMDM乙内酰脲的浓度。在此基础上，用其它不改变DMDM乙内酰脲和游离甲醛平衡的检测方法例如 图2 DMDM内内酰脲在水溶液中的不同存在形式 ( 首届香料香精和化妆品洗涤用品专题学术论文交流会 ) 用固相微萃取测甲醛含量， closed container diffusion(CCD)法测游离甲醛，对比游离甲醛当量可知DMDM乙内酰朋的含量。 3.5凯氏定氮法 郑艳芝等人I24运用凯氏定氮的原理，采用Turbotherm红外快速模块式消化器Gerhardt凯氏定氮仪对应用于化妆品中的防腐剂DMDM乙内酰脲的量进行测定。以五水硫酸铜和硫酸钾为催化剂，再加入一定量的浓硫酸，用Turbotherm红外快速模块式消化器对DMDM乙内酰脲进行快速消化，将其中的氮元素转化为铵盐，加氢氧化钠强碱溶液使铵盐中的铵根离子转化成氨气，用Gerhardt凯氏定氮仪蒸馏出氨，用硼酸溶液吸收蒸出的氨，加混合指示液3滴，再用已知浓度的硫酸标准溶液来滴定氨的含量，从而实现测定其中DMDMH的质量分数。反应方程如下： 取同一批DMDMH试样按实验方法测得的相对标准偏差(RSD)为0.12%(n=9)，满足常量法RSD≤2.0%的要求，表明此方法的重现性好。检出限为5.8×10°g。 此法对纯品的检测可行，但检测化妆品中的DMDM乙内酰脲不能排除其他含氮化合物的干扰。 4红结论 依据文献，薄层色谱法可对化妆品中是否含有这两种防腐剂作出初步判断。现有定量检测可分为四大类，在经过前处理后：1)在用Nash's试剂衍生后，直接用比色法测定。文献中都用荧光测定。因为衍生化产物也有较强的紫外吸收，可尝试用紫外测定。此法的优点在于所用仪器较普遍；缺点是不能确定衍生过程中的甲醛来源。2)用HPLC-PC法定量测定，此法在衍生化前用HPLC分离样品，将游离甲醛和被测物分开。此法的优点是可以确定衍生过程中的甲醛来源；缺点是在进行前处理的过程可能破环甲醛释放型防腐剂的离解平衡，使样品在溶解和进样的时间间隔中游离出比实际使用量更多的甲醛。可采用LC-MS方法进行同时定性定量检测(2)。3)核磁共振方法。此法在检测DMDM乙内酰脲纯溶液时准确可靠，但直接检测化妆品中的DMDM乙内酰脲含量较为困难。可以检测游离甲醛量得到对应DMDM乙内酰脲含量。此法的优点在于它是物理过程，不会破环甲醛释放型防腐剂的离解平衡，测量结果可靠；缺点在于核磁共振仪器昂贵，方法难以得到推广。4)凯氏定氮法。此法回避了游离甲醛的问题。运用氮定量，在没有其其含氮物质干扰的情况下，可以考虑采用此方法对DMDM乙内酰脲进行定量。 各种方法各有优缺点，在不同测定需要下可以选择不同的检测方法。设计实验思路4没有相关文献报道，可以尝试设计实验与已有报道实验方法比较。 ( 参考文献 ) ( (1)冯士清，赵华.从使用频率看化妆品防腐剂走势[.日用化学品科学，2006，29(12)：32-36. ) ( (2) F ransway AF .The problem of preservation in the1990 s. 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Keywords： DMDM hydantoin quantitative detection 0.. 春 . ...● ..● ● 浅论功能性化妆品的开发 陈晓英 福建交通职业技术学院 要：本文就各种植物和生物活性剂有效防止外界有害物质浸蚀的保护物，如胶原蛋白、透明质酸、泛醇、天然保湿因子(NMF)、维生素(E、C、A)、海藻提取物、动物腺和血清提取物、鞘脂类(脂苷和神经酰胺)等，已被证实能有效抗氧化、增强细胞新陈代谢、保湿、嫩化皮肤、祛斑、防晒等功效，而且极其安全无副作用。其功能性化妆品的主要功能以及研制，安全性对策及应用进行研究。 关键词：功能性化妆品 安全性开发应用 前言 现代化妆品已兼容了生理学、医学、药学、生物工程学的科技成果。利用多学科高新技术研制的天然功能性化妆品代表着化妆品的发展方向。 植物性药物被不断尝试加入新产品中，在化妆品中加人大量植物性药物所面临的主要挑战是与化妆品的外观、皮肤的感受、产品性能的稳足性、引起其他化学反应的可能性等有关的配方问题。传统上，只在化妆品配方中加人少量 ( 首届香料香精和化妆品洗涤用品专题学术论文交流会 ) 首届香料香精和化妆品洗涤用品专题学术论文交流会 简述化妆品防腐剂DMDM乙内酰脲的理化性质，安全性评价。综述了检测具体方法，包括薄层色谱层析法、荧光检测法、高效液相色谱法、核磁共振法、凯氏定氮法。阐述了实验设计思路、检测方法原理、设备仪器及检测结果，比较了各种方法的优缺点。