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I prodotti per la cura della persona e i cosmetici sono onnipresenti nella nostra vita quotidiana. La maggior parte di noi non uscirebbe prontamente per incontrare i propri coetanei senza prima aver praticato un po' di igiene, motivo per cui questi prodotti sono così ampiamente utilizzati. I prodotti per la cura personale e i cosmetici vengono applicati principalmente esternamente (ad es. su capelli, pelle e unghie) e per via orale (ad es. su denti, gengive e lingua) per scopi igienici, per modificare l'aspetto o per il mantenimento generale del corpo. Alcuni dei tanti esempi di questi articoli usati regolarmente includono saponi, lozioni, smalti per unghie, correttori, tinture per capelli, fragranze, assorbitori di raggi ultravioletti (UV) e antiossidanti.
I prodotti per la cura personale sono in genere utilizzati per scopi igienici e vengono risciacquati immediatamente dopo l'uso (ad es. Dentifricio o sapone), anche se alcuni sono destinati a rimanere sul corpo, come la crema solare o un disinfettante per le mani. Al contrario, i cosmetici vengono normalmente indossati sulla pelle, minimamente per alcune ore (ad es. Lozione, trucco, antitraspirante/deodorante e altre fragranze). A causa del loro ampio utilizzo a livello globale, questi tipi di prodotti vengono rilasciati in grandi quantità nell'ambiente dopo essere stati lavati o risciacquati, il che può causare gravi danni ad altri organismi.
La Figura 1 mostra il valore del mercato globale della cura della persona e dei cosmetici per i primi cinque paesi principali a partire dal 2020 [1]. Si prevede che questo settore continuerà a crescere in futuro.
Importanza del controllo di qualità
Considerando la prevalenza di questo tipo di articoli nella nostra vita quotidiana, la quantità di tempo che trascorrono sulla nostra pelle, l'organo più grande del corpo, e l'effetto che possono avere sull'ambiente dopo l'uso, un adeguato controllo di qualità (QC) dei prodotti cosmetici e della cura della persona è estremamente importante.
La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIR) è un metodo analitico particolarmente adatto per rendere più efficiente ed economico il controllo qualità di questi prodotti finali. Nella parte restante di questo articolo viene presentata una breve panoramica sui NIRS, seguita da alcune applicazioni adatte a questo settore. Questa panoramica si conclude con alcuni esempi su come i produttori di cosmetici e prodotti per la cura della persona possono trarre vantaggio dall'utilizzo di NIRS in laboratorio.
Tecnologia NIRS: una breve panoramica
L'interazione tra luce e materia è un processo ben noto. La luce utilizzata nei metodi spettroscopici in genere non è descritta dall'energia applicata, ma in molti casi dalla lunghezza d'onda o dai numeri d'onda.
Uno spettrometro NIR (come Metrohm DS2500 Liquid Analyzer o DS2500 Solid Analyzer) misura questa interazione per generare spettri come mostrato nella Figura 2. Il NIRS è particolarmente sensibile alla presenza di determinati gruppi funzionali (ad es. CH, NH, OH e SH ). Pertanto, la spettroscopia NIR è un metodo ideale per quantificare parametri chimici come contenuto d'acqua (umidità), contenuto alcolico, valore di iodio, sostanza grassa totale e principi attivi. Inoltre, l'interazione luce-materia dipende anche dalla matrice del campione stesso. Ciò consente il rilevamento di parametri fisici e reologici come densità e viscosità.
Tutte queste informazioni sono contenute in un unico spettro, rendendo questo metodo adatto per analisi multiparametriche rapide.
La modalità di misurazione dipende dal tipo di campione. La modalità di trasmissione è generalmente una procedura appropriata per l'analisi dei liquidi. Durante la trasmissione (Figura 3b), la luce NIR viaggia attraverso il campione mentre viene assorbita. Qualsiasi luce NIR non assorbita si riflette sul rivelatore.
La modalità di trasflessione è generalmente una procedura appropriata per l'analisi delle creme. Per la trasflessione (Figura 4b), la luce NIR passa attraverso il campione, quindi riflessa dal riflettore diffuso viaggia di nuovo attraverso il campione mentre viene assorbita. La luce NIR non assorbita viene quindi rilevata al termine dell'analisi.
La modalità di riflessione diffusa è generalmente una procedura appropriata per l'analisi di campioni solidi come i detergenti. Per la riflessione diffusa (Figura 5b), la luce NIR illumina il campione e qualsiasi luce NIR non assorbita si riflette sul rivelatore.
La procedura per ottenere gli spettri mostrata in Figura 2 evidenzia già due importanti vantaggi della spettroscopia NIR: semplicità per quanto riguarda la misurazione del campione e velocità:
- Tecnica veloce con risultati in meno di un minuto.
- Non è richiesta alcuna preparazione del campione: misurare il campione così com'è.
- Basso costo per campione: non sono necessari prodotti chimici o solventi.
- Tecnica rispettosa dell'ambiente: nessun rifiuto generato.
- Non distruttivo: i campioni preziosi possono essere riutilizzati dopo l'analisi.
- Facile da usare: gli utenti inesperti hanno immediatamente successo.
Per informazioni più dettagliate su NIRS come tecnica secondaria, leggi i nostri precedenti post sul blog.
Regolamento per la cura della persona e prodotti cosmetici
In generale, le normative per la cura della persona ei prodotti cosmetici non sono così rigorose come quelle per i prodotti farmaceutici, ma ci sono alcune tendenze simili. NIRS è una tecnica che è abbastanza adatta in tali mercati regolamentati. Gli analizzatori NIRS Metrohm sono conformi a USP <856> e il pacchetto completo Vision air è conforme a 21 CFR Part 11.
Maggiori informazioni sulla conformità NIRS con 21 CFR Parte 11 nel nostro post sul blog correlato di seguito.
Quale metodo di test ASTM rende NIRS uno strumento conforme al controllo qualità?
ASTM E1655 (Pratiche standard per l'analisi quantitativa multivariata a infrarossi) è una guida per la calibrazione multivariata degli spettrometri a infrarossi utilizzati per determinare le caratteristiche fisiche o chimiche dei materiali. Queste pratiche sono applicabili alle analisi condotte nella regione spettrale del vicino infrarosso (NIR) (da circa 780 a 2500 nm) attraverso la regione spettrale del medio infrarosso (MIR) (da circa 4000 a 400 400 cm-1)
Applicazioni e parametri per il controllo qualità di prodotti per la cura personale e cosmetici con NIRS
I prodotti per la cura della persona e i cosmetici sono sottoposti a metodi di prova standardizzati per determinarne le proprietà chimiche, fisiche e tribologiche. I test di laboratorio sono una parte indispensabile di R&S e QC. I seguenti parametri di prova sono in genere importanti per molti prodotti finali in questo settore e possono essere misurati con NIRS (Tabella 1).
Tabella 1. Esempi di applicazione per l'uso di NIRS per il controllo di qualità di prodotti cosmetici e per la cura personale selezionati.
Prodotto |
Parametri |
Metodo convenzionale |
Applicazioni NIRS correlate |
| Lenti a contatto | Umidità | Titolazione KF | AN-NIR-020 |
Prodotti per la cura dei capelli |
Morfologia della gocciolina, Principi Attivi, Tensioattivi |
Analizzatore granulometrico, LC-MS, HPLC |
|
Prodotti per la cura della pelle e sapone |
Umidità, fattore di protezione solare, sostanza grassa totale, valore di iodio, C8–C14 |
Titolazione KF, GC, Titolazione |
|
Prodotti per la cura dei denti |
Ingredienti attivi |
HPLC |
|
Igienizzanti per le mani |
Alcoli alifatici, Gradazione alcolica |
GC |
|
Detergenti |
TEAD, PC, Enzimi |
HPLC, titolazione |
|
Xanthan Gum |
Ingrediente attivo, Glucosio, Densità ottica |
GC, densimetro, misuratore Brix |
Prossime puntate
Questo articolo è una panoramica generale dell'uso di NIRS come strumento di controllo qualità ideale per la cura della persona e prodotti cosmetici. Altre puntate saranno dedicate alle applicazioni più importanti con informazioni più dettagliate in merito:
- Capelli, pelle e cure odontoiatriche
- Detergenti e disinfettanti
Riferimenti
[1] Cosmetics Business; Euromonitor. Global Major Beauty and Personal Care Market 2020.
La tua conoscenza "take-aways"
Aumenta l'efficienza nel laboratorio di controllo qualità: in che modo NIRS aiuta a ridurre i costi fino al 90%
La sottovalutazione dei processi di controllo qualità è uno dei principali fattori che portano al fallimento del prodotto interno ed esterno, che è stato segnalato per causare una perdita di fatturato tra il 10 e il 30%. Di conseguenza, vengono messe in atto molte norme diverse per supportare i produttori in questo. Tuttavia, il tempo necessario per ottenere risultati e i costi associati per i prodotti chimici possono essere piuttosto eccessivi, portando molte aziende a implementare la spettroscopia nel vicino infrarosso nel loro processo di controllo qualità. Il seguente white paper illustra il potenziale di NIRS e mostra potenziali di risparmio sui costi fino al 90%.
