Udostępnij artykuł
Kontrola jakości preparatów do włosów, skóry i produktów do pielęgnacji zębów stale zyskuje na znaczeniu dla producentów. Oprócz ochrony naszego zdrowia, równie ważne jest unikanie sprzedaży produktów niezgodnych ze specyfikacją. Wycofywanie produktów jest bardzo kosztowne i ma trwały wpływ na reputację firmy. Dlatego intensywne testowanie tych różnych produktów pielęgnacyjnych jest niezbędne, zanim zostaną wprowadzone na rynek. Ten artykuł ma na celu uświadomienie, w jaki sposób wykorzystanie spektroskopii bliskiej podczerwieni (NIRS) do kontroli jakości i badań przesiewowych jest idealnym wyborem dla producentów produktów do pielęgnacji ciała. Technika jest nie tylko szybka i nieniszcząca, ale także łatwa w użyciu i nie wymaga żadnych odczynników chemicznych.
W następnych akapitach przedstawimy różne rodzaje produktów do pielęgnacji ciała, a następnie wyjaśnimy technikę analityczną NIRS i przedstawimy przykłady zastosowania, w jaki sposób NIRS może być stosowany do kontroli jakości szamponu i innych produktów.
Preparaty do pielęgnacji włosów:
Szampony i odżywki to złożone mieszaniny zawierające detergenty, konserwanty i składniki aktywne (np. związki przeciwłupieżowe). Odżywki do włosów składają się z mieszaniny wody i składników hydrofobowych, tworząc emulsję o określonej wielkości kropli. Ten rozmiar kropli zmienia się na różnych etapach przetwarzania i ma ogromne znaczenie, ponieważ wpływa na wydajność odżywki. W związku z tym rozmiar kropli jest parametrem jakości, który należy regularnie określać.
Żele do włosów, woski, kremyi spraye to produkty kosmetyczne stosowane do stylizacji i ochrony włosów. Aby uzyskać pożądane właściwości, stosuje się wiele różnych składników według ścisłych formuł. Nieaerozolowe lakiery do włosów zawierają głównie rozpuszczalniki i kopolimery. Niektóre kremy do włosów zawierają aktywne składniki do leczenia łupieżu lub innych problemów skórnych. W tym przypadku kluczowa jest ilość związków aktywnych w produkcie końcowym. Dlatego stężenie składników aktywnych musi być regularnie określane jako jeden z wielu parametrów kontroli jakości.
Preparaty do pielęgnacji skóry:
Mydło jest używane do celów higienicznych, w postaci płynnej lub stałej. Produkcja mydła rozpoczyna się od zmydlenia, a następnie oczyszczenia mającego na celu usunięcie zanieczyszczeń i produktów ubocznych procesu zmydlania. Podczas tworzenia stałych kostek mydła surowiec jest suszony i krojony na właściwe kształty. Specyfikacja gotowego produktu zależy od jakości zużytego tłuszczu.
Kremy i balsamy są nakładane zewnętrznie na skórę z różnych powodów - na przykład działając jako nośniki składników aktywnych, aby pomóc w ich wchłanianiu. Produkty te pomagają również normalizować poziom nawilżenia skóry. Balsamy są częścią produktów do pielęgnacji ciała, kosmetyków lub farmaceutyków i dlatego muszą spełniać surowe wymagania kontroli jakości. Jednym z najważniejszych parametrów jakościowych jest zawartość wody, ponieważ ma ona duży wpływ na teksturę i właściwości nawilżające balsamów.
Preparaty do pielęgnacji jamy ustnej:
Pasta do zębów jest przeznaczona do celów higieny jamy ustnej i musi spełniać wiele wymagań jakościowych, aby zapewnić bezpieczne użytkowanie. Parametry, które zwykle wymagają określenia, obejmują dodatki, barwniki i składniki aktywne. Wyznaczenia tych parametrów często wymaga przygotowania próbki, złożonych technik analitycznych i chemikaliów.
Płyn do płukania jamy ustnej jamy ustnej jest roztworem antyseptycznym przeznaczonym do zmniejszania obciążenia mikrobiologicznego w jamie ustnej. Parametry takie jak składniki aktywne, olejki eteryczne, barwniki i inne muszą zostać przetestowane, aby przejść inspekcje kontroli jakości.
Spektroskopia bliskiej podczerwieni (NIRS)—idealne narzędzie do kontroli jakości preparatów do włosów, skóry i jamy ustnej
Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) jest od ponad 30 lat uznaną metodą szybkiej i niezawodnej kontroli jakości produktów higieny osobistej i kosmetyków. Jednak wiele firm nadal nie rozważa wdrożenia NIRS w swoich laboratoriach QA / QC. Przyczyną może być ograniczone doświadczenie w zakresie możliwości zastosowania lub ogólne wahanie dotyczące wdrażania nowych metod.
Istnieje kilka zalet stosowania NIRS w porównaniu z innymi konwencjonalnymi technologiami analitycznymi. Po pierwsze, NIRS jest w stanie zmierzyć wiele parametrów w zaledwie 30 sekund bez przygotowania próbki! Nieinwazyjne oddziaływanie światło-materia stosowane przez NIRS, pod wpływem zarówno fizycznych, jak i chemicznych właściwości próbki, czyni go doskonałą metodą określania obu typów właściwości.
Jeśli chciałbyś uzyskać bardziej szczegółowe informacje na temat spektroskopii NIR jako techniki drugorzędowej, przeczytaj nasze poprzednie posty na blogu.
ASTM E1655: ASTM E1655: NIRS jako technika do KJ
ASTM E1655 (Standard Practices for Infrared Multivariate Quantitative Analysis) to przewodnik po wielowymiarowej kalibracji spektrometrów w podczerwieni stosowanych do określania właściwości fizycznych lub chemicznych materiałów. Praktyki te mają zastosowanie do analiz przeprowadzanych w obszarze spektralnym bliskiej podczerwieni (NIR) (około 780 do 2500 nm) przez obszar widmowy średniej podczerwieni (MIR) (około 4000 do 400 cm-1).
Jakie parametry i zastosowania są ogólnie możliwe dla analizy spektroskopowej NIR?
Zazwyczaj kluczowe parametry kontroli jakości preparatów do włosów, skóry i produktów do pielęgnacji zębów, takie jak zawartość wilgoci, środki powierzchniowo czynne, składniki aktywne, wartość jodu i całkowita zawartość substancji tłuszczowej (TFM), są określane w laboratorium metodami chemicznymi i fizycznymi. Metody te wiążą się nie tylko z wysokimi kosztami eksploatacji, ale są również czasochłonne.
Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) może przezwyciężyć te problemy, ponieważ nie wymaga ani chemikaliów, ani przygotowania próbki a wyniki dostarcza w mniej niż minutę, a nawet może być stosowana przez osoby, które nie są chemikami. Ponadto można jednocześnie określić wiele parametrów chemicznych i fizycznych. Połączone zalety tej technologii sprawiają, że NIRS jest idealnym rozwiązaniem do wielu codziennych pomiarów QA/QC, a nawet doraźnej analizy atline.
Przykład zastosowania: Kontrola jakości surfaktantów w szamponie z użyciem spektroskopii NIR
Oznaczanie środków powierzchniowo czynnych, takich jak laurylosiarczan sodu (SLES), kokamidopropylobetaina (CAPB), tlenek kokamidopropyloaminy (CAW), kokamid (DEA) i karbopol w szamponie jest procesem kosztownym i czasochłonnym ze względu na stosowanie dużych ilości chemikaliów wymaganych do tych analiz za pomocą konwencjonalnych technik laboratoryjnych.
Aby pokazać niektóre korzyści płynące z zastosowania NIRS jako narzędzia kontroli jakości, próbki szamponu mierzono za pomocą spektrometru Metrohm DS2500 Solid Analyzer w trybie transflekcji w pełnym zakresie długości fali (400–2500 nm). Zastosowano przystawkę DS2500 Slurry Cup która upraszcza pozycjonowanie próbki i czyszczenie naczynia z próbkami. Złoty, 1 mm reflektro dyfuzyjny definiuje tę samą długość ścieżki dla wszystkich pomiarów, aby zagwarantować powtarzalne wyniki.
Uzyskane widma Vis-NIR (wykres 1) wykorzystano do stworzenia modeli predykcyjnych do oznaczania kilku kluczowych składników szamponu. Jakość modeli predykcyjnych oceniano za pomocą diagramów korelacji, które pokazują korelację między przewidywaniem Vis-NIR a wartościami metody pierwotnej (Wykres 2).
Tabela 1. Zakresy stężeń dla kluczowych składników mierzone w próbkach szamponów za pomocą spektrometru do ciał stałych DS2500.
| Parameter | Zakres (%) | R2 | SECV |
|---|---|---|---|
| SLES | 2–13 | 0.991 | 0.4% |
| CAPB | 0–2 | 0.993 | 0.05% |
| CAW surfaktant | 0–2 | 0.991 | 0.12% |
| Carbopol | 0–3 | 0.998 | 0.04% |
| Kokoamid DEA | 0–3 | 0.997 | 0.05% |
| Polikwaternium-7 | 0.2–1.9 | 0.991 | 0.07% |
To rozwiązanie pokazuje, że spektroskopia NIR doskonale nadaje się do wieloskładnikowej analizy skłądników aktywnych szamponu bez przygotowania próbki i bez koniecnzości użycia odczynników chemicznych. Dodatkowo wyniki uzyskuje się w mniej niż minutę, oszczędzając użytkownikom cenny czas.
Koszty eksploatacji:
Mokre metody chemiczne vs. NIRS
Koszty eksploatacji są znacznie niższe przy zastosowaniu spektroskopii NIR
w porównaniu z mokrymi metodami chemicznymi. Porównanie kosztów bieżących stosowania miareczkowania/HPLC ze spektroskopią NIR w celu określenia kluczowych parametrów jakościowych w szamponie zilustrowano na wykresie 3.
Podsumowanie
Kontrola jakości jest kluczowym aspektem dla produktów, których używamy na naszej skórze i dla naszej higieny jamy ustnej. Ze względu na codzienną ekspozycję na produkty do pielęgnacji ciała, ważne jest, aby były one zgodne ze standardami i przepisami branżowymi oraz bezpieczne w użyciu. Konwencjonalna mokra analiza chemiczna różnych parametrów kontroli jakości we włosach, skórze i produktach do pielęgnacji zębów wymaga użycia odczynników chemicznych przez wykwalifikowanych analityków chemicznych i poświęcenia czasu na przygotowanie i analizę próbek. Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) jest szybką alternatywą, nie wymagającą żadnych chemikaliów ani etapów przygotowania próbki i może być stosowana przez personel, który nie jest związany z chemią . Można mierzyć wiele parametrów jednocześnie, co dodatkowo skraca czas analizy, a wyniki są dostarczane w mniej niż minutę.
Dodatkwa wiedza
Nota aplikacyjna: Quality Control of Shampoo
Webinar na życzenie: Szybko i łatwo - Kontrola jakości kosmetyków z użyciem spektroskopii NIR
Zwiększ z nami wydajność w laboratorium kontroli jakości: jak NIRS pomaga obniżyć koszty nawet o 90%
Niedoszacowanie procesów kontroli jakości jest jednym z głównych czynników prowadzących do wewnętrznych i zewnętrznych problemów produkcyjnych, które według doniesień powodują utratę obrotów w przedziale 10-30%. W rezultacie wprowadza się wiele różnych norm, aby wspierać producentów w tym zakresie. Jednak czas uzyskania wyniku i związane z tym koszty odczynników chemicznych mogą być dość wygórowane, co prowadzi wiele firm do wdrożenia spektroskopii w bliskiej podczerwieni w procesie kontroli jakości. Poniższa biała księga ilustruje potencjał NIRS i pokazuje potencjał oszczędności kosztów do 90%.
