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个人护理产品和化妆品在我们的日常生活中无处不在。大多数人如果不先收拾下个人卫生，都不好意思出门，这就是此类产品被如此广泛使用的原因。个人护理产品和化妆品主要用于身体外部（如，头发、皮肤、指甲）以及口腔（如，牙齿、牙龈、舌头），或用于修饰外观的卫生目的，亦或用于一般身体保养。经常使用的有肥皂、润肤乳、指甲油、遮瑕膏、染发剂、香水、紫外线吸收剂、抗氧化剂。
个人护理产品通常用于卫生目的，使用后便会立即冲洗掉（如，牙膏、肥皂），但有些产品会留在身体上（如，防晒霜、免洗消毒洗手液）。相比之下，化妆品通常在皮肤上使用，一般维持几个小时（如，润肤乳、化妆品、止汗剂/除臭剂、香水）。由于在全球的广泛使用，此类产品在清洗后会大量释放到环境中，可能会对其他生物造成严重伤害。
图1显示了2020年全球个人护理产品和化妆品市场价值五大领先国家[1]。未来，预期该行业将持续增长。
质量控制的重要性
考虑到此类产品在我们日常生活中的使用普遍性，还有它们在我们身体最大的器官——皮肤上停留的时间，以及使用后对环境的影响，对个人护理产品和化妆品进行适当的质量控制是极其重要的。
近红外（NIR）光谱法是一种特别适合对这些终端产品进行更加高效、更具成本效益的质量控制的分析方法。在本文的剩余部分，先简要概述了近红外光谱，然后介绍了适合该行业的一些应用。最后给出了一些应用案例，说明个人护理产品和化妆品生产商如何在使用近红外光谱中获益。
近红外光谱技术：简要概述
光与物质间的相互作用是一个众所周知的过程。光谱法中使用的光通常不是由所施加的能量来描述的，在许多情况下是由波长或波数来描述的。
近红外光谱仪（如，瑞士万通DS2500近红外光谱液体分析仪或DS2500近红外光谱固体分析仪）通过测量这种相互作用后生成光谱，如图2所示。近红外光谱对某些官能团（如，CH、NH、OH、SH）的存在特别敏感，因此，近红外光谱法是一种定量分析水含量、醇含量、碘值、总脂肪物质、活性成分等化学参数的理想方法。此外，光与物质间的相互作用还取决于样品本身的基质，这使其还可定量分析物理参数和流变参数，如：密度和粘度。
所有这些信息都包含在一张光谱中，因此该方法适用于快速多参数分析。
测量模式取决于样品类型。透射模式通常用于分析液体。在透射过程中（图3b），近红外光穿过样品的同时被样品部分吸收，未被吸收的近红外光到达检测器。
透反射模式通常用于分析霜状物。对于透反射（图4b），近红外光穿过样品，然后经漫反射器反射后，再次穿过样品的同时也被样品再次吸收。在分析结束时，未被吸收的近红外光到达检测器。
漫反射模式通常用于分析固体样品（如，洗衣粉）。对于漫反射（图5b），近红外光照射样品后，未被吸收的近红外光反射到检测器。
获取如图2所示光谱的过程已经突出了近红外光谱的两大优势——样品测量的简单性和快速性：
- 快速技术——不到一分钟即可获得结果。
- 无需样品前处理——样品原样测量即可。
- 单个样品成本低——无需任何化学品或溶剂。
- 绿色环保——不产生废弃物。
- 无损技术——珍贵样品在分析后可重复使用。
- 易于操作——没有经验的用户也可快速上手。
可阅读我们之前的博客文章，了解关于近红外光谱作为一种辅助技术的更多信息。
个人护理产品和化妆品相关法规
一般来说，个人护理产品和化妆品的监管不像药品那样严格，但也有一些类似的趋势。近红外光谱是一种非常适用于此类受监管市场的技术。瑞士万通近红外光谱分析仪符合USP<856>，Vision Air软件符合21 CFR Part 11。
可阅读如下博客文章，了解关于近红外光谱符合21 CFR Part 11的更多信息。
哪种ASTM测试方法使得近红外光谱成为质量控制的工具？
ASTM E1655（红外多变量定量分析标准规程）是用于确定材料物理或化学特性的红外光谱仪的多变量校准指南，适用于在近红外（NIR）光谱区（约780-2500nm）至中红外（MIR）光谱区（约4000-400cm-1）进行的分析。
近红外光谱在个人护理产品和化妆品质量控制中的应用和参数
个人护理产品和化妆品需经过标准化测试方法来确定其化学、物理和摩擦学性能。实验室测试是研发和质量控制不可或缺的一部分。以下测试参数通常对该行业的许多终端产品十分重要，可使用近红外光谱进行测量（表1）。
表1.使用近红外光谱对特定个人护理产品和化妆品进行质量控制的应用示例。
产品 |
参数 |
传统分析方法 |
相关近红外光谱应用报告 |
| 隐形眼镜 | 水分 | 卡尔费休滴定 | AN-NIR-020 |
护发产品 |
液滴形态、活性成分、表面活性剂 |
粒度分析仪、LC-MS, HPLC |
|
护肤品和肥皂 |
水分、防晒系数、总脂肪含量、 碘值、C8-C14 |
卡尔费休滴定、 GC、电位滴定 |
|
牙齿护理产品 |
活性成分 |
HPLC |
|
免洗洗手液 |
脂肪醇、醇含量 |
GC |
|
洗涤剂 |
TEAD, PCS, 酶 |
HPLC, 电位滴定 |
|
黄原胶 |
活性成分、 葡萄糖、光密度 |
GC, 密度计、 糖度计 |
本系列的其他部分
本文简要概述了如何使用近红外光谱作为个人护理产品和化妆品的理想质量控制工具。其他部分将专门介绍其中较为重要的相关应用及更多详细信息：
- 头发、皮肤和牙齿护理
- 洗涤剂和消毒杀菌剂
参考资料
[1] 化妆品行业；欧睿。2020年全球主要美容和个人护理产品市场。
提高QC实验室的效率：近红外光谱如何帮助节省高达90%的成本
对质量控制过程的低估是导致内外部产品不合格的主要因素之一，据报告，这会导致10-30%的营业额损失。因此，国家制定了许多不同的规范，以支持制造商实现这一目标。然而，获得结果的时间和化学品的相关成本非常高，这使得许多公司在其质量控制过程中选择使用近红外光谱。以下白皮书说明了近红外光谱的巨大潜力，并展示了其可节约高达90%成本的无限潜力。
