Abstraktus

Šiame darbe sukurtas mikrofluidinis popierinis analitinis prietaisas (µPAD), skirtas analizuoti hidrochinoną veido balinimo kremuose naudojant florogliucinolį. µPAD turi hidrofobinį aptikimo barjerą ir buvo pagamintas naudojant vaško spausdintuvą su Whatman chromatografiniu popieriumi. Aptikimas buvo atliktas kolorimetrija, pagrįsta oranžinio hidrochinono ir florogliucinolio komplekso susidarymu. Spalvotas reakcijos produktas, susidaręs µPAD aptikimo zonoje, buvo nuskaitytas, o gauti vaizdai buvo apdoroti Image-J programine įranga, siekiant nustatyti jų spalvų intensyvumą (RGB reikšmę). Norint pasiekti jautrius matavimus, buvo optimizuotos proceso sąlygos. Optimalios sąlygos, užtikrinančios didžiausią jautrumą, buvo reagento pridėjimo seka florogliucinolis → NaOH → mėginys (hidrochinonas), 1 µL 0,5 procento florogliucinolio, 1 M NaOH ir 10-minutės reakcija. Optimaliomis sąlygomis µPAD sukūrė dvi tiesines kalibravimo kreives hidrochinono koncentracijai 10–100 mg/L (R2=0.9979) ir 250–1000 mg/L (R2 = 0.9991). Metodas parodė labai gerą tikslinės analitės selektyvumą, esant propilenglikoliui ir rezorcinoliui, patenkinamą pagrįstumą, o vidutinis išgaunamas beveik 100 procentų. Siūlomas µPAD yra labai paprastas ir nebrangus hidrochinono analizės metodas ir gali būti taikomas kosmetikos mėginiams, duodantiems patenkinamus rezultatus.

Remiantis atitinkamais tyrimais, cistanche yra įprasta žolė, žinoma kaip „stebuklingas augalas, prailginantis gyvenimą“. Pagrindinis jo komponentas yra cistanozidas, turintis įvairų poveikį, pavyzdžiui, antioksidacinį, priešuždegiminį ir imuninę funkciją skatinantį poveikį. Mechanizmas tarp cistanche ir odos balinimo yra antioksidacinis cistanche glikozidų poveikis. Melaninas žmogaus odoje susidaro oksiduojantis tirozinui, katalizuojamam tirozinazės, o oksidacijos reakcijai reikalingas deguonies dalyvavimas, todėl deguonies neturintys radikalai organizme tampa svarbiu veiksniu, turinčiu įtakos melanino gamybai. Cistanche yra cistanozido, kuris yra antioksidantas ir gali sumažinti laisvųjų radikalų susidarymą organizme, taip slopindamas melanino gamybą.

Spustelėkite Kur galiu nusipirkti Cistanche

Daugiau informacijos:

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

Įvadas

Hidrochinoną kosmetikoje galima nustatyti naudojant kelis metodus, įskaitant redokso titravimą, plonasluoksnę chromatografiją [1], spektrofotometriją [4, 5], srauto įpurškimo spektrofotometriją [6-8] ir didelio efektyvumo skysčių chromatografiją (HPLC). ) [9,10]. Šie metodai, ypač pastarieji, yra gerai žinomi dėl tikslių matavimų ir didelio tikslumo bei efektyvumo. Tačiau šie metodai taip pat reikalauja kvalifikuoto operatoriaus ir nėra nešiojami; todėl jų negalima naudoti matavimams vietoje.

Medžiagos ir metodai

Medžiagos ir įranga.Šiame darbe naudojama įranga buvo vaško spausdintuvas (Xerox ColorCube 8580 DN-2, tipas T2B047382), skirtas spausdinti hidrofobinį barjerą ant Whatman Nr. 1 chromatografinio popieriaus (CHR, Whatman, GE Healthcare Life Sciences, JK), skirtą µPAD. . Kaitvietė buvo naudojama vaško rašalo barjerui pašildyti ir leisti jam prasiskverbti per popierių, kad susidarytų nepriekaištingas barjeras reakcijos zonai. Skaitytuvas „Canon PIXMA MP237“ ir „Image-J“ programinė įranga buvo naudojami užfiksuotų vaizdų spalvų intensyvumui interpretuoti į raudoną, žalią ir mėlyną (RGB) reikšmes, kurios vėliau buvo konvertuotos į absorbcijos vertę, naudojant modifikuotą Lamberto-Beer įstatymą.

Metodo optimizavimas.Siūlomo µPAD metodo proceso sąlygos buvo optimizuotos, kad būtų galima atlikti jautrius matavimus.

Hidrochinono nustatymas.Hidrochinono aptikimas optimaliomis sąlygomis, nustatytomis 2.3 skyriuje, buvo atliktas pagal 2 paveikslą. Šioje schemoje į µPAD aptikimo zoną buvo lašinamas 1 µL 0,5 procento florogliucinolio. Prietaisui buvo leista stovėti 5 minutes, o po to į aptikimo zoną buvo pridėta 1 µL 1 M NaOH tirpalo. Prietaisui buvo leista stovėti dar 10 minučių, kad išdžiūtų, o po to jis buvo laikomas paruoštu naudoti. Hidrochinoną galima aptikti paprasčiausiai įlašinus 1 µL mėginio ant µPAD įrenginio reakcijos zonos, leidžiant popieriui pastovėti 10 minučių, o tada nuskaitant oranžinį reakcijos produktą Canon PIXMA MP273 skaitytuvu. Gautų vaizdų spalvų intensyvumas buvo apdorotas į RGB reikšmes naudojant „Image-J“ programinę įrangą ir konvertuotas į absorbcijos vertes. Hidrochinono koncentracija buvo nustatyta suderinus gautą absorbciją su standartine kalibravimo kreive.

Metodo selektyvumas.µPAD metodo selektyvumas hidrochinonui veido balinamuosiuose kremuose buvo nustatytas gavus hidrochinono matavimus su rezorcinoliu ir propilenglikoliu kaip trukdančius junginius ir be jų. Į penkias 10 ml matavimo kolbas, kuriose yra 25 mg/l hidrochinono, buvo pridėta įvairių koncentracijų rezorcinolio (0, 25, 50, 125 ir 250 mg/L) ir praskiesta iki žymės. Šių tirpalų spalvos intensyvumas buvo išmatuotas taikant tą pačią hidrochinono nustatymo procedūrą (2 pav.), atitinkamos RGB reikšmės buvo konvertuotos į absorbciją ir apskaičiuotas hidrochinono išgaunamas kiekis. Ta pati procedūra buvo pakartota propilenglikoliui, kurio koncentracija buvo tokia pati kaip ir rezorcinolis. Hidrochinono koncentracijos skirtumas, gautas tarp tirpalų su ir be trukdančių junginių, buvo naudojamas procentinei paklaidai apskaičiuoti.

Metodo patvirtinimas.Metodo patvirtinimas buvo pasiektas naudojant µPAD hidrochinonui nustatyti dviejuose kosmetikos mėginiuose taikant standartinę pridėjimo techniką. Tiksliai 0,10 g balinamųjų kremų A ir B buvo pasverti ir palaipsniui ištirpinami distiliuotu vandeniu 50 ml stiklinės stiklinėje. Tirpalas perpilamas per smulkų filtravimo popierių, o filtratas dar kartą filtruojamas naudojant švirkšto filtrą. Filtruotas tirpalas perpilamas į 100 ml matavimo kolbą ir įpilamas distiliuoto vandens iki žymės. Po to mėginys buvo praskiestas, kad būtų gauta koncentracija, atitinkanti kalibravimo kreivės diapazoną.

Rezultatai ir DISKUSIJA

Optimalių sąlygų nustatymas

Reagento pridėjimo sekos optimizavimas.Reagentų lašinimo ant µPAD tvarka gali turėti įtakos florogliucinolio ir hidrochinono komplekso susidarymui ir hidrochinono matavimo jautrumui. 5 paveiksle parodyta, kad seka A2 suteikia intensyvesnę spalvą µPAD aptikimo zonoje nei seka A1. Šį atradimą galima paaiškinti dideliu florogliucinolio transformavimu į florogliucinolio jonus, kurie veikia kaip nukleofilinės grupės, palengvinančios norimo komplekso susidarymą, skatinamą sekos A2. Kaip parodyta 5 paveiksle, mėlynos spalvos rodmenų intensyvumas buvo daug didesnis, palyginti su raudonos ir žalios spalvos rodmenimis. Be to, mėlyni rodmenys buvo tiesiškai koreliuojami su spalvos intensyvumu (arba absorbcija) ir hidrochinono koncentracija. Ši išvada sutampa su Kohl [30] rezultatais, kurie nustatė, kad linijinis intensyvumo ir koncentracijos ryšys gali būti pasiektas naudojant papildomus spalvų rodmenis. Taigi, norint išmatuoti µPAD vaizdų spalvų intensyvumą vėlesniuose eksperimentuose, buvo parinkti mėlyni rodmenys.

Florogliucinolio tūrio optimizavimas.Optimalus florogliucinolio tūris gali sukurti didžiausią florogliucinolio-hidrochinono komplekso spalvos intensyvumą būtent aptikimo zonos srityje. Kuo didesnis florogliucinolio tūris, tuo didesnis komplekso spalvos intensyvumas (absorbcija), kaip parodyta 6 paveiksle. Absorbcija, nustatyta naudojant mėlynus rodmenis, padidėjo didėjant florogliucinolio tūriui iki 1 µL; tačiau florogliucinolio tūriai, viršijantys 1,2 µL, privertė kompleksą peržengti hidrofobinį barjerą, o tai gali lemti klaidingus rezultatus. Todėl tolesniam optimizavimui buvo naudojamas 1 µL florogliucinolio tūris.

Florogliucinolio koncentracijos optimizavimas.Oranžinio florogliucinolio-hidrochinono komplekso absorbcija iš pradžių padidėjo esant florogliucinolio koncentracijai iki {{0}},5 proc., o vėliau išsilygino, nes visas hidrochinonas visiškai suformavo florogliucinolio-hidrochinono kompleksą (7 pav.). . Todėl optimalia florogliucinolio koncentracija buvo laikoma 0,5 proc.

NaOH koncentracijos optimizavimas.Optimali NaOH koncentracija sukuria tinkamą šarminę atmosferą neigiamo krūvio florogliucinolio jonams susidaryti. NaOH hidroksilo (OH-) grupė gali atakuoti florogliucinolio OH- grupės vandenilį ir sudaryti florogliucinolio joną, kuris, savo ruožtu, gali atakuoti hidrochinoną ir sudaryti heterokompleksinį florogliucinolio-hidrochinono kompleksą. 8 paveiksle parodyta, kad didesnė NaOH koncentracija padidina µPAD vaizdų spalvos intensyvumą. Didžiausia absorbcija buvo gauta esant 1 M NaOH koncentracijai. Taigi tolesniems eksperimentams buvo naudojamas 1 M NaOH.

Reakcijos laiko optimizavimas.Reakcijos laikas buvo optimizuotas siekiant nustatyti trumpiausią nuskaitymo laiką ir išvengti sudėtingų junginių spalvos skilimo. Trumpas reakcijos laikas gali lemti nepilno florogliucinolio ir hidrochinono komplekso susidarymą. Tačiau ilgas reakcijos laikas gali pabloginti sudėtingą spalvą dėl šviesos ir netinkamos temperatūros bei pH. 10 minučių reakcijos laikas davė optimalius rezultatus su didžiausia absorbcija (9 pav.). Šis reakcijos laikas buvo naudojamas tolesniems eksperimentams.

Standartiniai kreivės ir tiesiškumo matavimai.Aukščiau gautomis optimaliomis sąlygomis (ty A2 reagento imobilizacijos seka, 1 µL 0,5 procento florogliucinolio, 1 M NaOH ir 10-minutės reakcija), µPAD metodas naudojant 1 µL mėginio spalvos intensyvumas aiškiai skyrėsi, nes hidrochinono koncentracija svyravo nuo 10 mgL−1 iki 1000 mg/l (10 pav.). Kai gautų vaizdų spalvų intensyvumo RGB reikšmės buvo konvertuotos į absorbcijos reikšmes, o pastarosios buvo nubraižytos kaip hidrochinono koncentracijos funkcija, gautos labai geros koreliacijos (ty R 2 artimas 1) koncentracijos diapazonuose nuo 10– 100 mg/l (11-a pav.) ir 250–1000 mg/L hidrochinono (11-b pav.). µPAD vaizduose buvo pateiktos didesnio intensyvumo spalvos esant didelei hidrochinono koncentracijai ir mažesnio intensyvumo esant žemai hidrochinono koncentracijai. Kitaip tariant, kuo didesnė hidrochinono koncentracija, tuo didesnis oranžinio florogliucinolio-hidrochinono komplekso spalvos intensyvumas.

Pagal 11 paveikslą hidrochinono koncentracija yra proporcinga µPAD vaizdo spalvos intensyvumui; tiksliau, kuo didesnė hidrochinono koncentracija, tuo didesnė absorbcijos vertė, gauta pagal mėlynos spalvos rodmenų intensyvumą. Standartinė hidrochinono kreivė, kai koncentracija svyruoja nuo 10 mgL−1 iki 100 mgL−1, davė tiesinės regresijos lygtį y =  0,0004x plius 0,0563 (R{{9). }}.9979). Panašiai, ryšys tarp hidrochinono koncentracijos ir absorbcijos davė tiesinės regresijos lygtį y=0,0001x plius 0,0923 (R2=0.9991), kai hidrochinono koncentracija yra 250–1000 mgL-1. Šiame darbe R2 vertės, artimos 1, rodo labai gerą tiesinę koreliaciją tarp koncentracijos ir absorbcijos.

Metodo selektyvumas.µPAD metodo selektyvumas buvo ištirtas į standartinį hidrochinono tirpalą atskirai pridedant rezorcinolio ir propilenglikolio – dviejų dažniausiai balinamojoje kosmetikoje esančių medžiagų. Kaip parodyta 1 lentelėje, 25, 50 ir 125 mg/l koncentracijų rezorcinolio pridėjimas reikšmingai nepaveikė hidrochinono matavimų, gautų naudojant µPAD metodą. Šią išvadą patvirtina sugeneruota maža procentinė klaida (<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.

Metodo patvirtinimas.µPAD metodo pagrįstumas buvo įvertintas aptikus hidrochinoną dviejų tipų balinamojoje kreminėje kosmetikoje. Patvirtinimo testo rezultatai pateikti 2 lentelėje. µPAD metodas parodė labai gerą tikslumą ir pagrįstumą, tai patvirtina atkūrimo reikšmės 95–105 procentų diapazone, taip pat didelis tikslumas (procentas RSD < 10 procentų).

Apibendrinant, šiame darbe siūlomas µPAD metodas užtikrina patenkinamą tikslumą ir tikslumą. Todėl pagamintas prietaisas gali būti naudojamas kaip alternatyvus būdas aptikti hidrochinoną balinamojo kremo kosmetikoje.

Išvada

Hidrochinoną balinamuosiuose kremuose galima nustatyti naudojant siūlomą μPAD, kuris pagrįstas paprasta hidrochinono reakcija su florogliucinoliu šarminėmis sąlygomis, kad susidarytų oranžinis hidrochinono ir florogliucinolio kompleksas. Šiuo metodu galima nustatyti hidrochinono koncentraciją 10–100 ir 250–1000 mg/l diapazone. Nors šiame darbe sukurtas µPAD yra mažiau jautrus, palyginti su kitais pažangiais metodais, jis apima paprastą procesą ir yra nebrangus. Siūlomas μPAD įrenginys gali būti naudojamas kaip bandomasis rinkinys stebint hidrochinoną veido balinamuose kremuose gana tiksliai ir tiksliai.

Padėkos

Autoriai yra dėkingi Brawijaya universiteto Chemijos katedrai, kuri padėjo atlikti šį tyrimą, ir Brawijaya universiteto Mokslų fakultetui už finansinę paramą per Doktorantūros stipendiją 2020, DIPA-023.17.2.677512/2020, sutarties Nr. 32/UN10.F09/PN/2020.

Nuorodos

[1] Ortonne, JP., Bissett, DL 2008. Naujausios odos hiperpigmentacijos įžvalgos. J. Ištirti. Dermatolis. Symp. Proc. 13:10–14,

[2] Westerhof, W., Kooyers, T. 2005. Hidrochinonas ir jo analogai dermatologijoje – galimas pavojus sveikatai. J. Kosmetas. Dermatolis. 4(2): 55–9

[3] Couteau, C., Coiffard, L. 2016. Odos balinimo priemonių apžvalga: vaistai ir kosmetikos gaminiai, kosmetika. 3(27): 1–16,

[4] Elferjani, HS, Ahmida, NHS, Ahmida, A. 2017. Hidrochinono nustatymas kai kuriuose farmacijos ir kosmetikos preparatuose spektrofotometriniu metodu. IJSR. 6(7): 2219–2324,

[5] Sulistyarti, H., Sari, PM, Syamaidzar, Retnowati, R., Tolle, H., Wiryawan, A. 2020. Netiesioginės spektrofotometrijos metodas hidrochinonui nustatyti kosmetikoje, pagrįstas chromo (VI)-difenilo kiekio sumažėjimu Absorbcija. IOP konf. Ser. Mater. Sci. inž. 833(012047): 1–10,

[6] Fahmi, MI, Sulistyarti, H., Mulyasuryani, A., Wiryawan, A. 2019. Srauto įpurškimo optimizavimas (FI) – spektrofotometrija hidrochinono analizei. J. Pure App. Chem. Res. 8(1): 53–61

[7] Trenggamayunelgi, FS, Sulistyarti, H., Retnowati, R. 2019. Srauto įpurškimo-spektrofotometrijos metodo kūrimas hidrochinono nustatymui remiantis mėlynojo krakmolo ir jodo komplekso susidarymu. IOP konf. Ser. Mater. Sci. inž. 546(032031): 1–10, https://doi.org/10.1088/1 757- 899X/546/3/032031.

[8] Albhibani, MMO, Sulistyarti, H., Sabarudin, A. 2019. Srauto įpurškimas – netiesioginė spektrofotometrija hidrochinono analizei, pagrįsta geležies (II)-fenantrolino komplekso susidarymu. J. Pure App. Chem. Res. 8(3): 208–216

[9] García, PL, Santoro, MIRM, Kedor-Hackman, ERM, Singh, AK, 2005. HPLC ir UV darinių spektrofotometrinių metodų, skirtų hidrochinonui nustatyti gelio ir kremo preparatuose, sukūrimas ir patvirtinimas. 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 metodas hidrochinono identifikavimui ir atrankai, Hidrochinono eteriai ir kortikosteroidai, kurie gali būti naudojami kaip odą balinančios medžiagos nelegaliuose kosmetikos gaminiuose. J Chromatogr. Sci. 54(3): 343–352,

[11] Martinez, AW, Phillips, ST, Whitesides, GM, Carrilho, E. 2010. Diagnostika besivystančiam pasauliui: mikrofluidiniai popieriniai analitiniai prietaisai. Anal. Chem. 82(1): 3–10

[12] Adkins, J., Boehle, K., Henry, C. 2015. Elektrocheminiai popieriniai mikrofluidiniai prietaisai. Elektroforezė, 36(16): 1811–1824,

[13] Oh, JM, Chow, KF 2015. Naujausi elektrocheminių popierinių analitinių prietaisų pokyčiai. Anal. Metodai. 7(19): 7951–7960

[14] Mettakoonpitak, J., Boehle, K., Nantaphol, S., Teengam, P., Adkins, JA, Srisa-Art, M., Henry, CS 2016. Elektrochemija popieriniuose analitiniuose įrenginiuose: apžvalga. Elektroanalizė. 28(7): 1420–1436

[15] Yao, B., Zhang, J., Kou, TY, Song, Y., Liu, TY, Li, Y. 2017. Popieriaus elektrodai lankstiems energijos kaupimo įrenginiams. 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 m. Mikrofluidiniai analitiniai prietaisai, skirti toksiškų jonų kolorimetriniam aptikimui: apžvalga. Tendencijos Anal. Chem. 93: 212–227

[17] Morbioli, GG, Mazzu-Nascimento, T., Stockton, AM, Carrilho, E. 2017. Techniniai kolorimetrinio aptikimo aspektai ir iššūkiai naudojant mikrofluidinio popieriaus pagrindu pagamintus analitinius prietaisus (µPADs – A review. Anal. Chim. Acta. 970: 1–22

[18] Yu, JH, Ge, SG, Yan, M. 2014. Laboratoriniai popieriniai prietaisai, naudojantys chemiliuminescenciją ir elektrogeneruotą chemiliuminescencijos aptikimą. Anal. Bioanalinis. Chem. 406(23): 5613–5630

[19] Gross, EM, Durant, HE, Hipp, KN, Lai, RY, 2017. Elektrochemiliuminescencijos aptikimas popieriniuose ir kituose nebrangiuose mikrofluidiniuose įrenginiuose. Chem. Elektros. 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. Mikromašinos. 7:8

[21] Wisang, YF, Sulistyarti, H., Andayani, U., Sabarudin, A. 2019. Mikrofluidiniai popieriaus pagrindu pagaminti analizės prietaisai (µPAD), skirti švino analizei naudojant plika akimi ir kolorimetrinius aptikimus. IOP konf. Ser. Mater. Sci. inž. 546: 0320331–7

[22] Meredith, NA, Quinn, C., Cate, DM, Reilly, TH, Volckens, J., Henry, CS 2016. Popieriaus analitiniai prietaisai aplinkos analizei. Analitikas. 141(6): 1874–1887

[23] Yetisen, AK, Akram, MS, Lowe, CR 2013. Popieriaus mikroskysčių priežiūros diagnostikos prietaisai. Lab. Chip. 13(12): 2210–2251

[24]Jeong, S.-G., Kim, J., Nam, J.-O., Song YS, Lee C.- S. 2013. Popierinis analitinis prietaisas kiekybiniam šlapimo tyrimui. Tarpt. Neurorolis. J. 17(4): 155–161

[25] Santhiago, M., Nery, EW, Santos, GP, Kubota, LT 2014. Mikrofluidiniai popieriniai prietaisai, skirti bioanalitikai. Bioanalizė. 6(1): 89–106

[26] Rozand, C. 2014. Popieriaus analitiniai prietaisai, skirti infekcinių ligų tyrimams vietoje. Euras. J. Clin. Microbiol. Užkrėsti. Dis. 33(2): 147–156

[27] Xia, Y., Si, J., Li, Z. 2016. Mikrofluidinio popieriaus pagrindu pagamintų analitinių prietaisų gamybos būdai ir jų pritaikymas biologiniams tyrimams: apžvalga. Biosens. Bioelektronas. 77: 774–789.

[28] Mahdiasanti, IW, Sabarudin, A., Sulistyarti, H. 2019. BUN-kreatinino, kaip inkstų funkcijos biožymenų, nustatymas kraujyje vienu metu naudojant mikrofluidinio popieriaus pagrindu pagamintus analitinius prietaisus, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. inž. 546(032019): 1–9

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

[30] Kohl, SK, Landmark, JD, Stickle, DF 2006. Absorbcijos demonstravimas naudojant skaitmeninę spalvoto vaizdo analizę ir spalvotus sprendimus. J. Chem. Eduk. 83(4): 644–646

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