Qualification of droplet morphology in hair conditioner by Vis-NIR spectroscopy

Význam tématu

Kondicionéry na vlasy sestávají z vodné fáze a hydrofobních složek a tvoří emulzi s definovanou velikostí kapének. Velikost kapének zásadně ovlivňuje distribuci aktivních látek, účinnost a smáčecí vlastnosti produktu. Pro udržení konzistentní kvality je nezbytné pravidelně kontrolovat morfologii emulze. Metody založené na mikroskopii nebo laserové difrakci jsou spolehlivé, avšak časově náročné a vyžadují složitou přípravu vzorků. Vis-NIR spektroskopie nabízí rychlou a neinvazivní alternativu vhodnou pro rutinní analýzu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo vyvinout a otestovat Vis-NIR metody pro identifikaci mezi neopracovaným a zpracovaným kondicionérem a kvalifikaci velikosti kapének. Studie se zaměřila na dvě vzájemně odlišné skupiny vzorků: neopracovanou formulaci s kapénkami 5–50 μm (produkt A) a zpracovanou s kapénkami 5–20 μm (produkt B).

Použitá metodika a instrumentace

Spektrální data byla získána v rozsahu 400–2500 nm v difuzní reflektanci pomocí analyzátoru Metrohm NIRS DS2500 s Iris příslušenstvím. Výsledná spektra byla zpracována v softwaru Vision Air Complete s druhou derivací (segment 10 nm, gap 0 nm). Pro identifikaci produktu se analyzovaly vlnové délky 416–1080 nm a 1120–2480 nm, pro kvalifikaci velikosti kapének oblast 1380–1404 nm.

Hlavní výsledky a diskuse

Raw spektra ukázala rozdíl mezi skupinami A (červené křivky) a B (modré křivky). Druhá derivace odstranila posuv základny a výrazně zvýraznila rozdíly v závislosti na velikosti kapének. Metoda identifikace správně rozlišila neopracované a zpracované kondicionéry. U neopracovaných vzorků kvalifikační model indikoval překročení stanoveného prahu velikosti kapének, zatímco u zpracovaných vzorků kvalifikace potvrdila soulad s požadovanými parametry.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza bez potřeby rozsáhlé přípravy vzorku
• Neinvazivní měření vhodné pro vysokoprůtokové prostředí
• Automatizované vyhodnocení výsledků v řádu sekund
• Možnost integrace do výrobních linek pro online kontrolu kvality

Budoucí trendy a možnosti využití

Možné rozšíření zahrnuje inline monitorování emulzí v reálném čase, aplikaci pokročilých chemometrických algoritmů pro více parametrů kvality a adaptaci metody na jiné kosmetické i farmaceutické emulze. Vývoj v oblasti hyperspektrálních kamer může dále zvýšit prostorové rozlišení měření.

Závěr

Vis-NIR spektroskopie se ukázala jako spolehlivý a efektivní nástroj pro identifikaci různých stadií výroby kondicionérů a kvalifikaci velikosti kapének. Metoda nabízí výrazné časové a logistické úspory oproti tradičním technikám a lze ji snadno implementovat do rutinní praxe.

Reference

• NIR Application Note NIR-46, Metrohm, srpen 2017