Quality control of an active ingredient in hair creams using near-infrared spectroscopy

Význam tématu

Near-infrared (Vis-NIR) spektroskopie nabízí rychlou, bezchemickou a ekologicky šetrnou alternativu k tradičním chromatografickým metodám pro kontrolu kvality kosmetických přípravků. Umožňuje okamžitou detekci odchylek v koncentraci aktivních látek, zkracuje dobu analýzy a minimalizuje produkci odpadu.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na vývoj kvalifikační metody pro stanovení obsahu antibakteriální složky v krémech na vlasy. Cílem bylo nahradit časově náročné a chemicky náročné LC-MS postupy rychlou Vis-NIR analýzou bez předúprav vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Pro experiment bylo připraveno 14 vzorků krému s obsahem aktivní složky od 0,0 % do 3,1 % a jeden čistý referenční vzorek.

• Spektrometr Metrohm DS2500 Analyzer (400–2500 nm)
• NIRS SlurryCup pro snadné dávkování pastovitého vzorku
• Zlaté difuzní reflektory pro transflekční měření
• Software Vision Air Complete pro sběr dat a vývoj modelu

Vzorky byly měřeny bez další přípravy v transflekční geometrii, data byla ošetřena druhou derivací spektra pro odstranění násobných odchylek a analyzována algoritmem maximální vzdálenosti ve dvou relevantních vlnových oblastech aktivní složky (1554–1750 nm, 2210–2340 nm).

Hlavní výsledky a diskuse

Spektra ukázala jasnou korelaci intenzity absorpčních pásů s obsahem aktivní složky. Testovací model dokázal spolehlivě rozlišit vzorky v požadovaném intervalu 1,8 % až 2,5 % jako v specifikaci, zatímco vzorky mimo tento rozsah byly označeny jako odchylka. Výsledky prokázaly vysokou specifitu i citlivost, bez nutnosti chemické extrakce.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Okamžité vyhodnocení kvality šarží bez přípravků a činidel
• Minimalizaci provozních nákladů a environmentální zátěže
• Velmi krátkou dobu analýzy (řádově vteřiny na vzorek)
• Jednoduché nasazení ve výrobním QA/QC provozu

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozvoj pokročilých chemometrických metod a strojového učení pro zvýšení robustnosti modelů. Dále je možná integrace Vis-NIR spektroskopie do inline monitoringu výrobních linek a rozšíření aplikace na další kosmetické produkty a související složky.

Závěr

Feasibility studie potvrdila, že Vis-NIR spektroskopie je spolehlivým nástrojem pro rychlou kontrolu obsahu aktivních látek v krémech na vlasy. Vyvinutý kvalifikační model nabízí přesnou detekci odchylek a významně zkracuje čas i náklady analýzy.