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便攜式EDXRF與化妝品質量控管

2020-07-06

使用便攜式XRF以確保化妝品品質安全

 

 

便攜式能量色散X射線螢光分析是一種具體可行,成本和時間有效的分析技術,適用於對各種樣品進行定性和定量評估。此項研究目的是提出一種將指甲油,眼影,口紅和唇彩等彩妝樣品塗抹在薄膜上,模擬其在人體面部和指甲上的使用,透過這種方法可以定量S,K,Ca,Ti,Mn,Fe,Cu,Zn,Br,Rb,Sr,Ba, Bi等元素。 能夠應用在法醫科學、原材料、最終產品的質量控制、管理機構監督領域。

 

樣品是從巴西隆德里納市的當地市場上獲得,其中包括數種常見品牌和不同顏色的化妝品。根據以下說明,只需將每個樣品塗抹在32mm直徑XRF杯的薄膜上即可,無需進行任何化學溶劑處理就能分析口紅、閃光唇膏,指甲油和眼影樣品。

指甲油:共有32種樣品,包括16種不同顏色和類型的品牌。使用每瓶附帶的指甲油刷將樣品塗在羊皮紙上。

眼影:同一化妝盒中的9種不同顏色樣品。使用附帶的眼影刷將樣品塗在羊皮紙上。

口紅:共有來自20個不同品牌不同顏色的32個樣品。將每種口紅樣品塗抹薄層在傳統XRF杯的6μm聚酯薄膜上。

唇蜜:僅分析了兩個唇蜜樣品,由於材料的黏度導致樣品存在乾燥問題。使用附帶的彩妝刷將樣品塗在6μm聚酯薄膜上。

以上的程序簡單快速,避免樣品的消化或稀釋處理,符合Green Chemistry理念。

 

便攜式EDXRF可以根據所測光譜中的不同波峰來對樣品中存在的元素進行定性分析。 圖1顯示了本研究中分析的不同基質重疊光譜。 主要區別在於光譜的最後部分,其中包括來自X射線源靶材Ag的散射峰。 該區域的強度和形狀與每種化妝品中使用的基本原料密度和組成有關。

 

1.不同化妝品基質的EDXRF光譜圖。(a)六個指甲油光譜,(b)九個眼影光譜,(c)十二個口紅光譜,(d) 兩個唇蜜光譜。

 

指甲油樣品的濃度結果列於表1。元素組成的顯著差異是由於樣品差異所致。 例如,其中一項的磁性指甲油樣品,其中Fe濃度比起其他樣品高約兩個數量級。 而幾乎所有樣品中出現的S,都表明指甲油中存在會引起部分人體過敏或皮炎的TSFR化合物(次要薄膜形成劑)。 儘管越來越多Bi()已作為珠光顏料或潤滑效果化合物,但它並不常見。

 

 

眼影樣品組的結果在表2中。可看出同一樣品的因顏色不同而引起的濃度變化。 例如綠色眼影中有Cu存在,Rb()的存在與基質粉末原料來源有關。 K,TiFe濃度的變化是相關的,隨著深色色調加重而升高。

 

 

3列出了口紅樣品的結果。 值得注意的是Br,Bi, Ba的存在,因為它們被認為是造成疾病與影響的重金屬和有毒元素。 溴通常用於紅色和紫色口紅,鉍在口紅中提供潤滑功能,某些化妝品配方中仍使用硫酸鋇形式的鋇。 儘管特定化妝品規定允許使用這些元素,但在高劑量暴露下這些元素對於人體健康仍可能產生危害。

 

 

兩種不同品牌的唇蜜結果在表4中。樣品基本成分明顯有所不同,在樣品2上的元素濃度較高,唇蜜1為淺玫瑰色,並且比起高黏度和深紅色的唇蜜2更呈現流動的液態,如口紅結果所述,鉀, 鈦, 鐵的濃度與顏色的深度有關。

 

 

便攜式XRF技術所帶來的低成本及無需樣品製備成為進行現場分析的主要優勢,是一種用於快速鑑定化妝品樣品的可行方法。 

 

reference

Melquiades, F. L., Parreira, P. S., Endo, L. Y., Santos, G. D., & Wouk, L. (2015). Portable EDXRF for quality assurance of cosmetics. Cosmetics2(3), 277-285.

 

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