Örfljótandi pappírsbundið greiningartæki (μPAD) til að ákvarða hýdrókínón í andlitshvítunarkremi með því að nota Phloroglucinol hvarfefni
May 19, 2023
Ágrip
Örvökvapappírsbundið greiningartæki (µPAD) er þróað í þessari vinnu til að greina hýdrókínón í andlitshvítunarkremum með því að nota phloroglucinol. µPAD er með vatnsfælin hindrun til að greina og var framleidd með vaxprentara með Whatman litskiljunarpappír. Greining var náð með litamælingu sem byggist á myndun appelsínuguls hýdrókínón-flóróglúsínóls flókins. Litað hvarfefni sem myndaðist á greiningarsvæði µPAD var skönnuð og myndirnar sem fengust voru unnar með Image-J hugbúnaði til að ákvarða litastyrk þeirra (RGB gildi). Hagræðing á ferliskilyrðum var framkvæmd til að ná viðkvæmum mælingum. Ákjósanlegustu aðstæðurnar sem gefa hámarksnæmni innihéldu röð hvarfefnasamsetningar af flóróglúsínóli → NaOH → sýni (hýdrókínón), 1 µL af 0.5 prósent flóróglúsínóli, 1 M NaOH og 10-mínútu hvarf. Við ákjósanlegar aðstæður framleiddi µPAD tvær línulegar kvörðunarferlar fyrir hýdrókínón við styrkleika 10–100 mg/L (R2=0.9979) og 250–1000 mg/L (R2 = 0.9991). Aðferðin sýndi mjög góða sértækni fyrir markgreiningarefnið í viðurvist própýlenglýkóls og resorsínóls með fullnægjandi réttmæti og meðalendurheimt nálægt 100 prósentum. Fyrirhuguð µPAD er mjög einföld og ódýr tækni til hýdrókínóngreininga og gæti verið beitt á snyrtivörusýni með fullnægjandi árangri.
Samkvæmt viðeigandi rannsóknum er Cistanche algeng jurt sem er þekkt sem „kraftaverkajurtin sem lengir lífið“. Aðalhluti þess er cistanoside, sem hefur ýmis áhrif eins og andoxunarefni, bólgueyðandi og eflingu ónæmisvirkni. Hlutverkið milli cistanche og húðhvítunar liggur í andoxunaráhrifum cistanche glýkósíða. Melanín í húð manna er framleitt með oxun týrósíns sem hvatað er af týrósínasa, og oxunarviðbrögðin krefjast þátttöku súrefnis, þannig að súrefnisfríar stakeindir í líkamanum verða mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á melanínframleiðslu. Cistanche inniheldur cistanoside sem er andoxunarefni og getur dregið úr myndun sindurefna í líkamanum og hamlað þannig melanínframleiðslu.

Smelltu á Hvar get ég keypt Cistanche
Fyrir frekari upplýsingar:
david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501
Kynning
Hægt er að ná fram hýdrókínónákvörðun í snyrtivörum með nokkrum aðferðum, þar á meðal afoxunartítrun, þunnlagsskiljun [1], litrófsmælingu [4, 5], litrófsmælingu með flæðisprautun [6-8] og hágæða vökvaskiljun (HPLC). ) [9,10]. Þessar aðferðir, sérstaklega þær síðarnefndu, eru vel þekktar fyrir að bjóða upp á nákvæmar mælingar og mikla nákvæmni og skilvirkni. Hins vegar þurfa þessar aðferðir einnig þjálfaðan rekstraraðila og eru ekki færanlegar; þannig er ekki hægt að nota þær við mælingar á staðnum.
Efni og aðferðir
Efni og búnaður.Búnaðurinn sem notaður var við þessa vinnu innihélt vaxprentara (Xerox ColorCube 8580 DN-2 gerð T2B047382) til að prenta vatnsfælna hindrunina á Whatman nr. 1 litskiljunarpappír (CHR, Whatman, GE Healthcare Life Sciences, Bretlandi) fyrir µPAD . Hitaplata var notuð til að hita vaxblekhindrunina og leyfa henni að komast í gegnum pappírinn til að framleiða gallalausa hindrun fyrir hvarfsvæðið. Canon PIXMA MP237 skanni og Image-J hugbúnaður voru notaðir til að túlka litastyrk tekinna mynda í rauð, græn og blá (RGB) gildi, sem síðan var breytt í gleypnigildi með því að nota breytt Lambert-Bjór lögmálið.

Aðferða fínstilling.Vinnuskilyrði fyrirhugaðrar µPAD aðferðar voru fínstillt til að gera viðkvæmar mælingar kleift.


Hýdrókínónákvörðun.Hýdrókínóngreining við bestu aðstæður sem ákvarðaðar eru í kafla 2.3 var framkvæmd samkvæmt mynd 2. Í þessu skema var 1 µL af 0,5 prósent flóróglúsínóli látið falla á µPAD greiningarsvæðið. Tækið var leyft að standa í 5 mínútur og síðan var 1 µL af 1 M NaOH lausn bætt við greiningarsvæðið. Tækið fékk að standa í 10 mínútur til viðbótar til að þorna, eftir það var það talið tilbúið til notkunar. Hýdrókínóngreining gæti náðst einfaldlega með því að sleppa 1 µL af sýninu á hvarfsvæði µPAD tækisins, leyfa pappírnum að standa í 10 mínútur og skanna síðan appelsínugulu hvarfafurðina með Canon PIXMA MP273 skanna. Litastyrkur myndanna sem fengust var unninn í RGB gildi með því að nota Image-J hugbúnað og síðan breytt í gleypnigildi. Styrkur hýdrókínóns var ákvarðaður með því að passa gleypni sem fæst við staðlaða kvörðunarferil.
Aðferð Selectivity.Sértækni µPAD aðferðarinnar gagnvart hýdrókínóni í andlitshvítandi kremum var ákvörðuð með því að fá hýdrókínónmælingar með og án resorsínóls og própýlenglýkóls sem truflandi efnasambönd. Ýmsum styrkum resorsínóls (0, 25, 50, 125 og 250 mg/L) var bætt í fimm 10 ml mæliflöskur sem innihéldu 25 mg/L hýdrókínón og þynnt að markinu. Litstyrkur þessara lausna var mældur með því að nota sömu aðferð til að ákvarða hýdrókínón (mynd 2), samsvarandi RGB gildi voru umreiknuð í gleypni og endurheimt hýdrókínóns var reiknuð út. Sama aðferð var endurtekin fyrir própýlenglýkól með sama mismunandi styrk og resorsínól. Mismunurinn á styrk hýdrókínóns sem fékkst á milli lausna með og án truflandi efnasambanda var notaður til að reikna út prósentuvilluna.

Aðferðarprófun.Aðferðarprófun var náð með því að nota µPAD til að ákvarða hýdrókínón í tveimur snyrtivörusýnum með stöðluðu viðbótartækninni. Nákvæmlega 0,10 g af hvítunarkremum A og B voru vigtuð og leyst upp smám saman með eimuðu vatni í 50 ml bikarglasi. Lausnin var látin fara í gegnum fínan síupappír og síuvökvinn var síaður einu sinni enn með sprautusíu. Síuða lausnin var flutt í 100 ml mæliflösku og bætt við eimuðu vatni upp að markinu. Síðan var sýnið þynnt til að fá styrk sem er innan kvörðunarferilsins.
Niðurstöður og umræður

Ákvörðun ákjósanlegra skilyrða
Hagræðing á viðbótaröð fyrir hvarfefni.Röð þar sem hvarfefnum er sleppt á µPAD getur haft áhrif á myndun flóróglúsínól-hýdrókínónsamstæðunnar og næmi hýdrókínónmælinga. Mynd 5 sýnir að röð A2 gefur sterkari lit á µPAD greiningarsvæðinu en röð A1. Þessa niðurstöðu má útskýra með víðtækri umbreytingu flóróglúsínóls í flóróglúsínóljónir, sem virka sem kjarnasæknir hópar sem auðvelda myndun æskilegrar fléttu, ýtt undir röð A2. Eins og sést á mynd 5 var styrkleiki blárra mælinga mun meiri samanborið við rauða og græna mælingu. Að auki voru bláu mælingarnar í línulegri fylgni við litstyrk (eða gleypni) og styrk hýdrókínóns. Þessi niðurstaða er í samræmi við niðurstöður Kohls [30], sem komst að því að línulegt samband milli styrkleika og einbeitingar gæti náðst með því að nota viðbótarlitalestur. Þannig voru bláar mælingar valdir til að mæla litstyrk µPAD myndanna í síðari tilraunum.

Hagræðing á Phloroglucinol rúmmáli.Ákjósanlegasta flóróglúsínólmagnið gæti framleitt hæsta litstyrk flóróglúsínól-hýdrókínónfléttunnar einmitt á svæði greiningarsvæðisins. Því meira sem flóróglúsínól rúmmálið er, því hærra er litastyrkur (gleypni) samsetningarinnar, eins og sýnt er á mynd 6. Gleypið sem ákvarðað var með bláum mælikvarða jókst með auknu magni flóróglúsínóls upp í 1 µL; þó, magn flóróglúsínóls yfir 1,2 µL olli því að flókið fór yfir vatnsfælna hindrunina, sem gæti leitt til rangra niðurstaðna. Þess vegna var flóróglúsínól rúmmál 1 µL notað til frekari hagræðingar.

Hagræðing á Phloroglucinol styrk.Frásog appelsínugula flóksins af flóróglúsínól-hýdrókínóni jókst upphaflega með flóróglúsínólstyrknum upp í {{0}},5 prósent og jafnaðist síðan út vegna þess að allt hýdrókínónið hefur algjörlega myndað flóróglúsínól–hýdrókínón flókið (Mynd 7) . Þess vegna var 0,5 prósent talinn ákjósanlegur styrkur flóróglúsínóls.
Hagræðing á NaOH styrk.Ákjósanlegur NaOH styrkur gefur viðeigandi basískt andrúmsloft til að mynda neikvætt hlaðnar flóróglúsínóljónir. Hýdroxýl (OH–) hópurinn af NaOH getur ráðist á vetnið í OH– hópnum flóróglúsínóls til að mynda flóróglúsínóljón, sem aftur gæti ráðist á hýdrókínón og myndað heteróflókið flóróglúsínól–hýdrókínón flókið. Mynd 8 sýnir að hærri NaOH styrkur eykur litstyrk µPAD myndanna. Hæsta gleypni fékkst við NaOH styrk upp á 1 M. Þannig var 1 M NaOH notað fyrir síðari tilraunir.

Hagræðing á viðbragðstíma.Viðbragðstíminn var fínstilltur til að ákvarða stysta skönnunartímann og forðast litarýrnun flóknu efnasambandanna. Stuttur viðbragðstími getur leitt til ófullkominnar myndun flóróglúsínól-hýdrókínónfléttunnar. Hins vegar getur langur viðbragðstími rýrt flókna litinn með útsetningu fyrir ljósi og óviðeigandi hitastigi og pH. Viðbragðstími upp á 10 mínútur gaf bestu niðurstöður með hámarksgleypni (mynd 9). Þessi viðbragðstími var notaður fyrir síðari tilraunir.
Staðlaðar kúrfu og línuleiki mælingar.Við bestu aðstæður sem eru fengin hér að ofan (þ.e. A2 hreyfingarröð fyrir hvarfefni, 1 µL af 0,5 prósent flóróglúsínóli, 1 M NaOH og 10-mínútna hvarf), µPAD aðferðin með því að nota 1 µL af sýni sýndi skýran mun á litstyrk þar sem styrkur hýdrókínóns var mismunandi frá 10 mgL−1 til 1000 mg/L (Mynd 10). Þegar RGB gildi litastyrks myndanna sem fengust var breytt í gleypnigildi og það síðarnefnda teiknað sem fall af hýdrókínónstyrk, fengust mjög góð fylgni (þ.e. R 2 nálægt 1) á styrkleikabilunum 10– 100 mg/L (Mynd 11-a) og 250–1000 mg/L hýdrókínón (Mynd 11-b). µPAD myndirnar sýndu liti með meiri styrkleika við háan styrk hýdrókínóns og minni styrkleiki við lágan styrk hýdrókínóns. Með öðrum orðum, því hærra sem styrkur hýdrókínóns er, því meiri er litastyrkur appelsínugula flóróglúsínól-hýdrókínónsamstæðunnar.

Samkvæmt mynd 11 er styrkur hýdrókínóns í réttu hlutfalli við litstyrk µPAD myndarinnar; nánar tiltekið, því meiri sem hýdrókínónstyrkurinn er, því hærra er gleypnigildið sem fæst með styrkleika bláu mælinga. Staðalferill fyrir hýdrókínón í styrk á bilinu 10 mgL−1 til 100 mgL−1 gaf upp línulega aðhvarfsjöfnu y = 0.0004x plús 0,0563 (R{{9) }}.9979). Á sama hátt gaf sambandið milli hýdrókínónstyrks og gleypni línulega aðhvarfsjöfnu upp á y=0.0001x plús 0,0923 (R2=0.9991) við hýdrókínónstyrk 250–1000 mgL−1. Í þessari vinnu gefa R2 gildi nálægt 1 til kynna mjög góða línulega fylgni milli styrks og gleypni.
Aðferð Selectivity.Sértækni µPAD aðferðarinnar var rannsökuð með því að bæta resorsínóli og própýlenglýkóli, tveimur efnum sem eru almennt til staðar í hvítandi snyrtivörum, í venjulegu hýdrókínónlausn, sérstaklega. Eins og sýnt er í töflu 1 hafði viðbót resorsínóls við styrkleika 25, 50 og 125 mg/L ekki marktæk áhrif á hýdrókínónmælingar sem fengust með µPAD aðferðinni. Þessi niðurstaða er studd af litlu prósentuvillunni sem myndast (<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.


Aðferðarprófun.Réttmæti µPAD aðferðarinnar var metið með því að greina hýdrókínón í tveimur gerðum af hvítandi kremsnyrtivörum. Niðurstöður löggildingarprófsins eru sýndar í töflu 2. µPAD aðferðin sýndi mjög góða nákvæmni og réttmæti, sem studd er af endurheimtargildum á bilinu 95 prósent –105 prósent, auk mikillar nákvæmni ( prósent RSD < 10 prósent ).
Í stuttu máli, µPAD aðferðin sem lögð er til í þessari vinnu veitir fullnægjandi nákvæmni og nákvæmni. Þess vegna er hægt að nota tilbúna tækið sem aðra aðferð til að greina hýdrókínón í snyrtivörum fyrir hvítandi krem.

Niðurstaða
Hægt er að ákvarða hýdrókínón í hvítandi kremum með því að nota fyrirhugaða μPAD, sem byggist á einföldu hvarfi hýdrókínóns við flóróglúsínól við basísk skilyrði til að mynda appelsínugult hýdrókínón-flóróglúsínól flókið. Þessi aðferð gæti verið notuð til að ákvarða styrk hýdrókínóns á bilinu 10–100 og 250–1000 mg/L. Þótt µPAD sem þróað er í þessari vinnu sé minna viðkvæmt miðað við aðrar háþróaðar aðferðir, þá felur það í sér einfalt ferli og er ódýrt. Fyrirhugað μPAD tæki má nota sem prófunarbúnað til að fylgjast með hýdrókínóni í andlitshvítunarkremum með nokkuð mikilli nákvæmni og nákvæmni.

Viðurkenningar
Höfundar eru þakklátir efnafræðideild Brawijaya háskólans fyrir að auðvelda þessar rannsóknir og raunvísindadeild Brawijaya háskólans fyrir að veita fjárhagslegan stuðning í gegnum doktorsstyrk 2020, DIPA-023.17.2.677512/2020, samningur nr. 32/UN10.F09/PN/2020.
Heimildir
[1] Ortonne, JP., Bissett, DL 2008. Nýjustu innsýn í húðlitun. J. Rannsókn. Dermatol. Symp. Frv. 13:10–14,
[2] Westerhof, W., Kooyers, T. 2005. Hýdrókínón og hliðstæður þess í húðsjúkdómum-Möguleg heilsuáhætta. J. Snyrtivörur. Dermatol. 4(2): 55–9
[3] Couteau, C., Coiffard, L. 2016. Yfirlit yfir húðhvítunarefni: lyf og snyrtivörur Snyrtivörur. 3(27): 1–16,
[4] Elferjani, HS, Ahmida, NHS, Ahmida, A. 2017. Ákvörðun á hýdrókínóni í sumum lyfja- og snyrtivörum með litrófsljósmælingaraðferð. IJSR. 6(7): 2219–2324,
[5] Sulistyarti, H., Sari, PM, Syamaidzar, Retnowati, R., Tolle, H., Wiryawan, A. 2020. Óbein litrófsmæliaðferð til að ákvarða hýdrókínón í snyrtivörum byggt á lækkun króms (VI)-dífenýlkarbazíðs Frásog. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 833(012047): 1–10,
[6] Fahmi, MI, Sulistyarti, H., Mulyasuryani, A., Wiryawan, A. 2019. Hagræðing á flæðissprautun (FI) – Litrófsmæling fyrir Hydroquinone Analysis. J. Pure App. Chem. Res. 8(1): 53–61
[7] Trenggamayunelgi, FS, Sulistyarti, H., Retnowati, R. 2019. Þróun flæðisprautunar-litrófsmælingaraðferðar fyrir hýdrókínónákvörðun byggt á myndun blás sterkju-joðsamstæðu. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 546(032031): 1–10, https://doi.org/10.1088/1 757- 899X/546/3/032031.
[8] Albhibani, MMO, Sulistyarti, H., Sabarudin, A. 2019. Flæðissprautun – óbein litrófsmæling fyrir hýdrókínóngreining byggt á myndun járns (II)-fenantrólínfléttu. J. Pure App. Chem. Res. 8(3): 208–216
[9] García, PL, Santoro, MIRM, Kedor-Hackman, ERM, Singh, AK 2005. Þróun og staðfesting á HPLC og UV-afleiðu litrófsmælingaraðferðum til að ákvarða hýdrókínón í hlaupi og kremefnum. J. Pharm. Biomed. endaþarm. 39(3–4): 764–768.
[10] Gimeno, P., Maggio, AF, Bancilhon, M., Lassu, N., Gornes, H., Brenier, C., Lempereur, L. 2016. HPLC–UV aðferð til að auðkenna og skima hýdrókínón, Eter af hýdrókínóni og barksterum sem hugsanlega eru notaðir sem húðhvítandi efni í ólöglegar snyrtivörur. J Chromatogr. Sci. 54(3): 343–352,
[11] Martinez, AW, Phillips, ST, Whitesides, GM, Carrilho, E. 2010. Diagnostics for the Developing World: Microfluidic Paper-Based Analytical Devices. endaþarm. Chem. 82(1): 3–10
[12] Adkins, J., Boehle, K., Henry, C. 2015. Rafefnafræðileg pappírsbundin örflæðitæki. Electrophoresis, 36(16): 1811–1824,
[13] Ó, JM, Chow, KF 2015. Nýleg þróun í rafefnafræðilegum pappírsbundnum greiningartækjum. endaþarm. Aðferðir. 7(19): 7951–7960
[14] Mettakoonpitak, J., Boehle, K., Nantaphol, S., Teengam, P., Adkins, JA, Srisa-Art, M., Henry, CS 2016. Rafefnafræði á pappírsbundnum greiningartækjum: endurskoðun. Rafgreining. 28(7): 1420–1436
[15] Yao, B., Zhang, J., Kou, TY, Song, Y., Liu, TY, Li, Y. 2017. Pappírsbundnar rafskaut fyrir sveigjanleg orkugeymslutæki. 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. Erindi -undirstaða örflæðisgreiningartæki til litamælinga á eitruðum jónum: endurskoðun. Trends Anal. Chem. 93: 212–227
[17] Morbioli, GG, Mazzu-Nascimento, T., Stockton, AM, Carrilho, E. 2017. Tæknilegir þættir og áskoranir litmælingagreiningar með örvökvapappírsbundnum greiningartækjum (µPADs–A review. Anal. Chim. Acta. 970: 1–22
[18] Yu, JH, Ge, SG, Yan, M. 2014. Tæki sem byggjast á rannsóknarstofu á pappír sem nota efnaljómun og rafmyndaða efnaljómun. endaþarm. Lífanal. Chem. 406(23): 5613–5630
[19] Gross, EM, Durant, HE, Hipp, KN, Lai, RY 2017. Rafefnaljómunarskynjun í pappírsbundnum og öðrum ódýrum örflæðistækjum. Chem. Raf. Chem. 4(7): 1594–1603
[20] Busa, LSA, Mohammadi, S., Maeki, M., Ishida, A., Tani, H., Tokeshi, M. 2016. Framfarir í örvökvapappírsbundnum greiningartækjum til matar- og vatnsgreiningar. Örvélar. 7: 8
[21] Wisang, YF, Sulistyarti, H., Andayani, U., Sabarudin, A. 2019. Microfluidic Paper-based Analytical Devices (µPADs) for Analysis Lead Using Naked Eye and Colorimetric Detections. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 546: 0320331–7
[22] Meredith, NA, Quinn, C., Cate, DM, Reilly, TH, Volckens, J., Henry, CS 2016. Pappírsbundin greiningartæki fyrir umhverfisgreiningu. Sérfræðingur. 141(6): 1874–1887
[23] Yetisen, AK, Akram, MS, Lowe, CR 2013. Pappírsbundin örflæðisgreiningartæki. Lab. Chip. 13(12): 2210–2251
[24]Jeong, S.-G., Kim, J., Nam, J.-O., Song YS, Lee C.- S. 2013. Pappírsbundið greiningartæki fyrir megindlega þvaggreiningu. Alþj. Neurourol. J. 17(4): 155–161
[25] Santhiago, M., Nery, EW, Santos, GP, Kubota, LT 2014. Örflæðispappírsbundin tæki fyrir lífgreiningarforrit. Lífgreining. 6(1): 89–106
[26] Rozand, C. 2014. Pappírsbundin greiningartæki til að prófa smitsjúkdóma á vettvangi. Eur. J. Clin. Örverur. Smitast. Dis. 33(2): 147–156
[27] Xia, Y., Si, J., Li, Z. 2016. Framleiðslutækni fyrir örfljótandi pappírsbundin greiningartæki og notkun þeirra fyrir líffræðilegar prófanir: endurskoðun. Biosens. Lífeind. 77: 774–789.
[28] Mahdiasanti, IW, Sabarudin, A., Sulistyarti, H. 2019. Samtímis ákvörðun BUN-kreatíníns sem nýrnavirkni lífmerkja í blóði með því að nota örflæðispappírsbundið greiningartæki, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 546(032019): 1–9
[29] Fauziyah, N., Andini, Anneke, Oktavia, I., Sari, MI, Sulistyarti, H., Sabarudin, A. 2019. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 546 (032007): 1–8
[30] Kohl, SK, Landmark, JD, Stickle, DF 2006. Sýning á gleypni með því að nota stafræna litmyndagreiningu og litaðar lausnir. J. Chem. Mennt. 83(4): 644–646
Fyrir frekari upplýsingar: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501
