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    化妝品中激素類組分靶向及非靶向分析研究進展

    嘉峪檢測網        2024-02-24 10:59

    摘  要 / Abstract
     
    激素類藥物在臨床上可用于治療系統性紅斑狼瘡等自身免疫性疾病,還可抑制皮膚炎癥,但激素長期暴露于人體皮膚會引起一系列不良反應,對人體健康造成傷害?!痘瘖y品安全技術規范(2015 年版)》已經發布了化妝品中63 種激素成分的檢測方法,但實際執法中發現有商家對已有激素結構基礎進行修飾,合成新的激素類化合物以逃避監管?;诖?,本文綜述了化妝品中非法添加激素類化合物的靶向和非靶向檢測手段,旨在為化妝品質量安全監測和非法添加物的監管提供技術支持和參考依據。
     
    Hormones, employed clinically for treating, systemic lupus erythematosus and other autoimmune diseases, demonstrate anti-inflammatory effects when applied to the skin. However, long-term exposure of hormones to human skin can lead to adverse reactions posing health risks. The Safety and Technical Standards for Cosmetics (2015 edition) has released a method for detecting 63 hormonal components in cosmetics. Nevertheless, there is evidence of businesses modifying existing hormone structures to synthesize new compounds, evading regulatory oversight. This paper reviews targeted and nontargeted detection methods for illegally added hormonal components in cosmetics, aiming to provide technical support and references for the monitoring of cosmetic quality, safety and the regulation of illegal additives.
     
    關 鍵 詞 / Key words
     
    激素;靶向;非靶向;化妝品;質量;安全;監管
     
    hormones; targeted analysis; non-targeted analysis; cosmetics; quality; safety; regulation
     
    1、引  言
     
    隨著我國經濟發展,人民生活水平不斷提高,消費者對化妝品的需求以及消費理念均得到提升,我國化妝品市場規模也隨之迅速擴大。當前市場上的化妝品種類層出不窮,成分多樣,其主要用途是在不改變人體結構、功能的前提下清潔美化、增加魅力或者修飾容顏?;瘖y品作為直接作用于人體皮膚的日用化學工業產品,其安全性保障尤為重要?;瘖y品中非法添加物的檢測是我國保障化妝品安全的重要監管方向,其中激素類化合物更是重點監測對象。
     
    激素是由內分泌腺或內分泌細胞分泌,在體內作為信使傳遞信息,是對機體生理過程起調節作用的高效生物活性物質。一些添加激素類化合物的化妝品會讓消費者在使用后短時間內取得較好的除皺、增加皮膚彈性[1] 等效果,部分商家試圖通過非法添加提高產品的市場競爭力并獲取利潤。但長期使用這類化妝品會引起皮膚甚至身體的一系列不良反應,例如長期使用糖皮質激素會引起皮膚瘙癢、紅腫、代謝紊亂甚至誘發潰瘍、出血、皮膚病變、骨質疏松等[1] ;長期使用性激素也會產生一系列的皮膚問題,包括血管擴張、生成黑斑、皮膚萎縮,甚至會有致癌風險[1],嚴重威脅著公眾的身體健康。盡管我國《化妝品安全技術規范(2015 年版)》[2]和歐盟化妝品法規Regulation (EC) No 1223/2009 [3] 都明確規定了禁止在化妝品中的添加激素類化合物,仍有部分商家無視法規,在化妝品中添加各類激素,如糖皮質激素[4-6]、雌激素[7]、孕激素[6, 8] 等。
     
    化妝品已成為公眾日常生活中不可缺少的組成部分,化妝品的質量安全更是保障公眾美好生活的重要一環。本文從靶向和非靶向兩種分析手段入手,綜述了近年來化妝品中激素類化合物篩查和檢測方法的研究進展,以期為化妝品中激素類化合物的質譜二級碎片逆向推到非靶向篩查提供數據支撐。
     
    2、激素類化合物的靶向檢測方法
     
    化妝品中激素類化合物的靶向檢測是指針對化妝品樣品中的某一特定組分進行監測分析,是一種有指向性的檢測手段。靶向檢測的主要目的是驗證樣品中是否存在目標激素組分, 同時對樣品進行定量分析, 測定目標組分在樣品中的含量。目前, 檢測化妝品中激素類化合物的主要方法為高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)[9-14]、超高效液相色譜(ultra performance liquid chromatography,UPLC)[15-17]、液相色譜- 質譜聯用法(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)[18-34] 等。
     
    2.1 高效液相色譜法
     
    楊德輝等[9] 利用雙頻超聲波萃取前處理技術結合HPLC 建立了化妝品中7 種性激素的快速測定方法,采取雙頻超聲波萃取法對膏霜乳類樣品進行前處理,可以減少空白基質的干擾和待測成分的損失,提高回收率。Liu 等[11] 提出了一種以氫化可的松和地塞米松為模板分析合成核殼結構均勻的雙模板磁性分子印跡聚合物(MMIPs) 的新方法, 將MMIPs 與HPLC 耦合應用于提取、分離化妝品中的氫化可的松和地塞米松,可在低濃度水平實現兩種激素化合物的選擇性分離和富集。Guo 等[12] 采用選擇性單分散分子印跡微球基質固相分散- 高效液相色譜(MMM-MSPD-HPLC)相結合的方法,建立了化妝品中地塞米松和氫化可的松的測定方法。所制備的分子印跡單分散微球對地塞米松和氫化可的松具有良好的特異性親和力,可有效提取化妝品中的地塞米松和氫化可的松,避免基質干擾。Wei 等[13] 建立了微固相萃取結合HPLC 檢測化妝品中醋酸潑尼松龍、潑尼松、潑尼松龍的方法,采用基于多孔整體聚合物的微固相萃取法提取樣品,能夠提高化妝品中糖皮質激素的富集效率,在實際樣品分析時,極大減小了基質峰的干擾并提高了待測物的響應。Zhao 等[14] 建立了深共晶溶劑基磁性凝膠(DES-MCG)輔助磁性固相萃?。∕SPE)結合高效液相色譜- 二極管陣列檢測器(HPLC-DAD) 測定化妝品中4 種性激素含量的方法,其運用響應面法對提取過程的主要變化進行優化, 選擇DESMCG作為吸附劑,極大提高了性激素提取效率,減少了待測物流失。
     
    2.2 超高效液相色譜法
     
    UPLC 的原理與HPLC 基本相同,但其使用的固定相顆粒更小,色譜柱粒徑更小,樣品的分離效率更高。周江等[15] 采用UPLC 同時測定化妝品中4 種糖皮質激素,通過對樣品提取方法的優化,提高了分離效率,在6min 內即可完成測定。胡貝等[16]建立了液態水基類化妝品中22 種性激素的UPLC 分析方法, 樣品經80% 乙腈超聲提取、結合PriME HLB 固相萃取柱凈化,可提高提取效率和分離度,適用于液態水基類化妝品種性激素的測定。翁少梅等[17] 建立了測定化妝品中丙酸氯倍他索、己烯雌酚、β-雌二醇、炔雌醇、黃體酮、甲炔諾酮和丙酸睪丸素的UPLC 方法,采用單因素變化與響應面優化結合的方式對固相微萃取條件進行優化,相較于傳統前處理方法提高了檢測靈敏度并減少了溶劑的使用,降低了分析成本。
     
    2.3 液相色譜- 質譜聯用法
     
    液相色譜- 質譜聯用法是當前最常用的化妝品中禁用組分分析方法。通常使用HPLC[18-24] 或UPLC[25-34] 與質譜儀串聯進行分析。
     
    Golubovi? 等[18] 采用HPLC-MS法測定化妝品中11 種皮質類固醇的含量,在實際樣品中檢測出兩批樣品分別含有潑尼松龍醋酸酯和倍他米松二丙酸酯。Giaccone 等[19] 采用反相高效液相色譜- 電噴霧- 串聯質譜法(RP-HPLC-ESI-MS/MS) 對化妝品中糖皮質激素進行測定,通過對比化妝品樣品和標準品的一級質譜圖、二級碎片離子質譜圖檢測化妝品中的類固醇組分?;瘖y品基質復雜,傳統的前處理技術有時無法避免基質效應的影響,在前處理階段結合不同的萃取技術可以有效減少基質的干擾,提高分離效率。溫家欣等[22] 利用Captiva EMR 固相萃取柱對長烴鏈結構化合物的吸附作用,有效去除了化妝品中脂類、蠟類以及表面活性劑等基質的干擾,建立了化妝品中42 種糖皮質激素的HPLC-MS 測定方法,并在兩份樣品中分別檢測出氯倍他索丙酸酯和地塞米松。朱海佩等[23] 以亞鐵氰化鉀和醋酸鋅對樣品進行沉淀后經HLB 固相萃取柱,提高了凈化速度并有效減少了雜質干擾。相對于一般的固相萃取技術,分散固相萃取技術(QuEChERS)是一種更簡單快速的方法。使用QuEChERs 技術凈化樣品, 能夠節省大量時間和經濟成本。吳鴛鴦等[24] 利用QuEChERS 凈化柱對樣品進行處理,對比分析了不同組合條件下的凈化劑對提取效率的影響。研究發現,單獨使用N- 丙基乙二胺(PSA)凈化劑能有效去除化妝品基質中的色素和有機酸等極性較強的干擾物,提高樣品的提取效率,減少待測物的損失?;诖私⒌腍PLC-MS 檢測方法在實際樣品中檢測出1 批次黃體酮陽性樣品,為化妝品中非法添加禁用組分的監管提供了技術支撐。
     
    蔣鳳兵[25] 建立了測定化妝品中地索奈德、環索奈德、氟尼縮松和氯二氟美松的UPLC-MS 檢測方法,利用該方法在市售化妝品中成功檢測出1 批次陽性樣品,有助于擴大化妝品禁限用組分的檢測范圍,為應對化妝品檢測提供了技術支撐。張曉璐等[26] 建立了快速、準確檢測化妝品中非法添加的7 種性激素的超高效液相色譜- 四極桿- 飛行時間質譜方法(UPLC-Q-Tof MS)。該方法能通過精確質量數分析篩查可能的化合物分子式,并對其類似物質成分進一步進行碎片離子的判定,有效排除假陽性樣品,檢測靈敏度和專屬性良好。茹歌等[27]建立了同時測定化妝品中13 種性激素含量的UPLC-MS/MS法,其優化了水基、油基、膏霜乳液等多種化妝品基質的提取方式、提取溶劑和流動相,提高了樣品的提取效率和色譜分離效率,且有效減少了基質干擾。高瑞芳等[28] 采用UPLC-MS/MS 法測定了化妝品中29 種雌性激素,其重點考察了前處理時亞鐵氰化鉀和醋酸鋅對提取效率的影響。結果顯示,加入大分子沉淀劑雖能去除化妝品中的大分子基質,但會降低部分雌激素的回收率。趙洋等[30] 采用QuEChERS 凈化結合配備有多重保留機制的五氟苯基柱(PFP),實現了化妝品中同分異構體糖皮質激素倍他米松,地塞米松及其衍生物倍他米松醋酸酯、地塞米松醋酸酯的良好分離。李晶瑞等[31] 考察了3 種固相萃取柱對15 種雄激素的凈化效果,發現Oasis HLB 固相萃取柱能有效去除化妝品中的黏稠基質,對15 種雄激素的回收率更高?;诖?,建立了UPLC-MS/MS 法同時測定祛痘化妝品中15 種禁用雄激素的方法。喬亞森等[33] 用液液萃取法結合超聲波輔助提取,實現了同時提取63 種激素,建立了準確測定面膜類化妝品中63 種激素類化合物的UPLC-MS/MS法。該方法優化了樣品的前處理條件,采用乙腈為提取試劑進行超聲輔助液液萃取對樣品進行處理,提高了樣品的提取效率。范小龍等[34] 建立了快速測定化妝品中16 種糖皮質激素類化合物的QuEChERS-UPLC-MS 檢測方法,與現行國家標準及行業標準相比,該方法能實現同時分析多類藥物殘留,縮短了處理提取的時間,節約了檢測成本。
     
    2.4 液相色譜- 高分辨質譜聯用法
     
    徐振東等[35] 基于在線凈化液相色譜- 四極桿/ 靜電場軌道阱高分辨質譜(LC-Q-Obitrap HRMS) 技術分析了化妝品中41 種糖皮質激素。該方法簡化了前處理過程,采用在線凈化柱(Cyclone-P) 進行凈化, 提高了方法的檢測效率,有效避免了假陽性結果的出現。羅輝泰等[36]以QuEChERS- 同位素稀釋、LC-Q-Tof MS 同時快速篩查化妝品中的86 種糖皮質激素,采用具有多重色譜保留作用的PFP,良好分離了12 組同分異構體,建立了目前種類最齊全的糖皮質激素(glucocorticoids,GCs)色譜- 液相高分辨質譜篩查數據庫。李楊杰等[37] 在利用高分辨質譜對甲基潑尼松龍醋酸酯的測定過程中,發現添加了一種標準外激素,其利用樣品的一級MS 和二級MS/MS 質譜信息,根據二級碎片和同位素豐度信息自動解析并檢索自帶譜庫,確證該化合物為地索奈德。
     
    2.5 其他方法
     
    超高效合相色譜法(UPC2)、太赫茲時域光譜技術等也常用于檢測化妝品中的激素類化合物。楊光勇等[38] 建立了測定化妝品中45 種糖皮質激素含量的QuEChERS-UPC2-MS 方法,采用QuEChERS 法對樣品進行前處理,極大提高了工作效率,并有效減少了基質干擾。相較傳統方法,QuEChERS-UPC2-MS 法能夠在更短時間內對樣品進行分離,對化妝品中糖皮質激素的檢測和暴露風險評估具有重要意義。龐道標等[39] 建立了測定化妝品中6 種性激素的超高效合相色譜分析方法,樣品經乙腈超聲處理,采用Waters Hss C18 SB 色譜柱, 對樣品進行檢測。通過優化提取液、助溶劑、梯度洗脫合檢測波長,該方法能夠在4min 內有效分離6 種激素。肖征等[40] 設計了太赫茲時域光譜快速檢測系統,用于檢測化妝品中禁用的皮質類固醇激素黃體酮。該方法操作簡便、識別準確率高、分析時間短,為化妝品中非法添加皮質類固醇激素的檢測提供了新思路。Guo 等[7] 以雌二醇分子印跡柱作為一維分離介質,與C18 反相色譜柱耦合,建立了檢測化妝品中雌二醇的分子印跡整體柱二維液相色譜(MIMC-2DLC)法,所制備的雌二醇分子印跡柱對雌二醇具有較高選擇性,對其他甾體激素也具有一定選擇性。此外,利用該方法測定雌二醇,可有效避免內源雜質的干擾。
     
    3、激素類化合物的非靶向篩查
     
    化妝品的非靶向篩查旨在識別化妝品基質中的未知化合物,即利用已建立的化合物數據庫對樣品進行鑒別。雖然建立的化合物數據庫是已知的,但篩查的化合物是未知的。非靶向篩查的一般分析策略[41-42] 主要包括數據采集、數據處理和非靶向篩查3 個步驟,如圖1 所示。
     
    對于化妝品中激素類化合物的非靶向分析,可通過特征碎片離子和質譜裂解途徑,推導未知物的結構。以雌激素為例[43],雌酮、雌二醇、馬烯雌酮、17α- 雙氫馬烯雌酮硫酸鹽和馬萘雌酮硫酸鹽結構類似,在質譜中均以[MH]-準分子離子為基峰,經過裂解會產生多個共同特征碎片m/z 183(m/z 181)、m/z 169、m/z 157 和m/z 143(m/z 145),如圖2 所示。在對化妝品中的激素類化合物進行非靶向分析時,若檢測到這些特征碎片峰,即可進一步推導其母核結構,并通過其他二級碎片的比對研判未知化合物的結構。
     
    高分辨質譜是非靶向篩查的主要工具。目前,非靶向篩查研究主要集中于食品領域,例如劉佳等[44] 基于實驗室自建質譜數據庫,結合精確質量數、保留時間的對比,對豬肉中的糖皮質激素、孕激素拮抗劑、蛋白同化激素、利尿劑、抗生素等79 種藥物殘留進行非靶向定性篩查。Fu等[42] 開發了一種基于超高效液相色譜- 高分辨質譜(UPLC-HRMS)的非靶向篩查方法,用于尋找魚類模型中的非法添加劑,建立了激素、抗生素、抑菌劑等添加劑的高分辨質譜數據庫,利用內部數據庫對比和保留時間校準等方法識別和確認風險化合物,同時其針對未知化合物碎片裂解規律,進一步分析了碎片離子。該方法可為分析屬于特定種類的未知化合物提供參考依據。
     
    非靶向篩查技術在化妝品中非法添加物的檢測中應用較少,文獻報道相對較少。翁東海等[45]在測定化妝品的糖皮質激素過程中,發現一種尚未被報道過的疑似糖皮質激素化合物,對其進行二級質譜碎片解析,發現其和倍他米松雙丙酸酯有共同碎片m/z 485、m/z 355、m/z 336.9、m/z 318.9、m/z 301.1、m/z 291 和m/z 278.9, 其中碎片m/z 318.9和m/z 278.9 的豐度均較強,通過對未知化合物的質譜裂解途徑進行推導并與倍他米松雙丙酸酯的質譜裂解途徑對比,推斷未知化合物為倍他米松雙丙酸酯的同分異構體倍他米松丁酸乙酸酯(如圖3 所示),并以倍他米松丁酸乙酸酯作為標準品進行驗證確認。李強等[46] 建立了快速篩查和確證化妝品中12 種糖皮質激素的超高效液相色譜- 四極桿- 靜電場軌道阱質譜(UPLC-Q-Obitrap MS)分析方法。采用MS/MS 方法采集12 種糖皮質激素的二級質譜數據,建立其二級質譜數據庫,并基于二級質譜數據庫和建立的篩查列表對未知樣品進行篩查。該方法可在10min 內分離12 種糖皮質激素,且建立的數據庫可在無標物情況下對樣品進行篩查。黃佳穎等[47] 基于自建禁限用組分高分辨質譜庫對化妝品樣品進行篩查檢驗,通過對樣品進行未知物定性分析,發現2 批次祛斑類化妝品中出現了非法添加糖皮質激素甲基潑尼松。該方法可快速篩查定性化妝品中的非法添加未知化合物。
     
    4、總結及展望
     
    靶向檢測是對已知物質的篩查,能定量測定不同化妝品中已知化合物的含量,是化妝品監管的主要手段;而針對化妝品中的未知風險物質,非靶向篩查能夠通過對質譜碎片的分析,對比篩查數據庫,推導未知化合物的母核結構,從而研判風險物質的結構,為非法添加標準方法以外的化合物預警提供技術手段。本文綜述了化妝品中非法添加激素類化合物的靶向和非靶向檢測研究,以期為改善目前對于化妝品中激素類化合物的監測以靶向檢測為主的現狀,為含有通過化學合成設計等手段將某些已知激素進行結構修飾合成的未知激素類化合物的化妝品非靶向監測研究提供思路。靶向和非靶向檢測相結合分析化妝品中的激素類化合物,能為監管機構的化妝品質量監測工作提供較為全面的技術支持,為化妝品中激素類化合物的檢測提供參考依據。
     

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    來源:中國食品藥品監管雜志

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