PMMA-co-DEAEMA微粒中吡喹酮及相关物质的高效液相色谱-紫外检测方法的分析验证

《Analytica》：Analytical Validation of an HPLC-UV Method for Praziquantel and Related Substances in PMMA-co-DEAEMA Microparticles

　　

化妆品行业的快速增长和多样化导致含有大量生物活性成分、赋形剂和合成添加剂的配方日益复杂，这些成分通常通过先进的纳米结构系统递送。确保产品安全、功效和法规合规性需要能够准确检测声明成分和有害污染物（如重金属、邻苯二甲酸酯、亚硝胺、禁用防腐剂或染料）的分析方法。传统的样品制备方法通常溶剂消耗大、耗时且环境负担重，促使研究转向符合绿色分析化学（green analytical chemistry，GAC）原则的绿色微萃取策略。固相微萃取（solid-phase microextraction，SPME）、搅拌棒吸附萃取（stir bar sorptive extraction，SBSE）和分散液液微萃取（dispersive liquid–liquid microextraction，DLLME）等技术提供了微型化、溶剂高效的流程，提高了对复杂化妆品基质的选择性和灵敏度。本综述总结了近五年内用于测定化妆品中有机和无机物种的绿色微萃取方法的进展，重点强调了它们与分离技术的集成及其在不同产品类别中的适用性，同时也指出了新兴趋势、分析挑战以及未来朝向更可持续化妆品安全评估的发展方向。

1. 引言
化妆品行业在消费需求增长、全球市场扩张和配方持续创新的推动下，产品多样性和化学复杂性呈指数级增长。现代化妆品和个人护理产品涵盖从面霜、防晒霜、抗衰老精华到装饰性化妆品和多功能卫浴用品等广泛类别，每种产品都含有由数十至数百种化学物质组成的复杂配方，包括生物活性化合物（如肽、植物提取物和维生素）、乳化剂、防腐剂（如对羟基苯甲酸酯类、异噻唑啉酮类）、合成染料、紫外线（UV）吸收剂、表面活性剂和多种香精。与此同时，对产品安全、功效、标签准确性和法规合规性的需求使得稳健的分析方法变得至关重要。准确量化和鉴定声明成分及非有意污染物对于保护消费者健康以及防止错误标签、假冒生产和掺假十分必要。有害污染物（如重金属铅、镉、砷；作为增塑剂和香精载体的邻苯二甲酸酯；在某些表面活性剂体系中作为副产物形成的亚硝胺；以及禁用防腐剂或着色剂）的意外或故意存在引发了显著的毒理学和监管关注，这些化合物与皮肤刺激、内分泌干扰、致癌性和全身毒性等多种不良健康效应相关，受到美国食品药品监督管理局（U.S. FDA）、欧洲SCCS和东盟化妆品指令等监管机构的严格审查。传统样品制备方法（如固相萃取（solid-phase extraction，SPE）和液液萃取（liquid–liquid extraction，LLE））通常需要大量溶剂、长时间处理，并带来环境和职业危害。相比之下，绿色微萃取技术（如SPME、SBSE和DLLME）作为环保替代方案出现，这些方法基于绿色分析化学（GAC）原则，强调减少有害试剂、最小化溶剂和能量消耗、提高操作安全性和环境兼容性。通过策略性地整合吸附材料、新型绿色溶剂（如离子液体、深共晶溶剂（deep eutectic solvents，DES））和节能过程（如涡旋、超声或微波辅助），这些技术即使在化学复杂的化妆品基质中也能实现高富集因子和定量回收率，并且与气相色谱-质谱联用（GC–MS）和液相色谱-串联质谱（LC–MS/MS）等先进检测平台高度兼容。

2. 基于吸附剂的微萃取
基于吸附剂的微萃取是一种绿色、高效的样品制备方法，通过选择性吸附到固相材料上从复杂基质中分离目标分析物。SPME、SBSE和织物相吸附萃取（Fabric Phase Sorptive Extraction，FPSE）等技术利用多种吸附剂（包括硅胶、聚合物相和纳米材料）来利用疏水作用、π–π堆积和氢键等相互作用，这些方法减少了溶剂使用，增强了灵敏度，适用于化妆品中的痕量分析，并与气相色谱（GC）、液相色谱（LC）和毛细管电泳（CE）平台兼容。

2.1. 固相萃取（SPE）
SPE技术使用少量吸附剂（通常几百毫克）填充到小柱或注射器筒中，经条件化后，水样（通常几百毫升）通过吸附剂，目标分析物被保留而水相被弃去，然后用少量有机溶剂洗脱分析物。该方法具有试剂和材料消耗低、处理快速等优点。一种基于分子印迹的膜保护微固相萃取（μSPE）方法被开发用于测定化妆品中的局部麻醉剂，以布比卡因为模板合成了分子印迹聚合物（MIP），填充到中空纤维（HF）中形成膜保护μSPE装置，吸附剂通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）表征。在pH 9下获得最高萃取效率，线性范围为0.4–50 mg/L，r²在0.9876–0.9989之间，检测限（LODs）和定量限（LOQs）分别为0.01–0.71 mg/L和0.04–2.35 mg/L。类似地，Fe₃O₄@果胶@乙酰胺用于化妆品中对羟基苯甲酸酯类的磁性SPE，通过高效液相色谱（HPLC）分离，回收率良好。N. Kizil等人报道了一种多壁碳纳米管（MWCNT）@氧化锌@磁铁矿纳米复合材料用于化妆品中罗丹明B的磁性SPE，使用紫外-可见分光光度法检测，在优化条件下回收率>95%，LOD和LOQ分别为0.83和2.77 μg/L。G. Wejnerowska等人比较了SPE和填充吸附剂微萃取（MEPS）用于测定水样和化妆品中的二苯甲酮类，发现MEPS的富集因子较低（约20 vs. 1000），但两者各有优势。多孔整料聚合物微萃取棒通过一步原位光聚合制备用于化妆品中糖皮质激素的定量，回收率在68.99–111.54%之间。总体而言，SPE和μSPE方法虽然强大，但在化妆品分析中仍存在检测限较高、依赖广泛样品前处理、洗脱时溶剂消耗大以及选择性或灵敏度提升有限等缺点。

2.2. 固相微萃取（SPME）
SPME是一种无溶剂样品制备技术，通常使用涂覆纤维从样品或其顶空选择性吸附目标化合物，然后热脱附或溶剂洗脱用于分析。一种基于斜发沸石包覆磁性纳米复合材料的SPME方法用于化妆品中着色剂罗丹明B的定量，仅需10 mg吸附剂，可重复使用五次，回收率在92.03–101.52%之间。S. Dugheri等人开发了全自动SPME和SPME Arrow方法测定化妆品中有毒甲醛，使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂层纤维，经衍生化后检测，LOD–LOQ范围为11–36 ng/L（SPME）和8–26 ng/L（SPME Arrow）。M. K. Aziz等人提出类似方法，测定的甲醛含量低于300 ppm。一种铝镁层状双氢氧化物/氧化石墨烯纳米复合材料作为SPME吸附剂用于化妆品中金的痕量分析，在pH 1–5下对金纳米颗粒（AuNPs）的吸附接近定量，LOD为0.06 ng/mL，回收率>90%。M. Kavain等人制备了多金属氧酸盐/还原氧化石墨烯复合材料固定在不锈钢管内壁，用于SPME萃取对羟基苯甲酸酯类，与现有方法相比性能相当。一种ZnS@GO@WMCNTs纳米复合材料嵌入SPME载体用于萃取罗丹明B，LOD为4.8 μg/L，富集因子44。一种介孔苯腈功能化共价有机框架（TpBD-CN-COF）被合成作为新型SPME纤维涂层，用于萃取六种羟基苯基酯（对羟基苯甲酸酯类），结合气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID），线性范围0.06–500 μg/L，LOD为0.003–0.042 μg/L。总体而言，这些研究凸显了SPME的多样性和材料创新，但许多协议需要溶剂洗脱或衍生化试剂，与“无溶剂”概念矛盾，且分析性能提升有限，验证往往不够充分。

2.3. 搅拌棒吸附萃取（SBSE）
SBSE是一种无溶剂样品制备技术，使用涂有吸附相的磁力搅拌棒（通常为PDMS）从液体样品中萃取痕量有机物。A. Chisvert研究组提出了三种不同的SBSE方法。首先，使用CoFe₂O₄纳米颗粒嵌入还原氧化石墨烯（rGO）的磁性复合材料测定化妆品中的多环芳烃（PAHs），经甲苯脱附后用GC-MS分析，在样品中检测到萘、芴、菲、荧蒽和芘，其中萘含量最高，尽管其被欧盟化妆品法规禁止。其次，将磁性纳米颗粒包埋在聚(二乙烯基苯-co-N-乙烯基吡咯烷酮)共聚物中，用于测定化妆品中禁用和限用香精成分（Lilial、Lyral和甲基-N-甲基邻氨基苯甲酸酯），富集因子18–26，LOD为0.01–0.1 μg g^?1。第三，使用CoFe₂O₄-Strata-X?-RP复合材料作为磁性吸附剂，用于LC-MS/MS测定化妆品中四氢大麻酚，富集因子19.3，回收率58%。这些研究展示了SBSE与创新磁性吸附材料结合时的强大分析潜力，具有高灵敏度、低检测限和良好的精密度。

2.4. 其他基于吸附剂的微萃取
一种快速、灵敏、环保的双重预富集方法用于呋喃香豆素测定，结合了微基质固相分散萃取和场增强样品注入，使用分子筛KIT-6作为吸附剂，富集因子高达300，LOD在0.1–1.2 mg/kg之间。A. Gutierrez-Serpa等人报道了使用金属有机框架DUT-52的薄膜微萃取（TFME）用于化妆品中内分泌干扰化学品的定量，通过UHPLC-UV/Vis分离，材料可重复使用至少10次。

3. 基于液体的微萃取
液相微萃取（LPME）通过将分析物分配到少量不混溶溶剂中，提供了一种微型化、环保的替代方案，DLLME、单滴微萃取（SDME）和中空纤维LPME等技术具有高富集因子、低溶剂使用和与GC-MS、LC-MS的良好兼容性。

3.1. 分散液液微萃取（DLLME）
DLLME是一种样品前处理技术，通过快速注入萃取剂和分散剂形成细分散体系，增大接触面积，然后离心分离。大量研究报道了DLLME结合HPLC或UV-Vis测定化妆品中的对羟基苯甲酸酯类，但许多研究侧重于方法性能，对鲁棒性和实际样品适用性评估不足。例如，气流辅助DLLME使用DES，虽概念创新，但实际重现性讨论不足；离子液体-DLLME结合磁性SPE，但过程复杂，所用离子液体并非完全环保。超声辅助DES-DLLME用于甲基对羟基苯甲酸酯测定，但仅适用于单一分析物。脂肪酸基DES空气辅助DLLME用于丁基对羟基苯甲酸酯测定，但DES体积较大。超声-涡旋辅助DLLME结合HPLC-DAD用于分析常见UV吸收剂，使用生物衍生溶剂茴香醚，线性良好，并成功应用于防晒霜和人体角质层分析。七种DLLME方法用于罗丹明B测定，但多数在选择性、鲁棒性和实际限制方面讨论不足。DES-DLLME方法使用非离子表面活性剂，但Triton X-114的环境持久性削弱了绿色性。另一种方法使用百里酚:樟脑（2:1）DES，但需要四氢呋喃（THF）作为分散剂，THF是挥发性有害溶剂。超分子溶剂-DLLME使用癸醇-THF混合物，但UV-Vis检测选择性有限。DES-DLLME使用1-庚醇和四丁基溴化铵，但季铵盐的毒性未充分讨论。一种基于DES的紫外-可见分光光度法用于测定化妆品中的偶氮玉红染料，回收率良好。绿色DES-DLLME用于性激素测定，分析物在C18柱上等度分离，回收率85.7–101.3%。类似方法用于赤藓红测定，LOD 1.0 ng/mL，回收率94.8–102.7%。柱后衍生化DLLME用于N-亚硝基二乙醇胺测定，使用天然DES（胆碱:乳酸），蒙特卡洛模拟验证了鲁棒性。涡旋辅助DLLME用于禁用亚硝胺测定，回收率范围11–431%，表明基质效应显著。两种DLLME方法用于禁用丙烯酰胺测定，一种使用己烷萃取后衍生化，另一种使用甲苯-水体系，LOD极低（0.001 ng/mL）。糖醇基DES超声辅助DLLME用于烟酰胺萃取，LOD 0.33 ng/mL，选择性好。快速串联离子液体基分散微萃取用于化妆品人工汗液中铅和镉的测定，使用L-半胱氨酸作为螯合剂，方法成功应用于多种化妆品。离子对-DLLME结合火焰原子吸收光谱（FAAS）测定化妆品中超痕量金，LOD 0.2 ng/mL。磁性离子液体-DLLME用于牛奶和化妆品中雌激素的HPLC-UV测定，LOD 5–15 ng mL^?1，回收率96.3–111.4%。总体而言，DLLME展示了强大的多功能性和适应性，与新型溶剂结合可实现高富集因子和低检测限，但需注意方法绿色性和基质效应评估。

3.2. 液液微萃取（LLME）
LLME是经典LLE的微型化版本，使用微升级萃取溶剂。一种基于DES的涡旋辅助LLME结合荧光检测用于罗丹明B测定，LOD 0.023 μg/L，回收率94.6–103.7%。类似方法用于对羟基苯甲酸酯类测定，LOD 0.01–0.02 μg/g。DES-DLLME用于漱口水中对羟基苯甲酸酯类，LOD 4.6–6.1 μg/L。荧光光谱法结合DES-DLLME用于化妆品中对羟基苯甲酸酯类测定，使用平行因子分析（PARAFAC）解析光谱重叠，回收率83–125%。GC方法结合LLME用于香精中疑似过敏原测定，LOD 0.2 mg/L。热诱导LLME使用环己胺萃取罗丹明B，LOD 0.014 μg/mL。聚合物基DES-LLME用于对羟基苯甲酸酯类，LOD 0.3–2 ng/mL，萃取时间缩短至5分钟。离子液体LLME用于天然化妆品中大麻二酚定量，回收率80%，稳定性验证良好。DES-LLME结合UV-Vis用于测定Ponceau 4R染料，LOD 5.97 μg/L。DES-LLME用于FAAS测定染发剂和指甲花中的铅和镉，LOD分别为2.5 μg/L和0.75 μg/L。新型DES用于空气辅助LLME测定铜和镉，LOD 0.14 ng/mL和0.09 ng/mL，富集因子高。疏水性DES用于镉的LLME，LOD 37 μg/Kg，DES可回收利用。可切换溶剂LLME用于罗丹明B测定，LOD 2.96 ng/mL。总体而言，LLME与DES结合表现出优异的灵敏度和环保性，适用于化妆品中多种分析物的测定。

3.3. 其他微萃取技术
微波辅助微萃取用于柑橘香型面霜中氧杂环化合物的萃取，使用氯化胆碱-尿素DES，经SPE净化后HPLC-PDA分析，在10分钟内分离35种化合物。气体扩散微萃取用于香精过敏原的GC-MS/MS测定，使用PTFE膜将挥发性分析物从样品转移到乙酸乙酯/乙腈接收相，符合绿色分析化学原则，实际样品中七种产品标签不合规。浊点萃取（CPE）用于Sudan IV的分离和预富集，LOD 30.6 ng/mL，富集因子50。超声辅助浊点萃取用于对羟基苯甲酸酯类，回收率良好。

4. 结论
化妆品配方的复杂性和更严格的法规要求推动了绿色微萃取技术的采用，与传统SPE和LLE相比，这些技术将溶剂消耗降低数个数量级，缩短萃取时间，提高选择性，并降低环境和职业危害。基于吸附剂的技术（如SPME、SBSE和FPSE）表现出优异的稳健性和重现性，且几乎不需要有机溶剂，特别适用于常规分析。基于液体的微萃取，尤其是采用DES和离子液体的DLLME，提供了最高的富集因子和灵敏度，适合痕量级禁用物质（如亚硝胺、重金属、丙烯酰胺和染料）的测定，检测限可达ng/mL甚至ng/L水平。从环保角度，光谱检测结合微萃取、SPME协议和基于DES的DLLME是最可持续的选择；从分析性能角度，色谱-质谱联用（GC–MS和LC–MS/MS）仍是最灵敏和选择性的，但环境影响较大。总体而言，基于DES-DLLME和吸附剂SPME/SPME Arrow的微萃取技术在灵敏度、绿色性、稳健性和常规质量控制适用性之间提供了最佳平衡。尽管取得了显著进展，但仍存在研究空白：缺乏标准化的绿色性评估指标、许多方法仅使用加标样品验证、长期稳健性和实验室间重现性信息有限、以及自动化和在线联用技术尚未充分探索。