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ANHANG
I. NACHWEIS UND BESTIMMUNG VON BENZOESÄURE, 4-HYDROXYBENZOESÄURE,römisch eins. NACHWEIS UND BESTIMMUNG VON BENZOESÄURE, 4-HYDROXYBENZOESÄURE,
SORBINSÄURE, SALICYLSÄURE UND PROPIONSÄURE IN KOSMETISCHEN
MITTELN
Zweck und Anwendungsbereich
Diese Methode beschreibt ein Verfahren zum Nachweis und zur Bestimmung von Benzoesäure, 4-Hydroxybenzoesäure, Sorbinsäure, Salicylsäure und Propionsäure in kosmetischen Mitteln. Die Methode gliedert sich in Verfahren
zum Nachweis dieser Konservierungsstoffe,
zur Bestimmung von Benzoesäure, 4-Hydroxybenzoesäure, Sorbinsäure und Salicylsäure,
zur Bestimmung von Propionsäure.
Definition
Der nach diesen Verfahren ermittelte Gehalt an Benzoesäure, 4-Hydroxybenzoesäure, Sorbinsäure, Salicylsäure und Propionsäure wird in Prozent (% m/m) an freier Säure angegeben.
A. NACHWEIS
1. Kurzbeschreibung
Im Anschluß an eine Säure/Base-Extraktion der
Konservierungsstoffe wird der Extrakt mittels DC und
Reaktionschromatographie („On-plate-Derivatisierung'')
analysiert. In Abhängigkeit vom Ergebnis erfolgt eine
Bestätigung des Nachweises durch HPLC oder, im Fall von
Propionsäure, durch GC.
2. Reagenzien
2.1. Alle Reagenzien müssen analysenrein sein. Wasser muß
destilliert sein oder zumindest gleichwertige Reinheit
aufweisen.
2.2. Aceton
2.3. Diethylether
2.4. Acetonitril
2.5. Toluen
2.6. n-Hexan
2.7. Flüssiges Paraffin
2.8. Salzsäure, 4 M
2.9. Kalilauge, 4 M
2.10. Calciumchlorid, CaCl tief 2 . 2 H tief 2 O
2.11. Lithiumcarbonat, Li tief 2 CO tief 3
2.12. 2-Brom-2'-acetonaphthon
2.13. 4-Hydroxybenzoesäure
2.14. Salicylsäure
2.15. Benzoesäure
2.16. Sorbinsäure
2.17. Propionsäure
2.18. Vergleichslösungen
Jeweils 0,1%ige (m/V) Lösungen (100 mg/100 ml) der fünf
Konservierungsstoffe (2.13 bis 2.17) in Diethylether.
2.19. Derivatisierungsreagenz
0,5%ige (m/V) Lösung von 2-Brom-2'-acetonaphthon (2.12) in
Acetonitril (2.4). Diese Lösung muß wöchentlich frisch
hergestellt und im Kühlschrank aufbewahrt werden.
2.20. Katalysator-Lösung
0,3%ige (m/V) Lösung von Lithiumcarbonat (2.11) in Wasser
(300 mg/100 ml). Diese Lösung muß frisch hergestellt werden.
2.21. Fließmittel
Toluen(2.5)/Aceton(2.2), 20 + 0,5 (V + V)
2.22. Tauch-Lösung
Flüssiges Paraffin(2.7)/n-Hexan(2.6), 1 + 2 (V + V)
3. Geräte
Normale Laborausstattung und
3.1. Wasserbad, auf 60 Grad C konstant einstellbar
3.2. Chromatographiekammer
3.3. UV-Lampe, 254 und 366 nm
3.4. DC-Fertigplatten (200 mm x 200 mm)
Sorbensschicht: Kieselgel 60 ohne Fluoreszenzindikator
Schichtdicke: 0,25 mm mit Konzentrierungszone 25 mm x 200 mm
(Merck 11845 oder gleichwertiges Erzeugnis)
3.5. Mikroliterspritze, 10 myl
3.6. Mikroliterspritze, 25 myl
3.7. Trockenschrank, bis auf 105 Grad C konstant einstellbar
3.8. Erlenmeyerkolben mit Schliffstopfen, 50 ml und 200 ml
3.9. Papierfilter, Durchmesser 90 mm (Schleicher und Schüll,
Weißband Nr. 5892, oder gleichwertiges Erzeugnis)
3.10. Universal pH-Indikatorpapier, pH 1-11
3.11. Probenfläschchen, 5 ml
3.12. Rotationsverdampfer
3.13. Heizplatte
4. Durchführung
4.1. Vorbereitung der Probe
Ungefähr 1,0 g der Probe wird in einen
50-ml-Erlenmeyerkolben (3.8) mit 4 Tropfen 4 M Salzsäure
(2.8) und 40 ml Aceton (2.2) versetzt.
Bei stark basischen Erzeugnissen, wie Feinseife, werden 20 Tropfen 4 M Salzsäure (2.8) hinzugefügt. Der mit Indikatorpapier (3.10) gemessene pH-Wert soll ungefähr 2 betragen.
Der Erlenmeyerkolben wird verschlossen und eine Minute lang kräftig geschüttelt. Notfalls kann die Mischung vorsichtig bis auf 60 Grad C erwärmt werden, damit die Fettphase schmilzt und die Extraktion der Konservierungsstoffe in die Aceton-Phase erleichtert wird.
Die Mischung wird auf Zimmertemperatur abgekühlt und durch ein Papierfilter (3.9) filtriert.
20 ml des Filtrats werden in einen 200-ml-Erlenmeyerkolben übergeführt, mit 20 ml Wasser versetzt und gemischt. Mit 4 M Kalilauge (2.9) wird der pH-Wert der Mischung gegen Indikatorpapier (3.10) auf ungefähr 10 eingestellt. Nach Zusatz von 1 g Calciumchlorid (2.10) wird die Mischung kräftig geschüttelt und danach durch ein Papierfilter (3.9) in einen 250-ml-Scheidetrichter, der 75 ml Diethylether (2.3) enthält, filtriert. Die Mischung wird eine Minute lang kräftig geschüttelt. Nach der Phasentrennung wird die wäßrige Phase in einen weiteren 250-ml-Scheidetrichter abgelassen und die Etherphase verworfen. Mit Hilfe von Indikatorpapier (3.10) wird der pH-Wert der wäßrigen Lösung mit 4 M Salzsäure (2.8) auf ungefähr 2 eingestellt. Nach Zusatz von 10 ml Diethylether (2.3) wird die Mischung eine Minute lang kräftig geschüttelt. Nach der Phasentrennung wird die Etherphase in einen Rotationsverdampfer (3.12) übergeführt und die wäßrige Phase verworfen. Die Etherphase wird fast zur Trockne eingedampft und der Rückstand in 1 ml Diethylether (2.3) aufgenommen. Diese Lösung wird in ein Probenfläschchen (3.11) übergeführt.
4.2. Dünnschichtchromatographie
Entsprechend der Anzahl der zu chromatographierenden Vergleichs- und Probelösungen werden auf die Startlinie in der Konzentrierungszone der Dünnschichtplatte in gleichen Abständen je 3 myl Lithiumcarbonatlösung (2.20) mit einer Mikroliterspritze (3.5) aufgetragen. Die Dünnschichtplatte wird im Kaltluftstrom getrocknet und anschließend auf eine 40 Grad C warme Heizplatte (3.13) gelegt, damit beim nachfolgenden Auftragen der Lösungen die Flecke möglichst klein bleiben. Mit einer Mikroliterspritze (3.5) werden von jeder Vergleichslösung (2.18) und von der Probelösung (4.1) jeweils 10 myl exakt auf die Startflecke des Lithiumcarbonats aufgetragen. Schließlich werden mit der Mikroliterspritze (3.6) exakt auf diese Startflecke jeweils etwa 15 myl Derivatisierungsreagenz (2.19) aufgetragen. Die Dünnschichtplatte wird im Trockenschrank (3.7) 45 Minuten lang bei 80 Grad C erwärmt. Nach dem Abkühlen wird die Dünnschichtplatte in die vorher für 15 Minuten mit dem Fließmittel (2.21) äquilibrierte Chromatographiekammer (3.2) (ohne Filterpapier) gestellt und bis zu einer Höhe von 15 cm entwickelt (Zeitdauer etwa 80 Minuten). Die Dünnschichtplatte wird im Kaltluftstrom getrocknet und im UV-Licht (3.3) betrachtet. Die Fluoreszenz der schwachen Flecke kann durch Tauchen der Dünnschichtplatte in flüssiges Paraffin/n-Hexan (2.22) verstärkt werden.
Auswertung
Der R tief f-Wert wird für jeden Fleck berechnet. Die für die Probelösung erhaltenen Flecke werden mit denen der Vergleichslösungen im Hinblick auf ihre R tief f-Werte und ihr Verhalten im UV-Licht verglichen.
Im Ergebnis dieses Vergleichs wird eine vorläufige Schlußfolgerung gezogen, ob und welche Konservierungsstoffe vorliegen.
Man führt die im folgenden Abschnitt B beschriebene HPLC oder, im Fall der Propionsäure, die im Abschnitt C beschriebene GC durch und vergleicht die Retentionszeiten der Probenpeaks mit denen der Vergleichslösungen. Der Nachweis der Konservierungsstoffe wird abschließend durch Kombination der Ergebnisse der DC und der HPLC bzw. CC geführt.
B. BESTIMMUNG VON BENZOESÄURE, 4-HYDROXYBENZOESÄURE,
SORBINSÄURE UND SALICYLSÄURE
1. Kurzbeschreibung
Nach dem Ansäuern wird die Probe mit einer Mischung aus
Ethanol und Wasser extrahiert. Nach der Filtration wird der
Gehalt an Konservierungsstoffen durch
Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) bestimmt.
2.1. Alle Reagenzien müssen analysenrein und, wo erforderlich,
für die HPLC geeignet sein. Wasser muß destilliert sein oder zumindest gleichwertige Reinheit aufweisen.
2.2. Absolutes Ethanol
2.3. 4-Hydroxybenzoesäure
2.4. Salicylysäure
2.5. Benzoesäure
2.6. Sorbinsäure
2.7. Natriumacetat, CH tief 3 COONa . 3H tief 2 0
20
2.8. Essigsäure, d 4 = 1,05 g/ml
2.9. Acetonitril
2.10. Schwefelsäure, 2 M
2.11. Kalilauge, 0,2 M
2.12. 2-Methoxybenzoesäure
2.13. Ethanol/Wasser-Mischung
9 Volumenteile Ethanol (2.2) werden mit 1 Volumenteil Wasser (2.1) gemischt.
2.14. Lösung des inneren Standards
Ungefähr 1 g 2-Methoxybenzoesäure (2.12) wird in 500 ml Ethanol/Wasser-Mischung (2.13) gelöst.
2.15. Mobile Phase
2.15.1. Acetatpuffer: 6,35 g Natriumacetat (2.7) und 20,0 ml Essigsäure (2.8) werden in 1 l Wasser gelöst.
2.15.2. Mobile Phase: 9 Volumenteile Acetatpuffer (2.15.1) und 1 Volumenteil Acetonitril (2.9) werden gemischt.
2.16. Stammlösung der Konservierungsstoffe
Ungefähr 0,05 g 4-Hydroxybenzoesäure (2.3), 0,2 g Salicylsäure (2.4), 0,2 g Benzoesäure (2.5) und 0,05 g Sorbinsäure (2.6) werden in einen 50-ml-Meßkolben genau eingewogen und mit der Ethanol/Wasser-Mischung (2.13) zur Marke aufgefüllt. Die Lösung wird im Kühlschrank aufbewahrt und ist eine Woche lang haltbar.
2.17. Standardlösungen der Konservierungsstoffe
Von der Stammlösung (2.16) werden 8,00, 4,00, 2,00, 1,00 bzw. 0,50 ml in eine Reihe von 20-ml-Meßkolben pipettiert. Nach Zusatz von jeweils 10,00 ml der Lösung des inneren Standards (2.14) mittels Pipette und 0,5 ml 2 M Schwefelsäure (2.10) wird mit der Ethanol/Wasser-Mischung (2.13) zur Marke aufgefüllt und gemischt. Die Lösungen sind frisch herzustellen.
3. Geräte
Normale Laborausstattung und 3.1. Wasserbad, auf 60 Grad C konstant einstellbar
3.2. Hochleistungsflüssigkeitschromatograph mit UV-Detektor mit
variabler Wellenlänge und mit 10 myl-Probenschleife
3.3. Analytische Trennsäule
Material: Edelstahl
Länge: 12,5 bis 25 cm
Innendurchmesser: 4,6 mm
Aktiver Festkörper: Mit Octadecylgruppen modifiziertes Kieselgel (Nucleosil 5 C18 oder gleichwertiges Erzeugnis)
3.4. Papierfilter, Durchmesser 90 mm (Schleicher und Schüll, Weißband Nr. 5892, oder gleichwertiges Erzeugnis)
3.5. Erlenmeyerkolben, 50 ml
3.6. Probenfläschchen, 5 ml
3.7. Siedesteinchen (Karborund), Größe 2 bis 4 mm, oder
gleichwertiges Material
4. Durchführung
4.1. Vorbereitung der Probe
4.1.1. Vorbereitung der Probe ohne Zugabe des inneren Standards
1 g der Probe wird in einen 50-ml-Erlenmeyerkolben (3.5) eingewogen. Nach Zusatz von 1,00 ml 2 M Schwefelsäure (2.10) und 40,0 ml der Ethanol/Wasser-Mischung (2.13) sowie ungefähr 1 g Siedesteinchen (3.7) wird der verschlossene Kolben kräftig geschüttelt, bis eine homogene Suspension entstanden ist, mindestens jedoch 1 Minute. Zur Verbesserung der Extraktion wird der Kolben genau 5 Minuten im Wasserbad (3.1) auf 60 Grad C erwärmt. Danach wird der Kolben sofort unter fließendem kaltem Wasser abgekühlt und anschließend eine Stunde lang bei 5 Grad C aufbewahrt. Der Extrakt wird durch ein Papierfilter (3.4) filtriert. Etwa 2 ml des Filtrats werden in ein Probenfläschchen (3.6) übergeführt und bei 5 Grad C aufbewahrt.
Die HPLC-Bestimmung ist innerhalb von 24 Stunden nach Herstellung der Probelösung durchzuführen.
4.1.2. Vorbereitung der Probe unter Zugabe des inneren Standards 1 g +- 0,1 g (a Gramm) der Probe wird auf drei Dezimalstellen genau in einen 50-ml-Erlenmeyerkolben (3.5) eingewogen. Nach Zusatz von 1,00 ml 2 M Schwefelsäure (2.10) und 30,0 ml der Ethanol/Wasser-Mischung (2.13) sowie ungefähr 1 g Siedesteinchen (3.7) und 10,00 ml der Lösung des inneren Standards (2.14) wird der verschlossene Kolben kräftig geschüttelt, bis eine homogene Suspension entstanden ist, mindestens jedoch 1 Minute. Zur Verbesserung der Extraktion wird der Kolben genau 5 Minuten im Wasserbad (3.1) auf 60 Grad C erwärmt. Danach wird der Kolben sofort unter fließendem kaltem Wasser abgekühlt und anschließend eine Stunde lang bei 5 Grad C aufbewahrt. Der Extrakt wird durch ein Papierfilter (3.4) filtriert. Etwa 2 ml des Filtrats werden in ein Probenfläschchen (3.6) übergeführt und bei 5 Grad C aufbewahrt.
Die HPLC-Bestimmung ist innerhalb von 24 Stunden nach Herstellung der Probelösung durchzuführen.
4.2. Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
Bedingungen für die Chromatographie
Mobile Phase: Acetonitril/Acetatpuffer (2.15.2)
Volumenstrom der mobilen Phase: 2,0 ml/min +- 0 5 ml/min
Detektionswellenlänge: 240 nm
4.2.1. Kalibrierung
10 myl jeder der 5 Standardlösungen der Konservierungsstoffe (2.17) werden chromatographiert, das Chromatogramm aufgezeichnet und die Peakhöhen ermittelt. Für jede Standardlösung wird das Verhältnis zwischen der Peakhöhe des zu bestimmenden Konservierungsstoffes und der des inneren Standards ermittelt. Es wird eine Kalibrierkurve gezeichnet, indem das Peakhöhenverhältnis in Abhängigkeit von der Konzentration des Konservierungsstoffes aufgetragen wird, oder es wird die Regressionsgerade berechnet. Man vergewissert sich, daß sich für die Standardlösungen eine lineare Kurve ergibt.
4.2.2. Bestimmung
Jeweils 10 myl der Probelösung (4.1.1) und einer der Standardlösungen der Konservierungsstoffe (2.17) werden chromatographiert und die Chromatogramme aufgezeichnet. Die Chromatogramme der Probe- und der Standardlösung werden verglichen. Falls das Chromatogramm der Probelösung (4.1.1) keinen Peak mit der Retentionszeit des empfohlenen inneren Standards 2-Methoxybenzoesäure zeigt, werden 10 myl der Probelösung (4.1.2) chromatographiert und das Chromatogramm aufgezeichnet.
Falls im Chromatogramm der Probelösung (4.1.1) ein störender Peak erscheint, der dieselbe Retentionszeit wie 2-Methoxybenzoesäure aufweist, ist ein anderer geeigneter innerer Standard zu wählen. Als innerer Standard kann einer der zu bestimmenden Konservierungsstoffe verwendet werden, der nicht auf dem Chromatogramm der Probelösung erscheint. Die Chromatogramme der Standardlösung und der Probelösung sollen folgende Bedingungen erfüllen:
Peakauflösung: Die Peakauflösung soll mindestens 0,90 betragen (zur Definition der Peakauflösung siehe Abbildung 1).
(Anm.: Abbildung nicht darstellbar, es wird daher auf die gedruckte Form des BGBl. verwiesen.)Anmerkung, Abbildung nicht darstellbar, es wird daher auf die gedruckte Form des Bundesgesetzblatt verwiesen.)
Abbildung 1: Peakauflösung
Falls die erforderliche Auflösung nicht erreicht wird, verwendet man entweder eine leistungsfähigere Säule oder verändert die Zusammensetzung der mobilen Phase, bis die Bedingung erfüllt ist.
Peakasymmetrie: Der Asymmetriefaktor A tief S soll zwischen 0,9 und 1,5 liegen (zur Definition des Asymmetriefaktors siehe Abbildung 2). Bei der Aufzeichnung des Chromatogramms zur Bestimmung der Peakasymmetrie sollte der Papiervorschub mindestens 2 cm/min betragen. (Anm.: Abbildung nicht darstellbar, es wird daher auf die gedruckte Form des BGBl. verwiesen.)Peakasymmetrie: Der Asymmetriefaktor A tief S soll zwischen 0,9 und 1,5 liegen (zur Definition des Asymmetriefaktors siehe Abbildung 2). Bei der Aufzeichnung des Chromatogramms zur Bestimmung der Peakasymmetrie sollte der Papiervorschub mindestens 2 cm/min betragen. Anmerkung, Abbildung nicht darstellbar, es wird daher auf die gedruckte Form des Bundesgesetzblatt verwiesen.)
Abbildung 2: Asymmetriefaktor A tief S
Basislinie: Die Basislinie sollte stabil sein.
Unter Verwendung der Verhältnisse zwischen den Peakhöhen der zu bestimmenden Konservierungsstoffe und der Peakhöhe der 2-Methoxybenzoesäure (innerer Standard) wird die Konzentration der Konservierungsstoffe aus der Kalibrierkurve abgelesen bzw. aus der Gleichung für die Regressionsgerade berechnet. Der Gehalt an Benzoesäure, 4-Hydroxybenzoesäure, Sorbinsäure und Salicylsäure in Prozent (x tief i) der Probe wird nach folgender Formel berechnet:
100 . 20 . b b
x tief i % (m/m) = ------------- = -------
10 hoch 6 . a 500 . a
a = Einwaage der untersuchten Probe (4.1.2) in Gramm
b = aus der Kalibrierkurve abgelesene Konzentration des
Konservierungsstoffes in der Probelösung (4.1.2) in
Mikrogramm je Milliliter bzw. der aus der Gleichung für
die Regressionsgerade berechnete Wert
6. Wiederholbarkeit (1)
Bei einem 4-Hydroxybenzoesäuregehalt von 0,40% (m/m) dürfen
die Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel
durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,035% (m/m)
voneinander abweichen.
Bei einem Benzoesäuregehalt von 0,50% (m/m) dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,05% (m/m) voneinander abweichen.
Bei einem Salicylsäuregehalt von 0,50% (m/m) dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,045% (m/m) voneinander abweichen.
Bei einem Sorbinsäuregehalt von 0,60% (m/m) dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,035% (m/m) voneinander abweichen.
7.1. Der Robustheitstest (ruggedness test) mit dieser Methode
ergab, daß die für die Extraktion der Konservierungsstoffe vorgeschriebene Menge an Schwefelsäure das Ergebnis beeinflussen kann und die Einwaage der Probe in den angegebenen Grenzen erfolgen muß.
7.2. Falls erforderlich, kann eine geeignete Vorsäule verwendet
werden.
C. BESTIMMUNG VON PROPIONSÄURE
1. Zweck und Anwendungsbereich
Diese Methode beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von
Propionsäure bis zu einer Höchstkonzentration von 2% (m/m)
in kosmetischen Mitteln.
2. Definition
Der nach diesem Verfahren ermittelte Gehalt an Propionsäure
wird in Prozent (% m/m) des Erzeugnisses angegeben.
3. Kurzbeschreibung
Nach Extraktion der Propionsäure aus dem Erzeugnis wird die
Bestimmung mittels Gaschromatographie unter Verwendung von
2-Methylpropionsäure als innerer Standard durchgeführt.
Reagenzien
Alle Reagenzien müssen analysenrein sein. Wasser muß destilliert sein oder zumindest gleichwertige Reinheit aufweisen.
4.1. Ethanol, 96% (V/V)
4.2. Propionsäure
4.3. 2-Methylpropionsäure
4.4. Orthophosphorsäure, 10% (m/V)
4.5. Propionsäure-Standardlösung
Ungefähr 1,00 g (p Gramm) Propionsäure wird genau in einen 50-ml-Meßkolben eingewogen und mit Ethanol (4.1) zur Marke aufgefüllt.
4.6. Lösung des inneren Standards
Ungefähr 1,00 g (e Gramm) 2-Methylpropionsäure wird genau in einen 50-ml-Meßkolben eingewogen und mit Ethanol (4.1) zur Marke aufgefüllt.
5. Geräte
5.1. Normale Laborausstattung und
5.2. Gaschromatograph mit Flammenionisationsdetektor
5.3. Reagenzglas, 20 ml, mit Schliffstopfen
5.4. Wasserbad, auf 60 Grad C konstant einstellbar
5.5. 10-ml-Glasspritze mit Membranfiltereinheit, 0,45 mym
6. Durchführung
6.1. Vorbereitung der Probe
6.1.1. Vorbereitung der Probe ohne Zugabe des inneren Standards
1 g der Probe wird in ein Reagenzglas mit Schliffstopfen
(5.3) eingewogen. Nach Zusatz von 0,50 ml Phosphorsäure
(4.4) und 9,5 ml Ethanol (4.1) wird das verschlossene
Reagenzglas kräftig geschüttelt. Zur Verbesserung der
Extraktion (Schmelzen der Fettphase) wird das Reagenzglas
5 Minuten im Wasserbad (5.4) auf 60 Grad C erwärmt. Danach
wird das Reagenzglas sofort unter fließendem kaltem Wasser
abgekühlt. Ein Teil des Extraktes wird durch ein
Membranfilter (5.5) filtriert.
Das Filtrat ist am selben Tag zu chromatographieren.
6.1.2. Vorbereitung der Probe unter Zugabe des inneren Standards 1 g +- 0,1 g der Probe wird drei Dezimalstellen genau in ein Reagenzglas mit Schliffstopfen (5.3) eingewogen. Nach Zusatz von 0,50 ml Phosphorsäure (4.4), 0,50 ml der Lösung des inneren Standards (4.6) und 9 ml Ethanol (4.1) wird das verschlossene Reagenzglas kräftig geschüttelt. Zur Verbesserung der Extraktion (Schmelzen der Fettphase) wird das Reagenzglas 5 Minuten im Wasserbad (5.4) auf 60 Grad C erwärmt. Danach wird das Reagenzglas sofort unter fließendem kalten Wasser abgekühlt. Ein Teil des Extraktes wird durch ein Membranfilter (5.5) filtriert. Das Filtrat ist am selben Tag zu chromatographieren.
6.2. Bedingungen für die Gaschromatographie
Folgende Betriebsbedingungen werden empfohlen:
Säule:
Material Edelstahl
Länge 2 m
Innerer Durchmesser 1/8 Zoll (ungefähr 3 mm)
Fester Träger Chromosorb W AW, 100-120 msh
Stationäre Flüssigphase 10% Polyethylenglycol 20 000 für
Säuren (SP hoch TM 1000 oder
gleichwertiges Erzeugnis) und 1%
H tief 3 PO tief 4
Temperatur
Injektor 200 Grad C
Säule 120 Grad C
Detektor 200 Grad C
Trägergas:
Stickstoff
Volumenstrom: 25 ml/min
6.3. Chromatographie
6.3.1. Kalibrierung
In eine Reihe von 20-ml-Meßkolben werden 0,25, 0,50, 1,00
2,00 bzw. 4,00 ml Propionsäurelösung (4.5) pipettiert. Nach
Zusatz von 1,00 ml der Lösung des inneren Standards (4.6)
mittels Pipette wird mit Ethanol (4.1) zur Marke aufgefüllt
und gemischt. Diese Lösungen enthalten e mg/ml
2-Methylpropionsäure als inneren Standard (d. h. 1 mg/ml,
wenn e=1,000) und p/4, p/2, p, 2p bzw. 4p mg/ml Propionsäure
(d. h. 0,25, 0,50, 1,00, 2,00 bzw. 4,00 mg/ml, wenn
p=1,000).
1 myl jeder dieser Standardlösungen wird chromatographiert, das Chromatogramm aufgezeichnet und die Peakflächen ermittelt.
Jede Lösung wird dreimal chromatographiert und der Mittelwert für das Peakflächenverhältnis berechnet. Es wird eine Kalibrierkurve gezeichnet, indem das Verhältnis der Masse von Propionsäure zu 2-Methylpropionsäure als Abszisse und das Verhältnis der entsprechenden Peakflächen als Ordinate aufgetragen werden, oder es wird die Regressionsgerade berechnet.
6.3.2. Bestimmung
Jeweils myl der Probelösung (6.1.1) und einer der Standardlösungen (6.3.1) werden chromatographiert und die Chromatogramme aufgezeichnet.
Die Chromatogramme der Probe- und der Standardlösung werden verglichen. Falls das Chromatogramm der Probelösung einen Peak mit etwa der gleichen Retentionszeit wie 2-Methylpropionsäure aufweist, ist ein anderer innerer Standard zu verwenden. Wenn keine Interferenz beobachtet wird, wird 1 myl der Probelösung (6.1.2) chromatographiert, das Chromatogramm aufgezeichnet und die Peakflächen der Propionsäure und des inneren Standards ermittelt. Die Probelösung wird dreimal chromatographiert und der Mittelwert für das Peakflächenverhältnis berechnet.
7. Berechnung
7.1. Aus der Kalibrierkurve (6.3.1) wird das Verhältnis der
Masse (K) abgelesen bzw. aus der Gleichung für die
Regressionsgerade berechnet, das dem gemäß 6.3.2
berechneten Peakflächenverhältnis entspricht.
7.2. Der Propionsäuregehalt in Prozent (x) der Probe wird unter
Verwendung des ermittelten Masseverhältnisses nach folgender
Formel berechnet:
0,5 . 100 . e e
x% (m/m) = K ------------- = K -
50 . a a
K = nach 7.1 ermitteltes Masseverhältnis
a = Einwaage der untersuchten Probe (6.1.2) in Gramm
e = Einwaage des inneren Standards (4.6) in Gramm
Das Ergebnis wird auf eine Stelle nach dem Komma gerundet
angegeben.
8. Wiederholbarkeit (1)
Bei einem Propionsäuregehalt von 2% (m/m) dürfen die
Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel
durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,12% (m/m)
voneinander abweichen.
II. NACHWEIS UND BESTIMMUNG VON HYDROCHINON,
HYDROCHINONMONOMETHYLETHER, HYDROCHINONMONOETHYLETHER UND
HYDROCHINONMONOBENZYLETHER IN KOSMETISCHEN MITTELN
A. NACHWEIS
1. Zweck und Anwendungsbereich
Diese Methode beschreibt ein Verfahren zum Nachweis von
Hydrochinon, Hydrochinonmonomethylether,
Hydrochinonmonoethylether und Hydrochinonmonobenzylether
(Monobenzon) in kosmetischen Mitteln zur Aufhellung der Haut
(Hautbleichmittel)
2. Kurzbeschreibung
Hydrochinon und seine Ether werden mittels
Dünnschichtchromatographie (DC) nachgewiesen.
3. Reagenzien
Alle Reagenzien müssen analysenrein sein.
3.1. Ethanol, 96% (V/V)
3.2. Chloroform
Warnung:
Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition durch Einatmen und durch Verschlucken. Reizt die Haut. Irreversibler Schaden möglich.
Hinweis:
Chloroform kann ohne Beeinflussung der Trennleistung des chromatographischen Systems durch Dichlormethan ersetzt werden.
3.3. Diethylether
3.4. Fließmittel: Chloroform/Diethylether, 66+33 (V+V)
20
3.5. Ammoniak-Lösung, 25% (m/m) (d 4 = 0,91 g/ml)
3.6. Ascorbinsäure
3.7. Hydrochinon
3.8. Hydrochinonmonomethylether
3.9. Hydrochinonmonoethylether
3.10. Hydrochinonmonobenzylether (Monobenzon)
3.11. Vergleichslösungen
Die Vergleichslösungen sind frisch herzustellen; sie sind einen Tag lang haltbar.
3.11.1. 0,05 g Hydrochinon (3.7) werde in ein graduiertes 10-ml-Reagenzglas eingewogen. Nach Zusatz von 0,25 g Ascorbinsäure (3.6) und 5 ml Ethanol (3.1) wird die Mischung mit Ammoniaklösung (3.5) auf einen pH-Wert von 10 eingestellt. Anschließend wird die Mischung mit Ethanol (3.1) zu 10 ml aufgefüllt.
3.11.2. 0,05 g Hydrochinonmonomethylether (3.1) werden in ein graduiertes 10-ml-Reagenzglas eingewogen. Nach Zusatz von 0,25 g Ascorbinsäure (3.6) und 5 ml Ethanol (3.1) wird die Mischung mit Ammoniaklösung (3.5) auf einen pH-Wert von 10 eingestellt. Anschließend wird die Mischung mit Ethanol (3.1) zu 10 ml aufgefüllt.
3.11.3. 0,05 g Hydrochinonmonoethylether (3.9) werden in ein graduiertes 10-ml-Reagenzglas eingewogen. Nach Zusatz von 0,25 g Ascorbinsäure (3.6) und 5 ml Ethanol (3.1) wird die Mischung mit Ammoniaklösung (3.5) auf einen pH-Wert von 10 eingestellt. Anschließend wird die Mischung mit Ethanol (3.1) zu 10 ml aufgefüllt.
3.11.4. 0,05 g Hydrochinonmonobenzylether (3.10) werden in ein graduiertes 10-ml-Reagenzglas eingewogen. Nach Zusatz von 0,25 g Ascorbinsäure (3.6) und 5 ml Ethanol (3.1) wird die Mischung mit Ammoniaklösung (3.5) auf einen pH-Wert von 10 eingestellt. Anschließend wird die Mischung mit Ethanol (3.1) zu 10 ml aufgefüllt.
3.12. Silbernitrat
3.13. 12-Molybdatophosphorsäure
3.14. Kaliumhexacyanoferrat (III)3.14. Kaliumhexacyanoferrat (römisch drei)
3.15. Eisen (III)-chlorid-hexahydrat3.15. Eisen (römisch drei)-chlorid-hexahydrat
3.16. Sprühreagenzien
3.16.1. Einer 5%igen (m/V) wäßrigen Lösung von Silbernitrat (3.12) wird Ammoniak-Lösung (3.5) hinzugefügt, bis sich der gebildete Niederschlag wieder auflöst.
Warnhinweis:
Bei längerem Stehen bilden sich explosive Verbindungen. Die Lösung ist daher nach Gebrauch zu verwerfen.
3.16.2. 10%ige (m/V) Lösung von 12-Molybdatophosphorsäure (3.13) in Ethanol (3.1).
3.16.3. Lösung 1: 1%ige (m/V) wäßrige Lösung von Kaliumhexacyanoferrat (III) (3.14)3.16.3. Lösung 1: 1%ige (m/V) wäßrige Lösung von Kaliumhexacyanoferrat (römisch drei) (3.14)
Lösung 2: 2%ige (m/V) wäßrige Lösung von Eisen (III)-chlorid (3.15) Lösung 2: 2%ige (m/V) wäßrige Lösung von Eisen (römisch drei)-chlorid (3.15)
Unmittelbar vor Gebrauch werden gleiche Volumina der Lösungen 1 und 2 gemischt.
4. Geräte
Normale Laborausstattung und
4.1. Übliche Ausrüstung zur Dünnschichtchromatographie
4.2. DC-Fertigplatten (200 mm x 200 mm)
Sorbensschicht: Kieselgel 60 mit Fluoreszenzindikator 254 nm
Schichtdecke: 0,25 mm
4.3. Ultraschallbad
4.4. Zentrifuge
4.5. UV-Lampe, Wellenlänge 254 nm
5. Durchführung
5.1. Vorbereitung der Probe
3,0 g der Probe werden in ein graduiertes 10-ml-Reagenzglas
eingewogen. Nach Zusatz von 0,25 g Ascorbinsäure (3.6) und
5 ml Ethanol (3.1) wird die Mischung mit Ammoniaklösung
(3.5) auf einen pH-Wert von 10 eingestellt. Anschließend
wird die Mischung mit Ethanol (3.1) zu 10 ml aufgefüllt. Das
Reagenzglas wird verschlossen und der Inhalt im
Ultraschallbad 10 min homogenisiert. Die Mischung wird durch
ein Papierfilter filtriert oder bei 3 000 U/min
zentrifugiert.
5.2. Dünnschichtchromatographie
5.2.1. Die Chromatographiekammer wird mit dem Fließmittel (3.4)
gesättigt.
5.2.2. Je 2 myl der Vergleichslösungen (3.11) und 2 myl der Probelösung (5.1) werden auf die Dünnschichtplatte aufgetragen. Die Dünnschichtplatte wird bei Raumtemperatur und unter Lichtschutz bis zu einer Höhe von 150 mm entwickelt.
5.2.3. Die Dünnschichtplatte wird der Kammer entnommen und bei Raumtemperatur aufbewahrt, bis das Fließmittel verdunstet ist.
5.3. Detektion
5.3.1. Die Dünnschichtplatte wird im ultravioletten Licht der Wellenlänge 254 nm betrachtet; die Flecke werden markiert.
5.3.2. Anschließend wird die Dünnschichtplatte besprüht entweder mit
dem Silbernitrat-Reagenz (3.16.1) oder
dem 12-Molybdatophosphorsäure-Reagenz (3.16.2) und auf etwa 120 Grad C erhitzt oder
der Mischung aus Kaliumhexacyanoferrat(III)-Lösung und Eisen(III)-chlorid-Lösung (3.16.3).der Mischung aus Kaliumhexacyanoferrat(römisch drei)-Lösung und Eisen(römisch drei)-chlorid-Lösung (3.16.3).
Der R tief f-Wert wird für jeden Fleck berechnet. Die für die Probelösung erhaltenen Flecke werden mit denen der Vergleichslösungen im Hinblick auf ihre R tief f-Werte, die Farbe der Flecke im UV-Licht und die Farben der Flecke nach Sichtbarmachung mit dem Sprühreagenz verglichen. Man führt die im folgenden Abschnitt B beschriebene HPLC durch und vergleicht die Retentionszeiten der Probenpeaks mit denen der Vergleichslösungen.
Der Nachweis von Hydrochinon und seiner Ether wird durch Kombination der Ergebnisse der DC und der HPLC geführt.
7. Bemerkungen
Unter den angegebenen Bedingungen wurden folgende
R tief f-Werte ermittelt:
Hydrochinon 0,32
Hydrochinonmonomethylether 0,53
Hydrochinonmonoethylether 0,55
Hydrochinonmonobenzylether 0,58
B. BESTIMMUNG
1. Zweck und Anwendungsbereich
Diese Methode beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von
Hydrochinon, Hydrochinonmonomethylether,
Hydrochinonmonoethylether und Hydrochinonmonobenzylether
(Monobenzon) in kosmetischen Mitteln zur Aufhellung der Haut
(Hautbleichmittel).
Die Probe wird mit einer Wasser/Methanol-Mischung extrahiert, wobei durch schwaches Erwärmen das Schmelzen etwaig vorhandener Fette gewährleistet wird. Die Bestimmung der Analyten im Extrakt erfolgt durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie mit reverser Phase und UV-Detektion.
3.1. Alle Reagenzien müssen analysenrein sein. Wasser muß
destilliert sein oder zumindest gleichwertige Reinheit aufweisen.
3.2. Methanol
3.3. Hydrochinon
3.4. Hydrochinonmonomethylether
3.5. Hydrochinonmonoethylether
3.6. Hydrochinonmonobenzylether (Monobenzon)
3.7. Tetrahydrofuran für die HPLC
3.8. Wasser/Methanol-Mischung 1+1 (V+V): 1 Volumenteil Wasser und 1 Volumenteil Methanol (3.2) werden gemischt.
3.9. Mobile Phase: Tetrahydrofuran/Wasser-Mischung 45+55 (V+V):
45 Volumenteile Tetrahydrofuran (3.7) und 55 Volumenteile Wasser werden gemischt.
3.10. Standardlösung
0,06 g Hydrochinon (3.3), 0,08 g Hydrochinonmonomethylether (3.4), 0,10 g Hydrochinonmonoethylether (3.5) und 0,12 g Hydrochinonmonobenzylether (3.6) werden in einen 50-ml-Meßkolben genau eingewogen, in Methanol (3.2) gelöst und anschließend mit Methanol zur Marke aufgefüllt. 10,00 ml dieser Stammlösung werden mit der Wasser/Methanol-Mischung (3.8) zu 50,00 ml verdünnt.
Die Lösungen sind frisch herzustellen.
4. Geräte
Normale Laborausstattung und 4.1. Wasserbad, auf 60 Grad C konstant einstellbar
4.2. Hochleistungsflüssigkeitschromatograph mit UV-Detektor mit
variabler Wellenlänge und mit 10 myl-Probenschleife
4.3. Analytische Trennsäule
Material: Edelstahl
Länge: 25 cm
Innendurchmesser: 4,6 mm
Aktiver Festkörper: Zorbax Phenyl (6 mym) oder gleichwertiges Erzeugnis (mit Phenylalkylgruppen modifiziertes Kieselgel und end-capped mit Trimethylchlorsilan)
Falls eine Vorsäule verwendet wird, muß sie die gleichen Eigenschaften wie die Trennsäule besitzen.
4.4. Papierfilter, Durchmesser 90 mm (Schleicher und Schüll, Weißband Nr. 5892, oder gleichwertiges Erzeugnis)
5. Durchführung
5.1. Vorbereitung der Probe
1 g +- 0,1 g (a Gramm) der Probe wird auf drei Dezimalstellen genau in einen 50-ml-Meßkolben eingewogen. Nach Zusatz von 25 ml der Wasser/Methanol-Mischung (3.8) wird der verschlossene Kolben mindestens 1 Minute kräftig geschüttelt, bis eine homogene Suspension erhalten wird. Zur Verbesserung der Extraktion wird der Kolben im Wasserbad (4.1) auf 60 Grad C erwärmt. Nach dem Abkühlen wird mit der Wasser-Methanol-Mischung (3.8) zur Marke aufgefüllt. Die Mischung wird durch ein Papierfilter (4.4) filtriert. Die HPLC-Bestimmung ist innerhalb von 24 Stunden nach Herstellung der Probelösung durchzuführen.
5.2. Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
5.2.1. Bedingungen für die Chromatographie
Volumenstrom der mobilen Phase (3.9): 1,0 ml/min Detektionswellenlänge: 295 nm
5.2.2. 10 myl der Probelösung (5.1) werden chromatographiert, das Chromatogramm aufgezeichnet und die Peakflächen ermittelt. Die Kalibrierung wird, wie unter 5.2.3 beschrieben, durchgeführt.
Die Chromatogramme der Probe- und der Standardlösung werden verglichen.
Unter Verwendung der Peakflächen und des gemäß Abschnitt 5.2.3 ermittelten Responsefaktors (RF) wird der Gehalt der Analyten in der Probelösung berechnet.
5.2.3. Kalibrierung
10 myl der Standardlösung (3.10) werden chromatographiert, das Chromatogramm aufgezeichnet und die Peakflächen ermittelt.
Die Wiederholbarkeit des Meßsignals wird durch wiederholtes Chromatographieren überprüft.
Der Responsefaktor RF tief i wird wie folgt berechnet:
p tief i
RF tief i = --------
c tief i
p tief i = Peakfläche für Hydrochinon,
Hydrochinonmonomethylether,
Hydrochinonmonoethylether oder
Hydrochinonmonobenzylether
c tief i = Konzentration (g/50 ml) von Hydrochinon,
Hydrochinonmonomethylether,
Hydrochinonmonoethylether oder
Hydrochinonmonobenzylether in der Standardlösung
(3.10)
Die Chromatogramme der Standardlösung und der Probelösung
sollen folgende Bedingungen erfüllen:
- Peakauflösung: Die Peakauflösung soll mindestens 0,90
betragen (zur Definition der Peakauflösung siehe
Abbildung 1).
(Anm.: Abbildung nicht darstellbar, es wird daher auf die
gedruckte Form des BGBl. verwiesen.)
Abbildung 1: Peakauflösung
Falls die erforderliche Auflösung nicht erreicht wird,
verwendet man entweder eine leistungsfähigere Säule oder
verändert die Zusammensetzung der mobilen Phase, bis die
Bedingung erfüllt ist.
- Peakasymmetrie: Der Asymmetriefaktor A tief S soll
zwischen 0,9 und 1,5 liegen (zur Definition des
Asymmetriefaktors siehe Abbildung 2). Bei der Aufzeichnung
des Chromatogramms zur Bestimmung der Peakasymmetrie
sollte der Papiervorschub mindenstens (Anm.: richtig:
mindestens) 2 cm/min betragen.
(Anm.: Abbildung nicht darstellbar, es wird daher auf die
gedruckte Form des BGBl. verwiesen.)
Abbildung 2: Asymmetriefaktor A tief S
- Basislinie: Die Basislinie sollte stabil sein.
6. Berechnung
Der Gehalt des/der Analyten in Prozent (x tief i) der Probe
wird anhand der Peakflächen nach folgender Formel berechnet:
b tief i . 100
x tief i % (m/m) = --------------
RF tief i . a
a = Einwaage der untersuchten Probe in Gramm
b tief i = Peakfläche des Analyten i in der Probelösung
RF tief i = Responsefaktor nach 5.2.3
7. Wiederholbarkeit (1)
7.1. Bei einem Hydrochinongehalt von 2,0% (m/m) dürfen die
Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel durchgeführter
Bestimmungen um nicht mehr als 0,13% (m/m) voneinander
abweichen.
7.2. Bei einem Hydrochinonmonomethylethergehalt von 1,0% (m/m)
dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel
durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,1% (m/m)
voneinander abweichen.
7.3. Bei einem Hydrochinonmonoethylethergehalt von 1,0% (m/m)
dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel
durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,11% (m/m)
voneinander abweichen.
7.4. Bei einem Hydrochinonmonobenzylethergehalt von 1,0% (m/m)
dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe parallel
durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,11% (m/m)
voneinander abweichen.
8.1. Bei einem Hydrochinongehalt von 2,0% (m/m) dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe unter Vergleichsbedingungen (verschiedene Laboratorien, verschiedene Bearbeiter, verschiedene Geräteausrüstung) durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,37% (m/m) voneinander abweichen.
8.2. Bei einem Hydrochinonmonomethylethergehalt von 1,0% (m/m) dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe unter Vergleichsbedingungen (verschiedene Laboratorien, verschiedene Bearbeiter, verschiedene Geräteausrüstung) durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,21% (m/m) voneinander abweichen.
8.3. Bei einem Hydrochinonmonoethylethergehalt von 1,0% (m/m) dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe unter Vergleichsbedingungen (verschiedene Laboratorien, verschiedene Bearbeiter, verschiedene Geräteausrüstung) durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,19% (m/m) voneinander abweichen.
8.4. Bei einem Hydrochinonmonobenzylethergehalt von 1,0% (m/m) dürfen die Ergebnisse zweier an derselben Probe unter Vergleichsbedingungen (verschiedene Laboratorien, verschiedene Bearbeiter, verschiedene Geräteausrüstung) durchgeführter Bestimmungen um nicht mehr als 0,11% (m/m) voneinander abweichen.
9. Bemerkungen
9.1. Wenn ein wesentlich höherer Hydrochinongehalt als 2% (m/m)
ermittelt wird und eine genaue Gehaltsbestimmung erforderlich ist, sollte die Probelösung (5.1) auf einen ähnlichen Gehalt verdünnt werden, wie er sich bei einer 2% Hydrochinon enthaltenden Probe ergeben würde, und die Bestimmung ist zu wiederholen.
(Bei hohen Hydrochinongehalten kann die Absorption außerhalb des linearen Bereiches des Detektors liegen.)
9.2. Störeinflüsse
Die beschriebene Methode ermöglicht die Bestimmung von Hydrochinon und seinen Ethern in einem einzigen isokratischen Lauf. Die Verwendung einer Phenylsäule gewährleistet eine hinreichende Retention für Hydrochinon, was bei Benutzung einer C 18-Säule mit der beschriebenen mobilen Phase nicht garantiert werden kann. Diese Methode unterliegt jedoch möglicherweise den Störeinflüssen durch eine Reihe von p-Hydroxybenzoesäureestern (Parabene). In diesen Fällen ist die Bestimmung unter Verwendung eines anderen Trennsystems (stationäre und mobile Phase) zu wiederholen. Geeignete Methoden sind (siehe die in den Fußnoten 2 und 3 angegebene Literatur):
Analytische Trennsäule (2): 4,6 mm x 25 cm
Aktiver Festkörper: Mit Octadecylgruppen modifiziertes
Kieselgel (Zorbax ODS oder gleichwertiges Erzeugnis)
Temperatur: 36 Grad C
Volumenstrom der mobilen Phase: 1,5 ml/min
Mobile Phase: für Hydrochinon: Methanol/Wasser 5+95 (V+V)
für Hydrochinonmonomethylether:
Methanol/Wasser 30+70 (V+V)
für Hydrochinonmonobenzylether:
Methanol/Wasser 80+20 (V+V)
Analytische Trennsäule (3):
Aktiver Festkörper: Mit Octadecylgruppen modifiziertes
Kieselgel (Spherisorb S5-ODS oder gleichwertiges Erzeugnis)
Volumenstrom der mobilen Phase: 1,5 ml/min
Mobile Phase: Wasser/Methanol 90+10 (V+V)
Diese Bedingungen eignen sich für Hydrochinon.
---------------------------------------------------------------------
(1) ISO 5725.
(2) M. Herpol-Borremans und M. O. Masse, Identification et dosage de l'hydroquinone et ses ethers methylique et benzylique dans les produits cosmetiques pour blanchir la peau, Int. J. Cosmet. Sci 8 - 203-214 (1986).
(3) J. Firth und I. Rix, Determination of Hydroquinone in skin toning creams, Analyst (1986), 111, S. 129.(3) J. Firth und römisch eins. Rix, Determination of Hydroquinone in skin toning creams, Analyst (1986), 111, S. 129.