QC und Produktscreening von Haar-, Haut- und Zahnpflegeprodukten mit NIRS

Die Qualitätskontrolle von Haar-, Haut- und Zahnpflegeprodukten gewinnt für Hersteller immer mehr an Bedeutung. Neben dem Schutz unserer Gesundheit ist es ebenso wichtig, den Verkauf von Produkten zu vermeiden, die nicht den Spezifikationen entsprechen. Produktrückrufe sind sehr teuer und wirken sich nachhaltig auf die Reputation eines Unternehmens aus. Daher ist ein intensives Testen dieser unterschiedlichen Pflegeprodukte unerlässlich, bevor sie auf den Markt gebracht werden. Dieser Artikel zeigt, wie die Verwendung der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) für QC und Produktscreening die ideale Wahl für Hersteller von Körperpflegeprodukten ist. Die Technik ist nicht nur schnell und zerstörungsfrei, sie ist auch einfach anzuwenden und kommt ohne Chemikalien aus.

In den nächsten Abschnitten werden verschiedene Arten von Körperpflegeprodukten vorgestellt, gefolgt von einer Erläuterung der NIRS-Analysetechnik und einem Anwendungsbeispiel, wie NIRS für die Qualitätskontrolle von Shampoo und verwandten Produkten verwendet werden kann.

Haarpflegeprodukte:

Hautpflegeprodukte:

Zahnpflegeprodukte:

Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) – das ideale Gerät zur Qualitätskontrolle von Haar-, Haut- und Zahnpflegeprodukten

Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist seit mehr als 30 Jahren eine etablierte Methode zur schnellen und zuverlässigen Qualitätskontrolle von Körperpflege- und Kosmetikprodukten. Viele Unternehmen berücksichtigen jedoch immer noch nicht konsequent die Implementierung von NIRS in ihren QA/QC-Laboren. Die Gründe könnten entweder begrenzte Erfahrungen mit Anwendungsmöglichkeiten oder eine allgemeine Zurückhaltung bei der Implementierung neuer Methoden sein.

Es gibt mehrere Vorteile der Verwendung von NIRS gegenüber anderen herkömmlichen Analysetechnologien. Zum einen ist NIRS in der Lage, mehrere Parameter in nur 30 Sekunden ohne Probenvorbereitung zu messen! Die von NIRS verwendete nicht-invasive Licht-Materie-Wechselwirkung, die sowohl von physikalischen als auch von chemischen Probeneigenschaften beeinflusst wird, macht es zu einer hervorragenden Methode zur Bestimmung beider Eigenschaftstypen.
 

Für detailliertere Informationen über NIRS als Sekundärtechnik lesen Sie bitte unsere vorherigen Blogbeiträge.

Was ist NIR-Spektroskopie?

NIR vs. IR: Was ist der Unterschied?

Wie Sie die NIR-Spektroskopie in Ihren Arbeitsablauf im Labor integrieren

Vorkalibrierungen der NIR-Spektroskopie: Sofortige Ergebnisse

ASTM E1655: NIRS als QC-konforme Technik

ASTM E1655 (Standard Practices for Infrared Multivariate Quantitative Analysis) ist ein Leitfaden für die multivariate Kalibrierung von Infrarotspektrometern, die zur Bestimmung der physikalischen oder chemischen Eigenschaften von Materialien verwendet werden. Diese Praktiken gelten für Analysen, die im Spektralbereich des nahen Infrarots (NIR) (etwa 780 bis 2500 nm) bis zum Spektralbereich des mittleren Infrarots (MIR) (etwa 4000 bis 400 cm) durchgeführt werden^-1).

Welche Parameter und Anwendungen sind generell für die NIRS-Analyse möglich?

Typischerweise werden Schlüsselparameter für die Qualitätskontrolle von Haar-, Haut- und Zahnpflegeprodukten wie Feuchtigkeitsgehalt, Tenside, Wirkstoffe, Jodzahl und Total Fatty Matter (TFM) im Labor mit chemischen und physikalischen Methoden bestimmt. Diese Methoden haben nicht nur hohe laufende Kosten – sie sind auch zeitaufwändig.

Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) kann diese Probleme überwinden, da sie weder Chemikalien noch Probenvorbereitung erfordert, Ergebnisse in weniger als einer Minute liefert und sogar von Nicht-Chemikern verwendet werden kann. Darüber hinaus können zahlreiche chemische und physikalische Parameter gleichzeitig bestimmt werden. Die kombinierten Vorteile dieser Technologie machen NIRS zur idealen Lösung für viele tägliche QA/QC-Messungen oder sogar Ad-hoc-Atline-Analysen.

Anwendungsbeispiel: Qualitätskontrolle von Tensiden in Shampoos mit NIRS

Die Bestimmung von Tensiden wie Natriumlaurylethersulfat (SLES), Cocamidopropylbetain (CAPB), Cocamidopropylaminoxid (CAW), Cocamiddiethanolamin (DEA) und Carbopol in Shampoos ist ein kosten- und zeitintensiver Prozess, da für diese Analysen mit herkömmlichen Labortechniken große Mengen an Chemikalien benötigt werden.

Um einige der Vorteile der Verwendung von NIRS als QC-Tool aufzuzeigen, wurden Shampooproben mit einem Metrohm DS2500 Solid Analyzer im Transflexionsmodus über den gesamten Wellenlängenbereich (400–2500 nm) gemessen. Es wurde ein DS2500 Slurry Cup verwendet, der die Positionierung der Probe und die Reinigung des Probengefäßes vereinfacht. Der 1 mm große diffuse Goldreflektor definiert für alle Messungen die gleiche Schichtdicke, um reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten.

Die erhaltenen Vis-NIR-Spektren (Abbildung 1) wurden zur Erstellung von Vorhersagemodellen für die Bestimmung mehrerer wichtiger Inhaltsstoffe in Shampoo verwendet. Die Qualität der Vorhersagemodelle wurde anhand von Korrelationsdiagrammen bewertet, die die Korrelation zwischen der Vis-NIR-Vorhersage und den Werten der Primärmethode darstellen (Abbildung 2). Die jeweiligen Gütezahlen (FOM) zeigen die erwartete Präzision einer Vorhersage während der Routineanalyse (Abbildung 2 und Tabelle 1).

Diese Lösung zeigt, dass sich die NIR-Spektroskopie hervorragend für die Analyse mehrerer Inhaltsstoffe in Shampoos ohne Probenvorbereitung oder Verwendung chemischer Reagenzien eignet. Darüber hinaus werden Ergebnisse in weniger als einer Minute erzielt, was den Benutzern wertvolle Zeit spart.

Zusammenfassung

Die Qualitätskontrolle ist ein entscheidender Aspekt für die Substanzen, die wir auf unserer Haut und für unsere Zahnpflege verwenden. Da wir täglich mit Körperpflegeprodukten in Berührung kommen, ist es von entscheidender Bedeutung, dass sie den Industrienormen und -vorschriften entsprechen und sicher in der Anwendung sind. Die herkömmliche nasschemische Analyse verschiedener QC-Parameter in Haar-, Haut- und Zahnpflegeprodukten erfordert den Einsatz chemischer Reagenzien, qualifizierte chemische Analytiker und viel Zeit für die Vorbereitung und Analyse der Proben. Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist eine schnelle Alternative, die keine Chemikalien oder Probenvorbereitungsschritte erfordert und auch von nichttechnischem Personal durchgeführt werden kann. Es können mehrere Parameter gleichzeitig gemessen werden, was die Analysezeit weiter verkürzt, und die Ergebnisse werden in weniger als einer Minute geliefert.

Ihr Wissen zum Mitnehmen

Anwendungshinweis: Qualitätskontrolle von Shampoo

On-Demand-Webinar: Schneller und einfacher: Qualitätskontrolle von Körperpflegeprodukten durch Nahinfrarotspektroskopie

Metrohm DS2500 Analysatoren