Determination of zinc oxide in sunscreen using ion chromatography with visible absorbance detection

Význam tématu

Zinc oxide představuje klíčový širokospektrální filtr proti UVA a UVB záření v opalovacích přípravcích. Kontrola jeho obsahu je zásadní pro zajištění účinnosti, bezpečnosti a souladu s regulačními požadavky. Moderní analytické metody, jako je iontová chromatografie, nabízejí vyšší selektivitu a citlivost v porovnání s tradičními titračními postupy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a validovat metodu iontové chromatografie pro stanovení obsahu oxidu zinečnatého v různých typech opalovacích přípravků dle navrhované monografie USP <591>. Práce zahrnovala srovnání klasické a upravené přípravy vzorků, optimalizaci chromatografických podmínek a komplexní validační protokol podle USP a ICH směrnic.

Použitá metodika

Pro separaci kovových komplexů byl použit eluent obsahující 7 mmol/l pyridinu-2,6-dikarboxylové kyseliny, 66 mmol/l hydroxidu draselného, 5,6 mmol/l síranu draselného a 74 mmol/l kyseliny mravenčí. Tok eluční fáze činil 0,3 ml/min, kolona byla temperována na 30 °C a objem injekce 2,5 µl. Po kolóně byl zaveden postcolumn reagens 4-(2-pyridylazo)resorcinol (0,5 mmol/l) při průtoku 0,15 ml/min. Detekce probíhala UV/VIS absorpcí při 530 nm. Kalibrace pro rozsah 0,1–30 µg/ml prokázala lineární vztah (r2=0,9995), mez detekce 0,1 µg/ml a kvantifikace 0,3 µg/ml. Validace zahrnovala posouzení specificity, linearity, LOD/LOQ, přesnosti, přesnosti opakování a robustnosti vůči ±10% změnám parametrů.

Příprava vzorků

Pro vodou rozpustné formulace postačilo rozpuštění vzorku v 6 N HCl (metoda A). Pro vodě odolné přípravky byla navržena metoda B, při níž se vzorek nejprve promíchá s acetonitrilem (1 ml na 100 mg krému) a teprve poté se přidá kyselina. Tento postup zajistil úplné uvolnění oxidu zinečnatého.

Použitá instrumentace

• Dionex ICS-5000+ HPIC systém s duálním čerpadlem, odplyňovačem, topnou jednotkou kolony a UV/VIS detektorem
• Dionex AS-AP autosampler s injekční stříkačkou 250 µl a 2,5 µl injekční smyčkou
• Chromatografické stanoviště Chromeleon 7.2.5
• Kolony Dionex IonPac CS5A (2×250 mm) a strážní kolona CG5A (2×50 mm)

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda B umožnila přesné stanovení obsahu oxidu zinečnatého ve čtyřech komerčních vzorcích (96–101 % deklarované hodnoty), zatímco metoda A vykazovala značné podhodnocení u vodě odolných formulací. Chromatogram ukázal dobře oddělenou zónu zinku při retenčním čase přibližně 7,9 min. Robustnost metody byla potvrzena stabilními hodnotami RSD plochy (<0,7 %) při změnách průtoku, koncentrace elučního činidla a teploty kolony v rozsahu ±10 %.

Přínosy a praktické využití metody

Iontová chromatografie s postcolumn derivatizací PAR činidlem poskytuje selektivní, citlivé a plně automatizované stanovení oxidu zinečnatého v opalovacích přípravcích. Metodu lze snadno začlenit do laboratorních QC protokolů a nahradit s ní titrační postupy v monografiích USP.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze rozšířit i na další metalické filtry a nanopartikulární formy oxidu zinku. Perspektivní je integrace s hmotnostní detekcí (IC-MS), miniaturizace systému, využití zelenějších elučních směsí a zvýšení průtokovosti pro vysokokapacitní analýzy. Důraz se bude klást i na další modernizaci kompendiálních postupů.

Závěr

Vyvinutá a validovaná iontově-chromatografická metoda pro stanovení oxidu zinečnatého v opalovacích krémech prokázala vysokou přesnost, přesnost opakování a robustnost. Úprava přípravy vzorků pro vodě odolné formulace je klíčová pro úplné uvolnění analytu. Metoda splňuje požadavky USP a ICH a je doporučena pro rutinní QC analýzu.

Reference

1. FDA. Sunscreen Drug Products for Over-the-Counter Human Use; Amendment to the Tentative Final Monograph. Federal Register 1998;63:56584.
2. FDA. Sunscreen active ingredients final monograph. Federal Register 1999;64:27687.
3. United States Pharmacopeia. General Chapter <591> Zinc Determination. Pharmacopeial Forum 2016;42(6).
4. United States Pharmacopeia. Zinc Oxide. Pharmacopeial Forum 2016;42(6).
5. United States Pharmacopeia. Zinc Oxide Neutral. Pharmacopeial Forum 2016;42(6).
6. United States Pharmacopeia. Zinc Sulfate Ophthalmic Solution. Pharmacopeial Forum 2016;42(6).
7. Thermo Scientific. Dionex IonPac CS5A Product Manual, Rev. 06, 2002.
8. Thermo Scientific. Determination of Transition Metals by Ion Chromatography. Technical Note 10, 1996.
9. United States Pharmacopeia. General Chapter <1225> Validation of Compendial Methods. USP 40–NF 35, 2017.
10. ICH. Q2A Validation of Analytical Procedures: Definition and Terminology. 1995.
11. ICH. Q2B Validation of Analytical Procedures: Methodology. 1996.
12. United States Pharmacopeia. General Chapter <621> Chromatography. USP 40–NF 35, 2017.