آنالیز پوست در ارزیابی محصولات آرایشی و بهداشتی با طیف‌ سنجی رامان

اهمیت استفاده از طیف‌ سنجی رامان در صنعت تولید لوازم آرایشی و بهداشتی

پوست بزرگترین عضو بدن است که نقش مهمی در محافظت از بدن ما در برابر عوامل خارجی ایفا می‌کند. مطالعات زیادی بر روی پوست انجام می‌گیرد. بخش عمده مطالعات شامل روند پیری و برخی از بیماری‌های خاص مانند سرطان، پسوریازیس و غیره است. بخش دیگر مطالعات هم شامل بررسی تاثیر لوازم آرایشی و بهداشتی بر روی پوست و کنترل کیفی این محصولات است. این مطالعات به روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد. یکی از این تکنیک‌ها طیف‌ سنجی رامان است. اسپکتروسکوپی رامان برای آنالیز و مطالعه پوست یک روش نوین است. اما با توجه به ویژگی‌هایی که دارد روز به روز موارد استفاده آن در این حوزه افزایش پیدا می‌کند. از ویژگی‌های رامان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. طیف‌سنجی رامان یک روش غیر تهاجمی است و هیچ آسیبی به نمونه وارد نمی‌کند.
2. هم به صورت In vivo و هم به صورت ex vivo می‌توان آنالیزهای رامان را انجام داد.
3. اطلاعات بسیار مفیدی در مورد ترکیب بیوشیمیایی از سطح و عمق پوست ارائه می‌دهد.
4. اطلاعات به دست آمده از آنالیز‌ها بسیار دقیق هستند.
5. دستگاه رامان هم به صورت پرتابل و هم به صورت میکروسکوپ رامان وجود دارد. بنابراین به راحتی در هر محیطی قابل استفاده است.

برای ارزیابی کیفیت لوازم آرایشی و بهداشتی دو فرآیند باید انجام گیرد:
۱) آنالیز محصولات
۲) بررسی تاثیر محصولات بر پوست
در ادامه به آنالیز پوست به صورت In-vivo و ex-vivo به کمک طیف‌سنجی رامان خواهیم پرداخت. سپس کاربرد رامان برای تولید لوازم آرایشی و بهداشتی را مورد مطالعه قرار خواهیم داد.
اگر در رابطه با in-vivo آشنایی ندارید، می‌توانید به ویکی پدیا مراجعه کنید.

آنالیز in-vivo پوست با طیف سنجی رامان

پوست بدن ما یک بافت ناهمگن است که از چند لایه با ضخامت‌های مختلف تشکیل شده است: اپیدرم، درم و هیپودرم (شکل ۲). سطحی‌ترین لایه اپیدرم، لایه شاخی یا Stratum Corneum (SC) نام دارد. این لایه نقش اساسی برای سلامت پوست دارد. بنابراین برای بررسی تاثیر لوازم آرایشی و بهداشتی بر پوست، این لایه مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

آنالیز ساختار پوست با طیف ‌سنجی رامان

شکل ۳ طیف رامان پوست را نشان می‌دهد. این طیف به صورت In-vivo از پوست به دست آمده است. همان طور که در این شکل مشاهده می‌کنید، ترکیبات بیوشیمیایی پوست شامل: پروتئین‌ها، لیپیدها و سایر ساختارها به کمک پیک‌های مشخصه رامان مشخص شده‌اند. طیف‌سنجی رامان یک روش بسیار عالی برای مطالعه ساختار پوست است.

آنالیز و مطالعه پوست به این روش این امکان را فراهم می‌کند تا تاثیر محصولات آرایشی، بهداشتی و حتی دارویی بر پوست مشخص شود. از این طریق می‌توان فاکتورهای کنترل کیفیت این محصولات را نیز بررسی کرد.

آنالیز عمقی پوست

آنالیز عمقی پوست به چند منظور انجام می‌گیرد:

1. بررسی خصوصیات هیدراسیون پوست
2. تخمین ضخامت لایه شاخی و محتوای لیپیدها
3. بررسی میزان نفوذ محصولات آرایشی به داخل پوست
   در دستگاه رامان پرتو لیزر را می‌توان در عمق‌های مختلف نمونه متمرکز کرد. این ویژگی باعث می‌شود تا بتوانید لایه‌های مختلف پوست را بررسی کنید. مواردی که در بالا ذکر شد به کمک طیف ‌سنجی عمقی رامان امکان پذیر است.

بررسی خصوصیات هیدراسیون پوست

آب و رطوبت موجود در پوست نقش مهمی در عملکرد پوست ایفا می‌کند. به طوری که کمبود آن چندین اختلال درماتولوژیک (پیری پوست، پسوریازیس و …) در بدن ایجاد می‌کند. به کمک رامان می‌توان میزان آب موجود در پوست را اندازه‌گیری کرد. شکل ۴-الف طیف رامان لایه‌های سطحی پوست را نشان می‌دهد. نسبت پیک مشخصه CH به OH محتوای آب را مشخص می‌کند. شکل ۴-ب نسبت شدت پیک CH به OH با افزایش عمق پوست نشان داده شده است.

تخمین ضخامت لایه شاخی

لایه شاخی پوست غنی از لیپید است. بنابراین انتظار می‌رود که با افزایش عمق پوست شدت پیک‌های مشخصه لیپید کاهش یابد. در شکل ۵ از پوست در دو عمق مختلف آنالیز رامان انجام شده است. طیف قرمز رنگ لایه شاخی و طیف آبی رنگ متعلق به لایه اپیدرم پوست است. همان طور که مشاهده می‌کنید،‌ شدت قله‌های مربوط به لیپیدها به شدت کاهش یافته است.

بررسی میزان نفوذ محصولات آرایشی به داخل پوست

میزان نفوذ محصولات آرایشی به لایه‌های پوست را می‌توان به کمک رامان اسپکتروسکوپی به دست آورد. به عنوان مثال در شکل ۶ میزان نفوذ گلیسیرین به پوست در طول زمان‌های مختلف نشان داده شده است.

آنالیز ex-vivo پوست به کمک رامان اسپکتروسکوپی

محصولات آرایشی و بهداشتی اغلب به روش ex-vivo آنالیز می‌شوند. همان طور که می‌دانید این محصولات به طور مستقیم با بدن و پوست انسان در تماس هستند. بنابراین این محصولات باید از مراحل اولیه تا نهایی کنترل شوند. علاوه بر این، لوازم آرایشی بعد از تولید مورد آزمایش قرار می‌گیرند تا برهمکنش آن‌ها با پوست یا بافت هم مشخص گردد.

آنالیز محصولات آرایشی

فرمولاسیون و ترکیبات موجود در محصولات آرایشی از مواردی هستند که به کمک رامان آنالیز می‌شوند. همگنی و کنترل کیفی محصولات به ویژه کرم‌های مرطوب کننده نیز با استفاده از این تکنیک قابل ارزیابی هستند. نقشه رامان بهترین روش برای آنالیز همگنی لوازم آرایشی است. به عنوان مثال در شکل ۷ از یک کرم مرطب کننده نقشه رامان تهیه شده است. همان طور که مشاهده می‌کنید ترکیبات به طور همگن با یکدیگر ترکیب شده‌اند. در شکل زیر نقشه رامان و طیف رامان ترکیبات نشان داده شده است. شما می‌توانید Mapping رامان را با دستگاه میکروسکوپ رامان SRM تهیه کنید. رنگ سنج هم دستگاه دیگری است که در صنعت آرایشی و بهداشتی کاربردهای فراوان دارد.

جمع‌بندی

کیفیت لوازم آرایشی و بهداشتی از مواردی است که تولید کنندگان این محصولات باید به آن توجه کنند. زیرا این محصولات به طور مستقیم با پوست در تماس هستند. در این مقاله به طور کامل بررسی کردیم که چرا طیف‌سنجی رامان برای آنالیز و کنترل کیفی این لوازم ضروری است. هم چنین بیان کردیم که بررسی و آنالیز لوازم آرایشی شامل دو فرآیند است: ۱) بررسی تاثیر محصولات بر روی پوست و ۲) آنالیز محصولات. تاثیر محصولات بر روی پوست را هم به صورت in-vivo و هم به صورت ex-vivo به کمک طیف‌سنجی رامان مورد مطالعه قرار دادیم. در آخر نیز کاربرد اسپکتروسکوپی رامان برای تولید محصولات آرایشی و بهداشتی را بررسی کردیم.

منابع

۱-https://zaya.io/pu5nf