Simultaneous determination of arbutin and its decomposed product hydroquinone in whitening creams using high-performance liquid chromatography with photodiode array detection: Effect of temperature and pH on decomposition

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Abstract

OBJECTIVE:

Arbutin is an effective agent for the treatment of melanin disorders. Arbutin may be converted to hydroquinone under conditions of high temperature, ultraviolet (UV) radiation and dilute acid. The aim of the current study was to develop an analytical method to determine the levels of arbutin and hydroquinone in whitening cosmetic products using high-performance liquid chromatography with photodiode array detection (HPLC-DAD). In addition, we investigated the effects of high temperature and pH on the decomposition of arbutin.

METHODS:

Samples extracted using two-step sonications were separated on a C18 column using a gradient mobile phase consisting of water and methanol. A 60-mm (40 μL) DAD cell was used to enhance the sensitivity of hydroquinone determination. Thermal decomposition of arbutin was evaluated at temperatures ranging from 60 to 120°C for 1–36 h.

RESULTS:

The method showed good linearity (R2 ≥ 0.9997), precision (relative standard deviation, RSD < 5%) and acceptable extraction recovery (90–102.6%). The limits of quantitation for arbutin and hydroquinone were 0.0085 and 0.0119 μg mL−1, respectively. One sample of 21 cosmetic products tested contained arbutin at a concentration 1.61 g 100 g−1 cream and 0.12 g 100 g−1 cream of hydroquinone. Arbutin (327.18 ppm) decomposed after 6 h at 120°C and produced 10.73 ppm of hydroquinone.

CONCLUSION:

The developed method is simple to detect both arbutin and hydroquinone simultaneously in cosmetic products, at an adequate level of sensitivity. Notably, temperature and pH did not influence the decomposition of arbutin to hydroquinone in a 2% arbutin cream.

OBJECTIFS:

Arbutine est un agent efficace pour le traitement de troubles de la mélanine. Arbutine peut être converti en hydroquinone dans des conditions de haute température, des rayons ultraviolets (UV), et d'un acide dilué. L'objectif de la présente étude était de développer une méthode analytique pour déterminer les niveaux de l'arbutine et hydroquinone dans les produits cosmétiques de blanchiment utilisant la chromatographie liquide à haute performance avec détection de réseau de photodiodes (HPLC-DAD). En outre, nous avons étudié les effets de la température et du pH sur la décomposition de l'arbutine.

METHODES:

Des échantillons extraits en utilisant la sonication en deux étapes ont été séparés sur une colonne C18 en utilisant un gradient de phase mobile constituée d'eau et de méthanol. Une cellule de 60 mm (40 μL) DAD a été utilisée pour améliorer la sensibilité de la détermination de l'hydroquinone. La décomposition thermique de l'arbutine a été évaluée à des températures allant de 60 à 120°C pendant 1 à 36 h.

RÉSULTATS:

La méthode a montré une bonne linéarité (R2 ≥ 0,9997), une précision (écart type relatif, RSD < 5%), et une récupération d'extraction acceptable (90 à 102,6% de). Les limites de quantification (LQ) pour arbutine et hydroquinone étaient 0,0085 et 0,0119 μg mL−1, respectivement. Un échantillon sur les 21 produits cosmétiques testés, contenait l'arbutine à une concentration de 1.61 g 100 g−1 de crème et 0.12 g 100 g−1 de crème d'hydroquinone. L'arbutine (327,18 ppm) décomposait au bout de 6 h à 120°C, et a produit 10,73 ppm d'hydroquinone.

CONCLUSION:

La méthode développée est simple pour détecter à la fois hydroquinone et arbutine simultanément dans les produits cosmétiques, à un niveau adéquat de sensibilité. En particulier, la température et le pH n'influencent pas la décomposition de l'arbutine à l'hydroquinone dans une crème à 2% d'arbutine.

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