La preparación de una muestra cosmética con el fin de determinar la composición analítica de un metal pesado y tóxico es de particular importancia debido a la dificultad de manipulación de la muestra.
Metales pesados en la salud
Se han encontrado metales como contaminantes en una variedad de productos cosméticos; que incluyen sombras de ojos, pasta de dientes blanqueadora, esmalte de uñas, protector solar, base de maquillaje, lápiz labial y tintes para el cabello. Un metal pesado puede contaminar el medio ambiente natural y ser absorbido por las plantas. Así pueden existir en los aceites de semillas y otras partes de las plantas que se utilizarán como materia prima de los productos cosméticos.
Mientras que algunos metales son contaminantes debido a la ruta de síntesis química de los ingredientes cosméticos, otros sirven como aditivos o colorantes debido a sus propiedades específicas. Por ejemplo, el dióxido de titanio se ha utilizado en la industria cosmética como “pigmento blanco” y “agente de protección solar”. Los óxidos de hierro son colorantes comunes en sombras de ojos y rubores. Algunos compuestos de aluminio son colorantes en brillos de labios, barras de labios y esmaltes de uñas.
Métodos para la detección de metales que contaminan el medio ambiente
Tres de los métodos más fiables para la detección y el control analítico de un metal pesado son la espectroscopia de absorción atómica de llama (FAAS), la espectroscopia de absorción atómica en horno de grafito (GFAAS) y la espectrometría de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). Las ventajas de los métodos analíticos antes mencionados incluyen velocidad, buena repetibilidad y automatización.
Antes de aplicar el método analítico adecuado, el producto cosmético se somete a unos pretratamientos. Estos son necesarios para liberar los metales pesados de los excipientes y convertirlos en un estado altamente oxidante. Por lo tanto, se han desarrollado algunas metodologías de procesamiento para el aislamiento de un metal pesado de productos cosméticos antes del análisis espectroscópico. De esta manera, se puede lograr un aumento en la solubilidad de los metales en soluciones acuosas. Así estos metales se pueden medir por espectroscopía atómica (AS).
Para la solubilización de compuestos inorgánicos como minerales y oligoelementos, se seleccionan varios procedimientos. Los métodos más aplicables son la digestión seca, la digestión húmeda, la microextracción en fase sólida y la extracción con solventes de quelación.
Métodos de digestión húmeda con calor y microondas
El método húmedo se aplica principalmente a productos cosméticos como polvos, aceites, jabones y emulsiones. El término digestión húmeda incluye todos aquellos métodos mediante los cuales se destruyen los materiales orgánicos de una muestra cosmética, a excepción de los metales. El proceso de degradación se lleva a cabo utilizando una solución ácida. Los ácidos comúnmente usados son ácido nítrico (HNO3), ácido sulfúrico (H2SO4) y mezclas de ácidos.
El proceso de digestión húmeda se lleva a cabo en dispositivos especiales conocidos como digestores de microondas. La muestra cosmética se coloca en el digestor con el ácido o la mezcla de ácidos. Luego, para lograr la descomposición y destrucción cuantitativa de los materiales orgánicos, los digestores se colocan en autoclaves de teflón; donde luego se calientan con la ayuda de microondas. El aumento de la temperatura da como resultado un aumento de la presión dentro del sistema de autoclave y por lo tanto un aumento de la reactividad de los ácidos. La combinación de digestión húmeda y el uso de microondas permite la degradación de los excipientes del producto cosmético y la disolución de los metales.
Método de incineración en seco
La digestión seca o incineración seca es el calentamiento de la muestra en una atmósfera controlada con el objetivo de la descomposición cuantitativa de la materia orgánica y la conversión de los componentes inorgánicos en ceniza; mientras que los metales pesados son convertidos por el oxígeno atmosférico en óxidos metálicos.
A la incineración seca le sigue la solubilización del residuo sólido, generalmente en condiciones ácidas, y los diversos oligoelementos en la solución resultante se determinan mediante espectroscopia atómica (AS).
La temperatura no debe ser ni demasiado alta ni demasiado baja. A bajas temperaturas, existe la posibilidad de una incineración incompleta. A temperaturas muy altas, existe el riesgo de pérdida de metales pesados. La incineración en seco es especialmente adecuada para digerir productos cosméticos ricos en aceites y ceras.
Métodos de extracción de solventes de quelación para la separación de iones metálicos
La tendencia de un metal pesado a reaccionar con reactivos nucleófilos orgánicos se atribuye a sus orbitales d, que actúan como aceptores de electrones, dando como resultado compuestos quelatos. La ventaja de los quelatos es su alta estabilidad y lipofilia.
El principio teórico del método se basa en el uso de soluciones acuosas de tensioactivos que muestran turbidez si se añade un factor como la temperatura o la presión o se añade una sustancia. En el proceso de un análisis, esto generalmente se logra aumentando la temperatura. La turbidez observada se debe principalmente a la formación de micelas de los tensioactivos. Como resultado, se crean dos fases: la fase rica en tensioactivo, que contiene el analito; y la fase acuosa. La separación final de estas dos fases se acelera por centrifugación. Cabe señalar que en la determinación de metales el uso de quelatos ayuda en la unión de los analitos y en el transporte de los correspondientes complejos dentro de las micelas.
Microextracción en fase sólida para la determinación de elementos traza
SPME es una nueva técnica de preparación de muestras. El método tiene la ventaja de que no es necesario utilizar disolventes orgánicos para la extracción y adquisición de compuestos orgánicos como requiere la extracción convencional utilizando un sistema bifásico agua/disolvente orgánico. SPME también se aplica en cosmetología como método de pretratamiento para el aislamiento de compuestos orgánicos, como conservantes (parabenos), filtros UV y tintes, de otros componentes. Después de su aislamiento, la determinación cualitativa y cuantitativa es posible con métodos de análisis instrumental. Para metales pesados, se han reportado métodos de extracción en fase sólida con nanotubos de carbono, Fe3O4 (un material con propiedades magnéticas) y amalgamación.
Actualmente, se están desarrollando otros métodos alternativos para el análisis de cosméticos basado en la transformación de metales en compuestos organometálicos. Para productos cosméticos, es importante investigar el desarrollo de este método con el objetivo de reducir el costo de análisis, aumentar la velocidad y simplificar la cuantificación.
