便携式拉曼光谱仪在快速检测化妆品中防腐剂的应用

化妆品中添加的防腐剂对于抑制微生物生长、保持产品稳定性和安全性发挥着关键作用。然而，防腐剂的过量使用或不当添加可能对人体健康造成潜在风险。因此，确保防腐剂在安全范围内使用对保护消费者健康至关重要。传统的化妆品防腐剂检测方法，如高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱联用法(GC-MS)等，虽然准确性高，但存在仪器成本昂贵、操作复杂、检测周期长等局限，不利于快速响应市场和监管需求。拉曼光谱作为一种指纹光谱技术，可通过特征峰识别被测分子，仪器轻便、操作简单、快速、无损、需样量少，并可提供丰富的指纹结构信息，还可实现定量分析。表面增强拉曼光谱(SERS)以其高灵敏特性进一步拓宽了拉曼光谱技术在现场快检领域的应用范围。

使用由提供的便携式拉曼光谱仪，利用表面增强拉曼光谱（SERS）技术可实现对化妆品中防腐剂的定量检测。该仪器具有灵敏度高、操作方便、耗时短的优势,与现有检测技术形成优势互补，有望实现化妆品中防腐剂的现场快速检测,为化妆品防腐剂检测的整套解决方案提供一种思路。

1. 实验方法

以液体爽肤水和固体维生素E乳做为化妆品样本，并对其进行实验前预处理。使用的便携式拉曼光谱仪测试样本的SERS图，激发波长为785±0.5 nm，测波长范围为200～3100 cm-1，采谱窗口400～1800 cm-1，采谱时间2 s，累积次数2次。

2. 化妆品中水杨酸的SERS快速检测

图1为含不同浓度水杨酸的液体样本和固体样本的SERS测试结果。以水杨酸浓度为零时的样品作为空白样，从图可以看出，在570 cm-1、1038 cm-1、1135 cm-1、1306 cm-1处出现明显的拉曼特征峰，分别与水杨酸分子C-C和C=O键振动、苯环呼吸振动峰、C-O伸缩振动、羧基的对称伸缩振动有关，且随着水杨酸浓度的增加，特征峰强度逐渐增强。此外，在上述浓度范围内，水杨酸的浓度与其在处拉曼谱峰的强度之间呈现良好的线性关系。这一结果表明SERS可用于水杨酸的定量检测。

3.化妆品中水杨酸标准曲线的确定

不同浓度的水杨酸标准溶液的拉曼光谱出峰情况随浓度呈现不同的变化，以水杨酸的浓度作为横坐标x，拉曼峰强度比作为纵坐标y，建立线性方程，结果见表1，水杨酸在拉曼位移871 cm-1、1038 cm-1、1306 cm-1处拉曼峰强度随浓度变化较为明显，其浓度与拉曼特征峰强度呈现良好的线性关系。这表明该SERS方法可用于水杨酸的定量检测。

4. 市售样品的拉曼光谱检测与色谱数据验证

为考察该方法的稳定性和准确性，各选取10种分别添加了不同浓度水杨酸的化妆品样品，采用建立的拉曼光谱测试方法进行测定，并同时按《化妆品安全技术规范》(2015年版)检测方法进行色谱数据确证，每个样品分别采集三次表面增强拉曼光谱，结果见表2。

从表中数据可以看出，拉曼光谱测试法和高效液相色谱法的测定结果在多数样品中是相近的，这表明拉曼光谱法具有较高的准确性，是一个有效的工具，可以快速且准确地测定化妆品中的水杨酸含量。

随着近年来国内化妆品行业检测需求的大幅增长，“快检”、“快筛”和“实验室前置”的需求已深入到化妆品行业。便携式或手持式拉曼光谱因其高度集成化的特点，有望用于化妆品行业的实时些控和质量监管。便携式拉曼光谱仪的高效性能和简便操作，使其成为化妆品防腐剂现场快速检测的理想工具，实现了化妆品中水杨酸的现场快速检测。研究展示了拉曼光谱技术在化妆品安全检测领域的广阔应用前景，为未来的化妆品监管提供了一种新的技术手段。