Kozmetik ürünlerinde paraben tayini için kemometrik optimizasyona dayalı yeni analitik yöntem
New analytical method for the determination of paraben in cosmetic products based on chemometric optimization
Yazar: AYŞENUR ÖZTÜRK ALTUNAY
Danışman: DOÇ. DR. ADİL ELİK
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Deney tasarımı = Experimental design ; Kemometri = Chemometrics ; Kişisel temizlik ürünleri = Personel care products ; Kozmetikler = Cosmetics ; Paraben = Paraben ; Çözücüler = Solvents

Özet:
Tez çalışmasında kozmetik örneklerden metilparaben (MP) ve bütilparabenin (BP) ayrılması ve önderiştirilmesini içeren iki ayrı analitik yöntem geliştirildi. İlk yöntem, kozmetik örneklerde MP ekstraksiyonu ve belirlenmesi için UV-Vis spektrofotometrisi ile birleştirilmiş derin ötektik solvent bazlı sonikasyon destekli dağılımlı sıvı-sıvı mikro ekstraksiyonuna (DES-SA-DLLME) dayanan basit, yeşil ve hassas bir analitik metodoloji merkezi kompozit tasarım (CCD) kullanılarak optimize edildi. Burada, MP'nin seçici ekstraksiyonu için altı DES (ekstraksiyon solventi olarak) hazırlandı ve test edildi. DES-SA-DLLME yöntemi için 525 µL DES-3 (sırasıyla 1:2:3 molar oranlı prolin, malik asit ve su karışımından oluşan) ve 390 µL tetrahidrofuran (THF, aprotik çözücü) karışımı kullanıldı. CCD'ye dayalı optimum koşullar altında, MP için doğrusal aralık 15-650 µg L-1 bulundu. Seçme sınırı ve zenginleştirme faktörü sınırı sırasıyla 4.5 µg L-1 ve 148 olarak hesaplandı. Seçilen kozmetik örneklerde MP'nin ekstraksiyonu ve tayini için DES-SA-DLLME yönteminin uygulanması araştırıldı ve nicel analitik veriler elde edildi (bağıl standart sapma < %3.8). 
İkinci çalışmada, düşük viskoziteli yağ asidi bazlı derin ötektik çözücüler (LW-DES'ler) hazırlandı ve kozmetik örneklerden hava destekli sıvı sıvı mikroekstraksiyon (AA-DLLME) ile BP'nin ekstraksiyonu için araştırıldı. BP miktarı UV-Vis spektrofotometrisi ile belirlendi. Box-Behnken tasarımına dayalı çok değişkenli yaklaşım, LW yağ asidi bazlı-DES AA-LLME prosedürünü etkileyen temel ekstraksiyon parametrelerini optimize etmek için kullanıldı. Optimize edilmiş koşullar altında, yüksek zenginleştirme faktörü (205) ile geniş bir çalışma aralığı (5-800 µg L-1) elde edildi. BP'nin 10 µg L-1 (düşük), 300 µg L-1 (orta) ve 600 µg L-1 (yüksek) miktarları için, geri kazanım yüzdesi ve bağıl standart sapma sırasıyla %92±4-98±2 ve %1.8-2.6 aralığında bulundu. Seçme sınırı ve tayin limiti sırasıyla 1.5 µg L-1 ve 5 µg L-1 olarak hesaplandı. Seçicilik çalışması, önerilen yöntemin kozmetik örneklerde BP'nin ölçümü için yüksek seçiciliğe sahip olduğunu gösterdi

Abstract:
In the thesis study, two different analytical methods were developed, including the separation and preconcentration of methylparaben and butylparaben from cosmetic samples. The first study, a simple, green and sensitive analytical methodology for extraction and determination of methyl paraben in cosmetic samples, based on deep eutectic solvent-based sonication assisted dispersive liquid-liquid microextraction (DES-SA-DLLME) combined with UV-Vis spectrophotometry was optimized by using a central composite design (CCD). Herein, we prepared and tested six DES (as extraction solvent) for the selective extraction of MP. A mixture of 525 µL of DES-3 (consisting of a 1:2:3 molar ratio mixture of proline, malic acid and water, respectively) and 390 μL THF (aprotic solvent) was used for the DES-SA-DLLME process. Under optimum conditions based on the CCD, the calibration graph showed high level of coefficient determination for the MP in the range of 15-650 µg L-1. The limit of detection and enrichment factor were 4.5 µg L-1 and 148, respectively.  The application of the DES-SA-DLLME method was investigated for the extraction and quantification of MP in selected cosmetic samples and quantitative analytical data were obtained (RSDs < 3.8%).In the second study, low viscous fatty acid-based deep eutectic solvents (LW-DESs) were prepared and investigated for the extraction of butylparaben from personal care by air assisted liquid liquid microextraction (AA-DLLME). The amounts of butylparaben were determined by UV-Vis spectrophotometry. By combining single factor optimization and Box-Behnken design based multivariate approach, key extraction parameters affecting the LW fatty acid based-DES AA-LLME procedure were systematically optimized. Under the optimized conditions, wide working range (5-800 µg L-1) was obtained with high enrichment factor (205). For three replications run of 10 µg L-1 (low), 300 µg L-1 (medium) and 600 µg L-1 (high) of butylparaben, the percent extraction recovery and relative standard deviation were in the range of 92±4%-98±2% and 1.8-2.6%, respectively. Limits of detection and quantification were calculated as 1.5 µg L-1 and 5 µg L-1, respectively. The study of the matrix effect showed that the proposed method has high selectivity for measuring butylparaben in the selected samples