Au cours du développement ou du suivi de stabilité d’un produit cosmétique, l’apparition d’une nouvelle odeur, d’un changement de couleur ou d’une modification de texture peut être le signe d’une évolution de la formulation.
Ces changements peuvent notamment être liés à l’oxydation, à l’hydrolyse, à la lumière ou à la température. Pour comprendre l’origine de ces phénomènes, l’identification des produits de dégradation constitue une étape importante.
La LC-HRMS (chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse haute résolution) permet de détecter et de caractériser des composés organiques formés au cours du vieillissement d’une formulation, y compris lorsqu’ils ne sont pas connus à l’avance.
Pourquoi rechercher les produits de dégradation d’un cosmétique ?
Les formulations cosmétiques peuvent contenir de nombreux ingrédients susceptibles d’évoluer au cours du stockage ou de l’utilisation : actifs, conservateurs, huiles, parfums, antioxydants ou autres ingrédients fonctionnels.
La dégradation peut être favorisée par différents facteurs :
- la température ;
- l’exposition à la lumière ou aux UV ;
- l’oxygène ;
- l’humidité ;
- le pH de la formulation ;
- les interactions entre ingrédients.
Ces phénomènes peuvent entraîner l’apparition de nouveaux composés chimiques et modifier les propriétés du produit. Des études sur le vieillissement des cosmétiques montrent notamment que l’oxydation des composants lipidiques peut conduire à la formation de produits secondaires tels que des aldéhydes, cétones ou alcools.
Comment la LC-HRMS permet-elle d’identifier un produit de dégradation ?
Le laboratoire analyse généralement plusieurs échantillons : produit initial, produit après vieillissement et, lorsque cela est pertinent, formulation témoin.
La comparaison des profils chromatographiques permet de repérer les nouveaux signaux apparaissant au cours du vieillissement.
Pour chaque composé d’intérêt, la HRMS mesure la masse exacte du signal détecté.
Cette donnée permet de proposer une formule moléculaire et d’orienter l’identification du produit de dégradation.
Le composé est ensuite fragmenté par MS/MS.
Le profil de fragmentation obtenu apporte des informations complémentaires sur sa structure et permet de vérifier différentes hypothèses concernant son identité.
Les approches LC-HRMS en acquisition non ciblée sont particulièrement intéressantes pour rechercher des composés qui n’ont pas été définis avant l’analyse. Elles permettent également de conserver des données pouvant être réexaminées ultérieurement.
Les résultats analytiques sont ensuite comparés à la composition de la formulation et aux conditions de vieillissement.
L’objectif est notamment de déterminer si le composé observé peut être lié à une oxydation, une hydrolyse, une photodégradation ou une transformation d’un ingrédient.
Pourquoi réaliser une analyse non ciblée ?
Lorsqu’un produit de dégradation est inconnu, il n’est pas toujours possible de savoir précisément quelle molécule rechercher.
Une acquisition LC-HRMS non ciblée permet alors d’obtenir une vision plus large des composés présents dans la formulation.
Cette approche peut être utilisée pour comparer :
- un produit frais et un produit vieilli ;
- plusieurs conditions de stockage ;
- différentes formulations ;
- une formulation avec et sans antioxydant ;
- différents lots présentant des comportements différents.
Elle permet ainsi d’identifier les composés qui apparaissent ou augmentent dans les conditions associées au phénomène observé.
LC-HRMS : identifier les produits de dégradation et comprendre leur origine
L’intérêt de la LC-HRMS ne se limite donc pas à détecter une nouvelle molécule.
La comparaison des profils analytiques permet de mettre en relation l’apparition d’un composé avec une condition de vieillissement ou une évolution de la formulation.
Cette approche peut notamment contribuer à :
- identifier des produits de dégradation inconnus ;
- rechercher l’origine d’une modification d’odeur ou de couleur ;
- comparer la stabilité de plusieurs formulations ;
- étudier l’influence de la température ou de la lumière ;
- caractériser les produits issus de phénomènes d’oxydation.
Cas concret : une modification d’odeur apparaît après stockage
Dans le cadre du suivi de stabilité d’une émulsion cosmétique, un fabricant constate une modification progressive de l’odeur après plusieurs semaines de stockage.
Pour rechercher l’origine de ce phénomène, le laboratoire compare par LC-HRMS un échantillon fraîchement fabriqué avec plusieurs échantillons soumis à différentes conditions de vieillissement.
L’analyse met en évidence plusieurs nouveaux signaux dans les échantillons présentant la modification d’odeur. La mesure de masse exacte permet de proposer des formules moléculaires, tandis que l’analyse MS/MS apporte des informations sur leur structure.
Le croisement de ces résultats avec la composition de la formulation permet d’orienter l’identification vers des produits issus de l’oxydation d’un composant de la formulation.
Cette investigation permet au fabricant de mieux comprendre l’origine de la dégradation et d’orienter ses essais vers la maîtrise des facteurs responsables : choix des matières premières, système antioxydant, conditionnement ou conditions de stockage.
Pour conclure
La LC-HRMS permet de détecter et de caractériser les produits de dégradation formés au cours du vieillissement d’un cosmétique.
En comparant les formulations avant et après vieillissement, puis en combinant masse exacte et fragmentation MS/MS, elle permet d’identifier ou d’orienter l’identification des composés responsables d’une évolution de la formulation.
Notre FAQ
La comparaison chimique d’un cosmétique initial et d’échantillons présentant le changement permet de rechercher les composés associés à cette évolution. La LC-HRMS, qui couple chromatographie liquide et spectrométrie de masse haute résolution, contribue à caractériser certains produits de dégradation et à explorer leur lien avec les conditions de stockage.
La comparaison des profils chromatographiques permet de repérer les composés qui apparaissent ou dont le signal augmente pendant le vieillissement. L’étude de plusieurs températures, expositions lumineuses ou formulations aide ensuite à relier ces évolutions aux conditions favorisant la dégradation et à orienter les investigations sur les ingrédients concernés.
La mesure de masse exacte permet de proposer une formule moléculaire pour un composé d’intérêt. Les données de fragmentation MS/MS apportent ensuite des indices sur sa structure. Le croisement de ces informations avec la formulation et les conditions de vieillissement permet de construire et d’évaluer des hypothèses d’identification. Découvrir la spectrométrie de masse haute résolution.
L’analyse non ciblée est pertinente lorsque les produits de dégradation ne sont pas connus à l’avance. Elle permet d’explorer les signaux détectables dans les conditions de la méthode, puis de sélectionner ceux qui évoluent entre les échantillons. Une analyse ciblée répond davantage à la recherche de substances préalablement définies. Consulter les approches HRMS.
La LC-HRMS explore les composés compatibles avec une analyse par chromatographie liquide, tandis que la GC-MS est adaptée à l’étude de composés volatils et semi-volatils. Pour une modification d’odeur, leur complémentarité peut élargir l’investigation. La stratégie dépend des substances suspectées et des caractéristiques de la formulation. Découvrir l’analyse GC-MS.