CARATTERIZZAZIONE E MONITORAGGIO DI FILTRI UV IN CREME SOLARI MEDIANTE METODI VOLTAMMETRICI

UV filters (UVF) are chemical compounds used to prevent damage caused by solar radiation. They are included in various "personal care" (PCP) products including sun creams. These filters can be organic or inorganic in nature; the former absorb UV radiation, while the others are responsible for reflecting the radiation. To increase the value of the Sun Protection Factor (SPF), different UVFs are used, thus increasing the concentration of these components within the final product. Some widely used sunscreens are octocrylene (OC), octylmethoxycinnamate and benzophenone-3. However, these can be very harmful and are therefore currently considered emerging contaminants (CEC). Traces of these substances have been found in water and in some animal species. This makes us think that they may in the near future pose a risk to human and animal health. UV filters are also believed to be endocrine disruptors, capable of causing damage at a molecular and physiological level; this potential has been attributed to sunscreen chemicals, capable of penetrating through the skin, acting as photosensitizers and increasing the production of free radicals when exposed to UV rays. Considering that most PCPs end up in rivers and seas, it is not surprising to find their presence in the marine ecosystem where, due to their chemical-physical characteristics, they tend to accumulate. It was therefore decided to develop a method to monitor the presence of UV filters in a simple, quick and economical way. Square wave potential scanning voltammetry was used to monitor the quality and composition of sunscreens in various sunscreen samples purchased from pharmacies in Turin. Carbon paste electrodes (CPE) were developed, prepared by mixing graphite powder with an aliquot of sunscreen to characterize the anodic profile of each sample and to evaluate the resistance of the products to UV exposure. A solar box was used to simulate the exposure; the profile was recorded with the sunscreen sample just opened and following UV irradiation (after 1h, 3h and 5h), noting a decrease in signals over time. At the conclusion of the monitoring work carried out, it was demonstrated that the use of modified CPE with sunscreen is a valid and above all green method, given the total absence of organic solvents in the analysis procedure adopted. Instead, a glassy carbon electrode (GCE) was used to visualize and quantify the solar filters in a cathodic sense. All instrumental parameters, the supporting electrolyte and the various procedures have been optimized. For example, to optimize the analysis method, the cationic surfactant cetyl-trimethylammonium bromide (CTAB) was used, capable of improving the solubility of the analytes and increasing the measured signal. Linearity, accuracy and precision of the method were determined. The applicability of the technique in the determination of OC in a real matrix, sea water, was also evaluated. The sample used was OC-free. A known amount of sunscreen was added to sea water and the concentration was quantified using the standard addition method, then the sample was added with certified standard OC

I filtri UV (UVF) sono composti chimici utilizzati per prevenire i danni causati dalle radiazioni solari. Sono inseriti in diversi prodotti “personal care” (PCP) tra cui le creme solari. Questi filtri possono essere di natura organica o inorganica; i primi assorbono le radiazioni UV, mentre gli altri sono deputati alla riflessione della radiazione. Per aumentare il valore di Fattore di Protezione Solare (SPF) vengono utilizzati diversi UVF, aumentando così la concentrazione di tali componenti all’interno del prodotto finale. Alcuni filtri solari molto utilizzati sono l’octocrilene (OC), Octilmetossicinnamato e il Benzofenone-3. Questi possono essere, però, molto dannosi e sono quindi attualmente considerati contaminanti emergenti (CEC). Sono state trovate tracce di queste sostanze nelle acque e in alcune specie animali. Questo ci fa pensare che possano in un futuro prossimo costituire un rischio per la salute umana e degli animali. I filtri UV sono anche ritenuti interferenti endocrini, in grado di produrre danni a livello molecolare e fisiologico; questo potenziale è stato attribuito agli agenti chimici di protezione solare, capaci di penetrare attraverso la pelle, agendo come fotosensibilizzanti e aumentando la produzione di radicali liberi quando esposti ai raggi UV. Considerando che la maggior parte dei PCP finisce in fiumi e mari, non sorprende riscontrarne la presenza nell’ecosistema marino dove, a causa delle loro caratteristiche chimico-fisiche, tendono ad accumularsi. Si è dunque pensato di sviluppare un metodo per monitorare la presenza di filtri UV in modo semplice, rapido ed economico. Si è utilizzata la voltammetria con scansione di potenziale ad onda quadra per monitorare la qualità e la composizione dei filtri solari in diversi campioni di crema solare acquistati in farmacie di Torino. Sono stati messi a punto elettrodi in pasta di carbonio (CPE), preparati mescolando polvere di grafite con un’aliquota di crema solare per caratterizzare il profilo anodico di ciascun campione e per valutare la resistenza dei prodotti all’esposizione a raggi UV. Per simulare l’esposizione è stata utilizzata una solarbox; il profilo è stato registrato con il campione di crema solare appena aperto ed in seguito all’irradiazione UV (dopo 1h, 3h e 5h) notando una diminuzione dei segnali nel tempo. A conclusione del lavoro di monitoraggio effettuato, è stato dimostrato come l’utilizzo di CPE modificati con crema solare risulti essere un metodo valido e soprattutto green, vista la totale assenza di solventi organici nella procedura di analisi adottata. Si è invece utilizzato un elettrodo di carbonio vetroso (GCE) per visualizzare e quantificare i filtri solari in senso catodico. Sono stati ottimizzati tutti i parametri strumentali, l’elettrolita di supporto e le diverse procedure. Ad esempio, per ottimizzare il metodo di analisi è stato utilizzato il tensioattivo cationico bromuro di cetil-trimetilammonio (CTAB), capace di migliorare la solubilità degli analiti ed incrementarne il segnale misurato. Sono state determinate linearità, accuratezza e precisione del metodo. Si è anche valutata l’applicabilità della tecnica nella determinazione di OC in una matrice reale, l’acqua di mare. Il campione utilizzato è risultato privo di OC. Una quantità nota di crema solare è stata addizionata all’acqua di mare e la concentrazione è stata quantificata mediante il metodo delle aggiunte standard, quindi il campione è stato addizionato di OC standard certifica