Filtri UV nelle creme solari: sviluppo di un metodo voltammetrico per la loro caratterizzazione

I filtri solari, suddivisi in filtri chimici e fisici, dal 1990 sono diventati un argomento molto discusso all’interno della comunità scientifica. In particolare, i filtri chimici assorbono principalmente le radiazioni UV, mentre i filtri fisici bloccano tali radiazioni attraverso la riflessione e dispersione. I filtri UV contenuti nelle creme solari sono fondamentali per la protezione dalla radiazione solare (considerata un gruppo cancerogeno 1 dalla IARC). Questi si utilizzano quasi sempre in combinazione in quanto nessun filtro (utilizzato nelle concentrazioni consentite dal Regolamento dei cosmetici (CE) 1223/2009) fornisce un fattore di protezione solare (SPF) sufficientemente elevato ed un assorbimento ad ampio spettro. Tuttavia, i filtri solari possono essere molto dannosi e sono attualmente classificati come contaminanti emergenti per il possibile impatto sull’uomo e per i danni che provocano agli ecosistemi marini, per il loro accumulo nei sedimenti e nel tessuto degli animali, e per l’impatto negativo sulla barriera corallina. In seguito alle criticità mostrate si sono quindi ridotti i limiti di legge di tali filtri solari nelle formulazioni cosmetiche. Lo scopo di questo lavoro di tesi è la messa a punto di un metodo che consenta un monitoraggio della presenza di residui di filtri chimici in matrici ambientali. Si è scelto di utilizzare le tecniche voltammetriche in quanto si tratta di tecniche analitiche semplici, con bassi costi di acquisto e di gestione e versatile, che permettono anche l’utilizzo di strumenti portatili per analisi in campo. Inizialmente le prove sono state condotte su matrici sintetiche e poi su matrici reali. Sono stati scelti tre filtri chimici: octocrilene (OC), ossibenzone (BP3) e octinossato (OMC) ciascuno acquistato come standard certificato singolo a concentrazione nota. In particolare, si è scelta la voltammetria di stripping catodico, con scansione di potenziale in onda quadra, e si è osservata la riduzione dei 3 analiti sul GCE, in un range di potenziale da -0.4 V a -1.8 V. Come elettrolita di supporto è stata scelta una soluzione sintetica di NaCl 0.1 M al fine di simulare “l’acqua di mare”. La soluzione contenente gli analiti è stata addizionata di bromuro di cetil-trimetilammonio (CTAB) per migliorare il selettivo rilevamento degli agenti solari combinati e aumentarne la sensibilità. Dopo aver trovato le condizioni migliori per visualizzare i tre filtri UV nel voltammogramma, si sono analizzati i campioni di creme solari in NaCl 0.1 M e/o nell’acqua di mare. In questa fase, alcuni campioni sono stati sottoposti ad agitazione, in modo da simulare il movimento delle onde, e facilitare la distribuzione dei filtri UV nel mezzo acquoso. Mediante il metodo delle aggiunte standard si è potuto quindi confermare la presenza o assenza dei tre filtri UV nei campioni presi in considerazione. La tecnica da me proposta ha il vantaggio di visualizzare i tre analiti nella stessa analisi permettendo la caratterizzazione della crema solare in totale assenza di solventi organici, in modo da operare nell’ottica della green chemistry. Per comprendere la capacità di caratterizzazione dei filtri UV ottenuta con la voltammetria, è stato poi condotto un confronto con l'HPLC-MS. La tecnica voltammetrica è risultata essere un buon metodo per il monitoraggio di questo tipo di sostanze all’interno dei diversi comparti ambientali, permettendo la caratterizzazione della crema solare in totale assenza di solventi organici.