不稳定性指数解读

摘要

本技术说明描述了一个新引入的不稳定性指数及其计算的理论背景。该说明基于乳液或悬浊液颗粒浓度的降低（透光率图谱的变化过程，澄清），该技术适用于不同温度条件下技术性悬浊液、化妆品、乳液以及水包硅油乳液的稳定性排序。不稳定性指数可有效地对样品的相分离和不稳定现象进行比较。它是同类型样品在相同条件下快速排序以及质量控制的选择方法。

定义

不稳定性指数通过在给定的分离时间下的澄清度除以澄清度来量化。澄清度量化了由于沉降或乳析引起的相分离而导致的透光率升高（颗粒浓度降低）。

不稳定性指数是介于0-1之间的数值。“0”表示颗粒浓度未发生变化（非常稳定），“1”表示分散体已经分离（非常不稳定）。不稳定性指数的绝|对值取决于程序设置的 SOP和分离时间。

通过比较相同 ROI（目标区域-分析的样品范围）， RCA（相对离心加速度，只有 LUMiFuge和LUMiSizer）和分离时间下的不稳定性指数的值，可以轻松地对样品稳定性进行排序。

示例1 –由LUMiFuge / LUMiSizer量化的加速老化测试

该示例说明了不稳定性指数在加速评估化妆品稳定性中的应用。冻融循环可用于水包油乳液，以加速聚并。

对基础和非离子型亲水性乳霜以及护手乳液进行评估。在配制后和应用冷冻/融化循环后立即测定不稳定性指数（在-20℃下24小时，在室温下24小时）。 使用PC 2 mm样品管，在RCA = 2300和T = 45℃下离心2小时后，获得不稳定性指数。

图1比较了样品在制备完成后、老化试验前的不稳定性指数。非离子亲水性乳霜显示出非常低的不稳定性指数，表明相应乳霜的高稳定性。基础霜和护手乳液显示出更高的不稳定性指数。

有趣的是，后两者在冻结/解冻应力测试方面表现非常不同。如图2所示，非离子型亲水性乳霜和基础乳霜不易受冻融循环的影响，认为其具有抗聚并稳定性。相比之下，手部护理乳液不稳定指数波动剧烈，这表明其液滴易于发生聚并。

图1：不同的水包油乳液制备后立即使用不稳定性指数进行稳定性排序  

图2：水包油乳液的不稳定性指数与冷冻/解冻循环次数的关系图

示例2 –用LUMiReader测量乳液稳定性随温度的变化

用去离子水将多分散稳定水包硅油乳液（抗团聚和聚并稳定）从10%m/m乳液（siliconeoil, Wacker AK 100, Wacker Chemie AG, Germany) 稀释至0.2%。

使用1％m/m乳化剂(Lutensol TO 10, BASF AG, Germany)制备预乳液后，用高速均质器（UltraTurrax, IKA Werke GmbH & Co.KG, Germany ）以24,000rpm的转速制得原始乳液。

对于稀释的乳液，通过LUMiReader PSA（PC2mm样品管，无倾角，波长870nm）获得不稳定性指数。在25℃，30℃和45℃下分析样品。获得37mm至47 mm的ROI区域的不稳定性指数（图3）。

图3 在不同的测试温度下，通过提高水包硅油乳液的温度来加速稳定性测试

*，温度升高会导致不稳定现象的加速。在上面的实验中，可以通过不稳定性指数轻松地将该变化记录下来（图3）。

可以讨论两个基本原因。首先，随着温度的升高，连续相的粘度降低，并且根据Stokes定律，将导致油滴更快的分离（乳析）。相较于25℃，30℃时水的粘度降低12％，不稳定性指数增加14％。在45℃下，不能仅用粘度解释不稳定性指数的增加，我们必须考虑较高温度下聚并现象的增强。从图3中可以明显看出，与25℃时相比，在45℃下不稳定性指数增加了74％，粘度变化应仅占约49％。

较高的聚并现象是不稳定指数增加74％的第二个原因。而且，乳化剂的极性在高温条件下变得更疏水，降低了乳化剂稳定性能力。上述原因导致乳液失稳，并导致其在45℃下不稳定性指数高得多。

结论

不稳定指数已被证明是一种功能强大且易于使用的工具，可用于早期样品相分离和样品失稳的比较。它是在相同条件下对同一类型的样品进行快速产品排名和质量控制的方法。