Oznaczanie niskocząsteczkowych peptydów w formulacjach kosmetycznych oraz badanie ich przenikania przez błony syntetyczne

Abstract

Potrzeby współczesnej cywilizacji przyczyniły się do poszukiwania nowych biologicznie aktywnych substancji, które mają na celu opóźniać zmiany zachodzące w skórze. W ostatnich latach odnotowano wzrost zainteresowania preparatami zawierającymi niskocząsteczkowe peptydy, które ze względu na aktywność biologiczną mają zastosowanie terapeutyczne w farmakologii, dermatologii oraz w kosmetologii. Analiza jakościowa peptydów, obecnych w formulacjach kosmetycznych, bez dodatkowych wstępnych procesów rozdzielania jest utrudniona. Z tego względu w pracy badawczej opracowano bezpośrednią metodę identyfikacji bioaktywnych związków. Zastosowanie spektrometrii mas techniką MALDI z wykorzystaniem materiałów mezoporowatych (SBA-15) jako matryc wspomagających jonizację stanowi nowatorski sposób oznaczania składników aktywnych w formulacjach kosmetycznych. Głównym etapem badań w procesie tworzenia nowego leku/kosmetyku są testy in vitro przenikania przez membranę imitującą barierę skórną. Jednakże ze względu na brak obowiązujących norm dotyczącej uwalniania z preparatów półstałych, opracowano metodykę badań uwalniania niskocząstekczowych peptydów przez błony syntetyczne. Praca poświęcona jest badaniom wpływu takich czynników jak pH, lepkość, rodzaj fomulacji kosmetycznej, rodzaj stosowanej błony syntetycznej na profil uwalniania tetrapeptydów. Zastosowanie mikroskopii sił atomowych przyczyniło się do scharakteryzowania stosowanych membran. Dodatkowym etapem pracy była wizualizacja oddziaływania peptydów z błoną biologiczną z zastosowaniem symulacji dynamiki molekularnej.

Peptides are involved in many natural processes with relevance to skincare and therefore they have been widely used in the skincare and pharmaceutical industry. The quantitative and qualitative analysis of peptides in cosmetics formulations seems to be very challenging, especially if the assay is made without any initial processing such as separation and extraction of the component to be determined. The first part of the PhD project focuses on the development of a direct procedure to detect low molecular peptides in cosmetic formulations. The analysis should be rapid and give satisfactory results in order to determine traces of peptides. Therefore mesoporous molecular sieves (SBA-15) were synthesized and used as an additional matrix to enrich and identify peptides. SBA-15, with a high surface area and an ordered mesoporous structure, exhibited excellent enrichment of peptide signals in MALDI MS spectra. The second part concentrates on release studies of peptides that can have a potential application in cosmetic chemistry. These studies are useful in the design and development of novel formulations and in quality control. The release experiments of synthetic tetrapeptides from various semisolids through artificial membranes were examined. Additionally, the influence of different factors, such as type of formulation and type of membrane on the tetrapeptide release rate was examined. The additional use of atomic force microscopy (AFM) enabled us to characterize the membranes used. In the last part of the research, the interaction of the tetrapeptides with a lipid bilayer using molecular dynamics was studied.