积雪草冷配乳液稳定性:为什么 Zeta 电位变好,体系仍在变化?

应用与配方指南

应用与配方指南 2026-09-20
积雪草 冷配 稳定性

一款积雪草乳液的 Zeta 电位绝对值越来越大,通常会被当作分散体系更稳定的好消息。但在一项持续84天、储存温度为45°C的冷配研究中,油包水乳液恰好出现了另一组信号:光学稳定性指数持续升高,后期粒径分布还出现了较大颗粒的峰。把这些结果放在一起,得到的结论不是“哪台仪器测错了”,而是不同测试观察的对象和样品状态并不相同。[1]

这项研究真正值得借鉴的,是怎样把原料加入后的黏度变化、原样的光学变化、稀释后的电动学测量和标志成分含量分开判断。本文讨论的是 Krzyżostan 等人2024年发表的实验室配方研究,研究中的商品原料和载体并非所有积雪草材料的代表。[1]

先看清配方里的“10%积雪草”

研究比较了水包油乳液(O/W)、油包水乳液(W/O)和凝胶。稳定性部分使用的积雪草原料为 CICA EX,论文列出的 INCI 包括丁二醇、水、积雪草提取物、羟基积雪草苷和积雪草苷;各体系加入10 wt.%这份商品原料。这不是10%纯积雪草苷,也不能直接理解为10%干燥原生提取物。[1]

载体本身也不同。O/W使用非离子乳化体系 Galehemp OW,W/O使用 EWO Vegetable Emulsifier;凝胶采用含黄原胶、硬脂酰乳酸钠、木薯淀粉和海藻酸(Algin)的复配增稠剂。作者报告 O/W、W/O配方的润肤成分分别为21 wt.%和31 wt.%。制备温度为25°C,乳液经过搅拌和均质,凝胶经搅拌形成均匀体系。[1]

因此,这不是只改变“连续相为水还是油”的单因素实验。乳化剂、油脂构成和结构形成方式都随载体改变。O/W在这次比较中表现较好,可以作为后续筛选的起点,却不能推出“积雪草在水包油体系中一定更稳定”。

刚加入原料,黏度已经改变

论文表2测的是初始理化性质,不能把其中的黏度差异读成84天储存损失。原料加入前后,三个载体的黏度都下降,而密度仍接近1 g/mL,初始外观也没有明显区别。[1]

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初始黏度与pH:论文表2
载体未加原料的黏度,cP加入10 wt.%商品原料后的黏度,cPpH,加入前→加入后
O/W水包油乳液605.40 ± 4.84394.20 ± 5.455.45→5.30
W/O油包水乳液6548.20 ± 13.324993.60 ± 15.325.32→5.10
凝胶1230.13 ± 7.801050.03 ± 8.604.93→4.80

数据来自表2,均值±标准差,n=3。W/O使用SC4-29转子,O/W与凝胶使用SC4-21转子,转速均为100 rpm;这些是规定测量条件下的表观黏度,不能脱离转子条件直接当作完整流变曲线。[1]

这个结果说明,外观相似的样品也可能已经有不同的流动表现。不过,实验没有设置与CICA EX完全匹配、但不含植物组分的水/丁二醇载体对照,所以不能把降黏全部归因于某一种三萜。对新配方而言,更有价值的比较是同时保留空白基底、溶剂载体对照和完整原料组,先确认变化究竟来自哪一部分。

84天里,三类检测给出了什么信号?

粒径:水包油也不是“完全没有变化”

图1中的O/W乳液呈双峰分布。约1 µm的小粒径峰较稳定,大粒径峰则由初始的144.5 µm移至第14天的91.0 µm,第84天为76.0 µm。作者认为随后分布相对稳定,但“相对稳定”不等于粒径曲线原封不动。[1]

W/O体系在第56和84天出现约100 µm、550 µm处的小峰,提示较大结构开始出现。单靠粒径测量不能完全区分液滴聚并和聚集;作者将这些变化与后续光学结果结合,判断W/O在该条件下更易发生失稳。[1]

Zeta电位:测的不是瓶中未经处理的乳液

按正文报告,O/W的Zeta电位由−36.6 mV变为−59.4 mV,W/O由−33.5 mV变为−43.2 mV,凝胶由−21.3 mV变为−28.9 mV。三组在第84天的绝对值均高于初始值。[1]

关键藏在方法部分:研究先把0.05 g样品加入5 g蒸馏水,经超声处理,再取少量样液进一步稀释于15 mL水中,最后在25°C测量电泳迁移率并换算Zeta电位。乳液与凝胶的第二步取样量分别为60 µL和120 µL。[1]

因此,这项检测描述的是规定稀释、超声条件下的电动学性质。尤其对于原本以油为连续相的W/O乳液,这种处理后的测量不能被视为对原样整体结构的直接观察。电位结果可用于比较,却不足以单独放行成品稳定性。

TSI:不稀释样品,看见另一条变化轨迹

Turbiscan测量使用直接装入玻璃样品管的配方,通过背散射与透射光变化计算稳定性指数TSI。它与上述高度稀释的Zeta样品制备路线不同。[1]

图3中,O/W的TSI在初期上升后基本进入平台,并非自第0天起始终为零或完全不变;W/O则持续上升,到第84天达到27.7。凝胶约一个月后出现更明显变化,第84天为15.7。凝胶变化加快的区间位于图中约第28至42天之间,即储存约一个月后。[1]

三类结果放在一起,W/O的变化尤其清楚:Zeta电位绝对值增大,同时TSI持续升高,粒径后期出现较大结构。 结合各项测试的前处理和响应对象,才能解释这些变化并确定下一步排查方向。

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检测指标与开发用途(末列为建议)
指标本研究提供的信息配方开发中的用途
外观与照片初始样品均匀;补充图S1展示制得样品记录可见分层、色泽和质地,不能把初始照片当成全程记录
初始黏度加入商品原料后,三个载体均降黏区分加料效应与后续储存漂移
激光衍射粒径O/W大峰移动;W/O后期出现较大结构查分布变化,而非只报一个平均粒径
稀释样品Zeta电位第84天绝对值均高于初始值观察规定前处理下的电动学趋势
原样TSIO/W初期后平台;W/O持续变化;凝胶后期变化加快筛查原样光学变化,并结合高度分布和显微观察定位原因

前三幅主图、表2及补充图S1分别支持上述观测;最后一列为基于这些差异提出的开发用途。[1][2]

成分还在,不代表结构没变

同一篇论文还测了羟基积雪草苷和积雪草苷含量,但时间表不是84天:图5对应制备后、45°C储存1个月和2个月。作者将变化描述为较小,图中柱高仍呈下降趋势;它支持的是这段时间内两种被测成分的含量变化观察,而不是“84天活性零损失”。[1]

物理稳定与成分含量可以分别变化:体系出现聚集,未必伴随同幅度的标志物降解;含量暂时保留,也不能让分层或流变改变自动合格。把含量、外观和分散结构分别设为评价维度,才能知道改乳化剂、改原料载体还是改储存条件更有针对性。

图5的定量结果还有一处值得留意。表3报告的校准范围为0.03–0.10 mg/mL,而图5展示的提取液浓度大致在17–22 µg/mL,即0.017–0.022 mg/mL;方法段未清楚说明针对这一区间另行建立的低浓度校准。报告的积雪草苷加标回收率为111.95%。这些信息不等于证明所有结果无效,但会降低用图中微小差异计算精确保留率的把握,因此这里不把柱状图换算成成品保质期或高精度降解百分比。[1]

释放试验为什么也要单独读?

论文的另一组样品用于体外释放:每种糖苷分别加入2 wt.%或5 wt.%,也就是“2%羟基积雪草苷+2%积雪草苷”,或“5%+5%”。约1 g样品通过再生纤维素膜向100 mL缓冲液释放,温度为37 ± 0.5°C,介质pH为5.8或7.4,观察24小时。这与10 wt.%商品提取物的稳定性试验不是同一套浓度梯度。[1]

图4画的是累积释放百分比。提高初始负载后,多个条件下释放比例更低,不能因此写成“多加原料并没有释放更多成分”。以表4的O/W、pH 5.8、480分钟结果为例,羟基积雪草苷在2%负载时释放48.3%,5%负载时释放37.6%。若按1.00 g配方统一换算,分别相当于9.66 mg和18.80 mg:比例下降,按名义负载计算的释放质量仍增加。[1]

这只是用论文比例与名义浓度做的质量换算,不是新增实验结果;再生纤维素膜释放也不是人体皮肤吸收。它提醒研发把“原料添加量、单体负载、释放比例、释放质量”写在不同列,而不是统称为剂量。

怎样把这个案例用于下一轮冷配开发?

以下是根据该研究提出的开发思路,不是论文已经验证的成品配方。

先分清加料效应。 在同一基底里比较空白、匹配的溶剂载体和完整积雪草原料,统一最终配方总量及测量条件。把刚制得的状态和规定静置后的状态都记录下来,避免把结构形成初期的调整混同于长期失稳。

再追踪变化发生在哪里。 同步保存外观、显微照片、粒径分布、黏度测量条件和原样光学曲线。若TSI上升而Zeta电位绝对值仍大,优先检查样品高度方向的变化和大颗粒结构,而不是用电位阈值否定异常。若换用另一款液体原料,应把它带入的水、多元醇和其他组分一并计入比较。

把化学、物理与微生物评价分开完成。 标志成分测定需要配方基质下可用的回收和校准范围;物理测试需要覆盖实际包装与预定储存情景;防腐体系则需要独立评价。论文中的45°C、84天物理比较提供了筛选线索,没有给出可通用换算成常温货架期的模型,也没有报告成品防腐挑战试验。[1]

这项研究最有用的结论并不是一条通用添加比例,而是一种读数据的顺序:先确认原料与样品前处理,再看各指标随时间怎样变化,最后才决定该优化哪一部分配方。

需要进一步了解商品液体、精制三萜和单体的区别,可阅读积雪草原料知识;材料选型与样品沟通见积雪草提取物

来源

[1] Controlled Release of Madecassoside and Asiaticoside of Centella asiatica L. Origin from Sustainable Cold-Processed Topical Formulations (2024; full text XML)

[2] 同一研究的补充材料(原始 ZIP)

Krzyżostan M, Wawrzyńczak A, Nowak I. Molecules 2024, 29(23), 5583. DOI: 10.3390/molecules29235583

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