2 Analyse af peroxider

Udvikling af analysemetode til bestemmelse af peroxider, tilstede eller frigjort i tandblegeprodukter

2.1 Kemisk analyse af peroxid i tandblegningsprodukter

Tandblegemidler kan enten indeholde aktivstoffet brintperoxid i fri form eller bundet i en eller flere såkaldte ”releasere”. Flere tandblegeprodukter indeholder ”releaserne” ureaperoxid eller calciumperoxid, som indstiller en kemisk ligevægt med frit brintperoxid (det aktive stof). De hidtil anvendte metoder til bestemmelse af brintperoxid er hovedsageligt baseret på kemiske redox-titreringer eller kolorimetriske metoder. I et foreløbigt udkast til etablering af en Japansk Industri Standard for tandblegeprodukter (Bilag 5) indgår f. eks. en kaliumpermanganat titreringsmetode til brintperoxid-bestemmelse, mens ureaperoxid bestemmes med natriumthiosulfat-titrering. Nogle produkter indeholder blandinger af forskellige former af peroxider, som potentielt kræver hver sin kemiske analyse.

2.2 Analyse af peroxid ved brug af katalase bioassay

Den nyudviklede metode til bestemmelse af peroxid-indholdet i tandblegeprodukter bygger på enzymatisk omdannelse af brintperoxid (CAS nr. 7722-84-1) til vand og ilt under løbende måling af iltudviklingen. I vandig opløsning spaltes brintperoxid spontant, men kun meget langsomt, til ilt og vand. Ved tilstedeværelse af katalase øges reaktionshastigheden imidlertid betydeligt.

Reaktionen er som følger:

Brintperoxid	Katalase-enzym	Vand	Ilt

2H₂O₂	→	2H₂O + O₂		(1)

I det tilfælde hvor katalase bioassayet anvendes til at bestemme peroxid-indholdet i produkter, hvor peroxid findes i en bundet form, vil der eksistere en ligevægt imellem den bundne og frie brintperoxid. I det tilfælde hvor f.eks. ureaperoxid (CAS nr. 124-43-6) indgår, ser ligevægten imellem ureaperoxid og frit brintperoxid således ud:

2 CO(NH₂)₂·H₂O₂

↔

2 CO(NH₂)₂ + 2 H₂O₂

(2)

Den frigjorte brintperoxid vil herefter løbende omdannes af katalasen til vand og ilt efter formel (1) ovenfor, der gør at ligevægten forskydes mod højre. For de øvrige releasere, som er testet i denne rapport, findes nedenfor en gennemgang af de kemiske ligevægte som resulterer i en frigivelse af brintperoxid.

Calciumperoxids (CAS nr. 1305-79-9) opløselighed er stærkt pH-afhængig, ligesom ligevægten der indstilles i henhold til nedenstående reaktion afhænger af pH:

CaO₂ + 2H⁺

↔

Ca²⁺(aq) + H₂O₂

(3)

Natriumperborate-monohydrat (CAS nr. 10332-33-9) er en dimer, der er bundet sammen af ægte peroxygen-bindinger. I vandig opløsning ved pH 7, dannes brintperoxid og natriumborat, og der indstilles følgende ligevægt:

NaBO₃·H₂O + H₂O

↔

Na⁺ + BO₃^3- + H₂O₂ +2H⁺

(4)

Natriumpercarbonat (CAS nr. 15630-89-4) har en stor vandopløselighed og frigiver i vand carbonat og brintperoxid efter følgende reaktion

[Na₂CO₃]₂ · 3H₂O₂

→

2 Na₂CO₃ + 3H₂O₂

(5)

I produkter indeholdende en til flere ”releasere”, vil assayet fremme omdannelsen af den bundne fraktion af peroxider til frit brintperoxid. Derved opnås en bestemmelse af den totale mængde brintperoxid i produktet. Katalase (CAS Nr. 9001-05-2) kan købes i oprenset form fra bl.a. Sigma-Aldrich. Enzymet findes naturligt intracellulært i alle aerobt respirerende organismer, hvor dets funktion er at nedbryde reaktive ilt-radikaler, der dannes som et biprodukt i åndingsprocessen.

Indholdet af peroxider i tandblegeprodukter opgives normalt i vægt-procent. Det vil sige, at et tandblegemiddel som f.eks. indeholder ureaperoxid udgør selve brintperoxiden kun ca. 35 % af molekylets vægt. Dermed vil blegeeffekten af et produkt indeholdende f.eks. 18 % ureaperoxid omtrent svare til et produkt indeholdende 6 % brintperoxid. Tilsvarende forskelle i blegeeffekt vil gøre sig gældende også for de øvrige releasere.