SmartAnalysis: A sustainable digitalimage colorimetry method for ethanol determination in alcohol-based hand sanitizer

Abstract

Introducción: El consumo de desinfectantes de manos a base de alcohol ha aumentado significativamente después de la pandemia causada por el SARS-CoV-2. A pesar de la conclusión de la emergencia sanitaria declarada por la OMS en 2023, la costumbre de desinfectar las manos con geles sanitizantes a base de etanol ha sido adoptada a nivel mundial por la población. Dado que los métodos generales descritos en los compendios oficiales para la determinación del etanol, como la cromatografía de gases o la destilación, son laboriosos y no específicos para geles que contienen carbómero, este trabajo propone un método alternativo basado em la colorimetría de imágenes digitales. Método: La imagen digital (proporcionada por la reacción etanol-fenolftaleína) fue capturada y transformada en una señal analítica basada en el sistema de colores Rojo-Verde-Azul. Las adquisiciones de imágenes se realizaron utilizando un smartphone Samsung Galaxy J6, y las señales se generaron mediante el programa gratuito Photometrix Pro®. El método fue validado de acuerdo con las directrices de la ICH y se aplicó en muestras comerciales. Además, el método propuesto fue evaluado por su impacto ambiental utilizando la herramienta Índice del Proceso Analítico Verde (GAPI). Se generaron pictogramas utilizando el programa gratuito ComplexGAPI®. Resultados: El canal verde mostró una respuesta lineal en las curvas de calibración para concentraciones de etanol que van desde el 5 hasta el 40 % (p/p) en medio ácido. El método demostró linearidad, precisión, exactitud y robustez. Conclusiones: El método propuesto presentó como principales ventajas el uso de dispositivos de bajo costo y fáciles de manejar, así como un consumo reducido de reactivos, de acuerdo con los principios de la química analítica verde.

Introduction: The consumption of alcohol-based hand sanitizers has increased significantly after the pandemic caused by SARS-CoV-2. Despite the conclusion of the health emergency declared by the WHO in 2023, the habit of sanitizing hands with ethanol-based gel sanitizers has been globally adopted by the population. Since general methods described in official compendia for ethanol determination such as gas chromatography or distillation are laborious and not-specific to carbomer-containing gels, this work proposes an alternative method based on digital image colorimetry. Method: The digital image (provided by ethanol-phenolphthalein reaction) was captured and transformed into an analytical signal based on the Red-Green-Blue system. The image acquisitions were performed using a Samsung Galaxy J6 smartphone, and the signals were generated using the Photometrix Pro® free program. The method was validated in accordance with ICH and applied in commercial samples. Additionally, the proposed method was evaluated for its environmental impact using the Green Analytical Process Index (GAPI) tool. Pictograms were generated using the ComplexGAPI® free program. Results: Green channel exhibited a linear response in the calibration curves for ethanol concentrations ranging from 5 to 40 % (w/w) in acidic medium. The method showed linearity, precision, accuracy, and robustness. Conclusions: The proposed method presented as main advantages the use of low-cost and easy-to-handle devices and reduced reagent consumption, in accordance with green analytical chemistry principles.