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珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司
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单颗粒ICP-MS应用:带您了解防晒霜中的纳米科技

发布:珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司
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炎炎夏日,酷暑难当,出门在外, Z需要注意的就是防晒。其中Z常用的就是方式就是涂防晒霜。防晒霜为什么能防晒?里面有哪些高科技?请跟随我们一起了解下。

日光中含有紫外线,按照波长的不同,紫外线分为四类:

01 UVA:

波长320~400nm,这是紫外线中波长Z长的一种紫外线,具有非常强的穿透力,可以穿透真 皮层,能够深入皮肤,加速黑色素的合成,使皮肤变黑,并且会使皮肤中的胶原蛋白受损从而加速皮肤的老化,所以UVA会造成皮肤老化和变黑,这种作用虽然进展缓慢却是不可逆转的,而且这种紫外线无法被臭氧层吸收。

02 UVB:

波长275~320nm,大部分可以被臭氧层吸收,也可被玻璃、遮阳伞、衣服等阻隔。虽然如此,剩余的紫外线可到达真 皮层,导致皮肤日光灼伤,红斑、晒黑等现象,UVB对皮肤作用迅速,是皮肤晒伤的根源。

03 UVC:

波长200~275nm,只到皮肤的角质层,且绝大部分被大气阻留,所以不会对人体皮肤产生很大的危害。

04 UVD:

波长100~200nm。又称真空紫外,无法穿过臭氧层。

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所以,防晒产品的目的是减少UVA和UVB照射到皮肤,按照作用原理的不同,分为物理性防晒剂和化学性防晒剂。物理性防晒主要使用纳米级TiO2。纳米级TiO2的抗紫外线能力及其机理与其粒径有关:当粒径较大时,对紫外线的阻隔是以反射、散射为主,且对UVA和UVB紫外线均有效,但防晒能力较弱。随着粒径的减小,对UVB紫外线的吸收性明显增强,对UVA的阻隔以散射为主。

Z近随着对环境的更加关注,防晒产品中的纳米颗粒对环境的影响引起了人们的重视,TiO2颗粒集中在水环境中,对鱼类和其他生物有害。

因此,了解防晒产品中TiO2的粒径和数量,对评估其防紫外线性能和对环境的潜在危害,都非常有意义。

长期以来,纳米粒子的粒度表征方法主要有场流分级法(FFF),动态光散射法,和显微镜等。Z近,单颗粒-电感耦合等离子体质谱法(SP-ICP-MS)作为一种能同时测量和表征纳米粒子的方法越来越受到重视,其优势在于更快的分析速度和更详尽的分析结果。

本次实验中,我们使用SP-ICP-MS技术,分析不同防晒产品中的纳米级TiO2的颗粒浓度和粒径分布。

样品及前处理

防晒霜样品购自本地一家商店。对于每个防晒霜样品,称取15mL加入到50mL的容器中,混合3分钟形成均匀的样品。称取均匀的样品0.2克,加入1%的Triton-X溶液200mL,超声至无明显聚状物(5-10分钟)。超声处理后,用去离子水稀释至100,000–200,000颗粒/毫升。

仪器条件

所有的分析都在PerkinElmer NexION 350D ICP-MS上使用Syngistix Nano应用软件模块进行,下标分别为仪器设置和方法参数。

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实验结果

在不含TiO2颗粒防晒乳液中添加了浓度为6.65μg/L的40nm TiO2颗粒,产生的信号下图所示。由于每个峰代表一个粒子,显而易见的TiO2粒子可以很容易地在防晒霜基质中检出。

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软件可以将这些脉冲信号换算成颗粒的粒径,下图是这个样品中TiO2粒径分布信息。

image.png 下图为标签TiO2含量浓度为5.1%的样品,稀释20000倍后测试的粒径分布结果。 image.png

下表分别为实验中5个防晒霜样品的标签信息和SP-ICP-MS测试的TiO2纳米颗粒粒径和数量信息。其中3号样品没有检出TiO2纳米颗粒,同其标签信息一致。

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结论

利用NexION系列ICP-MS和Syngistix Nano应用软件模块,使用本实验的测试方法,可以简便快速测定防晒产品中的TiO2纳米颗粒含量和粒径分布。

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2020-06-29
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