單顆粒ICP-MS在納米顆粒檢測(cè)中的應(yīng)用

 
隨著納米顆粒在消費(fèi)品中的使用越來越廣泛，納米顆粒與人體的接觸與遷移也越來越受到關(guān)注，并由此帶來一個(gè)問題：消費(fèi)品中的納米顆粒會(huì)遷移到人體中嗎？人們主要通過身體接觸來與這些產(chǎn)品發(fā)生互動(dòng)，所以有必要了解納米顆粒是如何通過身體接觸實(shí)現(xiàn)向人體遷移的。

本文探討了納米材料表面上的納米顆粒如何遷移到抹布上，并集中討論了納米顆粒釋放的幾大特征：總質(zhì)量濃度、顆粒數(shù)量濃度及顆粒尺寸分布。我們檢測(cè)了因抗菌性而被廣泛使用的銀納米顆粒，及油漆涂層表面的氧化銅納米顆粒的遷移情況。

樣品
本項(xiàng)研究中，我們檢測(cè)了兩種不同的消費(fèi)品：含銀硅膠鍵盤膜和噴涂了含氧化銅涂料的木塊（表1）。
 
實(shí)驗(yàn)
納米顆粒遷移研究中，采用了以0.5毫升人工汗水浸濕的5 × 5厘米抹布通過擦拭方式進(jìn)行檢測(cè)的方法，按特定的重疊“S”路徑擦拭，對(duì)于木塊，在模擬磨損前后均進(jìn)行了擦拭。按擦拭的相同方法用180目砂紙手動(dòng)打磨木塊三次，取得模擬磨損效果。

檢查抹布上回收和提取的納米顆粒，進(jìn)行四次測(cè)試，如表2所述。這些測(cè)試均使用的是30納米的銀納米顆粒（瑞典Cline 提供）和30-50納米的氧化銅納米顆粒（德國(guó)PlasmaChem公司提供）。
  所有樣品分析均是使用PerkinElmer NexION® ICP-MS 的單顆粒模式（SP-ICP-MS）下進(jìn)行，并結(jié)合使用了Syngistix™納米應(yīng)用軟件模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。
 
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
首先分析鍵盤膜釋放的銀納米顆粒。如圖1所示，在三次擦拭過程中，只有一個(gè)鍵盤膜的銀納米顆粒數(shù)量有所增加。然而，所測(cè)試的三個(gè)鍵盤膜的抹布中遷移銀納米顆粒含量均不足ng/cm2單位質(zhì)量濃度，可以忽略且不太可能會(huì)造成健康危害。
 
圖1.用抹布擦拭時(shí)鍵盤膜上的銀納米微粒遷移情況。左邊：每平方厘米遷移的微粒數(shù)量。右邊：質(zhì)量遷移，單位：納克/平方厘米。誤差線表示三個(gè)樣本的平均值標(biāo)準(zhǔn)誤差。“銀對(duì)照樣本”指不含銀納米微粒的鍵盤膜。

然后，分析噴涂涂料的木塊。實(shí)際上未能從涂料中提取出氧化銅納米顆粒，因?yàn)檠趸�銅納米顆粒的數(shù)量和濃度與對(duì)照樣本（不含納米顆粒）相同，如圖2所示。不過，對(duì)木塊進(jìn)行打磨后，氧化銅納米顆粒的數(shù)量大幅增加（圖2）。這表明，涂料磨損會(huì)使消費(fèi)者接觸到更多的氧化銅納米顆粒。這尤其對(duì)兒童而言是一個(gè)問題，因?yàn)槟緣K從手到口接觸的頻率較高。
  圖2.噴漆木塊上的氧化銅納米顆粒遷移情況。左邊：每平方厘米遷移的顆粒數(shù)量。右邊：質(zhì)量遷移，單位：納克/平方厘米。誤差條形圖表示三個(gè)樣本的平均值標(biāo)準(zhǔn)誤差。“氧化銅對(duì)照樣本”指噴涂不含氧化銅納米微粒涂料的木塊。

結(jié)論
本研究調(diào)查了使用織物抹布替代模擬皮膚去接觸消費(fèi)品中的銀和氧化銅納米顆粒的遷移，并使用PerkinElmer提供的配有Syngistix納米應(yīng)用軟件模塊的NexION單顆粒ICP-MS進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析。在樣本（硅膠鍵盤膜和涂漆木塊）研究中，除表面有磨損的情況外，納米顆粒的遷移可忽略不計(jì)。這些結(jié)果表明，消費(fèi)者一般不用擔(dān)心納米顆粒會(huì)通過接觸沒有磨損跡象的產(chǎn)品而發(fā)生遷移至人體。
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