单颗粒ICP-MS应用 | 纳米颗粒在人体间的迁移

随着纳米颗粒在消费品中的使用越来越广泛，纳米颗粒与人体的接触与迁移也越来越受到关注，并由此带来一个问题：消费品中的纳米颗粒会迁移到人体中吗？人们主要通过身体接触来与这些产品发生互动，所以有必要了解纳米颗粒是如何通过身体接触实现向人体迁移的。

本文探讨了纳米材料表面上的纳米颗粒如何迁移到抹布上，并集中讨论了纳米颗粒释放的几大特征：总质量浓度、颗粒数量浓度及颗粒尺寸分布。我们检测了因抗菌性而被广泛使用的银纳米颗粒，及油漆涂层表面的氧化铜纳米颗粒的迁移情况。

样品

本项研究中，我们检测了两种不同的消费品：含银硅胶键盘膜和喷涂了含氧化铜涂料的木块（表1）。

表1.测试纳米颗粒经皮肤表层迁移所用的产品

实验

纳米颗粒迁移研究中，采用了以0.5毫升人工汗水浸湿的5 × 5厘米抹布通过擦拭方式进行检测的方法，按特定的重叠“S”路径擦拭，对于木块，在模拟磨损前后均进行了擦拭。按擦拭的相同方法用180目砂纸手动打磨木块三次，取得模拟磨损效果。

检查抹布上回收和提取的纳米颗粒，进行四次测试，如表2所述。这些测试均使用的是30纳米的银纳米颗粒（瑞典Cline 提供）和30-50纳米的氧化铜纳米颗粒（德国PlasmaChem公司提供）。

表2.回收和提取试验

所有样品分析均是使用PerkinElmer NexION® ICP-MS 的单颗粒模式（SP-ICP-MS）下进行，并结合使用了Syngistix™纳米应用软件模块进行数据分析和处理。

表3.SP-ICP-MS分析的仪器参数

实验结果

首先分析键盘膜释放的银纳米颗粒。如图1所示，在三次擦拭过程中，只有一个键盘膜的银纳米颗粒数量有所增加。然而，所测试的三个键盘膜的抹布中迁移银纳米颗粒含量均不足ng/cm2单位质量浓度，可以忽略且不太可能会造成健康危害。

图1.用抹布擦拭时键盘膜上的银纳米微粒迁移情况。左边：每平方厘米迁移的微粒数量。右边：质量迁移，单位：纳克/平方厘米。误差线表示三个样本的平均值标准误差。“银对照样本”指不含银纳米微粒的键盘膜。

然后，分析喷涂涂料的木块。实际上未能从涂料中提取出氧化铜纳米颗粒，因为氧化铜纳米颗粒的数量和浓度与对照样本（不含纳米颗粒）相同，如图2所示。不过，对木块进行打磨后，氧化铜纳米颗粒的数量大幅增加（图2）。这表明，涂料磨损会使消费者接触到更多的氧化铜纳米颗粒。这尤其对儿童而言是一个问题，因为木块从手到口接触的频率较高。

图2.喷漆木块上的氧化铜纳米颗粒迁移情况。左边：每平方厘米迁移的颗粒数量。右边：质量迁移，单位：纳克/平方厘米。误差条形图表示三个样本的平均值标准误差。“氧化铜对照样本”指喷涂不含氧化铜纳米微粒涂料的木块。

结论

本研究调查了使用织物抹布替代模拟皮肤去接触消费品中的银和氧化铜纳米颗粒的迁移，并使用PerkinElmer提供的配有Syngistix纳米应用软件模块的NexION单颗粒ICP-MS进行数据收集和分析。在样本（硅胶键盘膜和涂漆木块）研究中，除表面有磨损的情况外，纳米颗粒的迁移可忽略不计。这些结果表明，消费者一般不用担心纳米颗粒会通过接触没有磨损迹象的产品而发生迁移至人体。

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