电感耦合等离子体质谱法测定防晒霜中二氧 化钛纳米粒子

简介 二氧化钛(TiO2)纳米粒子常作为 防止太阳紫外线伤害的配方之一 用于防晒霜类产品。 随着化妆品中的纳米粒子使用的增加，人们开始关注纳米粒子对健康和环境的影响。由 于防晒霜接触皮肤并最终以水洗下，二氧化钛纳米粒子得以进入生物体系和环境系统。 因此，需要对防晒霜中纳米颗粒的粒径和粒径分布进行测量，以评估其对人类健康和环 境的影响。

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。最近，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。 本研究开发了一种样品前处理过程简单，以 SP-ICP-MS 对防晒霜中二氧化钛纳米粒子进行表征的方法。

实验部分 样品前处理 防晒霜样品购自本地一家商店，标签信息见表 1。对于 每个防晒霜样品，称取 15 mL 加入到 50 mL 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 200 mL，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 颗粒每毫升。 传输效率的测定以金纳米颗粒 （50,80,100 nm ， nanoComposix，San Diego，California，U.S.A.）进行， 标准溶液以去离子水逐级稀释至 100,000 颗粒每毫升。 所有标准溶液使用前需超声处理 5 分钟，以确保团聚的 粒子重新分散。在各种样品中加入一定量的 40nm TiO2 （ US Research Nanomaterials Houston, Texas,  U.S.A.)，以验证 TiO2 粒径测量的准确性。 钛校准曲线为 2，5，10 ppb 标准溶液，由 1000 mg/L 钛标准溶液 （ PerkinElmer, Shelton, Connecticut,  U.S.A.）以去离子水稀释而成

仪器条件 所有的分析都在珀金埃尔默 NexION 350D ICP-MS 上使用 Syngistix Nano 应用软件模块进行，表 2 和表 3 分别为仪器 和方法参数。使用 Syngistix Nano 应用模块时，四极杆质量 分析器稳定时间为零，从而保证没有粒子错过分析。四极杆 稳定时间为零和短的驻留时间相结合，使得每个粒子都采集 到许多数据点。

结果和讨论 为表征系统和试剂中钛的背景，对只包含试剂的空白溶液（如 Triton X-100 水溶液）进行了分析，所得到的信号如图 1 所 示。虽然可见一些信号尖峰，大部分 Ti 的背景在 2 cps 以下， 说明系统洁净。

为确认在防晒霜基质中检测到 TiO2 纳米粒子的能力，对没 有任何 TiO2 纳米粒子的防晒乳液（根据其标签）进行了分 析，如图 2A 所示。除了少数一些尖峰，背景相当于空白 （图 1）。接下来，在这个防晒乳液中添加了浓度为 6.65 μg / L 的 40nm TiO2 颗粒，产生的信号如图 2B 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。

此外，最常见的颗粒粒径为 37.7 μm，表明了测量的准确度。 图 3 为稀释 20,000 倍的防晒霜（防晒霜 5）TiO2 粒子的粒 径分布。 准确测定防晒霜中 TiO2 粒子的方法建成后，其他防晒产品 依此方法检测三次，检测结果见表 4。