APWC: Measurement of nanoparticle components in sunscreens by multi-element screening function of spICP-MS

Význam tématu

Analýza kovových nanočástic v kosmetických produktech je klíčová pro posouzení jejich bezpečnosti, účinnosti a původu surovin. SpICP-MS umožňuje simultánní stanovení koncentrace částic, jejich velikostního rozdělení a koncentrace rozpuštěných prvků, což významně rozšiřuje možnosti rutinní kontroly kvality a výzkumu nanomateriálů v praxi.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat možnost rychlého víceprvkového měření nanočástic Al, Ti, Zn a Si ve vzorcích opalovacích krémů pomocí funkce Fast Time Program Analysis (FTPA) v režimu spICP-MS. Srovnání bylo provedeno mezi konvenčním sekvenčním postupem a novou FTPA funkcí z hlediska časové úspory, kvality dat a praktického nasazení.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky opalovacích krémů byly zředěny v roztoku Triton X-100 a deionizované vody. Jako standard pro kalibraci výkonu byla použita NIST reference Au NP (60 nm). Měření proběhlo na Agilent 7900 ICP-MS vybaveném modulem MassHunter Single Particle a FTPA funkcí. Klíčové parametry:

• RF výkon 1550 W, hloubka vzorku 8,0 mm
• Přepravní plyn 0,87 L/min, rychlost saní 0,35 mL/min, teplota komory 2 °C
• Doba sběru dat (dwell time) 0,1 ms, H2 režim pro 28Si při průtoku 5,0 mL/min

Hlavní výsledky a diskuse

Studie ukázala, že ve vzorcích A a C byly detekovány ostré signály nanočástic Al a Ti odpovídající přítomnosti Al(OH)3 a TiO2, zatímco vzorek B neobsahoval kovové částice a obsahoval pouze organické složky (cyclopentasiloxane). Ve vzorku C navíc byly zjištěny částice ZnO. Kontinuální vysoká pozadí signálu Si ve vzorku C naznačuje přítomnost rozpuštěných siloxanů. Distribuce velikostí nanočástic ve vzorku C zahrnovala částice menší než 100 nm. Kvantitativní výsledky naznačují koncentrace Al2O3 až 680 ppm, TiO2 až 26 000 ppm, ZnO až 5 000 ppm a SiO2 až 460 ppm.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje komplexní informace o koncentraci a velikostním rozdělení nanočástic i o koncentraci rozpuštěných kovů v jediném měření. FTPA funkce výrazně zkracuje dobu analýzy (až o 32 minut při měření pěti prvků ve čtyřech vzorcích) a eliminuje potřebu časově náročné acidobazické digesce. To zvyšuje propustnost a efektivitu laboratorní rutiny.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj může směřovat k integraci spICP-MS s chromatografickými technikami pro selektivní separaci a analýzu komplexních matric. Rozšíření multi-prvkového screeningu i o prvky vzácných zemin či organokovové nanočástice by umožnilo širší uplatnění v environmentálním monitoringu, potravinářství a farmaceutickém výzkumu. Automatizace přípravy vzorků by mohla dále zkrátit dobu analýzy.

Závěr

FTPA funkce v režimu spICP-MS na přístroji Agilent 7900 představuje efektivní nástroj pro komplexní víceprvkovou analýzu nanočástic v kosmetických produktech. Metoda zajišťuje rychlé, kvalitativní i kvantitativní výsledky bez potřeby náročného vzorkování a sekvenčního měření jednotlivých prvků.

Reference

• V. Nischwitz, H. Goenaga-Infante, J. Anal. At. Spectrom., 2012, 27(7), 1084–1092.
• P. Lu, S. Huang, Y. Chen, L. Chiueh, D. Y. Shih, J. Food Drug Anal., 2015, 23, 587–594.