Beviser nanopartikler i solcremeprodukter

Masser af kosmetik som solcreme indeholder titaniumdioxid. Disse nanopartikler er omstridte. Eksperter har mistanke om, at de kan have skadelige virkninger på mennesker og miljø. Men det er svært at bevise, at partiklerne er i lotionerne. Ved hjælp af en metode udviklet af Fraunhofer -forskere, partiklerne kan nu beregnes.

Kosmetik indeholder i stigende grad nanopartikler. Et særligt følsomt spørgsmål er brugen af ​​de små partikler i kosmetik, da forbrugeren kommer i direkte kontakt med produkterne. Solcreme lotioner har for eksempel nanopartikler af titaniumoxid. De giver UV-beskyttelse:som en film lavet af uendelige små spejle, de påføres huden og reflekterer UV -stråler. Men disse små partikler er kontroversielle. De kan trænge ind i huden, hvis der er en skade, og udløse en betændelsesreaktion. Dets brug i spray-on solcremer er også problematisk. Forskere frygter, at partiklerne kan have en skadelig effekt på lungerne, når de indåndes. Selv virkningen på miljøet er endnu ikke blevet tilstrækkeligt undersøgt. Undersøgelser viser, at det titaniumoxid, som er sivet ind i offentlige strande gennem solcremer, kan bringe miljøbalancen i fare. Derfor, et mærkningskrav har været i kraft siden juli 2013, baseret på et EU-direktiv om kosmetik og kropsplejeprodukter. Hvis der anvendes ingredienser i nanostørrelse i et produkt, producenten skal gøre dette klart ved at tilføje "nano-" til det anførte ingrediensnavn. På grund af krav stillet af lovgiver, behovet for analysemetoder er enormt.

Bestemmelse af partikelstørrelser ned til den mindste skala

Nutidens elektronmikroskop billeddannelsesprocesser, såsom transmissionselektronmikroskopi eller scanningselektronmikroskopi, er baseret på egenskaberne ved lysspredning. De bruges til at detektere alle tilstedeværende partikler. De skelner ikke mellem en celle, en nanopartikel – eller et stykke fnug. Disse metoder er ideelt egnet til undersøgelse af overfladeegenskaber og former.

"Lysdiffusionsprocessen og mikroskopi er ikke selektive nok til mange undersøgelser, herunder toksikologiske undersøgelser, " siger Gabriele Beck-Schwadorf, forsker ved Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Thin Films IGB i Stuttgart. Gruppechefen og hendes team har avanceret og forfinet en eksisterende målemetode på en måde, der giver dem mulighed for at bestemme titan -nanopartikler inden for komplekse medier bestående af flere forskellige komponenter, der er meget følsomme og sarte. Forskere måler individuelle partikler efter enkeltpartikel, induktivt koblet plasmamassespektroskopi (eller SP-ICP-MS). "Med denne metode, Jeg bestemmer masse. Titan har en atommasse på 48 AMU'er (atommasseenheder). Hvis jeg indstiller spektrometeret til det, så kan jeg målrette målingen af ​​titanium, "forklarer Katrin Sommer, fødevarekemiker hos IGB.

Med partikelmåling, en suspension sprøjtes ind i plasmaet, der indeholder både store og små partikler i ikke-homogen fordeling. Suspensionen skal fortyndes kraftigt, så den ene titaniumdioxidpartikel efter den anden kan detekteres og analyseres. Ioner dannes ud af disse partikler i varmt plasma på omkring 7, 000 Kelvin. De kommer til spektrometrets detektor som en ionsky, og tælles inden for den korteste måletid på omkring tre millisekunder. Signalintensiteten korrelerer med partikelstørrelsen. "Vi omregner intensiteten til nanometer. vi tæller partikelsignaler, hvorfra vi beregner partikelkoncentration med op til ti procents nøjagtighed. Vi kan fastslå præcis, hvor mange partikler der er af en bestemt størrelse, siger Sommers, forklarer proceduren.

Det var IGB-forskere, der oprindeligt udviklede metoderne til at måle titaniumoxid-nanopartikler i spildevand. "Men processen er generelt velegnet til komplekse medier, og kan også påføres solcreme, "angiver forskeren. En unik egenskab ved denne tilgang:IGB -teamet udfører dataanalyse og databehandling uden specialiseret software." Vi har statistisk evalueret rådataene ved hjælp af et standard computerprogram, og dermed kan fungere uafhængigt af producent. Sammenlignet med eksisterende metoder, SP-ICP-MS involverer en hurtig proces, der bruger detektionsgrænser, der strækker sig ned til ultraspormængdeskalaen under ppm." en prøve på blot nogle få milliliter kan undersøges på omkring seks minutter.

Kosmetikproducenter, nanoteknologivirksomheder, og forbrugere kan drage fordel af partikelanalysen til kvalitetssikring af solbeskyttelses- og kropsplejeprodukter, men også bruge dem til at analysere vand, drikker vand, og mad. Forskerne planlægger også at måle andre nanopartikler i fremtiden, såsom silicadioxid. Man kan kun afgøre, om et produkt indeholder silicadioxid gennem komplekse målinger. For at fastslå tilstedeværelsen af ​​nanopartikler, man skal først bestemme deres størrelse eller størrelsesfordeling. Ud fra EU's definition, deklarationskrav gælder for et nanomateriale, hvis mindst 50 procent af de indeholdte partikler har en størrelse, der måler mellem 1 og 100 nanometer (nm). Tidligere analysemetoder rammer deres grænser her. Disse gør det muligt kun at etablere partikelstørrelser i rene opløsninger. De er ikke egnede til analyse af komplekse medier, som man finder i moderne kosmetik. Ud over, nanopartikler med forskellige kemiske egenskaber kan ikke adskilles fra hinanden på denne måde.