常見的檢測納米顆粒的方法

成像方法（透射電鏡 TEM，掃描電鏡 SEM，原子力顯微鏡 AFM）：常用于檢測形狀和尺寸，但沒有元素成分信息且不易得知濃度；

圖 1. 使用掃描電鏡 SEM 納米微粒的影像圖

                                

光譜/光學方法（紫外-可見光 UV-Vis，動態光散射 DLS ）：方法較簡單，但沒有元素成分信息，且較易受到干擾；

圖 2. 使用 DLS 分析 1 ppm TiO2 的訊號圖( from 中國臺灣工業技術研究院 ITRI，2017)

                                   

聯用技術（色譜或其他聯機分離與 安捷倫ICP-MS 檢測相結合）：允許有代表性的樣品，提供良好的粒度分辨率，高元素靈敏度，但須與 ICP-MS 聯用，才能獲得單個元素的信息。

圖 3.幾種常用于偵測納米微粒的 ICP-MS 聯用技術圖

圖 4.使用 FFF-ICPMS 分析 20, 40 nm 在不同濃度的訊號圖(J. Anal. At. Spectrom, 2012)

                         

單微粒 ICP-MS (spICP-MS)：將納米顆粒一顆顆進入 ICP-MS 進行檢測，每一個納米顆粒離子化后產生一團離子云及一個峰狀訊號。從 ICP-MS 得知元素種類，而由響應強度，可得知納米粒徑的大小；由信號出現頻率，可得知納米顆粒的濃度。此方法能一次性納米元素種類胡粒徑大小信息，此外受儀器信噪比影響，儀器靈敏度愈佳，越能檢測小粒徑的納米顆粒。考慮到該方法的優勢，組織(如 ISO，US EPA )已開始建立 spICP-MS 的相關方法來檢測納米粒子。

圖 5. spICP-MS 原理簡易示意

圖 6. 圖（左）為 ICP-MS 隨時間持續收集納米粒子產生的訊號圖 (Time resolved data, TRA)；圖（中）為將收集的訊號轉成訊號強度和出現頻率之分布圖；圖（右）為配合其他信息將訊號強度轉為粒徑大小，即可得知粒徑大小及濃度。

                

安捷倫 spICP-MS 方法檢測納米粒子

檢測不同粒徑的納米粒子

以化妝品和生活日用品中常用來抗菌的銀納米粒子為例，即使混和了不同粒徑(20, 40, 60, 100 nm)的銀粒子，安捷倫 spICP-MS 仍能良好分離，測得準確結果：

圖 7. Ag 納米粒子標準品 20, 40, 60, 100 nm 標準品粒徑分布 (from Agilent Application note, 5991-5891CHCN)

圖 8. 市售護膚保養品內 Ag 納米粒子分析結果，結果顯示含有 2 組不同尺寸的納米銀粒子于產品之中 (from中國臺灣工業技術研究院ITRI, 2017)

      

而在女性化妝品內*的粉餅中，TiO2 作為主要防曬成分，自然是必須鑒定分析的關鍵成分：

圖 9. 圖（左）為 TiO2 標準品粒徑分布圖，圖（右）為市售實際粉餅樣品粒徑分布圖 (from Asia Plasma Winter Conference C-04 poster, 2017)

          

一次性檢測多種納米粒子

琳瑯滿目各式各樣的化妝品，真的只含有一種元素嗎? 當您拿到未知樣品，要從何開始呢?安捷倫聽到您的心聲，新研發的軟件功能 Fast Time Program Analysis (FTPA) function 讓您一次上樣，即可掃描至多 16 個元素，*掌握納米元素信息。

以防曬霜樣品為例，掃描后直接看出 2 種防曬霜納米成分的差異。由 TRA 圖之訊號顯示，A 防曬霜含有 Al, Ti, Si 等納米粒子，B 防曬霜中除了含有 Al、Ti、Si 納米粒子，還含有 Zn 納米粒子，表示物理性防曬范圍更廣。

圖 10. 2 種防曬霜之多元素掃描 TRA 圖(from Plasma Winter Conference TP-14 poster, 2018)

圖 11. 實際防曬霜樣品各元素粒子濃度分布結果 (from Plasma Winter Conference TP-14 poster, 2018)

           

針對化妝品分析，安捷倫光譜 ICP-MS 攜豐富完整的解決方案，從經典的重金屬雜質定量分析到創新科技、前沿應用的納米檢測全領域覆蓋，一路為您的美妝安全保駕護航。