Xác định nano bạc trong một số sản phẩm tiêu dùng bằng tán xạ ánh sáng động (DLS) và phổ khối lượng plasma cảm ứng cao tần (ICP-MS)

Tóm tắt

Các hạt nano bạc ngày càng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như y tế, chăm sóc sức khỏe, hàng tiêu dùng và các mục đích công nông nghiệp, do tính chất hóa học và vật lý độc đáo của chúng. Những tính chất này như về quang học, điện và nhiệt độ, độ dẫn điện và các tính chất sinh học. Chúng đã được sử dụng cho một số ứng dụng, như các tác nhân kháng khuẩn trong các sản phẩm công nghiệp, nông nghiệp, trong các sản phẩm tiêu dùng, sơn phủ thiết bị y tế, cảm biến quang học và mỹ phẩm, trong ngành công nghiệp dược phẩm, công nghiệp thực phẩm, chẩn đoán, chỉnh hình, chất mang thuốc như thuốc chống ung thư. Gần đây, nano bạc thường được sử dụng trong nhiều hàng dệt may, kháng khuẩn, xử lý vết thương và các thiết bị y sinh. Với kích thước nhỏ, điều làm nên sự khác biệt của vật liệu nano mà các công nghệ thông thường đã không thể đạt được là do diện tích bề mặt tăng do đó làm tăng số lượng các phân tử nằm trên bề mặt các hạt; dễ phân tán hạt trong chất lỏng hơn; độ tan tăng; dễ hấp thụ qua tế bào, da và ruột và có một số tính chất quang học và vật lý khác so với vật liệu có kích thước lớn hơn

Một số cách tiếp xúc với các hạt nano bạc như: tiếp xúc với da, uống, hít  và tuần hoàn máu. Kích thước hạt nano bạc quyết định chế độ độc tế bào. Độc tính của hạt nano bạc kích thước < 10 nm chủ yếu là do giải phóng các ion Ag+, gan là cơ quan đích chính, tiếp theo là lá lách, phổi và thận. Một nghiên cứu khác đối với nano bạc kích thước 20 nm và 100 nm trên chuột WU cho thấy có tổn thương gan. Dựa trên cách tiếp cận in vitro, nano bạc gây ra sự chết tế bào và stress oxy hóa trong các bệnh xơ nang của người và các tế bào ung thư biểu mô da, tế bào gan HepG2 ở người, và có thể có một số tác dụng phụ khác.

Do đó, sau khi tổng hợp, để giải quyết vấn đề an toàn trước khi sử dụng bất kỳ vật liệu nano nào, cần phải "mô tả" đúng tính năng đặc trưng các hạt nano. Năm 2011, Ủy ban Châu Âu đã công bố khuyến nghị về định nghĩa cho thuật ngữ vật liệu nano, yêu cầu các vật liệu phải được xác định đặc trưng theo phân bố kích thước của các hạt cấu thành của chúng; gần đây, đã bắt đầu áp dụng cho việc dán nhãn thực phẩm và mỹ phẩm, trong đó bất kỳ thành phần nào ở dạng vật liệu nano phải được ghi rõ trong danh sách các thành phần. Việc thực hiện định nghĩa này đòi hỏi các phương pháp phải được phát triển và thẩm định để có thể xác định phân bố kích thước các hạt trong giới hạn nano và định lượng chính xác hàm lượng chúng.

Trong nghiên cứu này, trên cơ sở thiết bị hiện có, đã tiến hành xây dựng một phương pháp nội bộ dựa trên hai kỹ thuật bao gồm tán xạ ánh sáng động (Dynamic Light Scattering - DLS) và phổ khối lượng plasma cảm ứng cao tần (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry - ICP/MS) để phát hiện và định lượng các hạt nano bạc (AgNPs) trong các sản phẩm tiêu dùng dạng dung dịch. Dữ liệu thu được sau đó được sử dụng để xác minh xem các mẫu thương mại được thử nghiệm có chứa vật liệu nano theo định nghĩa của EC hay không.

Nguyên liệu

Acid nitric đậm đặc tinh khiết (hãng Merck, Germany), nước khử khoáng (điện trở suất ≥ 18,2 MW.cm). Dung dịch chuẩn bạc có nồng độ 1000 μg/ml (Agilent technology). Dung dịch nội chuẩn: sử dụng từ dung dịch nội chuẩn ICP-MS Internal Std Mix - Agilent technology. Dung dịch tối ưu hóa ICP-MS Stock Tuning Solution - Agilent technology. Khí argon, khí heli tinh khiết cho ICP-MS. Thiết bị ICP-MS Agilent 7900 (Agilent Technologies, Mỹ). Thiết bị DLS Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments Ltd. - Anh).

Phương pháp nghiên cứu

- Xác định phân bố kích thước hạt và thế zeta.

- Xác định hàm lượng bạc tổng bằng ICP-MS.

Kết luận

Phương pháp DLS kết hợp ICP-MS đã góp phần giải quyết nhu cầu cấp thiết là phải có các phương pháp thử nghiệm để phát hiện, xác định kích thước và hàm lượng thành phần vật liệu nano trong các sản phẩm tiêu dùng. Phương pháp này hiện được áp dụng thành công để phân tích các hạt nano bạc trong các sản phẩm chất lỏng kháng khuẩn thương mại khác nhau. Trong tương lai, việc sử dụng rộng rãi hơn các phương pháp như vậy để đáp ứng quy định về vật liệu nano khác nhau sẽ được phát triển và xác nhận nhằm đảm bảo phương pháp có thể được chuyển giao với độ chính xác và độ tái lập chấp nhận được giữa các phòng thí nghiệm kiểm tra chất lượng.