Examining Particle Size of Inorganic Active Ingredients within Sunscreens Using Dynamic Light Scattering
Examining Particle Size of Inorganic Active Ingredients within Sunscreens Using Dynamic Light Scattering
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使用动态光散射检查防晒霜中无机活性成分的粒径
DOI：
10.1021/acs.jchemed.0c00939
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发表时间：
2021
影响因子：
3
通讯作者：
Damai, Aakriti
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Quiñones, Rosalynn;Moreno, Sara;Shoup, Deben;Klein, Mieke;Westfall, Tamara D.;Damai, Aakriti
随着广谱防晒霜的进步以及最近由于苯类防晒霜对环境的毒性而禁止使用，人们开始推动含有无机活性成分的广谱防晒霜。在本研究中，开发了一种程序，使用动态光散射 (DLS) 来分析防晒系数 (SPF) 值范围为 15 至 50 的防晒霜中无机活性成分二氧化钛 (TiO2) 和/或氧化锌 (ZnO) 的粒径和尺寸分布。这些无机成分通常被设计为纳米颗粒，以降低皮肤上的可见度并保留紫外线散射。研究表明，使用较小的纳米颗粒来提高无机过滤器的功效，如果它变得可渗透到皮肤，也可能对人体有毒。这种方法允许本科生动手进行粒径测定，并利用流体动力学直径的影响将防晒霜样品与纳米粉末和分散标准进行比较。学生们发现，由于团聚，纳米粉末标准品的粒径在分散在溶液中时可能会超过制造商标记的尺寸，然后他们将其与防晒霜数据进行比较。结果还表明，一些防晒霜在样品制备结束时具有两个不同的层，这可能与防晒霜中的基质成分相关。这项研究面向本科分析学生，可以使用电位变化和扫描电子显微镜 (SEM) 与电子色散光谱 (EDS) 进行更改，以创建更具挑战性的上层实验室，并允许进行仪器比较。
With the advancements in broad-spectrum sunscreens and the recent bans on benzene-based sunscreens due to their environmental toxicity, there has been a push toward broad-spectrum sunscreens containing inorganic active ingredients. In this study, a procedure was developed to analyze the particle size and size distribution of inorganic active ingredients, titanium dioxide (TiO2) and/or zinc oxide (ZnO), of sunscreens with sun protection factor (SPF) values ranging from 15 to 50 using dynamic light scattering (DLS). These inorganic components are often engineered as nanoparticles in order to reduce visibility on the skin and retain UV scattering. Research suggests that the use of smaller nanoparticles to increase the efficacy of the inorganic filters may also be toxic to humans if it becomes permeable to the skin. This methodology allowed undergraduate students to work hands-on with particle sizing and compare sunscreen samples to nanopowder and dispersion standards using the effect of the hydrodynamic diameter. Students found that, due to agglomeration, the particle sizes for the nanopowder standards could exceed the manufacture’s labeled size when dispersed in solution, which they then compared with their sunscreen data. The results also showed that some sunscreens had two distinct layers at the end of sample preparation, which could be correlated to the matrix components within the sunscreens. This study is intended for undergraduate analytical students and can be altered using the potential variations and scanning electron microscopy (SEM) with electron dispersive spectroscopy (EDS) to create a more challenging upper-level lab and allow for instrumentation comparisons.
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