成像方法（透射电镜 TEM，扫描电镜 SEM，原子力显微镜 AFM）：常用于检测形状和尺寸，但没有元素成分信息且不易得知浓度；

图 1. 使用扫描电镜 SEM 纳米微粒的影像图

光谱/光学方法（紫外-可见光 UV-Vis，动态光散射 DLS ）：方法较简单，但没有元素成分信息，且较易受到干扰；

图 2. 使用 DLS 分析 1 ppm TiO2 的讯号图( from 台湾工业技术研究院 ITRI，2017)

联用技术（色谱或其他联机分离与 安捷伦ICP-MS 检测相结合）：允许有代表性的样品，提供良好的粒度分辨率，高元素灵敏度，但须与 ICP-MS 联用，才能获得单个元素的信息。

图 3.几种常用于侦测纳米微粒的 ICP-MS 联用技术图

图 4.使用 FFF-ICPMS 分析 20, 40 nm 在不同浓度的讯号图(J. Anal. At. Spectrom, 2012)

单微粒 ICP-MS (spICP-MS)：将纳米颗粒一颗颗进入 ICP-MS 进行检测，每一个纳米颗粒离子化后产生一团离子云及一个峰状讯号。从 ICP-MS 得知元素种类，而由响应强度，可得知纳米粒径的大小；由信号出现频率，可得知纳米颗粒的浓度。此方法能一次性纳米元素种类胡粒径大小信息，此外受仪器信噪比影响，仪器灵敏度愈佳，越能检测小粒径的纳米颗粒。考虑到该方法的优势，国际组织(如 ISO，US EPA )已开始建立 spICP-MS 的相关方法来检测纳米粒子。

图 5. spICP-MS 原理简易示意

图 6. 图（左）为 ICP-MS 随时间持续收集纳米粒子产生的讯号图 (Time resolved data, TRA)；图（中）为将收集的讯号转成讯号强度和出现频率之分布图；图（右）为配合其他信息将讯号强度转为粒径大小，即可得知粒径大小及浓度。

安捷伦 spICP-MS 方法检测纳米粒子

检测不同粒径的纳米粒子

以化妆品和生活日用品中常用来抗菌的银纳米粒子为例，即使混和了不同粒径(20, 40, 60, 100 nm)的银粒子，安捷伦 spICP-MS 仍能良好分离，测得准确结果：

图 7. Ag 纳米粒子标准品 20, 40, 60, 100 nm 标准品粒径分布 (from Agilent Application note, 5991-5891CHCN)

图 8. 市售护肤保养品内 Ag 纳米粒子分析结果，结果显示含有 2 组不同尺寸的纳米银粒子于产品之中 (from台湾工业技术研究院ITRI, 2017)

而在女性化妆品内必备的粉饼中，TiO2 作为主要防晒成分，自然是必须鉴定分析的关键成分：

图 9. 图（左）为 TiO2 标准品粒径分布图，图（右）为市售实际粉饼样品粒径分布图 (from Asia Plasma Winter Conference C-04 poster, 2017)

一次性检测多种纳米粒子

琳琅满目各式各样的化妆品，真的只含有一种元素吗? 当您拿到未知样品，要从何开始呢?安捷伦听到您的心声，新研发的软件功能 Fast Time Program Analysis (FTPA) function 让您一次上样，即可扫描至多 16 个元素，彻底掌握纳米元素信息。

以防晒霜样品为例，扫描后直接看出 2 种防晒霜纳米成分的差异。由 TRA 图之讯号显示，A 防晒霜含有 Al, Ti, Si 等纳米粒子，B 防晒霜中除了含有 Al、Ti、Si 纳米粒子，还含有 Zn 纳米粒子，表示物理性防晒范围更广。

图 10. 2 种防晒霜之多元素扫描 TRA 图(from Plasma Winter Conference TP-14 poster, 2018)

图 11. 实际防晒霜样品各元素粒子浓度分布结果 (from Plasma Winter Conference TP-14 poster, 2018)

针对化妆品分析，安捷伦光谱 ICP-MS 携丰富完整的解决方案，从经典的重金属杂质定量分析到创新科技、前沿应用的纳米检测全领域覆盖，一路为您的美妆安全保驾护航。