□ 刘杵胜 苏哲 张海元 王晓炜 王钢力
测量常规化学物质的理化参数有多种分析方法，其中部分方法可用于或经改造可用于化妆品中纳米材料的检测和表征。常用于纳米材料表征的方法有光散射法、电子显微镜法、基于纳米颗粒尺寸的分离和提取方法、基于光谱或质谱技术的化学分析/检测方法、比表面积测定法，以及这些技术变化和组合的方法。
目前，纳米材料的原位成像方法在不断完善，对于有机纳米材料或经涂覆的无机纳米材料的检测，基于抗体、蛋白结合和酶的检测方法也在不断发展。
表征方法可能影响测量结果
化妆品中纳米材料的表征存在一大挑战，即使用不同表征方法可能获得不同的测量结果。例如在尺寸测量中，同一参数可能受到测量原理的影响。这种困难在复杂基质中体现得更为明显。因此，需明确标准化测量方法在使用时的优先级。需要注意的是，截至目前，没有任何单一方法可以作为表征纳米材料理化参数的“金标准”，也没有任何一种方法可以全面评估化妆品中的纳米材料。具体表征方法的选择主要取决于特定纳米材料的化学组分和物理形式。欧洲食品安全局于2018年发布的《在食品和饲料链中应用纳米科学和纳米技术的风险评估指南》[以下简称EFSA指南（2018）]提出，在测量过程恰当且结果恰当记录的前提下，通过一系列精心选择的测量方法进行检测能够得到合适的预期数据。
用于化妆品中纳米材料理化表征的分析方法应满足测量目的要求且方法可靠。理想情况下，表征方法应该通过性能参数的验证（如特异性、选择性、可靠性等），并且给出该方法的检出限/定量限和测量不确定度。目前已有食品中工程纳米材料检测和定量方法的验证指南，其原理也适用于化妆品。
电子显微镜技术为纳米材料颗粒形状和大小的测定提供了一种有用的可视化手段。电子显微镜可与光谱法或分光光度法联合使用，提供关于纳米材料的颗粒大小、形状和化学组分的更多信息。EFSA指南（2018）、经济合作与发展组织于2010年发布的《关于人造纳米材料安全性测试的样品制备和剂量测定的初步指导说明》和欧盟消费者安全科学委员会（SCCS）发布的《化妆品中纳米材料安全评估指南SCCS/1484/12》均推荐，在纳米材料表征时应至少使用一种电子显微镜方法测定纳米材料的尺寸参数。SCCS推荐使用至少两种方法测定拟用于化妆品的纳米原料的尺寸，且其中应包括一种电子显微镜方法。
在尺寸测量方面，包括电子显微镜方法中，已有多种可获得的参照品。例如美国国家标准技术研究院开发的金纳米颗粒鉴定认证的纳米材料参照品或代表性工业纳米材料。由于多种因素都可能影响电子显微镜的测试结果，该方法测量纳米尺寸的代表性和可靠性需结合其他方法加以判断。另外，样品的制备和处理对于测量结果的再现性至关重要。有研究人员提出，在使用电子显微镜方法测量食品中纳米材料的尺寸时，相较于取样、样品制备和成像分析等因素的综合影响，被测量颗粒的数量因素仅贡献了较小的不确定度。
需关注表征方法性能和参照品
对于化妆品中纳米材料的表征，需注意不同测量技术可能得到略有差异的测量结果。同时，在不同方法中，不同的样品处理/制备过程、稀释液或分散液，都可能导致纳米粒子不同的聚集/团聚表现，每个方法所采用的测量原理也会有所不同，可能导致测量结果出现差异。研究表明，基于电子显微镜法测量纳米颗粒尺寸的结果差异主要源于取样、样品制备和成像分析。研究人员提出了一项质量当量直径的统一测量表达式，可用于交叉方法比较纳米颗粒聚集体的大小分布。在此方法下，不同分析方法的结果之间可以保持统一和同一标准。该方法需要使用标准化的样品处理和制备步骤。目前，多种纳米材料的分散方法已成功开发，应注意样品制备方法的一致性，以保证结果的重现性，同时有利于不同样品间结果的比较。
根据EFSA指南（2018），需对方法的一系列性能参数进行测定和备案，包括特异性、选择性、回收率、重复性、重现性和检出限/定量限等。同时，在条件允许的情况下，应考虑引入已有相关指南；在不具有特定指南时，应从适用于该特定材料或产品类别的相关指南中调整过来。使用不同于国际公认方案的方法时，需要合理说明并记录。
参照品在分析方法的验证中必不可少。目前，仅有少部分经认证的纳米材料参照品可用于颗粒尺寸或表面积参数的测定。欧盟委员会联合研究中心提供了一项包括25种代表性纳米材料的样品库，可用于安全性测试。选用这些纳米材料作为标准品，有助于不同研究间的比较，目前已应用于欧盟资助的多个项目和经合组织的人造纳米材料工作组项目。如果不存在经认证的纳米材料参照品，可以使用具有恰当表征和记录的材料，材料应符合《ISO/TS 16195—2013》相关要求。
纳米材料毒理学研究注意事项
对于纳米材料的毒理学评估，首先应明确纳米材料在测试体系中的存在形式。同时，化妆品中纳米材料在测试体系中的表征与以下问题密切相关：测试介质/配方（及其成分）对纳米材料特征和性质的影响、毒性测试结果的有效性、与发生暴露时化妆品终产品中纳米材料的可比性。《ISO/TR 13014—2012》列出了在毒理学试验中需明确的工程纳米材料的关键特性，并明确了表征方法。
进行纳米材料的体外毒性研究时，需要在相同测试介质中直接对纳米材料进行表征，建议使用两种或两种以上的表征方法。部分方法可参考欧盟第七框架计划开发的标准操作规范。
同时，需要特别注意批次间差异以及老化效应（如团聚/聚集、沉淀、降解、缓慢溶出）。目前，测量生物体液中纳米材料含量和测定纳米材料在体内的存在形式仍比较困难。纳米材料的表面转变可能对其吸收、分布、代谢和排泄产生深远影响。在测定生物体液/生物系统中的纳米材料时，需确保测试体系能够完成对生物样品中的纳米材料及其基本组成的测定。