扫描电子显微镜对化妆品的研究和开发

自古埃及时代以来，化妆品已被用于美化人们的容貌。 因此对化妆品的研究不仅涉及新产品的开发，现有产品的分析和提升，还涉及产品组分与组织的相互作用。 在这篇博客中，将介绍三个关于化妆品行业研究与扫描电镜（SEM）之间联系的例子。

研究氧化铜纳米材料对不同上皮细胞的毒性

因为纳米颗粒存在潜在毒性，在化妆品的使用中被广泛讨论。在 Ude 等人的研究中，检测了氧化铜纳米材料对不同上皮细胞的毒性。[1]

大量纳米材料可供选择，尺寸、组成、比表面积、荷电、形状和溶解度都各不相同。 以上所有这些因素都会影响纳米材料的生物效应。

金属纳米材料，例如氧化铜（CuO）颗粒是可溶的，并且可通过颗粒效应或离子介导效应而产生毒性。 人类很有可能摄入氧化铜纳米材料，但目前对于潜在毒性的了解甚少。

Ude 等人除了在细胞培养材料上使用扫描电镜（SEM）之外，还选择 Caco-2 细胞系来研究这些纳米材料的潜在影响。 他们的研究清楚表明， CuO  纳米材料的影响与硫酸铜（CuSO 4）纳米材料相当 。

扫描电镜（SEM）成像证实了  CuO  和 CuSO4  纳米材料对单层 Caco-2 细胞的毒性。 这表明由于紧密连接功能障碍，化学物质和病原体等物质可能会穿过肠屏障。

图1：除臭剂的扫描电镜（SEM）图像。 化妆品由非常复杂的成分组成，通常含有颗粒。

研究二氧化钛纳米粒子对大肠杆菌的影响

仍然是纳米粒子的研究，但是一个不同的模型系统。 Planchon 等人进行了一项研究 [2] ，该研究集中在二氧化钛纳米粒子对大肠杆菌的影响。 如之前所述，二氧化钛纳米粒子浓度为10ppm以上，开始显示出对大肠杆菌的毒性 ，但也说明部分细菌群体能够适应并存活。  

扫描电镜（SEM）结果显示一些细菌被二氧化钛颗粒完全覆盖，而大部分细菌仍然没有纳米颗粒。 这一不均匀性导致蛋白质组和代谢组的差异。 为了确定生物多样性的影响，该研究建议分析大量样本，以降低不必要的变量影响。  

Planchon 等人的研究表明，将大肠杆菌暴露于二氧化钛纳米颗粒会导致细菌变异分化。 其中一部分细菌能够适应应激并暂时存活，而另一部分细菌则无法适应并死亡。 该研究尝试结合蛋白质学和代谢学，为研究纳米粒子的生物效应提供了突破，并能更精确对毒性评估。

检查牙膏的特性

Pinto 等人的一项特别研究，旨在表征牙膏特性，因为它们是氟化物的主要来源 [3]。 通过配方改良，例如添加三氯生 ，硝酸钾或氯化锶 ，以增强疗效 。 

该研究小组的目标是通过扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDX） 对 12 种牙膏的特征进行分析。 将牙膏在 650℃ 下灰化，然后通过扫描电镜（SEM）成像和能谱仪（EDX）分析。 该研究得出结论：由于牙膏中包含许多成分，每位患者应该进行自我评估以匹配自己的需求。

走出化妆品行业

图2a和b：头发的扫描电镜（SEM）图像。 左边的图像为健康发质，右边的图像是有损发质。

通过这三个例子，希望可以了解扫描电镜（SEM）如何成为化妆品行业的研究工具。 但是，当我们走出化妆品领域时，扫描电镜（SEM）的研究应用范围进一步扩大。

参考文献

[1] Impact of copper nanomaterials on differentiated and undifferentiated Caco-2 intestinal epithelial cells; assessment of cytotoxicity, barrier integrity, cytokine production and nanomaterial penetration, Ude et al, Particle and Fibre Toxicology (2017), 14:31.

[2] Metabolomic and proteomic investigations of impacts of titanium dioxide nanoparticles on Escherichia coli, Planchon et al., PLOS ONE, Juni 1 (2017)

[3] Characterization of Dentifrices Containing Desensitizing Agents, Triclosan or Whitening Agents: EDX and SEM Analysis, Pinto et al., Brazilian Dental Journal (2014) 25 (2): 153-159