XPS Surface Characterization of Disposable Laboratory Gloves and the Transfer of Glove Components to Other Surfaces

Význam tématu

Vědomí o možném přenosu kontaminantů z jednorázových laboratorních rukavic na citlivé povrchy je klíčové pro přesnost analýz a kvalitu výrobků v řadě odvětví. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) poskytuje detailní informace o chemickém složení povrchů a umožňuje detekovat i stopové minerální a organické příměsi na vnějších i vnitřních stranách rukavic.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo charakterizovat povrchový složení různých typů práškově neobsahujících nitrilových, latexových a neoprenových rukavic a sledovat, jaký vliv mají běžné laboratorní rozpouštědla na jejich povrchovou chemii. Dále bylo cílem prokázat přenos rukavicových komponent na jiné povrchy prostřednictvím jednoduchého dotyku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: Sedmnáct produktů z oblasti laboratorních rukavic (7 nitrilových, 7 latexových, 1 neoprenová) bylo analyzováno čerstvě vyjmutých ze sterilních obalů.

• Instalace vzorků: Segmenty 1×1 mm – vnější i vnitřní povrch.
• Použitá instrumentace: Thermo Scientific K-Alpha XPS se zdrojem monochromatického Al Kα záření, spot size 400 μm, 128-multi channel detektor, Avantage Data System.
• Režim měření: Survey spektra (0–1350 eV) pro elementární kvantifikaci a vysoké rozlišení pro identifikaci chemických stavů.
• Depth profiling: Ar+ iontový paprsek 1000 eV, raster 2×4 mm, hloubkové kalibrace na SiO2/Si standardu.
• Testy vlivu rozpouštědel: 5minutové máchání v acetonu, chloroformu, hexanu, methanolu.
• Přenášecí test: Lehké dotyky prstem v rukavici na hliníkovou fólii Reynolds Wrap®.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Povrchové složení rukavic se značně lišilo podle typu a výrobce. Vedle uhlíku a kyslíku byly detekovány prvky Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca a Zn.
2. Vnitřní a vnější povrch rukavic vykazoval rozdílnou chemii, což ukazuje na přítomnost odlišných přísad a povrchových úprav (chlorace, silikonové uvolňovače).
3. Vysoké rozlišení potvrzuje funkční skupiny: C–N, C–O, karbonáty, sulfidy, sulfáty, silikony, organické halogeny.
4. Rozpouštědla modifikují složení povrchu: odplavují některé přísady (Cl, Si) a naopak zvyšují koncentraci jiných (Si u latexu po metanolu až 21 at.%).
5. Přenos kontaminantů: Lehké dotyky rukavic na hliníkovou fólii přenesly uhlík (až 91 at.%), křemík (až 21 at.%), sloučeniny Ca, Cl, S, K a další. Hloubkové profilování ukázalo vrstvy kontaminantů až do 100 nm.

Přínosy a praktické využití metody

XPS umožňuje:

• Rychlou a citlivou detekci kontaminantů na površích rukavic.
• Určení, které výrobní přísady nebo vnější úpravy mohou ovlivnit čistotu vzorků.
• Ověření, zda běžné laboratorní postupy (oplachy, rozpouštědla) narušují integritu rukavic a přinášejí riziko kontaminace.
• Stanovení vhodných manipulačních strategií (čisté nástroje, minimalizace přímého kontaktu rukavic s analyzovanými vzorky).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření analýzy na rukavice s dalšími povrchovými úpravami (např. polymerní nástřiky pro lepší přilnavost).
• Kombinace XPS s jinými povrchově citlivými metodami (TOF-SIMS, AFM, FTIR) pro komplexní profilování.
• Vývoj standardizovaných protokolů pro hodnocení kontaminace rukavic v čistých místnostech a farmaceutickém průmyslu.
• Využití dat pro optimalizaci výrobních receptur rukavic s nižším rizikem přenosu kontaminantů.

Závěr

Studie prokázala, že jednorázové laboratorní rukavice obsahují rozmanité anorganické i organické složky, které se mohou uvolňovat na povrch a dále přenášet na analyzované materiály. XPS je efektivní nástroj pro detekci těchto příměsí a umožňuje optimalizovat pracovní postupy a výběr rukavic pro kritická použití.

Reference

• Strohmeier BR. XPS Surface Characterization of Disposable Laboratory Gloves and the Transfer of Glove Components to Other Surfaces. Application Note 52287. Thermo Fisher Scientific; 2012.