GaAs颗粒暴露下砷镓皮肤渗透性研究：基于Franz扩散细胞的离体实验分析与职业健康意义

本综述通过Franz细胞离体模型，系统研究GaAs（砷化镓）颗粒中砷（As）和镓（Ga）的皮肤渗透行为。结果表明，在人工汗液环境中As的渗透性显著高于Ga，尤其在皮肤屏障受损时渗透量急剧上升（破损皮肤中As浓度达1558±546 ng/cm2）。研究强调GaAs半导体工业中皮肤暴露的毒理学风险，为职业防护（如个人防护装备PPE选用与皮肤去污流程）提供关键实验依据。

　　

Highlight

Gallium Arsenide characterization

样品取自分子束外延（MBE）生长工艺产生的GaAs薄膜加工废料，通过扫描电子显微镜（Gemini300, Zeiss）和能谱分析（Bruker）进行表征。

Chemicals

所有试剂均为分析级：尿素、氯化钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、氢氧化铵（25 w/v）、乳酸（90% v/v）及硝酸（67-69% v/v）。

Sample characterization

如表1所示，GaAs粉末尺寸分布涵盖微米级颗粒与纳米级粒子。粒径分析显示12.1%的颗粒小于100 nm，30%小于250 nm，68.6%小于1 μm。图1展示70 μm和1 μm尺度的SEM图像及砷/镓元素分布图，图2中红色箭头标示出小于100 nm的纳米颗粒。

Dissolution test

（此部分内容原文为空）

Discussion

本研究通过Franz扩散细胞法探究GaAs粉末中砷/镓的皮肤渗透机制，填补了该材料在职业暴露场景下的皮肤毒理学研究空白。在模拟汗液环境中，砷与镓表现出截然不同的解离特性：砷的渗透能力显著高于镓，尤其在皮肤屏障受损时差异加剧。这一现象与纳米颗粒的高比表面积促进金属离子溶出密切相关（Larese Filon et al. 2016; Rizzo et al. 2024）。研究结果警示GaAs在半导体研发与生产流程中可能通过皮肤接触引发系统性健康风险。

Conclusions

实验证实GaAs粉末释放的砷与镓可穿透皮肤屏障，其中砷的渗透量尤为显著（破损皮肤中的浓度是去污皮肤的3倍）。该发现对涉及GaAs纳米材料操作的研究与工业场景具有重要警示意义，强调需建立全面的防护规范（包括工程控制、个人防护装备优化及皮肤去污程序）以保障从业人员健康。