納米銀的單顆粒電感耦合等離子質(zhì)譜法表征及其測(cè)定

楊遠(yuǎn)　龍晨璐　楊兆光　李海普　王強(qiáng)

摘要建立單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法（SPICPMS）測(cè)定稀溶液中納米銀顆粒粒度分布及納米銀顆粒數(shù)量濃度的方法。當(dāng)停留時(shí)間為3 ms時(shí)，兩個(gè)或多個(gè)納米銀顆粒同時(shí)進(jìn)入檢測(cè)器的可能性降至最低。采用5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差迭代算法（5σ）區(qū)分納米銀顆粒信號(hào)和背景信號(hào)。采用SPICPMS法測(cè)定3種商品級(jí)納米銀顆粒（30， 50和100 nm）粒度分布和納米顆粒濃度。結(jié)果表明：SPICPMS法測(cè)定納米銀顆粒結(jié)果與納米銀的TEM值相近，可采用SPICPMS法表征納米銀顆粒。本方法測(cè)定稀溶液中納米銀顆粒粒度檢出限為25 nm，納米銀顆粒濃度檢出限約為8×104個(gè)/L。將納米銀顆粒加入到自來水樣品中并進(jìn)行測(cè)定，獲得相近的納米銀粒度分布及納米顆粒濃度。本方法簡(jiǎn)單、快捷、靈敏度高，可為研究水環(huán)境中納米銀的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供可靠分析方法，并為飲用水中納米銀的監(jiān)測(cè)提供分析技術(shù)。關(guān)鍵詞納米銀；單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜；飲用水

20140616收稿；20140722接受

本文系教育部高校博士點(diǎn)專項(xiàng)基金項(xiàng)目（No.20120162110019）、國家自然科學(xué)基金（Nos. 21407182， 21277175）、深圳市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目（JCYJ20120618164317119）資助

* Email： qwangcsu@163.com1引言

根據(jù)“新興納米技術(shù)計(jì)劃”的報(bào)道＼[1＼]，市場(chǎng)中大約存在1300種納米材料商品，其中20%與納米銀材料相關(guān)。納米銀（AgNPs）顆粒具有特殊的抗菌活性，已被廣泛應(yīng)用在紡織品、水凈化設(shè)備、化妝品等領(lǐng)域。值得注意的是，納米級(jí)的尺寸在賦予納米材料迥異特性和嶄新應(yīng)用的同時(shí)，也增加了該類材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的毒性，使之成為一類新興的污染物＼[2，3＼]。AgNPs在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、歸趨等環(huán)境行為和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問題不能由其對(duì)應(yīng)的溶解態(tài)金屬離子或單質(zhì)來預(yù)測(cè)。與常規(guī)污染物相比，影響AgNPs環(huán)境行為的指標(biāo)體系更為復(fù)雜。目前，國外對(duì)于水環(huán)境中AgNPs的檢測(cè)研究剛剛起步，而國內(nèi)尚無相關(guān)報(bào)道。因此，迫切需要建立一種準(zhǔn)確測(cè)定水環(huán)境中AgNPs的分析方法，并用于研究水環(huán)境中AgNPs這種新興污染物的環(huán)境行為。

目前，表征納米材料最常見的方法為動(dòng)態(tài)光散射（DLS）、納米顆粒物追蹤（NTA）和電子顯微鏡（EM）。此類技術(shù)需要較高濃度（mg/L）才能有效地表征未知樣品＼[4～6＼]，不適合水環(huán)境中低濃度納米顆粒表征。電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）具有高選擇性、高靈敏度和多元素同時(shí)測(cè)定等優(yōu)勢(shì)，特別適合用于這種新興材料的表征分析。通過與其它技術(shù)的聯(lián)用，可獲得金屬基納米顆粒的粒度和自有性質(zhì)（如自由離子同納米粒子關(guān)系）信息。流場(chǎng)分離技術(shù)（Field flow fractionation，F(xiàn)FF）ICPMS技術(shù)能夠?qū)α綖?～1000 nm的大分子、膠體和工程納米材料進(jìn)行物理分離并表征，但對(duì)Ag+測(cè)定，F(xiàn)FFICPMS技術(shù)分離效果不佳，明顯限制了該技術(shù)對(duì)于工程納米材料的分離檢測(cè)＼[7＼]。流動(dòng)色譜ICPMS聯(lián)用技術(shù)（HDCICPMS）＼[8＼]是另一種分離工程納米粒子的方法，但與FFF技術(shù)相比，分辨率較差。

摘要建立單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法（SPICPMS）測(cè)定稀溶液中納米銀顆粒粒度分布及納米銀顆粒數(shù)量濃度的方法。當(dāng)停留時(shí)間為3 ms時(shí)，兩個(gè)或多個(gè)納米銀顆粒同時(shí)進(jìn)入檢測(cè)器的可能性降至最低。采用5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差迭代算法（5σ）區(qū)分納米銀顆粒信號(hào)和背景信號(hào)。采用SPICPMS法測(cè)定3種商品級(jí)納米銀顆粒（30， 50和100 nm）粒度分布和納米顆粒濃度。結(jié)果表明：SPICPMS法測(cè)定納米銀顆粒結(jié)果與納米銀的TEM值相近，可采用SPICPMS法表征納米銀顆粒。本方法測(cè)定稀溶液中納米銀顆粒粒度檢出限為25 nm，納米銀顆粒濃度檢出限約為8×104個(gè)/L。將納米銀顆粒加入到自來水樣品中并進(jìn)行測(cè)定，獲得相近的納米銀粒度分布及納米顆粒濃度。本方法簡(jiǎn)單、快捷、靈敏度高，可為研究水環(huán)境中納米銀的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供可靠分析方法，并為飲用水中納米銀的監(jiān)測(cè)提供分析技術(shù)。關(guān)鍵詞納米銀；單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜；飲用水

20140616收稿；20140722接受

本文系教育部高校博士點(diǎn)專項(xiàng)基金項(xiàng)目（No.20120162110019）、國家自然科學(xué)基金（Nos. 21407182， 21277175）、深圳市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目（JCYJ20120618164317119）資助

* Email： qwangcsu@163.com1引言

根據(jù)“新興納米技術(shù)計(jì)劃”的報(bào)道＼[1＼]，市場(chǎng)中大約存在1300種納米材料商品，其中20%與納米銀材料相關(guān)。納米銀（AgNPs）顆粒具有特殊的抗菌活性，已被廣泛應(yīng)用在紡織品、水凈化設(shè)備、化妝品等領(lǐng)域。值得注意的是，納米級(jí)的尺寸在賦予納米材料迥異特性和嶄新應(yīng)用的同時(shí)，也增加了該類材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的毒性，使之成為一類新興的污染物＼[2，3＼]。AgNPs在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、歸趨等環(huán)境行為和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問題不能由其對(duì)應(yīng)的溶解態(tài)金屬離子或單質(zhì)來預(yù)測(cè)。與常規(guī)污染物相比，影響AgNPs環(huán)境行為的指標(biāo)體系更為復(fù)雜。目前，國外對(duì)于水環(huán)境中AgNPs的檢測(cè)研究剛剛起步，而國內(nèi)尚無相關(guān)報(bào)道。因此，迫切需要建立一種準(zhǔn)確測(cè)定水環(huán)境中AgNPs的分析方法，并用于研究水環(huán)境中AgNPs這種新興污染物的環(huán)境行為。

目前，表征納米材料最常見的方法為動(dòng)態(tài)光散射（DLS）、納米顆粒物追蹤（NTA）和電子顯微鏡（EM）。此類技術(shù)需要較高濃度（mg/L）才能有效地表征未知樣品＼[4～6＼]，不適合水環(huán)境中低濃度納米顆粒表征。電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）具有高選擇性、高靈敏度和多元素同時(shí)測(cè)定等優(yōu)勢(shì)，特別適合用于這種新興材料的表征分析。通過與其它技術(shù)的聯(lián)用，可獲得金屬基納米顆粒的粒度和自有性質(zhì)（如自由離子同納米粒子關(guān)系）信息。流場(chǎng)分離技術(shù)（Field flow fractionation，F(xiàn)FF）ICPMS技術(shù)能夠?qū)α綖?～1000 nm的大分子、膠體和工程納米材料進(jìn)行物理分離并表征，但對(duì)Ag+測(cè)定，F(xiàn)FFICPMS技術(shù)分離效果不佳，明顯限制了該技術(shù)對(duì)于工程納米材料的分離檢測(cè)＼[7＼]。流動(dòng)色譜ICPMS聯(lián)用技術(shù)（HDCICPMS）＼[8＼]是另一種分離工程納米粒子的方法，但與FFF技術(shù)相比，分辨率較差。

摘要建立單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法（SPICPMS）測(cè)定稀溶液中納米銀顆粒粒度分布及納米銀顆粒數(shù)量濃度的方法。當(dāng)停留時(shí)間為3 ms時(shí)，兩個(gè)或多個(gè)納米銀顆粒同時(shí)進(jìn)入檢測(cè)器的可能性降至最低。采用5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差迭代算法（5σ）區(qū)分納米銀顆粒信號(hào)和背景信號(hào)。采用SPICPMS法測(cè)定3種商品級(jí)納米銀顆粒（30， 50和100 nm）粒度分布和納米顆粒濃度。結(jié)果表明：SPICPMS法測(cè)定納米銀顆粒結(jié)果與納米銀的TEM值相近，可采用SPICPMS法表征納米銀顆粒。本方法測(cè)定稀溶液中納米銀顆粒粒度檢出限為25 nm，納米銀顆粒濃度檢出限約為8×104個(gè)/L。將納米銀顆粒加入到自來水樣品中并進(jìn)行測(cè)定，獲得相近的納米銀粒度分布及納米顆粒濃度。本方法簡(jiǎn)單、快捷、靈敏度高，可為研究水環(huán)境中納米銀的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供可靠分析方法，并為飲用水中納米銀的監(jiān)測(cè)提供分析技術(shù)。關(guān)鍵詞納米銀；單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜；飲用水

20140616收稿；20140722接受

本文系教育部高校博士點(diǎn)專項(xiàng)基金項(xiàng)目（No.20120162110019）、國家自然科學(xué)基金（Nos. 21407182， 21277175）、深圳市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目（JCYJ20120618164317119）資助

* Email： qwangcsu@163.com1引言

根據(jù)“新興納米技術(shù)計(jì)劃”的報(bào)道＼[1＼]，市場(chǎng)中大約存在1300種納米材料商品，其中20%與納米銀材料相關(guān)。納米銀（AgNPs）顆粒具有特殊的抗菌活性，已被廣泛應(yīng)用在紡織品、水凈化設(shè)備、化妝品等領(lǐng)域。值得注意的是，納米級(jí)的尺寸在賦予納米材料迥異特性和嶄新應(yīng)用的同時(shí)，也增加了該類材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的毒性，使之成為一類新興的污染物＼[2，3＼]。AgNPs在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化、歸趨等環(huán)境行為和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)問題不能由其對(duì)應(yīng)的溶解態(tài)金屬離子或單質(zhì)來預(yù)測(cè)。與常規(guī)污染物相比，影響AgNPs環(huán)境行為的指標(biāo)體系更為復(fù)雜。目前，國外對(duì)于水環(huán)境中AgNPs的檢測(cè)研究剛剛起步，而國內(nèi)尚無相關(guān)報(bào)道。因此，迫切需要建立一種準(zhǔn)確測(cè)定水環(huán)境中AgNPs的分析方法，并用于研究水環(huán)境中AgNPs這種新興污染物的環(huán)境行為。

目前，表征納米材料最常見的方法為動(dòng)態(tài)光散射（DLS）、納米顆粒物追蹤（NTA）和電子顯微鏡（EM）。此類技術(shù)需要較高濃度（mg/L）才能有效地表征未知樣品＼[4～6＼]，不適合水環(huán)境中低濃度納米顆粒表征。電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）具有高選擇性、高靈敏度和多元素同時(shí)測(cè)定等優(yōu)勢(shì)，特別適合用于這種新興材料的表征分析。通過與其它技術(shù)的聯(lián)用，可獲得金屬基納米顆粒的粒度和自有性質(zhì)（如自由離子同納米粒子關(guān)系）信息。流場(chǎng)分離技術(shù)（Field flow fractionation，F(xiàn)FF）ICPMS技術(shù)能夠?qū)α綖?～1000 nm的大分子、膠體和工程納米材料進(jìn)行物理分離并表征，但對(duì)Ag+測(cè)定，F(xiàn)FFICPMS技術(shù)分離效果不佳，明顯限制了該技術(shù)對(duì)于工程納米材料的分離檢測(cè)＼[7＼]。流動(dòng)色譜ICPMS聯(lián)用技術(shù)（HDCICPMS）＼[8＼]是另一種分離工程納米粒子的方法，但與FFF技術(shù)相比，分辨率較差。