單粒子ICP-MS在廢水中的銀納米顆粒的分析測量的應用

瀏覽次數：1667　發布日期：2020-8-28　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

用單粒子ICP-MS對廢水中的銀納米顆粒的分析測量

“納米銀”是“銀納米顆粒”的簡稱或俗稱，指由銀原子組成的顆粒，其粒徑通常在1~100nm范圍。銀材料表面具有抑菌性質早已為人熟知，其機理是位于材料表面的銀原子可以被環境中的氧氣緩慢氧化，釋放出游離的銀離子（Ag+），這些銀離子通過與細菌壁上巰基結合，阻斷細菌的呼吸鏈，最終殺死附著在材料表面的細菌。由于納米顆粒的小尺寸效應和表面效應，隨著顆粒尺寸的減小，納米銀的表面原子數與其內部原子數的比例急速升高，最終導致其銀離子的釋放速率顯著增高，殺菌效果更加顯著。

利用納米銀抑菌特性的各種產品，包括紡織品、化妝品、藥品等，以及其他工業產品，越來越多的研發并被投入使用。這些納米銀最終將會進入到環境中，對生態環境和生物健康產生影響。
快速地檢測和表征在各種不同的環境基體下的納米粒子的技術手段因此顯得極為必要，而珀金埃爾默公司的單顆粒ICP-MS技術則可以很好的應對這項挑戰。

本實驗帶您了解不同的廢水中，單顆粒ICP-MS測定納米銀的能力。

樣品
水樣：是從加拿大魁北克省蒙特利爾附近的污水處理廠抽取。
廢水：是經過污水處理廠最終處理后排放到河里的廢水，在二級沉降池后收集。
混合溶液：經過生物處理后離開曝氣池，到達二級沉降池處理懸浮物和沉積物的廢水，從二級曝氣池收集。
海藻酸鹽：一種在廢水中可以檢測到并由廢水中溶解性有機碳組成的ppm級多糖。海藻酸鹽溶液被用作于比較廢水樣品的一個已知的控制和替代物。用去離子水溶解從褐藻提取的海藻酸鈉（Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA）配制成濃度為6ppm的海藻酸鹽溶液，并震蕩一個小時。

實驗
平均粒徑為67.8±7.6nm的用PVP包裹的Ag ENPs標準品（用TEM定值，nanoComposix™ Inc., San Diego, California, USA），加入10mL到所有樣品中，使濃度為10ppb（5,000,000粒/mL）。樣品用去離子水稀釋10-1000倍，測試前超聲5分鐘。所有樣品一式三份。
使用PerkinElmer NexION® 300D/350D ICP-MS進行分析，采用SP-ICP-MS模式，在Syngistix™軟件納米分析模塊下進行。實驗參數如表1所示。

實驗結果
圖1顯示了0.1ppb（50,000粒/mL）Ag ENPs標準品的粒徑分布，相當于66.1±0.1nm的平均粒徑，濃度為52,302±2102粒/mL。對粒徑的測試結果和TEM定值的一致性表明海藻酸鹽基并不影響測量精度。

圖1：在6ppm海藻酸鹽溶液中的Ag的粒徑分布

在確定海藻酸鹽溶液技術的準確度的基礎上，排放廢水和混合溶液樣品進行下一步的測量。
圖2和圖3顯示了廢水和混合溶液各自的粒徑分布。分析前樣品稀釋100倍，表2顯示了粒徑大小和顆粒濃度的測試結果。另外，平均粒徑與證書標稱值一致，顆粒濃度接近計算值，表明沒有廢水基體會影響測量結果。這些結果表明，可以準確測量在廢水樣品中的Ag ENPs。