仪器网

　　纳米科技在为现代生活提供各种高性能产品的同时，也对环境造成了严重的负担。之前的文章中，我们一起学习了饮用水、湖泊水、废水等水体中的纳米颗粒的单颗粒ICP-MS的测定过程，了解到纳米颗粒的无处不在。
 

　　那么“大海啊，全是水”的海水中，是不是也一定存在着纳米颗粒呢
 

　　但是，海水和其他水体不一样，含有更多的“盐分”，也就是基体不同。通常，在ICP-MS 分析中，分析之前需要稀释具有较高基体的样品，以免对仪器产生影响。然而，纳米颗粒在环境样品中的溶解和聚合取决于基体，且样品基体组成和浓度(例如溶解有机质(DOM)和离子强度)对其具有极大影响。因此在处理纳米颗粒时，稀释可能触发转化，这意味着获得的结果可能无法准确反映样品中纳米颗粒的初始状态。
 

　　为降低环境样品或其他高溶解固体含量样品在分析前稀释的必要性，PerkenElmer提供了适用于NexION系列ICP-MS(5000/2000/1000/350/300)的全基体进样系统(AMS)。
 

　　这套系统包含一个耐高盐雾化器和一个带有氩气稀释气接口的雾室。稀释气的流速由独立的氩气通道控制，气流方向与雾化气流向垂直，以获得较佳的混合效果。可获得高达200倍的稀释比，避免了离线手工稀释的繁琐操作和随之而来的污染和误差。对于不需稀释的样品，只需将稀释气关掉，无需取下稀释气管路。借助AMS系统，对无需稀释的样品和需要稀释200倍以内的样品分别进行分析之间，无需对仪器再次进行参数优化。
 

　　本文中，我们将探索模拟海水样品中金纳米颗粒的分析，并利用AMS 功能避免人为稀释，并讨论仪器配置条件对单颗粒ICP-MS进行准确颗粒分析的影响。
 

　　样品
 

　　在超高纯(UHP)水中以1，2 和3 ppb 浓度制备离子金(Au+)标准品，并且在超高纯水中按60000 颗/mL制备60 nm 的金纳米颗粒标准品(NIST 8013)。使
 

　　用标准参考物质(CASS-6，加拿大国家研究委员会)制备海水样品，并掺入60000 颗/mL的60 nm NIST 金纳米颗粒。
 

　　在分析之前不进行进一步的样品稀释。
 

　　实验
 

　　所有分析均在NexION 2000 ICP-MS 上进行，并使用表1 中所示的进样附件和参数。全基体进样系统(AMS)的气流量设定为0.4 L/ 分钟，即10 倍稀释，可在未经任何人为稀释的情况下分析未稀释的海水，从而简化样品制备，并确保样品基体中纳米颗粒的完整性。
 

实验结果
 

　　如下图所示，在几种不同的AMS 气流量下准确确定NIST 60 nm 金颗粒的粒径，证明如果使用相应的离子校准，AMS 不会影响粒径测量的准确度。
 

　　AMS 气体流量对NIST 8013 60 nm 金纳米颗粒测量粒径的影响。
 

AMS 气体流量对NIST 8013 60 nm 金纳米颗粒测量粒径的影响
 

　　将金纳米颗粒分别添加到海水和去离子水样品中并进行测量。
 

　　下图显示了添加到海水和去离子水中的60 nm纳米颗粒的粒径分布，两者基本没有差异。结果表明，适当的仪器参数设置和AMS降低了基体效应，从而能够在复杂的环境基体(如海水)中进行准确的纳米颗粒测量，而无需与离子校准标液进行基体匹配。这种能力简化了流程，增加了可用性，重要的是，由于消除了液体稀释的需要，可在分析样品中获得纳米颗粒的准确结果。
 

　　未稀释的海水(a)和去离子水(b)中的NIST 8013 60 nm金纳米颗粒的粒径分布
 

　　未稀释的海水(a)和去离子水(b)中的NIST 8013 60 nm金纳米颗粒的粒径分布
 

　　结论
 

　　使用配备了全基体进样系统(AMS)的PerkinElmer的NexION 2000 ICP-MS，可以无需考虑用水稀释导致的纳米颗粒状态的转化对于测量结果的影响，准确测量海水(典型的复杂基体)中纳米颗粒粒径大小和浓度，无需手工稀释样品。