[发明专利]一种分离测定纳米银和银离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境分析化学领域，涉及一种分离测定纳米银和银离子的方法，更具体地涉及一种基于中空纤维流场流分离-电感耦合等离子体质谱联用系统在线分离测定纳米银和银离子的方法。

背景技术

纳米银是目前应用最为广泛、研究较多的纳米材料之一(S Wagner,A Gondikas,E Neubauer,et al,Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,12398–2419)。纳米银在生产、加工、使用、处置过程中不可避免地会释放到环境中。因此，纳米银的环境效应及生物安全性问题已引起广泛关注(L Geranio,M Heuberger,B Nowack,Environ.Sci.Technol.2009,43,8113-8118)。已有大量报道指出，纳米银对环境安全及人体健康存在潜在的负面影响(XL Han,L Lai,FF Tian,et al.Small 2012,8,2680-2689)。研究表明，纳米银和银离子具有不同的环境行为，且在实际环境中可相互转化。例如，纳米银在潮湿环境或水体中可释放银离子，因此实际环境中的纳米银会以纳米银、纳米银聚集体、络合态的银离子和自由态银离子等多种形态存在。同时，实际水体中的银离子在腐殖酸作用下，可被还原为纳米银(YG Yin,JF Liu,GB Jiang,ACS Nano,2012,6,7910-7919)。另外，毒理学研究表明，纳米银和银离子具有不同的毒性效应(E Navarro,F Piccapietra,B Wagner,et al,Environ.Sci.Technol.2008,42,8959-8964)。为科学评价纳米银和银离子的环境和健康风险，需要了解纳米银和银离子的自身特性。到目前为止，对于纳米银和银离子在环境中的存在、迁移、转化和毒性知之甚少，部分原因是由于缺少对纳米银和银离子的浓缩、分离与定量的方法。因此，迫切需要建立有效地纳米银和银离子的分离及检测方法以确保其安全应用。

流场流分离技术是一种非常有效的纳米材料分离技术，这种技术理论上可有效分离10nm-1000μm的颗粒，但对10nm以下的颗粒，特别是对于离子和小分子分离测定比较困难(SKR Williams,JR Runyon,AA Ashames,Anal.Chem.2011,83,634-642)。

中空纤维流场流分离技术被称为第三代流场流分离技术，与传统的流场流分离技术相比，其分离室是由镶嵌在开放的金属或者玻璃管内具有半透性的中空纤维薄膜制成。分离过程中，轴向流动驱使颗粒沿着中空纤维的内壁面向检测器方向移动，离子或小分子通过腔室壁面的小孔流出(A Zattoni,S Casolari,DC Rambaldi,et al,Anal.Chem.,2007,3,310-323)。中空纤维流场流分离技术具有分离度高、运行成本低、操作简单、易与紫外可见光谱、动态光散射等常用检测器联用等特点，但目前尚未见关于中空纤维流场流分离-电感耦合等离子体质谱联用系统的报道，而且也未见有关中空纤维流场流分离系统分离系统在纳米银和银离子分离测定中应用的报道。

发明内容

本方法的目的是提供一种基于中空纤维流场流分离-电感耦合等离子体质谱联用系统在线分离测定纳米银和银离子的方法，以克服现有技术上的缺点。

为实现上述目的，本发明提供的分离测定纳米银和银离子的方法，采用中空纤维流场流分离-电感耦合等离子体质谱联用在线分离测定纳米银和银离子，以中空纤维膜分离通道，选择不同的流动相、径向流速、聚焦时间、洗脱流速、进样量、阳离子交换树脂和洗脱剂条件，实现各种粒径纳米银以及银离子的分离测定。

其中，中空纤维膜为再生纤维素、聚砜、聚醚砜或聚丙烯腈。

其中，流动相为十二烷基硫酸钠、Triton X-114或FL-70水溶液，浓度为0.05-0.2％(v/v)。

其中，径向流速选择0.5-0.7mL/min。

其中，聚焦时间为2.5-4min。

其中，轴向流速选择0.7-1.2mL/min。

其中，样品进样量为35-60μL。

其中，阳离子交换树脂为氢型阳离子交换树脂、钠型阳离子交换树脂或氯型强碱性阴离子交换树脂。

其中，洗脱剂为硫代硫酸钠溶液，浓度为3-5mM。

与现有的分离测定纳米银和银离子的方法相比，本方法具有以下优点：

1)灵敏度高，纳米银和银离子的检出限分别为1.2μg/L和1.6μg/L。