[发明专利]一种测定植物中硫化汞纳米颗粒的方法

说明书

一种测定植物中硫化汞纳米颗粒的方法，包括S100、获取汞暴露中的植株；S200、用混合酶Macerozyme R‑10对植物体内的硫化汞纳米颗粒进行加热酶解提取；S300、对步骤S200处理后的样本，运用单颗粒电感耦合等离子体质谱(spICP‑MS)对植物根和叶片组织中硫化汞纳米颗粒进行测定。该方法简单易操作，实验条件易控制，实验所需装置简单，提取条件温和容易操作，可实现复杂植物基质中硫化汞纳米颗粒的快速测定，且所需样本量较少，检出限较低，可以实现样本的批量检测。

技术领域

本公开属于纳米颗粒测量技术领域，具体涉及的是植物中硫化汞纳米颗粒的测定方法。

背景技术

纳米颗粒通常被定义为至少在一个维度范围内尺寸小于100nm的粒子，属于一种超微颗粒。纳米颗粒具有表面效应、尺寸效应、量子尺寸效应等特性，因此相对于化学组成相同的微米级颗粒，纳米颗粒会表现出较大的性质差异。随着材料科学技术的发展，越来越多的纳米材料被广泛应用于物理、化学、生命科学以及人们的日常生活中，如半导体材料、催化剂、微电子器械、化妆品、药物载体等；据统计，有超过1300种生活产品中含有纳米颗粒。作为纳米颗粒的一种，纳米硫化汞颗粒也经常应用于商业和日常生活中。除此之外，硫化汞是土壤中汞的重要存在形态，在汞矿区土壤更是汞的主要存在形式，其来源主要是矿石风化、矿渣淋滤。在底泥、滩地中，大气沉降或直接排放的汞在还原性条件下可以转化成硫化汞纳米颗粒，在氧化性条件下最终也会形成硫化汞纳米溶胶。硫化汞纳米颗粒作为汞的一种形态，具有一定的毒性，排放到环境会对动物植物造成不利的影响，对生态环境与人类健康会带来潜在的危害。

土壤中的硫化汞是一种惰性的汞形态，具有极低的溶解性、迁移性和生物可利用性；但研究发现当硫化汞形成纳米尺寸的硫化汞，它可以被生物吸收，进而进入食物链，即纳米硫化汞具有一定的生物可利用性。硫化汞纳米颗粒也可直接被植物吸收，而一些主要粮食作物(如水稻、小麦等)是居民主食的重要来源，因此，关注植物对土壤中硫化汞纳米颗粒的吸收、迁移机制对保障人体健康具有重要意义。为准确评估硫化汞纳米颗粒对人类健康的影响，首先需要建立准确测定植物中硫化汞纳米颗粒的检测方法。现有技术中对汞形态(包括硫化汞)的检测方法主要包括：(1)化学连续提取法，该方法已经用于土壤中汞地球化学形态的检测，该方法利用不同提取能力的化学试剂来对土壤中的汞进行分级连续提取，并通过差量法来间接的确定硫化汞的含量(即总汞减去其它形态的汞)，难以真实客观的反应硫化汞的量。同时，在提取过程中需要使用到强氧化性和强腐蚀性的化学试剂(如双氧水和硝酸等)，对实验人员可能会造成一定的暴露、废液处理也可能会带来环境污染。(2)同步辐射X射线近边吸收谱，该方法虽然可以进行汞形态的分析，但对环境样本的检测通常需要较高的汞的浓度，一般要求要达到上百个mg·kg^-1才能在仪器中检出；而实际环境样本尤其是植物样本中，汞的浓度普遍较低，使之不能得到有效检出；同时，由于分析的结果需要对照标准品进行公式拟合，其分析结果的主观性会导致最终检测结果存在一定的不确定性。更为重要的是，上述两种方法只是能分析环境样品中硫化汞的含量，并不能表征硫化汞颗粒的粒径分布，以及识别硫化汞纳米颗粒的相对组成贡献。(3)在纳米颗粒粒径分布上，透射电子显微镜配备能量色散能谱(TEM-EDS)可以在拍摄的电镜图片中获取样品中纳米颗粒的粒径分布信息，但该方法中植物样本前处理过程复杂繁琐，除此之外观测样本耗时长，且不能适用于低浓度的环境样本，更不能获得纳米颗粒的浓度信息。

综上所述，需要研发一种新的绿色环保的检测方法，以有效表征植物中硫化汞纳米颗粒的颗粒浓度、粒径分布测定。

发明内容

为解决现有方法中难以有效表征植物中硫化汞纳米颗粒的检测问题，本发明的目的是提供植物中硫化汞纳米颗粒浓度以及粒径分布的测定方法。

一种测定植物中硫化汞纳米颗粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、获取汞暴露中的植株；

S200、用混合酶Macerozyme R-10对植物体内的硫化汞纳米颗粒进行加热酶解提取；