使用配备单纳米颗粒应用模块的Agilent 7900 ICP-MS实现单个纳米颗粒的自动化高灵敏度分析

使用配备ICP-MS Mass Hunter软件专用单纳米颗粒应用模块的Agilent 7900 ICP-MS成功实现了纳米颗粒的测定和表征.集成的数据分析软件能够快速自动化地执行单颗粒分析所需的复杂计算,同时能够在单颗粒模式下对结果进行简单、可视化的优化与验证.sp-ICP-MS方法可同时提供粒径分布与样品浓度信息,这是其他技术通常无法达到的.     

水体中金属(氧化物)纳米颗粒的环境行为与污染控制研究进展

金属(氧化物)纳米材料在生产和使用过程中,可以通过各种途径进入到水环境中,对水生生物、生态环境和人体健康产生威胁.理解纳米颗粒在水体中的环境行为,对于评估纳米材料的归趋及其对环境和人体的健康风险至关重要.本文概述了金属(氧化物)纳米颗粒的性质、来源和毒性危害,汇总了表征纳米颗粒浓度、粒径及形貌的分析方法与技术,分析了它...     

纳米金颗粒进入梨形四膜虫体内的方式及其分布

以梨形四膜虫为模式动物,研究水体中的纳米金颗粒进入生物体的方式、分布及其生物学效应.实验中所采用的纳米金颗粒平均粒径为13 nm,分散均匀.透射电镜结果表明,纳米金颗粒可以通过口沟（进食）和细胞膜（内吞）两种方式进入梨形四膜虫体内;纳米金颗粒进入梨形四膜虫体内后,主要分布在食物泡中,另外细胞质和细胞核（大核）中也含有少量的纳米金颗粒.同时,研究表明在实验所用的浓度范围内,纳米金颗粒对梨形四膜虫无明显毒性.     

壳聚糖稳定纳米铁去除地表水中Cr(Ⅵ)污染的影响因素

以壳聚糖为稳定剂,制备纳米零价铁颗粒,TEM表征结果显示:其粒径分布范围为20—150 nm,平均粒径为82.4 nm.研究表明,壳聚糖稳定的纳米铁去除Cr(Ⅵ)的还原反应符合一级反应动力学方程.溶液中投加稳定剂壳聚糖,当壳聚糖浓度为150 mg.l-1时,80 min内表观一级动力学常数kobs约为空白溶液的2倍;干扰离子Ca2+,Mg2+,HCO3-和CO32-对壳聚糖稳定纳米铁去除Cr(Ⅵ)的批试验结果显示,Ca2+和Mg2+在80 min内使壳聚糖稳定纳米铁对Cr(Ⅵ)去除率分别降低了约20%和10%;HCO3-和CO32-的存在使去除率降低了约10%.     

免模板法合成高纯介孔氧化镁纳米抗菌剂

通过尿素和四水合乙酸镁的水热沉淀反应合成了多孔碳酸镁纳米带,再经高温煅烧制备了高纯度介孔氧化镁纳米颗粒.对所得材料进行了结构性质的表征,并利用最小抑菌浓度试验、抑菌圈试验、和摇瓶灭活试验考察了该材料对常见致病菌的抗菌活性.结果表明,该材料平均粒径为50 nm,含有许多直径约为3 nm的介孔,比表面积可达193.7 m~2·g~(-1),并赋予材料大量的缺陷位点和较高的抗菌活性,500 mg·L~(-1)的材料在24 h内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌可达到99.9%的杀菌百分率.此外,X射线晶体衍射、元素组成分析和X射线光电子能谱分析证实,以尿素和乙酸镁为前体,可以获得高纯度纳米氧化镁材料.     

氧化锌@石墨烯纳米复合材料的抑菌性能及其细胞毒性

以氧化石墨和乙酸锌为原料,通过水热反应成功制备了氧化锌@石墨烯纳米复合材料,采用X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)对制得的复合材料进行了表征.以大肠杆菌(E.coli)为实验菌种,对复合材料的抑菌性能进行了测试;并选用小鼠成纤维细胞L-929评价了材料的细胞毒性.结果表明,纳米氧化锌颗粒均匀地负载在石墨烯片层上,形貌均一,平均粒径为12 nm左右.复合材料在60μg·m L-1时可以完全抑制大肠杆菌的生长,是一种效果显著的新型抑菌材料.L-929细胞毒性测试表明复合材料的生物毒性比较缓和,氧化锌@石墨烯纳米复合材料可以作为一种安全高效的无机抑菌材料使用.     

噻唑蓝试验(MTT)法评价纳米TiO_2的细胞毒性

探讨纳米TiO2颗粒对原代培养的巨噬细胞、淋巴细胞的毒性效应及作用机制.选用了平均粒径为15nm左右的纳米TiO2制备颗粒悬液,设立6个剂量组(0、2、20、60、100、200μg·ml-1)分别对小鼠巨噬细胞、淋巴细胞进行24、48h染毒培养,利用细胞形态学观察和噻唑蓝试验(MTT比色法)检测纳米TiO2颗粒对巨噬细胞和淋巴细胞活性的影响.结果表明,纳米TiO2颗粒均能明显影响巨噬细胞和淋巴细胞的生长形态,染毒24h后,巨噬细胞和淋巴细胞都呈现不同程度的回缩变形,细胞间隙增大,巨噬细胞内颗粒物随纳米TiO2颗粒浓度的增大而增多,细胞折光性下降;纳米TiO2颗粒在24h内对巨噬细胞具有明显的抑制作用,而对淋巴细胞却有一定的增殖作用;在48h内都呈现一定的抑制作用,且存在剂量-效应关系,随着纳米TiO2浓度的升高,其对巨噬细胞的毒性也显著增大。     

纳米颗粒对淡水藻类生长的影响:毒性机制与复合毒性

近年来,纳米颗粒在生活、工业生产中的应用日益广泛,而这些纳米颗粒的应用引起的一系列环境问题越来越被密切关注.纳米材料在使用过后不可避免地会释放到水环境中,不仅会影响水生生物的生长代谢,也会污染水体,影响水源水质.而藻类作为水生食物链的初级生产者,对于纳米颗粒在水环境中的积累和迁移起着至关重要的作用.本文首先总结了不同种类的纳米颗粒对水环境中不同藻类生长代谢的影响和相关的毒性机制,包括破坏细胞完整性、氧化应激胁迫、破坏光合系统、基因水平异常和有毒物质的释放等.其次,系统总结了纳米颗粒表面特性(如粒径、晶型、表面电荷、亲疏水性、光敏性、表面涂覆、老化和纳米颗粒的均相与非均相等)、水环境影响因素(如自然有机物质、环境胶体、离子强度、pH、硬度、光照和温度等)和藻类胞外聚合物对纳米材料毒性的影响.最后,还综述了水环境中关键污染物和纳米颗粒对藻类的复合毒性.对于纳米颗粒对水环境中藻类生长的毒性作用、影响机制以及复合毒性的系统总结,有利于全面了解纳米颗粒的环境行为和生物毒性.     

铜及氧化铜纳米颗粒对浮萍、藻类的毒性效应及机理研究进展

由于大量的生产和使用,铜及氧化铜纳米颗粒不可避免地被排放到环境当中。水生植物属于生态系统的初级生产者,纳米颗粒对其造成的损伤及在其体内的积累很可能会通过食物链或食物网进行传递,从而威胁生态系统乃至人类健康。因此,本文就现有研究中铜及氧化铜纳米颗粒对2类重要水生植物(即浮萍、藻类)的毒性效应及致毒机理进行了总结。通过分析发现纳米颗粒的浓度、粒径以及暴露体系的pH值、溶解性有机质、温度和紫外线等环境因素均能影响铜及氧化铜纳米颗粒的毒性效应。据此提出今后相关研究中需更加关注水生植物对铜、氧化铜纳米颗粒及Cu~(2+)的吸收及积累情况,以及区分纳米颗粒本身及Cu~(2+)的毒性贡献的重要性,这有助于深入了解铜及氧化铜纳米颗粒对浮萍、藻类的致毒机理。     

单颗粒-电感耦合等离子体质谱测定白酒中纳米金的方法

使用NexION 2000 ICP-MS和Syngistix Nano软件模块,分析市售白酒样品中的纳米金(Au NPs)特性.单颗粒-电感耦合等离子体质谱法(SP-ICP-MS)可以直接测试样品中的纳米颗粒尺寸、颗粒物浓度和溶解离子浓度.依照本文所建立方法,白酒样品纳米颗粒标准品以及金离子标准溶液的加标回收率均在90%—110%之间.     

培养条件对脱硫脱硫弧菌合成纳米硫化铅的影响

研究pH值、温度条件对脱硫脱硫弧菌合成硫化铅纳米产物的影响,并分别用X射线衍射、能谱和高分辨率透射电镜对产物的形貌进行分析.结果显示,在不同pH值和温度条件下,脱硫脱硫弧菌对铅离子的转化率均在98%以上,pH为7和温度为30℃时,铅的转化率达到99.7%.随着反应体系初始pH值由5增大至8,制得的纳米硫化铅由近球形逐渐转变为杆状颗粒,粒径由10-15 nm逐渐增大至15-30 nm,pH值为9时,制备出了具有特殊形貌单分散的不规则状纳米硫化铅,粒径为10-25 nm.在15-30℃下,温度的改变对产物的形貌以及尺寸大小没有明显影响,制备的纳米硫化铅粒子均呈不规则杆状,粒径大小主要分布在15-30 nm范围内.铅离子进入细胞内与硫化物结合生成纳米硫化铅,然后再释放到溶液中.综上,不同pH条件下脱硫脱硫弧菌合成了不同形貌的纳米硫化铅,温度对产品形貌影响不大,脱硫脱硫弧菌对铅离子均有较高的转化率,纳米硫化铅可以在菌体内部形成;脱硫脱硫弧菌合成纳米硫化铅产品具有简单、稳定、粒径较小等优点,可为生物合成纳米产品提供借鉴.     

Trichoderma sp.WL-Go细胞提取物合成纳米金影响因素及其催化特性

与传统的物理和化学合成方法相比而言,生物法合成纳米金具备环境友好、反应条件温和、低毒等优势,近年来受到了广泛关注.利用真菌Trichoderma sp. WL-Go细胞提取物合成纳米金,探究氯金酸浓度、pH、温度等反应条件对纳米金合成的影响,最后对生物纳米金催化还原4-硝基苯酚的性能进行了考察.结果显示,氯金酸浓度、pH以及反应温度对纳米金的合成具有重要影响,影响主要体现在合成速率以及纳米金稳定性方面.温度的提高可加速纳米金合成,通过TEM分析可知30℃和60℃条件下合成的纳米金平均粒径分别为15.0 nm和15.1 nm,均为球形和伪球形.对4-硝基苯酚的催化还原试验表明,在60℃条件下合成的纳米金催化速率优于30℃条件下合成的纳米金.本研究表明利用菌株Trichoderma sp. WL-Go细胞提取物可以合成尺寸均一且分散性良好的纳米金颗粒,且温度的提高可在加速纳米金合成的同时提升其催化活性,对生物合成纳米金的工业化应用有一定积极意义.(图4表1参23)     

植物油改性纳米铁修复硝基苯污染地下水的研究

实验室条件下,液相还原法FeSO4·7H2O和KBH4反应制备纳米铁,用XRD、TEM对其性能进行表征,结果表明该纳米铁平均粒径为50 nm,主要成分为α-Fe0。实验室进一步制备植物油改性纳米铁,TEM表明油膜均匀包覆在纳米铁颗粒表面,且纳米铁粒子分布均匀,分散较好。厌氧条件下,纳米铁与硝基苯反应,研究纳米铁和植物油改性纳米铁对硝基苯的降解性能,以及不同初始铁投加量、植物油质量分数、初始 pH 对硝基苯降解的影响。研究表明,纳米铁和植物油改性纳米铁均对硝基苯有较强的降解能力,理论摩尔比下,1 h内纳米铁和改性纳米铁对硝基苯的降解率达99.85%和56.74%;油膜质量分数为1%和2%的改性纳米铁降解硝基苯效果较好;随着初始纳米铁投加量的增加,硝基苯的降解越快;初始pH对改性纳米铁降解硝基苯有一定影响,酸性条件有利于改性纳米铁降解硝基苯。     

纳米铁去除水体中镉的反应动力学、吸附平衡和影响因素

镉(Cd)具有致癌、无生物降解性和生物累积性特点,日益严重的镉环境污染问题已引起人们广泛关注。纳米铁是一种能有效去除多种有机和无机污染物的吸附剂。采用批实验方式研究纳米铁(nZVI)吸附镉的动力学和去除效率,可为深入研究纳米铁在重金属Cd污染修复的可行性方面提供理论支撑。利用透射电镜和扫描电镜等对实验室合成的纳米铁颗粒进行了表征,结果表明,纳米铁颗粒平均BET比表面积为49.16 m~2·g~(-1),粒径为20—40 nm。探讨了多种影响因素对纳米铁颗粒吸附镉的影响,如溶液pH、反应时间、初始浓度和纳米铁投加量。同时研究了Cd2+的准一级和二级反应动力学,应用Freundlich、Langmuir和Temkin等温吸附模型进行平衡吸附研究。结果表明,纳米铁对水溶液中镉吸附是化学吸附。颗粒内扩散模型表明粒内扩散不是控制反应速率的唯一步骤。吸附动力学研究表明,nZVI吸附Cd2+过程符合准二级反应动力学模型。平衡吸附数据能够很好地符合Langmuir、Freundlich和Temkin模型(r~20.95)。通过Langmuir模型获得室温下吸附剂单层Cd吸附量为256.4 mg·g~(-1)。在pH 7和(25±1)℃条件下,纳米铁能够有效吸附镉。当nZVI颗粒投加量为1.00 g·L~(-1),Cd~(2+)初始质量浓度为74.51 mg·L~(-1)时,24 h之内,Cd2+去除率达到98.62%。纳米铁可作为一种用于水体镉去除的非常有应用前景的材料。     

离子强度、pH对土壤胶体释放、分配沉积行为的影响

采用重力沉降法,根据司笃克斯(Stokes,1945)定律结合分速离心法提取两种粒径等级的自然土壤胶体样品.利用美国EPA批处理实验方法,进行一系列实验室静态吸附、解吸实验,并获取相应的动力学解离/沉积曲线以及热力学等温平衡解吸/吸附曲线.通过对土壤胶体释放/沉积速率、解离效率和解吸因数等行为因子的定量解析,描述自然土壤胶体的释放、稳定、沉积/分配动力学和热力学行为,考察土壤水溶液pH/离子强度、胶体粒径因素对土壤胶体释放、分配沉积行为的影响.实验结果表明,环境溶液pH的增大及离子强度的减小对土壤胶体的稳定和释放起促进作用,但对胶体向土壤颗粒中的沉积过程是不利的.pH和离子强度条件能够改变土壤胶体表面带电荷状态,改变土壤胶体与土壤介质表面吸附排斥作用力的大小,提高或降低土壤胶体与介质表面的碰撞接触效率,从而表现出土壤胶体在土壤介质中的沉积分配行为上的变化.粒径大小对土壤胶体的释放沉积行为影响明显.大粒径土壤胶体颗粒较小粒径颗粒更容易向土壤介质表面分配沉积.由此可知,土壤介质对土壤胶体持有和吸附的能力是与胶体颗粒粒径大小密切相关的,这主要是因为颗粒粒径大小能够有效的影响胶体颗粒与介质表面间的反应能量.土壤胶体沉积分配动力学曲线揭示,土壤胶体向土壤介质的分配过程是一个动态变化过程,土壤介质对土壤胶体的持留吸纳能力随时间而逐渐减弱.分配系数被证实是表征和分析土壤胶体沉积分配过程受环境物理化学因素影响的有效过程因子.     

表面活性剂对二氧化钛纳米颗粒和锌离子复合细菌毒性的影响

纳米颗粒和重金属的复合生态毒性已受到广泛关注.作为水体中的常见污染物,表面活性剂可能会影响纳米颗粒和重金属的复合毒性.本文选取常见的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和非离子表面活性剂Tween 80,以Zn~(2+)为重金属代表,通过细菌毒性实验研究表面活性剂对nano-TiO_2和Zn~(2+)对大肠杆菌复合毒性的影响,通过纳米颗粒性质表征、颗粒沉降实验、吸附实验、细菌细胞外膜渗透性测定等揭示毒性影响机制.研究表明,nano-TiO_2通过吸附Zn~(2+)降低了Zn~(2+)在介质中的溶解浓度,两者复合毒性小于其叠加毒性; SDBS和Zn~(2+)作用后降低了Zn~(2+)自身的生物可利用性,同时增强了细胞外膜渗透性.当SDBS浓度大于50 mg·L-1,Zn~(2+)浓度大于4 mg·L-1时,两者复合毒性表现为协同效应.3种污染物共存时,nano-TiO_2的存在降低了Zn~(2+)和SDBS的复合毒性.Tween 80对nano-TiO_2和Zn~(2+)的单独毒性及复合毒性影响均不明显.本研究结果可为表面活性剂存在下纳米颗粒和重金属对细菌或其它生物的复合毒性评价提供理论依据.     

玉米对纳米TiO2的吸收和累积

研究了玉米对不同浓度及粒径纳米TiO2的吸收和累积,并应用同步辐射微束X射线荧光分析(μ-XRF)在微观尺度表征了玉米根中纳米TiO2的分布.结果表明,纳米TiO2主要累积在玉米根部,且在根部的累积量随暴露浓度的增加而增加;茎叶中TiO2累积很少,其在玉米体内的传输因子小于0.01.根中纳米TiO2的累积与其在溶液中的...     

包装材料及食品中纳米材料的检测与表征技术

随着纳米技术的发展,纳米材料在包装行业及食品工业中得到了广泛的应用。然而,纳米材料的安全应用高度依赖于对其生物及环境效应的了解。有研究表明,纳米材料对人类健康及生态环境存在着潜在危害,这使得纳米材料的安全性成为毒理学领域的热点研究课题。同时纳米材料的安全性问题也成为纳米复合包装材料及纳米食品研究和开发的新瓶颈。在对纳米材料没有充分认识的情况下,为了消费者和生态环境的安全,必须控制包装材料及食品中纳米颗粒的种类、来源、含量及可能的释放,这就需要可靠的方法对纳米颗粒的性质和结构进行检测及表征。首先,综述了目前纳米材料在复合包装材料及食品加工中的应用,然后总结了包装材料及食品中纳米材料的检测技术及表征方法,例如显微技术、色谱分离技术、光谱与质谱技术等。由于纳米材料的理化性质参数众多,应用多种分析手段来检测和表征纳米材料成为必然。最后对目前检测技术及表征方法的不足和今后发展方向进行了探讨。     

硫化汞纳米颗粒的微生物摄入及其在汞甲基化中的作用

甲基汞因其独特的食物链富集特性和毒性使汞成为重要的全球污染物.厌氧环境中微生物介导的汞甲基化是甲基汞生成最主要的来源,厌氧环境中不同汞地球化学形态控制着甲基汞的生成过程.硫化汞纳米颗粒是在实际厌氧环境中新近发现的重要颗粒汞形态,对其环境行为还缺乏基本认识.本文基于硫化汞纳米颗粒的环境行为,重点围绕其与微生物的相互作用,讨论并总结了硫化汞纳米颗粒的生成、硫化汞纳米颗粒的微生物摄入、溶解以及硫化汞纳米颗粒对微生物汞甲基化的影响,并进一步对硫化汞纳米颗粒与微生物相互作用的未来研究重点进行了展望.     

陶瓷球颗粒在圆形漏斗中下落速度的PIV研究

利用PIV(粒子图像测速技术)对重力作用下陶瓷球颗粒在圆形漏斗底部出口下落的速度场进行了测量和分析.分别测量了漏斗中陶瓷球颗粒在不同起始颗粒层高度下出口处的速度、同一起始颗粒层高度下不同漏斗底部出口大小时的速度和同一出口条件下不同粒径时的速度.对不同下落高度时陶瓷球的下落速度进行了比较.结果表明,不同起始颗粒层高度对陶瓷球速度没有影响,同一粒径陶瓷球,颗粒速度随着出口的增大而增大;同一底部出口时,颗粒速度随着粒径的减小而增大.