复杂基质样品中超痕量纳米颗粒的在线分离富集装置研发及SP-ICP-MS分析方法建立
批准号:
22076200
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
刘丽红
依托单位:
学科分类:
环境分析化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘丽红
中文摘要
金属元素广泛存在于大气、土壤和水体等环境介质中,其环境健康影响受到广大学者和公众的关注。近年来,越来越多的研究发现,除了常规的金属离子态,金属颗粒物在环境中广泛存在且具有很高的活性,在金属的环境行为、迁移转化、生物效应和毒性效应等过程中发挥了非常重要的作用。目前仍缺乏环境和生物体等复杂基质样品中超痕量金属颗粒物的分析方法。本项目将针对实际环境和生物体中复杂、多尺寸、超痕量的金属形态,以3D打印技术和膜过滤技术为基础,拟设计和研发金属纳米颗粒的在线分离和富集装置;利用上述装置与SP-ICP-MS方法联用,开发复杂基质样品中超痕量金属纳米颗粒的分离、鉴定、表征和定量的分析方法。利用上述分析方法初步探究典型金属在生物体内的形态分布和迁移转化规律,为后续金属元素的生物功能、环境行为和毒理效应等进一步的研究提供方法学基础。
英文摘要
Metals exist in various environmental medium as different species and its potential health effects has received public concerns. Recently, it has been found that except for the ionic species, the metal nanoparticles played very important roles in the behavior, transformation, biological function and toxicity effects of metals. However, there is still a lack of the method for analysis of multi-sized metal species in complex samples. Herein, a pretreatment device for on-line separation and separation of ultratrace metal nanoparticles in complex environmental and biological samples will be developed based on the 3D printing and membrane filtration techniques. By combining the pretreatment device with single particle ICP-MS technique, the analytical method for separation, identification, characterization and quantification of ultratrace nanoparticles in complex medium will be developed. These methods will be applied to investigate the speciation, transformation and potential mechanisms of typical metals (such as Hg and Pb) in bacteria. This project will provide a powerful tool and analytical platform for further investigation on the mechanisms of biological function and toxicity effects of metals.
金属纳米颗粒广泛存在于环境中,具有独特的化学活性,在金属的环境行为、迁移转化、生物效应和毒性效应等过程中发挥了非常重要的作用。但由于实际样品中金属纳米颗粒含量低,金属形态多样,严重干扰金属纳米颗粒的分离和检测,因此目前仍缺乏环境和生物等复杂基质样品中超痕量金属颗粒物的分析方法。单颗粒电感耦合等离子体质谱(SP-ICP-MS)技术可以用于痕量金属纳米颗粒的分析,但是金属离子和基质的干扰严重影响了金属纳米颗粒的鉴定,降低了检出的灵敏度,亟待开发新的分析平台。本研究结合3D打印技术和中空纤维超滤(HFUF)技术,通过迭代设计优化,制备了用于在线分离富集金属纳米颗粒的3D打印样品预处理柱。该装置通过利用中空纤维滤膜的尺寸截留作用,去除样品中的金属离子、小粒径的金属纳米颗粒以及基质和盐分,并保留粒径较大的金属纳米颗粒,以达到降低离子背景干扰和基质干扰的目的。将该装置与SP-ICP-MS进行在线联用,并通过参数优化,提高纳米颗粒检测的灵敏度,建立了复杂基质中痕量金属纳米颗粒灵敏检测的分析方法。最后该方法被应用于复杂基质样品中金属纳米颗粒的检测,并可应用于单个细胞中金属元素的定量分析。上述装置和方法为金属纳米颗粒在环境和生物体中的赋存、转化、健康影响等研究提供了灵敏可靠的分析基础。
利用ICP-MS进行单细胞中金属纳米颗粒的分析
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:刘丽红
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依托单位:
毛细管电泳-单颗粒电感耦合等离子体质谱联用系统的构建及其在纳米颗粒表征分析中的应用
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批准号:21605155
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2016
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负责人:刘丽红
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依托单位:
国内基金
海外基金