導讀： 本標準是***內(nèi)***項使用單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜方法表征納米顆粒的******標準，支撐spICP-MS作為***種普適性方法的推廣與應用。

單顆粒電感耦合等離子質(zhì)譜法（spICP-MS）是***種在非常低的濃度中檢測單個納米顆粒的方法。與傳統(tǒng)表征金屬納米顆粒技術(shù)相比，使用單臺ICP-MS，不需聯(lián)用設備就可以同時完成納米顆粒的成分、濃度、粒徑、粒度分布和顆粒團聚的檢測，這是透射電子顯微鏡（TEM）、動態(tài)光散射（DLS）等納米粒徑表征技術(shù)無法完成的，并且此方法可將樣品中溶解的納米顆粒離子與固體納米顆粒區(qū)分開來。

近期，******納米科學中心牽頭制定了***內(nèi)***項單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法（spICP-MS）******標準《GB/T 42732-2023 納米技術(shù) 水相中無機納米顆粒的尺寸分布和濃度測量 單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜法》。本文特邀******納米科學中心葛廣路研究員、郭玉婷高***工程師對該標準進行解讀。

***、背景 

目前，基于納米技術(shù)或含有工程納米顆粒的產(chǎn)品已廣泛使用，并開始影響有關的行業(yè)和市場。因此，消費者可能直接或間接地接觸到（除天然納米顆粒外的）工程納米顆粒。在食品、消費品、毒理學和暴露研究中，工程納米顆粒的檢測成為納米顆粒應用潛在效益和潛在風險評估的必要部分，迫切需要建立產(chǎn)品、試驗樣品和環(huán)境等復雜基質(zhì)中痕量納米顆粒檢測方法標準。

二、標準概述

本標準包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、縮略語、適用性、步驟、結(jié)果、測試報告8章內(nèi)容和1個資料性附錄。

本標準描述了使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）在時間分辨模式下測定單個納米顆粒的質(zhì)量和懸浮液中離子濃度，檢測水相懸浮液中納米顆粒，并表征顆粒數(shù)量與質(zhì)量濃度、顆粒尺寸及數(shù)均尺寸分布的方法。

三、適用性

本方法***用于純納米顆粒的水相懸浮液、材料或消費品的水相提取液、食品或組織樣品的水相消解液、水相毒理學樣品或環(huán)境水樣品。非水相樣品處理見標準參考文獻。水相環(huán)境樣品經(jīng)過過濾和稀釋，食品和毒理學樣品經(jīng)過化學或酶消解和稀釋。將水相懸浮液中的顆粒數(shù)量或質(zhì)量濃度與原始樣品中的濃度聯(lián)系起來需樣品相關提取、效率和基質(zhì)效應等信息，并由用戶進行額外驗證。

四、主要技術(shù)內(nèi)容

本文選取原理、重要參數(shù)傳輸效率和響應值及線性的確定、結(jié)果計算方面部分重點內(nèi)容進行講解，詳細內(nèi)容及儀器設置、試樣制備等相關內(nèi)容與注意的事項參見標準原文。

1 原理

單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜(spICP-MS)是***種能夠在非常低的濃度下檢測單個納米顆粒的方法，此方法適用于水相懸浮液中無機納米顆粒的尺寸及數(shù)均尺寸分布、顆粒數(shù)量濃度與質(zhì)量濃度，懸浮液中離子濃度的測定。

將常規(guī)的ICP-MS系統(tǒng)設置為以高時間分辨率模式采集數(shù)據(jù)。水相樣品連續(xù)進入ICP-MS中，霧化后，***部分納米顆粒進入等離子體并被原子化和電離。每個原子化的顆粒相對應的離子團為***個信號脈沖。使用合適的駐留時間和適當稀釋的納米顆粒懸浮液，質(zhì)譜儀可實現(xiàn)單個納米顆粒檢測，稱為“單顆?！盜CP-MS。對納米顆粒懸浮液進行稀釋，以避免違反“單顆粒規(guī)則”（即在***個駐留時間內(nèi)有***個以上的顆粒到達檢測器）。由于離子團中的離子密度很高，其產(chǎn)生的脈沖信號遠高于背景（或基線）信號。脈沖強度、脈沖面積與納米顆粒中被測元素的質(zhì)量，也即納米顆粒直徑的立方成正比（假定納米顆粒的幾何形狀是球形）。單位時間檢測到的脈沖數(shù)與待測水相懸浮液中納米顆粒的數(shù)量成正比。

2 確定傳輸效率

引入的樣品只有***部分到達等離子體，結(jié)果的計算需要知道傳輸效率。使用已知的納米顆粒標準樣品測定傳輸效率。如果沒有可用的納米顆粒標準樣品，可以使用任何其他良好表征過的納米顆粒懸浮液，重新計算稀釋倍數(shù)和濃度。納米顆粒尺寸已知，顆粒濃度未知時，結(jié)合分析***系列與納米顆粒相同元素的離子標準溶液，確定傳輸效率。

3 確定響應值及線性

隨著納米顆粒的直徑增大，信號響應值將按三次方增加，所以需要對納米顆粒每種組成每種尺寸范圍的響應進行驗證。校準***好使用納米顆粒標準樣品，無法獲得這樣的標準樣品時，在相同的樣品分析條件下，使用被測元素的離子標準溶液進行此步驟中的校準。分析離子溶液的標準工作液，用線性回歸法確定校準曲線的相關系數(shù)，校準函數(shù)的斜率，即為ICP-MS響應值。

4 結(jié)果計算

4.1 檢出限的計算

由空白對照樣品中的顆粒數(shù)量確定顆粒數(shù)量濃度檢出限，結(jié)合平均顆粒質(zhì)量，計算質(zhì)量濃度檢出限。由剛好能從背景中區(qū)分出來的脈沖信號強度決定顆粒尺寸檢出限。

4.2 顆粒濃度和尺寸、離子濃度的計算

由時間掃描中檢測到的脈沖數(shù)、傳輸效率、樣品流速計算水相樣品中的顆粒數(shù)量濃度；樣品中顆粒信號強度、離子標準溶液的ICP- MS響應值、傳輸效率、駐留時間、樣品流速、納米顆粒材料的摩爾質(zhì)量和被測物的摩爾質(zhì)量計算單個顆粒的質(zhì)量，假設顆粒為球形，計算得到顆粒的直徑。由離子產(chǎn)生的連續(xù)基線信號估算樣品中的離子濃度。

通常，可以用商用軟件或?qū)y試數(shù)據(jù)導入定制的電子表格程序進行處理，以計算納米顆粒的數(shù)量、質(zhì)量濃度、尺寸（等效球直徑）和相應數(shù)均尺寸分布，并同時確定樣品中存在的離子質(zhì)量濃度。本標準的資料性附錄A給出了定制的電子表格程序處理數(shù)據(jù)的示例。

五、結(jié)語

本標準等同采用ISO/TS19590:2017 Nanotechnologies—Size distribution and concentration of inorganic nanoparticles in aqueous media via single particle inductively coupled plasma mass spectrometry，于2023年8月6日發(fā)布，將于2024年3月1日實施，是***內(nèi)***項使用單顆粒電感耦合等離子體質(zhì)譜方法表征納米顆粒的******標準，支撐spICP-MS作為***種普適性方法的推廣與應用。

本標準由******納米科學中心、珀金埃爾默企業(yè)管理（上海）有限公司、賽默飛世爾科技(中***)有限公司、島津企業(yè)管理(中***)有限公司、清華大學、中***計量科學研究院、杭州譜育科技發(fā)展有限公司，安捷倫科技（中***）有限公司制定。在起草階段，標準起草工作組選用金納米顆粒，在******納米科學中心、賽默飛世爾科技(中***)有限公司、島津企業(yè)管理(中***)有限公司、安捷倫科技（中***）有限公司、杭州譜育科技發(fā)展有限公司，利用不同儀器進行了測試，使用儀器所帶軟件對顆粒尺寸和顆粒數(shù)量濃度進行了處理計算。在征求意見階段，向四川大學、中***地質(zhì)大學、武漢大學、清華大學深圳***際研究生院、東北大學、華東師范大學、中山大學、廈門大學、中***科學院過程工程研究所、中***科學院南京土壤研究所、中***科學院生態(tài)環(huán)境研究中心、上海市食品藥品檢驗研究院、生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學研究所、中***科學院高能物理研究所、山東英盛生物技術(shù)有限公司等高校、科研院所和企業(yè)發(fā)送了標準征求意見材料，征求意見專***多為分析化學、納米科學等領域?qū)?**，給本標準提出了具有代表性的意見，在此感謝他們對本項標準制定工作的支持。

（文章來源于互聯(lián)網(wǎng)）