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一种纳米氧化锌溶出的监测方法


技术摘要:
本发明提出了一种纳米氧化锌溶出的监测方法,包括以下步骤:步骤S1、将纳米氧化锌颗粒分散到实验溶液中,从而得到被监测溶液;步骤S2、在每个监测时刻从被监测溶液中取对应的测试样本;然后在测试样本中加入荧光探针材料,再利用荧光光谱仪对加入有荧光探针材料的测试  全部
背景技术:
纳米氧化锌为粒径介乎于1nm至100nm之间的无机颗粒,其表现出许多特殊的物理 化学性质,使其被广泛应用于各种领域,如橡胶、化妆品、纺织品及电子工业。随着纳米氧化 锌于工业上愈来愈多的生产、使用及处理过程,这些纳米颗粒被排放至水环境的风险亦随 之而提升,并对水生生物造成潜在影响。纳米氧化锌在进入水环境中后的主要行为分别为 溶解和团聚,在溶解过程中,锌离子会从纳米氧化锌溶出至周围环境中。多项研究表示,纳 米氧化锌对水生生物的毒性主要源自其溶出的锌离子。因此,了解纳米氧化锌在水环境中 的溶出过程对进行有关纳米氧化锌的生态毒理学研究尤其重要。 利用超滤离心(Centrifugal  Ultrafiltration)与电感耦合等离子体质谱法 (ICP-MS)联用技术对纳米氧化锌在水环境中的溶解进行定量分析为现时较为常用的方法 (Li,W.-M.and  Wang,W.-X.,Water  Research,2013,47,895-902.)。在超滤离心的过程中, 溶出的锌离子会与纳米氧化锌分离,通过使用ICP-MS则可测定溶出的锌离子的浓度,从而 得出纳米氧化锌的溶出程度。这项技术的优点在于其高准确性,但对于测定纳米氧化锌的 溶出过程存在一定局限性。纳米氧化锌在进入水环境后的溶出过程快速,在不同条件(如纳 米颗粒的大小、形状、浓度,水环境的酸碱度等等)下,一般只需约数分钟至数小时便能达至 反应平衡,甚至完全溶解。而超滤离心的过程一般需时约30至40分钟,过程中纳米氧化锌可 能已经达至反应平衡,因此,难以从此方法中得出纳米氧化锌关键的溶出过程。 近期,荧光探针已被广泛用于监测量度金属离子(Carter,P.K .,Young ,A.M .and  Palmer,A.E.,Chemical  Reviews,2014,114,4564-4601.),在提供准确性高的结果之余,操 作亦简单便捷。把荧光探针应用于实时监测纳米氧化锌的溶出过程,对于研究纳米氧化锌 的溶解与对生物的毒性之间的关系有着重要意义。
技术实现要素:
本发明针对上述技术问题,提出了一种纳米氧化锌溶出的监测方法。 本发明所提出的技术方案是: 本发明提出了一种纳米氧化锌溶出的监测方法,包括以下步骤: 步骤S1、将纳米氧化锌颗粒分散到实验溶液中,从而得到被监测溶液; 步骤S2、在每个监测时刻从被监测溶液中取对应的测试样本;然后在测试样本中 加入荧光探针材料,再利用荧光光谱仪对加入有荧光探针材料的测试样本进行检测,得到 测试样本的荧光光谱曲线;最后通过处理测试样本的荧光光谱曲线来得到与其对应的锌离 子浓度。 本发明上述的监测方法中,纳米氧化锌溶出的监测方法还包括: 步骤S0、利用荧光光谱仪检测得到荧光探针材料在具有不同锌离子浓度的实验溶 3 CN 111595828 A 说 明 书 2/5 页 液下的荧光光谱曲线,将其记为荧光探针材料在具有不同锌离子浓度的实验溶液下的荧光 光谱标准曲线; 步骤S2包括: 将测试样本的荧光光谱曲线与荧光光谱标准曲线进行对比,从而得到与测试样本 的荧光光谱曲线对应的锌离子浓度。 本发明上述的监测方法中,步骤S1包括: 步骤S11、将纳米氧化锌颗粒加入超纯水中,然后进行超声分散,从而得到纳米氧 化锌储备液; 步骤S12、将纳米氧化锌储备液加入实验溶液中,然后搅拌,从而得到被监测溶液。 本发明上述的监测方法中,步骤S0包括: 将不同质量的硝酸锌分散到实验溶液中,从而得到具有不同锌离子浓度的实验溶 液。 本发明上述的监测方法中,实验溶液为大型溞培养液。 本发明上述的监测方法中,大型溞培养液包括2.29mM的NaHCO3、0.52mM的MgSO4、 0.11mM的KCl及0.70mM的CaSO4。 本发明上述的监测方法中,纳米氧化锌储备液的浓度为1gZn/L。 本发明上述的监测方法中,荧光光谱仪检测的激发波长为373nm,荧光光谱仪检测 的发射波长为380nm-580nm。 本发明上述的监测方法中,荧光探针材料采用AMBPA。 本发明的纳米氧化锌溶出的监测方法利用荧光探针材料在不同锌离子浓度下的 荧光强度不同,来测试纳米氧化锌溶出的锌离子浓度,从而实现对纳米氧化锌溶出的监测。 本发明的纳米氧化锌溶出的监测方法可实现对纳米氧化锌的溶出过程进行实时监测;操作 简便,只需把实验溶液放进荧光光谱仪,即可于短时间内获得结果;灵敏度高。 附图说明 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中: 图1示出了本发明优选实施例的纳米氧化锌溶出的监测方法的流程图; 图2示出了在含有锌离子、纳米氧化锌以及两者皆没有的甲醇溶液中AMBPA的荧光 图谱; 图3示出了在具有不同锌离子浓度的实验溶液中AMBPA的荧光图谱; 图4示出了AMBPA在423nm处的发射峰与不同的锌离子浓度有良好的线性关系的拟 合图; 图5示出了在不同监测时刻纳米氧化锌溶出的锌离子浓度的结果示意图。
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