中科院生態(tài)中心發(fā)現(xiàn)納米材料轉(zhuǎn)化過程中穩(wěn)定同位素分餾現(xiàn)象
2016-06-23 來源：中國聚合物網(wǎng)
中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江桂斌研究組近期在納米材料轉(zhuǎn)化過程同位素分餾方面取得突破，研究成果日前在線發(fā)表于Nature Nanotechnology，生態(tài)中心為該工作唯一完成單位。
該工作采用了天然穩(wěn)定同位素來研究環(huán)境中納米材料的過程和來源。研究人員首次發(fā)現(xiàn)了納米銀在自然轉(zhuǎn)化過程中的穩(wěn)定同位素分餾現(xiàn)象，通過多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜（MC-ICP-MS）測定了納米銀在轉(zhuǎn)化過程中天然銀同位素組成的極細(xì)微變化。研究發(fā)現(xiàn)不同的環(huán)境過程能夠?qū)е虏煌你y同位素分餾效應(yīng)，進(jìn)而通過同位素變化揭示了納米銀在自然水體中的轉(zhuǎn)化途徑與機(jī)理。這種基于天然同位素組成的研究思路完全不同于常規(guī)的基于濃度或粒度的方法，不但可以提供反應(yīng)過程中不依賴于濃度的多維信息，而且無需添加任何人為標(biāo)記，因此為納米研究提供了一種全新的研究手段。尤其是對于大時(shí)空尺度、難以人為加標(biāo)的體系，該方法提供了一個(gè)可行的研究途徑。該研究也將穩(wěn)定同位素技術(shù)拓展到一個(gè)全新的應(yīng)用領(lǐng)域。
特別值得一提的是，研究人員發(fā)現(xiàn)人工納米材料與天然納米材料在一些環(huán)境過程中具有顯著不同的同位素分餾效應(yīng)。這一現(xiàn)象為甄別環(huán)境中納米材料的來源提供了一種潛在的方法，從而為更準(zhǔn)確的環(huán)境納米毒理學(xué)研究提供了可能。
這一工作被Nature Nanotechnology 審稿專家高度評價(jià)為“一項(xiàng)開創(chuàng)性的里程碑式的工作”。Nature Nanotechnology 同期以Nanoecotoxicology: Nanoparticle behaviour dissected 為題專門配發(fā)了兩頁篇幅的news and views評論文章，對該工作的背景和科學(xué)意義進(jìn)行了詳細(xì)解讀，認(rèn)為“這一發(fā)現(xiàn)具有相當(dāng)?shù)闹匾浴，“這一開創(chuàng)性的工作證明了納米材料的同位素分餾值得深入研究”。
該研究組在環(huán)境納米材料環(huán)境行為方面已開展了10余年的研究工作，前期工作中發(fā)明了一種基于毛細(xì)管電泳-電感耦合等離子體質(zhì)譜在線聯(lián)用（CE-ICP-MS）的納米材料表征新方法，可在一次操作中完成復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)及消費(fèi)產(chǎn)品中納米材料的種類鑒定、尺寸分布表征和相關(guān)離子檢測，相關(guān)論文已以VIP paper形式發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew Chem Int Edi., 2014, 53, 14476-14479），成為繼傳統(tǒng)電鏡、光散射技術(shù)之外的一種新的納米材料表征技術(shù)。
該研究得到了中科院環(huán)境健康先導(dǎo)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金委、科技部“973”項(xiàng)目及中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。
該工作采用了天然穩(wěn)定同位素來研究環(huán)境中納米材料的過程和來源。研究人員首次發(fā)現(xiàn)了納米銀在自然轉(zhuǎn)化過程中的穩(wěn)定同位素分餾現(xiàn)象，通過多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜（MC-ICP-MS）測定了納米銀在轉(zhuǎn)化過程中天然銀同位素組成的極細(xì)微變化。研究發(fā)現(xiàn)不同的環(huán)境過程能夠?qū)е虏煌你y同位素分餾效應(yīng)，進(jìn)而通過同位素變化揭示了納米銀在自然水體中的轉(zhuǎn)化途徑與機(jī)理。這種基于天然同位素組成的研究思路完全不同于常規(guī)的基于濃度或粒度的方法，不但可以提供反應(yīng)過程中不依賴于濃度的多維信息，而且無需添加任何人為標(biāo)記，因此為納米研究提供了一種全新的研究手段。尤其是對于大時(shí)空尺度、難以人為加標(biāo)的體系，該方法提供了一個(gè)可行的研究途徑。該研究也將穩(wěn)定同位素技術(shù)拓展到一個(gè)全新的應(yīng)用領(lǐng)域。
特別值得一提的是，研究人員發(fā)現(xiàn)人工納米材料與天然納米材料在一些環(huán)境過程中具有顯著不同的同位素分餾效應(yīng)。這一現(xiàn)象為甄別環(huán)境中納米材料的來源提供了一種潛在的方法，從而為更準(zhǔn)確的環(huán)境納米毒理學(xué)研究提供了可能。
這一工作被Nature Nanotechnology 審稿專家高度評價(jià)為“一項(xiàng)開創(chuàng)性的里程碑式的工作”。Nature Nanotechnology 同期以Nanoecotoxicology: Nanoparticle behaviour dissected 為題專門配發(fā)了兩頁篇幅的news and views評論文章，對該工作的背景和科學(xué)意義進(jìn)行了詳細(xì)解讀，認(rèn)為“這一發(fā)現(xiàn)具有相當(dāng)?shù)闹匾浴，“這一開創(chuàng)性的工作證明了納米材料的同位素分餾值得深入研究”。
該研究組在環(huán)境納米材料環(huán)境行為方面已開展了10余年的研究工作，前期工作中發(fā)明了一種基于毛細(xì)管電泳-電感耦合等離子體質(zhì)譜在線聯(lián)用（CE-ICP-MS）的納米材料表征新方法，可在一次操作中完成復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)及消費(fèi)產(chǎn)品中納米材料的種類鑒定、尺寸分布表征和相關(guān)離子檢測，相關(guān)論文已以VIP paper形式發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew Chem Int Edi., 2014, 53, 14476-14479），成為繼傳統(tǒng)電鏡、光散射技術(shù)之外的一種新的納米材料表征技術(shù)。
該研究得到了中科院環(huán)境健康先導(dǎo)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金委、科技部“973”項(xiàng)目及中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。
通過銀穩(wěn)定同位素分餾揭示自然水體中納米銀的天然轉(zhuǎn)化過程
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