含银纳米颗粒生物组织样品中银含量的测定 电感耦合等离子体质谱法

2019-10-23 10:50来源:医用纳米材料检测与评价标准网址:http://www.nanoctr.cas.cn浏览数:369 


前   言

  本标准参考GB/T 1.1-2009标准编写。   

  请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

  本标准由中国科学院提出。

  本标准由全国纳米技术标准化技术委员会(SAC/TC279)归口。

  本标准负责起草单位:国家纳米科学中心。

  本标准参与起草单位:中国食品药品检定研究院。

  本标准主要起草人:李瑞如、王新胜、刘颖、陈亮、徐丽明、谢黎明

引   言

  纳米材料具有优异性质而广泛应用于各种产品中,如纳米银颗粒具有广谱的抗菌活性而用于生活用品,甚至医疗器械中。纳米材料与人体接触过程中,可能通过各种途径进入人体。因此在纳米材料的生物安全性评价中,准确测量含纳米材料生物组织中各种元素的含量非常重要。目前尚无测量含纳米材料生物组织中各种元素含量的国家标准颁布。本标准包括了微波消解含银纳米颗粒生物组织样品的步骤,以及使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定消解后样品中银元素含量的步骤。

 

含银纳米颗粒生物组织样品中银含量的测定 电感耦合等离子体质谱法(国家标准已立项)


Determination of Silver Contents in Biological Tissues Containing Silver Nanoparticles-Inductively Coupled Plasma Mass Spectromerty 

  1 范围

  本标准规定了含银纳米颗粒生物组织样品中银含量的定量测定方法,包括样品制备和测量步骤。

  本标准方法的银含量测定范围:0.1-100μg/g。  

  2 规范性引用文件

  下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

  GB/T 19619-2004 纳米材料术语

  HJ677-2013中华人民共和国国家环境保护标准

  HJ700-2014水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法

  3 术语和定义

  GB/T19619、HJ677-2013、HJ700-2014确立的以及下列术语和定义适用于本文件。

  3.1 银纳米颗粒 Silver nanoparticle

  至少一个维度的尺寸在1-100nm范围的银纳米颗粒。

  4 原理

  试样经浓硝酸、浓盐酸在微波消解仪中消解后,采用电感耦合等离子体质谱仪测定银含量,内标法定量。

  电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)是以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法。主要用于进行多种元素的同时测定,适用于痕量到微量重金属元素的分析,并可以与其它色谱分离技术联用,进行元素价态分析。

  测量过程:样品由载气(氩气)引入雾化系统进行雾化后,以气溶胶形式进入等离子体中心区,在高温和惰性气氛中被去溶剂化、汽化解离和电离,转化成带正电荷的正离子,经离子采集系统进入质谱仪,质谱仪根据质荷比进行分离,根据元素质谱峰强度测定样品中相应元素的含量。

  5 仪器与试剂

  5.1 仪器

  5.1.1 电感耦合等离子体质谱分析仪

  5.1.2 微波消解系仪:具备程式化功率设定功能,可提供至1200W的输出功率。

  5.1.3 旋转盘:在微波消解过程中必须使用旋转盘,以确保样品接受微波的均匀性。

  5.1.4 微波消解罐:压力消解罐,Teflon材质,55mL。

  5.1.5 赶酸电热板:工作温度:室温~200℃。

  5.1.6 分析天平,感量0.1mg。

  5.1.7 A级500mL玻璃量器。

  5.2 试剂

  除非另有说明,在分析中仅使用确认为优级纯的试剂;所用水为去离子水,其电阻率不小于18.2MΩ·cm,符合GB/T 6682规定的一级水.

  5.2.1 浓硝酸(ρ1.42g/mL)

  5.2.2 浓盐酸(ρ1.18g/mL)

  5.2.3 银溶液标准样品,1000μg/mL,介质1.0mol/L硝酸(购自北京有色金属研究院,有证书)

  5.2.4 铟溶液标准样品,1000μg/mL,介质1.0mol/L硝酸(购自美仑生物科技公司,有证书)

  5.2.5 2%稀硝酸溶液

  5.2.6 氩气(纯度≥99.99%)

  5.2.7 待测组织样品

  6 样品制备

  6.1 微波消解法消解生物样品

  6.1.1 从-20℃冷冻室中取出冷冻的待测生物组织,每份0.200~0.500g,共3份,分别转移至已称重的微波消解罐中,并用差量法准确称量样品重量(用m样品表示生物组织的质量,精确至0.001g)。

  6.1.2 将微波消解罐中分别加入8mL浓硝酸和2mL浓盐酸(用10mL量筒量取)。

  6.1.3 预消解30min后,盖上消解罐,并将其对称安装在转盘上。微波消解程序如表1所示。

  6.1.4 消解罐冷却至室温后,打开消解罐让消解过程产生的气体慢慢释放出来。

  6.1.5 观察每个消解罐中的样品,如果发现由油脂小液滴,则将消解罐重新安装在转盘上,按表2给出的微波消解程序消解样品。如果消解彻底罐内液体透明,则按照6.1.6中的步骤进行操作。

  6.1.6 将消解罐在赶酸电热板上,160℃加热约60min进行赶酸,剩余大约0.5mL样品,取出消解罐冷却至室温,将样品转移到已称重的15mL聚四氟乙烯管中。

  6.1.7 用2%稀硝酸洗涤消解罐2~3次,转移到上述聚四氟乙烯管中,并用最终定容到12.000~15.000g用于银含量测定(用m银消解液表示定容后生物组织消解液的重量,精确至0.001g)。

                                                          表1 生物组织样品消解的微波消解程序1 

步骤

功率(瓦)

功率百分数设定(%)

上升时间(分钟)

温度(°C

保持时间(分钟)

  1

  1200

  100

  8

  120

  2

  2

  1200

  100

  8

  160

  5

  3

  1200

  100

  8

  195

  50

  

  表2 生物组织样品消解的微波消解程序2  

步骤

功率(瓦)

功率百分数设定(%)

上升时间(分钟)

温度(°C

保持时间(分钟)

  1

  1200

  100

  8

  120

  2

  2

  1200

  100

  16

  195

  30

  6.2 分析部分的准备

  6.2.1 配制25μg/L铟溶液作为内标标准使用溶液。用20μL移液器移取10μL1mg/mL的铟标准溶液放入小离心管中,再用1000μL移液器移取990μL2%稀硝酸溶液定容到1mL。再用200μL移液器将该稀释100倍的银溶液取出125μL至50mL容量瓶中,定容至50mL备用。

  6.2.2 配制银标准系列溶液。

  6.2.2.1 将1mg/mL的银标准溶液分别逐级稀释到1000μg/L备用。

  6.2.3 分别取6.2.2.1中1000μg/L的银溶液25μL、50μL、250μL、500μL、1000μL、2500μL稀释到50mL,用2%硝酸配制成0.5μg/L、1μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、50μg/L的银标准系列溶液。

  6.2.4 将6.1.7中定容的消解液各取1mL于已称重的15mL聚四氟乙烯管中,精确称量1mL溶液的重量(用d银消解液表示,即1mL消解液的重量,精确至0.001g),用2%硝酸分别稀释10倍、100倍待测,以保证溶液浓度在ICP-MS的允许检测范围内。

  7 测量步骤

  7.1 ICP-MS开机按照仪器操作规程执行。

  7.2 将6.2.1中的铟内标标准使用溶液通过ACP-MS仪的内标管持续在线加入。

  7.3 标准系列溶液测定

  7.3.1 将6.2.2中配制的标准银溶液从浓度由低到高一次测量。

  7.3.2 测量完毕后用2%稀硝酸溶液冲洗。

  7.4 样品溶液测定

  7.4.1 将6.1.7制备的样品按照浓度由低到高一次测量。

  7.4.2 测量完毕后用2%稀硝酸溶液冲洗。

  7.5 将测量数据从计算机导出,并按规定顺序关闭ICP-MS仪器和计算机。

  7.6 按规定程序关机。

  8 数据分析

  8.1 生物组织样品中银的含量(μg/g)

  

 

  9 精密度

  在重复条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算数平均值的30%。

  10 质量保证和控制

  每周用自制的标准样(如有国家级或行业级标样时,应首先使用)校核一次本标准分析方法的有效性。当过程失控时,应找出原因,纠正错误,重新进行校核。

  附录A

  (资料性附录)

  消解回收率的测定

  A.1 银回收率测量步骤

  (1)分别将已知浓度的银标准溶液按照本标准进行消解测试。

  (2)将浓度为1000μg/mL的银标准溶液分别取0.02μg、0.1μg、0.5μg、2.5μg、12.5μg,转移到微波消解罐中,各平行三份。

  (3)将微波消解罐中分别加入8mL浓硝酸和2mL浓盐酸(用10mL量筒量取)。

  (4)预消解30min后,盖上消解罐,并将其对称安装在转盘上。微波消解程序按照本标准中表1进行设定。          

  (5)消解罐冷却至室温后,打开消解罐让消解过程产生的气体慢慢释放出来。

  (6)将消解罐在赶酸电热板上,160℃加热约60min进行赶酸,剩余大约0.5mL样品,取出消解罐冷却至室温,将样品转移到已称重的15mL聚四氟乙烯管中。

  (7)将银标准溶液用2%稀硝酸洗涤消解罐2~3次,转移到上述聚四氟乙烯管中,并用最终定容到12.000~15.000g用于银含量测定(用m银标准溶液消解液表示定容后生物组织消解液的重量,精确至0.001g)。

  (8)按照本标准方法配制铟内标溶液、银标准系列溶液。

  (9)将(7)中定容的银标准溶液消解液各取1mL于已称重的15mL聚四氟乙烯管中,精确称量1mL溶液的重量(用d银标准溶液消解液表示,即1mL消解液的重量,精确至0.001g),根据ICP-MS仪的检测范围,用2%硝酸将样品选择性稀释10倍、100倍(稀释到0.1ppb~50ppb)。

  (10)按照本标准给出测量步骤测定样品中银含量。

  (11)按如下公式计算消解回收率:

  

  A.2 消解回收率结果

  

  

  在0.01-12.5μg范围内(对应组织样品中含量0.05-62.5μg/g),Ag的回收率在100±30%之内。

  附录B

  (资料性附录)

  生物组织对消解方法回收率影响的测定

  B.1 生物组织对消解方法回收率影响的测定步骤

  (1)取含有纳米银的溶液于微波消解罐中,平行6份。

  (2)从-20℃冰箱中取出大白鼠肝脏组织,每份0.200-0.500g,共3份。

  (3)将大白鼠肝脏组织分别转移至(1)中的三个微波消解罐中,将纳米银溶液与大白鼠肝脏组织混合。

  (4)按照本标准方法对以上样品进行消解。

  (5)将纳米银溶液的消解液用2%硝酸定容至12.000-15.000g,用于测定银含量。

  (6)将纳米银溶液与大白鼠肝脏组织混合物的消解液用2%硝酸定容至12.000-15.000g,用于测定银含量。

  (7)按照本标准方法配制铟内标溶液、银标准系列溶液。

  (8)按照本标准测量步骤测定纳米银溶液中银含量,及纳米银溶液与大白鼠肝脏组织混合物中银含量。

  (9)根据测定值获得纳米银溶液和大白鼠肝脏组织混合物中银含量与纳米银溶液中银含量的比值,得到生物组织对测量的影响。

  B.2 生物组织对消解方法回收率的影响

  在0.02-20μg范围内(对应组织样品中含量0.1-100μg/g),Ag的回收率在100±30%之内。

  

   附录C

  (资料性附录)

  测试报告

表C1. 含纳米银生物组织样品中银含量测试报告