环境中含金属纳米粒子的ICP-MS分析新方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21675118
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    65.0万
  • 负责人：
    何蔓
  • 依托单位：
    武汉大学
  • 学科分类：
    B0403.谱学方法与理论
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

With the widespread use of various nanometer-sized materials, metal-containing nanoparticles (NPs) have been increasingly discharging into the environment, leading to a potential serious threat to human health. Accordingly, the analysis of the metal-containing NPs in environmental samples has caused extensive attention in analytical chemistry and related fields. The project is proposed to explore novel extraction system based on magnetic solid phase extraction (MSPE) and capillary microextraction (CME) for the separation/preconcentration of interest metal-containing NPs and the corresponding free ions, develop MSPE/CME-inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) method for the simultaneous quantification of target NPs and the corresponding free ions in different environmental samples; explore the sizing feasibility of metal-containing NPs based on the porosity structure of monolith capillary column and porous magnetic adsorbents coatings, and develop ICP-MS-based method for the analysis of size distribution and number concentration of target metal-containing NPs in environmental samples, providing efficient technical platform for the analysis of metal-containing NPs in environment; and explore the migration, distribution and transformation of target metal-containing NPs in the environment. The fulfillment of the proposed project will greatly benefit the development of analytical chemistry, especially atomic spectroscopy/mass spectroscopy, and provide effective analytical techniques and fundamental information for the assessment of environmental effect of metal-containing NPs with extensive application potential.
随着各种纳米材料的广泛使用，越来越多的含金属纳米粒子(NPs)被排放进入自然环境, 对人体健康构成潜在威胁。环境中含金属NPs的分析已成为目前分析化学及相关领域广泛关注的热点课题之一。本项目将探索磁固相萃取(MSPE)和毛细管微萃取(CME)分离富集含金属NPs的新体系，建立用于不同基质环境样品中含金属NPs与相应离子同时定量的MSPE/CME-ICP-MS新方法；基于磁材料及毛细管整体柱的多孔结构进行含金属NPs的粒径分级，创立基于ICP-MS表征和分析含金属NPs粒径分布及数量浓度的新方法，为环境中含金属NPs分析提供新的技术平台；初步探讨含金属NPs在环境中的迁移、分布和转化规律。本项目的完成不仅对分析化学学科(特别是原子光谱/质谱)学术水平的提高和发展具有重要的学术意义，而且可为含金属NPs的环境效应研究提供可靠的实验方法和基础数据，具有广阔的应用前景。

结项摘要

随着各种纳米材料的广泛使用，越来越多的含金属纳米粒子（NPs）被排放进入自然环境, 对人体健康构成潜在威胁。环境中含金属NPs的分析已成为目前分析化学及相关领域广泛关注的热点课题之一。本项目针对常见的含金属NPs，制备了高选择性的磁性材料及整体柱材料，实现了目标NPs与复杂样品基质、相应金属离子的分离及其富集，发展和建立了基于液相微萃取/磁固相萃取/毛细管微萃取和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）/石墨炉原子吸收光谱联用的高灵敏方法，并将其用于环境样品中Ag NPs、TiO2 NPs、ZnO NPs、CuO NPs、NiO NPs、CeO2 NPs等的定量分析。为了获得NPs的粒径信息，基于毛细管电泳-紫外检测和中空纤维流场流-ICP-MS联用，实现了不同粒径Au NPs的分离分析，建立了分析实际水样中纳米粒子的浓度及尺寸分布的新方法；在实际环境水样分析中，探索了影响NPs粒径分布的可能因素。此外，将所建立的基于ICP-MS的联用方法用于含金属NPs孵育的细胞中目标金属的分析测定，结合多种生物指标评价结果，探讨了含金属NPs在生物体系中的迁移和转化规律，为阐明其作用/代谢机制提供了重要的数据信息。本项目所开发的固/液相萃取体系对于拓宽现有样品前处理技术的应用领域具有重要的借鉴价值，在含金属NPs分析中具有良好的实用价值；所建立的方法可用于环境样品中含金属NPs的粒径、浓度分析，为高效环境监测提供可靠的技术平台；所建立的综合性分析平台为探索含金属NPs及元素形态的生物可给性提供了可靠和高效的技术支持。本项目的完成不仅对分析化学学科（特别是原子光谱/质谱）学术水平的提高和发展具有重要的学术意义，而且可为含金属NPs的环境效应和生物可给性研究提供可靠的实验方法和基础数据，具有广阔的应用前景。

项目成果

期刊论文数量（19）
专著数量（3）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（4）
Magnetic Zr-MOFs nanocomposites for rapid removal of heavy metal ions and dyes from water
磁性 Zr-MOFs 纳米复合材料可快速去除水中的重金属离子和染料
  • DOI：
    10.1016/j.chemosphere.2018.02.019
  • 发表时间：
    2018-05-01
  • 期刊：
    CHEMOSPHERE
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Huang, Lijin;He, Man;Hu, Bin
  • 通讯作者：
    Hu, Bin
Sensitive determination of seven triazine herbicide in honey, tomato and environmental water samples by hollow fiber based liquid-liquid-liquid microextraction combined with sweeping micellar electrokinetic capillary chromatography
中空纤维液-液-液微萃取结合扫胶束电动毛细管色谱法灵敏测定蜂蜜、番茄和环境水样中的七种三嗪类除草剂
  • DOI：
    10.1016/j.talanta.2018.04.012
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Talanta
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Yang Qing;Chen Beibei;He Man;Hu Bin
  • 通讯作者：
    Hu Bin
Study on cytotoxicity, cellular uptake and elimination of rare-earth-doped upconversion nanoparticles in human hepatocellular carcinoma cells
稀土掺杂上转换纳米粒子在人肝癌细胞中的细胞毒性、细胞摄取和消除研究
  • DOI：
    10.1016/j.ecoenv.2020.110951
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Ecotoxicology and Environmental Safety
  • 影响因子：
    6.8
  • 作者：
    Chuan Wang;Man He;Beibei Chen;Bin Hu
  • 通讯作者：
    Bin Hu
Thiol-Functionalized Magnetic Porous Organic Polymers for Highly Efficient Removal of Mercury
用于高效去除汞的硫醇功能化磁性多孔有机聚合物
  • DOI：
    10.1021/acs.iecr.7b03093
  • 发表时间：
    2017-11-22
  • 期刊：
    INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Huang, Lijin;Peng, Chuyu;Hu, Bin
  • 通讯作者：
    Hu, Bin
场流分离及其在环境纳米粒子分析中的应用
  • DOI：
    10.13526/j.issn.1006-6144.2019.01.022
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    分析科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    彭诗琪;陈贝贝;何蔓;胡斌
  • 通讯作者：
    胡斌

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其他文献

基于纳米材料的固相萃取在痕量元素及其形态分析中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中国科学:化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄理金;何蔓;陈贝贝;胡斌
  • 通讯作者：
    胡斌

其他文献

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何蔓的其他基金

基于(超)细颗粒物中痕量元素形态分析的COPD炎症反应机制研究
  • 批准号：
    21976140
  • 批准年份：
    2019
  • 资助金额：
    65 万元
  • 项目类别：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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