(高清版)GBT 42732-2023 纳米技术 水相中无机纳米颗粒的尺寸分布和浓度测量 单颗粒电感耦合等离子体质谱法

纳米技术水相中无机纳米颗粒的ofinorganicnanoparticlesinaqueousmediaviasinglepartic国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会1 Ⅲ 1 1 1 2 2 3 8 附录A(资料性)计算表格 Ⅲ本文件等同采用ISO/TS19590:2017《纳米技术单颗粒电感耦合等离子体质谱法测量水相中1本文件描述了使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)在时间分辨模式下测定单个纳米颗粒的质等金属和金属氧化物]的尺寸测定。本文件也适用于氧化物外化学组成和密度寸范围为10nm～100nm(可测的颗粒更10⁹个/L,相应的质量浓度范围(对于60nm的金纳米颗粒)约为1ng/L～1000ng/L。实际测定的数除颗粒浓度外，本文件也适用于悬浮液中离子浓度的测定。离子浓度检出限与常规的ICP-MS相适用于除碳以外难以用ICP-MS测定的元素。参考文献[12]概述了spICP-MS能检测的元素和测定的下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不ISO/TS80004-1纳米科技术语第1部分：核心术语(Nanotechnologies—Vocabulary—Part1:ISO/TS80004-1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 231200个/min[¹6](如ICP-MS进样速度为0.5mL/min、传输效率为3%时，质量浓度为200ng/L的ICP-MS进样系统的冲洗液，质量分数为3%HNO₃,移取40mL硝酸(),置于盛有4配制标称直径为60nm的金纳米颗粒标准工作液(50ng/L)。用移液器移取50μL的标准储配制纳米颗粒组成超纯水稀释至刻度，充分混匀。用表1中的标准工作液绘制校准曲线。将标准工作液储存在玻璃瓶中，离子标准工作液()的离子浓度/(μg/L)2周2周2周1周1周一次时间扫描中检测到的脉冲数目不应超过基于驻留时间的最大脉冲数目(6.1)。使用本文件中的仪器设置(6.5.1),颗粒数量浓度在2×10⁶个/L～2×10⁸个/L的范围时，可得到有用的测量数据。表2给出了不同类型和尺寸颗粒对应的质量浓度作为指导。表2颗粒数量浓度范围在2×10⁶个/L～2×10°个/L的不同类型纳米颗粒的质量浓度范围标称颗粒尺寸(等效球直径)金(Au)银(Ag)二氧化铈(CeO₂)二氧化钛(TiO₂)氧化铁(Fe₂O₃)氧化锌(ZnO)5样品或水相悬浮液中纳米颗粒浓度的信息未知时，建议以10000倍稀释为起点。基于分析稀释样品时观察到的脉冲数，调整稀释倍数。用超纯水稀释样品，或用5mM柠檬酸钠或十二烷基硫酸钠spICP-MS的仪器配置与常规的ICP-MS大多数商用ICP-MS兼容并可以使用1ms～10ms范围内的驻留时间。随着驻留时间减小，单个纳米颗粒脉冲分布在相邻两个测量窗口的概率增加。如使用更长的驻留时间(大于10ms),从数据的背景中较难区分出颗粒，并且检测器在一个驻留时间中可能会记录多个辨不出小颗粒信号。通过监测待测元素的替代m/z脉冲、使用碰撞/反应池或其他技术去除多原子离ICP-MS系统通过性能检查、自动调谐或手动调谐功能进行仪器优化。执行性能检查未达到性能ICP-MS的进样系统宜是洁净的。颗粒浓度高的纳米颗粒悬浮液的分析可导致ICP-MS仪器的污染，特别是仪器管路的污染，从而导致持续的背景水平。高浓度的其他类型的样品也可能导致6.6确定传输效率样品，可以使用任何其他良好表征过的纳米颗粒悬浮液，重新计算稀释倍数和浓V——样品流速，单位为毫升每分钟(mL/min);6GB/T427Cm——颗粒悬浮液的质量浓度，单位为克每毫升(g/mL);mp——每个颗粒的质量，单位为克(g)。60nm金纳米颗粒的质量为2.2×10-¹⁵g,质量浓度为50ng/L时，颗粒浓度Cp=2.3×107个/L。根据程序(6.5.1)的设置，分析标准工作液(),并确定等离子体中的颗粒通量，即时间扫描中每秒出现的颗粒脉冲数。传输效率计算见公式(3):式中：7。——传输效率；qo—等离子体中的颗粒通量，单位为个每秒(个/s);V——样品流速，单位为毫升每分钟(mL/min);使用常规进样系统，。预计为2%～5%,也可使用更高效的进样系统。6.6.2根据已测定的颗粒尺寸确定传输效率若纳米颗粒标准样品仅尺寸已知，结合分析一系列与纳米颗粒相同元素的离子标准溶液(表1),确定传输效率。根据程序(6.5.1)的设置，分析颗粒标准样品悬浮液的标准工作液()和离子标准样品溶液的标准工作液()。利用线性回归，确定标准线的相关系数。相关系数宜大于0.99。传输效率的计算见公式(4):式中：6×10⁷——从min到ms和L到mL的系数之积；RNp——纳米颗粒的ICP-MS响应值，单位为[(计数/s)/μg],计算见下式：式中：Ip——平均纳米颗粒的强度值减去标准工作悬浮液中测试的纳米颗粒背景强度的值，单位为计数每秒(计数/s);mnp——纳米颗粒的质量，单位为微克(μ6.7确定响应值线性按照程序(6.5.1)的设置，分析离子溶液的标准工作液()。用线性回归法确定校准曲线的相关系数。相关系数宜大于或等于0.99。78纳米颗粒标准悬浮液2×10⁷个/L(60nm金纳米颗粒约为50ng/L,60nm银纳米颗粒约为10样品1;11样品2;12样品3;13样品4;14样品5;15样品6;16样品7;17样品8;18样品9;19样品10;25样品11;8003000600090001200015000180002x图1检测到的单个颗粒脉冲的时间扫描图7结果7.1计算水相样品中的颗粒数量浓度计算见公式(5):9M,——被测物的摩尔质量。7.1.4颗粒浓度检出限的计算SD。——在空白对照样品中观察到的颗粒脉GB/T42732—2023/ISO/TS为10个脉冲。由刚好能从背景中区分出来的脉冲信号强度决定颗粒尺寸检出限。对于特In+1——在n+1次迭代运行中刚好能从背景中区分的脉冲信号I——在n次迭代运行中数据的平均信号当不能再区分脉冲时，即In+1=I。,在公式(6)中In+1的值输入为Ip,颗粒尺寸检出限计算见公式(12):LOD,=ddp——按照7.1.3计算的颗粒尺寸。除计算纳米颗粒尺寸和浓度外，由离子产生的连续基线信号估算样品中的离子浓度。水相样品中In——对空白样品背景强度进行校正后的样品中平均基线强度，单位为计数每秒(计数/s);离子物质。平均基线强度小于基线强度标准偏差的3倍时，电子表格中将得出离子浓度的检出限值。7.2性能标准7.2.1传输效率传输效率(6.6)宜大于或等于1.0%。传输效率小于1.0%时，检查雾化器的位置和雾化气流量，以 A.1概述将spICP-MS数据和所需信息导入专用电子表格中，进行计算。这种电子表格及其使用程序已经子)。将颗粒与背景分离的ICP-MS响应值在图中是最小值(见图A.1)。该最小值可由电子表格计算，图A.1ICP-MS在数据点的响应值频次作为响应值函数的信号分布图“value”选项来输入这些数据);的检出限); 转换后的ICP-MS数据(使用“pastespecial”“value”选项来输入这些数 图A.2计算表格——校准工作表图A.2计算表格——校准工作表9日期A项目名称ICP-MS样品流速颗粒标准样品5时间扫描xICP-MS驻留时间3X时间/msy信号/cps离子标准样品测试人员元素密度颗粒标准样品的质量浓度信号分布x信号/cpsy频次离子标准样品的ICP-MS响应值颗粒数量浓度质量浓度x颗粒尺寸/nmy归一化的频次图A.3计算表格——样品工作表图A.3计算表格——样品工作表间扫描间扫描yx时间/msy信号/cps日期A项目名称BICP-MS样品流速颗粒标准样品CICP-MS驻留时间3D离子标准样品E样品性质F测试人员G1ICP-MS离子标准溶液响应值(计数/s)/(ug/L)(计数/s)检测到的颗粒数目x信号/cpsy频次离子浓度布x颗粒尺寸/nmy归一化的频次[1]GB/T30544.6—2016纳米科技术语第6部分：纳米物体表征[3]ISO14488Particulatematerials—particulateproperties[4]ISO17294-1Waterquality—Applicationofinductive[5]ISO17294-2Waterquality—Applicationofinductive(ICP-MS)—Part2:Determinationof62elements[6]ISO/TS80004-2:2015Nanotechn[7]ISOGuide30Series:2015Reference[8]Degueldre,C.,Favarger,P.Y.,Wold,S.Goldma-massspectrometryinasingleparticlemode.Anal.Chim.Acta,555,2006,pp.263-268[9]Pace,H.E.,Rogers,N.J.,Jarolimek,C.,Coleman,V.A.,Higgins,C.P.andRanville,J.F.Determiningtransportefficiencyforthepurticleinductivelycoupledplasmamassspectrometry.A[10]Laborda,F.,Bolea,E.,Jiménez-LamanaMassSpectrometry:APowerfulToolforNanoanalysis.Anal.Ch[11]Peters,R.J.B.,Herrera-Rivera,Z.,VanderLee,M.,Marvin,H.J.P.,Bouwmeester,H.,analysisofnanoparticlesincomplexmatrices.J.Anal.At.Spectrom.,30,2015,[12]Lee,S.,Bi,X.,Reed,R.B.,Ranville,J.F.,Herckes,P.,[13]Mitrano,D.M.,Lesher,K.,Bednar,A.,Monserud,J.,Higgins,C.P.andRanville,J.F.Detectingnanoparticulatesilverusingsingle-parEnviron.Toxicol.Chem.,31,2012,pp[14]Peters,R.J.B.Herrera-Rivera,Z.,VanBemwmeester,H.Developmentandvminationofnano-silverinchickenmeat.Anal.Bioanal.Chem.,40