【分析】用于日用商品中银离子和纳米银形态分析的可抛式试纸

由于人工纳米材料的大量使用，近年来人工纳米材料的环境影响和毒性受到人们的高度关注。纳米银（AgNPs）作为一种典型人工纳米材料，因其具有良好的抗菌性、独特的物理化学性质而广泛用于各种商品中，使得人们暴露于纳米银的风险显著增加。大量的研究表明银的毒性、毒理与其存在形态密切相关，通常Ag⁺的毒性远高于AgNPs，而AgNPs可以直接透过细胞膜进入细胞内导致细胞凋亡。为了评价商品中AgNPs的安全性，急需建立准确而灵敏的分析方法。传统AgNPs和Ag⁺的分析方法是通过原子光谱及其联用仪器加以实现，而商品化的仪器过于庞大、笨重、价格昂贵且需要专业人士才能操作，难以进入寻常百姓家。因此，人们迫切需要建立简便、快速、廉价的分析方法用于商品中AgNPs和Ag⁺形态分析。鉴于此，四川大学郑成斌教授、徐开来教授团队开发了一种具有高度读出功能的AgNPs和Ag⁺形态分析试纸（示意图如图1所示）。

图1. Ag⁺和AgNPs形态分析示意图

通过喷墨打印技术，作者将CdTe荧光量子点打印至滤纸上并制成试纸。当试纸条浸入含有Ag⁺的样品溶液时，由于毛细作用，样品溶液会沿着纸条向上迁移。迁移过程中Ag⁺会与CdTe量子点发生阳离子交换反应，导致量子点荧光猝灭。由于每次吸入至滤纸中的样品溶液体积一样，从而使得试纸条的荧光猝灭高度于溶液中Ag⁺成正比。将高度刻度打印在试纸边缘上，就可以通过高度读出来实现溶液中Ag⁺浓度读出，从而实现Ag⁺的可视化、高性价比、可抛式的检测。有趣的是，当溶液中只含有AgNPs时，不会产生试纸条的荧光猝灭，因此该试纸可以从AgNPs中选择性地测定Ag⁺。将硝酸加入样品溶液中，溶解AgNPs生成Ag⁺，调节pH后将试纸插入，可测定样品溶液中总银浓度。二者差值就是样品溶液中AgNPs浓度。基于这一原理（如图2所示），建立的方法不但能用于商品中Ag⁺的定量分析，还可实现对其中AgNPs的定量分析。该方法已成功用于妇科洗液、纺织物、儿童用品和抗菌辅料中Ag⁺和AgNPs的形态分析。相比于传统分析方法，该方法具有简单、便宜、灵敏、不受操作人员色盲、色弱限制等特点，同时还避免了使用昂贵和复杂的商品分析仪器，能用于现场、家庭和贫困地区Ag⁺和AgNPs的形态分析。

图2. Ag⁺和AgNPs分析原理

该研究工作为可视化、准确定量分析商品中人工纳米材料提供了新的思路。相关成果近期发表在Analytical Chemistry上，文章主要由四川大学的硕士研究生刘沁蕾完成，郑成斌教授、徐开来教授为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金委项目的资助。

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Disposable Paper-Based Analytical Device for Visual Speciation Analysis of Ag(I) and Silver Nanoparticles (AgNPs)

Qinlei Liu, Yao Lin, Jing Xiong, Li Wu, Xiandeng Hou, Kailai Xu, Chengbin Zheng

Anal. Chem., 2019, 91, 3359−3366, DOI: 10.1021/acs.analchem.8b04609

郑成斌教授简介

郑成斌，四川大学教授，1998-2002年在四川大学先后获得学士学位和博士学位；2007年留校任四川大学讲师，2008年-2009年在加拿大National Research Council Canada从事博士后研究；2009年-2012年任四川大学副教授；2012年至今任四川大学教授、博士生导师。

郑成斌近年来在环境分析、新技术及仪器小型化等方向开展研究工作，取得了一系列成果，在Anal. Chem.、Environ. Sci. Technol.、ACS Catalysis、J. Mater. Chem. A、Chem. Eur. J. 等学术期刊上发表SCI论文99篇；授权国家发明专利6项、美国发明专利1项；入选教育部新世纪优秀人才支持计划、四川省学术和技术带头人等人才计划；担任Chinese Chemical Letters 执行副主编、教育部/中国科协中学生英才计划指导教师等学术服务工作；曾获2010年中国分析测试协会奖（CAIA）二等奖、2014年中国化学会青年化学奖等奖励；主持自然科学基金优秀青年科学基金、面上项目、重大仪器专项分任务等项目。

https://www.x-mol.com/university/faculty/12785

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