分析测试学报

    有机纳米材料是指基于脂质、蛋白、多糖及有机高分子聚合物的新型纳米材料,已被广泛地应用于食品、生物医药和农业等行业,其最常见的功能是作为性能良好的载体负载具有功能性和生物活性的化合物,主要包括基于脂质体和多糖的有机纳米材料。聚合物纳米材料以及多糖有机纳米材料(主要为壳聚糖)能够用作食品包装材料,以有效保持食品的新鲜度。在食品中也存在许多天然有机纳米粒子(如乳清蛋白、酪蛋白等)。在农业中,利用纳米技术将一些有机农药或化肥纳米化,可提高其在水中的分散性,有助于农作物的吸收。而所有类型的有机纳米颗粒均可能通过直接或间接方式排入自然环境中,成为一类新型的环境污染物,例如微塑料。

    目前对有机纳米材料的分析方法研究主要包括样品处理、分离、成像、检测等内容。在对有机纳米粒子进行表征与检测前需对样品进行前处理,包括消解、分离、富集和纯化。消解能够处理一些生物样品,但其对蛋白及脂质具有破坏性,因此不适用于处理所有含有机纳米粒子的样品。常见的样品处理方法还包括过滤、离心以及一些根据有机纳米粒子的尺寸、形状、电荷等物理化学性质进行比较精确分离的技术,例如色谱分析、场流分离(FFF)、电泳、离子迁移谱(IMS)等。

    在对样品进行处理和分离后,需要对其进行表征与检测。目前涉及到的方法主要包括成像法、光谱法和质谱法。成像法是表征纳米材料的最重要技术之一,常用的有电子显微镜(TEM、SEM)和AFM等。光谱法包括紫外可见光谱(UV-Vis)、动态光散射(DLS)、傅立叶变换-红外光谱分析法(FT-IR)和拉曼光谱(Raman)法等。目前,质谱正在纳米材料的分析领域兴起,并已被证明具有很好的前景,包括飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)、热裂解色谱-质谱联用技术(Pyr/GC-MS)以及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI/TOF-MS)等。其中MALDI/TOF-MS十分适用于一些多糖、多肽、高分子聚合物的检测,且将该方法与色谱法联用能够很好地克服其不能为具有高度多分散性的样品提供正确分子量的缺点。

    对于有机纳米粒子的分析检测往往并不能通过单一的技术完成,需要多种技术联合才能实现较好的分析与表征,中国科学院生态环境研究中心刘倩研究员对近年来有机纳米材料的应用及分析方法研究进展进行了综述,认为未来还需从以下方面开展更多的工作:①针对更多类型有机纳米材料的分析与检测方法的开发;②大力发展有机纳米材料的色谱-质谱联用技术;③开发复杂介质中有机纳米材料的提取技术。该文获国家自然科学基金资助项目(91543104)支持,相关成果发表于《分析测试学报》2018年第10期。

    doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2018.10.004

    【引用本文】:林悦,刘倩,林振宇,江桂斌. 有机纳米材料的应用及分析方法研究进展[J]. 分析测试学报, 2018, 37(10): 1139–1146.

    【Cite this article】:LIN Yue, LIU Qian, LIN Zhen-yu, JIANG Gui-bin. Progresses in Application and Analytical Methods of Organic Nanomaterials[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2018, 37(10): 1139–1146.

 

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发布日期:2018/11/12