Отправить статью по E-mail Наноразмерные материалы в аналитической атомной спектрометрии
- Авторы: Кубракова И.В.1, Пряжников Д.В.1, Тютюнник О.Н.1, Киселева М.С.1, Ефанова О.О.1
-
Учреждения:
- Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)
- Выпуск: Том 13, № 2 (2023)
- Страницы: 94-105
- Раздел: Аналитика веществ и материалов
- URL: https://journals.eco-vector.com/2227-572X/article/view/629021
- DOI: https://doi.org/10.22184/2227-572X.2023.13.2.94.104
- ID: 629021
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Разнообразие свойств высокодисперсных (нано) материалов обусловило перспективность их использования в неорганическом анализе, включая атомную спектрометрию (атомно-абсорбционная спектрометрия, атомно-эмиссионная и масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой). Эти материалы применяются в качестве твердофазных экстрагентов и матричных модификаторов, а также являются объектами анализа.
В статье рассмотрены пути получения и характеризации наночастиц; приведены данные о структуре и свойствах магнитных наночастиц, предназначенных для решения аналитических и биомедицинских задач; показана возможность повышения чувствительности и селективности определения ряда элементов при использовании наночастиц в атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией и в методе холодного пара. Проанализированы новые возможности спектрометрических методов для биоаналитических приложений с участием наночастиц, включая масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой в режиме единичных частиц.
Полный текст
Об авторах
И. В. Кубракова
Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)
Автор, ответственный за переписку.
Email: kubrakova@geokhi.ru
д. х. н.
Россия, МоскваД. В. Пряжников
Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)
Email: kubrakova@geokhi.ru
к. х. н.
Россия, МоскваО. Н. Тютюнник
Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)
Email: kubrakova@geokhi.ru
к. х. н.
Россия, МоскваМ. С. Киселева
Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)
Email: kubrakova@geokhi.ru
к. х. н.
Россия, МоскваО. О. Ефанова
Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)
Email: kubrakova@geokhi.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Кубракова И. В., Пряжников Д. В. Микроволновый синтез наноразмерных магнитных сорбентов. Журнал аналитической химии. 2021. 76(1):20.
- Kubrakova I. V., Pryazhnikov D. V. Microwave-assisted synthesis of nanosized magnetic adsorbents. Journal of Analytical Chemistry. 2021. 76(1):15.
- Пряжников Д. В., Кубракова И. В. Магнитные наноразмерные материалы с модифицированной поверхностью: получение и исследование структуры, состава и свойств. Журнал аналитической химии. 2021. 76(6):496.
- Pryazhnikov D. V., Kubrakova I. V. Surface-modified magnetic nanoscale materials: preparation and study of their structure, composition, and properties. Journal of Analytical Chemistry. 2021. 76(6):685.
- Pryazhnikov D. V., Kubrakova I. V., Kiseleva M. S. et al. Preparation and structural characterization of nanosized magnetic solid-phase extractants. Mendeleev Commun. 2014. 24(2):130.
- Warner C. L., Addleman R.Sh., Cinson A. D., Droubay T. C., Engelhard M. H., Nash M. A., Yantasee W., Warner M. G. High-Performance, Superparamagnetic, Nanoparticle Based Heavy Metal Sorbents for Removal of Contaminants from Natural Waters. ChemSusChem. 2010. 3:749.
- Киселева М. С., Пряжников Д. В., Кубракова И. В. Магнитный сорбент с мезопористой оболочкой для одновременного концентрирования экотоксикантов различной природы. Журнал аналитической химии. 2018. 73(1):14–21.
- Kiseleva M. S., Pryazhnikov D. V., Kubrakova I. V. Magnetic sorbent with a mesoporous shell for the simultaneous preconcentration of ecotoxicants of different nature. Journal of Analytical Chemistry. 2018. 73(1):10.
- Zou Z., Hu J., Xu F., Hou X., Jiang X. Nanomaterials for photochemical vapor generation-analytical atomic spectrometry. Trends in Analytical Chemistry. 2019. 114:242.
- Sturgeon R. E. and Grinberg P. Some speculations on the mechanisms of photochemical vapor generation. J. Anal. At. Spectrom. 2012. 27:222.
- Zou Z., Jiang X., Li L., Yao Q., Luo H., Huang K. Photochemical vapor generation of selenium: Mechanisms and applications. Trends in Environmental Analytical Chemistry. 2020. 27.
- He C., Cheng G., Zheng C., Wu L., Lee Y., Hou X. Photochemical vapor generation and in situ preconcentration for determination of mercury by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Anal. Methods. 2015. 7:3015.
- Volynsky A. B., Krivan V. Comparison of various forms of palladium used as chemical modifiers for the determination of selenium by electrothermal atomic absorption spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 1996. 11:159.
- Zangmo T., Siripinyanond A. Exploring the applicability of nano-selenium for capture of mercury vapor: Paper based sorbent and a chemical modifier in graphite furnace atomic absorption spectrometry. Analyt. Chim. Acta. 2019. 1085.
- Пряжников Д. В., Ефанова О. О., Киселева М. С., Кубракова И. В. Микроволновый синтез наноразмерных материалов «ядро – оболочка» на основе магнетита, функционализированного золотом и доксорубицином. Российские нанотехнологии. 2017. 12(3–4):69–75.
- Pryazhnikov D. V., Efanova O. O., Kiseleva M. S., Kubrakova I. V. Microwave synthesis of core–shell nanosize materials on the basis of magnetite functionalized with gold and doxorubicine. Nanotechnologies in Russia. 2017. 12(3–4):199.
- Cao Z., Yue X., Li X., Dai Z. Stabilized Magnetic Cerasomes for Drug Delivery. Langmuir. 2013. 29:14976–14983.
- Pryazhnikov D. V., Efanova O. O., Kubrakova I. V. Cerasomes containing magnetic nanoparticles: synthesis and gel-filtration chromatographic characterization. Mendeleev Commun. 2019. 29(2):226.
- Dan Y., Zhang W., Xue R., Ma X., Stephan C., Shi H. Characterization of gold nanoparticle uptake by tomato plants using enzymatic extraction followed by single-particle inductively coupled plasma–mass spectrometry analysis. Environ. Sci. Technol. 2015. 49(5):3007.
- Degueldre C., Favarger P.-Y. Colloid analysis by single particle inductively coupled plasma-mass spectroscopy: a feasibility study. Colloids Surf. A. 2003. 217:137.
- Laborda F., Bolea E., Jiménez-Lamana J. Single particle inductively coupled plasma mass spectrometry for the analysis of inorganic engineered nanoparticles in environmental samples. Trends Environ. Anal. Chem. 2016. 9:15.
- Temerdashev Z. A., Galitskaya O. A., Bolshov M. A. A novel method for the background signal correction in SP-ISP-MS analysis of the sizes of titanium dioxide nanoparticles in cosmetic samples. Molecules. 2022. 27. 7748.
- Тимербаев А. Р. Роль масс-спектрометрии в разработке и внедрении в медицину металлсодержащих наночастиц. Журнал аналитической химии. 2015. 70(9):899–915.
- Timerbaev A. R. Role of mass spectrometry in the development and medicinal implementation of metal-based nanoparticles. Journal of Analytical Chemistry. 2015. 70(9):1031.
- Pitkänen L., Striegel A. M. Size-exclusion chromatography of metal nanoparticles and quantum dots. Trends Analyt. Chem. 2016. 80:311.
- Катасонова О. Н., Федотов П. С. Методы проточного фракционирования микрочастиц: перспективы и области применения. Журнал аналитической химии. 2009. 64(3):228–242.
- Katasonova O. N., Fedotov P. S. Methods for continuous flow fractionation of microparticles: Outlooks and fields of application. Journal of Analytical Chemistry. 2009. 64(3):212.
- Mozhayeva D., Engelhard C. A critical review of single particle inductively coupled plasma mass spectrometry – A step towards an ideal method for nanomaterial characterization. J. Anal. At. Spectrom. 2020. 35: 1740–1783.
Дополнительные файлы
Доп. файлы
Действие
1.
JATS XML
2.
Рис. 1. Наноразмерный носитель (маггемит), поверхность которого можно модифицировать
Скачать (198KB)
3.
Рис. 2. Дифрактограмма Fe3O4+МПК
Скачать (202KB)
4.
Рис. 3. Инфракрасные спектры Fe3O4+ОК+МПК (синий), накопленный сигнал SH-группы (красный) и МПК (зеленый)
Скачать (217KB)
5.
Рис. 4. Изотермы сорбции ЦТАБ (а) и ОК (б) на магнетите, полученные для различных условий
Скачать (301KB)
6.
Рис. 5. Зависимость степени извлечения Pb(II), Cu(II) и Cd(II) от V
Скачать (738KB)
7.
Рис. 6. Принцип действия магнитных сорбентов (а, б)и изображение материала Fe3O4@TEOS@ЦТАБ (в)
Скачать (585KB)
8.
Рис. 7. Схема ячейки для фотохимической генерации летучих соединений
Скачать (313KB)
9.
Рис. 8. Зависимость аналитического сигнала ртути в присутствии наночастиц селена, модифицированных додецилсульфатом. Аналитические сигналы ртути (400 мг/л) при температуре пиролиза 250 °C и температуре атомизации 1300 °C в отсутствие модификатора матрицы (серый) и в присутствии двух различных типов модификаторов: нитрата палладия (черный) и наночастиц селена (красный) [11]
Скачать (160KB)
10.
Рис. 9. Общая схема выделения нуклеиновых кислот (НК) (а). Взаимодействие НК с поверхностью силанизированных магнитных наночастиц (б)
Скачать (633KB)
11.
Рис. 10. Схема получения Fe3O4@TEOS/MPTMS@Au@DOX
Скачать (208KB)
12.
Рис. 11. Структура магнитосом [13] и гистограммы распределения по размерам свободных частиц (слева) и частиц, инкапсулированных в полость везикулы (справа). Красной линией показан усредненный размер свободных частиц и наночастиц в составе везикул [14]
Скачать (638KB)
13.
Рис. 12. Характер информации, получаемой методом spICP-MS: исходный спектр и распределение наночастиц по размерам [15] https://doi.org/10.22184/2227-572X.2023.13.2.106.113
Скачать (421KB)
