一种基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法，该方法包括如下步骤：将样品进行稀释超声分散，滴在支持膜上，得到各类待检测样品；通过透射电镜首先对待检测样品进行定性分析；通过透射电镜对待检测样品进行定量分析；对其内存在的纳米塑料颗粒进行统计计算纳米塑料颗粒的个数。本发明专利技术借助透射电子显微镜，结合TEM的能谱技术，在EDS模式，定性分析完成后便可进行统计和定量分析，运用该定量分析方法所统计得到的纳米塑料颗粒个数与标准原值偏差在10倍以内，符合统计学方法的原则。该方法简单，操作便捷，耗时短，具有很好的实用性和可重复性，是一种可对各类溶液里的纳米塑料颗粒进行定量分析的可靠方法。米塑料颗粒进行定量分析的可靠方法。米塑料颗粒进行定量分析的可靠方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法


[0001]本专利技术属于纳米塑料颗粒定量分析领域，具体涉及一种基于透射电镜对各类溶液中纳米塑料颗粒的定量分析方法。

技术介绍

[0002]塑料长期暴露于环境中，在光、氧气、环境微生物等作用下，可生成微塑料颗粒，微塑料颗粒继续分解形成纳米塑料颗粒。现有的检测对象多为微塑料颗粒，对纳米塑料颗粒的定量分析还较少，特别是像50nm这类粒径极小的塑料颗粒。其主要原因在于这类纳米塑料颗粒的粒径太小，不容易检测出来，且在未经处理过的纳米塑料颗粒水溶液中，纳米塑料颗粒分散不均匀，极易出现团聚现象，这样便给其定量分析带来了诸多不便。
[0003]当下，纳米塑料颗粒的常规检测技术主要有如下两种：紫外光谱技术、红外光谱技术。而借助该两者对纳米塑料颗粒进行定量分析一般是建立标准方法，如在一定测试条件下检测不同浓度的标准样品，以此得到标准曲线，相关系数越大，则表明该定量分析方法越适用。
[0004]其中用紫外光谱检测，由于纳米塑料颗粒不溶于水中，需要找到合适的溶剂来溶解纳米塑料颗粒，而能溶解纳米塑料颗粒的溶剂一般有如下几种：四氢呋喃、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯乙烷、丙酮，这些溶剂基本都有毒性且属于危险药品，故紫外光谱检测并非优选方法。除此之外，对于红外光谱技术，不同塑料可产生不同的傅里叶变换红外光谱信号，对比标准样品的红外光谱图可判断和确定样品的塑料成分，但其鉴定分辨率远远达不到纳米级(<1μm)的要求。另外，测定液体红外比固体红外更具难度，且一般要求溶质质量分数大于10％，因此该方法也并非纳米塑料颗粒的定量分析优选方法。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了实现各类溶液中纳米塑料颗粒的定量分析，针对现有技术存在的问题，本专利技术提出一种基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法，本专利技术将透射电镜技术引入对纳米塑料颗粒的定量分析。通过对其参数的设置，在确保纳米塑料颗粒的有机结构不被破坏的情况下，同时对待测溶液样品进行一定处理，使制备的样品均匀分散在不同量的分散溶剂中，对其稀释不同的倍数，运用能谱技术定性分析以识别和确认纳米塑料颗粒的存在后，借助简单的数学方法实现对溶液中纳米塑料颗粒的定量分析，建立一套可适用的标准分析方法。
[0006]技术方案：为了实现上述目的：本专利技术所述一种基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法，包括如下步骤：
[0007](1)将纳米塑料颗粒样品用用溶剂进行稀释，溶液超声分散，滴在TEM载网支持膜上，待其自然风干，得到各类待检测样品；
[0008](2)通过透射电子显微镜首先对待检测样品进行定性分析以识别和确认其样品内存在纳米塑料颗粒；
[0009](3)通过透射电子显微镜对待检测样品进行定量分析；
[0010](4)对其内存在的纳米塑料颗粒进行统计；
[0011](5)计算纳米塑料颗粒的个数。
[0012]其中，步骤(1)中用各类分散溶剂分别稀释不同倍数后的待检测透射样品
[0013]其中，所述分散溶剂包括各类极性和非极性溶剂如纯水、乙腈、无水乙醇或者正己烷，所述稀释倍数为1000
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5000倍。作为优选，制备用各类分散溶剂分别稀释不同倍数(1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、5000倍)后的待检测透射样品：以无水乙醇稀释2000倍为例，用10μL移液枪取10μL已购买的标准纳米塑料颗粒原液(此处以商用的含聚苯乙烯微球的水溶液为例)滴至装有20mL上述溶液的烧杯中，使其稀释2000倍。在21kW功率下超声分散30～45min，使其在无水乙醇中分散均匀。再用10μL移液枪取10μL分散好的上述溶液滴在支持膜上，使其均匀覆盖在支持膜的正面，待其自然风干。
[0014]其中，步骤(1)中TEM载网支持膜包括：无孔支持膜系列或者有孔支持膜系列，所述无孔支持膜系列为碳支持膜，所述有孔支持膜系列为微珊支持膜。
[0015]一般所述碳支持膜和微珊支持膜的参数包括：所述目数为50
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400目、所述支持膜厚度为3
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40nm、支持膜的最外围直径为3191.4μm。
[0016]作为优选，所述目数为200目。
[0017]其中，步骤(2)中进行定性分析时在EDS模式下，测试电压为120
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200kV。
[0018]作为优选，步骤(2)中进行定性分析时在EDS模式下，测试电压为200kV。
[0019]其中，步骤(3)中进行定量分析在TEM模式下，放大倍数为3
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200k倍、测试电压为120
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200kV。
[0020]作为优选，步骤(3)中进行定量分析在TEM模式下，放大倍数为30k倍、测试电压为200kV。
[0021]进一步地，步骤(2)中定性分析在元素成分分析EDS模式下，在选定的拍摄倍数25K和样品分布较多的区域下，测试样品具有一定量的C元素，纳米塑料颗粒存在且在分散体系中分布。
[0022]进一步地，步骤(3)中定量分析在形貌观察TEM模式下选取含有纳米塑料颗粒且不同的孔，在每个孔中，选取有纳米塑料颗粒较集中的区域间隔均匀且连续地从横向和纵向分别拍摄透射电镜图像，识别其内均匀分布的纳米塑料颗粒，拍摄的所有透射电镜图像测试条件均全部统一。
[0023]其中，步骤(4)中用统计学方法将步骤(3)拍摄的透射电镜图像中含有的纳米塑料颗粒个数进行求和，然后取平均，从而计算出单张透射电镜图像中含有的纳米塑料颗粒个数。
[0024]其中，步骤(5)中按透射电镜图中标尺计算单张透射电镜图像的面积，再计算整个支持膜的实际面积，按面积的倍数等比例放大，可推算出整个载网支持膜上所含有的纳米塑料颗粒的个数，也可进一步推算出原液中所含有的纳米塑料颗粒的个数。
[0025]进一步地，步骤(5)中验证标准样品时将统计分析得到的纳米塑料颗粒个数与对应溶液浓度值分别取对数后进行线性拟合验证其相关性。
[0026]本专利技术的实用性和可靠性还可以用建立定量分析的标准方法来加以验证：将含有纳米塑料颗粒的各类原液分别用不同的分散溶剂稀释不同倍数，然后测定以此得到的不同
浓度的溶液，并将统计分析得到的纳米塑料颗粒个数与对应溶液浓度值分别取对数后进行线性拟合。具体地，本专利技术建立定量分析的标准方法并将统计分析得到的纳米塑料颗粒个数与对应溶液浓度值分别取对数后进行线性拟合，拟合的参数和结果包括：标准纳米塑料颗粒原液的质量分数为2.5％，用无水乙醇分别稀释不同倍数(1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、5000倍)后的待检测透射样品质量分数则分别为：0.0025％、0.00167％、0.00125％、0.001％、0.00833％、0.00714％、0.000625％、0.0005％，即2.5
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‑5、1.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将纳米塑料颗粒样品用溶剂进行稀释，溶液超声分散，滴在TEM载网支持膜上，待其自然风干，得到各类待检测样品；(2)通过透射电子显微镜首先对待检测样品进行定性分析以识别和确认其样品内存在纳米塑料颗粒；(3)通过透射电子显微镜对待检测样品进行定量分析；(4)对其内存在的纳米塑料颗粒进行统计；(5)计算纳米塑料颗粒的个数。2.根据权利要求1所述的基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法，步骤(1)中用各类分散溶剂分别稀释不同倍数后的待检测透射样品，所述分散溶剂包括各类极性或者非极性溶剂优选如纯水、乙腈、无水乙醇或者正己烷，所述稀释倍数为1000
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5000倍。3.根据权利要求1所述的基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法，步骤(1)中TEM载网支持膜包括：无孔支持膜系列或者有孔支持膜系列，所述无孔支持膜系列为碳支持膜，所述有孔支持膜系列为微珊支持膜。4.根据权利要求1所述的基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法，步骤(2)中进行定性分析时在EDS模式下，测试电压为120
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200kV。5.根据权利要求1所述的基于透射电镜定量分析纳米塑料颗粒的方法，步骤(3)中进行定量分析在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张银萍，吴仕希，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：