一种可对环境中纳米级银材料溶解动力学过程实时监测的新方法

纳米银由于其优越的抗菌性能，被广泛应用于医疗、食品、纺织等众多领域。然而，纳米银在生产、使用和处理过程中，不可避免地会经各种途径进入到环境中，给生态环境和人体健康造成潜在的负面影响。纳米银进入环境后，存在着丰富的转化途径，如物理转化、化学转化、生物转化等。环境中纳米银主要以三种形式存在，团聚态的纳米银、银离子络合物以及溶解态的银离子（Ag⁺）。迄今，大量研究表明，纳米银的毒性主要来源于其溶解态的Ag⁺。因此，建立一种对水体环境中纳米银的溶解动力学过程的监测方法对研究纳米银的毒性机制有着重要的意义。

目前，水体环境中纳米银溶出Ag⁺ 的检测主要方法是将超滤、色谱和萃取等分离技术与电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）联用。如需对纳米银溶解Ag⁺ 动力学过程监测，这些常用的方法存在操作繁复、成本高、不简便等缺点。

香港科技大学唐本忠教授（点击查看介绍）和王文雄教授（点击查看介绍）等研究者，以自主研发的特异性识别Ag⁺ 的聚集诱导发光（AIE）荧光染料TZE-TPE-1为基础，首先测试在不同形态的Ag存在条件下，TZE-TPE-1对不同形态的银物质的响应，结果表明TZE-TPE-1可选择性识别Ag⁺ 而对纳米银、银单质以及其他金属材料没有响应，同时对Ag⁺ 的检测限达到3.24 µg/L，其能力远远高于目前常用于Ag⁺ 检测的荧光染料。基于此，进一步将TZE-TPE-1荧光染料应用于水环境中不同粒径以及不同包裹材料的纳米银溶解动力学过程的监测（图1），并且也考察了对银纳米线的溶解动力学过程的测定（图2）。利用该AIE荧光染料监测技术的实验结果可与常用的ICP-MS所得分析结果能较好的互相印证，证实了其在银离子的释放动态分析的有效性。从实际操作角度来分析，基于荧光的AIE监测无需超滤分离，利用常见荧光分析设备即可实现简便和高效低成本的对溶液中在任何时刻的银离子浓度进行定量检测。此监测新方法在深入研究和评估银纳米材料环境毒性和杀菌性能等方面有着重要的应用前景。

图1. AIE技术与ICP-MS技术对不同时间点的20 nm 柠檬酸钠包裹的纳米银（A），60 nm 柠檬酸钠包裹的纳米银（B）以及60 nm Tween-20 修饰的纳米银溶液中的银离子探针响应曲线（C）。（D）不同粒径不同保护基团包裹/修饰的纳米银在水溶液中团聚动力学过程。

图2. AIE技术与ICP-MS技术在纳米银线溶解动力学过程的监测。插图为不同时间点TZE-TPE-1的荧光光谱图。

该论文相关成果发表在Chemical Communications 上，文章的第一作者是香港科技大学海洋科学系的博士生颜能，通讯作者为唐本忠教授和王文雄教授。

该论文作者为：Yan Neng, Xie Sheng, Tang Ben Zhong*, Wang Wen-Xiong*

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Real-time monitoring of the dissolution kinetics of silver nanoparticles and nanowires in aquatic environments using an aggregation-induced emission fluorogen

Chem Commun., 2018, 54, 4585-4588, DOI: 10.1039/C8CC02245C

王文雄教授简介

王文雄，博士，香港科技大学生命科学部讲座教授（Chair Professor），香港科技大学海洋海岸实验室主任，香港科技大学深圳研究院海洋环境实验室主任，厦门大学长江学者讲座教授。迄今已发表英文论文近420篇，绝大多数是通讯作者或第一作者，其中在国际顶级海洋学杂志（Limnology and Oceanography）和环境科学优秀杂志（Environmental Science & Technology）共发表了近80篇论文，研究成果有较好的系统性和创新性。按Web of Science统计，他的论文被SCI论文引用次数超过11000次（Google Scholar统计超过16000次），H-指数高达52（Google Scholar统计的H-指数为70）。目前是国际环境毒理和化学学会（Society for Environmental Toxicology and Chemistry）主办的期刊Environmental Toxicology and Chemistry的责任编辑之一，Aquatic Biology的责任编辑之一，Environmental Pollution 副主编。主要研究方向为金属生态毒理学与生物地球化学、环境纳米毒理学与生态学。

唐本忠

http://www.x-mol.com/university/faculty/7059

王文雄

http://www.x-mol.com/university/faculty/49760

http://wangmetallab.ust.hk

http://szwanglab.com

https://www.researchgate.net/profile/Wen_Xiong_Wang