利用光谱技术分析纳米材料环境影响取得进展

2020年4月1日，中国科学院合肥物质科学研究院官网发布“纳米材料环境转化过程对生态毒性影响及机制研究取得进展”。

近期，中科院合肥研究院技术生物所黄青课题组以水生生态系统初级生产者藻类为受试对象，应用光谱技术对纳米氧化锌在含磷水体中的转化过程进行定性和定量分析，阐明了环境物质转化过程对小球藻毒性效应影响及其机制。相关成果已被英国皇家化学会期刊Environmental Science: nano接收发表。

    随着纳米科技迅速发展，纳米材料对环境和生物潜在影响日益受到关注。纳米毒理学研究表明，环境过程对纳米材料毒性效应影响显著，使其毒性区别于原始状态纳米材料，但环境转化过程对毒性效应影响规律尚待阐明，这对纳米材料环境安全性评价非常重要。

　研究人员利用拉曼光谱和XRD等光谱手段，发现随水体中磷含量的增加，纳米氧化锌先部分转变成晶体状磷酸锌，再转变成无定型磷酸锌。毒性效应检测结果表明，原始状态纳米氧化锌的毒性主要源自其释放的锌离子；在含磷水体中，纳米氧化锌发生物理化学转变，生成了低毒性的磷酸锌，使其毒性显著区别与原始状态的纳米氧化锌。此外，结合光合作用相关基因表达分析，研究人员揭示了纳米氧化锌物态变化对藻类光合作用产生影响，是纳米毒性效应差异的重要原因。

　研究结果为利用光谱技术分析纳米材料环境转化的理化过程，阐明环境转化过程对毒性效应的影响及机制，以及合理评价纳米材料在真实环境水体中生态安全性提供了理论和实验基础。

　　该研究受到国家重大研究计划、国家自然科学基金以及安徽省自然科学基金等课题的资助。

光谱分析技术

由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成．这种方法叫做光谱分析．做光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以利用吸收光谱．这种方法的优点是非常灵敏而且迅速．某种元素在物质中的含量达10^-10(10的负10次方)克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来．光谱分析在科学技术中有广泛的应用．

光谱技术

根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析．其优点是灵敏，迅速．根据分析原理光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光谱分析二种；根据被测成分的形态可分为原子光谱分析与分子光谱分析。光谱分析的被测成分是原子的称为原子光谱,被测成分是分子的则称为分子光谱。

按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱；按产生的本质不同，可分为原子光谱、分子光谱；按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱；按光谱表观形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。

现代光谱分析仪器有原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪(原子吸收分光光度计)、红外光谱仪等。