非对称流场流分离-电感耦合等离子体质谱联用技术用于金纳米颗粒表面聚苯乙烯接枝状态的质量控制

本综述系统阐述了非对称流场流分离（AF4）与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）联用技术在金纳米颗粒-聚苯乙烯复合体（Au@PS）质量分析中的突破性应用。该技术通过精准测定接枝率（57±2%至100±1%）、粒径分布（（26±1）nm至（35±3）nm）及表面化学组成，为解决纳米塑料生物显影难题提供了关键解决方案，对评估纳米污染物跨生物屏障机制具有重要价值。

　　

亮点

化学品

氯金酸（HAuCl₄）购自Sigma Aldrich。柠檬酸三钠（Na₃C₆H₅O₇，99.8%）来自Fischer Scientific。巯基封端聚苯乙烯（PS-SH）（数均分子量M_n 11.5×10³ g/mol，分散系数D（PDI）1.08，巯基官能度>95%）由Polymer Source提供，甲苯（C₇H₈，99+%）来自ACROS Organics。吐温20（C₅₈H₁₁₄O₂₆，分子量1,228 g/mol）和硝酸铵（NH₄NO₃）购自Sigma Aldrich。金纳米颗粒（30 nm）由美国国家标准与技术研究院提供。

粒径分布与形貌表征

Au@PS的表征遵循图1所示的四个主要实验步骤。第一步采用Turkevich法合成柠檬酸水溶液稳定的金纳米颗粒。需要特别关注这些颗粒的粒径和分布状态（即团聚程度），因为粒径可通过柠檬酸三钠的添加量精确调控——它既是还原剂又是稳定剂。动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）结果显示：初始合成的金纳米颗粒流体力学直径为（21.5±0.5）nm，TEM测得的金核直径为（19.5±1.5）nm，证实单分散性良好（多分散指数<0.1）。

结论

通过多技术联用策略（包括DLS、TEM和AF4-ICP-MS），成功表征了聚苯乙烯接枝金纳米颗粒的物理化学参数（粒径分布、形貌、总浓度及表面化学组成）。AF4-ICP-MS技术无需复杂样品前处理即可实现聚苯乙烯在金纳米颗粒表面接枝状态的常规分析，其分离机制基于颗粒与膜之间的疏水-亲水相互作用。该技术为纳米颗粒表面修饰质量控制的标准化提供了创新解决方案。