生態中心發現納米材料轉化過程中穩定同位素分餾現象

　　中國科學院生態環境研究中心環境化學與生態毒理學國家重點實驗室江桂斌研究組近期在納米材料轉化過程同位素分餾方面取得突破，研究成果日前在線發表于Nature Nanotechnology，生態中心為該工作唯一完成單位。

　　該工作采用了天然穩定同位素來研究環境中納米材料的過程和來源。研究人員首次發現了納米銀在自然轉化過程中的穩定同位素分餾現象，通過多接收器電感耦合等離子體質譜（MC-ICP-MS）測定了納米銀在轉化過程中天然銀同位素組成的極細微變化。研究發現不同的環境過程能夠導致不同的銀同位素分餾效應，進而通過同位素變化揭示了納米銀在自然水體中的轉化途徑與機理。這種基于天然同位素組成的研究思路完全不同于常規的基于濃度或粒度的方法，不但可以提供反應過程中不依賴于濃度的多維信息，而且無需添加任何人為標記，因此為納米研究提供了一種全新的研究手段。尤其是對于大時空尺度、難以人為加標的體系，該方法提供了一個可行的研究途徑。該研究也將穩定同位素技術拓展到一個全新的應用領域。

　　特別值得一提的是，研究人員發現人工納米材料與天然納米材料在一些環境過程中具有顯著不同的同位素分餾效應。這一現象為甄別環境中納米材料的來源提供了一種潛在的方法，從而為更準確的環境納米毒理學研究提供了可能。

　　這一工作被Nature Nanotechnology 審稿專家高度評價為“一項開創性的里程碑式的工作”。Nature Nanotechnology 同期以Nanoecotoxicology: Nanoparticle behaviour dissected 為題專門配發了兩頁篇幅的news and views評論文章，對該工作的背景和科學意義進行了詳細解讀，認為“這一發現具有相當的重要性”，“這一開創性的工作證明了納米材料的同位素分餾值得深入研究”。

　　該研究組在環境納米材料環境行為方面已開展了10余年的研究工作，前期工作中發明了一種基于毛細管電泳-電感耦合等離子體質譜在線聯用（CE-ICP-MS）的納米材料表征新方法，可在一次操作中完成復雜環境介質及消費產品中納米材料的種類鑒定、尺寸分布表征和相關離子檢測，相關論文已以VIP paper形式發表于《德國應用化學》（Angew Chem Int Edi., 2014, 53, 14476-14479），成為繼傳統電鏡、光散射技術之外的一種新的納米材料表征技術。

　　該研究得到了中科院環境健康先導專項、國家自然科學基金委、科技部“973”項目及中科院青年創新促進會的支持。

通過銀穩定同位素分餾揭示自然水體中納米銀的天然轉化過程