在化学中,根据反应性表面位点的数量,性质和氧化潜力来对工程纳米材料进行分类的方法

科学领域:

• 纳米材料的特性表征
• 表面化学 表面化学
• 毒理学 毒理学 毒理学

背景情况:

• 传统的纳米材料表征方法 (例如质量,表面积) 并不能完全捕捉表面反应性.
• 了解表面位点的数量,性质和反应性对于评估生物和环境系统中的纳米材料行为至关重要.
• 需要新方法方法 (NAM) 来对工程纳米材料 (ENM) 进行特定地点的分类.

研究的目的:

• 开发和验证细胞测试,以量化ENM表面位点的数量,性质和反应性.
• 建立基于氧化潜力的ENM的协调反应描述器.
• 根据其特定位点的反应性和氧化能力对一系列ENM进行分类.

主要方法:

• 甲醇探针化学吸收以量化反应性表面位点.
• 化学吸收的甲醇的温度编程表面反应 (TPSR),以确定地点的性质 (酸性,基本性,氧化还原性).
• 滴三醇 (DTT) 探针氧化反应以评估氧化能力.
• 这些测量对CuO,CeO2,ZnO,Fe3O4,CuFe2O4,Co3O4和两个TiO2纳米材料的应用.

主要成果:

• 一个协调的反应描述符,氧化周转频率 (OxTOF),是使用DTT氧化速率每个反应表面位点来建立的.
• CuO和CuFe2O4表现出最高的反应位密度和氧化能力,其次是CeO2,TiO2纳米材料和Fe3O4.
• ZnO的DTT耗尽与溶解离子有关,而甲醇TPSR证实了其基本表面特征.
• 八种ENM被分为三个统计学上不同的氧化潜力组:高 (CuO,CuFe2O4,Co3O4),中等 (CeO2) 和低 (Fe3O4,TiO2).

结论:

• 使用甲醇和DTT探针进行的无细胞测试提供了强大的NAM,用于对ENM的特定特征.
• 这些方法可以使每个反应部位的反应性和毒性数据正常化,从而提供更准确的评估.
• 开发的方法允许基于它们的内在氧化潜力对ENM进行可靠的分类.