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化工级氧化锌材料的团聚分析


纳米材料由于其较高的表面活化能,容易团聚。表面改性可以降低团聚程度。纳米氧化锌的团聚行为对其毒性有重要影响,因为团聚决定了纳米氧化锌的有效浓度和粒径。到目前为止,还没有系统的研究ZnO纳米粒子在生物环境中的团聚行为。然而,在许多研究中,都报道了ZnO纳米粒子在溶液相中的尺寸。利用DLS可以监测纳米氧化锌在溶液中的团聚程度和动力学。研究结果表明,纳米氧化锌在溶液相中有严重的团聚现象。

根据作者的说法,纳米氧化锌只能在水中悬浮几分钟。纳米氧化锌的悬浮时间和分散均匀性优于纳米氧化锌,与其他纳米材料的悬浮时间和分散均匀性相似。这也表明,实际曝光时纳米氧化锌的曝光浓度可能高于微米氧化锌的曝光浓度。尽管den9等人报道了氧化锌吸附蛋白质,但蛋白质的加入并没有显著改善氧化锌纳米粒子的聚集性。在含血清的DMEM介质中,ZnO纳米粒子的粒径只能从PBS中的约600nm减小到约300nm。在这项研究中,作者发现氧化锌纳米粒在含有10%小牛血清的培养基中仍然严重地重新聚集。在朱等人的研究中,他们还发现氧化锌纳米粒子聚集在一起。3h后,沉积物中的氧化锌几乎达到沉淀平衡,80%以上的氧化锌出现在沉积物中。

DLS结果表明,纳米氧化锌颗粒团聚严重,水化半径大于TEM。但需要注意的是,DLS并不一定能反映纳米氧化锌的大小,因此DLS的结果值得重视。例如,Lin等人。[3] 发现在ham-SF-12介质中,纳米氧化锌(直径70nm)的大小与微米氧化锌(直径420nm)的大小相似。在浓度为10/19/ml时,其粒径约为100nm,小于微米ZnO本身的粒径。这个结果显然是不合理的,需要更多的研究来解释这一矛盾。他们的研究还表明,氧化锌纳米颗粒易于沉降,特别是在100ft9/ml的浓度下。在两个平行试验中,团聚物的粒径分别为900nm300nm,这表明该体系在超声波条件下非常不稳定,容易团聚。

在干燥的空气中,纳米氧化锌颗粒容易分散,形成类似于超细氧化锌粉尘的形状,易于吸入。在这方面,氧化锌纳米颗粒比氧化锌纳米颗粒更容易形成粉尘并在空气中分散,这可能会导致肺毒性。相关的研究很少,特别是对形成粉尘的纳米氧化锌的表征。现有的比较纳米氧化锌和微米氧化锌呼吸毒性的研究主要是通过气管滴注的方式进行的,忽略了纳米氧化锌更容易在空气中形成粉尘的因素。考虑到纳米氧化锌的尺寸,我们推测纳米氧化锌可能具有更高的有效暴露浓度,这将导致更大的呼吸毒性。

 

 


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