一种定性分析氧化石墨烯的方法

摘要

一种定性分析氧化石墨烯的方法，用于水溶液中或小球藻体内氧化石墨烯的测定，步骤如下：1)制备氧化石墨烯溶液；2)设定MDALI‑TOF‑MS测试条件；3)被测样品分析：将待测的氧化石墨烯溶液,用MDALI‑TOF‑MS测定荷质比,分析氧化石墨烯溶液的质谱图，根据氧化石墨烯MDALI‑TOF‑MS质谱图的十一个特征峰，定性确定氧化石墨烯的存在。本发明的有益效果是：该方法操作简便、检出限低，可达到0.01mg/L、重复性好，适用于溶液中氧化石墨烯的定性检测。

权利要求

1.一种定性分析氧化石墨烯的方法，用于水溶液中氧化石墨烯的测定，其特征在于步骤如下：

1)氧化石墨烯的溶液的制备

将氧化石墨烯加入到加入超纯水中配制成浓度为100mg/L的氧化石墨烯的水溶液，用超声仪冰浴超声破碎2h，在超声过程中每隔15min，剧烈摇晃混匀一次，然后将所得氧化石墨烯的水溶液稀释成浓度为0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0mg/L的氧化石墨烯溶液样品；

2)使用MADLI-TOF-MS对溶液中氧化石墨烯进行定性分析

①设置MDALI-TOF-MS条件

检测所用仪器参数为：氮气激光光源，激光波长377nm；负离子操作模式；分光仪设置：高电压，离子源1：19.00kv，离子源2:16.65kv，基质抑制：关闭，透镜(Lens)：8.5kv；设定质量范围0-800Da；数字转换器设置：触发水平1000mv，激光频率100.0Hz；

②氧化石墨烯的测定

将步骤1)中制备的氧化石墨烯溶液用MDALI-TOF-MS测定质荷比，分析氧化石墨烯溶液的质谱图，氧化石墨烯的m/z在23.7(C2-)、35.7(C3-)、47.7(C4-)、59.7(C5-)、71.7(C6-)、83.7(C7-)、95.7(C8-)、107.7(C9-)、119.7(C10-)、131.7(C11-)、143.7(C12-)处出现11个峰，这是氧化石墨烯MDALI-TOF-MS质谱图的特征峰，根据这十一个峰信号的出现，定性确定氧化石墨烯的存在；

③重现性实验

取步骤1)中配制好的的1.0mg/L的氧化石墨烯水溶液，按照步骤2)中②的氧化石墨烯的测定的方法测定6次，在每次测量上取MDALI-TOF-MS仪器视野中东、西、南、北和中部各一个点共5个点测定其氧化石墨烯信号，分析得出其重现性。

说明书

一种定性分析氧化石墨烯的方法

技术领域

[0001] 本发明属于分析化学领域，具体涉及一种定性分析氧化石墨烯的方法。技术背景

[0002] 石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维纳米材料。氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜以及两性分子的特性。目前有关氧化石墨烯的测试方法一般都采用原子力显微镜或透射电镜对氧化石墨烯类纳米材料进行定性分析，用紫外-可见分光光度计或紫外光谱仪对氧化石墨烯进行半定量分析。但以上方法都不能快速的实现对氧化石墨烯类纳米材料的定性测定。由于上述原因的存在，使得发明一种新的方法对氧化石墨烯进行定性分析成为研究重点。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱，其无论是在理论上还是在设计上都是十分简单和高效的。使用MDALI-TOF-MS对制备的氧化石墨烯溶液进行检测，可对其氧化石墨烯进行快速、简便的定性分析。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对上述存在的问题,提供一种定性分析氧化石墨烯的方法，该方法采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱对制备的氧化石墨烯溶液进行检测，可对氧化石墨烯进行快速、简便的定性分析。

[0004] 本发明的技术方案:

[0005] 一种定性分析氧化石墨烯的方法，用于水溶液中氧化石墨烯的测定，步骤如下：

[0006] 1)氧化石墨烯的溶液的制备

[0007] 将氧化石墨烯加入到加入超纯水中配制成浓度为100mg/L的氧化石墨烯的水溶液，用超声仪冰浴超声破碎2h，在超声过程中每隔15min，剧烈摇晃混匀一次，然后将所得氧化石墨烯的水溶液稀释成浓度为0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0mg/L的氧化石墨烯溶液样品；

[0008] 2)使用MADLI-TOF-MS对溶液中氧化石墨烯进行定性分析

[0009] ①设置MDALI-TOF-MS条件

[0010] 检测所用仪器参数为：氮气激光光源，激光波长377nm；负离子操作模式；分光仪设置：高电压，离子源1：19.00kv，离子源2:16.65kv，基质抑制：关闭，透镜(Lens)：8.5kv；设定质量范围0-800Da；数字转换器设置：触发水平1000mv，激光频率100.0Hz；

[0011] ②氧化石墨烯的测定

[0012] 将步骤1)中制备的氧化石墨烯溶液用MDALI-TOF-MS测定质荷比(m/z)，分析氧化石墨烯溶液的质谱图，氧化石墨烯的m/z在23.7(C2-)、35.7(C3-)、47.7(C4-)、59.7(C5-)、71.7- - - - - - -(C6)、83.7(C7)、95.7(C8)、107.7(C9)、119.7(C10)、131.7(C11)、143.7(C12)处出现11个峰，这是氧化石墨烯MDALI-TOF-MS质谱图的特征峰，根据这十一个峰信号的出现，定性确定氧化石墨烯的存在；

[0013] ③重现性实验

[0014] 取步骤1)中配制好的的1.0mg/L的氧化石墨烯水溶液，按照步骤2)中②的氧化石墨烯的测定的方法测定6次，在每次测量上取MDALI-TOF-MS仪器视野中东、西、南、北和中部各一个点共5个点测定其氧化石墨烯信号，分析得出其重现性。

[0015] 本发明的有益效果是：该方法操作简便、检出限低，可达到0.01mg/L、重复性好，适用于溶液中氧化石墨烯的定性检测。

附图说明

[0016] 图1为超纯水的质谱图。

[0017] 图2为氧化石墨烯溶液质谱图。

[0018] 图3为小球藻质谱图。

[0019] 图4为小球藻中氧化石墨烯的质谱图。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0021] 实施例1：

[0022] 一种定性分析氧化石墨烯的方法，用于水溶液中氧化石墨烯的测定，步骤如下：

[0023] 1)氧化石墨烯的溶液的制备

[0024] 使用分析天平称取10mg氧化石墨烯，加入到100mL的容量瓶中，加入超纯水定容至刻度线，配成100mg/L溶液，用超声仪冰浴超声破碎2h，在超声过程中每隔15min，剧烈摇晃混匀一次。取步骤1制备的样品，稀释成浓度为0.01、0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0mg/L的氧化石墨烯溶液，测定其荷质比。

[0025] 2)使用MADLI-TOF-MS测定溶液中氧化石墨烯纳米材料的质谱图

[0026] ①设置MDALI-TOF-MS条件：氮气激光光源，激光波长377nm；负离子操作模式；分光仪设置：高电压，离子源1(Ion source 1)：19.00kv，离子源2(Ion source 2):16.65kv，基质抑制(Matrix suppression)：关闭，透镜(Lens)：8.5kv；设定质量范围0-800Da，数字转换器设置：触发水平：1000mv，激光频率100.0Hz。

[0027] ②样品液检测:取步骤1)所制备的检测样品1μL点加在MDALI-TOF-MS专用的样品靶上，在室温条件下自然晾干后备用。之后将上样的样品板小心置于板孔中,加有样品一面朝上，“盖上盖子，抽真空”打开仪器控制软件Flexcontrol，调好仪器参数，对采集的质谱数据进行保存,通过Biotyper软件进行分析鉴定。分析氧化石墨烯溶液的质谱图，与高纯水的质谱图进行对比，定性确定氧化石墨烯的存在。

[0028] 图1为超纯水的质谱图。图中表明：超纯水在m/z在23.7(C2-)、35.7(C3-)、47.7(C4-)、59.7(C5-)、71.7(C6-)、83.7(C7-)、95.7(C8-)、107.7(C9-)、119.7(C10-)、131.7(C11-)、143.7(C12-)处没有出现峰信号。

[0029] 图2为氧化石墨烯溶液质谱图。图中表明：氧化石墨烯溶液的m/z在23.7(C2-)、35.7(C3-)、47.7(C4-)、59.7(C5-)、71.7(C6-)、83.7(C7-)、95.7(C8-)、107.7(C9-)、119.7(C10-)、131.7(C11-)、143.7(C12-)处出现了十一个峰信号。

[0030] ③重现性实验:取配制好的的氧化石墨烯的水溶液，测定6次，每次测量取5个点，分析得出其重现性。

[0031] 实施例2：

[0032] 一种定性分析氧化石墨烯的方法，用于小球藻体内氧化石墨烯的测定，步骤如下：

[0033] 1)小球藻染毒培养，具体按照以下步骤实施：使用分析天平称取5mg氧化石墨烯，加入到50mL的容量瓶中，加入灭菌后的BG-11培养基，定容至刻度线，配成100mg/L溶液，用超声仪冰浴超声破碎2h，在超声过程中每隔15min，剧烈摇晃混匀一次。取步骤1制备的样品，稀释成浓度为1.0mg/L的氧化石墨烯溶液，对小球藻进行培养96h。

[0034] 2)使用MADLI-TOF-MS测定

[0035] 小球藻样品前处理：取5mL小球藻液，10000rpm离心5min，用BG-11培养液清洗3遍。倒掉上清液，用液氮反复冻融3次。加入1mL超纯水，用细胞破碎仪破碎小球藻细胞5min，然后用漩涡震荡器震荡10min，制成小球藻匀浆液。

[0036] ①设置MDALI-TOF-MS条件：氮气激光光源，激光波长377nm；负离子操作模式；分光仪设置：高电压，离子源1(Ion source 1)：19.00kv，离子源2(Ion source 2):16.65kv，基质抑制(Matrix suppression)：关闭，透镜(Lens)：8.5kv；设定质量范围0-800Da，数字转换器设置：触发水平：1000mv，激光频率100.0Hz。

[0037] ②样品液检测:取步骤1)中所制备的小球藻样品匀浆液1μL点加在MDALI-TOF-MS专用的样品靶上，在室温条件下自然晾干后备用。之后将上样的样品板小心置于板孔中,加有样品一面朝上，“盖上盖子，抽真空”打开仪器控制软件Flexcontrol，调好仪器参数，对采集的质谱数据进行保存,通过Biotyper软件进行分析鉴定。分析氧化石墨烯溶液的质谱图，与未进行氧化石墨烯染毒培养的小球藻的质谱图进行对比。

[0038] 图3为小球藻质谱图。图中表明：空白小球藻匀浆液中的m/z在23.7(C2-)、35.7(C3-)、47.7(C4-)、59.7(C5-)、71.7(C6-)、83.7(C7-)、95.7(C8-)、107.7(C9-)、119.7(C10-)、131.7(C11-)、143.7(C12-)处没有出现峰信号。

[0039] 图4为小球藻中氧化石墨烯的质谱图。图中表明：在加入了氧化石墨烯的小球藻匀浆液的m/z在23.723.7(C2-)、35.7(C3-)、47.7(C4-)、59.7(C5-)、71.7(C6-)、83.7(C7-)、95.7(C8-)、107.7(C9-)、119.7(C10-)、131.7(C11-)、143.7(C12-)处出现了十一个峰信号。

[0040] 由图3-4可知，经氧化石墨烯染毒培养的小球藻内可以检测到氧化石墨烯的存在。

[0041] ③重现性实验:取配备好的的小球藻生物样品，测定6次，每次测量取5个点，分析得出其重现性。

[0042] 上述实验结果表明,该方法便于测量，采用本实验方法不仅可对溶液中更可实现对生物样品中的氧化石墨烯进行快速、简便的定性测定。