Détection et caractérisation de nanoparticules d’oxyde de zinc par spectrométrie de masse à plasma inductif en mode particule unique (single-particle ICPMS)
Les nanoparticules d’oxyde de zinc (ZnO NP) sont parmi les plus utilisées en industrie. Leur production croissante dans divers secteurs comme les cosmétiques et l’agriculture mène inévitablement à une augmentation de leur présence dans l’environnement, alors que leur risque écologique et leur persistance y sont méconnus. Cette problématique est en partie causée par les faibles concentrations auxquelles elles s’y trouvent, souvent inférieures aux limites de détection des méthodes analytiques classiques. Ainsi, le développement d’une méthode sensible et sélective, telle que la spectrométrie de masse à plasma inductif en mode particule unique (SP-ICPMS), est nécessaire. En permettant la détection une à une de particules métalliques à des concentrations de l’ordre des ng L-1, la SP-ICPMS est prometteuse pour la caractérisation des nanomatériaux (NM) métalliques en milieu aqueux. Toutefois, son utilisation est limitée pour les métaux qui, comme le zinc, se dissolvent rapidement, ou dont la concentration ionique est grande en solution car la limite de détection en taille est alors plus élevée. Lors de ces travaux, une résine échangeuse d’ions a été couplée avec la SP-ICPMS afin de retirer les Zn2+ et ses complexes labiles présents en solution avant l’analyse des suspensions de ZnO NP. Cette technique a été adaptée avec succès sur un instrument ICPMS de grande sensibilité, permettant de diminuer la limite de détection en taille de ZnO NP de 32 à 8,2 nm dans l’eau déionisée. Pour tester la méthode en milieu naturel, des ZnO NP ont été ajoutées à une eau de rivière et leur distribution de taille ainsi que leur concentration ont été analysées. Après 24 h, les particules ajoutées étaient plus stables dans l’eau de rivière qu’elles ne l’étaient dans l’eau déionisée, probablement en raison de son pH plus élevé. De même, la méthode développée a permis l’analyse de colloïdes naturels contenant du zinc et du cuivre dans une eau de rivière et dans une eau de pluie. La stabilité des particules dans ce milieu a par ailleurs été suivie pendant un mois, durant lequel le contenu métallique de ces particules ne s’est que légèrement dissous.
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