纳米粒子分析·单电池分析

单粒子ICP-MS法（SP-ICP-MS法）是指

作为粒子粒径的测定方法，动态光散射法和电子显微镜法具有代表性，但各自都有特征和课题。ICP-MS法作为能够同时测定多元素的分析方法被广泛使用，具有识别元素的能力和出色的检测下限值。SP-ICP-MS法是一种既能掌握混合粒径不同的金属纳米粒子的尺寸和浓度，又能获得溶解金属成分浓度信息的方法，作为新的纳米粒子分析法备受瞩目。

溶解成分和从纳米粒子得到信号的差异

ICP-MS法通常是对溶存于试料中的元素成分进行测定，SP-ICP-MS法也可以对分散在试料中的粒子成分进行测定。从溶解成分和粒子成分得到的信号有以下图所示的特征。

上图：溶解成分信号中具有一定强度的过渡信号
下图：纳米粒子成分信号中尖峰状随机信号
（※点击图片放大显示）

来自具有一定强度的溶解成分的信号，无论检测信号的哪个部分都能得到稳定的信号。另一方面，纳米粒子的信号，如果信号的取入间隔不合适，就会产生无法检测信号、同时检测多个信号等问题。

在SP-ICP-MS法中，在ICP-MS中求出条件

ICP-MS法中，信号的取入由“停留时间（dwell time）”和“稳定时间（settling time）”构成。稳定时间是在下一次测量之前使电子控制系统稳定的开销和数据处理时间，在此期间不进行信号的取入。在SP-ICP-MS法中，排除稳定化时间和在足够短的停留时间内实施测量是很重要的。从纳米粒子得到的信号具有约500µ秒的宽度，据说停留时间最好设定为100µ秒以下（通常的ICP-MS测定一般设定为50毫秒）。以下图比较了在停留时间50µ秒和3000µ秒下进行60nm金纳米粒子分析时的测定结果。50µ秒时准确地得到了金纳米粒子的分布，而3000µ秒时检测出试料中不存在的粒径较大的分布（约75nm）。这第二个分布是同时对多个粒子进行误检测而得到的峰值。
NexION350/2000ICP-MS可从10µ秒开始设定停留时间，可进行精确的SP-ICP-MS分析。

（※点击图片放大显示）​

SP-ICP-MS法得到纳米粒子的特性和纳米粒子的用途例

在SP-ICP-MS法中，可以通过一次测量获得以下纳米粒子特性。
纳米粒子的用途多种多样，SP-ICP-MS法在各种领域都很活跃。

用于纳米粒子分析的专用软件Syngistix纳米应用模块

Syngistix纳米应用模块是第一个专门为SP-ICP-MS分析开发的程序。该模块扩展了作为PerkinElmer公司生产的ICP质量分析装置NexION的控制软件的Syngistix for ICP-MS Software的功能，具有高速的连续数据收集能力（最短停留时间10µs，100000数据点/s）NexION系列ICP质谱仪中描述的场景，使用以下步骤创建明细表，以便在概念设计中分析体量的体积。使用纳米模块进行SP-ICP-MS分析，可通过简便的操作获得纳米粒子的元素组成、粒子浓度、粒子尺寸、粒子尺寸分布、凝聚、溶解成分浓度等信息。

• 通过一次测定，可以得到关于试样中的粒子浓度、尺寸、尺寸分布、溶解成分的信息。
• 通过10µs的高速数据导入，可以从丰富的信息量中精确分析纳米粒子。
• 通过简便的操作性，可以从数据取得到解析。
• 一个样品的测定时间约为1分钟。

关于纳米模块的详细情况请请求下述技术资料。

• 纳米粒子分析“SP-ICP-MS”专用Syngistix™，™纳米应用模块

单细胞ICP-MS法（SC-ICP-MS法）是指

作为细胞中金属的测定方法，电子显微镜法和用ICP-MS测定酸分解的样品的方法具有代表性，但各自都有特征和课题。SC-ICP-MS法是应用作为纳米粒子分析法逐渐固定下来的SP-ICP-MS法的新的细胞分析方法。可以用于把握细胞中含有的金属浓度和溶解金属及金属纳米粒子的导入实验等。同时，为了使用比其他的技术少的细胞数的实验成为可能，对实验花费的费用的大幅度的削减也贡献。

细胞保持所必需的专用试料导入系

为了正确获得各个细胞中的信息，必须在保持细胞状态的状态下导入ICP-MS内。SC-ICP-MS法是将细胞悬浮液直接导入离子源，但为了导入，使用雾化细胞悬浮液的喷雾器和将雾状样品输送到离子源的喷雾室。在喷雾器部分，雾化过程中要求细胞不被损坏。另外，由于细胞比一般的溶液分析时生成的气溶胶大，所以在标准的喷雾室中，能够到达离子源的细胞数有限。为了克服这个限制，适合细胞分析的新Asperon™，™开发了单电池喷雾室（已申请专利）。搭载了专门用于这些细胞分析的样品导入系的NexION ICP-MS，是最适合单细胞分析的系统。

淡水藻细胞的光学显微镜图像（左）雾化器喷雾前，（右）雾化器喷雾后：雾化后细胞仍保持。

Asperon™，™单电池喷雾室（已申请专利）

关于单电池测量用专用样品导入系统的详细情况，请请求下述技术资料。

• PerkinElmer Asperon™，™Spray Chamber:Delivering“Intact Individual Cells”to the ICP-MS Plasma

SC-ICP-MS法可测量的项目和可对应的应用示例

SC-ICP-MS法可支持以下测量项目及应用程序。

用于单小区分析的专用软件Syngistix Single Cell应用模块

Syngistix Single Cell应用模块是第一个专门为SC-ICP-MS分析开发的程序。该模块扩展了作为PerkinElmer公司生产的ICP质量分析装置NexION的控制软件的Syngistix for ICP-MS Software的功能，具有高速的连续数据收集能力（最短停留时间10µs，100000数据点/s）NexION系列ICP质谱仪中描述的场景，使用以下步骤创建明细表，以便在概念设计中分析体量的体积。使用Single Cell模块的SC-ICP-MS分析，可以通过简便的操作获得单一细胞的金属含量、金属摄取量、含金属细胞浓度、细胞中纳米粒子数等信息。

• 可以得到关于单一细胞的金属含量、金属摄取量、含金属细胞浓度、细胞中纳米粒子数的信息。
• 根据从10µs的高速数据导入的丰富的信息量，可以对单一细胞进行精确的分析。
• 通过简便的操作性，可以从数据取得到解析。
• 一个样品的测定时间约为1分钟。

有关Single Cell模块的详细信息，请索取以下技术资料。

• Syngistix Single Cell Application Software Module for NexION ICP-MS Systems

技术资料

PerkinElmer公司提供了各种领域的SP-ICP-MS、SC-ICP-MS分析事例的技术资料。
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SP-ICP-MS

技术，技术

• 了解单粒子ICP质谱法（SP-ICP-MS法）的原理
• 纳米粒子分析“SP-ICP-MS”专用Syngistix™，™纳米应用模块
• NIST Gold Nanoparticle Reference Materials Using the NexION Single Particle ICP-MS
• SP-ICP-MS法分析铁纳米粒子：通用电池技术对多原子离子干扰的应对
• 基于标准模式SP-ICP-MS法的SiO₂纳米粒子分析
• A Comparison of Microsecond vs。Millisecond Dwell Times on ParticleNumber Concentration Measurements by Single Particle ICP-MS
  （SP-ICP-MS法测定粒子浓度时停留时间的比较-微秒vs.毫秒）
• Accurate Sizing&Precise Counting of 10nm Au Nanoparticles using the Enhanced Sensitivity of the NexION®2000ICP-MS
  （使用NexION2000ICP-MS精确测量10nm金纳米粒子的粒径和粒子浓度）
• Unlocking Carbon-13 with Single Particle ICP-MS:Microplastic Detection for Feasibility Study
  （单粒子ICP-MS法检测微塑料的可行性调查）

环境-环境

• SP-ICP-MS对表层水中银纳米粒子的行为评价
• Nanoparticle Dissolution Kinetics using SP-ICP-MS:A Case Study with Silver Nanoparticles
  （关于SP-ICP-MS法溶解银纳米粒子的案例研究）
• Silver Nanoparticles in Wastewaters with Single Particle ICP-MS
  （SP-ICP-MS法废水中银纳米粒子分析）
• SP-ICP-MS法研究各种水样中金-银核壳纳米粒子的变化
• 监视中心排水和Zinc Oxide Nanoparticles through Drinking Water Treatments usingSingle Particle ICP-MS
  （SP-ICP-MS法的饮用水处理工序中的氧化铈和氧化锌的观察）
• Nanoparticles During Coagulation Using SP-ICP MS
  （使用SP-ICP-MS法的凝聚中纳米粒子的动态评价）
• Nanoparticles in Seawater using Single Particle ICP-MS with All Matrix Solution
  （使用单粒子ICP-MS法和高矩阵对应样品导入系统（AMS）的海水中纳米粒子的快速测定）
• Cerium Dioxide Nanoparticles in Soil Using Single Particle ICP-MS
  （使用单粒子ICP-MS法的土壤中CeO₂纳米粒子的测定）
• Silver Nanoparticles in Seawater Using Single Particle ICP-MS
  （使用单粒子ICP-MS法观察海水中银纳米粒子）

食品，食品

• 单粒子ICP-MS法中饮用水中银、金、二氧化钛纳米粒子的快速分析
• 单粒子ICP-MS法研究番茄植物的金纳米粒子吸收
• 事故中心₂Nanoparticle Plant Uptakeusing Single Particle ICP-MS
  （SP-ICP-MS法对植物的CeO₂关于纳米粒子吸收的研究）

工业系

• 作为化学机械研磨剂使用的氧化物纳米粒子浆料的SP-ICP-MS法的特性评价
• 反应模式使用单粒子ICP-MS法的半导体工业用有机溶剂中铁纳米粒子分析
• SP-ICP-MS Analysis of Size andNumber Concentration in Mixturesof Monometallic and Bimetallic（核心shell）Nanoparticles
  （单金属及双金属（核壳）纳米粒子混合试样的SP-ICP-MS法测定尺寸、粒子浓度）
• 分析of CeO₂Chemical机械平面，机械平面Slurries Using SP-ICP-MS
  （基于SP-ICP-MS法的CeO₂化学机械研磨浆料的测定）
• Analysis of Single-Walled Carbon Nanotubes with SP-ICP-MS
  （SP-ICP-MS法测定单壁碳纳米管）
• Characterizatio of TiO₂Nanoparticle Release from Fabrics by Single Particle ICP-MS
  （通过SP-ICP-MS法从面团中释放的TiO₂的特性评价）
• 自Coated Surfaces Through Physical Contact
  （通过物理接触从涂层表面传输纳米粒子）
• Nanoparticle Element Oxide Slurries Used in Chemical-Mechanical Planarization by Single Particle ICP-MS
• Iron Nanoparticles in Organic Solvents Used in the Semiconductor Industry Using Single Particle ICP-MS in Reaction Mode
• Analysis of Metallic Nanoparticles in Semiconductor-Gade Sulfuric Acid Using the NexION 5000SP-ICP-MS
• Analysis of Metallic Nanoparticles in Semiconductor Process Chemicals Using the NexION 5000SP-ICP-MS

Pharma&BioChemistry～医药品&生化

• SP-ICP-MS对减肥保健品中银纳米粒子的特性评价
• SP-ICP-MS法测定血液中的金及银纳米粒子
• 单粒子ICP-MS法中防晒剂中二氧化钛纳米粒子分析
• Nanoparticles in Biological Tissues using SP-ICP-MS
  （SP-ICP-MS法分析生物组织中纳米粒子）
• Nanoparticles in Biological Fluids using SP-ICP MS
  （通过SP-ICP-MS法进行的生物样品中的纳米粒子分析）
• 新Frontiers in Biomonitoring：Total and Single Particle Analysis of Titanium in Serum
  （生物监测的最新方法：血清中的总钛和单粒子分析）

SC-ICP-MS

技术，技术

• An Introduction to Single Cell ICP-MS Analysis
  （所谓单细胞ICP-MS法）
• Single Cell ICP-MS Analysis:Quantification of Metal Content at the Cellular Level
  （单细胞ICP-MS法：细胞水平金属含量的定量）
• PerkinElmer Asperon™，™Spray Chamber:Delivering“Intact Individual Cells”to the ICP-MS Plasma
  （Asperon喷雾室：一种非破坏性地将单个细胞输送到ICP-MS等离子体的方法）

环境-环境

• Nanoparticles and Ionic/Dissolved Gold by Fresh Water Algae using Single Cell ICP-MS
  （使用单细胞ICP-MS法观察淡水藻类的纳米粒子及离子/溶解态金的吸收）
• A Rapid，Novel Single Cell ICP-MS Method to Study the Treatment Efficiency of Algaecide for Toxic Algal Bloom Control
  （关于使用单细胞ICP-MS法抑制有害藻类大量产生的杀藻剂处理效果的研究）
• SC-ICP-MS对有毒藻类布鲁姆的杀藻剂处理效率研究

食品，食品

Pharma&BioChemistry～医药品&生化

• 新建Research Evaluating Cisplatin Uptake in Ovarian Cancer Cells by Single Cell ICP-MS
  （单细胞（SC）-ICP-MS对卵巢癌细胞的顺铂摄取的评价）
• Iron Content Measurement in Individual Bacterial Cells Using SC-ICP-MS
  （通过单细胞（SC）-ICP-MS分析各个细菌细胞中含有的铁）
• Gold Nanoparticle Uptake into Cancer Cells using Single Cell ICP-MS
  （单细胞ICP-MS法测定癌细胞的金纳米粒子摄取量）

*2023.3.13当前

技术论文

这是技术论文的清单。从链接处可以得到。

SP-ICP-MS

技术，技术

• 分路运输efficiency for the purpose of counting and sizing nanoparticles via single particle inductively coupled plasma-mass spectrometry
  Heather E.Pace，Nicola J.Rogers，Chad Jarolimek，Victoria A.Coleman，Christopher P.Higgins，and James F.Ranville
  Anal Chem。2011 Dec15；83（24）：9361-9369
• 单个粒子密度Coupled Plasma Mass Spectrometry:A Powerful Tool for Nanoanalysis
  Francisco Laborda，Eduardo Bolea，and Javier Jime花色nez-Lamana
  Anal。Chem。2014、86、2270-2278
• 有效时间单次粒子测量质量
  Aaron Hineman and Chady Stephan
  J.Anal。At.Spectrom。，2014-291252-1257
• Nanoparticle Size Detection Limits by Single Particle ICP-MS for 40 Elements
  Sungyun Lee，Xiangyu Bi，Robert B.Reed，James F.Ranville，Pierre Herckes，and Paul Westerhoff
  Environ。Sci。Technol。2014,4810291-10300
• silica colloids by microsecond spICP-MS
  Manuel D.Montaío，Brian J.Majestic，Åsa K.Jämting，Paul Westerhoff，James F.RanvilleAnal。Chem。，2016,88（9），pp4733-4741
• Single Particle ICP-MS:Advances toward routine analysis of nanomaterials
  Montaío MD，Olesik JW，Barber AG，Challis K，Ranville JF，Anal Bioanal Chem.2016Jul；408（19）：5053-74
• 严格控制，size and number size distributions by single particle ICP-MS
  F.Laborda，J.Jiménez-Lamana，E。Boleaa and J.R.Castilloa，J.Anal。At.Spectrom。，2013,281220-1232
• Silver nanoparticle characterization using single particle ICP-MS（SP-ICP-MS）and asymmetrical flow field flow fractionation ICP-MS（AF4-ICP-MS）
  D.M.Mitrano，A.Barber，A.Bednar，P.Westerhoff，C.P.Higginsd and J.F.Ranvillea，J.Anal。At.Spectrom。，2012,271131-1142
• 特集微量元素分析-从限制·法令到生物功能解析-用于纳米粒子分析的单粒子ICP-MS
  小林恭子，分析，2016,1041414-417

环境-环境

• 在现场、现场和处理的waters using single particle ICP-MS（spICP-MS）
  D.M.Mitrano，J.F.Ranville，A.Bednar，K。Kazor，A。S.Heringd and C.P.Higgins
  Environ。Sci.:Nano，2014，1248-259
• 单粒子ICP-MS characterization of titanium dioxide，silver，and gold nanoparticles during drinking water treatment
  Ariel R.Donovan，Craig D.Adams，Yinfa Ma，Chady Stephan，Todd Eichholz，Honglan Shi
  Chemosphere144（2016）148-153
• 地下导流管和中央导流管nanoparticles during drinking water treatment by rapid single particle ICP-MS methods
  Ariel R.Donovan，Craig D.Adams，Yinfa Ma，Chady Stephan，Todd Eichholz，Honglan Shi
  Anal Bioanal Chem。2016Jul；408（19）：5137-45

食品，食品

• Measurement Methods to Detect，Characterize，and Quantify Engineered Nanomaterials in Foods
  Gurmit Singh，Chady Stephan，Paul Westerhoff，David Carlander，and Timothy V.Duncan
  Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety，Vol.13,2014
• Gold Nanoparticle Uptake by Tomato Plant Using Enzymatic Extraction Followed by Single Particle Inductively Coupled Plasma-Mas Spectrometry Analysis
  Yongbo Dan，Weilan Zhang，Runmiao Xue，Xingmao Ma，Chady Stephan，and Honglan Shi
  Environ Sci Technol。2015Mar3；49（5）：3007-14
• Single particle ICP-MS method development for the determination of plant uptake and accumulation of CeO2 nanoparticles
  Yongbo Dan，Xingmao Ma，Weilan Zhang，Kun Liu，Chady Stephan，Honglan Shi
  Analytical and Bioanalytical Chemistry，2016408（19）：5157-5167

工业系

• 油浸式配电装置和油浸式配电装置
  P.J.Lu，S.W.Fang，W.L.Ching，S.C.Huang，M.C.Huang，H.F.Ching
  Journal of Food and Drug Analysis，2018,1-9
• Gunshot residue（GSR）analysis by single particle inductively coupled plasma mass spectrometry（spICP-MS）
  Rodrigo d.Heringera，James F.Ranvilleb
  Forensic Science International，2882018，e-20-e-25

Pharma&BioChemistry～医药品&生化

• 从一个侧面和另一个侧面进行分析的Biological Tissues Using Single Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry
  Evan P.Gray，Jessica G.Coleman，Anthony J.Bednar，Alan J.Kennedy，James F.Ranville，and Christopher P.Higgins
  Environ。Sci。Technol。，2013,47（24），pp14315-14323
• 直接测量测量装置，直接测量装置，直接测量装置
  Yongbo Dan，Honglan Shi，Chady Stephan，Xinhua Liang
  Microchemical Journal122（2015）119-126

SC-ICP-MS

• Single-Call ICP-MS Analysis:Quantifying the Metal Concentration of Unicellular Organisms at the Cellular Level
  Ruth Merrifield，Lauren Amable，Chady Stephan
  Spectroscopy，Volume33，Issue6,33-39（2018）
• Counting and Recognizeng Single Bacterial Cells by a Lanthanide-Encoding Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometric Approach
  Yong Liang，Qian Liu，Yang Zhou，Shi Chen，Limin Yang，Min Zhu，Qiuquan Wang
  Anal。Chem。2019、91、138341-8349
• 按Arsenate of Investigating the UptakeChlamydomonas reinhardtiiCells and its Effect on their Lipid Profile using Single Cell ICP–MS and Easy Ambient Sonic-Spray Ionization–MS
  Emmanouil Mavrakis，Leonidas Mavroudakis，Nikos Lydakis-Simantiris，Spiros A.Pergantis
  Anal。Chem。2019、91 15、9590-9598
• Au Nanoparticle Biouptake and Distribution to Freshwater Algae Using Single Cell–ICP-MS
  R.C.Merrifield，C.Stephan，J.R.Lead
  Environ。Sci。Technol。2018、52、4、2271-2277
• 金属板上的金属板，金属板，金属板，金属板，金属板，金属板
  Fazel Abdolahpur Monikh，Benjamin Fryer，Daniel Arenas-Lago，Martina G.Vijver，Gopala Krishna Darbha，Eugenia Valsami-Jones，Willie J.G.M.Peijnenburg
  Environ。Sci。Technol。Lett。2019,6,12732-738
• 电子计算机的电子控制性能
  Xing Shen，Haiting Zhang，Xiaolong He，Honglan Shi，Chady Stephan，Hua Jiang，Cuihong Wan&Todd Eichholz
  Analytical and Bioanalytical Chemistry volume411，pages5531-5543（2019）
• Quantification of copper content in Peripheral Blood Mononuclear Cell（PBMC）one Cell at time using Single Cell lCP-MS
  Magdalena Muszy风声ska，Chady Stephan，Andrzej Lechotycki，Grzegorz Gołąb
• Quantitative Analysis of Gold Nanoparticles in Single Cells with Time-resolved ICP-MS
  Junhui Liu，Lingna Zheng，Junwen Shi，Xing Wei，Xue Li，Mingli Chen，Meng Wang
  At.Spectrosc.2021,42（3），114-119

 
*2022.3.23当前

事件信息

帕金埃尔默日本定期举办与纳米粒子分析、单电池分析相关的活动。
帕金埃尔默日本的活动信息是从这里开始。

过去的纳米粒子·单电池分析事件

2022年

• 等离子光谱分析研究会第115回讲演会技术奖获奖演讲
  ICP-MS的单粒子·单细胞分析技术及多四极ICP-MS的超微量分析技术的开发

2020年

• 第47回日本毒性学会学术年会海报发表
  额定额定额定功率为ITO nanoparticles by Single Partcle（SP）-ICP-MS
• 日本药学会第140年会午餐研讨会
  作为下一代纳米粒子分析及金属生物影响评价法的Single Particle/Single Cell ICP-MS
• 金属生物科学研究会2020、关于生命金属的联合年会2020（ConMetal2020）专题讲演
  单粒子（SP）/单细胞（SC）-ICP-MS的金属纳米粒子分析和生物监测

2019年

• 日本药学会第139年会午餐研讨会
  使用单细胞ICP-MS（SC-ICP-MS）方法掌握A2780/CP70人卵巢癌细胞株中顺铂（CDDP）单细胞内摄取量
• 第46回日本毒性学会学术年会海报发表
  单粒子（SP）-ICP-MS法金属纳米粒子的特性评价和ITO目标磨削
  作业者尿、血清样品的评价
• 日本分析化学学会第68年会特别研讨会等离子质谱仪的纳米粒子的高灵敏度·高速测量口头发表
  Nanomaterials using Single Particle and Single Cell ICP-MS，Monitoring the Behavior，Fate，and Ecological Effects of Nanomaterials using Single Particle and Single Cell ICP-MS
• 日本毒性学会主办金属生物科学研究会2019午餐研讨会
  用于金属生物影响评价的Single Particle/Single Cell-ICP-MS法

2015Nanolytica in横滨 研讨会风景

2018年

• OpenTox Asia2018海报发表
  金属Nanoparticle Characterization and Bio-Monitoring by Single Particle（SP）-ICP-MS
• 第6回ー研究ー海报发表
  单粒子ICP-MS对金属纳米粒子的特性评价和生物监测

2016年

• PerkinElmer纳米粒子分析研讨会“Nanolytica2016”
  从使用ICP-MS的新型粒子分析法的原理介绍最新应用程序
• 茨城县环境分析协议会演讲会
  PerkinElmer公司NexION350ICP-MS的最新应用～环境分析的应用和纳米粒子分析

2015年

• 第一回纳米粒子分析ー『Nanolytica in横滨』
• 第二回ー『Nanolytica in大阪』
• 第七十五届分析化学讨论会（山梨大学）午餐研讨会
  ICP-MS的最新应用：NexION350的纳米粒子分析～测定纳米粒子的尺寸和粒度分布～
• 第42回日本毒性学会学术年会海报发表
  单粒子（SP）ICP-MS法纳米粒子分析在环境及生物样品中的应用

2014年

• 第24回日本MRS年会大会海报发表
  单粒子（SP）-ICP-MS法纳米粒子的特性评价

链接集

• PerkinElmer公司总部纳米材料网站（英文）
• NANO SAFETY Web Site
• ISO/TC229 Nanotechnologies（英文）
• OECD Safety of manufactured nanomaterials（英文）