追踪环境毒素

　　

PFAS是一类高氟化物质，对人类和环境构成危险。这个家族中特别有问题的成员，如全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)似乎会造成器官损伤和癌症，并扰乱内分泌系统。在Angewandte Chemie杂志上，研究人员现在介绍了一种经济、易于使用的荧光传感器的新方法，用于对水样中的PFAS进行敏感的现场测试。

单氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)一词是指一组有机化合物，其中大部分或全部与碳原子结合的氢原子已被氟原子取代。它们用于各种产品的防水、防油和防脏，如不粘锅、户外服装和包装。它们也可以在灭火泡沫、油漆和汽车抛光剂中找到。这些化合物非常有用，但当它们进入环境时也非常危险:它们不会分解，因此会集中在植物、动物和人体内。

欧盟为饮用水设定了单个特定PFAS物质100纳克/升和所有PFAS总量500纳克/升的限值。在德国，供水商必须在2026年开始对饮用水进行PFAS检测。美国环境保护署制定了更严格的限制:对于最广泛的PFAS (PFOS和PFOA)，每种物质的上限设定为4nm/l。

通常用于检测这类痕量的方法包括色谱法和质谱法，耗时且昂贵，需要复杂的设备和经验丰富的人员。位于美国剑桥的麻省理工学院(MIT)的Timothy M. Swager和Alberto Concellón现在已经介绍了一种技术，该技术可以制作一种便携式、廉价的测试方法，该方法使用荧光测量方法轻松、有选择性地检测水样中的PFAS。

该测试基于聚合物——薄膜或纳米颗粒的形式——带有氟化侧链，其中嵌入了氟化染料分子(方碱衍生物)。特殊的聚合物骨架(聚苯乙烯乙烯)吸收紫光，并通过电子交换(德克斯特机制)将光能转移到染料上。然后染料发出红色荧光。如果样品中存在PFAS，它们就会进入聚合物并以纳米的几分之一取代染料分子。这足以阻止电子交换，从而阻止能量转移。染料的红色荧光被“关闭”，而聚合物的蓝色荧光被“打开”。荧光变化的程度与PFAS的浓度成正比。

该新技术对PFOA和PFOS的检测限在μg/l范围内，适用于高污染地区的现场检测。用固相萃取法对样品进行预浓缩后，可以以足够的精度检测饮用水中痕量的这些污染物。

作者简介

Timothy M. Swager博士是麻省理工学院的化学教授。他的研究方向是化学/材料界面，他率先使用新材料创建具有超痕量检测能力的化学传感器。Alberto博士Concellón是麻省理工学院的博士后研究员，目前是西班牙萨拉戈萨大学Ramón y Cajal研究员，从事功能自组装材料的研究。