使用场效应晶体管传感器在自来水中对全氟辛烷磺酸实现可逆的十亿分之一级别检测

《Nature Water》：Reversible parts-per-trillion-level detection of perfluorooctane sulfonic acid in tap water using field-effect transistor sensors

超灵敏PFAS检测平台开发及机制研究（107字）

　　

摘要

广泛存在、持续释放且具有毒性的全氟和多氟烷基物质（PFAS）对水系统和人类健康构成了重大威胁。现有的检测方法成本较高、检测速度较慢且操作复杂，这凸显了亟需开发更便捷的检测方法以满足日益严格的PFAS法规要求。本文介绍了一种用于检测自来水中的全氟辛烷磺酸的超灵敏传感平台，其检测限（约250万亿分之一）低于美国环境保护署的监管标准（4万亿分之一）。该传感器采用了经过β-环糊精（β-CD）改性的还原氧化石墨烯作为传感膜，并结合了远程栅极场效应晶体管技术。该传感器对自来水中的常见无机离子、天然有机物以及某些有机污染物表现出优异的选择性。其可逆且快速的响应时间（小于2分钟）表明远程栅极场效应晶体管具有实现连续在线监测的潜力。通过石英晶体微天平和分子动力学模拟进行的机制研究揭示了分析物吸附作用及电荷特性在传感性能中的关键作用，为设计更具选择性的PFAS检测探针提供了理论依据。