一种集成二茂铁结构的氟化分子印迹传感器用于免外源探针的便携式PFOA检测

《Journal of Hazardous Materials》：A Ferrocene-Integrated Fluorinated Molecularly Imprinted Sensor for External-Probe-Free and Portable PFOA Detection

　　

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  开发了一种铁茂编码的氟化分子印迹聚合物传感器用于全氟辛烷酸（PFOA）检测。
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  内置的FcMA使得电化学读取无需外加氧化还原介质即可实现。
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  智能手机辅助的丝网印刷电极平台实现了PFOA的便携式检测。
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  氟化印迹提高了对羧基化全氟和多氟烷基物质（PFAS）的选择性识别。

章节摘要

引言

全氟辛烷酸（PFOA）是一种具有代表性的羧基化全氟和多氟烷基物质（PFAS），由于其广泛应用于工业过程和消费品中，已在地表水、地下水、饮用水和废水排放物中被广泛检出[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]。与许多电活性有机污染物不同，PFOA在常用电化学电位窗口内不含固有的氧化还原中心。其两亲结构由……

分子印迹界面的表征

在传感器制备的不同阶段对所制备材料进行了表征，以区分体相印迹聚合物的性质与最终基于丝网印刷电极的传感界面的性质。经过体相聚合、研磨、筛分和模板处理后，获得了Fc-F-MIP和Fc-F-NIP粉末并对其形貌和材料性质进行了表征。另外，分别对裸丝网印刷电极和Fc-F-MIP/Nafion修饰的丝网印刷电极进行了检测，以评估与……相关的表面变化

结论

本研究开发了一种含氟且含铁茂的分子印迹聚合物修饰丝网印刷电极（Fc-F-MIP/SPE），用于PFOA的便携式电化学检测。该传感界面通过将MAA、TFEMA和FcMA整合到一个印迹聚合物基质中构建而成。MAA提供了主要的极性识别位点，TFEMA引入了对全氟烷基链的氟化亲和力，而FcMA既作为功能单体又作为内部氧化还原探针。

研究意义声明

全氟辛烷酸（PFOA）的快速及现场兼容性检测仍然困难，因为PFOA本质上是氧化还原惰性的，且其两亲结构使得选择性界面识别复杂化。本研究提出了一种铁茂整合的氟化分子印迹电化学传感器，在单一传感界面内解决了这两个挑战。该印迹层整合了羧酸根定向识别、氟化链亲和力和内置氧化还原……

CRediT作者贡献声明

程星阳：论文撰写——审阅与编辑，论文撰写——初稿，调查研究，概念构思。 唐琳：指导，项目管理，经费获取。 唐晶：指导，经费获取。 金佳琪：验证，形式分析。 王东波：经费获取。 陈昱：可视化，数据整理。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的可能影响本论文所述工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（项目号U22A20617和52470147）以及湖南省生态环境厅重点项目（[2025] 000916-5）的资助。

支持信息

补充实验细节、补充表征和电化学数据、优化结果、DFT计算、响应拟合参数、与已报道的PFAS传感平台的比较，以及实际水体回收实验结果。

程星阳|陈昱|金佳琪|王东波|唐琳|唐晶