新的 PFAS 检测方法可以使水质检测更便宜、更便携、更方便

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马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员发现了一种检测水中全氟和多氟烷基物质 (PFAS) 的新方法。这标志着在创建比现有方法更简单、更经济、更快速且通常更易于使用的测试设备方面迈出了重要一步。
PFAS，即所谓的永远的化学物质，已被认为是一种令人担忧的污染物。
这些化学物质会持续存在于环境中，因为它们不易分解，对健康构成严重威胁。接触这些化学物质会导致各种癌症（包括肾癌、睾丸癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、甲状腺癌和儿童白血病）、肝脏和心脏损伤以及婴幼儿发育受损。
今年早些时候，美国环境保护署 (EPA) 宣布了饮用水中 PFAS 的首个国家安全标准，即 4 ppt。“PPT 即万亿分之一。这意味着在水中的一万亿个分子中，只有 4 个分子是 PFAS。然后我们需要能够检测到哪怕是那几个分子，”马萨诸塞大学阿默斯特分校生物医学工程副教授、发表在《科学进展》杂志上描述其新方法的论文的通讯作者 Chang Liu 解释说。
目前检测 PFAS 的黄金标准是液相色谱结合质谱法。然而，这种方法需要数百万美元的设备和复杂的提取步骤。而且，它不便携。“此外，PFAS 残留物的顽固持久性会随着时间的推移降低这些仪器的灵敏度，”论文第一作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校研究助理教授 Xiaojun Wei 说。
他们的研究表明，一种小型、廉价的设备可以识别各种 PFAS 家族，并检测低至 400 ppt 的 PFAS。虽然这一概念验证阶段的发明没有达到与质谱法相同的灵敏度水平或可以检测到的 PFAS 类型的广度，但研究人员看到了其影响的巨大潜力。
“我们正在把仪器的成本从一百万美元降到几千美元，”刘说。“我们需要更好的 PFAS 检测技术——更方便、更实惠、更易于使用。以及更多的现场测试。这就是我们的动机。”
研究人员还看到了使用此方法作为初步筛选工具来识别对人类健康风险最大的水的应用。
他们的检测设备将一种名为环糊精的分子添加到通常用于测序 DNA 的小型设备（称为纳米孔）中。环糊精和 PFAS 之间的“主客体”相互作用已有充分记录，但刘解释说，从来没有人将其与纳米孔结合起来进行检测。
“现在，我们使用一种名为 HP-gamma-环糊精的分子作为 α-溶血素纳米孔中的适配器，”他说，从而有效地创建了一个 PFAS 检测器。
刘教授希望他们的研究将有助于提高人们对 PFAS 危害的认识，并最终推动商业化的便携式 PFAS 检测器应用于现场水体监测。