在地表水中的多重纳米孔检测结构多样化的Per-和Polyfluoroalkyl物质

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 分析化学 分析化学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• perfluoroalkyl和 polyfluoroalkyl物质 (PFAS) 是广泛存在的化学污染物,污染了全球的水源.
• 越来越多的人认识到PFAS的毒性,这推动了对有效的水选方法的需求.
• 现有的传感器通常只能检测到有限的PFAS物种,尽管它们的结构多样性.

研究的目的:

• 开发一种单分子传感器,同时检测多种PFAS物种.
• 克服当前传感器在识别水中的各种PFAS化合物的局限性.
• 提供一种快速,低成本的查PFAS污染的方法.

主要方法:

• 在一个突变的α-hemolysin纳米孔中使用单分子纳米孔传感器与β-cyclodextrin适配器.
• 分析了通过转移PFAS分子产生的明显的电流阻塞.
• 采用机器学习分类器用于基于分子特征的PFAS识别.

主要成果:

• 在一次测量中同时检测到九种不同的PFAS.
• 基于碳链长度,替代和功能组的PFAS的准确区分.
• 使用机器学习实现了95.83%的整体识别准确度.

结论:

• 纳米孔传感器可以在环境相关度 (μg/L水平) 上快速区分多种PFAS.
• 在复杂的水矩阵中展示了PFAS的实用,现场部署的环境分析潜力.
• 突出了纳米孔传感对于应对新出现的化学污染物挑战的能力.