4月23日消息，据外媒报道，西北太平洋国家实验室PNNL（Pacific Northwest National Laboratory）已经获得了一种精确的便携式方法的专利，可以检测在我们的身体和环境中积聚的极微量的持久性有毒化学物质。
PNNL PFAS传感器的示意图。水样本的一端通过迷宫，全氟辛烷磺酸被中间的海绵状物质捕获。
全氟烷基物质和多氟烷基物质（PFAS：Per- and polyfluoroalkyl substances）是一种危险的人造化学品，用于不粘炊具、防水服、食品包装和消防泡沫等产品中，因为它们能防水和防油。它们不会自然分解，也没有已知的快速修复方法来摧毁它们。多项研究表明，PFAS（在环境中长期存在）与胆固醇升高、肥胖、免疫系统减弱、内分泌紊乱、甲状腺问题和癌症有关。美国联邦卫生顾问对PFAS的建议水平是每万亿分之七十，大致相当于1000加仑水中的一粒盐，美国一些州甚至有更严格的标准，只是其中的一小部分。水位太低，必须使用敏感的分析方法将水样送至实验室进行测量，在污染源处快速检测和测量PFAS存在的困难使得修复具有挑战性。
PNNL的研究人员与新泽西理工学院（NJIT）合作开发了一种小型装置，可以快速准确地测量全氟辛烷磺酸（PFOS），这是一种全氟辛烷磺酸。专利的芯片上实验室传感器可以检测到全氟辛烷磺酸的含量，比联邦健康咨询公司的每万亿分之0.5低两个数量级，这为准确、现场、实时检测水中微量全氟辛烷磺酸提供了前所未有的便捷方法。该设备足够小，运行速度足够快，可以提供使用点测量数据，此外，PNNL正在扩展该设备检测各种PFAS污染物的能力。
PNNL材料科学家拉德哈莫特库里（Radha Motkuri）说：“干净的水是必不可少的，能够快速识别出全氟辛烷磺酸污染源也很重要，我们设想一个可以立即广泛部署这种芯片上实验室的世界。”
片上实验室PFAS传感器
快速、现场检测超低水平的全氟辛烷磺酸和全氟辛烷磺酸是保护人类健康的关键步骤。历史上，测试最少需要几个小时到几天的时间，而使用PNNL的便携式传感器，可以在现场立即测量全氟辛烷磺酸的含量。
金属-有机骨架材料被分析到海绵上，并被用于将捕获的全氟辛烷磺酸定位在微滤板内的一个小探针上。
莫特库里说：“去年，我们致力于全氟辛烷磺酸的捕获，我们正在继续开发能够从水中捕获更多全氟辛烷磺酸分子的材料。但我们希望开发一种工具，能够在现场快速准确地量化PFA。”
这个传感器看起来像一个显微镜载玻片，上面有一个曲折的小迷宫，水样流过迷宫并进入海绵状材料中间。水样中的任何全氟辛烷磺酸或全氟辛烷磺酸分子都被海绵捕获，而其他分子则通过。当电流脉冲通过传感器时，捕获的PFA引起电流变化，这一变化提供了样品中PFAS浓度的瞬时测量。
期待更少的PFAS
PNNL的使用点传感器有可能被用于检测威胁人类健康和环境的其他令人不安的化学物质。PNNL和NJIT团队正在努力扩展这项技术，以检测各种地下水来源中的其他PFAS分子，包括PFOA、PFBA、PFBS和GenX。PFAS传感器正在申请专利，该技术可用于授权。
PNNL商业化经理Allan Tuan说：“许多不同的部门都可以使用这项技术，包括环境修复、市政用水、化学制造、石油和国防。这是快速检测和测量全氟辛烷磺酸和其他污染物的令人兴奋的突破。”
PFAS传感器是“基于金属-有机骨架的微流体阻抗传感器平台用于全氟辛烷磺酸的超灵敏检测”的焦点，该论文发表在3月4日出版的ACS应用材料与界面杂志上。
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