Taşınabilir Cihaz Suda PFAS’ı Hem Doğru Hem de Hızlı Şekilde Tespit Ediyor

Prototip cihaz. Bir elektrot (beyaz şeridin üzerindeki üç koyu uç), bir illüstrasyonun tişörtüye basıldığı şekilde kumaş şeritlere baskıyla uygulanır ve yalnızca PFOS ya da PFOA’ya özgü biçimde bağlanan moleküler olarak kalıplanmış polimerlerle (MIP’ler) kaplanır. Bu şerit ardından bir potansiyostat’a (elektrik akımını ölçen siyah çubuk biçimli alet) yerleştirilir; potansiyostat da doğrudan bir akıllı telefondan beslenir ve telefon aracılığıyla PFAS ölçümü yapılır. Kaynak: Andrew Scott & Jeff Prine/OIST

Per- ve polifluoroalkil maddeler (PFAS), bozulmaya karşı gösterdikleri olağanüstü direnç nedeniyle “sonsuz kimyasallar” lakabıyla anılan sentetik kimyasallardır. Çevre ve canlı organizmaların içinde birikebilen bu kalıcı maddeler, insan sağlığı ve çevre üzerindeki olası etkileri konusunda endişe uyandırmaktadır.

PFAS kirliliğinin saptanması, bu risklerle başa çıkılmaya yönelik atılacak kritik ilk adımdır. Ancak geleneksel PFAS analizleri genellikle çevre örneklerinin toplanmasını ve ileri kütle spektrometresi ekipmanlarıyla donatılmış özel laboratuvarlara taşınmasını gerektirir. Son derece duyarlı ve doğru olmalarına rağmen bu yöntemler pahalı ve zaman alıcı olabilir.

Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nün (OIST) Mikro/Bio/Nanofluidik Birimi’nden araştırmacılar, düzenleyicilerin ve diğer çevre aktörlerinin, dışarıdan bir laboratuvara ihtiyaç duymadan PFAS’ı sahadan saptayabildiği, güvenilir ve kitle üretimine uygun bir platform geliştirdi.

“Amacımız, nihayetinde özel laboratuvarların dışında da kullanılabilecek duyarlı ve düşük maliyetli bir teknoloji geliştirmekti,” diyor Dr. Mark Sullivan. “PFOA ve PFAS için çalıştığını gösterdik; aynı platform, potansiyel olarak diğer PFAS bileşiklerinin saptanması için de uyarlanabilir.”

Yeni cihaz, Biosensors and Bioelectronics dergisinde yayımlandı.

PFAS’ın sentetik antikorlar ve elektrik akımlarıyla yakalanması

Araştırmacılar, PFAS’a uyacak şekilde özel olarak tasarlanmış yeni bir moleküler olarak basılmış polimer (MIP) sınıfı geliştirmiştir. Malzemeler hedef molekülün etrafında şekillendirilir—bu durumda PFAS—bir bağlanma bölgesi oluşturur. Ardından hedef molekül yıkandıktan sonra, geriye, bir anahtar için özel olarak şekillendirilmiş bir kilit gibi, hedefi tekrar tanıyan ve yakalayan bir malzeme kalır. İşte bu nedenle MIP’ler sıklıkla “sentetik antikorlar” olarak adlandırılır.

Alet, hedef moleküller bir sensöre bağlandığında elektrik akımındaki değişimi ölçerek PFAS’ı tespit eder. Bu sensör, PFAS’a özgü MIP’lerle kaplıdır. Elektrik akımındaki değişim ne kadar büyükse, su numunesindeki PFAS konsantrasyonu o kadar yüksektir. Ölçüm için ek kimyasal reaktiflere gerek olmadığından, bu yaklaşım taşınabilir, saha içi su izlemesi için daha basit ve daha düşük maliyetli bir çözüm sunabilir.

Platform, kompakt, düşük maliyetli ve kolay üretim için tasarlanmıştır. Prototip için araştırmacılar, birkaç saat içinde geri dönüştürülmüş kumaş üzerine 100 adet tek kullanımlık elektrot baskılamıştır. Bunlar daha sonra PFAS’a özgü MIP’lerle kaplanmış ve elektrik sinyallerini ölçen, doğrudan bir akıllı telefondan veya dizüstü bilgisayara takılabilecek ticari potansiyometrelerle bağlanmıştır.

Ayrıca, MIP üretim yöntemi modülerdir, yani hedef molekül PFAS ailesinin herhangi bir üyesiyle değiştirilebilir; bu prototip için araştırmacılar, sağlık riskleri belgilenmiş en yaygın iki PFAS kimyasalını seçmiştir: PFOS ve PFOA.

PFOA (sol; A) ve PFOS (sağ; B) ile yapay olarak zenginleştirilmiş tatlı su ve içme suyunda PFAS sensörlerinin güvenilirliğinin test edilmesi. Her iki PFAS kimyasalı için de tespit edilen konsantrasyonlar, test edilen sudaki gerçek konsantrasyonlarla yakından eşleşmiştir. Karşılaştırma için, hem PFOA hem de PFOS Japonya’da 50 pg mL-1 düzeyinde düzenlenmektedir. Kaynak: Lasserre et al., 2026

Sonsuza kadar süren kimyasallara karşı küresel çevresel bağışıklık savunmasını güçlendirme

PFAS’lar, çevre ve sağlık için iki temel faktör nedeniyle alıcı bir sorun olarak kanıtlanmıştır: ısıya, suya, yağa ve çevresel bozunuma karşı olağanüstü direnç, onları hem kullanışlı hem de çözülmesi son derece zor kılan bu özellik; ve çeşitlilik. PFAS ailesi 10.000’den fazla benzer kimyasalı kapsarken, bunların 50–150 üyesi küresel düzeyde düzenlenmektedir.

Ekipteki MIP platformunun modüler yapısı, onu farklı PFAS moleküllerine uyarlamayı nispeten kolay kılmakta ve daha da önemlisi, gelecekteki PFAS kirliliği sorunlarıyla uğraşmanın önündeki engeli düşürmektedir. Dr. Perrine Lasserre şöyle devam ediyor:

“Şunu gösteriyor ki, yerel kurumların ya da ailelerin olası bir PFAS kirliliğini nasıl ele alacaklarına dair bilinçli bir karar vermelerini sağlayacak bir tespit sistemi oluşturmak mümkün—belirli noktalardaki kirliliği belediye makamlarına bildirmek ya da bir su filtresine yatırım yapıp yapmamak gibi. Bu sistemle başarabileceğimiz her şey faydalı olacaktır.”

“Doğru ve erişilebilir bir tespit, PFAS kirliliğiyle mücadelede önemli bir adım,” diyor profesor Amy Shen.

“Çalışmamız, sentetik moleküler tanımanın, bu kalıcı kimyasalların son derece küçük konsantrasyonlarını tespit etmek için düşük maliyetli elektrokimyasal cihazlarla nasıl birleştirilebileceğini gösteriyor. Daha fazla gelişim ve saha doğrulaması gerekirken, çevresel izlemeyi daha erişilebilir ve yaygın hale getirmede büyük potansiyel görüyoruz.”

Perrine Lasserre et al., NanoMIP-embedded metal-phenolic networks as an advanced electrochemical platform for the ultrasensitive detection of PFOA and PFOS in water, Biosensors and Bioelectronics (2027). DOI: 10.1016/j.bios.2026.119315

Dergi bilgileri:
Biosensors and Bioelectronics

PFAS
sorpsiyon
Polimerler

Okinawa Institute of Science and Technology tarafından sağlanmıştır

Bu haberin arkasında kim var?

BSc Hayat Bilimleri ve Ekoloji. Mikrobiyoloji laboratuarı geçmişi; petrol, gaz ve yenilenebilir enerji sektörlerinde bilimsel haber deneyimi.

Profilin tamamı →

Matematiksel biyoloji alanında lisans, yaratıcı yazım alanında yüksek lisans. Bilim ve dil üzerine özgün bakış açıları sunan, geniş bir coğrafyayı gezen bir isim.

Profilin tamamı →

Kaynakça

:
Portable device accurately and rapidly detects PFAS in water (2026, October 28)
retrieved 28 October 2026
from https://phys.org/news/2026-10-portable-device-accurately-rapidly-pfas.html

Bu belge telif hakkına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacıyla geçerli kullanış haricinde, içeriğin hiçbir kısmı yazılı izinsiz çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sunulmaktadır.