Disediakan oleh: Izwaharyanie Ibrahim

Sumber: Current Opinion in Electrochemistry (Elsevier)

 

Pengesanan bahan per- dan polifluoroalkil (PFAS) dalam alam sekitar kini menjadi isu kritikal dalam kesihatan awam dan pemantauan pencemaran. PFAS dikenali kerana kestabilannya yang luar biasa dan keupayaan untuk kekal dalam persekitaran serta biota. Sensor elektrokimia menawarkan kaedah pengesanan yang mampu milik dan boleh digunakan di lapangan. Namun, satu pemboleh ubah penting sering diabaikan: masa.

Dalam artikel ulasan tahun 2025, Cullom dan Dick berhujah bahawa analisis dan kawalan masa dalam penderiaan elektrokimia PFAS boleh meningkatkan kepekaan, kebolehpilihan, dan kebolehpercayaan data [1]. Kebanyakan kajian hanya melaporkan isyarat akhir tanpa meneliti bagaimana isyarat itu berubah mengikut masa [2].

Mengapa Masa Penting

PFAS tidak aktif secara elektrokimia, maka pengesanan bergantung pada kesan tidak langsung—biasanya melalui perubahan dalam bahan atau pewarna redoks [3]. Kadar perubahan isyarat semasa pengumpulan, pengikatan atau pelepasan mengandungi maklumat yang bernilai.

Sebagai contoh, memantau kinetik penjerapan PFAS ke permukaan sensor boleh membezakan antara PFAS rantai panjang dan pendek [4]. Pemantauan isyarat dari semasa ke semasa juga boleh mengesan degradasi permukaan sensor, membolehkan penentukuran yang lebih tepat [5].

 

Rajah 1- a) Struktur molekul bagi PFOS. b) Struktur molekul bagi PFOA. c) Jumlah kepekatan 20 jenis PFAS yang tertakluk kepada garis panduan EU dalam sampel air permukaan, air bawah tanah dan air minuman. Sampel yang melebihi had air minuman EU sebanyak 100 ng l⁻¹ (ditanda merah pada palang skala) dilingkari dengan warna merah (bagi sumber pencemaran yang diketahui seperti AFFF atau bukan AFFF) atau hitam (sumber tidak diketahui). Nota: palang skala menggunakan skala logaritma.

Teknik yang Manfaat Jika Masa Diambil Kira

Spektroskopi Impedans Elektrokimia (EIS) melibatkan masa, tetapi analisis biasanya tertumpu pada data frekuensi sahaja [6]. Cullom dan Dick mencadangkan EIS beresolusi masa untuk mendapatkan maklumat tambahan seperti kadar penjerapan dan kestabilan sensor [7].

Kronoamperometri dan kronopotensiometri, yang merekodkan arus atau voltan mengikut masa, berpotensi besar namun masih kurang digunakan dalam kajian PFAS [8,9]. Penggunaan sela masa (delay) semasa eksperimen boleh membantu membezakan peristiwa pengikatan pantas dan perlahan [10].

 

Rajah 2- Jenis-jenis sensor elektrokimia yang biasa digunakan. a) Biosensor enzim boleh bertindak balas dengan molekul sasaran dan menghasilkan isyarat elektrik, atau memerlukan mediator untuk menghasilkan isyarat elektrik bagi tujuan pengesanan. b) Sensor antibodi selalunya mempunyai beberapa lapisan untuk mengesan dan bertindak balas secara elektrokimia terhadap analit. c) Sensor aptamer akan mengikat kepada analit, kemudian mengalami perubahan konformasi. Perubahan ini akan mengubah arus yang dikesan pada elektrod. d) Polimer Cetakan Molekul (MIPs) ialah polimer yang dibentuk di sekeliling molekul templat. Molekul templat akan diekstrak, meninggalkan rongga yang khusus terhadap analit. Analit dan molekul kecil akan memasuki rongga tersebut dan penurunan arus akan dikesan

Masa sebagai Alat Pemilihan dan Pengesahan

Pendekatan berasaskan masa boleh:

• Membezakan PFAS daripada gangguan berdasarkan kinetik pengikatan/pelepasan [11]
• Menjejak perubahan interaksi hidrofobik melalui kadar perubahan isyarat [12]
• Berfungsi sebagai pengesahan dalaman melalui perbandingan isyarat transien dan keadaan stabil [13]

Dengan memasukkan masa dalam reka bentuk dan analisis sensor, penyelidik boleh meningkatkan kekukuhan, kebolehulangan, dan kebolehgunaan praktikal sensor PFAS [14].

Jurang dalam Amalan Semasa

Walaupun berpotensi besar, masa jarang diberi perhatian dalam kajian sensor PFAS. Kekurangan yang dikenal pasti termasuk:

• Tiada pelaporan profil isyarat mengikut masa [15]
• Tiada replikasi pada pelbagai titik masa [16]
• Tiada analisis statistik bagi data bersiri masa [17]
• Tiada pengoptimuman sela masa [18]

Penulis menyeru kepada piawaian pelaporan yang lebih baik—seperti penyertaan graf masa dan perincian tempoh eksperimen [19]. Mereka juga mencadangkan agar jurnal dan agensi pembiayaan mengiktiraf analisis masa sebagai inovasi penting [20].

Implikasi untuk Malaysia

Dengan keperluan pemantauan PFAS yang kian mendesak di Malaysia, I-AQUAS melihat pembangunan sensor yang peka terhadap masa sebagai satu dimensi baharu. Kajian masa nyata boleh diterapkan dalam projek I-AQUAS termasuk pemantauan sungai dan sistem akuakultur.

📚 Rujukan

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451910325000857
2. https://books.google.com.my/books
3. https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserve.pdf
4. https://www2.chem.umd.edu/thermobook/v10-screen.pdf
5. https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rspa.1928.0043
6. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c01565
7. https://www.niehs.nih.gov/health/topics/agents/pfc
8. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935117301615
9. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412024005002
10. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrestox.2c00072
11. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrestox.2c00072
12. https://www.taylorfrancis.com/books/mono/10.1201/9781420007282
13. https://www.pops.int/
14. https://pubs.acs.org/doi/10.1021
15. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsapm.4c01818
16. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721007245
17. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsestwater.0c00125?src=getftr&utm
18. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214158823000053
19. https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/elsa.202100184
20. https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21655979.2022.2095089

Tarikh Input: 01/08/2025 | Kemaskini: 11/11/2025 | m_fakhrulddin