Disediakan oleh: Izwaharyanie Ibrahim

Sumber: Current Opinion in Electrochemistry (Elsevier)

Bahan per- dan polifluoroalkil (PFAS), atau dikenali sebagai "bahan kimia kekal," merupakan pencemar organik yang sukar terurai, boleh terkumpul dalam organisma, dan menimbulkan risiko serius kepada kesihatan manusia serta ekosistem [1,2]. Digunakan dalam buih pemadam kebakaran, salutan tidak melekat, plastik dan produk kalis air [3], PFAS telah mencemari sistem air global dan mendorong agensi seperti EPA A.S. mengenakan had ketat seperti 4 ppt bagi PFOA dan PFOS [2].

Mengapa Sensor Elektrokimia Penting?

Kaedah pengesanan PFAS konvensional seperti kromatografi cecair atau gas bersama spektrometri jisim (LC-MS/MS) adalah mahal, rumit dan tidak praktikal untuk digunakan secara lapangan [4,5].

Sensor elektrokimia menawarkan alternatif lebih praktikal dengan:

• Kepekaan tinggi sehingga tahap ppt dan ppq [6,7]
• Mudah alih dan sesuai digunakan di lapangan [8]
• Pengesanan cepat dan kos efektif [9]
• Berpotensi untuk diintegrasi dengan telefon pintar dan sistem mikrofluida [10]

Walaupun PFAS tidak aktif secara elektrokimia [11], pengesanan masih boleh dicapai dengan penggunaan pewarna redoks (seperti metilena biru) [12], nanopartikel logam [13], dan bahan berliang [14].

 

 

Inovasi Sensor Elektrokimia untuk PFAS

1. Sensor Berasaskan MIP

Polimer cetakan molekul (MIP) meniru struktur PFAS untuk pengikatan yang selektif. Contoh termasuk:

• Sensor poli(o-fenilenediamina) untuk PFOS [15]
• Sensor EDOT-TEMPO untuk PFOA [16]
• Sensor β-siklodekstrin-MB untuk sensitiviti tinggi dan antifouling [17]

2. Sensor Polimer Redoks

Pewarna phenoxazine membolehkan pengesanan tanpa pelabelan melalui aktiviti redoks boleh balik [18].

• Sensor e-LFA menggunakan polianilin fluorin untuk mengesan PFOA pada 400 ppt [8]
• Sensor epMB menawarkan LOD serendah 0.4 ppt dan stabil dalam air sisa [7]

3. Sensor Berasaskan Nanopartikel & Adsorpsi Permukaan

Sensor berasaskan AgNP dan MXene menunjukkan kepekaan tinggi dan tahan gangguan [13,19].

• Platform pengesanan dua mod (EIS/SERS) mencapai LOD 33–41 ppt [20]

4. Sensor Berasaskan Rangka (MOF/COF)

Bahan berliang seperti MOF dan COF menawarkan keupayaan pengikatan tinggi:

• Sensor MOF capai 0.5 ppt untuk PFOS [21]
• Sensor Cu-MOF mencatat LOD 0.002 ppt [22]

5. Teknologi Baharu

• Sistem nanopori berasaskan CD membezakan subkelas PFAS [23]
• Sensor berdasarkan nucleation gelembung bertindak balas terhadap perubahan tegangan permukaan disebabkan PFAS [24]

Cabaran dan Kekangan Pelaksanaan di Lapangan

Walaupun menunjukkan hasil makmal yang memberangsangkan, aplikasi di dunia sebenar masih terhad kerana:

• Gangguan matriks seperti bahan organik dan surfaktan [25]
• Isyarat bertindih dalam campuran PFAS [26]
• Isu kebolehskalaan dan kos pengeluaran [6,22]
• Pemilihan terhad bagi PFAS rantai pendek [27]
• Keperluan untuk protokol penentukuran standard [28]

Penyelesaian termasuk fabrikasi modular, penyediaan sampel awal, dan interpretasi isyarat berasaskan AI [28].

Pandangan untuk Malaysia & Peranan I-AQUAS

Dengan peraturan PFAS yang semakin ketat di peringkat global, Malaysia perlu bersedia dengan teknologi pemantauan berskala dan mudah digunakan. Kajian oleh Gondhiya et al. [1] memberi panduan ke arah pembangunan sensor elektrokimia mudah alih dan tahan lasak.

Di I-AQUAS, UPM, kami berhasrat menyesuaikan teknologi ini bagi pemantauan tempatan—daripada sungai, sistem akuakultur hingga ke air minuman komuniti. Dengan integrasi teknologi IoT dan AI, sensor pintar akan mengubah cara kita melindungi ekosistem air.

Rujukan

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451910325000845
2. https://www.epagov/sdwa/and-polyfluoroalkyl-substances-pfas
3. https://ehp.niehs.nih.gov/doi/full/10.1289/EHP6785
4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389420324274
5. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214158823000041
6. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsestwater.4c01044
7. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c02480
8. https://www.scopus.com/pages/publications/85187725668
9. https://www.scopus.com/pages/publications/85159690983
10. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653517316387
11. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsestwater.1c00356
12. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389424034514
13. https://www.scopus.com/pages/publications/85135322419
14. https://www.mdpi.com/2079-4991/9/6/861
15. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.8b00154
16. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.estlett.4c00557
17. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389424034514
18. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969723053895
19. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.4c00776
20. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653524020460
21. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b22445
22. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c16212
23. https://www.scopus.com/pages/publications/85208689375
24. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b01060
25. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c01565
26. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.0c01894
27. https://www.mdpi.com/2297-8739/11/4/122
28. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c09889

Tarikh Input: 31/07/2025 | Kemaskini: 11/11/2025 | m_fakhrulddin