发现“永远的化学物质”的新策略
乍一看，一个纸板披萨盒似乎足够无辜。它需要在从烤箱到桌子的旅程中保持大面团，浇头和融化的奶酪。该盒子由纸板制成，可以快速生物降解，非常适合单使用物品。但是，披萨固有的油腻感 - 因此，它的味道良好 - 意味着油可以通过其临时纸板回家浸泡，并使其看起来不吸引人。披萨盒上的一层薄润滑脂似乎是完美的解决方案，直到科学家意识到经常使用的脱脂化学物质是每种和多氟烷基物质，也就是PFA。在这些合成有机化合物中，科学家用氟部分或完全取代氢原子。PFA中几乎牢不可破的碳氟键非常适合消防泡沫，油漆，衣物，食物容器，甚至是牙线。
但是，使PFA对工业如此理想的相同化学特性意味着这些化合物在体内和环境中积累。近年来，研究人员已将PFA与一系列健康问题联系起来，包括各种类型的癌症，免疫抑制，甲状腺问题，低出生体重和肝脏问题。对PFAS危险的了解以及改进的测试方法意味着消费者正在推动食品制造商减少甚至消除PFA。美国环境保护局（EPA）和国防部（国防部）紧随其后的是创建经过验证的实验室分析方法在环境中测试PFA，包括废水，地表水和土壤。在5,000-6,000个潜在的PFAS化学药品中，EPA已制定了标准，以测试迄今为止大约40个。
选择正确的分析方法
随着对PFA污染的认识的增长，检测技术的提高，科学家需要确定环境中更多微量的PFA测试的最佳方法。而且，这些测试需要快速，简单和便宜，因此可以大规模地进行。PFAS测试的进步有望提高科学严谨和消费者的安全。
从历史上看，化学家使用了几种策略来识别和量化环境样品中的特定PFA化合物。许多技术依赖于所有PFA中发现的特征性碳氟键，但在自然环境中很少见。最古老的技术是质谱法（MS），它通过通过磁场计算其挠度来测量分子的质量。将MS或串联MS的质量分析能力与初始气体或液相色谱（LC）步骤耦合，从而使研究人员能够分析化学物质的更复杂的混合物。
选择正确的分析方法取决于可能污染样品和样品本身的特定PFAS化学物质。大多数PFA的短链的长度从4到18碳。这使它们在水和非挥发性中半溶解，非常适合LC/MS。多年来，仪器的改进使LC/MS更便宜，更敏感，更适合不同样本类型。
测试的挑战
替代旧二氯辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFO）的遗产PFAS化学物质也以新的替代品也使测试图片复杂化。在环境中，大量潜在的PFAS化学物质及其前体和降解产物意味着污染物数量远远超过已知的分析标准。结果，研究人员开发了未靶向的筛选方法来鉴定新型PFAS化学物质。与传统的LC/MS相比，四极飞行器仪器的进步使研究人员更快，更有效地筛选了广泛的样品。
无论选择哪种方法，PFAS化合物的筛查仍然具有挑战性。他们在环境中的无处不在 - 科学家发现北极熊中的PFA生活在偏远的北极 - 意味着交叉污染是一个主要问题。
由于PFA无处不在，因此在分析仪器的常见组件中发现，例如非常LC/MS，溶剂，移液器，小瓶和收集瓶，用于测试，随后可能会导致虚假阳性。
对于许多分析化学家，样品制备仍然是分析中最具挑战性的部分。对于血液，血清和尿液等生物样品，该过程相对简单。例如，为了测量血液中的PFA，人们可以添加酸以凝结蛋白质。这些可以旋转并去除，并直接注入LC/MS或进一步加工以除去脂质。固体组织样品通常被切碎并用酶消化。
环境和食物样本更具挑战性。例如，污水污泥和沼泽水中的较深的木质素可能会在MS中产生干扰，这可能需要在提取后清洁木炭。蔬菜需要切碎并添加盐，然后再旋转，再添加更多树脂，然后在注入样品之前再次旋转。黄油或某些类型的鱼等脂肪食品也可能需要固相萃取并清理。
最近的进步
PFAS分析中一些最大的进步尚未用于仪器，而是样本准备。这听起来并不是一个很大的改进，但是将两个树脂组合在一个墨盒中大大降低了成本，时间和错误的机会。这对于每月处理5,000至6,000个样品的高通量实验室尤其重要，并且使用这些新产品可能是一个巨大的节省时间。对于行业而言，该过程的样本准备部分一直是最大的瓶颈，因为它花费了最多的时间，并且不一定是自动化的。
较新的样本准备技术不仅节省了时间，还可以节省金钱。您可以处理的样本越多，每个样本的成本便宜。水，组织，食品和食物接触材料的样品准备仍然是一个挑战，但是逐步改进正在使样品得以更快，更容易地分析，最终改善了人类健康的整体。
关于作者：
理查德·杰克（Richard Jack）是《现象》中全球市场发展经理 - 粮食与环境。
