快速检测汞离子的传感器

ACS Nano

尽管有着诸多防污染措施，但汞和铅等污染物仍会进入环境当中，而检出此类污染物的流程通常较为复杂。那么，你能想象仅用手指一碰即可实现污染物监测吗？有研究人员在 ACS Nano 期刊发表了一项研究，开发了一种自供电纳米传感器，能够检出微量汞离子并立即显示结果。

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汞以二价汞离子（Hg²⁺）形态存在于受污染的水或食物中，经摄入后可产生危害。因此，研究人员开发了各种汞传感器，其中一种传感器集成于手套中，用于现场监测，但缺陷是无法检出微量离子且需要外部电源不间断供电。因此，自供电系统已成为当下的研究热点，例如由摩擦起电效应（静电的一种形式）驱动的系统，通过这种方式产生的电，不仅可驱动设备，其电压还可用于监测是否存在某种特定的被分析物。此类设备称作摩擦纳米发电机（TENS）。中国台湾清华大学 Zong-Hong Lin 和同事希望开发一种只需接触样本即可准确检测微量汞离子的 TENS。

为制作这种 TENS，研究团队使用了大量汞敏碲纳米线，使其传感器具备了优异的筛选能力，甚至能够从复杂的样本中找出目标。研究人员将这款 TENS 安装在机器手的手指上，然后让其反复接触样本溶液。根据汞离子的存在与否会出现电压变化，并以无线方式实时传送至智能手机。该机器人传感器还通过相同的“触碰”动作在天然水和自来水中检测到了汞离子；传感器也可在大虾和苹果中掺入汞污染物后检出汞离子。研究人员表示其制作的 TENS 可作为开发类似设备的参考，而此类设备可远程且安全地监测其它污染物。

作者感谢中国台湾科学及技术委员会年轻学者奖学金项目、中国台湾清华大学研究基金和韩国中央大学2022研究基金提供的研究资金。

文章原题：

Triboelectric Nanosensor Integrated with Robotic Platform for Self-Powered Detection of Chemical Analytes

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c10770

对接触烟草、工业烟雾中某类化合物后造成的 DNA 损伤进行作图检测

ACS Central Science

人们因环境、饮食或习惯会偶尔接触到一些潜在有害物质。例如，烟草和工业烟雾中一种名为苯并（a）芘（BaP）的化合物可对 DNA 造成损伤。在 ACS Central Science 发表的最新研究中，研究人员对此类损伤进行了检测，首次实现了在单核苷酸层面上对接触 BaP 后人体肺细胞的检查。研究人员表示这项技术有助于预测可致癌的有害接触。

摘要图片

BaP 进入人体并发生代谢后，会形成一种新化合物或代谢物，以不可逆的方式附着于 DNA 中的一种核酸——鸟苷。然而，人体也会积累细胞修复工具，用于清除多余的代谢物。而这种损伤和修复之间的平衡，则决定了细胞复制过程中可能导致疾病发生的 DNA 变异会否继续发展。因此，苏黎世理工学院的 Shana Sturla 和同事希望探索人体肺细胞接触 BaP 后的损伤与修复平衡，以此找出细胞全基因组中的 DNA 损伤分布。

研究人员向人体肺细胞生长的培养基中不断添加代谢后的 BaP，然后利用单核苷酸分辨率 DNA 作图确定了这种代谢物在鸟苷上的附着点。尽管接触量与 DNA 损伤之间存在剂量依赖关系，然而，即使 BaP 代谢物浓度发生了改变，全基因组中的变异模式也保持了稳定。此外，研究结果显示，DNA 损伤分布与吸烟所致肺癌中发现的某种变异模式相似，说明该技术可帮助预测与人类癌症有关的基因变异。这是有史以来第一张达到单核苷酸分辨率的人体细胞 BaP 特异性损伤模式图。研究人员表示其数据有助于我们理解 DNA 损伤和修复过程的动态特征。

作者感谢瑞士国家科学基金会和罗斯伯格基金和菲利普·莫里斯国际公司（Philip Morris International）所提供的研究资金。

文章原题：

Quantification and Mapping of Alkylation in the Human Genome Reveal Single Nucleotide Resolution Precursors of Mutational Signatures

https://doi.org/10.1021/acscentsci.2c01100

胡萝卜：护眼...还可用于制备可降解聚合物

JACS

A compound derived from β-carotene was one of the building blocks in a fully degradable, biobased polymer.

Helen Tran

https://doi.org/10.1021/jacs.2c12668

 厕纸是污水中全氟和多氟烷基物质（PFAS）的一大意外来源

Environmental Science & Technology Letters

污水可以为了解社区传染病状况提供线索，甚至可反映相关处方与非法药物的使用情况。此外，污水还有助于了解顽固性和潜在有害化合物，例如释放到环境中的全氟和多氟烷基物质（PFAS）。美国化学会 Environmental Science & Technology Letters 发表的一项新研究，便指出厕纸是污水系统中上述物质的一大意外来源。

Toilet paper from around the world contains low levels of PFAS, likely contributing these “forever chemicals” to wastewater.

Davydenko Yuliia/ Shutterstock.com

PFAS 已在化妆品、清洁剂等诸多个人护理产品中检出。人们每天都会使用这些产品并将其冲入下水道。但目前仅少数研究人员思考过最终流入污水中的厕纸是否也是一种 PFAS 来源。部分造纸厂在将木材加工为纸浆的过程中会添加 PFAS。这些 PFAS 会进入后续工艺，并污染最终的纸制品。此外，再生纸质厕纸使用的纤维成分可能源自含PFAS的材料。因此，佛罗里达大学的 Timothy Townsend 和同事希望评估此类 PFAS 进入污水系统的可能性，并测试厕纸和污水是否含有这些化合物。

研究人员收集了北美、南美和中美洲、非洲和西欧出售的厕纸卷，还从美国的污水处理厂采集了污水污泥样本。然后，他们从这些厕纸和固态污泥中提取了 PFAS，并对其进行了34项化合物分析。检出的主要 PFAS 为二取代多氟烷基磷酸酯（idPAPs）。此类化合物能够转化成更加稳定的 PFAS，例如具有致癌风险的全氟辛酸。具体来看，两种样本中含量最丰富的都是6:2 diPAP，但水平较低，为十亿分之几级。

然后，研究团队将其结果与其他相关研究数据进行了合并，这些研究包含多个国家的污水PFAS含量检测和人均厕纸用量。他们经计算得出：厕纸对美国和加拿大污水中的6:2 diPAP 贡献率为4%，瑞典为35%，法国则高达89%。研究人员表示，尽管北美地区的厕纸使用量高于许多其他国家，但上述百分比说明，进入美国污水系统的 PFAS 主要来自化妆品、纺织品、食品包装和其他来源。他们还表示，这项研究确定了厕纸是污水处理系统中一大 PFAS 来源，在部分地区甚至是 PFAS 的主要来源。

作者感谢美国欣克利固体和危险废物管理中心（Hinkley Center for Solid and Hazardous Waste Management）提供的研究资金。

文章原题：

Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Toilet Paper and the Impact on Wastewater Systems

https://doi.org/10.1021/acs.estlett.3c00094

将二氧化碳变废为宝

C&EN

近日，C&EN (美国化学旗下的独立新闻杂志《化学与化工新闻》)封面报道了研究人员尝试利用电化学还原法用二氧化碳温室气体生产燃料和化学品。

若能够从大气中收集二氧化碳并将其转化为化学品和燃料，那么这种导致气候变化的有害物质即可成为极具价值的材料。在电化学电池中还原CO₂是一种直接的方法，且能够由可再生能源提供电力。问题在于，如何有效且经济地驱动这种化学转化，才能达到大规模工业商业化水平？在这一目标的驱动下，研究人员正在优化这一过程的各个环节，包括电化学电池的设计与运行、催化电极和电解质。此外，他们还瞄准了高价值的多碳产物。

Turning carbon dioxide into a valuable resource

Mar 6, 2023 | Volume 101, Issue 8