Atomar präzise hexanukleare Ce(IV)-Cluster als funktionale fluoreszierende Nanosensoren für die schnelle Ein-Schritt-Erkennung von PFAS

Zusammenfassung Das Vorhandensein von Poly- und Perfluoroalkylsubstanzen (PFAS) in der Umwelt ist mit negativen gesundheitlichen Auswirkungen verbunden, aber die Messung von PFAS gestaltet sich aufgrund der hohen Kosten und technischen Komplexitäten der Analyse als herausfordernd. Hier wird die Reaktivität von atomar präzisen Metall-Oxo-Clustern berichtet und die Grundlage für deren Verwendung als fluoreszierende Nanosensoren zur PFAS-Detektion bereitgestellt. Das Material besteht aus kristallinen, wasserlöslichen hexanuklearen Cerium-Oxo-Clustern Ce 6 (µ 3 ‐O) 4 (µ 3 ‐OH) 4 12+, die mit Glycinmolekülen (Ce-Gly) dekoriert sind und durch Fluoreszenzemission bei 353 nm charakterisiert werden. Die Ce-Gly-Fluoreszenz zeigt sich sensitiv gegenüber langkettigen carboxylierten PFAS von CF 3 –(CF 2 ) n –, wobei n ≥ 6, wie Perfluoroctansäure, Perfluorononansäure und Perfluordecansäure. Diese einzigartige Reaktivität führt zu einer Änderung der Emissionsspektren in konzentrationsabhängiger Weise, wodurch die PFAS-Detektion durch Ligandenaustausch und aggregationsinduzierte Emissionssteigerung (AIE) ermöglicht wird. Es wird keine signifikante Kreuzreaktivität von potenziell koexistierenden Spezies, einschließlich sulfonierter PFAS, Octansäure und Dodecansäure, Huminsäure und anorganischen Ionen beobachtet. Bei einer optimalen Konzentration von 3,3 µg mL −1 Ce-Gly zeigte die Methode Nachweisgrenzen von 0,24 ppb für PFOA und 0,4 ppb für PFNA. Diese Ergebnisse heben das Potenzial fluoreszenzbasierter Nachweisstrategien hervor, die nanoskalige Sonden wie Ce-Gly als fluoreszierende Sonden und Nanosensoren für PFAS nutzen.