Tutkijat ovat soveltaneet magneettista nanoteknologiaa, jota aiemmin käytettiin syöpälasina, luodakseen ensimmäisen käytännön tienvarsitestin marihuanan myrkytyksen varalta.
Tänä marraskuussa useat valtiot äänestävät, olisiko laillistettava marihuanan käyttö, liittymällä enemmän kuin 20-tiloihin, jotka jo sallivat jonkinlaisen kannabiksen käytön. Tämä on johtanut siihen, että poliisille on tarvittava tehokkaita välineitä selvittääkseen paikan päällä, onko ihmiset ajoissa vaikutuksen alaisena.
Vaikka poliisi kokeilee mahdollisia työkaluja, mikään tällä hetkellä markkinoilla oleva laite ei ole osoittanut nopeasti antavan tarkkaa mittausta kuljettajan marihuanan myrkyllisyydestä yhtä tehokkaasti kuin hengityssuojain mittaa alkoholia. THC: tä, lääkkeen voimakkainta psykoaktiivista ainetta, seulotaan yleisesti laboratorioveren tai virtsan testeissä - ei ole kovin hyödyllinen kentän virkailijalle.
Uusi laite voi toimia käytännöllisenä ”potalyzerinä”, koska se voi havaita nopeasti vain THC: n läsnäolon henkilön sylissä, mutta myös mitata sen pitoisuutta.
Stanfordin yliopiston tiimi perusti materiaalitieteen ja -tekniikan professorin Shan Wangin ja sähkötekniikan professorin mobiililaitteen, joka käyttää magneettisia biosensoreita pienien THC-molekyylien havaitsemiseksi sylissä. Virkailijat voisivat kerätä sylkiä näytteen puuvillapyyhkeellä ja lukea tulokset älypuhelimesta tai kannettavasta tietokoneesta niin vähän kuin kolme minuuttia.
”Potalyzer” -ongelman käsittelemät tutkijat ovat nollautuneet sylkeihin, koska testaus on vähemmän invasiivista ja koska syljessä oleva THC voi korreloida heikentymiseen paremmin kuin THC virtsassa tai veressä. Suurena haasteena on, että näitä sylkykokeita voidaan vaatia havaitsemaan THC: n erittäin suuria pitoisuuksia. Joissakin valtioissa ei ole raja-arvoa THC: lle kehossa kuljettajille, kun taas toiset asettavat 0- tai 5-nanogrammien (miljardinosan gramman) rajan millilitraa verta.
Wangin laite voi havaita THC: n pitoisuudet 0: n ja 50 nanogrammin välillä syljen millilitraa kohti. Vaikka ei vieläkään ole yksimielisyyttä siitä, kuinka paljon THC: tä kuljettajan järjestelmässä on liian paljon, aiemmat tutkimukset ovat ehdottaneet raja-arvoa 2: n ja 25 ng / ml: n välillä, hyvin Wangin laitteen kyvykkyydessä.
Tutkijat saavuttivat tällaisen tarkkuuden hyödyntämällä magnetismin käyttäytymistä nanohiukkasissa, jotka mittaavat vain muutamia kymmeniä miljardeja metriä.
Wang-ryhmä on tutkinut magneettista nanoteknologiaa jo vuosia ja käyttänyt sitä hyökkäämään sellaisiin erilaisiin ongelmiin kuin in vitro syöpädiagnostiikka ja magneettisen tiedon tallennus. Tässä tapauksessa ne yhdistävät magneettisen nanoteknologian immunoanalyysin ajallisesti testatun biokemiallisen tekniikan kanssa. Immunomääritykset havaitsevat tietyn molekyylin liuoksessa ottamalla käyttöön vasta-aineen, joka sitoutuu vain tähän molekyyliin.
Miten testi toimii
Testissä sylki sekoitetaan THC-vasta-aineiden kanssa, jotka sitoutuvat mihin tahansa näytteen THC-molekyyliin. Sitten näyte sijoitetaan kertakäyttöiseen sirupatruunaan, joka sisältää magnetoresistiviä (GMR) -antureita, jotka on esipinnoitettu THC: llä ja asetettu kämmenlaitteeseen.
Tämä asettaa liikkeelle "kilpailun" sensorin THC: n ja syljen THC: n välillä sitomalla vasta-aineisiin; mitä enemmän THC: tä sylissä on, sitä vähemmän vasta-aineita on käytettävissä sitoutumaan THC: hen anturin pinnalla.
THC-molekyyleihin sitoutuneiden vasta-aineiden lukumäärä anturilla kertoo laitteelle, kuinka monta vasta-ainetta THC on käytetty näytteessä, ja kuinka monta THC-molekyyliä oli läsnä näytteessä.
Seuraavaksi näytteeseen lisätään magneettisia nanohiukkasia, jotka on erityisesti valmistettu sitoutumaan vain vasta-aineisiin. Kukin nanopartikkeli sitoutuu THC-vasta-ainepareihin, kuten tahmea majakka, mutta vain anturin pinnalla olevat molekyylit ovat riittävän lähellä GMR-biosensorien lukemista varten. Sitten laite käyttää Bluetoothia välittämään tulokset älypuhelimen tai kannettavan tietokoneen näytölle.
”Tietojemme mukaan tämä on ensimmäinen osoitus siitä, että GMR-biosensorit kykenevät havaitsemaan pieniä molekyylejä”, Wang kirjoittaa paperiin, jossa kuvataan laitetta Analyyttinen kemia.
Myös muut lääkkeet
Alustalla on potentiaalista hyötyä THC: n ulkopuolella. Aivan kuten THC: n kanssa, laitteen GMR-biosensorit voivat havaita pieniä molekyylejä, mikä tarkoittaa, että alusta voisi myös testata morfiinia, heroiinia, kokaiinia tai muita lääkkeitä.
Itse asiassa, jos 80-anturit on asennettu siihen, GMR-biosensoripiiri voisi seuloa yhden näytteen useille aineille. Tiimi on jo kokeillut morfiinin seulontaa lupaavilla tuloksilla.
Opiskelijat työskentelevät parhaillaan laitteelle käyttäjäystävällisen lomakekentän luomiseksi, jonka pitäisi käydä kenttätestien läpi, ja sääntelyviranomaisten on hyväksyttävä ne ennen kuin poliisi voi käyttää sitä.
Toinen asia, joka pitäisi tapahtua ennen kuin laite olisi hyödyllinen lainvalvonnan kannalta: Valtion lakien on asetettava rajoitukset THC: n pitoisuudelle, joka sallitaan kuljettajan sylissä.
Myös uusi laite voisi olla hyödyllinen. Esimerkiksi laitteen seuraava sukupolvi voisi seuloa sekä kohteen veren että syljen, jotta saataisiin ymmärrystä veren THC-tason ja syljen THC-tason välisestä korrelaatiosta samalla myrkytysasteella.
Lähde: Carrie Kirby Stanfordin yliopisto
Liittyvät kirjat
at InnerSelf Market ja Amazon
