得克薩斯大學達拉斯分校的研究人員首次研製出一種手持式，可在幾秒鐘內準確檢測出尿液中的芬太尼。這項概念驗證技術可以利用一個小型行動式裝置檢測出即使是痕量的芬太尼，準確率也能達到 98%，而無需進行昂貴而耗時的實驗室分析。美國化學學會《應用材料與介面》雜誌最近發表了一項展示該裝置的研究。
埃裡克-瓊森工程與計算機科學學院生物工程系教授兼系主任沙利尼-普拉薩德博士說，該原型可用於透過尿液分析檢測，是檢測唾液中藥物的先驅。該技術還可用於檢測物質中是否含有芬太尼，方法是將樣品與水混合，然後將液體滴在感測器上。
UT達拉斯分校生物工程研究人員 Ivneet Banga PhD23 和 Anirban Paul 博士展示了他們團隊開發的感測器如何檢測芬太尼。研究人員將液體直接滴在感測器平臺上，該平臺與膝上型電腦相連，可在幾秒鐘內提供檢測結果。圖片來源：德克薩斯大學達拉斯分校
該研究的通訊作者、系統生物學科學系塞西爾-H.和艾達-格林教授普拉薩德說："現在迫切需要一種易於使用、行動式的微型裝置，這種裝置可以高特異性地檢測芬太尼，並立即將結果共享到聯網裝置上。我們的研究證明了在幾秒鐘內檢測芬太尼的高精度感測器的可行性。"
日益嚴重的芬太尼危機
據美國疾病控制和預防中心介紹，芬太尼是一種合成阿片類藥物，其藥效比海洛因強 50 倍，比嗎啡強 100 倍。非法制造的芬太尼通常與其他藥物混合，只要2毫克（相當於10到15粒食鹽）就能致命。美國每天有 150 多人死於芬太尼等合成阿片類藥物過量。
研究發現，芬太尼可在尿液中檢測長達 72 小時。UT達拉斯分校的研究人員正在努力推進從毛髮中檢測芬太尼的技術。他們的最終目標是開發出一種檢測唾液中芬太尼的檢驗方法。普拉薩德說，唾液檢測可以幫助急救人員為吸毒過量者做出治療決定。
創新的感測器設計和測試
該裝置包含一個電化學感測器，可根據化學反應產生電訊號。然而，開發檢測芬太尼的感測器是一項挑戰，因為這種合成阿片類藥物是一種非揮發性化合物，這意味著它不會產生電化學訊號。
左起Sriram Muthukumar 博士、Anirban Paul 博士、Shalini Prasad 博士和 Ivneet Banga PhD23 開發出這種感測器
為了用電化學感測器捕獲芬太尼，研究人員使用了一種類似捕鼠器的分子網狀結構。捕鼠器由包括金奈米粒子在內的多種物質組成，對於這個裝置上的"乳酪"，研究人員不得不發揮創意。
合作與未來應用
該論文的第一作者、生物工程研究員阿尼爾班-保羅（Anirban Paul）博士利用逆向工程找到了解決方案。保羅從印度來到這裡與普拉薩德一起工作，他決定嘗試使用納洛酮，這是一種可以逆轉阿片類藥物過量的救命藥物。研究人員進行了計算測試，以瞭解這些化合物如何相互作用，從而確定如何使用納洛酮像磁鐵一樣吸引芬太尼。
"納洛酮用於降低芬太尼的效力，"保羅說。"我的想法是用納洛酮來捕捉芬太尼，就像乳酪誘捕老鼠一樣"。
研究人員對實驗室中添加了低、中、高濃度芬太尼的尿液進行了檢測。尿液滴在試紙上。如果尿液中含有芬太尼，納洛酮就會與之發生作用併產生訊號。該裝置在加標尿樣中檢測到的芬太尼含量高達百萬分之 100。
研究報告的作者Ivneet Banga博士是生物工程專業的研究專案經理，幫助規劃實驗和合成材料。去年，作為一名博士生，Banga憑藉一款能在幾秒鐘內檢測出包括COVID-19在內的呼吸道疾病的手持式呼氣分析儀，獲得了二級百特青年研究員獎，她希望芬太尼感測器能幫助預防過量用藥導致的死亡。
普拉薩德和她的團隊開發了多種電化學感測器，包括檢測汗液中感染生物標誌物（如 COVID-19）以及炎症性腸病發作生物標誌物的技術。去年，他們開發了一種測試方法，可以測量唾液中大麻的主要活性成分四氫大麻酚，準確率高達 94%。
編譯來源：ScitechDaily
