Исследователи применили магнитную нанотехнологию, ранее использовавшуюся в качестве экрана рака, чтобы создать то, что может стать первым практическим придорожным тестом на опьянение марихуаны.
В ноябре этого года несколько штатов проголосуют за то, чтобы легализовать употребление марихуаны, присоединившись к более чем штатам 20, которые уже разрешают использование каннабиса в той или иной форме. Это вызвало необходимость в эффективных инструментах для полиции, чтобы на месте определить, управляют ли люди под воздействием.
В то время как полиция опробует потенциальные инструменты, ни одно устройство, которое в настоящее время имеется на рынке, не может быстро обеспечить точное измерение интоксикации марихуаной водителя так эффективно, как алкотестер измеряет алкогольное опьянение. ТГК, самый сильный психоактивный препарат, обычно проверяется в лабораторных анализах крови или мочи, что не очень полезно для офицера в этой области.
Новое устройство может функционировать как практический «калийзер», поскольку оно может быстро обнаруживать не только присутствие ТГК в слюне человека, но и измерять его концентрацию.
Команда Стэнфордского университета, возглавляемая профессором материаловедения, инженерии и электротехники Шан, создала мобильное устройство, которое использует магнитные биосенсоры для обнаружения крошечных молекул ТГК в слюне. Офицеры могли собрать образец слюны с помощью ватного тампона и прочитать результаты на смартфоне или ноутбуке всего за три минуты.
Исследователи, занимающиеся проблемой «потализатора», сосредоточились на слюне, потому что тестирование является менее инвазивным и потому что THC в слюне может коррелировать с ухудшением лучше, чем THC в моче или крови. Большая проблема заключается в том, что эти сплит-тесты могут быть использованы для обнаружения относительно небольших концентраций ТГК. В некоторых штатах нет предела ТГК в организме для водителей, в то время как другие устанавливают предел нанограмм 0 или 5 (миллиардная доля грамма) на миллилитр крови.
Устройство Вана может определять концентрации THC в диапазоне от нанограмм 0 до 50 на миллилитр слюны. Хотя до сих пор нет единого мнения о том, сколько THC в системе водителя слишком много, в предыдущих исследованиях предполагалось сокращение между 2 и 25 нг / мл, что вполне соответствует возможностям устройства Вана.
Исследователи достигли такой точности, используя поведение магнетизма в наночастицах, размер которых составляет всего несколько десятков миллиардных долей метра.
Группа Ван в течение многих лет изучала магнитную нанотехнологию, используя ее для решения таких разнообразных проблем, как диагностика рака in vitro и хранение магнитной информации. В этом случае они объединяют магнитную нанотехнологию с проверенной временем биохимической техникой иммуноанализа. Иммуноанализы обнаруживают определенную молекулу в растворе путем введения антитела, которое будет связываться только с этой молекулой.
Как работает тест
В тесте слюна смешивается с антителами ТГК, которые связываются с любыми молекулами ТГК в образце. Затем образец помещается на одноразовый чип-картридж, который содержит магниторезистивные (GMR) датчики, предварительно покрытые THC, и вставляется в ручной считыватель.
Это приводит в движение «конкуренцию» между THC, предварительно нанесенным на сенсор, и THC в слюне для связывания с антителами; чем больше ТГК в слюне, тем меньше антител будет доступно для связывания с ТГК на поверхности сенсора.
Количество антител, связанных с молекулами THC на сенсоре, сообщает устройству, сколько антител использовалось THC в образце и, следовательно, сколько молекул THC присутствовало в образце.
Затем в образец вводятся магнитные наночастицы, специально предназначенные для связывания только с антителами. Каждая наночастица связывается с парой THC-антитело, как липкий маяк, но только молекулы на поверхности сенсора будут достаточно близко, чтобы отключить биосенсоры GMR в ридере. Затем устройство использует Bluetooth для передачи результатов на экран смартфона или ноутбука.
«Насколько нам известно, это первая демонстрация того, что биосенсоры GMR способны обнаруживать небольшие молекулы», - пишет Ван в статье, описывающей устройство в Аналитическая химия.
Другие лекарства тоже
Платформа имеет потенциальную полезность за пределами THC. Как и в случае с THC, биосенсоры GMR в устройстве могут обнаруживать любую маленькую молекулу, что означает, что платформа может также проверять морфин, героин, кокаин или другие лекарства.
Фактически, со встроенными в него датчиками 80 биосенсорная микросхема GMR может проверять одну пробу на наличие нескольких веществ. Команда уже попробовала скрининг на морфин с многообещающими результатами.
В настоящее время учащиеся работают над созданием удобного для пользователя форм-фактора для устройства, которое должно пройти полевые испытания и получить одобрение регулирующих органов, прежде чем оно может быть развернуто полицией.
Еще одна вещь, которая должна произойти до того, как устройство будет полезно для правоохранительных органов: государственные законы должны устанавливать пределы концентрации THC, допустимой в слюне водителя.
Здесь также может помочь новое устройство. Например, следующее поколение устройства может проводить скрининг как крови, так и слюны субъекта, чтобы установить понимание корреляции между уровнем THC в крови и уровнем THC в слюне при той же степени интоксикации.
Источник: Кэрри Кирби для Стэнфордский университет
Книги по этой теме
at Внутренний рынок самовыражения и Amazon
