Forskere har anvendt magnetisk nanoteknologi, der tidligere blev brugt som kræftskærm, for at skabe det, der kunne være den første praktiske vejtest for marihuanaforgiftning.

I november vil flere stater stemme om, hvorvidt marihuana skal legaliseres, og tilslutte sig mere end 20 stater, der allerede tillader en eller anden form for cannabisbrug. Dette har givet anledning til et behov for effektive værktøjer, som politiet kan afgøre på stedet, om folk kører under indflydelse.

Mens politiet prøver potentielle værktøjer, har det ikke vist sig, at der på nuværende tidspunkt findes nogen enhed, der giver en præcis måling af en chaufførs marihuana-rus så effektivt som en åndedrætsværn måler alkoholforgiftning. THC, lægemidlets mest potente psykoaktive middel, screenes ofte for laboratorieblod- eller urinprøver - ikke særlig nyttigt for en officer i marken.

Den nye enhed kan fungere som en praktisk ”potalyzer”, fordi den hurtigt kan registrere ikke kun tilstedeværelsen af ​​THC i en persons spyt, men også måle dens koncentration.

Anført af Shan Wang, professor i materialevidenskab og teknik og elektroteknik, oprettede Stanford University-teamet en mobil enhed, der bruger magnetiske biosensorer til at detektere små THC-molekyler i spyt. Officerer kunne samle en spytprøve med en vatpind og læse resultaterne på en smartphone eller bærbar computer på så lidt som tre minutter.

Forskere, der tackler "potalyzer" -problemet, har nulstillet spyt, fordi test af det er mindre invasivt, og fordi THC i spyt kan korrelere med svækkelse bedre end THC i urin eller blod. Den store udfordring er, at disse spyttetest kan opfordres til at opdage superlativt små koncentrationer af THC. Nogle stater har ingen fastsat grænse for THC i kroppen for førere, mens andre sætter en grænse på 0 eller 5 nanogram (en milliardedel gram) pr. Milliliter blod.

Wangs enhed kan registrere koncentrationer af THC i området fra 0 til 50 nanogram pr. Milliliter spyt. Mens der stadig ikke er enighed om, hvor meget THC i en førersystem er for meget, har tidligere undersøgelser antydet en afskæring mellem 2 og 25 ng / ml, godt inden for Wangs enhed.

Forskerne opnåede en sådan præcision ved at udnytte magnetismens opførsel i nanopartikler, som kun måler et par titalls milliardedele af en meter.

Wang-gruppen har udforsket magnetisk nanoteknologi i årevis og brugt den til at angribe så forskellige problemer som in vitro kræftdiagnostik og magnetisk informationslagring. I dette tilfælde kombinerer de magnetisk nanoteknologi med den tidstestede biokemiske teknik i immunanalysen. Immunoanalyser detekterer et bestemt molekyle i en opløsning ved at indføre et antistof, der kun vil binde til dette molekyle.

Sådan fungerer testen

I testen blandes spyt med THC-antistoffer, som binder til ethvert THC-molekyle i prøven. Derefter placeres prøven på en engangspatron, der indeholder magnetoresistive (GMR) sensorer, der er præcoatet med THC, og indsat i den håndholdte læser.

Dette sætter i gang en "konkurrence" mellem THC, der er præcoatet på sensoren, og THC i spyt for at binde sig til antistofferne; jo mere THC i spyt, jo færre antistoffer vil være tilgængelige til at binde til THC på sensoroverfladen.

Antallet af antistoffer bundet til THC-molekyler på sensoren fortæller enheden, hvor mange antistoffer THC i prøven brugte op, og derfor hvor mange THC-molekyler der var til stede i prøven.

Derefter introduceres magnetiske nanopartikler, der er specielt fremstillet til kun at binde til antistofferne, til prøven. Hver nanopartikel binder sig til et THC-antistofpar som et klæbrig fyrtårn, men kun molekylerne på sensoroverfladen vil være tæt nok til at udløse GMR-biosensorerne i læseren. Enheden bruger derefter Bluetooth til at kommunikere resultater til skærmen på en smartphone eller bærbar computer.

"Så vidt vi ved, er dette den første demonstration af, at GMR-biosensorer er i stand til at detektere små molekyler," skriver Wang i et papir, der beskriver enheden i Analytisk kemi.

Andre stoffer også

Platformen har potentiel nytte ud over THC. Ligesom de gør med THC, kunne GMR-biosensorer i enheden detektere ethvert lille molekyle, hvilket betyder, at platformen også kunne teste for morfin, heroin, kokain eller andre stoffer.

Faktisk, med 80 sensorer indbygget i det, kunne GMR-biosensorchippen screene en enkelt prøve for flere stoffer. Holdet har allerede prøvet screening for morfin med lovende resultater.

Studerende arbejder i øjeblikket på at skabe en brugervenlig formfaktor til enheden, som bliver nødt til at gennemgå feltprøver og godkendes af tilsynsmyndigheder, før den kan indsættes af politiet.

En anden ting, der skulle ske, før enheden ville være nyttigt for retshåndhævelse: Statslovene skal sætte grænser for koncentrationen af ​​THC, der er tilladt i en chaufførs spyt.

Også her kunne den nye enhed være nyttigt. F.eks. Kunne den næste generation af enheden screene både blod og spyt hos et individ for at etablere en forståelse af sammenhængen mellem THC-niveau og spyt-THC-niveau i samme grad af forgiftning.

Kilde: Carrie Kirby for Stanford University

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon