Các nhà nghiên cứu đã áp dụng công nghệ nano từ tính, trước đây được sử dụng như một màn hình ung thư, để tạo ra những gì có thể là thử nghiệm bên đường thực tế đầu tiên cho nhiễm độc cần sa.

Tháng 11 này, một số bang sẽ bỏ phiếu có hợp pháp hóa việc sử dụng cần sa hay không, tham gia nhiều hơn các quốc gia 20 đã cho phép sử dụng một số hình thức sử dụng cần sa. Điều này đã thúc đẩy nhu cầu về các công cụ hiệu quả để cảnh sát xác định tại chỗ liệu mọi người có lái xe dưới ảnh hưởng hay không.

Trong khi cảnh sát đang thử các công cụ tiềm năng, không có thiết bị nào hiện có trên thị trường được chứng minh là nhanh chóng cung cấp một phép đo chính xác về tình trạng nhiễm độc cần sa của tài xế một cách hiệu quả như máy đo hơi thở đo nồng độ cồn. THC, tác nhân tâm sinh lý mạnh nhất của thuốc, thường được sàng lọc trong xét nghiệm máu hoặc nước tiểu trong phòng thí nghiệm, rất không hữu ích cho một sĩ quan trong lĩnh vực này.

Thiết bị mới này có thể hoạt động như một potalyzer trực tuyến thực tế bởi vì nó có thể nhanh chóng phát hiện không chỉ sự hiện diện của THC trong nước bọt của một người, mà còn đo lường nồng độ của nó.

Được dẫn dắt bởi Shan Wang, giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật và kỹ thuật điện, nhóm nghiên cứu của Đại học Stanford đã tạo ra một thiết bị di động sử dụng cảm biến sinh học từ tính để phát hiện các phân tử THC nhỏ trong nước bọt. Cảnh sát có thể thu thập mẫu nhổ bằng tăm bông và đọc kết quả trên điện thoại thông minh hoặc máy tính xách tay trong ít nhất ba phút.

Các nhà nghiên cứu đã giải quyết vấn đề về potalyzer, đã không giải quyết được vấn đề về nước bọt vì xét nghiệm nó ít xâm lấn hơn và vì THC trong nước bọt có thể tương quan với suy giảm tốt hơn THC trong nước tiểu hoặc máu. Thách thức lớn là các xét nghiệm nhổ này có thể được yêu cầu để phát hiện nồng độ THC siêu nhỏ. Một số tiểu bang không có giới hạn THC trong cơ thể đối với người lái xe, trong khi các tiểu bang khác đặt giới hạn nanogram 0 hoặc 5 (một phần tỷ gam) trên một mililít máu.

Thiết bị của Wang có thể phát hiện nồng độ THC trong phạm vi từ nanom 0 đến 50 trên mỗi ml nước bọt. Mặc dù vẫn chưa có sự đồng thuận về lượng THC trong hệ thống của tài xế là quá nhiều, nhưng các nghiên cứu trước đây đã đề xuất mức cắt giữa 2 và 25 ng / mL, trong khả năng của thiết bị của Wang.

Các nhà nghiên cứu đã đạt được độ chính xác như vậy bằng cách khai thác hành vi của từ tính trong các hạt nano, chỉ đo được vài chục phần tỷ mét.

Nhóm Wang đã khám phá công nghệ nano từ tính trong nhiều năm, sử dụng nó để tấn công các vấn đề đa dạng như chẩn đoán ung thư trong ống nghiệm và lưu trữ thông tin từ tính. Trong trường hợp này, họ đang kết hợp công nghệ nano từ tính với kỹ thuật sinh hóa được thử nghiệm theo thời gian của xét nghiệm miễn dịch. Xét nghiệm miễn dịch phát hiện một phân tử nhất định trong dung dịch bằng cách đưa ra một kháng thể sẽ chỉ liên kết với phân tử đó.

Cách kiểm tra hoạt động

Trong thử nghiệm, nước bọt được trộn với các kháng thể THC, liên kết với bất kỳ phân tử THC nào trong mẫu. Sau đó, mẫu được đặt trên hộp mực chip dùng một lần, chứa cảm biến từ điện trở (GMR) được phủ trước bằng THC và đưa vào đầu đọc cầm tay.

Điều này đặt ra trong một cuộc thi đấu giữa những người khác giữa THC được phủ sẵn trên cảm biến và THC trong nước bọt để liên kết với các kháng thể; càng nhiều THC trong nước bọt, càng có ít kháng thể để liên kết với THC trên bề mặt cảm biến.

Số lượng kháng thể liên kết với các phân tử THC trên cảm biến cho thiết bị biết có bao nhiêu kháng thể THC trong mẫu được sử dụng và do đó có bao nhiêu phân tử THC có trong mẫu.

Tiếp theo, các hạt nano từ tính, được chế tạo đặc biệt để chỉ liên kết với các kháng thể, được đưa vào mẫu. Mỗi hạt nano liên kết với cặp kháng thể THC giống như đèn hiệu dính, nhưng chỉ các phân tử trên bề mặt cảm biến sẽ đủ gần để ngắt cảm biến sinh học GMR trong đầu đọc. Sau đó, thiết bị sử dụng Bluetooth để liên lạc kết quả với màn hình của điện thoại thông minh hoặc máy tính xách tay.

Theo hiểu biết tốt nhất của chúng tôi, đây là minh chứng đầu tiên rằng bộ cảm biến sinh học GMR có khả năng phát hiện các phân tử nhỏ, ông Wang Wang viết trong một bài báo mô tả thiết bị trong Hóa phân tích.

Các loại thuốc khác cũng vậy.

Nền tảng này có tiềm năng hữu ích ngoài THC. Giống như họ làm với THC, cảm biến sinh học GMR trong thiết bị có thể phát hiện bất kỳ phân tử nhỏ nào, có nghĩa là nền tảng này cũng có thể kiểm tra morphin, heroin, cocaine hoặc các loại thuốc khác.

Trên thực tế, với các cảm biến 80 được tích hợp trong nó, chip cảm biến sinh học GMR có thể sàng lọc một mẫu duy nhất cho nhiều chất. Nhóm nghiên cứu đã thử sàng lọc morphin với kết quả đầy hứa hẹn.

Các sinh viên hiện đang làm việc để tạo ra một yếu tố hình thức thân thiện với người dùng cho thiết bị, cần phải trải qua các bài kiểm tra thực địa và được các cơ quan quản lý chấp thuận trước khi cảnh sát có thể triển khai.

Một điều nữa sẽ xảy ra trước khi thiết bị có ích cho cơ quan thực thi pháp luật: Luật pháp tiểu bang phải đặt ra giới hạn cho nồng độ THC được cho phép trong nước bọt của tài xế.

Ở đây cũng vậy, thiết bị mới có thể hữu ích. Ví dụ, thế hệ tiếp theo của thiết bị có thể sàng lọc cả máu và nước bọt của một đối tượng để thiết lập sự hiểu biết về mối tương quan giữa mức độ THC trong máu và mức độ THC của nước bọt ở cùng mức độ nhiễm độc.

Nguồn: Carrie Kirby cho Đại học Stanford

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon