美研发出灵敏度极高的芬太尼探测器

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【大纪元2024年05月14日讯】(大纪元专题部记者吴瑞昌编译报导)“芬太尼”在美国泛滥成灾,这种毒品只需极少的剂量就能让人致死。对此,美国的大学研发了一种极其灵敏的便携式芬太尼探测器,可有效探测出芬太尼和其它阿片类毒品。

芬太尼是阿片类毒品中泛滥最广的,它不仅容易取得,且毒性强大,只需要极少的剂量就足以使人出现休克或死亡,严重威胁美国乃至全球人的生命安全,已引发许多国家的公共卫生危机。

芬太尼在美国的泛滥与中共脱不了关系,其主要原因是中共利用其国家力量为掩护和补贴的方式,将大量芬太尼的原料、成品运往墨西哥或透过包裹的方式,将芬太尼运送至美国,对美国发动毒品战和超限战,意图使更多美国人死于毒品。

因此,美国不仅需要控制这些毒物走向,还急需一种能从其它药物中,快速且准确检测出微量芬太尼的技术,因为芬太尼经常被混入其它药物,甚至糖丸中,使得过去实验室在检验芬太尼时,需要通过许多机器和复杂的化验程序,导致检验结果变得十分缓慢。

尽管先前开发的一种利用增强拉曼散射(SERS)技术,能够有效放大芬太尼分子讯号,让机器和检验人员快速检测芬太尼,但该技术仍存在某些局限性,其中包括定量能力有限,并不适合进行大量化学药品快速筛选。

为了解决这个问题,拥有200多年历史的美国匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的科学学院教授与学生们,利用碳纳米管的场效电晶体(FET),开发出一款全新的芬太尼探测器,可以检测和区分芬太尼和其它阿片类药物,其灵敏程度比过去5年的任何电化学芬太尼感测器高出六个数量级,即达到飞克等级(10的负15次方克)。

这种探测器,不仅解决了过去检测慢和无法大量检测的缺点,还具有随身携带的优点。这项研究成果在今年4月底发表在《Small》杂志上。

这款新型芬太尼探测器,是研究小组在2020年开发的COVID-19探测器的基础上改进的。它主要由大量直径1.7纳米(nm)碳纳米管(SWCNT)组成,上面附着大量拥有芬太尼抗体的金纳米颗粒(AuNP),而这些碳纳米管出色的导电能力,成为场效电晶体(FET)探测器的电线和感应器。

实验人员透过电晶体(FET)感测器,收集大量AuNP捕捉芬太尼和阿片类药物的检测数据,并回传至电脑使其学习和记忆,以达到有效辨别药物的能力。目前它可以辨别的阿片类毒品有可待因、氢可酮和吗啡中的芬太尼,验证准确率达到91.2%,且侦测极限浓度为每毫升10.8飞克(fg)的芬太尼药物。

该感应器的检测原理并不复杂,主要是芬太尼分子和其它阿鸦片类毒品与金纳米颗粒结合或碰撞时,会让碳纳米管产生不同大小的电流,从而让FET发出毒品存在的讯号。

碳纳米管产生不同大小的电流,主要归功于阿片类毒品与AuNP之间存在独特相互作用模式。因为芬太尼、可待因、氢可酮和吗啡分子对于AuNP的吸附特性皆不同,这对于确定一种药物中是否混入芬太尼很有帮助。

匹兹堡大学科学学院化学教授亚历山大·斯塔(Alexander Star)对该校的新闻室表示,芬太尼是合成的阿片类毒品,它经常被混入其它药物或者物品中,使其难以被快速察觉和检测出来,而芬太尼的药效十分强烈,使得不少美国人只接触到微量就出现休克和死亡。

斯塔教授表示,“可以说我们正在利用大自然的发明,让我们的探测器可以侦测超低水平的芬太尼。因为大自然创造了芬太尼的选择性受体,使我们能够将它添加到碳纳米管平台上后,变成可以侦测芬太尼的灵敏感测器。”

该团队表示,他们将结合基于特定的碳纳米管和非特定的FET感测器,再加上机器学习支援的数据分析,开发出可以检测多种不同非法毒品的感测器阵列,以帮助政府和更多的人免于外来毒品的侵害。这项研究得到美国国防部的化学和生物防御与威胁减少局的支持。◇

责任编辑:连书华

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