美研發出靈敏度極高的芬太尼探測器

【2024年05月14日訊】(大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導)「芬太尼」在美國泛濫成災,這種毒品只需極少的劑量就能讓人致死。對此,美國的大學研發了一種極其靈敏的便攜式芬太尼探測器,可有效探測出芬太尼和其它阿片類毒品。

芬太尼是阿片類毒品中氾濫最廣的,它不僅容易取得,且毒性強大,只需要極少的劑量就足以使人出現休克或死亡,嚴重威脅美國乃至全球人的生命安全,已引發許多國家的公共衛生危機。

芬太尼在美國的氾濫與中共脫不了關係,其主要原因是中共利用其國家力量為掩護和補貼的方式,將大量芬太尼的原料、成品運往墨西哥或透過包裹的方式,將芬太尼運送至美國,對美國發動毒品戰和超限戰,意圖使更多美國人死於毒品。

因此,美國不僅需要控制這些毒物走向,還急需一種能從其它藥物中,快速且準確檢測出微量芬太尼的技術,因為芬太尼經常被混入其它藥物,甚至糖丸中,使得過去實驗室在檢驗芬太尼時,需要通過許多機器和複雜的化驗程序,導致檢驗結果變得十分緩慢。

儘管先前開發的一種利用增強拉曼散射(SERS)技術,能夠有效放大芬太尼分子訊號,讓機器和檢驗人員快速檢測芬太尼,但該技術仍存在某些局限性,其中包括定量能力有限,並不適合進行大量化學藥品快速篩選。

為了解決這個問題,擁有200多年歷史的美國匹茲堡大學(University of Pittsburgh)的科學學院教授與學生們,利用碳納米管的場效電晶體(FET),開發出一款全新的芬太尼探測器,可以檢測和區分芬太尼和其它阿片類藥物,其靈敏程度比過去5年的任何電化學芬太尼感測器高出六個數量級,即達到飛克等級(10~15g)。

這種探測器,不僅解決了過去檢測慢和無法大量檢測的缺點,還具有隨身攜帶的優點。這項研究成果在今年4月底發表在《Small》雜誌上。

這款新型芬太尼探測器,是研究小組在2020年開發的COVID-19探測器的基礎上改進的。它主要由大量直徑1.7納米(nm)碳納米管(SWCNT)組成,上面附著大量擁有芬太尼抗體的金納米顆粒(AuNP),而這些碳納米管出色的導電能力,成為場效電晶體(FET)探測器的電線和感應器。

實驗人員透過電晶體(FET)感測器,收集大量AuNP捕捉芬太尼和阿片類藥物的檢測數據,並回傳至電腦使其學習和記憶,以達到有效辨別藥物的能力。目前它可以辨別的阿片類毒品有可待因、氫可酮和嗎啡中的芬太尼,驗證準確率達到91.2%,且偵測極限濃度為每毫升10.8飛克(fg)的芬太尼藥物。

該感應器的檢測原理並不複雜,主要是芬太尼分子和其它阿鴉片類毒品與金納米顆粒結合或碰撞時,會讓碳納米管產生不同大小的電流,從而讓FET發出毒品存在的訊號。

碳納米管產生不同大小的電流,主要歸功於阿片類毒品與AuNP之間存在獨特相互作用模式。因為芬太尼、可待因、氫可酮和嗎啡分子對於AuNP的吸附特性皆不同,這對於確定一種藥物中是否混入芬太尼很有幫助。

匹茲堡大學科學學院化學教授亞歷山大·斯塔(Alexander Star)對該校的新聞室表示,芬太尼是合成的阿片類毒品,它經常被混入其它藥物或者物品中,使其難以被快速察覺和檢測出來,而芬太尼的藥效十分強烈,使得不少美國人只接觸到微量就出現休克和死亡。

斯塔教授表示,「可以說我們正在利用大自然的發明,讓我們的探測器可以偵測超低水平的芬太尼。因為大自然創造了芬太尼的選擇性受體,使我們能夠將它添加到碳納米管平台上後,變成可以偵測芬太尼的靈敏感測器。」

該團隊表示,他們將結合基於特定的碳納米管和非特定的FET感測器,再加上機器學習支援的數據分析,開發出可以檢測多種不同非法毒品的感測器陣列,以幫助政府和更多的人免於外來毒品的侵害。這項研究得到美國國防部的化學和生物防禦與威脅減少局的支持。

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