I ricercatori hanno applicato la nanotecnologia magnetica, precedentemente utilizzata come schermo per il cancro, per creare quello che potrebbe essere il primo test pratico su strada per l'intossicazione da marijuana.
Questo novembre, diversi stati voteranno se legalizzare l'uso della marijuana, unendosi a più di 20 afferma che già permettono alcune forme di uso di cannabis. Ciò ha richiesto la necessità di strumenti efficaci per la polizia per determinare sul posto se le persone guidano sotto l'influenza.
Mentre la polizia sta provando i potenziali strumenti, nessun dispositivo attualmente sul mercato ha dimostrato di fornire rapidamente una misura precisa dell'intossicazione da marijuana di un autista tanto efficacemente quanto un etilometro misura l'intossicazione da alcool. Il THC, il più potente agente psicoattivo del farmaco, viene comunemente sottoposto a screening per esami di sangue o di urina in laboratorio, non molto utile per un ufficiale nel campo.
Il nuovo dispositivo potrebbe funzionare come un pratico "potalyzer" perché può rilevare rapidamente non solo la presenza di THC nella saliva di una persona, ma anche misurarne la concentrazione.
Guidato da Shan Wang, professore di scienza dei materiali e ingegneria e ingegneria elettrica, il team dell'Università di Stanford ha creato un dispositivo mobile che utilizza biosensori magnetici per rilevare minuscole molecole di THC nella saliva. Gli agenti potevano raccogliere un campione di sputo con un batuffolo di cotone e leggere i risultati su uno smartphone o un laptop in appena tre minuti.
I ricercatori che affrontano il problema del "potalizzatore" si sono concentrati sulla saliva perché il test è meno invasivo e perché il THC nella saliva può essere correlato con una compromissione migliore del THC nelle urine o nel sangue. La grande sfida è che questi test dello spiedo possono essere chiamati a rilevare concentrazioni di THC superlativamente minuscole. Alcuni stati non hanno limiti stabiliti di THC nel corpo per i conducenti, mentre altri stabiliscono un limite di nanogrammi 0 o 5 (un miliardesimo di grammo) per millilitro di sangue.
Il dispositivo di Wang può rilevare concentrazioni di THC nell'intervallo tra 0 e 50 nanogrammi per millilitro di saliva. Mentre non c'è ancora consenso su quanto THC nel sistema di un driver è troppo, studi precedenti hanno suggerito un taglio tra 2 e 25 ng / mL, ben all'interno della capacità del dispositivo di Wang.
I ricercatori hanno raggiunto una tale precisione sfruttando il comportamento del magnetismo nelle nanoparticelle, che misurano solo poche decine di miliardesimi di metro.
Il gruppo Wang ha esplorato la nanotecnologia magnetica per anni, usandolo per attaccare problemi così diversi come la diagnostica del cancro in vitro e la memorizzazione di informazioni magnetiche. In questo caso, stanno combinando la nanotecnologia magnetica con la tecnica biochimica testata nel tempo del test immunologico. I saggi immunologici rilevano una certa molecola in una soluzione introducendo un anticorpo che si legherà solo a quella molecola.
Come funziona il test
Nel test, la saliva viene miscelata con anticorpi THC, che si legano a qualsiasi molecola di THC nel campione. Quindi il campione viene posto su una cartuccia di chip monouso, che contiene sensori magnetoresistivi (GMR) pre-rivestiti con THC e inseriti nel lettore portatile.
Questo mette in moto una "competizione" tra il THC pre-rivestito sul sensore e il THC nella saliva per legarsi con gli anticorpi; più THC nella saliva, meno anticorpi saranno disponibili per legarsi al THC sulla superficie del sensore.
Il numero di anticorpi legati alle molecole di THC sul sensore indica al dispositivo quanti anticorpi utilizzati dal THC nel campione, e quindi quante molecole di THC erano presenti nel campione.
Successivamente, vengono introdotte nel campione nanoparticelle magnetiche, appositamente realizzate per legarsi solo agli anticorpi. Ogni nanoparticella si lega a una coppia di anticorpi THC come un faro appiccicoso, ma solo le molecole sulla superficie del sensore saranno abbastanza vicine da far scattare i biosensori GMR nel lettore. Il dispositivo utilizza quindi Bluetooth per comunicare i risultati sullo schermo di uno smartphone o laptop.
"Al meglio delle nostre conoscenze, questa è la prima dimostrazione che i biosensori GMR sono in grado di rilevare piccole molecole", scrive Wang in un documento che descrive il dispositivo in Chimica analitica.
Altri farmaci, anche
La piattaforma ha potenziale utilità oltre il THC. Proprio come fanno con il THC, i biosensori GMR nel dispositivo potrebbero rilevare qualsiasi piccola molecola, il che significa che la piattaforma potrebbe anche testare morfina, eroina, cocaina o altri farmaci.
Infatti, con i sensori 80 integrati, il chip del biosensore GMR potrebbe analizzare un singolo campione per più sostanze. Il team ha già provato lo screening per la morfina con risultati promettenti.
Gli studenti stanno attualmente lavorando alla creazione di un form factor user-friendly per il dispositivo, che dovrebbe essere sottoposto a test sul campo ed essere approvato dalle autorità di regolamentazione prima che possa essere implementato dalla polizia.
Un'altra cosa che dovrebbe accadere prima che il dispositivo sarebbe utile per l'applicazione della legge: le leggi dello Stato devono stabilire i limiti per la concentrazione di THC consentito nella saliva di un autista.
Anche qui, il nuovo dispositivo potrebbe essere utile. Ad esempio, la prossima generazione del dispositivo potrebbe schermare sia il sangue che la saliva di un soggetto per stabilire una comprensione della correlazione tra il livello di THC nel sangue e il livello di THC della saliva allo stesso grado di intossicazione.
Fonte: Carrie Kirby per Università di Stanford
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