Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Hurtig urintest for amfetamin sender resultater via app

Denne figur repræsenterer den nyudviklede amfetaminsensor med et trådløst kommunikationssystem. Lægemiddelsensoren består af en meget følsom organisk transistorplatform funktionaliseret med lægemiddelspecifikke værtsmolekyler. Kredit:Jang et al.

Forskere i Korea har udviklet en trådløs sensor og en smartphone-app, der kan registrere tilstedeværelsen af ​​hastighed i en dråbe menneskelig urin på få sekunder. Prototype-enheden er også bærbar nok til at blive båret som et armbånd, har hidtil uset følsomhed over for amfetamin med lav risiko for falsk-positive resultater, og koster omkring $50 at producere. De præsenterer deres proof-of-concept design den 28. september i journalen Chem .

"Konventionel lægemiddeldetektion bruger generelt teknikker, der kræver lang driftstid, sofistikerede eksperimentelle procedurer, og dyrt udstyr med veluddannede professionelle operatører; i øvrigt, de er normalt ikke bærbare, " siger co-senior forfatter Joon Hak Oh, som leder et organisk elektroniklaboratorium ved Pohang University of Science and Technology (POSTECH). "Vores metode er en ny type lægemiddelsensor, der kan løse alle disse problemer på én gang."

Oh laboratoriet, som har ekspertise inden for sensorteknologi, arbejdet på projektet i samarbejde med laboratoriet for avisens anden seniorforfatter, Kimoon Kim, der studerer molekylær genkendelse på POSTECH og Institute for Basic Science (IBS) ved at bruge en familie af udhulede græskarformede molekyler kaldet cucurbiturils. Dette partnerskab blev inspireret, da Ilha Hwang, en senior videnskabsmand i Kim lab, havde den hypotese, at amfetaminer - som han så i nyhedsreportager bliver udbredt misbrugt - ville binde tæt til cucurbituril-molekyler og dermed hjælpe med at opdage stof.

Forskerne testede deres sensor ved at tilføje amfetamin til urin og derefter evaluere resultater sendt via Bluetooth fra sensoren til en Android-app. Falsk-positive resultater blev ikke påvist i human urin, men det er umuligt at udelukke muligheden for, at de kan forekomme. Yderligere test i kliniske omgivelser skal udføres, før produktet kan kommercialiseres, men det endelige mål ville være at tilvejebringe en mekanisme til lægemiddeltestning på stedet. Til dette formål, forskerne miniaturiserede sensoren, så den kan passe og analysere prøver på et armbånd.

Så snart en dråbe vand med 0,0001 ng/ml (1 pM) amfetamin påføres sættet, appen viser en top i strøm proportional med koncentrationen af ​​lægemidlet. Når væsken er fjernet, det nuværende niveau går tilbage til baseline, og sensoren kan genbruges. Kredit:Ændret fra Jang et al. Chem 2017

"Amfetamintest på stedet kan potentielt forhindre yderligere forbrydelser eller ulykker, der kan være forårsaget af stofmisbrug, " siger Hwang. "F.eks. alkometer er effektive til at fange spritbilister på stedet, derved forebygge ulykker; Vi håber, at vores sensor kan have en lignende effekt med mennesker, der misbruger amfetamin."

Binding af lægemiddelmolekyler til den hule cucurbit[7]uril (CB[7])'s hulrum ændrer det strømsignal, der flyder i transistoren, og kan derfor bruges som et detektionssystem. Den molekylære struktur af amfetamin og metamfetamin bundet til cucurbit[7]uril (CB[7]) blev bekræftet med røntgenkrystallografi. Hver farve angiver et andet atom (blå:nitrogen, rød:ilt, grå:kulstof, og hvid:brint). CB[7]'s hydrogenatomer er blevet udeladt for klarhedens skyld. Kredit:IBS

"Vi mener, at kombinationen af ​​molekylær genkendelse og organisk elektronik er meget kraftfuld og i høj grad vil bidrage til udviklingen af ​​præcise, følsom, og billige sensorer ud over grænserne for eksisterende metoder, " tilføjer Kim. "Der er mange vigtige, områder i den virkelige verden, hvor der kræves sensorer, såsom miljøovervågning, sundhedspleje, påvisning af farlige stoffer, sikkerhedsspørgsmål, og så videre. Vi udfører i øjeblikket yderligere forskning i denne retning."