Hurtig, pålidelig lægemiddeldetektion på stedet ved hjælp af en bærbar sensor

Forskere i Sydkorea har med succes udviklet en bærbar sensor, der kan registrere ulovlige stoffer i sved ved at bruge nanomateriale-teknologi, der forstærker det optiske signal fra narkotika til en fleksibel, kropsbåret materiale. Ledet af Dr. Ho Sang Jung, forskningsenheden er en del af Korea Institute of Materials Science (KIMS), et statsfinansieret forskningsinstitut under Videnskabs- og IKT-ministeriet.

Teknologien muliggør hurtig og meget følsom lægemiddeldetektion:Svedplastret er fastgjort til huden i en vis periode og derefter bestrålet med lys til test. Det tager kun et minut uden at kræve yderligere proces.

Traditionel lægemiddeldetektionsproces kræver en kompleks metode til at udvinde mistænkte lægemiddelkomponenter fra biologiske prøver, herunder hår, blod, og urin, og derefter analysere lægemidler gennem gas- eller væskekromatografi-massespektrometri (GC/MS eller LC/MS). Det tager længere testtid og kræver et stort rum til instrumentet og dygtige teknikere. Selvom hurtige kits kan opdage stoffer i urinen, de detekterer kun en enkelt komponent i en enkelt test og har lav følsomhed.

I tilfælde af atleter, Der udføres antidopingmedicin for at påvise forbudte stoffer i blod og urin. Blodprøver undgås ofte på grund af bekymringer om fald i atletisk præstation, og urintest kan krænke menneskerettighederne, da testeren skal observere atletens vandladning. Til store sportsbegivenheder som OL, det er svært at teste alle deltagerne.

Forskerne fokuserede på sved, som ikke er invasiv og relativt fri for menneskerettighedsspørgsmål. Imidlertid, kun en lille mængde stoffer udledes i sved, selvom sved indeholder forskellige stoffer, der er taget, så en meget følsom sensorteknologi skulle udvikles for bedre detektion.

Holdets meget følsomme sansning udnyttede den overfladeforstærkede Raman-spredningsteknologi, der var i stand til at forbedre Raman-signalet fra kemiske stoffer med 10 ¹⁰ gange og mere. Da Raman-spredningssignalet inkluderer det specifikke signal fra molekyler, intuitiv stofidentifikation er mulig, uanset hvilket stof der udledes.

Forskerne var opmærksomme på kokonproteinet, et fleksibelt og bærbart materiale til at udvikle en bærbar optisk sensor. En silkefibroinopløsning, et naturligt protein, blev ekstraheret fra silkeormekokon for at lave en 160 nanometer (nm) tyk film. Filmen blev belagt med 250 nanometer (nm) tyk sølv nanotråd og overført til det medicinske plaster, der kan fastgøres til huden.

Når plastret absorberer sveden, lægemiddelstoffet i sveden trænger ind i den bærbare sensor og når den sølvfarvede nanotråd. Ved at bestråle Raman-laseren på plasteret, stoffet kan detekteres i realtid uden at fjerne sensoren.

Denne teknologi kan hjælpe med at løse sociale problemer såsom narkotikadistribution og misbrug relateret til berømtheder, narkotikatransaktioner i klubber, og det forbudte stof taget af atleter. Da produktionsomkostningerne er mindre end 50 cents pr. den kan bruges til et antidopingprogram som en komplet opregningsundersøgelse under store sportsbegivenheder som OL.

Dr. Ho Sang Jung, leder af forskningsenheden, sagde, "Som set i de seneste narkotikarelaterede forbrydelser, Korea er ikke længere et stoffrit land. Den udviklede teknologi ville overvinde de teknologiske begrænsninger for at identificere stofbrug og forbudte stoffer og muliggøre påvisning af lægemidler uden invasive og etiske problemer."