传感器立即检测芬太尼和其他药物

研究人员开发了新一代高性能DNA适体和用于可卡因和其他药物的高精度药物传感器。

这些传感器是针对药物的，可以检测痕量的芬太尼、海洛因和可卡因，即使这些药物与其他药物或与咖啡因、糖或普鲁卡因等切削剂和掺假物混合。

研究人员表示，这些传感器可能会给医护人员和执法机构带来深远的好处。

“这项工作可以为当前使用的测试提供所需的更新，无论是在医疗保健还是 执法设置，”北卡罗莱纳州立大学化学副教授、描述这项工作的两项研究的通讯作者易晓说。

“例如，执法部门目前使用的药物现场测试仍然依赖于一个世纪前开发的化学测试，这些测试的特异性较差，这意味着它们对可能不是他们正在寻找的药物的化合物产生反应，”肖说。

“现有的可卡因适体测试不够灵敏和特异，无法检测生物样本（如血液）中临床相关的药物含量。 我们开发的传感器可以检测血液中纳摩尔水平的可卡因，而不是微摩尔水平，这意味着灵敏度提高了 1,000 倍。”

在发表在《 美国化学会杂志 和 JACS金肖领导的团队开发了基于适配体的传感器，用于可卡因、海洛因、可待因、芬太尼和其他非法药物。

一个 适体 是一段短的单链 DNA 或 RNA，它将以高亲和力与特定分子结合，这意味着它不会与目标分子以外的分子结合。 研究人员通过将感兴趣的分子（例如可卡因）添加到数百万亿个随机 DNA 序列的混合物中来开始搜索。 然后他们观察哪个适体与该分子结合。

“我们将这个过程称为‘生物淘选’，因为它很像筛选河流沉积物来寻找黄金，”北卡罗来纳州立大学研究生、两篇论文的合著者奥布廷·阿尔卡米斯 (Obtin Alkhamis) 说。 “一旦我们将目标结合链与非结合链分开，我们就会针对其他干扰化合物严格测试适体，以确保它仅针对目标化合物。”

研究人员随后针对药物混合物、片剂和血液测试了化合物特异性适体，以确定它们是否能够识别样本中的某些药物。

肖的团队利用可卡因适体 检测可卡因 血清中的可卡因浓度为 10 纳摩尔（相当于每毫升 30 纳克或十亿分之 30），比之前最好的适体测试提高了 1,000 倍，该测试只能检测 50% 血清中的 10 微摩尔可卡因。

此外，加州大学圣塔芭芭拉分校的合作者能够将适配体整合到一个电极中，该电极可以在两个小时的时间内每 10 秒实时测量大鼠血液（静脉）中的药物浓度。 这是第一项能够以秒为单位的时间分辨率测量滥用药物的药理学的研究。

阿片类药物特异性适体被纳入比色测定中，可以特异性检测溶液中浓度低至 0.5 微摩尔 (μM) 的阿片类药物，如海洛因和羟考酮。 比色测定是一种在检测到目标化合物时改变颜色的测试。 这些检测还能够在几秒钟内检测复杂化学基质中的阿片类药物，包括药片和药物混合物。

相比之下，执法官员和法医实验室使用的标准测试“侯爵测试”无法检测化学混合物中的阿片类药物。

研究人员相信这些适体传感器对于健康和公共安全具有有用的应用。

“适配体可以批量生产，保质期长，并且易于化学修饰，这意味着它们可以用于您开发的任何类型的传感器，”肖说。 “所以它们可以被纳入 测试条 适合外勤官员、家庭使用或医生办公室的人类患者。”

“由于它们检测到的药物处于临床相关水平，因此您可以在急诊室进行血滴测试，以立即确定患者可能服用的药物，而无需进行全面抽血和实验室测试，”阿尔卡米斯说。 “可能的用途确实令人兴奋。”

美国国家司法研究所、美国国家科学基金会和美国国立卫生研究院支持了这项工作。

来源： 北卡罗来纳州