新型便携式芬太尼传感器超灵敏

一种新的芬太尼传感器比过去五年报道的任何电化学传感器的灵敏度高六个数量级。

便携式传感器还可以区分芬太尼和其他阿片类药物。

匹兹堡大学化学教授亚历山大·斯塔说，芬太尼是一种合成阿片类药物，是美国服药过量死亡的主要原因之一。 它经常与其他药物混合，但由于其效力，它的含量通常很少，以至于很难检测到。

新传感器使用碳纳米管和金纳米颗粒来区分芬太尼和其他阿片类药物。 然而，其突破性敏感性的关键是芬太尼抗体的掺入。

“可以这么说，我们正在利用大自然的发明，”斯塔说。 “这就是我们达到超低检测水平的方法。”

该传感器是 Star 研究小组于 2020 年开发的 COVID-19 传感器的改进版本。该 COVID 传感器本身是 THC 呼吸测试的改进版——类似于呼吸分析仪，但用于大麻——他于 2019 年开发。

每个传感器的核心都是一个附有碳纳米管的芯片。 每根管子就像一根比人类头发丝小 100,000 倍的细电线，并且具有出色的导电能力。 附着在纳米管上的是金纳米粒子，每个高约 43 纳米。

实际上，芬太尼分子与纳米颗粒结合，触发流过纳米管的电流。 不同的物质产生不同的电流； 通过机器学习，传感器能够识别芬太尼分子。 在区分芬太尼和其他阿片类药物时，它的成功率也达到 91%，这在尝试确定另一种药物是否被芬太尼污染时很有帮助。

为了达到前所未有的灵敏度水平，斯塔和他的团队从新冠病毒传感器中汲取灵感，加入了芬太尼抗体，将它们附着在纳米粒子上。 芬太尼分子会与它们遇到的任何抗体紧密结合，改变从抗体流入纳米管的电流，发出药物存在的信号。

结果是一种比过去五年报道的任何电化学芬太尼传感器都更灵敏的传感器。 Star 的传感器检测到飞摩尔级的芬太尼。 即每升 10-15 摩尔。 第二个最接近的传感器可以在纳摩尔级别进行检测，即每升 10-9 摩尔。

“大自然创造了这些选择性受体，”斯塔说。 “我们在我们的碳纳米管平台上对它们进行了改造。”

除了灵敏度之外，Star 传感器的另一个优点是便携性。 如今，检测如此少量的芬太尼需要质谱仪，而不是一种特别移动的技术。 Star 的传感器足够小，可以手持，而且价格便宜，非常实用。

未来，他预计利用这项技术开发一种可以检测多种药物的传感器阵列。

该研究发表在期刊上 小的。

来源： 匹兹堡大学