Questa figura rappresenta il sensore di anfetamine di nuova concezione con un sistema di comunicazione wireless. Il sensore di droga è costituito da una piattaforma di transistor organici ad alta sensibilità funzionalizzata con molecole ospiti specifiche del farmaco. Credito:Jang et al.
I ricercatori in Corea hanno sviluppato un sensore wireless e un'app per smartphone in grado di rilevare la presenza di velocità in una goccia di urina umana in pochi secondi. Il dispositivo prototipo è anche abbastanza portatile da essere indossato come un braccialetto, ha una sensibilità senza precedenti per le anfetamine con un basso rischio di risultati falsi positivi, e costa circa $ 50 per produrre. Presentano il loro progetto di proof-of-concept il 28 settembre sulla rivista chimica .
"Il rilevamento convenzionale dei farmaci generalmente utilizza tecniche che richiedono lunghi tempi di funzionamento, sofisticate procedure sperimentali, e costose attrezzature con operatori professionali ben formati; Inoltre, di solito non sono portatili, " dice il co-autore senior Joon Hak Oh, che dirige un laboratorio di elettronica organica presso la Pohang University of Science and Technology (POSTECH). "Il nostro metodo è un nuovo tipo di sensore di droga in grado di risolvere tutti questi problemi contemporaneamente".
Il laboratorio Oh, che ha esperienza nella tecnologia dei sensori, ha lavorato al progetto in collaborazione con il laboratorio dell'altro autore senior dell'articolo, Kimon Kim, che studia il riconoscimento molecolare presso POSTECH e l'Institute for Basic Science (IBS) utilizzando una famiglia di molecole scavate a forma di zucca chiamate cucurbiturili. Questa partnership è stata ispirata quando Ilha Hwang, uno scienziato senior nel laboratorio Kim, aveva l'ipotesi che le anfetamine - che ha visto nei notiziari sono ampiamente abusate - si legano strettamente alle molecole di cucurbituril e quindi aiutano nel rilevamento della droga.
I ricercatori hanno testato il loro sensore aggiungendo anfetamine all'urina e quindi valutando i risultati inviati tramite Bluetooth dal sensore a un'app Android. Risultati falsi positivi non sono stati rilevati nelle urine umane, ma è impossibile escludere la possibilità che possano verificarsi. Ulteriori test in ambito clinico dovranno essere condotti prima che il prodotto possa essere commercializzato, ma l'obiettivo finale sarebbe quello di fornire un meccanismo per i test antidroga in loco. Per questo scopo, i ricercatori hanno miniaturizzato il sensore in modo che possa adattarsi e analizzare i campioni su un braccialetto.
"Il test delle anfetamine in loco potrebbe potenzialmente prevenire ulteriori crimini o incidenti che potrebbero essere causati dall'abuso di droghe, " dice Hwang. "Ad esempio, gli etilometri sono efficaci nel catturare i conducenti ubriachi sul posto, prevenendo così gli incidenti; speriamo che il nostro sensore possa avere un effetto simile con le persone che abusano di anfetamine".
Il legame delle molecole di farmaco alla cavità della cucurbita[7]uril cava (CB[7]) modifica il segnale di corrente che scorre nel transistor e quindi può essere utilizzato come sistema di rilevamento. La struttura molecolare dell'anfetamina e della metanfetamina legate alla cucurbita[7]uril (CB[7]) è stata confermata con la cristallografia a raggi X. Ogni colore indica un atomo diverso (blu:azoto, rosso:ossigeno, grigio:carbonio, e bianco:idrogeno). Gli atomi di idrogeno di CB[7] sono stati omessi per chiarezza. Credito:IBS
"Riteniamo che la combinazione di riconoscimento molecolare ed elettronica organica sia molto potente e contribuirà notevolmente allo sviluppo di accurati, sensibile, e sensori economici oltre i limiti dei metodi esistenti, " aggiunge Kim. "Ci sono molti importanti, aree del mondo reale in cui sono richiesti sensori, come il monitoraggio ambientale, assistenza sanitaria, rilevamento di sostanze pericolose, problemi di sicurezza, e così via. Attualmente stiamo conducendo ulteriori ricerche in questa direzione".
