Por primera vez, investigadores de la Universidad de Texas en Dallas han desarrollado un sensor electroquímico portátil que puede detectar con precisión el fentanilo en la orina en cuestión de segundos. La tecnología de prueba de concepto puede detectar incluso trazas de fentanilo con una precisión del 98% utilizando un dispositivo pequeño y portátil, eliminando la necesidad de análisis de laboratorio costosos y que consumen mucho tiempo. Un estudio que demuestra el dispositivo se publicó recientemente en la revista Applied Materials & Interfaces de la American Chemical Society.
El prototipo se puede utilizar para detectar fentanilo mediante análisis de orina y es pionero en la detección de la droga en la saliva, dijo la Dra. Shalini Prasad, profesora y presidenta del Departamento de Bioingeniería de la Escuela de Ingeniería e Informática Erik Jonsson. La tecnología también se puede utilizar para detectar la presencia de fentanilo en sustancias mezclando la muestra con agua y luego dejando caer el líquido sobre un sensor.
"Existe una necesidad urgente de un dispositivo pequeño, portátil y fácil de usar que pueda detectar el fentanilo con alta especificidad y compartir instantáneamente los resultados con los dispositivos conectados", dijo Prasad, autor correspondiente del estudio y profesor Cecil H. e Ida Green en el Departamento de Ciencias de Biología de Sistemas. "Nuestro estudio demuestra la viabilidad de un sensor de alta precisión que puede detectar fentanilo en cuestión de segundos".
La creciente crisis del fentanilo
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, el fentanilo es un opioide sintético 50 veces más potente que la heroína y 100 veces más potente que la morfina. El fentanilo fabricado ilegalmente a menudo se mezcla con otras drogas, y tan solo 2 miligramos (equivalentes a 10 a 15 granos de sal de mesa) pueden ser fatales. Más de 150 personas mueren cada día en Estados Unidos por sobredosis de opioides sintéticos como el fentanilo.
Los estudios han encontrado que el fentanilo se puede detectar en la orina hasta por 72 horas. Los investigadores de UT Dallas están trabajando para avanzar en la tecnología para detectar fentanilo en el cabello. Su objetivo final es desarrollar una prueba para detectar fentanilo en la saliva. Las pruebas de saliva pueden ayudar a los socorristas a tomar decisiones de tratamiento para las personas que han sufrido una sobredosis, dijo Prasad.
Diseño y pruebas de sensores innovadores
El dispositivo contiene un sensor electroquímico que genera una señal eléctrica basada en una reacción química. Sin embargo, desarrollar sensores para detectar fentanilo es un desafío porque el opioide sintético es un compuesto no volátil, lo que significa que no produce una señal electroquímica.
Para capturar fentanilo con un sensor electroquímico, los investigadores utilizaron una malla molecular que se asemeja a una trampa para ratones. La trampa para ratones está hecha de una variedad de materiales, incluidas nanopartículas de oro, por lo que los investigadores tuvieron que ser creativos con el queso del dispositivo.
Colaboración y aplicaciones futuras
El primer autor del artículo, el investigador de bioingeniería Dr. Anirban Paul, utilizó ingeniería inversa para encontrar una solución. Paul vino de la India para trabajar con Prasad y decidió probar la naloxona, un fármaco que salva vidas y que puede revertir una sobredosis de opioides. Los investigadores realizaron pruebas computacionales para comprender cómo interactúan los compuestos y determinar cómo se podría usar la naloxona para atraer el fentanilo como un imán.
"La naloxona se usa para reducir la potencia del fentanilo", dijo Paul. "La idea es utilizar naloxona para atrapar fentanilo como trampas de queso para ratones".
Los investigadores analizaron orina enriquecida con concentraciones bajas, medias y altas de fentanilo en el laboratorio. Gotas de orina sobre el papel de prueba. Si hay fentanilo en la orina, la naloxona interactuará con él y creará una señal. El dispositivo detectó niveles de fentanilo de hasta 100 partes por millón en muestras de orina enriquecidas.
El autor del estudio, el Dr. Ivneet Banga, director de proyectos de investigación en bioingeniería, ayuda a planificar experimentos y sintetizar materiales. El año pasado, como estudiante de doctorado, Banga ganó el Premio Baxter Joven Investigador de Nivel 2 por un analizador de aliento portátil que puede detectar enfermedades respiratorias, incluido el COVID-19, en segundos. Espera que los sensores de fentanilo puedan ayudar a prevenir muertes por sobredosis.
Prasad y su equipo han desarrollado una variedad de sensores electroquímicos, incluida una tecnología que detecta biomarcadores de infecciones como la COVID-19 en el sudor, así como biomarcadores de la aparición de la enfermedad inflamatoria intestinal. El año pasado, desarrollaron una prueba que puede medir el THC, el principal ingrediente activo de la marihuana, en la saliva con una precisión del 94 por ciento.
Fuente compilada: ScitechDaily