美研发出灵敏度极高的芬太尼探测器
2024年4月23日，在墨西哥城举行的美墨西合成毒品多边会议上展示的芬太尼快速检测产品。（Yuri Cortez / AFP）
“芬太尼”在美国泛滥成灾，这种毒品只需极少的剂量就能让人致死。对此，美国的大学研发了一种极其灵敏的便携式芬太尼探测器，可有效探测出芬太尼和其它阿片类毒品。
芬太尼是阿片类毒品中泛滥最广的，它不仅容易取得，且毒性强大，只需要极少的剂量就足以使人出现休克或死亡，严重威胁美国乃至全球人的生命安全，已引发许多国家的公共卫生危机。
芬太尼在美国的泛滥与中共脱不了关系，其主要原因是中共利用其国家力量为掩护和补贴的方式，将大量芬太尼的原料、成品运往墨西哥或透过包裹的方式，将芬太尼运送至美国，对美国发动毒品战和超限战，意图使更多美国人死于毒品。
因此，美国不仅需要控制这些毒物走向，还急需一种能从其它药物中，快速且准确检测出微量芬太尼的技术，因为芬太尼经常被混入其它药物，甚至糖丸中，使得过去实验室在检验芬太尼时，需要通过许多机器和复杂的化验程序，导致检验结果变得十分缓慢。
尽管先前开发的一种利用增强拉曼散射（SERS）技术，能够有效放大芬太尼分子讯号，让机器和检验人员快速检测芬太尼，但该技术仍存在某些局限性，其中包括定量能力有限，并不适合进行大量化学药品快速筛选。
为了解决这个问题，拥有200多年历史的美国匹兹堡大学（University of Pittsburgh）的科学学院教授与学生们，利用碳纳米管的场效电晶体（FET），开发出一款全新的芬太尼探测器，可以检测和区分芬太尼和其它阿片类药物，其灵敏程度比过去5年的任何电化学芬太尼感测器高出六个数量级，即达到飞克等级（10～15g）。
这种探测器，不仅解决了过去检测慢和无法大量检测的缺点，还具有随身携带的优点。这项研究成果在今年4月底发表在《Small》杂志上。
这款新型芬太尼探测器，是研究小组在2020年开发的COVID-19探测器的基础上改进的。它主要由大量直径1.7纳米（nm）碳纳米管（SWCNT）组成，上面附着大量拥有芬太尼抗体的金纳米颗粒（AuNP），而这些碳纳米管出色的导电能力，成为场效电晶体（FET）探测器的电线和感应器。
实验人员透过电晶体（FET）感测器，收集大量AuNP捕捉芬太尼和阿片类药物的检测数据，并回传至电脑使其学习和记忆，以达到有效辨别药物的能力。目前它可以辨别的阿片类毒品有可待因、氢可酮和吗啡中的芬太尼，验证准确率达到91.2%，且侦测极限浓度为每毫升10.8飞克（fg）的芬太尼药物。
该感应器的检测原理并不复杂，主要是芬太尼分子和其它阿鸦片类毒品与金纳米颗粒结合或碰撞时，会让碳纳米管产生不同大小的电流，从而让FET发出毒品存在的讯号。
碳纳米管产生不同大小的电流，主要归功于阿片类毒品与AuNP之间存在独特相互作用模式。因为芬太尼、可待因、氢可酮和吗啡分子对于AuNP的吸附特性皆不同，这对于确定一种药物中是否混入芬太尼很有帮助。
匹兹堡大学科学学院化学教授亚历山大·斯塔（Alexander Star）对该校的新闻室表示，芬太尼是合成的阿片类毒品，它经常被混入其它药物或者物品中，使其难以被快速察觉和检测出来，而芬太尼的药效十分强烈，使得不少美国人只接触到微量就出现休克和死亡。
斯塔教授表示，“可以说我们正在利用大自然的发明，让我们的探测器可以侦测超低水平的芬太尼。因为大自然创造了芬太尼的选择性受体，使我们能够将它添加到碳纳米管平台上后，变成可以侦测芬太尼的灵敏感测器。”
该团队表示，他们将结合基于特定的碳纳米管和非特定的FET感测器，再加上机器学习支援的数据分析，开发出可以检测多种不同非法毒品的感测器阵列，以帮助政府和更多的人免于外来毒品的侵害。这项研究得到美国国防部的化学和生物防御与威胁减少局的支持。
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