纳米管、纳米颗粒和抗体可检测微量芬太尼

匹兹堡大学的一个研究小组由肯尼斯·p·迪特里希文理学院的化学教授亚历山大·斯塔尔领导，开发了一种芬太尼传感器，其灵敏度比过去五年中报道的任何药物电化学传感器都高六个数量级。便携式传感器还可以区分芬太尼和其他阿片类药物

他们的工作发表在《Small》杂志上

Star的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。“可以说，我们正在利用大自然的发明，”Star说。“这就是我们达到这些超低检测水平的方法。”

该传感器是Star研究小组2020年开发的新冠肺炎传感器的改良版。新冠病毒传感器本身就是对四氢大麻酚呼吸测试的改编；类似于呼气分析仪，但适用于大麻&mdash；他于2019年开发。

每个传感器的核心都是一个连接有碳纳米管的芯片。每根管子都像一根比人的头发小10万倍的细电线，可以有效地导电。附着在纳米管上的是金纳米颗粒，每个大约43纳米高

在实践中，芬太尼分子与纳米颗粒结合，触发流经纳米管的电流。不同的物质产生不同的电流；利用机器学习，该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方面，它的成功率也达到91%，这有助于确定另一种药物是否被芬太尼污染

为了达到前所未有的灵敏度水平，Star和他的团队从新冠病毒传感器中汲取了灵感，加入了芬太尼抗体，并将其附着在纳米颗粒上。芬太尼分子会与他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中报道的任何电化学芬太尼传感器都更灵敏的传感器。Star的传感器检测到芬太尼在股骨颈上。这是每升10-15摩尔。下一个最接近的传感器可以在纳摩尔尺度上进行检测，即每升10-9摩尔

除了灵敏度之外，Star传感器的另一个优点是便携性。如今，要检测如此少量的芬太尼，需要一台质谱仪&mdash；不是一种特别的移动技术。Star的传感器足够小，可以手持，价格低廉，实用性强

在未来，他预计将使用这项技术开发一种可以检测多种药物的传感器阵列