Hoa Kỳ phát triển thành công sản phẩm dò fentanyl siêu nhạy
Fentanyl đang tràn lan ở Hoa Kỳ. Loại thuốc phiện này chỉ cần một liều lượng rất nhỏ đã có thể gây tử vong. Một trường đại học ở Hoa Kỳ đã phát triển được sản phẩm dò fentanyl bỏ túi vô cùng nhạy, có thể phát hiện hiệu quả fentanyl và các loại thuốc phiện khác.
Fentanyl là loại thuốc opioid rất phổ biến. Nó không chỉ dễ kiếm mà còn có độc tính cao, chỉ một liều rất nhỏ cũng đủ gây sốc hoặc tử vong. Sự phổ biến của fentanyl đe dọa nghiêm trọng đến an toàn tính mạng của người dân Hoa Kỳ và toàn thế giới, đồng thời gây khủng hoảng sức khỏe cộng đồng ở rất nhiều quốc gia.
Sự phổ biến của fentanyl ở Hoa Kỳ liên quan đến Đảng Cộng sản Trung Quốc (ĐCSTQ). Nguyên nhân chính là do ĐCSTQ sử dụng quyền lực nhà nước làm vỏ bọc, dùng phương thức trợ cấp để vận chuyển một lượng lớn nguyên liệu thô và thành phẩm fentanyl đến Mexico, hoặc thông qua các gói hàng để vận chuyển fentanyl đến Hoa Kỳ. ĐCSTQ phát động cuộc chiến ma túy và cuộc chiến không giới hạn chống lại Hoa Kỳ, với ý đồ khiến nhiều người Mỹ tử vong vì ma túy.
Vì thế, Hoa Kỳ không chỉ cần kiểm soát đường đi của chất độc này, mà còn rất cần một công nghệ có thể phát hiện nhanh chóng và chính xác lượng nhỏ fentanyl trong các loại thuốc khác. Bởi vì fentanyl thường được trộn lẫn với các loại thuốc khác, và thậm chí cả thuốc đường. Vậy nên, trước đây, khi kiểm tra fentanyl trong phòng thí nghiệm, cần phải trải qua rất nhiều máy móc và quy trình xét nghiệm phức tạp, dẫn đến kết quả xét nghiệm rất chậm.
Mặc dù kỹ thuật sử dụng Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS) được phát triển trước đây có thể khuếch đại tín hiệu phân tử fentanyl một cách hiệu quả, cho phép máy móc và người kiểm tra nhanh chóng phát hiện fentanyl. Thế nhưng kỹ thuật này vẫn còn một số hạn chế nhất định, bao gồm khả năng định lượng hạn chế, và không phù hợp để sàng lọc nhanh số lượng lớn hóa chất.
Để giải quyết vấn đề này, các giáo sư và sinh viên của Viện Khoa học thuộc Đại học Pittsburgh, nơi có lịch sử hơn 200 năm, đã phát triển một sản phẩm dò fentanyl mới. Sản phẩm này sử dụng transistor hiệu ứng trường ống nano carbon (FET), có thể phát hiện và phân biệt giữa fentanyl và các loại thuốc khác với độ nhạy cao hơn sáu bậc so với bất kỳ cảm biến fentanyl điện hóa nào có sẵn trong 5 năm qua, tức là đạt đến cấp độ femtogram (1015 gram).
Loại sản phẩm dò này không chỉ loại bỏ được nhược điểm phát hiện chậm và số lượng nhỏ trước đây, mà còn có ưu điểm là có thể mang theo bên người. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tập san “Small” vào cuối tháng Tư năm nay.
Sản phẩm dò fentanyl mới là một cải tiến của sản phẩm dò COVID-19 được nhóm nghiên cứu phát triển vào năm 2020. Nó chủ yếu bao gồm một số lượng lớn các ống nano carbon 1.7 nanomet (SWCNT), bên trên có một số lượng lớn các hạt nano vàng (AuNP) gắn kháng thể fentanyl. Độ dẫn điện tuyệt vời của các ống nano carbon này khiến chúng trở thành dây dẫn và cảm biến của FET.
Thông qua FET, các nhà thí nghiệm thu thập một số lượng lớn AuNP để nắm bắt dữ liệu trắc định fentanyl và opioid, sau đó gửi lại máy tính để học tập và ghi nhớ, nhằm đạt được khả năng nhận dạng ma túy một cách hiệu quả. Hiện nay, các loại opioid mà nó có thể xác định được bao gồm codeine, hydrocodone và fentanyl trong morphine, với độ chính xác được nghiệm chứng đạt đến 91.2%. Nồng độ cực hạn đo được là 10.8 femtogram fentanyl trên mỗi milliliter.
Nguyên lý phát hiện của sản phẩm dò này không phức tạp. Chủ yếu là khi các phân tử fentanyl và các loại thuốc opioid khác kết hợp hoặc va chạm với hạt nano vàng, các ống nano carbon sẽ tạo ra dòng điện có kích thước khác nhau, cho phép FET phát báo hiệu có sự hiện diện của fentanyl.
Các ống nano carbon tạo ra dòng điện có kích thước khác nhau, chủ yếu là do kiểu tương tác độc đáo giữa opioid và AuNP. Bởi vì các phân tử fentanyl, codeine, hydrocodone và morphine đều có đặc tính hấp phụ khác nhau đối với AuNP. Điều này rất hữu ích trong việc xác định xem một loại thuốc có chứa fentanyl hay không.
Ông Alexander Star, giáo sư hóa học tại Viện Khoa học thuộc Đại học Pittsburgh, nói với phòng tin tức của trường rằng fentanyl là một loại thuốc phiện tổng hợp. Nó thường được trộn lẫn vào các loại dược phẩm hoặc vật phẩm khác, gây khó khăn cho việc nhận biết và phát hiện nhanh chóng. Fentanyl mạnh đến mức không ít người Mỹ đã bị sốc và tử vong sau khi tiếp xúc chỉ với một lượng rất nhỏ.
Giáo sư Star cho biết: “Có thể nói rằng chúng tôi đang tận dụng phát minh của thiên nhiên để cho phép sản phẩm dò phát hiện ra mức fentanyl cực thấp. Vì thiên nhiên đã tạo ra một cơ quan thụ cảm chọn lọc cho fentanyl, vậy nên chúng ta có thể thêm nó vào nền tảng ống nano carbon và biến nó thành một cảm biến nhạy có thể phát hiện ra fentanyl.”
