美研發出靈敏度極高的芬太尼探測器
【大紀元2024年05月14日訊】（大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導）「芬太尼」在美國泛濫成災，這種毒品只需極少的劑量就能讓人致死。對此，美國的大學研發了一種極其靈敏的便攜式芬太尼探測器，可有效探測出芬太尼和其它阿片類毒品。
芬太尼是阿片類毒品中氾濫最廣的，它不僅容易取得，且毒性強大，只需要極少的劑量就足以使人出現休克或死亡，嚴重威脅美國乃至全球人的生命安全，已引發許多國家的公共衛生危機。
芬太尼在美國的氾濫與中共脫不了關係，其主要原因是中共利用其國家力量為掩護和補貼的方式，將大量芬太尼的原料、成品運往墨西哥或透過包裹的方式，將芬太尼運送至美國，對美國發動毒品戰和超限戰，意圖使更多美國人死於毒品。
因此，美國不僅需要控制這些毒物走向，還急需一種能從其它藥物中，快速且準確檢測出微量芬太尼的技術，因為芬太尼經常被混入其它藥物，甚至糖丸中，使得過去實驗室在檢驗芬太尼時，需要通過許多機器和複雜的化驗程序，導致檢驗結果變得十分緩慢。
儘管先前開發的一種利用增強拉曼散射（SERS）技術，能夠有效放大芬太尼分子訊號，讓機器和檢驗人員快速檢測芬太尼，但該技術仍存在某些局限性，其中包括定量能力有限，並不適合進行大量化學藥品快速篩選。
為了解決這個問題，擁有200多年歷史的美國匹茲堡大學（University of Pittsburgh）的科學學院教授與學生們，利用碳納米管的場效電晶體（FET），開發出一款全新的芬太尼探測器，可以檢測和區分芬太尼和其它阿片類藥物，其靈敏程度比過去5年的任何電化學芬太尼感測器高出六個數量級，即達到飛克等級（10的負15次方克）。
這種探測器，不僅解決了過去檢測慢和無法大量檢測的缺點，還具有隨身攜帶的優點。這項研究成果在今年4月底發表在《Small》雜誌上。
這款新型芬太尼探測器，是研究小組在2020年開發的COVID-19探測器的基礎上改進的。它主要由大量直徑1.7納米（nm）碳納米管（SWCNT）組成，上面附著大量擁有芬太尼抗體的金納米顆粒（AuNP），而這些碳納米管出色的導電能力，成為場效電晶體（FET）探測器的電線和感應器。
實驗人員透過電晶體（FET）感測器，收集大量AuNP捕捉芬太尼和阿片類藥物的檢測數據，並回傳至電腦使其學習和記憶，以達到有效辨別藥物的能力。目前它可以辨別的阿片類毒品有可待因、氫可酮和嗎啡中的芬太尼，驗證準確率達到91.2%，且偵測極限濃度為每毫升10.8飛克（fg）的芬太尼藥物。
該感應器的檢測原理並不複雜，主要是芬太尼分子和其它阿鴉片類毒品與金納米顆粒結合或碰撞時，會讓碳納米管產生不同大小的電流，從而讓FET發出毒品存在的訊號。
碳納米管產生不同大小的電流，主要歸功於阿片類毒品與AuNP之間存在獨特相互作用模式。因為芬太尼、可待因、氫可酮和嗎啡分子對於AuNP的吸附特性皆不同，這對於確定一種藥物中是否混入芬太尼很有幫助。
匹茲堡大學科學學院化學教授亞歷山大·斯塔（Alexander Star）對該校的新聞室表示，芬太尼是合成的阿片類毒品，它經常被混入其它藥物或者物品中，使其難以被快速察覺和檢測出來，而芬太尼的藥效十分強烈，使得不少美國人只接觸到微量就出現休克和死亡。
斯塔教授表示，「可以說我們正在利用大自然的發明，讓我們的探測器可以偵測超低水平的芬太尼。因為大自然創造了芬太尼的選擇性受體，使我們能夠將它添加到碳納米管平台上後，變成可以偵測芬太尼的靈敏感測器。」
該團隊表示，他們將結合基於特定的碳納米管和非特定的FET感測器，再加上機器學習支援的數據分析，開發出可以檢測多種不同非法毒品的感測器陣列，以幫助政府和更多的人免於外來毒品的侵害。這項研究得到美國國防部的化學和生物防禦與威脅減少局的支持。
責任編輯：連書華
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