Bioingegneri dell’Università del Texas a Dallas hanno sviluppato un sensore elettrochimico portatile, unico nel suo genere, in grado in pochi secondi di rilevare con precisione il fentanyl nelle urine.
La tecnologia proof-of-concept è in grado di rilevare anche tracce di fentanyl con una precisione del 98% utilizzando un piccolo dispositivo portatile senza analisi di laboratorio costose e dispendiose in termini di tempo. Lo studio che dimostra la funzionalità del dispositivo è stato pubblicato nella rivista ACS Applied Materials & Interfaces.
Shalini Prasad, professoressa presso il Dipartimento di Bioingegneria dell’Università del Texas a Dallas ha affermato:
«Il prototipo, che potrebbe essere usato per testare il fentanyl attraverso l’analisi delle urine, è un precursore di un test per rilevare la droga nella saliva. La tecnologia potrebbe essere utilizzata anche per testare le sostanze alla ricerca di fentanyl, mescolando un campione con acqua e facendo cadere il liquido sul sensore. C’è un’urgente richiesta di un dispositivo miniaturizzato, portatile e facile da usare, in grado di rilevare il fentanyl con un’elevata specificità e di condividere immediatamente i risultati su un dispositivo collegato a Internet. Il nostro studio dimostra la fattibilità di un sensore altamente preciso in grado di rilevare il fentanyl in pochi secondi».
I Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie ha evidenziato che il fentanyl è un oppioide sintetico 50 volte più potente dell’eroina e 100 volte più potente della morfina. Il fentanyl prodotto illegalmente viene comunemente mescolato con altre droghe e una quantità minima di 2 milligrammi – pari a 10-15 grani di sale da cucina – può essere letale. Ogni giorno più di 150 persone muoiono per overdose legate a oppioidi sintetici come il fentanyl.
Shalini Prasad ha affermato:
«La ricerca ha stabilito che il fentanyl è rilevabile nelle urine fino a 72 ore. I Bioingegneri dell’Università del Texas a Dallas stanno lavorando per far progredire la tecnologia di rilevamento del fentanyl nei capelli. Il loro obiettivo finale è sviluppare un test per rilevare il fentanyl nella saliva. Un test della saliva potrebbe aiutare i primi soccorritori a prendere decisioni sul trattamento di una persona in overdose».
Il dispositivo contiene un sensore elettrochimico, che genera segnali elettrici sulla base di reazioni chimiche. Lo sviluppo di un sensore per rilevare il fentanyl ha rappresentato una sfida considerando che l’oppioide sintetico è un composto non volatile, ciò significa che non produce una firma elettrochimica.
Il team di bioingegneri per rilevare il fentanyl con un sensore elettrochimico, hanno utilizzato una struttura simile a una gabbia molecolare, paragonata a una trappola per topi. La trappola è costituita da diverse sostanze, tra cui nanoparticelle d’oro, per il “formaggio”, hanno dovuto essere creativi.
Anirban Paul, ricercatore di bioingegneria primo autore dello studio, ha utilizzato l’ingegneria inversa per trovare una soluzione, ha deciso di provare a usare il naloxone, un farmaco salvavita che può invertire un’overdose di oppioidi. I ricercatori hanno condotto test computazionali per capire come interagiscono i composti, in modo da determinare come impiegare il naloxone per attirare il fentanyl come una calamita.
Anirban Paul ha affermato:
«Il naloxone viene utilizzato per diminuire la potenza del fentanyl, ho avuto l’idea di usare il naloxone per catturare il fentanyl, come il formaggio per catturare un topo».
Il team di bioingegneri ha testato l’urina di un laboratorio con livelli bassi, medi e alti di fentanyl, tecnicamente l’urina è fatta cadere su una striscia reattiva, se la droga è presente, il naloxone interagisce con essa e genera un segnale. Il dispositivo ha rilevato il fentanyl fino a 100 parti per milione nei campioni di urina addizionati.
Ivneet Banga responsabile del progetto di ricerca in bioingegneria, ha contribuito a pianificare gli esperimenti e a sintetizzare i materiali. L’anno scorso, come dottoranda, ha vinto un Baxter Young Investigator Award di secondo livello per un analizzatore portatile del respiro, in grado di rilevare in pochi secondi le malattie respiratorie, tra cui il Covid-19, ha affermato: «Spero che il sensore di fentanyl possa aiutare a prevenire le morti per overdose».
Shalini Prasad e il suo team hanno sviluppato una serie di sensori elettrochimici, tra cui una tecnologia in grado di rilevare nel sudore biomarcatori di infezioni, come il Covid-19, nonché biomarcatori per la comparsa di malattie infiammatorie intestinali. L’anno scorso hanno sviluppato un test per misurare il THC, uno dei principali componenti attivi della marijuana, nella saliva con una precisione del 94%.
Il sensore di fentanyl è stato sviluppato in collaborazione con EnLiSense, un’azienda di Allen, Texas, che progetta sensori e dispositivi basati sullo stile di vita. Shalini Prasad e Sriram Muthukumar, coautore dello studio, sono cofondatori di EnLiSense.
