Polizeihunde im ganzen Land könnte bald arbeitslos sein, ersetzt durch eine elektronische "dog-on-a-chip", dass erschnüffelt Kokain und andere Drogen. Wissenschaftler am Georgia Tech haben ein neues Werkzeug zur Erkennung, dass tragbare, kostengünstige erstellt wird, und erfordert keine Fütterung oder Pflege. Sie sagen, es ist besser als bisherige "elektronische Nasen" für diesen Zweck konzipiert. Der Bericht wird in den 15 November edition of Analytical Chemistry, eine peer-reviewed Journal der American Chemical Society, der weltweit größte wissenschaftliche Gesellschaft erscheinen. "Unsere Technologie bietet eine Handheld-Meßgerät in der Lage Echtzeit-Erkennung, Verkürzung der Zeit zwischen Beschlagnahme von Drogen und Laboranalysen", sagt Desmond Stubbs, ein Doktorand in der Chemie arbeitet unter der Leitung von William Hunt, Ph.D., Professor in Georgia Tech School of Electrical and Computer Engineering. Der Sensor, der auch im Labor und in einem Feldversuch mit dem Georgia Bureau of Investigation durchgeführt wird, ist "eine elegante Kombination von Biotechnologie und Mikroelektronik", so Hunt. Diese Kombination der Disziplinen macht den Sensor überlegen bisherigen "elektronische Nasen". Die US-Regierung mehr als $ 19000000000 verbringen in diesem Jahr in den Krieg gegen Drogen, nach dem Office of National Drug Policy. Polizeihunde sind wichtige Werkzeuge in diesem Kampf, ihre hoch entwickelten Geruchssinn Systeme können kleine Moleküle in dem Teil pro Milliarde Bereich zu erkennen. Aber der Einsatz von Hunden hat seine Nachteile. Sie benötigen teure Handler zu schulen und für sie sorgen, und die sichergestellten Drogen sind immer noch an das Labor zur weiteren Analyse geschickt werden - indem ausgebildete Techniker und kostspielige Laborgeräte auf die Registerkarte. Plus, die Wissenschaftler noch nicht genau, welche Chemikalien die Hunde wittern wissen, was eine erhebliche Abweichungen von einem Hund in die nächste. Auch Hunde haben Schwierigkeiten Nachweis spezifischer Wirkstoff-Targets in Gegenwart von anderen Gerüchen, wie Kaffeesatz. "Leider sind die illegalen Drogenhändlern dessen bewusst sind und ausnahmslos Maske ihre Produkte mit verschiedenen Chemikalien zu Behörden zu entziehen", sagt Stubbs. Das neue Gerät richtet sich an alle diese Fragen. Zwei der wichtigsten Features von jedem Dampf-Sensing-Tool sind Sensitivität und Spezifität. Die Empfindlichkeit ist die Fähigkeit, sehr geringe Mengen einer Chemikalie zu erkennen. Spezifität ist die Fähigkeit, eine bestimmte Chemikalie aus einer Gruppe von vielen ähnlichen (zB Kokain aus Kaffeesatz) zu unterscheiden. Der Hund-on-a-Chip kann Kokain bei wenigen Milliardstel Gramm Sinn. Diese Empfindlichkeit wird durch akustische Oberflächenwellen (SAW)-Elektronik, ein Verfahren zum Erfassen einer chemischen durch Messung der Störung es verursacht in Schallwellen über einen kleinen Quarz erreicht. Dies ist ein recht häufiges analytischen Methode, und es hat in anderen elektronischen Nasen verwendet worden, aber selbst er nicht das Problem der Spezifität. Der neue Chip geht einen Schritt weiter durch den Einbau von monoklonalen Antikörpern - geklonte Kopien von Proteinen, so genannte Antikörper, die das Immunsystem auf fremde Eindringlinge zu kämpfen produziert. Die Forscher verwendeten anti-Benzoylecgonin (anti-BZE) in das Gerät, weil es sich nur wenig in der Struktur von Kokain, so dass sie bevorzugt an das Molekül. Der SAW-Sensor ist mit einer dünnen Schicht von Anti-BZE beschichtet. Wenn ein Dampf-Probe durch Pässe, Kokain-Moleküle zu anti-BZE Moleküle befestigen, was zu einer Störung in der Schallwellen auf den Quarz, die als elektrisches Signal erkannt wird. "Wir sind die erste Gruppe, die spezifische Antikörper zu verwenden, um ähnlich großen Molekülen in einem komplexen Dampf Probe zu unterscheiden," Hunt sagt. Dies gibt dem Hund-on-a-Chip einen Vorteil gegenüber seinen Wettbewerbern Hunde und andere elektronische Geräte. Es wird auch deutlich billiger und weniger zeitaufwendig, indem viele der Schritte aus der aktuellen Erfassung Protokoll. Das neue Gerät wurde sorgfältig in einem Labor kalibriert, und dann war es um den Test in das Feld. "In Feldversuchen an der Georgia Bureau of Investigation durchgeführt, konnten wir Kokain während eines tatsächlichen Beschlagnahme von Drogen erhalten zu erkennen waren", sagt Stubbs. "Durch einfaches Ziehen der Dampf durch unser Prototyp, bekamen wir einen positiven Nachweis in einer Angelegenheit von Sekunden." Die Fähigkeit zu erkennen und zu identifizieren, kleine, nicht-flüchtigen Moleküle wie Kokain auf ihren elektronischen Dampf Signatur könnte auch in Flughäfen und an anderen Standorten eingesetzt werden, um Sprengstoffe und chemische Kampfstoffe zu erkennen, so die Forscher. Die US Customs Service und das Büro des National Drug Control Policy (ONDCP) stellte Mittel für die Forschung. |