Команда ученых из Корейского института материаловедения (KIMS) разработала оптический сенсорный материал для обнаружения наркотиков в поте. Разработка обеспечит быстрое и надежное обнаружение наркотиков на месте с помощью носимого датчика.

Исследователи из Южной Кореи успешно разработали носимый датчик, который может обнаруживать запрещенные препараты в поте. Ученые использовали технологии наноматериалов, которые усиливают оптический сигнал. Технология обеспечивает быстрое и высокочувствительное обнаружение наркотиков. Датчик прикрепляется к коже на определенный период времени, а затем она облучается светом для тестирования. Весь процесс займет всего одну минуту.

Традиционный процесс обнаружения наркотиков требует сложного метода извлечения подозреваемых компонентов лекарственного средства из биологических образцов, включая волосы, кровь и мочу, а затем анализ с помощью газовой или жидкостной хроматографии/масс-спектрометрии. Это занимает больше времени и требует большого помещения для прибора и квалифицированных специалистов. Хотя экспресс-наборы могут обнаруживать наркотики в моче, они выявляют только один компонент в одном тесте. Кроме того, они отличаются низкой чувствительностью.

В случае спортсменов проводится тестирование на антидопинговые препараты для выявления запрещенных веществ в крови и моче. Анализа крови часто избегают из-за опасений по поводу снижения спортивных результатов, а анализ мочи может нарушать права человека, поскольку специалист должен наблюдать за мочеиспусканием спортсмена. На крупных спортивных мероприятиях, таких как Олимпийские игры, сложно протестировать всех участников.

Исследователи сосредоточились на поте, который можно неагрессивно исследовать. Однако с ним выделяется лишь небольшое количество веществ, поэтому для лучшего обнаружения пришлось разработать высокочувствительную сенсорную технологию.

В высокочувствительном сенсорном датчике использовалась технология поверхностного комбинационного рассеяния, способная усилить комбинационный сигнал химических веществ в 1 000 раз и более. Поскольку сигнал комбинационного рассеяния света включает специфический сигнал молекул, интуитивная идентификация вещества возможна независимо от типа препарата.

Для разработки носимого оптический датчика исследователи обратили внимание на белок кокона, гибкий и пригодный для носки материал. Раствор фиброина, природного белка, экстрагировали из кокона тутового шелкопряда, чтобы получить пленку толщиной 160 нанометров (нм). Пленка покрыта серебряной нанопроволокой толщиной 250 нанометров (нм) и перенесена на медицинский пластырь, который можно прикрепить к коже.

Как только пластырь впитывает пот, лекарственное вещество, содержащееся в поте, проникает через носимый датчик и достигает серебряной нанопроволоки. Облучая пластырь рамановским лазером, лекарство можно обнаружить в реальном времени, не снимая датчик.