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非法毒品交易的情况不断变化,特别是在当前的阿片类药物危机中。执法人员经常发现或没收药片、药粉和其他物质,他们需要尽快了解这些物质的成分,以确定法律指控,有时还要发出挽救生命的警告。

卡芬太尼就是一个很好的例子。近年来,在法律和公共卫生官员的警告下,芬太尼的堂兄出现在了美国的大街上,而且理由很充分。据估计,它的强度是吗啡的1万倍,甚至一些晶体也能导致致命的过量使用。如果警方怀疑有人在出售含有卡芬太尼的可卡因或海洛因,他们会立即前去核实,以便在街上传播消息。

但问题是,政府实验室往往需要备份,而获取测试结果可能需要相当长的时间。

现在,伍德沃德L.和安a .弗劳尔斯大学教授乔治·怀特赛德斯(George Whitesides)的实验室里的研究人员设计了一种很有前途的新工具,它可以识别比其他任何设备浓度都低的药粉。该技术携带方便、使用简单、成本低廉,可以为执法人员和法医化学家提供一种快速、准确地识别潜在危险物质的方法。

博士后学者Christoffer Abrahamsson和Michael Fink在《Angewandte Chemie》杂志上发表的一篇论文中,描述了磁阿基米德磁悬浮如何基于密度分离物质。他们的温热型磁悬浮装置在一个可伸缩的透明容器上下各有两块砖状磁铁。在里面,一种类似汽油的磁性溶液,由一种叫做钆螯合物的物质构成,它将外来物体——气泡、糖或海洛因——推入一层层整齐的、可识别的云层中。芬克说:“如果这种液体想要尽可能靠近磁铁,那么其他物质就必须让开。”

这种向上和向下的碰撞,加上重力,迫使每一种物质在与它的密度相对应的高度上漂浮。芬克说:“试着摇晃一杯蜂蜜,然后看着气泡升起。”“有时候他们就待在原地不动。为了分离芬太尼,一种细如糖果糖的粉末,他们发明了一种新的螯合物,能够分离密度范围更广的物质。

“我不会说it’s是一个进步,因为我们一开始就没有任何东西,”美国药品监督管理局特殊检测和研究实验室的高级研究化学家Joseph Bozenko说。“这很新奇,因为它是一个完全不同的工具。“目前的快速检测方法,如免疫测定法(在一些妊娠试验中使用)和比色法,对某些化学物质的反应会变成绿色、蓝色或黄色,这些方法相对快速、简单,但如果它们检测到不止一种物质,颜色就会混合,变成一种浑浊的、不确定的棕色。”

亚伯拉罕松和博兹恩科是在熟悉他们工作的当地法医化学家的敦促下结识的。2018年10月,博曾科在DEA招待了阿布拉汉松三天。两位化学家一起向磁悬浮公司提供了第一批非法粉末。“我们从芬太尼开始。这是我们的主要目标,因为这是目前最大的问题之一,它只是直接工作,直接悬浮,”亚伯拉罕松说。“简直好得令人难以置信。”

到目前为止,磁悬浮已经证明可以同时分离多达7种不同的物质,这是该团队测试的最高数字。然而,他们相信他们的工具能够处理更多的问题。对法医和执法人员来说,这种能力是宝贵的:街头毒品通常是多种毒品的混合物——海洛因、芬太尼、可卡因、甲基苯丙胺——与咖啡因、糖、小苏打、奶粉、利多卡因、有时甚至老鼠药等切割剂结合在一起。

当一种新药出现时,成分分离就显得尤为重要。例如,卡芬太尼就是芬太尼,只是做了一些化学调整。更多的调整和一个新的——可能更危险的——版本可能出现在街上。2018年,DEA发现了22种此前未被识别的物质;其中六种是新型芬太尼。

Bozenko说,当新的药物进入法医化学实验室时,积压如山。即使使用最先进的化学分析工具,将一种不明粉末从化合物中分离出来也需要一天甚至更长的时间。磁悬浮技术可以在5到25分钟内分离大部分化合物。然后,法医化学家可以用注射器提取每一种经过净化的云,并使用像某些汽车一样又大又贵的技术——比如核磁共振光谱仪或高分辨率质谱法——来确认每一种云的身份。

大多数当地的实验室买不起这种机器,所以磁悬浮可能是一个有价值的分析工具。亚伯拉罕松说,根据磁铁的大小,磁悬浮的成本可能只有30到200美元。例如,芬太尼的新版本可能会在同一区域徘徊,暴露出一种共有的化学基础。即使没有更广泛的分析,实验室在处理可能的芬太尼类似物时也可以采取重要的预防措施。

“[磁悬浮]可以使我们在更快的时间内识别出新的药物,这确实是为公众服务的,”Bozenko说。

亚伯拉罕松和博兹恩科计划改进这项技术。只需稍作调整,工作人员就可以在现场操作一个更小的版本,将粉末混合到溶液中,将透明容器放置在磁铁之间,等待分离发生。最后,Bozenko希望将磁悬浮与分光光度-或激光-基础工具配对,以确认现场的假定结果。但首先,亚伯拉罕松表示,他和DEA需要收集更多数据,以获得MagLev的法医分析认证。

“我们正在寻找资金和合作伙伴来支持我们的研究,”Abrahamsson说。“我们打算最终让MagLev成为执法人员可以使用的现成产品。”

他补充说:“这项研究的最大回报将是看到它被用来拯救生命。”

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