Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas han desarrollado un sensor electroquímico portátil, el primero de su tipo, que puede detectar con precisión el fentanilo en la orina en cuestión de segundos. La tecnología de prueba de concepto puede detectar incluso trazas de fentanilo con una precisión del 98% utilizando un pequeño dispositivo portátil sin análisis de laboratorio costosos y que requieren mucho tiempo. Un estudio que demuestra el dispositivo se publicó en la edición impresa del 10 de enero de Applied Materials & Interfaces.
El prototipo, que podría usarse para detectar fentanilo mediante análisis de orina, es un precursor de una prueba para detectar la droga en la saliva, dijo la Dra. Shalini Prasad, profesora y jefa del departamento de bioingeniería de la Escuela de Ingeniería e Informática Erik Jonsson. La tecnología también podría usarse para analizar sustancias en busca de fentanilo mezclando una muestra con agua y dejando caer el líquido sobre el sensor.
“Existe una demanda urgente de un dispositivo miniaturizado, portátil y fácil de usar que pueda detectar fentanilo con alta especificidad y compartir los resultados inmediatamente con un dispositivo conectado a Internet”, dijo Prasad, autor correspondiente del estudio y profesor Cecil H. e Ida Green, profesora de ciencias de biología de sistemas. “Nuestro estudio demuestra la viabilidad de un sensor de alta precisión para detectar fentanilo en segundos”.
El fentanilo es un opioide sintético 50 veces más potente que la heroína y 100 veces más potente que la morfina, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. El fentanilo producido ilegalmente comúnmente se mezcla con otras drogas, y una cantidad tan pequeña como 2 miligramos (equivalente a 10 a 15 granos de sal de mesa) puede ser letal. Más de 150 personas mueren cada día por sobredosis relacionadas con opioides sintéticos como el fentanilo.
Las investigaciones han determinado que el fentanilo es detectable en la orina hasta por 72 horas. Los investigadores de UT Dallas están trabajando para avanzar en la tecnología para detectar fentanilo en el cabello. Su objetivo final es desarrollar una prueba para detectar fentanilo en la saliva. Una prueba de saliva podría ayudar a los socorristas a tomar decisiones de tratamiento para alguien que ha sufrido una sobredosis, dijo Prasad.
El dispositivo contiene un sensor electroquímico que genera señales eléctricas basadas en reacciones químicas. Sin embargo, desarrollar un sensor para detectar fentanilo planteó un desafío porque el opioide sintético es un compuesto no volátil, lo que significa que no produce una firma electroquímica.
Para capturar fentanilo con un sensor electroquímico, los investigadores utilizaron una estructura molecular similar a una jaula que compararon con una trampa para ratones. La trampa se compone de varias sustancias, incluidas nanopartículas de oro. Para el “queso”, los investigadores tuvieron que ser creativos.
El investigador de bioingeniería Dr. Anirban Paul, primer autor del artículo, utilizó ingeniería inversa para encontrar una solución. Paul, que se mudó de la India para trabajar con Prasad, decidió intentar usar naloxona, un medicamento que salva vidas y que puede revertir una sobredosis de opioides. Los investigadores realizaron pruebas computacionales para comprender cómo interactúan los compuestos y poder determinar cómo utilizar la naloxona para atraer el fentanilo como un imán.
“La naloxona se usa para disminuir el poder del fentanilo”, dijo Paul. “Tuve la idea de usar naloxona para capturar fentanilo, como queso para atrapar un ratón”.
Los investigadores analizaron orina de un laboratorio con niveles bajos, medios y altos de fentanilo. La orina se deja caer sobre una tira reactiva. Si el fármaco está presente, la naloxona interactúa con él y genera una señal. El dispositivo detectó fentanilo hasta 100 partes por millón en muestras de orina enriquecidas.
La autora del estudio, Ivneet Banga Ph.D.’23, directora de proyectos de investigación en bioingeniería, ayudó a planificar los experimentos y sintetizar los materiales. El año pasado, como estudiante de doctorado, Banga ganó un premio Baxter Young Investigator Award de segundo nivel por un analizador de aliento portátil que puede detectar enfermedades respiratorias, incluido el COVID-19, en segundos. Dijo que espera que el sensor de fentanilo pueda ayudar a prevenir muertes por sobredosis.
Prasad y su equipo han desarrollado una variedad de sensores electroquímicos, incluida tecnología para detectar biomarcadores de infecciones, como la COVID-19, en el sudor, así como biomarcadores de brotes de enfermedad inflamatoria intestinal. El año pasado, desarrollaron una prueba para medir el THC, un componente activo importante de la marihuana, en la saliva con una precisión del 94%.
El sensor de fentanilo fue desarrollado en colaboración con EnLiSense, una empresa de Allen, Texas, que desarrolla sensores y dispositivos basados en el estilo de vida. Prasad y el coautor del estudio actual, el Dr. Sriram Muthukumar, son cofundadores de EnLiSense.
Fuente: Medical Xpress.
