Investigadores de la Universidad de Texas en Dallas han desarrollado un sensor electroqu\u00edmico port\u00e1til, el primero de su tipo, que puede detectar con precisi\u00f3n el fentanilo en la orina en cuesti\u00f3n de segundos. La tecnolog\u00eda de prueba de concepto puede detectar incluso trazas de fentanilo con una precisi\u00f3n del 98% utilizando un peque\u00f1o dispositivo port\u00e1til sin an\u00e1lisis de laboratorio costosos y que requieren mucho tiempo. Un estudio que demuestra el dispositivo se public\u00f3 en la edici\u00f3n impresa del 10 de enero de Applied Materials & Interfaces.<\/p>\n\n\n\n
El prototipo, que podr\u00eda usarse para detectar fentanilo mediante an\u00e1lisis 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 bioingenier\u00eda de la Escuela de Ingenier\u00eda e Inform\u00e1tica Erik Jonsson. La tecnolog\u00eda tambi\u00e9n podr\u00eda usarse para analizar sustancias en busca de fentanilo mezclando una muestra con agua y dejando caer el l\u00edquido sobre el sensor.<\/p>\n\n\n\n
“Existe una demanda urgente de un dispositivo miniaturizado, port\u00e1til y f\u00e1cil 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 biolog\u00eda de sistemas. “Nuestro estudio demuestra la viabilidad de un sensor de alta precisi\u00f3n para detectar fentanilo en segundos”.<\/p>\n\n\n\n
El fentanilo es un opioide sint\u00e9tico 50 veces m\u00e1s potente que la hero\u00edna y 100 veces m\u00e1s potente que la morfina, seg\u00fan los Centros para el Control y la Prevenci\u00f3n de Enfermedades. El fentanilo producido ilegalmente com\u00fanmente se mezcla con otras drogas, y una cantidad tan peque\u00f1a como 2 miligramos (equivalente a 10 a 15 granos de sal de mesa) puede ser letal. M\u00e1s de 150 personas mueren cada d\u00eda por sobredosis relacionadas con opioides sint\u00e9ticos como el fentanilo.<\/p>\n\n\n\n
Las investigaciones han determinado que el fentanilo es detectable en la orina hasta por 72 horas. Los investigadores de UT Dallas est\u00e1n trabajando para avanzar en la tecnolog\u00eda para detectar fentanilo en el cabello. Su objetivo final es desarrollar una prueba para detectar fentanilo en la saliva. Una prueba de saliva podr\u00eda ayudar a los socorristas a tomar decisiones de tratamiento para alguien que ha sufrido una sobredosis, dijo Prasad.<\/p>\n\n\n\n
El dispositivo contiene un sensor electroqu\u00edmico que genera se\u00f1ales el\u00e9ctricas basadas en reacciones qu\u00edmicas. Sin embargo, desarrollar un sensor para detectar fentanilo plante\u00f3 un desaf\u00edo porque el opioide sint\u00e9tico es un compuesto no vol\u00e1til, lo que significa que no produce una firma electroqu\u00edmica.<\/p>\n\n\n\n
Para capturar fentanilo con un sensor electroqu\u00edmico, 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 nanopart\u00edculas de oro. Para el “queso”, los investigadores tuvieron que ser creativos.<\/p>\n\n\n\n
El investigador de bioingenier\u00eda Dr. Anirban Paul, primer autor del art\u00edculo, utiliz\u00f3 ingenier\u00eda inversa para encontrar una soluci\u00f3n. Paul, que se mud\u00f3 de la India para trabajar con Prasad, decidi\u00f3 intentar usar naloxona, un medicamento que salva vidas y que puede revertir una sobredosis de opioides. Los investigadores realizaron pruebas computacionales para comprender c\u00f3mo interact\u00faan los compuestos y poder determinar c\u00f3mo utilizar la naloxona para atraer el fentanilo como un im\u00e1n.<\/p>\n\n\n\n
“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 rat\u00f3n”.<\/p>\n\n\n\n
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 f\u00e1rmaco est\u00e1 presente, la naloxona interact\u00faa con \u00e9l y genera una se\u00f1al. El dispositivo detect\u00f3 fentanilo hasta 100 partes por mill\u00f3n en muestras de orina enriquecidas.<\/p>\n\n\n\n
La autora del estudio, Ivneet Banga Ph.D.’23, directora de proyectos de investigaci\u00f3n en bioingenier\u00eda, ayud\u00f3 a planificar los experimentos y sintetizar los materiales. El a\u00f1o pasado, como estudiante de doctorado, Banga gan\u00f3 un premio Baxter Young Investigator Award de segundo nivel por un analizador de aliento port\u00e1til 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.<\/p>\n\n\n\n
Prasad y su equipo han desarrollado una variedad de sensores electroqu\u00edmicos, incluida tecnolog\u00eda para detectar biomarcadores de infecciones, como la COVID-19, en el sudor, as\u00ed como biomarcadores de brotes de enfermedad inflamatoria intestinal. El a\u00f1o pasado, desarrollaron una prueba para medir el THC, un componente activo importante de la marihuana, en la saliva con una precisi\u00f3n del 94%.<\/p>\n\n\n\n
El sensor de fentanilo fue desarrollado en colaboraci\u00f3n 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.<\/p>\n\n\n\n