Nanomateriaal van de volgende generatie ontgrendelt een efficiëntere multiretische screening

Wetenschappers van de National Taiwan University hebben een nieuw systeem op basis van nanomateriaal ontwikkeld dat de detectie van een breed scala aan psychoactieve stoffen dramatisch verbetert, waaronder opkomende designer-medicijnen.

De aanpak, die speciaal gemanipuleerde mesoporeuze grafiet-zeoliet nanodeeltjes (MGN’s) combineert met lichte geactiveerde nanomaterialen, kunnen geneesmiddelen snel en nauwkeurig worden gedetecteerd met behulp van lasergebaseerde massaspectrometrie, waarbij langdurige uitdagingen worden overwonnen in forensische en klinische analyse. Het werk is gepubliceerd in het dagboek Klein.

Het snelle uiterlijk van meer dan duizend nieuwe psychoactieve stoffen wereldwijd heeft het steeds moeilijker gemaakt om deze verbindingen betrouwbaar te identificeren. Hun diverse chemische structuren en wijdverbreide illegaal gebruik interfereren vaak met traditionele testmethoden, waardoor het een uitdaging is voor laboratoria om ze met precisie te detecteren.

Het nieuw ontwikkelde platform pakt dit probleem aan door MGN’s te gebruiken-zeer gestructureerde koolstofgebaseerde materialen die zijn gecreëerd door chemische dampafzetting-die uitzonderlijk grote oppervlakken hebben en licht kunnen absorberen en in warmte kunnen omzetten. In combinatie met lasergebaseerde massaspectrometrie, verbeteren deze nanodeeltjes de ionisatie van kleine medicijnmoleculen, terwijl achtergrondruis wordt geminimaliseerd, een probleem dat een lange beperkte detectie in het bereik met lage massa heeft.

In tests met 12 representatieve verbindingen die zeven geneesmiddelenklassen omvatten, verbeterde het MGN-verbeterde systeem de signaalhelderheid bijna 100-voudig in vergelijking met conventionele methoden, waardoor de nauwkeurigheid van kwantificering van meer dan 90%werd bereikt. Mechanistische studies onthulden dat de poreuze structuur van de nanodeeltjes medicijnmoleculen vastlegt, terwijl gelokaliseerde fotothermische verwarming zachte ionisatie versnelt, waardoor snelle en reproduceerbare metingen mogelijk zijn.

Deze innovatie biedt forensische wetenschappers en volksgezondheidsinstanties een krachtig hulpmiddel om zowel gevestigde als nieuw opkomende medicijnen te controleren, waardoor snellere, interferentievrije testen in real-world scenario’s mogelijk zijn. Door de beperkingen van conventionele detectietechnieken aan te pakken, opent het onderzoek nieuwe wegen voor tijdige screening op drugs en versterkt het vermogen voor openbare veiligheid en handhaving van de regelgeving.

Professor Pai-Shan Chen, van het Institute of Toxicology aan de National Taiwan University, zei: “Door geavanceerde nanomaterialen te combineren van universitair hoofddocent Yi-Hsin Liu bij National Taiwan Normal University (NTNU) met Microfluidic Automation ontwikkeld door professor Pin-Chuan Chen bij National Taiwan University Science en Technology (NTUST), we hebben een brede daad van een brede en technologie. Bereik van psychoactieve stoffen, waaronder opkomende designer medicijnen. “

“Het behandelt een langdurige beperking van traditionele SALDI-MS, die vaak worstelt om kleine moleculen te detecteren bij lage concentraties. Deze doorbraak zorgt voor snelle, betrouwbare multi-drugsonderzoek en biedt een krachtig nieuw hulpmiddel voor volksgezondheid en forensische wetenschap.”