Синтетические опиоиды – в основном фентанил и его аналоги – представляют собой группу веществ, от которых в 2017 году только в США произошло 30 000 смертельных случаев, связанных с передозировкой. Сотрудникам правоохранительных органов необходимо быстро и точно оценивать содержание небольших образцов порошков, а случаи обнаружения фентанила участились. Полагаются на собаку-ищейки или колориметрические анализы, которые позволяют проводить грубый, но только качественный анализ.
Тем не менее, инновационный, более полный метод анализа был разработан группой Джорджа М. Уайтсайдс из Гарвардского университета в сотрудничестве с коллегами из Управления по борьбе с наркотиками (DEA), Даллес, США. Используя MagLev, ученые могли легко разделять и даже выделять различные лекарства (в виде порошков) из смесей образцов.
Устройство MagLev состоит из двух сильных постоянных магнитов, которые окружают кювету, заполненную раствором парамагнитного хелатного комплекса гадолиния. Когда ученые добавляют смесь порошкообразных лекарств в кювету, различные вещества в смеси левитируют; порошки блуждают и уравновешиваются на разной высоте в кювете, что соответствует их характерной плотности.
Таким образом, когда-то однородный порошок делится на несколько парящих облаков, каждое из которых содержит относительно чистое вещество. Авторы говорят, что они могут разделять до семи тестируемых веществ одновременно. Среди выделенных веществ были известные запрещенные наркотики и примеси, обнаруженные в смесях, такие как фентанил, кокаин, героин, лидокаин, кофеин и метамфетамин.
Для идентификации вещества оператор устройства MagLev сравнивает наблюдаемую плотность неизвестной фракции с известной плотностью запрещенных наркотиков. Однако ученые также предполагают, что MagLev можно использовать в качестве препаративного метода, который разделяет и концентрирует разбавленные вещества, такие как фентанил, которые могут присутствовать в количестве менее пяти процентов по массе.
В этом случае оператор пипетирует фракционированные компоненты из кюветы, промывает их растворителем и сушит. По словам авторов, фракционирование и, следовательно, концентрация облегчает идентификацию разбавленных лекарств в смесях с использованием более селективных, но менее чувствительных методов, таких как FTIR или рамановская спектроскопия.
Ограничения метода заключаются в том, что образцы должны быть разделены в виде твердых порошков и не должны растворяться в парамагнитном растворе, который содержит хелатный комплекс гадолиния и неполярные растворители гексан и тетрахлорэтилен.
Авторы исследования в конечном итоге надеются сделать устройство MagLev коммерчески доступным для сотрудников правоохранительных органов.