В 2017 году в Соединенных Штатах было зарегистрировано более 28 000 случаев передозировки фентанила со смертельным исходом. Просто щепотка синтетического опиоида, который, по оценкам, в 100 раз сильнее морфина, может привести к летальному исходу. Когда правоохранительные органы подозревают, что продается героин или кокаин с фентанилом, они спешат подтвердить это и распространить информацию. Но идентифицировать каждое химическое вещество в мешке с белым порошком не так-то просто.
Теперь исследователи в лаборатории Джорджа Уайтсайда, профессора Университета Вудворда Л. и Энн А. Флауерс, разработали многообещающий новый инструмент, который может идентифицировать более низкие концентрации порошков наркотиков, чем любое другое устройство. Переносная, простая в использовании и экономичная технология может предоставить сотрудникам правоохранительных органов и судебно-медицинским химикам быстрый и точный способ идентификации неизвестных, потенциально опасных веществ.
В статье, опубликованной сегодня в Angewandte Chemie postdoctoral ученые Кристоффер Абрахамссон и Майкл Финк описывают, как их устройство, называемое Magneto-Archimedes Levitation (или MagLev), разделяет вещества в зависимости от плотности. Магнит MagLev терморазмеров имеет два кирпичных магнита сверху и снизу в выдвижном прозрачном контейнере. Внутри магнитный бензиноподобный раствор, изготовленный из так называемого комплекса гадолиниевых хелатов, толкает инородные предметы — пузырьки, сахар или героин — в слои аккуратных, легкоузнаваемых облаков. «Если жидкость хочет быть как можно ближе к магнитам, — сказал Финк, — тогда другие вещи должны уйти с дороги».
Это толкание вверх и вниз, в сочетании с гравитацией, заставляет каждое вещество плавать на высоте, соответствующей его плотности. «Попробуйте встряхнуть стакан меда, а затем посмотрите, как поднимаются пузырьки воздуха, — сказал Финк. «Иногда они просто остаются на месте.» Чтобы выделить фентанил, такой же тонкий порошок, как сахар кондитерской фабрики, они изобрели новый хелатный комплекс, способный отделять вещества с гораздо более широким диапазоном плотности.
«Я бы не сказал, что это улучшение, потому что нам не с чего было начинать», — сказал Джозеф Бозенко, старший химик-исследователь Специальной испытательной и научно-исследовательской лаборатории Агентства США по борьбе с наркотиками. «Это новшество в том, что это совершенно другой инструмент для работы». Современные быстрые тесты, такие как иммуноферментный анализ (используется в некоторых тестах на беременность) и колориметрические тесты, которые в ответ на определенные химикаты становятся зелеными, синими или желтыми, относительно быстрыми и несложными, но если они подбирают несколько веществ, то цвета смешиваются, превращаясь в туманные и неубедительные коричневые.
Абрахамссон и Бозенко познакомились по настоянию местных судебно-медицинских химиков, знакомых с обеими их работами. В октябре 2018 года Бозенко в течение трех дней принимал Абрахамссона в УБН. Вместе оба химика скормили Маглеву его первые нелегальные порошки: «Мы начинали с фентанила. Это была наша главная цель, потому что сейчас это одна из самых больших проблем, и она просто работала напрямую, левитировала напрямую», — сказал Абрахамссон. «Это было почти слишком хорошо, чтобы быть правдой».
До сих пор MagLev демонстрировал разделение до семи различных веществ одновременно, самое большое количество, которое тестировала команда. Они, однако, уверены, что их инструмент может справиться гораздо больше. Для судебно-медицинских экспертов и сотрудников правоохранительных органов эта способность ценна: уличные наркотики часто представляют собой смеси нескольких наркотиков — героина, фентанила, кокаина, метамфетамина — в сочетании с такими режущими веществами, как кофеин, сахар, сода для выпечки, сухое молоко, лидокаин, иногда даже крысиный яд.
Изоляция ингредиентов особенно ценна, когда появляется новый наркотик. Карфентанил, например, это просто фентанил с несколькими химическими добавками. Еще несколько корректировок и новая — потенциально более опасная — версия может появиться на улице. В 2018 году УБН обнаружило 22 ранее неизвестных вещества, шесть из которых были новыми типами фентанила.
По словам Бозенко, когда новые препараты поступают в лабораторию криминалистической химии, отстают от графика. Даже при использовании лучших инструментов химического анализа выделение неопознанного порошка в соединении может занять день и более. МагЛев отделяет большинство соединений всего за 5-25 минут. Затем судебно-химические эксперты могут извлечь каждое очищенное облако с помощью шприца и использовать технологию, такую же большую и дорогую, как некоторые автомобили — например, атомно-магнитно-резонансные спектрометры или масс-спектрометры высокого разрешения — для подтверждения их идентичности.
Большинство местных лабораторий не могут позволить себе эти аппараты, поэтому MagLev, который, по словам Авраамссона, может стоить всего от 30 до 200 долларов в зависимости от размера магнитов, может стать ценным дополнением к аналитическому арсеналу: Новые версии фентанила, например, будут парить на той же общей площади, предавая общий химический фундамент. Даже без более обширного анализа лаборатории могут принять важные меры предосторожности при работе с потенциальным фентаниловым аналогом.
«[Маглев] мог бы дать нам возможность в более короткие сроки выявить новые препараты, которые действительно служат обществу», — сказал Бозенко.
Абрахамссон и Бозенко планируют усовершенствовать технологию. С помощью нескольких доработок офицер может работать в полевых условиях в уменьшенном варианте, смешивая порошок с раствором, помещая прозрачный контейнер между магнитами и ожидая, пока произойдет разделение. В конце концов, Бозенко надеется, что MagLev будет оснащен спектрофотометрическим — или лазерным — инструментом для подтверждения предполагаемого результата на сцене. Но сначала Авраамссон сказал, что ему и УБН нужно собрать больше данных, чтобы получить сертификат Маглева для криминалистической экспертизы.
«Мы ищем финансирование и партнеров для поддержки наших исследований», сказал Абрахамссон. «Мы намерены в конечном итоге сделать MagLev готовым продуктом, доступным для сотрудников правоохранительных органов».
Он добавил: «Самой большой наградой за исследования будет то, что они будут использованы для спасения жизней».
