Nieuw apparaat identificeert synthetische cannabinoïden in seconden

Braziliaanse onderzoekers hebben een nieuwe handheld sensor onthuld die is ontworpen om synthetische cannabinoïden te detecteren in vloeistoffen voor vaping en biologische monsters (bijv. hennepbloemen).

Groeirisico’s van synthetische cannabinoïden in elektronische sigaretten

Zelfs zonder illegale stoffen kan de vloeistof die wordt gebruikt in elektronische sigaretten ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken. In veel gevallen is de concentratie nicotine meerdere malen hoger dan in traditionele sigaretten, wat leidt tot een snelle verslaving. De situatie is vooral alarmerend in Brazilië, waar elektronische sigaretten verboden zijn door het nationale gezondheidsagentschap Anvisa, terwijl de apparaten nog steeds verkocht worden, maar zonder enige kwaliteitscontrole.

“Sommige van deze vloeistoffen bevatten tot 100 keer meer nicotine dan een conventionele sigaret,” verklaarde Luciano Arantes, een onderzoeker bij het Nationaal Instituut voor Wetenschap en Technologie over Psychoactieve Stoffen (INCT-SP), in een interview met het FAPESP agentschap. Hij wees ook op de aanwezigheid van additieven zoals vitamine E-acetaat, dat in verband is gebracht met sterfgevallen en ernstig longletsel in de Verenigde Staten.

Het probleem wordt verergerd door het clandestiene gebruik van synthetische cannabinoïden. Gemaakt in laboratoria om THC na te bootsen, de belangrijkste psychotrope verbinding in cannabis, zijn deze moleculen vaak veel krachtiger, wat soms leidt tot convulsies, psychotische episodes en zelfs fatale overdoses.

“Wat we zien is een chemische race. De clandestiene groepen produceren drugs met steeds krachtigere structuren, die minimale doses vereisen,” waarschuwde Arantes.

Een draagbare sensor voor snelle detectie

Als antwoord op deze risico’s hebben wetenschappers van Unicamp en andere instellingen, in internationale samenwerking, een draagbare elektrochemische sensor ontwikkeld die deze stoffen kan identificeren. Het apparaat maakt gebruik van een boron-gedoteerde diamantelektrode die verbonden is met een draagbare potentiostaat, die op zijn beurt kan worden gekoppeld aan een smartphone via USB of Bluetooth.

“We hebben een elektrochemische methode ontwikkeld die verschillende synthetische cannabinoïde moleculen identificeert met een hoge selectiviteit en gevoeligheid,” legt Larissa Magalhães de Almeida Melo uit, eerste auteur van de studie gepubliceerd in Talanta.

“De analyse kan overal worden uitgevoerd, met een klein monster, en de sensor reageert met een karakteristiek elektrochemisch signaal.”

Tests uitgevoerd met AB-Chminaca en MDMB-4in-Pinaca, twee van de meest voorkomende synthetische cannabinoïden in Brazilië, toonden aan dat de sensor concentraties zo laag als 0,2 µM kon detecteren, zelfs in aanwezigheid van hoge nicotineniveaus.

“Het grote voordeel van ons apparaat is de selectiviteit. Zelfs met de complexiteit van de monsters konden we ons alleen richten op de stoffen die ons interesseerden,” voegde Wallans Torres Pio dos Santos toe, professor aan de Federale Universiteit van Vale do Jequitinhonha en Mucuri en coördinator van het onderzoek.

Toepassingen voor gezondheid en schadebeperking

Naast het forensische gebruik zou de sensor een essentieel hulpmiddel kunnen worden in de noodzorg in het geval van een overdosis en bij initiatieven voor schadebeperking. Het apparaat wordt al getest als onderdeel van het BACO-project, een samenwerkingsverband tussen Unicamp en het ministerie van Justitie en Openbare Veiligheid, dat speekselmonsters analyseert om het gebruik van nieuwe psychoactieve stoffen op feesten en festivals te controleren.

“Deze synthetische cannabinoïden evolueren voortdurend. Er verschijnen steeds nieuwe varianten en veel daarvan zijn extreem krachtig en gevaarlijk”, zegt Melo. “Ons doel is om technologieën te ontwikkelen die in het veld gebruikt kunnen worden. We willen dat consumenten weten wat ze consumeren en een weloverwogen beslissing kunnen nemen. Dit kan ernstige vergiftiging voorkomen en zelfs levens redden.”

Volgens Santos blijkt uit onderzoek dat 63% van de consumenten niet weet welke stof ze consumeren, omdat ze denken dat het een bepaald product is, terwijl het in werkelijkheid een veel krachtiger en gevaarlijker stof kan zijn. De mogelijkheid om stoffen ter plekke te identificeren zou daarom een keerpunt kunnen betekenen in risicopreventie.

Detectie uitbreiden naar andere stoffen

Het aanpassingsvermogen van de technologie is een ander pluspunt. De onderzoekers zijn de methode al aan het uitbreiden voor de detectie van analogen van LSD, cathinonen en fenylethylamines, met het doel om nog meer praktische functies in te bouwen, zoals colourimetrische reagentia voor eenvoudige visuele interpretatie.

Arantes vatte het voor het FAPESP-agentschap als volgt samen: “Het doel is om de wetenschap daar te brengen waar ze een directe impact kan hebben. Deskundigen, artsen en gezondheidswerkers hebben toegankelijke, snelle en betrouwbare hulpmiddelen nodig om de uitdagingen van nieuwe medicijnen aan te gaan. Wat wij bieden is een praktische, draagbare en schaalbare oplossing.”