Forskare i Sydkorea har framgångsrikt utvecklat en bärbar sensor som kan upptäcka illegala droger i svett genom att använda nanomaterialteknik som förstärker den optiska signalen från narkotika till en flexibel, kroppsburet material. Leds av Dr Ho Sang Jung, forskningsenheten är en del av Korea Institute of Materials Science (KIMS), ett statligt finansierat forskningsinstitut under ministeriet för vetenskap och IKT.

Tekniken möjliggör snabb och mycket känslig läkemedelsdetektion:svettplåstret fästs på huden under en viss tid och bestrålas sedan med ljus för testning. Det tar bara en minut utan att kräva ytterligare process.

Traditionell läkemedelsdetektionsprocess kräver en komplex metod för att extrahera misstänkta läkemedelskomponenter från biologiska prover inklusive hår, blod, och urin, och sedan analysera läkemedel genom gas- eller vätskekromatografi-masspektrometri (GC/MS eller LC/MS). Det tar längre testtid och kräver ett stort utrymme för instrumentet och skickliga tekniker. Även om snabba kit kan upptäcka droger i urin, de upptäcker bara en enda komponent i ett enda test och har låg känslighet.

När det gäller idrottare, Antidopingdrogtester genomförs för att upptäcka förbjudna ämnen i blod och urin. Blodprover undviks ofta på grund av oro över försämrad atletisk prestation, och urintestning kan bryta mot mänskliga rättigheter eftersom testaren måste observera idrottarens urinering. För stora sportevenemang som OS, det är svårt att testa alla deltagare.

Forskarna fokuserade på svett som inte är invasiv och relativt fri från mänskliga rättigheter. Dock, endast en liten mängd ämnen släpps ut i svett, även om svett innehåller olika droger som tagits så måste en mycket känslig sensorteknologi utvecklas för bättre upptäckt.

Teamets mycket känsliga avkänning använde den ytförbättrade Raman-spridningstekniken som kan förbättra Raman-signalen för kemiska ämnen med 10 ¹⁰ gånger och mer. Eftersom Raman-spridningssignalen inkluderar den specifika signalen från molekyler, intuitiv substansidentifiering är möjlig oavsett vilket läkemedel som släpps ut.

Forskarna uppmärksammade kokongproteinet, ett flexibelt och bärbart material för att utveckla en bärbar optisk sensor. En silkesfibroinlösning, ett naturligt protein, extraherades från silkesmaskkokong för att göra en 160 nanometer (nm) tjock film. Filmen belades med 250 nanometer (nm) tjock silver nanotråd och överfördes till det medicinska plåstret som kan fästas på huden.

När plåstret absorberar svetten, läkemedelssubstansen i svetten penetrerar den bärbara sensorn och når den silverfärgade nanotråden. Genom att bestråla Raman-lasern på plåstret, läkemedlet kan detekteras i realtid utan att ta bort sensorn.

Denna teknik kan hjälpa till att ta itu med sociala problem som drogdistribution och missbruk relaterat till kändisar, narkotikatransaktioner i klubbar, och det förbjudna ämnet som tas av idrottare. Eftersom produktionskostnaden är mindre än 50 cent per styck, den kan användas för ett antidopningsprogram som en komplett uppräkningsundersökning under stora sportevenemang som OS.

Dr Ho Sang Jung, ledare för forskningsenheten, sa, "Som sett i de senaste narkotikarelaterade brotten, Korea är inte längre ett drogfritt land. Den utvecklade tekniken skulle övervinna de tekniska begränsningarna för att identifiera droger och förbjudna substanser och möjliggöra drogdetektering utan invasiva och etiska problem."