När legalisering av fritidsmarijuana blir mer utbredd i hela USA, så har oro över vad det betyder för att upprätthålla DUI-lagar. Till skillnad från en alkomätare som används för att upptäcka alkohol, polisen har ingen enhet som kan användas i fält för att avgöra om en förare är påverkad av marijuana. Ny forskning från University of Pittsburgh är redo att ändra på det.

Ett tvärvetenskapligt team från Institutionen för kemi och Swanson School of Engineering har utvecklat en alkomätare som kan mäta mängden tetrahydrocannabinol (THC), den psykoaktiva föreningen i marijuana, i användarens andetag. Nuvarande drogtester bygger på blod, urin- eller hårprover och kan därför inte göras i fält. De avslöjar också bara att användaren nyligen inhalerat läkemedlet, inte för att de för närvarande är påverkade.

Andningsapparaten utvecklades med hjälp av kolnanorör, små rör av kol 100, 000 gånger mindre än ett människohår. THC-molekylen, tillsammans med andra molekyler i andningen, binda sig till ytan på nanorören och ändra deras elektriska egenskaper. Den hastighet med vilken de elektriska strömmarna återhämtar sig signalerar sedan om THC finns. Nanoteknologiska sensorer kan detektera THC vid nivåer som är jämförbara med eller bättre än masspektrometri, som anses vara guldstandarden för THC-detektion.

"Halvledarkolnanorören som vi använder var inte tillgängliga för några år sedan, säger Sean Hwang, huvudförfattare på tidningen och doktorand i kemi vid Pitt. "Vi använde maskininlärning för att 'lära' alkomätaren att känna igen närvaron av THC baserat på de elektriska strömmarnas återhämtningstid, även när det finns andra ämnen, som alkohol, närvarande i andningen."

Hwang arbetar i Star Lab, ledd av Alexander Star, Ph.D., professor i kemi med bisyssla inom bioteknik. Gruppen samarbetade med Ervin Sejdic, Ph.D., docent i elektro- och datorteknik vid Swanson School of Engineering, att utveckla prototypen.

"Att skapa en prototyp som skulle fungera på fältet var ett avgörande steg för att göra denna teknik användbar, "säger Dr Sejdic." Det krävdes ett tvärvetenskapligt team för att förvandla denna idé till en användbar enhet som är avgörande för att hålla vägarna säkra. "

Prototypen liknar en alkomätare för alkohol, med ett plasthölje, utskjutande munstycke, och digital display. Det testades i labbet och visade sig kunna detektera THC i ett utandningsprov som också innehöll komponenter som koldioxid, vatten, etanol, metanol, och aceton. Forskarna kommer att fortsätta att testa prototypen men hoppas att den snart kommer att gå över till tillverkning och vara tillgänglig för användning.

"I juridiska stater, du kommer att se vägskyltar som säger "Kör högt, Skaffa en DUI, men det har inte funnits ett tillförlitligt och praktiskt sätt att genomdriva det, " säger Dr. Star. "Det finns debatter i det juridiska samfundet om vilka nivåer av THC som skulle uppgå till en DUI, men att skapa en sådan enhet är ett viktigt första steg mot att se till att människor inte deltar och kör."

Uppsatsen som beskriver denna forskning, "Tetrahydrocannabinol (THC) Detektion med hjälp av halvledarberikade enkelväggiga kolnanorörskemiresistorer, "publicerades i tidningen ACS-sensorer .