Dr. Shalini Prasad (framtill), interim avdelningschef för bioteknik vid Erik Jonssonhögskolan för teknik och datavetenskap, innehar THC-biosensorn som hennes team utvecklat. På baksidan, från vänster, är elektroteknik Ph.D. student Devangsingh Sankhala, forskningsingenjör Paul Rice och biomedicinsk ingenjör Ph.D. student Vikram Narayanan Dhamu.

Marijuana är den mest använda olagliga drogen i USA. Eftersom stater brottas med marijuanalagar, offentliga säkerhetsmyndigheter står inför utmaningar när det gäller att identifiera de som kör under dess inflytande.

Forskare vid University of Texas i Dallas har skapat en sensor som använder saliv för att snabbt rapportera - inom en minut - en individs nivå av THC, den psykoaktiva komponenten i marijuana.

Deras proof-of-concept studie, publicerades i september i Naturvetenskapliga rapporter , skulle kunna röja vägen för en ny DUI-bedömning vid vägkanten för THC som fungerar på ungefär samma sätt som att testa för alkoholförsämring.

"Även här i Texas, där marijuana ännu inte är lagligt, konversationen har redan börjat, " sa Dr Shalini Prasad, motsvarande författare till studien och interimistisk avdelningschef för bioteknik vid Erik Jonssonhögskolan för teknik och datavetenskap. "Har vi teknologier som om du gör en snabb skärm vid ett vägstopp, kan man bestämma THC-nivåer exakt?"

Marijuanas aktiva komponent, tetrahydrocannabinol (THC), kan påverka en användares minne, rörelser, beslutsfattande, koncentration, samordning, och sensorisk och tidsuppfattning.

"Effekterna av marijuana varierar så mycket från person till person, sa Prasad, Cecil H. och Ida Green professor i systembiologi. "Det finns betydande forskning om hur dess ämnesomsättning fungerar. Men att avgöra hur det fungerar på den allmänna befolkningen i olika demografier är svårt - mycket mer än för alkohol."

Prasads team har tidigare utvecklat biosensorer som analyserar svett för att upptäcka nivåer av vissa kemikalier, som glukos, i kroppen. Men tidslinjen från när marijuana kommer in i kroppen till att den lämnar via svett är för lång för allmän säkerhet. Blod drar, även om det är korrekt, är också tidskrävande, invasiva och involverar medicinsk kompetens som inte all brottsbekämpande personal besitter.

"För en bedömning av den allmänna säkerheten, tiden är kritisk, ", sa Prasad. "Efter att ha granskat befintlig teknik, vi satsade på att producera snabbare avläsningar, att göra en enhet som är enkel att använda och för att säkerställa att tolkningen av data är extremt robust."

Prasad förklarade att användbarheten av ett snabbare test skulle gå utöver den allmänna säkerheten.

"På platser där det är lagligt, marijuana administreras också i ett medicinskt utrymme, " sa hon. "Så de måste också förstå omfattningen av den terapeutiska effekten."

Håller sig till saliv

Saliv erbjuder ett alternativ till blod och svett som löser tidsproblemet med bibehållen noggrannhet. Det kan också enkelt erhållas via en svabb på kinden.

"Hem-kit för detta ändamål finns redan, men de kräver en hel del hanteringsprecision och tar ändå längre tid än någon skulle ha vid ett vägstopp, " sa Prasad.

Prasads metod bygger på den elektrokemiska aktiviteten hos molekyler, eller hur de reagerar på ett elektriskt fält. Efter användning av marijuana, THC i kroppen bryts ner till molekyler som kallas metaboliter. Prasads enhet tar upp den distinkta elektrokemiska signalen från en metabolit, och signalens styrka indikerar THC-koncentrationen.

Trots att det är det bästa valet, saliv kommer fortfarande med komplikationer.

"Det finns många fler störande molekyler i saliv, ", sa hon. "Många av dessa andra föreningar är mycket mer elektroaktiva än THC-metaboliten, vilket gör det svårt att upptäcka via den elektrokemi vi använde i våra glukossensorer. Det är den tekniska utmaningen."

Saliv kan också vara ganska surt, lägga till ytterligare ett hinder för upptäcktsprocessen.

"Syror tenderar att kamouflera andra elektrokemiska signaler, " Sa Prasad. "Så vi var tvungna att hitta ett sätt att filtrera bort det bruset."

Prasads team övervann signal-till-brus-problemet genom att designa en beläggning för sensorn som fungerar som ett smörjmedel, spridning som svar på målmetaboliten för att förstärka signalen.

"Vi ställer in urtavlan på en metaforisk radio, " sa hon. "Vi vet frekvensen för "stationen" vi vill ha, det är, där THC-metaboliten binder till vår beläggning. Vår ratt ställer in de andra frekvenserna, öka känsligheten hos vår sensor."

Prasads team arbetade i ungefär tre år, av och på, på salivavkänningsmetoden. Hennes resultat visar att saliv kan fungera som ett marijuana-avkännande alternativ till blodprov.

"Vi har visat med 95% noggrannhet korrelationen mellan salivkoncentration och blodkoncentration av THC, " Hon sa.

Med ett noggrant prototyptest i handen, Prasad hoppas kunna samarbeta med forskare som arbetar nära med marijuanametabolism.

"Många forskningscentra och statliga laboratorier bedriver forskning om marijuanametabolism, och de har väntat på att ett verktyg som vårt ska komma med, " Hon sa.

Folkhälsa och säkerhet

Går framåt, Prasad tänker sig att ta itu med behov relaterade till både folkhälsa och säkerhet.

"Frågan på nedskrivningsnivån är utmanande eftersom det inte finns någon befintlig numerisk tröskel för THC, som det är med alkoholhalter i blodet, " sa hon. "Lagstiftare och offentliga säkerhetsorgan behöver det sammanhang som sådana läsningar ger för att bestämma en standardkoncentrationsgräns.

"På samma gång, som med alla andra läkemedel, där marijuana används för smärtlindring, vi vill bättre förstå effekten av behandlingen. Till exempel, hur lång är den effektiva perioden per dos? Vilken dos är tillräcklig? Vår sensor borde kunna hjälpa till att svara på dessa frågor."