Не в кайф: ученые создали датчики для поиска наркотиков в сточных водах
Ученые разработали новый вид сенсоров, которые позволяют по следам в канализации находить подпольные нарколаборатории, производящие амфетамины. Такие датчики устанавливаются в трубы для непрерывного мониторинга сточных вод. Разработку уже протестировали в Берлине. Есть риск, что фоновая сорбция других веществ в водах может исказить результаты и испортить датчик, но направление исследований перспективное, говорят эксперты.
Молекула к молекуле
В разработке приняли участие больше 10 полицейских структур и исследовательских организаций из Польши, Германии, Швеции, Нидерландов, Бельгии, Франции, Исландии и России. В результате исследований создан уникальный полимер, распознающий признаки производства наркотиков в сточных водах, рассказала «Известиям» старший научный сотрудник НОЦ «Нанотехнологии» Южно-уральского государственного университета (вуз — участник проекта повышения конкурентоспособности образования «5-100») Наталия Белоглазова (участвовала в разработке со стороны России).
Система работает так. Полимер используется в качестве распознающего элемента в новом емкостном датчике. Для его создания полимер устанавливают на золотые электроды. Датчики предназначены для установки в канализационных трубах для непрерывного мониторинга сточных вод.
Принцип действия полимера основан на технологии молекулярных отпечатков. То есть молекулы соединения реагируют только на молекулы вещества, которое выделяется при производстве синтетических наркотиков. Чаще всего для производства амфетамина в подпольных лабораториях используется химическая реакция, получившая название синтеза Лейкарта.
— Отходы реакции Лейкарта содержат специфические маркеры, указывающие на синтез амфетамина. Для их идентификации мы разработали химические датчики, — сообщила «Известиям» Наталия Белоглазова.
После нескольких последовательных химических операций в полученную соль амфетамина добавляется щелочное соединение. Это приводит к образованию свободного основания амфетамина, которое можно транспортировать и применять для дальнейшего производства наркотиков. Отходы этой реакции содержат бензилметилкетон (БМК), на который и реагирует полимер в датчиках. Его свойства успешно проверили в ходе испытаний в канализационной системе Берлина.
Обостренная чувствительность
Способ обнаружения бензилметилкетона в водных средах с применением технологии молекулярных отпечатков можно назвать перспективным, считает инженер Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого Леонид Якунин. Но чувствительность датчика, которая составляет около 0,1 мг для ячейки объемом 250 мкл, относительно невысока, и это ограничивает его применение для разбавленных водных растворов, отметил эксперт.
— Проблематичным выглядит применение метода для сточных вод, особенно хозбытовых, где фоновая сорбция других веществ может сильно исказить результаты и даже испортить датчик, — сказал Леонид Якунин.
Направление исследований можно рассматривать как инновационный подход на начальном этапе перспективной разработки, считает эксперт.
Применяемые сегодня биосенсоры для определения биологически активных веществ, влияющих на физическое состояние человека, очень специфичны и чувствительны, но склонны к потере функциональности в условиях окружающей среды, отметил доцент кафедры физической химии СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кандидат химических наук Александр Бугров. По его мнению, новый полимер для обнаружения БМК имеет ряд преимуществ в сравнении с ранее синтезированными аналогами на основе производных фенилацетона, ковалентно присоединенных к иммунологическому носителю.
— Разработанный при участии нашей соотечественницы электрохимический сенсор имеет несколько другой принцип действия и более пригоден для анализа наличия БМК в пробах водопроводной и сточной воды, — сказал ученый.
Особенности производства синтетических наркотиков значительно сужают возможности поиска подпольных лабораторий, отметил доцент кафедры органической химии факультета физико-математических и естественных наук РУДН Владимир Зайцев. Рабочий диапазон концентраций — от 50 до 1000 мкм, это хороший показатель для обнаружения целевых соединений в сточных водах, обратил внимание эксперт.
— Разработка направлена на выявление только бензилметилкетона, исходного соединения в синтезе амфетамина и метамфетамина. Но амфетамины также синтезируют из эфедрина и его аналогов и замещенных нитростиролов, — сказал Владимир Зайцев.
По словам ученого, для обнаружения других наркотических прекурсоров по этому методу, возможно, лучше подойдут полимеры на основе других мономеров и линкеров. Для обнаружения каждого вещества нужен индивидуальный полимер к датчику, указал он.
В профильные подразделения МВД автоматизированная сенсорная система для определения запрещенных веществ в сточных водах не поступала и не использовалась, сказали «Известиям» в управлении общественных связей ведомства.
