Neues Gerät spürt synthetische Cannabinoide in Sekundenschnelle auf

Brasilianische Forscher haben einen neuen tragbaren Sensor vorgestellt, der synthetische Cannabinoide in Vaporisationsflüssigkeiten und biologischen Proben (z.B. Hanfblüten) nachweisen soll.

Wachsende Risiken durch synthetische Cannabinoide in elektronischen Zigaretten

Auch ohne illegale Substanzen kann die Flüssigkeit, die in elektronischen Zigaretten verwendet wird, ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen. In vielen Fällen ist die Nikotinkonzentration um ein Vielfaches höher als bei herkömmlichen Zigaretten, was schnell zu einer Abhängigkeit führt. Besonders alarmierend ist die Situation in Brasilien, wo elektronische Zigaretten von der nationalen Gesundheitsbehörde Anvisa verboten sind, wobei die Geräte trotzdem verkauft werden, jedoch ohne jegliche Qualitätskontrolle.

„Einige dieser Flüssigkeiten enthalten bis zu 100 Mal mehr Nikotin als eine herkömmliche Zigarette“, erklärte Luciano Arantes, Forscher am Nationalen Institut für Wissenschaft und Technologie zu psychoaktiven Substanzen (INCT-SP), in einem Interview mit der Agentur FAPESP. Er erinnerte auch an Zusatzstoffe wie Vitamin-E-Acetat, die mit Todesfällen und schweren Lungenverletzungen in den USA in Verbindung gebracht werden.

Das Problem verschärft sich durch die heimliche Verwendung von synthetischen Cannabinoiden. Diese Moleküle werden im Labor hergestellt, um THC, die wichtigste psychotrope Verbindung von Cannabis, zu imitieren, sind aber oft viel stärker und führen manchmal zu Krämpfen, psychotischen Episoden und sogar zu tödlichen Überdosierungen.

„Was wir gerade erleben, ist ein chemischer Wettlauf. Die Untergrundgruppen produzieren Drogen mit immer stärkeren Strukturen, die nur minimale Dosen erfordern“, warnte Arantes.

Ein tragbarer Sensor für eine schnelle Erkennung

Als Reaktion auf diese Risiken haben Wissenschaftler der Unicamp und anderer Institutionen in internationaler Zusammenarbeit einen tragbaren elektrochemischen Sensor entwickelt, der diese Substanzen identifizieren kann. Das Gerät verwendet eine Bor-dotierte Diamantelektrode, die an einen tragbaren Potentiostaten angeschlossen ist, der wiederum über USB oder Bluetooth mit einem Smartphone verbunden werden kann.

„Wir haben eine elektrochemische Methode entwickelt, die verschiedene synthetische Cannabinoidmoleküle mit hoher Selektivität und Empfindlichkeit identifiziert“, erklärt Larissa Magalhães de Almeida Melo, Erstautorin der Studie, die in Talanta veröffentlicht wurde.

„Die Analyse kann überall mit einer kleinen Probe durchgeführt werden, und der Sensor reagiert mit einem charakteristischen elektrochemischen Signal.“

Tests mit AB-Chminaca und MDMB-4en-Pinaca, zwei der häufigsten synthetischen Cannabinoide in Brasilien, zeigten, dass der Sensor selbst bei hohen Nikotinwerten so geringe Konzentrationen wie 0,2 µM nachweisen konnte.

„Der große Vorteil unseres Geräts ist seine Selektivität. Selbst bei der Komplexität der Proben konnten wir uns nur auf die Substanzen konzentrieren, die uns interessierten“, fügte Wallans Torres Pio dos Santos, Professor an der Bundesuniversität von Vale do Jequitinhonha und Mucuri und Koordinator der Studie, hinzu.

Anwendungen im Bereich Gesundheit und Schadensminderung

Über die forensische Nutzung hinaus könnte der Sensor zu einem wichtigen Hilfsmittel in der Notfallversorgung bei Überdosierungen und in Initiativen zur Schadensminderung werden. Das Gerät wird bereits im Rahmen des BACO-Projekts getestet, einer Partnerschaft zwischen Unicamp und dem Ministerium für Justiz und öffentliche Sicherheit, bei der Speichelproben analysiert werden, um den Konsum von neuen psychoaktiven Substanzen bei Partys und Festivals zu überwachen.

„Diese synthetischen Cannabinoide sind in ständiger Entwicklung. Es tauchen ständig neue Varianten auf, und viele von ihnen sind extrem stark und gefährlich“, betont Melo. „Unser Ziel ist es, Technologien zu entwickeln, die in der Praxis eingesetzt werden können. Wir wollen, dass die Verbraucher wissen, was sie konsumieren und eine informierte Entscheidung treffen können. Dies kann schwere Vergiftungen verhindern und sogar Leben retten“

Laut Santos zeigen Umfragen, dass 63% der Verbraucher nicht wissen, welche Substanz sie konsumieren, da sie glauben, dass es sich um eine Sache handelt, während es sich in Wirklichkeit um eine viel stärkere und gefährlichere Verbindung handeln kann. Die Möglichkeit, Substanzen vor Ort zu identifizieren, könnte daher einen Wendepunkt in der Risikovorsorge darstellen.

Erkennung auf andere Substanzen ausweiten

Ein weiterer Vorteil ist die Anpassungsfähigkeit der Technologie. Die Forscher erweitern die Methode bereits auf den Nachweis von LSD-Analoga, Cathinonen und Phenylethylaminen, mit dem Ziel, noch praktischere Funktionen wie kolorimetrische Reagenzien für eine einfache visuelle Interpretation zu integrieren.

Wie Arantes für die Agentur FAPESP zusammenfasste: „Das Ziel ist es, die Wissenschaft dorthin zu bringen, wo sie einen direkten Einfluss haben kann. Experten, Ärzte und Angehörige der Gesundheitsberufe benötigen zugängliche, schnelle und zuverlässige Werkzeuge, um die Herausforderungen durch neue Drogen zu bewältigen. Was wir anbieten, ist eine praktische, tragbare und skalierbare Lösung.“