Articolo Open Access
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Creative Commons Attribution 3.0 Unported
Mats de Jong ac, Nick Sleegers a, Jayoung Kim b, Filip Van Durme c, Nele Samyn c, Joseph Wang b e Karolien De Wael *a
aAXES Research Group, Dipartimento di Chimica, Groenenborgerlaan 171, 2020 Anversa, Belgio. E-mail: karolien.- non è vero.,essere
bDepartment di Nanoengineering, Università di California, San Diego, CA 92093, stati UNITI.
cNational Istituto di Criminologia e Criminologia (NICC), Vilvoordsesteenweg 100, 1120 Bruxelles, Belgio
pubblicato la Prima volta il 6 gennaio 2016
segnaliamo su un indossabile, dita sensore per on-the-spot identificazione di cocaina e i suoi agenti di taglio in strada di campioni. Tradizionalmente, lo screening in loco viene eseguito mediante test di colore difficili da interpretare e privi di selettività., Presentando la risposta voltammetrica distinta di cocaina, agenti di taglio, miscele binarie di cocaina e campioni di strada in campioni di soluzione e polvere, siamo stati in grado di chiarire l’impronta elettrochimica di tutti questi composti. Il nuovo concetto elettrochimico mantiene notevoli promesse come metodo di screening in loco.
Introduzione
La cocaina è una delle droghe d’abuso più abbondanti in tutto il mondo, entrando in diversi paesi principalmente attraverso aeroporti e porti, sia per il consumo locale che per la distribuzione.,1 Questo farmaco alcaloide è molto coinvolgente e dannoso per la salute delle persone.2,3 Oltre agli effetti desiderati per gli utenti come un’intensa sensazione euforica, si verificano effetti secondari indesiderati come un aumento della pressione sanguigna, della frequenza cardiaca e della frequenza respiratoria.4,5 Dopo l’uso a lungo termine, il tossicodipendente diventa tollerante per gli effetti desiderati e sperimenterà uno stato di letargia, depressione maggiore e stanchezza estrema quando non usa più cocaina.4
I servizi doganali negli aeroporti e nei porti sono molto interessati a monitorare il passaggio di merci, bagagli e persone per la presenza di cocaina., Viene comunemente eseguito uno screening in loco mediante test cromatici a base di tiocianato di cobalto. Tuttavia, questi test sono difficili da interpretare e non sempre affidabili a causa di una scarsa selettività.6,7 Di solito i test di colore sono seguiti da un’analisi di conferma mediante GC-MS (qualitativo), GC-FID (quantitativo) e HPLC per un’identificazione univoca della cocaina e dei suoi agenti di taglio. Questa conferma utilizza una serie di tecniche laboriose e complicate e / o strumenti ingombranti e costosi che dovrebbero essere evitati per le proiezioni di routine.,8 Uno screening alternativo può essere eseguito mediante spettroscopia FT-IR e Raman, utilizzando una strumentazione costosa che fornisce spettri difficili da interpretare senza competenze specialistiche.9 Per superare queste limitazioni, il presente studio mira a un test di screening rapido, economico, facile e selettivo per il rilevamento in loco della cocaina.
Sapendo che la cocaina è una molecola attiva redox,10 un approccio di screening elettrochimico registrando voltammogrammi consente alle dogane di schermare rapidamente polveri sconosciute nel carico e nel bagaglio in loco, facilitando un’elevata produttività e un basso costo di rilevamento., Ancora di più, la maggior parte degli agenti di taglio può essere rilevata insieme alla cocaina a causa della loro attività redox.11-18 Questi agenti di taglio vengono aggiunti alla cocaina dagli spacciatori, principalmente al fine di massimizzare il profitto. Le sostanze tipiche sono fenacetina, caffeina, levamisolo, lidocaina, paracetamolo, procaina, benzocaina, diltiazem, idrossizina, acido borico e benzoico e diversi zuccheri come D-sorbitolo, myo-inositolo, maltosio e amido., Questi composti hanno tutti un colore bianco come la cocaina e alcuni di essi, ad esempio lidocaina, paracetamolo e fenacetina, hanno effetti analgesici e anestetici che gli utenti si riferiscono alla cocaina.I voltammogrammi 17,18 contengono molte più informazioni per l’identificazione di campioni stradali contenenti sia cocaina che agenti da taglio rispetto ai test di colore standard che si basano esclusivamente sulla presenza di cocaina. Qui descriviamo l’utilità delle tecniche elettrochimiche per misurare simultaneamente la cocaina e i suoi agenti di taglio in una singola corsa voltammetrica tramite voltammetria ad onda quadra (SWV)., Al fine di ottenere l’impronta elettrochimica completa e distinta dei campioni di strada, tutti gli agenti di taglio e la cocaina sono stati sottoposti a screening elettrochimico separatamente in soluzione e in una miscela binaria. In secondo luogo, i campioni di polvere sono stati analizzati utilizzando l’approccio elettrochimico, consentendo un rilevamento rapido e facile in loco, senza un’ampia procedura di preparazione del campione. Il dispositivo di rilevamento integrato in un guanto / punta delle dita, consente tale rilevamento in loco.19 Il protocollo di misura è presentato in Fig. 1., La parte (A) rappresenta il dito che mostra la superficie dei tre elettrodi serigrafata su una culla flessibile (inserto in basso a sinistra), così come il gel immobilizzato su un substrato simile (inserto in basso a destra). Le parti B) e C) illustrano, rispettivamente, il metodo “swipe” di campionamento per raccogliere la polvere bersaglio direttamente sull’elettrodo e il completamento della cella elettrochimica unendo il dito indice con elettrodi al pollice rivestito con l’elettrolita idrogel solido., L’impronta elettrochimica viene registrata in meno di un minuto utilizzando un rapido approccio voltammetrico ad onda quadra, fornendo informazioni sia sulla presenza di cocaina che sui suoi agenti di taglio.
Ci aspettiamo che questa nuova impronta elettrochimica su una piattaforma di guanti indossabili migliorerà notevolmente lo screening in loco dei campioni di cocaina. La capacità di generare rapidamente questa firma con un unico metodo di scansione utilizzando dispositivi elettrochimici compatti, economici e facili da usare dovrebbe essere molto utile per il rilevamento in loco, eseguito dai servizi doganali. Per la prima volta, la presenza di agenti di taglio nei campioni stradali viene chiarita in un test in loco.,
Risultati e discussione
Voltammetria di composti puri in soluzione
Un primo e cruciale passo è lo screening e la valutazione del comportamento redox della cocaina e dei suoi agenti di taglio in soluzione per svelare l’impronta elettrochimica di questi composti. Voltammogrammi ad onda quadra di cocaina da 1 mm o agente di taglio in una soluzione KH2PO4 da 0,1 M KCl + 0,020 M su un elettrodo a carbonio nudo serigrafato sono mostrati in Fig. 2, corretto per la corrente di fondo utilizzando il principio della media mobile, integrato nel software NOVA 1.11., La soluzione di cocaina da 1 mm presenta un debole processo di ossidazione a 1,04 V che può essere contribuito all’ossidazione del gruppo amminico terziario presente nella struttura esagonale della cocaina come mostrato nello schema 1.10 La maggior parte dei campioni di cocaina sono tagliati con sostanze diverse; l’identificazione di questi agenti di taglio potrebbe essere di interesse da un punto di vista tossicologico. I parametri della procedura di voltammetria ad onda quadra utilizzata sono stati ottimizzati prima dell’analisi e sono descritti nella parte sperimentale.
Agenti di taglio l’acido benzoico e l’acido borico non mostrano alcuna attività redox nell’intervallo di potenziale studiato, che corrisponde alla letteratura, mostrando solo attività a potenziali inferiori a -1 V per questi composti.14,15 Anche gli zuccheri D-sorbitolo, maltosio, amido e myo-inositolo non mostrano attività redox nell’intervallo potenziale studiato. Fico. 2 illustra che il segnale di cocaina a 1.,04 V è piuttosto isolato dagli altri segnali caratteristici degli agenti di taglio. Il processo più vicino più positivo è il picco di levamisolo a 1,27 V e il più vicino più negativo è il picco di lidocaina a 0,90 V e i suoi analoghi procaina e benzocaina, 0,87 V e 0,84 V, rispettivamente. Tutti questi processi di ossidazione si verificano in gruppi funzionali amminici terziari (levamisolo e lidocaina) e primari (benzocaina e procaina).,11,12,17,20 Oltre a questi valori potenziali di picco, il numero di picchi caratteristici e i potenziali di insorgenza forniscono informazioni utili per determinare la loro impronta digitale. La fenacetina, ad esempio, visualizza tre processi redox definitivi, quindi anche se c’è una sovrapposizione con il picco di ossidazione primario, l’attuale agente di taglio può ancora essere identificato dal suo segnale secondario o terziario. Il segnale primario a 0.77 V risulta dall’ossidazione irreversibile di fenacetina a N-acetil-p-benzochinone immina (NAPQI). I picchi secondari più piccoli a 0.06 e 0.,35 V sono il risultato dell’ossidazione di 4-aminofenolo e NAPQI, rispettivamente.21 Questi due picchi secondari sono presenti anche per il paracetamolo e sono causati dagli stessi composti.18 Idrossizina e diltiazem mostrano entrambi un picco di ossidazione a 0,87 V, causato dall’ossidazione di un gruppo OH libero e di un’ammina terziaria, rispettivamente.16,22 La caffeina ha il più alto potenziale di ossidazione a 1,31 V, risultante dall’ossidazione del composto ad un analogo 4,5-diolo.,13
Questo ampio screening e ricco contenuto informativo porta a una distinta impronta elettrochimica della cocaina e dei suoi agenti di taglio che può servire da potente riferimento quando la presenza di cocaina in un campione sconosciuto deve essere confermata o esclusa.
La fase di condizionamento applicata a 1,5 V (come descritto nella sezione sperimentale) è stata eseguita per estrarre la massima informazione dalle nostre sostanze. Per esempio, phenacetin mostrerebbe soltanto un singolo picco a 0.77 V invece di tre picchi se nessun punto di condizionamento è stato eseguito., A causa della fase di condizionamento, avvengono processi redox relativi a NAPQI e 4-aminofenolo, arricchendo l’impronta digitale dei campioni.
Il limite di rilevamento (LOD) per la cocaina pura sulla superficie dell’elettrodo serigrafato non modificato (SPE) in soluzione è stato determinato a 2 µM. Ciò corrisponde a una quantità di 34 ng sulla superficie dell’elettrodo. Il LOD è stato determinato in base alla deviazione standard dell’intercetta e alla pendenza media delle curve di calibrazione lineari ottenute.
Questo LOD è notevolmente inferiore rispetto ai test di screening del colore (13.,8 µM) e la tecnica accreditata GC-MS utilizzata presso l’Istituto Nazionale di Criminalistica e Criminologia (NICC) del Belgio (18,4 µM).
Voltammetria di miscele binarie in soluzione
Un secondo importante passo è la valutazione del comportamento redox della cocaina e degli agenti di taglio nelle miscele per chiarire potenziali fenomeni di mascheramento (picco di sovrapposizione).
Voltammogrammi ad onda quadra di cocaina da 1 mm e agente di taglio da 0,5 mm in una soluzione KH2PO4 da 0,1 M KCl + 0,020 M (pH 7) su un elettrodo a carbonio nudo serigrafato sono mostrati in Fig. 3.,
Non ci sono cambiamenti significativi di picco visibili per il segnale di cocaina e i picchi dell’agente di taglio si verificano ai loro valori potenziali caratteristici., Questo potenziale di picco del processo di ossidazione della cocaina è solo leggermente spostato in presenza di benzocaina, levamisolo, caffeina, fenacetina, lidocaina, diltiazem e idrossizina con un valore di +18 mV, -12 mV, -32 Mv, +13 mV, -17 Mv, -7 Mv e -32 MV rispettivamente. Come è chiaro da Fig. 2, le differenze tra il potenziale di ossidazione della cocaina e il potenziale redox degli agenti di taglio sono molto più grandi rispetto ai piccoli cambiamenti osservati durante l’analisi delle miscele. La benzocaina, tuttavia, mostra un comportamento più complesso in miscela con la cocaina., Sebbene la miscela mostri entrambi i picchi caratteristici della cocaina e della benzocaina, il voltammogramma rivela un ulteriore set di picchi nell’intervallo 0,25–0,45 V. Questi processi non vengono osservati quando i singoli componenti vengono misurati separatamente e, pertanto, derivano da una certa interazione tra cocaina e benzocaina, che è sconosciuta a questo punto. Tuttavia, l’insieme dei picchi è ben isolato dal segnale di cocaina stesso e, quindi, fornisce ulteriori informazioni sulla presenza di cocaina e benzocaina in una miscela., Picchi secondari minori sono visibili anche a potenziali inferiori per lidocaina, diltiazem e idrossizina, quando in miscela con cocaina, e sono quindi utili per la valutazione dei processi redox nelle miscele.
Fig. 3 mostra una sovrapposizione parziale del segnale di ossidazione della cocaina con il segnale di ossidazione della lidocaina. Questa leggera sovrapposizione non comporta un problema per il rilevamento della cocaina. La concentrazione utilizzata di lidocaina in questa sezione, rispetto alla cocaina, è molto più alta del contenuto medio di lidocaina trovato nei campioni di cocaina sequestrati. Nel 2014 e nel 2015, 13.,il 5% dei campioni di cocaina sequestrati, analizzati da NICC utilizzando tecniche accreditate GC-MS e GC-FID, conteneva lidocaina con una concentrazione media di 5% in peso.
È anche chiaro da Fig. 3 che l’intensità del segnale per la cocaina scende in modo significativo quando in miscela con levamisolo. Questa osservazione si applica anche al segnale del levamisolo. A questo punto, non è chiaro cosa causi questa diminuzione di intensità per questi componenti. Soprattutto, la cocaina potrebbe ancora essere facilmente rilevata., Poiché sviluppiamo una tecnica di screening senza quantificazione, la diminuzione dell’intensità non costituisce un problema per l’applicazione. Il contenuto di levamisolo utilizzato negli esperimenti era ancora una volta superiore al contenuto medio di levamisolo nei campioni di cocaina sequestrati. Nel 2014 e nel 2015, il 57% dei campioni di cocaina sequestrati, analizzati da NICC utilizzando tecniche accreditate GC-MS e GC-FID, conteneva levamisolo con una concentrazione media di 12% in peso.,
Voltammetria di campioni stradali in soluzione
Al fine di testare il potenziale dell’approccio delle impronte digitali per il rilevamento di cocaina in campioni stradali, voltammogrammi ad onda quadra di diversi campioni stradali sequestrati sono stati registrati in soluzione tampone (0,1 M KCl + 0,020 M KH2PO4 a pH 7) e corretti per la corrente di fondo come fatto Tutte le soluzioni sono state fatte in modo tale che contenessero tutti 1 mm di cocaina e i voltammogrammi corrispondenti sono mostrati in Fig. 4., Prima dell’analisi, la composizione qualitativa e quantitativa dei campioni di strada è stata determinata presso l’Istituto Nazionale di Criminalistica e Criminologia (NICC) utilizzando metodi accreditati GC-MS e GC-FID.
Fig. 4 mostra che il picco di cocaina è chiaramente rilevabile in campioni di strada contenenti fenacetina, caffeina, levamisolo, acido borico, idrossizina e lidocaina, anche quando la quantità di cocaina è solo 30% in peso, come nel caso del terzo campione. Sapendo che NICC in Belgio ha scoperto che 95% di tutti i campioni di cocaina sequestrati in 2014 conteneva più di 35% in peso di cocaina, questo metodo è molto promettente per esplorare ulteriormente per uno screening rapido in loco. Ancora di più, sulla base delle osservazioni fatte in Fig., 2 e 3, la presenza degli agenti di taglio potrebbe essere evidenziata.
Due dei picchi caratteristici di fenacetina sono chiari e nitidi nel primo campione ai loro potenziali caratteristici di 0,77 e 0,35 V, mentre il segnale per il levamisolo è anche chiaramente visibile al suo potenziale caratteristico di 1,27 V nel secondo campione. Il secondo campione mostra chiaramente i processi redox di cocaina e levamisolo ai loro potenziali di impronte digitali, cioè 1.04 e 1.27 V, rispettivamente. La percentuale di cocaina è ca. 30% nel terzo campione, tuttavia, chiaramente visibile nel voltammogramma ad onda quadra., Nel quarto campione vediamo un picco a circa 0,80 V, che è caratteristico per l’idrossizina. Anche un’onda molto piccola è visibile a 0,10 V che è caratteristica per idrossizina o diltiazem. Un piccolo picco è anche visibile a circa 1,30 V, che indica la presenza di caffeina. Non siamo stati in grado di rilevare il segnale per la lidocaina in questo particolare campione stradale, ma questo può essere spiegato dalla bassissima concentrazione del composto nel campione (<1%).,
Voltammetria dei campioni stradali in polvere
Per un facile utilizzo in loco, è opportuno rilevare i campioni direttamente nella loro forma di polvere, piuttosto che in soluzione, per evitare la preparazione del campione. Per farlo, utilizziamo il metodo di spazzamento in loco, come spiegato in dettaglio nella sezione sperimentale. Un idrogel di gelatina conduttivo è stato utilizzato come elettrolita per le misurazioni elettrochimiche.
voltammogrammi ad onda quadra di diversi campioni stradali sequestrati sono stati registrati e presentati in Fig., 5, così come un vuoto per mantenere la risposta del gel di gelatina stesso e un campione contenente solo cocaina pura. Una fase di condizionamento è stata eseguita a 0 V piuttosto che al precedente 1.5 V scelto in soluzione, per ottimizzare la sensibilità verso la cocaina.
Chiaramente, il gel stesso provoca un segnale elettrochimico intenso intorno a 1,30 V e un piccolo picco a 0,57 V. Qualsiasi informazione a ca. 1.30 V non sarà quindi applicabile a un determinato agente di taglio. Tuttavia, è chiaro che questo metodo funziona incredibilmente bene per il rilevamento rapido della cocaina in loco. Il picco di cocaina è molto intenso quando si misura la cocaina pura, come risulta dal secondo voltammogramma in Fig. 5., Il picco di cocaina è anche ben rilevabile per il campione stradale contenente il 23% di levamisolo e per il campione con solo il 30% di cocaina e una quantità sconosciuta di acido borico. Un piccolo spostamento dei potenziali di picco è visibile per le polveri intrappolate nella matrice di gelatina rispetto alle soluzioni. Il picco di cocaina è ora situato a un potenziale di 0.97 V invece di 1.04 V.,
Questo metodo di voltammetria ad onda quadra, ricco di informazioni e a corsa singola, che utilizza elettrodi immobilizzati sul polpastrello di un guanto, offre notevoli promesse per il rapido screening in loco di carichi e persone sospette sulla presenza di cocaina e dei suoi agenti di taglio.
Riproducibilità
La riproducibilità dei segnali ottenuti in soluzione e polveri è stata studiata eseguendo cinque misurazioni, con ogni volta una SPE diversa, su diversi campioni studiati in precedenza, tutti contenenti cocaina da 1 mm., In soluzione abbiamo ottenuto risultati riguardanti il potenziale di picco della cocaina per la cocaina pura e tre campioni di strada. Un cocaina pura soluzione ha mostrato il caratteristico picco a 1.04 ± 0.02 V, mentre per un primo street campione contenente il 73% di cocaina e 17% fenacetina, una seconda strada campione contenente il 76% di cocaina, il 3% di caffeina, il 10% di hydroxyzine e meno di 1% di lidocaina e una terza strada campione contenente il 30% di cocaina e un numero sconosciuto di acido borico ha mostrato di picco potenzialità di 1,06 ± 0.01 V, 1.03 ± 0.01 V e 1.03 ± 0.01 V rispettivamente.,
I risultati mostrano una deviazione standard di potenziale di picco massimo di ±20 mV, probabilmente causata da piccole differenze negli elettrodi di riferimento interni tra le diverse SPE. I potenziali spostamenti sono, tuttavia, piccoli e non causano alcun problema per identificare la cocaina, anche perché questi piccoli spostamenti si verificano anche per gli agenti di taglio.
In polvere, lo stesso esperimento è stato eseguito per la cocaina pura, utilizzando il gel conduttivo come elettrolita e il valore potenziale di picco ottenuto era 0.97 ± 0.01 V, mostrando la robustezza e la riproducibilità dell’approccio., Questa stabilità è stata assicurata dall’anello di gomma, immobilizzato sul pollice del dispositivo polpastrello come descritto nella sezione sperimentale. Questo anello mantiene il gel conduttivo in posizione e garantisce una forza applicata costante sulla superficie dell’elettrodo mentre entrambe le dita sono unite durante gli esperimenti, portando a linee di base stabili. La piccola variazione di potenziale mostra anche che scorrere la superficie dell’elettrodo sulle polveri non porta a una diversa risposta elettrochimica causata da superfici degli elettrodi danneggiate. Questo è uno dei motivi per cui sono stati utilizzati elettrodi di grafite.,
Sperimentale
Reagenti e materiali
Lo standard cocaina·HCl è stato acquistato da Lipomed (Arlesheim, Svizzera). Gli standard di fenacetina, diltiazem, lidocaina, procaina, idrossizina, benzocaina, paracetamolo e myo-inositolo sono stati acquistati da Sigma-Aldrich (Diegem, Belgio). Gli standard di acido benzoico e levamisolo sono stati acquistati da Acros Organics (Geel, Belgio). Gli standard di caffeina, acido borico, glucosio, maltosio e amido sono stati acquistati da VWR Chemicals (Leuven, Belgio) e uno standard di D-sorbitolo è stato acquistato da Merck Chemicals KGaA (Overijse, Belgio)., Autentici campioni di cocaina sono stati ottenuti dall’Istituto Nazionale di Criminalistica e criminologia (Bruxelles, Belgio). Gelatina gel B è stato fornito da PB gelatins (Regno Unito). Carbon ItalSens IS-C Gli elettrodi serigrafati (SPE) sono stati acquistati da PalmSens (Utrecht, Paesi Bassi) e sono stati utilizzati durante tutte le misurazioni elettrochimiche. La superficie dell’elettrodo è di 7,07 mm2. Tutte le misurazioni elettrochimiche basate su laboratorium sono state eseguite utilizzando un potenziostato Metrohm µAutolab III e un software NOVA 1.11.
Sintesi del gel conduttore
Una miscela di 2.,il 5% in peso di gelatina gel B in un tampone KCl da 100 mm e KH2PO4 da 20 mm è stato riscaldato in un tubo di Eppendorf a 50 ° C per 15 minuti seguiti da ulteriore miscelazione fino a quando la soluzione è diventata omogenea. La soluzione è stata quindi trasferita in una siringa in cui l’idrogel è stato formato e invecchiato durante le successive 16 ore a temperatura ambiente prima dell’uso negli esperimenti.
Determinazione dei campioni in soluzione
La soluzione tampone utilizzata per gli esperimenti è stata ottimizzata per ottenere la massima separazione e sensibilità dei picchi. Il 0.1 M KCl + 0.,020 M tampone KH2PO4 ha permesso l’identificazione della cocaina senza sovrapporre i segnali degli agenti di taglio, come mostrato in Fig. 2. Le soluzioni di cocaina da 1 mm e tutti gli agenti di taglio sono state preparate in tampone KH2PO4 da 0,1 M KCl + 0,02 M (pH 7) e conservate a 4 °C prima dell’analisi. Ogni soluzione è stata analizzata separatamente mettendo una goccia di 50 µL sulla SPE e la voltammetria ad onda quadra è stata eseguita al fine di rilevare i processi redox caratteristici per ciascuna sostanza. Questo è stato eseguito anche per miscele binarie di cocaina e un agente di taglio, nonché per autentici campioni di strada.,
Metodo di strisciata in loco
Le polveri sospette sono state analizzate direttamente utilizzando un gel di gelatina come elettrolita solido. Lo SPE è stato inserito in un piccolo connettore SPE (con fili collegati al potenziostato) che è stato fissato su un anello di metallo. Questo anello è indossato dall’esecutore dell’esperimento sul dito indice di un guanto di nitrile. Lo SPE è stato fatto scorrere delicatamente sulla polvere sospetta in un modo che ha permesso di trasferire parte della polvere sull’elettrodo di lavoro dello SPE., 100 µL del gel conduttivo sono stati aggiunti con una siringa a un piccolo serbatoio sul pollice, circondato da un piccolo anello di gomma. L’anello di gomma mantiene il gel in posizione ed è stato immobilizzato sul pollice con colla cianoacrilata.
Entrambe le dita sono state unite insieme, portando al completamento della cella elettrochimica in cui è stata avviata la misurazione elettrochimica. Ogni elettrodo e porzione di gel è stato utilizzato solo una volta.
Voltammetria ad onda quadra
La voltammetria ad onda quadra (SWV) è stata eseguita per caratterizzare l’impronta elettrochimica dei campioni di cocaina (street)., È stato applicato un potenziale di condizionamento di 1,5 V per 5 s, seguito da una seconda fase di condizionamento di 5 s a 0 V prima di eseguire una scansione da -0,1 V a un potenziale finale di 1,5 V vs. Ag/AgCl. Tutte le scansioni sono state eseguite a una frequenza di 10 Hz, con un’ampiezza di 25 mV e un potenziale di passo di 5 mV. Per gli esperimenti con polveri invece di soluzione, è stata eseguita una singola fase di condizionamento di 5 s a 0 V.
Moving average iterative background correction
Un metodo di correzione della linea di base è stato costruito nella procedura SWV nella NOVA 1.,11 software per correggere automaticamente la corrente di sfondo di sollevamento al fine di rendere i voltammogrammi più facili da interpretare. In breve, il metodo confronta il valore di un punto dati Ai con i valori dei punti dati precedenti e successivi Ai-1 e Ai+1. Se il valore del punto dati Ai è superiore alla media dei valori dei punti Ai – 1 e Ai + 1 (come nel caso di un picco di ossidazione), la media dei valori di Ai−1 e Ai+1 sostituirà il valore di Ai per costruire la linea di base corretta., In tutti gli altri casi in cui Ai è inferiore o uguale alla media di Ai−1 e Ai+1, Ai sarà il valore utilizzato per la linea di base corretta. Questo processo è stato eseguito per ogni due punti dati nel voltammogramma e ripetuto fino a quando il valore di Ai non supera mai la media dei valori di Ai−1 e Ai+1, con un massimo di 1000 iterazioni. La linea di base corretta è ora assemblata e la corrente di sfondo sarà zero. Le correnti positive sono visibili solo ai picchi dei processi di ossidazione.,
Conclusioni
Abbiamo dimostrato l’applicabilità di un approccio elettrochimico delle impronte digitali per identificare la cocaina e i suoi agenti di taglio nei campioni di strada. L’analisi diretta con una preparazione minima del campione è possibile grazie all’integrazione dell’elettrodo serigrafato in un guanto e utilizzando un idrogel di gelatina conduttivo e flessibile come elettrolita., Questo nuovo approccio consente una rapida rilevazione in loco in punti di interesse come aeroporti e porti, semplicemente facendo scorrere il sistema di elettrodi sulla polvere sospetta, unire entrambe le dita e avviare la misurazione voltammetrica ad onda quadra. La determinazione dell’impronta elettrochimica distinta sia della cocaina che degli agenti di taglio in soluzione fornisce tutte le informazioni analitiche necessarie per rilevare la cocaina e gli agenti di taglio in loco in campioni sospetti sconosciuti., Il nuovo concetto mantiene quindi notevoli promesse come metodo di screening portatile e applicabile in loco finalizzato alla rapida identificazione di campioni di cocaina/droghe (street). Per ottenere ciò, è necessario passare da un potenziostato grande (come µAutolab III) a un dispositivo potenziostato portatile miniaturizzato. Con il rapido sviluppo di sistemi wireless e di comunicazione, la trasmissione dei risultati a uno smartphone o un tablet sarebbe di notevole utilità per le indagini sulla droga in loco.
Ringraziamenti
Gli autori riconoscono BELSPO per il finanziamento del progetto APTADRU (BR/314/PI / APTADRU).,