Nowe narzędzie dla laboratoriów kryminalistycznych i toksykologicznych znacząco przyspieszy identyfikację narkotyków, co ma kluczowe znaczenie w walce z przestępczością i uzależnieniami. W szczególności badacze z Uniwersytetu Zachodniej Wirginii (WVU) i amerykańska Agencja ds. Walki z Narkotykami (DEA) opracowują algorytm, który umożliwi precyzyjniejszą identyfikację substancji psychoaktywnych, takich jak fentanyl i jego chemiczne analogi.
Rewolucja w identyfikacji narkotyków
Dzięki wsparciu finansowemu w wysokości ponad 399 tysięcy dolarów z Narodowego Instytutu Sprawiedliwości, Glen Jackson, profesor kryminalistyki i nauk śledczych na WVU, rozwija algorytm o nazwie EASI (Expert Algorithm for Substance Identification), który ma na celu usprawnienie analizy substancji psychoaktywnych. EASI pozwoli laboratoriom korzystającym z różnych urządzeń na wymianę danych dotyczących profili chemicznych różnych narkotyków, co do tej pory było trudnym zadaniem w tej dziedzinie.
Wyzwania związane z identyfikacją fentanylu i jego analogów
Fentanyl i jego chemiczne analogi to substancje, które są niezwykle podobne pod względem struktury chemicznej, co często sprawia, że ich rozróżnienie w badaniach forensycznych jest bardzo trudne. Jednak te różnice, choć niewielkie, mają ogromne znaczenie, szczególnie w kwestii ich zdolności do wywoływania uzależnień lub przedawkowania. Na przykład, niektóre analogi fentanylu, takie jak fluorofentanyl, są znacznie bardziej niebezpieczne, ponieważ silniej wiążą się z receptorami opioidowymi, co zwiększa ryzyko śmiertelnego przedawkowania.
Obecne algorytmy mają ograniczoną zdolność do rozróżniania analogów fentanylu, co powoduje, że wyniki analizy mogą być niewystarczająco dokładne, aby spełniać standardy dowodowe w sądach. Co więcej, porównania wyników z różnych laboratoriów, korzystających z odmiennych narzędzi, są często mało wiarygodne. EASI ma to zmienić, umożliwiając szybsze i bardziej precyzyjne różnicowanie nowych, syntetycznych narkotyków.
Mass spektrometria jako kluczowe narzędzie
Mass spektrometria, wykorzystywana przez chemików forensycznych, to proces, który umożliwia identyfikację substancji przez analizę ich masy cząsteczkowej. DEA korzysta również z technik fragmentacji molekularnej, które rozbijają cząsteczki narkotyków na charakterystyczne fragmenty, co pozwala na ich precyzyjne zidentyfikowanie. Algorytm EASI analizuje te fragmenty i pomaga przypisać ich masy do konkretnej substancji.
Jackson już wcześniej udowodnił skuteczność algorytmu EASI w przypadku danych uzyskanych za pomocą spektrometrii masowej z „jonizacją elektronową”. Jednak teraz, dzięki współpracy z laboratoriami DEA, rozszerzy zastosowanie EASI na bardziej zaawansowane metody spektrometrii, takie jak spektrometria masowa tandemowa, która jest bardziej precyzyjna i niezawodna.
Baza danych i przyszłe zastosowania
Nowe narzędzie nie tylko posłuży do szybkiej identyfikacji narkotyków, ale także będzie wsparte przez rozbudowaną bazę danych, obejmującą ponad 118 tysięcy „spektrów”, czyli wizualnych reprezentacji różnych narkotyków, w tym fentanylu, marihuany, ecstasy i LSD. Jackson planuje również przetestować skuteczność algorytmu w przypadku próbek, które są mieszane lub zawierają dodatki, co stanowi dodatkowe wyzwanie dla standardowych metod analizy.
Chociaż obecnie prace koncentrują się na identyfikacji substancji psychoaktywnych, Jackson przewiduje, że algorytm EASI może w przyszłości być zastosowany do identyfikacji innych materiałów, takich jak materiały wybuchowe czy łatwopalne ciecze.
Współpraca z firmą Wiley
Kluczowym partnerem w tym projekcie jest firma Wiley, dostawca oprogramowania dla laboratoriów kryminalistycznych. Wiley planuje zaimplementować algorytm EASI w swoim oprogramowaniu KnowItAll i porównać go z innymi komercyjnymi oraz rozwijanymi algorytmami, w tym z narzędziami opartymi na sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowym. Ta współpraca umożliwi również identyfikację potencjalnych problemów z algorytmem i przygotowanie drogi do jego komercjalizacji.
Oszczędności i przyszłość algorytmu EASI
Zastosowanie algorytmu EASI może przynieść ogromne oszczędności finansowe dla laboratoriów kryminalistycznych. Obecnie każde laboratorium musi tworzyć własne, wewnętrzne standardy identyfikacyjne dla nowych próbek narkotyków, co jest kosztowne i czasochłonne. Wprowadzenie EASI do szeroko stosowanego oprogramowania mogłoby zredukować te koszty, umożliwiając szybszą i bardziej precyzyjną identyfikację narkotyków.
Jackson jest przekonany, że EASI może zrewolucjonizować pole toksykologii i kryminalistyki, umożliwiając laboratoriom szybsze i bardziej precyzyjne wykrywanie niebezpiecznych substancji. W miarę jak algorytm będzie rozwijany i adaptowany do nowych technologii, może on stać się nieocenionym narzędziem w walce z przestępczością narkotykową i ratowaniu ludzkiego życia.
