Magnetschwebetrennung in der Drogenfahndung

Analyse illegaler Substanzen in Pulvergemischen durch magnetische Levitation

11.12.2019 - USA

Verdächtige Pulver können mit einer Methode namens Magneto-Archimedes Levitation (MagLev) schnell vor Ort analysiert werden, wie eine Studie in der Zeitschrift Angewandte Chemie zeigt. Selbst stark gestreckte Substanzen in Drogengemischen werden identifiziert. Die von einem Wissenschaftler-Team an der Harvard University (USA) entwickelte MagLev-Methode könnte andere Vor-Ort-Analyseverfahren in der Drogenfahndung ergänzen oder sogar ersetzen, schlagen die Wissenschaftler vor.

Im Jahr 2017 starben in den USA 30.000 Menschen durch Fentanyl und andere synthetische Opioide. Bei Personenkontrollen oder Razzien stehen Ordnungshüter oft vor der Aufgabe, solche Opioide schnell und präzise als Bestandteil von beschlagnahmten Pulvern auszuweisen. Dafür verwenden sie Hundenasen oder Farbtests, die eine erste, rein qualitative Analyse ermöglichen. Die Gruppe um George M. Whitesides von der Harvard University und Kollegen von der Drug Enforcement Administration (DEA) haben nun eine neue Methode auf Basis der magnetischen Levitation entwickelt. Ihr Vorteil: Sie ist schnell, präzise und einfach zu bedienen. Verschiedene Wirkstoffe in Gemischen werden entsprechend ihrer Dichte getrennt und können sogar isoliert werden.

Das MagLev-Analysegerät besteht aus zwei starken Permanentmagneten auf beiden Seiten einer Küvette, die mit einer Lösung aus einem paramagnetischen Gadolinium-Chelatkomplex gefüllt ist. (Gadolinium ist ein magnetisches Metall, dessen freie Ionen toxisch sind. Komplexiert wie hier gilt es aber als ungiftig.) Sobald sich in der Küvette eine Pulverprobe befindet, beginnen die einzelnen Komponenten im Pulvergemisch durch das starke Magnetfeld zu „schweben”: Sie wandern in der Küvette aufwärts und sammeln sich an einer bestimmten Höhe an. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler homogen aussehende Pulvergemische in bis zu sieben Fraktionen auftrennen, die nahezu nur Reinsubstanzen mit ihrer jeweils charakteristischen Dichte enthielten. Unter den getesteten Substanzen waren Fenantyl, Kokain, Heroin, Lidocain, Koffein und Methamphetamin sowie verschiedene Streckmittel.

Um eine Substanz zu identifizieren, vergleicht der MagLev-Techniker einfach die beobachtete Dichte einer unbekannten Fraktion mit bekannten Dichten von Drogen und Medikamenten. Darüber hinaus sei aber auch eine präparative Verwendung möglich, sagen die Wissenschaftler, denn durch MagLev würden gestreckte Substanzen (bei einem Gehalt von weniger als fünf Prozent) getrennt und angereichert. Die einzelnen Fraktionen können mit einer Pipette entnommen, gewaschen und für weitere Analysen getrocknet werden. Eindeutig identifiziert werden sie dann mit spektroskopischen Methoden, die für Gemische nicht selektiv genug sind.

Allerdings müssen die Substanzen für einen solchen MagLev-Test in fester Form, also als Pulver, vorliegen, und sie dürfen sich nicht in unpolaren Lösungsmitteln wie dem hier verwendeten Hexan und Tetrachlorethylen lösen.

Die Autoren der Studie hoffen, dass MagLev bald für die Drogenfahndung kommerziell verfügbar ist.