Marihuana is nu legaal voor recreatief of medicinaal gebruik in ten minste 28 staten en het District of Columbia. Maar rijden onder invloed van marihuana is illegaal, in welke staat je ook bent. Om de wet te handhaven, autoriteiten hebben behoefte aan een eenvoudige, strenge test langs de weg voor marihuana-intoxicatie.

Hoewel verschillende bedrijven werken aan de ontwikkeling van ademtesters voor marihuana, het testen van de adem van een persoon op van marihuana afgeleide verbindingen is veel gecompliceerder dan het testen op alcohol.

Maar wetenschappers van het National Institute of Standards and Technology (NIST) hebben een belangrijke stap gezet in de richting van dat doel door een fundamentele fysieke eigenschap van de belangrijkste psychoactieve stof in marihuana te meten, delta-9-tetrahydrocannabinol (THC). specifiek, ze maten de dampdruk van deze verbinding - een meting die, vanwege de chemische structuur van de verbinding, is erg moeilijk en is nog niet eerder gelukt. De resultaten zijn gepubliceerd in Forensic Chemistry.

"Dampdruk beschrijft hoe een verbinding zich gedraagt ​​​​wanneer het overgaat van een vloeistof naar een gas, " zei Tara Lovestead, een NIST chemisch ingenieur en de hoofdauteur van de studie. "Dat is wat er in je longen gebeurt wanneer een molecuul het bloed verlaat om in je adem te worden uitgeademd. Dus als je de bloedspiegels nauwkeurig wilt meten op basis van adem, je moet de dampdruk weten."

Wetshandhavingsinstanties zijn geïnteresseerd in een breathalyzer omdat het verzamelen van bloed of urine langs de weg onpraktisch en invasief zou zijn. Lovestead ontwerpt zelf geen breathalyzer. Liever, door deze fundamentele fysieke eigenschap te meten, zij en haar collega's leggen de technische basis voor fabrikanten om nauwkeurige apparaten te ontwikkelen.

Hoewel dit onderzoek een belangrijke stap voorwaarts is, er zal nog meer onderzoek nodig zijn om te begrijpen hoe de ademniveaus van THC correleren met de bloedspiegels, en welke bloedspiegels van THC aangeven dat een persoon te slecht is om te rijden.

Wat is dampdruk?

Dampdruk vertelt je hoe avontuurlijk een molecuul is. Zelfs als ze in vaste of vloeibare vorm zijn, moleculen zijn in een constante staat van jiggly beweging, en sommigen zullen ontsnappen als een gas. Moleculen met een hoge dampdruk, zoals ethylalcohol, zijn voortdurend aan het ontsnappen. Daarom, als je een fles whisky opent, je ruikt meteen de alcoholmoleculen die zich in de luchtruimte onder de dop hebben verzameld.

Ethylalcohol ontsnapt zo gemakkelijk omdat het een klein molecuul is met een eenvoudige vorm. Maar THC-moleculen zijn groot en complex, met lussen en sporen waardoor ze aan elkaar blijven plakken. Dit resulteert in een zeer lage dampdruk - zo laag dat je het niet op de gebruikelijke manier kunt meten, wat inhoudt dat je THC in een gesloten container moet doen en wachten tot de druk gelijk wordt.

"Je zou heel lang wachten, ' zei Lovestead.

Een nieuwe techniek

De onderzoekers overwonnen dat obstakel door een technologie te gebruiken die PLOT-cryo wordt genoemd - een afkorting voor poreuze laag open buisvormige cryogene adsorptie. "PLOT-cryo is een uiterst gevoelige techniek voor het vastleggen en analyseren van dingen in de dampfase, " zei Tom Bruno, een NIST-onderzoekschemicus en co-auteur van de studie. "Het was een natuurlijke kandidaat voor dit soort problemen."

Bruno vond in 2009 PLOT-cryo uit voor gebruik met puffermachines op luchthavens die lucht op passagiers of bagage blazen. snuif dan de lucht op voor sporen van explosieven. Destijds, bestaande technologie kon de explosieve sporen in de lucht detecteren, maar kon niet precies identificeren welke verbindingen aanwezig waren. PLOT-cryo loste dat probleem op. De technologie is sindsdien gebruikt om brandresten op te sporen op sporen van brandstichting en om clandestiene graven te vinden door de geringste geur van ontbinding te volgen.

PLOT-cryo is zo gevoelig dat het zelfs de relatief weinige THC-moleculen die in de dampfase ontsnappen, kan opvangen en analyseren. In dit experiment, de onderzoekers gebruikten pure THC, gekocht in overeenstemming met een DEA-onderzoekslicentie. Ze dreven een inert gas over het monster om ontsnappende moleculen op te vangen. vervolgens het gas afgekoeld om ze te verzamelen (daar komt het "cryo"-gedeelte van de naam vandaan). Door de massa van de teruggewonnen moleculen te meten in een bekend volume en temperatuur van het spoelgas, de onderzoekers berekenden de dampdruk.

De onderzoekers berekenden ook de dampdruk van een tweede verbinding, cannabidiol, die als minder psychoactief wordt beschouwd dan THC.

Metingen zijn fundamenteel

Als het gaat om ademanalyses voor alcohol, NIST zorgt voor nauwkeurige resultaten door ampullen van ethylalcohol te produceren die tot uiterst nauwkeurige concentraties zijn gemengd. Politiebureaus gebruiken deze als referentiestandaarden om hun breathalyzers te kalibreren. Dit zorgt ervoor dat verschillende apparaten die in verschillende rechtsgebieden worden gebruikt, consistente resultaten opleveren, iets wat vooral belangrijk is wanneer schuld of onschuld op het spel staat.

evenzo, nauwkeurige dampdrukmetingen voor THC helpen ervoor te zorgen dat marihuana-ademtesters worden gekalibreerd volgens een consistente standaard.

"Fundamentele metingen zijn de basis van standaardisatie, "Zei Bruno. "We leggen de basis voor de betrouwbare systemen van de toekomst."