雖然新冠大流行在過去兩年中佔據了新聞的主導地位，但另一種流行病每年奪走了超過10萬名美國人的生命。芬太尼是一種合成物質，最初是作為止痛藥製造的，但後來演變成一種利潤豐厚且危險的街頭麻醉品，是阿片類藥物危機的核心所在。
除了每個月有數千人喪生外，這兩種物質還有一個關鍵的特點：有能力改變或被改變成一些意想不到的東西，造成困難的挑戰。保護自己的第一步只是意識到危險的存在。
芬太尼變種：威脅
新冠病毒毒株已經演變出像Omicron這樣的變體，能夠有效地繞過身體的防禦系統。芬太尼也有變種，其化學結構對身體的影響更大，使其更具致命性和成癮性。為了避免被發現，逃避法律，並賺取更多的錢，全球各地富有進取心的化學家正在臨時實驗室中忙於實驗，創造新的和非法的止痛藥版本–據估計，其基本形式比嗎啡有效100倍。
美國能源部西北太平洋國家實驗室（PNNL）的科學家們估計，芬太尼有數以億計的可能化學變體，即所謂的類似物。每一個變體在一個有進取心的化學家手中變成現實，都意味着風險。
PNNL的科學家Richard Ozanich說：“毒品的新形式在不斷出現，”他是一名分析化學家，正在利用國土安全部的資金解決芬太尼危機。“這意味着，有時我們並不清楚我們在尋找什麼；一種新的形式可能還沒有出現在執法部門的雷達上。”
芬太尼數據庫拯救了生命
急救人員依靠已知芬太尼變體的化學結構的數據庫。這就像一套有害藥物和其他有害物質的化學指紋。保持芬太尼庫的更新是非常重要的。毒販子和不擇手段的化學家不斷地以微小但有影響的方式修改化合物–足以創造出逃避檢測的物質，使毒販子能夠逃避起訴，並且仍然具有致命的力量。
許多進入美國的非法物質源自墨西哥等國家。他們的創造者致力於研究更容易上癮或更容易製造的類似物。或者他們創造出可以更有效地稀釋的形式，以提高利潤，或用於增加假藥和其他非法物質。每一個未列入目錄的變體都會給犯罪分子一個漏洞–一個規避法律的機會。
Ozanich說：“即使一種化合物還沒有被列入清單，它也可以殺死你。”他指出，一些形式的化合物非常強大，不超過一粒鹽的量就可以致命。
Ozanich領導着一個由國土安全部科學和技術局資助的項目，以幫助縮小這一差距。他的團隊正在更新警察、危險材料小組和其他急救人員用來識別和了解他們遇到的危險物質的數據庫。警察、消防員和其他人員通常攜帶便攜式儀器，可以進入這些數據庫，讓官員們即時了解他們遇到的情況。
PNNL已經為這些數據庫增加了大約50個化學結構，其中還包括海洛因、可卡因和甲基苯丙胺等毒品的信息。一個更大的數據庫減少了警察、消防員、護理人員或其他人面對他們無法識別的危險未知物質的機會。
“執法部門和其他官員需要在危險情況下迅速做出決定。我們是否需要封鎖該地區？我們是否安全？對其他人有危險嗎？改進信息以迅速做出這些決定是我們努力的重點，”Ozanich說。
他補充說：“知道你在現場面對的是什麼危險，你就可以採取適當的行動來保護自己和公眾。”
超越數據庫
PNNL的其他科學家正在利用強大的計算機和創新的計算化學方法來預測尚未被創造出來的潛在芬太尼類似物–甚至在它們進入市場之前就有可能被添加到數據庫中。這項研究是試圖最終減少對使用物理樣品分析結果生成的庫的依賴的一部分。
相反，PNNL的科學家們正在研究如何根據對基本科學原理的理解來預測和排列樣品中的潛在化學結構。這將允許早期識別來自替代形式的芬太尼或其他來源的威脅，而不是僅僅依賴已經知道的東西。
芬太尼的研究完全符合PNNL尋找、探測和測量感興趣的物質或現象的工作範圍。這些物質包括爆炸殘留物、核爆炸中產生的稀有氣體、暗物質、其他非法藥物的痕迹、輻射的暗示，以及像蓖麻毒素和沙林這樣的危險化學品。研究人員積極尋求新的方法來檢測或–最好是–在這些威脅存在之前就預測和預防它們。
PNNL的高級科學家Kabrena Rodda說：“這種能力歸根結底是主動的態勢感知–也就是說，有可能及時領先於威脅，以幫助執法部門和第一反應者有效地減輕威脅，”他領導了許多對抗化學威脅的項目。
Rodda補充說：“隨着這種能力的成熟，我們對超越單純識別威脅的潛力感到興奮，並將其應用於新的應用，以保證人們的安全。”
確保現場的準確性和安全性
數據庫的更新是Ozanich領導的一個更廣泛的兩年期項目的一部分，該項目旨在評估全美各地應急人員使用的探測設備的性能。PNNL已經將第一反應者和其他人用來檢測和測量芬太尼的21種關鍵儀器的14家製造商聚集在一起。這些儀器幾乎涵蓋了今天在街上發現的所有形式的芬太尼。
通過努力，Ozanich 及其同事目前的工作將滲透到全美各地警察和其他人面臨的幾乎所有芬太尼事件。
該項目與 Ozanich 領導的另一個由 DHS 資助的項目相吻合，重點關注芬太尼標準。在 ASTM International 的支持下，他召集了 100 多名科學家、急救人員、緝毒官員、設備製造商和其他人，共同制定了三項新的實驗室標準。如果沒有適當的標準，警察和護理人員在工作時將面臨更大的風險。
兩個標準涉及現場測試芬太尼和相關化合物的設備和方法的性能。第三個標準旨在為現場遇到芬太尼的急救人員提供指南。該標準得益於第一響應者的大量投入，PNNL 與他們有着密切的關係，部分通過西北地區技術中心。
一位曾與 Ozanich 合作過的執法官員是新澤西州警察局危險材料響應部門的偵探警長 Pakorn Pattimetha。
“每天，我們都會看到不同種類的芬太尼混入所有類型的藥物和非法藥丸中，”Patimetha 說，他在大學主修生物化學，然後進入教學和執法部門。Patimetha 估計，在過去五年中，送往該州犯罪實驗室的含有芬太尼的毒品樣本比例從 5% 飆升至 90% 以上。
“犯罪現場可能很混亂。我們需要在現場快速準確地識別芬太尼，以確保每個人都保持安全，並妥善保護危險證據，”Patimetha 補充道。“讓第一響應者參與進來很重要，因為我們可以在現實世界的條件下解釋現場的情況。Rich 讓急救人員參與其中。我們直接提供我們的輸入，以確保這些方法是有效的，並且它們像我們需要的那樣工作。”