嗅覚トレーニングとフィールドテストのための制御された臭気模倣浸透システム
Summary
制御された臭気の模倣の浸透システムは嗅覚のテストおよび訓練のための臭いの配達の簡単な、フィールドポータブル、低コストの方法である。吸着材に保持された臭気で構成され、透過性ポリマーバッグの内部に含まれており、経時に臭気蒸気の放出を制御することができます。
Abstract
制御された臭気模倣浸透システム(COMPS)は制御および再生可能な速度での臭気の配達の便利なフィールドテスト方法を提供するために開発された。COMPSは、透過性ポリマーバッグの内部に封入された吸収性材料に関心のある臭気で構成されています。透過性層は、一定時間にわたって臭気の一定の放出を可能にする。透過性の袋は二次的で不透過性の袋にさらに貯える。二重封じ込み手順は、透過性の袋から、しかし不透過性の外層内からの臭気の平衡を可能にし、外包からの取り外し時に臭気蒸気の即時および再生可能な供給源をもたらす。COMPSは、実験シナリオの嗅覚試験と、検出イヌなどの嗅覚検出トレーニングの両方で使用されます。COMPSは、幅広い臭気剤(例えば、麻薬粉末)を含有し、関連する臭気剤の制御放出を提供するために使用することができる。COMPSからの臭気の入手可能性は、透過速度(すなわち、単位時間当たりのCOMPSから放出される臭気蒸気の速度)の観点から表され、典型的には重量測定手段によって測定される。特定の質量または臭気量の浸透速度は、袋の厚さ、表面積、および/またはポリマータイプを変化させることによって必要に応じて調整することができます。COMPSから利用可能な臭気濃度は、ガスクロマトグラフィー/質量分析法(SPME-GC/MS)を用いた固相微小抽出などのヘッドスペース解析技術によっても測定できます。
Introduction
嗅覚は、ほとんどの動物が使用する重要な、まだ見落とされがちなセンシングメカニズムです。多くの人にとって、それは食べ物を見つけるための主なメカニズムです, 仲間を見つける, または危険を感じるための1.さらに、嗅覚能力は、いくつかの動物、特にイヌ、コントラバンド(例えば、麻薬または爆発物)、または行方不明者、侵略的種、または疾患などの目的の他の物体の検出のためにヒトによって定期的に利用される2、3。イヌ検出研究や他の嗅覚研究のトピック, 研究者は、多くの場合、嗅覚のプロセスと嗅覚システムの強さと限界を研究.そのため、一般に、試験中に既知の臭気量を再現的に送達するために、環境への臭気蒸気の放出を制御することが望ましい。蒸気圧や環境影響などの要因による臭気の変動を考慮しないと、データの解釈や適用可能性が複雑になることが多い。同様に、検出されたイヌの訓練シナリオ中に確立された量の臭気を提供することが望ましい。例えば、ハロウェルら5とPapet6による研究は、臭気知覚における臭い強度の重要性を示しており、臭気の強度を変えることは、それが単独または混合物でどのように認識されるかに影響を与える可能性があることを示している。
実験室での設定では、制御可能なオーブン、蒸気発生器、または嗅ファクトメーターを備えた浸透管のような分析装置の使用は、臭気の送達を制御するために使用されるかもしれない。ただし、このタイプの機器は、現場でのテストやトレーニングのシナリオ4での使用には実用的ではありません。制御された臭気模倣浸透システム(COMPS)は、外部の電力を必要としない制御された臭気の送達のための簡単で低コストで使い捨て方法として開発されました。したがって、さまざまなテストおよびトレーニングシナリオ7に簡単に組み込むことができます。COMPSユニットは、単に、二次封じ込めシステムに格納された、透過性ポリマーバッグの内側に密封された吸収性材料上の関心の臭気で構成されています。COMPS の利用は、テスト間のばらつきを減らし、トレーニング演習8の間の一貫性を改善します。
COMPSからの臭気の送達または利用可能性は、時間の経過とともに放出される蒸気の質量の点で重量測定分析によって決定されるように、浸透率の観点から測定される。浸透率は、ポリマーバッグの厚さ、その利用可能な表面積、使用される吸収材料(基材)の種類、および臭気剤の量を含む多くの要因によって制御することができる。浸透率は、使用される臭気に応じて一定期間(時間または日)一定である。これにより、テストやトレーニング中の臭気の供給に最小限のばらつきが可能です。貯蔵中、COMPSは不透過性の外側の容器の中で平衡状態になり、既知の浸透速度で臭気蒸気の即時供給源を生じる。
COMPSは当初、爆発性物質に関連する臭気を含み、臭い模倣物として使用されるように設計されました 7 .マシアスらによって定義されるように、ニオイ模倣体は、爆発物のような目的の物質をシミュレートし、親物質自体の存在なしにその材料のヘッドスペースに見られる支配的な揮発性化合物、または臭気剤を提供することによって、 8。臭いの模倣を作成するには、親材料の活性臭気を決定する必要があります。活性臭気は、このシナリオでは、実際の爆発物が存在すると信じて、訓練された爆発物検出イヌが検出する揮発性化合物として記述される。いくつかの爆発性物質のヘッドスペースで支配的な揮発性化合物を同定したCOMPSは、これらの個々の臭気を、イヌ嗅覚検出フィールド試験の期間中、制御された速度で放出し、いくつかの爆発物質に関連する活性臭気を決定する準備を整えた。COMPSは、この目的のために正常に使用されました7,9そして、それ以来、さらなる爆発検出訓練のための臭気の模倣として使用されています.
マシアスらは、室温で純粋な化学固体であるピペロナルを含むCOMPSを利用し、気相において、MDMA(3,4-メチレン化オキシメタンフェタミン)、エクスタシーとして知られる精神活性薬に対する活性臭気であることが示されている。研究者たちは、低密度ポリエチレンバッグの様々な厚みと表面積を使用して、ピペロン蒸気の浸透速度を調整しました。この一連のCOMPSは、訓練された麻薬検出イヌ8のピペロナル検出閾値を推定するために使用された。逆に、別の研究では、COMPSバッグの厚さは、相同系列の各化合物間の透過率の偏差を最小限に抑えるために調整されましたが、蒸気圧は大幅に変化していました。この研究で単一の袋の厚さが使用されていた場合、より高い蒸気圧を有する化合物は、はるかに高い浸透率をもたらしたであろう。より高い揮発性化合物の袋厚を増やすことによって、パーメーション率は、それらがすべての化合物4に対して類似するように調整された。どちらの研究も、蒸気放出を制御するCOMPSの有用性と適応性を実証しています。ポリマーバッグの厚さおよび吸収性材料を最適化する同様の研究は、合成カチノン(すなわち、入浴剤)10、他の麻薬(ヘロインおよびマリファナ11を含む)、およびヒト臭化合物12、13のための臭い模倣物の作成において行われている。最後の例では、Simonらは、浸潤性真菌種14に関連する活性臭気を調査した。感染した樹皮の全部分は、抽出された臭気の代わりに、犬の嗅覚試験14中の放出を制御するためにポリマーバッグに直接入れた。COMPSは様々なシナリオに利用することができ、本書で議論されたプロトコルは、このツールの多様性を実証するために選択されました。
Protocol
Representative Results
Discussion
制御された臭気の模倣の浸透システム(COMPS)は透過性の袋に興味の臭いを密封することによって容易に作成される。これは、液体化合物を吸収性材料にピペット化し、吸収性材料を袋に入れることによって行われる可能性があります。純粋な固体化合物を袋4に直接入れることで、ピペロナル8の場合に行われたように、または、真菌感染木材14</…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品の一部は、海軍研究所と国立司法研究所(2006-DN-BX-K027)によって資金提供されました。著者らは、このプロジェクトに参加した多くの「ファートングループ」の学生だけでなく、米海軍研究所と海軍表面戦センター(インドヘッドEOD技術部門)の協力者に感謝したいと考えています。最後に、著者は、米国K-9アカデミーのピーター・ヌネズ、メトロデイドK9サービスのトニー・グスマン、マイアミデイド地域の法執行機関チームに感謝します。
Materials
| 16 oz economy jars (70-450 finish) | Fillmore container | A16-08C-Case 12 | |
| 7890A gas chromatograph / 5975 mass selective detector | Agilent | ||
| Analytical balance | Mettler Toledo | 01-911-005 | |
| Ball regualr bands and dome lids | Fillmore container | J30000 | |
| Cotton gauze (2" x 2") | Dukal | ||
| Disposable weighing boats | VWR | 10803-148 | |
| Epoxy-lined sample containers, 1 gallon | TriTech Forensics | CANG-E | |
| Epoxy-lined sample containers, 1 pint | TriTech Forensics | CANPT-E | |
| Low density polyetheylene bag | Uline | S-5373 | |
| Rtx-Volatiles (30 m x 0.32 mmID) column | Restek | 10901 | |
| Silver metalized mylar barrier bag (3.5" x 4.5") | ESP Packaging | 95509993779 | |
| Silver metalized mylar barrier bag (5" x 8.5" x 3") | ESP Packaging | 95509993793 | |
| Solid phase microextration fiber assembly (PDMS/DVB/CAR) | Sigma-Aldrich | 57328-U | |
| Solid phase microextration holder | Sigma-Aldrich | 57330-U | |
| Tabletop Impulse Sealer | Uline | H-190 | Heat sealer |
References
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