Kontrollerad Lukt Mimic Genomsmetering System för Luktträning och Fältprovning

Olfaction är en avgörande, men ofta förbisedd, avkänningsmekanism som används av de flesta djur. För många är det den viktigaste mekanismen för att lokalisera mat, hitta en kompis, eller avkänning fara¹. Dessutom är luktkapacitet vissa djur, framför allt hundar, regelbundet utnyttjas av människor för att upptäcka smuggelgods (t.ex., narkotika eller sprängämnen), eller andra föremål av intresse, såsom saknade personer, invasiva arter, eller sjukdomar^2,3. För hund detektion forskning eller andra olfaction forskningsämnen, prövare studerar ofta processen för olfaction och styrkor och begränsningar i luktsystemet. Som sådan är det allmänt önskvärt att kontrollera utsläpp av en luktgasa i miljön för att reproducera leverera kända mängder av luktämne under testning. Underlåtenhet att redogöra för variationer i lukt tillgänglighet på grund av faktorer som ångtryck eller miljöeffekter ofta komplicerar data tolkning och tillämplighet⁴. Det är på samma sätt önskvärt att ge en etablerad mängd lukt under utbildning scenarier för detektering av hundar. Till exempel studier av Hallowell et al.⁵ och av Papet⁶ har indikerat vikten av luktintensitet i luktuppfattning, och att förändra intensiteten hos en luktant kan påverka hur det uppfattas ensamt eller i en blandning.

I laboratorieinställningar, användning av analysutrustning såsom permeation rör med kontrollerbara ugnar, ånggeneratorer, eller olfactometers kan användas för att kontrollera lukt leverans. Denna typ av utrustning är dock opraktisk för användning under fälttest och träningsscenarier⁴. Den kontrollerade lukt Mimic Permeation System (COMPS) utvecklades som en enkel, låg kostnad, och engångsmetod för kontrollerad lukt leverans kräver ingen extern ström. Därför kan de lätt införlivas i en mängd olika testnings- och träningsscenarier⁷. COMPS-enheter är helt enkelt består av en luktant av intresse på ett absorberande material förseglat inuti en permeabel polymerpåse, lagras i ett sekundärt inneslutningssystem. Utnyttjandet av COMPS minskar variabiliteten mellan testerna och förbättrar konsekvensen under träningsövningar⁸.

Lukt leverans eller tillgänglighet från COMPS mäts i termer av permeation rate, som bestäms av gravimetrisk analys i form av massa av ånga som frigörs över tiden. Permeationshastigheter kan kontrolleras av ett antal faktorer, bland annat tjockleken på polymersäcken, dess tillgängliga yta, typen av absorberande material (substrat) som används, och mängden av luktämnet. Permeationshastigheten är konstant under en given tidsperiod (timmar eller dagar) beroende på vilken luktämne som används. Detta möjliggör minimal variabilitet i lukt leverans under testning eller utbildning. Under lagring, COMPS kommit till jämvikt inom den ogenomträngliga yttre behållaren, vilket resulterar i en omedelbar källa till luktig ånga med en känd permeationhastighet.

COMPS var ursprungligen utformade för att innehålla luktämnen i samband med explosiva material och för att användas som lukt härmar⁷. Som definieras av Macias et al., en lukt härma simulerar ett material av intresse, såsom en explosiv, genom att ge den dominerande flyktiga föreningar, eller luktämnen, som finns i headspace av detta material utan närvaro av modermaterialet själv⁸. För att skapa en lukt härma, måste de aktiva luktämnena i föräldramaterialet bestämmas. En aktiv lukt, i detta scenario, beskrivs som en flyktig förening som en utbildad explosiv-upptäckt hund upptäcker, tro att det finns en verklig explosivt material närvarande. Efter att ha identifierat dominerande flyktiga föreningar i headspace av flera explosiva material, comps var beredda att släppa dessa enskilda luktämnen i en kontrollerad takt under den tid som hund olfactory upptäckt fältförsök och fastställa den aktiva luktämnet är associerad med flera explosiva material. COMPS användes framgångsrikt för detta ändamål⁷,^{9 och}har sedan använts som lukt härmar för ytterligare explosiva upptäckt utbildning.

Macias et al. utnyttjade COMPS som innehåller piperonal, en ren kemisk fast vid rumstemperatur som, i ångfasen, har visat sig vara den aktiva luktämne för MDMA (3,4-metylendioximetamfetamin), den psykoaktiva drogen kallas ecstasy. Forskarna använde varierande tjocklekar och ytområden av lågdensitetspolyetenpåsar för att justera permeationshastigheten av piperonal ånga. Denna serie av COMPS användes sedan för att uppskatta piperonal detektionströskel för utbildade narkotika-upptäckt hundar⁸. Omvänt, i en separat studie, COMPS väska tjocklekar justerades för att minimera avvikelsen av permeation priser mellan varje förening i en homolog serie även om de besatt drastiskt varierande ångtryck. Om en enda påse tjocklek hade använts i denna studie, de föreningar med högre ångtryck skulle ha gett mycket högre permeation priser. Genom att öka påsens tjocklek för de högre volatilitetsföreningarna justerades permeationshastigheterna så att de var likartade för alla föreningar⁴. Båda studierna visar nyttan och anpassningsförmågan hos COMPS för att kontrollera ångutlösning. Liknande studier optimera polymer påsen tjocklek samt absorberande material har utförts i skapandet av lukt härmar för syntetiska katinoner (dvs, badsalt)¹⁰, andra narkotika (inklusive heroin och marijuana¹¹), och mänsklig lukt föreningar^12,13. I ett sista exempel undersökte Simon et al. de aktiva luktämnen som är associerade med en invasiv svampart¹⁴. Hela bitar av infekterade träd bark, i stället för de extraherade luktämnen, placerades direkt i polymerpåsen för att kontrollera release under hund olfaction testning¹⁴. COMPS kan utnyttjas för en mängd olika scenarier, och de protokoll som diskuteras häri valdes för att visa mångfalden av detta verktyg.