Sistemas de permeación de imitación de olor controlados para entrenamiento olfativo y pruebas de campo

La olfacción es un mecanismo de detección crucial, pero a menudo pasado por alto, utilizado por la mayoría de los animales. Para muchos es el principal mecanismo para localizar alimentos, encontrar una pareja, o detectar el peligro¹. Además, las capacidades olfativas de algunos animales, en particular los caninos, son explotadas regularmente por los seres humanos para la detección de contrabando (por ejemplo, narcóticos o explosivos), u otros objetos de interés, como personas desaparecidas, especies invasoras o enfermedades^2,3. Para la investigación de detección canina u otros temas de investigación de olfacción, los investigadores a menudo estudian el proceso de olfación y las fortalezas y limitaciones del sistema olfativo. Como tal, generalmente es deseable controlar la liberación de un vapor de olor en el medio ambiente para entregar de forma reproducible cantidades conocidas de olor durante las pruebas. No tener en cuenta las variaciones en la disponibilidad de olores debido a factores como la presión del vapor o los efectos ambientales a menudo complica la interpretación y aplicabilidad de los datos⁴. Es igualmente deseable proporcionar una cantidad establecida de olor durante los escenarios de entrenamiento para la detección de caninos. Por ejemplo, los estudios de Hallowell et al.⁵ y por Papet⁶ han indicado la importancia de la intensidad del olor en la percepción de olor, y que alterar la intensidad de un olor puede afectar la forma en que se percibe solo o en una mezcla.

En entornos de laboratorio, se puede utilizar el uso de equipos analíticos como tubos de permeación con hornos controlables, generadores de vapor o olfatometros para controlar la entrega de olores. Sin embargo, este tipo de equipo no es práctico para su uso durante las pruebas de campo y escenarios de entrenamiento⁴. El Sistema de Permeación de Olor Imitado Controlado (COMPS) fue desarrollado como un método simple, de bajo costo y desechable para la entrega controlada de olores que no requiere energía externa. Por lo tanto, se pueden incorporar fácilmente en una variedad de diferentes escenarios de prueba y entrenamiento⁷. Las unidades COMPS se componen simplemente de un olor de interés sobre un material absorbente sellado en el interior de una bolsa de polímero permeable, almacenado en un sistema de contención secundario. La utilización de COMPS reduce la variabilidad entre las pruebas y mejora la consistencia durante los ejercicios de entrenamiento⁸.

La entrega o disponibilidad de olores de COMPS se mide en términos de tasa de permeación, según lo determinado por el análisis gravimétrico en términos de masa de vapor liberado con el tiempo. Las tasas de permeación pueden ser controladas por una serie de factores, incluyendo el grosor de la bolsa de polímero, su superficie disponible, el tipo de material absorbente (sustrato) utilizado, y la cantidad del olor. La tasa de permeación es constante durante un período de tiempo determinado (horas o días) dependiendo del olor que se utilice. Esto permite una variabilidad mínima en la entrega de olores durante las pruebas o el entrenamiento. Durante el almacenamiento, COMPS llega al equilibrio dentro del contenedor exterior impermeable, lo que resulta en una fuente instantánea de vapor de olor a una tasa de permeación conocida.

LAS COMPS fueron diseñadas inicialmente para contener olores asociados con materiales explosivos y para ser utilizadas como imitaciones de olor^7. Tal como lo define Macias et al., una imitación de olor simula un material de interés, como un explosivo, proporcionando los compuestos volátiles dominantes, u olores, que se encuentran en el espacio de cabeza de ese material sin la presencia del propio material padre⁸. Para crear una imitación de olor, se deben determinar los olores activos del material padre. Un olor activo, en este escenario, se describe como un compuesto volátil que un canino de detección de explosivos entrenado detecta, creyendo que hay un material explosivo real presente. Después de haber identificado compuestos volátiles dominantes en el espacio de la cabeza de varios materiales explosivos, COMPS se preparó para liberar estos olores individuales a una velocidad controlada durante la duración de los ensayos de campo de detección olfativa canina y determinar el olor activo asociado con varios materiales explosivos. Los COMPS se utilizaron con éxito para este propósito^7,9 y desde entonces se han utilizado como imitaciones de olor para el entrenamiento de detección de explosivos adicionales.

Macias y otros utilizaron COMPS que contiene piperonal, un sólido químico puro a temperatura ambiente que, en la fase de vapor, ha demostrado ser el olor activo para MDMA (3,4-metilendioximetanfetamina), la droga psicoactiva conocida como éxtasis. Los investigadores utilizaron diferentes espesores y áreas superficiales de bolsas de polietileno de baja densidad para ajustar la tasa de permeación del vapor piperonal. Esta serie de COMPS se utilizó entonces para estimar el umbral de detección piperonal para los caninos entrenados de detección de narcóticos⁸. Por el contrario, en un estudio separado, los espesores de la bolsa COMPS se ajustaron para minimizar la desviación de las tasas de permeación entre cada compuesto en una serie homóloga, aunque poseían presiones de vapor drásticamente variables. Si se hubiera utilizado un solo espesor de bolsa en este estudio, aquellos compuestos con presiones de vapor más altas habrían producido tasas de permeación mucho más altas. Al aumentar el espesor de la bolsa para los compuestos de mayor volatilidad, las tasas de permeaciones se ajustaron de modo que eran similares para todos los compuestos^4. Ambos estudios demuestran la utilidad y adaptabilidad del COMPS para controlar la liberación de vapor. En la creación de imitaciones de olores para cathinones sintéticos (es decir, sales de baño)^10,otros estupefacientes (incluyendo heroína y marihuana¹¹⁾y compuestos de olor humano^12,13. En un ejemplo final, Simon y otros investigaron los olores activos asociados con una especie de hongo invasor¹⁴. Piezas enteras de corteza de árbol infectada, en lugar de los olores extraídos, se colocaron directamente en la bolsa de polímero para controlar la liberación durante las pruebas de olfacción canina¹⁴. COMPS se puede utilizar para una variedad de escenarios, y los protocolos discutidos en este documento fueron elegidos para demostrar la diversidad de esta herramienta.