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免疫分析法在毒品检验鉴定中的应用及发展

更新时间:2009-03-28

当前,毒品问题已成为全世界面临的重大社会问题之一。目前我国毒品滥用主要是指苯丙胺类毒品(如冰毒、麻古)、吗啡、大麻、海洛因、可卡因、氯胺酮等的滥用。毒品检测技术在防治毒品滥用中发挥了重要作用,为吸毒者的认定、戒毒治疗过程的监测以及回归社会后的管控提供了严格的科学依据[1]

毒品检验技术是指通过化学法(主要为化学显色法)、色谱法(主要有气相色谱法、液相色谱法等)、光谱法(主要指紫外光谱法、红外光谱法等)、免疫分析法等对检材进行识别、鉴定,明确检材中毒品的种类、含量,有条件的情况下还可对毒品进行溯源分析。其中,免疫学检测法是一种利用抗原抗体间的特异性反应来检测样本中微量物质的方法,在毒品检测中多用于毒品的筛选,也可用于确证[2]。抗原抗体反应具有特异性和敏感性,只要能够获取相应的特异性抗体,就可以应用免疫分析法测定。免疫分析法可测定的对象非常广泛,在医学、生物学等领域均有重要应用[3]。本文主要论述免疫分析方法及其在毒品检测领域的应用及发展。

一、免疫分析法在毒品检验中的重要作用

(一)免疫分析法广泛应用于毒品筛选

有报道指出,为了探究滥用药物试验的可靠性,研究人员以欧共体国家的200多个实验室为研究对象进行了调查分析,法庭实验室、临床实验室、研究机构、参照实验室等均在调查范围内。结果显示,筛选试验主要采用免疫分析法(占89.6%,其中 EIA占 58.6%,FPIA占 27.4%),色谱法占 10.4%;确证试验主要采用色谱法(占96.5%),免疫分析法占 3.5%;定量试验中色谱法占 83.8%,免疫分析法占 16.2%[4]。免疫分析法已成为应用最为广泛的毒品筛选方法。尽管如此,在国内的毒品检验实验室中,免疫学检测法的应用还十分有限,因此发展前景不容小觑。

(二)免疫分析法可避免隐私侵犯

传统的毒品检验主要以尿液样本为检材。一直以来,在采集尿液样本过程中涉及的侵犯人权问题都备受争议。然而,如果允许被检测人自行采尿,又无法甄别尿样是否造假,因而又不具有公信力。相较之下,免疫分析的检材则比较广泛,既可以是体液样本,也可以是器官样本。体液样本主要是指汗液、尿液、唾液、血浆、血清等,器官样本主要指毛发、指甲等[5]。在毒品检验中选用唾液、血液、毛发等检材不但可有效避免对犯罪嫌疑人及其隐私的侵犯,而且能够保证检测结果的可靠性。其中,唾液、汗液、毛发等都属于无损伤检材,检材的采集不受时间、地点、性别的限制,毛发样本还具有难以作假和易于保存的优势[6]

(三)免疫分析法适用于现场快速检测

传统的毒品检测多采用 HPLC、GC/MS、TLC等方法,其设备昂贵,应用范围受限,并不适合于现场检测。免疫分析法则不需大型检测设备,多制成便于携带的试剂盒,适用于快速检验、现场筛选、高通量筛选等,能够极大地提升公安机关侦查破案的效率[7]。可以预见,免疫分析法将在打击毒品犯罪及管控吸毒违法人员的实际工作中发挥巨大的作用。

其次,宿迁市的农产品电子商务物流服务不能达到需求。在宿迁广大农村地区虽然实现了网通,但其宽带建设还十分落后,导致网络运行速度慢,而且成本高,使农产品电子商务信息不能及时在买家、卖家以及物流公司间快速传递。在运输方面,农产品具有特殊性,需要较高要求的保鲜设备和快速的物流体系。宿迁市在农产品电子商务物流运输冷藏物品方面,公路运量约占25%,铁路运量约占55%[4]。一方面冷藏设备落后老化,另一方面公路运输和铁路运输都需要花费大量时间,大大加重了农产品电子商务物流的运输成本。作为电子商务最重要的配套设施之一,物流配套体系的不完善,影响了宿迁市电子商务的进一步发展。

二、毒品免疫学检测方法

荧光偏振免疫分析(FPIA)是一种以荧光基团作为标记物的免疫分析方法,具有检测速度快、重复性好、特异性高等特点,且 FPIA易于自动化,能够进行高通量筛选。除此之外,FPIA还具有很高的灵敏度,从最小检出量来看,与色谱法、ELISA比较接近。综合来看,FPIA是一种高效的免疫分析方法。该方法也存在一定的局限性,主要是试剂成本高,且要求使用专用的仪器设备[25]。荧光偏振免疫分析技术的原理在于:以钨卤灯作为光源产生不同波长、不同方向的光,通过过滤使波长限定在 481nm至 489nm的范围内,并通过光栅转变为方向单一的蓝色偏振光,而后照射荧光标记的抗原,使之反射出绿色的偏振荧光。荧光偏振程度的大小取决于荧光物质分子的大小,荧光物质分子越大,则在液体中的转速越慢,荧光偏振程度越高,反之,则荧光偏振程度越低。在实际测定时,样本中的待检测物质和荧光标记的抗原与抗体竞争结合[26]。荧光标记的抗原浓度影响了与之结合的抗体数量,其浓度越高,结合的抗体数越多,形成的复合物分子就越大,荧光偏振度越高,反之荧光偏振度低。因此,样品中待检测物的浓度与荧光偏振度呈负相关,可据此对样本中的毒品进行检测。相较于放射免疫分析法,FPIA的检测速度更快,因为不必分离游离及结合的荧光标记物,所以操作相对简便,且不必担心放射性污染的危害。在试剂稳定性、精密度、灵敏度方面均具有明显优势。

(一)放射免疫分析(RIA)

通过极差变换法,将每年影响生产设备采购量的相关数据均变为属于[0,1]区间的值。某生产设备各年采购量影响因素的相关数据经归一化处理的结果见表2。极差变换归一化处理并不改变各期数据之间的相对关系,因此,不会影响到采购量预测模型的构建。

这种检测方法可以达到很高的灵敏度,这是因为酶的催化频率很高,可对反应结果充分放大。在实际应用中,可根据需要选用不同的方法步骤,例如选用间接法可对抗体进行检测,选用双抗体夹心法可用于抗原的检测,选用抗原竞争法可用于小分子抗原或半抗原的检测等[23]。应用ELISA可以实现对血清或尿液样本中多种毒品的快速检验,具有明确可读的优点。在精神活性物质的检测方面,ELISA也极具潜力。2013年,Arntson等人利用ELISA克服了合成大麻素不与传统大麻抗体交联的缺点,使用两种ELISA吸收剂,使JWH-018的5- OH代谢产物和JWH-250的4- OH代谢产物检测限低至5 ng/ mL。2015年,Guan等人的研究表明,ELISA还可以应用于尿样中硝西泮的检测[24]

2.酶联免疫吸附分析方法(ELISA)

从实际应用来看,放射免疫分析可用于大批量样本的初筛,还可用于海洛因和吗啡滥用者末次吸毒时间的推断,这是因为唾液中吗啡含量与海洛因用量及吸毒时间呈正相关。也因此,放免分析还可以被用来进行毒品的依赖性诊断[12]。Baumgartner等人在 1979年通过测试吸毒者毛发中的海洛因及其代谢产物,成功推断了吸毒者的用药时段[13]。我国的吕杭等研究人员也证实了对尿液样本中吗啡含量的检测有助于估算吸毒人员的末次吸毒时间[14]

(二)酶免疫分析(EIA)

酶免疫分析(EIA)也是一种有标记的免疫分析技术。与放射免疫分析不同,EIA使用具有催化活性的生物酶作为免疫反应标志物,因而避免了放射性同位素的使用及其对操作人员带来的危害。这种分析方法高通量、前处理简单、用样量少、不需高价的仪器设备,操作简单,且人员不需经过培训,优势突出,是国外常用的吸毒人员筛选方法。然而这种方法本身也具有局限性,例如容易出现假阳性和假阴性,影响检测结果,因此只能作为筛选手段,还需配以其他检测方式进行确证。酶免疫分析技术(EIA)主要包括酶放大免疫检测技术(EMIT)和酶联免疫吸附检测技术(ELISA)。

本文着重于法律层面的风控探讨。法律风险,指的是法律的覆盖面以及覆盖程度。而毫不夸张的说,目前我国在这两方面都存在相当大的空白。

该别墅属于居民生活用电,各方案的运行费用,按照电价0.6元/kWh计算,在全年运行中,夏季供冷运行期为120d,冬季供热运行期为120d,平均每天运行为6h,各方案的耗电量和运行费用如表6所示。

1.酶放大的免疫检测技术(EMIT)

酶放大免疫检测技术(EMIT)是使用溶菌酶作为标记物的酶免疫分析方法,由美国 Syva公司研究成功并命名[15]。EMIT是最早被应用于实际工作的均相酶免疫测定方法,可以用来测定吗啡、海洛因、苯丙胺类毒品、可卡因、大麻等多种毒品。

EMIT具有分析速度快、操作方便快捷,单一性好的特点,对于大部分毒品的准确性和灵敏度都超过95%[18],被认为是毒品现场快速检验的研究方向。同时,酶扩大免疫分析方法也有其弱点,这是由于 EMIT通常测试的是一簇毒品,可以测定成分的类别,而无法排除干扰物质的交叉反应,因此还需配合使用其他分析方法进行确证实验[19]。例如,所谓的EMIT海洛因分析测试对象并不仅仅是海洛因,而是阿片类代谢物,包括海洛因和可待因。

③磨矿分级流程交叉影响,旋流器分级效率低,溢流浓度低,进而使球磨机循环负荷重,磨矿效率低。一段弱磁选及强磁选混合精矿浓度很低,使得一段旋流器的分级效率很低,在20%以下,一段旋流器溢流浓度仅2%;一段旋流器的分级效率很低使得二段磨球磨机负荷重,磨矿效率低,二段旋流器与磨机匹配性不好,分级效率不高,溢流细度-0.043 mm粒级含量仅在65%左右;

EMIT试剂盒中主要有三类试剂,分别为抗体、酶标半抗原和酶的底物。当抗体、酶标半抗原、样本三者混合后,样本中的半抗原和酶标半抗原与试剂中的抗体竞争性结合[16]。反应后酶活力大小与样本中的半抗原浓度具有相关性,可以绘制二者关系的标准曲线,因此通过测定酶的活力大小可以推算出样本中半抗原的量。商品试剂盒具有较好的检测灵敏度,以可卡因为例,检出限可以达到0.24ng/ml[17]

3)将饱和水煤样放入干燥箱中,期间不断取出称重,称重时间根据实际需要调整,直到达到目标干燥质量后将煤样取出,立即放入密封袋中自然冷却至室温备用。

酶联免疫吸附分析法(ELISA)是一种以通用酶作为标记物的非均相免疫分析技术,这种技术将固相吸附和免疫酶技术进行了有机结合,使得酶免疫分析技术得到了极大的发展。1971年,Engvall和Perlmann成功应用ELISA技术对IgG(免疫球蛋白G)进行了定量测定,使酶标抗体技术对液体中微量物质的测定得到了进一步的发展[20]。这一方法的基本原理是:在保持免疫活性的基础上将抗原或抗体结合到某种固相载体表面,并使用酶对抗原或抗体进行标记,并保持其抗原或抗体的免疫活性和酶的催化活性。实际测定时,根据测定对象的需要,令样本和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应。通过洗涤,能够分离其他物质,保留固相载体上形成的抗原抗体复合物,最后结合在固相载体上的酶量与样本中检测对象的量具有一定的比例关系。加入酶的底物后,酶的催化作用使其转变为有色物质,这种有色物质的量就与样本中的检测对象的量关联起来。颜色变化的深浅为定性或定量检测提供了依据[21][22]

随着免疫分析技术在医学研究、临床研究等领域的广泛应用,商品化的免疫测定试剂盒随之出现,购买和使用都非常便捷,现已被应用于毒品检测。以毒品甲基苯丙胺为例,放射免疫分析检测的基本程序为:以125I标记样品,混合吗啡试剂,再加入羊抗免疫球蛋白抗血清试剂,离心后测定沉淀物的放射活性,可以求得未标记抗原的量。应用免疫分析商品试剂盒检测血液吗啡,可以达到的最低检测浓度为 0.3ng/mL[10]。放免分析方法兼顾了检测的准确度和重现性,同时回收率能达到100%[11]

(三)荧光偏振免疫分析(FPIA)

免疫学检测法利用毒品(或其代谢物)的抗体来检测样本中的抗原,从而判断样本中是否含有毒品成分。免疫学分析法主要包括放射免疫分析(RIA, radioimmunoassay)、酶免疫分析(EIA,enzyme immunoassay)、荧光偏振免疫分析(FPIA,fluorescence polarization immunoassay)、免疫胶体金技术(ICG, immune colloidal gold technique)等[8]。微量和超微量物质分析在免疫学检测技术进步的基础上迅速发展,谱写了新的篇章。

放射免疫分析(RIA)以放射性同位素作为标记物,将同位素测量与免疫反应结合,实现了同位素体外检测。这种方法既可以用于检测尿液样品中的海洛因、可卡因、苯丙胺类毒品等,也可用于检测唾液、血液及毛发样本中的毒品[9]。RIA不但具备免疫反应的高特异性,还具有较高的灵敏度及较短的检测时间。同时,检测仪器相对简易,试剂也比较便宜,在实际应用中易于推广。但由于检测过程要使用放射性同位素,此方法可能对实验人员的身体健康造成危害。

为了方便检测,目前市面上已有多种 FPIA试剂盒出售,在大麻和可卡因检测上广泛使用。为了使 FPIA更好地应用于甲基苯丙胺的检测,Jae Chul Cheong等人开发了结合荧光偏振免疫法的免疫分析仪[27]。FPIA分析具有较高的灵敏度,与气质联用技术相比,FPIA的相关系数为0.91,说明测定结果比较可靠。在测定尿液中的苯丙胺及其代谢物的含量的实验中,Kraemer等人发现,FPIA测定苯丙胺的检出限为50 ug/ L,与气质联用方法的检测结果基本一致[28]。Tsatsakis等人应用 FPIA对头发样品中的二苯基海因进行分析,并与高效液相色谱分析结果进行对比,发现相关系数为 0.987[29]。Williams等人应用 FPIA对血液和尿液中的可卡因及其代谢物的含量进行测定,发现应用此方法检测操作简洁、结果可靠[30]

(四)免疫胶体金技术(ICG)

免疫胶体金技术(ICG)是一种将胶体金颗粒与包括抗原、抗体在内的许多蛋白质标记形成免疫金复合物的技术。胶体金的形成是通过还原氯金酸实现的。还原剂能够使氯金酸反应并聚合成一定大小的金颗粒,这些颗粒带负电,形成了疏水胶溶液并在静电作用下达到稳定[31]。目前,胶体金试剂盒已经应用于氯胺酮、苯丙胺、大麻、可卡因等毒品的检测,主要生产为试纸条的形式。胶体金检测试纸的检测原理是:将特异的抗体先固定于试纸(硝酸纤维膜)的某一区域,令试纸一端与样品溶液接触,样品因毛细管作用而沿着试纸向前移动,当移动到抗体所在的区域时,样品中的抗原与抗体发生特异性结合而显示一定的颜色,检测结果直观可读[32]

胶体金试剂盒应用于毒品检测时具有较高的灵敏度,且试剂稳定性较强。由于操作过程简洁,反应时间短,结果明确可读,因而不需专门的人员培训,能够满足基层公安机关的现场检测需求。免疫胶体金试剂盒的缺点在于,不同批次甚至同一批次的试剂盒之间具有差异性,质量控制较难实现[33]。此外,胶体金试剂的灵敏度也受多种因素的影响,包括待测样品的浓度、温度等,因此胶体金试剂多用于初筛或定性分析。

我们可以看到,译者通过在例1中将“atrocities”译成“暴行”,在例2中将“Yanks”译为“美国佬”,激活了中国观众的相关图式,使他们把握了源语作者的信息意图,在付出有效的认知努力后,获得了足够的语境效果。

在科研进程中,研究人员投入大量心血并取得了可喜的成绩。其中,曾立波等人研制了氯胺酮胶体金单克隆抗体免疫层析检测板,可对水和多种饮料样品中的氯胺酮毒品进行现场快速检测,最低检测限可以达到50 ng/ mL[34]。姜燕等人研制的二合一胶体金检测卡,能够在一张试纸卡上同时呈现吗啡和甲基苯丙胺两种常见毒品的检测结果,简化了毒品检测和可疑人群筛查的实际操作。该检测卡检测尿中吗啡和甲基苯丙胺的灵敏度分别为300ng/mL和1000ng/mL[35]

三、结论及未来研究展望

免疫学检测技术是一类具有高特异、高灵敏度的分析方法,不但在检测、监测药物滥用上发挥了重要作用,还对药物代谢及其对人体免疫功能的损伤等方面的研究产生重要影响[36][37]。从现阶段看,单抗及其稳定性和生化试剂在常温贮藏下生物活性的保持是免疫学检测法面临的主要问题[38]。为此,科研人员还需进一步深入对单抗的相应性质的研究,进一步探讨生化试剂的“可逆性固化技术”,以及进一步推进将酶标抗体等活性物质转变为“玻璃化”产品的研究[39]。本文中对免疫分析的几种主要技术方法进行了论述。随着时代的发展、技术的革新,化学发光免疫分析、生物发光免疫分析、压电-免疫传感器、免疫-场效应传感器、电化学传感器、生物或化学发光免疫传感器等技术也将开始崭露头角[40],相信在不久的未来,随着这些技术的逐步成熟,毒品分析检测技术也将迈上一个新的台阶。

可以预见,在未来数年,免疫分析技术将在毒品检测领域展示其更大的潜能,发挥更大的作用,毒品检测方法也将日趋丰富和完善,毒品检验在公安机关禁毒、缉毒工作以及戒毒、管控工作中的作用将会越发凸显。

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万红楠
《辽宁警察学院学报》2018年第02期文献

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