法医毒物快速筛查与检测技术研究
2021-05-08王超
王超
摘 要:在毒物学检验中,因案件复杂、毒物种类繁多,主要检验内容主要为常见未知毒物筛查以及多目标毒物筛查。在该过程中,对于筛查检测的准确性以及效率也具有了较高的要求。对此,即需要能够积极做好该部分技术的把握,以技术的科学应用更好地实现工作目标。
关键词:法医毒物检验;毒物筛查;检测
分类号:D919
一、免疫层析检测技术
免疫层析检测技术是20 世纪90 年代出现的新兴免疫检测技术,其原理是利用抗原-抗体免疫学反应和层析反应,达到快速、准确显色以检测待测物之目的。此技术目前广泛应用于毒品检测领域,目前是各国最广泛使用的技术,欧美国家和国内都普遍使用该技术进行唾液和尿液的筛查。毒品免疫层析检测技术通常采用竞争法,国内外的免疫层析试纸显色都是通过纳米金标记技术,该技术以固定有检测线(包被抗原)和质控线(抗抗体)的条状纤维层析材料为固定相,测试液为流动相,标记抗体固定于结合垫,通过毛细管作用使待分析物在层析条上移动。虽然目前市场上的商业免疫试剂板的检测范围比较有限,但该方法因快捷、简便、直观,成本低,依然是世界各国路边筛查最重要也是最成熟的方法,目前还没有其他技术可以替代它。但其面临的主要问题是,随着新精神活性物质等非法药物的滥用,目前的检测范围已经不能满足需求。
二、电化学传感检测技术
电化学传感器是基于两种导体接界面上发生的电子转换变化的系统,它通过将待测物化学量转变成电学量从而进行傳感检测。该技术在毒品毒物检测中利用电极材料对毒品毒物分子的特异反应,并实现将其转化成电信号的过程。电化学传感器通常对其目标分子具有较高的选择性,选择性能取决于电极的类型,如纳米粒子修饰电极、酶电极、免疫电极等常见的传感电极。很多学者对此进行了探索,也有很多此类传感器的研究报道,但在实际应用中,电化学传感器容易受到其他基质的干扰,会导致读数错误或误报警,同时电化学传感器的成本也较免疫层析检测技术更高,所以目前电化学传感器在毒品检测的实际应用很有限。
三、光谱检测技术
常用的光谱法有红外光谱、荧光光谱、拉曼光谱、化学发光光谱和表面等离子体共振等方法。光谱法具有高效、便捷、无损、环保等技术优点,最常见的是便携式红外光谱仪和拉曼光谱仪,操作简单且响应很快,且每种物质都有独特的特征谱线。但是,这些仪器方法更适合体外毒品毒物的快速检测,也就是干扰较少的纯品的检测,不适合于检测血液、尿液或者是唾液中的低浓度毒品分子。究其原因,光谱方法不能解决基质干扰较高造成的分辨能力下降的问题,即使很多光谱仪器公司开发了一些基于混合物的算法来提高仪器的检测能力,但对于体液中多种毒品药品成分的检测依然是难题。
四、微流控检测技术
微流控技术是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术,是一种精确控制和操控微尺度流体的技术,又被称为芯片实验室或微流控芯片技术。该技术把生物、化学、分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析过程。由于它有着体积轻巧、使用样品及试剂量少、能耗低,且反应速度快、可大量平行处理、可即用即弃等优点,所以成为了一种“微全分析”的高通量、自动化技术平台。尤其对于样本量少的毒品毒物筛查也很适合,有很多研究将微流控技术用于毒品毒物的快速检测,尤其对于痕量毒品毒物的筛查。但是,目前该技术的成本比较高,同时核心的微流控芯片、芯片驱动平台、检测模块、信号处理模块和人机交互软件等组件的协同开发依然是比较复杂的过程,所以没法实现商业化使用。该方法作为未来的一项很有发展潜能的技术,应该进行科学的投入研究,虽然不会在短期见效或者用于实践,但长远看其高昂的成本会随着其他相关技术的成本降低而降低,并最终用于实践。
五、小型质谱检测技术
质谱分析是一种测量离子质荷比(质量-电荷比)的分析方法,其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带电荷的离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再利用电场和磁场使其发生相反的速度色散,将它们分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量,该技术是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的方法。常用的质谱仪是在实验室环境下运行的仪器,无法进行现场毒品毒物的快速筛查,所以质谱仪的便携小型化也是一个重要的发展方向。但是,目前的小型化质谱仪的商品化程度不是很高且价格高昂,同时检测的准确性也有待提高,所以目前该技术还未被广泛应于现场的快速检测中。
六、液相色谱质谱联用法
该技术是目前较为成熟的一类技术,但该技术目前形成时间相对较短。电力电压以及流动相组成等方面还没有形成通用标准,也没有对专门的标准质谱数据库进行建立,对此在未知毒物的定性筛选方面存在一定的困难。但该技术在复杂基质毒物分析中,依然是一项热点技术。在实际处理当中,在实验参数优化的基础上对毒物质谱数据库进行建立,通过多反应监测模块对毒物进行快速筛选也成为了该技术的主流方式。在以该技术对毒物进行快速筛选时,建立质谱数据库是一项关键性内容,将直接对筛选毒物的数量与种类产生影响。目前,该技术在毒物筛查种类方面不断增加,已经达到了数百种,在该种情况下,对数据库进行建立,应用配套软件自动开展检索成为了关键性应用。目前,已经有研究人员建立了556 种杀虫剂质谱谱库,对不同蔬菜的上百种杀虫剂进行筛查,获得了较好的筛查效果。同时,也需要研究人员建立了串联质谱谱库,根据化合物保留时间,应用MRM 模式对生物体液多种毒物的识别方式,加快建立代谢快速筛查方式。从毒品毒物的基质中分离出目标分子是很关键的一个过程,如果这个过程可以很高效的完成,就意味着后续的检测会变得很快,但是从基质中快速地分离出毒品毒物分子也是目前技术的一个挑战。
七、结束语
对于法医毒物分析这项工作来说,其将涉及到较多的检材种类以及毒物类型,应用新技术进行快速筛查也成为了现今检验工作的重点要求,这就需要不断做好新技术研究,在更新、改进技术的情况下保障检验效果。
参考文献:
[1]袁芳.法医毒物鉴定的发展及其问题研究[J].法制博览,2018(30).
(安徽龙图司法鉴定中心 安徽合肥 230022)