毒品的快速检测技术与应用

曹志强　王则奋　阮　恒　吴建璋　夏文秀　宋漫玲　谭　军　

毒品的快速检测技术与应用

曹志强王则奋阮恒吴建璋夏文秀宋漫玲谭军

（广西产研院生物制造技术研究所有限公司，广西 南宁 530201）

目前针对吸毒人员的快速筛查主要通过检测尿液、唾液和发毛来实现。近年来，毒品快速检测技术取得了很大的进展，为及时发现现场疑似毒品和吸毒人员提供了良好的条件，也为打击毒品犯罪奠定了基础。与尿液和唾液相比，毛发具有取样方便、性质稳定、易保存、检测时限长、适用范围广等优势。文章介绍了目前常见的毒品快速检测技术及其在毛发中毒品检测的应用，并简要分析了国内市场状况。

毒品检测；快速检测技术；毛发；国内市场分析

引言

毒品、艾滋病、恐怖主义活动并称世界三大公害。毒品滥用严重危害社会安全和人类生命健康。《2021年世界毒品报告》显示[1]，全球目前约有2.75亿人吸毒，比2010年增加了22%，预计2030年吸毒人口将增加11%，在2019年，吸毒导致全球近50万人死亡。现阶段全世界禁毒形势相当严峻，需加大手段解决毒品问题、遏制毒品蔓延，而高效、准确的毒品检测技术对禁毒工作起到非常重要的作用。

排查涉毒人员需要专业的快速检测技术，以检材的不同来分类，目前主要的毒品快速检测技术包括尿液、血液、唾液和毛发等检测技术。不同的检材适用的范围也不同，在不同的案件中作用也不相同。唾液、尿液、毛发主要用来做吸毒人员的快速筛查，血液主要用于实验室定性检测。快速筛查适用于现场检测快速出结果，而实验室定性检测结果主要作为涉毒的法律依据。

1　毒品快速检测技术

根据公安部发布的《吸毒检测程序规定》[2]，毒品检测包括现场检测、实验室检测和实验室复检。实验室检测由于存在检测周期长、设备昂贵、检测成本高等问题，不能满足禁毒工作中对现场检测的要求。目前能够满足现场快速检测要求的技术主要有酶联免疫分析技术（ELISA）、胶体金法、时间分辨荧光免疫层析法、量子点荧光免疫层析法、胶体碳法等。

1.1　酶联免疫分析技术

酶联免疫吸附分析法是一种以通用酶作为标记物的非均相免疫分析技术[3]。检测原理是将抗原或抗体结合到固相载体的表面，并使用酶标记抗原或抗体，保持酶的催化活性和抗原或抗体的免疫活性。在测定中，样品和酶标记的抗原或抗体以不同的步骤与固相载体表面上的抗体或抗原反应。通过洗涤，可以分离其他物质以保留在固体载体上形成的抗原和抗体复合物。最后，结合在固体载体上酶的量与样品中检测到的物体的量具有一定的比例。加入酶底物后，酶催化使其变为有色物质，通过这种有色物质的量和颜色变化的深度可以定性或定量待测样品中的成分。由于酶的高催化效率，该方法可以实现相对较高的检测灵敏度，并且可以应用于毒品和精神活性物质的检测。

1.2　胶体金免疫层析技术

免疫层析技术是一种基于抗原和抗体特异性免疫反应的膜检测技术，它具有操作简单、快速的特点，被广泛应用于毒品检测、临床诊断、食品安全、环境监测等领域。毒品免疫层析技术通常采用竞争法，以固定有检测线和质量控制线的条形纤维色谱材料为固定相，测试液为流动相，标记抗体固定在结合垫上，分析物通过毛细管作用在色谱条上移动。该技术利用的是抗体抗原反应的高度特异性，通过抗体竞争结合特异性抗原（包被抗原）和样品中可能含有的被检测物（毒品）的原理。

胶体金是一种常用的免疫标记技术[4]，是以胶体金作为示踪标志物应用于抗原抗体的一种免疫层析技术。试纸条含有一种特定的合成抗原（包被抗原），该抗原事先被固定在膜上的测试区，结合垫含有一种针对特定毒品标记的特定单克隆抗体；测试时，样本滴入检测孔内，样本随之在毛细效应下向上层析。当样本中的毒品浓度低于阈值或者没有待测毒品时，胶体金标记的特异性抗体不能被样本中的毒品全部结合，剩余的胶体金标记的特异性抗体在层析过程中会被固定在测试区（T）上的包被抗原结合，出现紫红色条带；当样本中的待检测毒品浓度高于临界值时，胶体金标记的特异性抗体被样本中的毒品全部结合，在测试区内（T）上的包被抗原没有可以结合的特异性抗体，所以不会出现紫红色条带。在质控区内（C）标记的是多克隆抗体，无论样本中是否存在待测药物，抗体都会与层析过程中的单克隆抗体结合形成紫红色条带。所以出现在质量控制区域（C）的紫红色带可以判定样品是否充足，以及层析过程是否正常，这也是试剂的内部控制标准。

金标免疫层析法简便、快速、稳定，检测结果保存有效期长（可达2～3年）。目前已被广泛应用于病毒、细菌、毒品及各种蛋白质的检测，常见的毒品快检产品包括尿液检测卡、唾液检测卡等，检测时间只需5～10分钟，这大大促进了该方法的普及应用。

1.3　时间分辨荧光免疫技术

传统免胶体金技术具有简单快速的优点，但是灵敏度较差，在定量分析方面不够准确。作为一种新的免疫检测技术，荧光免疫层析法不仅保留了传统胶体金技术在现场快速检测的优势，还增加了荧光检测技术的高灵敏度特性，这已成为提高免疫层析法检测性能的主要途径之一。

时间分辨荧光免疫技术是一种基于镧系元素标记抗原或抗体，并结合时间分辨测定技术的新型非放射性微量免疫分析技术。技术原理是使用具有双功能基团结构的螯合剂在抗体（或抗原）上标记镧系元素，并通过免疫反应形成复合物。由于镧系元素可以发射荧光，因此可以分离和去除未结合的组分，并且可以通过时间分辨荧光计测量荧光强度，从而推测待测物质的含量[5]。

时间分辨荧光免疫分析技术具有灵敏度高、特异性强以及能消除常规荧光测定中的高背景等优点，被广泛应用于内分泌激素检测、肿瘤科检查、毒品检测、药物检测分析等方面。

1.4　量子点免疫荧光技术

量子点（又称“半导体纳米粒子”）由Ⅱ～Ⅵ族或Ⅲ～Ⅴ族元素组成，其半径小于或接近激光玻尔半径，是可以接受激发光产生荧光的一类半导体纳米颗粒。由于其激发光谱宽、发射峰窄，以及多色性和抗光漂白性等优点，已成为现代均相免疫分析技术的重要荧光标记物。

量子点免疫层析法采用量子点荧光探针作为标记物，不仅充分体现了免疫层析法简单、快速、特异性强的优点，还展示了量子点的高灵敏度及其荧光特性，显示出巨大的发展潜力和广阔的应用前景[6]。然而，量子点的应用仍存在一些问题。首先，量子点在不同状态之间的转换会导致荧光闪烁的出现，这会影响单个量子点的检测结果。其次，随着量子点的逐渐激发，其荧光强度会逐渐变强，影响定量检测。最后，在定量检测过程中，需要发光强度具有稳定性，强度的变化会影响检测结果的准确性。这些问题的有效解决将极大地促进量子点荧光免疫技术的应用。

1.5　胶体碳免疫层析技术

胶体碳免疫层析技术是近年发展起来可替代胶体金的新型体外诊断技术。胶体碳是一种纳米材料，经特殊活化处理后具有良好的生物相容性。作为标记物，在稳定性、灵敏度、检测线性范围、有效期、对全血样本的耐受性、环保、低成本等方面都超越了胶体金[7]。

常见毒品检材包括尿液、血液、唾液、毛发等，其中尿液、血液、唾液可反映近期的涉毒情况，毛发可反映吸毒史。在进行现场检测时，尿液、血液、唾液仅需进行简单处理或者不需要前处理直接检测；而毛发样本在进行检测前需进行不同方式的前处理，然后选用合适的方法检测。

不同的检测分析技术在毒品现场检测应用上各有优缺点。酶联免疫法操作复杂，所需检测时间长，对人员专业性要求较高，不适用于毒品现场快速检测。尿液或者唾液中的毒品含量相对较高，而毛发中毒品含量比较低，对灵敏度要求较高。胶体金法由于灵敏度较低不能满足毛发的检测阈值要求，但可以筛查含有毒品浓度相对较高的尿液或唾液样本，再加上其操作简单、检测快速、检测成本低等优势，被广泛应用于毒驾筛查、公安临检、刑侦缉毒、出入境检查的快速筛查。时间分辨荧光免疫技术和量子点免疫荧光技术特异性强、灵敏度高，能够达到公安部对于毛发检测阈值0.2 ng/mg（以甲基苯丙胺为例）的要求，而且对人员要求较低，普通人员经过简单培训即可进行操作，因此更适合于毛发样本中毒品的现场检测。

2　毛发毒品检测技术

当前应用最为广泛的吸毒人员筛检和社区戒毒监控技术是尿液样本的免疫胶体金试纸快速检测技术。该技术的优点是快速、简便、廉价、稳定性好，但缺点是灵敏度有限，特异性有赖于抗体特性。另外，在突击安检、毒驾检测、社区戒断等实战中，由于尿液取样不可避免造成对客体隐私的侵犯，需要建立专门的隐蔽场所，同时为了防止作弊，需要同性检测人员近距离监控，更为棘手的是可疑人员不配合将严重影响检测工作进行。因此，吸毒人员尿液样品检测仍严重受制于可疑人员配合度和样品提取环境等因素，其检测工作效率极低，给民警执法带来诸多不便。

毛发检测吸毒是近年发展起来的新方法，其优点是可以检测出一个人较长一段时间内是否吸毒（半个月至6个月）、无创采集，并且样品无需冷藏、不怕污染，容易长时间保存。毛发检测吸毒的方法无需每月都检，可以降低检测频率（每季度一次或半年一次），提高工作人员的效率，被检测人员亦无需高频率地往返特定场所进行检测。但在毛发中的毒品及其代谢产物浓度显著低于尿液，现有免疫胶体金试剂板检测技术灵敏度较低、可靠性不高，不适合用于毛发检测吸毒。

3　抗体技术

无论是胶体金免疫层析技术还是胶体碳免疫层析技术，都依赖于特异性抗体。目前毒品检测抗体几乎都是小鼠杂交瘤单克隆抗体。由于毒品都是小分子，以及杂交瘤单克隆抗体本身存在的缺陷，目前市场上的毒品检测单克隆抗体普遍存在许多问题，如灵敏度不高、不同分子间的交叉干扰、药物干扰、热稳定性差、批次间差异大、杂交瘤退化造成抗体活性衰减等[8]，严重影响检测的可靠性。尤其是药物干扰造成的假阳性是吸毒检测的大忌。目前最常用的冰毒检测抗体却通常有麻黄碱、伪麻黄碱（感冒药常用主要成份）、甲氧那明（平喘药物）、司来吉兰（帕金森病用药）等交叉反应，在检测过程中常常给一线民警带来困惑。因此，毒品检测的免疫层析技术的关键是抗体原料。由于小鼠杂交瘤单克隆抗体本身缺陷的限制，要解决这个根本问题必须从抗体研发新技术上寻找突破。

羊驼重链抗体（HcAb）为天然存在的仅由两条重链组成的特殊抗体，只包含一个重链可变区（Variable domain of heavy chain antibody，VHH）和两个常规的CH2与CH3区。羊驼重链抗体通过重链上的一个可变区（VHH）结合抗原，该可变区可以单独稳定地在体外存在，被称为“纳米抗体（Nanobody）”。纳米抗体晶体宽为2.5 nm，长4 nm，分子量仅为传统完整抗体的1/10（约15 KD），但依然具有完整的抗原识别能力，一般通过噬菌体筛选得到完整抗体序列。得益于纳米抗体微小的结构、完整的抗原识别能力以及噬菌体筛选技术，纳米抗体表现出高亲合力、高特异性、强穿透性、易于改造和表达等特点，并且由于可以获得抗体完整序列，纳米抗体可以通过体外重组表达高质量稳定生产，有效避免传统抗体的批次间差异问题。

和传统抗体相比，VHH分子量小、结构简单。得益于分子量小的优势，VHH更进一步具有以下特征：（1）和靶点结合特异性更强；（2）更高的组织穿透力；（3）更高的稳定性，可耐热60 ℃；（4）适合工业化大规模生产；（5）更容易进行体外改造和优化；（6）更容易进行基因设计，根据应用目的场景设计合适的抗体。

开发用于毒品检测的新型纳米抗体对毒品检测技术的改进具有革命性意义，可从根本上有效解决目前毒品检测领域中的诸多问题[9]。如果结合胶体碳技术制备基于纳米抗体的毒品检测胶体碳荧光免疫层析试剂盒，则可快速形成一线产品推向市场，为一线民警提供快速、简便、灵敏、特异性好、稳定可靠的毒品检测产品，为禁毒事业做一份贡献。

4　国内市场状况与分析

自2018年底，毛发类毒品检测技术与产品在市场上全面推广，发展近三年来，检测技术呈现上升和稳定的趋势。目前，我国从事毒品检测试剂生产的企业有一百多家，主要集中在浙江、江苏、广东、北京、上海，福建、四川、湖北、湖南、天津等地。

国内在册吸毒人数约200万人[10]，潜在吸毒人数超1 000万人，广西在册吸毒人数为15万人左右，近年来吸毒人数增长放缓，但复吸率仍居高不下。目前，我国毒品检测试剂生产销售的年产值在几亿元人民币[11]。尿检版需要有三类医疗器械注册证才能在国内销售，但利润低，企业多以出囗为主。2018年10月公安部推出《涉毒人员毛发样本检测规范》以来，毛发毒品检测成为一个新的增长点，目前主要在公安内部使用。未来随着毛发毒品检测行业标准的制订、三类医疗器械注册证申报，毛发毒品检测将向民用市场推广，包括公务员检测、征兵检测、驾使员年检测、机场及海关例行检测等，增量市场规模将达每年百亿元人民币。另外，国外新型毒品滥用趋势不断上升，但检测试剂技术并未跟上，比如芬太尼滥用在欧美国家已成为严重的社会问题，但由于没有好的芬太尼检测试剂，造成监管困难。广西产研院生物制造技术研究所有限公司已研发出高灵敏的芬太尼检测抗体和试剂盒，该检测试剂在欧美国家市场有非常好的推广应用前景。

目前，我国从事毒品检测试剂生产企业虽然有上百家，但有研发创新能力的不多，大多企业仅用市场现有的抗体和技术来生产；对于毒品检测试剂固有的一些问题没有解决能力，比如抗体的灵敏度和交叉反应等问题。

5　结束语

近年来，我国毒品形势发生了深刻的变化，毒品的种类向多元化快速发展，现有的快速检测技术仍停留在对吗啡、氯胺酮、海洛因、大麻等常见毒品的检测，公安机关不能及时发现新型毒品的吸毒人员。因此，亟需加快对新型毒品快速检测技术和仪器设备的研发，为公安机构提供快速、高效率的毒品普查、筛查工具。

[1]杨雪. 《2021年世界毒品报告》: 互联网对全球毒品供应链的影响显著增强[N]. 中国禁毒报，2021-9-3(6).

[2]唐晓勇. 公安部公布《吸毒检测程序规定》[N]. 人民公安报，2009-10-16(1).

[3]李阳，孙杰燕. 免疫分析方法在毒品检测中的应用与进展[J]. 科学之友，2011，463(4): 6-7.

[4]张莹，冯海，吴秋平，等. 胶体金免疫层析技术的研究进展[J]. 现代生物医学进展，2015，15(12): 2349-2351.

[5]喻洪江，孔庆波，方少华. 荧光免疫层析技术在毛发样本吗啡检测中的应用[J]. 动物医学进展，2022，43(7): 119-123.

[6]刘睿轩，朱全红. 生物标志物检测方法的研究进展[J]. 中国现代应用药学，2020，37(3): 378-384.

[7]黄德智，蒲晓允. 免疫层析技术的发展及在POCT中的应用[J]. 国际检验医学杂志，2019，40(5): 594-597.

[8]ASTURIAS-ARRIBAS L, ALONSO-LOMILLO M A, DOMINGUEZ-RENEDO O, et al. Sensitive and selective cocaine electrochemical detection using disposable sensors[J]. Analytica Chimica Acta, 2014, 27: 834-830.

[9]解启文，黄墩，李婧，等. 毒品形势分析及检测方法研究[J]. 自然杂志，2017，39(6): 437-444.

[10]二〇二一年中国毒情形势报告[N]. 中国禁毒报，2022-6-28(3).

[11]中国POCT检测试剂行业发展趋势分析与未来投资预测报告[R]. 北京: 前瞻产业研究院，2021.

Rapid Detection Technology and Application of Drugs

At present, the rapid screening of drug users is mainly achieved by testing urine, saliva and hair. In recent years, rapid drug detection technology has made great progress, providing good conditions for timely detection of suspected drugs and drug users on the scene, and laying a foundation for combating drug crimes. Compared with urine and saliva, hair has the advantages of convenient sampling, stable nature, easy preservation, long detection time limit and wide application range. The article introduces the commonly used rapid drug detection technologies and their applications in the detection of hair poisoning products, and briefly analyzes the domestic market situation.

drug detection, rapid detection technology, hair, domestic market analysis

D919

A

1008-1151(2023)07-0074-03

2023-03-10

南宁市优秀青年科技创新创业人才培育项目（RC20220106）。

曹志强（1970－），男，广西产研院生物制造技术研究所有限公司高级经济师，研究方向为经济管理。

王则奋（1985－），男，广西产研院生物制造技术研究所有限公司高级工程师，博士，研究方向为蛋白纯化。