小警之家毛髮智慧測毒做吸毒篩查實戰倡導者、創新者

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傳統的吸毒人員快速檢測技術主要採用尿液膠體金免疫檢測方法。但是尿液檢測樣本易摻假,檢測窗口期短只有約24-48小時。而且在實際的吸毒檢測過程中,受試者可能會拒絕提供尿液樣本,或者是提前3天停止吸食,甚至將尿液樣本進行摻假,以達到影響檢測結果和逃避懲罰的目的。與尿液、血液、唾液等生物檢材相比,毛髮檢材具有性質穩定、取材方便、易於保存、檢出時限長、適用範圍廣、汙染機會少等優勢。

從技術的角度,由於尿液中毒品及其代謝物含量非常高,以冰毒為例,檢測閾值為1000ng/mL,傳統的膠體金免疫檢測技術就能夠達到。但是頭髮中毒品及其代謝物含量非常低,檢測閾值為0.2ng/mg,因此需要使用檢測靈敏度更高、抗干擾性更好的技術用於毛髮檢測。本文重點介紹了目前已經在毛髮中痕量毒品快速檢測領域用到的技術,主要有酶聯免疫(ELISA)、膠體金和量子點免疫層析技術,並就禁毒實戰中的技術優缺點進行了比較分析。

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毛髮毒品作用機理

毛髮是由表皮退化的角質層衍生而來的一種獨特的基體,是皮膚的附屬器,其主要成分為角蛋白。頭髮、腋毛、鬍鬚、陰毛都可用作吸毒人員快檢測樣本。目前對毒品進入頭髮的確切機制尚不清楚,一般研究認為,毒品及其主要代謝物主要通過血液循環擴散進入頭髮。頭髮主要成分為黑色素、角蛋白和脂質,所以毒品進入頭髮受黑色素含量、毒品本身親脂性和鹼性這3個主要因素影響。一般來說,中性親脂性的毒品容易穿過膜並擴散到基質細胞中,鹼性毒品與黑色素親和性強易進入頭髮,因此黑色素的含量只對鹼性毒品吸收有較強的影響,對於中性藥物的吸收影響較小,因此鹼性和中性的毒品更易進入頭髮。相反,酸性物質如水楊酸、2-丙基戊酸和四氫大麻酚等不易進入頭髮。

樣品預處理

由於頭頂後部頭髮生長速率的變異係數為15.6%,比頭部其他區域的變異係數(30.5%)小,所以取樣時選用頭頂後部為取發區域。考慮到受外部汙染少的因素,剪取的頭髮越靠近頭皮越好。一般用乾淨的剪刀從頭部剪取頭髮後裝於信封中密封,在常溫下保存。目前現場快速檢測方法中,酶聯免疫檢測方法(ELISA)需要對樣品進行清洗、裂解、提取和純化;免疫層析檢測方法如膠體金、量子點需要對毛髮進行裂解,以析出頭髮中所含的毒品及其代謝物。

清洗的過程通常包括使用乙醇、二氯甲烷,或含有吐溫80的緩衝液,最後用水淋洗。大量的清洗或低極性溶劑的使用可能會部分地移除相關的藥物殘留,這意味著有相當大的假陰風險。裂解的方式主要包括酸水解、鹼水解、酶解、緩衝液裂解和甲醇提取法等。

檢測技術

目前能夠滿足現場快速檢測要求的技術主要有酶聯免疫法(ELISA)、膠體金法、量子點免疫層析技術等。上述技術要實現針對目前吸毒人員檢測和甄別設備所要求的檢測快速(小於10分鐘)、特異性強、靈敏度高(達到0.2ng/mg)、可追溯時間長的要求,需要攻克以下幾項技術難點:

(1)毛髮中的毒品含量非常低,為了實現對毛髮中痕量毒品的檢測,需要採用高效的毒品析出技術,提高檢測靈敏度。

(2)快速檢測儀器測量核心是微弱光學信號測量方法,需要將熒光信號與背景干擾光信號有效區分,使微弱光學信號在陽光干擾背景下測量成為可能。

(3)現場檢測要綜合考慮工作環境對檢測的影響,控制光敏傳感器只對特定頻率信號敏感,消除廣譜背景光及電磁波干擾,提高儀器系統檢測精度。

(4)現場檢測要考慮設備的小型化,無法採用光電倍增管等大體積大功耗高靈敏度傳感器,而必須採用光電二極管這樣的小體積光信號傳感器。在熒光信號受儀器體積限制無法增強的條件下,要考慮如何提升熒光信號檢測的抗干擾能力,提高儀器檢測靈敏度和準確度,達到手持便攜、準確度高、靈敏度高的現場檢測要求。

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毛髮分析同其他生物樣本的檢測方案基本一致。為減少外源性汙染物的干擾,通常分析前要進行不同的預處理,然後選擇合適的檢測方法檢測。

其中酶聯免疫吸附實驗(ELISA方法)的產品檢測原理是,首先將毒品抗原包被於酶標孔中並完成封閉,然後將待檢測的樣本經過前處理後加入到酶標孔中,再加入一抗反應,清洗後加入酶標二抗反應,再次清洗後加入底物進行酶促反應,最後加入終止液終止反應並在酶標讀數儀上進行濃度計算。

量子點免疫層析技術是基於抗原抗體特異性免疫反應的新型膜檢測技術。該技術以固定有檢測線(包被抗體或包被抗原)和質控線(抗抗體)的條狀纖維層析材料為固定相,待檢測液為流動相,膠體金/熒光/量子點標記抗體或抗原固定於連接墊,通過毛細管作用使待分析物在層析條上移動。對於毒品小分子抗原,通常採用競爭法,即待分析物在流動相作用下先與膠體金/熒光/量子點標記抗體結合,當到達檢測線時再與包被抗原競爭膠體金/熒光/量子點標記抗體,最終通過肉眼(膠體金)或者配套讀數儀完成濃度分析。

總的來看,由於ELISA法存在較複雜的前處理,同時需要匹配一些其他較高要求的因素(如高昂的設備、專業的技術人員等)不適用於現場檢測,但由於他的高特異性、靈敏度更適合實驗室的應用;而膠體金的檢測方法由於其靈敏度較低無法達到毛髮毒檢國際閾值的要求,因此時間分辨熒光和量子點檢測方法更適用於現場檢測,但時間分辨熒光的方法學存在反應不充分的因素而導致結果的不準確性問題較嚴重,因此量子點免疫層析更適用毛髮毒品的現場檢測。

綜上所述,毛髮作為一種生物檢材在吸毒人員快速檢測中具有一定的優勢,在大多數領域取代尿樣檢測是大的發展趨勢。毛髮檢測可區分是單次吸毒還是長期吸毒,甚至可以直接對吸毒人員進行成癮程度認定。

從目前市場主流技術來看,作為現場快速檢測技術,量子點免疫層析技術已經非常成熟,試劑板和設備商業化也日臻完善,檢測靈敏度達到了0.1ng/mg,滿足禁毒實戰要求,取代膠體金法是未來發展的趨勢。


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