高通量檢測：痕量毒品瞬間畢露

　　小型化SPRi原型機

　　新聞背景

　　當前，我國已由毒品過境為主轉變為過境與國內消費并存，2008年我國在冊吸毒人數累計已達112.67萬人。近年來，設計型毒品也在不斷出現，對毒品檢測鑒定提出了更高要求。然而國內對毒品及代謝物的快速分析，主要利用進口的免疫試劑盒，此方法干擾因素多，經常出現假陽性，因此必須結合案情或其他分析才能準確得出結果。另外，常規儀器分析檢測技術每次只能對一個樣品或一種毒品成分進行檢測鑒定，在遇到嚴打專項斗爭和發生突發事件，成百上千樣本測定和幾十種毒品需要定性篩查時，現有技術便顯出通量小、速度慢的缺陷，嚴重制約了對毒品犯罪的嚴厲打擊。

　　該組合技術為公安機關打擊毒品犯罪提供了快速篩選分析的專業設備，具有快速、準確、不消耗檢材的特點

　　微全分析系統是世界前沿研究領域，盡管現在還沒有真正意義上的微全分析系統出現，但它代表了分析科學發展的趨勢。“組合型常見毒品快速檢測儀技術”是“十一五”國家科技支撐計劃項目課題，包括“表面等離子體共振及高通量分析儀器在毒品分析中的應用”、“高通量毒品、毒物快速檢測系統——生物芯片的研究”、“毒品微流控芯片研究”三個子課題。課題組在表面等離子體共振技術的基礎上，研制開發了基于兩瓣電流式光電位置測定技術的現場毒品檢測系統，現場一次性高通量檢測多種毒品成分的生物芯片系統，窄縫進樣高靈敏微流控電泳芯片等，力求在微全分析系統研究有所突破，并運用到毒品的快速檢測中。

　　SPR現場毒品檢測系統：替代進口金標免疫試劑盒

　　目前，在國際上對毒品的分析方法主要是利用氣相色譜—質譜聯機法、氣相色譜法、高效液相色譜法和紅外光譜法等常規方法，對液體中痕量毒品的監測主要采用進口金標免疫試劑盒進行初選，利用氣相色譜—質譜聯機法進行確認分析。對現場查獲的可疑毒品吸食人員的體液主要采用點滴試驗和金標免疫試劑盒進行初選，對預試驗呈陽性的樣品還需送實驗室進行確認。剛剛通過公安部科技信息化局組織驗收的，高靈敏度的表面等離子體共振及高通量分析儀器，是在納米技術的基礎上結合膜修飾技術的一種新的檢測方法，在國內外毒品檢測領域中尚未見到相關報道。

　　表面等離子體共振(SPR)及高通量分析儀器采取化學修飾離子選擇性滲透的方式，對體液中常見毒品進行快速篩選分析。此項研究主要是建立對苯丙胺類常見毒品及其代謝物的系統分析。通過目的物離子的選擇性滲透、與底物的化學反應和電極電位的三次分離，提高定性分析的準確度，同時通過內置工作曲線法對待測目的物進行定量分析，可代替國內普遍使用的進口試劑盒。

　　課題組自主研發了基于時間分辨測量技術的SPR儀器，并將其用于嗎啡、苯丙胺、氯胺酮及大麻等組合型毒品的檢測，該方法具有高靈敏度、檢測限低和抗干擾能力強等優點，其檢測限可以到達100微克/毫升。

　　課題組在吉林省公主嶺市安康醫院進行了陰性、陽性實驗樣品測試，實際樣品為精神類藥物或者吸毒后人尿液，得到較好結果。測試表明，對服用精神類藥物的樣品無干擾信號出現，對吸毒人員尿樣檢測全部出現陽性信號。

　　專家圈點：

　　課題負責人、吉林省公安廳物證鑒定中心高級工程師謝文林：

　　這個課題研究主要技術特點在于從多個不同方面，如離子選擇性電位檢測、電催化氧化安培檢測及基于生物傳感器的分析等，綜合評估篩選對安非他命類分子具有高選擇性的傳感器材料，使其能夠真正應用到實際樣品的分析檢測中，并將這一方法及電極傳感器等部件儀器化，從而實現現場的快速分析。

　　課題組完成了便攜式微機版多通道電位儀的研制，采用USB供電，無需任何外接電源。同時研制的常見毒品及其衍生物的選擇性膜，與電位儀聯用，可以快捷、靈敏的檢測溶液中的安非他命及其衍生物。

　　生物芯片：多種毒物快速檢測 解決批間差難題

　　修改后的《刑法》和《刑事訴訟法》對案件檢測鑒定提出了更高、更新、更嚴的要求，送檢的毒品檢材日益增多，在數量和種類上都比以往明顯增加。

　　目前，在檢驗鑒定中國內外均沒有高通量快速檢驗鑒定毒品及其體內代謝物的方法，而常規儀器分析檢驗技術存在檢測通量低，每次只能對一個樣品或一種毒品成分進行檢驗的不足，不能滿足成百上千樣本測定和幾十種毒品需要定性篩查的需求，同時，現有檢測速度慢，分析操作周期長，一個樣品的檢測時間約需幾個小時，難以在廣大基層單位推廣，嚴重影響了辦案進度。

　　目前，分子生物學領域用于高通量定性篩查的方法首推生物芯片。生物芯片的特點是將所涉及的樣品反應、檢測、分析等過程連續化、集成化、微型化。由于其檢測信號的高通量、良好的檢測靈敏度和數據回收率，生物芯片技術迅速成為生命科學研究領域發展最快的技術之一。

　　生物芯片基于抗原和抗體專一性結合原理，將多種蛋白質結合在固相基質上，檢測生物樣品中可與之專一性結合的對應蛋白質。課題組利用免疫競爭原理，將多種毒品的抗體結合在固相基質上，通過酶標記的抗原和化學發光底物所發出信號，可以在短時間內定性、定量檢測幾百個樣品中多種物質的成分和含量。

　　據子課題負責人、上海市公安局刑事偵查總隊曾立波主任法醫師介紹，課題組制備了9種毒品完全抗原和5種毒品單克隆抗體，該生物芯片可以檢測我國9種常見毒品種類。在同步測量體液中可卡因類、苯丙胺類、嗎啡類、氯胺酮、大麻類毒品時，最低檢測限均在100微克/毫升，誤報率小于3%。

　　值得一提的是，課題組解決了制備生物芯片批間差這一國際難題，實現了生物芯片無批間差的愿望。此項技術具有自主知識產權，國內外無相關報道。課題組選擇氧化鋁陶瓷基片制備生物芯片，氧化鋁基片發生散射后，會導致基片產生批間差，他們使用Kubelk-Munk定律的矯正散射系數有效矯正其散射，其他基片均難以矯正。

　　專家圈點：

　　公安部物證鑒定中心研究員于忠山：

　　本項目研發的生物芯片實現了我國可以一次性高通量快速檢測嗎啡、苯丙胺、甲基苯丙胺、氯胺酮、大麻、丁丙喏啡、可卡因、美沙酮等十類毒品成分的愿望，這些檢測指標基本涵蓋了國內外的常見毒品成分。將生物芯片應用于刑事技術領域，屬國內外首創。

　　就目前儀器市場而言，分離分析設備幾乎完全被國外產品壟斷，國家每年要花費數億元人民幣來進口儀器。進口質譜儀器的平均價格一般在2萬美元，其昂貴的價格使眾多潛在用戶望而卻步，不僅影響了分離儀器在國內各行業的廣泛應用，也給以分離檢測和快速檢測為主的公安和環保等行業執法帶來巨大影響。課題組研制的微流控檢測設備和生物芯片檢測技術將填補國內外空白，解決戰斗在禁毒斗爭一線的公、檢、法、司、社區、戒毒所和有關醫院等廣大基層單位無法對毒品成分及其代謝物進行高通量快速檢測的難題。

　　■技術動態

　　微流控電泳芯片檢測儀：少量毒品快速分離

　　常用毒品微流控芯片檢測儀是采用毛管電泳、芯片集成檢測方法研制的毒品分離檢測設備，對現場收繳的可疑毒品和體液中常見毒品進行分離檢測。

　　課題組基于現有微流控芯片的優缺點，考慮到毒品、毒物檢測現場、快速、一次性使用、便攜以及高效的要求，結合石英芯片和聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片的優點，設計并制作了一種以PDMS材料為基體，基于窄通道進樣的一次性石英毛細管微流控電泳芯片。窄通道進樣可以有效防止樣品分離管道的泄露，無需一般微流芯片所需的防泄露高壓電源，簡化了儀器和操作，同時，可以大大縮短進樣時間，利于降低樣品區帶展寬，提高分離效率，減少樣品消耗量，大大降低了假陽性率。

　　■延伸閱讀

　　社會效益不可估量

　　“組合型常見毒品快速檢測儀技術”主要是為公安機關打擊毒品犯罪提供了一套對可疑毒品和吸毒人員體液中毒品及其代謝物進行快速篩選分析的專業設備，具有快速、準確、不消耗檢材的特點。為打擊與毒品犯罪相關案件提供科學證據，具有不可估量的社會效益。

　　同時，此項技術不需要消耗其他材料，僅需要少量電能，在使用過程中不會污染環境，于目前使用的進口金標免疫試劑盒互補，可以滿足不同層次執法人員的需求。更重要的是，此項研究所提供的各種方法具有操作簡便、成本低，不需進行后處理的優點，所以可以降低使用單位的檢驗鑒定費用和能源消耗，無疑將具有廣闊市場。