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      免疫標(biāo)記法在汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)與成分檢測中的應(yīng)用進(jìn)展

      2015-10-26 05:51:50湯鳳梅馬榮梁馮永杰曲會(huì)英
      中國司法鑒定 2015年4期
      關(guān)鍵詞:手印客體抗原

      湯鳳梅,馬榮梁,馮永杰,吳 浩,曲會(huì)英,劉 寰

      (1.公安部物證鑒定中心,北京100038;2.遼寧警察學(xué)院,遼寧 大連116036;3.江蘇省公安廳 刑警總隊(duì),江蘇 南京 210000)

      手印是指人手指、掌表面的乳突紋、屈肌褶紋、皺紋等皮膚花紋結(jié)構(gòu)在力的作用下接觸客體時(shí)所形成的能反映花紋結(jié)構(gòu)與外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的印痕總稱,包括指頭印、指節(jié)印、手掌印等。手印,作為刑偵領(lǐng)域最重要的物證之一,在人身認(rèn)定中發(fā)揮重要的作用。形成汗?jié)撌钟〉奈镔|(zhì)主要是指掌皮膚汗腺分泌的汗液,包括水、多種無機(jī)物和有機(jī)物,如氯化鈉、尿素和各種氨基酸。汗?jié)撌钟∥镔|(zhì)中實(shí)際上還包括脂類物質(zhì),如脂肪酸、甘油、固醇等。雖然指掌面沒有皮脂腺,但是人們在日常生活習(xí)慣中會(huì)經(jīng)常接觸皮脂較多的部位(例如頭面部),于是指掌表面的脂類物質(zhì)留存在手印紋線中[1]。

      針對(duì)手印物質(zhì)中的各種成分,已經(jīng)建立了粉末顯現(xiàn)法、茚三酮顯現(xiàn)法、DFO顯現(xiàn)法以及502膠熏顯法等傳統(tǒng)方法。在實(shí)際工作中,現(xiàn)場潛在手印的顯現(xiàn)主要存在兩個(gè)難題:一是某些疑難復(fù)雜客體表面上的手印,采用現(xiàn)有方法的顯現(xiàn)效果難以令人滿意;二是手印顯現(xiàn)的靈敏度仍然有待提高,以顯現(xiàn)痕量汗液物質(zhì)形成的手印或陳舊手印等。各國學(xué)者正努力從兩個(gè)方面來解決上述難題:一是研發(fā)新材料、建立新技術(shù),來提高顯現(xiàn)方法的靈敏度,同時(shí)拓展方法適用客體范圍;二是充分發(fā)掘汗?jié)撌钟√峁┑臐撛谛畔?,不僅僅局限于手印的形態(tài),更深入研究手印物質(zhì)中的特殊成分,通過對(duì)特殊成分的測定確定嫌疑人的生活習(xí)慣,即通過手印物質(zhì)對(duì)嫌疑人進(jìn)行描繪。因此,免疫標(biāo)記法應(yīng)運(yùn)而生,與傳統(tǒng)方法相比,該方法不僅能夠顯現(xiàn)汗?jié)撌钟?,同時(shí),基于抗原抗體特異性反應(yīng),還能完成手印物質(zhì)中某些特定成分的測定,以此作為依據(jù),推斷嫌疑人接觸過或食用過何種毒品,或者具有哪些生活習(xí)慣,例如吸煙,或者患有某種疾病等。

      1 免疫標(biāo)記技術(shù)(Immunolabelling technique)

      該技術(shù)是以放射性同位素、熒光素、酶、生物素、膠體金、化學(xué)發(fā)光元素、鐵蛋白等作為示蹤物標(biāo)記抗體(或抗原),通過抗原抗體特異性反應(yīng),并借助精密儀器對(duì)示蹤物進(jìn)行測定,借此鑒定未知抗原(或抗體)[2]。近年來,針對(duì)汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)與成分檢測所采用的示蹤物主要以熒光素為主,即采用免疫熒光技術(shù),該技術(shù)主要分為直接免疫熒光法和間接免疫熒光法。

      直接免疫熒光法是將熒光素標(biāo)記的抗體直接與相應(yīng)抗原反應(yīng)。該方法雖然具有簡單、快速、特異性好的優(yōu)點(diǎn),但是,針對(duì)每種抗原需制備相應(yīng)的熒光抗體,因此,該方法在汗?jié)撌钟★@現(xiàn)中的應(yīng)用鮮有報(bào)道。

      為了克服直接免疫熒光法的不足,發(fā)展了間接免疫熒光法,該方法則是將熒光素標(biāo)記到與一抗特異性結(jié)合的二抗上,制備一種熒光標(biāo)記的二抗。這種二抗可以用于檢測同種動(dòng)物的多種抗原抗體系統(tǒng),因此,在汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)中應(yīng)用較多。間接免疫熒光法主要分為三個(gè)步驟:第一步,用未標(biāo)記的一抗進(jìn)行孵育,部分抗體與存在的抗原進(jìn)行特異性結(jié)合,洗滌去掉未結(jié)合的抗體;第二步,加入熒光標(biāo)記的二抗再次孵育,此時(shí)標(biāo)記的二抗與一抗相結(jié)合,然后,洗滌去掉未結(jié)合的二抗;最后,對(duì)結(jié)合在抗體上的標(biāo)記物進(jìn)行定性。若手印物質(zhì)中有抗原存在時(shí),標(biāo)記物通常導(dǎo)致熒光手印的生成。當(dāng)無抗原存在時(shí),則不會(huì)發(fā)生抗原與一抗的結(jié)合,也不會(huì)發(fā)生一抗和二抗試劑的結(jié)合,因此沒有熒光信號(hào)產(chǎn)生。

      2 間接免疫標(biāo)記法在汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)與成分檢測中的應(yīng)用

      最早將免疫技術(shù)應(yīng)用于汗?jié)撌钟〉难芯科鹪从?977年,Ishiyam[3]與其研究團(tuán)隊(duì),針對(duì)分泌型人群(即能分泌血型抗原的人群),利用抗體(凝集素),通過抗原抗體反應(yīng)產(chǎn)生凝集現(xiàn)象,即混合細(xì)胞凝集反應(yīng)(mixed cell agglutination reaction,MCAR),對(duì)透明膠帶粘面上的手印物質(zhì)進(jìn)行血型分析,研究的意外結(jié)果是顯現(xiàn)出汗?jié)撌钟?。Tshiyam等還進(jìn)一步考察紙張客體,采用茚三酮顯現(xiàn)后,繼續(xù)采用MCAR技術(shù)比單獨(dú)使用茚三酮的顯現(xiàn)要靈敏很多,效果有顯著提高。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)免疫標(biāo)記技術(shù)在汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)與成分檢測的研究主要圍繞以下幾種組分[3]:氨基酸、蛋白質(zhì)和多肽(角蛋白、組織蛋白酶、皮離蛋白、人血清白蛋白等)、尼古丁代謝產(chǎn)物(可替寧)、毒品(四氫大麻酚,美沙酮)及其代謝產(chǎn)物(美沙酮代謝產(chǎn)物EDDP,嗎啡,苯甲酰芽子堿)等。

      2.1 氨基酸

      手印物質(zhì)中,氨基酸類物質(zhì)濃度可達(dá)0.3~2.5 mg/L。Spindler等[4]利用抗L-氨基酸抗體(anti-L-amino acid antibodies),來顯現(xiàn)鋁箔、玻璃、瓷磚上的汗?jié)撌钟?,原理如圖1所示。首先,分別通過直接吸附法和間接共價(jià)法兩種方法將抗體(一抗)修飾到16 nm的金納米顆粒(gold nanoparticles,AuNPs)上,制備出抗體修飾的AuNPs溶液。然后,將該溶液滴加到汗?jié)撌钟”砻妫钟∥镔|(zhì)中的氨基酸與AuNPs上的抗體發(fā)生特異性結(jié)合。最后,加入熒光紅610標(biāo)記的二抗,二抗與一抗相結(jié)合。在590nm波長的光源激發(fā)下,通過650nm的濾色片,觀察得到熒光手印。研究表明該方法適合幾個(gè)月以上或者未知手印的顯現(xiàn),對(duì)3個(gè)月以內(nèi)的新鮮手印顯現(xiàn)效果不好,主要是由于兩個(gè)原因:其一,手印物質(zhì)被免疫試劑溶解并引起擴(kuò)散;其二,采用的沖洗溶劑對(duì)抗體溶解度低,引起的背景染色。后來,作者采用磷酸鹽緩沖溶液作為沖洗溶劑,能有效降低背景染色。

      圖1 采用兩種方法制備的功能化金納米粒子顯現(xiàn)汗?jié)撌钟4](根據(jù)參考文獻(xiàn)[4],已獲得轉(zhuǎn)載許可,版權(quán)歸 Royal Society of Chemistry所有。)

      2.2 蛋白質(zhì)和多肽

      與氨基酸相比,對(duì)蛋白質(zhì)和多肽的研究更為廣泛,主要有以下幾種:角蛋白(Keratin)來自于細(xì)胞脫落過程;組織蛋白酶Cathepsin-D來自于細(xì)胞脫落過程和汗液;皮離蛋白(Dermcidin)來自汗液;人血清白蛋白(Human serum albumin)一種載體蛋白[5];表皮細(xì)胞生長因子(Epidermal growth factor,EGF)是一種低分子量的多肽,由53個(gè)氨基酸分子組成,在細(xì)胞生長、增殖、分化和修復(fù)中發(fā)揮重要作用;溶菌酶(Lysozyme)是人體汗腺分泌的一種抗菌酶,是免疫系統(tǒng)固有防御體系的一部分,主要通過破壞細(xì)胞壁中的N-乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid,NAM)的 1位碳原子和 N-乙酰葡萄糖胺(N-acetyl-d-glucosamine,NAG)的 4 位碳原子間的β1-4糖苷鍵,來破壞革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁[6]。

      2009年,Drapel等[5]分別針對(duì)手印物質(zhì)中的角蛋白、組織蛋白酶和皮離蛋白,采用Invitrogen生產(chǎn)的商品化試劑盒Chrome Breeze immunodetection kits,按照試劑盒操作手冊,將聚偏二氟乙烯膜(PVDF)膜和紙張上的手印顯現(xiàn)出來。在此研究基礎(chǔ)上,van Dam等[7]與其研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了更深入的研究。首先,在滲透性的硝酸纖維素膜(NCM)上捺印汗?jié)撌钟?,分別只針對(duì)手印物質(zhì)中的皮離蛋白/人血清白蛋白,采用相應(yīng)的鼠的單克隆IgM抗皮離蛋白抗體/IgG2a抗人血清白蛋白抗體進(jìn)行結(jié)合,在采用異硫氰酸熒光素(Fluorescein isothiocyanate,F(xiàn)ITC)標(biāo)記的羊抗鼠的IgM/IgG二抗與之結(jié)合,在特定波長的光源激發(fā)下,顯現(xiàn)出熒光手印。然后,van Dam等[7]分別采用熒光探針Lightning-Link Rapid DyLight 350和Cy3與兩種抗體相結(jié)合,同時(shí)對(duì)NCM膜/玻璃片上的手印物質(zhì)中的兩種蛋白進(jìn)行標(biāo)記,在不同的波長的光源激發(fā)下,顯現(xiàn)出熒光手印。

      由于顯現(xiàn)出的熒光手印只能顯現(xiàn)出兩種蛋白的分布點(diǎn),間接反映出汗孔的分布,而反映出來的細(xì)節(jié)特征很少,所以,van Dam等[8]進(jìn)一步設(shè)想了該免疫標(biāo)記法是否可以與傳統(tǒng)顯現(xiàn)方法相結(jié)合,先采用傳統(tǒng)方法對(duì)汗?jié)撝讣y進(jìn)行顯現(xiàn),玻璃片上采用磁性粉顯現(xiàn),NCM膜上采用茚三酮顯現(xiàn),然后針對(duì)皮離蛋白,采用熒光免疫標(biāo)記的方法進(jìn)行顯現(xiàn),NCM膜上的顯現(xiàn)效果(見圖2)。研究結(jié)果表明該免疫標(biāo)記法與這兩種傳統(tǒng)顯現(xiàn)方法具有很好的兼容性,效果上可以互補(bǔ)。針對(duì)NCM膜和玻璃片這兩種客體,van Dam等[9]進(jìn)一步考查了免疫標(biāo)記法與其他傳統(tǒng)手印顯現(xiàn)方法的匹配性。先采用傳統(tǒng)顯現(xiàn)方法,然后針對(duì)手印中的皮離蛋白,采用免疫標(biāo)記法進(jìn)行顯現(xiàn)。其中,滲透性的NCM膜上的手印,采用茚滿二酮-鋅鹽(IND-ZnCl),茚滿二酮-鋅鹽-茚三酮(IND-NIN),物理顯影液(physical developer,PD)進(jìn)行顯現(xiàn);非滲透性的玻璃片上的手印,采用502膠熏顯,502膠熏顯-基礎(chǔ)黃染色(CABY),熒光502膠熏顯(Lumi-CA)和聚腈基丙烯酸酯熏顯(Poly-CA)進(jìn)行顯現(xiàn)。研究結(jié)果表明只有Lumi-CA和Poly-CA顯現(xiàn)方法不推薦與免疫標(biāo)記相結(jié)合,顯現(xiàn)效果不好。van Dam等[10]還進(jìn)一步考察了免疫標(biāo)記法適用的客體范圍,研究了非滲透客體(鋁箔、不銹鋼鑰匙、塑料瓶、垃圾袋、包裝袋、自封袋),半滲透性客體(瓷磚和薄紙板),滲透性客體(復(fù)印紙和熱敏紙),結(jié)果表明:薄紙板和復(fù)印紙不適合免疫標(biāo)記法顯現(xiàn),其他客體均能夠顯現(xiàn)出具有鑒定價(jià)值的手??;載體表面的多孔性和疏水性可以影響免疫標(biāo)記方法的應(yīng)用,載體表面孔的尺寸影響手印物質(zhì)的吸附,因此影響抗原的測定;示蹤物的選擇要進(jìn)行試驗(yàn),有些結(jié)果違反常規(guī),當(dāng)客體具有熒光性,例如熱敏紙和復(fù)印紙,可以采用辣根過氧化物酶(HRP)代替FITC和Cy3作為示蹤物。

      圖2 NCM膜上采用茚三酮顯現(xiàn)與免疫標(biāo)記顯現(xiàn)相兼容[8](根據(jù)參考文獻(xiàn)[8],已獲得轉(zhuǎn)載許可,版權(quán)歸 Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA所有)

      目前,國內(nèi)采用免疫標(biāo)記法顯現(xiàn)指紋的相關(guān)研究比較少,2014年,He等[6]建立了免疫多金屬沉積(Immunological Multimetal Deposition,iMMD)顯現(xiàn)膠帶上的汗?jié)撌钟〉姆椒?,采用抗體修飾的金納米粒子(antibody-AuNPs)與手印物質(zhì)中的抗原反應(yīng),然后通過銀染(Silver staining)的方法進(jìn)行顯現(xiàn)出黑色紋線的手印。其中AuNPs不僅作為抗體的載體,用來進(jìn)行識(shí)別生物分子,同時(shí),也作為自動(dòng)金相沉積的成核點(diǎn),即單質(zhì)銀在AuNPs表面進(jìn)行沉積。He等采用人免疫球蛋白(Human immunoglobulin G,hIgG)對(duì)膠帶上的汗?jié)撌钟∵M(jìn)行浸染,來優(yōu)化iMMD的反應(yīng)條件。研究發(fā)現(xiàn):抗原和抗體的結(jié)合時(shí)間增長,顯現(xiàn)效果變好,但是結(jié)合時(shí)間過長,背景顏色也變深,可能是由于AuNPs與底物的非特異性結(jié)合,并且銀染時(shí)引起銀的沉積;免疫反應(yīng)時(shí)的溫度對(duì)iMMD的效果影響不大;顯現(xiàn)效果隨antibody-AuNPs的濃度的增加而增強(qiáng);銀染時(shí)間長,顯現(xiàn)效果好,但過長背景也變黑了。最后針對(duì)手印物質(zhì)中的表皮細(xì)胞生長因子(Epidermal growth factor,EGF)和溶菌酶(Lysozyme),He 等[6]分別采用對(duì)應(yīng)抗體修飾的金納米粒子進(jìn)行iMMD反應(yīng),顯現(xiàn)出手印(見圖3)。該方法具有靈敏度高(手印物質(zhì)中ng級(jí)的成分),快速和特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

      圖3 免疫多金屬沉積法顯現(xiàn)膠帶上的汗?jié)撌钟6](根據(jù)參考文獻(xiàn)[6],已獲得轉(zhuǎn)載許可,版權(quán)歸 Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA所有)

      2.3 尼古丁代謝產(chǎn)物——可替寧制

      針對(duì)吸煙者汗液里的一種尼古丁代謝產(chǎn)物可替寧(cotinine),Russell[11-14]與其研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了深入的研究。Leggett等[11]制備出抗可替寧抗體修飾的納米金顆粒(anti-cotinine AuNPs):采用雙功能交聯(lián)劑3-(2-吡啶二巰基)丙酸N-羥基琥珀酰亞胺酯(SPDP)將protein A交聯(lián)在納米金顆粒上,然后在protein A上交聯(lián)抗可替寧抗體。anti-cotinine AuNPs與手印物質(zhì)中的可替寧發(fā)生抗原抗體的特異性免疫反應(yīng),然后加入熒光標(biāo)記的二抗進(jìn)行反應(yīng),顯現(xiàn)出玻璃片上的汗?jié)撌钟?。將抗可替寧抗體修飾到AuNPs表面,在其表面覆蓋大約50~60個(gè)抗體,提高了抗體抗原結(jié)合物的活性,并為熒光標(biāo)記的二抗提供更多位點(diǎn),所以熒光信號(hào)增強(qiáng),可以觀察到二級(jí)特征(細(xì)節(jié)特征)和三級(jí)特征(汗孔)。如果不結(jié)合納米金顆粒,只能證明吸煙經(jīng)歷,但是顯現(xiàn)出手印不具備同一認(rèn)定的條件。在陰性對(duì)照試驗(yàn)中,采用anti-cotinine AuNPs顯現(xiàn)不吸煙者的汗液手印,結(jié)果顯現(xiàn)不出手印,證明抗原與抗體的特異性結(jié)合。在此研究基礎(chǔ)上,Hazarika等[12]建立了15 min快速檢測可替寧的方法:采用商品化的蛋白A/G包覆的磁性顆粒代替納米金顆粒,修飾上抗可替寧抗體,結(jié)合熒光標(biāo)記的二抗,顯現(xiàn)玻璃片上的汗?jié)撌钟?。Hazarika等考察抗體抗原反應(yīng)時(shí)間對(duì)顯現(xiàn)效果的影響發(fā)現(xiàn),孵育反應(yīng)10min時(shí),手印紋線由白色變?yōu)辄S色,所以加上沖洗步驟,可以在15min顯現(xiàn)出玻璃片的汗?jié)撌钟?,并確定可替寧的存在(見圖4)。

      圖4 以可替寧為抗原采用免疫標(biāo)記法顯現(xiàn)玻璃片上吸煙者的汗?jié)撌钟12](根據(jù)參考文獻(xiàn)[12],已獲得轉(zhuǎn)載許可,版權(quán)歸 Royal Society of Chemistry所有)

      Boddis等[13]將該方法應(yīng)用于白色瓷盤客體,吸煙者汗液中有可替寧存在,能夠顯現(xiàn)出熒光手?。徊晃鼰熣吆挂褐袥]有可替寧,原則上顯現(xiàn)不出手印,但是實(shí)際上顯現(xiàn)出“負(fù)”的結(jié)果,即顯現(xiàn)出熒光手印,但是陰陽紋線顛倒。除了考察免疫標(biāo)記法適用的客體范圍,Boddis等[14]還考察了保存條件對(duì)顯現(xiàn)效果的影響。針對(duì)吸煙者玻璃片上的汗?jié)撌钟?,Boddis等考察了4周內(nèi),4種不同條件下的顯現(xiàn)效果:室溫光照,室溫黑暗,55℃黑暗,-20℃黑暗。55℃黑暗條件下保存的手印顯現(xiàn)效果最好,可能是去除了揮發(fā)性物質(zhì),同時(shí)抑制了細(xì)菌對(duì)脂類、蛋白質(zhì)的降解以及鯊烯(squalene)的氧化。而-20℃黑暗,手印顯現(xiàn)質(zhì)量下降,超過2周顯現(xiàn)質(zhì)量不好。室溫光照的情況下,手印物質(zhì)脫水,粘滯性增加,細(xì)菌和UV使其中的脂類和蛋白質(zhì)物質(zhì)發(fā)生氧化,從而引起手印物質(zhì)的降解。在UV下,手印物質(zhì)中的鯊烯發(fā)生過氧化反應(yīng),生成環(huán)氧化物和過氧化氫物,進(jìn)一步降解生成丙二醛,甲醛,乙醛,丙酮,這些物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)活潑,具有揮發(fā)性,進(jìn)而引起手印物質(zhì)的降解。研究表明手印物質(zhì)降解由光和細(xì)菌共同作用,黑暗條件下,手印物質(zhì)發(fā)生氧化和降解的速度比較慢。

      2.4 毒品及其代謝產(chǎn)物

      免疫標(biāo)記法在顯現(xiàn)含有可替寧的手印中發(fā)揮了很大的作用,因此,Russell[15-16]與其研究團(tuán)隊(duì)將該方法應(yīng)用于手印中毒品及其代謝產(chǎn)物的檢測。Pompi等[15]分別針對(duì)吸毒者汗?jié)撌钟≈械乃臍浯舐榉樱═HC,大麻的主要成分),美沙酮和其代謝產(chǎn)物(EDDP,2-亞乙基-1,5-二甲基-3,3-二苯基吡咯烷),苯甲酰芽子堿(可卡因的代謝產(chǎn)物),采用商品化的蛋白A/G包覆的磁性顆粒,修飾上對(duì)應(yīng)的抗體,與手印物質(zhì)中的抗原發(fā)生反應(yīng),然后結(jié)合熒光標(biāo)記的二抗,顯現(xiàn)出手?。ㄒ妶D5)。后來,同時(shí)針對(duì)吸毒者汗?jié)撌钟≈械膯岱龋êB逡虻拇x產(chǎn)物)和苯甲酰芽子堿(可卡因的代謝產(chǎn)物),Hazarika等[16]采用商品化的蛋白A/G包覆的磁性顆粒,分別修飾上對(duì)應(yīng)抗體,將手印劃分為兩個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域采用對(duì)應(yīng)的抗體和二抗進(jìn)行反應(yīng),顯現(xiàn)出手印。該方法能夠同時(shí)證明手印物質(zhì)中存在兩種代謝產(chǎn)物。Russell與其團(tuán)隊(duì)的研究成果在行業(yè)領(lǐng)域中受到高度評(píng)價(jià)[17-18],該方法有很廣泛的應(yīng)用前景,不僅可以應(yīng)用于可替寧和毒品的檢驗(yàn),還有望應(yīng)用于爆炸物,以及可以作為診斷指示物的其他代謝產(chǎn)物和激素等。該方法還可能針對(duì)手印物質(zhì)中RNA和DNA,與 STR(short tandem repeat)技術(shù)相結(jié)合。

      圖5 以四氫大麻酚為抗原采用免疫標(biāo)記法顯現(xiàn)玻璃片上的汗?jié)撌钟15](根據(jù)參考文獻(xiàn)[15],已獲得轉(zhuǎn)載許可,版權(quán)歸 Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA所有)

      3 免疫標(biāo)記法的影響因素

      在采用免疫標(biāo)記法顯現(xiàn)汗?jié)撌钟r(shí),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)非特異性結(jié)合,特別是采用載體顆粒時(shí),可能非功能化的顆粒(即沒有抗體修飾的顆粒)也會(huì)顯現(xiàn)出手印,出現(xiàn)假陽性結(jié)果,對(duì)偵查起到誤導(dǎo)作用[7]。以金納米粒子為例,雖然被廣泛用于手印顯現(xiàn)中,但是被手印物質(zhì)吸附的機(jī)理還不明確,目前存在兩種不同的觀點(diǎn)。普遍認(rèn)為是酸性條件下(pH 3左右),手印物質(zhì)中含有氨基基團(tuán)的成分(例如氨基酸、蛋白質(zhì)等)質(zhì)子化,帶正電;金納米粒子由于吸附檸檬酸根離子帶負(fù)電,從而被吸附到手印物質(zhì)上。2014年,Moret[19]和其研究團(tuán)隊(duì)深入的研究納米粒子顯現(xiàn)汗?jié)撌钟〉臋C(jī)理,提出了截然不同的觀點(diǎn)。與金納米顆粒相比,二氧化硅納米顆粒表面更容易被修飾 (例如在其內(nèi)部可以引入染料),能夠研究更多的影響因素,所以Moret等采用二氧化硅納米粒子進(jìn)行機(jī)理研究。通過考察PH、Zeta電位、修飾基團(tuán)(-COOH,-(COOH)2,-SO3H,-OP(O)(ONa)CH3)、離子強(qiáng)度等條件,證明二氧化硅納米粒子被手印物質(zhì)吸附是由于化學(xué)反應(yīng):納米粒子表面的羥基與手印物質(zhì)的氨基發(fā)生反應(yīng),生成酰胺鍵,并且此反應(yīng)容易被二酰亞胺類物質(zhì)(如EDC/NHS(N-ethyl-N′-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride/N-hydroxysuccinimide)催化。以往的研究報(bào)道已經(jīng)證明,載體顆粒在顯現(xiàn)手印時(shí)起到信號(hào)放大的作用[11],但是對(duì)非功能化載體顆粒的反應(yīng)機(jī)理缺乏研究,所以,在建立免疫標(biāo)記方法時(shí),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要考慮多方面因素。

      3.1 如何驗(yàn)證抗原與抗體為特異性結(jié)合

      通常采用對(duì)照實(shí)驗(yàn)(Control experiment)來驗(yàn)證抗原抗體的特異性結(jié)合,主要包括陽性對(duì)照(Positive control)、陰性對(duì)照(Negative control)、同型對(duì)照(Isotype control)三種實(shí)驗(yàn)[7]。其中,陽性對(duì)照一般直接采用抗原的標(biāo)準(zhǔn)溶液利用免疫標(biāo)記的方法進(jìn)行顯現(xiàn)標(biāo)記,證明能夠有熒光物質(zhì)生成。陰性對(duì)照,則采用確定不含已知抗原的手印樣本進(jìn)行免疫標(biāo)記。以可替寧為例,它只存在于吸煙者的手印物質(zhì)中,那么陰性對(duì)照實(shí)驗(yàn)則采用不吸煙者的汗?jié)撌钟?,進(jìn)行免疫標(biāo)記,來驗(yàn)證:沒有抗原存在時(shí),是顯現(xiàn)不出熒光手印的。有時(shí)也做空白對(duì)照,即對(duì)含有抗原的手印樣本,不加一抗或者同時(shí)不加一抗和二抗,來驗(yàn)證二抗是否會(huì)與手印物質(zhì)或者與背景發(fā)生非特異性結(jié)合,以及手印物質(zhì)是否會(huì)自發(fā)熒光??瞻讓?duì)照也屬于陰性對(duì)照實(shí)驗(yàn)。同型對(duì)照則使用與一抗相同種屬來源、相同亞型、相同劑量和相同的免疫球蛋白及亞型的免疫球蛋白,代替一抗。例如標(biāo)記手印物質(zhì)中的皮離蛋白,如果一抗采用鼠的單克隆的IgM抗皮離蛋白抗體,二抗采用羊抗鼠的IgM FITC,則同型對(duì)照可以采用鼠的單克隆的IgM代替一抗,也可以采用鼠的單克隆的IgM FITC同時(shí)代替一抗和二抗。

      3.2 盡可能減少客體表面的背景染色

      本文已經(jīng)提到引起背景染色的原因主要有兩個(gè)[4]:一是免疫試劑引起手印物質(zhì)擴(kuò)散,二是沖洗時(shí),未和抗原結(jié)合的功能化的顆粒沒有被沖洗掉,而停留在客體表面上,這主要是因?yàn)樗捎玫娜軇?duì)功能化顆粒的溶解度低所引起的。所以,沖洗時(shí)需要對(duì)洗脫方式和洗脫溶劑進(jìn)行優(yōu)化。

      3.3 盡可能地降低非特異性反應(yīng)的效果

      對(duì)手印物質(zhì)中的蛋白作為抗原進(jìn)行標(biāo)記時(shí),通常先進(jìn)行封阻(blocking),然后在進(jìn)行抗原抗體反應(yīng),常采用牛血清白蛋白或脫脂奶粉將可能引起吸附的位點(diǎn)進(jìn)行封閉,盡可能地降低非特異性反應(yīng)的效果。

      4 展望

      針對(duì)汗?jié)撌钟∥镔|(zhì)中的特定成分,采用功能化的顆粒材料(如金納米和磁性顆粒),通過免疫標(biāo)記的方法,顯現(xiàn)出汗?jié)撌钟?,同時(shí),確定特定成分的存在。與傳統(tǒng)方法相比,免疫標(biāo)記法的亮點(diǎn)在于能深入研究手印物質(zhì)中的某種或某些特殊成分。以此作為依據(jù),刑偵人員可以推斷嫌疑人接觸過或食用過何種毒品,或者具有哪些生活習(xí)慣,為偵破案件提供方向,縮小偵查范圍。免疫標(biāo)記法與某些傳統(tǒng)方法可以相兼容,所以,可以先采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行顯現(xiàn)汗?jié)撌钟?,然后通過免疫標(biāo)記法確定手印物質(zhì)中是否有某些特定成分,兩種方法共同為同一認(rèn)定提供依據(jù)。該方法還可以對(duì)免疫分析法測定手印物質(zhì)中的某種特定成分的含量提供技術(shù)支持[20]。免疫標(biāo)記法也存在著不足之處,例如,使用的抗體成本相對(duì)較高,操作步驟也比相對(duì)傳統(tǒng)方法復(fù)雜。

      國外相關(guān)學(xué)者和科研團(tuán)隊(duì)對(duì)免疫標(biāo)記法已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)的研究,但是已報(bào)到的文獻(xiàn)中,對(duì)不同的免疫標(biāo)記方法適用客體的范圍、出現(xiàn)假陽性結(jié)果、與傳統(tǒng)方法的兼容性、保存時(shí)間和條件的影響等問題依然有待研究。國內(nèi)關(guān)于免疫標(biāo)記法在汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)與成分檢測的研究比較少[21],更缺乏系統(tǒng)深入的研究。目前,國內(nèi)關(guān)于功能化的金納米材料的合成、表征和應(yīng)用的研究比較多[22-23],免疫標(biāo)記法用于顯現(xiàn)汗?jié)撌钟∫约皩?duì)其中特定成分的檢測也逐漸引起相關(guān)學(xué)者的關(guān)注[18,24]。免疫標(biāo)記法能夠在顯現(xiàn)手印的同時(shí),為刻畫嫌疑人提供依據(jù),為偵查提供方向,并且具有高靈敏度和高選擇性的優(yōu)點(diǎn),將會(huì)在指紋顯現(xiàn)領(lǐng)域發(fā)揮更廣泛的應(yīng)用。

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