试纸的整体结构设计,全程围绕 “便携、快速、易操作” 展开。团队将试纸设计为长条状,长度仅 8 厘米、宽度 2 厘米,便于侦查员放在口袋或勘查包中随身携带。试纸顶端为采样区,覆盖高吸附性无纺布材料,可直接擦拭疑似伤痕区域或毒物残留表面;中间清晰划分 A 区(伤痕检测)和 B 区(毒物检测),A 区面积较大,便于观察颜色变化,B 区的 8 个微型检测点按毒物类型排列,每个检测点旁标注对应的毒物名称缩写;底部为吸水区,内置滤纸,能引导样本液均匀扩散至 A、B 两区,确保反应充分。同时在试纸边缘标注反应时间刻度,明确 “采样后 5 分钟观察 A 区、10 分钟观察 B 区” 的判读标准,降低操作门槛。
研发过程中,第一个需要攻克的难题是交叉反应干扰。最初的试纸在检测含高浓度汞离子的样本时,A 区出现了微弱的淡红色,宋清砚反复调试后发现,是重金属离子影响了硫化丙烯与硫化物的特异性反应。“在 A 区和 B 区之间增加一层隔离膜,孔径仅 0.22 微米,既能让样本液缓慢渗透,又能阻挡重金属离子对 A 区反应体系的干扰。” 他用镊子夹起透明的隔离膜,小心翼翼地贴合在试纸中间,“同时调整 A 区显色剂的反应阈值,提高硫化亚铁的识别特异性,避免微量干扰物触发假阳性。”
第二个关键挑战是提升毒物检测的灵敏度。“景和会” 常用的钩吻碱致死剂量仅为 0.1mg/kg,蓖麻毒素的致死剂量更低,常规快速检测的检出限难以满足痕量筛查需求。宋清砚团队在 B 区添加了信号放大体系:“在纳米抗体上标记量子点,这种材料的荧光量子产率高,能将毒物与抗体的结合信号放大 100 倍,就算是痕量毒物,也能通过颜色深浅清晰显现出来。”
经过 30 组梯度浓度实验,试纸 B 区的性能得到显着提升:对钩吻碱、蓖麻毒素的检出限达到 0.005μg/mL,对汞离子、铅离子的检出限达到 0.01μg/mL,完全覆盖 “景和会” 常用毒物的痕量检测需求。其中,钩吻碱对应紫色、蓖麻毒素对应棕色、汞离子对应橙红色、铅离子对应紫红色、铜离子对应蓝色、砷离子对应黄绿色、毒鼠强对应深红色、氰化物对应浅紫色,每种毒物的显色均具有唯一性,便于快速区分。
经过 45 天的反复调试、优化,第一版多功能痕量检测试纸终于成型。试纸 A 区为淡黄色基底,当接触到淤血残留的硫化物时,会在 5 分钟内呈现红色,颜色从淡粉到深红对应淤血浓度 0.01μg/mL 至 0.1μg/mL,能精准识别 1 周 - 3 个月的陈旧伤痕;B 区为白色基底,8 个微型检测点分别对应不同毒物,接触到目标毒物后,会在 10 分钟内呈现特异性颜色,通过颜色深浅可初步判断毒物浓度,无需任何复杂仪器辅助,就算是没有专业法医背景的侦查员,也能快速判读。
“做一组全面验证测试。” 宋清砚拿出提前制备的模拟样本,包括不同老化时间(1 周、2 周、1 个月、3 个月)的伤痕样本、含不同浓度(0.005μg/mL、0.01μg/mL、0.05μg/mL、0.1μg/mL)毒物的模拟体液样本,还有混合了伤痕和毒物的复合样本,“每组样本做 3 个平行样,同时设置空白对照组和干扰物对照组,全面验证试纸的特异性、准确性和抗干扰能力。”
测试结果令人振奋。A 区对 1 周龄伤痕显深红色,2 周龄显红色,1 个月龄显淡红色,3 个月龄陈旧伤痕仍能显浅粉色,识别准确率达 92%;空白对照组无任何显色反应,干扰物对照组(含汗液、皮脂、土壤颗粒等常见杂质)也未出现假阳性,抗干扰能力突出。B 区对 8 种目标毒物的识别准确率均超过 90%,钩吻碱、蓖麻毒素在浓度 0.005μg/mL 时就能清晰显色,重金属离子在 0.01μg/mL 时可稳定识别,且不同毒物之间无交叉反应,显色边界清晰。
更关键的是复合样本测试,当试纸同时接触到陈旧伤痕和钩吻碱时,A 区显淡红色,B 区对应的钩吻碱检测点显紫色,两个区域的反应互不干扰,既能准确识别出隐匿伤痕,又能精准锁定毒物种类,完全达到预期目标。
“太成功了!” 苏芮拿着一张同时显红色和紫色的试纸,兴奋地说道,“这张试纸检测出了模拟样本中的 3 个月龄陈旧钝器伤和 0.008μg/mL 的钩吻碱,颜色清晰直观,判读起来毫不费力,就算是一线侦查员在现场也能快速得出结论。” 她将试纸与提前制作的浓度比对卡放在一起,“我们可以制作配套的比对卡,标注不同颜色对应的伤痕老化时间和毒物浓度范围,方便现场快速估算,为侦查提供更精准的方向。”
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