CN113341135A - 一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒及其图像检测方法与系统 - Google Patents

一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒及其图像检测方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种荧光免疫检测毒品的试剂盒包括样品清洗液，裂解液，荧光免疫层析试纸条，试剂盒采用毛发作为检测样品，对毛发中的毒品含量进行定量检测，取样简单，克服毒品检测取样困难的问题。基于上述试剂盒滴测显色结果，本发明提供了一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测方法，通过双共聚焦免疫荧光检测获得图像识别快速，精确地识别出违禁品在毛发中的浓度。而基于该检测方法，本发明还提供了便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统，将试剂盒、检测双共聚焦免疫荧光检测仪、平板电脑整合在一个系统中，实现了检测形式的可视化、便捷化，检测方式智能化和检测结果的精确化。

Description

一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒及其图像检测方法 与系统
技术领域
本发明属于生物检测技术领域，特别是涉及一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒。
背景技术
从最原始的罂粟，加工成鸦片、可卡因和海洛因，到现在的冰毒、吗啡、大麻等，毒品一直离人们的生活很近。毒品不仅影响了吸毒者的健康，而且对吸毒者的家庭、社会、国家都造成了巨大的危害。为了与毒品作斗争，各国政府投入了大量的资金，以美国为例，自1981年以来政府每年平均投入3亿美元用于禁毒教育、治疗和研究项目，至奥巴马政府执政，美国各级政府每年用于禁毒执法的资金高达441亿美元。我国在挽救、治疗吸毒者，开展禁毒教育和科研，加大缉毒力度等方面也投入了大量的人力、物力和财力。然而如何针对吸毒人员作出有效、快速、准确、稳定的检测成为了亟待解决的问题。
随着检测手段的进步，对人体毒品残留的检测中，相较于传统血液、尿液等检测对象，毛发检测的标本容易获得，现场操作简单，避免了吸毒人员的取证不配合，标本掺假，成为了一种重要的毒品检测对象。
目前，气相色谱法、气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱法、毛细管电泳法、免疫分析法等多种检测方法已经被用于对毒品的检测。例如中国专利CN101750458B公开了一种检测人体中毒品残留的方法，其采用HPLC-Chip-MS/MS和HPLC-MS/MS来检测毒品残留，具有费用低，准确性和稳定性高的优点。中国专利CN104422762A公开了一种检测尿液、唾液、血液、毛发中毒品的酶联免疫试剂盒和检测方法，该酶联免疫试剂盒具有高特异性、高灵敏度等特点。
现有试剂盒对于毒品含量检测都采用标准曲线标定而根据C线发光强度计算出相应毒品浓度,然而标定曲线由于并非百分百准确,存在一定程度误差，因此当检测含量在毫克数量级样品中精确检测纳克级毒品含量时，很容易产生不能容忍的较大误差。因此如何提升检测精度全部依靠函数曲线标定并不能得到理想的精度。
随着禁毒形势的愈发严峻，新型、有效、快速、准确、稳定的检测方法和装置的需求进一步被放大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒。本发明能够快速、准确、灵敏的对毛发中的毒品进行检测。
为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：
一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒，包括样品清洗液，裂解液，荧光免疫层析试纸条；
所述清洗液，用于将毛发样品表面污物清除，所述裂解液用于将毒品小分子从毛发中溶出；
所述荧光免疫层析试纸条包含PVC衬板、硝酸纤维膜、样品垫和吸收垫，所述样品垫、硝酸纤维膜和吸收垫依次交错固定于PVC衬板之上；
所述样品垫上有毒品抗体-量子点纳米颗粒复合物以及兔IgG-量子点纳米颗粒复合物；
所述硝酸纤维膜上设有检测线和质控线，检测线包被有毒品抗原-牛血清白蛋白复合物，质控线包被有羊抗兔抗体。
本发明检测对象为毛发相对于常规检测方法要验血、验尿或者验口水，可以克服毒品测试取证困难和被测人员的不配合。
在上述试剂盒中，清洗液、裂解液和毛发的质量比为(15-28)：(70-73)：1。
在上述试剂盒中，优选的，所述清洗液包含表面活性剂，所述裂解液包含角蛋白酶和缓冲溶液。其中，角蛋白酶能够腐蚀毛发表面，使毛发形成粗糙表面，从而利于毒品小分子从待测样品中溶出。单独设置包含表面活性剂的清洗液能够洗涤毛发表面的污渍，使角蛋白酶能充分跟毛发接触，与活性剂和角蛋白酶和缓冲溶液混合液进行处理相比能进一步提高毛发表面的污渍去除，提高毒品的溶出率。由于活性剂是单独对毛发样品进行清洗，因而不会像混合活性剂的裂解液那般在混合有清洗下的污渍的体系中进行蛋白酶接触，从而降低接触几率，进而影响毒品的溶出率。缓冲溶液能够中和角蛋白酶分解毛发产生的副反应物，提高角蛋白酶的生物活性。
进一步地，所述表面活性剂优选非离子表面活性剂，例如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、Triton X 100、Triton X 114、Triton X 405、Tween 20、Tween 60、Tween 80。相对于离子型表面活性剂，非离子表面活性剂不容易对离子强度产生影响，从而避免了影响后续试剂条中的免疫反应，提高了免疫检测的准确度。
进一步地，所述缓冲溶剂优选为TRIS(无水四硼酸钠)-EDTA缓冲溶液。本发明的缓冲体系相对于其它缓冲体系来说pH范围接近8，性质温和，且溶液稳定性更高。
进一步地，所述裂解液还包括碳酸氢钠。碳酸氢钠的添加主要是为了进一步调整裂解液的pH。
进一步地，所述裂解液中角蛋白酶的含量为14000-72000IU/ML。
在上述试剂盒中，优选的，所述量子点纳米颗粒的荧光发射波长范围为600-620nm，更优选的，发射波长为610nm。激发光的波长范围为360-430nm，更优选的，激发光的波长为365nm。
在上述试剂盒中，优选的，所述量子点纳米颗粒为单一化合物形成的量子点或是几种化合物组装成的复合物量子点。更优选的，所述化合物选自ZnS、CdS、HgS、MgS、CdSe、ZnSe、ZnCdSe中的一种或多种。
本发明荧光免疫层析试剂盒采用量子点纳米颗粒作为荧光发射物质，量子点在光学性能上表现出激发光谱宽二连续，发射光谱窄且对称，荧光强度高，荧光寿命长，稳定性好等特点，能够克服常规的稀土微球，胶乳微球等荧光材料，信号衰退块，信号梯度不明显等缺陷。本发明的荧光免疫试纸条显示的荧光信号可以在2个小时内不发生明显衰减，且信号的梯度非常明显，可以有效分层，使测试的荧光信号更加稳定和便于检测提高检测的灵敏度和准确度。此外，量子点荧光稳定，信号强且变化明显的性质，也使得荧光信号量值转化效果好，利于定量分析。
本发明荧光免疫层析试纸条的检测原理为竞争法，T线(检测线)包被的抗原和待检样品中的毒品抗原竞争结合毒品抗体-量子点纳米颗粒复合物，当待检样品中无毒品抗原存在，毒品抗体-量子点纳米复合物在泳动过程中先和T线包被毒品抗原-牛血清白蛋白复合物结合，T线处形成毛发荧光免疫分析仪可测的荧光信号；当待检样品中有毒品抗原存在，则样品中的毒品抗原、包被毒品抗原和毒品抗原-牛血清白蛋白复合物竞争结合，此时T线处信号强度会随着样品中毒品抗原的增加而逐渐减弱；而兔IgG-量子点纳米颗粒复合物会继续泳动和质控线(C线)包被的羊抗兔抗体结合，在C线处形成稳定不变的信号；如果C线处检测不到信号，则试纸条已报废，不能再使用。
基于上述原理，本发明提供了一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测方法，步骤包括：
S1配制含有不同浓度的毒品的裂解液标准品，将其滴入试条的滴入口，待试条T线和C线颜色目视稳定后，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，获得多个对应不同毒品浓度的第一图像；
S2将所述多个对应不同毒品浓度的第一图像作为人工智能模型输入端，以相应的浓度作为输出端，建立痕量毒品智能识别模型；
S3获取待测毛发样品，并将其处理成平均长度在5-10mm的细碎；
S4使用上述的试剂盒中的清洗液将步骤S3中处理好的毛发细碎进行清洗预定的时间t1；并将清洗完毕的所述毛发细碎经冲洗和烘干后浸泡于裂解液中预设的时间t2，
S5将浸泡后的裂解液滴入试条的滴入口，待试条T线和C线颜色目视稳定后，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，获得第二图像；将第二图像代入步骤S2建立的痕量毒品智能识别模型中得到检测结果。
其中，步骤S2中所述人工智能模型包括卷积神经网络(CNN)，深度神经网络(DNN)，SVM向量机，生成对抗网络(GAN)中任一种。对于第一图像分为训练集和验证集，两者比例为8:1-1:1。
步骤S4中预定的时间t1为10-30s，预设的时间t2为30s-5min，所述清洗包括将所述毛发细碎放入带有过滤网的第一样品容器中，利用清洗液清洗，并通过过滤网将清洗液滗出；所述冲洗用的冲洗液包括去离子水，冲洗次数为1-3次。应当理解的是，每次冲洗后，所述去离子水能够同样通过过滤网被滗出。
步骤S4中所述浸泡于裂解液中，包括将样品容器和/或过滤网上烘干的样品，全部倒入第二样品容器中，与裂解液混合浸泡。
步骤S1和S5中第一和第二图像是通过T线和C线的成像部分进行融合而获得，形成内部具有两条平行色线的矩形图像作为检测图像。
本发明可采用配套的荧光检测分析仪，可以根据每个试剂批次分别导入相关的量值曲线，快速进样检测读数，控制时间在10秒以内，可以将荧光信号转化为对应的毒品或代谢物成分的浓度值，并且在显示屏幕上清晰显示，仪器可以保存500组以上的测试结果，且可以即时打印相关结果，包含对应的试剂批号，标本编号，测试时间，以及测试人员代码等信息。
本发明可检测的毒品包括吗啡、病毒、氯胺酮等。
本发明还提供一种能够实现上述检测方法的便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统，包括：荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒体以及系统主体，其中，
所述荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒体与系统主体可拆卸连接，所述试剂盒体包括用于盛放清洗液的清洗液隔间，用于盛放裂解液的裂解液隔间，用于存放带可拆卸滤网的样品容器以及吸管、镊子的附件隔间，以及存放试条的试条隔间，所述清洗液和裂解液使用各自的药品容器存放，且药品容器可放置于对应清洗液隔间或裂解液隔间中；
所述系统主体包括检测主体以及与所述检测主体铰接的平板电脑；其中，
所述检测主体包括可容纳带可拆卸滤网的样品容器的烘干区，贮存对清洗后的待测样品进行冲洗用的冲洗液的冲洗液区，用于对试条T线和C线荧光免疫检测的检测区，以及可拆卸安装在所述检测主体一侧的具有喷液口的冲洗抢。可以理解的是，冲洗枪能够将滤网上的毛发细碎冲洗到样品容器中。与所述冲洗枪相对的检测主体的另一侧的所述烘干区和检测区分别设置有供所述样品容器和试条放置入的样品容器进口和试条插口。
优选地，所述可拆卸安装包括使用柔性线材将检测主体和所述喷液口相对的所述冲洗枪的另一端固定连接，并将所述冲洗枪可拆卸地安装在所述检测主体一侧，优选地，所述线材包括具有可伸缩功能的的柔性线材。
在一个实施例中所述试条通过试条架存放并插入试条隔间以实现试条在试剂盒体中的存放。所述冲洗液区靠近所述冲洗枪的一侧具有冲洗液注入口。
所述检测区中安装有配套的荧光检测分析仪，所述配套的荧光检测分析仪包括双共聚焦荧光检测分析仪，所述双共聚焦荧光检测分析仪包括：光源、处理器，以及无线数据发送器；所述光源一侧沿着所述光源出射方向依次布置的第一分束器以及第二分束器、所述第一分束器和第二分束器的反光方向上的一侧分别设有第一聚光镜和第二聚光镜，而与所述第一分束器和第二分束器的反光方向上的一侧相对的另一侧分别设置有第一成像装置和第二成像装置。其中所述第一成像装置和第二成像装置都为CCD相机。
所述平板电脑用于对所述冲洗、烘干、免疫荧光检测进行操控，对清洗、裂解、冲洗、烘干参数进行设置、利用检测图像进行建模以及所述无线数据的接受保存。所述数据包括冲洗烘干参数，检测图像数据，检测结果，历史检测结果，以及电话视屏通讯数据。
本发明还提供一种计算机可读非暂时性存储介质，其中存储有可由所述处理器以及所述平板电脑运行而实现上述检测方法的程序。
本发明具有以下优点：
1)本发明的荧光免疫检测毒品的试剂盒采用毛发作为检测样品，对毛发中的毒品含量进行定量检测，取样简单，克服毒品检测取样困难的问题；
2)本发明利用表面活性剂、角蛋白酶和缓冲溶液组成的裂解液对毛发中的毒品进行溶出，表面活性剂、角蛋白酶和缓冲溶液的共同作用，能够有效提高毛发中毒品的溶出率和溶出速度。
3)本发明利用量子点进行荧光标记，荧光稳定，信号强且变化明显，能够较好的将荧光信号进行量值转化，能够定量的对毒品含量进行分析，通过荧光分析仪能够较快的获得结果。
4)本发明试剂盒用于检测毛发中的毒品含量，检测结果准确度高、精密度高、检测范围宽、稳定性高，且抗干扰(如毒品、洗发水、护发素、发胶等)能力强。
5)通过便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统，能够对样品进行现场快捷的、精确的智能化检测。
附图说明
图1是本发明荧光免疫层析试纸条的结构示意图。
图2是本发明便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统结构左视示意图。
图3是荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒体结构示意图。
图4是本发明便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统结构俯视示意图。
图5是本发明便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统结构右视示意图。
图6是试条放置在试条架上的俯视示意图。
图7是利用双共聚焦荧光检测分析仪对试条T线和C线进行免疫荧光测试光路示意图。
其中附图标记，1PVC衬板，2样品垫，3硝酸纤维膜，4吸收垫，5检测线，6质控线，7便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统，8荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒体，8-1清洗液隔间，8-2裂解液隔间，8-3附件隔间，8-4试条隔间，9系统主体，9-1检测主体，9-2平板电脑，9-1-1烘干区，9-1-2冲洗液区，9-1-3检测区，9-1-4冲洗抢，10柔性波纹管，11试条，12试条架(含把手)，13冲洗液注入口，14双共聚焦荧光检测分析仪，A样品容器进口，B试条插口，S光源，BS1第一分束器，BS2第二分束器，L1第一聚光镜，L2第二聚光镜，C1第一CCD相机，C2第二CCD相机。
具体实施方式
以下具体实施例是对本发明提供的方法与技术方案的进一步说明，但不应理解成对本发明的限制。
一、荧光免疫检测毒品的试剂盒
试剂盒包括样品裂解液，荧光免疫层析试纸条(结构参见图1)；裂解液用于将毒品小分子从待测样品中溶出；荧光免疫层析试纸条包含PVC衬板1、硝酸纤维膜3、样品垫2和吸收垫4，所述所述样品垫、硝酸纤维膜和吸收垫依次交错固定于PVC衬板之上；样品垫上有毒品抗体-量子点纳米颗粒复合物以及兔IgG-量子点纳米颗粒复合物；硝酸纤维膜上设有检测线和质控线，检测线包被有毒品抗原-牛血清白蛋白复合物，质控线包被有羊抗兔抗体。
二、毒品抗体-量子点纳米颗粒复合物以及兔IgG-量子点纳米颗粒复合物的制备方法：
(1)将荧光微球(即ZnS、CdS、HgS、MgS、CdSe、ZnSe、ZnCdSe中的一种或多种形成的量子点纳米颗粒)配制成5wt％工作浓度；
(2)加入待标记抗体(毒品抗体或者兔IgG)，加入量为10μg/ml，搅拌30min；
(3)用封闭液封闭，搅拌30min，封闭液为5wt％酪蛋白溶液；
(4)然后用离心机在4℃下离心，离心速度为10000r/min，离心30min，然后去上清液；
(5)用聚合物将沉淀物复溶，比例为0.1ml沉淀物加入1ml聚合物溶液，聚合物可以为聚苯乙烯、聚丁烯等。
三、荧光免疫层析试纸条的生产步骤为
1)将毒品抗原-牛血清白蛋白复合物和羊抗兔抗体用点膜机分别点于硝酸纤维素膜的测试区(T)和质控区(C)上，充分干燥，使硝酸纤维素膜牢固地吸附原料。
2)将毒品抗体-量子点纳米颗粒复合物以及兔IgG-量子点纳米颗粒复合物溶液混匀后处理在样本垫上，充分干燥。
3)将上述硝酸纤维素膜复合在PVC塑料薄板上。
4)将复合好的塑料薄板置于切割机上，切割成单人份试纸。
5)将单人份试纸装入配套使用的塑料盒内。
6)将塑料盒、干燥剂、滴管放入包装袋内，封口、待检。
7)待检品抽检其灵敏度、特异性和稳定性合格出厂。
四、荧光免疫试剂盒的检测方法
选择离头皮0.5厘米内的毛发，取毛发5mg用剪刀剪成长度为1-2mm，(10cm长度约10根)，用剪刀剪成1-2mm小段于对折的取样纸上；
将剪碎的毛发倒入装有毛发裂解液的瓶子内，盖紧瓶盖，震荡混匀1分钟。用滴管吸取毛发裂解液的上清，滴加2滴在试剂板的加样孔中。
荧光检测分析仪检测试纸条荧光信号，并将荧光信号转化为电信号，然后通过每批次试纸条ID卡上的标准曲线信息自动计算浓度，并呈现在仪器的显示屏上。
五、本发明产品的性能研究
采用荧光标记物为：聚苯乙烯微球中包埋了量子点ZnCdSe/ZnS形成的颗粒。
裂解液配方为：
化剂名称 用量g/L
无水四硼酸钠 10
角蛋白酶 5
PVP-10 10
曲拉通-100 15
碳酸氢钠 20
EDTA 5
1、线性范围
将吗啡企业参考品各稀释成0ng/mg、0.05ng/mg、0.1ng/mg、1ng/mg、2.5ng/mg、5ng/mg、10ng/mg、15ng/mg、20ng/mg，然后按照说明书的检测步骤，分别检测吗啡/冰毒/氯胺酮毛发快速检测试剂产品各3批，每个浓度检测3份取平均值。要求线性相关系数R≥0.99，相对偏差在±10％。结果如下表1。
表1吗啡线性范围检测结果
Figure BDA0003122200830000081
Figure BDA0003122200830000091
根据检测结果可知，浓度<0.1ng/mg时相对偏差>10％，浓度>10ng/mg时相对偏差>10％，不符合要求；在0.1-10ng/ml的范围内，产品线性的相关系数R≥0.99，相对偏差在±10％因此三个产品的线性范围为0.1-10ng/mg。
2、准确度
取3个批号的吗啡毛发快速检测试剂产品，按照说明书的检测步骤，分别检测为2.5ng/mg、5ng/mg的标准品，每个浓度检测6份取平均值并计算相对偏差。结果如下表2：
表2吗啡准确度检测结果
Figure BDA0003122200830000092
根据检测结果可知，吗啡毛发快速检测试剂的准确度所有浓度相对偏差都在±10％以内。
3、精密度
取3个批次的吗啡毛发快速检测试剂10份，按照说明书的检测步骤，对浓度为2.5ng/mg、5ng/mg的标准品进行检测并计算变异系数CV。结果如下表3：
表3吗啡精密度检测结果
Figure BDA0003122200830000101
根据检测结果可知，吗啡毛发快速检测试剂批内精密度CV≤10％。
4、最低检出度
取3个批号的吗啡毛发快速检测试剂各10份，按照说明书的检测步骤，对标准品基质进行检测，计算测定结果平均值X和标准偏差SD。结果如下表4：
表4吗啡最低检出限检测结果
Figure BDA0003122200830000111
根据检测结果可知，吗啡毛发快速检测试剂的最低检出限(X+3SD)≤0.1ng/mg。
5、干扰实验
5.1、毒品物质干扰
取3个批号的吗啡毛发快速检测试剂各8份，将浓度为10μg/mL的甲基安非他明、美沙酮、咖啡因、地西泮、苯巴比妥、氯胺酮、曲马多、雷尼替丁按照说明书的检测步骤分别进行检测，每种交叉物质各做一次。要求结果呈阴性反应。结果如下表5：
表5毒品物质干扰检测结果
Figure BDA0003122200830000121
根据检测结果可知，吗啡毛发快速检测试剂在上述干扰物质浓度为10ug/ml时无干扰。
5.2、洗发水护发素的干扰
随机取一批次毛发快速检测试剂72份，然后取阴性毛发和阳性毛发各3份，分别使用洗发水和护发素清洗毛发样本，用自来水漂洗三遍(模拟正常洗发过程)。之后对清洗后的头发进行检测，以未清洗的毛发样本为对照，每种各做一次。结果如下表6-7：
表6洗发水对毛发快速检测试剂的影响
Figure BDA0003122200830000131
Figure BDA0003122200830000141
结果显示：洗发水对吗啡毛发快速检测试剂、甲基安非他明毛发快速检测试剂和氯胺酮毛发快速检测试剂均无影响。
表7护发素对毛发快速检测试剂的影响
Figure BDA0003122200830000142
Figure BDA0003122200830000151
结果显示：护发素对吗啡毛发快速检测试剂、甲基安非他命毛发快速检测试剂和氯胺酮毛发快速检测均无影响。
5.3、发胶类产品的干扰
随机取一批次毛发快速检测试剂36份，然后取阳性毛发和阴性毛发各3份，模拟发胶的正常使用过程将发胶喷在毛发上或者涂抹在头发上，以未涂抹的毛发样本为对照，各做一次。结果如下表8：
表8发胶对毛发快速检测试剂的影响
Figure BDA0003122200830000161
Figure BDA0003122200830000171
结果显示：发胶对吗啡毛发快速检测试剂、甲基安非他命毛发快速检测试剂和氯胺酮毛发快速检测试剂均无影响。
6、稳定性
每个产品每批次各抽取400人份的成品放入常温的环境下，将检测缓冲液保存在2-8℃的条件下，并在每次检测时，将全部的检测缓冲液从2-8℃冰箱内取出、开瓶，恢复至室温进行检测，检测结束后将检测缓冲液放回2-8℃的环境条件下，检测时间按0、3、6、9、12、18、24、30、31个月进行。(如若在试验过程中，发现产品不稳定，需要使用现配的检测缓冲液进行验证，说明是成品的稳定性原因还是检测缓冲液的原因)。检测项目如下：
1)线性:选择浓度为0.1ng/mg、1ng/mg、2.5ng/mg、5ng/mg、10ng/mg的企业内部标准品进行测量。
2)最低检出限:取产品10份，按照检测步骤对配制企业内部标准品基质进行检测。
表9吗啡成品的线性的检测结果(测试时间：0个月)
Figure BDA0003122200830000181
表10吗啡成品的线性的检测结果(测试时间：3个月)
Figure BDA0003122200830000182
Figure BDA0003122200830000191
表11吗啡成品的线性的检测结果(测试时间：6个月)
Figure BDA0003122200830000192
表12吗啡成品的线性的检测结果(测试时间：9个月)
Figure BDA0003122200830000201
表13吗啡成品的线性的检测结果(测试时间：12个月)
Figure BDA0003122200830000202
Figure BDA0003122200830000211
六、荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测方法，包括：
S1配制含有0.1ng/mg-20ng/mg吗啡的100-1000个的毒品的裂解液标准品，将其滴入试条的滴入口，待试条T线和C线颜色目视稳定后，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，获得100-1000个对应不同毒品浓度的第一图像；第一图像分为训练集和验证集，两者比例为5:1。
S2将所述多个对应不同毒品浓度的第一图像作为人CNN模型输入端，以相应的浓度作为输出端，建立痕量毒品智能识别模型；
S3获取待测毛发样品，并将其处理成平均长度在5mm的细碎；
S4使用上述的试剂盒中的清洗液将步骤S3中处理好的毛发细碎进行清洗预定的时间25s；所述清洗包括将所述毛发细碎放入带有可拆卸过滤网的第一样品容器中，利用清洗液清洗，并通过过滤网将去离子水滗出；冲洗次数为2次，将清洗完毕的所述毛发细碎经冲洗和烘干后将样品容器和/或过滤网上烘干的样品，全部倒入第二样品容器中，与裂解液混合浸泡1min，
S5将浸泡后的裂解液滴入试条的滴入口，待试条T线和C线颜色目视稳定后，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，对T线和C线的成像部分进行融合而获得获得内部具有两条平行色线的矩形图像，即形成第二图像；将第二图像代入步骤S2建立的痕量毒品智能识别模型中得到检测结果。
七、利用便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统实现上述检测方法，
图2为便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统7，包括荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒体8以及系统主体9，其中，所述荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒体8与系统主体9可拆卸连接。
如图3所示，所述试剂盒体8包括用于盛放清洗液的清洗液隔间8-1，用于盛放裂解液的裂解液隔间8-2，用于存放带可拆卸滤网的样品容器以及吸管、镊子的附件隔间8-3，以及存放试条的试条隔间8-4，所述清洗液和裂解液使用各自的药品容器存放，且药品容器可放置于对应清洗液隔间8-1或裂解液隔间8-2中；
所述系统主体9包括检测主体9-1以及与所述检测主体铰接的平板电脑9-2；其中，
如图4和5所示，所述检测主体9-1包括可容纳带可拆卸滤网的样品容器的烘干区9-1-1，贮存对清洗后的待测样品进行冲洗用的冲洗液的冲洗液区9-1-2，用于对试条T线和C线荧光免疫检测的检测区9-1-3，以及可拆卸安装在所述检测主体一侧的具有喷液口的冲洗抢9-1-4。冲洗枪9-1-4能够将滤网上的毛发细碎冲洗到样品容器中。
图5中使用柔性波纹管10将检测主体和所述喷液口相对的所述冲洗枪9-1-4的另一端固定连接，并将所述冲洗枪9-1-4可拆卸地安装在所述检测主体一侧。
与所述冲洗枪9-1-4相对的检测主体9-1的另一侧的所述烘干区9-1-1和检测区9-1-3分别设置有供所述样品容器和试条放置入的样品容器进口A和试条插口B(如图2所示)。
如图6所示，试条11通过试条架12存放并通过试条插口B插入试条隔间8-4以实现试条11在试剂盒体8中的存放。所述冲洗液区9-1-2靠近所述冲洗枪9-1-4的一侧具有冲洗液注入口13(见图5)。
如图7所示，所述检测区9-1-3中安装有配套的荧光检测分析仪，所述配套的荧光检测分析仪包括双共聚焦荧光检测分析仪14，所述双共聚焦荧光检测分析仪14包括：光源S、处理器，以及无线数据发送器；
所述光源S一侧沿着所述光源出射方向依次布置的第一分束器BS1以及第二分束器BS2、所述第一分束器BS1和第二分束器BS2的反光方向上的一侧分别设有第一聚光镜L1和第二聚光镜L2，而与所述第一分束器BS1和第二分束器BS2的反光方向上的一侧相对的另一侧分别设置有第一CCD相机C1和第二CCD相机C2。
试条11通过试条插口B插入检测区9-1-3中，平板电脑9-2调节检测参数后，启动检测，此时光源S发出照射光，一次通过第一分束器BS1和第二分束器BS2，并分别反射经过第一聚光镜L1和第二聚光镜L2，分别照射在试条11的C线和T线区。所产生的免疫荧光分别透过第一分束器BS1和第二分束器BS2进入第一CCD相机C1和第二CCD相机C2，形成相应的成像数据，最后处理器(图中未示出)将两者成像数据融合形成检测图像，通过无线数据发送器(图中未示出)传送给平板电脑9-2。
所述平板电脑9-2用于对所述冲洗、烘干、免疫荧光检测进行操控，对清洗、裂解、冲洗、烘干参数进行设置、利用检测图像进行建模以及所述无线数据的接受保存。所述数据包括冲洗烘干参数，检测图像数据，检测结果，历史检测结果，以及电话视屏通讯数据。
图3所示，平板电脑9-2中界面显示了其中一次检测的结果，其结论在界面下边显示含违禁成分，并可以点开查看详情按钮而查看成分的含量以及所用的清洗液、裂解液的成分与配比。界面顶端分别有sample、data、results、test、model按钮。分别用于查看样品类型以及是否已经清洗烘干完毕，查阅分析检测数据以及冲洗烘干参数参数设置，查看当前和历史检测结果，进行免疫荧光分析测试的参数和启动中止测试功能，以及建模的模型选择以及建模参数(比如训练集验证集比例，准确率阈值设定等)的设置。界面中部则显示了当前测试的样品、清洗液、裂解液成分、检测图像显示结果，右侧还包括有内网通讯按钮，用于对相关的人员进行语音或视频通讯。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护范围内。

Claims (11)

1.一种荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒，其特征在于，包括样品清洗液，裂解液，荧光免疫层析试纸条；
所述清洗液用于将毛发样品表面污物清除，所述裂解液用于将毒品小分子从毛发中溶出；
所述荧光免疫层析试纸条包含PVC衬板、硝酸纤维膜、样品垫和吸收垫，所述样品垫、硝酸纤维膜和吸收垫依次交错固定于PVC衬板之上；
所述样品垫上有毒品抗体-量子点纳米颗粒复合物以及兔IgG-量子点纳米颗粒复合物；
所述硝酸纤维膜上设有检测线和质控线，检测线包被有毒品抗原-牛血清白蛋白复合物，质控线包被有羊抗兔抗体。
2.根据权利要求1的所述试剂盒，其特征在于，清洗液、裂解液和毛发的质量比为(15-28)：(70-73)：1，所述清洗液包含表面活性剂，所述裂解液包含角蛋白酶和缓冲溶液。
3.根据权利要求1的所述试剂盒，其特征在于，所述表面活性剂为非离子表面活性剂。
4.根据权利要求1的所述试剂盒，其特征在于，非离子表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、Triton X 100、Triton X 114、Triton X 405、Tween 20、Tween 60、Tween 80中的至少一种，所述缓冲溶剂为TRIS(无水四硼酸钠)，EDTA缓冲溶液或者缓冲溶剂为TRIS(无水四硼酸钠)，EDTA缓冲溶液和碳酸氢钠。
5.根据权利要求1的所述试剂盒，其特征在于，所述裂解液中角蛋白酶的含量为14000-72000IU/ML。
6.根据权利要求1的所述试剂盒，其特征在于，所述量子点纳米颗粒的荧光发射波长范围为600-620nm，所述量子点纳米颗粒选自ZnS、CdS、HgS、MgS、CdSe、ZnSe、ZnCdSe中的一种或多种。
7.一种利用如权利要求1-6中任一项试剂盒以实现荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1配制含有不同浓度的毒品的裂解液标准品，将其滴入试条的滴入口，待试条T线和C线颜色目视稳定后，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，获得多个对应不同毒品浓度的第一图像；
S2将所述多个对应不同毒品浓度的第一图像作为人工智能模型输入端，以相应的浓度作为输出端，建立痕量毒品智能识别模型；
S3获取待测毛发样品，并将其处理成平均长度在5-10mm的细碎；
S4使用上述的试剂盒中的清洗液将步骤S3中处理好的毛发细碎进行清洗预定的时间t1；并将清洗完毕的所述毛发细碎经冲洗和烘干后浸泡于裂解液中预设的时间t2；
S5将浸泡后的裂解液滴入试条的滴入口，待试条T线和C线颜色目视稳定后，使用共聚焦荧光检测系统对试条T线和C线进行荧光进行成像，获得第二图像；将第二图像代入步骤S2建立的痕量毒品智能识别模型中得到检测结果。
8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，步骤S2中所述人工智能模型包括卷积神经网络(CNN)，深度神经网络(DNN)，SVM向量机，生成对抗网络(GAN)中任一种，对于第一图像分为训练集和验证集，两者比例为8:1-1:1；
步骤S4中预定的时间t1为10-30s，预设的时间t2为30s-5min，所述清洗包括将所述毛发细碎放入带有过滤网的第一样品容器中，利用清洗液清洗，并通过过滤网将清洗液滗出；所述冲洗用的冲洗液包括去离子水，冲洗次数为1-3次；
步骤S4中所述浸泡于裂解液中，包括将样品容器和/或过滤网上烘干的样品，全部倒入第二样品容器中，与裂解液混合浸泡。
步骤S1和S5中第一和第二图像是通过T线和C线的成像部分进行融合而获得，形成内部具有两条平行色线的矩形图像作为检测图像。
9.一种便携的荧光免疫检测毛发痕量毒品的图像检测系统，其特征在于包括：包括如权利要求1-6中任一项试剂盒的荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒体以及系统主体，其中，
所述荧光免疫检测毛发痕量毒品的试剂盒体与系统主体可拆卸连接，所述试剂盒体包括用于盛放清洗液的清洗液隔间，用于盛放裂解液的裂解液隔间，用于存放带可拆卸滤网的样品容器以及吸管、镊子的附件隔间，以及存放试条的试条隔间，所述清洗液和裂解液使用各自的药品容器存放，且药品容器可放置于对应清洗液隔间或裂解液隔间中；
所述系统主体包括检测主体以及与所述检测主体铰接的平板电脑；其中，
所述检测主体包括可容纳带可拆卸滤网的样品容器的烘干区，贮存对清洗后的待测样品进行冲洗用的冲洗液的冲洗液区，用于对试条T线和C线荧光免疫检测的检测区，以及可拆卸安装在所述检测主体一侧的具有喷液口的冲洗抢，与所述冲洗枪相对的检测主体的另一侧的所述烘干区和检测区分别设置有供所述样品容器和试条放置入的样品容器进口和试条插口。
10.如权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述可拆卸安装包括使用柔性线材将检测主体和所述喷液口相对的所述冲洗枪的另一端固定连接，并将所述冲洗枪可拆卸地安装在所述检测主体一侧；
所述试条通过试条架存放并插入试条隔间以实现试条在试剂盒体中的存放。所述冲洗液区靠近所述冲洗枪的一侧具有冲洗液注入口；
所述检测区中安装有配套的荧光检测分析仪，所述配套的荧光检测分析仪包括双共聚焦荧光检测分析仪，所述双共聚焦荧光检测分析仪包括：光源、处理器，以及无线数据发送器；所述光源一侧沿着所述光源出射方向依次布置的第一分束器以及第二分束器、所述第一分束器和第二分束器的反光方向上的一侧分别设有第一聚光镜和第二聚光镜，而与所述第一分束器和第二分束器的反光方向上的一侧相对的另一侧分别设置有第一成像装置和第二成像装置，
其中所述平板电脑用于对所述冲洗、烘干、免疫荧光检测进行操控，对清洗、裂解、冲洗、烘干参数进行设置、利用检测图像进行建模以及所述无线数据的接受保存。所述数据包括冲洗烘干参数，检测图像数据，检测结果，历史检测结果，以及电话视屏通讯数据。
11.一种计算机可读非暂时性存储介质，其中存储有可由权利要求10中所述处理器和/或权利要求9或10中所述平板电脑运行而用于实现权利要求7或8中任一项检测方法的程序。
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