テレビドラマの「毒物検査」は本当なのか？あくまでも娯楽ですので、真剣に考えないでください。

古代では、銀の針を使って毒を検査する一般的な方法がありました。銀の針や銀のヘアピンが食べ物に触れた後、針が黒くなった場合、その食べ物は有毒であるとみなされました。この方法は約1000年の歴史があり、薬物検査の非常に伝統的な方法です。

出典: テレビシリーズ「真歓伝」のスチール写真

それで、毒物検査の銀針法は万能薬なのでしょうか?すべての毒物を検出できますか？この質問に答えるには、次の 2 つのことを理解する必要があります。

①銀針で毒を調べる原理は？

②古代と現代の毒の違いは何ですか？

毒を検知する銀の針？予想外の成功

多くの時代劇や映画では、銀の針を使って食べ物の毒を調べるシーンがよく見られます。検死官も死体の死因を調べる手段の一つとして、銀の針を使って毒物検査をします。例えば、チャウ・シンチー監督の映画「ジャスティス・マイ・フット」でチー家の13人が殺害される悲劇的なシーンでは、検死官が銀の針を使って毒物検査を行い、チー家の13人と犬1匹が全員中毒で死亡したことを証明した。

画像出典: 映画「ジャスティス・マイフット」のスチール写真

もちろん、そこにはある程度の芸術的な処理が含まれていますが、当時は理解可能でした。古代では毒物の使用が制限されていたため、一般的に使われていた毒物はヒ素（三酸化ヒ素）でした。赤い鶏冠石には別の種類もあり、その主成分も三酸化ヒ素です。見た目はタンチョウの頭頂部の色に似た赤色で、鶴冠紅とも呼ばれています。ヒ素であろうと三酸化ヒ素であろうと、毒性成分は三酸化ヒ素です。したがって、銀針毒検査は主に三酸化ヒ素があるかどうかを確認することですが、このプロセスは多少偶然の結果です。

実際、三酸化ヒ素は銀と反応しません。銀針が黒くなる主な理由は、古代の精製技術が限られており、毒には常に何らかの硫黄や硫化物が混ざっていたためです。硫黄元素が銀針と接触すると、酸素の助けを借りて反応し、すぐに黒色の硫化銀（Ag + S → Ag2S）を生成します。したがって、銀針は実際には不純な毒物中の不純物のみを検出します。

銀製のジュエリーを一定期間着用すると黒くなるという噂もありますが、これは体内に毒素が含まれていることを意味します。これは正しくありません。実際、人間の汗に含まれる塩分と硫黄成分が、長期間接触すると銀のジュエリーと化学反応を起こし、銀のジュエリーの表面に黒い銀のスケール（硫化銀と少量の酸化銀）の層を形成します。このことから、毒物検査用の銀針は実際に硫黄元素に反応し、黒い化学生成物を生成することがわかります。原理を理解すると、結果だけがわかっても理由が​​わからないこの薬物検査方法が、多くの不当で誤った、間違った事件を引き起こしてきたかもしれないと嘆かざるを得ません。古代では一般的に使われていた毒物はほんのわずかでしたが、現代ではその数が増えています。

今の有毒物質は何ですか？

現代の毒物には多くの種類があり、その性質は大きく異なり、毒性のメカニズムも異なります。例えば、国家安全生産総局が工業情報化部、公安部、環境保護部、交通運輸部、農業部、国家衛生計画生育委員会、国家品質監督検査検疫総局、鉄道局、民用航空局と共同で制定した「危険化学品目録」には、急性毒性と慢性毒性に大きな違いがある2,828種類の化学物質が掲載されています。

化学物質に加えて、よく知られているフグ毒やアフラトキシンなど、微生物の代謝によって生成される多くの生物学的毒素も非常に有毒です。また、水銀（一般的な体温計に含まれています）など、日常生活にもいくつかの非常に有毒な物質があります。多くの化学毒物や生物毒物は銀元素と色反応を起こすことができないため、銀針が黒くなることで毒物を検出することは不可能です。

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毒物を検査する銀針法はもはや普遍的な方法ではなくなったので、現在行われている毒物の検査方法は何ですか?実際、現代の薬物検査は、病院で身体検査を受けるときと同様に、機器による分析と検査に基づいており、各指標は化学/生物学的分析に対応しています。しかし、これらのハイエンドデバイスは操作が複雑で、大きな面積を占め、多くの場合、使い勝手がよくありません。そのため、これらのハイエンドデバイスに加えて、テストストリップ/テストカードも日常生活で一般的になっています。次に、「金」に関連する薬物検査技術の種類を簡単に紹介します。

現代の薬物検査では金が使える

もちろん、「金」を使って毒の検査をするというのは、単に金の針を取り出して突っつくという意味ではありません。現在、私たちがよく使用しているのは、コロイド金試験紙技術です。以下では、金コロイドの発色メカニズム、検出原理、検出対象について詳しく紹介します。

コロイド状金は通常、直径が 5 ～ 100 ナノメートル (1 ナノメートル = 1*10-9 メートル) で分散性に優れた球状の金ナノ粒子 (AuNP) です。金ナノ粒子が凝集すると、共鳴吸収波長が赤方偏移し、溶液は紫色または赤紫色に見えます。色の変化を肉眼で直接観察することで、金ナノ粒子が凝集しているかどうかを判断することができます[1]。金ナノ粒子にちょっとした加工を施して、特定の毒性物質と接触すると凝集して色が変わるようにすることができれば、シンプルで直感的な薬物検出ツールを作ることができます。

例えば、下図に示すように、金ナノ粒子の表面をアジ化物と活性エステルで修飾した後、硫化水素（有毒ガス）と接触すると、硫化水素がアジ化物をアニリンに還元し、これが活性エステルと反応してアミド化合物を形成し、金ナノ粒子の凝集と変色を引き起こします[2]。これは、近くに硫化水素が存在する可能性があることを示しています。同様に、金ナノ粒子の表面を同様の機能を持つ異なる基で修飾することで、さまざまな物質の検出に使用することができます。

硫化水素を検出する金ナノ粒子の模式図

新しいクラウン抗原検査はこうなる

COVID-19パンデミックの発生以来、私たちはさまざまな検査方法に非常に詳しくなりました。その中には、現在、自宅で検査できる新型コロナウイルス抗原検査キットがあり、これは前述の原理を利用しています。

現在一般的に使用されている検出方法は二重抗体サンドイッチ法であり、つまり、毒物を検出する前に金ナノ粒子の表面を抗体で修飾する必要があり、通常はタンパク質などの生物学的分子を使用して機能化を実現します。これらの表面抗体機能分子は標的毒物と選択的に相互作用し、金ナノ粒子の表面に毒物を濃縮します。

この時点で、試験紙の 2 つの領域にも毒抗体とコントロール抗体が埋め込まれています。毒物に結合した金ナノ粒子は「抗体-毒物-抗体」のサンドイッチ複合体を形成し、特定の領域に沈着して赤く見えるようになります。この領域は検出ゾーン（T ラインとも呼ばれます）と呼ばれます。毒物に結合していない金ナノ粒子は、コントロール バンド (C ラインとも呼ばれる) と呼ばれる別の領域に沈着して着色されます。

金ナノ粒子はサイズが非常に小さく、表面化学活性が高いため、自発的に凝集する傾向があります。色のついた部分が紫色または黒色になっている場合、テスト用紙は無効であることを意味します。コントロール バンドが形成されなかった場合、結果は無効として記録されます。コントロールストリップが正常で、テストストリップに色がある場合にのみ、毒物を検出できます。

テストカードの結果判定

検出原理によれば、金ナノ粒子の表面に対応する毒物認識分子が修飾されている限り、理論的にはあらゆる毒物を認識できる。既存のコロイド金修飾分子は、主にキレート剤と抗体の 2 種類に分けられます。したがって、この試験紙は、対応する重金属イオン、陰イオン、ウイルス、その他の毒物に対する優れた検出能力を備えています。例えば、先ほども触れた新型コロナウイルス抗原検査カード。

前回の記事を振り返ると、毒物検出が「銀から金へ」、つまり、当初は結果はわかっていても理由が​​わからなかった偶然の成功から、原理がわかったことでさまざまな毒物に合わせて特別な検出試薬を自由にカスタマイズできるようになったのは、化学に対する理解が深まった結果です。

参考文献

[1] Z. ユアン、C.-C.胡、H.-T. Chang, C. Lu、アナリスト 2016、141、1611-1626。

[2] Z. Yuan、F. Lu、M. Peng、C.-W.王, Y.-T. Tseng、Y. Du、N. Cai、C.-W.リエン、H.-T.チャン、Y. He、ES Yeung、アナル。化学。 2015年、87、7267-7273。

企画・制作

著者: 袁志琴、北京化学工学大学准教授

査読者: 北京師範大学化学学部教授 魏睿

企画丨Ding Zong

編集者：イヌオ

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