Тест Кастла-Майера
Тест Кастла-Майера — это предположительный анализ крови , впервые описанный в 1903 году, в котором химический индикатор фенолфталеин используется для обнаружения возможного присутствия гемоглобина . Он основан на пероксидазоподобной активности гемоглобина в крови для катализа окисления фенолфталина (бесцветной восстановленной формы фенолфталеина) в фенолфталеин, который виден как ярко-розовый цвет. Тест Кастла-Майера — это форма каталитического анализа крови, один из двух основных классов судебных тестов, обычно используемых криминалистическими лабораториями для химической идентификации крови. Другой класс тестов, используемых для этой цели, — это микрокристаллические тесты, такие как кристаллический тест Тейхмана и кристаллический тест Такаямы. [1]
Тест был назван в честь американского агрохимика Джозефа Хоинга Касла (1864–1916), который в 1901 году изобрел и протестировал метод анализа грубой крови, и немецкого врача и химика Эриха Мейера (1874–1927), который модифицировал тест в 1903 году. [1]
История
В 1901 году Джозеф Хоинг Касл и Оливер Марч Шедд в США обнаружили, что биологический материал может вызывать окисление фенолфталина до фенолфталеина в слабощелочных растворах. [2] В 1903 году Эрих Мейер в Германии обнаружил, что клетки крови также могут вызывать реакцию. [3] [4] В 1906 году Касл и Амосс обнаружили, что куриный гемоглобин в крови вызывает реакцию. [5] В 1909 году Касл обнаружил, что тест чувствителен к очень разбавленным образцам крови. [6] Однако в 1908 году Поцци-Эскот (который к тому времени жил в Лиме, Перу) обнаружил, что тест дает ложноположительные реакции в ответ на ряд веществ, помимо крови. [7] [8]
Метод
Предполагаемый образец крови сначала собирается тампоном. Капля фенолфталеинового реагента добавляется к образцу, и через несколько секунд на тампон наносится капля перекиси водорода . Если тампон быстро становится розовым, говорят, что тест на кровь предположительно положительный. Ожидание в течение периодов более 30 секунд приведет к тому, что большинство тампонов станут розовыми естественным образом, поскольку они окисляются сами по себе на воздухе. [ необходима цитата ]
При желании тампон можно сначала обработать каплей этанола, чтобы лизировать присутствующие клетки и повысить чувствительность и специфичность. Этот тест неразрушающий для образца, который можно сохранить и использовать в дальнейших тестах в лаборатории; однако немногие лаборатории будут использовать тампон, использованный для теста Касл-Майера, в дальнейших тестах, предпочитая вместо этого использовать свежий тампон с исходным пятном. [ необходима цитата ]
Ограничения
Хотя сообщалось, что тест Кастла-Майера позволяет определять разбавления крови вплоть до 1:107 , у этого теста есть ряд важных ограничений. Химические окислители, такие как соли меди и никеля, приведут к тому, что реагент Кастла-Майера станет розовым до добавления перекиси водорода, поэтому крайне важно сначала добавить реагент, затем подождать несколько секунд, а затем добавить перекись водорода.
Тест Кастла-Майера дает такую же реакцию с человеческой кровью, как и с любой другой кровью на основе гемоглобина, поэтому для окончательного вывода о том, от какого вида произошла кровь, необходимо провести подтверждающий тест, например, тест Оухтерлони .
Цветные каталитические тесты очень чувствительны, но не специфичны. Положительный цветовой тест сам по себе не следует интерпретировать как положительное доказательство наличия крови. Отрицательный результат обычно является доказательством отсутствия определяемых количеств гема, однако ложноотрицательный результат может быть получен в присутствии восстановителя. Тест не может дать конкретных доказательств того, что находится в крови.
Механизм
Фенолфталеин, используемый в этом тесте, был модифицирован по сравнению с его обычной формой, поскольку он был восстановлен двумя электронами и предварительно растворен в щелочном растворе. Обычно это достигается кипячением щелочного раствора фенолфталеина с порошкообразным цинком, который восстанавливает фенолфталеин до фенолфталина. После восстановления очень интенсивный розовый цвет катионной формы фенолфталеина исчезает до слабо-желтого цвета. Именно эта форма фенолфталеина присутствует в тестовых наборах Кастла-Майера. Для того чтобы получить интенсивный розовый цвет, указывающий на положительный результат теста, восстановленный фенолфталеин должен быть окислен обратно в свою нормальную, окрашенную форму.
В соответствующей реакции перекись водорода реагирует с гемоглобином в крови. Фенолфталеин не участвует напрямую в этом процессе; вместо этого он действует как внешний источник электронов. В своей реакции с перекисью водорода гемовый центр гемоглобина ведет себя как пероксидаза , восстанавливая перекись до воды. Эта активность истощает гемоглобин электронами, которые, в свою очередь, снова поставляются фенолфталеином. Передача электронов гемоглобину превращает фенолфталин обратно в интенсивно окрашенный фенолфталеин. Пока фермент выживает, реакция гема с перекисью является каталитической , что делает этот тест очень чувствительным к небольшим количествам крови, присутствующим на тестовом тампоне. Катализируемое гемоглобином восстановление перекиси, которое происходит, показано в реакции ниже. Два электрона поставляются фенолфталеином:
- HOOH + 2 e − + 2 H + → 2 H 2 O
Потребление протонов в ходе реакции приводит к повышению pH раствора, но количество образующегося основания незначительно по сравнению с количеством основания, уже присутствующего в смеси реагентов.
Ссылки
- ^ ab Meyers, Thomas C. (2006). "Глава 21: Серология". В Wecht, Cyril H. ; Rago, John T. (ред.). Судебная экспертиза и право: следственное применение в уголовном, гражданском и семейном правосудии . Boca Raton, FL: CRC Press. стр. 410– 412. ISBN 0-8493-1970-6.
- ^ [См.: Джозеф Х. Касл и Оливер Марч Шедд (1901) «Фенолфталин как реагент для окислительных ферментов», American Chemical Journal , 26 (6): 526–539.]
- ^ [См.: Эрих Мейер (1903) «Beiträge zur Leukocytenfrage. Fermente der Leukocyten» [Вклады по вопросу о лейкоцитах. Ферменты лейкоцитов]
- ^ Münchener Medizinische Wochenschrift , 50 (35): 1489–1493; см. особенно стр. 1492-1493.]
- ^ [См.: Джозеф Х. Касл и Гарольд Линдсей Амосс, Изменения активности пероксидазы в крови у здоровых и больных. Бюллетень гигиенической лаборатории США № 31. (Вашингтон, округ Колумбия: Служба общественного здравоохранения и морских больниц США, Типография правительства США, 1906 г.).]
- ^ [См.: Джозеф Х. Касл, Химические тесты крови. Бюллетень гигиенической лаборатории США № 51. (Вашингтон, округ Колумбия: Служба общественного здравоохранения и морских госпиталей США, Типография правительства США, 1909).]
- ^ [См.: Мариус Эммануэль Поцци-Эскот (1908) «Emploi de la phénolphtaline comme réactif du sang [Использование фенолфталина в качестве реагента для крови]», Bulletin des Sociétés Chimiques Belges , 22 (11): 415–416.]
- ^ Более подробную информацию об истории теста Касл-Майера см.: Robert E. Gaensslen, Sourcebook in Forensic Serology, Immunology, and Biochemistry (издание 1989 г.) (Вашингтон, округ Колумбия: Национальный институт юстиции, Министерство юстиции США, 1983 г.), страницы 103–105. Доступно онлайн.
Другие источники
- Каллифорд, Брайан Дж., Исследование и типирование пятен крови в криминалистической лаборатории, Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США, 1971.
- Генслен, Роберт Э., Справочник по судебной серологии, иммунологии и биохимии, Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США, 1983.
- Кирк, Пол Л. , Расследование преступлений, John Wiley and Son, 1974.
- Лаборатория судебной экспертизы столичной полиции, Руководство по биологическим методам, 1978.
- Понсе, Ана Кастельо; Паскуаль, Фернандо А. Верду, «Критический пересмотр предположительных тестов на наличие пятен крови», Forensic Science Communications, т. 1, № 2, июль 1999 г., страницы 1–15.
- Сейферштейн, Ричард, Справочник по судебной экспертизе, Prentice Hall, Inc., 1982.
