文 | mark lorch
本文转载自微信公众号“科研圈”（id：keyanquan），原文首发于2021年7月14日，标题为《伪造新冠阳性结果来逃课，英国学生用上了可乐和橙汁》，不代表瞭望智库观点。
英国一些学生使用可乐和橙汁伪造新冠检测阳性结果，好逃课两周。虽然英国依靠更准确的 pcr 核酸检测进行确诊，这样的欺诈行为不至于污染数据，但仍然给校园管理带来了困扰。不过，我们正好可以借此了解一下试剂盒的工作原理。
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在逃学这事儿上，熊孩子们总是能想到些脑洞大开的点子，而英国的学生们最近的花招是——用软饮料伪造新冠病毒侧向流动检测（lateral flow test，lft，又称快速检测）的阳性结果。但他们是如何利用果汁和可乐骗过测试的呢？有没有什么办法可以区分伪造的和真正的阳性结果？
对于上述问题，英国赫尔大学（university of hull）的科学传播与化学教授马克·洛奇（mark lorch）试图找出答案。
首先，为了确认一下此事的真实性，马克进行了实验验证。他拧开了可乐和橙汁，分别取几滴直接滴到 lft 试剂盒上。果然，几分钟后，每个试剂盒都出现了两条杠，按理说这一现象表明被测样品中存在着新冠病毒。
在这种情况下，了解 lft 的工作原理就显得非常有必要了。拆开一个 lft 试剂盒，可以看到一条叫做硝酸纤维素膜（nitrocellulose，nc 膜）的纸状材料，以及一块被隐藏在测试条的塑料外壳中、位于 t 线下方的小小的红垫子。能够与新冠病毒相结合的抗体被固定在这块红垫子上，抗体上还附着着一些纳米金颗粒（微小的黄金颗粒实际上会呈现出红色），这样我们就可以看到抗体在测试条上的位置。在进行测试时，先将检测样品与液体缓冲液混合，以确保样品保持在最佳 ph 值，然后将其滴在 lft 试剂盒上。
图 1. 呈现伪造的阳性结果的 lft 试剂盒。图片来源：mark lorch
检测样品将通过毛细管作用横向流过 nc 膜，并带走 nc 膜上的金标抗体。如果病毒存在于样品中，则会与金标抗体顺利结合。随着样品继续向前流动，在靠近 t 线（即“test”，测试线）的区域，会有更多的抗体与病毒结合，但这些抗体被固定在了 nc 膜上，因而无法自由移动。由于红色金标抗体通过这第二组抗体时，这组抗体也会与病毒结合，意味着此时的病毒将与两组抗体结合在一起，形成抗体复合物。当包括金标在内的所有东西沉积于 t 线位置（并显色），表明测试结果呈阳性。
而没有与病毒结合的金标抗体将继续在试纸上迁移，并遇到第三组抗体。这组抗体位于 c 线（即“control”，对照线）上，它们并非为检测新冠病毒而设计，故无需通过病毒就能捕获剩下的游离金标抗体。最后这条横线被用于指示测试已经正确执行。
那么，软饮料是如何让红色的 t 线显现出来的呢？一种猜测是饮料中确实含有能够使抗体识别并与之结合的东西，就像抗体对病毒产生的效果一样。但这种可能性不大。抗体被用于此类测试，正是因为它们对所要捕获的对象非常挑剔。举个例子，测试者在鼻咽处使用过的棉签会在鼻涕和唾液中收集到各种各样的东西，而抗体对此类物质完全无视，包括蛋白质、其他病毒和早餐的残留物。所以，它们不应该对软饮料的成分作出反应。
另一个可能性更大的解释是，饮料中的某些物质影响了抗体的功能。从果汁到可乐，很多液体都被用来欺骗测试，不过这些饮料都有一个共同点：偏酸性。橙汁中的柠檬酸、可乐中的磷酸和苹果汁中的苹果酸使这些饮料的 ph 值处于 2.5 到 4 之间。这对抗体来说是相当苛刻的条件，因为抗体已经进化到主要在血液中发挥作用，而血液的 ph 值约为 7.4，几乎呈中性。
使抗体保持在一个理想的 ph 值的环境中，正是该测试正确运行的关键，这也是为什么要将样品与缓冲液混合的原因。如果将可乐与试剂盒附带的缓冲液混合使用，那么 lft 测试结果将与预期完全一样，即对新冠病毒的检测测试结果呈阴性。曾有一名奥地利政治家因‘可乐测试’的阳性结果，声称大规模新冠检测是毫无价值的，一篇驳斥该言论的文章就指出了缓冲液的重要性。
在没有缓冲液的情况下，测试中的抗体将会完全暴露在饮料的酸性环境中，这对抗体的结构和功能将产生巨大的影响。抗体是一种蛋白质，由氨基酸组成。氨基酸连接在一起形成长长的链，这些链再折叠成非常特殊的结构。这些结构是由蛋白质不同部分之间的数千种相互作用所维持的，即使微小的变化也能显著影响蛋白质的功能。比如，蛋白质带负电荷的部分会被吸引到带正电荷的区域。
但在酸性条件下，蛋白质会携带越来越多的正电荷。其结果就是，许多能够将蛋白质结合在一起的相互作用被破坏，蛋白质的微妙结构也因此受到影响，不再正常发挥其作用。在这种状况下，抗体对病毒的敏感性就会丧失。
鉴于此，你可能会认为酸性饮料应该导致完全空白的测试结果才对。但变性的蛋白质会变成黏糊糊的怪物。在正常情况下，这些相互作用完美地将蛋白质巧妙地结合在一起；而当这些相互作用被破坏，蛋白质就会不停寻找可以相结合的东西。因此，又一个可能的解释出现了，即 t 线处所固定的抗体在金标抗体经过时，直接粘附在了金色纳米颗粒上，从而产生了这种伪造的阳性结果。
那有没有办法判定某个阳性检测结果是不是伪造的呢？答案是肯定的。当恢复到适宜条件时，抗体会像许多蛋白质一样，重新折叠并恢复其功能。如果用缓冲液清洗了一个滴了可乐的 lft 试剂盒，被固定在 t 线位置的抗体就能恢复其正常功能，释放金标抗体，显示真正的阴性检测结果。
图 2. 上为滴了可乐的 lft 试剂盒；下为被缓冲液冲洗过的同一 lft 试剂盒。图片来源：mark lorch
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