اختبار كاستل-ماير

اختبار كاستل -ماير هو اختبار دم مبدئي ، وُصف لأول مرة عام ١٩٠٣، حيث يُستخدم فيه مؤشر الفينول فثالين الكيميائي للكشف عن وجود الهيموجلوبين . يعتمد هذا الاختبار على نشاط الهيموجلوبين في الدم، الشبيه بنشاط البيروكسيداز ، لتحفيز أكسدة الفينول فثالين (الشكل المختزل عديم اللون من الفينول فثالين) إلى فينول فثالين، الذي يظهر بلون وردي فاقع. يُعد اختبار كاستل-ماير أحد أنواع اختبارات الدم التحفيزية، وهو أحد النوعين الرئيسيين من الاختبارات الجنائية الشائعة الاستخدام في مختبرات الأدلة الجنائية لتحديد التركيب الكيميائي للدم. أما النوع الآخر من الاختبارات المستخدمة لهذا الغرض فهو اختبارات البلورات الدقيقة ، مثل اختبار بلورات تيخمان واختبار بلورات تاكاياما. ^{[ ١ ]}

وقد سمي الاختبار على اسم الكيميائي الزراعي الأمريكي جوزيف هوينغ كاستل (1864 - 1916)، الذي اخترع واختبر اختبار الدم الخام في عام 1901، والطبيب والكيميائي الألماني إريك ماير (1874 - 1927)، الذي عدل الاختبار في عام 1903. ^{[ 1 ]}

في عام ١٩٠١، اكتشف جوزيف هوينغ كاستل وأوليفر مارش شيد في الولايات المتحدة أن المواد البيولوجية قادرة على أكسدة الفينول فثالين إلى فينول فثالين في المحاليل القلوية قليلاً. ^{[ ٢ ]} وفي عام ١٩٠٣، اكتشف إريك ماير في ألمانيا أن خلايا الدم قادرة أيضاً على تحفيز هذا التفاعل. ^{[ ٣ ] [ ٤ ]} وفي عام ١٩٠٦، وجد كاستل وأموس أن هيموجلوبين الدجاج في الدم يحفز هذا التفاعل. ^{[ ٥ ]} وفي عام ١٩٠٩، وجد كاستل أن الاختبار حساس لعينات الدم المخففة جداً. ^{[ ٦ ]} ومع ذلك، في عام ١٩٠٨، اكتشف بوزي-إسكوت (الذي كان يعيش آنذاك في ليما، بيرو) أن الاختبار يُنتج نتائج إيجابية خاطئة استجابةً لعدد من المواد الأخرى إلى جانب الدم. ^{[ ٧ ] [ ٨ ]}

تُجمع عينة الدم المشتبه بها أولاً باستخدام مسحة. تُضاف قطرة من كاشف الفينول فثالين إلى العينة، وبعد بضع ثوانٍ، تُوضع قطرة من بيروكسيد الهيدروجين على المسحة. إذا تحولت المسحة إلى اللون الوردي بسرعة، يُقال إن نتيجة الاختبار إيجابية مبدئياً لوجود دم. أما الانتظار لفترات تزيد عن 30 ثانية فسيؤدي إلى تحول لون معظم المسحات إلى اللون الوردي بشكل طبيعي نتيجة تأكسدها في الهواء.

يمكن، اختيارياً، معالجة المسحة بقطرة من الإيثانول لتحليل الخلايا الموجودة وزيادة حساسية ودقة الاختبار. هذا الاختبار غير مُتلف للعينة، التي يمكن الاحتفاظ بها واستخدامها في اختبارات لاحقة في المختبر؛ مع ذلك، نادراً ما تستخدم المختبرات المسحة المستخدمة في اختبار كاستل-ماير في أي اختبارات لاحقة، مفضلةً استخدام مسحة جديدة من الصبغة الأصلية.

على الرغم من أن اختبار كاستل-ماير قد تم الإبلاغ عن قدرته على الكشف عن تخفيفات الدم حتى 1:10 ^، إلا أن هناك عددًا من القيود الهامة لهذا الاختبار. فالمؤكسدات الكيميائية مثل أملاح النحاس والنيكل تتسبب في تحول لون كاشف كاستل-ماير إلى اللون الوردي قبل إضافة بيروكسيد الهيدروجين، لذا من الضروري جدًا إضافة الكاشف أولًا، ثم الانتظار لبضع ثوانٍ، ثم إضافة بيروكسيد الهيدروجين.

يُظهر اختبار كاستل-ماير نفس التفاعل مع دم الإنسان كما هو الحال مع أي دم آخر قائم على الهيموجلوبين، لذلك يجب إجراء اختبار تأكيدي مثل اختبار أوتشرلوني للتوصل بشكل قاطع إلى استنتاج من أي نوع نشأ الدم.

تتميز اختبارات التلوين التحفيزي بحساسية عالية، ولكنها ليست نوعية. لذا، لا ينبغي اعتبار نتيجة التلوين الإيجابية دليلاً قاطعاً على وجود الدم. أما النتيجة السلبية، فهي عادةً ما تدل على عدم وجود كميات قابلة للكشف من الهيم، إلا أنه قد تحدث نتيجة سلبية خاطئة في حال وجود عامل مُختزل. ولا يُمكن لهذا الاختبار تقديم دليل مُحدد على مكونات الدم.

تم تعديل الفينول فثالين المستخدم في هذا الاختبار عن شكله التقليدي، حيث تم اختزاله بإلكترونين، وهو مُذاب مسبقًا في محلول قلوي. ويتم ذلك عادةً بغلي محلول قلوي من الفينول فثالين مع مسحوق الزنك، مما يؤدي إلى اختزال الفينول فثالين إلى فينول فثالين. عند الاختزال، يتلاشى اللون الوردي الشديد للشكل الكاتيوني للفينول فثالين إلى لون أصفر باهت. هذا الشكل من الفينول فثالين هو الموجود في مجموعات اختبار كاستل-ماير. وللحصول على اللون الوردي الشديد الذي يدل على نتيجة إيجابية، يجب أكسدة الفينول فثالين المختزل مرة أخرى إلى شكله الملون الطبيعي.

في التفاعل المذكور، يتفاعل بيروكسيد الهيدروجين مع الهيموجلوبين في الدم. لا يشارك الفينول فثالين بشكل مباشر في هذه العملية، بل يعمل كمصدر خارجي للإلكترونات. في تفاعله مع بيروكسيد الهيدروجين، يعمل مركز الهيم في الهيموجلوبين كإنزيم بيروكسيداز ، مختزلاً البيروكسيد إلى ماء. يؤدي هذا النشاط إلى استنزاف الإلكترونات من الهيموجلوبين، والتي يُعاد تزويدها بدورها بواسطة الفينول فثالين. يؤدي منح الإلكترونات للهيموجلوبين إلى تحويل الفينول فثالين مرة أخرى إلى الفينول فثالين ذي اللون الداكن. طالما بقي الإنزيم فعالاً، يكون تفاعل الهيم مع البيروكسيد تفاعلاً تحفيزياً ، مما يجعل هذا الاختبار حساساً للغاية لكميات الدم الصغيرة الموجودة على مسحة الاختبار. يوضح التفاعل أدناه عملية اختزال البيروكسيد المحفزة بواسطة الهيموجلوبين. يتم توفير الإلكترونين بواسطة الفينول فثالين.

HOOH + 2 e ⁻ + 2 H ⁺ → 2 H ₂ O

يؤدي استهلاك البروتونات أثناء سير التفاعل إلى رفع درجة حموضة المحلول، ولكن كمية القاعدة المنتجة ضئيلة مقارنة بكمية القاعدة الموجودة بالفعل في خليط الكواشف.

• كوليفورد، برايان جيه، فحص وتصنيف بقع الدم في مختبر الجريمة، واشنطن العاصمة: مكتب الطباعة الحكومي الأمريكي، 1971.
• Gaensslen, Robert E., Sourcebook in Forensic Serology, Immunology, and Biochemistry, Washington, DC: US ​​Government Printing Office, 1983.
• كيرك، بول ل. ، التحقيق في الجرائم، جون وايلي وأولاده، 1974.
• مختبر العلوم الجنائية التابع لشرطة العاصمة، دليل أساليب علم الأحياء، 1978.
• بونس، آنا كاستيلو؛ باسكوال، فرناندو أ. فيردو، "مراجعة نقدية للاختبارات المفترضة لبقع الدم"، اتصالات العلوم الجنائية، المجلد 1، العدد 2، يوليو 1999، الصفحات 1-15.
• سافيرستين، ريتشارد، دليل العلوم الجنائية، برنتيس هول، إنك، 1982.