引用本文
王昕, 张艳云, 王科, 冉茂江, 杨鸣. 刑事照相常用紫外光源照射对DNA检验的影响研究[J]. 刑事技术,2013,38(1): 38-41
WANG Xin, ZHANG Yan-yun, WANG Ke, et al. The effects of forensic UV light sources on subsequent DNA analysis[J]. Forensic Science and Technology,2013,38(1): 38-41  
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刑事照相常用紫外光源照射对DNA检验的影响研究
王昕, 张艳云, 王科, 冉茂江, 杨鸣
重庆市公安局刑警总队,400021

作者简介:王 昕(1980—), 男,四川人,影像技术工程师,双学士,主要从事光学物证检验、视频图像处理等检案及应用研究。Tel:13996222519;E-mail:yanyunzhang@yahoo.cn

基金: 重庆市公安局科技攻关项目(No.2011-13)
摘要

目的探究刑事照相常用紫外光源照射不同客体上的血指印和汗潜指印后对DNA检验产生的影响。方法分别使用254nm和365nm紫外光源在不同照射距离,不同照射时间下对不同客体表面制备的原血指印、微量血指印和汗潜指印检材进行照射,随后进行DNA定量分析。结果原血指印经紫外照射后对DNA检验结果无显著影响,微量血指印和汗潜指印经紫外照射对后续DNA检验结果认定影响较大。结论紫外光波长越短、功率越大、照射距离越短、照射时间越长,对DNA检验结果的影响越大。

关键词: 紫外光源; DNA检验; 血指印; 汗指印; 影响
中图分类号:DF793.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2013)01-0038-04
The effects of forensic UV light sources on subsequent DNA analysis
WANG Xin, ZHANG Yan-yun, WANG Ke, et al
Department of Criminal Investigation, Chongqing Municipality Public Security Bureau, Chongqing 400021, China
Abstract

Objective To investigate the effects of forensic UV light sources on the subsequent polymerase chain reaction (PCR)-short tandem repeat (STR) analysis of blood fingerprints and latent fingerprints.Methods Blood fingerprints and latent fingerprints on six different materials were exposed for up to 15 minutes to two different UV light sources, they were subsequently analyzed using a PCR system.Results It was found that UV light had no appreciable effect on subsequent PCR analysis for blood fingerprints but had an effect on subsequent PCR analysis for latent fingerprints.ConclusionThe shorter wave and more powerful of the UV light, the longer time and shorter distance was exposed,the less DNA was obtained.

Keyword: effect; UV light source; DNA analysis

在刑事照相中, 紫外照相技术主要用于显现和提取肉眼不易观察到的潜在痕迹。我国从上世纪80年代中期[1]开始使用紫外照相技术检验物证, 经过二十多年的发展, 该技术已经在全国范围内得到了普及和应用, 成为了显现和加强指印的一种常用和有效的检验方法。

相对于物理和化学的痕迹显现方法, 紫外照相检验通常被认为是一种无损检验。但通过近年来的研究发现, 紫外光源照射检材后对DNA检验存在影响[3, 4, 5, 6]。本文通过使用刑事照相常用的254nm、365nm紫外光源照射不同客体上的微量血指印和汗潜指印, 对照射后检材的DNA-STR分型结果进行分析, 研究了紫外光的波长、强度、照射距离和照射时间四个因素对DNA检验结果的影响。目的是为了在现场勘验和检验鉴定中有效控制和减小紫外线照射对后续DNA检验的影响, 为合理利用紫外照相技术提供参考, 提高痕迹物证的利用率。

1 实验部分
1.1 样本制备

(1)原血血指印制备。分别取3个不同个体A、B、C的新鲜血液各5mL, 然后每次分别取1μ L滴在方形滤纸上, 滤纸充分吸收后, 形成直径约为1cm的圆形, 作为潜血指印, 将A、B、C血液各制备30枚, 共90枚。

(2)微量血指印制备。仍取A、B、C 3个个体原血各1mL, 分别配置成原液浓度的1/10, 1/100, 1/1000, 用移液器每次取1μ L, 滴在滤纸上, 各制备6枚潜血指印。同时参照施健[5]的紫外光照射不同浓度的潜血指印, 得到的血液浓度与可以检测到基因数的关系和实际实验测试结果, 将A、B、C 3个个体的血液各取2mL将浓度稀释为原血的1/100, 然后按照与(1)相同的方法, 制成微量潜血指印, 共90枚。

(3)汗潜指印制备。实际检验证明, 渗透性客体上的汗潜指印, 利用紫外反射照相的方法拍摄, 效果不是很好, 而对于非渗透性客体上的汗潜指印, 紫外反射效果非常好, 物质表面越光滑, 紫外反射效果越佳[7]。本文实验选择的客体主要为光滑客体:胶带粘面、玻璃片表面、光滑漆面、易拉罐金属表面、矿泉水瓶。A、B、C 3个实验者分别在胶带粘面上进行十指 3 面捺印, 捺印前十指分别在额头或鼻尖进行充分接触, 使其指尖有足够的脱落细胞, 每次十指按压完成后间隔2h后再进行下一次的按压。制成汗潜指印, 每个个体30枚, 共90枚。A个体在其余4种客体上按照上述方法进行按压, 每种客体制备10枚, 共40枚。

1.2 仪 器

紫外光源(SpectRoline), 多功能物证照相载物台(ZWT), 9700扩增仪(ABI), 3130XL 遗传分析仪(ABI)。

2 方 法

(1)利用4W的254nm紫外光源作为照射光源, 每次取1.1(1)的3个不同个体的原血血指印检材组成一个实验组, 光源与检材距离设为1cm。取第一组检材, 对该组检材进行照射, 照射时间为1min, 照射完成后进行DNA测试, 得到一组实验结果; 取第二组检材, 照射时间设为5min, 照射完成后进行DNA测试, 得到一组实验结果; 取第三组检材, 照射时间设为15min , 照射完成后进行DNA测试, 得到一组实验结果。

(2)将光源与检材距离设为20cm, 重复步骤(1);

(3)将光源与检材距离设为40cm, 重复步骤(1);

(4)取第四组检材不进行照射, 进行DNA测试, 得到四组实验结果, 为对照组;

(5)利用6W的254nm紫外光源和4W的365nm紫外光源重复以上步骤得到关于原血血指印检材的实验结果, 每组光源共计得到30个测试结果;

(6)将检材换为1.1(2)的微量血指印, 重复步骤(1~5), 得到关于微量血指印检材的90个实验结果;

(7)将检材换为1.1(3)的胶带粘面汗潜指印, 重复步骤(1~5), 得到关于胶带粘面汗潜指印的90个实验结果;

(8)将1.1(3)的A个体在4种不同客体上的汗潜指印依次重复步骤(1~4), 每组只有A个体的1个检材进行测试, 每个客体表面共形成10个测试结果。

3 DNA检验
3.1 DNA提取

取1.1(2)滤纸上潜血指印和胶带上的汗潜指印逐一完整剪下, 剪碎后分别放入1.5mL 的离心管内; 用两步擦拭法擦拭玻璃上、光滑漆面、易拉罐金属表面、矿泉水瓶的表面的汗潜指印, 直至擦净为止, 分别放入1.5mL 的离心管内。使用DNA提取试剂(ABI公司), 将上述所有检材按磁珠法[5]提取DNA, 最后模板溶于30μ LTC(1mL 1mol/L Tris.Cl pH8.0 加水到100mL)中。

3.2 DNA扩增

使用ID-plus试剂盒(ABI公司), 采用10 μ L 反应体系。其中包括:PCR 缓冲液4μ L, 引物2μ L, 模板4μ L, 混匀瞬时离心后置于ABI 9700 扩增仪(ABI公司)中进行扩增。

扩增产物经ABI 3130 XL遗传分析仪(ABI公司)检测, Gene Mapper ID 3.2软件分析得到分型结果。

4 结果与讨论

按照方法2(1~5)步骤得到的90枚原血指印中9枚未照射的和81枚照射过的指印经过DNA-STR分型后, 16个STR基因座都被检测到, 但经过照射后指印的STR分型图谱中的峰面积有所减少, 峰高减低, 然而并不影响DNA个体识别。

取3种不同浓度的微量血指印在4W的254 nm紫外灯距检材20cm处照射5min后进行DNA结果分析(见表1), 结果表明血液的浓度对DNA的检验存在影响。其中, 稀释成1/10的3份不同个体的血指印经过照射后对DNA检验影响不大; 稀释成1/100的血指印在照射后影响较大, 对于9个以上的基因座才具备个体识别条件, A减少为7个基因座, 显然已经不具备识别条件; 稀释成1/1000的血指印, 血细胞含量较少, 未照射的C基因座已减少为6个, 经过照射后3份指印基因座都为0。因此选用稀释1/100的血样, 制作微量血指印。

表1 不同浓度的血指印经紫外照射后(254nm-4W; 20cm-5min)得到STR基因座数

按照方法2(6)得到的微量血指印照射后结果统计后见表2, 选取A的数据分析见图1, Ⅰ 部分照射距离为1cm 随着照射时间的增加, 经3种波段的紫外光照射后的DNA数目都有不同程度的减少, 减少最多的为254(6W)波段、其次为254(4W)和365(4W), 照射后在9个数据中仅有3个检材具有个体识别条件; Ⅱ 、Ⅲ 与Ⅰ 大致相同, 都随着照射的时间的增加, DNA数目在减少, 在Ⅱ 部分254(4W)波段减少的要比其6W的多些, 9个数值中仅有1个检材具备个体识别条件; Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 部分综合比较随着照射距离拉大, 同一波段在相同时间的照射下, DNA减少的数目有所延缓, 具备识别条件的有4个检材。B、C个体的数值表现与A部分相同, 同一波段随着照射距离的缩短, 照射时间的延长, DNA的检出的位点数目在减少。

表2 微量血指印经组合照射后DNA检验结果

图1 个体A微量血指印经过照射后的DNA检验结果

按照方法2(7)得到的胶带粘面上的汗潜指印经过照射后DNA的检验结果见表3分析, A、B、C 3个个体的检材共计81个经过紫外照射后, 对DNA检验结果都有所影响, 其中8个达不到个体识别条件, 与表2的 47个不具备识别条件的照射结果相比有明显好转。其照射影响规律与微量血指印大致相似, 检材经过照射后STR数目有不同程度的减少, 同一波段随着照射距离的缩短, 照射时间的延长, STR检出的位点数目在逐渐减少。考虑到胶带粘面上粘附的脱落细胞要多些, 粘面也属于非渗透性客体, 经紫外照射后, 表层的细胞破坏, 遗留的有效细胞数量要比渗透性滤纸上的血细胞个数多些, 因此, 表3比表2的STR检出结果要稍好些。不同的紫外光照射组合, 在单位面积上破坏细胞的总量是不一致的, 波长短、功率大、照射时间长、照射距离短的组合对单位面积上的细胞破坏性要强些。

表3 胶带粘面汗潜指印经组合照射后DNA检验结果

从不同客体上的指印经4W的 254nm紫外光照射后DNA检验结果见表4, 四种客体上都表示出随着照射时间的延长, 照射距离的缩短, STR检出的位点数目在减少。

表4 不同客体上指印经254nm-4W紫外照射后DNA检验结果

脱氧核糖核酸(DNA)是细胞内储存与传递遗传信息的重要生物大分子, 主要由碱基, 脱氧核糖和磷酸三种简单分子构成, 其中碱基具有强烈的紫外线吸收特性, 在波长为260nm时, 吸收峰值最大。紫外线照射后DNA最明显的变化是同一链上的两个邻接嘧啶核苷酸的共价联结形成嘧啶二聚体, 这样使DNA 结构局部变形, 从而抑制后续DNA的复制与转录。原血血指印中有足够多的细胞为后续PCR扩增提供DNA模板, 因此紫外照射前后虽然STR检测峰下面积减少(峰高降低), 但16个STR位点齐全, 不影响结果认定。稀释成1/100的血指印及不同材质上的汗潜指印等含有的细胞数量较少, 紫外照射对后续DNA检验结果认定影响较大。

综上所述, 刑事照相经过紫外光照射的检材, 对后续进行的DNA检验结果存在影响。紫外照相中选用的波长、强度、照射距离和照射时间, 这些照射因素对DNA检验的结果存在不同程度的影响。短波254nm的紫外光比365nm同等光照条件下对DNA检验的结果影响大些, 瓦数大的紫外灯比瓦数小的紫外灯影响也要大些, 照射距离越近影响越大, 照射时间越长影响越大。

254nm(4W、6W)的紫外灯常用于物证照相检验, 365nm(4W)的紫外灯常用于现场搜索中, 在应用中为了减少紫外照射后对DNA检验的影响, 选用瓦数低的紫外灯, 要缩短照射时间, 拉大照射距离。但在实际检案中, 为了获得清晰的照射结果、先要用紫外光对检材进行观察、然后选择合适的配光角度、照射距离, 照射时间不免要长些。因此, 在刑事照相中, 如果检材要做DNA检验, 就要慎用紫外照相方法, 尽量减小紫外线照射对后续DNA检材检验的影响。对于塑料瓶、塑料袋等易于分离的物证, 可以对瓶口、提手等重点部位进行DNA检验, 其余部分进行光学检验。

总之, 对于需要分别进行紫外光学检验和DNA检验的物证, 建议根据物证的特性和检验重点选择检验顺序, 或者优选出一种检验方法, 以提高物证检验的利用率。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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