引用本文
田蕊, 班茂森. 鞋内底不同部位接触DNA提取初探[J]. 刑事技术,2013,38(2): 50-52
TIAN Rui, BAN Mao-sen. Primary study on detection of DNA from insoles[J]. Forensic Science and Technology,2013,38(2): 50-52  
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《刑事技术》编辑部
鞋内底不同部位接触DNA提取初探
田蕊1, 班茂森2
1.中国人民公安大学,北京 100038
2.公安部物证鉴定中心,北京 100038

作者简介:田蕊(1986—),女,汉族,天津市人,在读硕士研究生,从事痕迹检验技术研究。Tel:15117980601; E-mail:Teresa1986625@126.com

摘要

目的探讨鞋内底不同部位接触DNA提取检出率。方法取100名20~30岁的志愿者,将其穿用过的运动鞋和皮鞋鞋垫设置成不同穿用时间组、不同材料鞋垫组、穿用后不同放置时间组,根据脚的形态学及运动力学特点,将鞋垫分成8个区域进行脱落细胞提取,并进行DNA进行检验。结果鞋垫上8个不同区域提取到的脱落细胞DNA分型检验效果不同。足弓外侧区(足弓断弓除外)的接触DNA检出率最高;足弓内侧、第1趾骨区、第1跖骨区及足跟区次之;第2~5趾骨区、第2~3跖骨区、第4~5跖骨区不容易成功提取到接触DNA。结论鞋内底接触DNA检出率与接触时间、放置时间、鞋垫材质均相关,分区提取检验DNA更有针对性。

关键词: 接触DNA; 分区; 净化; 穿用时间; 放置时间; 鞋垫材质
中图分类号:DF795.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2013)02-0050-03
Primary study on detection of DNA from insoles
TIAN Rui, BAN Mao-sen
Chinese People’s Public Security University, Beijing 100038,China
Abstract

Insole samples were collected from 100 volunteers aged 20~30 years. The insole was divided into eight areas and the contact DNA test was conducted for each area. The results of these studies indicated that DNA can be profiled most easily in arches area, but for 2~5 metatarsal area, 2~3 metatarsal area, 4~5 metatarsal area, it is not easy, the arches area of the insole can provides more information concerning the wearer than the other areas.

Keyword: contact DNA; subarea; purification; wear; insole material

鞋子是犯罪现场经常遇到的检材, 当鞋子长时间穿用后, 有可能会在鞋内底留下反映脚型的印痕, 通过对印痕形态的检验, 可以对案件涉及的嫌疑人进行排查。由于鞋子种类很多, 脚在鞋子这种相对封闭的空间内活动所遗留的印痕会受到鞋型的影响, 使得同一个人遗留的印痕形态也会差距很大, 因此对印痕形态的检验通常得出的只是倾向性意见, 仅能作为提供线索或排除嫌疑使用, 不能直接认定犯罪嫌疑人, 这使得现场物证的应用价值降低。有些情况下, 鞋子穿用时间不够长或因每个人体质不同, 鞋内底不会留下可供检验的印痕, 此时鞋内底接触DNA的检验成为有效途径。

当皮肤接触到物体表面时会留下皮肤脱落细胞, 称之为接触DNA[1]。曾有文献提到Wickenheiser的研究结果, 即皮肤接触部位的脱落细胞松散的结合在物体表面, 第二次接触时会把第一次接触者的细胞蹭掉, 而留下第二次接触者的细胞, 认为对于微量DNA进行检验, 一般获得的DNA图谱以最后的接触者为主[2]。但在实际操作中, 由于接触DNA含量通常很少, 为求在不毁坏检材的前提下尽可能多的提取到接触DNA, 通常使用真空负压吸引法[3], 但这种方法的缺陷是吸引的表面积太大, 没有针对性, 且吸引力度不易控制, 对于多人触摸或试穿过的鞋子容易检出混合的STR峰型。如果将鞋垫取出使用胶带分区域粘取来提取鞋垫表面的接触DNA, 是可以缩小每个样本的覆盖区域, 利于找到单一人员的接触部位或仅粘取到最后的接触者遗留的细胞, 同时不破坏检材, 为后续使用其他方法检验及诉讼过程中物证的质证提供可能。本实验, 笔者选用EZ-tape胶粘提取的方法, 根据脚的形态学及运动力学特点[4], 将鞋垫分成8个区域分别进行接触DNA的提取和检验。

1 材 料
1.1 材 料

运动鞋及配用鞋垫(泡沫塑料材质表面), 皮鞋及配用鞋垫(尼龙材质表面), EZ-tape粘取器, 镊子, 剪刀。

3130XL型基因分析仪, 9700型PCR扩增仪, M48试剂盒。

1.2 样本制作

根据人的足底运动力学特点, 选取年龄集中分布于20~30岁的志愿者100名, 将其穿用过的运动鞋和皮鞋的两种鞋垫上的足印痕结构比例进行测量, 并根据统计结果将鞋垫分成8个区域, 分别为第1趾骨区(M1区)、第2~5趾骨区(M2区)、第1跖骨区(M3区)、第2~3跖骨区(M4区)、第4~5跖骨区(M5区)、足弓内侧区(M6区)、足弓外侧区(M7区)、足跟区(M8区)。在志愿者穿用鞋子之前, 先使用化学气体消毒灭菌法除去鞋垫上可能存在的DNA片段[5], 然后令志愿者以赤足和穿袜两种状态穿用垫有不同编号鞋垫的鞋子, 并将制好的样本按照设置条件分为不同穿用时间组(见表1)、不同鞋垫组(见表2)、穿用后不同放置时间组待检(见表3)。

表1 不同穿用时间组样本检出率(有效分型/样本量)
表2 不同鞋垫组样本检出率(有效分型/样本量)
表3 穿用后不同放置时间组检出率(有效分型/样本量)

采集志愿者的口腔脱落细胞待检, 检验结果作为阳性对照。

2 方 法
2.1 DNA提取

(1)使用EZ-tape分别粘取鞋垫上所分8个区域内的接触DNA, 加入G2液及5mg/mL PK, 使PK终浓度达到125μ g/mL, 根据检材情况可以增加PK浓度, 56℃裂解4h以上。(2)13000r/min 离心5min, 取裂解后上清液至1.5mL样品管中, 加入MTL, 使之与上清液的比例为3∶ 1, 加30μ L 磁珠, 振荡混匀, 吸附15min后在磁力架上吸出溶液。(3)加入500μ L的MW1溶液, 摇匀样品溶液, 在磁力架上吸出溶液。(4)加入500μ L的80%乙醇溶液, 摇匀样品溶液, 在磁力架上吸出溶液。重复此步骤两次, 最后一遍洗涤后应去除所有洗涤液。(5)加入30μ L纯水, 65℃加热10min, 期间振荡2~3次。(6)从加溶液热块上取下样品管, 高速漩涡振荡2min , 迅速置于磁力架上, 吸出即得到所需的DNA。

2.2 PCR扩增与检测

采用10μ L体系, 使typer15引物混合物与DNA溶液之比为9∶ 1, 根据Identifiler复合扩增试剂盒说明书设置, 置于9700型PCR扩增仪扩增。扩增产物经3130XL型基因分析仪电泳, 结果用GeneMapperID v3.2进行等位基因分析[6]。

将采集的志愿者口腔脱落细胞检材使用上述方法进行检验分析。

3 结果与讨论
3.1 结 果

使用DNA TyperTM15试剂盒对以上3个组(每组中每个设置条件下均为36个样本)的检材进行检验, 结果包括15个基因座。笔者将获得12个以上基因座分型正确且等位基因峰高大于40RFUs定义为有效分型, 其与样本量的比值为检出率。所得统计分析结果见表1~表3, 图1~图3。

图1 不同穿用时间组样本检出率折线图

图2 不同鞋垫组样本检出率折线图

图3 穿用后不同放置时间组检出率折线图

(1)相同条件下, 足弓外侧区更容易成功检测到接触DNA的STR分型, 足弓内侧、第一趾骨区、第一跖骨区及足跟区次之, 第2~5趾骨区、第2~3跖骨区、第4~5跖骨区不容易成功获得接触DNA的STR分型。

(2)将穿用1天、3天和10天的鞋子的检验结果相比较, 穿用者STR分型的检出率随穿用时间的延长呈增高趋势, 证明成功检出STR分型的几率与鞋子的穿用时间呈正相关。

(3)泡沫塑料材质表面的鞋垫与尼龙材质表面的鞋垫在相同的穿用条件及放置条件下成功检出STR分型的几率相似。

(4)鞋子穿用后立即进行接触DNA提取检验的结果与放置不同时间后检验的结果相比, 立即检验的样本检出STR分型的成功率更高, 但放置时间与检出率未见明显数量关系。

(5)为探索EZ-tape分区粘取法与真空负压吸引法相比较的优势, 在实验中, 笔者使用真空负压吸引法与EZ-tape分区粘取法分别对30份混穿过的鞋垫检材进行了接触DNA提取, 检验结果显示使用真空负压吸引法获得的均为混合的STR分型, 而使用EZ-tape分区粘取法则可能获得较单一的STR峰型图(见图4)。表明EZ-tape分区粘取法与真空负压吸引法相比, 更有针对性, 能够减少混合STR峰型出现的几率。

图4 EZ-tape粘取法与真空负压吸引法效果比较

3.2 讨 论

在行走的过程中, 人的足跟部位通常对承痕客体的压力作用较大, 在相同摩擦系数的条件下对鞋内底的摩擦力也较其他部位大, 因此更容易遗留表皮脱落细胞。但在实验中从足跟接触部位提取的样本成功获得穿用者STR分型的概率反而不如足弓外侧区高, 原因之一可能是足跟部位的皮肤角质层较厚, 脱落的表皮细胞多无细胞核, 故检验获得穿用者STR分型成功率低。

本实验的不足之处在于受时间、样本量和鞋种类等条件限制, 穿用后放置时间较短, 样本制作数量不足, 未涵盖所有常见鞋的种类, 因此对于证明鞋内底接触DNA提取部位与个体差异、鞋种类及放置时间之间关系方面存在不足, 同时多人试穿情况的研究工作也需进一步进行。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] Ignacio Quinones, Barbara Daniel. Cell free DNA as a component of forensic evidence recovered from touched surfaces[J]. Forensic Science International, Genetics 2012, 6: 26-30. [本文引用:1]
[2] 陈松, 李万水, 胡兰, 等. 微量DNA: 容易忽略的生物物证[J]. 刑事技术, 2004(增刊): 19-22. [本文引用:1]
[3] 邵武, 姜先华, 李秋阳, 等. 衣物载体上人体脱落细胞的负压吸附采集法[J]. 中国法医学杂志, 2009, 24(4): 272-274. [本文引用:1]
[4] 宋雅伟, 蔡奕玺, 寇恒静, 等. 鞋底硬度与人体行走中足底压力的变化[J]. 中国组织工程研究与临床康复, 2009, 13(46): 9113-9116. [本文引用:1]
[5] 袁洽劻. 常用消毒与灭菌方法[J]. 中国消毒学杂志, 2010, 27(2): 234-237. [本文引用:1]
[6] 郑耀斌, 张海浪, 臧源云, 等. 脱落细胞生物检材在案件中的应用[J]. 广西警官高等专科学报, 2008(增刊), 87: 25-27. [本文引用:1]