磁珠法对混合斑中精子DNA批量自动提取的应用研究
王凤宽, 杜舟, 王传海, 李湘秦, 吴勇
深圳市公安局刑事科学技术研究所,广东深圳 518040

作者简介:王凤宽(1975—),男,河南人,副主任法医师,硕士研究生,主要从事法医DNA检验鉴定工作。Tel:13823758907; E-mail:wfksz@163.com

摘要

目的 建立混合斑中精子DNA批量自动提取的方法。方法 对56例混合斑经第一步消化后的精子沉淀用DNA IQ试剂盒和Biomek®2000全自动核酸工作站自动提取纯化,3130xl型遗传分析仪分析结果。结果 56例混合斑检材均得到较好的STR分型结果。结论 DNA IQ试剂盒和Biomek®2000全自动核酸工作站批量自动提取纯化混合斑的方法快速简便,可应用于法庭科学实践。

关键词: 混合斑; STR; DNA IQTM自动化磁珠法
中图分类号:DF793.2 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2014)05-0042-03
Automatic extraction of sperm DNA from mixed stain samples using DNA IQTMSystem
WANG Feng-kuan, DU Zhou, WANG Chuan-hai, LI Xiang-qin, WU Yong
Public Security Department of Shenzhen City, Shenzhen 518040, China
Abstract

Objective To establish a method of automatic extraction of sperms DNA from mixed stain. Methods 56 mixed stain samples were collected from casework. The samples were extracted by using DNA IQTMSystem and Biomek®2000 Laboratory Automation Workstation, and then analyzed with 3130xl®genetic analyzer. Results STR genetic typing was obtained from all 56 mixed stain samples. Conclusions DNA IQTMSystem and Biomek®2000 Laboratory Automation Workstation can be used for sperms DNA extraction from mixed stain in forensic casework.

Keyword: mixed stain; STR; DNA IQ® automatic magnetic bead

在法医DNA STR检测中, 混合斑检验一直是DNA检验工作中的重点与难点, 利用传统两步法较好的解决了性侵犯犯罪中混合斑中的精子DNA提取检验问题。由于通过传统的两步法(饱和酚氯仿提取精斑)方法繁杂, 在实际工作中, 国内大部分实验室采用简便的Chelex100法, 但整体检测成功率偏低。现笔者通过对56例混合斑检材利用DNA IQ试剂盒在Biomek®2000全自动核酸工作站(Biomek®2000 Laboratory Automation Workstation)上进行纯化快速批量提取研究, 取得了良好的效果, 报道如下。

1 材料与方法
1.1 材 料

检材来源于深圳市公安局日常检案中积累, 其中阴道拭子20份, 内裤上混合斑24份, 外阴擦拭纸巾5份, 受害人裙子、裤子等载体上混合斑3份, 其他4份, 共56份。

1.2 实验方法

1.2.1 人精液PSA检测 依据GA766-2008人精液PSA检测金标试剂条法[1]检验1号至56号检材, 结果均呈阳性。

1.2.2 DNA检验 56份检材分别剪取2份, 共112份; 分别放入1.5mL Eppendorf管中, 加入900μ L TES溶液, 10%SDS溶液100μ L, 10mg/mL蛋白酶K30μ L, 37℃水浴消化过夜; 震荡5sec, 去除载体转移全部消化液至另一1.5mL Eppendorf管中; 高速离心3min, 弃上清, 加2滴 H2O 1000μ L, 震荡5sec悬浮沉淀; 重复水洗过程3次; 得到精子沉淀物。

分别用Chelex100法提取; DNA IQ试剂盒(DNA IQTMSystem, 美国Promega公司)在Biomek®2000全自动核酸工作站上提取:精子沉淀物中加入200μ L 裂解液(Lysis Buffer), 10mg/mL蛋白酶K 8μ L, 1mol/L DTT 8μ L, 56℃孵育30 min, 转移裂解液至96孔深孔板中, 放在Biomek®2000全自动核酸工作站载架上, 准备好吸头、试剂槽、96孔U形板等, 启动Biomek®2000全自动核酸工作站预设程序, 完成磁珠法自动提取纯化, 得到100μ L终体积的DNA提取液。分别取上述2方法得到的DNA上清液1μ L用AmpFLSTR®Identifiler® Plus试剂盒(美国AB公司)20μ L体系扩增, 9947a标准品DNA作为阳性对照, 3130xl型遗传分析仪电泳, GeneMapperID v3.2软件分析计算结果。

2 结 果

利用Chelex100法得到的56份检材精斑STR分型结果中, 26份检材结果较好, RUF值在1000 ~3000之间, 位点之间峰值均衡性较好; 其余30份存在小片段优势扩增、大片段峰值较低或没有出峰等扩增不平衡现象, 或者存在较多的杂带(见图1)。而由DNA IQ试剂盒在Biomek®2000全自动核酸工作站上提取的56份检材精斑STR分型结果中, 全部得到正确精斑STR分型结果, RFU值在1000~3000之间, 而且不同位点的峰值高低均匀、无杂带(见图2)。

图1 Chelex100法提取精斑STR分型结果

图2 DNA IQTM自动化磁珠法提取纯化精斑STR分型结果

3 讨 论

由于女性阴道分泌物成分复杂, 往往因混有大量女性白带物质和肠道细菌等, 且其中有些成分是扩增的抑制物, 因此, 利用Chelex100法对混合斑中精斑进行提取, 不能有效去除各种PCR扩增抑制因子, 从而造成PCR反应的不平衡扩增、STR分型图谱基线不平整、出现无关杂带, 干扰了对分型结果的判读。应用传统的两步法(饱和酚氯仿提取精斑)对混合斑中精斑进行提取, 可以通过饱和酚氯仿的抽提很好的去除各种PCR扩增抑制因子, 得到较好的精斑STR分型结果, 该方法的缺点是方法繁杂, 在大批量检材提取时由于需要多次转换试管操作容易出错, 而且精子DNA无法粗略定量, 许多情况由于精斑含量过高超过了PCR反应对模板的耐受范围, 造成小片段优势扩增和大片段扩增不完全和位点的缺失。需重复扩增调整才能得到满意结果。

利用DNA IQ试剂盒[3, 4]在Biomek®2000全自动核酸工作站上提取混合斑中的精斑DNA, 很好地解决了上述问题, 在去除女性成分的纯精斑中, 加入混有1mol/L DTT 8μ L的裂解液(Lysis Buffer)对精子细胞DNA进行裂解释放, DNA IQ试剂盒是利用磁珠法原理对DNA进行提取纯化, 通过磁珠结合DNA、洗涤、洗脱3步自动化操作, 获得纯净的目标DNA[5], 由于一定量的磁珠(每个样本加入7μ L 磁珠)吸附一定量值范围的DNA, 而且磁珠不吸附除DNA外的其他杂质, 这样, 既实现对精斑DNA的半定量, 又去除了PCR抑制物的干扰作用, 从而得到精斑DNA的优化分型。Biomek®2000全自动核酸工作站是由美国贝克曼-库尔特公司开发的全自动核算提取平台, 一次程序可以在约2h 40min内自动完成96个样品的DNA提取, 具有提取速度快、准确程度高、不易出错等优点。由于在社会转型期中刑事犯罪高发不下, 新修订颁布的《刑事诉讼法》已于2013年1月1日实施, 必将对作为刑事诉讼重要证据之一DNA证据提出了更高的要求[6], 法医DNA鉴定人员面对的也是批量的性犯罪生物检材, 利用DNA IQ试剂盒在Biomek®2000全自动核酸工作站上批量提取混合斑中的精斑DNA, 无疑大大提高了工作效率, 也提高了工作的准确度, 更好的避免了错误的几率。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 李兆隆, 徐秀兰, 林涛, . 检验人精浆特异蛋白P30免疫胶体金试剂条的研制[J] . 法医学杂志, 2002, 18(4): 210. [本文引用:1]
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[5] 杨电, 刘超, 徐曲毅, . DNA IQ磁珠法结合MaxwellTM 16自动仪提取接触DNA[J]. 刑事技术, 2011(3): 3-5. [本文引用:1]
[6] 王桂强. 物证鉴定证据应用层级论[J]. 刑事技术, 2011(6): 3-9. [本文引用:1]