第一作者简介:王颖希(1986—),女,山西太原人,硕士,主检法医师,研究方向为法医物证学。E-mail:15101145899@163.com
案件接触性检材主要指人体与物体接触所遗留的表皮脱落细胞(下文简称脱落细胞), 故嫌疑人使用的工具、戴过的手套、遗留的指纹等都可能含有不同数量的脱落细胞。接触性检材的DNA含量微, 降解程度高, 目前公安DNA实验室主要以磁珠法提取, 工作量大、耗时长。但接触性检材数量却日益增多, 而对检验时间的要求越来越迫切, 故DNA检验工作的压力越来越大[1, 2, 3]。DNA提取是检验的关键, 获得的DNA模板质量直接影响着后续实验。自动化工作站提取方式具有高通量批量处理功能, 可有效提升检材处理效率, 降低劳动强度[4]。但以往的自动化提取方法对微量DNA的提取能力存在不足, 能否适用于批量处理接触性检材还需进一步改进和验证[5, 8]。本文以KingFisher磁珠纯化仪结合超微量磁珠法提取试剂盒, 建立了自动、高通量提取接触性检材DNA的新方法。测试结果显示该方法适用检材范围广, 样品处理效率高, DNA有效检出率达71.5%, 效果令人满意。
标准品2800 M(浓度:10 ng/μ L, promega公司); 自制指纹样本, 7人的食指、中指、无名指分别在载玻片上各按一枚指纹, 力度适中, 按压时间5 s左右, 共21枚指纹样本。本实验室日常案件送检的接触性检材(均为棉签擦拭脱落细胞或脱落细胞粘取器粘取的脱落细胞, 如窗框拭子、作案工具拭子、嫌疑人遗留现场物品的粘取物等), 共计870份, 检材未做区分。KingFisher磁珠提取纯化系统(低通量版及高通量版)(博坤生物公司)、ML-超微量磁珠法DNA提取试剂盒(博坤生物公司)、ProFlex™ PCR系统(Thermo公司)、3500xL基因分析仪(ABI公司)、ID Plus扩增试剂盒(ABI公司)。
1.2.1 提取
不同起始量标准DNA的回收实验。取DNA标准品2800M(10 ng/μ L)5μ L加入到495 μ L高纯水中, 稀释成0.1 ng/μ L的纯DNA标准品; 分别吸取1.0、1.5、2.0、2.5 μ L稀释后样本, 使用ML-超微量磁珠法DNA提取试剂盒对其消化, 进行0.1、0.15、0.2、0.25 ng纯DNA回收实验, 洗脱体积为30 μ L, 每个浓度平行进行10次试验。将预处理后的消化产物转移到KingFisher磁珠提取纯化系统(低通量版, 24道)进行自动化DNA提取。
单枚指纹DNA提取实验。利用擦拭1号(博坤生物公司), 按照干湿标准两步法对载玻片上指纹样本进行擦拭后放入1.5 mL离心管中。按试剂说明书使用ML-超微量磁珠法DNA提取试剂盒对其进行消化。将消化产物转移到KingFisher磁珠提取纯化系统(低通量版)进行自动化DNA提取。
案件接触性检材检验实验。棉签擦拭物检材直接剪取棉头表层并置于离心提篮内; 脱落细胞粘取器粘取物直接取整个膜片放入1.5 mL离心管管底。除KingFisher磁珠提取纯化系统选用高通量版外, 其余同“ 单枚指纹DNA提取实验” 操作。
1.2.2 扩增及电泳分析
提取DNA的溶液采用ID Plus扩增试剂盒经ProFlex™ PCR系统, 以10 μ L体系(模板均为1μ L)扩增。扩增产物经3500xL遗传分析仪进行检测, GeneMarker软件进行STR分型(RFU> 50)。未检出或检出10个基因座以下视为非有效检出, 检出10个及以上基因座则作有效检出。
将各样本STR分型图谱与已知标准DNA分型进行比对, 结果显示所有样本均得到准确分型(表1), 但0.1 ng标准DNA样本有一个在D7S820基因座缺失一个位点, 另一个其RFU峰值偏低, 只有51。其他0.15、0.2、0.25 ng标准DNA样本均检出完整STR分型。
![]() | 表1 不同起始量标准DNA回收样本检测结果 Table 1 Standard DNA recoveries from different initial quantities of DNA |
将样本检出分型与被取样者的分型比对(表2), 其中11个样本检出10个以上基因座的单一分型, 且与被取样者分型一致; 虽有1个混合分型, 但以被取样者的分型为主要峰型。非有效DNA检出率为42.8%; 有效DNA检出率为57.2%。
![]() | 表 2 单枚指纹样本检测结果 Table 2 Amount of exposed STR loci of the DNA extracted from single fingerprints |
870例实验检材检验结果见表3。
![]() | 表 3 870例案件送检脱落细胞类检材检测结果 Table 3 Statistics of detected STR loci of exfoliated cells from 870 contact samples collected in daily forensic casework |
其中206个样本检出单一16基因座分型, 22个样本检出单一13~15基因座分型, 51个样本检出单一10~13基因座分型, 343个样本检出混合16基因座分型; 70个样本检出10基因座以下分型, 178个样本未检出分型。未检出或10基因座以下分型视为非有效DNA提取, 占比为28.5%; 故有效DNA检出率为71.5%。
据文献报道, 接触性检材DNA含量普遍在0.1~1.5 ng之间[9]。对这类微量疑难检材DNA的提取, 需对从提取试剂到所用仪器的各个环节进行优化[10]。本研究选用KingFisher磁珠提取纯化系统结合博坤超微量磁珠法DNA提取试剂盒进行试验, 得到了较高的检出率, 原因可能如下:该试剂盒磁珠颗粒小, 使其吸附DNA的面积更大, 故可在磁珠表面富集更多的DNA, 而其磁珠的超顺磁性又保证了更好的悬浮性和分散性; 加之所选用自动化工作站采用磁棒插入磁套浸进液体进行吸附, 磁套离开磁棒后置于溶液进行释放, 相比通过磁力架反应的传统磁珠法可以提高检出率。另外, 该系列仪器可根据检材条件而改变洗脱体积, 故更有利于从微量脱落细胞样本中获得更高浓度的模板DNA。
本研究首先对选用的自动化提取系统进行提取灵敏度的测试。选择浓度可准确量化的标准DNA样本, 结果显示该自动化系统可对含量低至0.1 ng的标准DNA成功回收, 获得的STR分型也相对完整, 表明该自动化系统具有较高的提取灵敏度。
指纹是案件现场典型的接触性检材, 而其中脱落细胞含量却普遍较少, 故属疑难类接触性检材。利用本文所建方法对实验室制备的单指纹样本进行提取, STR分析显示有效DNA检出率可达到57.2%, 为目前指纹DNA检验的较好结果。而且, 由于整个提取过程全部自动化处理, 方法的重复性高, 能为稳定可靠的大批量处理接触性检材DNA提供保障。在实际样本的验证实验中, 所选取的均为实际案件现场经采样工具二次转移的接触性检材。经STR检验分析, 有效DNA检出率达到71.5%, 其中单一16基因座分型检出率为23.7%。这一结果即便与手工精细操作相比也令人满意, 表明自动化系统应用于接触性检材批量提取纯化是切实可行的。
KingFisher磁珠纯化仪可应用于日常案件检验, 其中高通量版可以同时处理96个样本。磁珠颗粒小, 富集效率高, 洗脱体积灵活, 均有利于从微量接触检材中获得高浓度的模板DNA; 又因其适用检材类型广, 能有效提高各类检材DNA的检出率, 因而可降低检验成本。磁珠法整合自动化工作站能有效控制人为因素对实验的影响, 减少DNA损失, 同时还可避免样本间的交叉污染, 结果的准确性更有保障, 实验时间更短, 提取96个样本仅需1 h 3 min。
The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。The authors have declared that no competing interests exist.
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