采用武汉瑞博祥32道核酸提取工作站提取DNA, BIOER LifeECO基因扩增仪扩增（G20A 10 μ L体系）, 美国AB公司3130 xL型遗传分析仪进行电泳检测。

快速DNA提取试剂盒、接触性DNA提取试剂盒、专用裂解套管均为瑞博祥（中国武汉）产品, Goldeneye^TM 20A扩增试剂盒来自基点认知（中国北京）。

1.3.1 斑痕样本制作

选用快速DNA提取试剂盒作为本次实验耗材, 分别用血液、唾液在试剂盒内磁棒套、96孔板相应部位涂抹, 制造20处血痕、20处唾液斑迹并标注, 所有样本都取自同一人。采用伽玛射线、环氧乙烷分别处理带有斑痕的耗材。用同一种方法处理两份检材作平行对照。伽玛射线组样本接受武汉亿阳科技有限公司伽玛射线灭菌设备辐照处理6 h（剂量为25 kGy）; 环氧乙烷组样本采用环氧乙烷灭菌处理, 气体纯度：100%环氧乙烷, 温度：50 ℃± 3 ℃, 工作压力：-60 kPa, 湿度：45%~75%, 空气替换：每30 min自动化换气1次, 处理时间：6 h。

1.3.2 取样

用棉签在有痕迹处进行干湿两步擦拭法处理, 擦拭后的棉签置于1.5 mL专用裂解套管内备检。

1.3.3 DNA提取

采用接触性DNA提取试剂盒与32道核酸提取工作站进行DNA提取。将擦拭物置于1.5 mL裂解套管中, 加入400 μ L裂解液, 旋涡振荡10 s, 96 ℃金属浴振荡15 min, 转速800 r/min; 将裂解后的套管于12 000 r/min离心3 min, 弃上部套管, 将底部液体依次全部转移至试剂盒中的96孔试剂板中; 将试剂板放入32道核酸提取工作站中, 操作参照试剂盒和仪器说明书, 运行结束后, 取出纯化好的样品DNA用于下游实验。

1.3.4 PCR扩增

采用Goldeneye^TM 20A试剂盒进行PCR扩增。扩增反应体系为10 μ L体系。采用BIOER LifeECO基因扩增仪进行PCR扩增, 共29个循环。扩增产物4 ℃保存备用。

1.3.5 电泳检测

取扩增产物1 μ L, 以ABI 3130 xL型遗传分析仪作电泳检测, GeneMapper ID软件进行分析。

根据伽玛射线、环氧乙烷处理两组测试样本STR分型图谱, 统计全部、部分检出与未检出STR样本的数量, 并分析各组样本STR分型谱带, 结果见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 伽玛射线组和环氧乙烷组STR检测结果统计 Table 1 The STR profiles from the samples treated with either gamma-ray radiation or ethylene oxide saturation 分组 血痕 唾液斑 STR分型谱带分析 成功检出样本数（20个基因座） 有效检出样本数（11~19个基因座） 未检出样本数（0个基因座） 成功检出样 本数（20个 基因座） 有效检出样本 数（11~19个 基因座） 未检出样本数 （0个基因座） 伽玛射线组 8 2 0 4 5 1 部分样本长片段等位基因出现丢失, 大部分STR分型谱带均一平衡。 环氧乙烷组 0 0 10 0 0 10 峰高、面积均在分析阈值以下, 未获得STR分型谱带。

表1 伽玛射线组和环氧乙烷组STR检测结果统计 Table 1 The STR profiles from the samples treated with either gamma-ray radiation or ethylene oxide saturation

伽玛射线组中血痕样本有8例获得完整STR分型、2例获得部分STR分型; 唾液斑样本中4例获得完整STR分型、5例获得部分STR分型、1例未检出。环氧乙烷组的20例样本（血痕10例样本、唾液斑10例样本）均未获得有效的STR分型谱带。同一个体血痕样本得到的STR图谱见补充材料图S1, 同一个体唾液斑样本得到的STR图谱见补充材料图S2。

图S1

Fig.S1

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图S1 同一个体血痕STR图谱（a:伽玛射线组：得到完整的STR分型图谱; b:伽玛射线组：CSF1P0、Penta D等部分基因座丢失; c:环氧乙烷组：未获得STR分型）Fig.S1 The STR profiles of source-same blood swabs undergone with either gamma-ray radiation or ethylene oxide saturation (treatment with gamma-ray radiation having obtained a: complete STR genotypes; and b: partial STR genotypes with losing the loci of CSF1P0 and Penta D; c: no STR genotype obtained after ethylene oxide treatment)

图S2

Fig.S2

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图S2 同一个体唾液斑STR图谱（a:伽玛射线组：得到完整的STR分型图谱; b:伽玛射线组：CSF1P0、Penta D、Penta E等部分基因座丢失; c:环氧乙烷组：未获得STR分型）Fig.S2 The STR profiles of source-same oral swabs undergone with gamma-ray radiation or ethylene oxide saturation (treatment with gamma-ray radiation: a, complete STR genotypes; b, partial STR genotypes with losing the loci of CSF1P0, Penta D and Penta E. c: no STR genotype obtained after ethylene oxide treatment)

防止人源性污染厂家要把好关, 不仅要对生产环境、生产人员严格把控, 还要对制成品消毒灭菌, 以确保出厂产品无任何人源性污染。其次, 实验室环节要对包括人源性的各种污染因素做好防控。

环氧乙烷以其优点常被用于实验室的消毒杀菌, 这是因为其能够与蛋白质、DNA和RNA发生非特异性的烷基化反应而使细胞失活。DNA分子是由四种脱氧核糖核苷酸组成, 其中含有大量氨基和羟基。环氧乙烷分子能使DNA分子中的氨基和羟基发生烷基化, 取代不稳定的氢原子而形成结构稳定的羟乙基化合物^{[1, 2]}, 从而导致DNA模板在PCR扩增过程中退火时不能结合引物, 延伸时不能结合dNTP, 由此阻断扩增的进行^[3]。

伽玛射线是原子衰变裂解时放出的射线, 射入细胞后会引起DNA单链断裂（SSB）和/或双链断裂（DSB）以及局域多位点损伤等DNA的破坏。射线引起的DSB包含多种复杂过程：首先发生快速的物理损伤过程, DNA链直接断裂; 其次是持续时间比较长的化学过程, 细胞内产生大量的自由基, 这些自由基会进一步引起DNA的损伤; 最后是缓慢修复的生物过程, 由于生物体系具有修复功能, 所以经过一定时间后损伤会得到一定程度的修复^[4]。

本实验结果表明, 环氧乙烷组20例样本中均未获得STR分型。伽玛射线组20例样本中有12例获得完整STR分型, 7例获得部分STR分型。经环氧乙烷处理的耗材表面, 血痕、口腔脱落细胞的DNA被彻底破坏, 无法检测到STR分型, 故环氧乙烷去除DNA污染的效果显著。而经过伽玛射线处理的样品, 血痕、口腔脱落细胞中的DNA虽然发生了双链断裂, 但DSB在扩增时或又发生了修复^{[5, 6]}, 故在PCR过程退火时能够结合引物, 使扩增得以进行, 从而仍有STR分型被检测到, 所以伽玛射线不能有效去除DNA污染。环氧乙烷气体赖于其穿透力强, 烷基化对物品损坏小的优点, 能够有效消除DNA污染, 适用于法医实验室DNA检验耗材的灭菌。

综上所述, 环氧乙烷对人源性DNA有很好的破坏作用, 而伽玛射线的破坏效果不大。因此环氧乙烷处理更适用于防止人源性DNA污染。