犯罪嫌疑人的DNA信息,是怎样获取的?
【2020-04-10】
随着社会经济和科学技术的迅猛发展,信息传播逐渐网络化,大众化,各种犯罪手段向智能化、暴力化、流窜化、集团化发展,给办案民警带来更多的困难。随着法医刑侦技术手段的不断发展,DNA STR分型技术、miniSTR技术等在法医生物物证应用中更完善、更成熟化,各种微量生物物证的DNA 检验则越来越受到重视。
DNA检验鉴定已成为日常刑事案件与亲权鉴定的必备技术,通过建立刑事犯罪现场和违法犯罪人员DNA数据库,能够划定侦查范围,排除无辜嫌疑,缩短案件调查时间,降低物证检验费用,大幅提高案件侦破效率。那么公安机关、法医工作人员是怎样获得犯罪嫌疑人的DNA信息?本文将详细介绍。
在每一个案发现场,我们都会采集到很多的物证。物证检材多种多样,但大致分为体内检材和体外检材两大类。
① 体内检材:经过体内过程,主要取自生物活体或尸体,如:尿、血及内脏组织等,有时也叫生物检材;
② 体外检材:未经过体内吸收、分布、代谢等过程,多取自现场搜集物,如:药粉、药片、药渣、毒品、化学药物、各类食物以及一些日常用品等。
因体外检材的处理方式非常复杂,而且方式极多,因此本文仅介绍体内检材的处理方式。
生物检材的处理流程一般是针对所有需要处理的检材,选择合适的处理方式,直接剪取或用棉签擦拭检材再剪取棉签上的棉花。举例:取5个检材,第一个为对照检材,剩下4个是检材,分别放置在编号为1(对照检材)、2、3、4、5的提取管中(检材的选取数量根据不同案件的侧重点不同)。
在获取生物物证检材嫌疑人DNA信息时,通常有三种提取方式:手工提取[1]、半自动提取(代替手工提取中的一些步骤)和全自动提取(无需手工,放入检材,取出提取好的DNA进行扩增)。
手工提取
① Chelex-100提取法
Chelex-100是一种化学鳌合树脂,由苯乙烯、二乙烯苯共聚体组成。其中含有的选择性螯合二价离子,比普通离子交换剂具有更高的金属离子选择性和较强的结合力,能结合许多可能影响下一步分析的其他外源物质。通过离心除去Chelex颗粒,使与Chelex-100结合的物质与DNA分离,防止DNA降解。
② 有机提取法
即经典的饱和酚-氯仿法。它利用有机的蛋白质变性剂酚、氯仿交替抽提,使蛋白质变性,有效地去除蛋白质等杂质。有机提取法能获得较多的大片段DNA,比Chelex-100提取方法能更彻底地纯化DNA。
③ 无机提取法
利用6mol·L-1 NaCl或醋酸钠沉淀蛋白质代替有机酚-氯仿抽提步骤去除蛋白质,其他过程同有机溶剂提取法。
④ 差异裂解法
主要用于混合精斑中的精子DNA提取。依据精子细胞膜和核膜含有大量硫醇蛋白,含有丰富的二硫键,利用这一特性可将罪犯和受害人的DNA分析分开,便于最后结果解释。
⑤ 磁珠提取法
利用磁性硅胶吸附白细胞,用细胞裂解液裂解细胞,从细胞中游离出来的DNA分子被吸附到磁性颗粒表面,蛋白质等分子不被吸附而留在溶液中。在磁场作用下,磁性颗粒与液体分开,回收颗粒,再用纯水或TE洗脱吸附的DNA。
⑥ 硅珠提取法
在高浓度的硫氰酸胍的存在下,DNA被二氧化硅特异性地吸附,被吸附的DNA在没有硫氰酸胍存在下,DNA又从二氧化硅中释放出来。硫氰酸胍是高性能蛋白变性剂,可使蛋白质与DNA分离,在硅珠吸附前高速离心可去除变性的蛋白质等不溶物,吸附后的漂洗可去除溶液中PCR抑制物,DNA回收率高。
半自动提取
通常使用半自动提取仪,本文以南京微略MW-AP48核酸纯化仪为例。
特点如下:
① 适用范围广
对全血、血卡、唾液卡、人体骨骼、组织、精斑、接触性生物检材等多种生物样本均可分离出高质量核酸。
② 外形和内部设计
设计小巧,注重细节,外形美观兼顾实用,给实验室操作者带来不一样的体验,采用图形化用户界面、触控操作,可以新建、编辑和删除程序,内部可储存多个程序,方便不同检材的提取参数设置,并且实验舱内含有紫外消毒,避免再次提取时样本污染。
③ 分离系统
磁性分离系统由磁棒与磁套组成。
④ 快速便捷
具有独立温控加热槽,带紫外灭菌装置,采用直线电机,能带动磁力棒迅速对样本搅拌和混匀,整个提取时间20~30分钟,相当快速。还使用羟基磁珠,优化了裂解缓冲条件,与硅珠法DNA回收效率一致。
⑤ 独立的配套试剂盒
包含手工提取使用的蛋白酶K、DTT和磁珠提取全套试剂,一个盒子满足全套服务。
⑥ 样品通量
1~48道,可以一次性处理48个样品,处理体积20μL~1000μL, 操作灵活简便。
操作步骤如下:将处理好的检材移入核酸提取仪配套预封装试剂96孔深孔板中的样本孔,打开仪器舱门,放入96深孔板和搅拌套,关闭舱门后启动提取仪,提取仪首先可以对样本加热升温进行细胞裂解,然后由磁棒和搅拌套来吸附磁珠并移至样本孔,待磁珠上吸附了裂解释放的核酸后,再通过磁棒和搅拌套将磁珠转移至清洗孔。
核酸提取制备的整体步骤
之后,将提取好的DNA加入到96孔板对应孔中,再添加检测试剂,具体方法按各厂家试剂盒说明书使用方法进行配置添加。试剂添加完毕后,使用封膜机将96孔板封上,然后放置到扩增仪上进行扩增,扩增程序按各厂家检测试剂盒说明书上的扩增步骤进行设置,扩增时间按检测试剂盒扩增时间算,扩增完成后经传递窗口将样本传递至测序室。测序室配置好相应的试剂耗材,将扩增产物加入相应的试剂耗材中,使用测序仪上样电泳,待测序完毕后导出检测图谱,进行图谱分析,便可以获得嫌疑人或被害人DNA信息。
全自动提取
全自动核酸提取仪相对前两者更加方便快捷,可实现放入检材取出后直接扩增DNA,目前市面上已有多款产品,但设备价位较高是最大的限制因素。
以上就是案件中生物检材DNA提取的常见方法,以此获得嫌疑人的DNA信息,有助于破获强奸、凶杀、拐卖儿童等案件,还可以建立前科DNA数据库,使案件侦破更便捷。
参考文献:
郑秀芬.法医DNA分析[M].中国人民公安大学出版社,(2002):37-54