作者:Chinta sidharthani博士评论:Lily Ramsey, llm2024年9月11日

　　法医学从根本上改变了犯罪调查。特别是在性侵犯案件中，从受害者身上采集的棉签样本有助于通过短串联重复或STR分析识别罪犯。

　　在最近发表在《高级科学》杂志上的一项研究中，一组加拿大研究人员开发了一种基于数字微流体的技术，用于自动处理性侵犯受害者的口腔和阴道拭子，当与快速脱氧核糖核酸(DNA)分析相结合时，可用于在实验室外的需要点快速处理性侵犯的法医样本。

　　研究:面向需要点的分析:一种处理多源性侵犯样本的数字微流体方法。图片来源:Alex_Traksel/Shutterstock.com

　　统计数据显示，加拿大每年发生近50万起性侵犯案件，其中90%以上没有报案，部分原因是受害者不愿接受缓慢的法医证据分析过程。发展快速可靠地分析法医证据的方法可以鼓励受害者报告性侵犯犯罪。

　　性侵案件的法医证据分析包括从受害者或犯罪现场收集生物样本来分析DNA。传统的法医分析方法是在实验室进行的，首先从不同的来源分离DNA，然后分析。

　　快速DNA技术的最新进展已经实现了DNA提取、扩增和分析等自动化过程，但仍然需要熟练的分析人员来解释数据，特别是涉及混合DNA的样本。

　　在实验室中用于分离DNA的差分提取是一项耗时费力的工作，需要熟练的技术人员，这可能会大大延迟样品的处理。

　　在目前的研究中，研究人员开发了一种微流体系统，可以自动进行DNA分离过程。它是小型化的，允许移动法医测试和加速分析过程。

　　该方法用于STR分析，使用性交后获得的阴道拭子，并使用数字微流体技术，其中电势用于操纵小液滴，然后可以使用电极将其分裂和移动。

　　该术语的“数字”性质源于电极空间可以包含或不包含液滴的事实。

　　数字微流体允许对试剂进行精确控制，并已用于其他应用，如基因组测序和酶联免疫吸附测定。差异消化步骤，包括从样品中的不同细胞中分离精子细胞，是自动化的。

　　研究人员概述了基于自动数字微流体的差分消化方案的发展。他们使用含精液的口腔拭子和性交后阴道拭子来测试该方案的有效性。然后使用快速DNA分析方法和其他传统的基于实验室的方法进行比较。

　　研究人员使用玻璃基板制造数字微流控芯片。他们给它们涂上多层涂层，包括疏水层，以帮助液滴在表面自由移动。DNA提取过程在温控系统中进行，以确保满足生化反应的最佳条件。

　　该研究详细描述了样品的收集和制备，分离精子细胞的差异提取过程，DNA的定量，以及STRs的扩增和分析。

　　研究表明，将数字微流体集成到这一过程中，可以使传统微分消化过程中的13个步骤中的8个实现自动化。整个基于数字微流体的微分消化在45分钟内完成。

　　此外，基于数字微流体的方法的提取效率显著提高，从口腔拭子中提取了27%的男性DNA，而传统提取方法的回收率为8%-9%。

　　然后使用性交后不同时间点(从1小时到72小时)收集的阴道拭子测试该方法的效率。研究发现，基于数字微流体的方法在性交后48小时内产生了高纯度的男性DNA样本。

　　STR分析结果与新的自动化快速DNA分析方法和传统的实验室方法一致。这些发现强调了数字微流体与快速DNA分析技术的兼容性。

　　然而，仅在性交后12小时采集的样本中，STR谱显示单一来源的男性DNA。对于12小时后收集的样本，STR谱是混合的，这被认为是由于精子退化。

　　总体而言，结果表明，基于数字微流体的方法是一种很有前途的法医分析工具，可以自动化、加速和增强对性侵犯样本的处理。虽然该工艺的验证尚待验证，但研究人员还进一步优化了该方法，将处理时间缩短至5分钟。

　　未来的方向包括在实验室之外使用的过程的完全自动化，允许该技术完全移动并在需要时使用。