【DNA檢驗中的STR型技術(shù)的法醫(yī)物證學(xué)技術(shù)的應(yīng)用探究4700字】

DNA檢驗中的STR型技術(shù)的法醫(yī)物證學(xué)技術(shù)的應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-2"\h\u7298DNA檢驗中的STR型技術(shù)的法醫(yī)物證學(xué)技術(shù)的應(yīng)用研究 122574【關(guān)鍵詞】DNA檢驗；STR型技術(shù)；法醫(yī)物證學(xué)技術(shù)；應(yīng)用 117765前言 1100411DNA檢驗中的STR型概述 299221.1STR究竟是什么？ 253241.2STR分型技術(shù)的金標準 2127161.3DNA分型技術(shù)中的STR遺傳標記 3243912影響DNA分型技術(shù)應(yīng)用的因素 3241182.1DNA模板量的多少 3196702.2DNA模板的降解狀況 3303672.3樣本中是否存在抑制劑對PCR擴增技術(shù)產(chǎn)生干擾 4124113DNA檢驗中應(yīng)用STR型技術(shù)優(yōu)勢 4216804DNA檢驗中應(yīng)用STR型技術(shù)的注意點 5195544.1標準化要求 5274674.2第一手證據(jù)的保護 591535結(jié)束語 61342參考文獻 6【摘要】法醫(yī)物證學(xué)兼具實用性強、復(fù)雜性等特征，其屬于司法鑒定和自然科學(xué)有效結(jié)合的重要學(xué)科，在DNA鑒定理論出現(xiàn)后，為法醫(yī)物證的研究提供多項技術(shù)和形式，STR型技術(shù)就屬于其中之一。本研究旨在概括STR型技術(shù)，闡述PCR—CE技術(shù)的應(yīng)用；探究影響DNA分型技術(shù)應(yīng)用的主要因素；結(jié)合實踐闡述DNA檢驗中應(yīng)用STR型技術(shù)的優(yōu)勢。【關(guān)鍵詞】DNA檢驗；STR型技術(shù)；法醫(yī)物證學(xué)技術(shù)；應(yīng)用前言法醫(yī)物證學(xué)應(yīng)用于DNA鑒定技術(shù)時主要從遺傳學(xué)角度出發(fā)，在開展生物檢測期間將DNA分析視作對象。當(dāng)前，隨著生命科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，針對DNA分析技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，從最初階段確認DNA作為有效的遺傳物質(zhì)后，研究分析其屬于特定的雙螺旋結(jié)構(gòu)，后續(xù)研究開展時又證明DNA可攜帶相關(guān)遺傳信息并進行傳遞[1]。針對法醫(yī)物證學(xué)，DNA分析技術(shù)的應(yīng)用尤為重要，其中以指紋技術(shù)、線粒體技術(shù)、STR—PCR技術(shù)為代表，在綜合多個角度對物證鑒定實施分析時，對法醫(yī)物證檢驗提供了有力的支持。按照傳統(tǒng)鑒定方式，主要應(yīng)用血清學(xué)方式對血型、紅細胞酶型等實施遺傳學(xué)標志，進而通過檢測分析結(jié)果，不過，在實際應(yīng)用期間，發(fā)現(xiàn)該種方式存在一定的局限性。由于含有上述標志物的結(jié)構(gòu)通常屬于蛋白質(zhì)或者多肽，在自身結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的情況下，難以保證檢測結(jié)果的精準性。蛋白質(zhì)或者多肽結(jié)構(gòu)中的遺傳標志物涉及到基因編碼，其中涵蓋的遺傳信息相對有限，通常還包括DNA非編碼區(qū)，這也反應(yīng)出傳統(tǒng)檢測技術(shù)并不適用于所有條件。法醫(yī)在借助DNA檢驗確認物證階段，要對兇手遺留到現(xiàn)場的生物性檢材（可以確定身份、推斷案情、罪犯認定或排除）予以確認。基于此，本文旨在分析DNA檢驗中的STR型技術(shù)的法醫(yī)物證學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。1DNA檢驗中的STR型概述1.1STR究竟是什么？STR代表著短串聯(lián)的重復(fù)序列，其屬于shorttandemrepeat的縮寫，也被稱為“微衛(wèi)星DNA”，主要是將2到6個堿基視作核心單位，構(gòu)成的一組重復(fù)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的DNA序列。研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在人類基因組中，通常每15kb就會擁有一個STR結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的數(shù)量已超越7000個[2]。此外，基于STR核心單位的重復(fù)數(shù)目，通過在個體間呈現(xiàn)出的差異性，為遺傳多態(tài)性的形成奠定基礎(chǔ)。通過研究探知，STR基因存在較強的鑒別能力、不易突變、易于檢測等特征，以STR為基礎(chǔ)構(gòu)建起來的DNA數(shù)據(jù)庫為打擊違法犯罪帶來巨大幫助。1.2STR分型技術(shù)的金標準現(xiàn)階段，在法醫(yī)實踐中將多熒光標記的PCR—CE技術(shù)視作STR分型技術(shù)的金標準，應(yīng)用PCR—CE技術(shù)時，由于其擁有良好的分辨率，可以充分保障分型過程順利實施，通過觀察分型圖譜便于后續(xù)開展分析[3]。不過，在實際應(yīng)用PCR—CE技術(shù)時還面臨著一些問題。例如，該技術(shù)在分析時更傾向于基因序列相對較長的片段，針對特定的堿基則難以實現(xiàn)精準判斷；當(dāng)面臨著混合檢材時，由于上述材料來源不同，其中包含的成分比例可能存在較大差異，這有可能導(dǎo)致在應(yīng)用PCR—CE技術(shù)分析時無法檢測到混合物中含量相對較少的檢材成分；實施圖譜分析階段也可能產(chǎn)生分型誤差，像內(nèi)標識別錯誤、等位基因分型命名錯誤、圖譜基線擺動等情況。在NGS技術(shù)應(yīng)用后，針對影響PCR—CE在STR檢測中的問題得到解決。NGS測序后，可以保證STR技術(shù)分析更加精細化，準確地展現(xiàn)出基因序列的真實性差異，此外，通過從微量生物檢材中掌握mRNA、SNP等關(guān)鍵信息，也為掌握全部遺傳學(xué)信息創(chuàng)造了有利條件。1.3DNA分型技術(shù)中的STR遺傳標記首先，借助DNA提取，可以對相關(guān)組織結(jié)構(gòu)展開定量分析，在探測STR遺傳標記時需要借助PCR擴增技術(shù)。其次，針對STR的等位基因，若在對PCR擴增后的產(chǎn)物分離和判斷時，很容易受其影響。再者，以遺傳學(xué)為基礎(chǔ)，將獲取的基因樣本和已經(jīng)確認分型的結(jié)果相互匹配時，需要保證匹配結(jié)果能夠向法庭出具相對應(yīng)的鑒定結(jié)果報告。對DNA分析時要把DNA與其它不相關(guān)的物質(zhì)成分分離開來，為了避免攜帶或者包裹的蛋白成分影響到檢測結(jié)果，要以PCR技術(shù)為基礎(chǔ)進行多次復(fù)制，擴增其片段。在使用STR型技術(shù)時，分型核心在于建立經(jīng)由熒光染色具有顯著標記特征的STR基因座引物，并且要保證相同類型的熒光染料進行標記的STR基因座擴增出來的產(chǎn)物大小各異。2影響DNA分型技術(shù)應(yīng)用的因素2.1DNA模板量的多少在PCR技術(shù)應(yīng)用階段，針對最初樣本中的DNA模板量必須有明確的要求，這也預(yù)示著實施PCR技術(shù)時確定DNA量必不可少。結(jié)合實踐分析，通常在進行PCR反應(yīng)期間限定濃度處于特定的范圍內(nèi)，如果DNA模板量相對較少，就可能導(dǎo)致無法獲得對應(yīng)的等位基因，直接結(jié)果就是PCR技術(shù)無法擴增到所需的DNA片段。相反，若是DNA模板量過多，則表現(xiàn)為在分析中分裂峰行或者峰值時已經(jīng)超過了規(guī)定了范圍，無法獲得最佳的DNA檢測圖譜[4]。因此，在具體操作過程中，應(yīng)用STR型技術(shù)時，必須保證DNA模板量處于合理范圍內(nèi)。2.2DNA模板的降解狀況在法醫(yī)對DNA分型后提取相關(guān)的生物檢材期間，還應(yīng)當(dāng)避免DNA模板出現(xiàn)降解的情況，在DNA模板已處于降解的條件下，會直接導(dǎo)致PCR擴增失敗，這也會降低PCR產(chǎn)物檢材的靈敏性[5]。在正常狀態(tài)下，為保證STR分型能夠成功，必須以DNA分子為基礎(chǔ)，該DNA分子片段應(yīng)涵蓋完整的引物結(jié)合區(qū)域以及相關(guān)的完整分子片段。在面對已處于降解狀態(tài)下的樣本時，STR基因座需求的等位基因相對較短，在此條件下較易于分離。通過觀察復(fù)合擴增體系中，若發(fā)現(xiàn)在電泳峰圖上以等位基因為基礎(chǔ)擴增得到的基因產(chǎn)物片段信號強度在逐漸減弱，這表明降解超出規(guī)定范圍后可能會導(dǎo)致有關(guān)的基因分型結(jié)果失敗。如果發(fā)生了該種情況，就必須依據(jù)STR基因座重新設(shè)計出相對應(yīng)的引物，適當(dāng)降低擴增產(chǎn)物自身的片段長度，使最終選擇的基因座能夠在數(shù)據(jù)庫中找到相對應(yīng)的等位基因，滿足兼容需求。2.3樣本中是否存在抑制劑對PCR擴增技術(shù)產(chǎn)生干擾針對抑制劑干擾到PCR技術(shù)開展過程，通常包含以下三方面。第一、直接影響到最初的細胞溶解過程，在階段屬于獲取DNA片段的有效時期，若無法保證細胞正常溶解，就可能無法尋找需要擴增的片段。第二、在進行降解過程中，產(chǎn)生的核酸對PCR技術(shù)產(chǎn)生抑制作用。第三、整個過程中存在抑制聚合酶活性的物質(zhì)。通常在法醫(yī)實施鑒定期間，會直接涉及到PCR的抑制物，主要包括棉布成分的染料以及血色素，上述兩種成分存在均會給分型帶來一定的影響[6]。此外，如果開展DNA擴增時在線粒體周圍具有相關(guān)黑色素，這種物質(zhì)成分也會對PCR產(chǎn)生抑制，從具體原理來講，抑制劑會影響到Tap酶的活性位點，導(dǎo)致PCR擴增受阻，相關(guān)種類酶難以發(fā)揮出正常作用。3DNA檢驗中應(yīng)用STR型技術(shù)優(yōu)勢DNA檢驗中的STR分型技術(shù)的應(yīng)用，可以為刑事案件的偵破提供具有價值的科學(xué)證據(jù)。通常在案發(fā)現(xiàn)場不可避免地會留下對應(yīng)的生物檢材，通過對生物檢材的DNA鑒定，有利于及時發(fā)現(xiàn)可疑人員。在應(yīng)用STR分型技術(shù)時，總體思路是對基因?qū)嵤┡袛嗟姆中头椒?，按照操作流程，主要包括將串?lián)重復(fù)的序列視為相關(guān)遺傳標志物，隨后可借助具有高分辨的凝膠電泳（或者直接實施有效的溶解）進行分離，在獲得相關(guān)的遺傳基因后，準確采集到相對應(yīng)的DNA樣本，然后以DNA樣本為基礎(chǔ)行使PCR擴增技術(shù)，在擴增完成后通過對比開展鑒定工作[7]。在DNA檢驗期間使用STR型技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，具體可以從以下方面來闡述:（1）在結(jié)合PCR技術(shù)時，可以充分展現(xiàn)出高靈敏性等特征。對比傳統(tǒng)檢測方式，由于PCR—STR能夠?qū)⒒蛐蛄袑嵤U張，在類似于逐漸放大機制的條件下，可提高法醫(yī)鑒定的靈敏度。單從理論上來講，這種操作甚至能夠?qū)蝹€細胞DNA的片段進行復(fù)制，讓DNA檢測的檢測更加精細化。（2）從PCR的引物設(shè)計出發(fā)，最初進行設(shè)計階段就是要保證基因座序列相匹配，這種特異性的要求是后續(xù)實現(xiàn)擴增的基礎(chǔ)，也是應(yīng)用STR技術(shù)的意義。因此，在特異性限制條件下，最終經(jīng)多次擴增得到的產(chǎn)物同樣具有特異性特征。（3）在法醫(yī)物證檢驗期間，有關(guān)的法醫(yī)檢材通常不會是大面積或者涵蓋嫌疑人大量細胞的檢材，加上隨著時間的推移，上述檢材可能面臨著降解、腐敗、陳舊等特征。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，使用的等位基因多數(shù)小于30bp，這也就意味著只有應(yīng)用STR分型技術(shù)，結(jié)合PCR擴增才能夠保證準確觀察到對應(yīng)基因，利用圖像分析為后續(xù)判斷提供依據(jù)。（4）在設(shè)定引物時，由于其具備特異性等特征，檢測期間即使混入了其它無關(guān)的材料，也不會影響到檢測結(jié)果，充分保證STR技術(shù)良好的適用性。（5）提升鑒別能力。由于該技術(shù)借助PCR引物實現(xiàn)復(fù)合擴增模式，對于單次檢測到的信息量能夠不斷拓展，按照常用的標準，主要選擇10到16個STR基因座，最終表明STR型技術(shù)具備較強的識別能力，有助于加強鑒別水平。（6）操作過程中能夠順利實現(xiàn)自動化，在按照標準化操作規(guī)范前提下，借助計算機信息技術(shù)的輔助，能夠通過構(gòu)建DNA數(shù)據(jù)庫等方式，不斷優(yōu)化篩選種類，滿足豐富性和精確性要求。4DNA檢驗中應(yīng)用STR型技術(shù)的注意點4.1標準化要求DNA檢驗技術(shù)的要求極其嚴格，為了消除潛在的污染成分，必須強化實驗的組織配制。其中，要確保實驗室構(gòu)建成獨立空間，為實施DNA提取和PCR的構(gòu)建與擴增奠定基礎(chǔ)。在具體執(zhí)行期間，各項目應(yīng)設(shè)置特定的專屬操作區(qū)，借助專業(yè)設(shè)備展開分析，保證該區(qū)域的溫濕度及其它條件均滿足鑒定實施，法醫(yī)操作人員嚴格按照標準化操作程序來執(zhí)行，同時穿戴好相對應(yīng)的防護設(shè)備。若在操作期間無法滿足標準化要求，例如，在物證保存或者檢驗階段出現(xiàn)錯誤，就會對鑒定結(jié)果造成嚴重影響，一旦法醫(yī)鑒定結(jié)果存在較大誤差，就會對后續(xù)偵破案件產(chǎn)生干擾。因此，為實現(xiàn)STR分型技術(shù)的順利且正確開展，滿足標準化是必不可少的限制條件。4.2第一手證據(jù)的保護在出現(xiàn)刑事案件以后，第一手證據(jù)是最為重要的，它作為偵破案件的關(guān)鍵所在。結(jié)合實踐經(jīng)驗觀察，針對案發(fā)現(xiàn)場的物證必須保存良好，確保相關(guān)物證得到妥善處理。例如，周圍存在的血跡、毛發(fā)、脫落細胞、唾液等物證，必須要做到足夠的保護[8]。針對血跡來講，若在提取期間獲取了其它人員的生物DNA成分，就會造成結(jié)果不準，甚至完全改變了正確方向。其次，提取樣品階段也容易混入其它種類的化學(xué)成分，如果上述物質(zhì)可能導(dǎo)致樣本出現(xiàn)降解、污染或者霉變反應(yīng)等，也可能對結(jié)果造成較大誤差。因此，針對第一手物證必須得到正確處理，為實現(xiàn)提取和檢驗提供保障。5結(jié)束語綜上所述，DNA檢驗技術(shù)的發(fā)展促進了人類基因計劃的開展，該技術(shù)的應(yīng)用對刑事案件的偵查提供有效幫助，通過正確鑒定能夠避免冤案和錯案的發(fā)生，也為及時確定嫌疑人身份提供有力證據(jù)。本文通過對DNA檢驗中的STR型技術(shù)的分析，以DNA提出——DNA定量分析——STR遺傳標記的PCR技術(shù)為生物學(xué)方法，借助PCR產(chǎn)物分離后與STR等位基因?qū)嵤z測，判斷樣本基因型種類，在將基因樣本型同其它樣本分型結(jié)果相對比時，如果滿足匹配條件，就可以針對匹配概率出具相關(guān)案件的鑒定報告。同時，在應(yīng)用STR型技術(shù)時，要關(guān)注DNA模板量、DNA模板降解情況、樣本中影響PCR擴增技術(shù)的抑制劑等，嚴格按照標準化操作流程，注重保護好第一手證據(jù)，才能體現(xiàn)出DNA檢驗中STR型技術(shù)的法醫(yī)物證學(xué)技術(shù)的真正價值，為精確判斷提供強力支撐。參考文獻[1]楊建軍,朱敏,梁萬杰.DNA鑒定技術(shù)在法醫(yī)物證學(xué)中的應(yīng)用[J].職工法律天地,2017(10):100-101.DOI:10.3969/j.issn.1008-9837.2017.10.093.[2]辛彩蕊.DNA檢驗中的STR型技術(shù)的法醫(yī)物證學(xué)技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技展望,2014(16):112-112.DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2014.16.095.[3]沈偉,馬駿,潘豪杰,等.直接擴增技術(shù)在法醫(yī)DNA檢驗中的研究進展[J].刑事技術(shù),2018,43(5):390-395.DOI:10.16467/j.1008-3650.2018.05.010.[4]莫曉婷,張玥,尚蕾,等.Y-STR基因座在法庭科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用[J].中國法醫(yī)學(xué)雜志,2021,36(4):405-410.[5]閻建軍,顧麗華,王德明,等.刑事案件現(xiàn)場遺留指(掌)紋DNA的STR分型[J].中國法醫(yī)學(xué)雜志,2005,20(6):353-354.[6]馬溫華,莫曉婷,楊帆,等.DNATyperTM21試劑盒的