微流控芯片技术在刑事科学中的应用

目的　阐述微流控芯片技术在法庭科学上的应用。方法　研究国内外已报道的微流控芯片快速、灵敏、高通量技术的有关资料。结果　提出在法医DNA检验、毒剂和毒物检测、麻醉剂或毒品检测、爆炸残留物检测等刑事技术上的应用前景。结论　从刑事侦查的角度看出该技术的巨大发展潜力     

Development of an Antibody Hapten‐Chip System for Detecting the Residues of Multiple Antibiotic Drugs*

Abstract: The abuse of antibiotic drugs during animal production remains a worldwide problem and the subsequent detection of the residues of various drugs present at low concentrations in complex biological matrices poses significant analytical challenges. The present study outlines a practical biochip assay system to identify antibiotic residues in different animal tissue extracts. The system uses a simple but efficient multiresidue sample extraction procedure to isolate the antibiotic residues which were then identified directly using high‐affinity monoclonal antibodies presented in a competitive immunoassay with conjugated antibiotic hapten‐chips. The hapten‐chip can analyze six samples each for eight antibiotics on a single chip within 3 h. The analytical results with both artificial positive standard samples and the incurred samples show that the antibody hapten‐chip system has a comparable accuracy and a similar sensitivity to a standard ultra performance liquid chromatography–mass spectrometry (MS)/MS assay. In conclusion, an effective analytical screening system based on antibody hapten‐chip was developed for detecting multiple antibiotic residues from multiple samples.     

A novel method for ABO genotyping using a DNA chip

ABO genotyping is often performed to identify the blood type of decomposed samples, which is difficult to be determined by a serological test. In this study, we developed a simple method for ABO genotyping using a DNA chip. In this method, polymerase chain reaction-amplified and fluorescent-labeled fragments in the ABO gene and primate-specific D17Z1 were hybridized with DNA probes on a chip designed to detect single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the ABO gene and part of the D17Z1 sequence. Using blood samples from 42 volunteers and 10 animal species, we investigated whether the chip could be used to detect SNPs in the ABO gene and the D17Z1 sequence. This method was then applied to various forensic samples, and it was confirmed that this method was suitable for the simultaneous analyses of ABO genotyping and species identification. This method fulfills the recent need for the development of rapid and convenient methods for criminal investigations.     

微腔型PCR芯片用于法医DNA分析的初步研究

目的为了克服传统PCR热循环仪体积大,运行电压高,耗时长,只能在实验室中应用的缺点,研究了一种微腔型PCR芯片,以期实现现场对STR片段的复合扩增。方法采用在PCR反应缓冲液中加入不同浓度的BSA溶液对芯片进行表面优化处理的方法及不同酶量优化实现对STR片段的有效扩增。结果使用浓度为0．5mg／mL的BSA可得到清晰完整的STR分型结果;加大酶量有益于扩增效率的提高。结论该种微腔型PCR芯片经初步优化后可有效地对STR片段进行复合扩增,经进一步优化可真正实现法医DNA分析的更加微量化和快速化。     

红外差谱技术用于微量混合油漆的比对检验

对交通事故中的漆片检材进行同一物质比对时,某些情况下难以提取到单一的油漆碎片而是两辆车的油漆混合在一起,给物证比对带来困难。红外差谱技术具有辨别混合物中不同成分的功能,因此可应用于交通事故中混合油漆检材的比对检验。本文对一起交通事故的漆片检材,分别用三种方式提取、制样,用红外光谱仪进行分析,借助红外差谱技术对谱图进行处理,排除混合油漆的干扰。处理后得到的谱图与样本的谱图进行比对,结果显示两者主要官能团吸收峰位置、峰型、峰强度基本一致,可出具比对一致的结论。针对混合油漆检材的比对检验,红外差谱技术可提供支持。     

定量检测毒品的蛋白芯片的研发

目的利用蛋白芯片技术建立一种快速、高通量的毒品定量检测方法。方法采用硝酸纤维膜作为蛋白芯片的基片,将多种毒品和蛋白偶联物抗原包被在芯片基片上后封闭,不同毒品的单克隆抗体与之结合,再用荧光染料Cy5标记的二抗孵育,样本中如果含有毒品成分,将会与包被的毒品偶联物竞争性地与毒品的抗体相结合,导致最终的荧光信号发生改变,荧光信号的变化与样品中的毒品的浓度相关。通过荧光芯片检测仪CCD可以进行定量分析,最终判断样本中毒品的含量。结果对506例样本进行定性定量检测,与GC-MS仪器比较后总相关性在88%以上,芯片的检测灵敏度比胶体金方法提高10倍,其检测的特异性达到99%。结论蛋白芯片是一种有效、准确的高通量检测毒品含量的方法。     

7种动物冠状病毒基因芯片同步检测的研究

根据发布的7种动物冠状病毒相关基因的序列,给每种病毒设计了4~17对引物,同时依据RNA聚合酶基因序列合成了1对兼并引物,利用TCV原毒和纯化浓缩的CCV、FCV、FIPV、TGEV、PRCV、BCV细胞毒,构建了89个基因片段的克隆。采用煮沸裂解法制备质粒DNA,进行特异引物PCR扩增,回收纯化产物,点制冠状病毒基因芯片。抽提病毒总RNA,利用Cy3-dCTP随机渗入反转录PCR标记,同时对BCV、CCV利用Cy3-dCTP随机渗入反转录标记,与芯片进行杂交检测。结果显示,BCV和TCV基因克隆间未见交叉,CCV、FCV、FIPV、TGEV、PRCV则存在广泛交叉。选择无交叉的特异克隆片段点制最终基因芯片,并与病毒多重PCR扩增产物杂交,芯片信号未见交叉,结果判断明确。表明,基因芯片检测法比传统PCR法敏感1 000倍。     

抗体芯片竞争抑制法检测尿液中吗啡含量

目的建立抗体芯片竞争抑制法检测尿液中吗啡含量的方法。方法将吗啡单克隆抗体固定在用琼脂糖包被的芯片上,与含有吗啡的尿液检材和Cy3荧光标记-吗啡-BSA复合物进行竞争抑制反应,共聚焦扫描仪采集反应图像并进行分析。结果吗啡单克隆抗体及Cy3-吗啡-BSA的最佳浓度是31.25μg/m l、12.50μg/m l,检测线性范围0.01~10ng/m。回收率在91.2%~109.2%之间,尿液检测限为0.02ng/m l。甲基苯丙胺、安非他明与吗啡抗体之间无交叉反应,与可待因有一定的交叉反应。结论抗体芯片竞争抑制法检测尿液中的吗啡含量具有灵敏度高,特异性好、操作简单、高通量等优点,可用于法医毒物检测、戒毒效果监测。     

DNA芯片技术的发展及其应用

介绍了DNA芯片技术的制备和工作基本原理,以及其在生命科学、医学及法庭科学中的应用.     

骨骼肌circRNA在死亡时间推断中的初步筛选及验证研究

目的通过构建骨骼肌中环状RNA(circular RNA,circRNA)表达谱,筛选出人体骨骼肌中与死亡时间具有时序性变化的circRNAs,并对筛选出的circRNAs进行验证,进而探讨其相对表达量与死亡时间的相关性。方法芯片实验选取2例外界温度、湿度相对一致,已知死亡时间在24 h内的个体,分别于尸检即刻(12 h以内)、3、5、7、10 d各取50 g组织进行总RNA提取,并进行逆转录、探针标记、基因芯片检测等实验,初步得到circRNA表达谱;对筛选出的circRNAs在后续收集的18例检材中进行验证,对所得数据进行统计分析。结果骨骼肌组织中共检测出13156个circRNAs,但在10 d内整体呈下降趋势的circRNAs只有hsa_circ_0001727、hsa_circ_0001136、hsa_circ_0001871、hsa_circ_0005251、hsa_circ_0000284、hsa_circ_0000520、hsa_circ_00019717个。对所筛选出的7个circRNAs在18例检材中进行验证,发现只有hsa_circ_0001727、hsa_circ_0001136、hsa_circ_0001871、hsa_circ_0005251、hsa_circ_00002845个circRNAs随着死亡时间增加,其相对表达量显著下降,具有统计学意义(P<0.05)。而hsa_circ_0000520、hsa_circ_00019712个circRNAs的表达为阴性。结论circRNA是一种较为稳定的生物标记物,部分可用于死亡时间推断的研究。