對腐敗血液DNA三種提取方法的比較

廖忠意（貴州警官職業(yè)學院 司法鑒定中心，貴州 貴陽 550005）

對腐敗血液DNA三種提取方法的比較

廖忠意（貴州警官職業(yè)學院 司法鑒定中心，貴州 貴陽 550005）

對新鮮的血液或者血痕，采用直接擴增和chelex-100直接處理提取DNA，一般都能獲得完整、均衡的DNA分型，但在日常檢案過程中，陳舊血痕、載體潮濕、委托方送檢的樣本由于保存不當導致血液和少量血痕檢材腐敗的情況也比較常見。這類檢材DNA采用普通的chelex-100直接提取很難獲得比較完整的DNA分型。結合一列檢案，分別用chelex-100、磁珠法、微量DNA提取試劑盒三種方法專門針對腐敗血液進行比較分析。

chelex-100；磁珠法；微量DNA提取試劑盒；純化柱

一、材料與方法

（一）材料

取自本實驗室檢驗的親子鑒定一案例中腐敗血液一份。

（二）主要儀器與試劑

9700型PCR擴增儀（美國ABI公司），3500遺傳分析儀（美國ABI公司），案件專用磁珠法DNA提取試劑盒（長春市博坤生物科技有限公司），Simgen微量DNA提取試劑盒（杭州新景生物試劑開發(fā)有限公司），Goldeneye20A試劑盒（北京基點認知技術有限公司）。

（三）DNA提取

1. chelex-100

分別取100μL、200μL血液置0.5ml離心管中，加入300μL超純水浸泡10min，適當振蕩；13000rpm離心3min，去上清液，用超純水重復洗滌2次，最后僅剩50μL液體。剩余液體中加入chelex-100100μL、蛋白酶K10μL，56℃育2h，適當振蕩，100℃8min，13000rpm離心3min，上清用于PCR擴增和檢驗。

2. 磁珠法

分別取100μL、200μL血液置1.5ml離心管中，加入300μL超純水浸泡10min，適當振蕩，13000rpm離心3min，去上清液，用超純水重復洗滌2次，最后僅剩50μL液體。剩余液體中加入150μL裂解液，漩渦振蕩混勻后，95℃溫育30min后漩渦振蕩混勻，加入10μL磁珠，漩渦振蕩混勻，室溫吸附10min，吸附后液體漩渦振蕩混勻立即將離心管放于磁力架上，磁吸10秒，然后吸棄所有液體再加150μL裂解液洗滌1次，配置的洗滌液洗滌3次，放置在磁力架上室溫5min，加25μL超純水，65℃溶解5min，置磁力架上，磁吸10秒，上清轉移另一管中備用。

3. Simgen微量DNA提取試劑盒

分別取100μL、200μL血液置1.5ml離心管中，加入300μL超純水浸泡10min，適當振蕩；13000rpm離心3min，去上清液，用超純水重復洗滌2次，最后僅剩50μL液體。剩余液體中加入180μLBufferAT、20μL蛋白酶K，漩渦振蕩混勻，金屬浴56℃，900rpm溫育1h，加入5μLCarrierRNA和250μL BufferSL，漩渦振蕩混勻，金屬浴70℃，900rpm溫育10min，14000rpm離心1min，吸取上清到另一個1.5ml離心管中，加入320無水乙醇，混勻后加入到核酸純化柱中，12000rpm離心30秒，分別用BufferWA和BufferWB洗滌一次，加25μLBufferTE洗脫DNA。

4. SRT分型檢測按Goldeneye20A試劑盒說明書操作進行擴增，擴增產物在3500遺傳分析儀上進行毛細管電泳，用GeneMapper·ID-X軟件進行基因分析。

二、結果

chelex-100、磁珠法、Simgen微量DNA提取試劑盒分別提取100μL的血液樣本沒有得到STR分型，圖如下：

圖1　chelex-100提取100μL血液STR分型圖譜：

圖2　磁珠法提取100μL血液STR分型圖譜

圖3　Simgen微量DNA提取試劑盒提取100μL血液STR分型圖譜

從圖1～3可以看出血液樣本腐敗嚴重，大部分DNA都被降解掉，只有增加提取樣本量，從腐敗的樣本里獲得更多的DNA片段，從而才能擴增出目標基因片段，得到完整的STR分型。

增加樣本到200μL用chelex-100、磁珠法、Simgen微量DNA提取試劑盒分別提取得到STR分型圖譜如下：

圖4　chelex-100提取200μL血液STR分型圖譜

圖5　磁珠法提取200μL血液STR分型圖譜

圖6　Simgen微量DNA提取試劑盒提取200μL血液STR分型圖譜

三、討論

用chelex-100法對不同體積的血液樣本都沒有獲得可分析的DNA分型；磁珠法提取得到的DNA分型由于峰值太低，雜峰較多，導致多個分型不正確；用Simgen微量DNA提取試劑盒得到的DNA分型比較完整，檢出全部基因座，除D19S433有雜峰和D12S391有拔起峰外，其他基因座的都比較干凈平衡。

腐敗血液中的DNA隨著時間的延長將持續(xù)地被降解，片段變得越來越小，DNA濃度也會持續(xù)降低，同時由于腐敗所產生的PCR抑制物則會持續(xù)增加。要獲取可分析的DNA分型，需要滿足以下兩個條件：1.高效地回收降解成小片段的DNA；2.高效地去除PCR抑制物。［1］

不同的DNA提取方法所產生差異可能的原因如下：

1. chelex-100法無法去除腐敗血液中的PCR抑制物，目標片段無法擴增，無法獲得DNA分型。［2］

2. 磁珠法更適合濃度高、長片段DNA的分離純化，對于小片段、低濃度的DNA回收率較低，并且磁珠法與純化柱相比較，其去除PCR抑制物的效率也更差一些，因為磁珠聚集在一起的時候非常緊密，在磁珠間隙之間的抑制物常常清除不干凈，而過柱法的濾網(wǎng)膜是穩(wěn)定的網(wǎng)狀結構，抑制物可以有效地被清洗掉。

3. DNA濃度低于ng級別時，無論是磁珠法還是過柱法，DNA的回收效率都會大大降低。

DNA濃度低時，DNA和介質的結合幾率就會降低，只有盡可能地讓目標DNA結合到磁珠或者硅膠膜介質上才有可能提取到更多的DNA。兩種介質相比較，過濾柱的網(wǎng)格則比單點的磁珠有天然的優(yōu)勢。單點的磁珠與DNA的結合是點對點的結合，而過濾柱則是一個平面篩網(wǎng)，可以盡可能的兜住DNA。［3］

4. 在解決了介質的問題后，還需要提高目標DNA和介質的結合效率，同時減少在去除鹽和蛋白的過程中DNA的損失。

在DNA提取的過程中，當DNA因為客觀原因已經(jīng)降解成小片段而必須改善提取方法，添加CarrierRNA已經(jīng)被證實是有效手段之一。CarrierRNA是片段在200-3000nt之間的RNA混合物，溶解于RNA保護劑中。CarrierRNA在核酸的提取過程中造成了魚群效應，原本可能會穿過硅膠膜的小片段DNA由于硅膠膜已經(jīng)結合了大量的CarrierRNA，堵住了小片段DNA的通道，更加擁擠的核酸群更容易被硅膠膜捕獲。同樣，在除鹽和除蛋白的時候，CarrierRNA同樣承擔了被沖走和損失的份額。由于CarrierRNA的這種特點并且不影響下游的PCR擴增檢測，在柱純化微量核酸的過程中（比如病毒RNA純化、病毒DNA純化及微量DNA提取等），CarrierRNA的應用非常廣泛。在柱純化核酸純化體系中添加CarrierRNA，可提高10倍以上微量核酸的回收效率。

四、結論

筆者實驗結果證實有效改善提取方法可以有效提取腐敗血液中的DNA。腐敗血液、陳舊血痕、微量樣本是法醫(yī)微量DNA檢驗中經(jīng)常遇到的樣本，是否能提取到足量后續(xù)檢驗使用的DNA及清除PCR抑制物是影響檢驗結果的關鍵本次實驗檢材是送檢的親子鑒定檢材，使用的時候樣本量較容易控制，而在臨場的時候提取的檢材腐敗程度，摻雜砂石、細菌霉菌滋生等要比本次實驗復雜得多。因此在案件偵破中應及時盡早的提取樣本。

分子生物學技術在醫(yī)學和植物研究領域已經(jīng)獲得了巨大突破，而在刑偵檢測方面的進展卻比其他領域要慢。由于各自領域的封閉性和我國國情的特殊性，只有打破這種行業(yè)之間的壁壘，開展跨領域合作才可以更好地將最新的分子生物學技術引進到刑偵領域。只有獲得更為先進的提取檢驗方法，才可以在獲取的血斑、血痕等重要檢材中，充分挖掘出其利用價值。

［1］劉淑芳，呂曉革，王英元.高度腐敗組織不同DNA提取方法的比較［J］.中國法醫(yī)學雜志，2006（6）：408.［2］鄭秀芬.法醫(yī)DNA分析［M］.北京：中國人民公安大學出版社，2002（5）：15.

［3］胡平，聶勝杰，劉建興，等.3種提取高腐敗檢材DNA的方法比較［J］.中國法醫(yī)學雜志，2006（5）：299.

責任編輯：安國江

Comparisons of Three DNA Extraction Methods Applied to Decayed Blood

LIAO Zhong-yi
（Forensic Center， Guizhou Police Officer Vocational College， Guiyang 550005， China）

Usually， complete and balanced DNA typing can be extracted from fresh blood or bloodstains through direct amplification and chelex-100 . In case of daily inspection process， however， such circumstances are quiet common， like old blood stains， moist carriers， decayed blood and small amount of decayed bloodstain samples caused by improper preservation. For such samples， it is hard to extract complete DNA typing through the method of chelex-100. Combined with a case， this paper compares and analyses three DNA extraction methods applied to decayed blood： chelex-100，paramagnetic particle method and trace DNA extraction kit.

chelex-100； paramagnetic particle method ； trace DNA extraction kit ； purification column

D918.2

A

1671-5195（2016）04-0059-04］

10.13310/j.cnki.gzjy.2016.04.008

2016-01-29

廖忠意 （1985- ），男，貴州貴陽人，貴州警官職業(yè)學院司法鑒定中心法醫(yī)。