(57)--14.1.1法医鉴定临床分子生物学检验技术.ppt
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1、法医鉴定中的应用法医鉴定中的应用2.熟悉亲子鉴定和个体识别的鉴定技术和方法评价。3.了解法医物证学的发展历程和应用前景。法医物证学的概念和范围;亲子鉴定的基本原理;人类的遗传特征。1.掌握章节目标一、法医物证学相关的概念法医法医学学法医物法医物证学证学法医毒法医毒理学理学法医病法医病理学理学法医临法医临床学床学法医毒法医毒物分析物分析学学法医精法医精神病学神病学刑事科刑事科学技术学技术法医物证学是以法医物证为研究对象,以提供法医物证学是以法医物证为研究对象,以提供科学证据为目的,研究应用生命科学技术解决科学证据为目的,研究应用生命科学技术解决案件中与人体有关的生物检材鉴定的一门学科案件中与人体
2、有关的生物检材鉴定的一门学科法医物证学个体识别亲子鉴定法医物证学检验的目的(1)确定该生物学检材的种类、种属,主要确定其是人类性来源)确定该生物学检材的种类、种属,主要确定其是人类性来源或动物性来源;或动物性来源;(2)通过遗传学标记系统的分型对人源性或动物来源的生物学检)通过遗传学标记系统的分型对人源性或动物来源的生物学检材进行检验。材进行检验。一个人有一个人有23对(对(46条)染色体,同一对染色体同一位置上的一对基因称为条)染色体,同一对染色体同一位置上的一对基因称为等位基因,一般一个来自父亲,一个来自母亲。如果检测到某个等位基因,一般一个来自父亲,一个来自母亲。如果检测到某个DNA位点
3、的等位点的等位基因,一个与母亲相同,另一个就应与父亲相同,否则就存在疑问了。位基因,一个与母亲相同,另一个就应与父亲相同,否则就存在疑问了。利用利用DNA进行亲子鉴定,只要作十几至几十个进行亲子鉴定,只要作十几至几十个DNA位点作检测,如果全部位点作检测,如果全部一样,就可以确定亲子关系,如果有一样,就可以确定亲子关系,如果有3个以上的位点不同,则可排除亲子关系,个以上的位点不同,则可排除亲子关系,有一两个位点不同,则应考虑基因突变的可能,加做一些位点的检测进行辨别。有一两个位点不同,则应考虑基因突变的可能,加做一些位点的检测进行辨别。DNA亲子鉴定,否定亲子关系的准确率几近亲子鉴定,否定亲子
4、关系的准确率几近100%,肯定亲子关系的准确率可,肯定亲子关系的准确率可达到达到99.99%基本原理7二、法医物证学发展历程不科学近代亲子鉴定的发展蛋白质遗传标记(血型检查)由等位基因决定的红细胞表面抗原的差异,为最早用由等位基因决定的红细胞表面抗原的差异,为最早用于亲子鉴定的遗传标记,有于亲子鉴定的遗传标记,有ABOABO、MNMN、P P、RhRh等等2121个血个血型系统。型系统。通过对血型的检验比对来确亲子关系。检验通过对血型的检验比对来确亲子关系。检验的血型系统越多,其准确性就越高。的血型系统越多,其准确性就越高。如果血型检验的结果表示如果血型检验的结果表示无遗传关系无遗传关系,可作
5、出,可作出否定亲否定亲子关系的结论子关系的结论,但结果存在遗传关系,但结果存在遗传关系却不能完全确定却不能完全确定是亲子关系。是亲子关系。二十世纪七十年代,人们发现可以用二十世纪七十年代,人们发现可以用白血细胞的抗原白血细胞的抗原来进行亲子鉴定,准确性可达来进行亲子鉴定,准确性可达80%80%。再结合血型检验,。再结合血型检验,能达到较高的准确程度。能达到较高的准确程度。三、个体识别和亲子鉴定技术三、个体识别和亲子鉴定技术法医血清学检验法医分子生物学检验10蛋白标记:蛋白标记:蛋白标记:蛋白标记:红细胞红细胞红细胞红细胞ABO,Ph,MN,Kell,Duffy,PABO,Ph,MN,Kell,
6、Duffy,P等等等等2121个血型系统个血型系统个血型系统个血型系统 白细胞白细胞白细胞白细胞HLA-AHLA-A,-B-B,-C-C,-D-D,-DP-DP,-DQ-DQ,-DR-DRDNADNA标记:标记:RFLPRFLP,VNTRVNTR,STR STR,SNPSNP蛋白标记:蛋白标记:血清型血清型 HpHp,GcGc,Bf,Bf,TfTf,C2,C2,酶型酶型 PGMPGM,EsDEsD,ACPACP,GPTGPT遗传标记分类11亲子鉴定与遗传标记亲子鉴定与遗传标记亲子鉴定:亲子鉴定:应用生物学技术方法来检测应用生物学技术方法来检测遗传标记遗传标记,并依据,并依据遗传学理论遗传学理论
7、进行分析,从而对被检者之间是否存在生物学进行分析,从而对被检者之间是否存在生物学亲缘关系所作的科学判定,实质是一种特殊的个体识别亲缘关系所作的科学判定,实质是一种特殊的个体识别血液细胞表面的标记血液蛋白质的标记蛋白质标记 DNA标记u 限制性酶切片段多态性u DNA长度多态性(微卫星STR)u DNA序列多态性蛋白质遗传标记检测的特点蛋白质遗传标记检测的特点遗传性状简单,符遗传性状简单,符合孟德尔遗传规律合孟德尔遗传规律遗传多态性,不易遗传多态性,不易受年龄、性别、疾受年龄、性别、疾病影响病影响操作简单、重复性操作简单、重复性好,结果明确好,结果明确优势优势对检材需要量大,对检材需要量大,且对
8、时限要求较高,且对时限要求较高,蛋白质容易失活而蛋白质容易失活而得不到理想的结果,得不到理想的结果,不适用于陈旧、微不适用于陈旧、微量检材(量检材(HLAHLA分型分型要求采血后要求采血后16-2416-24小时内必须检验)小时内必须检验)多态性信息含量有多态性信息含量有限,鉴别能力有限,限,鉴别能力有限,只能用于父权排除,只能用于父权排除,准确率较低,不宜准确率较低,不宜用于父权肯定和同用于父权肯定和同一认定一认定存在生理或病理性存在生理或病理性变异(如:变异(如:A A、O O型型血的人受大肠杆菌血的人受大肠杆菌感染后感染后B B抗原的检抗原的检测可能呈阳性)测可能呈阳性)局限局限DNAD
9、NA分子遗传标记的检测分子遗传标记的检测vDNADNA指纹技术(指纹技术(RFLPRFLP):v第一代遗传标记第一代遗传标记vPCRPCR分型技术分型技术(现代(现代DNADNA亲子鉴定方法)亲子鉴定方法)v第二代遗传标记:第二代遗传标记:PCR扩增长度多态性扩增长度多态性标记(标记(PCR-STR分型)分型)v第三代遗传标记:第三代遗传标记:PCRPCR扩增序列多态性扩增序列多态性标记(标记(PCR-SNPPCR-SNP分析)分析)13线粒体DNA SNP 核内染色体 STR 优点:快速、简便、灵敏、特异,优点:快速、简便、灵敏、特异,适用于微量陈旧的生物学检材适用于微量陈旧的生物学检材1、
10、DNA指纹技术(RFLP)1985 英国英国 Jefferys Nature人源小卫星人源小卫星 DNA 用作基因探针,同人体核用作基因探针,同人体核 DNA 的酶的酶切片段杂交,获得了由多个位点上的等位基因组成的切片段杂交,获得了由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹,这种图纹极少有两个人完全长度不等的杂交带图纹,这种图纹极少有两个人完全相同,故称为相同,故称为 DNA指纹指纹 实验程序:实验程序:14基因组基因组DNADNA的提的提取取限制性限制性内切酶内切酶消化酶消化酶切切电泳分电泳分离离印迹转印迹转移移探针制探针制备和标备和标记记分子杂分子杂交和自交和自显影显影1、DNA指纹
11、技术(RFLP)优点:群体多态性高,稳定遗传,优点:群体多态性高,稳定遗传,孟德尔遗传孟德尔遗传缺点:操作繁琐、对检材的质、量缺点:操作繁琐、对检材的质、量要求较高、灵敏度低、没有种属特要求较高、灵敏度低、没有种属特异性异性实验结果(实验结果(DNADNA指纹图谱):指纹图谱):152、PCR扩增长度多态性标记l短串联重复序列(短串联重复序列(short tandem repeat,STR),也称微卫星),也称微卫星DNA(microsatellite DNA)l是一种是一种广泛分布广泛分布在人类基因组中具有长度多态性的在人类基因组中具有长度多态性的DNA序列。由序列。由2-6bp的的核心序列
12、头尾相连串联核心序列头尾相连串联重复构成,通常重复重复构成,通常重复4-60次不等次不等16TAGATAGATAGATAGATAGATAGA 1 2 3 4 5 17STR等位基因命名等位基因通过等位基因通过PCR产物长度来区分和命名产物长度来区分和命名18STR的特点多态性(Polymorphism):主要由核心序列拷贝数目即重复次数的变化,产生长度多态性多态性信息含量大,准确率高达99.99999%,可用于个体识别和亲子鉴定目前国内外最广泛应用的遗传标记扩增片段较短(100-300bp),易于检测,适用的生物检材类型广泛灵敏度高,50pg,对于检材要求不高STR基因座同时也有较高的突变率,
13、父系来源的突变比例较高19DNA条带、重复次数与遗传的关系20 样本收集DNA提取多重PCRABI3130毛细管电泳结果分析签发报告亲子鉴定(STR检测)的流程21检材的收集n血液n精液n颊粘膜n病理切片n头发n牙齿n骨骼n组织n石蜡包埋组织血痕Only a very small amount of blood is needed to obtain a DNA profile22ORGANICFTA PaperCHELEXBlood stainPUNCHWASH Multiple Times with extraction bufferPERFORM PCRPCR ReagentsSDS,D
14、TT,EDTA and proteinase KINCUBATE(56 oC)Phenol,chloroform,isoamyl alcoholQUANTITATE DNAApply blood to paper and allow stain to dryBlood stainVORTEX(NO DNA QUANTITATION TYPICALLY PERFORMED WITH UNIFORM SAMPLES)WaterINCUBATE(ambient)5%ChelexINCUBATE(100 oC)REMOVE supernatantINCUBATE(56 oC)QUANTITATE DN
15、APERFORM PCRPERFORM PCRCentrifugeCentrifugeCentrifugeCentrifugeREMOVE supernatantTRANSFER aqueous(upper)phase to new tubeCONCENTRATE sample(Centricon/Microcon-100 or ethanol precipitation)CentrifugeTE bufferFigure 3.1,J.M.Butler(2005)Forensic DNA Typing,2nd Edition 2005 Elsevier Academic PressDNA的提取
16、23多重荧光PCR24D3S1358TH01D21S11D18S51Penta ED5S818D13S317D7S820D16S539CSF1POPenta DAMELVWAD8S1179TPOXFGAPowerPlex 16 kit(Promega Corporation)ILS600 CXR size standardCXR(Red)FL(Blue)JOE(Green)TMR(Yellow)PCR product size(bp)Figure 5.4,J.M.Butler(2005)Forensic DNA Typing,2nd Edition 2005 Elsevier Academic
17、 PressD3S1358TH01D21S11D18S51Penta ED5S818D13S317D7S820D16S539CSF1POPenta DAMELVWAD8S1179TPOXFGAPowerPlex 16 kit(Promega Corporation)ILS600 CXR size standardCXR(Red)FL(Blue)JOE(Green)TMR(Yellow)D3S1358TH01D21S11D18S51Penta ED5S818D13S317D7S820D16S539CSF1POAMELVWAD8S1179TPOXFGAPowerPlex 16 kit(Promeg
18、a Corporation)ILS600 CXR size standardCXR(Red)FL(Blue)JOE(Green)TMR(Yellow)D3S1358TH01D21S11D18S51Penta EAMELVWAD8S1179TPOXFGAPowerPlex 16 kit(Promega Corporation)ILS600 CXR size standardCXR(Red)FL(Blue)JOE(Green)TMR(Yellow)D3S1358TH01D21S11D18S51Penta EAMELVWAD8S1179TPOXFGAPowerPlex 16 kit(Promega
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