安全防范监控数字视音频编解码技术标准的特点与应用

国家标准《安全防范监控数字视音频编解码技术要求》(GB/T 25724-2010)创新性地提出了多项视音频编解码技术,而法庭科学应用中的特定需求是视频图像必须最大限度地"忠实于现场",本文分析了采用该标准的安全防范监控数字视音频编解码技术的特点,例如精度可以扩充视频数据的编码技术、选定区域的高质量编码技术、视频分层编码以及内嵌绝对时间等安防监控专用信息、支持数据安全保护、声音识别特征参数编码等,讨论了标准中提出的视音频编解码技术在法庭科学领域中的应用方向。

miR-451a和miR-21-5p双重实时荧光定量PCR检测体系的建立及应用

目的为了提高微量样本中miRNA的检测通量和检测效率,本文建立了一种能够同时准确定量两种miRNA的双重实时荧光定量PCR(real time fluorogenic quantitative PCR)检测体系,并通过实际样本检测验证其应用于体液鉴别的效果。方法设计适用于miRNA双重检验的相关引物及探针并优化实验体系组分,建立基于TaqMan技术的miRNA双重实时荧光定量PCR检测体系并验证其特异性、灵敏度和可重复性;使用此检测体系对58份不同体液样本中的miR-451a与miR-21-5p进行检测,并借助miR-451a与miR-21-5p的比值鉴定法评估该体系的体液鉴别能力;使用该检测体系样本数据确定的最佳截断值对模拟案件样本进行鉴别。结果优化的检测体系能够实现对血液与非血液、月经血与外周血的100%区分,同时可以实现对模拟案件样本的准确鉴别。结论该双重实时荧光定量PCR检测体系将时间和材料成本均缩短至原来的一半,为后续建立更多重的实时荧光定量PCR检测体系并应用于体液鉴别打下了基础。

法医学DNA遗传标记和DNA甲基化分子标记的集成检验技术

DNA遗传标记在法医学领域的个体识别、亲缘关系鉴定、始祖推断和表型特征刻画等方面具有重要作用。DNA甲基化分子标记在法医学领域的生物学年龄推断、组织体液鉴定和表型预测等方面具有独特优势。目前的研究多是在不同的检验流程中对DNA甲基化分子标记和DNA遗传标记独立地进行检验,通过不同的分析流程分别解读这两种标记所蕴含的生物信息。用一份生物检材通过一次检测同时得到DNA遗传信息和表观遗传信息的集成检验方法,能够在获得丰富遗传数据的基础上有效关联这两种标记的生物学信息,节省检验时间,降低检验成本和简化实验流程。本文分别介绍了基于毛细管电泳平台、焦磷酸测序平台和二代测序平台进行DNA遗传标记和DNA甲基化分子标记集成检验的多种方案,分析了各方案在不同平台的技术特点,归纳了各方案的集成化程度和实际应用能力,重点分析了在其他领域中基于二代测序技术进行集成检验的技术路线,以期挖掘其在法医学生物检材中的应用潜力,探讨了位点间相互作用和甲基化预处理方法对DNA遗传标记和DNA甲基化分子标记集成检验的影响,提出了在法医学生物检材中应用集成检验技术所面临的挑战,期望为法医学研究实践提供参考。

SHERLOCK-HBA检测方法的建立及其在血液鉴别中的应用

目的基于规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)/CRISPR关联蛋白质系统(Cas)技术建立检测血液特异性血红蛋白α(HBA)mRNA的方法,以准确、快速地鉴定血液样本。方法本研究通过设计和筛选血液特异性HBA mRNA上的CRISPR RNA(crRNA)短片段,基于CRISPR/Cas技术原理建立了SHERLOCK-HBA检测方法,对5种体液(包括外周血、月经血、唾液、阴道分泌液、精液)共79份样本进行检测以评价所建方法鉴别血液的能力,并通过种属特异性实验、灵敏度实验、模拟混合斑检测、模拟降解样本检测、实际案件样本检测等进一步验证实验体系的法医学应用能力。结果该方法检测人源血液的相对荧光单位(RFU)值显著高于非血液(P<0.0001)以及非人源血液样本(P<0.0001),对血液RNA的检出灵敏度可达1×10^(-3) ng,且可成功检测出混合斑迹以及陈旧降解斑迹中的微量血液成分。结论本研究成功建立了一种基于CRISPR/Cas技术的SHERLOCK-HBA检测体系,能准确、灵敏地鉴定血液,操作简单、快速,为快速识别血液类样本提供了新的思路和参考。

Profiler Plus系统在法医学DNA检验中的问题探讨

以Profiler Plus系统生产厂商提供的检验条件,在实际工作中对大规模样品进行了检验分析.结果显示该系统尚存在等位基因丢失、额外等位基因、同一荧光标记不同基因座等位基因重叠公布、罕见等位基因与亚型等非技术操作性问题.对有关样品应用Power Plex1.2,Power Plex16系统进行了检验验证.

全身性红斑狼疮病人C_4基因组DNA限制性片段长度多态性的检测

以Ｃ＿４基因５′ｃＤＮＡ片段为探针，经Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹杂交法对２４例全身性红斑狼疮（ＳＬＥ）病人基因组ＤＮＡ的Ｃ＿４基因限制性片段长度多态性（ＲＦＬＰ）进行了分析，并与６０例健康人资料进行了对比。结果显示，ＳＬＥ病人Ｃ＿４Ａ基因缺失的表型频率与基因型频率远较健康人为高，分别为２９．２％对６．７％（ｘ￣２＝７．７５，Ｐ＜０．０１）及１８．７％对３．３％（ｘ￣２＝１０．８，Ｐ＜０．００５）。在两名同合子Ｃ＿４Ａ基因缺失个体，ＢａｍＨＩＲＦＬＶ为单一的３．３ｋｂ条带，表现出Ｃ＿４Ｂ短基因特征。

荧光标记STR复合扩增检验系统的研究

本研究以化学合成的荧光标记引物建立了STR复合扩增体系,体系I包括4个STR基因座和牙釉蛋白基因,体系Ⅱ包括4个STR基因座,体系Ⅲ包括3个STR基因座。制备了体系I各基因座的等位基因标准对照,测定了各等位基因长度。对代表性等位基因进行了序列测定,确定了等位基因重复单位的重复数目及测量长度与等位基因命名的对应关系,对各基因座等位基因进行了标准命名。建立了复合扩增检验系统等位基因自动分析命名的模板。三个复合扩增检验体系的累积随机匹配概率为8.3×10-13,为遗传学分析建立了实用的检验系统。

D17Z1探针点杂交DNA定量研究

本研究化学合成了高等灵长类特异性α卫星寡核苷酸片段(D17Z1),经辣根过氧化物酶标记、分子杂交、化学发光法检测,建立了高等灵长类特异性DNA精确定量的方法。制备了DNA浓度梯度标准对照。对人类DNA,猴、猪、牛、羊、鸡、兔、鱼、小鼠等常见动物DNA及JM109大肠杆菌、λDNA、Ф174DNA等微生物DNA进行了定量分析。结果表明,应用该方法对人类DNA定量不受非高等灵长类动物DNA与微生物DNA的影响,可实现组分定量;灵敏度测试,可对0.12ng的人类DNA进行定量,适用于法医DNA检验定量分析。

DNATyper^(TM)15试剂盒的确证试验

目的测试DNATyperTM15试剂盒的技术性能指标,评估其法医学应用能力。方法制定测试方案,从方法学验证、灵敏度、混合样本、批次间试剂稳定性及批量样本测试、DNA提取方法适应性测试、各类常见检材的测试、稳定性测试等8个方面进行测试,并与IdentifilerTM和PowerPlex16试剂盒进行比较。结果DNATyperTM15试剂盒灵敏度较高,批次间性能稳定,对各类案件检材和DNA提取方法具有较好的适应性,具有检验混合DNA样本检测的能力。结论DNATyperTM15在上述性能指标等方面已经达到国际同类产品的技术水平,可用于法庭科学的检案与建库。

27-plex SNP种族推断方法的优化及验证

人类学中常将人群分为东亚黄种人、欧洲白种人和非洲黑种人。27-plex SNP种族推断体系可针对来自东亚、欧洲、非洲及欧亚混合人群的样本进行分型检测进而推断其祖先来源。本研究对该体系获取样本分型后的种族推断分析方法进行了进一步优化,建立了一种基于似然比、祖先成分和种族归类的推断分析方法,并对4个来自东亚、欧洲、非洲及其混合人群的测试样本进行种族来源推断。使用基础参考数据库交叉验证和1010份测试样本验证两种方式进行了种族推断方法流程的评估研究。验证结果表明该方法体系在东亚、欧洲、非洲及欧亚混合人群中的推断准确性均高于99%。本种族推断方法可对DNA来源人的种族信息进行刻画,在人类分子遗传学、法医遗传学等领域有重要的应用价值。

对于未知来源个体进行族群推断的自动分析系统

建立一种基于概率算法、聚类分析和主成分分析的DNA族群推断系统(DNA Ancestry Analyzer Version1.0,简称DAA v1.0),用于对未知来源个体进行族群推断。DAA v1.0基础部分用Python语言、R语言、C语言编写;前端部分用node.js语言、HTML语言、css语言编写。DAA v1.0可对未知来源个体的族群进行推断,与已有分析方法相比,结果的一致性为100%,运算效率提升了600%。该系统可界面化、自动化地计算DNA来源人的群体匹配概率和似然比值、群体成分,绘制群体归类图,在人类遗传学、法医遗传学等领域有重要的应用价值。

陈旧性骨骼DNA提取技术的研究

对陈旧性骨骼建立一个高回收率并能除去 PCR 反应抑制物的提取 DNA 的方法。采用 CTAB 法提取 DNA。结果显示,该方法不但能有效去除 PCR 抑制物,而且对水泡、火烧、土埋以及10年左右的骨骼所提取的 DNA 均能成功地进行荧光标记 STR 多基因座扩增检验。实验表明,该方法稳定,重复性好,适合陈旧骨骼标本的 DNA 提取。

DNATyper^(TM)15与Identifiler^(TM)试剂盒遗传学调查应用比较

目的比较DNATyperTM15和IdentifilerTM试剂盒的遗传学调查应用结果,以评价DNATyperTM15试剂盒的指标和性能。方法用DNATyperTM15和IdentifilerTM试剂盒同时对290份北方汉族群体的血样本进行扩增检测,比较遗传学统计数据。结果DNATyperTM15和IdentifilerTM荧光检测试剂盒中各基因座在汉族群体中的基因型分布均符合Hardy-W e inberg平衡,累积个人识别率和累计非父排除率:DNATyperTM15试剂盒分别为2.66×10-18和0.9999997;IdentifilerTM试剂盒分别为1.28×10-17和0.9999984。且两个试剂盒对相同基因座的频率调查数据一致。结论DNATyperTM15具有较高的个体识别和亲权鉴定能力,对法医学检案和DNA数据库建设具有应用价值。

DNATyper^(TM)15试剂盒的法医学应用研究

目的研究DNATyperTM15试剂盒在法医学中的应用。方法共收集60种8137份检材,在34个实验室,用5种不同方法提取DNA,使用DNATyperTM15试剂盒与2种同类进口试剂扩增并对比检测。结果DNATyperTM15试剂盒对不同提取方法、检材种类、扩增与检测仪器、操作环境、操作人员等均具有适应性。结论DNATyperTM15试剂盒能够用于法医学检验鉴定。

肿瘤组织9个STR基因座及Amelogenin基因座突变

目的 探讨CODIS系统中的9个STR基因座及Amel基因座在肿瘤组织中的变异。方法 收集20个个体的肿瘤组织及其血样,Chelex100法提取DNA,用Profiler plus系统复合扩增,310型遗传分析仪检测。结果 检验的10个基因座均有基因发生突变;20个个体肿瘤组织有6个个体的基因发生突变,变异率超过30％;同一个体的肿瘤组织发生基因突变的基因座最多为6个。结论 慎用肿瘤组织作为医疗纠纷、失踪人员的检材及对照样本。

法医SNP系谱推断技术助破14年久冷案

男性家族排查是目前法医DNA办案工作中的重要手段,但是同一父系几或十数代男性的Y-STR基因分型可能都相近甚至一致,若在全国范围内很可能比中不同地区的多个家系,当无法甄别所有比中家系与嫌疑人的亲缘关系远近时,办案单位就很难确定重点调查家系,而全部摸排则费时耗力。近期,公安部物证鉴定中心研发出了法医SNP系谱推断技术,通过检测和分析全基因组数据,可预测父系和母系的1~7级亲缘关系(高祖至玄孙,即五服),且能分析关系远近。将该技术与族群分析运用于一起长达14年未破的强奸杀人案,帮助办案单位确定了嫌疑人的地域来源、所在家系等信息,为案件的侦破提供了关键技术支撑。

汗潜指印DNA提取方法的初步研究

目的建立渗透性载体及非渗透性载体上汗潜指印DNA的提取和检验方法。方法采用C-有-柱法及SiO2法两种DNA提取方法,PCR扩增后310型遗传分析仪检测。结果载玻片上3枚汗潜指印采用2种方法均可扩增出Amel及9个STR位点;纸上3枚汗潜指印用SiO2法检见Amel及9个STR位点,而用C-有-柱法检验结果不稳定。渗透性及非渗透性载体上1及2枚汗潜指印,采用上述两种DNA提取方法,检验结果均不稳定。结论所建立的方法可以检见渗透性及非渗透性载体上汗潜指印DNA,并达到同一认定的程度。

中国汉族群体Y染色体DY390位点多态性分析

报告了对汉族Ｙ染色体ＤＹ３９０位点等位基因频率的调查结果。在９７名无关的汉族个体中发现有６个等位基因，等位基因的大小为２０３－２２３ｂｐ，最常见的等位基因大小是２１１ｂｐ和２１５ｂｐ。ＧＤ值０．

基于毛干蛋白质组的族群推断技术的建立与验证

毛干是一种案件现场常见的生物物证,由于核DNA含量极少且高度降解,难以采用现有的短串联重复序列(short tandem repeat,STR)检验方法进行个人识别鉴定,目前仅使用线粒体DNA检验进行母系亲缘关系的判定,利用率非常低.毛干中蛋白质非常稳定,而且具有遗传多态性,表现为基因组中的非同义单核苷酸多态性(non-synonymous single nucleotide polymorphisms,ns SNPs),转录翻译后形成蛋白质序列中的单氨基酸多态性(single amino acid polymorphisms,SAPs).充分利用毛干蛋白质中蕴含的遗传信息,为案件提供线索和证据,是实际公安业务的迫切需求,具有重要的应用价值.本文选取了104份中国汉族的毛干样本进行蛋白质组的检测,共获得了703个SAP位点,位于460个蛋白质上,共推导出552个nsSNP位点.进一步筛选在所有样本中检出率超过15%的位点,获得了88个nsSNP位点,使用毛干样本对应的口腔拭子DNA对88个ns SNP位点进行一代测序验证.为评估发现的nsSNP位点对于人群的区分能力,以千人数据库(1 000 Genome Project)为参考数据库,采用聚类分析和群体匹配概率等方法对检测的19份毛干样本进行人群来源推断.结果显示,通过检测毛干蛋白质组中的ns SNP可以实现东亚、欧洲、非洲三大洲际人群的区分.