微量疑难检材提取时,制定正确的纯化、浓缩方案是检验成功的关键,本研究采用真空离心浓缩技术对法医DNA样本进行浓缩,提高检验成功率。
一、实验过程
1、不同浓度样品浓缩
将2800M(1ng/ μl)、007(0.05 ng/ μl)、 9947A(0.005 、0.01 、0.02 、0.04 ng/ μl)、去离子水各1份,同时在 45℃的真空离心浓缩仪中离心管管盖开启浓缩至干燥,再分别加入去离子水10μl , 震荡离心后PCR扩增。
2、不同温度浓缩已知浓度样品
30 份007分成3组,每组10份,分别在30℃、45℃、60℃的真空离心浓缩仪中开盖浓缩至干燥,再分别加入去离子水10μl,震荡离心后PCR扩增。
3、现场物证 DNA 模板浓缩
现场物证DNA模板48份在45℃真空离心浓缩仪中开盖浓缩至干燥。无明显分型的23个样本加入去离子水6μl;分型不全的25份样本加入去离子水 10μl,震荡离心后PCR扩增。
4、扩增和检测
按GlobalFilerTM 试剂盒说明书操作,扩增体系为 10μl,循环次数为 29 次,已知浓度样品1μl扩增,现场物证DNA模板6μl扩增。使用3500型基因分析仪电泳检测。
5、数据分析
采用某软件进行数据分析。相对荧光单位(Relative Fluorescence Units ,RFU)阈值设为175,13个及以上常染色体基因座获得明确分型的为有效分型。GeneMapper® ID-X 软件分析后导出包括Yindel 、DYS391 和性别位点在内的24个基因座的相关数据,使用 EXCEL 软件计算平均值、标准差和计数。
二、实验结果
1、已知浓度样品浓缩结果
已知浓度样品、阴性对照未发现污染。2800M (1ng/ μl)、007(0.05 ng/ μl)、9947A(0.02 、0.04 ng/ μl)浓缩后均获得正确分型。低浓度的9947A (0.005 、0.01 、0.02ng/ μl)浓缩后图谱分型质量改善尤其明显, 等位基因丢失减少,峰值均衡性更佳, 峰高显著提高,检出正确分型的基因座数分别由7 个、 11 个、16个增加到 21个、21个、22个。
007分别在 30℃、45℃、60℃浓缩后,均获得正确分型,但峰高有差异。不同组间平均峰高 60℃ 最大、30℃最小,同组中平均峰高的标准差45℃最 大、30℃最小。温度越高, 浓缩干燥所需时间越短。 检验结果见表 1。
2、现场物证 DNA 模板浓缩结果
48份现场物证 DNA 模板经真空离心浓缩仪浓缩4.4倍至7.7倍后,获得的图谱分型峰高明显提高。 峰值均衡性改善,判别出部分非特异性带和假纯合子,等位基因数由1334个增加到1942个,有效分 型样本由19份增加到27份。部分样本图谱质量显著改善(见图 1)。
3、实验结论浓缩是微量疑难检材提取中常用的方法,目前主要有Amicon 离心超滤管 、DNA Clean & ConcentratorTM - 5 试剂盒、Microcon 100 法等等。以上浓缩均需在不同的管柱间转移DNA模板,不可避免造成DNA损耗,同时增加了污染的概率。使用恒温混匀仪浓缩DNA的物理浓缩法,在模板体积较大时耗时长,且DNA模板长时间直接暴露在空气中,有环境和检材相互污染的风险。真空离心浓缩技术是改良的物理浓缩法,其原理是利用离心力、加热和真空作用挥发液体,达到浓缩、干燥DNA的目的。在达到固定转速后启动真空抽吸, 挥发的液体回收至密闭容器,有效避免样品交叉污染和实验室污染。本研究中未发现样品间污染。该方法可同时浓缩数十个样品,通过去离子水量调节浓缩倍数,具有一定的简便性和灵活性。
本研究中已知浓度样品经浓缩后,均获得正确分型,图谱质量明显提高,尤其是低拷贝数目(LCN) 样品。9947A(0.005 、0.01 、0.02 ng/ μl)检出正确 分型的基因座数量分别由 7 个、11 个、16 个增加到 21 个、21 个、22 个。不同温度下浓缩 007 均能获得正确分型,但峰高有差异。30℃获得的图谱结果最稳定,但平均峰高最大值小于45℃、60℃的峰高平均值,浓缩效果最差,浓缩时间最长,因此不推荐使用 30℃浓缩。本研究中选用的现场物证DNA模板是磁珠法提取纯化的,抑制物较少,浓缩前检测均分型不全,考虑为微量 DNA 样本。
真空离心浓缩技术有以下特点:
①浓缩时间相对短。45℃下,恒温混匀仪干燥50μl液体耗时8小时以上,真空离心浓缩技术仅需约1小时;
②浓缩和回收液体均在密闭环境中,降低实验室污染风险;
③操作便捷,浓缩倍数灵活,浓缩过程一管完成, DNA损耗少;
④经济实用。该方法仅需一台真空离心浓缩仪,即可在现有的提取纯化方法基础上长期应用。
综上,真空离心浓缩技术适用于提取纯化后模板体积较大、抑制物少、原检验图谱分型不理想的 DNA 样本浓缩,可以提高微量疑难检材的检验成功率。
文章来源:中国法医学杂志 CHIN J FORENSIC MED 2019 年第 34 卷第 5 期杨静开,刘振平 ,金胄 ,傅新爱著
四、富睿捷离心浓缩仪
富睿捷真空离心浓缩设备可同时处理多个样品,无需担心交叉污染。系统内程序可设定至多60个,主机配备样品在线成像系统,可在运行过程中观察样品浓缩状态,并根据不同的样品对整机的真空度进行调节。设备采用皮拉尼真空计可实时显示腔体内的真空度,并保证真空度的真实性。根据不同的样品可对整机转速进行调节,配备实验室智能互联及远程操控系统及智能云端故障排查系统,手机app可直接操控机器对主机远程进行腔体预热,温度和真空度以及转速可实时在app显示。
产品参数
冷冻型控温范围:-6°C-100°C
常温型控温范围:室温-100°C
控温精度:±0.1°C
转速范围:400RPM-2500RPM