近期，加拿大多伦多大学Aaron R. Wheeler教授团队开发了一种利用数字微流控技术辅助的差异消化方法，用于自动化处理性侵犯样本中的多源DNA，该方法能够与快速DNA分析系统兼容，为实验室外的性侵犯样本分析提供了一种潜在的现场快速检测手段。相关研究以“Toward Analysis at the Point of Need: A Digital Microfluidic Approach to Processing Multi-Source Sexual Assault Samples”为题目，发表在期刊《Advanced Science》上。

本文要点：

1、本研究报道了一种数字微流控（DMF）技术辅助的差异消化方法，用于自动化和微型化处理性侵犯样本中的多源DNA。

2、该方法通过DMF精确控制反应体积、时间和温度，实现了快速高效的DNA提取和纯化。

3、在对性交后不同时间点采集的阴道拭子样本进行测试时，该技术能够成功区分单源（男性）和混合源短串联重复序列（STR）分型。

4、此外，该方法与快速DNA分析系统兼容，展示了在实验室外进行性侵犯样本处理和分析的潜力，有助于减少样本分析的等待时间，提高性侵犯案件的取证效率。

数字微流控技术在处理性侵犯样本时如何提高STR分型结果的准确性？

1、精确控制反应条件：数字微流控技术能够精确控制反应体积、时间和温度，这有助于提高STR扩增的效率和特异性，从而提高分型结果的准确性。

2、自动化处理流程：自动化的样本处理减少了人为操作失误，确保了实验条件的一致性，有助于提高STR分析的可重复性和准确性。

3、优化的试剂配方：通过优化试剂配方，如使用特定的裂解缓冲液和消化酶，可以更有效地从复杂的样本中提取和纯化DNA，减少抑制物质的干扰，提高STR分型的质量。

数字微流控技术在法医学中相比传统方法有哪些优势？

1、自动化和精确性：DMF技术可以自动完成复杂的实验室流程，如DNA提取、纯化和扩增，减少人为错误，提高操作的精确性。

2、高通量能力：数字微流控平台能够同时处理多个样本，提高了法医学实验室的工作效率和样本处理的通量。

3、微量化操作：DMF技术可以在微量级别上操作样本和试剂，有助于节省成本和减少浪费，尤其适用于珍贵或有限的样本。

4、快速性：数字微流控技术可以显著缩短样本处理时间，加快法医学分析的速度，有助于快速获取关键证据。

5、便携性和现场应用：DMF设备通常体积小、便于携带，有望用于现场快速检测，提高法医学工作的灵活性。

6、集成性：数字微流控技术可以集成多种分析功能，如DNA提取、纯化、扩增和检测等，实现一站式的法医学分析。

7、减少交叉污染：由于DMF技术在封闭系统中操作，可以有效地避免样本间的交叉污染，提高分析结果的准确性。

数字微流控技术在法医学中的应用案例包括但不限于以下几个方面：

1、DNA鉴定：通过自动化的DNA提取和分析流程，数字微流控技术能够快速从生物样本中提取遗传物质，并进行STR（短串联重复序列）分析，用于个体识别或亲子鉴定。

2、毒物筛查：利用数字微流控平台进行毒物和药物的检测，分析样本中是否存在特定的有毒物质，这对于法医毒理学和死因分析至关重要。

3、微生物检测：在法医学中，数字微流控技术可以用于识别和分类来自犯罪现场的微生物样本，如细菌或病毒，有助于解决涉及生物恐怖主义或传染病的案件。

4、血迹分析：数字微流控技术可以用于分析犯罪现场的血迹样本，通过检测血液的ABO血型和DNA信息，帮助重建犯罪现场和确定嫌疑人。

5、组织相容性测试：在器官移植相关的法医学案例中，数字微流控技术可以用于快速进行组织相容性测试，以确定供体和受体之间的免疫兼容性，这对于法医学的案件分析和法庭证据提供具有重要意义。

图1.DMF上的差异消化过程。

图2.使用标准实验室分析技术对样本1（性交后1小时采集的阴道拭子）进行的代表性电泳分析。

图3.通过标准实验室分析技术和快速DNA分析法对样本7（性交后12小时采集的阴道拭子）进行的代表性电泳分析。

图4.STR质量分析。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202405712