DNA 样本的科学密码:从采集到检测的全流程解析

 浏览量:次     |      2025-08-08 16:05
(一)样本类型的选择与 DNA 提取原理
常规样本的特性对比
血液 / 血痕:DNA 浓度最高(每毫升含数百万个细胞),提取成功率近 100%,适合司法鉴定(可追溯来源)。需用 EDTA 抗凝管保存,常温下可稳定 72 小时。
口腔拭子:采集无创(适合儿童),但含菌量高,需采集 3-5 根拭子(每根擦拭口腔内侧 15 秒),自然晾干后保存(潮湿环境易霉变)。
带毛囊毛发:需拔取 5 根以上(自然脱落的无毛囊),毛囊中含核 DNA,毛发杆仅含线粒体 DNA(无法用于常染色体鉴定)。
特殊样本的处理难点
指甲 / 烟蒂:DNA 含量极低(仅数十至数百个细胞),需特殊提取试剂,成功率约 70%。指甲需剪取靠近甲床的部分(含活细胞),烟蒂需去除烟丝残留(避免烟草成分干扰)。
骨骼 / 牙齿:需先脱钙处理,提取周期长达 10 个工作日,常用于已故人员的亲缘鉴定。古代骨骼因 DNA 降解,可能仅能检测线粒体片段(母系遗传)。
胎儿样本:羊水含胎儿脱落细胞(需孕 16 周后采集),绒毛膜样本(孕 11-13 周)DNA 更完整,但有 0.5% 流产风险;无创静脉血(孕 6 周 +)含胎儿游离 DNA(占比 10%-20%),需通过高通量测序分离。
(二)样本保存与运输的关键细节
短期保存的环境要求
常温(15-25℃):血液样本可保存 24 小时,口腔拭子、毛发可保存 7 天。
冷藏(2-8℃):血液样本可延长至 72 小时,特殊样本(如指甲)可保存 1 个月。
冷冻(-20℃):适合长期保存(半年以上),但反复冻融会导致 DNA 断裂,需单独封装避免交叉污染。
运输过程的防护措施
样本需用密封袋双层包装,标注 “生物样本” 标识。夏季运输需加冰袋(避免超过 30℃),冬季需防冻结(血液结冰会破坏细胞)。邮寄时选择顺丰等特快物流,附采样说明(样本类型、采集时间、对应人)。
样本失效的常见原因
污染:采集时接触皮肤油脂、唾液或其他生物样本(如多人样本混放)。
降解:潮湿环境滋生细菌,或阳光直射导致 DNA 链断裂。
量不足:特殊样本(如烟蒂)使用时间过短(少于 5 分钟),细胞残留太少。
(三)实验室检测的核心技术环节
DNA 提取与纯化
采用磁珠法或酚氯仿法分离 DNA,去除蛋白质、糖类等杂质。合格的 DNA 样本需满足:浓度≥50ng/μL,纯度(OD260/OD280)在 1.8-2.0 之间(低于 1.6 可能含蛋白质污染,高于 2.0 可能含 RNA)。
PCR 扩增的精准控制
通过聚合酶链式反应放大特定 STR 位点(如 D2S1338、D19S433 等),需严格控制温度循环(变性 95℃、退火 55-60℃、延伸 72℃)。扩增失败可能因样本降解或引物设计不当,需重新提取样本。
电泳分离与基因分型
扩增产物经毛细管电泳分离,根据片段大小确定等位基因分型。仪器分辨率需达到 1bp,确保区分相近长度的片段。最终通过计算亲权指数(PI)判断关系:累计 PI≥10000 支持亲子关系,3 个以上位点不匹配则排除。