在一項新的研究中,來自美國弗吉尼亞聯邦大學的研究人員開發出一種新的分析DNA分子的技術。它有助改善現有的法醫DNA檢測工作流程以便更快和更加準確地鑒定。
弗吉尼亞聯邦大學人文科技學院物理助理教授Joseph Reiner博士說,“我們非常感興趣的是,為了研究小片段DNA分子,有日益增加的參數可供研究人員調整。激光加熱在過去已被使用,因此我們將這種方法應用到我們的納米孔技術中,結果發現它有效地區分不同大小的DNA片段。”
納米孔檢測允許研究人員了解溶液中DNA分子的物理和化學性質。納米孔是一種含有離子流(ionic current)的小孔。當將它引入一種液體樣品中時,來自這種液體中的DNA分子能夠漂流過這種納米孔,從而導致這種離子流發生變化。基于這種離子流變化,以及DNA分子停留在納米孔中的時間長度,研究人員獲得關于這些DNA分子的信息。在這種情況下,研究人員對分析這些DNA分子的大小感興趣。
利用納米孔檢測面臨的一個問題這些DNA分子有時會無限期地停留在納米孔中。研究人員能夠通過包括給樣品溶液加熱在內的多種方式加快這些分子的漂移速度。這能夠控制DNA分子和納米孔之間的相互作用時間,使得能夠更加準確地鑒定給定樣品中的DNA分子類型。然而,對整個樣品溶液進行熱浴也存在一些缺點,如緩慢的加熱和冷卻時間,溶液蒸發。
紅外激光加熱就能夠解決這些問題,這是因為所產生的能量能夠精準地加給非常小量的液體樣品,從而允許快速地和隔離地加熱。Reiner說,“這種激光能夠局部加熱到納米孔上,這能夠讓我們更好地控制DNA與納米孔相互作用事件的頻率,以及DNA分子停留在納米孔中的時間。通過分析發生的每個事件,我們希望描述液體樣品中不同DNA分子的數量和大小。”
根據論文共同作者、弗吉尼亞聯邦大學法醫科學系助理教授Sarah Seashols-Williams博士的說法,當前的法醫DNA譜開發方法依賴于區分DNA片段的大小。能夠觀察已知在不同人之間存在差異的DNA片段大小的不同意味著知道樣品是否含有來自一個人或多個人的DNA。
這種信息將作為法醫科學家們的一種預篩選工具,允許他們準確地決定開展進一步分析和工作流程的行動步驟。當前的工作流程缺乏一種預篩選方法,這就使得科學家們經常需浪費時間和資源,開展進一步的測試來理解在證物上發現的DNA。
Seashols-Williams說,“研究人員正希望能夠在動員人力和資金進行傳統分析之前獲得相關信息。這也將有助降低樣品積壓,這是因為他們能夠僅僅使用這種技術就可獲得樣品信息,從而可以更快地工作。”