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河南省洛阳市洛阳国家大学科技园
五种提取方法性能评估：Chelex 100, QIAamp DNA Blood Mini Kit, QIAamp DNA Investigator Kit, QIAsymphony DNA Investigator Kit 与DNA IQ
背景
关注我们的小伙伴们都知道，上一期的法医完整解决方案中已经提及，法医物证DNA图谱的质量很大程度上依赖于前期DNA的提取浓度与质量。面对不同的检材类型，选取一种最适的提取方法获得高品质且不含抑制剂成分的DNA尤为重要 ，可大大提高工作效率与检出率。刊登在Elsevier Science and Justice上的一篇文章，对目前应用最多、最主流的几种核酸提取方法进行了比较，为法医工作人员提供了很好的参考，实验设计严谨，内容客观真实。
方法
检材类型：
血液样本 ：分别取10ul按不同比例稀释的血液样本（未稀释、25-、100-、250- 和1000-fold），置于1cm x 1cm 的无菌棉纱布上
白膜层细胞：分别取10ul不同比例稀释的白膜层样本（未稀释、10-、100-、1000-和2000-fold; 10ul样本中分别对应的细胞数量大约为27,000、2700、270、27和13个细胞），制作成棉拭子检材
不同类型接触性检材：76个常见类型接触性检材，包括键盘、鼠标、电话线、工具、钢笔等
提取方法：
分别采用a. Chelex 100、 b. QIAamp DNA Blood Mini Kit、c. QIAamp DNA Investigator Kit、d. QIAsymphony DNA Investigator Kit 和 e. DNA IQ system对以上检材进行提取。
注：a、b两种方法手工完成；c方法由QIAcube全自动核酸提取仪完成；d方法由QIAsymphony高通量全自动核酸纯化系统完成；e方法在JANUS上完成。
结果
对于全血样本，QIAcube和QIAsymphony的DNA得率最高
对以上不同稀释比例的血液样本，分别采用上述5种方法提取，提取后的DNA用实时荧光定量PCR法定量。结果表明，使用DNA Investigator Kit在QIAcube和QIAsymphony上提取的DNA得率最高，平均为500ng。其余依次是Blood Mini kit、Chelex和IQ，DNA得率相对较低，平均为300ng。尤其对于稀释比例较高的血液样本，QIAcube的表现尤为出色，QIAsymphony位居第二，详见图1A。
对于白膜层细胞，采用同样的 方法处理，结果表明QIAcube、QIAsymphony和IQ的DNA回收率均高于Chelex提取，但当属QIAcube最高，见图1B。
图1. 采用不同方法提取的DNA得率比较。A. 不同稀释比例的血液Blood样本；B.不同稀释比例的白膜层Buffy coat样本；字母a,b,c&d代表显著性差异（P<0.05）
对于血液样本，QIAcube和QIAsymphony可产生更多完整DNA位点图谱
STR图谱结果表明，对于未稀释和25倍稀释的血液样本，5种提取方法几乎都可产生完整位点的图谱。然而对于稀释比例高的样本，QIAcube和QIAsymphony产生的图谱质量最佳，250倍稀释的血液样本都可以生成近乎完整的DNA位点图谱，对于1000倍比稀释的样本可生成平均7–9个位点图谱。而采用IQ提取的DNA，仅能对稀释到100倍的血液样本检测到完整DNA图谱，对于250倍和1000倍稀释的样本，平均检测位点分别为7个和2个，见图2。文章指出，导致IQ位点检出率低的原因可能是血液中存在大量的血红蛋白与DNA竞争性地结合磁珠，致使部分DNA位点丢失。
图2. 不同提取方法的血液样本Blood DNA位点检出数量。
对于接触性检材，QIAcube、QIAsymphony和IQ可生成更高质量DNA图谱
相比于Chelex提取，QIAcube、QIAsymphony和IQ可获得更多高质量高得率的DNA（图3A），检测到更多STR位点（图3B）。85%的通过Chelex提取到的DNA浓度小于0.023ng/ul，而QIAcube、QIAsymphony和IQ的比例分别为30%，39%和37%。同样，高达37%的Chelex提取DNA没有产生任何图谱，而其他三种方法的这一比例则低至7%。
图3. 不同提取方法比较76个接触性检材的DNA浓度与STR位点数量。A. DNA浓度分布情况；B. STR位点数量分布情况；
结论
文中多个数据表明，不论是血液样本、白膜层样本还是接触性检材，采用QIAcube、QIAsymphony方法均可成功获得高质量DNA和后期STR图谱，效果优于Chelex提取
案件检材可优先选用高通量QIAsymphony系统提取，尤其是接触性检材，大大提高DNA质量和STR位点数量
QIAcube非常适用于提取混合斑等挑战性检材