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LIMS 辅助 DNA 司法鉴定

2022 年 10 月 31 日

首次使用实验室信息管理系统（LIMS）进行法医调查是 LIMS 历史上的一个重要里程碑。不幸的是，它发生在一场可怕的悲剧之后——7 月 17 日、2007 日，TAM 航空公司 3054 号航班在巴西圣保罗坠毁。

一架空客 320 飞机在孔戈尼亚斯机场湿滑的跑道上降落时失去控制，滑过高速公路，撞上 TAM 航空公司的办公楼和加油站。

由此产生的爆炸导致所有 189 名乘客以及在该大楼工作的 10 名员工丧生。消防员花了六个多小时才控制住了火势。

为在坠机事故中丧生者的家属画上句号似乎是一项几乎不可能完成的任务。专家质疑是否能找到具有用于基因分型的活 DNA 的生物材料，因为受害者已经暴露在估计约为 2,000°C 的温度下。

这项工作会很复杂，但圣保罗刑事研究所（IC）团队在 LabVantage 的帮助下，决心进行尝试。

开创 LIMS 的新用途

8 月 2009 日，LabVantage 收购了 Applied Biosystems 的 SQL*LIMS 业务。[1] 此次收购促使 LabVantage 团队参与与圣保罗刑事研究所的合作，以两个主要方式协助其工作：

现场应用专家将在 IC DNA 实验室协助进行 DNA 定量和电泳。
LabVantage 团队将帮助创建一个数据库，以使用 SQL*LIMS 软件管理受害者及其亲属的个人资料。然后，该软件将用于通过亲属关系统计分析来比较概况。

当时，LIMS 尚未用于人类身份亲缘关系分析。此类系统主要针对生物样本库、制药、食品和化工行业应用进行配置，以简化样品管理、质量控制和保证流程。

为了应对该项目的特殊挑战，LabVantage 团队重新设计了 LIMS 软件，增加了一个专为基于亲缘关系分析的数据搜索和匹配 DNA 图谱而设计的工具。为了比较 DNA 图谱，创建了一个统计计算。

制备样品

根据从受害者亲属那里收集的血液样本，为每个受害者创建了家庭信息组。受害者本身的样本更难获得，但可以从任何可用的生物材料中收集，包括血液、骨骼、组织和肌肉。总共从坠机现场回收的 280 件拍品被提交进行 DNA 提取。

使用了几种不同的提取方法，每种方法都根据材料的类型、保存状态和遭受的热损伤量量身定制。总共进行了大约 570 次 DNA 提取，包括一些重复和重采样。

分离后，使用 Quantifiler® 人 DNA 定量试剂盒通过实时 PCR 测量每个样品中的 DNA 量。在 PCR 扩增过程中调整 DNA 浓度以获得最佳效率。相同的方案用于受害者家属样本的 DNA 基因分型。使用 AmpFlSTR® Identifiler® PCR 扩增试剂盒进行约 550 次扩增反应，使用 AmpFlSTR® Yfiler® PCR 扩增试剂盒进行约 200 次扩增反应。在毛细管电泳和数据解释之后，将得到的图谱存储在 LIMS 中。

大约 55 个样品表现出显著的 DNA 降解。为了补偿这一点，使用 AmpFlSTR® MiniFiler™ PCR 扩增试剂盒对这些样品进行扩增，使其能够补充使用其他试剂获得的部分谱图。这种方法非常成功，以至于在 IC DNA 实验室收到的 280 个批次中，只有两个由于未能产生至少部分图谱而得出不确定的结果。

LIMS 开始工作

收集到的所有信息都存储在 LIMS 数据库中，以便可以将亲属的个人资料与受害者进行比较，以确定身份。每次数据库搜索大约需要一分钟。由于使用了各种技术，从提取到数据库搜索的整个过程可以在 48 小时内完成。

该数据库用于存储各种信息——包括亲属的登记、受害者与其亲属之间的关系、DNA 档案、受害者的基本信息以及要使用的搜索方法。根据受害者与其亲属之间的关系类型，使用了不同的搜索方法，包括母子关系、亲子关系、反向亲子关系和兄弟关系。一些受害者是通过法医人类学或其他方法确定的。只有 22.86% 的受害者资料在数据库中没有任何匹配项，因为亲属没有提供他们的生物样本进行比较。

创造 LIMS 历史

圣保罗项目标志着 DNA 数据库首次在巴西用于人类身份鉴定目的。这一突破是通过使用 LabVantage 团队专门为此目的开发的定制工具实现的。

使用这些工具，一个团队（由来自法医研究所的 8 名现场应用专家、IC 专家和警医组成）能够从收集的样本中确定 185 名受害者中的 126 名。尽管合作伙伴关系计划持续 60 天，但所有 DNA 鉴定都在一个月内完成。 仅在前 15 天，就开发了 LabVantage 软件，建立了工作流程，将档案输入数据库，并确定了大多数受害者。