当一份承载着血缘疑问的样本(血液、口腔拭子等)被送入DNA鉴定实验室,它便开启了一段严谨、自动化且高度标准化的微观世界之旅。这段旅程的每一步都旨在确保最终数据的绝对准确与可靠。
一、第一站:接收与初处理(样本前处理区)
信息核对与登记:样本送达后,首先进行严格的接收登记。核对样本编号、当事人信息与委托单是否一致。司法鉴定样本还需核对照片、指纹等身份信息。
样本分装与编码:为原始样本分配唯一的实验室内部编号(如条形码),该编号将贯穿后续所有流程,实现样本的“匿名化”和追踪管理。通常会将样本分成两份,一份用于检测,一份作为备份留存。
DNA提取(核心步骤一):
细胞裂解:通过化学或物理方法(如加入蛋白酶K和裂解液)破坏细胞膜和核膜,释放出DNA。
分离纯化:利用DNA在不同条件下的吸附特性(如硅胶膜吸附柱法),将DNA与蛋白质、脂质、RNA等杂质分离,得到纯净的DNA溶液。
定量与质控:使用微量分光光度计或荧光定量仪测定提取出的DNA浓度和纯度,确保其符合下游实验要求。

二、第二站:PCR扩增(试剂配制区与扩增区)
反应体系配制:在超净工作台内,将纯化后的DNA模板、多重PCR引物混合液、DNA聚合酶、dNTPs等精确分装到PCR反应板的每一个孔中。此区域严格禁止任何PCR产物进入,以防污染。
热循环扩增:将反应板放入PCR仪(热循环仪)。仪器按照预设程序,自动进行数十个循环的“变性-退火-延伸”过程,将目标STR基因片段指数级扩增。扩增产物带有不同颜色的荧光标记。
三、第三站:毛细管电泳分离与检测(检测区)
产物准备:将少量PCR扩增产物与去离子甲酰胺和内标(用于精确判断片段大小的标准品)混合,进行变性处理,使双链DNA变为单链。
上机检测:将处理后的样品注入遗传分析仪的样品板。仪器自动将样品吸入充满聚合物的毛细管中。
电泳分离:在高电压下,不同长度的DNA片段(对应不同重复次数的STR等位基因)因其在聚合物中受到的阻力不同,而以不同速度泳动,从而实现分离。片段越短,跑得越快。
激光检测与数据采集:当带有荧光标记的DNA片段泳动到毛细管末端时,被激光激发产生荧光信号。探测器捕获这些信号,并转换为电信号,最终由电脑软件记录为峰图(电泳图谱)。每个峰的颜色代表荧光标记类型(即特定的STR基因座),峰的位置(到达时间)代表片段大小(即等位基因的重复次数)。
四、第四站:数据分析与报告生成(数据分析区)
基因分型:专业软件将原始峰图数据转换为数字化的基因型(如“D8S1179:12,15”)。分析员会仔细审核每个峰图的质量(峰高、峰形、是否重叠等),排除异常。
亲权指数计算:将孩子的基因型与假设父母的基因型进行比对,按照遗传规律,使用专门的统计学软件计算每个基因座的亲权指数(PI)和累计亲权指数(CPI)。
结果判定:根据行业标准(如CPI>10000且所有基因座符合遗传规律,则支持;≥3个基因座不符合则排除)形成初步结论。如有单个基因座不符,则评估为可能突变,并进行突变率计算。
复核与签发:所有数据和分析过程必须由另一名不参与前期实验的鉴定人进行独立复核。确认无误后,生成正式鉴定报告,由授权签字人审核签发。

五、贯穿全程的质量控制
分区管理:实验室严格分为试剂准备区、样本制备区、扩增区和产物分析区,各区域人员、物品、空气流向单向流动,防止交叉污染。
全程监控:从样本接收到报告发出,所有步骤均有记录,可追溯。
对照实验:每一批样本检测都包含已知分型的阳性对照和空白阴性对照,确保实验过程无误。
结论:一份亲子鉴定报告,是样本在高度洁净、高度自动化的实验室中,历经提取、扩增、分离、检测和多重数据分析与审核后诞生的科学产物。这条精密运转的流水线,每一个环节都凝结着标准操作程序(SOP)和质量控制(QC)的智慧,其最终目标只有一个:将微量的生物信息,转化为一份关于血缘关系的、确凿无误的科学陈述。

