Retsmedicinsk biologi - Forensic biology
Retsmedicinsk biologi er anvendelsen af biologi til at knytte en eller flere personer, uanset om de er mistænkte eller offer, til et sted, en genstand (eller samling af genstande), en anden person (henholdsvis offer eller mistænkt). Det kan bruges til yderligere undersøgelser af både straffesager og civile sager. To af de vigtigste faktorer, der konstant skal overvejes under hele indsamlingen, behandlingen og analysen af beviser, er vedligeholdelse af forældremyndighedskæde samt forebyggelse af forurening, især i betragtning af karakteren af de fleste biologiske beviser. Retsmedicinsk biologi er inkorporeret i og er et væsentligt aspekt af talrige retsmedicinske discipliner, hvoraf nogle omfatter retsmedicinsk antropologi , retsmedicinsk entomologi ,retsmedicinsk odontologi , retsmedicinsk patologi , retsmedicinsk toksikologi . Når udtrykket "retsmedicinsk biologi" bruges, betragtes det ofte som synonymt med DNA -analyse af biologisk bevis.
| Del af en serie om |
| Retsmedicinsk videnskab |
|---|
 |
Discipliner
DNA -analyse
DNA eller deoxyribonukleinsyre er et af de mest populære beviser for at komme sig på et gerningssted. Oftere end ikke betragtes bevis indeholdende DNA som biologisk bevis . Med alle de betydelige fremskridt, der er gjort med hensyn til DNA, anerkendes biologisk bevis for at være den gyldne standard inden for retsmedicin.
På stedet skal biologiske beviser i første omgang genkendes synligt. Nogle gange er dette ikke altid muligt, og hjælp fra en alternativ lyskilde eller ALS er påkrævet. Når det er identificeret som en potentiel kilde, udføres formodede tests for at fastslå muligheden for den specificerede biologiske tilstedeværelse (sæd, spyt, blod, urin osv.). Hvis det er positivt, indsamles prøverne og indsendes til analyse i laboratoriet, hvor der udføres bekræftende test og yderligere test.
DNA -analyse har mange applikationer såsom faderskabstest, identifikationer af ukendte menneskelige rester, gennembrud i kolde tilfælde samt forbindelse mellem mistænkte og/eller ofre til et eller flere beviser, en scene eller en anden person (offer eller mistænkt, henholdsvis). Nukleare DNA -beviser kan inddrives fra blod , sæd , spyt , epitelceller og hår (hvis roden stadig er intakt). Endvidere kan mitokondrie -DNA genvindes fra hårets, knoglens og tændernes rødder . For de fleste retsmedicinske DNA -prøver udføres STR -analyse af autosomale korte tandem -gentagelser i et forsøg på at individualisere prøven til en person med en høj grad af statistisk konfidens.
Laboratorieanalyse af DNA -bevis involverer, at prøve -DNA'et ekstraheres , kvantificeres, amplificeres og visualiseres. Der er flere metoder til DNA-ekstraktion mulig, herunder organisk (phenol-chloroform) ekstraktion , Chelex- ekstraktion og differentialekstraktion . Kvantificering udføres sædvanligvis ved anvendelse af en form for polymerasekædereaktionen , kendt som real-time PCR , kvantitativ PCR eller qPCR. qPCR er den foretrukne metode til DNA-kvantificering i retsmedicinske sager, fordi den er meget præcis, menneskespecifik, kvalitativ og kvantitativ. Denne teknik analyserer ændringer i fluorescenssignaler fra amplificerede DNA-fragmenter mellem hver PCR-cyklus uden at skulle stoppe reaktionen eller åbne de temperaturfølsomme PCR-rør. Ud over de komponenter, der er nødvendige for at standardisere en PCR-reaktion (dvs. skabelon-DNA, omhyggeligt designet for- og omvendte primere , DNA-polymerase [normalt Taq ], dNTP'er og en bufferopløsning indeholdende Mg2+), involverer qPCR-reaktioner fluorescerende farvemærkede prober, der supplerer og annealer for den DNA -sekvens af interesse, der ligger mellem de to primere. Et "reporter" (R) farvestof er fastgjort i 5 'enden af den fluorescerende sonde, mens et "quencher" (Q) farvestof er fastgjort i 3' enden. Inden DNA -strengene forlænges af polymerasen, er reporteren og slukkeren tæt nok i rummet til, at ingen fluorescens detekteres af instrumentet (slukkeren absorberer/maskerer fuldstændigt reporterens fluorescens). Da polymerasen begynder at forlænge strengen, nedbrydes 5' -enden af sonden af polymerasen på grund af dens exonuclease -aktivitet. Reporterfarvestoffet frigives fra 5' -enden og slukkes ikke længere, hvilket muliggør påvisning af fluorescens. En graf er konstrueret til prøve-DNA'et, der sammenligner tilstedeværelsen af fluorescens (y-akse) til cyklinummer (x-akse) for qPCR-processen. Dette sammenlignes derefter med en standardkurve for cyklusfluorescensgrænsen (y-aksen) versus loggen af kendte DNA-koncentrationer (x-akse). Ved at sammenligne prøvedata med standardkurven kan man ekstrapolere DNA -koncentrationen i prøven, hvilket er vigtigt for at komme videre med PCR -amplifikation og kapillærelektroforese for at opnå en DNA -profil . DNA -profiler fremstilles i form af et elektroferogram . Den opnåede profil kan sammenlignes med kendte prøver som dem i CODIS for at identificere en mulig mistænkt. Baseret på kendte frekvenser af genotypen, der findes i DNA -profilen, kan DNA -analytikeren placere et statistisk mål for tillid til DNA -match.
Mitokondriel DNA -analyse
Mitokondrielt DNA (mtDNA) bruges i stedet for nukleare DNA, når retsmedicinske prøver er blevet nedbrudt, er beskadiget eller er i meget små mængder. I mange tilfælde kan der være menneskelige rester, der er ældre, nogle gange gamle, og de eneste muligheder for DNA -indsamling er knogler, tænder eller hår i kroppen. mtDNA er i stand til at blive ekstraheret fra sådanne nedbrudte prøver, fordi dets tilstedeværelse i celler er meget højere end atom -DNA. Der kan være mere end 1.000 kopier af mtDNA i en celle, mens der kun er to kopier af atom -DNA. Nuklear DNA arves fra både moderen og faderen, men mtDNA overføres kun fra moderen til alle hendes afkom. På grund af denne form for arv er mtDNA nyttig til identifikationsformål i retsmedicinsk arbejde, men kan også bruges til massekatastrofer, tilfælde af savnede personer, komplekst slægtskab og genetisk slægtsforskning.
Som nævnt er den største fordel ved at bruge mtDNA dets høje kopiantal. Der er imidlertid et par ulemper ved at bruge mtDNA i modsætning til nukleare DNA. Da mtDNA arves moderligt og overføres til hvert afkom, vil alle medlemmer af moderens familielinje dele en haplotype . En haplotype "er en gruppe alleler i en organisme, der arves sammen fra en enlig forælder". Deling af denne haplotype blandt familiemedlemmer kan forårsage et problem i retsmedicinske prøver, fordi disse prøver ofte er blandinger, der indeholder mere end én DNA -bidragyder. Dekonvolution og fortolkning af mtDNA -blandinger er vanskeligere end for nukleare DNA, og nogle laboratorier vælger ikke at prøve processen Da mtDNA ikke rekombinerer, er de genetiske markører ikke så forskellige som autosomale STR'er er i tilfælde af nuklear DNA. Et andet problem er heteroplasmi . Heteroplasmi er når et individ har mere end én type mtDNA i deres celler. Dette kan forårsage et problem i fortolkningen af data fra spørgsmålstegn ved retsmedicinske prøver og kendte prøver, der indeholder mtDNA. At have tilstrækkelig viden og forståelse af heteroplasmi kan hjælpe med at sikre en vellykket fortolkning.
Der er nogle måder at forbedre succes med mtDNA -analyse. Forebyggelse af kontaminering i alle testfaser og brug af positive og negative kontroller er en prioritet. Derudover kan brugen af mini-amplikoner være fordelagtig. Når en prøve af mtDNA er alvorligt nedbrudt eller er blevet hentet fra en gammel kilde, kan brugen af små amplikoner bruges til at forbedre amplifikationens succes under PCR . I disse tilfælde anvendes primere, der forstærker mindre områder af HV1 og HV2 i kontrolområdet for mtDNA. Denne proces er blevet omtalt som den 'gamle DNA' -tilgang.
Den første brug af mtDNA som bevis i retten var i 1996 i staten Tennessee mod Paul Ware . Der var kun omstændighedsbeviser mod Ware, så optagelse af mtDNA fra hår fundet i offerets hals og på stedet var nøglen til sagen.
I 2004 blev mtDNA ved hjælp af National Center for Missing and Exploited Children and ChoicePoint brugt til at løse en 22-årig forkølelsessag, hvor atom-DNA-beviset oprindeligt ikke var stærkt nok. Efter mtDNA-analyse blev Arbie Dean Williams dømt for drabet på den 15-årige Linda Strait, som var sket i 1982.
I 2012 tillod mtDNA-bevis efterforskere at etablere en forbindelse i en 36-årig undersøgelse af mordene på fire Michigan-børn . Hårfibre fundet på ligene af to af børnene blev testet, og mtDNA viste sig at være det samme for hver prøve. For efterforskerne var dette et stort brud, fordi det betød, at mordene sandsynligvis var forbundet.
Retsmedicinsk antropologi
Antropologi anvendes mest regelmæssigt til retsmedicin gennem indsamling og analyse af menneskelige skeletrester. De primære mål for antropologisk involvering omfatter identifikation og hjælp til rekonstruktion af scener ved at bestemme detaljer om omstændighederne ved offerets død. I tilfælde, hvor konventionelle teknikker ikke er i stand til at bestemme identiteten af resterne på grund af mangel på blødt væv, skal antropologer udlede visse egenskaber baseret på skeletresterne. Race, køn, alder og mulige lidelser kan ofte bestemmes gennem knoglemålinger og søge spor i hele skeletstrukturen.
Retsmedicinsk botanik
En retsmedicinsk botaniker ser på plantelivet for at få oplysninger om mulige forbrydelser. Blade , frø og pollen, der findes enten på et legeme eller på stedet for en forbrydelse, kan tilbyde værdifuld information om en tidsforløb for en forbrydelse, og også hvis kroppen er blevet flyttet mellem to eller flere forskellige steder. Den retsmedicinske undersøgelse af pollen er kendt som retsmedicinsk palynologi og kan ofte producere specifikke fund for placeringen af død, nedbrydning og årstid. Kendskabet til systematik fører til identifikation af beviser på gerningsstedet. Det morfologiske og anatomiske studie nyder samling af prøver fra gerningsstedet og dets in vitro -analyse. Det fører til korrekt fremlæggelse af beviser for domstolen.
Retsmedicinsk ornitologi
Fuglerester kan først og fremmest identificeres fra fjer (som er karakteristiske for en bestemt art på både makroskopisk og mikroskopisk niveau).
Retsmedicinsk odontologi
Tandpleje har hjulpet retshåndhævelse i straffesager og civile sager ved at opdage og løse sager. Odontologi blev først populær i 1960'erne, da en interesse blev skabt af det første instruktionsprogram i USA ved Armed Forces Institute of Pathology. På grund af dette program er udtrykket "retsmedicinsk odontologi" nu velkendt i tandlægen og retshåndhævende myndigheder. Odontologer eller tandlæger kan bruge tandvidenskab til at kende en persons identitet. Tænder kan bruges som våben og efterlader derfor oplysninger om en person. Disse oplysninger er nøglen til at anerkende misbrug blandt mennesker i alle aldre.
Retsmedicinsk patologi
En retsmediciner er en læge, der er ekspert i både traumer og sygdomme og er ansvarlig for at foretage obduktioner. Han/hun anvender deres omfattende viden om menneskekroppen og mulige interne og ydre forfald, når han/hun udfører en obduktion, for forhåbentlig at fastslå måden og dødsårsagen. Oplysninger, der stammer fra obduktionen, hjælper ofte i høj grad med både undersøgelsesindsats og sceneopbygning.
Retsmedicinsk toksikologi
Retsmedicinsk toksikologi er brugen af toksikologi og andre discipliner som analytisk kemi , farmakologi og klinisk kemi til at hjælpe medicinsk eller juridisk undersøgelse af død, forgiftning og stofbrug. Den primære bekymring for retsmedicinsk toksikologi er ikke det juridiske resultat af den toksikologiske undersøgelse eller den anvendte teknologi, men snarere opnåelse og fortolkning af resultater.
Retsmedicinsk mikrobiologi
Med de seneste fremskridt inden for massiv parallel sekventering (MPS) eller næste generations sekventering (NGS) er retsmedicinsk mikrobiologi blevet et stadig mere lovende forskningsområde. “Indledende ansøgninger under omstændigheder som biokriminalitet, bioterrorisme og epidemiologi ledsages nu af udsigten til at bruge mikroorganismer (i) som supplerende bevis i straffesager; (ii) at afklare dødsårsager (f.eks. drukning, toksikologi, hospitalserhvervede infektioner, pludselig spædbarnsdød og rystede babysyndromer) (iii) at hjælpe menneskelig identifikation (mikrobiomer af hud, hår og kropsvæske) iv) for geolokalisering (jordmikrobiom eller mikrobiom af vandområder) og (v) at estimere postmortem -interval (thanatomicrobiome og epinecrotic microbial community) ”.
Bioterrorisme og epidemiologi
”Det er vigtigt at huske, at biologiske midler, der kan bruges som våben, ofte findes i miljøet. Af denne grund er det altid svært at afgøre, om infektioner forbundet med disse bioagenter er utilsigtede eller med vilje startet ”. Selvom det ikke var den første eller eneste forekomst af bioterrorisme, var det måske den mest bemærkelsesværdige sag i nyere minde at sende mindst fire konvolutter, der indeholder miltbrand i USA i september og oktober 2001. ”Mindst 22 ofre fik miltbrand som en resultatet af udsendelserne: 11 personer fik inhalationsmiltbrand, hvoraf 5 af disse infektioner resulterede i dødsfald; yderligere 11 personer led af kutan miltbrand. Derudover testede 31 personer positivt for eksponering for B. anthracis sporer ”. Men takket være fremskridt inden for PCR og helgenomsekvensering var forskere i stand til at samarbejde med FBI og kunne identificere kilden til bogstavsporer.
Postmortem analyse
”Post-mortem mikrobiologi (PMM) har til formål at opdage uventede infektioner, der forårsager pludselige dødsfald; bekræfte klinisk mistænkt, men ubevist infektion; evaluere effekten af antimikrobiel terapi; identificere nye patogener og genkende medicinske fejl. Derudover kan analysen af thanatomicrobiome hjælpe med at estimere post mortem-intervallet. ”. Der udføres i øjeblikket en omfattende mængde forskning, især ved hjælp af de berømte "kropsgårde" i hele USA, for at afgøre, om der er et konsekvent mikrobielt nedbrydning "ur", der kan bruges alene eller i forbindelse med andre teknikker (såsom retsmedicinsk entomologi) for at hjælpe med at estimere postmortem -intervaller. En sådan gruppe har gjort omfattende fremskridt med at beskrive sådan et mikrobielt ur og "mener, at hun er inden for to til fem år efter at have testet sit ur i et virkeligt gerningsstedsscenario". Men hvis et pålideligt og konsekvent mikrobielt ur er fast besluttet på at eksistere, "er det for tidligt at vide, om det mikrobielle ur vil passere videnskabelig og juridisk mønster", (Bønner) og "en dommer skulle også bestemme, at det mikrobielle ur opfylder standard for optagelse af sagkyndigt vidnesbyrd ”.
Vandprøve analyse
I tilfælde, der involverer en vandmasse på eller i nærheden af en forbrydelse, kan en prøve af vandet ekstraheres og analyseres under et lysmikroskop for mikroorganismer. En sådan mikroorganisme, der analyseres i prøver af ferskvand, er kiselalger, mikroskopiske alger af forskellige former. Forskellige vandområder har vist sig at indeholde unikke sæt diatomer, og derfor vil et bevis, der findes i en bestemt vandmasse, indeholde unikke diatomer på det, der kun findes i det specifikke vandområde. Derfor kan kiselalderen på et genstand eller legeme, der stilles spørgsmålstegn ved, sammenlignes med kiselalderen fra en vandmasse for at afgøre, om den havde været til stede i vandet.
Nuværende problemer
Efterslæb i seksuelle overgrebssæt
Inden DNA -test kunne mange tilfælde af seksuelle overgreb kun stole på "sagde han, sagde hun" og mulige vidner. Selv når DNA -analyse var tilgængelig, blev mange seksuelle overfaldssæt eller SAK'er aldrig testet og smidt ind i baglokalet eller opbevaringsfaciliteten, kun for at blive glemt, indtil de blev opdaget. Nu hvor DNA -analyse ofte bruges i de fleste tilfælde, undersøges og analyseres de fleste SAK'er. Problemet er imidlertid stadig om de eksisterende SAK'er, der aldrig er blevet testet. Et udbredt problem dengang, der stadig strækker sig til nu, er fraværet af midler til faktisk at behandle og analysere disse SAK'er. Mange distrikter ville dedikere deres midler til drab eller flere højt profilerede sager, og seksuelle overgreb ville blive fejet til side. Den største bekymring ved alle disse SAK'er er, hvordan man behandler dem alle, især da der bliver fundet flere og flere hvert år.
Kolde sager
Med de betydelige fremskridt inden for DNA -analyse kan gamle, åbne sager, der stadig har intakte beviser, undersøges for biologisk bevis. Nye profiler uploades til CODIS hver dag, så basispopulationen kan søge og sammenligne med stigninger. Biologisk test for kolde tilfælde, specifikt drab, støder på lignende vejspærringer som SAK'erne - mangel på midler eller DNA -prøverne er ikke blevet opbevaret korrekt, så der er sket for meget nedbrydning til levedygtige analyser.
Populær kultur
I populærkulturen skildres retsmedicinsk biologi ofte i shows som Law & Order , Hannibal, Bones , CSI , Dexter og Castle . Men takket være Hollywoods skildring af retsmedicin er analysen af biologisk bevis faldet offer for CSI -effekten , hvilket resulterer i, at offentlighedens opfattelse af dens evner bliver alvorligt forvrænget og dets grænser sløret.