Validation and Forensic Application of a Domestic Human DNA Quantitative Detection Kit

doi:10.12116/j.issn.1004-5619.2023.531101

Abstract

Abstract:

Objective To verify the efficacy of a domestic human DNA quantification kit based on real-time fluorescence quantitative PCR in detecting the total human DNA concentration, male DNA concentration in mixed male/female DNA samples, the degree of DNA degradation and inhibitor tolerance. Methods Samples with different concentrations, different male/female ratios, different concentrations of inhibitors, and different degradation degrees were tested using the domestic human DNA quantification kit based on real-time fluorescence quantitative PCR. This kit was compared with a similar product on the market and was applied to the detection of DNA from real cases. Results This human DNA quantification kit can effectively detect human DNA as low as 0.001 65 ng/μL, and 6.25 pg/μL of male DNA in mixed samples with a male-to-female ratio of 1∶15 000. Even when the sample contains as high as 400 ng/μL of humic acid or 1 000 μmol/L of hemin alone, the DNA concentration can still be accurately detected. The degradation index can effectively characterize the degradation degree of the sample. This kit has been successfully applied in forensic practice. Conclusion This human DNA quantification kit is accurate and reliable in detection. It can accurately reflect the degradation of DNA and inhibitor tolerance. It has good performance in quantitative accuracy, determination of the male/female ratio in mixed samples, and inhibitor tolerance. It has application potential in forensic case examination.

Key words: forensic genetics, DNA quantification, short tandem repeat （STR）, real-time quantitative PCR, detection effectiveness

CLC Number:

Jing CHEN, Ya-ping WANG, Yun-peng FENG, Xiao-xin HU, Zhen-jun JIA, Hong-di LIU, An-xin YAN, Yong-jiu LI, Zhu PENG, Zhi-fang LIU, Jian-gang CHEN. Validation and Forensic Application of a Domestic Human DNA Quantitative Detection Kit[J]. Journal of Forensic Medicine, 2025, 41(3): 252-259.

Figures/Tables 7

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实际质量浓度/ （ng·μL^-1）	AS		AL		Y
实际质量浓度/ （ng·μL^-1）	测定质量浓度/（ng·μL^-1）	平均相对误差/%	测定质量浓度/（ng·μL^-1）	平均相对误差/%	测定质量浓度/（ng·μL^-1）	平均相对误差/%
0.001 65	0.001 70±0.001 00	3.03	0.001 30±0.001 00	21.21	0.000 70±0.000 00	57.58
0.003 3	0.003 20±0.000 00	3.03	0.003 80±0.001 00	15.15	0.002 90±0.001 00	12.12
0.005	0.004 90±0.001 00	2.00	0.005 00±0.001 00	0.00	0.003 30±0.002 00	34.00
0.01	0.011 70±0.001 00	17.00	0.011 40±0.000 00	14.00	0.009 50±0.002 00	5.00
0.033	0.035 20±0.002 00	6.66	0.035 10±0.002 00	6.36	0.034 10±0.005 00	3.33
0.05	0.051 20±0.002 00	2.40	0.054 30±0.004 00	8.60	0.054 20±0.002 00	8.40
0.1	0.097 00±0.004 00	3.00	0.100 40±0.004 00	0.40	0.109 60±0.003 00	9.60
0.5	0.496 00±0.012 00	0.80	0.482 40±0.006 00	3.52	0.509 20±0.020 00	1.84
1	0.984 70±0.012 00	1.53	0.932 70±0.023 00	6.73	1.012 90±0.030 00	1.29
5	4.945 00±0.042 00	1.10	5.088 00±0.162 00	1.76	4.951 50±0.096 00	0.97
10	9.838 5 0±0.011 00	1.62	10.300 00±0.110 00	3.00	10.222 00±0.328 00	2.22
20	20.030 00±0.000 00	0.15	21.425 00±0.125 00	7.13	23.020 00±0.070 00	15.10
40	38.620 00±1.790 00	3.45	44.650 00±0.630 00	11.63	51.250 00±0.880 00	28.13
50	50.375 00±0.905 00	0.75	50.190 00±0.910 00	0.38	68.315 00±2.515 00	36.63

实际质量浓度/ （ng·μL^-1）	AS		AL		Y
实际质量浓度/ （ng·μL^-1）	测定质量浓度/（ng·μL^-1）	平均相对误差/%	测定质量浓度/（ng·μL^-1）	平均相对误差/%	测定质量浓度/（ng·μL^-1）	平均相对误差/%
0.001 65	0.001 70±0.001 00	3.03	0.001 30±0.001 00	21.21	0.000 70±0.000 00	57.58
0.003 3	0.003 20±0.000 00	3.03	0.003 80±0.001 00	15.15	0.002 90±0.001 00	12.12
0.005	0.004 90±0.001 00	2.00	0.005 00±0.001 00	0.00	0.003 30±0.002 00	34.00
0.01	0.011 70±0.001 00	17.00	0.011 40±0.000 00	14.00	0.009 50±0.002 00	5.00
0.033	0.035 20±0.002 00	6.66	0.035 10±0.002 00	6.36	0.034 10±0.005 00	3.33
0.05	0.051 20±0.002 00	2.40	0.054 30±0.004 00	8.60	0.054 20±0.002 00	8.40
0.1	0.097 00±0.004 00	3.00	0.100 40±0.004 00	0.40	0.109 60±0.003 00	9.60
0.5	0.496 00±0.012 00	0.80	0.482 40±0.006 00	3.52	0.509 20±0.020 00	1.84
1	0.984 70±0.012 00	1.53	0.932 70±0.023 00	6.73	1.012 90±0.030 00	1.29
5	4.945 00±0.042 00	1.10	5.088 00±0.162 00	1.76	4.951 50±0.096 00	0.97
10	9.838 5 0±0.011 00	1.62	10.300 00±0.110 00	3.00	10.222 00±0.328 00	2.22
20	20.030 00±0.000 00	0.15	21.425 00±0.125 00	7.13	23.020 00±0.070 00	15.10
40	38.620 00±1.790 00	3.45	44.650 00±0.630 00	11.63	51.250 00±0.880 00	28.13
50	50.375 00±0.905 00	0.75	50.190 00±0.910 00	0.38	68.315 00±2.515 00	36.63

抑制剂	浓度	抑制指数	FastDirect 44Y		PowerPlex Y23
抑制剂	浓度	抑制指数	平均峰高/RFU	出峰率/%	平均峰高/RFU	出峰率/%
血红素/（μmol·L^-1）	0	0	3 790	100.00	4 469	100.00
	500	-0.1	2 334	100.00	6 089	100.00
	750	0.07	1 495	100.00	5 468	100.00
	1 000	3.03	1 219	65.04	3 920	100.00
	1 250	N/A	1 023	34.96	4 855	100.00
腐殖酸/（ng·μL^-1）	0	0	2 558	100.00	3 101	100.00
	100	0.11	2 425	100.00	3 466	100.00
	150	0.1	1 914	100.00	3 500	100.00
	200	0.28	914	97.56	3 036	100.00
	300	2.96	434	19.51	1 379	58.70
	400	N/A	0	0.00	698	10.87

抑制剂	浓度	抑制指数	FastDirect 44Y		PowerPlex Y23
抑制剂	浓度	抑制指数	平均峰高/RFU	出峰率/%	平均峰高/RFU	出峰率/%
血红素/（μmol·L^-1）	0	0	3 790	100.00	4 469	100.00
	500	-0.1	2 334	100.00	6 089	100.00
	750	0.07	1 495	100.00	5 468	100.00
	1 000	3.03	1 219	65.04	3 920	100.00
	1 250	N/A	1 023	34.96	4 855	100.00
腐殖酸/（ng·μL^-1）	0	0	2 558	100.00	3 101	100.00
	100	0.11	2 425	100.00	3 466	100.00
	150	0.1	1 914	100.00	3 500	100.00
	200	0.28	914	97.56	3 036	100.00
	300	2.96	434	19.51	1 379	58.70
	400	N/A	0	0.00	698	10.87

编号	定量质量浓度/（ng·μL^-1）	降解指数	降解程度	STR分型
编号	定量质量浓度/（ng·μL^-1）	降解指数	降解程度	出峰率/%	平均峰高/RFU
1	10.860 0	1.27	无降解	100.00	14 286
2	8.986 0	1.85	低程度	100.00	2 937
3	6.186 0	3.41	低程度	85.71	3 106
4	5.276 0	6.70	中程度	57.14	472
5	6.459 0	7.87	中程度	50.00	1 262
6	2.123 3	13.26	高程度	31.75	406
7	0.738 3	1 509.34	高程度	19.05	484
8	0.047 2	1.22	无降解	100.00	12 274
9	0.021 4	2.03	低程度	95.24	2 049
10	0.019 1	2.94	低程度	57.14	645
11	0.002 9	5.15	中程度	15.87	204
12	0.009 4	5.39	中程度	33.33	938
13	0.004 5	9.96	高程度	28.57	363
14	0.000 6	-	高程度	0.00	0