간섭 기판에서 혈액의 흔적을 검출하는 새로운 라만 분광법

Aug 20, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 5384(2023) 이 기사 인용

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범죄 현장에서 발견된 체액의 흔적은 DNA 증거의 주요 원천입니다. 라만 분광법은 법의학 목적으로 생물학적 얼룩을 식별하는 유망한 보편적 기술입니다. 이 방법의 장점은 미량으로 작업할 수 있는 능력, 높은 화학적 특이성, 시료 준비가 필요 없고 비파괴적인 특성을 포함합니다. 그러나 일반적인 기판 간섭으로 인해 이 새로운 기술의 실제 적용이 제한됩니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 여러 일반적인 기질에서 혈흔을 검출하기 위해 "스펙트럼 복잡성 감소"(RSC) 및 "추가 방법과 결합된 다변량 곡선 분해능"(MCRAD)이라는 두 가지 접근 방식을 조사했습니다. 후자의 접근 방식에서 실험 스펙트럼은 표적 구성 요소의 알려진 스펙트럼을 사용하여 수치적으로 "적정"되었습니다. 실제 법의학을 위한 두 가지 방법의 장단점을 평가했습니다. 또한, 오탐 가능성을 줄이기 위한 계층적 접근 방식이 제안되었습니다.

범죄 현장에서 발견된 체액 흔적은 사건을 재구성하는 데 중요한 역할을 하며 DNA, RNA 등의 주요 소스입니다. 현재 체액 탐지 및 식별을 위한 대부분의 방법은 생화학 반응을 기반으로 합니다1. 강력범죄 현장에서 흔히 발견되는 혈흔에 대해서는 여러 가지 추정·확증적 검사가 개발됐다. 현장에서 실시할 수 있는 추정 혈액 검사는 주로 적혈구에서 헤모글로빈(Hb)의 과산화효소 촉매작용을 기반으로 합니다. 이러한 테스트는 잠재적으로 환경 산화제로 인한 위양성 결과를 초래할 수 있습니다2,3. Teichmann 및 Takayama 헤모글로빈 결정 검사를 포함한 혈액 확인 검사와 ELISA 및 LDH 분석과 같은 면역학적 검사는 노동 집약적이고 비용이 많이 들며 실험실 환경이 필요합니다4. 최근 혈액을 포함한 체액 식별을 위한 여러 가지 새로운 기술이 개발되었습니다. 액체 크로마토그래피-질량 분석법 및 모세관 전기영동을 통해 모든 주요 체액을 확증적으로 식별할 수 있습니다. 그러나 이러한 테스트는 시간이 많이 걸리고 광범위한 샘플 준비와 실험실 설정이 필요합니다5,6. mRNA 발현 분석은 상향 조절된 바이오마커의 RNA 시퀀싱을 표적으로 삼아 특이성과 민감성으로 인해 체액과 조직을 식별하는 도구로 법의학에도 도입되었습니다. 이러한 RNA 분석은 성폭행 사례에서 잠재적으로 발견되는 다중 체액 샘플 연구로 성공적으로 확장되었습니다7,8.

IR, UV\u2012Vis 흡수 및 형광과 같은 분광학 방법은 체액 흔적9,10,11,12,13을 감지하고 식별하는 데 큰 잠재력을 갖는 것으로 나타났습니다. 이러한 기술은 비파괴적이며 휴대용 상용 장비를 사용할 수 있으므로 범죄 현장에 적용될 수 있습니다. 이러한 새로운 방법 중에서 라만 분광법은 특이성, 사용 용이성, 최소한의 샘플 준비 필요, 범죄 현장에서 수행 가능성으로 인해 법의학적으로 관련된 모든 체액을 식별하기 위한 보편적이고 확증적인 방법으로 매우 매력적으로 보입니다4 ,14,15,16. 법의학에서 라만 분광학의 이점에는 수 피코그램 또는 펨토리터만큼 낮은 양의 물질로 작업할 수 있는 가능성, 샘플의 화학적 구성 및 구조에 대한 높은 감도, 비접촉 및 비파괴 분석 방법이 포함됩니다. 라만 분광법은 이미 법 집행 기관에서 확증적인 약물 식별, 추적 증거, 페인트 및 섬유 분석 등에 사용되고 있습니다.17,18. 라만 분광법과 결합된 화학 측정 분석을 통해 혈흔19,20의 확증적 식별, 증착 이후 시간 결정21, 인간 혈액과 동물 혈액22 구별, 기증자에 대한 표현형 정보 제공23,24이 가능합니다.