生物科技与法证科学课件.ppt

1、生物科技與法證科學講者:張錦賢 日期:2005年2月5日大綱1.生物科技之定義、發展史2.生物科技之範疇3.生物科技之應用4.生物科技之衍生問題5.法證科學簡介6.法證DNA 分析7.案例8.法證DNA分析之新發展及爭議問題Biotechnology 生物科技 生物技術 生物工藝 生物工程(可譯自Biological Engineering)?生命科技、生命科學、生物科學定義 生物本身及其成份的商業開發 (Primrose,S.B)生物科技之發展史(一)釀酒(公元前6000年)漁農業(馴化技術)養蠶(?嫘祖)麵包發酵/醃製食品觀察及發現微生物工業原料之生產抗生素(20世中葉)傳统生物科技傳统生

2、物科技生物科技之發展史(二)確立重組DNA 技術(1972)Asilomar conference(1975)單克隆抗體(1975)重組胰島素(1982)聚合酶鏈反應(PCR)(1983)轉基因生物/基因改造生物(GMO)(1986)複製動物(Dolly,1996)DNA芯片(1997)破解人類基因組(2000)現代生物科技現代生物科技生物科技之範疇 遺傳工程/基因工程 單克隆抗體製造技術 發酵技術 下游處理技術 工業微生物技術、酶工程、複製技術、蛋白質工程、細胞培養技術、生物芯片/晶片技術、生物信息技術等遺傳工程/基因工程 由人工操作來改變遺傳物質的一種技術 重組DNA 技術利用酶將DNA

3、切割,連合及重組 EcoRI 識別位 GAATTC G AATTC CTTAAG CTTAA G 利用連合酶可將切開片段重新連合切割切割遺傳工程/基因工程 聚合酶鏈反應(PCR)(Kary Mullis,1983)複製特定的DNA序列可以產生/複製數以百萬計的相同DNA片段例子:藥物蛋白的製造(*利用基因工程技術可將特定的基因連合到細菌的DNA 中,以製造藥物蛋白)發酵技術 在發酵缸中大量培養细胞和生產代謝產物的工藝技術 藥物蛋白的製造(*携有該特定/外來基因的細菌,經過發酵過程,每一顆細菌,都像一所小工廠,不斷生產藥物蛋白)下游處理 從發酵液中分離和純化產品的技術 藥物蛋白的製造(*發酵液中

4、的藥物蛋白,經過下游處理(柱),提鍊成純的藥物蛋白)生物科技之應用(一)醫療重組蛋白胰島素、肝炎疫苗 診斷以單克隆抗體、PCR 診斷疾病 漁農業轉基因生物高產量乳牛、抗虫害植物 環保以細菌降解污染物 採礦生物淋溶技術(bioleaching)金、銅、鈷、鈾等生物科技之應用(二)食品革新單細胞蛋白(SCP)、甜味劑(低熱)能源生物能源酒精 法證科學 DNA紋印技術/DNA指模 其他人造雪、螢光魚、複製猫生物科技衍生的問題 轉基因生物的安全性 複製生物人的宗教及倫理問題 基因資料的私隱問題 基因治療 幹細胞(stem cell)的倫理問題 生物戰法證科學簡介 法庭科學 定義-法律事務的科學應用 宋

5、朝宋慈(1186-1249)洗寃集錄1.分辨扼死或溺斃2.分辨焚屍或燒死3.滴血法法證科學之範疇 現場勘查技術 毒理分析 交通意外調查 文件鑑證技術 槍械及軍火鑑證 纖維分析、工具痕跡分析 血濺形態分析 法證DNA 分析等傳统血型分析 只可用於排除某一疑犯 分辨能力低約 50%香港華人是O型血型 不能分析變壞樣品 所需樣品份量多 不能分析微量人體物質(例如:手皮細胞)法證DNA分析 可用於指證某一疑犯 分辨能力高 可分析變壞樣品 所需樣品份量極少,如手皮細胞等 技術可被自動化現場勘查及物證檢驗 每次接觸皆留下蛛絲馬跡Every contact leaves a trace(Edmund Loc

6、ard)物證傳遞人傳人人傳物件現場勘查 物理物證鞋印、玻璃碎、纖維等 生物物證血漬、精液、唾液、毛髮、手皮細胞等遺傳學 人是由無數細胞組成 每一顆細胞的DNA/染色體皆相同(紅血球除外)染色體包含很多基因 基因是一對的,一個來自父親,另一個來自母親遺傳學(圖解)母母父父孩子孩子法證DNA 之分析步驟一:從生物樣品提取DNA步驟二:量度DNA片段/基因長度步驟三:較對DNA分析結果步驟一:從生物樣品提取DNA1.將清洗過的樣品放入膠管(1.5ml)2.加入水、樹脂3.將膠管放於100水浴,反應8分鍾(*樹脂能螯合水中的二價金屬離子,使核酸酶不能破壞DNA)步驟二:量度DNA片段長度1.切割或複製

7、*基因*用內切酶切割(高質量DNA)用PCR複製切割切割PCR切割切割步驟二:量度DNA片段長度2.以電泳量度DNA 片段長度1234565樣品樣品長度標準長度標準電電泳泳方方向向凝膠凝膠 gel+_血漬血漬疑人疑人A疑人疑人B_+電泳方向電泳方向步驟三:較對DNA分析結果 TPOX 6,10106案例一 罪案物證上之DNA來源血隱藏DNA(latent DNA)案例二 遺體身份之辨認疑母疑母疑父疑父死者死者法證DNA分析之新發展 化驗技術自動化 可以大量處理樣品,節省資源 免卻人為錯誤 工具微型化 可現場進行分析 基因資料庫(全國性、某類人士)發展更靈敏及更廣泛的分析方法 腐爛或久遠的樣品 檢定其他特徵(種族、膚色等)DNA 證供之爭議問題 化驗所的品質控制 参加認證計劃(美國罪證化驗所所長協會)化驗技術自動化 基因資料的私隱問題 立法監管有關網址www.ied.edu.hk/biotech(香港教育學院科學系編制)www.govtlab.gov.hk(香港政府化驗所網址)