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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
2、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,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 切割,連合及重
3、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,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(*發酵液中的藥物蛋白
4、,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朝宋慈(1186-124
5、9)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 Locard)物證傳遞人傳人人傳物件,現場勘查,物理
6、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,父,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DNA,將清洗過的樣品放入膠管(1.5ml)加入水、樹脂將膠管放於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*基因*用內切酶切割(高質量DNA)用PCR複製
7、,切割,PCR,切割,步驟二:量度DNA片段長度,2.以電泳量度DNA 片段長度,1,2,3,4,5,6,5,樣品,長度標準,電泳方向,凝膠 gel,+,_,血漬,疑人A,疑人B,_,+,電泳方向,步驟三:較對DNA分析結果,TPOX 6,10,10,6,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,疑父,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,(香港教育學院科學系編制)(香港政府化驗所網址),
