Quando uma possível evidência de DNA - digamos, de um caso de agressão sexual - é submetido a um laboratório forense para análise, os cientistas muitas vezes enfrentam o demorado desafio de determinar qual perfil de DNA veio da vítima e qual veio do criminoso.

"Os cientistas forenses têm que gastar muito tempo no final da parte de análise tentando deconvoluir qual perfil de DNA veio de qual pessoa em cada locus genético, "disse Tracey Dawson Cruz, Ph.D., professor associado e presidente do Departamento de Ciência Forense da Faculdade de Ciências Humanas da Virginia Commonwealth University. "Este tem sido, historicamente, um dos problemas mais desafiadores do DNA forense."

Um novo processo que está sendo desenvolvido pela ciência forense da VCU e pesquisadores da física pode tornar o processo mais fácil.

Dawson Cruz, junto com Sarah Seashols-Williams, Ph.D., professor assistente de ciência forense, e Joseph Reiner, Ph.D., professor associado do Departamento de Física, descobriram que uma "pinça óptica" - um compacto, feixe de laser fortemente focado que usa uma lente objetiva de imersão em um microscópio invertido para criar uma armadilha óptica - é eficaz na separação de células mistas, como espermatozóides e células vaginais, dentro de uma solução.

"No trabalho de caso de agressão sexual, você frequentemente terá espermatozoides misturados com muitos outros tipos de células, "Reiner disse." É fácil identificar uma célula de esperma ao microscópio. Então, pegamos nossas pinças a laser e as usamos para selecionar as células espermáticas e isolá-las dos outros tipos de células. Depois disto, podemos extraí-los para análise de DNA. "

A equipe escreveu um artigo, "Pinças ópticas como uma ferramenta eficaz para o isolamento de espermatozóides de amostras forenses mistas, "isso demonstra como o processo funciona e mostra que os laboratórios criminais podem obter um perfil de DNA completo de forma consistente a partir de apenas 50 espermatozoides pinçados. O artigo será publicado em uma próxima edição da revista PLOS One .

"Porque [o processo] é manual, é realmente importante definir o número de células individuais que devem ser removidas da mistura. Porque se isso for muito alto, então pode ser um momento proibitivo, pode ser um processo muito demorado para um laboratório querer assumir, "Dawson Cruz disse." Portanto, a descoberta da necessidade de apenas 50 células de esperma é muito boa. "

Pesquisas anteriores que usaram pinças ópticas em amostras forenses foram realizadas há uma década, e, nesse caso, 500 células de esperma eram necessárias para desenvolver um perfil completo.

"O campo melhorou dramaticamente em termos de sensibilidade, "Seashols-Williams disse." É por isso que achamos que este é um projeto tão interessante. O aumento da sensibilidade realmente torna as pinças ópticas mais viáveis ​​agora do que há 10 anos. "

A equipe também demonstrou que um completo, O perfil de DNA de fonte única foi obtido isolando-se as células espermáticas por meio de captura óptica de uma mistura de espermatozoides e células epiteliais vaginais.

"Com base nesses resultados, pinças ópticas são uma opção viável para aplicações forenses, como separação de populações mistas de células em evidências forenses, "escreveu a equipe no jornal.

Agora que a equipe demonstrou que o processo funciona, seu próximo objetivo é acoplá-lo a um dispositivo de microchip que permitiria aos laboratórios de ciência forense aplicá-lo facilmente em seu trabalho diário analisando evidências de DNA.

"Já mostramos uma prova de conceito de que você pode separar essas células, "Seashols-Williams disse." Se for simplificado, Acho que os laboratórios seriam receptivos para implementá-lo. Nossos desafios agora são transferir as células para o fluxo de trabalho do DNA. É por isso que queremos este dispositivo tudo-em-um para que seja simplificado e não percamos células na transferência. "

A equipe também está planejando aplicar pinças ópticas em evidências forenses, além de espermatozoides e células epiteliais vaginais.

"Estamos expandindo o projeto para observar células de outras morfologias, "Seashols-Williams disse." Você provavelmente sabe que os glóbulos vermelhos não têm DNA. Eles não têm um núcleo. Portanto, a principal fonte de seu DNA no sangue são os glóbulos brancos. Quando estamos olhando para uma amostra de sangue misturada com células de toque ou células vaginais, para nós sermos capazes de extrair os glóbulos brancos e isolá-los dos outros componentes, também pode ser muito útil.

"Então, achamos que podemos expandir os tipos de células para as quais as pinças ópticas podem ser usadas, " ela disse.