Zie Nieuws

Lab-on-chip helpt met speuren naar menselijk DNA op crime scene

Een crime scene ter plekke inspecteren op de aanwezigheid van menselijk DNA. Het is mogelijk dankzij het werk van UT-promovendus Brigitte Bruijns. In haar proefschrift beschrijft ze een lab-on-a-chip die snel aangeeft of een aangetroffen spoor menselijk DNA bevat en dus onder de loep moet worden genomen in het laboratorium.

Jaarlijks worden er door het Nederlands Forensisch Instituut (NFI) meer dan 100.000 DNA-analyses uitgevoerd. De helft daarvan levert geen bruikbaar DNA-profiel op en kan in de prullenbak. Dat is in de toekomst mogelijk verleden tijd dankzij de door Bruijns onderzochte lab-on-a-chip. Deze technologische doorbraak geeft ter plekke duidelijkheid wanneer een agent of forensisch expert een spoor aantreft. NEE betekent direct verder zoeken naar sporen die wél bruikbaar zijn. Bij JA is er menselijk DNA aanwezig en gaat het spoor mee naar het forensisch laboratorium voor DNA-profilering.

Lab-on-a-chip

Dit zogeheten indicatieve screenen gebeurt met een lab-on-a-chip, een piepklein apparaatje waarop verschillende labtechnieken zijn geïntegreerd. Het apparaatje heeft maar een minieme hoeveelheid monster nodig voor analyse. Het afgesloten systeem biedt directe analyse op de plaats delict en de kans op (cross-)contaminatie wordt verkleind.

Bruijns beschrijft in haar proefschrift vijf verschillende stappen die in de chip zijn geïntegreerd voor toepassing op een plaats delict:

  1. Bemonstering. Dit gebeurt door forensisch experts nu nog met swabs, een soort wattenstaafjes. Daar is al een enorme verbeterslag mogelijk. Veel cellen blijven nu achter op die swab en zijn er niet meer af te krijgen.
  2. Het bewerken van het DNA-monster. Oftewel de lysis van cellen. Dit is het kapotmaken van cellen om bij het DNA te komen, met daaropvolgend eventueel extractie en purificatie.
  3. In de praktijk bevat een plaats delict vaak kleine hoeveelheden DNA. Er is dus vermeerdering van het DNA (amplificatie) nodig.
  4. Detectie, vaak door middel van een fluorescente kleuring (dye). Hier biedt de lab-on-a-chip het antwoord: is er wel of geen menselijk DNA aanwezig?
  5. Opslag van het DNA voor verdere analyse in het lab.

Uniek

“Je moet die lab-on-a-chip zien als een soort zwangerschapstest”, vertelt Bruijns. “Forensische experts krijgen bij zo’n mini-onderzoek binnen maximaal dertig minuten een JA of NEE te zien. Het is voor veel professionals in de forensische wereld frustrerend dat de helft van alle monsters geen menselijk DNA profiel oplevert en dat daarmee schaarse capaciteit en middelen verloren gaan. Waar dat aan ligt, is een studie op zich. Er is meer onderzoek naar bemonstering nodig. Veel monsters bevatten weinig DNA en de kans op een goed profiel hangt nauw samen met de hoeveelheid DNA die je hebt. Het sample kan beschadigd zijn, bijvoorbeeld als het heel warm en vochtig is of als het blootgesteld wordt aan veel UV-licht.”
Volgens Bruijns bestaat een dergelijk apparaatje nog niet in de wereld van het forensisch onderzoek. “Er zijn wel testen die op een plaats delict kunnen aantonen of een monster menselijk bloed, speeksel, sperma of urine bevat, maar dit onderzoek beschrijft een stap eerder in het proces.”

Doorbraak

Het onderzoek van Bruijns kan in theorie een grote verandering in de beroepspraktijk van forensisch onderzoek teweegbrengen. Zo zouden agenten en forensisch onderzoekers moeten leren hoe ze om moeten gaan met de lab-on-a-chip. Ook krijgt het werk van een laboratorium een veel hogere opbrengst, de kans op een bruikbaar DNA-profiel is immers een stuk groter.

Financiering nodig

Arian van Asten, hoogleraar op de UvA en gastonderzoeker op het NFI, denkt dat de in Twente ontwikkelde technologie van grote waarde kan zijn voor de forensische praktijk. “Forensisch DNA-onderzoek is van onschatbare waarde bij strafrechtelijke onderzoeken. Om die reden kunnen experts wereldwijd nooit aan de vraag voldoen, hoeveel er ook in mensen en apparatuur wordt geïnvesteerd. Een slimme selectie van bewijsmateriaal op de plaats delict die de slagingskans van het DNA-onderzoek op het lab sterk vergroot, kan daarbij enorm helpen. Er is nog wel geld nodig voor verder onderzoek om de prototypes uit Twente verder te ontwikkelen tot een robuust en onmisbaar product voor de forensische expert.”

Meer informatie

Brigitte Bruijns voerde haar onderzoek uit in samenwerking met het Nederlands Forensisch Instituut. Bruins voltooide de bachelor Advanced Technology en de lerarenopleiding scheikunde aan de Universiteit Twente en de master Forensic Science aan de Universiteit van Amsterdam. Bruijns gaf tevens college binnen de opleiding Forensisch Onderzoek van hogeschool Saxion.
Ze voerde haar onderzoek uit binnen de vakgroep Mesoscale Chemical Systems (faculteit TNW) van prof. Han Gardeniers. De openbare verdediging van haar proefschrift vindt plaats op vrijdag 18 januari 2019. Een digitale versie van haar proefschrift getiteld Microfluidic devices for presumptive forensic tests is op te vragen.

J.C. Vreeman (Jochem)
Persvoorlichter (aanwezig ma-vr)