ForschungspapierA confirmatory test for sperm in sexual assault samples using a microfluidic-integrated cell phone imaging system

Eine schnelle und effiziente Verarbeitung von Beweisen für sexuelle Übergriffe, um die forensische Untersuchung zu beschleunigen und den Rückstand bei der Fallbearbeitung zu verringern, ist dringend erforderlich. Daher können die standardisierten Protokolle, die derzeit in forensischen Labors verwendet werden, von kontinuierlichen Innovationen profitieren, um die zunehmende Anzahl und Komplexität von Proben, die in forensischen Labors eingereicht werden, zu bewältigen. Unseres Wissens gibt es derzeit keine schnelle und tragbare forensische Screening-Technologie, die auf einem Bestätigungstest für die Identifizierung von Spermien in einem Kit für sexuelle Übergriffe basiert. Hier stellen wir ein neuartiges forensisches Proben-Screening-Tool vor, d. h. einen Mikrochip, der in eine tragbare Handy-Bildgebungsplattform integriert ist, die Bilder zur weiteren Untersuchung und Speicherung aufnimmt und verarbeitet. Die Plattform (i) führt ein präzises und schnelles Screening von Abstrichproben durch (<15 Minuten nach der Probenvorbereitung auf dem Chip); (ii) fängt selektiv Spermien aus Proben von sexuellen Übergriffen ab, indem sie eine neuartige und bereits veröffentlichte Oberflächenchemie auf SLeX-Basis verwendet; (iii) trennt Nicht-Spermien-Inhalte (in diesem Fall Epithelzellen und Trümmer) vor der Bildgebung durch Strömung aus dem Kanal; (v) unterscheidet quantitativ zwischen Spermien und Epithelzellen unter Verwendung eines Morphologieerkennungscodes, der Laplacian of Gaussian und Hough-Gradiententransformationsmethoden nutzt; (vi) ist im Vergleich zu manuellen Zählungen innerhalb eines forensischen Cut-Offs empfindlich (>95% Genauigkeit); (vii) bietet eine kosteneffektive und zeitnahe Lösung für ein Problem, das in der Vergangenheit viel Zeit in Anspruch genommen hat; und (viii) verarbeitet kleine Probenmengen (20 μL). Diese Integration der Handy-Bildgebungsplattform und der Zellerkennungsalgorithmen mit Einweg-Mikrochips kann eine neue Richtung in Richtung eines direkten visuellen Tests zum Screening und zur Unterscheidung von Spermien und epithelialen Zelltypen in forensischen Proben für ein Kriminallaborszenario sein. Bei einer weiteren Entwicklung könnte diese integrierte Plattform einen Untersuchungsarzt für sexuelle Übergriffe (SANE) in einem Krankenhaus oder einem Behandlungszentrum für sexuelle Übergriffe dabei unterstützen, spermahaltige Proben vor weiteren nachgeschalteten Tests zu kennzeichnen.