Thesis (Ph. D.)--George Mason University, 2007. / Title from PDF t.p. (viewed Jan. 22, 2008). Thesis director: Rao V. Mulpuri. Submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Electrical and Computer Engineering. Vita: p. 159. Includes bibliographical references (p. 145-158). Also available in print.

Thesis (M.S.)--Michigan State University. School of Criminal Justice , 2006. / Title from PDF t.p. (viewed on June 19, 2009) Includes bibliographical references (p. 81-84). Also issued in print.

Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) techniques are currently used to quantify samples containing deoxyribonucleic acid (DNA) in forensic analyses. This technology can provide valuable information to an analyst regarding the amount of DNA present but lacks the ability to determine the quality of the sample. Electrochemistry-based biosensors that utilize screen-printed electrodes may provide a method to determine the number of DNA molecules and the length of those molecules in a single assay. This work aimed to create a biosensor by electrostatically loading TPOX oligonucleotides onto a carbon screen-printed electrode for the purpose of quantifying genomic DNA. Electrochemical signal was obtained via the indicating molecule bis-benzimide H33258, which preferentially interacts with double-stranded DNA and would indicate a hybridization event. Cyclic voltammetry was chosen to measure the current signal; peaks obtained using this technique can be analyzed with the Randles-Sevčik equation, which relates current signal with concentration of the target species. A large amount of signal variation and background charging current was observed when H33258 was used as the redox probe. This led to a study of the surface characteristics of the carbon electrodes themselves (i.e. effective surface area) by utilizing the reversible and well-characterized redox couple hexaammine ruthenium. The effect of electrode activation at high anodic potentials was also studied. Though highly recommended in the literature, activation of the carbon surface caused effective surface area and charging current to increase. While a larger electro-active surface is often desirable, the high background current generated when activation is used within the protocol can mask the signal of interest. Due to the low signal-to-noise ratio and inability to reuse the carbon electrode, it was concluded that carbon screen printed electrodes are not optimal forensic DNA biosensors.

O amplo emprego do exame de DNA em ações de investigação de paternidade levou à divulgação maciça de sua eficácia pelos meios de comunicação que acabou por lhe dar uma aura de infalibilidade, colocando em descrédito os métodos analíticos mais antigos. Enfocado pela mídia como técnica suprema, foram omitidas do grande público as limitações existentes quando aplicada à Criminalística, seu alto custo e a complexidade dos processos técnicos exigidos para que sejam auferidos resultados confiáveis. No meio jurídico brasileiro, o tema é ainda discutido de forma superficial, marginalizando os operadores do direito dos conhecimentos técnico-científicos necessários para a interpretação dos resultados probabilísticos oferecidos pelos exames de DNA. Este trabalho procura, de certa forma, diminuir esta lacuna técnico-científica e esclarecer os reais alcances e limitações da aplicação desta técnica nas investigações forenses como auxiliar na elucidação de crimes e na identificação de pessoas. Inicia-se pelo estudo da evolução das técnicas empregadas na Medicina Forense para a identificação humana, discutindo-se a propalada sobrepujança da análise de DNA em relação aos tradicionais exames periciais. É feita uma abordagem sobre o desenvolvimento da Biologia Molecular, principiando-se pelo estudo da estrutura do DNA e pela forma de transmissão da informação genética, para, em seguida, tratar da detecção de polimorfismos presentes nesta molécula propiciadores, em última instância, da obtenção de padrões genéticos indivíduo-específicos que vêm sendo empregados na identificação de suspeitos em casos de crimes sexuais; na identificação de cadáveres de vítimas de crimes ou de grandes catástrofes; e no estabelecimento de vínculo entre suspeitos e locais de crime, entre um local de crime e outro, e entre instrumento lesivo e vítima. Dá-se também grande ênfase à coleta de materiais e as precauções para garantir a cadeia de custódia das amostras que serão estudadas, ressaltando-se ainda aspectos éticos e jurídicos que envolvem a questão da coleta de materiais biológicos de suspeitos à luz do direito brasileiro. São também abordados os procedimentos laboratoriais utilizados para a extração, quantificação, amplificação e detecção do DNA dos materiais analisados, bem como os métodos estatísticos empregados para a correta interpretação dos resultados auferidos e as recomendações existentes para elaboração do laudo pericial e para o necessário controle de qualidade das análises de DNA. São discutidos aspectos atinentes ao uso das informações sobre o DNA, quer em suas repercussões sociais quer como prova na justiça penal, pela abordagem de características de seu contraditório e de seu real valor para a formação da culpabilidade. É ainda apresentado o trabalho pericial realizado no Laboratório de DNA do Instituto de Criminalística de São Paulo e também exposto um estudo estatístico sobre a eficácia técnica das análises realizadas neste laboratório. Conclui-se que a análise de DNA, mesmo sendo uma poderosa ferramenta, está longe de ser uma condição sine qua non em estudos forenses. A prova de DNA deve ser sempre considerada dentro de um conjunto de variadas evidências e o papel do geneticista forense não é o de fazer presunções de culpabilidade ou de inocência, mas o de fornecer informações exatas para melhor aplicação da justiça. / The wide application of the DNA exam in paternity investigation led to the massive divulgation of its efficiency through the communication channels, earning it a reputation of infallible result, and jeopardizing the credit of older analytical methods. While focused by the media as the most supreme technique, several limitations were omitted regarding its use in criminal matters, such as its high cost and the complexity of technical processes demanded for trustworthy results. The theme is still discussed in a superficial way among the Brazilian juridical scenario, which leaves the law related individuals with a lack of technical and scientific knowledge required to the interpretation of results offered by DNA exams. The goal of this report is to, in a way, diminish this technical and scientific gap and clarify the real accomplishments and limitations of this technique, while applied to forensic investigations as an auxiliary alternative to crime solving and people identifying. We begin with the study on the evolution of the techniques applied in Legal Medicine to human identification, discussing the surpass of DNA analysis in relation to other traditional exams. The development of Molecular Biology is featured with basis on the DNA structure and the way the genetic information is transmitted, followed by the polymorphisms detection in this molecule and obtainment of specific genetic patterns which have been used for identifying suspects of sexual crimes; identification of crime and catastrophe victims, and in the establishment of a link between suspects and crime scenes, one crime scene and another, and a wound object and a victim. Great emphasis is given to the collecting of material and precaution used to ensure the custody of samples to be analysed, enhancing the ethic and legal aspects involving the collection of biological material of suspects brought to light as per the Brazilian Law. Laboratory procedures utilized to the extraction, amplifying and detection of DNA analysed material are outlined, and statistics methods applied to the correct interpretation of results and existing recommendations to elaborate the expert report, and to the necessary quality control of DNA analysis. Several aspects referent to the use of information about DNA are discussed, as whether in relation to its social repercussions or as a penal proof, through the characteristics of its contradictory and real value to elaborate culpability. An expert essay formulated at the São Paulo Criminal Institute DNA Laboratory is presented along with a statistics study on the technical efficacy of samples analysis made in that lab. The conclusion is that the DNA analysis, despite being a powerful tool, is far from being a sine qua non condition in forensic studies. The DNA proof must always be considered within an ensemble of various evidences, and the role of the legal genetic expert is not to make presumptions of culpability of innocence, but to provide accurate information to help the applicable law.

<p>Kratki uzastopni ponovci predstavljaju klasu mikrosatelitskih segmenata DNK, rasprostranjenih &scaron;irom genoma čoveka. Građeni su od uzastopno ponavljajućih sekvenci dužine 2-6 parova nukleotida. Zahvaljujući različitom broju ponavljanja repetitivne jedinice, većina mikrosatelitskih markera pokazuje visok stepen polimorfizma dužine, koji je moguće ispitati primenom tehnike lančane reakcije polimeraze. Pored utvrđivanja spornih srodničkih odnosa, analiza X hromozom mikrosatelitskih markera može se uspe&scaron;no koristiti i u oblastima kriminalistike, humane identifikacije, populaciono-genetičkim i demografskim istraživanjima i dr. Cilj istraživanja je izrada populacione studije, iz koje će se izračunati broj i frekvencija alela, struktura i frekvencija haplotipova, utvrditi vrednosti relevantnih statističkih parametara, oceniti mogućnost primene analize X-STR markera u slučajevima iz oblasti medicinske kriminalistike, humane identifikacije i ve&scaron;tačenja spornih srodničkih odnosa u populaciji Vojvodine. Istraživanjem je obuhvaćeno 200 odraslih, međusobno nesrodnih osoba. Izolacija DNK materijala iz krvnih mrlja vr&scaron;ena je Chelex metodom, a amplifikacija dobijenih uzoraka DNK metodom PCR, uz kori&scaron;ćenje komercijalnog Mentype&reg; Argus X-12 PCR Amplification Kit &ndash; a. Razdvajanje i detekcija dobijenih fragmenata izvr&scaron;eno je kapilarnom elektroforezom GeneScan i Genotyper programom. Statististička obrada rezultata izvr&scaron;ena je pomoću Arlequin i GENEPOP programa. Za vizuelizaciju interpopulacionih genetičkih odnosa, upotrebljen je program POPTREE2 i koordinatna analiza (Principal Coordinate Analysis - PCoA). Dobijeni rezultati ukazuju da se analiza ispitivanih X-STR markera može uspe&scaron;no primeniti u slučajevima iz oblasti medicinske kriminalistike, humane identifikacije i ve&scaron;tačenja spornih srodničkih odnosa u populaciji Vojvodine, kao i da mogu poslužiti kao osnova za dalja istraživanja u&nbsp; populacionogenetičkim, antropolo&scaron;kim, demografskim i drugim oblastima.</p> / <p>Short tandem repeats (STR) represent a class of microsatellites, widely spread throughout the human genome, consisting of tandemly repeated sequences of 2-6 bp. Related to variation in the number of repeat unit displayed, most of microsatellites show a high degree of length polymorphism, investigated by the PCR techniques. The aim of this research is to create a population study, which will be used to calculate allele and haplotype frequencies, determine the value of relevant statistical parameters and assess the possibility of applying X-STR markers analysis in the fields of forensics, human identification and kinship testing. The study included 200 unrelated adults. DNA isolation was performed by Chelex method and DNA amplification by PCR, using commercial Mentype Argus X-12 PCR Amplification Kit. Separation and detection of fragments was obtained by capillary electrophoresis using Gene Scanand Genotyper program. Statistical analysis of the result was performed using Arlequin and GENEPOP program. For visualization of inter population genetic distances POPTREE2 program and coordinate analysis (PCoA) was used. The results show that the analysis of X-STR markers can be successfully applied in the field of forensics, human identification and kinship testing in the population of Vojvodina, as well as to serve as a basis for further research in population genetic, anthropological, demographic and other scientific areas.</p>

O amplo emprego do exame de DNA em ações de investigação de paternidade levou à divulgação maciça de sua eficácia pelos meios de comunicação que acabou por lhe dar uma aura de infalibilidade, colocando em descrédito os métodos analíticos mais antigos. Enfocado pela mídia como técnica suprema, foram omitidas do grande público as limitações existentes quando aplicada à Criminalística, seu alto custo e a complexidade dos processos técnicos exigidos para que sejam auferidos resultados confiáveis. No meio jurídico brasileiro, o tema é ainda discutido de forma superficial, marginalizando os operadores do direito dos conhecimentos técnico-científicos necessários para a interpretação dos resultados probabilísticos oferecidos pelos exames de DNA. Este trabalho procura, de certa forma, diminuir esta lacuna técnico-científica e esclarecer os reais alcances e limitações da aplicação desta técnica nas investigações forenses como auxiliar na elucidação de crimes e na identificação de pessoas. Inicia-se pelo estudo da evolução das técnicas empregadas na Medicina Forense para a identificação humana, discutindo-se a propalada sobrepujança da análise de DNA em relação aos tradicionais exames periciais. É feita uma abordagem sobre o desenvolvimento da Biologia Molecular, principiando-se pelo estudo da estrutura do DNA e pela forma de transmissão da informação genética, para, em seguida, tratar da detecção de polimorfismos presentes nesta molécula propiciadores, em última instância, da obtenção de padrões genéticos indivíduo-específicos que vêm sendo empregados na identificação de suspeitos em casos de crimes sexuais; na identificação de cadáveres de vítimas de crimes ou de grandes catástrofes; e no estabelecimento de vínculo entre suspeitos e locais de crime, entre um local de crime e outro, e entre instrumento lesivo e vítima. Dá-se também grande ênfase à coleta de materiais e as precauções para garantir a cadeia de custódia das amostras que serão estudadas, ressaltando-se ainda aspectos éticos e jurídicos que envolvem a questão da coleta de materiais biológicos de suspeitos à luz do direito brasileiro. São também abordados os procedimentos laboratoriais utilizados para a extração, quantificação, amplificação e detecção do DNA dos materiais analisados, bem como os métodos estatísticos empregados para a correta interpretação dos resultados auferidos e as recomendações existentes para elaboração do laudo pericial e para o necessário controle de qualidade das análises de DNA. São discutidos aspectos atinentes ao uso das informações sobre o DNA, quer em suas repercussões sociais quer como prova na justiça penal, pela abordagem de características de seu contraditório e de seu real valor para a formação da culpabilidade. É ainda apresentado o trabalho pericial realizado no Laboratório de DNA do Instituto de Criminalística de São Paulo e também exposto um estudo estatístico sobre a eficácia técnica das análises realizadas neste laboratório. Conclui-se que a análise de DNA, mesmo sendo uma poderosa ferramenta, está longe de ser uma condição sine qua non em estudos forenses. A prova de DNA deve ser sempre considerada dentro de um conjunto de variadas evidências e o papel do geneticista forense não é o de fazer presunções de culpabilidade ou de inocência, mas o de fornecer informações exatas para melhor aplicação da justiça. / The wide application of the DNA exam in paternity investigation led to the massive divulgation of its efficiency through the communication channels, earning it a reputation of infallible result, and jeopardizing the credit of older analytical methods. While focused by the media as the most supreme technique, several limitations were omitted regarding its use in criminal matters, such as its high cost and the complexity of technical processes demanded for trustworthy results. The theme is still discussed in a superficial way among the Brazilian juridical scenario, which leaves the law related individuals with a lack of technical and scientific knowledge required to the interpretation of results offered by DNA exams. The goal of this report is to, in a way, diminish this technical and scientific gap and clarify the real accomplishments and limitations of this technique, while applied to forensic investigations as an auxiliary alternative to crime solving and people identifying. We begin with the study on the evolution of the techniques applied in Legal Medicine to human identification, discussing the surpass of DNA analysis in relation to other traditional exams. The development of Molecular Biology is featured with basis on the DNA structure and the way the genetic information is transmitted, followed by the polymorphisms detection in this molecule and obtainment of specific genetic patterns which have been used for identifying suspects of sexual crimes; identification of crime and catastrophe victims, and in the establishment of a link between suspects and crime scenes, one crime scene and another, and a wound object and a victim. Great emphasis is given to the collecting of material and precaution used to ensure the custody of samples to be analysed, enhancing the ethic and legal aspects involving the collection of biological material of suspects brought to light as per the Brazilian Law. Laboratory procedures utilized to the extraction, amplifying and detection of DNA analysed material are outlined, and statistics methods applied to the correct interpretation of results and existing recommendations to elaborate the expert report, and to the necessary quality control of DNA analysis. Several aspects referent to the use of information about DNA are discussed, as whether in relation to its social repercussions or as a penal proof, through the characteristics of its contradictory and real value to elaborate culpability. An expert essay formulated at the São Paulo Criminal Institute DNA Laboratory is presented along with a statistics study on the technical efficacy of samples analysis made in that lab. The conclusion is that the DNA analysis, despite being a powerful tool, is far from being a sine qua non condition in forensic studies. The DNA proof must always be considered within an ensemble of various evidences, and the role of the legal genetic expert is not to make presumptions of culpability of innocence, but to provide accurate information to help the applicable law.

Criminology is a science dealing with the protection of citizens and state from infringement. Criminology uses mostly biological or genetic methods for crime detection. Forensic traces which are collected by forensic experts on the scene are the key items of those methods. Forensic genetics is among the most important forensic subdisciplines. Forensic genetics uses DNA analysis for identification. The main aims of this study are description and importance of biological, anthropological and genetic methods in criminology, different ways of forensic identification, division and collection of forensic traces, characterization and course of forensic DNA analysis and DNA profiling. Key words Criminology, forensic methods, forensic identification, forensic trace, forensic biology, anthropology and genetics, information systems, forensic DNA analysis, DNA profile.