Adli bilimler, suçların çözülmesi, kimlik tespiti, ölüm nedenlerinin belirlenmesi ve hukuki süreçlerde doğru kanıtların sunulmasında kritik bir rol oynar. Bu alandaki teknolojik gelişmeler, özellikle biyomedikal yenilikler, adli bilim uygulamalarını önemli ölçüde dönüştürmüştür. Son yıllarda genetik analizörlerin kullanımı, adli bilim teknolojilerinin en ileri ve etkili unsurlarından biri haline gelmiştir. Genetik analizörler, biyolojik örnek lerden (kan, saç, tüy vb.) DNA, RNA ve diğer genetik materyallerin analiziyle suçluların tespit edilmesi ve bireylerin kimliklerinin belirlenmesi gibi kritik işlevleri yerine getirir. DNA’nın bireyler arasında benzersiz olması, bu analizlerin suçlu ya da mağdurun tespitinde kesin ve güvenilir sonuçlar sağlamasına olanak tanır. Suç çözme süreçlerinde sağladığı doğruluk, hız ve güvenilirlik ile adaletin yerini bulma sına yardımcı olur. DNA testleri, suçluların tespiti dışında kayıp bireylerin bulunmasında, kimliklerin doğrulanmasında ve ölüm nedenlerinin belirlenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu teknolojilerin gelecekte daha da ilerlemesiyle özellikle adli bilim alanındaki başarıların artması öngörülmektedir.

Genetik Analizin Temel Aşamaları

1- Numune Alma: DNA’nın alınacağı biyolojik materyalin (örneğin, kan, doku, saç) toplanması.

• Kan, tükürük veya doku örneği gibi numuneler swap veya steril tüpler gibi ekipmanlarla alınır.

2- DNA İzolasyonu ve Saflaştırma: Toplanan örnekteki DNA’nın saflaştırılması.

• DNA, biyolojik örneklerden (örneğin, kan, doku veya hücre kültürü) saf bir şekilde ayrılır ve genetik analiz için uygun hale getirilir.

3- DNA Amplifikasyonu: Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) gibi tekniklerle DNA’nın belirli bölümlerinin çoğaltılması. Bu işlem, küçük miktarlardaki DNA’yı milyonlarca kez çoğaltır ve sonrasında detaylı incelemeye olanak tanır.

• Belirli DNA dizilerini çoğaltmak için sıcaklık değişiklikleri uygulanır.

4- Dizi Analizi: DNA diziliminin belirlenmesi ve analiz edilmesi. Bu aşamada hibridizasyon gibi yöntemler kullanılabilir.

• İşaretlenmiş DNA probunun hedef DNA ile bağlandığı ortam sağlanır. (Hibridizasyon odası veya otomatik hibridizasyon sistemleri)

5- Elektroforez: DNA parçalarının boyutlarına göre ayrılmasıdır.

• Bu yöntem, DNA fragmanlarını elektriksel bir alan içinde hareket ettirerek farklı uzunluktaki parçaların ayrılmasını sağlar.

6- Analiz ve Yorumlama: Elektroforez sonrası elde edilen bantlar, yazılımlar ile çözümlenir ve DNA dizilim analizi gerçekleştirilir.

• Görüntüleme sistemleri (UV ışık, dijital kameralar) ve bilgisayar yazılımları kullanılır.

Bu aşamalar, analiz sırasında hangi cihazların ve teknolojilerin kullanıldığını göstermektedir. Belirli laboratuvarlar, belirli cihazlar veya markalar kullanabilir ancak genel süreç bu şekildedir. Her aşamada kullanılan cihazlar, analizlerin doğruluğunu ve güvenilirliğini artırmak için önemli rol oynar. Özellikle PCR yöntemi, birçok genetik çalışma ve analiz için temel bir işlemdir. Birçok genetik uygulama, sürekli olarak DNA analizi gerektirdiğinden, bu sürecin elle yapılması oldukça zaman alıcı ve sıkıcı olabilmektedir. Otomatik DNA analiz cihazları, genom analizi, genetik analiz veya DNA dizileme işlemleri için manuel yöntemlere pratik bir alternatif sunar. Bu cihazlar sayesinde DNA parçacıklarının analizi daha uygun maliyetli ve erişilebilir bir hale gelir. Üstelik otomatik örnekleme süreçleri sayesinde kontaminasyon riski de büyük ölçüde azaltılmış olur. Genetik bilimindeki hızlı ilerlemeler, bireylerin genetik yapısının daha hızlı, güvenilir ve detaylı bir şekilde analiz edilmesini mümkün kılmıştır. Bu süreçte kullanılan genetik analizör cihazları, hem araştırma laboratuvarlarında hem de klinik uygu lamalarda devrim yaratmıştır. Genetik analizörler, DNA, RNA ve protein gibi biyolojik moleküllerin detaylı analizi için kullanılan ileri teknoloji cihazlardır. Birçok modern genetik analiz cihazı, yukarı da sıralanan aşamaların bir kısmını veya tamamını tek bir sistem içinde gerçekleştirebilir.

DNA Analizörünün Temel Bileşenleri

Kapılar ve Dış Yapı

• Fırın kapısı: Cihazın iç kısmında bulunur.

• Cihaz kapısı: Dış kısımda yer alan camlı kapıdır.

• Güç düğmesi: Cihazın en dış kısmında, açma/kapama işlevini yerine getirir.

• LED göstergeleri: Güç düğmesinin yanında, cihazın çalışma durumunu gösterir.

Polimer Sistemi

• Polimer kesesi/haznesi: Deney için gerekli polimeri sağlar.

• Polimer dağıtım pompası: Polimer rezervuarına ve anot tampon kabına sırasıyla bir polimer besleme borusu ve birbirine bağlı bir boru aracılığıyla bağlanır. Polimeri diziye pompalar.

• Pompa bloğu: Polimer dağıtım pompasını kontrol eder.

• Alt polimer bloğu: Anot akışını kontrol eder.

Elektroforez Bileşenleri

• Kılcal dizi: DNA parçalarının elektroforez yoluyla ayrılmasını sağlar.

• Isı plakası: Kılcal dizi sıcaklığının sabit tutulmasını sağlar.

• Otomatik örnekleyici: Katot tampon haznesini ve örnekleme plakasını tutar.

• Katot tampon haznesi: Elektroforezi destekler, sabit sıvı yüksekliğini korur.

Sıvı Yönetimi

• Atık haznesi: Deney tamamlandıktan sonra tamponlar, su ve polimerler gibi atılan atıkların toplandığı yerdir.

• Su haznesi: Deneyler için su tutar.

Ek Bileşenler

• Bilgisayar yazılımı: Cihazı kontrol etmek için kullanılır

• 96 kuyulu plaka: ELISA test kitine benzer, örneklerin hazırlanması için kullanılır.

Şekil 1:Genetik Analiz Cihazı Parçaları [2]

DNA Analiz Cihazının Çalışma Prensibi

DNA analizörü, DNA fragmanlarının boyutlarına göre kapiler elektroforez yöntemiyle sıralanıp incelendiği otomatik bir cihazdır. Bu süreçte, kapiler elektroforez için numuneye bir katot yerleştirilir ve oluşturulan elektrik alanı altında, negatif yüklü DNA, kapiler boyunca anoda doğru hareket eder. Bu göç, DNA fragmanlarının ayrılmasını sağlar; küçük DNA parçaları, büyük olanlardan daha hızlı hareket eder ve dedektöre daha çabuk ulaşır. DNA’ya floresan etiketli bir primer eklenir. Floresan etiketli primerlere sahip DNA, göç esnasında tespit penceresinden geçtiğinde, lazer ışığı floresan boyaları uyararak ışık yayılmasına neden olur. Uyarı, lazerin dalga boyundan daha uzun bir ışık dalga boyu üre tir. Bu ışık ışınları, CCD (yük bağlı cihaz) dedektörüne iletilmeden önce bir kırınım ızgarasından geçer. CCD, DNA’nın dalga boyuna bağlı spektral özelliklerini algılar. Dahili bir boyut merdiveni ve allelik merdiven, yazılım tarafından algılanan zirveleri analiz ederek belirli bir lokus için doğru alel atamasını sağlar. Tüm floresan boya tepelerinin birleşimi bir elektroferogram oluşturur. Elektroferogram, otomatik elektroforez dizileme tekniği sonrası gerçekleştirilen çeşitli analizlerden elde edilen verileri gösteren bir grafiktir.

Resim 2: Genetik Analiz Cihazı Parçaları [2]

Genetik analizör cihazları, biyomedikal mühendisliğinde önemli bir yer tutar ve biyolojik örneklerin genetik analizlerini yapmak için kullanılan çok fonksiyonlu ve yüksek hassasiyetli cihazlardır. Bu cihazlar genellikle yüksek bütçeli ekipmanlar olduğundan, çoğunlukla büyük ölçekli ve iyi donanımlı laboratuvarlarda yer alır. Ayrıca, bu cihazların kullanımı genetik test ve analiz süreçlerinin hızını ve doğruluğu nu artırmak amacıyla giderek yaygınlaşmaktadır. Gelecekte, mühendislik ve biyoteknoloji deki gelişmelerle genetik analizörler daha da hassaslaşacak ve adli bilimlerin gücünü artıracaktır. Teknolojinin gelişmesiyle bu cihazların daha kompakt ve düşük maliyetli versiyonlarıyla genetik testlerin daha erişilebilir hale gelmesi beklenmektedir. Biyomedikal mühendisleri için bu tür cihazlar, hem mühendislik becerilerinin hem de biyolojik bilimlerin entegre bir şekilde kullanılmasını sağlayan eşsiz bir çalışma alanı sunar. Genetik analizörler, genetik biliminin geleceğini şekillendiren en önemli teknolojilerden biri olarak ön plana çıkmaktadır.

Her adımda dikkatli ve doğru yöntemlerin kullanılması, sonuçların güvenilirliğini artırmak için hayati önem taşır. Yanlış bir işlem, analiz sonuçlarını etkileyebilir. Bu nedenle, laboratuvar koşullarının sıkı bir şekilde kontrol edilmesi ve standart prosedürlerin izlenmesi gerekmektedir.

Kullanım Alanları

Klinik Laboratuvarlar

• Hastaneler ve Tıp Merkezleri: Genetik testler, hastalık tanıları ve kişiselleştirilmiş tedavi yöntemleri için DNA analizleri yapılır.

• Klinik Genetik Laboratuvarları: Doğuştan gelen genetik hastalıkları ve kalıtsal bozuklukları değerlendirmek için kullanılır.

Araştırma Laboratuvarları

• Akademik Kurumlar ve Üniversiteler: Genetik araştırmalar ve biyoloji çalışmaları için DNA analizleri yapılır.

• Biyoteknoloji Şirketleri: Yeni genetik testlerin geliştirilmesi ve ürün araştırmaları için kullanılır.

Adli Bilim Laboratuvarları

• Suç mahallerinden toplanan DNA örneklerinin analizi için kullanılır. Genetik izlerin tanımlanması ve kişilerin kimliklerinin belirlenmesi amacıyla önemlidir.

Tarım ve Veterinerlik

• Tarım Laboratuvarları: Bitki ve hayvan genetiği üzerine çalışmalar yapmak, genetik çeşitliliği artırmak ve yerel türlerin korunması için kullanılır.

• Veteriner Laboratuvarları: Hayvan hastalıklarının teşhisi ve genetik çalışmalar için kullanılmaktadır.

Biyomedikal Araştırmalar

• Farmasötik Şirketler: İlaç geliştirme süreçlerinde genetik analizlere ihtiyaç duyulmaktadır.

• Hücre ve Moleküler Biyoloji Araştırmaları: Yeni tedavi yöntemlerinin araştırılması için kullanılmaktadır.

Genetik Danışmanlık Merkezleri

• Genetik testlerin uygulanması ve sonuçların yorumlanması için kullanılır. Kişisel genetik bilgilerin değerlendirilmesi amacıyla bireylere hizmet verir.

Şekil 1’de cihazın bileşenlerine yer verilmiştir. Bu bileşenler, DNA analizörünün etkili ve verimli bir şekilde çalışmasını sağlar. Her bir parça, DNA analizi sürecinde önemli bir rol oynar ve cihazın doğru sonuçlar üretmesine katkıda bulunur.

KAYNAK

[1] Uygulamalı Biyosistemler. (nd). Uygulamalı Biyosistemler 3730/3730xl DNA Analizörleri . Thermo Fisher Scientific. 30 Kasım 2022’de https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/LSG/manuals/ cms_041259.pdf adresinden alındı

[2] https://microbeonline.com/dna-analyzer-working-principle-operation-and-uses/#Working_Principle_of_DNA_Analyzer

[3] https://support-center.med.kyoto-u.ac.jp/SupportCenter/dna