先前提到的gDNA萃取方法，經常應用於血液、細菌、真菌、糞便、組織等萃取，這些種類的樣本通常較易取得，且在新鮮狀態下，一般而言都能有很好的萃取效果。但假如想要檢測的樣本已年代久遠、被高度汙染、不易保存，或者質地堅硬，甚至已經過化學處理(福馬林)，就需要特殊的方法處理後才能將DNA萃取出來，目前應用於刑事或親緣鑑定、生態保育、考古等領域。以下為一些特殊樣本的舉例： 

• 骨骼

人體骨骼分為海綿骨（spongy bone）與緻密骨（compact bone）。在緻密骨中，當骨母細胞生長出來時，就會立刻被鈣化，並被包埋在緻密骨組織裡，因此DNA會被保留下來。要獲取其中的DNA可採用脫鈣法，利用EDTA (ethylene- diaminetetraacetic acid)作為螯合劑，結合骨骼無機質中的磷酸鈣，使骨骼的鈣質釋出、緻密骨軟化，再進行組織消化及DNA萃取步驟。

•  遺體(木乃伊)和化石

依據不同的樣本種類，選擇以不同的方式對樣本進行前處理，例如溶解骨骼和牙齒樣品需要以EDTA脫鈣；而對於糞便等樣品，則需要以PTB(Potassium tert-butoxide)前處理。目前最常用的方法仍是透過二氧化矽萃取法，使溶出的DNA被吸附在二氧化矽上。但其中最重要的原則就是要儘可能避免外源性的DNA汙染，因為這些樣本可能含有其他生物的組織，以及在現場採樣、操作人員自身脫落的組織，例如頭髮和皮屑等，如果汙染樣本就可能導致錯誤的分析結果。

•  微物跡證(血漬、體液、唾液、皮屑)

一般而言，採集樣方的方法為最容易影響DNA萃取成敗最主要的原因之一，微物跡證會受到採樣方法、採樣範圍、採樣工具材質 (例如棉棒、採證膠帶) 與樣本轉移方式(如何將跡證樣本轉移至實驗室)，而有不同的萃取成功率，通常以二氧化矽(silica)管柱方法萃取，除了骨頭等少數樣本萃取效果不佳外，幾乎可以應用於各種微物跡證樣本的DNA萃取。

• 環境DNA

生物排放的糞便、黏液、尿液與脫落的皮屑中也帶有DNA，收集這些生物體釋放於環境中的組織或代謝物，可經由過濾土壤、底質沉積物、水、糞便、空氣或水後，取得過濾物，以及常見的昆蟲採集法-馬氏網中的昆蟲體組合(bulk)、或動物胃袋中的食糜，都是環境樣本。不管DNA是否仍包覆在細胞內，或是細胞被分解使DNA溶於或吸附在環境樣本中，這些細胞內及細胞外的DNA總和，就稱為環境DNA，此方法不需直接捕捉生物或組織採樣，僅藉由環境介質中殘留的DNA去比對資料庫中的序列，仍可進行辨認或偵測物種組成，此法已廣泛應用於水陸域環境的研究。 

• FFPE福馬林固定石蠟包埋樣本(formalin-fixed paraffin-embedded)

共需要經過三個步驟 ：樣本脫蠟、乙醇置換、樣本復水。首先要移除包埋材料(石蠟)，此步驟稱為「脫蠟」(Deparaffinization)。常用的方法為二甲苯(Xylene)脫蠟；以二甲苯(Xylene)溶液浸潤福馬林固定石蠟包埋樣本，並多次置換二甲苯溶液以充分溶解石蠟，即可取得包埋於石蠟中的樣本。下一步為乙醇置換：使用乙醇(100%體積百分比)浸潤樣本，並視需求增加置換的次數，以盡可能移除二甲苯溶液。最後為樣本復水(Re-hydration)：將脫蠟後的組織回溶至水相溶液供後續使用。

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