法庭实验室自动化

一、法庭DNA实验室自动化

由于DNA数据库所起的巨大作用，各地逐渐建立并扩大了区域内的DNA数据库容量，使DNA检验工作量大幅增加。这就要求DNA检验必须结果准确、速度要快、通量要高、成本要低，减少人工操作带来的误差成为达到这些要求的瓶颈。因此，必然要求DNA实验室实现自动化。

DNA实验室的自动化（laboratory automation）可以在不同的阶段，也可以在实验过程的不同环节或全过程实施。

（一）自动化系统的类型

1．实验室全程自动化（total laboratory automation，TLA）TLA的实现包括了实验室操作自动化、标准化、系统化、一体化和网络化等，是技术体系和管理体系的高度统一，代表着高效率和高质量。由下述部分组成：样本前处理系统、样本运送系统、DNA提取纯化系统、DNA定量系统、PCR系统、电泳分析系统、数据处理系统（laboratory information system，LIS）和实验室信息管理系统（laboratory information management system，LIMS）。

TLA的2个关键概念是“统一化”（consolidation）及“集成化”（integration）。“统一化”是指在1台仪器或相互有关的1组仪器上结合不同的分析技术或程序；“集成化”是指将各种分析仪器与分析前处理设备和分析后处理设备相连接。TLA的出现，大大减少了检验过程中的人工干预，使检验效率和检验质量显著提高，避免了“3D”（dull，dirty，danger）的人工操作。

2．实验室模块式自动化（modular laboratory automation，MLA）指实验室中某一检验程序的自动化，如检材前处理、DNA提取纯化、DNA定量、样本分装等独立工作单元。将2个以上的工作单元按照顺序，利用计算机网络整合到一起，形成实验室中的一个阶段性自动化系统，这样的组合就是MLA系统。由于模块式自动化装置可分可合，可以根据实验室的需求和能力而定，因而比较灵活，适合在大部分实验室中建立。

MLA系统包括检材前处理、核酸提取纯化、电泳分析等。如Beckman Coulter公司制造的Biomek FX，Biomek NX，Biomek 2000系列；TECAN公司制造的Freedom EVO系列；QIAGEN公司制造的BiorRbot 8000，BioRobot M48，BioRobot M96系列等。这些仪器可以按需要配套相连，组成不同规模的模块式自动化系统。这样的连接方式还可以随实验室规模的扩大而发展为实验室全程自动化。MLA可根据用户实验室的实际需求进行设计，其成本较低，设计灵活，对于小型实验室特别适用。

（二）法庭DNA实验室自动化的现状

TLA最早在临床检验中实现，1981年TLA在日本Kochi医学院开始之后，其商业化的自动化系统产品不断出现。日本、美国等国家许多的大型医院建立了TLA系统。英、美等国在2000年开始将TLA引入到法庭DNA实验室。目前的研究结果显示，TLA自动化可显著提高实验室的效率和质量。