DNAデータベース構築用の大規模なハイスループットトータルラボオートメーション（TLA）システムの設計と実装

この記事では、バーコード、FTAカードホールパンチまたは全血DNA抽出、PCR増幅、CE分析、データ収集プロセスを含む、DNAサンプル（FTAサンプル収集紙Cwardsまたは全血）処理用の総実験室自動化（TLA）システムについて説明します。このシステムは、大規模なDNAデータベース構築のニーズを満たすように設計されています。このTLAシステムの毎日のサンプル処理能力は、800pcs（8時間以内）から2400pcs（24時間以内）です。以前にSTR分析として使用されていたこのようなスケーリングされたシステムはありませんでした。したがって、TLAシステム内のさまざまな種類のコンポーネントの適切な割合の数値を見つけ、最大の効率を達成するだけでなく、大規模なDNAデータベース構築のニーズを満たすために、パフォーマンステストと安定性テストを通じて実質的なDNAサンプルを継続的に処理することで、システムが安定したパフォーマンスを達成および維持できるようにすることが重要でした。さらに、TLAシステムには、STRテスト中のあらゆる種類の相互汚染を防ぎながら96ウェルマイクロプレートを転送するように設計されたパイプライン内のすべてのコンポーネントへのロボットアクセスであるRackrunnerという名前の新しいトラックラインシステムが組み込まれています。STRテスト効率を維持し、相互汚染を防ぐ際のこれらの要因のパフォーマンスを証明するために、実験が行われました。このTLAシステムは、大きな変化なしに大規模なDNAゲノムデータベース構造におけるNGS（次世代シーケンス）テストにもプログラム可能です。

This article describes a Total Laboratory Automation (TLA) system for DNA sample (FTA sample collection paper cwards or whole blood) processing, including barcoding, FTA card hole-punching or whole blood DNA extraction, PCR amplification, CE analysis and data acquisition process. This system designed to meet the needs of massive DNA database construction. Daily sample handling capacity for this TLA system is 800pcs (within 8h) to 2400pcs (within 24h). No such scaled system has previously used as STR analysis. Thus, it was important to find a suitable proportion numbers for different kind of components within the TLA system and to achieve the maximum efficiency as well as to make sure the system could achieve and maintain stable performance in continuously handling substantial DNA samples through performance test and stability test, in order to meet the needs of massive DNA database construction. In addition, the TLA system incorporates a novel track line system named RackRunner, a robotic access to all components in the pipeline, designed to transfer 96-well microplates whilst prevent all kinds of cross-contamination during STR tests. Experiments were undertaken to prove the performance of these factors in maintaining the STR test efficiency and prevent cross-contamination. This TLA system is also programmable for NGS (Next Generation Sequencing) tests in massive DNA Genome database construction without major changes.