陳曼丁 （天津市環(huán)境監(jiān)測中心 天津300191）

淺談環(huán)境監(jiān)測實驗室應用LIMS的意義

陳曼丁 （天津市環(huán)境監(jiān)測中心 天津300191）

介紹了實驗室信息系統(tǒng)（LIMS）的概念、功能、特點，以環(huán)境監(jiān)測領域?qū)嶒炇倚畔⑾到y(tǒng)為例，描述了環(huán)境監(jiān)測實驗室LIMS的設計思路和實施方法。

LIMS 環(huán)境 監(jiān)測 實驗室

0 引言

隨著改革開放的不斷深入和天津市濱海新區(qū)的開發(fā)開放，越來越多的跨國公司、外資企業(yè)對我市環(huán)境監(jiān)測實驗室的管理流程和檢測能力提出了與國際接軌的技術要求。中國加入世貿(mào)，國外實驗室紛紛設立了獨資和合作實驗室，其標準化實驗室管理和質(zhì)量保障體系已對環(huán)境監(jiān)測實驗室提出了挑戰(zhàn)。

與此同時，計算機科學技術的應用向各領域逐步深入，誕生出實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS），它在試樣接收、實驗分析、質(zhì)量控制、實驗方法等方面實現(xiàn)了全程跟蹤管理，使實驗人員實時掌握樣品所在位置、所處狀態(tài)和分析結果，并按要求完成各種報表和報告，極大地提高了工作效率。

環(huán)境監(jiān)測實驗室如何利用先進的LIMS技術建立適合環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的LIMS，提高自身的檢測能力與水平，關系到環(huán)境檢測報告數(shù)據(jù)的時效性與準確性，對監(jiān)測系統(tǒng)的能力提高和為政府決策提供幫助方面有著重大的指導意義，也是擺在環(huán)境監(jiān)測人員面前的一項重大議題。

1 LIMS簡介

1.1 實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）

實驗室信息管理系統(tǒng)是由計算機硬件和應用軟件組成，能夠完成實驗室數(shù)據(jù)和信息的采集、分析、報告和管理。LIMS基于計算機局域網(wǎng)，專門針對一個實驗室的整體環(huán)境而設計，是一個包括了信號采集設備、數(shù)據(jù)通訊軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件在內(nèi)的高效集成系統(tǒng)。

它以實驗室為中心，將實驗室的業(yè)務流程、環(huán)境、人員、儀器設備、標物標液、化學試劑、標準方法、圖書資料、文件記錄、科研管理、項目管理、客戶管理等等影響分析數(shù)據(jù)的因素有機結合起來，采用先進的計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術和標準化的實驗室管理思想，組成一個全面、規(guī)范的管理體系，為實現(xiàn)分析數(shù)據(jù)網(wǎng)上調(diào)度，分析數(shù)據(jù)自動采集、快速分布、信息共享，分析報告無紙化，質(zhì)量保證體系順利實施，成本嚴格控制，人員量化考核，實驗室管理水平整體提高等各方面提供技術支持，是連接實驗室、生產(chǎn)車間、質(zhì)管部門及客戶的信息平臺，同時引入先進的數(shù)理統(tǒng)計技術，如方差分析、相關和回歸分析、顯著性檢驗、累積和控制圖、抽樣檢驗等，協(xié)助職能部門發(fā)現(xiàn)和控制影響產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵因素。

1.2 ISO/IEC 17025:2005與LIMS

國際標準化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）于2005年發(fā)布了ISO/IEC17025:2005《檢測和校準實驗室認可準則》國際標準。該標準是對實驗室能力進行認可的依據(jù)，也為檢測和校準實驗室建立質(zhì)量、行政和技術運作的管理體系，以及為實驗室的客戶，法定管理機構對實驗室能力進行確認或承認提供指南。

實驗室建立、實施和維持與其活動范圍相適應的質(zhì)量體系是規(guī)范實驗室行為的基本準則，是確保實驗室檢測和校準結果所需的程序，是履行為客戶提供檢測和校準服務質(zhì)量的承諾，實現(xiàn)實驗室的質(zhì)量方針和質(zhì)量目標的保證。在最新版的ISO/IEC 1702:2005中主要提倡持續(xù)改進，更加強調(diào)管理者的職責，管理者只有對自己負責的實驗室情況有一個非常清楚的了解才能更加準確的決策。通過建立LIMS系統(tǒng)，使實驗室相關的重要信息更加數(shù)字化，例如人員上崗證的管理、人員工作量的統(tǒng)計、分析準確度的統(tǒng)計、儀器使用率、設備完好率、材料庫存量等信息隨時可以查詢出來，為領導正確決策提供依據(jù)，避免重復采購的浪費，避免不合格儀器的超期使用，也避免了新老文件并存的問題。這些都將有利于確保質(zhì)量體系全面落實和有效執(zhí)行，并規(guī)范實驗室工作人員行為，監(jiān)督實驗過程，減少或避免不良因素對實驗室結果的影響，并能及時準確了解實驗數(shù)據(jù)，反映被檢對象的真實質(zhì)量狀況。

2 LIMS主要功能

2.1 完成所有環(huán)境監(jiān)測業(yè)務

環(huán)境監(jiān)測業(yè)務主要有：建設項目環(huán)境驗收監(jiān)測、污染源監(jiān)督監(jiān)測、排污申報委托監(jiān)測、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境評價監(jiān)測、社會委托測試、機動車尾氣檢測、室內(nèi)環(huán)境檢測、環(huán)保產(chǎn)品指標檢測、突發(fā)性環(huán)境污染事故監(jiān)測、信訪監(jiān)測、環(huán)境污染糾紛仲裁監(jiān)測、新化學品毒性檢測等，通過LIMS可以將這些業(yè)務在系統(tǒng)中實現(xiàn)，避免了因為安排任務的不詳細造成分析或檢驗方法的錯誤。

2.2 實現(xiàn)質(zhì)量控制數(shù)據(jù)的溯源

在LIMS中建立了空白、空白加標、樣品加標、樣品加標平行、樣品比對等多種質(zhì)控方法，在實驗室內(nèi)部，根據(jù)內(nèi)部質(zhì)量控制規(guī)定，按照10%隨時添加QC平行樣，并且分析員依據(jù)分析方法，嚴格進行空白、空白加標、平行樣、基體加標、基體加標平行、示蹤物加標等多種質(zhì)控方法。在實驗室外部，質(zhì)控部門可以不定期地將盲樣作為一個新的任務下達，實驗室完成分析后將數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)中，質(zhì)控部門可以據(jù)此判斷實驗室的分析質(zhì)量情況。

2.3 滿足國家實驗室認可的要求

環(huán)境監(jiān)測實驗室擁有完善的質(zhì)量管理體系，具備國家計量認證和國家實驗室認可等多項資質(zhì)，因此必須確保在LIMS系統(tǒng)上線后質(zhì)量管理體系依然能夠嚴格按照ISO/IEC 17025:2005的相關要求運行，分析人員與分析方法關聯(lián)，并通過授權才能實現(xiàn)結果的錄入，分析儀器的檢定周期也與分析方法關聯(lián)，保證儀器設備均在計量檢定/校準的有效期內(nèi)使用；此外LIMS系統(tǒng)充分體現(xiàn)了對實驗室人（人員）、機（設備）、料（樣品、試劑、標樣）、法（方法、質(zhì)量）、環(huán)（環(huán)境設施）等要素的全面管理，并通過在系統(tǒng)中嚴格按照審核流程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可追溯性，既滿足日常管理要求，又保證對分析數(shù)據(jù)的嚴格管理和控制，從而真正體現(xiàn)了LIMS系統(tǒng)對提升實驗室管理水平的巨大作用。

2.4 實現(xiàn)監(jiān)測報告的自動生成

應用LIMS系統(tǒng)后，進入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)會自動生成各種類型的格式報告，滿足實驗室的要求，將分析人員從枯燥的制作數(shù)據(jù)報告工作中解脫出來，并且由于系統(tǒng)已經(jīng)定義了準確的修約規(guī)則，系統(tǒng)會自動按照規(guī)定的修約規(guī)則進行修約，避免人為錯誤。

2.5 實現(xiàn)實驗室信息化管理

環(huán)境監(jiān)測實驗室需要一套科學、有效的實驗室管理系統(tǒng)軟件提高實驗室的工作效率和管理水平。LIMS系統(tǒng)通過對樣品檢驗流程、分析數(shù)據(jù)及報告、實驗室資源、客戶信息等要素的綜合管理，按照標準化實驗室管理規(guī)范，建立符合實驗室業(yè)務流程的質(zhì)量體系，實現(xiàn)實驗室信息化管理，將為實驗室提高分析水平、規(guī)范樣品檢測過程、降低實驗成本提供堅實的保證。

3 如何實施LIMS

3.1 基礎網(wǎng)絡和計算機環(huán)境

LIMS是一個信息應用軟件系統(tǒng)，依托實驗室內(nèi)部局域網(wǎng)和服務器系統(tǒng)，管理實驗室的日常業(yè)務流程及工作內(nèi)容，實現(xiàn)信息傳輸與共享，因而實施前必須具備一定的網(wǎng)絡運行環(huán)境。

3.2 完善的實驗工作流程

實施LIMS系統(tǒng)的一個重要目的是實現(xiàn)實驗室日常工作按照標準流程來執(zhí)行，若實驗室目前尚未具備程序化管理工作流程，各項管理工作隨機性很大，這對今后LIMS系統(tǒng)管理實驗室會帶來很大問題。因此在實施LIMS系統(tǒng)之前，實驗室應該制定出各項業(yè)務的工作流程，設計工作表單，使管理工作規(guī)范化。

3.3 遵循循序漸進原則

LIMS系統(tǒng)管理涉及實驗室的各個方面，甚至需要協(xié)調(diào)單位相關管理部門，所以系統(tǒng)建設很難一步到位，應該采取循序漸進策略，讓使用人員逐步了解、逐步消化、逐步掌握。實施前制定一個長期的實施計劃，分幾步解決不同階段的重點問題。

4 實施LIMS意義

4.1 減少工作量，提高效率

①通過儀器采集，減少手動錄入數(shù)據(jù)的麻煩，降低了出錯率；②通過定義公式實現(xiàn)了復雜繁瑣計算的自動完成；③系統(tǒng)自動根據(jù)每次測試的樣品數(shù)，計算出次均值，周期平均或日均值，降低了統(tǒng)計計算的工作，并且避免了統(tǒng)計出錯；④自動生成數(shù)據(jù)報表、報告，降低了手動統(tǒng)計數(shù)據(jù)的工作量。

4.2 規(guī)范了實驗室管理

通過LIMS加強了環(huán)境監(jiān)測實驗室的業(yè)務規(guī)范化程度，所有監(jiān)測任務在LIMS中進行統(tǒng)一安排，做到有序管理。并且在資源管理上實現(xiàn)了儀器檢定校準管理、標準物質(zhì)管理、人員上崗證管理以及庫存管理等，并且每一類都具備自動提醒功能，使整個實驗室的質(zhì)量管理工作更加嚴密。

4.3 通過查詢和統(tǒng)計功能提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的利用率

LIMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫儲存著所有實驗數(shù)據(jù)，能夠反映一定時間段內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)變化情況，通過相應的功能開發(fā)可以更好的對數(shù)據(jù)進行充分利用，并可以對元數(shù)據(jù)進行深度挖掘，系統(tǒng)分析。

4.4 科學決策

通過對人員工作量等方面進行統(tǒng)計以及對材料消耗方面進行核算，優(yōu)化實驗室的各種資源的分配；通過對儀器使用情況的統(tǒng)計，可以了解儀器的使用性能，對儀器生產(chǎn)廠商作出科學評價，為領導正確決策創(chuàng)造條件；通過長期的分析監(jiān)測找到趨勢，從而發(fā)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)的異常，避免了質(zhì)量事故，真正做到提高質(zhì)量管理水平。

5 結語

環(huán)境監(jiān)測實驗室正經(jīng)歷一個由樣品分析、生成單一紙制報告到全面實現(xiàn)信息數(shù)字化的重大轉(zhuǎn)變。LIMS系統(tǒng)的出現(xiàn)也為實驗室的信息化變革提供了技術支持和有力保障。LIMS技術的成功應用將會極大地提高實驗室的管理能力和檢測、校準水平，促進實驗室各項檢測工作高效進行，提高實驗數(shù)據(jù)的時效性與準確性，為更好的滿足環(huán)境監(jiān)測方面日益增長的需求，提高環(huán)境監(jiān)測實驗室的核心競爭力提供巨大的幫助?！?/p>

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2010-01-14