李 松,羅代洪

0 引 言

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS:Laboratory Information Management System)是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室自動化和現(xiàn)代化管理的工具和手段,也是提高實(shí)驗(yàn)室工作標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的基礎(chǔ)[1]。目前,電子信息化在各行業(yè)管理中已得到廣泛應(yīng)用,從根本上把管理人員和分析人員從傳統(tǒng)的、繁重的手工操作中解放出來,提高了工作效率[2,3],并取得了較好效果[4-9]。

在國外發(fā)達(dá)國家,LIMS普遍應(yīng)用于制藥、石油、化工等各行業(yè)的分析測試實(shí)驗(yàn)室。與發(fā)達(dá)國家相比,國內(nèi)LIMS研究和開發(fā)工作相對滯后。目前,LIMS已應(yīng)用于我國眾多領(lǐng)域,并已在石油化工、醫(yī)療醫(yī)藥、食品煙草、檢疫檢驗(yàn)、機(jī)械制造和環(huán)境保護(hù)等相關(guān)領(lǐng)域都有文獻(xiàn)報(bào)道。然而,大部分LIMS產(chǎn)品多注重管理功能,在數(shù)據(jù)采集與識別方面,還存在一定的缺陷。為適應(yīng)多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查和生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查等工作任務(wù)的新要求,筆者通過總結(jié)有機(jī)分析流程特點(diǎn),在地質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)首次設(shè)計(jì)并研發(fā)出一套適合有機(jī)分析實(shí)驗(yàn)室管理的LIMS系統(tǒng),該系統(tǒng)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。

國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心有機(jī)實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(Org-LIMS)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證的要求,以ISO/ICE17025:2005、CNAS-CL01:2006標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范為依據(jù),利用Sybase Powerbuilder可視化數(shù)據(jù)庫集成開發(fā)工具完成LIMS底層數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工作,并結(jié)合有機(jī)分析實(shí)驗(yàn)室實(shí)際工作需要,在Org-LIMS目標(biāo)客戶群中開展了大量調(diào)研工作而設(shè)計(jì)的。該系統(tǒng)包含樣品管理、客戶管理、檢測方案、任務(wù)分配、數(shù)據(jù)傳遞、質(zhì)量控制與報(bào)告審核等功能模塊,實(shí)現(xiàn)了對有機(jī)分析過程中在測樣品、分析數(shù)據(jù)、質(zhì)量評價(jià)、分析人員和委托客戶等信息的數(shù)據(jù)管理,以方便相關(guān)測試人員便捷使用。

Org-LIMS在有機(jī)污染物分析測試技術(shù)上的有效應(yīng)用,克服了人工常規(guī)管理模式的弊端,加強(qiáng)了測試服務(wù)質(zhì)量管理的自動化處理與識別,對加強(qiáng)作業(yè)過程控制和提高測試報(bào)告質(zhì)量起到了積極作用,同時(shí)也對相關(guān)存儲信息的二次開發(fā)與利用提供了必要的研究基礎(chǔ)。該系統(tǒng)的使用,對于優(yōu)化質(zhì)量管理程序、提高質(zhì)量控制水平發(fā)揮了重要作用。

1 Org-LIMS服務(wù)項(xiàng)目

有機(jī)分析研究室是國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心對外測試服務(wù)的重要組成部分,其主要任務(wù)是承擔(dān)環(huán)境地質(zhì)樣品、有機(jī)地球化學(xué)樣品中有機(jī)物(或有機(jī)污染物)分析。近年來,有機(jī)室相繼承擔(dān)了中國地質(zhì)調(diào)查局、中國地質(zhì)科學(xué)院、中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院、中國科學(xué)院、上海地質(zhì)調(diào)查院、北京地質(zhì)大學(xué)(北京)、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)及相關(guān)企業(yè)和公司等單位的檢測服務(wù)工作。樣品檢測依據(jù)主要為美國環(huán)境保護(hù)署方法和中國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

為適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的需求,積極向社會出具高質(zhì)量的檢測報(bào)告,有機(jī)分析研究室對相關(guān)地質(zhì)樣品檢測服務(wù)項(xiàng)目進(jìn)行了認(rèn)證申請,并順利通過國家技術(shù)監(jiān)督局、中國實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可委員會評審的現(xiàn)場考核。

2 人工管理模式存在的弊端

實(shí)驗(yàn)室采用人工管理模式時(shí),信息保留的載體是紙件,信息傳遞的方式是手工記錄或口頭傳達(dá)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室的服務(wù)內(nèi)容和測試任務(wù)發(fā)展到一定規(guī)模后,來源于不同部門各種信息的數(shù)量急劇增加,致使負(fù)責(zé)樣品測試過程質(zhì)量控制或質(zhì)量管理部門的承載力不夠,從而對實(shí)驗(yàn)室相關(guān)信息的保存、傳遞和利用等產(chǎn)生了不利影響,最終影響了委托樣品的測試周期,降低了測試報(bào)告的質(zhì)量與生成效率。

實(shí)驗(yàn)室人工管理模式受制于當(dāng)事人個(gè)體主觀意識或情緒的影響。疏忽與大意常常代表著人工管理模式的弊端。如檢測報(bào)告中委托單位名稱與委托合同內(nèi)容不符、檢測報(bào)告測試項(xiàng)目與客戶委托項(xiàng)目不符、檢測報(bào)告頁碼不連續(xù)、檢測報(bào)告數(shù)據(jù)結(jié)果有空缺或遺失現(xiàn)象、測試過程質(zhì)量控制指標(biāo)結(jié)果溢出指標(biāo)范圍、樣品溶液稀釋倍數(shù)計(jì)算有誤、樣品平行分析結(jié)果不達(dá)標(biāo)或空白基體干擾嚴(yán)重、有機(jī)化合物在色譜圖中的出峰順序有誤、檢測報(bào)告字體字號不一致以及頁面設(shè)置不統(tǒng)一等不符合質(zhì)量管理規(guī)范的內(nèi)容時(shí)有發(fā)生,且不易審出。

實(shí)驗(yàn)室采用人工管理模式引發(fā)的影響檢測報(bào)告服務(wù)質(zhì)量的諸多問題,重復(fù)出現(xiàn)的可能性較多,致使校核或?qū)徍巳藛T需重復(fù)審閱和多次批改,牽扯精力較多,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,并最終影響檢測報(bào)告報(bào)出的時(shí)效性。為進(jìn)一步提高測試分析的服務(wù)質(zhì)量,需統(tǒng)一的報(bào)告編制模版,并能自動過濾或提醒報(bào)告格式上的問題,提高檢測報(bào)告審核過程的自動化程序,減少勞動強(qiáng)度,提高工作效率。

3 Org-LIMS開發(fā)與運(yùn)行

國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心自主研發(fā)的Org-LIMS軟件利用Sybase Powerbuilder可視化數(shù)據(jù)庫集成開發(fā)工具進(jìn)行程序編輯,設(shè)計(jì)了樣品管理、客戶管理、檢測方案、任務(wù)分配、數(shù)據(jù)傳遞、質(zhì)量控制與審核等功能模塊,實(shí)現(xiàn)了對有機(jī)樣品分析全過程的電子化數(shù)據(jù)庫管理方式,并采用分級開發(fā)、分步實(shí)施和逐步整合的開發(fā)策略。該軟件基于客戶端/服務(wù)器(C/S:Client/Server)架構(gòu),采用Microsoft SQL Server 2000后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),客戶端操作系統(tǒng)要求在Microsoft Windows XP+SP2、內(nèi)存256 MByte、MSOffice 97及其以上版本環(huán)境中運(yùn)行,可在外網(wǎng)環(huán)境中運(yùn)行使用。

Org-LIMS系統(tǒng)研發(fā)成果是國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心具有自主知識產(chǎn)權(quán)的LIMS軟件,同時(shí)在地質(zhì)系統(tǒng)有機(jī)分析實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域中也是首個(gè)使用者。該軟件的成功試用,對于促進(jìn)有機(jī)實(shí)驗(yàn)室檢測業(yè)務(wù)管理的客觀獨(dú)立、公平公正起到了示范作用,確保了樣品測試結(jié)果質(zhì)量。國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心Org-LIMS的研發(fā)技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 有機(jī)LIMS研發(fā)技術(shù)路線Fig.1 The technological route for Org-LIMS

3.1 Org-LIMS應(yīng)用流程

有機(jī)樣品的委托業(yè)務(wù)登記由委托人提出,業(yè)務(wù)管理人員在Org-LIMS中將委托人相關(guān)信息輸入數(shù)據(jù)庫,如委托單位、聯(lián)系方式、樣品信息和檢測項(xiàng)目等內(nèi)容。Org-LIMS委托合同的樣品信息登記頁面如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)室對所受理的樣品進(jìn)行委托登記錄入并編制唯一性標(biāo)識后,質(zhì)量負(fù)責(zé)部門按照質(zhì)量管理受控文件的相關(guān)要求制定批次樣品分析過程的質(zhì)量控制方案,并由技術(shù)負(fù)責(zé)人按照一定的技術(shù)規(guī)范要求分配檢測任務(wù)。

有機(jī)樣品分析過程的質(zhì)量控制方案一般采用添加替代物方式監(jiān)控每件樣品的質(zhì)量分析過程,特殊樣品需安排平行樣品分析或基體相似的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)樣品分析,以便較好地監(jiān)控樣品分析全過程質(zhì)量,保障測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。檢測人員依據(jù)指定方案進(jìn)行檢測,并對認(rèn)為可疑的樣品結(jié)果進(jìn)行復(fù)查或復(fù)測,待測量結(jié)果確認(rèn)無誤后,提交完整的檢測結(jié)果和測試記錄,用以證明測量結(jié)果的真實(shí)性、可靠性和有效性。不同檢測批次或內(nèi)容的數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)過一審、二審和三審后合成最終版本的檢測報(bào)告并報(bào)批質(zhì)量負(fù)責(zé)人審核,經(jīng)其簽字同意后蓋章并寄發(fā)檢測報(bào)告。國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心有機(jī)化合物檢測分析流程如圖3所示,有機(jī)測試檢測報(bào)告在Org-LIMS中的下載頁面如圖4所示。

圖2 有機(jī)樣品合同管理Fig.2 Sample and contract management for organic compounds

圖3 有機(jī)樣品檢測分析流程圖Fig.3 Organic sample analysis workflows

圖4 自動合成的有機(jī)測試報(bào)告Fig.4 Organic compounds test report by automatic synthesis

3.2 Org-LIMS質(zhì)量評價(jià)

有機(jī)樣品分析的質(zhì)量管理主要是以平行樣品相對標(biāo)準(zhǔn)偏差、實(shí)驗(yàn)過程空白測量、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和單個(gè)樣品替代物添加回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果等評價(jià)檢測過程的有效性。其中替代物是有機(jī)樣品分析過程中重要的質(zhì)量評價(jià)指標(biāo),在樣品預(yù)處理前定量加入樣品中,可有效監(jiān)控目標(biāo)化合物在檢測過程中的損失或玷污[10]。Org-LIMS為每批替代物測量結(jié)果自動繪制質(zhì)量控制圖,用以直觀評價(jià)每批樣品檢測過程的有效性。替代物質(zhì)量控制圖中的測量回收結(jié)果若存在明顯超出質(zhì)量控制區(qū)間現(xiàn)象,審核人員應(yīng)對該樣品密切關(guān)注并查找原因。國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心Org-LIMS中批量樣品替代物的質(zhì)量控制圖如圖5所示,樣品分析的質(zhì)量控制報(bào)告如圖6所示。

圖5 替代物的質(zhì)量評價(jià)圖Fig.5 The quality evaluation charts of surrogate

圖6 樣品的質(zhì)量控制報(bào)告Fig.6 The quality control report of sample

4 結(jié) 語

檢測業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用信息化管理方式,可有效避免常規(guī)人工管理方式帶來的弊端,增加了實(shí)驗(yàn)室管理的科學(xué)性和規(guī)范性。國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心在地質(zhì)系統(tǒng)實(shí)施Org-LIMS建設(shè),是對有機(jī)樣品委托檢測全流程分析的質(zhì)量管理和質(zhì)量監(jiān)控的首次嘗試,同時(shí)也是對實(shí)驗(yàn)室實(shí)施現(xiàn)代化管理經(jīng)驗(yàn)的有益補(bǔ)充。該系統(tǒng)的使用,對優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理程序、提高實(shí)驗(yàn)測試質(zhì)量控制水平等發(fā)揮了重要作用。

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