淺談環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用LIMS的意義

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(shí)驗(yàn)室應(yīng)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(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)（LIMS）的概念、功能、特點(diǎn)，以環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室信息系統(tǒng)為例，描述了環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室LIMS的設(shè)計思路和實(shí)施方法。

LIMS 環(huán)境 監(jiān)測 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的管理流程和檢測能力提出了與國際接軌的技術(shù)要求。中國加入世貿(mào)，國外實(shí)驗(yàn)室紛紛設(shè)立了獨(dú)資和合作實(shí)驗(yàn)室，其標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室管理和質(zhì)量保障體系已對環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室提出了挑戰(zhàn)。

與此同時，計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用向各領(lǐng)域逐步深入，誕生出實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS），它在試樣接收、實(shí)驗(yàn)分析、質(zhì)量控制、實(shí)驗(yàn)方法等方面實(shí)現(xiàn)了全程跟蹤管理，使實(shí)驗(yàn)人員實(shí)時掌握樣品所在位置、所處狀態(tài)和分析結(jié)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(shí)驗(yàn)室如何利用先進(jìn)的LIMS技術(shù)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(guān)系到環(huán)境檢測報告數(shù)據(jù)的時效性與準(zhǔn)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(dǎo)意義，也是擺在環(huán)境監(jiān)測人員面前的一項(xiàng)重大議題。

1 LIMS簡介

1.1 實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）

實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)是由計算機(jī)硬件和應(yīng)用軟件組成，能夠完成實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和信息的采集、分析、報告和管理。LIMS基于計算機(jī)局域網(wǎng)，專門針對一個實(shí)驗(yàn)室的整體環(huán)境而設(shè)計，是一個包括了信號采集設(shè)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(shí)驗(yàn)室為中心，將實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)流程、環(huán)境、人員、儀器設(shè)備、標(biāo)物標(biāo)液、化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)方法、圖書資料、文件記錄、科研管理、項(xiàng)目管理、客戶管理等等影響分析數(shù)據(jù)的因素有機(jī)結(jié)合起來，采用先進(jìn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)室管理思想，組成一個全面、規(guī)范的管理體系，為實(shí)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(shí)施，成本嚴(yán)格控制，人員量化考核，實(shí)驗(yàn)室管理水平整體提高等各方面提供技術(shù)支持，是連接實(shí)驗(yàn)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(jìn)的數(shù)理統(tǒng)計技術(shù)，如方差分析、相關(guān)和回歸分析、顯著性檢驗(yàn)、累積和控制圖、抽樣檢驗(yàn)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(guān)鍵因素。

1.2 ISO/IEC 17025:2005與LIMS

國際標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可準(zhǔn)則》國際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是對實(shí)驗(yàn)室能力進(jìn)行認(rèn)可的依據(jù)，也為檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室建立質(zhì)量、行政和技術(shù)運(yùn)作的管理體系，以及為實(shí)驗(yàn)室的客戶，法定管理機(jī)構(gòu)對實(shí)驗(yàn)室能力進(jìn)行確認(rèn)或承認(rèn)提供指南。

實(shí)驗(yàn)室建立、實(shí)施和維持與其活動范圍相適應(yīng)的質(zhì)量體系是規(guī)范實(shí)驗(yàn)室行為的基本準(zhǔn)則，是確保實(shí)驗(yàn)室檢測和校準(zhǔn)結(jié)果所需的程序，是履行為客戶提供檢測和校準(zhǔn)服務(wù)質(zhì)量的承諾，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量方針和質(zhì)量目標(biāo)的保證。在最新版的ISO/IEC 1702:2005中主要提倡持續(xù)改進(jìn)，更加強(qiáng)調(diào)管理者的職責(zé)，管理者只有對自己負(fù)責(zé)的實(shí)驗(yàn)室情況有一個非常清楚的了解才能更加準(zhǔn)確的決策。通過建立LIMS系統(tǒng)，使實(shí)驗(yàn)室相關(guān)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(zhǔn)確度的統(tǒng)計、儀器使用率、設(shè)備完好率、材料庫存量等信息隨時可以查詢出來，為領(lǐng)導(dǎo)正確決策提供依據(jù)，避免重復(fù)采購的浪費(fèi)，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(shí)和有效執(zhí)行，并規(guī)范實(shí)驗(yàn)室工作人員行為，監(jiān)督實(shí)驗(yàn)過程，減少或避免不良因素對實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的影響，并能及時準(zhǔn)確了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，反映被檢對象的真實(shí)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(wù)

環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)主要有：建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境驗(yàn)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(jī)動車尾氣檢測、室內(nèi)環(huán)境檢測、環(huán)保產(chǎn)品指標(biāo)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(xué)品毒性檢測等，通過LIMS可以將這些業(yè)務(wù)在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，避免了因?yàn)榘才湃蝿?wù)的不詳細(xì)造成分析或檢驗(yàn)方法的錯誤。

2.2 實(shí)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(biāo)、樣品加標(biāo)、樣品加標(biāo)平行、樣品比對等多種質(zhì)控方法，在實(shí)驗(yàn)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(yán)格進(jìn)行空白、空白加標(biāo)、平行樣、基體加標(biāo)、基體加標(biāo)平行、示蹤物加標(biāo)等多種質(zhì)控方法。在實(shí)驗(yàn)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(wù)下達(dá)，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室的分析質(zhì)量情況。

2.3 滿足國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的要求

環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室擁有完善的質(zhì)量管理體系，具備國家計量認(rèn)證和國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可等多項(xiàng)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(yán)格按照ISO/IEC 17025:2005的相關(guān)要求運(yùn)行，分析人員與分析方法關(guān)聯(lián)，并通過授權(quán)才能實(shí)現(xiàn)結(jié)果的錄入，分析儀器的檢定周期也與分析方法關(guān)聯(lián)，保證儀器設(shè)備均在計量檢定/校準(zhǔn)的有效期內(nèi)使用；此外LIMS系統(tǒng)充分體現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)室人（人員）、機(jī)（設(shè)備）、料（樣品、試劑、標(biāo)樣）、法（方法、質(zhì)量）、環(huán)（環(huán)境設(shè)施）等要素的全面管理，并通過在系統(tǒng)中嚴(yán)格按照審核流程實(shí)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(yán)格管理和控制，從而真正體現(xiàn)了LIMS系統(tǒng)對提升實(shí)驗(yàn)室管理水平的巨大作用。

2.4 實(shí)現(xiàn)監(jiān)測報告的自動生成

應(yīng)用LIMS系統(tǒng)后，進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(zhǔn)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(jìn)行修約，避免人為錯誤。

2.5 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室信息化管理

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

3 如何實(shí)施LIMS

3.1 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)環(huán)境

LIMS是一個信息應(yīng)用軟件系統(tǒng)，依托實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部局域網(wǎng)和服務(wù)器系統(tǒng)，管理實(shí)驗(yàn)室的日常業(yè)務(wù)流程及工作內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)信息傳輸與共享，因而實(shí)施前必須具備一定的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境。

3.2 完善的實(shí)驗(yàn)工作流程

實(shí)施LIMS系統(tǒng)的一個重要目的是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室日常工作按照標(biāo)準(zhǔn)流程來執(zhí)行，若實(shí)驗(yàn)室目前尚未具備程序化管理工作流程，各項(xiàng)管理工作隨機(jī)性很大，這對今后LIMS系統(tǒng)管理實(shí)驗(yàn)室會帶來很大問題。因此在實(shí)施LIMS系統(tǒng)之前，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該制定出各項(xiàng)業(yè)務(wù)的工作流程，設(shè)計工作表單，使管理工作規(guī)范化。

3.3 遵循循序漸進(jìn)原則

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

4 實(shí)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(shí)現(xiàn)了復(fù)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(shí)驗(yàn)室管理

通過LIMS加強(qiáng)了環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室的業(yè)務(wù)規(guī)范化程度，所有監(jiān)測任務(wù)在LIMS中進(jìn)行統(tǒng)一安排，做到有序管理。并且在資源管理上實(shí)現(xiàn)了儀器檢定校準(zhǔn)管理、標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量管理工作更加嚴(yán)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(shí)驗(yàn)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(yīng)的功能開發(fā)可以更好的對數(shù)據(jù)進(jìn)行充分利用，并可以對元數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，系統(tǒng)分析。

4.4 科學(xué)決策

通過對人員工作量等方面進(jìn)行統(tǒng)計以及對材料消耗方面進(jìn)行核算，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)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(xué)評價，為領(lǐng)導(dǎo)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(jié)語

環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室正經(jīng)歷一個由樣品分析、生成單一紙制報告到全面實(shí)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(shí)驗(yàn)室的信息化變革提供了技術(shù)支持和有力保障。LIMS技術(shù)的成功應(yīng)用將會極大地提高實(shí)驗(yàn)室的管理能力和檢測、校準(zhǔn)水平，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)檢測工作高效進(jìn)行，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時效性與準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)室的核心競爭力提供巨大的幫助。■

[1]楊海鷹.基于LIMS平臺的應(yīng)用技術(shù)探討[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2006(6):12.

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2010-01-14