實驗室信息管理系統(tǒng)在毒品檢測實驗室的應(yīng)用

孫玉晗，周明哲，夏敬國

（1.國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心光電部醫(yī)療器械二室，北京100190；2.公安部禁毒情報技術(shù)中心毒品分析室，北京100193；3.珀金埃爾默儀器（上海）有限公司 北京分公司，北京 100022）

目前，國內(nèi)的毒品檢測實驗室很多，每年需要檢測的毒品數(shù)量有數(shù)萬件，很多檢驗結(jié)果都可能作為定罪量刑的重要依據(jù)。因此，對實驗室檢測結(jié)果的質(zhì)量監(jiān)控是非常重要的，其直接關(guān)系到對犯罪嫌疑人、被告人進行定罪量刑的準(zhǔn)確性。經(jīng)過調(diào)查，很多毒品檢測實驗室沒有質(zhì)量保證體系；有些具有初步質(zhì)量保證體系的實驗室其質(zhì)量監(jiān)控的范圍很有限，且過程復(fù)雜繁瑣，不適應(yīng)大量數(shù)據(jù)的監(jiān)控需求。本文介紹了一種基于計算機數(shù)據(jù)庫平臺的實驗室信息管理系統(tǒng)（Laboratory Information Management System， 簡 稱LIMS）來構(gòu)建實驗室質(zhì)量保證體系，其具有監(jiān)控范圍廣、處理速度快、自動化程度高、程序?qū)徍藝?yán)格等特點，具有非常實用的應(yīng)用價值。

1 主要功能

實驗室信息管理系統(tǒng)，是一種使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和信息管理技術(shù)的實驗室自動化新模式，由計算機硬件和應(yīng)用軟件組成，能完成實驗室數(shù)據(jù)和信息的收集、處理和管理等任務(wù)[1]。LIMS的典型特點是將實驗室的分析儀器（如色譜儀）同一個或多個工作站及計算機連接起來。通過儀器接口把分析儀器的分析數(shù)據(jù)傳送到計算機上，這些數(shù)據(jù)在計算機上將會被整理成更有用的信息，而這些信息將會根據(jù)實際需要，被分類整理成各種各樣的報告。一個典型的LIMS應(yīng)該能夠管理實驗室從樣品登記到報告最終結(jié)果的整個過程中的各種數(shù)據(jù)[2]。

LIMS的功能通過一系列的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，這些程序與數(shù)據(jù)庫中的各條記錄進行交互作用、訪問并進行更新（見圖1）。

圖1 軟件模塊和LIMS數(shù)據(jù)庫

表1概括了LIMS在分析和管理兩個層次上可能具備的各種功能。這些任務(wù)劃分為若干部分，下面分別進行簡要的討論。

1.1 樣品管理

該程序模塊負(fù)責(zé)跟蹤樣品從進入實驗室，到所有分配的檢測工作完成并認(rèn)可。在這個過程中，可以自動生成樣品接受單，并自動為樣品分配適當(dāng)?shù)臋z測。樣品在計算機中登記的時候，可以生成一個唯一的LIMS編號，并打印包含條碼識別的樣品標(biāo)簽，貼在樣品袋上。這樣，以后分析過程中的樣品標(biāo)識問題即便不能完全避免，至少可以大大減少。使用者起碼能夠通過條碼記錄樣品的位置，進而對樣品進行跟蹤。假如樣品需要分樣，該軟件可以跟蹤各個部分，直到分析完成。

1.2 樣品狀態(tài)

與樣品管理模塊有關(guān)的是樣品的狀態(tài)，在數(shù)據(jù)庫的有關(guān)記錄中，樣品狀態(tài)可以是數(shù)值，也可以是縮寫。在一個具體的分析階段完成后，樣品狀態(tài)由應(yīng)用軟件自動更新，再用來監(jiān)視樣品在實驗室中的進展。報告模塊可以參考這個狀態(tài)字段，以產(chǎn)生要提交的報告或任何樣品的狀態(tài)一覽顯示。

1.3 數(shù)據(jù)錄入和采集

結(jié)果和觀察值可以通過鍵盤手動輸入，或從在線的儀器自動讀取輸入。該程序負(fù)責(zé)把這些結(jié)果輸入到相應(yīng)的分析記錄中。如果LIMS具有色譜數(shù)據(jù)自動采集軟件，則程序也可以用來把色譜結(jié)果自動傳送到數(shù)據(jù)庫中。從原始數(shù)據(jù)到最終結(jié)果的數(shù)據(jù)歸納也可以由數(shù)據(jù)庫軟件完成，根據(jù)操作的復(fù)雜程度，可以自動進行，或者由人工干預(yù)完成。

1.4 樣品分析

樣品常常要做多種檢測，每個檢測也許要進行一次或重復(fù)多次。本模塊的用途是確保在所有需要的檢測都檢查完成和核實后才能發(fā)布。經(jīng)常需要對樣品進行重新分析，并由該軟件校核附加的結(jié)果。如果采用標(biāo)準(zhǔn)方法，它們可以在線存儲，并且只能由授權(quán)人員修改。

表1 分析和管理層次上的LIMS功能清單

1.5 工作流管理

工作的合理安排可以使實驗室的資源得到充分利用。工作流的調(diào)度有各種形式，例如為實驗室人員編制任務(wù)單，同時為分析準(zhǔn)備樣品。工作的自動安排和調(diào)度是一個非常有用的功能，特別是當(dāng)所使用的物質(zhì)資源的穩(wěn)定性有問題，或者準(zhǔn)備做一系列的實驗時，系統(tǒng)可以自動通知分析工作者下一個要做的試驗，或提醒他們要分析的樣品已經(jīng)過期。還可以設(shè)置和修改樣品的優(yōu)先級，以便將緊急的樣品置于任務(wù)單的前面，而不太重要的工作可以等一下。這樣的系統(tǒng)應(yīng)該在考慮計算優(yōu)先級的同時，也要把樣品的壽命考慮在內(nèi)。

1.6 報告

報告程序是校核相應(yīng)樣品的所有檢測結(jié)果，并將其與預(yù)期的范圍或與數(shù)據(jù)庫中預(yù)先設(shè)置的容許值相比較而得出結(jié)論。只要數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)定義了規(guī)格指標(biāo)，那么當(dāng)樣品沒有通過各級規(guī)格指標(biāo)的時候，都會用高亮度顯示有問題的地方。如果需要，結(jié)果還可以傳遞給LIMS計算機或外部機器上的字處理系統(tǒng)。這將減少檢查抄寫的錯誤，比重新錄入一次會更快、更有效。數(shù)據(jù)庫為用戶集成了查詢功能，對通用查詢則使用預(yù)定義的搜索，而對特定信息則采用自定義查詢。

1.7 實驗室管理

LIMS具有以下實驗室基本管理功能：樣品庫的管理和標(biāo)準(zhǔn)品庫的管理，以及檢測流程的監(jiān)控。采用對各個具體檢測進行分析的樣品統(tǒng)計報告，可以評定實驗室的資源是否得到有效的利用。不過，早期提供的功能僅僅比使用算術(shù)運算的功能稍稍多一些，全面的實驗室管理能力還在繼續(xù)開發(fā)和完善之中[3]。

2 整體方案

國家毒品實驗室信息管理系統(tǒng)是根據(jù)公安部禁毒情報技術(shù)中心毒品分析室檢驗分析和質(zhì)量管理的要求，基于美國珀金埃爾默儀器有限責(zé)任公司（簡稱美國PE公司）的LABWORKS LIMS平臺進行配置、定制和二次開發(fā)的實驗室信息管理系統(tǒng)，實施范圍涵蓋公安部禁毒情報技術(shù)中心國家毒品實驗室及其質(zhì)量管理部門，用戶包括毒品檢測實驗室內(nèi)有需要質(zhì)量監(jiān)控的生產(chǎn)裝置和研究室，對毒品檢測實驗室內(nèi)人員、物品、檢測、流程等因素進行了全方位的監(jiān)控和管理。

系統(tǒng)從2010年5月開始實施，2011年1月首次上線運行，2011年3月通過首期項目驗收，為國家毒品實驗室的高效和科學(xué)運作提供了平臺，對實驗室工作的各個執(zhí)行環(huán)節(jié)實現(xiàn)了量化管理，統(tǒng)一管理樣品全生命周期的所有數(shù)據(jù)，達(dá)到了首期項目的技術(shù)要求。

國家毒品實驗室的LIMS的首期項目主要包括三大塊：毒品庫的管理、標(biāo)準(zhǔn)品庫的管理以及訴訟樣品的檢測流程監(jiān)控。在毒品庫和標(biāo)準(zhǔn)品庫的管理方面，LIMS實現(xiàn)了出入庫登記、庫存管理、領(lǐng)用記錄、歸還和銷毀記錄、有效期管理等的實時監(jiān)控。實驗室管理人員可以隨時對實驗室內(nèi)毒品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的情況進行監(jiān)控和管理，安全有效。在訴訟樣品的檢測流程監(jiān)控方面，LIMS實現(xiàn)了分級運行、權(quán)力限制、三級審核和自動報告的功能。送檢樣品在實驗室內(nèi)從樣品受理到結(jié)果報告的流程中，要經(jīng)過受理人、分析師、審核人和批準(zhǔn)人四級獨立管理。同時，樣品的檢驗記錄要經(jīng)過分析師、審核人和批準(zhǔn)人三級審核才能通過，流程中所有的方法均已固定化和標(biāo)準(zhǔn)化，所有的計算過程均由系統(tǒng)自動完成。最后通過審核的結(jié)果可由系統(tǒng)自動生成報告，包括不確定度等因素均由系統(tǒng)自動導(dǎo)出，既準(zhǔn)確又方便。

3 運行和監(jiān)控流程

國家毒品實驗室的樣品檢測流程基本分為四個步驟：樣品受理、樣品分析、數(shù)據(jù)審核和報告發(fā)出（見圖 3～4）。

圖3 訴訟樣品的檢驗流程

圖4 訴訟樣品檢驗流程的LIMS監(jiān)控

3.1 樣品受理

國家毒品實驗室不負(fù)責(zé)抽樣，僅對送檢樣品負(fù)責(zé)。根據(jù)2001年8月23日公安部禁毒局218號文件通知印發(fā)的《公安機關(guān)繳獲毒品管理規(guī)定》中的規(guī)定，運輸毒品應(yīng)當(dāng)由兩名以上公安民警負(fù)責(zé)押運。當(dāng)兩名送樣人員將送檢樣品送至國家毒品實驗室后，在監(jiān)視攝像頭正對稱量操作臺并開始記錄的條件下，由實驗室受理人口頭指導(dǎo)，送樣人員對樣品進行開封、稱量、分裝和封裝，樣品被要求分成三份，兩份用于檢驗，一份留存以備復(fù)檢。封裝完畢后，受理人將樣品相關(guān)信息錄入LIMS，并打印樣品標(biāo)簽和受理登記表。標(biāo)簽中包含樣品的編號信息，貼在樣品包裝上。受理登記表一式三份，雙方檢查后簽字確認(rèn)。最后，受理人將兩份樣品分別分給兩名分析師，并將留存樣品、受理登記表副本和監(jiān)視記錄一并封裝，交給樣品管理員保存在毒品庫中。

3.2 樣品分析

獲得樣品的分析師登錄LIMS，根據(jù)樣品標(biāo)簽查看工作任務(wù)后，按照國家毒品實驗室制定的標(biāo)準(zhǔn)方法進行檢測。檢測時分析師會自己加入兩份與被檢目標(biāo)物相同主成份的質(zhì)量控制樣本（分別為高濃度和低濃度）進行批次質(zhì)量監(jiān)控。檢測完成后將數(shù)據(jù)上傳至LIMS中，并檢驗數(shù)據(jù)受否正確。當(dāng)質(zhì)控樣品結(jié)果符合實驗室要求時，分析師確認(rèn)檢測結(jié)果并提交原始檢測案卷。否則分析師須重新進行樣品分析。

3.3 數(shù)據(jù)審核

一般選擇受理人作為審核人，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的審核和報告的編制。審核人負(fù)責(zé)審核分析流程的規(guī)范性和分析結(jié)果的正確性。分析流程的規(guī)范性包括數(shù)據(jù)上傳的方式是否正確，除非有實驗室管理層批準(zhǔn)，原則上要求LIMS中的原始數(shù)據(jù)均是儀器自動采集的結(jié)果，不能是人工手動上傳的結(jié)果。分析結(jié)果的正確性包括質(zhì)量控制樣品的檢測結(jié)果是否準(zhǔn)確，以及兩名分析師的樣品分析結(jié)果的相對誤差是否在實驗室規(guī)定范圍之內(nèi)。當(dāng)審核結(jié)果符合實驗室要求時，審核人確認(rèn)審核結(jié)果并編制審核報告和分析結(jié)果報告。否則審核人須通知分析師重新進行樣品分析。

3.4 報告發(fā)出

審核人將編制好的分析結(jié)果報告提交給授權(quán)簽字人審核。授權(quán)簽字人一般為實驗室管理層，熟悉實驗室的各項檢測工作，如實驗室主任、實驗室負(fù)責(zé)人、技術(shù)主管、質(zhì)量主管等。授權(quán)簽字人負(fù)責(zé)審核樣品分析的流程是否正確、實驗室人員設(shè)施條件是否滿足分析要求、分析結(jié)果報告中闡述是否清晰正確（如是否應(yīng)該注明不確定度信息）等。當(dāng)上述要素均符合實驗室要求時，授權(quán)簽字人簽字批準(zhǔn)報告發(fā)出。最后，審核人負(fù)責(zé)整理原始案卷，包括受理登記表、檢測案卷、審核案卷和結(jié)果報告，交給實驗室檔案文件管理員存檔。

4 結(jié)語

本文研究開發(fā)的毒品檢測實驗室信息管理系統(tǒng)，經(jīng)過現(xiàn)場的實際運行，不僅滿足了實驗室毒品和標(biāo)準(zhǔn)品管理的需要，還能對樣品檢測的全流程進行有效的輔助計算和監(jiān)控，有效地減少了實驗室管理人員的工作量，提高了實驗室檢測流程的自動化程度，提升了實驗室檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，促進了檢測實驗室透明化和規(guī)范化發(fā)展，是認(rèn)可實驗室中非常有效的輔助工具。

參考文獻(xiàn)：

[1]石玉玲.實用醫(yī)學(xué)實驗室信息管理系統(tǒng)[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2011：1-2.

[2]張志檁.化工實驗室信息管理系統(tǒng)LIMS[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：26-29.

[3]叢玉隆，王成彬，毛遠(yuǎn)麗，等.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)實驗室管理與認(rèn)可實踐[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2011：11-12.